CN109996375B - 转向灯跛行装置 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种转向灯跛行装置，所述转向灯跛行装置包括供电电路、开关电路、时钟电路和驱动电路，其中：所述供电电路向所述开关电路和所述驱动电路供电；所述开关电路包括第一晶体管，系统故障信号使所述第一晶体管导通，以使所述供电电路通过所述第一晶体管向所述时钟电路供电；所述时钟电路包括第一充电电路和第二充电电路，所述第一充电电路和所述第二充电电路交替充放电，以使所述时钟电路向所述驱动电路提供时钟信号；所述驱动电路根据所述时钟信号驱动转向灯闪烁。

Description

转向灯跛行装置
技术领域
本发明涉及车辆控制器技术领域，特别涉及一种转向灯跛行装置。
背景技术
车身控制器(BCM)的跛行回家功能是指当车身控制器发生严重的系统故障时仍能保持某些基本功能，这些功能包括近光灯、雨刮和刹车灯等重要功能。如图1所示，由于这些功能的控制信号来源于主控芯片70，而主控芯片70是主要的系统失效和随机失效源，所以硬件的设计方法就是设计旁路电路(故障信号S1输入与门的一端，机械开关K1闭合时，将短路到地的信号输入到与门另一端，与门导通并给驱动芯片50发送开关信号)，开关信号在主控芯片70失效时直接跨过主控芯片70而控制驱动芯片50输出，驱动芯片50驱动负载电路60。
随着汽车安全性的提高，越来越多的功能被列入跛行回家功能中。例如危险报警灯功能，车身控制器在发生严重系统故障时，转向灯(危险报警灯)仍能保持其基本功能，以一定的频率进行闪烁。由于要求在车身控制器在发生严重系统故障时转向灯(危险报警灯)以一定的频率闪烁，这样硬件设计上就有两个技术要点：车身控制器发生严重系统故障时，相关的后备(跛行功能)电路才能被使能，正常工作时该部分后备(跛行功能)电路不工作；由于车身控制器发生严重的系统故障时，系统时钟失控，以一定频率闪烁就需要后备(跛行功能)电路中包含可以独立工作的时钟源电路；这两个技术要点是传统车身控制器设计上没有被设计的。
发明内容
本发明的目的在于提供一种转向灯跛行装置，以解决现有的车身控制器缺少转向灯跛行驱动功能的问题。
为解决上述技术问题，本发明提供一种转向灯跛行装置，所述转向灯跛行装置包括供电电路、开关电路、时钟电路和驱动电路，其中：
所述供电电路向所述开关电路和所述驱动电路供电；
所述开关电路包括第一晶体管，系统故障信号使所述第一晶体管导通，以使所述供电电路通过所述第一晶体管向所述时钟电路供电；
所述时钟电路包括第一充电电路和第二充电电路，所述第一充电电路和所述第二充电电路交替充放电，以使所述时钟电路向所述驱动电路提供时钟信号；
所述驱动电路根据所述时钟信号驱动转向灯闪烁。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述供电电路包括直流电压源和供电开关，所述供电开关连接在所述直流电压源和所述开关电路之间，所述直流电压源连接所述驱动电路。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述转向灯跛行装置还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一电阻、第一电容、第二晶体管和稳压管，所述第二晶体管为NPN型三极管，其中：
所述第二晶体管的基极连接所述稳压管的负极，所述第二晶体管的集电极连接所述供电电路，所述第二晶体管的发射极连接所述开关电路；
所述稳压管的正极接地；
所述第一电阻的一端连接所述第二晶体管的基极，另一端连接所述供电电路；
所述第一电容的一端连接所述第二晶体管的基极，另一端接地；
所述稳压管的稳压电压为5V～6V。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述开关电路还包括第二电阻、第三电阻和第二电容，所述第一晶体管为PNP型三极管，其中：
所述第一晶体管的基极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端输入所述系统故障信号，所述第一晶体管的集电极连接所述时钟电路，所述第一晶体管的发射极连接所述第二晶体管的发射极；
所述第二电阻的一端连接所述第一晶体管的基极，另一端连接所述第一晶体管的集电极；
所述第二电容的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端接地。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述时钟电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容、第四电容、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管，其中：
