本发明涉及汽车电子技术领域，特别涉及一种车辆控制器及其控制方法。
背景技术
目前在车辆控制器产品上，通过添加一个电源控制芯片来实现电源控制的功能，无法满足功能安全的设计，当该电源控制芯片出现故障时，车辆的供电突然中断，若车辆正在高速行驶中，供电中断可能会导致严重的交通事故和后果。因此若要对整车电源实现冗余控制，需要达到双电源控制信号的输出，这往往需要采用双电源控制芯片的方案，就是在产品上用两个电源控制芯片分别输出一个电源控制信号，共同实现电源控制功能，如果两个芯片中，一个发生了失效，不能输出自身的电源控制信号，则还有另一个芯片仍然在输出电源控制信号，采用“或”的逻辑，可以保证输出仍然有效，保证安全性，但这种方法成本高，结构复杂，系统开发难度大，双电源控制芯片也可能会发生指令冲突，可靠性难以保证。
因此，需要设计一种可靠性高的双电源控制信号输出，从而实现电源冗余控制的车辆控制器及其控制方法。
技术实现要素：
本发明的目的在于提供一种车辆控制器及其控制方法，以解决现有的车辆控制器中电源冗余控制的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种车辆控制器，所述车辆控制器包括中央处理器、电源控制单元、反馈电路、或门电路和驱动电路，其中：
所述电源控制单元向所述或门电路发送第一控制命令，所述或门电路根据所述第一控制命令形成一电源控制信号；
所述或门电路向所述驱动电路发送所述电源控制信号，所述驱动电路根据所述电源控制信号形成一电源功率信号；
所述驱动电路向所述反馈电路发送所述电源功率信号；
所述电源控制单元还向所述中央处理器发送其自身的状态信息，所述中央处理器根据所述状态信息控制所述反馈电路通断；
所述反馈电路导通时，所述反馈电路根据所述电源功率信号形成第二控制命令；
所述反馈电路向所述或门电路发送所述第二控制命令，所述或门电路根据所述第二控制命令继续输出所述电源控制信号。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述状态信息包括故障状态信息或正常状态信息。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述反馈电路包括开关电路，其中：所述中央处理器根据所述状态信息控制所述开关电路通断，所示开关电路导通时，所述开关电路根据所述电源功率信号形成第二控制命令，并向所述或门电路发送第二控制命令。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述中央处理器根据所述状态信息向所述开关电路发送第一状态命令，其中：
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述故障状态信息时，所述第一状态命令为低电平信号，所述开关电路导通；
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述正常状态信息时，所述第一状态命令为悬空电平信号，所述开关电路导通或关断。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述开关电路包括第一晶体管、第二晶体管和第三晶体管，其中：
所述第一晶体管为二极管，所述第一晶体管的阳极输入所述电源功率信号；
所述第二晶体管为三极管，所述第二晶体管的发射极连接所述第一晶体管的阴极，所述第二晶体管的集电极连接所述或门电路，所述第二晶体管的基极连接所述第三晶体管的阳极；
所述第三晶体管为二极管，所述第三晶体管的阴极输入所述第一状态命令。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述车辆控制器还包括限压电路，其中：所述限压电路控制所述第二控制命令的电压幅值。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述限压电路包括一稳压管，所述稳压管的阳极接地，所述稳压管的阴极连接所述第二晶体管的集电极。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述反馈电路还包括采样电路，其中：所述第二控制命令经过所述采样电路，形成一采样电压信号，所述采样电路将所述采样电压信号发送给所述电源控制单元。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述采样电路包括第一电阻和第二电阻，其中：所述第一电阻连接所述第二晶体管的集电极和所述电源控制单元，所述第二电阻连接所述电源控制单元和地。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述电源控制单元还向所述中央处理器发送导通控制信息或关断控制信息。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述中央处理器根据所述导通控制信息或关断控制信息向所述开关电路发送第二状态命令，其中：
