CN217332779U - 具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备 - Google Patents

具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备 Download PDF

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CN217332779U CN202220375814.3U CN202220375814U CN217332779U CN 217332779 U CN217332779 U CN 217332779U CN 202220375814 U CN202220375814 U CN 202220375814U CN 217332779 U CN217332779 U CN 217332779U
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Abstract

本申请实施例的提供一种具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备，该具有诊断功能的车载电源包括电源管理单元、系统级芯片、检测单元和微控制器；电源管理单元的不同电压输出端与系统级芯片的电压输入端连接，以用于向系统级芯片供电；检测单元连接电源管理单元和系统级芯片之间的至少一路电源通道，以用于对每路电源通道进行检测，并将得到的检测数据发送至微控制器；微控制器用于根据检测数据获取每路电源通道的工作状态，并在确定至少一路电源通道发生故障时确定相应故障类型。该具有诊断功能的车载电源不仅可以通报电源管理单元的故障，还可以确定发生故障的对应的电源通道，以及确定故障类型，从而可以提高电源的安全性能。

Description

具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备
技术领域
本实用新型涉及车载电源领域，尤其涉及一种具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备。
背景技术
在现有的车载电源中，当车辆的电源管理单元出现故障时，电源管理单元虽然可以通报的故障，但是系统级芯片并不能确定具体是电源管理单元多个电源通道中的哪一路发生故意，也不能确定故障类型。此外，当多个电源通道中的任意一路发生故障时，也可能使系统级芯片电源异常，导致不能正常工作。
实用新型内容
有鉴于此，本实用新型的目的是为了克服现有技术中的不足，提供一种具有诊断功能的车载电源、车载电源诊断系统和车载设备。
本实用新型提供如下技术方案：
本申请实施例提供一种具有诊断功能的车载电源，包括：电源管理单元、系统级芯片、检测单元和微控制器；
所述电源管理单元的不同电压输出端与所述系统级芯片的电压输入端连接，以用于向所述系统级芯片供电；
所述检测单元连接所述电源管理单元和所述系统级芯片之间的至少一路电源通道，以用于对每路所述电源通道进行检测，并将得到的检测数据发送至所述微控制器；
所述微控制器用于根据所述检测数据获取每路所述电源通道的工作状态，并在确定至少一路所述电源通道发生故障时确定相应故障类型。
在一种实施例中，所述检测单元为诊断管理单元，所述检测数据包括故障通报信号和各个所述电源通道对应的电压值；
所述诊断管理单元用于检测各个所述电压值，判断各个所述电压值是否在对应的电源通道的预设警戒电压范围内；
所述诊断管理单元还用于当存在至少一路所述电压值在对应的所述预设警戒电压范围内，则将所述检测数据发送至所述微控制器。
在一种实施例中，所述诊断管理单元采用I2C总线或SPI总线连接所述微控制器。
在一种实施例中，所述检测单元包括大于等于两个所述诊断管理单元，所有所述诊断管理单元进行总线并联后连接至所述微控制器。
在一种实施例中，所述诊断管理单元还连接至所述微控制器的中断引脚，用于通过所述中断引脚发送所述故障通报信号。
在一种实施例中，所述诊断管理单元设置有第一电压阈值和第二电压阈值，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值；
所述预设警戒电压范围包括小于所述第一电压阈值的区间和大于所述第二电压阈值的区间。
在一种实施例中，所述检测数据还包括各个所述电源通道对应的电流值；
所述诊断管理单元用于检测各个所述电流值，判断各个所述电流值是否大于对应的电流阈值；
所述诊断管理单元还用于当存在至少一路所述电流值大于所述电流阈值时，则将所述检测数据发送至所述微控制器。
在一种实施例中，所述检测单元为模拟转换数字采集单元，所述检测数据包括各个所述电源通道对应的电压值；
所述模拟转换数字采集单元用于采集各个所述电压值，并将所述检测数据发送至所述微控制器。
本申请实施例提供一种车载电源诊断系统，包括上述任意一项具有诊断功能的车载电源和车载诊断装置，所述车载诊断装置用于接收所述微控制器确定的所述故障类型及对应的故障通道。
本申请实施例提供一种车载设备，包括上述的车载电源诊断系统。
本实用新型的实施例具有如下优点：
本申请实施例的具有诊断功能的车载电源包括电源管理单元、系统级芯片、检测单元和微控制器；电源管理单元的不同电压输出端与系统级芯片的电压输入端连接，以用于向系统级芯片供电；检测单元连接电源管理单元和系统级芯片之间的至少一路电源通道，以用于对每路电源通道进行检测，并将得到的检测数据发送至微控制器；微控制器用于根据检测数据获取每路电源通道的工作状态，并在确定至少一路电源通道发生故障时确定相应故障类型。该具有诊断功能的车载电源通过增设一检测单元和微控制器，不仅可以通报电源管理单元的故障，还可以确定发生故障的对应的电源通道，以及确定故障类型，从而可以提高电源的安全性能。
