JP3262594B2 - 車両の電気負荷を監視する装置 - Google Patents
車両の電気負荷を監視する装置Info
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- B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
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- G01—MEASURING; TESTING
- G01R—MEASURING ELECTRIC VARIABLES; MEASURING MAGNETIC VARIABLES
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Description
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は、車両の電気負荷を監視
する装置、さらに詳細には少なくとも１つの駆動手段を
介して少なくとも１つのパルス状の制御信号によって作
動可能な車両の電気負荷を監視する装置であって、負荷
の領域における電気量を検出する検出手段と、この電気
量を上方及び／あるいは下方の限界値と比較する手段
と、比較の結果に基づいて故障を識別する故障識別手段
とを備えた車両の電気負荷を監視する装置に関する。
する装置、さらに詳細には少なくとも１つの駆動手段を
介して少なくとも１つのパルス状の制御信号によって作
動可能な車両の電気負荷を監視する装置であって、負荷
の領域における電気量を検出する検出手段と、この電気
量を上方及び／あるいは下方の限界値と比較する手段
と、比較の結果に基づいて故障を識別する故障識別手段
とを備えた車両の電気負荷を監視する装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】この種の装置は、ＤＥ−ＯＳ３６２５０
９１（ＵＳ−ＰＳ４９５１１８８）からすでに知られて
いる。ここでは、少なくとも１つの駆動素子を介して少
なくとも１つのパルス状の制御信号によって作動可能な
２極遮断可能な電気負荷、特に電気モータが、駆動素子
の領域で検出された電気量に基づいて監視されている。
限界値との比較によって故障識別手段が、特に負荷ある
いは負荷を作動する駆動素子の領域における短絡を検出
している。
９１（ＵＳ−ＰＳ４９５１１８８）からすでに知られて
いる。ここでは、少なくとも１つの駆動素子を介して少
なくとも１つのパルス状の制御信号によって作動可能な
２極遮断可能な電気負荷、特に電気モータが、駆動素子
の領域で検出された電気量に基づいて監視されている。
限界値との比較によって故障識別手段が、特に負荷ある
いは負荷を作動する駆動素子の領域における短絡を検出
している。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】公知の装置では、電子
素子のコストが極めて大きいという欠点がある。
素子のコストが極めて大きいという欠点がある。
【０００４】本発明の課題は、電気負荷とそれを制御す
る駆動素子を監視するコストを減少させ、負荷の広範囲
の駆動状態で負荷を監視できる電気負荷の監視装置を提
供することである。
る駆動素子を監視するコストを減少させ、負荷の広範囲
の駆動状態で負荷を監視できる電気負荷の監視装置を提
供することである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】上記の課題は、電気負荷
（１０）を作動させる少なくとも一つのスイッチング素
子（１６、１８、２０、２２）と、 電気負荷（１０）の
領域における電位の値を検出する測定装置（４８、５
０）と、 前記検出された電位の値が供給され、検出され
た電位の値を限界値（Ｓ１〜Ｓ４）と比較する評価装置
（５４、８６）と、を有する車両の電気負荷を監視する
装置であって、前記評価装置が、前記少なくとも一つの
スイッチング素子に対してパルス状の駆動信号を発生す
る演算及び記憶ユニット（８６）であり、前記演算及び
記憶ユニット（８６）は、電気負荷の駆動時（Ｂ）と非
駆動時（Ａ）、駆動状態（Ａ、Ｂ）に応じたそれぞれ少
なくとも一つの限界値（Ｓ１〜Ｓ４）を設定するととも
に、前記検出された電位の値を、それぞれの駆動状態
（Ａ、Ｂ）に従って設定された前記限界値の少なくとも
一つと比較して故障を識別し、 前記検出された電位の値
が前記少なくとも一つの限界値からずれている場合に、
故障状態であることが識別される構成によって解決され
る。さらに、上記課題は、２つの端子（１２、１４）を
備えた電気負荷（１０）を作動させる少なくとも２つの
スイッチング素子（１６、１８、２０、２２）と、電気
負荷の端子領域における電位の値を検出する測定装置
（４８、５０）と、前記検出された電位の値が供給され
る評価装置（８６）と、を有する車両の電気負荷を監視
する装置であって、前記評価装置が、前記少なくとも２
つのスイッチング素子に対してパルス状の駆動信号を発
生する演算及び記憶ユニット（８６）であり、前記演算
及び記憶ユニットは、電気負荷の駆動時、電気負荷の端
子領域における電位の上限値（Ｓ３）及び下限値（Ｓ
４）を設定するとともに、前記検出され た電位の値を該
上限値及び下限値と比較して故障を識別し、また前記演
算及び記憶ユニットは、電源電圧の正の極側にある一方
の端子（１２）の電位の値が前記上限値（Ｓ３）を下回
るか、あるいは他方の端子（１４）の電位の値が前記下
限値（Ｓ４）を上回るときには、電源電圧の極に端子が
短絡していることを識別し、また一方の端子（１２）の
電位の値が上限値（Ｓ３）を下回ると同時に、他方の端
子（１４）の電位の値が下限値（Ｓ４）を上回っている
ときには、負荷の短絡あるいは負荷の駆動線間に分路が
あることを識別する構成によっても解決される。
（１０）を作動させる少なくとも一つのスイッチング素
子（１６、１８、２０、２２）と、 電気負荷（１０）の
領域における電位の値を検出する測定装置（４８、５
０）と、 前記検出された電位の値が供給され、検出され
た電位の値を限界値（Ｓ１〜Ｓ４）と比較する評価装置
