KR20040081176A - 부하의 고장 진단 방법 및 장치, 및 부하의 고장 처리방법 및 장치 - Google Patents

부하의 고장 진단 방법 및 장치, 및 부하의 고장 처리방법 및 장치 Download PDF

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KR20040081176A
KR20040081176A KR10-2004-7011987A KR20047011987A KR20040081176A KR 20040081176 A KR20040081176 A KR 20040081176A KR 20047011987 A KR20047011987 A KR 20047011987A KR 20040081176 A KR20040081176 A KR 20040081176A
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마츠자키히데아키
와타나베야스마사
사토에이이치
가와노도모유키
구리하라도모히로
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가부시키가이샤 봇슈오토모티브시스템
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Abstract

PWM 구동되는 부하의 고장 유무를 부하에 인가되는 펄스 전압의 상태에 근거하여 간단히 판별할 수 있도록 하기 위해서, 제어 펄스 신호(P1)에 응답하여 구동 회로(4)에 의해 펄스 폭 변조 구동되고 있는 솔레노이드 밸브(2)의 고장을 진단하기 위한 고장 진단 장치(10)에 있어서, 솔레노이드 밸브(2)와 구동 회로(4)의 접속점(A)에 펄스 폭 변조 구동에 의해서 발생하는 전압 신호(VA)를 평활 회로(11)에 입력하여 평활 출력 전압(VB)으로서 얻고, 해당 평활 출력 전압(VB)의 레벨값이 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비인 제어 펄스 신호(P1)의 듀티비에 의해 정해지는 소정의 값으로 되고 있는지 여부를 판별함으로써 솔레노이드 밸브(2)의 고장 유무를 판별하도록 하였다.

Description

부하의 고장 진단 방법 및 장치, 및 부하의 고장 처리 방법 및 장치{LOAD FAILURE DIAGNOSIS METHOD AND APPARATUS AND LOAD FAILURE PROCESSING METHOD AND APPARATUS}
예컨대, 차량용 제어 시스템에 있어서, 엔진 제어용 컴퓨터에 의해서 솔레노이드 밸브, 모터, 램프 등의 각종 부하를 온, 오프 동작시켜 제어하는 경우, 컴퓨터로부터의 제어 출력에 응답하여 작동하는 적시의 스위칭 소자를 마련하고, 이 스위칭 소자를 온, 오프시켜 소요의 부하로의 구동 전류의 공급을 제어하는 소위 펄스 폭 변조 구동 방식이 채용되어 있다.
상술한 바와 같이 하여 구동 제어되는 부하의 단선, 단락 및 다른 고장을 진단 또는 검출하는데 이용되는 종래 방법에서는, 각 스위칭 소자와 관련 부하의 접속점의 전위가 컴퓨터로부터의 제어 출력에 동기하여 변화하고 있는지 여부를 체킹하고, 이 체킹 결과에 근거하여 부하의 고장을 진단하는 방법이 이용되고 있다.상기 접속점의 전위는 스위칭 소자의 동작 상태에 동기하여, 영 전위와 부하 및 제어 회로측의 내부 저항으로 결정되는 소정의 전위와의 사이를 천이하기 때문에, 상기 접속점의 전위를 스위칭 소자의 상태와 동기시켜 모니터하는 것에 의해 부하의 고장 상태를 검출할 수 있다.
예컨대, 제어 출력이 「1」인 경우에 스위칭 소자가 도통으로 되고, 제어 출력이 「0」인 경우에 스위칭 소자가 비도통으로 되는 시스템의 경우, 부하가 정상이면, 제어 출력이 「1」인 경우에는 접속점의 전위는 그라운드 레벨로 되고, 제어 출력이 「0」인 경우에는 접속점의 전위는 소정의 레벨로 된다. 그러나, 부하가 단선되어 있거나, 그라운드측으로 단락되어 있거나 하면, 제어 출력이 「1」, 「0」으로 변화하더라도 접속점의 전위는 이것에 따라서 변화하지 않는 것으로 되어, 상술한 방법에 의해 부하의 고장 진단이 가능해진다.
