专利名称：电子控制装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及电子控制装置。本申请基于在2011年10月21日在日本申请的特愿2011-231807号主张优先权，并将其内容引用于此。
背景技术：
近年来，推进了电动车或插电式混合动力汽车等可通过外部电源充电的车辆的实用化(以下，将这样的车辆统称为插电式(plug-1n)车辆)。插电式车辆与外部电源之间的连接中使用了具有被称为CCID (充电电路切断设备)的控制单元的专用的充电电缆。与这样的充电电缆与插电式车辆之间的接口有关的标准由美国的“SAE(ElectricVehicle Conductive Charge Coupler)标准”和日本的“电动车用传导式充电系统一般要求事项(日本电动车辆标准)”来决定。这些标准中所决定的插电式车辆的充电步骤大致如下。首先充电电缆CCID将控制测试(pilot)信号(以下，称为测试信号)发送给在车辆上搭载的用于充电控制的ECU (电动控制单元)，在该测试信号的电压从初始值Vl (例如12V)变换为V2 (例如9V)时，判断为充电电缆连接到插电式车辆。接着，充电电缆CCID以对应于电源设备(外部电源和充电电缆)的额定电流的占空比发送测试信号，从而对插电式车辆的ECU通知电源设备的额定电流。接着，插电式车辆的E⑶使测试信号的电压从V2变化为V3 (例如6V)，从而向充电电缆的CCID通知完成了充电准备。然后，充电电缆的CCID若检测到测试信号电压从V2变化为V3的情况，则判断为插电式车辆侧的充电准备已完成，从而将用于向插电式车辆侧提供外部电源的电力的继电器导通(即开始供电)。这样，测试信号是在插电式车辆的充电控制中必要的信号，检测测试信号的异常非常重要。例如，在(日本)特开2009-71989号公报中公开了以下的技术在插电式车辆与外部电源经由充电电缆连接的状态下，检测用于测试信号的通信的控制线的断路。但是,如在(日本)特开2009-71989号公报中也记载的那样,测试信号在插电式车辆的E⑶内，经由输入电路(输入缓冲器等)输入到CPU等处理器。若该输入电路故障，则ECU内的处理器无法启动，或者无法实施适当的充电控制，因此需要用于诊断输入电路的故障的电路，但在(日本)特开2009-71989号公报中并没有公开这样的电路。
发明内容
本发明鉴于上述情况而完成，其目的在于，提供一种能够诊断输入电路的故障的电子控制装置，其中该输入电路设置于基于测试信号进行充电控制所需的处理的处理器的前级。(I)本发明的一个方式的电子控制装置，搭载于能够通过外部电源来充电的车辆上，在所述车辆经由充电电缆连接到所述外部电源时，从所述充电电缆先于电力供电而接收测试信号，所述电子控制装置具有处理器，基于所述测试信号，进行充电控制所需的处理；输入电路，设置于所述处理器的输入端口的前级；以及假信号供给电路，根据所述处理器的控制，对从所述电子控制装置的测试信号输入端子至所述输入电路的测试信号线上提供假测试信号，所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供所述假测试信号时的所述输入端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。( 2 )在上述(I)所述的电子控制装置中，优选所述输入端口包含用于输入成为所述处理器的启动要因的启动要因突发信号的突发端口，所述输入电路由如下电路构成在经由所述测试信号线被输入了脉冲状的测试信号时，生成所述启动要因突发信号而输出给所述突发端口，所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供脉冲状的假测试信号时的所述突发端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。