專(zhuān)利名稱(chēng)：電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，特別是，涉及包括內(nèi)燃機(jī)的燃料 噴射閥等電磁負(fù)載(電感(inductance)負(fù)載)的電路的故障診斷裝置。
背景技術(shù)：
在以用于汽車(chē)、摩托車(chē)、農(nóng)耕機(jī)、工機(jī)、船舶機(jī)等的汽油或輕油等作為燃料的內(nèi)燃 機(jī)中，存在以提高燃油效率和輸出功率為目的，通過(guò)噴射器(injector)(燃料噴射閥)直接 將燃料噴射至汽缸內(nèi)的內(nèi)燃機(jī)。這種汽缸內(nèi)直接噴射型內(nèi)燃機(jī)與以往的方式相比，因?yàn)閷⒓訅褐粮邏旱娜剂瞎┙o 噴射器，并通過(guò)噴射器將高壓燃料噴射至汽缸內(nèi)，所以噴射器的開(kāi)閥動(dòng)作需要很多的能量 (開(kāi)閥電磁力)。出于這樣的原因，近年，像用于汽缸內(nèi)直接噴射型內(nèi)燃機(jī)的噴射器這樣的電磁負(fù) 載中流通的電流有增加的趨勢(shì)，容易發(fā)生包括電磁負(fù)載、驅(qū)動(dòng)電路元件的電磁負(fù)載電路的 故障。因此，電磁負(fù)載電路的故障診斷的細(xì)分化、高精度化的需要變得高起來(lái)。參照?qǐng)D19說(shuō)明包含用于直噴的噴射器的電路結(jié)構(gòu)的例子。作為電磁負(fù)載的噴射器20，通過(guò)作為開(kāi)關(guān)元件的VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器(highside driver) 16和VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14，將正端子與通常電壓(電池電壓VB)的電源端子15和升 壓至比電池電壓VB高的電壓的升壓電壓VH的高壓電源端子13的任意一方連接。VB高側(cè) 驅(qū)動(dòng)器16與VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14之間連接有用于防止逆流的二極管17。噴射器20的負(fù)端子 通過(guò)作為開(kāi)關(guān)元件的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器(low side driver) 18、分流電阻22與接地(GND)連接。在此，從電磁負(fù)載20來(lái)看電壓端子側(cè)稱(chēng)為高側(cè)(上游)，電源接地(GND)側(cè)稱(chēng)為低 側(cè)(下游)。VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18各自通過(guò)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng) 信號(hào)生成電路7、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路8、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路9所輸 出的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(c)、(b)、(f)來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。各驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7、8、9通 過(guò)按照微處理器單元(MPU :micro processor unit) 1的控制信號(hào)(a)進(jìn)行邏輯工作的邏輯 電路3所輸出的邏輯信號(hào)相互關(guān)聯(lián)而生成控制信號(hào)。分流電阻22上連接有檢測(cè)流過(guò)噴射器20的電流的電流檢測(cè)電路24。電流檢測(cè)電 路24上連接有電壓檢測(cè)電路28。電壓檢測(cè)電路28從第一基準(zhǔn)電壓生成電路26輸入第一 基準(zhǔn)電壓(h)，并將第一電壓檢測(cè)信號(hào)⑴輸入到邏輯電路3。具有代表性的用于直噴的噴射器20的電流波形，如圖20中作為分流電阻通電電 流(噴射器電流)所示，在通電初期的峰值電流通電期間，使用升壓電壓VH使噴射器電流 在短時(shí)間內(nèi)上升至預(yù)先設(shè)定的峰值電流停止電流。接著，為了噴射器20的規(guī)定時(shí)間開(kāi)閥，通過(guò)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)動(dòng)作由電池 電壓來(lái)保持基于規(guī)定電流值的噴射器電流值。當(dāng)噴射終了時(shí)，為了快速進(jìn)行噴射器20的閉 閥，通過(guò)低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18在短時(shí)間內(nèi)降低噴射器通電電流，并切斷噴射器電流(例如，專(zhuān)利文
3件1)。具體來(lái)說(shuō)，由于MPUl所輸出的控制信號(hào)(a)的上升，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(b) 變?yōu)榈?low)，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(f)變?yōu)楦?high)，與電磁負(fù)載通電電流等效的分流電 阻通電電流(g)到達(dá)峰值電流閾值A(chǔ)p。分流電阻通電電流到達(dá)峰值電流閾值A(chǔ)p后，到達(dá)保 持電流閾值A(chǔ)hl，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(c)進(jìn)行斬波。若經(jīng)過(guò)某段固定時(shí)間，則第一基準(zhǔn) 電壓(h)將改變，變化為保持電流閾值A(chǔ)h2。由以上流程來(lái)控制噴射器20。另外，在圖20中，(d)表示電磁負(fù)載(噴射器)上游電壓，(e)表示電磁負(fù)載(噴 射器)下游電壓，(i)表示第一電壓檢測(cè)信號(hào)。在上述電磁負(fù)載電路中，用于將噴射器電流保持在某規(guī)定電流值的開(kāi)關(guān)元件，即， VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16，在具有某種程度的阻抗(impedance)的狀態(tài)下，不能診斷在開(kāi)關(guān)元件的 上游和下游短路時(shí)的故障，即，部分短路(> τ·〉3—卜)故障。在如構(gòu)成VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的FET這樣的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生部分短路故障E的情況下， 因?yàn)樵陔娏鞅３謪^(qū)間不能充分進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，所以分流電阻通電電流會(huì)明顯降低。但是，因 為沒(méi)有完全故障，所以微弱的電流可以流通。由于部分短路故障并不是完全的損壞，例如， 在那里流通的電流有時(shí)既不過(guò)大也不過(guò)小，因此歷來(lái)診斷都是很困難的。作為可以檢測(cè)電磁負(fù)載的部分短路的異常檢測(cè)裝置，有如下所述的裝置在產(chǎn)生 了部分短路的情況下，著眼于到達(dá)峰值電流閾值為止的時(shí)間變短，通過(guò)由高側(cè)驅(qū)動(dòng)器開(kāi)關(guān) 元件上設(shè)置的電流檢測(cè)電路進(jìn)行過(guò)電流檢測(cè)來(lái)檢測(cè)部分短路(例如，專(zhuān)利文件2)。然而，該異常檢測(cè)裝置是電磁負(fù)載的部分短路檢測(cè)，開(kāi)關(guān)元件的部分短路并沒(méi)有 作為檢測(cè)對(duì)象，不能檢測(cè)開(kāi)關(guān)元件的部分短路。此外，存在進(jìn)行針對(duì)電磁負(fù)載的下游的GND短路或開(kāi)路的異常檢測(cè)的裝置(例如， 專(zhuān)利文件3)。然而，其也沒(méi)有將開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路的情況的檢測(cè)作為對(duì)象，不能檢測(cè)開(kāi) 關(guān)元件的部分短路。在產(chǎn)生開(kāi)關(guān)元件的部分短路的情況下，因?yàn)椴皇峭耆收希噪y以識(shí)別，無(wú)法正 確地認(rèn)識(shí)包括開(kāi)關(guān)元件的電磁負(fù)載電路的故障是目前的現(xiàn)狀。這不僅是留給內(nèi)燃機(jī)的噴射 器電路的問(wèn)題，也是留給一般的電磁負(fù)載電路的問(wèn)題。專(zhuān)利文獻(xiàn)1 JP特開(kāi)2004-124890號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)2 JP特開(kāi)2002-176346號(hào)公報(bào)專(zhuān)利文獻(xiàn)3 JP特開(kāi)2004-347423號(hào)公報(bào)

