CN110072737A - 车载控制装置 - Google Patents

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Abstract

本发明实现一种具有单一接地端子的车载控制装置，该车载控制装置能够准确地检测接地布线的断线故障而避免暂时性的电压异常、电流异常造成的误检测。本发明构成为，监测平滑用电解电容器(64)的正侧电极的电压，而且监测流至分流电阻(69)的电流。根据监测到的电流值来算出接地布线(72L)已断线的情况下的平滑用电解电容器(64)的正侧电极的电压范围(电压阈值)。对算出的电压阈值与监测到的上述正侧电压进行比较来判断接地布线(72L)是否已断线。

Description

车载控制装置
技术领域
本发明涉及搭载于车辆的车载控制装置。
背景技术
作为搭载于车辆的车载控制装置的一例，作为车载电气负载的一部分的线性螺线管的控制装置为人们所知。
在上述线性螺线管的控制装置中，为了降低接地端子的开路故障造成的误动作频次而曾将接地端子设为多个。
但是，与单一接地端子相比，在配备多个接地端子的情况下，要考虑各接地端子与其他信号端子之间发生多个短路故障的情况，此外，为了将电线束连接至多个接地端，存在更加耗费成本这一问题，公知技术是将接地端子设为单个而检测单一接地端子的开路故障(接地布线的断线)来恰当地加以处理。
其原因在于，当发生单一接地端子的开路故障时，有可能形成升压电路而使得内部电压上升至异常的电压，因此必须进行恰当的处理。
作为检测单一接地端子的开路故障的技术，有专利文献1记载的技术。
专利文献1记载的技术如下：当发生接地布线的断线异常时，流到多个感应负载中的任一个的励磁电流经由直流电源、电源电容器及续流二极管而发生回流衰减，电源电容器借助回流电流进行充电，由于电源电容器进行充电而使得其监视电压上升，因此，在该监视电压超过了规定的阈值电压时判断发生了断线异常，从而进行恰当的处理。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2015-77818号公报
发明内容
发明要解决的问题
然而，在上述专利文献1记载的技术中，虽然是在电源电容器的监视电压超过了规定的阈值电压时判断发生了断线异常，但要考虑因浪涌电压等暂时性的电压异常而超过规定的阈值电压这一情况。因此，即便没有发生接地布线的断线，也可能误检测为发生了断线。
本发明的目的在于实现一种具有单一接地端子的车载控制装置，该车载控制装置能够准确地检测接地布线的断线故障而避免暂时性的电压异常、电流异常造成的误检测。
解决问题的技术手段
为了达成上述目的，本发明以如下方式构成。
一种车载控制装置，其具备：
接地端子，其连接至电池的负端子；
开关元件，其从上述电池得到正电压的供给，控制去往螺线管的通电电流；
二极管，其阳极连接至接地端、阴极连接至上述开关元件；
电流监测部，其监测上述螺线管的通电电流；
电容器，其从上述电池得到正电压的供给，连接在上述开关元件与接地端之间；
电压监测部，其测定上述电容器的正侧电压；以及
断线检测部，其根据由上述电流监测部测定出的电流与由上述电压监测部测定出的电压的相关关系，来判断连接至上述电池的负端子的上述接地端子是否发生了开路故障。
发明的效果
根据本发明，能够实现一种具有单一接地端子的车载控制装置，该车载控制装置能够准确地检测接地布线的断线故障而避免暂时性的电压异常、电流异常造成的误检测。
附图说明
图1为运用本发明的车辆用传动系统的概略构成图。
图2为图1所示的ECU(控制装置)的内部构成图。
图2-1为说明控制装置6的接地端子72处于连接状态和断线状态下的流至控制装置6内部的驱动部65的电流的图。
图3为表示接地布线从未断线的状态变成已断线的状态的情况下的、流至分流电阻的电流变化与平滑用电解电容器的正侧电压变化的关系的图表。
图4为本发明的实施例1的断线检测相关的功能框图。
图5为本发明的实施例2的断线检测相关的功能框图。
