DE19734475A1 - Verfahren zur Voraussage eines Ausfalls, sowie Steuereinheit und Laststeuersystem, welche dieses Verfahren verwenden - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Vorhersage des Ausfalls einer Last, beispielsweise elektronischer Geräte und Teile, sowie eine Steuereinheit und Laststeuerverfahren, welche ein derartiges Verfahren einsetzen. Genauer gesagt betrifft die vorliegende Erfindung ein Verfahren zur Vorhersage eines Ausfalls, welches die Lebensdauer elektronischer Geräte und Teile ermitteln kann, die als Lasten dienen, und welches einem Benutzer die Tatsache mitteilen kann, daß die Last das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, und daß ein Austausch der elektronischen Geräte oder Teile erforderlich ist, und betrifft eine Steuereinheit und ein Laststeuersystem, welche ein derartiges Verfahren verwenden.

Als konventionelles Ausfallvorhersageverfahren der genannten Art und ein dieses Verfahren verwendendes Laststeuersystem sind jene bekannt, die beispielsweise in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. Hei 5-56555 beschrieben sind.

Gemäß der Erfindung, die in der japanischen Veröffentlichung eines ungeprüften Patents Nr. Hei 5-56555 beschrieben ist, ist eine Ausfallvorhersagevorrichtung vorgesehen, bei welcher Eigenschaftsbetragsdaten, beispielsweise ein Einschaltstromwert und ein stationärer Stromwert, vorher aus einer Laststromsignalform abgeleitet werden, infolge eines normalen Schaltvorgangs zu einem frühen Zeitpunkt, und als Bezugs-Eigenschaftsbetragsdaten in einer Speichervorrichtung gespeichert werden, wobei die Vorhersage und Diagnose eines Ausfalls mit Hilfe einer Beurteilungsvorrichtung mittels Fuzzy-Logik auf der Grundlage der Eigenschaftsbetragsdaten durchgeführt wird, die aus der Laststromsignalform ermittelt wurden, und auf der Grundlage der Bezugs-Eigen­ schaftsbetragsdaten, jedesmal dann, wenn eine Eingabe bei einem Relais erfolgt.

Bei einer derartigen konventionellen Ausfallvorhersagevorrichtung ist es allerdings erforderlich, Mitgliedsfunktionen zur Durchführung der Beurteilung mittels Fuzzy-Logik für jede von verschiedenen Lasten zu bestimmen, und ist es zur Bestimmung derartiger Mitgliedsfunktionen erforderlich, unterschiedliche Eigenschaftsbeträge für jede der Lasten zu ermitteln. Daher trat das technische Problem auf, daß die Abmessungen der Vorrichtung zunehmen, und die Software kompliziert wird.

Angesichts der voranstehend geschilderten Umstände besteht ein Vorteil der vorliegenden Erfindung in der Bereitstellung eines Verfahrens zur Vorhersage des Ausfalls einer Last, welches die Lebensdauer von Lasten dadurch vorhersagen kann, daß flexibel und schnell mit der Struktur der Umgebung eines Systems umgegangen wird, welches verschiedene Lasten aufweist, die an das System angeschlossen sind, selbst unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung und einer einfachen Software, ohne Komplikationen bezüglich des Umfangs der Vorrichtung und der Software hervorzurufen, und welches daher die Handhabung der Lagerhaltung für Lasten in Bezug auf den Austausch erleichtert, und in der Bereitstellung einer Steuereinheit und eines Laststeuersystems, welche dieses Verfahren verwenden.

Gemäß einer ersten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Verfahren zur Vorhersage eines Ausfalls zur Verfügung gestellt, welches folgende Schritte aufweist: Berechnung einer integrierten Zeit durch Integration einer Betriebszeit einer Last; und Mitteilen, daß die Last das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, wenn die integrierte Zeit eine Lebensdauerzeit erreicht hat, die vorher in Bezug auf die Last eingestellt wurde.

Gemäß einer zweiten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird eine Steuereinheit zum Steuern einer Last unter Verwendung des Verfahrens zur Vorhersage eines Ausfalls gemäß der ersten Zielrichtung der Erfindung zur Verfügung gestellt, welche aufweist: eine Lebensdauerdiagnostikvorrichtung zur Erzeugung integrierter Zähldaten durch Integrieren der Betriebs zeit der Last, und zur Erzeugung von Warndaten für die Benachrichtigung, wenn die integrierten Zähldaten die Lebensdauer erreicht haben, und zur gleichzeitigen Erzeugung eines Interruptbefehls (Unterbrechungsbefehls), der eine Verarbeitung zum Anhalten des Betreibens der Last anfordert, welche das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat.