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明鑒于上述所要解決的課題而作，其目的在于，提供一種檢測(cè)電磁負(fù)載電路 所包含的FET那樣的開(kāi)關(guān)元件的部分短路，準(zhǔn)確地進(jìn)行電磁負(fù)載電路的故障診斷的故障診 斷裝置。為了達(dá)成上述目的，本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，在電源電壓端子與 接地之間設(shè)置的電磁負(fù)載的所述電源電壓端子側(cè)連接有高側(cè)開(kāi)關(guān)元件，在所述接地側(cè)連接 有低側(cè)開(kāi)關(guān)元件，根據(jù)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)對(duì)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件和所述 低側(cè)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)閉，具有故障診斷單元，其檢測(cè)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件、所述低側(cè)開(kāi)關(guān)元件
4或所述電磁負(fù)載自身在具有某種規(guī)定的阻抗的狀態(tài)下與所述電源電壓端子或接地短路的 部分短路，并進(jìn)行故障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元在輸入到所述開(kāi) 關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)的上升或下降的定時(shí)進(jìn)行部分短路故障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元通過(guò)比較所述高 側(cè)開(kāi)關(guān)元件或所述低側(cè)開(kāi)關(guān)元件的斬波的ON、OFF次數(shù)和作為故障診斷閾值的規(guī)定次數(shù)， 來(lái)檢測(cè)部分短路故障。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元通過(guò)對(duì)與所述電 磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電氣值超過(guò)規(guī)定閾值時(shí)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)進(jìn)行部分短路故 障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元在輸入到所述開(kāi) 關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)的上升或下降的定時(shí)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)測(cè)定所述電磁 負(fù)載的電流值超過(guò)規(guī)定的閾值為止的時(shí)間，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元根據(jù)所述電磁負(fù) 載的上游或下游的電壓值是否達(dá)到規(guī)定閾值，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。 本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路是 在與所述電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的電路，并且所述故障診斷單元通過(guò)對(duì)所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ON、OFF次數(shù)進(jìn)行計(jì) 數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)出的ON、OFF次數(shù)與規(guī)定閾值進(jìn)行比較，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述故障診斷單元根據(jù)所述高側(cè)開(kāi) 關(guān)元件的輸出信號(hào)的電平是否為閾值以上，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，優(yōu)選所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路是 在與所述電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng) 信號(hào)的電路，并且所述故障診斷單元根據(jù)所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平是否為閾值以上， 來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。因?yàn)楸景l(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置通過(guò)對(duì)與構(gòu)成電磁負(fù)載噴射裝置的 驅(qū)動(dòng)電路的開(kāi)關(guān)元件相關(guān)的開(kāi)關(guān)信號(hào)和規(guī)定的比較信號(hào)進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行故障診斷，因此可 以高可靠性、高精度地檢測(cè)像驅(qū)動(dòng)電磁負(fù)載的FET那樣的開(kāi)關(guān)元件在具有某種程度的阻抗 的狀態(tài)下在上游和下游發(fā)生的短路的部分短路故障，并且可以期待安全性的提高。本說(shuō)明書(shū)包含作為本申請(qǐng)的優(yōu)先權(quán)的基礎(chǔ)的日本國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)2008-223930號(hào)的 說(shuō)明書(shū)和/或附圖中記載的內(nèi)容。


圖1是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式1的模塊圖。圖2是表示實(shí)施方式1的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖3是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式2的模塊圖。圖4是表示實(shí)施方式2的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖5是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式3的模塊圖。圖6是表示實(shí)施方式3的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。
圖7是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式4的模塊圖。圖8是表示實(shí)施方式4的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖9是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式5的模塊圖。圖10是表示實(shí)施方式5的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖11是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式6的模塊圖。圖12是表示實(shí)施方式6的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖13是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式7的模塊圖。圖14是表示實(shí)施方式7的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖15是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式8的模塊圖。圖16是表示實(shí)施方式8的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖17是表示本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式9的模塊圖。