DE102005018363B4 - Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais mit eigener Fehlerdiagnosefunktion - Google Patents

Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais mit eigener Fehlerdiagnosefunktion Download PDF

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Abstract

Anlaufrelais-Steuerungsschaltung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit dem Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter beinhaltet, wobei die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung aufweist: einen hochseitigen Anschluß, der mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbunden ist; einen niederseitigen Anschluß, der mit dem anderen Ende der Spule verbunden ist; ein hochseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündstromleitung angeschlossen ist; ein niederseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist; ein Pull-up-Element, das zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossen ist; ein Pull-down-Element, das zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossen ist; und eine Fehlererfassungseinheit, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage einer Spannung der zweiten Ausgangsleitung, wenn sich der Zündschalter in einer ausgeschalteten Stellung befindet, bestimmt, ob ein Fehler auftritt, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist.

Description

  • HINTERGRUND DER ERFINDUNG
  • Querverweis zu verwandter Anmeldung Diese Anmeldung geht zurück auf die am 21. April 2004 hinterlegte japanische Patentanmeldung 2004-125726 und beansprucht die Vorzüge der Priorität hieraus, so daß die Beschreibung derselben in ihrer Gesamtheit durch Bezugnahme hierin eingeschlossen ist.
  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais mit einer eigenen Fehlerdiagnosefunktion.
  • In herkömmlichen Fahrzeugen wie etwa Kraftfahrzeugen schaltet die Erregung einer Spule eines Anlaufrelais das Anlaufrelais ein, so daß einem Anlasser bzw. einem Anlassermotor Energie bzw. Strom aus einer Batterie zugeführt wird, um ihn in Betrieb zu setzen. Die Inbetriebnahme des Anlassers bewirkt das Starten eines Motors. Insbesondere bewirkt die Inbetriebnahme des Anlassers, daß die Kurbelwelle des Motors beginnt, sich zu drehen.
  • Ein Beispiel einer Vorrichtung zum Steuern des Startens eines Motors ist in der JP 2004-84655 A offenbart. In dieser Druckschrift ist in einer elektronischen Steuerungseinheit (ECU) zum Steuern eines Motors ein Schaltelement vorgesehen, wobei das Schaltelement wirksam ist, um zwischen Erregung und Entregung der Stromzufuhr und Stromunterbrechung an die Spule des Anlaufrelais zu schalten. Insbesondere wenn ein Fahrzeugführer einen Anlaßschalter betätigt, um ihn einzuschalten, bewirkt der eingeschaltete Zustand des Anlaßschalters, daß die ECU das Schaltelement einschaltet, was es ermöglicht, daß ein Strom durch die Spule fließt. Der durch die Spule fließende Strom erregt das Anlaufrelais bzw. steuert es so an, daß es anzieht.
  • In einer solchen Vorrichtung zum Steuern des Starts eines Motors ist die Vorrichtung zur Verbesserung des Ansprechverhaltens der Vorrichtung mit einem ersten Schaltelement, welches auf der hohen Seite bzw. Hochpotentialseite (stromaufwärts) einer Spule eines Anlaufrelais angeordnet ist, und ein zweites Schaltelement, welches an der niedrigen Seite bzw. der Niedrigpotentialseite (stromabwärts) der Spule angeordnet ist, versehen. Eine ECU schaltet das erste und das zweite Schaltelement gleichzeitig ein, was es ermöglicht, daß ein Strom durch die Spule fließt.
  • Wie in 4 dargestellt, ist insbesondere der negative Anschluß eines Anlassers 3 konstant mit einer Massenelektrode (GND), dessen Potential 0 V (Volt) beträgt, außerhalb einer ECU 101 angeschlossen. Das Potential der Massenelektrode entspricht dem der negativen Elektrode bzw. des Minuspols einer Batterie 5. Der positive Anschluß des Anlassers 3 ist durch ein Paar von Kontakten des Anlaufrelais 7 mit der positiven Elektrode bzw. dem Pluspol der Batterie 5 verbunden. Wenn ein Strom durch die Spule 9 des Anlaufrelais 7 fließt, wird das Anlaufrelais 7 eingeschaltet bzw. zieht es an, mit anderen Worten, die paarigen Kontakte des Anlaufrelais 7 werden miteinander kurzgeschlossen. Der eingeschaltete bzw. angezogene Zustand des Anlaufrelais 7 ermöglicht es, daß Energie aus der Batterie 5 dem Anlasser 3 zugeführt wird, um ihn in Betrieb zu setzen, was einen Beginn eines Andrehens eines Motors bewirkt.
  • Ein Ende der Spule 9 des Anlaufrelais 7 ist mit einem positiven STA-Anschluß (Starter bzw. Anlasser) 11 der ECU 101 verbunden, wobei der positive STA-Anschluß 11 so konfiguriert ist, daß er einen Stromfluß von der ECU 101 zu der Spule 9 ermöglicht. Das andere Ende der Spule 9 ist mit einem negativen STA-Anschluß 13 der ECU 101 verbunden, wobei der negative STA-Anschluß 13 so konfiguriert ist, daß ein Strom aus der Spule 9 in die ECU 101 gezogen wird.
  • Die ECU 101 ist mit einem Mikrocomputer 15 versehen, der wirksam ist, um verschiedene Aufgaben zur Steuerung des Motors auszuführen. Die ECU 101 ist mit einer Diode 17 zur Vermeidung einer Umkehr versehen, deren Kathode mit dem positiven STA-Anschluß 11 verbunden ist.
  • Die ECU 101 ist mit einem hochseitigen Transistor 21 versehen, der beispielsweise aus einem P-Kanal-MOSFET besteht. Der Drain des hochseitigen Transistors 21 ist mit der Anode der Diode 17 verbunden, und die Source desselben ist mit einer innerhalb der ECU 101 angeordneten Zündungsenergieversorgungsleitung bzw. Zündstromleitung 19 verbunden.
  • Die ECU 101 ist mit einer Diode 25 zum Absorbieren einer Rückflußenergie, deren Anode mit einer Masseleitung 23 innerhalb der ECU 101 verbunden ist und deren Kathode mit dem positiven STA-Anschluß 11 verbunden ist, aufgebaut bzw. versehen. Die ECU 101 ist mit einem Inverter 27 zusammengesetzt versehen, der mit dem Mikrocomputer 15 und dem Gate des hochseitigen Transistors 21 verbunden ist.
  • Der Inverter 27 ist wirksam, um eine Batteriespannung wie etwa eine Spannung des Pluspols der Batterie 5 an das Gate des hochseitigen Transistors 21 anzulegen, um ihn auszuschalten, wenn ein von dem Mikrocomputer 15 aus zugeführtes Treibersignal SdH einen niedrigen Pegel aufweist. Zusätzlich ist der Inverter 27 wirksam, um zu bewirken, daß die Spannung des Gates des hochseitigen Transistors 21 im wesentlichen 0 V beträgt, wenn das Treibersignal SdH einen hohen Pegel aufweist.
  • Die ECU 101 ist mit einem niedrigseitigen Transistor 31, welcher beispielsweise aus einem N-Kanal-MOSFET besteht, zusammengesetzt versehen. Der Drain des niederseitigen Transistors 31 ist mit dem negativen STA-Anschluß 13 verbunden, und die Source hiervon ist mit der Masseleitung 23 innerhalb der ECU 101 verbunden.
  • Die ECU 101 ist so konfiguriert, daß ein von dem Mikrocomputer 15 aus zugeführtes Treibersignal SdL zum Ansteuern des niederseitigen Transistors 31 an das Gate des niederseitigen Transistors 31 angelegt wird. Dies ermöglicht es, daß der niederseitige Transistor 31 sich während des Treibersignals SdH mit dem hohen Pegel in einem eingeschalteten bzw. Durchlaßzustand befindet und während des Treibersignals SdL mit dem niedrigen Pegel in einem ausgeschalteten bzw. Sperrzustand befindet.
  • Die Zündstromleitung 19 ist durch einen Zündschalter 29 des Fahrzeugs mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden, während sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet, so daß der Zündstromleitung 19 die Batteriespannung zugeführt wird. Die Masseleitung 23 ist konstant mit dem Minuspol der Batterie 5 verbunden. Im Übrigen stehen Bezugszeichen ⌾ jeweils für Anschlüsse einschließlich des positiven und des negativen STA-Anschlusses 11 und 13, der ECU 101 dar.
  • In der ECU 101 ermöglicht ein Einschalten des Zündschalters 29, daß eine Energieversorgungsschaltung (nicht näher dargestellt) dem Mikrocomputer 15 eine konstante Betriebsspannung zuführt, so daß der Mikrocomputer 15 Betriebsvorgänge aufnimmt. Nachdem Motorstarterfordernisse erfüllt worden sind, wie etwa daß ein Anlaßschalter (nicht näher dargestellt) in einem eingeschalteten Zustand gewesen ist, legt der Mikrocomputer 15 die Treibersignale SdH und SdL jeweils auf hohe Pegel fest, was sowohl den hochseitigen Transistor 21 als auch den niederseitigen Transistor 31 einschaltet.
  • Das Einschalten des hochseitigen Transistors 21 ermöglicht eine elektrische Verbindung der Zündstromleitung 19 mit dem positiven STA-Anschluß 11 durch den hochseitigen Transistor 21. Gleichermaßen ermöglicht das Einschalten des niederseitigen Transistors 31 eine elektrische Verbindung zwischen der Masseleitung 23 mit dem negativen STA-Anschluß 13 durch den niederseitigen Transistor 31.
  • Diese Verbindungen ermöglichen einen Stromfluß von dem Pluspol der Batterie 5 durch die Spule 9 über einen Weg. Der Weg besteht aus dem Zündschalter 29, der Zündstromleitung 19, dem hochseitigen Transistor 21, der Diode 17, dem positiven STA-Anschluß 11, der Spule 9, dem negativen STA-Anschluß 13, dem niederseitigen Transistor 31, der Masseleitung 23 und dem Minuspol der Batterie 5. Der durch die Spule 9 fließende Strom bewirkt, daß das Anlaufrelais 7 einschaltet bzw. anzieht, was dazu führt, daß der Anlasser 3 in Betrieb gesetzt wird. Die Inbetriebnahme des Anlassers 3 bewirkt den Start des Motors.
  • In der ECU 101 kann auch bei Auftreten eines Fehlers, bei welchem der positive STA-Anschluß 11 mit der Batteriespannung kurz geschlossen wird, ein Ausschalten des mit dem negativen Anschluß 13 verbundenen niederseitigen Transistors 31 in normalen Betriebsvorgängen den Stromfluß in die Spule 9 verhindern. Gleichermaßen kann bei Auftreten eines Fehlers, bei welchem der negative STA-Anschluß 13 mit der Massespannung kurzgeschlossen wird, ein Ausschalten des mit dem positiven Anschluß 11 verbundenen hochseitigen Transistors 21 normalerweise den Stromfluß in die Spule 9 verhindern. Dies ermöglicht eine Erregung und eine Entregung der Spule 9, mit anderen Worten die Steuerung des Anziehens und Abfallens des Anlaufrelais 7 wie in dem Fall unter normalen Betriebsbedingungen der ECU 101.
  • Zusätzlich kann auch bei Auftreten eines Einschaltfehlers, bei welchem entweder der hochseitige oder der niederseitige Transistor 21 und 31 sich konstant in eingeschaltetem Zustand befindet, ein Ein- und Ausschalten des anderen des hochseitigen und niederseitigen Transistors 21 und 31 die Erregung und Entregung der Spule 9 steuern. Die Konfiguration der ECU 101 mit sowohl dem hochseitigen als auch dem niederseitigen Transistor ermöglicht eine Verbesserung seines Ansprechverhaltens gegenüber der Konfiguration mit entweder einem hochseitigen Schaltelement oder einem niederseitigen Schaltelement.
  • Darüber hinaus sind zur Ausführung einer Fehlerdiagnose der Treiberschaltung (ECU 101) zum Ansteuern des Anlaufrelais 7 ein Pull-up-(Pull-in)-Widerstand bzw. Endwiderstand 33 und ein Pull-down-Widerstand 35 in der ECU 101 vorgesehen. Der Pull-up-Widerstand 33 ist so angeordnet, daß er zwischen der Zündstromleitung 19 und einem Stromweg zwischen dem positiven STA-Anschluß 11 und dem hochseitigen Transistor 21 angeschlossen ist. Insbesondere befindet sich in 4 der Stromweg zwischen dem Drain des hochseitigen Transistors 21 und der Anode der Diode 17.
