(57)【要約】  本発明は、負荷（４）を制御するために少なくとも１つの半導体ドライバステージ（３）に接続された少なくとも１つの半導体主リレー（１）を備える電子回路に関する。半導体主リレー（１）は、負荷（４）とドライバ（３）とを無効にすることができるように負荷とドライバとを電圧供給部に接続し、また１つまたは複数の半導体主リレー（１）は、ある状態で電圧調整器として、かつ他の状態で半導体スイッチとして操作される。本発明は、自動車用ブレーキ装置、特に走行ダイナミクス調整装置、またはシャシ調整用装置における、あるいは車両安全装置用の電子制御装置における回路構成の使用にも関する。
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
１つ以上の半導体主リレー（１）が、負荷（４）を操作するための少なくとも１つの半導体ドライバステージ（３）に接続され、その場合、前記半導体主リレー（１）により、前記負荷と前記ドライバとを無効にすることができるように前記負荷と前記ドライバとを電圧供給部に接続する電子回路構成（５）において、
１つまたは複数の前記半導体主リレーが、選択された状態では電圧制御器としてかつ他の状態では半導体スイッチとして操作されることを特徴とする電子回路構成。
【請求項２】
電位モニタ（２、６）が、前記負荷に付設された前記半導体主リレー（１）の端子（５）に接続されることを特徴とする、請求項１に記載の回路構成。
【請求項３】
前記半導体主リレーの操作ライン（７）が、前記半導体主リレーの抵抗を設定するために適切な操作回路（８）によって操作されることを特徴とする、請求項１または２に記載の回路構成。
【請求項４】
前記電位モニタ（２、６）の出力が前記操作回路（８）の入力に接続されて、制御ループを形成することを特徴とする、請求項２または３に記載の回路構成。
【請求項５】
前記電位モニタが、前記半導体主リレーの前記負荷端子（５）の電位を基準電位（６）と比較する演算増幅器（２）を備えることを特徴とする、請求項２から４までのいずれか１項記載の回路構成。
【請求項６】
特に決定された所定の時間間隔について、前記回路構成の供給電圧が決定された固定値を越えたときに、選択された状態が付与されることを特徴とする、請求項１から５までのいずれか１項記載の回路構成。
【請求項７】
前記選択された状態の間に、故障の場合に電流供給を通常遮断する既存の過電流検出が、制御モード操作中に非作動にされることを特徴とする、請求項１から６までのいずれか１項記載の回路構成。
【請求項８】
自動車用ブレーキ装置、特に走行ダイナミクス制御装置、またはシャシ制御用装置における、あるいは車両安全装置用の電子操作ユニットにおける請求項１から７までのいずれか１項記載の回路構成の使用。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、請求項１に記載の電子回路構成、ならびに自動車用ブレーキ装置、特に走行ダイナミクス制御装置またはシャシ制御用装置における、あるいは車両安全装置用の電子操作ユニットにおける電子回路構成の使用に関する。
【背景技術】
【０００２】
付属品およびセンサを有する装置に応じて、自動車用の現在の電子ブレーキ制御装置は、ロック防止機能ＡＢＳに加えて、なお電子ブレーキ力分配（ＥＢＤ）、走行ダイナミクス制御機能（ＥＳＰ）または同様に衝突回避装置（ＡＣＣ）のような別の安全または快適機能を備えることが多い。これらの機能は、電子制御器のハウジングに収容される電子回路構成の部分であるプログラム制御のマイクロプロセッサ装置で集中的に実行される。電子制御器ハウジングは、一般に、自動車の車輪ブレーキ回路のブレーキ圧力の制御を可能にする特に電気油圧式の油圧弁を備える油圧ブロックに直接接続される。マイクロプロセッサ装置は、油圧弁および制御器に接続された他の追加の消費装置の電気操作のために使用される。典型的な追加の消費装置は、例えば、ブレーキブースタ（ブースタ）用の油圧ポンプモータおよび操作制御部である。
【０００３】
上述の負荷を操作するための電気ドライバステージまたはドライバは、それ自体公知のブレーキ装置では、例えば、パワー半導体（例えばパワーＦＥＴ）によって実現される１つの共通のいわゆる半導体主リレー（主ドライバ）を介して電圧供給部に接続される。半導体主リレーは、例えばエラーが現れたとき、単一のスイッチで電子ユニット内の消費装置を無効にすることを可能にする。このように、主リレーは、本明細書に記載したそれ自体公知の自動車ブレーキ制御ユニットにおいて重要な安全機能を果たす。
【０００４】
