DE19621776A1 - Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft das Gebiet der elek­ tronischen Steuersysteme von Kraftfahrzeugen und insbe­ sondere ein Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikro­ computer ausgerüstete Kraftfahrzeuge, wobei im Mikrocom­ puter ein Lastantriebsnotwendigkeits-Entscheidungspro­ gramm gespeichert ist, das entscheidet, ob eine Last angetrieben werden soll oder nicht, insbesondere zum Schutz des Kraftfahrzeugmotors, damit er bei einer Anoma­ lie des Mikrocomputers nicht außer Kontrolle gerät.

Mittlerweile sind die meisten Kraftfahrzeuge mit einem Mikrocomputer ausgerüstet, in dem ein Lastantriebsnotwen­ digkeits-Entscheidungsprogramm gespeichert ist, das entscheidet, ob eine Last angetrieben werden soll oder nicht. Eine Lastantriebssteuerung gemäß diesem Programm erfolgt gewöhnlich folgendermaßen: Wenn für einen erfaß­ ten Betriebszustand des Kraftfahrzeugs festgestellt wird, daß das Antreiben der Last erforderlich ist, wird von einem Ausgangsanschluß einer CPU des Mikrocomputers eine Spannung mit hohem Pegel aus gegeben, um die Last an zu­ treiben. Wenn für den erfaßten Betriebszustand festge­ stellt wird, daß das Antreiben der Last nicht erforder­ lich ist, wird eine Spannung mit niedrigem Pegel ausgege­ ben, um das Antreiben der Last anzuhalten.

Bei dem obenbeschriebenen herkömmlichen Lastantriebs­ steuersystem bestehen jedoch Nachteile. Mit anderen Worten, wenn im Mikrocomputer eine Anomalie (Programm­ fehler, Speicherfehler, Löschung) auftritt, wird vom Ausgangsanschluß der CPU des Mikrocomputers weder eine Spannung mit hohem Pegel noch eine Spannung mit niedrigem Pegel ausgegeben, so daß am Ausgangsanschluß ein Zustand hoher Impedanz erzeugt wird. Daher wird die Last unver­ meidlich so lange angehalten, bis in die CPU eine Eingabe wie etwa ein Rauschen oder dergleichen erfolgt, so daß die Last plötzlich und unerwartet angetrieben wird, wenn ein Rauschen eingegeben wird, welches bewirkt, daß die Lastantriebsschaltung eingeschaltet wird. Hierdurch wird ein instabiler Zustand geschaffen, in dem es unsicher ist, ob die Last angetrieben wird oder nicht.

Deswegen wird als übliche Ausfallsicherheitsmaßnahme bei Auftreten einer Anomalie im Mikrocomputer das Antreiben der Last zwangsläufig angehalten, sobald eine Anomalie im Mikrocomputer erfaßt worden ist. Wenn jedoch die Last beispielsweise ein Elektromotor für einen Lüfter ist, der den Kühler eines Motors kühlt, wie aus der JP 2-112611-A bekannt ist, wird der Lüfter gleichzeitig mit dem Auftre­ ten der Anomalie im Mikrocomputer unvermeidlich angehal­ ten, so daß die Temperatur des Motorkühlmittels ansteigen kann, wenn das Kraftfahrzeug weiterfährt. Dies hat zur Folge, daß eine Überhitzung des Motors auftreten kann.

Es ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Kraftfahrzeuge zu schaffen, das die in herkömmlichen, ähnlichen Lastantriebssteuersystemen ange­ troffenen Nachteile ohne andere Schwierigkeiten beseiti­ gen kann.

Es ist eine weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Fahrzeuge zu schaffen, das den Antrieb einer Last selbst dann wirksam sicherstellen kann, wenn im Mikrocomputer eine Anomalie auftritt, so daß eine Aus­ fallsicherheit geschaffen wird.

Es ist eine nochmals weitere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Kraftfahrzeuge zu schaffen, das einen Motor wirksam vor einer Überhitzung schützen kann, wenn die Last ein Elektromotor für einen Lüfter ist, der einen Motorkühler kühlt.

Diese Aufgaben wird erfindungsgemäß gelöst durch ein Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Kraftfahrzeuge, das die im Anspruch 1 ange­ gebenen Merkmale besitzt. Die abhängigen Ansprüche sind auf bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfin­ dung gerichtet.

Das erfindungsgemäße Lastantriebssteuersystem für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Kraftfahrzeuge, die eine Last "e" enthalten, umfaßt, wie in Fig. 1 gezeigt ist, eine Fahrzeugbetriebszustands-Erfassungseinrichtung "a", die einen Betriebszustand des Kraftfahrzeugs erfaßt. Der Mikrocomputer "c" des Kraftfahrzeugs speichert ein Last­ antriebsnotwendigkeits-Entscheidungsprogramm "b", das an­ hand des erfaßten Fahrzeugbetriebszustands entscheidet, ob die Last "e" angetrieben werden soll oder nicht, und entweder einen Befehl für erforderlichen Lastantrieb oder einen Befehl für nicht erforderlichen Lastantrieb aus­ gibt. Ferner ist eine Lastantriebsschaltung "d" vorgese­ hen, die das Antreiben der Last in Abhängigkeit von diesen Befehlen steuert. Die Lastantriebsschaltung ist so beschaffen, daß sie als Antwort auf den Befehl für erfor­ derlichen Lastantrieb einen Antriebsstrom erzeugt, mit dem die Last angetrieben wird. Außerdem ist eine Lastzwangsantrieb-Anforderungseinrichtung "g" vorgesehen, die die Last zwangsläufig antreibt, wenn der Mikrocompu­ ter die Ausgabe jeglicher Befehle anhält, obwohl der Zündschalter "f" geschlossen ist.

