CN107346129A - 一种车身控制器及其断电应急处理方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种车身控制器,包括壳体与设置于壳体内的PCB板,PCB板包括处理器与储能电容,储能电容用于为车身控制器提供备用电源,车身控制器还包括与处理器连接的断电检测模块,处理器通过断电检测模块检测到断电后,进入第一省电模式,第一省电模式包括:处理器从操作模式进入停止模式。本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法。本发明提供的车身控制器及其断电应急处理方法,通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式,大大减小需要备用电源提供的电流,从而减小储能电容的容量,既能够降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸,又能够提高振动可靠性,一旦事故发生,能够及时发送事故相关信息,使得驾乘人员得到及时救援。
Description
技术领域
本发明涉及汽车电子领域,具体涉及一种车身控制器及其断电应急处理方法。
背景技术
目前针对汽车自身已经设置了安全气囊等被动安全装置,在汽车发生碰撞事故时为驾乘人员提供更高的安全保障。
但是在汽车发生严重事故时,会发生爆裂漏油,导致爆炸造成人员伤亡;另外汽车车身受到严重碰撞后由于巨大的撞击力使得汽车车门变形,使得车内人员无法自主脱身,如果处于昏迷状态,会造成更大的损伤。
事故中汽车内被动的安全装置已启动,但未将事故相关信息发出,如果事故发生的地点又没有路过的行人或车辆,驾乘人员就无法得到及时救援。
为了保证驾乘人员得到及时救援,一种解决方案是保证车身控制器在断电后指定时间内具有指定单路CAN总线应急发送消息能力,例如200ms,通过车载网络通信模块将事故相关消息发送到应急救援后台中心。
为了满足断电后指定时间内具有指定单路CAN总线应急发送消息能力的要求,车身控制器中需要配置大容量的储能电容,以满足断电后指定时间的持续供电。
如图1所示,现有技术中的车身控制器包括处理器与储能电容。
储能电容用于为车身控制器提供备用电源,连接在电源输出端与地之间,正常供电时,电源给储能电容充电,而电源不能正常供电时,由储能电容为车身控制器供电。
车身控制器通常与至少一条CAN总线连接,如图1所示,车身控制器与三条CAN总线CAN 1、CAN 2、CAN 3连接;其中CAN 1用于驱动系统,CAN 2用于车身系统,而CAN 3用于娱乐系统。
车身控制器包括第一CAN总线模块、第二CAN总线模块以及第三CAN总线模块,分别与CAN 1、CAN 2、CAN 3连接。
电源输出端经线性电压调节器将电压调节到5V,给处理器以及三个CAN总线模块供电。
当电源不能正常供电时,处理器以及三个CAN总线模块均需处于正常工作状态,这时需要储能电容在200ms内持续提供约130mA电流。
根据电容放电公式:
其中,I表示负载电流,为130mA;t表示持续供电时间,为200ms;Ubat表示蓄电池电压,为12V;Ureset表示处理器以及三个CAN总线模块能够正常工作的最低电压,为5.5V。
由此可以计算出储能电容的容量CBuffer至少需要4mF。
车身控制器的储能电容通常采用汽车级的电解电容,容量为4mF是体积巨大的器件,通常单体占PCB面积约为1500mm2;另外,电容本身成本也很高。
因此,大容量的储能电容给车身控制器带来成本过高、PCB尺寸过大,同时由于PCB尺寸过大还会带来振动可靠性降低的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题,本发明要解决的问题是提供一种车身控制器,在电源断电时,通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式,大大减小需要备用电源提供的电流,从而减小储能电容的容量,既降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸,又提高振动可靠性,同时一旦事故发生,能够及时发送事故相关信息,使得驾乘人员得到及时救援。
本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法。
本发明提供一种车身控制器,包括壳体与设置于壳体内的PCB板,PCB板包括处理器与储能电容,储能电容用于为车身控制器提供备用电源,PCB板还包括与处理器连接的断电检测模块,用于检测外部电源是否断电,处理器通过断电检测模块检测到断电后,进入第一省电模式,第一省电模式包括:处理器从操作模式进入停止模式。
进一步地,PCB板至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块,CAN总线模块与处理器连接,处理器进入第一省电模式之前,设置CAN总线模块为第二省电模式。
进一步地,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
进一步地,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,第二CAN总线模块设置为监听模式。
进一步地,第二省电模式还包括:其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法,车身控制器包括处理器,断电应急处理包括以下步骤:
处理器检测到断电后,进入第一省电模式,第一省电模式包括:处理器从操作模式进入停止模式。
进一步地,车身控制器至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块,CAN总线模块与处理器连接,处理器进入第一省电模式之前,还包括以下步骤:
设置CAN总线模块为第二省电模式。
进一步地,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块,设置CAN总线模块为第二省电模式,包括以下步骤:
设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息;
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
进一步地,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,设置CAN总线为第二省电模式,包括以下步骤:
设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息;
设置第二CAN总线模块为监听模式。
进一步地,设置所述CAN总线为第二省电模式还包括以下步骤:
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
进一步地,处理器进入第一省电模式之前,还包括以下步骤:
关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的一个或多个。
进一步地,处理器处于第一省电模式时,检测到外部电源供电恢复后,处理器退出第一省电模式进入正常操作模式。
与现有技术相比,本发明提供的车身控制器及其断电应急处理方法,具有以下有益效果:在电源断电时,通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式,大大减小需要备用电源提供的电流,从而减小储能电容的容量,既降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸,又提高振动可靠性,同时一旦事故发生,能够及时发送事故相关信息,使得驾乘人员得到及时救援。
附图说明
图1是现有技术中的车身控制器的示意图;
图2是本发明的一个实施例的车身控制器的示意图;
图3是图2所示的车身控制器的处理流程图。
具体实施方式
如图2所示,本发明的一个实施例的车身控制器,包括壳体与设置于壳体内的PCB板,PCB板包括处理器与储能电容,储能电容用于为车身控制器提供备用电源,车身控制器还包括与处理器连接的断电检测模块,用于检测外部电源是否断电,处理器通过断电检测模块检测到断电后,进入第一省电模式,第一省电模式包括:处理器从操作模式进入停止模式。
第一省电模式包括:处理器从操作模式进入停止模式。改变处理器的工作模式,功耗会大大降低,因而减小需要备用电源提供的电流,从而减小需要配备的储能电容的容量。
另外,处理器还连接有许多输入、输出端口,例如车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口以及非电源检测类的输入检测端口等,这些端口在紧急状态下没有必要保持正常的输入输出状态,因此可以关闭其中的一个或多个端口,甚至所有端口,能够进一步减小处理器的功耗,从而减小需要配备的储能电容的容量。
本实施例中,断电检测模块包括连接在电源输出端与地之间的串联的电阻R1与R2,处理器包括模拟信号采集端口,R1与R2的连接点通过导线与模拟信号采集端口连接;当检测到电压一段时间内小于设定值,也就是处理器通过断电检测模块检测到断电后,进入第一省电模式,也就是处理器从操作模式进入停止模式。
此时三个CAN总线模块均处于正常工作状态,因此能够保证断电后指定时间,例如200ms内,具有指定单路CAN总线应急发送消息能力,也就是能够及时发送事故相关信息。
采用上述方案,由于使用较小容量的储能电容,既能够降低成本,也能够减小占用PCB板的面积,因而能够相应减小整个PCB板的面积,面积减小受力就会相应减小,不易造成PCB板的损坏,从而提高车身控制器的振动可靠性,同时也保证了一旦事故发生,能够及时发送事故相关信息,使得驾乘人员得到及时救援。
在上述要求中,紧急状态下仅要求具有“指定单路”CAN总线应急发送消息能力,并不要求所有的CAN总线正常工作。如果改变CAN总线模块的工作模式,能够进一步减小需要储能电容提供的电流,相应减小储能电容的容量。
本实施例中,车身控制器包括三个CAN总线模块,处理器通过断电检测模块检测到断电后,先设置CAN总线模块为第二省电模式,处理器再进入第一省电模式。
这里第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,第二CAN总线模块设置为监听模式,第三CAN总线模块设置为睡眠模式。
车辆发生碰撞可能造成外部电源停止供电,处理器通过断电检测模块检测外部电源,一旦发现外部电源电压一段时间内低于设定值,识别为外部电源断电,由储能电容为车身控制器供电。
车辆发生碰撞时,通过加速度传感器捕获碰撞信号,然后通过安全气囊控制器对捕获的信号进行分析,获得碰撞过程中的冲击力,冲击力的大小能够反映碰撞的严重程度,通常设定一个阈值,如果大于或等于该阈值,引爆安全气囊并生成事故相关消息发送到CAN 2。
处理器通过处于监听模式的第二CAN总线模块获得事故相关消息后,通过第一CAN总线模块发送事故相关消息到应急救援后台中心,使得驾乘人员得到及时救援。
仅发送事故相关消息,而不发送其他消息,使得第一CAN总线模块的工作负荷更小,因而工作电流更小;而监听模式与睡眠模式仅需要很小的电流,因而能够进一步减小储能电容的容量。
上述车身控制器中,如图3所示,断电应急处理流程为:
处理器检测外部电源是否断电;如果检测到外部电源断电:
·设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息;
·设置第二CAN总线模块为监听模式;
·设置第三CAN总线模块为睡眠模式;
·关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的所有端口;
·处理器从操作模式进入停止模式;
·检测外部电源供电是否恢复?如果检测到外部电源供电恢复:
处理器从停止模式进入操作模式;
打开已关闭的端口;
设置三个CAN总线模块为正常模式。
当然也可以关闭上述端口中的某个或某些端口。
处理器处于第一省电模式时,检测到外部电源供电恢复后,处理器退出第一省电模式进入正常操作模式,并打开已关闭的端口,设置所有CAN总线为正常工作模式。
