CN108958106A - 一种电动汽车控制器休眠唤醒系统及控制方法 - Google Patents
一种电动汽车控制器休眠唤醒系统及控制方法 Download PDFInfo
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车控制器休眠唤醒系统及控制方法,所述系统包括带唤醒功能的CAN芯片、逻辑门电路、PWR模块、MCU、开关模块,所述系统在PWR电路模块前增加开关模块,通过逻辑门电路控制开关模块的闭合和断开,从而控制CAN芯片和MCU的工作电源在控制器静态时断开,使控制器静态功耗达到最低,再利用带唤醒功能的CAN芯片可在工作电源断开的情况下,监测CAN总线是否有CAN报文并发出唤醒信号的特点,利用该信号触发逻辑门电路控制开关模块闭合,使MCU和CAN芯片重新上电,从而支持控制器重新恢复工作模式,本发明系统不但静态功耗低,而且电路结构简单,CAN唤醒休眠成功率高。
Description
技术领域
本发明属于电动汽车控制领域,具体涉及一种电动汽车控制器休眠唤醒系统,还涉及一种电动汽车控制器休眠唤醒控制方法。
背景技术
ECU(Electronic Control Unit的简称,中文译文:控制器)休眠是使ECU进入休眠模式,唤醒是使ECU从休眠模式切换回工作模式,ECU休眠可以降低ECU静态功耗,从而降低整车静态(停车时)功耗。一台电动汽车具有多台控制器,汽车在停车时,其ECU一般处于休眠模式,此时,其静态功耗大小直接影响着蓄电池的输出功率。ECU静态功耗越大,蓄电池电量消耗的越快,对蓄电池容量要求越高,因为电池耗尽,不仅会造成车子无法启动影响用户使用,而且还影响电池的使用寿命。所以,尽量降低整车静态功耗一直是本领域技术人员的追求。
休眠/唤醒是控制ECU从静态到工作模式的切换,当前主要有两种控制方式:
一种是钥匙休眠/唤醒。控制器与点火开关连接,当控制器检测到点火开关输出IGN ON信号时,控制器即由休眠模式切换回工作模式,而当控制器检测到点火开关输出IGNOFF信号时,控制器则由工作模式切换回休眠模式。点火开关输出IGN ON信号、IGN OFF信号分别对应点火钥匙在ON位置和OFF位置,即车的上下电过程。
二种是CAN休眠/唤醒。新能源电动汽车CAN总线被广泛应用,CAN总线与车载通讯终端连接,同时连接车内各ECU、传感器等,用于它们之间的数据传输。CAN信号在CAN总线上的传播方式是一种广播式,即全部CAN信号,所有与该CAN总线连接的ECU均能收到,ECU根据CAN数据报文帧的ID号识别属于自身的CAN信号。其中,CAN休眠/唤醒是通过CAN网络传递唤醒、休眠指令(又称报文、信号、消息等),实现控制器的休眠和唤醒控制。
图1为现有电动汽车控制器的休眠唤醒系统,它为控制器电路的一部分,由PWR电路模块、MCU、检测电路、CAN驱动电路(包括CAN芯片及外围电路)、电平检测模块构成,连接关系如图1所示。钥匙休眠/唤醒、CAN休眠/唤醒控制过程介绍如下:
控制器在休眠时,CAN驱动电路处于监听模式,MCU处于低功耗模式,钥匙唤醒:
当IGN端输入IGN ON高电平时,通过INT1唤醒MCU,MCU切换到工作模式,然后MCU配置CAN驱动电路为工作模式,通过配置CAN驱动电路中CAN芯片的EN、S端输入实现。
控制器在工作模式时,钥匙休眠:
当IGN输入IGN OFF高阻信号时,即车钥匙打到OFF档,INT1输入低电平,MCU设置CAN驱动电路为监听模式,然后MCU进入低功耗模式。
CAN唤醒:当电平检测模块检测到CAN总线上有CAN信号时,输出高电平通过INT2唤醒MCU,MCU切换到工作模式,MCU设置CAN驱动电路为工作模式(实现方式同上),然后MCU检查CAN buffer里面的CAN信号(接收到的CAN总线上的CAN信号)是否为该控制器的CAN唤醒指令,是则保持MCU和CAN驱动电路的当前状态,若不是,则MCU设置CAN驱动电路切换回监听模式(同样通过配置CAN芯片EN、S端输入实现),MCU再回到低功耗模式。
CAN休眠:当MCU通过CAN驱动电路收到CAN总线上的CAN休眠指令时,MCU设置CAN驱动电路为监听模式,MCU自身进入低功耗模式。
CAN休眠/唤醒通常用在车辆故障维护、远程控制时,用在故障维护,可以避免使用钥匙点火等,用在远程控制,可以实现提前开启车内空调等操作,以便在用户入车前事先调整好车内的温度,使用户入车时具有更好的体验,特别是在车辆经暴晒后。CAN休眠/唤醒在车辆的智能控制方面能带来居多便利,已逐渐成为电动汽车的标配。
