CN113296431B - 用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路。该控制电路包括依次电连接的稳压滤波及防护电路、第一选通控制电路、电源电路、带有复位置位功能的双D触发电路及高边驱动电路，电连接高边驱动电路和稳压滤波及防护电路的继电器及其触点检测电路，与继电器及其触点检测电路电连接的微处理器电路，以及延时反向电路模块；延时反向电路模块包括电连接于第一选通控制电路和电源电路之间的第二选通控制电路、第三延时反向电路，与第二选通控制电路并联的第一延时反向电路和第二延时反向电路。本发明控制简单，维修方便，可靠性高成本低，可提升车主的体验效果。

Description

用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路

技术领域

本发明涉及汽车电子控制器技术领域，特别涉及一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路。

背景技术

根据ISO26262和GB/T34590-2017标准，为了确保人身安全，汽车IG电源(或ON档电源，指汽车点火钥匙打到ON档接通的电源，也就是发动机起动过程中不断开的电源)应该达到安全等级D级。当控制它的主电路发生故障时，辅助电路应该动作，确保IG电源不被掉电；而当需要切断IG电源时，可以通过按Start-stop开关切断IG电源，通常可采取电路冗余和失效检测报警的设计方法来实现。

在有些技术中，通常采用两个控制器或两个微处理器电路控制IG电源，其中一个控制器或微处理器电路作为主控和监测，另外一个控制器或微处理器电路作为监测和辅控。这样需要约定两种通信方式、通信协议和控制策略，通用性和灵活性差，成本较高。此外，在有些技术中，会在一个控制器内部采用一个单片机作为主控和监测，另外设计一个电路做跛行监测，当监测到跛行状态时，强制IG电源一直处于上电状态，直至拔掉蓄电池。这种方案容易造成电池快速亏电，不便于在车内等待救援，不便于维修，增加了维修成本，车主体验差。

发明内容

本发明提供一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，控制简单，维修方便，可靠性高成本低，可提升车主的体验效果。

第一方面，本发明提供了一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，包括：

稳压滤波及防护电路；

第一选通控制电路，与所述稳压滤波及防护电路电连接；

电源电路，与所述第一选通控制电路电连接；

带有复位置位功能的双D触发电路，与所述电源电路电连接；

高边驱动电路，与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接；

继电器及其触点检测电路，电连接所述高边驱动电路和所述稳压滤波及防护电路；

微处理器电路，与所述继电器及其触点检测电路电连接；以及，

延时反向电路模块，包括电连接于所述第一选通控制电路和所述电源电路之间的第二选通控制电路、第三延时反向电路，以及与所述第二选通控制电路并联的第一延时反向电路和第二延时反向电路，所述第一延时反向电路与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接，所述第二延时反向电路与所述第三延时反向电路电连接，所述第三延时反向电路与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接。

在一些实施例中，所述稳压滤波及防护电路包括分别与所述继电器及其触点检测电路的Sts_IG1端和Sts_IG2端一一对应电连接的第三二极管和第五二极管，与所述第五二极管电连接的第五电容，与所述第三二极管串联的第一电阻，与所述第一电阻串联的第四二极管，与所述第四二极管并联的第三电容和第四电容，以及电连接于所述第三二极管和所述第一电阻之间的第二二极管。

在一些实施例中，所述第一选通控制电路包括与所述第四电容串联的第一三极管元件，以及与所述第一三极管元件串联的第六二极管；

所述电源电路包括与所述第一三极管元件串联的第一二极管，与所述第一二极管串联的第一电容，以及与所述第一电容并联的第二电容。

在一些实施例中，所述第二选通控制电路包括与所述第一三极管元件电连接的第四三极管元件，与所述第四三极管元件电连接的第七二极管，以及与所述第七二极管电连接的第六电阻。

在一些实施例中，所述第一延时反向电路包括与所述第四三极管元件电连接的第八电阻，分别与所述第八电阻串联的第五三极管元件和第八电容，以及与所述第五三极管元件电连接的第七电阻；

在一些实施例中，所述第二延时反向电路包括与所述第四三极管元件电连接的第五电阻，分别与所述第五电阻串联的第七电容和第三三极管元件，以及与所述第三三极管元件电连接的第四电阻。

在一些实施例中，所述第三延时反向电路包括与所述第一三极管元件和所述第四电阻均电连接的第三电阻，分别串联于所述第三电阻和第四电阻之间的第六电容和第二三极管元件，以及与所述第二三极管元件电连接的第二电阻。

在一些实施例中，所述带有复位置位功能的双D触发电路包括第一电路芯片，与所述第一电路芯片的第一接口端电连接的第十一电阻，分别与所述第一电路芯片的第二接口端串联的第十电容和第十电阻，与所述第一电路芯片的第三接口端串联的第十二电阻，与所述第一电路芯片的第四接口端串联的第十五电阻，与所述第一电路芯片的第十接口端串联的第十八电阻，与所述第一电路芯片的第十一接口端串联的第十四电阻，分别与所述第一电路芯片的第十二接口端串联的第十三电阻和第九电容，与所述第一电路芯片的第十三接口端串联的第九电阻，以及与所述第一电路芯片的第十四接口端串联的第十一电容，所述第十电阻和所述第十二电阻之间串联有第十六电阻和第十七电阻，且所述第十六电阻和所述第十七电阻的连接处接地，所述第十三电阻和所述第十四电阻之间串联有第十九电阻和第二十电阻，且所述第十九电阻和所述第二十电阻的连接处接地，且所述第一电路芯片的第四接口端和第十接口端均与所述第二电阻串联，所述第一电路芯片的第一接口端和第十三接口端均与所述第七电阻串联，所述第十一电阻、所述第九电阻、所述第十五电阻、所述第十八电阻及所述第一电路芯片的第十四接口端均与所述第二电容串联。

