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CN107346129B - 一种车身控制器及其断电应急处理方法 - Google Patents

一种车身控制器及其断电应急处理方法 Download PDF

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CN107346129B CN201610297473.1A CN201610297473A CN107346129B CN 107346129 B CN107346129 B CN 107346129B CN 201610297473 A CN201610297473 A CN 201610297473A CN 107346129 B CN107346129 B CN 107346129B
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Abstract

本发明提供一种车身控制器，包括壳体与设置于壳体内的PCB板，PCB板包括处理器与储能电容，储能电容用于为车身控制器提供备用电源，车身控制器还包括与处理器连接的断电检测模块，处理器通过断电检测模块检测到断电后，进入第一省电模式，第一省电模式包括：处理器从操作模式进入停止模式。本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法。本发明提供的车身控制器及其断电应急处理方法，通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式，大大减小需要备用电源提供的电流，从而减小储能电容的容量，既能够降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸，又能够提高振动可靠性，一旦事故发生，能够及时发送事故相关信息，使得驾乘人员得到及时救援。

Description

一种车身控制器及其断电应急处理方法
技术领域
本发明涉及汽车电子领域，具体涉及一种车身控制器及其断电应急处理方法。
背景技术
目前针对汽车自身已经设置了安全气囊等被动安全装置，在汽车发生碰撞事故时为驾乘人员提供更高的安全保障。
但是在汽车发生严重事故时，会发生爆裂漏油，导致爆炸造成人员伤亡；另外汽车车身受到严重碰撞后由于巨大的撞击力使得汽车车门变形，使得车内人员无法自主脱身，如果处于昏迷状态，会造成更大的损伤。
事故中汽车内被动的安全装置已启动，但未将事故相关信息发出，如果事故发生的地点又没有路过的行人或车辆，驾乘人员就无法得到及时救援。
为了保证驾乘人员得到及时救援，一种解决方案是保证车身控制器在断电后指定时间内具有指定单路CAN总线应急发送消息能力，例如200ms，通过车载网络通信模块将事故相关消息发送到应急救援后台中心。
为了满足断电后指定时间内具有指定单路CAN总线应急发送消息能力的要求，车身控制器中需要配置大容量的储能电容，以满足断电后指定时间的持续供电。
如图1所示，现有技术中的车身控制器包括处理器与储能电容。
储能电容用于为车身控制器提供备用电源，连接在电源输出端与地之间，正常供电时，电源给储能电容充电，而电源不能正常供电时，由储能电容为车身控制器供电。
车身控制器通常与至少一条CAN总线连接，如图1所示，车身控制器与三条CAN总线CAN 1、CAN 2、CAN 3连接；其中CAN 1用于驱动系统，CAN 2用于车身系统，而CAN 3用于娱乐系统。
车身控制器包括第一CAN总线模块、第二CAN总线模块以及第三CAN总线模块，分别与CAN 1、CAN 2、CAN 3连接。
电源输出端经线性电压调节器将电压调节到5V，给处理器以及三个CAN总线模块供电。
当电源不能正常供电时，处理器以及三个CAN总线模块均需处于正常工作状态，这时需要储能电容在200ms内持续提供约130mA电流。
根据电容放电公式：
Figure BDA0000983062320000021
其中，I表示负载电流，为130mA；t表示持续供电时间，为200ms；Ubat表示蓄电池电压，为12V；Ureset表示处理器以及三个CAN总线模块能够正常工作的最低电压，为5.5V。
由此可以计算出储能电容的容量CBuffer至少需要4mF。
车身控制器的储能电容通常采用汽车级的电解电容，容量为4mF是体积巨大的器件，通常单体占PCB面积约为1500mm2；另外，电容本身成本也很高。
因此，大容量的储能电容给车身控制器带来成本过高、PCB尺寸过大，同时由于PCB尺寸过大还会带来振动可靠性降低的问题。
发明内容
针对现有技术中存在的问题，本发明要解决的问题是提供一种车身控制器，在电源断电时，通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式，大大减小需要备用电源提供的电流，从而减小储能电容的容量，既降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸，又提高振动可靠性，同时一旦事故发生，能够及时发送事故相关信息，使得驾乘人员得到及时救援。
本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法。
本发明提供一种车身控制器，包括壳体与设置于壳体内的PCB板，PCB板包括处理器与储能电容，储能电容用于为车身控制器提供备用电源，PCB板还包括与处理器连接的断电检测模块，用于检测外部电源是否断电，处理器通过断电检测模块检测到断电后，进入第一省电模式，第一省电模式包括：处理器从操作模式进入停止模式。
进一步地，PCB板至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块，CAN总线模块与处理器连接，处理器进入第一省电模式之前，设置CAN总线模块为第二省电模式。
进一步地，CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
进一步地，CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，第二CAN总线模块设置为监听模式。
进一步地，第二省电模式还包括：其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
本发明还提供一种车身控制器的断电应急处理方法，车身控制器包括处理器，断电应急处理包括以下步骤：
处理器检测到断电后，进入第一省电模式，第一省电模式包括：处理器从操作模式进入停止模式。
进一步地，车身控制器至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块，CAN总线模块与处理器连接，处理器进入第一省电模式之前，还包括以下步骤：
设置CAN总线模块为第二省电模式。
进一步地，CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块，设置CAN总线模块为第二省电模式，包括以下步骤：
设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息；
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
进一步地，CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，设置CAN总线为第二省电模式，包括以下步骤：
