本實(shí)用新型屬于電動(dòng)車輛整車控制技術(shù)領(lǐng)域,特別是一種運(yùn)行穩(wěn)定可靠的車輛整車控制器電路。
背景技術(shù):
整車控制器是整個(gè)車輛的核心控制部件,它采集加速踏板信號(hào)、制動(dòng)踏板信號(hào)及其他部件信號(hào),并做出相應(yīng)判斷后,控制下層的各部件控制器的動(dòng)作;通過采集司機(jī)駕駛信號(hào)和車輛狀態(tài),經(jīng)CAN總線對網(wǎng)絡(luò)信息進(jìn)行管理、調(diào)度、分析和運(yùn)算,針對不同車型的配置,進(jìn)行相應(yīng)的能量管理,實(shí)現(xiàn)整車驅(qū)動(dòng)控制、能量優(yōu)化控制、制動(dòng)回饋控制和網(wǎng)絡(luò)管理等功能。現(xiàn)有的純電動(dòng)汽車中的整車控制器通常設(shè)有微控制器模塊、電源模塊、信號(hào)處理模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊以及通訊模塊,電源模塊同時(shí)為控制器和外部傳感器供電,當(dāng)電源電路出現(xiàn)故障時(shí),所有模塊都無法工作,增加了系統(tǒng)的不穩(wěn)定性;控制器中采用安全監(jiān)控芯片來監(jiān)控控制器的運(yùn)行情況,當(dāng)系統(tǒng)不正常時(shí),安全監(jiān)控芯片直接禁止整車控制器的功率輸出,直接切斷功率輸出容易造成整車其他模塊的損壞;現(xiàn)有控制器中一般設(shè)置8路開關(guān)量采集、4路電壓模擬量采集、4路脈沖采集和16路功率輸出,支持串口通訊和2路CAN通訊,而整車需要采集的數(shù)字量和模擬量信息龐大,此設(shè)置無法滿足整車的實(shí)際需求,無法做到最優(yōu)化控制。此外,控制器中采用單一微控制芯片進(jìn)行控制,當(dāng)微控制芯片出現(xiàn)故障時(shí),車輛無法完成緊急停車等應(yīng)急動(dòng)作,降低行車安全性。當(dāng)整車控制器發(fā)生故障時(shí),不能及時(shí)的保存當(dāng)前狀態(tài),不利于后續(xù)的故障分析工作。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本實(shí)用新型的目的是針對現(xiàn)有車輛控制器存在的電源單一、信息量采集不夠的不足之處,提供一種使用安全、可靠性高的車輛整車控制器電路。
本實(shí)用新型的目的可通過下列技術(shù)方案來實(shí)現(xiàn):一種車輛整車控制器電路,該車輛整車控制器電路包括主MCU模塊、備用MCU模塊、電源模塊、信號(hào)采集模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊和通訊模塊,其中,主MCU模塊與備用MCU模塊雙向連接,電源模塊分別與主MCU模塊、備用MCU模塊連接供電,電源模塊分別對主MCU模塊、備用MCU模塊獨(dú)立供電,當(dāng)主MCU發(fā)生故障時(shí),轉(zhuǎn)入備用MCU模塊控制整車,使車輛可以繼續(xù)行進(jìn),提高控制器的使用可靠性;信號(hào)采集模塊與主MCU模塊單向連接,信號(hào)采集模塊采集整車的開關(guān)量與模擬量等信號(hào)并傳送至主MCU模塊;功率驅(qū)動(dòng)模塊與主MCU模塊的輸出端相連,通訊模塊與主MCU模塊雙向連接,通訊模塊是整車控制器的通信接口,動(dòng)力系統(tǒng)中的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)之間的控制信息和狀態(tài)信息全部經(jīng)由通訊模塊進(jìn)行傳遞。