自动通电控制装置与系统的制作方法

本实用新型涉及集成电路领域，具体而言，涉及一种自动通电控制装置与系统。

背景技术：

汽车是我们日常生活中常见的交通工具之一，随着科技的发展，车载用电设备也呈现多样化，例如：行车记录仪、车载诊断设备、油耗仪、抬头显、TPMS以及车载适配器等。汽车的车载诊断系统接口的电源针脚与蓄电池直连，上述的车载用电设备通常通过车载诊断系统(OBD，On-Board Diagnostic)接口或点烟口持续供电(此处仅是部分车型的点烟口持续供电)。在车停后，由于用电设备仅靠蓄电池供电，如果用电设备没有及时关断，会大量耗费电池电量，导致缩短电池寿命，严重时甚至导致耗电过度无法再次点火发动，且用电设备自身也可能因长时间的连续工作而发热自燃。

在现有技术中，通常通过电压比较法控制用电设备的通断，具体方式为：发动机运转时，汽车的直流发电机工作发电，电瓶电压会比停车时高1-2V，假如车停时蓄电池电压是12V，汽车发动时将上升至约14V，取一个中间值如13V作为判断阀值，高于13V时供电，低于13V时断电。上述方案简单，但误控制的情况也比较多，如因电瓶新旧差异或其他差异，有的汽车即使停车后，电瓶电压仍高于判断阀值，不能实现停车自动断电；对于油电混合汽车或启停车型，在过红路灯等路况下发动机短暂停转，此时电瓶电压下降到低于判断阀值时，会导致用电设备中途断电，给驾驶员造成了很大的不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本实用新型实施例的目的在于提供一种自动通电控制装置与系统，以改善上述的问题。

第一方面，本实用新型实施例提供了一种自动通电控制装置，包括接口连接器、控制器、第一通断切换开关以及用电设备接口，所述控制器、所述第一通断切换开关以及所述用电设备接口依次电连接，所述接口连接器串接于所述控制器与一工作终端之间，所述控制器用于通过所述接口连接器检测所述工作终端的是否处于工作状态，如果是，则控制所述第一通断切换开关闭合。

进一步地，所述自动通电控制装置还包括低功耗待机电路与第二通断切换开关，所述接口连接器、所述低功耗待机电路以及所述控制器依次电连接，所述接口连接器、所述第二通断切换开关以及所述控制器依次电连接，所述低功耗待机电路用于在接收到反馈信号之前周期性充放电，所述控制器用于在所述低功耗待机电路导通后，检测所述工作终端是否处于工作状态；如果是，则发送反馈信号至所述低功耗待机电路以控制所述低功耗待机电路停止周期性充放电，并控制所述第二通断切换开关闭合。

进一步地，所述低功耗待机电路包括第一电阻、晶体三极管、第二电阻、电容以及场效应管，所述控制器、所述第一电阻以及所述晶体三极管的基极依次串联，所述第二电阻、所述晶体三极管的集电极、所述场效应管的栅极以及所述电容的正极依次串联，所述第二电阻外接电源，所述电容的负极接地，所述场效应管的源极接地，所述场效应管的漏极、所述第二通断切换开关以及所述控制器电连接。

进一步地，所述自动通电控制装置还包括计时器，所述计时器与所述控制器电均连接，所述控制器还用于在所述工作终端处于工作状态后，通过所述接口连接器接收发动机的转速值，并判断所述转速值是否为0，如果是，则控制所述计时器开始计时，且所述控制器还用于比较计时时间与预存储的时间阈值，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制所述第一通断切换开关断开。

进一步地，所述控制器还用于在所述工作终端处于工作状态后，通过所述接口连接器接收发动机的转速值并判断所述转速值是否为0，如果是，则开始计时，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制所述第一通断切换开关断开。

进一步地，所述接口连接器为车载诊断系统接口连接器。

进一步地，所述第一通断切换开关为场效应管或继电器。

第二方面，本实用新型实施例还提供了一种自动通电控制系统，包括电源、工作终端、接口连接器、控制器、第一通断切换开关、用电设备接口以及用电设备，所述电源、所述工作终端、所述接口连接器、所述控制器、所述第一通断切换开关所述用电设备接口以及所述用电设备依次电连接，所述控制器用于通过所述接口连接器检测所述工作终端的是否处于工作状态，如果是，则控制所述第一通断切换开关闭合。

进一步地，所述控制器还用于在所述工作终端处于工作状态后，通过所述接口连接器接收发动机的转速值并判断所述转速值是否为0，如果是，则开始计时，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制所述第一通断切换开关断开。

