CN111693889A - 负载地短路诊断装置及负载地短路诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种负载地短路诊断装置，对车辆的负载的负载地是否短路进行诊断，包括：负载驱动装置用端口与负载驱动装置的一端连接，负载地控制装置用端口与负载地控制装置的一端相连的控制装置；另一端与负载的一端相连接的负载驱动装置；另一端与负载的另一端相连接的负载地控制装置；以及一端与负载地控制装置的另一端相连接，另一端与控制装置的负载地短路诊断用端口相连接的负载地诊断装置，控制装置在车辆的点火开关开启，负载驱动装置及负载地控制装置处于不启用状态的情况下，由负载地诊断装置的电源施加电压之后，根据从负载地短路诊断用端口输入的信号电平来判断负载地是否短路。

Description

负载地短路诊断装置及负载地短路诊断方法

技术领域

本发明涉及一种适用于车辆领域的负载地短路诊断装置及负载地短路诊断方法。

背景技术

在电子领域对负载提供负载地时，时常由于各种原因使得负载地被短路接地，使得负载无法正常工作，严重的会导致用户的人身安全受到威胁。例如在车辆领域中，由于与金属车体接触等原因使得负载地被短路时，作为负载的线性电磁阀、开关电磁阀、继电器、油泵等的工作会受到影响，使得车辆无法正常安全工作，给乘车人带来危险隐患。因此，现有提出有如下几种负载地短路诊断电路以检测负载地是否被接地。

提出有一种负载地短路诊断电路(以下称为第1种负载地短路诊断电路)在诊断前对负载上游侧施加电源，对负载通电，并在负载下游侧添加监控电路，通过负载下游侧的CPU判断监控电路中有无电流流过来判断负载地是否被短路接地，具体而言，在监控电路中有电流流过的情况下，判断负载地正常，即未被短路接地，而在监控电路中没有电流流过的情况下，判断负载地被短路接地。

然而该第1种负载地短路诊断电路由于需要给负载通电，为了不影响对于车辆侧的控制，即、为了使得该通电不会对车辆的加速等造成影响而使得车辆产生误动作，通电电流值的选取及通电时间的调整非常复杂且困难。

另外，还提出一种负载地短路诊断电路(以下称为第2种负载地短路诊断电路)在负载上游侧对负载施加电压，由负载下游侧的CPU判断所检测到的信号是否为高电平来判断负载地是否被短路接地，具体而言，在CPU判断所检测到的信号为高电平的情况下，判断负载地正常，即未被短路接地，而在所检测到的信号为低电平的情况下，判断负载地被短路接地。

由于在该第2种负载地短路诊断电路进行诊断之前，负载中有电流流过，因此会影响到对车辆的控制，即、可能对作为负载的线性电磁阀、开关电磁阀、继电器、油泵等的工作会造成影响，使得车辆产生误动作。

此外，还提出一种负载地短路诊断电路(以下称为第3种负载地短路诊断电路)对上述第1种负载地短路诊断电路进行改良，对负载提供适当的微弱的电流，以不会影响对负载的控制，并在负载下游侧添加微弱电压监控电路，通过负载下游侧的CPU判断微弱电压监控电路的输入端子是否有非0电压来进行诊断，具体而言，在微弱电压监控电路的输入端子有非0电压的情况下，判断负载地正常，即未被短路接地，而在微弱电压监控电路的输入端子所输入的电压为0的情况下，判断负载地被短路接地。

然而，上述微弱电流的值的选取及通电时间的调整非常复杂且困难，这将使得负载地短路诊断电路的成本变高，不利于实用性。

发明内容

发明所要解决的技术问题

上述现有的第1与第2种负载地短路诊断电路在对负载地短路进行诊断前必须对负载施加电压或电流，因此可能对负载造成影响，引发误动作。而上述现有的第3种负载地短路诊断电路虽然对负载施加不会对负载造成影响的微弱电流，然而，该微弱电流的确定会导致负载地短路诊断电路的成本增加，并造成电路结构复杂。