  • Der Pull-down-Widerstand 35 ist so angeordnet, daß er zwischen der Masseleitung 23 und einem Stromweg zwischen dem negativen STA-Anschluß 13 und dem Drain des niederseitigen Transistors 31 angeschlossen ist. Sowohl der Pull-up- als auch der Pull-down-Widerstand 33 und 35 weist einen hinreichend hohen Widerstandswert auf, der zwischen einigen wenigen Kiloohm (kΩ) und einigen zehn Kiloohm (kΩ) reicht, um einen Stromfluß durch die Widerstände 33 und 35 zu verhindern, während sich die Transistoren 21 und 31 im ausgeschalteten Zustand befinden.
  • Zusätzlich weist die ECU 101 eine erste Pegelbestimmungsschaltung 37 auf. Die erste Pegelbestimmungsschaltung 37 ist so konfiguriert, daß sie eine Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 in Abhängigkeit davon, ob die Drainspannung VmH höher als eine vorbestimmte Bestimmungsspannung VjH ist, in ein Binärsignal mit hohen und niedrigen Pegeln umwandelt. Die erste Pegelbestimmungsschaltung 37 ist wirksam, um das Binärsignal durch eine Signalleitung L1 als ein hochseitiges Monitorsignal bzw. Überwachungssignal SmH in den Mikrocomputer 15 einzuspeisen.
  • Gleichermaßen weist die ECU 101 eine zweite Pegelbestimmungsschaltung 39 auf. Die zweite Pegelbestimmungsschaltung 39 ist so konfiguriert, daß sie eine Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 in Abhängigkeit davon, ob die Drainspannung VmL höher als eine vorbestimmte Bestimmungsspannung VjL ist, in ein Binärsignal mit hohen und niedrigen Pegeln umwandelt. Die zweite Pegelbestimmungsschaltung 39 ist wirksam, um das Binärsignal durch eine Signalleitung L2 als ein niederseitiges Überwachungssignal SmL in den Mikrocomputer 15 einzuspeisen.
  • Hier ist der Widerstandswert des Widerstands 33 als R33 dargestellt, der Widerstandswert des Widerstands 35 ist als R35 dargestellt, die Batteriespannung ist als Vbat dargestellt, und die Vorwärtsspannung bzw. Durchlaßspannung der Diode 17 ist als Vf dargestellt. Zusätzlich wird angenommen, daß der Widerstandswert der Spule 9 verschwindend geringer als diejenigen der Widerstände 33 und 35 sei. Beispielsweise sei der Widerstandswert der Spule 9 näherungsweise einige hundert Mal niedriger als jeder Widerstandswert jedes der Widerstände 33 und 35.
  • Wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 im ausgeschalteten Zustand befindet, sind ein Wert der Spannung VmH des Drain des hochseitigen Transistors 21, der als VmHof dargestellt ist, und der das Drain des niederseitigen Transistors 31, der als VmLof dargestellt ist, als die nachstehenden Gleichungen dargestellt: VmHof = (Vbat – Vf) × R35/(R33 + R35) + Vf (1) VmLof = (Vbat – Vf) × R35/(R33 + R35) (2)
  • Die Bestimmungsspannung VjH ist höher als die Vorwärtsspannung Vf und niedriger als der Wert VmHof für die Situationen, in denen die Batteriespannung Vbat den kleinsten Auslegungswert, beispielsweise 8 V, annimmt; mit anderen Worten, die Bestimmungsspannung VjH ist niedriger als ein Minimalwert von VmHof. Wenn die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 höher als die Bestimmungsspannung VjH ist, bestimmt die erste Pegelbestimmungsschaltung 37, daß die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 hoch ist, wobei sie das in den Mikrocomputer 15 eingegebene hochseitige Überwachungssignal SmH auf den hohen Pegel festlegt.
  • Wenn andererseits die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 gleich oder niedriger als die Bestimmungsspannung VjH ist, bestimmt die erste Pegelbestimmungsschaltung 37, daß die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 niedrig ist, wobei sie das in den Mikrocomputer 15 eingegebene hochseitige Überwachungssignal SmH auf einen niedrigen Pegel festlegt.
  • Gleichermaßen ist die Bestimmungsspannung VjL höher als 0 V und niedriger als der Wert VmLof für die Situationen, in denen die Batteriespannung Vbat der kleinste Auslegungswert ist; mit anderen Worten, die Bestimmungsspannung VjH ist niedriger als der Minimalwert von VmLof. Wenn die Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 höher als die Bestimmungsspannung VjL ist, bestimmt die zweite Pegelbestimmungsschaltung 39, daß die Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 hoch ist, wobei sie das in den Mikrocomputer 15 eingegebene niederseitige Überwachungssignal SmL auf den hohen Pegel festlegt.
  • Wenn dagegen die Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 gleich oder niedriger als die Bestimmungsspannung VjL ist, bestimmt die zweite Pegelbestimmungsschaltung 39, daß die Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 niedrig ist, wobei sie das in den Mikrocomputer 15 eingegebene niederseitige Überwachungssignal SmL auf den niedrigen Pegel festlegt. Im Übrigen kann jede der Bestimmungsspannungen VjH und VjL der Pegelbestimmungsschaltung 37 bzw. 39 Hystereseeigenschaften aufweisen.
  • Die Beziehung zwischen Fehlerarten in der Schaltung zum Ansteuern des Anlaufrelais 7 und jedem Pegel jedes der Überwachungssignale SmH und SmL, wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich sowohl der hochseitige als auch der niederseitige Transistor 21 und 31 in dem ausgeschalteten Zustand befindet, ist in nachstehender Tabelle 1 dargestellt. TABELLE 1
    [1] [2] [3] [4] [5]
    NORMAL/FEHLERMODUS NORMAL ANSCHLUSS STA+ AN BATTERIE ANSCHLUSS STA– AN BATTERIE ANSCHLUSS STA+ AUF MASSE ANSCHLUSS STA– AUF MASSE
    SmH (VmH) H H H L L
    SML (VmL) H H H L L
    ANLASSSTEUERUNG MÖGLICH MÖGLICH NICHT MÖGLICH NICHT MÖGLICH MÖGLICH
    NORMAL/FEHLERMODUS [6] [7] [8] [9]
    ANSCHLUSS STA+ OFFEN ANSCHLUSS STA– OFFEN EINSCHALTFEHLER HOCHSEITIGER TRANSISTOR EINSCHALTFEHLER NIEDERSEITIGER TRANSISTOR
    SmH (VmH) H H H L
    SmL (VmL) L L H L
    ANLASSSTEUERUNG NICHT MÖGLICH NICHT MÖGLICH MÖGLICH MÖGLICH
  • In der Tabelle 1 stellt ein Bezugszeichen ”H” den hohen Pegel dar und stellt das Bezugszeichen ”L” den niedrigen Pegel dar. Zusätzlich stellt in der Tabelle 1 und der nachstehenden Beschreibung der Ausdruck ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] einen Fehler dar, bei welchem der positive STA-Anschluß 11 mit der Batteriespannung kurzgeschlossen ist. Gleichermaßen stellt der Ausdruck ”Anschluß STA– an Batterie” in dem Fehlermodus [3] einen Fehler dar, bei welchem der negative STA-Anschluß 13 mit der Batteriespannung kurz geschlossen ist.
  • Zusätzlich stellt in der Tabelle 1 und der nachstehenden Beschreibung der Ausdruck ”Anschluß STA+ auf Masse” in dem Fehlermodus [4] einen Fehler dar, bei welchem der positive STA-Anschluß 11 mit der Massespannung kurzgeschlossen ist. Gleichermaßen stellt der Ausdruck ”Anschluß STA– auf Masse” in dem Fehlermodus [5] einen Fehler dar, bei welchem der negative STA-Anschluß 13 mit der Massespannung kurz geschlossen ist.
  • Ferner bezeichnet der Ausdruck ”Anschluß STA+ offen” in dem Fehlermodus [6] einen Leerlauf des positiven STA-Anschlusses 11 aufgrund beispielsweise einer Unterbrechung zwischen dem positiven STA-Anschlusses 11 und der Spule 9, eines Bruchs in der Spule 9 oder dergleichen. Gleichermaßen bezeichnet der Ausdruck ”Anschluß STA– offen” in dem Fehlermodus [7] einen Leerlauf des negativen STA-Anschlusses 13 aufgrund beispielsweise einer Unterbrechung zwischen dem positiven STA-Anschlusses 13 und der Spule 9, eines Bruchs in der Spule 9 oder dergleichen.
  • Desweiteren steht der Ausdruck ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] für einen Fehler, bei welchem sich der hochseitige Transistor 21 konstant in einem eingeschalteten Zustand befindet, und der Ausdruck ”Einschaltfehler niederseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [9] stellt einen Fehler dar, bei welchem sich der niederseitige Transistor 31 konstant in einem eingeschalteten Zustand befindet.
  • Im Gegensatz dazu stellt der Normalmodus [1] einen Normalzustand der ECU 101 für das Anlaufrelais 7 ohne einen Fehler in den Fehlermoden [2] bis [9] dar.
  • Das Wort ”möglich” in der unteren Zeile der Tabelle 1 bedeutet, daß es möglich ist, daß die ECU 101 den Anlasser 3 steuert, daß heißt, die Ein- und Aus-Steuerung des Anlaufrelais 7 ausführt. Zusätzlich bedeutet der Ausdruck ”nicht möglich” in der unteren Zeile der Tabelle 1, daß die ECU 101 den Anlasser 3 nicht steuern kann, d. h., die Ein/Aus-Steuerung des Anlaufrelais 7 nicht ausführen kann.
  • Insbesondere wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in dem ausgeschalteten Zustand befindet, liest der Mikrocomputer 5 die Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH und des niedrigseitigen Überwachungssignals SmL. Auf der Grundlage der gelesenen Pegel des hochseitigen und des niederseitigen Überwachungssignals SmH und SmL erfaßt der Mikrocomputer 15 jeden der Fehler in den Fehlermoden [2] bis [9].
  • Wenn beispielsweise der Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH hoch ist und der des niederseitigen Überwachungssignals SmL niedrig ist, bestimmt der Mikrocomputer 15, daß einer der Fehler ”Anschluß STA+ offen” in dem Fehlermodus [6] oder der Fehler ”Anschluß STA– offen” in dem Fehlermodus [7] auftritt.
  • Gleichermaßen bestimmt der Mikrocomputer 15, wenn der Motor auch in einem Fall eines Einschaltens der Transistoren 21 und 31 nicht startet und sowohl der Pegel des hochseitigen als auch des niederseitigen Überwachungssignals SmH und SmL niedrig ist, daß ein Fehler ”Anschluß STA+ auf Masse” in dem Fehlermodus [4] auftritt.
  • In der vorstehend dargestellten ECU 101 ist jedoch, wie in den Moden [1], [2] und [8] gezeigt, der Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH der gleiche wie der des niederseitigen Überwachungssignals SmL in jedem Fall, in dem die ECU 101 in dem Normalmodus [1] normal arbeitet oder in dem entweder der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] oder der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] aufgetreten ist. Zusätzlich kann auch dann, wenn entweder der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] oder ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt, die Ein/Aus-Steuerung des Anlaufrelais 7 auf der Grundlage der Ein/Aus-Steuerung des niederseitigen Transistors 31 ausgeführt werden.
  • Dies kann eine Schwierigkeit in der Erfassung eines Auftretens des Fehlers ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] bewirken. Demzufolge ist es möglich, daß ein Benutzer wie etwa ein Fahrer nach Auftreten des Fehlers ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] oder ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] die Benutzung eines Fahrzeugs, in welchem die in 4 gezeigte Schaltung eingebaut ist, fortgesetzt hat.
  • Im Übrigen macht, wie in dem Fehlermodus [3] der Tabelle 1 gezeigt, ein Auftreten des Fehlers ”Anschluß STA– an Batterie” die Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL einander gleich. In diesem Fall ist es jedoch schwierig, das Anlaufrelais 7 einzuschalten, so daß der Motor nicht startet, erlaubt diese Situation eine Erfassung und Identifizierung des Fehlers ”Anschluß STA– an Batterie”.
  • Die JP 2013-181458 A behandelt eine weitere Diagnose einer Relaisansteuerung.
  • Die DE 198 11 176 A1 beschreibt eine Diagnosefunktion für durchlegierte Treiber, jedoch ohne entsprechende Pull-up-, sowie Pull-down-Elemente.
  • Die DE 195 32 484 A1 zeigt eine Fehlererkennung in einem elektronischen Relais.
  • Die DE 101 55 111 A1 behandelt eine Diagnoseeinrichtung für einen Leistungsbaustein.
  • Die DE 102 39 150 A1 beschreibt eine Diagnoseeinrichtung zur Startverhinderung bei Fehlern in der Ansteuerung.
  • KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
  • Die vorliegende Erfindung ist so gemacht worden, daß wenigstens eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais bereitstellt, die in der Lage ist, mehr Fehlermoden zu erfassen. Insbesondere stellt wenigstens eine bevorzugte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais bereit, die in der Lage ist, die Fehlermoden ”Anschluß STA+ an Batterie” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” unterscheidbar bzw. eindeutig zu erfassen.
  • Gemäß einem Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage einer Betätigung bzw. eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit einem positiven Anschluß bzw. Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist einen mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbundenen hochseitigen Anschluß und einen mit dem anderen Ende der Spule verbundenen niederseitigen Anschluß auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist ein hochseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündungsenergieversorgungs- bzw. Zündstromleitung angeschlossen ist, und ein niederseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem negativen Anschluß bzw. Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist, auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist ein zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-up-Element und ein zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-down-Element auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist eine Fehlererfassungseinheit auf, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage einer Spannung der zweiten Ausgangsleitung, wenn sich der Zündschalter in einer ausgeschalteten Stellung befindet, bestimmt, ob ein Fehler aufgetreten ist, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist.
  • Gemäß einem anderen Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage einer Betätigung bzw. eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit einem positiven Anschluß bzw. Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist einen mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbundenen hochseitigen Anschluß und einen mit dem anderen Ende der Spule verbundenen niederseitigen Anschluß auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist ein hochseitiges Schaltelement auf, das einen Steueranschluß aufweist und zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündungsenergieversorgungs- bzw. Zündstromleitung angeschlossen ist. Die Anlaufrelais-Steuerschaltung weist ein niederseitiges Schaltelement auf, welches einen Steueranschluß aufweist und zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem negativen Anschluß bzw. Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist ein zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-up-Element und ein zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-down-Element sowie eine mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung, dem Steueranschluß des hochseitigen Schaltelements verbundene Fehlererfassungseinheit auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist eine Fehlererfassungseinheit auf, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung, dem Steueranschluß des hochseitigen Schaltelements und dem Steueranschluß des niederseitigen Schaltelements verbunden ist. Die Fehlererfassungseinheit ist so konfiguriert, daß sie in Reaktion auf ein Einschalten des Zündschalters das zweite Schaltelement einschaltet, wobei das erste Schaltelement ausgeschaltet bleibt, um zu bestimmen, ob sich der Anlasser dreht; und ein Auftreten eines beliebigen eines ersten Fehlers, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist, und eines zweiten Fehlers, bei welchem sich das erste Schaltelement konstant im eingeschalteten Zustand befindet, bestimmt, wenn bestimmt wird, daß sich der Anlasser dreht.
  • Gemäß einem weiteren Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung wird eine Steuerungsschaltung für ein Anlaufrelais für ein Fahrzeug bereitgestellt. Das Fahrzeug beinhaltet ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage einer Betätigung bzw. eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit einem positiven Anschluß bzw. Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist einen mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbundenen hochseitigen Anschluß, einen mit dem anderen Ende der Spule verbundenen niederseitigen Anschluß und ein hochseitiges Schaltelement auf, das einen Steueranschluß aufweist und zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündungsenergieversorgungs- bzw. Zündstromleitung angeschlossen ist. Die Anlaufrelais-Steuerschaltung weist ein niederseitiges Schaltelement auf, welches einen Steueranschluß aufweist und zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem negativen Anschluß bzw. Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist ein zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-up-Element und ein zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossenes Pull-down-Element auf. Die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung weist eine Fehlererfassungseinheit auf, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung, dem Steueranschluß des hochseitigen Schaltelements und dem Steueranschluß des niederseitigen Schaltelements verbunden ist. Die Fehlererfassungseinheit ist so konfiguriert, daß sie das erste und das zweite Schaltelement einschaltet, um zu bestimmen, ob sich der Anlasser dreht. Die Fehlererfassungseinheit ist so konfiguriert, daß sie das erste Schaltelement ausschaltet, wobei das zweite Schaltelement eingeschaltet bleibt, wenn bestimmt wird, daß sich der Anlasser dreht, und einen Pegel eines ersten Überwachungssignals durch die erste Ausgangsleitung und einen Pegel eines zweiten Überwachungssignals durch die zweite Ausgangsleitung liest. Die Fehlererfassungseinheit ist so konfiguriert, daß sie irgendeinen eines ersten Fehlers, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist, und eines zweiten Fehlers, bei welchem sich das erste Schaltelement konstant im eingeschalteten Zustand befindet, auf der Grundlage der gelesenen Pegel des ersten und des zweiten Überwachungssignals erfaßt.
  • KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
  • Die Gesichtspunkte der Erfindung werden aus der nachstehenden Beschreibung von Ausführungsformen mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen ersichtlich werden, in welchen:
  • 1 ein Schaltbild einer Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
  • 2 ein Flußdiagramm ist, welches Betriebsvorgänge eines Mikrocomputers gemäß der ersten Ausführungsform schematisch darstellt;
  • 3 ein Flußdiagramm ist, welches Betriebsvorgänge eines Mikrocomputers gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt; und
  • 4 ein Schaltbild einer Anlaufrelais-Steuerungsschaltung mit einer ECU gemäß einem verwandten Stand der Technik der vorliegenden Erfindung ist.
  • GENAUE BESCHREIBUNG VON AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
  • Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben werden. In jeder Ausführungsform ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) in einem Fahrzeug installiert und dient als eine Motorsteuerungseinheit, die wirksam ist, einen gesamten Motor des Fahrzeugs zu steuern. Insbesondere konzentrieren sich in jeder Ausführungsform Beschreibungen auf Steuerungsvorgänge der ECU beim Starten des Motors.
  • Erste Ausführungsform
  • 1 ist ein Schaltbild einer ECU als einer Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Im Übrigen sind einige in 1 dargestellte Elemente und Signale, die im wesentlichen identisch mit den in 4 dargestellten sind, mit den gleichen Bezugszeichen der entsprechenden in 4 dargestellten Elemente und Signale gekennzeichnet. Beschreibungen einiger in 1 dargestellter Elemente und Signale, die mit den gleichen Bezugszeichen der entsprechenden in 4 dargestellten Elemente und Signale gekennzeichnet sind, werden daher weggelassen oder vereinfacht.
  • Wie in 1 dargestellt, ist der negative Anschluß eines Anlassers 3 des Motors konstant mit einer Masseelektrode (GND), deren Potential 0 V beträgt, außerhalb einer ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung verbunden. Das Potential der Masseelektrode entspricht dem der negativen Elektrode bzw. des Minuspols einer Batterie 5. Der positive Anschluß des Anlassers 3 ist durch ein Paar von Kontakten des Anlaufrelais 7 mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden. Ein durch die Spule 9 des Anlaufrelais 7 fließender Strom ermöglicht ein Anziehen des Anlaufrelais 7, mit anderen Worten, ein Kurzschließen der paarigen Kontakte des Anlaufrelais 7 miteinander. Der angezogene Zustand des Anlaufrelais 7 erlaubt eine Zufuhr von Energie bzw. Strom aus der Batterie 5 an den Anlasser 3, um diesen in Betrieb zu setzen, was bewirkt, daß ein Motor anläuft.
  • Ein Ende der Spule 9 des Anlaufrelais 7 ist mit einem positiven STA-Anschluß 11 der ECU 1 verbunden, wobei der positive STA-Anschluß 11 so konfiguriert ist, daß er einen Stromfluß aus der ECU 1 in die Spule 9 ermöglicht. Das andere Ende der Spule 9 ist mit einem negativen STA-Anschluß 13 der ECU 1 verbunden, wobei der negative Anschluß 13 so konfiguriert ist, daß ein Strom aus der Spule 9 in die ECU 1 gezogen werden kann.
  • Die ECU 1 ist mit einem Mikrocomputer 15 versehen, der beispielsweise aus CPU, RAMs (Arbeitsspeichern) 15a, auf jeden von welchen die CPU zugreifen kann, einer Eingabe/Ausgabe-(IO)-Schnittstelle und dergleichen aufgebaut ist. Die RAMs 15a beinhalten wenigstens einen Standby- bzw. Bereitschafts-RAM 15a1, um darin kontinuierlich zu haltende Daten zu speichern. Der Mikrocomputer 15 ist wirksam, um vielfältige Aufgaben zur Steuerung des Motors auszuführen.
  • In der ersten Ausführungsform sind erste Tabellendaten T1, die für die Tabelle 1 stehen, vorab in einem der RAMs 15a gespeichert.
  • Die ECU 1 ist auch mit einer Diode 17, einer Zündungsenergieversorgungs- bzw. Zündstromleitung 19, einem hochseitigen Transistor 21, einer Diode 25, einem Inverter 27, einem niederseitigen Transistor 31, einem Pull-up-Widerstand 33 und einem Pull-down-Widerstand 35 versehen, welche im wesentlichen die gleichen wie die vorstehenden, in 4 dargestellten Elemente sind.
  • Zusätzlich zu den Elementen ist die ECU 1 mit einer Energie- bzw. Stromversorgungsschaltung 41 versehen.
  • Die Stromversorgungsschaltung 41 ist durch einen Anschluß T1 der ECU 1 mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden. Die Energieversorgungsschaltung 41 ist auch durch einen Anschluß T2 mit einem Hauptrelais 43, das außerhalb der ECU 1 angeordnet ist, zur Stromeinspeisung verbunden. Die Energieversorgungsschaltung 41 ist so konfiguriert, daß ihr konstant eine Batteriespannung Vbat an dem Pluspol der Batterie 5 zugeführt wird. Die Energieversorgungsschaltung 41 ist so konfiguriert, daß sie konstant eine Unterversorgungsspannung Vos von beispielsweise 3,3 V erzeugt, wodurch dem Mikrocomputer 15 die Unterversorgungsspannung zugeführt wird. Die Unterversorgungsspannung Vos wird verwendet, um in dem Bereitschafts-RAM 15a1 gespeicherte Daten zu halten.
  • Wenn der Zündschalter 29 sich in der ON-Stellung befindet oder ein Energieversorgungshaltesignal wie etwa ein Spannungssignal SP, das aus dem Mikrocomputer 15 ausgegeben wird, einen hohen Pegel von beispielsweise 5 V aufweist, ist die Batteriespannung Vbat so konfiguriert, daß sie der Energieversorgungsschaltung 41 durch das Hauptrelais 43 und einen Anschluß T2 der ECU 1 zugeführt wird. Nachstehend wird die von dem Pluspol der Batterie 5 durch das Hauptrelais 43 und den Anschluß T2 der Energieversorgungsschaltung 41 zugeführte Batteriespannung als ”Batteriespannung VB” bezeichnet.
  • Im Gegensatz dazu wird die von dem Pluspol der Batterie 5 durch den Anschluß T1 ohne Durchlaufen des Hauptrelais 43 der Energieversorgungsschaltung 41 zugeführte Batteriespannung, d. h., die Spannung des Pluspols der Batterie 5 selbst als ”Batteriespannung Vbat” bezeichnet. Die Energieversorgungsschaltung 41 ist so konfiguriert, daß sie eine Hauptversorgungsspannung Vom von beispielsweise 5 V auf der Grundlage der Batteriespannung VB erzeugt, so daß die Hauptversorgungsspannung Vom an den Mikrocomputer 15 ausgegeben wird.
  • Die Energieversorgungsschaltung 41 weist eine Einschalt-Rückstellfunktion zum Ausgeben eines Rückstellsignals an den Mikrocomputer 15 für eine sehr kurze Zeitdauer zu Beginn der Ausgebens der Hauptversorgungsspannung Vom auf; diese sehr kurze Zeitdauer ermöglicht eine Stabilisierung der Hauptversorgungsspannung Vom. Insbesondere nachdem dem Mikrocomputer 15 kein Rückstellsignal zugeführt wird, mit anderen Worten, nachdem die Hauptversorgungsspannung Vom stabilisiert ist, ist der Mikrocomputer 15 so konfiguriert, daß er aus seinem Anfangszustand hochfährt, um Betriebsvorgänge auf der Grundlage der stabilisierten Hauptversorgungsspannung Vom zu beginnen.
  • Darüber hinaus ist die ECU 1 mit einem Pull-down-Widerstand 45 und einer ersten Eingangsschaltung 47 versehen.
  • Der Pull-down-Widerstand 45 ist zwischen der Masseleitung 23 und der durch den Zündschalter 29 mit dem Pluspol der Batterie 5 verbundenen Zündstromleitung 19 angeschlossen. Der Pull-down-Widerstand 45 ist so konfiguriert, daß er die Zündleitung 19 auf die Massespannung bzw. das Massepotential herunterzieht. Die erste Eingangsschaltung 47 ist zwischen einem Punkt der Zündleitung 19, mit welchem der Pull-down-Widerstand 45 verbunden ist, und dem Mikrocomputer 15 angeschlossen.
