CN112564260B - 一种汽车控制器系统的开关控制保护电路及保护方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供一种汽车控制器系统的开关控制保护电路及保护方法，可以在KL30或KL15供电线路中某一路异常无法供电时，另一路给异常电路供电，保证控制器的正常运行。该开关控制保护电路包括KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路，在KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路之间并联设置有第一单向导通电路和第二单向导通电路，第一单向导通电路的导通方向从KL30常电供电线路向开关控制电源KL15供电线路，第二单向导通电路的导通方向从开关控制电源KL15供电线路向KL30常电供电线路，第一单向导通电路和第二单向导通电路分别连接有第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路和第二控制电路分别与KL30常电供电线路和开关控制电源KL15供电线路连接。

Description

一种汽车控制器系统的开关控制保护电路及保护方法

技术领域

本发明涉及汽车技术领域，具体涉及一种汽车控制器系统的开关控制保护电路及保护方法。

背景技术

现代社会中汽车在生活中扮演着重要角色，不仅改变了人们的生活状况、出行方式,更促进了社会的发展。随着汽车的研究越来越深入，人类对汽车的安全性、舒适性、驾驶性和可靠性等提出了更高的要求。一辆汽车中电子控制单元有几十个，每个电子控制单元起着不同的作用相互之间又协调配合。保证这些电子控制单元可靠的运行，对车辆的安全性、可靠性、驾驶性等起着决定性作用，这些控制器的供电又是基础中的基础。

汽车控制器的供电通常分为两路，一路常电KL30，一路开关控制电源KL15。由开关控制电源KL15控制控制器工作，控制器工作所需要的电流由另一路常电KL30供给。任何一路供电发生异常时，控制器都无法工作。整车厂对电子控制单元供电也采用一种冗余结构保证其供电的可靠性，其具体做法是通过两条线束从低压蓄电池端接出，并联后汇总接入电子控制器低压插件端口。再通过低压插件与控制器连接。这种设计保证电子控制单元的线束供电可靠性。但接入控制器的一路常电KL30和一路开关控制电源KL15，当任意一路的插件端子松动或者移位供电就无法保持，造成车辆的突然减速或意外情况发生。随着轿车电子化自动化的提高，ECU将会日益增多，线路也会日益复杂。

发明内容

本发明的首要目的是提出一种汽车控制器系统的开关控制保护电路，可以在KL30常电供电线路或开关控制电源KL15供电线路中某一路异常无法供电时，另一路给异常电路供电，保证控制器的正常运行，提高车辆的安全性和可靠性。

根据本发明提供的汽车控制器系统的开关控制保护电路，包括KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路，在KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路之间并联设置有第一单向导通电路和第二单向导通电路，所述第一单向导通电路的导通方向从所述KL30常电供电线路向所述开关控制电源KL15供电线路，所述第二单向导通电路的导通方向从所述开关控制电源KL15供电线路向所述KL30常电供电线路，所述第一单向导通电路和第二单向导通电路分别连接有第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路和第二控制电路分别与所述KL30常电供电线路和所述开关控制电源KL15供电线路连接。

进一步的，所述第一控制电路和第二控制电路均设有电压比较电路。第一控制电路和第二控制电路均通过电压比较电路分别控制第一单向导通电路和第二单向导通电路的通断，实现供电异常时的开关控制电源KL15供电线路和KL30常电供电线路切换相互供电。

进一步的，所述第一控制电路和第二控制电路均与车辆控制器通过CAN网络或LIN网络连接。通过第一控制电路和第二控制电路连接车辆控制器，以检测车辆控制器的休眠状态来准确判断供电是否异常。

进一步的，所述第一控制电路和第二控制电路均设有与汽车仪表台连接的报警电路。这样在第一控制电路和第二控制电路检测到供电异常时，向驾驶员报警提示车辆异常，便于驾驶员即时维修，避免安全隐患。

本发明还提供一种应用上述开关控制保护电路的保护方法，包括以下步骤：

A、在KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路之间设置上述汽车控制器系统的开关控制保护电路；

B、整车KL15供电线路上电，车辆准备启动，处于静止安全状态；

C、通过第一控制电路和第二控制电路判断开关控制电源KL15供电线路、KL30常电供电线路是否异常，若检测到开关控制电源KL15供电线路或KL30常电供电线路异常，则禁止车辆运行并向驾驶员提示故障；若无异常则车辆开始运行；

