JP2020139787A - Electronic controller - Google Patents

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Abstract

To provide an electronic controller capable of detecting a breakage of a drain wire without decreasing a shield effect in a configuration where an inductive load is driven using a shield line.SOLUTION: ECU1 comprises a terminal T3 to make a shield line 5 used for outputting a drive signal to an injector 2 connected to a circuit ground via a drain wire 8. A micro computer 3 switches on and off of FET 13 connected in series with a resistor 9 between a power supply VDD and the drain wire 8 to detect a breakage of the drain wire 8.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、シールド線を接地するためのドレイン線の断線を検出する機能を備えた電子制御装置に関する。 The present invention relates to an electronic control unit having a function of detecting a disconnection of a drain wire for grounding a shield wire.

例えばＥＣＵ（Electronic Control Unit）のような電子制御装置が、例えばインジェクタ等の誘導性負荷に駆動信号を出力するための信号線には、ノイズを抑制するためにシールド線が用いられる。一般に、シールド線は、ドレイン線を介してＥＣＵ側のグランドに接地される。ドレイン線が断線しているか否かを判定するためには、例えば、ドレイン線に通電を行った際に、電流がドレイン線を介して流れるか否かによって行うことができる。 For example, a shield wire is used as a signal line for an electronic control device such as an ECU (Electronic Control Unit) to output a drive signal to an inductive load such as an injector to suppress noise. Generally, the shield wire is grounded to the ground on the ECU side via the drain wire. In order to determine whether or not the drain wire is broken, for example, when the drain wire is energized, it can be determined whether or not a current flows through the drain wire.

特公平７−３４４７号公報Special Fair 7-3447 Gazette

しかしながら、ドレイン線に通電を行うと、シールド線のシールド効果が低下するという問題がある。 However, when the drain wire is energized, there is a problem that the shielding effect of the shield wire is lowered.

本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、シールド線を用いて誘導性負荷を駆動する構成においても、シールド効果を低下させることなくドレイン線の断線を検出できる電子制御装置を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is an electronic control unit capable of detecting a disconnection of a drain wire without deteriorating the shielding effect even in a configuration in which an inductive load is driven by using a shield wire. Is to provide.

請求項１記載の電子制御装置によれば、誘導性負荷に駆動信号を出力するために使用されるシールド線を、ドレイン線を介してグランドに接地するための接地端子を備える。断線検出部は、電源と接地端子との間に抵抗素子と共に直列接続されるスイッチング素子のオンオフを切り替えて、ドレイン線の断線を検出する。このように構成すれば、断線検出部は、シールド線のシールド効果が低下しても影響がない期間にドレイン線の断線の有無を検出できる。 According to the electronic control unit according to claim 1, the shield wire used for outputting a drive signal to the inductive load is provided with a ground terminal for grounding to the ground via the drain wire. The disconnection detection unit detects the disconnection of the drain wire by switching on / off of the switching element connected in series with the resistance element between the power supply and the ground terminal. With this configuration, the disconnection detection unit can detect the presence or absence of disconnection of the drain wire during a period in which there is no effect even if the shielding effect of the shield wire is reduced.

請求項２記載の電子制御装置によれば、断線検出部は、信号出力部が駆動信号を出力していない期間にスイッチング素子をオンすることで断線を検出する。すなわち、信号出力部が駆動信号を出力していない期間は、シールド線のシールド効果が低下しても影響がないので、ノイズの発生を抑制しつつドレイン線の断線の有無を検出できる。 According to the electronic control unit according to claim 2, the disconnection detection unit detects the disconnection by turning on the switching element during the period when the signal output unit is not outputting the drive signal. That is, during the period when the signal output unit is not outputting the drive signal, even if the shielding effect of the shield wire is reduced, there is no effect, so that it is possible to detect the presence or absence of disconnection of the drain wire while suppressing the generation of noise.