用于解决技术问题的技术方案

本发明鉴于上述问题而得以完成，其目的在于，提供一种负载地短路诊断装置，对车辆的负载的负载地是否短路进行诊断，其特征在于，包括：控制装置，该控制装置的负载驱动装置用端口与负载驱动装置的一端连接，以对负载驱动装置输出负载驱动控制信号，该控制装置的负载地控制装置用端口与负载地控制装置的一端相连，以对负载地控制装置输出负载地控制信号；负载驱动装置，该负载驱动装置的另一端与所述负载的一端相连接，根据来自所述控制装置的所述负载驱动控制信号对所述负载施加驱动电位；负载地控制装置，该负载地控制装置的另一端与所述负载的另一端相连接，根据来自所述控制装置的所述负载地控制信号对所述负载施加地电位；以及负载地诊断装置，该负载地诊断装置的一端与所述负载地控制装置的另一端相连接，该负载地诊断装置的另一端与所述控制装置的负载地短路诊断用端口相连接，该负载地诊断装置包括电源，对所述负载地短路诊断用端口输出负载地短路诊断信号，所述控制装置在所述车辆的点火开关开启，所述负载驱动装置及所述负载地控制装置均处于不启用状态的情况下，由所述负载地诊断装置的所述电源施加电压之后，根据所述负载地短路诊断信号的电平来判断所述负载地是否短路。

发明效果

由于本发明对负载地短路进行诊断时，负载驱动装置及负载地控制装置均处于未启用的状态，因此没有电流或电压被施加至负载，使得负载的工作不会受到影响，避免了误动作的发生。

此外，由于本发明的负载地短路诊断装置无需像上述第3种负载地短路诊断电路那样施加微弱电流，因此电路结构简易、容易实现、成本低廉。

附图说明

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的电路结构的图。

图2是示出本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100中的信号的时序图。

图3是表示本发明的实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的负载地短路诊断方法的具体步骤的流程图。

图4是示出本发明的实施方式2所涉及的负载地短路诊断装置100’的电路结构的图。

具体实施方式

下面，对于本发明所涉及的负载地短路诊断装置100的优选实施方式，使用附图进行说明，但各图中对于相同、或相当的部分，附加相同标号进行说明。

实施方式1

图1是示出本发明的实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的电路结构的图。如该图1所示，本发明的负载地短路诊断装置100包括：控制装置1、负载地诊断装置2、负载3、负载地控制装置4、负载驱动装置5、防静电用电容器C1、C3。

控制装置1的负载驱动装置用端口IN_D与负载驱动装置5的一端(输入端)连接，从而通过该负载驱动装置用端口IN_D对负载驱动装置5输入负载驱动控制信号。控制装置1的负载地控制装置用端口IN_G与负载地控制装置4的一端(输入端)连接，从而通过该负载地控制装置用端口IN_G对负载地控制装置4输入负载地控制信号。控制装置1的负载地短路诊断用端口DET_G与负载地诊断装置2的一端相连，控制装置1基于来自负载地诊断装置2的诊断结果信号V_DET来判断负载地是否短路。其中，本发明的控制装置1例如可以为CPU(CentralProcessing Unit：中央处理器)、ECU(Electronic Control Unit：车载电脑)等，但并不限于此，只要是具有控制运算功能的处理器即可。

负载驱动装置5的另一端(输出端)与负载3的一端相连，并且通过负载驱动装置用电源来获得供电。该负载驱动装置5基于来自控制装置1的负载驱动控制信号对负载3提供负载电位V_LOAD。其中，本发明的负载驱动装置5例如由负载驱动芯片等构成，但并不限于此，只要能基于控制装置1的负载驱动控制信号来生成负载电位的装置即可。

负载地控制装置4的另一端(输出端)与负载3的另一端相连。该负载地控制装置4基于来自控制装置1的负载地控制信号对负载3提供负载地电位V_GROUND。其中，本发明的负载地控制装置4例如由负载地控制芯片等构成，但并不限于此，只要能基于控制装置1的负载地控制信号来生成负载地电位的装置即可。

本发明的负载3例如可以为线性电磁阀、开关电磁阀、继电器、油泵等，但并不限于此。

负载地诊断装置2的一端与控制装置1的负载地短路诊断用端口DET_G相连，另一端与负载地控制装置4的另一端(输出端)相连。

具体而言，该负载地诊断装置2包括：电阻R1、R2、二极管D1、防静电用电容器C2以及电源VCC。电阻R1的一端与电源VCC相连，另一端分别与电阻R2的一端及二极管D1的正向端相连。二极管D1的反向端即为该负载地诊断装置2的另一端，与负载地控制装置4的另一端(输出端)相连。电阻R2的另一端即为上述负载地诊断装置2的一端，与防静电用电容器C2的一端及控制装置1的负载地短路诊断用端口DET_G相连，以对负载地短路诊断用端口DET_G输出负载地短路诊断信号。防静电用电容器C2的另一端接地。

其中，上述负载地短路诊断装置100中的防静电用电容器C1～C3的设置用于防止来自端口外部的静电，也可以不设置，不影响负载地短路诊断装置100对负载地短路进行的诊断。