图6为本发明的实施例3的断线检测相关的功能框图。
图7为本发明的实施例3中的接地布线断线检测的原理说明图。
图8为本发明的实施例4中的动作流程图。
具体实施方式
下面，一边参考附图，一边对本发明的具体实施方式进行详细说明。
实施例
(实施例1)
图1为运用本发明的车辆用传动系统的概略构成图。
图1中，发动机1经由变速器2对驱动轮3进行驱动。变速器2由从液压泵4得到液压的供给的液压回路8进行动作控制。
此外，液压回路8由多个线性螺线管5进行驱动控制。这些线性螺线管5由从ECU(Electronic Contorol Unit(控制装置))6供给的驱动信号7加以驱动控制。
图2为图1所示的ECU(控制装置)6的内部构成图。
图2中，控制装置6具备电源IC 61、微电脑62、电源继电器63、平滑用电解电容器64、驱动电路(开关元件)66、差动放大器67、再生电流用二极管68、分流电阻69、电源端子71、接地端子72及输出端子70。
配置在控制装置6外部的电池73的负极(负端子)连接到接地端，电池73的正极(正端子)连接到控制装置6的电源端子71。并且，电源端子71经由电源继电器63连接至平滑用电解电容器64的一端，而且连接至驱动电路66。平滑用电解电容器64的另一端连接到电路接地端。因此，平滑用电解电容器64连接在驱动电路(开关元件)66与电路接地端74之间。
电源IC 61经由电源端子71从电池73得到电压的供给。
驱动电路66从电池73得到正电压的供给，经由再生电流用二极管68的阴极以及分流电阻69连接到输出端子(负载端子)70。
再生电流用二极管68的阳极连接到接地端。此外，输出端子70连接到线性螺线管5的一端。线性螺线管5的另一端连接到车辆的接地端。
此外，分流电阻69的驱动电路66侧的一端连接至差动放大器67的正侧输入端，分流电阻69的输出端子70侧的另一端连接至差动放大器67的负侧输入端。差动放大器67的输出端连接至微电脑62的电流监测端子。
微电脑62将通电切断信号供给至电源继电器63而控制电源继电器63的通电切断。此外，微电脑62对驱动电路66供给导通断开信号，驱动电路66对线性螺线管5的通电电流进行控制、驱动。停止来自微电脑62的导通断开信号的供给会停止驱动电路66对线性螺线管5的驱动。
此外，微电脑62监测平滑用电解电容器64的一端也就是平滑用电解电容器64的连接在电源继电器63那一侧的端子的电压(正侧电压)。也就是说，微电脑62连接到电路接地端74，监测平滑用电解电容器64的两端电压。
此外，电池73的负极经由接地线72L及接地端子72连接到控制装置6内部的电路接地端74。
驱动部65具备驱动电路66、差动放大器67、再生电流用二极管68及分流电阻69。
再者，图2中展示了一个驱动部65和由该驱动部65驱动的一个线性螺线管5，但如图1所示，线性螺线管5存在多个，驱动各线性螺线管5的驱动部65也存在多个。为了简化图示，图2中以代表的形式展示一个驱动部65和由该驱动部65驱动的一个线性螺线管5。
此处，使用图2-1，对控制装置6的接地端子72处于连接状态和断线状态下的流至控制装置6内部的驱动部65的电流进行说明。
在控制装置6的接地端子72处于连接状态的情况下，如上所述，微电脑62对驱动电路66供给导通断开信号，在输出的是导通信号的期间，电流以图2-1的路径(a)流至线性螺线管5。在输出导通信号后输出断开信号的情况下，电流以图2-1的路径(b)流至线性螺线管5。此时，平滑用电解电容器64的两端电压变得与电池73的电压相当。
在控制装置6的接地端子72处于断线状态的情况下，由平滑用电解电容器64、驱动电路66、再生电流用二极管68及线性螺线管5构成了升压电路。在输出的是微电脑62的导通信号的情况下，电流以与图X的(a)相同的路径流通。另一方面，在输出导通信号后输出断开信号的情况下，电流以图2-1的路径(c)流至线性螺线管5。此时，路径(c)的电流使得平滑用电解电容器64的两端电压上升。也就是说，平滑用电解电容器64的两端电压根据流至线性螺线管5的电流而上升。
