专利名称：车载电气负载驱动系统的异常检测装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及用于驱动控制多个电气负载(步进电机时为多相的励磁线圈等)的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，例如用于设置在汽车发动机废气循环道路上的循环气体流量调节阀、空转转速控制用的吸气阀等驱动控制特别是电气负载自身的断线或短路异常、电器负载驱动用的开关元件的断线或短路异常，另外本发明还涉及能简便地对电气负载及开关元件间的布线等的断线或短路异常进行检测并改良过的车载电气驱动系统的异常检测装置。
背景技术：
众所周知通常，作为装在汽车用发动机上的电气负载驱动系统的异常检测装置，为了检测出电气负载自身的异常(断线或短路异常)、电气负载驱动用开关元件的异常、或电气负载及开关元件间布线的异常，已知有用各种方式的装置。
以往第1种的装置为利用检测负载电流的方式，是在电气负载通电时，监视在电流检测用串联电阻器上发生的电压降，判定正在流过的电流是否恰当。
这时，如发生负载短路或布线短路，则在电气负载上会流过异常大的电流，另一方面，若发生负载断线、布线断线或开关元件的闭合电路异常等，能通过电气负载电流低于规定值，综合地检测出各部分的异常。
这样的负载电流检测方式在负载或布线发生短路异常时，并在自动地断开开关元件、防止开关元件损坏时有效，但是在电气负载为电感性负载时，因为开关元件导通后不久就会发生电流延迟上升，所以需要作延迟检测处理以免不经意将断线异常漏判。
另外，以往第2种的装置为利用漏电流的检测方式，是与负载驱动用开关元件并换地连接流过漏电流用的高阻值的电阻，监视该高阻值电阻的分压电压。
在这种场合，断开开关元件时，若电气负载上无漏电流流过，则作为电气负载、布线的断线或开关元件的短路异常，能综合地检测出各部分的异常。
此外，以往第3种的装置为利用检测浪涌电压的方式，是在断开电气负载(电感性负载)驱动用开关元件时，检测电感性负载发生的浪涌电压。
这时，若无浪涌电压，作为因电气负载、布线的断线、开关元件的断开异常、电气负载、布线的短路引起的断开异常，能综合地检测出各部分的异常。
但是是，来用浪涌电流检测方式，也会在开关元件断开后不久，延迟发生浪涌电压，所以就需要延迟检测处理，以免不经意对异常误判。
例如在参照日本特开平3-203599号公报(特许第2639144号)的废气循环阀控制装置中，揭示了利用负载电流检测方式的步进电机驱动系统的异常检测装置。
这时，来用“外部硬件(以下用H/W表示)方式”，使得将与步进电机的四个励磁线圈有关的异常延迟门锁，这些以AND方式连接的综合异常判定结果输入微处理器。
另外，在参照日本特开平10-257799号公报的多通道(多个系统的)输出装置的输出开路检测装置中，揭示了利用检测漏电流方式的步进电机驱动系统的异常检测装置。
这时，来用“外部H/W方式”用二极管的OR方式将与步进电机的4个励磁线圈有关的正常状态信号连接起来，将积分电路复位之同时，积分电路的输出作为综合异常判定结果，根据需要能输入微处理器。
同样，在参照日本特开平10-9027号公报的燃料喷射阀驱动电路中，也揭示了利用检测漏电流方式的燃料喷射阀驱动用电磁线圈驱动系统的异常检测装置。
又，在参照日本特开平7-99796号公报的步进电机驱动装置上，揭示了一并使用负载电流检测方式和漏电流检测方式的步进电机驱动系统的异常检测装置。
这时，采用“内部软件(以下用S/W表示)方式”，使得各种状态信号进行逻辑连接后输入微处理器，通过在微处理器内对所输入的脉冲串周期及占空比的监视，检测出断线或短路。
此外，在参照日本特公平7-92016号公报的内燃机用燃料喷射阀驱动电路的故障检测电路中，揭示了利用浪涌电压检测方式的燃料喷射阀驱动用电磁线圈驱动系统的异常检测装置。
此外，如上所述作为对多个电气负载的众所周知的异常检测装置，大致可分成用硬件将判定及合成结果输入微处理器的“外部H/W方式”的异常检测装置、和将合成后的状态信号输入微处理器，在微处理器内部进行判定处理的“内部S/W方式”的异常检测装置。
例如，在采用参照上述日本特开平3-203599号公报、日本特开平10-257799号公报那样的“外部H/W方式”时，在外形尺寸及制作成本上较为不利。
所以，鉴于此，参照上述日本特开平7-99796号公报的“内部S/W方式”较为理想，但是，这时没有揭示在多个电气负载内特定是哪个负载系统已经异常的概念。
发明内容
以往的车载电气负载驱动系统的异常检测装置如上所述，采用外部H/W方式，在外形尺寸及制作成本上存在着较为不利的问题。
另外，在采用内部S/W方式时，没有在众多的电气负载内特定是哪一个负载系统已经异常的概念，由此，存在维修作业困难的问题。
另外，在采用内部S/W方式时，即使仅对负载系统有无异常作出综合判定，但是由于存在相互感应噪声(以后将叙述)的影响，故难以对异常做出正确的判定。
本发明为解决上述技术问题，其目的在于将由廉价并简易的外部H/W的各个状态检测信号进行逻辑连接后的单一的合成状态检测信号输入到微处理器，通过微处理器内S/W处理，进行正确的异常检测，同时，能正确地特定异常的负载系统，从而获得能使维修变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
本发明的第1发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置包括发生电源电压的车载电池、由车载电池供电生成断续信号的微处理器、响应断续信号在彼此不同得时刻互相依序开关工作的多个系统的开关元件、由各开关元件的开关动作、对每一个系统分别驱动的多个系统的电气负载、对表示各开关元件及各电气负载的每一个系统的个别状态的多个系统的个别状态检测信号进行逻辑连接，作为合成状态检测信号输入到微处理器的检测信号合成装置、和由微处理器驱动的异常报警显示装置，各个状态检测信号至少表示各系统的下述三种短路或开路异常中的一种异常状态，即开关元件的短路或开路异常、电气负载的短路或开路异常、开关元件和电气负载间布线的短路或开路异常，微处理器包括存储输入的合成状态检测信号的暂存装置、在断续信号的本次上升时刻或下降时刻读出暂存装置的内容，对每一个系统判定各开关元件、各电气负载、各开关元件和电气负载间的布线中至少有无一个异常，并存储的个别判定存储装置、和在个别判定存储装置动作后，消除暂存装置内容的复位装置，在表示个别判定存储装置中至少有一个存储内容异常时，就使异常报警显示装置动作。
