CN110095672B - 一种基于车载ecu继电器输出负载诊断电路的诊断方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车检测，具体涉及一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法，其中车载ECU继电器输出负载诊断电路包括控制器、继电器驱动电路、继电器、测试电压电路、待诊断电路、场效应管驱动电路、电平输入电路和电流放大电路，控制器连接继电器驱动电路，继电器驱动电路连接继电器，控制器分别连接测试电压电路、场效应管驱动电路、电平输入电路，测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过继电器连接待诊断电路，场效应管驱动电路、电平输入电路分别连接电流放大电路；本发明提供的技术方案能够有效克服现有技术所存在的无法对负载电流进行有效诊断的缺陷。

Description

一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法

技术领域

本发明涉及汽车检测，具体涉及一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法。

背景技术

目前，车载模块在驱动大功率负载时可选择继电器、MosFet、H半桥、H全桥、IGBT等，但是大功率的H半桥、H全桥、MosFet、IGBT等存在成本高和设计难的问题。在实际设计中，大功率负载(雨刮电机、车窗门锁电机、灯具)驱动以继电器输出方式为主，继电器的输出为触点方式，没有电流诊断的功能。当负载对电源或车身短接时，易出现火花、线束回路中大电流等异常工况，严重时可能导致车辆失火，不符合规范要求。

发明内容

(一)解决的技术问题

针对现有技术所存在的上述缺点，本发明提供了一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法，能够有效克服现有技术所存在的无法对负载进行有效诊断的缺陷。

(二)技术方案

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：

一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法，其中车载ECU继电器输出负载诊断电路包括控制器、继电器驱动电路、继电器、测试电压电路、待诊断电路、场效应管驱动电路、电平输入电路和电流放大电路，所述控制器连接所述继电器驱动电路，所述继电器驱动电路连接所述继电器，所述控制器分别连接所述测试电压电路、场效应管驱动电路、电平输入电路，所述测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过所述继电器连接所述待诊断电路，所述场效应管驱动电路、电平输入电路分别连接所述电流放大电路；

所述测试电压电路用于给所述待诊断电路提供测试电压，所述电平输入电路用于给所述电流放大电路输入固定电平；

所述测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过线束连接所述继电器、待诊断电路；

所述场效应管驱动电路包含场效应管，控制器控制引脚连接所述场效应管的栅极，所述场效应管的源极通过电阻接地，所述场效应管的漏极与所述线束一端相连，所述线束另一端连接所述继电器、待诊断电路，并在端部接有负载；

所述测试电压电路包含两个相互连接的三极管，控制器控制引脚连接其中一个所述三极管的基极，另一个所述三极管的发射极连接测试电源，另一个所述三极管的集电极通过限流电阻连接所述线束；

所述场效应管驱动电路包含场效应管，所述电流放大电路包含运算放大器及其外围电路，所述场效应管的源极连接所述运算放大器的同向输入端；

所述电平输入电路中控制器控制引脚通过电阻连接所述电流放大电路中运算放大器的同向输入端；

基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法包括以下步骤：

S1、电平输入电路中控制器控制引脚输出0V，测量运算放大器输出值，电平输入电路中控制器控制引脚输出高电平，测量运算放大器输出值；

S2、通过两次运算放大器输出值判断电流放大电路是否工作正常，并计算放大倍数；

S3、驱动单个继电器闭合，若待诊断电路输出端均为高电平则继电器正常，否则继电器控制异常；若待诊断电路的一个输出端为高电平，一个输出端为低电平，则负载开路；

S4、测试电压电路中控制器控制引脚关闭三极管，若待诊断电路输出端均为低电平，则负载未对电源短路，否则负载对电源短路；

S5、测试电压电路中控制器控制引脚打开三极管，若待诊断电路输出端均为高电平，则负载未对地短路，否则负载对地短路或者场效应管失效；

S6、场效应管驱动电路中控制器控制引脚打开场效应管，若待诊断电路输出端均为低电平，则场效应管正常；若待诊断电路输出端均为高电平，则场效应管控制异常。

(三)有益效果

与现有技术相比，本发明所提供的一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法依靠继电器的最大切换电流，具有较大的驱动电流，可实现输出回路中线束对电源、车身短路的故障诊断，能够对继电器、场效应管等驱动模块进行自我诊断，快速定位车载ECU的失效模式，利于故障诊断及车辆维修。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明总体电路示意图；

