DE112019004641T5

DE112019004641T5 - Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung

Info

Publication number: DE112019004641T5
Application number: DE112019004641.1T
Authority: DE
Inventors: Yuichiro Nakano; Yohei NAKAKURA
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2018-09-18
Filing date: 2019-07-24
Publication date: 2021-05-27
Also published as: US20210208195A1; WO2020059288A1; JP2020048036A; JP6838589B2

Abstract

Eine Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung erfasst einen Fehler in einer elektrischen Schaltung (10). Die Vorrichtung enthält eine AD-Wandlungsschaltung (22), einen Korrigierer (S3), eine Schwellenwerteinstellvorrichtung (S2, S5) und einen Fehlerdetektor (S4). Die AD-Wandlungsschaltung erfasst eine Spannung, die einem Strom entspricht, der durch ein Schaltungsfehlererfassungselement fließt, das mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist, oder eine Spannung, die an dem Schaltungsfehlererfassungselement anliegt, und wandelt die Spannung in einen digitalen Wert um. Der Korrigierer korrigiert den digitalen Wert, der von der AD-Wandlungsschaltung ausgegeben wird, oder einen Messwert als einen Spannungswert, der den digitalen Wert repräsentiert, in einen korrigierten Messwert als einen Wert einer Situation, in der ein Widerstandswert des Schaltungsfehlererfassungselementes im Voraus auf einen Standardwiderstandswert eingestellt wird. Die Schwellenwerteinstellvorrichtung stellt einen Schwellenwert, der mit dem korrigierten Messwert verglichen wird, auf näher bei einer Seite eines normalen Wertes als ein Grenzwert des korrigierten Messwertes, der auf der Grundlage eines Umwandlungsbereiches der AD-Wandlungsschaltung bestimmt wird, ein. Der Fehlerdetektor erfasst auf der Grundlage eines Vergleiches zwischen dem Schwellenwert, der durch die Schwellenwerteinstellvorrichtung eingestellt wird, und des korrigierten Messwertes, ob der Fehler in der elektrischen Schaltung auftritt.

Description

Querverweis auf betreffende Anmeldung
Diese Anmeldung basiert auf der am 18. September 2018 eingereichten japanischen Patentanmeldung Nr. 2018-174048 , deren Offenbarung hiermit durch Bezugnahme darauf enthalten ist.
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Fehlers in einer elektrischen Schaltung.
Stand der Technik
Eine Überstromerfassungsschaltung kann einen Überstrom erfassen, wie es in der Patentliteratur 1 beschrieben ist. Ein Stromwert, der über einen Shunt-Widerstand gemessen wird, kann in einen Spannungswert umgewandelt werden, und dann kann ein digitaler Wert bzw. Digitalwert, der den Spannungswert angibt, über eine AD-Wandlungsschaltung gelesen werden.
Literatur des Stands der Technik
Patentliteratur
Patentliteratur 1: JP 2000 - 134 955 A
Zusammenfassung der Erfindung
Zum Erfassen eines Überstroms kann ein digitaler Wert, der einen gemessenen Spannungswert angibt, mit einem Schwellenwert verglichen werden. Der entsprechende relationale Ausdruck bzw. Beziehungsausdruck, der eine Entsprechungsbeziehung zwischen einem gemessenen Spannungswert oder einem dem gemessenen Spannungswert entsprechenden Stromwert und einem digitalen Wert angibt, repräsentiert bzw. ist eine gerade Linie. Die Steigung der geraden Linie kann durch Ändern des Wertes eines Katalog-Widerstandswertes (im Folgenden als Katalog-Wert bezeichnet) eines verwendeten Widerstands eingestellt werden. Im Hinblick auf individuelle Unterschiede kann eine individuelle Korrektur der Beziehung zwischen dem gemessenen Spannungswert oder dem Stromwert, der dem gemessenen Spannungswert entspricht, und dem digitalen Wert notwendig sein.
Zur Erhöhung der Erfassungsauflösung des Spannungswertes und des dem Spannungswert entsprechenden Stromwertes kann die Neigung bzw. Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes bis zu einem gewissen Ausmaß erhöht werden. Daher kann es notwendig sein, einen Widerstand zu verwenden, der einen Widerstandswert aufweist, der die Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes bis zu einem gewissen Ausmaß erhöht.
Der Schwellenwert zum Erfassen eines Überstroms ist ein Wert, gemäß dem ein Überstrom in einer Situation erfasst werden kann, in der der normale Stromwert den Schwellenwert etwas überschreitet. Im Hinblick darauf ist es vorteilhaft, wenn der Schwellenwert niedriger ist.
Da der Widerstand eine Temperaturabhängigkeit aufweist, weist die Beziehung zwischen dem Spannungswert, der durch den Widerstand erfasst wird, oder dem Stromwert, der dem Spannungswert entspricht, und dem digitalen Wert ebenfalls eine Temperaturabhängigkeit auf. Mit anderen Worten, auch wenn der Stromwert derselbe normale Wert ist, kann der ausgegebene digitale Wert schwanken. Daher kann es eine Grenze für die Verringerung des Schwellenwertes geben.
Wenn andererseits der Schwellenwert auf einen übermäßig hohen Wert eingestellt wird, kann der Überstrom in vielen Situationen nicht erfasst werden. Daher ist es vorteilhaft, den Schwellenwert nicht auf zu hoch einzustellen.
Bei einem Erfassen eines Überstroms kann es notwendig sein, den Schwellenwert derart innerhalb eines Bereiches einzustellen, dass der normale Stromwert nicht irrtümlicherweise als Überstrom erfasst wird, auch wenn individuelle Unterschiede berücksichtigt werden, und dass der Überstrom schnell erfasst werden kann.
Der Bereich der Größe bzw. der Magnitude bzw. des Betrags des analogen Signals, in dem die AD-Wandlungsschaltung in einen digitalen Wert umwandeln kann, ist fest. Wenn die Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes größer ist, kann der digitale Wert leicht die obere Grenze des digitalen Wertes erreichen, der durch die AD-Wandlungsschaltung ausgegeben werden kann. In einer Situation, in der der dem Spannungswert entsprechende digitale Wert die obere Grenze des digitalen Wertes überschreitet, der durch die AD-Wandlungsschaltung ausgegeben werden kann, wird unabhängig von der Magnitude des gemessenen Spannungswertes der obere Grenzwert ausgegeben. Wenn der Spannungswert, der durch den Schwellenwert repräsentiert wird, größer als der Spannungswert ist, der durch den oberen Grenzwert des digitalen Wertes repräsentiert wird, kann ein Überstrom nicht erfasst werden. Daher ist es notwendig, dass der Spannungswert, der durch den Schwellenwert repräsentiert wird, kleiner als der obere Grenzwert des digitalen Wertes ist.
In einer Situation, in der die Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes verringert wird, überschreitet der Spannungswert, der durch den Schwellenwert repräsentiert wird, nicht leicht den Spannungswert, der durch den oberen Grenzwert des digitalen Wertes repräsentiert wird, da der digitale Wert, der demselben Spannungswert entspricht, zu einem kleineren Wert wird. Mit anderen Worten, um den Spannungswert, der durch den Schwellenwert repräsentiert wird, auf einen kleineren Wert als den Spannungswert einzustellen, der durch den oberen Grenzwert des digitalen Wertes repräsentiert wird, kann bzw. muss die Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes auf kleiner eingestellt werden. Wie es oben beschrieben wurde, kann jedoch die Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes aufgrund der Erfassungsauflösung nicht auf sehr klein eingestellt werden.
