JP2010168925A - Engine control unit - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide an engine control unit capable of avoiding detection failure and erroneous detection to enhance the reliability of diagnosis. <P>SOLUTION: An engine control unit 2 includes a microcomputer 7 and a driver IC 9 and is mounted in a vehicle, and processes a signal from an external sensor and outputs to external vehicle equipment a pulse signal corresponding to respective equipment to control a vehicle. A determination part 24 of the microcomputer 7 determines the reliability of the diagnosis with respect to the diagnosis of abnormality in an output terminal To of the driver IC 9, and sets a flag when driving the unit at a region low in reliability of diagnosis by detecting driver power voltage, driver drive frequency and on-duty ratio. <P>COPYRIGHT: (C)2010,JPO&INPIT

Description

本発明は、車両のエンジンルーム等に搭載され、外部センサからの信号を検出し、かつ外部車両機器に信号を出力することで車両を制御するエンジンコントロールユニットに係り、特に、出力端子の異常を検出するに好適なエンジンコントロールユニットに関する。   The present invention relates to an engine control unit that is mounted in an engine room or the like of a vehicle, detects a signal from an external sensor, and outputs the signal to an external vehicle device, and particularly controls an abnormality of an output terminal. The present invention relates to an engine control unit suitable for detection.

従来のエンジンコントロールユニットでは、出力端子が天絡、開放状態になった場合、異常電圧を検出できる異常電圧検出回路有している。地絡によりドライバ部３３に過電流が流れた場合は、別の異常検出回路により検出している。
ここで、出力端子が開放状態になった場合、マイコンからの入力信号の周波数が高くなったり、オンデューティー比が大きくなった場合、所定時間以内に開放検出電圧範囲内に入らないため、不検出や誤検出(本例：ハイサイドドライバの場合は天絡検出)を発生することになる。また、バッテリ電圧値が高い場合、保護素子の静電容量が大きい場合等は、電圧変動が遅くなり、検出のための所定時間に対して電圧変動が間に合わなくなるため不検出や誤検出を発生する。 The conventional engine control unit has an abnormal voltage detection circuit capable of detecting an abnormal voltage when the output terminal is in a power supply or open state. When an overcurrent flows through the driver unit 33 due to a ground fault, it is detected by another abnormality detection circuit.
Here, if the output terminal is open, if the frequency of the input signal from the microcomputer is high or the on-duty ratio is large, it will not fall within the open detection voltage range within the specified time. Or false detection (in this example: in the case of a high-side driver, a power fault is detected). In addition, when the battery voltage value is high, or when the capacitance of the protective element is large, the voltage fluctuation becomes slow, and the voltage fluctuation is not in time for a predetermined time for detection, so that non-detection or false detection occurs. .

このような問題に対しては、端子コンデンサ等の保護素子の静電容量を小さくしたり、プルダウン回路を強力にする等で波形のスロープを急峻にすることが知られている（例えば、特許文献１参照）。   For such a problem, it is known to make the waveform slope steep by reducing the capacitance of a protective element such as a terminal capacitor or strengthening a pull-down circuit (for example, Patent Documents). 1).

特開２０００−１２１６９０号公報JP 2000-121690 A

しかしながら、近年、出力端子から侵入するサージスペックが厳しくなってきており、対策として端子コンデンサ等の保護素子の静電容量を大きくしなければならない傾向にある。そのため、特許文献１記載の方法では、不検出や誤検出が生じ、診断の信頼性が低下するという問題があった。   However, in recent years, the surge specification entering from the output terminal has become stricter, and as a countermeasure, the capacitance of a protective element such as a terminal capacitor tends to be increased. Therefore, the method described in Patent Document 1 has a problem that undetection and erroneous detection occur and the reliability of diagnosis decreases.

本発明の目的は、不検出や誤検出を回避でき、診断の信頼性が向上したエンジンコントロールユニットを提供することにある。   An object of the present invention is to provide an engine control unit capable of avoiding non-detection and false detection and improving diagnosis reliability.

（１）上記目的を達成するために、本発明は、車両に搭載され、外部センサからの信号を処理し、かつ、外部の車両機器に各々の機器に応じたパルス信号を出力し、車両を制御するエンジンコントロールユニットであって、ドライバの出力端子の異常状態の診断に対して、その診断の信頼性を判断する判断部を備えるようにしたものである。
かかる構成により、不検出や誤検出を回避でき、診断の信頼性を向上し得るものとなる。 (1) In order to achieve the above object, the present invention is mounted on a vehicle, processes a signal from an external sensor, and outputs a pulse signal corresponding to each device to an external vehicle device. An engine control unit to be controlled is provided with a determination unit that determines the reliability of diagnosis of an abnormal state of an output terminal of a driver.
With such a configuration, non-detection and erroneous detection can be avoided, and the reliability of diagnosis can be improved.

