CN109213223A - 车辆、电子控制单元及电子控制单元的控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种车辆、电子控制单元(ECU)及ECU的控制方法,其能够使用设置在ECU处的线圈部件的电阻来导出线圈部件的温度,并且在线圈部件的温度超过预定温度时控制线圈部件的温度。ECU包括:线圈部件,恒定电压被提供给该线圈部件;传感器,被配置成测量流入线圈部件中的线圈电流以及提供给线圈部件的线圈电压;开关部件,被配置成接收开关信号并基于开关信号提供线圈电流;以及控制器,被配置成将开关信号输入到开关部件,并且使用开关信号、线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的温度。
Description
相关申请的交叉引用
本申请要求于2017年6月30日向韩国知识产权局提交的申请号为10-2017-0083708的韩国专利申请的权益,该韩国专利申请的公开内容通过引用并入本文。
技术领域
本公开的实施例涉及一种车辆、电子控制单元(ECU)及ECU的控制方法,且更特别地,涉及一种可以导出设置在ECU处的线圈部件的温度并基于所导出的温度进行控制的技术。
背景技术
电子控制单元(ECU)是被配置成基于车辆中的各种电信号来控制设置在车辆中的各个部件的处理器。
当电流流入设置在ECU处的线圈部件中时,可产生磁力以驱动阀,并且此时,当线圈部件的温度由于电流而升高时,线圈部件的内电阻发生变化,使得控制操作可能受到影响。因此,需要估计线圈部件的温度。
也就是说,当电流流入线圈部件中以驱动阀时,产生热,使得线圈部件可能在过热时发生损坏。因此,为了防止线圈部件过热,需要根据操作时间导出线圈部件的温度,并且基于所导出的温度来控制ECU。
为了解决上述问题,正在进行研究以检测构成ECU的线圈部件的温度。
发明内容
因此,本公开的一个方面提供一种车辆、电子控制单元(ECU)及ECU的控制方法,其能够通过使用设置在ECU处的线圈部件的电阻来导出线圈部件的温度,并且在线圈部件的温度超过预定温度时控制线圈部件的温度。
本公开的其它方面将在以下的描述中部分地阐述,且部分地将通过该描述明显或者可通过对本公开的实践而习知。
根据本公开的一方面,一种电子控制单元(ECU)包括:线圈部件,恒定电压被提供给该线圈部件;传感器,被配置成测量流入线圈部件中的线圈电流以及提供给线圈部件的线圈电压;开关部件,被配置成接收开关信号并基于开关信号提供线圈电流;以及控制器,被配置成将开关信号输入到开关部件,并且使用开关信号、线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的温度。
控制器可基于线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的电阻,并且使用线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
控制器可使用预先存储的线圈部件的参考电阻和线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
开关信号可包括脉宽调制(PWM)信号,其中脉宽调制(PWM)信号具有宽度能够被调制的脉冲信号和基于脉冲信号的宽度的占空比信息。
控制器可使用占空比信息、恒定电压和线圈电流来计算线圈部件的电阻,并且基于线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
当线圈部件的温度超过预定温度时,控制器可改变开关信号以降低线圈电流。
当线圈部件的温度超过预定温度时,控制器可改变占空比信息以降低线圈电压。
控制器可通过控制开关信号来控制电磁地连接到线圈部件的阀的打开或关闭。
根据本公开的另一方面,一种电子控制单元(ECU)的控制方法包括:测量流入线圈部件中的线圈电流和提供给线圈部件的线圈电压;基于开关信号提供线圈电流;并且使用开关信号、线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的温度。
计算线圈部件的温度可包括:基于线圈电压和线圈电流计算线圈部件的电阻;并且使用线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