圖18是表示實(shí)施方式9的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。圖19是表示電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的以往例子的模塊圖。圖20是表示以往例子的故障診斷裝置的動(dòng)作波形的時(shí)間圖。符號(hào)說(shuō)明1…微處理器、3…邏輯電路、7…VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)模擬信號(hào)生成電路、8…VH高 側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)模擬信號(hào)生成電路、9…低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)模擬信號(hào)生成電路、13…VH電源電 壓端子、14···νΗ高側(cè)驅(qū)動(dòng)器、15…VB電源電壓端子、16…VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器、17···逆流防止元 件、18···低側(cè)驅(qū)動(dòng)器、20···電磁負(fù)載、22···分流電阻、24…電流檢測(cè)電路、26···第一基準(zhǔn)電壓 生成電路、28···第一電壓檢測(cè)電路、30…診斷窗口信號(hào)生成電路、32…AND電路、34···計(jì)數(shù) 電路、36…時(shí)鐘信號(hào)生成電路、38···第二基準(zhǔn)電壓生成電路、40···第二電壓檢測(cè)電路、42… 斬波時(shí)間處理電路、43…診斷部、55…開(kāi)關(guān)信號(hào)生成電路、57···邏輯信號(hào)生成電路、59···模 擬信號(hào)生成電路、60···斬波信號(hào)合成電路、101…故障診斷電路、300…電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路、 301·· 開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路。
具體實(shí)施例方式以下，參照

本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式。另外，在 以下的實(shí)施方式的說(shuō)明中，對(duì)與圖19的電磁負(fù)載電路相同或等效的部分，標(biāo)記與附給圖19 的符號(hào)相同的符號(hào)來(lái)進(jìn)行說(shuō)明。(實(shí)施方式1)參照?qǐng)D1、圖2說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式1。本實(shí)施方式的電磁負(fù)載電路具有設(shè)置于電池電壓端子15和電源接地(GND)之間 的電磁負(fù)載(噴射器)20、微處理器單元(MPU)l、電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路300、和故障診斷電路 101。在電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路300中，從電磁負(fù)載20來(lái)看，在電池電壓端子15側(cè)和電源接 地(GND)側(cè)，分別通過(guò)構(gòu)成電磁負(fù)載用的驅(qū)動(dòng)器的開(kāi)關(guān)元件(例如FET)來(lái)設(shè)置VB高側(cè)驅(qū) 動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18。在此，從電磁負(fù)載20來(lái)看，電池電壓端子15側(cè)稱(chēng)為高側(cè)(上游)，電源接地(GND) 側(cè)稱(chēng)為低側(cè)(下游)。
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電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路300具有開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301和電流檢測(cè)電路24。 電流檢測(cè)電路24檢測(cè)電磁負(fù)載20的通電電流。電流檢測(cè)電路24的電流檢測(cè)信號(hào)反饋輸 入到開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301。微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)輸入到電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路300。電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng) 電路300根據(jù)控制信號(hào)(a)通過(guò)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 并將開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸入到VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18。如圖2所示，若MPUl所輸出的控制信號(hào)(a)由LOW轉(zhuǎn)換為HIGH，則通過(guò)由開(kāi)關(guān)元 件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301所生成的驅(qū)動(dòng)信號(hào)來(lái)驅(qū)動(dòng)開(kāi)關(guān)元件(VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū) 動(dòng)器14、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18)，并首先通過(guò)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14給電磁負(fù)載20通上電流。此時(shí)的 電磁負(fù)載通電電流(g)是，例如，為了響應(yīng)良好地驅(qū)動(dòng)像噴射器這樣的電磁負(fù)載20的閥體 所需要的程度較大的電流(Ap)。通過(guò)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14驅(qū)動(dòng)電磁負(fù)載20后，如下所述繼續(xù)將維持驅(qū)動(dòng)后的閥體的 狀態(tài)的程度的電流在規(guī)定時(shí)間供給電磁負(fù)載20。在此電流保持期間，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信 號(hào)維持在ON狀態(tài)(S卩，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16為ON狀態(tài))，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)OFF (VH高 側(cè)驅(qū)動(dòng)器14為OFF狀態(tài))，并且，通過(guò)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301生成斬波驅(qū)動(dòng)信號(hào)， 并對(duì)電磁負(fù)載20進(jìn)行斬波。通過(guò)將電流檢測(cè)電路24的輸出信號(hào)反饋到開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路301，可 以將電磁負(fù)載20的驅(qū)動(dòng)后的電流保持期間的電磁負(fù)載通電電流(g)維持在規(guī)定的電流值 (Ahl、Ah2)。此時(shí)的電磁負(fù)載20的上游和下游的電壓波形成為(d)、(e)那樣。在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生部分短路故障Eb的情況下，如圖2所示，電磁 負(fù)載通電電流(g)被保持為比保持電流閾值A(chǔ)h2低且非0的值。此時(shí)，通過(guò)故障診斷電路 101對(duì)某特定的開(kāi)關(guān)元件所輸出的開(kāi)關(guān)輸出信號(hào)(j)與某規(guī)定的比較信號(hào)(k)進(jìn)行比較，在 存在差異的情況下，在微處理器1的控制信號(hào)(a)的下降(或上升)的定時(shí)，輸出診斷標(biāo)志 F(變?yōu)?HIGH)。在產(chǎn)生部分短路故障Eb的期間，當(dāng)微處理器控制信號(hào)(a)再次成為HIGH時(shí)，電磁 負(fù)載通電電流(g)雖然通過(guò)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的驅(qū)動(dòng)而通電至電流值(Ap)，但在HB高側(cè)驅(qū) 動(dòng)器16驅(qū)動(dòng)的區(qū)間中，降低為比Ah2低且非0的值，并且不進(jìn)行轉(zhuǎn)換而被保持。