CN114867644A

CN114867644A - 用于运行尤其是车辆的电子***的设备

Info

Publication number: CN114867644A
Application number: CN202080092344.3A
Authority: CN
Inventors: A·万德利希; A·费希; A·德乔治
Original assignee: Vitesco Technologies GmbH
Current assignee: Vitesco Technologies GmbH
Priority date: 2020-01-09
Filing date: 2020-12-07
Publication date: 2022-08-05
Also published as: KR20220116053A; DE102020200203A1; WO2021139937A1; US20220329077A1; DE102020200203B4

Abstract

本发明描述一种用于运行尤其是车辆的电子***的设备。根据本发明的设备包括电源单元（10），在运行中在第一供电电位输入端子（11）处给所述电源单元输送电池电压（Vbatt），并且所述电源单元在供电电位输出端子（13）处提供供电电压（Vss）。电源单元（10）具有使能输入端（12）和用于接收触发信号（TRG）的触发信号输入端（15），经由所述使能输入端能够借助于使能信号（EN）激活和去活供电电位输出端子（13）处的供电电压（Vss），其中电源单元（10）被构造用于在电子***的随动阶段（PWL）中在接收触发信号时即使在不施加使能信号（EN）的情况下也在供电电位输出端子（13）处提供供电电压（Vss），在所述随动阶段中不施加使能信号（EN）。此外根据本发明的设备包括微控制器（20），如果使能信号（EN）施加在使能输入端（12）处或如果微控制器（20）在随动阶段中产生触发信号（TRG）并且传输给触发信号输入端（16），则供电电压（Vss）在第二供电电位输入端子（21）处被输送给所述微控制器。电源单元（10）此外被构造用于在接收控制命令（CMD）时抑制用于对微控制器（20）进行供应的供电电压（Vss）的去活。

Description

用于运行尤其是车辆的电子***的设备

技术领域

本发明涉及一种用于运行电子***的设备。尤其是，本发明涉及一种用于运行车辆的电子***的设备。

背景技术

尤其是车辆的电子***典型地包括微控制器，所述微控制器用于为负载提供操控信号。借助于电子***的电源单元对微控制器进行供电，在运行中在供电电位端子处将电池电压输送给所述电源单元，并且所述电源单元在供电电位输出端子处为微控制器提供供电电压。可以经由所谓的使能输入端来接通和关断电子***。更确切地说，借助于使能信号激活或去活供电电位输出端子处的供电电压。

电子***的所谓随动阶段（Nachlaufphase）从去活使能信号开始。经常由微控制器使用随动阶段来执行诊断。为此，借助于周期性发送的触发信号促使电源单元允许将供电电压一直施加在供电电位输出端子上，直至触发信号未发生为止。触发信号是由微控制器周期性生成的脉冲。该方案也以术语“电源闭锁方案（Power-Latch-Konzept）”。

随动阶段中的复位直接导致切断供电电位输出端子，一方面是因为状态机将这一点用作切断条件，并且另一方面是因为不再能够产生触发信号。为了能够在随动阶段中执行故障响应测试，需要方案变化，所述故障响应测试最后触发复位。

发明内容

本发明的任务是说明一种用于运行尤其是车辆的电子***的设备，所述设备允许用于在电子***的随动阶段中执行故障响应测试的在功能上改善的可能性。尤其是应该抑制在电子***的随动阶段中微控制器的不希望的供电电压切断。

这些任务通过根据权利要求1的特征的设备来解决。有利的设计方案由从属权利要求得出。

描述一种用于运行电子***的设备。电子***可以是尤其是车辆的每种技术***。

所述设备包括电源单元，在运行中在第一供电电位输入端子处给所述电源单元输送电池电压，并且所述电源单元在供电电位输出端子处提供供电电压。电池电压和供电电压可以具有相同的电压水平。然而，电源单元也可以包括一个或多个电压调节器，使得从电池电压中产生较小的供电电压。