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述导通控制信息时，所述第二状态命令为低电平信号，所述开关电路导通；
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述关断控制信息时，所述第二状态命令为高电平信号，所述开关电路关断。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述开关电路还包括第四晶体管，其特征在于，所述第四晶体管的阴极输入第二状态命令，所述第四晶体管的阳极连接所述第二晶体管的基极。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述第一控制命令输入给所述中央处理器，其中：
所述第一控制命令为高电平信号时，所述中央处理器向所述开关电路发送的所述第一状态命令为悬空电平信号，所述开关电路关断；
所述第一控制命令为低电平信号时，所述中央处理器向所述开关电路发送的所述第一状态命令为低电平信号，所述开关电路导通。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述或门电路包括第一输入端、第二输入端和输出端，其中：
所述第一输入端输入第一控制命令，所述第二输入端输入第二控制命令，所述输出端输出电源控制信号。
可选的，在所述的车辆控制器中，所述车辆控制器还包括延时电容，所述延时电容连接所述或门电路和所述驱动电路。
本发明还提供一种车辆控制器的控制方法，所述车辆控制器的控制方法包括：
电源控制单元向或门电路发送第一控制命令，所述或门电路根据所述第一控制命令形成一电源控制信号；
所述或门电路向驱动电路发送所述电源控制信号，所述驱动电路根据所述电源控制信号形成一电源功率信号；
所述驱动电路向所述反馈电路发送所述电源功率信号；
所述电源控制单元还向所述中央处理器发送其自身的状态信息，所述中央处理器根据所述状态信息控制所述反馈电路通断；
所述反馈电路导通时，所述反馈电路根据所述电源功率信号形成第二控制命令；
所述反馈电路向所述或门电路发送所述第二控制命令，所述或门电路根据所述第二控制命令继续输出所述电源控制信号。
可选的，在所述的车辆控制器的控制方法中，所述电源控制单元向所述中央处理器发送其自身的状态信息包括：所述电源控制单元向所述中央处理器发送故障状态信息或正常状态信息。
可选的，在所述的车辆控制器的控制方法中，所述中央处理器根据所述状态信息控制反馈电路通断包括：所述中央处理器根据所述状态信息控制所述开关电路通断，所示开关电路导通时，所述开关电路根据所述电源功率信号形成第二控制命令，并向所述或门电路发送第二控制命令。
可选的，在所述的车辆控制器的控制方法中，所述中央处理器根据所述状态信息控制所述开关电路通断包括：
所述中央处理器根据所述状态信息向所述开关电路发送第一状态命令；
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述故障状态信息时，所述第一状态命令为低电平信号，所述开关电路导通；
所述电源控制单元向所述中央处理器发送所述正常状态信息时，所述第一状态命令为悬空电平信号，所述开关电路导通或关断。
在本发明提供的车辆控制器及其控制方法中，通过所述电源控制单元向所述或门电路发送第一控制命令，所述反馈电路导通时，向所述或门电路发送第二控制命令，所述或门电路根据所述第一控制命令或所述第二控制命令输出一电源控制信号，实现了双电源控制信号的输出，及车辆控制器中电源控制的冗余控制，安全可靠，反馈电路从驱动电路的输出端获取电源功率信号，来作为第二控制命令的来源，实现输出与输入的正反馈，此时无需电源控制单元的控制命令也可使整个车辆控制器的电源控制系统正常工作。进一步的，所述电源控制单元向所述中央处理器发送状态信息，所述中央处理器根据所述状态信息控制所述反馈电路导通，由此可知，反馈电路的导通是由电源控制单元控制的，即第一控制命令和第二控制命令都是由电源控制单元所控制，且中央处理器是车辆控制器中已有元器件，所以本发明中的技术方案实际只需要电源控制单元这一个控制芯片，成本低，系统开发简单，不会产生双电源控制芯片的指令冲突问题，可靠性高。
进一步的，本发明通过限压电路，将第二控制命令电压钳位，控制所述第二控制命令的电压幅值，再输入到或门电路，由于或门电路的第二输入端只需要5v左右的电压信号，而电源功率信号通过第二晶体管的管压降后，还有可能形成12v左右的第二控制命令，若直接输入到或门电路，会给或门电路造成较大的电压能量冲击，如果电源功率信号再由于外部干扰或输出端的能量累积而突然升高，可能会造成或门电路的损坏，因此，稳压管的使用可对第二控制命令进行钳位，保护或门电路。另外，延时电容连接所述或门电路和所述驱动电路，也可以对或门电路输出的电源控制信号的突变进行延时和缓降，保护后端的驱动电路。
