JPH10327596A - 制御装置 - Google Patents
制御装置Info
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- JPH10327596A JPH10327596A JP10015725A JP1572598A JPH10327596A JP H10327596 A JPH10327596 A JP H10327596A JP 10015725 A JP10015725 A JP 10015725A JP 1572598 A JP1572598 A JP 1572598A JP H10327596 A JPH10327596 A JP H10327596A
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- switch
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Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/08—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage
- H03K17/082—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit
- H03K17/0822—Modifications for protecting switching circuit against overcurrent or overvoltage by feedback from the output to the control circuit in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/06—Modifications for ensuring a fully conducting state
- H03K17/063—Modifications for ensuring a fully conducting state in field-effect transistor switches
-
- H—ELECTRICITY
- H03—ELECTRONIC CIRCUITRY
- H03K—PULSE TECHNIQUE
- H03K17/00—Electronic switching or gating, i.e. not by contact-making and –breaking
- H03K17/16—Modifications for eliminating interference voltages or currents
- H03K17/161—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches
- H03K17/162—Modifications for eliminating interference voltages or currents in field-effect transistor switches without feedback from the output circuit to the control circuit
Landscapes
- Electronic Switches (AREA)
- Control Of Direct Current Motors (AREA)
- Dc-Dc Converters (AREA)
- Control Of Electrical Variables (AREA)
- Vehicle Body Suspensions (AREA)
- Polarising Elements (AREA)
- Valve Device For Special Equipments (AREA)
Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【課題】できるだけ単純な手段でＦＥＴ最終段スイッチ
の信頼ある接続を達成しうる、出力端に接続された誘導
負荷を制御するための制御装置を提供する。 【解決手段】パルス幅変調信号を生成する制御回路、負
荷用の供給電流を接続するＦＥＴ最終段スイッチ、最終
段スイッチのゲート電圧のオンオフ切換え用のスイッチ
オン段及びスイッチオフ段、及びスイッチオン段用のゲ
ート電圧供給源をそなえて成る制御装置であって、ゲー
ト電圧供給源が順方向にプラス接続部とセンタタップの
間にあるダイオード及びセンタタップとマイナス接続部
の間にあるキャパシタを含むチャージポンプ回路を有す
ること、センタタップはスイッチオン段に接続されるこ
と、及びチャージポンプ回路のマイナス接続部での電位
が出力端での電位に従って変化し、該キャパシタはセン
タタップにおいて少なくとも供給側の最終段スイッチの
接続部での電圧に対応するゲート供給電圧を供給する。
の信頼ある接続を達成しうる、出力端に接続された誘導
負荷を制御するための制御装置を提供する。 【解決手段】パルス幅変調信号を生成する制御回路、負
荷用の供給電流を接続するＦＥＴ最終段スイッチ、最終
段スイッチのゲート電圧のオンオフ切換え用のスイッチ
オン段及びスイッチオフ段、及びスイッチオン段用のゲ
ート電圧供給源をそなえて成る制御装置であって、ゲー
ト電圧供給源が順方向にプラス接続部とセンタタップの
間にあるダイオード及びセンタタップとマイナス接続部
の間にあるキャパシタを含むチャージポンプ回路を有す
ること、センタタップはスイッチオン段に接続されるこ
と、及びチャージポンプ回路のマイナス接続部での電位
が出力端での電位に従って変化し、該キャパシタはセン
タタップにおいて少なくとも供給側の最終段スイッチの
接続部での電圧に対応するゲート供給電圧を供給する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、出力端、特に自動
車両のラジエータ用ファンモータに連結された、誘導負
荷を制御するための制御装置であって、設定値に従っ
て、連続するスイッチオン及びスイッチオフ間隔をもつ
パルス幅変調信号を生成する制御回路、該スイッチオン
及びスイッチオフ間隔に従って負荷のための供給電流を
接続するためのＦＥＴ最終段スイッチ（なおこの電流は
電圧供給接続部から出力端へと流れている）、該最終段
スイッチのゲート電圧のオン・オフ切換えを目的とし
て、パルス幅変調信号のスイッチオン及びスイッチオフ
間隔に従って制御回路によって制御されるスイッチオン
段とスイッチオフ段、及びスイッチオン間隔中に最終段
スイッチの貫通接続（through-connection）のためのゲ
ート供給電圧を生成することを目的とするスイッチオン
段のためのゲート電圧供給源をそなえて成る制御装置に
関する。
車両のラジエータ用ファンモータに連結された、誘導負
荷を制御するための制御装置であって、設定値に従っ
て、連続するスイッチオン及びスイッチオフ間隔をもつ
パルス幅変調信号を生成する制御回路、該スイッチオン
及びスイッチオフ間隔に従って負荷のための供給電流を
接続するためのＦＥＴ最終段スイッチ（なおこの電流は
電圧供給接続部から出力端へと流れている）、該最終段
スイッチのゲート電圧のオン・オフ切換えを目的とし
て、パルス幅変調信号のスイッチオン及びスイッチオフ
間隔に従って制御回路によって制御されるスイッチオン
段とスイッチオフ段、及びスイッチオン間隔中に最終段
スイッチの貫通接続（through-connection）のためのゲ
ート供給電圧を生成することを目的とするスイッチオン
段のためのゲート電圧供給源をそなえて成る制御装置に
関する。
【０００２】
【従来の技術】このタイプの制御装置は、例えばＷＯ９
５／２８７６７号から知られている。この回路では、最
終段スイッチのゲート供給電圧が複雑な手段を用いて生
成されている。さらに、ＤＥ−Ａ−３４０５９３６号も
同様に、ダイオード及びキャパシタがその中に存在する
ＦＥＴ最終段スイッチのための制御回路を開示してい
る。
５／２８７６７号から知られている。この回路では、最
終段スイッチのゲート供給電圧が複雑な手段を用いて生
成されている。さらに、ＤＥ−Ａ−３４０５９３６号も
同様に、ダイオード及びキャパシタがその中に存在する
ＦＥＴ最終段スイッチのための制御回路を開示してい
る。
【０００３】しかしながら、該キャパシタは単に、オン
切換えの間に電界効果トランジスタのゲート電源の容量
を充電するのに役立つにすぎない。この電界効果トラン
