电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆

摘要

本发明提供了一种电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆。其中，所述电路校验方法包括：当所述充电机未连接充电枪时，周期性地向所述信号检测电路输出预设信号，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配；以及，基于所述信号检测电路的预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断信号检测电路是否正常。如此配置，增加较少的电路成本就可以完成所述信号检测电路的校验，并可以以此为基础，对控制导引信号进行校验，解决了现有技术中缺乏能够针对控制导引信号是否正常进行校验的方法和装置的问题。

说明书

技术领域

本发明涉及车辆技术领域，特别涉及一种电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆。

背景技术

充电机用于实现将AC电网能量转到成DC能量给高压直流电池充电。为了确认电动汽车(以下简称EV，包含纯电动BEV和混动车辆HEV，PHEV)与充电桩(以下简称EVSE)之间的通讯，参考《GBT 18487.1-2015电动汽车传导充电系统第1部分_通用要求》定义，实现EV与EVSE之间的通讯是靠CC(control confirmation，控制连接确认)和CP(control pilot，控制导引)信号状态识别的。其中CC信号的作用是检测充电枪和整车插座连接状态的信号，CP信号是检测充电枪和整车插座连接状态以及识别充电电流限制的作用。以GBT 18487.1-2015定义的充电模式3连接方式C为例，EV，EVSE，CC，CP之间的连接方式详见图1。图1是充电桩与车辆电气连接的示意图。图1中，EV包括车载充电机2，所述车载充电机2与EVSE连接时，多条线路通过连接部1连接。

China 6(以下简称国6)是针对混合动力车辆(HEV，PHEV)的排放标准(on boarddiagnosis regulation，以下简称OBD标准)，旨在通过整车设计满足污染排放限值。类似的，国外也有类似的排放标准比如美国的Carb标准等。对于纯电动车(BEV)尽管法规还没有明确的排放标准，但是主流国内外整车供应商(以下简称OEM)均要求2025年后批产的纯电动车辆也要满足排放标准。

国内外OBD标准中均要求需要识别出控制器内部OBD相关零部件功能是否正常，因为该零部件功能一旦不正常，则该控制器输出不正常即会对整车的排放造成影响。OBD法规中定义的零部件通常包含传感器、执行器以及内部供电等信号。OBD法规为了判断零部件是否工作正常，往往需要该零部件可以进行合理性校验。

对于图1所示的充电机2，CP信号作为实现EV和EVSE的控制导引装置，一旦连接或状态不正常，将会影响充电机的正常工作，所以是OBD相关的执行器。CP信号的状态通常分为固定电压值和PWM电压信号两类状态，其中只有在PWM的幅值以及占空比在一定范围内才允许充电，并且占空比表征充电电流限制值。所以要求非常可靠合理的CP信号。

当前的OBD法规对于该类执行器的诊断策略并没有清晰的定义，国内外主机厂或零部件供应商对此的经验积累比较有限，但是随着法规政策对OBD排放标准的重视程度越来越大，亟需一种针对该类执行器的合理性校验策略来满足OBD法规。

也就是说，现有技术中缺乏能够针对CP信号是否正常进行校验的方法和装置。

发明内容

本发明的目的在于提供一种电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆，以解决现有技术中缺乏能够针对控制导引信号是否正常进行校验的方法和装置的问题。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第一个方面，提供了一种电路校验方法，用于判断充电机的信号检测电路是否正常，所述电路校验方法包括：

当所述充电机未连接充电枪时，周期性地向所述信号检测电路输入预设信号，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配；

根据所述预设信号，所述信号检测电路在其预设检测点产生检测信号；以及，

基于所述检测信号与理想信号的偏差值判断所述信号检测电路是否正常。

可选的，所述预设信号包括固定电压值的信号和脉宽调制信号。

可选的，在向所述信号检测电路输出预设信号的同时，所述电路校验方法还包括：周期性地改变所述信号检测电路的电路结构。

可选的，所述信号检测电路包括阻值改变开关，所述周期性地向所述信号检测电路输入预设信号的步骤包括：

周期性地执行如下步骤：

S11断开所述阻值改变开关，向所述信号检测电路输出固定电压值的信号；

S12闭合所述阻值改变开关，向所述信号检测电路输出固定电压值的信号；

S13断开所述阻值改变开关，向所述信号检测电路输出脉宽调制信号；以及，

S14闭合所述阻值改变开关，向所述信号检测电路输出脉宽调制信号。

所述基于所述检测信号与所述理想信号的偏差值判断所述信号检测电路是否正常的步骤包括：

基于第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值和第四偏差值中的至少一者判断所述信号检测电路是否正常；

