CN117434467A - 车辆接地连接诊断设备、方法和软件 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及车辆接地连接诊断设备、方法和软件。该诊断设备包括电压传感器(6、7)，用于感测多条接地连接线(1、2)中的每一条上的电压，各接地连接线提供从电子控制单元到地(3)的导电路径。多个开关(4、5)与相应的接地连接线(1、2)相关联，并且可控制用于在连接状态与断开状态之间切换。控制器(10)控制多个开关(4、5)，并且基于在条件(a)和条件(b)之间识别在接地连接线(1、2)之一上感测到的电压特性的变化来识别接地连接故障，条件(a)是开关(4、5)处于连接状态，条件(b)是用于该条接地连接线(1、2)的开关(4、5)处于连接状态并且用于其它接地连接线(1、2)的开关(4、5)处于断开状态。
Description
技术领域
本公开涉及车辆接地连接诊断设备、接地连接诊断方法和用于控制车辆接地连接诊断设备的软件。本公开尤其涉及用于具有两个或更多个接地连接的电子控制单元的车辆接地连接诊断系统。
背景技术
现代机动车辆通常包括用于控制车辆内的各种设备和功能的电子控制单元，例如车身控制模块(BCM)。出于安全和设备保护的原因，为每个电子控制单元提供两个或更多个主接地连接以便在故障的情况下提供冗余已经变得很普遍。例如，到BCM中的线束连接可以包括两条接地连接线，它们各自独立地提供到地的导电路径。然而，在提供两个或更多个接地连接的体系结构中，诊断故障变得更加困难。尤其是，当故障发生时，这通常是不可识别的，因为低的正常工作电流可以由剩余的接地连接承载。因此，无法验证维持所需的次级接地连接冗余。
因此，仍然需要精确地验证多条接地连接线的状态。
发明内容
根据第一方面，提供了一种车辆接地连接诊断设备，包括：一个或更多个电压传感器，用于感测多条接地连接线中的每一条上的电压，每条接地连接线用于提供从电子控制单元到地的导电路径；多个开关，每个开关与相应的接地连接线相关联并且是可控的，用于在连接状态与断开状态之间切换，在连接状态下，用于相应的接地连接线的导电路径将电子控制单元连接到地，在断开状态下，导电路径与地断开；以及控制器，其被配置为控制所述多个开关，并且基于识别在条件(a)与条件(b)之间感测到的所述接地连接线中的一条接地连接线上的电压特性的变化来识别接地连接故障，所述条件(a)是所述开关处于连接状态，所述条件(b)是用于所述一条接地连接线的开关处于所述连接状态并且用于其它接地连接线的开关或用于所有其它接地连接线的所有开关处于断开状态。
以此方式，通过监视两个不同连接条件下的电压特性，可以识别每个单独接地连接中的故障。例如，如果一条接地连接线上的电压特性在其它接地连接线断开时改变，则可以识别故障。以此方式，每条接地连接线都可以被验证为起作用。同时，因为可以可靠地验证每条接地连接线的完整性，所以可以减少相关线束中的线数量。
在实施方式中，基于将条件(a)下多条接地连接线中的一条接地连接线上的感测电压与条件(b)下这条接地连接线上的感测电压进行比较来确定感测电压特性的变化。以此方式，电压电平的变化可以用作识别故障的特性。
在实施方式中，控制器被配置为当在条件(b)下所感测的电压高于在条件(a)下时识别多条接地连接线之一上的接地连接故障。以此方式，可通过相对于基准电平(例如接地)的电位差来识别故障，所述电位差由于相应的接地连接线不再接地而增加。
在实施方式中，控制器被配置为通过比较条件(a)和条件(b)下所述线上的电压来识别多条接地连接线中的每一条上的接地连接故障。以此方式，可以依次测试每条接地连接线。
在实施方式中，控制器被配置为执行诊断序列，其中：将所有所述多个开关切换到连接状态，并且记录所述多条接地连接线中的每一条上的电压；并且首先将所有所述多个开关切换到断开状态，并且将每个开关依次切换到连接状态，并且记录所述开关的相应接地连接线上的电压。以此方式，控制器可实施自动测试循环以依次验证多个接地连接中的每一个。