ジスタをスイッチオン間隔中、貫通接続された状態にし
ておくためには、該トランジスタを制御するために、付
加的なトランジスタ及び定電流電源が必要とされ、従っ
てこの場合にも、ゲート電圧供給源全体は複雑なもので
ある。
切換えの間に電界効果トランジスタのゲート電源の容量
を充電するのに役立つにすぎない。この電界効果トラン
ジスタをスイッチオン間隔中、貫通接続された状態にし
ておくためには、該トランジスタを制御するために、付
加的なトランジスタ及び定電流電源が必要とされ、従っ
てこの場合にも、ゲート電圧供給源全体は複雑なもので
ある。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】この技術的現状に基づ
いて進めると、本発明の基礎となる目的は、できるかぎ
り単純な手段を用いて、ＦＥＴ最終段スイッチの信頼性
の高い接続を達成することのできる、包括的タイプの制
御装置を提供することにある。
いて進めると、本発明の基礎となる目的は、できるかぎ
り単純な手段を用いて、ＦＥＴ最終段スイッチの信頼性
の高い接続を達成することのできる、包括的タイプの制
御装置を提供することにある。
【０００５】
【課題を解決するための手段】この目的は、ゲート電圧
供給源が、順方向にプラス接続部とセンタタップとの間
にあるダイオード、及びセンタタップとマイナス接続部
との間にあるキャパシタをそなえるチャージポンプ回路
（charge pump circuit ）を有していること、該センタ
タップはスイッチオン段に接続されていること、そして
チャージポンプ回路のマイナス接続部での電位が出力端
における電位に従って変化し、かくしてダイオードを介
して流れる電流がスイッチオフ間隔中該キャパシタを充
電し、全スイッチオン間隔中該ダイオードを遮断し、該
キャパシタは該センタタップにおいて供給側の最終段ス
イッチの接続部における電圧に少なくとも対応するゲー
ト供給電圧を供給することといった点において、冒頭で
記したタイプの制御装置の形で、本発明に従って達成さ
れる。
供給源が、順方向にプラス接続部とセンタタップとの間
にあるダイオード、及びセンタタップとマイナス接続部
との間にあるキャパシタをそなえるチャージポンプ回路
（charge pump circuit ）を有していること、該センタ
タップはスイッチオン段に接続されていること、そして
チャージポンプ回路のマイナス接続部での電位が出力端
における電位に従って変化し、かくしてダイオードを介
して流れる電流がスイッチオフ間隔中該キャパシタを充
電し、全スイッチオン間隔中該ダイオードを遮断し、該
キャパシタは該センタタップにおいて供給側の最終段ス
イッチの接続部における電圧に少なくとも対応するゲー
ト供給電圧を供給することといった点において、冒頭で
記したタイプの制御装置の形で、本発明に従って達成さ
れる。
【０００６】本発明による解決法がもつ利点は、かくし
てまず第１に、複雑な構造を不要にするその設計の単純
さに見られる。さらに、本発明による解決法がもつ利点
は、かかる高いゲート供給電圧がそれと共に単純な形で
生成され得、こうして、最終段スイッチの信頼性の高い
かつ完全な貫通接続が確保される、という事実に見られ
る。
てまず第１に、複雑な構造を不要にするその設計の単純
さに見られる。さらに、本発明による解決法がもつ利点
は、かかる高いゲート供給電圧がそれと共に単純な形で
生成され得、こうして、最終段スイッチの信頼性の高い
かつ完全な貫通接続が確保される、という事実に見られ
る。
【０００７】従って本発明による解決法の特に好ましい
実施形態は、チャージポンプ回路のセンタタップに存在
するゲート供給電圧が無統制な形でゲート接続部に供給
されることを規定している。この解決法がもつ利点は、
本発明による制御装置の構成が極めて単純でひいては廉
価であるという点にある。本発明による解決法の有利な
実施形態においては、適切にも、パルス幅変調信号のた
めに提供される最大スイッチオフ間隔及び最大スイッチ
オン間隔で、これが全スイッチオン間隔中、供給側の最
終段スイッチの接続部での電圧よりも大きいゲート供給
電圧を供給するような形で、チャージポンプ回路内のキ
ャパシタが寸法決定されていることが規定されている。
該キャパシタのこの寸法決定の結果として、適当に高い
ゲート供給電圧が付加的な手段を必要とすることなく利
用されうる。
実施形態は、チャージポンプ回路のセンタタップに存在
するゲート供給電圧が無統制な形でゲート接続部に供給
されることを規定している。この解決法がもつ利点は、
本発明による制御装置の構成が極めて単純でひいては廉
価であるという点にある。本発明による解決法の有利な
実施形態においては、適切にも、パルス幅変調信号のた
めに提供される最大スイッチオフ間隔及び最大スイッチ
オン間隔で、これが全スイッチオン間隔中、供給側の最
終段スイッチの接続部での電圧よりも大きいゲート供給
電圧を供給するような形で、チャージポンプ回路内のキ
ャパシタが寸法決定されていることが規定されている。
該キャパシタのこの寸法決定の結果として、適当に高い
ゲート供給電圧が付加的な手段を必要とすることなく利
用されうる。
【０００８】さらに、全スイッチオン間隔中、最大スイ
ッチオン間隔の終りにおけるその電圧が供給側の最終段
スイッチの接続部における電圧よりも大きくなる程度に
だけ、ゲート電圧の生成中の漏れ電流が該キャパシタを
放電すると特に有利である。特に、最大スイッチオン間
隔中にわずか半分しか放電されないように該キャパシタ
を寸法決定すると有利である。この場合、ゲート供給電
圧の降下はきわめてわずかに保つことができるため、そ
れに付随する最終段スイッチの制御の変更に対するマイ
ナスの効果は全くもたらされない。
ッチオン間隔の終りにおけるその電圧が供給側の最終段
スイッチの接続部における電圧よりも大きくなる程度に
だけ、ゲート電圧の生成中の漏れ電流が該キャパシタを
放電すると特に有利である。特に、最大スイッチオン間
隔中にわずか半分しか放電されないように該キャパシタ
を寸法決定すると有利である。この場合、ゲート供給電
圧の降下はきわめてわずかに保つことができるため、そ
れに付随する最終段スイッチの制御の変更に対するマイ
ナスの効果は全くもたらされない。
【０００９】該キャパシタが最大スイッチオン間隔中に
２０％未満、さらに良い場合には１０％未満の放電しか
受けないように寸法決定されているとさらに良い。最終
段スイッチの貫通接続に対する特に有利な解決法による
と、ゲート供給電圧は、全スイッチオン間隔中、供給側
の最終段スイッチの接続部における電圧よりも少なくと
も３ボルト大きくなるようにされる。かくして、全スイ
ッチオン間隔中、最終段スイッチはつねに完全に貫通接
続され、従ってゲート供給電圧の変動もまた最終段スイ
ッチの貫通接続に対しいかなる影響ももたないことが保
証されている。
２０％未満、さらに良い場合には１０％未満の放電しか
受けないように寸法決定されているとさらに良い。最終
段スイッチの貫通接続に対する特に有利な解決法による
と、ゲート供給電圧は、全スイッチオン間隔中、供給側
の最終段スイッチの接続部における電圧よりも少なくと
も３ボルト大きくなるようにされる。かくして、全スイ
ッチオン間隔中、最終段スイッチはつねに完全に貫通接
続され、従ってゲート供給電圧の変動もまた最終段スイ
ッチの貫通接続に対しいかなる影響ももたないことが保
証されている。
【００１０】本発明による制御装置の特に有利な解決法
においては、チャージポンプ回路のマイナス接続部は、
出力端側の最終段スイッチの接続部の電位と出力端の電
位との間の電位にあるようにされる。この解決法によ
り、該マイナス接続部の電位は、出力端の電位に従って
変動するということが保証されるものの、どの程度まで
マイナス接続部の電位が直接出力端の電位に対応するか
については定められていない。
においては、チャージポンプ回路のマイナス接続部は、
出力端側の最終段スイッチの接続部の電位と出力端の電
位との間の電位にあるようにされる。この解決法によ
り、該マイナス接続部の電位は、出力端の電位に従って
変動するということが保証されるものの、どの程度まで
マイナス接続部の電位が直接出力端の電位に対応するか
については定められていない。
【００１１】さらに、本発明による制御装置の特に有利
な実施形態によると、チャージポンプ回路のプラス接続
部は、供給側の最終段スイッチの接続部における電位に
少なくとも対応する電位にあるようにされる。本発明に
よる解決法の特に単純でかつ有利な実施形態によると、