（２）上記（１）において、好ましくは、前記判断部は、バッテリ電圧、出力ドライバのパルス周波数、オンデューティー比をパラメータとし、前記ドライバが持つ出力オン、オフ時間を基に診断の信頼性を判断し、異常状態に対して信頼性のある診断ができない領域にあった場合に診断情報を無効とするフラグを立てるようにしたものである。   (2) In the above (1), preferably, the determination unit uses the battery voltage, the pulse frequency of the output driver, and the on-duty ratio as parameters, and determines the reliability of diagnosis based on the output on / off time of the driver. A flag for invalidating the diagnostic information is set when the judgment is made and the area is in a region where no reliable diagnosis can be made with respect to the abnormal state.

（３）上記（２）において、好ましくは、前記判断部は、信頼性のある診断ができない領域に入った場合、信頼性のある領域にパルス周波数、オンデューティー比を一時的に推移させるものである。   (3) In the above (2), preferably, the determination unit temporarily shifts the pulse frequency and the on-duty ratio to a reliable region when entering a region where a reliable diagnosis cannot be made. is there.

本発明によれば、不検出や誤検出を回避でき、診断の信頼性を向上し得るものとなる。   According to the present invention, non-detection and erroneous detection can be avoided, and the reliability of diagnosis can be improved.

以下、図１〜図４を用いて、本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニットの構成及び動作について説明する。
図１は、本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニットの構成を示すブロック図である。図２は、本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニットの動作説明図である。図３及び図４は、従来例の問題点の説明図である。 Hereinafter, the configuration and operation of an engine control unit according to an embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS.
FIG. 1 is a block diagram showing a configuration of an engine control unit according to an embodiment of the present invention. FIG. 2 is an operation explanatory diagram of the engine control unit according to the embodiment of the present invention. 3 and 4 are explanatory diagrams of problems of the conventional example.

図１において、エンジンコントロールユニット２は、車両１の形態によって、エンジンルーム内、オンエンジン、車室内等、様々な場所に配置される。エンジンコントロールユニット２は、マイコン７と、ドライバＩＣ１９とを備えている。   In FIG. 1, the engine control unit 2 is arranged in various places such as an engine room, an on-engine, and a vehicle interior depending on the form of the vehicle 1. The engine control unit 2 includes a microcomputer 7 and a driver IC 19.

マイコン７のＡ／Ｄコンバータ１０は、バッテリ電圧ＶＢを取り込むとともに、他にも、車両内の温度センサや圧力センサ等のセンサ信号、イグニッション電圧やレギュレータ出力電圧等のアナログ電圧値を、マイコン７の内部に取り込む機能を有している。また、マイコン７は、図示してない入力ポートからは、クランク角センサ等のパルス信号の周波数やオンデューティー比を取り込んだり、ブレーキスイッチやギアスイッチ等のオン／オフ信号を取り込む機能を有している。   The A / D converter 10 of the microcomputer 7 takes in the battery voltage VB and, in addition, the sensor signal of the temperature sensor and the pressure sensor in the vehicle, the analog voltage value such as the ignition voltage and the regulator output voltage, etc. It has a function to capture inside. Further, the microcomputer 7 has a function of taking in the frequency and on-duty ratio of a pulse signal from a crank angle sensor or the like from an input port (not shown) and taking in on / off signals from a brake switch, a gear switch, etc. Yes.

出力に関しては、マイコン７の出力ポート１２は、外部の車両機器を駆動するための制御信号をドライバＩＣ１９に出力する。ドライバＩＣ１９は、この制御信号に基づいて、外部車両機器を駆動するための駆動信号を出力する。   Regarding output, the output port 12 of the microcomputer 7 outputs a control signal for driving external vehicle equipment to the driver IC 19. Based on this control signal, the driver IC 19 outputs a drive signal for driving the external vehicle device.

外部からの入力信号の異常は、マイコンのＡ／Ｄコンバータ１０が検出する。   An abnormality in the input signal from the outside is detected by the A / D converter 10 of the microcomputer.

ドライバＩＣ１９の上流部には、電源ＶＢ(バッテリ電圧やパワートレインリレー、イグニッション電圧等)が接続されており、下流部はグランドに接続されている。ここでは、エンジンコントロールユニット２の出力ドライバは、主にハイサイドドライバとローサイドドライバに分けられるが、ここでは、ハイサイドドライバを例として説明する。   A power source VB (battery voltage, power train relay, ignition voltage, etc.) is connected to the upstream portion of the driver IC 19, and the downstream portion is connected to the ground. Here, the output driver of the engine control unit 2 is mainly divided into a high-side driver and a low-side driver. Here, the high-side driver will be described as an example.

