專利名稱：混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及混合動(dòng)力汽車的控制領(lǐng)域，特別涉及混合動(dòng)力汽車 中的高壓電源的安全保護(hù)領(lǐng)域。 技術(shù)背景為了解決普通汽車的費(fèi)油和排放問題，人們開始研制機(jī)電混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其 設(shè)計(jì)思路是在汽車勻速行駛需求功率較小時(shí)，用與其功率相匹配的小功率發(fā) 動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛，而在汽車加速或者爬坡需要大功率時(shí)，用蓄電池的電能驅(qū)動(dòng)電 機(jī)，產(chǎn)生輔助力矩，協(xié)助發(fā)動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)車輛；而在車輛減速時(shí)，又用電機(jī)提供制動(dòng)力矩使電機(jī)發(fā)電給動(dòng)力蓄電池充電，從而降低車輛的能量損耗，提高其能量 利用率，最終達(dá)到節(jié)省燃油的目的。在混合動(dòng)力汽車中動(dòng)力電池是高壓電池， 其電壓等級(jí)已經(jīng)超出了人體的安全電壓等級(jí)，對(duì)人身安全構(gòu)成了威脅，同時(shí)如 果高壓回路短路、斷路或者碰撞時(shí)都有可能對(duì)電池造成傷害，甚至致使電池起 火或者爆炸。針對(duì)上述問題進(jìn)行廣泛檢索，也沒有發(fā)現(xiàn)相關(guān)的解決方案。 發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的就是為了解決在發(fā)生碰撞或誤操作的情況下，避免高壓電池對(duì)人體或機(jī)器造成傷害而設(shè)計(jì)的一種安全保護(hù)系統(tǒng)；本發(fā)明的另一目的就是利 用混和動(dòng)力車的整車控制器而提供的一種安全保護(hù)系統(tǒng)的控制方法。 為了實(shí)現(xiàn)上述發(fā)明目的，采用了如下技術(shù)方案一種混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于它由碰撞傳感器、斷路 保護(hù)傳感器和控制繼電器經(jīng)串連后組成的信號(hào)控制回路，和控制繼電器觸點(diǎn)、 動(dòng)力電池的斷路繼電器經(jīng)串連構(gòu)成的環(huán)路互鎖回路組成，斷路繼電器串接于動(dòng) 力電池的輸出端。所述的由碰撞傳感器、斷路保護(hù)傳感器和控制繼電器經(jīng)串連后組成的信號(hào) 控制回路連接于整車控制器中，由整車控制器提供該回路的12v電源，并在信 號(hào)控制回路的輸入端連接一個(gè)控制開關(guān)，由整車控制器提供一個(gè)控制信號(hào)。斷 路繼電器的輸出端也可以連接一個(gè)控制開關(guān)，并共享整車控制器的控制信號(hào)。碰撞傳感器中的碰撞反饋信號(hào)連接到整車控制器HCU;控制繼電器輸入端的斷路反饋信號(hào)連接于電機(jī)控制器MCU。第一部分的信號(hào)控制回路的關(guān)鍵器件就是碰撞傳感器，它是公知產(chǎn)品，是 一個(gè)全方位碰撞傳感器，可以探測(cè)到各個(gè)方向的加速度。這個(gè)傳感器的參數(shù)需
要在整車上進(jìn)行詳細(xì)的標(biāo)定，以達(dá)到最合適的、最準(zhǔn)確的傳感參數(shù)，準(zhǔn)確的判 斷出碰撞危險(xiǎn)的臨界狀態(tài)值，以最快的響應(yīng)時(shí)間斷開高壓環(huán)路系統(tǒng)。斷路保護(hù) 傳感器也是公知的產(chǎn)品，如可以使各種微動(dòng)開關(guān)、接近開關(guān)等，主要安裝在控 制器、動(dòng)力電池或者其它高壓回路部分，防止暴露在外面的部分可能會(huì)造成對(duì) 人員的傷害或者對(duì)系統(tǒng)部件的傷害。.第二部分的高壓環(huán)路互鎖回路，當(dāng)高壓回路任何一部分?jǐn)嚅_或者任何一部 分暴露在外面存在危險(xiǎn)的可能時(shí)，高壓回路部分應(yīng)該立即斷開，并自動(dòng)將電機(jī) 驅(qū)動(dòng)側(cè)的殘留電荷釋放掉。