DE19741194A1 - Fehlererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschalter - Google Patents

Description

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Fehlererfas­ sungsgerät, durch das ein Erfassen eines Fehlers eines Strom­ versorgungsumschalters, wie beispielsweise ein Blockieren der Kontakte des Schalters, ermöglicht wird.

In einem mit einem elektrischen Generator und einer durch den Generator geladenen Batterie ausgestatteten Stromversorgungs­ system, wie beispielsweise ein Stromversorgungssystem eines Fahrzeugs, wird ein Stromversorgungsumschalter (nachfolgend als Umschalter bezeichnet) zum Zuführen elektrischer Energie zu bestimmten elektrischen Lasten verwendet (einer Last wie beispielsweise ein elektrisches Heizelement mit hohem Ener­ gieverbrauch). Bei dieser Art von System trennt der Umschal­ ter die Batterie von dem Generator und schließt die hohe elektrische Last direkt an den Generator an, so daß der hohen elektrischen Last elektrische Energie direkt von dem Genera­ tor zugeführt wird.

Ein solches Stromversorgungssystem ist beispielsweise in der japanischen ungeprüften Patentveröffentlichung (Kokai) Nr. 52-111131 offenbart. Die ′131-Veröffentlichung offenbart ein Stromversorgungssystem für ein Fahrzeug, bei dem einem elek­ trischen Heizelement einer Scheibenheizung (Defroster, Anti­ beschlagvorrichtung) zum Entfernen von Nebelnässen und Eis von einer Windschutzscheibe des Fahrzeugs elektrische Energie zugeführt wird. Bei dem System gemäß der ′131-Veröffent­ lichung ist die Scheibenheizung direkt an einen Generator des Fahrzeugs angeschlossen, wenn die Scheibenheizung aktiviert ist, und eine Batterie wird von dem Generator getrennt, um der Scheibenheizung eine hohe elektrische Leistung zuzufüh­ ren.

Im allgemeinen wird eine Ausgangsspannung des Generators zum Verhindern eines Überladens der Batterie auf eine vorbestimm­ te Batterieladespannung geregelt, wenn eine Batterie an den Generator angeschlossen ist. Daher muß die Ausgangsspannung des Generators auf einen relativ geringen Wert (d. h. die La­ despannung) geregelt werden, falls eine hohe elektrische Last, wie beispielsweise eine Scheibenheizung, und die Batte­ rie gleichzeitig an den Generator angeschlossen sind. In die­ sem Fall wird auch der elektrische Strom und die elektrische Leistung, die der elektrischen Last zugeführt werden, gering. Dies führt zu einer nichtausreichenden Wärmeerzeugung des Heizelements in der Scheibenheizung und die zum Entfernen der Nebelnässe und des Eises erforderliche Zeitdauer wird verlän­ gert. In dem System gemäß der ′131-Veröffentlichung ist es möglich, den Widerstand des Heizelements in der Scheibenhei­ zung auf einen geringen Wert einzustellen, um der Scheiben­ heizung selbst bei geringer Spannung eine hohe elektrische Leistung zuzuführen. Da in diesem Fall jedoch die Ausgangs­ leistung des Generators aufgrund seiner geringen Ausgangs­ spannung relativ gering ist, kann der Generator der Scheiben­ heizung keine ausreichende elektrische Leistung zuführen, und die Batterie muß der Scheibenheizung elektrische Leistung zu­ führen, um die der Scheibenheizung fehlende elektrische Lei­ stung auszugleichen. Daher kann die Batterie aufgrund erhöh­ ter Belastung verschleißen.

Zur Lösung dieses Problems trennt das System gemäß der ′131-Veröffentlichung die Batterie von dem Generator, wenn die Scheibenheizung aktiviert ist, so daß die Ausgangsspannung des Generators erhöht werden kann. Durch Erhöhung der Aus­ gangsspannung kann der Scheibenheizung eine ausreichende elektrische Leistung zugeführt werden, da sich die Ausgangs­ leistung des Generators entsprechend erhöht. Weiterhin tritt trotz der erhöhten Ausgangsspannung des Generators keine Überladung der Batterie auf, da die Batterie von dem Genera­ tor getrennt ist. Somit kann bei dem System gemäß der ′131-Veröffentlichung einer bestimmten Last eine hohe elektrische Leistung zugeführt werden, ohne die Belastung der Batterie zu erhöhen.

Bei dem System gemäß der ′131-Veröffentlichung, in dem eine Batterie und eine bestimmte Last wahlweise an den Generator angeschlossen werden, wird ein Umschalter zum Schalten der Verbindungen zwischen der Batterie, der bestimmten Last und dem Generator verwendet. Im allgemeinen wird ein mechanischer Hochlastschalter (Relaisschalter) zum Schalten eines hohen elektrischen Stroms verwendet. Da jedoch in dem Umschalter ein hoher elektrischer Strom augenblicklich abgeschaltet wer­ den muß, tritt aufgrund eines Verschweißens der Kontakte oder anderer Ursachen manchmal ein Blockieren des Schalters auf. Tritt das Blockieren der Kontakte des Umschalters in einer Position auf, in der beispielsweise die elektrische Last mit dem Generator verbunden ist, so kann die elektrische Last aufgrund einer übermäßigen Stromversorgung überhitzt werden und es kann eine übermäßige Entladung der Batterie auftreten, da die Batterie nicht durch den Generator geladen wird. Tritt des weiteren das Blockieren des Umschalters in einer Position auf, in der die Batterie an den Generator angeschlossen ist, so wird der Last keine elektrische Leistung zugeführt und darüber hinaus kann eine Überladung der Batterie aufgrund der erhöhten Ausgangsspannung des Generators auftreten.

Daher ist es bei einem in dem Stromversorgungssystem einge­ setzten Umschalter wichtig, Fehler des Umschalters wie bei­ spielsweise das Blockieren der Kontakte zu erfassen. Trotz dessen Bedeutung, wurde dem Problem der Fehlererfassung des Umschalters in der ′131-Veröffentlichung keine Aufmerksamkeit geschenkt.

Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Feh­ lererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschalter be­ reitzustellen, durch das eine korrekte Erfassung eines Feh­ lers des Schalters unter Verwendung eines einfachen Erfas­ sungsverfahrens ermöglicht wird.

