一种向ECU外设供电的供电电路及供电方法与流程

本发明涉及电子电路技术领域，尤其涉及一种向ecu外设供电的供电电路及供电方法。

背景技术：

近年来，汽车技术蓬勃发展，其中，汽车技术发展特征之一就是越来越多的部件采用电子控制。发动机控制系统利用的传感器是整个汽车传感器的核心，传感器种类很多，主要包括温度传感器、压力传感器、位置和转速传感器、流量传感器、气体浓度传感器和爆震传感器等，传感器采集信号并发送到电子控制单元(electroniccontrolunit，ecu)，以使ecu对发动机工作状况进行精确控制，来提高发动机的动力性、降低油耗、减少废气排放和进行故障检测。此外，随着生活水平的提升，人们对汽车外围设备的需求也更高，例如，行车记录仪、车载音响、车载蓝牙。这种汽车的发展趋势对电子控制单元提出了更高的要求，不同的传感器和外设要求不同的供电电压，而且要求更高的可靠性。

但是，目前的电子控制单元在不改动硬件电路设计的情况下，输出的供电电压只能为固定值，无法根据不同的需求调节输出电压值，而且可靠性也有待提升。

技术实现要素：

本发明提供一种向ecu外设供电的供电电路及供电方法，解决目前的电子控制单元在不改动硬件电路设计的情况下，输出的供电电压只能为固定值，无法根据不同的需求调节输出电压值，而且可靠性也有待提升的问题。

第一方面，本发明提供一种向ecu外设供电的供电电路，包括基准电压调节模块、供电模块和稳压模块，其中：

基准电压调节模块，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于根据电子控制单元ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压；

供电模块，输入端连接ecu的电压输入端，输出端连接所述稳压模块的第二输入端，用于将所述ecu的电压输入端输入的电压转化为中间电压，通过第二输入端为所述稳压模块供电；

稳压模块，用于对所述第一输入端输入的基准电压进行稳压，得到对应的输出电压并输出至对应的ecu外设。

可选地，所述基准电压调节模块包括：

微控制单元mcu，输出端与数字模拟转换模块的输入端连接，用于根据ecu外设的供电电压确定输出端输出的串行数据；

数字模拟转换模块，输出端与运算放大模块的输入端连接，用于将所述串行数据进行数字模拟转换为第一电压；

运算放大模块，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于将所述第一电压扩展为基准电压，并将所述基准电压输出至所述稳压模块。

可选地，所述基准电压调节模块包括至少一个输出端，每一输出端连接一个稳压模块。

可选地，根据电子控制单元ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述ecu外设的供电电压，所述ecu外设包括汽车传感器和汽车外围设备；

根据所述供电电压及所述基准电压接近所述供电电压的精度要求，控制输出端的基准电压。

可选地，所述稳压模块的输出端与至少一个ecu外设连接，所述稳压模块与所述至少一个ecu外设的连接方式，包括：

所述稳压模块连接的所述至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值；或者

所述稳压模块输出端连接至少一个多路开关的输入端，每个多路开关的输出端连接至少一个ecu外设。

可选地，所述供电模块为开关稳压器。

可选地，所述稳压模块为电压跟随器。

第二方面，本发明提供一种向ecu外设供电的供电方法，该方法包括：

通过供电模块将ecu的电压输入端输入的电压转化为中间电压，通过所述稳压模块的第二输入端为所述稳压模块供电；

通过基准电压调节模块根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，并将所述基准电压通过输出端输出至稳压模块的第一输入端；

通过所述稳压模块对所述第一输入端输入的基准电压进行稳压，得到对应的输出电压并输出至对应的ecu外设。

可选地，通过基准电压调节模块根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述稳压模块连接的至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值时，根据所述连接的至少一个ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压；或者

根据所述稳压模块连接的多路开关接通的至少一个ecu外设的供电电压，确定输出端的基准电压。

可选地，所述基准电压调节模块包括：

微控制单元mcu，输出端与数字模拟转换模块的输入端连接，用于根据ecu外设的供电电压确定输出端输出的串行数据；

数字模拟转换模块，输出端与运算放大模块的输入端连接，用于将所述串行数据进行数字模拟转换为第一电压；

运算放大模块，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于将所述第一电压扩展为基准电压，并将所述基准电压输出至所述稳压模块。

可选地，所述基准电压调节模块包括至少一个输出端，每一输出端连接一个稳压模块。

可选地，根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述ecu外设的供电电压，所述ecu外设包括汽车传感器和汽车外围设备；