又，本发明的第2发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置为在第1发明中，电气负载包括由车载电池供电的电感性负载、个别状态检测信号由在断开电气负载的供电时所产生的比电源电压高得多的浪涌电压组成。
另外，本发明的第3发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置为在第1发明中，个别状态检测信号由检测电气负载驱动输出端子的电压变化用的微分信号电压组成，在同一时刻不会重复生成多个个别状态检出信号。
另外，本发明的第4发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置为在第1至3任一项发明中，微处理器包括与外部工具连接的接口，个别判定存储装置的内容通过接口内外部工具读出显示的同时，能由外部工具来设定。
又，本发明的第5发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置为在第1至4任一项发明中，电气负载包括多相步进电机的励磁线圈，个别判定存储装置对于多相步进电机特定的旋转方向进行存储动作。
又，本发明的第6发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置为在第1至第4任一项发明中，电气负载包括多相步进电机的励磁线圈、微处理器包括判定多相步进电机旋转方向的旋转方向判定装置、个别判定存储装置对旋转方向判定装置的判定结果作出响应，识别包括励磁线圈在内的故障系统。
图1表示本发明实施形态1的方框构成2是表示本发明实施形态1的正常正转动作时的各信号波形的时间流程图。
图3是表示本发明实施形态1的正常逆转动作时的各信号波形的时间流程图。
图4是表示本发明实施形态1的A系统发生异常时的正转动作时的各信号波形的时间流程图。
图5是表示本发明实施形态1的前半部处理动作的流程图。
图6是表示本发明实施形态1的后半部处理动作的流程图。
图7表示本发明实施形态2的方框构成图。
符号说明100a、100b异常检测装置、101a、101b步进电机、103a～103d励磁线图(电气负载)、104车载电池、106异常报警显示器、108a～108d驱动电阻器(电气负载)、110a、110b微处理器、111接口、114a～114d开关元件、116a、116b“或”连接用二极管(检测信号合成装置)、130a、130bRAM(暂存装置)、140外部工具、200a～100d、300a～300d浪涌电压(个别状态检测信号)、503、513、523、524由旋转方向判定装置所作的处理、506b、506d、506br、506cr由个别判定存储装置所作的处理、507cd由复位装置所作的处理、516a、516c、516ar、516dr由个别判定存储装置所作的处理517dc、517aa由复位装置所作的处理、521由异常报警显示装置所作的处理、FA～FD、标志(个别判定存储装置)、P1、P2断续信号、P3合成状态检测信号。
具体实施例方式
实施形态1以下，参照附图，对本发明的实施形态1作详细说明。
图1为表示本发明的实施形态1的方框构成图。
在图1，异常检测装置100a具有微处理器(CPU)110a、与微处理器110a相关的电路要素111～125(以后叙述)、电源端子IGS及电池输入端子BAT，及4个系统的连接端子A1～D1，通过连接端子A1～D1驱动控制与外部连接的步进电机101a。
微处理器100a具有输出断续信号P1、P2的输出端子、取入异常检测用合成状态检测信号P3的中断输入端子、显示(灯)驱动输出端子LP、和RAM130a及ROM131a。
步进电机101a具有转子102、多相(4相)的励磁线圈103a、103b、103c、103d和4个系统的连接端子A2～D2。
各励磁线圈103a～103d通过连接端子A2、B2、C2、D2、与异常检测装置100a的连接端子A1、B1、C1、D1连接。
步进电机101a内的各励磁线圈103a～103d的另一端，通过电源开关105与车载电池104的输出端子连接，步进电机101a通过电源开关105由电载电池104来的电源电压供电。
另外，异常检测装置100a的电池输入端子BAT直接与车载电池104连接、异常检测装置100a的电源端子IGS通过电源开关105接在车载电池104上。
由此，对于异常检测装置100a可以由来自车载电池104的电源电压直接供电或通过电源开关105供电。
由指示灯等组成的异常报警显示器106在异常检测装置100a向微处理器110a控制下驱动。另外，外部工具140通过电缆141接在异常检测装置100a内微处理器110a上。
在异常检测装置100a，通信用的接口111与微处理器110a和外部工具140连接。
下拉电阻112a、112c将微处理器100a输出的断续信号P1、P2下拉至接地侧。
基极电阻113a、113b、113c、113d对来自微处理器100a的断续信号作出响应，驱动由发射极接地的晶体管构成的4个系统的开关元件114a、114b、114c、114d。
基极电阻113a及113c让来自微处理器100a的断续信号通过，基极电阻113b及113d通过逻辑反相元件115b及115d，能让断续信号通过。各开关元件114a～114d的集电极引线接在微处理器100a的各连接端子A1、B1、C1、D1上，驱动步进电机101a内4个系统的励磁线圈103a、103b、103c、103d。
另外，各开关元件114a～114d的集电极引线通过OR连接用二极管116a，接在电阻117上，电阻117的另一端接在晶体管118的反射板引线上。