Diese Aufgabe wird gemäß einem ersten Aspekt der Erfindung gelöst durch ein Fehlererfassungsgerät für einen Stromversor­ gungsumschalter, mit einem elektrischen Generator, einer Bat­ terie, einer elektrischen Last, einer Schaltsteuereinrichtung zum Einschalten eines Umschaltsignals, falls ein Zuführen elektrischer Leistung zu der elektrischen Last erforderlich ist, einem mit dem elektrischen Generator, der Batterie und der elektrischen Last verbundenen Stromversorgungsumschalter, der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie mit dem Generator verbindet, und einer zweiten Position, in der er die elektrische Last mit dem Generator verbindet, be­ trieben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter die zweite Position einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuer­ einrichtung eingeschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsignal ausgeschaltet ist, einem Ausgangsspan­ nungsregler, der die Energieerzeugung des Generators für eine vorbestimmte Umschaltperiode unterbricht, wenn das Umschalt­ signal eingeschaltet worden ist, und einer Fehlererfassungs­ einrichtung zum Feststellen, daß der Stromversorgungsumschal­ ter fehlerhaft ist, falls eine Ausgangsspannung des Genera­ tors höher ist als ein vorbestimmter Wert, wenn eine vorbe­ stimmte Zeitdauer, die kürzer ist als die Umschaltperiode, seit dem Einschalten des Umschaltsignals vergangen ist.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird die Energieerzeugung durch den Generator für eine vorbestimmte Zeitdauer unterbro­ chen, wenn der Umschalter umgeschaltet wird, so daß der Schaltvorgang des Umschalters in einem Zustand erfolgt, in dem der durch den Schalter fließende elektrische Strom aus­ reichend gering ist, um den Schalter zu schützen. Da die Energieerzeugung des Generators unterbrochen ist, sollte die Ausgangsspannung des Generators (d. h. eine Spannung eines Ausgangsanschlusses des Generators) nach dem Einschalten des Umschaltsignals sehr gering werden, falls das Umschalten des Umschalters von der ersten Position (in der der Schalter die Batterie mit dem Generator verbindet) in die zweite Position (in der der Schalter die elektrische Last mit dem Generator verbindet) normal erfolgt. Ist der Umschalter jedoch in der ersten Position blockiert, so wird die Verbindung zwischen der Batterie und dem Generatorausgangsanschluß selbst bei eingeschaltetem Umschaltsignal beibehalten. In diesem Fall wird die Ausgangsspannung des Generators nicht geringer als die Spannung der Batterie, obwohl die Energieerzeugung des Generators unterbrochen ist, da die Batteriespannung auf den Ausgangsanschluß des Generators einwirkt. Daher kann festge­ stellt werden, daß der Umschalter fehlerhaft ist, das heißt, daß der Umschalter in der ersten Position blockiert ist, falls die Ausgangsspannung des Generators nicht unter einen vorbestimmten Wert fällt (beispielsweise eine Minimalspannung der Batterie), wenn eine vorbestimmte Zeitdauer (beispielsweise die für den Umschalter zum vollständigen Um­ schalten von der ersten in die zweite Position erforderliche Zeitdauer) seit dem Einschalten des Umschaltsignals vergangen ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der vorliegenden Erfindung wird ein Fehlererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschal­ ter bereitgestellt, mit einem elektrischen Generator, einer Batterie, einer elektrischen Last, einer Schaltsteuereinrich­ tung zum Einschalten eines Umschaltsignals, wenn ein Zuführen elektrischer Leistung zu der elektrischen Last erforderlich ist, einem mit dem elektrischen Generator, der Batterie und der elektrischen Last verbundenen Stromversorgungsumschalter, der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie mit dem Generator verbindet, und einer zweiten Position, in der er die elektrische Last mit dem Generator verbindet, be­ trieben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter die zweite Position einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuer­ einrichtung eingeschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsignal ausgeschaltet ist, einem Ausgangsspan­ nungsregler, der die Ausgangsspannung des Generators steuert, so daß eine Spannung der Batterie einer vorbestimmten La­ despannung entspricht, wenn das Umschaltsignal ausgeschaltet ist, und der die Ausgangsspannung des Generators auf eine ge­ genüber der Ladespannung erhöhte Spannung steuert, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet ist, und einer Fehlererfassungs­ einrichtung zum Feststellen, daß der Stromversorgungsumschal­ ter fehlerhaft ist, falls eine Spannung der Batterie bei ein­ geschaltetem Umschaltsignal höher ist als eine vorbestimmte obere Grenzspannung.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung nutzt das Fehlererfassungs­ gerät für die Erfassung des Fehlers des Umschalters die Tat­ sache, daß die Ausgangsspannung des Generators erhöht wird, um eine hohe elektrische Leistung zuzuführen. Die Ausgangs­ spannung des Generators wird auf eine gegenüber der normalen Ladespannung der Batterie höhere Spannung geregelt, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet ist. Daher wird die Spannung der Batterie höher als die normale Ladespannung, falls der Um­ schalter in der ersten Position blockiert ist, in der er die Batterie mit dem Generator verbindet, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet ist, da die Ausgangsspannung des Generators durch das Umschaltsignal angehoben wird. Somit kann festge­ stellt werden, daß der Umschalter in der ersten Position blockiert ist, falls die Spannung der Batterie bei einge­ schaltetem Umschaltsignal höher ist als eine vorbestimmte obere Grenzspannung (eine um ein vorbestimmtes Ausmaß höhere Spannung als die normale Ladespannung).

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Fehlerer­ fassungsgerät für einen Stromversorgungsumschalter bereitge­ stellt, mit einem elektrischen Generator, einer Batterie, ei­ ner elektrischen Last, einer Schaltsteuereinrichtung zum Ein­ schalten eines Umschaltsignals, wenn ein Zuführen elektri­ scher Leistung zu der elektrischen Last erforderlich ist, ei­ nem mit dem elektrischen Generator, der Batterie und der elektrischen Last verbundenen Stromversorgungsumschalter, der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie mit dem Generator verbindet, und einer zweiten Position, in der er die elektrische Last mit dem Generator verbindet, betrie­ ben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter die zweite Po­ sition einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuerein­ richtung eingeschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsignal ausgeschaltet ist, einem Ausgangsspannungsreg­ ler, der eine Ausgangsspannung des Generators steuert, so daß eine Spannung der Batterie bei ausgeschaltetem Umschaltsignal einer vorbestimmten Ladespannung entspricht, und der die Aus­ gangsspannung des Generators auf eine gegenüber der Ladespan­ nung erhöhte Spannung steuert, wenn das Umschaltsignal einge­ schaltet ist, und einer Fehlererfassungseinrichtung zum Fest­ stellen, daß der Stromversorgungsumschalter fehlerhaft ist, falls eine Ausgangsspannung des Generators höher ist als eine vorbestimmte obere Grenzspannung, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Ausschalten des Umschaltsignals vergangen ist.

Gemäß diesem Aspekt der Erfindung wird in dem Fehlererfas­ sungsgerät die Tatsache genutzt, daß die Ausgangsspannung des Generators entsprechend der Batteriespannung gesteuert wird, wenn das Umschaltsignal zum Erfassen des Fehlers des Umschal­ ters abgeschaltet ist. Ist das Umschaltsignal abgeschaltet, so erhöht der Ausgangsspannungsregler die Ausgangsspannung des Generators, falls die Batteriespannung geringer ist als die Ladespannung, und verringert die Ausgangsspannung, falls die Batteriespannung höher ist als die Ladespannung. Daher wird die Ausgangsspannung des Generators entsprechend der Batteriespannung geregelt, obwohl die Batterie nicht mit dem Generator verbunden ist, wenn der Umschalter in der zweiten Position, in der er die elektrische Last mit dem Generator verbindet, blockiert ist. Da die Batteriespannung in diesem Fall auf einem geringeren Wert als die Ladespannung ver­ bleibt, obwohl die Ausgangsspannung des Generators gestiegen ist, erhöht der Ausgangsspannungsregler die Ausgangsspannung des Generators weiter, um die Batteriespannung zu erhöhen, und die Ausgangsspannung des Generators steigt auf ihren Ma­ ximalwert. Daher kann festgestellt werden, daß der Umschalter in der zweiten Position festsitzt, wenn die Ausgangsspannung des Generators nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer (beispielsweise die für das Regeln der Ausgangsspannung des Generators auf die Ladespannung bei normalem Umschalter er­ forderliche Zeitdauer) immer noch höher als eine vorbestimmte Spannung ist.

Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Un­ teransprüchen angegeben.

Die Erfindung wird nachstehend anhand von Ausführungsbeispie­ len unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Darstellung des Gesamtaufbaus eines Ausführungsbeispiels der vorliegenden Erfindung, wenn diese bei einem Umschalter eines Fahrzeugstromversorgungssystems eingesetzt ist;

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern eines Ausfüh­ rungsbeispiels der Fehlererfassungsoperation des Umschalters;

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fehlererfassungsoperation des Um­ schalters; und

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fehlererfassungsoperation des Um­ schalters.

Nachfolgend wird ein erfindungsgemäßes Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf die bei liegenden Zeichnungen näher er­ läutert.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 1 einen Verbren­ nungsmotor eines Fahrzeugs und das Bezugszeichen 3 einen Dreiphasen-Wechselstromgenerator (Drehstromgenerator), der durch eine Ausgangswelle des Motors 1 über einen Riemen 2 an­ getrieben wird.

Bei diesem Ausführungsbeispiel ist der Drehstromgenerator 3 mit einem eingebauten Diodengleichrichter (in der Zeichnung nicht dargestellt) ausgestattet, der ein Dreiphasen-Wechselausgangssignal der Statorspulen des Drehstromgenera­ tors 3 in ein Gleichstromausgangssignal umwandelt und einem Ausgangsanschluß 3b zuführt. Der Drehstromgenerator 3 umfaßt weiterhin einen eingebauten Spannungsregler 5, der einen durch eine Rotorfeldspule des Drehstromgenerators 3 fließen­ den Feldstrom steuert. Die Funktionsweise des Reglers 5 wird später im einzelnen erläutert.

