具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构制造技术

本实用新型专利技术公开了一种具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构。包含点火信号线、电源管理芯片、控制芯片、EPB电机预驱芯和H桥模块，H桥模块包括MOS管连接；点火信号线接到汽车车载电池和安全备份电池，经二极管后连接为连接点，再经第一、第二防反模块接到电源管理芯片，电源管理芯片经串行外设接口与控制芯片连接，控制芯片经串行外设接口、EPB电机预驱芯片连接；控制芯片具有通用输入/输出模块和模数转换模块。本实用新型专利技术能够支持EPB电控单元硬件电路设计满足ISO 26262汽车功能安全设计，设计了信号隔离及故障监控机制的电路控制，降低了硬件失效的概率，从而减少了因失控导致人身伤害的可能性。

【技术实现步骤摘要】
具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构
本专利技术涉及了一种EPB电控电路，尤其是涉及一种具有汽车功能安全设计的EPB(电子驻车系统)电控单元电路拓扑结构。
技术介绍
随着ISO26262功能安全标准的实施，其对电控单元所控制功能的失效，是否会危害人身安全，从而划分了不同的汽车功能安全等级(ASIL)。EPB控制单元控制能够控制整车的制动力情况，其功能失效危害着人身安全，故系统定义为标准规定的最高安全等级(ASILD)。电控单元的硬件电路设计如未按ASILD的设计进行硬件设计，那么产品势必无法通过ISO26262功能安全的认证，同时也反映出了产品在使用过程中就存在较高的失效风险危害人身安全
技术实现思路
为了解决
技术介绍
中存在的技术问题，本专利技术提出了一种具有汽车功能安全设计的EPB(电子驻车系统)电控单元电路拓扑结构。本专利技术利用此拓扑结构能够支持EPB电控单元硬件电路设计满足ISO26262汽车功能安全设计ASILD设计，其电路拓扑结构设计了必要的信号隔离及故障监控机制，降低了硬件失效的概率，从而减少了因硬件失效导致人身伤害的可能性。本专利技术的技术方案是这样实现的：本专利技术包含两路独立的点火信号线IGN1和IGN2、两个ASILB功能安全等级电源管理芯片SBC1和SBC2、两个ASILB功能安全等级控制芯片MCU1和MCU2、两个ASILD功能安全等级EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2以及两个H桥模块，H桥模块主要由MOS管连接构成。点火信号线IGN1和IGN2连接到汽车车载电池和安全备份电池，两路独立的点火信号线IGN1和IGN2分别经二极管D11和二极管D19后连接到一起作为连接点WAU，连接点WAU分别经第一防反模块Anti-Reverse1、第二防反模块Anti-Reverse2连接到电源管理芯片SBC1和SBC2的输入端，电源管理芯片SBC1和SBC2的输出端分别经串行外设接口SPI4、串行外设接口SPI5与控制芯片MCU1和MCU2连接，控制芯片MCU1和MCU2分别经串行外设接口SPI2、串行外设接口SPI3与EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2连接。控制芯片MCU1和控制芯片MCU2均具有通用输入/输出模块(1-General-purposeinput/output和2-General-purposeinput/output)和模数转换模块(1-AnalogtoDigitalConverter和2-AnalogtoDigitalConverter)，通用输入/输出模块具有四个三极管控制端口GPIO_A～GPIO_D和八个三极管放电端口GPIO1～GPIO8，模数转换模块具有八个H桥电压反馈端口ADC1～ADC8；EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2均具有电荷泵模块(ChargePump1和ChargePump2)和电压测量模块(VoltageMeasurement1和VoltageMeasurement2)，电荷泵模块具有八个自举端口CSAH1M1～CSAL2M2，电压测量模块具有八个电压测量端口GH1_A～GL2_B；控制芯片MCU2的通用输入/输出模块的GPIO10通道与控制芯片MCU1的RST引脚相连。第一H桥模块包括主要由MOS管Q3～MOS管Q6构成的主电路和主要由电阻R1～R2、电容C1、三极管U1～U2构成的辅助电路，MOS管Q3～MOS管Q6连接构成全桥电路，即MOS管Q3～MOS管Q6两两同向串接后并联；第二H桥模块包括主要由MOS管Q11～MOS管Q14构成的主电路和主要由电阻R63～R64、电容C10、三极管U3～U4构成的辅助电路，MOS管Q11～MOS管Q14连接构成全桥电路，即MOS管Q11～MOS管Q14两两同向串接后并联；控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_A脚直接连接到三极管U2的基极，控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_B脚经电阻R1连接到三极管U2的基极，三极管U2的基极经电容C1接地，三极管U2的发射极接地，三极管U2的集电极连接到三极管U1的基极，三极管U1的发射极输出5V电压，三极