CN102362549A - 用于控制输出信号的控制电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路，其中所述控制电路包括：输出终端，适于向负责光源的继电器提供所述输出信号；微控制器，耦合到输出终端以用于向所述输出终端提供所述输出信号；以及安全电路，耦合到所述输出终端并适于作为所述微控制器的冗余来控制所述输出信号。

Description

用于控制输出信号的控制电路

技术领域

本发明涉及一种用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路。

另外，本发明涉及一种交通工具。

此外，本发明涉及一种控制提供给负责光源的继电器的输出信号的方法。

此外，本发明涉及一种程序元件。

此外，本发明涉及一种计算机可读介质。

背景技术

在机动车领域中，控制交通工具的光源、诸如近光是控制电路的重要目标。交通工具的近光的控制可以通过BCM（车身控制器模块）来执行。但是，由于近光控制需要特定安全性，必须采用特定装置以便提供必要的安全性，例如以避免近光的无意的切断。常见控制机制不是完全故障安全的，因为在常见电路中，微控制器与电路的另一部分一起工作，该另一部分可能不会检测出微控制器的每个故障。

可能需要提供更便宜且更加故障安全的电路以用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号。

发明内容

此需要可以通过根据独立权利要求的一种电路和一种方法得到满足。在从属权利要求中提出优选实施例，这些优选实施例可以单独使用或彼此组合地使用。

根据本发明的第一方面，提供了一种用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路，其中所述控制电路包括：输出终端，适于向负责光源的继电器提供所述输出信号；微控制器，耦合到所述输出终端以用于向所述输出终端提供所述输出信号；以及安全电路，耦合到输出终端并适用于作为微控制器的冗余来控制输出信号。

在控制电路中，可以避免微控制器与安全电路的任何干扰，因为安全电路可以被设计为直接地且与微控制器并行地使用近光开关输入来控制经由输出终端至近光继电器的输出。当近光开关激活且点火器开启时，安全电路可以激活用于近光的输出驱动器。安全电路可以由与微控制器不同的电源来供电。因此，安全电路可以确保BCM中任何类型的单个故障（除了连接器故障）将不导致近光继电器的无意切断。

根据本发明的第二方面，提供一种交通工具，所述交通工具包括该用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路。

根据本发明的另一方面，提供了一种控制提供给负责光源的继电器的输出信号的方法，其中所述方法包括：通过输出终端向负责光源的继电器提供输出信号；通过微控制器向输出终端提供输出信号；以及通过安全电路作为微控制器的冗余来控制输出信号。

根据本发明的另一方面，提供了一种计算机可读介质（例如半导体存储器、CD、DVD、USB存储条、软盘或硬盘），其中存储有控制输出信号的计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时适于实现或控制具有上述特征的控制提供给负责光源的继电器的输出信号的方法。

根据本发明的另一方面，提供一种控制输出信号的程序元件（例如源代码形式或可执行代码形式的软件例程），该程序元件在被处理器执行时适于实现或控制具有上述特征的控制提供给负责光源的继电器的输出信号的方法。

可以根据本发明的实施例来执行的对输出信号的控制能够通过计算机程序（也就是通过软件）或通过使用一个或多个特定电子优化电路（也就是硬件）或以混合形式（也就是通过软件部件和硬件部件）来实现。

根据示例性实施例，光源是交通工具的近光。对于交通工具的近光来说，确保其不会意外地或由于微控制器或电路的任何其他部分的故障导致切断是非常重要的。

根据另一示例性实施例，安全电路包括输入保护电路以用于在接收到指示光源接通的信号时激活安全电路。输入保护电路可以接收来自开关的信号，该开关可以被激励以开启光源。

根据另一示例性实施例，输入保护电路适于通过点火电压来供电。因此，安全电路可以仅仅在点火器开启时工作，点火开启意味着用户发动了交通工具。

根据另一示例性实施例，安全电路包括逻辑电路以用于响应于从输入保护电路接收的信号来控制输出信号。逻辑电路可以接收来自输入保护电路的高信号电平，以及可以响应于此高信号电平被激活。

根据另一示例性实施例，控制电路还包括驱动器单元，其中所述驱动器单元耦合到微控制器和安全电路，并适于响应于由安全电路接收的信号来控制输出信号。因此，安全电路可以经由驱动器单元控制输出信号。

根据另一示例性实施例，安全电路适于保护驱动器单元。微控制器可能不提供控制和软件保护策略。驱动器单元可以包括自保护，该自保护将输出电流限制为最大值，并且当已经超出了超温阈值时切断驱动器单元。如果检测到驱动器单元例如处于电流极限或处于超温切断模式，则逻辑电路可以将驱动器单元的输入——其可以是例如晶体管——切换到地，以便保护驱动器单元免于在超温情况下的触发。

