驱动电路、控制器和汽车制造技术

本发明专利技术提供一种驱动电路、控制器和汽车，相对原有的驱动电路增设了锁存模块，当所述驱动电路正常上电工作时，不仅正常使能驱动模块，还能将使能驱动模块的状态锁存，由此在发生微控制模块故障时，可以利用锁存模块使能驱动模块，保证继电器的开关吸合导通，能够保证进入跛行模式由此避免了在微控制模块故障时继电器下电而无法进入跛行模式的风险；同时还增设了短时掉电保持模块，在所述驱动电路发生短时掉电时，进一步利用短时掉电保持模块来使得锁存模块能持续使能驱动模块，直至掉电恢复，由此避免了短时掉电瞬间继电器的开关断开的风险，保证汽车的使用安全。保证汽车的使用安全。保证汽车的使用安全。

【技术实现步骤摘要】
驱动电路、控制器和汽车


[0001]本专利技术涉及汽车驱动
，特别涉及一种驱动电路、控制器和汽车。

技术介绍

[0002]随着自动驾驶、新能源和智能网联等技术在汽车领域的应用发展，以及，芯片处理能力的提升，目前汽车的电子电气架构一般是基于功能域的电子电气架构，按整车的功能特性划分为车身控制域、动力控制域、底盘控制域、信息娱乐域、辅助驾驶域和三电控制域等多个功能域，每个功能域的执行器和传感器需要通过总线或者硬线连接到该域对应的控制器(即区域控制器，Zone control unit，ZCU)。此外，汽车上还设有设置在车载电源(例如整车蓄电池)和相应的区域控制器之间的继电器，用于保证汽车启动、行驶及停车等操作的安全，以及分断电气系统和车载电源，以保证电气系统的安全。
[0003]请参考图1，现有的一种驱动电路中，控制器ZCU的电源通过电源线KL30连接车载电源Battery的正极“+”，通过信号地线SGND回到车载电源Battery的负极
“‑”
。在汽车正常启动(即正常上电)后，控制器ZCU中的微控制模块MCU输出使能控制信号MCU_EN以使能驱动模块HSD(high
‑
side driver)，进而使得开关M0导通，进而给继电器U0的线包KL152通电，使继电器U0的开关KL151吸合，输出第一电源信号KL15(可以称为发动机硬线唤醒信号或者汽车点火信号)来给跛行控制模块Limp home供电。
[0004]汽车实车工况比较复杂，可能会发生故障，比如在汽车启动瞬间(Crank)电源线KL30的电压出现短暂跌落，或者在汽车发生碰撞(Crash)瞬间电源线KL30可能存在短时掉电等故障，以及，控制器ZCU中发生微控制模块MCU复位(Reset)及驱动模块HSD的输出电压OUT过欠压等故障。当发生MCU程序跑飞或复位等故障时，控制器ZCU中的系统基础芯片SBC(system basic chip)喂狗失败并进入故障输出(Fail output)模式，使得继电器U0的开关KL151和触发开关KL150闭合，开关KL151给跛行控制模块Limp home供电，跛行控制模块limp home输出跛行使能信号Limp home_EN至驱动模块HSD(high
‑
side driver)，由此，跛行控制模块Limp home接替MCU来使能驱动模块HSD，使汽车进入跛行模式，进而使得控制器ZCU必须控制的负载(例如用于保证汽车上的人身安全相关的负载)按照既定的逻辑正常运行，保证汽车的基本功能，使得汽车仍能以最低要求的性能水平安全行驶到维修地点维修，避免出事汽车在行驶过程中出现二次事故。
[0005]现有的继电器驱动电路主要存在以下缺陷，进而使得汽车存在安全隐患：
[0006](1)请参考图9，当MCU程序跑飞时，使能控制信号MCU_EN状态不可控(为高电平、低电平或悬空)，同时跛行控制模块Limp home的供电来自继电器U0的开关KL151，因此无法确保汽车能够正常进入跛行模式，一旦使能控制信号MCU_EN因MCU程序跑飞而变为低电平或悬空，其就无法使能驱动模块HSD，进而存在继电器U0下电(即开关KL151断开，KL15变为低电平)的风险。
[0007](2)请参考图10，在汽车启动瞬间(Crank)的工况和汽车发生碰撞(Crash)的工况，电源线KL30(有高电平变为低电平)短时掉电，即使有板内电容C0供电使得MCU_EN能维持高
电平，但是电源线KL30掉电无法保证驱动模块HSD的电源以及开关KL151的电源，进而无法保证开关KL151会持续闭合至电源线KL30电力恢复，依旧存在继电器U0下电(即开关KL151断开，KL15变为低电平)的风险。

