CN105711520A - 一种整车控制器的电源管理电路及其控制方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及汽车电气控制技术领域，尤其涉及一种整车控制器的电源管理电路及其控制方法，该电路包括：点火锁、蓄电池、传感器；该电路还包括：整车控制器，所述整车控制器分别与所述点火锁、蓄电池、CAN总线以及传感器连接，所述整车控制器检测到所述点火锁信号为ON信号时，进入正常工作模式，为所述传感器供电；检测到所述点火锁信号为OFF信号时，进入下电工作模式，以延时停止为所述传感器供电；在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒进入正常工作模式。通过本发明可以实现整车控制器的供电、掉电延时以及CAN报文唤醒功能。

Description

一种整车控制器的电源管理电路及其控制方法

技术领域

本发明涉及汽车电气控制技术领域，尤其涉及一种整车控制器的电源管理电路及其控制方法。

背景技术

近年来新能源汽车发展迅速，与传统汽车动力总成***相比新能源汽车的动力总成***已经从发动机控制器转移到以整车控制器为核心的整车控制***中。而整车控制器的主要功能是实现驾驶员意图识别(整车加速、制动)、动力电池高压接触器控制驱动、多动力耦合控制(如混合动力***动力耦合传动)以及整车安全与故障诊断。

随着新能源汽车整车控制器微控芯片的不断升级换代，当下在部分纯电动和所有的混合动力整车平台，32位整车控制器微控芯片已经成为主流，并且适应整车控制***功能的不断增多，因此造成了整车控制器硬件的静态功耗增大。同时，针对整车控制器在整车下电时需要进行掉电延时来实现对重要数据的EEPROM存储需求，现有的整车控制器仍采用在整车控制器12V电源端外加自保持电路或自保持控制器的方式，增加硬件成本同时也带来整车控制***硬件部件的冗繁。

具体地，如发明专利申请“一种整车控制器的切断/唤醒电路”(申请号:201310105750.0)通过在整车控制器电源端外接低压配电控制器，由低压配电控制器采集各类电源使能信号(点火开关、远程唤醒)来管理整车控制器电源供电，由低压配电控制器采集电源禁能信号(来自整车控制器)实现钥匙下电时刻的整车控制器掉电延时功能。再比如实用新型专利申请“一种整车控制器的远程唤醒***”(申请号：201420055625.3)通过外接的自保持电路与远程监控控制器实现对整车控制器的远程唤醒。

上述两个方案具有如下缺点：

1、需要外接控制器(低压配电控制器或自保持电路等)实现对整车控制器的电源延迟下电或唤醒功能，不仅增加硬件成本，而且有些外接控制器多由继电器构成，降低了整车控制***的可靠性和电磁兼容性能。

2、外接的控制器通过采集各类硬线信号(充电唤醒、远程唤醒、点火锁等)状态作为是否给整车控制器供电依据，增加了整车控制低压线束成本，同时也增加了失效途径。

3、当整车控制器为外部传感器(如油门踏板开度传感器等)提供+5V电源时，需要增加额外稳压、隔离电路等。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供一种整车控制器内部的电源管理电路及其方法，以实现整车控制器的供电、掉电延时以及CAN总线唤醒功能。

为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：

一种整车控制器的电源管理电路，所述电路包括：点火锁、蓄电池、传感器；其特征在于，所述电路还包括：整车控制器，所述整车控制器分别与所述点火锁、蓄电池、CAN总线以及传感器连接，所述整车控制器检测到所述点火锁信号为ON信号时，进入正常工作模式，为所述传感器供电；检测到所述点火锁信号为OFF信号时，进入下电工作模式，以延时停止为所述传感器供电；在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒进入正常工作模式。

优选地，所述整车控制器包括：

第一电源转换电路、主控制器电路以及分别与所述第一电源转换电路、所述主控制器电路以及CAN总线连接的CAN收发器电路；

所述第一电源转换电路分别与所述点火锁、所述主控制器电路以及所述传感器连接，用于接收所述点火锁信号、主控制器电路信号以及CAN收发器电路信号，为所述主控制器电路、所述传感器提供电源；

