CN106199322A - 一种车载高压零部件互锁信号的检测***及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种车载高压零部件互锁信号的检测***及检测方法，所述检测***包括：设有外部检测电路的整车控制器和多个与所述整车控制器串联的高压零部件，各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路。本发明解耦了对互锁装置的检测和互锁信号的输出，以此提升了高压零部件的可维护性和兼容性，电路结构设计简洁、体积小、成本低、实用性强。

Description

一种车载高压零部件互锁信号的检测***及检测方法

技术领域

本发明涉及车载零部件领域，尤其涉及一种车载高压零部件互锁信号的检测***和基于所述检测***的检测方法。

背景技术

随着电动汽车零部件的发展，车载高压零部件的安全可靠连接问题进入了整车功能需求当中。高压接插件的互锁装置成为了高压接插件的重要功能之一。当高压接插件可靠连接时，互锁装置为闭合状态，未连接或连接异常时为断开状态。常规的处理方式为，将整车上各个零部件的互锁装置直接串联起来形成互锁信号，由整车控制器来检测此互锁信号的状态。这种处理方式下，当互锁信号故障时，故障点的有效定位难度较大。优化的处理方式为，每个零部件检测各自的互锁装置并上报，各个零部件与整车控制器内部的检测电路统一沟通匹配好，确保互不影响。然而现有的处理电路中，检测电路与输出电路耦合度高，需要与其他零部件以及整车控制器的内部检测电路等进行协调配合工作，兼容性差，随着车载高压零部件的种类越来越多，互锁信号处理电路之间的兼容性成为亟待解决的问题。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的问题，本发明提出一种车载高压零部件互锁信号的检测***及检测方法。

本发明提出的车载高压零部件互锁信号的检测***包括：设有外部检测电路的整车控制器和多个与所述整车控制器串联的高压零部件，各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置的同时，将互锁装置的状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态，当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。

所述检测电路与所述互锁装置的第一端口S_A连接并通过第一电阻R1与直流电源连接；所述驱动电路通过第一MOS管Q1的栅极与所述互锁装置的第一端口S_A连接，第一MOS管的源极通过一信号发生器SG与地线连接，第一MOS管的漏极分成两路，一路通过串联的第一电容C1和变压器T的初级线圈与地线连接，另一路通过第一二极管D1与地线连接，所述互锁装置的第二端口S_B通过检测电路的第二电阻R2与地线连接，所述输出电路包括第二和第三MOS管(Q2、Q3)，所述变压器的第一次级线圈串联第二二极管D2后与第二电容C2并联后与所述输出电路的第二MOS管连接，作为信号输出，所述变压器的第二次级线圈串联第三二极管D3后与第三电容C3并联后与所述输出电路的第三MOS管连接，作为信号输出。

在一实施例中，所述驱动电路还包括第二至第四电阻R2、R3、R4，第二电阻R2并联在所述第一MOS管Q1的栅极和源极之间，第三电阻R3并联在第二电容C2的两端，第四电阻R4并联在第三电容C3的两端。

在一实施例中，所述驱动电路还包括第四、第五电容C4、C5和第四、第五二极管D4、D5，第四电容C4串联在所述变压器T的第一次级线圈与第二二极管D2之间，所述第四二极管D4的负极连接在第四电容C4与第二二极管D2的连接线之间，正极连接在所述变压器T的第一次级线圈的另一端，第五电容C5串联在所述变压器T的第一次级线圈与第三二极管D3之间，所述第五二极管D5的负极连接在第五电容C5与第二三极管D3的连接线之间，正极连接在所述变压器T的第二次级线圈的另一端。

在一实施例中，所述信号发生器SG为方波脉冲信号发生器，所述第一MOS管Q1为P沟道MOS管，所述第二、第三MOS管Q2、Q3均为N沟道MOS管。

本发明还提出一种车载高压零部件互锁信号的检测方法，包括下列步骤：

（1）将多个高压零部件与安装有外部检测电路的整车控制器串联；

（2）各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置，将互锁装置的互锁状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态从而控制所述输出电路的工作状态；

（3）当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。

与现有技术相比，本发明的有益效果为：采用变压器和MOS管等电子元器件来解耦对互锁装置的检测以及互锁信号的输出，使互锁信号的输出电路无需高度依赖当前高压零部件内的检测电路和驱动电路，以及其他高压零部件和整车控制器内的处理电路等，使互锁输出信号具有良好的兼容性，有效的提升高压零部件的可维护性及可兼容性，且电路结构设计简洁、体积小、成本低、实用性强。

