车身控制一键启动容错系统技术方案

本发明专利技术公开了一种车身控制一键启动容错系统；包括：发动机开关按键同时连接到电源分配模块PDU和辅助模块TCU两个电控模块；电源分配模块PDU和辅助模块TCU通过CAN网络通讯；辅助模块TCU向电源分配模块PDU提供ACC和ING1这两路信号。本发明专利技术可以满足车辆安全性能的要求，以较低的成本提高了整个启动系统的抗干扰和容错性能。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种一键启动系统，具体涉及一种应用于汽车的一键启动系统。
技术介绍
目前，常用的一键启动是指不用插钥匙，带在身上就可以，按下启动键，车子就发 动了。传统车型电源、负载、开关大部分由线束连接，致使车重较大，线束短路的概率大，舒 适性差，成本高，不必要的尾气排放量大。现代车型的电控化程度逐渐提高，电控化程度高 的缺点在于信号易受干扰，软件故障会带来严重的安全性问题。海外市场随着电控化程度 的不断提高也越来越关注系统安全问题，并提出了过安全完整性等级SIL3，实现发动机应 急系统Limp home功能的要求，并写进了法规，这意味着没有容错功能的车型将渐渐被市场 淘汰。现有的一键启动系统，或者没有防错电路，或者单片机故障之后切换成外部输入。 前者是万万不行的，后者的缺陷在于1)从一定程度上，不是提高安全性能而是降低安全性能。假如车经过一个强磁场， 主控芯片MCU只是短时间跑飞，系统就切换成外部输入牺牲了很多控制以及保护功能。比 如为了避免误关闭电源，按键要长期按住N秒后，车辆才会熄火，同时，车速不为0时，不允 许电源模式的切换，但是，如果切换成外部按钮不经过主控芯片MCU的话这种误动作就得 不到保障。2)没有起到防患于未然的作用。如果在车启动之前主控芯片MCU或者线束已经 坏掉了，对于这样的高安全部件，系统有义务禁止司机启动车子，不能让用户承受这样的风险。3)若是电源芯片LDO坏掉造成的微处理器主控芯片MCU失效的情况或无法避免。4)若是由于从按键过来的线束发生故障切换成外部输入则就是误动作。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是提供一种车身控制一键启动容错系统，它可以满足 车辆的安全性能的要求，以较低的成本提高了整个启动系统的抗干扰和容错性能。为了解决以上技术问题，本专利技术提供了一种车身控制一键启动容错系统；包括 发动机开关按键同时连接到电源分配模块PDU和辅助模块TCU两个电控模块；电源分配模 块PDU和辅助模块TCU通过CAN网络通讯；辅助模块TCU向电源分配模块PDU提供ACC和 INGl这两路信号。本专利技术的有益效果在于其可以满足逐渐提高的安全性能的要求，以较低的成本 提高了整个启动系统的抗干扰和容错性能。附图说明下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细说明。图1是本专利技术实施例所述防错模式的车身控制一键启动系统的示意图。 具体实施例方式如图1所示，从车身上找一个与电源分配模块PDU有CAN通讯的模块，利用其单片 机代替双单片机模式。当电源分配模块PDU的单片机出现故障时保存上一级状态通过硬线 输出。同时所利用模块需要同时检测按键信号，对按键的线束做容错处理。电源分配模块 PDU系统发送一个脉冲信号给触发器，一旦这个信号出现故障及触发LimpHome功能，该功 能一方面把输入切换成硬线输入，一方面给驱动芯片提供辅助5V电源。一旦电源分配模块 PDU的主控芯片MCU恢复，所有控制切换成电源分配模块PDU控制。图1中虚线部分为TCU， 除按键外其他模块均为电源分配模块PDU模块，继电器可选在模块内或者线束继电器。本专利技术实施例所述的车身控制一键启动容错系统包括以下几部分第一部分线束。传统系统的输入信号包括发动机开关按键、刹车、档位、车速； 输出信号包括4个电源信号。本专利技术从整车上寻找另一个电控无钥匙进入模块PKE或者 车身控制模块BCM下简称辅助控制模块TCU，与本模块下简称电源分配模块PDU有CAN通 讯的，与辅助控制模块TCU相连接的线束做如下修改1、辅助控制模块TCU和电源分配模块 PDU加上ACC和INGl两根线束；2、辅助控制模块TCU和按键用线束连接。