DE112017000230T5

DE112017000230T5 - Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last und Fahrzeugsteuersystem

Info

Publication number: DE112017000230T5
Application number: DE112017000230.3T
Authority: DE
Inventors: Kentarou JYUMONJI
Original assignee: Hitachi Automotive Systems Ltd
Current assignee: Hitachi Astemo Ltd
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2017-01-10
Publication date: 2018-10-04
Anticipated expiration: 2037-01-11
Also published as: WO2017130669A1; CN108292920A; US20190036325A1; JPWO2017130669A1; DE112017000230B4; US10770886B2; CN108292920B; JP6625668B2

Abstract

Es wird eine Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last geschaffen, die eine Fehlerdiagnose eines Relais häufiger durchführen kann.
Die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last gemäß der vorliegenden Erfindung unterbricht das Relais, während eine elektromagnetische Induktionslast einer Steuerung unterliegt, und diagnostiziert das Relais auf der Grundlage einer Stoßspannung, die bei der Unterbrechung auftritt.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Technik zum Steuern einer elektromagnetischen Last.
Hintergrundgebiet
Herkömmlicherweise enthält eine Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last, die eine elektromagnetische Induktionslast ansteuert, ein Schaltelement (z. B. ein Relaiselement), das einen Aktivierungsstrom unterbricht, der der elektromagnetischen Induktionslast zugeführt wird. Ein Fehler eines Relais bewirkt, dass die Laststeuerung nicht normal fortfahren kann, und somit führt die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last üblicherweise eine Fehlerdiagnose an dem Relais durch.
PTL 1 offenbart die folgende Technik zum „Ermöglichen, dass in einer Ansteuervorrichtung für eine induktive Last, die zwei Schaltelemente enthält, die auf einem Aktivierungsweg in Reihe vorgesehen sind, ein Einschaltfehler jedes Schaltelements selbst während der Aktivierungssteuerung detektiert wird.“ „Bei einer Aktivierungs-Null-Steuerung, bei der ein Zielstrom während der normalen Steuerung null ist (S140: Nein) mit einer Konfiguration, die einen Nutzleistungsansteuertransistor T10, der auf der stromaufseitigen Seite eines linearen Elektromagneten vorgesehen ist, und einen Ausfallsicherheitstransistor 20, der auf der stromabseitigen Seite des linearen Elektromagneten vorgesehen ist, enthält, setzt der Nutzleistungsansteuertransistor T10 die Nutzleistungsansteuerung in einer beliebigen Impulsperiode fort, und der Ausfallsicherheitstransistor T20 schaltet aus, um zu bewirken, dass die Aktivierung null wird (S260), anstatt zu bewirken, dass die Impulsperiode des Nutzleistungsansteuertransistors T10 null wird, um zu bewirken, dass die Aktivierung null wird. Wenn ein Aktivierungsstrom zu diesem Zeitpunkt nicht null ist, wird bestimmt, dass der Ausfallsicherheitstransistor T20 einen Einschaltfehler aufweist (S300) (siehe Zusammenfassung).“
Entgegenhaltungsliste
Patentliteratur
PTL 1: JP 2004-201410 A
Zusammenfassung der Erfindung
Technische Problemstellung
Um zu verhindern, dass in der herkömmlichen Technik in PTL 1 bei der Steuerungsgenauigkeit des Aktivierungsstroms, der einer Last zugeführt wird, eine Beeinflussung auftritt, wird eine Fehlerdiagnose unter einer eingeschränkten Bedingung durchgeführt, wie etwa unmittelbar nach dem Schalten des Aktivierungswegs auf die Last oder einem Zeitraum, währenddessen die Last inaktiv ist. Wenn der Zeitraum der Durchführung der Fehlerdiagnose auf diese Weise eingeschränkt ist, nimmt die Anzahl der Wiederholungen der Durchführung der Fehlerdiagnose dementsprechend ab, und somit kann die Häufigkeit des Detektierens eines Fehlers eines Relais abnehmen.
Die vorliegende Erfindung wurde in Anbetracht der Problemstellung gemacht, und eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist, eine Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last zu schaffen, die eine Fehlerdiagnose eines Relais häufiger durchführen kann.
Lösung der Problemstellung
Die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last gemäß der vorliegenden Erfindung unterbricht das Relais, während eine elektromagnetische Induktionslast einer Steuerung unterliegt, und diagnostiziert das Relais auf der Grundlage davon, dass bei der Unterbrechung eine Stoßspannung auftritt.
Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
Die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last gemäß der vorliegenden Erfindung kann die Fehlerdiagnose an dem Relais durchführen, wobei eine Beeinflussung der Ansteuergenauigkeit der elektromagnetischen Induktionslast unterbunden wird.
Figurenliste

1 ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs, das mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 11 gemäß einer ersten Ausführungsform ausgerüstet ist.
2 ist ein Schaltungsdiagramm der ECU 11.
3 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der die ECU 11 eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
4 ist ein Zeitdiagramm der Beziehung zwischen einem Zielstrom und einem tatsächlichen Strom.
5 ist eine Grafik, die beispielhaft eine Kennlinie zeigt, die die Entsprechung zwischen einem Aktivierungsstrom 32 und einer zulässigen Unterbrechungszeit angibt.
6 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
7 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform.
8 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der die ECU 11 eine Fehlerdiagnose eines Energiequellenrelais 22 durchführt.
9 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 eine Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
10 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU 11 gemäß einer dritten Ausführungsform eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
11 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
12 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU 11 gemäß einer vierten Ausführungsform eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
13 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
14 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU 11 gemäß einer fünften Ausführungsform eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
15 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
16 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer sechsten Ausführungsform.
17 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer siebten Ausführungsform.
18 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.
19 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem eine ECU 11 gemäß einer achten Ausführungsform eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt.

Beschreibung der Ausführungsformen
<Erste Ausführungsform: Konfiguration der Vorrichtung>
1 ist ein schematisches Diagramm der Konfiguration eines Automatikgetriebes eines Fahrzeugs, das mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 11 gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgerüstet ist. Eine Drehungsausgangsausgabe von einer Kraftmaschine 1 wird in ein Getriebe 2 eingegeben. Das Getriebe 2 verlangsamt den Drehungsausgang, um den Drehungsausgang an ein Antriebsrad 3 auszugeben. Ein Hydraulikkreis 5 steuert die Getriebeübersetzung des Getriebes 2. Eine Hydraulikpumpe 4 erzeugt einen hydraulischen Druck, um zu ermöglichen, dass der Hydraulikkreis 5 arbeitet. Eine elektromagnetische Induktionslast (ein Elektromagnet) 14 schaltet den Hydraulikkreis 5. Die elektronische Steuereinheit (ECU) 11 gibt einen Laststrom 33 zum Ansteuern der elektromagnetischen Induktionslast 14 aus.
2 ist ein Schaltungsdiagramm der ECU 11. Die ECU 11 enthält einen Mikrocomputer 21, ein Energiequellenrelais 22, eine Spannungsdetektionseinheit 23, eine Lastansteuerschaltung 25, einen Kondensator 24 und eine Unterbrechungsschaltung 60.
Das Energiequellenrelais 22 ist mit der stromabseitigen Seite einer Fahrzeugbatterie 13 verbunden. Der Kondensator 24 zum Glätten der Spannung und die Lastansteuerschaltung 25 sind auf der stromabseitigen Seite des Energiequellenrelais 22 parallel zueinander geschaltet. Die Spannungsdetektionseinheit 23 ist mit der stromaufseitigen Seite und der stromabseitigen Seite des Energiequellenrelais 22 verbunden und überwacht die Eingangsspannung und die Ausgangsspannung des Energiequellenrelais 22, um ein Ergebnis der Überwachung an den Mikrocomputer 21 auszugeben. Das Ergebnis der Überwachung, das in den Mikrocomputer 21 eingegeben werden soll, enthält eine Eingangsspannung 42 und eine Ausgangsspannung 43. Ein Schalter 12 ist mit der stromabseitigen Seite der Fahrzeugbatterie 13 verbunden und wird beim Starten und beim Anhalten der ECU 11 eingeschaltet bzw. ausgeschaltet.