为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显和易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，做详细说明如下。
附图说明
为了更清楚地说明本实用新型实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本实用新型的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。
图1示出了本申请实施例的具有诊断功能的车载电源的一种结构示意图；
图2示出了本申请实施例的检测单元为诊断管理单元的车载电源的一种结构示意图；
图3示出了本申请实施例的检测单元为模拟转换数字采集单元的车载电源的一种结构示意图；
图4示出了本申请实施例的包括两个诊断管理单元的车载电源的一种结构示意图；
图5示出了本申请实施例的一种车载设备的一种车载电源诊断系统结构示意图。
主要元件符号说明：
100-电源管理单元；200-系统级芯片；300-检测单元；400-微控制器；310-诊断管理单元；320-模拟转换数字采集单元；330-第一诊断管理单元；340-第二诊断管理单元；10-车载电源诊断系统；11-具有诊断功能的车载电源；12-车载诊断装置。
具体实施方式
下面详细描述本实用新型的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，仅用于解释本实用新型，而不能理解为对本实用新型的限制。
需要说明的是，当元件被称为“固定于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。相反，当元件被称作“直接在”另一元件“上”时，不存在中间元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。
在本实用新型中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或成一体；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通或两个元件的相互作用关系。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本实用新型的描述中，“多个”的含义是两个或两个以上，除非另有明确具体的限定。
除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本申请的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在模板的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在限制本实用新型。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。
本申请实施例中，该具有诊断功能的车载电源通过增加微控制器和检测单元，可以通报车载电源输出电压的故障，并具体确定产生故障的电源通道以及故障类型，从而更好监测电源输出通道中产生的故障。
请参照图1，为本申请实施例提供的具有诊断功能的车载电源11的一种结构示意图。
示范性的，具有诊断功能的车载电源11包括电源管理单元100、系统级芯片200、检测单元300和微控制器400，其中，电源管理单元100与系统级芯片200连接，检测单元300连接电源管理单元100和系统级芯片200之间的至少一路电源通道，检测单元300还与微控制器400连接，微控制器400用于根据检测数据获取每路电源通道的工作状态，并在确定至少一路电源通道发生故障时确定相应故障类型。
本实施例中，电源管理单元100的不同电压输出端与系统级芯片200的电压输入端连接，主要用于向系统级芯片200供电，例如，如图1所示，电源管理单元100的电压输出端V1～V6分别与系统级芯片200的电压输入端V1～V6连接，以形成对应的六路电源通道S1～S6。进而，检测单元300的信号检测端V1～V6分别对应连接至电源管理单元100和系统级芯片200之间的六路电源通道S1～S6。此外，检测单元300对连接的每一路电源通道进行检测，并将得到的检测数据发送至微控制器400，微控制器400在接收到检测单元300发送的检测数据后，将通过获取的检测数据判断检测单元300连接电源通道S1～S6的工作状态，并确定产生故障的电源通道，以及其故障类型。
在一种实施方式中，电源管理单元100与系统级芯片200之间、以及检测单元300和微控制器400之间均可以采用I2C总线进行连接，其中，SCL(SerialClock时钟线)和SDA(SerialData双向数据线)是I2C总线的信号线，用于发送和接收数据，本实施例中SCL和SDA用于系统级芯片200配置电源管理单元100的工作参数。此外，诊断管理单元310也可以采用SPI等其他总线连接微控制器400。当检测单元300检测到任意电源通道发生故障时，发送故障通报信号至微控制器400的中断引脚INT，以通报有故障发生。
