專利名稱：一種汽車電控單元用電源延時系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于汽車電子技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及到ー種汽車電控單元電源延時系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
隨著汽車技術(shù)的發(fā)展，越來越多的電控單元部件被應(yīng)用在汽車上，如發(fā)動機電控単元、整車電控単元、自動變速器電控單元、電機控制単元和電池管理電控單元等。這些電控單元在駕駛員停車拔下汽車鑰匙后，或者汽車遇到故障致使12V電池斷電時，仍需工作一段時間用于數(shù)據(jù)存儲、或車窗自動關(guān)閉、或冷卻系統(tǒng)工作等。因此，需要對這些電控單元的電源作延時系統(tǒng)設(shè)計。目前，這種電源延時方法一般采用汽車鑰匙和延時繼電器配合控制。但是這種方案由于延時繼電器時間固定，不夠靈活，對于汽車上斷電后電控單元延時工作時間不確定的場合不太適用，而且使用延時繼電器功耗大，成本高，器件使用壽命低，可靠性差。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提出ー種控制靈活、可靠且成本低、功耗低的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)在汽車的需要。本發(fā)明的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)包括電子開關(guān)單元、電控單元、汽車鑰匙點火開關(guān)、延時電路，信號校驗單元，所述電子開關(guān)單元具有電源輸入端、電源輸出端、第一控制端和第二控制端，所述電源輸入端與汽車的低壓電源相連，所述電源輸出端與電控單元的電源輸入端相連，所述第一控制端與汽車鑰匙點火開關(guān)的ON檔電源信號端相連；所述延時電路的輸入端與汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號端相連，延時電路的輸出端與信號校驗單元的第一輸入端相連；所述電控単元接收汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號，并輸出控制信號至信號校驗單元的第二輸入端，所述信號校驗單元的輸出端與電子開關(guān)單元的第二控制端相連；當所述第一控制端和第二控制端中的任意一個控制端為高電平時，電子開關(guān)單元導通，通過電源輸出端向電控單元送電；否則電子開關(guān)單元關(guān)斷，停止向電控單元送電；僅有信號校驗單元的第一輸入端和第二輸入端均為高電平時，信號校驗單元的輸出端才為高電平。本發(fā)明的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)的工作原理如下
當汽車未啟動、汽車鑰匙點火開關(guān)未接通到ON檔時，電子開關(guān)單元的第一控制端和第ニ控制端均為低電平，因此電子開關(guān)單元為關(guān)斷狀態(tài)，電控單元沒有電源供應(yīng)，電控單元處于零功耗狀態(tài)；
當汽車啟動，汽車鑰匙點火開關(guān)接通到ON檔時，第一控制端得到汽車鑰匙點火開關(guān)的12V的電源信號，因此變?yōu)楦唠娖剑瑥亩|發(fā)電子開關(guān)單元導通，電控單元開始正常工作，同時電控単元接收到汽車鑰匙點火開關(guān)所發(fā)出的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號(5V的高電平信號)，并給信號校驗單元的第二輸入端發(fā)出高電平的使能開啟信號，此時信號校驗單元的第一輸入端也已經(jīng)接收到經(jīng)過延時電路延時處理后的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號，使得信號校驗單元的輸出端變?yōu)楦唠娖剑措娮娱_關(guān)單元的第二控制端為高電平信號，這樣確保在鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號不穩(wěn)定的狀態(tài)下，電子開關(guān)單元仍然能正常開啟，提高了電源系統(tǒng)的可靠性；
