JP2018084567A - Electronic control unit - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control device.
負荷駆動装置は、例えば電気負荷をハイサイド側に接続すると共にスイッチング素子をローサイド側に接続し、これにより電気負荷に通電オン/オフ駆動するものがある(例えば、特許文献1参照)。この特許文献1記載の異常検出装置によれば、FET(駆動部相当))がオフしているときの端子電圧が、負荷の断線故障時にVB/2となり、正常時に略VBとなるように設定されており、そして、判定電圧Vth1、Vth2の各々と電圧VOを比較器により比較し、FETのオフ時にVth1≧VO>Vth2なら断線、Vth2≧VOならグランドショート(地絡相当)と判定し、これにより断線とグランドショートとを区別して検出している。
Some load driving devices, for example, connect an electric load to the high side and connect a switching element to the low side, thereby energizing the electric load on / off (see, for example, Patent Document 1). According to the abnormality detection device described in
ところで、駆動出力のノードには例えば各種ノイズを除去するためにコンデンサを容量部として付加することがある。近年、当該断線及びグランドショートの異常をより高速に判別することが求められており、駆動部により電気負荷の駆動をオフしたときに素早く断線とグランドショートとを区別して判別することが求められている。 By the way, a capacitor may be added to the node of the drive output as a capacitance unit in order to remove various noises, for example. In recent years, it has been demanded to determine the disconnection and ground short-circuit abnormality at higher speed, and it is required to quickly distinguish between the disconnection and the ground short-circuit when the drive of the electric load is turned off by the drive unit. Yes.
しかしながら、例えば特許文献1記載の技術を採用し、閾値電圧Vth1、Vth2に基づいて断線及びグランドショートを判別しようとしても、容量部を付加した構成を採用した場合には、当該容量部に充放電電流がある時定数に従って流れることになり、このような影響に応じて、容量部の充電電圧の応答性が悪化し、要求されるオフ駆動期間中に充電電圧が安定するまで十分に充放電できなくなり、閾値電圧Vth1、Vth2に基づく異常判別が困難となる。
However, for example, even if the technique disclosed in
すなわち、駆動部のオフ駆動期間中における処理高速化の要求を満たすことが困難となる。時定数を短くするために、例えば容量部に接続される抵抗の抵抗値を下げることが考えられるが、抵抗値を下げると消費電流が大きくなってしまい好ましくない。 That is, it becomes difficult to satisfy the demand for high processing speed during the off-drive period of the drive unit. In order to shorten the time constant, for example, it is conceivable to lower the resistance value of the resistor connected to the capacitor portion. However, if the resistance value is lowered, current consumption increases, which is not preferable.
本発明の目的は、駆動出力ノードに容量部が付加されていたとしても駆動部のオフ駆動期間中に断線及び地絡の異常を極力正確に判別できるようにした電子制御装置を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide an electronic control device capable of accurately determining disconnection and ground fault abnormality during an off drive period of a drive unit even if a capacitor unit is added to a drive output node. is there.
請求項1記載の発明によれば、駆動部はハイサイド側に接続された電気負荷をローサイド駆動する。容量部は駆動部による電気負荷の駆動出力ノードのローサイド側に付加されている。通電部は容量部へ充電電流又は放電電流を通電する。異常判別部は、駆動部による電気負荷の駆動をオフしたときに通電部により容量部への充放電電流の値を変更して複数回充電電圧値を変化させ、容量部への充電電圧値を複数回変化させたときにそれぞれ駆動部のオフ駆動期間中に検出された容量部の充電電圧値に応じて駆動出力ノードと電気負荷との間の断線の異常及び駆動出力ノードの地絡の異常を判別する。これにより、断線と地絡を極力高速に且つ極力正確に判別できるようになる。 According to the first aspect of the present invention, the drive unit drives the electric load connected to the high side on the low side. The capacitor unit is added to the low side of the drive output node of the electric load by the drive unit. The energization unit energizes the charge current or the discharge current to the capacity unit. The abnormality determination unit changes the charge voltage value to the capacitor unit a plurality of times by changing the value of the charge / discharge current to the capacitor unit by the energizing unit when the drive of the electric load by the drive unit is turned off, and determines the charge voltage value to the capacitor unit. Abnormalities in the disconnection between the drive output node and the electric load and abnormalities in the ground fault of the drive output node according to the charge voltage value of the capacitor portion detected during the off-drive period of the drive unit when changed multiple times Is determined. As a result, the disconnection and the ground fault can be discriminated as accurately as possible at high speed.
以下、電子制御装置の幾つかの実施形態について図面を参照しながら説明する。以下の説明では、各実施形態で説明した構成と同一又は類似機能を備えた構成について同一符号又は類似符号を付し、第2実施形態以降では必要に応じて説明を省略する。 Hereinafter, some embodiments of the electronic control device will be described with reference to the drawings. In the following description, components having the same or similar functions as those described in each embodiment are denoted by the same reference numerals or similar symbols, and description thereof will be omitted as necessary in the second and subsequent embodiments.
(第1実施形態)
図1から図4は第1実施形態の説明図を示す。図1は、外部の電気負荷を駆動する駆動部を搭載した電子制御装置の電気的構成図を示している。この電子制御装置(以下、ECUと称す:Electronic Control Unit)1は、例えばエンジンへの燃料噴射を制御するものであり、誘導性負荷による電気負荷2を接続して構成される。この電気負荷2の一端は、バッテリ電源VB2の供給ノードN2に接続されており、電気負荷2の他端は、車両内配線、所謂ハーネスを介してECU1の電気負荷2を駆動するための出力端子1aに接続されており、これにより電気負荷2は出力端子1aのハイサイド側に接続されている。
(First embodiment)