所述第一偏差值是执行步骤S11之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第二偏差值是执行步骤S12之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第三偏差值是执行步骤S13之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第四偏差值是执行步骤S14之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值。

可选的，所述电路校验方法还包括：当所述充电机连接充电枪时，停止向所述信号检测电路输出所述预设信号。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第二个方面，提供了一种信号校验方法，所述信号校验方法包括：

基于上述的电路校验方法判断充电机的信号检测电路是否正常；

若所述信号检测电路正常，基于所述信号检测电路判断充电枪的控制导引信号是否正常。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第三个方面，提供了一种充电机，所述充电机包括信号源发生电路和信号检测电路，其中，

所述信号源发生电路用于响应控制信号输出预设信号，所述预设信号与充电枪的控制导引信号相匹配；

所述信号源发生电路的输出端与所述信号检测电路的输入端连接，以用于将所述信号源发生电路输出的所述预设信号输入至所述信号检测电路，并基于所述预设信号判断所述信号检测电路是否正常。

为了解决上述技术问题，根据本发明的第四个方面，提供了一种车辆，所述车辆包括上述的充电机和控制器，所述控制器用于输出控制信号以驱使所述信号源发生电路在所述充电机未连接所述充电枪时，周期性地向所述信号检测电路输入所述预设信号，并根据所述信号检测电路的预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断信号检测电路是否正常，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配。

可选的，所述控制器还用于若所述信号检测电路正常，基于所述信号检测电路判断所述充电枪的控制导引信号是否正常。

与现有技术相比，本发明提供的电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆中，所述电路校验方法包括：当所述充电机未连接充电枪时，周期性地向所述信号检测电路输出预设信号，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配；以及，基于所述信号检测电路的预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断信号检测电路是否正常。如此配置，增加较少的电路成本就可以完成所述信号检测电路的校验，并可以以此为基础，对控制导引信号进行校验，解决了现有技术中缺乏能够针对控制导引信号是否正常进行校验的方法和装置的问题。

附图说明

本领域的普通技术人员将会理解，提供的附图用于更好地理解本发明，而不对本发明的范围构成任何限定。其中：

图1是充电桩与车辆电气连接的示意图；

图2是本发明一实施例的充电机的电路示意图；

图3是本发明一实施例的电路校验方法的一流程示意图；

图4是本发明一实施例的电路校验方法的又一流程示意图。

附图中：

1-连接部；2-车载充电机；4-充电机；5-信号源发生电路；6-信号检测电路；7-阻值改变开关。

具体实施方式

为使本发明的目的、优点和特征更加清楚，以下结合附图和具体实施例对本发明作进一步详细说明。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且未按比例绘制，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。此外，附图所展示的结构往往是实际结构的一部分。特别的，各附图需要展示的侧重点不同，有时会采用不同的比例。

如在本发明中所使用的，单数形式“一”、“一个”以及“该”包括复数对象，术语“或”通常是以包括“和/或”的含义而进行使用的，术语“若干”通常是以包括“至少一个”的含义而进行使用的，术语“至少两个”通常是以包括“两个或两个以上”的含义而进行使用的，此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者至少两个该特征，“一端”与“另一端”以及“近端”与“远端”通常是指相对应的两部分，其不仅包括端点，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。此外，如在本发明中所使用的，一元件设置于另一元件，通常仅表示两元件之间存在连接、耦合、配合或传动关系，且两元件之间可以是直接的或通过中间元件间接的连接、耦合、配合或传动，而不能理解为指示或暗示两元件之间的空间位置关系，即一元件可以在另一元件的内部、外部、上方、下方或一侧等任意方位，除非内容另外明确指出外。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

本发明的核心思想在于提供一种电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆，以解决现有技术中缺乏能够针对控制导引信号是否正常进行校验的方法和装置的问题。

以下参考附图进行描述。

请参考图2至图4，其中，图2是本发明一实施例的充电机的电路示意图；图3是本发明一实施例的电路校验方法的一流程示意图；图4是本发明一实施例的电路校验方法的又一流程示意图。

如图2所示，为了针对控制导引信号是否正常进行校验，本实施例提供了一种充电机4，所述充电机包括信号源发生电路5和信号检测电路6，其中，

所述信号源发生电路5用于响应控制信号输出预设信号，所述预设信号与充电枪的控制导引信号(在图2中，即CP信号)相匹配；

所述信号源发生电路5的输出端与所述信号检测电路6的输入端连接。

所述控制信号由车辆的控制器提供，在本实施例中，由MCU(Micro ControllerUnit，微控制器)提供，在其他的实施例中，可以由其他形式的控制器提供。所述充电枪应当广义地理解为充电装置的能量输出端口，其外观不限于枪型。

