特表 2022-506169 車両用の制御機器の過電圧保護回路、車両用の制御機器および車両用の制御機器の過電圧保護回路のテスト方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-01-17

(54)【発明の名称】車両用の制御機器の過電圧保護回路、車両用の制御機器および車両用の制御機器の過電圧保護回路のテスト方法

(51)【国際特許分類】

   H02H 3/05 20060101AFI20220107BHJP

   H02H 7/00 20060101ALI20220107BHJP

   H02H 3/20 20060101ALI20220107BHJP

   G01R 31/00 20060101ALI20220107BHJP

【ＦＩ】

H02H3/05 L

H02H7/00 K

H02H3/20 A

G01R31/00

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2021523367

(86)(22)【出願日】2019-09-30

(85)【翻訳文提出日】2021-05-26

(86)【国際出願番号】 EP2019076436

(87)【国際公開番号】W WO2020088864

(87)【国際公開日】2020-05-07

(31)【優先権主張番号】102018126913.7

(32)【優先日】2018-10-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】597007363

【氏名又は名称】クノル－ブレムゼ ジステーメ フューア ヌッツファールツォイゲ ゲゼルシャフト ミット ベシュレンクテル ハフツング

【氏名又は名称原語表記】Ｋｎｏｒｒ－Ｂｒｅｍｓｅ Ｓｙｓｔｅｍｅ ｆｕｅｒ Ｎｕｔｚｆａｈｒｚｅｕｇｅ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｍｏｏｓａｃｈｅｒ Ｓｔｒａｓｓｅ ８０， Ｄ－８０８０９ Ｍｕｅｎｃｈｅｎ， Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100135633

【弁理士】

【氏名又は名称】二宮 浩康

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】トーマス フォイヒト

(72)【発明者】

【氏名】ギュンター ヘルマン

(72)【発明者】

【氏名】フランク ショル

【テーマコード（参考）】

2G036

5G004

5G142

【Ｆターム（参考）】

2G036AA19

2G036BA12

2G036BA36

5G004AA04

5G004AB02

5G004CA08

5G004DC04

5G004EA01

5G142AB05

5G142FF04

5G142FF22

5G142GG09

(57)【要約】

車両用の制御機器の過電圧保護回路（１２０）が提示されている。過電圧保護回路（１２０）は、入力電圧（Ｕ_ｉｎ）の印加のための入力端子（１２２）、テスト電圧（ＴＳＴ）の印加のためのテスト端子（１２６）および制御機器に供給される出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を提供するための出力端子（１２４）を有している。過電圧保護回路（１２０）はまた、入力電圧（Ｕ_ｉｎ）を使用して基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）を提供するように構成されている基準装置（２２１）を有している。過電圧保護回路（１２０）はさらに、出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を使用して部分電圧を提供するように構成されている分割装置（２２３）を有している。さらに、過電圧保護回路（１２０）は、基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）および部分電圧を使用して調整信号を提供するように構成されている制御装置（２２５）を有している。過電圧保護回路（１２０）はまた、入力端子（１２２）と出力端子（１２４）との間に接続されている調整装置（２２７）を有している。ここで調整装置（２２７）は、入力電圧（Ｕ_ｉｎ）および調整信号を使用して出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を提供するように構成されている。さらに、過電圧保護回路（１２０）は、テスト電圧（ＴＳＴ）を使用して部分電圧の値を修正するように構成されている修正装置（２２９）を有している。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両（１００）用の制御機器（１１０）の過電圧保護回路（１２０）であって、
入力電圧（Ｕ_ｉｎ）の印加のための入力端子（１２２）、テスト電圧（ＴＳＴ）の印加のためのテスト端子（１２６）および前記制御機器（１１０）に供給される出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を提供するための出力端子（１２４）と、
前記入力電圧（Ｕ_ｉｎ）を使用して基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）を提供するように構成されている基準装置（２２１）と、
前記出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を使用して部分電圧を提供するように構成されている分割装置（２２３）と、
前記基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）と前記部分電圧とを使用して調整信号を提供するように構成されている制御装置（２２５）と、
前記入力電圧（Ｕ_ｉｎ）と前記調整信号とを使用して前記出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を提供するように構成されている、前記入力端子（１２２）と前記出力端子（１２４）との間に接続されている調整装置（２２７）と、
前記テスト電圧（ＴＳＴ）を使用して前記部分電圧の値を修正するように構成されている修正装置（２２９）と、
を有する、過電圧保護回路（１２０）。

【請求項2】

前記調整装置（２２７）は、第１の端子、第２の端子および前記調整信号を受信するための制御端子を備えたトランジスタ（Ｔ１）を有し、
前記トランジスタ（Ｔ１）の前記第１の端子は前記入力端子（１２２）と接続され、
前記トランジスタ（Ｔ１）の前記第２の端子は前記出力端子（１２４）と接続され、
前記トランジスタ（Ｔ１）の前記制御端子は前記制御装置（２２５）と接続されている、
請求項１記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項3】

前記制御装置（２２５）は、反転入力側、非反転入力側および出力側を備えた演算増幅器を有し、
前記演算増幅器の前記反転入力側は、前記基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）を受け取るために、前記基準装置（２２１）と接続され、
前記演算増幅器の前記非反転入力側は、前記部分電圧を受け取るために、前記分割装置（２２３）と接続され、さらに前記部分電圧を修正するために、前記修正装置（２２９）と接続され、
前記演算増幅器の前記出力側は、前記調整信号を提供するために、前記調整装置（２２７）と接続されている、
請求項１または２記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項4】

前記修正装置（２２９）はスイッチ（Ｓ１）および電気的な修正抵抗器（Ｒ３）を有し、
前記スイッチ（Ｓ１）と前記修正抵抗器（Ｒ３）とは、基準電位と前記制御装置（２２５）との間に直列に相互に接続され、
前記スイッチ（Ｓ１）の制御端子は前記テスト端子（１２６）と接続されている、
請求項１から３までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項5】

前記分割装置（２２３）は、第１の電気的な分割抵抗器（Ｒ１）および第２の電気的な分割抵抗器（Ｒ２）を有し、
前記第１の分割抵抗器（Ｒ１）の第１の端子は前記出力端子（１２４）と接続され、
前記第１の分割抵抗器（Ｒ１）の第２の端子は前記第２の分割抵抗器（Ｒ２）の第１の端子と接続され、
前記第２の分割抵抗器（Ｒ２）の第２の端子は基準電位と接続され、
前記第１の分割抵抗器（Ｒ１）の前記第２の端子は、前記部分電圧を提供するために、前記制御装置（２２５）と接続されている、
請求項１から４までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項6】