在一种实施方式中，如图2所示，上述检测单元300可以为诊断管理单元(DMU，Diagnostic Manage Unit)310。例如，诊断管理单元310可以采用MPQ795XX等系列芯片来实现。当检测单元300为诊断管理单元310时，上述检测数据包括故障通报信号和各个电源通道对应的电压值，诊断管理单元310可以设置有第一电压阈值和第二电压阈值，且第一电压阈值小于第二电压阈值，其中，预设警戒电压范围包括小于第一电压阈值的第一区间和大于第二电压阈值的第二区间。当获得的电压值小于该电源通道对应的第一电压阈值时，确定该电源通道发生欠压故障；当获得的电压值大于该电源通道对应的第二电压阈值时，确定该电源通道发生过压故障。
诊断管理单元310用于检测各个通道电路的电压值，电源管理单元100的各个电源通道的电压值均不相同，诊断管理单元310对于各个电源通道设置有对应的预设警戒电压范围，且各个电源通道对应的预设警戒电压范围不一定相同，诊断管理单元310将获得的各个电源通道的电压值与对应的预设警戒电压范围进行比较，当诊断管理单元310确定存在至少一路电压值在对应的预设警戒电压范围内时，即至少一路电源通道的电压值小于对应的第一电压阈值或大于对应的第二电压阈值时，则将故障通报信号和各个电源通道对应的电压值发送至微控制器400，微控制器400在接收到故障通报信号时，将读取各个电源通道对应的电压值，通过电压值可以确定电源管理单元100的各个电源通道是否正常工作，以及电源管理单元100的故障类型为欠压或过压，并确定产生故障的电源通道。
例如，当诊断管理单元310获得电源通道S1的电压值小于对应的第一电压阈值时，则将发送故障通报信号和电源通道S1～S6对应的电压值至微控制器400，微控制器400通过对应的电压值可以判断出电源管理单元100的各个电源通道的工作状态，包括正常工作和故障，以此确定出是电源通道S1发生了欠压故障。
上述诊断管理单元310还可设置各个电源通道对应的电流阈值，用于检测各个电源通道的电流值，上述检测数据还包括各个电源通道对应的电流值，判断各个电流值是否大于电流阈值，当存在至少一路电源通道的电流值大于对应的电流阈值时，则将各个电源通道对应的电流值和相应的故障通报信号发送至微控制器400。然后，微控制器400通过电流值可以判断电源管理单元100的各个电源通道是否发生短路故障，以及确定发送短路故障的对应电源通道。
因此，通过上述具有诊断功能的车载电源，不仅可以更好判断电源管理单元100是否存在故障，还可以确定产生故障的电源通道以及电源通道的类型，从而可以提高电源系统的安全级别，使电源系统达到ISO26262(国际车载功能安全标准)的ASIL-B级。
在一种实施方式中，如图3所示，上述检测单元300可以为模拟转换数字(ADC，Analog to Digital Converter)采集单元320。
模拟转换数字采集单元320连接电源管理单元100和系统级芯片200之间的至少一路电源通道，用于采集连接的各个电源通道对应的电压值，其采集的检测数据为各个所述电源通道对应的电压值，模拟转换数字采集单元320在采集到各个电源通道对应的电压值后，将采集到的电压值发送至微控制器400。微控制器400将设置预设警戒电压范围，即设置各个电源通道对应的第三电压阈值和第四电压阈值，第三电压阈值小于所述第四电压阈值，预设警戒电压范围包括小于第三电压阈值的区间和大于第四电压阈值的区间，通过将各个电源通道的电压值与对应的预设警戒电压范围进行比较，从而判断各个电源通道是否正常工作，并确定产生故障的电源通道，以及故障的类型。
在一种实施方式中，检测单元300可以包括大于等于两个诊断管理单元，全部所述诊断管理单元进行总线并联后连接至微控制器。示范性的，如图4所示，检测单元300可以包括第一诊断管理单元330和第二诊断管理单元340，第一诊断管理单元330与第二诊断管理单元340并联，上述两个诊断管理单元并联的输入端与电源管理单元100连接，输出端与微控制器400连接，其中，第一诊断管理单元330与第二诊断管理单元340的地址不同。
本申请还提出一种车载电源诊断系统，如图5所示，该车载电源诊断系统10包括具有诊断功能的车载电源11和车载诊断装置12。
在本实施例中，车载诊断装置12用于接收微控制器400确定的故障类型及对应的故障通道。示范性的，本实施中故障通报满足ISO26262(国际车载功能安全标准)的要求时，可以将车辆的故障信息，即微控制器400确定的故障类型及对应的故障通道通报给车载诊断装置12，其中，上述车载诊断装置12可以为OBD(On-Board Diagnostic车载诊断系统)设备，将车辆的故障信息发送至OBD设备，有利于更清楚、直观的获取车辆的故障信息。
本申请还提出一种车载设备，包括上述的车载电源诊断系统10。
在这里示出和描述的所有示例中，任何具体值应被解释为仅仅是示例性的，而不是作为限制，因此，示例性实施例的·其他示例可以具有不同的值。
应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。
以上所述实施例仅表达了本实用新型的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本实用新型范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本实用新型构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本实用新型的保护范围。

