CN218997282U - 用于车辆的信号转接器和车辆 - Google Patents

Abstract

本实用新型涉及用于车辆的信号转接器和车辆。该信号转接器包括：具有多个管脚的第一插接件和第二插接件，第一插接件的第一端与车辆控制器相连；第二插接件的第二端与预定线束相连；在第一插接件的第二端和第二插接件的第一端之间设置有多个连接通道，其分别与第一插接件的多个管脚和第二插接件的多个管脚之间的连接通道对应，每个连接通道均包括第一、第二和第三支路，且其上分别设有具有用于接收控制开关通断的控制信号的控制端的第一、第二和第三开关，当第一开关连通时，控制器通过该连接通道与车载电源的负极连通；当第二开关连通时，控制器通过该连接通道与预定线束连通；当第三开关连通时，控制器通过该连接通道与车载电源的正极连通。

Description

用于车辆的信号转接器和车辆

技术领域

本实用新型涉及车辆技术领域，具体地涉及用于车辆的信号转接器和车辆。

背景技术

随着生活水平的不断提高，汽车已经成为人们最重要的出行工具之一。汽车通常是指由动力(例如燃油、混合动力、纯电动等)驱动、具有4个或4个以上车轮的非轨道承载的车辆，其主要作用包括代步、载人和运输等。汽车给人们的出行带来了便利、舒适和安全，同时也促进了产业的发展，加快了经济的提升，改变了人们的生活方式。

在对汽车的控制器等电子电器系统进行测试时，不可避免地需要借助信号转接器来对相关的电路信号进行数据测量和故障模拟。中国实用新型专利CN201562166U公开了一种信号转接器。该信号转接器在对电信号进行测试的过程中，可以不损伤线束或控制器本身的同时快速便捷地查询所需测量的信号引脚，并可以方便地将信号引出，进行信号数据采集或监控，实现电气检测操作的简化。在控制器故障模拟测试过程中，通过拨动开关就可以实现信号的开路、对地短路、对电源短路、和对其他信号短路的故障模拟注入。

然而，该信号转接器通过手动拨动各通道上的机械开关实现故障注入，无法实现自动注入成千上万次的故障，以及自动控制各通道故障注入的频率和故障响应等，并且只能在实验室现场手动控制，无法在实际的动态环境中(例如行车过程中)进行远程自动控制。此外该信号转接器在各通道上注入的故障相互独立，无法建立关联性，也不具备残余总线仿真的能力。

相应地，本领域需要一种新的技术方案来解决上述问题。

实用新型内容

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中信号转接器采用手动控制，使用场景受限的技术问题，本实用新型提供一种用于车辆的信号转接器。所述信号转接器包括：第一插接件，所述第一插接件包括多个管脚，所述第一插接件的第一端与车辆的控制器相连；第二插接件，所述第二插接件包括多个管脚，所述第二插接件的第二端与预定线束相连；在所述第一插接件的第二端和所述第二插接件的第一端之间设置有多个连接通道，各个连接通道分别与所述第一插接件的多个管脚和所述第二插接件的多个管脚之间的连接通道对应，每个连接通道均包括第一支路、第二支路和第三支路；所述第一支路上设有第一开关，当所述第一开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与车载电源的负极连通；所述第二支路上设有第二开关，当所述第二开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与所述预定线束连通；所述第三支路上设有第三开关，当所述第三开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与所述车载电源的正极连通；其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关还包括控制端，所述控制端用于接收控制开关通断的控制信号。