进一步地，所述工作终端为车载终端，所述接口连接器为车载诊断系统连接器。

与现有技术相比，本实用新型的自动通电控制装置与系统，通过控制器检测到工作终端处于工作状态时，控制第一通断切换开关的闭合，从而实现工作终端处于工作状态下时用电设备才耗电，并且控制器误控制第一通断切换开关通断的概率低，减小了许多因为误控制带来的操作麻烦。

为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

图1为本实用新型较佳实施例提供的自动通电控制装置的电路连接框图；

图2为本实用新型较佳实施例提供的低功耗待机电路与控制器的电路连接框图；

图3为本实用新型较佳实施例提供的自动通电控制系统的电路连接框图。

其中，附图标记与部件名称之间的对应关系如下：自动通电控制装置100，接口连接器101，控制器102，第一通断切换开关103，用电设备接口104，低功耗待机电路105，第二通断切换开关106，计时器107，蓄电池108，工作终端109，用电设备110，自动通电控制系统111。

具体实施方式

下面将结合本实用新型实施例中附图，对本实用新型实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本实用新型实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本实用新型的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本实用新型的范围，而是仅仅表示本实用新型的选定实施例。基于本实用新型的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。

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。同时，在本实用新型的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

汽车是我们日常生活中常见的交通工具之一，随着科技的发展，车载用电设备也呈现多样化，例如：行车记录仪、车载诊断设备、油耗仪、抬头显、TPMS以及车载适配器等。汽车的车载诊断系统接口的电源针脚与蓄电池直连，上述的车载用电设备通常通过车载诊断系统(OBD，On-Board Diagnostic)接口或点烟器持续供电(此处仅是部分车型的点烟口持续供电)。在车停后，由于用电设备仅靠蓄电池供电，如果用电设备没有及时关断，会大量耗费电池电量，导致缩短电池寿命，严重时甚至导致耗电过度无法再次点火发动，且用电设备自身也可能因长时间的连续工作而发热自燃。

在现有技术中，通常通过电压比较法控制用电设备的通断，具体方式为：发动机运转时，汽车的直流发电机工作发电，电瓶电压会比停车时高1-2V，假如车停时蓄电池电压是12V，汽车发动时将上升至约14V，取一个中间值如13V作为判断阀值，高于13V时供电，低于13V时断电。上述方案简单，但误控制的情况也比较多，如因电瓶新旧差异或其他差异，有的汽车即使停车后，电瓶电压仍高于判断阀值，不能实现停车自动断电；对于油电混合汽车或启停车型，在过红路灯等路况下发动机短暂停转，此时电瓶电压下降到低于判断阀值时，会导致用电设备中途断电，给驾驶员造成了很大的不便。

有鉴于此，实用新型人经过长期观察和研究发现，提供了一种自动通电控制装置与系统，该自动通电控制装置包括接口连接器、控制器、第一通断切换开关以及用电设备接口，控制器、第一通断切换开关以及用电设备接口依次电连接，接口连接器串接于控制器与一工作终端之间。该自动通电控制装置的控制器误控制第一通断切换开关通断的概率低，减小了许多因为误控制带来的操作麻烦。

下面通过具体的实施例子并结合附图对本实用新型做进一步的详细描述。

参阅图1，本实用新型实施例提供了一种自动通电控制装置100，该自动通电控制装置100包括接口连接器101、控制器102、第一通断切换开关103、低功耗待机电路105、第二通断切换开关106以及用电设备接口104。接口连接器101、低功耗待机电路105、控制器102、第一通断切换开关103以及用电设备接口104依次电连接，且接口连接器101、第二通断切换开关106以及控制器102依次电连接。

控制器102用于通过接口连接器101检测一工作终端109的是否处于工作状态，如果是，则控制第一通断切换开关103闭合，在第一通断切换开关103闭合后此时与用电接口连接器101连接的用电设备110开始工作。本实施例中，工作终端采用车载终端。由于汽车发动机运转过程中时刻需要车载终端提供实时控制信息，从而通过检测车载终端是否处于工作状态作为汽车发动机是否运行的评判标准。具体检测车载终端是否处于工作状态方式可以为：控制器102与车载终端进行数据通讯前都要先完成两者数据连接的初始化，通过能否正常完成数据连接的初始化来识别车载终端是否处于工作状态。若能正常完成初始化，证明车载终端处于激活工作状态；若不能完成正常的初始化，证明车载终端休眠或者停机，处于非工作状态。