부하를 단지 ON/OFF 동작시키는 제어의 경우에는, 스위칭 소자의 비도통 상태 시간이 길기 때문에, 소요의 전위 판독에 충분한 시간적 여유가 주어진다. 이렇게 하여 부하의 고장을 진단하도록 한 방법은, 예컨대 특허 문헌 1에 개시되어 있다. 여기에 개시되어 있는 고장 진단 방법은, 부하 구동 중에 진단 펄스를 공급하고, 부하의 그라운드 단자측에 발생하는 진단 펄스에 의한 서지(surge) 전압의 적분값과 소정값의 비교 결과에 따라서 고장을 진단하도록 한 것이다.
그러나, 솔레노이드 밸브 등의 부하를 펄스 폭 변조 구동에 의해서 동적으로 동작시키는 경우에는, 접속점의 레벨 판독 타이밍은 그 구동 펄스에 동기하고 있어야 한다. 특히, PWM 구동 펄스의 기본 주파수가 높은 경우, 컴퓨터를 이용했다고해도 소프트웨어에 걸리는 부담은 크다. 예를 들면, PWM 구동 펄스의 기본 주파수가 10㎑이며, 그 출력 데이터가 「5% 비도통」일 때, 컴퓨터는 5미크론초의 타이밍에서 출력 상태에 동기를 취하여 접속점의 레벨 출력을 판독해야 한다. 이것은, 단순한 온, 오프 구동의 경우에 비하여 분명히 소프트웨어의 부담이 증대한다.
또한, 부하를 PWM 구동하는 경우, 부하의 구동 타이밍은 항상 변동하고 있기 때문에, 이것에 동기한 검출이 현저하고 곤란해지는 경우도 발생하여, 부하의 고장 진단을 안정하고 또한 정확히 하는 것이 어렵다고 하는 문제점을 갖고 있다.
따라서, 본 발명의 목적은, 종래 기술에서의 상술의 문제점을 해결할 수 있는 부하의 고장 진단 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 다른 목적은, PWM 구동되고 있는 부하에 고장이 발생했는지 여부를 간단하고 또한 정확하게 진단할 수 있는 부하의 고장 진단 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
본 발명의 또 다른 목적은, PWM 구동되고 있는 부하에 고장이 생긴 경우에 부하의 고장에 따른 적절한 처리를 실행할 수 있는 부하의 고장 처리 방법 및 장치를 제공하는 것에 있다.
발명의 개시
상기 과제를 해결하기 위해서, 본 발명에서는, 부하가 펄스 폭 변조 구동되어 있는 기간 동안에, 부하의 일단(一端)측에 발생하는 전압 신호를 적분 처리하고, 이것에 의해 얻어진 적분값을 그 때의 펄스 폭 변조 구동을 위한 구동 펄스의설정 듀티비에 근거한 기준값과 비교하여, 이 비교 결과에 따라 부하 고장을 진단하도록 한 것이다. 부하가 정상일 때의 적분값은 부하에 인가되고 있는 전압 신호의 듀티비와 소정의 관계를 갖고 있으며, 부하가 고장이 나면 그 적분 출력이 예정된 값으로 되지 않는다. 따라서, 적분값을 평가하는 것에 의해 부하의 고장 내용의 진단이 가능해져, 이것에 근거하여 적절한 고장 처리를 실행할 수 있다.
본 발명의 특징은, 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 전기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻는 제 1 단계와, 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 기준값을 결정하는 제 2 단계와, 상기 적분값을 상기 기준값과 비교하는 것에 의해 상기 부하의 고장 유무를 판별하는 제 3 단계를 구비한 점에 있다.
전압 신호는 펄스 폭 변조 구동에 의해서 부하의 어떤 단자에 발생하는 전압 신호라도 된다. 제 3 단계에 있어서, 설정 듀티비에 따라 결정된 기준값과 적분값을 비교하는 것에 의해, 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 판별할 수 있다. 부하에 단선, 쇼트 등의 고장이 발생하고 있으면, 그 때의 적분값은 예정의 값으로부터 크게 벗어나기 때문이다. 이와 같이, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값에 근거하여 부하의 고장 진단을 실행하는 구성이므로, 검출해야 할 신호의 취출에 소정의 신호와의 동기를 취하는 것을 필요로 하지 않고, 부하가 유도성, 즉 인덕턴스인지 여부에 상관없이 고장 진단이 가능하다.
본 발명의 다른 특징은, 구동 수단에 의해서 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 장치에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻기 위한 적분 수단과, 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 상기 적분값의 정당성을 판단하기 위한 기준값을 결정하기 위한 결정 수단과, 상기 적분값과 상기 기준값을 비교하여 상기 부하가 고장났는지 여부를 판별하기 위한 판별 수단을 구비한 점에 있다.