第１実施形態であり、インジェクタを駆動するＥＣＵの電気的構成を示す図The figure which shows 1st Embodiment and shows the electric structure of the ECU which drives an injector. インジェクタの駆動状態と断線検出の実施状態，及び検出結果の一欄を示す図The figure which shows the driving state of an injector, the execution state of disconnection detection, and one column of the detection result. インジェクタの駆動状態と断線検出の実施状態，及び検出結果の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing the injector drive status, disconnection detection implementation status, and an example of the detection result 第２実施形態であり、インジェクタを駆動するＥＣＵの電気的構成を示す図The figure which shows the electric structure of the ECU which drives the injector which is 2nd Embodiment インジェクタの駆動状態と断線検出の実施状態，及び検出結果の一例を示すタイミングチャートTiming chart showing the injector drive status, disconnection detection implementation status, and an example of the detection result 第３実施形態であり、インジェクタを駆動するＥＣＵの電気的構成を示す図FIG. 3 is a diagram showing an electrical configuration of an ECU that drives an injector according to a third embodiment. インジェクタの駆動状態と断線検出の実施状態，及び検出結果の一例を示すタイミングチャート（その１）Timing chart showing the driving state of the injector, the execution state of disconnection detection, and an example of the detection result (Part 1) インジェクタの駆動状態と断線検出の実施状態，及び検出結果の一例を示すタイミングチャート（その２）Timing chart showing the driving state of the injector, the execution state of disconnection detection, and an example of the detection result (Part 2)

（第１実施形態）
図１に示すように、電子制御装置に相当する本実施形態のＥＣＵ１は、例えば車両に搭載され、エンジンのシリンダ内に燃料を噴射するインジェクタ２を駆動する。インジェクタ２は誘導性負荷に相当する。ＥＣＵ１は、マイクロコンピュータ３を備えている。以下、マイコン３と称する。マイコン３は、出力ポートＯＵＴ１より、ＩＮＪ駆動回路４を介してインジェクタ２に駆動信号を出力する。ＥＣＵ１の出力端子Ｔ１，Ｔ２とインジェクタ２との間は、シールド線５を介して接続されている。 (First Embodiment)
As shown in FIG. 1, the ECU 1 of the present embodiment corresponding to the electronic control device is mounted on a vehicle, for example, and drives an injector 2 that injects fuel into a cylinder of an engine. The injector 2 corresponds to an inductive load. The ECU 1 includes a microcomputer 3. Hereinafter, it will be referred to as a microcomputer 3. The microcomputer 3 outputs a drive signal from the output port OUT1 to the injector 2 via the INJ drive circuit 4. The output terminals T1 and T2 of the ECU 1 and the injector 2 are connected to each other via a shield wire 5.

シールド線５は、絶縁された電線である信号線６と、信号線６の周囲を覆うシールド７とで構成されている。シールド７は、ドレイン線８及びＥＣＵ１の端子Ｔ３を介してＥＣＵ１の回路グランドに接続されている。端子Ｔ３は接地端子に相当する。ＥＣＵ１の内部において、電源ＶＤＤとグランドとの間には、抵抗素子９及びコンデンサ１０の直列回路が接続されている。抵抗素子９及びコンデンサ１０の共通接続点は、ダイオード１１のアノードと抵抗素子１２の一端とに接続されている。ダイオード１１のカソードはＮチャネルＭＯＳＦＥＴ１３のドレインに接続されている。抵抗素子１２の他端は、マイコン３の入力ポートＩＮに接続されている。 The shielded wire 5 is composed of a signal line 6 which is an insulated electric wire and a shield 7 which covers the periphery of the signal line 6. The shield 7 is connected to the circuit ground of the ECU 1 via the drain wire 8 and the terminal T3 of the ECU 1. The terminal T3 corresponds to a ground terminal. Inside the ECU 1, a series circuit of the resistance element 9 and the capacitor 10 is connected between the power supply VDD and the ground. The common connection point of the resistance element 9 and the capacitor 10 is connected to the anode of the diode 11 and one end of the resistance element 12. The cathode of the diode 11 is connected to the drain of the N-channel MOSFET 13. The other end of the resistance element 12 is connected to the input port IN of the microcomputer 3.