技术实现思路

[0008]本专利技术的目的在于提供一种驱动电路、控制器和汽车，在发生微控制模块故障或者短时掉电时，仍然可以保证继电器开关等吸合导通，确保汽车的安全性能。
[0009]为实现上述目的，本专利技术提供一种驱动电路，其包括：
[0010]驱动模块，输出端耦接继电器，在使能时给所述继电器的线包通电，使所述继电器的开关吸合导通，以产生第一电源信号；
[0011]微控制模块，耦接所述驱动模块的使能端，用于在所述驱动电路正常上电时输出相应的使能控制信号，以使能所述驱动模块；
[0012]锁存模块，耦接在所述微控制模块的输出端和所述驱动模块的使能端之间，用于接收所述微控制模块输出的使能控制信号，并将使能所述驱动模块的状态锁存，以在所述驱动电路发生短时掉电或所述微控制模块故障时，根据锁存的状态使能所述驱动模块，使得所述继电器的开关保持吸合导通；
[0013]短时掉电保持模块，耦接所述驱动模块的电源端，用于在所述驱动电路发生短时掉电之后，向所述驱动模块供电，使得所述锁存模块根据锁存的状态持续使能所述驱动模块，维持所述继电器的开关持续吸合导通直至短时掉电恢复；
[0014]跛行控制模块，耦接所述继电器的开关和所述驱动模块的使能端，用于在所述微控制模块故障时被触发，且从所述第一电源信号中取电，并输出跛行使能信号来使能所述驱动模块。
[0015]可选地，所述驱动模块的电源端和所述继电器的开关的一端均耦接为所述驱动电路供电的电源的正极，所述短时掉电保持模块包括第一电容，所述第一电容的一端耦接所述驱动模块的电源端和所述电源的正极，所述第一电容的另一端耦接所述电源的负极。
[0016]可选地，所述锁存模块包括：
[0017]第一锁存电路，耦接所述微控制模块的一输出端和所述驱动模块的使能端，用于在所述微控制模块正常上电工作时，接收所述微控制模块输出的第一使能控制信号，并将使能所述驱动模块的状态锁存；
[0018]第二锁存电路，耦接所述微控制模块的另一输出端、所述驱动模块的输出端以及所述第一锁存电路，用于接收所述微控制模块输出的第二使能控制信号，在所述微控制模块正常上电工作且所述驱动模块被使能后，和所述第一锁存电路相互备份，以在所述微控制模块发生故障后，利用和所述第一锁存电路的相互备份来使能所述驱动模块。
[0019]可选地，所述第一锁存电路包括第一至第三开关、第一电阻和第二电容；第一开关的第一端和第二开关的控制端均耦接所述微控制模块，以接收所述微控制模块输出的第一使能控制信号，所述第一开关的第二端耦接所述驱动模块的使能端和所述第一电阻的一端，所述第一开关的控制端耦接所述第二开关的第二端和所述第二开关的第二端，所述第三开关的控制端耦接所述第一电阻的另一端和所述第二电容的一端，所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端和所述第一电容的另一端均接地。
[0020]可选地，所述第二锁存电路包括第四开关、第五开关、第三电阻和第三电容；所述第四开关的控制端耦接所述第三电阻的一端和第三电容的一端，所述第四开关的第二端耦接所述第三电阻的另一端和所述驱动模块的输出端，所述第四开关的第一端耦接第五开关的第二端并形成所述第二锁存电路的输出端，且耦接所述本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种驱动电路，其特征在于，包括：驱动模块，输出端耦接继电器，在使能时给所述继电器的线包通电，使所述继电器的开关吸合导通，以产生第一电源信号；微控制模块，耦接所述驱动模块的使能端，用于在所述驱动电路正常上电时输出相应的使能控制信号，以使能所述驱动模块；锁存模块，耦接在所述微控制模块的输出端和所述驱动模块的使能端之间，用于接收所述微控制模块输出的使能控制信号，并将使能所述驱动模块的状态锁存，以在所述驱动电路发生短时掉电或者微控制模块故障时，根据锁存的状态使能所述驱动模块，使得所述继电器的开关保持吸合导通；短时掉电保持模块，耦接所述驱动模块的电源端，用于在所述驱动电路发生短时掉电之后，向所述驱动模块供电，使得所述锁存模块根据锁存的状态持续使能所述驱动模块，维持所述继电器的开关持续吸合导通直至短时掉电恢复；跛行控制模块，耦接所述继电器的开关和所述驱动模块的使能端，用于在所述微控制模块故障时被触发，且从所述第一电源信号中取电，并输出跛行使能信号来使能所述驱动模块。2.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述驱动模块的电源端和所述继电器的开关的一端均耦接为所述驱动电路供电的电源的正极，所述短时掉电保持模块包括第一电容，所述第一电容的一端耦接所述驱动模块的电源端和所述电源的正极，所述第一电容的另一端耦接所述电源的负极。3.如权利要求1所述的驱动电路，其特征在于，所述锁存模块包括：第一锁存电路，耦接所述微控制模块的一输出端和所述驱动模块的使能端，用于在所述微控制模块正常上电工作时，接收所述微控制模块输出的第一使能控制信号，并将使能所述驱动模块的状态锁存；第二锁存电路，耦接所述微控制模块的另一输出端、所述驱动模块的输出端以及所述第一锁存电路，用于接收所述微控制模块输出的第二使能控制信号，在所述微控制模块正常上电工作且所述驱动模块被使能后，和所述第一锁存电路相互备份，以在所述微控制模块发生故障后，利用和所述第一锁存电路的相互备份来使能所述驱动模块。4.如权利要求3所述的驱动电路，其特征在于，所述第一锁存电路包括第一至第三开关、第一电阻和第二电容；第一开关的第一端和第二开关的控制端均耦接所述微控制模块，以接收所述微控制模块输出的第一使能控制信号，所述第一开关的第二端耦接所述驱动模块的使能端和所述第一电阻的一端，所述第一开关的控制端耦接所述第二开关的第二端和所述第二开关的第二端，所述第三开关的控制端耦接所述第一电阻的另一端和所述第二电容的一端，所述第二开关的第一端、所述第三开关的第一端和所述第一电容的另一端均接地。5.如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏庆忠，邹素瑞，张久庆，谷元鑫，
申请(专利权)人：联合汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：