所述主控制器电路与所述点火锁连接，根据所述点火锁信号向所述第一电源转换电路输出控制信号、控制所述CAN收发器电路进入收发或睡眠模式。

优选地，所述整车控制器还包括：

第二电源转换电路，从处理器电路；

所述第二电源转换电路分别与所述第一电源转换电路、所述蓄电池以及所述从处理器电路连接，将所述蓄电池的电源进行电源转换后，为所述从处理器电路供电；

所述从处理器电路通过SPI总线与所述主控制器电路进行通信，并控制所述第一电源转换电路、所述CAN收发器电路。

优选地，所述第一电源转换电路包括：看门狗电路；

所述第一电源转换电路具有：看门狗使能端口，喂狗信号输入端口，复位输出端口，第一使能端口、第二使能端口、第三使能端口，第四使能端口，第一电压输出端口，第二电压输出端口，第三电压输出端口；

所述喂狗信号输入端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述复位输出端口，以使所述复位输出端口输出复位信号；

所述第一使能端口与所述点火锁连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第二使能端口与所述CAN收发器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第三使能端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第四使能端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述第三电压输出端口。

优选地，所述整车控制器还包括：

看门狗使能电路；

所述看门狗使能电路连接在所述第一电源转换电路的看门狗使能端口与所述主控制器电路之间，用于禁能或使能所述第一电源转换电路的看门狗。

一种整车控制器的电源管理电路控制方法，所述方法包括：

整车上电时，整车控制器检测到点火锁信号为ON信号，进入正常工作模式，为传感器供电；

整车下电时，整车控制器检测到点火锁信号为OFF信号，进入下电工作模式，以延时停止为传感器供电；

在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电。

优选地，所述整车控制器进入正常工作模式包括：

整车控制器激活内部第一电源转换电路，所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向内部主控制器电路输出第一电平，使主控制器电路开始工作；所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向传感器输出第三电平。

优选地，所述整车控制器进入下电工作模式包括：

整车控制器触发所述主控制器电路存储工作数据；

所述主控制器电路存储完工作数据后，向所述第一电源转电路输出第一禁能信号，并控制CAN收发器电路进入睡眠模式；所述CAN收发器电路进入睡眠模式时，向所述第一电源转换电路输出第二禁能信号；

所述第一电源转换电路接收到所述第一禁能信号后，停止向所述传感器输出第三电平；

所述第一电源转换电路接收到所述第二禁能信号后，同时停止向所述主控制器电路输出第一电平、向所述传感器输出第二电平。

优选地，所述在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电包括：

在下电工作模式，整车控制器检测到CAN总线远程CAN报文，激活CAN收发器电路；

所述CAN收发器电路激活所述第一电源转换电路；

所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向所述主控制器电路输出第一电平，使所述主控制器电路开始工作；所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向所述传感器输出第三电平。

优选地，所述方法还包括：

整车控制器进入正常工作模式后，检测蓄电池电压；

当检测到蓄电池电压不在第一阈值范围时，整车控制器关断所有电源输出并复位；

整车控制器记录复位次数，并且如果复位次数达到第一设定次数，通过CAN总线上报蓄电池电压故障并记录故障码。

本发明的有益效果在于：

本发明提供的整车控制器的电源管理电路及其方法，采用整车控制器检测点火锁信号，并根据点火锁信号进入正常工作模式或下电工作模式，进一步，在下电工作模式还可以通过CAN报文唤醒整车控制器，从而使整车控制器返回正常工作模式。通过本发明，可以实现整车控制器的供电、掉电延时以及CAN总线报文唤醒功能。

附图说明

图1是本发明实施例整车控制器的电源管理电路的一种结构示意图。

图2为本发明实施例中第一电源转换电路的一种电路图。

图3为本发明实施例中CAN收发器电路的一种电路图。

图4为本发明实施例中第二电源转换电路的一种电路图。

图5为本发明实施例中电源预处理电路的一种电路图。

图6为本发明实施例中看门狗使能电路的一种电路图。

图7是本发明实施例整车控制器的电源管理电路的另一种结构示意图。

具体实施方式

为了使本领域技术人员能更进一步了解本发明的特征及技术内容，下面结合附图和实施方式对本发明实施例作详细说明。

如图1所示是本发明实施例提供的整车控制器的电源管理电路的一种结构示意图，该电路包括：点火锁、蓄电池、传感器；该电路还包括：整车控制器，所述整车控制器分别与所述点火锁、蓄电池、CAN总线以及传感器连接，所述整车控制器检测到所述点火锁信号为ON信号时，进入正常工作模式，为所述传感器供电；检测到所述点火锁信号为OFF信号时，进入下电工作模式，以延时停止为所述传感器供电；在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒进入正常工作模式。

