车载控制器的传感器地线保护电路的制作方法

本发明涉及车辆控制技术领域，特别涉及一种车载控制器的传感器地线保护电路。

背景技术

目前车载控制器300的传感器地线100在车载控制器内部的印刷电路板上的走线大都是采用如图1所示的由连接器的引脚直接连接到地平面200，或采用如图2所示的“保险丝”式的走线方式连接到地平面200。在车载控制器300的大规模使用中，整车线束中会存在传感器地线100短路到电源的情况。

若车载控制器300的传感器地线100是采用如图1所示的连接方式，则由于传感器地线100是直接连接到地平面200，所以这种设计可能会承受大电流，且远大于位于车载控制器300外部的传感器线束的电流能力，因而存在使得外部的传感器线束着火甚至整车着火的风险。而图2“保险丝”式的走线设计，使得传感器地线100短路到电源的情况下，虽然不会存在外部传感器线束或整车着火的风险，但会存在车载控制器300内部的传感器地线100被烧断的风险，一旦车载控制器300内部的传感器地线100被烧断，车载控制器300会整个失效而被废弃。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种车载控制器的传感器地线保护电路，以解决在传感器地线短路到电源的情况下，现有的传感器线束着火或使整个车载控制器失效的问题。

为解决上述技术问题，本发明提供一种车载控制器的传感器地线保护电路，所述车载控制器的传感器地线保护电路位于一车载控制器的印刷电路板上，所述车载控制器的传感器地线保护电路连接在地平面和传感器地线之间，包括开关元件、采样电路、第一接口和第二接口，其中：

所述采样电路连接所述传感器地线，对所述传感器地线上的电流进行检测，得到电压信号，并发送给所述第一接口；

所述第一接口和所述第二接口为所述车载控制器的主控芯片的接口，所述主控芯片对所述电压信号进行检测和判断；

若所述电压信号处于正常范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口输出导通信号，所述导通信号使所述开关元件导通；

若所述电压信号处于故障范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口输出断开信号，所述断开信号使所述开关元件断开；

所述开关元件连接在所述地平面和所述传感器地线之间。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述采样电路包括第一电阻和第二电阻，其中：

所述第一电阻一端连接所述传感器地线，另一端连接所述第一接口；

所述第二电阻一端连接所述地平面，另一端连接所述第一接口。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述车载控制器的传感器地线保护电路还包括第一电容，其中：

所述第一电容一端连接所述地平面，另一端连接所述第一接口。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述第一接口包括模数转换电路，所述模数转换电路将所述电压信号转换为数字信号。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述第二接口为主控芯片的i/o端口。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述开关元件包括金属-氧化物半导体场效应晶体管。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管具有限流保护和热关断功能。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管将流经自身的电流限制在第一阈值内。

可选的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的热量超过第二阈值，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管断开。

在本发明提供的车载控制器的传感器地线保护电路中，通过开关元件建立起传感器地线与地平面的连接，同时对传感器地线进行电流采样，根据传感器地线上的电流控制传感器地线和地平面是否连接，不仅可以解决线束着火或车载控制器损坏的问题，还可满足道路车辆功能安全标准的高功能安全等级的要求。

附图说明

图1是一现有的车载控制器的传感器地线电路示意图；

图2是另一现有的车载控制器的传感器地线电路示意图；

图3是本发明一实施例中的车载控制器的传感器地线保护电路示意图；

图中所示：100-传感器地线；200-地平面；300-车载控制器；400-开关元件；500-第一接口；600-第二接口。

具体实施方式

以下结合附图和具体实施例对本发明提出的车载控制器的传感器地线保护电路作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。

本发明的核心思想在于提供一种车载控制器的传感器地线保护电路，以解决在传感器地线短路到电源的情况下，现有的传感器线束着火或使整个车载控制器失效的问题。

为实现上述思想，本发明提供了一种车载控制器的传感器地线保护电路，所述车载控制器的传感器地线保护电路位于一车载控制器的印刷电路板上，所述车载控制器的传感器地线保护电路连接在地平面和传感器地线之间，包括开关元件、采样电路、第一接口和第二接口，其中：所述采样电路连接所述传感器地线，对所述传感器地线上的电流进行检测，得到电压信号，并发送给所述第一接口；所述第一接口和所述第二接口为所述车载控制器的主控芯片的接口，所述主控芯片对所述电压信号进行检测和判断；若所述电压信号处于正常范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口输出导通信号，所述导通信号使所述开关元件导通；若所述电压信号处于故障范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口输出断开信号，所述断开信号使所述开关元件断开；所述开关元件连接在所述地平面和所述传感器地线之间。