In diesem Lastantriebssteuersystem wird während der Fahrt des Fahrzeugs bei laufendem Motor der Betriebszustand des Fahrzeugs oder des Motors durch die Fahrzeugbetriebszu­ stands-Erfassungseinrichtung "a" erfaßt, woraufhin anhand des erfaßten Fahrzeugbetriebszustands entschieden wird, ob das Antreiben der Last notwendig ist oder nicht, um unter der Wirkung des im Mikrocomputer "c" gespeicherten Lastantriebsnotwendigkeits-Entscheidungsprogramms "b" entweder den Befehl für erforderlichen Lastantrieb oder den Befehl für nicht erforderlichen Lastantrieb auszuge­ ben. Daher wird die Last "e" durch die Lastantriebsschal­ tung "d" als Antwort auf den Befehl für erforderlichen Lastantrieb angetrieben, indem die Lastantriebsschaltung "d" einen Antriebsstrom erzeugt, während die Last "e" als Antwort auf den Befehl für nicht erforderlichen Lastan­ trieb nicht angetrieben wird, indem die Lastantriebs­ schaltung "d" keinen Antriebsstrom erzeugt. Wenn der Mikrocomputer die Ausgabe jeglicher Befehle einstellt, obwohl der Zündschalter "f" geschlossen ist, wird die Last "e" unter der Wirkung der Lastzwangsantriebs- Anforderungseinrichtung "g" zwangsläufig angetrieben. Selbst wenn im Mikrocomputer eine Anomalie auftritt, bei der vom Mikrocomputer keine Befehle ausgegeben werden, obwohl das Fahrzeug fährt oder der Motor läuft, kann das Antreiben der Last "e" sichergestellt werden, so daß eine Ausfallsicherung für die Last "e" erzielt wird, wenn das Fahrzeug fährt oder der Motor läuft.

Das Lastantriebssteuersystem gemäß der vorliegenden Erfindung enthält vorzugsweise eine Lastzwangsantriebs­ stop-Anforderungseinrichtung "h", die das zwangsläufige Antreiben der Last wenigstens während eines Zeitinter­ valls anhält, indem die Initialisierung ausgeführt wird, wenn der Mikrocomputer die Ausgabe jeglicher Befehle aufgrund seiner Initialisierung einstellt. Befehle vom Mikrocomputer "c" können nämlich nicht nur dann nicht ausgegeben werden, wenn im Mikrocomputer eine Anomalie auftritt, sondern auch dann nicht, wenn der Mikrocomputer "c" initialisiert wird. Wenn die Last "e" stets zwangs­ läufig angetrieben wird, sofern vom Mikrocomputer keiner­ lei Befehle ausgegeben werden, obwohl der Zündschalter "f" geschlossen ist, wird die Last "e" auch dann ange­ trieben, wenn der Mikrocomputer initialisiert wird, so daß die Last "e" unnötig beansprucht wird. In dem erfin­ dungsgemäßen Lastantriebssteuersystem, die die Last­ zwangsantriebsstop-Anforderungseinrichtung "h" enthält, wird dann, wenn der Mikrocomputer keinerlei Befehle ausgibt, weil er momentan initialisiert wird, wenigstens während der Periode bis zum Abschluß der Initialisierung verhindert, daß die Last zwangsläufig angetrieben wird. Daher wird die Last "e" nicht unnötig beansprucht, so daß die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer der Last "e" verbessert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden deut­ lich beim Lesen der folgenden Beschreibung einer bevor­ zugten Ausführungsform, die auf die beigefügten Zeichnun­ gen Bezug nimmt; es zeigen:

Fig. 1 das bereits erwähnte Blockschaltbild des erfin­ dungsgemäßen Lastantriebssteuersystems für mit einem Mikrocomputer ausgerüstete Fahrzeuge;

Fig. 2 eine schematische, perspektivische Ansicht eines Fahrzeugmotorsystems, das ein Lastantriebssteuer­ system gemäß einer Ausführungsform der vorliegen­ den Erfindung enthält;

Fig. 3 ein Schaltbild des Lastantriebssteuersystems von Fig. 2;

Fig. 4 ein Flußdiagramm, das die von einer CPU im Lastantriebssteuersystem von Fig. 2 ausgeführte Lastantriebssteuerung veranschaulicht;

Fig. 5 ein Flußdiagramm eines Hintergrundjobs, der einen Teil der Lastantriebssteuerung von Fig. 4 bildet;

Fig. 6 ein Zeitablaufdiagramm, das die Operation des Lastantriebssteuersystems der Fig. 2 und 3 in dem Fall veranschaulicht, in dem ein Zündschalter während der Fahrt des mit dem erfindungsgemäßen Lastantriebssteuersystem ausgerüsteten Fahrzeugs unmittelbar nach dem Öffnen wieder geschlossen wird; und

Fig. 7 ein Zeitablaufdiagramm, das die Operation des Lastantriebssteuersystems der Fig. 2 und 3 in dem Fall veranschaulicht, in dem während der Fahrt des mit dem erfindungsgemäßen Lastantriebssteuer­ system ausgerüsteten Fahrzeugs im Mikrocomputer eine Anomalie auftritt.

In Fig. 2 ist eine bevorzugte Ausführungsform eines Lastantriebssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfin­ dung für ein mit einem Mikrocomputer ausgerüstetes Fahr­ zeug gezeigt, wobei das System mit dem Bezugszeichen S bezeichnet ist. Das Fahrzeug gemäß dieser Ausführungsform ist ein Kraftfahrzeug, das einen Verbrennungsmotor 1 enthält. Der Motor 1 weist eine (nicht gezeigte) Motor­ kühlmittelleitung auf, durch die das (nicht gezeigte) Motorkühlmittel (KM) strömt. Die Motorkühlmittelleitung ist mit einem Kühler 2 verbunden, durch den das Motor­ kühlmittel strömt, um gekühlt zu werden. Der Motor 1 und der Kühler 2 befinden sich in einem Motorraum (MR) des Fahrzeugs.

An der Rückseite des Kühlers 2 sind ein erster, ein zweiter und ein dritter Lüfter 3, 4 bzw. 5 angeordnet, die bewirken, daß Luft durch die durch den Kühler 2 verlaufenden Luftkanäle strömt. Der erste, der zweite und der dritte Lüfter 3, 4 bzw. 5 können von einem ersten, einem zweiten bzw. einem dritten Elektromotor 6, 7, 8 (die jeweils der Last "e" in Fig. 1 entsprechen) ange­ trieben werden. Ein Spülungslüfter 9 ist in der Nähe des Kühlers 2 angeordnet und wird von einem Elektromotor 10 (der der Last "e" in Fig. 1 entspricht) angetrieben.