前記基準装置（２２１）は、前記基準電圧（Ｕ_ｒｅｆ）の印加のための基準端子を有し、または基準抵抗器（Ｒ８）、第１のダイオード（Ｄ１）および第２のダイオード（Ｄ２）を有し、
前記基準抵抗器（Ｒ８）と前記第１のダイオード（Ｄ１）と前記第２のダイオード（Ｄ２）とは、制御電圧（Ｕ_ｓ）の印加のための制御端子（３３０）と基準電位との間、または前記入力端子（１２２）と基準電位との間に直列に相互に接続され、
前記第１のダイオード（Ｄ１）と前記第２のダイオード（Ｄ２）との間の基準ノード（ＲＥＦ）は前記制御装置（２２５）と接続されている、
請求項１から５までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項7】

前記演算増幅器は、２つのｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）、１つのｐｎｐ増幅器トランジスタ（Ｔ２）、２つの増幅器コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）および３つの電気的な増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）を有し、
前記演算増幅器の前記反転入力側は、前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３）の制御端子として構成され、
前記演算増幅器の前記非反転入力側は、前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの第２のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ４）の制御端子として構成され、
前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３）の第１の端子と前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第２のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ４）の第１の端子とは、前記増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のうちの第１の増幅器抵抗器（Ｒ４）を介して基準電位と接続され、
前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３）の第２の端子は、前記ｐｎｐ増幅器トランジスタ（Ｔ２）の第２の端子と接続され、かつ前記調整信号を提供するために、前記調整装置（２２７）と接続され、
前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第２のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ４）の第２の端子は、前記出力端子（１２４）と接続され、
前記ｐｎｐ増幅器トランジスタ（Ｔ２）の第１の端子は、前記入力端子（１２２）と接続され、
前記ｐｎｐ増幅器トランジスタ（Ｔ２）の制御端子は、前記増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のうちの第２の増幅器抵抗器（Ｒ６）を介して前記調整装置（２２７）と接続され、
前記増幅器コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）のうちの第１の増幅器コンデンサ（Ｃ１）の第１の端子は、前記入力端子（１２２）と接続され、
前記増幅器コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）のうちの前記第１の増幅器コンデンサ（Ｃ１）の第２の端子は、前記ｐｎｐ増幅器トランジスタ（Ｔ２）の前記制御端子と前記増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のうちの前記第２の増幅器抵抗器（Ｒ６）との間に接続され、
前記増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のうちの第３の増幅器抵抗器（Ｒ５）の第１の端子は、前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３）の前記制御端子と接続され、
前記増幅器抵抗器（Ｒ４，Ｒ５，Ｒ６）のうちの前記第３の増幅器抵抗器（Ｒ５）の第２の端子は、前記出力端子（１２４）と接続され、
前記増幅器コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）のうちの第２の増幅器コンデンサ（Ｃ２）の第１の端子は、前記ｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３，Ｔ４）のうちの前記第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ（Ｔ３）の前記制御端子と接続され、
前記増幅器コンデンサ（Ｃ１，Ｃ２）のうちの前記第２の増幅器コンデンサ（Ｃ２）の第２の端子は、基準電位と接続されている、
請求項３記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項8】

前記入力電圧（Ｕ_ｉｎ）を使用して前記調整信号を設定するための設定装置（４４０）を有し、
前記設定装置（４４０）は、前記制御装置（２２５）と基準電位との間に接続されている、スイッチと第１の電気的な設定抵抗器（Ｒ１４）とから成る直列回路を有し、
前記入力電圧（Ｕ_ｉｎ）に応じて前記スイッチを切り替えることができる、
請求項１から７までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項9】

前記スイッチは第１のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ６）として構成され、
前記設定装置（４４０）はさらに、第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）、第２の設定抵抗器（Ｒ１０）、第３の設定抵抗器（Ｒ１１）、第４の設定抵抗器（Ｒ１２）および第５の設定抵抗器（Ｒ１３）を有し、
前記第１のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ６）の第１の端子は、前記第１の設定抵抗器（Ｒ１４）の第１の端子と接続され、
前記第１の設定抵抗器（Ｒ１４）の第２の端子は、基準電位と接続され、
前記第１のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ６）の第２の端子は、前記制御装置（２２５）と接続され、
前記第１のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ６）の制御端子は、前記第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）の第２の端子と接続され、
前記第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）の前記第１の端子は、基準電位と接続され、
前記第２の設定抵抗器（Ｒ１０）と前記第３の設定抵抗器（Ｒ１１）とは、前記入力端子（１２２）と基準電位との間に直列に相互に接続され、
前記第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）の制御端子は、前記第２の設定抵抗器（Ｒ１０）と前記第３の設定抵抗器（Ｒ１１）との間の設定ノード（４４５）と接続され、
前記第４の設定抵抗器（Ｒ１２）の第１の端子は、前記設定ノード（４４５）と接続され、
前記第４の設定抵抗器（Ｒ１２）の第２の端子は、前記第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）の前記第２の端子と接続され、
前記第５の設定抵抗器（Ｒ１３）の第１の端子は、前記第２のｎｐｎ設定トランジスタ（Ｔ５）の前記第２の端子と接続され、
前記第５の設定抵抗器（Ｒ１３）の第２の端子は、前記入力端子（１２２）と接続されている、
請求項８記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項10】

電気的な制限抵抗器（Ｒ７）を有し、
前記制限抵抗器（Ｒ７）の第１の端子は、前記入力端子（１２２）と接続され、
前記制限抵抗器（Ｒ７）の第２の端子は、前記調整装置（２２７）と接続されている、請求項１から９までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）。

【請求項11】

車両（１００）用の制御機器（１１０）であって、
前記制御機器（１１０）は、請求項１から１０までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）と電圧供給端子（１１４）とを有し、
前記過電圧保護回路（１２０）の前記出力端子（１２４）は、前記制御機器（１１０）の前記電圧供給端子（１１４）と接続されている、
制御機器（１１０）。

【請求項12】

前記過電圧保護回路（１２０）の機能性をテストするためのテスト装置（１３０）を有し、
前記テスト装置（１３０）は、第１の電圧レベルを有する前記テスト電圧（ＴＳＴ）が前記テスト端子（１２６）に印加されている間に前記出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）の第１の値または第１の値経過を検出し、第２の電圧レベルを有する前記テスト電圧（ＴＳＴ）が前記テスト端子（１２６）に印加されている間に前記出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）の第２の値または第２の値経過を検出するために構成されており、かつ前記第１の値または第１の値経過ならびに前記第２の値または第２の値経過を使用して、テスト信号（１３２）を提供するように構成されている、
請求項１１記載の制御機器（１１０）。

