CN102555727A - 电液加热系统的故障检测和处理的综合方法 - Google Patents
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- B60H2001/2228—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters
- B60H2001/2231—Heating, cooling or ventilating [HVAC] devices the heat being derived otherwise than from the propulsion plant controlling the operation of heaters for proper or safe operation of the heater
Abstract
本发明涉及电液加热系统的故障检测和处理的综合方法。本发明提供了一种用于消除与电加热装置相关的超温问题的风险的方法和系统,该问题如果未被检测出可导致电超温状况。电加热系统可应用于其它存在热关注的汽车电载荷的检测和控制结构。电加热系统组合了几层热检测策略,以形成独特的综合方法来防止和检测潜在的电故障状态,其如果未被检测和/或未被控制可导致电气超温条件。
Description
相关申请的交叉引用
本专利申请要求2010年10月29日提交的美国临时专利申请系列No.61/408,446的优先权,其通过参考全部并入本文。
技术领域
示范性实施例涉及电加热系统,更具体的,涉及加热系统中的故障检测和处理。
背景技术
加热系统用于车辆中以为驾驶员和乘客提供舒适感,以及用于车辆的功能方面。尽管加热系统通常按照设计运转,但是由于多种原因加热系统会具有以规定之外的状态运转的风险。
发明内容
根据示范性实施例,提供了用于车辆的加热系统和用于加热系统的方法。加热控制模块包括配置用于加热故障检测和加热故障处理的微处理器,可操作地连接至微处理器的第一场效应晶体管(FET),和可操作地连接至微处理器的第二场效应晶体管(FET)。加热模块包括加热元件,可操作地连接至微处理器的第一热敏电阻,和可操作地连接至微处理器的第二热敏电阻。微处理器配置成当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度之间的温差超过温差阈值时确定故障状态,以及当在第一FET通电且第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和/或第二热敏电阻的第二温度中的至少一个低于最小温度时确定故障状态,以及当在第一FET通电和/或第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和/或第二热敏电阻的第二温度中的至少一个高于最大温度时确定故障状态。微处理器配置用于当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的逻辑电压时确定故障状态,以及当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的半逻辑电压时确定故障状态。
本申请还提供了以下方案:
方案1.用于车辆的加热系统,所述系统包括:
加热控制模块,其包括配置用于加热故障检测和加热故障处理的微处理器,可操作地连接至微处理器的第一场效应晶体管(FET),和可操作地连接至微处理器的第二场效应晶体管(FET);和
加热模块,其包括加热元件,可操作地连接至微处理器的第一热敏电阻,和可操作地连接至微处理器的第二热敏电阻;
其中微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度之间的温差超过温差阈值时确定故障状态;
当第一FET通电和第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个低于最小温度时确定故障状态;
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的逻辑电压时确定故障状态;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的一半逻辑电压时确定故障状态。
方案2.如方案1的加热系统,其中所述微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个超过温度规定时确定故障状态;
当第一FET断电且第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到0伏时确定故障状态;以及