以上对本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的电路结构进行了说明。以下参照图2及图3对负载地短路诊断装置100的负载地短路诊断方法进行具体说明。

图2是示出本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100中的各信号的时序图。

首先，对本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的负载地短路诊断条件进行说明。

本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100满足以下条件的时间段对负载地短路诊断用端口DET_G输出负载地短路诊断信号进行诊断：

1，点火开关开启；

2，电源VCC(例如为5V)高电平；

3，负载驱动控制信号IN_G为OFF、即负载驱动装置5不启用；

4，负载地控制信号IN_D为OFF、即负载地控制装置4不启用。

也就是说，本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的控制装置1在车辆点火开关开启，负载驱动装置5与负载地控制装置4均处于OFF状态的情况下，负载地诊断装置2中的电源VCC供电之后，对负载地诊断装置2所输出的负载地短路诊断信号进行检测，该图2中，示意性地在用虚线标注的诊断时刻检测到DET_G为高电平。

此外，如下参照图3对本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的负载地短路诊断方法的具体步骤进行说明。

图3是表示本实施方式1所涉及的负载地短路诊断装置100的负载地短路诊断方法的具体步骤的流程图。

在步骤S1中判断点火开关是否开启，在否的情况下前进至步骤S7，结束处理，而在是的情况下，即、点火开关开启的情况下，前进至步骤S2。在步骤S2中，判断负载驱动装置5与负载地控制装置4是否均处于OFF状态，在否的情况下前进至步骤S7，结束处理，而在是的情况下，即、负载驱动装置5与负载地控制装置4均处于不启用状态的情况下，前进至步骤S3。在步骤S3中，电源VCC供电，并前进至步骤S4以判断负载地短路诊断信号V_DET是否为高电平，在是高电平的情况下前进至步骤S5，判断负载地未短路，即处于正常状态，而在否的情况下，即负载地短路诊断信号V_DET为低电平的情况下前进至步骤S6，判断负载地被短路。具体而言，参照图1，在负载地未短路，即处于正常状态的情况下，电源VCC的一部分电压被分压给电阻R2，从而负载地短路诊断信号V_DET为高电平；在负载地被短路、即被接地的情况下，电阻R2被短路，使得负载地短路诊断信号V_DET变为低电平。

由此，上述负载地短路诊断装置100在车辆点火开启，负载驱动装置5与负载地控制装置4均处于OFF状态的情况下，电源VCC供电之后，对负载地短路诊断信号进行检测，实现在电流流过负载之前，对负载地的短路进行诊断，从而以简易的电路结构、低廉的成本且可靠地对负载地的短路进行检测，而不会对车辆的负载正常工作造成影响。

实施方式2

以下对本实施方式2的负载地短路诊断装置100’进行说明。实施方式2的负载地短路诊断装置100’与实施方式1的负载地短路诊断装置100的不同点仅在于负载地诊断装置2’。以下，参照图4仅对作为不同点的负载地诊断装置2’进行说明，其它结构与实施方式1相同，因此省略重复说明。

图4是示出本发明的实施方式2所涉及的负载地短路诊断装置100’的电路结构的图。本实施方式2的负载地诊断装置2’不使用上述实施方式1的负载地诊断装置2中那样的二极管D1，而包括：电源VBATP、电阻R1～R3以及防静电用电容器C2。其中，电源VBATP与电阻R1的一端连接，电阻R1的另一端分别连接至负载地控制装置4的输出端及电阻R2的一端。电阻R2的另一端与电阻R3的一端、防静电用电容器C2的一端以及控制装置1的负载地短路诊断用端口DET_G相连接。防静电用电容器C2的另一端以及电阻R3的另一端接地。其中，本实施方式2中的电源VBATP例如可以为车辆电池等。

由此，与实施方式1相同，负载地诊断装置2’的一端与控制装置1的DET_G端相连，另一端与负载地控制装置4的输出端相连。并且，在满足点火开关开启、负载驱动装置5与负载地控制装置4均处于OFF状态的情况下，电源VBATP供电之后，控制装置1对负载地诊断装置2’所输出的负载地短路诊断信号V_DET进行检测，在所输出的负载地短路诊断信号V_DET为高电平时，判断负载地未被短路，而在负载地短路诊断信号V_DET为低电平时，判断负载被短路。

具体而言，在负载地未被短路的情况下，由电阻R1、R2、R3对电源VBATP的电压进行分压，从而在负载地短路诊断用端口DET_G的负载地短路诊断信号V_DET为高电平；而在负载地被短路的情况下，电阻R2、R3被短路，使得负载地短路诊断信号V_DET变为低电平。