チャージポンプ回路のプラス接続部は、該制御装置の給
電ラインに接続されるようにされる。
な実施形態によると、チャージポンプ回路のプラス接続
部は、供給側の最終段スイッチの接続部における電位に
少なくとも対応する電位にあるようにされる。本発明に
よる解決法の特に単純でかつ有利な実施形態によると、
チャージポンプ回路のプラス接続部は、該制御装置の給
電ラインに接続されるようにされる。
【００１２】この点で、該給電ラインは好ましくは、過
度のゲート供給電圧の結果としての最終段スイッチに対
する損傷が防止されるように、安定化された電圧を有す
る。該プラス接続部における電圧は、特にスイッチオン
間隔からスイッチオフ間隔への遷移の直後のチャージポ
ンプ回路の容量の急速な充電を保証するために利用され
るキャパシタをその目的で使用した場合に、特に単純な
形でその降下に対して安定化され得る。
度のゲート供給電圧の結果としての最終段スイッチに対
する損傷が防止されるように、安定化された電圧を有す
る。該プラス接続部における電圧は、特にスイッチオン
間隔からスイッチオフ間隔への遷移の直後のチャージポ
ンプ回路の容量の急速な充電を保証するために利用され
るキャパシタをその目的で使用した場合に、特に単純な
形でその降下に対して安定化され得る。
【００１３】本発明による制御装置の特に有利な実施形
態によると、該ゲート電圧供給源は、もっぱら、ダイオ
ードとコンデンサとを含み、かくして、例えばトランジ
スタなどといったようなコンポーネントは、特に、ゲー
ト供給電圧を調整するために全く必要とされない。個々
の実施形態に関する以上の説明と合わせて、スイッチオ
ン段の設計に関する詳細は示されていない。
態によると、該ゲート電圧供給源は、もっぱら、ダイオ
ードとコンデンサとを含み、かくして、例えばトランジ
スタなどといったようなコンポーネントは、特に、ゲー
ト供給電圧を調整するために全く必要とされない。個々
の実施形態に関する以上の説明と合わせて、スイッチオ
ン段の設計に関する詳細は示されていない。
【００１４】誘導負荷の場合に電圧ピークを回避するた
め、好ましくは、低域通過として設計されたタイミング
回路がスイッチオン段と結びつけられるようにされ、オ
ン切換え中のゲート電圧の増加はこのタイミング回路を
用いて決定できる。この点において、好ましくは、低域
通過のキャパシタは、ゲート接続部とグランドとの間に
位置設定される。
め、好ましくは、低域通過として設計されたタイミング
回路がスイッチオン段と結びつけられるようにされ、オ
ン切換え中のゲート電圧の増加はこのタイミング回路を
用いて決定できる。この点において、好ましくは、低域
通過のキャパシタは、ゲート接続部とグランドとの間に
位置設定される。
【００１５】スイッチオン段はそれ自体、最も様々な形
で設計され得る。スイッチオン段の１つの有利な設計で
は、これは、制御回路によって制御可能なスイッチング
トランジスタを有するようにされる。同様に、低域通過
として設計されたタイミング回路が、特にオフ切換えの
間の負の電圧ピークを回避するため、スイッチオフ段と
結びつけられる。
で設計され得る。スイッチオン段の１つの有利な設計で
は、これは、制御回路によって制御可能なスイッチング
トランジスタを有するようにされる。同様に、低域通過
として設計されたタイミング回路が、特にオフ切換えの
間の負の電圧ピークを回避するため、スイッチオフ段と
結びつけられる。
【００１６】この点において、スイッチオフ段と結びつ
けられたタイミング回路は、好ましくは、ゲート接続部
とグランドとの間の同じキャパシタと共に作動する。さ
らに、該スイッチオフ段は、同様にして好ましくは制御
回路により接続されたスイッチングトランジスタを有す
るような形で設計される。好ましくは、電圧ピークの発
生をできるかぎり回避できるように、オン切換え及び／
又はオフ切換えのための低域通過の時定数は、負荷に並
列に接続されたフリーホイーリングダイオードの時定数
よりも少なくとも５倍（factor of five）だけ大きくな
るようにされる。
けられたタイミング回路は、好ましくは、ゲート接続部
とグランドとの間の同じキャパシタと共に作動する。さ
らに、該スイッチオフ段は、同様にして好ましくは制御
回路により接続されたスイッチングトランジスタを有す
るような形で設計される。好ましくは、電圧ピークの発
生をできるかぎり回避できるように、オン切換え及び／
又はオフ切換えのための低域通過の時定数は、負荷に並
列に接続されたフリーホイーリングダイオードの時定数
よりも少なくとも５倍（factor of five）だけ大きくな
るようにされる。
【００１７】上述の本発明による概念の代替として又は
補足としてみなされるべきもう１つの本発明による概念
は、負荷、特に自動車両のラジエータ用ファンモータを
制御するための制御装置において、設定値に従って、連
続するスイッチオン間隔及びスイッチオフ間隔をもつパ
ルス幅変調信号を生成する制御回路、及びパルス幅変調
された要領でパルス幅変調信号に従って最終段スイッチ
を介して負荷のための供給電流を接続するスイッチオン
段とスイッチオフ段をそなえて成る制御装置であって、
本発明に従って測定回路に接続された測定タップが最終
段スイッチと負荷との間に具備されており、監視回路が
少なくとも１つのパルス幅変調スイッチオン間隔を抑制
することによって測定スイッチオフ間隔を生成し、測定
スイッチオフ間隔内で測定回路と共に測定タップにおけ
る電圧を監視し、それを基準値と比較するような制御装
置をそなえている。
補足としてみなされるべきもう１つの本発明による概念
は、負荷、特に自動車両のラジエータ用ファンモータを
制御するための制御装置において、設定値に従って、連
続するスイッチオン間隔及びスイッチオフ間隔をもつパ
ルス幅変調信号を生成する制御回路、及びパルス幅変調
された要領でパルス幅変調信号に従って最終段スイッチ
を介して負荷のための供給電流を接続するスイッチオン
段とスイッチオフ段をそなえて成る制御装置であって、
本発明に従って測定回路に接続された測定タップが最終
段スイッチと負荷との間に具備されており、監視回路が
少なくとも１つのパルス幅変調スイッチオン間隔を抑制
することによって測定スイッチオフ間隔を生成し、測定
スイッチオフ間隔内で測定回路と共に測定タップにおけ
る電圧を監視し、それを基準値と比較するような制御装
置をそなえている。
【００１８】本発明による解決法の利点は、それが負荷
の自由稼動挙動（free-running behavior ）を監視しか
つこれにより負荷の機能的障害をチェックする可能性を
生み出すという事実に見られる。例えば負荷が直流モー
タである場合、例えば、測定スイッチオフ間隔の間に、
モータが自由稼動の形で稼動し続けるか又は遮断（ブロ
ック）されているかを監視することができる。
の自由稼動挙動（free-running behavior ）を監視しか
つこれにより負荷の機能的障害をチェックする可能性を
生み出すという事実に見られる。例えば負荷が直流モー
タである場合、例えば、測定スイッチオフ間隔の間に、
モータが自由稼動の形で稼動し続けるか又は遮断（ブロ
ック）されているかを監視することができる。
【００１９】原則として、全測定スイッチオフ間隔中、
測定タップにて電圧を監視することが考えられる。しか
しながら、これは複雑でかつ多大な記憶容量を必要とす
る。この理由のため、特に単純で有利な解決法による
と、該測定回路は、測定間隔内の予め定められた監視時
間で測定タップにおいて電圧を決定するようにされる。
測定タップにて電圧を監視することが考えられる。しか
しながら、これは複雑でかつ多大な記憶容量を必要とす
る。この理由のため、特に単純で有利な解決法による
と、該測定回路は、測定間隔内の予め定められた監視時
間で測定タップにおいて電圧を決定するようにされる。
【００２０】監視時間が、例えば直流モータのタイムラ
グといった負荷の挙動（behavior）と調整した状態で決
定されるならば、かくして、直流モータがブロックされ
るか稼動し続けるかについて充分な精度で計算すること
ができる。モータがブロックされているか又は稼動し続
けるかの問題は特に、きわめて単純な方法で、すなわち
測定タップにおける電圧が特定の監視時間で最小値を上
回るか否かをチェックする監視回路によって決定され得
る。最小値を上回った場合、直流モータが適切なタイム
ラグ挙動を表わしていると仮定すべきである。
グといった負荷の挙動（behavior）と調整した状態で決
定されるならば、かくして、直流モータがブロックされ