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的主MCU模塊包括主MCU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路,存儲(chǔ)器、定時(shí)器電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路分別與主MCU相連,存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)車輛運(yùn)行過程中的故障信息,方便系統(tǒng)的測試優(yōu)化;定時(shí)器電路監(jiān)控主MCU運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)主MCU陷入死循環(huán)后能及時(shí)復(fù)位,確保正常運(yùn)行。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的存儲(chǔ)器包括主MCU和芯片二U2,主MCU的110腳與芯片二U2的1腳相接,主MCU的111腳與芯片二U2的2腳相接,主MCU的112腳與芯片二U2的3腳相接,主MCU的113腳與芯片二U2的4腳相接,芯片二U2的5腳接地,芯片二U2的6腳和8腳接至VCC。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的定時(shí)器電路包括芯片四U4,主MCU的71腳與芯片四U4的6腳相接,主MCU的84腳與芯片四U4的7腳相接,芯片四U4的1腳與8腳連通,芯片四U4的2腳接至VCC,芯片四U4的3腳和4腳接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的時(shí)鐘電路包括晶振Y、電容一C1和電容二C2,晶振Y的一端與電容一C1的一端相接并接于晶振Y的79腳,晶振Y的另一端與電容二C2的一端相接并接于晶振Y的80腳,電容一C1的另一端、電容二C2的另一端相連并接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的復(fù)位電路包括電容三C3和電阻一R1,電容三C3的一端、電阻一R1的一端與主MCU的復(fù)位端相連,電阻一R1的另一端接至VCC,電容三C3的另一端接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的信號(hào)采集模塊包括多個(gè)開關(guān)量信號(hào)采集電路和多個(gè)模擬量信號(hào)采集電路,開關(guān)量信號(hào)采集電路分別連至主MCU的開關(guān)量信號(hào)輸入端,模擬量信號(hào)采集電路分別連至主MCU的模擬量信號(hào)輸入端,模擬量信號(hào)采集電路對整車的踏板或傳感器信號(hào)進(jìn)行采集傳輸。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的開關(guān)量信號(hào)采集電路包括邏輯高電平輸入電路和邏輯低電平輸入電路,其中邏輯高電平輸入電路包括電阻二R2、電阻三R3和電容四C4,開關(guān)量信號(hào)從電阻二R2的一端輸入,電阻二R2的另一端與電阻三R3的一端、電容四C4的一端相接并輸出信號(hào)至主MCU,電阻三R3的另一端、電容四C4的另一端分別接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的邏輯低電平輸入電路包括二極管一D1、電阻四R4、電阻五R5、電阻六R6、電阻七R7、電阻八R8和電容五C5,其中,二極管一D1的正極接至VCC,二極管一D1的負(fù)極與電阻四R4的一端相接,電阻四R4的另一端與電阻五R5的一端、電阻六R6的一端相接并接至信號(hào)輸入端,電阻五R5的另一端接地,電阻六R6的另一端與電阻七R7的一端、電容五C5的一端相接并接至主MCU,電阻七R7的另一端、電容五C5的另一端分別接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的模擬量信號(hào)采集電路采用電壓信號(hào)采集電路和電阻信號(hào)采集電路對踏板、傳感器等器件上的電壓、電阻信號(hào)進(jìn)行采集,其中電壓信號(hào)采集電路包括電阻八R8、電阻九R9、電阻十R10和電容六C6,電阻八R8的一端為信號(hào)端,電阻八R8的另一端與電阻九R9的一端、電阻十R10的一端相接,電阻十R10的另一端接地,電阻九R9的另一端與電容六C6的一端相連并接至主MCU,電容六C6的另一端接