在实施方式中，控制器被配置为在电子控制单元启动时执行诊断序列。以此方式，每当电子控制单元被操作时，例如在车辆启动时，接地连接状态就可以被验证。在实施方式中，诊断序列可以由例如来自车辆机械师或工程师操作的车辆服务计算机的诊断请求触发。
在实施方式中，一个或更多个电压传感器包括多个模数转换器ADC，各ADC用于感测多条接地连接线中的相应一条接地连接线上的电压。以此方式，电压电平可以被数字化，以便存储和与随后的读数进行比较。例如，参考特性可以被存储并随时间与将来的特性进行比较。
在实施方式中，所述多个开关包括多个MOSFET，各MOSFET与相应的接地连接线串联设置。以此方式，可以提供具有低电流泄漏的高速开关。
在实施方式中，控制器被配置为在识别出接地连接故障时输出触发信号。以此方式，控制器可以响应于检测到故障而执行动作。例如，故障可以被记录在诊断日志中，或者可以发出修理警告或命令提示。
在实施方式中，触发信号用于控制车辆的功能。以此方式，控制器可以实现车辆响应。例如，在检测到严重故障时，可以限制车辆的速度，或者可以接合或脱离自主驾驶功能。同样地，在实施方式中，触发信号可以触发车辆接合故障响应功能，例如通过使车辆向控制中心发送故障通知信号，控制中心进而可以调度车辆的修理操作。在这样的配置中，控制中心可以管理来自通过蜂窝网络连接的多个车辆的故障通知，并根据需要调度修理。
根据第二方面，提供了一种车辆接地连接诊断方法，包括：感测多条接地连接线中的每一条上的电压，各条接地连接线用于提供从电子控制单元到地的导电路径；控制多个开关的接通，所述多个开关中的每一个与相应的接地连接线相关联，并且可在用于相应的接地连接线的导电路径将所述电子控制单元连接到地的连接状态与导电路径与地断开的断开状态之间切换；以及基于在条件(a)和条件(b)之间识别在接地连接线中的一条接地连接线上感测到的电压特性的变化来识别接地连接故障，所述条件(a)是所述开关处于连接状态，所述条件(b)是用于所述一条接地连接线的开关处于所述连接状态并且用于其它接地连接线的开关或用于所有其它接地连接线的所有开关处于断开状态。以此方式，可以通过监视不同连接条件下的电压特性来提供用于识别每个单独接地连接中的故障的方法。
在实施方式中，识别感测到的电压特性的变化的步骤包括：将在条件(a)下在多条接地连接线中的一条接地连接线上的感测到的电压与在条件(b)下在所述一条接地连接线上的感测到的电压进行比较。以此方式，电压电平的变化可以用作识别故障的特性。
在实施方式中，控制开关和识别接地连接故障的步骤包括执行诊断序列，其中：将所有所述多个开关切换到连接状态，并且记录所述多条接地连接线中的每一条接地连接线上的电压；并且所有多个开关首先切换到断开状态，然后每个开关又依次切换到连接状态，同时记录所述开关的相应接地连接线上的电压。以此方式，可实施自动测试循环以依次验证多个接地连接中的每一个。
在实施方式中，在识别出接地连接故障时输出触发信号。
根据第三方面，提供了一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由控制车辆接地连接诊断设备的一个或更多个处理器执行时执行上述方法。根据第四方面，提供了一种包括指令的计算机软件产品，所述指令在由控制车辆接地连接诊断设备的一个或更多个处理器执行时执行上述方法。以此方式，可以提供用于实现上述方法的软件。
根据第五方面，提供了一种车辆，包括：根据上述的车辆接地连接诊断设备；以及电子控制单元，其被配置为处理由所述诊断设备生成的故障诊断信号。
附图说明
现在将参照附图来描述说明性实施方式，其中：
图1示出了根据说明性实施方式的接地连接诊断电路。
具体实施方式
在图1中示出了根据说明性实施方式的接地连接诊断电路。该电路包括第一接地连接部分11和第二接地连接部分12。每个部分包括各自的接地连接线1和2，每条接地连接线提供从车辆线束到地3的单独的电流路径。这样，车身控制器单元或其它电子控制单元可以通过线束连接到地3。