(3)在上述(I)所述的电子控制装置中，优选所述输入端口包含用于输入成为所述处理器的启动要因的启动要因突发信号的突发端口、以及用于测定所述测试信号的占空比的占空测定端口，所述输入电路由以下电路构成，在经由所述测试信号线被输入了脉冲状的测试信号时，生成所述启动要因突发信号而输出给所述突发端口，并对所述测试信号进行缓冲而输出给所述占空测定端口，所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供了脉冲状的假测试信号时的所述突发端口以及所述占空测定端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。(4 )在上述(I) (3 )的任一项所述的电子控制装置中，优选所述处理器在所述车辆没有连接到所述充电电缆时，实施所述输入电路的故障诊断处理。根据本发明，由于设置了对电子控制装置的从测试信号输入端子至输入电路的测试信号线提供假测试信号的假信号供给电路，因此能够根据在控制该假信号供给电路对所述测试信号线提供了所述假测试信号时的处理器的输入端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。
图1是本实施方式的车辆充电系统的概略结构图。图2是搭载在插电式车辆3上的充电控制用E⑶33的内部结构图。图3是表示车辆充电系统的充电动作的时序图。图4A是表示由CPU107实施的输入电路105的故障诊断处理的第I例的时序图。图4B是表示由CPU107实施的输入电路105的故障诊断处理的第2例的时序图。
具体实施例方式以下，参照
本发明的一实施方式。图1是本实施方式的车辆充电系统的概略结构图。如该图1所示，本实施方式的车辆充电系统由外部电源1、充电电缆2以及插电式车辆3构成。外部电源I例如由设置于房屋内的附有地线端子的电源插座11、以及对该电源插座11提供单相交流电力的AC电源(商用电源)12构成。充电电缆2由两条供电线21、22、地线23、测试线24、插头25、电缆侧耦合器26、CCID27构成。供电线21、22以及地线23分别其一端连接到插头25、另一端连接到电缆侧耦合器26。测试线24的一端连接到CCID27 (详细地说是测试电路27c)，另一端连接到电缆侧耦合器26。通过插头25连接到电源插座11，从而供电线21、22的一端连接到AC电源12，且地线23的一端连接到外部电源I侧的地线。此外，通过电缆侧耦合器26连接到插电式车辆3的车辆侧耦合器31，从而供电线21、22的另一端连接到插电式车辆3的电池充电器32，且地线23以及测试线24的另一端连接到插电式车辆3的充电控制用E⑶33。CCID27是设置于供电线21、22以及地线23的中途的控制单元，包含在供电线2U22的中途插入的继电器27a、27b ;以及测试电路27c，其经由测试线24将测试信号CPL发送到插电式车辆3的充电控制用E⑶33，且进行上述继电器27a、27b的开关控制。另外，测试电路27c连接到供电线21、22以及地线23，从供电线21、22获得电源电压，从地线23获得接地电压。插电式车辆3是电动车或者插电式混合动力汽车等能够由外部电源I充电的车辆，包含车辆侧耦合器31、电池充电器32以及充电控制用ECU33。通过对车辆侧耦合器31连接充电电缆2的电缆侧耦合器26，从而供电线21、22与电池充电器32连接，地线23以及测试线24与充电控制用E⑶33连接。电池充电器32是在充电控制用E⑶33的控制下，将经由充电电缆2 (供电线21、22)从外部电源I提供的单相交流电力变换为直流电力，通过该直流电力对搭载于插电式车辆3上的驱动用电池(省略图示)充电的充电电路。充电控制用ECU33在插电式车辆3经由充电电缆2连接到外部电源I时，从充电电缆2先于电力供电而接收测试信号CPL，并基于该测试信号CPL来进行驱动用电池的充电控制所需的处理的电子控制装置。图2是充电控制用ECU33的内部结构图。如该图2所示，充电控制用ECU33具有测试信号输入端子100、雪崩二极管101、第I 二极管102、第I下拉电阻103、测试电压设定电路104、输入电路105、假信号供给电路106以及CPU107。测试信号输入端子100是在对车辆侧耦合器31连接了充电电缆2的电缆侧耦合器26时连接到测试线24上的外部输入端子。雪崩二极管101的一端连接到测试信号输入端子100，另一端连接到地线，起到将经由测试信号输入端子100输入的测试信号CPL的电压(测试信号输入端子100与地线之间的电压)确保于Vl (例如12V)以下的作用。