第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管均为NPN型三极管；
第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻的一端均连接所述第一晶体管的集电极；
所述第五电阻的另一端连接所述第三晶体管的集电极；
所述第六电阻的另一端连接所述第四晶体管的基极；
所述第七电阻的另一端连接所述第三晶体管的基极；
所述第八电阻的另一端连接所述第四晶体管的集电极；
所述第九电阻的另一端连接所述第五晶体管的集电极；
所述第三电容一端连接所述第三晶体管的集电极，另一端连接所述第四晶体管的基极；
所述第四电容一端连接所述第四晶体管的集电极，另一端连接所述第三晶体管的基极；
所述第三晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管的发射极接地；
所述第五晶体管的基极连接所述第四晶体管的集电极，所述第五晶体管的集电极连接所述驱动电路。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述第三电容的容值为C3＝f*R6/0.7，所述第四电容的容值为C4＝f*R7/0.7，其中，C3为第三电容的容值，C4为第四电容的容值，R6为第六电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值，f为所述时钟电路的振荡频率。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述转向灯跛行装置还包括机械开关和第四二极管，所述机械开关的一端接地，另一端连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第三晶体管和所述第四晶体管的发射极。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述转向灯跛行装置还包括第一二极管和第二二极管，其中：
所述第一二极管的正极连接所述供电电路，所述第一二极管的负极连接所述驱动电路；
所述第二二极管的正极连接所述供电电路，所述第二二极管的负极连接所述开关电路。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述转向灯为卤素灯或发光二极管。
可选的，在所述的转向灯跛行装置中，所述驱动电路包括高边驱动芯片或低边驱动芯片。
在本发明提供的转向灯跛行装置中，通过系统故障信号使第一晶体管导通，以使供电电路通过所述第一晶体管向时钟电路供电，第一充电电路和第二充电电路交替充放电，以使时钟电路向驱动电路提供时钟信号，实现了在车身控制器发生严重系统故障时，仍能保证转向灯(危险报警灯)的有效工作，提升了车身控制器的安全性能，电路以较简单的元器件搭建完成，硬件成本很低，与车身控制器上其他的跛行功能电路相搭配，具有较好的兼容性。
进一步的，驱动电路包括的驱动芯片可以是高边驱动芯片(电源端驱动)，也可以是低边驱动芯片(地端驱动)时钟电路中产生的时钟信号的频率可以通过更改电路中的电阻电容(第三电容和第四电容)的参数进行配置，负载电路可以是卤素灯负载，也可以是发光二极管(LED)，也可以是其他负载形式。
附图说明
图1是现有的转向灯跛行装置示意图；
图2是本发明一实施例转向灯跛行装置示意图；
图中所示：10-供电电路；20-稳压电路；30-开关电路；40-时钟电路；50-驱动电路；60-转向灯或负载电路；70-主控芯片。
具体实施方式
以下结合附图和具体实施例对本发明提出的转向灯跛行装置作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本发明的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比例，仅用以方便、明晰地辅助说明本发明实施例的目的。
本发明的核心思想在于提供一种转向灯跛行装置，以解决现有的车身控制器缺少转向灯跛行驱动功能的问题。
为实现上述思想，本发明提供了一种转向灯跛行装置，所述转向灯跛行装置包括供电电路、开关电路、时钟电路和驱动电路，其中：所述供电电路向所述开关电路和所述驱动电路供电；所述开关电路包括第一晶体管，系统故障信号使所述第一晶体管导通，以使所述供电电路通过所述第一晶体管向所述时钟电路供电；所述时钟电路包括第一充电电路和第二充电电路，所述第一充电电路和所述第二充电电路交替充放电，以使所述时钟电路向所述驱动电路提供时钟信号；所述驱动电路根据所述时钟信号驱动转向灯闪烁。
