DE102019135907A1

DE102019135907A1 - Steuervorrichtung für eine heizung

Info

Publication number: DE102019135907A1
Application number: DE102019135907.4A
Authority: DE
Inventors: Yuki Sakamoto
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-26
Filing date: 2019-12-31
Publication date: 2020-08-27
Also published as: US20200275527A1; US11405982B2; JP7218612B2; JP2020137089A

Abstract

Eine Steuervorrichtung (10) für eine Heizung (40) ist mit einer High-Side-Verdrahtungsleitung (211), die zwischen der Heizung (40) und einer Leistungsversorgung (50) angeschlossen ist, einer Low-Side-Verdrahtungsleitung (231), die zwischen der Heizung (40) und einem geerdeten Teil (29) angeschlossen ist, einer Sense-Verdrahtungsleitung (221), die zwischen der Heizung (40) und einer Heizelektrode (410) der Heizung (40) angeschlossen ist, und einem Fehlerdetektor (33) zum Erfassen eines Fehlers in einer der Verdrahtungsleitungen, die jeweils mit der Heizung (40) verbunden sind, ausgestattet. Der Fehlerdetektor (33) ist so konfiguriert, dass er einen Modus eines aufgetretenen Fehlers und eine Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage einer High-Side-Spannung, einer Low-Side-Spannung, einer Sense-Spannung, eines High-Side-Stroms und eines Low-Side-Stroms identifiziert.

Description

HINTERGRUND
Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuervorrichtung für eine Heizung bzw. ein Heizgerät.
Stand der Technik
Ein Gassensor zum Erfassen der Konzentration von Stickoxiden usw. im Abgas eines Fahrzeugs oder ein Feinstaub-Sensor (PM) zum Erfassen der Konzentration von Partikeln im Abgas ist beispielsweise mit einer Heizung versehen, die einen Teil des Sensors beheizt. Die Heizung ist eine elektrische Heizung, die durch Joule-Heizung Wärme erzeugt. Daher ist die Heizung an ein Paar von Verdrahtungsleitungen angeschlossen, die mit elektrischer Energie versorgt werden.
Wenn ein Fehler in einem Teil der Verdrahtungsleitung auftritt, kann die Heizung nicht normal betrieben werden. Zu den Fehlerarten, die in der Verdrahtungsleitung auftreten können, gehören ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung, der dazu führt, dass die Verdrahtungsleitung mit dem Potenzial der Leistungsversorgung kurzgeschlossen wird, ein Kurzschluss zur Erdung, der dazu führt, dass die Verdrahtungsleitung mit dem Erdpotenzial kurzgeschlossen wird, und ein Fehler eines offenen Stromkreises, bei dem die Verdrahtungsleitung unterbrochen wurde.
Daher wird im untenstehenden japanischen Patent Nr. 214975 eine Steuervorrichtung zur Steuerung einer Heizung vorgeschlagen, das die Funktion hat, einen Fehler in der Verdrahtungsleitung zu erkennen. Die Steuervorrichtung misst den Wert der Ausgangsklemmenspannung und den Wert des durch die Heizung fließenden Stroms in einem Zustand, in dem die Heizung erregt ist, bzw. in einem Zustand, in dem die Heizung nicht erregt ist, und auf der Grundlage einer Vielzahl von dadurch erhaltenen Messungen erkennt die Steuervorrichtung das Auftreten eines Fehlers und den Modus des Fehlers.
Wenn beispielsweise die Treiberschaltung ein- und ausgeschaltet wird, wechselt die Ausgangsklemmenspannung zwischen einem hohen Potentialpegel (nachstehend fachmännisch kurz mit „High-Side“ bezeichnet) und einem niedrigen Potentialpegel (nachstehend fachmännisch kurz mit „Low-Side“ bezeichnet), und wenn der durch die Heizung fließende Strom beim Einschalten der Treiberschaltung unter einem vorgegebenen unteren Grenzstromwert liegt, wird das Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises erkannt. Wenn der Ausgangsklemmenspannungspegel unabhängig davon, ob die Treiberschaltung ein- oder ausgeschaltet ist, auf dem hohen Potentialpegel bleibt, wird das Auftreten eines Kurzschlusses zur Leistungsversorgung erkannt. Wenn die Ausgangsklemmenspannung unabhängig davon, ob die Treiberschaltung ein- oder ausgeschaltet ist, auf einem niedrigen Potentialniveau bleibt, wird außerdem das Auftreten eines Kurzschlusses gegen Erde bzw. zur Erdung erkannt.
Mit diesem Verfahren bzw. dieser Methode kann das Auftreten eines Fehlers in einer Verdrahtungsleitung zusammen mit der Feststellung, ob es sich um einen Fehler eines offenen Stromkreises, einen Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder einen Kurzschluss zur Erdung handelt, erkannt werden.
Wenn jedoch mit der im japanischen Patent Nr. 214975 beschriebenen Erkennungsverfahren die Strom- und Spannungswerte nicht erfasst werden, wenn die Treiberschaltung ein- bzw. ausgeschaltet ist, können die oben beschriebenen Fehlermodi nicht erkannt werden. Solange der Steuerkreis beispielsweise eingeschaltet bzw. im Ein-Zustand bleibt, kann ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung nicht erkannt werden.
Darüber hinaus ist es mit der im japanischen Patent Nr. 214975 beschriebenen Erkennungsverfahren nicht möglich, bei einem Fehler eines offenen Stromkreises zu erkennen, welche der beiden an die Heizung angeschlossenen Verdrahtungsleitungen diesen Fehler verursacht hat. Um eine schnelle Reparatur nach dem Auftreten eines Fehlers zu ermöglichen, ist es vorzuziehen, nicht nur den Fehlermodus, sondern auch die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, identifizieren zu können.
Daher weist die im japanischen Patent Nr. 214975 beschriebene Heizsteuervorrichtung noch Raum für weitere Verbesserungen in dessen Verfahren zur Erkennung eines Fehlers in einer Verdrahtungsleitung auf.
In Anbetracht dessen wird eine Steuervorrichtung gewünscht, das in der Lage ist, den Modus eines Fehlers, der in einer Verdrahtungsleitung aufgetreten ist, und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, im Detail zu identifizieren.
Kurzfassung der Erfindung
Ein Aspekt der vorliegenden Erfindung sieht eine Steuervorrichtung (10) für eine Heizung (40) vor, die eine High-Side-Verdrahtungsleitung (211), die eine zwischen der Heizung und einer Leistungsversorgung (50) angeschlossene Verdrahtungsleitung ist, eine Low-Side-Verdrahtungsleitung (231), die eine zwischen der Heizung und einem geerdeten Teil (29) angeschlossene Verdrahtungsleitung ist, und eine Sense-Verdrahtungsleitung (221), die eine mit einem Heizabschnitt (410) der Heizung verbundene Verdrahtungsleitung ist, umfasst. In der Steuervorrichtung erfasst ein High-Side-Spannungserfasser (22) eine High-Side-Spannung, die die Spannung der High-Side-Verdrahtungsleitung ist, und ein Low-Side-Spannungserfasser (24) erfasst eine Low-Side-Spannung, die die Spannung der Low-Side-Verdrahtungsleitung ist. Ein Sense-Spannungserfasser (23) erfasst eine Sense-Spannung, die der Spannung der Sense-Verdrahtungsleitung entspricht. Ein High-Side-Stromerfasser (25) nimmt einen High-Side-Strom auf, d.h. den Strom, der von der Leistungsversorgung zur High-Side-Verdrahtungsleitung fließt. Ein Low-Side-Stromerfasser (26) erfasst einen Low-Side-Strom, d.h. den Strom, der von der Leistungsversorgung zur Low-Side-Verdrahtungsleitung fließt. Ein Fehlerdetektor (33) erkennt einen Fehler in einer der an die Heizung angeschlossenen Verdrahtungsleitungen. Der Fehlerdetektor ist so konfiguriert, dass er einen Modus eines aufgetretenen Fehlers und eine Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifiziert.
Mit einer wie oben beschrieben konfigurierten Steuervorrichtung können der Modus und der Ort eines in einer Verdrahtungsleitung aufgetretenen Fehlers im Detail identifiziert werden, basierend auf der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, dem High-Side-Strom und dem Low-Side-Strom. Mit der obigen Konfiguration kann ein gefährlicher Fehlermodus mit unerwarteter Wärmeentwicklung oder Überstrom sowohl in einem Zustand, in dem die Heizung mit Strom versorgt wird, als auch in einem Zustand, in dem kein Strom geliefert wird, erkannt werden. Das heißt, im Gegensatz zu dem im japanischen Patent Nr. 214975 beschriebenen Verfahren ist es nicht notwendig, den Antriebskreislauf wiederholt ein- und auszuschalten.
Außerdem basiert bei einer Steuervorrichtung mit der oben genannten Konfiguration die Fehlererkennung nicht nur auf den Strom- und Spannungswerten jeder Verdrahtungsleitung in dem Paar von Verdrahtungsleitungen, die an die Heizung angeschlossen sind, sondern auch auf der Spannung einer separat bereitgestellten Sense-Verdrahtungsleitung, d.h. sie wird auf der Grundlage einer Sense-Spannung durchgeführt. Dadurch kann beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises festgestellt werden, welche der beiden Verdrahtungsleitungen auf der High-Side und auf der Low-Side den Fehler eines offenen Stromkreises verursacht hat.
Die vorliegende Erfindung stellt eine Steuervorrichtung zur Verfügung, das den Modus und den Ort eines Fehlers, der in einer Verdrahtungsleitung aufgetreten ist, identifizieren kann.
Figurenliste
In den beigefügten Zeichnungen:

1 ist ein Diagramm, das konzeptionell eine Steuervorrichtung nach einer ersten Ausführungsform und eine Heizung, die Gegenstand der Steuerung durch das Steuergerät ist, darstellt;
2 ist ein Diagramm, das die in 1 gezeigte Konfiguration der Heizung zeigt;
3 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen dem Widerstand der Heizung und der Temperatur zeigt;
4 ist ein Timing-Diagramm, das ein Beispiel für die Zeitachsenbeziehungen von High-Side-Spannung usw. in der ersten Ausführungsform zeigt;
5 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die Zeitachsenbeziehungen der Sensorelementtemperatur usw. zeigt;
6 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
7 ist ein Diagramm zur Beschreibung von Fehlerarten, die in einer Verdrahtungsleitung auftreten können;
8 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Falls, in dem ein High-Side-Schalter eine Schutzschaltung hat;
9 ist ein Diagramm, das eine Tabelle mit Werten einer High-Side-Spannung usw. für die Fälle zeigt, in denen entsprechende Fehlerarten in einer Verdrahtungsleitung auftreten;
10 ist ein Diagramm, das eine Tabelle mit Werten einer High-Side-Spannung usw. für die Fälle zeigt, in denen entsprechende Fehlerarten in einer Verdrahtungsleitung auftreten;
11 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
12 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
13 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
14 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Arten und Orten des Auftretens von Fehlern in Verdrahtungsleitungen und Kombinationen von Beurteilungsergebnissen zeigt, die durch den Vergleich von Parametern, die aus der High-Side-Spannung usw. bestehen, mit Schwellenwerten erhalten werden;
15 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
16 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Identifizierung des Modus und der Orte eines Fehlers in Form eines logischen Schaltplans zeigt;
17 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
18 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Identifizierung der Modi und Orte von Fehlern in Form eines logischen Schaltplans zeigt;
19 ist ein Diagramm zur Beschreibung eines Verfahrens zur Änderung eines Schwellenwertes;
20 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
21 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die zeitliche Variation der High-Side-Spannung usw. mit einer zweiten Ausführungsform zeigt;
22 ist ein Diagramm, das eine Tabelle mit Werten einer High-Side-Spannung usw. für die Fälle zeigt, in denen entsprechende Fehlerarten in einer Verdrahtungsleitung auftreten;
23 ist ein Diagramm, das eine Tabelle mit Werten einer High-Side-Spannung usw. für die Fälle zeigt, in denen entsprechende Fehlerarten in einer Verdrahtungsleitung auftreten;
24 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
25 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
26 ist ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen den Arten und Orten des Auftretens von Fehlern in einer Verdrahtungsleitung und Kombinationen von Beurteilungsergebnissen zeigt, die durch den Vergleich von Parametern, die aus der High-Side-Spannung usw. bestehen, mit Schwellenwerten erhalten werden;
27 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt;
28 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Identifizierung der Art und des Ortes eines Fehlers in Form eines logischen Schaltplans zeigt;
29 ist ein Flussdiagramm, das den Ablauf der Verarbeitung durch die Steuervorrichtung zeigt; und
30 ist ein Diagramm, das ein Verfahren zur Identifizierung der Art und des Ortes eines Fehlers in Form eines logischen Schaltplans zeigt.

BESCHREIBUNG VON SPEZIFISCHEN AUSFÜHRUNGSFORMEN
Die Ausführungsformen werden im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Um das Verständnis der Beschreibung zu erleichtern, werden konstituierende Elemente, die in allen Zeichnungen gleich sind, so weit wie möglich mit den gleichen Bezugszeichen bezeichnet und redundante Beschreibungen weggelassen.
Erste Ausführungsform
Eine erste Ausführungsform wird beschrieben. Eine Steuervorrichtung 10 nach der vorliegenden Ausführungsform ist als Vorrichtung zur Steuerung einer Heizung 40 konfiguriert. Bevor die Steuervorrichtung 10 beschrieben wird, wird zunächst die Konfiguration der Heizung 40, das das Steuerobjekt ist, beschrieben.
Die Heizung 40 ist eine elektrische Heizung zum Beheizen eines Sensorelements eines in einem Fahrzeug vorhandenen Gassensors (nicht abgebildet), um den Sensor auf einer geeigneten Temperatur zu halten. Der Gassensor ist im Abgaskanal des Fahrzeugs vorgesehen, um die Konzentration bestimmter Komponenten zu messen, die im Abgas des Verbrennungsmotors enthalten sind, insbesondere die Stickoxide. Der Gassensor verfügt über einen Festelektrolyten aus z.B. Zirkoniumdioxid und misst die Konzentration von Stickstoffoxid, indem er die Eigenschaft ausnutzt, dass Sauerstoffionen durch den Festelektrolyten hindurchgehen können. Die Heizung 40 dient dazu, einen Teil des Festelektrolyts, der als Sensorelement fungiert, zu erwärmen, um diesen Teil auf einer aktiven Temperatur zu halten, und ist in den Gassensor eingebaut. Da ein bekannter Konfigurationstyp für einen solchen Gassensor verwendet werden kann, wird auf eine spezifische Beschreibung verzichtet.
Ein Sensor, der mit der Heizung 40 geliefert wird, kann von einem anderen Typ als der obige Gassensor sein. Die Heizung 40 kann zum Beispiel in einem PM-Sensor vorgesehen werden, der die Konzentration der im Abgas enthaltenen Partikel erfasst. Bekanntlich ist es notwendig, Partikel, die sich auf dem Detektionsteil eines PM-Sensors abgelagert haben, periodisch zu entfernen. Der angesammelte Feinstaub kann verbrannt und entfernt werden, indem der Detektionsteil des PM-Sensors durch die Heizung 40 erwärmt wird.
Wie in 2 dargestellt, hat die Heizung 40 eine Konfiguration, bei der ein Elektrodenmuster wie eine Heizelektrode 410 auf die Oberfläche eines Substrats 41 gedruckt wird. Das Substrat 41 ist ein flaches Plattenelement, das aus Aluminiumoxid besteht. Das Substrat 41 ist an einer Stelle neben einer festen Elektrolytschicht im Gassensor angeordnet.
Eine Heizelektrode 410, ein Paar Zuleitungselektroden 420 und 430 und eine Sense-Elektrode 440 sind auf dem Substrat 41 ausgebildet. Diese Elektroden werden insgesamt als ein einziges Elektrodenmuster auf einer Oberfläche des Substrats 41 z.B. durch Siebdruck gebildet. In 1 sind die Heizelektrode 410 und die Zuleitungselektroden 420 und 430 schematisch als jeweilige Widerstände in Reihe geschaltet.
Die Heizelektrode 410 ist in der Nähe eines Endes des Substrats 41, bezogen auf die Längsrichtung, ausgebildet. Die Heizelektrode 410 ist ein Teil, der durch von außen zugeführte elektrische Energie Joule-Wärme erzeugt, d.h. als „Heizteil“ oder „Heizabschnitt“ fungiert. Die Heizelektrode 410 ist an einer Stelle ausgebildet, die einem Teil des Festelektrolyten des Gassensors entspricht, der als Sensorelement fungiert.
Die Zuleitungselektrode 420 wird an einem Ende der Heizelektrode 410 im Elektrodenmuster angeschlossen. Die Zuleitungselektrode 420 wird an eine High-Side-Verdrahtungsleitung 211 (nachfolgend beschrieben) und an die Heizelektrode 410 angeschlossen. Die Zuleitungselektrode 430 ist ein Teil, der mit dem anderen Ende der Heizelektrode 410 im Elektrodenmuster verbunden ist. Die Zuleitungselektrode 430 wird an eine nachfolgend beschriebene Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und an die Heizelektrode 410 angeschlossen. Die Form der Zuleitungselektrode 430 ist im Wesentlichen identisch mit der Form der Zuleitungselektrode 420. Beide haben daher gleiche Widerstandswerte.
Die Breite des Elektrodenmusters in den Zuleitungselektroden 420 und 430 ist größer als die Breite des Elektrodenmusters in der Heizelektrode 410. Aus diesem Grund ist die in den Zuleitungselektroden 420 und 430 erzeugte Joule-Wärme, wenn die Heizung 40 eingeschaltet wird, geringer als die in der Heizelektrode 410 erzeugte Joule-Wärme.
Die Sense-Elektrode 440 wird zwischen einer nachfolgend beschriebenen Sense-Verdrahtungsleitung 221 und einer Stelle im Elektrodenmuster angeschlossen, die sich nahe der Verbindung zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 430 befindet. Die Breite des Elektrodenmusters in der Sense-Elektrode 440 ist schmaler als die Breite des Elektrodenmusters in den Zuleitungselektroden 420 und 430. Unabhängig davon, ob die Heizung 40 eingeschaltet ist oder nicht, fließt fast kein Strom durch die Sense-Elektrode 440. Die Sense-Elektrode 440 ist als Elektrodenmuster zur Messung des Potentials am Verbindungsteil zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 430 ausgebildet. Wenn die Sense-Verdrahtungsleitung 221 als „Verdrahtungsleitung, die an den wärmeerzeugenden Teil der Heizung 40 angeschlossen ist“ definiert ist, kann die Sense-Elektrode 440 als Teil der Sense-Verdrahtungsleitung 221 betrachtet werden.
Wenn eine Spannung zwischen der Zuleitungselektrode 420 und der Zuleitungselektrode 430 angelegt wird, fließt ein Strom durch die wärmeerzeugende Elektrode 410, die den wärmeerzeugenden Teil darstellt, und es wird Joule-Wärme erzeugt. Das heißt, das Sensorelement wird durch die Heizung 40 erwärmt. Die Steuervorrichtung 10 ist nach der vorliegenden Ausführungsform als eine Vorrichtung konfiguriert, die die Wärmeerzeugung durch die Heizung 40 durch Anpassung der dem Heizer 40 zugeführten Leistung steuert.
Die Konfiguration der Steuervorrichtung 10 wird anhand von 1 beschrieben. Die Steuervorrichtung 10 umfasst einen Hauptkörper 20, eine High-Side-Verdrahtungsleitung 211, eine Sense-Verdrahtungsleitung 221, eine Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und einen Mikrocomputer 30.
Der Hauptkörper 20 ist ein Gehäuse, das die Hauptbestandteile der Steuervorrichtung 10 enthält. Der Mikrocomputer 30 und ein High-Side-Schalter 27 usw., die im Folgenden beschrieben werden, sind im Inneren des Hauptkörpers 20 untergebracht.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 50 eine Stromquelle für die Versorgung der Heizung bzw. des Heizgerätes 40 mit elektrischer Energie. Diese Stromquelle wird im Folgenden auch als „Leistungsversorgung 50“ bezeichnet. Diese Leistungsversorgung 50 ist eine Gleichspannungsquelle. Ein Ende einer Verdrahtungsleitung 210 wird an die Leistungsversorgung 50 angeschlossen. Das andere Ende der Verdrahtungsleitung 210 wird an den High-Side-Schalter 27 angeschlossen. Unabhängig davon, ob sich der High-Side-Schalter 27 im offenen oder geschlossenen Zustand befindet, wird die Verdrahtungsleitung 210 auf dem Potential der Leistungsversorgung 50 gehalten.