第I 二极管102的阳极端子连接到测试信号输入端子100，阴极端子连接到第I下拉电阻103的一端，起到仅通过测试信号CPL的正数侧信号的作用。第I下拉电阻103的一端连接到第I 二极管102的阴极端子，另一端连接到地线，起到将测试信号CPL的正数侧的电压(即第I 二极管102的阴极端子和地线之间的电压)从Vl变化为V2 (例如9V)的作用。测试电压设定电路104是在CPU107的控制下，使测试信号CPL的正数侧的电压阶段性变化(从V2变化为V3 (例如6V))的电路，由第2下拉电阻104a、例如作为npn型晶体管的第I开关元件104b构成。在测试电压设定电路104中，第2下拉电阻104a的一端连接到第I 二极管102的阴极端子上，另一端连接到第I开关元件104b的集电极端子上。第I开关元件104b的集电极电子连接到第I下拉电阻104a的另一端上，发射极端子连接到地线，基极端子连接到CPU107的第I控制信号输出端口 CT1_0UT上。该第I开关元件104b根据从CPU107的第I控制信号输出端口 CT1_0UT向基极端子输出的第I控制信号CTl而切换导通截止状态。根据这样的结构的测试电压设定电路104，在第I开关元件104b而导通状态时，第2下拉电阻104a的另一端连接到地线，测试信号CPL的正数侧的电压从V2变化为V3。输入电路105设置于CPU107的输入端口的前级，具有输入缓冲器105a以及定时器IC105b。这里，CPU107的输入端口包含用于输入成为CPU107的启动要因的启动要因突发信号的突发端口 CPL_INT、以及用于测定测试信号CPL的占空比的占空测定端口 CPL_DUTY。输入缓冲器105a例如是逻辑IC(N0T电路)，其输入端子连接到第2 二极管102的阴极端子上，输出端子连接到定时器IC105b的输入端子以及CPU107的占空测定端口 CPL_DUTY上。定时器IC105b的输入端子连接到输入缓冲器105b的输出端子上，其输出端子连接到CPU107的突发端口 CPL_INT上，在被输入了脉冲状的测试信号CPL时生成启动要因突发信号而输出到突发端口 CPL_INT。这样，输入电路105是在被输入了脉冲状的测试信号CPL时生成启动要因突发信号而输出到CPU107的突发端口 CPL_INT，并对测试信号CPL进行缓冲而输出到CPU107的占空测定端口 CPL_DUTY的电路。假信号供给电路106是根据CPU107的控制，对从测试信号输入端子100至输入电路105的测试信号线L提供假测试信号的电路，由例如作为pnp型晶体管的第2开关元件106a、第2 二极管106b、以及两个电阻106c、106d构成。第2开关元件106a的发射极端子连接到电源线PL1，集电极端子经由第2 二极管106b而连接到测试信号线L，基极端子经由电阻106c连接到CPU107的第2控制信号输出端口 CT2_0UT。该第2开关元件106a根据从CPU107的第2控制信号输出端口 CT2_0UT输出到基极端子上的第2控制信号CT2而切换导通截止状态。另外，充电控制用ECU33内置了调节器，所述调节器将从低压电池提供的主电源电压Vlffl降压而生成子电源电压Vkk,所述低电压电池与驱动用电池分开而单独搭载于插电式车辆3中，在上述电源线PLl上，被施加从该调节器输出的子电源电压VKEe。第2 二极管106b的阳极端子连接到第2开关元件106a的集电极端子上，阴极端子连接到测试信号线L。电阻106c的一端连接到第2开关元件106a的基极端子上，另一端连接到CPU107的第2控制信号输出端口 CT2_0UT上。电阻106d的一端连接到第2开关元件106a的发射极端子上，另一端连接到电阻106c的另一端上。根据这样的结构的假信号供给电路106，通过对第2开关元件106a进行PWM控制，能够将具有期望的频率以及占空比的脉冲信号作为假测试信号而提供给测试信号线L。另外，假测试信号的最大振幅值等于子电源电压V-。CPU107是基于测试信号CPL (换言之，基于突发端口 CPL_INT以及占空测定端口CPL_DUTY的信号状态)进行充电控制所需的处理，并控制测试电压设定电路104而使脉冲信号CPL的电压阶段性地变化的处理器。