CN108227576A - 一种车辆控制器的休眠控制系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆控制器的休眠控制系统及方法，车辆控制器的休眠控制系统，包括电源接口、MCU、工作模块、唤醒源和SBC；SBC包括外部唤醒源输入模块和稳压模块，外部唤醒源输入模块连接唤醒源，稳压模块的输入端连接电源接口，稳压模块的输出端连接MCU；唤醒源还连接MCU。本发明通过在休眠控制系统中引入SBC，由于SBC集成了稳压器和外部唤醒源输入模块，因此大大简化了电路设计，降低了成本；并且，利用SBC上的外部唤醒源输入模块的唤醒功能，在系统休眠时，关闭除SBC外的所有模块的电源，仅保留了SBC的部分功能，大大降低了系统的静态功耗，同时又不影响系统对外部信号的响应时间。

Description

一种车辆控制器的休眠控制系统及方法

技术领域

本发明涉及车辆控制器技术领域，更具体地说，涉及一种车辆控制器的休眠控制系统及方法。

背景技术

近年来，汽车的自动化和智能化程度越来越高，因此汽车上的控制器也越来越多。为了提高汽车上的控制器的响应速度，以及在汽车熄火后，仍能对用户指令或汽车状态进行判断和响应，它们的电源将直接连接到车载电池。在汽车熄火后，这些控制器会进入休眠状态，以降低其功耗，但仍然会消耗车载电池的电能，由于控制器数量众多，长时间的消耗会导致电池亏电，从而导致汽车不能正常点火启动。

为了使得车载电池在汽车熄火锁车后的使用时间尽量长，则必须限制每个控制器的休眠电流，即降低静态功耗。具体的，对于汽车车门的电动控制来说，其控制器在休眠后，需要监控的唤醒源有开关车门的按键、车门状态和CAN总线。汽车车门具体包括汽车发动机引擎盖，侧门，滑动门和后备箱门等。车门状态即车门是否被手动推拉。

对于现有的车门控制系统来说，这些唤醒源主要通过MCU(MicroprogrammedControl Unit，微控制单元)来监控，而MCU和CAN(Controller Area Network，控制器局域网)总线收发器又需要独立的电源芯片来供电，如图1所示。

采用上述方案在休眠时至少有MCU、CAN收发器以及电源芯片在耗电。这样整个控制器的休眠电流就会较大，从而不能满足要求。

发明内容

有鉴于此，本发明提出一种车辆控制器的休眠控制系统及方法，欲实现降低车辆上安装的控制器的静态功耗的目的。

为了实现上述目的，现提出的方案如下：

一种车辆控制器的休眠控制系统，包括电源接口、MCU、工作模块、唤醒源和SBC(System Basis Chip，系统基础芯片)，SBC是集汽车ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)所需的通用系统功能于一体的组件，包括通信收发器模块、稳压器模块、唤醒输入模块、高边驱动模块和SPI接口(Serial Peripheral Interface，串行外设接口)等；