根据所述供电电压及所述基准电压接近所述供电电压的精度要求，控制输出端的基准电压。

可选地，所述稳压模块的输出端与至少一个ecu外设连接，所述稳压模块与所述至少一个ecu外设的连接方式，包括：

所述稳压模块连接的所述至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值；或者

所述稳压模块输出端连接至少一个多路开关的输入端，每个多路开关的输出端连接至少一个ecu外设。

可选地，所述供电模块为开关稳压器。

可选地，所述稳压模块为电压跟随器。

第三方面，本发明提供一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现如上述第二方面提供的一种向ecu外设供电的供电方法的步骤。

本发明提供的一种向ecu外设供电的供电电路及供电方法，具有以下有益效果：

解决了目前的电子控制单元在不改动硬件电路设计的情况下，输出的供电电压只能为固定值，无法根据不同的需求调节输出电压值，而且可靠性也有待提升的问题，实现电子控制单元的输出电压可调，可以匹配不同类型的汽车传感器和汽车外围设备，增强电子控制单元的灵活性及可靠性，可以适应不同的实施场景。

附图说明

图1为本发明实施例提供的一种现有的向ecu外设供电的供电电路的示意图；

图2为本发明实施例提供的一种向ecu外设供电的供电电路的示意图；

图3为本发明实施例提供的一种基准电压调节模块的示意图；

图4为本发明实施例提供的一种两个输出端的基准电压调节模块的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种稳压模块与多个ecu外设连接的示意图；

图6为本发明实施例提供的一种稳压模块与多路开关连接的示意图；

图7为本发明实施例提供的一种向ecu外设供电的供电方法的流程图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，并不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

在本申请实施例的描述中，“多个”是指两个或多于两个，其它量词与之类似应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本申请，并不用于限定本申请，并且在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本申请相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。

以下，对本公开实施例中的部分用语进行解释说明，以便于本领域技术人员理解。

(1)本公开实施例中术语“微控制单元”(microcontrollerunit，mcu)，又称单片微型计算机(singlechipmicrocomputer)或者单片机，是把中央处理器(centralprocessunit，cpu)的频率与规格做适当缩减，并将内存(memory)、计数器(timer)等周边接口整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机。

(2)本公开实施例中术语“串行外设接口”(serialperipheralinterface，spi)，是一种嵌入式系统用于短距离通信的同步串行通信接口规范，广泛用于各种mcu处理器中。

为进一步说明本申请实施例提供的技术方案，下面结合附图以及具体实施方式对此进行详细的说明。虽然本申请实施例提供了如下述实施例或附图所示的方法操作步骤，但基于常规或者无需创造性的劳动在方法中可以包括更多或者更少的操作步骤。在逻辑上不存在必要因果关系的步骤中，这些步骤的执行顺序不限于本申请实施例提供的执行顺序。方法在实际的处理过程中或者控制设备执行时，可以按照实施例或者附图所示的方法顺序执行或者并行执行。

在24v的卡车系统中，当卡车稳定运行后，输入到控制器ecu的输入电压大约为28v，而大多数传感器和汽车外围设备的供电电压为10v以下，所以无法利用电池电压对传感器直接供电。

现有的向ecu外设供电的供电电路的思路是利用两级降压，稳定输出一个比较精确的电压给传感器或者汽车外围设备进行供电。

如图1所示，本发明实施例提供一种现有的向ecu外设供电的供电电路的示意图。

直流-直流开关稳压器的输入端连接ecu的电压输入端，输出一个约为12v中间电压。

由于上述中间电压的输出纹波较大，在上述直流-直流开关稳压器的输出端连接一个线性稳压器进行稳压，上述线性稳压器输出一个固定值的输出电压给传感器或者汽车外围设备供电。

上述现有的向ecu外设供电的供电电路只能输出一个上述线性稳压器设定的输出电压，无法根据具体的实施需求，匹配不同供电电压的传感器及汽车外围设备，系统的灵活性较低。

鉴于目前的电子控制单元在不改动硬件电路设计的情况下，输出的供电电压只能为固定值，无法根据不同的需求调节输出电压值，而且可靠性也有待提升的问题，本申请提出了一种向ecu外设供电的供电电路及供电方法。

下面结合附图对本申请实施例中的向ecu外设供电的供电电路及供电方法进行详细说明。

实施例1

如图2所示，为本发明实施例提供一种向ecu外设供电的供电电路的示意图，包括基准电压调节模块201、供电模块202和稳压模块203，其中：

基准电压调节模块201，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于根据电子控制单元ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压；

