车辆直流/直流系统的控制电路及车辆的制作方法

本发明涉及车辆能源自动控制领域，特别涉及一种车辆直流/直流系统的控制电路及车辆。

背景技术：

对于启停车型，发动机会频繁停止和启动，需要蓄电池频繁放电以带动车辆启动机工作，此时车辆的蓄电池电压会跌落至很低，那么，车辆中的仪表、车载娱乐系统以及通讯设备，如cd播放机、收音机、导航等，会因蓄电池的过低电压而产生复位、闪屏甚至黑屏等故障，这将严重影响车辆乘员的用户体验。因此，车辆的蓄电池的输出端需设置有直流/直流(dc/dc)转换器实现车辆在启动过程中的升压和稳压。在实际应用中，所述直流/直流转换系统在车辆启动时工作为升压模式，在车辆未启动时工作为旁路模式，即被旁路。

在现有技术中，所述直流/直流转换系统的工作模式的升压控制策略一般决定于整车厂的启动策略，多数采用单一的上升沿或者下降沿的控制触发模式，功能单调。当整车厂的启动策略发生改变时，直流/直流转换系统的升压控制策略也需进行相应地改变，这将影响整车零件开发周期，同时也增加了额外的开发成本。

因此，现有技术的直流/直流转换系统的控制电路面临着控制模式单一的问题。

技术实现要素：

本发明解决的技术问题是如何提高直流/直流转换系统的控制电路的灵活性。

为解决上述技术问题，本发明实施例提供一种车辆直流/直流系统的控制电路，包括：判断电路，所述判断电路的输入端接收车辆启停触发信号，所述判断电路适于识别所述车辆启停触发信号的上升沿和下降沿并产生控制信号，当识别出所述车辆启停触发信号具有上升沿和下降沿其中之一时，所述控制信号为第一逻辑电平，否则，所述控制信号为不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平；控制模块，接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制升压模块是否工作。

可选地，所述控制模块包括：可控开关，所述可控开关的控制端接收所述控制信号，所述可控开关的第一端耦接所述升压模块的输入端，所述可控开关的第二端耦接所述升压模块的输出端。

可选地，所述判断电路包括：

第一电平检测电路，所述第一电平检测电路的输入端直接或间接地耦接所述判断电路的输入端，适于对所述车辆启停触发信号进行电平检测，并输出第一逻辑信号；当所述车辆启停触发信号为第一电平时，所述第一逻辑信号为高电平；当所述车辆启停触发信号为第二电平时，所述第一逻辑信号为低电平；当所述车辆启停触发信号为所述第一电平与第二电平之外的第三电平时，所述第一逻辑信号为高电平；

第二电平检测电路，所述第二电平检测电路的输入端直接或间接地耦接所述判断电路的输入端，适于对所述车辆启停触发信号进行电平检测，并输出第二逻辑信号；当所述车辆启停触发信号为第一电平时，所述第二逻辑信号为低电平；当所述车辆启停触发信号为第二电平时，所述第二逻辑信号为高电平；当所述车辆启停触发信号为所述第三电平时，所述第二逻辑信号为高电平；

边沿检测单元，适于检测所述第一逻辑信号和第二逻辑信号的上升沿或下降沿，并根据检测结果输出所述控制信号；当所述第一逻辑信号和所述第二逻辑信号中的至少一个具有上升沿或者下降沿时，所述控制信号为第一逻辑电平，否则，所述控制信号为不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平。

可选地，所述第一电平检测电路包括：分压电路，所述分压电路的第一输入端耦接所述第一电平检测电路的输入端，所述分压电路的第二输入端接地，所述分压电路的输出端输出所述第一逻辑信号。

可选地，所述分压电路包括：第一电阻，所述第一电阻的第一端耦接所述分压电路的第一输入端；第二电阻，所述第二电阻的第一端耦接所述第一电阻的第二端和所述分压电路的输出端，所述第二电阻的第二端耦接所述分压电路的第二输入端。