上述控制器休眠唤醒系统存在如下问题:
1)控制器休眠时,其MCU、CAN驱动电路仍然处于上电状态,虽然MCU处于低功耗模式、CAN驱动电路处于监听模式,但控制器静态功耗仍然较大,影响整车的静态功耗,无论是钥匙休眠还是CAN休眠均存在上述问题;
2)上述电平检测电路需要进行电压比较、信号锁存等,这些电路结构均由硬件构成,导致该系统的电路结构复杂,而且容易引入误差,导致CAN唤醒、休眠控制成功率不高,往往要发送多次CAN信号才能达到效果。
带唤醒功能的CAN芯片是新一代的CAN芯片。在上面CAN芯片基础功能的基础上,扩展了唤醒功能。该CAN芯片具有两个电源输入端,其一为工作电源输入端,另一为用于维持芯片唤醒功能的电源输入端,该端一般接常电源,为常电源输入端,用于在芯片工作电源断开的情况下,维持芯片感应CAN总线上CAN信号并输出唤醒信号的能力。芯片在只接有该电源的情况下,功耗非常低,可视为无功耗。
本发明旨在基于该新一代的CAN芯片,提供一种电路结构简单,CAN唤醒休眠成功率高,且静态功耗更低的电动汽车控制器休眠唤醒系统。
发明内容
本发明所要解决的第一个技术问题是,提供一种电路结构简单,CAN唤醒休眠成功率高,且静态功耗较低的电动汽车控制器休眠唤醒系统。
本发明所要解决的第二个技术问题是,提供一种基于上述系统的休眠唤醒控制方法。
本发明的第一个技术问题通过如下技术方案解决:一种电动汽车控制器休眠唤醒系统,包括,CAN芯片,该芯片为带唤醒功能的CAN芯片,该芯片具有CAN总线信号端、常电源输入端、工作电源输入端、唤醒和反馈信号输出端、CAN信号交互端和状态控制端,该芯片CAN总线信号端与CAN总线连接,常电源输入端连接Vbat(蓄电池输入端),该芯片在CAN总线有报文时,通过其唤醒和反馈信号输出端输出唤醒信号,并通过其CAN信号交互端转发接收的报文,而且在其状态控制端收到状态控制信号后,根据所述状态控制信号切换到工作模式或休眠模式,并通过所述唤醒和反馈信号端输出相应的状态反馈信号;
MCU,其与所述CAN芯片的CAN信号交互端和状态控制端连接,根据接收的信号完成逻辑判断,然后输出进入休眠或工作模式的状态控制信号到所述CAN芯片的状态控制端;
PWR电路模块,输入端与Vbat连接,输出端连接所述MCU和所述CAN芯片的工作电源输入端;
逻辑门电路,其输入端连接所述CAN芯片的唤醒和反馈信号输出端,输出端连接开关模块的控制端,在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号后,控制开关模块断开,在输入为所述唤醒信号或进入工作模式的状态反馈信号后,控制所述开关模块接通;
开关模块,连于Vbat与所述PWR电路模块的输入端之间,控制该线路的通、断。
上述系统为方案一,方案一的系统主要指CAN休眠唤醒系统。
方案一系统唤醒、休眠过程如下:
控制器处于正常工作模式时,MCU通过所述CAN芯片的CAN信号交互端获取CAN总线上的报文,完成逻辑判断后,输出进入休眠模式的状态控制信号到所述CAN芯片的状态控制端,CAN芯片转入休眠模式,通过其唤醒和反馈信号输出端输出进入休眠模式的状态反馈信号,逻辑门电路在收到上述进入休眠模式的状态反馈信号后,控制所述开关模块断开,控制器转入休眠模式。
控制器处于休眠模式(静态)时,若CAN总线有报文,CAN芯片通过其唤醒和反馈信号输出端输出唤醒信号,逻辑门电路收到所述唤醒信号后,控制所述开关模块接通,MCU和CAN芯片得电,MCU初始化后,通过所述CAN芯片的CAN信号交互端获取CAN总线上的报文,完成逻辑判断后,输出进入工作模式的状态控制信号到所述CAN芯片的状态控制端,控制CAN芯片转入工作模式,从而使控制器恢复工作模式。
从上面的休眠唤醒过程可以看出,本休眠唤醒系统在控制控制器处于休眠模式后,CAN芯片和MCU处于失电不工作的无功耗状态(CAN芯片虽没有完全失电,但只有常电源输入端有电压输入时,功耗非常低,可忽略),所以相比于现有技术,整个控制器静态功耗大大降低,更重要的是,该控制器还能被正常唤醒。
本休眠唤醒系统还具有电路结构简单,CAN唤醒休眠成功率高的特点。说其电路结构简单,因为其不涉及现有技术中如图1所示电平检测模块中复杂的CAN信号波形检测电路、比较器电路等,相当于只在控制器原本电路器件MCU、CAN芯片、PWR电路模块的基础上增加了逻辑门电路和开关模块,所以相比之下,电路结构得到了简化,而其CAN唤醒休眠成功率高,则基于本系统主要通过数字逻辑电路完成判断,抗干扰能力强,所以CAN唤醒休眠控制方面具有更高的可靠性。