晶体管118的发射板引线上通过电阻117连接在OR连接用二极管116a的阴极一侧上，同时通过发射极电阻119接在电源端子IGS上。
在晶体管118的基极引线和电源端子IGS之间连接着降在二极管120。晶体管118的集电极引线通过基极电阻121驱动发射极接地的晶体管122。
晶体管122的基极/发射极引线间连接平稳电阻123。生成合成状态检测信号P3的晶体管122的集电极引线接在微处理器110a的中断输入端子上。
电源单元(PSU)124将由电源端子IGS及BAT端子供给的电源电压变换输出成控制用稳定电压，而微处理器10a馈电。
上拉电阻125接在晶体管122的集电极引线和电源单元124的输出端子之间。
再者，自电源端子BAT供给的电源电压将电源开关105作为开路时的备用电源，用于存储保持和微处理器110a协同动作的RAM130a的部分内容。
另外，微处理器110a接照存在ROM131a的程序、进行控制动作之间时，还通过接口111与外部工具114通信。
此外，输入微处理器110a的中断输入端子的合成状态信号P3由微处理器110a一直在进行监视，将L电平信号作为有意义信号，输入RAM130a。
接着，参照图2～图4所示的时间流程图，对本发明实施形态1的工作进行详细说明。
图2为表示步进电机101a正常正转动作时各信号波形的时间流程图。
在图2，微处理器110a的断续信号P1的上升定时以边沿E1、E5、E9表示，下降定时以边沿E3、E7、E11表示。
另外，微处理器110a的断续信号P2的上升边沿以E4、E8、E12表示、下降边沿以E2、E6、E10表示。
在断续信号P1的上升边沿E1、E5、E9时刻的断续信号P2变为H电平，断续信号P1的下降边沿E3、E7、E11时刻的断续信号P2变为L电平，这就表示正转状态。
A1、B1、C1、D1表示开关元件114a、114b、114c、114d的集电极引线电压波形即异常检测装置100a的连接端子A1、B1、C1、D1的电压波形，向励磁线圈103a、103b、103c、103d通电时为L、断开时为H电平各电平波形A1、B1、C1、D1内的200a～200d为电气负载通电时发生的浪涌电压(个别状态检测信号)波形，200a为用断续信号P1的下降边沿E3断开励磁线圈103a馈电时的浪涌电压、200b为用断续信号P1的上升边沿E1断开励磁线圈103b馈电时的浪涌电压。
另外，200c为用断续信号P2的下降边沿E2断开励磁线圈103c馈电时的浪涌电压，200d为用断续信号P2的上升边沿E4断开励磁线圈103d馈电时的浪涌电压。
由各浪涌电压200a～200d流动的电流(个别状态检测信号)，通过OR连接用二极管116a被合成，进而，通过电阻117、发射极电阻119及电源开关105，被车载电池104吸收。
但是，部分合成后的个别状态检测信号流向降在二极管120驱动晶体管118，再经晶体管118及基极电阻121驱动晶体管122。
因此，在浪涌电压200a～200d正当发生时，输入微处理器110a的合成状态检测信号P3变成意思为正常的信号L电平。
合成状态检测信号P3由中断动作读入微处理器110a，立即存入RAM130a内暂存存储器中。
存入RAM130a内的暂存存储器的内容用下一次定时(断续信号P1及P2的上升边沿或下降边沿)读出并判定后再复位。
接着，依序地存储新输入的合成状态寄存信号P3。
图3为表示步进电机101a正常反转动作时的各信号波形的时间流程图。
在图3，和前述(参照图2)一样，断续信号P1的上升边沿用E1、E5、E9表示，下降边沿用E3、E7、E11表示，断续信号P2的下降边沿用E4、E8、E12表示，上升边沿用E2、E6、E10表示。
另一方面，因图3为反转状态，与前述(图2)相反，在断续信号P1的上升边沿E1、E5、E9时刻的断续信号P2变成变成L电平，同时，在断续信号P1的下降边沿的E3、E7、E11时刻的断续信号P2变为H电平。
异常检测装置100a的连接端子A1、B1、C1、D1的电压使形表示开关元件114a、114b、114c、114d的集电极电压波形，而励磁线圈103a、103b、103c、103d馈电时变为L电平，断开时变为H电平。
300a为用断续信号P1的下降边沿E3断开励磁线圈103a馈电时的浪涌电压、300b为用断续信号P1的上升边沿E1断开励磁线圈103b馈电时的浪涌电压、300c为用断续信号P2的下降边沿E4断开励磁线圈103c馈电时的浪涌电压、300d为用断续信号P2的上升边沿E2断开励磁线圈103d馈电时的浪涌电压。
由各浪涌电压300a～300d流动的电流(个别状态检测信号)和前述一样，经OR连接用二极管116a、117、发射极电阻119、电源开关105被车载电池104吸收。
另外、部分个别状态检测信号经降压二极管驱动晶体管118，经晶体管118及基极电阻121、驱动晶体管122。
因此，和前述(图2)一样，在发生浪涌电压300a～300d时，合成状态检测信号P3变成L电平。
再者，在图2及图3内合成状态检测信号P3的脉冲串中，例如最初L电平的脉冲E2B意思为在边沿E2的定时，读取并判定因浪涌电压300b引发的励磁线圈103b的状态(个别状态检测信号)。
图4为表示励磁线圈103a的系统内发生断线、步进电机101a正转动作时的各信号波形的时间流程图。
在图4中，浪涌电压200b、200c、200d和前述(参照图2)相同。
这时，在连接端子A1的电压波形中，为原来的电压波形(参照虚线)，实际上变成未发生的状态。
因此，即使在合成状态检测信号P3中，原来应变成L电平的脉冲E4(A)(参照虚线)，实际上还是依旧变成H电平。
另一方面，在连接端子B1的电压波形中，400c为感应电压波形，为用断续信号P2的下降边沿E2断开开关元件103c时，通过励磁线圈103c发生的浪涌电压200c，从而在断开馈电十的励磁线圈103b上感应出的电压波形。
原来，在发生感应电压波形400c的时刻，励磁线圈103a处于通电中，感应电压应被励磁线圈103a吸收，但是作为励磁线圈103a断线的异常结果，如图4所示在连接端子B1上发生感应电压波形400c，其结果，合成状态检测信号P3发生两次连续的L电平状态，但是暂存的信号电平L状态不变，所以无问题。