Das Energiequellenrelais 22 wird mit einem Relaisansteuersignal 37 derart angesteuert, dass es einer Schaltung, die auf der stromabseitigen Seite des Energiequellenrelais 22 angeordnet ist, eine Energiequellenspannung (eine Spannung, die durch die Fahrzeugbatterie 13 zugeführt wird) zuführt oder diese unterbricht. Wenn das Energiequellenrelais 22 eingeschaltet ist (Aktivierung), sind die Eingangsspannung 42 und die Ausgangsspannung 43 des Energiequellenrelais 22 miteinander identisch. Wenn das Energiequellenrelais 22 ausgeschaltet ist (Unterbrechung), weisen die Eingangsspannung 42 und die Ausgangsspannung 43 des Energiequellenrelais 22 jeweils verschiedene Werte auf.
Die Lastansteuerschaltung 25 steuert eine Ansteuerspannung zum Ansteuern der elektromagnetischen Induktionslast 14 und einen Aktivierungsstrom 32, der in der elektromagnetischen Induktionslast 14 fließt. Die Lastansteuerschaltung 25 enthält eine integrierte Ansteuerschaltung (IC) 26, eine Freilaufdiode 27, einen Stromdetektionswiderstand 28 und eine Stromdetektionseinheit 29. Die integrierte Ansteuerschaltung 26 steuert ein Schaltelement in Übereinstimmung mit einem Ansteuersignal 36 (z. B. Impulsbreitenmodulationssteuerung), um die Wellenform des Aktivierungsstroms 32 zu steuern, und gibt daraufhin den gesteuerten Aktivierungsstrom 32 an die elektromagnetische Induktionslast 14 aus. Die Stromdetektionseinheit 29 detektiert den tatsächlichen Laststrom 33 mit dem Stromdetektionswiderstand 28, um ein Ergebnis der Detektion als ein tatsächliches Stromsignal 38 an den Mikrocomputer 21 auszugeben.
Der Mikrocomputer 21 berechnet die Differenz zwischen einem Zielstrom und dem tatsächlichen Stromsignal 28, das von der Stromdetektionseinheit 29 empfangen wird, und bestimmt anschließend die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 zum Betreiben der integrierten Ansteuerschaltung 26 auf der Grundlage der Differenz, um die integrierte Ansteuerschaltung 26 zu betreiben. Wenn die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 hoch ist, steigt der Aktivierungsstrom 32 an. Wenn die Nutzleistung niedrig ist, nimmt der Aktivierungsstrom 32 ab. Der Laststrom 33 enthält den Aktivierungsstrom 32, der von der integrierten Ansteuerschaltung 26 ausgegeben wird, und einen Freilaufstrom 35, der von der Freilaufdiode 27 ausgegeben wird. Der Aktivierungsstrom 32 fließt lediglich, während sich die integrierte Ansteuerschaltung 26 in Betrieb befindet, und fließt nicht, während sich die integrierte Ansteuerschaltung 26 außer Betrieb befindet. Der Freilaufstrom 35 fließt lediglich während eines Zeitraumes außer Betrieb nach dem Übergang der integrierten Ansteuerschaltung 26 aus dem Zustand in Betrieb in den Zustand außer Betrieb.
Die Unterbrechungsschaltung 60 enthält ein Stromunterbrechungsrelais 61 und eine Spannungsdetektionseinheit 62. Das Stromunterbrechungsrelais 61 ist ein Schaltelement zum Unterbrechen des Aktivierungsstroms 32 der elektromagnetischen Induktionslast 14. Die Spannungsdetektionseinheit 62 überwacht eine Eingangsspannung 64 des Stromunterbrechungsrelais 61. Das Stromunterbrechungsrelais 61 wird mit einem Stromunterbrechungssignal 63 gesteuert. Wenn sich die Lastansteuerschaltung 25 im Aktivierungszustand befindet und das Stromunterbrechungsrelais 61 sich im Aktivierungszustand befindet, ist die Eingangsspannung 64 identisch mit einer Masse. Wenn sich die Lastansteuerschaltung 25 im Aktivierungszustand befindet und das Stromunterbrechungsrelais 61 sich im Unterbrechungszustand befindet, versucht der Laststrom weiterzufließen, und eine elektromotorische Gegenspannung (Stoßspannung) tritt stromaufseitig des Stromunterbrechungsrelais 61 auf, derart, dass die Eingangsspannung 64 näherungsweise die Energiequellenspannung oder mehr erreicht. Ein Spannungsbegrenzungselement 65, das die elektromotorische Gegenspannung begrenzt, ist parallel zum Stromunterbrechungsrelais 61 geschaltet. Das Spannungsbegrenzungselement 65 kann in dem Stromunterbrechungsrelais 61 eingebaut sein oder kann unabhängig vom Stromunterbrechungsrelais 61 vorliegen. Das Spannungsbegrenzungselement 65 verhindert, dass an das Stromunterbrechungsrelais 61 eine übermäßige Spannung angelegt wird.
<Erste Ausführungsform: Betrieb der Vorrichtung>
3 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der die ECU 11 eine Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Jeder Schritt aus 3 wird unten beschrieben.
(3: Schritt S100) Nach dem Starten führt der Mikrocomputer 21 auf dem Mikrocomputer 21 selbst oder auf einer peripheren Schaltung davon eine Selbstfehlerdiagnose durch und wechselt in einen Modus der normalen Steuerung, wenn geprüft ist, dass die ECU 11 bereit ist, die Last korrekt zu steuern. Während der normalen Steuerung wird der vorliegende Ablaufplan auf der Grundlage von diversen Arten von Informationen, die in den Mikrocomputer 21 eingegeben werden, wiederholt durchgeführt, um den Laststrom 33 zu steuern.
(Fig. 3: Schritt S110)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob ein Relaisdiagnosekennzeichen eingeschaltet ist. Wenn das Relaisdiagnosekennzeichen eingeschaltet ist, wird die Verarbeitung von Schritt S120 bis Schritt S170 durchgeführt. Wenn das Relaisdiagnosekennzeichen ausgeschaltet ist, wird die Verarbeitung von Schritt S210 bis Schritt S270 durchgeführt. Die Verarbeitung von Schritt S210 bis Schritt S270 ist eine Vorverarbeitung, die vor der Relaisfehlerdiagnose durchzuführen ist. Die Verarbeitung von Schritt S120 bis Schritt S170 ist die Fehlerdiagnoseverarbeitung. Für die Zweckmäßigkeit der Beschreibungen werden die Schritte S210 bis S270 unten zuerst beschrieben.
(Fig. 3: Schritte S210 und S220)
Der Mikrocomputer 21 misst den Laststrom 33 (S210). Der Mikrocomputer 21 berechnet die zulässige Unterbrechungszeit des Stromunterbrechungsrelais 61 (S220). Die zulässige Unterbrechungszeit des Stromunterbrechungsrelais 61 ist eine Zeit, während der zugelassen wird, dass die Schwankung des Aktivierungsstroms 32, der in der elektromagnetischen Induktionslast 14 fließt, innerhalb eines zulässigen Bereichs liegt, während das Stromunterbrechungsrelais 61 unterbrochen wird. Ein spezifisches Beispiel wird mit 4 und 5 beschrieben, die später zu beschreiben sind.
