汽车电源智能总开关及其控制方法
【专利摘要】本发明公开了一种汽车电源智能总开关及其控制方法。其中，汽车电源智能总开关包括：点火开关电源与汽车的蓄电池和汽车的点火开关均相连接；负载开关与汽车的负载和蓄电池均相连接；紧停开关与蓄电池相连接；以及控制器与点火开关、紧停开关、点火开关电源、蓄电池和负载开关均相连接，用于根据蓄电池的输出电压、点火开关和紧停开关的开关状态，控制点火开关电源的输出电流以及负载开关的开关状态。通过本发明，解决了现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题，实现智能地对汽车电源进行控制，保证汽车蓄电池不会因长时间亏电导致车辆无法启动或损坏，提高了车辆运行的安全水平。
【专利说明】汽车电源智能总开关及其控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及开关领域，具体而言，涉及一种汽车电源智能总开关及其控制方法。
【背景技术】
[0002]汽车特别是大型客车和危险品运输车对电源的控制有特别的安全要求，车辆在着火等危险状态前后，立即实现对电源的实施手动和自动关闭。在正常情况下，车辆选择性催化还原(Selective Catalytic Reduct1n，简称SCR)后处理单元要求在发动机停止运行后延时断电，保证尿素的回流。
[0003]现有的汽车电源开关一般分为机械手动和电动两种，电动开关一般由点火钥匙开关直接控制电源继电器开启与关闭，功能简单，这种方法关闭的汽车总电源，未能关闭彻底，即点火开关的较长的电源线回路仍然与蓄电池接通有电，这种状态下，不排除存在有短路、自燃的事故发生的隐患，也无法满足汽车特别是客车和危险品运输车对电源控制，达不到“ADR法规”(危险品公路运输欧洲协定)的安全性能要求，无法针对车辆长时间停车实施自动关闭蓄电池的供电输出功能，从而无法避免因长时间漏电、亏电导致蓄电池损坏。如:
[0004](I)运输汽油、液化气、炸药等易燃易爆危险品车辆装卸前及遇险时需要紧急关闭整车电源；
[0005](2)公路长时间堵车，司机为省油不开发动机，却使用较多的车载电器如雨刮器、大灯、雾灯、警告灯、电风扇、电热杯等，不知不觉地把蓄电池的电用掉，导致电源电压过低而不能启动发动机，堵在路当中，影响自己和他人行车；
[0006](3)车辆晚上停车，司机忘记关闭如大灯、雾灯等就离开，到次日蓄电池亏电无法启动；
[0007](4)车辆因线路问题漏电严重，造成蓄电池经常亏电导致快速老化与损坏。
[0008]针对现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题，目前尚未提出有效的解决方案。
【发明内容】
[0009]本发明的主要目的在于提供一种汽车电源智能总开关及其控制方法，以解决现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题。
[0010]为了实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种汽车电源智能总开关。
[0011]根据本发明的汽车电源智能总开关包括:点火开关电源，与汽车的蓄电池和所述汽车的点火开关均相连接；负载开关，与所述汽车的负载和所述蓄电池均相连接；紧停开关，与所述蓄电池相连接；以及控制器，与所述点火开关、所述紧停开关、所述点火开关电源、所述蓄电池和所述负载开关均相连接，用于根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关和所述紧停开关的开关状态，控制所述点火开关电源的输出电流和所述负载开关的开关状
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[0012]进一步地，所述点火开关电源包括:第一继电器，其中，所述第一继电器的开关触点设置在所述蓄电池与所述点火开关之间；以及第一三极管，连接在所述第一继电器的控制线圈和所述控制器之间。
[0013]进一步地，所述点火开关电源还包括:第一电阻，第一端与所述点火开关电源的输出端口相连接，第二端与所述第一继电器的开关触点的常闭触点相连接，其中，所述第一继电器的开关触点的常开触点与所述蓄电池相连接；以及第二电阻，并联在所述第一继电器的开关触点的两端。
[0014]进一步地，所述点火开关电源还包括:第一电阻，第一端与所述蓄电池相连接，第二端与所述第一继电器的开关触点的常开触点相连接，其中，所述第一继电器的开关触点的常闭触点与所述点火开关电源的输出端口相连接；以及第二电阻，并联在所述第一继电器的开关触点的两端。
[0015]进一步地，所述第一电阻的阻值为0.04Ω至0.07Ω，所述第二电阻的阻值为2.4ΚΩ 至 75ΚΩ。
[0016]进一步地，所述紧停开关一端具有带锁止结构，另外一端具有点动自复位结构。
[0017]进一步地，所述紧停开关包括:保险锁块；开关上盖；锁块弹簧，设置在所述保险锁块与所述开关上盖之间；开关底座；开关中体，设置在所述开关上盖与所述开关底座之间；复位弹簧，设置在所述开关上盖与所述开关中体之间；开关插脚，设置在所述开关底座上；触点支架；紧停开关动触点，设置在所述触点支架上；紧停开关静触点，设置在所述开关插脚上；以及线路板，设置在所述开关上盖与所述开关中体之间，所述线路板上焊接有指示灯和蜂鸣器。