在一些实施例中，所述高边驱动电路包括第二电路芯片，与所述第二电路芯片的第一接口端串联的第二十一电阻，分别与所述第二电路芯片的第四接口端串联的第二十四电阻和第九二极管，与所述第二电路芯片的第七接口端串联的第二十五电阻，并联于所述第二十五电阻两端的第二十七电阻和第十八电容，与所述第二电路芯片的第八接口端串联的第二十九电阻，与所述第二电路芯片的第九接口端、第十接口端、第十一接口端及第十二接口端均电连接的第十七电容，与所述第二电路芯片的第十三接口端、第十四接口端、第十五接口端及第十六接口端均电连接的第十四电容，以及与所述第二电路芯片的第十七接口端电连接的第十二电容，所述第十二电容和所述第十四电容均接地。

在一些实施例中，所述继电器及其触点检测电路包括与所述第二电路芯片的第十三接口端电连接的第一继电器开关，与所述第二电路芯片的第十二接口端电连接的第二继电器开关，分别与所述第一继电器开关并联的第八二极管、第十三电容，串联后与所述第十三电容并联的第二十二电阻和第二十三电阻，与所述第二十三电阻并联的第十五电容，分别与所述第二继电器开关并联的第十二极管、第十六电容，串联后与所述第十六电容并联的第二十六电阻和第二十八电阻，以及与所述第二十八电阻并联的第十九电容，所述第一继电器开关的Sts_IG1端与所述第三二极管电连接，所述第二继电器开关的Sts_IG2端与所述第五二极管电连接。

本发明提供的技术方案带来的有益效果包括：

本发明实施例提供了一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，该电路包括稳压滤波及防护电路、第一选通控制电路、电源电路、第二选通控制电路、第一反向延时电路、第二反向延时电路、第三反向延时电路、带有复位置位功能的双D触发电路、高边驱动电路、继电器及其触点检测电路、微处理器电路。当电路正常工作时，第一选通控制电路的Limphome_EN端输出开路，微处理器电路通过DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端控制继电器及其触点检测电路中继电器的状态；当电路发生异常时，例如MCU不喂狗或者MCU的电源失效，第一选通控制电路的Limphome_EN端输出短路，继电器及其触点检测电路中继电器被一直维持导通状态，可以通过按一下继电器开关，使第二选通控制电路的IDL_IG_SW端出现低电平脉冲，从而释放继电器及其触点检测电路中的继电器；当电路从异常恢复正常后，微处理器电路又可以通过DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端控制继电器及其触点检测电路中继电器的状态；微处理器电路通过AI2_MCU端监测电路状态，通过AI1_MCU端监测继电器的驱动状态，通过DI1_MCU端和DI2_MCU端监测继电器及其触点检测电路中继电器的触点状态，并通过CAN总线发送这些状态信息。

可知，本发明提供的控制电路，除了具有跛行回家控制电路的一般特征外，还可采用一个微处理器电路和一套逻辑电路实现跛行回家控制功能，可靠性高成本低；而且，省略了双微处理器电路之间的通信，软件控制简单可靠，控制器的互换性增强，测试简单，升级容易；而且，在进入跛行回家控制模式后，可以减缓亏电，方便维修，减少维修成本，可以打开位置灯在车内等待救援，降低车主的不满意度和抱怨程度。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例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一些实施例，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，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的电路结构示意框图；

图2为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的稳压滤波及防护电路、第一选通控制电路、电源电路的电路结构示意图；

图3为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的第二选通控制电路、第一延时反向电路、第二延时反向电路、第三延时反向电路的电路结构示意图；

图4为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的带有复位置位功能的双D触发电路的电路结构示意图；

图5为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的高边驱动电路、继电器及其触点检测电路的电路结构示意图；

图6为本发明实施例所述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的微处理器电路的电路结构示意图。

具体实施方式

现在将详细参照本发明的具体实施例，在附图中例示了本发明的例子。尽管将结合具体实施例描述本发明，但将理解，不是想要将本发明限于所述的实施例。相反，想要覆盖由所附权利要求限定的在本发明的精神和范围内包括的变更、修改和等价物。应注意，这里描述的方法步骤都可以由任何功能块或功能布置来实现，且任何功能块或功能布置可被实现为物理实体或逻辑实体、或者两者的组合。

为了使本领域技术人员更好地理解本发明，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细说明。

注意：接下来要介绍的示例仅是一个具体的例子，而不作为限制本发明的实施例必须为如下具体的步骤、数值、条件、数据、顺序等等。本领域技术人员可以通过阅读本说明书来运用本发明的构思来构造本说明书中未提到的更多实施例。