【請求項13】

車両（１００）用の制御機器（１１０）の過電圧保護回路（１２０）のテスト方法（５００）であって、
前記過電圧保護回路（１２０）は請求項１から１０までのいずれか１項記載の過電圧保護回路（１２０）であり、
前記方法（５００）は、
前記過電圧保護回路（１２０）の前記テスト端子（１２６）に、第１の電圧レベルを有するテスト電圧（ＴＳＴ）を印加するステップ（５１０）と、
前記第１の電圧レベルを有する前記テスト電圧（ＴＳＴ）に応じて第１の出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を検出するステップ（５２０）と、
前記第１の電圧レベルより低い第２の電圧レベルを有するテスト電圧（ＴＳＴ）を前記過電圧保護回路（１２０）の前記テスト端子（１２６）に印加するステップ（５３０）と、
前記第２の電圧レベルを有する前記テスト電圧（ＴＳＴ）に応じて第２の出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）を検出するステップ（５４０）と、
テスト結果を生成するために、検出された前記第１の出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）および検出された前記第２の出力電圧（Ｕ_ｏｕｔ）が少なくとも１つのテスト基準を満たしているか否かを検査するステップ（５５０）と、
を有する、テスト方法（５００）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用の制御機器の過電圧保護回路、車両用の制御機器および車両用の制御機器の過電圧保護回路のテスト方法に関する。

【0002】

たとえばツェナーダイオードの形態の過電圧保護回路を制御機器等に使用することができる。通常は、制御機器の耐用年数の間、これらの過電圧保護回路が正しく機能しているか否かを検査することはできない。

【0003】

このような背景から、本発明の課題は、車両用の制御機器の改良された過電圧保護回路、車両用の改良された制御機器および車両用の制御機器の過電圧保護回路の改良されたテスト方法を実現することである。

【0004】

この課題は、独立請求項に従って、車両用の制御機器の過電圧保護回路、車両用の制御機器および車両用の制御機器の過電圧保護回路のテスト方法によって解決される。

【0005】

実施形態によれば特に、制御機器、特に安全に関連した電圧供給モジュールの過電圧保護を監視することが可能になる。したがって、過電圧保護回路を、たとえば安全要件を高めるために使用することもできる。そのような過電圧保護回路を実現するために、実施形態によれば、特に個別の構成要素を使用することができ、これによって、過電圧保護回路を、広い電圧範囲において、課せられた要求に適合させることができる。

【0006】

これによって、制御機器内の過電圧保護回路を検査することが可能になる。この場合、過電圧保護回路をテストするために、特に、２つの異なる高さの入力レベルでの過電圧保護回路の周期的な駆動制御を行うことができる。

【0007】

有利には、実施形態によれば、特に、低コストの、テスト可能な過電圧保護を制御機器内部の電圧供給部のために提供することができる。この場合、たとえば、事前に定められた電圧からのみ、電圧供給部をオンにすることも可能であり得る。言い換えれば、これによって特に、通常の電圧範囲での過電圧保護回路のテストが回路の全耐用年数の間、実現され得る。さらに、過電圧保護回路が、たとえば特別な構成要素を用いずに、もしくは標準的な構成要素のみを使用して構築されていてよい。さらに、特に、過電圧保護回路の通常動作およびテスト動作の両方において、任意の制限電圧を設定することができる。このようなテスト動作もしくはテストの実行を、テスト駆動制御用の付加的な端子だけを用いて行うことができるため、特にハードウェアに関してリソースを節約することができる。

【0008】

車両用の制御機器の過電圧保護回路は、以下の特徴を有している。すなわち、
入力電圧の印加のための入力端子、テスト電圧の印加のためのテスト端子および制御機器に供給される出力電圧を提供するための出力端子と、
入力電圧を使用して基準電圧を提供するように構成されている基準装置と、
出力電圧を使用して部分電圧を提供するように構成されている分割装置と、
基準電圧と部分電圧とを使用して調整信号を提供するように構成されている制御装置と、
入力電圧と調整信号とを使用して出力電圧を提供するように構成されている、入力端子と出力端子との間に接続されている調整装置と、
テスト電圧を使用して部分電圧の値を修正するように構成されている修正装置とを有している。

【0009】

過電圧保護回路は、制御機器の一部として構成されていても、制御機器内に統合されていてもよい。制御機器は車両内に配置されていてもよい、または制御機器を車両内に配置してもよい。車両は、自動車、特に陸上車両、航空機または水上車両、たとえば乗用車、トラックまたは他の商用車であってよい。過電圧保護回路に関連して、「接続される」とは、電気的な接続が直接的にまたは少なくとも１つの構成部分、たとえば電気的な抵抗器等を介して確立されていることを意味し得る。調整信号は電圧を、付加的または択一的には電流を表し得る。個々の装置は、個別の構成部分を使用して、たとえば抵抗器およびトランジスタを使用して実現されていてよい。

【0010】

一実施形態によれば、調整装置は、第１の端子、第２の端子および調整信号を受信するための制御端子を備えたトランジスタを有することができる。ここで、トランジスタの第１の端子は入力端子と接続されていてよい。トランジスタの第２の端子は出力端子と接続されていてよい。トランジスタの制御端子は制御装置と接続されていてよい。トランジスタはｐｎｐトランジスタであってよい。しかし、他の適切なタイプのトランジスタをトランジスタとして使用することもできる。そのような実施形態は、過電圧から保護された安全な出力電圧が容易に提供され得るという利点を提供する。

【0011】

さらに、制御装置は、反転入力側、非反転入力側および出力側を備えた演算増幅器を有することができる。ここで、演算増幅器の反転入力側は、基準電圧を受け取るために、基準装置と接続されていてよい。演算増幅器の非反転入力側は、部分電圧を受け取るために、分割装置と接続されていてよく、さらに、部分電圧を修正するために、修正装置と接続されていてよい。演算増幅器の出力側は、調整信号を提供するために、調整装置と接続されていてよい。より正確には、演算増幅器の出力側は、調整装置のトランジスタの制御端子と接続されていてよい。そのような実施形態は、過電圧に対する信頼できる保護が提供され得るという利点を提供する。この場合には特に、出力電圧の確実な調整に適した調整信号が提供され得る。

【0012】

修正装置はまた、スイッチおよび電気的な修正抵抗器を有することができる。ここで、スイッチと修正抵抗器とは、基準電位と制御装置との間に直列に相互に接続されていてよい。ここで、スイッチの制御端子がテスト端子と接続されていてよい。より正確には、スイッチと修正抵抗器とは、基準電位と制御装置の演算増幅器の非反転入力側との間に直列に相互に接続されていてよい。スイッチは、ｎｐｎトランジスタとして、または別の適切なタイプのトランジスタとして構成されていてよい。そのような実施形態は、過電圧保護回路を容易かつ確実にテストすることができるという利点を提供する。