Gemäß einer dritten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird die Steuereinheit gemäß der zweiten Zielrichtung der Erfindung zur Verfügung gestellt, welche darüber hinaus aufweist: eine intelligente Stromversorgungseinrichtung zum Treiben der Last, die dazu angepaßt ist, ein Statussignal nach Treiben der Last zu erzeugen, und ein Lastanomalitätssignal nach Feststellung einer Anomalität der Last zu erzeugen, eine Takterzeugungseinheit zur Erzeugung eines Takts mit einem vorbestimmten Zeitraum entsprechend dem Statussignal während des Treibens der Last; eine Betriebszeitintegrationseinheit zum Integrieren von Impulsen des Taktes oder Taktgebers und zur Erzeugung der integrierten Zähldaten durch Addieren der integrierten Zeit, die auf der Grundlage der Anzahl integrierter Taktimpulse und des Taktzeitraums berechnet wird, zu vorher integrierten Zähldaten, welche eine Zeit angeben, die bis zu diesem Zeitpunkt integriert wurde; eine Tabellenerzeugungseinheit zur Erzeugung von Lebensdauertabellendaten, welche eine Beziehung der Entsprechung zwischen der Art der Last und der Lebensdauer entsprechend der Art der Last angeben; eine Speichersteuereinheit, welche einen Tabellenspeicherabschnitt zum Speichern der Lebensdauertabellenenden aufweist, die von der Tabellenerzeugungseinheit erzeugt werden, und einen Integrationszeitspeicherabschnitt zum Speichern der integrierten Zähldaten, die von der Betriebszeitintegrationseinheit erzeugt werden; und eine Bestimmungseinheit zum Lesen und Vergleichen der Lebensdauertabellendaten, die in dem Tabellenspeicherabschnitt gespeichert sind, und der integrierten Zähldaten, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt gespeichert sind, und zur Erzeugung zumindest entweder der Warndaten oder des Interruptbefehls, wenn die integrierten Zähldaten die Lebensdauertabellendaten erreicht haben.

Gemäß einer vierten Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Laststeuersystem zur Verfügung gestellt, an welches die Steuereinheit gemäß der dritten Zielrichtung der Erfindung angeschlossen ist, und welches aufweist: mehrere Steuereinheiten, die an eine Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen sind, um ID-Daten zu senden oder zu empfangen, welche Steuerspezifikationen für jede der Lasten betreffen, die an das Laststeuersystem angeschlossen sind, und zur Durchführung der Übertragung und des Empfangs der ID-Daten über die Kommunikationsleitung, um so die Lasten auf der Grundlage der gesendeten oder empfangenen ID-Daten zu steuern, wobei die ID-Daten zumindest Daten bezüglich der Art einer Last enthalten, welche zur Erzeugung der Lebensdauertabellendaten verwendet werden, Daten bezüglich der Lebensdauer entsprechend der Art der Last, und Diagnoseinformation zum Diagnostizieren eines Betriebszustands der Last.

Gemäß einer fünften Zielrichtung der vorliegenden Erfindung wird ein Laststeuersystem zur Verfügung gestellt, an welches die Steuereinheit gemäß der dritten Zielrichtung der Erfindung angeschlossen ist, um eine Multiplexverarbeitung über eine Kommunikationsleitung durchzuführen, welche eine Multiplexübertragung von ID-Daten durchführen kann, welche Steuerspezifikationen für jede von mehreren Lasten betreffen, und welches die angeschlossenen Lasten auf der Grundlage der ID-Daten steuern kann, mit welchen die Multiplexverarbeitung durchgeführt wurde, und welches aufweist: eine Master-Steuereinheit, welche die Steuereinheit darstellt, die an die Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen ist, und als Hauptsystem die Multiplexverarbeitung auf der Grundlage der ID-Daten durchführen kann; und zumindest eine Slave-Laststeuereinheit, welche die Steuereinheit darstellt, die an die Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen ist, um ID-Daten zu senden oder zu empfangen, und zur Durchführung der Multiplexverarbeitung als Untersystem zwischen der Slave-Laststeuereinheit und der Master-Steuereinheit über die Kommunikationsleitung dient, wobei die ID-Daten zumindest Daten bezüglich der Art einer Last umfassen, die zur Erzeugung der Lebensdauertabellendaten verwendet werden, Daten bezüglich der Lebensdauer entsprechend der Art der Last, sowie Diagnoseinformation zum Diagnostizieren eines Betriebszustandes der Last.

Die Erfindung wird nachstehend anhand zeichnerisch dargestellter Ausführungsbeispiele näher erläutert, aus welchen weitere Vorteile und Merkmale hervorgehen. Es zeigt:

Fig. 1 ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform einer Steuereinheit, welche ein Ausfalldiagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet;

Fig. 2 ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Laststeuersystems, welches die in Fig. 1 gezeigte Steuereinheit verwendet;

Fig. 3(a) eine Darstellung des Formats von ID-Daten, welche bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform verwendet werden;

Fig. 3(b) eine Darstellung von Diagnoseinformation, welche in dem Format der ID-Daten gemäß Fig. 3(a) verwendet wird; und

Fig. 4 ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Ausfalldiagnoseverfahrens unter Verwendung der in Fig. 1 gezeigten Steuereinheit.