Da ein Widerstand zur Spannungsmessung verwendet wird und der Widerstandswert des Widerstands individuelle Unterschiede aufweist, kann es notwendig sein, die Beziehung zwischen dem gemessenen Spannungswert oder dem Stromwert, der dem gemessenen Spannungswert entspricht, und dem digitalen Wert individuell zu korrigieren.
Der korrigierte Wert wird durch Korrigieren des tatsächlich erhaltenen digitalen Wertes zu einem Wert, der in einer Situation gemessen wird, in der der Widerstandswert ein Katalog-Wert ist. Daher ist es möglich, einen Widerstandswert, der als der Katalog-Wert eingestellt ist, mit dem Schwellenwert zu vergleichen.
Durch Korrigieren des tatsächlich erhaltenen digitalen Wertes ist es möglich, einen Vergleich mit dem Schwellenwert durchzuführen, der derart eingestellt ist, dass der Spannungswert, der durch den oberen Grenzwert des digitalen Wertes repräsentiert wird, nicht überschritten wird. Die Korrektur kann jedoch nicht verhindern, dass der digitale Wert die obere Grenze nicht erreicht. In einer Situation, in der der digitale Wert den oberen Grenzwert nicht erreicht, wird der digitale Wert durch Korrektur nur zu einem Wert, der mit dem Schwellenwert vergleichbar ist. Ob der digitale Wert die obere Grenze erreicht, hängt von dem Widerstandswert ab, der individuell variiert. In einer Situation eines Auswertens des entsprechenden relationalen Ausdruckes, der die Beziehung zwischen dem gemessenen Spannungswert und dem digitalen Wert angibt, für einen Widerstand mit einer größeren Steigung des entsprechenden relationalen Ausdruckes kann der obere Grenzwert des digitalen Wertes kleiner als der im Voraus eingestellte Schwellenwert sein, wenn der Widerstandswert der Katalog-Wert ist.
In einer Vorrichtung, in der der Schwellenwert im Voraus eingestellt wird und ein Überstrom durch Vergleichen des digitalen Wertes, der durch die AD-Wandlungsschaltung beschafft bzw. erhalten wird, mit einem Schwellenwert erfasst wird, ist es möglich, dass die obere Grenze des digitalen Wertes den Schwellenwert nicht überschreitet (nicht größer ist) und ein Überstrom nicht erfasst werden kann.
Die obige Beschreibung betrifft beispielhaft Probleme in der Überstromerfassungsvorrichtung. Es kann jedoch wünschenswert sein, eine Unterbrechung in einer Schaltung zu erfassen. In einer Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung zum Erfassen einer Unterbrechung in der Schaltung kann der digitale Wert mit einem Schwellenwert verglichen werden, der zum Erfassen einer Unterbrechung geeignet eingestellt wird. Die Schaltungsunterbrechung wird in einer Situation erfasst, in der der digitale Wert kleiner als der Schwellenwert wird.
Da es einen Bereich für die Größe bzw. Magnitude des analogen Signals gibt, innerhalb dem die AD-Wandlungsschaltung dieses in den digitalen Wert wandeln kann, gibt es auch eine untere Grenze für die Magnitude des analogen Signals, das durch die AD-Wandlungsschaltung in den digitalen Wert umgewandelt werden kann. Ähnlich wie bei der Situation eines Erfassens eines Überstroms ist es in einer Vorrichtung, in der der Schwellenwert im Voraus eingestellt wird und eine Schaltungsunterbrechung durch Vergleichen des digitalen Wertes, der durch die AD-Wandlungsschaltung beschafft bzw. erhalten wird, mit dem Schwellenwert erfasst wird, möglich, dass die obere Grenze des digitalen Wertes den Schwellenwert nicht überschreitet und ein Überstrom nicht erfasst werden kann.
Da der Wert, der direkt durch eine AD-Wandlungsschaltung erfasst wird, ein Spannungswert ist, können Probleme beim Erfassen eines Überstroms und beim Erfassen einer Schaltungsunterbrechung auftreten, wenn die Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Fehlers des Stromwertes verwendet wird.
Es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung zu schaffen, die einen Fehler in einer elektrischen Schaltung mit höherer Genauigkeit erfassen kann.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung erfasst eine Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung einen Fehler in einer elektrischen Schaltung. Die Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung enthält eine AD-Wandlungsschaltung, einen Korrigierer, eine Schwellenwerteinstellvorrichtung und einen Fehlerdetektor. Die AD-Wandlungsschaltung erfasst eine Spannung, die einem Strom entspricht, der durch ein Schaltungsfehlererfassungselement fließt, das mit der elektrischen Schaltung verbunden ist, oder eine Spannung, die an dem Schaltungsfehlererfassungselement anliegt, und wandelt die Spannung in einen digitalen Wert um. Der Korrigierer korrigiert den digitalen Wert, der von der AD-Wandlungsschaltung ausgegeben wird, oder einen Messwert als einem Spannungswert, der den digitalen Wert repräsentiert, in einen korrigierten Messwert als einen Wert einer Situation, in der ein Widerstandswert des Schaltungsfehlererfassungselementes im Voraus auf einen Standardwiderstandswert eingestellt bzw. festgelegt wird. Die Schwellenwerteinstellvorrichtung stellt einen Schwellenwert, der mit dem korrigierten Messwert verglichen wird, auf die Seite näher bei einem normalen Wert als ein Grenzwert des korrigierten Messwertes ein, der auf der Grundlage eines Umwandlungsbereiches der AD-Wandlungsschaltung bestimmt wird. Der Fehlerdetektor erfasst auf der Grundlage eines Vergleiches zwischen dem Schwellenwert, der durch die Schwellenwerteinstellvorrichtung eingestellt wird, und dem korrigierten Messwert, ob ein Fehler in der elektrischen Schaltung auftritt.
In einer Situation, in der der Schwellenwert ein fester Wert ist, kann der Schwellenwert im Hinblick auf die Möglichkeit variiert werden, dass der korrigierte Messwert den Schwellenwert im Einzelfall nicht überschreitet, auch wenn eine fehlerhafte Spannung, die als der Fehler zu erfassen ist, an der elektronischen Schaltung anliegt. Der Schwellenwert wird auf näher bei dem normalen Wert als der Grenzwert des korrigierten Messwertes eingestellt, der auf der Grundlage des Umwandlungsbereiches der AD-Wandlungsschaltung definiert wird. Gemäß der obigen Konfiguration ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der korrigierte Messwert den Schwellenwert nicht überschreitet, auch wenn die elektrische Schaltung einen Fehler aufweist. Daher wird die Genauigkeit einer Erfassung eines Fehlers in der elektrischen Schaltung erhöht.
Figurenliste
Die obigen und weiteren Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden anhand der folgenden detaillierten Beschreibung mit Bezug auf die zugehörigen Zeichnungen deutlich. Es zeigen:

1 eine Konfiguration einer elektrischen Schaltung und einer MPU;
2 ein Flussdiagramm, das eine Prozedur zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren eines Anfangsfehlers zeigt;
3 eine ideale Linie und eine Linie, die die Beziehung eines digitalen Wertes D zu einem Hauptstrom IOUT für ein tatsächliches Produkt angibt;
4 eine Beziehung zwischen einem Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) und einem korrigierten Überstromschwellenwert THovc(2);
5 einen Überstromschwellenwerteinstellprozess, der von einer CPU ausgeführt wird;
6 einen Fehlerbestimmungsprozess, der von der CPU ausgeführt wird;
7 einen Unterbrechungsschwellenwerteinstellprozess, der von der CPU ausgeführt wird;
8 einen Unterbrechungserfassungsprozess, der von der CPU ausgeführt wird;
9 einen Prozess, der von der CPU gemäß einer ersten Modifikation ausgeführt wird;
10 eine Schaltungskonfiguration gemäß einer zweiten Modifikation; und
11 eine Schaltungskonfiguration gemäß einer dritten Modifikation.