本实施例提供一种转向灯跛行装置，如图2所示，所述转向灯跛行装置包括供电电路10、开关电路30、时钟电路40和驱动电路50，其中：所述供电电路10向所述开关电路30和所述驱动电路50供电；所述开关电路30包括第一晶体管Q1，系统故障信号S1使所述第一晶体管Q1导通，以使所述供电电路10通过所述第一晶体管Q1向所述时钟电路40供电；所述时钟电路40包括第一充电电路和第二充电电路，所述第一充电电路和所述第二充电电路交替充放电，以使所述时钟电路40向所述驱动电路50提供时钟信号S3；所述驱动电路50根据所述时钟信号S3驱动转向灯60闪烁。
具体的，在所述的转向灯跛行装置中，所述供电电路10包括直流电压源V1和供电开关K2，所述供电开关K2连接在所述直流电压源V1和所述开关电路30之间，所述直流电压源V1连接所述驱动电路50，直流电压源V1向所述开关电路30和所述驱动电路50供电，供电开关K2用于控制转向灯跛行装置的使能。所述转向灯跛行装置还包括第一二极管D1和第二二极管D2，其中：所述第一二极管D1的正极连接所述供电电路10，具体的连接直流电压源V1，所述第一二极管D1的负极连接所述驱动电路50；所述第二二极管D2的正极连接所述供电电路10，具体的连接供电开关K2，所述第二二极管D2的负极连接所述开关电路30或稳压电路20；第一二极管D1和第二二极管D2的作用为保护供电电路10，防止负载端大电流冲击。
进一步的，在所述的转向灯跛行装置中，所述转向灯跛行装置还包括稳压电路20，所述稳压电路20包括第一电阻R1、第一电容C1、第二晶体管Q2和稳压管D3，所述第二晶体管Q2为NPN型三极管，其中：所述第二晶体管Q2的基极连接所述稳压管D3的负极，所述第二晶体管Q2的集电极连接所述供电电路10，具体的通过第二二极管D2连接供电开关K2，所述第二晶体管Q2的发射极连接所述开关电路30；所述稳压管D3的正极接地；所述第一电阻R1的一端连接所述第二晶体管Q2的基极，另一端连接所述供电电路10，具体的通过第二二极管D2连接供电开关K2；所述第一电容C1的一端连接所述第二晶体管Q2的基极，另一端接地；所述稳压管D3的稳压电压为5V～6V。直流电压源V1的输出电压为12V左右，通过D2到达R1的一端时，经过D1的导通压降，保持的电压大于11V，由于D3的稳压电压为5V～6V，优选的为5.7V，则D3的正极，即R1的另一端电压为5.7V，则Q2导通，Q2的发射极电压低于基极0.7V，大约为5V，提供至开关电路30。
具体的，在所述的转向灯跛行装置中，所述开关电路30还包括第二电阻R2、第三电阻R3和第二电容C2，所述第一晶体管Q1为PNP型三极管，其中：所述第一晶体管Q1的基极连接所述第三电阻R3的一端，所述第三电阻R3的另一端输入所述系统故障信号S1，所述第一晶体管Q1的集电极连接所述时钟电路40，所述第一晶体管Q1的发射极连接所述第二晶体管Q2的发射极；所述第二电阻R2的一端连接所述第一晶体管Q1的基极，另一端连接所述第一晶体管Q1的集电极；所述第二电容C2的一端连接所述第一晶体管Q1的集电极，另一端接地，用于滤波。当系统故障信号S1为低电平时，Q1导通，Q2发射极输出的5V左右电压经过Q1提供至时钟电路40。
更进一步的，在所述的转向灯跛行装置中，所述时钟电路40包括第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第三电容C3、第四电容C4、第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和第五晶体管Q5，其中：第三晶体管Q3、第四晶体管Q4和第五晶体管Q5均为NPN型三极管；第五电阻R5、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8和第九电阻R9的一端均连接所述第一晶体管Q1的集电极；所述第五电阻R5的另一端连接所述第三晶体管Q3的集电极；所述第六电阻R6的另一端连接所述第四晶体管Q4的基极；所述第七电阻R7的另一端连接所述第三晶体管Q3的基极；所述第八电阻R8的另一端连接所述第四晶体管Q4的集电极；所述第九电阻R9的另一端连接所述第五晶体管Q5的集电极；所述第三电容C3一端连接所述第三晶体管Q3的集电极，另一端连接所述第四晶体管Q4的基极；所述第四电容C4一端连接所述第四晶体管Q4的集电极，另一端连接所述第三晶体管Q3的基极；所述第三晶体管Q3、所述第四晶体管Q4和所述第五晶体管Q5的发射极接地；所述第五晶体管Q5的基极连接所述第四晶体管Q4的集电极，所述第五晶体管Q5的集电极连接所述驱动电路50。
