(57)【要約】  本発明は、車両の少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）のためのヒューズシステム（１）に関し、このヒューズシステムは、少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）のための少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）と、評価及び制御回路（１２）とを含むヒューズ装置（１０）を備え、評価及び制御回路（１２）は、少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を評価し、第１のパラメータセット（Ｐ１）の少なくとも１つの所定の遮断基準と比較し、評価及び制御回路（１２）は、少なくとも１つの所定の遮断基準を満たしている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を起動し、対応する負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断する起動過程を開始する。ここでは、評価及び制御ユニット（２０）が、少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を付加的に評価し、当該負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を複合的パラメータセット（Ｐ１Ｋ）の少なくとも１つの所定の複合的遮断基準と比較し、さらに、評価及び制御回路（１２）によって開始された起動過程を、評価及び制御回路（１２）へ少なくとも１つの対応する制御信号を出力することによって、所定の期間に亘って中断し、評価及び制御回路（１２）は、負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）が少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしていない場合又は少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）が起動されている場合には、起動過程を中断し、負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）が少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしている場合には、対応する負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断し、評価及び制御回路（１２）は、評価及び制御ユニット（２０）の機能性を監視し、評価及び制御ユニット（２０）の不良機能が識別された場合には非常時動作モードに切り替え、非常時動作モードでは、評価及び制御回路（１２）は、評価及び制御ユニット（２０）の制御信号を無視し、少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を評価し、非常時パラメータセット（ＰＮＬ）の少なくとも１つの所定の遮断基準と比較し、評価及び制御回路（１２）は、非常時パラメータセット（ＰＮＬ）の少なくとも１つの所定の複合的遮断基準を満たしている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を起動し、対応する負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断する。
2019515619.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）のためのヒューズシステム（１）であって、
前記少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）のための少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）と、評価及び制御回路（１２）とを含むヒューズ装置（１０）を備え、
前記評価及び制御回路（１２）は、前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を評価し、第１のパラメータセット（Ｐ１）の少なくとも１つの所定の遮断基準と比較し、
前記少なくとも１つの所定の遮断基準を満たしている場合には、前記評価及び制御回路（１２）は、前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を起動し、対応する前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断する起動過程を開始する、
ヒューズシステム（１）において、
評価及び制御ユニット（２０）が、前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を付加的に評価し、複合的パラメータセット（Ｐ１Ｋ）の少なくとも１つの所定の複合的遮断基準と比較し、さらに前記評価及び制御回路（１２）によって開始された前記起動過程を、前記評価及び制御回路（１２）へ少なくとも１つの対応する制御信号を出力することによって、所定の期間に亘って中断し、
前記評価及び制御回路（１２）は、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）が前記少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしていない場合又は前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）が起動されている場合には、前記起動過程を中断し、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）が前記少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしている場合には、対応する前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断し、
前記評価及び制御回路（１２）は、前記評価及び制御ユニット（２０）の機能性を監視し、前記評価及び制御ユニット（２０）の不良機能が識別された場合には、非常時動作モードに切り替え、前記非常時動作モードでは、前記評価及び制御回路（１２）は、前記評価及び制御ユニット（２０）の制御信号を無視し、前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を通る前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を評価し、非常時パラメータセット（ＰＮＬ）の少なくとも１つの所定の遮断基準と比較し、