Fig. 1 ist ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform einer Steuereinheit 60, welche das Ausfalldiagnoseverfahren gemäß der vorliegenden Erfindung verwendet. Fig. 2 ist ein Funktionsblockschaltbild zur Erläuterung einer Ausführungsform eines Laststeuersystems 62, welches die in Fig. 1 gezeigte Steuereinheit 60 verwendet.

Wie aus Fig. 2 hervorgeht, ist an dieses Laststeuersystem 62 eine Master-Steuereinheit 50 angeschlossen, die als die Steuereinheit 60 eines Hauptsystems dient (ein "Master" in einem sogenannten Master-Slave-System, also einer Art eines Systems zum Synchronisieren des Sendens und Empfangens von Daten), welches die Funktion hat, die Multiplexverarbeitung von ID-Daten 30a, welche Steuerspezifikationen für jedes von elektronischen Geräten betreffen (beispielsweise einer Klimaanlage) und von elektronischen Bauteilen (beispielsweise einer Zündvorrichtung und Lampen), die als Lasten 42A, 42B, 42N dienen, die in einem Fahrzeug wie beispielsweise einem Kraftfahrzeug, einem Zug oder dergleichen vorgesehen sind, über eine Kommunikationsleitung 34 durchzuführen, über welche Mehrfachsendungen laufen können, und welche dazu befähigt ist, die an sie angeschlossenen Lasten 42A, 42B, 42N zu steuern, auf der Grundlage der ID-Daten 30a, mit denen eine derartige Multiplexverarbeitung durchgeführt wird. Weiterhin sind an das Laststeuersystem 62 mehrere Slave-Last­ steuereinheiten 40A, 40B, . . ., 40N angeschlossen, die als Untersysteme dienen ("Slaves" in dem voranstehend erwähnten Master-Slave-System).

Die Master-Steuereinheit 50, welche die Steuereinheit 60 bildet, ist an die Kommunikationsleitung 34 (insbesondere ein Kommunikationskabel) über eine Kommunikationsschnittstelle 32 angeschlossen, und kann als ein Hauptsystem die Multiplexverarbeitung auf der Grundlage der ID-Daten 30a durchführen.

Die Slave-Laststeuereinheiten 40A, 40B, . . ., 40N, welche ebenfalls die Steuereinheit 60 bilden, sind jeweils an die Kommunikationsleitung 34 über Kommunikationsschnittstellen 404A, 404B, . . ., 404N angeschlossen, um die ID-Daten 30a zu multiplexen, und diese zu senden und zu empfangen, und jeweils eine Multiplexverarbeitung als Untersysteme in Bezug auf die Master-Steuereinheit 50 über die Kommunikationsleitung 34 durchzuführen.

Intelligente Stromversorgungsquellen (IPSs) 402A, 402B, 402N, die in Fig. 2 gezeigt sind, stellen Treibervorrichtungen zum jeweiligen Treiben der Lasten 42A, 42B, . . ., 42N dar, und haben die Aufgabe, Statussignale 403A, 403B, . . ., 403N zu erzeugen, um einer externen Schaltung außerhalb der IPSs 402A, 402B, . . ., 402N den Treiberzustand der Lasten mitzuteilen, während die Lasten 42a, 42B, . . ., 42N getrieben werden, eine Anomalität festzustellen (insbesondere einen Kurzschluß, eine Unterbrechung, oder einen zu hohen Strom), die in einer der getriebenen Lasten 42a, 42B, . . ., 42N aufgetreten ist, und der externen Schaltung diesen anomalen Zustand mitzuteilen (wie voranstehend erwähnt, den Zustand eines Kurschlusses, einer Unterbrechung, oder eines zu hohen Stroms), in Bezug auf die Last, über Diagnoseinformation 306 (genauer gesagt Lastanomalitätssignale 405A, 405B, . . ., 405N).

Fig. 3(a) erläutert das Format der ID-Daten 30a, welches bei der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform verwendet wird, und Fig. 3(b) erläutert die Diagnoseinformation 306, die in dem Format der ID-Daten gemäß Fig. 3(a) verwendet wird.

Wie aus Fig. 3(a) hervorgeht, umfassen die gemultiplexten ID-Daten 30a zumindest Daten 301 bezüglich der Art der Last 42A (42B, . . ., 42N), die zur Erzeugung von Lebensdauertabellendaten 18a verwendet werden; Daten 302 bezüglich der Lebensdauer entsprechend der Art der Last; Daten 303 bezüglich einer Identifizierungsnummer, die von der Master-Steuereinheit 50 und den Slave-Laststeuereinheiten 40A, 40B, . . ., 40N verwendet wird, um jede Last in dem Multiplexsystem zu identifizieren; Steuerinformation 304, welche Steuerspezifikationen von Lasten angibt (insbesondere Treiberspannungen und absolute Standards); Standardinformation 305 (voreingestellte Information), die als festgelegte Steuerspezifikationen verwendet wird, wenn eine Anomalität bei der Multiplexkommunikation aufgetreten ist; sowie die Diagnoseinformation 306 zum Diagnostizieren eines Betriebszustands der Last 42a (42B, . . ., 42N).

