JP4035230B2 - 電子回路 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電子構成ユニットと電子制御装置とを有する電子回路に関し、前記電子構成ユニットが有している少なくとも１つのセンサは、該センサをアース接続するための端子を備えており、前記電子制御装置は当該制御装置のアースの電位にある端子を備えており、前記センサをアース接続するための端子は前記制御装置のアースと接続される。
【０００２】
本発明はさらに、電子回路の電子構成ユニット内のセンサの短絡を監視する方法に関し、当該電子回路は、電子構成ユニットと電子制御装置とを有しており、前記電子構成ユニットが有している少なくとも１つのセンサは当該センサをアース接続するための端子を備えており、前記電子制御装置は当該電子制御装置のアースの電位にある端子を備えており、前記センサをアース接続するための端子は前記電子制御装置のアースと接続される。
【０００３】
【従来の技術】
この種の電子回路は例えば、自動車工業で一般的に周知であり、そこで自動車の制御および／または調整のために使用される。この自動車に例えばアンチブロック制御が設けられていれば、この制御は電子制御装置によって実行される。このために例えば、制動装置における瞬時の実際圧または車両の縦方向加速度または横方向加速度を表す入力信号が必要である。この圧力の測定は電子構成ユニットが有するセンサによって実行され、この電子構成ユニットは例えばブレーキシリンダに、すなわち制御装置から離れたところに配置されている。制御装置と構成ユニットは両方ともアース端子を有し、もっとも簡単な場合は直接相互に接続されている。故障が発生して、アースに対する構成ユニット端子が自動車のバッテリー電圧に短絡したりすると、このことによって大電流が接続線路を介して制御装置に流れることとなる。その結果、接続線路が溶融するだけでなく、付加的にさらに制御装置や自動車全体に火災が発生する恐れがある。
【０００４】
この種の損傷を回避するため、センサをアース接続するための端子から制御装置のアースへの接続線路にヒューズを組み込むことが公知である。このヒューズは例えばブレークオフ素子の形態である。前記の短絡の場合に大電流が接続線路を介して流れるとヒューズが焼き切れ、接続線路が断線する。焼き切れたヒューズを別にすればこれにより制御装置および自動車にそれ以上の損傷が発生しない。
【０００５】
しかし同じように、故障によって、センサをアース接続するための端子が例えば自動車車体への短絡を形成することもある。この場合は漏れ電流が車体を介して制御装置のアースへ流れる。この漏れ電流はいわゆる潜伏エラーとなり、その結果一方では、妥当性のある信号が電子構成ユニットから出力されるが、他方では例えばアンチブロック制御が作動するときに、このことによって発生したアース変位によってブレークオフ素子が破壊されることがある。このことは、潜伏エラーがアンチブロック制御がアクティブになるときにちょうど作用することを意味する。すなわちちょうどエラーが発生してはならないときに作用してしまうのである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の課題は、個別構成部分を具備する構成ユニットの機能を検査し、生じ得る短絡を識別し、構成ユニットと接続されている制御装置を保護することができる電子回路を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
この課題は本発明により、センサをアース接続するための端子と制御装置のアースとの間に、電子制御装置内のマイクロコンピュータによって制御可能なスイッチを中間接続し、事前の検査時（正常時）に、前記センサをアース接続するための端子と前記電子制御装置のアースとの間の接続を短時間遮断した場合の応答と、自動車の動作時に該センサをアース接続するための端子と前記電子制御装置のアースとの間の接続を短時間遮断した場合の応答とを比較することによって解決される。
【０００８】
【発明の実施の形態】
中間接続されたスイッチにより、センサをアース接続するための端子と制御装置のアースとの間の接続を短時間遮断することによって、結局は電子回路の故障がシミュレートされる。例えば前もって検査を実施して、完全に機能する電子回路がこのシミュレートされた故障にどのように応答するかを検出することができる。その後、自動車の動作時に故障を新たにシミュレートすれば、今度は電子回路がどのように応答するかを再度、検出することができる。自動車動作時の電子回路の応答が、電子回路が完全に機能するときに前もって検出された応答に相応すれば、このことから電子回路は正常であると推測できる。これに対して例えば、センサをアース接続するための端子が自動車の車体に短絡していれば、このことにより前記の故障をシミュレートしたときの電子回路の応答は、電子回路が完全に機能するときに前もって検出された応答とは異なるようになる。電子回路のこの応答の相違から、電子回路が正常ではなく、実際の故障が電子回路に存在すると結論できる。