本發(fā)明換包括一種混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)策略，其特征在于在整車控制 器HCU中采取了以下步驟a、 采集碰撞傳感器兩端的信號(hào)1和信號(hào)2以及控制繼電器輸入端的斷路反饋信號(hào)3; 'b、 判斷信號(hào)1、信號(hào)2和信號(hào)3是否全部高電平，若是，則返回步驟a， 若否，則進(jìn)入下一步驟；c、 斷開高壓管理系統(tǒng)ADS中的斷路器電源；d、 斷開高壓回路；e、 判斷若信號(hào)l、信號(hào)2是高電平，信號(hào)3低電平，進(jìn)入高壓環(huán)路互鎖 保護(hù)程序l;若信號(hào)l高電平、信號(hào)2是低電平，信號(hào)3高電平，進(jìn)入碰撞保護(hù)程序2;f、 高壓環(huán)路互鎖保護(hù)程序l，整車控制器HCU立即發(fā)出電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止 工作的指令，并等待當(dāng)信號(hào)3恢復(fù)有效狀態(tài)后，保護(hù)程序結(jié)束，HCU轉(zhuǎn)入工作 模式；h、一碰撞保護(hù)程序2，整車控制器HCU立即發(fā)出電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作的指 令，HCU處于保護(hù)狀態(tài)，并禁止電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，并等待當(dāng)信號(hào)2恢復(fù) 有效狀態(tài)后，HCU再等待一段時(shí)間后轉(zhuǎn)入工作模式。在整車控制器上運(yùn)行著兩大主要策略， 一是整車狀態(tài)管理和能量管理策略; 一是整車安全管理策略。本發(fā)明的發(fā)明點(diǎn)是多能源控制器的一部分，即整車安 全管理策略的高壓環(huán)路互鎖管理策略。在混合動(dòng)力汽車中動(dòng)力電池是高壓電池， 其電壓等級(jí)已經(jīng)超出了人體的安全電壓等級(jí)，對(duì)人身安全構(gòu)成了威脅，同時(shí)如 果高壓回路短路、斷路或者碰撞時(shí)都有可能對(duì)電池造成傷害，甚至致使電池起 火或者爆炸，所以高壓環(huán)路互鎖功能是整車安全控制的重要組成部分。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于當(dāng)車輛發(fā)生一定程度的碰撞時(shí)，環(huán)路互鎖會(huì)立即自動(dòng)
斷開高壓回路，可以保護(hù)電池的因碰撞而引起的短路和高壓回路的短路造成的 對(duì)人體的電擊；當(dāng)人員誤操作時(shí)，例如維修人員或者其他人員在錯(cuò)誤情況下 打開控制器、電池或者其它高壓回路部分，此時(shí)環(huán)路互鎖回路自動(dòng)斷開高壓回 路，避免暴露在外面的部分可能會(huì)造成對(duì)人員的傷害或者對(duì)系統(tǒng)部件的傷害。


圖1是本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)圖； 圖2是本發(fā)明所述的混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)策略程序框圖。 在圖1中，裝置l: HCU整車控制器；裝置2:碰撞傳感器；裝置3:斷路 保護(hù)傳感器l;裝置4:斷路保護(hù)傳感器2;裝置5: MCU電機(jī)控制器；裝置6: 控制繼電器l;裝置7:控制繼電器2;裝置8: ADS高壓安全管理系統(tǒng)；裝置 9:斷路繼電器。 '
具體實(shí)施例方式
實(shí)施例1:如圖1所示，在1整車控制器HCU中12V電源上接入一個(gè)控制 開關(guān)(三極管)，從整車控制器HCU中給一個(gè)enable控制信號(hào)1接入三極管基 極，三極管射極連接碰撞傳感器2的一端，連接碰撞傳感器2的另一端連接兩 個(gè)串聯(lián)的斷路保護(hù)傳感器3、 4，斷路保護(hù)傳感器4的輸出端連接兩個(gè)串聯(lián)的控 制繼電器7、 6，控制繼電器6的輸出端接地，接地端與傳感器4的輸出端之間 連接一個(gè)二極管，以上組成了信號(hào)控制回路，并在接碰撞傳感器2上連接反饋 信號(hào)1至整車控制器HCU中，在斷路保護(hù)傳感器4的輸出端連接反饋信號(hào)2至 電機(jī)控制器MCU中。