Wie aus Fig. 3(b) hervorgeht, weist die in den ID-Daten 30a vorgesehene Diagnoseinformation 306 ein Statussignal 403A (403B, . . ., 403N) und das Lastanomalitätssignal 405A (405B, . . ., 405N) auf.

Da die Multiplexverarbeitung der ID-Daten 30a, welche die Diagnoseinformation 306 enthalten, einerseits zwischen der Master-Steuereinheit 50 und andererseits den Slave-Last­ steuereinheiten 40A, 40B, . . ., 40N durchgeführt wird, kann die Master-Steuereinheit 50 die Diagnose der Lebensdauer in Bezug auf die jeweiligen Slave- Leistungstransistoreinheiten 40A, 40B, . . ., 40N auf die voranstehend geschilderte Art und Weise durchführen, und wird es möglich, die Lebensdauer von Lasten 42A, 42B, . . ., 42N dadurch vorherzusagen, daß flexibel und schnell mit der Struktur der Umgebung eines Systems umgegangen wird, welches so aufgebaut ist, daß an es verschiedene Lasten 42A, 42B, 42N angeschlossen sind, selbst unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung und einfacher Software, ohne Komplikationen bezüglich des Umfangs der Vorrichtung und der Software hervorzurufen, was insgesamt dazu führt, daß die Handhabung der Lagerhaltung für die Lasten 42A, 42B, . . ., 42N für deren Austausch erleichtert wird.

Als nächstes wird die Steuereinheit 60 beschrieben.

Die Steuereinheit 60 hat die Aufgabe, die Lebensdauer jedes elektronischen Geräts (beispielsweise einer Klimaanlage) und jedes Elektronikbauteils (beispielsweise einer Zündvorrichtung und Lampen) zu diagnostizieren, die als in einem Fahrzeug vorhandene Lasten 42A, 42B, . . ., 42N dienen, und einem Benutzer mitzuteilen, daß die Last 42A (42B, . . ., 42N) das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, und daß ein Austausch des elektronischen Geräts oder Bauteils erforderlich ist. Wie in Fig. 1 gezeigt weist die Steuerschaltung 60 eine Lebensdauerdiagnoseeinheit 10 auf, eine Warneinheit 22, eine IC-Karte 30, die Kommunikationsschnittstelle 32, und einen Rücksetzschalter.

Die voranstehend erwähnte Lebensdauer, die vorher eingestellt wird, wird vorzugsweise auf der Grundlage jenes Zeitpunkts festgelegt, an welchem festgestellt wird, daß es unmöglich ist, gewünschte Eigenschaften aufrechtzuerhalten, und zwar dadurch, daß vorher Lebensdauerversuche für jede Last durchgeführt werden.

Die Lebensdauerdiagnoseeinheit 10 hat die Aufgaben, integrierte Zähldaten 14a durch Integration der Betriebs zeit jeder Last 42A (42B, . . ., 42N) zu erzeugen, Warndaten 20a für Benachrichtigungen zu erzeugen, etwa jene, die voranstehend beschrieben wurden, wenn die integrierten Zähldaten 14a eine Grenze der voranstehend erwähnten Lebensdauer erreicht haben, und gleichzeitig einen Interruptbefehl 20b zu erzeugen, um eine Verarbeitung zum Anhalten des Treibens der Last 42A (42B, . . ., 42N) anzufordern, welche das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, und diesen an das System anzulegen, dessen Steuerleistung höher ist als jene dieser Steuereinheit 60. Die Lebensdauerdiagnoseeinheit 10 ist mit einer Takterzeugungseinheit 12 versehen, einer Betriebszeitintegrationseinheit 14, einer Speichersteuereinheit 16 und einer Festlegungseinheit 20.

Eine derartige Lebensdauerdiagnoseeinheit 10 kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einer CPU zur Durchführung verschiedener arithmetischer Operationen besteht, einem RAM zum Speichern von Ergebnissen der arithmetischen Operationen und dergleichen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Die Takterzeugungseinheit 12 hat die Aufgabe, einen Takt 12a mit einem vorbestimmten Zeitraum (einer vorbestimmten Dauer) entsprechend jedem der Statussignale 403A, 403B, . . ., 403N zu erzeugen, während des Treibens der Last 42A, 42B, . . ., 42N.

Eine derartige Takterzeugungseinheit 12 besteht hauptsächlich aus einem Takt-IC zur Erzeugung des Takts 12a mit vorbestimmter Dauer und der Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Die Betriebszeitintergrationseinheit 14 hat die Aufgabe, Impulse des Takts 12a zu integrieren, und die integrierten Zähldaten 14a durch Addieren der integrierten Zeit zu erzeugen, welche auf der Grundlage der Anzahl der integrierten Taktimpulse zu diesem Zeitpunkt und der Taktdauer berechnet wird, zu vorher integrierten Zähldaten 162a, welche die Zeit angeben, die bis zu diesem Zeitpunkt integriert wurde.