（５４、８６）と、を有する車両の電気負荷を監視する
装置であって、前記評価装置が、前記少なくとも一つの
スイッチング素子に対してパルス状の駆動信号を発生す
る演算及び記憶ユニット（８６）であり、前記演算及び
記憶ユニット（８６）は、電気負荷の駆動時（Ｂ）と非
駆動時（Ａ）、駆動状態（Ａ、Ｂ）に応じたそれぞれ少
なくとも一つの限界値（Ｓ１〜Ｓ４）を設定するととも
に、前記検出された電位の値を、それぞれの駆動状態
（Ａ、Ｂ）に従って設定された前記限界値の少なくとも
一つと比較して故障を識別し、 前記検出された電位の値
が前記少なくとも一つの限界値からずれている場合に、
故障状態であることが識別される構成によって解決され
る。さらに、上記課題は、２つの端子（１２、１４）を
備えた電気負荷（１０）を作動させる少なくとも２つの
スイッチング素子（１６、１８、２０、２２）と、電気
負荷の端子領域における電位の値を検出する測定装置
（４８、５０）と、前記検出された電位の値が供給され
る評価装置（８６）と、を有する車両の電気負荷を監視
する装置であって、前記評価装置が、前記少なくとも２
つのスイッチング素子に対してパルス状の駆動信号を発
生する演算及び記憶ユニット（８６）であり、前記演算
及び記憶ユニットは、電気負荷の駆動時、電気負荷の端
子領域における電位の上限値（Ｓ３）及び下限値（Ｓ
４）を設定するとともに、前記検出され た電位の値を該
上限値及び下限値と比較して故障を識別し、また前記演
算及び記憶ユニットは、電源電圧の正の極側にある一方
の端子（１２）の電位の値が前記上限値（Ｓ３）を下回
るか、あるいは他方の端子（１４）の電位の値が前記下
限値（Ｓ４）を上回るときには、電源電圧の極に端子が
短絡していることを識別し、また一方の端子（１２）の
電位の値が上限値（Ｓ３）を下回ると同時に、他方の端
子（１４）の電位の値が下限値（Ｓ４）を上回っている
ときには、負荷の短絡あるいは負荷の駆動線間に分路が
あることを識別する構成によっても解決される。
【０００６】
【作用】本発明の構成によれば、車両の電気負荷とその
駆動素子を監視するコストを著しく削減することができ
る。
駆動素子を監視するコストを著しく削減することができ
る。
【０００７】特別な利点は、ブリッジ回路によって駆動
される負荷、好ましくは絞り弁あるいは噴射ポンプを制
御する電気モータの場合に得られる。
される負荷、好ましくは絞り弁あるいは噴射ポンプを制
御する電気モータの場合に得られる。
【０００８】特に好ましくは、検出された電気量がコン
ピュータ素子を用いて監視されかつ評価される。その場
合、電気量を検出するためには負荷の接続端子に２つの
測定抵抗を設けるだけで済む。
ピュータ素子を用いて監視されかつ評価される。その場
合、電気量を検出するためには負荷の接続端子に２つの
測定抵抗を設けるだけで済む。
【０００９】本発明の構成により、負荷及び負荷の駆動
素子の領域の短絡と断線をすべての運転状態において検
出することが保証される。その場合に故障の評価に基づ
いて故障の種類を区別することができる。従って車両の
運転安全性が保証される。
素子の領域の短絡と断線をすべての運転状態において検
出することが保証される。その場合に故障の評価に基づ
いて故障の種類を区別することができる。従って車両の
運転安全性が保証される。
【００１０】監視の際に電源電圧を考慮することによっ
て、電源電圧が通常状態とは異なる場合でも監視を行う
ことが可能になる。
て、電源電圧が通常状態とは異なる場合でも監視を行う
ことが可能になる。
【００１１】他の利点は以下に述べる実施例の説明から
明らかになる。
明らかになる。
【００１２】
【実施例】以下、図面に示す実施例を用いて本発明を詳
細に説明する。
細に説明する。
【００１３】図１ないし図２には２つの接続端子１２と
１４を有する電気負荷１０が示されている。電気負荷１
０は好ましくは自動車の可動部材、例えば絞り弁あるい
は噴射ポンプを制御する電気モータである。
１４を有する電気負荷１０が示されている。電気負荷１
０は好ましくは自動車の可動部材、例えば絞り弁あるい
は噴射ポンプを制御する電気モータである。
【００１４】電気負荷１０の作動ないし駆動は、ブリッ
ジ回路１５によって行われる。ブリッジ回路は４つの駆
動素子ないしスイッチング素子１６、１８、２０及び２
２から構成される。電源電圧の正の極２４（Ｕ＋）は導
線２６ないし２８を介してスイッチング素子１６ないし
２０へ導かれている。接続線３０によってスイッチング
素子１６と２２が接続される。その場合、スイッチング
素子２２は接続線３２を介して電源電圧の負の極３４
（Ｕ−）へ導かれている。同様にスイッチング素子２０
と１８を互いに接続する接続線３６が設けられている。
スイッチング素子１８は接続線３８を介して電源電圧の
負の極３４に接続されている。
ジ回路１５によって行われる。ブリッジ回路は４つの駆
動素子ないしスイッチング素子１６、１８、２０及び２
２から構成される。電源電圧の正の極２４（Ｕ＋）は導
線２６ないし２８を介してスイッチング素子１６ないし
２０へ導かれている。接続線３０によってスイッチング
素子１６と２２が接続される。その場合、スイッチング
素子２２は接続線３２を介して電源電圧の負の極３４
（Ｕ−）へ導かれている。同様にスイッチング素子２０
と１８を互いに接続する接続線３６が設けられている。
スイッチング素子１８は接続線３８を介して電源電圧の
負の極３４に接続されている。
【００１５】接続線３０には接続線４２が接続された接
続点４０が設けられており、この接続線４２によって接
続点４０は電気負荷１０の接続端子１４と接続される。
それと同様に接続線３６には接続線４６が接続された接
続点４４が設けられており、この接続線４６によって接
続点４４は電気負荷１０の接続端子１２と接続される。
続点４０が設けられており、この接続線４２によって接
続点４０は電気負荷１０の接続端子１４と接続される。
それと同様に接続線３６には接続線４６が接続された接
続点４４が設けられており、この接続線４６によって接
続点４４は電気負荷１０の接続端子１２と接続される。
【００１６】接続線４６は抵抗４８を介して電源電圧の
負の極３４に接続されており、一方接続線４２は第２の
