專利名稱：一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法及其實現(xiàn)電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法及其實現(xiàn)電路。
背景技術(shù)：
電動車整車控制器在鑰匙開關(guān)關(guān)閉后需要監(jiān)測動力電池的狀態(tài)，尤其是充電時對電池負荷狀態(tài)和健康狀態(tài)的檢測，如果讓整車控制器一直處于正常工作模式，勢必會過度消耗低壓小電池的能量，所以，電動車整車控制器利用芯片本身提供的一種低功耗模式，鑰匙開關(guān)關(guān)閉后，芯片進入低功耗休眠模式，并能通過硬件中斷喚醒芯片以監(jiān)測動力電池狀態(tài)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的在于提供一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法及其實現(xiàn)電路，控制器的主芯片根據(jù)外設(shè)硬件中斷自動切換休眠和喚醒兩種模式，從而保證在充電狀態(tài)下，整車控制器工作在超低功耗模式下，來監(jiān)測動力電池的狀態(tài)。這樣做的好處在整車鑰匙關(guān)閉后，有效降低了整車控制器的用電消耗，確保整車低壓鉛酸電池不會出現(xiàn)饋電現(xiàn)象，既延長了鉛酸小電池的壽命，又杜絕了因小電池饋電帶來的整車故障現(xiàn)象。主芯片主核電源與I/O電源獨立運行，主芯片通過點火鑰匙開關(guān)信號，充電連接信號，CAN中斷喚醒后，自行控制這兩個電源的切換運行，并且一個外置硬件定時器電路也能夠定時喚醒處于休眠狀態(tài)下主芯片，使其恢復正常工作模式。通過鑰匙開關(guān)輸入，RC定時充放電，充電連接信號輸入，CAN中斷來喚醒觸發(fā)芯片的硬件中斷，喚醒主芯片，自由切換兩路獨立的5V供電電源，來實現(xiàn)控制器正常工作和休眠模式的切換，控制器監(jiān)控整車狀態(tài)完畢后，再次進入休眠狀態(tài)。電動車在正常行駛和電池快充的模式下，整車控制器也要工作于正常模式下，用于監(jiān)控整車行車和充電狀態(tài)；而當電動車點火鑰匙開關(guān)處于關(guān)閉模式或電池處于慢充電模式下，整車控制器需要工作于休眠模式，控制器所有輸入輸出口不工作，主芯片也工作stop模式(即使是晶振也不工作)控制器的功耗達到微安級別，并且通過硬件定時電路會間隔10分鐘定時喚醒主芯片，這時候控制器短暫恢復正常，檢測下慢充狀態(tài)，一切正常，繼續(xù)休眠?？刂破鞯闹餍酒鶕?jù)外設(shè)需求自動切換這兩種模式，從而保證在充電狀態(tài)下，整車控制器工作在超低功耗模式下，來監(jiān)測動力電池的狀態(tài)。這樣做的好處在整車鑰匙關(guān)閉后，有效降低了整車控制器的用電消耗，確保整車低壓鉛酸電池不會出現(xiàn)饋電現(xiàn)象，既延長了鉛酸小電池的壽命，又杜絕了因小電池饋電帶來的整車故障現(xiàn)象。具體技術(shù)方案如下一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，包括整車12V低壓電池電源，主芯片主核電源和控制器輸入輸出端口 I/O電源，所述整車12V低壓電池電源分為主芯片主核電源和I/o電源 兩路電源,其中所述主芯片主核電源用于給整車控制器的主芯片主核供電，所述I/o電源用于給整車控制器的輸入輸出供電。進一步地，還包括濾波器，整車12V低壓電池電源通過濾波器后，分為主芯片主核電源和I/o電源兩路電源。進一步地，還包括兩個MOSFET開關(guān)Ql和Q2，其用于分別控制導通主芯片主核電源和I/O電源兩路電源。