(Fig. 3: Schritt S230)
Der Mikrocomputer 21 stellt auf der Grundlage der zulässigen Unterbrechungszeit, die in Schritt S220 berechnet wird, eine tatsächliche Unterbrechungszeit des Stromunterbrechungsrelais 61 (Relaisunterbrechungszeit) ein. Die Relaisunterbrechungszeit ist kürzer als die zulässige Unterbrechungszeit. Dies ist so, weil der Aktivierungsstrom 32 deutlich vom Zielstrom abweicht und die Steuerungsgenauigkeit des Ansteuerns der elektromagnetischen Induktionslast 14 aufgrund dessen, dass kein ausreichender Aktvierungsstrom vorhanden ist, verschlechtert wird, wenn die Relaisunterbrechungszeit länger als die zulässige Unterbrechungszeit ist.
(Fig. 3: Schritt S240)
Der Mikrocomputer 21 erfasst einen oberen und einen unteren Grenzschwellenwert zur Verwendung bei der Durchführung der Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61. Insbesondere wird ein Bereich, in den die Eingangsspannung 64 aufgrund der elektromotorischen Gegenkraft ansteigt, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 unterbrochen wird, zuvor in Übereinstimmung mit einer elektrischen Kennlinie des Spannungsbegrenzungselements 65 erfasst. Daraufhin werden der obere und der untere Grenzschwellenwert unter Berücksichtigung der Schaltungsschwankung in der Nachbarschaft des Bereichs eingestellt. Wenn z. B. angenommen wird, dass die Eingangsspannung 64 unter Berücksichtigung des Schaltungsschwankung in einem Bereich von 26 V bis 28 V liegt, ist der obere Grenzschwellenwert 28 V, und der untere Grenzschwellenwert ist 26 V.
(Fig. 3: Schritt S240: Ergänzung)
Der Anstiegsbereich der Eingangsspannung 64 aufgrund der elektromotorischen Gegenkraft wird nahezu beherrschend aufgrund der elektrischen Kennlinie des Spannungsbegrenzungselements 65 bestimmt, und somit können der obere und der untere Grenzschwellenwert, die im vorliegenden Schritt bestimmt werden, vorher feststehend bestimmt werden. Es sei erwähnt, dass der Anstiegsbereich aufgrund einer Temperaturkennlinie des Elements variieren kann. In diesem Fall wird die Temperaturkennlinie vorher z. B. in einer Datentabelle beschrieben, und anschließend ermöglicht die Erfassung einer Temperatur, die von einem getrennt vorgesehenen Temperatursensor erfasst wird, mit der Temperaturkennlinie, dass der Anstiegsbereich der Eingangsspannung 64 berechnet wird.
(Fig. 3: Schritte S250 bis S270)
Der Mikrocomputer 21 stellt das Relaisdiagnosekennzeichen auf EIN (S250). Der Mikrocomputer 21 schaltet das Stromunterbrechungsrelais 61 aus (Unterbrechung) (S260). Der Mikrocomputer 21 startet einen Unterbrechungszeit-Zeitgeber, der zum Messen einer Zeit verwendet wird, während der das Stromunterbrechungsrelais 61 unterbrochen wird (S270).
(Fig. 3: Schritt S120)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Relaisunterbrechungszeit, die in Schritt S230 eingestellt wird, von der Unterbrechung des Stromunterbrechungsrelais 61 bis zur aktuellen Zeit verstrichen ist. Der Unterbrechungszeit-Zeitgeber, der in Schritt S270 gestartet wird, misst die verstrichene Zeit. Wenn die Relaisunterbrechungszeit nicht verstrichen ist, endet der vorliegende Ablaufplan (die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 wird nicht durchgeführt). Wenn die Relaisunterbrechungszeit verstrichen ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S130 fort.
(Fig. 3: Schritte S130 und S140)
Der Mikrocomputer 21 misst die Eingangsspannung 64 (S130). Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Eingangsspannung 64 zwischen dem oberen Grenzschwellenwert und dem unteren Grenzschwellenwert liegt, die in Schritt S240 eingestellt werden (S140). Wenn die Eingangsspannung 64 zwischen dem oberen Grenzschwellenwert und dem unteren Grenzschwellenwert liegt (das Stromunterbrechungsrelais 61 ist normal), fährt die Verarbeitung zu Schritt S160 fort. Wenn die Eingangsspannung 64 nicht zwischen dem oberen Grenzschwellenwert und dem unteren Grenzschwellenwert liegt (das Stromunterbrechungsrelais 61 ist abweichend), fährt die Verarbeitung zu Schritt S150 fort.
(Fig. 3: Schritte S150 und S160)
Wenn bestimmt wird, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 abweichend ist, stellt der Mikrocomputer 21 ein Relaisfehlerkennzeichen ein (S150). Wenn bestimmt wird, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 normal ist, schaltet der Mikrocomputer 21 das Relaisdiagnosekennzeichen aus und stellt den Unterbrechungszeit-Zeitgeber zurück (S160).
(Fig. 3: Schritt S170)
Der Mikrocomputer 21 schaltet das Stromunterbrechungsrelais 61 ein und beendet anschließend den Ablaufplan aus 3.
4 ist ein Zeitdiagramm der Beziehung zwischen dem Zielstrom und einem tatsächlichen Strom. Üblicherweise steuert die integrierte Ansteuerschaltung 26 den Aktivierungsstrom 32, der in der elektromagnetischen Induktionslast 14 fließt, derart, dass er mit dem Zielstrom identisch ist. Jedoch tritt eine Differenz zwischen dem tatsächlichen Strom, der tatsächlich fließt, und dem Zielstrom auf, wie in 4 veranschaulicht ist. Der Mikrocomputer 21 steuert den Aktivierungsstrom 32 durch die integrierte Ansteuerschaltung 26 auf der Grundlage der Steuerungsgenauigkeit, die beim Steuern der elektromagnetischen Induktionslast 14 erforderlich ist, derart, dass die Differenz in dem zulässigen Bereich liegt und die Differenz gegen null konvergiert. Die Schwankung beim Abschalten des Stromunterbrechungsrelais 61 sollte innerhalb des zulässigen Bereichs liegen. Die zulässige Unterbrechungszeit, die in Schritt S220 zu berechnen ist, wird auf der Grundlage des oben Stehenden eingestellt.
5 ist eine Grafik, die beispielhaft eine Kennlinie zeigt, die die Entsprechung zwischen einem Aktivierungsstrom 32 und einer zulässigen Unterbrechungszeit angibt. Der Mikrocomputer 21 speichert Daten, die die Entsprechung beschreiben, wie z. B. in 5 veranschaulicht ist, z. B. in einer Speichervorrichtung 21a im Inneren des Mikrocomputers 21 und berechnet die zulässige Unterbrechungszeit des Stromunterbrechungsrelais 61 in Übereinstimmung mit den Daten. Wenn der Aktvierungsstrom 32 z. B. 1,0 A beträgt, entspricht die zulässige Unterbrechungszeit 0,1 % der Nutzleistung des Ansteuersignals 36. Die in 5 veranschaulichte Kennlinie kann außerdem unter Berücksichtigung der Schwankung oder der Verschlechterung des internen Elements/der internen Last der ECU 11 oder unter Berücksichtigung von experimentellen Daten bestimmt werden.
6 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Ein Zyklus des Ansteuersignals der Lastansteuerschaltung 25 reicht von Zeitpunkt t100 bis Zeitpunkt t120. Das Ansteuersignal 36 ist von Zeitpunkt t100 bis Zeitpunkt t110 eingeschaltet, und somit fließt der Aktivierungsstrom 32 in der elektromagnetischen Induktionslast 14. Das Ansteuersignal 36 ist von Zeitpunkt t110 bis Zeitpunkt t120 ausgeschaltet, und somit fließt der Freilaufstrom 35 in der elektromagnetischen Induktionslast 14. Der Mikrocomputer 21 führt die Verarbeitung von Schritt S210 bis Schritt S250 von Zeitpunkt t200 bis Zeitpunkt t210 durch. Zum Zeitpunkt t310 schaltet der Mikrocomputer 21 das Stromunterbrechungsrelais 61 aus. Die Relaisunterbrechungszeit reicht von Zeitpunkt t310 bis Zeitpunkt t320, und die Eingangsspannung 64 steigt an. Der Mikrocomputer 21 führt die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 zum Zeitpunkt t320 durch.
