-
Technisches Gebiet
-
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine elektronische Steuereinheit, die an einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montiert werden soll.
-
Stand der Technik
-
Eine elektronische Vorrichtung wie z. B. eine elektronische Steuereinheit (ECU), die an einem Kraftfahrzeug oder dergleichen montiert ist, arbeitet unter Verwendung eines Stroms, der aus einer in einem Fahrzeug montierten Batterie zugeführt wird, jedoch ist die in der Batterie geladene Energie auf einen gewissen Umfang beschränkt. Somit muss zusätzlich zu dem Stromverbrauch während des normalen Betriebs der elektronischen Vorrichtung der Stromverbrauch (der als ein Dunkelstrom bezeichnet ist) während eines Energiesparzustands gemanagt und reduziert werden.
-
Als eine Technik, die sich auf einen solchen Dunkelstrom bezieht, offenbart beispielsweise PTL 1 (
JP 2015-95089 A ) ein Stromversorgungssteuersystem, das eine vorbestimmte Anzahl von Steuereinheiten, die zum Schalten zwischen einem Betriebszustand, in dem der Betrieb, die durch mehrere elektronische Vorrichtungen ausgeführt wird, gesteuert wird, und einem Energiesparzustand, in dem die Steuerung der elektronischen Vorrichtungen gemäß einer vorbestimmten Bedingung unterbrochen ist, fähig sind, ein Überwachungssteuerungsmittel zum Überwachen und Steuern eines Stroms, der jeder der Steuereinheiten zugeführt wird, ein erstes Detektionsmittel zum Detektieren eines Stroms, der durch jede der Steuereinheiten in dem Betriebszustand jeder der Steuereinheiten fließt, ein erstes Stromsteuermittel zum Zuführen, durch Steuern der Überwachungssteuermittel, eines Ansteuerstroms zu jeder der Steuereinheiten in dem Betriebszustand jeder der Steuereinheiten und zum Trennen des Ansteuerstroms zu jeder der Steuereinheiten, wenn ein Strom, der einen vorbestimmten Schwellenwert übersteigt, durch das erste Detektionsmittel detektiert wird, ein zweites Stromsteuermittel zum Zuführen durch Steuern der Überwachungssteuermittel eines Dunkelstroms zu jeder der Steuereinheiten dadurch, dass sie von der ersten Stromsteuereinheit in dem Energiesparzustand jeder der Steuereinheiten geschaltet werden, und zum Trennen des Dunkelstroms zu jeder der Steuereinheiten in dem Betriebszustand jeder der Steuereinheiten, ein zweites Detektionsmittel zum Detektieren einer Größe des Spannungsabfalls basierend auf einer Änderung des Dunkelstroms in dem Energiesparzustand jeder der Steuereinheiten, und ein Anomalitätsbestimmungsmittel zum Bestimmen, ob eine Anomalie in dem Energiesparzustand der Steuereinheiten vorhanden ist, basierend darauf, ob eine vorbestimmte Größe des Spannungsabfalls durch das zweite Detektionsmittel detektiert wurde (siehe Anspruch 1 in den Ansprüchen), enthält.
-
Entgegenhaltungsliste
-
Patentliteratur
-
-
Zusammenfassung der Erfindung
-
Technisches Problem
-
Die vorstehende herkömmliche Technik weist jedoch das Problem auf, dass die Größe einer Schaltung zunimmt, weil eine Schaltung zum Detektieren einer Anomalie eines Dunkelstroms und eine Schaltung zum Spezifizieren einer ECU, in der die Anomalie des Dunkelstroms detektiert worden ist (das heißt andere ECUs zum Detektieren einer Anomalie des Dunkelstroms und dergleichen) außerhalb der ECU vorgesehen werden müssen. Ferner dient die vorstehende herkömmliche Technik der Detektion, als Anomalie eines Dunkelstroms, dass eine elektronische Vorrichtung aufgrund einer Unsteuerbarkeit nicht in einem Energiesparzustand ist, wobei eine sehr kleine Änderung des Dunkelstroms selbst nicht detektiert werden kann.
-
Die vorliegende Erfindung ist im Hinblick auf das Vorstehende gemacht worden und es ist ihre Aufgabe, eine elektronische Steuereinheit zu schaffen, die eine Anomalie des Dunkelstroms detektieren kann, während die Zunahme der Größe einer Schaltung vermieden wird.
-
Lösung der Aufgabe
-
Um die obige Aufgabe zu lösen, enthält die vorliegende Erfindung eine Lasteinheit, die mit einem Strom arbeitet, der über einen Stromversorgungseingangsanschluss von einer Batterie zugeführt wird, ein Verpolungsschutzelement, das auf einem Stromversorgungsweg, der den Stromversorgungseingangsanschluss mit der Lasteinheit verbindet, angeordnet ist und einen Rückwärtsstrom verhindert, wenn die Batterie mit dem Stromversorgungseingangsanschluss umgekehrt verbunden ist, und eine Stromanomaliedetektionseinheit, die eine Anomalie eines Stroms, der durch das Verpolungsschutzelement fließt, basierend auf einer Spannungsdifferenz zwischen einer Spannung auf der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses des Verpolungsschutzelements und einer Spannung auf der Seite der Lasteinheit detektiert.
-
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
-
Es ist möglich, eine Anomalie des Dunkelstroms zu detektieren, während die Vergrößerung einer Schaltung vermieden wird.
