车用区域控制器集成电源分配模块及其配电实现方法技术

本发明专利技术公开了一种车用区域控制器集成电源分配模块及其配电实现方法，通过将集成微控制单元和微处理单元内核的多核异构微处理器作为服务型区域控制器的核心芯片，利用内置双核锁步微控制单元作为区域电源分配模块的控制核心，运行对实时性能和安全性能都有特定要求的区域电源分配软件；采用智能高边驱动芯片，不仅缩小体积和重量，且无开关抖动而减小电磁辐射，对浪涌电流和电感负载鲁棒性更好，具有过流、过温和反接保护功能，并具有电流采样和故障诊断功能，可迅速定位区域供电故障；在过流或短路故障状态，可限流或关断输出，故障排除以后可恢复供电，不用人工更换保险丝；降低车辆供电线束复杂度，实现高效区域电源分配管理。配管理。配管理。

【技术实现步骤摘要】
车用区域控制器集成电源分配模块及其配电实现方法


[0001]本专利技术涉及一种车用服务型控制器，尤其是涉及一种使用于车用服务型控制器方案上的车用区域控制器集成电源分配模块及其配电实现方法。

技术介绍

[0002]当前汽车电源分配普遍采用集中配电方式，即在汽车驾驶室布置一个汽车配电盒用于管理整车电子电器部件的电源分配。电源分配方式采用继电器和熔断保险丝组合，当发生短路或过流时，通过保险丝熔断实现保护功能。此外，车身控制器BCM通过内部集成继电器和自恢复保险丝实现附属车载控制器和执行器的电源控制；部分BCM采用混合模式进行电源分配，即采用高边或低边MOSFET控制部分低电流控制器和执行器的电源，采用继电器和自恢复保险丝控制大电流控制器和执行器的电源。
[0003]如图5所示为现有汽车电源分配普遍采用集中配电方案:整车所有电子电气部件统一由蓄电池A10供电，蓄电池A10与配电盒C20之间由两根或多根并联的电源正极(图纸中以V+对应标记代表电源正极，其他几个附图中出现的V+代表意义相同)和电源负极(图纸中以V
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对应标记代表电源负极，其他几个附图中出现的V
‑
代表意义相同)线连接，再由同一个配电盒C20统一控制实现对多个不同的整车电子电气部件（ECU_01、ECU_02、ECU_n）的配电供电。随着整车电气化和智能化的不断提高，采用集中配电方案导致整车线束十分复杂，电源线长度很长，增加整车重量和制造成本。
[0004]随着汽车电子电气化的发展，车载控制器和执行器数量越来越多，采用集中配电方式导致整车电源线非常复杂，线束长度也很长，整车线束成本也大大增加。此外，采用继电器和熔断保险丝进行电源分配控制，继电器体积和重量大，布置困难；继电器导通阻值普遍在100欧姆左右，耗散功率较大；继电器作为物理触点存在开关抖动和干电流问题，且对浪涌电流鲁棒性差。继电器和熔断保险丝的方案只能提供过流和短路保护功能，没有过温和过压保护功能，并且不能提供故障诊断功能。