计算线圈部件的温度可包括使用预先存储的线圈部件的参考电阻和线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
开关信号可包括脉宽调制(PWM)信号,脉宽调制信号(PWM)具有宽度能够被调制的脉冲信号和基于脉冲信号的宽度的占空比信息。
计算线圈部件的温度可包括:使用占空比信息、恒定电压和线圈电流来计算线圈部件的电阻;并且基于线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
该方法可进一步包括当线圈部件的温度超过预定温度时,改变开关信号以降低线圈电流。
该方法可进一步包括当线圈部件的温度超过预定温度时,改变占空比信息以降低线圈电压。
该方法可进一步包括通过控制开关信号来控制电磁地连接到线圈部件的阀的打开或关闭。
根据本公开的另一方面,一种车辆包括:线圈部件,恒定电压被提供给该线圈部件;传感器,被配置成测量流入线圈部件中的线圈电流以及提供给线圈部件的线圈电压;开关部件,被配置成接收开关信号并基于开关信号提供线圈电流;以及控制器,被配置成将开关信号输入到开关部件,并且使用开关信号、线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的温度,其中控制器基于线圈电压和线圈电流来计算线圈部件的电阻,并且使用线圈部件的电阻来计算线圈部件的温度。
附图说明
从以下结合附图的实施例的描述中,本公开的这些和/或其它方面将变得明显并且更容易理解,其中:
图1是示出根据本公开的一个实施例的车辆的外装的示图;
图2是示出根据本公开的一个实施例的车辆的内部结构的示图;
图3是根据本公开的一个实施例的控制框图;
图4是根据本公开的一个实施例的电子控制单元(ECU)的截面图;
图5是根据本公开的一个实施例的ECU的电路图;
图6A和图6B是示出根据本公开的一个实施例的开关信号的示图;以及
图7是根据本公开的一个实施例的流程图。
具体实施方式
在整个公开中,相同的附图标记表示相同的部件。本说明书并未描述实施例的所有部件,并且将省略本公开所属技术领域中的通用描述以及实施例之间的多余描述。在本说明书中使用的术语“部件”、“模块”、“构件”和“块”可以软件或硬件来实施,并且根据实施例,多个“部件”、“模块”、“构件”和块可在单个部件中实施,或者单个“部件”、“模块”、“构件”或“块”可包括多个部件。
在整个说明书中,当部件被称为“连接”到其它部件时,这不仅包括直接连接而且还包括间接连接,并且间接连接包括通过无线通信网络的连接。
此外,当部件被称为“包括”部件时,这表示该部件可包括另一元件,并且不排除另一元件,除非另有特别说明。
在整个说明书中,当构件被称为“在”其它构件“上”时,这不仅包括该构件与其它构件接触的情况,而且还包括另一构件存在于该构件和其它构件之间的情况。
术语“第一”、“第二”等用于将一个部件与其它部件区分开,并且部件不受这些术语的限制。
除非上下文另有明确说明,否则单数形式包括复数形式。
在每个步骤中,为便于描述而使用了附图标记,并且该附图标记并不描述步骤的顺序,并且除非在上下文中明确规定,否则可以不同于所描述的顺序来执行步骤。
在下文中,将参照附图描述本公开的操作原理和实施例。
图1是示出根据本公开的一个实施例的车辆的外装的示图。
参照图1,车辆1包括构成车辆1的外装的车身2以及被构造成使车辆1移动的车轮13和14。车身2包括引擎盖3、前挡泥板4、车门5、行李箱盖6和后顶盖侧板7。
此外,在车身2的外侧可设置:前窗8,安装在车身2的前侧并被构造成提供车辆1的前方视野;侧窗9,被构造成提供车辆1的侧方视野;侧视镜11和12,安装在车门5处并被构造成提供车辆1的后方视野及侧方视野;以及后窗10,安装在车身2的后侧并被构造成提供车辆1的后方视野。
车轮13和14包括设置在车辆1前侧的前轮13和设置在车辆1后侧的后轮14,并且驱动机构(未示出)向前轮13或后轮14提供旋转力,以使车辆1向前或向后移动。这种驱动机构可采用被构造成通过燃烧化石燃料产生旋转力的发动机,或采用被构造成通过接收来自电容器的电力产生旋转力的马达。