如图3所示，基于上述的充电机4，本实施例还提供了一种电路校验方法，用于判断所述充电机4的信号检测电路6是否正常，所述电路校验方法包括：

S10当所述充电机未连接充电枪时，周期性地向所述信号检测电路6输出预设信号并周期性地改变所述信号检测电路6的电路结构，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配；

S20根据所述预设信号，所述信号检测电路6在其预设检测点产生检测信号；

S30基于所述预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断所述信号检测电路6是否正常；

S40当所述充电机连接充电枪时，停止向所述信号检测电路6输出所述预设信号。

需理解，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配是指，所述预设信号包括至少一部分的所述控制导引信号在正常工作时可能的出现的波形，在本实施例中，所述预设信号包括固定电压值的信号和脉宽调制信号。进一步地，所述固定电压值的信号的电压值为12V，所述脉宽调制信号的高电平为12V。在其他的实施例中，也可以是其他的电压值，并且，所述固定电压值的信号的电压和所述脉宽调制信号的高电平电压不一定相等。在其他的实施例中，所述预设信号还可以包括其他的波形，所述预设信号包括的具体波形，由所述控制导引信号的具体设置情况决定。

相应地，当所述预设信号确定后，所述信号源发生电路5的具体形式，本领域技术人员可以根据公知常识进行设置。在本实施例中，所述信号源发生电路5包括一个三状态的开关元件、第一信号源和第二信号源，所述第一信号源用于输出所述固定电压值的信号，所述第二信号源用于输出所述脉宽调制信号。所述信号源发生电路5通过所述开关元件在三个状态间切换，输出所述固定电压值的信号(例如本实施例中的固定电压值为+12V)、输出所述脉宽调制信号PWM或者不输出信号(例如，以0V输出)。

所述理想信号应当根据实际情况进行设置，在本实施例中，所述理想信号的具体值可参考图4中的CP_out1～4的值进行理解。在其他的实施例中，所述理想信号可根据电路的具体形式和所述预设信号的具体模型进行换算得到。

在本实施例中，所述预设检测点即图2中的检测点2，在其他的实施例中，也可以将所述预设检测点设置于所述信号检测电路6的其他位置，或者设置多个所述预设检测点。在步骤S30中，根据偏差值判断信号检测电路6是否正常的逻辑可以根据实际需要进行设置，本实施例中的逻辑，详见说明书后续内容。

所述改变所述信号检测电路6的电路结构，可以包括改变电路中的元件的参数和/或电路中元件的连接方式，例如，通过设置至少一个开关元件，通过对开关元件的开闭状态进行调整从而改变所述信号检测电路6的电路结构；在其他的一些实施例中，也可以通过其他形式的执行器，例如芯片、半导体元件等以改变所述信号检测电路6的电路结构。通过改变所述信号检测电路6的电路结构，可以更为全面地检验所述信号检测电路6的有效性。

如此配置，在硬件上仅仅额外增加一路所述信号源发生电路5就可以有效地检测所述控制导引信号的可靠性和合理性。对于仅需要支持单向充电的充电机4来说，只需要增加极少的电路成本；对于本身就需要支持双向充电的充电机4来说，参考《QCT<电动汽车用充放电式电机控制器技术条件>征求意见稿》定义，充电机4本身就需要增加所述信号源发生电路5，即没有硬件成本增加。只需要按照图3所示流程，先校验所述信号检测电路6是否正常工作，再利用所述信号检测电路6检验所述控制导引信号，即可以满足所述控制导引信号的合理性诊断需求。

具体地，所述信号检测电路6包括阻值改变开关7，可参考图2进行理解，当所述阻值改变开关7从断开切换至闭合时，所述信号检测电路6被并入了电阻R2，此时，所述信号检测电路6的阻值变小了。需理解，这仅仅是改变所述信号检测电路6的电路结构的一种可能性，在其他的实施例中，还存在其他的改变电路结构的方案。

所述周期性地向所述信号检测电路6输出预设信号的步骤包括：

周期性地执行如下步骤：

S11断开所述阻值改变开关7，向所述信号检测电路6输出固定电压值的信号；

S12闭合所述阻值改变开关7，向所述信号检测电路6输出固定电压值的信号；

S13断开所述阻值改变开关7，向所述信号检测电路6输出脉宽调制信号；以及，

S14闭合所述阻值改变开关7，向所述信号检测电路6输出脉宽调制信号。

需理解，上述的四个步骤，其具体的顺序可以任意地调换，不影响最终的校验效果。

进一步地，所述基于所述检测信号与所述理想信号的偏差值判断信号检测电路6是否正常的步骤包括：

基于第一偏差值、第二偏差值、第三偏差值和第四偏差值中的至少一者判断所述信号检测电路6是否正常；

所述第一偏差值是执行步骤S11之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第二偏差值是执行步骤S12之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第三偏差值是执行步骤S13之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值；所述第四偏差值是执行步骤S14之后的所述检测信号与所述理想信号的偏差值。