传统技术中，通常采用两个控制器或两个微处理器电路控制IG电源，其中一个控制器或微处理器电路作为主控和监测，另外一个控制器或微处理器电路作为监测和辅控。这样需要约定两种通信方式、通信协议和控制策略，通用性和灵活性差，成本较高。此外，在有些技术中，会在一个控制器内部采用一个单片机作为主控和监测，另外设计一个电路做跛行监测，当监测到跛行状态时，强制IG电源一直处于上电状态，直至拔掉蓄电池。这种方案容易造成电池快速亏电，不便于在车内等待救援，不便于维修，增加了维修成本，车主体验差。为了解决上述技术问题，本发明提供一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路。

具体地，如图1所示，本发明提供了一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路包括稳压滤波及防护电路，与稳压滤波及防护电路电连接的第一选通控制电路，与第一选通控制电路电连接的电源电路，与电源电路电连接的带有复位置位功能的双D触发电路，与带有复位置位功能的双D触发电路电连接的高边驱动电路，电连接高边驱动电路和稳压滤波及防护电路的继电器及其触点检测电路，与继电器及其触点检测电路电连接的微处理器电路，以及延时反向电路模块；而且，上述延时反向电路模块包括电连接于第一选通控制电路和电源电路之间的第二选通控制电路、第三延时反向电路，以及与第二选通控制电路并联的第一延时反向电路和第二延时反向电路，第一延时反向电路与带有复位置位功能的双D触发电路电连接，第二延时反向电路与第三延时反向电路电连接，第三延时反向电路与带有复位置位功能的双D触发电路电连接。

本发明提供的控制电路包括稳压滤波及防护电路、第一选通控制电路、电源电路、第二选通控制电路、第一反向延时电路、第二反向延时电路、第三反向延时电路、带有复位置位功能的双D触发电路、高边驱动电路、继电器及其触点检测电路、微处理器电路。当电路正常工作时，第一选通控制电路的Limphome_EN端输出开路，微处理器电路通过DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端控制继电器及其触点检测电路中继电器的状态；当电路发生异常时，例如MCU不喂狗或者MCU的电源失效，第一选通控制电路的Limphome_EN端输出短路，继电器及其触点检测电路中继电器被一直维持导通状态，可以通过按一下继电器开关，使第二选通控制电路的IDL_IG_SW端出现低电平脉冲，从而释放继电器及其触点检测电路中的继电器；当电路从异常恢复正常后，微处理器电路又可以通过DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端控制继电器及其触点检测电路中继电器的状态；微处理器电路通过AI2_MCU端监测电路状态，通过AI1_MCU端监测继电器的驱动状态，通过DI1_MCU端和DI2_MCU端监测继电器及其触点检测电路中继电器的触点状态，并通过CAN总线发送这些状态信息。

可知，本发明提供的控制电路，除了具有跛行回家控制电路的一般特征外，还可采用一个微处理器电路和一套逻辑电路实现跛行回家控制功能，可靠性高成本低；而且，省略了双微处理器电路之间的通信，软件控制简单可靠，控制器的互换性增强，测试简单，升级容易；而且，在进入跛行回家控制模式后，可以减缓亏电，方便维修，减少维修成本，可以打开位置灯在车内等待救援，降低车主的不满意度和抱怨程度。

具体地，如图2所示，上述稳压滤波及防护电路可包括分别与继电器及其触点检测电路的Sts_IG1端和Sts_IG2端一一对应电连接的第三二极管D3和第五二极管D5，与第五二极管D5电连接的第五电容C5，与第三二极管D3串联的第一电阻R1，与第一电阻R1串联的第四二极管D4，与第四二极管D4并联的第三电容C3和第四电容C4，以及电连接于第三二极管D3和第一电阻R1之间的第二二极管D2。而且，第三二极管D3(BAS321)和第五二极管D5(BAS321)是输入防反接和输入防串扰的二极管，第二二极管D2(MMBZ27VCLT1G)是防浪涌脉冲的TVS，第四二极管D4(BZX84-A3V6)是稳压二极管，第一电阻R1(1.5KΩ)是分压电阻，第五电容C5(47nF/50V)是防静电和高频滤波的电容，第四电容C4(2.2uF/10V)是低频滤波和储能的电容，第三电容C3(470nF/50V)是中频滤波电容。

在稳压滤波及防护电路中，Sts_IG1端和Sts_IG2端为稳压滤波及防护电路的输入端；3V6-IG端与第四二极管D4、第三电容C3及第四电容C4的输出端均连接，为稳压滤波及防护电路的输出端；GND端为电源负，第四二极管D4、第三电容C3、第四电容C4及第五电容C5均与GND端电连接。当Sts_IG1端和Sts_IG2端至少有一个为(9-16)V时，3V6-IG端为(3.6±0.1)V，其输出电流(0-5)mA；当Sts_IG1端和Sts_IG2端都为0V时，3V6-IG端为0V。低频或直流电流不能从Sts_IG1端流到Sts_IG2端或者从Sts_IG2端流到Sts_IG1端，能够防御人体静电、汽车电源脉冲、电磁抗干扰和电磁骚扰，也有电源储能和滤波作用。