其中，与上述实施方式1相同，本实施方式2的上述负载地短路诊断装置100’中的防静电用电容器C1～C3的设置用于防止来自端口外部的静电，也可以不设置，不影响负载地短路诊断装置100’对负载地短路进行的诊断。

此外，本实施方式2中示出了以电阻R1～R3构成的分压回路，而在实施方式1中由电阻R1、R2构成分压回路，但并不限于此，只要是在负载地未被短路的情况下，从负载地短路诊断用端口DET_G检测出高电平(或低电平)，而在负载地被短路的情况下，从负载地短路诊断用端口DET_G检测出低电平(或高电平)以区分出负载地是否被短路的情况的结构即可。具体电路回路构成可以是任意的，这对于本领域技术人员来说是毋庸置疑的。

另外，本实施方式2中的电源VBATP例如可以为车辆电池等，同样地，实施方式1中的电源VCC也可以使用车辆电池等，并通过适当地设置电阻R1、R2的值来进行调整，这对于本领域技术人员来说是毋庸置疑的。

另外，本发明在其发明的范围内，可将各实施方式进行自由组合，或将各实施方式适当地进行变形、省略。

本发明进行了详细的说明，但上述说明仅是所有方面中的示例，本发明并不局限于此。未示例的无数的变形例被解释为可设想到而未脱离本发明的范围。

工业上的应用

本发明适用于对车辆的负载的负载地是否接地进行诊断的负载地短路诊断装置

标号说明

100、100’ 负载地短路诊断装置

1 控制装置

2 负载地诊断装置

3 负载

4 负载地控制装置

5 负载驱动装置

C1～C3 防静电用电容器

R1～R3 电阻

Claims (8)

1.一种负载地短路诊断装置，对车辆的负载的负载地是否短路进行诊断，其特征在于，包括：

控制装置，该控制装置的负载驱动装置用端口与负载驱动装置的一端连接，以对负载驱动装置输出负载驱动控制信号，该控制装置的负载地控制装置用端口与负载地控制装置的一端相连，以对负载地控制装置输出负载地控制信号；

负载驱动装置，该负载驱动装置的另一端与所述负载的一端相连接，根据来自所述控制装置的所述负载驱动控制信号对所述负载施加驱动电位；

负载地控制装置，该负载地控制装置的另一端与所述负载的另一端相连接，根据来自所述控制装置的所述负载地控制信号对所述负载施加地电位；以及

负载地诊断装置，该负载地诊断装置的一端与所述负载地控制装置的另一端相连接，该负载地诊断装置的另一端与所述控制装置的负载地短路诊断用端口相连接，该负载地诊断装置包括电源，对所述负载地短路诊断用端口输出负载地短路诊断信号，

所述控制装置在所述车辆的点火开关开启，所述负载驱动装置及所述负载地控制装置均处于不启用状态的情况下，由所述负载地诊断装置的所述电源施加电压之后，根据所述负载地短路诊断信号的电平来判断所述负载地是否短路。

2.如权利要求1所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述负载地诊断装置包括：第一电阻、第二电阻、二极管以及所述电源，

所述第一电阻的一端与所述电源相连，另一端分别与所述第二电阻的一端及所述二极管的正向端相连，

所述二极管的反向端与所述负载地控制装置的另一端相连，

所述第二电阻的另一端与所述控制装置的所述负载地短路诊断用端口相连。

3.如权利要求2所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述负载地诊断装置还包括防静电用电容器，所述防静电用电容器的一端与所述第二电阻的另一端及所述控制装置的所述负载地短路诊断用端口相连，所述防静电用电容器的另一端接地。

4.如权利要求1所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述负载地诊断装置包括：第一电阻、第二电阻、第三电阻以及所述电源，

所述电源与所述第一电阻的一端连接，所述第一电阻的另一端分别连接至所述负载地控制装置的另一端及所述第二电阻的一端，

所述第二电阻的另一端与所述第三电阻的一端以及所述控制装置的所述负载地短路诊断用端口相连接，

所述第三电阻的另一端接地。

5.如权利要求4所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述负载地诊断装置还包括防静电用电容器，所述防静电用电容器的一端与所述第三电阻的一端及所述控制装置的所述负载地短路诊断用端口相连，所述防静电用电容器的另一端接地。

6.如权利要求2或4所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述电源是所述车辆的电池电源。

7.如权利要求2或4所述的负载地短路诊断装置，其特征在于，

所述控制装置是CPU或ECU。

8.一种负载地短路诊断方法，其特征在于，使用如权利要求1～7中任一项所述的负载地短路诊断装置对所述车辆的所述负载的负载地是否短路进行诊断。

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