【０００９】
本発明によりとりわけ、センサをアース接続するための端子が例えば自動車の車体に短絡しているのを確実に識別することができる。構成ユニットによって形成された信号が電子回路の故障によって変化しても本発明により識別される。同じように潜伏エラーによる構成ユニットの故障が回避される。このことにより例えばエラーのあるアンチブロック制御またはその故障を本発明の電子回路によって確実に回避することができる。
【００１０】
本発明のとくに有利な構成では、スイッチはトランジスタ、例えばいわゆるローサイドドライバを有する。トランジスタを使用することによって、スイッチを制御装置によってとりわけ簡単に制御することができる。さらに前記のローサイドドライバを使用することによって電子回路を付加的に監視し、保安することができる。いわゆるローサイドドライバは、例えば自動車のバッテリー電圧への短絡により発生する大電流を識別し、自動的に遮断することができる。同じようにローサイドドライバは、印加される電圧が過度に大きいとき、または動作温度が過度に高いときに自動的に相応の遮断を実行することができる。このようにして本発明により、例えば自動車のバッテリー電圧への短絡も確実に識別され、とりわけこのことによって制御装置の損傷または自動車の損傷を確実に回避することができる。
【００１１】
本発明の別のとくに有利な構成では、センサをアース接続するための端子と制御装置のアースとの間の接続が所定の動作状態で、例えば電子回路の投入接続後直ちに遮断される。このようにして例えば自動車の各始動の際に電子回路の機能を検査することができる。また電子回路の各投入接続時に、前記の接続を短時間遮断し、これにより遮断中に電子回路に生じた応答が電子回路の予期する応答と異なるか否かを検出することができる。異なっていなければすでに述べたように、電子回路は正常であると推測できる。しかし異なっていればこのことから、電子回路に故障のあることが結論される。この故障はいずれかの形式で例えば自動車の運転者に指示することができる。従って故障は、この故障が自動車の運転中に何らかの欠陥または深刻な事態を引き起こす前に識別される。
【００１２】
本発明の有利な構成では、センサをアース接続するための端子と制御装置アースとの間の接続が周期的に遮断される。このことは、順次連続する時間間隔で接続が短時間遮断されることを意味し、これは電子回路の機能を検査するためである。このようにして本発明により、例えば自動車の運転中に発生する電子回路の故障を直ちに識別し、例えば自動車の運転者に指示することができる。従って自動車の運転中に故障が発生しても直ちに相応の手段を開始することができる。
【００１３】
本発明の別の特徴、適用可能性および利点は、図面に示された本発明の実施例から明らかである。
【００１４】
【実施例】
図１には電子回路１が示されている。この電子回路は、例えば圧力または温度を測定するためのアナログセンサ２を有している。センサ２は、供給電圧に対する端子３、測定された圧力または温度に相当するアナログ信号の発生する端子４、およびアースに対する端子５を有する。電気線路６，７，８を介して端子３，４，５はソケット接点９，１０，１１または同等のものに接続されている。
【００１５】
ソケット接点９は接点および電気線路を介して電圧供給部１２に接続されている。この電圧供給部は正の電圧＋ＵＢを送出する。ソケット接点１０は接点および電気線路を介してアナログ／デジタル変換器１３に接続されている。このアナログ／デジタル変換器はマイクロコンピュータ１４と接続されている。ソケット接点１１は接点と電気線路を介してスイッチ１５の一方の端子と接続されている。スイッチの他方の端子はアース１６に接続されている。スイッチ１５の制御入力側はマイクロコンピュータ１４に接続されている。
【００１６】
電圧供給部１２，アナログ／デジタル変換器１３，マイクロコンピュータ１４およびスイッチ１５は自動車の制御装置１７に所属する。制御装置１７は例えば自動車でアンチブロック制御またはアンチスリップ制御を実行するために設けられている。センサ２は制御装置１７に依存しない構成ユニット１８であり、制御装置１７から離れて配置されており、例えば自動車の制動装置内の圧力を測定するために設けられている。制御装置１７のケーシングと構成ユニット１８のケーシングは例えば自動車の車体を介して相互に接続され、アース１６されている。
【００１７】
スイッチ１５としていわゆるローサイドドライバが設けられている。ここでこのスイッチ装置は次のような特徴を有する。スイッチ装置が閉じた状態ではスイッチ装置によって所定の電流強度から自動的に電流制限が行われる。このことは、電流強度が所定の値を越えると自動的に電流がスイッチ装置を介して制限されるか、または完全に遮断されることを意味する。
