一種智能配電系統的製作方法

2023-06-11 02:56:06

專利名稱：一種智能配電系統的製作方法
技術領域：
本實用新型涉及客車或重型卡車的電器電源分配技術，尤其涉及一種智能配電系統。
背景技術：
為了保證整車電器的可靠性和安全性，車上的每個電器負載和電源之間都需要連接一個保險絲，有些小功率的負載可以直接通過CAN總線模塊控制來代替，但是有些功率比較大的負載(一般為IOAlOA之間)就比較難實現，特別當這類負載非常多時，在兼顧成本和安全的前提下，還是要用保險絲和智能控制相結合的方式來實現比較合理。還有一些比如閃光器和雨刮控制器要通過特殊繼電器和繼電器組合來實現，這樣無疑增加了系統的複雜性，降低了系統的可靠性。另外，傳統保險絲不帶診斷功能，使保險絲熔斷後不便於查找更換，使系統的可維修性大大降低。此外，傳統繼電器控制的負載輸出在邏輯變換上要靠線束的更改來實現，使系統的擴展性受到很大的限制，特別是在邏輯變換比較多的旅遊車上， 這種限制將大大限制車身電器工程師設計整個電器的靈活性和兼容性。
發明內容為克服上述問題，本實用新型提出一種智能配電系統，用先進的智能控制系統取代傳統的繼電器，取消傳統複雜的邏輯硬接線，採用微處理器靈活控制，達到智能控制的目的，提高可靠性，實現實時診斷負載狀態，提高檢修效率。為達到上述目的，本實用新型所提出的技術方案為一種智能配電系統，包括電源模塊和CAN總線接口，其特徵在於還包括保險絲輸出模塊、功率輸出模塊；所述保險絲輸出模塊分為常電保險絲輸出和ACC保險絲輸出；所述功率輸出模塊分為5A功率輸出、7A 功率輸出和15A功率輸出；所述電源模塊包括常電電源端子和ACC電源端子。進一步的，所述功率輸出模塊包括微處理器和智能功率開關模塊；所述微處理器與CAN總線連接，與智能功率開關模塊之間連接有輸入端和反饋端；所述智能功率開關模塊與負載連接。進一步的，所述智能功率開關模塊包括診斷功能模塊和短路保護功能模塊。進一步的，所述保險絲輸出模塊包括保險絲、電壓取樣電路和微處理器。進一步的，所述5A功率輸出連接車燈；所述7A功率輸出連接功率較大的負載、感性負載和雨刮控制器；所述15A功率輸出連接大功率負載。優選的，所述車燈包括左右遠光燈一、二，左右近光燈、左右前霧燈和左右轉向燈； 所述左右轉向燈為閃光燈；所述左右遠光燈一、二，左右近光燈和左右前霧燈為智能控制燈；所述功率較大的負載和感性負載包括除霜機1擋、除霜機2擋、室內燈一和室內燈二。本實用新型的有益效果本實用新型通過傳統保險絲和智能功率器件來實現對整車中等功率的負載電源的智能化控制，取消所有傳統繼電器，用智能功率開關模塊來實現閃光器、智能燈光控制和智能雨刮的控制；並取消傳統複雜的邏輯硬接線，採用微處理器靈活控制，最大限度的減少系統線束的複雜性，達到智能控制的目的，並可實現故障實時提醒和上電自檢等智能化功能，提高可靠性，實現實時診斷負載狀態，提高檢修效率。

圖1為本實用新型的智能配電系統結構框示意圖；圖2為本實用新型的保險絲診斷原理示意圖；圖3為本實用新型的功率輸出及診斷原理示意圖；圖4為本實用新型的智能雨刮控制原理示意圖；圖5為本實用新型的智能燈光控制原理示意圖。
具體實施方式
以下結合附圖和具體實施方式
，對本實用新型做進一步說明。如圖1所示，本實用新型的一種智能配電系統，包括電源模塊和CAN總線接口，其特徵在於還包括保險絲輸出模塊、功率輸出模塊；該保險絲輸出模塊分為常電保險絲輸出和ACC保險絲輸出；所述功率輸出模塊分為5A功率輸出、7A功率輸出和15A功率輸出； 所述電源模塊包括常電電源端子和ACC電源端子。本實用新型將CAN總線和儀表等其他 CAN總線模塊配合使用，所有邏輯關係通過其他模塊的開關採集並通過CAN總線發到本系統，實現相關負載輸出控制。其中，保險絲輸出模塊又分為常電保險絲輸出和ACC保險絲輸出。根據大型客車上的實際負載量，本實用新型設計了 9路ACC保險絲輸出和8路常電保險絲輸出。保險絲輸出的電源供給那些只需接常電或是ACC電的而不需要其他任何邏輯關係的負載，輸出安培數由所插保險絲來決定，內部帶有保險絲開路診斷功能(當保險絲由於負載短路或過電流燒掉時，內部可以檢測到狀態)，可實時反饋保險絲的工作狀態，最終通過CAN總線發送出去，在儀表模塊實現報警顯示，提示用戶及時更換保險絲。