可选地，所述第一电平检测电路还包括：第一电容，所述第一电容的第一端耦接所述分压电路的第一输入端，所述第一电容的第二端耦接所述分压电路的第二输入端。

可选地，所述第一电平检测电路还包括：第一二极管，所述第一二极管的正极耦接电源；第三电阻，所述第三电阻的第一端耦接所述第一二极管的负极，所述第三电阻的第二端耦接所述第一电平检测电路的第一输入端。

可选地，所述第二电平检测电路包括：开关管，所述开关管的控制端直接或间接地耦接所述第二电平检测电路的输入端，所述开关管的输入端直接或者间接地接地，所述开关管的输出端输出所述第二逻辑信号，所述开关管适于在其控制端接收的信号的控制下导通或者关断；第四电阻，所述第四电阻的第一端耦接电源，所述第四电阻的第二端耦接所述开关管的输出端。

可选地，所述开关管为三极管，所述三极管的基极为所述开关管的控制端，所述三极管的发射极为所述开关管的输入端，所述三极管的集电极为所述开关管的输出端。

可选地，所述第二电平检测电路还包括：第二电容，所述第二电容的第一端耦接所述开关管的控制端，所述第二电容的第二端耦接所述开关管的输入端。

可选地，所述第二电平检测电路还包括：第五电阻和第六电阻，其中，所述第五电阻的第一端耦接所述第二电平检测电路的输入端，所述第五电阻的第二端耦接所述开关管的控制端和所述第六电阻的第一端，所述第六电阻的第二端耦接所述开关管的输入端。

可选地，所述第二电平检测电路还包括：第二二极管，所述第二二极管的负极耦接所述第二电平检测电路的输入端，所述第二二极管的正极耦接所述开关管的输入端。

可选地，所述判断电路还包括：信号隔离电路，所述信号隔离电路的输入端耦接所述判断电路的输入端，适于将所述车辆启停触发信号路由为两路，再对所述两路车辆启停触发信号进行隔离，并分别将隔离后的车辆启停触发信号传输至所述第一电平检测电路的输入端和所述第二电平检测电路的输入端。

可选地，所述判断电路还适于在所述控制信号为第一逻辑电平时生成pwm信号，所述pwm信号适于控制所述升压模块。

为解决上述技术问题，本发明实施例还提供一种车辆，包括以上所述的控制电路和升压模块。

与现有技术相比，本发明实施例的技术方案具有以下有益效果：

本发明实施例提供一种车辆直流/直流系统的控制电路，所述控制电路可以包括判断电路和控制模块，其中，所述判断电路的输入端接收车辆启停触发信号，适于识别所述车辆启停触发信号的上升沿和下降沿并产生控制信号，当识别出所述车辆启停触发信号具有上升沿和下降沿其中之一时，所述控制信号为第一逻辑电平，否则，所述控制信号为不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平，所述控制模块接收所述控制信号，并根据所述控制信号控制升压模块是否工作。本发明方案可以自动、灵活地适应整车启动方案(也即，可以适用于上升沿和下降沿的触发信号)，降低整车零件的开发周期，节约开发成本。

进一步而言，所述升压模块可以为受pwm信号控制的开关电源，所述判断电路还适于当且仅当所述车辆启停触发信号具有上升沿和下降沿其中之一时生成适于控制所述升压模块的pwm信号，可以有效地节约功耗。

附图说明

图1是本发明实施例一种车辆直流/直流系统的控制电路的示意性结构框图；

图2是本发明实施例车辆启停触发信号的生成电路的电路示意图；

图3是本发明实施例中判断电路的示意性结构框图；

图4是本发明实施例另一种车辆直流/直流系统的控制电路的示意性结构框图；

图5是本发明实施例一种车辆直流/直流系统的控制电路的电路图。

具体实施方式

如背景技术部分所述，在现有技术中，当整车厂的启动策略发生改变时，车辆中的直流/直流转换系统的升压控制策略也需进行相应地改变，这将影响整车零件开发周期，同时也增加了额外的开发成本。因此，现有技术的直流/直流转换系统的控制电路面临着控制模式单一的问题。