Eine derartige Betriebszeitintegrationseinheit 14 kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einer CPU zur Durchführung verschiedener arithmetischer Operationen besteht, einem RAM zum Speichern von Ergebnissen der arithmetischen Operationen und dergleichen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Eine Tabellenerzeugungseinheit 18 hat die Aufgabe, die Lebensdauertabellendaten 18a zu erzeugen, welche Beziehungen zwischen den Arten der Lasten 42A, 42B, . . ., 42N und den Lebensdauern entsprechend der Art der Lasten angeben.

Eine derartige Tabellenerzeugungseinheit 18 kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einer CPU zur Durchführung von Arithmetikoperationen besteht, einem RAM zum Speichern von Ergebnissen der arithmetischen Operationen, der Lebensdauertabellendaten 18a und dergleichen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Die Speichersteuereinheit 16 weist einen Tabellenspeicherabschnitt 164 zum Speichern der Lebensdauertabellendaten 18a auf, die von der Tabellenerzeugungseinheit 18 erzeugt werden, und einen Integrationszeitspeicherabschnitt 162 zum Speichern der integrierten Zähldaten 14a, die von der Betriebszeitintegrationseinheit 14 erzeugt werden.

Weiterhin ist die Speichersteuereinheit 16 so ausgebildet, daß sie eine derartige Steuerung durchführt, daß die integrierten Zähldaten 14a, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt 162 gespeichert sind, entsprechend zumindest einem der Lastanomalitätssignale 405A, 405B, . . ., 405N und einem Rücksetzsignal 17a zurückgesetzt werden, welches von außen angelegt wird (beispielsweise durch den Rücksetzschalter 17 in Fig. 1), wodurch der Integrationswert der integrierten Zähldaten 14a zu diesem Zeitpunkt auf Null gesetzt wird.

Eine derartige Speichersteuereinheit 16 (der Integrationszeitspeicherabschnitt 162 und der Tabellenspeicherabschnitt 164) kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einem nicht­ flüchtigen Speicher wie etwa einem EEPROM zum Speichern der integrierten Zähldaten 14a, der Lebensdauertabellendaten 18a und dergleichen, einer CPU zur Durchführung verschiedener arithmetischer Operationen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten besteht.

Da die Operation des Rücksetzens der integrierten Zähldaten 14a, die zum Austausch der Last 12A, (12B, . . ., 12N) erforderlich sind, auf Null dadurch durchgeführt werden kann, daß die Lastanomalitätssignale 405A, 405B, . . ., 405N oder das Rücksetzsignal 17a verwendet wird, wird es möglich, flexibel und schnell mit dem Austausch der Last 42A (42B, . . ., 42N) fertigzuwerden, welche das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, bei dem Aufbau der Umgebung eines Systems, bei welchem die verschiedenen Lasten 42A, 42B, . . ., 42N an das System angeschlossen sind, selbst unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung und einfacher Software, ohne Komplikationen bezüglich des Umfangs der Vorrichtung und der Software hervorzurufen.

Die Festlegungseinheit 20 hat die Aufgabe, die Lebensdauertabellendaten 18a, die in dem Tabellenspeicherabschnitt 164 gespeichert sind, und die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt 162 gespeicherten integrierten Zähldaten 14a zu lesen und zu vergleichen, und zumindest entweder die Warndaten 20a oder den Interruptbefehl 20b zu erzeugen, wenn die integrierten Zähldaten 14a zu diesem Zeitpunkt die Lebensdauertabellendaten 18a erreicht haben.

Eine derartige Festlegungseinheit 20 kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einer CPU zur Durchführung verschiedener arithmetischer Operationen besteht, einem RAM zum Speichern von Ergebnissen der arithmetischen Operationen und dergleichen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Infolge der Bereitstellung einer derartigen Lebensdauerdiagnoseeinheit 10 erzeugt die Betriebszeitintegrationseinheit 14 die integrierten Zähldaten 14a dadurch, daß als Bezugsgröße die Lebensdauer verwendet wird, die vorher in der Tabellenerzeugungseinheit 18 eingestellt wird, und führt die Festlegungseinheit 20 die Diagnose der Lebensdauer in Bezug auf die integrierten Zähldaten 14a durch, unter Verwendung des Takts 12a auf der Grundlage der Statussignale 403A, 403B, . . ., 403N, und daher ist es möglich, die Lebensdauer von Lasten 42A, 42B, . . ., 42N vorherzusagen, indem flexibel und schnell mit der Anordnung der Umgebung eines Systems umgegangen wird, welches so aufgebaut ist, daß an es verschiedene Lasten 42A, 42B, . . ., 42N angeschlossen sind, selbst unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung und einfacher Software, ohne Komplikationen bezüglich des Umfangs der Vorrichtung und der Software hervorzurufen, was dazu führt, daß die Handhabung der Lagerhaltung für die Lasten 42A, 42B, . . ., 42N für deren Austausch erleichtert werden kann.

Die IC-Karte 30 stellt eine Speichervorrichtung dar, die hauptsächlich aus einem Halbleiterspeichergerät wie beispielsweise einem EEPROM besteht, von welchem Daten frei ausgelesen werden können, und in der IC-Karte 30 werden die ID-Daten 30a bezüglich der Beziehung zwischen den Arten der Last 42A, 42B, . . ., 42N und den Lebensdauern gespeichert.