抵抗５０を介して電源電圧の正の極２４に接続されてい
る。
負の極３４に接続されており、一方接続線４２は第２の
抵抗５０を介して電源電圧の正の極２４に接続されてい
る。
【００１７】接続線４２は接続点４０を介して延長され
制御ユニット５５の入出力ユニット５４に至る接続線５
２になっている。同様に、接続線４６は接続点４４を介
して延長され制御ユニット５５の入出力ユニット５４に
至る接続線５６になっている（図１を参照）。
制御ユニット５５の入出力ユニット５４に至る接続線５
２になっている。同様に、接続線４６は接続点４４を介
して延長され制御ユニット５５の入出力ユニット５４に
至る接続線５６になっている（図１を参照）。
【００１８】スイッチング素子１６、１８、２０及び２
２は好ましくは、後述の条件を満たし、パルス状のスイ
ッチング駆動パルスによって作動される市販のスイッチ
ング可能なパワートランジスタである。特に好ましくは
ＭＯＳ−ＦＥＴが使用される。負荷１０を第１の駆動モ
ードに切り換えるスイッチング素子１６と１８の共通の
駆動信号が接続線５８ないし６０を介してスイッチング
素子１６ないし１８に供給される。負荷１０を第２の駆
動モードに切り換えるスイッチング素子２０と２２には
接続線６２と６４を介して駆動信号が供給される。その
場合、導線５８と６０は共に入出力ユニット５４の出力
線７０を形成している。同様にして接続線６２と６４は
入出力ユニット５４の出力線７４を形成する。
２は好ましくは、後述の条件を満たし、パルス状のスイ
ッチング駆動パルスによって作動される市販のスイッチ
ング可能なパワートランジスタである。特に好ましくは
ＭＯＳ−ＦＥＴが使用される。負荷１０を第１の駆動モ
ードに切り換えるスイッチング素子１６と１８の共通の
駆動信号が接続線５８ないし６０を介してスイッチング
素子１６ないし１８に供給される。負荷１０を第２の駆
動モードに切り換えるスイッチング素子２０と２２には
接続線６２と６４を介して駆動信号が供給される。その
場合、導線５８と６０は共に入出力ユニット５４の出力
線７０を形成している。同様にして接続線６２と６４は
入出力ユニット５４の出力線７４を形成する。
【００１９】さらに、入出力ユニット５４には入力線７
８〜８０を介して対応する測定装置８２〜８４から車両
ないしその駆動ユニットの運転量が供給され、また入力
線７５を介して測定ユニット７６から電源電圧を示す値
が供給される。
８〜８０を介して対応する測定装置８２〜８４から車両
ないしその駆動ユニットの運転量が供給され、また入力
線７５を介して測定ユニット７６から電源電圧を示す値
が供給される。
【００２０】制御ユニット５５は、入出力ユニット５４
の他にバスシステム８８を介して入出力ユニット５４と
接続される演算及び記憶ユニット８６を有する。さらに
導線９２ないし９４を介して演算及び記憶ユニット８６
と入出力ユニット５４にクロック信号を供給するクロッ
ク発生器９０が設けられている。
の他にバスシステム８８を介して入出力ユニット５４と
接続される演算及び記憶ユニット８６を有する。さらに
導線９２ないし９４を介して演算及び記憶ユニット８６
と入出力ユニット５４にクロック信号を供給するクロッ
ク発生器９０が設けられている。
【００２１】以上の説明は、全ブリッジ回路を用いて電
気負荷を駆動することについて述べている。しかし本発
明は、例えばスイッチング素子１６と２０が設けられな
い半ブリッジ回路に関しても可能である。さらに本発明
による電気負荷の監視は個々のドライバ回路と関連して
も行うことができる。
気負荷を駆動することについて述べている。しかし本発
明は、例えばスイッチング素子１６と２０が設けられな
い半ブリッジ回路に関しても可能である。さらに本発明
による電気負荷の監視は個々のドライバ回路と関連して
も行うことができる。
【００２２】演算及び記憶ユニット８６は導線７８〜８
０を介して測定装置８２〜８４から供給される運転量
（運転パラメータ）に従って電気負荷１０の駆動信号を
形成する。なお、運転量はエンジン温度、車輪及びエン
ジンの回転数、走行速度、アクセルペダル位置、絞り弁
位置などである。
０を介して測定装置８２〜８４から供給される運転量
（運転パラメータ）に従って電気負荷１０の駆動信号を
形成する。なお、運転量はエンジン温度、車輪及びエン
ジンの回転数、走行速度、アクセルペダル位置、絞り弁
位置などである。
【００２３】次に示す実施例においては、負荷１０は電
気モータである。
気モータである。
【００２４】図１に示すシステムが車両エンジンの出力
を制御する電子アクセルペダルである場合には、演算及
び記憶ユニット８６は駆動信号を形成し、それにより電
気モータ１０と接続された車両の出力を定める部材が移
動され、運転者により作動可能な作動部材の位置を介し
て検出される運転者の要求に応じて出力が制御される。
を制御する電子アクセルペダルである場合には、演算及
び記憶ユニット８６は駆動信号を形成し、それにより電
気モータ１０と接続された車両の出力を定める部材が移
動され、運転者により作動可能な作動部材の位置を介し
て検出される運転者の要求に応じて出力が制御される。
【００２５】トラクションコントロールシステムの場合
には、演算及び記憶ユニット８６は運転者の要求とは無
関係に車両エンジンの出力を定める部材の駆動信号を形
成し、測定装置８２〜８４を介して検出される駆動輪の
スリップが所定の値を越えることのないようにされる。
には、演算及び記憶ユニット８６は運転者の要求とは無
関係に車両エンジンの出力を定める部材の駆動信号を形
成し、測定装置８２〜８４を介して検出される駆動輪の
スリップが所定の値を越えることのないようにされる。
【００２６】運転量に従って形成された駆動信号は演算
及び記憶ユニット８６によりバスシステム８８を介して
入出力ユニット５４へ送出される。なお、入出力ユニッ
ト５４は、演算及び記憶ユニットによって発生された信
号をスイッチング素子１６〜２２の駆動信号に変換する
ために必要なすべての課題を実行する。その課題とは、
例えばＤ／Ａ変換、信号レベルの整合、信号整形などで
ある。さらに入出力ユニット５４はＡ／Ｄ変換、及び制
御ユニット５５の入力信号の信号処理を行う手段も有す
る。
