CN108508868B - 一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法 - Google Patents

一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法 Download PDF

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    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles

Abstract

本发明公开了一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法，回路包括KL15点火端和CAN点火端，两个点火端分别通过二极管D2、D1连接三极管Q1的基极，三极管Q1的集电极依次通过串联的电阻R6、二极管D5连接P型MOS管Q2的栅极，MOS管Q2的源极和漏极分别连接主电源和受控电源，所述MOS管Q2导通时，控制器的受控电源开始工作，达到唤醒控制器的目的。光耦U1初级通过点火2导通，光耦U1的4脚点火监控电平发生变化，MCU检测到这个变化之后就通过相关程序控制U2管脚2的电平，同时U2管脚3和4导通，控制器中MCU可以针对KL15硬线唤醒信号进行实时监控。本发明增加相关CAN报文唤醒方式，作为KL15硬线唤醒方式的冗余设计，确保控制器可以实时响应整车的需求。

Description

一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法
技术领域
本发明涉及新能源汽车，特别涉及一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法。
背景技术
现有的新能源汽车，经常遇到整车与电机控制器的线束异常，特别是KL15硬线出现折断情况，整车点火线圈产生相关唤醒信号无法唤醒控制器。现有技术的唤醒方案有下列缺点：
（1）都是从整车系统角度考虑唤醒信号回路，没有从零部件的角度阐述唤醒信号回路，以及零部件电机控制器如何配合整车进行唤醒状态的监控，提高整车的安全性能；
（2）使用较多的元器件，增加了硬件成本；
（3）可借鉴的可能性不大，无法在零部件上运用；
（4）主要是电气系统布局，形成唤醒回路，无法实现电路设计方案。
申请号为201420475397.5的专利文献，公开了一张整车控制器及其唤醒电路和电动汽车，其实现功能包括：
（1）无线唤醒整车控制器；
（2）可以通过CAN网络唤醒控制器的电源系统，使控制器响应整车的需求。
该专利站在整车角度考虑点火信号的唤醒，且没有介绍如何区分两种唤醒方式，同时不同唤醒模式工作方式如何，对于零部件如何配合整车进行工作都没有叙述。
发明内容
本发明目的是：提供一种电机控制器的点火信号唤醒回路及控制方法，从设计的角度考虑增加CAN唤醒功能，同时在电机控制器中能够区分这两种唤醒模式并将其上报到整车控制器；从电机控制器的角度，细化唤醒功能的实现原理。
本发明的技术方案是：
一种电机控制器的点火信号唤醒回路，包括KL15点火端和CAN点火端，所述 KL15点火端和CAN点火端分别连接二极管D2、D1的阳极，二极管D2、D1的阴极分别连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，基极通过电阻R4接地，集电极依次通过串联的电阻R6、二极管D5连接P型MOS管Q2的栅极，二极管D5的阳极连接MOS管Q2的栅极，阴极连接电阻R6，MOS管Q2的源极和漏极分别连接主电源和受控电源，MOS管Q2的源极和栅极之间还并联有齐纳二极管D6和电阻R7，所述MOS管Q2导通时，控制器的受控电源开始工作，达到唤醒控制器的目的。
优选的，所述KL15点火端连接的二极管D2的阴极还通过电阻R1连接光耦U1的管脚1，光耦U1的管脚2接地，管脚4连接从电源，管脚3通过电阻R2接地，管脚3作为点火监控端，连接MCU，所述MCU由受控电源供电。
优选的，所述MCU还连接光耦U2的管脚2，所述光耦U2的管脚1通过电阻R5连接从电源，光耦U2的管脚3连接二极管D1的阴极，光耦U2的管脚4连接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极连接主电源；所述MCU根据光耦U1的管脚3的电平变化控制光耦U2的管脚2的电平，同时U2管脚3和4导通，控制器中MCU针对KL15硬线唤醒信号进行实时监控。
优选的，所述二极管D2、D1的阴极之间还通过二极管D3连接，二极管D3的阳极连接D2、阴极连接D1。
优选的，所二极管D1的阴极与三极管Q1的基极之间通过电阻R3连接。
优选的，所述CAN点火端连接汽车的CAN收发器，所述CAN收发器供电电源直接取自整车的蓄电池。
电机控制器的点火信号唤醒回路的控制方法，包括：
当整车的点火线圈工作时产生点火信号即KL15硬线唤醒信号，KL15硬线信号进入控制器中唤醒整个装置，同时控制器中MCU检测到相关信号并上报到整车表明唤醒线正常；
如果唤醒不了控制器，整车通过CAN总线发送相关报文到控制器中的CAN收发器，控制器接收到报文之后立即唤醒控制器；
控制器中的MCU检测点火监控信号，如果没有检测到说明是CAN报文唤醒，如果检测到其电平变化，则表明是KL15硬线进行唤醒。
本发明的优点是：