Detaillierte Beschreibung der Ausführungsformen
Erste Ausführungsform
Im Folgenden werden Ausführungsformen mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben. 1 stellt eine elektrische Schaltung 10 und eine MPU 20 dar, die eine Funktion als ein Schaltungsfehlerdetektor zum Überwachen eines Fehlers in der elektrischen Schaltung 10 aufweist.
Die elektrische Schaltung 10 enthält eine Leistungshalbleitervorrichtung 30, eine Last 40 und einen Widerstand 50. Die Leistungshalbleitervorrichtung 30 enthält einen Haupt-MOSFET 31 und einen Erfassungs-MOSFET 32. Der Haupt-MOSFET 31 ist eine MOSFET zum Steuern eines Stromes, der durch die Last 40 fließt. Der Erfassungs-MOSFET 32 als ein MOSFET zur Stromerfassung ist parallel zu dem Haupt-MOSFET 31 geschaltet. Die MPU 20 erfasst einen Stromfehler, der in der elektrischen Schaltung 10 erzeugt wird, durch Erfassen eines Wertes des Stromes, der durch den Erfassungs-MOSFET 32 fließt. Der Erfassungs-MOSFET 32 ist ein Schaltungsfehlererfassungselement. Die Leistungshalbleitervorrichtung 30 enthält außerdem einen Operationsverstärker 33 und einen Bipolartransistor 34. Die Last 40 ist beispielsweise in den 1 und 10 mit „L“ bezeichnet.
Der Haupt-MOSFET 31 weist auf: einen Source-Anschluss, der mit der Last 40 verbunden ist; einen Drain-Anschluss, der mit einer Leistungsversorgungsspannung +B verbunden ist; und einen Gate-Anschluss, der mit der MPU 20 verbunden ist. Der Erfassungs-MOSFET 32 weist auf: einen Source-Anschluss, der mit einem Basis-Anschluss des Transistors 33 und mit einem invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 verbunden ist; einen Drain-Anschluss, der mit der Leistungsversorgungsspannung +B verbunden ist; und einen Gate-Anschluss, der mit der MPU 20 verbunden ist.
Der nichtinvertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 ist mit dem Source-Anschluss des Haupt-MOSFET 31 verbunden. Der Transistor 34 weist auf: einen Basis-Anschluss, der mit einem Ausgangsanschluss des Operationsverstärkers 33 verbunden ist; einen Emitter-Anschluss, der mit dem Widerstand 50 verbunden ist; und einen Kollektor-Anschluss auf, der mit dem Source-Anschluss des Erfassungs-MOSFET 32 verbunden ist.
In der elektrischen Schaltung 10, die eine derartige Konfiguration aufweist, ist die an den invertierenden Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 angelegte Spannung gleich der an den nichtinvertierenden Eingangsanschluss angelegten Spannung, da der Ausgang des Operationsverstärkers 33 mit dem invertierenden Eingangsanschluss verbunden ist. Es gilt der mathematische Ausdruck 1, wobei RonS ein Durchlasswiderstand des Erfassungs-MOSFET 32 ist, RonK ein Durchlasswiderstand des Haupt-MOSFET 31 ist und ein Hauptstrom IOUT ein Strom ist, der durch den Erfassungs-MOSFET 32 fließt.
$RonS * IS = RonK * IOUT$
In einer Situation, in der die Durchlasswiderstände RonS, RonK bekannte Werte aufweise, kann der Hauptstrom IOUT durch Messen des Erfassungsstroms IS aus dem mathematischen Ausdruck 1 berechnet werden. Die MPU 20 liest einen Wert, der durch Umwandeln des Erfassungsstroms IS in eine Spannung über dem Widerstand 50 beschafft wird, aus.
Die MPU 20 enthält einen I/O-Port 21, eine AD-Wandlungsschaltung (im Folgenden als „ADC“ bezeichnet) 22, eine DA-Wandlungsschaltung (im Folgenden als „DAC“ bezeichnet) 23 und eine CPU 24. Der ADC 22 empfängt einen Spannungswert als einen analogen Wert, der in die MPU 20 eingegeben wird, und der Spannungswert wird in den digitalen Wert D umgewandelt und dann ausgegeben. Der digitale Wert D ist nur ein numerischer Wert und weist keine Einheit auf. Der digitale Wert D wird beispielsweise durch einen diskreten Wert von 0 bis 100 repräsentiert. Wenn ein Spannungsumwandlungskoeffizient mit dem digitalen Wert D multipliziert wird, wird der Spannungswert, der durch den digitalen Wert D repräsentiert wird, erhalten. Der DAC 23 wandelt ein digitales Signal, das von der CPU 24 ausgegeben wird, in ein analoges Signal um und gibt dann das analoge Signal aus.
Die CPU 24 bestimmt auf der Grundlage der Größe des digitalen Wertes D, der von dem ADC 22 ausgegeben wird, oder des Spannungswertes, der durch den digitalen Wert D repräsentiert wird, ob der Strom, der durch die Last 40 fließt, einen Fehler aufweist. Der Prozess der CPU 24, die bestimmt, ob der Strom einen Fehler aufweist, ist als ein Stromfehlererfassungsprozess definiert. Der digitale Wert D oder der Spannungswert, der durch den digitalen Wert D repräsentiert wird, ist ein Messwert, der von dem ADC 22 gemessen wird.
Der Fehler bezieht sich auf einen Stromwert, der einen übermäßig großen Wert aufweist, mit anderen Worten, einen Überstrom, und einen Stromwert, der einen unzureichend kleinen Wert aufweist. Ein Fehler, gemäß dem der Stromwert unzureichend klein ist, kann als Annahme verwendet werden, dass eine Unterbrechung vorliegt. In einer Situation, in der die CPU 24 einen Überstrom erfasst, gibt die CPU 24 ein Ausschaltsignal zum Ausschalten des Haupt-MOSFET 31 und des Erfassungs-MOSFET 32 an den DAC 23 aus. Das Ausschaltsignal wird durch den DAC 23 in ein analoges Signal umgewandelt und in die jeweiligen Gate-Anschlüsse des Haupt-MOSFET 31 und des Erfassungs-MOSFET 32 über den I/O-Port 21 eingegeben.
Stromfehlererfassungsverarbeitung
Im Folgenden wird der Stromfehlererfassungsprozess beschrieben, der von der CPU 24 ausgeführt wird. Im Folgenden wird beschrieben, dass die CPU 24 den Stromfehlererfassungsprozess unter Verwendung des gemessenen digitalen Wertes D ausführt. Außerdem können ein Teil oder sämtliche Funktionen der CPU 24 unter Verwendung von einer oder mehreren ICs (mit anderen Worten, Hardware) realisiert werden. Außerdem können ein Teil oder sämtliche Funktionen der CPU 24 durch eine Kombination aus einer Software, die von der CPU ausgeführt wird, und Hardwarekomponenten realisiert werden. Es kann einen Speicher (nicht gezeigt) geben, der mit einer Speichereinrichtung der CPU 24 verbunden ist.