前記評価及び制御回路（１２）は、前記非常時パラメータセット（ＰＮＬ）の前記少なくとも１つの所定の複合的遮断基準を満たしている場合には、前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）を起動し、対応する前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断することを特徴とする、ヒューズシステム（１）。
【請求項２】
前記評価及び制御回路（１２）は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又は別個の電子回路として構成され、前記評価及び制御ユニット（２０）は、マイクロコントローラとして構成されている、請求項１に記載のヒューズシステム。
【請求項３】
前記評価及び制御回路（１２）の前記第１のパラメータセット（Ｐ１）は、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）のための第１の遮断閾値によって、１０μｓ以下の時間範囲内で、前記少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）の前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）の保護に置き換える遮断基準を含むように構成されている、請求項１又は２に記載のヒューズシステム。
【請求項４】
前記評価及び制御回路（１２）の前記非常時パラメータセット（ＰＮＬ）は、少なくとも１つの優先的負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）に対する、前記第１の遮断閾値よりも高い、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）のための第２の遮断閾値と、少なくとも１つの従属的負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）に対する、前記第１の遮断閾値よりも低い、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）のための第３の遮断閾値とに該当する遮断基準を含む、請求項３に記載のヒューズシステム。
【請求項５】
前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）のための前記第２の遮断閾値は、それぞれ、関連する前記優先的負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）の最大許容限界値に相当し、及び／又は、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）のための前記第３の遮断閾値は、前記少なくとも１つの従属的負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）の遮断を導く、請求項４に記載のヒューズシステム。
【請求項６】
前記評価及び制御ユニット（２０）の前記複合的パラメータセット（Ｐ１Ｋ）は、複合的評価過程によって、１０μｓよりも長い時間範囲内で、前記少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）の前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）及び／又は電力及び／又はエネルギーの保護に置き換える遮断基準を含む、請求項１乃至５のいずれか一項に記載のヒューズシステム。
【請求項７】
前記評価及び制御ユニット（２０）の前記複合的パラメータセット（Ｐ１Ｋ）は、前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）及び／又は前記電力及び／又は前記エネルギーの組合せに基づく、前記少なくとも１つの負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）に関する特性を保護する、請求項６に記載のヒューズシステム。
【請求項８】
前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）は、双方向に動作し、対応する前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）への電流パスを両通流方向で保護する、請求項１乃至７のいずれか一項に記載のヒューズシステム。
【請求項９】
前記少なくとも１つの電子ヒューズ（Ｓ１，Ｓ２，Ｓｎ）は、導通状態では関連する前記負荷（Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎ）に負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を供給し、遮断状態では前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を遮断する、少なくとも１つの半導体スイッチ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔｎ）を含み、さらに前記少なくとも１つの半導体スイッチ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔｎ）を通る前記負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を検出し、当該検出された負荷電流（ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ）を表す関連する測定信号（Ｍ１，Ｍ２，Ｍｎ）を評価及び制御回路（１２）と評価及び制御ユニット（２０）とに出力する少なくとも１つの電流計（Ａ１，Ａ２，Ａｎ）を含む、請求項１乃至８のいずれか一項に記載のヒューズシステム。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの半導体スイッチ（Ｔ１，Ｔ２，Ｔｎ）は、対応する前記電流計（Ａ１，Ａ２，Ａｎ）のための測定分路を形成する、請求項９に記載のヒューズシステム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、独立請求項１の上位概念による、車両の少なくとも１つの負荷のためのヒューズシステムに関する。