【0013】

さらに、分割装置は、第１の電気的な分割抵抗器および第２の電気的な分割抵抗器を有することができる。ここで、第１の分割抵抗器の第１の端子は出力端子と接続されていてよい。第１の分割抵抗器の第２の端子は第２の分割抵抗器の第１の端子と接続されていてよい。第２の分割抵抗器の第２の端子は、基準電位と接続されていてよい。第１の分割抵抗器の第２の端子は、部分電圧を提供するために、制御装置と接続されていてよい。ここで分割抵抗器の抵抗値を、アプリケーションのシナリオに応じて事前に定めることができる。そのような実施形態は、部分電圧が確実かつ正確に提供され得るという利点を提供する。

【0014】

さらに、基準装置は、基準電圧の印加のための基準端子を有することができる。択一的に、基準装置は、基準抵抗器、第１のダイオードおよび第２のダイオードを有することができる。ここで、基準抵抗器と第１のダイオードと第２のダイオードとは、制御電圧の印加のための制御端子と基準電位との間、または入力端子と基準電位との間に直列に相互に接続されていてよい。第１のダイオードと第２のダイオードとの間の基準ノードは、制御装置と接続されていてよい。第１のダイオードは、ツェナーダイオードまたは別の適切なタイプのダイオードとして構成されていてよい。第２のダイオードは、ツェナーダイオードまたは別の適切なタイプのダイオードとして構成されていてよい。そのような実施形態は、基準電圧がコストのかからない様式で提供され得るという利点を提供する。特に第１のダイオードを使用して、過電圧保護回路のスイッチオンヒステリシスを設定することもできる。基準抵抗器と第１のダイオードと第２のダイオードとが、入力端子と基準電位との間に直列に相互に接続されている場合には、制御機器に関する端子の数を減らすことができる。

【0015】

特に、制御装置に関して、演算増幅器は、２つのｎｐｎ増幅器トランジスタ、１つのｐｎｐ増幅器トランジスタ、２つの増幅器コンデンサおよび３つの電気的な増幅器抵抗器を有することができる。ここで、演算増幅器の反転入力側は、ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタの制御端子として構成されていてよい。演算増幅器の非反転入力側は、ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第２のｎｐｎ増幅器トランジスタの制御端子として構成されていてよい。ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタの第１の端子とｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第２のｎｐｎ増幅器トランジスタの第１の端子とは、増幅器抵抗器のうちの第１の増幅器抵抗器を介して基準電位と接続されていてよい。ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタの第２の端子は、ｐｎｐ増幅器トランジスタの第２の端子と接続されていてよく、かつ調整信号を提供するために、調整装置と接続されていてよい。ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第２のｎｐｎ増幅器トランジスタの第２の端子は、出力端子と接続されていてよい。ｐｎｐ増幅器トランジスタの第１の端子は、入力端子と接続されていてよい。ｐｎｐ増幅器トランジスタの制御端子は、増幅器抵抗器のうちの第２の増幅器抵抗器を介して調整装置と接続されていてよい。増幅器コンデンサのうちの第１の増幅器コンデンサの第１の端子は、入力端子と接続されていてよい。増幅器コンデンサのうちの第１の増幅器コンデンサの第２の端子は、ｐｎｐ増幅器トランジスタの制御端子と増幅器抵抗器のうちの第２の増幅器抵抗器との間に接続されていてよい。増幅器抵抗器のうちの第３の増幅器抵抗器の第１の端子は、ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタの制御端子と接続されていてよい。増幅器抵抗器のうちの第３の増幅器抵抗器の第２の端子は、出力端子と接続されていてよい。増幅器コンデンサのうちの第２の増幅器コンデンサの第１の端子は、ｎｐｎ増幅器トランジスタのうちの第１のｎｐｎ増幅器トランジスタの制御端子と接続されていてよい。増幅器コンデンサのうちの第２の増幅器コンデンサの第２の端子は、基準電位と接続されていてよい。増幅器トランジスタは、別の適切なタイプのトランジスタであってもよい。そのような実施形態は、過電圧に対する確実な保護を可能にする調整信号が、信頼できる様式で提供され得るという利点を提供する。

【0016】

一実施形態によれば、過電圧保護回路は、入力電圧を使用して調整信号を設定するための設定装置を有することができる。ここで、設定装置は、制御装置と基準電位との間に接続されていてよい、スイッチと第１の電気的な設定抵抗器とから成る直列回路を有することができる。ここで入力電圧に応じてスイッチを切り替えることができる。より正確には、この直列回路は、制御装置の演算増幅器の第２のｎｐｎ増幅器トランジスタの第１の端子と基準電位との間に接続されていてよい。そのような実施形態は、調整装置のトランジスタのベース電流を入力電圧に関連して制御することができるという利点を提供する。

【0017】

設定装置では、スイッチが第１のｎｐｎ設定トランジスタとして構成されていてもよい。この場合、設定装置はさらに、第２のｎｐｎ設定トランジスタ、第２の設定抵抗器、第３の設定抵抗器、第４の設定抵抗器および第５の設定抵抗器を有することができる。第１のｎｐｎ設定トランジスタの第１の端子は、第１の設定抵抗器の第１の端子と接続されていてよい。第１の設定抵抗器の第２の端子は、基準電位と接続されていてよい。第１のｎｐｎ設定トランジスタの第２の端子は、制御装置と接続されていてよい。第１のｎｐｎ設定トランジスタの制御端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタの第２の端子と接続されていてよい。第２のｎｐｎ設定トランジスタの第１の端子は、基準電位と接続されていてよい。第２の設定抵抗器と第３の設定抵抗器とは、入力端子と基準電位との間に直列に相互に接続されていてよい。第２のｎｐｎ設定トランジスタの制御端子は、第２の設定抵抗器と第３の設定抵抗器との間の設定ノードと接続されていてよい。第４の設定抵抗器の第１の端子は、設定ノードと接続されていてよい。第４の設定抵抗器の第２の端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタの第２の端子と接続されていてよい。第５の設定抵抗器の第１の端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタの第２の端子と接続されていてよい。第５の設定抵抗器の第２の端子は、入力端子と接続されていてよい。より正確には、第１のｎｐｎ設定トランジスタの第２の端子は、制御装置の演算増幅器の第２のｎｐｎ増幅器トランジスタの第１の端子と接続されていてよい。択一的に、設定トランジスタは、別の適切なタイプのトランジスタであってもよい。そのような実施形態は、制御機器のスイッチング調整器にも適切に出力電圧を供給することができるという利点を提供する。

【0018】

さらに、過電圧保護回路は、電気的な制限抵抗器を有することができる。この場合には、制限抵抗器の第１の端子は、入力端子と接続されていてよい。制限抵抗器の第２の端子は、調整装置と接続されていてよい。制限抵抗器の第２の端子は、調整装置のトランジスタの第１の端子と接続されていてよい。制限抵抗器の抵抗値を、出力電流の所定の電流制限に関連して事前に定めることができる。このようにして、事前に定めることができる電流制限を容易に実現することができる。