及び記憶ユニット８６によりバスシステム８８を介して
入出力ユニット５４へ送出される。なお、入出力ユニッ
ト５４は、演算及び記憶ユニットによって発生された信
号をスイッチング素子１６〜２２の駆動信号に変換する
ために必要なすべての課題を実行する。その課題とは、
例えばＤ／Ａ変換、信号レベルの整合、信号整形などで
ある。さらに入出力ユニット５４はＡ／Ｄ変換、及び制
御ユニット５５の入力信号の信号処理を行う手段も有す
る。
【００２７】入出力ユニット５４はそれぞれモータの駆
動モードに従って、すなわちそれぞれモータの回転方向
に従って、第１の回転方向については導線７０を介し
て、ないし第２の回転方向については導線７４を介して
スイッチング素子１６〜２２へ駆動信号を出力する。従
ってそれぞれ回転方向に従って導線５８と６０ないし６
２と６４を介しパルス状の駆動信号が対応するスイッチ
ング素子へ供給される。その際にモータ１０の一方の回
転方向に関してはスイッチング素子１６と１８が閉成さ
れるので、電源電圧の正の極２４から電気負荷１０の接
続端子１４と１２を介して電源電圧の負の極３４へ電流
の流れが生じる。
動モードに従って、すなわちそれぞれモータの回転方向
に従って、第１の回転方向については導線７０を介し
て、ないし第２の回転方向については導線７４を介して
スイッチング素子１６〜２２へ駆動信号を出力する。従
ってそれぞれ回転方向に従って導線５８と６０ないし６
２と６４を介しパルス状の駆動信号が対応するスイッチ
ング素子へ供給される。その際にモータ１０の一方の回
転方向に関してはスイッチング素子１６と１８が閉成さ
れるので、電源電圧の正の極２４から電気負荷１０の接
続端子１４と１２を介して電源電圧の負の極３４へ電流
の流れが生じる。
【００２８】電気負荷１０の第２の回転方向が選択され
ると、駆動信号は導線６２ないし６４を介してスイッチ
ング素子２０ないし２２へ供給され、電源電圧の正の極
２４からスイッチング素子２０、モータ１０の接続端子
１２、モータ１０の接続端子１４並びにスイッチング素
子２２を介して電源電圧の負の極３４へ電流の流れが生
じる。
ると、駆動信号は導線６２ないし６４を介してスイッチ
ング素子２０ないし２２へ供給され、電源電圧の正の極
２４からスイッチング素子２０、モータ１０の接続端子
１２、モータ１０の接続端子１４並びにスイッチング素
子２２を介して電源電圧の負の極３４へ電流の流れが生
じる。
【００２９】駆動は、演算及び記憶ユニットによって設
定されるパルス長さによってスイッチングすることによ
り行なわれるので、運転量に従って設定された負荷１０
の駆動に続いて非駆動段階、いわゆる惰性回転（フリー
ホィール）Ｆが生じる。その際にモータ１０は誘導電圧
を発生する。
定されるパルス長さによってスイッチングすることによ
り行なわれるので、運転量に従って設定された負荷１０
の駆動に続いて非駆動段階、いわゆる惰性回転（フリー
ホィール）Ｆが生じる。その際にモータ１０は誘導電圧
を発生する。
【００３０】非駆動の場合には４つのスイッチング素子
はすべて開放される。接続線５２と５６を介して抵抗４
８と５０を用いて電気負荷１０の接続端子１２と１４の
電位が検出され、演算及び記憶ユニット８６によって評
価されて故障監視に用いられる。なお、２つの抵抗は好
ましくは同一の抵抗値を有するが、必ずしもそうである
必要はない。非駆動の際に負荷に流れる電流を減少させ
るために、好ましくは、測定の精度を損なうことなく、
大きな抵抗値が選ばれる。
はすべて開放される。接続線５２と５６を介して抵抗４
８と５０を用いて電気負荷１０の接続端子１２と１４の
電位が検出され、演算及び記憶ユニット８６によって評
価されて故障監視に用いられる。なお、２つの抵抗は好
ましくは同一の抵抗値を有するが、必ずしもそうである
必要はない。非駆動の際に負荷に流れる電流を減少させ
るために、好ましくは、測定の精度を損なうことなく、
大きな抵抗値が選ばれる。
【００３１】図３には、図２に示す抵抗４８ないし５０
を用いた電気負荷１０の接続端子における代表的な信号
特性が示されている。図３に示す信号特性は、スイッチ
ング素子２０と２２が閉成される駆動モードに基づいた
接続端子１２の信号特性を示している。接続端子１４に
おける対応する信号特性は逆の状態になる。スイッチン
グ素子１６と１８が閉成される他の回転方向の場合に
は、接続端子１４では図３の信号特性に相当する信号特
性を検出することができ、接続端子１２の信号特性はそ
れに対して逆になる。
を用いた電気負荷１０の接続端子における代表的な信号
特性が示されている。図３に示す信号特性は、スイッチ
ング素子２０と２２が閉成される駆動モードに基づいた
接続端子１２の信号特性を示している。接続端子１４に
おける対応する信号特性は逆の状態になる。スイッチン
グ素子１６と１８が閉成される他の回転方向の場合に
は、接続端子１４では図３の信号特性に相当する信号特
性を検出することができ、接続端子１２の信号特性はそ
れに対して逆になる。
【００３２】図３の垂直軸には導線５６あるいは５２を
介して読み込まれる電圧値が図示されており、電圧値は
電源電圧値に従って最大値（Ｕ＋）と最小値（Ｕ−）を
有する。水平軸には時間が記載されている。ｔｉ、ｔｉ
＋１、…は電気負荷の接続端子１２と１４における電位
の測定が行われるサンプリング時点を示している。
介して読み込まれる電圧値が図示されており、電圧値は
電源電圧値に従って最大値（Ｕ＋）と最小値（Ｕ−）を
有する。水平軸には時間が記載されている。ｔｉ、ｔｉ
＋１、…は電気負荷の接続端子１２と１４における電位
の測定が行われるサンプリング時点を示している。
【００３３】図３にはモータ１０の非駆動段階Ａと電気
負荷１０の駆動段階Ｂが示されている。非駆動段階Ａは
モータが停止していて信号レベルＵA（Ｕ1/2）で特徴付
けされる。この信号レベルは、非駆動の場合、即ちすべ
てのスイッチング素子１６〜２２が開放しているとき
に、抵抗４８と５０の分圧器によって得られる。
負荷１０の駆動段階Ｂが示されている。非駆動段階Ａは
モータが停止していて信号レベルＵA（Ｕ1/2）で特徴付
けされる。この信号レベルは、非駆動の場合、即ちすべ
てのスイッチング素子１６〜２２が開放しているとき