1 to 4 are explanatory views of the first embodiment. FIG. 1 shows an electrical configuration diagram of an electronic control device equipped with a drive unit for driving an external electrical load. This electronic control unit (hereinafter referred to as ECU: Electronic Control Unit) 1 controls, for example, fuel injection to the engine, and is configured by connecting an electric load 2 by an inductive load. One end of the electric load 2 is connected to the supply node N2 of the battery power source VB2, and the other end of the electric load 2 is an output terminal for driving the electric load 2 of the
出力端子1aは、ECU1の駆動出力ノードN3に接続されている。この駆動出力ノードN3とグランドGNDとの間には、容量部としてのコンデンサC1が接続されている。コンデンサC1は、ノイズ除去用に駆動出力ノードN3のローサイド側、すなわちグランドGND側に付加されている。コンデンサC1が電子制御装置1の内部に接続されている形態を示すが外部に接続されていても良い。また、1つのコンデンサC1に限らず、複数のコンデンサC1を容量部として接続して構成しても良い。
ECU1は、駆動部3、通電部4、比較部5、及び、マイクロコンピュータ(以下、マイコンと称す)6を備える。駆動部3は、例えば電気負荷2を駆動するためのトランジスタTR1を用いて構成され、駆動出力ノードN3のローサイド側に構成され、これにより、電気負荷2をローサイド駆動する。
The ECU 1 includes a
トランジスタTR1は、例えばNチャネル型のMOSFETにより構成される。トランジスタTR1は、例えばバイポーラトランジスタにより構成しても良いし、その種類は限られない。以下では、トランジスタTR1がNチャネル型のMOSFETにより構成される形態を説明する。トランジスタTR1のドレインは、駆動出力ノードN3に接続されており、ソースはグランドGNDのノードに接続されており、ゲートはマイコン6に接続されている。トランジスタTR1のドレインとゲートとの間には、ツェナーダイオードD2及びダイオードD3を互いに逆方向接続したクランプ回路D2及びD3が接続されている。このクランプ回路D2及びD3を用いることで高電圧からトランジスタTR1を保護できる。
The transistor TR1 is configured by, for example, an N channel type MOSFET. The transistor TR1 may be composed of, for example, a bipolar transistor, and the type thereof is not limited. Hereinafter, a mode in which the transistor TR1 is configured by an N-channel MOSFET will be described. The drain of the transistor TR1 is connected to the drive output node N3, the source is connected to the node of the ground GND, and the gate is connected to the
通電部4はバイアス回路7及び充電回路8を備える。駆動出力ノードN3には、バイアス回路7が接続されている。このバイアス回路7は、バッテリ(図示せず)からメインリレーを介して供給される電源電圧VB1の供給ノードN1と駆動出力ノードN3との間に接続された抵抗Ru1と、駆動出力ノードN3とグランドGNDとの間に接続された抵抗Rl1とを備えて構成され、電源電圧VB1を抵抗Ru1及びRl1により分圧し駆動出力ノードN3に直流バイアスを印加する。これらの抵抗Ru1及びRl1は、それぞれコンデンサC1に充放電電流を通電する通電部4としても用いられる。
The energization unit 4 includes a
駆動出力ノードN3と電源電圧VB1の供給ノードN1との間には、還流ダイオードD1が順方向接続されている。この還流ダイオードD1は、駆動部3のトランジスタTR1がオンからオフしたときに、誘導性の電気負荷2に蓄積される電力を電源電圧VB1に回生するように設けられている。
A free-wheeling diode D1 is forward-connected between the drive output node N3 and the supply node N1 of the power supply voltage VB1. The free-wheeling diode D1 is provided to regenerate the power stored in the inductive electric load 2 to the power supply voltage VB1 when the transistor TR1 of the
比較部5は、複数の抵抗分圧回路9,10と複数のコンパレータCP1,CP2とを備える。抵抗分圧回路9,10は、電源電圧VB1の供給ノードN1とグランドGNDとの間に複数並列接続されている。抵抗分圧回路9は、複数の抵抗R1a,R1bを直列接続して構成され、抵抗分圧回路10は、複数の抵抗R2a,R2bを直列接続して構成される。一の抵抗分圧回路9の分圧電圧は閾値電圧Vth1としてコンパレータCP1の反転入力端子に入力されている。他の抵抗分圧回路10の分圧電圧は閾値電圧Vth2としてコンパレータCP2の反転入力端子に入力されている。これらの閾値電圧Vth1と閾値電圧Vth2との関係がVth1<Vth2となるように、抵抗R1a,R1b,R2a,及びR2bの抵抗値が予め設定されている。
The
駆動出力ノードN3は、複数のコンパレータCP1,CP2の非反転入力端子に接続されており、当該複数のコンパレータCP1,CP2は、この駆動出力ノードN3の電圧、すなわち、コンデンサC1の端子間電圧、すなわち充放電電圧と、閾値電圧Vth1及びVth2とを比較し、その比較結果をマイコン6に出力する。
The drive output node N3 is connected to the non-inverting input terminals of the plurality of comparators CP1 and CP2. The plurality of comparators CP1 and CP2 are connected to the voltage of the drive output node N3, that is, the voltage across the terminals of the capacitor C1, that is, The charge / discharge voltage is compared with the threshold voltages Vth1 and Vth2, and the comparison result is output to the
通電部4の充電回路8は、抵抗分圧回路11及びスイッチ12を備え、駆動出力ノードN3のハイサイド側に構成されている。抵抗分圧回路11は、電源電圧VB1の供給ノードN1とグランドGNDとの間に複数の抵抗Ru2,Rl2を直列接続して構成され、電源電圧VB1を分圧する。前述したように、バイアス回路7は、駆動出力ノードN3に直流バイアスを印加するが、このとき、抵抗分圧回路11の抵抗Ru2,Rl2の分圧抵抗比(分圧比相当)とバイアス回路7の抵抗Ru1,Rl1の分圧抵抗比(分圧比相当)とを同一比率(=1)を含む所定比率範囲内(例えば、0.95〜1.05)で規定することが望ましく、この所定比率範囲は適宜設定すると良い。この理由は後述する。
The charging circuit 8 of the energization unit 4 includes a resistance voltage dividing circuit 11 and a
またスイッチ12は、例えばトランジスタTR2を用いて構成され、ダイアグノーシス、すなわち電子制御装置の動作を自己診断するときに用いられる。トランジスタTR2は例えばNチャネル型のMOSFETを用いて構成される。トランジスタTR2がNチャネル型のMOSFETにより構成されている形態を示すが、これに限定されるものではなく、例えばバイポーラトランジスタを用いても良い。
The
抵抗分圧回路11の共通接続ノードN4は、このトランジスタTR2の通電端子であるドレインに接続されている。また駆動出力ノードN3は、トランジスタTR2の他の通電端子であるソースに接続されている。これにより、スイッチ12を構成するトランジスタTR2は、抵抗分圧回路11の分圧電圧を駆動出力ノードN3に通電オンオフを切替出力可能にする。
The common connection node N4 of the resistance voltage dividing circuit 11 is connected to the drain which is the energization terminal of the transistor TR2. The drive output node N3 is connected to the source which is the other energization terminal of the transistor TR2. As a result, the transistor TR2 constituting the
他方、マイコン6は、CPU13、ROM14、RAM15、及びI/O16を備える。マイコン6は、その他、不揮発性メモリ又はA/D変換回路等を備えることもあるが、図示していない。以下、ROM、RAM等の記憶装置をメモリと総称して説明を行う。このマイコン6は、非遷移的実体的記録媒体となるメモリ(ROM14)に記憶されたプログラムを実行する。このメモリに格納されたプログラムが実行されることでプログラムに対応する方法が実行される。これによりマイコン6は、異常判別部としての機能を実現する。
On the other hand, the
マイコン6のCPU13は、通常、I/O16を通じて駆動部3となるトランジスタTR1をオン、オフすることで、電気負荷2へ通電オン、通電オフする。またマイコン6は、ダイアグ診断処理の実行時にはトランジスタTR2をオフまたはオンに制御し、この制御状態においてコンパレータCP1、CP2の出力を受付け、この出力信号に基づいてダイアグ診断処理を行う。ダイアグ診断処理は、主に駆動出力ノードN3、出力端子1aが、断線、地絡又は天絡などを生じているか否かを確認する自己診断処理のことを示す。
The
このような各種異常は、例えば電気負荷2と出力端子1aとの間のハーネスの接触不良等により引き起こされる。例えば断線は、ハーネスの接続不良に応じてバッテリ電源VB2が電気負荷2を通じて出力端子1aに通電されない不具合を示している。また天絡は、駆動出力ノードN3又は出力端子1aがバッテリ電源VB2の供給ノードN2に短絡する不具合を示している。また地絡は、駆動出力ノードN3又は出力端子1aがグランドGNDに短絡する不具合を示している。このうちマイコン6は、トランジスタTR1をオンした状態で駆動出力ノードN3の電圧が予め定められた閾値電圧より高くなるか否かを判定することにより天絡であるか否かを判別することができる。
