电子控制装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开一种电子控制装置。在内置有多个开关元件和第二多通道AD转换器的智能功率模块(IPM)中，利用微处理器正确读出与多种控制信号相对应的数字转换值。电子控制装置(100A)内的CPU(110A)通过串并行转换器(114a、114b)和第二多通道AD转换器(116b)读出IPM(190A)内的开关元件(140n)的通电电流，开关元件(140n)由串行控制信号(SRn)或者并行控制信号(PWMn)进行开关控制，读出时期控制电路(170n)构成为调整读出定时，使得不管控制信号的类别，都始终在开关元件(140n)闭路驱动的期间内读出，可通过串并行转换器来减少IPM与微处理器之间的布线数量，并且，调整串行信号与并行信号之间的定时误差，以正确读出数字转换值。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及装载于车辆等的电子控制装置，特别涉及在智能功率模块与协同该智能功率模块进行动作的微处理器之间的信号通讯电路的改良，该智能功率模块包含多个开关元件、多通道AD转换器、以及串并行转换器。
技术介绍
在装载于车辆等的电子控制装置中，公知有一种电子控制装置，该电子控制装置将从外部电源供电且对多个电负载进行通电驱动的多个开关元件、对该各开关元件的过电流切断电路及过热切断电路、以及异常检测电路形成为一体，并通过串并行转换器与微处理器进行串行连接。例如，根据专利文献1 “智能功率模块”，揭示了一种智能功率模块，该智能功率模块包括功率半导体开关元件；该开关元件的驱动单元；检测所述开关元件或者驱动单元的致命异常及其前一阶段的先兆异常的异常检测单元；在该异常检测单元检测出异常时， 对所述开关元件进行保护动作的保护单元；以及将基于所述异常检测单元所产生的异常检测信号的信号输出到外部的异常输出单元，其特征在于，所述异常输出单元将表示包含致命异常及前兆异常的异常原因的异常原因识别信号作为串行信号输出，由于即使不设置多个输出端子，也能对异常原因进行识别，因此，可提供一种低成本的智能功率模块。此外，还公知在智能功率模块中设置AD转换器。例如，根据专利文献2“智能功率模块”，该智能功率模块具有功率放大用半导体元件；检测该功率放大用半导体元件的温度的温度检测元件；以及将该温度检测元件检测出的温度信息作为连续信号或者对该连续信号进行A/D转换而产生的数字信号的任一个信号送出到外部的温度信息输出单元，其特征在于，在对智能功率模块施加过负载、功率放大用半导体元件的温度上升时，在达到必须关断功率放大用半导体元件的电源的温度前，能利用温度检测元件所检测出的温度信息来限制对智能功率模块施加的过负载，IPM能以该限制后的负载继续进行动作。此外，对于内置有多个开关元件的智能功率模块，还公知通过串行信号来发送开关控制信号。例如，根据专利文献3 “汽车的综合控制装置”，可提供一种综合控制装置，在输出处理部将综合控制装置内的控制单元所产生的并行输出信号转换成串行信号、并发送到IPM，智能功率模块对该串行信号进行并行转换以驱动多个致动器，减少了布线数量，实现了控制单元的小型化，且实现了综合控制的高可靠性。另一方面，根据专利文献4 “PWM信号输出装置及方法”，提出如下方案将PWM信号的有效电平宽度转换成在PWM信号的一个重复周期中发送的逻辑“1”的时钟脉冲数，从而输出具有所希望的占空比的PWM信号。具体而言，构成为在输出如下PWM信号的情况下， 该PWM信号的每一个重复周期的比特数为72 、且具有30 的占空比，在72 内，使得30的比特为逻辑“1”，剩余的比特为逻辑“0”。此外，根据非专利文献1 “TLE6220GP型智能开关”，记载了一种半导体产品的规格，该半导体产品内置四个开关元件、异常检测电路、过电流保护电路、串并行转换器，可通过串行控制信号或者并行控制信号来对开关元件进行开关控制，并且，还阐述了并行控制信号适用脉冲宽度调制控制，对于开关元件的断线短路异常信息可通过串并行转换器来监视。专利文献1 日本专利特开2002-027665号公报(图1、摘要) 专利文献2 日本专利特开平07-115354号公报(图1、摘要) 专利文献3 日本专利特开平05-262190号公报(图1、摘要) 专利文献4 日本专利特开平08-308238号公报(表1、第W009]段) 册非专利文献1 英飞凌(infineon)公司制造、“TLE6220GP型智能开关”的数据手
技术实现思路