Die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 verbindet zusammen mit der oben beschriebenen Verdrahtungsleitung 210 die Heizung 40 mit der Leistungsversorgung 50. Ein Ende der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 wird an die Zuleitungselektrode 420 der Heizung 40 angeschlossen. Das andere Ende der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 wird an den High-Side-Schalter 27 angeschlossen. Das heißt, die Heizung 40 und die Leistungsversorgung 50 sind über die Verdrahtungsleitung 210, den High-Side-Schalter 27 und die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 verbunden.
Der High-Side-Schalter 27 führt Schaltvorgänge zum Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen der Verdrahtungsleitung 210 und der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 entsprechend einem von außen zugeführten Steuersignal aus. Der High-Side-Schalter 27 ist zwischen der Leistungsversorgung 50 und der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 angeordnet.
Während das Ansteuersignal eingeschaltet ist, ist der High-Side-Schalter 27 geschlossen, d.h. eingeschaltet, und während das Ansteuersignal ausgeschaltet ist, ist der High-Side-Schalter 27 offen, d.h. ausgeschaltet. Der High-Side-Schalter 27 ist ein Halbleiterschalter, wie z.B. ein MOS-Transistor, aber es wäre ebenso möglich, dass es sich um ein intelligentes Leistungsmodul oder ein intelligentes Leistungsgerät mit einer Schutzschaltung oder ähnliches handelt. Der Betrieb des High-Side-Schalters 27 wird durch den Mikrocomputer 30 gesteuert.
In 1 bezeichnet das Bezugszeichen 29 einen geerdeten Teil der Steuervorrichtung 10, d.h. einen elektrisch geerdeten Teil, der schematisch dargestellt ist. Dieser Teil wird im Folgenden auch als „geerdeter Teil 29“ bezeichnet. Ein Ende der Verdrahtungsleitung 230 ist mit dem geerdeten Teil 29 verbunden. Das andere Ende der Verdrahtungsleitung 230 wird an den Low-Side-Schalter 28 angeschlossen. Unabhängig davon, ob sich der Low-Side-Schalter 28 im offenen oder geschlossenen Zustand befindet, bleibt das Potenzial der Verdrahtungsleitung 230 auf dem Potenzial des geerdeten Teils 29.
Die oben beschriebene Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und die Verdrahtungsleitung 230 werden zwischen der Heizung 40 und dem geerdeten Teil 29 angeschlossen. Ein Ende der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 wird an die Zuleitungselektrode 430 der Heizung 40 angeschlossen. Das andere Ende der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 wird an den Low-Side-Schalter 28 angeschlossen. Das heißt, die Heizung 40 und der geerdete Teil 29 sind über die Verdrahtungsleitung 230, den Low-Side-Schalter 28 und die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 verbunden. Die oben beschriebene Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 bilden ein Paar von Leitungen zur Leistungsversorgung der Heizung 40.
Der Low-Side-Schalter 28 führt die Umschaltung zwischen dem Öffnen und Schließen der Verbindung zwischen der Verdrahtungsleitung 230 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 in Abhängigkeit von einem extern eingegebenen Ansteuersignal aus. Der Low-Side-Schalter 28 ist zwischen der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und dem geerdeten Teil 29 angeordnet.
Wenn das Steuersignal eingeschaltet ist, ist der Low-Side-Schalter 28 geschlossen, d.h. eingeschaltet, und wenn das Steuersignal ausgeschaltet ist, ist der Low-Side-Schalter 28 offen, d.h. ausgeschaltet. Der Low-Side-Schalter 28 ist ein Halbleiterschalter, wie z.B. ein MOS-Transistor, aber es wäre ebenso möglich, dass es sich um ein intelligentes Leistungsmodul oder ein intelligentes Leistungsgerät mit einer Schutzschaltung oder ähnliches handelt. Der Betrieb des Low-Side-Schalters 28 wird durch den Mikrocomputer 30 gesteuert.
Die Sense-Verdrahtungsleitung 221 wird an den wärmeerzeugenden Teil der Heizung 40, d.h. an die wärmeerzeugende Elektrode 410, angeschlossen. Ein Ende der Sense-Verdrahtungsleitung 221 wird an die Sense-Elektrode 440 der Heizung 40 angeschlossen. Das andere Ende der Sense-Verdrahtungsleitung 221 wird an einen Sense-Spannungserfasser 23 angeschlossen, der im Folgenden beschrieben wird. Die Sense-Verdrahtungsleitung 221 wird in Verbindung mit der oben beschriebenen Sense-Elektrode 440 als Verdrahtungsleitung zur Messung der Spannung an der Verbindungsstelle zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 430 verwendet.
Im Inneren des Hauptkörpers 20 sind ein Leistungsversorgungsspannungs-Erfasser 21, ein High-Side-Spannungserfasser 22, ein Sense-Spannungserfasser 23, ein Low-Side-Spannungserfasser 24, ein High-Side-Stromerfasser 25 und ein Low-Side-Stromerfasser 26 als Messschaltungen zur Messung und zum Erwerben bzw. zum Erfassen der Ströme und Spannungen der jeweiligen Teile vorgesehen.
Der Leistungsversorgungsspannungs-Erfasser 21 ist eine Messschaltung zum Erfassen der Spannung der Verdrahtungsleitung 210, d.h. der Potentialdifferenz zwischen der Verdrahtungsleitung 210 und dem geerdeten Teil 29. Diese Spannung kann als die von der Leistungsversorgung 50 erzeugte Spannung bezeichnet werden. Der Leistungsversorgungsspannungs-Erfasser 21 gibt ein Signal entsprechend der Spannung der Verdrahtungsleitung 210 an den Mikrocomputer 30 ein. Der Mikrocomputer 30 erfasst die Spannung der Verdrahtungsleitung 210, indem er eine A/D-Wandlung des Signals durchführt, das vom Leistungsversorgungsspannungs-Erfasser 21 eingegeben wird.
Der High-Side-Spannungserfasser 22 ist eine Messschaltung zum Erfassen der Spannung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, d.h. der Potentialdifferenz zwischen der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und dem geerdeten Teil 29. Der High-Side-Spannungserfasser 22 gibt ein Signal entsprechend der Spannung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 an den Mikrocomputer 30 ein. Der Mikrocomputer 30 erfasst die Spannung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, indem er eine A/D-Wandlung des Signals durchführt, das vom High-Side-Spannungserfasser 22 eingegeben wird. Im Folgenden wird diese Spannung auch als „High-Side-Spannung“ bezeichnet.
Der Sense-Spannungserfasser 23 ist eine Messschaltung zum Erfassen der Spannung der Sense-Verdrahtungsleitung 221, d.h. der Potentialdifferenz zwischen der Sensorleitung 221 und dem geerdeten Teil 29. Der Sense-Spannungserfasser 23 gibt ein Signal ein, das der Spannung der Sense-Verdrahtungsleitung 221 zum Mikrocomputer 30 entspricht. Der Mikrocomputer 30 erfasst die Spannung der Sense-Verdrahtungsleitung 221 durch A/D-Wandlung des Signals, das vom Sense-Spannungserfasser 23 eingegeben wird. Im Folgenden wird diese Spannung auch als „Sense-Spannung“ bezeichnet. Es kann auch in Betracht gezogen werden, dass die vom Sense-Spannungserfasser 23 erfasste Sense-Spannung die Potentialdifferenz zwischen dem geerdeten Teil 29 und dem Verbindungspunkt zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 430 ist.
Der Low-Side-Spannungserfasser 24 ist eine Messschaltung zum Erfassen der Spannung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, d.h. der Potentialdifferenz zwischen der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und dem geerdeten Teil 29. Der Low-Side-Spannungserfasser 24 gibt ein Signal entsprechend der Spannung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 an den Mikrocomputer 30 ein. Der Mikrocomputer 30 erfasst die Spannung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, indem er eine AD-Wandlung des vom Low-Side-Spannungserfasser 24 eingegebenen Signals durchführt. Im Folgenden wird diese Spannung auch als „Low-Side-Spannung“ bezeichnet.
Der High-Side-Stromerfasser 25 erfasst den Strom, der von der Leistungsversorgung 50 zur High-Side-Verdrahtungsleitung 211 fließt. Der High-Side-Stromerfasser 25 gibt ein dem Strom entsprechendes Signal an den Mikrocomputer 30. Der Mikrocomputer 30 erfasst den Wert des Stroms, der von der Leistungsversorgung 50 zur High-Side-Verdrahtungsleitung 211 fließt, indem er eine A/D-Wandlung des Signals durchführt, das vom High-Side-Stromerfasser 25 eingegeben wird. Im Folgenden wird dieser Strom auch als „High-Side-Strom“ bezeichnet.
Der Low-Side-Stromerfasser 26 erfasst den Strom, der von der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 zum geerdeten Teil 29 fließt. Der Low-Side-Stromerfasser 26 gibt ein diesem Strom entsprechendes Signal an den Mikrocomputer 30. Der Mikrocomputer 30 erfasst den Wert des Stroms, der von der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 zum geerdeten Teil fließt, indem er eine A/D-Wandlung des Signals durchführt, das vom Low-Side-Stromerfasser 26 eingegeben wird. Im Folgenden wird dieser Strom auch als „Low-Side-Strom“ bezeichnet.
Der Mikrocomputer 30 führt die Gesamtsteuerung des gesamten Betriebs der Steuervorrichtung 10 aus. Der Mikrocomputer 30 ist als ein Computersystem konfiguriert, das eine Zentraleinheit (CPU), einen Festwertspeicher (ROM), einen Arbeitsspeicher (RAM), eine A/D-Wandlerschaltung, eine D/A-Wandlerschaltung usw. enthält. Der Mikrocomputer 30 enthält als funktionale Steuerblöcke einen Betriebsregler 31, einen Temperaturrechner 32, einen Fehlerdetektor 33 und einen Unterbrecher 34.
Der Betriebsregler 31 überträgt Ansteuersignale an den High-Side-Schalter 27 und den Low-Side-Schalter 28, um deren Betrieb zu steuern. Die der Heizung 40 zugeführte elektrische Leistung wird durch den Betriebsregler 31 eingestellt, um so die von der Heizung 40 erzeugte Wärmemenge zu regulieren. Der spezifische Inhalt der vom Betriebsregler 31 durchgeführten Verarbeitung wird im Folgenden beschrieben.
Der Temperaturrechner 32 berechnet die Temperatur des Sensorelements des Sensors, der für die Heizung 40 vorgesehen ist. Die Temperatur des Sensorelements ist ungefähr gleich der Temperatur des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40. Aus diesem Grund ist der Temperaturrechner 32 dieser Ausführungsform so konfiguriert, dass die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40 berechnet wird und der berechnete Wert als Temperatur des Sensorelements verwendet wird.
Wie in 3 dargestellt, steigt der Widerstandswert der Heizung 40 entsprechend der Temperaturerhöhung des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40. Diese Übereinstimmung zwischen Temperatur und Widerstandswert wird vorher im Mikrocomputer 30 als Karte gespeichert. Der Temperaturrechner 32 berechnet die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40, indem er den Widerstandswert des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40 unter Bezugnahme auf die Karte anwendet.
Der Widerstandswert zwischen der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 kann direkt als Widerstandswert des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40 verwendet werden. In diesem Fall werden jedoch die Widerstandswerte der Zuleitungselektroden 420 und 430, die eine relativ niedrige Temperatur aufweisen, als Fehler berücksichtigt, wodurch es schwierig ist, die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40 genau zu berechnen.
Daher wird bei dieser Ausführung nach der Berechnung des Widerstandswertes der wärmeerzeugenden Elektrode 410 die Temperatur des wärmeerzeugenden Teils auf der Grundlage dieses Widerstandswertes berechnet. Der Widerstandswert der Heizelektrode 410 wird auf der Grundlage der erfassten Werte der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung und des High-Side-Stroms berechnet. Der Einfluss der Widerstandswerte der Zuleitungselektroden 420 und 430 kann dadurch eliminiert und die Temperatur der Heizung 40 mit hoher Genauigkeit berechnet werden.
Der Fehlerdetektor 33 führt eine Fehlererkennungsverarbeitung für jede der an die Heizung 40 angeschlossenen Verdrahtungsleitungen aus. Hier bezieht sich „jede der an die Heizung 40 angeschlossenen Leitungen“ auf die High-Side-Verdrahtungsleitung 211, die Sense-Verdrahtungsleitung 221 und die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 dieser Ausführungsform. Die vom Fehlerdetektor 33 erkannten Fehlerarten und deren Erkennungsmethoden werden im Folgenden beschrieben.
Der Unterbrecher 34 ist ein Teil, der die Verarbeitung zur Blockierung der Leistungsversorgung der Heizung 40 ausführt, wenn ein Fehler vom Fehlerdetektor 33 erkannt wird. Der Unterbrecher 34 unterbricht die Stromzufuhr zur Heizung 40, indem er mindestens einen der High-Side-Schalter 27 und der Low-Side-Schalter 28 öffnet. Spezifische Inhalte der vom Unterbrecher 34 durchgeführten Verarbeitung werden im Folgenden beschrieben.
Es wird ein Überblick über die Verarbeitung durch die Steuervorrichtung 10 beschrieben. 4(A) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation des Ansteuersignals, das vom Betriebsregler 31 zum High-Side-Schalter 27 übertragen wird. 4(B) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation des Ansteuersignals, das vom Betriebsregler 31 zum Low-Side-Schalter 28 übertragen wird. 4(C) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation der High-Side-Spannung, 4(D) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation der Sense-Spannung und 4(E) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation der Low-Side-Spannung. 4(F) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation des High-Side-Stromes und 4(G) ein Beispiel für die zeitliche Variation des Low-Side-Stromes.
Die Steuervorrichtung 10 ist nach der vorliegenden Ausführungsform als ein so genanntes „High-Side Drive“-Steuergerät konfiguriert, das den High-Side-Schalter 27 veranlasst, Schaltvorgänge durchzuführen, während der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet bleibt. Aus diesem Grund wird in der vorliegenden Ausführung die Heizung 40 eingeschaltet, wenn der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, und ausgeschaltet, wenn der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist. Im Beispiel von 4 wird das Ansteuersignal zum High-Side-Schalter 27 während der Zeit t10 bis t20 und der Zeit t30 bis t40 eingeschaltet, während zu anderen Zeiten der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet wird. Andererseits bleibt das Steuersignal zum Low-Side-Schalter 28 immer eingeschaltet.
Wie in 4(C) gezeigt, beträgt die High-Side-Spannung während der Zeit, in der der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, V1. Während der Zeit, in der der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, ist die High-Side-Spannung Null. V1 ist ungefähr gleich der von der Leistungsversorgung 50 gelieferten Spannung.
Wie in 4(D) gezeigt, beträgt die Sense-Spannung V2 während der Zeit, in der der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist. Die Sense-Spannung ist in den Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, Null. Die Spannung V2 ist niedriger als die oben beschriebene V1. Die Differenz zwischen V2 und V1 entspricht dem Spannungsabfall in der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 420.
Wie in 4(E) dargestellt, ist die Low-Side-Spannung immer Null, d.h. die gleiche Spannung wie die des geerdeten Teils 29, unabhängig vom Zustand des High-Side-Schalters 27.
Wie in 4(F) dargestellt, beträgt der High-Side-Strom 11 während der Zeit, in der der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist. Während der Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, ist der High-Side-Strom null.
Wie in 4(G) dargestellt, beträgt der Low-Side-Strom 12 während der Zeit, in der der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist. Während der Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, ist der Low-Side-Strom Null. Wenn kein Fehler in der Verdrahtungsleitung aufgetreten ist und die Heizung 40 normal arbeitet, sind 11 und 12 gleichwertig.
Es ist zu beachten, dass die Erfassung der High-Side-Spannung durch den High-Side-Spannungserfasser 22 nicht kontinuierlich, sondern wiederholt zu bestimmten Zeitpunkten durchgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführung wird die Erfassung der High-Side-Spannung usw. einmal in jeder der Perioden, in denen der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, bzw. einmal in jeder der Perioden, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, durchgeführt.
In 4 sind die Zeitpunkte, zu denen die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes in Perioden, in denen der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, erfasst werden, als die Zeitpunkte t11 und t31 dargestellt. Beide werden als Zeitpunkte festgelegt, zu denen eine vorgegebene Zeitspanne seit dem Einschalten des High-Side-Schalters 27 verstrichen ist.
Weiterhin sind in 4 die Zeitpunkte, zu denen die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes in Perioden, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, erfasst werden, als die Zeitpunkte t01 und t21 dargestellt. Beide werden als Zeitpunkte festgelegt, zu denen seit dem Ausschalten des High-Side-Schalters 27 eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist.
Die Zeitpunkte für die Erfassung der Strom- und Spannungswerte können gegebenenfalls geändert werden. Wenn beispielsweise die Zeiträume, in denen der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, relativ lang sind, kann die High-Side-Spannung usw. während jedes dieser Zeiträume mehrfach erfasst werden.
Im Beispiel von 4 sind die Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, ungefähr gleich den Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist. Das heißt, der Arbeitszyklus bzw. das Tastverhältnis des Ansteuersignals beträgt 50%. Der Betriebsregler 31 stellt die vom Heizelement 40 erzeugte Wärmemenge ein, indem er das Tastverhältnis des Ansteuersignals entsprechend variiert, um die Temperatur des Wärmeerzeugungsteils der Heizung 40 mit einer vorgegebenen Soll- bzw. Zieltemperatur in Übereinstimmung zu bringen.
Ein Beispiel für die Steuerung durch den Betriebsregler 31 wird anhand von 5 beschrieben. 5(A) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation der Temperatur des Gassensorelements. Wie oben beschrieben, ist die Temperatur ungefähr gleich der Temperatur des wärmeerzeugenden Teils der Heizung 40, d.h. der Temperatur der wärmeerzeugenden Elektrode 410.
5(B) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation des Tastverhältnisses des Ansteuersignals, das in den High-Side-Schalter 27 eingegeben wird. 5(C) zeigt ein Beispiel für die zeitliche Variation des Ansteuersignals, das in den High-Side-Schalter 27 eingegeben wird.
In der Zeit bis zum Zeitpunkt t50 wird der Verbrennungsmotor des Fahrzeugs abgestellt, und das Sensorelement wird nicht durch die Heizung 40 beheizt. Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet und der Verbrennungsmotor gestartet wird, beginnt zum Zeitpunkt t50 die Erwärmung des Sensorelements durch die Heizung 40.
In der Zeit von Zeitpunkt t50 bis Zeitpunkt t60 wird eine Vorheizung des Sensorelements durchgeführt, um zu verhindern, dass das Sensorelement durch eindringende Feuchtigkeit beschädigt und durch in der Feuchtigkeit enthaltene Verunreinigungen verunreinigt wird. Während dieser Periode wird das Tastverhältnis des Ansteuersignals so eingestellt, dass die Temperatur des Elements mit T1, einer vorgegebenen Zieltemperatur, übereinstimmt. Im Beispiel von 5 ist das Tastverhältnis während dieser Periode D1.
Der Zeitraum vom Zeitpunkt t60 bis zum Zeitpunkt t70 ist ein Zeitraum, in dem die Temperatur des Sensorelements mit der endgültigen Zieltemperatur in Übereinstimmung gebracht wird und in dem die Messung mit Hilfe des Sensorelements durchgeführt wird. Während dieser Zeit wird das Tastverhältnis des Ansteuersignals so angepasst, dass die Temperatur des Sensorelements mit einer endgültigen Zieltemperatur T2 übereinstimmt. Im Beispiel von 5 ist das Tastverhältnis in dieser Periode D2, das größer als D1 ist. T2 ist eine Temperatur, die höher als T1 ist, und wird auf eine Aktivierungstemperatur eingestellt, wodurch der Festelektrolyt des Sensorelements aktiv wird, oder auf eine höhere Temperatur.
Nach dem Zeitpunkt t70 wird das am High-Side-Schalter 27 eingegebene Ansteuersignal abgeschaltet und die Erwärmung durch die Heizung 40 gestoppt. In diesem Beispiel wird die Messung der Stickoxidkonzentration durch den Gassensor nur während des Zeitraums von den Zeitpunkten t60 bis t70 durchgeführt. In den Zeiten, in denen die Messung der Stickoxidkonzentration nicht erforderlich ist, wird die Erwärmung durch die Heizung 40 gestoppt.