Wie es oben beschrieben wurde, kann der Hauptstrom IOUT anhand des mathematischen Ausdruckes 1 berechnet werden. Für den Haupt-MOSFET 31 und den Erfassungs-MOSFET 32 werden MOSFETs ausgewählt, die Produktmodellnummern mit geeigneten Katalog-Werten der Durchlasswiderstände RonS und RonK aufweisen. Daher sind die Katalog-Werte der jeweiligen Durchlasswiderstände RonS, RonK bekannt. Der Katalog-Wert kann auch als Standardwiderstandwert bezeichnet werden.
Anfangsfehlerkorrektur
Da es individuelle Unterschiede in den Durchlasswiderständen RonS und RonK gibt, wird in dem Stromfehlererfassungsprozess anfänglich jeweilige Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren der Differenzen in den Durchlasswiderständen RonS und RonK, die durch die individuellen Differenzen verursacht werden, berechnet. Die anfänglich zu korrigierenden Fehler der Durchlasswiderstände RonS und RonK sind als Anfangsfehler definiert.
2 zeigt eine Prozedur zum Berechnen eines Korrekturkoeffizienten zum Korrigieren des Anfangsfehlers. Die in 2 dargestellte Prozedur wird einmal durch einen Operator beispielsweise bei oder vor der Versendung ausgeführt, bevor das Produkt verwendet wird. In Schritt (im Folgenden wird das Wort „Schritt“ weggelassen) S1 wird die Last, deren Widerstandswert bekannt ist, mit der Leistungshalbleitervorrichtung 30 verbunden, und es wird eine bekannte Leistungsversorgungsspannung an die Leistungshalbleitervorrichtung 30 angelegt. Daher kann der Hauptstrom IOUT berechnet werden. Der digitale Wert D, der durch den ADC 22 gezeigt bzw. ausgegeben wird, wird gemessen. Es werden zwei Arten von Lasten 40, die unterschiedliche Widerstandswerte aufweisen, verbunden, und es können zwei Sätze einer Entsprechung bzw. Beziehung zwischen dem Hauptstrom IOUT und dem digitalen Wert D durch Messen der jeweiligen digitalen Werte D beschafft werden.
Die zwei in 3 gezeigten Punkte P1, P2 sind Punkte, die die Entsprechung zwischen dem Hauptstrom IOUT und dem digitalen Wert D angeben, die in S1 erlangt wird. In 3 ist eine ideale Linie durch eine durchgezogene Linie dargestellt. Die idealen Linien in den 3 bis 5 werden mit „ideale Linie“ bezeichnet. Die ideale Linie gibt die Beziehung des digitalen Wertes D zu dem Hauptstrom IOUT an, da die jeweiligen Werte der Durchlasswiderstände RonS, RonK Katalog-Werte sind.
Andererseits ist eine gerade Linie, die durch eine gestrichelte Linie angegeben ist und die Punkte P1 und P2 verbindet, eine Linie, die die Beziehung des digitalen Wertes D zu dem Hauptstrom IOUT bei einem tatsächlichen Produkt zeigt, dessen digitaler Wert D gemessen wird (im Folgenden als „tatsächliche Produktlinie“ bezeichnet). In S2 wird ein Korrekturkoeffizient zum Korrigieren der Steigung der tatsächlichen Produktlinie in die Steigung der idealen Linie berechnet. Der Korrekturkoeffizient wird in einem vorbestimmten nichtflüchtigen Speicher gespeichert, der in der MPU 20 enthalten ist.
Einstellung des Überstromschwellenwertes
3 zeigt außerdem einen Überstromschwellenwert THovc, bei dem der Überstrom erfasst werden muss. Im Folgenden wird der Überstromschwellenwert THovc beschrieben, bei dem ein Überstrom erfasst werden muss. Es ist wünschenswert, wenn der Überstrom in einer Situation erfasst wird, in der der Strom einen normalen Stromwert etwas überschreitet. Aus diesem Grund ist es vorteilhaft, den Überstromschwellenwert THovc als einen Schwellenwert zum Erfassen, ob der Hauptstrom IOUT größer als in einem normalen Bereich ist, mit anderen Worten zum Erfassen, ob ein Überstrom fließt, zu verringern. Der Hauptstrom IOUT ist eine in der vorliegenden Ausführungsform zu messende Größe.
Die Steigung der tatsächlichen Produktlinie kann jedoch größer als die Steigung der idealen Linie sein, da die Durchlasswiderstände RonS und RonK beispielsweise einen Anfangsfehler oder einen Temperaturfehler aufweisen können. Wenn die Steigung größer ist, wird der digitale Wert D auch dann größer, wenn der Hauptstrom IOUT, der tatsächlich fließt, identisch ist. In einer Situation, in der der Überstromschwellenwert THovc auf unzureichend klein eingestellt wird, ist es möglich, dass ein Überstrom erfasst wird, auch wenn durch das tatsächliche Produkt mit einer größeren Steigung der tatsächlichen Produktlinie kein Überstrom fließt. In einer Situation, in der der Überstromschwellenwert THovc auf übermäßig groß eingestellt wird, ist andererseits der Hauptstrom IOUT zu einer Zeit einer Erfassung des Überstroms übermäßig groß.
In einer Situation, in der eine Vielzahl von Ursachen berücksichtigt werden, liegt der Hauptstrom IOUT, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, innerhalb eines bestimmten Bereiches. Dieser Bereich ist ein Bereich, der zum Erfassen eines Überstroms benötigt wird, wie es in 3 gezeigt ist. Der Bereich, der zum Erfassen eines Überstroms benötigt wird, wird im Voraus eingestellt. Der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1), der einem oberen Anfangsschwellenwert entspricht, wird auf einen Wert eingestellt, der die ideale Linie in einem Bereich kreuzt, der zum Erfassen eines Überstroms benötigt wird.
Anfangsschwellenwert und korrigierter Schwellenwert
Da der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) auf der Grundlage der idealen Linie eingestellt wird, ist es notwendig, dass der digitale Wert D, der mit dem Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) verglichen wird, in einen Wert korrigiert wird, bei dem die Beziehung zwischen der Hauptlinie IOUT und dem digitalen Wert D mit der idealen Linie übereinstimmt. Daher wird die Korrektur durch Multiplizieren mit dem Korrekturkoeffizienten, der in S2 berechnet wird, ausgeführt.
Der digitale Wert D, der von dem ADC 22 ausgegeben werden kann, weist jedoch einen oberen Grenzwert auf, der durch den Bereich der Eingangsspannung, die von dem ADC 22 umwandelbar ist, bestimmt wird. Wie es in 3 dargestellt ist, wird in einem Fall, in dem der obere Grenzwert nicht vorhanden ist, die Ausgangsspannung des ADC 22 zu dem oberen Grenzwert, auch wenn der ADC 22 einen Spannungswert empfängt, der angibt, dass der Hauptstrom IOUT eine Größe bzw. Magnitude aufweist, die den oberen Grenzwert überschreitet.
In 4 repräsentiert eine Strich-Punkt-Line einen Verlauf des digitalen Wertes D nach einer Korrektur (im Folgenden als korrigierter digitaler Wert D(A) bezeichnet) in Bezug auf den Hauptstrom IOUT. Der korrigierte digitale Wert D(A) ist ein Beispiel eines Messwertes nach einer Korrektur. In 4 ist der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) kleiner als der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(A).
