专利名称：一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路及检测方法
技术领域：
本发明属于汽车的整车控制领域，尤其涉及一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路及检测方法。
背景技术：
随着全球汽车产业的发展，汽车电子行业的市场需求越来越大。对于汽车来说，动力系统的是汽车最重要的部分之一，伴随着动力系统的发展对于汽车整车控制器技术要求也越来越高。需要整车控制器对整车动力系统进行综合控制、统筹安排，这样才能更好的利用动力系统。由于整车控制器是汽车的核心动力控制系统，其安全级别非常高，所以对于汽车整车控制器是否能够进行良好的数据采集，并且对数据采集的故障做出及时的反应是十分重要的。从而如何及时发现汽车整车控制器数据采集的故障，对整车控制器数据采集故障做出及时的反应、避免整车运行时发生事故对整个汽车系统来讲是十分重要的。但是对于整车控制器数据采集的故障检查，整车控制器领域还没有一个良好的检查方法。由于其功能的多样化、线路复杂，人工检查十分繁琐。因此，在整车控制器的研究中，设计出一种方便、快捷、有效的汽车整车控制器数据采集的故障检测方法具有重要的意义。
发明内容
本发明提出了一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路，该电路能够良好地对信号(低电平和高电平)进行检测，能够具有短路保护功能，并且发生断路时能够及时检测出来。基于该故障检测本发明还公开了一种汽车整车控制器数据采集的故障检测方法， 该方法能够快速有效的采集数据，并且当采集口出现外部线路异常时能够及时检查出线路故障。让工作人员能很快做出反应，对出错数据采集口做出检修。为实现上述目的，本发明通过下述内容予以实现
一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路，其特征在于
所述故障检测电路包括第1至第5电阻R1-R5、第1 二极管D1、第2 二极管D2和三极
管；
第1电阻Rl的一端接汽车整车控制器数据采集的输入端，第1电阻Rl的另一端连接至第1 二极管Dl的阳极；
所述第1 二极管Dl的阴极连接到电源VCC，第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极相连，第2 二极管D2的阳极接地；
第2电阻R2的一端、第3电阻R3的一端、以及第4电阻R4的一端连接在一起，并连接至第1 二极管Dl的阳极；
所述第2电阻R2的另一端连接至电源VCC，第3电阻R3的另一端接地； 第4电阻的另一端连接至三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接第5电阻R5后连接至电源VCC;
分别将第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极连接点A和三极管集电极与第5电阻R5的连接点B接至单片机输入口。数据采集检测电路(A、B 口接单片机的I/O输入口)，该电路能够良好的对开关信号(低电平和高电平)进行检测，具有短路保护功能。并且发生断路时能够及时检测出来。基于上述故障检测电路，本申请还公开了一种基于上述汽车整车控制器数据采集的故障检测电路的检测方法，其特征在于
当输入至单片机的第ι 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极连接点A电压为高电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻R5的连接点B电压为低电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入为电压高于VCC的高电平信号；
当输入至单片机的第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极连接点A电压为低电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻R5的连接点B电压为高电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入为电压低于VCC的低电平信号；