るか稼動し続けるかについて充分な精度で計算すること
ができる。モータがブロックされているか又は稼動し続
けるかの問題は特に、きわめて単純な方法で、すなわち
測定タップにおける電圧が特定の監視時間で最小値を上
回るか否かをチェックする監視回路によって決定され得
る。最小値を上回った場合、直流モータが適切なタイム
ラグ挙動を表わしていると仮定すべきである。
【００２１】負荷のチェックは全て、比較的大きい時間
的間隔でのみ必要かつ適切であることから、好ましく
は、監視回路は、測定スイッチオフ間隔を周期的に、例
えば特定された時間の後に開始するようにされる。本発
明による制御装置のさらなる開発によると、該制御装置
の供給電圧を検出する付加的な測定回路が具備されてい
る。
的間隔でのみ必要かつ適切であることから、好ましく
は、監視回路は、測定スイッチオフ間隔を周期的に、例
えば特定された時間の後に開始するようにされる。本発
明による制御装置のさらなる開発によると、該制御装置
の供給電圧を検出する付加的な測定回路が具備されてい
る。
【００２２】負荷に関係する監視タスクは、同様に供給
電圧の検出と共に実施できる。例えば１つの有利な実施
形態では、該監視回路は、規定の持続時間の測定スイッ
チオン間隔を生成し、この測定スイッチオン間隔の始め
と終りで負荷の下で該供給電圧を検出し、しかも監視回
路は、測定スイッチオン間隔の始めと終りでの供給電圧
の間の差を決定し、これを基準値と比較する。
電圧の検出と共に実施できる。例えば１つの有利な実施
形態では、該監視回路は、規定の持続時間の測定スイッ
チオン間隔を生成し、この測定スイッチオン間隔の始め
と終りで負荷の下で該供給電圧を検出し、しかも監視回
路は、測定スイッチオン間隔の始めと終りでの供給電圧
の間の差を決定し、これを基準値と比較する。
【００２３】測定スイッチオン間隔の始めと終りでの供
給電圧の差は、負荷が適正なサイズを有し制御装置に対
して過度に大きいか又は過度に小さいひずみ（strain）
を与えないような程度に関して１つの測定値を示す。例
えば、監視回路は最小基準値よりも小さい差において負
荷紛失（missing load）を報告するようになっている。
給電圧の差は、負荷が適正なサイズを有し制御装置に対
して過度に大きいか又は過度に小さいひずみ（strain）
を与えないような程度に関して１つの測定値を示す。例
えば、監視回路は最小基準値よりも小さい差において負
荷紛失（missing load）を報告するようになっている。
【００２４】しかしながらこれに対する変形形態とし
て、最大基準値を超えた時点で、監視回路が短絡を報告
することも考えられる。というのも、この場合、負荷は
制御装置に過度に大きいひずみを与えるからである。し
かしながら、両方のケースにおいて、同様に、負荷紛失
又は短絡の場合に制御装置をオフ切換えするような形で
監視回路を設計することも考えられる。
て、最大基準値を超えた時点で、監視回路が短絡を報告
することも考えられる。というのも、この場合、負荷は
制御装置に過度に大きいひずみを与えるからである。し
かしながら、両方のケースにおいて、同様に、負荷紛失
又は短絡の場合に制御装置をオフ切換えするような形で
監視回路を設計することも考えられる。
【００２５】例えば、監視回路により開始される測定ス
イッチオン間隔は、パルス幅変調に依存するスイッチオ
ン間隔であってよい。しかしながら、このようなスイッ
チオン間隔は数多くの場合において過度に短かく、従っ
て誤った測定が起こり得ることから、好ましくは監視回
路はパルス幅変調とは独立して測定スイッチオン間隔を
生成するようにされる。
イッチオン間隔は、パルス幅変調に依存するスイッチオ
ン間隔であってよい。しかしながら、このようなスイッ
チオン間隔は数多くの場合において過度に短かく、従っ
て誤った測定が起こり得ることから、好ましくは監視回
路はパルス幅変調とは独立して測定スイッチオン間隔を
生成するようにされる。
【００２６】原則として、各々の任意の測定スイッチオ
フ間隔の後に、このような測定スイッチオン間隔を有す
ることが考えられる。しかしながら、パルス幅変調に左
右されるスイッチオフ間隔は、特に非常に短かいもので
あり得、かくして供給電圧はこれらの短かいスイッチオ
フ間隔内で負荷の結果としてのひずみからわずかに回復
し得ることから、有利な実施形態では、監視回路は、測
定スイッチオフ間隔の直後に測定スイッチオン間隔を生
成するようにされている。
フ間隔の後に、このような測定スイッチオン間隔を有す
ることが考えられる。しかしながら、パルス幅変調に左
右されるスイッチオフ間隔は、特に非常に短かいもので
あり得、かくして供給電圧はこれらの短かいスイッチオ
フ間隔内で負荷の結果としてのひずみからわずかに回復
し得ることから、有利な実施形態では、監視回路は、測
定スイッチオフ間隔の直後に測定スイッチオン間隔を生
成するようにされている。
【００２７】本発明による解決法の付加的な特長及び利
点は、一つの実施形態を例示する図及び記述の対象とさ
れている。
点は、一つの実施形態を例示する図及び記述の対象とさ
れている。
【００２８】
【発明の実施の形態】図１に示されている本発明による
制御装置の一実施例は、最終段スイッチとしてＮチャネ
ルＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１をそなえて成り、その
ドレーン接続部Ｄは、供給電圧ＵV のための電圧供給接
続部Ｖに接続されている。この供給電圧ＵV は例えば、
自動車両の＋１２ボルトの電力供給源である。
制御装置の一実施例は、最終段スイッチとしてＮチャネ
ルＭＯＳＦＥＴトランジスタＴ１をそなえて成り、その
ドレーン接続部Ｄは、供給電圧ＵV のための電圧供給接
続部Ｖに接続されている。この供給電圧ＵV は例えば、
自動車両の＋１２ボルトの電力供給源である。
【００２９】最終段スイッチＴ１のソース接続部Ｓは、
出力端Ａに接続されている。特に誘導負荷Ｌが出力端Ａ
とグランドＭの間に位置設定され、例えば自動車両のラ
ジエータファンのモータにより代表される。さらに出力
端ＡとグランドＭとの間にはキャパシタＣ４及びフリー
ホイーリングダイオード（free-wheeling diode ）Ｄ１
も位置設定されている。このフリーホイーリングダイオ
ードＤ１は、最終段スイッチＴ１がオフに切換えられた
時点で、グランドＭと出力端Ａとの間の電流の流れを可
能にするのに役立ち、その結果、誘導負荷のために発生
するあらゆる電圧ピークが低減される。
出力端Ａに接続されている。特に誘導負荷Ｌが出力端Ａ
とグランドＭの間に位置設定され、例えば自動車両のラ
ジエータファンのモータにより代表される。さらに出力
端ＡとグランドＭとの間にはキャパシタＣ４及びフリー
ホイーリングダイオード（free-wheeling diode ）Ｄ１
も位置設定されている。このフリーホイーリングダイオ
ードＤ１は、最終段スイッチＴ１がオフに切換えられた
時点で、グランドＭと出力端Ａとの間の電流の流れを可
能にするのに役立ち、その結果、誘導負荷のために発生
するあらゆる電圧ピークが低減される。
【００３０】最終段スイッチＴ１は、ゲート接続部にお
けるゲート電圧ＵＧの制御を可能にするスイッチオン段
ＥＳとスイッチオフ段ＡＳとを用いてそのゲート接続部
Ｇを介して制御される。スイッチオン段ＥＳ及びスイッ
チオフ段ＡＳは両方共制御回路ＳＳを介して制御される
が、この制御回路に対しては、設定値入力ラインＳＥを
介し、パルス幅変調信号について設定値を規定すること
ができる。その上、制御回路ＳＳはシステム起動ライン
ＳＡを介して活性化され得る。
けるゲート電圧ＵＧの制御を可能にするスイッチオン段
ＥＳとスイッチオフ段ＡＳとを用いてそのゲート接続部
Ｇを介して制御される。スイッチオン段ＥＳ及びスイッ
チオフ段ＡＳは両方共制御回路ＳＳを介して制御される
が、この制御回路に対しては、設定値入力ラインＳＥを
介し、パルス幅変調信号について設定値を規定すること
ができる。その上、制御回路ＳＳはシステム起動ライン
ＳＡを介して活性化され得る。
【００３１】電圧供給接続部Ｖの出力端に接続されてい
るフィルタＦＩを介して制御回路ＳＳに電流が供給さ
れ、このフィルタの後に配置されている保持回路ＳＨが
制御回路ＳＳの給電ラインＶＬに接続され、この中で電
圧ＵVLを生成する。給電ラインＶＬとグランドＭとの間
にはキャパシタＣ２が位置設定されている。さらに、給
電ラインＳＬにはダイオードＤ２が接続されており、こ
れは、それ自体再び出力端Ａに接続されているキャパシ