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到一半逻辑电压时确定故障状态。
方案3.如方案1的加热系统,其中微处理器配置为:
当来自第一FET的电流不等于来自第二FET的电流时确定故障状态;
当来自第一FET的电流超过电流阈值时确定故障状态;以及
当来自第二FET的电流超过电流阈值时确定故障状态。
方案4.如方案1的加热系统,其中第一FET的源通过继电器可操作地连接至蓄电池;且
其中第一FET的漏极可操作地连接至加热元件。
方案5.如方案1的加热系统,其中第二FET的源可操作地连接至加热元件;且
其中第二FET的漏极可操作地接地。
方案6.如方案1的加热系统,其中第一FET的栅极可操作地连接至微处理器且第二FET的栅极可操作地连接至微处理器。
方案7.如方案1的加热系统,其中微处理器配置为通过监测以下至少一个来检测故障状态:模拟输入,第一FET,第二FET,第一热敏电阻,和第二热敏电阻。
方案8.如方案1的加热系统,其中加热控制模块的顶部和加热模块的顶部成至少15度的角。
方案9.如方案1的加热系统,其中微处理器配置为确定加热系统的正常运行:
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的逻辑电压时;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的一半逻辑电压时。
方案10.如方案1的加热系统,其中微处理器配置为确定加热系统的正常运行:
当第一FET断电且第二FET通电且当微处理器检测到模拟输入处接地时;
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器检测到模拟输入处的一半逻辑电力电压时;以及
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器检测到来自第一FET的电流等于来自第二FET的电流时。
方案11.用于车辆的加热系统的方法,所述方法包括:
配置加热控制模块,其包括配置用于加热故障检测和加热故障处理的微处理器,可操作地连接至微处理器的第一场效应晶体管(FET),和可操作地连接至微处理器的第二场效应晶体管(FET);和
配置加热模块,其包括加热元件,可操作地连接至微处理器的第一热敏电阻,和可操作地连接至微处理器的第二热敏电阻;
其中微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第一温度之间的温差超过温差阈值时确定故障状态;
当第一FET通电和第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个低于最小温度时确定故障状态;
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的逻辑电压时确定故障状态;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的一半逻辑电压时确定故障状态。
方案12.如方案11的方法,其中微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个超过温度规定时确定故障状态;
当第一FET断电且第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到0伏时确定故障状态;以及
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到一半逻辑电压时确定故障状态。
方案13.如方案11的方法,其中微处理器配置为:
当来自第一FET的电流不等于来自第二FET的电流时确定故障状态;
当来自第一FET的电流超过电流阈值时确定故障状态;以及
当来自第二FET的电流超过电流阈值时确定故障状态。
方案14.如方案11的方法,其中第一FET的源通过继电器可操作地连接至蓄电池;且
其中第一FET的漏极可操作地连接至加热元件。
方案15.如方案11的方法,其中第二FET的源可操作地连接至加热元件;且
其中第二FET的漏极可操作地接地。
方案16.如方案11的方法,其中第一FET的栅极可操作地连接至微处理器且第二FET的栅极可操作地连接至微处理器。
方案17.如方案11的方法,其中微处理器配置为通过监测以下至少一个来检测故障状态:模拟输入,第一FET,第二FET,第一热敏电阻,和第二热敏电阻。
方案18.如方案11的方法,其中加热控制模块的顶部和加热模块的顶部成至少15度的角。
