CN108407618A - 基于行驶意图的智能高压断电控制装置及控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置及其控制方法，其中，所述基于行驶意图的智能高压断电控制装置包括整车状态检测系统和高压供电控制系统；所述整车状态检测系统包括：钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关、前机舱罩盖开关以及行使意图监测模块；所述高压供电控制系统包括整车控制器、电池控制器和高压继电器；所述行使意图监测模块信号连接于整车控制器。本发明的基于行使意图的智能高压断电控制装置，在以往高压互锁、绝缘监测的基础上，能够判断行驶意图，保证整车在处理高压互锁断开和绝缘失效时，避免不必要的高压下电，提升用户感知度。

Description

基于行驶意图的智能高压断电控制装置及控制方法

技术领域

本发明属于电动汽车高压安全技术领域，涉及一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置及控制方法。

背景技术

近年来，新能源汽车行业得到快速发展，高压安全领域日益受到行业和社会的关注。例如高压互锁系统、绝缘监测系统已经得到普及与推广，整个系统的构成、检测电路的原理已经日渐成熟。但从产品化角度，具备互锁和绝缘检测只是整车一个前期信息采集环节，如何准确、合理响应才是最终目的，也涉及到用户人身安全和使用体验。例如车辆发现互锁开关断开并且开往维修地点过程中，整车应该何时、如何响应互锁系统的高压下电请求，这个过程中除了考虑整车安全、高压安全还要兼顾驾驶员的意图，避免非预期高压下电造成车辆动力中断等安全隐患或用户抱怨。

发明内容

本发明目的是提供一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置及控制方法。该装置依靠行驶意图识别系统、高压断电控制系统、互锁监测系统和绝缘监测系统，在互锁开关断开或绝缘报警发生时，并非立刻执行高压断电，而是综合考虑整车行驶安全状态、驾驶员是否有继续行驶意图、高压安全法律法规，对高压电源进行断电控制。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其包括整车状态检测系统和高压供电控制系统；

所述整车状态检测系统包括：钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关、前机舱罩盖开关以及行使意图监测模块；

所述高压供电控制系统包括整车控制器、电池控制器和高压继电器；

所述钥匙门信号检测模块连接于所述行使意图监测模块，用于将其采集的整车钥匙门的状态信号发送至所述行使意图监测模块；

所述油门踏板开度传感器信号连接于所述行使意图监测模块，并将其检测的油门踏板开度信号发送至所述行使意图监测模块；

所述驾驶员座位占位开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的驾驶员座位占位开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块；

所述前机舱罩盖开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的前机舱罩盖开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块；

所述行使意图监测模块信号连接于电动车的电机控制器，所述电机控制器将电机转速信号发送至所述行使意图监测模块；

所述行使意图监测模块信号连接于整车控制器；

所述行使意图监测模块根据电机控制器所发送的电机转速信号判定电动车是否处于行使状态，当电动车处于行使状态时，所述行使意图监测模块向整车控制器上报“当前车辆处于行使工况”；

所述行使意图监测模块根据电动车钥匙门的开关信号、油门踏板开度信号、驾驶员座位占位开关的开关信号以及前机舱罩盖开关的开关信号判断车辆静止时驾驶员是否有继续行车意图，并上报至整车控制器；

整车控制器根据行驶意图监测模块的上报结果，判断高压继电器是否应该导通或断开，并通过CAN线通知电池控制器；电池控制器接收整车控制器发出的控制指令，驱动高压继电器线圈，实现高压电源供给或切断。

可选的，其中，若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为有效，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”；若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为无效、钥匙门的开关信号为非OFF，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于带电静止工况”；若驾驶员座椅占位开关的状态为打开或者前机舱罩盖开关的状态为断开，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前有维修意图，需高压下电”；若驾驶员座椅开关和前机舱罩盖开关均处闭合状态，则行驶意图监测模块上报HCU“高压供电维持”。

可选的，所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置还包括互锁监测系统，所述互锁监测系统包括互锁开关回路，整车控制器向互锁开关回路提供电源信号，然后互锁开关回路将电压返回至整车控制器进行比较，判断是否有互锁开关断开。

可选的，所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置还包括绝缘监测系统，当绝缘监测系统监测绝缘电阻小于预设第一阈值时，上报普通绝缘故障至电池控制器，当监测绝缘电阻小于预设的高于所述第一阈值的第二阈值时，上报严重绝缘故障至电池控制器。

可选的，当电池自身出现故障，电池控制器自行决定断开高压继电器。

本发明解决技术问题还采用如下技术方案：一种基于行驶意图的智能高压断电控制方法，其包括：

S10、当整车钥匙门开关的状态为ON时，整车状态检测系统、高压供电控制系统、互锁监测系统和绝缘监测系统自动激活；

S11、所述整车状态检测系统的行驶意图监测模块检查钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关和前机舱罩盖开关是否工作正常；如果工作正常，则继续执行下一步；否则，结束基于行使意图的智能高压断电控制方法；