  • Die erste Eingangsschaltung 47 ist so konfiguriert, daß sie eine Spannung VIG der Zündstromleitung 19 in ein Signal IGSW (Zündschalter), dessen hoher Pegel 5 V und dessen niedriger Pegel 0 V beträgt, umwandelt, wodurch das Signal IGSW in den Mikrocomputer 15 eingegeben wird. Insbesondere ermöglicht der Pull-down-Widerstand 45, daß sich das Signal IGSW in einem eingeschalteten Zustand befindet, während sich der Zündschalter 29 in der OFF-Stellung befindet, und sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet, während sich der Zündschalter 29 sich in der ON-Stellung befindet.
  • Desweiteren ist die ECU 1 mit einer Signalleitung 51, einem Pull-down-Widerstand 53 und einer zweiten Eingangsschaltung 55 versehen.
  • Die Signalleitung 51 ist zwischen einem Anschluß T4 der ECU 1 und dem Mikrocomputer 15 angeschlossen. Insbesondere ist die Signalleitung 51 durch den Anschluß T4 und einen Anlaßschalter 49 mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden. Ein Fahrer des Fahrzeugs kann den Anlaßschalter 49 beim Starten des Motors betätigen, um ihn einzuschalten. Der Pull-down-Widerstand 53 ist zwischen der Masseleitung 23 und der Signalleitung 51 angeschlossen. Die zweite Eingangsschaltung 55 ist so konfiguriert, daß sie eine Spannung der Signalleitung 51 in ein Anlaßschaltersignal umwandelt, dessen hoher Pegel 5 V und dessen niedriger Pegel 0 V beträgt, wodurch das Anlaßschaltersignal in den Mikrocomputer 15 eingegeben wird.
  • Insbesondere ermöglicht der Pull-down-Widerstand 53, daß sich das Anlaßschaltersignal in dem eingeschalteten Zustand befindet, während sich der Anlaßschalter 49 in der OFF-Stellung befindet, und sich in einem ausgeschalteten Zustand befindet, während sich der Anlaßschalter 49 in der ON-Stellung befindet.
  • Die ECU 1 ist mit einer dritten Eingangsschaltung 59 versehen. Die dritte Eingangsschaltung 59 ist so konfiguriert, daß sie ein Rotationsimpulssignal empfängt, dessen Impulsintervall beispielsweise von einem Drehwinkel einer Kurbelwelle des Motors abhängt; dieses Rotationsimpulssignal wird von einem Kurbelwellensensor 57 aus eingespeist. Die dritte Eingangsschaltung 59 ist so konfiguriert, daß sie die Wellenform des Rotationsimpulssignals formt, um es in den Mikrocomputer 15 einzugeben. Im Übrigen ist die Masseleitung 23 innerhalb der ECU 1 mit der Masseelektrode (GND), deren Potential 0 V beträgt, durch einen Anschluß T5 verbunden.
  • Zusätzlich ist die ECU 1 mit einer Hauptrelaisein/aus-Steuerungseinheit versehen, die aus einer Diode 63, einem NPN-Transistor 65 sowie einer Hauptrelais-Steuerungsschaltung 67 zusammengesetzt ist.
  • Das Hauptrelais 43 weist eine Spule 61 auf, deren eines Ende mit dem Pluspol der Batterie 5 verbunden ist; das andere Ende der Spule 61 ist durch einen Anschluß T6 mit der Anode der Diode 63 verbunden. Die Kathode der Diode 63 ist mit dem Kollektor des NPN-Transistors 65 verbunden, dessen Emitter mit der Masseleitung 23 verbunden ist. Ein eingeschalteter Zustand des NPN-Transistors 65 ermöglicht einen Stromfluß durch die Spule 61 des Hauptrelais 43.
  • Die Hauptrelais-Steuerungsschaltung 67 ist mit der Basis des NPN-Transistors 65, der Zündstromleitung 19 und dem Mikrocomputer 15 verbunden. Die Hauptrelais-Steuerungsschaltung 67 ist so konfiguriert, daß sie den NPN-Transistor 65 einschaltet, wenn die Spannung VIG der Zündstromleitung 19 die Batteriespannung Vbat annimmt oder das der Hauptrelais-Steuerungsschaltung 67 von dem Mikrocomputer 15 aus zugeführte Energieversorgungs-Haltesignal SP auf den hohen Pegel wechselt. Der eingeschaltete Zustand des NPN-Transistors 65 ermöglicht den Stromfluß durch die Spule 61, was ein Anziehen des Hauptrelais 43 bewirkt, mit anderen Worten, was bewirkt, daß ein Paar von Kontakten des Hauptrelais 43 miteinander kurz geschlossen wird.
  • Die vorstehende Konfiguration ermöglicht es, daß das Hauptrelais 43 eingeschaltet gehalten wird, während sich der Zündschalter 29 in der eingeschalteten Stellung befindet oder sich das Energieversorgungshaltesignal SP auf dem hohen Pegel befindet. Der angezogene Zustand des Hauptrelais 43 ermöglicht eine Zufuhr der Batteriespannung VB an die Energieversorgungsschaltung 41, was es der Energieversorgungsschaltung 41 erlaubt, die Hauptversorgungsspannung Vom an den Mikrocomputer 15 auszugeben. Im Übrigen ist die Diode 63 vorgesehen, um zu verhindern, daß eine umgekehrte Spannung an den Transistor 65 angelegt wird, wenn die Batterie 5 so angeschlossen wird, daß die Polarität der Batterie 5 vertauscht ist.
  • Zusätzlich ist die ECU 1 mit einem Widerstand 36 versehen, der zwischen dem Drain des niederseitigen Transistors 31 und einem Ende des Widerstands 35, dessen anderes Ende durch einen Verbindungspunkt CP1 über den Widerstand 35 mit der Masseleitung 23 verbunden ist, angeschlossen ist. Die Widerstände 35 und 36 dienen als ein Pull-down-Widerstand, der den Stromweg zwischen dem negativen STA-Anschluß 13 und dem Drain des niederseitigen Transistors 31 auf die Masseleitung 23 herunterzieht. Zusätzlich dienen die Widerstände 35 und 36 als ein Spannungsteiler, der die Drainspannung VmL des niederseitigen Transistors 31 teilt.
  • Darüber hinaus ist die ECU 1 mit einem Widerstand 71 versehen, an welchem die Hauptversorgungsspannung Vom angelegt ist. Die ECU 1 ist mit einer Schmitt-Trigger-Pufferschaltung 73, deren Ausgangsanschluß durch die Signalleitung L1, durch welche ein hochseitiges Überwachungssignal SmH an den Mikrocomputer 15 gesendet wird, mit dem Mikrocomputer 15 verbunden ist. Der Widerstand 71 ist mit der Signalleitung L1 verbunden und so konfiguriert, daß er die Signalleitung L1 auf die Hauptversorgungsspannung Vom heraufzieht.
  • Die Schmitt-Trigger-(Hysterese)-Pufferschaltung 73 ist mit dem Drain des hochseitigen Transistors 21 verbunden und so konfiguriert, daß sie den Ausgangsanschluß in einen Zustand hoher Impedanz bringt, wenn die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 gleich oder höher als ein konstanter hochpegeliger Bestimmungsspannungswert Va ist.
  • Wenn die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 niedriger als ein konstanter niedrigpegeliger Bestimmungsspannungswert Vb ist, der kleiner als der Spannungswert Va ist, ist die Schitt-Trigger-Pufferschaltung 73 so konfiguriert, daß sie den Ausgangsanschluß auf die Masseleitung 23 leitet.
  • Wenn die Gleichung ”Drainspannung VmH ≥ Spannungswert Va” erfüllt ist, nimmt das hochseitige Überwachungssignal SmH, das dem Mikrocomputer 15 zugeführt wird, den hohen Pegel an, der der Hauptversorgungsspannung Vom entspricht. Wenn im Gegensatz dazu die Gleichung ”Drainspannung VmH ≤ Spannungswert Vb” erfüllt ist, nimmt das hochseitige Überwachungssignal SmH, das dem Mikrocomputer 15 zugeführt wird, den niedrigen Pegel entsprechend 0 V an.
  • Insbesondere bestimmt die ECU 1, daß die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21, die einer Spannung in einem Stromflußweg auf der Seite des positiven STA-Anschlusses durch die Spule 9 entspricht, hoch ist, wenn die Gleichung ”VmH ≥ Va > Vb” erfüllt ist. Im Gegensatz dazu bestimmt die ECU 1, daß die Drainspannung VmH des hochseitigen Transistors 21 niedrig ist, wenn die Gleichung ”VmH ≤ Vb < Va” erfüllt ist.
  • Desweiteren ist die ECU 1 mit einem Paar von Widerständen 75 und 77 zur Spannungsteilung versehen. Ein Ende des Widerstands 75 und das des Widerstands 77 sind durch einen Verbindungspunkt CP2 in Reihe miteinander verbunden. Die Batteriespannung VB ist so konfiguriert, daß sie dem anderen Ende des Widerstands 75 zugeführt wird, und das andere des Widerstands 77 ist mit der Masseleitung 23 verbunden. Die Widerstandswerte der Widerstände 75 und 77 sind einander gleich, was es ermöglicht, daß die Widerstände 75 und 77 die Batteriespannung VB in ”VB/2” teilen.
  • Die ECU 1 ist auch mit einem Komparator 79 versehen, der einen Ausgangsanschluß, einen nichtinvertierenden Eingangsanschluß (positiven Anschluß) und einen invertierenden Eingangsanschluß (negativen Anschluß) aufweist. Der Ausgangsanschluß des Komparators 79 ist durch die Signalleitung L2 mit dem Mikrocomputer 15 verbunden. Der invertierende Anschluß des Komparators 79 ist mit dem Verbindungspunkt CP2 verbunden, was es ermöglicht, daß dem invertierenden Anschluß des Komparators 79 die geteilte Spannung ”VB/2” als eine Bestimmungsspannung zugeführt wird.
  • Der nichtinvertierende Anschluß des Komparators 79 ist mit einem Verbindungspunkt CP1 zwischen den Widerständen 35 und 36 verbunden, was es ermöglicht, daß eine an dem Verbindungspunkt CP1 entwickelte Spannung VmLd an den nichtinvertierenden Anschluß des Komparators 79 angelegt wird.
  • Darüber hinaus ist die ECU 1 mit einem Widerstand 81 versehen, an welchen die Hauptversorgungsspannung Vom angelegt ist, und ist der Widerstand 81 mit der Signalleitung L2 verbunden. Der Widerstand 81 ist so konfiguriert, daß er den Ausgangsanschluß des Komparators 79 auf die Hauptversorgungsspannung Vom heraufzieht. Im Übrigen ist der Ausgangsanschluß des Komparators 79 ein Anschluß vom offenen Kollektortyp oder ein Anschluß vom offenen Draintyp.
  • Die Spannung des Ausgangsanschlusses des Komparators 79 ist so konfiguriert, daß sie dem Mikrocomputer 15 als ein niederseitiges Überwachungssignal SmL eingegeben wird.
  • Wenn die Gleichung ”Spannung VmLd > VB/2” erfüllt ist, nimmt das niederseitige Überwachungssignal SmL, das dem Mikrocomputer 15 zugeführt wird, den hohen Pegel, d. h. die Hauptversorgungsspannung Vom an. Wenn im Gegensatz dazu die Gleichung ”Spannung VmLd ≤ VB/2” erfüllt ist, nimmt das niederseitige Überwachungssignal SmL, das dem Mikrocomputer 15 zugeführt wird, den niedrigen Pegel, d. h. 0 V an.
  • Im Übrigen ist in der ersten Ausführungsform, wenn der Widerstandswert des Widerstands 35 als R35 dargestellt wird und der Widerstandswert des Widerstands 36 als R36 dargestellt wird, die nachstehende Gleichung ”VmLd = VmL × R35/(R35 + R36)” erfüllt. In der ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform ist daher die Spannung VmL, welche einer Spannung in einem Stromflußweg auf der Seite des negativen STA-Anschlusses durch die Spule 9 entspricht, hoch, wenn die Gleichung ”VmLd > VB × (R35 + R36)/(2 × R35)” erfüllt ist, und ist niedrig, wenn die Gleichung ”VmLd ≤ VB × (R35 + R36)/(2 × R35) erfüllt ist.
  • In der ersten Ausführungsform liegt der Widerstandswert der Anlaufrelaisspule 9 innerhalb des Bereichs zwischen einigen zehn Ohm und einigen hundert Ohm oder dergleichen; dieser Widerstandswert ist verschwindend geringer als die Widerstandswerte R33, R35 und R36 der Widerstände 33, 35 und 36.
