车载电子控制装置的制作方法

[0001]
本发明涉及一种车载电子控制装置，其目的在于，改善对由车载电子控制装置驱动的负载的异常进行检测的精度。


背景技术：

[0002]
在车辆中，为了进行发动机控制而使用各种传感器。这些传感器的信息被输入到车载电子控制装置(electronic control unit：ecu)中，并且为了进行发动机控制而被有效利用。例如，o2传感器对废气中的氧的浓度进行检测。根据该氧浓度信息对燃料和空气的混合比(空燃比)进行控制。当o2传感器不正常工作时，将无法进行恰当的燃烧，废气中的一氧化碳、氮氧化物等的浓度变高，有可能会对净化废气的催化物产生较大的影响。因而，要求ecu早期检测出这些传感器等的异常，并且督促使用者采取维修等的应对措施。
[0003]
o2传感器通过加热至恰当的温度而激活，并且对氧的浓度进行检测。因此，在传感器内部具备加热器。但是，在电池电压施加到加热器两端的电池短路的情况下，电流不是流动到加热器，无法对传感器进行加热。ecu对由电池短路导致的过电流进行检测，进行通报异常发生并且停止加热器的驱动等处理。
[0004]
像这样，对负载的电池短路等的异常进行检测是ecu的主要作用之一。
[0005]
当发生由于作为负载的外部元件的劣化等而引起的电阻值下降、由于连接电缆的破损等引起的电源接触(电池短路)时，在ecu中会有比通常情况下过大的电流流动。在ecu中，将其作为过电流而用于负载异常的检测。
[0006]
ecu对驱动负载的电流值进行检测，并且在电流值超过阈值的情况下检测为过电流。一般情况下，该电流阈值被设定为固定值。
[0007]
以往，在专利文献1中公开了一种仅对流动到负载的电流进行检测，并且进行过电流的检测的技术。该检测是基于固定的阈值的检测，并且过电流被检测为超过该阈值的电流。现有技术文献专利文献
[0008]
专利文献1：日本专利特开2009-278724号公报


