CN111856331B - 车辆的充电线路的断路故障检测方法及检测装置、车辆 - Google Patents

Abstract

本发明涉及电路检测技术领域，提供一种车辆的充电线路的断路故障检测方法及检测装置，且车辆的充电线路的断路故障检测方法包括：获取车辆的发电机输出端的电动势和车辆的蓄电池正极的电动势；以及根据发电机输出端和蓄电池正极的电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，判断充电线路是否发生断路故障，其中，上限阈值大于下限阈值。本发明车辆的充电线路的断路故障检测方法能够及时发现充电线路发生断路故障，使用户可以及时对车辆充电线路故障进行维修，避免蓄电池亏电、车辆无法点火等一系列麻烦，提高蓄电池的寿命，并降低蓄电池电压低故障的维修难度。

Description

车辆的充电线路的断路故障检测方法及检测装置、车辆

技术领域

本发明涉及电路检测技术领域，特别涉及一种车辆的充电线路的断路故障检测方法及检测装置、车辆。

背景技术

蓄电池在车辆上起着重要的作用，用于车辆启动并在未发动车辆引擎或未对车辆上高压时，为整车用电器供电。在实际应用中，车辆引擎发动或车辆上高压后，会使用发电机为蓄电池充电，以补充蓄电池的电量，避免蓄电池亏电，进而避免由此引起的蓄电池无法为车辆点火提供电能等一系列问题。

现有技术中，当车辆引擎发动或车辆上高压后，为蓄电池充电时，如果充电线路发生断路或充电保险烧蚀时，驾驶员无法立刻感知到该故障，并且会继续使用车辆。只有当蓄电池电压降低至一定值时，才会通过车辆仪表提醒驾驶员当前蓄电池电压低故障，也就是，目前驾驶员对蓄电池发生故障的事件感知及时性较差。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种车辆的充电线路的断路故障检测方法，以及时发现充电线路发生断路故障，使用户可以及时对车辆充电线路故障进行维修。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的充电线路的断路故障检测方法，所述车辆的充电线路的断路故障检测方法包括：获取所述车辆的发电机输出端的电动势和所述车辆的蓄电池正极的电动势；以及根据所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势之间的电动势差值与分别预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，判断所述充电线路是否发生断路故障，其中，所述上限阈值大于所述下限阈值。

进一步的，所述判断所述充电线路是否发生断路故障包括：判断所述电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，并根据所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态；以及根据所输出的电压状态的变化情况，判断所述充电线路是否发生断路故障。

进一步的，所述根据所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态包括：在所述电动势差值大于所述上限阈值时，输出高电平；在所述电动势差值小于所述下限阈值时，输出低电平；以及在所述电动势差值位于所述上限阈值和下限阈值之间时，输出当前电压状态。

进一步的，所述根据所输出的电压状态的变化情况判断所述充电线路是否发生断路故障包括：在所输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定所述充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；和/或在所输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定所述充电线路的断路故障消失，并消除所述故障提醒。

相对于现有技术，本发明所述的车辆的充电线路的断路故障检测方法具有以下优势：

本发明所述的车辆的充电线路的断路故障检测方法能够及时发现充电线路发生断路故障，使用户可以及时对车辆充电线路故障进行维修，避免因此带来的蓄电池亏电、车辆无法点火等一系列麻烦，提高车辆蓄电池的寿命，并降低车辆蓄电池电压低故障的维修难度。

本发明的另一目的在于提出一种车辆的充电线路的断路故障检测装置，以使用户能够及时发现充电线路发生断路故障，并及时对车辆充电线路故障进行维修。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆的充电线路的断路故障检测装置，所述车辆的充电线路的断路故障检测装置包括：检测单元，用于获取所述车辆的发电机输出端的电动势和所述车辆的蓄电池正极的电动势，并判断所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势之间的电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，其中，所述上限阈值大于所述下限阈值；以及控制单元，用于根据所述大小关系的判断结果，判断所述充电线路是否发生断路故障。

进一步的，所述检测单元包括配置有输入端和输出端的断路故障检测模块：所述断路故障检测模块用于判断所述电动势差值分别与所述上限阈值及所述下限阈值的大小关系，其所述输入端，用于采集所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势，所述输出端，用于根据所述检测模块对所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态；并且所述控制单元用于根据所述大小关系的判断结果，判断所述充电线路是否发生断路故障包括：根据所输出的电压状态的变化情况，判断所述充电线路是否发生断路故障。