본 발명의 다른 특징은, 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻어, 해당 적분값과 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비를 비교하여 상기 부하의 고장 유무를 판별하도록 한 점에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호와는 비동기로 상기 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 검출하도록 한 점에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 부하의 고장 처리 방법에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻는 단계와, 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 기준값을 결정하는 단계와, 상기 적분값을 상기 기준값과 비교하는 것에 의해 상기 부하의 고장 유무를 판별하는 단계와, 상기 부하에 고장이 있다고 판별된 경우에는 고장을 식별하여 해당 식별 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하는 단계를 구비한 점에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 구동 수단에 의해서 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 부하의 고장 처리 장치에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻기 위한 적분 수단과, 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 상기 적분값의 정당성을 판단하기 위한 기준값을 결정하기 위한 결정 수단과, 상기 적분값과 상기 기준값을 비교하여 상기 부하가 고장났는지 여부를 판별하기 위한 판별 수단과, 해당 판별 수단에 의해서 상기 부하가 고장이 났다고 판별된 경우에 상기 부하의 고장 식별을 실행하여 해당 식별 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하는 수단을 구비한 점에 있다.
본 발명의 또 다른 특징은, 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 방법에 있어서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 감시하는 것에 의해 상기 부하의 고장 식별을 실행하여, 해당 고장 식별 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하도록 한 점에 있다.
본 발명은 펄스 폭 변조(PWM) 구동되는 부하의 고장 진단 방법 및 장치, 및 부하의 고장 처리 방법 및 장치에 관한 것이다.
도 1은 본 발명에 따른 고장 진단 장치의 실시예의 일례를 나타내는 구성도,
도 2는 도 1의 제어 펄스 신호의 파형도,
도 3은 도 1의 전압 신호의 파형도,
도 4는 도 1에 나타낸 고장 진단 장치에서의 설정 듀티비와 평활 출력 전압의 레벨간의 관계를 설명하기 위한 그래프,
도 5는 도 1에 나타낸 고장 진단 장치에서 실행되는 고장 진단 처리 프로그램을 나타내는 흐름도,
도 6은 본 발명에 따른 다른 고장 진단 처리 프로그램을 나타내는 흐름도,
도 7은 도 6의 고장 처리 단계의 상세 흐름도이다.
발명을 실시하기 위한 최선의 형태
이하, 도면을 참조하여 본 발명의 실시예의 일례에 대해 상세히 설명한다.
도 1은 본 발명에 따른 부하 고장 진단 장치의 실시예의 일례를 나타내는 구성도이다. 부호 (1)로 나타내어지는 것은 도시하지 않은 차량용 엔진의 운전을 전자적으로 제어하기 위해서 이용되는 엔진 제어용 컴퓨터 장치이며, 본 실시예에서는, 차량용 엔진으로의 연료 공급량을 조절하기 위한 솔레노이드 밸브(2)가 부하로서, 컴퓨터 장치(1)에 의해 PWM 방식으로 구동 제어되는 경우의 예가 나타내어져 있다.
컴퓨터 장치(1)는 마이크로컴퓨터를 포함하여 구성되어 있으며, 마이크로컴퓨터는 중앙 연산 처리 장치(CPU)(3)와 메모리(5)와 입출력 인터페이스 장치(I/O 장치)(6)가 버스(7)에 의해서 접속되어 이루어지는 공지의 구성인 것이다. CPU(3)에 있어서는, 메모리(5)에 미리 저장되어 있는 엔진 운전 제어용 프로그램이 실행되어, I/O 장치(6)를 거쳐서 CPU(3)에 입력되는 운전 조건 데이터 D에 따라서 솔레노이드 밸브(2)의 제어량이 연산된다. 이렇게 하여 연산된 제어량을, 솔레노이드 밸브(2)를 펄스 폭 변조 구동함으로써 얻기 때문에, CPU(3)에서 연산된 제어량에 따라서 듀티비 제어된 제어 펄스 신호 P1이 CPU(3)로부터 출력된다. 제어 펄스 신호 P1은 솔레노이드 밸브(2)를 온, 오프 구동하기 위한 구동 수단인 구동 회로(4)에 입력되고 있다.