图2是示出根据本公开的一个实施例的车辆1的内部结构的示图。
参照图2,车辆1的内装包括:座椅20,供乘客就座;仪表板33;仪表盘30(即,仪表组),设置在仪表板33上并且在仪表组30中设置有转速表、车速表、水温表、燃油表、转向信号指示灯、远光灯指示灯、警报灯、安全带指示灯、里程表、旅程表、自动换挡杆指示灯、车门开启警报灯、机油警报灯以及低燃油警报灯;方向盘29,被构造成控制车辆1的行驶方向;以及中央面板35,中央面板35中设置有空调的出风口和音频设备的控制面板。
可在中控台37上设置旋钮型或硬按钮型中央输入器。中控台37是指设置在驾驶员座椅21和乘客座椅22之间并形成有换挡杆38和置物盒40的部分。
座椅20包括供驾驶员就坐的驾驶员座椅21、供乘客就坐的乘客座椅22和位于车辆1内部后侧的后座。
可数字化地实施仪表组30。即,数字型仪表组30将车辆信息和行驶信息显示为图像。
中央面板35是位于驾驶员座椅21和乘客座椅22之间的仪表板33上的部分,并且出风口、雪茄插座等可安装在中央面板35上。
音频视频导航(AVN)装置121可设置在车辆1内部。AVN装置121是指不仅能够向用户提供用于到目的地的路线引导的导航功能,而且还能够完整地提供音频和视频功能的终端。
AVN装置121可通过显示器120选择性地显示音频屏幕、视频屏幕和导航屏幕中的至少一个,以及显示与车辆1的控制相关的另外功能的屏幕。
显示器120可位于作为仪表板33的中心区域的中央面板35处。根据一个实施例,显示器120可利用液晶显示器(LCD)、发光二极管(LED)、等离子显示面板(PDP)、有机发光二极管(OLED)或阴极射线管来实施,但其不限于此。
可在中控台37上设置旋钮型或硬按钮型中央输入器39。中央输入器39可执行AVN装置121的全部或一些功能。
图3是根据本公开的一个实施例的控制框图。
参照图3,车辆1可包括具有控制器101、传感器102、开关部件104和线圈部件103的电子控制单元(ECU)100,以及连接到ECU 100的阀200。
线圈部件103可构造有螺线管线圈。线圈部件103可在电流流入线圈部件103中时产生磁力。连接到线圈部件103的阀200可使用由线圈部件103产生的磁力来控制。同时,当电流流入线圈部件103中以控制阀200时,可能在线圈部件103处产生热,并且当线圈部件103的温度由于过多的热产生而超过预定温度时,线圈部件103可能损坏。
开关部件104可从外部接收开关信号并可响应于开关信号而接通或断开,并且当开关部件104接通时,电流可流入线圈部件103中。开关部件104可包括金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET),并且MOSFET可以是在数字和模拟电路中最常用的FET,配置有n型或p型半导体材料的沟道,并且通常根据半导体材料而被分为n型MOSFET(NMOSFET)、p型MOSFET(PMOSFET)和互补MOSFET(CMOSFET)。MOSFET可包括栅极端子、源极端子和漏极端子。
根据施加在栅极端子和源极端子之间的电压,MOSFET可具有截止区域、线性区域和饱和区域。截止区域是在栅极端子和源极端子之间未施加足够的电压并因此MOSFET处于非操作状态的区域,线性区域是MOSFET与施加在栅极端子和源极端子之间的电压成比例地操作的区域。饱和区域是在栅极端子和源极端子之间施加预定电平以上的电压并因此传输恒定电压的区域。在本公开中,开关部件104可包括MOSFET。线圈部件103连接到开关部件104,并且当预定电平以上的电压施加到开关部件104时,线圈部件103操作。下面将进行与上述有关的详细描述。
传感器102可感测流入线圈部件103中的电流和施加到线圈部件103的电压。恒定电压被提供到线圈部件103,并且根据开关零件104的操作,电流不流动或流入线圈部件103中。当基于开关部件104的信号,电流流入线圈部件103中时,传感器102可感测流入线圈部件103中的电流。此外,当电流流入线圈部件103中时,传感器102可测量线圈部件103两端的电压以感测施加到线圈部件103的电压。由传感器102感测的电流和电压可被传输到控制器101,并且控制器101可基于电流和电压导出线圈部件103的电阻,并因此基于线圈部件103的电阻而导出线圈部件103的温度。