所述绝缘监测系统、互锁监测系统和高压供电控制系统进行自检，如果自身无故障，而且高压供电控制系统的高压继电器无故障，则执行下一步；否则，结束基于行使意图的智能高压断电控制方法；

S12、整车控制器向高压供电控制系统发送高压上电指令，电池控制器驱动高压继电器吸合，完成整车高压上电；

S13、互锁监测系统中，HCU通过互锁回路电压发现互锁开关断开，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电,转入S15；

S14、绝缘监测模块发现整车绝缘电阻符合严重绝缘故障等级，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电，转入S15；

S15、整车控制器向行驶意图监测模块发起问询，行驶意图监测模块执行模拟判断流程，转入S16；

S16、行驶工况判断：行驶意图监测模块接收电机控制器上报的电机转速，以及接收油门踏板状态，若电机转速高于特定值，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”；若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为有效，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”，然后重新执行S16；否则，则转入S17；

S17、带电静止工况判断：若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为无效，以及钥匙门的开关信号为非OFF，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于带电静止工况”，然后转入S18；

S18、行驶意图判断：若驾驶员座椅占位开关的状态为打开或者前机舱罩盖开关的状态为断开，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前有维修意图，需高压下电”，转入S20；若驾驶员座椅开关、前机舱罩盖开关均处闭合状态，则行驶意图监测模块上报整车控制器“高压供电维持”，转入S19；

S19、高压供电控制系统维持高压上电；

S20、高压供电控制系统执行高压下电。

本发明具有如下有益效果：本发明的基于行使意图的智能高压断电控制装置，在以往高压互锁、绝缘监测的基础上，能够判断行驶意图，保证整车在处理高压互锁断开和绝缘失效时，避免不必要的高压下电，提升用户感知度。

附图说明

图1为本发明的基于行驶意图的智能高压断电控制装置的结构示意图；

图2为本发明的基于行驶意图的智能高压断电控制方法的流程图；

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其包括整车状态检测系统、高压供电控制系统、互锁监测系统和绝缘监测系统。

所述整车状态检测系统包括：钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关、前机舱罩盖开关以及行使意图监测模块。

所述钥匙门信号检测模块连接于所述行使意图监测模块，用于将其采集的整车钥匙门的状态信号发送至所述行使意图监测模块。

所述油门踏板开度传感器信号连接于所述行使意图监测模块，并将其检测的油门踏板开度信号发送至所述行使意图监测模块。

所述驾驶员座位占位开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的驾驶员座位占位开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块。

所述前机舱罩盖开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的前机舱罩盖开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块。

所述行使意图监测模块信号连接于电动车的电机控制器(MCU)，所述电机控制器将电机转速信号发送至所述行使意图监测模块。

所述行使意图监测模块根据电机控制器所发送的电机转速信号判定电动车是否处于行使状态，当电动车处于行使状态时，保持电动车的高压供电正常，从而有效避免了行使工况下的高压断电。

并且，所述行使意图监测模块根据电动车钥匙门的开关信号、油门踏板开度信号、驾驶员座位占位开关的开关信号以及前机舱罩盖开关的开关信号判断车辆静止时驾驶员是否有继续行车意图。

具体地，当驾驶员座位占位开关和前机舱罩盖开关的状态均为闭合时，表示驾驶员有继续行驶意图，即使车辆静止或低速，且互锁系统或绝缘系统发出高压下电警告，整车控制器也不能启动高压下电功能。模拟工况为城市内路口停车、高速收费站停车等。

当驾驶员座椅占位开关处于断开状态，并且电机转速为低速或零时，整车控制器必须响应互锁系统或绝缘系统发出高压下电警告，立即执行高压下电功能。模拟工况为车辆静止后，人员忘记关闭钥匙门且离开驾驶室，为防止维修人员触电，需要智能切断高压电源。

当前机舱罩盖开关处于断开状态，并且电机转速为低速或零时，整车控制器响应互锁系统或绝缘系统发出高压下电警告，立即执行高压下电功能。模拟工况为车辆静止，打开前机舱罩盖准备维修，但驾驶员在座位上忘记关闭钥匙门，为防止维修人员触电，需要智能切断高压电源。

所述高压供电控制系统包括整车控制器HCU、电池控制器(BMS)和高压继电器。

所述行使意图监测模块信号连接于整车控制器，整车控制器根据行驶意图监测模块的上报结果，判断高压继电器是否应该导通或断开，并通过CAN线通知电池控制器BMS；电池控制器BMS参考HCU指令，通过硬线驱动高压继电器线圈，实现高压电气系统高压电源供给或切断；当电池自身出现故障，BMS也可以自行决定断开高压继电器。

