CN104842801B - 用于中断电池电流的装置和方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了使用用于极高电流中断的闩锁继电器来中断电池电流的装置和方法，其使闩锁继电器在操作到OFF位置之后能够返回到ON位置。因此，在闩锁继电器在操作到OFF(打开)位置之后试图返回到ON(关闭)位置之前，通过自诊断短路发生的出现来操作用于极高电流中断的闩锁继电器以在除了短路状态以外的仅正常状态下返回到ON(关闭)位置。因此，闩锁继电器可以不由于在短路状态期间闩锁继电器返回到ON(关闭)位置而被固定或损坏，由此保证闩锁继电器的再使用。

Description

用于中断电池电流的装置和方法
技术领域
本发明涉及用于中断电池电流的装置和方法。更具体而言，本发明涉及使用用于极高电流中断的闩锁继电器来中断电池电流从而使闩锁继电器在操作到OFF位置之后能够返回到ON位置的装置和方法。
背景技术
当由于碰撞或其他异常状况而引起在车辆电源线的地面侧发生短路时，可能由于过载电流状况而引起火灾。为了防止这种过载电流状况，可以使用利用充气机(例如，火药爆炸)或闩锁继电器的电池电流中断装置。在使用充气机的电池电流中断装置的情况下，当感应到车辆碰撞时，在安全气囊发动机控制单元(ECU)中施加电流从而电流中断装置执行OFF(打开)操作，由此中断电池电流。然而，该系统由于在OFF操作之后执行ON(关闭)操作应该通过在服务中心中修理或替换电流中断装置来执行而不方便。
作为结果，当电池电流中断装置使用充气机时，仅作为车辆碰撞的结果操作电流中断装置。另外，当通过除了作为车辆碰撞结果以外的异常状态产生过载电流时，在功能上受限的是电流中断装置不可以配置成中断电池电流。
图1为示出使用闩锁继电器的常规高电流中断装置的示例性电路图。图1示出电池10、以及包括闩锁继电器的极高电流中断控制装置20。使用闩锁继电器的极高电流中断控制装置20在车辆碰撞或其他异常状态下感应极高电流/短路，并且允许闩锁继电器打开，从而在感应到极高电流/短路的时刻中断电池电流。当用户需要时，用户可以操作极高电流中断控制装置20，以使闩锁继电器返回到允许电池电流流动的关闭(ON)位置。当在车辆碰撞或其他异常状态期间感应到极高电流/短路时，极高电流中断控制装置20可以配置成打开闩锁继电器，从而电池电流的中断即阻碍或防止极高电流在车辆荷载等中流动会是可能的。因此，降低由过载电流状态导致的火灾的可能性会是可能的。然而，当闩锁继电器在由于车辆碰撞或其他异常状态而操作到OFF(打开)位置之后试图返回到ON(关闭)位置时，短路可能与高电流共存。在这种情况下，问题在于闩锁继电器的接触点可以被超出闩锁继电器的标准电流的极高电流固定和损坏。此外，闩锁继电器的再使用由于对闩锁继电器的接触器的损坏而不可能，因而应该替换受损坏的闩锁继电器。
发明内容
本发明提供用于中断电池电流的装置和方法，其中，通过在闩锁继电器在操作到OFF(打开)位置之后试图返回到ON(关闭)位置之前自诊断短路，在除了短路状态以外的仅正常状态下将用于高强度电流中断的闩锁继电器操作返回到ON(关闭)位置。因此，通过防止闩锁继电器在短路期间返回到ON(关闭)位置，可以避免对闩锁继电器的固定和损坏，由此允许闩锁继电器的可能再使用。
根据示例性实施方式，本发明提供用于中断电池电流的装置，包括：短路诊断电路，其配置成在用于中断电池的极高电流的闩锁继电器操作到OFF位置并接着返回到ON位置之前，自诊断是否发生电池电流的短路。此外，短路诊断电路可以连接在电池与闩锁继电器之间。在示例性实施方式中，短路诊断电路可以包括：诊断电流驱动单元和分流电阻器，其串联连接于在电池与闩锁继电器之间分支的分支线；电流测量单元，其配置成测量从诊断电流驱动单元经过分流电阻器的分流电流；以及控制器，其配置成将在电流测量单元中所测量的分路电路与阈值进行比较，并且当分流电流不大于阈值时，操作闩锁继电器以返回到ON位置。
本发明的另一个示例性实施方式提供用于中断电池电流的方法，包括：确定用于中断电池的极高电流的闩锁继电器是否在操作到OFF位置之后试图返回到ON位置；当闩锁继电器试图返回到ON位置时，诊断是否发生电池电流的短路；以及当诊断到已经发生电池电流的电路时，将闩锁继电器维持在OFF位置，并且当诊断到没有发生电池电流的短路时，操作闩锁继电器以返回到ON位置。