ハイサイドドライバの場合は、ドライバ下流−グランド間に外部負荷Ｌがある。ドライバＩＣ１９の内部のドライバ部３３は、マイコン７の出力ポート１２から出力する制御信号により、外部負荷Ｌに流す電流をオン／オフすることで、外部負荷Ｌを駆動する。   In the case of the high side driver, there is an external load L between the driver downstream and the ground. The driver unit 33 inside the driver IC 19 drives the external load L by turning on / off the current flowing through the external load L by a control signal output from the output port 12 of the microcomputer 7.

ここで、ドライバＩＣ１９の異常電圧検出回路３６は、出力端子Ｔｏが天絡、開放状態になった場合、ドライバのオン／オフ状態と出力端子Ｔｏの電圧レベルを読み取り、異常電圧を検出する。異常電圧検出回路３６によって検出される異常電圧がある決まった時間続いた場合に、フィルタ回路３７は、その異常を検出し、コントロール回路３８に送信する。コントロール回路３８は、異常が検出されると、ドライバＩＣ１９のゲートコントロール回路３９を動作させたり、通信ポート１６，９を介してマイコン７に診断フラグを送信することで、異常が検出できる。診断フラグは、マイコン７の記憶部２５の所定のアドレスに記憶される。   Here, the abnormal voltage detection circuit 36 of the driver IC 19 detects the abnormal voltage by reading the on / off state of the driver and the voltage level of the output terminal To when the output terminal To is in a power supply or open state. When the abnormal voltage detected by the abnormal voltage detection circuit 36 continues for a certain time, the filter circuit 37 detects the abnormality and transmits it to the control circuit 38. When an abnormality is detected, the control circuit 38 can detect the abnormality by operating the gate control circuit 39 of the driver IC 19 or transmitting a diagnostic flag to the microcomputer 7 via the communication ports 16 and 9. The diagnosis flag is stored at a predetermined address in the storage unit 25 of the microcomputer 7.

なお、地絡によりドライバ部３３に過電流が流れた場合は、過電流検出回路４０が過電流を検出し、その異常を検出し、コントロール回路３８に送信する。コントロール回路３８は、異常が検出されると、ゲートコントロール回路３９を制御して、ドライバ部３３を保護する。   If an overcurrent flows through the driver unit 33 due to a ground fault, the overcurrent detection circuit 40 detects the overcurrent, detects an abnormality thereof, and transmits it to the control circuit 38. When an abnormality is detected, the control circuit 38 controls the gate control circuit 39 to protect the driver unit 33.

また、ドライバＩＣ１９は、この他に、出力端子Ｔｏの外部からのサージからドライバを保護する端子コンデンサ等の保護素子４１や、電圧変動を早くし、開放状態を検出しやすくする定電流源等のプルダウン回路４２等を有している。   In addition, the driver IC 19 includes a protection element 41 such as a terminal capacitor that protects the driver from a surge from the outside of the output terminal To, a constant current source that accelerates voltage fluctuation and makes it easy to detect an open state, and the like. A pull-down circuit 42 and the like are included.

ここで、図３及び図４を用いて、従来の問題点について説明する。   Here, conventional problems will be described with reference to FIGS. 3 and 4.

図３は、出力端子Ｔｏが開放状態になった場合、出力端子Ｔｏの電圧値の波形を示している。この図においては、ドライバ部３３がオフしてからある特定のフィルタ時間以内に開放検出電圧範囲内に入るため、開放の検出が可能である。   FIG. 3 shows a waveform of the voltage value of the output terminal To when the output terminal To is in an open state. In this figure, since it is within the open detection voltage range within a specific filter time after the driver unit 33 is turned off, it is possible to detect open.

しかし、図４に示すように、マイコン７からの入力信号３４の周波数が高くなったり、オンデューティー比が大きくなった場合、フィルタ時間以内に開放電圧範囲内に入らないため、不検出や誤検出(本例：ハイサイドドライバの場合は天絡検出)を発生することになる。またバッテリ電圧値が高い場合、保護素子４１の静電容量が大きい場合、プルダウン回路４２が弱い場合に、電圧変動が遅くなり、フィルタ時間に対して電圧変動が間に合わなくなるため不検出や誤検出を発生する。   However, as shown in FIG. 4, when the frequency of the input signal 34 from the microcomputer 7 becomes high or the on-duty ratio becomes large, it does not fall within the open-circuit voltage range within the filter time. (This example: A high-side driver detects a power fault). Further, when the battery voltage value is high, when the capacitance of the protection element 41 is large, or when the pull-down circuit 42 is weak, the voltage fluctuation becomes slow, and the voltage fluctuation is not in time for the filter time. appear.