Ein Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 11 (der der Fahr­ zeugbetriebszustand-Erfassungseinrichtung "a" in Fig. 1 entspricht) ist in der Weise angeordnet, daß er in die Motorkühlmittelleitung des Motors ragt, um die Temperatur (Motorkühlmitteltemperatur) des Motorkühlmittels in der Motorkühlmittelleitung zu erfassen. Ein Motorraumtempera­ tur-Sensor 12 (der der Fahrzeugbetriebszustand-Erfas­ sungseinrichtung a in Fig. 1 entspricht) ist in der Nähe des Motors 1 angeordnet, um eine Temperatur (Motorraum­ temperatur) im (nicht bezeichneten) Motorraum, in dem der Motor 1 angeordnet ist, zu erfassen.

Das Lastantriebssteuersystem S enthält eine Motorsteuer­ einheit 15, mit der die Motoren 6, 7, 8 und 10 sowie die Sensoren 11 und 12 elektrisch verbunden sind. Eine Batte­ rie 14 ist über einen Zündschalter 13 mit der Motorsteu­ ereinheit 15 verbunden. Die Motorsteuereinheit 15 bildet einen Teil der Lastantriebssteuerschaltung C, die in Fig. 3 gezeigt ist. Die Lastantriebssteuerschaltung C enthält einen ersten, einen zweiten, einen dritten und einen vierten Relaisschalter 16, 17, 18 bzw. 19, die mit den Motoren 6, 7, 8 bzw. 10 elektrisch verbunden sind. Der erste, der zweite, der dritte und der vierte Relais­ schalter 16, 17, 18 bzw. 19 sind mit einer Zentraleinheit (CPU) oder einem Mikrocomputer 20 (der dem Mikrocomputer c in Fig. 1 entspricht) elektrisch verbunden. Die CPU 20 ist mit einem A/D-Umsetzer (Analog/Digital-Umsetzer) 21 und mit einer Leistungsschaltung 22 verbunden. Der A/D- Umsetzer 21 ist mit den Sensoren 11 und 12 elektrisch verbunden. Die Leistungsschaltung 22 ist mit der Batterie 14 über den Zündschalter 13 elektrisch verbunden.

Zwischen den Relaisschalter 16 und die CPU 20 ist ein erster Transistor 23 geschaltet. Zwischen den Relais­ schalter 17 und die CPU 20 ist ein zweiter Transistor 24 geschaltet. Zwischen den Relaisschalter 18 und die CPU 20 ist ein dritter Transistor 25 geschaltet. Zwischen den Relaisschalter 19 und die CPU 20 ist ein vierter Transi­ stor 26 geschaltet. Mit einer Leitung zwischen dem Tran­ sistor 23 und der CPU 20 ist ein erster Endwiderstand 27 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 24 und der CPU 20 ist ein zweiter Endwider­ stand 28 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 25 und der CPU 20 ist ein dritter Endwi­ derstand 27 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 26 und der CPU 20 ist einer vierter Endwiderstand 30 elektrisch verbunden.

Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 23 und der Leitung, an die der Endwiderstand 27 angeschlossen ist, ist ein erster Komparator 31 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 24 und der Leitung, an die der Endwiderstand 28 angeschlossen ist, ist ein zweiter Komparator 31 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 25 und der Leitung, an die der Endwiderstand 29 angeschlossen ist, ist ein dritter Komparator 33 elektrisch verbunden. Mit einer Leitung zwischen dem Transistor 23 und der Leitung, an die der Endwiderstand 26 angeschlossen ist, ist ein vierter Komparator 34 elektrisch verbunden. Mit jedem Komparator 31, 32, 33 und 34 ist eine Zeitgeberschaltung 35 elektrisch verbunden. Eine Lastantriebsschaltung für den ersten Motor 7 für den ersten Lüfter 3 enthält den ersten Transistor 23, der so beschaffen ist, daß der Basisstrom des Transistors 23 anhand einer Spannung mit hohem Pegel (4,5 V oder höher) oder mit einer Spannung mit niedrigem Pegel (0,5 V oder niedriger), die an den Transistor 23 von der CPU 20 angelegt wird, gesteuert wird. Diese Spannung ist ein Ausgangssignal (Entschei­ dungsbefehlsausgangssignal) der CPU 20. Die Spannung mit hohem Pegel bewirkt, daß der Basisstrom in den Transistor 23 fließt, um die Last anzutreiben, weshalb sie "Befehl für erforderlichen Lastantrieb" genannt wird, während die Spannung mit niedrigem Pegel verhindert, daß der Basis­ strom in den Transistor 23 fließt, so daß die Last nicht angetrieben wird, weshalb diese Spannung mit niedrigem Pegel "Befehl für nicht erforderlichen Lastantrieb" genannt wird. Diese Lastantriebsschaltung für den ersten Motor 6 enthält ferner den ersten Relaisschalter 16, der geschlossen wird, wenn der Basisstrom in den ersten Transistor 23 fließt. Ähnlich enthält eine Lastantriebs­ schaltung für den zweiten Motor 7 für den zweiten Lüfter 4 den zweiten Transistor 24 und den zweiten Relaisschal­ ter 17, die in der gleichen Weise wie die Lastantriebs­ schaltung für den ersten Motor 6 arbeitet. Eine Lastan­ triebsschaltung für den dritten Motor 8 für den dritten Lüfter 5 enthält den dritten Transistor 25 und den drit­ ten Relaisschalter 18 und arbeitet in der gleichen Weise wie die Lastantriebsschaltung für den ersten Motor 6. Eine Lastantriebsschaltung für den Motor 10 für den Spülungslüfter 9 enthält den vierten Transistor 26 und den vierten Relaisschalter 10 und arbeitet in der glei­ chen Weise wie die Lastantriebsschaltung für den ersten Motor 6. Jede Lastantriebsschaltung entspricht der Last­ antriebsschaltung d in Fig. 1.

