CN110824335B - 一种唤醒电路的异常检测系统及检测方法 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种唤醒电路的异常检测系统及检测方法，通过微处理器向检测电路发送检测使能信号；电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压；利用所述低压电源为所述检测电路提供所述第一电压；所述检测电路向唤醒电路发送检测触发信号；所述唤醒电路基于所述检测触发信号向所述微处理器发送检测反馈信号；所述微处理器根据是否接收到所述检测反馈信号判断所述检测电路是否异常，当出现异常时，微处理器向驾驶员发出告警，从而解决了唤醒电路故障时存在安全隐患的问题。

Description

一种唤醒电路的异常检测系统及检测方法

技术领域

本申请涉及一种异常检测系统及检测方法，尤其涉及一种新能源汽车领域火灾检测唤醒电路的异常检测系统及检测方法。

背景技术

随着新能源汽车的普及，新能源汽车的安全性越来越受到广泛关注。电池包体负责给车辆提供能量来源，对车辆的充放电相当于对电池包体的充放电。电池过温、过流或者过压都可能导致电池内化学反应异常，超过电池本身能承受的范围时将导致电池起火甚至爆炸，在电池包内部着火后急需通知驾驶员，让其采取安全防护措施，所以着火检测及向驾驶员告警的功能极为重要。为满足汽车电子功能安全标准ISO26262，汽车硬件方面需要进行功能安全概念的硬件实现，潜在硬件失效及后果分析以及与软件开发协同合作。目前市面上的产品中，当火灾检测触发唤醒电路，唤醒电路通过处理单元向驾驶员发送告警提示，可在存在安全隐患时起到提醒作用。但是，此功能还不能达到ASIL(automotive safetyintegrity level，汽车安全完整性等级)中的A级标准，因为当电池起火时，可能导致唤醒电路故障，无法向微处理器发送信号，导致火灾时驾驶员收不到安全告警。

发明内容

为了克服现有技术存在的缺点与不足，本申请公开一种唤醒电路的异常检测系统和检测方法，能够在火灾检测的唤醒电路出现故障时，异常检测系统向处理单元发送告警，解决唤醒电路故障存在的安全隐患问题。