图3为表示连接到接地端子72的接地布线72L从未断线的状态变成已断线的状态(开路故障)的情况下的、微电脑62检测到的流至分流电阻69的电流变化(图3的(b))与平滑用电解电容器64的两端的电压变化(图3的(a))的相关关系的图表。此处，控制装置6正根据传动系统的动作状态来进行电流控制以控制线性螺线管5。
图3中，从时间点t0到t2，接地布线72L未断线，电压为V0而大致固定，电流为I0而大致固定。
在时间点t2接地布线72L发生了断线的情况下，电压瞬间从V0上升至比V0大的电压V1。若根据传动的控制状态而使电流从时间点t2之后的时间点t3起倾斜地增加，则在时间点t7达到电流值I1。电压也与电流一样，在时间点t2之后的时间点t3倾斜地增加，在时间点t7达到电压值V2。
也就是说，平滑用电解电容器64的正侧电压值与流至分流电阻69的电流值的关系在接地布线72L未断线的状态和已断线的状态下不一样。
因而，只要预先通过实验等求出接地布线72L已断线的状态下的平滑用电解电容器64的正侧电压值与流至分流电阻69的电流值的相关关系并制作好以电流为变量的电压算出公式、电流值与电压值的对应表等，若根据监测到(检测到)的电流值算出(获取到)的电压值与监测到的实际的电压值大致相等，就能判断发生了接地布线72L的断线。
如上所述，根据监测到的电流获取到的电压值有可能因实际的使用状况等而相较于通过实验等求出的电压值而言发生变动，也可能产生浪涌电压、浪涌电流，因此，如图3的(a)所示，使用利用上限值和下限值加以规定的电压范围阈值来进行多次判定。在图3的(a)所示的例子中，借助由上下限值构成的电压范围阈值组成的阈值1、阈值2及阈值3来进行判定，根据这些结果来进行综合判定。判定次数不限于3次，也可以设定为2次或4次以上。
断线判定以一定时间间隔进行，在时间点t4上监测到的电压值处于阈值1的范围内、进而时间点t5上监测到的电压值处于阈值2的范围内、时间点t6上监测到的电压值处于阈值3的范围内的情况下，判定接地布线72L已断线(接地端子72的开路故障)。
电压范围阈值的上限值及下限值可以考虑所使用的装置的特性、使用环境等来加以设定。
图4为图2所示的微电脑62的断线检测相关的功能框图。
图4中，微电脑62的断线检测相关的功能块具备电源电压监测部622、电流监测部623及断线检测部621。
断线检测部621具有电压阈值算出部624、比较部625及断线判断部626。
电源电压监测部622监测(测定)平滑用电解电容器64的上述正侧电压，并将监测到的电压值输出至比较部625。此外，电流监测部623根据从图2所示的差动放大器67输出的信号来监测(测定)流至分流电阻69的电流也就是流至线性螺线管5的电流，并将监测到的电流值输出至电压阈值算出部624。
电压阈值算出部624根据来自电流监测部623的电流值、通过预先定下的算出公式等来算出电压阈值(电压范围)，并输出至比较部625。
比较部625对从电源电压监测部622输出的电压值与从电压阈值算出部624输出的电压阈值(电压范围)的上下限值进行比较，判断监测到的电压值是否处于电压阈值内。在电压值处于电压阈值内的情况下，将表示这一情况的信号输出至断线判断部626。
断线判断部626根据来自比较部625的输出信号、通过上述判定方法来判定接地布线72L是否已断线。
断线判断部626在判断接地布线72L已断线的情况下，将从微电脑62供给至驱动电路66的驱动信号设为断开，停止驱动部65的线性螺线管5的驱动。
如上所述，根据本发明的实施例1，构成为：监测平滑用电解电容器64的正侧电极的电压，而且监测流至分流电阻69的电流，根据监测到的电流值来算出接地布线72L已断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压范围(电压阈值)，对算出的电压阈值与监测到的上述正侧电压进行比较来判断接地布线72L是否已断线。