に、抵抗４８と５０の分圧器によって得られる。
【００３４】駆動段階Ｂの場合には、信号特性は以下の
ような原理的な特性を示す。スイッチング素子２０と２
２が閉成されている場合には、電気負荷１０の接続端子
１２には最大電圧の領域にある電圧レベルが発生する。
スイッチング素子２０と２２が開放した後はモータは電
気的に惰性回転の状態にあり、誘導電圧を発生し、それ
によってモータの接続端子１２の電位は最小電圧の領域
へ移動する。惰性回転段階が終了後、非駆動の場合（段
階Ａ）と同様に平均の電圧レベルＵ1/2が発生する。
ような原理的な特性を示す。スイッチング素子２０と２
２が閉成されている場合には、電気負荷１０の接続端子
１２には最大電圧の領域にある電圧レベルが発生する。
スイッチング素子２０と２２が開放した後はモータは電
気的に惰性回転の状態にあり、誘導電圧を発生し、それ
によってモータの接続端子１２の電位は最小電圧の領域
へ移動する。惰性回転段階が終了後、非駆動の場合（段
階Ａ）と同様に平均の電圧レベルＵ1/2が発生する。
【００３５】なお、図示の電位特性は１例であることを
断っておく。それぞれオフの方法（＋−分岐（１６、２
０）及び／あるいは−−分岐（１８、２２）のスイッチ
ング素子によるオフ）に従って、他の特性が生じる。
断っておく。それぞれオフの方法（＋−分岐（１６、２
０）及び／あるいは−−分岐（１８、２２）のスイッチ
ング素子によるオフ）に従って、他の特性が生じる。
【００３６】上述の場合と同様な状況が接続端子１４な
いし他の駆動モードに関して発生する。
いし他の駆動モードに関して発生する。
【００３７】安全上の理由から、電気負荷の電源電圧の
正と負の極への短絡、両モータ制御線の互いの短絡、及
びモータ回路の断線（遮断）を監視することが必要であ
る。その場合にコストを軽減するために、監視はスイッ
チング素子によってではなく、演算及び記憶ユニット８
６により上述の信号特性を用いて行われる。その場合
に、サンプリング時間（例えば２〜３ｍｓ）の範囲で境
をなすワイヤハーネスの抵抗を介して短絡にさらされて
いるにしても完全に機能し続けるスイッチング素子１６
〜２２があることが知られていることを考慮しなければ
ならない。それによって演算及び記憶ユニット８６によ
り監視を行うことが可能になる。
正と負の極への短絡、両モータ制御線の互いの短絡、及
びモータ回路の断線（遮断）を監視することが必要であ
る。その場合にコストを軽減するために、監視はスイッ
チング素子によってではなく、演算及び記憶ユニット８
６により上述の信号特性を用いて行われる。その場合
に、サンプリング時間（例えば２〜３ｍｓ）の範囲で境
をなすワイヤハーネスの抵抗を介して短絡にさらされて
いるにしても完全に機能し続けるスイッチング素子１６
〜２２があることが知られていることを考慮しなければ
ならない。それによって演算及び記憶ユニット８６によ
り監視を行うことが可能になる。
【００３８】非駆動段階Ａにおいては、抵抗値がほぼ等
しい場合には分圧器によって接続端子１２と１４に平均
電圧レベルが発生し、これが、演算及び記憶ユニット８
６によって検出される。抵抗の大きさを等しくすること
の利点は、測定信号の信号振幅値が最大になることであ
る。非駆動状態において短絡あるいは断線が発生した場
合には、この平均電圧レベルが最大ないし最小電圧の方
向へシフトする。限界値Ｓ１とＳ２を定めることにより
検出電圧レベルを評価し、電圧レベルが上述の限界値を
越えたかを調べることによって、非駆動段階における短
絡と断線を検出することができる。なお限界値は電源電
圧に関係している。すなわち限界値は用いられる電源電
圧に従って定められる。
しい場合には分圧器によって接続端子１２と１４に平均
電圧レベルが発生し、これが、演算及び記憶ユニット８
６によって検出される。抵抗の大きさを等しくすること
の利点は、測定信号の信号振幅値が最大になることであ
る。非駆動状態において短絡あるいは断線が発生した場
合には、この平均電圧レベルが最大ないし最小電圧の方
向へシフトする。限界値Ｓ１とＳ２を定めることにより
検出電圧レベルを評価し、電圧レベルが上述の限界値を
越えたかを調べることによって、非駆動段階における短
絡と断線を検出することができる。なお限界値は電源電
圧に関係している。すなわち限界値は用いられる電源電
圧に従って定められる。
【００３９】スイッチング素子が閉成されている駆動段
階Ｂにおいては、測定された信号レベルを限界値Ｓ３及
びＳ４と関連して評価することによって同様に電気負荷
の領域における故障を検出することができる。その場
合、限界値Ｓ１とＳ３ないしＳ２とＳ４は簡単な実施例
においては同一であってよい。図３から明らかなよう
に、この駆動段階は所定の電圧レベルによって特徴付け
られ、モータが上述のように駆動モードにある場合の接
続端子１２の場合には、電圧レベルはＵ＋である。モー
タ１０の領域における短絡と断線の場合には、接続端子
の電圧レベルがシフトして、上述の限界値より低くな
る。その場合、限界値が電源電圧に依存すると共にモー
タの回転方向にも依存することに注意しなければならな
い。それぞれ接続点と回転方向に従って、接続端子の電
位の比較には他の限界値（Ｓ３ないしＳ４）を基礎にし
なければならない。
階Ｂにおいては、測定された信号レベルを限界値Ｓ３及
びＳ４と関連して評価することによって同様に電気負荷
の領域における故障を検出することができる。その場
合、限界値Ｓ１とＳ３ないしＳ２とＳ４は簡単な実施例
においては同一であってよい。図３から明らかなよう
に、この駆動段階は所定の電圧レベルによって特徴付け
られ、モータが上述のように駆動モードにある場合の接
続端子１２の場合には、電圧レベルはＵ＋である。モー
タ１０の領域における短絡と断線の場合には、接続端子
の電圧レベルがシフトして、上述の限界値より低くな
る。その場合、限界値が電源電圧に依存すると共にモー
タの回転方向にも依存することに注意しなければならな
い。それぞれ接続点と回転方向に従って、接続端子の電
位の比較には他の限界値（Ｓ３ないしＳ４）を基礎にし
なければならない。
【００４０】オフにされた後に電気的な惰性回転がある
ことにより（＋−及び／−−分岐のスイッチング素子に