作为改进方案:所述MCU还与所述逻辑门电路的输入端连接,输出进入休眠或工作模式的确认信号到所述逻辑门电路的输入端;
这种情况下,所述逻辑门电路则是在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号后,控制所述开关模块断开,在输入为所述唤醒信号或控制进入工作模式的所述确认信号或进入工作模式的状态反馈信号后,控制所述开关模块接通。
上述改进使MCU在控制CAN芯片进入休眠模式并发出确认信号后开关模块才执行断开操作,使MCU在失电前能完成必要的准备工作,避免突然断电情况的发生,也避免了重启动后的自检流程。
上述系统为方案二。
作为改进方案:所述逻辑门电路的输入端还连接IGN信号端,所述MCU也与所述IGN信号端连接,所述MCU还与所述唤醒和反馈信号输出端连接;
所述IGN信号端输出的信号包括IGN ON和IGN OFF,分别对应车辆点火钥匙在ON和OFF位置;
这种情况下,所述逻辑门电路则是在输入为IGN ON或所述唤醒信号或控制进入工作模式的所述确认信号或进入工作模式的所述状态反馈信号时,控制所述开关模块接通,在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号以及IGNOFF后,控制开关模块断开。
所述逻辑门电路只要其输入端有一个为高电平,则输出接通控制指令控制开关模块接通,否则输出断开控制指令控制开关模块断开。
IGN ON和唤醒信号一般为高电平信号,要求单信号输入即可促使逻辑门电路控制开关模块接通,上述特点的逻辑门电路刚好能满足该要求;另外,要求进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号以及IGN OFF组合后,才能促使逻辑门电路控制开关模块断开,所以只要IGN OFF、进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号为非高电平,上述逻辑门电路就能满足该要求,而IGN OFF、进入休眠模式的所述状态反馈信号一般为高阻态等,只需保证控制进入休眠模式的所述确认信号为非高电平即可,而该信号受MCU控制,易于实现。
上述系统为方案三,方案三的系统支持CAN和钥匙两种控制模式。
本发明所要解决的第二个技术问题——提供一种基于上述休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,针对休眠唤醒系统的不同方案,有如下推荐。
针对方案一的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法推荐如下:
所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
所述MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文,所述MCU初始化包括初始化CAN芯片(初始化CAN芯片指控制CAN芯片进入正常工作模式):
是则继续确认后续接收到的报文,若有本控制器的休眠报文,则输出进入休眠模式的状态控制信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号。
针对方案二的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法推荐如下:
所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
所述MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文,所述MCU初始化包括初始化CAN芯片(初始化CAN芯片指控制CAN芯片进入正常工作模式):
是则输出控制进入工作模式的确认信号,然后再继续确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文,有则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号。