每个接地连接部分11、12包括微控制器模数转换器(uC ADC)6、7，用于测量相应接地连接线1、2上的电压电平。同时，各个MOSFET与接地连接线1、2串联，用于可切换地断开它们到地3的导电路径。第一和第二MOSFET晶体管4、5的栅极分别由第一和第二诊断输入8、9控制，第一和第二诊断输入8、9又由控制器10控制。
在正常操作模式下，当施加的PWH信号处于高状态时，第一和第二MOSFET晶体管4、5都闭合。在这种情况下，第一和第二接地连接线1、2分别连接到地3。
当启动诊断测试时，控制器10执行诊断测试序列。在该实施方式中，控制器首先使用第一和第二uC ADC 6、7读取第一和第二接地连接线1、2的每一条接地连接线上的电压电平。这些值由控制器记录在存储器中并用作随后比较的基线。然后依次单独测试第一和第二接地连接线1、2。
在该连接中，为了测试第一接地连接线1，将第二诊断输入9设置为高状态，以将PWH信号连接到地3，地3又将第二MOSFET 5上的栅极设置为低，以断开第二接地连接线2。在这种状态下，控制器10然后读取由第一uC ADC 6产生的电压信号。如果电压值基本上与先前确定的第一接地连接线1的基线相同，则控制器10确定该到地的电流路径是有效和正确的。如果电压值较高，则控制器10确定第一接地连接线1断开并且触发故障警报。故障警报可以存储在诊断日志中用于随后的分析，例如在车辆维修期间。在其他实施方式中，故障警报可以触发对车辆功能的控制，例如限制其速度、改变自主驾驶模式、或提示中央控制中心发送故障通知以安排修理。
在测试了第一束接地连接线1之后，测试第二束接地连接线2。控制器10将第二诊断输入9设置为低状态以重新连接第二束接地连接线2，然后将第一诊断输入8设置为高状态以将第一MOSFET 4上的栅极设置为低，以断开第一束接地连接线1。在这种状态下，控制器10然后读取由第二uC ADC 7产生的电压信号。如果电压值基本上与先前确定的第二接地连接线1的基线相同，则控制器10确定该到地的电流路径是有效和正确的。如果电压值较高，则控制器10确定第二接地连接线2断开并且触发故障警报。同样，故障报警可以存储在诊断日志中用于随后的分析，例如在车辆维修期间。
控制器10可以被配置为每当车身控制模块被启动时或以其它方式被触发时采取诊断测试序列。例如，可以在车辆维修期间启动诊断扫描。
以此方式，可识别多条接地连接线中的每一条接地连接线中的接地连接故障。因此，在出于安全原因而为电子控制模块提供多个接地连接的情况下，可以验证这种冗余的提供。这又可以允许减少相关联的线束中的线的数量，因为可以可靠地验证每条接地连接线的完整性，并且因此不需要额外的备用连接。
应当理解，上述实施方式仅出于说明的目的示出了应用。实际上，实施方式可以应用于许多不同的配置，详细的实施方式对于本领域技术人员来说是易于实现的。
Claims (15)
1.一种车辆接地连接诊断设备，所述车辆接地连接诊断设备包括：
一个或更多个电压传感器，用于感测多条接地连接线中的每一条接地连接线上的电压，各接地连接线用于提供从电子控制单元到地的导电路径；
多个开关，各开关与相应的接地连接线相关联并且是可控的，用于在连接状态与断开状态之间切换，在所述连接状态下，针对所述相应的接地连接线的所述导电路径将所述电子控制单元连接到地，在所述断开状态下，所述导电路径与地断开；以及
控制器，所述控制器被配置为控制所述多个开关，并且用于基于在条件(a)和条件(b)之间识别在所述接地连接线中的一条接地连接线上感测到的电压特性的变化来识别接地连接故障，所述条件(a)是所述开关处于连接状态，所述条件(b)是用于所述一条接地连接线的开关处于所述连接状态并且用于其它接地连接线的开关或用于所有其它接地连接线的所有开关处于断开状态。
2.根据权利要求1所述的车辆接地连接诊断设备，其中，基于以下比较来确定所感测到的电压特性的变化：
在条件(a)下所述多条接地连接线中的一条接地连接线上的感测电压与在条件(b)下所述一条接地连接线上的感测电压的比较。