Eine Lastzwangsantriebs-Anforderungsschaltung für den ersten Motor 6 für den ersten Lüfter 3 ist mit der Ba­ sisseite des ersten Transistors 23 elektrisch verbunden und enthält den ersten Endwiderstand 27, der einen Basisstrom zwangsläufig dazu veranlaßt, in den Transistor 23 zu fließen, obwohl ein Antriebsanschluß 20c der CPU in einem Zustand mit hoher Impedanz ist. Eine Antriebsspan­ nung Vcc (5 V) wird einem Anschluß des ersten Endwider­ stands 27 aufgeprägt, wenn der Zündschalter 13 geschlos­ sen wird. Ähnlich ist eine Lastzwangsantriebs-Anforde­ rungsschaltung für den zweiten Motor 7 für den zweiten Lüfter 3 mit der Basisseite des zweiten Transistors 24 elektrisch verbunden und enthält den zweiten Endwider­ stand 28, der ähnlich wie der erste Endwiderstand 27 arbeitet. Eine Lastzwangsantriebs-Anforderungsschaltung für den dritten Motor 8 für den dritten Lüfter 5 ist mit der Basisseite des dritten Transistors 25 elektrisch verbunden und enthält den dritten Endwiderstand 29, der ähnlich wie der erste Endwiderstand 27 arbeitet. Eine Lastzwangsantriebs-Anforderungsschaltung für den Motor 10 für den Spülungslüfter 9 ist mit der Basisseite des vierten Transistors 26 elektrisch verbunden und enthält den vierten Endwiderstand 30, der ähnlich wie der erste Endwiderstand 27 arbeitet. Jede der Lastzwangsantriebs- Anforderungsschaltungen entspricht der Lastzwangsantrieb- Anforderungseinrichtung g in Fig. 1.

Eine Lastzwangsantriebsstop-Anforderungsschaltung für den ersten Motor 3 für den ersten Lüfter 6 enthält den ersten Komparator 31, der zwei Eingangsanschlüsse und einen Ausgangsanschluß besitzt. Einer der Eingangsanschlüsse ist mit der Zeitgeberschaltung 35 elektrisch verbunden, deren Spannung mit einer Zeitkonstante ansteigt, die durch einen Widerstand und einen Kondensator festgelegt ist. Dem anderen Eingangsanschluß wird eine im voraus festgelegte Spannung VREF aufgeprägt. Der Ausgangsan­ schluß des ersten Komparators 31 ist mit der Basisseite des ersten Transistors 23 verbunden. Ähnlich enthält eine Lastzwangsantriebsstop-Anforderungsschaltung für den zweiten Motor 7 für den zweiten Lüfter 4 den zweiten Komparator 32, der ähnlich wie der erste Komparator 31 beschaffen ist. Eine Lastzwangsantriebsstop-Anforderungs­ schaltung für den dritten Motor 8 für den dritten Lüfter 5 enthält den dritten Komparator 33, der ähnlich wie der erste Komparator 31 beschaffen ist. Eine Lastzwangsan­ triebsstop-Anforderungseinrichtung für den Motor 10 für den Spülungslüfter 9 enthält den vierten Komparator 34, der ähnlich wie der erste Komparator 31 beschaffen ist. Jede der Last zwangsantriebsstop-Anforderungsschaltungen entspricht der Lastzwangsantriebsstop-Anforderungsein­ richtung h in Fig. 1.

In der CPU 20 ist ein Lastantriebsnotwendigkeits-Ent­ scheidungsprogramm gespeichert, das anhand der Antriebs­ zustände der Motoren 6, 7, 8 und 10 entscheidet, ob ein Antreiben der jeweiligen Motoren 6, 7, 8 bzw. 10 notwen­ dig ist. Die CPU 20 besitzt Eingangsanschlüsse 20a und 20b, die mit dem A/D-Umsetzer 21 verbunden sind, so daß ein Signal vom Sensor 11, 12 über den Eingangsanschluß 20a, 20b in die CPU 20 eingegeben wird, nachdem es mit­ tels des A/D-Umsetzers umgesetzt worden ist. Weiterhin besitzt die CPU 20 den Antriebsanschluß 20c sowie An­ triebsanschlüsse 20d, 20e, 20f, über die die Spannung mit hohem Pegel oder die Spannung mit niedrigem Pegel als Entscheidungsbefehlausgangssignale ausgegeben werden. Die CPU 20 besitzt ferner einen Programmablaufsignal-Aus­ gangsanschluß 20g, über den ein Programmablaufsignal P-RUN an die Leistungsschaltung 22 ausgegeben wird. Das Programmablaufsignal P-RUN wird während des Normalbe­ triebs der CPU 20 in einem vorgegebenen Zyklus oder in vorgegebenen Zeitintervallen invertiert. Die Leistungs­ schaltung 22 ist so beschaffen, daß sie ein Rücksetzsi­ gnal ausgibt, um das Programm in der CPU 20 zurückzuset­ zen, wenn entschieden worden ist, daß in der CPU 20 ein Programmfehler aufgetreten ist. Diese Entscheidung wird als Antwort auf eine Beendigung der Invertierung des Programmablaufsignals P-RUN getroffen. Die CPU 20 besitzt einen Rücksetzsignal-Eingangsanschluß 20h, der mit der Leistungsschaltung 22 verbunden ist. Das Rücksetzsignal wird über den Rücksetzsignal-Eingangsanschluß 20h in die CPU 20 eingegeben.

Der A/D-Umsetzer 21 arbeitet in der Weise, daß er ein analoges Signal vom Motorkühlmitteltemperatur-Sensor 11 und vom Motorraumtemperatur-Sensor 12 in ein digitales Signal umsetzt, das für die von der CPU 20 ausgeführten Operationen verwendet wird.