通常，可以認(rèn)為開(kāi)關(guān)元件的故障有兩種。其中一種是開(kāi)路(open)，另一種是短路 (short) 0在開(kāi)關(guān)元件開(kāi)路(open)的情況下，因?yàn)椴荒苓M(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，所以完全不能通電。 該故障歷來(lái)都是通過(guò)監(jiān)視通電電流來(lái)進(jìn)行開(kāi)路故障診斷。在開(kāi)關(guān)元件短路(short)的情況下，ON電阻變?yōu)闊o(wú)限小，進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作時(shí)流通過(guò) 電流。若流通過(guò)電流，則開(kāi)關(guān)元件由于布線(xiàn)的熔斷等完全被損壞，并成為開(kāi)路狀態(tài)，因此不 再能夠通電，并最終被診斷為開(kāi)路故障。在此，開(kāi)關(guān)元件的輸出部分短路故障是第3種故障，對(duì)于FET這樣的開(kāi)關(guān)元件，在 具有某種程度的阻抗的狀態(tài)下有時(shí)會(huì)發(fā)生開(kāi)關(guān)元件的上游和下游的短路故障。對(duì)于該故 障，雖然可以按照輸入信號(hào)進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，但在不完全降低到通常的ON電阻的情況下，通 電電流不為0 (zero)，而是不徹底地微弱地(halfway)流過(guò)。在本實(shí)施方式中，因?yàn)榭梢詸z測(cè)出這種電流不徹底地微弱地流過(guò)的狀態(tài)，所以可 以實(shí)現(xiàn)高可靠性的故障診斷。
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(實(shí)施方式2)參照?qǐng)D3、圖4說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式(具體 例)2。電磁負(fù)載20通過(guò)作為開(kāi)關(guān)元件的VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16和VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14，將正端 子與通常電壓(電池電壓VB)的電源端子15和升壓至比電池電壓VB高的電壓的升壓電壓 VH的高壓電源端子13的任意一方連接。VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16和VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14之間連接 有用于防止逆流的二極管17。噴射器20的負(fù)端子通過(guò)作為開(kāi)關(guān)元件的低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18與接 地(GND)連接。在此，從電磁負(fù)載20來(lái)看，也將電壓端子側(cè)稱(chēng)為高側(cè)(上游)，電源接地(GND)側(cè) 稱(chēng)為低側(cè)(下游)。VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18各自通過(guò)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng) 信號(hào)生成電路7、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路8、低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路9所輸 出的驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(控制信號(hào))來(lái)進(jìn)行驅(qū)動(dòng)控制。各驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7、8、9根 據(jù)邏輯電路3所輸出的邏輯信號(hào)相互關(guān)聯(lián)而生成控制信號(hào)，該邏輯電路3是在微處理器單 元(MPU)I的輸出信號(hào)和基于與電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ) 上進(jìn)行邏輯工作的。為了檢測(cè)電磁負(fù)載通電電流，在低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18和電源接地(GND)之間連接有分流 電阻22。分流電阻22上連接有電流檢測(cè)電路24。電流檢測(cè)電路24上連接有第一電壓檢 測(cè)電路28。第一電壓檢測(cè)電路28從第一基準(zhǔn)電壓生成電路26輸入第一基準(zhǔn)電壓(h)，并 將第一電壓檢測(cè)信號(hào)(i)輸入到邏輯電路3。邏輯電路3輸入第一電壓檢測(cè)信號(hào)(i)作為與電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電 信號(hào)，根據(jù)第一電壓檢測(cè)信號(hào)(i)和微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)進(jìn)行邏輯演算，并將 各驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到各自的驅(qū)動(dòng)器的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7、8、9。這樣，模擬驅(qū)動(dòng) 信號(hào)生成電路7、8在與電磁負(fù)載20的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生 成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)。故障診斷電路101包括診斷窗口信號(hào)生成電路30、AND電路32、計(jì)數(shù)電路34、和診 斷部(診斷電路)43，將第一電壓檢測(cè)信號(hào)29輸入AND電路32，并從診斷部43輸出診斷標(biāo) j志F。高壓電源端子13的升壓電壓VH是對(duì)電池電壓VB升壓后的電壓，并通過(guò)VH高側(cè) 驅(qū)動(dòng)器14施加給電磁負(fù)載20。由此，使得電磁負(fù)載20中流通的電流在短時(shí)間急速上升。 之后，電源端子15的電池電壓VB通過(guò)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16施加給電磁負(fù)載20，電磁負(fù)載通電 電流保持為規(guī)定值。包括圖4對(duì)此過(guò)程進(jìn)行如下說(shuō)明。微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)輸入到邏輯 電路3。根據(jù)該控制信號(hào)(a)，邏輯電路3根據(jù)控制信號(hào)(a)和第一電壓檢測(cè)信號(hào)(i)，將基 于邏輯信號(hào)的各驅(qū)動(dòng)器的驅(qū)動(dòng)信號(hào)輸出到各自的模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7、8、9。模擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7、8、9根據(jù)輸入的邏輯信號(hào)生成基于模擬信號(hào)的VB高側(cè) 驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(c)、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(b)和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(f)。根據(jù)該模 擬驅(qū)動(dòng)信號(hào)，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16、VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14和低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18進(jìn)行通電(ON)，從而電 磁負(fù)載20中電流(電磁負(fù)載電流)流通，驅(qū)動(dòng)電磁負(fù)載20。