Wenn der mit der Heizung 40 ausgestattete Sensor ein PM-Sensor ist, kann eine ähnliche Regelung wie oben beschrieben durchgeführt werden. Zum Beispiel kann T1 in 5(A) als Temperatur für die Entfernung von Feuchtigkeit in einem Teil des Sensors eingestellt werden, in dem sich Partikel ablagern. Darüber hinaus kann T2 in 5(A) als Temperatur für die Entfernung von abgelagerten Partikeln durch Verbrennung eingestellt werden. In diesem Fall wird die Konzentration der Partikelmasse in der Zeit nach der Zeit t70, wenn die Erwärmung durch die Heizung 40 beendet ist, festgestellt.
Der Ablauf der vom Mikrocomputer 30 ausgeführten Verarbeitung zur Umsetzung der Steuerung wie oben beschrieben wird anhand von 6 beschrieben. Die in 6 gezeigte Verarbeitungssequenz wird vom Mikrocomputer 30 jedes Mal nach Ablauf eines vorgegebenen Steuerungszyklus wiederholt.
Im ersten Schritt S01 der Verarbeitungssequenz wird entschieden, ob die Heizung 40 gesteuert werden soll. Wenn der Zündschalter des Fahrzeugs eingeschaltet ist, wird hier festgestellt, dass sich die Heizung 40 in einem geregelten Zustand befindet, d.h. in einem Zustand zur Wärmeerzeugung, und der Betrieb geht in Schritt S02 über. Wenn der Zündschalter ausgeschaltet ist, wird festgestellt, dass sich das System nicht in einem Zustand befindet, in dem eine Heizung erforderlich ist, und der Betrieb wird mit Schritt S09 fortgesetzt.
Im Schritt S02 wird die Verarbeitung zum Erfassen des Widerstandswertes der Heizelektrode 410 durchgeführt. Zuerst wird der Widerstandswert zwischen der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 berechnet, basierend auf den Werten der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung und des High-Side-Stromes. Dieser Widerstandswert entspricht dem „Gesamtwiderstand“ der Heizung 40.
Der Widerstandswert der Zuleitungselektrode 430 wird dann auf der Grundlage der Werte der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung und des High-Side-Stromes berechnet. Der hier berechnete Wert kann auch als der Widerstandswert der Zuleitungselektrode 420 angesehen werden.
Der Widerstandswert der Heizelektrode 410 wird dann berechnet, indem der Widerstandswert der Zuleitungselektrode 420 und der Widerstandswert der Zuleitungselektrode 430 vom obigen Gesamtwiderstand subtrahiert wird.
In Schritt S03, der auf Schritt S02 folgt, wird die Verarbeitung zur Berechnung der Temperatur der wärmeerzeugenden Elektrode 410, die den wärmeerzeugenden Teil darstellt, durchgeführt. Wie oben beschrieben, wird die Temperatur der Heizelektrode 410 unter Verwendung des in Schritt S02 ermittelten Widerstandswertes anhand des in 3 gezeigten Korrespondenzkennfeldes berechnet. Die Verarbeitung der Schritte S02 und S03 wird durch den Temperaturrechner 32 durchgeführt.
In Schritt S04 nach Schritt S03 wird entschieden, ob die Temperatur der Heizelektrode 410 niedriger als die aktuell eingestellte Ziel- bzw. Solltemperatur ist. Wenn die Temperatur der Heizelektrode 410 niedriger als die Zieltemperatur ist, wird mit Schritt S05 fortgefahren. In Schritt S05 wird die Verarbeitung zur Erhöhung des Tastverhältnisses des Ansteuersignals, das in den High-Side-Schalter 27 eingegeben wird, von seinem aktuellen Wert aus durchgeführt.
Wenn in Schritt S04 festgestellt wird, dass die Temperatur der Heizelektrode 410 gleich oder höher als die Zieltemperatur ist, wird mit Schritt S06 fortgefahren. Im Schritt S06 wird eine Verarbeitung ausgeführt, um das Tastverhältnis des Ansteuersignals, das in den High-Side-Schalter 27 eingegeben wird, von seinem aktuellen Wert herabzusetzen.
Im Schritt S07, der den Schritten S05 und S06 folgt, wird die Zeitdauer, für die die Heizung 40 eingeschaltet werden soll, entsprechend dem obigen Tastverhältnis eingestellt. In Schritt S08, der auf Schritt S07 folgt, wird die Übertragung des Steuersignals an den High-Side-Schalter 27 gestartet. Die Versorgung der Heizung 40 mit elektrischer Energie für die in Schritt S07 eingestellte Zeit wird dabei wiederholt durchgeführt. Das heißt, die Einschaltung der Heizung 40 erfolgt gemäß dem in Schritt S05 eingestellten Tastverhältnis. Dadurch wird die Temperatur der Heizelektrode 410 nahe an die Zieltemperatur gebracht.
Wenn der Betrieb von Schritt S01 bis Schritt S09 fortgesetzt wird, wird das Tastverhältnis des Steuersignals, das in den High-Side-Schalter 27 eingegeben wird, auf Null gesetzt. Das heißt, die Zeitspanne, für die die Heizung 40 eingeschaltet werden soll, wird auf Null gesetzt.
Im Schritt S10, der auf Schritt S09 folgt, wird die Übertragung des Steuersignals an den High-Side-Schalter 27 gestoppt. Wenn die Übertragung des Ansteuersignals zu diesem Zeitpunkt bereits gestoppt wurde, wird dieser Zustand beibehalten.
Es ist zu beachten, dass ein Fehler, wie z.B. ein Fehler eines offenen Stromkreises, in den drei an die Heizung 40 angeschlossenen Verdrahtungsleitungen, d.h. der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, auftreten kann. Die Arten von Fehlern, die in diesen Verdrahtungsleitungen auftreten können, werden unter Bezugnahme auf 7 beschrieben.
7(A) zeigt ein Beispiel, bei dem in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist. In diesem Beispiel ist die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 beschädigt und an einer mit P1 bezeichneten Stelle gebrochen. In einem solchen Zustand kann die Heizung 40 nicht mit Strom versorgt werden. Ein Fehler, der zum Bruch einer Verdrahtungsleitung führt, wird im Folgenden auch als „Fehler eines offenen Stromkreises“ bezeichnet. Ein Fehler eines offenen Stromkreises kann nicht nur in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, sondern auch in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 auftreten.
7(B) zeigt ein Beispiel, bei dem in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler in der Leistungsversorgung aufgetreten ist. In diesem Beispiel sind die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und die Leistungsversorgung 50 an einer mit P2 bezeichneten Stelle kurzgeschlossen. In einem solchen Zustand ist das Potenzial der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 unabhängig vom Zustand des High-Side-Schalters 27 immer gleich dem der Leistungsversorgung 50, so dass die Leistungsversorgung der Heizung 40 nicht ordnungsgemäß durchgeführt werden kann. Ein Fehler, bei dem eine Verdrahtungsleitung mit dem Potenzial der Leistungsversorgung 50 kurzgeschlossen wird, wird im Folgenden auch als „Kurzschluss zur Leistungsversorgung“ bezeichnet. Ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung kann nicht nur in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, sondern auch in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 auftreten.
7(C) zeigt ein Beispiel, bei dem in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss nach Masse aufgetreten ist. In diesem Beispiel sind die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der geerdete Teil 29 an einer mit P3 bezeichneten Stelle kurzgeschlossen. In einem solchen Zustand wird das Potenzial der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 unabhängig vom Zustand des High-Side-Schalters 27 mit dem des geerdeten Teils 29 identisch gehalten, so dass die Heizung 40 nicht angemessen mit Strom versorgt werden kann. Ein Fehler, bei dem eine Verdrahtungsleitung mit dem Potenzial des geerdeten Teils 29 kurzgeschlossen wird, wird im Folgenden auch als „Kurzschluss gegen Erde“ oder als „Kurzschluss zur Erdung“ bezeichnet. Ein Kurzschluss zur Erdung kann nicht nur in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, sondern auch in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 auftreten.
Wenn einer der oben beschriebenen Fehler in einer High-Side-Verdrahtungsleitung 211 usw. auftritt, identifiziert der im Mikrocomputer 30 vorhandene Fehlerdetektor 33 den Modus und den Ort des Fehlers. In der gegenwärtigen Ausführungsform bedeutet die Identifizierung des „Fehlerzustandes“, dass festgestellt wird, welcher der Fehlertypen Kurzschluss zur Leistungsversorgung, Kurzschluss zur Erdung oder Unterbrechung des Stromkreises bzw. Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist. Darüber hinaus bedeutet die Identifizierung der „Fehlerstelle“ in der vorliegenden Ausführungsform die Identifizierung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, in der der Fehler aufgetreten ist.
Auf diese Weise umfassen die Fehlerarten der Verdrahtungsleitung, die vom Fehlerdetektor 33 identifiziert werden können, einen Kurzschluss zur Leistungsversorgung, d.h. einen Zustand, in dem eine Verdrahtungsleitung mit dem Potential der Leistungsversorgung 50 kurzgeschlossen wurde, einen Kurzschluss zur Erdung, d.h. einen Zustand, in dem eine Verdrahtungsleitung mit dem Potential des geerdeten Teils 29 kurzgeschlossen wurde, und einen Fehler eines offenen Stromkreises, d.h. einen Zustand, in dem eine Verdrahtungsleitung unterbrochen wurde.
Wenn in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, fließt ein Überstrom durch diesen Schalter. Daher kann der High-Side-Schalter 27, wie oben beschrieben, mit einer Schutzschaltung oder ähnlichem versehen werden. Ein Beispiel, in dem der High-Side-Schalter 27 mit einer Schutzschaltung versehen ist, wird unter Bezugnahme auf 8 beschrieben.
Im Beispiel von 8 ist der High-Side-Schalter 27 als intelligentes Leistungsmodul konfiguriert, das eine Stromerkennungsschaltung 271 und eine Schutzschaltung 272 enthält.
Die Stromdetektionsschaltung 271 dient zum Erfassen des Wertes des von der Verdrahtungsleitung 210 gelieferten Stroms. Der von der Stromdetektionsschaltung 271 erfasste Stromwert wird in den Mikrocomputer 30 und die Schutzschaltung 272 eingegeben.
Die Schutzschaltung 272 dient zur Abschaltung des High-Side-Schalters 27, wenn der Wert des von der Stromdetektionsschaltung 271 erfassten Stroms einen vorgegebenen oberen Grenzwert überschreitet. Der obige obere Grenzwert wird zuvor als ein Wert eingestellt, der höher ist als der Strom, der der Heizung 40 im Normalzustand zugeführt wird. Wenn in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet wird, fließt ein Überstrom durch die Verdrahtungsleitung 210. Da der von der Stromdetektionsschaltung 271 zu diesem Zeitpunkt erfasste Stromwert den oberen Grenzwert überschreitet, wird der High-Side-Schalter 27 durch die Schutzschaltung 272 sofort abgeschaltet. Dadurch wird verhindert, dass weiterhin ein Überstrom durch den High-Side-Schalter 27 fließt.
Es ist zu beachten, dass die Stromdetektionsschaltung 271 mit der Schutzschaltung 272 integriert sein kann. Außerdem wäre es ebenso möglich, dass der von der Stromdetektionsschaltung 271 erfasste Stromwert nicht an den Mikrocomputer 30 übertragen wird.
Als nächstes wird eine Fehlererkennungsmethode bzw. -verfahren beschrieben, die durch den Fehlerdetektor 33 implementiert wird. 9 zeigt entsprechende Wertebereiche, die die High-Side-Spannung usw. annehmen kann, wenn der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, d.h. wenn die Heizung 40 nicht eingeschaltet ist.
9(A) zeigt die Wertebereiche, die die High-Side-Spannung annehmen kann. Der ganz linke Teil des Diagramms zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die während des normalen Betriebs gemessen werden können, d.h. wenn in keiner der Verdrahtungsleitungen ein Fehler aufgetreten ist.
Der zweite Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Der dritte Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist.
Der vierte und fünfte Teil von links in 9(A) zeigen die jeweiligen Wertebereiche der High-Side-Spannung an, die gemessen werden können, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Davon zeigt der vierte Teil von links den Wertebereich der High-Side-Spannung, wenn der High-Side-Schalter 27 und der Low-Side-Schalter 28 nicht mit Schutzschaltungen 272 versehen sind, während der fünfte Teil von links den Wertebereich der High-Side-Spannung zeigt, wenn der High-Side-Schalter 27 und der Low-Side-Schalter 28 mit Schutzschaltungen 272 versehen sind.
Der sechste Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 gemessen werden können. Der siebte Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist. Der achte Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist.
Der neunte Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 auftritt.
Der zehnte und elfte Teil von links in 9(A) zeigen entsprechende Bereiche der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Davon zeigt der zehnte Teil von links den Bereich der High-Side-Spannungswerte, wenn der High-Side-Schalter 27 und der Low-Side-Schalter 28 nicht mit Schutzschaltungen 272 versehen sind, während der elfte Teil von links den Bereich der High-Side-Spannungswerte zeigt, wenn der High-Side-Schalter 27 und der Low-Side-Schalter 28 mit Schutzschaltungen 272 versehen sind.
Der zwölfte Teil von links in 9(A) zeigt den Bereich der High-Side-Spannungswerte, die gemessen werden können, wenn in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist.
In 9(B) sind die Wertebereiche, die jeweils von der Sense-Spannung eingenommen werden können, in der gleichen Weise dargestellt wie in 9(A) oben beschrieben. In ähnlicher Weise zeigt 9(C) die Wertebereiche, die von der Low-Side-Spannung und 9(D) die Wertebereiche, die vom High-Side-Strom eingenommen werden können. 9(E) zeigt die Wertebereiche, die vom Low-Side-Strom eingenommen werden können, und 9(F) zeigt die Wertebereiche, die von der Stromabweichung eingenommen werden können. Die „Stromabweichung“ ist ein Wert, der durch Subtraktion des Low-Side-Stromwertes vom High-Side-Stromwert erhalten wird.
Wie in 9 dargestellt, sind bei ausgeschalteter Heizung 40 im Normalzustand die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils Null. Sowohl der High-Side-Strom als auch der Low-Side-Strom sind Null, da der Weg, durch den der Strom fließt, durch den High-Side-Schalter 27 blockiert ist.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 auftritt, werden jeweils die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom zu Null. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie der Normalzustand.
Da der High-Side-Spannungserfasser 22 als so genannte „Spannungsteilerschaltung“ konfiguriert ist, ist die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 über einen Widerstand (nicht abgebildet), der in der Spannungsteilerschaltung enthalten ist, mit Masse verbunden. Aus diesem Grund wird die High-Side-Spannung wie oben beschrieben auf Null gesetzt, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. In der vorliegenden Ausführungsform sind auch der Leistungsversorgungsspannungs-Erfasser 21, der Sense-Spannungserfasser 23 und der Low-Side-Spannungserfasser 24 mit entsprechenden Spannungsteilerschaltungen konfiguriert, ähnlich wie der High-Side-Spannungserfasser 22.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung und der Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Kurzschlussfehlers höher als normal. Zu diesem Zeitpunkt fließt in keinem Teil der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, der näher an der Leistungsversorgung 50 liegt als der Stelle bzw. dem Ort des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung, so dass der Wert des High-Side-Stromes Null ist. Da andererseits ein Strom zwischen der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und dem geerdeten Teil 29 fließt, wird der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand. Da die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 mit dem geerdeten Teil 29 verbunden ist, bleibt die Low-Side-Spannung Null.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, werden die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom jeweils auf Null gesetzt. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie im Normalzustand. Dies gilt unabhängig davon, ob der High-Side-Schalter 27 usw. über eine Schutzschaltung 272 verfügt oder nicht.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, werden jeweils die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom zu Null. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung und der Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers höher als normal. Da zu diesem Zeitpunkt kein Strom von der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung zur High-Side-Verdrahtungsleitung 211-Seite fließt, ist der Wert des High-Side-Stromes gleich Null. Da andererseits ein Strom zwischen der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und dem geerdeten Teil 29 fließt, ist der Wert des Low-Side-Stromes höher als der im Normalzustand. Da die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 mit dem geerdeten Teil 29 verbunden ist, bleibt die Low-Side-Spannung Null.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms jeweils auf Null gesetzt. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms jeweils auf Null gesetzt. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers höher als normal. Da zu diesem Zeitpunkt kein Strom von der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung zur High-Side-Verdrahtungsleitung 211-Seite fließt, wird der Wert des High-Side-Stromes auf Null gesetzt. Da andererseits die Fehlerstelle der Leistungsversorgung und der geerdete Teil 29 kurzgeschlossen sind, fließt ein Überstrom zwischen den beiden, wenn der Low-Side-Schalter 28 keine Schutzschaltung 272 enthält. Aus diesem Grund wird der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand. Wenn der Low-Side-Schalter 28 eine Schutzschaltung 272 enthält, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Daher wird der Wert des Low-Side-Stromes auf Null gesetzt.
Wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, werden die entsprechenden Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes Null. Das heißt, der Zustand ist derselbe wie im Normalzustand.
Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Kombination der jeweiligen Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler aufgetreten ist, von der Kombination dieser Werte im Normalzustand, wobei die unterschiedliche Kombination der Werte von der Art und dem Ort des Fehlers abhängt. Daher identifiziert der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführung den Modus eines Fehlers, der in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, und den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms. „Jede der Verdrahtungsleitungen“ bezieht sich hier auf die High-Side-Verdrahtungsleitung 211, die Sense-Verdrahtungsleitung 221 und die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 dieser Ausführungsform, es wäre jedoch ebenso möglich, dass nur ein Teil dieser Verdrahtungsleitungen einer Fehlererkennung unterzogen wird. Obwohl bei dieser Ausführungsform der „Modus“ eines Fehlers ein Fehler eines offenen Stromkreises, ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder ein Kurzschluss zur Erdung ist, wäre es ebenso möglich, dass nur einige dieser Modi als Fehlermodus identifiziert werden können.
Die in 9(A) gepunktete Linie DL1 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die High-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert wird als ein Wert festgelegt, der höher als die normale High-Side-Spannung und niedriger als der von der High-Side-Spannung angenommene Wert ist, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in einer der High-Side-Verdrahtungsleitungen 211 usw. aufgetreten ist. Wie nachfolgend beschrieben, bestimmt der Fehlerdetektor 33 durch Vergleich mit dem oben beschriebenen Schwellenwert, ob der Wert der High-Side-Spannung normal oder anormal ist. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 9(B) gepunkteten Linien DL2 und DL3 zeigen Schwellenwerte an, die zur Beurteilung der Frage, ob die Sensorspannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, eingestellt sind, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Da es bei dieser Ausführung zwei mögliche Werte der Sense-Spannung zum Zeitpunkt eines Fehlers gibt, werden zwei Schwellenwerte zur Unterscheidung dieser Sense-Spannungswerte festgelegt. Der durch die gepunktete Linie DL2 angezeigte Schwellenwert wird höher eingestellt als der Wert, der durch die Sense-Spannung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, und niedriger als der Wert, der durch die Sense-Spannung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der durch die gepunktete Linie DL3 angezeigte Schwellenwert ist als ein Wert eingestellt, der höher als der Wert ist, der von der Sense-Spannung im Normalzustand erreicht wird, und niedriger als der Wert, der von der Sense-Spannung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 beurteilt, ob die Sense-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Sense-Spannung mit diesen beiden Schwellenwerten vergleicht. Der „abnormale Wert“ umfasst in diesem Fall zwei Arten von Anomalien, d.h. einen „HI anormal 1“ und einen „HI anormal 2“, die im Folgenden beschrieben werden.
Die in 9(C) gepunktete Linie DL4 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert ist so eingestellt, dass er im Normalzustand höher als der von der Low-Side-Spannung erreichte Wert ist und niedriger als der von der Low-Side-Spannung erreichte Wert ist, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Low-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Wie in 9(D) dargestellt, ist der Wert des High-Side-Stromes bei ausgeschalteter Heizung 40 immer der gleiche wie im Normalzustand, unabhängig davon, ob ein Fehler aufgetreten ist. Aus diesem Grund ist in 9(D) keine gepunktete Linie dargestellt, die eine Beurteilungsschwelle für den High-Side-Strom anzeigt.