基于不同的整车启动策略需求，针对如何提高直流/直流转换系统的控制电路的灵活性的技术问题，本发明实施例提供一种自动检测车辆启停触发信号的直流/直流系统的控制电路，可以识别车辆启停触发信号的上升沿和下降沿，当识别出所述车辆启停触发信号具有上升沿和下降沿其中之一时，生成控制信号以控制直流/直流系统的升压模块进入工作模式，否则升压模块被旁路。所述控制电路可以自动、灵活地适应整车启动方案，降低整车零件的开发周期，节约开发成本。

为使本发明的上述目的、特征和有益效果能够更为明显易懂，下面结合附图对本发明的具体实施例做详细的说明。

图1是本发明实施例一种车辆直流/直流系统的控制电路的示意性结构框图。

如图1所示，本发明实施例提出的车辆直流/直流系统200的控制电路100可以包括：判断电路10和控制模块20。

其中，所述判断电路10的输入端接收车辆启停触发信号crank，所述判断电路10适于识别所述车辆启停触发信号crank的上升沿和下降沿并产生控制信号vctrl，当识别出所述车辆启停触发信号crank具有上升沿和下降沿其中之一时，所述控制信号vctrl为第一逻辑电平，否则，所述控制信号vctrl为不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平。

所述控制模块20接收所述控制信号vctrl，并根据所述控制信号vctrl控制升压模块30是否工作。

进一步而言，本发明实施例的控制电路100可以在识别出所述车辆启停触发信号crank具有上升沿和下降沿其中之一时，生成控制信号vctrl以控制所述车辆直流/直流系统200的升压模块30进入工作模式，否则升压模块30被旁路。此时，无论整车启动策略需求如何变更，在车辆启动时车辆内生成的车辆启停触发信号crank具有有效沿时，所述控制电路100均能对其进行识别与判断，灵活性强。

需要说明的是，所述车辆启停触发信号crank可以是在车辆启动时由车辆内的各系统部件而生成的触发信号，此信号具有有效沿，例如上升沿或下降沿。

图2是本发明实施例生成车辆启停触发信号crank的电路示意图。结合图1和图2，具体而言，本发明实施例的车辆启停触发信号crank可以由以下方式生成。

本发明实施例中的车辆可以包括车身控制模块(bodycontrolmodule，bcm)、发动机管理系统(enginemanagementsystem，ems)、启动电机m、继电器rl等部件。

ems的内部可以包括有三极管t1和三极管t2以响应外部的控制信号。所述继电器rl的控制线圈的两端分别为高驱控制端(highsidedriver，hsd)和低驱控制端(lowsidedriver，lsd)。

其中，所述三极管t2的发射极耦接参考地vss，所述三极管t2的集电极耦接lsd，所述三极管t2的基极接收控制信号in2；所述三极管t1的发射极耦接hsd，所述三极管t1的基极接收控制信号in1，所述三极管t1的集电极耦接电源(以5v为例)。车辆的各个部件的适当端子可以接地gnd。

当车辆启动时，bcm生成解锁信号(图中未示出)，bcm将所述解锁信号作为启动指令，经由车辆内部的控制器局域网络(controllerareanetwork，can)总线传输至ems，ems在接收到所述启动指令后，生成所述控制信号in1和in2，所述控制信号in1和in2可以为有效电平为高电平的脉冲信号。