ここで、図２を用いて、本実施形態によるエンジンコントロールユニットのマイコン７の判断部２４における判断処理内容について説明する。   Here, the contents of the determination process in the determination unit 24 of the microcomputer 7 of the engine control unit according to the present embodiment will be described with reference to FIG.

マイコン７の演算部２６からドライバ部３３へ送信する駆動波形の周波数や、オンデューティー比は、判断部２４に取り込まれる。また、Ａ／Ｄコンバータ１０から取り込まれた電源ＶＢの電圧は、判断部２４に取り込まれる。さらに、記憶部２５に記憶された診断フラグも、判断部２４に取り込まれる。   The frequency and the on-duty ratio of the drive waveform transmitted from the calculation unit 26 of the microcomputer 7 to the driver unit 33 are taken into the determination unit 24. Further, the voltage of the power supply VB captured from the A / D converter 10 is captured by the determination unit 24. Further, the diagnosis flag stored in the storage unit 25 is also taken into the determination unit 24.

図２において、横軸はドライバ駆動周波数を示し、縦軸はオンデューティー比を示している。図２において、ある特定のドライバ上流ＶＢ電圧値に対する、ドライバ駆動周波数とデューティー比をパラメータとした開放診断可能／不可能領域を表している。   In FIG. 2, the horizontal axis represents the driver drive frequency, and the vertical axis represents the on-duty ratio. FIG. 2 shows an open diagnosis possible / impossible region with a driver drive frequency and a duty ratio as parameters for a specific driver upstream VB voltage value.

図２に示すように、ドライバの周波数が高くなるほど、またオンデューティー比が大きくなるほど正常な開放検出が難しくなる。また、ドライバ上流電源ＶＢの電圧値が大きいほど検出が難しく(診断可能領域が狭く)なり、小さいほど検出が易しく(診断可能領域が広く)なる。なお、この図に示す各領域は、外部回路(端子コンデンサ等の保護素子４１、プルダウン回路４２等)、フィルタ時間により決定される。そして、各ドライバ毎に、あらかじめこのグラフをパラメータとして、マイコン７の判断部２４は保持している。   As shown in FIG. 2, the higher the driver frequency and the higher the on-duty ratio, the more difficult the normal open detection becomes. Also, the larger the voltage value of the driver upstream power supply VB, the more difficult the detection (the diagnosable area becomes narrow), and the smaller the voltage value of the driver upstream power supply VB, the easier the detection (the diagnosable area becomes wider). Each region shown in this figure is determined by an external circuit (a protective element 41 such as a terminal capacitor, a pull-down circuit 42, etc.) and a filter time. The determination unit 24 of the microcomputer 7 holds this graph as a parameter for each driver in advance.

判断部２４は、ドライバ上流電源ＶＢ電圧値、ドライバ駆動周波数、デューティー比の関係がグラフの開放検出不可領域に入った場合、これを判断し、ドライバＩＣの通信部９，１６からの診断情報を無効とし、記憶部２５にフラグを立てる。これにより、ドライバＩＣ１９が誤検出，不検出した場合にも、診断の信頼性低下を防止することが可能となる。   When the relationship between the driver upstream power supply VB voltage value, the driver drive frequency, and the duty ratio enters the open detection non-detectable region of the graph, the determination unit 24 determines this and determines the diagnostic information from the communication units 9 and 16 of the driver IC. The flag is set in the storage unit 25 as invalid. As a result, even when the driver IC 19 is erroneously detected or not detected, it is possible to prevent a decrease in diagnostic reliability.

一方、出力端子Ｔｏの天絡に関しては、ドライバオフ時間がフィルタ時間よりも短い場合に不検出となる。出力端子Ｔｏの地絡に関しては、ドライバオン時間がフィルタ時間よりも短い場合に不検出となる。これらの場合に関しても、マイコン７の判断部２４は、これらを判断し、判断結果に対して、別フラグを記憶部２５に立てることにより、検出が可能である。   On the other hand, the power fault of the output terminal To is not detected when the driver off time is shorter than the filter time. The ground fault of the output terminal To is not detected when the driver on time is shorter than the filter time. Also in these cases, the determination unit 24 of the microcomputer 7 can detect by determining these and setting another flag in the storage unit 25 for the determination result.

