负载故障的诊断方法与设备以及负载故障的处理方法与设备技术

在用于依据控制脉冲信号Ｐ（１）对由驱动电路（４）作ＰＷＭ驱动的电磁阀（２）进行故障诊断的故障诊断单元（１０）中，为了根据加到此负载上的脉冲电压的状态能简便地判断ＰＷＭ驱动的负载存在／不存在故障，将电磁阀（２）与驱动电路（４）之间连接点（Ａ）处为ＰＷＭ驱动产生的电压信号（ＶＡ）输入平滑电路（１１）以获取一平滑化输出电压（ＶＢ）。再通过判别此平滑化输出电压（ＶＢ）的电平值是否是由控制脉冲信号Ｐ（１）的占空比即对于ＰＷＭ驱动的设定占空比所确定的规定值，来确定电磁阀（２）是否有故障。（*该技术在2023年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及用于诊断脉宽调制(PWM)驱动的负载故障的方法与设备以及用于处理这种负载故障的方法与设备。
技术介绍
在例如采用发动机控制计算机来控制各种负载如电磁阀、马达、灯等的开/关作业的自动控制系统中，设有合适的开关元件响应计算机的控制输出而工作，同时采用了所谓的PWM驱动方法来进行开关元件的开与关以控制对所需的负载供给驱动电流。用于诊断或检测按上述方式驱动与控制的负载中的断线、短路与其他故障的传统方法，必须去检查各个开关元件与相关联的负载之间连接点处的电压是否与计算机输出同步地改变。由于此连接点处的电压与开关元件的工作状态在零值与由负荷内阻与控制电路侧所确定的预定值之间是同步地改变，因而通过与开关元件状态同步地监控这种连接点的电压就能检测负载故障。例如在负载是正常状态时，在开关元件当控制输出为“1”是导电的而当控制输出为“0”是非导电的系统中，此连接点的电压对于控制输出“1”为接地电平而对于控制输出“0”为规定值。但当负载已是断电的或是对接地侧短路，连接点处的电压便不随控制输出在“1”与“0”之间的改变而变化，这样就不能由上述方法诊断负载故障。在只是对负载进行开/关控制的情形，可用来读出所需电压的时间由于开关元件有一段长的不导电时间而大于足以实现此所需的时间，这样一种诊断负载故障的方法已公开于例如专利文献1中。在此文献所公开的故障诊断方法是这样一种方法在驱动负载时提供一诊断脉冲，将此负载的接地端子一侧产生此诊断脉冲的浪涌电压的积分值与预定值比较，然后将此比较结果考虑在内来诊断故障。但当例如电磁阀一类负载是通过PWM驱动作动态操作时，读取连接点电压电平的时间必须与驱动脉冲同步。这即使是采用计算机，对相应系统软件也是一个沉重的负担，尤其是当PWM驱动脉冲的基频很高时。例如当PWM驱动脉冲的基频为10KHz而输出数据是“5％不导电的”时，读出此连接点的电平输出的计算机需要以5μs计时保持与此输出同步、这同单纯地开/关驱动情形相比显然增大了此系统软件的负担。此外，在PWM驱动负载的情形中，负载驱动定时经常改变，还由于极难使进行的检测与此同步，于是会出现不易稳定与精确地进行负载故障诊断的问题。为此，本专利技术的一个目的在于提供能解决上述已有技术中的问题的诊断负载故障的方法与设备。本专利技术的另一目的在于提供能简单和精确地诊断PWM驱动的负载中是否出现故障的诊断负载故障的方法与设备。本专利技术的再一个目的在于提供处理负载故障的方法与设备，能在PWM驱动负载中发生故障时合适地处理这种负载故障。
技术实现思路
为了实现上述目的，本专利技术当负载是由PWM驱动时对此负载一端产生的电压信号进行积分，将所得到的积分值与根据为PWM设定的驱动脉冲的瞬时占空比的基准值比较，将此比较结果考虑在内诊断负载故障。当此负载为正常时，上述积分值与施加给此负载的电压信号的占空比具有预定的关系，而当此负载有故障时，此积分输出不会变为预期的值。于是通过评价此积分值就能诊断负载故障的性质，而能据此适当地处理负载故障。本专利技术的一个特征在于，用来诊断PWM驱动的负载是否有故障的故障诊断方法包括获得由PWM驱动在负载一端产生的电压信号的积分值的第一步骤；考虑为此PWM驱动设定的占空比而确定一基准值的第二步骤；通过比较上述积分值与基准值来判定负载故障的存在/不存在的第三步骤。上述电压信号可以是由PWM驱动于负载的一端产生的电压信号。在上述第三步骤，通过比较考虑此设定的占空比而确定的基准值与此积分值而能判定负载中是否发生故障。这是由于若是已发生断线、短路或其他这类故障，则此瞬时积分值将与该期望值显著不同。由于本专利技术形成为能根据在此方式下由PWM驱动在负载一端产生的电压信号的积分值来进行负载故障诊断，就能不论此负载是否为电感应的即是否为一电感体来进行故障诊断，这是因为读取此待检测的信号并不要求与规定的信号同步。本专利技术的另一特征在于，用于诊断由驱动装置作PWM驱动的负载是否有故障的故障诊断设备包括用以获取在由PWM驱动的负载的一端产生的电压信号的积分值的积分装置；对于此PWM驱动将设定的占空比考虑在内时，确定用以评价该积分值适合程度的基准值的确定装置；以及通过比较此积分值与基准值以判别此负载是否有故障的判别装置。本专利技术的又一特征在于，在用于诊断PWM驱动的负载是否有故障的故障诊断方法中，获得由PWM驱动的负载一端产生的电压信号积分值；同时对于此PWM驱动通过比较此积分值与一设定的占空比来判别此负载存在/不存在故障。本专利技术的又一特征在于，在用于诊断PWM驱动的负载是否有故障的故障诊断方法中，此负载是否有故障的检测是与此PWM驱动的负载一端产生的电压信号异步地进行。本发是的又一特征在于，可应用于诊断PWM驱动的负载是否有故障并对其进行处理的处理负载故障的方法包括获得PWM驱动的负载一端产生的电压信号的积分值的步骤；相对于PWM驱动将一设定的占空比考虑在内，确定基准值的步骤；通过比较此积分值与基准值来判别此负载的故障存在/不存在的步骤；当判别出此负载中存在故障时，识别此故障并依据此识别结果对此负载设定输出信号的步骤。本专利技术的又一特征在于，可应用于诊断由驱动装置作PWM驱动的负载是否有故障并对其进行处理的处理负载故障的设备包括获得PWM驱动的负载一端产生的电压信号的积分值的积分装置；相对于PWM驱动将一设定的占空比考虑在内，确定用以评价该积分值适合程度的基准值的确定装置；通过积分值与基准值比较经负载是否存在故障的判断装置；当判断装置判别出此负载中存在故障时，识别此负载故障并依据此识别结果对此负载设定输出信号的装置。本专利技术的又另一特征在于，可应用于诊断PWM驱动的负载是否有故障并对其进行处理的处理负载故障的方法，是通过监控PWM驱动的负载一端产生的电压信号的积分值来识别此负载的故障并据此故障识别结果对此负载设定输出信号。附图说明图1是示明本专利技术一实施例的故障诊断设备的框图。图2是图1中的控制脉冲信号的波形图。图3是图1中的电压信号的波形图。图4是曲线图，用于说明图1中所示故障诊断设备中设定的占空比与平滑化的输出电压的电平间的关系。图5是流程图，示明图1所示故障诊断设备中执行的故障诊断程序。图6是流程图，示明本专利技术的另一故障诊断程序。图7是图6中故障处理步骤的详细流程图。具体实施例方式下面参考附图说明本专利技术一实施例。图1是示明本专利技术一实施例的故障诊断设备的框图。图中的标号1指一用于对图中未示明的汽车发动机进行电子控制操作的发动机控制计算机系统。在本实施例中，作为负载的例子是一电磁阀2，用于控制供给汽车发动机的燃油量并由计算机系统1以PWM方式驱动与控制。计算机系统1包括传统的微机，此微机具有中央处理器(CPU)3、存储器5与输入/输出接口器件(I/O器件)6，它们由总线7互相连接。存储于存储器5中的发动机作业控制程序由CPU3执行，根据通过I/O器件6输入CPU3的作业条件数据D，计算电磁阀2的受控变量。由于此所计算出的受控变量是由PWM驱动电磁阀2所获得，依据在CPU3中计算出的受控变量控制此CPU3输出的控制脉冲信号P1占空比。此控制脉冲信号P1发送给用于开/关驱动电磁阀2的驱动装置的驱动电路4。驱动电路4包括以图示方式连接的开关晶体管4A和电阻器4B，而电磁阀2则本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种故障诊断方法，用来诊断ＰＷＭ驱动的负载是否有故障，包括：获得由ＰＷＭ驱动在负载一端产生的电压信号的积分值的第一步骤；考虑为此ＰＷＭ驱动设定的占空比而确定一基准值的第二步骤；通过比较上述积分值与基准值来判定负载故障的存在／不存在的第三步骤。