控制器101可通过向开关部件104传输信号来操作开关部件104,并且从传感器102接收电流和电压信息。控制器101可包括被配置成存储用于执行以上和以下描述的操作的程序以及与其相关的各种数据的存储器、被配置成执行存储在存储器中的程序的处理器、微控制器单元(MCU)等。具体地,控制器101可基于由传感器102传输的电压和电流来计算线圈部件103的电阻,并且利用线圈部件103的电阻来导出线圈部件103的温度。当导出线圈部件103的温度时,控制器101可预先存储线圈部件103的参考电阻,并且使用存储的参考电阻和导出的线圈部件103的电阻来计算线圈部件103的温度。
同时,控制器101可利用包括脉冲信号的开关信号来控制开关部件104,并且开关信号可包括脉宽调制(PWM)信号。下面将给出与其相关的详细描述。
根据图3所示的ECU 100的部件的性能,可添加或省去至少一个部件。此外,本领域技术人员可以容易地理解,可根据系统的性能或结构改变部件的相对位置。
同时,图3所示的每一个部件表示诸如现场可编程门阵列(FPGA)或专用集成电路(ASIC)的软件部件和/或硬件部件。
图4是根据本公开的一个实施例的ECU 100的截面图。
参照图4,ECU 100可包括控制器101和线圈部件103,并且线圈部件103可联接到阀200。
当控制器101输入开关信号以操作线圈部件103时,线圈部件103可使用联接到线圈部件103的阀200来控制液压。由线圈部件103控制的阀200可基本上包括被构造成控制液压流体的流动方向的方向控制阀、被构造成调节最大输出并保持液压回路中的所需压力以防止过载并保护液压设备的压力控制阀以及被构造成通过改变流动路径的截面积来控制流量并改变执行器的转速和转数的流量控制阀。
图5是根据本公开的一个实施例的ECU 100的电路图。
参照图5,图5示出了控制器101提供给开关部件104的开关信号S、流入线圈部件103中的线圈电流I以及提供给线圈部件103的线圈电压V。控制器101可将开关信号S提供给开关部件104。图5示出了以脉冲形式提供的开关信号S。控制器101提供的开关信号S用于通过接通或断开开关部件104来控制流入线圈部件103中的线圈电流I,使得流入线圈部件103中的线圈电流I由作为开关信号S的信号周期的占空比确定。下面将详细描述控制器101基于提供给开关部件104的开关信号S来确定线圈电流I的操作。
同时,向线圈部件103提供恒定电压,使得线圈电流I可在开关部件104接通时流动,流入线圈部件103中的线圈电流I和由于线圈电流I的流动而施加到线圈部件103的线圈电压V可通过传感器102传输到控制器101。控制器101可使用由传感器102感测的线圈电流I和线圈电压V来导出线圈部件103的电阻。等式1可用于导出线圈部件103的电阻。
[等式1]
参考等式1,R表示线圈部件103的电阻,V表示提供给线圈部件103的电压,I表示流入线圈部件103中的电流。控制器101可从传感器102接收线圈电流I和线圈电压V,并且使用等式1来导出线圈部件103的电阻。此外,由控制器101导出的线圈部件103的电阻可用于基于等式2导出线圈部件103的温度。
[等式2]
参考等式2,T表示线圈部件103的温度,R表示由控制器101导出的线圈部件103的电阻,R'表示预先存储在控制器101中的参考电阻。参考电阻表示在0℃的温度下线圈部件103的电阻。如上所述,控制器101可基于等式2来计算线圈部件103的温度及其电阻。
此外,当由上述方法导出的线圈部件103的温度超过预定温度时,控制器101可确定线圈部件103过热,并且当确定线圈部件103的温度较高时,控制器101可控制流入线圈部件103中的线圈电流I以改变线圈部件103的温度。下面将给出与其相关的详细描述。图5所述的操作仅仅是根据本公开计算线圈部件103的电阻并且基于所计算的线圈部件103的电阻来计算线圈部件103的温度的一个实施例,并且由本公开的配置执行的任何类型的操作只要能够基于线圈电流I和线圈电压V导出线圈部件103的温度则都是可行的。
图6A和图6B是示出根据本公开的一个实施例的开关信号的示图。