本实用新型用于车辆的信号转接器可通过第一插接件和第二插接件被接入到车辆中以对控制器进行测试。在信号转接器内设有多个连接通道，并且各个连接通道分别与第一插接件的多个管脚和第二插接件的多个管脚之间的连接通道对应。每个连接通道都包括具有第一开关的第一支路、具有第二开关的第二支路和具有第三开关的第三支路。第一开关、第二开关和第三开关可基于其控制端的接收到的控制信号控制对应的支路连通或断开。当一个连接通道的第一开关和第二开关连通，并且第三开关断开时，该连接通道中被注入短地故障；当连接通道的第一开关断开，并且第二开关和第三开关连通时，该连接通道中被注入短电源故障；当连接通道的第一开关、第二开关和第三开关都断开时，该连接通道中被注入开路故障；当连接通道的第一开关和第三开关断开，并且第二开关连通时，该连接通道中处于零故障注入状态，即正常连接状态。此外，上述的设置使得信号转接器可以控制各个连接通道中故障注入的时序，以及每个连接通道中故障注入的时间间隔、持续时间以及总次数，使各连接通道中注入的故障间建立关联性，并且实现自动化测试。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述信号转接器还包括快速控制原型装置，所述快速控制原型装置与所述多个连接通道分别连接，并且适于向控制端输出控制信号。通过上述的设置，快速控制原型装置可控制各个连接通道中的第一开关、第二开关和第三开关的通断，从而实现自动化测试。快速控制原型装置还能够控制各个连接通道中故障注入的时序，以及每个连接通道中故障注入的时间间隔、持续时间以及总次数，使各连接通道中注入的故障间建立关联性，并且使得信号转接器具备残余总线仿真的能力。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述快速控制原型装置包括适于向第一开关的控制端输出控制信号的第一控制通道、适于向第二开关的控制端输出控制信号的第二控制通道和适于向第三开关的控制端输出控制信号的第三控制通道。第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道为I/O通道(I/OChannel，即输入/输出通道)。通过上述的设置，快速控制原型装置能够通过第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道分别控制与之相连的第一开关、第二开关和第三开关的通断，并且第一控制通道、第二控制通道和第三控制通道也能够获取与之相连的连接通道中的通讯信号(即数字信号或者模拟信号)，以获得测试的结果。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述信号转接器还包括远程控制模块，所述远程控制模块适于控制所述快速控制原型装置输出所述控制信号。通过上述的远程控制模块的设置，该信号转接器能够实现在动态环境中(例如在行车过程中)进行远程控制测试，具有更强的适用性。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为继电器、Mos管和IGBT中的任一种。继电器具有灵敏度高、可靠性高、控制功率小等优势；Mos管(MOSFET，金属-氧化物半导体场效应晶体管)具有开关迅速、便于控制、驱动功率小等优势；IGBT(InsulatedGateBipolarTransistor，绝缘栅双极型晶体管)具有驱动功率小而饱和压降低、散热稳定、节能等优势。上述的设置有利于第一开关、第二开关和第三开关实现通断的迅速与稳定。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述信号转接器具有多套第一插接件和第二插接件，其中，多个所述第一插接件中的至少一部分设有彼此不相同的接口，并且多个所述第二插接件中的至少一部分设有彼此不相同的接口。通过上述的设置，信号转接器能够匹配各种不同接口类型的控制器，从而具有更强的适用性。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述连接通道的数量等于所述第一插接件的管脚数或者所述第二插接件的管脚数。上述的设置能够保证第一插接件和第二插接件之间的各个连接通道分别与第一插接件的多个管脚和第二插接件的多个管脚之间的连接通道对应。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述控制器为电池包控制器。通过上述的设置，信号转接器能够对电池包控制器(即BMS，电池管理系统)进行测试。

在上述信号转接器的优选技术方案中，所述快速控制原型装置的电源正极与所述车载电源的正极相连，并且所述快速控制原型装置的电源负极与所述车载电源的负极相连。通过上述的设置，便于为快速控制原型装置供电。

为了解决现有技术中的上述问题，即为了解决现有技术中信号转接器采用手动控制，使用场景受限的技术问题，本实用新型提供一种车辆，所述车辆包括根据前面所述的用于车辆的信号转接器。本实用新型车辆通过采用信号转接器，在对其控制器进行测试时，能够实现在动态环境中(例如在行车过程中等)进行远程自动控制，不受使用场景的限制。

附图说明

下面结合附图来描述本实用新型的优选实施方式，附图中：

图1是本实用新型信号转接器的实施例的结构示意图。

附图标记列表：

1、车辆；10、信号转接器；11、第一插接件；111、第一插接件的第一端；112、第一插接件的第二端；12、第二插接件；121、第二插接件的第一端；122、第二插接件的第二端；13、连接通道；131、第一支路；1311、第一开关；132、第二支路；1321、第二开关；133、第三支路；1331、第三开关；14、快速控制原型装置；141、第一控制通道；142、第二控制通道；143、第三控制通道；15、管脚20、控制器；21、预定线束；30、车载电源；31、正极；32、负极。