【技术特征摘要】
JP 2002-2-4 26419/20021.一种故障诊断方法，用来诊断PWM驱动的负载是否有故障，包括获得由PWM驱动在负载一端产生的电压信号的积分值的第一步骤；考虑为此PWM驱动设定的占空比而确定一基准值的第二步骤；通过比较上述积分值与基准值来判定负载故障的存在/不存在的第三步骤。2.一种故障诊断设备，用于诊断由驱动装置作PWM驱动的负载是否有故障，包括用以获取在由PWM驱动的负载的一端产生的电压信号的积分值的积分装置；对于此PWM驱动将设定的占空比考虑在内时，确定用以评价该积分值适合程度的基准值的确定装置；以及通过比较此积分值与基准值以判别此负载是否而故障的判别装置。3.一种故障诊断方法，用于诊断PWM驱动的负载是否有故障，其中，获得在此PWM驱动的负载一端产生的电压信号积分值，同时对于此PWM驱动通过比较此积分值与一设定的占空比来判别此负载存在/不存在故障。4.一种故障诊断方法，用于诊断PWM驱动的负载是否有故障，其中此负载是否有故障的检测是与此PWM驱动的负载一端产生的电压信号异步地进行。5.一种处理负载故障的方法，...

【专利技术属性】
技术研发人员：松崎秀昭，渡边恭成，佐藤荣一，川野智行，栗原智裕，
申请(专利权)人：株式会社博世汽车系统，
类型：发明
国别省市：JP[日本]