车载电源依次连接所述电源接口、所述SBC、所述MCU、所述工作模块；

所述SBC包括外部唤醒源输入模块和稳压模块，所述外部唤醒源输入模块连接所述唤醒源，所述稳压模块的输入端连接所述电源接口，所述稳压模块的输出端连接所述MCU；

所述唤醒源还连接所述MCU；

所述MCU，用于接收所述唤醒源的输出信号；

所述MCU，还用于在满足休眠条件时，关闭与其连接的所述工作模块、开启所述外部唤醒源输入模块、停止所述SBC向其供电、以及控制所述SBC进入休眠模式；

所述外部唤醒源输入模块，用于在接收到所述唤醒源的触发信号后，唤醒所述SBC，以及开启所述SBC向所述MCU供电。

优选的，所述SBC还包括：CAN收发器；

所述CAN收发器的输入端连接所述MCU，所述CAN收发器的输出端连接车辆CAN总线；

所述MCU，还用于在满足休眠条件时，控制所述CAN收发器进入可唤醒模式，即Standby模式；

所述CAN收发器，用于在所述SBC处于休眠模式时，如果接收到CAN报文，则唤醒所述SBC。

优选的，所述SBC，还包括：与所述电源接口连接的高边驱动模块(HSD，High SideDrive)；

所述SBC，用于在受所述MCU控制进入休眠模式后周期性唤醒，通过所述高边驱动模块为需要供电的唤醒源供电。

优选的，所述需要供电的唤醒源，具体为：霍尔传感器。

优选的，所述SBC，还包括：看门狗定时器。

优选的，所述工作模块，具体包括：驱动电源控制模块、电机驱动模块和电机；

所述驱动电源控制模块的输入端连接所述电源接口，输出端连接所述电机驱动模块，用于接通和断开所述电机驱动模块的输入电源；

所述驱动电源控制模块的控制端连接所述MCU；

所述电机驱动模块的控制端连接所述MCU，用于驱动所述电机的工作，以控制车门的开闭。

优选的，所述唤醒源，具体为：车门开关。

一种车辆控制器的休眠控制方法，应用于上述的车辆控制器的休眠控制系统，所述方法包括：

所述MCU在判断满足休眠条件时，关闭与其连接的所述工作模块，然后发送唤醒指令、停止供电指令和休眠指令至所述SBC；

所述SBC接收到所述唤醒指令后，开启所述外部唤醒源输入模块；

所述SBC接收到所述停止供电指令后，停止向所述MCU供电；

所述SBC接收到所述休眠指令后，进入休眠模式；

所述外部唤醒源输入模块在接收到所述唤醒源的触发信号后，唤醒所述SBC；

所述SBC进入正常工作模式后，向所述MCU供电；

所述MCU上电后对所述工作模块进行初始化。

优选的，所述系统还包括与所述电源接口连接的高边驱动模块；

在所述SBC接收到所述休眠指令后，进入休眠模式步骤后，还包括：

所述SBC周期性唤醒，通过所述高边驱动模块为需要供电的唤醒源供电。

优选的，在所述工作模块初始化完成后，还包括：

所述MCU判断所述唤醒源的信号是否有效，如果无效，则确定满足休眠条件。

与现有技术相比，本发明的技术方案具有以下优点：

上述技术方案提供的一种车辆控制器的休眠控制系统及方法，车辆控制器的休眠控制系统，包括电源接口、MCU、工作模块、唤醒源和SBC；SBC包括外部唤醒源输入模块和稳压模块，外部唤醒源输入模块连接唤醒源，稳压模块的输入端连接电源接口，稳压模块的输出端连接MCU；唤醒源还连接MCU。在休眠控制系统中引入了SBC，由于SBC集成了稳压器和外部唤醒源输入模块，因此大大简化了电路设计，降低了成本；并且，利用SBC上的外部唤醒源输入模块的外部唤醒功能，在系统休眠时，关闭除SBC外的所有模块的电源，仅保留了SBC的部分功能，大大降低了系统的静态功耗，同时又不影响系统对外部信号的响应时间。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。

图1为现有的车门控制系统的结构示意图；

图2为本发明实施例提供的一种车辆控制器的休眠控制系统的结构示意图；

图3为本发明实施例提供的一种车门控制器的休眠控制系统的结构示意图；

图4为本发明实施例提供的另一种车门控制器的休眠控制系统的结构示意图；

图5为本发明实施例提供的一种车辆控制器的休眠控制方法的流程。

具体实施方式

本发明的核心思想是：将系统中在休眠状态下不必要工作的所有耗电部分的电源切断，仅保留SBC的供电，并将所有唤醒源连接到SBC上，首先由唤醒源唤醒SBC，然后SBC为MCU供电，再由MCU对唤醒信号做出相应的处理。因此，系统在休眠时，只有SBC在以极低的功耗工作着，其它模块均处于关闭状态，从而降低了系统的静态功耗。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本实施例提供一种车辆控制器的休眠控制系统，参见图2，包括电源接口11、MCU12、工作模块13、唤醒源14和SBC15；

车载电源2依次连接电源接口11、SBC15、MCU12、工作模块13；

SBC15包括外部唤醒源输入模块151和稳压模块152，外部唤醒源输入模块151连接唤醒源14，稳压模块152的输入端连接电源接口11，稳压模块152的输出端连接MCU12；

唤醒源14还连接MCU12；

MCU12，用于接收唤醒源14的输出信号。

MCU12，用于在满足休眠条件时，关闭与其连接的工作模块13、开启外部唤醒源输入模块151、停止SBC15向其供电、以及控制SBC15进入休眠模式。正常工作状态下，MCU12根据用户的相关指令控制工作模块13的状态。

外部唤醒源输入模块151，用于在接收到唤醒源14的触发信号后，唤醒SBC15，以及开启SBC15向MCU12供电。外部唤醒源输入模块151开启后，可以监测唤醒源14的状态，在接收到唤醒源14的触发信号后，唤醒SBC15。被唤醒的SBC进入正常工作模式。SBC15包括稳压模块152，具体的，稳压模块152将从电源接口11输入的电源VB转换为MCU12所需的低压电VCC，该稳压模块152在上电启动时，默认是开的，通过SBC15内部指令可以关闭该稳压模块152，从而开启或关闭SBC15向MCU12供电。

本实施例提供的车辆控制系统引入了SBC，由于SBC集成了稳压器152和外部唤醒源输入模块151，因此大大简化了电路设计，降低了成本；并且，利用SBC上的外部唤醒源输入模块151的外部唤醒功能，在系统休眠时，关闭除SBC外的所有模块的电源，仅保留了SBC的部分功能，大大降低了系统的静态功耗，同时又不影响系统对外部信号的响应时间。