参考GBT 18487.1-2015对车桩连接时各交互状态下CP信号的合理性定义，需要对上述四个工况下的控制导引信号进行检验，因此，在对所述信号检测电路6进行检验时，也需要涵盖上述的四个工况。即，在本实施例中，基于所述第一偏差值、所述第二偏差值、所述第三偏差值和所述第四偏差值这四者综合判断所述信号检测电路6是否正常。

具体地，所述电路校验方法的流程如图4所示。在图4中，OBC为车载充电机(OnBoard Charger)的简写，在本实施例中，所述充电机4为车载充电机，在其他的实施例中，所述充电机4也可以是非车载的充电机。

在循环过程中，当检测到所述控制导引信号的输出状态与回读状态的偏差超过合理范围时，CP检测故障计数器CP_Det_Cntr即加1，当检测到插枪连接后，回读累加的CP_Det_Cntr值，若该值超过了限定值(所述限定值可根据实际需要进行设置)，则上报整车信号检测电路6异常，同时将该计数器清0(此时是否允许所述充电机4充电取决于整车策略，本领域技术人员可以根据实际需要进行设置，在此不进行详细的描述)；若CP_Det_Cntr累加值小于限定值N，则所述充电机4无信号检测电路6故障，允许充电，且该计数器清0，且写入内存，待下一个驾驶循环或者检测到未插枪状态时继续基于四个状态进行循环诊断，从内存中读取上一个循环的累加值，计数器在此基础上继续累加。

较优地，所述周期性地向所述信号检测电路6输出预设信号的步骤中，周期间隔大于或者等于8秒，也可以选择1分钟。所述周期间隔应当这样计算，以同一个步骤的起始时间或者结束时间的间隔作为周期间隔。如此配置，可以延长所述信号检测电路6的使用寿命。

由于插枪后EVSE会同时检测图2中检测点1的电压，且检测周期小于50ms，为了避免所述充电机4自身输出的所述预设信号影响EVSE对检测点1的诊断，需要在检测到CC，CP信号的50ms内将S1切换到0V。即，当所述充电机连接充电枪时，在50ms内停止向所述信号检测电路输出所述预设信号。

本实施例还提供了一种信号校验方法，所述信号校验方法包括：

基于上述的电路校验方法判断充电机的信号检测电路6是否正常；

若所述信号检测电路6正常，基于所述信号检测电路6判断充电枪的控制导引信号是否正常。

也就是说，为了能够判断所述控制导引信号是否正常，前提是所述信号检测电路6是否正常，而所述信号检测电路6是否正常，则需要通过上述的电路校验方法进行判断，因此，本发明的核心方法即所述电路校验方法。

所述信号校验方法适用于不同冷却类型、不同拓扑的车载以及非充电机，适用于单向和双向运行的充电机。

所述信号校验方法适用于包含CP信号的GB/T的AC充电，美国、日本的type1型充电枪交流或直流充电，欧洲type2交流或直流充电，美国CCS1型充电枪交流或直流充电，欧洲CCS2型充电枪直流或交流充电等带CP电路的充电模式以及连接模式。

本实施例还提供了一种车辆，所述车辆包括上述的充电机4和控制器，所述控制器用于输出控制信号以驱使所述信号源发生电路5在所述充电机4未连接所述充电枪时，周期性地向所述信号检测电路6输出所述预设信号，并根据所述信号检测电路6的预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断信号检测电路6是否正常。

所述控制器还用于若所述信号检测电路6正常，基于所述信号检测电路6判断所述充电枪的控制导引信号是否正常。

所述车辆的其他元件及工作原理，本领域技术人员可以根据现有技术进行设置，在此不进行详细说明。所述车辆也具有能够对控制导引信号是否正常进行检测的有益效果。

综上所述，本实施例提供的电路校验方法、信号校验方法、充电机及车辆中，所述电路校验方法包括：当所述充电机未连接充电枪时，周期性地向所述信号检测电路6输出预设信号，所述预设信号与所述充电枪的控制导引信号相匹配；以及，基于所述信号检测电路6的预设检测点的信号与理想信号的偏差值判断信号检测电路6是否正常。如此配置，增加较少的电路成本就可以完成所述信号检测电路6的校验，并可以以此为基础，对控制导引信号进行校验，解决了现有技术中缺乏能够针对控制导引信号是否正常进行校验的方法和装置的问题。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于本发明技术方案的保护范围。