高边驱动故障诊断系统及方法技术方案

本发明专利技术涉及高边驱动故障诊断系统，包含

【技术实现步骤摘要】
高边驱动故障诊断系统及方法


[0001]本专利技术涉及汽车电子
，具体地涉及高边驱动故障诊断系统及方法
。

技术介绍

[0002]针对高边驱动的故障主要有：高边短路到地
、
高边短路到电源
、
开路
。
[0003]如图1所示，为现有技术的高边驱动的硬件逻辑结构图；
[0004]在上述现有技术的硬件结构基础上，现有技术对于高边驱动的故障诊断策略如图2所示，具体来说；
[0005]在
ECU
内部
MCU
通过
Dio_Output
对外部负载
R
进行控制，输出高电平或者低电平
。
针对故障诊断，
MCU
通过
Dio_Input
对高边进行电平的采集，以此来对高边短路到地
、
高边短路到电源
、
开路等故障进行诊断
。
[0006]典型如申请号为
201610015265.8
，专利技术名称为“一种
BMS
高边驱动的联动保护及报警电路”的中国专利技术专利，其公开了以下技术特征：
[0007]包括主正电路单元
、
主负电路单元和控制器电路单元；所述主正电路单元包括第一高边开关
M1、
主正继电器
K1、
第一门极驱动器
Q1、
第一反相器
T1、
第一与门电路r/>G1、
第一运放器
N1、
第一分压电阻
R1
和第一接地电阻
R2
，所述主负电路单元包括第二高边开关
M2、
主负继电器
K2、
第二门极驱动器
Q2、
第二反相器
T2、
第二与门电路
G2、
第二运放器
N2、
第二分压电阻
R3
和第二接地电阻
R4
，所述控制器电路单元包括第三与门电路
G3
和控制器
U1
；
[0008]第一高边开关
M1
的一第一端连接电源
VCC
，第一高边开关
M1
的一第二端连接第一门极驱动器
Q1
的阳极，第一高边开关
M1
的一第三端连接主正继电器
K1
，第一门极驱动器
Q1
的控制极
GD1
与第二与门电路
G2
的输出端连接，第一门极驱动器
Q1
的阴极接地，第一反相器
T1
的输入端连接第一高边开关
M1
的第二端，第一反相器
T1
的输出端连接第一与门电路
G1
的第一输入端，第一分压电阻
R1
的一端连接第一高边开关
M1
的第三端，第一分压电阻
R1
的另一端连接第一运放器
N1
的第一输入端，第一接地电阻
R2
的一端连接第一运放器
N1
的第一输入端，第一接地电阻
R2
的另一端接地，第一运放器
N1
的第二输入端连接第一运放器
N1
的输出端，第一运放器
N1
的输出端连接第一与门电路
G1
的第二输入端，第一与门电路
G1
的输出端连接第二门极驱动器
Q2
的控制极
GD2
；
[0009]第二高边开关
M2
的一第一端连接电源
VCC
，第二高边开关
M2
的一第二端连接第二门极驱动器
Q2
的阳极，第二高边开关
M2
的一第三端连接主负继电器
K2
，第二门极驱动器
Q2
的控制极
GD2
与第一与门电路
G1
的输出端连接，第二门极驱动器
Q2
的阴极接地，第二反相器
T2
的输入端连接第二高边开关
M2
的第二端，第二反相器
T2
的输出端连接第二与门电路
G2
的第一输入端，第二分压电阻
R3
的一端连接第二高边开关
M2
的第三端，第二分压电阻
R3
的另一端连接第二运放器
N2
的第一输入端，第二接地电阻
R4
的一端连接第二运放器
N2
的第一输入端，第二接地电阻
R4
的另一端接地，第二运放器
N2
的第二输入端连接第二运放器
N2
的输出端，第二运放器
N2
的输出端连接第二与门电路
G2
的第二输入端，第二与门电路
G2
的输出端连接第一门极驱动器
Q1
的控制极
GD1
；
[0010]第三与门电路
G3
的第一输入端连接第一与门电路
G1
的输出端，第三与门电路
G3
的第二输入端连接第二与门电路
G2
的输出端，第三与门电路
G3
的输出端连接控制器
U1
，控制器
U1
分别连接第一与门电路
G1
的输出端和第二与门电路
G2
的输出端
。
[0011]所述控制器
U1
为单片机
。
[0012]当主正继电器
K1
和主负继电器
K2
同时短路时，控制器
U3
以第三与门电路
G3
的输出信号作为报警信号，控制器
U1
通过与其连接的人机界面向用户报警
。
[0013]当主正继电器的高边驱动发生对电源短路的情况，第一高边开关的第二端的门极驱动信号拉低，第一高边开关断开，此时第一分压电阻以及第一运算放大器检测到对电源短路，第一运算放大器输出高电平信号，第一高边开关的第二端的门极驱动信号利用第一反向器与第一运算放大器输出的高电平信号同时进入第一与门电路
。
第一高边开关的第二端的门极驱动信号拉到低电平，代表要断开继电器，即发生了短路的情况，第一与门电路将输出一个高电平信号
。
此时，即使第一高边开关的第二端的门极驱动信号已经拉低，依然无法断开主正继电器
。