Die Leistungsschaltung 22 erzeugt aus einer Zündspannung VIGN (12 V), das von der Batterie 14 zugeführt wird, wenn der Zündschalter 13 geschlossen ist, eine Antriebsspan­ nung Vcc (5 V). Die Leistungsschaltung 22 enthält eine Fehlererfassungsschaltung (nicht bezeichnet), die so beschaffen ist, daß sie anhand der Überwachung des Pro­ grammablaufsignals P-RUN entscheidet, ob ein Programmfeh­ ler aufgetreten ist, und als Antwort auf eine Entschei­ dung, daß in der CPU 20 eine Anomalie (wie etwa ein Pro­ grammfehler) aufgetreten ist, das Rücksetzsignal ausgibt.

Nun wird die Funktionsweise des Lastantriebssteuersystems mit Bezug auf die Fig. 4 und 5 erläutert.

Lastantriebssteuerung

Zunächst wird mit Bezug auf das Flußdiagramm von Fig. 4 eine Lastantriebssteuerung beschrieben, die von der CPU 20 des Lastantriebssteuersystems S ausgeführt wird.

Im Schritt S40 wird nach dem Einschalten des Zündschal­ ters 13 das Rücksetzsignal mit hohem Pegel (H-Pegel) bei einem Anstieg der Antriebsspannung Vcc ausgegeben.

Gleichzeitig wird für eine vorgegebene Zeitdauer eine Initialisierungsverarbeitung ausgeführt.

Im Schritt S41 wird geprüft, ob ein gespeichertes Pro­ gramm normal arbeitet oder nicht. Falls es normal arbei­ tet, geht der Ablauf weiter zu einem Schritt S42, in dem die jeweiligen Motoren 6, 7, 8 bzw. 10 für die Lüfter während einer Zeitperiode, die im Zeitpunkt des Anstiegs der Antriebsspannung Vcc beginnt und bei einem im voraus festgelegten Zeitpunkt endet, zwangsläufig angehalten werden.

Nach Verstreichen des im voraus festgelegten Zeitpunkts für die Beendigung des zwangsläufigen Anhaltens der jeweiligen Motoren 6, 7, 8 und 10 wird im Schritt S43 die Lastantriebssteuerung gemäß einem Hintergrundjob (BGJ), der im Flußdiagramm von Fig. 5 gezeigt ist, ausgeführt.

Wenn jedoch im Schritt S41 das im Speicher gespeicherte Programm nicht normal arbeitet, geht der Ablauf zum Schritt S44, in dem die Invertierung des Programmablauf­ signals P-RUN beendet wird. Wenn die Invertierung des Programmablaufsignals P-RUN beendet wird, wird von der Leistungsschaltung 22, die das Programmablaufsignal P-RUN überwacht, an die CPU 20 das Rücksetzsignal oder ein Impuls mit niedrigem Pegel (L-Pegel) ausgegeben, um den Betrieb der CPU 20 anzuhalten.

Der Hintergrundjob im Schritt S43 wird gemäß dem Flußdia­ gramm von Fig. 5 ausgeführt. Der Hintergrundjob ent­ spricht dem Lastantriebsnotwendigkeits-Entscheidungspro­ gramm b in Fig. 1.

Im Schritt S50 wird anhand des Signals vom Motorkühlmit­ teltemperatur-Sensor 11 die Motorkühlmitteltemperatur er­ faßt. Im Schritt S51 wird entschieden, ob die Motorkühl­ mitteltemperatur niedriger als 180°C ist oder nicht. Im Schritt S52 wird entschieden, ob eine (nicht gezeigte) Klimaanlage eingeschaltet oder ausgeschaltet ist. Im Schritt S53 wird der erste Motor 6 für den ersten Lüfter 3 eingeschaltet, während der zweite Motor 7 für den zweiten Lüfter 4 0,5 Sekunden nach dem Beginn der Drehung des ersten Motors 6 eingeschaltet wird, wenn die Motor­ kühlmitteltemperatur nicht niedriger als 100°C ist oder wenn die Klimaanlage eingeschaltet ist, obwohl die Motor­ kühlmitteltemperatur niedriger als 100°C ist. Im Schritt S54 wird entschieden, ob die Motorkühlmitteltemperatur höher als 95°C ist oder nicht. Im Schritt S55 werden der erste Motor 6 für den ersten Lüfter 3 und der zweite Motor 7 für den zweiten Lüfter 4 gleichzeitig ausgeschal­ tet, wenn die Motorkühlmitteltemperatur nicht höher als 95°C ist. Im Schritt S56 wird entschieden, ob die Motor­ kühlmitteltemperatur gleich oder höher als 108°C ist oder nicht. Im Schritt S57 wird der dritte Motor 8 für den dritten Lüfter 5 eingeschaltet, wenn die Motorkühl­ mitteltemperatur nicht niedriger als 108°C ist. Im Schritt S58 wird entschieden, ob die Motorkühlmitteltem­ peratur höher als 103°C ist oder nicht. Im Schritt S59 wird der dritte Motor 8 für den dritten Lüfter 5 ausge­ schaltet, wenn die Motorkühlmitteltemperatur nicht höher als 103°C ist. Im Schritt S60 wird die Motorraumtempera­ tur anhand des Signals vom Motorraumtemperatur-Sensor 12 erfaßt. Im Schritt S61 wird entschieden, ob die Motor­ raumtemperatur höher als 70°C ist oder nicht. Im Schritt S62 wird der Motor 10 für den Spülungslüfter 9 einge­ schaltet, wenn die Motorraumtemperatur nicht niedriger als 70°C ist. Im Schritt S63 wird entschieden, ob die Motorraumtemperatur höher als 60°C ist oder nicht. Im Schritt S64 wird der Motor 10 für den Spülungslüfter 9 ausgeschaltet, wenn die Motorraumtemperatur nicht höher als 60°C ist.

Die Steuerung für den obigen Hintergrundjob kann folgen­ dermaßen zusammengefaßt werden:

(1) Bezüglich Antriebsbedingung, unter der der erste, der zweite und der dritte Motor 6, 7 bzw. 8 angetrieben werden, gilt:
Der erste Motor 6 für den ersten Lüfter 3 wird angetrie­ ben, wenn die Motorkühlmitteltemperatur nicht niedriger als 100°C ist oder wenn die Klimaanlage läuft, und wird angehalten, wenn die Motorkühlmitteltemperatur nicht höher als 95°C ist oder wenn der Betrieb der Klimaanlage angehalten wird.