具体实施方式

下面参照附图来描述本实用新型的优选实施方式。本领域技术人员应当理解的是，这些实施方式仅仅用于解释本实用新型的技术原理，并非旨在限制本实用新型的保护范围。

需要说明的是，在本实用新型的描述中，术语“上”、“下”、“左”、“右”、“内”、“外”等指示的方向或位置关系的术语是基于附图所示的方向或位置关系，这仅仅是为了便于描述，而不是指示或暗示所述装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

此外，还需要说明的是，在本实用新型的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，还可以是两个元件内部的连通。对于本领域技术人员而言，可根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

为了解决现有技术中信号转接器采用手动控制，使用场景受限的技术问题，本实用新型提供了一种用于车辆1的信号转接器10。该信号转接器10包括：第一插接件11，第一插接件11包括多个管脚15，第一插接件的第一端111与车辆1的控制器20相连；第二插接件12，第二插接件12包括多个管脚15，第二插接件的第二端122与预定线束21相连；在第一插接件的第二端112和第二插接件的第一端121之间设置有多个连接通道13，各个连接通道13分别与第一插接件11的多个管脚15和第二插接件12的多个管脚15之间的连接通道对应，每个连接通道13均包括第一支路131、第二支路132和第三支路133；第一支路131上设有第一k1311，当第一开关1311连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与车载电源30的负极32连通；第二支路132上设有第二开关1321，当第二开关1321连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与预定线束21连通；第三支路133上设有第三开关1331，当第三开关1331连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与车载电源30的正极31连通；其中，第一开关1311、第二开关1321和第三开关1331还包括控制端(图中未示出)，控制端用于接收控制开关通断的控制信号。

在一种或多种实施例中，本实用新型车辆1为纯电动汽车。在替代的实施例中，该车辆1也可以是燃油汽车、混合动力汽车、或者其他合适的车辆。车辆1包括控制器20、车载电源30和信号转接器10。信号转接器10分别与控制器20和车载电源30形成电连接。在车辆1为纯电动汽车或者混合动力汽车的情况下，控制器20可以是电池包控制器。可以理解的是，电池包控制器即电池管理系统(BMS，即Battery ManagementSystem)。在替代的实施例中，控制器20也可以是发动机管理系统(EMS，即EngineManagementSystem)、整车控制器(VCU，即VehicleControlUnit)或者其他任意合适的控制器。车载电源30具有正极31和负极32，并且能够为车辆1的车载电器供电。

图1是本实用新型信号转接器的实施例的结构示意图。如图1所示，信号转接器10包括多套公母插接件(图中未标注)、连接通道13和快速控制原型装置14。每套公母插接件包括彼此接口相匹配的一个第一插接件11和一个第二插接件12。第一插接件11和第二插接件12都具有多个管脚15，并且第一插接件11的管脚数等于第二插接件12的管脚数。多套公母插接件包括多个第一插接件11和多个第二插接件12，并且多个第一插接件11中的至少一部分设有彼此不相同的接口，多个第二插接件12中的至少一部分设有彼此不相同的接口，以使信号转接器10可以匹配不同接口类型的控制器20，从而使其具有更强的适用性。

继续参见图1，信号转接器10通过一套公母插接件接入在车辆1中，并且第一插接件的第一端111与车辆1的控制器20相连接，第二插接件的第二端122与预定线束21相连接。可以理解的是，预定线束为车辆1中原本与控制器20相配连接的线束。在一种或多种实施例中，第一插接件11为公插接件，第二插接件12为母插接件。在替代的实施例中，第一插接件11为母插接件，第二插接件12为公插接件。

如图1所示，信号转接器10具有多个连接通道13。多个连接通道13设置在第一插接件的第二端112和第二插接件的第一端121之间，并且各个连接通道13分别与第一插接件11的多个管脚15和第二插接件12的多个管脚15之间的连接通道相对应。因此，连接通道13的数量与第一插接件11的管脚数或者第二插接件12的管脚数相同，并且具体的数量可以根据实际设计需求进行配置。

继续参见图1，在一种或多种实施例中，每个连接通道13均包括第一支路131、第二支路132和第三支路133。

如图1所示，在第一支路131上设有第一开关1311，并且第一开关1311具有用于接收控制开关通断的控制信号的控制端。当第一开关1311连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与车载电源30的负极32连通。在一种或多种实施例中，第一开关1311为继电器。在替代的实施例中，第一开关1311为Mos管(即金属氧化物半导体场效应晶体管)。替代地，第一开关1311也可以是IGBT(即绝缘栅双极型晶体管)，或者其他任意合适的开关，只要能够与快速控制原型装置14相连以控制第一支路131的通断即可。