Such various abnormalities are caused by, for example, poor contact of the harness between the electric load 2 and the
以下、ダイアグ診断処理のうち、断線及び地絡の判別処理について詳細説明する。図2は断線と地絡を判別する処理をフローチャートで概略的に示しており、図3はタイミングチャートを示している。マイコン6は、通常、電気負荷2への通電をオンまたはオフしている最中に、定期的に図2に示す断線及び地絡を判別するためのダイアグ診断処理を実行する。マイコン6が、図2に示す処理を定期的に実行する形態を示すが不定期に実行するようにしても良い。ここでは、前提条件として、トランジスタTR2がオフ、トランジスタTR1がオンし、電気負荷2に通電されていることを前提として以下の説明を行う。
Hereinafter, the disconnection and ground fault determination process in the diagnosis process will be described in detail. FIG. 2 schematically shows a process of discriminating disconnection and ground fault in a flowchart, and FIG. 3 shows a timing chart. Normally, the
マイコン6は、S1においてトランジスタTR1をオンからオフする。すると、電流が少なくとも抵抗Ru1を通じてコンデンサC1に流れる。また、断線等の異常を生じていなければ電気負荷2に流れていた電流がコンデンサC1に流れる。図3に示すように、駆動出力ノードN3の電圧がタイミングt0においてグランドGNDの電圧から上昇し始める。このときの電圧上昇度に係る時定数は、主に電気負荷2のインピーダンスと抵抗Ru1の抵抗値とコンデンサC1の容量値とに応じて定められる。この後、図2に示すように、マイコン6は、所定時間T1を経過したオフ駆動期間T2の中のタイミングt1において、比較器5により駆動出力ノードN3の出力電圧Voを閾値電圧Vth1、Vth2と比較した比較結果を取得する。
In S1, the
ここで所定時間T1は、トランジスタTR1がオンからオフとされてから比較器5のコンパレータCP1,CP2が安定した比較結果を得られるような時間に予め定められている。すなわち、所定時間T1は、前述した電圧上昇度に係る時定数に応じて定められる整定時間(すなわち、セトリングタイム)より長い時間に設定されている。このとき電圧上昇度に係る時定数が短いほど所定時間T1を短くでき、この場合、処理時間を短縮できるようになる。
Here, the predetermined time T1 is determined in advance so that the comparators CP1 and CP2 of the
マイコン6は、S2で取得した比較結果を参照し、コンパレータCP1の比較結果がS3において「H」であり、コンパレータCP2の比較結果がS4において「H」である場合には、S5において正常又は天絡であると判定する。異常が正常であるか天絡であるかの判定処理は、本実施形態の特徴には関係しないため説明を省略する。
The
過渡的に変化する周波数における電気負荷2のインピーダンス値は、抵抗Ru1の抵抗値(例えば160kΩ)より大幅に低い。このため、通常、電気負荷2が出力端子1aにハーネスを通じて正常に接続されていれば、コンデンサC1は、電気負荷2のインピーダンスと抵抗Ru1と等の合成インピーダンスで定まる時定数に応じて、バッテリ電源VB2から充電されるようになる。この場合、電圧上昇度に係る時定数は十分に小さくなるため、この結果、所定時間T1を経過したタイミングのオフ駆動期間T2中のコンパレータCP1,CP2の比較結果は共に「H」となる。
The impedance value of the electric load 2 at the frequency that changes transiently is significantly lower than the resistance value of the resistor Ru1 (for example, 160 kΩ). For this reason, normally, if the electric load 2 is normally connected to the
また、その後の他の期間において、マイコン6が、この図2の処理を実行したときに、S1においてトランジスタTR1をオンからオフに制御すると、図3に示すように駆動出力ノードN3の電圧が、タイミングt2においてグランドGNDの電圧から上昇し始める。このとき、電気負荷2が出力端子1aにハーネスを通じて接続されていなければ、コンデンサC1は電気負荷2を通じて通電されなくなる。
In the other period thereafter, when the
この場合、定常状態における駆動出力ノードN3の電圧は、前述の正常時に比較して低くなる。このため、コンパレータCP1の比較結果がS3において「H」となり、コンパレータCP2の比較結果がS4において「L」となる。特に、S3においてコンパレータCP1の比較結果が「H」であると判定されていれば、駆動出力ノードN3が地絡している可能性はないため、マイコン6は、この場合の異常が断線であると判別できる。なお、この場合における電圧上昇度に係る時定数は、抵抗Ru1の抵抗値とコンデンサC1の容量値とを含む値に応じて定められることになり、電圧上昇度に係る時定数は正常時に比較して小さくなる。 In this case, the voltage of the drive output node N3 in the steady state is lower than that in the normal state. For this reason, the comparison result of the comparator CP1 becomes “H” in S3, and the comparison result of the comparator CP2 becomes “L” in S4. In particular, if it is determined in S3 that the comparison result of the comparator CP1 is “H”, there is no possibility that the drive output node N3 has a ground fault. Can be determined. In this case, the time constant related to the voltage rise is determined according to a value including the resistance value of the resistor Ru1 and the capacitance value of the capacitor C1, and the time constant related to the voltage rise is compared with that in a normal state. Become smaller.
また、その後の他の期間において、マイコン6が、この図2の処理を実行したときに、コンパレータCP1の比較結果がS3において「L」であるときには、S3にてNOと判定し、S7〜S10に示す他の判定処理に移行する。この場合、正常又は天絡である可能性はなくなり、地絡又は断線している可能性が残る。
In another period thereafter, when the
<電気負荷2と出力端子1aとの間が断線している場合>
マイコン6は、再度S7においてトランジスタTR1をオンした後にオフすると共にS8においてトランジスタTR2をオンする。なお、このS7及びS8のオフ処理は同時に行うことが望ましい。このとき、S1〜S2にてコンデンサC1に充電する処理に比較して、充電回路8がコンデンサC1への充電電流値を増加させる増加度を増すことができる。
<When the electrical load 2 and the
The
電気負荷2が断線しているときには、図3に示すように、駆動出力ノードN3の電圧が、タイミングt6においてグランドGNDから上昇し始める。このときの電圧上昇度に係る時定数は、主に抵抗Ru1及びRu2の合成抵抗値とコンデンサC1の容量値とを含む係数に応じて定められる。 When the electrical load 2 is disconnected, as shown in FIG. 3, the voltage at the drive output node N3 starts to rise from the ground GND at timing t6. The time constant related to the voltage rise at this time is determined according to a coefficient mainly including the combined resistance value of the resistors Ru1 and Ru2 and the capacitance value of the capacitor C1.
そしてマイコン6は、図2のS9において所定時間T1の経過後のオフ駆動期間T2中において、比較器5により駆動出力ノードN3の出力電圧Voを閾値電圧Vth1,Vth2と比較した比較結果を取得する。図3のタイミングt7参照。
Then, the
電気負荷2と出力端子1aとの間が断線しているときには、図3のタイミングt7における駆動出力ノードN3の出力電圧Voは、概ねバイアス回路7と抵抗分圧回路11の合成回路により規定されることになる。
When the electrical load 2 and the
断線時においても、バイアス回路7は、駆動出力ノードN3に直流バイアスを印加しているが、前述したように、抵抗分圧回路Ru2,Rl2の分圧抵抗比とバイアス回路7の分圧抵抗比とが同一比率(=1)を含む所定比率範囲内(例えば、0.95〜1.05)で予め規定されている。したがって、スイッチ12のオンオフに拘わらず、バイアス回路7が通常出力する電圧と同等の電圧に出力電圧Voを保つことができる。
Even at the time of disconnection, the