[0018]进一步地，所述负载开关包括:第二继电器，其中，所述第二继电器的开关触点设置在所述蓄电池与所述负载之间；第三继电器，其中，所述第三继电器的开关触点设置在所述第二继电器的控制线圈与蓄电池之间；以及第二三极管，连接在所述第三继电器的控制线圈和所述控制器之间。
[0019]为了实现上述目的，根据本发明实施例的另一方面，提供了一种汽车电源智能总开关的控制方法。
[0020]所述汽车电源智能总开关包括点火开关电源、负载开关和紧停开关，其中，所述点火开关电源与汽车的蓄电池和所述汽车的点火开关均相连接，所述负载开关与所述汽车的负载和所述蓄电池均相连接，所述紧停开关与所述蓄电池相连接，根据本发明的汽车电源智能总开关的控制方法包括:检测所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态；以及根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态控制所述点火开关电源的输出电流和所述负载开关的开关状态。
[0021]进一步地，根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态控制所述点火开关电源的输出电流和所述负载开关的开关状态包括:步骤
S1:判断所述点火开关关闭的时间是否达到第一预设时间，其中，在所述步骤SI的判断结果为“是”的情况下，执行步骤S2，在所述步骤SI的判断结果为“否”的情况下，执行步骤S3 ;所述步骤S2:关闭所述点火开关电源的主电源，并关闭所述负载开关，启用所述点火开关电源的辅助电源；所述步骤S3:判断所述输出电压小于第一预设电压的时间是否达到第二预设时间，其中，在所述步骤S3的判断结果为“否”的情况下，执行步骤S4,在所述步骤S3的判断结果为“是”的情况下，执行步骤S8 ;所述步骤S4:判断第一紧停开关是否闭合，其中，所述第一紧停开关为所述汽车的现场急停开关，在判断出所述第一紧停开关未闭合的情况下，依次执行步骤S5和步骤S6 ;所述步骤S5:开启所述点火开关电源的主电源和所述负载开关；所述步骤S6:判断所述输出电压是否大于第二预设电压，其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压，在判断出所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的情况下，执行步骤S7 ;所述步骤S7:判断所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的时间是否达到第三预设时间，其中，在判断出所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的时间达到所述第三预设时间的情况下，返回所述步骤S3 ;所述步骤S8:判断第二紧停开关的闭合时间是否达到第四预设时间，其中，所述第二紧停开关为所述汽车的分布式控制系统的联锁开关，在判断出所述第二紧停开关的闭合时间达到所述第四预设时间的情况下，执行步骤S9，在判断出所述第二紧停开关的闭合时间未达到所述第四预设时间的情况下，执行所述步骤
S2;所述步骤S9:开启所述点火开关电源的主电源和所述负载开关，持续第五预设时间后，关闭所述点火开关电源的主电源和所述负载开关。
[0022]根据发明实施例，采用具有以下结构的汽车电源智能总开关:点火开关电源与汽车的蓄电池和所述汽车的点火开关均相连接；负载开关与所述汽车的负载和所述蓄电池均相连接；紧停开关与所述蓄电池相连接；以及控制器与所述点火开关、所述紧停开关、所述点火开关电源、所述蓄电池和所述负载开关均相连接，用于根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关和所述紧停开关的开关状态，控制所述点火开关电源的输出电流以及所述负载开关的开关状态。通过在蓄电池和点火开关之间设置点火开关电源，并设置能够根据输出电压和开关状态控制输出电流的控制器，实现了能够按照汽车的实际情况来控制点火开关电源的输出电流，相比现有技术中直接由蓄电池对点火开关进行供电输出的供电方式而言，实现了对点火开关输入电流的可控，能够避免因意外情况造成蓄电池亏电，解决了现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题，实现智能地对汽车电源进行控制，保证汽车蓄电池不会因长时间亏电导致车辆无法启动或损坏，提高了车辆运行的安全水平。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]构成本申请的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中:
[0024]图1是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的示意图；
[0025]图2是根据本发明优选实施例的汽车电源智能总开关的示意图；
