车载电流故障检测装置的制作方法

1.本发明涉及故障检测技术领域，尤其涉及一种车载电流故障检测装置。


背景技术：

2.随着人们生活水平的提高，拥有车的家庭越来越多，我国当前车辆保有量在处于世界前列。车辆保有量的增加，车辆故障也随之增加。目前针对车辆故障通过4s店、车辆研发中的实验科室和设计科室共同联合出差，携带相关大型设备去进行现调，不仅存在人员出差经费增加开发成本，而且协调出差现调时间长，容易错过现调的最佳时间。在车辆客体出现电流过高损坏电路故障时，由于无法及时便捷的确定损坏的线路或信号源导致车辆无法及时的进行维修造成很大不便。
3.上述内容仅用于辅助理解本发明的技术方案，并不代表承认上述内容是现有技术。


技术实现要素：

4.本发明的主要目的在于提供一种车载电流故障检测装置，旨在解决现有技术中无法及时的确定车辆损坏的线路的技术问题。
5.为实现上述目的，本发明提出一种车载电流故障检测装置，所述车载电流故障检测装置包括：控制器和电流检测模块；
6.其中，所述电流检测模块包括至少一个电流检测子模块，所述控制器包括通信端口，并通过所述通信端口与所述电流检测子模块以及车载网络通信；
7.所述电流检测子模块，用于采集待检测电路中的电流状态信号，并将采集到的所述电流状态信号发送至所述控制器；
8.所述控制器，用于通过所述车载网络获取所述待检测电路的电路状态信号；
9.所述控制器，还用于在发生电流故障时，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生电流故障的待检测电路。
10.可选地，所述电流检测子模块包括：互感线圈和放大模块；
11.所述放大模块包括：运算放大器、反馈电阻以及输入电阻；
12.其中，所述互感线圈一侧用于与所述待检测电路连接，所述互感线圈另一侧用于与所述放大模块连接；所述输入电阻的第一端通过所述互感线圈的另一侧与所述运算放大器的第二输入端连接，所述输入电阻的第二端与所述运算放大器的第一输入端以及所述反馈电阻连接，所述运算放大器的输出端与所述反馈电阻的第二端以及所述控制器的通信端口连接。
13.可选地，所述电流状态信号为电流变化速率信号，所述控制器，还用于在电流变化速率超过预设速率时，判定所述待检测电路发生断路；
14.所述控制器，还用于在判定所述待检测电路发生断路时，将所述电流变化速率信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生断路的待检测电路。
15.可选地，所述车载电流故障检测装置还包括：报警模块；
16.其中，所述报警模块与所述控制器连接；所述报警模块用于与后台服务器通信；
17.所述控制器，还用于将所述电流状态信号通过所述报警模块发送至所述后台服务器，以使所述后台服务器对所述待检测电路进行检测；
18.所述控制器，还用于在电流故障时输出故障报警信号至所述报警模块；
19.所述报警模块，用于在接收到所述后台服务器和/或所述控制器发送的故障报警信号时，进行报警并对发生电流故障前后一定时间内的所述电流状态信号和所述电压状态信号进行存储。
20.可选地，所述车载电流故障检测装置还包括：存储模块；
21.其中，所述存储模块与所述控制器连接；
22.所述控制器，还用于将所述电流状态信号和所述电压状态信号发送至所述存储模块进行存储。
23.可选地，所述控制器，还用于在发生电流故障时，从所述存储模块中提取所述电流状态信号与所述电路状态信号，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生电流故障的待检测电路。
24.可选地，所述车载电流故障检测装置还包括：电压转换模块；所述电压转换模块包括滤波子模块和分级转换子模块；
25.其中，所述分级转换子模块的输入端通过所述滤波子模块与供电电源连接，所述分级转换模块的第一输出端与所述车载电流故障检测装置的电源端连接，所述分级转换模块的第二输出端与所述控制器的电源端连接；
26.所述滤波子模块，用于将所述供电电源输出的电源电压进行滤波，并将滤波后的电源电压输出至所述分级转换子模块；
27.所述分级转换子模块，用于将所述滤波后的电源电压转换为所述车载电流故障检测装置所需的一级电压，并将所述一级电压输出至所述车载电流故障检测装置的电源端；
28.所述电压转换模块，还用于将所述装置电压转换为所述控制器所需的二极电压，并将所述二极电压输出至所述控制器。
29.可选地，所述滤波子模块包括：第一电容；所述分级转换子模块包括：第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、第二至第六电容、第一至第二二极管以及第一电感；
30.其中，所述第一电压转换芯片的输入端与所述供电电源、所述第一电容的第一端、第二电容的第一端以及第一二极管的负极连接，所述第一电压转换芯片的第一输出端与所述第二二极管的负极以及所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电压转换芯片的第二输出端、第三电容的第一端、第四电容的第一端、第五电容的第一端、第二电压转换芯片的输入端以及所述车载电流故障检测装置的电源端连接，所述第二电压转换芯片的输出端分别与第六电容的第一端、所述第七电容的第一端以及所述控制器的电源端连接，所述第一至第七电容的第二端、所述第一至第二二极管的正极、所述第一电压转换芯片的接地端以及所述第二电压转换芯片的接地端接地。