因而，获得如下效果：能够避免因浪涌电压、浪涌电流这样的暂时性的异常电压、异常电流而误判断发生了接地布线72L的断线，从而可以实现能够准确地检测接地布线72L的断线故障的车载控制装置。
(实施例2)
接着，对本发明的实施例2进行说明。
在实施例1中，如图3所示，是设为监测流至分流电阻69的电流、根据监测到的电流值来算出接地布线72L已断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压范围(电压阈值)的构成。
相对于此，实施例2是以如下方式构成的例子：监测平滑用电解电容器64的正侧电极的电压，根据监测到的电压值来算出接地布线72L已断线的情况下的流至分流电阻69的电流范围(电流阈值)，对算出的电流阈值与监测到的流至分流电阻69的电流进行比较来判断接地布线72L是否已断线。
实施例2的控制装置的概略构成图与图2所示的例子相同，因此省略图示及其详细说明。
在实施例2中，在图3的(b)所示的电流波形中时间点t4上监测到的电流值处于第1电流阈值的范围内、进而时间点t5上监测到的电流值处于第2电流阈值的范围内、时间点t6上监测到的电流值处于第3电流阈值的范围内的情况下，判定接地布线72L已断线。
图5为图2所示的微电脑62的断线检测相关的功能框图。
图5所示的例子与图4所示的例子的不同点在于，去掉图4中的电压阈值算出部624，来自电流监测部623的输出值(电流值)输出至比较部625。
此外，在电源电压监测部622与比较部625之间配置有电流阈值算出部627。该电流阈值算出部627根据监测到的电压值来算出接地布线72L已断线的情况下的流至分流电阻69的电流范围(电流阈值)，并输出至比较部625。
比较部625对从电流监测部623输出的电流值与从电流阈值算出部627输出的电压阈值(电压范围)的上下限值进行比较，判断监测到的电流值是否处于电流阈值内。在电流值处于电流阈值内的情况下，将表示这一情况的信号输出至断线判断部626。
断线判断部626根据来自比较部625的输出信号、通过上述判定方法来判定接地布线72L是否已断线。
断线判断部626在判断接地布线72L已断线的情况下，将从微电脑62供给至驱动电路66的驱动信号设为断开，停止驱动部65的线性螺线管5的驱动。
在本发明的实施例2中，也能获得与实施例1同样的效果。
(实施例3)
接着，对本发明的实施例3进行说明。
实施例3与实施例1及2一样，根据平滑用电解电容器64的正侧电极的电压与流至分流电阻69的电流(流至线性螺线管5的电流)的相关关系来判断接地布线72L断线的情况。
在实施例3中，着眼于如下情况来判断接地布线72L断线的情况：在接地布线72L已断线的状态下对驱动部65的驱动电路66供给了作为驱动信号的导通断开信号的情况下，平滑用电解电容器64的正侧电极的电压波形与流至分流电阻69的电流波形会产生差异。
图6为实施例3中的、图2所示的微电脑62的断线检测相关的功能框图，图7为实施例3中的接地布线72L断线检测的原理说明图。
图7中，图7的(a)为供给至驱动电路66的驱动信号(导通断开控制信号)的波形，图7的(b)为接地布线72L已断线的情况下的流至分流电阻69的电流的波形。
此外，图7的(c)为接地布线72L已断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压波形(上游侧电压波形)，图7的(d)为接地布线72L未断线的情况下的流至分流电阻69的电流的波形，图7的(e)为接地布线72L未断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压波形。
如图7的(e)所示，接地布线72L未断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压与导通断开控制信号的导通状态及断开状态无关，虽有脉动，但维持了大致固定的电压。
另一方面，如图7的(d)所示，接地布线72L已断线的情况下的平滑用电解电容器64的正侧电极的电压呈锯齿状波形，是在导通断开控制信号的断开信号输出期间内电压暂时升起、并朝导通断开控制信号的上升时减少的波形。