3.根据权利要求2所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述控制器被配置为当在条件(b)下所感测到的电压高于在条件(a)下所感测到的电压时，识别出所述多条接地连接线中的所述一条接地连接线上的接地连接故障。
4.根据权利要求2或3所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述控制器被配置为通过比较条件(a)和条件(b)下所述接地连接线上的电压来识别所述多条接地连接线中的每条接地连接线上的接地连接故障。
5.根据权利要求4所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述控制器被配置为执行诊断序列，在所述诊断序列中：
将所有所述多个开关切换到连接状态，并且记录所述多条接地连接线中的每一条接地连接线上的电压；以及
首先将所有所述多个开关切换到断开状态，并且再将每个开关依次切换到连接状态，并记录所述开关的相应接地连接线上的电压。
6.根据权利要求5所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述控制器被配置为在所述电子控制单元启动时执行所述诊断序列。
7.根据前述权利要求中任一项所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述一个或更多个电压传感器包括多个模数转换器ADC，各ADC用于感测所述多条接地连接线中的相应一条接地连接线上的电压。
8.根据前述权利要求中任一项所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述控制器被配置为在识别出接地连接故障时输出触发信号。
9.根据权利要求8所述的车辆接地连接诊断设备，其中，所述触发信号用于控制所述车辆的功能。
10.一种车辆接地连接诊断方法，所述车辆接地连接诊断方法包括：
感测多条接地连接线中的每一条接地连接线上的电压，各条接地连接线用于提供从电子控制单元到地的导电路径；
控制多个开关的切换，所述多个开关中的每一个开关与相应的接地连接线相关联，并且能在连接状态与断开状态之间切换，在所述连接状态下，针对所述相应的接地连接线的所述导电路径将所述电子控制单元连接到地，在所述断开状态下，所述导电路径与地断开；以及
基于在条件(a)和条件(b)之间识别在所述接地连接线中的一条接地连接线上感测到的电压特性的变化来识别接地连接故障，所述条件(a)是其它开关或所有其它开关处于连接状态，所述条件(b)是用于所述一条接地连接线的开关处于所述连接状态并且用于其它接地连接线的开关或用于所有其它接地连接线的所有开关处于断开状态。
11.根据权利要求10所述的车辆接地连接方法，其中，识别所感测到的电压特性的变化的步骤包括：将在条件(a)下在所述多条接地连接线中的一条接地连接线上所感测到的电压与在条件(b)下在所述一条接地连接线上所感测到的电压进行比较。
12.根据权利要求10或11所述的车辆接地连接方法，其中，控制所述切换和识别接地连接故障的步骤包括执行诊断序列，其中：
将所有所述多个开关切换到连接状态，并且记录所述多条接地连接线中的每一条接地连接线上的电压；以及
首先将所有所述多个开关切换到断开状态，并且再将每个开关依次切换到连接状态，同时记录所述开关的相应接地连接线上的电压。
13.根据权利要求10至12中任一项所述的车辆接地连接方法，所述车辆接地连接方法还包括在识别出接地连接故障时输出触发信号的步骤。
14.一种车辆，所述车辆包括：
根据权利要求1至9中任一项所述的车辆接地连接诊断设备；以及
电子控制单元，所述电子控制单元被配置为处理由所述诊断设备生成的故障诊断信号。
15.一种包括指令的非暂时性计算机可读介质，所述指令在由控制车辆接地连接诊断设备的一个或更多个处理器运行时执行根据权利要求10至13中任一项所述的方法。
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