上述逻辑判据中,未明确输出顺序的状态控制信号和确认信号,可以是先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式如休眠后,再输出确认信号;也可以反过来,先输出确认信号,再输出状态控制信号控制CAN芯片转入相应的模式。因为唤醒信号一般为一个暂态信号,在CAN唤醒流程中,开关模块的接通状态靠该暂态信号维持,而从MCU输出状态控制信号到CAN芯片输出相应的状态反馈信号,有一定时延,先输出确认信号再输出状态控制信号,主要用于防止开关模块中途跳开情况的发生。当然,如果该暂态信号持续时间够长,信号输出顺序就可以不作调整,即先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式后,再输出确认信号。
针对方案三的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法推荐如下:
所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
1)所述MCU初始化后,检测IGN信号是否为IGN ON,所述MCU初始化不包括初始化CAN芯片,即不包括控制CAN芯片进入正常工作模式的步骤:
是则判断为钥匙唤醒,输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,结束;
否则继续判断是否有唤醒信号:
有唤醒信号则判断可能为CAN唤醒,进行CAN唤醒判断,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是本控制器的唤醒报文则输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文:有本控制器的休眠报文,则检测IGN信号是否为IGN OFF,不为IGN OFF则结束,为IGN OFF则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号;无本控制器的休眠报文则不做响应;
非本控制器的唤醒报文则输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号;
无唤醒信号则记录日志,然后初始化MCU;
2)所述MCU在检测到IGN信号由IGN ON变为IGN OFF时,判断为钥匙休眠,输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号。
上面休眠唤醒控制方法同时包括有钥匙控制模式和CAN控制模式,从上面判断逻辑可以看出,钥匙控制模式的控制优先级高于CAN控制模式,而CAN控制模式只有在IGN信号为IGN OFF时才会得到响应。
上述逻辑判据中,未明确输出顺序的状态控制信号和确认信号,可以是先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式如休眠后,再输出确认信号;也可以反过来,先输出确认信号,再输出状态控制信号控制CAN芯片转入相应的模式。
相比于现有技术本发明具有如下有益效果:
1)本发明休眠唤醒系统在保证控制器能被正常唤醒的前提下,使控制器在处于休眠模式(静态)时,CAN芯片和MCU进入失电不工作的无功耗状态,所以相比于现有技术,整个控制器静态功耗大大降低。
2)本发明休眠唤醒系统不涉及复杂的CAN信号波形检测电路、比较器电路等,相当于只在控制器原本电路器件MCU、CAN芯片、PWR电路模块的基础上增加了逻辑门电路和开关模块,电路结构非常简单;而且由于本发明主要通过数字逻辑电路完成判断,抗干扰能力强,CAN唤醒休眠控制可靠性高。
3)本发明系统适用于全部电动汽车控制器,通用性强。
4)本发明电动汽车控制器休眠唤醒控制方法具有两种控制模式,且两种模式存在优先级差别,钥匙模式>CAN模式,CAN模式只有在IGN信号为IGN OFF时才会得到响应,解决了两种模式共存时的安全控制问题,同时符合实际汽车驾驶、维修、云平台控制等的应用需求。
5)本发明钥匙、CAN唤醒控制方法,在唤醒流程中MCU输出状态控制信号后,均还输出相应的确认信号,该信号在钥匙、CAN休眠控制流程中,通过逻辑门电路起到了延迟作用,使开关模块在等待MCU完成其控制过程并发出确认信号后才断开,MCU在失电前能完成全部的准备工作,避免突然断电情况的发生,也避免了重启动后的自检过程。
6)CAN唤醒控制方法中,控制器收到CAN总线上报文后,MCU先判断该报文是否为本控制器的唤醒报文,若不是则重新进入休眠模式,可实现指定控制器的唤醒。
附图说明
图1为现有电动汽车控制器的休眠唤醒系统的电路原理图;
图2为实施例一的休眠唤醒系统的电路原理图;
图3为基于实施例一的休眠唤醒系统的钥匙唤醒流程图;