また、診断の信頼性が確保できない領域に入った場合、一時的にドライバの駆動周波数、オンデューティー比をコントロールして、診断の信頼性が確保できる領域に推移して診断を行うことで、出力端子Ｔｏの状態を正しく診断することが可能である。   In addition, when entering the area where diagnosis reliability cannot be ensured, the driver's drive frequency and on-duty ratio are temporarily controlled, and the transition is made to an area where diagnosis reliability can be ensured, and output is performed. It is possible to correctly diagnose the state of the terminal To.

以上説明したように、本実施形態によれば、ドライバ回路の特性により発生する、ドライバ出力端子の天絡、地絡、開放状態診断結果の信頼性が確保できない状態に入った場合の誤診断を防止することが可能となる。
As described above, according to the present embodiment, misdiagnosis in the case where the reliability of the driver output terminal power supply fault, ground fault, open state diagnosis result cannot be ensured due to the characteristics of the driver circuit is entered. It becomes possible to prevent.

本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニットの構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the structure of the engine control unit by one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態によるエンジンコントロールユニットの動作説明図である。It is operation | movement explanatory drawing of the engine control unit by one Embodiment of this invention. 従来例の問題点の説明図である。It is explanatory drawing of the problem of a prior art example. 従来例の問題点の説明図である。It is explanatory drawing of the problem of a prior art example.

１…車両全体
２…エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）
７…マイコン
９…通信ポート
１０…Ａ／Ｄコンバータ（Ａ／Ｄポート）
１２…出力ポート
１６…通信ポート
１７…ドライバ入力部
１９…ドライバＩＣ
２４…判断部
２５…記憶部
２６…演算部
３３…ドライバ部
３６…異常電圧検出回路
３７…フィルタ回路
３８…コントロール回路
３９…ドライバゲートコントロール回路
４０…過電流検出回路
４１…ドライバ保護素子
４２…プルダウン回路
Ｌ…外部負荷
Ｔｏ…出力端子
ＶＢ…ドライバ上流部の電源部 1 ... Entire vehicle 2 ... Engine control unit (ECU)
7 ... Microcomputer 9 ... Communication port 10 ... A / D converter (A / D port)
12 ... Output port 16 ... Communication port 17 ... Driver input unit 19 ... Driver IC
24 ... Judgment unit 25 ... Storage unit 26 ... Calculation unit 33 ... Driver unit 36 ... Abnormal voltage detection circuit 37 ... Filter circuit 38 ... Control circuit 39 ... Driver gate control circuit 40 ... Overcurrent detection circuit 41 ... Driver protection element 42 ... Pull down Circuit L ... External load To ... Output terminal VB ... Power supply section upstream of driver

Claims (3)

車両に搭載され、外部センサからの信号を処理し、かつ、外部の車両機器に各々の機器に応じたパルス信号を出力し、車両を制御するエンジンコントロールユニットであって、
ドライバの出力端子の異常状態の診断に対して、その診断の信頼性を判断する判断部を備えることを特徴とするエンジンコントロールユニット。 An engine control unit that is mounted on a vehicle, processes a signal from an external sensor, outputs a pulse signal corresponding to each device to an external vehicle device, and controls the vehicle,
An engine control unit comprising a determination unit that determines the reliability of diagnosis for an abnormal state of an output terminal of a driver. 請求項１記載のエンジンコントロールユニットにおいて、
前記判断部は、バッテリ電圧、出力ドライバのパルス周波数、オンデューティー比をパラメータとし、前記ドライバが持つ出力オン、オフ時間を基に診断の信頼性を判断し、異常状態に対して信頼性のある診断ができない領域にあった場合に診断情報を無効とするフラグを立てることを特徴とするエンジンコントロールユニット。 The engine control unit according to claim 1,
The determination unit uses the battery voltage, the pulse frequency of the output driver, and the on-duty ratio as parameters, determines the reliability of diagnosis based on the output on / off time of the driver, and is reliable for abnormal conditions An engine control unit that sets a flag to invalidate diagnostic information when it is in an area where diagnosis is impossible. 請求項２記載のエンジンコントロールユニットにおいて、
前記判断部は、信頼性のある診断ができない領域に入った場合、信頼性のある領域にパルス周波数、オンデューティー比を一時的に推移させることを特徴とするエンジンコントロールユニット。 The engine control unit according to claim 2,
The engine control unit according to claim 1, wherein the determination unit temporarily changes the pulse frequency and the on-duty ratio to a reliable region when entering a region where a reliable diagnosis cannot be performed.
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