在另一个实施例中,车身控制器也可能只包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,第二CAN总线模块设置为监听模式。
在又一个实施例中,除了第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,车身控制器还包括多个其他CAN总线模块,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,第二CAN总线模块设置为监听模式,其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
在又一个实施例中,车辆中包括火灾事故判断模块,该模块采集车辆内部的温度,并与相应的设定值进行比较,如果大于或等于设定值,判断车辆发生火灾事故,向处理器发送事故相关消息。
火灾事故判断模块通过直接连线,与处理器连接。
由于火灾,可能造成外部电源停止供电,处理器通过断电检测模块检测外部电源,一旦发现外部电源电压一段时间内低于设定值,识别为外部电源断电,由储能电容为车身控制器供电。
本实施例中,车身控制器只包括第一CAN总线模块的车身控制器,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
如果该车身控制器还包括其他CAN总线模块,第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上,但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员,在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改,均应纳入本发明的保护范围内,因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。
Claims (12)
1.一种车身控制器,包括壳体与设置于所述壳体内的PCB板,所述PCB板包括处理器与储能电容,所述储能电容用于为所述车身控制器提供备用电源,其特征在于,所述PCB板还包括与所述处理器连接的断电检测模块,用于检测外部电源是否断电,所述处理器通过所述断电检测模块检测到断电后,进入第一省电模式,所述第一省电模式包括:所述处理器从操作模式进入停止模式。
2.如权利要求1所述的车身控制器,其特征在于,所述PCB板至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块,所述CAN总线模块与所述处理器连接,所述处理器进入第一省电模式之前,设置所述CAN总线模块为第二省电模式。
3.如权利要求2所述的车身控制器,其特征在于,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块,所述第二省电模式包括:第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
4.如权利要求2所述的车身控制器,其特征在于,CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,所述第二省电模式包括:所述第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息,所述第二CAN总线模块设置为监听模式。
5.权利要求3或4所述的车身控制器,其特征在于,所述第二省电模式还包括:其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
6.一种车身控制器的断电应急处理方法,车身控制器包括处理器,,其特征在于,所述断电应急处理方法包括以下步骤:
处理器检测到断电后,进入第一省电模式,所述第一省电模式包括:所述处理器从操作模式进入停止模式。
7.如权利要求6所述的车身控制器的断电应急处理方法,所述车身控制器至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块,所述CAN总线模块与所述处理器连接,其特征在于,所述处理器进入第一省电模式之前,还包括以下步骤:
设置所述CAN总线模块为第二省电模式。
8.如权利要求7所述的车身控制器的断电应急处理方法,所述CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块,其特征在于,设置所述CAN总线模块为第二省电模式,包括以下步骤:
设置所述第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息。
9.如权利要求7所述的车身控制器的断电应急处理方法,所述CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块,其特征在于,设置所述CAN总线为第二省电模式,包括以下步骤:
设置所述第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息;
设置所述第二CAN总线模块为监听模式。
10.如权利要求8或9所述的车身控制器的断电应急处理方法,其特征在于,设置所述CAN总线为第二省电模式还包括以下步骤:
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
11.如权利要求6所述的车身控制器的断电应急处理方法,其特征在于,所述处理器进入第一省电模式之前,还包括以下步骤:
关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的一个或多个。
12.如权利要求6所述的车身控制器的断电应急处理方法,其特征在于,所述处理器处于所述第一省电模式时,检测到外部电源供电恢复后,所述处理器退出所述第一省电模式进入正常操作模式。
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