故障检测系统、故障检测方法和CAN总线设备技术方案

本申请实施例提供了一种故障检测系统、故障检测方法和CAN总线设备。所述故障检测系统包括：第一采样模块，连接在CAN收发器和CAN控制器之间，用于获取CAN收发器的发送逻辑信号和接收逻辑信号，并且在发送逻辑信号和接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，输出指示采样结果的第一使能信号；第二采样模块，第二采样模块的一端连接在接地线与CAN总线之间，另一端输出采样电压；检测模块，与第一采样模块和第二采样模块连接，用于响应第一使能信号，检测采样电压是否与CAN总线处于隐性状态的第一参考电压匹配；故障判断模块，与检测模块连接，用于在采样电压与第一参考电压不匹配时，将检测结果转换为CAN总线的接地故障指标。将检测结果转换为CAN总线的接地故障指标。将检测结果转换为CAN总线的接地故障指标。

【技术实现步骤摘要】
故障检测系统、故障检测方法和CAN总线设备


[0001]本申请实施例涉及电子电路领域，尤其涉及一种故障检测系统、故障检测方法和CAN总线设备。

技术介绍

[0002]在长距离多节点的CAN总线工业控制中，经常会发生CAN总线电缆的接地故障，在这种情况下，一些接地故障的后续故障可能会导致现场控制设备的进一步误操作，因此要及时检测出这种接地故障。
[0003]然而，CAN总线的电子特性和工业控制领域中复杂干扰使得很难找到一种可靠且高效的CAN总线接地故障的检测方案。