Die in 9(E) gepunktete Linie DL6 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung der Frage, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert ist so eingestellt, dass er höher als der Wert ist, der im Normalzustand vom Low-Side-Strom erreicht wird, dass er niedriger als der Wert ist, der vom Low-Side-Strom erreicht wird, wenn entweder in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, und dass er niedriger als der Wert ist, der vom Low-Side-Strom erreicht wird, wenn in der High-Side-Verdrahtungsleitung 231 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist und der Low-Side-Schalter 28 nicht mit einer Schutzschaltung 272 versehen ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten Low-Side-Strom mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 9(F) gepunktete Linie DL7 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die Stromabweichung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert wird auf einen Wert eingestellt, der niedriger als der Wert ist, der durch die Stromabweichung im Normalzustand erreicht wird, und höher als der Wert ist, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn entweder in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, und höher als der Wert ist, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn in der High-Side-Verdrahtungsleitung 231 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist und der Low-Side-Schalter 28 nicht mit einer Schutzschaltung 272 versehen ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Stromabweichung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die berechnete Stromabweichung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
10 zeigt die Wertebereiche, die von den einzelnen High-Side-Spannungen usw. bei eingeschaltetem High-Side-Schalter 27, d.h. bei eingeschalteter Heizung 40, erfasst werden können, wobei die Werte nach der gleichen Methode wie in 9 dargestellt sind.
Wie in 10 dargestellt, ist die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite bei eingeschalteter Heizung 40 und normalem Zustand höher als Null und entspricht ungefähr der Spannung der Leistungsversorgung 50. Die Sense-Spannung ist ebenfalls höher als Null, da jedoch ein Strom durch die Heizung 40 fließt und ein Spannungsabfall auftritt, wird die Sense-Spannung niedriger als die Spannung der Leistungsversorgung 50. Da die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 mit dem geerdeten Teil 29 verbunden ist, ist die Low-Side-Spannung Null. Da ein Strom durch die Heizung 40 fließt, sind der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom beide höher als Null und gegenseitig identisch.
Wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und die Heizung 40 eingeschaltet ist, wird die High-Side-Spannung ungefähr gleich der Spannung der Leistungsversorgung 50, d.h. dem gleichen Wert wie im Normalzustand. Da andererseits die Spannung der Leistungsversorgung 50 nicht an den Teil der Verdrahtung angelegt wird, der sich auf der Seite des geerdeten Teils 29 befindet, und zwar in Bezug auf den Ort bzw. der Stelle des offenen Stromkreises, und der geerdete Teil 29 auf Erdpotential liegt, sind sowohl die Sense-Spannung als auch die Low-Side-Spannung Null. Die Werte sowohl des High-Side-Stromes als auch des Low-Side-Stromes sind Null, da der Strom durch die Unterbrechung unterbrochen wird.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wird die Spannung der Leistungsversorgung 50 an die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 angelegt, wie es im Normalzustand geschieht. Daher sind die jeweiligen Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung die gleichen wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die Heizung 40, da jedoch der Ort des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und die Leistungsversorgung 50 auf dem gleichen Potential liegen, ist der Wert des High-Side-Stromes Null. Da andererseits ein Strom zwischen der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und dem geerdeten Teil 29 auf die gleiche Weise wie im Normalzustand fließt, ist der Wert des Low-Side-Stromes der gleiche wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers jeweils auf Null gesetzt. Da die Leistungsversorgung 50 und die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung kurzgeschlossen werden, fließt, wenn der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält, ein Überstrom zwischen dem Netzteil 50 und der Kurzschlussstelle. Aus diesem Grund wird der Wert des High-Side-Stromes höher als im Normalzustand. Ist der High-Side-Schalter 27 mit einer Schutzschaltung 272 ausgestattet, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Damit wird der Wert des High-Side-Stromes auf Null gesetzt. Da der Ort des Kurzschlusses zur Erdung auf dem gleichen Potential liegt wie der geerdete Teil 29, ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, sind die jeweiligen Werte der High-Side-Spannung und der Low-Side-Spannung die gleichen wie im Normalzustand. Da andererseits der Verdrahtungsteil zwischen dem Sense-Spannungserfasser 23 und dem Ort des offenen Stromkreises über die Spannungsteilerschaltung im Sense-Spannungserfasser 23 mit Masse verbunden ist, ist der Wert der Sense-Spannung Null. Der offene Stromkreis der Sense-Verdrahtungsleitung 221 hat keinen Einfluss auf den Strom, der durch die Heizung 40 fließt. Daher sind die jeweiligen Werte des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes die gleichen wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet wird und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, wird der Wert der Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers höher als der im Normalzustand. Die jeweiligen Werte der High-Side-Spannung und der Low-Side-Spannung sind die gleichen wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt, da die Stelle des Kurzschlusses zur Leistung und die Leistungsversorgung 50 auf dem gleichen Potential liegen, fließt kein Strom zwischen ihnen, und der Wert des High-Side-Stromes ist Null. Andererseits ist der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand, da die Sense-Spannung aufgrund des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung erhöht wird.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, wird die Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Sowohl der High-Side-Spannungswert als auch der Low-Side-Spannungswert sind die gleichen wie im Normalzustand. Da die Sense-Spannung niedriger als normal ist, ist der Wert des High-Side-Stroms zu diesem Zeitpunkt etwas höher als normal. Da die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential liegen, ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, wird das Potenzial des Verdrahtungsteils, der sich auf der Leistungsversorgungsseite 50 des offenen Stromkreises befindet, mit dem der Leistungsversorgung 50 identisch. Aus diesem Grund hat die High-Side-Spannung den gleichen Wert wie im Normalzustand, und die Sense-Spannung hat einen höheren Wert als im Normalzustand. Auf der anderen Seite wird der Wert der Low-Side-Spannung Null. Da der Strom durch die Unterbrechung unterbrochen wird, sind außerdem die jeweiligen Werte des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, wird das Potenzial des Verdrahtungsteils auf der Seite der Leistungsversorgung 50 der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung gleich dem der Leistungsversorgung 50. Daher hat die High-Side-Spannung den gleichen Wert wie im Normalzustand, und die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung haben höhere Werte als im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt, da der Ort des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und die Leistungsversorgung 50 das gleiche Potential haben, fließt zwischen ihnen kein Strom, und der Wert des High-Side-Stromes ist Null. Wenn andererseits der Low-Side-Schalter 28 keine Schutzschaltung 272 enthält, fließt ein Überstrom zwischen dem Fehlerpunkt der Leistungsversorgung und dem geerdeten Teil 29, da zwischen ihnen ein Kurzschluss besteht. Daher wird der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand. Wenn der Low-Side-Schalter 28 die Schutzschaltung 272 enthält, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Daher wird der Wert des Low-Side-Stromes auf Null gesetzt.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, hat die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 dasselbe Potenzial wie der geerdete Teil 29, wie im Normalzustand. Aus diesem Grund haben die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils die gleichen Werte wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die Heizung 40, aber da die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential liegen, ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null. Da andererseits wie im Normalzustand ein Strom zwischen der Leistungsversorgung 50 und der Stelle des Kurzschlusses zur Erdung fließt, ist der Wert des High-Side-Stromes der gleiche wie im Normalzustand.
Wie oben beschrieben, unterscheidet sich bei eingeschalteter Heizung 40 und einem Fehler die Kombination der jeweiligen Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms von der Kombination der Werte während des Betriebs im Normalzustand, wobei die unterschiedliche Kombination der Werte von der Art und dem Ort des Fehlers abhängt. Daher kann der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführung den Modus eines Fehlers, der in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, und den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifizieren.
Die in 10(A) dargestellte gepunktete Linie DL11 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die High-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Der Schwellenwert ist niedriger als die High-Side-Spannung eingestellt, die im Normalzustand erreicht wird, und höher als die High-Side-Spannung, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die High-Side-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste High-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 10(B) gepunkteten Linien DL12 und DL13 zeigen Schwellenwerte an, die zur Beurteilung der Frage eingestellt sind, ob die Sense-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform gibt es zwei mögliche Werte, die von der Sense-Spannung zum Zeitpunkt eines Fehlers genommen werden können, und daher werden zwei Schwellenwerte zur Unterscheidung zwischen diesen Sense-Spannungswerten festgelegt. Der durch die gepunktete Linie DL12 angezeigte Schwellenwert ist niedriger eingestellt als die Sense-Spannung, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 oder ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, und wird höher eingestellt als der Wert der Sense-Spannung im Normalzustand.
Darüber hinaus ist der durch die gepunktete Linie DL 13 angezeigte Schwellenwert niedriger als die im Normalzustand erreichte Sense-Spannung und höher als die Sense-Spannung eingestellt, die erreicht wird, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Sense-Spannung einen normalen oder anormalen Wert hat, indem er die erfasste Sense-Spannung mit jedem dieser beiden Schwellenwerte vergleicht. Der „anormale Wert“ umfasst in diesem Fall die beiden Typen „LO anormal“ und „HI anormal“, die im Folgenden beschrieben werden.
Die in 10(C) dargestellte gepunktete Linie DL14 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Der Schwellenwert ist höher als die im Normalzustand erreichte Low-Side-Spannung und niedriger als die Low-Side-Spannung, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Low-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 10(D) gepunktete Linie DL15 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung der Frage, ob der High-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Der Schwellenwert ist niedriger eingestellt als der High-Side-Strom, der im Normalzustand fließt, und höher als der High-Side-Strom, der fließt, wenn die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 einen Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder einen Fehler eines offenen Stromkreises hat, höher als der High-Side-Strom, der fließt, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eine Schutzschaltung 272 enthält, und höher als der High-Side-Strom, der fließt, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob der High-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten High-Side-Strom mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 10(E) dargestellte gepunktete Linie DL 16 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist, eingestellt wird. Die Schwelle wird auf einen Wert eingestellt, der niedriger ist als der Low-Side-Strom, der im Normalzustand fließt, und höher als der Low-Side-Strom, der fließt, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, höher als der Low-Side-Strom, der fließt, wenn ein Kurzschluss in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, höher als der Low-Side-Strom, der fließt, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eine Schutzschaltung 272 enthält, und höher als der Low-Side-Strom, der fließt, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten Low-Side-Strom mit dem Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 10(F) dargestellte gepunktete Linie DL17 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung der Stromabweichung bei eingeschalteter Heizung 40 auf einen normalen oder anormalen Wert eingestellt ist. Der Schwellenwert ist höher eingestellt als der Wert, der durch die Stromabweichung im Normalzustand erreicht wird, und niedriger als der Wert, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält, und niedriger als der Wert, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Stromabweichung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die berechnete Stromabweichung mit dem Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Es wird ein spezifisches Verfahren der Fehlererkennung durch den Fehlerdetektor 33 beschrieben. Die in 11 gezeigte Verarbeitungssequenz wird vom Fehlerdetektor 33 zu bestimmten vorgegebenen Zeitpunkten ausgeführt. In dem oben beschriebenen Beispiel von 4 wird die Verarbeitung zu den Zeitpunkten t01, t11, t21 und t31 ausgeführt. Die Zeitpunkte und die Häufigkeit, mit der die Verarbeitung ausgeführt wird, können je nach Zustand des Fahrzeugs usw. entsprechend geändert werden.
Im ersten Schritt S21 der Verarbeitung wird entschieden, ob das am High-Side-Schalter 27 eingespeiste Ansteuersignal ausgeschaltet ist. Wenn das Steuersignal ausgeschaltet ist, wird der Betrieb mit Schritt S22 fortgesetzt. Im Schritt S22 werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes bei ausgeschaltetem High-Side-Schalter 27, d.h. bei ausgeschalteter Speisung der Heizung 40, erfasst.
In Schritt S23 werden nach Schritt S22 die in Schritt S22 ermittelten Werte jeweils mit den Schwellenwerten verglichen, die unter Bezugnahme auf 9 beschrieben wurden, um zu beurteilen, ob jeder Wert normal oder anormal ist.
Das in 12 gezeigte Flussdiagramm zeigt einen spezifischen Ablauf der in Schritt S23 von 11 ausgeführten Verarbeitung. Im ersten Schritt S31 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL1 in 9 angezeigt wird. Wenn die High-Side-Spannung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S32 fortgefahren. In Schritt S32 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI abnormal“ an, dass die High-Side-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S32 geht der Vorgang zu Schritt S34 über.
Wenn in Schritt S31 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S33 fortgefahren. In Schritt S33 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S33 geht die Operation zu Schritt S34 über.
In Schritt S34 wird entschieden, ob die Sense-Spannung höher als ein erster Schwellenwert ist. Hier ist der „erste Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL3 in 9 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung höher als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S35 fortgefahren.
In Schritt S35 wird entschieden, ob die Sense-Spannung höher als ein zweiter Schwellenwert ist. Hier ist der „zweite Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL2 in 9 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung höher als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S36 fortgefahren. In Schritt S36 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „HI anormal 2“ ist. Hier zeigt „HI anormal 2“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie sowohl über dem normalen Wert als auch über dem zweiten Schwellenwert liegt. Nach Schritt S36 geht der Vorgang zu Schritt S39 über.
Wenn in Schritt S35 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S37 fortgefahren. In Schritt S37 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „HI anormal 1“ ist. Hier zeigt „HI anormal 1“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat. Insbesondere zeigt sie, dass die Sense-Spannung höher als der normale Wert und der erste Schwellenwert ist und niedriger als der zweite Schwellenwert ist. Im Anschluss an Schritt S37 geht die Operation zu Schritt S39 über.
Wenn in Schritt S34 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder niedriger als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S38 fortgefahren. In Schritt S38 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung einen normalen Wert hat. Im Anschluss an Schritt S38 geht die Operation zu Schritt S39 über.
In Schritt S39 wird entschieden, ob die Low-Side-Spannung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL4 in 9 angezeigt wird. Wenn die Low-Side-Spannung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S40 fortgefahren. In Schritt S40 wird festgestellt, dass die Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die Low-Side-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S40 geht der Vorgang zu Schritt S42 über.
Wenn in Schritt S39 festgestellt wird, dass die Low-Side-Spannung gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S41 fortgefahren. In Schritt S41 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Im Anschluss an Schritt S41 geht die Operation zu Schritt S42 über.
In Schritt S42 wird entschieden, ob der Low-Side-Strom höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL6 in 9 angezeigt wird. Wenn der Low-Side-Strom höher als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S43 fortgesetzt. In Schritt S43 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass der Low-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S43 geht der Vorgang zu Schritt S45 über.
Wenn in Schritt S42 festgestellt wird, dass der Low-Side-Strom gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S44 fortgesetzt. In Schritt S44 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom einen normalen Wert hat. Nach Schritt S44 geht der Vorgang zu Schritt S45 über.
In Schritt S45 wird nach der Berechnung der Stromabweichung durch Subtraktion des Low-Side-Stromwertes vom High-Side-Stromwert eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Stromabweichung unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL7 in 9 angezeigt wird. Wenn die aktuelle Abweichung unter dem Schwellenwert liegt, wird mit Schritt S46 fortgefahren. In Schritt S46 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass die aktuelle Abweichung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass die aktuelle Abweichung niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S46 wird die in 12 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
Wenn in Schritt S45 die aktuelle Abweichung gleich oder größer als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S47 fortgefahren. In Schritt S47 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S47 wird die in 12 dargestellte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
Wie oben beschrieben, beurteilt der Fehlerdetektor 33 im Schritt S23 von 11 für jeden der jeweiligen Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung bestehen, ob der Parameterwert normal oder anormal ist, indem er die Parameter mit individuell für die Parameter eingestellten Schwellenwerten vergleicht. Wenn die Verarbeitung von Schritt S23 abgeschlossen ist, ist somit ein Zustand hergestellt, in dem für jeden der jeweiligen Parameter, die die High-Side-Spannung usw. umfassen, eine Entscheidung darüber getroffen wurde, ob der Wert des Parameters normal oder anormal ist.
In Schritt S24, der auf Schritt S23 folgt, wird auf der Grundlage der jeweiligen oben beschriebenen Beurteilungsergebnisse eine Entscheidung darüber getroffen, ob in einer der Verdrahtungsleitungen ein Fehler vorliegt, wenn die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist. Das Beurteilungsverfahren wird unter Bezugnahme auf 14 beschrieben.
Im oberen Teil von 14, d.h. dem Abschnitt, der mit „bei ausgeschalteter Heizung“ bezeichnet ist, sind die Beziehungen zwischen den für jeden der Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnissen und dem Modus eines zu diesem Zeitpunkt aufgetretenen Fehlers für den Zustand, in dem die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist, dargestellt.
In 14, zum Beispiel, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wird die High-Side-Spannung HI anormal, die Sense-Spannung wird HI anormal 1, der Low-Side-Strom wird HI anormal und die Stromabweichung ist LO anormal, während die anderen Parameter normale Werte haben. Mit anderen Worten, dies zeigt, dass ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung aufgetreten ist, wenn die High-Side-Spannung anormal HI geworden ist, die Sense-Spannung anormal HI 1 geworden ist, der Low-Side-Strom anormal HI geworden ist, die Stromabweichung anormal LO geworden ist und die anderen Parameter normale Werte haben. Auf diese Weise ist es möglich, auf der Grundlage der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse sowohl den Modus eines aufgetretenen Fehlers als auch die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, zu identifizieren.
In Schritt S24 von 11 werden der Modus und der Ort eines aufgetretenen Fehlers in Übereinstimmung mit der Kombination der in Schritt S23 erhaltenen Beurteilungsergebnisse identifiziert, d.h. der Kombination der jeweiligen Beurteilungsergebnisse, die für die Parameter erhalten wurden, wobei für jeden Parameter angegeben wird, ob der Wert normal oder anormal ist.
Wenn jedoch, wie in 14 dargestellt, bei ausgeschalteter Heizung ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, sind die Beurteilungsergebnisse für alle Parameter normale Werte. Aus diesem Grund ist es bei ausgeschalteter Leistungsversorgung der Heizung 40 nicht möglich zu beurteilen, ob ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erde aufgetreten ist.
Aber selbst wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung auftritt, wenn die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist, stellt die Tatsache, dass dieser Fehler nicht erkannt werden kann, kein Problem dar, da der Zustand, in dem die Heizung 40 nicht eingeschaltet ist, ein normaler Zustand ist.
Wenn andererseits die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist und in einer der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, kann die Heizung 40 unerwartete Wärme erzeugen oder ein Überstrom in einem Teil der Verdrahtung fließen. Wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, kann der Fehlerdetektor 33 das Auftreten dieses Fehlers und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, angeben, so dass zur Sicherheit beispielsweise Maßnahmen wie das Ausschalten des Low-Side-Schalters 28 ergriffen werden können.
Wenn die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist, können durch die Erfassung von Beurteilungsergebnissen für die jeweiligen Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung bestehen, und durch den Vergleich der Beurteilungsergebnisse mit 14 sowohl der Modus eines aufgetretenen Fehlers als auch die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, identifiziert werden, außer bei einem Fehler eines offenen Stromkreises oder einem Kurzschluss zur Erdung. Es ist jedoch auch möglich, einen Fehler zu erkennen, indem man nur einen Teil der Beurteilungsergebnisse mit 14 vergleicht, anstatt alle Beurteilungsergebnisse zu vergleichen. Ein solches Fehlererkennungsverfahren wird im Folgenden beschrieben.
Wenn in Schritt S21 festgestellt wird, dass das Ansteuersignal eingeschaltet ist, geht der Betrieb zu Schritt S25 über, um zu 11 zurückzukehren. Im Schritt S25 werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes erfasst, wenn der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, d.h. wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 eingeschaltet ist.
In Schritt S26 nach Schritt S25 werden die jeweiligen in Schritt S25 erfassten Werte mit den oben beschriebenen Schwellenwerten, die sich auf 10 beziehen, verglichen, um für jeden erfassten Wert zu beurteilen, ob er normal oder anormal ist.
Das Flussdiagramm in 13 zeigt einen spezifischen Ablauf der Verarbeitung, die in Schritt S26 von 11 ausgeführt wird. Im ersten Schritt S51 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL11 in 10 angezeigt wird. Wenn die High-Side-Spannung niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S52 fortgefahren. In Schritt S52 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO abnormal“ an, dass die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S52 geht der Vorgang zu Schritt S54 über.
Wenn in Schritt S51 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung gleich oder höher als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S53 fortgesetzt. In Schritt S53 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S53 geht der Vorgang zu Schritt S54 über.
In Schritt S54 wird entschieden, ob die Sense-Spannung unter einem ersten Schwellenwert liegt. Hier ist der „erste Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL13 in 10 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung niedriger als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S55 fortgefahren. In Schritt S55 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO abnormal“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie niedriger als der normale Wert ist. Im Anschluss an Schritt S55 geht der Betrieb zu Schritt S59 über.
Wenn in Schritt S54 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder höher als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S56 fortgefahren. In Schritt S56 wird entschieden, ob die Sense-Spannung höher als ein zweiter Schwellenwert ist. Hier ist der „zweite Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL12 in 10 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung höher als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S57 fortgefahren. In Schritt S57 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI abnormal“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S57 geht der Vorgang zu Schritt S59 über.
Wenn in Schritt S56 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S58 fortgefahren. In Schritt S58 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S58 geht der Vorgang zu Schritt S59 über.