为了达到上述申请的目的，本申请提供了一种唤醒电路的异常检测系统，所述唤醒电路的异常检测系统包括：

检测电路、唤醒电路、微处理器、电压转换模块和低压电源；

所述检测电路、所述唤醒电路和所述微处理器连接形成回路；

所述唤醒电路通过所述电压转换模块与所述微处理器连接；

所述电压转换模块与所述低压电源，所述电压转换模块与所述检测电路连接；

所述检测电路包括开关和电压输入端，所述开关基于检测使能信号闭合使所述检测电路导通，所述电压输入端与所述电压转换模块连接。

具体的，所述系统还包括：

大气压力传感器，所述大气压力传感器连接在所述微处理器和所述唤醒电路之间；

所述大气压力传感器与所述低压电源连接。

具体的，所述大气压力传感器连接在所述微处理器和所述唤醒电路之间包括：

所述大气压力传感器通过局域互联网络与所述微处理器和所述唤醒电路连接。

本申请另一方面还提供一种唤醒电路的异常检测方法，通过上述提供的异常检测系统对唤醒电路进行异常检测，所述方法包括：

微处理器向检测电路发送检测使能信号；

电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压；

利用所述低压电源为所述检测电路提供所述第一电压；

所述检测电路向唤醒电路发送检测触发信号；

所述微处理器判断预设时间段内是否接收到所述唤醒电路反馈的所述检测触发信号对应的检测反馈信号；

所述微处理器基于判断的结果对所述唤醒电路进行异常检测。

具体的，在所述检测电路向所述唤醒电路发送检测触发信号之前，所述方法还包括：

所述检测电路接收所述微处理器发出的检测使能信号；

当所述检测使能信号的电压满足使所述开关闭合的条件时，触发所述开关闭合，以使所述检测电路导通。

具体的，所述微处理器基于判断的结果对所述唤醒电路进行异常检测包括：

若判断的结果为否，所述微处理器确定所述唤醒电路存在异常；

所述微处理器发出异常告警。

具体的，所述检测电路向所述唤醒电路发送检测触发信号之后，所述方法还包括：

所述唤醒电路向所述电压转换模块发出唤醒信号；

所述电压转换模块将所述低压电源的输出电压转换成第二电压；

利用所述低压电源为所述微处理器提供第二电压，以唤醒所述微处理器。

具体的，所述方法还包括：

当大气压力传感器采集到异常压力值时，利用所述低压电源为所述微处理器提供第三电压，以唤醒所述微处理器。

具体的，所述方法还包括：

利用局域互联网络向所述微处理器反馈所述大气压力传感器采集的气压相关数据。

具体的，所述第三电压的值大于第一电压和第二电压的值。

实施本申请，具有如下有益效果：

本申请通过微处理器向检测电路发送检测使能信号；电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压；利用所述低压电源为所述检测电路提供所述第一电压；所述检测电路向唤醒电路发送检测触发信号；所述唤醒电路基于所述检测触发信号向所述微处理器发送检测反馈信号；所述微处理器根据是否接收到所述检测反馈信号判断所述检测电路是否异常，当出现异常时，微处理器向驾驶员发出告警，从而解决了唤醒电路故障时存在安全隐患的问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明所述的一种唤醒电路的异常检测系统和检测方法，下面将对实施例所需要的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它附图。

图1为本申请实施例部分提供的一种唤醒电路的异常检测系统结构示意图。

图2为本申请实施例部分提供的一种扩展的唤醒电路的异常检测系统结构示意图。

图3为本申请实施例部分提供的另一种唤醒电路的异常检测系统结构示意图。

图4为本申请实施例部分提供的一种检测电路元器件图。

图5为本申请实施例部分提供的一种现有技术的唤醒功能的结构图。

图6为本申请实施例部分提供的一种唤醒电路的异常检测方法的流程图。

图7为本申请实施例部分提供的检测电路向唤醒电路发送检测触发信号的流程图。

图8为本申请另一实施例部分提供的一种唤醒电路的异常检测方法的流程图。

其中，图1中附图标记对应为：1-检测电路、2-唤醒电路、3-微处理器、4-电压转换模块、5-低压电源；图2中附图标记为6-开关、7-电压输入端；图3中附图标记对应为8-大气压力传感器、9-局域互联网络；图4中附图标记对应为10-PNP型三极管、11-NPN型三极管、12-多个电阻。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请中的技术方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本申请保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统或产品不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、系统或产品固有的其它步骤或单元。

为了实现本申请的技术方案，让更多的工程技术工作者容易了解和应用本申请，将结合具体的实施例，进一步阐述本申请的工作原理。

本申请可以应用于新能源汽车领域对唤醒电路的检测，以解决当出现着火情况时，唤醒电路损坏无法向驾驶员进行报警的问题。本说明书中，唤醒电路是车辆电源管理系统中的一部分电路。当车辆电源着火时，大气压力传感器检测到压力值异常，火灾唤醒输入触发唤醒电路，唤醒电路发出唤醒信号对电源管理系统中的电压转换模块进行唤醒，电源管理系统中的电压转换模块向微处理器发出电压激励，微处理器通过整车通讯向驾驶员发出告警。而当唤醒电路出现故障时，火灾唤醒输入触发唤醒电路，唤醒电路不能对电源芯片进行唤醒，将导致出现火情时无法向驾驶员发出告警，存在安全隐患。

在上述的应用场景中，首先介绍本申请一种唤醒电路的异常检测系统的实施例，结合图1，该异常检测系统包括：检测电路1、唤醒电路2、微处理器3、电压转换模块4和低压电源5。检测电路1、唤醒电路2和微处理器3连接形成回路。唤醒电路2通过电压转换模块4与微处理器3连接，电压转换模块4与低压电源5连接，检测电路2与电压转换模块4连接。其中，结合图2，检测电路1包括开关6和电压输入端7，开关6基于检测使能信号闭合使检测电路导通，电压输入端7与电压转换模块4连接。下面对该系统中各个模块的作用和相互之间的连接关系进行具体说明，以便更好地理解本申请：

参照图2可以看出，唤醒电路2的一端用于接收火灾唤醒输入端的输入信号，并且与检测电路1的一端连接，检测电路1的另一端与电压转换模块4连接，微处理器3与唤醒电路2的另一端连接，唤醒电路2的另一端与电压转换模块4的一端连接，电压转换模块4的另一端与微处理器3连接，电压转换模块4与低压电源5连接。检测电路1包括开关6和电压输入端7，开关6串联在检测电路1中，开关6与微处理器3连接，电压输入端7与开关6连接。其中，微处理器3可以包括单片机，电压转换模块4可以包括用于转换电压的电源芯片，低压电源5的电压为0至40V。

