r>式中，Vj為檢測電壓，Vjout為繼電器輸出電壓。
[0024] 若繼電器正常工作，繼電器閉合時(shí)通過Vj根據(jù)上式推算出的Vjout應(yīng)該與系統(tǒng)供 電電壓接近，繼電器斷開Vj等于零，因此可以通過根據(jù)Vj可以判斷繼電器有沒有正常工 作。
[0025] 考慮到單片機(jī)的數(shù)模轉(zhuǎn)換接口有限，本發(fā)明采用模擬選通開關(guān)芯片CD4051對繼 電器輸出電壓進(jìn)行動態(tài)分時(shí)掃描。
【具體實(shí)施方式】 [0026] 三：下面結(jié)合圖1、圖6、圖7說明本實(shí)施方式，電流傳感模塊，采用 圖6中的電流傳感器芯片ACS758LCB-050B，繼電器輸出電流經(jīng)過電流傳感器到達(dá)用電設(shè) 備，電流傳感器輸出與流經(jīng)電流成正比（60mV/A)的電壓信號并傳送至模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊，，模 數(shù)轉(zhuǎn)換模塊將電壓信號轉(zhuǎn)化為數(shù)字信號傳送數(shù)據(jù)處理模塊計(jì)算出當(dāng)前電流；電流傳感模塊 同時(shí)將感應(yīng)到的流經(jīng)電流成正比的電壓信號傳送至電流觸發(fā)比較模塊，電流觸發(fā)比較模塊 采用圖7中的電壓比較器芯片LM2903,與數(shù)模轉(zhuǎn)換芯片AD5611產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓進(jìn)行比較； 正常狀態(tài)下LM2903輸出低電平。當(dāng)線路電流過大時(shí)，電流傳感模塊輸出的電壓信號高于 AD5611產(chǎn)生的基準(zhǔn)電壓，LM2903輸出高電平至定時(shí)器輸入捕捉模塊，定時(shí)器輸入捕捉模塊 產(chǎn)生中斷事件；數(shù)據(jù)處理模塊立即響應(yīng)該中斷事件控制繼電器斷開切斷電流回路保護(hù)汽車 線路和用電設(shè)備，由于是采用中斷的處理方式，本發(fā)明對電流過載的響應(yīng)速度極快；數(shù)據(jù)處 理模塊收到繼電器過載的信號時(shí)不一定是立即斷開繼電器，而是存在一個(gè)可設(shè)置的保護(hù)延 遲時(shí)間，該值設(shè)置為零時(shí)則沒有延遲，用戶可以連接CAN總線發(fā)送指令到數(shù)據(jù)處理模塊，數(shù) 據(jù)處理模塊通過SPI通訊接口模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到電流觸發(fā)比較模塊中的芯片AD5611設(shè)置電 流比較觸發(fā)的大小，從而對繼電器斷開保護(hù)的電流值進(jìn)行設(shè)置。
【具體實(shí)施方式】 [0027] 四：下面結(jié)合圖1、圖8說明本實(shí)施方式，報(bào)警指示模塊，采用圖8中 的驅(qū)動芯片MC1413驅(qū)動綠、黃、紅三個(gè)指示燈，由數(shù)據(jù)處理模塊輸出管腳與MC1413相連，當(dāng) 出現(xiàn)故障時(shí)數(shù)據(jù)處理模塊通過報(bào)警指示模塊顯示當(dāng)前狀態(tài)提醒駕駛者，狀態(tài)分為正常、警 告和嚴(yán)重三個(gè)級別，分別用綠色、黃色、紅色指示燈指示。
[0028] 【具體實(shí)施方式】五：下面結(jié)合圖1、圖9說明本實(shí)施方式，電源模塊，采用圖9中的高 效DC-DC轉(zhuǎn)換芯片LM2596-5. 0,為本發(fā)明其它模塊提供5V的工作電壓，LM2596-5. 0最大輸 入電壓為36V，最大輸出電流高達(dá)3A;電源模塊采用芯片LM2596-5. 0使得本發(fā)明同時(shí)適用 于汽油車（12V)與柴油車（24V)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 汽車智能繼電器盒，其特征在于，它包括單片機(jī)、電流檢測模塊、繼電器控制模塊、電 源豐吳塊， 單片機(jī)包括數(shù)據(jù)處理模塊、定時(shí)器輸入捕捉模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、SPI通訊接口模塊、開 關(guān)信號采集模塊和CAN總線通訊接口模塊， 電流檢測模塊包括電流觸發(fā)比較模塊和電流傳感模塊， 繼電器控制模塊包括繼電器驅(qū)動模塊和繼電器狀態(tài)檢測模塊， 單片機(jī)是本系統(tǒng)中的核心，其中的定時(shí)器輸入捕捉模塊接收來自電流觸發(fā)比較模塊的 