若经意到上述感应现象，则可知对在规定期间内输入的合成状态检测信号P3的脉冲数进行计数那样的判定是无效的。之所以这样，是因为可以用多余的波形相互抵消来代替缺漏的波形的缘故。
此外，若发生励磁线圈103a～13d或布线的断线，连接器的接触不良、或开关元件114a～114d的短路异常等，开关元件114a～114d为应该断开的定时，浪涌电压200a～200d，300a～300d不发生。
另外，即使发生励磁线圈103a～103d或布线的短路，开关元件114a～114d的开路异常，励磁线圈103a～103d上应流国的电流变成没有流过，放在开关元件114a～114d应断开的定时没有浪涌电压发生。
因此，在上述的任一场合，微处理器110a均能从合成状态检测信号P3中作为异常被检测出来。
下面，与图1～图4一起，参照图5及图6的流程图，对本发明实施形态1的动作，再作详细说明。
图5表示该发明实施形态1的前半部处理动作，图6表示图5内的A部(步骤510)之后的后半部处理动作。
首先，在图5，微处理器110a在动作开始(步骤500)后，判定是否检测出断续信号P1的上升(步骤501)。步骤501反复作待机动作直至检测出断续信号P1的上升。
在步骤501，若测定已检测出断续信号P1的上升(即YES)，则接着，就判定是否为电源开关105闭合后初次上升(步骤502)。
在步骤502，若判定为初次上升(即YES)，则进入步骤507CD(以后叙述)，将有关合成状态检测信号的以往不确定的暂存信息复位。
另一方面，在步骤502，若判定非初次上升(即NO)，则接着就判定断续信号P2是否为H电平(步骤503)。
在步骤503，若判定断续信号P2为H电平(即YES)，因为表示图2的正转动作，所以用中断动作读出暂存着的合成状态检测信号P3(步骤504d)。
接着，判定步骤504d读出的合成状态检测信号P3是否为有意义的信号(L电平)(步骤505d)，若判定没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)，则置标志FD(步骤506d)，进入步骤507cd。
另外，在步骤505D，若判定正存储(即YES)着有意义的信号(L电平)，立即进入步骤507，将合成状态检测信号P3复位。
另一方面，在步骤503，若判定断续信号P2为L电平(即NO)，因为表示图3的反转动作，所以用中断动作读出暂存的合成状态检测信号P3(步骤504cr)。
接着，判定步骤504cr读出的合成状态检测信号P3是否为有意义信号(L电平)(步骤505cr)，若判定没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)，则置标志FC(步骤506cR)，进入步骤507cd。
又在步骤505cr，若判定存储着(即YES)有意义信号(L电平)，则立即进入步骤507cD。
步骤507cd为将合成状态检测信号P3的暂存复位并作H电平的处理，在步骤502判定初次动作时，在判定步骤505d或505cr存有有意义信号(即YES)的场合就执行，同时，在判定没有存储有意义信号(即NO)的场合，则接着在步骤506d及506cr之后执行。
接着，判定是否检测出断续信号P2的下降(步骤508)，若判定没有检测出(即NO)断续信号P2的下降，则接着判定是否检测出断续信号P2的上升(步骤509)。
在步骤509，若判定没有检测出(即NO)断续信号P2的上升，则回归至步骤508。
因此，在步骤508检测出断续信号P2的下降否，或在步骤509直至检测出断续信号P2的上升，一直反复执行取决于步骤508及图509的待机动作。
在步骤508，若判定检测出断续信号P2的下降(即YES)，表示在断续信号P1正在上升时(参照步骤501)断续信号P2下降(图2的正转动作)，所以用中断动作读出暂存着的合成状态检测信号P3(步骤504b)。
接着，判定读出的合成状态检测信号P3是否是有意义的信号(L电平)(步骤505b)，若判定为没有存储(即NO)的有意义信号(L电平)则置标志FB(步骤506b)，进至步骤507bb。
又在步骤505b，若判定存储(即YES)看有意义的信号(L电平)，则即进至步骤507bb，合成状态检测信号P3复位。
另一方面，在步骤509，若判定检测出断续信号P2的上升(即YES)，则表示在断续信号P1上升时(参照步骤501)断续信号P2上升(图3的反转动作)，所以用中断动作读出暂存着的合成状态检测信号P3(步骤504br)。
接着，判定在步骤504br读出的合成状态检测信号P3是否为有意义信号(L电平)(步骤505br)，若判定为没有存储(即NO)有意义信号(L电平)，则置标志FB(步骤506br)，进至步骤507bb。
又在步骤505br，若判定正存储(即YES)看有意义信号(L电平)，则即进至步骤407bb。
步骤507bb将合成状态检测信号P3的暂存复位作H电平的处理，在判定步骤505b或505br存有有意义的信号(即YES)时就执行，同时，在判定没有存储有意义的信号(即NO)时，在步骤506b及506br处继续执行。
图5内的最终步骤510为后继图6(以后叙述)的中继端子。
以下，将图5的处理动作的概要汇总再度说明之。
首先，中断输入微处理器110a的合成状态检测信号P3为正常的各励磁线图103a、103b、103c、103d发生的浪涌电压(个别状态检测信号)的逻辑和信号。
因此，各励磁线图103a、103b、103c、103d若正在发生浪涌电压，则作为具有正常的有意义的信号，L电平的合成状态检测信号P3暂存在RAM130a汇总。
微处理器110a在事后对暂存在RAM130a中的有无有意义信号进行读出和判定，在未存有意义的信号(L电平)时(发生异常的)，由个别判定存储装置(步骤506d、506cr、506b、506br)存储4个系统(一系列励磁线图的布线及开关元件)中哪一个励磁线图为异常否。
即作为正转动时的处理，在步骤506d存储励磁线图103d系统的异常、在步骤506b存储励磁线图103b提供的异常。
另外，作为反转动作的处理，在步骤506cr存储励磁线图103c系统的异常，在步骤506br存储励磁线图103b系统的异常。