タＣ１と直列に接続されている。従って、ダイオードＤ
２は、最終段スイッチＴ１がオフに切換えられかくして
キャパシタＣ１がグランドに接続された時点で電流が給
電ラインＶＬからキャパシタＣ１まで流れ得るように、
すなわちそれを充電するために接続される。
るフィルタＦＩを介して制御回路ＳＳに電流が供給さ
れ、このフィルタの後に配置されている保持回路ＳＨが
制御回路ＳＳの給電ラインＶＬに接続され、この中で電
圧ＵVLを生成する。給電ラインＶＬとグランドＭとの間
にはキャパシタＣ２が位置設定されている。さらに、給
電ラインＳＬにはダイオードＤ２が接続されており、こ
れは、それ自体再び出力端Ａに接続されているキャパシ
タＣ１と直列に接続されている。従って、ダイオードＤ
２は、最終段スイッチＴ１がオフに切換えられかくして
キャパシタＣ１がグランドに接続された時点で電流が給
電ラインＶＬからキャパシタＣ１まで流れ得るように、
すなわちそれを充電するために接続される。
【００３２】ダイオードＤ２とキャパシタＣ１は、ゲー
ト供給電圧ＵGVがセンタタップＭＡで利用可能である、
給電ラインＶＬに接続されたプラス接続部ＰＬＡと出力
端Ａに接続されたマイナス接続部ＭＩＫとを伴うチャー
ジポンプ回路として設計されたゲート電圧供給源ＧＳＶ
を形成する。制御回路ＳＳに接続されたスイッチオン制
御ラインＥＳＬを介してそれ自体制御可能なスイッチン
グトランジスタＳＴをもつスイッチオン段ＥＳは、抵抗
器Ｒ１を介して、ダイオードＤ２とキャパシタＣ２との
間にあるセンタタップＭＡに接続される。スイッチオン
段ＥＳが貫通接続される場合、電流がセンタタップＭＡ
から抵抗器Ｒ１を介して最終段スイッチＴ１のゲート接
続部Ｇまで流れ、ここでゲート供給電圧ＵＧが形成され
る。
ト供給電圧ＵGVがセンタタップＭＡで利用可能である、
給電ラインＶＬに接続されたプラス接続部ＰＬＡと出力
端Ａに接続されたマイナス接続部ＭＩＫとを伴うチャー
ジポンプ回路として設計されたゲート電圧供給源ＧＳＶ
を形成する。制御回路ＳＳに接続されたスイッチオン制
御ラインＥＳＬを介してそれ自体制御可能なスイッチン
グトランジスタＳＴをもつスイッチオン段ＥＳは、抵抗
器Ｒ１を介して、ダイオードＤ２とキャパシタＣ２との
間にあるセンタタップＭＡに接続される。スイッチオン
段ＥＳが貫通接続される場合、電流がセンタタップＭＡ
から抵抗器Ｒ１を介して最終段スイッチＴ１のゲート接
続部Ｇまで流れ、ここでゲート供給電圧ＵＧが形成され
る。
【００３３】スイッチオン段ＥＳのオン切換えの直後に
ゲート供給電圧ＵＧの増大を遅延させるために、最終段
スイッチＴ１のゲート接続部ＧはキャパシタＣ３を介し
てグランドに接続され、ここで、抵抗器Ｒ１とキャパシ
タＣ３は、ゲート供給電圧ＵＧがスイッチオン段ＥＳの
オン切換えの直後に規定の時間的遅延を伴って増大でき
るようにし、かくして対応するソース電圧ＵＳの増大の
いかなるエッジ急峻化をも制限するＲＣ要素を形成す
る。
ゲート供給電圧ＵＧの増大を遅延させるために、最終段
スイッチＴ１のゲート接続部ＧはキャパシタＣ３を介し
てグランドに接続され、ここで、抵抗器Ｒ１とキャパシ
タＣ３は、ゲート供給電圧ＵＧがスイッチオン段ＥＳの
オン切換えの直後に規定の時間的遅延を伴って増大でき
るようにし、かくして対応するソース電圧ＵＳの増大の
いかなるエッジ急峻化をも制限するＲＣ要素を形成す
る。
【００３４】ゲート供給電圧ＵＧを保護するために、ツ
ェナーダイオードＺ１の列及びそれに並列な抵抗器Ｒ３
が、最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇとそのソース
接続部Ｓ又は出力端Ａとの間に位置設定されており、こ
こで、抵抗器Ｒ３は、最終段スイッチＴ１がオフ切換え
された時点でこの状態を維持するのに役立つ。スイッチ
オフ段ＡＳは、同様に、スイッチングトランジスタＳＴ
を含み、最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇをグラン
ドＭに接続するのに役立ち、ここで抵抗器Ｒ２は、スイ
ッチオフ段ＡＳと最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇ
との間に位置設定され、この抵抗器は同様にキャパシタ
Ｃ３と共にＲＣ要素を形成し、この要素により、ゲート
供給電圧ＵＧのあらゆる降下を、規定の時間的遅延ひい
てはソース電圧ＵＳの対応する降下と共に決定すること
が可能となる。
ェナーダイオードＺ１の列及びそれに並列な抵抗器Ｒ３
が、最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇとそのソース
接続部Ｓ又は出力端Ａとの間に位置設定されており、こ
こで、抵抗器Ｒ３は、最終段スイッチＴ１がオフ切換え
された時点でこの状態を維持するのに役立つ。スイッチ
オフ段ＡＳは、同様に、スイッチングトランジスタＳＴ
を含み、最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇをグラン
ドＭに接続するのに役立ち、ここで抵抗器Ｒ２は、スイ
ッチオフ段ＡＳと最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇ
との間に位置設定され、この抵抗器は同様にキャパシタ
Ｃ３と共にＲＣ要素を形成し、この要素により、ゲート
供給電圧ＵＧのあらゆる降下を、規定の時間的遅延ひい
てはソース電圧ＵＳの対応する降下と共に決定すること
が可能となる。
【００３５】ＲＣ要素Ｒ１Ｃ３及びＲ２Ｃ３は好ましく
は、比較可能な、有利には同一の時定数を有する。ダイ
オードＤ２は、制御装置の供給電圧接続部Ｖにおける電
圧ＵV よりも高いゲート供給電圧ＵＧを生成するための
チャージポンプをキャパシタＣ１と共に形成する。
は、比較可能な、有利には同一の時定数を有する。ダイ
オードＤ２は、制御装置の供給電圧接続部Ｖにおける電
圧ＵV よりも高いゲート供給電圧ＵＧを生成するための
チャージポンプをキャパシタＣ１と共に形成する。
【００３６】本発明による制御装置は以下の要領で作動
する。制御装置がシステム活性化ラインＳＡを介して活
性化された時点で、一方では保持回路ＳＨが、又他方で
は制御回路ＳＳが活性化される。このことはすなわち、
電圧ＵVLが給電ラインＶＬに印加されることを意味し、
これは電圧供給接続部Ｖにおける電圧ＵV にほぼ対応す
る。
する。制御装置がシステム活性化ラインＳＡを介して活
性化された時点で、一方では保持回路ＳＨが、又他方で
は制御回路ＳＳが活性化される。このことはすなわち、
電圧ＵVLが給電ラインＶＬに印加されることを意味し、
これは電圧供給接続部Ｖにおける電圧ＵV にほぼ対応す
る。
【００３７】さらに、最終段スイッチＴ１はこの状態で
オフに切換えられ、従って、キャパシタＣ１は一方で
は、ダイオードＤ２を通ってかつセンタタップＭＡを介
して給電ラインＶＬから流れる電流を介して、又他方で
は負荷Ｌを介して出力端Ａへそしてそこからキャパシタ
Ｃ１まで流れる電流を介して、充電される。キャパシタ
Ｃ１を充電する電圧は、基本的に、そのときまたセンタ
タップＭＡに存在する電圧ＵVLに対応する。
オフに切換えられ、従って、キャパシタＣ１は一方で
は、ダイオードＤ２を通ってかつセンタタップＭＡを介
して給電ラインＶＬから流れる電流を介して、又他方で
は負荷Ｌを介して出力端Ａへそしてそこからキャパシタ
Ｃ１まで流れる電流を介して、充電される。キャパシタ
Ｃ１を充電する電圧は、基本的に、そのときまたセンタ
タップＭＡに存在する電圧ＵVLに対応する。
【００３８】ここでスイッチオン段ＥＳが制御回路ＳＳ
及びその貫通接続されたスイッチングトランジスタＳＴ
を用いて活性化される場合、センタタップＭＡに存在す
る電圧ＵVLの結果として、電流は抵抗器Ｒ１を介して最
終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇに流れることにな
り、ゲート電圧ＵＧは、ＲＣ要素Ｒ１，Ｃ３により時間
的に遅延して高まることになる。
及びその貫通接続されたスイッチングトランジスタＳＴ
を用いて活性化される場合、センタタップＭＡに存在す
る電圧ＵVLの結果として、電流は抵抗器Ｒ１を介して最
終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇに流れることにな
り、ゲート電圧ＵＧは、ＲＣ要素Ｒ１，Ｃ３により時間
的に遅延して高まることになる。
【００３９】ゲート電圧ＵＧが高まるにつれて、最終段