31.本发明提供了一种车载电流故障检测装置，该车载电流故障检测装置包括：控制器和电流检测模块；电流检测模块括至少一个电流检测子模块，所述控制器包括通信端口，并通过所述通信端口与所述电流检测子模块以及车载网络通信；所述电流检测子模块采集
待检测电路中的电流状态信号，并将采集到的所述电流状态信号发送至所述控制器；所述控制器通过所述车载网络获取所述待检测电路的电路状态信号；在发生电流故障时，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生电流故障的待检测电路。本发明通过对各待检测电路的电流状态信号进行采集并对待检测电路的电路状态信号进行获取，在发生电流故障时，通过电流状态信号与电路状态信号的比较能够及时的确定发生电流故障的待检测电路，实现对电流故障进行快速维修。
附图说明
32.为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用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示出的结构获得其他的附图。
33.图1为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第一实施例的结构示意图；
34.图2为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置中电流检测模块采集到的电路状态信号；
35.图3为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置中控制器获取的电路状态信号；
36.图4为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第二实施例的结构示意图；
37.图5为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第二实施例中电流检测模块电路图；
38.图6为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第二实施例中电压转换模块电路图。
39.附图标号说明：
40.标号名称标号名称10电流检测模块r1输入电阻20控制器c1～c7第一至第七电容30报警模块d1～d2第一至第二二极管40存储模块q1运算放大器50电压转换模块rf反馈电阻60按键模块t1互感线圈u1第一电压转换芯片l1第一电感u2第二电压转换芯片vcc1电源电压vcc2一级电压vcc3二级电压501滤波子模块502分级转换子模块gnd接地
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41.本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
42.应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
43.下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明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发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
44.需要说明，本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后
……
)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。
45.另外，在本发明中涉及“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当人认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。
46.参照图1，图1为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第一实施例的结构示意图。基于图1，提出本发明车载电流故障检测装置的第一实施例。
47.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置包括：控制器20和电流检测模块10；
48.其中，所述电流检测模块包括至少一个电流检测子模块，所述控制器包括通信端口，并通过所述通信端口与所述电流检测子模块以及车载网络通信。