一旦在各断续信号P1、P2的输出区间的判定及存储结束时，暂存就复位(步骤507cd、507bb)，准备下一区间的动作判定。
此外，在图5，包括判定步骤508及509在内的步骤523为根选择方向判定装置的处理，同样，判定步骤503也为根据旋转方向判定装置的处理。
另外，步骤507cd为根据复位装置的处理。
此外，步骤130a为根据RAM130a的合成状态检测信号P3的暂存处理，如虚线箭头所示，与步骤504d及步骤507cd相关。
暂存在RAM130a内的合成状态检测信号P3(参照图2)各个励磁线图103a～103d每驱动一次，能通过步骤504读出之同时，还能通过步骤507cd复位。
即每一个系统的个别状态检测信号能在对下一次其毛系统的电气负载(励磁线图103a～103d)的开关动作定时中读取。
由此，实际上能通过1个系统的合成状态检测信号P3(例如参照图2)从而检测出每一个系统的浪涌电压(个别状态检测信号)。
以下，对图5内的A部(步骤510)之后，图6的处理动作进行说明。
在图6中，首先继前述步骤507bb之后，判定是否检测出断续信号P1的下降(步骤511)。
步骤511反复执行待机动作，直至检测出断续信号P1的下降。
在步骤511，若判定检测出断续信号P1的下降(即YES)，则接着就判定断续信号P2是否为L电平(步骤513)。
在步骤513，若判定断续信号P2为L电平(即YES)，则表示图2的正转动作，所以用中断动作读出暂存的合成状态检测信号P3(步骤514c)。
接着，判定步骤514c，读出的合成状态检测信号P3是否为有意义信号(L电平)(步骤515c)，若判定没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)，则置标志FC(步骤516c，进至步骤517dc。
另外，在步骤515c，若判定存储(即YES)看有意义的信号(L电平)，则即进至步骤517dc，合成状态检测信号P3复位，另一方面，在步骤513，若判定断续信号P2为H电平(即NO)，则表示图3的反转动作，所以用中断动作读出暂存的合成状态检测信号P3(步骤514dr)。
接着，判定在步骤514读出的合成状态检测信号P3是否为有意义的信号(L电平)(步骤515dr)，若判定为没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)，则置标志，FD(步骤516dr)，进至步骤517dc。
另外，在步骤515dr，若判定存储(即YES)看有意义的信号(L电平)，则即进至步骤517dc。)接着，判定是否检测出断续信号P2的上升(步骤518)，若判定没有检测出连续信号P2的上升(即NO)，以下就判定是否检测出断续信号P2的下降(步骤519)。
在步骤519，若判定没有检测出断续信号P2的下落(即NO)，则回归步骤518。
因此，反复执行步骤518及步骤519的待机动作，直至步骤518检测出断续信号P2的上升，或在步骤519检测出断续信号P2的下降。
在步骤518，若判定检测出断续信号P2的上升(即YES)，则表示在断续信号P1下降时(参照步骤511)断续信号P2上升(图2的正转动作)，所以用中断动作读出暂存的合成状态检测信号P3(步骤514a)。
接着，判定读出的合成状态检测信号P3是否为有意义的信号(L电平)(步骤515a)，若判定为没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)，则置标志FA(步骤516a)，进至517aa，合成状态检测信号P3复位。
另一方面，在步骤519，若判定检测出断续信号P2的下降(即YES)，则因为表示在断续信号P1下降时(参照步骤511)断续信号P2下降(图3的反转动作)，所以用中断动作读出暂存的合成状态检测信号P3(步骤514ar)。
接着，判定步骤514ar读出的合成状态检测信号P3是否为有意义的信号(L电平)(步骤515ar)，若判定为没有存储(即NO)有意义的信号(L电平)则置标志FA(步骤516ar)，进至步骤517aa。
在步骤517aa合成状态检测信号P3的暂存复位后，微处理器110a判定图5及图6中的各标志FA～FD汇总是否有一个被置位(步骤520)。
在步骤520，若判定标志FA～FD中是一个被置位(即YES)，则发生异常报警输出、驱动异常报警显示器106(步骤521)，图6的处理动作结束(步骤522)。
另外，在步骤522，若判定标志FA～FD中没有一个被置位(即NO)，则立即结束图6的处理动作(步骤522)。
在图6的处理动作结束后，步进电机101a正在运转时，立刻恢复到动作开始步骤500。
下面，将图6的处理动作汇总再次进行说明。
首先，若根据各中断输入暂存的合成状态检测信号P3中没有存储有意义的信号，则作为个别判定存储装置的处理(步骤516c、516dr、516a、516ar)存储4个系统中某一励磁线圈系统(一系列的励磁线圈的布线及开关元件)异常否。
即作为正转动作时的处理，在步骤516c存储励磁线圈103c系统的异常。在步骤516a存储励磁线圈103a系统的异常。
另外，作为反转动作时的处理，在步骤516ar存储励磁线圈103d系统的异常，在步骤516ar存储励磁线圈103a系统的异常。
一旦在各断续信号P1、P2的输出区间内的判定及存储结束时，暂存的合成状态检测信号P3就复位(步骤517dc、517aa)，准备在下一个区间的动作判定。
再者，在图6，包括判定步骤518及519在内的步骤523为根据旋转方向判定装置的处理。
这样，由由微处理器110a生成的断续信号P1、P2使多个系统(4个系统)的开关元件114a～114d在彼此不同的时刻依序开关动作，在由各开关元件114a～114d逐个驱动多个系统(4个系统)的电气负载(励磁线圈)(103a～103d)的车载电气负载驱动系统中，能有效地检测出每一个系统的异常发生状态。
即，对每一个系统至少能检测出一个下述的异常状态，这些异常状态为各开关元件114a～114d的短路或开路异常、各励磁线圈103a～103d的短路或开路异常、和各开关元件114a～114d与各励磁线圈103a～103d间布线的短路或开路异常。