方案19.如方案11的方法,其中微处理器配置为确定加热系统的正常运行:
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的逻辑电压时;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的一半逻辑电压时。
方案20.如方案11的方法,其中微处理器配置为确定加热系统的正常运行:
当第一FET断电且第二FET通电且当微处理器检测到模拟输入处接地时;
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器检测到模拟输入处的一半逻辑电力电压时;以及
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器检测到来自第一FET的电流等于来自第二FET的电流时。
附图说明
在下面对实施例的参考附图的详细描述中仅通过实例显示了其它的特征,优点以及细节。
附图1示出了根据示例性实施例的电加热系统的方块图。
附图2示出了根据示例性实施例的一个示例性实施方式。
附图3示出了根据示例性实施例的一个表格。
附图4示出了根据示例性实施例的一个表格。
附图5示出了可用于实施示例性实施例的计算机系统。
具体实施方式
以下的说明实质上仅仅是示范而不打算限制本发明及其应用或使用。应该理解的是在所有附图中,相应的参考标记指示相同或相应的部分和特征。
根据本发明的示例性实施例,本发明提供了一种用于消除与电加热装置关联的在规定温度之外运行的方法和系统。示例性实施例描述了一种电加热系统,但可应用于其他可能存在热操作的汽车电载荷的检测和控制结构。
根据本发明的示例性实施例,电加热系统组合了几层热检测策略,以形成独特的综合方法来防止和检测潜在的电热状态,这些电热状态如果未被检测到和/或未被控制可导致规定之外的电状态。
现在转向图1,图1示出了根据示例性实施例的电加热系统100的方框图,电加热系统100包含车身控制模块(BCM)105,加热控制模块110,和加热模块115。加热系统100可在车辆中被操作。BCM 105包含用于根据示例性实施例运行的处理器和内存中的软件。
加热系统100组合了几个层面的热检测策略,以形成防止可能的规定之外的状况的综合方法。当装置的温度从它的温度额定值偏离时就出现了规定之外的状况。
(仅)当要求加热时,BCM 105才将高电力切换到加热控制模块110。经由电缆12,BCM 105控制两个继电器13(其可被单独地称为第一继电器13a和第二继电器13b),该继电器被可操作地连接至高电力蓄电池电源(蓄电池28)并可操作地接地。同样,这两个继电器13可操作地连接至位于加热控制模块110壳体底部的密封式连接器3。基于来自BCM 105的关闭(和打开)命令,两个继电器13关闭(和打开)以提供电压至加热控制模块110,其给加热模块115中的第一加热元件20(也就是,加热器)和第二加热元件22(也就是,加热器)提供电力。
当可能需要激活加热特征时,BCM 105经由电缆14(仅)提供非常低的逻辑电力至加热控制模块110。加热特征的例子包含加热的座位,加热的窗户清洗液,发动机冷却剂,更热的流体等。对于运行加热控制模块110的微处理器24(例如控制器)的逻辑电力,BCM 105提供了例如最大250ma(毫安)的电流,但加热控制模块110通常应当只被允许100ma的最大电流消耗。
当车辆休眠时(例如,当车辆没启动时)BCM 105将不为加热控制模块110提供电力,从而在车辆无人操作时消除规定之外的加热。
注意到电缆14和16被示出为连接至密封式连接器3,并且密封式连接器3通过电缆(未示出以不导致图1的细节不清楚)可操作地连接至微处理器24。电缆16可以如本领域技术人员理解地是诸如本地互联网(LIN)总线之类的串行总线,其也仅在需要加热时提供电流。电缆14为微处理器24提供逻辑电力。
加热模块115具有加热元件设计,该设计均匀地分布流体加热。第一加热元件20和第二加热元件22设计为均匀地分布对流体的加热。在一个示例性实施例中,图2示出了充满流体44的加热模块15,该流体通过输入管40进入模块并且通过输出管42离开模块(例,至加热的清洗系统)。虽然仅示出了第一加热元件20(其代表了第二加热元件22的配置),但第一加热元件20包含设计用于均匀传递热量至流体44的热导体(例,金属或陶瓷)散热片46。在另一个实施例中,流体可被包含在一个腔室内,其中腔室壁是加热元件。热导体散热片46最大化了热传递表面积并且作为散热器将热量传递至加热模块115中的流体44。为了简洁,在图1中示出的各种元件在图2中被省略,从而使图2清晰。应当理解图2中的各元件如图1所示的那样可操作地连接。
