CN101030079B - 车辆应急安全装置和方法及其车辆电控系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种车辆应急安全装置及利用该装置的车辆电控系统。该车辆应急安全装置，包含：信号输入部，以用于监控用于控制至少一个以上电子装置的控制部，并且当控制部正常工作时产生第一电压，而当控制部发生错误运行时产生第二电压；用于比较信号输入部的输出电压和基准电压的比较部；信号输出部，以用于当根据比较部的比较结果信号输入部所输出的电压大于基准电压时产生驱动部控制信号，当信号输入部所输出的电压小于基准电压时不产生驱动部控制信号。因此，本发明可以事先预防因微处理器发生故障而导致的不能驱动前照灯、紧急灯、车牌指示灯和前方雨刷器而产生的危险因素，从而确保司机的安全。

Description

车辆应急安全装置和方法及其车辆电控系统和方法

技术领域

本发明涉及一种车辆用应急安全装置及利用该装置的车辆电控系统，以用于具有微处理器的车辆电控系统中通过事先检测出微处理器的错误运行来保护司机的安全。

背景技术

通常，为了保障司机的安全并与前后车辆相互进行信号传送及接收，在汽车上设有各种灯和雨刷器。更详细地讲，在汽车前方设置前照灯(前灯)、方向指示灯、紧急灯以及前方雨刷器，汽车后面设置刹车灯、方向指示灯、紧急灯及车牌指示灯。

因此，当司机停止汽车运行时，通过踩住刹闸而点亮刹车灯给前后车辆发送信号；当转换行驶方向时，通过点亮左、右方向指示灯而发送信号；而当紧急刹车或出现紧急状况时，通过点亮紧急灯给前后行驶车辆发送信号。

并且，在夜里为了确保视野而点亮前照灯，并为了使其他人确认驾驶者的汽车而点亮车牌指示灯。同样，下雨时通过起动前方雨刷器而确保视野。

如此，由于设置在汽车的各种灯和雨刷器用于确保司机视野的同时可向外部发送汽车发生了问题的信号，因而对于司机的安全起着非常重要的作用。

汽车的车辆电控系统为了驱动并控制如上所述的各种灯和雨刷器而具有至少一个以上微处理器，各微处理器通过与其相连的各种传感器及各种开关而监控车辆的工作状态，当需要使特定的灯或雨刷器工作时，通过产生控制信号而驱动相应的灯或雨刷器。

但是，现有的车辆电控系统当微处理器因外部环境或内部环境而发生故障或错误运行时，由于不具备检测并报告这些现象的单元，微处理器是否错误运行司机只能用肉眼直接确认各种灯和雨刷器的状态，因而带来很多麻烦。

因此，司机可能在没有认识到微处理器发生错误运行的情况下驾驶汽车，这必将处于非常危险的状态。

并且，即使司机确认了微处理器的错误运行，但因没有具备替代微处理器而驱动各种灯和雨刷器的专门的单元，因而直到再次修正微处理器为止，汽车的安全状态可谓非常危险。

发明内容

本发明的目的在于提供一种车辆应急安全装置和方法及利用该装置的车辆电控系统和方法，以用于当检测到用于控制与司机的安全具有密切关系的各种灯及雨刷器的控制部发生错误运行时，通过强制运行所有的各种灯及雨刷器来确保司机的安全。

为了实现上述目的本发明所提供的车辆应急安全装置，其特征在于包含：信号输入部，以用于监控用于控制至少一个以上电子装置的控制部，并且当所述控制部正常工作时产生第一电压，而当所述控制部发生错误运行时产生第二电压；用于比较所述信号输入部的输出电压和基准电压的比较部；信号输出部，以用于当根据所述比较部的比较结果所述信号输入部所输出的电压大于所述基准电压时产生驱动部控制信号，而当所述信号输入部所输出的电压小于所述基准电压时不产生所述驱动部控制信号。