<Erste Ausführungsform: Wirkung>
Die ECU 11 gemäß der ersten Ausführungsform unterbricht das Stromunterbrechungsrelais 61 in dem zulässigen Bereich der Schwankung der Steuerungsgenauigkeit des Aktivierungsstroms 32 selbst in dem normalen Steuerzeitraum, währenddessen die elektromagnetische Induktionslast 14 angesteuert wird. Diese Anordnung kann eine Beeinflussung der Steuerungsgenauigkeit der Ansteuerung aufgrund der Unterbrechung unterbinden. Daher kann sich die Häufigkeit des Detektierens eines Fehlers des Stromunterbrechungsrelais 61 verbessern.
<Zweite Ausführungsform: Konfiguration der Vorrichtung>
7 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der zweiten Ausführungsform enthält die ECU 11 zwei Lastansteuerschaltungen 25. Um die zwei zu unterscheiden, sind in 7 den Lastansteuerschaltungen 25 und deren jeweiligen konstituierenden Elementen die Indizes „a“ und „b“ hinzugefügt. Die Lastansteuerschaltungen 25 und die jeweiligen konstituierenden Elemente werden unten mit den Indizes unterschieden. Die anderen konstituierenden Elemente sind gleich jenen gemäß der ersten Ausführungsform, und somit werden unten hauptsächlich die Unterschiede beschrieben.
<Zweite Ausführungsform: Betrieb der Vorrichtung>
8 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der die ECU 11 eine Fehlerdiagnose eines Energiequellenrelais 22 durchführt. Der Schritt S200 ist im Vergleich zu 3 neu hinzugefügt. Die anderen Schritte sind gleich jenen in 3.
(8: Schritt S200) Ein Mikrocomputer 21 identifiziert, ob sich die Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befinden, um zu prüfen, ob die Verarbeitung von S210 für einen Aktivierungsstrom 32 durchzuführen ist, wenn sich die Lastansteuerschaltungen 25 beide in Betrieb befinden.
(Fig. 8: Schritt S200: Ergänzung)
Wenn der vorliegende Schritt nicht durchgeführt wird, wird der Aktivierungsstrom 32 ohne das Prüfen, ob sich die Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befinden, gemessen. Somit besteht in Schritt S220 die Möglichkeit, die zulässige Unterbrechungszeit mit einem Stromwert zu berechnen, der von einem tatsächlich fließenden Strom verschieden ist. In diesem Fall besteht die Möglichkeit, fehlerhaft zu detektieren, dass ein Stromunterbrechungsrelais 61 einen Fehler aufgewiesen hat, oder es besteht eine Möglichkeit, einen Fehler des Stromunterbrechungsrelais 61 zu übersehen. Daher ist gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegende Schritt vorgesehen, um die zulässige Unterbrechungszeit in Übereinstimmung mit dem Aktivierungsstrom 32, der tatsächlich fließt, korrekt zu berechnen.
9 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Der Prozess von Zeitpunkt t100 bis Zeitpunkt t200 ist gleich jenem gemäß der ersten Ausführungsform. Von Zeitpunkt t200 bis Zeitpunkt t210 identifiziert der Mikrocomputer 21, ob sich die Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befinden; überwacht einen Laststrom jeder Lastansteuerschaltung; berechnet einen Gesamtlaststrom 33 und stellt den oberen und den unteren Grenzschwellenwert einer Eingangsspannung 64 ein. Die Zeit von Zeitpunkt t310 bis Zeitpunkt t320 ist eine Relaisunterbrechungszeit, die in Schritt S230 eingestellt wird. Der Mikrocomputer 21 führt die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 zum Zeitpunkt t320 durch.
<Zweite Ausführungsform: Wirkung>
Gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform kann die ECU 11 gemäß der zweiten Ausführungsform die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 ohne Beeinflussung der Steuerungsgenauigkeit der Ansteuerung der elektromagnetischen Induktionslasten 14 durchführen, selbst wenn sich die mehreren Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befinden.
Gemäß der zweiten Ausführungsform wurde die ECU 11 beschrieben, die die zwei Lastansteuerschaltungen 25 enthält. Jedoch wird selbst dann, wenn die ECU 11 drei Lastansteuerschaltungen 25 oder mehr enthält, eine gleichartige Wirkung erzielt. Gemäß der zweiten Ausführungsform wurde das Fehlerdiagnoseverfahren des Stromunterbrechungsrelais 61 dann, wenn sich die mehreren Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befinden, beschrieben. Jedoch kann die ECU 11, die die mehreren Lastansteuerschaltungen 25 enthält, die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 selbst dann durchführen, wenn sich eine der Lastansteuerschaltungen 25 in Betrieb befindet.
<Dritte Ausführungsform>
10 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU 11 gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Der Schritt S101 ist im Vergleich zu 3 neu hinzugefügt. Die anderen Schritte sind gleich jenen in 3. Die Konfiguration der ECU 11 ist gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform.
(Fig. 10: Schritt S101)
Ein Mikrocomputer 21 bestimmt, ob ein Zielwert eines Laststroms 33 konstant ist, und bestimmt, ob der Laststrom 33 stabilisiert worden ist. Wenn der Zielstromwert konstant ist und der Laststrom 33 stabilisiert worden ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S110 fort. Wenn der Zielstromwert nicht konstant ist oder wenn der Laststrom 33 nicht stabilisiert worden ist, springt die Verarbeitung zu Schritt S160.
Das heißt, die Fehlerdiagnose eines Energiequellenrelais 22 wird in einem Zustand, in dem der Zielstromwert nicht konstant ist, oder in einem Übergangszustand, in dem der Laststrom 33 nicht stabilisiert ist, unterbrochen.
(Fig. 10: Schritt S101: Ergänzung 1)
Der Zielwert des Laststroms 33 kann während des Betriebs geändert werden. Wenn der Zielwert geändert wird, steuert der Mikrocomputer 21 den Laststrom 33 in Richtung des Zielwertes nach der Änderung. In einem Zeitraum, währenddessen der Laststrom 33 nicht stabilisiert worden ist, unmittelbar nach der Änderung des Zielstromwertes, kann die Durchführung der Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 die folgende Fehlfunktion bewirken. Wenn der tatsächliche Laststrom 33 kleiner als ein Wert ist, der beim Berechnen einer Relaisunterbrechungszeit und des oberen und des unteren Grenzschwellenwertes von Schritt S210 bis Schritt S240 verwendet wird, ist der tatsächliche Anstiegsbetrag einer Eingangsspannung 64 kleiner als der Anstiegsbetrag der Eingangsspannung 64, der in Schritt S240 berücksichtigt wird, und somit wird fehlerhaft detektiert, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Fehler aufgewiesen hat. Wenn indes der tatsächliche Laststrom 33 größer als der Wert ist, besteht selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 innerhalb eines zulässigen Bereichs für die Steuerungsgenauigkeit eines Aktivierungsstroms 32 unterbrochen wird, eine Möglichkeit, dass die Steuerungsgenauigkeit nicht in dem zulässigen Bereich liegt. In Schritt S101 können die Fehlerfehldetektion oder die Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit vermieden werden.
(Fig. 10: Schritt S101: Ergänzung 2)
Es kann z. B. auf der Grundlage davon, ob der Laststrom 33 in einen Bereich von 95 % bis 105 % zum Zielstrom konvergiert ist, bestimmt werden, ob der Laststrom 33 stabilisiert worden ist. Die Bestimmung kann in Übereinstimmung mit jeder geeigneten Regel durchgeführt werden.
11 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Der Laststrom 33 und ein Ansteuersignal 36 weisen Sägezahnwellen bzw. Rechteckwellen auf, jedoch veranschaulicht 11 auf schematische Weise gerade Linien für die Wellen.