49.应理解的是，车辆内部具有大量电路，在其中一个电路中的电流存在故障时都会对车辆的行驶造成隐患。在车辆中的某个电路中的电流过大时，很难从数量众多的车载电路中确定具体的故障电路。以往针对电流过大的情况需要专业的工程师使用体积较大的dl850示波器进行检测，在众多车载电路中确定电流过大的故障电路，该检测过程十分不便。
50.需要说明的是，电流检测模块10可用于对待检测电路中的电流状态信号进行采集。电流检测模块10可以包括至少一个电流检测子模块。电流检测子模块是用于对特定的被检测电流进行电流状态信号采集的模块。一个电流检测子模块对应一个被检测电路。电流状态信号是反应待检测电路内电流值的大小、变化等信息的信号。电流状态信号可以体现待检测电路中电流值的变化率。控制器20是用于对待检测电路中的电流值状态检测过程进行控制的芯片。控制器20可以是32位的单片机、也可以是其他具有相同功能的处理单元。待检测电路是车辆上易出现电流过大的电路。待检测电路上设置的元器件会因为电流过大损坏。车载网络至车载控制器局域网络。车载网络可以是can网络或车载局域网络。车辆内的待检测电路均受车载网络控制，通过车载网络可以获取到待检测电路的电路状态。控制器20可以实时对待检测电流的电流状态信号和电路状态信号进行比较确定故障电路，也可以在故障发生一段时间后，根据存储的电流状态信号和电路状态信号进行比较确定故障电路。
51.在具体实施中，所述电流检测模块10中的所有电流检测子模块可以对与其连接的所述待检测电路内的电流状态信号进行采集，并将采集到的所述电流状态信号发送至所述控制器20；所述控制器20可以通过所述车载网络获取各待检测电路的电路状态信号。所述控制器20还可以在发生电流故障时，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，
并根据比较结果确定发生电流故障的待检测电路。例如电流检测模块10可以对各待检测电路对应的电流状态信号进行采集，参照图2，图2中展示四个待检测电路的电流状态信号。控制器20可以直接通过指令的方式通过车载网络获取对应四个待检测电路的电路状态信号，参照图3。图2与图3中的信号1对应相同的待检测电路，信号2对应相同的待检测电路，信号3对应相同的待检测电路，信号4对应相同的待检测电路。控制器20可以将图2中的电流状态信号与图3中的电路状态信号进行比较，将同一个待检测电路的电流状态信号与电路状态信号一一对应。因此在电流异常时，电流状态信号也会发生变化，由于电流状态信号与电路状态信号一一对应，控制器20便可根据异常的电流状态信号确定异常的电路转态信号从而进一步确定发生电流异常的待检测电路。
52.其中，电流状态信号是用于体现待检测电路中电流当前状态的信号。电路状态信号是指待检测电路在整车can网络中体现的车载can状态信号，待检测电路中的电流状态不同，对应的电路状态信号在整车can网路中体现的状态也不相同。
53.本实施例提供一种车载电流故障检测装置，该车载电流故障检测装置包括：控制器和电流检测模块；电流检测模块括至少一个电流检测子模块，所述控制器包括通信端口，并通过所述通信端口与所述电流检测子模块以及车载网络通信；所述电流检测子模块采集待检测电路中的电流状态信号，并将采集到的所述电流状态信号发送至所述控制器；所述控制器通过所述车载网络获取所述待检测电路的电路状态信号；在发生电流故障时，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生电流故障的待检测电路。本发明通过对各待检测电路的电流状态信号进行采集并对待检测电路的电路状态信号进行获取，在发生电流故障时，通过电流状态信号与电路状态信号的比较能够及时的确定发生电流故障的待检测电路，实现对电流故障进行快速维修。
54.参照图4，图4为本发明实施例提出的车载电流故障检测装置第二实施例的结构示意图。基于上述车载电流故障检测装置的第一实施例，提出本发明车载电流故障检测装置的第二实施例。
55.在本实施例中，所述电流检测模块10包括：互感线圈t1和放大模块；
56.所述放大模块包括：运算放大器q1、反馈电阻rf以及输入电阻r1；
57.其中，所述互感线圈t1一侧用于与所述待检测电路连接，所述互感线圈t1另一侧用于与所述放大模块连接；所述输入电阻r1的第一端通过所述互感线圈t1的另一侧与所述运算放大器q1的第二输入端连接，所述输入电阻r1的第二端与所述运算放大器q1的第一输入端以及所述反馈电阻rf连接，所述运算放大器q1的输出端与所述反馈电阻rf的第二端以及所述控制器20的通信端口连接。
58.需要说明的是，互感线圈t1可用于对待检测电路内的电流变化情况进行采集。在待检测电路中的电流状态发生变化时，互感线圈t1的原线圈内的电流状态发生变化导致互感线圈内的磁通量发生变化，从而在感应线圈内产生相应的感应电流。放大模块可用于对感应电流进行放大。在待检测电路中的电流状态发生微小的变化时，感应电流并不明显，无法准确的采集到电流状态信号。通过放大模块可以将感应电流进行放大，从而实现对被测电流内的微小变化产生的感应电流进行确定。其中，u0为输入控制器的电压，rf为反馈电，r1为输入电阻n2为感应线圈匝数，r为线圈绕线半径，μ0为磁导率，δi/δt为测量电路电流变化率。根据公式1可知电流采集模块输入控制器
