1.本发明属于汽车控制技术领域，具体涉及一种车载大功率负载的短路检测保护系统及方法。
背景技术：2.发动机再市场出现两起由于进气加热器本体短路后预热继电器负载电流过大，导致预热继电器内部烧蚀起火，目前ddi11发动机预热继电器为智能继电器，内部有电流检测模块，该继电器对于电流的检测一般是通过检测流过高精度采样电阻的压降大小，实现对电流大小的检测。该方法是当控制器负载短路发生时，控制系统检测到电流超过设计值后，发出指令关闭驱动输出，这样会出现检测到电流与继电器响应保护的时间差，该时间差在电流足够大的时候足够烧毁内部元器件。
3.目前的电流检测方法是当负载接通后通过检测负载的电流大小判断是否短路，当负载较大且回路没有限流电阻的情况下，当负载直接对地短路时，电路瞬时超过1000a，在控制系统还未做出保护时，功率元件已经被大电流烧毁，此时控制系统已经无法对负载起到保护作用，进而发生起火烧蚀事件。另外即使短路电流无法瞬时烧毁功率元件，长期下去也会影响功率器件的耐久性。
技术实现要素：4.本发明的目的就是为了解决上述背景技术存在的不足，提供一种车载大功率负载的短路检测保护系统及方法。
5.本发明采用的技术方案是：一种车载大功率负载的短路检测保护系统，包括主控模块、驱动模块、主控制开关、电源模块、大功率负载，所述主控模块第一控制端连接驱动模块的控制端，驱动模块的驱动端连接主控制开关的控制端，主控制开关的一端连接电源模块、另一端连接大功率负载；还包括驱动电路、副控制开关、限流电阻和电压检测模块，所述主控模块的第二控制端连接驱动电路的控制端，驱动电路的驱动端连接副控制开关的控制端，所述电源模块、限流电阻、副控制开关和大功率负载依次串联，所述电压检测模块输入端连接在限流电阻与副控制开关之间、输出端连接主控模块的输入端。
6.进一步地，所述电压检测模块为一组电阻分压电路。
7.进一步地，所述主控制开关和副控制开关均为mos管。
8.进一步地，所述副控制开关的额定电流小于主控制开关的额定电流。
9.进一步地，所述驱动电路型号为auir3240s。
10.进一步地，所述限流电阻的阻值为100ω-500ω。
11.更进一步地，还包括运算放大模块，所述运算放大模块输入端连接电压检测模块的输出端、输出端连接主控模块的输入端。
12.一种基于上述车载大功率负载的短路检测保护系统实现车载大功率负载的短路检测保护方法，过程为：
13.主控模块接收到外部触发接口发送的控制指令时，先发送第二驱动信号至驱动电路，驱动电路驱动副控制开关闭合，电源模块、限流电阻、副控制开关、大功率负载形成导通回路；
14.电压检测模块检测限流电阻与副控制开关之间节点的电压ub并输出至主控模块，主控模块根据电压判断大功率负载是否短路；
15.若未短路，则控制副控制开关断开，发送第一驱动信号至驱动模块，驱动模块控制主控制开关闭合，电源模块为大功率负载提供电源，大功率负载工作；
16.若短路，则主控模块不响应所述控制指令。
17.进一步地，所述主控模块计算电压ua与电压ub的差值，若差值大于设定值，则判断大功率负载短路；若差值小于等于设定值，则判断大功率负载未短路；所述电压ua为大功率负载未短路时限流电阻与副控制开关之间节点的电压，电压ua预先存储在主控模块中。
18.更进一步地，所述设定值为0.5v-1v。
19.本发明在负载驱动输出之前，通过专用检测电路(额外增设驱动电路、限流电阻等部件)提前判断负载是否为短路状态(以负载标称电阻为参考)，如果负载判断短路时，即负载电阻过小，主控模块检测到该信息后，不会响应外部的触发命令，不会接通负载产生短路电流，大大降低使用风险。
附图说明
20.图1为本发明大功率负载保护系统的原理图。
21.图中，1-主控模块；2-驱动模块；3-主控制开关；4-电源模块；5-大功率负载；6-外部触发接口；7-驱动电路；8-副控制开关；9-限流电阻；10-电压检测模块；11-运算放大模块。
具体实施方式
22.下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明。在此需要说明的是，对于这些实施方式的说明用于帮助理解本发明，但并不构成对本发明的限定。此外，下面所描述的本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以互相结合。
23.如图1所示，本发明提供一种车载大功率负载的短路检测保护系统，包括包括主控模块1、驱动模块2、主控制开关3、电源模块4、大功率负载5，所述主控模块1第一控制端连接驱动模块2的控制端，驱动模块2的驱动端连接主控制开关3的控制端，主控制开关3的一端连接电源模块4、另一端连接大功率负载5正极；还包括驱动电路7、副控制开关8、限流电阻9和电压检测模块10，所述主控模块1的第二控制端连接驱动电路7的控制端，驱动电路7的驱动端连接副控制开关8的控制端，所述电源模块4、限流电阻9、副控制开关8和大功率负载5依次串联，所述电压检测模块10输入端连接在限流电阻9与副控制开关8之间、输出端连接主控模块1的输入端。
24.上述方案中，所述电压检测模块11为一组电阻分压电路。所述主控制开关3和副控制开关8均为mos管。所述副控制开关8的额定电流小于主控制开关3的额定电流。所述驱动电路7为英飞凌驱动芯片auir3240s。所述限流电阻9的阻值为100ω-500ω，优选为250ω。
25.上述方案中，还包括运算放大模块11，所述运算放大模块11输入端连接电压检测
模块10的输出端、输出端连接主控模块1的输入端。
26.一种基于上述车载大功率负载的短路检测保护系统实现车载大功率负载的短路检测保护方法，过程为：
27.主控模块1接收到外部触发接口6发送的控制指令时，先发送第二驱动信号至驱动电路7，驱动电路7驱动副控制开关8闭合，电源模块4、限流电阻9、副控制开关8、大功率负载5形成导通回路；
28.电压检测模块10检测限流电阻9与副控制开关8之间节点的电压ub并输出至主控模块1，主控模块1计算电压ua与电压ub的差值，若差值大于设定值，则判断大功率负载5短路；若差值小于等于设定值，则判断大功率负载5未短路；所述电压ua为大功率负载5未短路时限流电阻9与副控制开关8之间节点的电压，电压ua预先存储在主控模块1中；所述设定值为0.5v-1v，优选为0.62v。
29.若未短路，则控制副控制8开关断开，发送第一驱动信号至驱动模块2，驱动模块2控制主控制开关3闭合，电源模块4为大功率负载5提供电源，大功率负载5工作；