-
Figurenliste
-
- 1 ist ein Diagramm, das schematisch eine elektronische Steuereinheit gemäß einer ersten Ausführungsform und eine periphere Konfiguration zeigt.
- 2 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Stromüberwachungseinheit und einer Steuereinheit zeigt.
- 3 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Beziehung zwischen einer Spannung zwischen beiden Enden einer Diode, die auf einem Stromversorgungsweg, der einen Stromversorgungseingangsanschluss und eine Steuereinheit verbindet, angeordnet ist, und einem Strom, der dazwischen fließt, zeigt.
- 4 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Stromüberwachungseinheit gemäß einer zweiten Ausführungsform und eine Steuereinheit zeigt.
- 5 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Beziehung zwischen einer Spannung zwischen beiden Enden eines MOSFET und einem Strom, der dazwischen fließt, zeigt.
- 6 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel einer Konfiguration einer Steuereinheit 2 in der zweiten Ausführungsform zeigt.
- 7 ist ein Diagramm, das schematisch eine elektronische Steuereinheit gemäß einer dritten Ausführungsform und eine periphere Konfiguration zeigt.
- 8 ist ein Diagramm, das Änderungen von Signalen und Spannungen während Diagnoseverarbeitung einer Diagnosevorrichtung zeigt.
-
Beschreibung von Ausführungsformen
-
Nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen beschrieben.
-
<Erste Ausführungsform>
-
Eine erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 1 bis 3 genau beschrieben.
-
1 ist ein Diagramm, das schematisch eine elektronische Steuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform und eine periphere Konfiguration zeigt.
-
In 1 ist eine elektronische Steuereinheit (ECU) 100 eine aus mehreren elektronischen Steuereinheiten, die an einem Fahrzeug montiert werden sollen und verschiedene Steuerfunktionen aufweisen, und enthält hauptsächlich eine Steuereinheit 2 als eine Lasteinheit und eine Stromüberwachungseinheit 1. Die Steuereinheit 2 arbeitet mit einem Strom, der über einen Stromversorgungseingangsanschluss 100a von einer Batterie 10, die eine externe Stromversorgung ist, zugeführt wird. Die Stromüberwachungseinheit 1 überwacht einen Strom, der zwischen dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a und der Steuereinheit 2 fließt. Die elektronische Steuereinheit 100 enthält ferner einen Masseanschluss (GND-Anschluss) 100b.
-
Die Steuereinheit 2 ist aus einer Steuerschaltung (einem Mikrocomputer oder dergleichen), einer Stromversorgungsschaltung, einem Treiber oder dergleichen gebildet und führt eine Steuerfunktion, die der elektronischen Steuereinheit 100 zugewiesen ist, in einem Fahrzeug, an dem die Steuereinheit 100 montiert ist, durch Austauschen verschiedener Typen von Informationen (Signalen oder dergleichen) mit dem Äußeren der elektronischen Steuereinheit 100 (einer weiteren elektronischen Steuereinheit, einem zu steuernden Objekt oder dergleichen) über einen Eingabe/Ausgabe-Anschluss oder dergleichen (nicht gezeigt) aus.
-
Die Stromüberwachungseinheit 1 weist eine Verpolungsschutzfunktion auf zum Schützen der internen Schaltung der elektronischen Steuereinheit 100 gegen einen Polaritätsfehler der Stromversorgung, die mit dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a verbunden ist (das heißt umgekehrte Verbindung einer Stromversorgung) und dergleichen, und eine Stromanomaliedetektionsfunktion zum Detektieren einer Anomalie eines Stroms (Dunkelstroms), der von dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a zu der Steuereinheit 2 fließt, (Stromanomaliedetektionsverarbeitung ausführt) wenn die Steuereinheit 2 nicht arbeitet (das heißt einem Bereitschaftszustand). Ein Ergebnis der Stromanomaliedetektionsverarbeitung der Stromüberwachungseinheit 1 wird als ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3 zu dem Äußeren der elektronischen Steuereinheit 100 ausgegeben und wird durch andere Verarbeitungseinheiten (nicht gezeigt) verwendet, die verschiedene Typen von Verarbeitung ausführen gemäß einem Zustand eines Stroms, der durch die Stromüberwachungseinheit 1 detektiert wird (das heißt einem normalen Zustand oder einem anomalen Zustand des Stroms, der aus dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a eingegeben wird, oder des Stroms, der in der Steuereinheit 2 verwendet wird).
-
2 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Stromüberwachungseinheit und einer Steuereinheit zeigt.
-
In 2 enthält die Stromüberwachungseinheit 1 eine Diode 11 und eine Stromanomaliedetektionsschaltung 12. Die Diode 11 ist auf einem Stromversorgungsweg angeordnet, der den Stromversorgungseingangsanschluss 100a mit der Steuereinheit 2 verbindet. Die Stromanomaliedetektionsschaltung 12 detektiert eine Anomalie eines Stroms (Dunkelstroms), der von dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a zu der Steuereinheit 2 fließt, basierend auf der Potentialdifferenz zwischen beiden Enden der Diode 11.
-
Die Diode 11 ist so angeordnet, dass eine Anodenseite mit der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a verbunden ist und eine Kathodenseite mit der Seite der Steuereinheit 2 verbunden ist, und führt die Verpolungsschutzfunktion zum Schützen der internen Schaltung, wenn eine umgekehrte Vorspannung angelegt ist, das heißt, wenn die Stromversorgung mit dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a umgekehrt verbunden ist, oder eine Negativüberspannungsschutzfunktion aus.