电源单元具有使能输入端，经由所述使能输入端可以激活和去活供电电位输出端子处的供电电压。为此，使能信号具有两种信号状态，其中在第一信号状态、例如逻辑“H”下，供电电位输出端子处的供电电压被激活，以及逻辑“L”，其中供电电压输出端子处的供电电位被去活。根据电源单元的实现，即使在交换的（vertauscht）信号状态的情况下也可以实现供电电位输出端子处的供电电压的激活或去活。

电源单元此外包括用于接收触发信号的触发信号输入端。电源单元被构造用于在所述电子***的随动阶段中在接收所述触发信号时即使在不施加使能信号的情况下也在供电电位输出端子处提供供电电压，在所述随动阶段中不施加所述使能信号。当前，“触发信号”被理解为具有周期性产生的信号脉冲的信号。术语“在接收触发信号时”可以被理解为“只要触发信号被接收”。

该设备此外包括微控制器。以已知的方式，微控制器用于产生至少一个操控信号，所述操控信号在微控制器的控制输出端处被提供用于处理负载。负载可以是开关元件、安全相关或非安全相关的控制功能、其他控制设备等。在第二供电电位输入端子处给微控制器输送供电电压。一方面，当在使能输入端上施加使能信号时，输送供电电压。另一方面，如果微控制器在随动阶段中产生触发信号并且传输给电源单元的触发信号输入端，则供电电压被输送给微控制器。

为了例如能够在随动阶段中执行故障响应测试，所述故障响应测试在随动阶段中也引起微控制器以及电源单元的复位并且从而引起触发信号的发送的中断，电源单元此外被构造用于在接收预先给定的控制命令时抑制用于对微控制器进行供应的供电电压的去活。

本设备使得能够借助于预先给定的控制命令有针对性地抑制供电电位输出端子处的供电电压的切断，并且从而维持对微控制器的供应。从而变得可能的是，例如执行故障响应测试，所述故障响应测试也促成微控制器的复位，使得微控制器可以在完成复位之后执行重新启动。如果微控制器在其重新启动之后重新产生触发信号，则所述微控制器可以自动地与预先给定的控制命令无关地导致供电的维持。

这使得能够在随动中在大多数时间运行电子***。由于在微控制器上运行的软件例程越来越增加的复杂性以及微控制器的更复杂的架构，因此可以考虑在该阶段中升高的复位概率。

根据一种适宜的设计方案规定，微控制器被构造用于发出控制命令。尤其是当微控制器已经从电源单元获得释放信号时，通过微控制器发出控制命令，利用所述释放信号宣布使能信号的去活。

另一适宜的设计方案规定，电源单元被构造用于在从所述控制命令的接收起预先给定的持续时间内抑制所述供电电压的去活。为此，例如电源单元可以从控制命令的接收起启动计时器。可以在电源单元中固定地预先给定持续时间，计时器在所述持续时间之后到期。例如，预先给定的持续时间可以为几百毫秒直至几秒，其中实际的持续时间与由微控制器要执行的故障响应测试和/或其他任务有关。

另一适宜的设计方案规定，电源单元被构造用于从各自控制命令的接收起重新开始预先给定的持续时间。由此使微控制器能够例如利用新故障响应测试的调用重新启动计时器。由此确保，即使在大量要执行的测试的情况下也确保用于微控制器的供电。

在另一适宜的设计方案中，电源单元被构造用于在接收到所述控制命令之后，与所述触发信号的未发生无关地抑制用于对微控制器进行供应的供电电压的去活。换句话说，由控制命令引起的响应相对于所接收的触发信号占优势。

另一设计方案规定，电源单元被构造用于在接收到所述控制命令之后，即使在使能输入端处不施加使能信号也抑制用于对所述微控制器进行供应的供电电压的去活。控制命令表现为也相对于电子***/电源单元的该状态占优势，使得在任何情况下都确保微控制器的供电。