参见图3，车辆控制器的休眠控制系统具体为车门控制器的休眠控制系统。

唤醒源14具体为车门开关和霍尔传感器。车门开关具体包括发动机引擎盖、侧门、滑动门和后备箱门等车门的控制开关。霍尔传感器安装在电机133内部，用于测量电机133的转速和记录车门的位置，其输出信号为高低电平或连续的脉冲。霍尔传感器的输出端分别连接到外部唤醒源输入模块151的输入引脚和MCU12的外部计数器端口。

SBC15还包括与电源接口11连接的高边驱动模块153。SBC15，在受MCU12控制进入休眠模式后周期性唤醒，通过高边驱动模块为需要供电的唤醒源供电。设置相应的寄存器，在SBC15处于休眠模式后周期性唤醒，打开高边驱动模块153以周期性为霍尔传感器供电，即定时驱动霍尔传感器工作。具体的，高边驱动模块153的输入连接电源接口11，即霍尔传感器的供电电源是电源接口11输入的电源VB。通过定时驱动霍尔传感器工作，相比于霍尔传感器一直工作，减小了静态电流。

工作模块13，具体包括驱动电源控制模块131、电机驱动模块132和电机133；

驱动电源控制模块131的输入端连接电源接口11，输出端连接电机驱动模块132，用于接通和断开电机驱动模块132的输入电源；

驱动电源控制模块131的控制端连接MCU12；

电机驱动模块132的控制端连接MCU12，用于驱动电机133的工作，以控制车门的开闭。

需要说明的是，图3示出的是一个电机的车门控制系统。对于多个电机的车门控制系统，当一个电机动作时，其它电机也会跟着动作，因此，只需要监控其中一个电机上的霍尔传感器，即只需要将一个电机上的霍尔传感器的输出端接入外部唤醒源输入模块151，对于其它电机上的霍尔传感器仅连接到MCU12即可。

本实施例还公开另一种车门控制器的休眠控制系统，参见图4，SBC15还包括CAN收发器154和看门狗定时器155。

CAN收发器154的输入端连接MCU12，CAN收发器154的输出端连接车辆CAN总线；

MCU12，还用于在满足休眠条件时，控制CAN收发器154进入可唤醒模式，即Standby模式。

CAN收发器154，用于在SBC处于休眠模式时，如果接收到CAN报文，则唤醒SBC15。

MCU12通过SPI设置看门狗定时器155的参数，并且也是通过SPI来进行喂狗的，当MCU12没有在规定的时间里喂狗时，SBC15会产生一个复位信号，用于复位MCU12。SBC15内部的SPI模块连接到MCU12，用于接收MCU12的控制命令并反馈响应的状态值。

MCU12由SBC15的稳压模块152供电。MCU12接收并处理车门控制器发出的信号，然后发出相应的命令控制SBC15、驱动电源控制模块131和电机驱动模块132。

图4示出的唤醒源14包括三种，分别是车门开关、霍尔传感器和车辆CAN总线。当发生车门开关的输出电平发生跳变、霍尔传感器的输出电平发生跳变、和/或、CAN收发器154收到CAN报文时，唤醒SBC15。

本实施例提供一种车辆控制器的休眠控制方法，应用于上述车辆控制器的休眠控制系统，参见图5，该方法包括步骤：

S11：MCU12在判断满足休眠条件时，关闭与其连接的工作模块13，然后发送唤醒指令、停止供电指令和休眠指令至SBC15。

具体的，当MCU12在一定时间内没有接收到控制信号，则确定满足休眠条件，控制系统进入休眠状态，以节约电能。满足休眠条件时，先关闭工作模块13，即关闭驱动电源控制模块131停止对电机驱动模块132供电，并关闭电机驱动模块132。

S12：SBC15接收到唤醒指令后，开启外部唤醒源输入模块151；

外部唤醒源输入模块151开启后，可以实时检测唤醒源14的状态，以实现在接收到唤醒源14的触发信号后，唤醒SBC15进入正常工作模式。唤醒源14具体可以为车门开关或霍尔传感器。

S13：SBC15接收到停止供电指令后，停止向MCU12供电；

具体的，SBC15包括稳压模块152，稳压模块152将从电源接口11输入的电源VB转换为MCU12所需的低压电VCC。MCU12通过SPI将相关控制指令发送至SBC15，进而控制稳压模块152关闭，停止向MCU12转换所需的低压电VCC。

S14：SBC15接收到休眠指令后，进入休眠模式；

S15：外部唤醒源输入模块15在接收到唤醒源14的触发信号后，唤醒SBC15；

具体的唤醒源14可以是车门开关或霍尔传感器，外部唤醒源输入模块151实时检测车门开关或霍尔传感器的输出电平，当输出电平发生跳变时，外部唤醒源输入模块151输出启动信号，唤醒SBC15，即，使SBC15从休眠模式进入正常工作模式。