当输入至单片机的第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极连接点A电压为低电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻R5的连接点B电压也为低电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入端断路故障。，
短路保护功能的实现该数据采集模块通过R1、D1和D2实现短路保护。短路保护有两种情况一、信号输入端与一个大于VCC+0. 7V的高压电源短路时，由于Dl的钳位作用A点的电压始终保持在VCC+0. 7V。由于Rl的限流作用，Dl上的电流不会太大，所以电路没有损坏危险。VCC+0. 7V的电压对于MCU管脚也不会产生损害。二、信号输入端与一个小于OV的负压电源短路时，由于D2的钳位保护作用，A点的电压被控制在为-0. 7V以上，对于MCU仍然不会有损害。所以在该电路的帮助下，电路接口处发生短路也不会影响整机的功能。由上面分析可知，该方案不仅能够对输入信号做到准确的采集，并且具有电路短路保护功能。接口断路的故障信息可以实时的获取并传输给上位机，让检修人员很容易发现和分析整车的故障，进而做出适当的反应。本发明的有益技术效果是该项成果能够准确的检验汽车整车控制器的外部线路故障，具有短路保护功能。能够让工作人员及时发现外部线路存在的问题。让工作人员对外部线路故障做出及时反应。
附图1为本发明汽车整车控制器数据采集的故障检测策略总体结构框图； 附图2为本发明数据采集故障检测电路原理图。
具体实施例方式下面结合说明书附图对本申请的技术方案作进一步详细说明。参见图2为本发明数据采集故障检测电路原理图(A、B 口接单片机的I/O 口)，所述故障检测电路包括第1至第5电阻R1-R5、第1 二极管D1、第2 二极管D2和三极管。第1 电阻Rl的一端接汽车整车控制器数据采集的输入端，第1电阻Rl的另一端连接至第1 二极管Dl的阳极；所述第1 二极管Dl的阴极连接到电源VCC，第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极相连，第2 二极管D2的阳极接地；第2电阻R2的一端、第3电阻R3的一端、 以及第4电阻R4的一端连接在一起，并连接至第1 二极管Dl的阳极；所述第2电阻R2的另一端连接至电源VCC，第3电阻R3的另一端接地；第4电阻的另一端连接至三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接第5电阻R5后连接至电源VCC ；分别将第1 二极管Dl的阳极与第2 二极管D2的阴极连接点A和三极管集电极与第5电阻R5的连接点B接至单片机输入口。该电路能够良好的对信号(低电平和高电平)进行检测，能够具有短路保护功能。基于前述汽车整车控制器数据采集的故障检测电路的检测方法，能够将汽车整车控制器数据输入发生断路及时检测出来。本方法主要流程为输入信号经过如图2所示的一个限流钳位电路和一个电平转换电路，实时的转变为图1(本发明汽车整车控制器数据采集的故障检测策略总体结构框图)中A、B两点的状态。AB的三个状态“00”、“01”、“10”分别表示断路、低电平、高电平。当出现外部线路故障时，处理器能及时通过AB的“00”状态对故障进行定位，让维修人员能快速对外部线路进行检修。该方法同时还对外部的异常电压短路具有保护作用，当外部线路出现高电压或负电压短路时，限流钳位电路能够发挥完全的保护过滤作用，保证电路中其他原件和板内其他电路的电气安全。1、当输入信号为大于VCC的高电平时，由于Dl、D2 二极管的钳位作用，A点的电压被限制在VCC与VCC+0. 7V以间，处理器会判定A点为高电平，同时三极管射极和集电极导通，B点被下拉到地电平，此时处理器会判定B点为低电平。所以此时AB的综合状态为 “10”。2、当输入信号为低电平，即输入端与地短接时，第1电阻Rl与第3电阻R3电阻成为并联，第1电阻Rl的阻值取为电阻R2的十分之一到二十分之一之间，在本实施例中，第3 电阻R3的阻值约为第2电阻R2阻值的四分之一，以至R2远大于Rl与R3的并联电阻，最终使A点的电压处于0. 2V到0. 5V之间，处理器会判定为低电平。由于A点小于0. 7V，三极管的射极和集电极不导通，B点电平就等于VCC，处理器会判定为高电平。所以此时AB的综合状态为“01”。3、当输入端断路时，即输入端开路，取R3的值约为R2的四分之一，此时由于第3 电阻R3和第2电阻R2的分压作用，A点约为IV，处理器会判定为低电平。同时三极管射极和集电极导通，B点被下拉，处于0V，处理器会判定为低电平。所以此时AB的综合状态为 “00”。以上三种输入信号对应了三种不同的处理器接收代码，即实现了对电路状态的实时检测。