技术实现思路

[0005]本专利技术为解决现有车用服务型控制器采用集中配电方案导致整车线束十分复杂，线束长度也很长，整车线束成本也大大增加，需要使用到的继电器和熔断保险丝数量多，导致整体体积和重量大，布置困难，功耗大等现状而提供的一种可代替传统继电器和保险丝组合，减小车用服务型控制器整体体积和重量，无开关抖动现象，电源分配稳定可靠的车用区域控制器集成电源分配模块及其配电实现方法。
[0006]本专利技术为解决上述技术问题所采用的具体技术方案为：一种车用区域控制器集成电源分配模块，其特征在于：包括：电源模块、多核异构微处理器和智能高边驱动芯片；所述多核异构的微处理器内置多个微控制单元和微处理单元，微控制单元采用双核锁步模式，用于处理实时性能和安全性能有特定要求的区域电源分配软件策略；所述微处理单元与微控制单元通过内部总线和消息机制通讯，用于对区域内的车
载控制器或传感器信号进行预处理；所述电源模块给所述多核异构微处理器和外设芯片供电；所述智能高边驱动芯片用于进行高边输出控制、电流采集和故障诊断。
[0007]采用智能高边驱动芯片代替传统继电器和保险丝组合，不仅缩小体积和重量，而且通过减小导通阻值而降低功率耗散，无开关抖动而减小电磁辐射，对浪涌电流和电感负载鲁棒性更好，具有过流、过温和反接保护功能，并具有电流采样和故障诊断功能，可迅速定位区域供电故障；在过流或短路故障状态，可限流或关断输出，故障排除以后可恢复供电，不用人工更换保险丝；使用此分布区域电源分配模块可大大降低车辆供电线束复杂度，降低成本的同时实现高效可靠的区域电源分配管理。
[0008]作为优选，所述的电源模块内置看门狗，看门狗基于时间窗口的问答通讯监测微处理器软件运行状态，微处理器软件运行异常时通过复位信号控制微处理器复位。在微处理器复位时该电源模块提供安全输出控制智能高边驱动芯片对外提供持续供电，提高车用区域控制器集成电源分配模块可持续供电稳定可靠有效性。
[0009]作为优选，所述的电源模块提供安全输出信号，当发生看门狗错误计数超过设定值或发生微处理器硬件模块内部故障时，电源模块输出安全输出信号控制智能高边驱动芯片对外持续供电。提高车用区域控制器集成电源分配模块可持续供电稳定可靠有效性。
[0010]作为优选，所述的区域控制器电源输入的电源正极先电连接入LC滤波电路后，再电连接至导通极低阻值的P沟道MOSFET进行反接保护。提高车用区域控制器集成电源分配模块工作安全保护作用。
[0011]作为优选，所述的智能高边驱动芯片电源输入引脚接PNP三极管的发射极，PNP三极管的集电极串联电阻后接入到智能高边驱动芯片供电输出引脚，并在该引脚接入下拉电阻，用于检测输出关断时输出引脚开路故障和对电源短路故障。提高车用区域控制器集成电源分配模块电路短路开路故障保护作用。
[0012]作为优选，所述的电源模块安全输出信号经过两个电容和一个电阻组成的π型RC滤波电路，以去除电路中的谐波干扰，然后接入NPN三极管电路进行电平反相，转换后的信号接入或门电路的一个输入端。提高车用区域控制器集成电源分配模块工作抗干扰作用。
[0013]作为优选，所述的微处理器输出的智能高边驱动控制信号经过下拉电阻和限流电阻以后接入或门电路另外一个输入端，两个控制信号经过或门电路逻辑处理以后用于控制智能高边驱动芯片输出状态。提高车用区域控制器集成电源分配模块可持续供电稳定可靠有效性。
[0014]作为优选，所述的智能高边驱动芯片输出的电流模拟信号经过采样电阻转换为电压信号，然后经过限流保护电阻和齐纳二极管过压保护，接入微处理器的模数转换通道，采集的电压信号与智能高边驱动芯片输出的电流信号线性相关。提高车用区域控制器集成电源分配模块工作限流和过流保护作用。
[0015]本专利技术的另一个专利技术目的在于提供一种车用区域控制器集成电源分配模块的配电实现方法，其特征在于：采用二级配电管理模式实现对上述技术方案之一所述车用区域控制器集成电源分配模块的配电管理，其中蓄电池和一级配电盒通过两根或者多根并联的电源正极和电源负极线连接；一级配电盒与多个区域控制器之间分别通过电源线连接，各区域控制器对其区域内的电子电气部件进行二级配电管理。解决避免集中分配带来的线路
布线复杂，整体体积庞大，重量大，干扰大等缺陷问题，提高车用区域控制器集成电源分配模块布线结构简单整洁性，缩小体积和重量，而且通过减小导通阻值而降低功率耗散，无开关抖动而减小电磁辐射，对浪涌电流和电感负载鲁棒性更好等作用。
[0016]作为优选，考虑区域供电安全，增加了备用蓄电池和备用一级配电盒，备用蓄电池和备用一级配电盒电连接方式与蓄电池和一级配电盒电连接方式相同。提高配电的安全持续可靠有效性。
[0017]本专利技术的有益效果是：采用智能高边驱动芯片代替传统继电器和保险丝组合，不仅缩小体积和重量，而且通过减小导通阻值而降低功率耗散，无开关抖动而减小电磁辐射，对浪涌电流和电感负载鲁棒性更好，具有过流、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种车用区域控制器集成电源分配模块，其特征在于：包括电源模块、多核异构的微处理器和智能高边驱动芯片；多核异构的微处理器内置多个微控制单元和微处理单元，微控制单元采用双核锁步模式，用于处理实时性能和安全性能有特定要求的区域电源分配软件策略；所述微处理单元与微控制单元通过内部总线和消息机制通讯，用于对区域内的车载控制器或传感器信号进行预处理；所述电源模块给多核异构的微处理器和外设芯片供电；所述智能高边驱动芯片用于进行高边输出控制、电流采集和故障诊断。2.按照权利要求1所述的车用区域控制器集成电源分配模块，其特征在于：所述的电源模块内置看门狗，看门狗基于时间窗口的问答通讯监测微处理器软件运行状态，微处理器软件运行异常时通过复位信号控制微处理器复位。3.按照权利要求1所述的车用区域控制器集成电源分配模块，其特征在于：所述的电源模块提供安全输出信号，当发生看门狗错误计数超过设定值或发生微处理器硬件模块内部故障时，电源模块输出安全输出信号控制智能高边驱动芯片对外持续供电。4.按照权利要求1所述的车用区域控制器集成电源分配模块，其特征在于：所述的区域控制器电源输入的电源正极先电连接入LC滤波电路后，再电连接至导通极低阻值的P沟道MOSFET进行反接保护。5.按照权利要求1所述的用于服务型区域控制器的集成区域电源分配功能实现方法，其特征在于：所述的智能高边驱动芯片电源输入引脚接PNP三极管的发射极，PNP三极管的集电极串联电阻后接入到智能高边驱动芯片供电输出引脚，并在该引脚接入下拉电阻，用于检测输出关断时输出引脚开路...

【专利技术属性】
技术研发人员：赵俊鹏，宋莉丽，冯晶晶，全剑敏，邵德，
申请(专利权)人：杭州云动智能汽车技术有限公司，
类型：发明
国别省市：