スイッチＴ１は貫通接続され、最終段スイッチＴ１がオ
フに切換えられている初期状態にあるグランドＭでの電
位にほぼ対応するソース電圧ＵＳは、最終段スイッチＴ
１、出力端Ａ及び負荷Ｌを介してグランドＭまで流れる
電流が最終段スイッチＴ１のソース接続部Ｓにおける電
位を増大させることから、増大する。すなわち、高い場
合で、ほぼ最終段スイッチＴ１が完全に貫通接続された
時点での供給電圧接続部Ｖにおける供給電圧Ｕ V まで増
大する。キャパシタＣ１に存在する電圧は、このソース
電圧ＵＳに付加され、従って、高い場合で、ＵV がほぼ
ＵVLに等しいときの供給電圧ＵV の約２倍に対応するゲ
ート供給電圧ＵＧが達成され得る。
スイッチＴ１は貫通接続され、最終段スイッチＴ１がオ
フに切換えられている初期状態にあるグランドＭでの電
位にほぼ対応するソース電圧ＵＳは、最終段スイッチＴ
１、出力端Ａ及び負荷Ｌを介してグランドＭまで流れる
電流が最終段スイッチＴ１のソース接続部Ｓにおける電
位を増大させることから、増大する。すなわち、高い場
合で、ほぼ最終段スイッチＴ１が完全に貫通接続された
時点での供給電圧接続部Ｖにおける供給電圧Ｕ V まで増
大する。キャパシタＣ１に存在する電圧は、このソース
電圧ＵＳに付加され、従って、高い場合で、ＵV がほぼ
ＵVLに等しいときの供給電圧ＵV の約２倍に対応するゲ
ート供給電圧ＵＧが達成され得る。
【００４０】キャパシタＣ１は、その電荷が、制御回路
ＳＳにより生成されたパルス幅変調信号のできるかぎり
最長のスイッチオン間隔ＥＩＶの間、ゲート供給電圧Ｕ
Ｇを供給するのに充分なものとなるように寸法決定され
ており、ここでこの電圧はＵ V よりも明らかに高く、Ｕ
Ｇは好ましくはソース電圧ＵＳよりも少なくとも３ボル
ト、さらには５ボルトまでも高いものである。
ＳＳにより生成されたパルス幅変調信号のできるかぎり
最長のスイッチオン間隔ＥＩＶの間、ゲート供給電圧Ｕ
Ｇを供給するのに充分なものとなるように寸法決定され
ており、ここでこの電圧はＵ V よりも明らかに高く、Ｕ
Ｇは好ましくはソース電圧ＵＳよりも少なくとも３ボル
ト、さらには５ボルトまでも高いものである。
【００４１】オフ切換えのためには、制御回路は、スイ
ッチオフラインＡＳＬを介してスイッチオフ段ＡＳのス
イッチングトランジスタＳＴを制御すると同時に、スイ
ッチオン制御ラインＥＳＬを介してスイッチオン段ＥＳ
のスイッチングトランジスタをオフ切換えして、このと
き最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇがスイッチオフ
段ＡＳ及び抵抗器Ｒ２を介してグランドＭに接続される
ようにする。ゲート電圧ＵＧの降下はかくしてＲＣ要素
Ｃ３，Ｒ２によって制限される。
ッチオフラインＡＳＬを介してスイッチオフ段ＡＳのス
イッチングトランジスタＳＴを制御すると同時に、スイ
ッチオン制御ラインＥＳＬを介してスイッチオン段ＥＳ
のスイッチングトランジスタをオフ切換えして、このと
き最終段スイッチＴ１のゲート接続部Ｇがスイッチオフ
段ＡＳ及び抵抗器Ｒ２を介してグランドＭに接続される
ようにする。ゲート電圧ＵＧの降下はかくしてＲＣ要素
Ｃ３，Ｒ２によって制限される。
【００４２】最終段スイッチＴ１がオフ切換えされた時
点で、この場合ソース電圧ＵＳが再び基本的にゼロの値
により近くなることから、キャパシタＣ１は再び充電さ
れる。その上、キャパシタＣ２は、キャパシタＣ１をで
きるかぎり急速に充電するために、最終段スイッチＴ１
のオフ切換えの後ダイオードＤ２を介して充分に大きな
電流を流れさせるのに役立つ。
点で、この場合ソース電圧ＵＳが再び基本的にゼロの値
により近くなることから、キャパシタＣ１は再び充電さ
れる。その上、キャパシタＣ２は、キャパシタＣ１をで
きるかぎり急速に充電するために、最終段スイッチＴ１
のオフ切換えの後ダイオードＤ２を介して充分に大きな
電流を流れさせるのに役立つ。
【００４３】ＲＣ要素Ｒ２，Ｃ３のために選択されたサ
イズに応じて、誘導負荷によって引き起こされて、フリ
ーホイーリングダイオードＤ１のために最終段スイッチ
Ｔ１のソース接続部Ｓにおいて、多少の差のある大きさ
の負のスイッチオフピークが発生し、これらのピーク
は、最終的に電圧供給接続部Ｖにおける供給電圧ＵV よ
りも大きいある電圧まで、キャパシタＣ１を付加的に充
電するのに用いられる。
イズに応じて、誘導負荷によって引き起こされて、フリ
ーホイーリングダイオードＤ１のために最終段スイッチ
Ｔ１のソース接続部Ｓにおいて、多少の差のある大きさ
の負のスイッチオフピークが発生し、これらのピーク
は、最終的に電圧供給接続部Ｖにおける供給電圧ＵV よ
りも大きいある電圧まで、キャパシタＣ１を付加的に充
電するのに用いられる。
【００４４】キャパシタＣ１の容量は好ましくは、最終
段スイッチＴ１の全スイッチオン持続時間中、ゲート供
給電圧ＵＶＧ（ひいてはこの場合ではほぼゲート電圧Ｕ
Ｇも）がつねに最終段スイッチＴ１のドレイン接続部Ｄ
における電圧より少なくとも５ボルトだけ高くなるよう
なサイズをもつように選択される。さらに、キャパシタ
Ｃ１及びＣ２は、最終段スイッチＴ１のオフ切換えの後
キャパシタＣ１が非常に迅速に充電されるためパルス幅
変調信号の最小スイッチオフ持続時間がスイッチオン持
続時間の１０％未満、好ましくはその約１％となり得る
ような形で寸法決定される。
段スイッチＴ１の全スイッチオン持続時間中、ゲート供
給電圧ＵＶＧ（ひいてはこの場合ではほぼゲート電圧Ｕ
Ｇも）がつねに最終段スイッチＴ１のドレイン接続部Ｄ
における電圧より少なくとも５ボルトだけ高くなるよう
なサイズをもつように選択される。さらに、キャパシタ
Ｃ１及びＣ２は、最終段スイッチＴ１のオフ切換えの後
キャパシタＣ１が非常に迅速に充電されるためパルス幅
変調信号の最小スイッチオフ持続時間がスイッチオン持
続時間の１０％未満、好ましくはその約１％となり得る
ような形で寸法決定される。
【００４５】ＲＣ要素Ｒ１，Ｃ３及びＲ２，Ｃ３の時定
数は好ましくは、これが１２０ナノセカンドにあるよう
に選択され、一方フリーホイーリングダイオードＤ１の
切換え遅延は、ＲＣ要素Ｒ１，Ｃ３及びＲ２，Ｃ３の時
定数の約１０分の１以下、すなわち約１２ナノセカンド
以下となるような形で選択される。本発明の制御装置で
生成することのできるパルス幅変調信号は、図２の下方
部分で例示されており、ここで、一例として示されてい
るパルス幅変調信号の場合、スイッチオン間隔ＥＩＶの
スイッチオン持続時間ｔＥとスイッチオフ間隔ＡＩＶの
スイッチオフ持続時間ｔＡとはほぼ等しい。パルス幅変
調信号の周期持続時間はｔＰである。
数は好ましくは、これが１２０ナノセカンドにあるよう
に選択され、一方フリーホイーリングダイオードＤ１の
切換え遅延は、ＲＣ要素Ｒ１，Ｃ３及びＲ２，Ｃ３の時
定数の約１０分の１以下、すなわち約１２ナノセカンド
以下となるような形で選択される。本発明の制御装置で
生成することのできるパルス幅変調信号は、図２の下方
部分で例示されており、ここで、一例として示されてい
るパルス幅変調信号の場合、スイッチオン間隔ＥＩＶの
スイッチオン持続時間ｔＥとスイッチオフ間隔ＡＩＶの
スイッチオフ持続時間ｔＡとはほぼ等しい。パルス幅変
調信号の周期持続時間はｔＰである。
【００４６】その上、図２は、誘導負荷及びフリーホイ
ーリングダイオードＤ１のためにスイッチオフ持続時間
ｔＡ中に起こる負の電圧ピークを示している。本発明に
よる制御装置は、制御回路ＳＳに加えて、制御回路ＳＳ
と通信する測定回路ＭＳを含んで成り、ここでは該制御
回路ＳＳは監視回路として同時に作動する。
ーリングダイオードＤ１のためにスイッチオフ持続時間
ｔＡ中に起こる負の電圧ピークを示している。本発明に
よる制御装置は、制御回路ＳＳに加えて、制御回路ＳＳ
と通信する測定回路ＭＳを含んで成り、ここでは該制御
回路ＳＳは監視回路として同時に作動する。
【００４７】電圧ＵA は、最終段スイッチＴ１がオフ切
換えされている測定スイッチオフ間隔ＭＡＩの測定周期
ｔＭ中、出力端Ａに接続されている測定タップＭＡで第
１のアナログ−デジタル変換器ＡＤ１を介して測定回路
ＭＳで監視される。図２に例示されているようにこの測
定周期ｔＭ中、最終段スイッチＴ１の最後のオフ切換え
後ＵＡとして、誘導負荷Ｌによりひき起こされる負の電
圧ピークが発生するが、この電圧ピークは、フリーホイ
ーリングダイオードＤ１の結果として減少させられ、発
電機として負荷Ｌを形成するラジエータファンモータの