よるオフ）、非妥当な電位が発生することがある。従っ
て少なくとも数ミリ秒続く惰性回転段階の間は、モータ
の接続端子電位の監視は中断しなければならない。しか
しこれは監視方法の欠点とはならない。というのは惰性
回転段階ではすべての素子は開放されており、従ってモ
ータの駆動は行われないからである。惰性回転段階の間
に故障状態が発生した場合には、この故障状態はスイッ
チング素子２０と２２ないし１６と１８が再び閉成され
た場合に、次のサンプリング時点で検出され、ないしは
フィルタリング時間の経過後に検出される。モータが起
動されない場合には、スイッチング素子２０／２２、１
６／１８が閉成されていない場合でも、故障状態はフィ
ルタリング時間の経過後に検出される。
ことにより（＋−及び／−−分岐のスイッチング素子に
よるオフ）、非妥当な電位が発生することがある。従っ
て少なくとも数ミリ秒続く惰性回転段階の間は、モータ
の接続端子電位の監視は中断しなければならない。しか
しこれは監視方法の欠点とはならない。というのは惰性
回転段階ではすべての素子は開放されており、従ってモ
ータの駆動は行われないからである。惰性回転段階の間
に故障状態が発生した場合には、この故障状態はスイッ
チング素子２０と２２ないし１６と１８が再び閉成され
た場合に、次のサンプリング時点で検出され、ないしは
フィルタリング時間の経過後に検出される。モータが起
動されない場合には、スイッチング素子２０／２２、１
６／１８が閉成されていない場合でも、故障状態はフィ
ルタリング時間の経過後に検出される。
【００４１】本発明の監視によれば、次に示す故障状態
を検出することができる。非駆動の段階Ａにおいては、
接続端子１２あるいは１４の電位が限界値Ｓ１を越えた
場合には、接続端子１２及び／あるいは１４の電源電圧
の正の極への短絡が検出される。接続端子のいずれかの
電位が限界値Ｓ２を下回った場合には、接続端子１２及
び／あるいは１４の電源電圧の負の極への短絡が存在す
る。接続端子１２の電位が限界値Ｓ２を下回り、同時に
接続端子１４の電位が限界値Ｓ１を上回った場合には、
モータ回路の断線であると結論することができる。
を検出することができる。非駆動の段階Ａにおいては、
接続端子１２あるいは１４の電位が限界値Ｓ１を越えた
場合には、接続端子１２及び／あるいは１４の電源電圧
の正の極への短絡が検出される。接続端子のいずれかの
電位が限界値Ｓ２を下回った場合には、接続端子１２及
び／あるいは１４の電源電圧の負の極への短絡が存在す
る。接続端子１２の電位が限界値Ｓ２を下回り、同時に
接続端子１４の電位が限界値Ｓ１を上回った場合には、
モータ回路の断線であると結論することができる。
【００４２】駆動段階Ｂの場合には、接続端子１２の電
位が限界値Ｓ３を下回ると接続端子１２が電源電圧の負
の極に短絡しており、一方接続端子１４の電位が限界値
Ｓ４を上回ると接続端子１４が電源電圧の正の極に短絡
していることになる。接続端子１２の電位が限界値Ｓ３
を下回ると同時に接続端子１４の電位が限界値Ｓ４を上
回った場合には、モータの短絡あるいは２つのモータ線
間の短絡であると結論づけることができる。
位が限界値Ｓ３を下回ると接続端子１２が電源電圧の負
の極に短絡しており、一方接続端子１４の電位が限界値
Ｓ４を上回ると接続端子１４が電源電圧の正の極に短絡
していることになる。接続端子１２の電位が限界値Ｓ３
を下回ると同時に接続端子１４の電位が限界値Ｓ４を上
回った場合には、モータの短絡あるいは２つのモータ線
間の短絡であると結論づけることができる。
【００４３】他方の駆動モードにおいては反対の特性が
生じる。
生じる。
【００４４】なお、この開示の範囲では、短絡には短絡
状の特性を有する分路も含まれる。
状の特性を有する分路も含まれる。
【００４５】図４には本発明の監視を演算及び記憶ユニ
ット８６のプログラムとして実施する例のフローチャー
トが示されている。
ット８６のプログラムとして実施する例のフローチャー
トが示されている。
【００４６】プログラム部の開始後に第１のステップ１
００において、以下の監視を行なうことができるかが調
べられる。このステップは駆動段階Ｂの間上述の電気的
惰性回転段階を排除するものである。これは、演算及び
記憶ユニット内で形成され、記憶セル内に格納された駆
動信号のパルス長さについて、プログラム実行時間の間
に実際のパルスが終了するかどうかをチェックすること
によって行われる。監視を行なうことができないもので
ある場合には、プログラム部は終了する。従って、装置
が駆動段階Ｂにあって同時にすべてのスイッチング素子
が開放しており、ないしはプログラム実行の間に開放さ
れる場合には監視を行なうことはできない。
００において、以下の監視を行なうことができるかが調
べられる。このステップは駆動段階Ｂの間上述の電気的
惰性回転段階を排除するものである。これは、演算及び
記憶ユニット内で形成され、記憶セル内に格納された駆
動信号のパルス長さについて、プログラム実行時間の間
に実際のパルスが終了するかどうかをチェックすること
によって行われる。監視を行なうことができないもので
ある場合には、プログラム部は終了する。従って、装置
が駆動段階Ｂにあって同時にすべてのスイッチング素子
が開放しており、ないしはプログラム実行の間に開放さ
れる場合には監視を行なうことはできない。
【００４７】ステップ１００において監視を行なって差
し支えないことが検出された場合には、ステップ１０２
において導線５２と５６を介してモータ１０の接続端子
１２と１４の電源電位が読み込まれる。さらに好ましい
実施例においては、測定装置７６によって検出された電
源電圧が読み込まれる。しかしこの電圧は他の実施例に
おいては、固定値として演算及び記憶ユニット８６に格
納することも可能である。次にステップ１０４におい
て、装置が駆動段階Ｂにあるかあるいは非駆動段階Ａに
あるかが調べられる。これは、演算及び記憶ユニット８
６内でセットされたマークを用いて決定することができ
る。
し支えないことが検出された場合には、ステップ１０２
において導線５２と５６を介してモータ１０の接続端子
１２と１４の電源電位が読み込まれる。さらに好ましい
実施例においては、測定装置７６によって検出された電