虽然其细节将在后面叙述，但该CPU107具有作为输入电路105的故障诊断处理，基于在控制假信号供给电路106向测试信号线L提供脉冲状的假测试信号时的突发端口CPL_INT以及占空测定端口 CPL_DUTY的信号状态而进行输入电路105的故障诊断的功能。接着，参照图3的时序图来说明如上所述那样构成的车辆充电系统的动作。首先，在图3中的时刻tl中，若设为充电电缆2的插头25连接到外部电源I的电源插座11上，则CCID27的测试电路27c经由供电线21、22从AC电源12接受电力供给而启动，并经由测试线24输出电压值Vl (12V)的测试信号CPL。在该时刻，CCID27的继电器27a、27b成为截止状态，此外，充电控制用E⑶33的CPU107处于休眠状态。另外，如图3所示，在CPU107处于休眠状态时，从CPU107输出的第I控制信号CTl是低电平，因此测试电压设定电路104的第I开关元件104b成为截止状态。此外，在该时亥IJ，测试信号CPL不输入到充电控制用E⑶33，因此从输入电路105的定时器IC105b输出的启动要因突发信号成为低电平，CPU107的突发端口 CPL_INT的信号状态也成为低电平。接着，在图3中的时刻t2中，若设为充电电缆2的电缆侧耦合器26连接到插电式车辆3的车辆侧耦合器31上，则充电控制用ECU33的测试信号输入端子100上被输入测试信号CPL，但由于第I下拉电阻103而测试信号CPL的正数侧的电压(第I 二极管102的阴极端子与地线之间的电压)从Vl变化为V2 (9V)。CCID27的测试电路27c若检测到上述那样的测试信号CPL的电压变化(测试线24的电压变化)，则判断为充电电缆2连接到插电式车辆3，从图3中的时刻t3起以与电源设备(外部电源I以及充电电缆2)的额定电流对应的占空比发送测试信号CPL，从而对充电控制用E⑶33通知电源设备的额定电流。如上所述，在时刻t3之后，若具有与额定电流对应的占空比的脉冲状的测试信号CPL输入到充电控制用E⑶33，则输入电路105的定时器IC105b在从检测到脉冲状的测试信号CPL的最初的边缘起经过一定时间td后的时刻t4，将高电平的启动要因突发信号输出到CPU107的突发端口 CPL_INT。即，在时刻t4，突发端口 CPL_INT的信号状态成为高电平。CPU107若在时刻t4检测到突发端口 CPL_INT的信号状态变化为高电平，则从休眠状态启动，基于占空测定端口 CPL_DUTY的信号状态(即输入缓冲器105a的输出信号)，测定测试信号CPL的占空比，从而掌握电源设备的额定电流。然后，CPU107在图3中的时刻t5输出高电平的第I控制信号CT1，从而将第I开关元件104b切换为导通状态，使测试信号CPL的电压从V2变化为V3 (6V)，从而向充电电缆2的CCID27通知充电准备完成。CCID27的测试电路27c若检测到测试信号CPL的电压(测试线24的电压)从V2变化为V3，则判断为插电式车辆3侧的充电准备已完成，从而用于将外部电源I的交流电力提供给插电式车辆I侧的继电器27a、27b导通(即开始供电)。由此，从外部电源I经由充电电缆2 (供电线21、22)，对插电式车辆3的电池充电器32提供交流电力。然后，充电控制用E⑶33的CPU107基于根据测试信号CPL的占空比而掌握的电源设备的额定电流，控制电池充电器32，从而进行驱动用电池的适当的充电控制。这样，在充电控制用E⑶33中，输入电路105起到用于使CPU107启动而掌握电源设备的额定电流的重要的作用，若该输入电路105故障，则CPU107不能启动，或者不能掌握电源设备的额定电流，无法实施适当的充电控制。因此，进行输入电路105的故障诊断变得非常重要。在本实施方式中，充电控制用E⑶33的CPU107按照以下说明的顺序实施输入电路105的故障诊断处理。另外，以下举出了两个故障诊断处理的例子，但可以采用其中任意一个故障诊断处理。此外，CPU107在没有对插电式车辆3连接充电电缆2的时刻(例如插电式车辆3行驶过程中)实施以下说明的故障诊断处理。其理由在于，若在对插电式车辆3连接了充电电缆2的状态下实施故障诊断处理，则会妨碍上述的充电动作。首先，参照图4A的时序图，说明CPU107所实施的故障诊断处理的第I例子。首先，CPU107作为初始处理，将第I控制信号CTl设置为低电平，并将第2控制信号CT2设置为高电平，从而将第I开关元件104b以及第2开关元件106a控制为截止状态。