【背景技術】
【０００２】
従来技術からは、溶断ヒューズとリレーの代わりに、電子ヒューズ機能を果たすための集積化された半導体モジュールが公知である。これらの半導体モジュールには、通常、過電流、過熱などの際の保護機能を果たすために、接続されている電気的負荷及び電気的素子を投入及び遮断する電子パワースイッチが含まれている。これらの既知の電子ヒューズは、固定的に設定される起動電流及び起動時間を有している。このことは、電子ヒューズが固定の動作点において動作し、過電流遮断が、半導体スイッチの損傷につながらない第１の低い閾値で既に行われることを意味する。
【０００３】
さらに、既知の電子ヒューズにおいては、電流レベルが半導体スイッチの損傷を想定しなければならない臨界的閾値にまだ到達していないにもかかわらず、突入電流（Ｉｎｒｕｓｃｈ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の増加が、過電流識別や電子ヒューズの誤った起動を導く可能性がある。このような突入電流の増加は、例えば、接続された電気的負荷インピーダンスのコンデンサのプリチャージ、又は、電動モータの破断トルクによって引き起こされ得る。
【０００４】
さらに、この種のヒューズシステムは、ますます「インテリジェント」になっている。即ち、例えば電流測定や監視などの付加的タスクを担うことができるようにするために、及び／又は、例えば２４Ｖ以上のより高い供給電圧を伴うシステムにおける光アークなどの付加的な物理的要件を満たすことができるようにするために、変更可能な基本的条件に適応化可能なマイクロコントローラを備えている。そのようなマイクロコントローラは、ヒューズ領域を可及的に狭く保つことも、即ち、過電流事象が非常に早期に識別され遮断されるようにすることも可能である。
【発明の概要】
【課題を解決するための手段】
【０００５】
発明の開示
独立請求項１の特徴を有する、車両の少なくとも１つの負荷のためのヒューズシステムは、次のような利点を有している。即ち、評価及び制御ユニットが、好ましくは、少なくとも１つの負荷のためのソフトウェアモジュール又はプログラムコードを使用して、検出された負荷電流の複合的評価を担い、それらの実施が、一桁以上のマイクロ秒範囲において処理することができることである。しかしながら、評価及び制御回路は、いわゆるハードな（＝低抵抗な）短絡の場合には、著しく迅速に反応し、さらに評価及び制御ユニットの関与なしでも起動決定を下すことができる能力がある。本発明に係るヒューズシステムの実施形態は、負荷電流を遮断する早期の又は負荷電流の誤った遮断が回避されるにもかかわらず、ハードな短絡の場合には、十分な過電流が存在しなくても負荷電流を迅速に遮断することができる。評価及び制御ユニットの故障の際には、第１のパラメータセットの元来設定されていた遮断基準は、負荷電流の誤った遮断又は早期遮断に非常に迅速に結び付く可能性があり、評価及び制御ユニットはもはや適正に介入することができないため、評価及び制御回路は、評価及び制御ユニットの機能を監視し、故障の際には非常時動作モードに切り替える。この非常時動作モードにおいては、評価及び制御回路は、評価及び制御ユニットの故障の場合でも、非常時パラメータセットの使用により、ヒューズシステムの機能性を有利な方法で維持することができる。この非常時動作モードは、次の点で通常時動作モードとは大きく異なる。即ち、ここでは、もはやすべての負荷、リード線路などが最適に保護されるのではなく、関連する負荷が例えば最大許容遮断閾値を用いて保護される点において大きく異なる。これは、本発明に係るヒューズシステムの実施形態が、非常時動作モードにおいては、冗長的な保護機能を提供するのではなく、高められた耐故障性と変更された保護目標とによる保護機能を提供することを意味する。これにより、当該実施形態は、ハードウェアコンポーネントとソフトウェアコンポーネントとを含む耐故障性のあるヒューズシステムを提供することができる。
【０００６】
本発明の実施形態は、少なくとも１つの負荷のための少なくとも１つの電子ヒューズと評価及び制御回路とを含むヒューズ装置を備えた、車両の少なくとも１つの負荷のためのヒューズシステムを提供する。評価及び制御回路は、少なくとも１つの電子ヒューズを通る負荷電流を評価し、この負荷電流を第１のパラメータセットの少なくとも１つの所定の遮断基準と比較する。評価及び制御回路は、少なくとも１つの所定の遮断基準を満たしている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズを起動し、対応する負荷への負荷電流を遮断する起動過程を開始する。ここでは、評価及び制御ユニットが、少なくとも１つの電子ヒューズを通る負荷電流を付加的に評価し、この負荷電流を、複合的パラメータセットの少なくとも１つの所定の複合的遮断基準と比較し、さらに評価及び制御回路によって開始された起動過程を、評価及び制御回路へ少なくとも１つの対応する制御信号を出力することによって、所定の期間に亘って中断する。評価及び制御回路は、負荷電流が少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしていない場合又は少なくとも１つの電子ヒューズが起動されている場合には、起動過程を中断し、負荷電流が少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしている場合には、対応する負荷への負荷電流を遮断する。さらに、評価及び制御回路は、評価及び制御ユニットの機能性を監視し、評価及び制御ユニットの不良機能が識別された場合には非常時動作モードに切り替え、非常時動作モードにおいては、評価及び制御回路は、評価及び制御ユニットの制御信号を無視し、少なくとも１つの電子ヒューズを通る負荷電流を評価し、非常時パラメータセットの少なくとも１つの所定の遮断基準と比較する。評価及び制御回路は、非常時パラメータセットの少なくとも１つの所定の複合的遮断基準を満たしている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズを起動し、対応する負荷への負荷電流を遮断する。
【０００７】