这时，通过包括OR连接用二极管116a在内的检测信号合成装置将每一个系统的个别状态检测信号进行逻辑连接，作为一个系统的合成状态检测信号P3输入微处理器110a，故能简化电路结构，也不会添加成本。
即，通过采用OR连接用二极管116a，从而能容易地把实现逻辑连接，使得在同一时刻多个个别状态检测信号不重复。
另外，合成状态检测信号P3每对微处理器110a中断输入一次就暂存在RAM130a中。每当断续信号P1、P2(中间序列信号)的本次的上升时刻或下降时刻时读出一次，判定有无异常并存入个别判定存储装置(标志FA～FD)后，借助复位装置消除，故能正确地检测出多个系统中至少一个的异常。
另外，通过用对下一次其它系统的电气负载(励磁线图103a～103d)的开关动作定时读取每一个系统的个别状态检测信号，从而随着本次开关元件114a～114d的开关，即使各个别状态检测信号发生响应延迟，也不需要延迟检测用计时装置，能借助个别判定存储装置特定异常的负载系统。
即，暂存因断续信号P1、P2的上升或下降引起并有若干时间延迟发生的个别状态检测信号，因为要在下一次断续信号的上升或下降时刻读取及判定该存储信息，所以就不需要与时间延迟对应的检测用计时电路等，能简化电路。
另外，将对于多个系统电气负载的个别状态检测信号进行逻辑连接，作为合成状态检测信号P3输入微处理器110a，能节约微处理器110a的输入端子数量。
另外，作为微处理器110a的外部硬件，不管具有何等的判定功能，可以只设单纯地进行逻辑连接个别状态检测信号用的OR连接用二极管116a，故能将电路结构做得小形化。
另外，在多个系统中至少检测出一个异常时，通过异常报警显示器106动作，从而能通知操纵人员。
另外，励磁线圈103a～103d为由车载电池104供电的电感性负载，所以个别状态检测信号在断开向电气负载馈电时，会发生大于电源电压的浪涌电压，因而能确实地检测出来。
即不由比较器比较，对随电源电压变动的浪涌电压的变动，比较基准即电源电压也含随动变化，所以能简单、且廉价地判定是否发生大于规定值的浪涌电压。
另外，在图1，电气负载是由步进电机101a的多相励磁线圈103a～103d组成，个别判定存储装置(标志FA～FD)与多相步进电机101a的特定旋转方向相关、存储着异常的信息，所以能提供简易的判定装置，例如仅在一定旋转方向的初始化运转时，执行步进电机101a的驱动系统(开关元件114a～114d)的异常检测那样的情况下。
另外，个别判定存储装置(标志FA～FD)根据判定步进电机101a旋转方向的旋转方向判定装置的判定结果，识别发生异常的励磁线圈103a～103d的系统，所以能提供对任意旋转方向的步进电机101a驱动系统的异常检测装置。
另外，在步进电机101a的正反转运转中，总是能进行正确的个别判定存储。
另外，在微处理器110a上设置连接外部工具140用的接口111，因而能提供与发生异常时的各种要求相对应的显示装置、维修作业后标志初始化复位装置。
因此，微处理器110a通过经接口与外部工具140通信，从而读出个别判定存储装置(以后叙述的多个系统的标志)的内容，能在异常警报显示器106上显示并明确异常的负载系统。
即，在异常发生后的修理及维护作业中，因为能明确地判明是哪一个负载系统异常，所以能高效、有的放矢地进行修理。
另外，通过与外部工具140通信，在对异常状态处置的维修作业后，能将个别判定存储装置(标志)的内部初始化复位。
而且，外部工具140具有写入及改变微处理器110a的控制程序等多种用途，不会使异常检测装置的成本添加，能容易地读出异常的系统。
实施形态2再者，在上述实施形态1中，直接检测在通电电流断开时、连接端子A1～D1上发生的浪涌电压波形、生成合成状态检测信号P3，但是也可以根据对通电时在连接端子A1～D1发生的电压波形微分后的信号，生成合成状态检测信号P3。
图6为表示利用通电时的微分电压波形的本发明实施形态2的方框构成图，对于和前述(参照图1)相同的部分，则赋予同一符号，或在符号后附注b，以后不再详述。
这时，作为个别状态检测信号就不是前述的浪涌电压，利用的是对电气负载(励磁线圈103a～103d)的驱动输出端子(连接端子A1～D1)的电压变化微分后的电压信号。
在图6，步进电机101a加上前述的构成，包括插入各励磁线圈103a～103d的驱动输入侧的4个系统的负载侧开关元件107a、107b、107c、107d、和各负载侧开关元件107a、107b、107c、107d的基极电阻即驱动电阻108a、108b、108c、108d。
各负载侧开关元件107a～107d由与励磁线圈103a～103d串联连接的晶体管构成。
另外，各驱动电阻108a～108d与各励磁线圈103a～103d一起构成电气负载，通过连接端子A2～D2，分别与异常检测装置100b的连接端子A1～D1连接。
各励磁线圈103A～103d的另一端连接在车载电池104的负极一侧的端子上(接地)。
另外，各负载侧开关元件107a～107d的发射机引线经电源开关105、与车载电池104连接。
在异常检测装置100b中，各开关元件114a～114d的集电极引线与连接端子A1～D1连接，同时，通过微分电容126a、126b、126c、126d与OR连接用二极管116连接。
127为放电用二极管，接在各微分电容126a～126d的负极侧和电源(车载电池104)的负极侧端子之间。
放电用二极管127接成随着各开关元件114a～114d的导通，变成将各微分电容126a～126d的充电电压放电的极性。
这时，晶体管118及其相关要素(电阻117、119及二极管120)均被省略。
此外，在图6，作为个别状态检测信号使用不是浪涌电压的微分信号，所以，能检测出开关元件114A～114d、每个系统的布线及步进电机1016内驱动电阻108a～108d的异常，但是检测不出负载侧开关元件107a～107d及励磁线圈103a～103d本身的异常。
因此，负载侧开关元件107a～107d及励磁线圈103a～103d本身的异常能在步进电机1016内检测出来，检测结果经图中来示出的信号线路输入微处理器110b。