  • Wenn sich daher der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in einem ausgeschalteten Zustand befinden, werden der Wert VmHof der Spannung VmH des Drains des hochseitigen Transistors 21, ein Wert VmLof der Spannung VmL sowie ein Wert VmLdof der Spannung VmLd durch die nachstehenden Gleichungen ausgedrückt: VmHof = (Vbat – Vf) × (R35 + R36)/(R33 + R35 + R36) + Vf (3) VmLof = (Vbat – Vf) × (R35 + R36)/(R33 + R35 + R36) (4) VmLdof = VmLof × R35/(R35 + R36) = (Vbat – Vf) × R35/(R33 + R35 + R36) (5)
  • In der ersten Ausführungsform ist der Widerstandswert R33 des Widerstands 33 beispielsweise auf 5,1 kΩ, der Widerstandswert R35 des Widerstands 35 auf 47 kΩ und der Widerstandswert R36 des Widerstands 36 auf 10 kΩ festgelegt.
  • Sei der minimale Auslegungswert der Batteriespannung Vbat beispielsweise auf 8 V und die Durchlaßspannung Vf der Diode 17 auf 0,7 V festgelegt. Unter dieser Annahme liefern die Gleichungen (3) bis (5), daß der Spannungswert VmHof = 7,4 V, der Spannungswert VmLof = 6,7 V und der Spannungswert VmLdof = 5,5 V ist.
  • Zusätzlich ist in der ersten Ausführungsform der hochpegelige Bestimmungswert Va so festgelegt, daß er kleiner als der Spannungswert VmHof ist, wenn der minimale Auslegungswert der Spannung Vbat 8 V beträgt. Beispielsweise ist der hochpegelige Bestimmungswert Va auf 4 V festgelegt.
  • Wenn darüber hinaus irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ auf Masse”, ”Anschluß STA– auf Masse” und ”Einschaltfehler niederseitiger Transistor” auftritt, nimmt die Spannung VmH nicht den durch die Gleichung (3) dargestellten Normalwert von VmHof an, sondern fällt bis zur Durchlaßspannung Vf (= 0,7 V) der Diode 17 ab. Die niederpegelige Bestimmungsspannung Vb ist jedoch höher als die Durchlaßspannung Vf; diese niederpegelige Bestimmungsspannung Vb ist beispielsweise auf 1,5 V festgelegt.
  • Wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in einem ausgeschalteten Zustand befindet, tritt irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” ”Anschluß STA– an Batterie”, ”Anschluß STA+ offen”, ”Anschluß STA– offen” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” ein. Dies bewirkt, daß die Spannung VmH gleich oder höher als der durch die Gleichung (3) dargestellte Normalwert von VmHof ist.
  • Zusätzlich ist die Bestimmungsspannung (= VB/2), die in den nichtinvertierenden Anschluß des Komparators 79 eingegeben wird, niedriger als der durch die Gleichung (5) dargestellte Spannungswert VmLdof, selbst wenn die Batteriespannung Vbat innerhalb eines normalen Bereichs zwischen beispielsweise 8 V und 15 V schwankt. Darüber hinaus tritt, wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in einem ausgeschalteten Zustand befindet, irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ auf Masse”, ”Anschluß STA– auf Masse”, ”Anschluß STA+ offen”, ”Anschluß STA– offen” und ”Einschaltfehler niederseitiger Transistor” ein. Dies bewirkt, daß die Bestimmungsspannung (= VB/2) höher ist als der Wert (= 0 V) der Spannung VmLd. Beispielsweise liegt die Bestimmungsspannung (= VB/2), die in den nichtinvertierenden Anschluß des Komparators 79 eingegeben wird, innerhalb eines Bereichs zwischen 4 V und 7,5 V.
  • Wenn sich der Zündschalter in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in dem ausgeschalteten Zustand befindet, tritt irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie”, ”Anschluß STA– an Batterie” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” ein. Dies bewirkt, daß die Spannung VmLd gleich oder höher als der durch die Gleichung (5) dargestellte Normalwert von VmLdof ist.
  • Wie vorstehend beschrieben weist die ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform die Beziehung zwischen den Normal-Fehlermoden [1] bis [9] und jedem Pegel jedes der Überwachungssignale SmH und SmL auf, wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich sowohl der hochseitige als auch der niederseitige Transistor 21 und 31 in dem ausgeschalteten Zustand befinden. Die Beziehung ist durch die nachstehende Tabelle 1 ausgedrückt, welche der ECU 101 gleich ist.
  • Im Übrigen ermöglicht in der ECU 1 gemäß der ersten Ausführungsform der Widerstand 36, daß die Spannung, die normalerweise in den nicht invertierenden Eingangsanschluß des Komparators 79 eingegeben wird, bis zu einem Punkt nahe an der in den invertierenden Eingangsanschluß hiervon eingegebenen Bestimmungsspannung (= VB/2) liegt.
  • Insbesondere ist selbst dann, wenn die Spule 9 nicht vollständig zerstört ist, sondern der Widerstand der Spule 9 auf beispielsweise 30 kΩ oder dergleichen ansteigt, weil die normalerweise in den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Komparators 79 eingegebene Spannung nahe an der Bestimmungsspannung (= VB/2) liegt, die in den nichtinvertierenden Eingangsanschluß des Komparators 79 eingegebene Spannung VmLd niedriger als die Bestimmungsspannung (= VB/2). Dies ermöglicht, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL, das in den Mikrocomputer 15 eingegeben wird, den niedrigen Pegel annimmt. Da das in den Mikrocomputer 15 eingegebene niederseitige Überwachungssignal SmL in Abhängigkeit von dem Widerstandsanstieg der Spule 9 den niedrigen Pegel annimmt, ist es möglich, den Anstieg des Spulenwiderstands als den Fehler ”Anschluß STA+ offen” in dem Fehlermodus [6] oder den Fehler ”Anschluß STA– offen” in dem Fehlermodus [7] zu erfassen.
  • Anstelle der Bereitstellung des Widerstands 36 in dem Stromflußweg auf der Seite des negativen STA-Anschlusses durch die Spule 9 ermöglicht eine Einstellung der Widerstandswerte der Widerstände 75 und 77, daß die in den nichtinvertierten Eingangsanschluß des Komparators 79 eingegebene Bestimmungsspannung höher als die Spannung von VB/2 ist. Dies ermöglicht es auch, den Anstieg des Spulenwiderstandes als den Fehler ”Anschluß STA+ offen” in dem Fehlermodus [6] oder den Fehler ”Anschluß STA– offen” in dem Fehlermodus [7] zu bestimmen.
  • Als nächstes werden Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 zur Erfassung von Fehlern in der Anlaufrelais-Treiberschaltung der ECU 1 mit dem gesteuerten Anlaufrelais 7 nachstehend in Übereinstimmung mit einem in 2 gezeigten Flußdiagramm beschrieben werden.
  • Im Übrigen leitet der Mikrocomputer 15 Betriebsvorgänge zur Ausführung eines durch die in 2 gezeigte Abfolge von Anweisungen definierten Prozesses ein, wenn er die von der Energieversorgungsschaltung 41 aus beim Einschalten des Hauptrelais 43 in Reaktion auf das Einschalten des Zündschalters 29 eingespeiste Hauptversorgungsspannung Vom empfängt. Zusätzlich werden, wenn der Mikrocomputer 15 die Betriebsvorgänge hochfährt, die Anfangspegel der Treibersignale SdH und SdL sowie des Energieversorgungshaltesignals SP jeweils so festgelegt, daß sie die niedrigen Pegel annehmen.
  • Wie in 2 gezeigt, schaltet der Mikrocomputer 15 beim Initialisieren der Betriebsvorgänge in Schritt S110 den Pegel des Energieversorgungshaltesignals SP in Schritt S1 auf den hohen Pegel, wobei die von der Energieversorgungsschaltung 41 aus zugeführte Hauptversorgungsspannung Vom gehalten wird, mit anderen Worten, das Hauptrelais 43 in dem angezogenen Zustand.
  • In Schritt S120 wartet der Mikrocomputer 15, bis Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind. Beispielsweise wartet der Mikrocomputer 15, bis als die Motorstarterfordernisse der Anlaßschalter 49 in die ON-Stellung gestellt worden ist und die Motordrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl, die so angenommen ist, daß der Motor läuft, nicht erreicht hat.
  • Der ein/ausgeschaltete Zustand des Anlaßschalters 49 wird durch den Mikrocomputer 15 auf der Grundlage des von der Eingangsschaltung 55 aus eingegebenen Anlaßschaltersignals erfaßt. Die Motordrehzahl wird durch den Mikrocomputer 15 auf der Grundlage des von dem Kurbelwellensensor 57 aus durch die Eingangsschaltung 59 eingegebenen Rotationsimpulssignals erfaßt. Falls das Fahrzeug mit einem Automatikgetriebe ausgestattet ist, kann zu den Motorstarterfordernissen ein Erfordernis hinzugefügt werden, daß sich ein Schalthebel in der Parkstellung befindet.
  • Wenn auf der Grundlage des Anlaßschaltersignals, des Rotationsimpulssignals usw. bestimmt wird, daß die Motorstarterfordernisse erfüllt worden sind (die Bestimmung in Schritt S120 lautet JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S130 fort. In Schritt S130 schaltet der Mikrocomputer 15 den Pegel des Treibersignals SdL auf den hohen Pegel, um den niederseitigen Transistor 31 einzuschalten. Als nächstes bestimmt der Mikrocomputer 15, ob der Motor zu der Zeit des Einschaltens des niederseitigen Transistors 31 beginnt, anzulaufen (der Motor beginnt zu drehen). In anderen Worten, der Mikrocomputer 15 bestimmt in Schritt S140 in Abhängigkeit von lediglich dem Einschalten des niederseitigen Transistors 31, ob die Kurbelwelle des Motors beginnt, sich zu drehen.
  • Wenn bestimmt wird, daß der Motor nicht beginnt, anzulaufen (die Bestimmung in Schritt S140 ist NEIN), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S150 fort. In Schritt S150 setzt der Mikrocomputer 15 den Pegel des Treibersignals SdH auf den hohen Pegel, um den hochseitigen Transistor 21 einzuschalten. Insbesondere sind in Schritt S150 sowohl der hochseitige Transistor 21 als auch der niederseitige Transistor 31 eingeschaltet.
  • In Schritt S170 bestimmt der Mikrocomputer 15 in ähnlicher Weise wie in Schritt S140, ob der Motor beginnt, anzudrehen. Wenn bestimmt wird, daß der Motor beginnt, anzudrehen (die Bestimmung in Schritt S170 ist JA), bestimmt der Mikrocomputer 15 unter Fortschreiten zu Schritt S180, daß das Anlaufrelais 7 eingeschaltet ist. In Schritt S180 bestimmt der Mikrocomputer 15, ob der Motorstart vollendet ist. Wenn bestimmt wird, daß der Motorstart nicht vollendet ist (die Bestimmung in Schritt S180 ist NEIN), kehrt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S170 fort, um die Betriebsvorgänge in Schritt S140 und danach wiederholt auszuführen.
  • Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, daß der Motorstart vollendet ist (die Bestimmung in Schritt 180 ist JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S190 fort. Im Übrigen kann der Mikrocomputer 15 in Schritt S180 bestimmen, daß die Motordrehzahl gleich oder höher als eine vorbestimmte Drehzahl ist, bei der angenommen wird, daß der Motor vollständig angelaufen ist; diese vorbestimmte Drehzahl kann eine Leerlaufdrehzahl oder eine Drehzahl sein, die geringfügig unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt.
  • In Schritt S190 setzt der Mikrocomputer 15 die Pegel der Treibersignale SdH und SdL auf die niedrigen Pegel, um den hochseitigen Transistor 21 bzw. den niederseitigen Transistor 31 auszuschalten. Dies bewirkt, daß das Anlaufrelais 7 abfällt, so daß das Andrehen des Motors beendet wird.
  • Anschließend liest der Mikrocomputer 15 in Schritt S200 die Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH und des niederseitigen Überwachungssignals SmL und bestimmt in Schritt S210, ob die gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL eine Abweichung (vom Normalzustand) aufweisen.
  • Insbesondere sind, da sowohl der hochseitige Transistor 21 als auch der niederseitige Transistor 31 im ausgeschalteten Zustand sind, wenn jeder der gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL normal ist, die Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL jeweils hohe Pegel (siehe Normalmodus [1] in der Tabelle 1).
  • Das heißt, in Schritt S210 bestimmt der Mikrocomputer 15, daß die Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL eine Abweichung aufweisen, wenn wenigstens einer der Pegel hiervon ein niedriger Pegel ist.