このため、図3に示したように、図2のS3→S4→S6の処理ルートで断線検出するときと、図2のS3→S7〜S10→S4→S6の処理ルートで断線検出するときとを比較しても、断線時の検出タイミングt3、t7における出力電圧Voを同等レベルに保つことができ、これらの2つの処理ルートにてコンパレータCP1,CP2の比較結果を得る際に、コンパレータCP1,CP2の閾値電圧Vt1,Vt2を変更する必要がなくなる。これにより、マイコン6の処理プログラムや電子制御装置1のハードウェアを設計しやすくなる。
Therefore, as shown in FIG. 3, when the disconnection is detected by the processing route of S3 → S4 → S6 of FIG. 2, and when the disconnection is detected by the processing route of S3 → S7 to S10 → S4 → S6 of FIG. , The output voltage Vo at the detection timings t3 and t7 at the time of disconnection can be kept at the same level, and when the comparison results of the comparators CP1 and CP2 are obtained in these two processing routes, the comparators CP1 and CP2 There is no need to change the threshold voltages Vt1 and Vt2 of CP2. Thereby, it becomes easy to design the processing program of the
負荷2と出力端子1aとの間が断線していれば、コンパレータCP1の比較結果は「H」となる。このためマイコン6はS10にてYESと判定し、S4の処理に移行する。マイコン6は、S4においてコンパレータCP2の比較結果が「H」となっているか否かを判定するが、このS4の判定処理は、S2にて取得したコンパレータCP2の比較結果を用いて判定することが望ましい。
If the load 2 and the
マイコン6が、S2にて取得したコンパレータCP2の出力電圧の比較結果を用いて判定する場合、原理的にはS2においてコンパレータCP1の比較結果を「L」と判定し、しかも閾値電圧はVth1<Vth2の関係があるため、S4にてコンパレータCP2の比較結果を「L」と判定することになる。このためマイコン6はS4にてNOと判定することで断線と判別できる。なお、マイコン6は、S4における判定について、S9にて取得したコンパレータCP2の出力電圧の比較結果を用いて判定しても良い。以降、例えば、図2に示す処理を定期的に繰り返し何度測定を行ったとしても、図3のタイミングt8〜t9、t10〜t11に示すように、前述と同様に断線閾値範囲Vth1〜Vth2に収まるようになり、マイコン6は、タイミングt9、t11において断線の異常と判別し続けることになる。
When the
<地絡している場合>
駆動出力ノードN3が地絡しているときには、図4のタイミングt12〜t13、t14〜t15、t16〜t17、t18〜t19、t20〜t21に示すように、出力電圧Voは概ね0Vのままとなる。このためマイコン6は、S3にてNOと判定した後、S7〜S10の処理を行ったとしても、S10にてNOと判定することになり、地絡の異常であると判別できる。このように、断線又は地絡を生じたとしても、これらの異常を判別できる。
<If there is a ground fault>
When the drive output node N3 is grounded, the output voltage Vo remains substantially 0V as shown at timings t12 to t13, t14 to t15, t16 to t17, t18 to t19, and t20 to t21 in FIG. . For this reason, even if the
本実施形態に係る特徴を概念的に述べる。本実施形態によれば、マイコン6が、駆動トランジスタ3による電気負荷2の駆動をオフしたときに、通電部4によるコンデンサC1への充電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させる(図2のS1〜S2、S7〜S9)。
The features according to this embodiment will be conceptually described. According to this embodiment, when the
そして、マイコン6が、コンデンサC1の充電電圧値を複数回変化させたときにそれぞれ所定時間T1の後のオフ駆動期間T2のうちに検出されたコンデンサC1の充電電圧に応じて、駆動出力ノードN3と電気負荷2との間の断線の異常及び駆動出力ノードN3の地絡の異常を判別するようにした(図2のS3、S4、S6、S10、S11)。これにより、駆動出力ノードN3にコンデンサC1が付加されていたとしても断線と地絡の異常を極力高速に判別できるようになる。
Then, when the
例えば、従来技術を適用し、通電部4に充電回路8を設けることなく構成すると、コンデンサC1への充電電流不足が原因で、駆動出力ノードN3の出力電圧Voが、断線の下限閾値電圧Vth1に達することなく断線時にも地絡と誤判定してしまう虞がある。 For example, when the conventional technology is applied and the charging unit 8 is not provided with the charging circuit 8, the output voltage Vo of the drive output node N3 is set to the disconnection lower limit threshold voltage Vth1 due to insufficient charging current to the capacitor C1. There is a possibility that it may be erroneously determined as a ground fault even if it is disconnected without reaching.
本実施形態では、充電回路8を設けて当該充電回路8を機能させる場合と機能させない場合とでコンデンサC1の充電電圧値を変化させ、それぞれ所定時間T1の後のオフ駆動期間T2のうちに検出されたコンデンサC1の充電電圧に応じて駆動出力ノードN3の断線の異常及び地絡の異常を判別するようにしている。このため、駆動出力ノードN3にコンデンサC1が付加されていたとしても断線と地絡の異常を極力高速に判別できるようになり、地絡と誤判別することを防止できる。 In the present embodiment, the charging voltage value of the capacitor C1 is changed depending on whether the charging circuit 8 is provided and the charging circuit 8 is functioned or not, and is detected during the off drive period T2 after a predetermined time T1. The disconnection abnormality and ground fault abnormality of the drive output node N3 are discriminated in accordance with the charged voltage of the capacitor C1. For this reason, even if the capacitor C1 is added to the drive output node N3, the disconnection and the ground fault can be discriminated as fast as possible, thereby preventing the fault from being erroneously discriminated from the ground fault.
また、通電部8の充電回路8は、分圧回路11及びスイッチ12を用いて構成され、スイッチ12による通電オンオフを切替えることで分圧回路11の分圧電圧を駆動出力ノードN3に通電オンオフし、これによりコンデンサC1への充電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させている。この場合、コンデンサC1への充電電流値の増減量は、分圧回路11の分圧抵抗の抵抗値を設定することで調整でき、電気負荷2などの用途に応じて分圧回路11の抵抗値を調整できる。
In addition, the charging circuit 8 of the energization unit 8 is configured by using a voltage dividing circuit 11 and a
分圧回路11の分圧抵抗比とバイアス回路7の分圧抵抗比とが同一比率を含む所定比率範囲内で規定されているため、スイッチ12のオンオフに拘わらず、バイアス回路7が通常出力する電圧と同等の電圧に出力電圧Voを保つことができる。このため、図2のS3→S4→S6の処理ルートで断線検出するときと、図2のS3→S7〜S10→S4→S6の処理ルートで断線検出するときとで、コンパレータCP1,CP2の比較結果を得る際に、コンパレータCP1,CP2の閾値電圧Vt1,Vt2を変更する必要がなくなる。これにより、マイコン6のプログラムや電子制御装置1のハードウェアを設計しやすくなる。
Since the voltage dividing resistance ratio of the voltage dividing circuit 11 and the voltage dividing resistance ratio of the
(第2実施形態)
図5〜図7は第2実施形態の追加説明図を示している。図5は電子制御装置1の電気的構成図を示し、図6は動作をフローチャートで示している。また図7はタイミングチャートを示すと共に、駆動出力ノードN3の出力電圧Voの波形のイメージを示している。
(Second Embodiment)
5 to 7 show additional explanatory views of the second embodiment. FIG. 5 shows an electrical configuration diagram of the
図5に示すように、通電部4に代わる通電部104は、充電回路8に代わる充電回路108を備える。この通電部4の充電回路108は、抵抗Ru2による通電回路111及びスイッチ12を備える。スイッチ12は、例えばNチャネル型のMOSFETによるトランジスタTR2を用いて構成される。トランジスタTR2がMOSFETにより構成される形態を示すが、これに限定されるものではなく、例えばバイポーラジャンクショントランジスタを用いても良い。この図5に示す構成によれば抵抗の構成数を第1実施形態に比較して少なくできる。