-
Die Stromanomaliedetektionsschaltung 12 enthält eine Diode 13, eine Referenzstromquelle 14 und eine Komparatorschaltung 15. Eine Anodenseite der Diode 13 ist mit der Anodenseite der Diode 11 (der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a) verbunden. Die Referenzstromquelle 14 ist zwischen einer Kathodenseite der Diode 13 und GND verbunden und stellt einen konstanten Strom (Referenzstrom Iref) ein, so dass er von der Diode 13 zu GND fließt. Die Komparatorschaltung 15 nimmt eine Spannung (Spannung VB) auf der Kathodenseite der Diode 11 (der Seite der Steuereinheit 2) und eine Spannung (Referenzspannung Vref) auf der Kathodenseite der Diode 13 auf und gibt das Vergleichsergebnis aus.
-
Während die Steuereinheit 2 nicht arbeitet (in dem Bereitschaftszustand ist) gibt die Komparatorschaltung 15 ein tiefes Signal (beispielsweise GND-Spannung) als ein Detektionsergebnis (ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) aus, das angibt, dass der Strom (Dunkelstrom), der durch die Diode 11 fließt, ein normaler Wert ist, wenn die Spannung VB auf der Kathodenseite der Diode 11 höher ist als die Referenzspannung Vref. Alternativ gibt, während die Steuereinheit 2 nicht arbeitet (in dem Bereitschaftszustand ist) die Komparatorschaltung 15 ein hohes Signal (beispielsweise eine Versorgungsspannung der elektronischen Steuereinheit 100) als ein Detektionsergebnis (ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) aus, das angibt, dass der Strom (Dunkelstrom), der durch die Diode 11 fließt, ein anomaler Wert ist, wenn die Spannung VB auf der Kathodenseite der Diode 11 niedriger ist als die Referenzspannung Vref.
-
Mit anderen Worten kann gesagt werden, dass die Komparatorschaltung 15 den Spannungsabfall aufgrund des Stroms, der durch die Diode 11 fließt, mit dem Spannungsabfall aufgrund des Stroms, der durch die Diode 13 fließt, vergleicht. Somit ist es, beispielsweise wenn der gleiche Diodentyp für die Diode 11 und die Diode 13 verwendet wird, möglich zu bestimmen, ob der Dunkelstrom anomal ist, basierend darauf, ob der Dunkelstrom, der durch die Diode 11 fließt, größer oder kleiner ist als der Referenzstrom Iref, das heißt, es ist möglich, einfach den Referenzstrom Iref als einen Referenzwert des Dunkelstroms zu verwenden. Es wird darauf hingewiesen, dass es durch Verwenden des IC (Elements) vom gleichen Typ und aus der gleichen Charge für die Diode 11 und die Diode 13 oder Bilden der Diode 11 und der Diode 13 in der Nähe desselben Halbleiterelements möglich ist, den Einfluss der Temperatureigenschaften und der Variation der Eigenschaften zu unterdrücken und eine Anomalie des Dunkelstroms stabil zu detektieren.
-
Die Stromanomaliedetektionsschaltung 12 kann intermittierend eine Anomalie des Dunkelstroms detektieren (die Stromanomaliedetektionsverarbeitung ausführen), und es ist möglich, den Stromverbrauch zu unterdrücken, durch Anhalten des Betriebs der Referenzstromquelle 14 und der Komparatorschaltung 15, wenn die Stromanomaliedetektionsverarbeitung nicht ausgeführt wird.
-
3 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Beziehung zwischen einer Spannung (Potentialdifferenz) zwischen beiden Enden einer Diode, die auf dem Stromversorgungsweg angeordnet ist, der einen Stromversorgungseingangsanschluss mit einer Steuereinheit verbindet, und einem dazwischen fließenden Strom zeigt, wobei der Strom als die vertikale Achse gezeigt ist und die Spannung als die horizontale Achse gezeigt ist.
-
In 3 ist angenommen, dass Strom, der durch die Diode 11 fließt lecu ist, die Spannung auf der Kathodenseite der Diode 11 VB ist und die Spannung der Batterie 10 Vbatt ist. Wenn die Steuereinheit 2 keine Energie verbraucht, werden der Strom lecu, der durch die Diode 11 fließt, und der Spannungsabfall null, was bedeutet, dass die Spannung VB gleich Vbatt ist. Wenn der Energieverbrauch in der Steuereinheit 2 ansteigt, steigen der Strom lecu, der durch die Diode 11 fließt, und der Spannungsabfall an. Dann, wenn die Differenz zwischen der Spannung Vbatt und der Spannung VB (das heißt, die Spannung zwischen beiden Enden der Diode 11) die Vorwärtsspannung VF übersteigt, steigt der Strom lecu plötzlich an. In 3 ist als ein Beispiel der Strom, wenn die Steuereinheit 2 arbeitet (das heißt ein aktiver Zustand), als laktiv angegeben, und der Strom, wenn die Steuereinheit 2 nicht arbeitet (ein Bereitschaftszustand), ist als Ibereit angegeben. Im Bereich von VF > Vbatt - VB, da die Empfindlichkeit der Spannungsänderung groß ist in Bezug auf eine sehr kleine Änderung des Stroms lecu, der ein sehr kleiner Strom ist, ist die Referenzspannung Vref innerhalb des Bereichs von VF > Vbatt - Vref eingestellt, um den Dunkelstrom, der durch die Diode 11 fließt, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
-
Es wird darauf hingewiesen, dass, um einen anomalen Strom zu detektieren, wenn die Steuereinheit 2 arbeitet (in dem aktiven Zustand ist), die Referenzspannung Vref durch Steuern/Ändern des Referenzstroms Iref so geändert wird, dass sie Vref ≤ Bbatt - VB ist.