为了实现上述目的本发明所提供的车辆电控系统，包含：用于分别驱动电子装置的至少一个以上的驱动部；只在正常工作时产生运行激活信号的控制部，以用于控制所述至少一个以上驱动部的工作；车辆应急安全装置，以用于监控从所述控制部所传送的运行激活信号而确认所述控制部是否正常工作，当检测到所述控制部发生错误运行时，同时驱动所有的至少一个以上所述驱动部。

为了实现上述目的本发明所提供的车辆应急安全装置的方法，包含步骤：通过检测所述控制部的状态而确认所述控制部是否正常工作；当检测到所述控制部发生错误运行时产生驱动部控制信号，用以同时驱动所有的至少一个以上所述驱动部；当检测到所述控制部正常工作时，不产生所述驱动部控制信号。

为了实现上述目的本发明所提供的车辆电控系统的方法，包含步骤：当正常工作时控制部产生运行激活信号，当发生错误运行时不产生运行激活信号；所述车辆运行应急安全装置通过所述运行激活信号而判断所述控制部是否正常工作；所述车辆运行应急安全装置的判断结果，当所述控制部发生错误运行时产生驱动部控制信号，用以驱动所有的至少一个以上所述驱动部，而当所述控制部正常工作时，不产生所述驱动部控制信号。

附图说明

图1为依据本发明所提供的车辆电控系统一例的示意图；

图2为依据图1的车辆应急安全装置的一例所提供的详细电路图。

具体实施方式

以下，参照附图详细说明本发明所提供的车辆应急安全装置和方法及其利用该装置的车辆电控系统和方法。

图1为依据本发明所提供的车辆电控系统的概略示意图，依据本发明所提供的车辆电控系统包含微处理器1、车辆应急安全装置2、多个电子装置驱动部3及多个电子装置4。该电子装置4指如上所述的各种汽车灯和雨刷器当中尤其对司机的安全具有密切关系的前照灯41、紧急灯42、车牌指示灯43以及前方雨刷器44。

并且，电子装置驱动部3指用于分别驱动电子装置，即用于分别驱动前照灯41、紧急灯42、车牌指示灯43以及前方雨刷器44的前照灯驱动部31、紧急灯驱动部32、车牌指示灯驱动部33及前方雨刷器驱动部34。

下面说明图中各框单元的功能。

微处理器1包含各种传感器(未图示)和开关(未图示)而作为输入单元，并通过各种传感器和开关来判断电子装置(41～44)是否工作。判断结果，如果需要运行或者存在被请求运行的特定电子装置41，则产生用于驱动相应电子装置41的控制信号并向相应电子装置驱动部31输出。

例如，当司机发送点亮前照灯41的指令时，微处理器1通过检测该指令并产生用于驱动前照灯41的控制信号而提供给前照灯驱动部31。并且，当司机发送运行前方雨刷器44的指令时，微处理器1通过检测该指令并产生用于驱动前方雨刷器44的控制信号并提供给前方雨刷器驱动部34。用于驱动其他电子装置42、43的工作也可以按照相同的方法进行。

并且，微处理器1向外部报告是否进行正常工作。即，当微处理器1正常工作时生成“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”而输出，此时的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”为具有一定占空比和周期的矩形波形态。

车辆应急安全装置2设置在微处理器1与多个电子装置驱动部3之间，并用于监控微处理器1的状态，如果确认微处理器1发生错误运行时，通过连接于微处理器1的多个电子装置驱动部3强制驱动所有电子装置4。

为此，车辆应急安全装置2接收从微处理器1所输出的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”，当接收不到“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”时判断为微处理器1发生错误运行，并生成“驱动部控制信号”而发送到所有电子装置驱动部(31～34)上。

多个电子装置驱动部(31～34)分别连接于微处理器1和车辆应急安全装置2上，当微处理器1正常工作时，在微处理器1的控制下驱动连接于自身的电子装置(41～44)，当微处理器1发生错误运行时，在车辆应急安全装置2的控制下强制驱动连接于自身的电子装置(41～44)。