此外，如图7的(b)所示，接地布线72L已断线的情况下的流至分流电阻69的电流呈锯齿状波形，是从导通断开控制信号的上升时起朝下降时增加、从下降时起在导通断开控制信号的断开信号输出期间中暂时降低到零的波形。
该电流从导通断开信号的下降时起朝下一上升时减少的状态是产生再生电流的时候，产生该再生电流时，上述正侧电极的电压与电流波形相反，是从导通断开控制信号的下降时起朝上升增加。
因而，通过对流至分流电阻69的电流的波形与平滑用电解电容器64的正侧电极的电压波形进行比较，可以判断接地布线72L是否已断线。
但是，为了避免电流或电压的脉动、浪涌电压及浪涌电流的影响造成的误判断，在接地布线72L已断线的情况下的电流波形与电压波形的关系成为上述的可以判断接地布线72L已断线的状态这一情形连续发生多次的情况下(例如连续3次)，判断发生了断线。
此外，图6中，实施例3中的断线检测部621具备再生电流依存判断部628和断线判断部626。从电源电压监测部622输出的电压和从电流监测部623输出的电流输出至再生电流依存判断部628，再生电流依存判断部628对所供给的电流波形与电压波形进行比较，判断是否已成为接地布线72L已断线的情况下的关系(预先定下的依存关系)这一依存关系。在已成为接地布线72L已断线的情况下的依存关系的情况下，将表示这一情况的信号输出至断线判断部626。
在从再生电流依存判断部628连续多次输出了表示发生了断线这一情况的信号的情况下，断线判断部626判断接地布线72L已断线，从而将从微电脑62供给至驱动电路66的驱动信号设为断开，停止驱动部65的线性螺线管5的驱动。
在本发明的实施例3中，也能获得与实施例1同样的效果。
(实施例4)
接着，对本发明的实施例4进行说明。
如上所述，线性螺线管5由多个螺线管构成，对它们分别进行驱动的驱动部65也存在多个。因此，在实施例1～3中，在断线检测部621判断发生了接地布线72L的断线的情况下，可以指示多个驱动部65同时停止各线性螺线管5的驱动(对线性螺线管5的通电)，也可以指示多个驱动部65按照预先定下的优先次序来依序停止各线性螺线管5的驱动(对线性螺线管5的通电)。
本发明的实施例4是指示按照预先定下的优先次序来依序停止多个线性螺线管5的驱动的例子，由各实施例中的断线判断部626执行。
图8为实施例4中的动作流程图。
再者，在图8所示的例子中，是以驱动部存在驱动部1和驱动部2这2个的情况为例。存在3个以上的驱动部的情况下也能进行同样的处理。
图8中，进行接地布线72L的断线判断(诊断)处理(步骤S1)，确定为断线故障(步骤S2)。
接着，判断驱动部1是否已停止(步骤S3)，若不是已停止，则停止驱动部1(步骤S6)，并设置驱动部1停止标记(步骤S7)，开始停止时间的测量(步骤S8)。
若在步骤S3中驱动部1已停止，则判断驱动部1停止后是否已经过规定时间(步骤S4)，若已经过规定时间，则停止驱动部2(步骤S5)。
如上所述，根据本发明的实施例4，获得与实施例1～3同样的效果，除此以外，在发生接地布线72L的断线时，可以按照规定顺序依序停止多个线性螺线管5的动作，因此，具有如下效果：发生接地布线72L的断线时，能够按照传动系统的故障安全防护动作及早停止切断顺序的优先次序较高部分的线性螺线管5的驱动。
再者，作为运用本发明的车载控制装置的一例，有CVT的控制装置。在该情况下，多个线性螺线管5驱动的对象为初级带轮、次级带轮等。
实施方式1至4对车辆用自动变速器的ECU 6进行了记载，但本发明并不限定于车辆用自动变速器，在驱动电磁感应负载的具备相同电路构成的车辆用控制装置(例如发动机控制装置)中运用的情况下也能获得与本发明同样的效果。
符号说明
1 发动机
2 变速器
3 驱动轮
4 液压泵
5 线性螺线管
6 ECU(控制装置)
61 电源IC
62 微电脑
63 继电器
64 平滑用电解电容器
65 驱动部
66 驱动电路(开关元件)
67 差动放大器
68 再生电流用二极管