图4为基于实施例一的休眠唤醒系统的钥匙休眠流程图;
图5为基于实施例一的休眠唤醒系统的CAN唤醒流程图;
图6为基于实施例一的休眠唤醒系统的CAN休眠流程图;
图7为基于实施例一的休眠唤醒系统的唤醒休眠模式迁移图;
图8为实施例一的休眠唤醒系统的CAN芯片管脚INH状态图;
图9为实施例一的休眠唤醒系统的CAN芯片的时序图;
图10为实施例二的休眠唤醒系统的电路原理图;
图11为实施例三的休眠唤醒系统的电路原理图。
具体实施方式
实施例一
实施例一的休眠唤醒系统如图2所示,其为发明内容部分方案三系统的具体实施例。
图2中虚线外的三个信号端,其中,IGN信号端输出的信号包括IGN ON和IGN OFF,分别对应车辆点火钥匙在ON和OFF位置。其中,IGN ON为高电平,IGN OFF为高阻态信号。Vbat表示蓄电池输入端。CAN表示CAN总线。
图2中,CAN芯片为带唤醒功能的CAN芯片,该芯片具有CAN总线信号端、常电源输入端Vs、工作电源输入端VCC、唤醒和反馈信号输出端INH、CAN信号交互端(未标识具体引脚,与MCU的MSCAN端连接)和状态控制端EN和NSTB。本实施例中采用的CAN芯片型号为TLE6251-3G,表3为其状态说明,显示了其状态控制端EN和NSTB输入与操作模式和反馈信号端INH输出的对应关系。
该芯片与MCU、PWR电路、逻辑门电路和MOS管一起构成了实施例一的休眠唤醒系统,具体连接关系参照图2。
本实施例中,逻辑门电路具有如下特点:如表2所示,只要IN1~IN3有一个为高(High),逻辑门电路就会输出低电平使MOS管(P沟道)导通,促使PWR电路模块输出VCC给MCU和CAN芯片供电。只有当逻辑门电路的IN1~IN3输入均选自低电平(Low)、悬空(Floating)(悬空表现为高阻态)时,才输出高电平使MOS管截止,PWR电路模块VCC端无电源输出,MCU和CAN芯片不工作,控制器转入休眠模式,此时,控制器静态电流达到最小。如表1所示,控制器的静态电流只有0.031mA,相比于现有技术,可大大减小对蓄电池容量的要求。
表1静态电流计算表(休眠模式)
表2逻辑门电路输出真值表
序号 | IN1 | IN2 | IN3 | OUT |
1 | Floating | Floating | Low/Floating | Floating |
2 | High | / | / | Low |
3 | / | High | / | Low |
4 | / | / | High | Low |
表3 CAN芯片状态说明表
图8、9显示了CAN芯片的休眠控制时序要求,由其手册可知,该芯片thSLP最大值为50uS。图8还显示了CAN芯片处于休眠模式时,在CAN总线(CANH\CANL)有CAN报文时,INH输出电平的变化情况。可以看到,在CAN芯片休眠时,若CAN总线有报文,INH端会输出一个高电平的唤醒信号。
图3-6分别显示了本实施例休眠唤醒系统的工作过程,其中包括有钥匙模式和CAN模式。
钥匙模式包括钥匙唤醒和钥匙休眠。
图3为钥匙唤醒。控制器原始状态:处于休眠模式,Vbat正常供电,IGN端输出IGNOFF(IGN端为高阻态),CAN总线无任何报文。如图3所示,在驾驶员钥匙启动车辆,即IGN信号由IGN OFF到IGN ON(高电平)后,逻辑门电路输出低电平控制开关模块MOS管导通,给MCU和CAN芯片供电,MCU得电初始化,检测GPIO4是否为高电平,是则表明IGN ON,MCU判断为钥匙唤醒,MCU配置CAN芯片的EN和NSTB管脚电平(从表3可见具体配置方式,从图8、9可见时序要求),使CAN芯片进入工作模式,并输出高电平的确认信号,表明控制CAN芯片进入工作模式;若MCU检测GPIO4为低,则检测GPIO5(INH输入采样)是否为高,如果为高则进入CAN唤醒判断,不为高则记录日志(异常唤醒),然后MCU重新复位初始化。
图4为钥匙休眠。控制器原始状态:处于工作模式(正常运行模式),Vbat正常供电,IGN端输出IGN ON(高电平)。如图4所示,当驾驶员拔点火钥匙熄火时,IGN端输出由IGN ON变为IGN OFF,MCU通过GPIO4检测到该变化后,GPIO3输出低电平,延时1mS(根据图8、9时序要求和CAN芯片的thSLP设定)后GPIO2输出低电平,控制CAN芯片由正常工作模式进入休眠模式。控制CAN芯片进入休眠模式后,其管脚INH输出悬空,然后MCU的GPIO1管脚输出低电平(控制进入休眠模式的确认信号),使逻辑门电路的全部输入端的输入均为非高电平,此时,逻辑门电路输出高电平,MOS管断开,促使PWR电路模块关闭VCC电源输出,MCU和CAN芯片工作电源断开。