多个电子装置(41～44)分别连接于对应的电子装置驱动部(31～34)，并在相应的电子装置驱动部(31～34)的控制下运行。

下面说明图1的车辆电控系统的工作过程。

首先，说明微处理系统正常工作时的工作过程。

正常工作时，微处理器1生成并输出“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”，并产生用于驱动被请求运行的相应电子装置的控制信号。此时，车辆应急安全装置2并不响应于微处理器1所供应的“微处理器看门狗(microwatchdog)信号”而产生“驱动部控制信号”，而是由相应的电子装置驱动部31响应微处理器1所输出的控制信号而驱动相应的电子装置31。

其次，说明微处理系统发生错误运行时的工作过程。

发生错误运行的微处理器1不能产生“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”。当然，此时的微处理器1也不能产生向被请求运行的相应电子装置驱动部31发送的控制信号。

车辆应急安全装置2由于没有接收到“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”而确认为微处理器1发生错误运行，并生成“驱动部控制信号”。并且，将所生成的“驱动部控制信号”提供给所有电子装置驱动部(31～34)。因此，多个电子装置驱动部(31～34)分别驱动连接于自身的电子装置(41～44)。即，当微处理器1发生错误运行时，对应于微处理器1的多个电子装置(41～44)被全部驱动。

如此，图1的车辆电控系统在微处理器1的控制下驱动多个电子装置(41～44)，但当微处理器1发生错误运行时，使车辆应急安全装置2能够检测并可以通过车辆应急安全装置2强制驱动所有电子装置(41～44)。

因此，本发明所提供的车辆电控系统通过事先预防因微处理器1出现故障、发生错误运行而不能驱动前照灯、紧急灯、车牌指示灯以及前方雨刷器的情况，从而确保司机的安全。

图2为依据图1的车辆应急安全装置的一例所提供的详细电路图。

如图2所示，车辆应急安全装置2包含信号输入部21、比较部23及信号输出部22。并且，作为车辆应急安全装置的驱动电压可以采用通过设置在汽车内的电池而产生的电压，而此时的电压值通常为+12伏(Volt)。

图2中各框的电路结构如下所述。

信号输入部21包含：NMOS晶体管(TR1)，该NMOS晶体管具有用于输入“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”的栅极(gate)、接通驱动电压的漏极(drain)及接通接地电压的源极(source)，并根据“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”而被开通或关闭；NMOS晶体管(TR1)的寄生电阻(R1)；由NMOS晶体管(TR1)而充电或放电并产生第一比较电压的电容(C2)；给电容(C2)供应驱动电压的电阻(R3)；位于车辆应急安全装置的输入端(in)与NMOS晶体管(TR1)的栅极之间的电阻和电容(R2，C1)，以用于过滤通过输入端而接收的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”之后供给NMOS晶体管(TR1)。

比较部23包含用于从驱动电压产生非反相比较器(U1)及反相比较器(U2)基准电压的电阻(R4，R5)、通过比较由(+)输入端输入的第一比较电压和由(-)输入端输入的基准电压而产生第二比较电压的非反相比较器(U1)、用于防止供应到非反相比较器(U1)的驱动电压的干扰及静电的旁路电容(C3)、连接于非反相比较器(U1)的输出端而用于输出第二比较电压的电阻(R6)、响应于非反相比较器(U1)的第二比较电压而产生第三比较电压的电容(C4)、用于向电容(C4)供应驱动电压的电阻(R7)、通过比较由(+)输入端输入的基准电压和由(-)输入端输入的第三比较电压而产生第四比较电压的反相比较器(U2)、用于形成反相比较器(U2)的反馈回路的电阻(R8)及二极管(D1)、反相比较器(U2)的上拉电阻(pull up，R9)、用于防止产生第四比较电压的干扰及静电的电容(C5)以及连接于反相比较器(U2)的输出端而用于输出第四比较电压的电阻(R10)。