[0026]图3是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关中的点火开关电源的一种电路图；
[0027]图4是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关中的点火开关电源的另一种电路图；
[0028]图5是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关中的紧停开关结构图；
[0029]图6是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的控制方法的流程图；以及
[0030]图7是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的控制方法控制点火开关电源的输出电流的流程图。
【具体实施方式】
[0031]需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。
[0032]为了使本【技术领域】的人员更好地理解本发明方案，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一部分的实施例，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。
[0033]需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0034]本发明实施例提供了一种汽车电源智能总开关，以下对本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关做具体介绍:
[0035]图1是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的示意图，如图1所示，该汽车电源智能总开关100主要包括点火开关电源10、负载开关50、紧停开关60和控制器40，其中，点火开关电源10与汽车的蓄电池20和汽车的点火开关30均相连接；负载开关50与汽车的负载和蓄电池20均相连接，汽车的负载主要包括驱动雨刷器工作的部件、驱动车窗升降的部件、车灯部件等；紧停开关60与蓄电池20相连接；控制器40与点火开关30、紧停开关60、点火开关电源10、蓄电池20和负载开关50均相连接，用于根据蓄电池20的输出电压、点火开关30的开关状态和紧停开关60的开关状态控制点火开关电源10的输出电流和负载开关50的开关状态。
[0036]本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关，通过在蓄电池和点火开关之间设置点火开关电源，并设置能够根据输出电压和开关状态控制输出电流的控制器，实现了能够按照汽车的实际情况来控制点火开关电源的输出电流，相比现有技术中直接由蓄电池对点火开关进行供电输出的供电方式而言，实现了对点火开关输入电流的可控，能够避免因意外情况造成蓄电池亏电，解决了现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题，实现智能地对汽车电源进行控制，保证汽车蓄电池不会因长时间亏电导致车辆无法启动或损坏，提高了车辆运行的安全水平。
[0037]图2是根据本发明优选实施例的汽车电源智能总开关的示意图，如图2所示，在本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关100中，点火开关电源10主要包括电源输出控制单元101、电源输出检测单元102和电源输出执行单元103，其中，电源输出控制单元101主要用于接收控制器40通过管脚2传输过来的控制输出电流的信号，并将该信号传输至电源输出执行单元103来执行，电源输出检测单元102则用于对电源输出执行单元103的实际情况进行检测，并将检测结果反馈至电源输出控制单元101，电源输出执行单元103还与点火开关30的电源输入端口 Jl相连接。在本发明实施例中，电源输出执行单元103主要由继电器组成，电源输出执行单元103的具体结构将在以下内容中具体说明。
[0038]图2中示出的汽车电源智能总开关还包括负载开关50，该负载开关50的输入端I与蓄电池20相连接，输出端O则与汽车的负载相连接，其中，汽车的负载主要包括驱动雨刷器工作的部件、驱动车窗升降的部件、车灯部件等。负载开关50与控制器40也相连接，控制器40还用于控制负载开关50的开启与关闭状态。图2中M为汽车的发电机，J2至J9均表示与控制器40进行连接的连接端子。
[0039]进一步地，控制器40与汽车的紧停开关60相连接，其中，紧停开关60主要包括第一紧停开关K1、第二紧停开关K2、LED灯D3、LED灯D4和蜂鸣器Fl，其中，LED灯D3可以为绿色，LED灯D4可以为红色，第一紧停开关Kl为汽车的现场急停开关，第二紧停开关K2为汽车的分布式控制系统的联锁开关。