而且，上述第一选通控制电路可包括与上述第四电容C4串联的第一三极管元件Q1，以及与第一三极管元件Q1串联的第六二极管D6。第六二极管D6(BAV70LT1G)是起防反向电流和两路隔离作用的二极管，第一三极管元件Q1(DTA114EKAT146)是起通断控制作用的三极管。Limphome_EN端为第一选通控制电路的开集输入，与第六二极管D6的第三端电连接；3V6-IG端为第一选通控制电路的输入，与第一三极管元件Q1的第二端电连接；3V3-LH端为第一选通控制电路的输出，与第一三极管元件Q1的第三端电连接。当Limphome_EN端输入为开路时，3V3-LH端输出为开路(0V)；当Limphome_EN端输入为0V时，3V3-LH端输出为((3V6-IG)-0.05)V。而且，Limphome_EN端可以同时控制其它支路，其它支路和本电路互不影响。

而且，上述电源电路可包括与上述第一三极管元件Q1串联的第一二极管D1，与第一二极管D1串联的第一电容C1，以及与第一电容C1并联的第二电容C2。第一二极管D1(BAT54C)是起防反向电流和两路隔离作用的低导通电压二极管，第一电容C1(100nF/50V)是中频滤波电容，第二电容C2(2.2uF/50V)是低频滤波和储能的电容。3V3-LH端为电源电路的输入，与第一二极管D1的第一端电连接；3.3V-VDD端为电源电路的输入，与第一二极管D1的第二端电连接；3V0-FF端为电源电路的输出，与并联的第一电容C1和第二电容C2的一端电连接；GND端为电源电路的电源负，与并联的第一电容C1和第二电容C2的另一端电连接。当3V3-LH端为((3V6-IG)-0.05)V和3.3V-VDD端为3.3V时，3V0-FF端为(3.45-3.65)V；当3V3-LH端为((3V6-IG)-0.05)V和3.3V-VDD端为0V时，3V0-FF端为(3.45-3.65)V；当3V3-LH端为0V和3.3V-VDD端为3.3V时，3V0-FF端为(2.95-3.15)V；当3V3-LH端为0V和3.3V-VDD端为0V时，3V0-FF端为0V。这样，低频或直流电流不能从3V3-LH端流到3.3V-VDD端或者从3.3V-VDD端流到3V3-LH端，3.3V-VDD端和3V3-LH端互不影响。

此外，如图3所示，上述第二选通控制电路可包括与第一三极管元件Q1电连接的第四三极管元件Q4，与第四三极管元件Q4电连接的第七二极管D7，以及与第七二极管D7电连接的第六电阻R6。第六电阻R6(1kΩ)是限流电阻，第七二极管D7(BAS321)是防反向电流的二极管，第四三极管元件Q4(DTA114EKAT146)是起通断控制作用的三极管。IDL_IG__SW端为第二选通控制电路的低边开关输入，与第六电阻R6电连接；3V3-LH端为第二选通控制电路的输入，与第四三极管元件Q4的第二端电连接；RESET端为第二选通控制电路的输出，与第四三极管元件Q4的第三端电连接。当IDL_IG__SW端输入为开路时，RESET端输出为开路(0V)；当IDL_IG__SW端输入为0V时，RESET端输出为((3V3-LH)-0.05)V。

而且，上述第一延时反向电路可包括与第四三极管元件Q4电连接的第八电阻R8，分别与第八电阻R8串联的第五三极管元件Q5和第八电容C8，以及与第五三极管元件Q5电连接的第七电阻R7。第八电阻R8(2kΩ)和第八电容C8(470nF)组成RC延时电路，其充放电时间常数为0.94mS，第五三极管元件Q5(DTC114EKAT146)是起反向输出作用的三极管，第七电阻R7(10Ω)是输出限流电阻。RESET端为第一延时反向电路的输入，与第八电阻R8电连接；RESET-FF端为第一延时反向电路的输出，与第七电阻R7电连接；GND为第一延时反向电路的电源负，与第八电容C8一端及第五三极管元件Q5的第二端电连接。当RESET端输入为低电平(约0V)时，RESET-FF端输出为开路；当RESET端输入为高电平(约3.3V)时，RESET-FF端输出为0V。RESET-FF端的输出电阻不大于100ohm(欧姆)，第一延时反向电路的充电时间常数和放电时间常数相同。

而且，上述第二延时反向电路可包括与第四三极管元件Q4电连接的第五电阻R5，分别与第五电阻R5串联的第七电容C7和第三三极管元件Q3，以及与第三三极管元件Q3电连接的第四电阻R4。第五电阻R5(2kΩ)和第七电容C7(47nF)组成RC延时电路，其充放电时间常数为0.094mS，第三三极管元件Q3(DTC114EKAT146)是起反向输出作用的三极管，第四电阻R4(10Ω)是输出限流电阻。RESET端为第二延时反向电路的输入，与第五电阻R5电连接；SET端为第二延时反向电路的输出，与第四电阻R4电连接；GND端为第二延时反向电路的电源负，与第七电容C7一端及第三三极管元件Q3的第二端电连接。当RESET输入为低电平(约0V)时，SET输出为开路；当RESET输入为高电平(约3.3V)时，SET输出为0V。SET端的输出电阻和RESET-FF端的输出电阻相同，第二延时反向电路的充电时间常数和放电时间常数相同，第二延时反向电路的充放电时间常数是第一延时反向电路的10倍。