Der Mikrocomputer 21 schaltet das Stromunterbrechungsrelais 61 zum Zeitpunkt t310 aus, um die Fehlerdiagnose zu starten. Es wird angenommen, dass der Zielstromwert zum Zeitpunkt t311 von einem Zielwert a auf einen Zielwert b umgeschaltet wird. Der Zeitraum von Zeitpunkt t311 bis Zeitpunkt t400 entspricht einem Zustand, in dem der Zielstromwert variiert und der Laststrom 33 nicht stabilisiert ist. Der Mikrocomputer 21 unterbricht die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 in dem Zeitraum.
Der Zeitraum nach dem Zeitpunkt t400 entspricht einem Zustand, in dem der Zielstromwert konstant ist und der Laststrom 33 stabilisiert ist. Der Mikrocomputer 21 kann die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 in dem Zeitraum durchführen. Der Mikrocomputer 21 führt die Verarbeitung von Schritt S210 bis Schritt S240 von Zeitpunkt t200 bis Zeitpunkt t210 auf die gleiche Weise wie in 5 durch. Der Mikrocomputer 21 führt die Fehlerdiagnose durch, wobei in gleicher Weise wie in 5 von Zeitpunkt t310 bis Zeitpunkt t320 aufrechterhalten wird, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 ausgeschaltet ist.
<Dritte Ausführungsform: Wirkung>
Die ECU 11 gemäß der dritten Ausführungsform unterbricht die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61, während der Laststrom 33 übergangsweise variiert. Diese Anordnung kann die Fehlerfehldetektion oder die Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit der Ansteuerung einer elektromagnetischen Induktionslast 14 vermeiden. Die Konfiguration und der Betrieb gemäß der dritten Ausführungsform können z. B. auf die zweite Ausführungsform angewendet werden.
<Vierte Ausführungsform>
12 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU 11 gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Der Schritt S201 ist im Vergleich zu 3 neu hinzugefügt. Die anderen Schritte sind gleich jenen in 3. Die Konfiguration der ECU 11 ist gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform.
(Fig. 12: Schritt S201)
Ein Mikrocomputer 21 prüft, ob die Nutzleistung eines Ansteuersignals 36 selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 unterbrochen wird, keine Beeinflussung der Steuerungsgenauigkeit der Ansteuerung einer elektromagnetischen Induktionslast 14 bewirkt. Das heißt, es wird bestimmt, ob die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 zwischen einem oberen Nutzleistungsgrenzwert und einem unteren Nutzleistungsgrenzwert liegt. Wenn die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 nicht zwischen dem oberen Nutzleistungsgrenzwert und dem unteren Nutzleistungsgrenzwert liegt, endet der vorliegende Ablaufplan. Wenn die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 zwischen dem oberen Nutzleistungsgrenzwert und dem unteren Nutzleistungsgrenzwert liegt, fährt die Verarbeitung zu Schritt S210 fort. Das Hinzufügen von Schritt S201 kann ein Übersehen von Fehlern, das unten zu beschreiben ist, und eine Verschlechterung der Steuerungsgenauigkeit der Lastansteuerung vermeiden.
(Fig. 12: Schritt S201: Ergänzung 1)
Wenn ein Aktivierungsstrom 32 ausreichend klein ist, konkret, wenn die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 niedrig ist, steigt eine Eingangsspannung 64 selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 ausgeschaltet ist, nicht ausreichend an. Daher kann nicht korrekt bestimmt werden, ob der unzureichende Anstieg der Eingangsspannung 64 auf einen Kurzschlussfehler des Stromunterbrechungsrelais 61 zurückzuführen ist. Das heißt, selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Kurzschlussfehler aufgewiesen hat, kann nicht korrekt bestimmt werden, ob der Fehler aufgetreten ist, und somit besteht die Möglichkeit, den Fehler zu übersehen.
(Fig. 12: Schritt S201: Ergänzung 2)
Wenn der Aktivierungsstrom 32 ausreichend groß ist, konkret, wenn die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 hoch ist, ist eine zulässige Unterbrechungszeit des Stromunterbrechungsrelais 61 übermäßig kurz (siehe 5). Andererseits werden die Aktivierung und die Unterbrechung des Stromunterbrechungsrelais 61 mit einem Stromunterbrechungssignal 63 gesteuert, allerdings enthält das Stromunterbrechungssignal 63 einen Grad einer Verzögerung. Selbst dann, wenn das Stromunterbrechungssignal 63 in einem unterbrochenen Zustand innerhalb der Zeitverzögerung eingestellt wird, verändert sich der Zustand des Stromunterbrechungsrelais 61 nicht. Das heißt, wenn die zulässige Unterbrechungszeit übermäßig kurz ist, kann das Stromunterbrechungsrelais 61 nicht wie erwartet unterbrochen werden, und somit besteht eine Möglichkeit, dass die Eingangsspannung 64 nicht ausreichend ansteigt. In diesem Fall wird das Stromunterbrechungsrelais 61 selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 normal ist, derart fehldiagnostiziert, dass es einen Fehler aufgewiesen hat.
13 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Ein Laststrom 33 und das Ansteuersignal 36 weisen Sägezahnwellen bzw. Rechteckwellen auf, jedoch veranschaulicht 13 auf schematische Weise gerade Linien für die Wellen.
Das Ansteuersignal 36 weist vor dem Zeitpunkt t500 den unteren Nutzleistungsgrenzwert oder weniger auf, und somit führt der Mikrocomputer 21 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 in dem Zeitraum nicht aus. Das Ansteuersignal 36 weist nach dem Zeitpunkt t510 den oberen Nutzleistungsgrenzwert oder mehr auf, und somit führt der Mikrocomputer 21 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 in dem Zeitraum nicht aus. Die Nutzleistung des Ansteuersignals 36 liegt während des Zeitraums von Zeitpunkt t500 bis Zeitpunkt t510 zwischen dem oberen Nutzleistungsgrenzwert und dem unteren Nutzleistungsgrenzwert, und somit führt der Mikrocomputer 21 während des Zeitraums die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durch.
<Vierte Ausführungsform: Wirkung>
Die ECU 11 gemäß der vierten Ausführungsform kann (a) die Möglichkeit des Übersehens des Fehlers des Stromunterbrechungsrelais 61, wenn der Aktivierungsstrom 32 ausreichend klein ist, unterbinden und kann zusätzlich (b) die Möglichkeit eines fehlerhaften Detektierens, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Fehler aufgewiesen hat, wenn der Aktivierungsstrom 32 ausreichend groß ist, unterbinden. Die Konfiguration und der Betrieb gemäß der vierten Ausführungsform können außerdem z. B. auf die zweite Ausführungsform angewendet werden.
<Fünfte Ausführungsform>
14 ist ein Ablaufplan zum Beschreiben einer Prozedur, in der eine ECU11 gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Änderungen wurden im Vergleich zu Fig. 3 für die Schritte S120 bis S140b und die Schritte S230 und S240 vorgenommen. Die Konfiguration der ECU 11 ist gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform.
(Fig. 14: Schritt S230)
Ein Mikrocomputer 21 stellt eine Relaisunterbrechungszeit a und eine Relaisunterbrechungszeit b ein. Die Relaisunterbrechungszeit a ist kürzer als die Relaisunterbrechungszeit b eingestellt. Die Relaisunterbrechungszeit b ist eine Zeit, während der das Stromunterbrechungsrelais 61 tatsächlich unterbrochen wird (gleich der Relaisunterbrechungszeit gemäß der ersten Ausführungsform).