源電圧が読み込まれる。しかしこの電圧は他の実施例に
おいては、固定値として演算及び記憶ユニット８６に格
納することも可能である。次にステップ１０４におい
て、装置が駆動段階Ｂにあるかあるいは非駆動段階Ａに
あるかが調べられる。これは、演算及び記憶ユニット８
６内でセットされたマークを用いて決定することができ
る。
【００４８】装置が非駆動段階Ａにある場合には、ステ
ップ１０６で電源電圧値に基づいて限界値Ｓ１とＳ２を
計算し、次のステップ１０８では読み込んだ接続端子１
２と１４の電位を２つの限界値Ｓ１及びＳ２と比較す
る。次のステップ１１０では、限界値を上回りないしは
下回った場合に設けられている故障マークがセットされ
る。その場合に検出された信号値に従って診断のために
異なる故障マークをセットすることができるので、故障
状態の種類を定めることが可能になる。
ップ１０６で電源電圧値に基づいて限界値Ｓ１とＳ２を
計算し、次のステップ１０８では読み込んだ接続端子１
２と１４の電位を２つの限界値Ｓ１及びＳ２と比較す
る。次のステップ１１０では、限界値を上回りないしは
下回った場合に設けられている故障マークがセットされ
る。その場合に検出された信号値に従って診断のために
異なる故障マークをセットすることができるので、故障
状態の種類を定めることが可能になる。
【００４９】判断ステップ１０４において装置が駆動段
階Ｂにあることが検出された場合には、ステップ１１２
で限界値Ｓ３とＳ４が電源電圧に従って計算され、その
後ステップ１１４で演算及び記憶ユニットに格納された
マークから、演算及び記憶ユニット自体の入力量に基づ
いて定められたモータの回転方向が決定される。ステッ
プ１１６ではステップ１１４で検出した回転方向を考慮
し、読み込まれた接続端子１２と１４の電圧電位を計算
されたしきい値Ｓ３及びＳ４と比較し、ステップ１１８
ではステップ１１０と同様にして故障マークがセットさ
れる。すでに説明したように、この故障マークはそれぞ
れ比較結果に応じて異なる故障状態を示す。
階Ｂにあることが検出された場合には、ステップ１１２
で限界値Ｓ３とＳ４が電源電圧に従って計算され、その
後ステップ１１４で演算及び記憶ユニットに格納された
マークから、演算及び記憶ユニット自体の入力量に基づ
いて定められたモータの回転方向が決定される。ステッ
プ１１６ではステップ１１４で検出した回転方向を考慮
し、読み込まれた接続端子１２と１４の電圧電位を計算
されたしきい値Ｓ３及びＳ４と比較し、ステップ１１８
ではステップ１１０と同様にして故障マークがセットさ
れる。すでに説明したように、この故障マークはそれぞ
れ比較結果に応じて異なる故障状態を示す。
【００５０】非駆動モードについてのステップ１０６〜
１１０ないし駆動モードの場合のステップ１１２〜１１
８を実行後に、判断ステップ１２０において故障状態が
存在するかどうかがチェックされる。そうでない場合に
は、プログラム部が終了され、次のサンプリング時点で
改めて開始される。
１１０ないし駆動モードの場合のステップ１１２〜１１
８を実行後に、判断ステップ１２０において故障状態が
存在するかどうかがチェックされる。そうでない場合に
は、プログラム部が終了され、次のサンプリング時点で
改めて開始される。
【００５１】ステップ１２０で故障状態が存在すること
が検出された場合には、ステップ１２２において安全及
び遮断手段が導入される。これにはそれぞれ実施例に従
って、両回転方向の駆動を遮断する、一方の回転方向の
駆動のみを遮断する、駆動を制限するなどが含まれる。
が検出された場合には、ステップ１２２において安全及
び遮断手段が導入される。これにはそれぞれ実施例に従
って、両回転方向の駆動を遮断する、一方の回転方向の
駆動のみを遮断する、駆動を制限するなどが含まれる。
【００５２】要約すると、本発明の手段によって素子を
大幅に増やすことなく、電気負荷の監視が可能になるこ
とが分かる。その場合、故障検出手段によって、電気負
荷の作動状態に従って負荷接続端子電位と所定の限界値
の比較結果が評価される。
大幅に増やすことなく、電気負荷の監視が可能になるこ
とが分かる。その場合、故障検出手段によって、電気負
荷の作動状態に従って負荷接続端子電位と所定の限界値
の比較結果が評価される。
【００５３】以上においては、本発明による電気負荷の
監視は、電気モータを用いて説明して来た。好ましくは
本発明の監視は遮断可能な２極のすべての電気負荷と関
連して応用でき、すなわち２極の遮断可能な噴射弁ある
いはＡＢＳ弁にも応用することができる。
監視は、電気モータを用いて説明して来た。好ましくは
本発明の監視は遮断可能な２極のすべての電気負荷と関
連して応用でき、すなわち２極の遮断可能な噴射弁ある
いはＡＢＳ弁にも応用することができる。
【００５４】
【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、安価な構成で、負荷の非駆動時だけでなく、
駆動時にも、故障を識別することができ、コストを減少
させて負荷を広範囲にわたって監視することができる。
によれば、安価な構成で、負荷の非駆動時だけでなく、
駆動時にも、故障を識別することができ、コストを減少
させて負荷を広範囲にわたって監視することができる。
【図１】電気負荷とそれを監視する手段を制御する制御
装置のブロック回路図である。
装置のブロック回路図である。
【図２】電気負荷とそれを監視する手段を制御する制御
装置の詳細なブロック回路図である。
装置の詳細なブロック回路図である。
【図３】監視の原理を説明する線図である。
【図４】監視をコンピュータのプログラムとして実施す
る方法を説明するフローチャート図である。
る方法を説明するフローチャート図である。
１０ 電気負荷 １５ ブリッジ回路 １６、１８、２０、２２ 駆動ないしスイッチング素子 ４８、５０ 抵抗 ５４ 入出力ユニット ５５ 制御ユニット