设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息；
设置第二CAN总线模块为监听模式。
进一步地，设置所述CAN总线为第二省电模式还包括以下步骤：
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
进一步地，处理器进入第一省电模式之前，还包括以下步骤：
关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的一个或多个。
进一步地，处理器处于第一省电模式时，检测到外部电源供电恢复后，处理器退出第一省电模式进入正常操作模式。
与现有技术相比，本发明提供的车身控制器及其断电应急处理方法，具有以下有益效果：在电源断电时，通过改变处理器以及CAN总线模块的工作模式，大大减小需要备用电源提供的电流，从而减小储能电容的容量，既降低车身控制器成本、减小车身控制器的尺寸，又提高振动可靠性，同时一旦事故发生，能够及时发送事故相关信息，使得驾乘人员得到及时救援。
附图说明
图1是现有技术中的车身控制器的示意图；
图2是本发明的一个实施例的车身控制器的示意图；
图3是图2所示的车身控制器的处理流程图。
具体实施方式
如图2所示，本发明的一个实施例的车身控制器，包括壳体与设置于壳体内的PCB板，PCB板包括处理器与储能电容，储能电容用于为车身控制器提供备用电源，车身控制器还包括与处理器连接的断电检测模块，用于检测外部电源是否断电，处理器通过断电检测模块检测到断电后，进入第一省电模式，第一省电模式包括：处理器从操作模式进入停止模式。
第一省电模式包括：处理器从操作模式进入停止模式。改变处理器的工作模式，功耗会大大降低，因而减小需要备用电源提供的电流，从而减小需要配备的储能电容的容量。
另外，处理器还连接有许多输入、输出端口，例如车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口以及非电源检测类的输入检测端口等，这些端口在紧急状态下没有必要保持正常的输入输出状态，因此可以关闭其中的一个或多个端口，甚至所有端口，能够进一步减小处理器的功耗，从而减小需要配备的储能电容的容量。
本实施例中，断电检测模块包括连接在电源输出端与地之间的串联的电阻R1与R2，处理器包括模拟信号采集端口，R1与R2的连接点通过导线与模拟信号采集端口连接；当检测到电压一段时间内小于设定值，也就是处理器通过断电检测模块检测到断电后，进入第一省电模式，也就是处理器从操作模式进入停止模式。
此时三个CAN总线模块均处于正常工作状态，因此能够保证断电后指定时间，例如200ms内，具有指定单路CAN总线应急发送消息能力，也就是能够及时发送事故相关信息。
采用上述方案，由于使用较小容量的储能电容，既能够降低成本，也能够减小占用PCB板的面积，因而能够相应减小整个PCB板的面积，面积减小受力就会相应减小，不易造成PCB板的损坏，从而提高车身控制器的振动可靠性，同时也保证了一旦事故发生，能够及时发送事故相关信息，使得驾乘人员得到及时救援。
在上述要求中，紧急状态下仅要求具有“指定单路”CAN总线应急发送消息能力，并不要求所有的CAN总线正常工作。如果改变CAN总线模块的工作模式，能够进一步减小需要储能电容提供的电流，相应减小储能电容的容量。
本实施例中，车身控制器包括三个CAN总线模块，处理器通过断电检测模块检测到断电后，先设置CAN总线模块为第二省电模式，处理器再进入第一省电模式。
这里第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，第二CAN总线模块设置为监听模式，第三CAN总线模块设置为睡眠模式。
车辆发生碰撞可能造成外部电源停止供电，处理器通过断电检测模块检测外部电源，一旦发现外部电源电压一段时间内低于设定值，识别为外部电源断电，由储能电容为车身控制器供电。
车辆发生碰撞时，通过加速度传感器捕获碰撞信号，然后通过安全气囊控制器对捕获的信号进行分析，获得碰撞过程中的冲击力，冲击力的大小能够反映碰撞的严重程度，通常设定一个阈值，如果大于或等于该阈值，引爆安全气囊并生成事故相关消息发送到CAN2。
处理器通过处于监听模式的第二CAN总线模块获得事故相关消息后，通过第一CAN总线模块发送事故相关消息到应急救援后台中心，使得驾乘人员得到及时救援。
仅发送事故相关消息，而不发送其他消息，使得第一CAN总线模块的工作负荷更小，因而工作电流更小；而监听模式与睡眠模式仅需要很小的电流，因而能够进一步减小储能电容的容量。
上述车身控制器中，如图3所示，断电应急处理流程为：
处理器检测外部电源是否断电；如果检测到外部电源断电：
·设置第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息；
·设置第二CAN总线模块为监听模式；
·设置第三CAN总线模块为睡眠模式；
·关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的所有端口；
·处理器从操作模式进入停止模式；
·检测外部电源供电是否恢复？如果检测到外部电源供电恢复：
Figure BDA0000983062320000081
处理器从停止模式进入操作模式；
Figure BDA0000983062320000082
打开已关闭的端口；
Figure BDA0000983062320000083
设置三个CAN总线模块为正常模式。
当然也可以关闭上述端口中的某个或某些端口。
处理器处于第一省电模式时，检测到外部电源供电恢复后，处理器退出第一省电模式进入正常操作模式，并打开已关闭的端口，设置所有CAN总线为正常工作模式。
在另一个实施例中，车身控制器也可能只包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，第二CAN总线模块设置为监听模式。
在又一个实施例中，除了第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，车身控制器还包括多个其他CAN总线模块，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，第二CAN总线模块设置为监听模式，其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
在又一个实施例中，车辆中包括火灾事故判断模块，该模块采集车辆内部的温度，并与相应的设定值进行比较，如果大于或等于设定值，判断车辆发生火灾事故，向处理器发送事故相关消息。
火灾事故判断模块通过直接连线，与处理器连接。
由于火灾，可能造成外部电源停止供电，处理器通过断电检测模块检测外部电源，一旦发现外部电源电压一段时间内低于设定值，识别为外部电源断电，由储能电容为车身控制器供电。
本实施例中，车身控制器只包括第一CAN总线模块的车身控制器，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
如果该车身控制器还包括其他CAN总线模块，第二省电模式包括：第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
虽然本发明已以较佳实施例披露如上，但本发明并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本发明的精神和范围内所作的各种更动与修改，均应纳入本发明的保护范围内，因此本发明的保护范围应当以权利要求所限定的范围为准。

