CN202710982U - 汽车安全装置 - Google Patents

Abstract

本实用新型技术方案提供一种汽车安全装置，包括：具有第一控制端、第二控制端、第一输出端和第二输出端的电压调节器，第一晶体管，第二晶体管，第三晶体管，第一电阻，第二电阻，第三电阻，第四电阻，第五电阻，第一电容和第二电容；第一晶体管的基极通过第一电阻连接第二晶体管的集电极，集电极连接第二控制端，发射极接地；第二晶体管的基极通过第二电阻连接第一电容的第一端，发射极连接电源电压；第一电容的第二端连接第一输出端；第三晶体管的基极连接第三电阻的第一端，发射极连接电源电压，集电极连接第四电阻的第一端；第四电阻的第二端连接第二电容的第一端、第五电阻的第一端和第一控制端；第二电容的第二端和第五电阻的第二端接地。

Description

汽车安全装置

技术领域

本实用新型涉及汽车领域，尤其涉及一种汽车安全装置。

背景技术

跛行回家（Limp Home）功能，即汽车行驶中发动机电控系统的某些电气元件出现故障失效后，大多数情况下发动机不会停机，而是进入降级模式，发动机仍然维持运转，只是发动机的输出功率受到限制。控制器即采用跛行回家控制策略替代正常的驾驶员油门指令，失效的传感器参数会被电子控制单元（Electronic Control Unit，ECU）用缺省值取代，使汽车能以最低要求的性能水平行驶。在车身电子上，大多是部分车灯能够保持开启的状态。跛行回家的选通电路多由看门狗（watchdog）电路和包含处理器的控制电路组成。

图1为一种现有汽车安全装置的结构示意图。如图1所示，电压调节器包括：第一控制端SI，第二控制端D、用于输出跛行回家触发信号的第一输出端SO和用于输出处理器复位信号的第二输出端R。晶体管T504和晶体管T505为数字晶体管。晶体管T504的基极连接晶体管T505的集电极，集电极连接所述电压调节器的第二控制端D，发射极接地。晶体管T505的基极直接连接所述电压调节器的第一输出端SO，发射极连接电源电压VCC。晶体管T506的基极连接电阻R505的第一端和电阻R506的第一端，发射极连接电源电压VCC，集电极连接电阻R507的第一端。电阻R505的第二端连接电压调节器的第二输出端R。电阻R506的第二端连接电容C505的第一端。电容C505第二端接收看门狗控制信号。电阻R507的第二端连接电容C506的第一端、电阻R508的第一端和电压调节器的第一控制端SI。电容C506的第二端和电阻R508的第二端接地。电容C504的第一端连接电压调节器的第二控制端D，第二端接地。

第一控制端SI接收到的信号电压值大于或等于第一阈值时跛行回家触发信号为高电平，接收到的信号电压值小于所述第一阈值时跛行回家触发信号为低电平。第二控制端D接收到的信号为高电平时处理器复位信号为高电平，接收到的信号为低电平时处理器复位信号为低电平。

假设电源电压为5V，第一阈值为1.2V，看门狗控制信号为高电平时晶体管T506截止，看门狗控制信号为低电平时晶体管T506导通。

当处理器出现问题，导致看门狗电路无法输出看门狗控制信号后，晶体管T506无法再接收到使其导通的看门狗控制信号，所以晶体管T506一直处于截止状态，电容C506逐渐放电至0V，在电容C506的电压降低到小于第一阈值1.2V后，电压调节器的第一控制端SI的输入电压小于第一阈值1.2V，第一输出端SO输出的跛行回家触发信号变为低电平，此时，跛行回家功能被触发。

低电平的跛行回家触发信号使得晶体管T504和晶体管T505导通，晶体管T504提供低电平至电压调节器的第二控制端D，使得第二输出端R输出的处理器复位信号由高电平变为低电平。当电压调节器的第二输出端R输出的处理器复位信号变为低电平后，连接至第二输出端R的晶体管T506由截止变为导通，电容C506将被充电至大约5V。连接电容C506的电压调节器的第一控制端SI的输入电压变为大于第一阈值1.2V，第一输出端SO输出的跛行回家触发信号由低电平变为高电平，跛行回家功能被停止。

高电平的跛行回家触发信号使得晶体管T504和晶体管T505进入截止状态，电压调节器的第二控制端D的内部上拉电路将第二控制端D的电压上拉至高电平，第二输出端R输出的处理器复位信号由低电平变为高电平。此时，处理器复位信号形成一个低脉冲，处理器接收到这个低脉冲后进入复位状态。

由上述对现有技术的描述可以得知，现有技术存在以下问题：

处理器出现问题时，跛行回家触发信号先触发跛行回家功能，但随着处理器复位信号变为低电平后，跛行回家触发信号又会停止跛行回家功能。如果处理器复位信号无法使处理器重新工作，例如处理器出现硬件故障，跛行回家功能却在需要时未被启动，这样给汽车安全带来了很大隐患。