1、本发明基于零部件控制器的角度，可以监控点火线圈产生的点火信号状态并上报到整车CAN网络，确保整车相关功能的实现和安全；
2、增加相关CAN报文唤醒方式，作为KL15硬线唤醒方式的冗余设计，确保控制器可以实时响应整车的需求；
3、在设计唤醒信号入口处增加相关保护电路，二极管D1和二极管D2防止后级电路对点火开关信号有反向作用，防止控制器处于故障情况下损坏整车的其它零件。二极管D3既保证了硬线唤醒输入，又防止了CAN唤醒对硬线唤醒的干扰；
4、电机控制器可以通过相关电路区分不同的唤醒方式，通过CAN网络上报整车，使整车了解控制器处于何种唤醒方式，提高整车的功能安全等级。
附图说明
下面结合附图及实施例对本发明作进一步描述：
图1为本发明的电机控制器的点火信号唤醒回路的原理图；
图2为采用本发明的的唤醒回路的电机控制器的点火信号唤醒方式流程图。
具体实施方式
本发明所提出了一种电机控制器的点火信号唤醒回路，使用该方案可以满足功能安全的冗余设计，同时可以区分两种唤醒方式，其原理如图1所示，其包括三种工作状态。
（1）KL15硬线唤醒工作状态：
当整车点火线圈开始工作时，产生KL15点火信号，该高电平信号经过点火2，即KL15点火端导通二极管D2、D3。然后经过电阻R3到达三极管Q1的基极，导通三极管Q1，P型MOS管Q2的栅极拉到地，Q2导通，控制器的12V电源系统（受控电源）开始工作，达到唤醒控制器的目的（其中D6是用于保护Q2的栅源极的齐纳二极管，R7是用于Q2的栅源极的下拉电阻，R6是该回路上的限流电阻）。同时控制器内部的相关电源芯片将12V电压转换为MCU可以工作的电压，光耦U1初级通过点火2导通，这样光耦U1的3脚点火监控电平发生变化，MCU检测到这个变化之后就通过相关程序控制U2管脚2的电平，同时U2管脚3和4导通，控制器中MCU可以针对KL15硬线唤醒信号进行实时监控。
（2）CAN唤醒工作状态：
控制器处于休眠状态时，单个CAN收发器供电电源是正常工作的，直接取自整车的蓄电池，满足整车的静态功耗需求。整车需要唤醒控制器时，整车通过CAN总线发送相关报文，控制器内部使用的CAN收发器接收到该报文，即会立刻控制CAN收发器的相关管脚输出高电平。该高电平传输到点火1，即CAN点火端上，导通二极管D1但是不能导通D3，然后经过R3控制三极管Q1的通断，以达到唤醒整个控制器；由于二极管D3未导通，则光耦U1的点火监控信号就不会有相应的变化，同时控制器MCU也会做出相应的区分。
（3）辅助功能状态：
当控制器处于KL15硬线唤醒工作模式下，光耦U2的次级3和4脚导通，12V电压经过二极管D4到达D1和D3的阴极，由于二极管不具备反相导通的功能，则起到了防止控制器处于故障状况下，损坏整车的相关零部件。
图2是电机控制器的点火信号唤醒方式流程图。具体的，当整车的点火线圈工作时产生点火信号即KL15硬线唤醒信号。硬线信号进入控制器中唤醒整个装置，同时控制器中MCU检测到相关信号并上报到整车表明唤醒线正常。如果唤醒不了控制器，整车通过CAN总线发送相关报文到控制器中的收发器，控制器接收到报文之后立即唤醒控制器。控制器中的MCU通过相关管脚来检测点火监控信号，如果没有检测到说明是CAN报文唤醒，如果检测到其电平变化，则表明是KL15硬线进行唤醒。
上述实施例只为说明本发明的技术构思及特点，其目的在于让熟悉此项技术的人能够了解本发明的内容并据以实施，并不能以此限制本发明的保护范围。凡根据本发明主要技术方案的精神实质所做的修饰，都应涵盖在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种电机控制器的点火信号唤醒回路，其特征在于：包括KL15点火端和CAN点火端，所述 KL15点火端和CAN点火端分别连接二极管D2、D1的阳极，二极管D2、D1的阴极分别连接三极管Q1的基极，所述三极管Q1的发射极接地，基极通过电阻R4接地，集电极依次通过串联的电阻R6、二极管D5连接P型MOS管Q2的栅极，二极管D5的阳极连接MOS管Q2的栅极，阴极连接电阻R6，MOS管Q2的源极和漏极分别连接主电源和受控电源，MOS管Q2的源极和栅极之间还并联有齐纳二极管D6和电阻R7，所述MOS管Q2导通时，控制器的受控电源开始工作，达到唤醒控制器的目的；
所述KL15点火端连接的二极管D2的阴极还通过电阻R1连接光耦U1的管脚1，光耦U1的管脚2接地，管脚4连接从电源，管脚3通过电阻R2接地，管脚3作为点火监控端，连接MCU，所述MCU由受控电源供电；
所述MCU还连接光耦U2的管脚2，所述光耦U2的管脚1通过电阻R5连接从电源，光耦U2的管脚3连接二极管D1的阴极，光耦U2的管脚4连接二极管D4的阴极，二极管D4的阳极连接主电源；所述MCU根据光耦U1的管脚3的电平变化控制光耦U2的管脚2的电平，同时U2管脚3和4导通，控制器中MCU针对KL15硬线唤醒信号进行实时监控。
2.根据权利要求1所述的电机控制器的点火信号唤醒回路，其特征在于：所述二极管D2、D1的阴极之间还通过二极管D3连接，二极管D3的阳极连接D2、阴极连接D1。
3.根据权利要求2所述的电机控制器的点火信号唤醒回路，其特征在于：所述二极管D1的阴极与三极管Q1的基极之间通过电阻R3连接。
4.根据权利要求1所述的电机控制器的点火信号唤醒回路，其特征在于：所述CAN点火端连接汽车的CAN收发器，所述CAN收发器供电电源直接取自整车的蓄电池。
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