加热模块115可包括加热腔室(其是加热模块115的内部壳体)中的温度感测热敏电阻10和11以检测加热何时没有被均匀提供。第一热敏电阻10可位于加热腔室的较低部位,以及第二热敏电阻11可位于加热模块115的加热腔室的较高部位。如果正发生流体加热,第一热敏电阻10和第二热敏电阻11作为检测其各自所在位置温度的传感器。基于位于加热腔室较低部位的第一热敏电阻10和位于加热腔室较高部位的第二热敏电阻11之间的温度差,图1中的微处理器24可以确定加热模块115的加热腔室中的流体44液位低和/或缺失。
此外,当微处理器24检测到加热腔室(其不必被要求充满流体44)的多个温度以及当热敏电阻10和11之间有明显(例如预定的)的温度差时,微处理器24会认为加热元件20,22的加热元件故障,认为流体44液位低,和/或认为流体蒸干状况。无论何种情况,微处理器24通过经由FETs 7和8终止至加热模块115的所有电力来结束加热,并且微处理器24经由串行数据报告故障至BCM 105,其将通过断开继电器13来关闭至加热元件20和22的所有电力。
加热控制模块110包含分压器电阻对,其包括串联电阻30和32。电阻30连接至BCM 105并且通过其提供电力。图1中,电阻30经由连接至BCM 105的电缆14连接至逻辑电源14a(其在图1中用圆点代表),并且电阻32接地。微处理器24的模拟输入26连接在分压器电阻对30和32之间。分压器电阻对30和32被拉近向逻辑电源14a的电力供给并且经由模拟输入26通过微处理器24读入。这个模拟输入26可被微处理器24连同接地中断场效应晶体管(FET)8和/或电力中断场效应晶体管(FET)7使用。当加热元件接地FET8不工作(例如,在激活之前和/或当FET8在加热期间暂时断开时)时,加热控制模块110的微处理器24读取模拟输入26以便在第一和第二加热元件(加热器)20和22的激活之前检测接地短路和/或到蓄电池的短路。当FET8未打开时,通过读入模拟输入26,微处理器24可检测第一加热元件20何时对地短路和/或第一加热元件20是否对蓄电池28短路。
注意到微处理器24可操作以用于第一加热元件20和另一个微处理器24(未示出但是由圆点34代表)或另一组微处理器输入(未示出),类似地操作以用于(并且连接至)第二加热元件22。本领域相关的技术人员可理解对微处理器24和第一加热元件20的上述描述可应用于对应于第二加热元件22的微处理器24或用于第二加热元件22的其他组微处理器输入。
加热控制模块110的各微处理器24配置用于在输入27i处监测由加热元件20和22正消耗的绝对电流的水平,从而如果测得的绝对电流在其期望工作范围之外时可终止加热。微处理器24确定通过FET7的绝对电流,其经由它的输入27i控制至加热元件20或22的电流。在一个示例性实施例中,微处理器24包含内部或外部运算放大器(op amp)6。op amp 6接收并测量从FET 7的电流感测输出(例如,经由输入27i)通过电阻7a的绝对电流。此外,经由输入29i,op amp 6也接收和测量从FET8的电流感测输出通过电阻8a的绝对电流。
经由差分op amp 6,微处理器24监测经由FET7进入加热元件20和22的电流和经由FET 8向回流出的电流中的差值。经由FET7和FET8的这些电流水平应该是一致的。如果检测出电流差(例,比预定阈值大),微处理器24配置用于终止加热元件20和22的加热并且经由电缆16上的串行数据将故障报告至BCM 105,BCM 105将关断至加热模块115的所有电力。也就是说,在FET7处测得的输入电流应当与在FET8处测得的输出电流一样。
此外,加热控制模块110的微处理器24配置用于在输入27i和29i处监测由加热元件20和22消耗的绝对电流的水平,以及在一个示例性实施例中这些输入27i和29i是到微处理器24的串行外围接口(SPI)通信输入,而非模拟输入,从而如果任意一个报告的绝对电流水平在其期望工作范围之外即可终止加热。微处理器24在其SPI输入27i和29i处接收由FET7和FET8的电流感测输出报告的绝对电流,而非通过电阻7a和8a,他们控制进入和流出加热元件20和22的电压。在此情况下,微处理器24将使用软件逻辑来替代内部或外部运算放大器(op amp)6,以确定入或出加热元件20和22的绝对电流是否在电流规定之外,或者进或出加热元件20和22的电流的差是否在电流规定之外。