继续参见图1，在第二支路132上设有第二开关1321，并且第二开关1321具有用于接收控制开关通断的控制信号的控制端。当第二开关1321连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与预定线束21连通。在一种或多种实施例中，第二开关1321为继电器。在替代的实施例中，第二开关1321为Mos管(即金属氧化物半导体场效应晶体管)。替代地，第二开关1321也可以是IGBT(即绝缘栅双极型晶体管)，或者其他任意合适的开关，只要能够与快速控制原型装置14相连以控制第二开关1321的通断即可。

继续参见图1，在第三支路133上设有第三开关1331，并且第三开关1331具有用于接收控制开关通断的控制信号的控制端。当第三开关1331连通时，车辆1的控制器20通过该连接通道13与车载电源30的正极31连通。在一种或多种实施例中，第三开关1331为继电器。在替代的实施例中，第三开关1331为Mos管(即金属氧化物半导体场效应晶体管)。替代地，第三开关1331也可以是IGBT(即绝缘栅双极型晶体管)，或者其他任意合适的开关，只要能够与快速控制原型装置14相连以控制第三开关1331的通断即可。

如图1所示，信号转接器10还包括快速控制原型装置14。可以理解的是，快速控制原型装置14为采用快速控制原型技术(Rapid ControlPrototype，RCP)的装置。快速控制原型装置14本身作为现在技术，因此在此不再赘述。在一种或多种实施例中，快速控制原型装置14的电源正极与车载电源30的正极31相连，并且其电源负极与车载电源30的负极32相连。在替代的实施例中，快速控制原型装置14也可以与其他任意合适的电源形成连接，只要能够便捷取电即可。

继续参见图1，在一种或多种实施例中，快速控制原型装置14包括多个第一控制通道141、第二控制通道142和第三控制通道143。可以理解的是，第一控制通道141、第二控制通道142和第三控制通道143为现有技术中的I/O通道(I/OChannel，即输入/输出通道)。每个第一控制通道141都与一个第一开关1311相连，并且可向该第一开关1311的控制端输出控制信号以控制该第一开关1311的通断。每个第二控制通道142都与一个第二开关1321相连，并且可向该第二开关1321的控制端输出控制信号以控制该第二开关1321的通断。每个第三控制通道143都与一个第三开关1331相连，并且可向该第三开关1331的控制端输出控制信号以控制第三开关1331的通断。需要指出的是，控制信号可以是数字信号或者模拟信号。

继续参见图1，快速控制原型装置14通过输出数字信号或者模拟信号控制各个连接通道13中的第一支路131、第二支路132和第三支路133的通断。在一种或多种实施例中，以信号转接器10中图示最左侧的第一支路131为例，该第一支路131具有第一开关1311，并且与快速原型控制装置14中位于图示最下方的第一控制通道141相连。快速控制原型装置14通过控制第一控制通道141和第一开关1311之间的数字电压或者模拟电压的变化，以实现控制第一开关1311的闭合或断开。可以理解的是，各个连接通道13中第一开关1311、第二开关1321和第三开关1331的闭合与断开都采用同样的原理进行控制。

如图1所示，为了对控制器20进行测试，本实用新型信号转接器10可以对各个连接通道13注入各类故障，并且使各个连接通道13中注入的故障建立关联。以图示左侧的一个连接通道13为例，当快速控制原型装置14向连接通道13中输入控制信号以控制第一开关1311和第二开关1321闭合，并且第三开关1331断开时，该连接通道13中被注入短地故障。当快速控制原型装置14向连接通道13中输入控制信号以控制第一开关1311断开，并且第二开关1321和第三开关1331闭合时，该连接通道13中被注入短电源故障。当快速控制原型装置14向连接通道13中控制信号以控制第一开关1311、第二开关1321和第三开关1331都断开时，该连接通道13中被注入开路故障。当快速控制原型装置14向连接通道13中输入控制信号以控制第一开关1311和第三开关1331断开，并且第二开关1321闭合时，该连接通道13中处于零故障注入状态，即正常连接状态。