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的電阻信號(hào)采集電路包括電感一L1、電阻十一R11、電阻十二R12、電阻十三R13和電容七C7,電感一L1的一端接至VCC,電感一L1的另一端與電阻十一R11的一端相接,電阻十一R11的另一端與電阻十二R12的一端接至信號(hào)輸入端,電阻十二R12的另一端與電阻十三R13的一端、電容七C7的一端接在一起并接至主MCU,電阻十三R13的另一端接地,電容七C7的另一端也接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的功率驅(qū)動(dòng)模塊控制整車系統(tǒng)中的指示燈、外部繼電器等電阻性和電感性負(fù)載,由電源模塊供電支持,功率驅(qū)動(dòng)模塊包括芯片五U5、電阻十四R14、電阻十五R15、電阻十六R16、電阻十七R17、電阻十八R18、二極管二D2、二極管三D3、二極管四D4,其中,芯片五U5的1腳、7腳、8腳和14腳均與電源相連接,芯片五U5的2腳、3腳、5腳、6腳接至主MCU,芯片五U5的2腳與6腳為功率輸出的控制腳,芯片五U5的3腳與5腳為功率輸出的反饋腳,芯片五U5的11腳接至VCC,芯片五U5的2腳接至電阻十四R14的一端,芯片五U5的6腳接至電阻十五R15的一端,芯片五U5的4腳分別與電阻十六R16的一端、二極管二D2的正極相接,電阻十四R14的另一端、電阻十五R15的另一端、電阻十六R16的另一端、二極管二D2的負(fù)極相接并接地;芯片五U5的9腳與10腳相接并與電阻十七R17的一端、二極管三D3的負(fù)極接在一起,芯片五U5的12腳與13腳相接并與二極管四D4的負(fù)極、電阻十八R18的一端相接,電阻十七R17的另一端、電阻十八R18的另一端、二極管三D3的正極、二極管四D4的正極接在一起并接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的功率驅(qū)動(dòng)模塊還包括PWM驅(qū)動(dòng)電路,PWM驅(qū)動(dòng)電路將主MCU傳輸過來的波形進(jìn)行幅值放大處理后輸出,通過控制PWM波的頻率及占空比,可用于氣泵、油泵的轉(zhuǎn)速控制,該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)電路包括電阻二十九R29、電阻三十R30、電阻三十一R31、電阻三十二R32、電阻三十三R33、電阻三十四R34、二極管十六D16、三極管二Q2和三極管三Q3,電阻三十一R31的一端與主MCU相接,電阻三十一R31的另一端與電阻三十二R32的一端、三極管三Q3的基極連接,電阻三十二R32的另一端與三極管三Q3的發(fā)射極連在一起并接地,三極管三Q3的集電極連至電阻三十R30的一端,電阻三十R30的另一端與電阻二十九R29的一端、三極管二Q2的基極相接,電阻二十九R29的另一端、三極管二Q2的發(fā)射極相連并接至二極管十六D16的負(fù)極,二極管十六D16的正極接至VCC,三極管二Q2的集電極與電阻三十三R33的一端、電阻三十四R34的一端相接,電阻三十三R33的另一端輸出PWM波,電阻三十四R34的另一端接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的通訊模塊采用多路CAN總線通訊電路,所述的CAN總線通訊電路包括芯片六U6、共模濾波器B、ESD保護(hù)器P、電容八C8、電容九C9、電容十C10、電阻十九R19和電阻二十R20,芯片六U6的1腳和4腳接至主MCU,芯片六U6的8腳接至電阻二十R20的一端,芯片六U6的3腳與電容十C10的一端接至VCC,電阻二十R20的另一端、電容十C10的另一端、芯片六U6的2腳接至一起并接地,芯片六U6的6腳接至共模濾波器B的4腳,芯片六U6的7腳接至共模濾波器B的3腳,共模濾波器B的2腳、ESD保護(hù)器P的1腳、電容八C8的一端、電阻十九R19的一端連接在一起,電容八C8的另一端與ESD保護(hù)器P的3腳連接并接地,電阻十九R19的另一端、電容九C9的一端、ESD保護(hù)器P的2腳連在一起并接至共模濾波器B的1腳,電容九C9的另一端接地;共模濾波器B與ESD保護(hù)器P提高了通訊模塊抵抗電磁干擾的能力,增加可靠性。