本专利技术利用第一与门电路输出的高电平信号，通过第二门极驱动器把主负电路单元的第二高边开关的第二端的门极驱动信号拉低，在主正继电器的高边驱动发生对电源短路本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种高边驱动故障诊断系统，其特征在于：包含
MCU、
驱动芯片
、
采样电阻
(r)、
安全开关
(Safeswitch)
；其中：所述采样电阻
(r)
用于间接判断高边驱动中的电流大小；所述采样电阻
(r)
串联在高边中；所述安全开关
(Safeswitch)
用于强制断开安全低边；所述采样电阻
(r)
的一端与所述驱动芯片电路连接，另一端与所述安全开关
(Safeswitch)
的一端电路连接；所述安全开关
(Safeswitch)
的另一端接地
。2.
根据权利要求1所述的高边驱动故障诊断系统，其特征在于：所述安全开关
(Safeswitch)
与所述
MCU
电信号耦接，并根据来自所述
MCU
的安全开关控制信号
(Ctr_L)
以执行断开操作或连通操作
。3.
根据权利要求2所述的高边驱动故障诊断系统，其特征在于：所述采样电阻
(r)
与所述驱动芯片电路连接的一端的电压为
A
点采样电压
(ADCINPUT_A)
；所述
A
点采样电压
(ADCINPUT_A)
被实时采集并发送至所述
MCU
中；所述采样电阻
(r)
与所述安全开关
(Safeswitch)
电路连接的一端的电压为
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
；所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
被实时采集并发送至所述
MCU
中
。4.
根据权利要求3所述的高边驱动故障诊断系统，其特征在于：所述采样电阻
(r)
与所述安全开关
(Safeswitch)
之间的连接电路上，串联有外部负载
(R)。5.
根据权利要求4所述的高边驱动故障诊断系统，其特征在于：所述驱动芯片与所述
MCU
电信号耦接，并接收来自所述
MCU
的驱动芯片输入信号
(Output)
；所述驱动芯片还与电源电压
(VBAT)
连接
。6.
一种利用了权利要求5所述的高边驱动故障诊断系统的高边驱动故障诊断方法，其特征在于：包含上电初始化诊断流程和正常运行中诊断流程；其中：所述上电初始化诊断流程用于当系统上电初始化阶段时进行检查；所述正常运行中诊断流程用于当系统初始化完成后并周期运行进行检查
。7.
根据权利要求6所述的高边驱动故障诊断方法，其特征在于：所述上电初始化诊断流程具体包含以下步骤：
Sa100.
由所述
MCU
向所述安全开关
(Safeswitch)
发出安全开关控制信号
(Ctr_L)
；所述安全开关
(Safeswitch)
根据来自所述
MCU
的安全开关控制信号
(Ctr_L)
执行所述断开操作；保持所述安全低边断开；
Sa200.
由所述高边驱动输出低电压；
Sa300.
采集所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
；然后将所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
发送至所述
MCU
；
Sa400.
根据所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
的值做出如下操作：如果所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
的值为
0V
，则判定高边未短路到电源；然后执行
Sa500
；如果所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
的值等于所述电源电压
(VBAT)
的值，则判定高边已短路到电源；然后执行
Sa600
；
Sa500.
返回并再次执行
Sa100
；
Sa600.
由所述高边驱动输出高电压；
Sa700.
再次采集所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
；然后将所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
发送至所述
MCU
；
Sa800.
根据所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
的值做出如下操作：
Sa900.
根据所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)
的值做出如下操作：如果所述
B
点采样电压
(ADCINPUT_B)<...

【专利技术属性】
技术研发人员：姚元吉，刘福伟，张静静，刘恒强，刘峰，徐鑫，方鑫，武红娟，杨钟毓，邬婧婧，
申请(专利权)人：东风商用车有限公司，
类型：发明
国别省市：