如图1所示，在一种或多种实施例中，快速控制原型装置14还能够输出通讯信号以进行残余总线仿真。在进行残余总线仿真时，控制快速控制原型装置14以在连接通道13中注入开路故障，并断开该连接通道13与第二插接件12的连接，同时将该连接通道13连接至控制快速控制原型装置14，并向该连接通道13中输出通讯信号即可实现残余总线仿真。

在一种或多种实施例中，信号转接器10还具有远程控制模块(图中未示出)。远程控制模块与快速控制原型装置14的上位机(图中未示出)形成通信连接。上位机能够搭建用于测试的RCP控制模型，并将该RCP控制模型输入到信号转接器10的远程控制模块中，以便远程控制模块能够基于该RCP控制模型控制快速控制原型装置14输出控制信号。进一步地，上位机还能够通过远程控制模块实时接收来自快速控制原型装置14的信号，并实时下载和记录测试数据，以便用户在测试结束后查看测试结果。在一种或多种实施例中，上位机为手机。在替代的实施例中，上位机也可以是车辆1的车机或者其他任意合适的装置，只要能够实现对测试进行远程操作与监控即可。

本实用新型信号转接器10能够基于RCP控制模型控制各个通道13中故障注入的时序，以及每个通道13中故障注入的时间间隔、持续时间以及总次数等，从而实现自动化测试。具体地，通过将各个通道13的故障类型、注入时间间隔、持续时间以及总次数做成变量，并通过上位机对RCP控制模型中的变量进行调整，即可实现注入不同类型的故障，从而实现自动化测试。

至此，已经结合附图所示的优选实施方式描述了本实用新型的技术方案，但是，本领域技术人员容易理解的是，本实用新型的保护范围显然不局限于这些具体实施方式。在不偏离本实用新型的原理的前提下，本领域技术人员可以对相关技术特征作出等同的更改或替换，这些更改或替换之后的技术方案都将落入本实用新型的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种用于车辆的信号转接器，其特征在于，包括：

第一插接件，所述第一插接件包括多个管脚，所述第一插接件的第一端与车辆的控制器相连；

第二插接件，所述第二插接件包括多个管脚，所述第二插接件的第二端与预定线束相连；

在所述第一插接件的第二端和所述第二插接件的第一端之间设置有多个连接通道，各个连接通道分别与所述第一插接件的多个管脚和所述第二插接件的多个管脚之间的连接通道对应，每个连接通道均包括第一支路、第二支路和第三支路；

所述第一支路上设有第一开关，当所述第一开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与车载电源的负极连通；

所述第二支路上设有第二开关，当所述第二开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与所述预定线束连通；

所述第三支路上设有第三开关，当所述第三开关连通时，所述车辆的控制器通过该连接通道与所述车载电源的正极连通；

其中，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关还包括控制端，所述控制端用于接收控制开关通断的控制信号。

2.根据权利要求1所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述信号转接器还包括快速控制原型装置，所述快速控制原型装置与所述多个连接通道分别连接，并且适于向控制端输出控制信号。

3.根据权利要求2所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述快速控制原型装置包括适于向第一开关的控制端输出控制信号的第一控制通道、适于向第二开关的控制端输出控制信号的第二控制通道和适于向第三开关的控制端输出控制信号的第三控制通道。

4.根据权利要求2所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述信号转接器还包括远程控制模块，所述远程控制模块适于控制所述快速控制原型装置输出控制信号。

5.根据权利要求1所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述第一开关、所述第二开关和所述第三开关为继电器、Mos管和IGBT中的任一种。

6.根据权利要求1所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述信号转接器具有多套第一插接件和第二插接件，其中，多个所述第一插接件中的至少一部分设有彼此不相同的接口，并且多个所述第二插接件中的至少一部分设有彼此不相同的接口。

7.根据权利要求6所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述连接通道的数量等于所述第一插接件的管脚数或者所述第二插接件的管脚数。

8.根据权利要求1所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述控制器为电池包控制器。

9.根据权利要求2所述的用于车辆的信号转接器，其特征在于，所述快速控制原型装置的电源正极与所述车载电源的正极相连，并且所述快速控制原型装置的电源负极与所述车载电源的负极相连。

10.一种车辆，其特征在于，所述车辆包括根据权利要求1-9任一项所述的用于车辆的信号转接器。

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