(Fig. 14: Schritt S240)
Der Mikrocomputer 21 berechnet den Spannungsanstiegsbetrag a einer Eingangsspannung 64a auf der Grundlage der Relaisunterbrechungszeit a. Der Mikrocomputer 21 berechnet den Spannungsanstiegsbetrag b einer Eingangsspannung 64b auf der Grundlage der Relaisunterbrechungszeit b. Der Mikrocomputer 21 stellt ferner die oberen Grenzschwellenwerte a und b und die unteren Grenzschwellenwerte a und b entsprechend den Spannungsanstiegsbeträgen a bzw. b ein. Die oberen und unteren Grenzschwellenwerte a und die oberen und unteren Grenzschwellenwerte b können miteinander identisch sein, oder die Bereiche können einander teilweise überlappen. Die Unterscheidung zwischen den Ausgangsspannungen 64a und 64b wird später beschrieben.
(Fig. 14: Schritt S120)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Relaisunterbrechungszeit a nach dem Ausschalten der Stromunterbrechungsrelais 61 verstrichen ist. Wenn die Relaisunterbrechungszeit a nicht verstrichen ist, endet der vorliegende Ablaufplan, und somit wird die Diagnoseverarbeitung des Stromunterbrechungsrelais 61 von Schritt S130a nicht durchgeführt. Wenn die Relaisunterbrechungszeit a verstrichen ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S130a fort.
(Fig. 14: Schritt S130a)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Eingangsspannung 64a bereits gemessen worden ist. Wenn die Eingangsspannung 64a nicht gemessen worden ist, misst der Mikrocomputer 21 die Eingangsspannung 64a. Die Eingangsspannung 64 wird in dem vorliegenden Ablaufplan zweimal gemessen, und somit werden die Indizes a und b verwendet, um die beiden zu unterscheiden.
(Fig. 14: Schritt S130b)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Relaisunterbrechungszeit b nach dem Ausschalten der Stromunterbrechungsrelais 61 verstrichen ist. Wenn die Relaisunterbrechungszeit b nicht verstrichen ist, endet der vorliegende Ablaufplan, und somit wird die Diagnoseverarbeitung des Stromunterbrechungsrelais 61 von Schritt S131b nicht durchgeführt. Wenn die Relaisunterbrechungszeit b verstrichen ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S131b fort.
(Fig. 14: Schritt S130b)
Der Mikrocomputer 21 misst die Eingangsspannung 64b.
(Fig. 14: Schritte S140a und S140b)
Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Eingangsspannung 64a zwischen dem oberen Grenzschwellenwert a und dem unteren Grenzschwellenwert a liegt (S140a). Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Eingangsspannung 64b zwischen dem oberen Grenzschwellenwert b und dem unteren Grenzschwellenwert b liegt (S140b). Wenn die Bestimmungsbedingung entweder in Schritt S140a oder in Schritt S140b nicht erfüllt ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S150 fort. Wenn die Bestimmungsbedingung sowohl in Schritt S140a als auch in Schritt S140b erfüllt ist, fährt die Verarbeitung zu Schritt S160 fort.
(Fig. 14: Schritt S160)
Der Mikrocomputer 21 stellt ein Relaisdiagnosekennzeichen und einen Zeitgeber zurück und setzt zusätzlich die Eingangsspannungen 64a und 64b zurück.
15 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 die Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Das Stromunterbrechungsrelais 61 ist während des Zeitraums von Zeitpunkt t310 bis Zeitpunkt t320 ausgeschaltet. Der Zeitpunkt t310 entspricht der Relaisunterbrechungszeit a, und der Zeitpunkt t320 entspricht der Relaisunterbrechungszeit b. Der Mikrocomputer 21 misst zum Zeitpunkt t311 die Eingangsspannung 64a. Der Mikrocomputer 21 misst zum Zeitpunkt t320 die Eingangsspannung 64b. Der Mikrocomputer 21 bestimmt, ob die Eingangsspannung 64 zum Zeitpunkt t311 zwischen den oberen und dem unteren Grenzschwellenwert a und zum Zeitpunkt t320 zwischen dem oberen und dem unteren Grenzschwellenwert b liegt.
<Fünfte Ausführungsform: Wirkung>
Gemäß der ersten Ausführungsform kann beim Durchführen der Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61, wobei das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Kurzschlussfehler aufgewiesen hat, die Eingangsspannung 64 des Stromunterbrechungsrelais 61 derart variieren, dass sie in dem Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzschwellenwert liegt. Somit fehldiagnostiziert der Mikrocomputer 21, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 normal ist, obwohl das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Kurzschlussfehler aufgewiesen hat. Im Gegensatz dazu überwacht die ECU 11 gemäß der fünften Ausführungsform selbst dann, wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Kurzschlussfehler aufgewiesen hat, die Eingangsspannung 64 des Stromunterbrechungsrelais 61 mehrere Male und bestimmt, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 einen Fehler aufgewiesen hat, wenn detektiert wird, dass die Eingangsspannung 64 mindestens einmal außerhalb des Bereichs zwischen den oberen und den unteren Grenzschwellenwerten liegt. Diese Anordnung kann die Fehldiagnose aufgrund des Phänomens vermeiden. Die Konfiguration und der Betrieb gemäß der sechsten Ausführungsform können z. B. auf die zweite Ausführungsform angewendet werden. Selbst wenn die Relaisunterbrechungszeit a gemäß der sechsten Ausführungsform mehrmals eingestellt wird, wird eine gleichartige Wirkung erzielt.
<Sechste Ausführungsform>
16 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Gemäß der sechsten Ausführungsform enthält eine integrierte Ansteuerschaltung 26 als eine Komponente eine Stromdetektionseinheit 29. Eine Stromsteuereinheit 51, die in der integrierten Ansteuerschaltung 26 enthalten ist, führt die Verarbeitung des Steuerns eines Laststroms 33 durch. Die Schaltungskonfiguration kann eine Wirkung gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform erzielen. Selbst wenn in gleicher Weise wie in der zweiten Ausführungsform mehrere Lastansteuerschaltungen 25 vorgesehen sind, kann eine gleichartige Wirkung erzielt werden.
<Siebte Ausführungsform>
17 ist ein Schaltungsdiagramm einer ECU 11 gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die ECU 11 gemäß der siebten Ausführungsform enthält eine Lastansteuerschaltung 25 und eine Unterbrechungsschaltung 60, die im Vergleich mit jenen gemäß der ersten Ausführungsform bezüglich ihrer Position vertauscht sind. Das heißt, die Lastansteuerschaltung 25 ist auf der stromabseitigen Seite einer elektromagnetischen Induktionslast 14 angeordnet, und die Unterbrechungsschaltung 60 ist auf der stromaufseitigen Seite der elektromagnetischen Induktionslast 14 angeordnet. Die Unterschiede zur ersten Ausführungsform aufgrund der Vertauschung werden unten beschrieben.
Ein Laststrom 33 fließt von der stromabseitigen Seite der elektromagnetischen Induktionslast 14 zur Lastansteuerschaltung 25 und fließt anschließend durch eine integrierte Ansteuerschaltung 26 in Richtung einer Masse. Eine Stromdetektionseinheit 29 detektiert den Strom, der in die integrierte Ansteuerschaltung 26 eingegeben wird.
Ein Stromunterbrechungsrelais 61 unterbricht einen Aktivierungsstrom 32 auf der stromaufseitigen Seite der elektromagnetischen Induktionslast 14. Wenn sich die Lastansteuerschaltung 25 im Aktivierungszustand befindet und das Stromunterbrechungsrelais 61 sich im Unterbrechungszustand befindet, versucht der Laststrom weiterzufließen, und eine elektromotorische Gegenspannung (Stoßspannung) tritt stromabseitig des Stromunterbrechungsrelais 61 auf, derart, dass eine Ausgangsspannung 64 näherungsweise die Masse oder weniger erreicht. Daher ist erforderlich, dass in Schritt S240 in Übereinstimmung mit einer Spannungskennlinie in diesem Fall ein oberer und ein unterer Grenzschwellenwert bestimmt werden. Eine Spannungsdetektionseinheit 62 überwacht die Ausgangsspannung 64 des Stromunterbrechungsrelais 61, um ein Ergebnis der Überwachung an einen Mikrocomputer 21 auszugeben.