In einer Situation, in der der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) eine Größe aufweist, die kleiner als der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) ist, überschreitet der korrigierte digitale Wert D(A) den Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) nicht. Unabhängig davon, ob ein Überstrom tatsächlich auftritt, tritt die Situation auf, dass kein Überstrom erfasst werden kann.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in einer Situation, in der der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) kleiner als der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) wird, der Überstromschwellenwert THovc(2), der niedriger als der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist, eingestellt.
5 stellt einen Überstromschwellenwerteinstellprozess S2 dar, der von der CPU 24 ausgeführt wird. Der Überstromschwellenwerteinstellprozess S2 ist ein Prozess als eine Schwellenwerteinstellvorrichtung. Der Überstromschwellenwerteinstellprozess S2 wird durch einen Startbetrieb eines Operators nach dem Berechnen des Korrekturkoeffizienten und dem Speichern desselben in dem nichtflüchtigen Speicher innerhalb der MPU 20, wie es in 2 gezeigt ist, gestartet.
S21 bestimmt, ob der korrigierte digitale Wert D(A) den oberen Grenzwert (A)MAX als einen oberen Grenzwert in einem Bereich des Hauptstromes IOUT, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, erreicht. In einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT zu dem Zeitpunkt, zu dem der digitale Wert D den oberen Grenzwert D(A)MAX in der tatsächlichen Produktlinie, der in S12 berechnet wurde, erreicht, kleiner als der Hauptstrom IOUT ist, der durch den oberen Grenzwert des Bereiches angegeben wird, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, ist das Ergebnis der Bestimmung in S21 Ja.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S21 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S22. S22 bestimmt, ob der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) größer als der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) ist. Der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist ein Wert, der durch Multiplizieren des in S12 berechneten Korrekturkoeffizienten mit dem oberen Grenzwert des unkorrigierten digitalen Wertes D beschafft bzw. erlangt wird.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S22 Nein lautet, schreitet der Prozess zu S23. In einer Situation, in der Prozess zu S23 schreitet, überschreitet der korrigierte digitale Wert D(A) den Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) in dem Bereich des Hauptstroms IOUT, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, nicht. Daher stellt S23 den korrigierten Überstromschwellenwert THovc(2) ein. Der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) wird auf einen Wert eingestellt, der kleiner als der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist, mit anderen Worten einen Wert, der näher bei dem Bereich eines normalen Wertes als der obere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) liegt. Der Bereich des normalen Wertes ist ein Bereich von Werten, die kleiner als der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) sind.
Der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) ist ein Wert, der kleiner als der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist, und wird auf einen Wert eingestellt, der gleich oder größer als ein unterer Grenzwert des Bereiches ist, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird. 4 stellt dar, dass die gerade Linie, die D = THovc(2) angibt, auf einer niedrigeren Seite als der obere Grenzwert D(A)MAX liegt, und stellt dar, dass der Schnittpunkt zwischen der geraden Linie und der idealen Linie meint, dass der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) auf innerhalb des Bereiches eingestellt wird, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird.
Der Wert (D(A)MAX - a) wird durch Subtrahieren eines voreingestellten konstanten Wertes α von dem oberen Grenzwert D(A) beschafft bzw. erlangt. In einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT, der durch Einsetzen des Wertes (D(A)MAX - a) in die ideale Linie erhalten wird, gleich oder größer als der untere Grenzwert des Bereiches ist, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, wird der Wert (D(A)MAX - α) als der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) eingestellt.
In einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT, der durch Einsetzen des Wertes (D(A)MAX - a) in die ideale Linie beschafft bzw. erlangt wird, kleiner als der untere Grenzwert des Bereiches ist, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, wird der Wert, der durch Einsetzen des unteren Grenzwertes des Bereiches, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird, in die ideale Linie erhalten wird, als der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) eingestellt.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S21 Nein lautet, oder in einer Situation, in das Ergebnis der Bestimmung in S22 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S24. S24 bestimmt, dass der Überstromschwellenwert THovc, der in dem Überstromerfassungsprozess verwendet wird, auf den Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) eingestellt wird.
Stromfehlererfassungsverarbeitung
Im Folgenden wird der Überstromerfassungsprozess, der von der CPU 24 periodisch ausgeführt wird, beschrieben. 6 stellt den Überstromerfassungsprozess dar. Die CPU 24 führt den in 6 gezeigten Prozess in regelmäßigen Abständen durch, während sie sich in einem elektrisch leitenden Zustand befindet.
Anfänglich wird ein Korrekturprozess S3 als ein Korrigierer ausgeführt. S3 enthält S31 und S32. In S11 liest der ADC 22 den digitalen Wert D vor einer Korrektur (im Folgenden als unkorrigierter digitaler Wert D(B) bezeichnet) aus. In S32 wird eine Korrektur durch Multiplizieren des in S12 berechneten Korrekturkoeffizienten mit dem in S31 ausgelesenen unkorrigierten digitalen Wert D(B) durchgeführt. Dadurch wird der korrigierte digitale Wert D(A) beschafft. Der Korrekturkoeffizient ist ein Koeffizient zum Einstellen der Steigung der tatsächlichen Produktlinie auf die Steigung der idealen Linie, und die Steigung der tatsächlichen Produktlinie und der idealen Linie repräsentiert die Durchlasswiderstände RonS, RonK. Die Korrektur durch Multiplizieren des Korrekturkoeffizienten mit dem unkorrigierten digitalen Wert D(B) ist eine Korrektur zum Einstellen des unkorrigierten digitalen Wertes D(B) auf einen Wert einer Situation, in der die Durchlasswiderstände RonS, RonK des tatsächlichen Produktes Katalog-Werte (mit anderen Worten Standardwiderstandswerte) sind.
Anschließend wird ein Fehlererfassungsprozess S4 als ein Fehlerdetektor ausgeführt. S4 enthält S41, S42 und S43. S41 bestimmt, ob der korrigierte digitale Wert D(A), der in S32 beschafft wurde, größer als der Überstromschwellenwert THovc ist. Der Überstromschwellenwert THovc, der in S41 verwendet wird, ist der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) in einer Situation, in der S23 ausgeführt wird, und ist der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) in einer Situation, in der S24 ausgeführt wird.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S41 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S42. In S42 wird angenommen, dass ein Überstrom erfasst wird. Anschließend wird ein AUS-Signal zum Ausschalten des Haupt-MOSFET 31 und des Erfassungs-MOSFET 32 an den DAC 23 ausgegeben. In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S41 Nein lautet, schreitet der Prozess zu S43. In S43 wird angenommen, dass kein Überstrom aufgetreten ist.
In der hier beschriebenen Ausführungsform wird sogar dann, wenn ein Überstrom durch die elektrische Schaltung 10 fließt, der korrigierte Überstromschwellenwert THovc im Hinblick auf die Möglichkeit eingestellt, dass der korrigierte digitale Wert D(A) den Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) je nach tatsächlichem Produkt nicht überschreitet. Der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) wird auf einen Wert näher bei dem Bereich des normalen Wertes als der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) eingestellt, der durch den Bereich der Eingangsspannung definiert wird, die von dem ADC 22 wandelbar ist. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der korrigierte digitale Wert D(A) den Überstromschwellenwert THovc nicht überschreitet, wenn ein Überstrom durch die elektrische Schaltung 10 fließt. Daher wird die Genauigkeit einer Erfassung eines Fehlers in der elektrischen Schaltung erhöht.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in einer Situation, in der bestimmt wird, dass der korrigierte digitale Wert D(A) den oberen Grenzwert D(A)MAX in einem Bereich nicht erreicht, in dem der Hauptstrom IOUT sich in einem Bereich befindet, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird (Nein in S21), in S24 bestimmt, dass der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) verwendet wird. Daher ist es im Gegensatz zu einer gewöhnlichen Verwendung des korrigierten Überstromschwellenwertes THovc(2) möglich, den Überstromschwellenwert THovc zu verringern. Daher ist es möglich, einen Überstrom in einer frühen Stufe zu erfassen.