[0040]在本发明实施例中，控制器40主要通过进行信号放大、或者降压、分压的相关中间电路与各个器件相连接，具体地，如图2所示，控制器40的管脚I通过第一电路401连接负载开关50 ;控制器40的管脚ADl通过第二电路402连接蓄电池20，来接收蓄电池20的输出电压Ul ;控制器40的管脚VCC通过第三电路403连接蓄电池20 ;控制器40的管脚11通过第四电路404连接LED灯Dl，LED灯Dl可以为绿色；控制器40的管脚10通过第五电路405连接LED灯D2，LED灯D2可以为红色；控制器40的管脚9通过第六电路406连接紧停开关60中的LED灯D3 ;控制器40的管脚8通过第七电路407连接紧停开关60中的LED灯D4 ;控制器40的管脚7通过第八电路408连接紧停开关60中的蜂鸣器Fl ;控制器40的管脚6通过第九电路409连接紧停开关60中的第二紧停开关K2 ;控制器40的管脚5通过第十电路410连接紧停开关60中的第一紧停开关Kl ;控制器40的管脚4通过第十一电路411分别连接点火开关的ACC档和LG档，在ACC档与第^^一电路411之间还设置有二极管D5，在LG档与第^^一电路411之间还设置有二极管D6。
[0041]其中，第一电路401可以是控制器40用来控制负载电源50的控制继电器；第二电路402、第九电路409、第十电路410和第十一电路411均可以是对各自所传输的信号进行降压或分压处理的调理电路；第三电路403可以是对蓄电池20的输出电压进行降压后稳压处理，将电压转换为控制器40的工作电压的稳压电路；第四电路404、第五电路405、第六电路406、第七电路407和第八电路408均可以是对各自所连接的负载进行信号放大的驱动电路。
[0042]图3是根据本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关中的点火开关电源的一种电路图，图4是根据本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关中的点火开关电源的另一种电路图，如图3和图4所示，点火开关电源10中的电源输出执行单元103主要包括第一继电器11和第一三极管12。
[0043]在图3中示出的点火开关电源10中，第一继电器11的开关触点JKl设置在蓄电池20与点火开关30之间，第一三极管12连接在第一继电器11的控制线圈和控制器40之间。其中，点火开关电源10还包括第一电阻Rl和第二电阻R2，具体地，第一电阻Rl的阻值为0.04 Ω至0.07Ω，第二电阻R2的阻值为2.4ΚΩ至75ΚΩ，第一电阻Rl的第一端与点火开关电源10的输出端口相连接，第一电阻Rl的第二端与第一继电器11的开关触点JKl的常闭触点相连接，其中，第一继电器11的开关触点JKl的常开触点与蓄电池20相连接；第二电阻R2并联在第一继电器11的开关触点JKl的两端。
[0044]在图4中示出的点火开关电源10中，第一继电器11的开关触点JKl设置在蓄电池20与点火开关30之间，第一三极管12连接在第一继电器11的控制线圈和控制器40之间。其中，点火开关电源10还包括第一电阻Rl和第二电阻R2，具体地，第一电阻Rl的阻值为0.04 Ω至0.07Ω，第二电阻R2的阻值为2.4ΚΩ至75ΚΩ，第一电阻Rl的第一端与蓄电池20相连接，第一电阻Rl的第二端与第一继电器11的开关触点JKl的常开触点相连接，其中，第一继电器11的开关触点JKl的常闭触点与点火开关电源10的输出端口相连接；第二电阻R2并联在第一继电器11的开关触点JKl的两端。
[0045]如图3和图4所示，在本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关中，负载开关50主要包括第二继电器51，作为第一电路401的控制继电器主要包括第三继电器52和第二三极管53，其中，第二继电器51的开关触点JK2设置在蓄电池20与负载之间，第三继电器52的开关触点JK3设置在第二继电器51的控制线圈与蓄电池20之间，第二三极管53连接在第三继电器52的控制线圈和控制器40之间。
[0046]以下对本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关的工作原理做具体介绍:
[0047](I)当点火开关30的ACC档断电持续一段时间tl (优选120S)，通过第^^一电路411给控制器40的管脚4低电平信号，此种情况，控制器40通过管脚2关闭点火开关电源10的主电源，留存输出优选不大于ImA辅助电源，并且，控制器40的管脚I输出信号关闭控制继电器以断开负载开关50 ;同时，控制器40的管脚7、管脚8、管脚9、管脚10、管脚11分别输出信号，并通过各自的中间电路来关闭蜂鸣器F1、指示灯D4、指示灯D3、指示灯D2、指示灯Dl的报警信号；蓄电池20输出电流小于7mA。
[0048](2)当点火开关30的ACC档或Lg档打开，点火开关30输出的不大于ImA电流通过中间电路给控制器40的管脚4高电平信号，此时，如果第一紧停开关Kl闭合的话，则通过中间电路提供给控制器40的管脚5低电平信号，此种情况，控制器40通过管脚2关闭点火开关电源10的主电源，留存输出优选不大于ImA辅助电源；控制器40通过管脚I延迟一段时间(优选2.5秒)关闭控制继电器以断开负载开关50 ;同时，控制器40的管脚7、管脚9、管脚11分别通过各自的中间电路关闭蜂鸣器F1、指示灯D3、指示灯Dl的报警信号；控制器40的管脚8、管脚10分别通过各自的中间电路提供給指示灯D4、指示灯D2的常亮信号；蓄电池20输出电流小于30mA。