管U1的集电极经电阻R2后分别连接到MOS管Q3、MOS管Q5的栅极；控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_C脚直接连接到三极管U4的基极，控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_D脚经电阻R63连接到三极管U4的基极，三极管U4的基极经电容C10接地，三极管U4的发射极接地，三极管U4的集电极连接到三极管U3的基极，三极管U3的发射极输出5V电压，三极管U3的集电极经电阻R64后分别连接到MOS管Q11、MOS管Q13的栅极；每个H桥模块的每个MOS管的栅极均连接有一个MOS管使能电路组件，MOS管使能电路组件包括一个三极管和三个电阻，三极管的集电极连接到MOS管的栅极，其中两个电阻串接后也连接到MOS管的栅极，三极管的发射极和基极直接串接有另一个电阻；每个H桥模块中MOS管两两同向串接后并联的每一端均连接有一个电机电流检测电路组件，电机电流检测电路组件包括两个电容和五个电阻，每一端经一个电阻连接到左电机供电线(VML)/右电机供电线(VMR)/地，该电阻分别并联有两个电容，每个电容的两端均串接上另外电阻后并联到该电阻；各个H桥模块的各个MOS管的栅极引出后分别经各自的二极管连接到EPB电机预驱芯片ASIC1和EPB电机预驱芯片ASIC2的电荷泵模块的8个自举端口；各个H桥模块的MOS管使能电路组件中的三极管基极引出分别经各自的电阻连接到控制芯片MCU1和控制芯片MCU2的通用输入/输出模块的8个三极管放电端口；各个H桥模块的MOS管使能电路组件中两个串接的电阻之间引出分别连接到控制芯片MCU1和控制芯片MCU2的模数转换模块的8个H桥电压反馈端口；各个H桥模块的电机电流检测电路组件中两个电容两端均引出分别连接到EPB电机预驱芯片ASIC1和EPB电机预驱芯片ASIC2的电压测量模块的8个电压测量端口。所述的EPB电控单元电路拓扑结构连接到汽车车载电池和EPB系统的动力头电机卡钳之间。第一H桥模块的MOS管两两同向串接后并联的两端分别经电阻连接到左电机供电线(VML)和地，第二H桥模块的MOS管两两同向串接后并联的两端分别经电阻连接到右电机供电线(VMR)和地。本专利技术的有益效果是：本专利技术能够支持EPB电控单元硬件电路设计满足ISO26262汽车功能安全设计，设计了信号隔离及故障监控机制的电路控制，降低了硬件失效的概率，从而减少了因失控导致人身伤害的可能性。附图说明图1是本专利技术具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构的芯片部分电路图。图2是本专利技术具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构的H桥模块部分电路图。具体实施方式下面结合附图和实施例对本专利技术作进一步说明。如图1和图2所示，包含两路独立的点火信号线IGN1和IGN2、两个ASILB功能安全等级电源管理芯片SBC1和SBC2、两本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构，其特征在于：/n包含两路独立的点火信号线IGN1和IGN2、两个ASILB功能安全等级电源管理芯片SBC1和SBC2、两个ASILB功能安全等级控制芯片MCU1和MCU2、两个ASILD功能安全等级EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2以及两个H桥模块，H桥模块主要由MOS管连接构成；/n点火信号线IGN1和IGN2连接到汽车车载电池和安全备份电池，两路独立的点火信号线IGN1和IGN2分别经二极管D11和二极管D19后连接到一起作为连接点WAU，连接点WAU分别经第一防反模块Anti-Reverse1、第二防反模块Anti-Reverse2连接到电源管理芯片SBC1和SBC2的输入端，电源管理芯片SBC1和SBC2的输出端分别经串行外设接口SPI4、串行外设接口SPI5与控制芯片MCU1和MCU2连接，控制芯片MCU1和MCU2分别经串行外设接口SPI2、串行外设接口SPI3与EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2连接；/n控制芯片MCU1和控制芯片MCU2均具有通用输入/输出模块和模数转换模块，通用输入/输出模块具有四个三极管控制端口GPIO_A～GPIO_D和八个三极管放电端口GPIO1～GPIO8，模数转换模块具有八个H桥电压反馈端口ADC1～ADC8；EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2均具有电荷泵模块和电压测量模块，电荷泵模块具有八个自举端口CSAH1M1～CSAL2M2，电压测量模块具有八个电压测量端口GH1_A～GL2_B；控制芯片MCU2的通用输入/输出模块的GPIO10通道与控制芯片MCU1的RST引脚相连；/n第一H桥模块包括主要由MOS管Q3～MOS管Q6构成的主电路和主要由电阻R1～R2、电容C1、三极管U1～U2构成的辅助电路，MOS管Q3～MOS管Q6连接构成全桥电路，即MOS管Q3～MOS管Q6两两同向串接后并联；第二H桥模块包括主要由MOS管Q11～MOS管Q14构成的主电路和主要由电阻R63～R64、电容C10、三极管U3～U4构成的辅助电路，MOS管Q11～