As shown in FIG. 5, the
抵抗Ru2は、電源電圧VB1の供給ノードN1とトランジスタTR2のドレインとの間に接続され、トランジスタTR2のソースが駆動出力ノードN3に接続されている。そして、バイアス回路7が所定の直流バイアスを駆動出力ノードN3に印加し、マイコン6がトランジスタTR2をパルス駆動することで駆動出力ノードN3に対し交流的に通電する。これにより、充電回路108のスイッチTR2は、パルス駆動されることにより抵抗Ru2を通じて駆動出力ノードN3に交流的に通電可能にしている。このときマイコン6は、パルス制御部として機能する。パルス駆動方式は、例えばPWM、PFM、PWFMなどの各種方式を用いることができる。定常時における出力電圧Voの直流電圧値は、バイアス回路7により規定されることになり、スイッチ12のパルス駆動オンオフに拘わらず、トランジスタTR1のオフ時における出力電圧Voの直流電圧値を所定の範囲に保つことができる。
The resistor Ru2 is connected between the supply node N1 of the power supply voltage VB1 and the drain of the transistor TR2, and the source of the transistor TR2 is connected to the drive output node N3. The
マイコン6が、このトランジスタTR2を各種のパルス駆動方式でパルス駆動するときの駆動周波数、又は/及び、駆動デューティ比、所定時間T1、抵抗Ru2の抵抗値、並びに、コンデンサC1の容量値は、コンデンサC1の充電電圧、すなわち出力電圧Voが断線異常であると判定可能になる断線閾値範囲Vth1〜Vth2に対し、オフ駆動時間T2の内に定常的に安定するように予め定められている。
The driving frequency or / and the driving duty ratio, the predetermined time T1, the resistance value of the resistor Ru2, and the capacitance value of the capacitor C1 when the
以下、作用説明する。図6に示すようにマイコン6は、S3においてコンパレータCP1の比較結果を「H」と判定したときには、第1実施形態と同様にS4〜S6の処理を行うが、この説明は省略する。マイコン6は、S3においてコンパレータCP1の比較結果を「L」と判定するとS3でNOと判定し、S7においてトランジスタTR1をオンからオフにすると共に、S8aにおいて制御トランジスタ12をパルス駆動する。すると、S1〜S2にてコンデンサC1に充電する処理に比較して、充電回路108がコンデンサC1への充電電流値を増加させる増加度を増すことができる。
The operation will be described below. As shown in FIG. 6, when the
駆動出力ノードN3の出力電圧Voは、図7のタイミングt6〜t7、t8〜t9、t10〜t11、t12〜t13に示すように、マイコン6がトランジスタTR2のパルス駆動を開始してから、駆動出力ノードN3の出力電圧Voが所定時間T1の経過後のオフ駆動期間T2の内に断線閾値範囲Vth1〜Vth2で定常的に安定する。なお、図7に示すように、マイコン6がトランジスタTR2をパルス駆動しているときに、出力電圧Voが断線閾値範囲Vth1〜Vth2で安定しているときには当該出力電圧Voにリプルを生じる。
The output voltage Vo of the drive output node N3 is output after the
そしてマイコン6は、図6のS9において所定時間T1の経過後のオフ駆動期間T2中において、比較器5により駆動出力ノードN3の出力電圧Voを閾値電圧Vth1,Vth2と比較した比較結果を取得する。図7のタイミングt7参照。
Then, the
このタイミングt7において出力電圧Voは断線閾値範囲Vth1〜Vth2で定常的に安定しているため、マイコン6は、S10においてコンパレータCP1の比較結果を「H」と判定し、S4においてコンパレータCP2の比較結果を「L」と判定し、これにより、S6において断線していることを判別できる。その他の処理は第1実施形態と同様であるため説明を省略する。
At this timing t7, the output voltage Vo is constantly stable in the disconnection threshold range Vth1 to Vth2, so the
以下、本実施形態の特徴を概念的にまとめる。本実施形態においては、駆動出力ノードN3の直流バイアスを予め定められた所定範囲とする条件を用いて、マイコン6がスイッチ12をパルス駆動することで駆動出力ノードN3に対し交流的に通電するようにした。これにより、たとえ断線の異常を生じ、図6のS8aにおいてスイッチ12をパルス駆動したとしても駆動出力ノードN3の直流バイアスを安定化できる。このため、断線の異常を確実に検出できる。
The features of the present embodiment are conceptually summarized below. In the present embodiment, the
また、スイッチ12をパルス駆動するときの駆動周波数又は/及び駆動デューティ比、所定時間T1、抵抗Ru2の抵抗値、並びに、コンデンサC1の容量値は、コンデンサC1の充電電圧、すなわち出力電圧Voが、断線の異常であると判定可能になる予め定められる断線閾値範囲Vth1〜Vth2に対し、オフ駆動期間T2内に定常的に安定するように予め定められている。このため、断線の異常を確実に検出できる。
Further, the drive frequency or / and drive duty ratio when the
(第3実施形態)
図8から図11は第3実施形態の追加説明図を示している。第3実施形態においては、駆動部3a,3bが複数設けられており、これらの複数の駆動部3a,3bが、それぞれ対応した複数の駆動出力ノードN3a,N3bのハイサイド側に接続された電気負荷2a,2bをローサイド駆動するように構成されている形態を説明する。電気負荷2a,2bを2系統駆動する場合の例を示すが、3系統以上でも同様に適用できる。第1実施形態と同一機能を備える部分には同一又は類似の符号(例えば、添え字a、b、又は、200を加算)を付して必要に応じて説明を省略し、以下異なる部分について中心に説明する。
(Third embodiment)
8 to 11 show additional explanatory views of the third embodiment. In the third embodiment, a plurality of
図8は電子制御装置201の電気的構成図を示している。図8に示すように、電子制御装置201の外部には、ハイサイド側に電気負荷2a,2bが複数接続されており、これらの複数の電気負荷2a,2bのローサイド側にはコンデンサC1a,C1bが接続されている。そして、図8中の比較部5a,5b、バイアス回路7a,7b、スイッチ212a,212b(トランジスタTR1a,TR1b)、ダイオードD2a,D2b、ダイオードD3a,D3bは、前述実施形態の説明中に記載の構成要件(それぞれ比較部5、バイアス回路7、スイッチ12(トランジスタTR1)、ダイオードD2、ダイオードD3)と同一動作を行う構成として示している。
FIG. 8 shows an electrical configuration diagram of the
図8中には、これらの対応する構成要件の符号に、添え字a又はb、又は200を加算した符号を付して示している。これらの構成要件は、複数の誘導性負荷による電気負荷2a,2bに対応してそれぞれ設けられている。なお、トランジスタTR1a、TR1b、TR2a、TR2bの制御端子(ゲート)は、マイコン6により制御されるが図8中にはこの制御線の図示を省略している。
In FIG. 8, the code | symbol which added subscript a or b or 200 to the code | symbol of these corresponding component requirements is attached | subjected and shown. These structural requirements are provided corresponding to the
充放電回路としての充電回路208は、例えば一つの充放電源211と、この充放電源211から複数の出力ノードN3a,N3bに通電オン・オフを切替出力可能にするスイッチ212a,212bと、を備える。
The charging
充放電源211は、例えば電源電圧を入力して電圧出力するバッファ回路により構成され、スイッチ212a,212bを通じて駆動出力ノードN3a,N3bに電流出力可能になっている。スイッチ212a及び212bは、それぞれ例えばNチャネル型のMOSトランジスタTR2a,TR2bにより構成される。これらのMOSトランジスタTR2a,TR2bのドレインは互いに共通接続されている。またトランジスタTR2aのソースはダイオードDaのアノードカソード間を通じて駆動出力ノードN3aに接続されている。またトランジスタTR2bのソースはダイオードDbのアノードカソード間を通じて駆動出力ノードN3bに接続されている。また通電部204は、バイアス回路7a,7b及び充電回路208により構成される。その他の構成及び電気的接続関係の説明は図示をもって省略する。
The charging / discharging
以下、ダイアグ診断処理のうち、断線及び地絡の判別処理について詳細説明する。図9は断線と地絡を判別するための処理をフローチャートで概略的に示しており、図10はタイミングチャートを示すと共に、駆動出力ノードN3a、N3bの出力電圧Vo1,Vo2の波形のイメージを示している。 Hereinafter, the disconnection and ground fault determination process in the diagnosis process will be described in detail. FIG. 9 schematically shows a process for determining a disconnection and a ground fault in a flowchart, and FIG. 10 shows a timing chart and an image of waveforms of the output voltages Vo1 and Vo2 of the drive output nodes N3a and N3b. ing.