直面する問題は、自動車を仲介業者またはエンドユーザに納入する期間に、例えば充電された車載バッテリおよび／または発電機によって実現される自動車の通常の電流供給部によって、車両内に装着された上述の電子制御ユニットに常に給電されるわけではないという状況が生じる可能性があることである。自動車の運転中に、時々、制御ユニットの電流供給部が、例えばプリミティブ電流発生器（いわゆる「ジャンプスタート」デバイス）および同様の装置を有する外部スタート補助によって電気的に外部エネルギステーションに接続され、スタート操作が実行される状態が生じる。ある車両メーカーは、このような簡単な発生器による短時間運転に関し、これらの制御ユニットが堅牢であることさえも規定している。電子回路の保護のために、本発明のベースとなる制御ユニットは、供給電圧が仕様に従っていない場合に電子回路が主リレーをスイッチオフするように設計される。さらに、既存の安全電子回路（ウォッチドッグ）は、完全なリセットによってのみ解除できるブロック状態を採用する。この結果、制御ユニットがその制御機能（例えばＡＢＳまたはＥＳＰ）を実施することはできない。この種類のブロック状態は、「ロードダンプ移行」と称される電流供給の過電圧（例えばバッテリの切断）が現れたときにとりわけ生じる可能性がある。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、電流供給の完全な中断により、電流供給の上記の過度の変動に反応しない、負荷用ドライバステージを有する回路構成を開示することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的は、本発明に従って請求項１に記載の回路構成によって達成される。
【０００７】
本発明の回路構成は、半導体ドライバステージの共通のエネルギ操作用のそれ自体公知の操作回路の改良を提供する。ドライバステージは、例えば磁気弁ドライバおよびポンプモータドライバを備える１つの共通のパワー構成要素にまとめられることが有利である。独立した電子モジュールユニットの容量のパワー構成要素は、マイクロプロセッサ装置を有するモジュールユニットから分離することができる。しかし、パワー構成要素をマイクロプロセッサシステムと共に電子モジュールユニットに一体化することが同様に可能であり、かつ代替方法として好ましい。
【０００８】
本発明の回路構成により、特に、弁制御またはブレーキブースタ機能が、供給電圧の変動の存在後またはその間にも、特に主リレーが電気接続を確立する電圧供給の特定の過電圧において保護されることが保証される。
【０００９】
現在の用途では、供給電圧が変動する状態の場合にスイッチオフしないように、回路構成を設計することが適切であるかもしれない。この要件に従うため、特に弁およびブースタドライバのようなドライバステージのために、動的に作用する電圧制限が用意される。この電圧制限は、電子制御ユニットの他の既存の機能が影響を受けないように設計されることが有利である。
【００１０】
本発明によれば、この目的は、有利にはハイサイドドライバとして、特にＭＯＳＦＥＴトランジスタ構造として構成される、すでに使用されている１つまたは複数の半導体主リレーが、スイッチング操作に使用されるのみでなく、電圧制御器に一体化されることによって達成される。１つまたは複数の半導体主リレー用の操作回路の動作条件は、本発明に従って選択された状態に切り換えられる。選択された状態は、特に決定された所定の時間間隔について、回路構成の供給電圧が決定された固定値を越えたときに対処されることが有利である。制御された動作では、１つまたは複数の半導体主リレーは、規定された閾値から開始して、半導体主リレーによって「スイッチングされる」負荷におけるまたは負荷ドライバ（例えば弁およびブースタドライバ）における電圧が、それぞれ限定される（閾値に応答する電圧制御器）ように操作されることが有利である。半導体主リレーの熱破壊を防止するために、線形制御操作を一時的に制限することが有利である。このことは、特に、例えばソフトウェアによって実現される追加のタイマによりスイッチオーバ段階が監視されることによって行われる。
【００１１】
さらに好ましい実施形態が、従属請求項および次の図の説明から理解することができる。
【００１２】
以下に、図面を参照して本発明についてより詳細に説明する。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１３】
図１では、半導体主リレー１は、供給電圧９と、ローサイドドライバ３によって駆動される負荷４との間に、本例では弁とブースタ操作制御部との間に接続されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴトランジスタである。半導体主リレー１は、半導体主リレー１の抵抗の調整に適切な操作回路８によって駆動され、この操作回路については以下に詳細に説明する。スイッチ１０は操作回路８の入力に接続され、回路のスイッチ状態により、従来の半導体リレーにも当てはまるように、半導体主リレー１のほぼ完全な開閉が行われる。本発明の回路は、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１の抵抗の制御モード動作を実行できるように、演算増幅器２、基準電圧源６および電位源５から構成される制御ループによって拡張される。
【００１４】
適切に、構成要素である、操作回路８、演算増幅器２および基準電圧源６は、１つの共通モジュールユニット２３に一体化することができる。
【００１５】