所述互锁监测系统包括互锁开关回路，所述互锁开关回路连接于整车控制器，整车控制器向串联互锁开关回路提供电源信号，然后回路将电压返回至HCU进行比较，最终判断是否有互锁开关断开。

所述绝缘监测系统包括绝缘监测模块，所述绝缘监测模块信号连接于电池管理器，整车低压上电后绝缘监测模块即开始工作，当监测绝缘电阻小于预设第一阈值时，上报普通绝缘故障至电池控制器，当监测绝缘电阻小于预设的高于所述第一阈值的第二阈值时，上报严重绝缘故障；从高压安全考虑，整车在发生严重绝缘故障时，整车高压电源供电被禁止，此时，所述绝缘监测模块信号连接于电池控制器，所述电池控制器在接收到绝缘监测模块发送的严重绝缘故障时，控制高压继电器断开高压电。

本发明的基于行使意图的智能高压断电控制装置，在以往高压互锁、绝缘监测的基础上，能够判断行驶意图，保证整车在处理高压互锁断开和绝缘失效时，避免不必要的高压下电，提升用户感知度。

实施例2

本实施例提供了一种基于行使意图的智能高压断电控制方法，其包括：

S10、整车启动，控制系统唤醒工作；

具体地，当整车钥匙门开关的状态为ON时，整车状态检测系统、高压供电控制系统、互锁监测系统和绝缘监测系统自动激活。

S11、行驶意图监测模块检查钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关和前机舱罩盖开关是否工作正常；如果工作正常，则继续执行下一步；否则，结束本基于行使意图的智能高压断电控制方法；

绝缘监测系统、互锁监测系统和高压供电控制系统进行自检，如果自身无故障，而且高压供电控制系统的高压继电器无故障，则执行下一步；否则，结束本基于行使意图的智能高压断电控制方法。

S12、整车控制器HCU向高压供电控制系统发送高压上电指令，电池控制器驱动高压继电器吸合，完成整车高压上电。

S13、互锁监测系统中，HCU通过互锁回路电压发现互锁开关断开，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电,转入S15；

S14、绝缘监测模块发现整车绝缘电阻符合严重绝缘故障等级，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电，转入S15；

S15、整车控制器HCU向行驶意图监测模块发起问询，行驶意图监测模块执行模拟判断流程，转入S16；

S16、行驶工况判断：行驶意图监测模块接收电机控制器MCU上报的电机转速、接收油门踏板状态，若电机转速高于特定值，则行驶意图监测模块上报HCU“当前车辆处于行驶工况”；若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为有效，则行驶意图监测模块上报HCU“当前车辆处于行驶工况”，然后重新执行S16；否则，则转入S17；

S17、带电静止工况判断：若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为无效、钥匙门的开关信号为非OFF，则行驶意图监测模块上报HCU“当前车辆处于带电静止工况”，然后转入S18；

S18、行驶意图判断：若驾驶员座椅占位开关的状态为打开(即驾驶员不在车内)或者前机舱罩盖开关的状态为断开(即前机舱罩盖打开)，则行驶意图监测模块上报HCU“当前有维修意图，需高压下电”，转入S20；若驾驶员座椅开关、前机舱罩盖开关均处闭合状态(驾驶员座位上有驾驶员，以及前机舱罩盖关闭)，则行驶意图监测模块上报HCU“高压供电维持”，转入S19；

S19、高压供电控制系统维持高压上电；

S20、高压供电控制系统执行高压下电。

而且，所述基于行驶意图的智能高压断电控制方法还包括S21：高压智能下电后，低压电源系统维持工作，仪表在已有故障信息基础上，增加高压自动下电提示；再次高压上电时，整车需通过高压供电控制系统再次判断是否需要断电，若不需断电，则执行高压上电流程；若仍需断电，则禁止高压上电，仪表增加高压下电提示。

本发明提供了一种基于行驶意图的智能高压断电控制方法，从而在互锁、绝缘系统报警时，并且车辆高速行驶至维修地点期间，不会发生高压电气系统自动断电，避免造成车辆动力突然中断，或临时停车无法移动，保证车辆和人员安全的同时，兼顾用户体验。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其特征在于，包括整车状态检测系统和高压供电控制系统；

所述整车状态检测系统包括：钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关、前机舱罩盖开关以及行使意图监测模块；