In Schritt S59 wird entschieden, ob die Low-Side-Spannung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL14 in 10 angezeigt wird. Wenn die Low-Side-Spannung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S60 fortgefahren. In Schritt S60 wird festgestellt, dass die Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die Low-Side-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S60 geht der Vorgang zu Schritt S62 über.
Wenn in Schritt S59 festgestellt wird, dass die Low-Side-Spannung gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S61 fortgefahren. In Schritt S61 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S61 geht der Vorgang zu Schritt S62 über.
In Schritt S62 wird entschieden, ob der High-Side-Strom unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL15 in 10 angezeigt wird. Wenn der High-Side-Strom niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S63 fortgefahren. In Schritt S63 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass der High-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass er niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S63 geht der Vorgang zu Schritt S65 über.
Wenn in Schritt S62 festgestellt wird, dass der High-Side-Strom gleich oder größer als der Schwellenwert ist, fährt der Vorgang mit Schritt S64 fort. In Schritt S64 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom einen normalen Wert hat. Nach Schritt S64 geht der Betrieb zu Schritt S65 über.
In Schritt S65 wird entschieden, ob der Low-Side-Strom unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL16 in 10 angezeigt wird. Wenn der Low-Side-Strom niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S66 fortgefahren. Im Schritt S66 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass der Low-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S66 geht die Operation zu Schritt S68 über.
Wenn in Schritt S65 festgestellt wird, dass der Low-Side-Strom gleich oder größer als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S67 fortgesetzt. In Schritt S67 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom einen normalen Wert hat. Im Anschluss an Schritt S67 geht der Betrieb zu Schritt S68 über.
In Schritt S68 wird nach der Berechnung der Stromabweichung durch Subtraktion des Low-Side-Stromwertes vom High-Side-Stromwert eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Stromabweichung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL17 in 10 angezeigt wird. Wenn die aktuelle Abweichung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S69 fortgefahren. In Schritt S69 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die aktuelle Abweichung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass die aktuelle Abweichung höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S69 wird die in 13 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
Wenn in Schritt S68 festgestellt wird, dass die aktuelle Abweichung gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S70 fortgefahren. In Schritt S70 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S70 wird die in 13 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
In Schritt S26 von 11, wie oben beschrieben, beurteilt der Fehlerdetektor 33 für jeden der jeweiligen Werte der Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom und dem Low-Side-Strom bestehen, ob der Parameterwert normal oder anormal ist, wobei die Beurteilung durch den Vergleich der Parameterwerte mit individuell eingestellten Schwellenwerten erfolgt. Somit ist zu dem Zeitpunkt, an dem die Verarbeitung von Schritt S26 abgeschlossen ist, ein Zustand erreicht, in dem für jeden der Parameter, die aus der High-Side-Spannung usw. bestehen, eine Beurteilung durchgeführt wurde, ob der Parameterwert normal oder anormal ist.
In Schritt S27 wird im Anschluss an Schritt S26 bei eingeschalteter Stromzufuhr zur Heizung 40 für jede der Verdrahtungsleitungen eine Entscheidung darüber getroffen, ob ein Fehler aufgetreten ist, wobei die Entscheidung auf den jeweiligen Ergebnissen der oben genannten Beurteilungen basiert. Das Beurteilungsverfahren wird unter Bezugnahme auf 14 nochmals beschrieben.
Im unteren Teil von 14, d.h. dem Abschnitt, der mit „bei eingeschalteter Heizung“ bezeichnet ist, sind die Beziehungen zwischen den für jeden der Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnissen und dem Modus eines zu diesem Zeitpunkt aufgetretenen Fehlers für den Zustand, in dem die Heizung 40 eingeschaltet ist, dargestellt.
14 zeigt, dass z.B. beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 die Sense-Spannung anormal wird, der High-Side-Strom anormal wird, der Low-Side-Strom anormal wird, und die anderen Parameter normale Werte annehmen. Mit anderen Worten, es wird gezeigt, dass bei einer anormalen Sense-Spannung, einem anormalen High-Side-Strom und einem anormalen Low-Side-Strom sowie bei anderen Parametern mit normalen Werten festgestellt wird, dass in einer High-Side-Verdrahtungsleitung ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist. Auf der Grundlage der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse ist es somit möglich, sowohl den Modus eines aufgetretenen Fehlers als auch die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, zu identifizieren.
Daher ist es in Schritt S27 von 11 möglich, den Modus eines aufgetretenen Fehlers und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, in Übereinstimmung mit der Kombination von Beurteilungsergebnissen zu identifizieren, die in Schritt S26 für die jeweiligen Parameter erhalten werden, wobei die Beurteilungsergebnisse anzeigen, ob jeder Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat.
Wie in 14 gezeigt, besteht bei eingeschalteter Leistungsversorgung der Heizung 40 eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse und dem Modus und dem Ort eines Fehlers. Vergleicht man daher die Beurteilungsergebnisse für jeden der Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung bestehen, mit 14, kann sowohl die Art als auch der Ort des Auftretens eines Fehlers identifiziert werden. Es ist jedoch auch möglich, einen Fehler zu erkennen, indem man nur einen Teil der Beurteilungsergebnisse mit 14 vergleicht, anstatt alle Beurteilungsergebnisse zu vergleichen. Ein solches Fehlererkennungsverfahren wird im Folgenden beschrieben.
Man kann sich den Fall vorstellen, dass die Steuervorrichtung 10 nicht den Sense-Spannungserfasser 23 enthält, und dass die Beurteilung des Schrittes S26 von 11 nur in Bezug auf die High-Side-Spannung, die Low-Side-Spannung, den High-Side-Strom, den Low-Side-Strom und die Stromabweichung erfolgt. In diesem Fall stimmt die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 erzielt werden, vollständig mit der Kombination der Beurteilungsergebnisse überein, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 erzielt werden. Daher kann in einem solchen Fall zwar festgestellt werden, dass ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist, aber es ist nicht möglich, festzustellen, welche der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 den Fehler eines offenen Stromkreises aufweist.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform enthält jedoch den Sense-Spannungserfasser 23, und die Fehlererkennung wird auf der Grundlage von Ergebnissen durchgeführt, die das in Bezug auf den erfassten Wert der Sensorspannung erhaltene Beurteilungsergebnis enthalten. Folglich sind die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 erzielt werden, jeweils unterschiedlich, so dass es möglich ist, diejenige dieser Verdrahtungsleitungen zu bestimmen, in der der Fehler aufgetreten ist.
Es wird ein Beispiel für eine Methode bzw. ein Verfahren zur Erkennung eines Fehlers beschrieben, bei der nur ein Teil der Beurteilungsergebnisse mit 14 verglichen wird, anstatt der Beurteilungsergebnisse für die gesamte High-Side-Spannung usw. Die in 15 gezeigte Verarbeitungssequenz wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist. Diese Verarbeitung erfolgt z.B. im Anschluss an die Verarbeitung von Schritt S23 in 11.
Im ersten Schritt S81 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung HI anormal ist. Wenn die High-Side-Spannung HI anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S82 fortgesetzt. In Schritt S82 wird entschieden, ob die Sense-Spannung HI anormal 1 ist. Wenn die Sense-Spannung HI anormal 1 ist, wird mit Schritt S83 fortgefahren. In Schritt S83 wird entschieden, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Wenn die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat, wird mit Schritt S84 fortgefahren. In Schritt S84 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist.
Wenn in Schritt S81 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung nicht HI anormal ist, die Sense-Spannung in Schritt S82 nicht HI anormal 1 ist und die Low-Side-Spannung in Schritt S83 nicht normal ist, wird mit Schritt S85 fortgefahren. Im Schritt S85 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 kein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist.
Wie oben beschrieben, ermöglicht die in 15 gezeigte Verarbeitung die Feststellung, ob in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, wobei die Bestimmung in Übereinstimmung mit den Beurteilungsergebnissen erfolgt, die in Bezug auf drei Parameter, bestehend aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung, erzielt wurden. Dadurch kann beispielsweise die Verarbeitung eines zur Fehlererkennung ausgeführten Programms vereinfacht werden, da die Erkennung nicht auf den Beurteilungsergebnissen basieren muss, die für jeden der Parameter High-Side-Spannung, Sense-Spannung, Low-Side-Spannung, High-Side-Strom, Low-Side-Strom und Stromabweichung erhalten werden.
Ein Verfahren zur Beurteilung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wurde hier beschrieben, aber es wäre ebenso möglich, andere Fehlerarten auf der Grundlage der Beurteilungsergebnisse, die in Bezug auf einige der Parameter erzielt wurden, zu bestimmen. Die Art und Anzahl der bei der Beurteilung verwendeten Parameter kann entsprechend dem zu bestimmenden Fehlertyp angemessen eingestellt werden. 16 zeigt ein Beispiel für ein Verfahren zur Bestimmung der jeweiligen Fehlerarten, dargestellt als Logikschaltbild.
Zum Beispiel zeigt der oberste Teil des Diagramms mit der Bezeichnung „offener Schaltkreisfehler in der High-Side-Verdrahtungsleitung“, dass bei eingeschalteter Stromzufuhr zur Heizung 40 festgestellt wird, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist, wenn die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat, die Sense-Spannung anormal geworden ist, die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat, der High-Side-Strom anormal geworden ist und der Low-Side-Strom anormal geworden ist. Auf diese Weise kann anhand der Kombination der jeweiligen Beurteilungsergebnisse zu fünf Parametern festgestellt werden, ob in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist. Der Teil, in dem das Bestimmungsergebnis ausgegeben wird, ist mit „R1“ gekennzeichnet.
In ähnlicher Weise gibt die Bezeichnung „R2“ den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, ausgegeben wird, und die Bezeichnung „R3“ gibt den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, ausgegeben wird.
Zusätzlich gibt die Kennzeichnung „R4“ den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, ausgegeben wird, die Kennzeichnung „R5“ gibt den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, ausgegeben wird, und die Kennzeichnung „R6“ gibt den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, ausgegeben wird.
Darüber hinaus gibt die Kennzeichnung „R7“ den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, ausgegeben wird, die Kennzeichnung „R8“ gibt den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, ausgegeben wird, und die Kennzeichnung „R9“ gibt den Teil an, an dem das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, ausgegeben wird.
Mit Hilfe von R1 bis R9 kann festgestellt werden, welcher von einem Fehler eines offenen Stromkreises der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Kurzschluss zur Erdung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Fehler eines offenen Stromkreises der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Kurzschluss zur Erdung der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Fehler eines offenen Stromkreises der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und einem Kurzschluss zur Erdung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. In 16 bezeichnet die Bezeichnung „R0“ einen Teil, in dem das Ergebnis der Beurteilung, ob die gesamte Steuervorrichtung 10 normal ist, ausgegeben wird. Wenn ein Beurteilungsergebnis, das anzeigt, dass ein Fehler aufgetreten ist, als eines von R1 bis R9 ausgegeben wird, dann wird ein Beurteilungsergebnis, das einen Fehler anzeigt, als R0 ausgegeben.
Das Verfahren bzw. die Methode zur Auswahl der für die Fehlererkennung verwendeten Parameter ist nicht auf die in den 15 und 16 gezeigten Beispiele beschränkt. Die in 17 gezeigte Verarbeitungssequenz ist ein weiteres Beispiel für die Verarbeitung, die zur Bestimmung der Frage durchgeführt wird, ob in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist. Diese Verarbeitung kann anstelle der in 15 gezeigten Verarbeitungssequenz durchgeführt werden.
Im ersten Schritt S91 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung HI anormal ist. Wenn die High-Side-Spannung HI anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S92 fortgesetzt. In Schritt S92 wird entschieden, ob die Sense-Spannung HI anormal 2 ist. Wenn die Sense-Spannung nicht HI anormal 2 ist, geht der Betrieb zu Schritt S93 über. In Schritt S93 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist.
Wenn in Schritt S91 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung nicht HI-anormal ist, und wenn die Sense-Spannung in Schritt S92 als HI-anormal 2 beurteilt wird, wird mit Schritt S94 fortgefahren. In Schritt S94 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 kein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist.
Wie oben beschrieben, kann mit der in 17 dargestellten Verarbeitung anhand der Beurteilungsergebnisse für zwei Parameter, bestehend aus der High-Side-Spannung und der Sense-Spannung, festgestellt werden, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Durch die Reduzierung der Anzahl der für die Bestimmung verwendeten Parameter kann die Verarbeitung des Programms zur Erkennung eines Fehlers weiter vereinfacht werden.
Ein weiteres Beispiel für eine Methode zur Beurteilung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wurde hier beschrieben. Die Beurteilung anderer Fehlerarten kann jedoch auch durch andere Methoden als in 16 dargestellt erfolgen. 18 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Methode zur Beurteilung der jeweiligen Fehler, ausgedrückt in einem logischen Schaltplan. Da die Notation die gleiche ist wie in 16, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Die in 16 und 18 gezeigten Beurteilungsverfahren sind Beispiele für Verfahren, bei denen die Fehlererkennung ohne Verwendung der Ergebnisse der Beurteilung der aktuellen Abweichung durchgeführt wird. Selbstverständlich ist es aber auch möglich, eine Fehlererkennung anhand der Ergebnisse der Beurteilung der aktuellen Abweichung durchzuführen.
Wenn beispielsweise das Erdpotential des geerdeten Teils 29 variiert, ändern sich auch die jeweiligen Werte des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms, und die Ergebnisse des Vergleichs mit den jeweiligen Schwellenwerten, die für den High-Side-Strom und den Low-Side-Strom festgelegt wurden, können sich ändern. Da der Wert der Stromabweichung jedoch nicht durch eine Änderung des Erdpotenzials, wie oben beschrieben, beeinflusst wird, bietet die Verwendung der Stromabweichung den Vorteil, dass die Ergebnisse des Vergleichs mit dem Schwellenwert nicht durch eine Änderung des Erdpotenzials verändert werden.
Wie oben beschrieben, ist der Fehlerdetektor 33 nach der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass der Modus eines aufgetretenen Fehlers und der Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifiziert werden kann. Im Einzelnen vergleicht der Fehlerdetektor 33 jeden der jeweiligen Parameter, bestehend aus der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, dem High-Side-Strom und dem Low-Side-Strom, mit einem individuell eingestellten Schwellenwert, um für jeden Parameter zu bestimmen, ob er einen normalen oder einen anormalen Wert hat. Die Ausführungsform ist so konfiguriert, dass sie dann den Modus eines Fehlers, der in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der Kombination der jeweiligen Beurteilungsergebnisse identifiziert, die für jeden Parameter anzeigen, ob er einen normalen oder einen anormalen Wert hat. Es ist zu beachten, dass der Begriff „anormaler Wert“ für „LO anormal“, „HI anormal“ usw. gilt, wie oben beschrieben. Der Ausdruck „jede der Verdrahtungsleitungen“ bezieht sich in den obigen Ausführungen auf die High-Side-Verdrahtungsleitung 211, die Sense-Verdrahtungsleitung 221 und die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 der vorliegenden Ausführungsform. Darüber hinaus kann die „Betriebsart“ eines Fehlers ein Fehler eines offenen Stromkreises, ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder ein Kurzschluss zur Erdung innerhalb der vorliegenden Ausführungsform sein.
Mit einer Beurteilungsmethode wie oben beschrieben ist es möglich, die Art und Weise und den Ort eines Fehlers genau und einfach zu bestimmen, indem man mit 14 eine Kombination von Beurteilungsergebnissen darüber vergleicht, ob die Werte normal oder anormal sind.
Die Steuervorrichtung 10 enthält einen High-Side-Schalter 27 zum Umschalten zwischen dem Öffnen und Schließen eines Weges, über den die Leistungsversorgung der Heizung 40 erfolgt. Wenn der Fehlerdetektor 33 eine Fehlererkennung durchführt, ist es möglich, den Modus eines Fehlers, der in einer der High-Side-Verdrahtungsleitungen 211, der Sense-Verdrahtungsleitung 221 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der Beurteilungsergebnisse, die für jeden der Parameter erhalten wurden, wenn der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet ist, oder auf der Grundlage der Beurteilungsergebnisse, die für jeden der Parameter erhalten wurden, wenn der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet ist, zu identifizieren. Bei der vorliegenden Ausführungsform kann der oben erwähnte „Modus“ eines Fehlers in den oben genannten Bereichen ein Fehler eines offenen Stromkreises, ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung und ein Kurzschluss zur Erdung sein.
Das heißt, der Fehlerdetektor 33 ist so konfiguriert, dass er den Modus eines aufgetretenen Fehlers und den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der jeweiligen Werte der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifiziert, die erfasst werden, wenn der High-Side-Schalter 27 ausgeschaltet bleibt, oder die erfasst werden, wenn der High-Side-Schalter 27 eingeschaltet bleibt.
Da die Fehlererkennung ohne wiederholtes Ein- und Ausschalten des High-Side-Schalters 27 durchgeführt werden kann, ist es möglich, den Modus und den Ort eines Fehlers nicht nur zu Zeiten zu identifizieren, in denen der High-Side-Schalter 27 Schaltvorgänge ausführt, sondern auch in Zeiten, in denen der High-Side-Schalter 27 im Aus-Zustand oder im Ein-Zustand unverändert bleibt.
Wenn der Wert der Spannung der Leistungsversorgung 50 schwankt, schwanken die Werte der High-Side-Spannung usw. im Normalzustand entsprechend. Ebenso werden die Werte der High-Side-Spannung usw. zum Zeitpunkt eines Fehlers in Abhängigkeit vom Wert der Spannung der Leistungsversorgung 50 variieren.
Die Zeile L1 in 19 zeigt das Verhältnis zwischen dem Spannungswert der Leistungsversorgung 50, d.h. dem Wert der Versorgungsspannung, und der High-Side-Spannung an. Die hier gezeigte High-Side-Spannung ist der Spannungswert für den Fall, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, während die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist. Das heißt, sie entspricht dem Bereich der High-Side-Spannung, der im dritten Abschnitt von links in 9(A) dargestellt ist.
Wie aus der Zeile L1 hervorgeht, erhöht sich mit zunehmender Versorgungsspannung der Wert der High-Side-Spannung entsprechend. Wenn der durch die gestrichelte Linie DL1 in 9 angezeigte Schwellenwert immer konstant ist, kann bei einer schwankenden Versorgungsspannung unter Umständen nicht genau bestimmt werden, ob der Wert der High-Side-Spannung normal oder anormal ist.
Daher hält der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführungsform den Schwellenwert nicht konstant, sondern variiert ihn in Abhängigkeit von der Versorgungsspannung. Die gepunktete Linie DL1 in 19 zeigt den so geänderten Schwellenwert an. Bei der vorliegenden Ausführung wird der durch die gepunktete Linie DL1 angezeigte Schwellenwert so verändert, dass er mit steigender Versorgungsspannung ansteigt.
Die Schwellenwerte anderer Parameter können auf die gleiche Weise wie oben beschrieben geändert werden, d.h. die Schwellenwerte der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms, des Low-Side-Stroms und der Stromabweichung. Auf diese Weise ist der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführungsform so konfiguriert, dass er jeden der für die oben genannten Parameter eingestellten jeweiligen Schwellenwerte in Abhängigkeit vom Wert der Spannung der Leistungsversorgung 50 ändert. Dadurch kann genau bestimmt werden, ob jeder Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat.
Wenn ein Schwellenwert einen negativen Wert hat, wie durch die gepunktete Linie DL7 in 9(F) angezeigt, kann der Schwellenwert so geändert werden, dass er entsprechend der Erhöhung des Spannungswertes der Leistungsversorgung 50 abnimmt. Das heißt, der Schwellenwert kann so geändert werden, dass sein absoluter Wert entsprechend der Erhöhung des Spannungswertes der Leistungsversorgung 50 steigt.
Die Verarbeitung, die nach der Fehlererkennung durch den Fehlerdetektor 33 ausgeführt wird, wird unter Bezugnahme auf 20 beschrieben. Die in 20 gezeigte Verarbeitungssequenz wird vom Mikrocomputer 30 ausgeführt, nachdem die in 11 gezeigte Verarbeitung abgeschlossen ist.
Im ersten Schritt S101 der in 20 dargestellten Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob in einer der Verdrahtungsleitungen ein Erdschluss bzw. Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist. Diese Beurteilung erfolgt auf der Grundlage der Ergebnisse der in 11 dargestellten Verarbeitung. Wenn in einer der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist, wird mit Schritt S102 fortgefahren. Wenn in keiner der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist, wird der Betrieb nach S103, wie nachfolgend beschrieben, fortgesetzt, ohne den Schritt S102 zu durchlaufen.