18 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 eine Fehlerdiagnose des Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Die Diagnoseprozedur ist nahezu gleich jener gemäß der ersten Ausführungsform. Es sei erwähnt, dass im Unterschied zur ersten Ausführungsform der obere und der untere Grenzschwellenwert in der Nachbarschaft des Abfalls eingestellt werden, da die Ausgangsspannung 64 näherungsweise auf die Masse oder weniger abfällt, während sich das Stromunterbrechungsrelais 61 im Unterbrechungszustand befindet.
<Achte Ausführungsform>
In den ersten bis siebten Ausführungsformen wurde die Beschreibung gegeben, bei der die Eingangsspannung 64 gemessen wird, wenn die Relaisunterbrechungszeit nach dem Unterbrechen des Stromunterbrechungsrelais 61 verstrichen ist. Anstelle der Anordnung detektiert eine ECU 11 gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke der Spannung, die durch eine Spannungsdetektionseinheit 23 detektiert wird, um die Zeitvorgabe zur Messung einer Eingangsspannung 64 zu bestimmen. Die anderen Anordnungen sind gleich jenen gemäß den ersten bis siebten Ausführungsformen, und somit werden unten hauptsächlich die Unterschiede bezüglich der Flankendetektion beschrieben.
19 ist ein Zeitvorgabediagramm zum Beschreiben eines Prozesses, in dem die ECU 11 gemäß der achten Ausführungsform eine Fehlerdiagnose eines Stromunterbrechungsrelais 61 durchführt. Für die Zweckmäßigkeit der Beschreibungen wurde lediglich ein Teil der Signalwellenformen veranschaulicht, die in der ersten Ausführungsform beschrieben sind.
Wenn das Stromunterbrechungsrelais 61 ausgeschaltet wird, steigt die Eingangsspannung 64 schnell an. Ein Mikrocomputer 21 detektiert die ansteigende Flanke, um zu prüfen, ob die Eingangsspannung 64 bei einem oberen Grenzschwellenwert oder weniger liegt. Wenn danach das Stromunterbrechungsrelais 61 eingeschaltet wird, fällt die Eingangsspannung 64 schnell ab. Der Mikrocomputer 21 detektiert die abfallende Flanke, um zu prüfen, ob die Eingangsspannung 64 bei einem unteren Grenzschwellenwert oder mehr liegt. Wenn beide Flanken der Eingangsspannung 64 in dem Bereich der Schwellenwerte liegen, kann diagnostiziert werden, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 normal ist. Wenn mindestens eine der Flanken außerhalb des Bereichs liegt, kann diagnostiziert werden, dass das Stromunterbrechungsrelais 61 abweichend ist.
Um die Diagnoseprozedur durchzuführen, werden anstelle der Schritte S120 und S130, die in 3 beschrieben sind, mindestens (a) ein Schritt des Erfassens der Eingangsspannung 64 mit der Detektion der ansteigenden Flanke der Eingangsspannung 64 und (b) ein Schritt des Erfassens der Eingangsspannung 64 mit der Detektion der abfallenden Flanke der Eingangsspannung 64 durchgeführt, und daraufhin wird die Verarbeitung von Schritt S140 durchgeführt.
Während sich das Stromunterbrechungsrelais 61 im Unterbrechungszustand befindet, diagnostiziert der Mikrocomputer 21 das Stromunterbrechungsrelais 61 auf der Grundlage davon, ob die Eingangsspannung 64 in dem Bereich zwischen dem oberen und dem unteren Grenzschwellenwert liegt. Daher endet der Ablaufplan aus 3, wenn der Punkt der Detektion der ansteigenden Flanke außerhalb des Zeitraums liegt, währenddessen sich das Stromunterbrechungsrelais 61 im Unterbrechungszustand befindet. In diesem Fall wird die Abweichungsdiagnose durch eine Prozedur durchgeführt, die von jener aus 3 verschieden ist.
Wenn der Punkt der Detektion der abfallenden Flanke der Eingangsspannung 64 deutlich von dem Punkt abweicht, an dem das Stromunterbrechungsrelais 61 eingeschaltet wird, oder vor dem Zeitpunkt liegt, an dem das Stromunterbrechungsrelais 61 eingeschaltet wird, endet der Ablaufplan aus 3, und daraufhin wird die Diagnose durch eine andere Prozedur durchgeführt. Der Mikrocomputer 21 kann das Obige z. B. auf der Grundlage davon prüfen, ob das Zeitintervall zwischen dem Zeitpunkt t320 und der abfallenden Flanke in einem vorgegebenen Bereich liegt.
Die ansteigende Flanke und die abfallende Flanke der Eingangsspannung 64 wurden oben beschrieben. Wenn jedoch das Stromunterbrechungsrelais 61 auf der stromaufseitigen Seite einer elektromagnetischen Induktionslast 14 angeordnet ist, wie in der siebten Ausführung beschrieben ist, werden eine abfallende Flanke und eine ansteigende Flanke einer Ausgangsspannung 64 detektiert, und anschließend wird auf jeder der Flanken auf die gleiche Weise wie in der Prozedur eine Fehlerdiagnose durchgeführt.
<Modifikation der vorliegenden Erfindung>
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die Ausführungsformen eingeschränkt und schließt somit diverse Modifikationen ein. Zum Beispiel wurden die Ausführungsformen ausführlich beschrieben, um die vorliegende Erfindung leicht zu verstehen. Die vorliegende Erfindung ist nicht notwendigerweise darauf eingeschränkt, alle Konfigurationen zu enthalten, die oben beschrieben sind. Ein Teil der Konfiguration in einer Ausführungsform kann durch die Konfiguration in einer anderen Ausführungsform ersetzt sein. Außerdem kann die Konfiguration in einer Ausführungsform der Konfiguration in einer anderen Ausführungsform hinzugefügt sein. Für Teile der Konfiguration in jeder Ausführungsform können Hinzufügungen, Streichungen und Ersetzungen der anderen Konfigurationen vorgenommen werden.
In den Ausführungsformen können die Detektionseinheiten wie etwa die Spannungsdetektionseinheit 23, die Stromdetektionseinheit 29 und die Spannungsdetektionseinheit 62 mit Hardware wie etwa einer Schaltungsvorrichtung, die deren Funktionen erfüllt, implementiert sein, jedoch können stattdessen gleichartige Funktionen implementiert sein.
In den Ausführungsformen diagnostiziert der Mikrocomputer 21 das Stromunterbrechungsrelais 61 mit dem detektierten Ergebnis der Spannungsdetektionseinheit 62, kann jedoch mit dem detektierten Ergebnis ebenso eine andere Abweichung im Weg des Aktivierungsstroms 32 detektieren. Zum Beispiel tritt keine Stoßspannung auf, wenn ein Teil des Aktivierungswegs eine Unterbrechung aufweist, und somit kann auf dieser Grundlage ein Unterbrechungsfehler detektiert werden.
Die Beschreibung, in der die ansteigende Flanke und die abfallende Flanke detektiert werden, wurde in der achten Ausführungsform gegeben. Wenn er z. B. eine identische, durch Hardware implementierte Funktion aufweist, kann der Mikrocomputer 21 die Funktion verwenden. Wenn der Mikrocomputer 21 die identische Funktion nicht aufweist, kann eine gleichartige Funktion durch eine Softwareverarbeitung implementiert sein, oder die Flankendetektion kann durch eine beliebige, geeignete Schaltungsvorrichtung implementiert sein.
In den Ausführungsformen wurde die ECU 11 des Fahrzeugautomatikgetriebes beschrieben, jedoch ist die vorliegende Erfindung nicht auf das Fahrzeugautomatikgetriebe eingeschränkt. Selbst dann, wenn die vorliegende Erfindung auf eine Fahrzeugsteuervorrichtung angewendet wird, die eine gleichartige Schaltungskonfiguration zum Ansteuern einer elektromagnetischen Induktionslast aufweist (z. B. eine Kraftmaschinensteuervorrichtung), kann eine gleichartige Wirkung erzielt werden.