进一步的，所述断路故障检测模块包括滞回比较器，用于预先设置所述上限阈值及所述下限阈值，以及判断所述电动势差值与所述上限阈值及所述下限阈值的大小关系。

进一步的，所述输出端根据所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态包括：在所述电动势差值大于所述上限阈值时，所述输出端输出高电平；在所述电动势差值小于所述下限阈值时，所述输出端输出低电平；以及在所述电动势差值位于所述上限阈值和下限阈值之间时，所述输出端输出当前电压状态。

进一步的，所述控制单元根据所输出的电压状态的变化情况判断所述充电线路是否发生断路故障包括：在所述输出端输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定所述充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；和/或在所述输出端输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定所述充电线路的断路故障消失，并消除所述故障提醒。

所述车辆的充电线路的断路故障检测装置与上述车辆的充电线路的断路故障检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种车辆，以使用户能够及时发现充电线路发生断路故障，并及时对车辆充电线路故障进行维修。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种车辆，设置有上述车辆的充电线路的断路故障检测装置。

所述车辆与上述车辆的充电线路的断路故障检测方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测方法流程图；

图2为本发明实施方式所述的车辆的充电线路与所述车辆的充电线路的断路故障检测装置的连接方法示意图；

图3为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置的框图；

图4为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置的具体应用示例中断路故障检测模块的原理示意图。

附图标记说明：

10、检测单元 20、控制单元

30、发电机 40、蓄电池

11、运算放大器 12、滞回比较器

13、第一输入端 14、第二输入端

15、输出端

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

图1为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测方法流程图，首先需要说明的是车辆的充电线路包括车辆的发电机(图1中未示出，图2中以发电机30示出)及蓄电池(图1中未示出，图2中以蓄电池40示出)，对车辆的充电线路的断路故障进行检测实质上就是检测车辆的发电机及蓄电池之间的线路是否发生断路。如图1所示，车辆的充电线路的断路故障检测方法可以包括：

S101、获取所述车辆的发电机输出端的电动势和所述车辆的蓄电池正极的电动势。

在不考虑发电机30和蓄电池40之间的连接导线的内阻情况下，如果车辆的充电线路是正常的，那么发电机输出端的电动势和蓄电池正极的电动势应该是相等的，因此，此处获取发电机输出端的电动势和蓄电池正极的电动势，以在步骤S102中用来判断充电线路是否断路。

S102、判断所述充电线路是否发生断路故障。

具体地，根据发电机输出端的电动势和蓄电池正极的电动势之间的电动势差值与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，判断充电线路是否发生断路故障，其中，所述上限阈值大于所述下限阈值。

在本发明的优选实施例中，首先判断电动势差值与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，并根据大小关系的判断结果输出预设的电压状态；以及根据所输出的电压状态的变化情况，判断充电线路是否发生断路故障。

进一步的，根据大小关系的判断结果输出预设的电压状态包括：在电动势差值大于上限阈值时，输出高电平；在电动势差值小于下限阈值时，输出低电平；以及在电动势差值位于上限阈值和下限阈值之间时，输出当前电压状态。

进一步的，根据所输出的电压状态的变化情况判断充电线路是否发生断路故障包括：在所输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；和/或在所输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定充电线路的断路故障消失，并消除故障提醒。

本发明实施例中车辆的充电线路的断路故障检测方法的其他具体实施细节，与下述车辆的充电线路的断路故障检测装置的具体实施细节相同，将在下文结合图2、图3、图4进行具体描述，于此不再赘述。

图2为本发明实施方式所述的车辆的充电线路与所述车辆的充电线路的断路故障检测装置的连接方法示意图，如图2所示，检测单元10与发电机30和蓄电池40分别进行连接，以采集发电机30的输出端的电动势和蓄电池40的正极的电动势，并对两个电动势做差，以及判断电动势差值与预设的上限阈值和下限阈值的大小关系，将判断结果输出给控制单元20。

图3为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置的框图，如图3所示，可以包括：检测单元10，用于获取车辆的发电机30的输出端的电动势和车辆的蓄电池40的正极的电动势，并判断发电机30的输出端的电动势和蓄电池40的正极的电动势之间的电动势差值，与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，其中，上限阈值大于下限阈值；以及控制单元20，用于根据大小关系的判断结果，判断充电线路是否发生断路故障。

在本发明的优选实施例中，检测单元10包括配置有输入端和输出端的断路故障检测模块(图3中未示出，图4是本发明的一个优选实施例中断路故障检测模块的原理示意图)，其中，输入端(图3中未示出，图4中以第一输入端13和第二输入端14示出)用于采集发电机30的输出端的电动势和蓄电池40的正极的电动势，断路故障检测模块用于判断电动势差值与上限阈值及下限阈值的大小关系；以及输出端(图3中未示出，图4中以输出端15示出)，用于根据检测模块对大小关系的判断结果输出预设的电压状态；并且控制单元20用于根据所输出的电压状态的变化情况，判断充电线路是否发生断路故障。