图5为CAN唤醒。控制器原始状态:处于休眠模式,Vbat正常供电,IGN OFF(IGN处于高阻态),CAN总线无任何报文。如图5所示,当CAN总线上有报文信息时,CAN芯片的INH管脚输出高电平(Wake-Up),经逻辑门电路使能PWR电路模块,输出电源VCC,CAN芯片和MCU上电,MCU得电后初始化,MCU检测GPIO4(IGN输入采样)的输入,为高,则判断为钥匙唤醒,进入钥匙唤醒流程;若GPIO4为低,MCU则检测GPIO5(INH输入检测)是否为高,若不为高,则记录日志(异常唤醒),然后MCU重新复位初始化;若GPIO5为高,MCU判断为CAN唤醒,并进一步判断Buffer收到的CAN报文是否有本控制器的唤醒报文,若有,则判断为CAN唤醒,MCU输出GPIO1高电平(保障PWR正常工作输出VCC),同时设置CAN芯片进入工作模式(GPIO2和GPIO3都输出高),控制器初始化其它模块并进入正常工作模式;若Buffer里面CAN报文无唤醒报文,则MCU按流程步骤设置CAN芯片进入go-to-sleep、sleep模式,然后CAN芯片INH输出floating,PWR的VCC无输出,控制器重新进入休眠模式。
图6为CAN休眠。控制器原始状态:正常运行模式,Vbat正常供电,IGN OFF。如图6所示,当MCU的CAN接收Buffer收到休眠报文(针对该控制器的),检测IGN是否OFF,如果不是,则结束(当IGN ON时候,不响应CAN休眠);如果是,则GPIO3输出低电平,延时1mS后GPIO2输出低电平,使得CAN芯片由正常工作模式进入休眠模式,CAN芯片管脚INH输出悬空,然后GPIO1管脚输出低电平(控制进入休眠模式的确认信号),使得逻辑门电路输出高电平,PWR电路模块关闭VCC电源输出,MCU和CAN芯片失去工作电源,控制器进入休眠模式。
实施例一的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,由MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑以完成图3-6中的流程实现:
1)MCU初始化后,检测IGN信号是否为IGN ON:
是则判断为钥匙唤醒,输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,结束;
否则继续判断是否有唤醒信号:
有唤醒信号则判断可能为CAN唤醒,进行CAN唤醒判断,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是本控制器的唤醒报文则输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文:有本控制器的休眠报文,则检测IGN信号是否为IGN OFF,不为IGN OFF则结束,为IGN OFF则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号;无本控制器的休眠报文则不做响应;
非本控制器的唤醒报文则输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号;
无唤醒信号则记录日志,然后初始化MCU;
2)MCU在检测到IGN信号由IGN ON变为IGN OFF时,判断为钥匙休眠,输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号。
图7为本实施例休眠唤醒系统的状态迁移图,反应了控制器在不同状态之间切换的状态切换的条件。
实施例二
实施例二的休眠唤醒系统如图10所示,其为发明内容部分方案一系统的具体实施例。实施例二的休眠唤醒系统其实只包括了实施例一休眠唤醒系统中涉及CAN休眠唤醒的部分。与实施例一的差别主要体现在逻辑门电路和MCU中的程序配置上。
实施例二的休眠唤醒系统,其逻辑门电路的输入端连接CAN芯片的唤醒和反馈信号输出端,输出端连接MOS管的栅极,在输入为floating(进入休眠模式的状态反馈信号)后,控制MOS管断开,在输入为高电平(唤醒信号和进入工作模式的状态反馈信号均为高电平)后,控制MOS管接通。