而且，上述第三延时反向电路可包括与第一三极管元件Q1和第四电阻R4均电连接的第三电阻R3，分别串联于第三电阻R3和第四电阻R4之间的第六电容C6和第二三极管元件Q2，以及与第二三极管元件Q2电连接的第二电阻R2。第三电阻R3(20kΩ)和第六电容C6(47nF)组成RC充电延时电路，其充电时间常数为0.94mS，第四电阻R4(10Ω)和第六电容C6(47nF)组成RC放电延时电路，其放电时间常数为0.47uS，第二三极管元件Q2(DTC114EKAT146)是起反向输出作用的三极管，第二电阻R2(10Ω)是输出限流电阻。3V3-LH端为第三延时反向电路的输入，与第三电阻R3一端电连接；SET端为第三延时反向电路的输入，与第三电阻R3另一端和第二三极管元件Q2的第一端电连接；SET-FF端为第三延时反向电路的输出，与第二电阻R2电连接；GND端为第三延时反向电路的电源负，与第六电容C6一端及第二三极管元件Q2的第二端电连接。当3V3-LH端为低电平(约0V)时，SET-FF端输出为开路；当3V3-LH端为高电平(约3.3V)且SET端为开路时，SET-FF端输出为低电平(约0V)；当3V3-LH端为高电平(约3.3V)且SET端为低电平(约0V)时，SET-FF端输出为开路；SET-FF端的输出电阻和RESET-FF端上的输出电阻相同，第三延时反向电路的充电时间常数和第一延时反向电路的充电时间常数相同，第三延时反向电路的放电时间常数是第一延时反向电路的放电时间常数的200倍。RESET-FF端和SET-FF端不同时输出0V。

此外，如图4所示，上述带有复位置位功能的双D触发电路可包括第一电路芯片U1，与第一电路芯片U1的第一接口端电连接的第十一电阻R11，分别与所述第一电路芯片的第二接口端串联的第十电容C10和第十电阻R10，与第一电路芯片U1的第三接口端串联的第十二电阻R12，与第一电路芯片U1的第四接口端串联的第十五电阻R15，与第一电路芯片U1的第十接口端串联的第十八电阻R18，与第一电路芯片U1的第十一接口端串联的第十四电阻R14，分别与第一电路芯片U1的第十二接口端串联的第十三电阻R13和第九电容C9，与第一电路芯片U1的第十三接口端串联的第九电阻R9，以及与第一电路芯片U1的第十四接口端串联的第十一电容C11，第十电阻R10和第十二电阻Q12之间串联有第十六电阻R16和第十七电阻R17，且第十六电阻R16和第十七电阻R17的连接处接地，第十三电阻R13和第十四电阻R14之间串联有第十九电阻R19和第二十电阻R20，且第十九电阻R19和第二十电阻R20的连接处接地，且第一电路芯片U1的第四接口端和第十接口端均与第二电阻R2串联，第一电路芯片U1的第一接口端和第十三接口端均与第七电阻R7串联，第十一电阻R11、第九电阻R9、第十五电阻R15、第十八电阻R18及第一电路芯片U1的第十四接口端均与第二电容C2串联。

而且，第十电阻R10(15KΩ)、第十二电阻R12(15KΩ)、第十三电阻R13(15KΩ)和第十四电阻R14(15KΩ)是输入信号的限流电阻，第九电容C9(4.7uF/10V)和第十电容C10(4.7uF/10V)是输入信号DO1_MCU和DO3_MCU的滤波电容，第十六电阻R16(100KΩ)、第十七电阻R17(100KΩ)、第十九电阻R19(100KΩ)、第二十电阻R20(100KΩ)是输入信号的下拉电阻，第九电阻R9(20KΩ)、第十一电阻R11(20KΩ)、第十五电阻R15(20KΩ)、第十八电阻R18(20KΩ)是输入信号上拉电阻，第十一电容C11(47nF)是电源高频滤波电容，第一电路芯片U1(74AHC74BQ-Q100)是双D触发IC。而且，RESET-FF端、SET-FF端、DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端均为带有复位置位功能的双D触发电路的输入，O_IG1端和O_IG2端均为带有复位置位功能的双D触发电路的输出，3V0-FF端为带有复位置位功能的双D触发电路的电源正，GND为带有复位置位功能的双D触发电路的电源负。当RESET-FF端输入低电平(约0V)且SET-FF端输入开路(约3.3V)时，O_IG1端和O_IG2端都输出低电平(约0V)；当RESET-FF端输入开路(约3.3V)且SET-FF端输入低电平(约0V)时，O_IG1端和O_IG2端都输出高电平(约3.3V)；当RESET-FF端和SET-FF端都输入低电平(约0V)时，O_IG1端和O_IG2端都输出高电平(约3.3V)；当RESET-FF端和SET-FF端都输入开路(约3.3V)时，且当DO2_MCU端输入上升沿时，输入信号DO1_MCU被传输到输出O_IG1端；当RESET-FF端和SET-FF端都输入开路(约3.3V)时，且当DO2_MCU端输入其它信号时，O_IG1端维持原态；当RESET-FF端和SET-FF端都输入开路(约3.3V)时，且当DO4_MCU端输入上升沿时，输入信号DO3_MCU被传输到输出O_IG2端；当RESET-FF端和SET-FF端都输入开路(约3.3V)时，且当DO3_MCU端输入其它信号时，O_IG2端维持原态；为了提高抗干扰能力，输入信号DO1_MCU和DO3_MCU需要被滤波。