通電開(kāi)始時(shí)的分流電阻通電電流(g)是，例如，為了響應(yīng)良好地驅(qū)動(dòng)(例如開(kāi)閥) 像在內(nèi)燃機(jī)中進(jìn)行燃料噴射的噴射器那樣的電磁負(fù)載20的閥體所需要的程度較大的電流。電磁負(fù)載20驅(qū)動(dòng)后，如下所述繼續(xù)將維持驅(qū)動(dòng)后的閥體的狀態(tài)的程度的電流在 規(guī)定時(shí)間供給電磁負(fù)載20。在此情況下，低側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)12維持在ON狀態(tài)(由此低 側(cè)驅(qū)動(dòng)器10維持在ON狀態(tài))，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)11為OFF (由此VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14 為OFF狀態(tài))，通過(guò)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7的工作對(duì)電磁負(fù)載20進(jìn)行斬波，且 保持電磁負(fù)載20的驅(qū)動(dòng)后的狀態(tài)。斬波驅(qū)動(dòng)信號(hào)根據(jù)來(lái)自微處理器1的控制信號(hào)(a)從 邏輯電路3輸出。在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生部分短路故障Eb的情況下，分流電阻通電電 流(g)保持為比保持電流閾值A(chǔ)h2低且非0的值。在此，通過(guò)故障診斷電路101進(jìn)行VB高 側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件的部分短路故障診斷。以下利用圖4說(shuō)明故障診斷電路的工作。通過(guò)電流檢測(cè)電路24檢測(cè)分流電阻22 中流通的電流(g)，并對(duì)與其等效的電壓值(與電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電氣值)和 通過(guò)第一基準(zhǔn)電壓生成電路26生成的第一基準(zhǔn)電壓(h)進(jìn)行比較。在等效電壓值達(dá)到第 一基準(zhǔn)電壓(h)的情況下，第一電壓檢測(cè)輸出信號(hào)⑴將會(huì)反轉(zhuǎn)。將該第一電壓檢測(cè)輸出信號(hào)(i)作為故障診斷電路101的AND電路32的第一輸 入信號(hào)，將基于微處理器1的控制信號(hào)(a)由診斷窗口生成電路30所生成的診斷窗口信號(hào) (η)作為AND電路32的第二輸入信號(hào)，并取得這兩個(gè)輸入信號(hào)的邏輯積來(lái)進(jìn)行診斷。這意 味著只在診斷窗口信號(hào)(η)為ON的期間進(jìn)行診斷。通過(guò)計(jì)數(shù)電路34對(duì)AND電路32所輸出的信號(hào)(將此稱(chēng)為斬波信號(hào))進(jìn)行計(jì)數(shù)。 在正常地進(jìn)行電流控制并斬波的狀態(tài)下，計(jì)數(shù)電路34的計(jì)數(shù)輸出信號(hào)(m)從計(jì)數(shù)初期值A(chǔ) 開(kāi)始，向上計(jì)數(shù)Ca，成為計(jì)數(shù)最終值C。將該計(jì)數(shù)最終值C輸入到診斷部43，并與某規(guī)定的 計(jì)數(shù)值進(jìn)行比較。在發(fā)生部分短路的情況下，如上所述，因?yàn)榉至麟娮柰婋娏?g)保持為比保持 電流閾值A(chǔ)h2低，且非0的值，所以不進(jìn)行斬波控制，并且不輸出斬波信號(hào)。因此，也不進(jìn)行 計(jì)數(shù)電路34的向上計(jì)數(shù)，計(jì)數(shù)值不會(huì)達(dá)到規(guī)定的閾值。這是在診斷部43中由診斷窗口信 號(hào)(η)的下降來(lái)判定的，且診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。在VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生部分短路故障的情況下，電流值也同樣不會(huì) 達(dá)到規(guī)定的閾值，所以不進(jìn)行斬波，且不執(zhí)行對(duì)斬波的ON、OFF控制的次數(shù)的向上計(jì)數(shù)，因 此診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。像這樣，在本實(shí)施方式中，通過(guò)對(duì)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件的斬波的ON、OFF 次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)檢測(cè)部分短路故障，通過(guò)檢測(cè)部分短路故障，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù) 載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式3)參照?qǐng)D5、圖6說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式(具體 例)3。在本實(shí)施方式中，替代實(shí)施方式2的故障診斷電路101中的計(jì)數(shù)電路34而設(shè)置斬 波時(shí)間處理電路42，并追加了時(shí)鐘信號(hào)生成電路36，在根據(jù)輸入到開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)的上升或下降的定時(shí)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)測(cè)定電磁負(fù)載20的電流值超過(guò)規(guī) 定閾值為止的時(shí)間來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式3。在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生了部分短路故障 Eb的情況下，與實(shí)施方式2相同，分流電阻通電電流(g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)h2而下降。 進(jìn)行故障診斷時(shí)，在本實(shí)施方式中，通過(guò)電流檢測(cè)電路24檢測(cè)分流電阻22中流通的電流， 在與其等效的電壓值達(dá)到由第一基準(zhǔn)電壓生成電路26生成的第一基準(zhǔn)電壓的情況下，第 一電壓檢測(cè)輸出信號(hào)(i)將會(huì)反轉(zhuǎn)。檢測(cè)該第一電壓檢測(cè)輸出信號(hào)(i)反轉(zhuǎn)為止的時(shí)間， 并進(jìn)行診斷。也就是說(shuō)，將第一電壓檢測(cè)輸出信號(hào)⑴和診斷窗口信號(hào)(η)作為輸入，將通過(guò) AND電路32進(jìn)行邏輯積演算后的斬波信號(hào)輸入到斬波時(shí)間處理電路42，并根據(jù)由時(shí)鐘信號(hào) 生成電路36所生成的時(shí)鐘信號(hào)計(jì)算反轉(zhuǎn)為止的時(shí)間(電磁負(fù)載20的電流值成為規(guī)定值為 止的時(shí)間)Ta。該斬波時(shí)間Ta若與規(guī)定的比較值不一致，則由診斷部43診斷為故障，并在 診斷窗口信號(hào)(η)的下降定時(shí)將診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。由此，可以檢測(cè)部分短路故障，并可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。另外， 在本實(shí)施方式的情況下，通過(guò)使由時(shí)鐘信號(hào)生成的規(guī)定的閾值為最恰當(dāng)?shù)臄?shù)值，可以在超 過(guò)規(guī)定時(shí)間的時(shí)刻進(jìn)行故障的判斷，并且還存在可以不等待診斷窗口信號(hào)(η)的下降(控 制信號(hào)的下降)就使診斷標(biāo)志F變?yōu)镠IGH的優(yōu)點(diǎn)。(實(shí)施方式4)參照?qǐng)D7、圖8說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式(具體 例)4。本實(shí)施方式使用電磁負(fù)載20的上游或下游的電壓值(e)作為故障診斷的輸入信 號(hào)。作為故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)，具有第二電壓檢測(cè)電路40和第二基準(zhǔn)電壓生成電 路38，將第二電壓檢測(cè)電路40的輸出信號(hào)(ρ)和診斷窗口信號(hào)(η)輸入到診斷部43，并根 據(jù)電磁負(fù)載20的上游或下游的電壓值是否到達(dá)規(guī)定的閾值來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式4。