【0019】

車両用の制御機器は、上述した過電圧保護回路の実施形態と電圧供給端子とを有しており、ここで過電圧保護回路の出力端子は、制御機器の電圧供給端子と接続されている。

【0020】

制御機器の電圧供給部に関する過電圧保護を提供するために、過電圧保護回路を、制御機器に関連して有利に投入または使用することができる。

【0021】

一実施形態によれば、制御機器は、過電圧保護回路の機能性をテストするためのテスト装置を含むことができる。ここではテスト装置は、第１の電圧レベルを有するテスト電圧がテスト端子に印加されている間に出力電圧の第１の値または第１の値経過を検出し、第２の電圧レベルを有するテスト電圧がテスト端子に印加されている間に出力電圧の第２の値または第２の値経過を検出するために構成されていてよい。第１の値または第１の値経過ならびに第２の値または第２の値経過を使用して、テスト装置はテスト信号を提供することができる。テスト装置はたとえば、制御機器の起動時または制御機器の機能テスト中に過電圧保護回路の機能性を検査するために使用されてよい。

【0022】

過電圧保護回路が上述の過電圧保護回路の実施形態である、車両用の制御機器の過電圧保護回路のテスト方法は以下のステップを有している。すなわち、
過電圧保護回路のテスト端子に、第１の電圧レベルを有するテスト電圧を印加するステップと、
第１の電圧レベルを有するテスト電圧に応じて第１の出力電圧を検出するステップと、
第１の電圧レベルより低い第２の電圧レベルを有するテスト電圧を過電圧保護回路のテスト端子に印加するステップと、
第２の電圧レベルを有するテスト電圧に応じて第２の出力電圧を検出するステップと、
テスト結果を生成するために、検出された第１の出力電圧および検出された第２の出力電圧が少なくとも１つのテスト基準を満たしているか否かを検査するステップとを有している。

【0023】

テスト方法は、上述の過電圧保護回路の実施形態を、その機能性について有利な様式で検査するために実施可能である。

【0024】

ここに提示されたアプローチの実施例を、図面を参照して以下の説明においてより詳細に説明する。

【図面の簡単な説明】

【0025】

【図1】実施例による、制御機器を備えた車両の概略図を示している。

【図2】図１の過電圧保護回路の基本回路図を示している。

【図3】図１もしくは図２の過電圧保護回路の回路図を示している。

【図4】設定装置を備えた図３の過電圧保護回路の回路図を示している。

【図5】実施例による、テスト方法のフローチャートを示している。

【0026】

図１は、実施例による、制御機器１１０を備えた車両１００の概略図を示している。車両１００は、自動車、たとえば乗用車、トラックまたは他の商用車である。制御機器１１０は、車両１００内に配置されている。したがって、車両１００は、制御機器１１０を有している。制御機器１１０は、入力電圧Ｕ_ｉｎの印加のための入力側を有している。たとえば、入力電圧Ｕ_ｉｎは、車両１００のバッテリ１０２によって提供される。

【0027】

制御機器１１０は、制御機器１１０の制御機能を実行するように構成されている制御機器装置１１２を有している。制御機能は、たとえば、車両の車両システム、たとえばブレーキシステムの少なくとも１つのアクチュエータの駆動制御に関する。

【0028】

制御機器装置１１２に電気エネルギを供給するために、制御機器装置１１２は、電圧供給端子１１４を有している。制御機器装置１１２には、電圧供給端子１１４を介して電圧が供給可能である。

【0029】

制御機器１１０は、制御機器装置１１２の電圧供給端子１１４と、入力電圧Ｕ_ｉｎの印加のための、制御機器１１０の入力側との間に接続されている過電圧保護回路１２０を有している。過電圧保護回路１２０は、制御機器１１０、もしくは特に制御機器１１０の制御機器装置１１２に電気的な過電圧に対する保護を提供するように構成されている。

【0030】

過電圧保護回路１２０のうち、図１には、入力電圧Ｕ_ｉｎを過電圧保護回路１２０に印加するための入力端子１２２と、制御機器１１０もしくは制御機器装置１１２に供給される出力電圧Ｕ_ｏｕｔを提供するための出力端子１２４と、テスト電圧ＴＳＴを過電圧保護回路１２０に印加するためのテスト端子１２６とが示されている。過電圧保護回路１２０と制御機器装置１１２とは、互いに接続されている。この場合、過電圧保護回路１２０の出力端子１２４は、電圧供給端子１１４と接続されている。異なる実施例による、過電圧保護回路１２０の構造および機能を以降の図に基づいて説明する。

【0031】

一実施例によれば、過電圧保護回路１２０の機能性をテストするように構成されているテスト装置１３０が設けられている。一実施例によれば、テスト装置１３０は、制御機器１１０内に統合されているが、過電圧保護回路１２０の一部であってもよく、または制御機器１１０の外部に配置されている回路であってもよい。テスト装置１３０は、第１の電圧レベルを有するテスト電圧ＴＳＴがテスト端子１２６に印加されている間に、出力電圧Ｕ_ｏｕｔの第１の値または第１の値経過を検出するように構成されている。さらに、テスト装置１３０は、第２の電圧レベルを有するテスト電圧ＴＳＴがテスト端子１２６に印加されている間に、出力電圧Ｕ_ｏｕｔの第２の値または第２の値経過を検出するように構成されている。テスト装置１３０は、第１の値または第１の値経過ならびに第２の値または第２の値経過を使用してテスト結果を決定し、テスト結果を示すテスト信号１３２を提供するように構成されている。テスト信号１３２はたとえば、過電圧保護回路１２０の正しい機能性を、付加的または択一的には過電圧保護回路１２０の欠陥を有する機能性を示す。一実施例によれば、テスト装置１３０は、テスト電圧ＴＳＴを受け取るように構成されている。択一的に、テスト装置１３０は、テスト電圧ＴＳＴを提供するように構成されている。

【0032】

図２は、実施例による、図１の過電圧保護回路１２０の基本回路図を示している。図２の基本回路図において、過電圧保護回路１２０のうち、入力電圧Ｕ_ｉｎの印加のための入力端子１２２と、出力電圧Ｕ_ｏｕｔを提供するための出力端子１２４と、テスト電圧ＴＳＴの印加のためのテスト端子１２６とが示されており、さらに基準装置２２１と、基準電圧Ｕ_ｒｅｆと、第１の電気的な分割抵抗器Ｒ１および第２の電気的な分割抵抗器Ｒ２を備えた分割装置２２３と、制御装置２２５と、トランジスタＴ１を備えた調整装置２２７と、電気的な修正抵抗器Ｒ３およびスイッチＳ１を備えた修正装置２２９とが示されている。