進一步地，主芯片主核電源和I/O電源為兩路相互獨立的5V供電電源5V_digital_core 和 5V_Digital_I/0o進一步地，整車控制器內(nèi)還設(shè)有一個RC振蕩電路，其用于控制器內(nèi)電源給喚醒電路中的電容器充電，使喚醒電路向控制器芯片引腳的輸出電壓升高，通過控制器芯片輸入引腳的跳變信號觸發(fā)中斷，喚醒芯片恢復正常工作模式。一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，進一步地，其采用上述的實現(xiàn)電路，并采用如下算法，( I)定義整車控制器的一個休眠模式和一個喚醒模式；(2)當整車控制器處于喚醒模式下時，所述實現(xiàn)電路的兩路電源都有電；(3)當整車控制器處于休眠模式下時，所述主芯片主核電源有電，所述控制器輸入輸出端口 I/O電源沒有電；(4)在休眠模式下，控制器的主芯片進入超低功耗模式，整車控制器的功耗在10微安級別，保證整車低壓電源長時間不虧電。進一步地，當整車控制器處于休眠模式下時，如下四種情況可以把控制器喚醒a.有動力電池充電連接信號，電動車進入慢充電模式；或b.鑰匙開關(guān)重新啟動，有點火鑰匙信號；或c.整車其它控制器通過CAN喚醒信號，通過CAN進行通訊喚醒；或d.設(shè)有一個定時電路，通過定時電路來定時喚醒。進一步地，所述情況a具體為當整車要充電時，充電機輸出一個由高到低變換的電平信號送給整車控制器的主芯片來喚醒它；或，所述情況b具體為鑰匙開關(guān)重新啟動時，Ignition信號開啟電源正常工作模式，給主芯片供電的兩路電源同時工作，同時，Ignition信號高電平信號作為數(shù)字量輸入到控制器，經(jīng)過數(shù)字量信號電路處理后，輸入到主芯片的喚醒模塊，主芯片從休眠模式進入工作模式；所述情況c具體為CAN網(wǎng)絡(luò)上的其它控制器發(fā)送CAN信號來喚醒整車控制器，使其工作于正常模式，且CAN收發(fā)器的供電電源和主芯片的供電電源是同一路電源；所述情況d具體為控制器內(nèi)部設(shè)計一個RC振蕩電路，控制器內(nèi)電源給喚醒電路中的電容器充電，使喚醒電路向控制器芯片引腳的輸出電壓升高，通過控制器芯片輸入引腳的跳變信號觸發(fā)中斷，喚醒芯片恢復正常工作模式。進一步地，情況d中，在給喚醒電路中的電容器充電之前，先將該電容器放電，放電時，將控制器芯片對應的觸發(fā)引腳配置為輸出端口，且電平為低。進一步地,采用如下步驟
I)電動車在正常行駛和電池快充的模式下，整車控制器也工作于正常模式下，用于監(jiān)控整車行車和充電狀態(tài)；2)當電動車點火鑰匙開關(guān)處于關(guān)閉模式或電池處于慢充電模式下，整車控制器工作于休眠模式，控制器所有輸入輸出口不工作，主芯片也工作stop模式控制器的功耗達到微安級別；3)通過硬件定時電路間隔10分鐘定時喚醒主芯片；4)喚醒后的整車控制器短暫恢復正常，并檢測下慢充狀態(tài)；5)當檢測結(jié)果一切正常，則整車控制器繼續(xù)進入休眠狀態(tài)。與目前現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明電動車的點火鑰匙在關(guān)閉狀態(tài)時，控制器能通過以下幾種方式被喚醒。I :動力電池充電連接信號；2 :整車其它控制器通過CAN喚醒信號；3 點火鑰匙信號。本發(fā)明通過鑰匙開關(guān)輸入，RC定時充放電，充電連接信號輸入，CAN中斷來喚醒觸發(fā)芯片的硬件中斷，喚醒主芯片，自由切換兩路獨立的5V供電電源，來實現(xiàn)控制器正常工作和休眠模式的切換，控制器監(jiān)控整車狀態(tài)完畢后，再次進入休眠狀態(tài)。效果在整車鑰匙關(guān)閉后，有效降低了整車控制器的用電消耗，確保整車低壓鉛酸電池不會出現(xiàn)饋電現(xiàn)象，既延長了鉛酸小電池的壽命，又杜絕了因小電池饋電帶來的整車故障現(xiàn)象