In Fig. 1 kennzeichnet das Bezugszeichen 11 eine Batterie des Fahrzeugs. Das Bezugszeichen 21 stellt eine hohe elektrische Last dar, die bei diesem Ausführungsbeispiel durch einen ka­ talytischen Umwandler mit elektrischem Heizelement gebildet wird. Der katalytische Umwandler 21 ist in einem Abgaskanal des Motors 1 angeordnet und entfernt Schadstoffe wie bei­ spielsweise HC, CO und NO_x aus dem Abgas. Gemäß Fig. 1 ent­ hält der katalytische Umwandler 21 einen elektrisch beheizten katalytischen Umwandler (nachfolgend als "EHC" bezeichnet) 21a. Der EHC 21a umfaßt ein Metallsubstrat, auf dem katalyti­ sche Komponenten aufgebracht sind. Beim Starten des Motors 1 wird dem EHC 21a ein elektrische Strom zugeführt und der durch das Metallsubstrat fließende elektrische Strom erzeugt Wärme zum Erhöhen der Temperatur des Substrats und der darauf aufgebrachten katalytischen Komponenten auf eine Aktivie­ rungstemperatur der katalytischen Komponenten. Das Metall­ substrat des EHC 21a wird somit als elektrisches Heizelement zum Erhöhen der Temperatur des Katalysators verwendet, so daß dessen katalytische Wirkung unmittelbar nach dem Starten des Motors einsetzt.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird dem EHC 21a elektrische Leistung direkt von dem Drehstromgenerator 3 zugeführt, um die Temperatur des EHC 21a in kurzer Zeit ohne Erhöhung der Last der Batterie 11 zu erhöhen. Gemäß Fig. 1 sind nämlich die Batterie 11 und der EHC 21a mit dem Ausgangsanschluß 3e des Drehstromgenerators 3 über einen Umschalter 25 verbunden, so daß die Batterie 11 und der EHC 21a wahlweise durch Um­ schalten des Umschalters 25 mit dem Drehstromgenerator 3 ver­ bunden werden.

Der Umschalter 25 enthält ein durch ein Umschaltsignal von einer elektrischen Steuereinheit (ECU) 30 aktiviertes Relais 25a und nimmt in Abhängigkeit des Umschaltsignals entweder eine erste Position ein, in der er die Batterie 11 mit dem Drehstromgenerator 3 verbindet, oder eine zweite Position (die Position gemäß Fig. 1), in der der EHC 21a mit dem Dreh­ stromgenerator 3 verbunden ist. Das Bezugszeichen 23 in Fig. 1 kennzeichnet verschiedene elektrische Lasten des Fahrzeugs (d. h. eine zweite elektrische Last) wie beispielsweise eine Motorzündung, Fahrzeuglampen, eine Klimaanlage. Die elektri­ schen Lasten 23 dieses Ausführungsbeispiels sind mit der Bat­ terie 11 verbunden, wobei den elektrischen Lasten 23 elektri­ sche Leistung ausschließlich von der Batterie 11 zugeführt wird, wenn der Umschalter 25 die zweite Position einnimmt.

In diesem Ausführungsbeispiel kann die ECU 30 durch einen Mi­ krocomputer aufgebaut sein und eine Zentraleinheit (CPU), ei­ nen Nur-Lese-Speicher (ROM), einen Schreib-Lese-Speicher (RAM) und eine Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle umfassen, die alle über einen bidirektionalen Bus miteinander verbunden sind. Die ECU 30 führt eine Grundsteuerung des Motors 1 durch, wie beispielsweise die Einspritzsteuerung und die Zündsteuerung, und weist bei diesem Ausführungsbeispiel die Funktion verschiedener Einrichtungen gemäß den Patentansprü­ chen auf, wie beispielsweise die Schaltsteuereinrichtung zum Ein- und Ausschalten eines Umschaltsignals und die Fehlerer­ fassungseinrichtung zum Feststellen, ob der Umschalter feh­ lerhaft ist.

Zur Durchführung dieser Steuerung werden der Eingabe- /Ausgabeschnittstelle der ECU 30 eine Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 und eine Batteriespannung VB von dem Ausgangsanschluß 3b bzw. einer positiven Elektrode der Batte­ rie 11 über einen A/D-Umsetzer (nicht gezeigt) zugeführt. Weiterhin ist die Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle der ECU 30 mit dem Umschalter 25 und einem Anschluß 53 des Ausgangsspan­ nungsreglers 5 verbunden, um dem Umschalter 25 bzw. dem Aus­ gangsspannungsregler 5 das Umschaltsignal zuzuführen. Das Um­ schaltsignal wird später erläutert. Das Bezugszeichen 35 in Fig. 1 stellt eine mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle der ECU 30 verbundene Alarmanzeige dar. Die ECU 30 aktiviert die Alarmanzeige 35, wenn sie einen Fehler des Umschalters 25 feststellt, um einen Fahrer des Fahrzeugs zu warnen, daß der Schalter 25 fehlerhaft ist.

Als nächstes wird die Funktionsweise des Ausgangsspannungs­ reglers 5 erläutert.

Der Regler 5 enthält eine Steuerschaltung und einen in einer Feldstromzuführschaltung der Rotorfeldspule des Drehstromge­ nerators 3 angeordneten Schalttransistor (beide sind in der Zeichnung nicht dargestellt). Die Steuerschaltung stellt den der Rotorfeldspule (nachfolgend als Rotorspule bezeichnet) zugeführten Feldstrom durch Ein- und Ausschalten des Schalt­ transistors ein. Der Regler 5 steuert somit die Ausgangsspan­ nung des Drehstromgenerators 3 durch Einstellen des Feld­ stroms unter Verwendung der Steuerschaltung. Ein Anschluß 53 des Reglers 5 ist mit der Eingabe/Ausgabe-Schnittstelle der ECU 30 verbunden, um das Umschaltsignal von der ECU 30 zu empfangen. Bei diesem Ausführungsbeispiel schaltet die Steu­ erschaltung des Reglers 5 bei Nichtempfangen des Umschaltsi­ gnals an dem Anschluß 53 (aus), d. h. wenn die Batterie 11 mit dem Drehstromgenerator 3 verbunden ist, den Schalttransistor aus, um den Feldstrom abzuschalten, falls die Spannung der Batterie 11 höher als eine vorbestimmte Ladespannung (beispielsweise 14V) wird, und schaltet den Schalttransistor ein, um den Feldstrom der Rotorspule zuzuführen, falls die Batteriespannung geringer als die Ladespannung wird. Daher wird die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 (d. h. in diesem Fall die Batteriespannung VB) im Normalbetrieb (d. h., wenn der Umschalter 25 in die erste Position versetzt ist, in der er die Batterie 11 mit dem Drehstromgenerator 3 verbindet) durch den Ein-/Ausbetrieb des Schalttransistors auf die vorbestimmte Ladespannung geregelt. Daher kann ein Überladen der Batterie 11 verhindert werden. Um diesen "Konstantausgangsspannungsbetrieb" des Drehstromgenerators 3 durchzuführen, wird die Batteriespannung VB einem Anschluß 51 des Reglers 5 zugeführt.

Andererseits beendet der Regler 5 den Konstantausgangsspan­ nungsbetrieb und hält den Schalttransistor im eingeschalteten Zustand, wenn das Umschaltsignal an dem Anschluß 53 empfangen wird (ein). In diesem Fall nimmt der der Rotorspule zugeführ­ te Feldstrom seinen Maximalwert ein und die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 steigt stark an. Dieser Betrieb wird nachfolgend als "Hochausgangsspannungsbetrieb" des Dreh­ stromgenerators 3 bezeichnet.