根据另一示例性实施例，微控制器适于检测安全电路的故障以及适于在检测到故障时激活安全模式。安全模式可以是安全电路的锁定。微控制器可以经由交通工具的总线系统来报告安全电路的永久故障。进一步地，如果已经消除了故障，则微控制器可以释放安全电路的锁定。

根据另一示例性实施例，交通工具可以选自由机动车、客车、卡车、公共汽车、火车、飞机以及轮船构成的组。

必须注意，已经参考不同的主题描述了本发明的实施例。尤其，一些实施例通过参考方法类型的权利要求进行了描述，而其他实施例则通过参考设备类型的权利要求进行了描述。但是，本领域技术人员将从上以及以下说明中获悉，除非另行说明，除了属于一种类型的主题的特征的任何组合之外，在关于不同主题的特征之间的任何组合、尤其是在设备类型的权利要求的特征与方法类型的权利要求的特征之间的组合也被认为被本申请公开。

附图说明

本发明的另外的细节和优点参考附图进行解释。本发明将在下文中参考实施例的示例更详细地说明，但本发明不限于这些实施例的示例。

图1示出根据本发明的一个实施例的电路的示意图；

图2示出常见电路的示意图；

图3示出另一常见电路的示意图；

图4示出根据本发明的另一实施例的电路的示意图。

关于本发明实施例的以下说明，相同附图标记表示相同或类似的部件。

具体实施方式

能够通过BCM（车身控制器模块）来执行对交通工具的近光的控制。但是，由于近光控制需要特定安全性，必须采用特定装置以便提供必要的安全性，例如以避免近光的无意的切断。

近光控制具有不同的常见解决方案。首先，近光控制可以不集成到BCM中，如图2所示。最简单的解决方案是，使用近光开关105，该近光开关105可以通过能够使得继电器电流经由开关流动来直接地控制近光继电器104。开关和继电器都没有集成在BCM中，从而安全问题归于将开关与继电器连接以及将继电器开关与近光灯108连接的电缆束。BCM的微控制器（uC）102能够经由低侧驱动器（LSD）106与开关并行地驱动近光继电器，或者可替换地利用高侧驱动器以便提供舒适功能，如“交通工具接近光（vehicle approach light）”或“跟我回家光（follow me home light）”。在任何情况下，BCM的LSD必须采用外部继电器在切断时的感应冲击。在低端车中更偏好使用此简单解决方案。

第二，可以通过双通道来完全集成近光控制。舒适但昂贵的解决方案是，通过提供两个独立的通道来将近光控制集成到BCM中，其中一个独立通道用于左近光而另一个独立通道用于右近光。对于输出开关的集成，能够使用继电器和固态电路（半导体智能驱动器）。有必要划分近光功能，因为否则单个输出控制电路中的单个故障会切断两个近光灯，而这不符合安全要求。由于BCM的微控制器可能由于某个事件（例如电源电压跌落）导致无法操作，所有实施了监控器（watch-dog），该监控器监视微控制器且能够在微控制器故障的情况下控制近光，如图3中所示。

第三，可以将近光控制部分地集成在BCM中。为了避免双重近光控制，利用仅仅一个外部继电器来控制两个灯的解决方案是可行的，如图3中所示。但是，如何安全地控制外部继电器的努力与上述那些类似。图3中所示的监控器电路具有两个缺点：该电路相当昂贵且并非完全是故障安全的。监控器112包括用于分析进入信号的装置。但是，监控器112不够复杂，从而无法检测微控制器102的所有故障。为了增加安全水平，使用监视单元（例如在气囊和动力传动系统中），该监视单元定期地与微控制器交互以确保正确操作或立即介入。

在图1中所示的本发明的一个实施例中，在监控器或监视单元方面与微控制器的任何交互被避免。作为替代，安全电路103被设计为使用近光开关输入105以用于直接地且与微控制器102并行地控制至近光继电器104的输入101。继电器104经由熔丝109与电池电压电源耦合，并且还经由熔丝109与近光灯108耦合。

安全电路103必须满足以下要求：

a）当近光开关105激活且点火器111开启时，激活用于近光108的输出驱动器107。

b）如果近光继电器线圈104短路，则保护输出驱动器免受损害。低侧驱动器的内置自保护不够，因为其仅仅能够在有限时间和有限数量的激活内经受住到电池短路的状况。

c）当已经消除了到电池短路的状况时，再激活低侧输出驱动器。

d）允许微控制器监视安全电路的适当功能。

e）从与微控制器的电源（通常是电池电源110）不同的电源（例如点火电源111）为安全电路供电。

 通过这些要求，安全电路确保BCM内的任何类型的单个故障（除了连接器故障）将不导致近光继电器的无意切断。

根据另一示例性实施例，安全电路包括输入结构和简单的逻辑块，如图4中所示。安全电路包括硬件电路。输入保护电路114由点火电压111经由上拉电阻器供电，并且如果近光开关105闭合则将高信号电平传递到安全电路的逻辑块113。低侧驱动器LSD2 107由逻辑块控制，并通过高信号电平激活。正常说来，该低侧驱动器LSD2 107通过携载负载电流将输出101切换到地电位。对于故障模式（例如负载的短路）来说，驱动器包含自保护，当已经超出了超温阈值时，该自保护将输出电流限制到最大值并切断驱动器。当切断时，状态信号通过低电平指示故障模式。一旦驱动器已经冷却到了较低的温度阈值，则驱动器再次接通。该超温情况下的触发持续，直到将驱动器输入设置到低电平（或者驱动器受损）。

