CN104238544B - 用于诊断在电子控制模块与地之间的连接丢失的装置 - Google Patents

用于诊断在电子控制模块与地之间的连接丢失的装置 Download PDF

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Abstract

本发明的主题是用于诊断机动车辆的电子控制模块（BCM）的到地（M）的连接丢失的装置。该装置（1）包括：第一分支（B1），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），第二分支（B2），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），所述第二连接分支（B2）适于接收源自功率装备（EQP）的功率电流（I(功率)）并包括单向导电装置（D），诊断电路（CD），以位于所述单向导电装置（D）与所述地（M）之间的测量点（PM）的电平连接到所述第二连接分支（B2），并且限定了用于诊断在所述第一连接分支（B1）上的所述电子控制模块（BCM）的到所述地（M）的连接丢失的电压（Vdiag）。根据本发明，所述第二连接分支（B2）包括在所述诊断电路（CD）的所述测量点（PM）与所述地（M）之间的适于在所述第一连接分支（B1）断开的情况下增加所述诊断电压（Vdiag）的电压生成装置（Rs、Idiag）。

Description

用于诊断在电子控制模块与地之间的连接丢失的装置
技术领域
本发明涉及在机动车辆中的电子控制的领域，并且更特别地关注用于诊断在电子控制模块与地之间的连接丢失的装置和方法。
背景技术
常规地，机动车辆包括用于控制车辆中的特定数量的装备项目的主电子控制模块（BCM或车身控制模块）。在该设备当中，可以例如提到的有用于控制车窗的电系统、用于后视镜的电控制系统、空调系统、车辆防盗系统、中央锁定系统等等。
由于安全的原因，如图1所示，例如，已知的是，通过以下两个连接分支的方式将电子控制模块BCM连接到车辆电池的地M：逻辑阻抗ZMI的第一连接分支B1和功率阻抗ZMp的第二连接分支B2。
也已知的是，将其它装备链接到第一连接分支B1并链接到第二连接分支B2，以便也将它们连接到地M。
因此，常规地，仍参考图1，次级电子控制模块ECU（“电子控制单元”）（诸如例如仪表板、电子门模块等等）以控制点PC的电平通过第一连接分支B1链接到地M。
类似地，车辆的功率装备EQP（例如，风挡刮水器）以功率点PP的电平经由第二连接分支B2链接到地M。这样的功率装备EQP可以例如是车辆引擎的装备。
为了避免损伤电子控制模块BCM，已知的是，在电子控制模块BCM和功率装备EQP的功率点PP之间的第二连接分支B2上布置二极管D1类型的单向导电装置，使得从功率装备EQP流向地M的强电流I（功率）不沿着第二连接分支B2向上回到电子控制模块BCM。
为了保持电子控制模块BCM的电子部件，已知的是，诊断在电子控制模块BCM与地M之间的第一分支B1的连接丢失。这样的诊断由以功率装备EQP的功率点Pp的电平链接到第二连接分支B2的诊断电路CD来执行。实际上，当到地的连接丢失发生在第一连接分支B1上时，源自电子控制模块BCM的电流不再经过第一连接分支B1，而通过二极管D1完全地经过第二连接分支B2。在第一连接分支B1上的在电子控制模块BCM与地M之间的连接丢失因此通过测量在第二连接分支B2上的电压差来进行诊断。
为了完成此，如图1所示，诊断电路CD包括与第二电阻器R2串联装配的第一电阻器R1，所述第二电阻器R2连接到直流电源VN（例如，5V）和微控制器（未表示），所述微控制器的输入链接到位于第一电阻器R1与第二电阻器R2之间的诊断点Pdiag，并且其限定了输入电压Vdiag。第一电阻器R1和第二电阻器R2组成了所谓的“分压器”。
当第一连接分支B1连接到地M时，诊断电压Vdiag(CONN)由以下公式给出：
Vdiag(CONN)= VN×-ZMl×(I(ECUs)+I(BCM) )× （1）
当第一连接分支B1以如图2所示的断开DIS的电平与地M断开时，诊断电压Vdiag(DISCONN)由以下的公式给出：
Vdiag(DISCONN)=VN×-UD1× （2）
其中UD1是在二极管D1的端子两端限定的电压。
微控制器周期地测量输入电压Vdiag，并且将其与阈值比较。当输入电压Vdiag在阈值之上时，执行电子控制模块BCM到地M的经由第一分支B1的连接。当输入电压Vdiag在阈值之下时，微控制器诊断了在第一分支B1上的电子控制模块BCM的到地的连接丢失。