在此情况下,经由追踪绝对电流水平以及比较27i和29i的SPI电流水平输入的软件逻辑,微处理器24监测经由FET 7输入加热元件20和22的电流与经由FET 8流回的电流之间的差值。这些经由FET 7和FET 8的电流水平应当一样。微处理器24配置用于在检测到电流差(例如,比预定阈值大)时终止加热元件20和22的加热并且经由串行数据将故障报告至BCM 105,其将断开至加热控制模块110的所有高电力和至加热模块115的所有电力。不论是使用SPI输入27i和软件逻辑和/或电流感测模拟输入27i和op amp 6,在FET 7处测得的输入电流应当与在FET 8处测得的输出电流相同。
微处理器24还监测经由FET 7输入加热元件20和22的绝对电流和经由FET8流回的绝对电流。这些电流水平经过FET7和FET8。微处理器24配置用于在检测到绝对电流(例如,比预定阈值大)时终止加热元件20和22的加热并且经由串行数据将故障报告至BCM 105,其将断开至加热控制模块110的所有高电力和至加热模块115的所有电力。不论是使用SPI输入27i和软件逻辑和/或电流感测模拟输入27i和op amp 6,在FET 7和FET8处测得的输入电流应当都小于预定水平。
注意在图1中,FET 7的电流感测输出可操作地连接至微处理器24的输入27i,并且FET 8的电流感测输出可操作地连接至微处理器24的输入29i。
在加热系统100中,加热控制模块110和加热模块115具有独立的壳体。因此,从加热模块115至加热控制模块110没有泄漏的流体44。如果需要流体加热,加热控制模块110和加热模块115封装于水密的密封壳体中。
加热控制模块110和加热模块115可相互紧挨着封装(例,在同一个支架上距离1至2英寸或更近)以便最小化互连线网故障和线网线束毛细吸潮的可能性。连接器3和4可以是线网线束。
经由FET 7和8提供高电力至加热模块115。内部加热控制模块110故障通常引起其提供高电力至加热模块115。然而,因为加热系统100被配置为仅当要求加热时才允许电力(包括串行数据和逻辑电力)到加热控制模块110和加热模块115,所以没有用于这样一个内部请求的加热控制模块110电力,从而消除了规定之外加热的可能性。当BCM 105要求加热时,当微处理器24将检测到的故障状况(例如,接地短路和/或到蓄电池短路)通讯至BCM 105,至加热控制模块110和加热模块115的所有电力都被BCM 105移除,从而再次消除规定之外加热的可能性。意在使上述的在没有要求加热时从加热系统100去除全部电力即使在BCM 105逻辑电力驱动能力被要求限制到非常低的水平(<250ma)时也是有效的。
当要求流体加热时,加热控制模块110位于密封且通风的壳体中,如环境受控模块(ECM),例,用Gotex牌的盖板密封。密封的连接器3和4位于(用于加热控制模块110和加热模块115的)壳体底部以避免线网毛细吸潮。加热控制模块110和加热模块115的顶面与水平成大于(>)15°度的角度,其输导水分脱离模块110,115和连接器3,4。加热控制模块110和加热模块115优选封装于任意水滴路径和水管理区域之外。
FET 7和8是利用电流感测的热关断电源FET(闭锁FETs)以便当电流高于预定阈值时关断它们自身,因此防止了来自蓄电池28的电流到达加热模块115中的加热元件20,22。微处理器24与BCM 105通讯,并且BCM 105配置为当测得的电流(例,在FET7或FET8处)超过电流极限(如由微处理器24通讯至BCM 105的那样)时终止至加热控制模块110和加热模块115的所有电力(例如,断开继电器13和停止逻辑电力和串行数据通讯)。
当由微处理器24控制时,FET 7和8设计为提供脉宽调制(PWM)斜坡开和斜坡关以便改善当车辆上放有大负载时充电系统对车辆的影响。PWM控制还以减少的电流消耗能力提供加热元件20和22的加热。例如,FET 8可被打开,并且FET7按50%的占空比切换打开和关闭。按50%占空比切换FET 7打开和关闭可减少至加热元件20,22的电流以及减少车辆充电系统的总负载。代替在正常加热期间提供满电流至加热元件20,22,以FET 8和/或7的50%占空比使用PWM允许减少车辆蓄电池28(和/或电系统)上的负载,同时仍然提供一些加热电流至加热元件20和22。
加热控制模块110的电路可包括具有单独分开的高和低电流以及具有单独分开的电力和接地的4层PCB(未示出)。