In der vorliegenden Ausführungsform wird in einer Situation, in der bestimmt wird, dass der korrigierte digitale Wert D(A) den oberen Grenzwert D(A)MAX in einem Bereich erreicht, in dem sich der Hauptstrom IOUT in einem Bereich befindet, der zum Erfassen des Überstroms benötigt wird (Ja in S21), auch in einer Situation, in der bestimmt wird, dass der obere Grenzwert D(A)MAX des korrigierten digitalen Wertes D(A) größer als der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) ist, in S24 bestimmt, dass der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) verwendet wird. Daher ist es im Gegensatz zu einem gewöhnlichen Verwenden des korrigierten Überstromschwellenwertes THovc(2) möglich, einen Überstrom in einer frühen Stufe zu erfassen.
Zweite Ausführungsform
Im Folgenden wird die zweite Ausführungsform beschrieben. In der Beschreibung der zweiten und anschließenden Ausführungsformen weisen die Elemente, die identisch mit den Elementen in der bzw. den vorhergehenden Ausführungsformen sind, dieselben Bezugszeichen auf, wenn es nicht anders angegeben ist. Wenn nur ein Teil einer Konfiguration beschrieben ist, kann die oben beschriebene Ausführungsform für die anderen Teile der Konfiguration verwendet werden.
Die zweite Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform darin, dass die CPU 24 den in 7 dargestellten Unterbrechungserfassungsprozess anschließend an den in 6 dargestellten Überstromerfassungsprozess ausführt. In einer Situation, in der eine Unterbrechung in der elektrischen Schaltung 10 auftritt, fällt der Stromwert ab. Daher kann in einer Situation, in der der digitale Wert D kleiner als ein für eine Unterbrechungserfassung eingestellter Schwellenwert ist, angenommen werden, dass eine Unterbrechung auftritt.
Sogar in einer Situation, in der der Schwellenwert zur Unterbrechungserfassung mit dem digitalen Wert D verglichen wird, tritt eine mit einer Situation einer Überstromerfassung identische Situation auf, die beispielsweise durch eine Variation der Durchlasswiderstände RonS, RonK verursacht wird. Mit anderen Worten, sogar wenn eine Unterbrechung in der elektrischen Schaltung 10 auftritt, ist es möglich, dass der korrigierte digitale Wert D(A) nicht niedriger als ein Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) ist, der zur Unterbrechungserfassung eingestellt wird. Dieses rührt daher, dass es einen unteren Grenzwert gibt, der durch die Variation der Widerstandswerte wie der Durchlasswiderstände RonS, RonK und den Bereich der Eingangsspannung, die von dem ADC 22 umwandelbar ist, bestimmt wird.
In den 3 und 4 steigen die ideale Linie und die tatsächliche Produktlinie von der Nähe des Schnittpunktes der beiden Achsen aus an. Der Hauptstrom IOUT an dem Punkt, von dem die ideale Linie und die tatsächliche Produktlinie aus ansteigen, kann auf 0 mA eingestellt werden. Mit anderen Worten, der untere Grenzwert, der von dem ADC 22 erfassbar ist, kann auf einen Wert eingestellt werden, der dem Hauptstrom IOUT = 0 mA entspricht. Der untere Grenzwert, der von dem ADC 22 erfassbar ist, kann auf einen Wert eingestellt werden, der einem Hauptstrom IOUT entspricht, der größer als 0 mA ist, um beispielsweise die Auflösung der Fehlererfassung zu erhöhen.
In einer Situation, in der der untere Grenzwert, der von dem ADC 22 erfassbar ist, auf einen Wert eingestellt wird, der einem Hauptstrom IOUT entspricht, der größer als 0 mA ist, muss der korrigierte digitale Wert D(A) nicht in jedem Fall kleiner als der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) sein. Der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) entspricht dem unteren Anfangsschwellenwert.
Daher wird auch für den Unterbrechungserfassungsprozess ein Unterbrechungsschwellenwerteinstellprozess S5, der bestimmt, ob der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) oder der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) als der Unterbrechungsschwellenwert TH_D für den Vergleich mit dem korrigierten digitalen Wert D(A) zu verwenden ist, ausgeführt. Die CPU 24 führt den Unterbrechungsschwellenwerteinstellprozess S5 anschließend an den Überstromschwellenwerteinstellprozess S2 aus.
7 zeigt den Unterbrechungsschwellenwerteinstellprozess S5. Der Unterbrechungsschwellenwerteinstellprozess S5 ist ein Prozess als eine Schwellenwerteinstellvorrichtung. S51 bestimmt, ob der korrigierte digitale Wert D(A) einen unteren Grenzwert D(A)MIN als einen Grenzwert auf einer unteren Seite in dem Bereich des Hauptstroms IOUT, der zum Erfassen der Unterbrechung benötigt wird, erreicht. In einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT zu dem Zeitpunkt, zu dem der digitale Wert D den unteren Grenzwert D(A)MIN in der in S12 berechneten tatsächlichen Produktlinie erreicht, größer als der Hauptstrom IOUT ist, der durch den unteren Grenzwert des Bereiches angegeben wird, der zum Erfassen der Unterbrechung benötigt wird, ist das Ergebnis der Bestimmung in S51 Ja.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S51 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S52. S52 bestimmt, ob der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) kleiner als der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) ist. Der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist ein Wert, der durch Multiplizieren des in S12 berechneten Korrekturkoeffizienten mit dem unteren Grenzwert des unkorrigierten digitalen Wertes D erhalten wird.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S52 Nein lautet, schreitet der Prozess zu S53. In einer Situation, in der der Prozess zu S53 schreitet, überschreitet der korrigierte digitale Wert D(A) den Anfangsunterbrechungsschwellenwert THo(1) in dem Bereich des Hauptstromes IOUT, der zum Erfassen der Unterbrechung benötigt wird, nicht. Daher stellt S53 den korrigierten Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) ein. Der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) wird auf einen Wert eingestellt, der größer als ein Wert ist, der größer als der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist, mit anderen Worten einen Wert, der näher bei dem Bereich der normalen Werte als der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) liegt. Der korrigierte Überstromschwellenwert TH_D(2) ist ein Wert, der kleiner als der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) ist, und wird auf einen Wert eingestellt, der gleich oder größer als ein unterer Grenzwert des Bereiches ist, der zum Erfassen einer Unterbrechung benötigt wird. Der Bereich der normalen Werte ist ein Bereich von Werten, die größer als der untere Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) sind.
Der Hauptstrom IOUT wird durch Einsetzen eines Wertes, der durch Addieren eines voreingestellten konstanten Wertes zu dem unteren Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) erhalten wird, in die ideale Linie erhalten. In einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT gleich oder größer als die obere Grenze des Bereiches ist, der zum Erfassen der Unterbrechung benötigt wird, wird der Wert, der durch Addieren des voreingestellten konstanten Wertes zu dem unteren Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) erhalten wird, als der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) eingestellt.