此外，如图5所示，上述高边驱动电路可包括第二电路芯片U2，与第二电路芯片U2的第一接口端串联的第二十一电阻R21，分别与第二电路芯片U2的第四接口端串联的第二十四电阻R24和第九二极管D9，与第二电路芯片U2的第七接口端串联的第二十五电阻R25，并联于第二十五电阻R25两端的第二十七电阻R27和第十八电容C18，与第二电路芯片U2的第八接口端串联的第二十九电阻R29，与第二电路芯片U2的第九接口端、第十接口端、第十一接口端及第十二接口端均电连接的第十七电容C17，与第二电路芯片U2的第十三接口端、第十四接口端、第十五接口端及第十六接口端均电连接的第十四电容C14，以及与第二电路芯片U2的第十七接口端电连接的第十二电容C12，第十二电容C12和第十四电容C14均接地。

而且，第十一电阻R11(15KΩ)和第二十九电阻R29(15KΩ)是输入信号的限流电阻，第二十四电阻R24(4.7kΩ)是适用于感性负载的接地电阻，第九二极管D9(BAS321)是用于限制地偏移量的电阻，第二十七电阻R27(820Ω)是电流采样电阻，第二十五电阻R25(15kΩ)是电流采样的限流电阻，第十八电容C18(1nF)是电流采样的滤波电容，第十二电容C12(68nF)是电源滤波电容、第十四电容C14(47nF)和第十七电容C17(47nF)是输出滤波电容，第二电路芯片U2(VND7140AJTR)是高边驱动IC。

而且，O_IG1端、O_IG2端、DO5_MCU端、DO6_MCU端为高边驱动电路的输入，AI_MCU端、IG1_Relay端和IG2_Relay端为高边驱动电路的输出，BAT+为高边驱动电路的电源正，GND为高边驱动电路的电源负。当O_IG1端输入为高电平(约3.3V)时，IG1_Relay端输出高电压(BAT+)；当O_IG1端输入为低电平(约0V)时，IG1_Relay端输出低电压(0V)；当O_IG2端输入为高电平(约3.3V)时，IG2_Relay端输出高电压(BAT+)；当O_IG2端输入为低电平(约0V)时，IG2_Relay端输出低电压(0V)；当DO5_MCU端输入为低电平(约0V)时，AI_MCU端输出0V；当DO5_MCU端输入为高电平(约3.3V)且DO6_MCU端输入为低电平(约0V)时，AI_MCU端输出为IG1_Relay的电流对应值；当DO5_MCU端输入为高电平(约3.3V)且DO6_MCU端输入为高电平(约3.3V)时，AI_MCU端输出为IG2_Relay端的电流对应值。

而且，上述继电器及其触点检测电路可包括与第二电路芯片U2的第十三接口端电连接的第一继电器开关K1，与第二电路芯片U2的第十二接口端电连接的第二继电器开关K2，分别与第一继电器开关K1并联的第八二极管D8、第十三电容C13，串联后与第十三电容C13并联的第二十二电阻R22和第二十三电阻R23，与第二十三电阻R23并联的第十五电容C15，分别与第二继电器开关K2并联的第十二极管D10、第十六电容C16，串联后与第十六电容C16并联的第二十六电阻R26和第二十八电阻R28，以及与第二十八电阻R28并联的第十九电容C19，第一继电器开关K1的Sts_IG1端与第三二极管D3电连接，第二继电器开关K2的Sts_IG2端与第五二极管D5电连接。

而且，第一继电器开关K1(G8N-1)和第二继电器开关K2(G8N-1)是IG1继电器和IG2继电器，第八二极管D8(NRVA4003T3G)和第十二极管D10(NRVA4003T3G)是续流二极管，第十三电容C13(10nF)和第十六电容C16(10nF)是继电器触点消弧电容。第二十二电阻R22(100kΩ)和第二十三电阻R23(100kΩ)是Sts_IG1端的限流分压采样电阻，第二十六电阻R26(100kΩ)和第二十八电阻R28(100kΩ)是Sts_IG2端的限流分压采样电阻，第十五电容C15(10nF)和第十九电容C19(10nF)分别是Sts_IG1端和Sts_IG2端的采样滤波电容。

而且，IG1_Relay端、IG2_Relay端为继电器及其触点检测电路的输入，Sts_IG1端、Sts_IG2端、Sts_uC_IG1端、Sts_uC_IG2端为继电器及其触点检测电路的输出，BAT+为继电器及其触点检测电路的电源正，GND为继电器及其触点检测电路的电源负。当IG1_Relay端输入高电压(BAT+)时，第一继电器开关K1(继电器IG1)吸合，Sts_IG1端输出高电压(BAT+)，Sts_uC_IG1端输出被限流的高电平(BAT+/2)；当IG1_Relay端输入低电压(约0V)时，第一继电器开关K1(继电器IG1)释放，Sts_IG1端输出低电压(约0V)，Sts_uC_IG1端输出低电平(约0V)；当IG2_Relay端输入高电压(BAT+)时，第二继电器开关K2(继电器IG2)吸合，Sts_IG2端输出高电压(BAT+)，Sts_uC_IG2端输出被限流的高电平(BAT+/2)；当IG2_Relay端输入低电压(约0V)时，第二继电器开关K2(继电器IG2)释放，Sts_IG2端输出低电压(约0V)，Sts_uC_IG2端输出低电平(约0V)。继电器及其触点检测电路具有继电器触点的续流和消弧功能，具有Sts_uC_IG1端和Sts_uC_IG2端的滤波功能。