Bei diesem Ausführungsbeispiel schaltet die ECU 30 das Um­ schaltsignal ab und versetzt den Umschalter 25 in die erste Position, in der er die Batterie 11 mit dem Drehstromgenera­ tor 3 verbindet. Daher wird der Konstantspannungsbetrieb des Drehstromgenerators 3 durchgeführt, so daß die Ausgangsspan­ nung des Drehstromgenerators 3 während des Normalbetriebs auf eine relativ geringe Ladespannung (ungefähr 14V) geregelt wird. Andererseits schaltet die ECU 30 das Umschaltsignal ein und schaltet den Umschalter 25 in die zweite Position, in der er den ECH 21a mit dem Drehstromgenerator 3 verbindet, wenn ein Zuführen elektrischer Leistung zu dem EHC 21a erforder­ lich ist. In diesem Zustand wird dem EHC 21a eine hohe elek­ trische Leistung zugeführt, da die Ausgangsspannung des Dreh­ stromgenerators 3 durch den Regler 5 stark erhöht wird. Bei diesem Ausführungsbeispiel wird die Ausgangsspannung auf un­ gefähr 25V eingestellt, wenn der Drehstromgenerator 3 dem EHC 21a elektrische Leistung zuführt.

Wie vorstehend erläutert, werden das Laden der Batterie 11 und das Aktivieren des EHC 21a durch die Schaltoperation des Umschalters 25 gesteuert. Der Umschalter 25 neigt jedoch zum Blockieren, verursacht durch das Verschweißen der Kontakte in dem Schalter aufgrund eines hohen über die Kontakte fließen­ den elektrischen Stroms. Weiterhin kann das Blockieren des Umschalters 25 andere Ursachen haben, wie beispielsweise feh­ lerhafte Funktion anderer mechanischer Teile des Schalters 25. Tritt des Blockieren des Umschalters auf, so ergeben sich verschiedene Probleme.

Tritt beispielsweise das Blockieren in der ersten Position des Umschalters 25 auf, so wird die Verbindung zwischen der Batterie 11 und dem Drehstromgenerator 3 trotz eingeschalte­ tem Umschaltsignal aufrechterhalten. In diesem Fall ergibt sich eine übermäßig hohe Batteriespannung und ein Überladen der Batterie 11 kann auftreten, da der Wechselstromgenerator 3 bei eingeschaltetem Umschaltsignal in der Hochausgangsspan­ nungsbetriebsart betrieben wird. Andererseits wird die Batte­ rie 11 trotz abgeschaltetem Umschaltsignal nicht mit dem Drehstromgenerator 3 verbunden, wenn der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt, in der er den EHC 21a mit dem Drehstromgenerator 3 verbindet. Daher führt die Batterie 11 den anderen elektrischen Lasten 23 weiterhin elektrische Lei­ stung zu, während sie von dem Drehstromgenerator 3 getrennt ist, und eine übermäßige Entladung der Batterie kann auftre­ ten. Darüber hinaus ergibt sich in diesem Zustand eine gegen­ über der Ladespannung geringere Batteriespannung. Da der Reg­ ler 5 die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 zum Hal­ ten der Batteriespannung auf der Ladespannung entsprechend der Batteriespannung regelt, erhöht der Regler 5 die Aus­ gangsspannung des Drehstromgenerators 3 fortlaufend. Somit wird die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 auf ihrem Maximalwert gehalten und eine Überhitzung des EHC 21a kann auftreten, da dem EHC 21a für eine lange Zeitdauer fortlau­ fend eine hohe elektrische Leistung zugeführt wird.

Weiterhin ist es möglich, daß der Fahrer den Fehler nicht er­ kennt und die Fahrt fortsetzt, da der Fehler des Umschalters 25 den Betrieb des Fahrzeugs nicht wesentlich beeinflußt. Dies kann zu Beschädigungen des EHC 21a oder der Batterie 11 führen.

Zur Lösung dieses Problems erfaßt das erfindungsgemäße Feh­ lererfassungsgerät den Fehler des Umschalters 25 durch ein nachstehend erläutertes Verfahren.

Zuerst wird die Erfassungsoperation des Blockierens des Um­ schalters 25 in der ersten Position erläutert.

Bei diesem Ausführungsbeispiel wird das Schalten des Umschal­ ters 25 in einem Zustand durchgeführt, in dem die Energieer­ zeugung des Drehstromgenerators 3 zwischenzeitlich unterbro­ chen ist. Da bei der Energieerzeugung des Drehstromgenerators 3 ein hoher elektrischer Strom über den Umschalter 25 fließt, neigt der Umschalter 25 zu einem Verschweißen der Kontakte, falls der Umschaltvorgang während der Energieerzeugung des Drehstromgenerators 3 erfolgt. Daher wird bei diesem Ausfüh­ rungsbeispiel die Energieerzeugung des Drehstromgenerators 3 zwischenzeitlich unterbrochen, wenn der Schaltvorgang des Um­ schalters 25 durchgeführt wird. Im einzelnen unterbricht der Regler 5 bei diesem Ausführungsbeispiel die Energieerzeugung des Drehstromgenerators 3 durch Halten des Schalttransistors im ausgeschalteten Zustand für eine vorbestimmte Umschaltdau­ er, wenn die ECU 30 das Umschaltsignal ein- oder abschaltet, und schaltet die Energieerzeugung des Drehstromgenerators 3 wieder in die dem Zustand des Umschaltsignals entsprechende Betriebsart ein, wenn die Umschaltdauer abgelaufen ist. Die vorgenannte Umschaltdauer wird auf eine Zeit eingestellt, die länger ist als die für das ausreichende Absinken der Aus­ gangsspannung des Drehstromgenerators 3 nach der Beendigung der Energieerzeugung zum Verhindern des Verschweißens der Kontakte des Schalters 25 erforderliche Zeitdauer.

Daher ergibt sich für eine kurze Zeitdauer nach der Unterbre­ chung der Energieerzeugung eine verringerte Spannung am Aus­ gangsanschluß 3b des Drehstromgenerators 3 (Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3), wenn der Umschalter 25 normal ar­ beitet. Sitzt der Umschalter 25 jedoch in der ersten Position fest, in der er die Batterie 11 mit dem Ausgangsanschluß 3b des Drehstromgenerators 3 verbindet, so liegt die Batterie­ spannung an dem Anschluß 3b an. In diesem Zustand wird die Ausgangsspannung (die Spannung an dem Ausgangsanschluß 3b) des Drehstromgenerators 3 daher nicht geringer als die Batte­ riespannung, selbst wenn die Energieerzeugung des Drehstrom­ generators 3 vollständig unterbrochen ist.

Somit kann angenommen werden, daß der Umschalter 25 in der ersten Position festsitzt, wenn die Spannung an dem Ausgangs­ anschluß 3b nach Ablauf einer bestimmten Zeitdauer nach dem Umschalten des Umschalters 25 von der ersten Position in die zweite Position nicht geringer wird als die Batteriespannung VB.

Bei diesem Ausführungsbeispiel erfaßt die ECU 30 die Aus­ gangsspannung des Drehstromgenerators 3 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Einschalten des Umschaltsi­ gnals und stellt ein Festsitzen des Umschalters 25 in der er­ sten Position fest, falls die erfaßte Ausgangsspannung nicht geringer als der vorbestimmte Wert ist.

Fig. 2 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern der vorstehend erläuterten Fehlererfassungsoperation. Diese Operation er­ folgt anhand einer durch die ECU 30 in vorbestimmten Inter­ vallen durchgeführten Routine.

In Fig. 2 stellt die Routine im Schritt 201 fest, ob die EHC-Aktivierungskennung EX auf 1 gesetzt ist. Der Wert der Ken­ nung EX wird durch eine durch die ECU 30 gesondert durchge­ führte Routine (nicht gezeigt) auf 1 gesetzt, wenn ein Zufüh­ ren elektrischer Leistung zu dem EHC 21a erforderlich ist. Ist im Schritt 201 EX ≠ 1, so führt die Routine den Schritt 203 aus zum Löschen des Werts eines Zählers CT und den Schritt 205 zum Abschalten des dem Ausgangsspannungsregler 5 und dem Umschalter 25 zuzuführenden Umschaltsignals vor der Beendigung der Routine.