69 分流电阻
70 输出端子
71 电源端子
72 接地端子
72L 接地布线
73 电池
621 断线检测部
622 电源电压监测部
623 电流监测部
624 电压阈值算出部
625 比较部
626 断线判断部
627 电流阈值算出部
628 再生电流依存判断部。

Claims (9)

1.一种车载控制装置，其特征在于，具备：
接地端子，其连接至电池的负端子；
开关元件，其从上述电池得到正电压的供给，控制去往螺线管的通电电流；
二极管，其阳极连接至接地端、阴极连接至上述开关元件；
电流监测部，其测定上述螺线管的通电电流；
电容器，其从上述电池得到正电压的供给，连接在上述开关元件与接地端之间；
电压监测部，其测定上述电容器的正侧电压；以及
断线检测部，其根据由上述电流监测部测定出的通电电流与由上述电压监测部测定出的电压的相关关系，来判断连接至上述电池的负端子的上述接地端子是否发生了开路故障。
2.根据权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线检测部具有：
电压阈值算出部，其根据由上述电流监测部测定出的电流，来算出上述接地端子发生了开路故障的情况下的上述电容器的正侧电压的电压范围，并作为电压阈值；以及
断线判断部，其根据由上述电压监测部测定出的上述正侧电压是否处于由上述电压阈值算出部算出的上述电压阈值内，来判断上述接地端子是否发生了开路故障。
3.根据权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线检测部具有：
电流阈值算出部，其根据由上述电压监测部测定出的电压，来算出上述接地端子发生了开路故障的情况下的上述螺线管的通电电流范围，并作为电流阈值；以及
断线判断部，其根据由上述电流监测部测定出的上述通电电流是否处于由上述电流阈值算出部算出的上述电流阈值内，来判断上述接地端子是否发生了开路故障。
4.根据权利要求1所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线检测部具有：
再生电流依存判断部，其根据由上述电压监测部测定出的上述电压的波形与由上述电流监测部测定出的上述通电电流的波形的相关关系，来判断上述接地端子发生了开路故障的情况下产生的上述电压的波形与上述通电电流的波形是否具有预先定下的依存关系；以及
断线判断部，其根据由上述再生电流依存判断部进行的上述电压的波形与上述通电电流的波形是否具有预先定下的依存关系这一判断，来判断上述接地端子是否发生了开路故障。
5.根据权利要求2所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线判断部在多次判断上述正侧电压处于由上述电压阈值算出部算出的上述电压阈值内时，判断上述接地端子发生了开路故障。
6.根据权利要求3所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线判断部在多次判断上述测定出的上述通电电流处于由上述电流阈值算出部算出的上述电流阈值内时，判断上述接地端子发生了开路故障。
7.根据权利要求4所述的车载控制装置，其特征在于，
上述断线判断部在多次判断上述电压的波形与上述通电电流的波形具有预先定下的依存关系时，判断上述接地端子发生了开路故障。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车载控制装置，其特征在于，
上述螺线管由多个螺线管构成，上述断线判断部在判断上述接地端子是否发生了开路故障时，按照预先定下的优先次序依序停止对上述多个螺线管的通电。
9.根据权利要求1至7中任一项所述的车载控制装置，其特征在于，
上述螺线管由多个螺线管构成，上述断线判断部在判断上述接地端子是否发生了开路故障时，同时停止对上述多个螺线管的通电。
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