【００１８】
さらにスイッチ装置は過熱保護機能を有し、これによりスイッチ装置が所定の最大動作温度を越えるときには自動的に電流がスイッチ装置を介して制限されるか、または完全に遮断される。
【００１９】
電子回路の通常の動作状態、すなわち故障が存在しなければ、センサ２には一方で電圧＋ＵＢが印加され、他方では閉じたスイッチ１５を介してアース１６されている。端子４を介してセンサ２は出力信号を送出し、この出力信号は例えば自動車の制動装置内の測定圧に相当する。このアナログ出力信号はアナログ／デジタル変換器１３によりデジタル化され、マイクロコンピュータ１４によって例えばアンチブロック制御の枠内で処理される。
【００２０】
電子回路１の故障では、センサ２の端子５または電気線路８が電圧＋ＵＢへの短絡を形成することもある。この場合、大電流が電気線路８を介してスイッチ１５へ流れる。このことによりスイッチ１５として設けられたローサイドドライバに含まれる電流制限が前記の短絡電流を制限するか、またはスイッチを開放状態にもたらし、これにより電流が遮断される。いずれの場合でも、スイッチ１５によって、大電流が長時間にわたって線路８へ流れたり、スイッチ１５を介してアースへ流れたりしないことが保証される。線路８の溶融、または制御装置１７または自動車のその他の火災損傷が確実に回避される。
【００２１】
スイッチ１５を通る短絡電流が、スイッチ１５が電流を制限または完全に遮断する所定の値より下にあれば、この短絡電流はスイッチ１５を介して流れ、これを少なくともある時間加熱する。スイッチ１５の最大動作温度に達したなら、このことによってスイッチ１５は再び自動的に電流を制限するか、または完全に遮断する。従ってこの温度制限によって同じように制御装置１７の損傷が確実に回避される。
【００２２】
電子回路１の動作中にスイッチ１５が少なくとも短時間、マイクロコンピュータ１４により開放状態へ移行されれば、このことによりセンサアースが無くなるので、電気線路７に発生したセンサ２の出力信号が変化する。この変化はマイクロコンピュータ１４により監視され、前もって検出され記憶されている変化と比較される。この前もって検出された変化とは、電子回路１が完全に機能しているとき、すなわち故障のない時に発生した変化である。この前もって検出された変化を動作中に検出された変化と比較することにより、マイクロコンピュータ１４は電子回路１が故障しているかまたは正常であるかを決定することができる。
【００２３】
電子回路１の動作中に検出された変化が、前もって検出され記憶されている変化に相当すれば、このことは電子回路１は故障していないことを意味する。これに対して、動作中に検出された変化が前もって検出された変化から相違すれば、このことは電子回路１に故障があることを意味する。
【００２４】
例えばセンサ２の端子５または電気線路８が短絡を介して構成ユニット１８と接続されると、このことによりこの短絡、および構成ユニット１８のケーシング並びに制御装置１７のケーシングを介して漏れ電流がアース１６へ流れる。この漏れ電流は比較的小さいこともあるがそれでもこのことにより、線路７に発生したセンサ２の出力信号が例えば自動車の制動装置内の圧力に正しく相応しなくなる。スイッチ１５が短時間開放されれば、ソケット接点１１からアースへの接続が遮断される。前記の電子回路１の故障がなければ、このことによりセンサ２はセンサアースを失うこととなる。しかしセンサ２が前記のようにケーシングを介してアース１６に短絡していると、スイッチ１５が開放してもセンサ２の端子５はアースに接続されたままである。このことにより、線路７上のセンサ２の出力信号は実質的に変化しない。従ってこの出力信号は、前もって電子回路１が完全に機能するときに検出された出力信号とは異なる。マイクロコンピュータ１４は前記の相違を検出し、例えば自動車の運転者にエラーを指示する。
【００２５】
漏れ電流により発生したエラーを前記のように識別することによってさらに、電子回路１のアース変位により大きな平衡電流が線路６，７，８へ流れ、これが線路６，７，８の破壊につながるということが回避される。従って、センサ２の出力信号が例えばアンチブロック制御により必要とされるとき、センサ２は完全に機能し、潜伏エラーによって故障することのないことが保証される。
【００２６】
スイッチ１５を前記のように短時間開放することを、電子回路１の動作中、すなわち自動車の運転中に周期的に実行することもできる。同じようにセンサ２の端子５をアースから前記のように遮断することを、電子回路１の運転開始時、すなわち例えば自動車の点火スイッチの投入接続時に常に１回だけ実行することもできる。
【００２７】