第二部分电源分配模块PDU :1、电源分配模块PDU的驱动芯片换成可以切换的 (如英飞凌的TLE7232\ST的L973； )。2、增加一个触发器，单稳态双稳态都可以(如 ⑶4538或者74H74)。3、增加辅助控制模块TCU送进来的ACC、INGl输入信号的接收电路。 4、调整触发器触发时间。计算若电源分配模块PDU的主控芯片MCU出错，CAN送达辅助控 制模块TCU，辅助控制模块TCU经过处理把信号送达电源分配模块PDU的时间，然后使该时 间小于触发器触发的时间。辅助控制模块TCU :1、按键检测电路；2、ACC INGl输出电路第三部分逻辑部分。正常情况下，电源分配模块PDU正常工作满足一切的系统 要求，同时向辅助控制模块TCU通过CAN线发送数据表示电源分配模块PDU工作正常。但 下述情况发生时1、电源分配模块PDU按键线束忽然断掉。电源分配模块PDU通过CAN与 辅助控制模块TCU通讯确认后做出判断是否改变状态，实现容错机制。2、电源芯片LDO忽 然坏掉。电源芯片LDO的故障将导致主控芯片MCU故障而后主控芯片MCU向触发器所发送 的脉冲将会不正确，触发一个5V电压(由三极管和稳压管实现)以给驱动芯片供电，同时 触发Limphome功能，使驱动芯片的输入有主单片机的SPI线改为辅助控制模块TCU发送的 ACC和INGl信号。另一方面，TCU通过CAN线得知主控芯片MCU失效把保存的上一状态从 ACC和INGl信号线输出来，如上所述，这里有个时间匹配的问题和芯片负荷量。的问题，虽 经过实际实验匹配成功，但是系统不同这里要特别注意实际的情况。3、主控芯片MCU短时 间跑飞。通过第一个单稳态触发脉冲主单片机一旦跑飞则触发Limphome功能(如2中详 细描述的)，通过第二个单稳态触发脉冲若主单片机状态恢复折Reset继电器驱动芯片，使 整个模块重新由主控芯片MCU控制。原理图参照附件的图2。4、主控芯片MCU损坏，与电源 芯片LDO损坏的情况一样。第四部分作为一个系统，输出的线束部分如果是继电器输出，检测输出电压，软 件判断是否短路或者开路；驱动芯片自带电流检测、过热保护。针对现有方案的诸多问题，该车身控制一键启动系统的防错电路的特点是在主控芯片MCU或者线束出现故障时保持上一级状态输出。也就是说车原本没有电，保持不可 被启动的状态；车原本在ACC和ON有效则继续保持ACC和ON有效。既防止了系统在有安 全风险的情况下启动，又防止了行进过程中忽然掉电。主控芯片MCU短时故障后，恢复正常 工作后，系统快速切换回由主控芯片MCU控制。主控芯片MCU短时跑飞的概率毕竟比彻底 坏掉的概率大，这一特性使短时间的主控芯片MCU故障完全不影响这个系统。对按键的线 束做了容错处理。有效防止由于电源芯片LDO损坏造成驱动芯片损坏。无较高的硬件成 本。成本一直是一个非常值得关注的问题，该系统满足了电源系统的这么多特性，是否也意 味的较大的硬件投入，回到是不会。该系统通过CAN总线，利用板外的单片机成功实现上述 功能。升级容易。若要满足更高的安全等级要求升级容易，只需要将继电器换成低Rdson 带电流自保护的智能功率管总的来说，该系统通过较小的成本，有效的从按键端到驱动芯片都做了容错。驱动 芯片、驱动芯片到继电器、继电器输出线束都做了自保护或诊断。本专利技术并不限于上文讨论的实施方式。以上对具体实施方式的描述旨在于为了描 述和说明本专利技术涉及的技术方案。基于本专利技术启示的显而易见的变换或替代也应当被认为 落入本专利技术的保护范围。以上的具体实施方式本文档来自技高网...

【技术保护点】
１．一种车身控制一键启动容错系统；其特征在于，包括：发动机开关按键同时连接到电源分配模块ＰＤＵ和辅助模块ＴＣＵ两个电控模块；电源分配模块ＰＤＵ和辅助模块ＴＣＵ通过ＣＡＮ网络通讯；辅助模块ＴＣＵ向电源分配模块ＰＤＵ提供ＡＣＣ和ＩＮＧ１这两路信号。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘玉洁，罗来军，吕帅，
申请(专利权)人：联创汽车电子有限公司，
类型：发明
国别省市：31