구동 회로(4)는 스위칭 트랜지스터(4A)와 저항기(4B)가 도시한 바와 같이 접속되어 이루어지며, 스위칭 트랜지스터(4A)의 컬렉터와 직류 전원 +V 사이에 솔레노이드 밸브(2)가 접속되어 있다, 솔레노이드 밸브(2)의 구동을 위한 공지의 회로 구성으로 되어 있다. 스위칭 트랜지스터(4A)는 제어 펄스 신호 P1에 응답하여 도통 또는 비도통으로 되어, 스위칭 트랜지스터(4A)가 도통된 경우에는 직류 전원 +V로부터 솔레노이드 밸브(2)에 솔레노이드 밸브(2)를 여는데 필요한 소정 레벨의 구동 전류가 흘러, 솔레노이드 밸브(2)가 개방 밸브 상태로 된다. 한편, 스위칭 트랜지스터(4A)가 비도통으로 되면, 저항기(4B)의 저항값은 솔레노이드 밸브(2)의 구동 솔레노이드(도시하지 않음)의 저항값보다도 충분히 크기 때문에, 솔레노이드 밸브(2)에는 거의 구동 전류가 흐르지 않고, 솔레노이드 밸브(2)는 폐쇄 밸스 상태로 된다. 이와 같이, 솔레노이드 밸브(2)에는 제어 펄스 신호 P1의 레벨 상태에 따라 스위칭 수단에 의해 구동용 전압 신호가 인가되어 솔레노이드 밸브(2)가 온, 오프 동작하여, 제어 펄스 신호 P1의 듀티비에 따라서 솔레노이드 밸브(2)가 펄스 폭 변조 구동된다.
따라서, 솔레노이드 밸브(2)와 스위칭 트랜지스터(4A)의 컬렉터의 접속점 A에 생기는 전압 신호 VA의 레벨은, 도 2에 나타내는 제어 펄스 신호 P1의 레벨 변화에 따라서 도 3에 나타내는 바와 같이 변화된다. 즉, 솔레노이드 밸브(2)에 인가되는 전압 신호 VA는 스위칭 소자인 스위칭 트랜지스터(4A)가 상시 비도통인 경우의 듀티비 100%의 상태로부터, 스위칭 트랜지스터(4A)가 상시 도통인 경우의 듀티비 0%의 상태까지의 동안 중 어느 한 상태로 된다. 그러나, 솔레노이드 밸브(2)가 단선 상태, 또는 단락 상태에 있으면, 전압 신호 VA는 그라운드 레벨 또는 전원 전압 레벨로 유지된 채로 되어 버린다.
도 1에 나타낸 컴퓨터 장치(1)에는, 이것을 이용하여 솔레노이드 밸브(2)의 고장 진단을 실행하도록 한 고장 진단 장치(10)가 내장되어 있다. 고장 진단 장치(10)는 제어 펄스 신호 P1에 의해서 솔레노이드 밸브(2)를 상술한 바와 같이 펄스 폭 변조 구동한 경우 접속점 A에 발생하는 전압 신호 VA가 입력되어 있는 평활 회로(11)를 갖고 있다.
여기서, 도 1의 실시예에서는, NPN형 트랜지스터를 이용하여 구동 회로(4)를 구성하고 있기 때문에, 구동 회로(4)는 솔레노이드 밸브(2)와 그라운드 사이에 마련되어 있다. 따라서, 전압 신호 VA는 솔레노이드 밸브(2)의 그라운드측의 일단에 발생한 전압 신호로 되어 있다. 그러나, 구동 회로(4)는 PNP형 트랜지스터를 이용하여 구성할 수도 있다. 이 경우에는 구동 회로(4)는 솔레노이드 밸브(2)와 직류 전원 +V 사이에 마련하는 것으로 되기 때문에, 평활 회로(11)에 입력하는 전압 신호는 솔레노이드 밸브(2)의 직류 전원 +V측의 일단에 발생하는 전압 신호를 이용하는 것으로 된다. 평활 회로(11)는 저항기(12)와 콘덴서(13)에 의해서 전압 신호 VA를 적분 처리하기 위한 R-C 형평활 회로로서 구성된, 소여의 입력 신호를 적분하기 위한 회로이다. 평활 회로(11)에 의해 얻어진 평활 출력 전압 VB의 레벨은 전압 신호 VA의 적분값을 나타내고 있으며, 평활 출력 전압 VB는 CPU(3) 내의 아날로그/디지털(A/D) 컨버터(3A)에 입력되어, 평활 출력 전압 VB의 값이 디지털 데이터화되어 입력 레지스터(3B)에 저장된다.