基于实施例二的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,由MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是则输出进入工作模式的状态控制信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文,有则输出进入休眠模式的状态控制信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号。
实施例三
实施例三的休眠唤醒系统如图11所示,其为发明内容部分方案二系统的具体实施例。实施例三的休眠唤醒系统只是在实施例二的基础上,增加了逻辑门电路的一路输入,该输入信号由MCU输出。与实施例二的差别主要体现在逻辑门电路和MCU中的程序配置上。
实施例三的休眠唤醒系统其逻辑门电路在输入为进入休眠模式的状态反馈信号(floating)和控制进入休眠模式的确认信号(低电平)后,控制MOS管块断开,在输入为唤醒信号(高电平)或控制进入工作模式的确认信号(高电平)或进入工作模式的状态反馈信号(高电平)后,控制MOS管接通。
基于实施例三的休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,由MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
所述MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是则输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文,有则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号。
实施例三中逻辑判据2),状态控制信号和确认信号的输出顺序,可以是先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式如休眠后,再输出确认信号;也可以反过来,先输出确认信号,再输出状态控制信号控制CAN芯片转入相应的模式,能避免MOS管中途非期望跳开情况的发生即可。
Claims (9)
1.一种电动汽车控制器休眠唤醒系统,其特征在于,包括,CAN芯片,该芯片为带唤醒功能的CAN芯片,该芯片具有CAN总线信号端、常电源输入端、工作电源输入端、唤醒和反馈信号输出端、CAN信号交互端和状态控制端,该芯片CAN总线信号端与CAN总线连接,常电源输入端连接Vbat,该芯片在CAN总线有报文时,通过其唤醒和反馈信号输出端输出唤醒信号,并通过其CAN信号交互端转发接收的报文,而且在其状态控制端收到状态控制信号后,根据所述状态控制信号切换到工作模式或休眠模式,并通过所述唤醒和反馈信号端输出相应的状态反馈信号;
MCU,其与所述CAN芯片的CAN信号交互端和状态控制端连接,根据接收的信号完成逻辑判断,然后输出进入休眠或工作模式的状态控制信号到所述CAN芯片的状态控制端;
PWR电路模块,输入端与Vbat连接,输出端连接所述MCU和所述CAN芯片的工作电源输入端;
逻辑门电路,其输入端连接所述CAN芯片的唤醒和反馈信号输出端,输出端连接开关模块的控制端,在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号后,控制开关模块断开,在输入为所述唤醒信号或进入工作模式的状态反馈信号后,控制所述开关模块接通;
开关模块,连于Vbat与所述PWR电路模块的输入端之间,控制该线路的通、断。
2.根据权利要求1所述的休眠唤醒系统,其特征在于,所述MCU还与所述逻辑门电路的输入端连接,输出进入休眠或工作模式的确认信号到所述逻辑门电路的输入端;
这种情况下,所述逻辑门电路则是在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号后,控制所述开关模块断开,在输入为所述唤醒信号或控制进入工作模式的所述确认信号或进入工作模式的状态反馈信号后,控制所述开关模块接通。
3.根据权利要求2所述的休眠唤醒系统,其特征在于,所述逻辑门电路的输入端还连接IGN信号端,所述MCU也与所述IGN信号端连接,所述MCU还与所述唤醒和反馈信号输出端连接;
所述IGN信号端输出的信号包括IGN ON和IGN OFF,分别对应车辆点火钥匙在ON和OFF位置;
这种情况下,所述逻辑门电路则是在输入为IGN ON或所述唤醒信号或控制进入工作模式的所述确认信号或进入工作模式的所述状态反馈信号时,控制所述开关模块接通,在输入为进入休眠模式的所述状态反馈信号和控制进入休眠模式的所述确认信号以及IGN OFF后,控制开关模块断开。