逻辑块113将来自输入保护电路114的信号转发到低侧驱动器LSD2。如果在OUT 101处的输出信号在一时间延迟后保持高，则驱动器单元107不能携载负载电流，且要么处于电流限制，要么处于超温切断模式。因此，逻辑块113将LSD2的输入切换到地，以便保护LSD2免于在超温情况下触发。现在，超载情况在逻辑块中锁定。在已经消除了在OUT 101处的负载的短路之后，可以通过触发开关切断和接通或者通过微控制器102激活LSD1 106来将输出OUT切换接地，来释放LSD2。微控制器uC经由低侧驱动器LSD1作为安全逻辑的冗余来控制输出OUT。

利用电池电压110通过输入保护电路115对微控制器供电。另外，微控制器接收来自适于维持稳定的电压电平的电压调节器116的信号。

此外，微控制器读取LSD1和LSD2的状态信号，以检查是否存在超温切断以及是否存在逻辑块的锁定。当已经消除了在OUT处的故障情况时，微控制器能够通过激活LSD1来释放安全电路的锁定。微控制器能够经由交通工具的总线系统来检测和报告安全电路的持久故障。

安全电路确保近光继电器的正确激活和持续。安全电路无需付出其原本应付出的努力来监视BCM的微控制器，而是作为冗余来操作近光继电器。此外，安全电路保护低侧驱动器LSD2，微控制器无法为该低侧驱动器LSD2提供控制和软件保护策略。因为安全电路的简单的结构，本发明可以是富有竞争力的低成本解决方案。

应该注意，术语“包括”不排除其他元件或特征，并且“一”、“一个”不排除多个。还可以将与不同实施例相关联地描述的元件进行组合。

还应该注意，权利要求中的附图标记不应该解释为限制权利要求的范围。

Claims (13)

1.一种用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路（100），所述控制电路包括：

输出终端（101），适于向负责光源（108）的继电器（104）提供所述输出信号，

微控制器（102），耦合到输出终端以用于向所述输出终端提供所述输出信号，以及

安全电路（103），耦合到所述输出终端并适于作为所述微控制器的冗余来控制所述输出信号。

2.根据权利要求1所述的控制电路（100），其中所述光源是交通工具的近光。

3.根据权利要求1或2所述的控制电路（100），其中所述安全电路（103）包括输入保护电路（114）以用于在接收到指示光源（108）接通的信号时激活安全电路。

4.根据权利要求3所述的控制电路（100），其中所述输入保护电路（114）适于由点火电压（111）来供电。

5.根据权利要求3或4所述的控制电路（100），其中所述安全电路（103）包括逻辑电路（113）以用于响应于从输入保护电路（114）接收的信号来控制所述输出信号。

6.根据权利要求1到5之一所述的控制电路（100），还包括驱动器单元（107），其中所述驱动器单元（107）耦合到微控制器（102）和安全电路（103），并适于响应于通过所述安全电路接收的信号来控制所述输出信号。

7.根据权利要求6所述的控制电路（100），其中所述安全电路（103）适于保护所述驱动器单元（107）。

8.根据权利要求1到7之一所述的控制电路（100），其中所述微控制器（102）适于检测安全电路（103）的故障，且适于在检测到故障时激活安全模式。

9.一种交通工具，包括根据权利要求1到8之一所述的用于控制提供给负责光源的继电器的输出信号的控制电路。

10.根据权利要求9所述的交通工具，选自由机动车、客车、卡车、公共汽车、火车、飞机和轮船构成的组。

11.一种控制提供给负责光源的继电器的输出信号的方法，所述方法包括：

通过输出终端向负责光源的继电器提供所述输出信号，

通过微控制器向所述输出终端提供所述输出信号，以及

通过安全电路作为微控制器的冗余来控制所述输出信号。

12.一种计算机可读介质，其中存储有控制提供到负责光源的继电器的输出信号的计算机程序，该计算机程序在被处理器执行时适于实现或控制根据权利要求11所述的方法。

13.一种控制提供到负责光源的继电器的输出信号的程序元件，该程序元件在被处理器执行时适于实现或控制根据权利要求11所述的方法。

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