具体地，所述整车控制器包括：第一电源转换电路、主控制器电路以及分别与所述第一电源转换电路、所述主控制器电路以及CAN总线连接的CAN收发器电路。

其中，主控制器电路与所述点火锁连接，根据所述点火锁信号向所述第一电源转换电路输出控制信号、控制所述CAN收发器电路进入收发或睡眠模式。

第一电源转换电路分别与所述点火锁、所述主控制器电路以及所述传感器连接，用于接收所述点火锁信号、主控制器电路信号以及CAN收发器电路信号，为所述主控制器电路、所述传感器提供电源。如图2所示为本发明实施例中第一电源转换电路的一种电路图，具体地，图2所示的第一电源转换电路由INFINEON的三端稳压器电源芯片构成；所述三端稳压器电源芯片包括：看门狗电路；并且具有：看门狗使能端口DW(图中与看门狗电路的端口A3连接)，喂狗信号输入端口W(图中与主控制器电路的端口M5连接)，复位输出端口R(图中与主控制器电路的端口M4连接)，第一使能端口E1(图中与点火锁开关信号A1连接)、第二使能端口E2(图中与CAN收发器电路禁能输出端口A2连接)、第三使能端口E3(图中分别通过第一二极管D5与主控制器电路的使能端口M1、通过第二二极管D6与从处理器电路的使能端口S1连接)，第四使能端口EN(图中与主控制器电路的端口M12连接)，第一电压输出端口Q1(输出第一供电电源P11)，第二电压输出端口Q2(输出第二供电电源P12)，第三电压输出端口Q3(输出第三供电电源P13)。

其中，所述喂狗信号输入端口W与所述主控制器电路连接，用于使能所述复位输出端口R，以使所述复位输出端口R为主控制器电路输出复位信号；所述第一使能端口E1与所述点火锁连接，用于使能所述第一电压输出端口Q1、所述第二电压输出端口Q2；所述第二使能端口E2与所述CAN收发器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口Q1、所述第二电压输出端口Q2；所述第三使能端口E3与所述主控制器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口Q1、所述第二电压输出端口Q2；所述第四使能端口EN与所述主控制器电路连接，用于使能所述第三电压输出端口Q3。

三端稳压器电源芯片还具有：电源供给输入端口I(与电源信号P1连接，电源信号P1可以是蓄电池经过电源预处理电路后的电压)、复位延迟端口DR、Q2电压输出监控端口REF2、Q3电压输出监控端口REF3(芯片正常工作时，Q2电压输出监控端口REF2与Q3电压输出监控端口REF3可以通过电容拉低，使其不起作用，图2中将Q2电压输出监控端口REF2与主控制器电路的端口M2连接，Q3电压输出监控端口REF3与主控制器电路的端口M3连接，以使主控制器电路可以监控Q2、Q3电压)、复位阈值配置端口RADJ(图2中通过0Ω的第一电阻R2接地)、电源芯片参考地端口GND(分别指图2中的13/14/15/16管脚)。

按图3对三端稳压器电源芯片进行配置，实现多个***功能，具体的功能如下：

1)电源转换功能

本部分电路由三端稳压器电源芯片的电源供给输入端口I、第一电压输出端口Q1组成，可以完成12V电源信号P1转换成稳定的5V第一供电电源P11。

而第一供电电源P11能够对整车控制器的主控制器电路和传感器5V提供电源供给。

2)电压跟随功能

本部分功能由三端稳压器电源芯片的第一使能端口E1、第二使能端口E2、第三使能端口E3、第一电压输出端口Q1以及第二电压输出端口Q2控制，当相应使能信号(第一使能端口E1或第二使能端口E2或第三使能端口E3至少有一个高电平和第四使能端口EN为高电平)有效时，完成对第一电压输出端口Q1的5V参考电压的电压跟随功能，为整车控制器外部传感器提供独立的、与第一供电电源P11的5V信号隔离的5V输出电压第二供电电源P12和第三供电电源P13。

3)看门狗电路功能

三端稳压器电源芯片中具有看门狗电路，而看门狗电路具有喂狗信号输入端口W与复位输出端口R，其中，喂狗信号输入端口W与复位输出端R分别与主控制器电路连接，主控制器电路正常工作的时候，每隔一端时间输出一个使能信号到喂狗信号输入端口W，给三端稳压器电源芯片中的看门狗定时器清零，如果超过规定的时间不喂狗，(一般在程序跑飞时)，看门狗定时器定时超过，通过复位输出端口R向主控制器电路发送一个复位信号，使主控制器电路复位，防止主控制器电路死机，看门狗的作用就是防止程序发生死循环，或者说程序跑飞。