另一设计方案规定，电源单元被构造用于在接收到控制命令之后，即使电源单元经历复位，也抑制用于对微控制器进行供应的供电电压的去活。

该设备的另一设计方案规定，微控制器被构造用于从预先给定的计数器起始值开始，随着控制命令的每次调用而将计数器递增或递减1，其中如果计数器已达到预先给定的计数器最终值，则不再发送控制命令。由此可以排除例如故障响应测试的不当使用或有错误的行为，因为可以限制命令调用的频率来确保微控制器的供电。计数器起始值可以例如是0，其中随着每次调用将计数器递增1直到大于0的计数器最终值。例如也可以从正初始值将计数器起始值递减1直至作为计数器最终值的例如0为止。

一种替代设计方案规定，微控制器被构造用于一次或周期性地或无限制地调用控制命令。最终选择所提到的变型方案中的哪一个取决于在随动阶段中在微控制器上运行的例程的实现。

另一替代方案规定，命令调用的限制的频率不在微控制器中、而是在电源单元中被监控。根据该设计方案，电源单元被构造用于从预先给定的计数器起始值开始，随着控制命令的每次接收而将计数器递增或递减1，其中如果计数器已达到预先给定的计数器最终值，则不抑制用于对所述微控制器进行供应的供电电压的去活。

另一适宜的设计方案规定，电源单元包括控制单元，所述控制单元被构造用于在接收所述控制命令时为可控开关单元产生操控信号，所述可控开关单元与第一供电电位输入端子接线用于切换电池电压。开关单元例如可以是主继电器，电池电压利用所述主继电器被引导给第一供电电位输入端子。控制单元在复位期间保持控制信号输出端是激活的，使得开关单元保持切换为导通的。

附图说明

下面根据附图中的实施例更详细地描述本发明。其中：

图1示出电子***的示意图，其中以根据本发明的方式可以通过电源单元有针对性地抑制功能部件的切断；和

图2示出图解根据本发明的设备的作用方式的时序图。

具体实施方式

图1示出电子***的一部分的示意图，其中仅示出为了理解本发明所需要的部件。电子***可以例如是例如用于车辆的横向和/或纵向运动的部分自主、高度自主或完全自主驾驶功能的车辆的电子***。技术***也可以位于其他技术领域。

这样的电子***包括用于对在电子***中存在的部件进行供应的电源单元10、用于控制和/或监控要控制的负载的微控制器20以及一个或多个（未示出的）负载。在图2的时序图中，这用PWR=ON表示，即供应装置（电源（Power）PWR）是激活的。经由第一供电电位输入端子11对电源单元10供应电池电压Vbatt。电池电压Vbatt可以直接或经由可选的开关单元19、例如继电器或接触器被输送给第一供电电位端子11。如果设置这样的可选的开关单元19，则第一主端子19E与供电电压接线柱（未示出）连接并且第二主端子19A与第一供电电位输入端子11连接。经由控制端子19S给可选的开关单元19加载控制信号AS，所述控制信号将开关元件19切换到导通或截止状态。相应的控制信号在电源单元10的控制信号输出端18处被提供并且通过电源单元10的控制单元17产生。

电源单元10在供电电位输出端子13处提供供电电压Vss，利用所述供电电压给微控制器20以及必要时其他存在的电部件供应电压。供电电压Vss可以对应于电池电压Vbatt。在电源单元10中经常设置一个或多个电压调节器，所述电压调节器将电池电压Vbatt转换成较小的供电电压Vss。电压调节器可以被构造为线性调节器或SMPS（开关电源（Switched Mode Power Supply））调节器。

使能信号EN经由使能输入端12被输送给电源单元10。可以借助于使能信号EN激活和去活供电电位输出端子13处的供电电压Vss。在机动车辆中，例如从接线柱15（点火***接通或关断（an oder aus））得出使能信号EN。如果使能信号EN例如具有逻辑“H”，则电源单元10在供电电位输出端子13处提供供电电压Vss，由此给微控制器20供应供电电压。附加地，经由释放信号RES用信号通知微控制器20：供电电压Vss已稳定化。为此，电源单元10拥有释放输出端14，所述释放输出端14以通信方式与微控制器20的释放输入端22连接。如果使能信号EN具有逻辑“L”，则去活供电电位输出端子13处的供电电压Vss。使能信号EN的去活开始所谓的随动阶段（PWR=PWL，参见图2）。