當汽車熄火，取下汽車鑰匙后，或者汽車遇故障情況致使鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號斷開時，電子開關(guān)單元的第一控制端變?yōu)榈碗娖?，而此時由于延時電路的延時作用，延時電路的輸出信號仍為高電平，結(jié)合由電控單元發(fā)出的高電平的使能開啟信號，仍可使電子開關(guān)單元處于接通狀態(tài)，電控單元在做好現(xiàn)場處理工作后，向電子開關(guān)發(fā)出關(guān)斷信號(低電平信號)，該信號使得信號校驗單元的輸出端變?yōu)榈碗娖?，從而使電子開關(guān)單元關(guān)斷，即斷開電控単元的電源供應(yīng)，電控單元處于零功耗狀態(tài)。具體來說，所述電子開關(guān)單元包括主開關(guān)管、第一副開關(guān)管和第二 副開關(guān)管，所述主開關(guān)管的輸入端為電子開關(guān)單元的電源輸入端，主開關(guān)管的輸出端為電子開關(guān)單元的電源輸出端，主開關(guān)管的控制端通過由第一電阻、第二電阻組成的串聯(lián)電路與主開關(guān)管的輸入端相連，主開關(guān)管根據(jù)其控制端的信號來導通或關(guān)斷輸入端與輸出端的電連接；所述第一副開關(guān)管的控制端通過第三電阻與電子開關(guān)單元的第一控制端相連，所述第二副開關(guān)管的控制端通過第四電阻與電子開關(guān)單元的第二控制端相連；所述第一電阻與第二電阻的接點分別與第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管的輸入端相連；第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管的輸出端均接地；所述第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管均根據(jù)各自的控制端的信號來導通或關(guān)斷各自輸入端與輸出端的電連接。進ー步地，所述主開關(guān)管、第一副開關(guān)管和第二副開關(guān)管可以由場效應(yīng)管或三極管等分立器件制成，以降低成本。進ー步地，為保證輸入信號的電平符合各開關(guān)管的電平規(guī)范，所述第一副開關(guān)管的控制端與第三電阻的接點通過第一偏置電阻接地；所述第二副開關(guān)管的控制端與第四電阻的接點通過第二偏置電阻接地。進ー步地，為保證輸入信號波形穩(wěn)定，所述第一副開關(guān)管的控制端與第三電阻的接點通過第一濾波電容接地；所述第二副開關(guān)管的控制端與第四電阻的接點通過第二濾波電容接地。進ー步地，所述信號校驗單元為與門電路，所述延時電路為RC延時電路，以降低成本。本發(fā)明的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)采用硬件開關(guān)與軟件開關(guān)相結(jié)合的方式，并利用信號校驗單元對軟件信號、延時電路的延時信號進行校驗，提高了電源延時系統(tǒng)的可靠性，并可以利用軟件動態(tài)調(diào)整電源關(guān)斷延時時間，同時還具有功耗低、成本低、易于實施等優(yōu)點，非常適合于汽車的汽車電控單元。


圖I是本發(fā)明的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)的電路原理圖。
具體實施例方式下面對照附圖，通過對實施實例的描述，對本發(fā)明的具體實施方式
如所涉及的各構(gòu)件的形狀、構(gòu)造、各部分之間的相互位置及連接關(guān)系、各部分的作用及工作原理等作進ー步的詳細說明。
實施例I :
如圖I所示，本實施例的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)包括電子開關(guān)單元I、電控單元2、汽車鑰匙點火開關(guān)3、延時電路4，信號校驗單元5，電子開關(guān)單元I具有電源輸入端Vcc-In、電源輸出端Vcc-Out、第一控制端Cl和第二控制端C2,電源輸入端Vcc-In與汽車的低壓電源6相連，始終為高電平；電源輸出端Vcc-Out與電控單元2的電源輸入端相連，第一控制端Cl與汽車鑰匙點火開關(guān)3的ON檔電源信號端KL相連；延時電路4的輸入端與汽車鑰匙點火開關(guān)3的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號端SIGNAL_1相連，延時電路4的輸出端SIGNAL_2與信號校驗單元5的第一輸入端相連；電控單元2接收汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1，并輸出控制信號SIGNAL_3至信號校驗單元5的第二輸入端，信號校驗單元5的輸出端SIGNAL_4與電子開關(guān)單元I的第二控制端C2相連；當所述第一控制端Cl和第二控制端C2中的任意一個控制端為高電平吋，電子開關(guān)單元I導通，通過電源輸出端Vcc-Out向電控單元2送電；否則電子開關(guān)單元I關(guān)斷，停止向電控單元2送電；僅有信號校驗單元5的第一輸入端和第二輸入端均為高電平(即延時電路4的輸出端SIGNAL_2、控制信號SIGNAL_3均為高電平)時，信號校驗單元5的輸出端才為高電平。 