的电压u0与测量电路电流变化率δi/δt成正比关系。
59.在具体实施中，互感线圈t1可以根据待检测电路内的电流变化情况产生一定的感应电流，经过放大模块进行放大之后得到输入控制器20的电流状态信号。
60.需要说明的是，控制器20在检测到待检测电路中的电流状态变化时，可以根据电流状态的变化率确定被测电流是否发生短路故障。在待检测电路发生断路时，互感线圈t1上的感应线圈上短时间产生的感应电流值非常大，在短时间内非常大的感应电流输入至控制器20时，控制器20可以判定待检测电路发生断路。
61.在具体实施中，所述控制器20在电流变化速率超过预设速率时，判定待检测电路发生断路；在判定待检测电路发生断路时，控制器20还可以将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定发生断路的待检测电路。
62.其中，电流变化速率信号是用于体现在一定时间内电路变化的幅值与时间的比值的信号。在待检测电路发生断路瞬间，电流变化速率非常大。预设速率是预先设定的用于对待检测电路是否发生断路进行确定的速率。在电流变化速率超过预设速率时便可认定该待检测电路发生断路。
63.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置还包括：报警模块30；
64.其中，其中，所述报警模块30与所述控制器20连接；所述报警模块30用于与后台服务器通信。
65.需要说明的是，报警模块30可用于将控制器20接收到的电流状态信号发送至远端的后台服务器，后台服务器还可以通过车载网络获取电路状态信号。在控制器20的运算效力有限的情况下，控制器20可以将电流状态信号发送至外接的后台服务器，后台服务器还可以通过车载网络获取电路状态信号，在发生电流故障时通过后台服务器确定发生故障的待检测电路。
66.应理解的是，控制器20还可以在发生电流故障时产生故障报警信号。后台服务器同样可以在发生电流故障时产生故障报警信号。待检测电路在检测过程中发生电流故障时，此时将电流状态信号发送至远端的后台服务器可能会导致信号在采集或传输过程中出现异常造成待检测电路认定不准确甚至认定错误的情况。为避免上述情况发生，控制器20可以产生故障报警信号并输出至报警模块30。报警模块30在接收到报警信号时，进行报警并对发生电流故障前后一定时间内的所述电流状态信号和所述电压状态信号进行存储。测试人员对车载电流故障检测装置中的完整数据进行回收，然后进行比较确定发生电流故障的待检测电路。
67.在具体实施中，所述控制器20可以将所述电流状态信号通过所述报警模块30发送至所述后台服务器，以使所述后台服务器对所述待检测电路进行检测；在电流故障时输出故障报警信号至所述报警模块30；所述报警模块30在接收到故障报警信号时，进行报警并对发生电流故障前后一定时间内的所述电流状态信号和所述电压状态信号进行存储。当然控制器20还可以直接输出报警信号至报警模块30进行电流状态信号和所述电压状态信号的存储；此外当发生电流故障时，控制器20与后台服务器可以同时输出报警信号至报警模块30，以使报警模块30进行电流状态信号和所述电压状态信号的存储。
68.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置还包括：存储模块40；
69.其中，所述存储模块40与所述控制器连接。
70.需要说明的是，存储模块40是用于对电流状态信号和电路状态信号进行次存储的模块。在对待检测电路进行检测时，会产生大量的信号数据，对所有数据进行处理对控制器20的性能要求过高，并且在无电流故障发生的情况下并不需要对信号数据进行实时处理。但是为了避免发生故障瞬间的数据丢失，导致无法确定发生电流故障的待检测电路，因此在本实施例中车载电流故障检测装置需要设置存储模块40对电流状态信号和电路状态信号进行存储。存储模块40可以是设置在车载电流故障检测装置内部的寄存器、存储卡，也可以是外接的u盘，此处不做具体限定。
71.在具体实施中，所述控制器20将所述电流状态信号与所述电路状态信号发送至所述存储模块进行存储。在存储模块40的空间不足的情况下可以将未发生电流故障的电流状态信号以及电路状态信号进行前覆盖式存储，但对于发生电流故障一定时间范围段内的电流状态信号以及电路状态信号不做覆盖或单独存储。
72.在本实施例中，所述控制器20还可以在电流故障时，从所述存储模块中提取发生电流故障时的所述电流状态信号与所述电路状态信号，将所述电流状态信号与所述电路状态信号进行比较，并根据比较结果确定电流故障的待检测电路。例如在两个待检测电路均发生电流故障时，控制器20可能无法同时对两个电流故障的待检测电路进行确定，可以先将其中一个电流故障的待检测电路的电流状态信号以及电路状态信号在存储模块40中进行存储，待另一个电流故障处理完成后提出该电流故障的待检测电路的电流状态信号以及电路状态信号进行处理。