In diesem Fall ist die Tabellenerzeugungseinheit 18 so ausgebildet, daß sie die ID-Daten 30a von der IC-Karte 30 liest, und die Lebensdauertabellendaten 18a erzeugt.

Infolge der Bereitstellung einer derartigen IC-Karte 30 können die ID-Daten 30a (also die Lebensdauertabellendaten 18a) vorher in der einfach zu transportierenden IC-Karte 30 eingestellt werden, selbst in einer Fabrik oder dergleichen, also entfernt von dem System, so daß es möglich ist, flexibel und schnell mit der Anordnung der Umgebung eines Systems fertigzuwerden, welches so ausgebildet ist, daß an es die verschiedenen Lasten 42A, 42B, . . ., 42N angeschlossen sind, wodurch die Handhabung der Lagerhaltung für die Lasten 42A, 42B, . . ., 42N für den Austausch erleichtert wird.

Die Warneinheit 22 hat die Funktion, dem Benutzer mitzuteilen, daß die Lebensdauer der Last 42a (42B, . . ., 42N) ihr Ende erreicht hat, nach Empfang der Warndaten 20a.

Diese Warnfunktion wird im einzelnen durch eine Anzeige oder ein Warngeräusch erzielt. Das Warngeräusch kann durch einen Summer oder dergleichen verwirklicht werden.

Darüber hinaus ist die Warneinheit 22 vorzugsweise wie in Fig. 1 gezeigt mit einer Anzeigeeinheit 222 versehen, um so die voranstehend geschilderte Anzeige zur Verfügung zu stellen, und eine Nachricht mitzuteilen, welche detailliertere Einzelheiten bezüglich des Austausches der Last enthält.

Eine derartige Warneinheit 22 kann durch einen Mikrocomputer realisiert werden, der hauptsächlich aus einer CPU zur Durchführung verschiedener arithmetischer Operationen besteht, einem RAM zum Speichern von Ergebnissen der arithmetischen Operationen und dergleichen, und einer Peripherieschnittstelle zur Durchführung des Sendens und Empfangens von Daten.

Als nächstes erfolgt eine Beschreibung des Verfahrens zur Vorhersage eines Ausfalls unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit 60.

Fig. 4 ist ein Flußdiagramm zur Erläuterung des Verfahrens zur Vorhersage eines Ausfalls unter Verwendung der in Fig. 1 dargestellten Steuereinheit 60.

Dieses Verfahren zur Vorhersage eines Ausfalls enthält die Funktionen der Berechnung einer integrierten Zeit durch Integration einer Lastbetriebszeit und der Mitteilung an einen Benutzer, daß die Lebensdauer der Last dem Ende zugeht, wenn die integrierte Zeit zu diesem Zeitpunkt die Lebensdauer erreicht hat, die vorher in Bezug auf die Last eingestellt wurde, und das Ausfallvorhersageverfahren umfaßt die Schritte S1 bis S7.

Im Schritt S1 wird, wenn die Ausfallvorhersageverarbeitung begonnen wird, ein Lesevorgang für die in der IC-Karte 30 gespeicherten ID-Daten 30a bezüglich der Lasten 42A, 42B, . . ., 42N durchgeführt. Daraufhin erzeugt die Tabellenerzeugungseinheit 18 die Lebensdauertabellendaten 18a unter Verwendung der ID-Daten 30a von der IC-Karte 30. Dann werden die erzeugten Lebensdauertabellendaten 18a in der Tabellenerzeugungseinheit 18 (also dem EEPROM) gespeichert.

Im Schritt S2 erzeugt die IPS 402A (402B, . . ., 402N) das Statussignal 403A (403B, . . ., 403N) zur Benachrichtigung einer externen Schaltung außerhalb der IPS 402A (402B, . . ., 402N) bezüglich des Treiberzustands der Last, während die Last 42A (42B, . . ., 42N) getrieben wird, erfaßt eine Anomalität (insbesondere einen Kurzschluß, eine Unterbrechung, oder einen zu hohen Strom der Last), die in der getriebenen Last 42a (42B, . . ., 42N) aufgetreten ist, und teilt der externen Schaltung diesen anomalen Zustand) wie voranstehend erwähnt, den Kurzschlußzustand, den Unterbrechungszustand, oder den Zustand eines zu hohen Stroms) der Last über die Diagnoseinformation 306 mit.

Im Schritt S3 empfängt die Takterzeugungseinheit 12 das Statussignal 403A (403B, . . ., 403N) während des Treibens der Last 42A (42B, . . ., 42N) und erzeugt den Takt 12a mit vorbestimmter Dauer. Daraufhin integriert die Betriebszeitintegrationseinheit 14 Impulse des Taktes 12a, und addiert die integrierte Zeit, die auf der Grundlage der Anzahl integrierter Taktimpulse zu diesem Zeitpunkt und der Taktdauer berechnet wird, zu den vorher integrierten Zähldaten 162a, welche die bis zu diesem Zeitpunkt integrierte Zeit angeben, um so die integrierten Zähldaten 14a zu erzeugen (so daß die erzeugten integrierten Zähldaten 14a gleich den vorher integrierten Zähldaten 162a plus der integrierten Zeit (Einheit: Zeit) sind).