例如，在转子102周围设置大家都熟悉的位置传感器(图中未示出)等，通过将与各励磁线圈103a～103d的驱动定时对应的旋转位置反馈给微处理器110b，在微处理器110a一侧，能检测出负载侧开关元件107a～107d及励磁线圈103a～103d的异常。
下面，对本发明实施形态2的动作详细的进行说明。
在图6，例如开关元件114a一导通(闭合)，通过步进电机101b内的驱动电阻108a，负载侧开关元件107a导通(闭合)，而励磁线圈103a馈电。
接着，在开关元件114a开路(断开)时，从车载电池104，经电源开关105、负载侧开关元件107a的发射极引线、驱动电阻108a、微分电容126a、OR连接用二极管116b、基极电阻121、及晶体管122的基极电路，对微分电容126a充电，由该充电电流使晶体管122导通。
之后，微分电容一旦充电至接近电源电压，晶体管122就转为不导通，微分电容126上所充的电压，在开关元件114a导通后，通过放电用二极管127放电。
如上所述，为了在微分电容126a上让充电电流流过，晶体管122要导通，就必须满足驱动电阻108a、连接端子A1及A2间的布线等没有断线、开关元件126a正常开关动作等各种必要的条件。
因此，在上述必要的条件不满足时，就能判断在励磁线图103a的系统上存着某些异常。
这一情况对于其它的微分电容126b、126c、126d也一样。
这样，通过利用检测驱动各电气负载的输出电压变化的微分电容126a～126d、和OR连接用二极管116b等简单的逻辑连接处理装置，和前述一样，在同一时刻，多个个别状态检测信号不会被重复，能取得合成状态检测信号P3，做成小形并廉价的异常检测装置。
实施形态3此外，上述实施形态1设想为在多相步进电机101a正反转的场合，但是是也可以只在步进电机101a初始化运转时实施异常检测。
这时，在步进电机101a的旋转方向为一定时，图5及图6内旋转方向判定装置的处理就不需要了，能单纯地只作与特定旋转方向对应的处理动作。
即，个别判定存储装置(FA～FD)对于步进电机101a的特定旋转方向进行存储，故能简化异常检测装置100a内微处理器110a的控制程序。
特别是在异常检测装置100a具有其它较多的发动机控制功能时，能减轻微处理器110a的负担。
另外，在上述实施形态1、2中，将正常动作中的状态信号作为有意义捕捉逻辑电平L将其逻辑连接的合成状态检测信号P3输入微处理器101a、101b，若无正常状态信号(L电平)则就判定为异常，反之，也可将表示异常动作状态的信号逻辑连接后输入微处理器101a，若无异常状态信号就判定为正常。
另外，在上述实施形态1中，为了检测出断续信号P1、P2的上升边沿和下降边沿，执行判定步骤502、508、511、518及519(参照图5、图6)，这些均意味着在断续信号P1、P2生成之后的处理动作，完全不必再补加判定步骤。
另外，在上述实施形态1、2中，以电气负载是步进电机励磁线圈的情形为例作了说明，但是也可以为其它的电气负载、例如多缸发动机各汽缸上逐个设置的点火线图、在多缸发动机的各吸气口上逐个设置的燃料喷射用电磁阀的驱动用电磁线图。
作为电气负载不论使用何种器件，若包括通过由微处理器生成的断续信号P1、P2，在彼此不同的时刻能依序开关动作的多个系统的开关元件、反由各开关元件，能逐个驱动的多个系统的电气负载，则当然也能取得前述同样的作用效果。
如上所述，根据本发明的第1发明，包括发生电源电压的车载电池、由车载电池供电生成断续信号的微处理器、而应断续信号并在彼此不同的时刻依序开关动作的多个系统的开关元件、通过各开关元件的开关动作，在每个统逐个驱动的多个系统的电气负载、将表示各开关元件及电气负载的每个系统个别状态的多个系统的个别状态控制信号进行逻辑连接，作为合成状态检测信号输入微处理器的检测信号合成装置、及由微处理器驱动的异常报警显示装置，各个状态检测信号至少表示下述的一个异常状态，即每个系统的、开关元件的短路或开路异常、电气负载的短路或开路异常、开关元件和电气负载间布线的短路或开路异常，微处理器包括存储所输入的合成状态检测信号的暂存装置、在断续信号的本次上升时刻或下降时刻读出暂存装置的内容，对每一个系统判定并存储各电气负载、各开关元件、和各开关元件与各电气负载间布线至少有无一个异常的个别判断存储装置、和在个别判定存储装置动作后，消除暂存装置内容的复位装置，在表示个别判定存储装置中至少有一个存储内容异常时，就使异常报警显示装置动作，所以其效果在于能不需延迟检测用计时装置，由个别判定存储装置来特定异常的负载系统，能节约微处理器输入端子数量，作为外部硬件不需有某种判定功能只要将个别状态检测信号单片地比进行逻辑连接即可，能将电路构成做小，用廉价又简易的构成正确地进行异常检测，同时，使准确的特定异常负载系统成为可能，取得能使维修作业变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
另外，根据本发明的第2发明，在第1发明中，电气负载包括由车载电池供电的电感性负载，个别状态检测信号由在断开电气负载供电时产生的比电源电压高得多的的浪涌电压组成，故对随着电源电压变动的浪涌电压变动，比较基准(电源电压)也随动变化，所以其效果在于不必使用比较器，就能用廉价并简易的结构正确地进行异常的检测，同时，能准确的特定异常的负载系统，取得能使维修作业边得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
另外，根据本发明的第3发明，在第1发明中，各个别状态检测由检测电气负载驱动输出端子的电压变化用的微分信号电压组成，使其在同一时刻不会重复生成多个个别状态检测信号，所以其效果在于能用二极管逻辑的简单处理检测合成状态，以廉价并简易的结构正确地进行异常检测，同时，能准确的特定异常的负载系统，取得能使维修作业变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