다음에, 도 4를 참조하여 전압 신호 VA의 듀티비와 평활 출력 전압 VB의 레벨간의 관계를 설명한다.
제어 펄스 신호 P1에 응답하여 솔레노이드 밸브(2)에 펄스 폭 변조 구동을 위한 펄스 전류가 흐르고 있으면, 전압 신호 VA의 듀티비와 평활 출력 전압 VB의 레벨은 특성선(X)으로 나타내는 바와 같이 직선 관계에 있다. 그러나, 솔레노이드 밸브(2)에 고장이 발생하고 있으면 이러한 직선 관계가 성립하지 않게 된다. 예컨대, 솔레노이드 밸브(2)가 그라운드로 단락되어 있으면, 스위칭 트랜지스터(4A)의 온, 오프에 상관없이 접속점 A의 전위는 대략 그라운드 레벨이며, 평활 출력 전압 VB의 레벨은 대략 영으로 된 채이므로 특성선(Y)에 따른 상태로 된다. 또, 솔레노이드 밸브(2)가 단선된 경우에도 특성선(Y)에 따른 상태로 된다.
이와 같이, 전압 신호 VA의 듀티비와 평활 출력 전압 VB의 레벨간에는 상술한 관계가 있기 때문에, 평활 출력 전압 VB의 레벨이, 제어 펄스 신호 P1의 그때의 듀티비, 즉 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따른 값으로 되어 있는지 여부를 체크하는 것에 의해, 솔레노이드 밸브(2)가 정상인지 여부의 고장 진단을 실행할 수 있다.
평활 출력 전압 VB의 레벨과 제어 펄스 신호 P1의 듀티비간의 상술한 관계에 근거하여 솔레노이드 밸브(2)의 고장 진단을 실행하기 때문에, 평활 출력 전압 VB는 CPU(3)에서 이하와 같이 데이터 처리된다. 또, 도 2 및 도 3으로부터 알 수 있는 바와 같이 전압 신호 VA와 제어 펄스 신호 P1은 극성이 반전하고 있는 관계에 있기 때문에, 제어 펄스 신호 P1의 듀티비와 평활 출력 전압 VB간의 관계는 도 4중에 점선으로 나타내는 특성선(Z)에 따르는 것으로 된다. 이 때문에, 이하에 설명하는 고장 진단 프로그램에서는, 평활 출력 전압 VB의 레벨값과 설정 듀티비(제어 펄스 신호 P1의 듀티비)를 비교하는 경우, 그 비교 결과의 평가는 도 4의 특성선(X)과 (Y) 사이의 반전 관계를 고려하여 실행하고 있다. 즉, 설정 듀티비를 일단 전압 신호 VA의 듀티비로 변환하고, 이 변환 결과와 평활 출력 전압 VB의 레벨의 관계가 도 4의 특성선(X)에 따르는 것인지 여부를 평가하는 구성으로 되어 있다.
도 5에는, CPU(3)에서의 고장 진단 처리를 위한 동작을 나타내는 흐름도가 나타내어져 있다. CPU(3)에서의 고장 진단 처리는, 메모리(5) 내에 미리 저장되어 있는 고장 진단 처리 프로그램을 실행하는 것에 의해 행하여지는, 컴퓨터에 의한 소프트웨어 처리이며, 도 5는 이 고장 진단 처리 프로그램을 나타내는 흐름도이다.
먼저, 단계 S1에서는, A/D 컨버터(3A)로부터 얻어진 평활 출력 전압 VB의 레벨값을 나타내는 데이터를 입력 레지스터(3B)로부터 판독한다. 다음에, 단계 S2에 있어서 그때 출력되고 있는 제어 펄스 신호 P1에 근거하여 솔레노이드 밸브(2)의펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비를 연산한다. 그리고, 단계 S3에 있어서, 단계 S1에서 판독된 평활 출력 전압 VB의 레벨값과 단계 S2에서 연산된 설정 듀티비에 근거하여 얻어진 전압 신호 VA의 듀티비가 도 4에 나타낸 소정의 특성선(X)에 따르고 있는지 여부의 판별이 행하여진다. 이 판별은 양자의 관계가 도 4의 특성선(X)을 중심으로 하는 소정의 정상 범위 N에 들어가 있는지 여부에 의해서 솔레노이드 밸브(2)가 고장났는지 여부를 판별하는 것이다.