4.根据权利要求3所述的休眠唤醒系统,其特征在于,所述逻辑门电路只要其输入端有一个为高电平,则输出接通控制指令控制开关模块接通,否则输出断开控制指令控制开关模块断开。
5.一种基于权利要求1所述休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,其特征在于,所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
所述MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是则输出进入工作模式的状态控制信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文,有则输出进入休眠模式的状态控制信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号。
6.一种基于权利要求2所述休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,其特征在于,所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
所述MCU初始化后,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是则输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文,有则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号,无则不做响应;
否则,输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号。
7.根据权利要求6所述的方法,其特征在于,所述判断逻辑中,输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,和输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号,其中状态控制信号和确认信号的输出顺序:是先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式后,再输出确认信号;或先输出确认信号,再输出状态控制信号控制CAN芯片转入相应的模式。
8.一种基于权利要求3或4所述休眠唤醒系统的休眠唤醒控制方法,其特征在于,所述方法由所述MCU根据接收的信号执行如下判断逻辑实现:
1)所述MCU初始化后,检测IGN信号是否为IGN ON:
是则判断为钥匙唤醒,输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,结束;
否则继续判断是否有唤醒信号:
有唤醒信号则判断可能为CAN唤醒,进行CAN唤醒判断,判断接收的报文是否为本控制器的唤醒报文:
是本控制器的唤醒报文则输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,然后再确认后续接收到的报文中是否有本控制器的休眠报文:有本控制器的休眠报文,则检测IGN信号是否为IGN OFF,不为IGN OFF则结束,为IGN OFF则输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号;无本控制器的休眠报文则不做响应;
非本控制器的唤醒报文则输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号;
无唤醒信号则记录日志,然后初始化MCU;
2)所述MCU在检测到IGN信号由IGN ON变为IGN OFF时,判断为钥匙休眠,输出进入休眠模式的状态控制信号,然后输出控制进入休眠模式的确认信号。
9.根据权利要求8所述的方法,其特征在于,所述判断逻辑中,输出进入工作模式的状态控制信号和控制进入工作模式的确认信号,和输出进入休眠模式的状态控制信号和控制进入休眠模式的确认信号,其中状态控制信号和确认信号的输出顺序:是先输出状态控制信号,待CAN芯片转为相应的模式后,再输出确认信号;或先输出确认信号,再输出状态控制信号控制CAN芯片转入相应的模式。
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