本发明实施例中，主控制器电路可以通过看门狗使能电路使能或禁能三端稳压器电源芯片的看门狗电路，使其工作或停止工作。

本发明实施例中CAN收发器电路以TEL1043T芯片及其外接口电路为例，如图3所示。下面详细介绍CAN收发器电路如何进行CAN报文收发与CAN网络唤醒功能。

CAN收发器电路具有：CAN报文读端口TXD，CAN报文写端口RXD，CAN收发器接地端口GND，CAN收发器内核供电端口VCC，CAN收发器引脚供电端口VIO，CAN收发器使能端口EN(分别由主控制器电路的控制端口M9通过第三电阻R4、从处理器电路的控制端口S2通过第三二极管D7控制)，外部LDO禁能端口INH(即与第一电源转换电路连接的禁能输出端口A2)，CAN收发器待命模式端口ERR_N，本地唤醒端口WAKE，CAN高端口CANH，CAN低端口CANL，共模稳定输出端口SPLIT，CAN收发器唤醒模块供电端口VBAT(由电源信号P1供电)。

TEL1043T芯片的工作模式分别由控制端口STB_N、使能端口EN的电平的逻辑状态和内核供电端口VCC、引脚供电端口VIO以及唤醒模块供电端口VBAT的电平状态决定，具体的工作模式如下：

1)CAN收发器电路收发模式：首先内核供电端口VCC、引脚供电端口VIO提供+5V电平，唤醒模块供电端口VBAT提供12V车载蓄电池电平(4.5V～40V电压范围的电压均可)；其次由控制端口STB_N、使能端口EN提供+5V高电平，此时CAN收发器芯片进入收发模式，该模式下TEL1043T芯片能够正常发送接收CAN报文数据，同时外部LDO禁能端口INH向第一电源转换电路的第二使能端口E2输出高电平，第一电压输出端口Q1与第二电压输出端口Q2持续输出稳定的+5V电平。

2)睡眠(低功耗)模式：首先内核供电端口VCC、引脚供电端口VIO电平跌至芯片供电阈值电平(内核供电端口VCC阈值电平最小3V；引脚供电端口VIO阈值电平最小0.8V)以下，则收发器芯片进入睡眠模式，该模式下收发器芯片不能发送和接收数据，仅会对CAN总线进行监控，同时外部LDO禁能端口INH向第一电源转换电路的第二使能端口E2输出低电平，第一电压输出端口Q1与第二电压输出端口不输出+5V电平。

进一步，所述整车控制器还包括：第二电源转换电路，从处理器电路。

其中，第二电源转换电路分别与所述第一电源转换电路、所述蓄电池以及所述从处理器电路连接，将所述蓄电池的电源进行电源转换后，为所述从处理器电路供电；从处理器电路通过SPI总线与所述主控制器电路进行通信，并控制所述第一电源转换电路、所述CAN收发器电路。

具体地，第二电源转换电路以LDO芯片TLE42754D芯片及其接口电路为例，如图4所示，第二电源转换电路是与第一电源转换电路分开，独立的提供另一路5V的第三供电电源P21给从处理器电路供电。

12V电源信号P1(KL30)经过LDO芯片TLE42754D芯片，输出第三供电电源P21为从处理器电路220的电源供电，使得从处理器电路处于整车蓄电池常电(KL30)供电状态。

第二电源转换电路具有：第二电源转换电路供电端口I，第二电源转换电路的复位延迟端口D，第二电源转换电路的输出端口Q，第二电源转换电路的复位输出端口RO(与从处理器电路相连用于对从处理器电路的复位)，第二电源转换电路的接地端口GND。

需要说明的是，第二电源转换电路还通过第一二极管组D9与第一供电电源P11连接，当12V电源信号P1(KL30)出现异常时，第一供电电源P11可以及时为从处理器电路供电。

进一步，所述整车控制器还包括：电源预处理电路；所述电源预处理电路连接在所述蓄电池与所述第一电源转换电路之间，用于输出12V的稳定的电源信号P1(KL30)，包括：防反接二极管D1、抗浪涌二极管组D2、ESD电容C1、储能电容C2、滤波电容C3和滤波电感L1，如图5所示。