在示例性实施方式中，当闩锁继电器试图返回到ON位置时，是否发生电池电流的短路的诊断可以包括：操作连接在电池和闩锁继电器之间的诊断电流驱动单元，从而当闩锁继电器试图返回到ON位置时允许电池电流由此经过；允许来自诊断电流驱动单元的电池电流经过分流电阻器，并且测量经过分流电阻器的分流电流；以及将在电流测量单元中所测量的分流电流与阈值进行比较，响应于分流电流不小于阈值而维持闩锁继电器以操作到OFF位置，并且响应于分流电流不大于阈值而控制闩锁继电器以返回到ON位置。
如上所述，本发明具有如下优点：
第一，作为车辆碰撞或其他异常状态的结果，当闩锁继电器操作到中断电池电流的OFF位置并接着返回到允许电池电流在极高电流/短路中流动的ON位置时，可以在闩锁继电器返回到ON位置之前自诊断电池电流的短路的出现，从而闩锁继电器可以在除了短路状态以外的仅正常状态下返回到ON位置。因此，当闩锁继电器在短路状态下返回到OFF位置时，闩锁继电器的接触点被固定和损坏的可能性变低。第二，可以减小闩锁继电器损坏的可能性或防止闩锁继电器损坏。第三，由于可以再使用闩锁继电器，因此可以降低维护和修理成本。
附图说明
本发明的上面和其他目的、特征及其他优点将从以下结合附图的详细描述中更加清楚地理解，其中：
图1是示出常规电池电流中断装置的示例性电流配置图；
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于中断电池电流的装置的示例性电路配置图；以及
图3是示出根据本发明的示例性实施方式的用于中断电池电流的方法的示例性流程图。
应该理解，附图不一定要依比例，而是呈现出说明本发明的基本原理的各种优选特征的稍微简化的表示。本文中公开的本发明的特定设计特征，包括例如特定尺寸、方向、位置和形状，将部分地由期望的特定应用和使用环境来确定。在附图中，附图标记在附图的几幅图中始终指代本发明的相同或等效部分。
具体实施方式
应当理解此处使用的术语“车辆”或“车辆的”或其它类似的术语包括，诸如包括运动用途车辆(SUV)、公共汽车、卡车、多种商用车辆的载客汽车的机动车辆，包括各种船和艇的水运工具，航行器等，并且包括混合动力车、电动车辆、内燃车辆、插入式混合电动车辆、氢动力车辆和其它可选的燃料车辆(例如从除了石油以外的资源中获得的燃料)。如本文中所述，混合动力车是具有两个或更多个动力源的车辆，例如既有汽油动力又有电动力的车辆。
尽管示例性实施方式被描述为使用多个单元来执行示例性过程，但是应当理解的是，也可以通过一个或多个模块来执行示例性过程。此外，应当理解的是，术语控制器/控制单元指代包括存储器和处理器的硬件设备。存储器配置成存储模块并且处理器具体地配置成执行所述模块以执行在下面进一步描述的一个或多个过程。
此外，本发明的控制逻辑可以实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非临时性计算机可读媒介。计算机可读介质的例子包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪盘驱动器、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质还可以分布在网络耦合的计算机系统中，从而例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网(CAN)以分布式方式存储并执行计算机可读媒介。
本文所使用的术语仅出于描述特定实施方式的目的并且不旨在限制发明。如本文所使用的，除非上下文中清楚地另外指出，单数形式“一个(a)”、“一个(an)”、和“该”也旨在包括复数形式。应当进一步理解的是，当使用在本说明书中时，术语“包括”和/或“包括有”具体指定所陈述的特征、整体、步骤、操作、元素和/或组成的存在，但不排除一个或多个其他特征、整体、步骤、操作、元素、组成和/或其组合的存在或添加。如本文所使用，术语“和/或”包括一个或多个关联列出项目的任何或全部组合。