將兩個(gè)控制繼電器7、 6的觸點(diǎn)串聯(lián)，輸入端連接至ADS高壓安全管理系 統(tǒng)中的12v斷路器電源上、輸出端連接于斷路繼電器9的輸入端，斷路繼電器 9的輸出端連接控制開關(guān)三極管的集電極，三極管的射極接地、基極共享HCU 中給一個(gè)enable控制信號(hào)1。斷路繼電器9的觸點(diǎn)兩端接入動(dòng)力電池E極，以 上構(gòu)成了環(huán)路互鎖回路。
由以上的信號(hào)控制回路和環(huán)路互鎖回路可以看出，當(dāng)碰撞傳感器2、斷路保 護(hù)傳感器3和4處于接通的正常狀態(tài)時(shí)，整車控制器HCU給出控制信號(hào)1，控 制繼電器7、 6也接通，此時(shí)碰撞傳感器2兩端(即信號(hào)l、信號(hào)2)處于高電 平，斷路保護(hù)傳感器3和4的兩端(即信號(hào)2、信號(hào)3)處于高電平，此時(shí)繼電 器6、7的觸點(diǎn)閉合，斷路繼電器9得電，其中接入動(dòng)力電池E極的觸點(diǎn)也閉合， 動(dòng)力電池正常工作。
當(dāng)信號(hào)l、信號(hào)2處于高電平，而信號(hào)3處于低電平時(shí)，即斷路保護(hù)傳感器 3和4至少有一個(gè)斷開，信號(hào).3形成接地低電平，此時(shí)控制繼電器6、 7失電， 觸點(diǎn)斷開，斷路繼電器9失電，其觸點(diǎn)斷開，從而形成高壓環(huán)路互鎖保護(hù)狀態(tài)， 并自動(dòng)將電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)的殘余電荷釋放掉。當(dāng)信號(hào)1處于高電平，而信號(hào)2、信號(hào)3處于低電平時(shí)，即表示有碰撞發(fā)生， 碰撞傳感器2斷開，故信號(hào)2是低電平、信號(hào)3也是低電平，控制繼電器6、 7 失電，斷路繼電器9也失電，其觸點(diǎn)斷開，從而形成碰撞保護(hù)狀態(tài)。實(shí)施例2:如圖2所示提供的是一種利用整車控制器HCU對(duì)實(shí)施例1的安全保護(hù)系統(tǒng) 進(jìn)行程序控制的方法，它包括以下步驟程序開始時(shí)，控制器HCU發(fā)出高電平的控制信號(hào)1， 然后第一步先采信號(hào)l、信號(hào)2、信號(hào)3，第二步判斷這些信號(hào)狀態(tài)，如果都為高電平，說(shuō)明系統(tǒng)正常，系統(tǒng)繼續(xù)采集返回到第一步，進(jìn)行信號(hào)的采集，如果其中任意一個(gè)信號(hào)為低電平，說(shuō)明系統(tǒng)處于故障狀態(tài)，并進(jìn)入下一步驟； 第三步斷開斷路器電源； 第四步接著高壓回路也斷開；第五步判斷若信號(hào)l、信號(hào)2處于高電平，而信號(hào)3處于低電平時(shí)，則 處于環(huán)路互鎖保護(hù)狀態(tài)，進(jìn)入HCU環(huán)路互鎖保護(hù)程序1;否則就是碰撞保護(hù)， HCU進(jìn)入碰撞保護(hù)程序2;HCU保護(hù)程序1:當(dāng)程序進(jìn)入保護(hù)程序l， HCU立即發(fā)出指令使電機(jī)和發(fā) 動(dòng)機(jī)停止工作，同時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。然后HCU處于等待狀態(tài)，等待判 斷信號(hào)3恢復(fù)有效狀態(tài)。當(dāng)判斷信號(hào)3恢復(fù)有效狀態(tài)后，HCU轉(zhuǎn)入工作模式即 該過(guò)瑪結(jié)束。 .HCU保護(hù)程序2:當(dāng)程序進(jìn)入保護(hù)程序2， HCU立即發(fā)出指令使電機(jī)和發(fā) 動(dòng)機(jī)停止工作，同時(shí)向駕駛員發(fā)出報(bào)警信號(hào)。HCU處于安全保護(hù)狀態(tài)，禁止電 機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)工作。當(dāng)判斷信號(hào)2恢復(fù)有效狀態(tài)后(人為手動(dòng)復(fù)位)，HCU要等待 X分鐘后才能進(jìn)入工作模式即該過(guò)程結(jié)束。
權(quán)利要求