本実施形態では、それぞれ互いに異なる駆動周期で各電気負荷2a,2bをPWM駆動する形態を示しており、このときのPWM駆動デューティ比を例えば50%とした例を示している。このため、図10中においても、駆動部5a、5bによる電気負荷2a,2bへのオン駆動期間、オフ駆動期間は互いに異なる例を示している。
In the present embodiment, a mode is shown in which the
本実施形態においては、図10に示すように、マイコン6が異常判定するために必要な異常判定期間Ta,Tb,Tbを設けている。これらの異常判定期間Ta,Tb,Tcは、それぞれ少なくとも電子制御装置201の駆動対象となる複数の電気負荷2a,2bの個数分(本実施形態では2個)のオフ駆動期間を含ませることが可能な時間長に設定されている。マイコン6は、この異常判定期間Ta,Tb,Tcを単位として全ての電気負荷2a,2bのオフ駆動期間中に各負荷2a,2bの駆動出力ノード3a,3bの状態を検出し、この状態に基づいて次回の異常判定期間で実行する処理を順次決定するようになっている。
In the present embodiment, as shown in FIG. 10, abnormality determination periods Ta, Tb, and Tb necessary for the
前述実施形態に説明したように、マイコン6は、通常、断線及び地絡を判別するためのダイアグ診断処理を実行する。マイコン6は電気負荷2aを駆動するときにトランジスタTR1aをオン・オフする。このとき、マイコン6がトランジスタTR1aをオンからオフしたとしても、電流は少なくとも抵抗Ru1aを通じてコンデンサC1aに流れる。また、マイコン6は電気負荷2bを駆動するときにトランジスタTR1bをオン・オフする。このときマイコン6がトランジスタTR1bをオンからオフしたとしても、電流が少なくとも抵抗Ru1bを通じてコンデンサC1bに流れる。また、電気負荷2aのオフ駆動期間中には、断線等の異常を生じていなければ電気負荷2aに流れていた電流がコンデンサC1aに流れる。同様に、電気負荷2bのオフ駆動期間中には、断線等の異常を生じていなければ電気負荷2bに流れていた電流がコンデンサC1bに流れる。
As described in the above-described embodiment, the
前述実施形態と同様に、マイコン6は、所定時間T1を経過したオフ駆動期間T2の中のタイミングにおいて、比較器5aにより駆動出力ノードN3aの出力電圧Vo1をそれぞれ閾値電圧Vth1a、Vth2aと比較した比較結果を取得する。また、マイコン6は、所定時間T1を経過したオフ駆動期間T2中のタイミングにおいて、比較器5bにより駆動出力ノードN3bの出力電圧Vo2をそれぞれ閾値電圧Vth1b、Vth2bと比較した比較結果を取得する。
As in the previous embodiment, the
図10に示す異常判定期間Taにおいては、駆動出力ノードN3aの電圧が閾値電圧Vth2aより高く検出されているため、マイコン6は、駆動出力ノードN3aの電圧Vo1を正常値と判定する。同様に、駆動出力ノードN3bの電圧が閾値電圧Vth2bより高く検出されるため、マイコン6は、駆動出力ノードN3bの電圧Vo2を正常値と判定する。このため、異常判定期間Taにおいては、マイコン6は、駆動出力ノードN3a,N3bを少なくとも断線又は地絡と判定することはない。このため、マイコン6は次回の異常判定期間Tbにおいても前述したような異常判定処理を継続する。次の異常判定期間Tbにおいても同様に処理が行われる。
In the abnormality determination period Ta shown in FIG. 10, since the voltage of the drive output node N3a is detected to be higher than the threshold voltage Vth2a, the
この後、異常判定期間Tbの間に、駆動出力ノードN3a、N3bの双方に断線又は地絡の異常を生じたことを想定して説明する。マイコン6がトランジスタTr1aをオンからオフした後、所定時間T1を経過しても駆動出力ノードN3aの充電電圧が閾値電圧Vth1aに達していないと判定し、他方、トランジスタTr1bをオンからオフした後、所定時間T1を経過しても駆動出力ノードN3bの充電電圧が閾値電圧Vth1bに達していないと判定する。
Thereafter, description will be made assuming that a disconnection or a ground fault has occurred in both of the drive output nodes N3a and N3b during the abnormality determination period Tb. After the
すなわち、マイコン6は、異常判定期間Tbの間に駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が共に所定値より低く、すなわちコンパレータCP1a、CP1bの比較結果を共に「L」と判定すると、駆動出力ノードN3a,N3bの双方に何らかの異常(断線又は地絡)を生じていると判定できる。このように、ある異常判定期間Tbにおいて複数の駆動出力ノードN3a、N3bに異常を生じたときには、マイコン6は、図9のS21にてYESと判定し、S22以降の処理を実行する。
That is, when the
マイコン6は、まずS22において優先順位を設定し、S23において次回の異常判定期間(すなわち、図10では異常判定期間Tc)まで待機する。S22の優先順位は、駆動出力ノードN3a,N3bの異常判別の時間的優先順位を示すものである。異常判別するときにはスイッチ212a,212bを個別にオン・オフすることになるが、この優先順位は、言い換えると、複数のスイッチ212a,212bのオン・オフの実施順序の優先順位であるとも言えることになる。
The
この優先順位は、電気負荷2a,2bの重要度を勘案して予め定められていることが望ましい。また、駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が所定値より低いことが判定された順序に設定しても良い。すなわち早期に異常を発見した駆動出力ノードN3a,N3bから順に判別するようにしても良い。
This priority order is desirably determined in advance in consideration of the importance of the
また、駆動部5a,5bによる電気負荷2a,2bのオフ駆動期間の短いものから順に設定しても良い。例えば、図10に示すように、電気負荷2bのオフ駆動期間が電気負荷2aのオフ駆動期間に比較して短い場合には、この異常判定方法を適用したときの容量部C1bへの充電時間も比較的短くなるため、より厳しい条件で容量部3bへの充電処理を終了することになる。このためマイコン6は、この容量部3bへの充電状態を検出し仮に駆動出力ノードN3bの地絡であると最終的に判別したときには、電気負荷2aも地絡である可能性が高いと推定できる。
Alternatively, the
図10の例では、異常判定期間Tbにおいて、マイコン6は駆動出力ノードN3aの充電電圧が閾値Vth1aよりも低いことを早期に検出している。このため、本実施形態では、早期に異常を発見した駆動出力ノードN3a→N3bの順に異常種別を判別する形態を示す。
In the example of FIG. 10, in the abnormality determination period Tb, the
図10の異常判定期間Tcにおいて、マイコン6は駆動出力ノードN3aの異常を判別するため、トランジスタTR1aをオンした後にオフにし、S24においてトランジスタTR1aをオフしている最中にトランジスタTR2aをオンさせる。
In the abnormality determination period Tc of FIG. 10, the
そしてマイコン6は、所定時間T1の経過後のオフ駆動期間T2中において、図9のS25において駆動出力ノードN3aの出力電圧Vo1を閾値電圧Vth1a,Vth2aと比較した比較器5aの比較結果を取得する。このとき、マイコン6は、S26においてコンパレータCP1aの比較結果が「L」となっているか否かを判定することで駆動出力ノードN3aの状態を判別できる。
The
すなわち、コンパレータCP1aの比較結果が「H」であればS26でNOと判定し、コンパレータCP1bの比較結果に拘わらず、S30又はS31においてノードN3aを断線であると判別できる。逆に、コンパレータCP1aの比較結果が「L」であればS26でYESと判定し、コンパレータCP1bの比較結果に拘わらず、S35又はS36においてノードN3aを地絡であると判別できる。図10の例では、マイコン6は、異常判定期間TcにおいてトランジスタTr2aがオンしている期間中に断線であると判別している。
That is, if the comparison result of the comparator CP1a is “H”, NO is determined in S26, and the node N3a can be determined to be disconnected in S30 or S31 regardless of the comparison result of the comparator CP1b. Conversely, if the comparison result of the comparator CP1a is “L”, it is determined YES in S26, and the node N3a can be determined as a ground fault in S35 or S36 regardless of the comparison result of the comparator CP1b. In the example of FIG. 10, the
また、コンパレータCP1aの比較結果が「L」であっても「H」であっても、その後、マイコン6は駆動出力ノードN3bの異常を判別するため、S27、S32においてトランジスタTR1bをオフにしている最中にトランジスタTR2bをオンさせる。そしてマイコン6は、S28,S33において駆動出力ノードN3bの出力電圧Vo2を閾値電圧Vth1b,Vth2bと比較した比較器5bの比較結果を取得する。このとき、マイコン6は、S29,S34においてコンパレータCP1bの比較結果が「L」となっているか否かを判定することで駆動出力ノードN3bの状態を判別できる。
Even if the comparison result of the comparator CP1a is “L” or “H”, the
すなわち、コンパレータCP1bの比較結果が「H」であればS29,S34でNOと判定し、コンパレータCP1aの比較結果に拘わらず、S31又はS35において駆動出力ノードN3bを断線であると判別できる。逆に、コンパレータCP1bの比較結果が「L」であればS29,S34でYESと判定し、コンパレータCP1aの比較結果に拘わらず、S30又はS36において駆動出力ノードN3bを地絡であると判別できる。これにより、何れの駆動出力ノードN3a,N3bについても断線であるか地絡であるかを判別できる。なお、図10の例では、マイコン6は、異常判定期間TcにおいてトランジスタTr2bがオンしている期間中に断線であると判別している。
That is, if the comparison result of the comparator CP1b is “H”, NO is determined in S29 and S34, and it can be determined that the drive output node N3b is disconnected in S31 or S35 regardless of the comparison result of the comparator CP1a. Conversely, if the comparison result of the comparator CP1b is “L”, YES is determined in S29 and S34, and the drive output node N3b can be determined to be a ground fault in S30 or S36 regardless of the comparison result of the comparator CP1a. As a result, it is possible to determine which of the drive output nodes N3a and N3b is a disconnection or a ground fault. In the example of FIG. 10, the
<比較例の説明>