具体的，如图3所示，异常检测系统还包括：大气压力传感器8，大气压力传感器8连接在微处理器3和唤醒电路2之间，并且与低压电源5连接。大气压力传感器8用来检测车辆局部的大气压力，将大气压力的相关数据发送给微处理器3；也用来在检测到异常大气压力值时，向唤醒电路2发送唤醒信号。

具体的，大气压力传感器8可以通过局域互联网络9与唤醒电路2和微处理器3连接。大气压力传感器8通过局域互联网络9将唤醒信号发送给唤醒电路2，通过局域互联网络9将采集的大气压力相关数据发送给微处理器3。

在功能实现上，上述的大气压力传感器8可以采集大气压力值，利用桥壁电阻值发生变化，产生一个差动电压信号，此信号经专用放大器，再经电压电流变换，将量程相对应的信号转化成标准信号输出。唤醒电路2可以在接收到触发信号时唤醒电源管理系统，唤醒电路2可以包括电压比较器，现有技术中的多种唤醒电路均可以与本申请中的异常检测系统联动使用。电压转换模块4可以将低压电源5的电压转换为需要的电压值输出，电压转换模块4可以是包含电源芯片的电路模块。检测电路7可以检测唤醒电路2是否正常，具体的，如图4所示，检测电路1可以包括一个PNP型三极管10、一个NPN型三极管11和多个电阻12，NPN型三极管11的发射极接地，NPN型三极管11的集电极与PNP型三极管10的基极直接或间接连接，NPN型三极管11的基极与微处理器3连接，PNP型三极管10的发射极接电压输入端7，PNP型三极管10的集电极与唤醒电路2连接，多个电阻12经过参数计算串联在检测电路1中。微处理器3可以加载并执行代码集或指令集以实现检测系统检测唤醒电路2是否正常等功能，局域互联网络9可以进行大气压力传感器8和微处理器3之间的数据交互。

由上述内容可见，通过本申请实施例提供的唤醒电路的异常检测系统可以对唤醒电路是否存在故障进行检测，实现当电池起火时，唤醒电路故障无法向微处理器发送信号，导致火灾时驾驶员收不到安全告警的问题，并且该检测电路所需元件少，成本低。

下面结合图4对上述唤醒电路的异常检测方法进行说明，在本实施例中，主要是基于异常检测系统中检测电路的开关为三极管进行说明的，然而值得注意的是，异常检测系统中检测电路的开关也可以包括继电器、MOS管等，通过触发控制开关开闭，当开关闭合时，加入电压激励，以发出检测触发信号，本申请实施例仅介绍开关为三极管的情况，其他类型的开关应用在本申请中，原理相同。

首先，介绍现有技术中唤醒电路的工作方式。如图5所示，当出现着火情况时，唤醒电路接收到火灾唤醒输入，唤醒电路向电压转换模块发送唤醒信号，电压转换模块向微处理器发送电压激励，微处理器向驾驶员发出告警。唤醒电路中均会设置有电阻电容等基础元件，当出现着火情况时，此类基础元件比较容易出现损坏，导致唤醒电路无法工作，在此情况下，很可能出现微处理器接收不到火灾引起的激励反馈信号，存在很大的安全隐患。

本申请是在唤醒电路的基础上增加了基于上述实施例提供的唤醒电路的异常检测系统，如图6所示，上述异常检测系统对唤醒电路进行检测的方法包括：

S101：微处理器向检测电路发送检测使能信号。

具体的，检测电路可以包括一个PNP型三极管、一个NPN型三极管和多个电阻，NPN型三极管的发射极接地，NPN型三极管的集电极与PNP型三极管的基极直接或间接连接，NPN型三极管的基极与微处理器连接，PNP型三极管的发射极接电压输入端，PNP型三极管的集电极与唤醒电路连接，多个电阻经过参数计算串联在检测电路中。此步骤中微处理器向检测电路发送检测使能信号可以是汽车上电时发送检测使能信号，可以是汽车休眠过程中微处理器被周期性唤醒就向检测电路发送周期性的检测使能信号。

S103：电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压。

S105：利用低压电源为检测电路提供第一电压。

S107：检测电路向唤醒电路发送检测触发信号。

具体的，在电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压之后，检测电路中的电压输入端将该第一电压输入至PNP型三极管的发射极。检测电路输入检测使能信号后，PNP型三极管导通。