如果由等式（1）给出的在第一分支B1被连接时的输入电压的值Vdiag(CONN)和由等式（2）给出的在第一分支B1断开时的输入电压的值Vdiag(DISCONN)都非常接近于阈值，即在它们的差值对于微控制器能够诊断在第一连接分支B1上的电子控制模块BCM的到地M的连接丢失不充分大时，在后者已经的确发生时，则问题出现了。这样的诊断错误导致缺少了装置的可靠性，其是显著的缺陷。
该场景针对在二极管D1的端子两端的电压UD1的值的当前范围、第一电阻器R1的值的当前范围、第二电阻器R2的值的当前范围、和分别源自主电子控制模块BCM和/或次级电子控制单元ECU的流过第一连接分支B1的电流I(BCM)和I(ECUs)的值的当前范围而发生。
因此，例如，对于以下的常规值：
· = 0.75,
· UD1 = 0.1 V,
· ZMl = 0.3 欧姆,
· I(BCM) = 0.1 A,
· I(ECUs) = 0.2 A,
我们具有：
· ZMl×(I(ECUs)+I(BCM) )×= 0.07 V和
· UD1× = 0.075 V。
在这种情况下，Vdiag(CONN)和Vdiag(DISCONN)的值如此接近于彼此，使得微控制器不能够确信地确定所测量的输入电压Vdiag的值是在阈值之上还是在阈值之下，其导致频繁的诊断错误。
发明内容
本发明的目标是通过提出用于诊断将电子控制模块链接到地的第一分支的连接丢失的简单且可靠的解决方案来补救这些缺陷。
为了该目的，本发明涉及用于诊断机动车辆的电子控制模块的到地的连接丢失的装置，所述装置包括：
·第一分支，将电子控制模块连接到地，所述第一连接分支适于接收控制电流，
·第二分支，将电子控制模块连接到地，所述第二连接分支适于接收源自功率装备的功率电流并包括布置来阻塞所述功率电流的单向导电装置，以及
·诊断电路，以位于单向导电装置与地之间的测量点的电平连接到第二连接分支，并且限定了用于诊断在第一连接分支上的电子控制模块的到地的连接丢失的电压，
该装置值得注意的是第二连接分支包括在诊断电路的测量点与地之间的适于在第一连接分支断开的情况下增加诊断电压的电压生成装置。
术语“控制电流”被理解为意思是来自电子控制模块和/或次级电子控制单元的低强度的电流，例如，在7A以下。术语“功率电流”被理解为意思是源自引擎类型的功率装备的高强度的电流，例如，在250A以上。
根据本发明的装置因此使得增加在第二连接分支上的电压以便增加分别在第一连接分支连接到地时和在第一连接分支与地断开时在测量点处测量的电压差成为可能。换句话说，在第二分支上的电压生成装置使得限定新阈值成为可能，测量的电压值在第一连接分支连接到地时在所述新阈值之上充分远，或者在第一连接分支与地断开时在所述新阈值之下充分远。对到地的连接丢失的诊断因此是有利地既简单又可靠。
优选地，电压生成装置包括在诊断电路的测量点与地之间串联装配的诊断电阻器和以测量点的电平链接到第二连接分支的电流生成器。电阻器和电流生成器是用于如果第一连接分支的断开则增加诊断电压的便宜装置。
根据本发明的方面，单向导电装置以并联装配的多个肖特基二极管的形式出现，所述二极管使得经受住高值的电流（例如，大于等于7A）成为可能。
优选地，装置进一步包括微控制器，其适于测量诊断电压并在所述测量的电压的基础上确定在第一连接分支上的电子控制模块与地之间的连接丢失。
有利地，电子控制模块包括所述微控制器，其使得简化装置的体系结构成为可能。
装置可以以第二连接分支的功率点的电平链接到车辆的功率装备的至少一个项目。
以相同的方式，装置可以以第一连接分支的控制点的电平链接到车辆的至少一个次级电子控制单元。
本发明也涉及车辆，特别是机动车辆，其包括如先前示出的电子控制模块和装置。
本发明也涉及用于通过诊断装置的方式诊断机动车辆的电子控制模块的到地的连接丢失的方法，所述装置包括：
·第一分支，将电子控制模块连接到地，所述第一连接分支适于接收控制电流，
·第二分支，将电子控制模块连接到地，所述第二连接分支适于接收源自功率装备的功率电流并包括布置来阻塞所述功率电流的单向导电装置，以及
·诊断电路，以位于单向导电装置与地之间的测量点的电平连接到第二连接分支，并且限定了用于诊断在第一连接分支上的电子控制模块的到地的连接丢失的电压，
该方法值得注意的是它包括在诊断电路的测量点与地之间生成电压的步骤，所述电压适于在第一连接分支断开的情况下增加诊断电压。
附图说明
参考通过非限制性示例的方式给出的附图，在下面的描述中本发明的其它特征和优点将变得明显，并且其中将相同的参考数字给相同的对象。
- 图1图示了现有技术的用于诊断电子控制模块的到地的连接丢失的装置。
- 图2图示了图1中的装置，其中第一连接分支与地断开。
- 图3图示了根据本发明的用于诊断电子控制模块的到地的连接丢失的装置。
具体实施方式
下面针对本发明在机动车辆（未表示）中的应用描述本发明，但不言而喻的是，它能够可应用于任何类型的车辆。