Ist der Wert der Kennung EX im Schritt 201 auf 1 gesetzt, da die Aktivierung des EHC 21a erforderlich ist, so führt die Routine den Schritt 207 durch zum Feststellen ob die von dem Umschalter 25 verschiedenen Elemente des Stromversorgungssy­ stems normal arbeiten. Im Schritt 207 wird beispielsweise festgestellt, ob der Regler 5 keinen Fehler aufweist und ob die Batteriespannung höher als ein vorbestimmter Wert ist. Ist einer dieser Zustände im Schritt 207 nicht erfüllt, so endet die Routine nach dem Ausführen der Schritte 203 und 205.

Sind im Schritt 207 alle Bedingungen erfüllt, so wird das Um­ schaltsignal der ECU 30 im Schritt 209 eingeschaltet. Ist das Umschaltsignal eingeschaltet, so nimmt der Umschalter 25 die zweite Position ein, in der er den EHC 21a mit dem Drehstrom­ generator 3 verbindet, falls der Umschalter 25 normal arbei­ tet. Weiterhin unterbricht der Regler 5 die Energieerzeugung für eine vorbestimmte Umschaltdauer und startet die Energie­ erzeugung in der Hochausgangsspannungsbetriebsart des Dreh­ stromgenerators 3 nach Ablauf der Umschaltdauer wieder, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet ist.

Nach dem Einschalten des Umschaltsignals im Schritt 209 er­ höht die Routine den Wert des Zählers CT im Schritt 211 um 1. Da der Wert des Zählers im Schritt 203 jedesmal gelöscht wird, solange der Wert der Kennung EX 0 ist, repräsentiert der Wert des Zählers CT nach dessen Erhöhung die nach dem Einschalten des Umschaltsignals vergangene Zeitdauer.

Im Schritt 213 stellt die Routine fest, ob der Wert des Zäh­ lers CT einen vorbestimmten Wert CT1 erreicht, d. h., ob eine CT1 entsprechende vorbestimmte Zeitdauer seit dem Einschalten des Umschalters 25 vergangen ist, und endet unmittelbar ohne Ausführung der Schritte 215 bis 221, falls sie nicht abgelau­ fen ist (falls CT < CT1). Der Wert CT1 stellt die Anzahl von Ausführungen der Routine dar, die einer für das Absinken der Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 unter die Bat­ teriespannung ausreichenden Zeitdauer entspricht und bei­ spielsweise in diesem Ausführungsbeispiel 100 ms beträgt.

Ist die vorbestimmte Zeitdauer im Schritt 213 abgelaufen, so stellt die Routine im Schritt 215 fest, ob der Wert des Zäh­ lers CT einen weiteren vorbestimmten Wert CT2 erreicht hat. Der Wert CT2 stellt die Anzahl von Ausführungen der Routine dar, die der vorstehend erläuterten Umschaltdauer entspricht und wird in diesem Ausführungsbeispiel auf einen einer Zeit­ dauer zwischen 500 ms und einer 1 Sekunde entsprechenden Wert eingestellt. Ist im Schritt 215 CT < CT2, so endet die Routi­ ne ohne nochmaliges Ausführen des Schritts 217, da dies be­ deutet, daß der Schritt 217 (der später erläutert wird) be­ reits ausgeführt und in den vorangehenden Ausführungen der Routine kein Fehler erfaßt wurde.

Ist im Schritt 215 CT CT2, so schreitet die Routine zum Schritt 217 zum Feststellen, ob die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 höher als ein vorbestimmter Wert VA1 ist, da dies bedeutet, daß die Energieerzeugung unterbrochen ist und die für das Absinken der Ausgangsspannung VA ausrei­ chende Zeitdauer abgelaufen ist. Der Wert VA1 wird auf einen unteren Grenzwert (10V) des normalen Spannungsbereichs (beispielsweise 10 bis 14V) der Batterie gesetzt.

Ist im Schritt 217 VA < VA1, so bedeutet dies, daß die Aus­ gangsspannung VA nach dem Unterbrechen der Energieerzeugung normal abgesunken ist. Daher stellt die Routine fest, daß der Umschalter 25 nicht fehlerhaft ist und endet unmittelbar. An­ dererseits wird festgestellt, daß der Umschalter 25 in der ersten Position festsitzt, falls im Schritt 217 VA VA1, da die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 trotz der Unterbrechung der Energieerzeugung immer noch hoch ist. In diesem Fall setzt die Routine daher den Wert der Kennung FX im Schritt 219 auf 1 und den Wert der Kennung EX im Schritt 221 auf 0. Dies führt zu einem Fortschreiten der Routine vom Schritt 201 zum Schritt 203 ab der nächsten Ausführung der Routine, und der EHC 21a wird nicht aktiviert.

Die im Schritt 219 gesetzte Kennung FX ist eine Fehlerkennung des Umschalters 25, wobei FX = 1 bedeutet, daß der Umschalter 25 in der ersten Position festsitzt. Ist der Wert der Kennung FX auf 1 gesetzt, so wird die Alarmanzeige 35 durch eine durch die ECU 30 getrennt ausgeführte Routine aktiviert, um den Fahrer von dem aufgetretenen Fehler des Umschalters 25 in Kenntnis zu setzen. Der Wert der Kennung FX kann in einem Si­ cherungs-RAM gespeichert werden, falls vorhanden, der ein Beibehalten seines Speicherinhalts selbst bei abgeschaltenem Hauptschalter des Fahrzeugmotors ermöglicht, um die Wartung und spätere Reparatur vorzubereiten.

Als nächstes folgt eine Beschreibung eines weiteren Ausfüh­ rungsbeispiels der Fehlererfassungsoperation zum Erfassen des Festsitzens des Umschalters 25 in der ersten Position.

In dem vorangehenden Ausführungsbeispiel wird der Fehler des Umschalters 25 basierend auf der Ausgangsspannung des Dreh­ stromgenerators 3 während der Periode des Unterbrechens der Energieerzeugung erfaßt. Bei diesem Ausführungsbeispiel er­ faßt jedoch die ECU 30 den Fehler des Umschalters 25 anhand einer Überwachung der Batteriespannung VB nach dem Schalten des Umschalters 25.

Wie vorstehend erläutert, erhöht der Ausgangsspannungsregler 5 die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet wird. Daher wird die Ausgangs­ spannung VA des Drehstromgenerators 3 höher (ungefähr 25 V) als die normale Batterieladespannung (ungefähr 14V), nachdem der Umschalter 25 von der ersten Position in die zweite Posi­ tion umgeschaltet wurde. Arbeitet der Umschalter 25 normal, so wird diese hohe Ausgangsspannung nicht an die Batterie 11 angelegt, da die Batterie 11 durch den Umschalter 25 von dem Drehstromgenerator 3 getrennt wird. Sitzt der Umschalter 25 jedoch in der ersten Position fest, so beginnt die hohe Aus­ gangsspannung des Drehstromgenerators 3 in einem Zustand, in dem die Batterie 11 mit dem Drehstromgenerator 3 verbunden ist, und die Batteriespannung VB steigt über die normale La­ despannung.

Bei diesem Ausführungsbeispiel stellt die ECU 30 daher fest, daß der Umschalter 25 in der ersten Position festsitzt, wenn die Batteriespannung VB bei eingeschaltetem Umschaltsignal über die normale Ladespannung ansteigt.

Fig. 3 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern der Fehlererfas­ sungsoperation des Umschalters 25. Diese Operation erfolgt anhand einer durch die ECU 30 in vorbestimmten Intervallen ausgeführten Routine.

Gemäß Fig. 3 bestimmt die Routine im Schritt 301, ob der Wert der EHC-Aktivierungskennung EX auf 1 gesetzt ist. Die Funkti­ on der Kennung EX stimmt exakt mit der gemäß Fig. 2 überein, und falls im Schritt 301 EX ≠ 1, so endet die Routine unmit­ telbar nach dem Abschalten des Umschaltsignals im Schritt 303. Somit wird dem EHC 21a keine elektrische Leistung zuge­ führt, wenn der Wert der Kennung EX auf 1 gesetzt ist.