参照图6A和图6B,控制器101提供给开关部件104的开关信号可包括脉冲信号。可选地,控制器101可向开关部件104提供PWM信号。PWM信号是通过将模拟信号转换成数字信号的方法周期性地调制脉冲宽度而获得的信号。脉冲信号与周期的比率称为占空比,并且当提供具有较大占空比的开关信号时,开关部件104处于较长时间的接通状态,使得可向线圈部件103提供更多电流。开关信号的占空比与线圈电压之间的关系可由等式3表示。
[等式3]
V=VS×d
参考等式3,VS表示施加到线圈部件103的恒定电压,d表示开关信号的占空比。也就是说,线圈电压可根据通过将恒定电压乘以占空比所获得的值而提供给线圈部件103。此外,如上所述,因为线圈电流与提供给线圈部件103的线圈电压成比例地流入线圈部件103中,所以线圈电流可通过控制线圈电压来控制,并且线圈电压可由开关信号的占空比来控制,使得流入线圈部件103中的线圈电流也可通过控制开关信号的占空比来控制。
参照图6A和图6B,图6A示出了具有50%占空比的开关信号,图6B示出了具有25%占空比的开关信号。
当根据一个实施例使用图6A所示的开关信号来操作线圈部件103并且线圈部件103的温度超过预定温度时,线圈部件103可能损坏,使得需要对流入线圈部件103中的线圈电流进行控制。在这种情况下,控制器101可调节开关信号的占空比。根据一个实施例,控制器101可将占空比从50%降低到25%。
图6B示出了根据上述操作的结果具有25%占空比的开关信号。图6B所示的开关信号的占空比小于图6A所示的开关信号的占空比,使得较小的线圈电压可被施加到线圈部件103,并且较小的线圈电流可流入线圈部件103中以降低线圈部件103的温度。总之,当确定线圈部件103的温度高于或等于预定温度时,控制器101可改变开关信号的占空比,控制流入线圈部件103中的线圈电流,并且降低线圈部件103的温度。
然而,图6A和图6B所示的开关信号仅仅是本公开的一个实施例,因此对控制器101提供给开关部件104的开关信号的类型和开关信号的占空比没有限制。
图7是根据本公开的一个实施例的流程图。
参照图7,传感器102可感测流入线圈部件103中的线圈电流和施加到线圈部件103的线圈电压(1001)。控制器101可基于由传感器102感测的线圈电流和线圈电压来计算线圈部件103的电阻(1002)。因为线圈部件103的电阻根据温度而变化,所以线圈部件103的温度可基于预先存储在控制器101中的参考电阻值和线圈部件103的电阻来导出(1003)。当所导出的线圈部件103的温度超过预定温度(1004)时,线圈部件103可能损坏,使得控制器101应当降低流入线圈部件103中的线圈电流,此时控制器101可通过改变开关信号(1005)来控制流入线圈部件103中的线圈电流。具体地,可改变开关信号的占空比来降低流入线圈部件103中的线圈电流,并且当流入线圈部件103中的线圈电流降低时,线圈部件103的温度可能下降。
从以上描述中显而易见的是,根据实施例的车辆、ECU以及ECU的控制方法可通过使用设置在ECU处的线圈部件的电阻来导出线圈部件的温度,并且在线圈部件的温度超过预定温度时控制线圈部件的温度。
所公开的实施例可以存储计算机可执行的命令的记录介质的形式来实施。命令可以程序代码的形式存储,并且当被处理器执行时,可生成程序模块以执行所公开的实施例的操作。记录介质可被实施为计算机可读记录介质。
计算机可读记录介质包括存储计算机可破译的指令的各种记录介质。例如,可以是只读存储器(ROM)、随机存取存储器(RAM)、磁带、磁盘、闪速存储器、光学数据存储装置等。
以上,已经参照附图对所公开的实施例进行了描述。本发明所属领域的技术人员将理解的是,在不脱离本公开的技术实质和基本特征的情况下,可以实施与所公开的实施例不同的其它形式。所公开的实施例是说明性的,并且不应被解释为限制性的。
Claims (17)
1.一种电子控制单元,即ECU,其包括:
线圈部件,恒定电压被提供给所述线圈部件;
传感器,其被配置成测量流入所述线圈部件中的线圈电流和提供给所述线圈部件的线圈电压;
开关部件,其被配置成接收开关信号并基于所述开关信号提供所述线圈电流;以及
控制器,其被配置成将所述开关信号输入到所述开关部件,并且使用所述开关信号、所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的温度。