【0033】

基準装置２２１は、基準電圧Ｕ_ｒｅｆを提供するように構成されている。ここに示されている実施例によれば、基準装置２２１は、基準電圧Ｕ_ｒｅｆの印加のための基準端子を有している。一実施例によれば、基準装置２２１は、入力電圧Ｕ_ｉｎを使用して基準電圧Ｕ_ｒｅｆを提供するように構成されている。

【0034】

分割装置２２３は、出力電圧Ｕ_ｏｕｔを使用して部分電圧を提供するように構成されている。ここに示された実施例によれば、分割装置２２３は、第１の電気的な分割抵抗器Ｒ１および第２の電気的な分割抵抗器Ｒ２から成る直列回路を有している。第１の分割抵抗器Ｒ１の第１の端子は、出力端子１２４と接続されている。第１の分割抵抗器Ｒ１の第２の端子は、第２の分割抵抗器Ｒ２の第１の端子と接続されている。第２の分割抵抗器Ｒ２の第２の端子は、基準電位と接続されている。第１の分割抵抗器Ｒ１の第２の端子は、部分電圧を提供するために、制御装置２２５と接続されている。

【0035】

制御装置２２５は、基準電圧Ｕ_ｒｅｆおよび部分電圧を使用して調整信号を提供するように構成されている。

【0036】

ここに示されている実施例によれば、制御装置２２５は演算増幅器を有している。演算増幅器は、反転入力側（－）、非反転入力側（＋）および出力側を有し、演算増幅器の反転入力側は、基準電圧Ｕ_ｒｅｆを受け取るために基準装置２２１と接続されている。演算増幅器の非反転入力側は、部分電圧を受け取るために分割装置２２３と接続されており、部分電圧を修正するために、修正装置２２９と接続されている。演算増幅器の出力側は、調整信号を提供するために調整装置２２７と接続されている。

【0037】

調整装置２２７は、入力端子１２２と出力端子１２４との間に接続されている。調整装置２２７は、入力電圧Ｕ_ｉｎおよび調整信号を使用して出力電圧Ｕ_ｏｕｔを提供もしくは調整するように構成されている。ここに示されている実施例によれば、調整装置２２７は、トランジスタＴ１を有している。トランジスタＴ１は、第１の端子、第２の端子および調整信号を受信するための制御端子を有している。トランジスタＴ１の第１の端子は、入力端子１２２と接続されている。トランジスタＴ１の第２の端子は、出力端子１２４と接続されている。トランジスタＴ１の制御端子は、制御装置２２５と接続されている。ここに示されている実施例によれば、トランジスタＴ１は、ｐｎｐトランジスタである。

【0038】

修正装置２２９は、テスト電圧ＴＳＴを使用して、分割装置２２３によって提供された部分電圧の値を修正するように構成されている。このために、修正装置２２９は、テスト入力側１２６と接続されている、または修正装置２２９は、テスト入力側１４６を有している。ここに示されている実施例によれば、修正装置２２９は、スイッチＳ１および電気的な修正抵抗器Ｒ３を有している。スイッチＳ１と修正抵抗器Ｒ３とは、基準電位と制御装置２２５、より正確には、制御装置２２５の演算増幅器の非反転入力側との間に直列に相互に接続されている。スイッチＳ１の制御端子は、テスト端子１２６と接続されている。ここに示されている実施例によれば、スイッチＳ１は、修正抵抗器Ｒ３と基準電位との間に接続されている。択一的に、スイッチＳ１の位置と修正抵抗器Ｒ３の位置とを交換することができる。

【0039】

テスト入力側１２６に印加されているテスト電圧ＴＳＴは、演算増幅器２２５の非反転入力側（＋）と基準電位との間に存在する全抵抗の抵抗値を修正するために使用される。このために、スイッチＳ１は、テスト電圧ＴＳＴの電圧レベルに応じて開閉される。

【0040】

過電圧保護回路１２０を、いわゆるテスト可能なＰＲＥＳＴＡＢとして、安全に関してクリチカルなシステムに投入することができる。

【0041】

図３は、実施例による、図１もしくは図２の過電圧保護回路１２０の回路図を示している。ここでは、過電圧保護回路１２０は図２の過電圧保護回路に相応しているが、基準装置２２１の構成が異なっており、かつ／または基準装置２２１がより詳細に示されており、付加的に電気的な制限抵抗器Ｒ７が設けられており、修正装置２２９がトランジスタの形態のスイッチＳ１と付加的に電気的な直列抵抗器Ｒ９とを有しており、かつ制御装置２２５の演算増幅器がより詳細に示されている。

【0042】

過電圧保護回路１２０の出力電流の電流制限を設定するために、制限抵抗器Ｒ７を、抵抗値に関して事前に定めることができる。制限抵抗器Ｒ７の第１の端子は、入力端子１２２と接続されている。制限抵抗器Ｒ７の第２の端子は、調整装置２２７と接続されており、より正確には、調整装置２２７のトランジスタＴ１の第１の端子と接続されている。

【0043】

トランジスタとして、より正確にはｎｐｎトランジスタとして構成されている、修正装置２２９のスイッチＳ１は、第１の端子、第２の端子および制御端子を有している。スイッチＳ１の第１の端子は、基準電位と接続されている。スイッチＳ１の第２の端子は、修正抵抗器Ｒ３と接続されている。スイッチＳ１の制御端子は、直列抵抗器Ｒ９を介してテスト端子ＴＳＴと接続されている。したがって、直列抵抗器Ｒ９は、テスト端子ＴＳＴとスイッチＳ１の制御端子との間に接続されている。

【0044】

ここに示されている実施例によれば、基準装置２２１は、基準抵抗器Ｒ８、第１のダイオードＤ１および第２のダイオードＤ２を有している。第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２との間の基準ノードＲＥＦは、制御装置２２５と接続されている。基準電圧Ｕ_ｒｅｆは、基準ノードＲＥＦに印加される。ここに示されている実施例によれば、基準抵抗器Ｒ８と第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２とは、制御電圧Ｕ_ｓの印加のための制御端子３３０と基準電位との間に直列に相互に接続されている。特に、ここに示されている実施例によれば、第１のダイオードＤ１は、基準抵抗器Ｒ８と第２のダイオードＤ２もしくは基準ノードＲＥＦとの間に接続されている。択一的な実施例によれば、制御端子３３０が省かれていてよく、この場合には基準抵抗器Ｒ８と第１のダイオードＤ１と第２のダイオードＤ２とは、入力端子１２２と基準電位との間に直列に相互に接続されている。

【0045】

ここに示されている実施例によれば、制御装置２２５の演算増幅器は、第１の増幅器コンデンサＣ１、第２の増幅器コンデンサＣ２、第１の電気的な増幅器抵抗器Ｒ４、第２の電気的な増幅器抵抗器Ｒ６、第３の電気的な増幅器抵抗器Ｒ５、ｐｎｐ増幅器トランジスタＴ２、第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３および第２のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ４を有している。