图2为本发明图1中继电器驱动电路示意图；

图3为本发明图1中继电器示意图；

图4为本发明图1中测试电压电路示意图；

图5为本发明图1中场效应管驱动电路示意图；

图6为本发明图1中待诊断电路示意图；

图7为本发明图1中电平输入电路示意图；

图8为本发明图1中电流放大电路示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法，如图1至图8所示，其中车载ECU继电器输出负载诊断电路包括控制器、继电器驱动电路、继电器、测试电压电路、待诊断电路、场效应管驱动电路、电平输入电路和电流放大电路，控制器连接继电器驱动电路，继电器驱动电路连接继电器，控制器分别连接测试电压电路、场效应管驱动电路、电平输入电路，测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过继电器连接待诊断电路，场效应管驱动电路、电平输入电路分别连接电流放大电路；

测试电压电路用于给待诊断电路提供测试电压，电平输入电路用于给电流放大电路输入固定电平；

测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过线束连接继电器、待诊断电路；

场效应管驱动电路包含场效应管，控制器控制引脚连接场效应管的栅极，场效应管的源极通过电阻接地，场效应管的漏极与线束一端相连，线束另一端连接继电器、待诊断电路，并在端部接有负载；

测试电压电路包含两个相互连接的三极管，控制器控制引脚连接其中一个三极管的基极，另一个三极管的发射极连接测试电源，另一个三极管的集电极通过限流电阻连接线束；

场效应管驱动电路包含场效应管，电流放大电路包含运算放大器及其外围电路，场效应管的源极连接运算放大器的同向输入端；

电平输入电路中控制器控制引脚通过电阻连接电流放大电路中运算放大器的同向输入端。

基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法包括以下步骤：

S1、电平输入电路中控制器控制引脚输出0V，测量运算放大器输出值，电平输入电路中控制器控制引脚输出高电平，测量运算放大器输出值；

S2、通过两次运算放大器输出值判断电流放大电路是否工作正常，并计算放大倍数；

S3、驱动单个继电器闭合，若待诊断电路输出端均为高电平则继电器正常，否则继电器控制异常；若待诊断电路的一个输出端为高电平，一个输出端为低电平，则负载开路；

S4、测试电压电路中控制器控制引脚关闭三极管，若待诊断电路输出端均为低电平，则负载未对电源短路，否则负载对电源短路；

S5、测试电压电路中控制器控制引脚打开三极管，若待诊断电路输出端均为高电平，则负载未对地短路，否则负载对地短路或者场效应管失效；

S6、场效应管驱动电路中控制器控制引脚打开场效应管，若待诊断电路输出端均为低电平，则场效应管正常；若待诊断电路输出端均为高电平，则场效应管控制异常。

电流放大电路诊断原理：

单片机的PD0输出0V，由于未驱动负载，R11内电流为0，测量运算放大器输出的AD值，并记录；

单片机的PD0输出+5V，由于未驱动负载，R11内电流为0，测量运算放大器输出的AD值，并记录；

通过计算两次的AD值可诊断出电流放大电路是否正常工作和放大倍数。

继电器诊断原理：

驱动单个继电器闭合，负载线束均上拉到VBat+，由于Mosfet未开通，此时不产生电流；

检测Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值均为高电平，则继电器正常，否则继电器控制异常；

若Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值有一个为高电平，一个为低电平，则负载开路。

另外一侧继电器同理。

负载诊断原理：

单片机控制Self_Dectect_Cnt关闭测试电压电路中的三极管，采集Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的电平并记录，若Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值均为低电平，则说明负载未对电源短路，否则负载对电源短路。