信号输出部22包含：PMOS晶体管(TR2)，该PMOS晶体管(TR2)具有用于输入反相比较器(U2)的第四比较电压的栅极、接通驱动电压的源极及接通PMOS晶体管(TR2)输出电压的漏极，并根据反相比较器(U2)的第四比较电压而被接通或关闭；用于限制PMOS晶体管(TR2)的输出电流量的电阻(R11，R12)；将PMOS晶体管(TR2)的输出电压变换为恒定电压而产生“驱动部控制信号”的稳压二极管(ZD1)；用于过滤“驱动部控制信号”而向车辆应急安全装置的输出端(out)输出的电阻(R13)及电容(C6)。

图3的车辆应急安全装置的工作过程如下所述。

首先，说明微处理器1正常工作时的车辆应急安全装置2的工作过程。此时，微处理器1通过正常工作而输出具有矩形波的“微处理器看门狗(microwatchdog)信号”。信号输入部21的NMOS晶体管(TR1)接收通过电容(C1)和电阻(R1)而被过滤的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”，从而周期性地被开通或关闭。即，“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”为具有占空比和周期的矩形波，NMOS晶体管(TR1)在所接收的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”的高电平(high level)期间被接通，在“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”的低电平(low level)期间被关闭，从而根据“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”的占空比与周期而周期性地被开通或关闭。

因此，电容(C2)也在反复并周期性地进行着当NMOS晶体管(TR1)被开通时进行放电、而当NMOS晶体管(TR1)被关闭时充电驱动电压的动作，从而产生具有对应于低电平(low level)的电压值的第一比较电压。

比较部23的非反相比较器(U1)通过比较具有低电平的第一比较电压和基准电压而产生具有低电平的第二比较电压，电容(C4)通过充电具有低电平的第二比较电压来产生具有低电平的第三比较电压。并且，反相比较器(U2)通过比较具有低电平的第三比较电压和基准电压来产生具有高电平的第四比较电压。

信号输出部22的PMOS晶体管(TR2)响应具有高电平的第四比较电压而被关闭。因此，连接在PMOS晶体管(TR2)漏极的电阻(R11、R12、R13)、电容(C6)及稳压二极管(ZD1)因没有提供电压而不能产生输出信号。即，信号输出部22不能产生“驱动部控制信号”。

其次，说明微处理器1发生错误运行时的车辆应急安全装置2的工作过程。

此时，微处理器1由于发生错误运行而不能输出“微处理器看门狗(microwatchdog)信号”。即，微处理器1输出具有低电平(不具有电压值)信号。

信号输入部21的NMOS晶体管(TR1)通过电容(C1)和电阻(R1)接收具有低电平的信号，并响应于该信号而被关闭。因此，电容(C2)充电所供应的驱动电压而产生具有对应于高电平的电压值的第一比较电压。

比较部23的非反相比较器(U1)通过比较具有高电平的第一比较电压和基准电压而产生具有高电平的第二比较电压，电容(C4)通过充电具有高电平的第二比较电压来产生具有高电平的第三比较电压。并且，反相比较器(U2)通过比较具有高电平的第三比较电压和基准电压来产生具有低电平的第四比较电压。

信号输出部22的PMOS晶体管(TR2)响应具有低电平的第四比较电压而被开通。因此，连接在PMOS晶体管(TR2)漏极的电阻(R11、R12)限制PMOS晶体管(TR2)的输出电流量，而稳压二极管(ZD1)将输出电压变换为具有一定值的恒定电压而产生“驱动部控制信号”。

并且，电阻(R13)及电容(C6)通过过滤“驱动部控制信号”而消除干扰之后，向车辆应急安全装置2的输出端(out)输出。

如上所述，依据本发明所提供的应急安全装置持续地监控从微处理器所传送的“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”，当没有传送“微处理器看门狗(micro watchdog)信号”时，判断为微处理器发生错误运行的同时产生“驱动部控制信号”而向所有电子装置驱动部发送。