スイッチング素子であるＦＥＴ１３のソースはＥＣＵ１の出力端子Ｔ４に接続され、出力端子Ｔ４は信号線１４を介してシールド線５のシールド７に接続されている。マイコン３は、出力ポートＯＵＴ２より、ＦＥＴ１３のゲートにゲート駆動信号を出力する。マイコン３は、駆動信号出力部及び断線検出部に相当する。 The source of the FET 13 which is a switching element is connected to the output terminal T4 of the ECU 1, and the output terminal T4 is connected to the shield 7 of the shield wire 5 via the signal line 14. The microcomputer 3 outputs a gate drive signal from the output port OUT2 to the gate of the FET 13. The microcomputer 3 corresponds to a drive signal output unit and a disconnection detection unit.

次に、本実施形態の作用について説明する。マイコン３は、インジェクタ２を駆動しながらＦＥＴ１３のオンオフを制御してドレイン線８の断線検出を行う。図２に示すように、マイコン３は、インジェクタ２を駆動している期間は、ＦＥＴ１３をオフして断線検出を行わず、インジェクタ２を駆動していない期間にＦＥＴ１３をオンして断線を検出する。尚、図２では、図１でドレイン線８に「Ａ」を付し、信号線１４に「Ｂ」を付していることに対応させて、ドレイン線８を「Ａ部」と称し、信号線１４を「Ｂ部」と称している。 Next, the operation of this embodiment will be described. The microcomputer 3 controls the on / off of the FET 13 while driving the injector 2, and detects the disconnection of the drain wire 8. As shown in FIG. 2, the microcomputer 3 turns off the FET 13 to detect disconnection during the period when the injector 2 is being driven, and turns on the FET 13 to detect the disconnection while the injector 2 is not being driven. .. In FIG. 2, the drain line 8 is referred to as “part A” in correspondence with the fact that “A” is attached to the drain line 8 and “B” is attached to the signal line 14 in FIG. The line 14 is referred to as "part B".

ドレイン線８及び信号線１４が健全であれば、ＦＥＴ１３をターンオンすると、充電状態にあるコンデンサ１０の電荷は、ダイオード１１，ＦＥＴ１３，信号線１４及びドレイン線８を介してＥＣＵ１の回路グランドに放電される。また、電源ＶＤＤから抵抗素子９を介して、上記と同様の経路で電流が流れる。この時、入力ポートＩＮはローレベルになるので、マイコン３は「正常」と判定する。一方、ドレイン線８及び信号線１４の何れか一方が断線していれば、コンデンサ１０の電荷は放電されないので入力ポートＩＮはハイレベルとなる。これにより、マイコン３は「異常」と判定する。 If the drain line 8 and the signal line 14 are sound, when the FET 13 is turned on, the electric charge of the capacitor 10 in the charged state is discharged to the circuit ground of the ECU 1 via the diode 11, the FET 13, the signal line 14 and the drain line 8. To. Further, a current flows from the power supply VDD through the resistance element 9 in the same path as described above. At this time, since the input port IN becomes low level, the microcomputer 3 determines that it is "normal". On the other hand, if either the drain line 8 or the signal line 14 is disconnected, the charge of the capacitor 10 is not discharged, so that the input port IN becomes a high level. As a result, the microcomputer 3 determines that it is "abnormal".

図３は、信号線１４又はドレイン線８の断線の有無に応じて、マイコン３がどのようなタイミングで断線を判定するかを示している。図中の「Ｎ」は、マイコン３が「正常」と判定するタイミングを示し、図中の「ＡＢ」は、マイコン３が「異常」と判定するタイミングを示している。 FIG. 3 shows at what timing the microcomputer 3 determines the disconnection depending on the presence or absence of the disconnection of the signal line 14 or the drain wire 8. “N” in the figure indicates the timing at which the microcomputer 3 determines “normal”, and “AB” in the figure indicates the timing at which the microcomputer 3 determines “abnormal”.