-
Die Effekte der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend konfiguriert ist, sind beschrieben.
-
Die herkömmliche Technik weist ein Problem auf, dass die Größe einer Schaltung vergrößert wird, weil eine Schaltung zum Detektieren einer Anomalie eines Dunkelstroms und eine Schaltung zum Spezifizieren einer ECU, in der die Anomalie des Dunkelstroms detektiert worden ist (das heißt andere ECUs zum Detektieren einer Anomalie des Dunkelstroms und dergleichen) außerhalb der ECU bereitgestellt werden müssen. Zusätzlich dient die herkömmliche Technik zum Detektieren, als eine Anomalie eines Dunkelstroms, dass eine elektronische Vorrichtung aufgrund von Unsteuerbarkeit nicht in einem Energiesparzustand ist, und eine sehr kleine Änderung des Dunkelstroms selbst kann nicht detektiert werden.
-
Im Gegensatz dazu weist die vorliegende Ausführungsform eine Konfiguration auf, die die Steuereinheit 2, die als eine Lasteinheit dient, die mit dem Strom lecu arbeitet, der über den Stromversorgungseingangsanschluss 100a aus der Batterie 10 zugeführt wird, die Diode 11, die auf dem Stromversorgungsweg angeordnet ist, der den Stromversorgungseingangsanschluss 100a mit der Steuereinheit 2 verbindet, und als ein Verpolungsschutzelement dient, das einen umgekehrten Strom verhindert, wenn die Batterie 10 umgekehrt mit dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a verbunden ist, und die Stromanomaliedetektionsschaltung 12, die eine Anomalie des Stroms, der durch die Diode 11 fließt, basierend auf der Spannungsdifferenz zwischen der Spannung Vbatt und der Spannung VB auf der Seite der Steuereinheit 2 detektiert, enthält.
-
Da das Verpolungsschutzelement eine wichtige Funktion ausführt, die für den Stromversorgungseingangsanschluss der elektronischen Steuereinheit bereitgestellt wird, ist sie oft an der elektronischen Steuereinheit montiert. Es ist jedoch möglich, eine Anomalie eines Dunkelstroms, während die Zunahme der Schaltungen vermieden wird, in der vorliegenden Ausführungsform zum Detektieren einer Anomalie des Dunkelstroms unter Verwendung der Spannung zwischen beiden Enden des Verpolungsschutzelements zu detektieren.
-
Darüber hinaus ist es nicht notwendig, eine ECU oder dergleichen getrennt vorzusehen zum Detektieren einer Anomalie eines Dunkelstroms, und es ist möglich, ferner zur Vermeidung der Zunahme der Schaltungen beizutragen.
-
Zusätzlich ist eine Diode als das Verpolungsschutzelement verwendet, das in jeder elektronischen Steuereinheit vorgesehen ist, und es ist möglich, eine Anomalie eines Dunkelstroms für jede ECU mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
-
<Zweite Ausführungsform>
-
Eine zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 4 bis 6 genau beschrieben.
-
In der vorliegenden Ausführungsform wird ein Metalloxidhalbleiter-Feldeffekttransistor (MOSFET) anstelle der Diode verwendet, die als das Verpolungsschutzelement in der Stromüberwachungseinheit in der ersten Ausführungsform gezeigt ist.
-
4 ist ein Diagramm, das schematisch eine Konfiguration einer Stromüberwachungseinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform und eine Steuereinheit zeigt. In der Zeichnung werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen wie in der ersten Ausführungsform zugewiesen, und ihre Erläuterung ist weggelassen.
-
In 4 weist eine Stromüberwachungseinheit 1A eine Verpolungsschutzfunktion zum Schützen der internen Schaltung einer elektronischen Steuereinheit 100 gegen einen Polaritätsfehler der Stromversorgung, die mit einem Stromversorgungseingangsanschluss 100a verbunden ist, (das heißt umgekehrte Verbindung einer Stromversorgung) und dergleichen und eine Stromanomaliedetektionsfunktion zum Detektieren einer Anomalie eines Stroms (Betriebsstrom/Dunkelstrom), der von dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a zu einer Steuereinheit 2 fließt, wenn die Steuereinheit 2 arbeitet (das heißt ein aktiver Zustand) und nicht arbeitet (das heißt ein Bereitschaftszustand), auf und gibt ein Ergebnis der Stromanomaliedetektionsverarbeitung zu dem Äußeren der elektronischen Steuereinheit 100 als ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3 aus.
-
Die Stromüberwachungseinheit 1A enthält einen MOSFET 21, der auf einem Stromversorgungsweg angeordnet ist, der den Stromversorgungseingangsanschluss 100a mit der Steuereinheit 2 verbindet, und eine Stromanomaliedetektionsschaltung 22, die eine Anomalie eines Stroms, der von dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a zu der Steuereinheit 2 fließt, basierend auf der Potentialdifferenz zwischen beiden Enden des MOSFET 21 detektiert.