評価及び制御ユニットとは、本願においては、例えば、検出されたセンサ信号及び／又は測定信号を処理又は評価する制御装置、特に搭載電源網制御装置などの電気機器を意味するものと理解されたい。この評価及び制御ユニットは、ハードウェア方式及び／又はソフトウェア方式によって構成されるものとしてもよい少なくとも１つのインタフェースを有することができる。ハードウェア方式の構成の場合、インタフェースは、例えば、評価及び制御ユニットの様々な機能を含む、いわゆるＡＳＩＣシステムの一部であるものとしてもよい。しかしながら、インタフェースが固有の集積回路であること、又は、少なくとも部分的に別個の構成要素から成ることも可能である。ソフトウェア方式の構成の場合においては、インタフェースは、例えば、他のソフトウェアモジュールと並んでマイクロコントローラ上に存在するソフトウェアモジュールであるものとしてもよい。また、好ましくは、半導体メモリ、ハードディスクメモリ又は光学的メモリなどの機械可読媒体上に記憶され、プログラムが評価及び制御ユニットによって実行されるときに、評価の実施のために使用される、プログラムコードを有するコンピュータプログラム製品であるものとしてもよい。
【０００８】
従属請求項に記載された手段及び発展形態によって、車両の少なくとも１つの負荷のための独立請求項１に提示されたヒューズシステムの好ましい改良形態が可能である。
【０００９】
特に好ましくは、評価及び制御回路は、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）及び／又は別個の電子回路として構成され、評価及び制御ユニットは、マイクロコントローラとして構成され得る。これにより、耐故障性ヒューズシステムの自律的ハードウェアコンポーネントが、ＡＳＩＣ又は別個の電子回路として簡単に実現され、ソフトウェアコンポーネントが、マイクロコントローラによって簡単に実現され得る。
【００１０】
本発明に係るヒューズシステムの好ましい実施形態においては、評価及び制御回路の第１のパラメータセットは、負荷電流のための第１の遮断閾値によって、１０μｓ以下の時間範囲内において、少なくとも１つの負荷の負荷電流の保護に置き換える遮断基準を含むことができる。さらに、評価及び制御回路の非常時パラメータセットは、少なくとも１つの優先的負荷に対する、第１の遮断閾値より高くてもよい、負荷電流のための第２の遮断閾値と、少なくとも１つの従属的負荷に対する、第１の遮断閾値より低くてもよい、負荷電流のための第３の遮断閾値とに該当し得る遮断基準を含むことができる。そのために、負荷電流のための第２の遮断閾値は、それぞれ、関連する優先的負荷の最大許容限界値に相当することができ、及び／又は、負荷電流のための第３の遮断閾値は、少なくとも１つの従属的負荷の遮断を導き得る。さらに、評価及び制御ユニットの複合的パラメータセットは、複合的評価過程によって、１０μｓよりも長い時間範囲内において、少なくとも１つの負荷の負荷電流及び／又は電力及び／又はエネルギーの保護に置き換えることができる遮断基準を含むことができる。評価及び制御ユニットの複合的パラメータセットは、例えば、負荷電流及び／又は電力及び／又はエネルギーの組合せに基づく、少なくとも１つの負荷に関する特性を保護することができる。従って、評価及び制御回路は、駆動制御タスク及び供給タスク、並びに、予めプログラミングされた遮断閾値の提供を担う。しかしながら、インテリジェントなヒューズシステムは、負荷電流だけでなく、電力及び／又はエネルギーも保護する。これらのすべては、突入電流（Ｉｎｒｕｓｃｈ  ｃｕｒｒｅｎｔ）の増加による誤った遮断の防止も含めて、評価及び制御ユニットが担っている。評価及び制御回路による保護は、評価及び制御ユニットによる保護と並行してバックグラウンドにおいて永続的に行われる。従って、評価及び制御回路が、１０μｓ以下の短い時間範囲内において、純粋に電流閾値に基づいて保護するのに対して、評価及び制御ユニットは、複合的評価過程により、例えば負荷電流、電力、エネルギーからの組合せ又はそれらに基づく特性のような複合的遮断基準によって保護する。ただし、これは、通常は、１０μｓよりも長い時間範囲、好ましくは１００μｓよりも長い時間範囲に亘って行われている。非常時動作モードにおいては、評価及び制御ユニットによる保護は、完全に排除される。
【００１１】
本発明に係るヒューズシステムのさらなる好ましい実施形態においては、少なくとも１つの電子ヒューズは双方向に動作し、対応する負荷への電流パスを両通流方向で保護することができる。
【００１２】
本発明に係るヒューズシステムのさらなる好ましい実施形態においては、少なくとも１つの電子ヒューズは、導通状態では関連する負荷に負荷電流を供給し、遮断状態では負荷電流を遮断することができる少なくとも１つの半導体スイッチを含み、さらに少なくとも１つの半導体スイッチを通る負荷電流を検出し、この検出された負荷電流を表し得る関連する測定信号を評価及び制御回路と評価及び制御ユニットとに出力することができる少なくとも１つの電流計を含むことができる。このことは、市販の構成部品を用いた当該電子ヒューズの簡単でかつ低コストの組み立てを可能にする。
【００１３】
本発明に係るヒューズシステムのさらなる好ましい実施形態においては、少なくとも１つの半導体スイッチは、対応する電流計のための測定分路を形成することができる。これにより、レイアウト面積及び構造空間を節約することができる。
【００１４】
本発明の実施例は、図面に示され、以下の明細書においてより詳細に説明される。この図面において、同一の参照符号は、同等又は類似の機能を実施するコンポーネント又はエレメントを表す。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】車両の少なくとも１つの負荷のための本発明に係るヒューズシステムの一実施例の概略的ブロック回路図。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
発明の実施形態