  • Wenn bestimmt wird, daß die Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL normal sind, das heißt, die Pegel hiervon jeweils die hohen Pegel sind (die Bestimmung in Schritt S210 ist JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S220 fort. In Schritt S220 bestimmt der Mikrocomputer 15 auf der Grundlage des von der Eingangsschaltung 47 aus eingegebenen Signals IGSW, ob sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet. Wenn bestimmt wird, daß sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet (die Bestimmung in Schritt S220 ist JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S225 fort.
  • In Schritt S225 wartet der Mikrocomputer 15 in ähnlicher Weise wie in Schritt S120, bis die Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind.
  • Wenn bestimmt wird, daß die Motorstarterfordernisse nicht hergestellt worden sind (die Bestimmung in Schritt S225 ist NEIN), kehrt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S200 fort, um die Betriebsvorgänge in Schritt S200 und danach auszuführen.
  • Wenn im Gegensatz dazu bestimmt wird, daß die Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind (die Bestimmung in Schritt S225 ist JA), kehrt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S130 zurück, um die Betriebsvorgänge in Schritt S130 und danach zum erneuten Starten des Motors auszuführen. Im Übrigen bestimmt der Mikrocomputer 15 nur dann, daß die Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind, wenn ein Abwürgen des Motors auftritt, so daß der Fahrer versucht, den Motor erneut zu starten.
  • Wenn dagegen in Schritt S170 bestimmt wird, daß sich der Motor nicht dreht (die Bestimmung in Schritt S170 ist NEIN), springt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S230. In Schritt S230 setzt der Mikrocomputer 15 die Pegel der Treibersignale SdH und SdL jeweils auf den niedrigen Pegel, um den hochseitigen Transistor 21 und den niederseitigen Transistor 31 auszuschalten. Als nächstes liest der Mikrocomputer 15 in Schritt S240 die Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH und des niederseitigen Überwachungssignals SmL und bestimmt auf der Grundlage der gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL in Schritt S250 einen gegenwärtig auftretenden Fehler.
  • Insbesondere ist in diesem Fall selbst dann, wenn sowohl der hochseitige Transistor 21 als auch der niederseitige Transistor 31 eingeschaltet sind, das Anlaufrelais 7 nicht angezogen. Mit anderen Worten, der Mikrocomputer 15 steuert den Anlasser 3 nicht, so daß auf der Grundlage der Tabellendaten T1 (siehe Tabelle 1) angenommen werden kann, daß irgendeiner der Fehler in den Fehlermoden [3], [4], [6] und [7] vorliegt.
  • So bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S250, daß der Fehler ”Anschluß STA– an Batterie” in dem Fehlermodus [3] auftritt, wenn beide Überwachungssignale SmH und SmL den hohen Pegel aufweisen. Wenn beide Überwachungssignale SmH und SmL den niedrigen Pegel aufweisen, bestimmt der Mikrocomputer 15, daß der Fehler ”Anschluß STA– an Batterie” in dem Fehlermodus [4] auftritt.
  • Wenn das Überwachungssignal SmH einen hohen Pegel und das Überwachungssignal SmL einen niedrigen Pegel aufweist, bestimmt der Mikrocomputer 15, daß der Fehler ”Anschluß STA+ offen” in dem Fehlermodus [6] oder der Fehler ”Anschluß STA– offen” in dem Fehlermodus [7] auftritt. Wenn der Mikrocomputer 15 bestimmt, daß der Fehler ”Anschluß STA– an Batterie” in dem Fehlermodus [2] auftritt, besteht die Möglichkeit, daß es für den niederseitigen Transistor 31 schwierig ist, auszuschalten; mit anderen Worten, es besteht die Möglichkeit, daß ein Ausschaltfehler des niederseitigen Transistors 31 auftritt.
  • Zusätzlich gibt der Mikrocomputer 15 in Schritt S250 Informationen, die das Auftreten eines Fehlers anzeigen, an einen Benutzer wie etwa einen Fahrer, indem er beispielsweise ein Warnlicht (nicht näher dargestellt) einschaltet, eine Warnnachricht auf einem Bildschirm (nicht näher dargestellt) anzeigt, und springt danach zu dem oben ausgeführten Schritt S220. Im Übrigen sind das Warnlicht und der Bildschirm vorab in dem Fahrzeug installiert.
  • Wenn bestimmt wird, daß die Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL eine Abweichung aufweisen, das heißt, die Pegel hiervon jeweils den niedrigen Pegel annehmen (die Bestimmung in Schritt S210 ist NEIN), springt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S250. In Schritt S250 bestimmt der Mikrocomputer 15 einen gegenwärtig auftretenden Fehler auf der Grundlage der in Schritt S250 gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL, wodurch er Informationen, die das Vorliegen eines Fehlers anzeigen, an den Fahrer gibt, wobei er zu dem oben ausgeführten Schritt S220 springt.
  • Wenn er von Schritt S210 zu Schritt S250 springt, kann der Mikrocomputer 15 den Anlasser 3 (das Anlaufrelais 7) steuern, jedoch befinden sich beide Überwachungssignale SmH und SmL nicht auf den hohen Pegeln, wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich jeder der Transistoren 21 und 31 in dem ausgeschalteten Zustand befindet. Daher kann angenommen werden, daß der Fehler in dem Fehlermodus [5] oder jener in dem Fehlermodus [9] auftritt (siehe Tabelle 1).
  • So bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S250 auf der Grundlage der Tabellendaten T1 (siehe Tabelle 1), daß irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA– auf Masse” in dem Fehlermodus [5] und ”Einschaltfehler niederseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [9] auftritt.
  • Wenn in Schritt S140 andererseits bestimmt wird, daß sich der Motor dreht (die Bestimmung in Schritt S140 ist JA), das heißt, wenn das Andrehen des Motors auftritt, obwohl nur der niederseitige Transistor 31 eingeschaltet ist, springt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S160. In Schritt S160 bestimmt der Mikrocomputer 15 auf der Grundlage der Tabellendaten T1 (siehe Tabelle 1), daß irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt.
  • In Schritt S160 speichert der Mikrocomputer 15 Historieninformationen, die das ermittelte Ergebnis angeben, in einem zuvor in wenigstens einem der RAMs 15a einschließlich des Bereitschafts-RAM 15a1 zum Speichern der Historieninformation zugewiesenen Historienspeicherbereich. Anschließend gibt der Mikrocomputer 15 in einem ähnlichen Betriebsvorgang wie in Schritt S250 Informationen, die das Auftreten eines Fehlers angeben, an den Benutzer wie etwa den Fahrer des Fahrzeugs.
  • Insbesondere bewirkt, wie in der Zeile ”Motor dreht, wenn nur der niederseitige Transistor eingeschaltet ist” der nachstehenden Tabelle 2 gezeigt, in einem Fall, in dem keine Fehler auftreten, ein Einschalten des niederseitigen Transistors 31 bei ausgeschaltet gehaltenem hochseitigen Transistor 21 während des eingeschalteten Zustands des Zündschalters 29, daß kein Strom durch die Spule 9 fließt. Dies setzt den Anlasser 3 außer Betrieb, was dazu führt, daß der Motor (Anlasser 3) nicht dreht (siehe ”keine Drehung” in der Tabelle 2). TABELLE 2
    ÜBERWACHTE PEGEL, WENN ANLAUFRELAIS ABGESCHALTET NORMAL ANSCHLUSS STA+ AN BATTERIE EINSCHALTFEHLER HOCHSEITIGER TRANSISTOR
    EINGESCHALTETER ZUSTAND DES HAUPTRELAIS NACH AUSSCHALTEN DES ZÜNDSCHALTERS SmH (VmH)
    SmL (VmL) L H L
    MOTOR DREHT, WENN NUR DER NIEDERSEITIGE TRANSISTOR EINGESCHALTET IST KEINE DREHUNG DREHUNG DREHUNG
  • Selbst wenn irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt, bewirkt nur ein Einschalten des niederseitigen Transistors 31, während sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet, daß ein Strom durch die Spule 9 fließt. Der durch die Spule 9 fließende Strom ermöglicht, daß das Anlaufrelais 7 anzieht, was dazu führt, daß der Anlasser 3 in Betrieb gesetzt wird, so daß er sich dreht (siehe ”Drehung” in der Tabelle 2).
  • So bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S160, daß der Motor (Anlasser 3) zu der Zeit des Einschaltens des niederseitigen Transistors 31 dreht, so daß die Bestimmung in Schritt S140 JA ist. Der Mikrocomputer 15 bestimmt daher, daß irgendeiner der Fehler ”STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt (siehe Schritt S150). Anschließend speichert der Mikrocomputer 15 das ermittelte Ergebnis in dem zuvor in einem der RAMs 15a zugewiesenen Historienspeicherbereich und gibt eine Information, die das Auftreten eines Fehlers angibt, an den Fahrer.
  • Nach dem Betriebsvorgang in Schritt S160 schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S150 fort. Im Übrigen kann der Mikrocomputer 15 nach dem Betriebsvorgang in Schritt S160 den Schritt S150 überspringen, um direkt zu Schritt S170 zu springen. Diese Modifikation ermöglicht eine Steuerung des Anlassers 3 ohne absichtliches Einschalten des hochseitigen Transistors 21.
  • In Schritt S220 schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S260 fort, wenn er bestimmt, daß sich der Zündschalter 29 nicht in der ON-Stellung befindet, das heißt, sich der Zündschalter in der OFF-Stellung befindet (die Bestimmung in Schritt S220 ist NEIN).
  • In Schritt S260 bestimmt der Mikrocomputer 15, ob ein Fehler zu erfassen ist. Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 15, ob die Historieninformationen das Auftreten irgendeines der Fehler ”STA+ an Batterie” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” angeben. Wenn er bestimmt, daß die Historieninformationen nicht in einem der RAMs 15a gespeichert sind, springt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S300. Wenn einer der RAMs 15a die Historieninformationen speichert (die Bestimmung in Schritt S260 ist JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S270 fort.
  • In Schritt S270 liest der Mikrocomputer 15 das niederseitige Überwachungssignal SmL, um zu bestimmen, ob das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist. Wenn bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist, schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S280 fort, um zu bestimmen, daß der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” auftritt, wobei er zu Schritt S300 fortschreitet.
  • Wenn bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel aufweist, schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S290 fort, um zu bestimmen, daß der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt, wobei er zu Schritt S300 fortschreitet.
  • Insbesondere wird, nachdem der Zündschalter 29 ausgeschaltet worden ist, wenn der angezogene Zustand des Hauptrelais 43 bewirkt, daß der ECU 1 kontinuierlich die Batteriespannung VB zugeführt wird, der Zündstromleitung 19 keine Batteriespannung zugeführt. Zusätzlich hält der Mikrocomputer 15 die Transistoren 21 und 31 ausgeschaltet. Diese Konfiguration des niederseitigen Überwachungssignals SmL nimmt normalerweise den niedrigen Pegel an, da die Spannung VmL durch die Pull-down-Funktion des Widerstands 35 zu 0 V wird. Zusätzlich nimmt das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel an, auch wenn der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt (siehe Tabelle 2).
  • Im Gegensatz dazu wird, wenn der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” auftritt, die Spannung VmL die Batteriespannung, so daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel annimmt (siehe Tabelle 2). Wenn in Schritt S270 bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist, bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S280, daß der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” auftritt. Wenn jedoch in Schritt S270 bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel aufweist, bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S290, daß der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt.
  • Im Übrigen wird, wenn sich der Zündschalter 29 in der OFF-Stellung befindet, die Batteriespannung Vbat weder dem Widerstand 33 noch der Source des hochseitigen Transistors 21 zugeführt, so daß die Spannung VmH aufgrund der Diode 17 nicht konstant ist. Der Mikrocomputer 15 bezieht sich daher nicht auf das hochseitige Überwachungssignal SmH.
  • Als nächstes speichert der Mikrocomputer 15 in Schritt S300 die bestimmten Fehlerinformationen, die durch irgendeinen der Betriebsvorgänge in Schritten S250, S280 und S290 erhalten wurden, in dem Bereitschafts-RAM 15a1 hiervon; diese Fehlerinformationen zeigen eine Bestimmung an, in welcher welcher Fehler in der ECU 1 auftritt. Wird bei einem Händler und/oder einer Reparaturwerkstatt ein Fehlerdiagnosegerät mit der ECU 1 verbunden, ermöglicht dies, daß die in dem Bereitschafts-RAM 15a1 gespeicherten Fehlerinformationen durch das Gerät gelesen werden.
  • In Schritt S310 bestimmt der Mikrocomputer 15, ob alle Betriebsvorgänge abgeschlossen wurden, was nach dem Ausschalten des Zündschalters 29 ausgeführt werden sollte. Beim Bestimmen, daß alle Betriebsvorgänge abgeschlossen sind, setzt der Mikrocomputer 15 den Pegel des Energieversorgungshaltesignals SP auf den niedrigen Pegel. Der niedrige Pegel des Energieversorgungshaltesignals SP ermöglicht es, daß das Hauptrelais 43 abfällt, so daß die Zufuhr der Hauptversorgungsspannung Vom von der Energieversorgungsschaltung 41 aus beendet wird, was dazu führt, daß der Mikrocomputer 15 und die ECU 1 Betriebsvorgänge einstellen.