由两个非门(三极管Q3和Q4)和C3和C4构成正反馈闭合环路。三极管Q3的集电极接在Q4的基极，Q4的集电极又接在Q3的基极。当电路通电时(开关电路输出5V并且机械开关闭合)，通过基极电阻R6，R7同时向两个三极管Q3，Q4提供基极偏置电流，使Q3和Q4进入放大状态。由于Q3和Q4存在个体差异，假设Q3导通快一些，则Q3的集电极电压下降的会快一些，这个微小的差异将被Q4放大并反馈到Q3的基极，再经过Q3的放大，形成连锁反应，使Q3迅速饱和，Q4截止。从而使Q4的集电极电压为5V，Q3的集电极为0V。Q3饱和后相当于一个接通的开关，电容C3通过它放电，C4通过它充电。随着C3的放电，由于有5V正电源的作用，Q4的基极电压逐渐升高，当Q4的基极电压达到0.7V后，Q4开始导通进入放大去区，电路又会出现连锁反应，Q4迅速饱和，Q3迅速截止，此时Q4的集电极电压变为0V，Q3的集电极电压变为5V。如此周而复始，形成振荡。由上可知，通过改变C3和C4的大小，可以改变电容的充放电时间，从而改变振荡频率。振荡频率f＝0.7/R6*C3＝0.7/R7*C4，其中，C3为第三电容的容值，C4为第四电容的容值，R6为第六电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值。因此，选取第三电容和第四电容时，所述第三电容的容值为C3＝f*R6/0.7，所述第四电容的容值为C4＝f*R7/0.7，其中，C3为第三电容的容值，C4为第四电容的容值，R6为第六电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值，f为所述时钟电路的振荡频率。
另外，所述转向灯跛行装置还包括机械开关K1和第四二极管D4，所述机械开关K1的一端接地，另一端连接所述第四二极管D4的负极，所述第四二极管D4的正极连接所述第三晶体管Q3和所述第四晶体管Q4的发射极，当K1闭合时，Q3和Q4的发射极接地，时钟电路才被使能。最后，所述转向灯60为卤素灯或发光二极管。所述驱动电路50包括高边驱动芯片或低边驱动芯片。
在本发明提供的转向灯跛行装置中，通过系统故障信号使第一晶体管导通，以使供电电路通过所述第一晶体管向时钟电路供电，第一充电电路和第二充电电路交替充放电，以使时钟电路向驱动电路提供时钟信号，实现了在车身控制器发生严重系统故障时，仍能保证转向灯(危险报警灯)的有效工作，提升了车身控制器的安全性能，电路以较简单的元器件搭建完成，硬件成本很低，与车身控制器上其他的跛行功能电路相搭配，具有较好的兼容性。
进一步的，驱动电路包括的驱动芯片可以是高边驱动芯片(电源端驱动)，也可以是低边驱动芯片(地端驱动)时钟电路中产生的时钟信号的频率可以通过更改电路中的电阻电容(第三电容和第四电容)的参数进行配置，负载电路可以是卤素灯负载，也可以是发光二极管(LED)，也可以是其他负载形式。
其中，供电电路位于BCM外部，为整车的电源；稳压电路位于BCM内部，功能是将12V电压稳压为5V左右的逻辑电平；开关电路位于BCM内部，功能是将故障信号做电平转换，当系统有故障时，S1信号为低电平信号，三极管Q1导通，5V电源将供给时钟电路供电；时钟电路位于BCM内部，功能是通过自激振荡将5V恒定电源转换为5V到0V跳变的脉冲电平。驱动电路位于BCM内部，将驱动信号转换为功率信号进行对外输出，以驱动电气负载。负载电路(即转向灯)位于BCM外部，通常转向灯(危险报警灯)为卤素灯或LED；机械开关K1位于BCM外部，当转向开关被按下时，表现为短路到地的特性。
该硬件设计的基本原理为：当车在行驶过程中时，供电开关K2闭合，稳压电路20将电池的12V电源稳定为5V电源给后续电路供电。当BCM遇到严重的系统故障时，S1信号表现为低电平，开关三极管Q1被打开，后续时钟电路40被供电。当转向灯开关(机械开关K1)闭合时，时钟电路40满足振荡的条件，开始自激振荡，通过三极管Q5为驱动电路50中的芯片提供幅值为5V的脉冲开关信号，驱动芯片以相同的频率驱动转向灯负载电路60，从而达到转向灯闪烁的效果。
该电路工作的条件是：一、供电开关K2闭合(车在行驶过程中)；二、系统失效(S1为低电平)；三、机械开关K1(危险报警灯开关)闭合。三个条件同时满足才能使电路工作，转向灯(危险报警灯)闪烁。
综上，上述实施例对转向灯跛行装置的不同构型进行了详细说明，当然，本发明包括但不局限于上述实施中所列举的构型，任何在上述实施例提供的构型基础上进行变换的内容，均属于本发明所保护的范围。本领域技术人员可以根据上述实施例的内容举一反三。
上述描述仅是对本发明较佳实施例的描述，并非对本发明范围的任何限定，本发明领域的普通技术人员根据上述揭示内容做的任何变更、修饰，均属于权利要求书的保护范围。

Claims (10)

1.一种转向灯跛行装置，其特征在于，所述转向灯跛行装置包括供电电路、开关电路、时钟电路和驱动电路，其中：
所述供电电路向所述开关电路和所述驱动电路供电；