更进一步的，本发明通过反馈电路中的采样电路，电源控制单元可对反馈电路的状态进行诊断，若第二控制命令未能正常输出，电源控制单元可及时作出响应，启动其他应急预案。
另外，本发明通过中央处理器根据电源控制单元的所述导通控制信息或关断控制信息向所述开关电路发送第二状态命令，可在正常状态下，也对反馈电路进行控制，此时，电源控制单元可进入睡眠状态或省电状态，直接由反馈电路的正反馈效应对整个电源系统进行控制，无需电源控制单元的持续性输出，只在紧急状态下唤醒电源控制单元即可。
最后，本发明通过电源控制单元输出的第一控制命令直接控制中央处理器，当电源控制单元出现故障状态时，第一控制命令为低电平，或门电路无法从电源控制单元处获取信号，但第一控制命令变为低电平可自动给中央处理器带来故障状态信号，所述中央处理器向所述开关电路发送的所述第一状态命令为低电平信号，所述开关电路导通，或门电路从开关电路处获取信号，可省去spi通信协议的开发以及减少信号走线。
附图说明
图1～2是本发明车辆控制器原理示意图；
图3是本发明车辆控制器中的反馈电路及或门电路示意图；
图中所示：1-中央处理器；2-电源控制单元；3-反馈电路；31-开关电路；32-采样电路；4-或门电路；41-第一输入端；42-第二输入端；43-输出端；5-驱动电路；6-延时电容；7-负载；8-限压电路。
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辆控制器及其控制方法作进一步详细说明。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高可靠性实现双电源控制信号输出，从而实现电源冗余控制的车辆控制器及其控制方法。
为实现上述思想，本发明提供了一种车辆控制器，所述车辆控制器包括中央处理器、电源控制单元、反馈电路、或门电路和驱动电路，其中：所述电源控制单元向所述或门电路发送第一控制命令，所述或门电路根据所述第一控制命令形成一电源控制信号；所述或门电路向所述驱动电路发送所述电源控制信号，所述驱动电路根据所述电源控制信号形成一电源功率信号；所述驱动电路向所述反馈电路发送所述电源功率信号；所述电源控制单元还向所述中央处理器发送其自身的状态信息，所述中央处理器根据所述状态信息控制所述反馈电路通断；所述反馈电路导通时，所述反馈电路根据所述电源功率信号形成第二控制命令；所述反馈电路向所述或门电路发送所述第二控制命令，所述或门电路根据所述第二控制命令继续输出所述电源控制信号。
<实施例一>
如图1所示，本实施例提供一种车辆控制器，所述车辆控制器包括中央处理器1、电源控制单元2、反馈电路3、或门电路4和驱动电路5，其中：所述电源控制单元2向所述或门电路4发送第一控制命令km1，所述或门电路4根据所述第一控制命令km1形成一电源控制信号km3；所述或门电路4向所述驱动电路5发送所述电源控制信号km3，所述驱动电路5根据所述电源控制信号km3形成一电源功率信号km4，并输送给负载6；所述驱动电路5向所述反馈电路3发送所述电源功率信号km4；所述电源控制单元2还向所述中央处理器1发送其自身的状态信息zt，所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述反馈电路3通断；所述反馈电路3导通时，所述反馈电路3根据所述电源功率信号km4形成第二控制命令km2，并向所述或门电路4发送第二控制命令km2，所述或门电路4根据所述第二控制命令km2继续输出所述电源控制信号km3。
在本实施例提供的车辆控制器中，通过所述电源控制单元2向所述或门电路4发送第一控制命令km1，所述反馈电路3导通时，向所述或门电路4发送第二控制命令km2，所述或门电路4根据所述第一控制命令km1或所述第二控制命令km2输出一电源控制信号km3，实现了双电源控制信号的输出，及车辆控制器中电源控制的冗余控制，安全可靠，反馈电路3从驱动电路5的输出端获取电源功率信号km4，来作为第二控制命令km2的来源，实现输出与输入的正反馈，此时无需电源控制单元2的控制命令也可使整个车辆控制器的电源控制系统正常工作。进一步的，所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送状态信息zt，所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述反馈电路3导通，由此可知，反馈电路3的导通是由电源控制单元2控制的，即第一控制命令km1和第二控制命令km2都是由电源控制单元2所控制，且中央处理器1是车辆控制器中已有元器件，所以本发明中的技术方案实际只需要电源控制单元2这一个控制芯片，成本低，系统开发简单，不会产生双电源控制芯片的指令冲突问题，可靠性高。