所述高压供电控制系统包括整车控制器、电池控制器和高压继电器；

所述钥匙门信号检测模块连接于所述行使意图监测模块，用于将其采集的整车钥匙门的状态信号发送至所述行使意图监测模块；

所述油门踏板开度传感器信号连接于所述行使意图监测模块，并将其检测的油门踏板开度信号发送至所述行使意图监测模块；

所述驾驶员座位占位开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的驾驶员座位占位开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块；

所述前机舱罩盖开关信号连接于所述行使意图监测模块，用于将其检测的前机舱罩盖开关的开关信号发送至所述行使意图监测模块；

所述行使意图监测模块信号连接于电动车的电机控制器，所述电机控制器将电机转速信号发送至所述行使意图监测模块；

所述行使意图监测模块信号连接于整车控制器；

所述行使意图监测模块根据电机控制器所发送的电机转速信号判定电动车是否处于行使状态，当电动车处于行使状态时，所述行使意图监测模块向整车控制器上报“当前车辆处于行使工况”；

所述行使意图监测模块根据电动车钥匙门的开关信号、油门踏板开度信号、驾驶员座位占位开关的开关信号以及前机舱罩盖开关的开关信号判断车辆静止时驾驶员是否有继续行车意图，并上报至整车控制器；

整车控制器根据行驶意图监测模块的上报结果，判断高压继电器是否应该导通或断开，并通过CAN线通知电池控制器；电池控制器接收整车控制器发出的控制指令，驱动高压继电器线圈，实现高压电源供给或切断。

2.根据权利要求1所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其特征在于，其中，若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为有效，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”；若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为无效、钥匙门的开关信号为非OFF，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于带电静止工况”；若驾驶员座椅占位开关的状态为打开或者前机舱罩盖开关的状态为断开，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前有维修意图，需高压下电”；若驾驶员座椅开关和前机舱罩盖开关均处闭合状态，则行驶意图监测模块上报HCU“高压供电维持”。

3.根据权利要求1所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其特征在于，还包括互锁监测系统，所述互锁监测系统包括互锁开关回路，整车控制器向互锁开关回路提供电源信号，然后互锁开关回路将电压返回至整车控制器进行比较，判断是否有互锁开关断开。

4.根据权利要求1所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其特征在于，还包括绝缘监测系统，当绝缘监测系统监测绝缘电阻小于预设第一阈值时，上报普通绝缘故障至电池控制器，当监测绝缘电阻小于预设的高于所述第一阈值的第二阈值时，上报严重绝缘故障至电池控制器。

5.根据权利要求1所述的基于行驶意图的智能高压断电控制装置，其特征在于，当电池自身出现故障，电池控制器自行决定断开高压继电器。

6.一种基于行驶意图的智能高压断电控制方法，其特征在于，包括：

S10、当整车钥匙门开关的状态为ON时，整车状态检测系统、高压供电控制系统、互锁监测系统和绝缘监测系统自动激活；

S11、所述整车状态检测系统的行驶意图监测模块检查钥匙门信号检测模块、油门踏板开度传感器、驾驶员座位占位开关和前机舱罩盖开关是否工作正常；如果工作正常，则继续执行下一步；否则，结束基于行使意图的智能高压断电控制方法；

所述绝缘监测系统、互锁监测系统和高压供电控制系统进行自检，如果自身无故障，而且高压供电控制系统的高压继电器无故障，则执行下一步；否则，结束基于行使意图的智能高压断电控制方法；

S12、整车控制器向高压供电控制系统发送高压上电指令，电池控制器驱动高压继电器吸合，完成整车高压上电；

S13、互锁监测系统中，HCU通过互锁回路电压发现互锁开关断开，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电,转入S15；

S14、绝缘监测模块发现整车绝缘电阻符合严重绝缘故障等级，则向高压供电控制系统报警，申请高压断电，转入S15；

S15、整车控制器向行驶意图监测模块发起问询，行驶意图监测模块执行模拟判断流程，转入S16；

S16、行驶工况判断：行驶意图监测模块接收电机控制器上报的电机转速，以及接收油门踏板状态，若电机转速高于特定值，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”；若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为有效，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于行驶工况”，然后重新执行S16；否则，则转入S17；

S17、带电静止工况判断：若电机转速小于特定值，且油门踏板开度判定为无效，以及钥匙门的开关信号为非OFF，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前车辆处于带电静止工况”，然后转入S18；

S18、行驶意图判断：若驾驶员座椅占位开关的状态为打开或者前机舱罩盖开关的状态为断开，则行驶意图监测模块上报整车控制器“当前有维修意图，需高压下电”，转入S20；若驾驶员座椅开关、前机舱罩盖开关均处闭合状态，则行驶意图监测模块上报整车控制器“高压供电维持”，转入S19；

S19、高压供电控制系统维持高压上电；

S20、高压供电控制系统执行高压下电。