[0049](3)当点火开关30的ACC档或Lg档打开，点火开关30输出的不大于ImA的电流通过中间电路提供给控制器40的管脚4高电平信号，此时，如果第一紧停开关Kl断开的话，则通过中间电路提供给控制器40的管脚5高电平信号，控制器40进一步检测Ul电压，如果Ul电压低于22V(22V为优选值)且持续时间t2 (优选30秒)以上，则控制器40的ADl管脚通过中间电路接收到相应的信号，此种情况，控制器40通过管脚2关闭点火开关电源10的主电源，留存输出优选不大于ImA辅助电源；控制器40的管脚I延迟一段时间(优选2.5秒)输出信号，关闭控制继电器以断开负载开关50 ;同时，控制器40的管脚7、管脚8、管脚10分别通过各自的中间电路输送给蜂鸣器Fl、指示灯D4、指示灯D2的2Hz报警信号；蓄电池20输出电流小于40mA。
[0050](4)若在(3)的状态下想强行开启点火开关电源10的主电源以及负载开关50 —段时间用于应急，则可以闭合第二紧停开关K2持续一定时间来实现，控制器40的管脚6通过中间电路接收到来自K2的低电平信号所持续的时间来决定开启时间长短，在本发明实施例中，可以设置当第二紧停开关K2的闭合时间t3优选分别为持续5秒、10秒、15秒时，对应地:控制器40的管脚2输出信号开启点火开关电源10的主电源，持续时间t5优选分别为5分钟、30分钟、60分钟后自动关闭；控制器40的管脚I输出信号开启控制继电器以接通负载开关50，持续时间t5优选分别为5分钟、30分钟、60分钟后自动关闭；控制器40的管脚9、11分别通过各自的中间电路输送给指示灯D3、指示灯Dl的常亮信号，持续时间t5优选为分别为5分钟、30分钟、60分钟后自动关闭。
[0051](5)当点火开关30的ACC档或Lg档打开，点火开关30输出不大于ImA的电流通过中间电路提供给控制器40的管脚4高电平信号，此时，如果第一紧停开关Kl断开，通过中间电路提供给控制器40的管脚5高电平信号，控制器40进一步检测Ul电压，如果Ul电压优选22V-23V之间且持续t3 (优选60秒)以上，控制器40的管脚ADl通过中间电路能够检测到相应的信号，此种情况，控制器40的管脚2开启点火开关电源10的主电源；控制器40的管脚I开启控制继电器以接通负载开关50 ;控制器40的管脚7、管脚8、管脚10分别通过各自的中间电路输送给蜂鸣器F1、指示灯D4、指示灯D2的IHz报警信号，控制器40的管脚9、管脚11分别通过各自的中间电路输送给指示灯D3、指示灯Dl的常亮信号。
[0052](6)当点火开关30的ACC档或Lg档打开，点火开关30输出不大于ImA的电流通过中间电路提供给控制器40的管脚4高电平信号，此时，如果第一紧停开关Kl断开，通过中间电路提供给控制器40的管脚5高电平信号，控制器40进一步检测Ul电压，如果Ul电压高于23V(23V为优选值)，控制器40的管脚ADl能够检测到相应的信号，此种情况，控制器40的管脚2开启点火开关电源10的主电源，控制器40的管脚I开启控制继电器以接通负载开关50 ;控制器40的管脚7、管脚8、管脚10分别通过各自的中间电路关闭蜂鸣器F1、指示灯D4、指示灯D2的报警信号，控制器40的管脚9、管脚11端分别通过各自的中间电路输送给指示灯D3、指示灯Dl的常亮信号。
[0053]图5a至图5c是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关中紧停开关的结构图，如图5a至图5c所示，紧停开关60主要包括保险锁块61、开关上盖63、锁块弹簧62、开关底座68、开关中体65、复位弹簧64、开关插脚69、触点支架611、紧停开关动触点66、紧停开关静触点67、线路板610、指示灯D3、指示灯D4和蜂鸣器F1，其中，锁块弹簧62设置在保险锁块61与开关上盖63之间，保险锁块61可以横向运动，复位弹簧64设置在开关上盖63与开关中体65之间，开关中体65设置在开关上盖63与开关底座68之间，开关插脚69设置在开关底座68上，紧停开关动触点66设置在触点支架611上，紧停开关静触点67设置在开关插脚69上，线路板610设置在开关上盖63与开关中体65之间，线路板610焊接有指示灯D3、指示灯D4、蜂鸣器Fl ;保险锁块61与开关上盖63之间可以横向运动，实现锁止与打开功能；开关上盖63在K2位置下按放开后，通过复位弹簧64可以回到中间位置，实现复位功能。
[0054]通过以上结构，实现了将紧停开关设置为具有三个档位的联动开关，第一紧停开关Kl档位，中间停留档位和第二紧停开关K2档位，图5a为紧停开关处于中间停留档位的示意图，图5b为紧停开关处于第二紧停开关K2档位的示意图，图5c为紧停开关处于第一紧停开关Kl档位的示意图。
[0055]本发明实施例还提供了一种汽车电源智能总开关的控制方法，该汽车电源智能总开关的控制方法主要用于控制本发明实施例上述内容所提供的任一种汽车电源智能总开关，以下对本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关的控制方法做具体介绍:
[0056]图6是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的控制方法的流程图，如图6所示，本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关的控制方法主要包括如下步骤S502和步骤 S504:
[0057]S502:检测汽车的蓄电池的输出电压和汽车的点火开关的开关状态以及紧停开关的开关状态，其中，汽车电源智能总开关包括点火开关电源、负载开关和紧停开关，其中，点火开关电源与汽车的蓄电池和汽车的点火开关均相连接，负载开关与汽车的负载和蓄电池均相连接，紧停开关与蓄电池相连接。
[0058]S504:根据蓄电池的输出电压、点火开关的开关状态和紧停开关的开关状态控制点火开关电源的输出电流和负载开关的开关状态。
[0059]本发明实施例所提供的汽车电源智能总开关的控制方法，通过检测汽车的蓄电池的输出电压和汽车的点火开关以及紧停开关的开关状态，并根据输出电压和开关状态控制点火开关电源的输出电流以及负载开关的开启与关闭，实现了能够按照汽车的实际情况来控制点火开关电源的输出电流，相比现有技术中直接由蓄电池对点火开关进行供电输出的供电方式而言，实现了输出电流的可控，能够避免因意外情况造成蓄电池亏电，解决了现有技术中无法自动关闭汽车蓄电池对点火开关的供电输出的问题，实现智能地对汽车电源进行控制，保证汽车蓄电池不会因长时间亏电导致车辆无法启动或损坏，提高了车辆运行的安全水平。
[0060]图7是根据本发明实施例的汽车电源智能总开关的控制方法控制点火开关电源的输出电流以及负载开关的开启与关闭的流程图，如图7所示，根据输出电压和开关状态控制点火开关电源的输出电流以及负载开关的开启与关闭，主要包括如下步骤SI至步骤S9:
[0061]步骤S1:判断点火开关ACC档是否处于断开状态且持续时间为第一预设时间tl (本方案优选120秒)，其中，在判断结果为“是”的情况下，执行步骤S2，在判断结果为“否”的情况下，执行步骤S3。
[0062]步骤S2:关闭点火开关电源的主电源，启用点火开关电源的辅助电源，关闭负载开关，关闭车辆的所有报警信号，以使点火开关电源的输出电流为辅助电源的输出电流I1,I1^ U1/R2，其中，I ^辅助电源的输出电流，蓄电池的输出电流小于7mA。
[0063]步骤S3:判断输出电压Ul小于第一预设电压的时间是否达到第二预设时间t2，其中，在步骤S3的判断结果为“否”的情况下，执行步骤S4，在步骤S3的判断结果为“是”的情况下，执行步骤S8，在本发明实施例中，第一预设电压可以设置为22V (22V为优选值)，第二预设时间可以优选设置为30秒；在步骤S3的判断结果为“是”的情况下，还可以驱动蜂鸣器F1、指示灯D4和指示灯D2分别输出2Hz的报警信号。
[0064]步骤S4:判断第一紧停开关Kl是否闭合，其中，第一紧停开关Kl为汽车的现场急停开关，在判断出第一紧停开关Kl未闭合的情况下，依次执行步骤S5和步骤S6。在判断出第一紧停开关Kl闭合的情况下，执行步骤S2，并且输出紧停报警信号，使指示灯D4和指示灯D2常亮。
[0065]步骤S5:开启点火开关电源10的主电源，开启负载开关，以使点火开关电源的输出电流为主电源和辅助电源的输出电流之和，即，I = IdI1，其中，Itl为主电源的输出电流，10^ 1Ao
[0066]步骤S6:判断输出电压Ul是否大于第二预设电压，其中，第二预设电压大于第一预设电压，在判断出输出电压Ul小于或等于第二预设电压的情况下，执行步骤S7，在本发明实施例中，第二预设电压可以设置为23V(23V为优选值)。在判断出输出电压Ul大于第二预设电压的情况下，可以输出指令关闭指示灯D2、指示灯D4和蜂鸣器F1，然后返回步骤Sl0
[0067]步骤S7:判断输出电压Ul小于或等于第二预设电压的时间是否达到第三预设时间t3，在判断出输出电压Ul小于或等于第二预设电压的时间达到第三预设时间t3的情况下，返回步骤S3，在本发明实施例中，第三预设时间t3可以优选设置为60秒。在判断出输出电压Ul小于或等于第二预设电压的时间达到第三预设时间t3的情况下，可以先输出IHz报警信号给汽车的指示灯D2、指示灯D4和蜂鸣器F1，然后返回步骤S3。在步骤S7的判断结果为“否”的情况下，可以输出指令关闭指示灯D2、指示灯D4和蜂鸣器F1，然后返回步骤Sl0
[0068]步骤S8:判断第二紧停开关K2的闭合时间是否达到第四预设时间t4，其中，第二紧停开关K2为汽车的分布式控制系统的联锁开关，在判断出第二紧停开关K2的闭合时间达到第四预设时间t4的情况下，执行步骤S9，在判断出第二紧停开关K2的闭合时间未达到第四预设时间t4的情况下，执行步骤S2，其中，第四预设时间t4可以分别优选设置为5秒、10秒、15秒。
[0069]步骤S9:开启点火开关电源10的主电源和负载开关，以使所述点火开关电源的输出电流为所述主电源和所述辅助电源的输出电流之和，即，I = 10+11，持续第五预设时间t5后自动关闭；同时，还驱动指示灯Dl和指示灯D3输出常亮信号，持续第五预设时间t5后自动关闭。对应第四预设时间t4分别为5秒、10秒、15秒的情况，第五预设时间t5可优选设置分别为5分钟、30分钟、60分钟。