因此，本发明所提供的应急安全装置事先防止因微处理器发生错误运行而导致的电子装置，即与司机的安全具有密切关系的前照灯、方向指示灯、紧急灯以及车牌指示灯和前方雨刷器不工作的情况。

并且，虽然上面作为车辆电控系统的一例而只说明了具有一个微处理器和一个应急安全装置的系统，但根据需要可以具有使车辆电控系统进行独立工作的多个微处理器和多个应急安全装置，并可以按照如上所述的方法运行。

并且，上面作为车辆电控系统的电子装置而只限定了前照灯、方向指示灯、紧急灯、车牌指示灯和前方雨刷器，但是还可以适用于所有与司机安全具有密切关系的灯或其他装置。

虽然，上面参照本发明所提供的优选实施例进行了描述，但本发明所属技术领域的技术工作者应该知道，在不脱离权利要求所记载的范围及本发明的思想及范围的情况下，可以对本发明进行各种修改及变更。

本发明所提供的车辆应急安全装置和方法及其利用该装置的车辆电控系统和方法通过监控微处理器的状态当微处理器发生错误运行时，全部驱动与司机的安全具有密切关系的前照灯、方向指示灯、紧急灯、车牌指示灯和前方雨刷器。因此，本发明可以事先防止因微处理器发生故障而导致的不能驱动前照灯、紧急灯、车牌指示灯和前方雨刷器而产生的危险因素，从而可确保司机的安全。

Claims (15)

1.一种车辆应急安全装置，其特征在于包含：

信号输入部，以用于监控用于控制至少一个以上电子装置的控制部，并且当所述控制部正常工作时产生第一电压，而当所述控制部发生错误运行时产生第二电压；

用于比较所述信号输入部的输出电压和基准电压的比较部；

信号输出部，以用于当根据所述比较部的比较结果所述信号输入部所输出的电压大于所述基准电压时产生驱动部控制信号，而当所述信号输入部所输出的电压小于所述基准电压时不产生所述驱动部控制信号，

所述驱动部控制信号用于驱动由所述控制部所驱动的所有电子装置，

所述电子装置包含前照灯、紧急灯、车牌指示灯以及前方雨刷器。

2.根据权利要求1所述的车辆应急安全装置，其特征在于所述控制部只有在正常工作时输出具有一定占空比和周期的矩形波。

3.根据权利要求2所述的车辆应急安全装置，其特征在于所述信号输入部包含：

响应所述控制部的输出信号而被开通或关闭的晶体管；

电容，以用于当所述晶体管周期性地开通或关闭时产生所述第一电压，而当所述晶体管持续地开通或关闭时产生所述第二电压。

4.根据权利要求2所述的车辆应急安全装置，其特征在于所述比较部包含：

通过分配驱动电压而产生所述基准电压的电阻；

比较器，以用于当所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压时，产生用于表示所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压的第一比较电压，而当所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压时，产生用于表示所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压的第二比较电压。

5.根据权利要求4所述的车辆应急安全装置，其特征在于所述比较器包含：

第一比较器，以用于当所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压时产生所述第二比较电压，而当所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压时产生所述第一比较电压；

第二比较器，以用于当从所述第一比较器接收第一比较电压时产生所述第二比较电压，而当从所述第一比较器接收第二比较电压时产生所述第一比较电压。

6.根据权利要求2或4所述的车辆应急安全装置，其特征在于所述信号输出部包含：

晶体管，以用于当从所述比较器接收所述第一比较电压时被关闭而不输出所述输出信号，当接收所述第二比较电压时被开通而输出所述输出信号；

用于限制所述晶体管的输出信号电流的电阻；

二极管，以用于限定所述晶体管的输出信号电压而产生所述驱动部控制信号。

7.一种车辆电控系统，其特征在于包含：

用于分别驱动电子装置的至少一个以上的驱动部；

只在正常工作时产生并输出运行激活信号的控制部，以用于控制所述至少一个以上驱动部的工作；

车辆应急安全装置，以用于监控从所述控制部所传送的运行激活信号而确认所述控制部是否正常工作，当检测到所述控制部发生错误运行时，同时驱动所有的至少一个以上所述驱动部，