-
Der MOSFET 21 ist so angeordnet, dass eine Anodenseite einer Body-Diode 21 (auch als eine parasitische Diode oder eine eingebaute Diode bezeichnet), die darin gebildet ist, mit der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a verbunden ist und eine Kathodenseite mit der Seite der Steuereinheit 2 verbunden ist. Die Body-Diode 21a führt eine Verpolungsschutzfunktion zum Schützen der internen Schaltung, wenn ein umgekehrte Vorspannung angelegt ist, das heißt, wenn die Stromversorgung umgekehrt mit dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a verbunden ist, oder eine Negativüberspannungsschutzfunktion aus. Der MOSFET 21 wird zwischen einem abgeschalteten Zustand (einem Zustand, in dem kein Strom fließt) und einem leitenden Zustand (einem Zustand, in dem ein Strom fließt) durch ein Steuersignal (Gate-Signal) Vg, das in das Gate von einer weiteren Verarbeitungseinheit (beispielsweise einer Verarbeitungseinheit, die außerhalb der Steuereinheit 2 oder der elektronischen Steuereinheit 100 vorgesehen ist) eingegeben wird. Wenn die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist, wird ein EIN-Signal zum Schalten des MOSFET 21 in den leitenden Zustand in das Gate des MOSFET 21 als das Steuersignal Vg eingegeben. Wenn die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist, wird ein AUS-Signal zum Schalten des MOSFET 21 in den abgeschalteten Zustand in das Gate des MOSFET 21 als das Steuersignal Vg eingegeben.
-
Die Stromanomaliedetektionsschaltung 22 enthält eine Referenzspannungseinstelleinheit 14A und eine Komparatorschaltung 15. Die Referenzspannungseinstelleinheit 14A stellt die Referenzspannung Vref basierend auf der Spannung auf der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a des MOSFET 21 (mit anderen Worten der Anodenseite der Body-Diode 21a) ein. Die Komparatorschaltung 15 nimmt die Spannung (Spannung VB) auf der Seite der Steuereinheit 2 des MOSFET 21 (mit anderen Worten der Kathodenseite der Body-Diode 21a) und die Referenzspannung Vref auf und gibt das Vergleichsergebnis aus.
-
Wenn die Spannung VB auf der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a des MOSFET 21 (der Anodenseite der Body-Diode 21a) höher ist als die Referenzspannung Vref, gibt die Komparatorschaltung 15 ein tiefes Signal (beispielsweise GND-Spannung) als ein Detektionsergebnis (ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) aus, das angibt, dass der Strom (Betriebsstrom/Dunkelstrom), der durch den MOSFET 21 und die Body-Diode 21a fließt, ein normaler Wert ist. Alternativ gibt, wenn die Spannung VB auf der Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a des MOSFET 21 (der Anodenseite der Body-Diode 21a) niedriger ist als die Referenzspannung Vref, gibt die Komparatorschaltung 15 ein hohes Signal (beispielsweise die Stromversorgungsspannung der elektronischen Steuereinheit 100) als ein Detektionsergebnis (ein Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) aus, das angibt, dass der Strom (Betriebsstrom/Dunkelstrom), der durch den MOSFET 21 (der die Body-Diode 21a enthält) fließt, ein anomaler Wert ist.
-
Die Referenzspannungseinstelleinheit 14A erfasst das Steuersignal Vg des MOSFET 21. Wenn ein EIN-Signal zum Steuern dafür, dass der MOSFET 21 in dem leitenden Zustand ist, eingegeben wird, gibt die Referenzspannungseinstelleinheit 14A die Referenzspannung Vref aus, während die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist, (insbesondere als eine Referenzspannung Vrefon bezeichnet) zu der Komparatorschaltung 15 aus. Wenn ein AUS-Signal zum Steuern dafür, dass der MOSFET 21 in dem abgeschalteten Zustand ist, eingegeben wird, gibt die Referenzspannungseinstelleinheit 14A die Referenzspannung aus, während die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist, (insbesondere als eine Referenzspannung Vrefoff bezeichnet) zu der Komparatorschaltung 15 aus.
-
5 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel der Beziehung zwischen einer Spannung (Potentialdifferenz) zwischen beiden Enden des MOSFET und einem Strom, der dazwischen fließt, zeigt, wobei der Strom als die vertikale Achse gezeigt ist und die Spannung als die horizontale Achse gezeigt ist.
-
In 5 ist angenommen, dass der Strom, der durch den MOSFET 21 (der die Body-Diode 21a enthält) fließt, lecu ist, die Spannung auf der Seite der Steuereinheit 2 des MOSFET 21 (der Kathodenseite der Body-Diode 21a) VB ist und die Spannung der Batterie 10, die in die Seite des Stromversorgungseingangsanschlusses 100a des MOSFET 21 (die Anodenseite der Body-Diode 21a) eingegeben werden soll, Vbatt ist.
-
Wenn die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist und das Steuersignal Vg des MOSFET 21 das EIN-Signal ist, ist der MOSFET 21 in dem leitenden Zustand (Zustand mit niedrigem Widerstand), und die Body-Diode 21a ist in einem Zustand, dass sie in dem AUS-Bereich arbeitet. Somit werden, wie durch die durchgezogene Linie 50 in 5 angegeben ist, wenn die Steuereinheit 2 keine Energie verbraucht, der Strom lecu, der durch den MOSFET 21 fließt, und der Spannungsabfall zu null, was bedeutet, dass die Spannung VB gleich Vbatt ist. Wenn der Energieverbrauch in der Steuereinheit 2 ansteigt, steigen der Strom lecu, der durch den MOSFET 21 fließt, und der Spannungsabfall an. 5 stellt beispielhaft den Strom während die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist als laktiv dar.