本发明还具有短路保护功能该数据采集模块通过R1、D1和D2实现短路保护。短路保护有两种情况一、信号输入端与一个大于VCC+0. 7V的高压电源短路时，由于Dl的钳位作用A点的电压始终保持在VCC+0.7V。由于Rl的限流作用，Dl上的电流不会太大，所以电路没有损坏危险。VCC+0.7V的电压对于MCU管脚也不会产生损害。二、信号输入端与一个小于OV的负压电源短路时，由于D2的钳位保护作用，A点的电压被控制在为-0. 7V以上，对于MCU仍然不会有损害。所以在该电路的帮助下，电路接口处发生短路也不会影响整机的功能。由上面分析可知，本发明技术方案不仅能够对输入信号做到准确的采集，并且具有电路短路保护功能。接口断路的故障信息可以实时的获取并传输给上位机，让检修人员很容易发现和分析整车的故障，进而做出适当的反应。本发明保证了整车控制器数据采集，提高了对故障情况反应速率。
本发明申请人结合说明书附图对本发明的实施例做了详细的说明与描述，但是本领域技术人员应该理解，以上实施例仅为本发明的优选实施方案，详尽的说明只是为了帮助读者更好地理解本发明精神，而并非对本发明保护范围的限制，相反，任何基于本发明的发明精神所作的任何改进或修饰都应当落在本发明的保护范围之内。
权利要求
1.一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路，其特征在于所述故障检测电路包括第1至第5电阻(R1-R5)、第1 二极管(D1)、第2 二极管(D2)和三极管；第1电阻(Rl)的一端接汽车整车控制器数据采集的输入端，第1电阻(Rl)的另一端连接至第1 二极管(Dl)的阳极；所述第1 二极管(Dl)的阴极连接到电源VCC，第1 二极管(Dl)的阳极与第2 二极管 (D2)的阴极相连，第2 二极管(D2)的阳极接地；第2电阻(R2)的一端、第3电阻(R3)的一端、以及第4电阻(R4)的一端连接在一起， 并连接至第1 二极管(Dl)的阳极；所述第2电阻(R2)的另一端连接至电源VCC，第3电阻(R3)的另一端接地；第4电阻的另一端连接至三极管的基极，三极管的发射极接地，三极管的集电极连接第5电阻(R5)后连接至电源VCC;分别将第1 二极管(Dl)的阳极与第2 二极管(D2)的阴极连接点(A)和三极管集电极与第5电阻(R5)的连接点(B)接至单片机输入口。
2.根据权利要求1所述汽车整车控制器数据采集的故障检测电路，其特征在于所述电源VCC为正5V电压，第1电阻(Rl)的阻值为所述第2电阻(R2)的阻值的十分之一到二十分之一之间。
3.基于权利要求1或2所述汽车整车控制器数据采集的故障检测电路的检测方法，其特征在于当输入至单片机的第1 二极管(Dl)的阳极与第2 二极管(D2)的阴极连接点(A)电压为高电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻(R5)的连接点(B)电压为低电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入为电压高于VCC的高电平信号；当输入至单片机的第1 二极管(Dl)的阳极与第2 二极管(D2)的阴极连接点(A)电压为低电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻(R5)的连接点(B)电压为高电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入为电压低于VCC的低电平信号；当输入至单片机的第1 二极管(Dl)的阳极与第2 二极管(D2)的阴极连接点(A)电压为低电平，并且输入至单片机的三极管集电极与第5电阻(R5)的连接点(B)电压也为低电平时，判断汽车整车控制器数据采集的输入端断路故障。
全文摘要
本发明公开了一种汽车整车控制器数据采集的故障检测电路，将输入的两组信号和故障断路三种状态通过采集接口电路转化为A、B两点的电平组合，由MCU对A、B的电平判断来读出三种状态，反应给上位机。能够智能的检测出外部线路故障。本发明能够准确的检验汽车整车控制器的外部线路的故障，并且具有短路保护功能。能够让工作人员及时发现外部线路存在的问题。
文档编号G05B23/02GK102346478SQ20111026565
公开日2012年2月8日 申请日期2011年9月8日 优先权日2011年9月8日
发明者万礼华, 徐福祥, 李宗华, 林富, 王鑫, 苏岭, 陈星灿 申请人:重庆长安新能源汽车有限公司, 重庆长安汽车股份有限公司