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的電源模塊包括為主MCU模塊供電的主MCU供電電路和為備用MCU模塊供電的備用MCU供電電路,主MCU供電電路包括芯片七U7、熔斷器一F1、電容十一C11~電容二十C20、電阻二十一R21~電阻二十八R28、二極管五D5~二極管十三D13、電感二L2、電感三L3和三極管Q1,其中,二極管五D5為雙向穩(wěn)壓二極管,芯片七U7的3腳和6腳接地,芯片七U7的1腳與電阻二十一R21的一端、電容十三C13的一端、電容十四C14的一端、電容十五C15的一端、電容十六C16的一端、二極管六D6的負(fù)極接在一起,電容十三C13的另一端、電容十四C14的另一端、電容十五C15的另一端、電容十六C16的另一端分別接地,二極管六D6的正極接至電感二L2的一端,電感二L2的另一端與熔斷器一F1的一端、二極管五D5的一端、電容十一C11的一端相接,熔斷器一F1的另一端與電源相接,二極管五D5的另一端接地,電容十一C11的另一端與電容十二C12的串聯(lián)后接地,芯片七U7的7腳、電阻二十一R21的另一端、二極管七D7的正極、二極管八D8的正極、三極管Q1的集電極接在一起,二極管七D7的負(fù)極與電阻二十二R22串聯(lián),二極管八D8的負(fù)極與電阻二十三R23串聯(lián),電阻二十二R22、電阻二十三R23為低有效開關(guān)量輸入端,三極管Q1的發(fā)射極接地,三極管Q1的基極與電阻二十五R25的一端、電容二十C20的一端、二極管十一D11的負(fù)極、二極管十二D12的負(fù)極、二極管十三D13的負(fù)極接在一起,二極管十一D11的正極與電阻二十六R26串聯(lián)后接至主MCU,二極管十二D12的正極與電阻二十七R27串聯(lián),二極管十三D13的正極與電阻二十八R28串聯(lián),電阻二十七R27、電阻二十八R28為高有效開關(guān)量輸入端;芯片七U7的2腳、芯片七U7的4腳、二極管九D9的負(fù)極、電感三L3的一端接在一起,二極管九D9的正極接地,電感三L3的另一端、電容十七C17的一端、電容十八C18的一端、電容十九C19的一端、電阻二十四R24的一端接在一起,電容十七C17的另一端、電容十八C18的另一端、電容十九C19的另一端分別接地,電阻二十四R24的另一端接至二極管十D10的正極,二極管十D10的負(fù)極接地,二極管十D10為發(fā)光二極管;當(dāng)主MCU發(fā)出高電平或者其余任意開關(guān)量有效給電阻二十六R26時(shí),都可以使芯片七U7,在電阻二十四R24上方輸出5V電壓給主MCU供電。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的備用MCU供電電路包括芯片八U8、二極管十四D14、電容二十一C21~電容二十五C25,二極管十四D14的正極與電源相接,二極管十四D14的負(fù)極與電容二十一C21的一端、電容二十二C22的一端相接并接至芯片八U8的1腳,電容二十一C21的另一端、電容二十二C22的另一端接地,芯片八U8的2腳接地,芯片八U8的3腳與電容二十三C23的一端、電容二十四C24的一端、電容二十五C25的一端相接并接至VCC,電容二十三C23的另一端、電容二十四C24的另一端、電容二十五C25的另一端分別接地。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的電源模塊還包括踏板供電電路,踏板供電電路包括芯片一U1、電容二十六C26、電容二十七C27、電容二十八C28、熔斷器二F2和熔斷器三F3,芯片一U1的1腳接至電源,芯片一U1的2腳接地,芯片一U1的3腳與電容二十六C26的一端、電容二十七C27的一端、電容二十八C28的一端、熔斷器二F2的一端、熔斷器三F3的一端接在一起,電容二十六C26的另一端、電容二十七C27的另一端、電容二十八C28的另一端分別接地,熔斷器二F2的另一端、熔斷器三F3的另一端分別與踏板連接供電。