  • Im Übrigen entsprechen in der ersten Ausführungsform der positive und der negative Anschluß STA 11 und 13 vorzugsweise dem hochseitigen bzw. dem niederseitigen Anschluß gemäß der vorliegenden Erfindung. Der hochseitige und der niederseitige Transistor 21 und 31 entsprechen vorzugsweise dem hochseitigen bzw. niederseitigen Schaltelement gemäß der vorliegenden Erfindung.
  • In der ersten Ausführungsform entsprechen die Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 in Schritten S270 und S280, die Pufferschaltung 73, die Widerstände 35, 36, 71, 75, 77, 81 und der Komparator 79 vorzugsweise einer Fehlererfassungseinheit gemäß dem ersten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
  • In der ersten Ausführungsform entsprechen die Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 in Schritten S130, S140 und S160, die Pufferschaltung 73, die Widerstände 35, 36, 71, 75, 77, 81 und der Komparator 79 vorzugsweise einer Fehlererfassungseinheit gemäß dem zweiten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
  • Wie vorstehend beschrieben, ermöglichen in der Anlaufrelais-Treiberschaltung gemäß der ersten Ausführungsform die Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 in Schritten S130, S140 und S160 eine Erfassung jedes der Fehler ”positiver STA-Anschluß an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8]. Es kann für die herkömmliche ECU schwierig sein, einen der Fehler ”positiver STA-Anschluß an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] zu erfassen.
  • Insbesondere ist es in der ersten Ausführungsform nur durch Überwachen, ob der Motor (Anlasser) dreht, möglich, den Fehler ”positiver STA-Anschluß an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und den Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] eindeutig zu erfassen. Dies macht es möglich, daß das erfaßte Ergebnis nahezu frei von dem Einfluß analoger Störungen ist, und es ist dem Mikrocomputer 15 möglich, die Fehler zu erfassen, wenn der niederseitige Transistor eingeschaltet ist, wobei die Anlaufrelais-Treiberschaltung unmittelbar geprüft wird.
  • Darüber hinaus ermöglichen die Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 in Schritten S260 bis S290 eine eindeutige Erfassung des Fehlers ”Anschluß STA+ an Batterie” und des Fehlers ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” (siehe Tabelle 2). Dies macht es möglich, daß das Fehlerdiagnosegerät das bestimmte Ergebnis liest, dadurch auf der Grundlage der gelesenen Fehlerinformationen identifiziert, ob ein Kabelbaum repariert werden sollte oder die ECU 1 selbst repariert werden sollte, was es ermöglicht, die Wartungseigenschaften der ECU 1 zu verbessern.
  • Zweite Ausführungsform
  • 3 ist ein Flußdiagramm, welches Betriebsvorgänge eines Mikrocomputers zur Erfassung von Fehlern in einer als eine Anlaufrelais-Treiberschaltung dienenden ECU gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung schematisch darstellt.
  • Im Übrigen sind Elemente der ECU gemäß der zweiten Ausführungsform im wesentlichen identisch mit denen der ECU 1, die in 1 gezeigt ist, so daß Beschreibungen der Elemente der ECU gemäß der zweiten Ausführungsform weggelassen oder vereinfacht werden.
  • In der ersten Ausführungsform schaltet der Mikrocomputer 15, nachdem die Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind, den niederseitigen Transistor 31 ein, um zu überwachen, ob der Motor (Anlasser 3) zu der Zeit des Einschaltens des niederseitigen Transistors 31 dreht. Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 15, daß irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt, wenn er bestimmt, daß der Motor zu der Zeit des Einschaltens des niederseitigen Transistors 31 dreht (siehe Schritt S160 und Tabelle 2).
  • Im Gegensatz dazu führt der Mikrocomputer 15 in der zweiten Ausführungsform im Vergleich mit den in Schritten S140 bis S190 in der ersten Ausführungsform gezeigten Betriebsvorgängen andere Betriebsvorgänge aus, um zu erfassen, daß einer der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt.
  • Insbesondere schaltet der Mikrocomputer 15, nachdem die Motorstarterfordernisse hergestellt worden sind, jeweils den niederseitigen Transistor 31 und den hochseitigen Transistor 21 ein (Schritt S130 und Schritt S400 in 3).
  • Als nächstes bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S410, ob der Motor beginnt, anzudrehen (der Motor beginnt zu drehen).
  • Wenn bestimmt wird, daß der Motor beginnt, anzudrehen (die Bestimmung in Schritt S410 ist JA), bestimmt der Mikrocomputer 15, daß das Anlaufrelais 7 angezogen ist, wobei er zu Schritt S420 fortschreitet. In Schritt S420 bestimmt der Mikrocomputer 15, ob der Motorstart abgeschlossen ist. Wenn bestimmt wird, daß der Motorstart nicht abgeschlossen ist (die Bestimmung in Schritt S420 ist NEIN), kehrt der Mikrocomputer 15 zu Schritt S410 zurück, um die Betriebsvorgänge in Schritten S410 und danach wiederholt auszuführen.
  • Wenn dagegen bestimmt wird, daß der Motorstart abgeschlossen ist (die Bestimmung in Schritt S420 ist JA), schreitet der Mikrocomputer 15 zu Schritt S430 fort. Im Übrigen kann der Mikrocomputer 15 in Schritt S420 bestimmen, daß die Motordrehzahl gleich oder höher als eine vorbestimmte Drehzahl ist, die so angenommen ist, daß der Motor vollständig anläuft; diese vorbestimmte Drehzahl kann eine Leerlaufdrehzahl oder eine Drehzahl sein, die geringfügig unterhalb der Leerlaufdrehzahl liegt.
  • In Schritt S430 schaltet der Mikrocomputer 15 nur den hochseitigen Transistor 21 aus und liest die Pegel des hochseitigen Überwachungssignals SmH und des niederseitigen Überwachungssignals SmL, um in Schritt S450 zu bestimmen, ob die gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL eine Abweichung (vom Normalzustand) aufweisen.
  • Insbesondere ist die Beziehung zwischen Fehlermodi in der Anlaufrelais-Treiberschaltung und jedem Pegel jedes der Überwachungssignale SmH und SmL, wenn sich der Zündschalter 29 in der ON-Stellung befindet und sich der hochseitige Transistor 21 nur in dem ausgeschalteten Zustand befindet, nachdem das Anlaufrelais 7 angezogen ist, in der zweiten Ausführungsform durch die nachstehende Tabelle 3 dargestellt. Im Übrigen werden die zweiten Tabellendaten, welche die Tabelle 3 darstellen, vorab in einem der RAMs 15a gespeichert. TABELLE 3
    [1] [2] [3] [4] [5]
    NORMAL/FEHLERMODUS NORMAL ANSCHLUSS STA+ AN BATTERIE ANSCHLUSS STA– AN BATTERIE ANSCHLUSS STA+ AUF MASSE ANSCHLUSS STA– AUF MASSE
    SmH (VmH) L H L L L
    SML (VmL) L L H L L
    ANLASSSTEUERUNG MÖGLICH MÖGLICH NICHT MÖGLICH NICHT MÖGLICH MÖGLICH
    NORMAL/FEHLERMODUS [6] [7] [8] [9]
    ANSCHLUSS STA+ OFFEN ANSCHLUSS STA– OFFEN EINSCHALTFEHLER HOCHSEITIGER TRANSISTOR EINSCHALTFEHLER NIEDERSEITIGER TRANSISTOR
    SmH (VmH) H H H L
    SmL (VmL) L L L L
    ANLASSSTEUERUNG NICHT MÖGLICH NICHT MÖGLICH MÖGLICH MÖGLICH
  • Wie in Tabelle 3 dargestellt, tritt dann, wenn das hochseitige Überwachungssignal SmH den hohen Pegel aufweist und das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel aufweist, irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auf.
  • Das heißt, in der zweiten Ausführungsform ist es ohne Prüfung der Motordrehzahl möglich, den Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] oder ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] zu erfassen.
  • Insbesondere bestimmt der Mikrocomputer 15, wenn er auf der Grundlage der gelesenen Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL bemerkt, daß das hochseitige Überwachungssignal SmH den hohen Pegel aufweist und das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel aufweist, auf der Grundlage der zweiten Tabellendaten T2 (siehe Tabelle 3), daß irgendeiner der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” in dem Fehlermodus [2] und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” in dem Fehlermodus [8] auftritt.
  • In Schritt S460 speichert der Mikrocomputer 15 Historieninformationen, die das bestimmte Ergebnis angeben, in einem vorab in wenigstens einem der RAMs 15a einschließlich des Bereitschafts-RAM 15a1 zur Speicherung der Historieninformationen zugewiesenen Historienspeicherbereich. Anschließend gibt der Mikrocomputer 15 dem Benutzer wie etwa dem Fahrer des Fahrzeugs in einer ähnlichen Betriebsweise wie in Schritt S160 oder S250 das Auftreten eines Fehlers anzeigende Informationen.
  • Als nächstes schaltet der Mikrocomputer 15 in Schritt S470 den niederseitigen Transistor 31 aus, wobei er zu Schritt S200 in 2 springt.
  • Ähnlich wie in der ersten Ausführungsform wird, nachdem der Zündschalter 29 ausgeschaltet worden ist, der Zündstromleitung 19 keine Batteriespannung zugeführt, wenn der angezogene Zustand des Hauptrelais 43 bewirkt, daß der ECU 1 die Batteriespannung VB kontinuierlich zugeführt wird. Zusätzlich hält der Mikrocomputer 15 die Transistoren 21 und 31 im ausgeschalteten Zustand. Diese Konfiguration des niederseitigen Überwachungssignals SmL nimmt normalerweise den niedrigen Pegel an, da die Spannung VmL durch die Pull-down-Funktion des Widerstands 35 zu 0 V wird. Zusätzlich nimmt das niederseitige Überwachungssignal SmL selbst dann den niedrigen Pegel an, wenn der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt (siehe nachstehende Tabelle 4).
  • Wenn dagegen der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” auftritt, nimmt die Spannung VmL die Batteriespannung an, so daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel annimmt (siehe Tabelle 4). Wenn in Schritt S270 bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist, bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S280, daß der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” auftritt. Wenn jedoch in Schritt S270 bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL den niedrigen Pegel aufweist, bestimmt der Mikrocomputer 15 in Schritt S290, daß der Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” auftritt. TABELLE 4
    ÜBERWACHTE PEGEL, WENN ANLAUFRELAIS ABGESCHALTET NORMAL ANSCHLUSS STA+ AN BATTERIE EINSCHALTFEHLER HOCHSEITIGER TRANSISTOR
    EINGESCHALTETER ZUSTAND DES HAUPTRELAIS NACH AUSSCHALTEN DES ZÜNDSCHALTERS SmH (VmH) - - -
    SmL (VmL) L H L
  • In der zweiten Ausführungsform entsprechen die Betriebsvorgänge des Mikrocomputers 15 in Schritten S130, S400 bis S460, die Pufferschaltung 73, die Widerstände 35, 36, 71, 75, 77, 81 und der Komparator 79 vorzugsweise einer Fehlerüberwachungseinheit gemäß dem dritten Gesichtspunkt der vorliegenden Erfindung.
  • Wie vorstehend beschrieben bestimmt der Mikrocomputer 15 nach Ansteuern bzw. Anziehen des Anlaufrelais 7, ob die überwachten Pegel der Überwachungssignale SmH und SmL eine Abweichung aufweisen. Dies macht es möglich, wenigstens einen der Fehler ohne Beeinflussung des Starts des Motors zu erfassen.
  • Sowohl in der ersten als auch in der zweiten Ausführungsform ist es, wenn die Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” und ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” ohne Unterscheidung erfaßt werden, möglich, die in Schritten S260 bis S290 gezeigten Betriebsvorgänge wegzulassen.
  • In der ersten und zweiten Ausführungsform ist es, wenn in dem Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” und dem Fehler ”Einschaltfehler hochseitiger Transistor” nur der Fehler ”Anschluß STA+ an Batterie” erfaßt wird, möglich, die in Schritten S140, S160, S260 und S290 gezeigten Betriebsvorgänge wegzulassen. Zusätzlich kann der Mikrocomputer 15 bei der Bestimmung, daß der Zündschalter 29 aus der ON-Stellung in die OFF-Stellung gleitet, programmiert sein, zu Schritt S270 zu springen, um zu bestimmen, ob das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist. Wenn beispielsweise bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL nicht den hohen Pegel, sondern den niedrigen Pegel aufweist, kann der Mikrocomputer 15 programmiert sein, zu Schritt S300 zu springen, wobei das niederseitige Überwachungssignal SmL auf dem niedrigen Pegel gehalten wird.