D、在车辆运行过程中，通过第一控制电路和第二控制电路实时检测供电，判断开关控制电源KL15供电线路、KL30常电供电线路是否异常；

E、若开关控制电源KL15供电线路异常，则由KL30常电供电线路向开关控制电源KL15供电线路供电；若KL30常电供电线路异常，则由开关控制电源KL15供电线路向KL30常电供电线路供电；判断供电异常后向驾驶员提示故障。

进一步的，所述C步骤中，通过第一控制电路和第二控制电路检测车辆控制器的休眠状态判断供电是否异常。

进一步的，所述C步骤和E步骤中，第一控制电路和第二控制电路通过汽车仪表台向驾驶员报警提示相应的故障。

本发明与现有技术相比的有益效果是：在现有汽车控制器供电的基础上增加KL15和KL30检测和冗余供电，大大提高控制器供电的可靠性和安全性。

附图说明

图1为本发明的开关控制保护电路图。

图2为本发明的开关控制保护电路工作原理示意图。

图3为本发明的保护方法流程图。

具体实施方式

下面对照附图，通过对实施实例的描述，对本发明的具体实施方式如所涉及的各构件的形状、构造、各部分之间的相互位置及连接关系、各部分的作用及工作原理等作进一步的详细说明。

如图1和图2，本发明的汽车控制器系统的开关控制保护电路，包括KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路，在KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路之间并联设置有第一单向导通电路和第二单向导通电路，第一单向导通电路的导通方向从KL30常电供电线路向开关控制电源KL15供电线路，第二单向导通电路的导通方向从开关控制电源KL15供电线路向KL30常电供电线路，第一单向导通电路和第二单向导通电路分别连接有第一控制电路和第二控制电路，第一控制电路和第二控制电路分别与KL30常电供电线路和开关控制电源KL15供电线路连接。

本发明的开关控制保护电路的具体工作原理如图2所示，包括启动时的异常保护、启动正常而行驶过程异常的保护和正常下电。为了简化示意，在工作原理描述中， KL30常电供电线路简称KL30，开关控制电源KL15供电线路简称KL15。

一、启动时异常：

1、KL15供电异常，KL30供电正常：

如图2所示，当KL15供电异常，KL30供电正常时，仅路线2有电，第一控制电路有电压打开了第一单向导通电路，但由于第一单向导通电路正向导通，反向截止，故线路2电压无法通过线路3流向线路1。第二控制电路无电压无法打开第二单向导通电路。故线路1一直无电压。我们可知KL30为常电，KL15是启动电压，当KL15供电异常时，相当于第二控制电路未上电，一直处于休眠状态。汽车控制器系统内其它与第二控制电路相关联的控制器可判断此控制器异常，报警提示车辆异常，需要维修。

2、KL30供电异常，KL15供电正常：

如图2所示，当KL30供电异常，KL15供电正常时，仅路线1有电，第二控制电路有电压打开了第二单向导通电路，但由于第二单向导通电路也是正向导通，反向截止，故线路1电压无法通过线路4流向线路2。第一控制电路无电压无法打开第一单向导通电路。故线路2一直无电压。无KL30常电供电，仅KL15供电也无法唤醒汽车控制器系统内的控制器正常工作，也一直处于休眠状态，报警提示车辆异常，需要维修。

二、启动正常，行驶异常

1、行驶中KL15供电异常，KL30供电正常：

如图2所示，启动正常时，线路1和线路2都有电压，第一控制电路和第二控制电路都得到电压打开第一单向导通电路和第二单向导通电路，当线路1电压高于线路2时，线路1电流可通过线路3流向线路2；当线路2电压高于线路1时，线路2的电流可通过线路4流向线路1。进入正常行驶中时，KL15供电异常，KL30供电正常时，线路1的电压低于线路2，由于启动时第二单向导通电路已经被打开，线路2的电流可通过线路4流向线路1，为线路1供电，实现行驶中KL15供电异常，KL30供电正常，由KL30来为KL15供电功能。

2、行驶中KL30供电异常，KL15供电正常：

如图2所示，启动正常时，线路1和线路2都有电压，第一控制电路和第二控制电路都得到电压打开第一单向导通电路和第二单向导通电路，当线路1电压高于线路2时，线路1电流可通过线路3流向线路2；当线路2电压高于线路1时，线路2的电流可通过线路4流向线路1。进入正常行驶中时，KL15供电正常，KL30供电异常时，线路1的电压高于线路2，由于启动时第一单向导通电路已经被打开，线路1的电流可通过线路3流向线路2，为线路2供电，实现行驶中KL15供电正常，KL30供电异常，由KL15来为KL30供电功能。