Wenn der Betrieb in Schritt S102 fortgesetzt wird, wird die Leistungsversorgung 50 über den High-Side-Schalter 27 an die Kurzschluss zur Erdung - Stelle angeschlossen, so dass ein Überstrom zwischen ihnen fließen kann. Daher wird die Verarbeitung im Schritt S102 zum Ausschalten des High-Side-Schalters 27 durchgeführt. Diese Verarbeitung wird durch den Unterbrecher 34 durchgeführt. Dadurch kann der Weg für die oben genannte Art von Überstrom unterbrochen werden.
In Schritt S103 wird im Anschluss an Schritt S102 eine Entscheidung darüber getroffen, ob in einer der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist. Diese Beurteilung erfolgt auf der Grundlage der Ergebnisse der in 11 dargestellten Verarbeitung. Wenn in einer der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, wird der Vorgang mit Schritt S104 fortgesetzt. Wenn in keiner der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, wird die in 20 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet, ohne den Schritt S104 zu durchlaufen.
Wenn der Betrieb in Schritt S104 fortgesetzt wird, werden die Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und der geerdete Teil 29 über den Low-Side-Schalter 28 verbunden, so dass ein Überstrom zwischen ihnen fließen kann. Daher wird die Verarbeitung in Schritt S104 ausgeführt, um den Low-Side-Schalter 28 auszuschalten. Diese Verarbeitung wird durch den Unterbrecher 34 durchgeführt. Dadurch kann der Weg für die oben genannte Art von Überstrom unterbrochen werden.
Wie oben beschrieben, schaltet bei der Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführung der Unterbrecher 34 den High-Side-Schalter 27 in den offenen Zustand, wenn der Fehlerdetektor 33 das Auftreten eines Kurzschlusses gegen Erde feststellt, wodurch eine der an die Heizung 40 angeschlossenen Verdrahtungsleitungen mit dem Potential des geerdeten Teils kurzgeschlossen wurde. Wenn der Fehlerdetektor 33 feststellt, dass ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, bei dem eine der an die Heizung 40 angeschlossenen Verdrahtungsleitungen mit dem Potenzial der Leistungsversorgung 50 kurzgeschlossen wurde, schaltet der Unterbrecher 34 den Low-Side-Schalter 28 in den offenen Zustand. Da der Unterbrecher 34 eine solche Verarbeitung durchführt, kann die Erzeugung eines Überstroms verhindert werden.
Ein Beispiel wurde oben beschrieben, bei dem, wie in 2 dargestellt, die Sense-Elektrode 440 in der Nähe des Verbindungsteils zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 430 angeschlossen wird. Wenn jedoch die Sense-Elektrode 440 in der Nähe des Verbindungsteils zwischen der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 420 angeschlossen wird, kann die Fehlererkennung auf die gleiche Weise wie oben beschrieben durchgeführt werden.
In diesem Fall wird z.B. bei der Erregung der Heizung 40 die Sense-Spannung, der Messstrom usw. gegenüber dem Zustand in der ersten Ausführung geändert, zusammen mit der Änderung der Anschlussposition der Sense-Elektrode 440. Aus diesem Grund ist es wünschenswert, die verschiedenen oben beschriebenen Schwellenwerte, wie z.B. den durch die gepunktete Linie DL6 in 9(C) angezeigten Schwellenwert, entsprechend den Änderungen der Sense-Spannung usw. entsprechend zu ändern.
Zweite Ausführungsform
Eine zweite Ausführungsform wird beschrieben. Die Hardwarekonfiguration der Steuervorrichtung 10 dieser Ausführungsform ist die gleiche wie die der ersten Ausführungsform, die in 1 dargestellt ist. Andererseits unterscheidet sich die vorliegende Ausführungsform von der ersten Ausführungsform in Bezug auf die Art und Weise der Ansteuerung des High-Side-Schalters 27 und des Low-Side-Schalters 28.
Die Steuervorrichtung 10 ist nach der vorliegenden Ausführungsform als sogenannter „Low-Side-Antriebstyp“ von Steuergeräten konfiguriert, wobei der Low-Side-Schalter 28 zur Ausführung von Schaltvorgängen veranlasst wird, während der High-Side-Schalter 27 ständig eingeschaltet bleibt. Aus diesem Grund wird bei der vorliegenden Ausführung die Heizung 40 eingeschaltet, während der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, und ausgeschaltet, während der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist.
21 zeigt ein Beispiel für den zeitlichen Verlauf des Ansteuersignals usw. in der gleichen Weise wie in 4. Im Beispiel von 21 wird das Ansteuersignal zum Low-Side-Schalter 28 während der Zeitspanne von den Zeitpunkten t10 bis t20 und der Zeitspanne von den Zeitpunkten t30 bis t40 eingeschaltet und das Ansteuersignal zum Low-Side-Schalter 28 während der anderen Perioden ausgeschaltet. Andererseits ist das Steuersignal zum High-Side-Schalter 27 immer eingeschaltet.
Wie in 21(C) dargestellt, ist die High-Side-Spannung immer VI, unabhängig vom Zustand des Low-Side-Schalters 28. V1 ist ungefähr gleich der von der Leistungsversorgung 50 gelieferten Spannung.
Wie in 21(D) dargestellt, beträgt die Sense-Spannung V2 während der Zeit, in der der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist. Während der Zeiten, in denen der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, beträgt die Sense-Spannung V1. V2 ist eine Spannung, die niedriger ist als die oben beschriebene V1. Die Differenz zwischen V2 und V1 entspricht dem Spannungsabfall, der an der Heizelektrode 410 und der Zuleitungselektrode 420 auftritt.
Wie in 21(E) dargestellt, ist die Low-Side-Spannung während der Zeit, in der der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, Null. Während der Zeit, in der der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, beträgt die High-Side-Spannung V1. Wie oben beschrieben, ist V1 ungefähr gleich der von der Leistungsversorgung 50 gelieferten Spannung.
Wie in 21(F) dargestellt, beträgt der High-Side-Strom 11 während der Zeit, in der der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist. In Zeiten, in denen der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, ist der High-Side-Strom null.
Wie in 21(G) dargestellt, beträgt der Low-Side-Strom 12 während der Zeit, in der der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist. In Zeiten, in denen der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, ist der Low-Side-Strom Null. Wenn kein Fehler in der Verdrahtungsleitung aufgetreten ist und die Heizung 40 normal arbeitet, sind 11 und 12 identisch.
Es ist zu beachten, dass die Erfassung der High-Side-Spannung durch den High-Side-Spannungserfasser 22 nicht kontinuierlich erfolgt, sondern zu bestimmten Zeitpunkten wiederholt ausgeführt wird. Bei der vorliegenden Ausführung wird die Erfassung der High-Side-Spannung usw. einmal in jeder der Perioden, in denen der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, bzw. einmal in jeder der Perioden, in denen der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, durchgeführt.
In 21 sind die Zeitpunkte, zu denen die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms in den Perioden, in denen der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, erfasst werden, als die Zeitpunkte t11 und t31 dargestellt. Jeder dieser Punkte ist als ein Zeitpunkt festgelegt, zu dem seit dem Einschalten des Low-Side-Schalters 28 eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist.
In 21 sind die Zeitpunkte, zu denen die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms während der Zeiträume, in denen der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, erfasst werden, als die Zeitpunkte t01 und t21 dargestellt. Jeder dieser Punkte ist als ein Zeitpunkt festgelegt, an dem seit dem Ausschalten des Low-Side-Schalters 28 eine vorgegebene Zeitspanne verstrichen ist.
Die Zeitpunkte, zu denen die Strom- und Spannungswerte erfasst werden, können gegebenenfalls geändert werden. Wenn z.B. die Zeiträume, in denen der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, relativ lang sind, kann die High-Side-Spannung usw. während jedes dieser Zeiträume mehrfach erfasst werden.
Im Beispiel von 21 ist die Dauer einer Periode, in der der Low-Side-Schalter 28 eingeschaltet ist, ungefähr gleich der Dauer einer Periode, in der der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist. Das heißt, das Tastverhältnis des Ansteuersignals beträgt 50%. Der Betriebsregler 31 kann die Wärmeerzeugungsmenge im Heizelement 40 durch entsprechende Änderung des Tastverhältnisses des Ansteuersignals einstellen und die Temperatur des Wärmeerzeugungsteils der Heizung 40 an eine vorgegebene Zieltemperatur anpassen. Der Inhalt der zu diesem Zweck durchgeführten Verarbeitung ist identisch mit dem in 5 und 6 beschriebenen Inhalt, so dass auf eine spezifische Beschreibung verzichtet wird.
Es wird eine Fehlerbeurteilungsmethode durch den Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführungsform beschrieben. 22 zeigt die Wertebereiche, die von jeder der High-Side-Spannungen usw. eingenommen werden können, wenn der Low-Side-Schalter 28 ausgeschaltet ist, d.h. wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 abgeschaltet ist, wobei die Wertebereiche für 9 auf die gleiche Weise dargestellt sind.
Wie in 22 dargestellt, ist bei ausgeschalteter Heizung 40 im Normalzustand die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom jeweils ungefähr identisch mit der Spannung der Leistungsversorgung 50. Da der Stromflusspfad durch den Low-Side-Schalter 28 blockiert ist, sind die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom jeweils Null.
Tritt ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 auf, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist, werden sowohl die Sense-Spannung als auch die Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Da die Spannung der Leistungsversorgung 50 an einen Teil der Verdrahtungsleitung angelegt wird, der sich in Bezug auf den Ort des offenen Stromkreises auf der Seite der Leistungsversorgung 50 befindet, hat die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite den gleichen Wert wie im Normalzustand. Die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom bleiben wie im Normalzustand auf Null.
Wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 bei ausgeschalteter Heizung 40 auftritt, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes mit denen des Normalzustandes identisch.
Wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 auftritt, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist, werden die Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers jeweils auf Null gesetzt. Zu diesem Zeitpunkt ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null, da die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential liegen. Da andererseits die Leistungsversorgung 50 und die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung kurzgeschlossen sind, fließt ein Überstrom zwischen den beiden, wenn der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält. Der Wert des High-Side-Stromes wird dadurch höher als im Normalzustand. Ist der High-Side-Schalter 27 mit einer Schutzschaltung 272 ausgestattet, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Daher wird der Wert des High-Side-Stromes auf Null gesetzt.
Wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 221 auftritt, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist, wird die vom Sense-Spannungserfasser 23 erfasste Erfassungsspannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Sowohl die High-Side-Spannung als auch die Low-Side-Spannung haben die gleichen Werte wie im Normalzustand. Außerdem werden der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom wie im Normalzustand auf Null gesetzt.
Wenn bei ausgeschalteter Heizung 40 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 221 auftritt, nehmen die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom jeweils die gleichen Werte wie im Normalzustand an.
Wenn bei ausgeschalteter Heizung 40 ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, werden die Sense-Spannung und die Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite aufgrund der Auswirkungen des Fehlers beide auf Null gesetzt. Die High-Side-Spannung hat den gleichen Wert wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt wird eine Potentialdifferenz zwischen der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der Sense-Verdrahtungsleitung 221 erzeugt, wodurch ein Strom durch die Heizung 40 fließt, und der Wert des High-Side-Stromes wird höher als im Normalzustand. Andererseits bleibt der Wert des Low-Side-Stromes auf Null.
Wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 auftritt, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist, wird die Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Die High-Side-Spannung und die Sense-Spannung haben die gleichen Werte wie im Normalzustand. Außerdem werden der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom wie im Normalzustand auf Null gesetzt.
Wenn bei ausgeschalteter Heizung 40 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, haben die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung, die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom jeweils die gleichen Werte wie im Normalzustand. Dies gilt unabhängig davon, ob der High-Side-Schalter 27 usw. über eine Schutzschaltung 272 verfügt oder nicht.
Wenn bei ausgeschalteter Heizung 40 ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, wird die Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Da außerdem ein Strom zwischen dem Netzteil 50 und der Stelle des Kurzschlusses zur Erdung fließt und ein Spannungsabfall in der Heizung 40 auftritt, wird die Sense-Spannung niedriger als die Spannung der Leistungsversorgung 50 und höher als die Low-Side-Spannung. Da, wie oben beschrieben, ein Strom zwischen der Leistungsversorgung 50 und der Stelle des Kurzschlusses zur Erdung fließt, hat der High-Side-Strom einen höheren Wert als im Normalzustand. Andererseits bleibt der Low-Side-Strom Null.
Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Kombination der Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms von der Kombination der Werte, die im Normalzustand angenommen werden, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist und ein Fehler aufgetreten ist, wobei die unterschiedliche Kombination der Werte von der Art und dem Ort des Fehlers abhängt. Daher kann der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführung für jede der Verdrahtungsleitungen auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms den Modus eines aufgetretenen Fehlers und den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, identifizieren.
Die in 22(A) dargestellte gepunktete Linie DL1 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob die High-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt wird, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert wird niedriger als die im Normalzustand erreichte High-Side-Spannung und höher als die High-Side-Spannung eingestellt, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Wie nachfolgend beschrieben, bestimmt der Fehlerdetektor 33 durch Vergleich der erfassten High-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert, ob die High-Side-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 22(B) gepunkteten Linien DL2 und DL3 zeigen Schwellenwerte an, die zur Beurteilung der Frage eingestellt sind, ob die Sense-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Bei dieser Ausführungsform gibt es zwei mögliche Werte, die von der Sense-Spannung zum Zeitpunkt eines Fehlers genommen werden können, und daher werden zwei Schwellenwerte zur Unterscheidung zwischen diesen Sense-Spannungswerten festgelegt. Der durch die gepunktete Linie DL2 angezeigte Schwellenwert ist höher als die Sense-Spannung eingestellt, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, und niedriger als der Wert der Sense-Spannung im Normalzustand. Darüber hinaus wird der durch die gepunktete Linie DL3 angezeigte Schwellenwert als ein Wert eingestellt, der höher ist als die Sense-Spannung, die erreicht wird, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, und niedriger als die Sense-Spannung eingestellt wird, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Sense-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Sense-Spannung mit diesen beiden Schwellenwerten vergleicht. Der „abnormale Wert“ umfasst in diesem Fall zwei Typen, „LO abnormal 1“ und „LO abnormal 2“, die im Folgenden beschrieben werden.
Die in 22(C) gepunktete Linie DL4 zeigt einen Schwellenwert an, der zur Beurteilung, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt ist, wenn die Heizung 40 ausgeschaltet ist. Der Schwellenwert wird auf einen Wert eingestellt, der niedriger ist als die im Normalzustand erreichte Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite und höher als die Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises oder eines Kurzschlusses zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 erreicht wird, und höher als die Spannung auf der Low-Side-Spannungsseite, die beim Auftreten eines Kurzschlusses zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 erreicht wird, und wird auf einen Wert eingestellt, der höher als die jeweiligen Spannungen auf der Low-Side-Spannungsseite ist, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises oder eines Kurzschlusses zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 erreicht werden. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Low-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, was im Folgenden beschrieben wird.
Die in 22(D) dargestellte gestrichelte Linie DL5 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob der High-Side-Strom bei ausgeschalteter Heizung 40 einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt wird. Der Schwellenwert wird auf einen Wert eingestellt, der höher ist als der im Normalzustand fließende High-Side-Strom und niedriger ist als der Wert des High-Side-Stroms, der erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält, und niedriger als die jeweiligen Werte, die der High-Side-Strom erreicht, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der Sensor-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob der High-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten Wert des High-Side-Stroms mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Unabhängig davon, ob ein Fehler aufgetreten ist oder nicht, ist der Wert des Low-Side-Stromes immer derselbe wie im Normalbetrieb. Aus diesem Grund ist in 22(E) keine gepunktete Linie dargestellt, die den Schwellenwert der Low-Side-Strombeurteilung anzeigt.
Die in 22(F) gepunktete Linie DL7 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung der Stromabweichung bei ausgeschalteter Heizung 40 auf einen normalen oder anormalen Wert eingestellt ist. Der Schwellenwert wird höher als die im Normalzustand erreichte Stromabweichung und niedriger als die jeweiligen Werte eingestellt, die durch die Stromabweichung erreicht werden, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 nicht mit einer Schutzschaltung 272 versehen ist oder wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Stromabweichung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die berechnete Stromabweichung mit dem Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
23 zeigt die jeweiligen Wertebereiche, die von der High-Side-Spannung usw. beim Einschalten der Heizung 40, d.h. beim Einschalten der Leistungsversorgung der Heizung 40, eingenommen werden können, wobei die Wertebereiche nach der gleichen Methode wie in 10 dargestellt sind.
Wie in 23 gezeigt, ist die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite größer als Null und im Wesentlichen gleich der Spannung der Leistungsversorgung 50, wenn die Heizung 40 im Normalzustand eingeschaltet ist. Die Sense-Spannung ist ebenfalls größer als Null. Da jedoch ein Strom durch die Heizung 40 fließt und ein Spannungsabfall auftritt, wird die Sense-Spannung niedriger als die Spannung der Leistungsversorgung 50. Da die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 mit dem geerdeten Teil 29 verbunden ist, ist die Low-Side-Spannung Null. Da ein Strom durch die Heizung 40 fließt, sind der High-Side-Strom und der Low-Side-Strom beide größer als Null und identisch.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 auftritt, werden sowohl die Sense-Spannung als auch die Low-Side-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Da die Spannung der Leistungsversorgung 50 an einen Teil der Verdrahtungsleitung angelegt wird, der sich in Bezug auf den Ort des offenen Stromkreises auf der Seite der Leistungsversorgung 50 befindet, hat die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite den gleichen Wert wie im Normalzustand. Da der Pfad, durch den der Strom fließt, durch die Unterbrechung unterbrochen wird, werden sowohl die Low-Side-Spannung, der High-Side-Strom als auch der Low-Side-Strom zu Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wird die Spannung der Leistungsversorgung 50 an die High-Side-Verdrahtungsleitung 211 angelegt, wie es im Normalzustand geschieht. Aus diesem Grund haben die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils den gleichen Wert wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die Heizung 40, aber der Wert des High-Side-Stromes ist Null, da die Fehlerstelle und die Leistungsversorgung 50 auf dem gleichen Potential liegen. Da andererseits ein Strom zwischen der Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung und dem geerdeten Teil 29 auf die gleiche Weise wie im Normalzustand fließt, ist der Wert des Low-Side-Stromes der gleiche wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, werden aufgrund der Auswirkungen des Fehlers die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils auf Null gesetzt. Da die Leistungsversorgung 50 und die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung kurzgeschlossen sind, fließt ein Überstrom zwischen ihnen, wenn der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält. Aus diesem Grund wird der Wert des High-Side-Stromes höher als der im Normalzustand. Ist der High-Side-Schalter 27 mit einer Schutzschaltung 272 ausgestattet, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Damit wird der Wert des High-Side-Stromes auf Null gesetzt. Da die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential liegen, ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, haben die High-Side-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils den gleichen Wert wie im Normalzustand. Da andererseits der Teil der Verdrahtungsleitung, der sich auf der Seite des Sense-Spannungserfassers 23 befindet, in Bezug auf den Abschnitt des offenen Stromkreises über die Spannungsteilerschaltung des Sense-Spannungs-Erwerbers 23 mit Masse verbunden ist, ist der Wert der Sense-Spannung Null. Der Fehler eines offenen Stromkreises der Sense-Verdrahtungsleitung 221 hat keinen Einfluss auf den Strom, der durch die Heizung 40 fließt. Aus diesem Grund sind die Werte des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes beide die gleichen wie im Normalzustand.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, wird der Wert der Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers höher als normal. Sowohl der High-Side-Spannungswert als auch der Low-Side-Spannungswert sind die gleichen wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt, da die Kurzschluss zur Leistungsversorgung - Stelle und die Leistungsversorgung 50 auf dem gleichen Potential liegen, fließt kein Strom zwischen ihnen, und daher ist der Wert des High-Side-Stromes gleich Null. Andererseits ist der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand, da die Sense-Spannung aufgrund des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung erhöht wird.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, wird die Sense-Spannung aufgrund der Auswirkungen des Fehlers auf Null gesetzt. Sowohl der High-Side-Spannungswert als auch der Low-Side-Spannungswert sind die gleichen wie im Normalzustand. Da die Sense-Spannung niedriger als normal ist, ist der Wert des High-Side-Stroms zu diesem Zeitpunkt etwas höher als normal. Darüber hinaus liegen die Stelle des Kurzschlusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential, so dass der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null ist.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, wird das Potenzial des Verdrahtungsteils, der sich auf der Seite der Leistungsversorgung 50 befindet, in Bezug auf den Ort des offenen Stromkreises gleich dem Potenzial der Leistungsversorgung 50. Aus diesem Grund hat die High-Side-Spannung den gleichen Wert wie im Normalzustand, während die Sense-Spannung einen höheren Wert als im Normalzustand hat. Auf der anderen Seite ist der Wert der Low-Side-Spannung Null. Da der Stromfluss durch die Unterbrechung unterbrochen wird, werden außerdem die Werte des High-Side-Stromes und des Low-Side-Stromes beide zu Null.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, wird das Potenzial des Teils der Verdrahtungsleitung, der sich auf der Seite der Leistungsversorgung 50 befindet, in Bezug auf die Stelle des Kurzschlusses zur Leistungsversorgung gleich dem Potenzial der Leistungsversorgung 50. Aus diesem Grund hat die High-Side-Spannung den gleichen Wert wie im Normalzustand, während die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung höhere Werte als im Normalzustand haben. Zu diesem Zeitpunkt, da die Kurzschluss zur Leistungsversorgung - Stelle und die Leistungsversorgung 50 auf dem gleichen Potential liegen, fließt kein Strom zwischen ihnen, und daher ist der Wert des High-Side-Stromes gleich Null. Da andererseits die Kurzschluss zur Leistungsversorgung - Stelle und der geerdete Teil 29 kurzgeschlossen sind, fließt ein Überstrom zwischen ihnen, wenn der Low-Side-Schalter 28 keine Schutzschaltung 272 enthält. Aus diesem Grund wird der Wert des Low-Side-Stromes höher als im Normalzustand. Wenn der Low-Side-Schalter 28 eine Schutzschaltung 272 enthält, wird der Überstrom sofort unterbrochen. Daher wird der Wert des Low-Side-Stromes auf Null gesetzt.
Wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, hat die Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 dasselbe Potenzial wie der geerdete Teil 29, wie es im Normalzustand auftritt. Aus diesem Grund hat die High-Side-Spannung, die Sense-Spannung und die Low-Side-Spannung jeweils den gleichen Wert wie im Normalzustand. Zu diesem Zeitpunkt fließt ein Strom durch die Heizung 40, aber da die Stelle des Kurzschusses zur Erdung und der geerdete Teil 29 auf dem gleichen Potential liegen, ist der Wert des Low-Side-Stromes gleich Null. Da andererseits ein Strom zwischen der Leistungsversorgung 50 und der Stelle des Kurzschlusses zur Erdung fließt, wie er im Normalzustand auftritt, ist der Wert des High-Side-Stromes der gleiche wie im Normalzustand.
Wie oben beschrieben, unterscheidet sich die Kombination der Werte der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms von der Kombination der Werte im Normalzustand, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist und ein Fehler aufgetreten ist, wobei die unterschiedliche Kombination der Werte von der Art und dem Ort des Fehlers abhängig ist. Daher kann der Fehlerdetektor 33 der vorliegenden Ausführung für jede der Verdrahtungsleitungen auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms den Modus eines aufgetretenen Fehlers und den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, identifizieren.
Die in 23(A) dargestellte gepunktete Linie DL11 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob die High-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, eingestellt wird, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Der Schwellenwert wird niedriger als die im Normalzustand erreichte High-Side-Spannung und höher als die High-Side-Spannung eingestellt, die erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die High-Side-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste High-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 23(B) gepunkteten Linien DL12 und DL13 sind Schwellenwerte, die eingestellt werden, um zu bestimmen, ob die Sense-Spannung bei eingeschalteter Heizung 40 einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat. Bei dieser Ausführungsform gibt es zwei mögliche Werte der Sense-Spannung zum Zeitpunkt eines Fehlers, und daher werden zwei Schwellenwerte zur Unterscheidung der möglichen Werte festgelegt. Der durch die gepunktete Linie DL12 angezeigte Schwellenwert wird niedriger eingestellt als der Wert, der durch die Sense-Spannung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 oder ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, und höher als der Wert eingestellt, der durch die Sense-Spannung im Normalzustand erreicht wird.
Darüber hinaus wird der durch die gepunktete Linie DL13 angezeigte Schwellenwert niedriger eingestellt als der Wert, der von der Sense-Spannung im Normalzustand erreicht wird, und höher als der Wert eingestellt, der von der Sense-Spannung erreicht wird, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschlussfehler in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Sense-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Sense-Spannung mit diesen beiden Schwellenwerten vergleicht. Der „anormale Wert“ umfasst in diesem Fall zwei Arten von Anomalien, „LO anormal“ und „HI anormal“, die im Folgenden beschrieben werden.
Die in 23(C) dargestellte gepunktete Linie DL14 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob die Low-Side-Spannung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist, eingestellt wird. Dieser Schwellenwert ist höher eingestellt als der Wert, der von der Low-Side-Spannung im Normalzustand erreicht wird, und niedriger als der Wert, der von der Low-Side-Spannung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Low-Side-Spannung einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat, indem er die erfasste Low-Side-Spannung mit dem oben genannten Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Die in 23(D) dargestellte gestrichelte Linie DL15 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob der High-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist, eingestellt wird. Der Schwellenwert ist niedriger eingestellt als der Wert, den der High-Side-Strom im Normalzustand erreicht, und höher als der Wert, den der High-Side-Strom erreicht, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eine Schutzschaltung 272 enthält, und höher als der Wert, den der High-Side-Strom erreicht, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung oder ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 stellt fest, ob der High-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten High-Side-Strom mit dem obigen Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, was im Folgenden beschrieben wird.
Die in 23(E) dargestellte gepunktete Linie DL16 ist ein Schwellenwert, der zur Beurteilung, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist, eingestellt wird. Der Schwellenwert wird auf einen niedrigeren Wert als der des Low-Side-Stromes im Normalzustand eingestellt und höher als der Wert eingestellt, der vom Low-Side-Strom erreicht wird, wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 oder ein Kurzschluss in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, und höher als der Wert, der vom Low-Side-Strom erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 eine Schutzschaltung 272 enthält, oder wenn ein Fehler eines offenen Stromkreises oder ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob der Low-Side-Strom einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er den erfassten Wert des Low-Side-Stroms mit dem Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „LO anormal“, was im Folgenden beschrieben wird.
Die in 23(F) dargestellte gepunktete Linie DL17 ist ein Schwellenwert, der festgelegt wird, um zu bestimmen, ob die Stromabweichung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, wenn die Heizung 40 eingeschaltet ist. Der Schwellenwert ist auf einen höheren Wert als die Stromabweichung im Normalzustand eingestellt und wird niedriger als der Wert eingestellt, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist und der High-Side-Schalter 27 keine Schutzschaltung 272 enthält, und niedriger als der Wert, der durch die Stromabweichung erreicht wird, wenn ein Kurzschluss in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 oder in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. Der Fehlerdetektor 33 bestimmt, ob die Stromabweichung einen normalen oder einen anormalen Wert hat, indem er die berechnete Stromabweichung mit dem Schwellenwert vergleicht. Der „anormale Wert“ ist in diesem Fall „HI anormal“, der im Folgenden beschrieben wird.
Es wird ein spezifisches Verfahren der Fehlererkennung durch den Fehlerdetektor 33 beschrieben. Bei der vorliegenden Ausführungsform wird die Fehlererkennung durch den Fehlerdetektor 33 bei der Ausführung der in 11 gezeigten Verarbeitungssequenz durchgeführt. Diese Ausführungsform unterscheidet sich von der ersten Ausführungsform in Bezug auf den Inhalt der spezifischen Verarbeitung, die in den Schritten S23, S24, S26 und S27 von 11 ausgeführt wird.
Im Folgenden werden nur die Punkte beschrieben, die sich von der ersten Ausführungsform unterscheiden. In Schritt S23 werden die im Anschluss an Schritt S22 in 11 ermittelten Werte der 22 mit den oben beschriebenen, auf 22 bezogenen Schwellenwerten verglichen.
Das in 24 dargestellte Flussdiagramm zeigt einen bestimmten Ablauf der Verarbeitung, der von der vorliegenden Ausführungsform in Schritt S23 von 11 ausgeführt wird. Im ersten Schritt S111 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL1 in 22 angezeigt wird. Wenn die High-Side-Spannung niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S112 fortgefahren. In Schritt S112 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO abnormal“ an, dass die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Im Anschluss an Schritt S112 geht der Vorgang zu Schritt S114 über.
Wenn in Schritt S111 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung gleich oder höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S 113 fortgefahren. In Schritt S113 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S113 wird mit Schritt S114 fortgefahren.
In Schritt S114 wird entschieden, ob die Sense-Spannung unter einem zweiten Schwellenwert liegt. Hier ist der „zweite Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL2 in 22 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung niedriger als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S115 fortgefahren.
In Schritt S115 wird entschieden, ob die Sense-Spannung unter einem ersten Schwellenwert liegt. Hier ist der „erste Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL3 in 22 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung niedriger als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S116 fortgefahren. In Schritt S116 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „LO anormal 1“ ist. Hier zeigt „LO anormal 1“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass die Sense-Spannung niedriger als der normale Wert oder der erste Schwellenwert ist. Nach Schritt S116 wird mit Schritt S119 fortgefahren.
Wenn in Schritt S115 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder höher als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S117 fortgefahren. In Schritt S117 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „LO anormal 2“ ist. Hier zeigt „LO anormal 2“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, insbesondere, dass sie gleich oder höher als der erste Schwellenwert und niedriger als der normale Wert und der zweite Schwellenwert ist. Nach Schritt S117 geht der Vorgang zu Schritt S119 über.
Wenn in Schritt S114 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder höher als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S118 fortgefahren. In Schritt S118 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S118 wird mit Schritt S119 fortgefahren.
In Schritt S119 wird entschieden, ob die Low-Side-Spannung niedriger als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL4 in 22 angezeigt wird. Wenn die Low-Side-Spannung niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S120 fortgefahren. In Schritt S120 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass die Low-Side-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Im Anschluss an Schritt S120 geht der Vorgang zu Schritt S122 über.
Wenn in Schritt S119 festgestellt wird, dass die Low-Side-Spannung gleich oder höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S121 fortgefahren. In Schritt S121 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S121 wird mit Schritt S122 fortgefahren.
In Schritt S122 wird entschieden, ob der High-Side-Strom höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL5 in 22 angezeigt wird. Wenn der High-Side-Strom höher als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S123 fortgesetzt. In Schritt S123 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass der High-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S123 wird mit Schritt S125 fortgefahren.
Wenn in Schritt S122 festgestellt wird, dass der High-Side-Strom gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S124 fortgefahren. In Schritt S124 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom einen normalen Wert hat. Nach Schritt S124 wird mit Schritt S125 fortgefahren.
In Schritt S125 wird nach der Berechnung der Stromabweichung durch Subtraktion des Low-Side-Stromwertes vom High-Side-Stromwert eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Stromabweichung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL7 in 22 angezeigt wird. Wenn die aktuelle Abweichung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S126 fortgefahren. In Schritt S126 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die aktuelle Abweichung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass die aktuelle Abweichung höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S126 wird die in 24 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet, und die Operation kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
Wenn in Schritt S125 festgestellt wird, dass die aktuelle Abweichung gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, fährt der Vorgang mit Schritt S127 fort. In Schritt S127 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S127 wird die in 24 dargestellte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
In Schritt S23 von 11, wie oben beschrieben, stellt der Fehlerdetektor 33 individuell Schwellenwerte für jeden der jeweiligen Parameter ein, die sich aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung zusammensetzen. Durch den Vergleich jedes Parameters mit dem so ermittelten Schwellenwert wird entschieden, ob der Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat. Wenn die Verarbeitung von Schritt S23 abgeschlossen ist, ist somit ein Zustand erreicht, in dem für jeden der Parameter, d.h. die High-Side-Spannung usw., bestimmt wurde, ob der Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat.
In Schritt S24, der auf Schritt S23 folgt, wird auf der Grundlage der jeweiligen Beurteilungsergebnisse für jede der Verdrahtungsleitungen eine Entscheidung darüber getroffen, ob ein Fehler in der Verdrahtungsleitung vorliegt, wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist. Die Beurteilungsmethode wird unter Bezugnahme auf 26 beschrieben.
Im oberen Teil von 26, d.h. dem Abschnitt, der mit „bei ausgeschalteter Heizung“ bezeichnet ist, sind die Beziehungen zwischen den für jeden der Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnissen und dem Modus eines zu diesem Zeitpunkt aufgetretenen Fehlers für den Zustand, in dem die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist, dargestellt.
26 zeigt, dass z.B. beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 die Sense-Spannung zu LO anormal 1 wird, die Low-Side-Spannung zu LO anormal wird und andere Parameter normale Werte haben. Mit anderen Worten, dies zeigt, dass, wenn die Sense-Spannung LO anormal 1, die Low-Side-Spannung LO anormal ist und die anderen Parameter normale Werte haben, beurteilt werden kann, dass ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Auf der Grundlage der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse ist es somit möglich, sowohl den Modus eines aufgetretenen Fehlers als auch den Ort, an dem der Fehler aufgetreten ist, zu identifizieren.
Daher werden in Schritt S24 von 11 der Modus eines aufgetretenen Fehlers und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, in Übereinstimmung mit der Kombination der Beurteilungsergebnisse identifiziert, die in Schritt S23 erhalten wurden, d.h. der Kombination der Beurteilungsergebnisse, die für jeden der Parameter in Bezug darauf, ob der Wert des Parameters normal oder anormal ist, erhalten wurden.
Wie in 26 dargestellt, zeigen die Beurteilungsergebnisse selbst dann, wenn ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in einer der Verdrahtungsleitungen aufgetreten ist, dass alle Parameter normale Werte aufweisen. Aus diesem Grund ist es nicht möglich, zu beurteilen, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, wenn die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist.
Aber selbst wenn beim Abschalten der Heizung 40 ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung auftritt, da die Heizung 40 nicht unter Spannung steht und kein Überstrom fließt, wie im Normalzustand, gibt es kein besonderes Problem, auch wenn der Fehler nicht identifiziert werden kann.
Tritt andererseits bei ausgeschalteter Heizung 40 ein Kurzschluss zur Erdung in einer der Verdrahtungsleitungen auf, kann es zu einer unerwarteten Wärmeentwicklung in der Heizung 40 oder zu einem Überstrom in einem Teil des Geräts kommen. Tritt in einer der Verdrahtungsleitungen ein Kurzschluss zur Erdung auf, kann der Fehlerdetektor 33 dieses Auftreten und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, identifizieren. So ist es z.B. möglich, zur Sicherheit Gegenmaßnahmen wie das Abschalten des High-Side-Schalters 27 zu ergreifen.
Wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist, können sowohl der Modus eines Fehlers als auch der Ort des Auftretens des Fehlers identifiziert werden, indem die Beurteilungsergebnisse für jeden der Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung bestehen, mit 26 verglichen werden. Es ist jedoch auch möglich, eine Fehlererkennung durchzuführen, indem nur ein Teil der Beurteilungsergebnisse mit 14 verglichen wird, anstatt alle Beurteilungsergebnisse zu vergleichen. Ein solches Fehlererkennungsverfahren wird im Folgenden beschrieben.
In Schritt S26, der auf Schritt S25 in 11 folgt, werden die jeweiligen in Schritt S25 erfassten Werte mit den oben beschriebenen Schwellenwerten, die sich auf 23 beziehen, verglichen und es wird eine Verarbeitung durchgeführt, um zu beurteilen, ob es sich bei den einzelnen Werten um normale oder anormale Werte handelt.
Das Flussdiagramm in 25 zeigt einen spezifischen Ablauf der in Schritt S26 von 11 ausgeführten Verarbeitung mit der vorliegenden Ausführungsform. Im ersten Schritt S131 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL11 in 23 angezeigt wird. Wenn die High-Side-Spannung niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S132 fortgefahren. In Schritt S132 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO abnormal“ an, dass die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S132 geht der Vorgang zu Schritt S134 über.
Wenn in Schritt S131 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung gleich oder höher als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S133 fortgesetzt. In Schritt S133 wird festgestellt, dass die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S133 geht der Vorgang zu Schritt S134 über.
In Schritt S134 wird entschieden, ob die Sense-Spannung niedriger als ein erster Schwellenwert ist. Hier ist der „erste Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL13 in 23 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung niedriger als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S135 fortgefahren. In Schritt S135 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO abnormal“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S135 geht der Vorgang zu Schritt S139 über.
Wenn in Schritt S134 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder höher als der erste Schwellenwert ist, wird mit Schritt S136 fortgefahren. In Schritt S136 wird entschieden, ob die Sense-Spannung höher als ein zweiter Schwellenwert ist. Hier ist der „zweite Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL12 in 23 angezeigt wird. Wenn die Sense-Spannung höher als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S137 fortgefahren. In Schritt S137 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI abnormal“ an, dass die Sense-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass sie höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S137 geht der Vorgang zu Schritt S139 über.
Wenn in Schritt S136 festgestellt wird, dass die Sense-Spannung gleich oder niedriger als der zweite Schwellenwert ist, wird mit Schritt S138 fortgefahren. In Schritt S138 wird festgestellt, dass die Sense-Spannung einen normalen Wert hat. Im Anschluss an Schritt S138 geht der Vorgang zu Schritt S139 über.
In Schritt S139 wird entschieden, ob die Low-Side-Spannung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL14 in 23 angezeigt wird. Wenn die Low-Side-Spannung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S140 fortgefahren. In Schritt S140 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die Low-Side-Spannung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert höher als der normale Wert ist. Im Anschluss an Schritt S140 geht der Vorgang zu Schritt S142 über.
Wenn in Schritt S139 festgestellt wird, dass die Low-Side-Spannung gleich oder niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S141 fortgefahren. In Schritt S141 wird festgestellt, dass die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S141 wird mit Schritt S142 fortgefahren.
In Schritt S142 wird entschieden, ob der High-Side-Strom unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL15 in 23 angezeigt wird. Wenn der High-Side-Strom niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S143 fortgefahren. In Schritt S143 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass der High-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S143 wird mit Schritt S145 fortgefahren.
Wenn in Schritt S142 festgestellt wird, dass der High-Side-Strom gleich oder größer als der Schwellenwert ist, fährt der Vorgang mit Schritt S144 fort. In Schritt S144 wird festgestellt, dass der High-Side-Strom einen normalen Wert hat. Nach Schritt S144 wird mit Schritt S145 fortgefahren.
In Schritt S145 wird entschieden, ob der Low-Side-Strom unter einem Schwellenwert liegt. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL16 in 23 angezeigt wird. Wenn der Low-Side-Strom niedriger als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S146 fortgefahren. In Schritt S146 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom „LO anormal“ ist. Hier zeigt „LO anormal“ an, dass der Low-Side-Strom einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass der Wert niedriger als der normale Wert ist. Nach Schritt S146 wird mit Schritt S148 fortgefahren.
Wenn in Schritt S145 festgestellt wird, dass der Low-Side-Strom gleich oder größer als der Schwellenwert ist, wird der Vorgang mit Schritt S147 fortgesetzt. In Schritt S147 wird festgestellt, dass der Low-Side-Strom einen normalen Wert hat. Nach Schritt S147 wird mit Schritt S148 fortgefahren.
In Schritt S148 wird nach der Berechnung der Stromabweichung durch Subtraktion des Wertes des Low-Side-Stromes vom Wert des High-Side-Stromes eine Entscheidung darüber getroffen, ob die Stromabweichung höher als ein Schwellenwert ist. Hier ist der „Schwellenwert“ derjenige, der durch die gepunktete Linie DL17 in 23 angezeigt wird. Wenn die aktuelle Abweichung höher als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S149 fortgefahren. In Schritt S149 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung „HI anormal“ ist. Hier zeigt „HI anormal“ an, dass die aktuelle Abweichung einen anormalen Wert hat, und zeigt insbesondere an, dass die aktuelle Abweichung höher als der normale Wert ist. Nach Schritt S149 wird die in 25 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet und der Vorgang kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
Wenn in Schritt S148 festgestellt wird, dass die aktuelle Abweichung gleich oder kleiner als der Schwellenwert ist, wird mit Schritt S150 fortgefahren. In Schritt S150 wird festgestellt, dass die aktuelle Abweichung einen normalen Wert hat. Nach Schritt S150 wird die in 25 gezeigte Verarbeitungssequenz beendet, und die Operation kehrt zur Verarbeitung von 11 zurück.