此外，如图6所示，微处理器电路uC，其具体实现电路由第三电路芯片U3组成。而且，第三电路芯片U3(SPC5747C)是NXP公司的单片机，3.3V-VDD端为电源正(约3.3V)，GND端为电源负，具有6个或以上的数字量输出(DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端、DO5_MCU端、DO6_MCU端)功能，具有2个或以上的数字量输入检测(Sts_uC_IG1端、Sts_uC_IG2端)功能，Sts_uC_IG1端和Sts_uC_IG2端输入被钳位在约3.3V，具有2个或以上的模拟量输入检测(AI1_MCU端、3V3-LH端)功能，具有1个或以上CAN总线功能(CANH端、CANL端)。

此外，上述用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路的工作原理如下：

在第一继电器开关K1和第二继电器开关K2释放状态下，Sts_IG1端和Sts_IG2端为0V，不管Limphome_EN端是什么状态，3V3-LH端总是为0V，RESET-FF端和SET-FF端也总是约3.3V，IG1_Relay端和IG2_Relay端仅受第三电路芯片U3的DO1_MCU端、DO2_MCU端、DO3_MCU端、DO4_MCU端控制，即第一继电器开关K1和第二继电器开关K2仅受软件策略控制。

在第一继电器开关K1和第二继电器开关K2吸合状态下，如果第三电路芯片U3不喂狗或者3.3V-VDD端异常，Limphome_EN端就会输出0V，3V3-LH端为约3.3V，SET-FF端为约3.3V，RESET-FF端为0V，强制O_IG1端和O_IG2端输出约3.3V，IG1_Relay端和IG2_Relay端输出约13.5V，第一继电器开关K1和第二继电器开关K2维持吸合。当按一下IDL_IG__SW端开关，IDL_IG__SW端产生0V脉冲，SET-FF端为0V，RESET-FF端为约3.3V，O_IG1端和O_IG2端输出0V，IG1_Relay端和IG2_Relay端输出0V，第一继电器开关K1和第二继电器开关K2释放，3V3-LH端改变为0V，RESET-FF端和SET-FF端改变为约3.3V，第一继电器开关K1和第二继电器开关K2维持释放状态。为了避免干扰信号释放第一继电器开关K1和第二继电器开关K2，第一延时反向电路、第二延时反向电路、第三延时反向电路和带有复位置位功能的双D触发电路都设置了滤波电路、只有当IDL_IG__SW端开关的按下时间不小于200ms时，第一继电器开关K1和第二继电器开关K2才会确保释放。

而且，第三电路芯片U3通过设置DO5_MCU端和DO6_MCU端输出和测量AI1_MCU端输入来检测IG1_Relay端和IG2_Relay端的电流值，第三电路芯片U3检测3V3-LH端的电压值，第三电路芯片U3监测Sts_IG1端和Sts_IG2端的状态，并把这些测量结果按软件策略发送到CAN总线。

本发明提供的控制电路，除了单片机失效后能启动跛行回家控制功能外，电源系统失效后也能启动跛行回家控制功能，如果单片机失效，例如喂狗信号消失，或者控制器的电源系统失效，例如3.3V-VDD端为0V，就会使Limphome_EN端有效，如果车辆的第一继电器开关K1或第二继电器开关K2处于工作状态，即Sts_IG1端或Sts_IG2端为高电平，就会激活该跛行回家控制器电路，维持第一继电器开关K1或第二继电器开关K2失效前的状态，使车辆中其它控制器保持有电状态，保证了车辆的安全，如果车辆的第一继电器开关K1或第二继电器开关K2处于非工作状态，车辆已处于安全状态，就没有必要给车辆中其它控制器上电；除了在跛行条件满足后能够维持IG继电器(继电器开关)的状态外，还能在把车辆停在安全地方后手动释放IG继电器，当车辆停在安全位置后，按一下IDL_IG__SW端开关，第一继电器开关K1或第二继电器开关K2被释放，车辆中其它控制器就被下电；微处理器电路uC实时监测跛行回家控制电路，如有异常就通过CAN网络发送异常报警信息，微处理器电路uC实时监测Sts_uC_IG1端(第一继电器开关的状态)、Sts_uC_IG2端(第二继电器开关的状态)、3.3V-LH端(跛行回家状态)和AI_MCU端(继电器驱动电流)，如发现异常就将异常信息通过CAN网路发出，其它控制器收到此信息后进行相应的处理，例如仪表提示异常或音响发出警告音；跛行回家控制电路采用边沿触发的D触发器和较大容量的电容，抗干扰能力强，因此可靠性高；跛行回家控制电路在OFF档没有被供电，因此其暗电流低，跛行回家控制电路的控制部分采用分立器件和简单的门电路，因此成本较低。

显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (10)

