JP7172731B2

JP7172731B2 - 電子制御装置

Info

Publication number: JP7172731B2
Application number: JP2019034297A
Authority: JP
Inventors: 拓未有田
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2019-02-27
Filing date: 2019-02-27
Publication date: 2022-11-16
Anticipated expiration: 2039-02-27
Also published as: JP2020139787A

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。

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。

特公平７－３４４７号公報

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。

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。

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。

そして、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。更に、断線検出部は、スイッチング素子のオンオフを切り替える信号を、駆動信号のレベルを反転させて生成する。

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）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）

（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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

（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。

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。

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。

Claims

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（２２，２３）と、
前記駆動信号を出力する信号出力部（３，２２，２３，３２，４０）とを備え、
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、前記断線を検出し、
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電子制御装置。
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記載の電子制御装置。