跛行回家触发信号变为低电平后跛行回家功能立即被启动，而处理器需要处理器复位信号完成由高电平变为低电平，再由低电平变为高电平的低脉冲后才能进入复位状态。所以，即便处理器经过复位后可以正常工作，那么跛行回家功能也会被启动一次，能耗明显升高。

实用新型内容

本实用新型技术方案解决的是如何提供一种有效的汽车安全装置。

本实用新型技术方案提供一种汽车安全装置，包括：电压调节器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容；

所述电压调节器包括：第一控制端，第二控制端、用于输出跛行回家触发信号的第一输出端和用于输出处理器复位信号的第二输出端，所述跛行回家触发信号与所述第一控制端接收到的信号相关联，所述处理器复位信号与所述第二控制端接收到的信号相关联；

第一晶体管的基极通过第一电阻连接所述第二晶体管的集电极，集电极连接所述电压调节器的第二控制端，发射极接地；

第二晶体管的基极通过第二电阻连接所述第一电容的第一端，发射极连接电源电压；

所述第一电容的第二端连接所述电压调节器的第一输出端；

所述第三晶体管的基极连接所述第三电阻的第一端，发射极连接电源电压，集电极连接所述第四电阻的第一端；

所述第四电阻的第二端连接所述第二电容的第一端、所述第五电阻的第一端和所述电压调节器的第一控制端；

所述第二电容的第二端和所述第五电阻的第二端接地。

可选的，所述电压调节器输出的所述跛行回家触发信号在所述第一控制端接收到的信号电压值大于或等于第一阈值时为高电平，在所述第一控制端接收到的信号电压值小于所述第一阈值时为低电平。

可选的，所述电压调节器输出的所述复位信号在所述第二控制端接收到的信号为低电平时为低电平，在所述第二控制端接收到的信号为高电平时为高电平。

可选的，所述的汽车安全装置还包括第三电容，所述第三电容的第一端连接所述电压调节器的第二控制端，第二端接地。

可选的，所述的汽车安全装置还包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四晶体管、第五晶体管和第四电容；

所述第四晶体管的基极通过所述第六电阻接收所述跛行回家触发信号，发射极连接电源电压，集电极连接所述第七电阻的第一端；

所述第五晶体管的基极通过所述第八电阻连接所述第七电阻的第二端和所述第四电容的第一端；

所述第四电容的第二端接地。

可选的，所述的汽车安全装置还包括具有驱动端的负载，所述第五晶体管的集电极连接所述负载的驱动端。

可选的，所述负载为汽车尾灯。

可选的，所述的汽车安全装置还包括：第九电阻和第五电容；

所述第九电阻的第一端连接所述第三晶体管的基极，第二端连接所述第五电容的第一端；

所述第五电容的第二端接收看门狗控制信号。

可选的，所述的汽车安全装置还包括：

用于输出所述看门狗控制信号的看门狗电路；

用于在工作状态时控制所述看门狗电路工作，以及根据所述处理器复位信号进入复位状态的处理器。

与现有技术相比，依据本实用新型的技术方案，跛行回家功能的触发仅依据看门狗控制信号的异常来确定，并不会随低电平的处理器复位信号而停止，真正实现了跛行回家功能的正常运行，确保了行车安全。

本实用新型的技术方案只有在跛行回家触发信号的幅度足够大或时间足够长时才触发跛行回家功能，防止了跛行回家功能在处理器复位成功时也要被触发的问题。

附图说明

图1为一种现有汽车安全装置的结构示意图；

图2为本实用新型的汽车安全装置的一结构示意图；

图3为本实用新型的汽车安全装置的另一结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图对本实用新型的具体实施方式做详细的说明。在下列段落中参照附图以举例方式更具体地描述本实用新型。根据下列说明，本实用新型的优点和特征将更清楚。

如图2所示，本实用新型实施例提供一种汽车安全装置，包括：电压调节器、第一晶体管T1、第二晶体管T2、第三晶体管T3、第一电阻R1、第二电阻R2、第三电阻R3、第四电阻R4、第五电阻R5、第一电容C1和第二电容C2。

所述电压调节器包括：第一控制端SI，第二控制端D、用于输出跛行回家触发信号的第一输出端SO和用于输出处理器复位信号的第二输出端R，所述跛行回家触发信号与所述第一控制端接收到的信号相关联，所述处理器复位信号与所述第二控制端接收到的信号相关联。