-
Durch Einstellen der Referenzspannung Vref (Vrefon), wenn die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist und das Steuersignal Vg des MOSFET 21 das EIN-Signal ist, kann der Betriebsstrom, der durch den MOSFET 21 fließt, detektiert werden. Es wird darauf hingewiesen, dass der Fall, in dem die Body-Diode 21a in dem EIN-Zustand ist aufgrund des Spannungsabfalls durch den MOSFET 21, nicht berücksichtigt ist, und es angenommen ist, dass die Referenzspannung Vrefon dem Bereich von VF > Vbatt-Vrefon (dem Bereich, in dem die Body-Diode 21a nicht eingeschaltet ist) eingestellt ist.
-
Zusätzlich ist, wenn die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist und das Steuersignal Vg des MOSFET 21 das AUS-Signal ist, der MOSFET 21 in dem abgeschalteten Zustand (Zustand mit hohem Widerstand), und die Body-Diode 21a arbeitet hauptsächlich. Das heißt, wie durch die durchgezogene Linie 51 in 5 angegeben ist, dass dann, wenn die Steuereinheit 2 keine Energie verbraucht, der Storm lecu, der durch die Body-Diode 21a fließt, und der Spannungsabfall null werden, was bedeutet, dass die Spannung VB gleich Vbatt ist. Wenn der Energieverbrauch in der Steuereinheit 2 ansteigt, steigen der Strom lecu, der durch die Body-Diode 21a fließt, und der Spannungsabfall an. Dann, wenn die Differenz zwischen der Spannung Vbatt und der Spannung VB (das heißt, die Spannung zwischen beiden Enden der Body-Diode 21a) die Vorwärtsspannung VF übersteigt, steigt der Strom lecu plötzlich an. 5 stellt beispielhaft den Strom während die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist, als Ibereit dar.
-
Dann wird im Bereich von VF > Vbatt - VB, das heißt dem Bereich, in dem die Empfindlichkeit der Spannungsänderung in Bezug auf eine sehr kleine Änderung des Stroms lecu, der ein sehr kleiner Strom ist, groß ist, die Referenzspannung Vref (Vrefoff) innerhalb des Bereichs von VF > Vbatt - Vrefoff eingestellt, um den Dunkelstrom, der durch die Body-Diode 21a fließt, mit hoher Genauigkeit zu detektieren.
-
Andere Konfigurationen sind gleich denjenigen in der ersten Ausführungsform.
-
In der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die gleichen Effekte wie diejenigen in der ersten Ausführungsform erhalten werden.
-
Zusätzlich können ferner die folgenden Effekte in der vorliegenden Ausführungsform erhalten werden.
-
6 ist ein Diagramm, das schematisch ein Beispiel einer Konfiguration der Steuereinheit 2 in der vorliegenden Ausführungsform zeigt.
-
In 6 enthält die Steuereinheit 2 hauptsächlich einen Mikrocomputer 61 als eine Steuereinheit, eine Spannungsüberwachungseinheit 66, eine interne Stromversorgung 64, einen Überstromdetektor 63, einen Referenzspannungsgenerator 65 und einen Entkopplungskondensator 62. Die Spannungsüberwachungseinheit 66 überwacht die Spannung VB, die in die Steuereinheit 2 über die Stromüberwachungseinheit 1 eingegeben wird. Die interne Stromversorgung 64 dient als eine Stromversorgungsschaltung, die unter Verwendung der Energie, die über die Stromüberwachungseinheit 1 in die Steuereinheit 2 eingegeben wird, arbeitet. Der Überstromdetektor 63 detektiert und verhindert einen Überstrom des Stroms, der in den Mikrocomputer 61 der Steuereinheit 2 über die Stromüberwachungseinheit 1 eingegeben wird. Der Referenzspannungsgenerator 65 erzeugt aus der Spannung der internen Stromversorgung 64 eine Referenzspannung, die in dem Überstromdetektor 63 verwendet werden soll. Der Entkopplungskondensator 62 unterdrückt die Fluktuation der Spannung, die in den Mikrocomputer 61 eingegeben werden soll. Zwischen der Stromüberwachungseinheit 1 und der Steuereinheit 2 ist ein Entkopplungskondensator 4 angeordnet, der die Fluktuation der Spannung, die von der Stromüberwachungseinheit 1 zu der Steuereinheit 2 eingegeben werden soll, unterdrückt.
-
Das heißt, in der vorliegenden Ausführungsform ist es möglich, dass die Stromüberwachungseinheit 1 einen Überstrom verhindert, zusätzlich zu dem Überstromdetektor 63, der einen Überstrom verhindert, der durch einen Fehler des Mikrocomputers 61 der Steuereinheit 2 oder einen Kurzschluss des Entkopplungskondensators 62 verursacht wird. Somit ist es möglich, die Überstromdetektionsfunktion zu duplizieren und die Zuverlässigkeit der Überstromdetektionsfunktion zu verbessern. Darüber hinaus ist es möglich, die Überstromdetektionsfunktion beispielsweise für eine Steuereinheit bereitzustellen, die keine Überstromdetektionsfunktion aufweist, und die Zuverlässigkeit zu verbessern.