在所述的車輛整車控制器電路中,所述的電源模塊還包括開關(guān)量上拉供電電路,對采集的低有效開關(guān)量上拉電壓,開關(guān)量上拉供電電路包括芯片三U3、二極管十五D15、電容二十九C29~電容三十三C33,芯片三U3的1腳與二極管十五D15的負(fù)極、電容二十九C29的一端、電容三十C30的一端接在一起,電容二十九C29的另一端、電容三十C30的另一端分別接地,二極管十五D15的正極接至電源,芯片三U3的2腳接地,芯片三U3的3腳與電容三十一C31的一端、電容三十二C32的一端、電容三十三C33的一端相接并接至VCC,電容三十一C31的另一端、電容三十二C32的另一端、電容三十三C33的另一端分別接地。
本實(shí)用新型車輛整車控制器電路根據(jù)加速踏板位置、檔位、制動(dòng)踏板力等駕駛員的操作和蓄電池的荷電狀態(tài)計(jì)算出運(yùn)行所需要的電機(jī)輸出轉(zhuǎn)矩、電動(dòng)機(jī)和電機(jī)轉(zhuǎn)矩等參數(shù),將控制指令通過CAN總線通訊電路以及各硬件接口傳遞給其它車載控制器和各執(zhí)行機(jī)構(gòu),從而來協(xié)調(diào)各個(gè)動(dòng)力部件的運(yùn)動(dòng),保障電動(dòng)汽車的正常行駛。本實(shí)用新型提高了整車的運(yùn)算速度,并具有豐富的信號(hào)輸入接口,包括20路開關(guān)量采集、10路功率輸出、8路模擬量采集和3路CAN通訊,增加了整車控制器的通用性,使控制器能夠應(yīng)對更加復(fù)雜的整車環(huán)境;雙MCU的設(shè)計(jì)、各部分分開供電以及定時(shí)器電路的加入有效地保障了控制器運(yùn)行的穩(wěn)定性和可靠性。本實(shí)用新型通過獨(dú)立供電、雙MCU控制以及故障存儲(chǔ),有效地解決了現(xiàn)有技術(shù)穩(wěn)定性不高,可靠性差的缺點(diǎn),功能完備,接口豐富,通用性強(qiáng)。
本實(shí)用新型與現(xiàn)有的整車控制器相比,具有雙MCU可靠性高、獨(dú)立安全供電的特點(diǎn)。
附圖說明
圖1為本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖。
圖2為本實(shí)用新型中主MCU模塊的框圖。
圖3為本實(shí)用新型中存儲(chǔ)器的電路圖。
圖4為本實(shí)用新型中定時(shí)器電路的電路圖。
圖5為本實(shí)用新型中時(shí)鐘電路的電路圖。
圖6為本實(shí)用新型中復(fù)位電路的電路圖。
圖7為本實(shí)用新型中開關(guān)量信號(hào)采集電路的連接示意圖。
圖8為本實(shí)用新型中邏輯高電平輸入電路的電路圖。
圖9為本實(shí)用新型中邏輯低電平電路的電路圖。
圖10為本實(shí)用新型中模擬量信號(hào)采集電路的連接示意圖。
圖11為本實(shí)用新型中電壓信號(hào)采集電路的電路圖。
圖12為本實(shí)用新型中電阻信號(hào)采集電路的電路圖。
圖13為本實(shí)用新型中功率驅(qū)動(dòng)模塊的電路圖。
圖14為本實(shí)用新型中PWM驅(qū)動(dòng)電路的電路圖。
圖15為本實(shí)用新型中CAN總線通訊電路的電路圖。
圖16為本實(shí)用新型中主MCU供電電路圖。
圖17為本實(shí)用新型中備用MCU供電電路圖。
圖18為本實(shí)用新型中踏板供電電路圖。
圖19為本實(shí)用新型中開關(guān)量上拉供電電路圖。
在附圖1~19中,U1~U8表示芯片一~芯片八;D1~D16表示二極管一~二極管十六;R1~R34表示電阻一~電阻三十四;C1~C33表示電容一~電容三十三;L1~L3表示電感一~電感三;F1~F3表示熔斷器一~熔斷器三;Q1~Q3表示三極管一~三極管三;P表示ESD保護(hù)器;B表示共模濾波器;Y表示晶振。
具體實(shí)施方式
下面對照附圖,通過實(shí)施例對本實(shí)用新型作進(jìn)一步說明。