另外，根据本发明的第4发明，在第1至第3任一发明中，微处理器包括与外部工具连接的接口，个别判定存储装置的内容做成能通过接口由外部工具读出显示，同时，由外部工具复位，所以其效果在于在发生异常之后的修理及维护作业中，能明确地判明异常的负载系统高效、有的放矢的进行处理，在对异常状态作相对应处置的维修作业后，通过与外部工具的通信，能将个别判定存储装置的内容初始化复位，再通过利用多用途的外部工具，能避免异常检测装置本身成本添加并能方便地读出异常的系统，用廉价且简易的结构正确地进行异常检测，同时，能准确地特定异常的负载系统，取得能使维修作业变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
另外，根据本发明的第5发明，在第1至第4任一发明中，电气负载包括多相步进电机的励磁线圈，个别判定存储装置做成对于多相步进电机的特定旋转方向进行存储动作，所以，其效果在于特别能使具有多个发动机控制功能的微处理器控制程序简化，减轻微处理器的负担，以廉价并简易的结构正确地进行异常检测，同时，能准确地特定异常的负载系统，取得能使维修作业变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
另外，根据本发明的第6发明，在第1至第4任一发明中，电气负载包括多相步进电机的励磁线图，微处理器包括判定多相步进电机旋转方向的旋转方向判定装置，个别判定存储装置做成对旋转方向判定装置的判定结果作出响应，能识别包括励磁线圈在内的故障系统，所以，其效果在于多相步进电机在正反转中，总是能正确地进行个别判定存储，以廉价并简易的结构正确地进行个别判定存储，以廉价并简易的结构正确地进行异常检测，同时，能准确的特定异常的负载系统，取得能使维修作业变得容易的车载电气负载驱动系统的异常检测装置。
权利要求
1.一种车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，包括发生电源电压的车载电池、由所述车载电池供电，生成断续信号的微处理器、对所述断续信号作出响应，在彼此不同的时刻依序开关工作的多个系统的开关元件、由所述各开关元件的开关动作，对每个系统逐个驱动的多个系统的电气负载、将表示所述各开关元件和表示所述各电气负载的每个系统个别状态的多个系统的个别状态检测信号进行逻辑连接，作为合成状态检测信号输入到所述微处理器的检测信号合成装置、以及由所述微处理器驱动的异常报警显示装置，所述各个个别状态检测信号至少表示下述一个异常状态，即每个系统的所述开关元件的短路或开路异常、所述电气负载的短路或开路异常、所述开关元件和所述电气负载间布线的短路或开路异常，所述微处理器包括存储输入的所述合成状态检测信号的暂存装置、在所述断续信号的本次上升时刻或下降时刻读出所述暂存装置的内容，对每一个系统，判定所述各开关元件、所述各电气负载、所述各开关元件和所述各电气负载间的布线至少有无一个异常，并进行存储的个别判定存储装置、和在所述个别判定存储装置的动作后，消除所述暂存装置的内容的复位装置，在所述个别判定存储装置中至少有一个存储内容为异常时，使所述异常报警显示装置动作。
2.如权利要求1所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述电气负载包括由所述车载电池供电的电感性负载，所述个别状态检测信号由断开所述电气负载的通电时发生的比所述电源电压高得多的浪涌电压组成。
3.如权利要求1所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述各个个别状态检测信号由检测所述电气负载驱动输出端子的电压变化用的微分信号电压组成，在同一时刻不会重复生成多个个别状态检测信号。
4.如权利要求1至3任一项所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述微处理器包括与外部工具连接的接口，所述个别存储判定装置的内容，在通过接口借助所述外部工具读出显示的同时，由所述外部工具复位。
5.如权利要求1至3任一项所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述电气负载包括多相步进电机的励磁线图、所述个别判定存储装置对所述多相步进电机特定的旋转方向进行存储动作。
6.如权利要求1至3任一项所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述电气负载包括所述多相步进电机的励磁线圈，所述微处理器包括判定所述多相步进电机旋转方向的旋转方向判定装置、所述个别判定存储装置对所述旋转方向判定装置的判定结果作出响应，识别包括所述励磁线圈在内的故障系统。
7.如权利要求4所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述电气负载包括多相步进电机的励磁线圈、所述个别判定存储装置对所述多相步进电机特定的旋转方向进行存储动作。
8.如权利要求4所述的车载电气负载驱动系统的异常检测装置，其特征在于，所述电气负载包括所述多相步进电机的励磁线圈、所述微处理器包括判定所述多相步进电机旋转方向的旋转方向判定装置、所述个别判定存储装置对所述旋转方向判定装置的判定结果作出响应，识别包括励磁线圈在内的故障系统。
全文摘要
本发明揭示一种车载电气负载驱动系统的异常检测装置，由来自CPU110a的断续信号P1、P2进行依序开关动作的开关元件114a～114d，驱动电气负载103a～103d。与开关元件114a～114d断开时响应的个别状态检测信号用二极管116a进行逻辑和连接，作为合成状态检测信号P3输入到CPU110a暂存，用其后的断续信号P1、P2的脉冲边沿读出存储后进行复位。若读出存储信息表表示发生异常，则使异常报警显示器106动作。本发明的车载电气负载驱动系统的异常检测装置能简便地检测出由为处理控制的多个系统的开关元件、电气负载、及布线等的短路与断线异常。
文档编号H02P8/36GK1465984SQ02123360
公开日2004年1月7日 申请日期2002年6月14日 优先权日2002年6月14日
发明者桥本光司, 前田哲夫, 夫, 左山昌彦, 彦, 英, 藤田昌英 申请人:三菱电机株式会社