-
Zusätzlich kann in der als Beispiel verwendeten Steuereinheit 2, da der Entkopplungskondensator 4, der an einem Eingangsteil der Stromversorgung der Steuereinheit 2 angeordnet ist, auf der stromaufwärts gelegenen Seite des Überstromdetektors 63 angeordnet ist, der Überstromdetektor 63 einen Kurzschluss des Entkopplungskondensators 4 nicht detektieren. Die Stromüberwachungseinheit 1 kann jedoch einen Kurzschluss des Entkopplungskondensators 4 detektieren, während die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist, ein kleineres Leck (Dunkelstrom) der Spannungsüberwachungseinheit 66, der internen Stromversorgung 64. des Referenzspannungsgenerators 65 und dergleichen der Steuereinheit 2 überwachen, während die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist, und eine Anomalie detektieren, und es ist möglich, die Zuverlässigkeit zu verbessern.
-
<Dritte Ausführungsform>
-
Eine dritte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird mit Bezug auf die 7 und 8 genau beschrieben.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist eine Diagnosefunktion eines MOSFET in der zweiten Ausführungsform bereitgestellt.
-
7 ist ein Diagramm, das schematisch eine elektronische Steuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform und eine periphere Konfiguration zeigt. In der Zeichnung werden die gleichen Bezugszeichen den gleichen Elementen wie in der ersten und zweiten Ausführungsform zugewiesen, und ihre Erläuterung ist weggelassen.
-
In 7 ist eine elektronische Steuereinheit 100A eine aus mehreren elektronischen Steuereinheiten, die an einem Fahrzeug montiert werden sollen und verschiedene Steuerfunktionen aufweisen, und enthält hauptsächlich eine Steuereinheit 2 als eine Lasteinheit und eine Stromüberwachungseinheit 1 und eine Diagnosevorrichtung 7. Die Steuereinheit 2 arbeitet mit einem Strom, der über einen Stromversorgungseingangsanschluss 100a von einer Batterie 10, die eine externe Stromversorgung ist, zugeführt wird. Die Stromüberwachungseinheit 1 überwacht einen Strom, der zwischen dem Stromversorgungseingangsanschluss 100a und der Steuereinheit 2 fließt. Die Diagnosevorrichtung 7 führt Diagnoseverarbeitung für den MOSFET 21 der Stromüberwachungseinheit 1 aus. Die elektronische Steuereinheit 100A enthält ferner einen Masseanschluss (GND-Anschluss) 100b.
-
Die Diagnosevorrichtung 7 gibt ein Steuersignal Vg des MOSFET 2 der Stromüberwachungseinheit 1 basierend auf einem Steuersignal (nicht gezeigt) von dem Äußeren der elektronischen Steuereinheit 100A aus, um die EIN/AUS-Steuerung auszuführen, und führt Diagnoseverarbeitung zum Diagnostizieren, ob der MOSFET 21 normal ist, aus.
-
8 ist ein Diagramm, das Änderungen von Signalen und Spannungen während der Diagnoseverarbeitung der Diagnosevorrichtung zeigt, wobei der Zustand der Spannung oder dergleichen als die vertikale Achse gezeigt ist und die Zeit als die horizontale Achse gezeigt ist. 8 stellt beispielhaft dar, dass der MOSFET 21 normal arbeitet.
-
In 8 ist, wenn die Steuereinheit 2 in dem Bereitschaftszustand ist, der Strom lecu sehr klein. Die Diagnosevorrichtung 7 steuert das Steuersignal Vg des MOSFET 21, so dass der MOSFET 21 in dem AUS-Zustand ist. Zu dieser Zeit wird ein DET-Signal (Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) zu dem tiefen Signal (normal).
-
Als Nächstes wird; als die Diagnoseverarbeitung wenn die Steuereinheit 2 von dem Bereitschaftszustand zu dem aktiven Zustand geändert wird, der Strom lecu zu dem Betriebsstrom. Dieser Strom wird durch Anschalten der Body-Diode 21a zugeführt. Die Diagnosevorrichtung 7 steuert ferner das Steuersignal Vg des MOSFET 21, so dass der MOSFET 21 in dem AUS-Zustand bleibt. Zu dieser Zeit wird das DET-Signal (Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) zu dem hohen Signal. Das DET-Signal wird zu dieser Zeit (während der Diagnoseverarbeitung) nicht behandelt, wenn der Strom (Dunkelstrom), der durch den MOSFET 21 (oder die Body-Diode 21a) fließt, ein anomaler Wert ist.
-
Dann steuert die Diagnosevorrichtung 7 das Steuersignal Vg des MOSFET 21, so dass der MOSFET 21 in dem EIN-Zustand ist. Zu dieser Zeit wird das DET-Signal (Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) zu dem tiefen Signal.
-
Auf diese Weise wird in der Diagnoseverarbeitung das DET-Signal (Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3) hoch durch Steuern des MOSFET 21, so dass er in dem AUS-Zustand ist, wenn die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist, und somit ist es möglich zu diagnostizieren, dass der MOSFET 21 korrekt in dem AUS-Zustand ist.
-
Die Zeit für die Diagnoseverarbeitung (die Zeit, während der die Body-Diode 21a in dem EIN-Zustand ist) ist so eingestellt, dass sie unter Berücksichtigung der Eigenschaften der Body-Diode des MOSFET ausreichend kurz ist. Da ein großformatiger MOSFET für die Stromüberwachungseinheit, die auf die Stromversorgung der elektronischen Steuereinheit oder dergleichen angewandt wird, verwendet wird, ist dessen Body-Diode ebenfalls ausreichend groß, und es ist möglich, eine ausreichende Zeit zum Ausführen der Diagnoseverarbeitung innerhalb der Zeit sicherzustellen, während der die Body-Diode normal arbeitet, obwohl die Body-Diode in dem EIN-Zustand ist.