通常，若微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)變?yōu)?N，分 流電阻22中流通電流，則由于低側(cè)驅(qū)動(dòng)器18的ON電阻和分流電阻22，電磁負(fù)載20和電源 接地(GND)之間產(chǎn)生電位差。因此，電磁負(fù)載下游電壓(e)表示與分流電阻通電電流(g) 相關(guān)的電壓值。若在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路故障Eb，則分流電阻通電電流 (g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)h2而下降。與此同時(shí)電磁負(fù)載下游電壓(e)的電壓值也變小。 通過(guò)第二電壓檢測(cè)電路40比較該電磁負(fù)載下游電壓(e)與第二基準(zhǔn)電壓生成電路38所生 成的第二基準(zhǔn)電壓值V2，當(dāng)電磁負(fù)載下游電壓(e)比第二基準(zhǔn)電壓值V2低的情況下，第二 電壓檢測(cè)輸出信號(hào)(P)變?yōu)镠IGH，診斷部43在診斷窗口信號(hào)(η)的下降定時(shí)將診斷標(biāo)志F 輸出為HIGH。通過(guò)上述處理，因?yàn)榭梢詸z測(cè)出斬波停止而繼續(xù)流過(guò)不徹底的微弱的電流，所以 可以檢測(cè)部分短路故障，與此同時(shí)可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式5)參照?qǐng)D9、圖10說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式5。在本實(shí)施方式中，使用VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7所輸出的VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)
10器驅(qū)動(dòng)信號(hào)(c)作為故障診斷的輸入信號(hào)。VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7包括開(kāi)關(guān) 信號(hào)生成電路55 ；AND電路57，其輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)生成電路55的開(kāi)關(guān)信號(hào)(r)的反轉(zhuǎn)信號(hào)和 邏輯電路3的輸出信號(hào)；模擬信號(hào)生成電路59，其輸入AND電路57的輸出信號(hào)。故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)具有在AND電路32和計(jì)數(shù)電路34之間設(shè)置的斬波 信號(hào)合成電路60。斬波信號(hào)合成電路60將開(kāi)關(guān)信號(hào)生成電路55的開(kāi)關(guān)信號(hào)和AND電路 32的輸出信號(hào)即斬波信號(hào)作為輸入，并輸出斬波信號(hào)合成信號(hào)(S)。本實(shí)施方式的部分短路故障診斷的算法(algorithm)為，當(dāng)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生 成電路是在與電磁負(fù)載20的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元 件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下，對(duì)該開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ON、OFF次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過(guò)將計(jì)數(shù)出的 ON、OFF次數(shù)與規(guī)定的閾值相比較來(lái)進(jìn)行部分短路的故障診斷。關(guān)于其他基本的動(dòng)作與實(shí)施方式2相同。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式5。像VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件那樣，為了驅(qū)動(dòng)在 電池電壓端子15和電磁負(fù)載20之間設(shè)置的開(kāi)關(guān)元件，通常，為了確保柵極(gate)、源極 (source)間的電位差，通過(guò)模擬信號(hào)生成電路59將VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的柵極電壓升壓為比 電池電壓VB高的電壓。因此，一般是利用VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)動(dòng)作，調(diào)節(jié)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng) 器16的源極側(cè)與電池電壓端子15之間連接的電容使其升壓。然而，在電池電壓VB較低時(shí)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16不能進(jìn)行開(kāi)關(guān)動(dòng)作因而不能升壓的 情況下，根據(jù)由開(kāi)關(guān)信號(hào)生成電路55所生成的開(kāi)關(guān)信號(hào)(r)，強(qiáng)制地對(duì)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16進(jìn) 行開(kāi)關(guān)動(dòng)作，使其升壓。在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路故障Eb的情況下，分流電阻通電 電流(g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)h2而下降。同時(shí)，將從邏輯電路3輸出的VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器的 邏輯驅(qū)動(dòng)信號(hào)和作為輸入開(kāi)關(guān)信號(hào)(r)的AND電路57的輸出信號(hào)的邏輯合成信號(hào)(q)，作 為故障診斷電路101的AND電路32的輸入信號(hào)。以診斷窗口信號(hào)(η)和邏輯合成信號(hào)(q)作為輸入信號(hào)的AND電路32所輸出的 斬波信號(hào)，由于開(kāi)關(guān)信號(hào)(r)的影響，存在誤診斷的可能性。在此，將開(kāi)關(guān)信號(hào)(r)和AND 電路32所輸出的斬波信號(hào)作為輸入信號(hào)，通過(guò)用斬波信號(hào)合成電路60保持同步，來(lái)屏蔽開(kāi) 關(guān)信號(hào)ω的影響。將斬波信號(hào)合成電路60所輸出的開(kāi)關(guān)信號(hào)合成信號(hào)(s)作為計(jì)數(shù)電路34的輸入 信號(hào)。由計(jì)數(shù)電路34對(duì)開(kāi)關(guān)信號(hào)合成信號(hào)(s)的斬波次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，診斷部43在診斷窗 口信號(hào)(η)的下降定時(shí)將診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。像這樣，在本實(shí)施方式中，也是通過(guò)對(duì)斬波的ON、OFF控制的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)檢 測(cè)部分短路故障，通過(guò)檢測(cè)部分短路故障，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式6)參照?qǐng)D11、圖12說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式6。在本實(shí)施方式中，使用邏輯電路3輸出到VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路7的邏 輯信號(hào)作為故障診斷的輸入信號(hào)。故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 實(shí)質(zhì)上相同，當(dāng)可稱(chēng)作開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的邏輯電路3是在與電磁負(fù)載20的電流 值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下，對(duì)該開(kāi)關(guān)元 件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ON、OFF次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并通過(guò)對(duì)計(jì)數(shù)出的ON、OFF次數(shù)與規(guī)定的閾值進(jìn)行比較來(lái)進(jìn)行部分短路的故障診斷。