其中，防反接二极管D1用于对蓄电池Q1正负极意外反接进行保护；抗浪涌二极管组D2用于对蓄电池出现大的浪涌电压进行硬件保护；ESD电容C1用于对蓄电池Q1引脚意外引入的静电提供泄防通道；储能电容C2选用大容值电容用于对蓄电池电压进行储能、旁路作用，为后端用电器提供稳定电压；滤波电容C3和滤波电感L1组成LC滤波电路，滤除高频噪声。

需要说明的是，本实施例中，从处理器电路由一款8位MCU芯片及确保其能够正常工作的接口电路构成，主控制器电路由一款16位或32位MCU芯片及确保其能够正常工作的接口电路构成，由于从处理器电路、主控制器电路以及主控制器电路的看门狗电路具有通用性，因此本发明不再阐述，查阅相关芯片数据手册即可。

进一步，所述整车控制器还包括：看门狗使能电路；所述看门狗使能电路连接在所述第一电源转换电路的看门狗使能端口与所述主控制器电路之间，用于禁能或使能所述第一电源转换电路的看门狗。

本部分电路与三端稳压器电源芯片的看门狗使能端口DW连接，通过主控制器电路的通用I/O所发出的数字量电平信号M11控制NPN三极管D10是否导通以此控制三端稳压器电源芯片内部集成看门狗是否有效，当端口A3处于低电平状态，三端稳压器电源芯片中看门狗电路被禁能，在该状态主控制器电路可以进行Bootloader程序刷写(因为此时主控制器电路无法对三端稳压器电源芯片发出正常的看门狗信号)，如果不禁能将会导致在此阶段过程中三端稳压器电源芯片由于没有接收到正常看门狗信号而通过复位输出端口R不断的对主控制器电路进行复位，从而使主控制器电路无法正常的进行Bootloader底层程序刷写。

综上所述，本发明实施例提供的整车控制器的电源管理电路，通过主控制器电路与第一电源转换电路协调工作，当钥匙ON操作时，为传感器供电；当钥匙OFF操作时，整车控制器实现电源供电、掉电延时功能。并且通过CAN收发器电路，还可以实现整车控制器在下电状态，被CAN报文唤醒。

相对应地，本发明实施例还提供了针对上述整车控制器的电源管理电路***的控制方法，所述方法包括：

整车上电时，整车控制器检测到点火锁信号为ON信号，进入正常工作模式，为传感器供电；整车下电时，整车控制器检测到点火锁信号为OFF信号，进入下电工作模式，以延时停止为传感器供电；在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电。

具体地，所述整车控制器进入正常工作模式包括：整车控制器激活内部第一电源转换电路，所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向内部主控制器电路输出第一电平，使主控制器电路开始工作。

所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向传感器输出第三电平。

具体地，所述整车控制器进入下电工作模式包括：

整车控制器触发所述主控制器电路存储工作数据。

所述主控制器电路存储完工作数据后，向所述第一电源转电路输出第一禁能信号，并控制CAN收发器电路进入睡眠模式。

所述CAN收发器电路进入睡眠模式时，向所述第一电源转换电路输出第二禁能信号。

所述第一电源转换电路接收到所述第一禁能信号后，停止向所述传感器输出第三电平。

所述第一电源转换电路接收到所述第二禁能信号后，同时停止向所述主控制器电路输出第一电平、向所述传感器输出第二电平。

具体地，在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电包括：

在下电工作模式，整车控制器检测到CAN总线远程CAN报文，激活CAN收发器电路。

所述CAN收发器电路激活所述第一电源转换电路。

所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向所述主控制器电路输出第一电平，使所述主控制器电路开始工作；所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向所述传感器输出第三电平。

为了保障整车控制器的电源管理电路工作正常，本发明实施例整车控制器的电源管理电路***的控制方法还包括：

整车控制器进入整车工作模式后，检测蓄电池电压，当检测到蓄电池电压不在第一阈值范围时，整车控制器关断所有电源输出并复位。

整车控制器记录复位次数，并且如果复位次数达到第一设定次数，通过CAN总线上报蓄电池电压故障并记录故障码。

具体地，整车控制器进入整车工作模式后，整车控制器内部主控制器电路检测到蓄电池电压，当检测到蓄电池电压不在第一阈值范围时，主控制器电路关断所有电源输出，并向第一电源转换电路的喂狗信号输入端口输入使能信号，以使所述第一电源转换电路通过复位输出端口复位主控制器电路；并且如果所述主控制器电路复位次数达到第一设定次数，CAN收发器电路通过CAN总线上报蓄电池电压故障并记录故障码。