[0070]通过以上描述可以看出，本发明针对目前车型存在着未能彻底关闭整车电源，遵循司机的习惯与智能化相结合的原则，设计了汽车电源智能总开关和汽车电源智能总开关的控制方法，实现了如下技术效果:
[0071]开启点火开关主电源输出供电时，提供(9±1)A电流，具有过载保护、卸载后延时数秒后自动恢复供电功能。
[0072]关闭点火开关主电源输出供电时，只提供不大于ImA的微小电流辅助电源，通过Acc或Lg档给控制器即CPU提供检测信号，满足在任何状态下关闭汽车负载开关(也称电源继电器)的同时，可以关闭点火开关供应电源的主电流输出，使蓄电池的输出小于7mA，彻底杜绝电瓶箱外的线路有电而存在火灾隐患，避免因车上的线路漏电、耗电而造成蓄电池亏电损坏。
[0073]开关Kl档是带保险结构的转换式开关，带保险结构作用是防止误操作。
[0074]开关K2档是自动复位结构，自动复位作用是防止长期闭合、同时满足执行多种程序状态需求。
[0075]开关内部装有报警蜂鸣器及指示灯。
[0076]将CPU的检测与控制单元与点火开关供应电源、控制继电器、负载开关(即电源继电器)、紧停开关、点火开关进行过合理而且简单地布线连接，通过对蓄电池Ul端的电压检测，结合检测点火开关、紧停开关的工作状态，能够实现地对整车电源彻底关闭的智能控制，满足汽车特别是客车和危险品运输车对电源控制，满足“ADR法规”的安全性能要求。
[0077]设置了延时关闭总电源功能，保护车辆SCR后处理单元即确保管路中的尿素回收到尿素罐里，也为夜晚司机离开车辆时的提供延时照明。
[0078]需要说明的是，对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本发明所必须的。
[0079]在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
[0080]在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置，可通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。
[0081]所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
[0082]另外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
[0083]所述集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可为个人计算机、移动终端、服务器或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括:U盘、只读存储器(ROM，Read-OnlyMemory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、移动硬盘、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
[0084]以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
【权利要求】
1.一种汽车电源智能总开关，其特征在于，包括: 点火开关电源(10)，与汽车的蓄电池(20)和所述汽车的点火开关(30)均相连接； 负载开关(50)，与所述汽车的负载和所述蓄电池(20)均相连接； 紧停开关(60)，与所述蓄电池(20)相连接；以及 控制器(40)，与所述点火开关(30)、所述紧停开关￠0)、所述点火开关电源(10)、所述蓄电池(20)和所述负载开关(50)均相连接，用于根据所述蓄电池(20)的输出电压、所述点火开关(30)和所述紧停开关￠0)的开关状态，控制所述点火开关电源(10)的输出电流和所述负载开关(50)的开关状态。
2.根据权利要求1所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述点火开关电源(10)包括: 第一继电器(11)，其中，所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)设置在所述蓄电池(20)与所述点火开关(30)之间；以及 第一三极管(12)，连接在所述第一继电器(11)的控制线圈和所述控制器(40)之间。
3.根据权利要求2所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述点火开关电源(10)还包括: 第一电阻(Rl)，第一端与所述点火开关电源(10)的输出端口相连接，第二端与所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的常闭触点相连接，其中，所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的常开触点与所述蓄电池(20)相连接；以及 第二电阻(R2)，并联在所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的两端。