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式6。當(dāng)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路故障 Eb時(shí)，與實(shí)施方式5相同，分流電阻通電電流(g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)h2而下降。同時(shí)， 將邏輯電路3所輸出的用于VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的邏輯驅(qū)動(dòng)信號(hào)和診斷窗口信號(hào)(η)作為故 障診斷電路101的AND電路32的輸入信號(hào)。將AND電路32所輸出的斬波信號(hào)輸入到計(jì)數(shù) 電路34，并由計(jì)數(shù)電路34對(duì)斬波次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。并且，診斷部43在診斷窗口信號(hào)(η)的下 降定時(shí)輸出診斷標(biāo)志F為HIGH。在該處理中，因?yàn)橐部梢詸z測(cè)出斬波停止而VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16中繼續(xù)流過(guò)不徹底 的微弱的電流，所以可以檢測(cè)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的部分短路故障，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁 負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式7)參照?qǐng)D13、圖14說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式7。在本實(shí)施方式中，使用VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的源極電壓，即VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào) (s)作為故障診斷電路101的輸入信號(hào)。故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式4的內(nèi) 部結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同，根據(jù)高側(cè)開(kāi)關(guān)元件的輸出信號(hào)的電平是否為閾值以上來(lái)進(jìn)行部分短路 故障診斷。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式7。通常，在微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)為ON(有 效)，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16進(jìn)行斬波的情況下，VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的源極電壓在電池電壓與 O(ZERO)V之間進(jìn)行斬波。當(dāng)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路故障Eb的情況下，分流電阻通電 電流(g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)h2而下降。同時(shí)，因?yàn)閂B高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16不再能進(jìn)行斬波， 所以VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(s)不能有效到電池電壓VB的電平，而成為一半的ON狀態(tài)。由第二電壓檢測(cè)電路40監(jiān)視VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(s)的電平，在VB高側(cè)驅(qū)動(dòng) 器輸出信號(hào)(s)比第二基準(zhǔn)電壓V2低的情況下，診斷部43在診斷窗口信號(hào)(η)的下降定 時(shí)將診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。通過(guò)這樣的處理，因?yàn)橐部梢詸z測(cè)出斬波停止而VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16中繼續(xù)流過(guò)不 徹底的微弱的電流，所以可以檢測(cè)VB高側(cè)驅(qū)動(dòng)器16的部分短路故障，可以實(shí)現(xiàn)高可靠性的 電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式8)參照?qǐng)D15、圖16說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式8。在本實(shí)施方式中，使用VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的輸出信號(hào)⑴作為故障診斷的輸入信 號(hào)。故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式7的內(nèi)部結(jié)構(gòu)實(shí)質(zhì)上相同，根據(jù)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng) 器14的輸出信號(hào)(t)的電平是否為閾值以上來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。另外，診斷窗口信號(hào)生成電路30使用邏輯電路3輸出到VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào) 生成電路8的邏輯信號(hào)來(lái)生成診斷窗口信號(hào)(η)。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式8。通常，在微處理器1的控制信號(hào)(a)有效，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng) 器14進(jìn)行斬波的情況下，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的源極電壓在升壓電壓VH與0 (ZERO) V之間進(jìn) 行斬波。在VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的開(kāi)關(guān)元件產(chǎn)生部分短路故障Eh的情況下，因?yàn)閂H高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14不能有效，并且不再能進(jìn)行斬波，所以VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(t)不能有效到升壓 電壓VH的電平，而成為一半的ON狀態(tài)。由第二電壓檢測(cè)電路40監(jiān)視VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(t)的電平(電壓)，在VH 高側(cè)驅(qū)動(dòng)器輸出信號(hào)(t)比規(guī)定的第二基準(zhǔn)電壓V2低的情況下，診斷部43在診斷窗口信 號(hào)(η)的下降定時(shí)將診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。通過(guò)這樣的處理，因?yàn)榭梢詸z測(cè)出VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的斬波停止而VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器 14中繼續(xù)流過(guò)不徹底的微弱的電流，所以可以檢測(cè)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的部分短路故障，可以 實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。(實(shí)施方式9)參照?qǐng)D17、圖18說(shuō)明本發(fā)明的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置的實(shí)施方式9。在本實(shí)施方式中，使用邏輯電路3輸出到VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路8的邏 輯信號(hào)作為故障診斷的輸入信號(hào)。