通常经常下，汽车在发动机运行后，车载终端都会处于工作状态，因此本实施例中，通过检测车载终端是否处于工作状态作为汽车的发动机是否运行的评判标准。本实施例中，第一通断切换开关103可采用场效应管或继电器或者普通的开关，在此不做限制。

本实施例中，接口连接器101采用车载诊断系统(OBD，On-Board Diagnostic)接口连接器101，简称OBD接口连接器，且工作终端109为车载终端，即行车电脑。该OBD接口连接器采用16针公头与车载终端及车载蓄电池108电连接，具体地，OBD接口连接器电源针脚和信号针脚，其中OBD接口连接器的第4针、第5针为接地脚，第16针为正电压脚，且OBD接口连接器与蓄电池108电连接。信号针脚主要包括CAN总线针脚(其中，第6针为CAN_H引脚，第14针为CAN_L引脚)以及K线针脚(其中，第7针为K线引脚，第15针为L线引脚)。

本实施例中，控制器102集成于一控制模块，控制模块包括控制器102、控制器102供电电路、CAN总线接口电路、K线接口电路，当然控制器102也可以独立设置，在此仅是举例说明。控制器102嵌入有OBD规范的诊断协议，具体地诊断协议为：CAN总线的ISO15765诊断协议、K线的ISO9141-2以及KWP2000协议。控制器102依照上述协议，检测车载终端的是否处于工作状态。

考虑到控制模块自身也需要耗电，通常情况下，控制器102工作时有10mA～20mA的工作电流，CAN总线接口电路作为有源器件，也有5mA的左右工作电流，控制器102供电电路的工作电流也有4mA左右。控制模块在车载终端停止运行时，仍然耗电，时间长后其损耗将是可观的。因此本实用新型实施例设计了低功耗待机电路105，低功耗待机电路105用于在车载终端处于工作状态之前周期性充放电，控制器102用于在低功耗待机电路105导通后，检测车载终端是否处于工作状态；如果是，则发送第一反馈信号至低功耗待机电路105以控制低功耗待机电路105停止周期性充放电，并控制第二通断切换开关106闭合。其中，第二通断切换开关106与OBD接口连接器电连接，因此在第二通断切换开关106闭合时，控制模块即可获得电能正常工作。

低功耗待机电路105还用于在车载终端处于工作状态之后保持导通，控制器102用于在低功耗待机电路105处于保持导通的状态时，检测车载终端是否处于工作状态；如果否，则发送第二反馈信号至低功耗待机电路105以控制低功耗待机电路105周期性充放电，并控制第二通断切换开关106断开。在车载终端停止运行时，说明汽车已经停止驾驶，无需再为控制模块持续供电，以免造成较大地电能损耗，在第二通断切换开关106断开时，低功耗待机电路105周期性充放电，以使控制器102在低功耗待机电路105导通时检测车载终端是否处于工作状态，且控制模块仅仅在低功耗待机电路105导通耗电，节能环保。

如图2所示，具体地，低功耗待机电路105包括第一电阻R1、晶体三极管、第二电阻R2、电容C以及场效应管FET-N，控制器102、第一电阻R1以及晶体三极管的基极依次串联，第二电阻R2、晶体三极管的集电极、场效应管FET-N的栅极以及电容C的正极依次串联。其中，第二电阻R2与电容C组成RC充放电电路，第二电阻R2外接电源，电容C的负极接地，场效应管FET-N的源极接地，场效应管FET-N的漏极、第二通断切换开关106以及控制器102电连接。在发动机运行前，第二通断切换开关106处于断开状态，本实施中，第二通断切换开关采用场效应管FET-P，场效应管FET-N的漏极与场效应管FET-P的栅极电连接，场效应管FET-P的源极与控制器102电连接。当控制器102没通电时，或者控制器102通电工作但输出低电平反馈信号时，没有电流流过R1，晶体三极管不导通，此时电容C的电势一直上升，当电容C的电势大于场效应管FET-N的导通门限时，场效应管FET-N和场效应管FET-P同时导通，控制器102获得电能开始工作，且控制器102通过OBD接口连接器检测车载终端是否处于工作状态。如果车载终端的处于工作状态，则控制器102持续输出低电平的反馈信号，此时无电流流过R1，晶体三极管不导通，电容C的电势继续上升，最后上升至VCC并保持在VCC，控制器102也一直获得电能持续工作。如果车载终端的处于非工作状态，则控制器102输出高电平的反馈信号，此时R1有电流流过，晶体三极管导通并瞬间释放电容C的电荷，使得电容C电势复位为0，此时场效应管FET-N和场效应管FET-P同时关断，控制器102自身也随即断电，无电流流过R1，晶体三极管截止，VCC通过R2重新对电容C充电，开始下一个充电过程。