Der zweite Motor 7 für den zweiten Lüfter 4 wird 0,5 Sekunden nach dem Einschalten des ersten Motors 6 für den ersten Lüfter 3 eingeschaltet und gleichzeitig mit dem ersten Motor 6 angehalten.

Der Grund hierfür besteht darin, daß bei gleichzeitigem Einschalten des ersten und des zweiten Motors 6 bzw. 7 der Strom stark anstiege, wodurch sich die Batteriespan­ nung verändern würde.

Der dritte Motor 8 für den dritten Lüfter 5 wird einge­ schaltet, falls die Motorkühlmitteltemperatur nicht niedriger als 108°C ist, und angehalten, sofern die Motorkühlmitteltemperatur nicht höher als 103°C ist.

(2) Bezüglich der Antriebsbedingung für den Motor 10 für den Spülungslüfter 9 gilt:
Der Motor 10 für den Spülungslüfter 9 wird angetrieben, sofern die Motorraumtemperatur nicht niedriger als 70°C ist, und angehalten, sofern die Motorraumtemperatur nicht höher als 60°C ist, sofern der Zündschalter 13 geschlos­ sen ist.

Nach dem Öffnen des Zündschalters 13 dreht sich der Motor 10 entweder für 360 Sekunden oder so lange weiter, bis die Motorraumtemperatur nicht mehr höher als 75°C ist, falls die Motorraumtemperatur innerhalb einer Zeitperiode von 600 Sekunden ab dem Zeitpunkt, in dem der Zündschal­ ter 13 geöffnet worden ist, einen Wert von nicht weniger als 85°C angenommen hat. In diesem Zeitpunkt wird an den Motor 10 von einer (nicht gezeigten) Leistungsversor­ gungsschaltung Leistung geliefert, wobei die Leistungszu­ fuhr in einer zeitlichen Beziehung zum Anhalten des Motors 10 für den Spülungslüfter 9 automatisch beendet wird.

Steuerung, die ausgeführt wird, wenn der Motorzündschal­ ter 13 geschlossen wird

Nun wird mit Bezug auf Fig. 6 die Funktion des Lastan­ triebssteuersystems gemäß der vorliegenden Erfindung beschrieben, wenn der Zündschalter 13 in dem mit dem Lastantriebssteuersystem gemäß der Erfindung ausgerüste­ ten Fahrzeug während des Fahrt des Fahrzeugs geöffnet und sofort danach wieder geschlossen wird.

Wenn der Zündschalter 13 geschlossen wird, steigt die Zündspannung VIGN auf 12 V an, so daß von der Leistungs­ schaltung 22 die Antriebsspannung Vcc (5 V) erzeugt wird. Wenn die Antriebsspannung Vcc auf einen Pegel 5 V stabi­ lisiert ist, wird das Zurücksetzen der CPU 20 beendet, so daß sie ihren Ausgang vom niedrigen L-Pegel zum hohen H- Pegel ändert. Nach einer Zeit t1, die in dem Zeitpunkt beginnt, in dem der Zündschalter 13 geschlossen worden ist, wird das Programm in der CPU 20 initialisiert, wobei die Initialisierung während einer Zeit t2 erfolgt. Nach Abschluß der Initialisierung tritt die Operation in eine Antriebsentscheidungssteuerung ein.

Während dieser Antriebsentscheidungssteuerung steigt in jeder Lastantriebsschaltung eine Spannung am Eingangsan­ schluß jedes Komparators 31, 32, 33 bzw. 34, an den die Zeitgeberschaltung 35 angeschlossen ist, ab dem Beginn des Anstiegs der Antriebsspannung Vcc allmählich an.

Bis die Eingangsanschlußspannung die im voraus festgeleg­ te Spannung VREF erreicht hat, wird der Ausgangsanschluß jedes Komparators 31, 32, 33 bzw. 34 aktiviert (es wird ein niedriger Widerstand erzeugt), so daß die Spannung an der Basis des Transistors 23, 24, 25 bzw. 26, die mit dem obigen Ausgangsanschluß des Komparators verbunden ist, auf einen Pegel von annähernd Null (0 V bis 0,8 V) ge­ drückt wird. Folglich wird jeder Relaisschalter 16, 17, 18 und 19 im geschlossenen Zustand gehalten, so daß jeder Motor 6, 7, 8 bzw. 10 zwangsläufig angehalten wird und folglich keiner der Lüfter 3, 4, 5 bzw. 9 angetrieben wird.

Wenn die Spannung am Eingangsanschluß jedes Komparators, der mit der Zeitgeberschaltung 35 verbunden ist, die im voraus festgelegte Spannung VREF erreicht hat, wird der Ausgangsanschluß jedes Komparators 31, 32, 33 bzw. 34 deaktiviert (es wird ein hoher Widerstand erzeugt), wodurch ein Zustand geschaffen wird, in dem jedem mit diesem Ausgangsanschluß verbundenen Transistor 23, 24, 25 bzw. 26 die Basisspannung (5 V) aufgeprägt wird. Folglich wird der Relaisschalter, für den in der Antriebsentschei­ dungssteuerung entschieden worden ist, daß er den An­ triebszustand erfüllt, geschlossen, so daß er den ent­ sprechenden Motor 6, 7, 8 bzw. 10 antreibt. Es ist fest­ zustellen, daß das Zeitablaufdiagramm von Fig. 6 einen Zustand zeigt, in dem der Neustart des Motors in einem Hochtemperaturzustand, der durch das Fahren des Fahrzeugs bedingt ist, erfolgt, so daß sich der Lüfter nach Ver­ streichen der im voraus eingestellten Zeit t4 des Kompa­ rators sofort dreht.