以上のように本実施形態によれば、ＥＣＵ１は、インジェクタ２に駆動信号を出力するために使用されるシールド線５を、ドレイン線８を介して回路グランドに接地するための端子Ｔ３を備える。マイコン３は、電源ＶＤＤと端子Ｔ３ドレイン線８との間に抵抗素子９と共に直列接続されるＦＥＴ１３のオンオフを切り替えて、ドレイン線８の断線を検出する。このように構成すれば、マイコン３は、シールド線５のシールド効果が低下しても影響がない期間にドレイン線８の断線の有無を検出できる。 As described above, according to the present embodiment, the ECU 1 includes a terminal T3 for grounding the shield wire 5 used for outputting the drive signal to the injector 2 to the circuit ground via the drain wire 8. The microcomputer 3 switches on / off of the FET 13 connected in series with the resistance element 9 between the power supply VDD and the terminal T3 drain wire 8 to detect the disconnection of the drain wire 8. With this configuration, the microcomputer 3 can detect the presence or absence of disconnection of the drain wire 8 during a period in which there is no effect even if the shielding effect of the shield wire 5 is reduced.

具体的には、マイコン３は、駆動信号を出力していない期間にＦＥＴ１３をオンすることで、抵抗素子９に流れる電流に基づいて断線を検出する。すなわち、駆動信号を出力していない期間はシールド線５のシールド効果が低下しても影響がないので、ノイズの発生を抑制しつつドレイン線８の断線の有無を検出できる。 Specifically, the microcomputer 3 turns on the FET 13 during the period when the drive signal is not output, and detects the disconnection based on the current flowing through the resistance element 9. That is, since there is no effect even if the shielding effect of the shield wire 5 is reduced during the period when the drive signal is not output, it is possible to detect the presence or absence of disconnection of the drain wire 8 while suppressing the generation of noise.

（第２実施形態）
以下、第１実施形態と同一部分には同一符号を付して説明を省略し、異なる部分について説明する。図４に示すように、第２実施形態のＥＣＵ２１は、マイコン３に替わるマイコン２２を備えている。マイコン２２は、ＦＥＴ１３のゲートに与えるゲート駆動信号を、出力ポートＯＵＴ２に替えて、出力ポートＯＵＴ１より出力するインジェクタの駆動信号をＮＯＴゲート２３により反転させた信号として与える。 (Second Embodiment)
Hereinafter, the same parts as those in the first embodiment are designated by the same reference numerals, description thereof will be omitted, and different parts will be described. As shown in FIG. 4, the ECU 21 of the second embodiment includes a microcomputer 22 that replaces the microcomputer 3. The microcomputer 22 replaces the gate drive signal given to the gate of the FET 13 with the output port OUT2, and gives the drive signal of the injector output from the output port OUT1 as a signal inverted by the NOT gate 23.

これにより、図５に示すように、マイコン２２が出力する駆動信号ＴＱ１が、インアクティブレベルであるローレベルになった際にＦＥＴ１３がオンされて、ドレイン線８の断線検出が行われる。したがって、マイコン２２の出力ポートの使用数を削減できる。 As a result, as shown in FIG. 5, when the drive signal TQ1 output by the microcomputer 22 reaches the low level, which is the inactive level, the FET 13 is turned on and the disconnection of the drain line 8 is detected. Therefore, the number of output ports used by the microcomputer 22 can be reduced.

（第３実施形態）
図６に示すように、第３実施形態のＥＣＵ３１は、２つのインジェクタ２（１），２（２）を並行して駆動する。同図では、インジェクタ２（１）を駆動する構成の符号に（１）を付し、インジェクタ２（２）を駆動する構成の符号に（２）を付して示している。そして、マイコン３２がインジェクタ２（１）に出力する駆動信号ＴＱ１は、ＦＥＴ１３（２）のゲート駆動信号として与えられている。また、マイコン３２がインジェクタ２（２）に出力する駆動信号ＴＱ２は、ＦＥＴ１３（１）のゲート駆動信号として与えられている。 (Third Embodiment)
As shown in FIG. 6, the ECU 31 of the third embodiment drives two injectors 2 (1) and 2 (2) in parallel. In the figure, the code of the configuration for driving the injector 2 (1) is indicated by (1), and the code of the configuration for driving the injector 2 (2) is indicated by (2). The drive signal TQ1 output by the microcomputer 32 to the injector 2 (1) is given as a gate drive signal of the FET 13 (2). Further, the drive signal TQ2 output by the microcomputer 32 to the injector 2 (2) is given as a gate drive signal of the FET 13 (1).