次に、操作回路８の機能モードについて詳細に説明する。過電圧等がないときなどの通常の動作時、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１は、操作回路８によって線形範囲のスイッチのように操作される。供給ラインの過電圧中の電圧調整のために、ハイサイドドライバによって駆動されるＮチャネルＭＯＳＦＥＴは、線形範囲から飽和範囲に移動される。半導体主リレー１のソースピン５の電位は、ライン７によって監視される。電圧が所定の限界値の上方にあるとき、過電圧が想定され、ＭＯＳＦＥＴ１の動作モードは、スイッチング動作から線形動作に変更される。ソースピン５の電圧が基準電圧の下方にある限り、演算増幅器２は、ライン１１を介して、入口側で操作回路８に給電される制御ライン１１の接地電位（ｍａｓｓ  ｐｏｔｅｎｔｉａｌ）を生成する。信号ライン１１の信号は操作回路８を高オームにし、制御器回路を非作動にする。ソースピン５の電圧が基準電圧を越えると、制御モード動作をアクティブにする電圧がライン１１によって設定される。電圧により、操作回路８のトランジスタは開くようにされ、このように、ゲートをドレインするための通路を形成する。この結果、ハイサイドＭＯＳＦＥＴは飽和モードを想定し、これによって、過電圧検出閾値に等しくなるまでソースピンの電圧を低下させる。例えば、負荷変化によって引き起こされるソースの電圧降下は、最後にソース電位が検出閾値に再び対応するように、調整トランジスタの操作によって制御される。このようにして操作されるＭＯＳＦＥＴ１は、過電圧のため制御ユニットに供給されるパワーレートを熱に変換することを可能にする。
【００１６】
端子９に過電圧がないため、トランジスタ１のソース５の電位は低下し、演算増幅器２の検出閾値未満に落ちる。このように、回路は制御モード動作を離れ、チャージポンプ１２の電圧は、変更なくハイサイドＭＯＳＦＥＴ１のゲート７に接続される。
【００１７】
さらに、上記の回路は、制御器電子回路（図示せず）のソフトウェアに配置された時間測定要素によって拡張され、この要素により、過電圧の持続時間を決定することができる。過電圧が例えば５００ｍｓの所定の時間を越えると、ソフトウェアは追加の独立した保護回路を作動し、この保護回路は電子制御ユニットを完全に無効にし、車両のイグニッションの作動によってのみリセットされることができる。
【００１８】
さらに、上述の電圧制御機能の無効を可能にするデバイスの実装を考慮することが有利である。
【００１９】
図２は、図１の回路に対応して主に動作し、さらに、実際の実施に重要な別の回路素子を備える回路の実施例を示している。本明細書に記載する回路構成は、半導体主リレー１のドレイン端子１３に接続される他の過電圧検出比較器１２をさらに備える。端子１３の電位が予め規定された電位を越えると、信号がロジック１４に送られる。
【００２０】
過電圧（スパイク）の非常に短いパルスにより、図２の回路の制御モード動作へのスイッチオーバは行われない。これは、評価ロジック１４の遅延によって達成され、この場合、ドレイン１３に接続される比較器１２の出力信号は、対応する時間の経過後に制御モード作動信号１８に変換されるに過ぎない。このため、ロジック１４は、ライン１８を介して制御モード動作を作動するために、またアクティブ電圧制御を信号でライン１６に伝送するフラグを発生するために、約２００μｓの決定された遅延時間の経過後に初めて信号を供給するタイマを備える。さらに、ソフトウェアの発生されたフラグは、約５００ｍｓの所定時間を越えた場合に最後に制御ユニットをスイッチオフするために、タイマ用の開始信号として使用される。
【００２１】
過電圧検出保護の予備スイッチオフおよび漏洩電流検出電流源は、電圧制御の作動と同時に実施される。これらの機能は、過電圧の終了時に再び利用可能である。
【００２２】
ロジック１４の制御ビットは、制御ループ全体の無効ならびに制御信号の発生を含むフラグ発生を可能にする。この場合、回路は、本発明の電圧調整が無効にされる動作条件を採用する。ソース５の電圧制御の作動／非作動は、評価ロジック１４の２つの状態を選択することによって行われる。選択された状態に応じて、回路は、端子９の過電圧の場合に異なって作用する。基本設定により、過電圧の場合のシステムの非作動が行われ、その結果、再起動は車両イグニッションのみによって行うことができる。第２の設定可能性では、スイッチ２４を閉じることによって、過電圧中のＭＯＳＦＥＴ１の電圧制御が作動される。
【００２３】
図２による回路の実施例では、調整トランジスタ２０および操作回路８に対応する作動スイッチ２４は、ハイサイドＭＯＳＦＥＴ１のゲートにおける電圧制御を前提とする。制御の場合、調整トランジスタは、ＭＯＳＦＥＴ１が飽和モード動作に達するようにチャージポンプ２５の電圧を低下させる。トランジスタ１は、通常動作中に完全に導電状態にある。
【図面の簡単な説明】
【００２４】
【図１】典型的な回路構成のブロック図である。
【図２】自動車用ブレーキ装置の電子制御ユニットに適用するために具体化された回路構成の実施例である。
【図１】
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【図２】
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【国際調査報告】
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