具體來說，電子開關(guān)單元I包括由P溝道場效應(yīng)管制成的主開關(guān)管Q1、由三極管制成的第一副開關(guān)管Q2和第二副開關(guān)管Q3，主開關(guān)管Ql的輸入端(即源扱)為電子開關(guān)單元I的電源輸入端Vcc-In，主開關(guān)管Ql的輸出端(即漏扱)為電子開關(guān)單元I的電源輸出端Vcc-Out，主開關(guān)管Ql的控制端(即柵扱)通過由第一電阻R1、第二電阻R2組成的串聯(lián)電路與主開關(guān)管Ql的輸入端相連，主開關(guān)管Ql根據(jù)其控制端的信號來導通或關(guān)斷輸入端與輸出端的電連接；第一副開關(guān)管Q2的控制端(即基板)通過第三電阻R3與電子開關(guān)單元I的第一控制端Cl相連，第二副開關(guān)管Q3的控制端(即基板)通過第四電阻R4與電子開關(guān)単元I的第二控制端C2相連；第ー電阻Rl與第二電阻R2的接點分別與第一副開關(guān)管Q2、第二副開關(guān)管Q3的輸入端(即集電極)相連；第一副開關(guān)管Q2、第二副開關(guān)管Q3的輸出端(即發(fā)射扱)均接地；第一副開關(guān)管Q2、第二副開關(guān)管Q3均根據(jù)各自的控制端的信號來導通或關(guān)斷各自輸入端與輸出端的電連接。為保證輸入信號的電平符合各開關(guān)管的電平規(guī)范，第一副開關(guān)管Q2的控制端與第三電阻R3的接點通過第一偏置電阻R5接地；第二副開關(guān)管Q3的控制端與第四電阻R4的接點通過第二偏置電阻R6接地。為保證輸入信號波形穩(wěn)定，第一副開關(guān)管Q2的控制端與第三電阻R3的接點通過第一濾波電容Cl接地；所述第二副開關(guān)管Q3的控制端與第四電阻R4的接點通過第二濾波電容C2接地。延時電路4為由電阻R7、電容C3組成的RC延時電路，信號校驗單元5為與門電路，信號校驗單元5的兩個輸入腳分別與延時電路4的輸出腳SIGNAL_2以及電控單元2的控制信號SIGNAL_3相連，輸出腳SIGNAL_4與電子開關(guān)單元I的第二控制端C2相連；
信號校驗單元5工作原理為當輸入信號SIGNAL_2與SIGNAL_3同時為高電平時，輸出信號SIGNAL_4為高電平；當輸入信號SIGNAL_2與SIGNAL_3任一為低電平或同時為低電平時，輸出信號SIGNAL_4為低電平。延時電路4的工作原理為當鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸入為低電平OV時，其輸出信號SIGNAL_2為低電平OV ;當鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸入為高電平5V時，其輸出信號SIGNAL_2為高電平5V ;當鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸入由低電平OV時變?yōu)楦唠娖?V吋，RC延時電路先對電容C3充電，根據(jù)電容充電特性，其輸出信號SIGNAL_2的電壓由OV快速上升，經(jīng)過很短時間超過門限電平閾值O. 7V，即信號變?yōu)楦唠娖叫盘?；當鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸入由高電平5V時變?yōu)榈碗娖絆V吋，RC延時電路的電容C3放電，根據(jù)電容放電特性，其輸出信號SIGNAL_2的電壓由5V下降，需經(jīng)過一定的時間才能低于門限電平閾值O. 7V，即信號變?yōu)榈碗娖叫盘?。具體的電平信號轉(zhuǎn)換延時時間可根據(jù)需求調(diào)節(jié)RC延時電路的參數(shù)。本實施例的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)的工作原理如下
汽車鑰匙點火開關(guān)3用于控制ON檔電源信號端KL信號和鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1的輸出，當鑰匙未接通到ON檔時，ON檔電源信號端KL信號輸出低電平0V，鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸出低電平OV ;當鑰匙接通到ON檔時，ON檔電源信號端KL信號輸出12V高電平信號，鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1輸出5V高電平信號。
當ON檔電源信號端KL和信號校驗單元5的輸出端SIGNAL_4均為低電平OV吋，第一副開關(guān)管Q2、第二副開關(guān)管Q3均未導通，此時主開關(guān)管Ql的控制端為高電平12V，電子開關(guān)單元I為斷路狀態(tài)，電控單元2無電源供應(yīng)；