そして、図７に示すように、マイコン３２が出力する駆動信号ＴＱ２がアクティブレベルであるハイレベルになった際にＦＥＴ１３（１）がオンされて、ドレイン線８（１）の断線検出が行われる。また、図８に示すように、マイコン３２が出力する駆動信号ＴＱ１がハイレベルになった際にＦＥＴ１３（２）がオンされて、ドレイン線８（２）の断線検出が行われる。 Then, as shown in FIG. 7, when the drive signal TQ2 output by the microcomputer 32 reaches the high level which is the active level, the FET 13 (1) is turned on and the disconnection detection of the drain line 8 (1) is performed. .. Further, as shown in FIG. 8, when the drive signal TQ1 output by the microcomputer 32 reaches a high level, the FET 13 (2) is turned on to detect the disconnection of the drain wire 8 (2).

（その他の実施形態）
スイッチング素子はＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らない。
断線検出部と、信号出力部とを個別に構成しても良い。
第３実施形態を、３つ以上のインジェクタ２を並行して駆動する構成に拡張しても良い。
インジェクタ以外の誘導性負荷を駆動対象としても良い。
車両に搭載されるものに限らない。 (Other embodiments)
The switching element is not limited to the N-channel MOSFET.
The disconnection detection unit and the signal output unit may be individually configured.
The third embodiment may be extended to a configuration in which three or more injectors 2 are driven in parallel.
An inductive load other than the injector may be the driving target.
It is not limited to those mounted on vehicles.

本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例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、それらに一要素のみ、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、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。 Although the present disclosure has been described in accordance with the examples, it is understood that the present disclosure is not limited to the examples or structures. The present disclosure also includes various modifications and modifications within an equal range. In addition, various combinations and forms, as well as other combinations and forms that include only one element, more, or less, are also within the scope of the present disclosure.

図面中、１はＥＣＵ、２はインジェクタ、３はマイクロコンピュータ、５はシールド線、７はシールド、８はドレイン線、９は抵抗素子、１３はＮチャネルＭＯＳＦＥＴを示す。 In the drawings, 1 is an ECU, 2 is an injector, 3 is a microcomputer, 5 is a shield wire, 7 is a shield, 8 is a drain wire, 9 is a resistance element, and 13 is an N-channel MOSFET.

Claims (4)

誘導性負荷（２）に駆動信号を出力するために使用されるシールド線（５）を、ドレイン線（８）を介してグランドに接地するための接地端子（Ｔ３）と、
電源と前記接地端子との間に接続される抵抗素子（９）及びスイッチング素子（１３）の直列回路と、
前記スイッチング素子のオンオフを切り替えることで、前記ドレイン線の断線を検出する断線検出部（３，２２，３２，４０）とを備える電子制御装置。 A ground terminal (T3) for grounding the shield wire (5) used to output a drive signal to the inductive load (2) to the ground via the drain wire (8),
A series circuit of a resistance element (9) and a switching element (13) connected between the power supply and the ground terminal,
An electronic control unit including a disconnection detection unit (3, 22, 32, 40) that detects a disconnection of the drain wire by switching the switching element on and off. 前記駆動信号を出力する信号出力部（３，２２，２３，３２，４０）を備え、
前記断線検出部は、前記信号出力部が前記駆動信号を出力していない期間に前記スイッチング素子をオンすることで、前記断線を検出する請求項１記載の電子制御装置。 A signal output unit (3,22,23,32,40) for outputting the drive signal is provided.
The electronic control unit according to claim 1, wherein the disconnection detection unit detects the disconnection by turning on the switching element during a period in which the signal output unit does not output the drive signal. 前記断線検出部（２２，２３）は、前記スイッチング素子のオンオフを切り替える信号を、前記駆動信号のレベルを反転させて生成する請求項２記載の電子制御装置。 The electronic control unit according to claim 2, wherein the disconnection detection unit (22, 23) generates a signal for switching on / off of the switching element by inverting the level of the drive signal. 前記断線検出部は、前記抵抗素子に流れる電流に基づいて前記断線を検出する請求項１から３の何れか一項に記載の電子制御装置。 The electronic control unit according to any one of claims 1 to 3, wherein the disconnection detection unit detects the disconnection based on the current flowing through the resistance element.
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