Hierbei werden die Antriebsanschlüsse 20c, 20d, 20e und 20f während einer Zeitperiode (t1 + t2) in einem Zustand hoher Impedanz (Zustand mit hohem Widerstand) gehalten. Wenn die Steuerung in die Antriebsentscheidungssteuerung eintritt, treten die Antriebsanschlüsse während einer Zeitperiode (t3) in einen Zustand mit hoher Spannung (4,5 V oder höher) oder in einen Zustand mit niedriger Spannung (0,5 V oder niedriger) ein. In jedem Zustand wird jedoch die Basisspannung in jedem Transistor 23, 24, 25 und 26 während der Zeit t4 auf einen Wert von 0 V bis 0,8 V gehalten, um jeden Komparator 31, 32, 33 und 34 zu deaktivieren, so daß der Lastantrieb zwangsläufig ange­ halten wird.

Steuerung, die ausgeführt wird, wenn der Mikrocomputer anomal arbeitet

Nun wird mit Bezug auf Fig. 7 der Fall beschrieben, in dem der Mikrocomputer mit der CPU 20 in dem mit dem erfindungsgemäßen Lastantriebssteuersystem ausgerüsteten Fahrzeug von Normalzustand zum anomalen Zustand wechselt.

Während des Normalbetriebs des Mikrocomputers 20 wird die Steuerung des Antreibens oder Anhaltens jedes Motors 6, 7, 8, 10 anhand des hohen oder niedrigen Spannungspegels der Antriebsanschlüsse 20c, 20d, 20e und 20f erzielt. Mit anderen Worten, der Endwiderstand und der Komparator dienen als hohe Widerstände der Lastantriebsschaltung, so daß es möglich ist, die Funktionsweise des Mikrocomputers im Normalbetrieb unter Verwendung einer Schaltung ohne diese Schaltungsteile anstelle der tatsächlichen Schal­ tung zu untersuchen.

Folglich fließt der Basisstrom in jedem Transistor 23, 24, 25 und 26, wenn der Antriebsanschluß 20c, 20d, 20e bzw. 20f im Zustand mit hohem Spannungspegel ist, während der Basisstrom beendet wird, wenn der Antriebsanschluß sich im Zustand mit niedrigem Spannungspegel befindet. Somit kann der Antrieb der Motoren anhand der gesteuerten Antriebsentscheidung gesteuert werden.

Wenn jedoch im Mikrocomputer 20 eine Anomalie auftritt, beispielsweise aufgrund eines Programmfehlers, werden die Antriebsanschlüsse 20c, 20d, 20e und 20f in den Zustand mit hoher Impedanz versetzt. Mit anderen Worten, ein Widerstand am Antriebsanschluß und der Komparator dienen als sehr hohe Widerstände, so daß es möglich ist, den Betrieb bei Auftreten der Anomalie im Mikrocomputer unter Verwendung einer Schaltung, die anstelle der tatsächli­ chen Schaltung nur Endwiderstände besitzt, zu untersu­ chen.

Wenn daher der Antriebsanschluß sich im Zustand mit hoher Impedanz befindet, wird jedem Transistor 23, 24, 25 und 26 die Antriebsspannung Vcc aufgeprägt, so daß jeder Motor 6, 7, 8, 10 zwangsläufig angetrieben wird.

Nun werden die vorteilhaften Wirkungen des erfindungsge­ mäßen Lastantriebssteuersystems beschrieben.

• (a) Kraft der Verwendung des Endwiderstands 27, 28, 29 und 30 als Lastzwangsantriebs-Anforderungsschaltung, der mit der Lastantriebsschaltung verbunden ist, kann die Last wie etwa der Lüftermotor zwangsläufig ange­ trieben werden, wenn der Entscheidungsbefehl von der CPU 20 nicht ausgegeben wird, obwohl der Zündschalter 13 geschlossen ist. Dadurch wird eine Ausfallsicher­ heit geschaffen, indem sichergestellt wird, daß die Last selbst bei Auftreten einer Anomalie im Mikrocom­ puter angetrieben wird.
• (b) Kraft der Verwendung des Komparators als Lastzwangs­ antriebsstop-Anforderungsschaltung, der mit der Last­ antriebsschaltung verbunden ist, kann der zwangsläu­ fige Lastantrieb wenigstens während der Zeitperiode, in der die Initialisierung des Mikrocomputers abge­ schlossen wird, angehalten werden. Dadurch wird eine unnötige Beanspruchung der Last verhindert, so daß deren Zuverlässigkeit und Lebensdauer verbessert wer­ den.
• (c) Die Lastantriebsschaltung enthält die Transistoren 23, 24, 25 und 26, deren Basisstrom in Übereinstim­ mung mit den hohen und niedrigen Spannungspegeln ge­ steuert wird, die dem Befehl für erforderlichen Lastantrieb bzw. den Befehl für nicht erforderlichen Lastantrieb des Mikrocomputers entsprechen, und die Relaisschalter 16, 17, 18 und 19, die geschlossen werden, wenn im entsprechenden Transistor der Basis­ strom fließt. Die Lastzwangsantriebs-Anforderungs­ schaltung enthält den Endwiderstand 27, 28, 29 bzw. 30, der mit der Basisseite des Transistors verbunden ist, um zu bewirken, daß der Basisstrom in den Tran­ sistor selbst dann fließt, wenn sich der Ausgangsan­ schluß 20c, 20d, 20e bzw. 20f des Mikrocomputers im Zustand mit hoher Impedanz befindet. Weiterhin ent­ hält die Lastzwangsantriebsstop-Anforderungsschaltung den Komparator 31, 32, 33 bzw. 34, dessen erster Ein­ gangsanschluß mit der Zeitgeberschaltung 35 verbunden ist, deren Spannung entsprechend einer Zeitkonstante ansteigt, die durch einen Widerstand und einen Kon­ densator festgelegt ist, an dessen zweiten Eingangs­ anschluß die im voraus festgelegte Spannung angelegt wird und dessen Ausgangsanschluß mit der Basisseite des Transistors 23, 24, 25 bzw. 26 verbunden ist. Kraft der obigen Anordnung wird bei Auftreten einer Anomalie des Mikrocomputers eine Ausfallsicherheit geschaffen, die die Zuverlässigkeit und die Lebens­ dauer des Lastantriebssteuersystems verbessert.
• (d) Da die Motoren 6, 7, 8 und 10 für die Lüfter 3, 4, 5 bzw. 9 für den Motorkühlmittelkühler 2 als Last ver­ wendet werden, kann eine Ausfallsicherheit geschaffen werden, mit der eine Motorüberhitzung wirksam verhin­ dert werden kann, selbst wenn im Mikrocomputer eine Anomalie auftritt, so daß die Zuverlässigkeit und die Lebensdauer des Lüftermotors 6, 7, 8 bzw. 10 und des Relaisschalters 16, 17, 18 bzw. 19 verbessert wird.