【0046】

演算増幅器の反転入力側は、第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の制御端子として構成されている。演算増幅器の非反転入力側は、第２のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ４の制御端子として構成されている。第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の第１の端子および第２のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ４の第１の端子は、第１の増幅器抵抗器Ｒ４を介して基準電位と接続されている。第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の第２の端子は、ｐｎｐ増幅器トランジスタＴ２の第２の端子と接続されている。さらに、調整信号を提供するための第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の第２の端子は、調整装置２２７と、より正確には、調整装置２２７のトランジスタＴ１の制御入力側と接続されている。第２のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ４の第２の端子は、出力端子１２４と接続されている。ｐｎｐ増幅器トランジスタＴ２の第１の端子は、入力端子１２２と接続されている。ｐｎｐ増幅器トランジスタＴ２の制御端子は、第２の増幅器抵抗器Ｒ６を介して調整装置２２７と接続されており、より正確には、調整装置２２７のトランジスタＴ１の第１の入力側と接続されている。

【0047】

演算増幅器の第１の増幅器コンデンサＣ１の第１の端子は、入力端子１２２と接続されている。第１の増幅器コンデンサＣ１の第２の端子は、ｐｎｐ増幅器トランジスタＴ２の制御端子と第２の増幅器抵抗器Ｒ６との間に接続されている。第３の増幅器抵抗器Ｒ５の第１の端子は、第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の制御端子と接続されている。第３の増幅器抵抗器Ｒ５の第２の端子は、出力端子１２４と接続されている。第２の増幅器コンデンサＣ２の第１の端子は、第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３の制御端子と接続されている。第２の増幅器コンデンサＣ２の第２の端子は、基準電位と接続されている。

【0048】

以降では、過電圧保護回路１２０のいくつかの構成要素について、単に例示的なパラメータを示す。第１の増幅器コンデンサＣ１は、１ナノファラドの静電容量値を有することができる。第２の増幅器コンデンサＣ２は、１００ナノファラドの静電容量値を有することができる。第１の分割抵抗器Ｒ１は、２３．７キロオームの抵抗値を有することができる。第２の分割抵抗器Ｒ２は、１０キロオームの抵抗値を有することができる。修正抵抗器Ｒ３は、６．８１キロオームの抵抗を有することができる。

【0049】

第１の増幅器抵抗器Ｒ４は、７５０オームの抵抗値を有することができる。第２の増幅器抵抗器Ｒ６は、１００オームの抵抗値を有することができる。第３の増幅器抵抗器Ｒ５は、２６．１キロオームの抵抗値を有することができる。基準抵抗器Ｒ８は、２６．１キロオームの抵抗値を有することができる。直列抵抗器Ｒ９は１０キロオームの抵抗値を有することができる。

【0050】

図４は、実施例による、設定装置４４０を備えた図３の過電圧保護回路１２０の概略的な回路図を示している。図４に示されている実施例に従って付加的に設けられている設定装置４４０を除いて、過電圧保護回路１２０は、図３の過電圧保護回路１２０に相応する。設定装置４４０は、設定ノード４４５、第１の電気的な設定抵抗器Ｒ１４、第２の電気的な設定抵抗器Ｒ１０、第３の電気的な設定抵抗器Ｒ１１、第４の電気的な設定抵抗器Ｒ１２、第５の電気的な設定抵抗器Ｒ１３、第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６および第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５を有している。

【0051】

設定装置４４０は、入力電圧Ｕ_ｉｎを使用して調整信号を設定するように構成されている。設定装置４４０は、第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６の形態のスイッチと第１の電気的な設定抵抗器Ｒ１４とから成る直列回路を有している。このような直列回路は、制御装置２２５と基準電位との間に接続されている。第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６もしくはスイッチを、入力電圧Ｕ_ｉｎに応じて切り替えることができる。

【0052】

第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６の第１の端子は、第１の設定抵抗器Ｒ１４の第１の端子と接続されている。第１の設定抵抗器Ｒ１４の第２の端子は、基準電位と接続されている。第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６の第２の端子は、制御装置２２５と接続されており、より正確には、制御装置２２５の演算増幅器の第２のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ４の第１の端子と接続されている。第１のｎｐｎ設定トランジスタＴ６の制御端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５の第２の端子と接続されている。第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５の第１の端子は、基準電位と接続されている。第２の設定抵抗器Ｒ１０と第３の設定抵抗器Ｒ１１とは、入力端子１２２と基準電位との間に直列に相互に接続されている。設定ノード４４５は、第２の設定抵抗器Ｒ１０と第３の設定抵抗器Ｒ１１との間に配置されている。第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５の制御端子は、設定ノード４４５と接続されている。第４の設定抵抗器Ｒ１２の第１の端子は、設定ノード４４５と接続されている。第４の設定抵抗器Ｒ１２の第２の端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５の第２の端子と接続されている。第５の設定抵抗器Ｒ１３の第１の端子は、第２のｎｐｎ設定トランジスタＴ５の第２の端子と接続されている。第５の設定抵抗器Ｒ１３の第２の端子は、入力端子１２２と接続されている。

【0053】

以降では、過電圧保護回路１２０の設定装置４４０のいくつかの構成要素について、単に例示的なパラメータを示す。第１の設定抵抗器Ｒ１４は、６０オームの抵抗値を有することができる。第２の設定抵抗器Ｒ１０は、１００キロオームの抵抗値を有することができる。第３の設定抵抗器Ｒ１１は、３．８３キロオームの抵抗値を有することができる。第４の設定抵抗器Ｒ１２は、２１．５キロオームの抵抗値を有することができる。第５の設定抵抗器Ｒ１３は、５１．１キロオームの抵抗値を有することができる。

【0054】

図５は、実施例による、テスト方法５００のフローチャートを示している。テスト方法５００は、車両用の制御機器の過電圧保護回路をテストするために実施可能である。より正確には、テスト方法５００は、上記の図のうちの１つの図の過電圧保護回路または同様の過電圧保護回路をテストするために実施可能である。

【0055】

方法５００は、たとえば、図１に基づいて説明したようなテスト装置を使用して実施可能である。

【0056】

ここで、第１の印加ステップ５１０において、第１の電圧レベルを有するテスト電圧が、過電圧保護回路のテスト端子に印加される。続いて、第１の検出ステップ５２０において、第１の電圧レベルを有するテスト電圧に応じて、第１の出力電圧が検出される。続いて、再び、第２の印加ステップ５３０において、第２の電圧レベルを有するテスト電圧が、過電圧保護回路のテスト端子に印加される。第２の電圧レベルは第１の電圧レベルよりも低い。続いて、第２の検出ステップ５４０において、第２の電圧レベルを有するテスト電圧に応じて、第２の出力電圧が検出される。検査ステップ５５０において、テスト結果を生成するために、検出された第１の出力電圧および検出された第２の出力電圧が少なくとも１つのテスト基準を満たしているか否かが最後に検査される。