평활 출력 전압 VB의 레벨값과 전압 신호 VA의 듀티비의 관계가 도 4에 나타내는 정상 범위 N에 들어가 있으면 단계 S3의 판별 결과는 '예'로 되어, 단계 S1로 되돌아가, 다시 단계 S1∼S3의 처리를 실행한다.
한편, 평활 출력 전압 VB의 레벨값과 전압 신호 VA의 듀티비의 관계가 정상 범위 N에 들어가 있지 않은 경우는 솔레노이드 밸브(2)에 고장이 발생했다고 판단하여 단계 S3의 판별 결과는 '아니오'로 되어, 단계 S4로 진행한다. 예컨대, 솔레노이드 밸브(2) 내부에서 부분적으로 단락 상태가 발생하고 있는 레어 쇼트 고장의 경우에는, 도 4에서 평활 출력 전압 VB의 레벨값과 전압 신호 VA의 듀티비의 관계가 정상 범위 N보다도 특성선(Y)과는 반대의 방향으로 크게 어긋나게 된다. 전원 쇼트가 발생하고 있는 경우도 마찬가지이다. 단계 S4에서는, 솔레노이드 밸브(2)의 구동을 정지하여 도시하지 않은 엔진으로의 연료 공급을 정지하기 위한 고장 처리가 실행되어, 이것에 의해 고장 진단 처리 프로그램의 실행이 종료된다.
고장 진단 장치(10)에 의하면, 제어 펄스 신호 P1에 따라 솔레노이드 밸브(2)가 설정 듀티비로 펄스 폭 변조 구동되어 있는 상태에 있으면 솔레노이드 밸브(2)는 정상이라고 판별된다. 그러나, 솔레노이드 밸브(2)에 단선 또는 단락 등의 고장이 발생하고 있으면, 평활 회로(11)로부터의 평활 출력 전압 VB의 레벨이 소요의 듀티비에 따른 값으로 되지 않아, 이로 인해 솔레노이드 밸브(2)의 고장을 검출할 수 있다. 이와 같이, 솔레노이드 밸브(2)의 펄스 폭 변조 구동 중에, 솔레노이드 밸브(2)의 그라운드측 단자부에 발생하는 전압 신호 VA를 평활 회로(11)에 의해서 적분 처리하고, 이에 의해 얻어진 적분값인 평활 출력 전압 VB의 레벨을 그 때의 설정 듀티비에 근거한 기준값과 비교하여, 이 비교 결과에 따라 부하 고장(쇼트, 단선)을 진단하도록 했기 때문에, 고장 진단을 위해 접속점 A의 레벨 판독 타이밍에 제약이 걸리는 일없이, 따라서, 소프트웨어에 큰 부담을 가하는 일이 없다. 또한, 솔레노이드 밸브(2)에서 단선 또는 단락이 발생하기 시작하고 있는 경우에도 평활 회로(11)로부터의 평활 출력 전압 VB의 레벨이 설정 듀티비에 의해서 정해지는 소정의 값으로 되지 않는다고 생각되기 때문에, 이러한 고장도 검출할 수 있다.
상기 실시예에서는 펄스 폭 변조 구동의 대상 부하가 솔레노이드 밸브인 경우를 예로 들어 설명하였다. 그러나, 본 발명은 솔레노이드 밸브를 펄스 폭 변조 구동하는 경우의 고장 진단에만 한정되는 것이 아니라, 부하가 솔레노이드 밸브 이외인 경우, 예컨대 모터, 각종 솔레노이드 액츄에이터 등이더라도 본 발명을 마찬가지로 하여 적용해서 그들의 고장 진단을 실행할 수 있다.
다음에, 이상 설명한, 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하여 있는지 여부를 진단하기 위해서, 펄스 폭 변조 구동에 의해서 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호와는 비동기로 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 검출한다고 하는 부하의 고장 진단 방법을 이용하여, 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 감시하는 것에 의해 부하의 고장 식별을 실행해서, 해당 고장 식별 결과에 따라 부하로의 출력 신호를 설정한다고 하는 부하의 고장 처리 방법 및 장치의 실시예의 일례에 대해서 설명한다.
