[发明专利]汽车智能继电器盒及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车智能继电器盒及控制方法，属于汽车电子控制技术领域。

背景技术

传统的汽车继电器盒是将汽车主要的继电器和保险丝一起安装在一个盒子里，由外部开关(例如点火钥匙)控制继电器吸合与断开，从而控制汽车用电设备供电。每一路继电器连接保险丝，当电流过大时保险丝熔断起到保护汽车用电设备的作用。传统的汽车继电器盒使用过程中存在三大问题：一是保险丝为一次性的，损坏的保险丝只能拆开汽车仪表板取出重新更换；二是保险丝只有过载到线路无法承受的时候才会起作用，不能对汽车用电故障防范于未然；三是由于保险丝的质量或生产过程中存在误差以及环境温度的影响，保险丝作用电流不准确，有时起不到保护的作用，导致汽车用电设备或者线束烧坏甚至是汽车自燃。

随着社会经济的飞速发展和科学技术的全面进步，汽车事业、半导体传感器技术和微控制器技术的飞速发展以及人们对汽车安全的进一步要求。一方面高精度电流传感器可以对汽车电流进行检测，另一方面通过微控制器可以对电流进行智能判断。因此，本发明提出了一种可以精确监控汽车用电电流同时结合继电器控制的汽车智能继电器盒。当汽车线路电流较大时提醒驾驶者防范于未然，出现故障时及时断开继电器断开达到保护汽车用电安全的目的，故障消除后自动恢复而不需要更换任何部件，同时CAN总线通讯接口将各路电流值及继电器状态数据发送至整车网络，实现数据共享。

发明内容

为了实现汽车线路电流精确监控，实现汽车用电电流分级管理与保护，分为正常、警告和严重三个级别，防范故障于未然同时又精确保护汽车线路及用电设备，本发明提出汽车智能继电器盒及其控制方法。

本发明所述汽车智能继电器盒，包括单片机、电流检测模块、继电器控制模块、电源模块，

单片机包括数据处理模块、定时器输入捕捉模块、模数转换模块、SPI通讯接口模块、开关信号采集模块和CAN总线通讯接口模块，

电流检测模块包括电流触发比较模块和电流传感模块，

继电器控制模块包括继电器驱动模块和继电器状态检测模块，

单片机是本系统中的核心，其中的定时器输入捕捉模块接收来自电流触发比较模块的信号，SPI通讯接口模块发送指令到电流触发比较模块，模数转换模块接收来自电流传感模块和继电器状态检测模块的信号，开关信号采集模块采集外部开关输入，数据处理模块管理定时器输入捕捉模块、模数转换模块、SPI通讯接口模块、开关信号采集模块的数据并输出信号到继电器驱动模块控制继电器的吸合；数据处理模块通过CAN总线通讯接口模块实现与整车网络的通讯；

电源模块，该模块将汽车12V或24V供电转换成5V为单片机、电流检测模块供电。

本发明还包括还包括报警指示模块，当出现故障时数据处理模块通过报警指示模块显示当前状态提醒驾驶者。状态分为正常、警告和严重三个级别，分别用绿色、黄色、红色指示灯指示。

本发明中，LM2596-5.0为电源模块主控芯片。

本发明中，单片机的型号为MC9S12XS128MAL。

本发明中，电流触发比较模块的控制芯片为AD5611和LM393。继电器驱动模块与报警指示模块的控制芯片为MC1413。

本发明中，电流传感模块的电流传感器芯片为ACS758LCB-050B。

本发明所述汽车智能继电器盒的控制方法，是在各路继电器不过载或继电器本身无故障的情况下，继电器的吸合完全受控于外部开关信号。电流传感模块检测各路继电器的电流，当电流过大时会引起电流触发比较模块发送信号到数据处理模块，数据处理模块控制继电器驱动模块断开继电器达到保护整车用电安全的目的。数据处理模块可通过SPI通讯接口模块发送数据到电流触发比较模块设置电流比较触发的大小，从而对继电器断开保护的电流值进行设置。数据处理模块收到继电器过载的信号时不一定是立即断开继电器，而是存在一个可设置的保护延迟时间，该值设置为零时则没有延迟。

有益效果：本发明实现了汽车线路电流精确监控，实现了汽车用电电流分级管理与保护，分为正常、警告和严重三个级别，防范故障于未然同时又精确保护汽车线路及用电设备。

附图说明

图1是本发明汽车智能继电器盒原理框图。

图2是开关量采集电路图。

图3是CAN总线通讯接口电路图。

图4是继电器驱动模块电路图。

图5是继电器状态检测模块电路图。

图6是电流传感模块电路图。

图7是电流触发比较模块电路图。