Ist im Schritt 301 EX = 1, so stellt die Routine im Schritt 305 fest, ob von dem Umschalter 25 verschiedene Elemente des Stromversorgungssystems normal arbeiten, und die Routine en­ det nach dem Ausführen des Schritts 303, wenn in den anderen Elementen ein Fehler aufgetreten ist. Somit wird auch in die­ sem Fall dem EHC 21a keine elektrische Leistung zugeführt.

Die in dem Schritt 305 durchgeführte Bestimmung entspricht der im Schritt 207 gemäß Fig. 2. Arbeiten die anderen Elemen­ te im Schritt 305 normal, so schaltet die ECU 30 das dem Aus­ gangsspannungsregler 5 und dem Umschalter 25 zugeführte Um­ schaltsignal im Schritt 307 ein. Daher wird der Hochausgangs­ spannungsbetrieb des Drehstromgenerators 3 durch Ausführen des Schritts 307 durchgeführt und die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 wird höher als die Batterieladespan­ nung. In diesem Zustand stellt die Routine danach fest, ob die Batteriespannung VB höher als eine vorbestimmte Spannung VB1 ist. Die Spannung VB1 wird 3 während des Hochausgangs­ spannungsbetriebs (ungefähr 25V) auf einen um einen für die positive Bestimmung erforderlichen Abstand geringeren Wert als die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators eingestellt, wobei die Spannung VB1 bei diesem Ausführungsbeispiel auf un­ gefähr 20V eingestellt wird.

Ist im Schritt 309 VB VB1, so kann festgestellt werden, daß der Umschalter 25 in der ersten Position festsitzt, da dies bedeutet, daß die hohe Ausgangsspannung des Drehstromgenera­ tors 3 während des Hochausgangsspannungsbetriebs an der Bat­ terie 11 anliegt. In diesem Fall setzt die Routine den Wert der Fehlererkennung FX daher im Schritt 311 auf 1 und den Wert der EHC-Aktivierungskennung EX im Schritt 313 auf 0. Die Funktion der Kennung FX entspricht der in Fig. 2 erläuterten. Da der Wert der Kennung EX auf 0 gesetzt ist, führt die Rou­ tine ab der nächsten Ausführung den Schritt 303 nach dem Schritt 301 durch und die elektrische Leistungszufuhr zu dem EHC 21a wird beendet.

Ist im Schritt 309 VB < VB1, so endet die Routine unmittelbar ohne Setzen des Werts der Fehlerkennung FX auf 1, da angenom­ men wird, daß der Umschalter 25 nicht in der ersten Position festsitzt. In diesem Fall wird die Stromzufuhr zu dem EHC 21a fortgesetzt.

Gemäß dem in den Fig. 2 und 3 beschriebenen Ausführungs­ beispiel tritt ein Überladen der Batterie 11 nicht auf, da das Festsitzen des Umschalters 25 in der ersten Position an­ hand einfacher Verfahren korrekt erfaßt werden kann.

Es folgt eine Erläuterung eines weiteren Ausführungsbeispiels der Fehlererfassungsoperation. Während bei der Fehlererfas­ sungsoperation gemäß den vorangehenden Ausführungsbeispielen der Fehler des Festsitzens des Umschalters 25 in der ersten Position erfaßt wird, erfaßt die Fehlererfassungsoperation gemäß diesem Ausführungsbeispiel den Fehler des Festsetzens des Umschalters 25 in der zweiten Position.

Bei diesem Ausführungsbeispiel bestimmt die ECU 30, daß der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt, in der er den EHC 21a mit dem Drehstromgenerator 3 verbindet, falls die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 nach Ablauf ei­ ner vorbestimmten Zeitdauer nach dem Abschalten des Umschalt­ signals höher ist als die Batterieladespannung.

Wie vorstehend erläutert, wird der Umschalter 25 beim Ab­ schalten des Umschaltsignals in die erste Position versetzt und der Konstantausgangsspannungsbetrieb, bei dem die Aus­ gangsspannung des Drehstromgenerators 3 entsprechend der Bat­ teriespannung VB gesteuert wird, wird durchgeführt. Daher wird die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 auf die Batterieladespannung geregelt, wenn der Umschalter 25 nochmal arbeitet. Sitzt jedoch der Umschalter 25 in der zwei­ ten Position fest, so wird die Ausgangsspannung des Dreh­ stromgenerators 3 entsprechend der Batteriespannung VB gere­ gelt, obwohl die Batterie 11 nicht mit dem Drehstromgenerator 3 verbunden ist. In diesem Zustand wird die Batteriespannung VB kleiner als die normale Batterieladespannung (beispielsweise 14V), da die Batterie 11 die elektrischen La­ sten 23 des Fahrzeugs weiterhin versorgt, ohne elektrischen Strom von dem Drehstromgenerator 3 zu erhalten. Daher erhöht der Ausgangsspannungsregler 5 den Feldstrom des Drehstromge­ nerators 3 zum .Erhöhen der Batteriespannung VB auf die La­ despannung. Da jedoch der Umschalter 25 in der zweiten Posi­ tion festsitzt, ist die Batterie 11 von dem Drehstromgenera­ tor 3 getrennt und die Batteriespannung VB verbleibt auf ei­ nem geringeren Wert als die Ladespannung, selbst wenn die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 ansteigt. Daher erhöht der Regler 5 den Feldstrom weiter bis der Feldstrom seinen maximalen Wert erreicht. Somit führt der Drehstromge­ nerator 3 bei in der zweiten Position festsitzendem Umschal­ ter 25 dem EHC 21a weiterhin seine maximale elektrische Lei­ stung zu, obwohl das Umschaltsignal abgeschaltet ist.

Daher kann angenommen werden, daß der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt, wenn die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 nach Ablauf einer vorbestimmten Zeit­ dauer nach dem Abschalten des Umschaltsignals höher ist als die Batterieladespannung. Die vorgenannte vorbestimmte Zeit­ dauer wird beispielsweise auf eine für das Einstellen der Ausgangsspannung VA auf die Batterieladespannung durch den Ausgangsspannungsregler 5 bei normal arbeitendem Umschalter 25 erforderliche Zeitdauer eingestellt.

Wird das Festsitzen des Umschalters 25 in der zweiten Positi­ on erfaßt, so aktiviert die EHC 30 die Alarmanzeige 35, um den Fahrer von dem fehlerhaften Umschalter 25 in Kenntnis zu setzen, wie in den vorangehenden Ausführungsbeispielen erläu­ tert wurde. Darüber hinaus verringert die ECU 30 bei diesem Ausführungsbeispiel die durch den Drehstromgenerator 3 er­ zeugte Leistungsmenge und den elektrischen Stromverbrauch der elektrischen Lasten 23.

Der Grund für das Verringern der erzeugten Leistungsmenge des Drehstromgenerators 3 liegt darin, daß eine Überhitzung des EHC 21a auftreten kann, wenn dem EHC 21a fortlaufend eine ho­ he elektrische Leistung zugeführt wird. Daher regelt die ECU 30 die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 auf eine vorbestimmte niedrige Spannung (beispielsweise SV) durch Steuern der Ein/Aus-Operation des Schalttransistors 5a des Reglers 5 entsprechend der Motordrehzahl (d. h. der Drehstrom­ generatordrehzahl), wenn der Umschalter 25 in der zweiten Po­ sition festsitzt. Die Ausgangsspannung des Drehstromgenera­ tors 3 kann durch Regeln der Motordrehzahl (der Drehstromge­ neratordrehzahl) auf eine vorbestimmte Drehzahl, anstelle des vorstehend erläuterten Feldstroms, geregelt werden. In diesem Fall wird die vorgenannte vorbestimmte Drehzahl auf eine Drehzahl festgelegt, bei der sich die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 selbst im Zustand des maximalen Feld­ stroms auf eine ausreichend niedrige Spannung verringert.