技术实现要素：

发明要解决的问题
[0009]
流过负载的电流值由施加的电源电压和负载的电阻值、连接电缆的电阻值、ecu内的布线、驱动元件的电阻值等确定。可是，一般情况下，与负载的电阻值相比，其他电阻值被设计为足够小的值。作为电流值变低的条件，存在施加到负载的电源电压较低的情况、负载的电阻值增加了的情况。因此，即使在负载中发生异常并且电阻值变小，当施加到负载的电源电压较低时，电流值也会变低，并且低于阈值，从而可能会导致无法检测到过电流。
[0010]
在车辆中，也存在电源电压不固定而是低电压的情况。其结果是，可能会变成较低
的电流值，但作为负载即使是异常的电流值，在低于阈值的情况下，也不会检测为过电流，从而无法检测为异常。
[0011]
本发明的目的在于，即使是在施加到负载的电源电压较低的情况下，也能够对表示负载的异常的过电流进行检测。解决问题的技术手段
[0012]
为了解决上述课题，本发明的车载电子控制装置除了设置仅通过电流值信息对表示负载异常的过电流状态进行检测的第一检测单元之外，还设置了通过施加到负载的电源电压信息对负载的电阻值进行运算而对负载的异常进行检测的第二检测单元，由此即使是在施加到负载的电源电压较低的情况下，也能够对表示负载异常的过电流进行检测。
[0013]
另外，在本发明中，通过设置根据施加到负载的电源电压而阶段性地切换用于对过电流进行检测的阈值的单元，即使是在施加到负载的电源电压较低的情况下，也能够对表示负载异常的过电流进行检测。发明的效果
[0014]
根据本发明，通过对现有的第一检测单元追加新的第二检测单元，与以往相比，即使是在施加到负载的电源电压较低的情况下，也能够对表示负载异常的过电流进行检测。需要说明的是，若通过运算装置的程序执行第二检测单元的话，则能够通过现有的电路构成来实现。
[0015]
另外，根据本发明，在施加到负载的电源电压较高的情况下，由于仅通过现有的第一检测单元执行过电流检测，因此能够减轻通过运算装置的程序执行第二检测单元的情况下的处理的负担。
[0016]
进一步，根据本发明，由于能够根据施加到负载的电源电压而阶段性地切换用于对过电流进行检测的阈值，因此能够减轻通过现有的第一检测单元的小变更、或通过运算装置的程序实现的情况下的第二检测单元的负担。
附图说明
[0017]
图1是本发明的车载电子控制装置的电路构成图。图2是本发明的实施例1中的电流阈值。图3是本发明的实施例2中的电流阈值(直线)。图4是本发明的实施例3中的电流阈值(三个阶段)。
具体实施方式
[0018]
以下将使用附图对本发明的实施例进行说明。需要说明的是，能够组合各实施例。实施例1
[0019]
使用图1和图2，对本发明的实施例1进行说明。
[0020]
为了驱动负载3，电池2作为负载电源连接到负载3。
[0021]
ecu1具备：驱动负载3的驱动元件103；用于对流动至负载3的电流进行检测的电流检测电阻104；集成电路102；以及运算装置101。
[0022]
驱动元件103通过来自集成电路102的控制信号203进行负载3的驱动。
[0023]
电流检测电阻104获得与流动至负载3的电流成比例的电压值。所获得的电压值作
为负载电流值信息204被输入到集成电路102。
[0024]
运算装置101使用与ecu1连接的传感器等的输入信号进行用于驱动负载3的运算。集成电路102根据来自运算装置101的控制指令向驱动元件103输出控制信号203。集成电路102具备第一诊断部，该第一诊断部在负载电流值信息204超过电流阈值的情况下诊断为过电流。该检测方法是以往就已知的方法，在此作为第一检测单元。另外，一般情况下电流阈值被设定为固定值。
[0025]
如上所述，集成电路102所具有的电流阈值被设定为固定值，但由于制造偏差导致的个体差异、温度等环境因素，从而可取的值具有一定的变动宽度。
[0026]
如图2所示，存在具有最大电流阈值401的个体和具有最小电流阈值402的个体。
[0027]
以往，实施电流值301超过最大电流阈值401的电压值下的过电流诊断，但近年来对低电压时的过电流诊断的要求不断提高，并且要求进行电流值301低于最大电流阈值401的电压下的过电流诊断。在该情况下，发现了如下新的课题：如图2所示，若是电流阈值为最小电流阈值402的个体的话，则能够进行过电流诊断，但如果是电流阈值为最大电流阈值401的个体，则可能无法进行过电流诊断。
[0028]
因此，在本实施例中，为了对负载的异常进行检测，除了第一检测单元之外，还实施第二检测单元。
[0029]
接下来，对第二检测单元进行说明。
[0030]
运算装置101通过集成电路102和通信线201进行通信，并且获得被输入到集成电路102的、流动至负载3的电流值信息204。另外，施加到负载3的电源电压作为负载电源电压值信息202经由未图示的模数转换器而被输入到运算装置101。
[0031]
运算装置101在根据施加到负载3的负载电源电压值信息202来判断施加到负载的电源电压较低的情况下，根据流动至负载3的电流值信息204和施加到负载3的负载电源电压值信息202来计算负载的电阻值，由此来执行对负载的异常进行检测的第二检测单元。
[0032]
可通过简单地将负载电源电压值信息202除以电流值信息204而求得负载的电阻值。准确地说，可以通过从简单地求得的电阻值中减去负载和ecu的连接电缆的电阻值、ecu内的布线、驱动元件的电阻值等而求得。
[0033]