在具体实施中，ems和继电器rl可以采用双边控制方式(也即，同时包含三极管t1和t2)，在车辆的发动机启动前，ems未生成所述控制信号in1和in2，此时，本实施例认定hsd和lsd均为悬空的状态；ems接收到启动指令后，生成所述控制信号in1和in2以控制三极管t1和t2导通，此时，hsd和lsd上分别为高电平和低电平信号，则所述继电器rl受控导通，启动电机m工作。在车辆的发动机(图中未示出)启动前，本实施例的升压模块30处于旁路工作模式，也即不工作，且此时的车辆启停触发信号crank为悬空状态；在车辆启动后，按照生成所述车辆启停触发信号crank的来源于所述hsd或者lsd的不同，所述车辆启停触发信号crank由悬空变为高电平(接hsd)或者由悬空变为低电平(接lsd)，此时，本实施例的控制电路100将对所述车辆启停触发信号crank进行识别，并控制所述升压模块30由旁路工作模式进入升压工作模式。

在具体实施中，ems和继电器rl也可以采用单边控制方式(也即，仅包含三极管t1和t2中的一个)，车辆的发动机启动前，hsd和lsd均被拉低为低电平(仅有三极管t1)或拉高为高电平(仅有三极管t2)，ems接收到启动指令后，生成所述控制信号in1控制三极管t1或生成所述控制信号in2三极管t2导通，此时hsd和lsd上分别为高电平和低电平信号，继电器rl导通，启动电机m工作。在车辆的发动机启动前，本实施例的升压模块30处于旁路工作模式，且此时的车辆启停触发信号crank为高电平(接lsd)或者低电平(接hsd)；在车辆启动后，所述车辆启停触发信号crank由低电平变为高电平(接hsd)或者由高电平变为低电平(接lsd)，此时，本实施例的控制电路100将对所述车辆启停触发信号crank进行识别，并控制所述升压模块30由旁路工作模式进入升压工作模式。

本实施例的ems内可以设置三极管t1的供电电压为5v，控制信号in1和in2的高电平也可以为5v，但仅以此为例，不进行特殊限制。

以上所述的高电平可以为5v，低电平可以为0v，悬空状态下的电平可以为5v和0v以外的电平，例如可以介于5v和0v之间。

需要指出的是，本发明实施例仅以图2为例，对车辆内部生成所述车辆启停触发信号crank的方式进行举例说明，但并不限于此，本实施例还可以采用其他方式生成所述车辆启停触发信号crank，在ems中也可以采用其他的电平标准。

图3是本发明实施例中判断电路10的示意性结构框图。下面结合图3对所述判断电路10的具体实施方式进行详细说明。

在具体实施中，本发明实施例中的判断电路10可以包括：第一电平检测电路101、第二电平检测电路102和边沿检测单元103。

所述第一电平检测电路101的输入端直接或间接地耦接所述判断电路10的输入端，适于对所述车辆启停触发信号crank进行电平检测，并输出第一逻辑信号out1；当所述车辆启停触发信号crank为第一电平(例如5v)时，所述第一逻辑信号out1为高电平；当所述车辆启停触发信号crank为第二电平(例如0v)时，所述第一逻辑信号out1为低电平；当所述车辆启停触发信号crank为所述第一电平(例如5v)与第二电平(例如0v)之外的第三电平(例如2.5v)时，所述第一逻辑信号out1为高电平。

所述第二电平检测电路102的输入端直接或间接地耦接所述判断电路10的输入端，适于对所述车辆启停触发信号crank进行电平检测，并输出第二逻辑信号out2；当所述车辆启停触发信号crank为第一电平(例如5v)时，所述第二逻辑信号out2为低电平；当所述车辆启停触发信号crank为第二电平(例如0v)时，所述第二逻辑信号out2为高电平；当所述车辆启停触发信号crank为所述第三电平(例如2.5v)时，所述第二逻辑信号out2为高电平。