由于高电力水平,加热系统100可提供两个加热控制电力继电器13(或金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)),其经电缆12由BCM105控制。尽管在图1中示出了两个继电器13,可以预期可用两个MOSFET来代替。第一继电器13a可经由微处理器24为第一加热元件20提供电力。通过第二微处理器(未示出并且由连接至第二加热元件22和连接至第二继电器13b的圆点34表示),如果有的话,第二继电器13b为第二加热元件22提供电力。当由BCM 105指示时,当加热元件20,22没有被要求加热时和/或在故障状况下断开继电器13允许移除所有高电流电力。仅当需要加热时提供于电缆14上逻辑电力(例,250ma)才工作。此外,两个保险丝50位于继电器13和加热控制模块110之间,并且两个保险丝50设计为在预定电流水平切断电流(例,烧断)。
接地1(G1)可操作地连接至FET8并且具有使加热控制模块110中的总电流接地的能力。接地2(G2)可操作地连接至连接器3。在一个实施例中,当不必需要确保足够的加热控制模块110接地补偿时,可以不采用接地2。
进一步关于BCM 105,BCM 105识别并且接收各种车辆信息,例如BCM105配置为识别发动机运转,蓄电池电压,充电系统状态等。BCM 105控制流体加热开关52和用于流体移动的流体泵马达驱动器5。BCM 105配置为通信用户信息消息,例如,加热,泵激活等。BCM 105配置为维持和标定流体泵时间,和控制加热循环次数,加热时间,泵激活持续时间,以及用于加热元件20和22的加热电力水平(例,诸如50%占空比)
如上所述,电缆16是在BCM105和加热控制模块110之间提供串行数据的介质。通过电缆16的连接可以是具有到加热控制模块110的示例性BCM105命令的LIN,如下所示:
LIN BCM 105命令信息:
1)激活加热元件20,(真=激活,假=去激活1LIN位);
2)激活加热元件22(真=激活,假=去激活1LIN位)由于以下情况而去激活:a).由用户取消的特征,b).通过充电而要求关闭,c).通过串行通信报告超出温度规定至BCM105(如果检测到超出温度规定的状况加热控制模块110也可自己终止),d).通过串行通信报告加热元件故障至BCM105(如果检测到超出温度规定加热控制模块110也可自己终止);
3)命令的加热调节温度(8LIN位);
4)命令的超出温度规定,关闭温度(8LIN位);
5)加热元件20激活占空比(带波形的开/关斜坡率,4LIN位);
6)加热元件22激活占空比(带波形的开/关斜坡率,4LIN位);
加热控制模块110为BCM105提供多种状态消息,如下所示。
LIN加热控制模块110状态消息:
1)加热元件20电流故障—加热控制模块110检测故障并终止加热(1LIN位);
2)加热元件22电流故障—加热控制模块检测故障并终止加热(1LIN位);
3)电流差1故障—加热控制模块检测故障并终止加热(1LIN位);
4)电流差2故障—加热控制模块检测故障并终止加热(1LIN位);
5)温度规定之外的故障;
6)温度差故障;
7)温度感测故障(加热控制模块在与BCM失去通信和/或在其内部检测到以上提到的错误时自己终止加热);
8)加热元件20热敏电阻(流体温度)(8LIN位);以及
9)加热元件22热敏电阻(流体温度)(8LIN位);
附图3示出了根据示例性实施例用于通过微处理器24进行故障检测和故障处理的逻辑表300。对于故障检测,微处理器24监测模拟输入26,FET7输入27i,和FET8输入29i。当通过微处理器24检测到故障时,微处理器24指示BCM105断开继电器13。在以下例子中假设逻辑电力14a电压是12伏特且电阻器30和32有相似的值。
如305行所示,当FET 7打开且FET8关闭时,当模拟输入26测量到蓄电池28电压时微处理器24确定正常运行。如310行所示,当FET 7打开且FET8关闭时,当模拟输入26测量到接地(0伏)和/或远小于逻辑电力14a电压时,例如在模拟输入26处测量到8伏特或更低,微处理器24确定故障状态。换句话说,当模拟输入26不能测量到等于额定电压的逻辑电压时微处理器24确定故障状态。
如果电阻器30和32为相同的电阻值,当FET 7关闭和FET 8关闭时,微处理器24在315行应当在正常操作下读出一半的逻辑电力电压14a(例如6伏特)。当FET 7关闭和FET 8关闭时,当模拟输入26未读出一半的逻辑电力14a,例如在320行模拟输入26可能读出小于4伏特或可能读出大于7伏特,微处理器24确定故障。
当FET7关闭且FET8打开时,在325行对于正常操作微处理器24应当在模拟输入26处读出接地(即额定电压)。当FET 7关闭且FET 8打开时,当在330行模拟输入26没有读出接地(例如,额定电压)时,微处理器24确定故障状态。