さらにスイッチ１５の開放によってセンサをオンオフすることができる。このことは、スイッチ１５の開放とこれによるセンサ２の遮断によって電気エネルギー、ひいては自動車の場合は最終的に燃料を節約できることを意味する。同時にこのことはセンサ２の遮断によって例えばセンサ２の動作によって形成される熱が少なくなることを意味する。従ってスイッチ１５によってセンサを常に正確に、マイクロコンピュータ１４が例えば所定の時間間隔でセンサ２の出力信号を必要とするときに投入接続することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 本発明の実施例のブロック図である。
【符号の説明】
１ 電子回路
２ センサ
５ 端子
１５ スイッチ
１６ アース
１７ 制御装置
１８ 構成ユニット

Claims (12)

1. 電子構成ユニット（１８）と電子制御装置（１７）とを有する電子回路（１）であって、
   前記電子構成ユニット（１８）が有している少なくとも１つのセンサ（２）は、該センサ（２）をアース接続するための端子（５）を備えており、
   前記電子制御装置（１７）は当該制御装置のアース（１６）の電位にある端子を備えており、
   前記センサをアース接続するための端子（５）は前記制御装置のアース（１６）と接続される形式のものにおいて、
   前記センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間に、前記電子制御装置（１７）内のマイクロコンピュータ（１４）によって制御可能なスイッチ（１５）が中間接続されており、
   事前の検査時（正常時）に、前記センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間の接続を短時間遮断した場合の応答と、自動車の動作時に該センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間の接続を短時間遮断した場合の応答とを比較する、
   ことを特徴とする電子回路。
2. 前記スイッチ（１５）はトランジスタ、例えばいわゆるローサイドドライバを有している、請求項１記載の電子回路。
3. 前記センサ（２）は、圧力または温度を測定するためのアナログセンサである、請求項１または２記載の電子回路。
4. 前記電子制御装置（１７）はプログラミング可能なマイクロコンピュータ（１４）を有している、請求項１から３までのいずれか１項記載の電子回路。
5. 自動車にて、アンチブロック制御またはアンチスリップ制御に使用する、請求項１から４までのいずれか１項記載の電子回路。
6. 電子回路（１）の電子構成ユニット（１８）内のセンサ（２）の短絡を監視する方法であって、
   当該電子回路は、電子構成ユニット（１８）と電子制御装置（１７）とを有しており、
   前記電子構成ユニット（１８）が有している少なくとも１つのセンサ（２）は当該センサ（２）をアース接続するための端子（５）を備えており、
   前記電子制御装置（１７）は当該制御装置のアース（１６）の電位にある端子を備えており、
   前記センサをアース接続するための端子（５）は前記制御装置のアース（１６）と接続される形式の電子回路の電子構成ユニット内のセンサの短絡を監視する方法において、
   前記センサをアース接続するための端子（５）と前記電子制御装置のアース（１６）との間に、前記電子制御装置（１７）内のマイクロコンピュータ（１４）によって制御されるスイッチ（１５）が中間接続されており、
   前記センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間の接続を前記スイッチ（１５）によって少なくとも短時間、遮断し、
   事前の検査時（正常時）に、前記センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間の接続を短時間遮断した場合の応答と、自動車の動作時に該センサをアース接続するための端子（５）と前記制御装置のアース（１６）との間の接続を短時間遮断した場合の応答とを比較する、
   ことを特徴とする監視方法。
7. 前記電子制御装置（１７）内のプログラミング可能なマイクロコンピュータ（１４）により前記接続を遮断する、請求項６記載の方法。
8. 前記接続を電子回路（１）の投入接続直後に遮断する、請求項７記載の方法。
9. 前記接続を周期的に遮断する、請求項７または８記載の方法。
10. 前記センサ（２）から送出される信号を少なくとも前記接続の遮断中に監視する、請求項６から９までのいずれか１項記載の方法。
11. 前記信号を前記電子制御装置（１７）に送出し、該電子制御装置（１７）によって監視する、請求項１０記載の方法。
12. 前記接続を介して流れる電流を制限する、請求項６から１１までのいずれか１項記載の方法。

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