进一步的，所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送的状态信息包括故障状态信息或正常状态信息。如图3所示，所述反馈电路3包括开关电路31，其中：所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述开关电路31通断，所示开关电路31导通时，所述开关电路31根据所述电源功率信号km4形成第二控制命令km2，并向所述或门电路4发送第二控制命令km2。所述中央处理器1根据所述状态信息zt向所述开关电路31发送第一状态命令zm1，其中：所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述故障状态信息时，所述第一状态命令zm1为低电平信号，所述开关电路31导通；所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述正常状态信息时，所述第一状态命令zm1为悬空电平信号，所述开关电路31的状态是不可确定的，可能是导通或关断。
另外，所述电源控制单元2还向所述中央处理器1发送控制信息kx，控制信息kx包括导通控制信息或关断控制信息。所述中央处理器2根据所述导通控制信息或关断控制信息向所述开关电路31发送第二状态命令zm2，其中：所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述导通控制信息时，所述第二状态命令zm2为低电平信号，所述开关电路31导通；所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述关断控制信息时，所述第二状态命令zm2为高电平信号，所述开关电路31关断。也就是说，zm1和zm2同时控制着开关电路31的导通和/或关断，当然，也可以不增加kx和zm2这项功能，而只由zm1来控制开关电路31。
具体的，所述开关电路包括第一晶体管m1、第二晶体管m2、第三晶体管m3和第四晶体管m4，其中：所述第一晶体管m1为二极管，所述第一晶体管m1的阳极输入所述电源功率信号，第一晶体管m1的作用是单向导通，使电源功率信号km4单向输入到开关电路31中，保护开关电路31和驱动电路5；所述第二晶体管m2为三极管，所述第二晶体管m2的发射极连接所述第一晶体管m1的阴极，所述第二晶体管m2的集电极连接所述或门电路4，所述第二晶体管m2的基极连接所述第三晶体管m3和第四晶体管m4的阳极；所述第三晶体管m3和第四晶体管m4均为二极管，第三晶体管m3的阴极输入所述第一状态命令zm1，第四晶体管m4的阴极输入第二状态命令zm2，两者的作用也相同，即第一状态命令zm1和第二状态命令zm2中有一个是低电平，即可使第二晶体管m2导通，电源功率信号km4经过第一晶体管m1，再由第二晶体管m2的发射极流到集电极，最后形成第二控制命令km2，输送给或门电路4。
本实施例通过中央处理器1根据电源控制单元2的所述导通控制信息或关断控制信息向所述开关电路31发送第二状态命令zm2，可在正常状态下，也对反馈电路3进行控制，此时，电源控制单元2可进入睡眠状态或省电状态，直接由反馈电路3的正反馈效应对整个电源系统进行控制，无需电源控制单元2的持续性输出，只在紧急状态下唤醒电源控制单元2即可。
另外，还有与上述方案不同的技术方案，如图2所示，所述第一控制命令km1输入给所述中央处理器1，其中：所述第一控制命令km1为高电平信号时，所述中央处理器1向所述开关电路31发送的所述第一状态命令zm1为悬空电平信号，所述开关电路31关断；所述第一控制命令km1为低电平信号时，所述中央处理器1向所述开关电路31发送的所述第一状态命令zm1为低电平信号，所述开关电路导通。本方案通过电源控制单元2输出的第一控制命令km1直接控制中央处理器1，当电源控制单元2出现故障状态时，第一控制命令km1为低电平，或门电路4无法从电源控制单元2处获取信号，但第一控制命令km1变为低电平可自动给中央处理器1带来故障状态信号，所述中央处理器1向所述开关电路31发送的所述第一状态命令zm1为低电平信号，所述开关电路31导通，或门电路4从开关电路31处获取信号，可省去spi通信协议的开发以及减少信号走线。
另外，所述或门电路4包括第一输入端41、第二输入端42和输出端43，其中：所述第一输入端41输入第一控制命令km1，所述第二输入端42输入第二控制命令km2，所述输出端43输出电源控制信号km3。
进一步的，如图3所示，所述车辆控制器还包括限压电路8，其中：所述限压电路8控制所述第二控制命令km2的电压幅值。所述电源功率信号km4经过所述第二晶体管m2，形成第二控制命令km2，所述限压电路8将第二控制命令km2钳位，并发送给或门电路4。所述限压电路8包括一稳压管m5，所述稳压管m5的阳极接地，所述稳压管m5的阴极连接所述第二晶体管m2的集电极，通过限压电路8，将第二控制命令km2电压钳位，控制所述第二控制命令km2的电压幅值，再输入到或门电路4，由于或门电路4的第二输入端42只需要5v左右的电压信号，而电源功率信号km4通过第二晶体管m2的管压降后，还有可能形成12v左右的第二控制命令km2，若直接输入到或门电路4，会给或门电路4造成较大的电压能量冲击，如果电源功率信号km4再由于外部干扰或输出端的能量累积而突然升高，可能会造成或门电路4的损坏，因此，稳压管m5的使用可对第二控制命令km2进行钳位，保护或门电路4。