Der Hauptstrom IOUT wird durch Einsetzen eines Wertes, der durch Addieren eines voreingestellten konstanten Wertes zu dem unteren Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) erhalten wird, in die ideale Linie erhalten. Andererseits wird in einer Situation, in der der Hauptstrom IOUT gleich oder größer als die obere Grenze des Bereiches ist, der zum Erfassen der Unterbrechung benötigt wird, der Wert, der durch Subtrahieren des voreingestellten konstanten Wertes von dem unteren Grenzwert D(A)MIN des korrigierten digitalen Wertes D(A) erhalten wird, als der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) eingestellt.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S51 Nein lautet, oder in einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S52 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S54. S54 bestimmt, dass der Unterbrechungsschwellenwert TH_D, der in dem Unterbrechungserfassungsprozess verwendet wird, auf den Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) eingestellt wird.
8 stellt den von der CPU 24 ausgeführten Unterbrechungserfassungsprozess dar. In einer Situation, in der von dem Überstromerfassungsprozess kein Überstrom erfasst wird bzw. wurde, führt die CPU 24 den in 8 gezeigten Prozess aus. Der in 8 dargestellte Prozess ist ein Teil des Fehlererfassungsprozesses S4, und der in 8 dargestellte Prozess wird nach der Ausführung von S43 oder S42 ausgeführt.
S44 bestimmt, ob der korrigierte digitale Wert D(A), der in S32 beschafft wurde, kleiner als der Unterbrechungsschwellenwert TH_D ist. Der Unterbrechungsschwellenwert TH_D, der in S44 verwendet wird, ist der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2), wenn S53 ausgeführt wird, und ist der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1), wenn S54 ausgeführt wird.
In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S44 Ja lautet, schreitet der Prozess zu S45. In S45 wird angenommen, dass eine Unterbrechung erfasst wurde. Es kann eine Fehlerindikatorleuchte an einer Position angeordnet sein, die von der Außenseite der Vorrichtung aus sichtbar ist, und die Fehlerindikatorleuchte kann eingeschaltet werden, wenn eine Unterbrechung erfasst wird. In einer Situation, in der das Ergebnis der Bestimmung in S44 Nein lautet, schreitet der Prozess zu S46. In S46 wird angenommen, dass keine Unterbrechung aufgetreten ist.
In der zweiten Ausführungsform wird der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) in S53 im Hinblick auf die Möglichkeit eingestellt, dass der untere Grenzwert des korrigierten digitalen Wertes D(A) nicht kleiner als der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) ist. Daher ist es möglich, die Wahrscheinlichkeit zu verringern, dass der korrigierte digitale Wert D(A) nicht kleiner als der Überstromschwellenwert TH_D wird, wenn eine Unterbrechung in der elektrischen Schaltung 10 auftritt. Daher wird die Genauigkeit eines Erfassens einer Unterbrechung in der elektrischen Schaltung 10 erhöht.
Auch wenn oben die Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung beschrieben wurden, ist die vorliegende Erfindung nicht auf die obigen Ausführungsformen beschränkt, und es sind verschiedene modifizierte Beispiele, die unten beschrieben sind, innerhalb des technischen Bereiches der vorliegenden Erfindung möglich. Weiterhin sind verschiedene Modifikationen, die nicht beschrieben sind, innerhalb des Bereiches der Erfindung möglich.
Erste Modifikation
Gemäß einer ersten Modifikation führt die CPU 24 in der ersten Ausführungsform oder der zweiten Ausführungsform den in 9 gezeigten Schwellenwertkorrekturprozess S6 aus. Der in 9 gezeigte Prozess wird mit einem Zyklus periodisch ausgeführt, der gleich oder länger als der Ausführungszyklus in 6 ist. Anfangs wird der Schwellenwertkorrekturprozess S6 als ein Schwellenwertkorrigierer ausgeführt.
S61 beschafft den Wert der Leistungsversorgungsspannung +B. Ein Rechner, der getrennt von der MPU 20 angeordnet ist, misst aufeinanderfolgend die Leistungsversorgungsspannung +B, und in einer Situation, in der der Rechner und die MPU 20 miteinander verbunden sind, kann der Rechner den Wert der Leistungsversorgungsspannung +B erlangen. Die MPU 20 kann auch die Leistungsversorgungsspannung +B messen. In einer Situation, in der die MPU 20 die Leistungsversorgungsspannung +B misst, enthält die MPU 20 einen ADC zum Messen der Leistungsversorgungsspannung +B.
S62 berechnet einen Schwellenwertkorrekturkoeffizienten. Der Schwellenwertkorrekturkoeffizient wird durch Teilen des Wertes der Leistungsversorgungsspannung +B, der in S61 beschafft wurde, durch einen Bezugswert der Leistungsversorgungsspannung +B beschafft. In S63 wird der in S62 beschaffte Schwellenwertkorrekturkoeffizient mit dem Überstromschwellenwert THovc multipliziert, der in 6 verwendet wird. In einer Situation, in der der in 8 gezeigte Prozess ausgeführt wird, wird der in S62 beschaffte Schwellenwertkorrekturkoeffizient mit dem in S44 verwendeten Unterbrechungsschwellenwert TH_D multipliziert. In den 6 und 8 wird der neueste Schwellenwert TH, der durch Ausführen des Prozesses in 9 korrigiert wurde, verwendet.
Gemäß der ersten Modifikation wird in einer Situation, in der der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) oder der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) verwendet wird, der Überstromschwellenwert THovc entsprechend der Größe der Leistungsversorgungsspannung +B als eine Spannung, die in die elektrische Schaltung 10 eingegeben wird, variiert. In einer Situation, in der der Anfangsunterbrechungsschwellenwert TH_D(1) oder der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) verwendet wird, wird der Unterbrechungsschwellenwert TH_D entsprechend der Größe der Leistungsversorgungsspannung +B als eine Spannung, die in die elektrische Schaltung 10 eingegeben wird, variiert. Daher werden der Überstromschwellenwert THovc und der Unterbrechungsschwellenwert TH_D in einer Situation, in der die Leistungsversorgungsspannung +B variiert, entsprechend der Leistungsversorgungsspannung +B derart eingestellt, dass die Überstromerfassung bzw. die Unterbrechungserfassung ausgeführt werden kann.
Dritte Modifikation
In den Ausführungsformen ist der Erfassungs-MOSFET 32 ein Schaltungsfehlererfassungselement. Das Schaltungsfehlererfassungselement ist jedoch nicht auf den Erfassungs-MOSFET 32 beschränkt. In 10 ist ein Widerstand 60 als ein Schaltungsfehlererfassungselement angeordnet. In 10 ist der invertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 mit einem ersten Ende des Widerstands 60 verbunden, und der nichtinvertierende Eingangsanschluss des Operationsverstärkers 33 ist mit einem zweiten Ende des Widerstands 60 verbunden. Der Ausgang des Operationsverstärkers 33 wird in die MPU 20 eingegeben. Auch mit dieser obigen Konfiguration ist es möglich, zu bestimmen, ob der Strom, der durch die elektrische Schaltung einschließlich der Last 40 fließt, einen Fehler aufweist.
Dritte Modifikation
Auch wenn in der obigen Beschreibung der ADC 22 direkt den Spannungswert misst, ist der Zielmesswert der Strom, und der Spannungswert, der die Größe des Stromwertes angibt, wird durch den ADC 22 erfasst. Der Zielmesswert kann jedoch auch die Spannung sein. In 11 ist ein Widerstand 70 als das Schaltungsfehlererfassungselement angeordnet. Die MPU 20 erfasst eine Spannung, die an einem Ende des Widerstandes 70 anliegt, über den ADC 22. Daher ist es möglich, einen Spannungsfehler in der elektrischen Schaltung, die den Widerstand 70 aufweist, zu erfassen.