具体的，如图7所示，在检测电路向唤醒电路发送检测触发信号之前，该方法还包括：

S1071：检测电路接收微处理器发出的检测使能信号。

S1073：当检测使能信号的电压满足使开关闭合的条件时，触发开关闭合，以使检测电路导通。

当NPN型三极管的基极接收到检测使能信号，满足基极电位大于基极电位，并且基极电位大于发射极电位时，该NPN型三极管导通，从而使PNP型三极管的发射极电位大于基极电位，并且基极电位大于集电极电位，PNP型三极管导通，从而检测电路导通。

S1075：检测电路向唤醒电路发送检测触发信号。

在PNP型三极管导通后，检测电路的电压输入端即PNP型三极管的发射极接入第一电压，PNP型三极管的集电极发出检测触发信号。触发信号可以包括电力传输信号。

S109：微处理器判断预设时间段内是否接收到唤醒电路反馈的检测触发信号对应的检测反馈信号。

S111：微处理器基于判断的结果对唤醒电路进行异常检测。

微处理器判断是否收到检测反馈信号，若未收到检测反馈信号，则唤醒电路异常；若收到检测反馈信号，则唤醒电路正常。

S113：若唤醒电路异常，微处理器发出异常警告。

微处理器向驾驶员发出异常告警，可以通过仪表盘显示异常告警图标或者发出声音异常告警。

在另外的实施例中，如图8所示，检测电路向唤醒电路发送检测触发信号之后，异常检测方法还包括：

S115：唤醒电路向电压转换模块发出唤醒信号。

S117：电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第二电压。

S119：利用低压电源为微处理器提供第二电压，唤醒微处理器。

此实施例中，唤醒电路的作用为：汽车上电时，唤醒电路唤醒电源管理系统，或者是汽车休眠过程中唤醒电路周期性唤醒电源管理系统。唤醒电路可以包括电压比较器，可以根据电力传输信号的上升沿向微处理器发送检测反馈信号唤醒微处理器。

在另外的实施例中，唤醒电路要想接收到到火灾唤醒的输入信号，必须与大气压力传感器连接。当大气压力传感器采集到异常压力值时，利用低压低压电源为微处理器提供第三电压，唤醒微处理器。其中，第三电压值是出现火灾异常时向微处理器发出的电压值，第三电压值可以大于第一电压值和第二电压值。例如，实际部署时，低压电源若采用12V电源，电压变换模块可以将12V电源的输出电压转换成5V的第一电压，将12V电源的输出电压转换成5V的第二电压，以及向微处理器发出12V的第三电压。

具体的，唤醒电路与大气压力传感器可以通过局域互联网络连接，同时，微处理器与大气压力传感器也通过局域互联网络连接。在车辆正常运行的过程中，大气压力传感器利用桥壁电阻值发生变化，产生一个差动电压信号，此信号经专用放大器，再经电压电流变换，将量程相对应的信号转化成标准信号输出，再将采集的大气压力值通过局域互联网络传输至微处理器。当车辆中发生电源等着火时，大气压力传感器检测到异常大气压力值，通过局域互联网络向唤醒电路输出信号，唤醒电路接收到该信号向微处理器发送低压电压，微处理器可以通过控制器局域网络与整车通讯，将异常情况反馈给驾驶员，发出告警。

在以上介绍本申请唤醒电路的异常检测方法的实施例中，通过微处理器向检测电路发送检测使能信号，电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压，利用低压电源为检测电路提供第一电压，检测电路向唤醒电路发送检测触发信号，唤醒电路基于检测触发信号向微处理器发送检测反馈信号，微处理器根据是否接收到检测反馈信号判断所述检测电路是否异常，若检测电路异常，发出异常告警，能够在火灾检测的唤醒电路出现故障时，异常检测系统向处理单元发送告警，解决唤醒电路故障存在的安全隐患问题。

上述说明已经充分揭露了本申请的具体实施方式。需要指出的是，熟悉该领域的技术人员对本申请的具体实施方式所做的任何改动均不脱离本申请的权利要求书的范围。相应地，本申请的权利要求的范围也并不仅仅局限于前述具体实施方式。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于装置、系统和服务器实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例的全部或部分步骤可以通过硬件来完成，也可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

以上所述仅为本发明的较佳实施例，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 (8)