Obwohl mit Bezug auf die Zeichnungen eine besondere Ausführungsform der vorliegenden Erfindung beschrieben worden ist, ist der Umfang der vorliegenden Erfindung selbstverständlich nicht auf diese besondere Ausführungs­ form eingeschränkt, so daß Abwandlungen, Hinzufügungen und dergleichen an dieser besonderen Ausführungsform vorgenommen werden können, ohne vom Geist und vom Umfang der Erfindung abzuweichen.

Obwohl in der beschriebenen Ausführungsform für die Last der elektrische Lüftermotor für den Motorkühler als Beispiel verwendet worden ist, kann dieser elektrische Lüftermotor selbstverständlich durch andere Lasten er­ setzt sein, die auch bei Auftreten einer Anomalie des Mikrocomputers angetrieben werden müssen, beispielsweise Motoren für Pumpen, die einen Teil einer Hydraulikeinheit eines Fahrzeugsteuersystems wie etwa einer Radaufhängung, einer Vierradlenkung, eines Vierradantriebs und eines Antiblockierbremssystems oder dergleichen bilden.

Obwohl die Lastzwangsantriebs-Anforderungsschaltung und die Lastzwangsantriebs stop-Anforderungsschaltung so dar­ gestellt und beschrieben worden sind, daß sie einen Widerstand und einen Komparator enthalten, können diese Schaltungen selbstverständlich durch andere Schaltungen oder Einrichtungen ersetzt sein, in denen mittels Soft­ ware und mittels der CPU die gleiche Funktion und der gleiche Zweck erzielt werden können.

Claims (5)

1. Lastantriebssteuersystem für Kraftfahrzeuge, die eine Last (6, 7, 8, 10) enthalten, gekennzeichnet durch
Einrichtungen (11, 12) zum Erfassen von Betriebs­ zuständen des Fahrzeugs,
einen Mikrocomputer (20), in dem ein Lastan­ triebsnotwendigkeits-Entscheidungsprogramm gespeichert ist, das anhand des erfaßten Fahrzeugbetriebszustands entscheidet, ob der Antrieb der Last (6, 7, 8, 10) not­ wendig ist oder nicht, und einen Befehl für erforderli­ chen Lastantrieb bzw. einen Befehl für nicht erforderli­ chen Lastantrieb ausgibt,
eine Lastantriebsschaltung (23, 16; 24, 17; 25, 18; 26, 19) zum Steuern des Antreibens der Last (6, 7, 8, 10) in Abhängigkeit vom Befehl für erforderlichen Lastan­ trieb bzw. vom Befehl für nicht erforderlichen Lastan­ trieb, die so beschaffen ist, daß sie als Antwort auf den Befehl für erforderlichen Lastantrieb einen Antriebsstrom erzeugt, unter dessen Wirkung die Last (6, 7, 8, 10) angetrieben wird, und
eine Einrichtung (27, 28, 29, 30) zum zwangsläu­ figen Antreiben der Last (6, 7, 8, 10), wenn der Mikro­ computer (20) die Ausgabe jeglichen Befehls beendet, obwohl ein Zündschalter (13) des Fahrzeugs geschlossen ist.

2. Lastantriebssteuersystem nach Anspruch 1, gekenn­ zeichnet durch eine Einrichtung (31, 32, 33, 34) zum Anhalten des zwangsläufigen Antreibens der Last wenigstens während einer Zeitperiode (t2), in der eine Initialisierung des Mikrocomputers (20) abgeschlossen wird, wenn der Mikro­ computer (20) aufgrund seiner Initialisierung die Ausgabe jeglichen Befehls entstellt.

3. Lastantriebssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß
die Lastantriebsschaltung einen Transistor (23, 24, 25, 26), dessen Basisstrom durch einen hohen oder einen niedrigen Spannungspegel gesteuert wird, die dem Befehl für erforderlichen Lastantrieb bzw. dem Befehl für nicht erforderlichen Lastantrieb vom Mikrocomputer (20) entsprechen, sowie einen Relaisschalter (16, 17, 18, 19) enthält, der geschlossen wird, wenn der Basisstrom im Transistor (23, 24, 25, 26) erzeugt wird, und
die Lastzwangsantrieb-Anforderungseinrichtung einen Endwiderstand (27, 28, 29, 30) enthält, der an die Basisseite des Transistors (23, 24, 25, 26) angeschlossen ist und bewirkt, daß der Basisstrom in den Transistor (23, 24, 25, 26) fließt, selbst wenn ein Ausgangsanschluß des Mikrocomputers (20) im Zustand hoher Impedanz ist.

4. Lastantriebssteuersystem nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zum Anhalten des zwangsläufigen Lastantriebs einen Komparator (31, 32, 33, 34) enthält, wovon ein erster Eingangsanschluß mit einer Schaltung (35) verbunden ist, deren Spannung entsprechend einer Zeitkonstante ansteigt, die durch einen Widerstand und einen Kondensator festgelegt ist, wovon ein zweiter Eingangsanschluß mit einer im voraus festgelegten Span­ nung (VREF) verbunden ist und wovon ein Ausgangsanschluß mit der Basisseite des Transistors (23, 24, 25, 26) verbunden ist.

5. Lastantriebssteuersystem nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Last einen Elektromotor (6, 7, 8, 10) für einen Lüfter (3, 4, 5, 9) für einen Kühler (2), der ein Motorkühlmittel kühlt, enthält.