下文将详细参照本发明的各个实施方式，其实施例在附图中图示并在下文描述。尽管将结合示例性的实施方式说明本发明，但应理解，本说明书不是要将本发明限制到这些示例性的实施方式。相反，本发明不仅要涵盖这些示例性的实施方式，还要涵盖包括在所附权利要求所限定的本发明的思想和范围内的各种选择、修改、等效物及其它实施方式。
在如上所述的常规系统中，当连接于电池的输出侧的闩锁继电器执行OFF(打开)操作并接着在电池电流短路状态下返回到ON位置时，为了在诸如车辆碰撞的情形下中断电池的极高电流，闩锁继电器的接触点可能被固定或损坏，并且可能由火花导致火灾。
然而，根据本发明的示例性实施方式，当由于车辆碰撞或其他异常状态引起的电池的极高电流/短路的状态期间闩锁继电器操作至中断电池电流的OFF位置并接着返回到允许电池电流的流动的ON位置时，在闩锁继电器返回到ON位置之前可以自诊断电池电流的短路，从而闩锁继电器可以在仅正常状态即没有短路的状态下返回到ON位置。
图2是示出根据本发明的示例性实施方式的用于中断电池电流的装置的示例性电路图。图2示出短路诊断电路30。当闩锁继电器20操作至中断电池电流的OFF位置并接着当在电池10的极高电流/短路状态之后例如在车辆碰撞或其他异常状态之后用户将电流转为ON时返回到允许电池电流流动的ON位置时，短路诊断电路30可以配置成在闩锁继电器20返回到ON位置之前，自诊断是否发生电池电流的短路。
为此，短路诊断电路30可以在电池10的输出侧(+)与用于极高电流中断的闩锁继电器20之间分支并连接。闩锁继电器20可以配置成中断电池电流并维持OFF状态，直至诊断到电池电流的短路。因此，短路诊断电路30可以在电池10的输出侧(+)与用于极高电流中断的闩锁继电器20之间分支并连接，以便诊断是否发生电池电流的短路并且平稳地测量来自电池10的电流。
分离的分支线31可以在电池10的输出侧(+)与用于极高电流中断的闩锁继电器20之间电连接。具体而言，诊断电流驱动单元32和分流电阻器33可以串联地连接于分支线31。诊断电流驱动单元32可以为电源开关元件(例如，MOSFET)，并且可以配置成当闩锁继电器20试图在操作至OFF位置之后返回到ON位置时，允许电池电流朝着分流(shunt)电阻器33流动。分流电阻器33可以被连接以测量电池电流。
在该状态下，配置成测量从诊断电流驱动单元32经过分流电阻器33的分流电流的该电流测量单元(CMU)34可以连接在分流电阻器33的前后位置。另外，电流测量单元34的输出端子可以连接于控制器35的输入端子，从而可以将所测量的分流电流的测量信号传输到控制器35。
控制器35的输出端子可以连接于闩锁继电器20，并且相应地控制器35可以配置成将在电流测量单元中所测量的分流电流与阈值进行比较。当分流电流不大于阈值时，控制器35可以配置成操作闩锁继电器20以操作到ON位置。
这里，将参考图2和图3描述根据本发明的示例性实施方式配置的用于在装置中断电池电流的示例性方法。在该方法中，可以控制闩锁继电器20以通过在车辆碰撞或异常状态下感应极高电流/短路来操作到打开位置，从而可以感应电池电流即在车辆荷载等中流动的极高电流。因此，可以减小由过载电流的发生而导致的火灾的可能性或防止由过载电流的发生而导致的火灾。首先，可以确定是否在操作到OFF位置以中断来自电池10的极高电流之后当需要时闩锁继电器20是否试图返回到ON位置。
优选地，确定是否操纵继电器返回开关36(S101)。当操纵继电器返回开关36时，在闩锁继电器20试图返回到ON位置时，进入用于确定电池电流的短路出现的短路诊断模式(S102)。在控制器35识别闩锁继电器20的OFF操作被维持之后(S103)，可以切换连接在电池10与闩锁继电器20之间的诊断电流驱动单元32，从而电流可以在其中流动(S104)。
因此，来自电池10的电流可以经由诊断电流驱动单元32而流过分流电阻器33。在该状态下，可以测量经过分流电阻器33的分流电流(S105)。换言之，连接在分流电阻器33的前后位置的电流测量单元34可以配置成测量经过分流电阻器33的分流电流。当在电流测量单元34中所测量的分流电流被传输到控制器35时，控制器35可以配置成将所测量的分流电流与阈值进行比较(S106)。作为结果，当分流电流不小于阈值时，控制器35可以配置成操作闩锁继电器20以维持OFF位置。当分流电流不大于阈值时，控制器35可以配置成操作闩锁继电器20以操作到ON位置(S107)。