當ON檔電源信號端KL為12V時，第一副開關(guān)管Q2導通，此時主開關(guān)管Ql的控制端為低電平O. 3V，主開關(guān)管Ql導通，電子開關(guān)單元I為閉合狀態(tài)，電控單元2得到電源供應(yīng)。當信號校驗單元5的輸出腳SIGNAL_4為高電平5V時，第二副開關(guān)管Q3導通，此時主開關(guān)管Ql的控制端為低電平O. 3V，主開關(guān)管Ql導通，電子開關(guān)單元I為閉合狀態(tài)，電控單元2得到電源供應(yīng)。當汽車未啟動、汽車鑰匙點火開關(guān)3未接通到ON檔時，ON檔電源信號端KL為低電平0V，第一副開關(guān)管Q2為關(guān)斷狀態(tài)，鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1為低電平0V，該信號經(jīng)過延時電路4和信號校驗單元5處理后的信號SIGNAL_4為低電平信號，第二副開關(guān)管Q3也為關(guān)斷狀態(tài)，此時主開關(guān)管Ql的控制端為聞電平12V,主開關(guān)管Ql未導通，電子開關(guān)單兀I為斷路狀態(tài)，電控單元2沒有電源供應(yīng)，處于零功耗狀態(tài)。具體來說，當汽車啟動，汽車鑰匙點火開關(guān)接通到ON檔時，ON檔電源信號端KL得電，該信號變?yōu)楦唠娖?2V，觸發(fā)第一副開關(guān)管Q2導通，此時主開關(guān)管Ql的控制端為低電平
O.3V，主開關(guān)管Ql導通，電子開關(guān)單元I閉合，電控單元2得到電源供應(yīng)，開始正常工作，同時電控單元2接收到鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1的高電平5V信號后，給信號校驗單元5輸出5V高電平信號SIGNAL_3，此時鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1通過延時電路4的延時處理后的輸出信號SIGNAL_2也為高電平5V，信號SIGNAL_2與SIGNAL_3均為高電平，通過信號校驗單元5后輸出5V高電平信號SIGNAL_4，信號SIGNAL_4為高電平時觸發(fā)第二副開關(guān)管Q3導通，確保主開關(guān)管Ql的控制端為低電平O. 3V，主開關(guān)管Ql導通，即確保電子開關(guān)單元I為閉合狀態(tài)，這樣的電路設(shè)計優(yōu)點在于當ON檔電源信號端KL的信號出現(xiàn)不穩(wěn)定狀態(tài)吋，電子開關(guān)單元I仍能正常開啟，保證電控単元2正常工作，提高系統(tǒng)的可靠性。當汽車熄火，取下汽車鑰匙吋，或者汽車遇故障情況致使鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1斷開時，ON檔電源信號端KL變?yōu)榈碗娖?V，第一副開關(guān)管Q2關(guān)斷，但第二副開關(guān)管Q3仍為導通狀態(tài)，電子開關(guān)I為閉合狀態(tài)，系統(tǒng)電源VCC_12V輸出12V。此時，鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1由高電平5V變?yōu)榈碗娖?V，該信號送給電控単元2后，電控單元2開始執(zhí)行關(guān)機前的現(xiàn)場處理工作，如數(shù)據(jù)存儲、或車窗自動關(guān)閉、或冷卻系統(tǒng)工作等。當這些現(xiàn)場處理工作完成后，電控單元2給信號校驗單元5發(fā)出的開關(guān)使能信號SIGNAL_3變?yōu)榈碗娖?，根?jù)信號校驗單元5工作原理可知其輸出信號SIGNAL_4變?yōu)榈碗娖?，此時第二副開關(guān)管Q3被關(guān)斷，主開關(guān)管Ql的控制端變?yōu)楦唠娖?2V，主開關(guān)管Ql關(guān)斷，電子開關(guān)單元I變?yōu)閿嗦窢顟B(tài)，電控單元失去電源供應(yīng)，停止工作處于零功耗狀態(tài)。這是電源延時系統(tǒng)正常エ作的情況，如果當電控單元2處理完場處理工作后，運行出現(xiàn)異常如軟件跑飛、死機等情況吋，電控單元2給信號校驗單元5輸出的信號SIGNAL_3就不會變?yōu)榈碗娖?V，也就是說電控單元2不會發(fā)指令讓電子開關(guān)單元I斷開，此時延時電路4和信號校驗單元5的作用就體現(xiàn)出來，因為鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號SIGNAL_1由高電平5V變?yōu)榈碗娖絆V時，信號SIGNAL_2經(jīng)過一定延時后變?yōu)榈碗娖?V，這個延時時間可根據(jù)需求調(diào)節(jié)延時電路4的參數(shù)來設(shè)定。低電平信號SIGNAL_2送入信號校驗單元5后，由其工作原理可知輸出信號SIGNAL_4為低電平0V，該低電平信號觸發(fā)第二副開關(guān)管Q3關(guān)斷，主開關(guān)管Ql的控制端變?yōu)楦唠娖?2V，主開關(guān)管Ql關(guān)斷，電子開關(guān)單元I變?yōu)閿嗦窢顟B(tài)，同樣會使電控單元2停止工作， 不會因電控單元2運行異常而導致系統(tǒng)不能關(guān)機，提高了電源延時系統(tǒng)運行的可靠性。
權(quán)利要求