车辆包括车辆中的特定数量的装备项目的主电子控制模块（BCM或“车身控制模块”）。在这些设备当中，可以例如提及用于车窗的电控制系统、用于后视镜的电控制系统、空调系统、车辆防盗系统、中央锁系统等等。这样的模块也通称为电子控制单元（或ECU）。
例如，电子控制模块BCM通过第一连接分支B1（被称作“电子地分支”）和第二连接分支B2（被称作功率地分支）的方式链接到车辆电池的地M，所述第一连接分支B1是模块BCM到地M的主连接，所述第二连接分支B2是模块BCM到地M的次级连接。这样的冗余使得如果第一分支或主分支B1上的模块BCM到地M的连接丢失则保护电子控制模块BCM的电子部件成为可能。
在图3所示的示例中，车辆包括一个或多个电子控制单元ECU，其例如适于仪表板、电子门模块等等。车辆也包括功率装备EQP的一个或多个项目，诸如例如风挡刮水器。
为了将它们连接到地，一个或多个电子控制单元ECU以控制点PC的电平链接到第一连接分支B1，所述第一连接分支B1因此适于接收源自控制模块的控制电流I(BCM)和/或源自一个或多个电子控制单元ECU的控制电流I(ECUs)。
以相同的方式，为了将它们连接到地，功率装备EQP的一个或多个项目以控制点PP的电平链接到第二连接分支B2，所述第二连接分支B2因此适于接收源自功率装备EQP的一个或多个项目的功率电流I(功率)。
为了防止对电子控制模块BCM的损害，第二连接分支B2包括布置来阻塞源自功率装备EQP的功率电流I(功率)并避免它们沿着第二连接分支B2向上回到电子控制模块BCM的单向导电装置D。
单向导电装置D可以以例如标准类型或肖特基类型的单个二极管的形式出现。优选地，单向导电装置D以并联装配的多个肖特基二极管的形式出现。
最后，根据本发明的车辆包括微控制器，优选地电子控制模块BCM的微控制器，其适于如下面描述的执行对电子控制模块BCM的到地的连接丢失的诊断。更确切地说，微控制器适于测量诊断电压Vdiag并在所述测量的电压的基础上确定在电子控制模块BCM与地M之间的连接丢失。
根据本发明的装置使得诊断电子控制模块BCM到地M的连接丢失成为可能。
参考图3，装置1包括第一连接分支B1、第二连接分支B2和诊断电路CD，所述诊断电路CD以位于单向导电装置D与地M之间的测量点PM的电平连接到第二连接分支B2。
诊断电路CD包括与第二电阻器R2串联装配的第一电阻器R1，所述第二电阻器R2连接到5V的直流电源VN。
诊断电压Vdiag以位于第一电阻器R1与第二电阻器R2之间的诊断点Pdiag的电平被限定。
根据本发明，装置1的第二连接分支B2包括在诊断电路CD的诊断点Pdiag与地M之间的电压生成装置，其适于在第一连接分支B1断开的情况下增加诊断电压Vdiag。
在该示例中，电压生成装置以诊断电阻器Rs和电流生成器Idiag的形式出现，所述诊断电阻器Rs被串联装配在测量点PM和功率点PP之间的第二连接分支B2上，并且所述电流生成器Idiag以测量点PM的电平链接到第二连接分支B2。
利用根据本发明的装置，当第一连接分支B1连接到地M时，诊断电压由以下的公式给出：
Vdiag(CONN)=VN× -ZMl×(I(ECUs)+I(BCM))× +(ZMp+Rs)×Idiag （3）
当第一连接分支B1以如图2所示的断开DIS的电平与地M断开时，诊断电压由以下的公式给出：
Vdiag(DISCONN)=VN×-UD× （4）
其中，类似于现有技术的等式（2），UD是在单向导电装置D的端子两端限定的电压。
在当第一连接分支B1连接时测量的电压值与当第一连接分支B1断开时测量的电压值之间的差值∆Vdiag由以下给出：
∆Vdiag(CONN,DISCONN)=(ZMp+Rs)×Idiag-ZMl×(I(ECUs)+I(BCM) )×+UD× （5）
因此，即使当UD×约等于ZMl×(I(ECUs)+I(BCM) )×，差值也不是零，而是等于由电流生成器Idiag和在第二连接分支B2上与阻抗ZMp串联布置的诊断电阻器Rs生成的电压(ZMp+Rs)×Idiag。由等式（3）给出的当第一分支B1连接时的输入电压Vdiag(CONN)的值和由等式（4）给出的当第一分支B1断开时的输入电压Vdiag(DISCONN)的值因此充分远离，使得微控制器可以在没有诊断错误的情况下确定电子控制模块BCM是否通过第一连接分支B1连接到地M。
优选地，如此选择Idiag和Rs的值，使得：
(ZMp+Rs)×Idiag> ZMl×(I(ECUs)+I(BCM))。
在该情况下，直接测量在测量点PM处的测量电压TM则成为可能。当第一分支连接到地M时，电压TM是正的。当第一分支与地M断开时，电压TM是负的。在该情况下，诊断电路CD可以以将测量点PM链接到微控制器的单个布线的形式出现，并接着我们具有Vdiag=TM。微控制器因此可以容易且可靠地诊断在第一连接分支B1上的电子控制模块BCM的到地M的连接丢失。

