具有集成鲁棒性检查和平衡故障检测的连续泄露检测电路的制作方法_3

文档序号:9545818阅读:来源:国知局
路通 过确认泄露检测电路令人满意地运行的鲁棒性检查时执行故障响应。可以预期的是,故障 响应可以取决于检测到的泄露的量,并且可以从操作者警告变动到ESD从电驱动系统的解 耦。例如,如果检测到明显的泄露,则处理器模块24可以向BECM28提供故障信号,BECM 28 可以配置成阻止将ESD 10耦接到车辆的电驱动系统的其余部分的继电器的关闭。此外,处 理器模块24可以配置成提供操作者警告。对于不明显的电流泄露,故障响应可以限制于操 作者警告,比如车辆应该维护的指示。例如,处理器模块24可以配置成向警告模块30提供 故障信号,警告模块30可以配置成向操作者提供视觉、声音或触觉警告或警报。用示例的 方式,警告模块30可以配置成照亮可以在车辆仪表板或其他显示器上出现的图标。
[0039] 通过泄露检测电路的故障检测如泄露检测电路自身那么可靠。因此,电路18包括 鲁棒性检查,可选地称为电路检查,以确认满意的电路操作。如上所述,处理器模块可以配 置成使用Vl和V2值以检测接地故障。用示例的方式,本发明的电路检查方面可以配置成 通过检查DA1、DA2和ADCl的操作来检查电路功能,例如通过检查它们提供的Vl和V2值。 Vl和V2具有相对于在正极端子12和负极端子14之间的电压VT的已知关系。因此,在示 例实施例中,处理器模块24可以配置成通过确定关于VT的瞬时值并且确认由ADCl提供的 Vl和V2的瞬时值满足平等条件来执行鲁棒性检查。
[0040] 在示例实施例中,电路18包括耦接到正极端子12并且耦接到负极端子14的第三 分压器26,第三分压器26可以用于确定VT的瞬时值。第三分压器26可以包含耦接到负极 端子14(具有电势TREF)的第一电阻器R3A,和耦接到正极端子12并且串联连接到电阻器 R3A的第二电阻器R3B。第二模拟数字转换器ADC2,可以配置成提供代表电阻器R3A(第三 感测电阻器)两端的电压降V3的数字输出。虽然在图1中未明确地示出,但可以预期的是, 比如运算放大器、滤波器等这样的附加电子装置可以包括在ADC2到分压器26的耦接中。正 如ADCl与其输入提供器、DAl和DA2共享共用的接地,ADC2配置成与分压器26共享共用的 接地,也就是负极端子14。将ADC2连接到ESD 10的负极端子14便于ESDlO两端在正极和 负极端子12、14之间的电压VT的精确检测。如同ADC1,ADC2配置成向处理器模块24提供 其数字输出。因为ADC2接地到高电压域,并且处理器模块24是低电压域的一部分且接地 到底盘16,示例实施例可以包括设置为可以在两者之间提供电流隔离的接口的串行外围接 口(SPI)隔离器ISOl。在示例实施例中,处理器模块24可以配置成设置关于在ISOl和处 理器模块24之间数据通信的时钟频率、时钟极性和相位参数。
[0041] 在示例实施例中,处理器模块24配置成使用检测到的R3A两端的电压V3计算VT。 例如,已知R3A和R3B的欧姆值,以及V3值,电压VT可以如下所示地计算:
[0043] 假设图1中显示电路18配置,可以看到的是电压Vl和V2与电压VT以及与R1A、 R1B、R2A、R2B、R3A和R3B的欧姆值有关。尤其,电压Vl和V2以及VT之间的关系可以表达 如下:
[0044] V1+V2 = K*VT (3)
[0045] 其中
[0047] 电阻器R1A、R1B、R2A、R2B、R3A和R3B的欧姆值可以储存在处理器模块24中。用 于常数K的值也可以储存在处理器模块24中。在电路18操作期间,处理器模块24可以配 置成通过执行由具有由ADC2提供的V3值的上述(2)指示的操作计算VT。此外,处理器模 块24可以配置成使用接收到的V3值和储存的K值来计算并且储存检查结果CP,其中CP由 下面方程式表达:
[0048] CP = KXVt (5)
[0049] 使用由ADCl提供的Vl和V2值,处理器模块24可以配置成计算总和VS :
[0050] VS = V1+V2 (6)
[0051] 具有计算的VS和CP,处理器模块24可以配置成确定由(3)表达的等式条件是否 满足。例如,处理器模块24可以配置成确定VS是否实质上与CP相同。在示例实施例中, 这个确定可以包含确定VS是否落在基于CP的百分比的预先确定的公差范围之内。例如, 术语"实质上相同"可以需要VS在CP的5%范围内。因此,关于VS的可接受范围可以由以 下定义:
[0052] 0. 95CP ^ VS ^ I. 05CP (7)
[0053] 处理器模块24可以配置成确定计算的VS值是否落在由(7)定义的范围之内。如 果落在,则处理器模块24可以配置成确定电路18正常操作,无电路故障,并且泄露故障检 测能力是足够的。如果计算的VS值超出由(7)定义的范围,则处理器模块可以配置成确 定鲁棒性检查失败,指示存在电路故障状态,并且故障检测能力可能受损。可选地,处理器 模块24可以配置成计算总和VS与检查结果CP之间的差并且确定差是否落在预先确定的 公差范围之内。本领域技术人员可以想到定义可接受范围和/或故障阈值的其他方法。可 以预期的是,多个阈值可以用于分类故障的严重程度或重要性。因此,电路18可以配置成 使用关于VI、V2和CP的瞬时值以提供动态和连续的鲁棒性检查能力。当鲁棒性检查失败 时,指示电路故障的存在,处理器模块24可以配置成执行故障响应。在示例实施例中,处理 器模块24可以向警告模块30提供故障信号。警告模块30可以配置成向操作者提供视觉、 声音或触觉警告。例如,警告模块30可以引起图标、诊断代码或文本警告在显示器上照亮, 指示车辆应该维护。在示例实施例中,警告模块30可以包含显示屏和扬声器以用于提供 警报。可选地,警告模块30可以配置成使用仪表板显示器和/或车辆扬声器以提供警报。 在示例实施例中,通过处理器模块24的故障响应可以包括向BECM 28提供故障信号,BECM 28可以配置成阻止车辆上的驱动模式的发起。可以预期的是,处理器模块可以配置成基于 故障的重要性提供故障响应。例如,如果总和VS不等于CP,但是在CP的5%范围内,可以 做出存在小故障的确定。对小故障的检测的故障响应可以包含操作者警告。在示例实施例 中,在小故障状态期间,可以像往常一样执行泄露检测和泄露故障响应。如果VS和CP之间 的差大于5%,则可以做出存在使电路18不能精确泄露检测的主要电路故障的确定。对主 要故障的响应可以包括不再执行泄露检查、执行泄露检查而不是泄露故障响应,和/或向 BECM 28提供故障信号以阻止驱动模式的发起。
[0054] 图2A和2B描述本发明的示例方法40的流程图。如上所述,在电路18中的开关的 缺乏允许在相同或实质上相同的时刻^检测电压VI、V2和V3。在下面用于说明与同一时 间点有关的电压值的下标i可以用于提供动态和连续的故障确定输出。在框42,可以接收 关于在耦接在正极端子和底盘之间的分压器处感测到的电压的值。例如,处理器模块24可 以接收并且储存来自ADl的VUt 1)值。在框44,可以接收在设置在负极端子和底盘之间的 分压器处感测到的电压。例如,处理器模块24可以接收并且储存来自ADCl的电压V2 U1)。 在框46,可以接收设置在正极和负极端子之间的分压器处检测到的电压。例如,处理器模块 24可以接受并且储存来自ADC2的电压V3 U1)。在框48,可以计算在正极和负极端子12和 14之间的电压VT(ti)。例如,处理器模块24可以通过使用Vsa 1)和上述⑵计算VT^)。
[0055] 在计算正极和负极端子12和14之间的瞬时电压VTai)之后,方法可以继续到框 50,在框50,可以计算瞬时检查结果。例如,处理器模块24可以使用方程式(5)和在框48 计算的VTa i)计算并且储存CPU)。在框52,可以计算分别耦接在底盘和正极以及负极端 子之间的第一和第二分压器处检测到的电压的总和。例如,处理器模块24可以添加 Vl U1) 和 V2(ti)以提供 VS(ti)。
[0056] 在判定框54,可以作出关于VSUi)是否实质上与检查结果CPUi)相同的确定。在 示例实施例中,处理器模块24使用(7)以确定VSa i)是否落在可接受的公差范围之内。如 果不落在,则在框56,做出存在故障状态的确定。这个确定将指示在电路上的泄露检测能力 受损。因此,在框58,可以执行故障响应。例如,处理器模块24可以向警告模块30提供故 障信号,警告模块30可以配置成提供操作者警报,比如视觉、声音或触觉警报。虽然在方法 40中没有明确描述,但可以预期的是,可以确定检测到的电路故障的严重程度,并且执行的 故障响应的类型可
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