其原理如圖2所示，以常電保險絲輸出為例，PBl為常電輸入，Fl是常電保險絲，A點為輸出電壓取樣點。正常輸出情況下 A點的電壓在3V左右，微處理器(MCU)通過A/D採樣，將檢測到A點3V左右電壓，通過CAN 總線向儀表發送正常狀態；當負載短路或過流時，保險絲燒掉，微處理器(MCU)將檢測到A 點電壓為0，通過CAN總線向儀表發送故障狀態，儀表收到故障狀態信息將顯示對應的故障 fn息ο功率輸出模塊又分為5A功率輸出、7A功率輸出和15A功率輸出。其中15A功率輸出共有2路，主要用於實現大功率負載的控制，並帶有診斷功能。如圖3所示，為功率輸出及診斷的原理示意圖，採用智能功率開關模塊代替繼電器和保險絲，實現診斷功能。智能功率開關模塊內部具有短路保護功能，當微處理器(MCU)接收到CAN總線數據要求打開智能功率開關，IN腳將輸出一個高電平信號，智能功率開關在OUT輸出功率，使負載工作。此時智能功率開關ST腳將反饋一個高電平信號到微處理器(MCU)，微處理器檢測到高電平信號將通過CAN總線發送給儀表一個正常狀態數據，當負載發生故障(短路或開路等)時，ST腳將反饋一個低電平信號給微處理器，微處理器檢測到低電平信號時，通過CAN總線發送給儀表一個故障狀態數據，儀表將顯示對應的故障信息。7A功率輸出共有6路，其中4路主要接功率較大的負載和感性負載，如除霜機1擋、除霜機2擋、室內燈一和室內燈二等。同樣帶有短路故障檢測功能，實時檢測負載工作狀態。其餘2路是專用於雨刮控制器，傳統用繼電器組成的雨刮控制器，其繼電器和保險絲的損壞率都很高，經常更換。本實用新型採用電子式的雨刮控制器，可以大大減少雨刮控制器的不良率，同時雨刮速度和間歇時間可通過軟體進行靈活地參數配置，還可增加雨量傳感器達到雨刮自動調節。如圖4所示為智能雨刮控制原理示意圖，雨刮控制方式可通過儀表按鍵和菜單進行設置，可設置成自動或手動。當設置成手動時，可通過雨刮組合開關將雨刮控制指令輸送到儀表，儀表再通過CAN總線傳送到配電模塊，配電微處理器(MCU)接收到雨刮控制指令將通過mi或IN2打開對應的智能功率開關，驅動雨刮對應的線圈使雨刮工作。mi對應0UT1，接雨刮高速線圈H ；IN2對應0UT2，接雨刮低速線圈L ；G點為雨刮復位檢測，用於使雨刮復位到原點。當雨刮開關從開到關閉時，M⑶通過G點進行檢測，當G點為高電平時，雨刮繼續工作，當檢測到低電平時，關掉雨刮輸出進行制動，使雨刮停到原點位置。如果儀表雨刮控制設置成自動時，此時可通過雨量傳感器，檢測雨量大小，並通過內部MCU進行運算處理，轉化成控制指令，即根據雨量大小自動調節雨刮速度和間歇時間，達到智能控制的目的，其診斷原理同上。5A功率輸出主要接燈光和替代閃光器功能，共有10路5A功率輸出。通常大巴車上都有雙遠光燈，為了故障診斷的準確性，本實用新型把每個遠光燈單獨接一路輸出，10路負載輸出可以分別接左右遠光燈一、二，左右近光燈、左右前霧燈和左右轉向燈。其中接左右兩路的轉向燈的負載輸出實現閃光器的功能，其他路燈光輸出實現智能燈光的功能當遠光燈故障(燈泡燒掉、線束短路或開路等)近光燈將自動點亮；當近光燈故障，遠光燈將自動點亮；當遠近光燈都有故障，前霧燈將自動點亮。實現夜間燈光不間斷行車，實現智能燈光控制，保證行車安全。由其他CAN模塊採集相應開關邏輯，並通過CAN總線發送到本模塊， 實現相應的負載輸出功能，及實現這些燈光的邏輯控制。如圖5所示，為智能燈光控制原理示意圖，燈光控制方式可通過儀表按鍵和菜單進行設置，可設置成自動或手動。當設置成手動時，可通過燈光組合開關將控制指令輸送到儀表，儀表再通過CAN總線傳送到配電模塊， 配電微處理器(MCU)接收到燈光組合開關的控制指令將通過mi、IN2或IN3打開對應的智能功率開關，驅動對應的燈泡負載。mi對應0UT1，接遠光燈；IN2對應0UT2，接近光燈；IN3 對應0UT3，接霧燈；STl為遠光燈為診斷檢測腳；ST2為近光燈的診斷檢測腳；ST3為霧燈的診斷檢測腳。當組合開關遠光燈開關打開時，配電微處理器(MCU)通過CAN總線接收遠光燈開關打開指令，mi輸出高電平打開智能功率開關0UT1，遠光燈工作，MCU將檢測到STI 為高電平。