Claims (9)

1.一种用于诊断机动车辆的电子控制模块（BCM）的到地（M）的连接丢失的装置（1），所述装置（1）包括：
·第一分支（B1），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），所述第一分支（B1）适于接收控制电流（I(BCM)、I(ECUs)），
·第二分支（B2），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），所述第二分支（B2）适于接收源自功率装备（EQP）的功率电流（I(功率)）并包括布置来阻塞所述功率电流（I(功率)）的单向导电构件（D），以及
·诊断电路（CD），以位于所述单向导电构件（D）与所述地（M）之间的测量点（PM）的电平连接到所述第二分支（B2），并且限定用于诊断在所述第一分支（B1）上的所述电子控制模块（BCM）的到所述地（M）的连接丢失的诊断电压（Vdiag），
所述装置（1）的特征在于：所述第二分支（B2）包括在所述诊断电路（CD）的所述测量点（PM）与所述地（M）之间的适于在所述第一分支（B1）断开的情况下增加所述诊断电压（Vdiag）的电压生成构件。
2.根据权利要求1所述的装置（1），其中所述电压生成构件包括诊断电阻器（Rs）和电流生成器（Idiag），所述诊断电阻器（Rs）被串联装配在所述诊断电路（CD）的所述测量点（PM）和所述地（M）之间，所述电流生成器（Idiag）以所述测量点（PM）的电平链接到所述第二分支（B2）。
3.根据前述权利要求中的任意一项所述的装置（1），其中所述单向导电构件（D）以并联装配的多个肖特基二极管的形式出现。
4.根据权利要求1或2所述的装置（1），所述装置（1）进一步包括微控制器，所述微控制器适于测量所述诊断电压（Vdiag）并在所述测量的电压的基础上确定在所述第一分支（B1）上的所述电子控制模块（BCM）与所述地（M）之间的连接丢失。
5.根据权利要求1或2所述的装置（1），所述装置以所述第二分支（B2）的功率点（PP）的所述电平链接到所述车辆的功率装备（EQP）的至少一个项目。
6.根据权利要求1或2所述的装置（1），所述装置以所述第一分支（B1）的控制点（Pc）的所述电平链接到所述车辆的至少一个次级电子控制单元（ECUs）。
7.一种车辆，特别是机动车辆，包括电子控制模块（BCM）和根据前述权利要求之一的装置（1）。
8.根据权利要求7所述的车辆，其中所述电子控制模块（BCM）包括微控制器，所述微控制器适于测量所述诊断电压（Vdiag）并在所述测量的电压的基础上确定在所述第一分支（B1）上的所述电子控制模块（BCM）与所述地（M）之间的连接丢失。
9.一种用于通过诊断装置（1）的方式诊断机动车辆的电子控制模块的到地的连接丢失的方法，所述装置（1）包括：
·第一分支（B1），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），所述第一分支（B1）适于接收控制电流（I(BCM)、I(ECUs)），
·第二分支（B2），将所述电子控制模块（BCM）连接到所述地（M），所述第二分支（B2）适于接收源自功率装备（EQP）的功率电流（I(功率)）并包括布置来阻塞所述功率电流（I(功率)）的单向导电构件（D），以及
·诊断电路（CD），以位于所述单向导电构件（D）与所述地（M）之间的测量点（PM）的电平连接到所述第二分支（B2），并且限定用于诊断在所述第一分支（B1）上的所述电子控制模块（BCM）的到所述地（M）的连接丢失的诊断电压（Vdiag），
所述方法的特征在于它包括在所述诊断电路（CD）的所述测量点（PM）与所述地（M）之间生成电压的步骤，生成的电压适于在所述第一分支（B1）断开的情况下增加所述诊断电压（Vdiag）。
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