參照附圖1~19,一種車輛整車控制器電路,該車輛整車控制器電路包括主MCU模塊、備用MCU模塊、電源模塊、信號(hào)采集模塊、功率驅(qū)動(dòng)模塊和通訊模塊,其中,主MCU模塊與備用MCU模塊雙向連接,電源模塊分別與主MCU模塊、備用MCU模塊連接供電,電源模塊分別對主MCU模塊、備用MCU模塊獨(dú)立供電,當(dāng)主MCU發(fā)生故障時(shí),轉(zhuǎn)入備用MCU模塊控制整車,使車輛可以繼續(xù)行進(jìn),提高控制器的使用可靠性;信號(hào)采集模塊與主MCU模塊單向連接,信號(hào)采集模塊采集整車的開關(guān)量與模擬量信號(hào)等信號(hào);功率驅(qū)動(dòng)模塊與主MCU模塊的輸出端相連,通訊模塊與主MCU模塊雙向連接,通訊模塊是整車控制器的通信接口,動(dòng)力系統(tǒng)中的各個(gè)控制節(jié)點(diǎn)之間的控制信息和狀態(tài)信息全部經(jīng)由通訊模塊進(jìn)行傳遞;
所述的主MCU模塊包括主MCU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路,主MCU采用32位MB96F338R芯片,存儲(chǔ)器、定時(shí)器電路、時(shí)鐘電路、復(fù)位電路分別與主MCU相連,存儲(chǔ)器用于存儲(chǔ)車輛運(yùn)行過程中的故障信息,方便系統(tǒng)的測試優(yōu)化;定時(shí)器電路監(jiān)控主MCU運(yùn)行狀態(tài),當(dāng)主MCU陷入死循環(huán)后能及時(shí)復(fù)位,確保正常運(yùn)行;所述的存儲(chǔ)器包括主MCU和芯片二U2,主MCU的110腳與芯片二U2的1腳相接,主MCU的111腳與芯片二U2的2腳相接,主MCU的112腳與芯片二U2的3腳相接,主MCU的113腳與芯片二U2的4腳相接,芯片二U2的5腳接地,芯片二U2的6腳和8腳接至5V的VCC;所述的定時(shí)器電路包括主MCU和芯片四U4,主MCU的71腳與芯片四U4的6腳相接,主MCU的84腳與芯片四U4的7腳相接,芯片四U4的1腳與8腳連通,芯片四U4的2腳接至5V的VCC,芯片四U4的3腳和4腳接地;所述的時(shí)鐘電路包括晶振Y、電容一C1和電容二C2,晶振Y的一端與電容一C1的一端相接并接于晶振Y的79腳,晶振Y的另一端與電容二C2的一端相接并接于晶振Y的80腳,電容一C1的另一端、電容二C2的另一端相連并接地;所述的復(fù)位電路包括電容三C3和電阻一R1,電容三C3的一端、電阻一R1的一端與主MCU的84腳相連,電阻一R1的另一端接至5V的VCC,電容三C3的另一端接地;備用MCU模塊包括備用MCU、存儲(chǔ)器、定時(shí)器電路、時(shí)鐘電路和復(fù)位電路,備用MCU采用意法半導(dǎo)體的STM8A芯片,其他電路與主MCU模塊相同;
所述的信號(hào)采集模塊包括20路開關(guān)量信號(hào)采集電路和8路模擬量信號(hào)采集電路,開關(guān)量信號(hào)采集電路分別連至主MCU的開關(guān)量信號(hào)輸入端,模擬量信號(hào)采集電路分別連至主MCU的模擬量信號(hào)輸入端,模擬量信號(hào)采集電路對整車的踏板或傳感器信號(hào)進(jìn)行采集傳輸;所述的開關(guān)量信號(hào)采集電路包括邏輯高電平輸入電路和邏輯低電平輸入電路,其中邏輯高電平輸入電路包括電阻二R2、電阻三R3和電容四C4,開關(guān)量信號(hào)從電阻二R2的一端輸入,電阻二R2的另一端與電阻三R3的一端、電容四C4的一端相接并輸出信號(hào)至主MCU,電阻三R3的另一端、電容四C4的另一端分別接地;所述的邏輯低電平輸入電路包括二極管一D1、電阻四R4、電阻五R5、電阻六R6、電阻七R7、電阻八R8和電容五C5,其中,二極管一D1的正極接至18V的VCC,二極管一D1的負(fù)極與電阻四R4的一端相接,電阻四R4的另一端與電阻五R5的一端、電阻六R6的一端相接并接至信號(hào)輸入端,電阻五R5的另一端接地,電阻六R6的另一端與電阻七R7的一端、電容五C5的一端相接并接至主MCU,電阻七R7的另一端、電容五C5的另一端分別接地;
所述的模擬量信號(hào)采集電路采用電壓信號(hào)采集電路和電阻信號(hào)采集電路對車輛內(nèi)的踏板、傳感器等器件的電壓、電阻信息進(jìn)行采集,其中電壓信號(hào)采集電路包括電阻八R8、電阻九R9、電阻十R10和電容六C6,電阻八R8的一端為信號(hào)端,電阻八R8的另一端與電阻九R9的一端、電阻十R10的一端相接,電阻十R10的另一端接地,電阻九R9的另一端與電容六C6的一端相連,電容六C6的另一端接地;所述的電阻信號(hào)采集電路包括電感一L1、電阻十一R11、電阻十二R12、電阻十三R13和電容七C7,電感一L1的一端接至5V的VCC,電感一L1的另一端與電阻十一R11的一端相接,電阻十一R11的另一端與電阻十二R12的一端接至信號(hào)端,電阻十二R12的另一端與電阻十三R13的一端、電容七C7的一端接在一起并接至主MCU,電阻十三R13的另一端接地,電容七C7的另一端也接地;