図11は発明者が想定した比較例のタイミングチャートを示している。例えば、第1実施形態の通電部4をそのまま適用し、図1に示したようにトランジスタTR2を1つだけ設けると共に複数の駆動出力ノードN3a,N3bを通じて複数(多数)の容量部3a,3bに充電する形態を想定する。図11に示すように、駆動出力ノードN3a,N3bが共に断線異常を生じている場合においても、2回目の判定においてトランジスタTR2から複数の駆動出力ノードN3a,N3bに通電したとしても、充電能力が不足し駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が閾値電圧Vth1にまで達しないことがあり、地絡異常であると誤判別してしまう虞がある。
<Description of Comparative Example>
FIG. 11 shows a timing chart of a comparative example assumed by the inventors. For example, the energization unit 4 of the first embodiment is applied as it is, and only one transistor TR2 is provided as shown in FIG. 1, and a plurality (large number) of
これに対し、本実施形態によれば、電気負荷2a,2bの駆動出力ノードN3a,N3bにそれぞれトランジスタTR2a,TR2bを通じた通電経路を設けているため、充電能力が不足することなく断線又は地絡の異常を正確に判別できるようになる。
On the other hand, according to the present embodiment, the drive output nodes N3a and N3b of the
<本実施形態の概念的なまとめ>
本実施形態によれば、マイコン6が、異常判定期間Tbの最中に複数の駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が所定値より低いと判定したときには、優先順位に基づいて複数のスイッチ212a,212bを順次オン・オフすることで、複数の駆動出力ノードN3a,N3bの電気負荷2a,2bとの間の断線の異常、及び、駆動出力ノードN3a,N3bの地絡の異常を判別している。このため、断線又は地絡の異常を正確に判別できる。
<Conceptual summary of this embodiment>
According to the present embodiment, when the
<変形例>
例えば、図11の異常判定期間Tcには、通電部204による容量部C1a,C1bの充電期間T1を変更可能に構成されていることが望ましい。すなわち、例えば異常判定期間Tcにおいては、駆動出力ノードN3a,N3bが何れも何らかの異常を生じているることがすでに確定されており、当該駆動出力ノードN3a,N3bが地絡又は断線であることが判別できれば良く、容量部C1a,C1bに充電する期間を調整することで、駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が閾値電圧Vth1a、Vth1bに達したか否かを判定すれば良い。すると、駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が閾値電圧Vth1に達した時点で判別処理を停止できるようになり異常の判別結果を素早く取得できる。
<Modification>
For example, it is desirable that the abnormality determination period Tc of FIG. 11 is configured so that the charging period T1 of the capacity units C1a and C1b by the
また、駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧がそれぞれ所定の閾値電圧Vth1a,Vth1bに達した時点で通電部204による容量部C1a,C1bへの充電期間を早期に終了させるようにしても良い。すると閾値電圧Vth1に達した時点で判別処理を停止させることができ判別結果を素早く取得できる。
Further, the charging period of the capacitors C1a and C1b by the
(他の実施形態)
本発明は、前述した実施形態に限定されるものではなく、種々変形して実施することができ、その要旨を逸脱しない範囲で種々の実施形態に適用可能である。例えば、以下に示す変形又は拡張が可能である。
(Other embodiments)
The present invention is not limited to the above-described embodiments, can be implemented with various modifications, and can be applied to various embodiments without departing from the gist thereof. For example, the following modifications or expansions are possible.
第1から第3実施形態では、充放電回路として充電回路8、108、208を設け、コンデンサC1、C1a、C1bへの充電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させる形態を示したが、充電回路8、108、208は必要に応じて設ければ良い。また、充電回路8、108に代えて電流を放電する放電回路を用いることもできる。すなわち、通電部4、104は充電電流又は放電電流、すなわち充放電電流を通電するように構成されていれば良い。
In the first to third embodiments, the charging
また例えば、バイアス回路7の抵抗Ru1,Rl1を並列接続し当該並列接続された抵抗値をスイッチ等により変更することで充電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させるようにしても良い。
Further, for example, the resistors Ru1 and R11 of the
分圧回路11を抵抗Ru2、Rl2により構成したが、コンデンサ等を用いて構成しても良い。
第1実施形態では、マイコン6が、比較部5を用いて出力電圧Voと閾値電圧Vth1,Vth2とを比較した結果を取得した形態を示したが、マイコン6が、駆動出力ノードN3の出力電圧Vo自体を読込み、例えばA/D変換回路によりレベルを取得し、内部に予め定められた閾値電圧Vth1、Vth2との高低を判定するようにしても良い。第2、第3実施形態でも同様である。
The voltage dividing circuit 11 is configured by the resistors Ru2 and Rl2, but may be configured by using a capacitor or the like.
In the first embodiment, the
第1実施形態では、トランジスタTR2をオフした状態で、出力電圧Voと閾値電圧Vth1,Vth2とを比較した結果を取得し、その後、トランジスタTR2をオンした状態で、出力電圧Voと閾値電圧Vth1,Vth2とを比較した結果を取得し、これらの比較結果に基づいて断線であるか地絡であるか、正常又は天絡であるかを判別する形態を示したが、この制御順序はこれに限定されるものではなく、例えばトランジスタTR2をオンした状態で、出力電圧Voと閾値電圧Vth1,Vth2とを比較した結果を取得し、トランジスタTR2をオフした状態で、出力電圧Voと閾値電圧Vth1,Vth2とを比較した結果を取得し、これらの比較結果に基づいて断線であるか地絡であるか、正常又は天絡であるかを判断するようにしても良い。 In the first embodiment, the result of comparing the output voltage Vo and the threshold voltages Vth1 and Vth2 with the transistor TR2 turned off is obtained, and then the output voltage Vo and the threshold voltage Vth1, with the transistor TR2 turned on. The result of comparing with Vth2 was obtained, and based on these comparison results, the form of determining whether it was a disconnection, a ground fault, a normal or a power fault was shown, but this control order is limited to this For example, the result of comparing the output voltage Vo and the threshold voltages Vth1 and Vth2 with the transistor TR2 turned on is obtained, and the output voltage Vo and the threshold voltages Vth1 and Vth2 are obtained with the transistor TR2 turned off. The result of comparing the It may be.
第1実施形態では、電源電圧VB1を所定電圧としてバイアス回路7、分圧回路11により分圧して駆動出力ノードN3に通電する形態を示したが、これに限定されるものではなく、予め定められている電圧であればどのような電圧であっても良い。
In the first embodiment, the power supply voltage VB1 is set to a predetermined voltage and divided by the
第1から第3実施形態では、コンデンサC1、C1a、C1bへの充電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させる形態を示したが、これに限定されるものではなく、コンデンサC1、C1a、C1bから放電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させる形態に適用しても良い。したがって、充放電電流値を変化させても良い。 In the first to third embodiments, the form in which the charging current value to the capacitors C1, C1a, C1b is changed to change the charging voltage value a plurality of times is shown, but the present invention is not limited to this, and the capacitor C1, You may apply to the form which changes a discharge current value from C1a and C1b, and changes a charging voltage value in multiple times. Therefore, the charge / discharge current value may be changed.
第3実施形態では、複数の駆動出力ノードN3a,N3bの充電電圧が所定値(閾値電圧Vth1a、Vth1b)より低いことを条件として図9のS22以降の処理を実行するようにしているが、例えば、3系統以上の複数の電気負荷を駆動する場合には、少なくとも2以上の駆動出力ノードの充電電圧が所定値よりも低いことを条件として図9のS22以降の処理を実行するようにしても良い。 In the third embodiment, the processing after S22 in FIG. 9 is executed on condition that the charging voltages of the plurality of drive output nodes N3a and N3b are lower than predetermined values (threshold voltages Vth1a and Vth1b). When driving a plurality of electric loads of three or more systems, the processing after S22 of FIG. 9 may be executed on condition that the charging voltage of at least two or more drive output nodes is lower than a predetermined value. good.