도 4에 관련하여 이미 설명한 바와 같이, 특성선(Y)과 가로축 사이의 영역은 솔레노이드 밸브(2)의 단선 또는 솔레노이드 밸브(2)의 그라운드로의 단락이 예상되는 고장 영역(이하, 이상(異常) 영역 1이라고 함)이며, 영역 N의 하한 경계선 Na와 특성선(Y) 사이의 영역은 솔레노이드 밸브(2)에서의 의사적 그라운드 쇼트의 고장이 예상되는 고장 영역(이하, 이상 영역 2이라고 함)이다. 그래서, 적분값의 감시에 의해, 솔레노이드 밸브(2)에 이상(고장)이 발생한 경우, 고장의 식별을 행하여, 그 식별 결과에 따라 솔레노이드 밸브(2)로의 출력을 설정하는 것에 의해, 고장 내용에 따른 적절한 처리가 가능하다.
이러한 고장 처리를 실행하기 위한 별도의 고장 진단 처리 프로그램의 흐름도가 도 6에 나타내고 있다. 이 고장 진단 처리 프로그램도 또한 메모리(5)에 미리 저장해 두고, CPU(3)에서 실행시키는 것에 의해, 이하에 설명하는 동작을 실행할 수 있다.
도 6에 나타내는 흐름도의 단계 S11∼S13은 도 5의 단계 S1∼S3에 각각 대응하고 있다. 따라서, 단계 S11∼S13에 대한 설명을 여기서 반복하는 것을 생략한다. 단계 S13에서 그 판별 결과가 '아니오', 즉 솔레노이드 밸브(2)에 고장이 발생하고 있다고 판별되면, 단계 S14의 고장 처리 단계로 들어간다.
도 7은 이 고장 처리 단계를 나타내는 상세 흐름도이다. 도 7을 참조하면, 우선 단계 S21에서, 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 1에서의 고장인지 여부가 판별된다. 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 1에서의 고장인 경우에는 단계 S21의 판별 결과는 '예'로 되어, 단계 S24로 진행한다. 단계 S24에서는 단선 혹은 GND 쇼트라고 판단하여, 제어 펄스 신호 P1의 듀티비를 0%로 고정하는 고장 처리를 실행하고, 처리를 종료한다(단계 S26).
단계 S21에서 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 1에서의 고장이 아니라고 판별되면 단계 S21의 판별 결과는 '아니오'로 되어, 단계 S22로 진행한다.
단계 S22에서는, 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 2에서의 고장인지 여부가 판별된다.
단계 S22에서, 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 2에서의 고장이라고 판별되면, 단계 S22의 판별 결과는 '예'로 되어, 단계 S25로 진행한다. 단계 S25에서는 의사적인 GND 쇼트라고 판단하여, 제어 펄스 신호 P1의 듀티비를 0%로 고정하는 고장 처리를 실행하고, 처리를 종료한다(단계 S26).
단계 S22에서 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 이상 영역 2에서의 고장이 아니라고 판별되면 단계 S21의 판별 결과는 '아니오'로 되어, 단계 S23으로 진행한다.
단계 S23에서는, 단계 S21, 22의 판별 결과가 모두 '아니오'인 것을 감안하여, 솔레노이드 밸브(2)의 고장이 솔레노이드 밸브의 내부에서 부분적으로 단락 상태가 발생하고 있는 레어 쇼트 혹은 전원 쇼트라고 판단하고, 제어 펄스 신호 P1의 듀티비가 소정의 일정값을 계속 출력하도록 출력의 설정을 실행하고, 처리를 종료한다(단계 S26).
도 7에 나타낸, 단계 S23, S24, S25에서의 출력 신호에 대한 듀티비의 설정 처리는 일례이며, 이 일례에 한정되는 일없이, 다른 설정 처리로 하는 것도 가능하다. 예컨대, 단계 S25에서는, 듀티비 0%의 출력 고정 처리 대신에, 스위치 트랜지스터(4A)가 과열되지 않을 정도의 작은 듀티비로 고정하는 구성으로 할 수도 있다.
단계 S14에서 실행되는 상술한 고장 처리에 의하면, 도 5의 단계 S4에서 실행되는 일률적으로 솔레노이드 밸브(2)를 구동 정지하는 고장 처리에 비하여, 솔레노이드 밸브(2)를 고장 상황에 따라 구동하기 때문에, 고장 시에 있어서도 부하인 솔레노이드 밸브(2)의 구동을 속행하여, 차량의 자력 주행을 가능하게 할 수 있다.