  • In jeder der ersten und zweiten Ausführungsform gibt die ECU 1 die Treibersignale SdH und SdL individuell durch Ausgangsanschlüsse für die Transistoren 21 und 31 aus. In der vorliegenden Erfindung kann die ECU konfiguriert sein, ein einziges Treibersignal an sowohl den Inverter 27 zum Ein- und Ausschalten des hochseitigen Transistors 21 als auch das Gate des niederseitigen Transistors 31 auszugeben. Insbesondere dient das einzige Treibersignal als beide der Antriebssignale SdH und SdL. Dies kann einen Ausgangsanschluß der ECU 1 einsparen. In diesem Fall ist es möglich, die in Schritten S140, S160, S260 und S290 gezeigten Betriebsvorgänge wegzulassen. Zusätzlich kann der Mikrocomputer 15 bei der Bestimmung, daß der Zündschalter 29 aus der ON-Stellung in die OFF-Stellung gleitet, programmiert sein, zu Schritt S270 zu springen, um zu bestimmen, ob das niederseitige Überwachungssignal SmL den hohen Pegel aufweist. Wenn bestimmt wird, daß das niederseitige Überwachungssignal SmL nicht den hohen Pegel, sondern etwa den niedrigen Pegel aufweist, kann der Mikrocomputer 15 programmiert sein, zu Schritt S300 zu springen, wobei das niederseitige Überwachungssignal SmL auf dem niedrigen Pegel gehalten wird. Aufgrund der Bereitstellung einer Kommunalität des Treibersignals SdL und des Treibersignals SdH als des einzigen Treibersignals ist es möglich, die Betriebsvorgänge in Schritt S130 in den Betriebsvorgängen in Schritten S130 und S150 wegzulassen und in Schritt S150 das einzige Treibersignal auf den hohen Pegel zu setzen.
  • In jeder der ersten und zweiten Ausführungsform werden als der hochseitige bzw. niederseitige Transistor 21 und 31 MOSFETs verwendet. Als die Transistoren 21 und 31 können andere Arten von Schaltelementen verwendet werden, wie zum Beispiel Bipolartransistoren.
  • In jeder der ersten und zweiten Ausführungsform sind nach dem Ausschalten des Zündschalters 29 notwendige Aufgaben ausgeführt worden. Danach ermöglicht das Ausschalten bzw. Abfallenlassen des Hauptrelais 43 eine Abnahme des Energieverbrauchs der Batterie 5, während sich der Zündschalter 29 in der OFF-Stellung befindet.
  • Wenn es nicht erforderlich ist, den Energieverbrauch der Batterie 5 zu bedenken, während sich der Zündschalter 29 in der OFF-Stellung befindet, kann der ECU 1 Strom aus der Batterie 5 konstant zugeführt werden, ohne durch das Hauptrelais 43 zu laufen. Diese Modifikation ermöglicht dem Mikrocomputer 15 der ECU 1 einen konstanten Betrieb, und wenn der Zündschalter 29 eingeschaltet ist, kann der Mikrocomputer 15 die Betriebsvorgänge in Schritten S110 bis S310 mit Ausnahme der Betriebsvorgänge in Schritten S110 und S310 in 2 ausführen.
  • In jeder der ersten und zweiten Ausführungsform kann die Angabe des Auftretens eines Fehlers an den Benutzer zu jeder gegebenen Zeit ausgeführt werden.
  • In jeder der ersten und zweiten Ausführungsform werden als Pull-up- und Pull-down-Elemente Register bzw. Widerstände verwendet, es können jedoch auch andere Arten von Pull-up- und Pull-down-Elementen verwendet werden.

Claims (10)

  1. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit dem Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter beinhaltet, wobei die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung aufweist: einen hochseitigen Anschluß, der mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbunden ist; einen niederseitigen Anschluß, der mit dem anderen Ende der Spule verbunden ist; ein hochseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündstromleitung angeschlossen ist; ein niederseitiges Schaltelement, das zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist; ein Pull-up-Element, das zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossen ist; ein Pull-down-Element, das zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossen ist; und eine Fehlererfassungseinheit, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage einer Spannung der zweiten Ausgangsleitung, wenn sich der Zündschalter in einer ausgeschalteten Stellung befindet, bestimmt, ob ein Fehler auftritt, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist.
  2. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererfassungseinheit aufweist: eine Pegelerfassungsschaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie eine erste Spannung auf der Grundlage der Spannung der zweiten Ausgangsleitung mit einer vorbestimmten Spannung vergleicht, um ein Überwachungssignal mit einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auszugeben, wobei die Fehlererfassungseinheit so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage dessen, ob das Signal den hohen Pegel oder den niedrigen Pegel aufweist, bestimmt, ob der Fehler auftritt.
  3. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelerfassungsschaltung aufweist: eine Pull-down-Schaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung und der Masseleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie die zweite Ausgangsleitung auf die Masseleitung herunterzieht, wobei die Pull-down-Schaltung als ein erster Spannungsteiler dient, der die Spannung der zweiten Ausgangsleitung teilt, um die erste Spannung zu erzeugen; und einen zweiten Spannungsteiler, der mit der Batterie verbunden ist und so konfiguriert ist, daß er eine Spannung der Batterie teilt, um die vorbestimmte Spannung zu erzeugen.
  4. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung für ein Fahrzeug, dadurch gekennzeichnet, daß das Fahrzeug ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit einem Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter beinhaltet, wobei die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung aufweist: einen hochseitigen Anschluß, der mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbunden ist; einen niederseitigen Anschluß, der mit dem anderen Ende der Spule verbunden ist; ein hochseitiges Schaltelement, das einen Steuerungsanschluß aufweist und zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündstromleitung angeschlossen ist; ein niederseitiges Schaltelement, das einen Steuerungsanschluß aufweist und zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist; ein Pull-up-Element, das zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossen ist; ein Pull-down-Element, das zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossen ist; und eine Fehlererfassungseinheit, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung, dem Steuerungsanschluß des hochseitigen Schaltelements und dem Steuerungsanschluß des niederseitigen Schaltelements verbunden ist, wobei die Fehlererfassungseinheit so konfiguriert ist, daß sie: in Reaktion auf ein Einschalten des Zündschalters das zweite Schaltelement einschaltet, wobei das erste Schaltelement ausgeschaltet gehalten wird, um zu bestimmen, ob sich der Anlasser dreht; und das Auftreten eines ersten Fehlers, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist, oder eines zweiten Fehlers, bei welchem sich das erste Schaltelement konstant in einem eingeschalteten Zustand befindet, erfaßt, wenn bestimmt wird, daß sich der Anlasser dreht.
  5. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 4, weiter gekennzeichnet durch: eine Speichereinheit, die so konfiguriert ist, daß sie Historieninformationen speichert, welche darstellen, ob ein erster oder zweiter Fehler auftritt; und eine Bestimmungseinheit, die so konfiguriert ist, daß sie in Reaktion auf ein Ausschalten des Zündschalters bestimmt, ob die Historieninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind, um auf der Grundlage einer Spannung der zweiten Ausgangsleitung zu bestimmen, welcher Fehler auftritt, wenn bestimmt wird, daß die Historieninformationen in der Speichereinheit gespeichert sind.
  6. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Bestimmungseinheit aufweist: eine Pegelbestimmungsschaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie eine erste Spannung auf der Grundlage der Spannung der zweiten Ausgangsleitung mit einer vorbestimmten Spannung vergleicht, um ein Überwachungssignal mit einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auszugeben, wobei die Bestimmungseinheit so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage dessen, ob das Signal den hohen Pegel oder den niedrigen Pegel aufweist, identifiziert, ob der erste oder zweite Fehler auftritt.
  7. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Pegelbestimmungsschaltung aufweist: eine Pull-down-Schaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung und der Masseleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie die zweite Ausgangsleitung auf die Masseleitung herunterzieht, wobei die Pull-down-Schaltung als ein erster Spannungsteiler dient, welcher die Spannung der zweiten Ausgangsleitung teilt, um die erste Spannung zu erzeugen; und einen zweiten Spannungsteiler, der mit der Batterie verbunden ist und so konfiguriert ist, daß er eine Spannung der Batterie teilt, um die vorbestimmte Spannung zu erzeugen.
  8. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung für ein Fahrzeug, wobei das Fahrzeug ein Anlaufrelais, einen mit dem Anlaufrelais verbundenen und auf der Grundlage eines Betriebs des Anlaufrelais drehbaren Anlasser, eine Batterie und einen mit einem Pluspol der Batterie verbundenen Zündschalter beinhaltet, wobei die Anlaufrelais-Steuerungsschaltung aufweist: einen hochseitigen Anschluß, der mit einem Ende einer Spule des Anlaufrelais verbunden ist; einen niederseitigen Anschluß, der mit dem anderen Ende der Spule verbunden ist; ein hochseitiges Schaltelement, das einen Steuerungsanschluß aufweist und zwischen einer mit dem hochseitigen Anschluß verbundenen ersten Ausgangsleitung und einer mit dem Zündschalter verbundenen Zündstromleitung angeschlossen ist; ein niederseitiges Schaltelement, das einen Steuerungsanschluß aufweist und zwischen einer mit dem niederseitigen Anschluß verbundenen zweiten Ausgangsleitung und einer mit einem Minuspol der Batterie verbundenen Masseleitung angeschlossen ist; ein Pull-up-Element, das zwischen der Zündstromleitung und der ersten Ausgangsleitung angeschlossen ist; ein Pull-down-Element, das zwischen der Masseleitung und der zweiten Ausgangsleitung angeschlossen ist; und eine Fehlererfassungseinheit, die mit der ersten und der zweiten Ausgangsleitung, dem Steuerungsanschluß des hochseitigen Schaltelements und dem Steuerungsanschluß des niederseitigen Schaltelements verbunden ist, wobei die Fehlererfassungseinheit so konfiguriert ist, daß sie: das erste und das zweite Schaltelement einschaltet, um zu bestimmen, ob sich der Anlasser dreht; das erste Schaltelement ausschaltet, wobei das zweite Schaltelement eingeschaltet gehalten wird, wenn bestimmt wird, daß sich der Anlasser dreht; einen Pegel eines ersten Überwachungssignals durch die erste Ausgangsleitung und einen Pegel eines zweiten Überwachungssignals durch die zweite Ausgangsleitung liest; und auf der Grundlage der gelesenen Pegel des ersten und des zweiten Überwachungssignals einen ersten Fehler, bei welchem der hochseitige Anschluß mit dem Pluspol der Batterie kurzgeschlossen ist, oder einen zweiten Fehler, bei welchem sich das erste Schaltelement konstant in einem eingeschaltenen Zustand befindet, erfaßt.
  9. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Fehlererfassungseinheit aufweist: eine erste Pegelbestimmungsschaltung, die mit der ersten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie eine erste Spannung der ersten Ausgangsleitung mit einer vorbestimmten Spannung vergleicht, um das erste Überwachungssignal auszugeben, dessen Pegel auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auf einen hohen Pegel oder einen niedrigen Pegel festgelegt wird; und eine zweite Pegelbestimmungsschaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie eine zweite Spannung der zweiten Ausgangsleitung mit einer vorbestimmten Spannung vergleicht, um das zweite Überwachungssignal auszugeben, dessen Pegel auf der Grundlage des Vergleichsergebnisses auf einen hohen Pegel oder einen niedrigen Pegel festgelegt wird, wobei die Fehlererfassungseinheit so konfiguriert ist, daß sie auf der Grundlage dessen, ob jeder der Pegel des ersten und des zweiten Überwachungssignals der hohe Pegel oder der niedrige Pegel ist, erfaßt, ob ein erster oder zweiter Fehler auftritt.
  10. Anlaufrelais-Steuerungsschaltung gemäß Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß die zweite Pegelbestimmungsschaltung aufweist: eine Pull-down-Schaltung, die mit der zweiten Ausgangsleitung und der Masseleitung verbunden ist und so konfiguriert ist, daß sie die zweite Ausgangsleitung auf die Masseleitung herunterzieht, wobei die Pull-down-Schaltung als ein erster Spannungsteiler dient, der eine an die zweite Ausgangsleitung angelegte Spannung teilt, um die zweite Spannung zu erzeugen; und einen zweiten Spannungsteiler, der mit der Batterie verbunden ist und so konfiguriert ist, daß er eine Spannung der Batterie teilt, um die vorbestimmte Spannung zu erzeugen.
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