在所述控制部正常运行时，所述驱动部在所述控制部的控制下运行，在所述控制部错误运行时，在所述车辆应急安全装置的控制下运行，

所述电子装置包含前照灯、紧急灯、车牌指示灯以及前方雨刷器。

8.根据权利要求7所述的车辆电控系统，其特征在于所述车辆应急安全装置包含：

信号输入部，以用于当接收所述运行激活信息时产生第一电压，当没有接收所述运行激活信息时产生第二电压；

用于比较所述信号输入部的输出电压和基准电压的比较部；

信号输出部，以用于当根据所述比较部的比较结果所述信号输入部所输出的电压大于所述基准电压时产生驱动部控制信号，而当所述信号输入部所输出的电压小于所述基准电压时不产生所述驱动部控制信号。

9.根据权利要求8所述的车辆电控系统，其特征在于所述运行激活信号为具有一定占空比和周期的矩形波。

10.根据权利要求9所述的车辆电控系统，其特征在于所述信号输入部包含：

根据所述运行激活信号而被开通或关闭的晶体管；

电容，以用于当所述晶体管周期性地开通或关闭时产生所述第一电压，而当所述晶体管持续地开通或关闭时产生所述第二电压。

11.根据权利要求8所述的车辆电控系统，其特征在于所述比较部包含：

通过分配驱动电压而产生所述基准电压的电阻；

比较器，以用于当所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压时，产生用于表示所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压的第一比较电压，而当所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压时，产生用于表示所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压的第二比较电压。

12.根据权利要求8所述的车辆电控系统，其特征在于所述比较器包含：

第一比较器，以用于当所述信号输入部的输出电压小于所述基准电压时产生所述第二比较电压，而当所述信号输入部的输出电压大于所述基准电压时产生所述第一比较电压；

第二比较器，以用于当从所述第一比较器接收第一比较电压时产生所述第二比较电压，而当从所述第一比较器接收第二比较电压时产生所述第一比较电压。

13.根据权利要求8或12所述的车辆电控系统，其特征在于所述信号输出部包含：

晶体管，以用于当从所述比较器接收所述第一比较电压时被关闭而不输出所述输出信号，当接收所述第二比较电压时被开通而输出所述输出信号；

用于限制所述晶体管的输出信号电流的电阻；

二极管，以用于限定所述晶体管的输出信号电压而产生所述驱动部控制信号。

14.一种车辆运行应急安全方法，将车辆运行应急安全装置连接于控制部和根据所述控制部的控制而驱动相应电子装置的至少一个以上的驱动部上，并包含步骤：

通过检测所述控制部的状态而确认所述控制部是否正常工作；

当检测到所述控制部发生错误运行时产生驱动部控制信号，用以同时驱动所有的至少一个以上所述驱动部；

当检测到所述控制部正常工作时，不产生所述驱动部控制信号，

所述电子装置包含前照灯、紧急灯、车牌指示灯以及前方雨刷器。

15.一种车辆电控系统的方法，该车辆电控系统设有控制部和根据所述控制部的控制而驱动相应电子装置的至少一个以上的驱动部以及用于监控所述控制部工作状态的车辆运行应急安全装置，并包含步骤：

当正常工作时所述控制部产生运行激活信号，当发生错误运行时不产生所述运行激活信号；

所述车辆运行应急安全装置通过所述运行激活信号判断所述控制部是否正常工作；

所述车辆运行应急安全装置的判断结果，当所述控制部发生错误运行时产生驱动部控制信号，用以驱动所有的至少一个以上所述驱动部，而当所述控制部正常工作时，不产生所述驱动部控制信号，

在所述控制部正常运行时，所述驱动部在所述控制部的控制下运行，在所述控制部错误运行时，根据所述车辆应急安全装置所产生的所述驱动部控制信号运行，

所述电子装置包含前照灯、紧急灯、车牌指示灯以及前方雨刷器。

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