圖I為本發(fā)明的電路圖一一兩路獨立的電源電路圖2為本發(fā)明的電路圖——觸發(fā)喚醒主芯片電路
具體實施例方式下面根據(jù)附圖對本發(fā)明進行詳細描述，其為本發(fā)明多種實施方式中的一種優(yōu)選實施例。如圖I所示，整車低壓小鉛酸電池的正極接整車控制器低壓電源的正極，負極接整車控制器的地。小電池的電源分為兩路，分別由Ql和Q2來控制，MOSFET Ql導通，Q2關(guān)斷，芯片正常工作，電源5V_Digital_Core和5V_Digital_I/0都得電；M0SFET Ql關(guān)斷，Q2導通，5V_Digital_Core得電，5V_Digital_I/0失電，芯片工作在低功耗模式下。點火鑰匙開關(guān)Ignition打到On的位置時，三極管SI導通，P型MOSFET Ql導通，控制器正常工作，主芯片輸出高電平Ke^)_live信號以實現(xiàn)供電自鎖功能。如圖2所示，有三個外部信號輸入到主芯片的中斷模塊，主芯片只要檢測到其中任何一個電平跳變的硬件中斷信號脈沖后，主芯片就從睡眠狀態(tài)模式切換到工作模式，同時使能ke印live信號，使電源模塊正常工作，5V_Digital_Core和5V_Digital_I/0都得電。第一個中斷信號有效的條件是電平由低到高跳變，第二個中斷信號有效的條件是電平由高到低躍變，第三個中斷信號有效的條件是電平由低到高跳變。第一中斷信號源為RC震蕩電路，RC充電時,主芯片的頻腳Interruptl_wake_up配置為輸入，當電容C的電平達到高電平的限值時，主芯片記錄一次硬件中斷，同時中斷計數(shù)器加一，當計數(shù)器累加到限值時，主芯片跳出睡眠模式，進入工作模式。第二中斷信號源為充電器連接有效信號，當充電器與整車高壓線束沒有相連時，5V電平通過上拉電阻R3輸入到主芯片，一旦充電器與整車相連時，輸出一個低電平信號，主芯片管腳Interrupt2_wake_up檢測到電平由高到低的脈沖時，硬件中斷使主芯片由睡眠模式進入到工作模式。第三個中斷信號源為鑰匙開關(guān)信號，當它由off狀態(tài)切換on的狀態(tài)時,主芯片管腳Interrupt3_wake_up檢測到電平由低到高變化的脈沖時，硬件中斷使主芯片由睡眠模式進入到工作模式?？刂破魍瓿梢?guī)定的工作任務(wù)后，芯片ke印live信號輸出低電平，關(guān)閉開關(guān)Q1，控制器的I/O電源關(guān)斷，芯片重新進入睡眠模式，從而降低了控制器的功耗。本發(fā)明的構(gòu)思首先基于主芯片的超低功耗模式思想，再由獨特的電源電路和芯片喚醒觸發(fā)中斷電路作為支撐，最后由軟件算法完成。主芯片有兩種工作模式正常工作模式和超低功耗模式。在超低功耗模式下主芯片所有的外設(shè)都掉電，只有內(nèi)部的RAM和低頻晶振上電，功耗小于50微安。電動車整車控制器實現(xiàn)休眠和喚醒模式切換的方法及實現(xiàn)電路，整車控制器的5V數(shù)字量電源分為兩路，一路是給主芯片核供電，另一路是給控制器的輸入輸出供電。喚醒模式下這兩路電源都有電，休眠模式下第一路有電，第二路沒有電。在休眠模式下，控制器的主芯片進入超低功耗模式，整個控制器的功耗只有10微安的級別，保證整車低壓電源長時間不虧電?？刂破餍酒M入休眠模式后，有四種情況可以把控制器喚醒。第一種情況電動 車進入慢充電模式；第二種情況鑰匙開關(guān)重新啟動；第三種情況通過CAN通訊喚醒；第四種情況通過定時電路來喚醒。整車12V低壓電池電源通過濾波器后，分為兩路，分別有兩個MOSFET開關(guān)Ql和Q2控制導通，車輛啟動時，點火鑰匙開關(guān)觸發(fā)Ql導通，主芯片的供電電源5V_digital_core和控制器輸入輸出端口電源5V_Digital_I/0都有電，MOSFET開關(guān)Q2自動關(guān)斷。