比如，第一阈值范围可以为9—16V，当然，上述第一阈值范围可根据当前的蓄电池标定确定。比如，第一设定次数可以为3次，所述第一设定次数可由不同的主控制器电路标定确定。

进一步，本发明实施例整车控制器的电源管理电路***的控制方法还可以包括：

整车控制器进入正常工作模式后，通过整车控制器内部从处理器电路进行电源校验。

具体地，整车控制器进入正常工作模式后，整车控制器内部从处理器电路电路检测第一电源转换电路电压。

当检测到所述第一电源转换电路的输出电平不在第二阈值范围时，从处理器电路关断所有输出；从处理器电路与主控制器电路通信，以使主控制器电路通过CAN总线上报异常电压故障并记录故障码；从处理器电路控制所述CAN收发器电路进入睡眠模式。

比如，第二阈值范围为4.9—5.1V，当然，所述第二阈值范围可以根据当前第一电源转换电路标定确定。

进一步，本发明实施例整车控制器的电源管理电路***的控制方法还可以包括：

整车控制器进入正常工作模式后，通过内部主控制器电路与内部从处理器电路共同进行电源校验。

具体地，当整车控制器进入正常工作模式后，内部主控制器电路与从处理器电路通过SPI总线进行Q/A问答机制校验到第一电源转换电路的输出电平不一致时，主控制器电路和从处理器电路同时关断所有输出；主控制器电路控制CAN收发器电路通过CAN总线上报处理器异常故障并记录故障码；主控制器电路和从处理器电路共同控制CAN收发器电路进入睡眠模式。

具体地，图7是本发明实施例整车控制器的电源管理电路的另一种结构示意图。下面结合图7，对本发明提供的整车控制器的电源管理电路及其控制方法进行详细的阐述。

具体地，本发明实施例中整车控制器的四种工作情况如下：

1、上电后，整车控制器进入正常工作模式

1)如图2、7所示，整车上电时，钥匙将点火锁信号使能，使得第一电源转换电路被激活，端口11(即图2中第一电压输出端口Q1)与端口10(即图2中第二电压输出端口Q2)输出5V的第一供电电源P11与第二供电电源P12；当主控制器电路通过端口54输出5V参考电平信号(即第四使能端口EN为高电平)使能第一电源转换电路，由此第一电源转换电路端口20(即图2中第三电压输出端口Q3)电压跟随输出5V第三供电电源P13为传感器供电(需要说明的是，第二供电电源P12与第三供电电源P13都是三端稳压器电源芯片内部电压跟随器跟随第一供电电源P11进行输出的独立的两路电平，本实施例采用两路的原因是：可为多个5V传感器供电)。

2)如图3、7所示，正常上电后，第一供电电源P11输出+5V信号供给CAN收发器电路的端口23(内核供电端口VCC)、25(引脚供电端口VIO)之后，CAN收发器电路接收到主控制器电路的2路信号，其端口26(CAN收发器使能端口EN)、34(CAN收发器控制端口STB_N)均为高电平，此时满足正常工作模式条件，CAN收发器电路进入收发模式，开始接收和传输CAN报文数据。

2、整车下电时，整车控制器进入下电工作模式

整车下电时，钥匙将点火锁信号禁能(即点火锁信号为OFF信号)，点火锁信号同时被主控制器电路采集，主控制器电路判定此时进入下电工作模式，如图7所示，主控制器电路通过端口51(即主控制器电路的使能端口M1)输出高电平，使得端口6(即第三使能端口E3)信号使能，电源转换电路继续正常工作输出P11，主控制器电路电路存储相关重要数据至非易失性存储(EEPROM)，当主控制器电路电路将此次运行相关重要数据保存至非易失性存储(EEPROM)后，禁能端口6，再通过端口62和66输出低电平控制CAN收发器进入睡眠模式，由此收发器通过端口27向第一电源转换电路输出低电平禁能信号，第一电源转换电路由此不工作，没有5V电源输出。

第一电源转换电路的具体输出电压情况：点火锁信号为OFF信号后使得三端稳压器电源芯片的第一使能端口E1为低电平；主控制器电路通过端口62和66控制CAN收发器的端口26和34均为低电平，收发器进入睡眠模式(正常工作模式功耗几十mA，睡眠模式功耗小于2uA)，此时收发器的端口27输出低电平，使得三端稳压器电源芯片的第二使能端口E2低电平；最后由于主控制器电路的端口51和从处理器电路的端口94一直输出低电平，使得三端稳压器电源芯片的第三使能端口E3低电平。