所述边沿检测单元103适于检测所述第一逻辑信号out1和第二逻辑信号out2的上升沿或下降沿，并根据检测结果输出所述控制信号vctrl；当所述第一逻辑信号out1和所述第二逻辑信号out2中的至少一个具有上升沿或者下降沿时，所述控制信号vctrl为第一逻辑电平(例如低电平)，否则，所述控制信号vctrl为不同于所述第一逻辑电平的第二逻辑电平(例如高电平)。

需要说明的是，所述第一逻辑信号out1和所述第二逻辑信号out2中所对应的高电平和低电平是针对所述边沿检测单元103而言的。由于所述第一逻辑信号out1和所述第二逻辑信号out2中所对应的高电平和低电平的具体电平值依赖于所述第一电平检测电路101和第二电平检测电路102中的电路部件的参数，因此，本实施例不进行限定，只要可以满足其电平标准可以为所述边沿检测单元103识别即可。

在具体实施中，所述边沿检测单元103可以包括上升沿检测电路、下降沿检测电路、触发电路和信号发生电路(以上均未示出)；或者，所述边沿检测单元103可以是以微控制器(mcu)为例的控制系统，本发明实施例不进行特殊限制。

本发明实施例中的车辆直流/直流系统200通过控制电路100，实现自动检测车辆启停触发信号crank，并通过输出控制信号vctrl以控制升压模块30的工作状态。根据以上所述的车辆直流/直流系统200的运行机理的描述，本实施例的控制电路100可自动检测四类车辆启停触发信号crank的跳变：悬空到高电平、悬空到低电平、高电平到低电平、低电平到高电平，并在检测到这四类信号变化时控制所述升压模块30进入升压工作模式，车辆为未启动时车辆启停触发信号crank无跳变，控制所述升压模块30进入旁路工作模式。

具体请参阅表1所示的升压模块30的工作模式控制表。

表1

图4是本发明实施例另一种车辆直流/直流系统的控制电路的示意性结构框图。

如图4所示，本发明实施例还可以包括：信号隔离电路104，所述信号隔离电路104的输入端耦接所述判断电路10的输入端，适于将所述车辆启停触发信号crank路由为两路，再对路由得到的所述两路车辆启停触发信号crank进行隔离，并将隔离后的车辆启停触发信号crank_1和crank_2分别传输至所述第一电平检测电路101的输入端和所述第二电平检测电路102的输入端。车辆启停触发信号crank_1和crank_2例如可以和启停触发信号crank保持相同，或者也可以是对启停触发信号crank的幅度做适当缩放而信号波形保持一致。

在具体实施中，所述判断电路10还适于在所述控制信号vctrl为第一逻辑电平时生成pwm信号ctrlpwm，所述pwm信号ctrlpwm适于控制所述升压模块30。

进一步而言，所述升压模块30可以为受pwm信号ctrlpwm控制的开关电源(图中未示出)，所述开关电源可以受控工作于升压模式，所述判断电路10还适于当且仅当所述车辆启停触发信号crank具有上升沿和下降沿其中之一时生成适于控制所述升压模块30的pwm信号ctrlpwm，可以有效地节约功耗。

图5是本发明实施例一种车辆直流/直流系统的控制电路的电路图。

如图5所示，在具体实施中，所述控制模块20可以包括可控开关s，所述可控开关s的控制端接收所述控制信号vctrl，所述可控开关s的第一端耦接所述升压模块30的输入端，所述可控开关s的第二端耦接所述升压模块30的输出端。

在具体实施中，所述控制模块20的两个输出端可以分别耦接所述升压模块30的输入端和输出端。当所述可控开关s受控闭合时，所述升压模块30被旁路；当所述可控开关s受控打开时，所述升压模块30工作。