1.一种唤醒电路的异常检测系统，其特征在于，所述异常检测系统包括：

检测电路、唤醒电路、微处理器、电压转换模块和低压电源；

所述检测电路、所述唤醒电路和所述微处理器连接形成回路；

所述唤醒电路通过所述电压转换模块与所述微处理器连接；

所述电压转换模块与所述低压电源连接，所述电压转换模块与所述检测电路连接；

所述检测电路包括开关和电压输入端，所述开关基于检测使能信号闭合使所述检测电路导通，所述电压输入端与所述电压转换模块连接；

所述微处理器，用于向检测电路发送检测使能信号；

所述电压转换模块，用于将低压电源的输出电压转换成第一电压；

所述低压电源，用于为所述检测电路提供所述第一电压；

所述检测电路，用于向唤醒电路发送检测触发信号；

所述微处理器，用于判断预设时间段内是否接收到所述唤醒电路反馈的所述检测触发信号对应的检测反馈信号，并基于判断的结果对所述唤醒电路进行异常检测；

在所述检测电路在向所述唤醒电路发送检测触发信号之前，所述检测电路还用于：

接收所述微处理器发出的检测使能信号，并当所述检测使能信号的电压满足使所述开关闭合的条件时，触发所述开关闭合，以使所述检测电路导通；

在所述检测电路向所述唤醒电路发送检测触发信号之后，所述唤醒电路，还用于向所述电压转换模块发出唤醒信号；所述电压转换模块，用于将所述低压电源的输出电压转换成第二电压，并利用所述低压电源为所述微处理器提供第二电压，以唤醒所述微处理器。

2.根据权利要求1所述的唤醒电路的异常检测系统，其特征在于，所述系统还包括：

大气压力传感器，所述大气压力传感器连接在所述微处理器和所述唤醒电路之间；

所述大气压力传感器与所述低压电源连接。

3.根据权利要求2所述的唤醒电路的异常检测系统，其特征在于，所述大气压力传感器连接在所述微处理器和所述唤醒电路之间包括：

所述大气压力传感器通过局域互联网络与所述微处理器和所述唤醒电路连接。

4.一种唤醒电路的异常检测方法，其特征在于，通过权利要求1至3任意一项所述的异常检测系统对唤醒电路进行异常检测，所述异常检测系统包括：检测电路、唤醒电路、微处理器、电压转换模块和低压电源；所述检测电路、所述唤醒电路和所述微处理器连接形成回路；所述唤醒电路通过所述电压转换模块与所述微处理器连接；所述电压转换模块与所述低压电源连接，所述电压转换模块与所述检测电路连接；所述检测电路包括开关和电压输入端，所述开关基于检测使能信号闭合使所述检测电路导通，所述电压输入端与所述电压转换模块连接，所述方法包括：

所述微处理器向所述检测电路发送检测使能信号；

所述电压转换模块将低压电源的输出电压转换成第一电压；

利用所述低压电源为所述检测电路提供所述第一电压；

所述检测电路向唤醒电路发送检测触发信号；

所述微处理器判断预设时间段内是否接收到所述唤醒电路反馈的所述检测触发信号对应的检测反馈信号；

所述微处理器基于判断的结果对所述唤醒电路进行异常检测；

在所述检测电路向所述唤醒电路发送检测触发信号之前，所述方法还包括：

所述检测电路接收所述微处理器发出的检测使能信号；

当所述检测使能信号的电压满足使所述开关闭合的条件时，触发所述开关闭合，以使所述检测电路导通；

所述检测电路向所述唤醒电路发送检测触发信号之后，所述方法还包括：

所述唤醒电路向所述电压转换模块发出唤醒信号；

所述电压转换模块将所述低压电源的输出电压转换成第二电压；

利用所述低压电源为所述微处理器提供第二电压，以唤醒所述微处理器。

5.根据权利要求4所述的异常检测方法，其特征在于，所述微处理器基于判断的结果对所述唤醒电路进行异常检测包括：

若判断的结果为否，所述微处理器确定所述唤醒电路存在异常；

所述微处理器发出异常告警。

6.根据权利要求5所述的异常检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

当大气压力传感器采集到异常压力值时，利用所述低压电源为所述微处理器提供第三电压，以唤醒所述微处理器。

7.根据权利要求6所述的异常检测方法，其特征在于，所述方法还包括：

利用局域互联网络向所述微处理器反馈所述大气压力传感器采集的气压相关数据。

8.根据权利要求6所述的异常检测方法，其特征在于，所述第三电压的值大于第一电压和第二电压的值。

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