监测到隔离后5ν_ΑΝ1和5v_AN2中某一路或二者皆为电压超出或低于一定阈值(具体根据设计者进行计算定义)，证明此时已经出现5v传感器供电输出引脚短电源或短地故障，则此时主芯片立即驱动5v供电系统管理电路，断开5ν_ΑΝ1和5ν_ΑΝ1，防止外部短电源或短地对车辆控制器电源系统造成无法预知的损坏。同时主芯片会进行5V供电过压或欠压故障诊断和存储，并将5v传感器供电输出短高或短地故障标识置位，同时将此故障上报到应用层软件进行系统诊断和点亮故障灯；当检测到12v_FILTERED供电、5v_COde、5v_AN3均正常，但同时监测到隔离后5ν_ΑΝ1和5v_AN2中某一路或二者皆为电压超出或低于一定阈值，且5v_switch和隔离前5ν_ΑΝ1\ AN2电压出现与隔离后5ν_ΑΝ1、5ν_ΑΝ2同步异常，证明此时已出现5v传感器供电输出引脚短电源或短地故障，而且DCP010505BP-U芯片隔离功能已失效，则主芯片会立即驱动5v供电系统管理电路，断开5ν_ΑΝ1、5ν_ΑΝ1和5v_switch供电，对车辆控制器电源系统实施保护。同时主芯片会进行5V供电过压或欠压故障诊断和存储，并将5v传感器供电输出短高或短地故障和隔离失效故障标识同时置位，并将此故障上报到应用层软件进行系统诊断和点亮故障灯。
[0031]4、在以上3种情况的任一种情况下，从芯片会实时监测主芯片健康状态和实时软件校验，当从芯片检测到主芯片发生软件跑飞或软件运算错误或其他失效时，从芯片则会对主芯片做出故障诊断和故障存储及上报。这也是车辆控制安全标准需要。
【主权项】
1.一种车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:其主要由12V供电系统、5v供电系统、12vto5v DC/DC、上下电管理电路、电源状态及故障诊断单元电路以及主控单元构成，12v供电系统提供12v常电和12v可控电；5v供电系统提供5V常电和5V可控电；所述电源上下电管理电路包括12v供电系统上下电管理电路和5v供电系统上下电管理电路，其上下电管理电路根据上下电控制信号来源不同，分为外部控制上下电管理电路和内部控制上下电管理电路；所述12v供电系统上下电管理电路包括12v常电与可控电分路隔离电路和12v可控电上下电控制电路；所述5v供电系统上下电管理电路包括5V传感器供电((5V_ΑΝ1、5ν_ΑΝ2))上下电控制电路和5V可控电上下电控制电路。
2.根据权利要求1所述的车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:12v供电系统的上下电由点火信号、慢充使能、快充使能和主控单元主动控制信号中的其中一个独立管理控制；5v供电系统上下电由主控单元单独管理控制，且5V可控电和5v传感器供电能够独立管理控制和保护。
3.根据权利要求1或2所述的车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:所述12v供电系统包括12v滤波电路、12v上下电控制执行电路以及车辆控制器上12v电压等级用电回路，其主要完成对蓄电池EMC电源的电源滤波、12v电源上下电、以及为控制器外围回路提供12v电压。
4.根据权利要求1-3任一项所述的车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:所述5v供电系统包括5v去耦及滤波电路、5v上下电执行电路、以及车辆控制器上5v等级集成器件或用电回路。
5.根据权利要求1-4任一项所述的车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:电源状态及故障诊断电路和主控电路共同完成电路模块的电源状态及故障诊断功能，主控单元通过电源状态及故障诊断电路实时监测12v常电、12v可控电、5V常电、5V可控电、5v模拟供电、5V传感器供电电压值，然后根据实测值及预定诊断策略对12v供电系统和5v供电系统进行上下电管理控制。