故障診斷電路101的內(nèi)部結(jié)構(gòu)與實(shí)施方式2的內(nèi)部結(jié)構(gòu) 實(shí)質(zhì)上相同，當(dāng)可稱(chēng)作開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的邏輯電路3是在與電磁負(fù)載20的電流 值具有相關(guān)性的電信號(hào)的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的情況下，通過(guò)對(duì)該開(kāi) 關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的ON、OFF次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)出的ON、OFF次數(shù)與規(guī)定的閾值進(jìn)行比 較來(lái)進(jìn)行部分短路的故障診斷。以下詳細(xì)說(shuō)明實(shí)施方式9。通常，在微處理器1所輸出的控制信號(hào)(a)有效，且VH 高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14進(jìn)行斬波的情況下，VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的源極電壓在升壓電壓VH與0 (ZERO) V之間進(jìn)行斬波。在VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的開(kāi)關(guān)元件上產(chǎn)生部分短路故障Eh的情況下，分流電阻通電 電流(g)不到達(dá)保持電流閾值A(chǔ)p而下降。同時(shí)，將邏輯電路3所輸出的VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14 的邏輯驅(qū)動(dòng)信號(hào)作為故障診斷電路101的輸入，由計(jì)數(shù)電路34對(duì)斬波次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)。并且， 診斷部43在診斷窗口信號(hào)(η)的下降定時(shí)將診斷標(biāo)志F輸出為HIGH。通過(guò)這樣的處理，因?yàn)榭梢詸z測(cè)出VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的斬波停止而VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器 14中繼續(xù)流過(guò)不徹底的微弱的電流，所以可以檢測(cè)VH高側(cè)驅(qū)動(dòng)器14的部分短路故障，可以 實(shí)現(xiàn)高可靠性的電磁負(fù)載驅(qū)動(dòng)電路。在上述所有的實(shí)施方式中，電磁負(fù)載電路及故障診斷裝置都既可以由基于集成化 電路、外部電路等的硬件來(lái)構(gòu)成，也可以由基于微型計(jì)算機(jī)所執(zhí)行的計(jì)算機(jī)程序的軟件來(lái) 構(gòu)成。
1權(quán)利要求
一種電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，在電源電壓端子與接地之間設(shè)置的電磁負(fù)載的所述電源電壓端子側(cè)連接有高側(cè)開(kāi)關(guān)元件，在所述接地側(cè)連接有低側(cè)開(kāi)關(guān)元件，根據(jù)開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)對(duì)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件和所述低側(cè)開(kāi)關(guān)元件進(jìn)行開(kāi)閉，其特征在于，具備故障診斷單元，其檢測(cè)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件、所述低側(cè)開(kāi)關(guān)元件或所述電磁負(fù)載自身在具有某種規(guī)定的阻抗的狀態(tài)下與所述電源電壓端子或接地短路的部分短路，并進(jìn)行故障診斷。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元在輸入到所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)的上升或下 降的定時(shí)進(jìn)行部分短路故障診斷。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元通過(guò)比較所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件的斬波的有效、無(wú)效次數(shù)和作為故障診 斷閾值的規(guī)定次數(shù)，或比較所述低側(cè)開(kāi)關(guān)元件的斬波的有效、無(wú)效次數(shù)和作為故障診斷閾 值的規(guī)定次數(shù)，來(lái)檢測(cè)部分短路故障。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元通過(guò)對(duì)與所述電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電氣值超過(guò)規(guī)定閾 值時(shí)的次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元在輸入到所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路的控制信號(hào)的上升或下 降的定時(shí)開(kāi)始驅(qū)動(dòng)后，通過(guò)測(cè)定所述電磁負(fù)載的電流值超過(guò)規(guī)定的閾值為止的時(shí)間，來(lái)進(jìn) 行部分短路故障診斷。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元根據(jù)所述電磁負(fù)載的上游或下游的電壓值是否達(dá)到規(guī)定閾值，來(lái)進(jìn) 行部分短路故障診斷。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路是在與所述電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào) 的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路，并且所述故障診斷單元通過(guò)對(duì)所述開(kāi) 關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的有效、無(wú)效次數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，并對(duì)計(jì)數(shù)出的有效、無(wú)效次數(shù)與規(guī)定閾值進(jìn)行 比較，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述故障診斷單元根據(jù)所述高側(cè)開(kāi)關(guān)元件的輸出信號(hào)的電平是否為閾值以上，來(lái)進(jìn)行 部分短路故障診斷。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其特征在于，所述開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)生成電路是在與所述電磁負(fù)載的電流值具有相關(guān)性的電信號(hào) 的反饋補(bǔ)償?shù)幕A(chǔ)上生成開(kāi)關(guān)元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電路，并且所述故障診斷單元根據(jù)所述開(kāi)關(guān) 元件驅(qū)動(dòng)信號(hào)的電平是否為閾值以上，來(lái)進(jìn)行部分短路故障診斷。
全文摘要
提供一種電磁負(fù)載電路的故障診斷裝置，其檢測(cè)電磁負(fù)載電路所包含的FET那樣的開(kāi)關(guān)元件的部分短路，準(zhǔn)確地進(jìn)行電磁負(fù)載電路的故障診斷。該故障診斷裝置設(shè)置有故障診斷電路(101)，其檢測(cè)高側(cè)開(kāi)關(guān)元件、低側(cè)開(kāi)關(guān)元件或電磁負(fù)載自身在具有某種規(guī)定的阻抗的狀態(tài)下與電源電壓端子或接地短路的部分短路，并進(jìn)行故障診斷。
文檔編號(hào)H03K17/695GK101946411SQ200980105809
公開(kāi)日2011年1月12日 申請(qǐng)日期2009年7月17日 優(yōu)先權(quán)日2008年9月1日
發(fā)明者大浦亮一, 渡部光彥, 黛拓也 申請(qǐng)人:日立汽車(chē)系統(tǒng)株式會(huì)社