4.根据权利要求2所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述点火开关电源(10)还包括: 第一电阻(Rl)，第一端与所述蓄电池(20)相连接，第二端与所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的常开触点相连接，其中，所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的常闭触点与所述点火开关电源(10)的输出端口相连接；以及 第二电阻(R2)，并联在所述第一继电器(11)的开关触点(JKl)的两端。
5.根据权利要求3或4所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述第一电阻(Rl)的阻值为0.04 Ω至0.07 Ω，所述第二电阻(R2)的阻值为2.4K Ω至75K Ω。
6.根据权利要求1所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述紧停开关(60)—端具有带锁止结构，另外一端具有点动自复位结构。
7.根据权利要求6所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述紧停开关￠0)包括: 保险锁块； 开关上盖； 锁块弹簧，设置在所述保险锁块与所述开关上盖之间； 开关底座； 开关中体，设置在所述开关上盖与所述开关底座之间； 复位弹簧，设置在所述开关上盖与所述开关中体之间； 开关插脚，设置在所述开关底座上； 触点支架； 紧停开关动触点，设置在所述触点支架上； 紧停开关静触点，设置在所述开关插脚上；以及 线路板，设置在所述开关上盖与所述开关中体之间，所述线路板上焊接有指示灯和蜂鸣器。
8.根据权利要求1所述的汽车电源智能总开关，其特征在于，所述负载开关(50)包括: 第二继电器(51)，其中，所述第二继电器(51)的开关触点(JK2)设置在所述蓄电池(20)与所述负载之间； 第三继电器(52)，其中，所述第三继电器(52)的开关触点(JK3)设置在所述第二继电器(51)的控制线圈与蓄电池(20)之间；以及 第二三极管(53)，连接在所述第三继电器(52)的控制线圈和所述控制器(40)之间。
9.一种汽车电源智能总开关的控制方法，其特征在于，所述汽车电源智能总开关包括点火开关电源、负载开关和紧停开关，其中，所述点火开关电源与汽车的蓄电池和所述汽车的点火开关均相连接，所述负载开关与所述汽车的负载和所述蓄电池均相连接，所述紧停开关与所述蓄电池相连接，所述控制方法包括: 检测所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态；以及 根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态控制所述点火开关电源的输出电流和所述负载开关的开关状态。
10.根据权利要求9所述的控制方法，其特征在于，根据所述蓄电池的输出电压、所述点火开关的开关状态和所述紧停开关的开关状态控制所述点火开关电源的输出电流和所述负载开关的开关状态包括: 步骤S1:判断所述点火开关关闭的时间是否达到第一预设时间，其中，在所述步骤SI的判断结果为“是”的情况下，执行步骤S2，在所述步骤SI的判断结果为“否”的情况下，执行步骤S3 ； 所述步骤S2:关闭所述点火开关电源的主电源，并关闭所述负载开关，启用所述点火开关电源的辅助电源； 所述步骤S3:判断所述输出电压小于第一预设电压的时间是否达到第二预设时间，其中，在所述步骤S3的判断结果为“否”的情况下，执行步骤S4，在所述步骤S3的判断结果为“是”的情况下，执行步骤S8; 所述步骤S4:判断第一紧停开关是否闭合，其中，所述第一紧停开关为所述汽车的现场急停开关，在判断出所述第一紧停开关未闭合的情况下，依次执行步骤S5和步骤S6 ; 所述步骤S5:开启所述点火开关电源的主电源和所述负载开关； 所述步骤S6:判断所述输出电压是否大于第二预设电压，其中，所述第二预设电压大于所述第一预设电压，在判断出所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的情况下，执行步骤S7 ； 所述步骤S7:判断所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的时间是否达到第三预设时间，其中，在判断出所述输出电压小于或等于所述第二预设电压的时间达到所述第三预设时间的情况下，返回所述步骤S3 ; 所述步骤S8:判断第二紧停开关的闭合时间是否达到第四预设时间，其中，所述第二紧停开关为所述汽车的分布式控制系统的联锁开关，在判断出所述第二紧停开关的闭合时间达到所述第四预设时间的情况下，执行步骤S9，在判断出所述第二紧停开关的闭合时间未达到所述第四预设时间的情况下，执行所述步骤S2 ; 所述步骤S9:开启所述点火开关电源的主电源和所述负载开关，持续第五预设时间后，关闭所述点火开关电源的主电源和所述负载开关。
【文档编号】B60R16/02GK104477109SQ201410691169
【公开日】2015年4月1日 申请日期:2014年11月25日 优先权日:2014年11月25日
【发明者】谭明玥, 王传富, 王庄毅 申请人:温州北方电子机械有限公司