附图说明

下面结合实施例和附图对本发明进行详细说明，其中：

图1是本发明的应用示意图；

图2是本发明***的电路模块图；

图3是本发明的整体电路图。

具体实施方式

本发明提出的车载高压零部件互锁信号的检测***，包括：设有外部检测电路的整车控制器和多个与所述整车控制器串联的高压零部件，各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置的同时，将互锁装置的状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态，当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。

图1为本发明的应用示意图，整车控制器与各高压零部件串联，整车控制器与各高压零部件内部均设有检测电路，本发明中，高压零部件内的电路还包括有与检测电路连接的驱动电路及输出电路。

图2为本发明的框图，外部互锁装置201、检测电路、驱动电路及输出电路依次连接，检测电路检测外部互锁装置201的闭合或断开状态，并将互锁装置201的闭合或断开状态传递至驱动电路，由互锁装置201的闭合或断开状态控制驱动电路相应的两种工作状态，并由驱动电路驱动输出电路的闭合或断开从而输出相应的互锁信号。

图3为本发明的电路图，包括检测电路301、驱动电路302、输出电路303，所述检测电路301包括第一电阻R1和第二电阻R2以及一直流电源VCC，所述驱动电路302包括第三至第五电阻R3、R4、R5，第一MOS管Q1，第一至第五电容C1、C2、C3、C4、C5，第一至第五二极管D1、D2、D3、D4、D5，以及一信号发生器SG和一变压器T，所述输出电路303包括第二、第三MOS管Q2、Q3；

所述检测电路与所述互锁装置的第一端口S_A连接并通过第一电阻R1与直流电源VCC连接；所述驱动电路通过第一MOS管Q1的栅极与所述互锁装置的第一端口S_A连接，第一MOS管Q1的源极与一信号发生器SG的正极连接，第一MOS管Q1的漏极分成两路，一路通过第一电容C1与一变压器T的初级线圈的第一端连接，另一路与第一二极管D1的负极连接，所述变压器T的初级线圈的第二端与第一二极管D1的正极以及信号发生器SG的负极连接后接地，同时通过检测电路的第二电阻R2与互锁装置的第二端口S_B连接，变压器T的第一次级线圈的第一端与第二二极管D2的正极连接后与所述输出电路的第二MOS管Q2的栅极连接，变压器T的第一次级线圈的第二端与第二MOS管Q2的源极连接，第二电容C2并联在第二二极管D2的负极与变压器T的第一次级线圈的第二端之间，变压器T的第二次级线圈的第一端与第三二极管D3的正极连接后与所述输出电路的第三MOS管Q3的栅极连接，变压器T的第二次级线圈的第二端与第三MOS管Q3的源极连接，第三电容C3并联在第三二极管D3的负极与变压器T的第二次级线圈的第二端之间，第二MOS管Q2的源极与第三MOS管Q3的源极连接，第二、第三MOS管Q2、Q3的漏极作为互锁信号输出端。其中，变压器T的磁能转化成电能可分别经第二、第三二极管D2、D3向第二、第三电容C2、C3充电，将高压电能储存在第二、第三电容C2、C3中。

第三电阻R3并联在第一MOS管Q1的栅极与源极之间，作为第一MOS管的下拉电阻，第四电阻R4并联在第二电容C2的两端，第五电阻R5并联在第三电容C3的两端，分别作为第二、第三MOS管Q2、Q3的下拉电阻。下拉电阻作为负反馈电阻，有效的保护了交流信号作用下的MOS管。

第四电容C4串联在所述变压器T的第一次级线圈的第一端与第二二极管D2之间，第四二极管D4的负极连接在第四电容C4与第二二极管D2的连接线之间，正极与变压器T的第一次级线圈的第二端连接，第五电容C5串联在变压器T的第一次级线圈的第一端与第三二极管D3之间，第五二极管D5的负极连接在第五电容C5与第二三极管D3的连接线之间，正极与变压器T的第二次级线圈的第二端连接。通过设置第四、第五电容C4、C5和第四、第五二极管D4、D5，可减小变压器的线圈匝数，缩减变压器的体积。

本实施例中，信号发生器为频率为500Hz的方波脉冲信号发生器，电源VCC为直流电源，第一MOS管Q1为P沟道MOS管，当其栅极与源极之间的电势差为负时，将会导通，第二、第三MOS管Q2、Q3为N沟道MOS管，当其栅极与源极之间的电势差为正时，将会导通。工作时，当互锁装置处于闭合状态时，第一MOS管Q1导通，信号发生器发出的方波脉冲信号即可通过变压器T传递至输出电路的第二、第三MOS管Q2、Q3，此时第二、第三MOS管Q2、Q3导通，通过第二、第三MOS管Q2、Q3的漏极将互锁装置的闭合状态输出至整车控制器；当互锁装置处于断开状态时，第一MOS管Q1关断，此时信号发生器SG与变压器T的通路断开，无法将方波脉冲信号发送至变压器T，此时变压器T将不会传递能量至输出电路，即第二、第三MOS管Q2、Q3处于关断状态，通过第二、第三MOS管Q2、Q3的漏极将互锁装置的断开状态传输至整车控制器。