Der Grund für das Verringern des elektrischen Stromverbrauchs der elektrischen Fahrzeuglasten 23 liegt im Verhindern einer übermäßigen Entladung der Batterie 11. In diesem Fall wird lediglich den für den Fahrzeugbetrieb unverzichtbaren elek­ trischen Fahrzeuglasten (wie beispielsweise das Zündsystem und die Einspritzpumpe) Strom zugeführt und die elektrische Stromzufuhr anderer elektrischer Lasten (wie beispielsweise der Klimaanlage oder eines Audiosystems) wird unterbrochen.

Durch Verringern des Stromverbrauchs der elektrischen Fahr­ zeuglasten kann sich das Fahrzeug bei Auftreten des Fehlers über eine längere Distanz fortbewegen, da die Belastung der Batterie 11 verringert wird.

Weiterhin überwacht die ECU 30 beim Feststellen des Festsit­ zens des Umschalters 25 in der zweiten Position die Ausgangs­ spannung VA des Drehstromgenerators 3 in vorbestimmten Inter­ vallen (beispielsweise einige Sekunden) nach dem Durchführen der Verringerung der Leistungserzeugungsmenge und des elek­ trischen Stromverbrauchs der elektrischen Fahrzeuglasten. In diesem Zustand startet die ECU 30 die Konstantausgangsspan­ nungssteuerung des Drehstromgenerators 3 und die normale elektrische Stromzufuhr zu den elektrischen Fahrzeuglasten 23, falls die Ausgangsspannung VA größer als ein vorbestimm­ ter Wert wird.

Wie vorstehend erläutert, wird die Ausgangsspannung VA auf eine niedrige Spannung (beispielsweise 5V) geregelt, wenn das Festsitzen des Umschalters 25 auftritt. In einigen Fällen wird der Umschalter 25 jedoch aufgrund der Motorvibrationen usw. nach dem Festsitzen wieder befreit. Wird der Umschalter 25 wieder aus dem festsitzenden Zustand befreit, so schaltet der Umschalter 25 aufgrund des ausgeschalteten Umschaltsi­ gnals in die erste Position, in der er die Batterie 11 mit dem Ausgangsanschluß 3b des Drehstromgenerators 3 verbindet. Dies führt zu einer Erhöhung der Ausgangsspannung am Anschluß 3b auf die Batteriespannung VB. Daher bestimmt die ECU 30 in diesem Ausführungsbeispiel, daß der Umschalter 25 nicht mehr fehlerhaft ist, wenn die Ausgangsspannung VA nach dem Fest­ sitzen des Umschalters 25 in der zweiten Position höher als ein vorbestimmter Wert wird, und startet wieder den normalen Konstantausgangsspannungsbetrieb des Drehstromgenerators 3, um die Batterie 11 zu laden.

Fig. 4 zeigt ein Flußdiagramm zum Erläutern der vorstehend erläuterten Fehlererfassungsoperation. Diese Operation er­ folgt durch eine durch die ECU 30 in vorbestimmten Interval­ len ausgeführte Routine.

In Fig. 4 bestimmt die Routine im Schritt 401, ob der Wert der EHC-Aktivierungskennung EX 1 ist. Ist im Schritt 401 EX = 1, so schaltet die Routine das Umschaltsignal im Schritt 403 ein und löscht im Schritt 405 die Werte der Zähler LT und KT. Die Zähler LT und KT werden später erläutert.

Ist im Schritt 401 EX ≠ 1, so führt die Routine den Schritt 407 zum Abschalten des Umschaltsignals aus und den Schritt 409 zum Feststellen, ob der Wert einer Fehlerkennung GX gleich 1 ist. Der Wert der Kennung GX repräsentiert, ob der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt. GX = 1 zeigt an, daß der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt. Wie später erläutert, wird der Wert der Kennung GX im Schritt 417 auf 1 gesetzt, falls das Festsitzen des Umschalters 25 auftritt.

Ist im Schritt 409 GX ≠ 1, d. h. das Festsitzen des Umschal­ ters 25 wurde noch nicht festgestellt, so führt die Routine die Schritte 411 bis 415 aus, um festzustellen, ob das Fest­ sitzen des Umschalters 25 in der zweiten Position aufgetreten ist. Somit erhöht die Routine den Wert des Zählers LT im Schritt 411 um 1 und stellt fest, ob der Wert des Zählers LT im Schritt 413 einen vorbestimmten Wert LT 3 erreicht hat. Da die Routine den Wert des Zählers im Schritt 405 löscht, so­ lange der Wert der Kennung EX auf 1 gesetzt ist, repräsen­ tiert der Wert des Zählers LT im Schritt 413 die seit dem Ab­ schalten des Umschaltsignals im Schritt 407 verstrichene Zeitdauer. Bei diesem Ausführungsbeispiel entspricht der Wert LT3 ungefähr einer Sekunde.

Wird im Schritt 413 festgestellt, daß ungefähr eine Sekunde seit dem Abschalten des Umschaltsignals vergangen ist (d. h. LT LT3), so führt die Routine den Schritt 415 aus, um fest­ zustellen, ob die Ausgangsspannung VA des Drehstromgenerators 3 höher als ein vorbestimmter Wert VA2 geworden ist. VA2 stellt eine um einen geeigneten Abstand höhere Spannung als die Batterieladespannung dar, und wird in diesem Ausführungs­ beispiel auf ungefähr 20V eingestellt.

Ist im Schritt 415 VA VA2, so setzt die Routine den Wert der Fehlerkennung GX im Schritt 417 auf 1, da angenommen wird, daß der Umschalter 25 gemäß vorstehender Erläuterung in der zweiten Position festsitzt. In diesem Fall verringert die Routine im Schritt 419 die Leistungserzeugungsmenge des Dreh­ stromgenerators 3 weiter und verringert den elektrischen Stromverbrauch der elektrischen Lasten 23 im Schritt 421. An­ dererseits endet die Routine ohne Setzen des Werts der Ken­ nung GX auf 1 im Falle von VA < VA2 im Schritt 415, da dies bedeutet, daß der Umschalter 25 normal arbeitet.

Weiterhin führt die Routine die Schritte 423 bis 429 durch, um festzustellen, ob der Umschalter 25 sich von dem Fehler erholt hat, falls im Schritt 409 GX = 1, d. h. falls der Feh­ ler des Umschalters 25 bereits in den vorangehenden Ausfüh­ rungen der Routine festgestellt wurde.

Somit erhöht die Routine im Schritt 423 den Wert des Zählers KT um 1 und bestimmt im Schritt 425, ob der Wert des Zählers KT nach dessen Erhöhung einen vorbestimmten Wert KT3 erreicht hat. Hat der Wert des Zählers KT den Wert KT3 im Schritt 425 erreicht, so löscht die Routine den Wert des Zählers KT im Schritt 427 und bestimmt im Schritt 429, ob die Ausgangsspan­ nung VA des Drehstromgenerators 3 höher als ein vorbestimmter Wert VA 3 ist. VA3 stellt eine ausreichend höhere Spannung als die niedrige Ausgangsspannung des Drehstromgenerators 3 nach dem Betrieb nach dem Feststellen des Festsitzens des Um­ schalters 25 in der zweiten Position dar, und wird in diesem Ausführungsbeispiel auf ungefähr 10V eingestellt.

Ist im Schritt 429 VA VA3, so bedeutet dies, daß sich der Umschalter 25 von dem Fehler erholt hat und sich jetzt in der ersten Position befindet. Daher setzt die Routine in diesem Fall den Wert der Fehlerkennung GX im Schritt 431 wieder auf 0 und startet den Konstantspannungsbetrieb des Drehstromgene­ rators 3 (Schritt 433) und die normale elektrische Stromver­ sorgung der elektrischen Lasten 23 wieder. Anhand der Durch­ führung der Schritte 423 bis 435 wird der Batterieladevorgang und die normale elektrische Stromversorgung der elektrischen Lasten 23 wiederaufgenommen, sobald sich der Umschalter 25 von dem Fehler erholt hat.