此时，CPU107的突发端口 CPL_INT的信号状态成为低电平。接着，CPU107在图4A中的时刻tll tl3的期间，输出一定频率(例如1kHz、占空比例如为50%)的脉冲状的第2控制信号CT2，从而对第2开关元件106a进行PWM控制。由此，在时刻tlftl3的期间，具有与第2控制信号CT2相同的频率以及占空比的脉冲状的假测试信号从假信号供给电路106提供到测试信号线L。输入电路105的定时器IC105b在时刻til检测到假测试信号的最初的边缘后经过一定时间td后的时刻tl2，将启动要因突发信号设置为高电平，另一方面，在时刻tl3检测假测试信号的最后的边缘后经过一定时间td后的时刻tl4，将启动要因突发信号设置为低电平。即，CPU107的突发端口 CPL_INT的信号状态仅在时刻tl2、14的期间成为高电平。CPU107基于在如上述那样控制假信号供给电路106对测试信号线L提供脉冲状的假测试信号时的突发端口 CPL_INT的信号状态，进行输入电路105的故障诊断。具体来说，在从开始提供假测试信号起经过一定时间td后，突发端口 CPL_INT的信号状态成为高电平，且从停止提供假测试信号起经过一定时间td后，突发端口 CPL_INT的信号状态成为低电平，则CPU107判断为输入电路105正常。此外，若从开始提供假测试信号起经过一定时间td，突发端口 CPL_INT的信号状态也没有从低电平变化为高电平时，或者从停止提供假测试信号起经过一定时间td，突发端口 CPL_INT的信号状态也没有从高电平变化为低电平时，CPU107判断为输入电路105发
生故障。接着，参照图4B的时序图，说明由CPU107实施的故障诊断处理的第2例子。首先，CPU107作为初始处理，将第I控制信号CTl以及第2控制信号cT2设置为高电平，从而将第I开关元件104b控制为导通状态，将第2开关元件106a控制为截止状态。此时，CPU107的突发端口 CPL_INT的信号状态成为低电平。接着，CPU107通过在图4B中的时刻t21 t23的期间输出一定频率(例如500Hz、占空比例如为50%)的脉冲状的第2控制信号CT2，从而对第2开关元件106a进行PWM控制。由此，在时刻t2ft23的期间，具有与第2控制信号CT2相同的频率以及占空比的脉冲状的假测试信号从假信号供给电路106提供给测试信号线L。此外，CPU107在时刻t23将第I开关元件104b切换为截止状态。输入电路105的定时器IC105b在时刻t21检测到假测试信号的最初的边缘后经过一定时间td后的时刻t22，将启动要因突发信号设置为高电平，另一方面，在时刻t23检测到假测试信号的最后的边缘后经过一定时间td后的时刻t24，将启动要因突发信号设置为低电平。即，CPU107的突发端口 CPL_INT的信号状态仅在时刻t22、24的期间成为高电平。此外，在时刻t21 t23的期间，从输入缓冲器105a对CPU107的占空测定端口 CPL_DUTY输出具有与假测试信号相同的频率以及占空比的脉冲信号，因此测定端口 CPL_DUTY的信号状态也以与假测试信号相同的频率以及占空比变化。CPU107基于在如上述那样控制假信号供给电路106对测试信号线L提供脉冲状的假测试信号时的突发端口 CPL_INT以及占空测定端口 CPL_DUTY的信号状态，进行输入电路105的故障诊断。具体来说，CPU107若在开始提供假测试信号后经过一定时间td时、以及在停止提供假测试信号后经过一定时间td时，能够检测到突发端口 CPL_INT的信号状态发生边缘的情况，则判断为输入电路105中的输入缓冲器105a以及定时器IC105b正常。此外，CPU107若在开始提供假测试信号后能够检测到占空测定端口 CPL_DUTY的信号状态发生边缘的情况，则判断为输入电路105中的从输入缓冲器105到占空测定端口CPL_DUTY的线正常。另一方面，CPU107在无法检测到突发端口 CPL_INT的信号状态发生边缘的情况时，或者在虽然能够检测到边缘但边缘检测定时发生偏移时，判断为输入电路105中的输入缓冲器105a以及定时器IC105b发生故障。