Claims (10)

1.一种具有诊断功能的车载电源，其特征在于，包括电源管理单元、系统级芯片、检测单元和微控制器；
所述电源管理单元的不同电压输出端与所述系统级芯片的电压输入端连接，以用于向所述系统级芯片供电；
所述检测单元连接所述电源管理单元和所述系统级芯片之间的至少一路电源通道，以用于对每路所述电源通道进行检测，并将得到的检测数据发送至所述微控制器；
所述微控制器用于根据所述检测数据获取每路所述电源通道的工作状态，并在确定至少一路所述电源通道发生故障时确定相应故障类型。
2.根据权利要求1所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述检测单元为诊断管理单元，所述检测数据包括故障通报信号和各个所述电源通道对应的电压值；
所述诊断管理单元用于检测各个所述电压值，判断各个所述电压值是否在对应的电源通道的预设警戒电压范围内；
所述诊断管理单元还用于当存在至少一路所述电压值在对应的所述预设警戒电压范围内，则将所述检测数据发送至所述微控制器。
3.根据权利要求2所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述诊断管理单元采用I2C总线或SPI总线连接所述微控制器。
4.根据权利要求2或3所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述检测单元包括大于等于两个所述诊断管理单元，所有所述诊断管理单元进行总线并联后连接至所述微控制器。
5.根据权利要求2所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述诊断管理单元还连接至所述微控制器的中断引脚，用于通过所述中断引脚发送所述故障通报信号。
6.根据权利要求2所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述诊断管理单元设置有第一电压阈值和第二电压阈值，所述第一电压阈值小于所述第二电压阈值；
所述预设警戒电压范围包括小于所述第一电压阈值的区间和大于所述第二电压阈值的区间。
7.根据权利要求2所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述检测数据还包括各个所述电源通道对应的电流值；
所述诊断管理单元用于检测各个所述电流值，判断各个所述电流值是否大于对应的电流阈值；
所述诊断管理单元还用于当存在至少一路所述电流值大于所述电流阈值时，则将所述检测数据发送至所述微控制器。
8.根据权利要求1所述的具有诊断功能的车载电源，其特征在于，所述检测单元为模拟转换数字采集单元，所述检测数据包括各个所述电源通道对应的电压值；
所述模拟转换数字采集单元用于采集各个所述电压值，并将所述检测数据发送至所述微控制器。
9.一种车载电源诊断系统，其特征在于，包括权利要求1-8任意一项所述的具有诊断功能的车载电源和车载诊断装置，所述车载诊断装置用于接收所述微控制器确定的所述故障类型及对应的故障通道。
10.一种车载设备，其特征在于，包括权利要求9所述的车载电源诊断系统。
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