所述开关电路包括第一晶体管，系统故障信号使所述第一晶体管导通，以使所述供电电路通过所述第一晶体管向所述时钟电路供电；
所述时钟电路包括第一充电电路和第二充电电路，所述第一充电电路和所述第二充电电路交替充放电，以使所述时钟电路向所述驱动电路提供时钟信号；
所述驱动电路根据所述时钟信号驱动转向灯闪烁。
2.如权利要求1所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述供电电路包括直流电压源和供电开关，所述供电开关连接在所述直流电压源和所述开关电路之间，所述直流电压源连接所述驱动电路。
3.如权利要求1所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述转向灯跛行装置还包括稳压电路，所述稳压电路包括第一电阻、第一电容、第二晶体管和稳压管，所述第二晶体管为NPN型三极管，其中：
所述第二晶体管的基极连接所述稳压管的负极，所述第二晶体管的集电极连接所述供电电路，所述第二晶体管的发射极连接所述开关电路；
所述稳压管的正极接地；
所述第一电阻的一端连接所述第二晶体管的基极，另一端连接所述供电电路；
所述第一电容的一端连接所述第二晶体管的基极，另一端接地；
所述稳压管的稳压电压为5V～6V。
4.如权利要求3所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述开关电路还包括第二电阻、第三电阻和第二电容，所述第一晶体管为PNP型三极管，其中：
所述第一晶体管的基极连接所述第三电阻的一端，所述第三电阻的另一端输入所述系统故障信号，所述第一晶体管的集电极连接所述时钟电路，所述第一晶体管的发射极连接所述第二晶体管的发射极；
所述第二电阻的一端连接所述第一晶体管的基极，另一端连接所述第一晶体管的集电极；
所述第二电容的一端连接所述第一晶体管的集电极，另一端接地。
5.如权利要求4所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述时钟电路包括第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻、第九电阻、第三电容、第四电容、第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管，其中：
第三晶体管、第四晶体管和第五晶体管均为NPN型三极管；
第五电阻、第六电阻、第七电阻、第八电阻和第九电阻的一端均连接所述第一晶体管的集电极；
所述第五电阻的另一端连接所述第三晶体管的集电极；
所述第六电阻的另一端连接所述第四晶体管的基极；
所述第七电阻的另一端连接所述第三晶体管的基极；
所述第八电阻的另一端连接所述第四晶体管的集电极；
所述第九电阻的另一端连接所述第五晶体管的集电极；
所述第三电容一端连接所述第三晶体管的集电极，另一端连接所述第四晶体管的基极；
所述第四电容一端连接所述第四晶体管的集电极，另一端连接所述第三晶体管的基极；
所述第三晶体管、所述第四晶体管和所述第五晶体管的发射极接地；
所述第五晶体管的基极连接所述第四晶体管的集电极，所述第五晶体管的集电极连接所述驱动电路。
6.如权利要求5所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述第三电容的容值为C3＝f*R6/0.7，所述第四电容的容值为C4＝f*R7/0.7，其中，C3为第三电容的容值，C4为第四电容的容值，R6为第六电阻的阻值，R7为第七电阻的阻值，f为所述时钟电路的振荡频率。
7.如权利要求5所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述转向灯跛行装置还包括机械开关和第四二极管，所述机械开关的一端接地，另一端连接所述第四二极管的负极，所述第四二极管的正极连接所述第三晶体管和所述第四晶体管的发射极。
8.如权利要求1所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述转向灯跛行装置还包括第一二极管和第二二极管，其中：
所述第一二极管的正极连接所述供电电路，所述第一二极管的负极连接所述驱动电路；
所述第二二极管的正极连接所述供电电路，所述第二二极管的负极连接所述开关电路。
9.如权利要求1所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述转向灯为卤素灯或发光二极管。
10.如权利要求1所述的转向灯跛行装置，其特征在于，所述驱动电路包括高边驱动芯片或低边驱动芯片。
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