根据上述专利文献1所示的“智能功率模块”，虽然可通过串行信号来读出多个开关元件的根据原因分类的异常产生状态，且可抑制并用的例如微处理器的输入信号个数， 但是，具有如下缺点需要对各开关元件单独提供控制信号，即使是部分或所有各开关元件进行低频率的开关动作的简单用途，也无法抑制并用的微处理器的输出个数。此外，根据上述专利文献2所示的“智能功率模块”，虽然可以通过并用的例如微处理器来读出开关元件的温度信息，但是，具有如下缺点若在IPM设置AD转换器，则为了读出温度信息的数字值，要增加微处理器的输入端子数。此外，根据上述专利文献3所示的“汽车的综合控制装置”，虽然在对多个开关元件进行简单的开关控制的用途中，可减少开关指令信号的布线数量，但是，在开关元件需要进行脉冲宽度调制控制、周期可变的脉冲输出控制等高速动作的情况下，具有串行信号的响应率不够的问题。此外，根据上述专利文献4所示的“PWM信号输出装置及方法”，虽然提出了通过串行信号来进行脉冲宽度调制控制，但是，具有需要该情况专用的串行信号线路、无法减少信号布线数量的问题，并且，由于在导通/关断控制周期中，导通周期或关断周期集中，因此， 具有负载电流的脉动变大的缺点。根据上述非专利文献1所示的智能开关，虽然可选择使用串行控制信号或并行控制信号作为对开关元件的控制信号，并且，可通过以开关元件的额定电流为基准的过电流保护电路来防止过热，但是，不具有通过AD转换器来监视检测出的负载电流的功能，具有无法以适用的负载的额定电流为基准来进行过负载检测的缺点。此外，即使内置有AD转换器，在通过并行控制信号来进行脉冲宽度调制控制的情况下，也存在无法简单地将数字转换值作为串行信号读出的问题。本专利技术的目的在于提供一种智能功率模块，将包含多个开关元件的智能功率模块与微处理器串行连接，减少微处理器的输入信号线数量和输出信号线数量，同时适用于多目的用途的电子控制装置。本专利技术的次要目的在于提供一种智能功率模块，构成为可利用智能功率模块来进行脉冲宽度调制控制、周期可变的脉冲输出控制。本专利技术的另一次要目的在于可通过微处理器轻易地读出内置于智能功率模块的多通道AD转换器的数字转换数据。本专利技术所涉及的电子控制装置包括智能功率模块，该智能功率模块将多个开关元件、对该各开关元件的过电流切断电路或过热切断电路的至少一个电路、以及异常检测电路形成为一体，该多个开关元件从外部电源供电，并对与通道编号相对应的多个电负载进行通电驱动；以及微处理器，该微处理器通过串并行转换器与该智能功率模块相互串行连接，所述智能功率模块还包括对所述各开关元件的选择电路、以及第二多通道AD转换器，所述选择电路根据通过所述串并行转换器从所述微处理器接收并在缓冲存储器中更新存储的串行控制信号、或者不通过所述串并行转换器而从所述微处理器直接输入的并行控制信号中的至少一个或两个信号，对所述开关元件进行闭路驱动或者开路切断，并且，在所述微处理器与所述智能功率模块之间没有连接并行控制信号电路时，根据所述串行控制信号的逻辑状态来决定所述开关元件的开关状态，所述异常检测电路产生将通过所述选择电路选择的所述串行控制信号或并行控制信号的逻辑状态、与所述开关元件的开关动作状态进行比较而得到的异常判定信号，或者产生为进行异常判定所需要的状态检测信号，并且，该异常判定信号或者状态检测信号通过所述串并行转换器串行发送到所述微处理器，所述第二多通道AD转换器将对于部分或所有所述开关元件的与通电电流相关的模拟检测信号转换成数字值，该数字转换数据通过所述串并行转换器发送到所述微处理器，所述微处理器根据从输入传感器输入的输入信号、所本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种电子控制装置，其特征在于，包括：智能功率模块，该智能功率模块将多个开关元件、对该各开关元件的过电流切断电路或过热切断电路的至少一个电路、以及异常检测电路形成为一体，该多个开关元件从外部电源供电，并对与通道编号相对应的多个电负载进行通电驱动；以及微处理器，该微处理器通过串并行转换器与该智能功率模块相互串行连接，所述智能功率模块还包括对所述各开关元件的选择电路、以及第二多通道ＡＤ转换器，所述选择电路根据通过所述串并行转换器从所述微处理器接收并在缓冲存储器中更新存储的串行控制信号、以及不通过所述串并行转换器而从所述微处理器直接输入的并行控制信号中的至少一个信号，对所述开关元件进行闭路驱动或者开路切断，并且，在所述微处理器与所述智能功率模块之间没有连接并行控制信号电路时，根据所述串行控制信号的逻辑状态来决定所述开关元件的开关状态，所述异常检测电路产生将通过所述选择电路选择的所述串行控制信号或并行控制信号的逻辑状态、与所述开关元件的开关动作状态进行比较而得到的异常判定信号，或者产生为进行异常判定所需要的状态检测信号，并且，该异常判定信号或者状态检测信号通过所述串并行转换器串行发送到所述微处理器，所述第二多通道ＡＤ转换器将对于部分或所有所述开关元件的与通电电流相关的模拟检测信号转换成数字值，该数字转换数据通过所述串并行转换器发送到所述微处理器，所述微处理器根据从输入传感器输入的输入信号、所述异常检测电路的检测信号、以及存放在程序存储器中的控制程序的内容进行动作，通过所述串行控制信号或者并行控制信号对所述多个开关元件进行开关控制，以控制所述多个电负载的通电驱动，并且，通过所述智能功率模块调整读出定时，使得不管所述控制信号的类别，都始终在所述开关元件闭路驱动的期间内读出所述数字转换数据。...

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：图子雄二，铃木晋介，石井晃弘，
申请(专利权)人：三菱电机株式会社，
类型：发明
国别省市：JP