1、一種混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于它由碰撞傳感器、斷路保護(hù)傳感器和控制繼電器經(jīng)串連后組成的信號(hào)控制回路，和控制繼電器觸點(diǎn)、動(dòng)力電池的斷路繼電器經(jīng)串連構(gòu)成的環(huán)路互鎖回路組成，斷路繼電器串接于動(dòng)力電池的輸出端。
2、 根據(jù)權(quán)利要求1所述的混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于由 碰撞傳感器、斷路保護(hù)傳感器和控制繼電器經(jīng)串連后組成的信號(hào)控制回路連接 于整車控制器中，并在信號(hào)控制回路的輸入端連接一個(gè)控制開關(guān)，由整車控制 器提供一個(gè)控制信號(hào)。
3、 根據(jù)權(quán)利要求2所述的混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于斷 路繼電器的輸出端連接一個(gè)控制開關(guān)，并共享整車控制器的控制信號(hào)。
4、 根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于 碰撞傳感器中的碰撞反饋信號(hào)連接到整車控制器HCU;控制繼電器輸入端的斷路反饋信號(hào)連接于電機(jī)控制器MCU。
5、 一種混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)策略，其特征在于在整車控制器HCU中采取了以下步驟a、 采集碰撞傳感器兩端的信號(hào)1和信號(hào)2以及控制繼電器輸入端的斷路反饋信號(hào)3; 'b、 判斷信號(hào)l、信號(hào)2和信號(hào)3是否全部高電平，若是，則返回步驟a， 若否，則進(jìn)入下一步驟；c、 斷開高壓管理系統(tǒng)ADS中的斷路器電源；d、 斷開高壓回路；e、 判斷若信號(hào)l、信號(hào)2是高電平，信號(hào)3低電平，進(jìn)入高壓環(huán)路互鎖 保護(hù)程序1;若信號(hào)l高電平、信號(hào)2是低電平，信號(hào)3高電平，進(jìn)入碰撞保護(hù)程序2;f、 高壓環(huán)路互鎖保護(hù)程序l，整車控制器HCU立即發(fā)出電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止 工作的指令，并等待當(dāng)信號(hào)3恢復(fù)有效狀態(tài)后，保護(hù)程序結(jié)束，HCU轉(zhuǎn)入工作 模式；h、'碰撞保護(hù)程序2，整車控制器HCU立即發(fā)出電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作的指 令，HCU處于保護(hù)狀態(tài)，并禁止電機(jī)、發(fā)動(dòng)機(jī)停止工作，并等待當(dāng)信號(hào)2恢復(fù) 有效狀態(tài)后，HCU再等待一段時(shí)間后轉(zhuǎn)入工作模式。
全文摘要
一種混合動(dòng)力汽車的安全保護(hù)系統(tǒng)，其特征在于它由碰撞傳感器2、斷路保護(hù)傳感器3、4和控制繼電器7、6經(jīng)串連后組成的信號(hào)控制回路，和控制繼電器6、7的觸點(diǎn)、動(dòng)力電池的斷路繼電器9經(jīng)串連構(gòu)成的高壓環(huán)路互鎖回路組成，由整車控制器HCU提供該回路的12v電源，并在輸入端連接一個(gè)控制開關(guān)，提供一個(gè)控制信號(hào)Enable。斷路繼電器9也連接一個(gè)控制開關(guān)，并共享控制信號(hào)Enable。當(dāng)高壓回路存在危險(xiǎn)時(shí)，高壓回路立即斷開，并將電機(jī)驅(qū)動(dòng)側(cè)的殘留電荷釋放掉；車輛發(fā)生碰撞時(shí)，環(huán)路互鎖會(huì)立即自動(dòng)斷開高壓回路，保護(hù)電池不會(huì)短路和高壓回路對(duì)人體的電擊。
文檔編號(hào)B60L3/04GK101157337SQ200710015380
公開日2008年4月9日 申請(qǐng)日期2007年7月12日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月12日
發(fā)明者彭慶豐 申請(qǐng)人:奇瑞汽車有限公司