車輛熄火時，點火鑰匙開關(guān)關(guān)閉，MOSFET Ql不能導通，MOSFET Q2自動導通，主芯片的供電電源5V_digital_core上電,而5V_Digital_I/0自動掉電。通過硬件電平信號變換輸入到主芯片的腳上來觸發(fā)中斷以使主芯片從低功耗模式切換到正常模式。方法一是當整車要充電時，充電機輸出一個由高到低變換的電平信號送給整車控制器的主芯片，來喚醒它。方法二是鑰匙開關(guān)重新啟動時，Ignition信號開啟電源正常工作模式，給主芯片供電的兩路電源同時工作，同時，Ignition信號高電平信號作為數(shù)字量輸入到控制器，經(jīng)過數(shù)字量信號電路處理后，輸入到主芯片的喚醒模塊，主芯片從休眠模式進入工作模式。方法三是控制器在休眠的狀態(tài)下，CAN網(wǎng)絡(luò)上的其它控制器發(fā)送CAN信號來喚醒整車控制器，使其工作于正常模式。特點CAN收發(fā)器的供電電源和主芯片的供電電源是同一路電源。方法四是控制器內(nèi)部設(shè)計一個RC振蕩電路，控制器內(nèi)電源給喚醒電路中的電容器充電，使喚醒電路向控制器芯片引腳的輸出電壓升高，通過控制器芯片輸入引腳的跳變信號觸發(fā)中斷，喚醒芯片恢復正常工作模式。給喚醒電路中的電容器充電之前，先將該電容器放電，放電時，將控制器芯片對應的觸發(fā)引腳配置為輸出端口，且電平為低。上面結(jié)合附圖對本發(fā)明進行了示例性描述，顯然本發(fā)明具體實現(xiàn)并不受上述方式的限制，只要采用了本發(fā)明的方法構(gòu)思和技術(shù)方案進行的各種改進，或未經(jīng)改進直接應用于其它場合的，均在本發(fā)明的保護范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，其特征在干，包括整車12V低壓電池電源，主芯片主核電源和控制器輸入輸出端ロ I/O電源，所述整車12V低壓電池電源分為主芯片主核電源和I/O電源兩路電源，其中所述主芯片主核電源用于給整車控制器的主芯片主核供電，所述I/O電源用于給整車控制器的輸入輸出供電。
2.如權(quán)利要求I所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，其特征在于，還包括濾波器，整車12V低壓電池電源通過濾波器后，分為主芯片主核電源和I/O電源兩路電源。
3.如權(quán)利要求I或2所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，其特征在于，還包括兩個MOSFET開關(guān)Ql和Q2，其用于分別控制導通主芯片主核電源和I/O電源兩路電源。
4.如權(quán)利要求1-3中任一項所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，其特征在于，主芯片主核電源和I/O電源為兩路相互獨立的5V供電電源5V_digital_core 和 5V_Digital_I/0o
5.如權(quán)利要求1-4中任一項所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法的實現(xiàn)電路，其特征在于，整車控制器內(nèi)還設(shè)有ー個RC振蕩電路，其用于控制器內(nèi)電源給喚醒電路中的電容器充電，使喚醒電路向控制器芯片引腳的輸出電壓升高，通過控制器芯片輸入引腳的跳變信號觸發(fā)中斷，喚醒芯片恢復正常工作模式。
6.一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，其特征在于，其采用權(quán)利要求1-5所述的實現(xiàn)電路，并采用如下算法， (O定義整車控制器的ー個休眠模式和ー個喚醒模式； (2)當整車控制器處于喚醒模式下時，所述實現(xiàn)電路的兩路電源都有電； (3)當整車控制器處于休眠模式下時，所述主芯片主核電源有電，所述控制器輸入輸出端ロ I/O電源沒有電； (4)在休眠模式下，控制器的主芯片進入超低功耗模式，整車控制器的功耗在10微安級別，保證整車低壓電源長時間不虧電。