同时，所述反馈电路3还包括采样电路32，其中：所述第二控制命令经过所述采样电路32，形成一采样电压信号cy，所述采样电路32将所述采样电压信号cy发送给所述电源控制单元2。所述采样电路32包括第一电阻r1和第二电阻r2，其中：所述第一电阻r1连接所述第二晶体管m2的集电极和所述电源控制单元2，所述第二电阻r2连接所述电源控制单元2和地。通过反馈电路3中的采样电路32，电源控制单元2可对反馈电路3的状态进行诊断，若第二控制命令未能正常输出，电源控制单元2可及时作出响应，启动其他应急预案。
最后，所述车辆控制器还包括延时电容6，所述延时电容6连接所述或门电路4和所述驱动电路5,也可以对或门电路4输出的电源控制信号km3的突变进行延时和缓降，保护后端的驱动电路5。
<实施例二>
本实施例提供一种车辆控制器的控制方法，所述车辆控制器的控制方法包括：电源控制单元2向或门电路4发送第一控制命令km1，所述或门电路4根据所述第一控制命令km1形成一电源控制信号km3；所述或门电路4向驱动电路5发送所述电源控制信号km3，所述驱动电路5根据所述电源控制信号km3形成一电源功率信号km4，并输送给负载6；所述驱动电路5向反馈电路3发送所述电源功率信号km4；所述电源控制单元2还向中央处理器1发送其自身的状态信息zt，所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述反馈电路3通断；所述反馈电路3导通时，所述反馈电路3根据所述电源功率信号km4形成第二控制命令km2，并向所述或门电路4发送第二控制命令km2，所述或门电路4根据所述第二控制命令km2继续输出所述电源控制信号km3。
具体的，所述电源控制单元2向中央处理器1发送其自身的状态信息zt包括：所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送故障状态信息或正常状态信息。所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制反馈电路3通断包括：所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述开关电路31通断，所示开关电路31导通时，所述开关电路31根据所述电源功率信号km4形成第二控制命令km2，并向所述或门电路4发送第二控制命令km2。所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述开关电路31通断包括：所述中央处理器1根据所述状态信息zt向所述开关电路31发送第一状态命令zm1；所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述故障状态信息时，所述第一状态命令zm1为低电平信号，所述开关电路31导通；所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送所述正常状态信息时，所述第一状态命令zm1为悬空电平信号，所述开关电路31导通或关断。
在本实施例提供的车辆控制器的控制方法中，通过所述电源控制单元2向所述或门电路4发送第一控制命令km1，所述反馈电路3导通时，向所述或门电路4发送第二控制命令km2，所述或门电路4根据所述第一控制命令km1或所述第二控制命令km2输出一电源控制信号km3，实现了双电源控制信号的输出，及车辆控制器中电源控制的冗余控制，安全可靠，反馈电路3从驱动电路5的输出端获取电源功率信号km4，来作为第二控制命令km2的来源，实现输出与输入的正反馈，此时无需电源控制单元2的控制命令也可使整个车辆控制器的电源控制系统正常工作。进一步的，所述电源控制单元2向所述中央处理器1发送状态信息zt，所述中央处理器1根据所述状态信息zt控制所述反馈电路3导通，由此可知，反馈电路3的导通是由电源控制单元2控制的，即第一控制命令km1和第二控制命令km2都是由电源控制单元2所控制，且中央处理器1是车辆控制器中已有元器件，所以本发明中的技术方案实际只需要电源控制单元2这一个控制芯片，成本低，系统开发简单，不会产生双电源控制芯片的指令冲突问题，可靠性高。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统而言，由于与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
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。