技术实现思路

[0004]有鉴于此，本申请实施例提供一种故障检测系统、故障检测方法和CAN总线设备，提高了故障检测的效率和可靠性。
[0005]根据本申请实施例的第一方面，提供了一种故障检测系统，包括：第一采样模块、第二采样模块、检测模块及故障判断模块。第一采样模块连接在CAN收发器和CAN控制器之间，用于获取所述CAN收发器的发送逻辑信号和接收逻辑信号，并且在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，输出指示采样结果的第一使能信号；所述第二采样模块的一端连接在接地线与所述CAN总线之间，另一端输出采样电压；检测模块与所述第一采样模块和所述第二采样模块连接，用于响应所述第一使能信号，检测所述采样电压是否与所述CAN总线处于隐性状态的第一参考电压匹配；故障判断模块与所述检测模块连接，用于在所述采样电压与所述第一参考电压不匹配时，将检测结果转换为所述CAN总线的接地故障指标。
[0006]可见，在发送逻辑信号和接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，相比于隐性状态的情况，CAN收发器处于低阻态，尽可能地排除了隐性状态对接地故障的影响。进一步地，在CAN总线出现接地故障时，接地线与CAN总线之间的采样电压会受到影响呈现出显性状态对应的参考电压，因此，检测模块在CAN总线处于显性状态时，检测到与CAN总线处于隐性状态的第一参考电压不匹配，进而故障判断模块能够将检测结果转换为CAN总线的接地故障指标来可靠且高效地进行接地故障判断，从而提高了故障检测的效率和可靠性。
[0007]在本申请的另一实现方式中，所述第一采样模块包括与门，所述与门的第一输入端和第二输入端分别用于接收所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号，在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，所述与门的输出端输出指示采样结果的第一使能信号。可见，与门的输出端输出指示采样结果的第一使能信号，从而对CAN总线处于显性状态的发送逻辑信号和接收逻辑信号进行了高效地采样。
[0008]在本申请的另一实现方式中，在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号中的一者指示所述CAN总线处于隐性状态时，所述与门的输出端输出第二使能信号，所述第二使能信
号指示所述检测模块禁止执行检测。可见，与门的输出端输出指示采样结果的第二使能信号，对处于高阻态的CAN收发器避免进行逻辑信号采样，提高了采样的可靠性。
[0009]在本申请的另一实现方式中，所述第二采样模块包括第一分压电路，所述第一分压电路的一端连接在接地线与CAN总线之间，另一端连接到偏置高压，所述第一分压电路输出所述采样电压，所述第一参考电压与所述偏置高压之间具有所述第一分压电路的分压比。可见，本示例通过第一分压电路简洁地实现了采样电压的采样过程。
[0010]在本申请的另一实现方式中，所述检测模块包括传输门和比较器，所述传输门的控制端连接到所述第一采样模块的输出端，所述传输门的输入端连接到所述第二采样模块的输出端，用于接收所述采样电压，所述传输门的输出端连接到所述比较器的第一输入端，所述比较器的第二输入端接收所述第一参考电压的裕度阈值，所述比较器的输出端连接到故障判断模块；在所述控制端接收到所述第一使能信号时，所述传输门的输入端与输出端连通。可见，传输门的设置简洁地实现了检测模块获取采样电压的时机的可靠控制，比较器的设置简洁地实现了高精度电压检测。
[0011]在本申请的另一实现方式中，所述比较器包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第一输入端均连接到所述传输门的输出端，用于接收所述采样电压，所述第一比较器的第二输入端接收所述第一参考电压的裕度上限阈值，所述第二比较器的第二输入端接收所述第一参考电压的裕度下限阈值；在所述采样电压大于所述裕度上限阈值时，所述第一比较器的输出端向所述故障判断模块输出指示所述采样电压与所述第一参考电压不匹配的第一控制信号，或者，在所述采样电压小于所述裕度下限阈值时，所述第二比较器的输出端向所述故障判断模块输出指示所述采样电压与所述第一参考电压不匹配的第一控制信号。可见，第一比较器和第二比较器的设置简洁地实现了裕度上限阈值和裕度下限阈值的比较过程，分别采用第一比较器和第二比较器针对CAN总线的两个线路进行了可靠地检测。
[0012]在本申请的另一实现方式中，所述CAN总线包括高压线路和低压线路，所述裕度上限阈值小于所述高压线路处于所述显性状态的第二参考电压，所述裕度下限阈值大于所述低压线路处于所述显性状态的第二参考电压。可见，裕度上限阈值和裕度下限阈值设置成上述范围有利于保证CAN总线的两个线路的接地故障进行准确地检测，避免出现漏检测的情况。
[0013]在本申请的另一实现方式中，所述故障判断模块包括积分器，所述积分器的一端连接到所述第一比较器的输出端、所述第二比较器的输出端以及所述CAN控制器，所述积分器的另一端连接到偏置高压；所述积分器在故障判断时段至少根据所述第一控制信号对应的第一电流进行积分，得到指示接地故障指标的反馈电压，所述故障判断时段至少包括所述第一控制信号的持续时段。可见，通过积分器对第一控制信号进行积分，基于积分结果进行故障判断，提高了接地故障判断的准确性和可靠性，减少或避免了误判断的可能性。
[0014]在本申请的另一实现方式中，所述积分器在故障判断时段根据所述第一控制信号对应的第一电流进行积分，并且根据所述第二控制信号对应的第二电流进行积分，得到指示接地故障指标的反馈电压，所述故障判断时段至少包括所述第一控制信号的持续时段和所述第二控制信号的持续时段。可见，第二控制信号的积分过程与第一控制信号的积分过程相反，因此，考虑了故障判断时段内不同情况的累积结果，进一步提高了接地故障判断的
准确性和可靠性。
[0015]在本申请的另一实现方式中，所述故障检测系统还包括：驱动模块，与所述CAN收发器连接，用于增强所述CAN收发器的驱动电流；管理模块，与所述检测系统连接，用于根据所述驱动电流调节所述裕度阈值。可见，采用驱动模块增强驱动电流，增大了故障检测过程中的电压信号的信噪比，提高了故障检测过程中的精度和可靠性。
[0016]根据本申请实施例的第二方面，提供了一种故障检测方法，包括：获取CAN收发器的发送逻辑信号和接收逻辑信号；在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，检测接地线与所述CAN总线之间的采样电压是否与所述CAN总线处于隐性本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种故障检测系统，其特征在于，包括：第一采样模块(210)，连接在CAN收发器和CAN控制器之间，用于获取所述CAN收发器的发送逻辑信号和接收逻辑信号，并且在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，输出指示采样结果的第一使能信号；第二采样模块(220)，所述第二采样模块(220)的一端连接在接地线与所述CAN总线之间，另一端输出采样电压；检测模块(230)，与所述第一采样模块(210)和所述第二采样模块(220)块连接，用于响应所述第一使能信号，检测所述采样电压是否与所述CAN总线处于隐性状态的第一参考电压匹配；故障判断模块(240)，与所述检测模块(230)连接，用于在所述采样电压与所述第一参考电压不匹配时，将检测结果转换为所述CAN总线的接地故障指标。2.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述第一采样模块(210)包括与门，所述与门的第一输入端和第二输入端分别用于接收所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号，在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号均指示CAN总线处于显性状态时，所述与门的输出端输出指示采样结果的第一使能信号。3.根据权利要求2所述的故障检测系统，其特征在于，在所述发送逻辑信号和所述接收逻辑信号中的一者指示所述CAN总线处于隐性状态时，所述与门的输出端输出第二使能信号，所述第二使能信号指示所述检测模块(230)禁止执行检测。4.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述第二采样模块(220)包括第一分压电路，所述第一分压电路的一端连接在接地线与所述CAN总线之间，另一端连接到偏置高压，所述第一分压电路输出所述采样电压，所述第一参考电压与所述偏置高压之间具有所述第一分压电路的分压比。5.根据权利要求1所述的故障检测系统，其特征在于，所述检测模块(230)包括传输门和比较器，所述传输门的控制端连接到所述第一采样模块(210)的输出端，所述传输门的输入端连接到所述第二采样模块(220)的输出端，用于接收所述采样电压，所述传输门的输出端连接到所述比较器的第一输入端，所述比较器的第二输入端接收所述第一参考电压的裕度阈值，所述比较器的输出端连接到故障判断模块(240)；在所述控制端接收到所述第一使能信号时，所述传输门的输入端与输出端连通。6.根据权利要求5所述的故障检测系统，其特征在于，所述比较器包括第一比较器和第二比较器，所述第一比较器的第一输入端和所述第二比较器的第一输入端均连接到所述传...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵海防，陈学玉，梁运锋，陈立国，张伟浩，
申请(专利权)人：西门子瑞士有限公司，
类型：发明
国别省市：