6.根据权利要求1-5任一项所述的车辆控制器电源电路拓扑结构，其特征在于:电源状态及故障诊断电路由PG1~10监测单元电路组成，且每一监控单元电路都是相互独立的。
7.采用权利要求1-6任一项所述的车辆控制器电源电路拓扑结构进行电源管理的方法，其特征在于，分如下三种情况进行管理: 1)、当外部硬件唤醒部件未发出上电唤醒信号时，车辆控制器电源模块只会输出12v常电和5V常电，然后5V常电供给到主芯片最小单元电路、从芯片最小单元电路、硬件看门狗电路、主can通讯电路、以及其他5v电压等级模块电路，此时主芯片工作于低功耗模式； 2)、当外部硬件唤醒部件未发出上电唤醒信号，但钥匙开关在ACC档时，车辆控制器电源模块只会输出12v常电和5V常电，同时主控单元驱动5v供电管理电路将5V可控电供电回路打开；然后5V常电供给到主芯片最小单元电路、从芯片最小单元电路、硬件看门狗电路、主can通讯电路、以及其他5v电压等级模块电路；此时主芯片采集到acc信号有效，则主控片内核程序马上由睡眠模式跳转为正常工作模式，主芯片外围端口被唤醒，主芯片软件程序正常运行，主can通讯功能正常驱动； 3)、当外部硬件唤醒部件发出上电唤醒信号，且电源供电系统无故障，且上下电管理电路正常时，车辆控制器电源模块会输出12v常电、12v可控电、5V常电、5V可控电、主芯片5v模拟供电和5v传感器供电，此时车辆控制器所有模块皆处于上电工作状态。
8.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:在所述第2)种情况下，当主芯片检测到蓄电池输入电压值超出安全电压阈值，或低于一定阈值，且5v供电系统供电皆正常时，则主芯片进行12V供电过压或欠压故障诊断和存储，并将12v供电系统不可信故障标识置位，同时将此故障上报到应用层软件进行系统诊断和点亮故障灯；当检测到12v可控电供电正常，但5V常电或5v模拟供电电压超出或低于一定阈值，则主芯片进行5V供电过压或欠压故障诊断和存储，并将5v常电供电系统不可信故障标识置位，同时将此故障上报到应用层软件进行系统诊断和点亮故障灯。
9.根据权利要求7所述的方法，其特征在于:在第3)种情况下，当主芯片检测到蓄电池输入电压值超出安全电压阈值，或低于一定阈值，且5v供电系统供电皆正常时，则主芯片立即驱动12v供电管理电路，断开12_switch供电，同时进行12V供电过压或欠压故障诊断和存储，并将12v供电系统不可信故障标识置位，同时将此故障上报到应用层软件进行系统诊断和点故障灯。
10.根据权利要求7-9任一项所述的方法，在所述三种情况的任一种情况下，从芯片会实时监测主芯片健康状态和实时软件校验，当从芯片检测到主芯片发生软件跑飞或软件运算错误或其他失效时，从芯片则会对主芯片做出故障诊断和故障存储及上报。
【专利摘要】本发明提供一种车辆控制器电源电路拓扑结构及电源管理方法，电源电路拓扑结构主要由12v供电系统、5v供电系统、12vto5v DC/DC、上下电管理电路、电源状态及故障诊断单元电路以及主控单元构成，12v供电系统提供12v常电和12v可控电；5v供电系统提供5V常电和5V可控电；所述电源上下电管理电路包括12v供电系统上下电管理电路和5v供电系统上下电管理电路，其上下电管理电路根据上下电控制信号来源不同，分为外部控制上下电管理电路和内部控制上下电管理电路。本发明解决了现有车辆控制器所存在的主芯片和外部传感器供电隔离问题，以及上下电管理不合理导致的功能局限性问题。
【IPC分类】B60R16-02
【公开号】CN104608711
【申请号】CN201410733654
【发明人】卢锦龙, 徐国栋
【申请人】奇瑞汽车股份有限公司
【公开日】2015年5月13日
【申请日】2014年12月5日