如果遠光燈發生故障，如燈泡突然燒掉或線速短路、開路等，STl將輸出低電平， MCU檢測到低電平，將強制打開IN2使近光燈工作，同時將通過CAN總線發出一個遠光燈故障指令，在儀表顯示故障信息。同理，近光燈切換遠光燈原理一樣，如果遠近光燈都發生故障，將強制打開IN3，使霧燈工作。當儀表將智能燈光控制設置成自動時，此時將通過儀表的光敏傳感器將光照強度轉換成相應的控制指令發送到儀表，再通過CAN總線傳送到配電模塊，如果到晚上或白天進入黑洞時，將自動打開燈光，白天或出黑洞後自動關閉燈光，達到智能控制的目的，其燈光的切換同上。本實用新型將汽車所有電器所需的中等功率的電源分配集中在一個系統內部，將傳統保險絲與先進的CAN總線控制系統相結合，用先進的智能控制系統取代傳統的繼電器，達到智能控制的目的。同時還增加保險絲的自我診斷功能，通過CAN總線通訊實時顯示
5保險絲狀態，並取消傳統複雜的邏輯硬接線，採用微處理器靈活控制，用智能功率開關模塊來實現閃光器、智能燈光控制和智能雨刮控制。 儘管結合優選實施方案具體展示和介紹了本實用新型，但所屬領域的技術人員應該明白，在不脫離所附權利要求書所限定的本實用新型的精神和範圍內，在形式上和細節上對本實用新型做出的各種變化，均為本實用新型的保護範圍。
權利要求1.一種智能配電系統，包括電源模塊和CAN總線接口，其特徵在於還包括保險絲輸出模塊、功率輸出模塊；所述保險絲輸出模塊分為常電保險絲輸出和ACC保險絲輸出；所述功率輸出模塊分為5A功率輸出、7A功率輸出和15A功率輸出；所述電源模塊包括常電電源端子和ACC電源端子。
2.如權利要求1所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述功率輸出模塊包括微處理器和智能功率開關模塊；所述微處理器與CAN總線連接，與智能功率開關模塊之間連接有輸入端和反饋端；所述智能功率開關模塊與負載連接。
3.如權利要求2所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述智能功率開關模塊包括診斷功能模塊和短路保護功能模塊。
4.如權利要求1所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述保險絲輸出模塊包括保險絲、電壓取樣電路和微處理器。
5.如權利要求1所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述5A功率輸出連接車燈。
6.如權利要求1所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述7A功率輸出連接功率較大的負載、感性負載和雨刮控制器。
7.如權利要求1所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述15A功率輸出連接大功率負載。
8.如權利要求5所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述車燈包括左右遠光燈一、 二，左右近光燈、左右前霧燈和左右轉向燈；所述左右轉向燈為閃光燈；所述左右遠光燈一、二，左右近光燈和左右前霧燈為智能控制燈。
9.如權利要求6所述的一種智能配電系統，其特徵在於所述功率較大的負載和感性負載包括除霜機1擋、除霜機2擋、室內燈一和室內燈二。
專利摘要本實用新型公開了一種智能配電系統，包括電源模塊和CAN總線接口，其特徵在於還包括保險絲輸出模塊、功率輸出模塊；所述保險絲輸出模塊分為常電保險絲輸出和ACC保險絲輸出；所述功率輸出模塊分為5A功率輸出、7A功率輸出和15A功率輸出；所述電源模塊包括常電電源端子和ACC電源端子。本實用新型將汽車所有電器所需的中等功率的電源分配集中在一個系統內部，將傳統保險絲與先進的CAN總線控制系統相結合，用先進的智能控制系統取代傳統的繼電器，達到智能控制的目的，並可實現故障實時提醒和上電自檢等智能化功能，提高可靠性，實現實時診斷負載狀態，提高檢修效率。
文檔編號H02H3/08GK202115451SQ20112020833
公開日2012年1月18日 申請日期2011年6月20日 優先權日2011年6月20日
發明者張敬烽, 李建紅 申請人:廈門漢納森汽車電子有限公司