另外，自动通电控制装置100还包括计时器107，计时器107与控制器102电均连接，控制器102还用于在车载终端处于工作状态后，通过所述接口连接器接收112发动机的转速值，并判断转速值是否为0，如果是，则控制计时器107开始计时，控制器102还用于比较计时时间与预存储的时间阈值，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制第一通断切换开关103断开。在车载终端处于工作状态后，判断发动机的转速值是否转变为0，如果是，判断发动机的转速值保持为0的时间是否大于预设的时间阈值，其中预设的时间阈值可以为5分钟、10分钟以及15分钟，具体可依据实际需求而定，在此不做限制。在发动机停转的一定时间内，控制器102默认驾驶员在等红灯时控制发动机停转，不会控制第一通断切换开关103断开，在发动机停转超过预设定的时间阈值，控制器102才认为汽车处于停放状态，此时控制第一通断切换开关103断开，不会造成误控制。

另外，上述的计时器107的功能还可通过控制器102实现。具体地，控制器102还用于在所述工作终端109处于工作状态后，利用控制器102通过车载诊断接口与车载终端通讯获得转速值，通过所述接口连接器101接收发动机的转速值并判断所述转速值是否为0，如果是，则开始计时，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制所述第一通断切换开关103断开。

请参阅图3，本实用新型还提供了一种自动通电控制系统111，包括蓄电池108、工作终端109、用电设备110以及上述的自动通电控制装置100。需要说明的是，本实施例所提供的自动通电控制系统111的自动通电控制装置100，其基本原理及产生的技术效果和上述实施例相同，为简要描述，本实施例部分未提及之处，可参考上述实施例中的相应内容。

蓄电池108、工作终端109、接口连接器101、控制器102、第一通断切换开关103、用电设备接口104以及用电设备110依次电连接。其中，工作终端109采用车载终端，接口连接器101采用车载诊断系统连接器。控制器102用于通过接口连接器101检测工作终端109的是否处于工作状态，如果是，则控制第一通断切换开关103闭合，在第一通断切换开关103闭合后，用电设备110获得电能开始工作。本实施例中，用电设备110可以为例如：行车记录仪、车载诊断设备、油耗仪、抬头显、TPMS以及车载适配器等车载电子设备。

另外，自动通电控制系统111还包括转速传感器112，转速传感器112与控制器102电连接，控制器102还用于在工作终端109处于工作状态后，接收转速传感器112发动机的转速值并判断所述转速值是否为0，如果是，则开始计时，若计时时间超过预存储的时间阈值，则控制第一通断切换开关103断开。

综上，本实用新型提供的自动通电控制装置与系统具有以下特点：1、对于连接到用电设备接口104的用电设备110，不用每次行车都通断电一遍，做到插接后不管，操作方便，减小了用电设备110在停车后长时间连续工作而损耗蓄电池108无法点火的概率，同时减小了用电设备110长时间连续工作发热自燃的隐患。2、通过控制器102检测到工作终端109处于工作状态时，控制第一通断切换开关103的闭合，从而实现工作终端109处于工作状态下时用电设备110才耗电，并且控制器102误控制第一通断切换开关103通断的概率低，减小了许多因为误控制带来的操作麻烦。3、车型适应性广，控制器102的K线的ISO9141-2、KWP2000协议以及CAN总线的ISO15765诊断协议覆盖了当前的大多数车型，在诊断协议基础上可以获取所需的汽车实时工况信息，为通断电控制提供了准确依据，提高了在汽车各种行驶工况下工作的可靠性，对于油电混合车型和启停车型，也能稳定工作，且不会出现用电设备110中途断电问题。3、控制模块自身的待机功耗很低，停车时流过控制模块的平均电流为uA级，节能环保。

在本实用新型的描述中，还需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“设置”、“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；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。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。

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。

在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，或者是该实用新型产品使用时惯常摆放的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。

以上所述仅为本实用新型的优选实施例而已，并不用于限制本实用新型，对于本领域的技术人员来说，本实用新型可以有各种更改和变化。凡在本实用新型的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本实用新型的保护范围之内。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，仅为本实用新型的具体实施方式，但本实用新型的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本实用新型揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本实用新型的保护范围之内。因此，本实用新型的保护范围应所述以权利要求的保护范围为准。