一种混合动力汽车用离合器位置检测开关及位置检测方法

摘要

本发明具体公开了一种离合器位置检测开关及位置检测方法，所述离合器位置检测开关包括单刀单掷开关及三极管电路，单刀单掷开关控制三极管的截止与导通，运用三极管的截止与导通来输出两组互补信号，作为离合器的位置信号。本发明利用三极管的工作特性，开关状态切换时间稳定且小于1ms，具备高可靠性和自诊断功能，结构简单，易于布置、安装，成本低。

说明书

技术领域

本发明属于混合动力电动汽车领域，特别是涉及离合器踏板位置检测装置技术领域，具体涉及一种应用在混合动力汽车上，带自诊断功能的离合器位置检测装置及检测方法。

背景技术

随着全球环境和能源问题的日益突出，开发低排放、低油耗的新型汽车成为当今汽车工业发展的首要任务。混合动力电动汽车技术避免了纯电动汽车在蓄电池技术和能源基础设施上的不足，是当前解决问题的一个很好的方案，已成为当今国际汽车研究开发的热点。

一般混合动力电动汽车都有自动启停功能，即在怠速等待的时候，混合动力整车控制单元(HCU)会实时判断车辆是否满足发动机停机条件，如果满足，HUC会发指令给发动机控制单元(ECU)将发动机停掉，以节省油料，降低排放。当发动机停机后，如果某时刻HCU检测到车辆已不满足发动机停机条件或者收到驾驶员的启动指令，则会利用混合动力系统的电机来启动车辆，取代传统的启动方式，这样车辆能够快速地重新启动，避免车辆启动滞留时间过长。车辆的离合器状态作为混合动力整车控制策略中判断发动机怠速停机和重起的重要条件之一，其信号的可靠性对车辆正常运行和安全都有非常大的影响。因此，开发一种具备高可靠性和自诊断功能的离合器位置开关是非常有必要和市场前景的。

发明内容

本发明的发明目的在于提供一种混合动力电动汽车用离合器位置检测装置及其位置检测方法，该装置能适应于混合动力电动汽车的复杂电磁干扰环境，具备高可靠性和自诊断功能的要求。

本发明具体公开了一种离合器位置检测开关，包括单刀单掷开关及三极管电路，单刀单掷开关控制三极管的截止与导通，运用三极管的截止与导通来输出两组互补信号，作为离合器的位置信号。

进一步，单刀单掷开关的一端接第一信号输出端，同时还接三极管的基极，三极管的集电极接第二信号输出端，第一信号输出端和第二信号输出端输出两组互补信号，作为离合器的位置信号；单刀单掷开关的另一端接第一接地输出端，三极管的发射极接第二接地输出端。

进一步，第一信号输出端与第二信号输出端作外部拉高处理，当离合器踏板未踩到底时，第一信号输出端输出低电平，第二信号输出端输出为高电平，当离合器踏板踩到底时，第一信号输出端输出低电平，第二信号输出端输出高电平。

其中，单刀单掷开关的一端通过一电阻和一二极管连接到三极管的基极。三级管的基极通过一电容连接到第一接地输出端。

本发明还公开了离合器位置检测的方法，其特征在于：HCU接收第一信号输出端的信号，ECU接收第二信号输出端的信号，进行如下处理：

当判断第一信号为低电平，第二信号为高电平时，确定离合器踏板未踩到底；

当判断第一信号为高电平，第二信号为低电平时，确定离合器踏板已踩到底；

当判断第一信号和第二信号都为高电平或都为低电平时，确定检测开关失效或损坏。

其中，在进行结果判断前，首先进行数据一致性判断。所述数据一致性判断为，ECU将第二信号进行求反处理后送至HCU与第一信号进行比较，当数据相同时认为开关正常工作，当数据不同时认为开关失效或损坏。

本发明具有如下优点和有益效果：

1、利用三极管的工作特性，开关状态切换时间稳定且小于1ms、高可靠性、高使用寿命(大于1000000次)等，确保离合器位置开关输出的两组互补信号不会出现大于1ms的中间过渡状态；

2、离合器位置开关的机械部分只需要设计为SPST结构，大大降低了其内部结构的复杂程度，有利于实现生产一致性和高使用寿命要求(大于500000次)。

3、具备高可靠性和自诊断功能，结构简单，易于布置、安装，成本低。

附图说明

图1：是离合器位置开关原理示意图；

图2：是离合器位置开关诊断策略示意图。

具体实施方式

以下结合附图介绍本发明在混合动力电动汽车上的具体实施方式。

采用单刀单掷开关(SPST)与三极管电路组合，其原理如图1所示，运用三极管的截止与导通来输出两组互补信号，SPST用来控制三极管的截止与导通。离合器位置开关的工作模式设置如下表所示：

离合器位置开关电气连接描述：开关插接头C、D端子接地，开关信号A路送到HCU，B路送到ECU，A、B端子作外部拉高处理，即开关接通为低电平有效。

离合器位置开关工作描述：离合器踏板未踩到底前，即离合器处于未完全分离状态时，离合器位置开关未被触发，此时SPST为接通状态，端子A、C接通，开关信号A为低电平，三极管Q处于截止状态，端子B、D未导通，开关信号B为高电平；离合器踏板踩到底，即离合器处于完全分离状态时，离合器位置开关被触发，此时SPST为断开状态，端子A、C断开，开关信号A为高电平，三极管Q处于导通状态，端子B、D接通，开关信号B为低电平。

如图2所示：

当开关未触发时，端子A、C接通B、C断开，送到HCU的A路信号为0，送到ECU的B路信号为1，ECU将B路数据进行求反处理后送至HCU与A路数据进行比较，当数据相同时认为开关正常工作，且此时数据为0，则HCU判断车辆离合器状态为未完全分离；当数据不同时认为开关失效或损坏。当开关触发时，端子A、C断开B、C接通，送到HCU的A路信号为1，送到ECU的B路信号为0，ECU将B路数据进行求反处理后送至HCU与A路数据进行比较，当数据相同时认为开关正常工作，且此时数据为1，则HCU判断车辆离合器状态为已完全分离；当数据不同时认为开关失效或损坏。