MOS管Q14连接构成全桥电路，即MOS管Q11～MOS管Q14两两同向串接后并联；控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_A脚直接连接到三极管U2的基极，控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_B脚经电阻R1连接到三极管U2的基极，三极管U2的基极经电容C1接地，三极管U2的发射极接地，三极管U2的集电极连接到三极管U1的基极，三极管U1的发射极输出5V电压，三极管U1的集电极经电阻R2后分别连接到MOS管Q3、MOS管Q5的栅极；控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_C脚直接连接到三极管U4的基极，控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_D脚经电阻R63连接到三极管U4的基极，三极管U4的基极经电容C10接地，三极管U4的发射极接地，三极管U4的集电极连接到三极管U3的基极，三极管U3的发射极输出5V电压，三极管U3的集电极经电阻R64后分别连接到MOS管Q11、MOS管Q13的栅极；每个H桥模块的每个MOS管的栅极均连接有一个MOS管使能电路组件，MOS管使能电路组件包括一个三极管和三个电阻，三极管的集电极连接到MOS管的栅极，其中两个电阻串接后也连接到MOS管的栅极，三极管的发射极和基极直接串接有另一个电阻；每个H桥模块中MOS管两两同向串接后并联的每一端均连接有一个电机电流检测电路组件，电机电流检测电路组件包括两个电容和五个电阻，每一端经一个电阻连接到左电机供电线/右电机供电线/地，该电阻分别并联有两个电容，每个电容的两端均串接上另外电阻后并联到该电阻；各个H桥模块的各个MOS管的栅极引出后分别经各自的二极管连接到EPB电机预驱芯片ASIC1和EPB电机预驱芯片ASIC2的电荷泵模块的8个自举端口；各个H桥模块的MOS管使能电路组件中的三极管基极引出分别经各自的电阻连接到控制芯片MCU1和控制芯片MCU2的通用输入/输出模块的8个三极管放电端口；各个H桥模块的MOS管使能电路组件中两个串接的电阻之间引出分别连接到控制芯片MCU1和控制芯片MCU2的模数转换模块的8个H桥电压反馈端口；各个H桥模块的电机电流检测电路组件中两个电容两端均引出分别连接到EPB电机预驱芯片ASIC1和EPB电机预驱芯片ASIC2的电压测量模块的8个电压测量端口。/n...

【技术特征摘要】
1.一种具有汽车功能安全设计的EPB电控单元电路拓扑结构，其特征在于：
包含两路独立的点火信号线IGN1和IGN2、两个ASILB功能安全等级电源管理芯片SBC1和SBC2、两个ASILB功能安全等级控制芯片MCU1和MCU2、两个ASILD功能安全等级EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2以及两个H桥模块，H桥模块主要由MOS管连接构成；
点火信号线IGN1和IGN2连接到汽车车载电池和安全备份电池，两路独立的点火信号线IGN1和IGN2分别经二极管D11和二极管D19后连接到一起作为连接点WAU，连接点WAU分别经第一防反模块Anti-Reverse1、第二防反模块Anti-Reverse2连接到电源管理芯片SBC1和SBC2的输入端，电源管理芯片SBC1和SBC2的输出端分别经串行外设接口SPI4、串行外设接口SPI5与控制芯片MCU1和MCU2连接，控制芯片MCU1和MCU2分别经串行外设接口SPI2、串行外设接口SPI3与EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2连接；
控制芯片MCU1和控制芯片MCU2均具有通用输入/输出模块和模数转换模块，通用输入/输出模块具有四个三极管控制端口GPIO_A～GPIO_D和八个三极管放电端口GPIO1～GPIO8，模数转换模块具有八个H桥电压反馈端口ADC1～ADC8；EPB电机预驱芯片ASIC1和ASIC2均具有电荷泵模块和电压测量模块，电荷泵模块具有八个自举端口CSAH1M1～CSAL2M2，电压测量模块具有八个电压测量端口GH1_A～GL2_B；控制芯片MCU2的通用输入/输出模块的GPIO10通道与控制芯片MCU1的RST引脚相连；
第一H桥模块包括主要由MOS管Q3～MOS管Q6构成的主电路和主要由电阻R1～R2、电容C1、三极管U1～U2构成的辅助电路，MOS管Q3～MOS管Q6连接构成全桥电路，即MOS管Q3～MOS管Q6两两同向串接后并联；第二H桥模块包括主要由MOS管Q11～MOS管Q14构成的主电路和主要由电阻R63～R64、电容C10、三极管U3～U4构成的辅助电路，MOS管Q11～MOS管Q14连接构成全桥电路，即MOS管Q11～MOS管Q14两两同向串接后并联；控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_A脚直接连接到三极管U2的基极，控制芯片MCU1的通用输入/输出模块的GPIO_B脚经电阻R1连接到三极管U2的基极，三极管U2的基极经电容C1接地，三极管...

【专利技术属性】
技术研发人员：张杰，孟宪策，郑航船，
申请(专利权)人：浙江亚太机电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：浙江;33