单片机控制Self_Dectect_Cnt打开测试电压电路中的三极管，将负载、线束的电平上拉到12V(R1为限流电阻，保证复合开关DCX143EU不损坏)，采集Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的电平并记录，若Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值均为高电平，则说明负载未对地短路，否则负载对地短路。

场效应管诊断原理：

单片机控制Self_Dectect_Cnt打开测试电压电路中的三极管，将负载、线束的电平上拉到12V，采集Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的电平并记录，若Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值均为高电平，则说明负载未对地短路，否则负载对地短路，或者MosFet失效。

单片机控制MosFet开通，检测Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的电平并记录，若Motor_Up_Dectect及Motor_Down_Dectect的值均为低电平，则说明MosFet工作正常，为高电平则MosFet控制异常。

本发明技术方案中所使用到的测试电源不大于60V。

值得注意的是，本发明的目的仅是为了提供一种不同于现有技术的硬件配置，使技术人员能够在这样的硬件配置下实现进一步的开发，至于软件程序可在后期由本领域的编程人员根据实际效果需要进行编程。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不会使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (1)

1.一种基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法，其特征在于：车载ECU继电器输出负载诊断电路包括控制器、继电器驱动电路、继电器、测试电压电路、待诊断电路、场效应管驱动电路、电平输入电路和电流放大电路，所述控制器连接所述继电器驱动电路，所述继电器驱动电路连接所述继电器，所述控制器分别连接所述测试电压电路、场效应管驱动电路、电平输入电路，所述测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过所述继电器连接所述待诊断电路，所述场效应管驱动电路、电平输入电路分别连接所述电流放大电路；

所述测试电压电路用于给所述待诊断电路提供测试电压，所述电平输入电路用于给所述电流放大电路输入固定电平；

所述测试电压电路、场效应管驱动电路分别通过线束连接所述继电器、待诊断电路；

所述场效应管驱动电路包含场效应管，控制器控制引脚连接所述场效应管的栅极，所述场效应管的源极通过电阻接地，所述场效应管的漏极与所述线束一端相连，所述线束另一端连接所述继电器、待诊断电路，并在端部接有负载；

所述测试电压电路包含两个相互连接的三极管，控制器控制引脚连接其中一个所述三极管的基极，另一个所述三极管的发射极连接测试电源，另一个所述三极管的集电极通过限流电阻连接所述线束；

所述场效应管驱动电路包含场效应管，所述电流放大电路包含运算放大器及其外围电路，所述场效应管的源极连接所述运算放大器的同向输入端；

所述电平输入电路中控制器控制引脚通过电阻连接所述电流放大电路中运算放大器的同向输入端；

基于车载ECU继电器输出负载诊断电路的诊断方法包括以下步骤：

S1、电平输入电路中控制器控制引脚输出0V，测量运算放大器输出值，电平输入电路中控制器控制引脚输出高电平，测量运算放大器输出值；

S2、通过两次运算放大器输出值判断电流放大电路是否工作正常，并计算放大倍数；

S3、驱动单个继电器闭合，若待诊断电路输出端均为高电平则继电器正常，否则继电器控制异常；若待诊断电路的一个输出端为高电平，一个输出端为低电平，则负载开路；

S4、测试电压电路中控制器控制引脚关闭三极管，若待诊断电路输出端均为低电平，则负载未对电源短路，否则负载对电源短路；

S5、测试电压电路中控制器控制引脚打开三极管，若待诊断电路输出端均为高电平，则负载未对地短路，否则负载对地短路或者场效应管失效；

S6、场效应管驱动电路中控制器控制引脚打开场效应管，若待诊断电路输出端均为低电平，则场效应管正常；若待诊断电路输出端均为高电平，则场效应管控制异常。