7.如權(quán)利要求6所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，其特征在干，當整車控制器處于休眠模式下時，如下四種情況可以把控制器喚醒 a.有動カ電池充電連接信號，電動車進入慢充電模式；或 b.鑰匙開關(guān)重新啟動，有點火鑰匙信號；或 c.整車其它控制器通過CAN喚醒信號，通過CAN進行通訊喚醒；或 d.設(shè)有ー個定時電路，通過定時電路來定時喚醒。
8.如權(quán)利要求6或7所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，其特征在于， 所述情況a具體為當整車要充電時，充電機輸出ー個由高到低變換的電平信號送給整車控制器的主芯片來喚醒它；或， 所述情況b具體為鑰匙開關(guān)重新啟動吋，Ignition信號開啟電源正常工作模式，給主芯片供電的兩路電源同時工作，同吋，Ignition信號高電平信號作為數(shù)字量輸入到控制器，經(jīng)過數(shù)字量信號電路處理后，輸入到主芯片的喚醒模塊，主芯片從休眠模式進入工作模式；所述情況C具體為CAN網(wǎng)絡(luò)上的其它控制器發(fā)送CAN信號來喚醒整車控制器，使其エ作于正常模式，且CAN收發(fā)器的供電電源和主芯片的供電電源是同一路電源； 所述情況d具體為控制器內(nèi)部設(shè)計ー個RC振蕩電路，控制器內(nèi)電源給喚醒電路中的電容器充電，使喚醒電路向控制器芯片引腳的輸出電壓升高，通過控制器芯片輸入引腳的跳變信號觸發(fā)中斷，喚醒芯片恢復正常工作模式。
9.如權(quán)利要求6-8中任一項所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，其特征在于，情況d中，在給喚醒電路中的電容器充電之前，先將該電容器放電，放電時，將控制器芯片對應的觸發(fā)引腳配置為輸出端ロ，且電平為低。
10.如權(quán)利要求6-9中任一項所述實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法，其特征在于，采用如下步驟 O電動車在正常行駛和電池快充的模式下，整車控制器也工作于正常模式下，用于監(jiān)控整車行車和充電狀態(tài)； 2)當電動車點火鑰匙開關(guān)處于關(guān)閉模式或電池處于慢充電模式下，整車控制器工作于休眠模式，控制器所有輸入輸出口不工作，主芯片也工作stop模式控制器的功耗達到微安級別； 3)通過硬件定時電路間隔10分鐘定時喚醒主芯片； 4)喚醒后的整車控制器短暫恢復正常，并檢測下慢充狀態(tài)； 5)當檢測結(jié)果一切正常，則整車控制器繼續(xù)進入休眠狀態(tài)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種實現(xiàn)電動車整車控制器休眠和喚醒模式切換的方法及其實現(xiàn)電路，包括整車12V低壓電池電源，主芯片主核電源和控制器輸入輸出端口I/O電源，所述整車12V低壓電池電源分為主芯片主核電源和I/O電源兩路電源，其中所述主芯片主核電源用于給整車控制器的主芯片主核供電，所述I/O電源用于給整車控制器的輸入輸出供電。
文檔編號B60L11/18GK102673421SQ20121015132
公開日2012年9月19日 申請日期2012年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月16日
發(fā)明者張興林 申請人:奇瑞汽車股份有限公司