連続走行のために発生する正の値へと変化する。かくし
てラジエーションファンモータは、約５０％の効率度合
で多くとも供給電圧接続部Ｖにおける供給電圧ＵV の約
半分という量になる発電機電圧ＵＧＥを生成する。
換えされている測定スイッチオフ間隔ＭＡＩの測定周期
ｔＭ中、出力端Ａに接続されている測定タップＭＡで第
１のアナログ−デジタル変換器ＡＤ１を介して測定回路
ＭＳで監視される。図２に例示されているようにこの測
定周期ｔＭ中、最終段スイッチＴ１の最後のオフ切換え
後ＵＡとして、誘導負荷Ｌによりひき起こされる負の電
圧ピークが発生するが、この電圧ピークは、フリーホイ
ーリングダイオードＤ１の結果として減少させられ、発
電機として負荷Ｌを形成するラジエータファンモータの
連続走行のために発生する正の値へと変化する。かくし
てラジエーションファンモータは、約５０％の効率度合
で多くとも供給電圧接続部Ｖにおける供給電圧ＵV の約
半分という量になる発電機電圧ＵＧＥを生成する。
【００４８】ラジエータファンモータの発電機電圧ＵＧ
Ｅを計算するため、測定タップＭＡにおいて測定可能な
電圧ＵＡの測定値は、パルス幅変調スイッチオン間隔Ｅ
ＩＶの最後のオフ切換えの後、規定の監視時間ｔＵにお
いてとり出される。測定回路ＭＳは、その測定された電
圧に従って発電機電圧ＵＧＥの値を評価し、ここで、そ
れぞれに予め定められた監視時間ｔＵにおける発電機電
圧ＵＧＥの発生及びそのサイズから、ロードＬとして作
用するラジエータファンモータが自由に稼動し続けてい
るか、又は例えば稼動し続けておらずブロックされてい
るかは明白である。
Ｅを計算するため、測定タップＭＡにおいて測定可能な
電圧ＵＡの測定値は、パルス幅変調スイッチオン間隔Ｅ
ＩＶの最後のオフ切換えの後、規定の監視時間ｔＵにお
いてとり出される。測定回路ＭＳは、その測定された電
圧に従って発電機電圧ＵＧＥの値を評価し、ここで、そ
れぞれに予め定められた監視時間ｔＵにおける発電機電
圧ＵＧＥの発生及びそのサイズから、ロードＬとして作
用するラジエータファンモータが自由に稼動し続けてい
るか、又は例えば稼動し続けておらずブロックされてい
るかは明白である。
【００４９】このことはすなわち、ラジエータファンモ
ータがブロックされず妨害の無い状態で稼動し続けてい
ることを確信するために、測定回路ＭＳは、発電機電圧
ＵＧＥがある設定値ＵＧＥＳより上にあるか否かを確認
するだけでよい、ということを意味している。しかしな
がら、パルス幅変調信号のオフ切換えは、フィルタＦＩ
内に具備されたキャパシタが充電され、供給電圧ＵV が
最大値ＵVMまで回復できるようになるという効果もまた
有している。
ータがブロックされず妨害の無い状態で稼動し続けてい
ることを確信するために、測定回路ＭＳは、発電機電圧
ＵＧＥがある設定値ＵＧＥＳより上にあるか否かを確認
するだけでよい、ということを意味している。しかしな
がら、パルス幅変調信号のオフ切換えは、フィルタＦＩ
内に具備されたキャパシタが充電され、供給電圧ＵV が
最大値ＵVMまで回復できるようになるという効果もまた
有している。
【００５０】測定スイッチオフ間隔ＭＡＩの後、最終段
スイッチＴ１が負荷周期ｔＢで測定スイッチオン間隔Ｍ
ＥＩ中に貫通接続された場合、供給電圧ＵV は最大値Ｕ
VMから負荷値ＵVBまで低下するが、これは、供給電圧Ｕ
V 自体を供給する電力供給源が抵抗器を有するために、
フィルタＦＩ内のキャパシタの放電が発生するという事
実によってひき起こされる。
スイッチＴ１が負荷周期ｔＢで測定スイッチオン間隔Ｍ
ＥＩ中に貫通接続された場合、供給電圧ＵV は最大値Ｕ
VMから負荷値ＵVBまで低下するが、これは、供給電圧Ｕ
V 自体を供給する電力供給源が抵抗器を有するために、
フィルタＦＩ内のキャパシタの放電が発生するという事
実によってひき起こされる。
【００５１】供給電圧ＵV は、供給電圧接続部Ｖに接続
された供給電圧タップＶＡにおいてアナログ−デジタル
変換器ＡＤ２を用いて測定でき、かつ測定回路ＭＳによ
り照会され得るが、ここで最大電圧ＵVMと負荷周期ｔＢ
の後の電圧ＵVBとの間の差異は、接続部Ａに接続された
負荷Ｌがどの程度まで指定された電流を流させることが
でき、かくしてその負荷がともかく存在しているか、又
は（例えば短絡などのために）過度の電流を流しうる
か、を明らかにしている。
された供給電圧タップＶＡにおいてアナログ−デジタル
変換器ＡＤ２を用いて測定でき、かつ測定回路ＭＳによ
り照会され得るが、ここで最大電圧ＵVMと負荷周期ｔＢ
の後の電圧ＵVBとの間の差異は、接続部Ａに接続された
負荷Ｌがどの程度まで指定された電流を流させることが
でき、かくしてその負荷がともかく存在しているか、又
は（例えば短絡などのために）過度の電流を流しうる
か、を明らかにしている。
【００５２】値ＵVMとＵVBとの間の差がほぼゼロに等し
い場合、測定回路ＭＳは、いかなる負荷Ｌも接続されて
いないことを認識することができる。電圧ＵVMとＵVBと
の間の差が例えばおよそ１ボルト未満であるが０．５ボ
ルト以上の大きさである場合、例えばその寸法決定に対
応する負荷が接続される。ＵVMとＵVBとの間の差が２〜
３ボルトよりも大きい電圧にある場合には、例えば短絡
を示す負荷Ｌの結果として出力端Ａで過度に大きなひず
みが存在し、制御回路ＳＳはこれを、保持回路ＳＨをオ
フ切換えすることにより制御装置を非活性化するための
１つの理由としてとらえることができる。
い場合、測定回路ＭＳは、いかなる負荷Ｌも接続されて
いないことを認識することができる。電圧ＵVMとＵVBと
の間の差が例えばおよそ１ボルト未満であるが０．５ボ
ルト以上の大きさである場合、例えばその寸法決定に対
応する負荷が接続される。ＵVMとＵVBとの間の差が２〜
３ボルトよりも大きい電圧にある場合には、例えば短絡
を示す負荷Ｌの結果として出力端Ａで過度に大きなひず
みが存在し、制御回路ＳＳはこれを、保持回路ＳＨをオ
フ切換えすることにより制御装置を非活性化するための
１つの理由としてとらえることができる。
【図１】本発明による制御装置の概略的回路を示す図で
ある。
ある。
【図２】本発明による制御装置内でのパルス幅変調信
号、測定スイッチオフ間隔及び測定スイッチオン間隔を
例示する図である。
号、測定スイッチオフ間隔及び測定スイッチオン間隔を
例示する図である。
ＧＳＶ…ゲート電圧供給源 ＥＳ…スイッチオン段 ＡＳ…スイッチオフ段 Ａ…出力端 ＡＩＶ…スイッチオフ間隔 ＥＩＶ…スイッチオン間隔 Ｔ１…最終段スイッチ ＵGV…ゲート供給電圧 ＳＳ…制御回路 Ｌ…負荷 ＭＳ…測定回路 ＭＡ…測定タップ ＵV …供給電圧 ＭＥＩ…測定スイッチオン間隔 ＭＡＩ…測定スイッチオフ間隔
Claims (28)
- 【請求項１】 出力端特に自動車両のラジエータファン
モータに接続された、誘導負荷を制御するための制御装
置において、設定値に従って、連続するスイッチオン及
びスイッチオフ間隔をもつパルス幅変調信号を生成する
制御回路、スイッチオン及びスイッチオフ間隔に従って
負荷のための供給電流を接続するためのＦＥＴ最終段ス
イッチであって、該供給電流は電圧供給接続部から出力
端へと流れているもの、該最終段スイッチのゲート電圧
のオン及びオフ切換えのためのスイッチオン段及びスイ
ッチオフ段であって、該パルス幅変調信号のスイッチオ
ン及びスイッチオフ間隔に従って該制御回路によって制
御されるもの、及びスイッチオン間隔中に該最終段スイ
ッチの貫通接続のためのゲート供給電圧を生成するため
のスイッチオン段用のゲート電圧供給源をそなえて成る
制御装置であって、ゲート電圧供給源（ＧＳＶ）が、順
方向にプラス接続部（ＰＬＡ）とセンタタップ（ＭＡ）
との間にあるダイオード（Ｄ２）及びセンタタップ（Ｍ
Ａ）とマイナス接続部（ＭＩＡ）との間にあるキャパシ
タ（Ｃ１）を含むチャージポンプ回路を有しているこ
と、該センタタップ（ＭＡ）は該スイッチオン段（Ｅ
Ｓ）に接続されていること、及び該チャージポンプ回路
のマイナス接続部（ＭＩＡ）での電位が出力端（Ａ）に
おける電位に従って変化し、かくしてダイオード（Ｄ
２）を介して流れる電流がスイッチオフ間隔（ＡＩＶ）
中に該キャパシタ（Ｃ１）を充電し、全スイッチオン間
隔（ＥＩＶ）中、ダイオード（Ｄ２）を遮断し、かつ該
キャパシタ（Ｃ１）はセンタタップ（ＭＡ）において供
給側の最終段スイッチ（Ｔ１）の接続部（Ｄ）における
電圧に少なくとも対応するゲート供給電圧（Ｕ GV）を供
給することを特徴とする制御装置。 - 【請求項２】 該ゲート供給電圧（ＵGV）が、無統制な