본 발명에 의하면, 상술한 바와 같이, 부하에 인가되는 펄스 신호의 적분값에 근거하여 부하의 고장 진단을 실행하는 구성이므로, 검출해야 할 신호의 취출에 소정의 신호와의 동기를 취하는 것을 필요로 하지 않고, 부하가 유도성, 즉 인덕턴스인지 여부에 상관없이 고장 진단이 가능하다. 따라서, 진단을 위해 필요한 신호의 레벨 판독 타이밍에 제약이 걸리는 일이 없고, 컴퓨터로 처리하는 경우에서 소프트웨어에 큰 부담을 주는 일이 없다. 이 결과, 부하를 펄스 폭 변조 구동하는 것에 의해 부하의 구동 타이밍이 늘 변동하더라도, 간단하고 또한 정확히 고장 진단을 실행할 수 있다. 또한, 부하의 고장을 식별하여 출력 설정을 실행하도록 했기 때문에, 가능한 한 부하의 구동을 고장 내용에 따라 무리없이 속행할 수 있다.
이상과 같이, 본 발명에 따른 부하의 고장 진단 및 고장 처리 방법에 의하면, 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호와는 비동기로 부하의 고장 진단을 실행하고, 이에 따른 적절한 처리를 실행할 수 있어, 고장 진단 처리 장치의 개선에 도움이 된다.

Claims (8)

  1. 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단(一端)측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻는 제 1 단계와,
    상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 기준값을 결정하는 제 2 단계와,
    상기 적분값을 상기 기준값과 비교하는 것에 의해 상기 부하의 고장 유무를 판별하는 제 3 단계
    를 구비한 것을 특징으로 하는 부하의 고장 진단 방법.
  2. 구동 수단에 의해서 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 장치에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻기 위한 적분 수단과,
    상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 상기 적분값의 정당성을 판단하기 위한 기준값을 결정하기 위한 결정 수단과,
    상기 적분값과 상기 기준값을 비교하여 상기 부하가 고장났는지 여부를 판별하기 위한 판별 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 부하의 고장 진단 장치.
  3. 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻어, 해당 적분값과 상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비를 비교하여 상기 부하의 고장 유무를 판별하도록 한 것
    을 특징으로 하는 부하의 고장 진단 방법.
  4. 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하기 위한 고장 진단 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호와는 비동기로 상기 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 검출하도록 한 것
    을 특징으로 하는 부하의 고장 진단 방법.
  5. 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 부하의 고장 처리 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻는 단계와,
    상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 기준값을 결정하는 단계와,
    상기 적분값을 상기 기준값과 비교하는 것에 의해 상기 부하의 고장 유무를 판별하는 단계와,
    상기 부하에 고장이 있다고 판별된 경우에는 고장을 식별하여 해당 식별의 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하는 단계
    를 구비한 것을 특징으로 하는 부하의 고장 처리 방법.
  6. 제 5 항에 있어서,
    고장의 식별을, 상기 적분값과 상기 기준값의 비교 결과에 근거하여 실행하도록 한 부하의 고장 처리 방법.
  7. 구동 수단에 의해서 펄스 폭 변조 구동되는 부하가 고장났는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 부하의 고장 처리 장치에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 얻기 위한 적분 수단과,
    상기 펄스 폭 변조 구동을 위한 설정 듀티비에 따라 상기 적분값의 정당성을 판단하기 위한 기준값을 결정하기 위한 결정 수단과,
    상기 적분값과 상기 기준값을 비교하여 상기 부하가 고장났는지 여부를 판별하기 위한 판별 수단과,
    해당 판별 수단에 의해서 상기 부하가 고장났다고 판별된 경우에 상기 부하의 고장의 식별을 실행하여 해당 식별의 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하는 수단
    을 구비한 것을 특징으로 하는 부하의 고장 처리 장치.
  8. 펄스 폭 변조 구동되는 부하에 고장이 발생하고 있는지 여부를 진단하여 처리하기 위한 방법에 있어서,
    펄스 폭 변조 구동에 의해서 상기 부하의 일단측에 발생하는 전압 신호의 적분값을 감시하는 것에 의해 상기 부하의 고장 식별을 실행하여, 해당 고장 식별 결과에 따라 상기 부하로의 출력 신호를 설정하도록 한 것
    을 특징으로 하는 부하의 고장 처리 방법.
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