Vierte Modifikation
In der obigen Beschreibung wird der digitale Wert D mit dem Schwellenwert TH verglichen. Ein Fehler in der elektrischen Schaltung 10 kann jedoch auch durch Vergleichen eines Spannungswertes, der durch Multiplizieren des Spannungswandlungskoeffizienten mit dem digitalen Wert D erhalten wird, mit dem Schwellenwert TH, der für den Spannungswert eingestellt wird, erfasst werden. Der Spannungswert, der durch Multiplizieren des Spannungswandlungskoeffizienten mit dem digitalen Wert D erhalten wird, ist ein Beispiel des Messwertes.
Fünfte Modifikation
In der ersten Ausführungsform führt der Überstromschwellenwerteinstellprozess S2 die Bestimmung in S21 und S22 aus, um zu bestimmen, ob der Anfangsüberstromschwellenwert THovc(1) oder der korrigierte Stromschwellenwert THovc(2) als der Überstromschwellenwert THovc zu verwenden ist. Der korrigierte Überstromschwellenwert THovc(2) kann jedoch auch gewöhnlich verwendet werden. Auch in der zweiten Ausführungsform kann der korrigierte Unterbrechungsschwellenwert TH_D(2) gewöhnlich verwendet werden.
Der Prozess des Flussdiagrammes oder das Flussdiagramm, die in dieser Beschreibung beschrieben sind, enthält mehrere Abschnitte (oder Schritte), und jeder Abschnitt wird beispielsweise mit S1 und so weiter bezeichnet. Jeder Abschnitt kann in mehrere Unterabschnitte unterteilt werden, und es können mehrere Abschnitte in einen einzelnen Abschnitt kombiniert werden. Weiterhin kann jeder somit konfigurierte Abschnitt auch als Vorrichtung, Modul oder Einrichtung bezeichnet werden.
Auch wenn die vorliegende Erfindung mit Bezug auf ihre Ausführungsformen beschrieben wurde, ist es selbstverständlich, dass die vorliegende Erfindung nicht auf die Ausführungsformen und die obigen Strukturen beschränkt ist. Die vorliegende Erfindung deckt verschiedene Modifikationen und Variationen innerhalb des Äquivalenzbereiches ab. Zusätzlich zu den verschiedenen Elementen, die in den verschiedenen Kombinationen und Konfigurationen gezeigt sind, die nur beispielhaft sind, sind weitere Kombinationen und Konfigurationen einschließlich mehr, weniger oder nur einem einzelnen Element innerhalb des Bereiches der vorliegenden Erfindung möglich.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2018174048 [0001]
JP 2000 [0004]
JP 134955 A [0004]

Claims

Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung zum Erfassen eines Fehlers in einer elektrischen Schaltung (10), die aufweist: eine AD-Wandlungsschaltung (22), die ausgelegt ist, eine Spannung, die einem Strom entspricht, der durch ein Schaltungsfehlererfassungselement (32, 60, 70) fließt, das mit einer elektrischen Schaltung verbunden ist, oder eine Spannung, die an dem Schaltungsfehlererfassungselement anliegt, zu erfassen und die Spannung in einen digitalen Wert umzuwandeln; einen Korrigierer (S3), der ausgelegt ist, den digitalen Wert, der von der AD-Wandlungsschaltung ausgegeben wird, oder einen Messwert als einem Spannungswert, der den digitalen Wert repräsentiert, in einen korrigierten Messwert als einen Wert einer Situation zu korrigieren, in der ein Widerstandswert des Schaltungsfehlererfassungselementes im Voraus auf einen Standardwiderstandswert eingestellt wird; eine Schwellenwerteinstellvorrichtung (S2, S5), die ausgelegt ist, einen Schwellenwert, der mit dem korrigierten Messwert verglichen wird, näher zu einer Seite eines normalen Wertes als ein Grenzwert des korrigierten Messwertes einzustellen, der auf der Grundlage eines Umwandlungsbereiches der AD-Wandlungsschaltung bestimmt wird; und einen Fehlerdetektor (S4), der ausgelegt ist, auf der Grundlage eines Vergleiches zwischen dem Schwellenwert, der durch die Schwellenwerteinstellvorrichtung eingestellt wird, und des korrigierten Messwertes zu erfassen, ob der Fehler in der elektrischen Schaltung auftritt.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerteinstellvorrichtung außerdem ausgelegt ist, einen oberen Schwellenwert als den Schwellenwert zum Bestimmen, ob der Messwert größer als ein oberer Grenzwert eines normalen Bereiches ist, einzustellen, wobei der Fehlerdetektor außerdem ausgelegt ist, auf der Grundlage einer Bedingung, dass der Messwert größer als der obere Schwellenwert ist, zu bestimmen, dass der Fehler auftritt, bei dem eine Zielmessgröße übermäßig groß ist, und wobei die Zielmessgröße ein Strom, der durch die elektrische Schaltung fließt, oder eine Spannung, die an die elektrische Schaltung angelegt wird, ist.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schwellenwerteinstellvorrichtung ausgelegt ist, auf der Grundlage einer Bedingung, dass der korrigierte Messwert einen oberen Grenzwert innerhalb eines Bereiches der Zielmessgröße, der zum Erfassen des Fehlers benötigt wird, nicht erreicht, einen oberen Anfangsschwellenwert, der im Voraus als ein Anfangswert des oberen Schwellenwertes eingestellt wird, einzustellen.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Schwellenwerteinstellvorrichtung außerdem ausgelegt ist, auf der Grundlage einer Bedingung, dass (i) der korrigierte Messwert einen oberen Grenzwert innerhalb eines Bereiches der Zielmessgröße, der zum Erfassen des Fehlers benötigt wird, erreicht, und (ii) ein oberer Grenzwert des korrigierten Messwertes größer als ein oberer Anfangsschwellenwert ist, der im Voraus als ein Anfangswert des oberen Schwellenwertes eingestellt wird, den oberen Anfangsschwellenwert als den oberen Schwellenwert einzustellen.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die außerdem aufweist: einen Schwellenwertkorrigierer (S6), der ausgelegt ist, den Schwellenwert, der durch die Schwellenwerteinstellvorrichtung eingestellt wird, entsprechend einem Wert einer Spannung, die in die elektrische Schaltung eingegeben wird, in einen korrigierten Schwellenwert zu korrigieren, wobei der Fehlerdetektor ausgelegt ist, den korrigierten Messwert mit dem korrigierten Schwellenwert zu vergleichen.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schwellenwerteinstellvorrichtung ausgelegt ist, einen unteren Schwellenwert als den Schwellenwert zum Bestimmen, ob der Messwert kleiner als ein normaler Bereich ist, einzustellen, und wobei der Fehlerdetektor ausgelegt ist, den Fehler, bei dem die elektrische Schaltung eine Unterbrechung aufweist, auf der Grundlage dessen, dass der Messwert kleiner als der untere Schwellenwert ist, zu erfassen.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Grenzwert des korrigierten Messwertes ein oberer Grenzwert ist, und wobei die Seite des normalen Wertes ein Bereich von Werten ist, die kleiner als der obere Grenzwert sind.
Schaltungsfehlererfassungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Grenzwert des korrigierten Messwertes ein unterer Grenzwert ist, und wobei die Seite des normalen Wertes ein Bereich von Werten ist, die größer als der untere Grenzwert sind.