如图3所示，本发明的实施例提供一种车载控制器的传感器地线保护电路，所述车载控制器300的传感器地线100保护电路位于一车载控制器300的印刷电路板上，所述车载控制器300的传感器地线100保护电路连接在地平面200和传感器地线100之间，包括开关元件400、采样电路、第一接口500和第二接口600，其中：所述采样电路连接所述传感器地线100，对所述传感器地线100上的电流进行检测，得到电压信号，并发送给所述第一接口500；所述第一接口500和所述第二接口600为所述车载控制器300的主控芯片的接口，所述主控芯片对所述电压信号进行检测和判断；若所述电压信号处于正常范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口600输出导通信号，所述导通信号使所述开关元件400导通；若所述电压信号处于故障范围内，则所述主控芯片控制所述第二接口600输出断开信号，所述断开信号使所述开关元件400断开；所述开关元件400连接在所述地平面200和所述传感器地线100之间。

具体的，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述采样电路包括第一电阻r1和第二电阻r2，其中：所述第一电阻r1一端连接所述传感器地线100，另一端连接所述第一接口500；所述第二电阻r2一端连接所述地平面200，另一端连接所述第一接口500。所述车载控制器300的传感器地线100保护电路还包括第一电容c1，其中：所述第一电容c1一端连接所述地平面200，另一端连接所述第一接口500。所述第一接口500包括模数转换电路，所述模数转换电路将所述电压信号转换为数字信号。所述第二接口600为主控芯片的i/o端口。

另外，在所述的车载控制器的传感器地线保护电路中，所述开关元件400包括金属-氧化物半导体场效应晶体管，具体的，为智能mosfet。所述金属-氧化物半导体场效应晶体管具有限流保护和热关断功能。所述金属-氧化物半导体场效应晶体管将流经自身的电流限制在第一阈值内。所述金属-氧化物半导体场效应晶体管的热量超过第二阈值，所述金属-氧化物半导体场效应晶体管断开。本发明中的车载控制器的传感器地线保护电路具有软件和硬件两种保护机制。

在系统正常连接且车载控制器300上电的情况下，主控芯片的模数转换接口会对传感器地线100进行电流采样，正常情况下采样到的电压信号为低电平，主控芯片会控制i/o端口使得智能mosfet处于导通状态，从而使得传感器地线100与地平面200建立了有效的连接。

当传感器地线100短路到电源时，有软件和硬件两种保护机制。

软件保护机制为：在短路到电源时，主控芯片的模数转换接口会检测到传感器地线100的电压在升高，当大于一定阈值时，主控芯片会控制i/o端口将智能mosfet处于断开状态，从而使得传感器地线100与地平面200断开。

硬件保护机制为：本发明采用的是智能mosfet,而智能mosfet通常都具有限流保护和热关断等功能，在短路到电源的时候，智能mosfet可以将短路电流限值在一定的范围内，并且达到一定热量以后，该智能mosfet会进入热关断状态，从而将传感器地线与地平面断开。

在正常应用中，一般都是使用软件保护机制，当软件保护机制失效的情况下，硬件保护机制也可以起到作用，给系统提供了有效的安全机制。

在本发明提供的车载控制器的传感器地线保护电路中，通过开关元件400建立起传感器地线100与地平面200的连接，同时对传感器地线100进行电流采样，根据传感器地线100上的电流控制传感器地线100和地平面200是否连接，通过本发明中的车载控制器的传感器地线保护电路具有软件和硬件两种保护机制，不仅可以解决线束着火或车载控制器300损坏的问题，还可满足道路车辆功能安全标准的高功能安全等级的要求。

综上，上述实施例对车载控制器的传感器地线保护电路的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。

上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。