2.根据权利要求1所述的ECU,其中所述控制器基于所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的电阻,并且使用所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
3.根据权利要求2所述的ECU,其中所述控制器使用预先存储的所述线圈部件的参考电阻和所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
4.根据权利要求1所述的ECU,其中所述开关信号包括脉宽调制信号,即PWM信号,所述PWM信号具有宽度被调制的脉冲信号和基于所述脉冲信号的宽度的占空比信息。
5.根据权利要求4所述的ECU,其中所述控制器使用所述占空比信息、恒定电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的电阻,并且基于所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
6.根据权利要求1所述的ECU,其中当所述线圈部件的温度超过预定温度时,所述控制器改变所述开关信号以降低所述线圈电流。
7.根据权利要求4所述的ECU,其中当所述线圈部件的温度超过预定温度时,所述控制器改变所述占空比信息以降低所述线圈电压。
8.根据权利要求1所述的ECU,其中所述控制器通过控制所述开关信号来控制电磁地连接到所述线圈部件的阀的打开或关闭。
9.一种电子控制单元的控制方法,即ECU的控制方法,其包括:
测量流入线圈部件中的线圈电流和提供给所述线圈部件的线圈电压;
基于开关信号提供所述线圈电流;并且
使用所述开关信号、所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的温度。
10.根据权利要求9所述的方法,其中计算所述线圈部件的温度包括:
基于所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的电阻;并且
使用所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
11.根据权利要求10所述的方法,其中计算所述线圈部件的温度包括使用预先存储的所述线圈部件的参考电阻和所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
12.根据权利要求9所述的方法,其中所述开关信号包括脉宽调制信号,即PWM信号,所述PWM信号具有宽度被调制的脉冲信号和基于所述脉冲信号的宽度的占空比信息。
13.根据权利要求12所述的方法,其中计算所述线圈部件的温度包括:
使用所述占空比信息、恒定电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的电阻;并且
基于所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
14.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括当所述线圈部件的温度超过预定温度时,改变所述开关信号以降低所述线圈电流。
15.根据权利要求12所述的方法,其进一步包括当所述线圈部件的温度超过预定温度时,改变所述占空比信息以降低所述线圈电压。
16.根据权利要求9所述的方法,其进一步包括通过控制所述开关信号来控制电磁地连接到所述线圈部件的阀的打开或关闭。
17.一种车辆,其包括:
线圈部件,恒定电压被提供给所述线圈部件;
传感器,其被配置成测量流入所述线圈部件中的线圈电流和提供给所述线圈部件的线圈电压;
开关部件,其被配置成接收开关信号并基于所述开关信号提供所述线圈电流;以及
控制器,其被配置成将所述开关信号输入到所述开关部件,并且使用所述开关信号、所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的温度,
其中所述控制器基于所述线圈电压和所述线圈电流来计算所述线圈部件的电阻,并且使用所述线圈部件的电阻来计算所述线圈部件的温度。
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