30.若短路，则主控模块1不响应所述控制指令。
31.大功率负载控制电路一般由主控模块1、驱动模块2、主控制开关3等元件组成，本发明在控制模块1后端并联一个小规格副控制开关8，该副控制开关8也受主控模块1控制，电源4正极、限流电阻9、副控制开关8、大功率负载5、整车搭铁(负极)为串联状态，电源4正极至电源负极之间的电阻为24v，当大功率负载5正常时，副控制开关8的的导通电阻和大功率负载5电阻之和为电阻a，当大功率负载5短路或异常时，副控制开关8的导通电阻和大功率负载5电阻之和为电阻b，电阻a的压降为电压ua，电阻b的压降为电压ub，由于大功率负载的电阻极小，如预热器电阻为0.1ω左右，短路时电阻为0ω，两者差别极小，故两种状态下的压降ua与ub的值及差值也极小，直接将压降信息发送给主控模块1容易判断错误，因此需要增加运算放大模块11将ua与ub进行放大后输入给主控模块1，主控模块1通过两种电压值进行判断，可区大功率分负载5是正常还是短路，如果短路时，主控模块1不响应外部触发接口的指令，从而起到短路保护的作用。
32.在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。
33.为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本技术公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。
34.上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括，”在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。
35.本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。
36.本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(asic)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。
37.以上仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本领域的技术人员在本发明所揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。本说明书中未作详细描述的内容属于本领域专业技术人员公知的现有技术。
技术特征：1.一种车载大功率负载的短路检测保护系统，包括主控模块、驱动模块、主控制开关、电源模块、大功率负载，所述主控模块第一控制端连接驱动模块的控制端，驱动模块的驱动端连接主控制开关的控制端，主控制开关的一端连接电源模块、另一端连接大功率负载；其特征在于：还包括驱动电路、副控制开关、限流电阻和电压检测模块，所述主控模块的第二控制端连接驱动电路的控制端，驱动电路的驱动端连接副控制开关的控制端，所述电源模块、限流电阻、副控制开关和大功率负载依次串联，所述电压检测模块输入端连接在限流电阻与副控制开关之间、输出端连接主控模块的输入端。2.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：所述电压检测模块为一组电阻分压电路。3.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：所述主控制开关和副控制开关均为mos管。4.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：所述副控制开关的额定电流小于主控制开关的额定电流。5.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：所述驱动电路型号为auir3240s。6.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：所述限流电阻的阻值为100ω-500ω。7.根据权利要求1所述的车载大功率负载的短路检测保护系统，其特征在于：还包括运算放大模块，所述运算放大模块输入端连接电压检测模块的输出端、输出端连接主控模块的输入端。8.一种基于权利要求1所述车载大功率负载的短路检测保护系统实现车载大功率负载的短路检测保护方法，其特征在于：主控模块接收到外部触发接口发送的控制指令时，先发送第二驱动信号至驱动电路，驱动电路驱动副控制开关闭合，电源模块、限流电阻、副控制开关、大功率负载形成导通回路；电压检测模块检测限流电阻与副控制开关之间节点的电压ub并输出至主控模块，主控模块根据电压判断大功率负载是否短路；若未短路，则控制副控制开关断开，发送第一驱动信号至驱动模块，驱动模块控制主控制开关闭合，电源模块为大功率负载提供电源，大功率负载工作；若短路，则主控模块不响应所述控制指令。9.根据权利要求8所述的车载大功率负载的短路检测保护方法，其特征在于：所述主控模块计算电压ua与电压ub的差值，若差值大于设定值，则判断大功率负载短路；若差值小于等于设定值，则判断大功率负载未短路；所述电压ua为大功率负载未短路时限流电阻与副控制开关之间节点的电压，电压ua预先存储在主控模块中。10.根据权利要求8所述的车载大功率负载的短路检测保护方法，其特征在于：所述设定值为0.5v-1v。
技术总结本发明公开了一种车载大功率负载的短路检测保护系统及方法。它包括主控模块、驱动模块、主控制开关、电源模块、大功率负载，还包括驱动电路、副控制开关、限流电阻和电压检测模块，所述主控模块的第二控制端连接驱动电路的控制端，驱动电路的驱动端连接副控制开关的控制端，所述电源模块、限流电阻、副控制开关和大功率负载依次串联，所述电压检测模块输入端连接在限流电阻与副控制开关之间、输出端连接主控模块的输入端。本发明在负载驱动输出之前，通过专用检测电路提前判断负载是否为短路状态，如果负载判断短路时，即负载电阻过小，主控模块检测到该信息后，不会响应外部的触发命令，不会接通负载产生短路电流，大大降低使用风险。风险。风险。
技术研发人员：王博 郄鹤峰 李勇
受保护的技术使用者：东风商用车有限公司
技术研发日：2022.07.14
技术公布日：2022/11/1