信號，SPI通訊接口模塊發(fā)送指令到電流觸發(fā)比較模塊，模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊接收來自電流傳感模 塊和繼電器狀態(tài)檢測模塊的信號，開關(guān)信號采集模塊采集外部開關(guān)輸入，數(shù)據(jù)處理模塊管 理定時(shí)器輸入捕捉模塊、模數(shù)轉(zhuǎn)換模塊、SPI通訊接口模塊、開關(guān)信號采集模塊的數(shù)據(jù)并輸 出信號到繼電器驅(qū)動模塊控制繼電器的吸合；數(shù)據(jù)處理模塊通過CAN總線通訊接口模塊實(shí) 現(xiàn)與整車網(wǎng)絡(luò)的通訊； 電源模塊將汽車12V或24V供電轉(zhuǎn)換成5V，為單片機(jī)、電流檢測模塊供電。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車智能繼電器盒，其特征在于，還包括報(bào)警指示模塊，當(dāng)出 現(xiàn)故障時(shí)，數(shù)據(jù)處理模塊通過報(bào)警指示模塊顯示當(dāng)前狀態(tài)提醒駕駛者；狀態(tài)分為正常、警告 和嚴(yán)重三個(gè)級別，分別用綠色、黃色、紅色指示燈指示。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的汽車智能繼電器盒，其特征在于，LM2596-5. 0為電源模塊主 控芯片。4.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的汽車智能繼電器盒，其特征在于，單片機(jī)的型號為 MC9S12XS128MAL。5.根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的汽車智能繼電器盒，其特征在于，電流觸發(fā)比較模塊 的控制芯片為AD5611和LM393 ;繼電器驅(qū)動模塊與報(bào)警指示模塊的控制芯片為MC1413。6. 根據(jù)權(quán)利要求1或2或3所述的汽車智能繼電器盒，其特征在于，電流傳感模塊的電 流傳感器芯片為ACS758LCB-050B。7. -種基于權(quán)利要求1所述汽車智能繼電器盒的控制方法，其特征在于，在各路繼電 器不過載或繼電器本身無故障的情況下，繼電器的吸合完全受控于外部開關(guān)信號；電流傳 感模塊檢測各路繼電器的電流，當(dāng)電流過大時(shí)會引起電流觸發(fā)比較模塊發(fā)送信號到數(shù)據(jù)處 理模塊，數(shù)據(jù)處理模塊控制繼電器驅(qū)動模塊斷開繼電器達(dá)到保護(hù)整車用電安全的目的；數(shù) 據(jù)處理模塊通過SPI通訊接口模塊發(fā)送數(shù)據(jù)到電流觸發(fā)比較模塊設(shè)置電流比較觸發(fā)的大 小，從而對繼電器斷開保護(hù)的電流值進(jìn)行設(shè)置；數(shù)據(jù)處理模塊收到繼電器過載的信號時(shí)不 一定是立即斷開繼電器，而是存在一個(gè)可設(shè)置的保護(hù)延遲時(shí)間，該值設(shè)置為零時(shí)則沒有延 遲。
【專利摘要】本發(fā)明提出了汽車智能繼電器盒及其控制方法。汽車智能繼電器盒，包括單片機(jī)、電流檢測模塊、繼電器控制模塊、電源模塊、報(bào)警指示模塊，單片機(jī)是本系統(tǒng)中的核心?？刂品椒ㄊ牵涸诟髀防^電器不過載或繼電器本身無故障的情況下，繼電器的吸合完全受控于外部開關(guān)信號；當(dāng)電流過大時(shí)會引起電流檢測模塊發(fā)送信號到單片機(jī)，單片機(jī)控制斷開繼電器達(dá)到保護(hù)整車用電安全的目的；單片機(jī)收到繼電器過載的信號時(shí)不一定是立即斷開繼電器，而是存在一個(gè)可設(shè)置的保護(hù)延遲時(shí)間，該值設(shè)置為零時(shí)則沒有延遲。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了汽車線路電流精確監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)了汽車用電電流分級管理與保護(hù)，分為正常、警告和嚴(yán)重三個(gè)級別，防范故障于未然同時(shí)又精確保護(hù)汽車線路及用電設(shè)備。
【IPC分類】G05B19/042
【公開號】CN105425675
【申請?zhí)枴緾N201510913809
【發(fā)明人】呂科, 楊正才, 石振東, 姚勝華
【申請人】湖北汽車工業(yè)學(xué)院
【公開日】2016年3月23日
【申請日】2015年12月12日