所述的功率驅(qū)動(dòng)模塊控制整車系統(tǒng)中的指示燈、外部繼電器等電阻性和電感性負(fù)載,由電源模塊供電支持,功率驅(qū)動(dòng)模塊包括芯片五U5、電阻十四R14、電阻十五R15、電阻十六R16、電阻十七R17、電阻十八R18、二極管二D2、二極管三D3、二極管四D4,其中,芯片五U5的1腳、7腳、8腳和14腳均與電源相連接,芯片五U5的2腳、3腳、5腳、6腳接至主MCU,芯片五U5的2腳與6腳為功率輸出的控制腳,芯片五U5的3腳與5腳為功率輸出的反饋腳,芯片五U5的11腳接至VCC,芯片五U5的2腳接至電阻十四R14的一端,芯片五U5的6腳接至電阻十五R15的一端,芯片五U5的4腳分別與電阻十六R16的一端、二極管二D2的正極相接,電阻十四R14的另一端、電阻十五R15的另一端、電阻十六R16的另一端、二極管二D2的負(fù)極相接并接地;芯片五U5的9腳與10腳相接并與電阻十七R17的一端、二極管三D3的負(fù)極連接在一起,芯片五U5的12腳與13腳相接并與二極管四D4的負(fù)極、電阻十八R18的一端相接,電阻十七R17的另一端、電阻十八R18的另一端、二極管三D3的正極、二極管四D4的正極接在一起并接地;
所述的功率驅(qū)動(dòng)模塊還包括PWM驅(qū)動(dòng)電路,PWM驅(qū)動(dòng)電路將主MCU傳輸過來的5V波形進(jìn)行幅值放大處理至12V后輸出,通過控制PWM波的頻率及占空比,可用于氣泵、油泵的轉(zhuǎn)速控制,該P(yáng)WM驅(qū)動(dòng)電路包括電阻二十九R29、電阻三十R30、電阻三十一R31、電阻三十二R32、電阻三十三R33、電阻三十四R34、二極管十六D16、三極管二Q2和三極管三Q3,電阻三十一R31的一端與主MCU相接,電阻三十一R31的另一端與電阻三十二R32的一端、三極管三Q3的基極連接,電阻三十二R32的另一端與三極管三Q3的發(fā)射極連在一起并接地,三極管三Q3的集電極連至電阻三十R30的一端,電阻三十R30的另一端與電阻二十九R29的一端、三極管二Q2的基極相接,電阻二十九R29的另一端、三極管二Q2的發(fā)射極相連并接至二極管十六D16的負(fù)極,二極管十六D16的正極接至12V的VCC,三極管二Q2的集電極與電阻三十三R33的一端、電阻三十四R34的一端相接,電阻三十三R33的另一端輸出PWM波,電阻三十四R34的另一端接地。
所述的通訊模塊采用3路CAN總線通訊電路,所述的CAN總線通訊電路包括芯片六U6、共模濾波器B、ESD保護(hù)器P、電容八C8、電容九C9、電容十C10、電阻十九R19和電阻二十R20,芯片六U6的1腳和4腳接至主MCU,芯片六U6的8腳接至電阻二十R20的一端,芯片六U6的3腳與電容十C10的一端接至VCC,電阻二十R20的另一端、電容十C10的另一端、芯片六U6的2腳接至一起并接地,芯片六U6的6腳接至共模濾波器B的4腳,芯片六U6的7腳接至共模濾波器B的3腳,共模濾波器B的2腳、ESD保護(hù)器P的1腳、電容八C8的一端、電阻十九R19的一端連接在一起,電容八C8的另一端與ESD保護(hù)器P的3腳連接并接地,電阻十九R19的另一端、電容九C9的一端、ESD保護(hù)器P的2腳連在一起并接至共模濾波器B的1腳,電容九C9的另一端接地;共模濾波器B與ESD保護(hù)器P提高了通訊模塊抵抗電磁干擾的能力,增加可靠性;