Claims (8)

1.一种车身控制器，包括壳体与设置于所述壳体内的PCB板，所述PCB板包括处理器与储能电容，所述储能电容用于为所述车身控制器提供备用电源，其特征在于，所述PCB板还包括与所述处理器连接的断电检测模块，用于检测外部电源是否断电，所述处理器通过所述断电检测模块检测到断电后，进入第一省电模式，所述第一省电模式包括：所述处理器从操作模式进入停止模式，所述PCB板至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块，所述CAN总线模块与所述处理器连接，所述处理器进入第一省电模式之前，设置所述CAN总线模块为第二省电模式，所述第二省电模式包括：CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
2.如权利要求1所述的车身控制器，其特征在于，CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，所述第二省电模式包括：所述第一CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息，所述第二CAN总线模块设置为监听模式。
3.权利要求2所述的车身控制器，其特征在于，所述第二省电模式还包括：其他CAN总线模块设置为睡眠模式。
4.一种车身控制器的断电应急处理方法，车身控制器包括处理器，其特征在于，所述断电应急处理方法包括以下步骤：
处理器检测到断电后，进入第一省电模式，所述第一省电模式包括：所述处理器从操作模式进入停止模式；所述车身控制器至少包括一个与CAN总线连接的CAN总线模块，所述CAN总线模块与所述处理器连接，所述处理器进入第一省电模式之前，还包括以下步骤：
设置所述CAN总线模块为第二省电模式，所述第二省电模式包括：CAN总线模块设置为仅发送事故相关消息。
5.如权利要求4所述的车身控制器的断电应急处理方法，所述CAN总线模块至少包括第一CAN总线模块与第二CAN总线模块，其特征在于，设置所述CAN总线为第二省电模式，包括以下步骤：
设置所述第一CAN总线模块为仅发送事故相关消息；
设置所述第二CAN总线模块为监听模式。
6.如权利要求5所述的车身控制器的断电应急处理方法，其特征在于，设置所述CAN总线为第二省电模式还包括以下步骤：
设置其他CAN总线模块为睡眠模式。
7.如权利要求4所述的车身控制器的断电应急处理方法，其特征在于，所述处理器进入第一省电模式之前，还包括以下步骤：
关闭车灯驱动端口、LIN总线端口、前后雨刮输出端口、后除雾输出端口、后视镜折叠输出端口、车窗升降输出端口或非电源检测类的输入检测端口中的一个或多个。
8.如权利要求4所述的车身控制器的断电应急处理方法，其特征在于，所述处理器处于所述第一省电模式时，检测到外部电源供电恢复后，所述处理器退出所述第一省电模式进入正常操作模式。
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