形で該最終段スイッチ（Ｔ１）のゲート接続部に供給さ
れるように適合されていることを特徴とする請求項１に
記載の制御装置。 - 【請求項３】 該チャージポンプ回路内のキャパシタ
（Ｃ１）は、パルス幅変調信号のために提供される最小
スイッチオフ間隔（ＡＩＶ）及び最大スイッチオン間隔
（ＥＩＶ）で、それが全スイッチオン間隔（ＥＩＶ）
中、供給側の最終段スイッチ（Ｔ１）の接続部（Ｄ）で
の電圧よりも大きいゲート供給電圧（ＵGV）を供給する
ような形で寸法決定されていることを特徴とする請求項
１又は２に記載の制御装置。 - 【請求項４】 ゲート電圧（ＵG ）生成中の漏れ電流
は、全スイッチオン間隔（ＥＩＶ）中、最大スイッチオ
ン間隔（ＥＩＶ）の終りにおけるその電圧が供給側の最
終段スイッチ（Ｔ１）の接続部（Ｄ）における電圧より
も大きくなる程度にだけ該キャパシタ（Ｃ１）を放電す
ることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載
の制御装置。 - 【請求項５】 該キャパシタ（Ｃ１）は、最大スイッチ
オン間隔（ＥＩＶ）中にそれがわずか半分しか放電され
ないように寸法決定されていることを特徴とする請求項
１〜４のいずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項６】 該ゲート供給電圧（ＵGV）が、全スイッ
チオン間隔中、供給側の最終段スイッチ（Ｔ１）の接続
部（Ｄ）における電圧よりも少なくとも３ボルト大きい
ことを特徴とする請求項１に記載の制御装置。 - 【請求項７】 該チャージポンプ回路のマイナス接続部
（ＭＩＡ）が、出力側の最終段スイッチ（Ｔ１）の接続
部（Ｓ）の電位と出力端（Ａ）の電位との間の電位にあ
ることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載
の制御装置。 - 【請求項８】 該チャージポンプ回路のプラス接続部
（ＰＬＡ）が、供給側の最終段スイッチ（Ｔ１）の接続
部（Ｄ）における電位に少なくとも対応する電位にある
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１項に記載の
制御装置。 - 【請求項９】 該チャージポンプ回路のプラス接続部
（ＰＬＡ）が、該制御装置の給電ライン（ＶＬ）に接続
されていることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１
項に記載の制御装置。 - 【請求項１０】 該給電ライン（ＶＬ）が安定化した電
圧（ＵVL）にあることを特徴とする請求項９に記載の制
御装置。 - 【請求項１１】 該チャージポンプ回路のプラス接続部
（ＰＬＡ）における電圧（ＵVL）がキャパシタ（Ｃ２）
を介して安定化されることを特徴とする請求項１〜１０
のいずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項１２】 該ゲート電圧供給源（ＧＳＶ）がもっ
ぱらダイオード（Ｄ１）とキャパシタ（Ｃ１）とをそな
えて成ることを特徴とする請求項１〜１１のいずれか１
項に記載の制御装置。 - 【請求項１３】 低域通過として設計されたタイミング
回路（Ｒ１，Ｃ３）が、スイッチオン段（ＥＳ）と結び
つけられていることを特徴とする請求項１〜１２のいず
れか１項に記載の制御装置。 - 【請求項１４】 該低域通過（Ｒ１，Ｃ３）のキャパシ
タ（Ｃ３）が、ゲート接続部（Ｇ）とグランド（Ｍ）と
の間に位置設定されていることを特徴とする請求項１３
に記載の制御装置。 - 【請求項１５】 該スイッチオン段（ＥＳ）は、制御回
路（ＳＳ）によって制御可能なスイッチングトランジス
タ（ＳＴ）を有していることを特徴とする請求項１〜１
４のいずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項１６】 低域通過として設計されているタイミ
ング回路（Ｒ２，Ｃ３）が、スイッチオフ段（ＡＳ）と
結びつけられていることを特徴とする請求項１〜１５の
いずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項１７】 該スイッチオフ段（ＡＳ）が制御回路
（ＳＳ）により接続されているスイッチングトランジス
タ（ＳＴ）を有することを特徴とする請求項１〜１６の
いずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項１８】 オン切換え（Ｒ１，Ｃ３）及び／又は
オフ切換え（Ｒ２，Ｃ３）のための低域通過の時定数
が、負荷（Ｌ）に並列に接続されたフリーホイーリング
ダイオード（Ｄ１）の時定数よりも少なくとも５倍だけ
大きいことを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項
に記載の制御装置。 - 【請求項１９】 負荷、特に自動車両のラジエータファ
ンモータを制御するための制御装置において、設定値に
従って、連続するスイッチオン間隔及びスイッチオフ間
隔をもつパルス幅変調信号を生成する制御回路、特に請
求項１〜１８のいずれか１項に記載のように、パルス幅
変調された要領でパルス幅変調信号に従って最終段スイ
ッチを介して負荷のための供給電流を接続するスイッチ
オン段とスイッチオフ段をそなえて成る制御装置であっ
て、測定回路（ＭＳ）に接続された測定タップ（ＭＡ）
が最終段スイッチ（Ｔ１）と負荷（Ｌ）との間に具備さ
れていること、及び監視回路（ＳＳ）が少なくとも１つ
のパルス幅変調スイッチオン間隔（ＥＩＶ）を抑制する
ことによって測定スイッチオフ間隔（ＭＡ）を生成し、
測定スイッチオフ間隔（ＭＡ）内で測定回路（ＭＳ）と
共に測定タップ（ＭＡ）における電圧（ＵA ）を監視
し、それを基準値（ＵGES ）と比較することを特徴とす
る制御装置。 - 【請求項２０】 該測定回路（ＭＳ）が、測定スイッチ
オフ間隔（ＭＡＩ）内の予め定められた監視時間（ｔ
Ｕ）で該測定タップ（ＭＡ）において電圧を決定するこ
とを特徴とする請求項１９に記載の制御装置。 - 【請求項２１】 該監視回路（ＳＳ）は、該測定タップ
（ＭＡ）における電圧（ＵA ）が最小値（ＵGES ）を上
回るか否かを検査することを特徴とする請求項１９又は
２０に記載の制御装置。 - 【請求項２２】 該監視回路（ＳＳ）が測定スイッチオ
フ間隔（ＭＡＩ）を周期的に開始することを特徴とする
請求項１９〜２１のいずれか１項に記載の制御装置。 - 【請求項２３】 付加的な測定回路（ＭＳ）が該制御装
置の供給電圧（ＵV）の検出のために具備されているこ
とを特徴とする請求項１９〜２２のいずれか１項に記載
の制御装置。 - 【請求項２４】 該監視回路（ＳＳ）は、規定の持続時
間の測定スイッチオン間隔（ＭＥＩ）を生成し、この測
定スイッチオン間隔（ＭＥＩ）の始めと終りで負荷
（Ｌ）の下で供給電圧（ＵV ）を検出すること、及び該
監視回路（ＳＳ）は、測定スイッチオン間隔（ＭＥＩ）
の始め（ＵVM）と終り（ＵVB）とでの供給電圧の間の差
を決定し、これを基準値と比較することを特徴とする請
求項２３に記載の制御装置。 - 【請求項２５】 該監視回路（ＳＳ）は最小基準値より
も小さい差において負荷紛失を報告することを特徴とす
る請求項２４に記載の制御装置。 - 【請求項２６】 該監視回路（ＳＳ）は、最大基準値を
上回った時点で短絡を報告することを特徴とする請求項
２４又は２５に記載の制御装置。 - 【請求項２７】 該監視回路（ＳＳ）はパルス幅変調と
は独立して測定スイッチオン間隔（ＭＥＩ）を生成する
ことを特徴とする請求項２４〜２６のいずれか１項に記
載の制御装置。 - 【請求項２８】 該監視回路（ＳＳ）は、測定スイッチ
オフ間隔（ＭＡＩ）の直後に測定スイッチオン間隔（Ｍ
ＥＩ）を生成することを特徴とする請求項２４〜２７の
いずれか１項に記載の制御装置。
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|---|---|---|---|
| DE19702949A DE19702949A1 (de) | 1997-01-28 | 1997-01-28 | Steuergerät |
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| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
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