车辆的蓄电池bat的输出端可以耦接所述升压模块30的输入端。举例而言，升压模块30可以将蓄电池bat输出的电压稳定在12±0.5v并输出。

在具体实施中，可以将所述蓄电池bat的正极耦接至所述控制电路100，为所述控制电路100提供电源vdd，所述控制电路100各部分电路耦接参考地vss，以下简称地。所述升压模块30的输出端可以耦接负载40的第一端和负载50的第一端，所述负载40和负载50可以表示为车辆内对电压变换较为敏感的负载。所述车辆直流/直流系统200接地gnd。所述负载40的第二端和负载50的第二端耦接地gnd。

在具体实施中，所述第一电平检测电路101可以包括分压电路(图未示)，所述分压电路的第一输入端耦接所述第一电平检测电路101的输入端，所述分压电路的第二输入端接地vss，所述分压电路的输出端输出所述第一逻辑信号out1。

具体而言，所述分压电路包括第一电阻r1和第二电阻r2。

其中，所述第一电阻r1的第一端耦接所述分压电路的第一输入端，所述第二电阻r2的第一端耦接所述第一电阻r1的第二端和所述分压电路的输出端，所述第二电阻r2的第二端耦接所述分压电路的第二输入端。

所述第一电平检测电路101还可以包括第一电容c1，所述第一电容c1的第一端耦接所述分压电路的第一输入端，所述第一电容c1的第二端耦接所述分压电路的第二输入端；所述第一电容c1可以用于信号滤波。

所述第一电平检测电路101还可以包括第一二极管d1和第三电阻r3；其中，所述第一二极管d1的正极耦接电源vdd，所述第三电阻r3的第一端耦接所述第一二极管d1的负极，所述第三电阻r3的第二端耦接所述第一电平检测电路101的第一输入端。

在具体实施中，所述第二电平检测电路102可以包括开关管(图未示)和第四电阻r4。

所述开关管的控制端直接或间接地耦接所述第二电平检测电路102的输入端，所述开关管的输入端直接或者间接地接地vss，所述开关管的输出端输出所述第二逻辑信号out2，所述开关管适于在其控制端接收的信号的控制下导通或者关断。

所述第四电阻r4的第一端耦接电源vdd，所述第四电阻r4的第二端耦接所述开关管的输出端。

具体而言，所述开关管为三极管q，所述三极管q的基极为所述开关管的控制端，所述三极管q的发射极为所述开关管的输入端，所述三极管q的集电极为所述开关管的输出端。

当被隔离后的车辆启停触发信号crank_2为高电平时，所述三极管q导通，当被隔离后的车辆启停触发信号crank_2为悬空或低电平时，所述三极管q关断。

所述第二电平检测电路102还可以包括用于滤波的第二电容c2，所述第二电容c2的第一端耦接所述开关管的控制端，所述第二电容c2的第二端耦接所述开关管的输入端。

所述第二电平检测电路102还可以包括第五电阻r5和第六电阻r6，其中，所述第五电阻r5的第一端耦接所述第二电平检测电路102的输入端，所述第五电阻r5的第二端耦接所述开关管的控制端和所述第六电阻r6的第一端，所述第六电阻r6的第二端耦接所述开关管的输入端。

所述第二电平检测电路102还可以包括用于稳压的第二二极管d2，所述第二二极管d2的负极耦接所述第二电平检测电路102的输入端，所述第二二极管d2的正极耦接所述开关管的输入端。

结合图1和图2所示，本发明实施例提供的车辆直流/直流系统200的控制电路100，区别于传统的单一上升沿或者下降沿控制触发模式，无论ems和继电器rl采用双边还是单边控制方式，车辆启停触发信号crank可取自继电器rl的hsd或lsd，并可自动检测四类车辆启停触发信号crank的跳变：悬空到高电平、悬空到低电平、高电平到低电平、低电平到高电平，控制升压模块30的工作模式，以灵活适应整车的启动策略，降低了零件开发周期，节约了开发成本。

本发明实施例还公开一种车辆，包括所述车辆直流/直流系统200的控制电路100和升压模块30。

虽然本发明披露如上，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，均可作各种更动与修改，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。