所述的電源模塊包括為主MCU模塊供電的主MCU供電電路和為備用MCU模塊供電的備用MCU供電電路,主MCU供電電路包括芯片七U7、熔斷器一F1、電容十一C11~電容二十C20、電阻二十一R21~電阻二十八R28、二極管五D5~二極管十三D13、電感二L2、電感三L3和三極管Q1,其中,芯片七U7采用型號(hào)為LM2596-5.0S的電壓轉(zhuǎn)換芯片,輸出穩(wěn)定的5V電壓,±4%的輸出電壓容差,最大輸出電流3A,能夠?qū)崿F(xiàn)過流、過壓、過溫保護(hù),適合汽車環(huán)境使用,二極管五D5為雙向穩(wěn)壓二極管,芯片七U7的3腳和6腳接地,芯片七U7的1腳與電阻二十一R21的一端、電容十三C13的一端、電容十四C14的一端、電容十五C15的一端、電容十六C16的一端、二極管六D6的負(fù)極接在一起,電容十三C13的另一端、電容十四C14的另一端、電容十五C15的另一端、電容十六C16的另一端分別接地,二極管六D6的正極接至電感二L2的一端,電感二L2的另一端與熔斷器一F1的一端、二極管五D5的一端、電容十一C11的一端相接,熔斷器一F1的另一端與電源相接,二極管五D5的另一端接地,電容十一C11的另一端與電容十二C12的串聯(lián)后接地,芯片七U7的7腳、電阻二十一R21的另一端、二極管七D7的正極、二極管八D8的正極、三極管Q1的集電極接在一起,二極管七D7的負(fù)極與電阻二十二R22串聯(lián),二極管八D8的負(fù)極與電阻二十三R23串聯(lián),電阻二十二R22、電阻二十三R23為低有效開關(guān)量輸入端,三極管Q1的發(fā)射極接地,三極管Q1的基極與電阻二十五R25的一端、電容二十C20的一端、二極管十一D11的負(fù)極、二極管十二D12的負(fù)極、二極管十三D13的負(fù)極接在一起,二極管十一D11的正極與電阻二十六R26串聯(lián)后接至主MCU,二極管十二D12的正極與電阻二十七R27串聯(lián),二極管十三D13的正極與電阻二十八R28串聯(lián),電阻二十七R27、電阻二十八R28為高有效開關(guān)量輸入端;芯片七U7的2腳、芯片七U7的4腳、二極管九D9的負(fù)極、電感三L3的一端接在一起,二極管九D9的正極接地,電感三L3的另一端、電容十七C17的一端、電容十八C18的一端、電容十九C19的一端、電阻二十四R24的一端接在一起,電容十七C17的另一端、電容十八C18的另一端、電容十九C19的另一端分別接地,電阻二十四R24的另一端接至二極管十D10的正極,二極管十D10的負(fù)極接地,二極管十D10為發(fā)光二極管;當(dāng)主MCU發(fā)出高電平或者其余任意開關(guān)量有效給電阻二十六R26時(shí),都可以使芯片七U7,在電阻二十四R24上方輸出5V電壓給主MCU供電;
所述的備用MCU供電電路包括芯片八U8、二極管十四D14、電容二十一C21~電容二十五C25,芯片八U8采用型號(hào)為MC78M05BDTRKG的芯片,二極管十四D14的正極與電源相接,二極管十四D14的負(fù)極與電容二十一C21的一端、電容二十二C22的一端相接并接至芯片八U8的1腳,電容二十一C21的另一端、電容二十二C22的另一端接地,芯片八U8的2腳接地,芯片八U8的3腳與電容二十三C23的一端、電容二十四C24的一端、電容二十五C25的一端相接并接至VCC,電容二十三C23的另一端、電容二十四C24的另一端、電容二十五C25的另一端分別接地;
所述的電源模塊還包括踏板供電電路,踏板供電電路包括芯片一U1、電容二十六C26、電容二十七C27、電容二十八C28、熔斷器二F2和熔斷器三F3,芯片一U1的1腳接至電源,芯片一U1的2腳接地,芯片一U1的3腳與電容二十六C26的一端、電容二十七C27的一端、電容二十八C28的一端、熔斷器二F2的一端、熔斷器三F3的一端接在一起,電容二十六C26的另一端、電容二十七C27的另一端、電容二十八C28的另一端分別接地,熔斷器二F2的另一端、熔斷器三F3的另一端分別與踏板連接提供5V的供電;
所述的電源模塊還包括開關(guān)量上拉供電電路,對采集的低有效開關(guān)量上拉電壓,開關(guān)量上拉供電電路包括芯片三U3、二極管十五D15、電容二十九C29~電容三十三C33,芯片三U3的1腳與二極管十五D15的負(fù)極、電容二十九C29的一端、電容三十C30的一端接在一起,電容二十九C29的另一端、電容三十C30的另一端分別接地,二極管十五D15的正極接至電源,芯片三U3的2腳接地,芯片三U3的3腳與電容三十一C31的一端、電容三十二C32的一端、電容三十三C33的一端相接并接至12V的VCC,電容三十一C31的另一端、電容三十二C32的另一端、電容三十三C33的另一端分別接地。