1.一种用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，包括：

稳压滤波及防护电路；

第一选通控制电路，与所述稳压滤波及防护电路电连接；

电源电路，与所述第一选通控制电路电连接；

带有复位置位功能的双D触发电路，与所述电源电路电连接；

高边驱动电路，与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接；

继电器及其触点检测电路，电连接所述高边驱动电路和所述稳压滤波及防护电路；

微处理器电路，与所述继电器及其触点检测电路电连接；以及，

延时反向电路模块，包括电连接于所述第一选通控制电路和所述电源电路之间的第二选通控制电路、第三延时反向电路，以及与所述第二选通控制电路并联的第一延时反向电路和第二延时反向电路，所述第一延时反向电路与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接，所述第二延时反向电路与所述第三延时反向电路电连接，所述第三延时反向电路与所述带有复位置位功能的双D触发电路电连接。

2.根据权利要求1所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述稳压滤波及防护电路包括分别与所述继电器及其触点检测电路的Sts_IG1端和Sts_IG2端一一对应电连接的第三二极管和第五二极管，与所述第五二极管电连接的第五电容，与所述第三二极管串联的第一电阻，与所述第一电阻串联的第四二极管，与所述第四二极管并联的第三电容和第四电容，以及电连接于所述第三二极管和所述第一电阻之间的第二二极管。

3.根据权利要求2所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述第一选通控制电路包括与所述第四电容串联的第一三极管元件，以及与所述第一三极管元件串联的第六二极管；

所述电源电路包括与所述第一三极管元件串联的第一二极管，与所述第一二极管串联的第一电容，以及与所述第一电容并联的第二电容。

4.根据权利要求3所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述第二选通控制电路包括与所述第一三极管元件电连接的第四三极管元件，与所述第四三极管元件电连接的第七二极管，以及与所述第七二极管电连接的第六电阻。

5.根据权利要求4所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述第一延时反向电路包括与所述第四三极管元件电连接的第八电阻，分别与所述第八电阻串联的第五三极管元件和第八电容，以及与所述第五三极管元件电连接的第七电阻。

6.根据权利要求5所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述第二延时反向电路包括与所述第四三极管元件电连接的第五电阻，分别与所述第五电阻串联的第七电容和第三三极管元件，以及与所述第三三极管元件电连接的第四电阻。

7.根据权利要求6所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述第三延时反向电路包括与所述第一三极管元件和所述第四电阻均电连接的第三电阻，分别串联于所述第三电阻和第四电阻之间的第六电容和第二三极管元件，以及与所述第二三极管元件电连接的第二电阻。

8.根据权利要求7所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述带有复位置位功能的双D触发电路包括第一电路芯片，与所述第一电路芯片的第一接口端电连接的第十一电阻，分别与所述第一电路芯片的第二接口端串联的第十电容和第十电阻，与所述第一电路芯片的第三接口端串联的第十二电阻，与所述第一电路芯片的第四接口端串联的第十五电阻，与所述第一电路芯片的第十接口端串联的第十八电阻，与所述第一电路芯片的第十一接口端串联的第十四电阻，分别与所述第一电路芯片的第十二接口端串联的第十三电阻和第九电容，与所述第一电路芯片的第十三接口端串联的第九电阻，以及与所述第一电路芯片的第十四接口端串联的第十一电容，所述第十电阻和所述第十二电阻之间串联有第十六电阻和第十七电阻，且所述第十六电阻和所述第十七电阻的连接处接地，所述第十三电阻和所述第十四电阻之间串联有第十九电阻和第二十电阻，且所述第十九电阻和所述第二十电阻的连接处接地，且所述第一电路芯片的第四接口端和第十接口端均与所述第二电阻串联，所述第一电路芯片的第一接口端和第十三接口端均与所述第七电阻串联，所述第十一电阻、所述第九电阻、所述第十五电阻、所述第十八电阻及所述第一电路芯片的第十四接口端均与所述第二电容串联。

9.根据权利要求8所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述高边驱动电路包括第二电路芯片，与所述第二电路芯片的第一接口端串联的第二十一电阻，分别与所述第二电路芯片的第四接口端串联的第二十四电阻和第九二极管，与所述第二电路芯片的第七接口端串联的第二十五电阻，并联于所述第二十五电阻两端的第二十七电阻和第十八电容，与所述第二电路芯片的第八接口端串联的第二十九电阻，与所述第二电路芯片的第九接口端、第十接口端、第十一接口端及第十二接口端均电连接的第十七电容，与所述第二电路芯片的第十三接口端、第十四接口端、第十五接口端及第十六接口端均电连接的第十四电容，以及与所述第二电路芯片的第十七接口端电连接的第十二电容，所述第十二电容和所述第十四电容均接地。

10.根据权利要求9所述的用于汽车电子控制器的跛行回家控制电路，其特征在于，所述继电器及其触点检测电路包括与所述第二电路芯片的第十三接口端电连接的第一继电器开关，与所述第二电路芯片的第十二接口端电连接的第二继电器开关，分别与所述第一继电器开关并联的第八二极管、第十三电容，串联后与所述第十三电容并联的第二十二电阻和第二十三电阻，与所述第二十三电阻并联的第十五电容，分别与所述第二继电器开关并联的第十二极管、第十六电容，串联后与所述第十六电容并联的第二十六电阻和第二十八电阻，以及与所述第二十八电阻并联的第十九电容，所述第一继电器开关的Sts_IG1端与所述第三二极管电连接，所述第二继电器开关的Sts_IG2端与所述第五二极管电连接。

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