3、整车控制器在下电工作模式时，远程CAN报文唤醒功能

CAN收发器芯片的工作模式由端口34和26电平状态和若干关键标志位(芯片引脚供电位、芯片内核供电位、蓄电池供电位等)决定。当掉电低功耗模式下，收发器被主控制器电路控制端口34和26进入睡眠模式且端口27输出低电平，致使收发器端口23和25没有+5V供电，同时CAN收发器唤醒模块供电端口30(即唤醒模块供电端口VBAT)一直由蓄电池常电12V(KL30)(也即电源信号P1)供电，由图3收发器电路图可看出本发明将本地唤醒端口29(即本地唤醒端口WAKE)经过限流电阻到GND屏蔽了CAN收发器本地唤醒功能，因此本发明是采用的CAN报文的远程唤醒模式。

当CAN收发器芯片进入睡眠(低功耗)模式后，在所连接CAN总线出现有效CAN报文，CAN收发器芯片通过端口27输出信号使能第一电源转换电路的端口5(即第二使能端口E2)，使得第一电源转换电路被激活，主控制器电路正常供电，主控制器电路工作。

4.整车控制器在进入正常工作模式后的异常状态重启

1)当主控制器电路检测P1电压超出第一阈值范围(正常工作电压9～16V，欠压6.5～9V或过压16～24V时判定为超出阈值)时，①主控制器电路立即关断所有外部驱动输出；②主控制器电路输出一个使能信号到喂狗信号输入端口W，三端口稳压器通过端口17(即复位输出端口R)将主控制器电路复位；③主控制器电路复位次数达到第一设定次数(第一设定次数可以通过标定确定，比如第一设定次数为3此)复位P1信号仍异常，主控制器电路通过CAN总线上报蓄电池电压故障并记录故障码。

2)当从处理器电路检测到第一电源转换电路中P11/P12/P13的电平超出第二阈值范围(比如4.9～5.1V)范围时，①从处理器电路关断所有外部驱动输出；②通知主控制器电路，主控制器通过CAN总线上报异常电压故障并记录故障码；③从处理器电路通过端口93(即图3中的控制端口S2)输出禁能信号，使CAN收发器电路进入只听(Listenonly)模式，收发器端口29拉低，一小段时间后收发器进入睡眠(Sleep)模式。

3)当主控制器电路与从处理器电路通过SPI进行Q/A问答机制校验第一电源转换电路的输出电平不一致时，判定此时主控制器电路或从处理器电路有一个出现故障(程序跑飞或硬件损坏)，此时，①主控制器电路与从处理器电路立即同时关断所有外部驱动输出；②主控制器电路通过CAN总线上报处理器异常故障并记录故障码；③主控制器电路通过端口63输出禁能信号，从处理器电路通过端口93输出禁能信号，CAN收发器进入只听(Listenonly)模式，由于收发器端口29拉低，一小段时间后收发器进入睡眠(Sleep)模式，整车控制器下电。

综上所述，本发明实施例提供的整车控制器的电源管理电路及其控制方法，整车控制器检测点火锁信号，并根据点火锁信号使整车控制器中的第一电源转换电路禁能或使能，从而使整车控制器进入正常工作模式或下电工作模式，并且在下电工作模式，还可以被CAN报文唤醒，从而返回正常工作模式。通过本发明能够使整车控制器实现电源供电或掉电延时功能，能够通过CAN收发器芯片与电源芯片硬件配置实现整车控制器低功耗和外部唤醒功能，能够通过高集成化电源芯片为传感器提供2路独立供电电源。

以上对本发明实施例进行了详细介绍，本文中应用了具体实施方式对本发明进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的***及方法；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种整车控制器的电源管理电路，其特征在于，所述电路包括：点火锁、蓄电池、传感器；其特征在于，所述电路还包括：整车控制器，所述整车控制器分别与所述点火锁、蓄电池、CAN总线以及传感器连接，所述整车控制器检测到所述点火锁信号为ON信号时，进入正常工作模式，为所述传感器供电；检测到所述点火锁信号为OFF信号时，进入下电工作模式，以延时停止为所述传感器供电；在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒进入正常工作模式。