図１から明らかなように、車両の少なくとも１つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎのための本発明に係るヒューズシステム１の図示の実施例は、ヒューズ装置１０を備えており、このヒューズ装置１０は、少なくとも１つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎのための少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎと、評価及び制御回路１２とを含んでいる。１つの評価及び制御回路１２は、少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎを通る負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを評価し、当該負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを第１のパラメータセットＰ１の少なくとも１つの所定の遮断基準と比較する。ここでは、評価及び制御回路１２は、少なくとも１つの所定の遮断基準が満たされている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎを起動し、対応する負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎへの負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを遮断する、起動過程を開始する。さらに、評価及び制御ユニット２０は、少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎを通る負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを付加的に評価し、当該負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを複合的パラメータセットＰ１Ｋの少なくとも１つの所定の複合的遮断基準と比較し、評価及び制御回路１２によって開始された起動過程を、評価及び制御回路１２へ少なくとも１つの対応する制御信号を出力することによって、所定の期間に亘って中断する。評価及び制御回路１２は、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎが少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしていない場合又は少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎが起動されている場合には、起動過程を中断し、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎが少なくとも１つの複合的遮断基準を満たしている場合には、対応する負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎへの負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを遮断する。さらに、評価及び制御回路１２は、評価及び制御ユニット２０の機能性を監視し、評価及び制御ユニット２０の不良機能が識別された場合には、非常時動作モードに切り替え、非常時動作モードにおいては、評価及び制御回路１２は、評価及び制御ユニット２０の制御信号を無視し、少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎを通る負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを評価し、非常時パラメータセットＰＮＬの少なくとも１つの所定の遮断基準と比較する。この非常時動作モードにおいては、評価及び制御回路１２は、非常時パラメータセットＰＮＬの少なくとも１つの所定の遮断基準を満たしている場合には、少なくとも１つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎを起動し、対応する負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎへの負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを遮断する。
【００１７】
図１からも明らかなように、図示されているヒューズシステム１は、ｎ個の負荷のための（これらから例示的に３つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎが示されている）ｎ個の電子ヒューズ（これらから例示的にそれぞれ３つの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎが示されている）を含んでいる。これらの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎは、それぞれ、導通状態では関連する負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎに負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを供給し、遮断状態では負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを遮断する、少なくとも１つの半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔｎを含み、さらに少なくとも１つの半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔｎを通る負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを検出し、検出された負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎを表す関連する測定信号Ｍ１，Ｍ２，Ｍｎを評価及び制御回路１２と評価及び制御ユニット２０とに出力する少なくとも１つの電流計Ａ１，Ａ２，Ａｎを含んでいる。電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎは、双方向に動作し、対応する負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎへの電流パスを両通流方向で遮断する。図面には示されていない一実施例においては、これらの電子ヒューズＳ１，Ｓ２，Ｓｎの半導体スイッチＴ１，Ｔ２，Ｔｎは、それぞれ、対応する電流計Ａ１，Ａ２，Ａｎのための測定分路を形成することができる。評価及び制御ユニット２０の機能性を監視する監視機能部１４は、例えば、従来技術から公知の「ウォッチドッグ機能部」の形態で、評価及び制御回路１２において実現することができる。
【００１８】
図示の実施例においては、評価及び制御回路１２は、特定用途向け集積回路ＡＳＩＣとして構成されており、この特定用途向け集積回路ＡＳＩＣは、第１のパラメータセットＰ１と非常時パラメータセットＰＮＬとが記憶されているメモリを有している。もちろん、評価及び制御回路１２は、別個の電子回路として実施することもできる。評価及び制御ユニット２０は、複合的パラメータセットＰ１Ｋが記憶されているマイクロコントローラとして構成されている。マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニット２０は、検出された負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎの複合的評価を実行するために、ソフトウェアモジュールからのプログラムコードを処理する。