73.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置还包括：电压转换模块50；
74.所述电压转换模块50包括滤波子模块501和分级转换子模块502；
75.其中，所述分级转换子模块502的输入端通过所述滤波子模块501与供电电源vcc1连接，所述分级转换模块502的第一输出端与所述车载电流故障检测装置的电源端连接，所述分级转换模块502的第二输出端与所述控制器20的电源端连接。
76.需要说明的是，车载电流故障检测装置的供电电源可以是车辆内部的车子啊电源，也可以单独用设置一个供电电源。考虑到车辆取电的便捷性以及车载电流故障检测装置的体积，可以直接从车辆内部取电。在车辆内部取电时，车载电源提供的车载电压的稳定与车辆使用情况密切相关。例如在车辆启动时，需要很大的电流，直接导致提供给电压转换模块50的电压不稳定。
77.应理解的是，车载电流故障检测装置正常运行需要的一级电压vcc2可能与车辆提供的电源电压vcc1的电压值并不相同，并且控制器20所需要的二级电压vcc3的电压值与一级电压vcc2也不相同，因此车载电流故障检测装置可以设置电压转换模块50在对车载电源进行滤波稳压的同时对车辆提供的电源电压vcc1进行电压转换。
78.在具体实施中，所述电压转换模块50将所述供电电源输出的电源电压vcc1转换为所述车载电流故障检测装置所需的装置电压vcc2，并将所述装置电压vcc2输出至所述车载电流故障检测装置的电源端；所述电压转换模块50还可以将所述装置电压vcc2或直接将电源电压vcc1转换为所述控制器所需的芯片电压vcc3，并将所述芯片电压输出至所述控制器20。
79.参照图6，在本实施例中，所述滤波子模块包括：第一电容；所述分级转换子模块包括：第一电压转换芯片、第二电压转换芯片、第二至第六电容、第一至第二二极管以及第一
电感；
80.其中，所述第一电压转换芯片的输入端与所述供电电源、所述第一电容的第一端、第二电容的第一端以及第一二极管的负极连接，所述第一电压转换芯片的第一输出端与所述第二二极管的负极以及所述第一电感的第一端连接，所述第一电感的第二端与所述第一电压转换芯片的第二输出端、第三电容的第一端、第四电容的第一端、第五电容的第一端、第二电压转换芯片的输入端以及所述车载电流故障检测装置的电源端连接，所述第二电压转换芯片的输出端分别与第六电容的第一端、所述第七电容的第一端以及所述控制器的电源端连接，所述第一至第七电容的第二端、所述第一至第二二极管的正极、所述第一电压转换芯片的接地端以及所述第二电压转换芯片的接地端接地。
81.需要说明的是，第一电容c1为滤波电容，第二电容c2和第三电容c2可以是电解电容，第一二极管d1和第二二极管d2可以是肖特基二极管。第一电压转换芯片u1可以是lm2596芯片，第二电压转化芯片可以是ams21117芯片。
82.在具体实施中，电源电压vcc1进过第一电容c1进行滤波之后输入至第一电压转换芯片u1的输入端，经过第一电压转换芯片u1进行电压转换之后得到车载电流故障检测装置所需要的一级电压vcc2，在第二二极管d2、第一电感l1和第三电容c3的组成的稳压电路进行稳压之后输出至车载电流故障检测装置的电源端。一级电压vcc2还可以经过第四电容c3和第五电容c5进行滤波之后输入至第二电压转换芯片u2的输入端，第二电压转换芯片u2进行电压转换之后可以将转换后的电压经过第六电容c6以及第七电容c7滤波之后输入至控制器20的电源端。
83.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置还包括：按键模块；
84.其中，所述按键模块与所述控制器20连接。
85.需要说明的是，所述按键模块接收测试人员从外部触发按键输入的按键指令，并将所述按键指令发送至所述控制器20；所述控制器20在接收到所述按键指令时，接收所述电流检测模块发送的所述电流状态信号，并通过所述车载网络获取各待检测电路的电路状态信号。
86.应理解的是，在测试人员输入的按键指令为启动指令时，车载电流故障检测装置开启对连接的待检测电路检测；当然在按键指令为结束指令时，车载电流故障检测装置停止对连接的待检测电路检测。其中按键模块中可以包括电源开关按键、程序复位等按键。
87.在本实施例中，所述车载电流故障检测装置还包括：屏蔽外壳；
88.所述屏蔽外壳上设有所述按键模块、存储接口以及待检测电路接口。
89.需要说明的是，存储接口可以是tf存储卡卡槽、u盘接口等。屏蔽外壳上的待检测电路接口也可设置多个，以便同时对多个待检测电路进行测量。
90.在本实施例中提供了一种车载电流故障检测装置，该车载电流故障检测装置可以通过对各待检测电路的电流状态信号进行采集并对各待检测电路的电路状态信号进行获取，在发生电流故障时，通过电流状态信号与电路状态信号的比较能够及时的确定发生电流故障的待检测电路，实现对电流故障进行快速维修。
91.以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。