为了防止立即切断电源单元10或微控制器20，微控制器20被设立用于产生触发信号TRG并且将所述触发信号传送给电源单元10。为此，微控制器20拥有触发信号输出端23，所述触发信号输出端23以通信方式与电源单元10的触发信号输入端15连接。“触发信号”当前被理解为具有周期性产生的信号脉冲的信号。

只要电源单元10即使在不施加使能信号EN（即EN＝"L"）时也接收触发信号TRG，则电源单元10在供电电位输出端子处继续提供供电电压Vss。

如果电子***处于随动阶段中，即PWR=PWL，也即使能信号EN是逻辑“L”，则是否继续给微控制器20供应供电电压Vss取决于触发信号TRG的存在或不存在。由于微控制器在随动阶段中执行所谓的故障响应测试，所述故障响应测试由于微控制器20的复位而在所执行的复位结束时引起触发信号TRG的中断，因此不再能够执行微控制器20的重新启动，因为电源单元10在触发信号TRG未发生时去活供电电位输出端13处的供电电压Vss。

为了防止这一点规定，电源单元10在接收由微控制器20发送的控制命令CMD时抑制用于对微控制器20进行供应的供电电压Vss的去活，而且即使触发信号TRG不再在触发信号输入端15处被接收时，这也发生。在微控制器20的命令信号输出端24和电源单元10的命令信号输入端16之间传输控制命令CMD。

尽管在所描述的实施例中释放信号RES、触发信号TRG和控制命令CMD经由不同的信号线路被传输，但是本领域技术人员清楚的是，所述释放信号RES、触发信号TRG和控制命令CMD也可以经由电源单元10或微控制器20的共同的输入/输出接口和经由单个（总线）线路被传输。

在接收控制命令CMD时，电源单元10启动持续时间为t_timer的计时器（图2：TIMER），所述持续时间可以根据通过微控制器20要执行的故障响应测试储存在电源单元中。例如，可以设置几百毫秒和几秒之间的持续时间。如果电源单元10在计时器t_timer到期之前接收另一控制命令CMD，则计时器再次重新开始运行。如果在计时器到期之后或直至（最后的）计时器t_timer到期为止，由电源单元10未再接收另一控制命令CMD，则电源单元10（假定触发信号TRG不被接收）去活供电电位输出端13处的供电电压Vss。在该时间点，电子***的状态从状态ACT（代表激活的）改变为状态PD（代表掉电（power down））。在预先给定的另一持续时间到期之后，状态然后可以再次改变为SD（代表关机（shut down）），其方式是电子***关断（PWR=OFF）。

也可以通过控制单元17使用控制命令CMD的接收来在控制信号输出端18处发出或抑制用于去活开关单元19的操控信号AS。

图2以时序图示出上面描述的行动。在图2中从上向下示出电子***的状态PWR、使能信号EN、计时器TIMER、控制命令CMD、释放信号RES以及电子***的状态。如果使能信号EN为逻辑“H”，则给电子***的部件供应电压，即PWR=ON，其中状态=ACT（激活的）。在使能信号从逻辑“H”变换到逻辑“L”时，变换到随动阶段PWL中。因此，微控制器20传输周期性触发信号TRG。为了能够执行故障响应测试，微控制器20此外传输控制命令CMD，所述控制命令使计时器TIMER运转。故障响应测试FRT以复位RES=复位结束，这导致微控制器20的重新启动。由于复位，不再发送触发信号TRG。由于计时器尚未到期，所以仍对微控制器20继续供应供电电压Vss。在第一计时器到期之前，以最后的复位RES=复位进行另一故障响应测试FRT。随着新的故障响应测试的开始，计时器重新开始运行。由复位引起地，触发信号TRG对于复位的时间点未发生，直至微控制器再次完全重新启动（μC重启（restart））为止。在计时器到期之后，继续随动阶段PWL。当微控制器20停止TRG信号时，电子***将其状态从“激活的”（ACT）变换为切断（PD）。在特定的时间到期之后，电子***被关断（PWR=OFF）。状态现在是“关机（shut down）”（SD）。