在本发明的优选实施例中，断路故障检测模块包括滞回比较器(图3中未示出，图4中以滞回比较器12示出)，用于预先设置上限阈值及下限阈值，以及判断电动势差值与上限阈值及下限阈值的大小关系。

具体来讲，在电动势差值大于上限阈值时，输出端15输出高电平；在电动势差值小于下限阈值时，输出端15输出低电平；以及在电动势差值位于上限阈值和下限阈值之间时，输出端15输出当前电压状态。

需要说明的是，“输出端15输出当前电压状态”是对电动势差值位于上限阈值和下限阈值之间时输出端15输出的电压状态的详细解释，具体来讲，电动势差值大于上限阈值时，输出端15输出高电平，当电压差下降至上限阈值以下但还未下降至下限阈值时，输出端15保持输出高电平。同理，当电动势差值小于下限阈值时，输出端15输出低电平，当电动势差值上升至大于下限阈值当还未上升至上限阈值时，输出端15保持输出低电平。

在本发明的优选实施例中，控制单元20根据输出端15所输出的电压状态的变化情况判断充电线路是否发生断路故障。其中，在输出端15输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；在输出端15输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定充电线路的断路故障消失，并消除所述故障提醒。

以下结合图4说明本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置的具体工作原理，图4为本发明实施方式所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置的具体应用示例中断路故障检测模块的原理示意图。

断路故障检测模块包括运算放大器11、运算放大器11的同相输入端电阻Rc’、运算放大器11的反相输入端电阻Rc、运算放大器电阻Rf’、负反馈回路电阻Rf，以及滞回比较器12、滞回比较器12的同相输入端电阻R1、滞回比较器12的反相输入端电阻R3、正反馈回路电阻R2、电阻R5、R6。

运算放大器11的同相输入端作为检查模块的第一输入端13，运算放大器11的同相输入端作为检查模块的第二输入端14，第一输入端13与车辆的发电机30的输出端连接，第二输入端14与车辆的蓄电池40的正极，以采集发电机30的输出端的电动势和蓄电池40的正极的电动势。滞回比较器12的输出端作为检测模块的输出端15。

运算放大器11对发电机30的输出端电动势和蓄电池40的正极电动势做差，并将电动势差值给滞回比较器12的同相输入端。滞回比较器12的反相输入端可以设置参考电压值，用于控制滞回比较器12的上限阈值和下限阈值。通过反复实验测量，得到正常情况下车辆的充电线路的发电机30的输出端和蓄电池40的正极的电动势差值为0.2V，根据车辆的充电线路的工作的实际情况，结合多次实验结果，为了避免对车辆的充电线路断路故障的错误判断，将滞回比较器12的下限阀值设置为0.5V。由于在充电线路断路时，发电机30的输出端的电动势为14V，在蓄电池40的SOC(State of Charge，电池荷电状态)为100％的时候，蓄电池40的正极电动势为13V，因此，将滞回比较器12的上限阀值设置为1V。

当发电机30的输出端和蓄电池40的正极的电动势差值大于上限阀值时，输出端15输出高电平，并将该高电平给输出至控制单元20，当电动势差值小于下限阀值时，输出端15输出低电平，并将该低电平输出至控制单元20。

控制单元20根据输出端15所输出的电压状态的变化，判断充电线路是否发生断路故障，当输出端15输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定充电线路发生断路故障，并进行故障提醒，当输出端15输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定充电线路的断路故障消失，并取消该故障提醒。

优选的，控制单元20设置充电线路断路故障灯，当电动势差值大于上限阈值时，利用输出端15输出的高电平驱动点亮充电线路断路故障灯的方式，进行故障提醒，当电动势差值小于下限阀值时，输出端15输出低电平，充电线路断路故障灯熄灭。

进一步的，在本发明的具体实施例中，控制单元20集成在车辆的控制仪表中，实际应用中，可以根据需要将控制单元20集成在车辆的控制仪表中，或作为单独的控制器安装在车辆内部合适的位置。

需要说明的是，在检测模块中，运算放大器11的同相输入端电阻Rc’、反相输入端的电阻Rc，以及滞回比较器12的同相输入端电阻R1、反相输入端电阻R3均具有限流电阻，一方面能够通过减小输入电流降低检测单元的功耗，另一方面，能够通过控制滞回比较器12的输入端的电压，起到安全保护作用。