上述基准电压调节模块可以为整体集成的模块，也可以为多个模块的连接组合。

如图3所示，本发明实施例提供一种基准电压调节模块的示意图，包括：

微控制单元mcu，输出端与数字模拟转换模块的输入端连接，用于根据ecu外设的供电电压确定输出端输出的串行数据；

需要说明的是，上述微控制单元的输出端为串行外设接口。

微控制单元mcu通过串行外设接口spi实现与数字模拟转换模块的串行数据通信，控制数字模拟转换模块输出一个可以由微控制单元mcu控制的电压。

需要说明的是，上述微控制单元中的程序软件程序可以由服务站刷写。

基于具体的实施情况中ecu外设的供电电压，刷写程序，调节输出电压。

根据ecu外设的供电电压修改上述微控制单元中的程序，改变基准电压调节模块输出的基准电压的值，避免了修改硬件带来的不必要的时间，提高了ecu匹配的灵活度及可维护性。

数字模拟转换模块，输出端与运算放大模块的输入端连接，用于将所述串行数据进行数字模拟转换为第一电压；

上述数字模拟转换模块为数字模拟转换器或数字模拟转换电路。

需要说明的是，任意可以实现将串行数据进行数模转化得到模拟信号的模块都可以应用到本发明实施例中。

作为一种可选的实施方式，上述第一电压为0到5v范围内的任一电压。

运算放大模块，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于将所述第一电压扩展为基准电压，并将所述基准电压输出至所述稳压模块。

上述运算放大模块为运算放大器或运算放大电路。

需要说明的是，任意可以实现将输入电压扩展的模块都可以应用到本发明实施例中。

上述基准电压的大小接近ecu外设的供电电压。

作为一种可选的实施方式，上述运算放大模块将所述第一电压扩展为0到10v范围内的基准电压。

上述根据电子控制单元ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述ecu外设的供电电压，所述ecu外设包括汽车传感器和汽车外围设备；

上述ecu外设的供电电压可以根据ecu外设的型号、使用要求等信息确定。

根据所述供电电压及所述基准电压接近所述供电电压的精度要求，控制输出端的基准电压。

需要说明的是，通过控制数模转换模块及运算放大模块的精度，控制输出端的基准电压的精度，以解决现有的技术方案中输出端的基准电压的精度受线性稳压器精度的限制。

需要说明的是，上述基准电压调节模块包括至少一个输出端，每一输出端连接一个稳压模块。

下面以两个输出端的基准电压调节模块为示例进行说明，如图4所示，本发明实施例提供一种两个输出端的基准电压调节模块的示意图。

基准电压调节模块的输出端1输出基准电压1至稳压模块1的第一输入端，上述稳压模块1对所述第一输入端输入的基准电压1进行稳压，得到对应的输出电压1；

基准电压调节模块的输出端2输出基准电压2至稳压模块2的第一输入端，上述稳压模块2对所述第一输入端输入的基准电压2进行稳压，得到对应的输出电压2。

需要说明的是，上述图4仅是对本发明实施例中两个输出端的基准电压调节模块的一种示例性的说明，并不对本发明实施例构成限定，任意可以实现本申请的技术问题的实施方式都可以应用到本发明实施例，在此基础上可以对上述图4中的模块进行增减，例如，基准电压调节模块的两个输出端连接至多路选择器，将多路选择器的两个输出端分别连接稳压模块1和稳压模块2。

本发明实施例中的全部附图都不对本发明实施例构成限定，可以根据具体的实施方式进行增减、修改，在下述附图的说明中不再赘述。

供电模块202，输入端连接ecu的电压输入端，输出端连接所述稳压模块的第二输入端，用于将所述ecu的电压输入端输入的电压转化为中间电压，通过第二输入端为所述稳压模块供电；