附图标记列表

10 电源单元

11 供电电位输入端子

12 使能输入端

13供电电位输出端子

14释放输出端

15 触发信号输入端

16 命令信号输入端

17 控制单元

18 控制信号输出端

19 开关单元

19E第一主端子（V.电位输入端子）

19A第二主端子（V.电位输出端子）

19S 控制端子（控制信号端子）

20 微控制器

21 供电电位输入端子

22 释放输入端

23 触发信号输出端

24 命令信号输出端

25 控制输出端

CMD 命令

TRG 触发信号

RES 释放信号

Vss 供电电压

Vbatt 电池电压

EN 使能信号

CTRL 操控信号

PWR 电源

PWL 电源保持运行（电源闭锁（Power-Latch））

ON 电源接通

OFF 电源关断

FRT 故障响应测试

STAT状态（ACT或PD或SD）。

Claims

1.一种用于运行尤其是车辆的电子***的设备，所述设备包括：

-电源单元（10），在运行中在第一供电电位输入端子（11）处给所述电源单元输送电池电压（Vbatt），并且所述电源单元在供电电位输出端子（13）处提供供电电压（Vss），其中所述电源单元（10）具有使能输入端（12）和用于接收触发信号（TRG）的触发信号输入端（15），经由所述使能输入端（12）能够借助于使能信号（EN）激活和去活所述供电电位输出端子（13）处的供电电压（Vss），其中所述电源单元（10）被构造用于在所述电子***的随动阶段（PWL）中在接收所述触发信号时即使在不施加使能信号（EN）的情况下也在所述供电电位输出端子（13）处提供所述供电电压（Vss），在所述随动阶段中不施加所述使能信号（EN）；

-微控制器（20），如果所述使能信号（EN）施加在所述使能输入端（12）处或如果所述微控制器（20）在所述随动阶段中产生所述触发信号（TRG）并且传输给所述触发信号输入端（15），则所述供电电压（Vss）在第二供电电位输入端子（21）处被输送给所述微控制器，

其中所述电源单元（10）此外被构造用于在接收控制命令（CMD）时抑制用于对所述微控制器（20）进行供应的供电电压（Vss）的去活。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述微控制器（20）被构造用于发出所述控制命令（CMD）。

3.根据权利要求1或2所述的设备，其中所述电源单元（10）被构造用于在从所述控制命令（CMD）的接收起预先给定的持续时间内抑制所述供电电压（Vss）的去活。

4.根据权利要求3所述的设备，其中所述电源单元（10）被构造用于从各自控制命令（CMD）的接收起重新开始所述预先给定的持续时间。

5.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述电源单元（10）被构造用于在接收到所述控制命令（CMD）之后，与所述触发信号（TRG）的未发生无关地和/或与所接收的复位无关地抑制用于对所述微控制器（20）进行供应的供电电压（Vss）的去活。

6.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述电源单元（10）被构造用于在接收到所述控制命令（CMD）之后，即使在所述使能输入端（EN）处不施加使能信号（EN）也抑制用于对所述微控制器（20）进行供应的供电电压（Vss）的去活。

7.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述微控制器（20）被构造用于从预先给定的计数器起始值开始，随着控制命令（CMD）的每次调用而将计数器递增或递减1，其中如果所述计数器已达到预先给定的计数器最终值，则不再发送所述控制命令（CMD）。

8.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述微控制器（20）被构造用于一次或周期性地或无限制地调用所述控制命令（CMD）。

9.根据权利要求1至6中任一项所述的设备，其中所述电源单元（10）被构造用于从预先给定的计数器起始值开始，随着控制命令（CMD）的每次接收而将计数器递增或递减1，其中如果所述计数器已达到预先给定的计数器最终值，则不抑制用于对所述微控制器（20）进行供应的供电电压（Vss）的去活。

10.根据前述权利要求中任一项所述的设备，其中所述电源单元（10）包括控制单元（17），所述控制单元（17）被构造用于在接收所述控制命令（CMD）时为可控开关单元（19）产生操控信号，所述可控开关单元与所述第一供电电位输入端子（11）接线用于切换所述电池电压（Vbatt）。