In Schritt S26 von 11, wie oben beschrieben, stellt der Fehlerdetektor 33 für jeden der jeweiligen Parameter, bestehend aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung, individuell Schwellenwerte ein. Durch den Vergleich jedes Parameters mit dem so eingestellten Schwellenwert wird entschieden, ob der Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat. Wenn die Verarbeitung von Schritt S26 abgeschlossen ist, ist somit ein Zustand erreicht, in dem für jeden der Parameter, d.h. die High-Side-Spannung usw., bestimmt wurde, ob der Parameter einen normalen oder einen anormalen Wert hat.
In Schritt S27, der auf Schritt S26 folgt, wird auf der Grundlage der jeweiligen oben beschriebenen Beurteilungsergebnisse eine Entscheidung darüber getroffen, ob ein Fehler in irgendeiner der Verdrahtungsleitungen vorliegt, wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 eingeschaltet ist. Die Beurteilungsmethode wird unter Bezugnahme auf 26 beschrieben.
Im unteren Teil von 26, d.h. dem Abschnitt, der mit „bei eingeschalteter Heizung“ bezeichnet ist, sind die Beziehungen zwischen den für jeden der Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnissen und dem Modus eines zu diesem Zeitpunkt aufgetretenen Fehlers für den Zustand, in dem die Heizung 40 eingeschaltet ist, dargestellt.
26 zeigt, dass z.B. beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 die Sense-Spannung anormal wird, die High-Side-Spannung anormal wird, die Low-Side-Spannung anormal wird, und die anderen Parameter normale Werte haben. Mit anderen Worten: Wenn die Sense-Spannung LO anormal, die High-Side-Spannung LO anormal, die Low-Side-Spannung LO anormal ist und die anderen Parameter normale Werte haben, kann beurteilt werden, dass ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist. Auf diese Weise ist es möglich, auf der Grundlage der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse sowohl den Modus eines aufgetretenen Fehlers als auch die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, zu identifizieren.
In Schritt S27 von 11 werden der Modus eines aufgetretenen Fehlers und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, in Übereinstimmung mit der Kombination der Beurteilungsergebnisse identifiziert, die in Schritt S26 erhalten wurden, d.h. der Kombination der Beurteilungsergebnisse, die für jeden der Parameter hinsichtlich der Frage, ob der Wert des Parameters normal oder anormal ist, erhalten wurden.
Wie in 26 gezeigt, besteht bei eingeschalteter Leistungsversorgung der Heizung 40 eine Eins-zu-Eins-Entsprechung zwischen der Kombination der für die jeweiligen Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse und dem Modus und dem Ort eines Fehlers. Vergleicht man daher die Beurteilungsergebnisse für jeden der Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung, der Low-Side-Spannung, dem High-Side-Strom, dem Low-Side-Strom und der Stromabweichung bestehen, mit 26, so kann sowohl die Art als auch der Ort des Auftretens eines Fehlers identifiziert werden. Es ist jedoch auch möglich, einen Fehler zu erkennen, indem man nur einen Teil der Beurteilungsergebnisse mit 26 vergleicht, anstatt alle Beurteilungsergebnisse zu vergleichen. Ein solches Fehlererkennungsverfahren wird im Folgenden beschrieben.
Man kann sich den Fall vorstellen, dass die Steuervorrichtung 10 nicht den Sense-Spannungserfasser 23 enthält, und dass die Beurteilung des Schrittes S26 von 11 nur für die High-Side-Spannung, die Low-Side-Spannung, den High-Side-Strom, den Low-Side-Strom und die Stromabweichung durchgeführt wird. In diesem Fall stimmt die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 erzielt wird, vollständig mit der Kombination der Beurteilungsergebnisse überein, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 erzielt wird. Daher kann in einem solchen Fall zwar festgestellt werden, dass ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist, aber es ist nicht möglich, festzustellen, welche der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 den Fehler eines offenen Stromkreises aufweist.
Die Steuervorrichtung 10 der vorliegenden Ausführungsform enthält jedoch den Sense-Spannungserfasser 23, und die Fehlererkennung wird auf der Grundlage von Ergebnissen durchgeführt, die das in Bezug auf den erfassten Wert der Sensorspannung erhaltene Beurteilungsergebnis enthalten. Folglich sind die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 und die Kombination der Beurteilungsergebnisse, die beim Auftreten eines Fehlers eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 erzielt werden, jeweils unterschiedlich, so dass es möglich ist, diejenige dieser Verdrahtungsleitungen zu bestimmen, in der der Fehler aufgetreten ist.
Es wird ein Beispiel für eine Methode zur Erkennung eines Fehlers beschrieben, bei der nur ein Teil der Beurteilungsergebnisse mit 26 verglichen wird, anstatt der Beurteilungsergebnisse für die gesamte High-Side-Spannung usw. Die in 27 dargestellte Verarbeitungssequenz wird ausgeführt, um zu beurteilen, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wenn die Leistungsversorgung der Heizung 40 ausgeschaltet ist. Diese Verarbeitung erfolgt z.B. im Anschluss an die Verarbeitung von Schritt S23 in 11.
Im ersten Schritt S161 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung anormal LO ist. Wenn die High-Side-Spannung anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S162 fortgesetzt. In Schritt S162 wird entschieden, ob die Sense-Spannung LO anormal 1 ist. Wenn die Sense-Spannung LO anormal 1 ist, geht der Betrieb zu Schritt S163 über. In Schritt S163 wird eine Entscheidung getroffen, ob die Low-Side-Spannung anormal ist. Wenn die Low-Side-Spannung anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S164 fortgesetzt. In Schritt S164 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss gegen Erde aufgetreten ist.
Wenn in Schritt S161 festgestellt wird, dass die High-Side-Spannung nicht LO-anormal ist, dass die Sense-Spannung in Schritt S162 nicht LO-anormal 1 ist und dass die Low-Side-Spannung in Schritt S163 nicht LO-anormal ist, wird mit Schritt S165 fortgefahren. In Schritt S165 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 kein Erdschluss bzw. Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist.
Auf diese Weise ermöglicht die in 27 dargestellte Verarbeitung eine Beurteilung, ob in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist, wobei die Beurteilung in Übereinstimmung mit den erhaltenen Beurteilungsergebnissen bezüglich dreier Parameter, bestehend aus der High-Side-Spannung, der Sense-Spannung und der Low-Side-Spannung, erfolgt. Dadurch kann beispielsweise die Verarbeitung eines zur Fehlererkennung ausgeführten Programms vereinfacht werden, da die Erkennung nicht auf den Beurteilungsergebnissen basieren muss, die für jeden der Parameter High-Side-Spannung, Sense-Spannung, Low-Side-Spannung, High-Side-Strom, Low-Side-Strom und Stromabweichung erhalten werden.
Eine Methode zur Beurteilung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wurde hier beschrieben. Es wäre jedoch ebenso möglich, andere Fehlerarten auf der Grundlage der für bestimmte Parameter erhaltenen Beurteilungsergebnisse zu bestimmen. Die Arten und die Anzahl der Parameter, die bei der Beurteilung verwendet werden, können je nach Art des zu bestimmenden Fehlers entsprechend eingestellt werden. 28 zeigt ein Beispiel für eine Methode zur Bestimmung der jeweiligen Fehler, dargestellt als Logikschaltplan.
Zum Beispiel zeigt der oberste Teil des Diagramms mit der Bezeichnung „Fehler eines offenen Stromkreises bei der High-Side-Verdrahtungsleitung“, dass bei ausgeschalteter Leistungsversorgung der Heizung 40 festgestellt wird, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist, wenn die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat, die Sense-Spannung anormal LO 1 geworden ist, die Low-Side-Spannung anormal LO geworden ist und der High-Side-Strom einen normalen Wert hat. Außerdem wird bei eingeschalteter Leistungsversorgung der Heizung 40 festgestellt, dass ein Fehler eines offenen Stromkreises in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wenn die High-Side-Spannung einen normalen Wert hat, die Sense-Spannung anormal geworden ist, die Low-Side-Spannung einen normalen Wert hat, der High-Side-Strom anormal geworden ist und der Low-Side-Strom anormal geworden ist. Auf diese Weise kann entsprechend der Kombination der jeweiligen Beurteilungsergebnisse für vier oder fünf Parameter festgestellt werden, ob in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Fehler eines offenen Stromkreises aufgetreten ist. Der Teil, der das ausgegebene Bestimmungsergebnis ausdrückt, ist mit „R1“ gekennzeichnet.
In ähnlicher Weise wird der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, als „R2“ bezeichnet, und der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, als „R3“ bezeichnet,
Zusätzlich wird der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, mit „R4“, der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, mit „R5“ und der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der Sense-Verdrahtungsleitung 221 aufgetreten ist, mit „R6“ bezeichnet.
Darüber hinaus wird der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Fehler eines offenen Stromkreises in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, mit „R7“, der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, mit „R8“ und der Teil, der das Ergebnis der Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist, mit „R9“ bezeichnet.
Mit Hilfe von R1 bis R9 kann festgestellt werden, welcher von einem Fehler eines offenen Stromkreises der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Kurzschluss zur Erdung der High-Side-Verdrahtungsleitung 211, einem Fehler eines offenen Stromkreises der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Kurzschluss zur Erdung der Sense-Verdrahtungsleitung 221, einem Fehler eines offenen Stromkreises der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231, einem Kurzschluss zur Leistungsversorgung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 und einem Kurzschluss zur Erdung der Low-Side-Verdrahtungsleitung 231 aufgetreten ist. In 28 ist die Bezeichnung „R0“ an einem Teil angebracht, der ein ausgegebenes Bestimmungsergebnis ausdrückt, das angibt, ob die gesamte die Steuervorrichtung 10 normal ist. Wenn ein Bestimmungsergebnis, das das Auftreten eines Fehlers anzeigt, als eines von R1 bis R9 ausgegeben wird, dann wird ein Bestimmungsergebnis, das einen Fehler anzeigt, als R0 ausgegeben.
Das Verfahren bzw. die Methode zur Auswahl der für die Fehlererkennung verwendeten Parameter ist nicht auf die in den Figuren gezeigten 27 und 28 Beispiele beschränkt. Die in 29 gezeigte Verarbeitungssequenz ist ein weiteres Beispiel für die Verarbeitung, die zur Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, durchgeführt wird, wenn die Stromzufuhr zur Heizung 40 ausgeschaltet ist. Diese Verarbeitung kann anstelle der in 27 gezeigten Verarbeitungssequenz ausgeführt werden.
Im ersten Schritt SL171 der Verarbeitung wird eine Entscheidung getroffen, ob die High-Side-Spannung anormal LO ist. Wenn die High-Side-Spannung anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S172 fortgesetzt. In Schritt S172 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 ein Kurzschluss gegen Erde aufgetreten ist.
Wenn in Schritt S171 festgestellt wird, dass die Spannung auf der High-Side-Spannungsseite nicht anormal ist, wird der Betrieb mit Schritt S174 fortgesetzt. In Schritt S173 wird festgestellt, dass in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 kein Erdschluss bzw. Kurzschluss zur Erdung aufgetreten ist.
Wie oben beschrieben, kann mit der in 29 dargestellten Verarbeitung eine Feststellung, ob ein Kurzschluss zur Erdung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, in Übereinstimmung mit den Beurteilungsergebnissen getroffen werden, die nur für einen einzigen Parameter, nämlich die High-Side-Spannung, erhalten wurden. Durch die Reduzierung der Anzahl der für die Bestimmung verwendeten Parameter kann die Verarbeitung des Programms zur Erkennung eines Fehlers weiter vereinfacht werden.
Ein Beispiel für eine Methode zur Bestimmung, ob ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung in der High-Side-Verdrahtungsleitung 211 aufgetreten ist, wurde hier beschrieben. Es können jedoch auch andere Fehlerarten durch andere Methoden als die in 28 gezeigten bestimmt werden. 30 zeigt ein weiteres Beispiel für eine Methode zur Bestimmung der jeweiligen Fehler, ausgedrückt in einem logischen Schaltplan. Da die Notationsmethode die gleiche ist wie in 28, wird auf eine detaillierte Beschreibung verzichtet.
Die in 28 und 30 gezeigten Beurteilungsverfahren sind Beispiele für Verfahren, bei denen die Fehlererkennung ohne Verwendung der Ergebnisse der Beurteilung der aktuellen Abweichung durchgeführt wird. Es versteht sich jedoch von selbst, dass es ebenso möglich ist, eine Fehlererkennung durchzuführen, indem auch die Ergebnisse der Beurteilung der aktuellen Abweichung verwendet werden. Die Vorteile der Verwendung der Ergebnisse der Beurteilung der Stromabweichung bei der Durchführung der Fehlererkennung sind die gleichen wie die für die erste Ausführungsform beschriebenen.
Wie oben beschrieben, kann selbst dann, wenn die Steuervorrichtung 10 als Low-Side-Antriebsart eines Steuergerätes konfiguriert ist, die Fehlererkennung mit der gleichen Methode wie bei der ersten Ausführungsform durchgeführt werden, und es können die gleichen Effekte wie bei der ersten Ausführungsform erzielt werden.
Auch bei der vorliegenden Ausführungsform können die Schwellenwerte in der gleichen Weise geändert werden, wie sie in 19 beschrieben wurden. Darüber hinaus kann, wie bereits in 20 beschrieben, der High-Side-Schalter 27 oder der Low-Side-Schalter 28 im Fehlerfall abgeschaltet werden.
Die Ausführungsform wurde oben anhand konkreter Beispiele beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist jedoch nicht auf diese spezifischen Beispiele beschränkt. Formen dieser Beispiele, die von Fachleuten mit entsprechenden Konstruktionsänderungen versehen wurden, sind ebenfalls im Anwendungsbereich der vorliegenden Erfindung enthalten, wenn sie Merkmale der vorliegenden Erfindung enthalten. Die in jedem der oben beschriebenen spezifischen Beispiele enthaltenen Elemente sowie deren Anordnung, Bedingungen oder Zustände, Form usw. sind nicht auf die abgebildeten Elemente beschränkt und können gegebenenfalls geändert werden. Die in jedem der oben beschriebenen spezifischen Beispiele enthaltenen Elemente können angemessen kombiniert werden, solange kein technischer Widerspruch auftritt.
Die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Steuervorrichtung und das Steuerverfahren umfassen eine oder mehrere dedizierte Einheiten, die durch die Verwendung eines oder mehrerer dedizierter Computer realisiert werden können, die durch Prozessoren und einen Speicher konfiguriert und so programmiert sind, dass sie eine oder mehrere Funktionen ausführen, die durch ein Computerprogramm verkörpert werden. Es wäre ebenso möglich, dass die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Steuervorrichtung und das Steuerungsverfahren durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der mit einem Prozessor konfiguriert ist, der eine oder mehrere dedizierte Hardware-Logikschaltungen enthält. Es wäre ebenso möglich, dass die in der vorliegenden Erfindung beschriebene Steuervorrichtung und das Steuerverfahren durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, die mit einer Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher, der zur Ausführung einer oder mehrerer Funktionen programmiert ist, und einem Prozessor mit einer oder mehreren Hardware-Logikschaltungen konfiguriert sind. Das Computerprogramm kann in einem computerlesbaren, nicht übergangsweise greifbaren Aufzeichnungsmedium als vom Computer auszuführende Befehle gespeichert werden. Die dedizierten Hardware-Logikschaltungen und die Hardware-Logikschaltungen können durch digitale Schaltungen, die eine Vielzahl von Logikschaltungen enthalten, oder durch analoge Schaltungen realisiert werden.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 214975 [0004, 0007, 0008, 0009, 0012]

Claims

Steuervorrichtung (10) für eine Heizung (40), umfassend das Folgende: eine High-Side-Verdrahtungsleitung (211), die eine zwischen der Heizung und einer Leistungsversorgung (50) angeschlossene Verdrahtungsleitung ist, eine Low-Side-Verdrahtungsleitung (231), die eine zwischen der Heizung und einem geerdeten Teil (29) angeschlossene Verdrahtungsleitung ist, eine Sense-Verdrahtungsleitung (221), bei der es sich um eine Verdrahtungsleitung handelt, die mit einem wärmeerzeugenden Teil der Heizung (410) verbunden ist, einen High-Side-Spannungserfasser (22) zum Erfassen einer High-Side-Spannung, die der Spannung der High-Side-Verdrahtungsleitung entspricht, einen Low-Side-Spannungserfasser (24) zum Erfassen einer Low-Side-Spannung, die der Spannung der Low-Side-Verdrahtungsleitung entspricht, einen Sense-Spannungserfasser (23) zum Erfassen einer Erfassungsspannung, die der Spannung der Sense-Verdrahtungsleitung entspricht, einen High-Side-Stromerfasser (25) zum Erfassen eines High-Side-Stroms, also eines Stroms, der von der Leistungsversorgung zur High-Side-Verdrahtungsleitung fließt, einen Low-Side-Stromerfasser (26) zum Erfassen eines Low-Side-Stromes, der ein Strom ist, der von der Low-Side-Verdrahtungsleitung zum geerdeten Teil fließt, und einen Fehlerdetektor (33) zum Erkennen eines Fehlers in einer der an die Heizung angeschlossenen Verdrahtungsleitungen; wobei der Fehlerdetektor so konfiguriert ist, dass er einen Modus eines aufgetretenen Fehlers und eine Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifiziert.
Steuervorrichtung nach Anspruch 1, wobei der Fehlerdetektor so konfiguriert ist, dass: für jeden der jeweiligen Parameter, die aus der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, dem High-Side-Strom und dem Low-Side-Strom bestehen, der Fehlerdetektor auf der Grundlage des Vergleichs der Parameter mit individuell eingestellten Schwellenwerten bestimmt, ob der Parameter einen normalen Wert oder einen anormalen Wert hat; und der Fehlerdetektor einen Modus eines aufgetretenen Fehlers und eine Stelle identifiziert, an der der Fehler aufgetreten ist, wobei die Identifizierung von der Kombination der Beurteilungsergebnisse hinsichtlich eines normalen oder eines anormalen Wertes abhängt, die für die jeweiligen Parameter erhalten wurden.
Steuervorrichtung nach Anspruch 2, bei dem der Fehlerdetektor die für die jeweiligen Parameter eingestellten Schwellenwerte verändert, wobei die Änderung von der Spannung der Leistungsversorgung abhängt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die vom Fehlerdetektor identifizierten Fehlerarten in einer Verdrahtungsleitung wie folgt erfasst sind: ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung, der ein Zustand ist, bei dem die betreffende Verdrahtungsleitung mit dem Potenzial der Leistungsversorgung kurzgeschlossen ist, ein Kurzschluss zur Erdung, der ein Zustand ist, bei dem die betreffende Verdrahtungsleitung mit dem Potenzial des geerdeten Teils kurzgeschlossen ist, und ein Fehler eines offenen Stromkreises, der ein Zustand ist, bei dem die betreffende Verdrahtungsleitung unterbrochen ist.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, die ferner einen Schalter (27, 28) zur Ausführung der Umschaltung Öffnen/Schließen eines Pfades zur Leistungsversorgung der Heizung umfasst, und wobei der Fehlerdetektor so konfiguriert ist, dass er den Modus eines aufgetretenen Fehlers und die Stelle, an der der Fehler aufgetreten ist, auf der Grundlage der High-Side-Spannung, der Low-Side-Spannung, der Sense-Spannung, des High-Side-Stroms und des Low-Side-Stroms identifiziert, während der Schalter entweder in einem offenen Zustand oder in einem geschlossenen Zustand unverändert bleibt.
Steuervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, die ferner einen Unterbrecher (34) zur Ausführung einer Verarbeitung zur Unterbrechung der Versorgung der Heizung mit elektrischer Energie aufweist, wenn ein Fehler durch den Fehlerdetektor festgestellt wird.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein High-Side-Schalter (27) zwischen der Leistungsversorgung und der High-Side-Verdrahtungsleitung vorgesehen ist, und wenn der Fehlerdetektor feststellt, dass ein Kurzschluss gegen Erde aufgetreten ist, wobei eine der jeweils mit der Heizung verbundenen Verdrahtungsleitungen mit dem Potenzial des geerdeten Teils kurzgeschlossen ist, schaltet der Unterbrecher den High-Side-Schalter in den offenen Zustand.
Steuervorrichtung nach Anspruch 6, wobei ein Low-Side-Schalter (28) zwischen der Low-Side-Verdrahtungsleitung und dem geerdeten Teil vorgesehen ist, und wenn der Fehlerdetektor feststellt, dass ein Kurzschluss zur Leistungsversorgung aufgetreten ist, bei dem eine der jeweils mit der Heizung verbundenen Verdrahtungsleitungen mit dem Potenzial der Leistungsversorgung kurzgeschlossen ist, der Unterbrecher den Low-Side-Schalter in den offenen Zustand schaltet.