S16：SBC15进入正常工作模式后，向MCU12供电；

具体的，SBC15进入正常工作模式后，通过打开稳压模块12，进而将从电源接口11输入的电源VB转换为MCU12所需的低压电VCC。

S17：MCU12上电后对工作模块13进行初始化。

本实施例提供的车辆控制系统的控制方法，引入了SBC15，在满足休眠条件时，关闭除SBC15外的所有模块的电源，仅保留了SBC15的部分功能；并且，利用SBC15上的外部唤醒源输入模块151的外部唤醒功能，在系统休眠时，实时检测唤醒源14的状态，进而实现在降低了系统的静态功耗的同时，又不影响系统对外部信号的响应时间。

MCU12对工作模块13进行初始化后，还检查唤醒源14的输出信号是否有效，如果为无效唤醒信号，则系统返回休眠进程，继续休眠，减少唤醒源14的误触发导致的电能消耗。

具体的，车辆CAN总线也可以看做一个唤醒源，在工作模块13初始化完成后，MCU12判断车辆开关输出的电平、霍尔传感器输出的脉冲频率、和/或车辆CAN总线发动给CAN收发器154的CAN报文是否有效；如果无效，则确定满足休眠条件，返回休眠进程；如果有效，则MCU12调用相应的处理函数对其进行处理，处理完成后，在预设的时间内，如果没有其他的控制命令，则确定满足休眠条件，则系统返回休眠进程，继续休眠。

对于前述的各方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。

对本发明所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种车辆控制器的休眠控制系统，包括电源接口、MCU、工作模块和唤醒源，其特征在于，还包括：SBC；

车载电源依次连接所述电源接口、所述SBC、所述MCU、所述工作模块；

所述SBC包括外部唤醒源输入模块和稳压模块，所述外部唤醒源输入模块连接所述唤醒源，所述稳压模块的输入端连接所述电源接口，所述稳压模块的输出端连接所述MCU；

所述唤醒源还连接所述MCU；

所述MCU，用于接收所述唤醒源的输出信号；

所述MCU，还用于在满足休眠条件时，关闭与其连接的所述工作模块、开启所述外部唤醒源输入模块、停止所述SBC向其供电、以及控制所述SBC进入休眠模式；

所述外部唤醒源输入模块，用于在接收到所述唤醒源的触发信号后，唤醒所述SBC，以及开启所述SBC向所述MCU供电。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SBC，还包括：CAN收发器；

所述CAN收发器的输入端连接所述MCU，所述CAN收发器的输出端连接车辆CAN总线；

所述MCU，还用于在满足休眠条件时，控制所述CAN收发器进入可唤醒模式；

所述CAN收发器，用于在所述SBC处于休眠模式时，如果接收到CAN报文，则唤醒所述SBC。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SBC，还包括：与所述电源接口连接的高边驱动模块；

所述SBC，用于在受所述MCU控制进入休眠模式后周期性唤醒，通过所述高边驱动模块为需要供电的唤醒源供电。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述需要供电的唤醒源，具体为：霍尔传感器。

5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述SBC，还包括：看门狗定时器。

6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述工作模块，具体包括：驱动电源控制模块、电机驱动模块和电机；

所述驱动电源控制模块的输入端连接所述电源接口，输出端连接所述电机驱动模块，用于接通和断开所述电机驱动模块的输入电源；

所述驱动电源控制模块的控制端连接所述MCU；

所述电机驱动模块的控制端连接所述MCU，用于驱动所述电机的工作，以控制车门的开闭。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述唤醒源，具体为：车门开关。

8.一种车辆控制器的休眠控制方法，其特征在于，应用于如权利要求1所述的系统，所述方法包括：

所述MCU在判断满足休眠条件时，关闭与其连接的所述工作模块，然后发送唤醒指令、停止供电指令和休眠指令至所述SBC；

所述SBC接收到所述唤醒指令后，开启所述外部唤醒源输入模块；

所述SBC接收到所述停止供电指令后，停止向所述MCU供电；

所述SBC接收到所述休眠指令后，进入休眠模式；

所述外部唤醒源输入模块在接收到所述唤醒源的触发信号后，唤醒所述SBC；

所述SBC进入正常工作模式后，向所述MCU供电；

所述MCU上电后对所述工作模块进行初始化。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，在所述SBC接收到所述休眠指令后，进入休眠模式步骤后，还包括：

所述SBC周期性唤醒，通过高边驱动模块为需要供电的唤醒源供电。

10.根据权利要求8或9所述的方法，其特征在于，在所述工作模块初始化完成后，还包括：

所述MCU判断所述唤醒源的信号是否有效，如果无效，则确定满足休眠条件。