2.根据权利要求1所述的整车控制器的电源管理电路，其特征在于，所述整车控制器包括：

第一电源转换电路、主控制器电路以及分别与所述第一电源转换电路、所述主控制器电路以及CAN总线连接的CAN收发器电路；

所述第一电源转换电路分别与所述点火锁、所述主控制器电路以及所述传感器连接，用于接收所述点火锁信号、主控制器电路信号以及CAN收发器电路信号，为所述主控制器电路、所述传感器提供电源；

所述主控制器电路与所述点火锁连接，根据所述点火锁信号向所述第一电源转换电路输出控制信号、控制所述CAN收发器电路进入收发或睡眠模式。

3.根据权利要求2所述的整车控制器的电源管理电路，其特征在于，所述整车控制器还包括：

第二电源转换电路，从处理器电路；

所述第二电源转换电路分别与所述第一电源转换电路、所述蓄电池以及所述从处理器电路连接，将所述蓄电池的电源进行电源转换后，为所述从处理器电路供电；

所述从处理器电路通过SPI总线与所述主控制器电路进行通信，并控制所述第一电源转换电路、所述CAN收发器电路。

4.根据权利要求2至3任一项所述的整车控制器的电源管理电路，其特征在于，

所述第一电源转换电路包括：看门狗电路；

所述第一电源转换电路具有：看门狗使能端口，喂狗信号输入端口，复位输出端口，第一使能端口、第二使能端口、第三使能端口，第四使能端口，第一电压输出端口，第二电压输出端口，第三电压输出端口；

所述喂狗信号输入端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述复位输出端口，以使所述复位输出端口输出复位信号；

所述第一使能端口与所述点火锁连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第二使能端口与所述CAN收发器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第三使能端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述第一电压输出端口、所述第二电压输出端口；

所述第四使能端口与所述主控制器电路连接，用于使能所述第三电压输出端口。

5.根据权利要求4所述的整车控制器的电源管理电路，其特征在于，所述整车控制器还包括：

看门狗使能电路；

所述看门狗使能电路连接在所述第一电源转换电路的看门狗使能端口与所述主控制器电路之间，用于禁能或使能所述第一电源转换电路的看门狗。

6.一种整车控制器的电源管理电路控制方法，其特征在于，所述方法包括：

整车上电时，整车控制器检测到点火锁信号为ON信号，进入正常工作模式，为传感器供电；

整车下电时，整车控制器检测到点火锁信号为OFF信号，进入下电工作模式，以延时停止为传感器供电；

在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电。

7.根据权利要求6所述的电源管理电路控制方法，其特征在于，所述整车控制器进入正常工作模式包括：

整车控制器激活内部第一电源转换电路，所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向内部主控制器电路输出第一电平，使主控制器电路开始工作；所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向传感器输出第三电平。

8.根据权利要求7所述的电源管理电路控制方法，其特征在于，所述整车控制器进入下电工作模式包括：

整车控制器触发所述主控制器电路存储工作数据；

所述主控制器电路存储完工作数据后，向所述第一电源转电路输出第一禁能信号，并控制CAN收发器电路进入睡眠模式；所述CAN收发器电路进入睡眠模式时，向所述第一电源转换电路输出第二禁能信号；

所述第一电源转换电路接收到所述第一禁能信号后，停止向所述传感器输出第三电平；

所述第一电源转换电路接收到所述第二禁能信号后，同时停止向所述主控制器电路输出第一电平、向所述传感器输出第二电平。

9.根据权利要求8所述的电源管理电路控制方法，其特征在于，所述在下电工作模式，当整车控制器检测到有CAN报文输入时，所述整车控制器被唤醒，进入正常工作模式，为所述传感器供电包括：

在下电工作模式，整车控制器检测到CAN总线远程CAN报文，激活CAN收发器电路；

所述CAN收发器电路激活所述第一电源转换电路；

所述第一电源转换电路向传感器输出第二电平，并向所述主控制器电路输出第一电平，使所述主控制器电路开始工作；所述主控制器电路开始工作后，控制所述第一电源转换电路向所述传感器输出第三电平。

10.根据权利要求6至9任一项所述的电源管理电路控制方法，其特征在于，所述方法还包括：

整车控制器进入正常工作模式后，检测蓄电池电压；

当检测到蓄电池电压不在第一阈值范围时，整车控制器关断所有电源输出并复位；

整车控制器记录复位次数，并且如果复位次数达到第一设定次数，通过CAN总线上报蓄电池电压故障并记录故障码。