Im Schritt S4 führt die Festlegungseinheit 20 einen Vorgang des Lesens und Vergleichens der Lebensdauertabellendaten 18a, die in dem Tabellenspeicherabschnitt 164 gespeichert sind, und der integrierten Zähldaten 14a durch, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt 162 gespeichert sind, und erzeugt zumindest entweder die Warndaten 20a oder den Interruptbefehl 20b, wenn zu diesem Zeitpunkt die integrierten Zähldaten 14a den Wert der Lebensdauertabellendaten 18a erreicht haben (JA im Schritt S4).

Im Schritt S5 teilt die Warneinheit 22 nach Empfang der Warndaten 20a dem Benutzer mit, daß die Lebensdauer der Last 42A (42B, . . ., 42N) ihr Ende erreicht hat.

Im Schritt S6 erfolgt eine Ermittlung, ob die Last durch eine neue Last ausgetauscht wurde, oder ob eine Anomalität der Last (also ein Ausfallzustand der Last) aufgetreten ist.

Im Schritt S7 führt in einem Fall, in welchem die Last durch eine neue ersetzt wurde, oder in welchem eine Anomalität der Last (also ein Ausfallzustand der Last) aufgetreten ist (JA im Schritt S6), die Speichersteuereinheit 16 eine Steuerung durch, gemäß welcher die integrierten Zähldaten 14a, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt 162 gespeichert sind, zurückgesetzt werden, entsprechend zumindest einem der Lastanomalitätssignale 405A, 405B, . . ., 405N und dem Rücksetzsignal 14a, welches von außen angelegt wird (beispielsweise durch den Rücksetzschalter 17 in Fig. 1), wodurch der Integrationswert der integrierten Zähldaten 14a zu diesem Zeitpunkt auf Null zurückgesetzt wird. In anderen Fällen (NEIN im Schritt S6) verzweigt der Betriebsablauf zum Schritt S5.

Nach Beendigung des Schrittes S7 geht der Betrieb zum Schritt S2 über, und wird der Betrieb in den Schritten S2 bis S7 in Form einer Schleife durchlaufen.

Da gemäß der vorliegenden Erfindung die Diagnose der Lebensdauer dadurch durchgeführt wird, daß als Bezugsgröße die Lebensdauer verwendet wird, die vorher eingestellt wurde, ist es wie voranstehend geschildert möglich, die Lebensdauer von Lasten 42A, 42B, . . ., 42N dadurch vorherzusagen, daß flexibel und schnell mit der Struktur der Umgebung eines Systems fertiggeworden wird, welches so aufgebaut ist, daß an es verschiedene Lasten 42A, 42B, . . ., 42N angeschlossen sind, selbst unter Verwendung einer einfachen Vorrichtung und einfacher Software, ohne Komplikationen bezüglich des Umfangs der Vorrichtung und der Software hervorzurufen, was dazu führt, daß die Handhabung der Lagerhaltung für die Lasten 42A, 42B, . . ., 42N für deren Austausch erleichtert werden kann.

Claims (10)

1. Verfahren zur Vorhersage eines Ausfalls mit folgenden Schritten:
Berechnung einer integrierten Zeit durch Integration einer Betriebszeit einer Last; und
Mitteilung, daß die Last das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, wenn die integrierte Zeit eine Lebensdauer erreicht hat, die vorher in Bezug auf diese Last eingestellt wurde.

2. Steuereinheit zum Steuern einer Last unter Verwendung des Verfahrens zur Vorhersage eines Ausfalls nach Anspruch 1, welche aufweist:
eine Lebensdauerdiagnosevorrichtung zur Erzeugung integrierter Zähldaten durch Integration der Betriebszeit der Last, und zur Erzeugung von Warndaten für die Benachrichtigung, wann der integrierte Zählwert die Lebensdauer erreicht hat, und zur gleichzeitigen Erzeugung eines Interruptbefehls, um eine Verarbeitung zum Anhalten des Treibens der Last anzufordern, welche das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat.