Ist im Schritt 429 VA < VA3, so endet die Routine ohne Rück­ setzen des Werts der Fehlerkennung GX, und der Wert GX ver­ bleibt auf 1, da dies bedeutet, daß der Umschalter 25 immer noch in der zweiten Position festsitzt. In diesem Fall be­ stimmt die Routine mit jedem Erreichen des Werts KT3 des Zäh­ lers KT, ob sich der Umschalter 25 von dem Fehler erholt hat (Schritt 429), und die Routine führt unmittelbar die Schritte 431 bis 435 durch, wenn sich der Umschalter 25 von dem Fehler erholt hat.

Wie vorstehend erläutert, wird gemäß diesem Ausführungsbei­ spiel der Fehler, bei dem der Umschalter 25 in der zweiten Position festsitzt, präzise bestimmt, und die Operation zum Verhindern des Überhitzens des EHC 21a und der übermäßigen Entladung der Batterie 11 wird unmittelbar durchgeführt, wenn der Fehler festgestellt wird. Weiterhin wird die normale Feh­ lerladeoperation unmittelbar wiederaufgenommen, wenn sich der Umschalter 25 von dem Fehler erholt hat.

Obwohl die Ausführungsbeispiele der Erfassungsoperationen für das Festsitzen des Umschalters 25 in der ersten Position (Fig. 2 und 3) und für dessen Festsitzen in der zweiten Position (Fig. 4) getrennt erläutert wurden, kann das Fest­ sitzen des Umschalters 25 auch in beiden Positionen präzise erfaßt werden, wenn die Operation gemäß den Fig. 2 und 3 und die Operation gemäß Fig. 4 gleichzeitig durchgeführt wer­ den.

Es werden eine Batterie und ein elektrisch beheizter kataly­ tischer Umwandler offenbart, die als parallele Anordnung über einen Umschalter mit einem Drehstromgenerator verbunden sind. Der Umschalter wird in einer ersten Position betrieben, in der er die Batterie mit dem Drehstromgenerator verbindet, und in einer zweiten Position, in der er den EHC mit dem Dreh­ stromgenerator verbindet. Eine elektronische Steuereinheit ist zum Steuern des Umschalters und des Drehstromgenerators vorgesehen. Wenn der Umschalter von der ersten in die zweite Position umgeschaltet werden soll, unterbricht die ECU zuerst die Energieerzeugung des Drehstromgenerators, bevor sie den Umschalter tatsächlich umschaltet, um den über den Umschalter fließenden elektrischen Strom zu verringern. Bei der Schalt­ operation des Umschalters von der ersten Position in die zweite Position bestimmt die ECU, daß der Umschalter in der ersten Position blockiert ist, falls die Ausgangsspannung des Drehstromgenerators nach Ablauf einer vorbestimmten Zeitdauer nach dem Beginn der Schaltoperation einen vorbestimmten Wert nicht unterschreitet.

Claims (5)

1. Fehlererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschal­ ter (25), mit:
einem elektrischen Generator (3),
einer Batterie (11),
einer elektrischen Last (21a),
einer Schaltsteuereinrichtung (30) zum Einschalten eines Um­ schaltsignals, falls ein Zuführen elektrischer Leistung zu der elektrischen Last (21a) erforderlich ist,
einem mit dem elektrischen Generator (3), der Batterie (11) und der elektrischen Last (21a) verbundenen Stromversorgungs­ umschalter (25), der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie (11) mit dem Generator (3) verbindet, und ei­ ner zweiten Position, in der er die elektrische Last (21a) mit dem Generator (3) verbindet, betrieben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter (25) die zweite Position einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuereinrichtung (30) ein­ geschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsi­ gnal ausgeschaltet ist,
einem Ausgangsspannungsregler (5), der die Energieerzeugung des Generators (3) für eine vorbestimmte Umschaltperiode un­ terbricht, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet worden ist, und
einer Fehlererfassungseinrichtung (30) zum Feststellen, daß der Stromversorgungsumschalter (25) fehlerhaft ist, falls ei­ ne Ausgangsspannung des Generators (3) höher ist als ein vor­ bestimmter Wert, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer, die kürzer ist als die Umschaltperiode, seit dem Einschalten des Um­ schaltsignals vergangen ist.

2. Fehlererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschal­ ter (25), mit:
einem elektrischen Generator (3),
einer Batterie (11),
einer elektrischen Last (21a),
einer Schaltsteuereinrichtung (30) zum Einschalten eines Um­ schaltsignals, wenn ein Zuführen elektrischer Leistung zu der elektrischen Last (21a) erforderlich ist,
einem mit dem elektrischen Generator (3), der Batterie (11) und der elektrischen Last (21a) verbundenen Stromversorgungs­ umschalter (25), der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie (11) mit dem Generator (3) verbindet, und ei­ ner zweiten Position, in der er die elektrische Last (21a) mit dem Generator (3) verbindet, betrieben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter (25) die zweite Position einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuereinrichtung (30) ein­ geschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsi­ gnal ausgeschaltet ist,
einem Ausgangsspannungsregler (5), der die Ausgangsspannung des Generators (3) steuert, so daß eine Spannung der Batterie (11) einer vorbestimmten Ladespannung entspricht, wenn das Umschaltsignal ausgeschaltet ist, und der die Ausgangsspan­ nung des Generators (3) auf eine gegenüber der Ladespannung erhöhte Spannung steuert, wenn das Umschaltsignal eingeschal­ tet ist, und
einer Fehlererfassungseinrichtung (30) zum Feststellen, daß der Stromversorgungsumschalter (25) fehlerhaft ist, falls ei­ ne Spannung der Batterie (11) bei eingeschaltetem Umschaltsi­ gnal höher ist als eine vorbestimmte obere Grenzspannung.

3. Fehlererfassungsgerät für einen Stromversorgungsumschal­ ter (25), mit:
einem elektrischen Generator (3),
einer Batterie (11),
einer elektrischen Last (21a),
einer Schaltsteuereinrichtung (30) zum Einschalten eines Um­ schaltsignals, wenn ein Zuführen elektrischer Leistung zu der elektrischen Last (21a) erforderlich ist,
einem mit dem elektrischen Generator (3), der Batterie (11) und der elektrischen Last (21&) verbundenen Stromversorgungs­ umschalter (25), der zwischen einer ersten Position, in der er die Batterie (11) mit dem Generator (3) verbindet, und ei­ ner zweiten Position, in der er die elektrische Last (21a) mit dem Generator (3) verbindet, betrieben wird, wobei der Stromversorgungsumschalter (25) die zweite Position einnimmt, wenn das Umschaltsignal der Schaltsteuereinrichtung (30) ein­ geschaltet ist, und die erste Position, wenn das Umschaltsi­ gnal ausgeschaltet ist,
einem Ausgangsspannungsregler (5), der eine Ausgangsspannung des Generators (3) steuert, so daß eine Spannung der Batterie (11) bei ausgeschaltetem Umschaltsignal einer vorbestimmten Ladespannung entspricht, und der die Ausgangsspannung des Ge­ nerators (3) auf eine gegenüber der Ladespannung erhöhte Spannung steuert, wenn das Umschaltsignal eingeschaltet ist, und
einer Fehlererfassungseinrichtung (30) zum Feststellen, daß der Stromversorgungsumschalter (25) fehlerhaft ist, falls ei­ ne Ausgangsspannung des Generators (3) höher ist als eine vorbestimmte obere Grenzspannung, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer seit dem Ausschalten des Umschaltsignals vergangen ist.

4. Fehlererfassungsgerät nach Anspruch 3, wobei die Batte­ rie (11) einer zweiten elektrischen Last (23) elektrischen Strom zuführt, wenn sich der Umschalter (25) in der zweiten Position befindet, und wobei das Fehlererfassungsgerät wei­ terhin umfaßt eine Lastverringerungseinrichtung zum Verrin­ gern eines Stromverbrauchs der zweiten elektrischen Last (23), wenn die Fehlererfassungseinrichtung (30) feststellt, daß der Umschalter (25) fehlerhaft ist.

5. Fehlererfassungsgerät nach Anspruch 3, weiterhin umfas­ send eine Spannungsverringerungseinrichtung zum Verringern der Ausgangsspannung des Generators (3), wenn die Fehlerer­ fassungseinrichtung (30) feststellt, daß der Umschalter (25) fehlerhaft ist.