当FET7打开和FET8打开时,微处理器24应确定在335行对于正常操作来说输入电流(连接至FET 7的输入27i)等于输出电流(连接至FET 8的输入29i)。在340行,当FET7和FET8都打开时,当输入电流不等于输出电流时,(例如,当电流差值(在运算放大器6处和/或通过软件逻辑)大于预定电流差值阈值时),微处理器24确定故障状态。同样,当输入电流(进入加热元件20或22)大于设计极限时,微处理器24确定在345行存在故障状态。
此外,当来自FET 8的电流超过电流阈值时微处理器24确定故障状态,且当来自FET 7的电流超过电流阈值时微处理器24确定故障状态。同样,当FET7和FET8通电且当微处理器24在模拟输入26处没有检测到逻辑电压的一半时,微处理器24确定故障状态。当FET7和FET8通电且当微处理器24在模拟输入26处检测到逻辑电力电压的一半(也就是,逻辑电力电压值的一半)时,微处理器24确定正常运行。
附图4示出了根据示例性实施例的通过微处理器24用于故障检测和故障处理的表400。如405和410行所示,当热敏电阻10和11具有相同的温度和/或当热敏电阻10和11具有在预定阈值内的温差时,微处理器确定正常运行。如415,420和425行所示,当热敏电阻10和11具有大于预定温差阈值的温差和/或当热敏电阻10或11读出的温度大于预定(最大)温度的温度时,微处理器24确定存在故障。同样,当FET 7通电和FET 8通电以后热敏电阻10和11的温度中的任意一个(或两个)小于最小温度时,微处理器24确定故障状态。
微处理器24可包括多个处理器,软件,内存,逻辑电路,和电源系统部件,如这里讨论地运行。微处理器24可存储这里讨论的每个故障状态和故障处理,包括附图3和4中表格300和400所示的例子。
附图5示出了具有性能的计算机500的示例,其可包含在示例性实施例(的任意元件)中。这里讨论的多种方法,程序,软件逻辑,模块,流程图,工具,应用以及技术也可包含和/或利用计算机500的性能。此外,计算机500的性能可用于实施这里讨论的实施例的各种特征。
通常,在硬件架构方面,计算机500可包括一个或多个处理器510,计算机可读存储存储器520,和一个或多个通过本地接口(未示出)通信连接的输入和/或输出(I/O)装置570。本地接口可以是,例如但不限于,如现有技术已知地,一个或多个总线或其它有线或无线连接。本地接口可具有附加元件,例如控制器,缓冲器(高速缓存),驱动器,转发器,和接收器,以实现通信。进一步的,本地接口可包括地址,控制器,和/或数据连接以在上述部件之间实现适当的通信。
处理器510是用于执行可被存储在存储器520中的软件的硬件装置。处理器510实际上可以是任意定制的或商业供应的处理器,中央处理单元(CPU),数据信号处理器(DSP),或者与计算机500关联的几个处理器之间的辅助处理器,以及处理器510可以是基于半导体的微处理器(以微芯片的形式)或微处理器,或基于状态机器的控制器。
计算机可读存储器520可包括易失性存储器元件(例如,随机存取存储器(RAM),例如动态随机存取存储器(DRAM),静态随机存取存储器(SRAM)等等)和非易失性存储器(例如,ROM,可擦可编程只读存储器(EPROM),电可擦除只读存储器(EEPROM),可编程只读存储器(PROM)等等)的任意一个或其组合。此外,存储器520可包含电子的,磁性的,光学的,和/或其它类型的存储媒介。注意存储器520可具有分布结构,其中各个部件相互之间远离布置,但可通过处理器510访问。
在计算机可读存储器520中的软件可包括一个或多个独立程序,其每一个包括用于实施逻辑功能的可执行指令的有序排列。在存储器520中的软件可包括示例性实施例的合适(车辆)运行系统(O/S)550,编译器540,源代码530,以及一个或多个应用程序560。如上所述,应用程序560包括许多用于实现示例性实施例的特征,过程,方法,功能,以及操作的功能部分。
应用程序560可采用面向服务的架构,其可以是相互通信的服务的集合。同样,面向服务的架构允许两个或多个服务协调和/或执行动作(例如,互相代表)。服务之间的每个交互可以是独立的和松耦合的,以便每个交互与任何其它交互独立开。
进一步地,应用程序560可以是源程序,执行程序(目标代码),脚本,或其它包含要执行的一组指令的实体。当是源程序时,然后该程序通常经由编译程序(例如编译器540),汇编器,解释器等等翻译出来,这些可以包含或可以不包含在存储器520中,以与运行系统(O/S)550相关地适当地运行。此外,应用程序560可以写为(a)面向对象的编程语言,其具有多类数据和方法,或者(b)程序设计语言,其具有例行程序,子程序,和/或函数。
I/O装置570可包含接收输入和传递输出的输入装置(或外围设备)。
本领域技术人员理解FETs并且理解FETs包括栅极,漏极,源端子,以及最小栅极电压必须被应用以给FET通电。栅极电压通过微处理器24施加以打开(和关闭)FETs 7和8。