换言之，当分流电流不小于阈值时，可以已经发生诊断电池电流的短路，并且相应地控制器35可以配置成操作闩锁继电器20以操作到OFF位置。当分流电流不大于阈值时，可以诊断没有发生电池电流的短路，并且相应地控制器35可以配置成操作闩锁继电器20以操作到ON位置。
如上所述，可以在闩锁继电器返回到ON位置之前自诊断电池电流的短路，从而可以在除了短路状态以外的仅正常状态下操作闩锁继电器以返回到ON位置。因此，可以减小当闩锁继电器在短路状态下返回到关闭位置时闩锁继电器的接触点被固定或损坏的常规问题的可能性或者防止当闩锁继电器在短路状态下返回到关闭位置时闩锁继电器的接触点被固定或损坏的常规问题。
已经参考其示例性实施方式详细地描述本发明。然而，对于本领域技术人员显而易见的是，在不偏离由所附权利要求定义的本发明的实质和范围的情况下，本发明可以进行改变。

Claims (3)

1.一种用于中断电池电流的装置，包括：
短路诊断电路，其配置成在用于中断电池的极高电流的闩锁继电器操作到OFF位置并接着返回到ON位置之前，自诊断是否发生电池电流的短路，
所述短路诊断电路连接在所述电池与所述闩锁继电器之间，
其中，所述短路诊断电路包括：
诊断电流驱动器和分流电阻器，它们与在所述电池和所述闩锁继电器之间分支的分支线串联连接；
电流测量单元，配置成：测量从所述诊断电流驱动器经过所述分流电阻器的分流电流；和
控制器，配置成：将所述分流电流和阈值进行比较，并且当所述分流电流小于或等于所述阈值时，操作所述闩锁继电器以返回到所述ON位置。
2.一种用于中断电池电流的方法，所述方法包括：
通过控制器确定用于中断电池的极高电流的闩锁继电器在操作到OFF位置之后是否试图返回到ON位置；
通过所述控制器，当所述闩锁继电器试图返回到所述ON位置时，诊断是否发生电池电流的短路；以及
通过所述控制器，当诊断到已经发生所述电池电流的短路时，将所述闩锁继电器维持在所述OFF位置，并且当诊断到没有发生所述电池电流的短路时，操作所述闩锁继电器以返回到所述ON位置，
其中，当所述闩锁继电器试图返回到ON位置时是否发生所述电池电流的短路的诊断包括：
通过所述控制器操作连接在所述电池与所述闩锁继电器之间的诊断电流驱动器，从而当所述闩锁继电器试图返回到所述ON位置时，所述电池电流由此经过；
通过所述控制器允许来自所述诊断电流驱动器的所述电池电流经过分流电阻器，并且测量经过所述分流电阻器的分流电流；以及
通过所述控制器将在电流测量单元中所测量的所述分流电流与阈值进行比较，当所述分流电流大于所述阈值时，维持所述闩锁继电器以操作到所述OFF位置，并且当所述分流电流小于或等于阈值时，操作所述闩锁继电器以返回到所述ON位置。
3.一种包括用于中断电池电流的由处理器执行的包含程序指令的非暂时性计算机可读介质，所述计算机可读介质包括：
确定用于中断电池的极高电流的闩锁继电器在操作到OFF位置之后是否试图返回到ON位置的程序指令；
当所述闩锁继电器试图返回到所述ON位置时诊断是否发生电池电流的短路的程序指令；以及
当诊断到已经发生所述电池电流的短路时将所述闩锁继电器维持在所述OFF位置，并且当诊断到没有发生所述电池电流的短路时操作所述闩锁继电器以返回到所述ON位置的程序指令，
其中，所述非暂时性计算机可读介质还包括：
操作连接在所述电池和所述闩锁继电器之间的诊断电流驱动器以便当所述闩锁继电器试图返回到所述ON位置时所述电池电流由此经过的程序指令；
允许来自所述诊断电流驱动器的所述电池电流经过分流电阻器并且测量经过所述分流电阻器的分流电流的程序指令；以及
将在电流测量单元中所测量的所述分流电流与阈值进行比较，当所述分流电流大于所述阈值时维持所述闩锁继电器以操作到所述OFF位置，并且当所述分流电流小于或等于阈值时操作所述闩锁继电器以返回到所述ON位置的程序指令。
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