3. Steuereinheit nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch:
eine intelligente Stromversorgungsquelle, welche eine Vorrichtung zum Treiben der Last bildet, und dazu ausgebildet ist, ein Statussignal nach dem Treiben der Last zu erzeugen, und ein Lastanomalitätssignal nach Feststellung einer Anomalität der Last zu erzeugen;
eine Takterzeugungseinheit zur Erzeugung eines Takts mit vorbestimmter Dauer entsprechend dem Statussignal während des Treibens der Last;
eine Betriebszeitintegrationseinheit zum Integrieren von Impulsen des Takts und zur Erzeugung der integrierten Zähldaten durch Addition der integrierten Zeit, welche auf der Grundlage der Anzahl integrierter Taktimpulse und der Taktdauer berechnet wird, zu vorher integrierten Zähldaten, welche die bis zu diesem Zeitpunkt integrierte Zeit angeben;
eine Tabellenerzeugungseinheit zur Erzeugung von Lebensdauertabellendaten, welche die Beziehung zwischen der Art der Last und der Lebensdauer entsprechend der Art der Last angeben;
eine Speichersteuereinheit, die einen Tabellenspeicherabschnitt zum Speichern der Lebensdauertabellendaten aufweist, die von der Tabellenerzeugungseinheit erzeugt werden, sowie einen Integrationszeitspeicherabschnitt zum Speichern der integrierten Zähldaten, die von der Betriebszeitintegrationseinheit erzeugt werden; und
eine Festlegungseinheit zum Lesen und Vergleichen der Lebensdauertabellendaten, die in dem Tabellenspeicherabschnitt gespeichert sind, und der integrierten Zähldaten, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt gespeichert sind, und zur Erzeugung zumindest entweder der Warndaten oder des Interruptbefehls, wenn die integrierten Zähldaten die Lebensdauertabellendaten erreicht haben.

4. Steuereinheit nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
eine IC-Karte, von welcher Daten frei gelesen werden können, und in welcher die Beziehung zwischen der Art der Last und der Lebensdauer gespeichert ist;
wobei die Tabellenerzeugungseinheit so ausgebildet ist, daß sie die Beziehung von der IC-Karte ausliest, und die Lebensdauertabellendaten erzeugt.

5. Steuereinheit nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Speichersteuereinheit so ausgebildet ist, daß sie eine Steuerung durchführt, bei welcher die integrierten Zähldaten, die in dem Integrationszeitspeicherabschnitt gespeichert sind, zurückgesetzt werden entsprechend zumindest entweder dem Lastanomalitätssignal oder einem Rücksetzsignal, welches von außen angelegt wird, um so den Integrationswert der integrierten Zähldaten auf Null zu setzen.

6. Steuereinheit nach Anspruch 3, gekennzeichnet durch:
eine Warnvorrichtung zum Mitteilen, daß die Last das Ende ihrer Lebensdauer erreicht hat, nach Empfang der Warndaten.

7. Laststeuersystem, an welches die Steuereinheit gemäß Anspruch 3 angeschlossen ist, und welches aufweist:
mehrere Steuereinheiten, die an eine Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen sind, um ID-Daten zu senden oder zu empfangen, welche Steuerspezifikationen bezüglich jeder der Lasten betreffen, die an das Laststeuersystem angeschlossen sind, und zum Durchführen des Sendens und Empfangens der ID-Daten über die Kommunikationsleitung, um so die Lasten auf der Grundlage der ges endeten oder empfangenen ID-Daten zu steuern,
wobei die ID-Daten zumindest Daten bezüglich der Art der Last enthalten, die zur Erzeugung der Lebensdauertabellendaten verwendet werden, Daten bezüglich der Lebensdauer entsprechend der Art der Last, sowie Diagnoseinformation zum Diagnostizieren eines Betriebszustands der Last.

8. Laststeuersystem nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß die IC-Karte die ID-Daten speichert, und die Tabellenerzeugungseinheit die ID-Daten von der IC-Karte liest, und die Lebensdauertabellendaten erzeugt.

9. Laststeuersystem, an welches die Steuereinheit nach Anspruch 3 angeschlossen ist, um eine Multiplexverarbeitung über eine Kommunikationsleitung durchzuführen, welche eine Multiplex-Übertragung von ID-Daten durchführen kann, welche Steuerspezifikationen für jede von Lasten betreffen, und welches die angeschlossenen Lasten auf der Grundlage der ID-Daten steuern kann, mit welchen die Multiplexverarbeitung durchgeführt wird, wobei das System aufweist:
eine Master-Steuereinheit, welche die Steuereinheit darstellt, die an die Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen ist, und als ein Hauptsystem die Multiplexverarbeitung auf der Grundlage der ID-Daten durchführen kann; und
zumindest eine Slave-Laststeuereinheit, welche die Steuereinheit darstellt, die an die Kommunikationsleitung über eine Kommunikationsschnittstelle angeschlossen ist, um ID-Daten zu senden oder zu empfangen, und zur Durchführung der Multiplexverarbeitung als Untersystem zwischen der Slave-Laststeuereinheit und der Master-Steuereinheit über die Kommunikationsleitung,
wobei die ID-Daten zumindest Daten bezüglich der Art der Last umfassen, welche zur Erzeugung der Lebensdauertabellendaten verwendet werden, Daten bezüglich der Lebensdauer entsprechend der Art der Last, sowie Diagnoseinformation zum Diagnostizieren eines Betriebszustands der Last.

10. Laststeuersystem nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die 10-Karte die ID-Daten speichert, und daß die Tabellenerzeugungseinheit die ID-Daten von der 10-Karte ausliest, und die Lebensdauertabellendaten erzeugt.