本发明提出的车载高压零部件互锁信号的检测方法具体包括下列步骤：

（1）将多个高压零部件与安装有外部检测电路的整车控制器串联；

（2）各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置，将互锁装置的互锁状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态从而控制所述输出电路的工作状态；

（3）当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。

本发明采用一变压器和MOS管等电子元器件，并利用信号发生器发出的交流信号来配合变压器的工作，当互锁装置闭合时，交流信号通过变压器传输至输出电路以输出相应的闭合互锁信号，当互锁装置断开时，交流信号无法传输至变压器，而变压器无法将直流电传输至输出电路，即切断了驱动电路与输出电路的连接，此时，整车控制器将接收到断开的互锁信号。本发明通过一变压器来连接驱动电路和输出电路，并采用MOS管来作为输出端电子开关，以此来解耦对互锁装置的检测以及互锁信号的输出，使互锁信号的输出电路无需高度依赖当前高压零部件内的检测电路和驱动电路，以及其他高压零部件和整车控制器内的处理电路等，使互锁输出信号具有良好的兼容性，有效的提升高压零部件的可维护性及可兼容性，且电路结构设计简洁、体积小、成本低、实用性强。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种车载高压零部件互锁信号的检测***，包括：设有外部检测电路的整车控制器和多个与所述整车控制器串联的高压零部件，其特征在于，各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置的同时，将互锁装置的状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态，当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。

2.如权利要求1所述的检测***，其特征在于，所述检测电路与所述互锁装置的第一端口S_A连接并通过第一电阻R1与直流电源连接；所述驱动电路通过第一MOS管Q1的栅极与所述互锁装置的第一端口S_A连接，第一MOS管的源极通过一信号发生器SG与地线连接，第一MOS管的漏极分成两路，一路通过串联的第一电容C1和变压器T的初级线圈与地线连接，另一路通过第一二极管D1与地线连接，所述互锁装置的第二端口S_B通过检测电路的第二电阻R2与地线连接，所述输出电路包括第二和第三MOS管(Q2、Q3)，所述变压器的第一次级线圈串联第二二极管D2后与第二电容C2并联后与所述输出电路的第二MOS管连接，作为信号输出，所述变压器的第二次级线圈串联第三二极管D3后与第三电容C3并联后与所述输出电路的第三MOS管连接，作为信号输出。

3.如权利要求2所述的检测***，其特征在于，所述驱动电路还包括第二至第四电阻R2、R3、R4，第二电阻并联在所述第一MOS管的栅极和源极之间，第三电阻R3并联在所述第二电容的两端，第四电阻R4并联在所述第三电容的两端。

4.如权利要求2所述的检测***，其特征在于，所述驱动电路还包括第四、第五电容C4、C5和第四、第五二极管D4、D5，第四电容串联在所述变压器T的第一次级线圈与第二二极管D2之间，所述第四二极管的负极连接在第四电容与第二二极管的连接线之间，正极连接在所述变压器T的第一次级线圈的另一端，第五电容C5串联在所述变压器T的第一次级线圈与第三二极管D3之间，所述第五二极管D5的负极连接在第五电容C5与第二三极管D3的连接线之间，正极连接在所述变压器T的第二次级线圈的另一端。

5.如权利要求2所述的检测***，其特征在于，所述信号发生器SG为方波脉冲信号发生器，所述第一MOS管Q1为P沟道MOS管，所述第二、第三MOS管Q2、Q3均为N沟道MOS管。

6.一种车载高压零部件互锁信号的检测方法，其特征在于，包括下列步骤：

（1）将多个高压零部件与安装有外部检测电路的整车控制器串联；

（2）各高压零部件内设有检测电路、驱动电路及输出电路，所述的检测电路检测互锁装置，将互锁装置的互锁状态发送至所述的驱动电路并控制所述驱动电路的工作状态从而控制所述输出电路的工作状态；

（3）当外部互锁装置闭合时，驱动电路通过一变压器传递能量控制输出电路导通，从而输出一个闭合的状态给整车控制器；当外部互锁状态断开时，驱动电路中的变压器无法传输能量至输出电路，输出电路输出一个断开的状态给整车控制器。