【0057】

以降では、本発明の実施例の簡単な機能説明を、上記の図を参照して提示する。

【0058】

たとえば、１．５ボルトを超える第１の電圧レベルを有するテスト電圧ＴＳＴがテスト入力側１２６に接続されると、修正装置２２９のスイッチＳ１が閉成され、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは、たとえば、（Ｕ_ｒｅｆ－０．６５Ｖ）×（Ｒ１＋Ｒ２｜｜Ｒ３）／Ｒ１に制限される。電圧値０．６５Ｖはここで、使用される回路要素の特性から生じる、典型的であるが例示的な値である。このような電圧値もしくはこのような制限電圧の下方では、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは入力電圧Ｕ_ｉｎに追従するため、
Ｕ_ｏｕｔ＝Ｕ_ｉｎ－制限抵抗器Ｒ７と調整装置２２７のトランジスタＴ１とにわたる電圧降下
が当てはまる。

【0059】

たとえば、０．４ボルト未満の第２の電圧レベルを有するテスト電圧ＴＳＴがテスト入力側１２６に接続されると、修正装置２２９のスイッチＳ１が開かれ、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは、たとえば、（Ｕ_ｒｅｆ－０．６５Ｖ）×（Ｒ１＋Ｒ２）／Ｒ１に制限される。このような電圧値もしくはこのような制限電圧の下方では、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは入力電圧Ｕ_ｉｎに追従するため、
Ｕ_ｏｕｔ＝Ｕ_ｉｎ－制限抵抗器Ｒ７と調整装置２２７のトランジスタＴ１とにわたる電圧降下
が当てはまる。

【0060】

したがって、スイッチＳ１が閉成されている場合、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは第１の電圧値に制限され、この第１の電圧値は基準電圧Ｕ_ｒｅｆ、抵抗器Ｒ１、Ｒ２、Ｒ３の値ならびに使用される回路要素の特定の電圧値に関連している。

【0061】

相応に、スイッチＳ１が開かれている場合、出力電圧Ｕ_ｏｕｔは、第１の電圧値とは異なる第２の電圧値に制限され、この第２の電圧値は基準電圧Ｕ_ｒｅｆ、抵抗器Ｒ１、Ｒ２の値ならびに使用される回路要素の特定の電圧値に関連している。

【0062】

出力電圧Ｕ_ｏｕｔが測定される場合、上記の制限電圧の下限制限電圧に、制限抵抗器Ｒ７と調整装置２２７のトランジスタＴ１とにわたる電圧降下を加算したものよりも大きい入力電圧Ｕ_ｉｎから、過電圧保護回路１２０の機能をテストすることができる。

【0063】

過電圧保護回路１２０では、第１のダイオードＤ１を介して設定することができるスイッチオンヒステリシスと、制限抵抗器Ｒ７を介して設定することができる出力電流の電流制限とが存在している。

【0064】

制御電圧Ｕ_ｓは、入力電圧Ｕ_ｉｎと接続されていても、別個のスイッチング入力側もしくは制御端子３３０として使用されてもよい。このような制御端子３３０は、たとえば、車両１００の端子と接続されていてよい、またはこのような制御端子３３０を車両１００の端子と接続することができる。

【0065】

設定装置４４０は、設定抵抗器Ｒ１０～Ｒ１４およびトランジスタＴ５およびＴ６を有し、入力電圧Ｕ_ｉｎに関連して調整装置２２７のトランジスタＴ１の調整信号もしくはベース電流を制御するように構成されている回路部分を表している。したがって、入力電圧Ｕ_ｉｎが低い場合には、トランジスタＴ１の高いまたは比較的高いベース電流を調整信号として生成し、入力電圧Ｕ_ｉｎが高い場合には、トランジスタＴ１の低いまたは比較的低いベース電流を調整信号として生成することができ、この際に、第１のｎｐｎ増幅器トランジスタＴ３に過度に負荷をかけることはない。これは、出力電圧Ｕ_ｏｕｔが、制御機器１１０のスイッチング調整器に供給される場合に特に有利である。このスイッチング調整器は、供給電圧が低いときに高い入力電流需要を有し、供給電圧が高いときに低い入力電流需要を有する。

【符号の説明】

【0066】

１００ 車両
１０２ バッテリ
１１０ 制御機器
１１２ 制御機器装置
１１４ 電圧供給端子
１２０ 過電圧保護回路
１２２ 入力端子
１２４ 出力端子
１２６ テスト端子
１３０ テスト装置
１３２ テスト信号
Ｕ_ｉｎ 入力電圧
Ｕ_ｏｕｔ 出力電圧
ＴＳＴ テスト電圧
２２１ 基準装置
２２３ 分割装置
２２５ 制御装置
２２７ 調整装置
２２９ 修正装置
Ｒ１ 第１の電気的な分割抵抗器
Ｒ２ 第２の電気的な分割抵抗器
Ｒ３ 電気的な修正抵抗器
Ｓ１ スイッチ
Ｔ１ トランジスタ
Ｕ_ｒｅｆ 基準電圧
３３０ 制御端子
Ｃ１ 第１の増幅器コンデンサ
Ｃ２ 第２の増幅器コンデンサ
Ｄ１ 第１のダイオード
Ｄ２ 第２のダイオード
ＲＥＦ 基準ノード
Ｒ４ 第１の電気的な増幅器抵抗器
Ｒ５ 第３の電気的な増幅器抵抗器
Ｒ６ 第２の電気的な増幅器抵抗器
Ｒ７ 電気的な制限抵抗器
Ｒ８ 電気的な基準抵抗器
Ｒ９ 電気的な直列抵抗器
Ｔ２ ｐｎｐ増幅器トランジスタ
Ｔ３ 第１のｎｐｎ増幅器トランジスタ
Ｔ４ 第２のｎｐｎ増幅器トランジスタ
Ｕ_ｓ 制御電圧
４４０ 設定装置
４４５ 設定ノード
Ｒ１０ 第２の電気的な設定抵抗器
Ｒ１１ 第３の電気的な設定抵抗器
Ｒ１２ 第４の電気的な設定抵抗器
Ｒ１３ 第５の電気的な設定抵抗器
Ｒ１４ 第１の電気的な設定抵抗器
Ｔ５ 第２のｎｐｎ設定トランジスタ
Ｔ６ 第１のｎｐｎ設定トランジスタ
５００ テスト方法
５１０ 第１の印加ステップ
５２０ 第１の検出ステップ
５３０ 第２の印加ステップ
５４０ 第２の検出ステップ
５５０ 検査ステップ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【国際調査報告】