フロントページの続き (72)発明者 マルティン ルッツ ドイツ連邦共和国 7141 シュヴィーバ ーディンゲン グロガウアーヴェーク 20 (72)発明者 ハラルト シュヴェーレン ドイツ連邦共和国 7015 コルンタール ミュンヒンゲン コルンヴェストハイマ ーシュトラーセ 217 (56)参考文献 特開 平３−17923（ＪＰ，Ａ) 特開 平２−266891（ＪＰ，Ａ) 特開 平３−15767（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G01R 31/02 H02P 7/63 H03K 17/00
Claims (2)
- 【請求項１】 電気負荷（１０）を作動させる少なくと
も一つのスイッチング素子（１６、１８、２０、２２）
と、 電気負荷（１０）の領域における電位の値を検出する測
定装置（４８、５０）と、 前記検出された電位の値が供給され、検出された電位の
値を限界値（Ｓ１〜Ｓ４）と比較する評価装置（５４、
８６）と 、を有する 車両の電気負荷を監視する装置であって、前記評価装置が、前記少なくとも一つのスイッチング素
子に対してパルス状の駆動信号を発生する演算及び記憶
ユニット（８６）であり 、前記演算及び記憶ユニット（８６）は、電気負荷の駆動
時（Ｂ）と非駆動時（Ａ）、駆動状態（Ａ、Ｂ）に応じ
たそれぞれ少なくとも一つの限界値（Ｓ１〜Ｓ４）を設
定するとともに、前記検出された電位の値を、それぞれ
の駆動状態（Ａ、Ｂ）に従って設定された前記限界値の
少なくとも一つと比較して故障を識別し、 前記検出された電位の値が前記少なくとも一つの限界値
からずれている場合に、故障状態であることが識別され
ることを特徴とする 車両の電気負荷を監視する装置。 - 【請求項２】 ２つの端子（１２、１４）を備えた電気
負荷（１０）を作動させる少なくとも２つのスイッチン
グ素子（１６、１８、２０、２２）と、電気負荷の端子領域における電位の値を検出する測定装
置（４８、５０）と 、前記検出された電位の値が供給される評価装置（８６）
と 、を有する車両の電気負荷を監視する装置であって 、前記評価装置が、前記少なくとも２つのスイッチング素
子に対してパルス状の駆動信号を発生する演算及び記憶
ユニット（８６）であり 、前記演算及び記憶ユニットは、電気負荷の駆動時、電気
負荷の端子領域における電位の上限値（Ｓ３）及び下限
値（Ｓ４）を設定するとともに、前記検出された電位の
値を該上限値及び下限値と比較して故障を識別し 、また前記演算及び記憶ユニットは、電源電圧の正の極側
にある一方の端子（１ ２）の電位の値が前記上限値（Ｓ
３）を下回るか、あるいは他方の端子（１４）の電位の
値が前記下限値（Ｓ４）を上回るときには、電源電圧の
極に端子が短絡していることを識別し、また一方の端子
（１２）の電位の値が上限値（Ｓ３）を下回ると同時
に、他方の端子（１４）の電位の値が下限値（Ｓ４）を
上回っているときには、負荷の短絡あるいは負荷の駆動
線間に分路があることを識別することを特徴とする車両
の電気負荷を監視する装置 。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE4125302.7 | 1991-07-31 | ||
| DE4125302A DE4125302C2 (de) | 1991-07-31 | 1991-07-31 | Einrichtung zur Überwachung eines elektrischen Verbrauchers in einem Fahrzeug |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH05215649A JPH05215649A (ja) | 1993-08-24 |
| JP3262594B2 true JP3262594B2 (ja) | 2002-03-04 |
Family
ID=6437372
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP19257192A Expired - Fee Related JP3262594B2 (ja) | 1991-07-31 | 1992-07-21 | 車両の電気負荷を監視する装置 |
Country Status (4)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5329238A (ja) |
| JP (1) | JP3262594B2 (ja) |
| DE (1) | DE4125302C2 (ja) |
| FR (1) | FR2680007B1 (ja) |
Families Citing this family (31)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT401692B (de) * | 1993-02-02 | 1996-11-25 | Vaillant Gmbh | Verfahren zur ansteuerung eines verbrauchers |
| DE4338462B4 (de) * | 1993-11-11 | 2004-04-22 | Hella Kg Hueck & Co. | Kontrollsystem für elektrische Verbraucher in Kraftfahrzeugen |
| US5510725A (en) * | 1994-06-10 | 1996-04-23 | Westinghouse Electric Corp. | Method and apparatus for testing a power bridge for an electric vehicle propulsion system |
| US5569966A (en) * | 1994-06-10 | 1996-10-29 | Northrop Grumman Corporation | Electric vehicle propulsion system power bridge with built-in test |
| DE4427084A1 (de) * | 1994-07-30 | 1996-02-01 | Bosch Gmbh Robert | Fahrzeugsicherungsanordnung |
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