Bezugszeichenliste

11: ECU
14: elektromagnetische Induktionslast
21: Mikrocomputer
22: Energiequellenrelais
23: Spannungsdetektionseinheit
24: Kondensator
25: Lastansteuerschaltung
27: Freilaufdiode
32: Aktivierungsstrom
33: Laststrom
35: Freilaufstrom
61: Stromunterbrechungsrelais
62: Spannungsdetektionseinheit
65: Spannungsbegrenzungselement

ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
Zitierte Patentliteratur

JP 2004201410 A [0004]

Claims

Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last, die konfiguriert ist, eine elektromagnetische Induktionslast anzusteuern, wobei die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last Folgendes umfasst: einen ersten Schalter, der konfiguriert ist, einen Aktivierungsstrom zu steuern, der der elektromagnetischen Induktionslast zugeführt werden soll; einen zweiten Schalter, der mit der elektromagnetischen Induktionslast in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Schalter konfiguriert ist, zwischen einer Unterbrechung und einer Aktivierung des Aktivierungsstroms umzuschalten; eine Spannungsdetektionseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannung zwischen dem zweiten Schalter und der elektromagnetischen Induktionslast zu detektieren; und eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, auf der Grundlage einer Stoßspannung, die durch die Spannungsdetektionseinheit detektiert wird, wenn der zweite Schalter den Aktivierungsstrom während der Steuerung des Aktivierungsstroms durch den ersten Schalter unterbricht, zu diagnostizieren, ob ein Aktivierungsweg des Aktivierungsstroms normal ist
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit auf der Grundlage der Stoßspannung diagnostiziert, ob der zweite Schalter normal ist.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 2, wobei die Recheneinheit diagnostiziert, dass der zweite Schalter normal ist, wenn die Stoßspannung in einem Bereich zwischen vorgegebenen, oberen und unteren Grenzspannungswerten liegt, und die Recheneinheit diagnostiziert, dass der zweite Schalter abweichend ist, wenn die Stoßspannung außerhalb des Bereichs zwischen den vorgegebenen, oberen und unteren Grenzspannungswerten liegt.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 1, die ferner eine Speichereinheit umfasst, die konfiguriert ist, Daten zu speichern, die eine Entsprechung zwischen einer Größe des Aktivierungsstroms und einer zulässigen Unterbrechungszeit des zweiten Schalters, während der zugelassen ist, dass eine Schwankungsbreite von einem Zielstrom des Aktivierungsstroms während der Unterbrechung des zweiten Schalters in einem vorgegebenen Bereich liegt, angeben, wobei die Recheneinheit bewirkt, dass der zweite Schalter den Aktivierungsstrom während einer Zeit innerhalb der zulässigen Unterbrechungszeit unterbricht.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 4, die ferner konfiguriert ist, mehrere der elektromagnetischen Induktionslasten anzusteuern, wobei die Recheneinheit bewirkt, dass der zweite Schalter den Aktivierungsstrom in Übereinstimmung mit der zulässigen Unterbrechungszeit, die der Größe des Aktivierungsstroms entspricht, der einer elektromagnetischen Induktionslast von den mehreren der elektromagnetischen Induktionslasten zugeführt wird, die durch die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last angesteuert wird, unterbricht.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit die Unterbrechung des zweiten Schalters und die Diagnose durchführt, während ein Strom, der in der elektromagnetischen Induktionslast fließt, feststehend ist, und die Recheneinheit die Diagnose während einer Übergangsschwankung des Stroms, der in die elektromagnetische Last fließt, nicht durchführt.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit zum Ansteuern des ersten Schalters eine Impulsperiode eines Ansteuersignals erfasst, die Recheneinheit die Unterbrechung des zweiten Schalters und die Diagnose durchführt, wenn die Impulsperiode in einem Bereich zwischen vorgegebenen, oberen und unteren Nutzlastgrenzwerten liegt, und die Recheneinheit die Diagnose nicht durchführt, wenn die Impulsperiode außerhalb des Bereichs zwischen den vorgegebenen, oberen und unteren Nutzlastgrenzwerten liegt.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 3, wobei die Spannungsdetektionseinheit während der Unterbrechung des Aktvierungsstroms durch den zweiten Schalter eine erste Stoßspannung und eine zweite Stoßspannung detektiert, und die Recheneinheit diagnostiziert, dass der zweite Schalter normal ist, wenn die erste Stoßspannung in einem Bereich zwischen ersten, oberen und unteren Grenzspannungen liegt und wenn die zweite Stoßspannung in einem Bereich zwischen zweiten, oberen und unteren Grenzspannungen liegt, und die Recheneinheit diagnostiziert, dass der zweite Schalter abweichend ist, wenn die erste Stoßspannung außerhalb des Bereichs zwischen den ersten, oberen und unteren Grenzspannungen liegt oder wenn die zweite Stoßspannung außerhalb des Bereichs zwischen den zweiten, oberen und unteren Grenzspannungen liegt.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 1, wobei die Recheneinheit eine Flankendetektionsschaltung enthält, die konfiguriert ist, eine ansteigende Flanke und eine abfallende Flanke eines detektierten Ergebnisses der Spannungsdetektionseinheit zu detektieren, und die Recheneinheit die Stoßspannung, die durch die Spannungsdetektionseinheit detektiert wird, an den jeweiligen Punkten der Detektion der ansteigenden Flanke und der Detektion der abfallenden Flanke durch die Flankendetektionsschaltung erfasst, um auf der Grundlage der erfassten Stoßspannung zu diagnostizieren, ob der Aktivierungsweg des Aktivierungsstroms normal ist.
Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last nach Anspruch 9, die ferner eine Speichereinheit umfasst, die konfiguriert ist, Daten zu speichern, die eine Entsprechung zwischen einer Größe des Aktivierungsstroms und einer zulässigen Unterbrechungszeit des zweiten Schalters, während der zugelassen ist, dass eine Schwankungsbreite von einem Zielstrom des Aktivierungsstroms während der Unterbrechung des zweiten Schalters in einem vorgegebenen Bereich liegt, angeben, wobei die Recheneinheit die Diagnose nicht durchführt, wenn die ansteigende Flanke, die durch die Flankendetektionsschaltung detektiert wird, außerhalb eines Bereichs der zulässigen Unterbrechungszeit liegt, und die Recheneinheit die Diagnose nicht durchführt, wenn die abfallende Flanke, die durch die Flankendetektionsschaltung detektiert wird, außerhalb eines vorgegebenen Zeitbereichs nach der zulässigen Unterbrechungszeit liegt.
Fahrzeugsteuersystem, das Folgendes umfasst: eine elektromagnetische Induktionslast; und eine Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last, die konfiguriert ist, die elektromagnetische Induktionslast anzusteuern, wobei die Ansteuervorrichtung für eine elektromagnetische Last Folgendes enthält; einen ersten Schalter, der konfiguriert ist, einen Aktivierungsstrom zu steuern, der der elektromagnetischen Induktionslast zugeführt werden soll; einen zweiten Schalter, der mit der elektromagnetischen Induktionslast in Reihe geschaltet ist, wobei der zweite Schalter konfiguriert ist, zwischen einer Unterbrechung und einer Aktivierung des Aktivierungsstroms umzuschalten; eine Spannungsdetektionseinheit, die konfiguriert ist, eine Spannung zwischen dem zweiten Schalter und der elektromagnetischen Induktionslast zu detektieren; und eine Recheneinheit, die konfiguriert ist, auf der Grundlage einer Stoßspannung, die durch die Spannungsdetektionseinheit detektiert wird, wenn der zweite Schalter den Aktivierungsstrom während der Steuerung des Aktivierungsstroms durch den ersten Schalter unterbricht, zu diagnostizieren, ob ein Aktivierungsweg des Aktivierungsstroms normal ist.