作为一种可选的实施方式，所述供电模块为开关稳压器。

供电模块将ecu的电压输入端输入的电压转化为中间电压，上述中间电压的大小约为12v给稳压模块供电。

稳压模块203，用于对所述第一输入端输入的基准电压进行稳压，得到对应的输出电压并输出至对应的ecu外设。

上述稳压模块的特性为输出电压等于基准输入电压。

作为一种可选的实施方式，上述稳压模块为电压跟随器tracker。

需要说明的是，上述稳压模块的输出端与至少一个ecu外设连接。

上述稳压模块与上述至少一个ecu外设的连接方式，包括：

实施方式1：所述稳压模块连接的所述至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值；

如图5所示，本发明实施例提供一种稳压模块与多个ecu外设连接的示意图。

上述图5中的电子控制单元外设1至电子控制单元外设n中任意两个电子控制单元外设间的供电电压的差值均小于预设阈值。

上述预设阈值根据具体实施情况中电子控制单元外设的电压精度进行预先设置。

上述电子控制单元外设1至电子控制单元外设n与上述稳压模块直接相连，使用上述稳压模块的输出电压进行供电。

实施方式2：所述稳压模块输出端连接至少一个多路开关的输入端，每个多路开关的输出端连接至少一个ecu外设。

如图6所示，本发明实施例提供一种稳压模块与多路开关连接的示意图。

上述图6中的稳压模块的输出端连接一个多路开关，上述多路开关的输出端连接多个ecu外设。

需要说明的是，上述多路开关与ecu外设的连接方式有多种，可以是一个开关连接一个ecu外设，也可以是一开关连接一个或多个压差小的ecu外设，也可以是一个开关连接一个或多个压差小的ecu外设，但多个开关的ecu外设的压差较大，也可以是，一个开关连接多个压差大的ecu外设，通过选通对应的开关为对应的ecu外设供电。

在上述图6中，选通了电子控制单元外设1，电子控制单元外设2至电子控制单元外设n不连通，上述稳压模块的输出电压为根据电子控制单元外设1的供电电压确定的，电子控制单元外设1使用上述稳压模块输出的输出电压进行供电。

实施例2

本发明实施例提供一种向ecu外设供电的供电方法的流程图，如图7所示，包括：

步骤s701，通过供电模块将ecu的电压输入端输入的电压转化为中间电压，通过所述稳压模块的第二输入端为所述稳压模块供电；

步骤s702，通过基准电压调节模块根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，并将所述基准电压通过输出端输出至稳压模块的第一输入端；

步骤s703，通过所述稳压模块对所述第一输入端输入的基准电压进行稳压，得到对应的输出电压并输出至对应的ecu外设。

可选地，通过基准电压调节模块根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述稳压模块连接的至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值时，根据所述连接的至少一个ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压；或者

根据所述稳压模块连接的多路开关接通的至少一个ecu外设的供电电压，确定输出端的基准电压。

可选地，所述基准电压调节模块包括：

微控制单元mcu，输出端与数字模拟转换模块的输入端连接，用于根据ecu外设的供电电压确定输出端输出的串行数据；

数字模拟转换模块，输出端与运算放大模块的输入端连接，用于将所述串行数据进行数字模拟转换为第一电压；

运算放大模块，输出端与所述稳压模块的第一输入端连接，用于将所述第一电压扩展为基准电压，并将所述基准电压输出至所述稳压模块。

可选地，所述基准电压调节模块包括至少一个输出端，每一输出端连接一个稳压模块。

可选地，根据ecu外设的供电电压确定输出端的基准电压，包括：

确定所述ecu外设的供电电压，所述ecu外设包括汽车传感器和汽车外围设备；

根据所述供电电压及所述基准电压接近所述供电电压的精度要求，控制输出端的基准电压。

可选地，所述稳压模块的输出端与至少一个ecu外设连接，所述稳压模块与所述至少一个ecu外设的连接方式，包括：

所述稳压模块连接的所述至少一个ecu外设中，任意两个ecu外设间的供电电压的差值小于预设阈值；或者

所述稳压模块输出端连接至少一个多路开关的输入端，每个多路开关的输出端连接至少一个ecu外设。

可选地，所述供电模块为开关稳压器。

可选地，所述稳压模块为电压跟随器。

本发明还提供一种计算机程序介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述实施例2中提供的一种向ecu外设供电的供电方法的步骤。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的系统，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个模块或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，装置或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。

所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理模块，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络模块上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。

另外，在本申请各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理模块中，也可以是各个模块单独物理存在，也可以两个或两个以上模块集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

在上述实施例中，可以全部或部分地通过软件、硬件、固件或者其任意组合来实现。当使用软件实现时，可以全部或部分地以计算机程序产品的形式实现。

所述计算机程序产品包括一个或多个计算机指令。在计算机上加载和执行所述计算机程序指令时，全部或部分地产生按照本申请实施例所述的流程或功能。所述计算机可以是通用计算机、专用计算机、计算机网络、或者其他可编程装置。所述计算机指令可以存储在计算机可读存储介质中，或者从一个计算机可读存储介质向另一计算机可读存储介质传输，例如，所述计算机指令可以从一个网站站点、计算机、服务器或数据中心通过有线(例如同轴电缆、光纤、数字用户线(dsl))或无线(例如红外、无线、微波等)方式向另一个网站站点、计算机、服务器或数据中心进行传输。所述计算机可读存储介质可以是计算机能够存储的任何可用介质或者是包含一个或多个可用介质集成的服务器、数据中心等数据存储设备。所述可用介质可以是磁性介质，(例如，软盘、硬盘、磁带)、光介质(例如，dvd)、或者半导体介质(例如固态硬盘(solidstatedisk，ssd))等。

以上对本申请所提供的技术方案进行了详细介绍，本申请中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。