进一步的，运算放大器11的运算放大电阻Rf’能够增加运算放大器的输入阻抗，减小运算放大器11的输入电压衰减。运算放大器11的负反馈回路电阻Rf能够用于确定运算放大器11的放大倍数。电阻R5、R6用于提供滞回比较器12的反相输入端所需的参考电压，以使滞回比较器12能够设置较为合理的上限阀值和下限阀值。

此外，滞回比较器12的正反馈回路电阻R2能够确保输出端15的电压状态随滞回比较器12的输入端进行快速变化，以保证检测模块对充电线路的断路故障进行检测的及时性。

通过上述技术方案，使用滞回比较器12对电动势差值进行处理，当电动势差值位于上限阈值和下限阈值之间时，输出端15输出当前电压状态，即输出电平不变，控制单元20保持当前状态，这样能够对充电线路是否发生断路故障进行准确地判断与提醒，避免发生错误提醒，增加用户麻烦，造成用户抱怨。

同时，该方案通过在充电线路发生断路故障时，及时进行提醒，使驾驶员及时发现该故障，并立刻靠边停车等待求援，或尽快行驶至附近维修点进行维修。有效避免了驾驶员不能及时发现充电线路发生断路故障的情况下，继续驾驶车辆直至车辆用电器将蓄电池电量耗尽(或即将耗尽)时，整车控制器做下电处理，致使车辆无法继续行驶，从而有效避免该故障发生在高速路上或车辆较多的道路上时，对车辆和驾驶员带来的意外伤害。同时，及时发现充电线路的故障，能够保证及时对蓄电池进行充电，有效减少蓄电池亏电现象的发生次数，从而延长车辆蓄电池的使用寿命。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，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、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种车辆的充电线路的断路故障检测方法，其特征在于，所述车辆的充电线路的断路故障检测方法包括：

获取所述车辆的发电机输出端的电动势和所述车辆的蓄电池正极的电动势；以及

根据所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势之间的电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，判断所述充电线路是否发生断路故障，其包括：

判断所述电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，并根据所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态，其包括：在所述电动势差值大于所述上限阈值时，输出高电平；在所述电动势差值小于所述下限阈值时，输出低电平；以及在所述电动势差值位于所述上限阈值和下限阈值之间时，输出当前电压状态；以及

根据所输出的电压状态的变化情况，判断所述充电线路是否发生断路故障，其包括：在所输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定所述充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；以及在所输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定所述充电线路的断路故障消失，并消除所述故障提醒；

其中，所述上限阈值大于所述下限阈值。

2.一种车辆的充电线路的断路故障检测装置，其特征在于，所述车辆的充电线路的断路故障检测装置包括：

检测单元，用于获取所述车辆的发电机输出端的电动势和所述车辆的蓄电池正极的电动势，并判断所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势之间的电动势差值分别与预设的上限阈值及下限阈值的大小关系，其中，所述上限阈值大于所述下限阈值；以及

控制单元，用于根据所述大小关系的判断结果，判断所述充电线路是否发生断路故障；

所述检测单元包括配置有输入端和输出端的断路故障检测模块：

所述断路故障检测模块用于判断所述电动势差值分别与所述上限阈值及所述下限阈值的大小关系，其所述输入端用于采集所述发电机输出端的电动势和所述蓄电池正极的电动势，所述输出端用于根据所述检测模块对所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态；并且

所述控制单元用于根据所述大小关系的判断结果，判断所述充电线路是否发生断路故障包括：根据所输出的电压状态的变化情况，判断所述充电线路是否发生断路故障；

其中，所述输出端根据所述大小关系的判断结果输出预设的电压状态包括：

在所述电动势差值大于所述上限阈值时，所述输出端输出高电平；

在所述电动势差值小于所述下限阈值时，所述输出端输出低电平；以及

在所述电动势差值位于所述上限阈值和下限阈值之间时，所述输出端输出当前电压状态；

所述控制单元根据所输出的电压状态的变化情况判断所述充电线路是否发生断路故障包括：

在所述输出端输出的电压状态从低电平变化为高电平时，判定所述充电线路发生断路故障，并进行故障提醒；以及

在所述输出端输出的电压状态从高电平变化为低电平时，判定所述充电线路的断路故障消失，并消除所述故障提醒。

3.根据权利要求2所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置，其特征在于，所述断路故障检测模块包括滞回比较器，用于预先设置所述上限阈值及所述下限阈值，以及判断所述电动势差值与所述上限阈值及所述下限阈值的大小关系。

4.一种车辆，其特征在于，设置有权利要求2或3所述的车辆的充电线路的断路故障检测装置。

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