例如，在正常时的负载为10欧姆，并且即使考虑初始偏差、温度特性也不会变成9欧姆以下的情况下，期望将2欧姆以下可靠地检测为负载异常。考虑到负载电源电压值信息202、电流值信息204的误差等，通过将若运算装置101的运算结果为3欧姆以下的话则判断为负载异常的这样的处理并入到运算装置101中来实现该处理。
[0034]
需要说明的是，在该例的情况下，若将判断为负载异常的电阻值设定为与9欧姆接近的值的话，则有可能更容易捕捉到在电池完全短路之前的异常的征兆，并且能够早期发现负载的劣化等。
[0035]
相反地，若设定为与2欧姆接近的值的话，则变得容易仅检测出真正异常的情况，能够降低尽管是正常的负载但检测为异常的虚报的可能性。
[0036]
若将电阻阈值设为作为两者的折中的中间值的话，则能够减少虚报，并且捕捉到异常的征兆。
[0037]
在本实施例中，使用电流检测电阻104作为用于获得电流值信息204的电流检测单元，但也能够将驱动元件103内置于集成电路102，构成电流镜电路而对电流进行检测。
[0038]
另外，在本实施例中，运算装置101使用与集成电路102的通信线201作为获得电流值信息204的单元，但也能够例如通过集成电路102将电流值信息204作为放大后的电压信息输出，并且运算装置101使用模数转换器接收该信息。
[0039]
需要说明的是，一般情况下，运算装置101由微型计算机构成，但也能够由fpga、dsp、asic等来实现。
[0040]
进一步，在本实施例中，形成为将负载3连接于电源、驱动元件103吸收电流的低侧电路，但在负载3接地、驱动元件103排出电流的高侧电路中也能够获得相同的效果。
[0041]
在本实施例中，在负载电阻异常时的电流超过最大阈值电流值的电压下，仅采用基于负载电流通过集成电路对异常进行检测的第一检测单元。并且，在本实施例中，在通过第一检测单元可能无法对异常进行检测的、负载电阻异常时的电流为最大阈值电流值以下的电压下，采用第二检测单元和第一检测单元这两者，在任一方判断为异常的情况下，则判定在负载中存在异常，其中，所述第二检测单元以运算装置101基于被输入到运算装置101的负载电源电压信息和电流值信息求得的电阻值来对异常进行检测。根据本实施例，在能够通过集成电路102检测到异常的区域中实施负载异常检测而不使用运算装置101，因此降低了运算装置101的运算负载，在仅通过集成电路102无法检测到负载的异常的低电压区域中，并用通过运算装置101计算负载电阻来对负载的异常进行检测，由此即使是在低电压区域也能够对负载的异常进行检测。在检测到异常后，ecu1进行如下处理：通过警示灯、警报声等将异常的发生通报给ecu1外部，并且停止负载3的驱动等。实施例2
[0042]
以下，使用图3对本发明的实施例2进行说明。对于与实施例1相同的构成将省略说明。
[0043]
如在实施例1中所说明的那样，第一检测单元具有如图2所示的最大电流阈值401和最小电流阈值402。在实施例1中，这两个值与施加到负载3的电源电压v无关而为恒定的值(固定值)。与此相对，在本实施例中，如图3所示，具有与施加到负载3的电源电压v成比例的最大电流阈值501和最小电流阈值502。
[0044]
在此，最小电流阈值502被设定为比在负载电阻正常的情况下可取的电流值302大的值，并且由于与施加到负载3的电源电压v成比例且以与正常时的电流值302相同的方式变化，因此不会被检测为过电流。
[0045]
另外，最大电流阈值501被设定为比在负载电阻异常的情况下可取的电流值301小的值，并且由于与施加到负载3的电源电压v成比例且以与异常时的电流值301相同的方式变化，因此能够检测为过电流。
[0046]
需要说明的是，最大电流阈值501和最小电流阈值502能够定义为电阻值，如在实施例1中所说明的那样，可通过简单地将负载电源电压值信息202除以电流值信息204而求得。若使用微型计算机的话，则能够实时进行运算，并且对负载3是异常还是正常进行诊断。实施例3
[0047]
以下，使用图4对本实施例3进行说明。
[0048]
图4是简化图3所示的最大电流阈值501和最小电流阈值502的设定后的图。在此所示的最大电流阈值601和最小电流阈值602相对于施加到负载3的电源电压v具有三个阶段的值。
[0049]
最大电流阈值601和最小电流阈值602不需要通过负载电源电压值信息202和电流值信息204实时进行运算，只要预先设定为相对于负载电源电压值信息202的三个电流阈值即可，在通过微型计算机实现的情况下，不会由于运算而引起处理负载的增加，另外，能够通过向集成电路102输入负载电源电压信息202，且使电流阈值从一个增加到三个来实现。
[0050]
需要说明的是，在本实施例中，相对于施加到负载3的电源电压v设定了三个阶段的阈值，但并不一定需要为三个阶段，在某些情况下，两个阶段就足够，反之，通过设定为四个阶段以上，能够应对广范围的电源电压。符号说明
[0051]1…
车载电子控制装置、2
…
电池、3
…
负载、101
…
运算装置、102
…
集成电路、103
…
驱动元件、104
…
电流检测电阻、201
…
运算装置-集成电路通信线、202
…
负载电源电压值信息、203
…
驱动元件控制信号线、204
…
负载电流值信息、301
…
负载电阻异常时的电压-电流直线，302
…
负载电阻正常时的电压-电流直线、401
…
实施例1的最大电流阈值、402
…
实施例1的最小电流阈值、501
…
实施例2的最大电流阈值(直线)、502
…
实施例2的最小电流阈值(直线)、601
…
实施例2的最大电流阈值(三个阶段)、602
…
实施例2的最小电流阈值(三个阶段)。