1.一種汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于包括電子開關(guān)單元、電控單元、汽車鑰匙點火開關(guān)、延時電路，信號校驗單元，所述電子開關(guān)單元具有電源輸入端、電源輸出端、第一控制端和第二控制端，所述電源輸入端與汽車的低壓電源相連，所述電源輸出端與電控單元的電源輸入端相連，所述第一控制端與汽車鑰匙點火開關(guān)的ON檔電源信號端相連；所述延時電路的輸入端與汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號端相連，延時電路的輸出端與信號校驗單元的第一輸入端相連；所述電控單元接收汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號，并輸出控制信號至信號校驗單元的第二輸入端，所述信號校驗單元的輸出端與電子開關(guān)單元的第二控制端相連；當所述第一控制端和第二控制端中的任意一個控制端為高電平時，電子開關(guān)單元導通，通過電源輸出端向電控單元送電；否則電子開關(guān)單元關(guān)斷，停止向電控單元送電；僅有信號校驗單元的第一輸入端和第二輸入端均為高電平時，信號校驗單元的輸出端才為高電平。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述電子開關(guān)單元包括主開關(guān)管、第一副開關(guān)管和第二副開關(guān)管，所述主開關(guān)管的輸入端為電子開關(guān)單元的電源輸入端，主開關(guān)管的輸出端為電子開關(guān)單元的電源輸出端，主開關(guān)管的控制端通過由第一電阻、第二電阻組成的串聯(lián)電路與主開關(guān)管的輸入端相連，主開關(guān)管根據(jù)其控制端的信號來導通或關(guān)斷輸入端與輸出端的電連接；所述第一副開關(guān)管的控制端通過第三電阻與電子開關(guān)單元的第一控制端相連，所述第二副開關(guān)管的控制端通過第四電阻與電子開關(guān)單元的第二控制端相連；所述第一電阻與第二電阻的接點分別與第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管的輸入端相連；第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管的輸出端均接地；所述第一副開關(guān)管、第二副開關(guān)管均根據(jù)各自的控制端的信號來導通或關(guān)斷各自輸入端與輸出端的電連接。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述主開關(guān)管、第一副開關(guān)管和第二副開關(guān)管由場效應(yīng)管或三極管制成。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述第一副開關(guān)管的控制端與第三電阻的接點通過第一偏置電阻接地；所述第二副開關(guān)管的控制端與第四電阻的接點通過第二偏置電阻接地。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述第一副開關(guān)管的控制端與第三電阻的接點通過第一濾波電容接地；所述第二副開關(guān)管的控制端與第四電阻的接點通過第二濾波電容接地。
6.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述信號校驗單元為與門電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求I或2或3或4或5所述的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，其特征在于所述延時電路為RC延時電路。
全文摘要
本發(fā)明提出了一種控制靈活、可靠且成本低、功耗低的汽車電控單元電源延時系統(tǒng)，以滿足現(xiàn)在汽車的需要，具體包括電子開關(guān)單元、電控單元、汽車鑰匙點火開關(guān)、延時電路，信號校驗單元，電子開關(guān)單元具有電源輸入端、電源輸出端、第一控制端和第二控制端，電源輸入端與汽車的低壓電源相連，電源輸出端與電控單元的電源輸入端相連，第一控制端與汽車鑰匙點火開關(guān)的ON檔電源信號端相連；延時電路的輸入端與汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號端相連，延時電路的輸出端與信號校驗單元的第一輸入端相連；電控單元接收汽車鑰匙點火開關(guān)的鑰匙開關(guān)狀態(tài)信號，并輸出控制信號至信號校驗單元的第二輸入端，信號校驗單元的輸出端與電子開關(guān)單元的第二控制端相連。
文檔編號B60R16/03GK102756701SQ201210158690
公開日2012年10月31日 申請日期2012年5月22日 優(yōu)先權(quán)日2012年5月22日
發(fā)明者凌歡, 吳瑞, 林偉義, 邵平 申請人:奇瑞汽車股份有限公司