三、正常下电

车辆的控制器根据车速或者其他控制器状态等判断整车已下电，由主控芯片控制第一控制电路和第二控制电路关闭第一单向导通电路和第二单向导通电路，实现车辆的下电需求。

作为优选的实施方式，第一控制电路和第二控制电路均设有电压比较电路。第一控制电路和第二控制电路均通过电压比较电路分别控制第一单向导通电路和第二单向导通电路的通断，实现供电异常时的开关控制电源KL15供电线路和KL30常电供电线路切换相互供电。

优选的，第一控制电路和第二控制电路均与车辆控制器通过CAN网络或LIN网络连接。通过第一控制电路和第二控制电路连接车辆控制器，以检测车辆控制器的休眠状态来准确判断供电是否异常。

优选的，第一控制电路和第二控制电路均设有与汽车仪表台连接的报警电路。这样在第一控制电路和第二控制电路检测到供电异常时，向驾驶员报警提示车辆异常，便于驾驶员即时维修，避免安全隐患。

本发明还提供应用上述开关控制保护电路的保护方法，如图3所示，包括步骤：

A、在KL30常电供电线路与开关控制电源KL15供电线路之间设置上述汽车控制器系统的开关控制保护电路；

B、整车KL15供电线路上电，车辆准备启动，处于静止安全状态；

C、通过第一控制电路和第二控制电路检测车辆控制器的休眠状态，判断开关控制电源KL15供电线路、KL30常电供电线路是否异常，若检测到开关控制电源KL15供电线路或KL30常电供电线路异常，则禁止车辆运行并通过汽车仪表台向驾驶员提示故障；若无异常则车辆开始运行；

D、在车辆运行过程中，通过第一控制电路和第二控制电路实时检测供电，判断开关控制电源KL15供电线路、KL30常电供电线路是否异常；

E、若开关控制电源KL15供电线路异常，则由KL30常电供电线路向开关控制电源KL15供电线路供电；若KL30常电供电线路异常，则由开关控制电源KL15供电线路向KL30常电供电线路供电；判断供电异常后向通过汽车仪表台驾驶员提示故障。

上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体设计并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的构思和技术方案进行的各种非实质性的改进，或未经改进将本发明的构思和技术方案直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1. 一种汽车控制器系统的开关控制保护方法，其特征在于包括以下步骤：

A、在 KL30 常电供电线路与开关控制电源 KL15 供电线路之间设置汽车控制器系统的开关控制保护电路，所述的开关控制保护电路包括 KL30 常电供电线路与开关控制电源KL15 供电线路，在 KL30 常电供电线路与开关控制电源 KL15 供电线路之间并联设置有第一单向导通电路和第二单向导通电路，所述第一单向导通电路的导通方向从所述KL30常电供电线路向所述开关控制电源 KL15 供电线路，所述第二单向导通电路的导通方向从所述开关控制电源 KL15 供电线路向所述 KL30 常电供电线路，所述第一单向导通电路

和第二单向导通电路分别连接有第一控制电路和第二控制电路，所述第一控制电路和第二控制电路分别与所述 KL30 常电供电线路和所述开关控制电源 KL15 供电线路连接；

B、整车 KL15 供电线路上电，车辆准备启动，处于静止安全状态；

C、通过第一控制电路和第二控制电路判断开关控制电源 KL15 供电线路、KL30 常电供电线路是否异常，若检测到开关控制电源 KL15 供电线路或 KL30 常电供电线路异常，则禁止车辆运行并向驾驶员提示故障；若无异常则车辆开始运行；

D、在车辆运行过程中，通过第一控制电路和第二控制电路实时检测供电，判断开关控制电源 KL15 供电线路、KL30 常电供电线路是否异常；

E、若开关控制电源 KL15 供电线路异常，则由 KL30 常电供电线路向开关控制电源KL15供电线路供电；若 KL30 常电供电线路异常，则由开关控制电源 KL15 供电线路向KL30 常电供电线路供电；判断供电异常后向驾驶员提示故障。

2.根据权利要求 1所述的汽车控制器系统的开关控制保护方法，其特征在于所述 C步骤中，通过第一控制电路和第二控制电路检测车辆控制器的休眠状态判断供电是否异常。

3.根据权利要求 2所述的汽车控制器系统的开关控制保护方法，其特征在于所述 C步骤和E 步骤中，第一控制电路和第二控制电路通过汽车仪表台向驾驶员报警提示相应的故障。

4.根据权利要求 1所述的汽车控制器系统的开关控制保护方法，其特征在于所述第一控制电路和第二控制电路均设有电压比较电路，

所述第一控制电路和第二控制电路均与车辆控制器通过 CAN 网络或 LIN 网络连接，所述第一控制电路和第二控制电路均设有与汽车仪表台连接的报警电路。