電子制御装置1、101、201が実行する機能の一部または全部を、一つあるいは複数のIC等によりハードウェア的に構成しても良い。
電子制御装置1、101、201が提供する手段および/または機能は、実体的なメモリに記憶されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェア、又は、ハードウェア、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、電子制御装置がハードウェアである電子回路により提供される場合、多数の論理回路を含むデジタル回路またはアナログ回路により提供することができる。
A part or all of the functions executed by the
Means and / or functions provided by the
第1から第3実施形態の図2、図5、図9のフローチャートに示した各処理は、実用的であれば処理順序を入れ替えて行っても良いし、その他、処理を適宜変更しても良い。例えば、第1実施形態で説明したように、図2のS10でYESと判定した場合には図2のS4においてコンパレータCP2の比較結果が「H」とならないことを条件として断線であることを判別する形態を示したが、例えば、S10でYESと判定したときに、S6に直接移行し、断線の異常と判別するようにしても良い。 The processing shown in the flowcharts of FIGS. 2, 5, and 9 of the first to third embodiments may be performed by changing the processing order if practical, or other processing may be changed as appropriate. good. For example, as described in the first embodiment, if YES is determined in S10 of FIG. 2, it is determined that the disconnection is made on the condition that the comparison result of the comparator CP2 does not become “H” in S4 of FIG. For example, when YES is determined in S10, the process may directly shift to S6 to determine that the disconnection is abnormal.
本開示は、前述した実施形態に準拠して記述したが、本開示は当該実施形態や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範畴や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described based on the above-described embodiments, it is understood that the present disclosure is not limited to the embodiments and structures. The present disclosure includes various modifications and modifications within the equivalent range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms including one element, more or less, are within the scope and spirit of the present disclosure.
図面中、1,101は電子制御装置、2は電気負荷、3は駆動部、4,104,204は通電部、6はマイクロコンピュータ(異常判別部、パルス制御部)、7はバイアス回路、8,108,208は充電回路(充放電回路)、11は分圧回路、12はスイッチ、TR1はトランジスタ、TR2はトランジスタ(スイッチ)、C1はコンデンサ(容量部)、Ru2は抵抗、Vth1,Vth2,Vth1a,Vth2a,Vth1b,Vth2bは閾値電圧、Vth1〜Vth2は断線閾値範囲、T1は所定時間、を示す。 In the drawings, 1, 101 is an electronic control device, 2 is an electric load, 3 is a drive unit, 4, 104 and 204 are energization units, 6 is a microcomputer (abnormality determination unit, pulse control unit), 7 is a bias circuit, 8 , 108, 208 are charging circuits (charging / discharging circuits), 11 is a voltage dividing circuit, 12 is a switch, TR1 is a transistor, TR2 is a transistor (switch), C1 is a capacitor (capacitor), Ru2 is a resistor, Vth1, Vth2, Vth1a, Vth2a, Vth1b, and Vth2b are threshold voltages, Vth1 to Vth2 are disconnection threshold ranges, and T1 is a predetermined time.
Claims (11)
前記駆動部による前記電気負荷への駆動出力ノードのローサイド側に付加された容量部へ充電電流又は放電電流(以下、充放電電流)を通電する通電部(4,104;204)と、
前記駆動部による電気負荷の駆動をオフしたときに前記通電部により前記容量部への充放電電流の値を変更して複数回充電電圧値を変化させ、前記容量部への充電電圧値を複数回変化させたときにそれぞれ前記駆動部のオフ駆動期間のうちに検出された前記容量部の充電電圧値に応じて前記駆動出力ノードと前記電気負荷との間の断線の異常及び前記駆動出力ノードの地絡の異常を判別する異常判別部(6)と、を備える電子制御装置。 A drive unit (3; 3a, 3b) for driving the electric load connected to the high side on the low side;
An energization unit (4, 104; 204) for energizing a charge current or a discharge current (hereinafter, charge / discharge current) to a capacitor unit added to the low side of the drive output node to the electric load by the drive unit;
When the drive of the electric load by the drive unit is turned off, the charging unit is changed a plurality of times by changing the value of the charge / discharge current to the capacitor unit by the energizing unit, and the charge voltage value to the capacitor unit is changed to a plurality The disconnection abnormality between the drive output node and the electric load according to the charge voltage value of the capacitor detected during the off-drive period of the drive unit when the drive output is changed, and the drive output node And an abnormality determination unit (6) for determining an abnormality of the ground fault.
前記異常判別部は、前記スイッチによる通電オンオフを切替えることで前記充放電回路の分圧回路の分圧電圧を前記駆動出力ノードに通電オンオフすることで前記容量部への充放電電流値を変更して複数回充電電圧値を変化させる請求項1記載の電子制御装置。 The energization unit (4) includes a voltage dividing circuit (11) that divides a predetermined voltage, and a switch (12) that can switch the energization on / off of the divided voltage of the voltage dividing circuit to the drive output node. The charge / discharge circuit (8),
The abnormality determination unit changes the charge / discharge current value to the capacitor unit by switching on / off the divided voltage of the voltage dividing circuit of the charge / discharge circuit by switching on / off the energization by the switch. The electronic control device according to claim 1, wherein the charging voltage value is changed a plurality of times.
前記分圧回路の分圧比と前記バイアス回路の分圧比とが同一比率を含む所定比率範囲内で規定されている請求項2記載の電子制御装置。 The energization unit includes a bias circuit (7) that divides the predetermined voltage by a resistor and applies a DC bias to the drive output node,
3. The electronic control device according to claim 2, wherein the voltage dividing ratio of the voltage dividing circuit and the voltage dividing ratio of the bias circuit are defined within a predetermined ratio range including the same ratio.
前記駆動出力ノードの直流バイアスを予め定められた所定範囲とする条件を用いて前記充放電回路のスイッチをパルス駆動することで前記駆動出力ノードに対し交流的に通電するパルス制御部(6)をさらに備える請求項1記載の電子制御装置。 The energization unit (104) includes a resistor (Ru2), and a charge / discharge circuit (108) including a switch (TR2) that allows the drive output node to be energized in an AC manner through the resistor by being pulse-driven. Configured with
A pulse control unit (6) for energizing the drive output node in an AC manner by pulse driving the switch of the charge / discharge circuit using a condition in which the DC bias of the drive output node is set in a predetermined range. The electronic control device according to claim 1, further comprising:
前記通電部(204)は、一つの充放電源(211)、及び、前記一つの充放電源から前記複数の駆動出力ノードに通電オンオフを切替出力可能にするスイッチ(212a,212b)を備えた充放電回路(208)を用いて構成され、
前記異常判別部が、異常判定期間の間に前記通電部の充放電回路を用いて前記容量部に充電したときに少なくとも2以上の前記複数の駆動出力ノードの充電電圧が所定値より低いと判定したときには、優先順位に基づいて前記複数のスイッチを順次オン・オフすることで、前記複数の駆動出力ノードの前記電気負荷との間の断線の異常及び前記駆動出力ノードの地絡の異常を判別する請求項1記載の電子制御装置。 A plurality of the drive units (3a, 3b) are provided, and the plurality of drive units are configured to drive the electric load connected to the high side of the corresponding drive output nodes, respectively, on the low side,
The energization unit (204) includes one charging / discharging power source (211) and switches (212a, 212b) that can switch energization on / off from the one charging / discharging power source to the plurality of drive output nodes. It is configured using a charge / discharge circuit (208),
The abnormality determination unit determines that charging voltages of at least two or more of the plurality of drive output nodes are lower than a predetermined value when the capacitor unit is charged using a charging / discharging circuit of the energization unit during an abnormality determination period. In this case, by sequentially turning on and off the plurality of switches based on the priority order, it is possible to determine a disconnection abnormality between the plurality of drive output nodes and the ground fault of the drive output node. The electronic control device according to claim 1.
When the plurality of switches are sequentially turned on / off based on the priority, the abnormality determination unit determines a charging period for the capacitor unit by the charge / discharge circuit when a charging voltage of the drive output node reaches a predetermined value. The electronic control device according to claim 6, wherein the electronic control device is terminated.
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