此外，CPU107在不能检测到占空测定端口 CPL_DUTY的信号状态发生了边缘的情况时，或者在虽然能够检测到边缘但与假测试信号的频率以及占空比之间的差异较大时，判断为输入电路105中的从输入缓冲器105a起到占空测定端口 CPL_DUYT的线发生了故障(推断输入缓冲器105a故障或者布线被切断)。如以上说明那样，根据本实施方式，由于设置了对从充电控制用ECU33的测试信号输入端子100到输入电路105的测试信号线L提供假测试信号的假信号供给电路106，因此能够根据控制该假信号供给电路106对测试信号线L提供假测试信号时的CPU107的输入端口的信号状态，进行输入电路105的故障诊断。另外，本发明并不限定于上述实施方式，可举出以下的变形例。例如，在上述实施方式中，采用了在将充电电缆2连接到插电式车辆3时(图3中的时刻t2)，将测试信号CPL的电压自动地从Vl变化为V2的结构，但本发明并不限定于此，也可以采用以下结构在将充电电缆2连接到插电式车辆2的时刻，即在电压值为Vl的测试信号CPL输入到充电控制用E⑶33时启动CPU107，通过CPU107的控制使测试信号CPL的电压从Vl变化为V2。
权利要求
1.一种电子控制装置，搭载于能够通过外部电源来充电的车辆上，在所述车辆经由充电电缆连接到所述外部电源时，从所述充电电缆先于电力供电而接收测试信号，其特征在于，所述电子控制装置具有 处理器，基于所述测试信号，进行充电控制所需的处理； 输入电路，设置于所述处理器的输入端口的前级；以及 假信号供给电路，根据所述处理器的控制，对从所述电子控制装置的测试信号输入端子至所述输入电路的测试信号线上提供假测试信号， 所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供所述假测试信号时的所述输入端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。
2.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于， 所述输入端口包含用于输入成为所述处理器的启动要因的启动要因突发信号的突发端口， 所述输入电路由如下电路构成在经由所述测试信号线被输入了脉冲状的测试信号时，生成所述启动要因突发信号而输出给所述突发端口， 所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供脉冲状的假测试信号时的所述突发端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。
3.如权利要求1所述的电子控制装置，其特征在于， 所述输入端口包含用于输入成为所述处理器的启动要因的启动要因突发信号的突发端口、以及用于测定所述测试信号的占空比的占空测定端口， 所述输入电路由以下电路构成，在经由所述测试信号线被输入了脉冲状的测试信号时，生成所述启动要因突发信号而输出给所述突发端口，并对所述测试信号进行缓冲而输出给所述占空测定端口， 所述处理器作为所述输入电路的故障诊断处理，基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供了脉冲状的假测试信号时的所述突发端口以及所述占空测定端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。
4.如权利要求1至3的任一项所述的电子控制装置，其特征在于， 所述处理器在所述充电电缆没有连接到所述车辆时，实施所述输入电路的故障诊断处理。
全文摘要
本发明涉及电子控制装置，具有处理器，基于测试信号进行充电控制所需的处理；输入电路，设置于所述处理器的输入端口的前级；假信号供给电路，根据所述处理器的控制，对测试信号线提供假测试信号，所述处理器基于在控制所述假信号供给电路对所述测试信号线提供了所述假测试信号时的所述输入端口的信号状态，进行所述输入电路的故障诊断。
文档编号H02J7/00GK103066635SQ20121039568
公开日2013年4月24日 申请日期2012年10月18日 优先权日2011年10月21日
发明者高岛让, 丹野真树, 山田毅, 梅谷治树, 大保慎一 申请人:株式会社京滨, 本田技研工业株式会社