【００１９】
評価及び制御回路１２の第１のパラメータセットＰ１は、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎのための第１の遮断閾値によって、１０μｓ以下の時間範囲内において、少なくとも１つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎの負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎの保護に置き換える遮断基準を含む。評価及び制御回路１２の非常時パラメータセットＰＮＬは、少なくとも１つの優先的負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎに対する、第１の遮断閾値よりも高い、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎのための第２の遮断閾値と、少なくとも１つの従属的負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎに対する、第１の遮断閾値よりも低い、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎのための第３の遮断閾値とに該当する遮断基準を含む。図示されている実施例においては、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎのための第２の遮断閾値は、それぞれ、関連する優先的負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎの最大許容限界値に相当し、及び／又は、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎのための第３の遮断閾値は、少なくとも１つの従属的負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎの遮断を導く。第１の負荷Ｖ１と第２の負荷とは、車両機能にとって非常に重要である優先的負荷であり、かつ、ｎ番目の負荷Ｖｎは、車両の機能にとって不要である従属的負荷であることを想定すると、非常時パラメータセットＰＮＬ内には、第１のパラメータセットＰ１内の第１の遮断閾値よりも高い、第１及び第２の負荷Ｖ１，Ｖ２の負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２のための第２の遮断閾値が記憶されている。ｎ番目の負荷Ｖｎを通る負荷電流ｉＬｎに対しては、第１のパラメータセットＰ１内の第１の遮断閾値よりも低い第３の遮断閾値が非常時パラメータセットＰＮＬ内に記憶されている。極端なケースにおいては、低い第３の遮断閾値は、ｎ番目の負荷Ｖｎの直接の遮断を導く。
【００２０】
評価及び制御ユニット２０の複合的パラメータセットＰ１Ｋは、複合的評価過程によって、１０μｓよりも長い時間範囲内において、少なくとも１つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎの負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ及び／又は電力及び／又はエネルギーの保護に置き換える遮断基準を含んでいる。そのため、図示の実施例においては、評価及び制御ユニット２０の複合的パラメータセットＰ１Ｋは、負荷電流ｉＬ１，ｉＬ２，ｉＬｎ及び／又は電力及び／又はエネルギーの組合せに基づく、少なくとも１つの負荷Ｖ１，Ｖ２，Ｖｎに関する特性を保護する。
【００２１】
本発明の実施形態においては、ヒューズシステムのハードウェアは、半導体スイッチの形態でＡＳＩＣとして構成されたパワーエレクトロニクスの評価及び制御回路と、マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットとに基づいている。ＡＳＩＣとして構成された評価及び制御回路は、マイクロコントローラとして構成された関与する評価及び制御ユニットに依存することなく設定された電流閾値を監視するアナログ測定装置を有している。過電流がこれらの電流閾値を上回ると、ＡＳＩＣとして構成された評価及び制御回路が起動過程又は遮断過程を開始する。しかしながら、マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットは、この遮断過程を、迅速な介入によって所定の持続時間に亘って阻止することができる。これと並行して、ＡＳＩＣとして構成された評価及び制御回路は、マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットを監視する。マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットが引き続きアクティブである限り、評価及び制御ユニットは遮断を阻止することができる。しかしながら、マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットが故障していると、そこでは、過電流が遮断を引き起こすであろう。しかしながら、ＡＳＩＣとして構成された評価及び制御回路が、マイクロコントローラとして構成された評価及び制御ユニットの故障を識別した場合には、ＡＳＩＣとして構成された評価及び制御回路は、事前に設定された第２の非常時パラメータに自律的にアクセスすることができる。ただし、この第２の非常時パラメータセットは、第１のパラメータセットとは対照的に、第１目標としての最適な保護は有さないが、最大の機能安全性を有している。このことは、重要な負荷に、増加された貯蔵エネルギーを提供することができるようにするために、従属的負荷が速やかに遮断されることを含み得る。上述の例においては、例えば、過電流による遮断を予防するために、遮断閾値を最大許容限界値まで引き上げることも可能であろう。
【図１】
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【国際調査報告】
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