这里使用的术语目的仅仅是描述具体的实施例且不意欲限制本发明。如这里所使用的,单数形式“一”,“一个”和“该’也意欲包括复数形式,除非上下文有清楚地相反指示。
虽然本发明参考实施例被描述,但本领域技术人员将理解在不背离本发明实质的情况下可以有不同的变型并且其元件可被等价物替换。此外,在不背离本发明实质范围的情况下可产生很多变型以将特殊状况或材料适应于本发明的教导。因此,本发明不打算限制于特定实施例,但是本发明将包括本申请范围内的所有实施例。
Claims (10)
1.用于车辆的加热系统,所述系统包括:
加热控制模块,其包括配置用于加热故障检测和加热故障处理的微处理器,可操作地连接至微处理器的第一场效应晶体管(FET),和可操作地连接至微处理器的第二场效应晶体管(FET);和
加热模块,其包括加热元件,可操作地连接至微处理器的第一热敏电阻,和可操作地连接至微处理器的第二热敏电阻;
其中微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度之间的温差超过温差阈值时确定故障状态;
当第一FET通电和第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个低于最小温度时确定故障状态;
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的逻辑电压时确定故障状态;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的一半逻辑电压时确定故障状态。
2.如权利要求1的加热系统,其中所述微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个超过温度规定时确定故障状态;
当第一FET断电且第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到0伏时确定故障状态;以及
当第一FET通电和第二FET通电且当微处理器在模拟输入处未检测到一半逻辑电压时确定故障状态。
3.如权利要求1的加热系统,其中微处理器配置为:
当来自第一FET的电流不等于来自第二FET的电流时确定故障状态;
当来自第一FET的电流超过电流阈值时确定故障状态;以及
当来自第二FET的电流超过电流阈值时确定故障状态。
4.如权利要求1的加热系统,其中第一FET的源通过继电器可操作地连接至蓄电池;且
其中第一FET的漏极可操作地连接至加热元件。
5.如权利要求1的加热系统,其中第二FET的源可操作地连接至加热元件;且
其中第二FET的漏极可操作地接地。
6.如权利要求1的加热系统,其中第一FET的栅极可操作地连接至微处理器且第二FET的栅极可操作地连接至微处理器。
7.如权利要求1的加热系统,其中微处理器配置为通过监测以下至少一个来检测故障状态:模拟输入,第一FET,第二FET,第一热敏电阻,和第二热敏电阻。
8.如权利要求1的加热系统,其中加热控制模块的顶部和加热模块的顶部成至少15度的角。
9.如权利要求1的加热系统,其中微处理器配置为确定加热系统的正常运行:
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的逻辑电压时;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器检测到模拟输入处的一半逻辑电压时。
10.用于车辆的加热系统的方法,所述方法包括:
配置加热控制模块,其包括配置用于加热故障检测和加热故障处理的微处理器,可操作地连接至微处理器的第一场效应晶体管(FET),和可操作地连接至微处理器的第二场效应晶体管(FET);和
配置加热模块,其包括加热元件,可操作地连接至微处理器的第一热敏电阻,和可操作地连接至微处理器的第二热敏电阻;
其中微处理器配置为:
当第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度之间的温差超过温差阈值时确定故障状态;
当第一FET通电和第二FET通电后第一热敏电阻的第一温度和第二热敏电阻的第二温度中的至少一个低于最小温度时确定故障状态;
当第一FET通电且第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的逻辑电压时确定故障状态;以及
当第一FET断电和第二FET断电且当微处理器未检测到模拟输入处的一半逻辑电压时确定故障状态。
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