-
In der vorliegenden Ausführungsform ist beispielhaft gezeigt worden, dass die Diagnoseverarbeitung ausgeführt wird, wenn die Steuereinheit 2 von dem Bereitschaftszustand in den aktiven Zustand übergeht. Die Diagnoseverarbeitung kann jedoch ausgeführt werden, wenn die Steuereinheit 2 von dem aktiven Zustand in den Bereitschaftszustand übergeht oder in dem aktiven Zustand, dem Bereitschaftszustand oder dergleichen ist.
-
Andere Konfigurationen sind gleich denjenigen in der ersten und zweiten Ausführungsform.
-
In der vorliegenden Ausführungsform, die wie vorstehend beschrieben konfiguriert ist, können die gleichen Effekte wie diejenigen in der ersten und zweiten Ausführungsform erhalten werden.
-
Darüber hinaus ist es möglich zu diagnostizieren, ob der MOSFET normal arbeitet, und die Zuverlässigkeit weiter zu verbessern.
-
<Andere Ausführungsformen>
-
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die vorstehenden Ausführungsformen beschränkt und enthält eine verschiedene modifizierte Beispiele.
-
Beispielsweise kann in jeder Ausführungsform die elektronische Steuereinheit mit einer Meldungssteuereinheit versehen sein, die die Meldung zu einem Fahrer steuert, und, wenn eine Anomalie eines Dunkelstroms durch die Stromüberwachungseinheit detektiert wird (wenn das Stromanomaliedetektionsergebnissignal 3 hoch ist), ein Signal, das angibt, das eine Anomalie eines Dunkelstroms aufgetreten ist, zu einem Meldemittel (Monitor oder Lautsprecher), das außerhalb der elektronischen Steuereinheit oder einer Steuereinheit davon angeordnet ist, ausgeben, um den Fahrer über die Anomalie zu benachrichtigen.
-
Darüber hinaus kann, wenn eine Anomalie eines Dunkelstroms detektiert wird, die Stromanomaliedetektionsverarbeitung ausgeführt werden, wenn die Steuereinheit 2 in dem aktiven Zustand ist, nachdem der MOSFET in den EIN-Zustand geschaltet worden ist, um eine Fehlerart zu schätzen durch Vergleichen des Detektionsergebnisses in dem EIN-Zustand mit dem Detektionsergebnis in dem AUS-Zustand, und die Meldung kann an das Host-System oder den Fahrer ausgeführt werden. Zu dieser Zeit kann die Referenzspannung in der Stromanomaliedetektionsverarbeitung in jeden aus dem aktiven Zustand und dem Bereitschaftszustand geschaltet werden, um die genauen Fehlerart zu schätzen. Darüber hinaus kann der Meldungsinhalt gemäß dem Ladezustand der Batterie geändert werden. Beispielsweise kann; falls der Ladezustand der Batterie niedriger ist als ein vorbestimmter Referenzwert, wenn eine Anomalie eines Dunkelstroms detektiert worden ist, eine vorbestimmte Funktion angehalten werden, oder falls der Ladezustand der Batterie höher ist als ein vorbestimmter Referenzwert, kann die Verarbeitung umgeschaltet werden, um den Fahrer über die Anomalie zu informieren.
-
Zusätzlich ist es nicht notwendig, den Fahrer sofort über die Anomalie zu informieren, wenn die Anomalie des Dunkelstroms detektiert worden ist, und die Meldung kann beim nächsten Mal, wenn das Fahrzeug gestartet wird, ausgeführt werden. Bis zur Meldung kann der Stromverbrauch durch Anhalten von Funktionen mit niedriger Priorität reduziert werden.
-
Die vorstehenden Ausführungsformen sind genau beschrieben worden, damit die vorliegende Erfindung leicht verstanden werden kann, und sie sind nicht notwendigerweise auf diejenigen beschränkt, die alle beschriebenen Konfigurationen aufweisen. Außerdem können ein Teil der oder alle vorstehenden Konfigurationen, Funktionen und dergleichen dadurch implementiert sein, dass sie beispielsweise in einer integrierten Schaltung konstruiert werden. Alternativ können ein Teil der oder alle vorstehenden Konfigurationen, Funktionen und dergleichen durch Software implementiert sein durch Interpretieren und Ausführen von Programmen zum Implementieren jeder Funktion durch einen Prozessor.
-
Bezugszeichenliste
-
- 1, 1A
- Stromüberwachungseinheit
- 2
- Steuereinheit
- 3
- Stromanomaliedetektionsergebnissignal4,
- 62
- Entkopplungskondensator
- 7
- Diagnosevorrichtung
- 10
- Batterie
- 11
- Diode
- 12
- Stromanomaliedetektionsschaltung
- 13
- Diode
- 14
- Referenzstromquelle
- 14A
- Referenzspannungseinstelleinheit
- 15
- Komparatorschaltung
- 21
- MOSFET
- 21a
- Body-Diode
- 22
- Stromanomaliedetektionsschaltung
- 61
- Mikrocomputer
- 63
- Überstromdetektor
- 64
- interne Stromversorgung
- 65
- Referenzspannungsgenerator
- 66
- Spannungsüberwachungseinheit
- 100, 100A
- elektronische Steuereinheit (ECU)
- 100a
- Stromversorgungseingangsanschluss
- 100b
- Masse- (GND-) Anschluss
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- JP 2015095089 A [0003, 0004]