第一晶体管T1的基极通过第一电阻R1连接所述第二晶体管T2的集电极，集电极连接所述电压调节器的第二控制端D，发射极接地。

第二晶体管T2的基极通过第二电阻R2连接所述第一电容C1的第一端，发射极连接电源电压VCC。

所述第一电容C1的第二端连接所述电压调节器的第一输出端SO。

所述第三晶体管T3的基极连接所述第三电阻R3的第一端，发射极连接电源电压VCC，集电极连接所述第四电阻R4的第一端。

所述第三电阻R3的第二端连接电源电压VCC。

所述第四电阻R4的第二端连接所述第二电容C2的第一端、所述第五电阻R5的第一端和所述电压调节器的第一控制端SI。

所述第二电容C2的第二端和所述第五电阻R5的第二端接地。

所述第一控制端SI接收到的信号电压值大于或等于第一阈值时所述跛行回家触发信号为高电平，所述第一控制端SI接收到的信号电压值小于所述第一阈值时所述跛行回家触发信号为低电平。所述第一阈值可以为1.2V或2V等。

所述第二控制端D接收到的信号为低电平时所述处理器复位信号为低电平，所述第二控制端D接收到的信号为高电平时所述处理器复位信号为高电平。

所述第一晶体管T1和所述第一电阻R1可以由分立器件实现，也可以由数字晶体管实现。所述第一晶体管T1的基极和发射极之间还可以并联一个电阻，所述第一晶体管T1和第一电阻R1，以及并联在基极和发射极之间电阻也可以由数字晶体管实现。

所述第二晶体管T2和所述第二电阻R2可以由分立器件实现，也可以由数字晶体管实现。所述第二晶体管T2的基极和发射极之间还可以并联一个电阻，所述第二晶体管T2和第二电阻R2，以及并联在基极和发射极之间电阻也可以由数字晶体管实现。

本实施例子还可以包括第三电容C3，所述第三电容C3的第一端连接所述电压调节器的第二控制端D，第二端接地。第三电容C3可以对处理器复位信号的延时输入起调节作用。

下面对本实施例的工作过程进行描述。

假设看门狗控制信号为高电平时第三晶体管T3截止，看门狗控制信号为低电平时第三晶体管T3导通。

看门狗控制信号为低电平时，看门狗控制信号控制第三晶体管T3导通，电源电压VCC将第二电容C2充电至电源电压VCC，所述充电过程较快；看门狗控制信号在第二电容C2充电结束后变为高电平，高电平的看门狗控制信号控制第三晶体管T3截止，第二电容C2开始放电；看门狗控制信号在第二电容C2放电至第二阈值（所述第二阈值大于或等于第一阈值）后变为低电平，低电平的看门狗控制信号控制第三晶体管T3又导通，第二电容C2又被充电至电源电压VCC。看门狗控制信号周期性变化，第三晶体管T3也随之周期性导通和截止，第二电容C2始终向电压调节器的第一控制端SI输入大于第一阈值的电压。所以，处理器正常工作时，看门狗控制信号使得电压调节器的第一输出端SO输出的跛行回家触发信号一直保持高电平，跛行回家功能不会被触发。

所述第二阈值可以根据处理器的工作模式进行设定，例如，第二阈值在一般工作模式的值大于在睡眠模式的值。

始终为高电平的跛行回家触发信号使得第一晶体管T1和第二晶体管T2一直处于截止状态，电压调节器的第二控制端D连接了一个开路，为此，第二控制端D的内部上拉电路将第二控制端D的电压上拉至高电平，使得第二输出端R输出的处理器复位信号也一直为高电平，处理器不会进入复位状态。

当处理器出现问题，导致看门狗电路无法输出看门狗控制信号后，第三晶体管T3无法再接收到使其导通的看门狗控制信号，第二电容C2逐渐放电，在第二电容C2的电压降低到小于第一阈值后，电压调节器的第一控制端SI的输入电压小于第一阈值，第一输出端SO输出的跛行回家触发信号变为低电平。

跛行回家触发信号变为低电平后第一电容C1的两个极板电压都迅速变为低电平，然后连接到第二晶体管T2发射极的电源电压VCC对第一电容C1进行充电，第一晶体管T1和第二晶体管T2导通，电压调节器的第二控制端D变为低电平，电压调节器的第二输出端R输出的处理器复位信号由高电平变为低电平。第一电容C1被充电至与电源电压VCC大致相同时，第一晶体管T1和第二晶体管T2截止，电压调节器的第二控制端D的电压上拉至高电平，第二输出端R输出的处理器复位信号由低电平变为高电平。此时，处理器复位信号形成一个低脉冲，处理器接收到这个低脉冲后进入复位状态。

若处理器被复位成功，则看门狗控制信号恢复正常，跛行回家触发信号变为高电平；若处理器被复位失败，跛行回家触发信号也一直为低电平，跛行回家被启动。

由上述工作过程可知，依据本实施例的技术方案，跛行回家功能的触发仅依据看门狗控制信号的异常来确定，并不会随低电平的处理器复位信号而停止，真正实现了跛行回家功能的正常运行，确保了行车安全。

从本实施例汽车安全装置的工作过程可以看出，处理器出现问题后，跛行回家触发信号变为低电平，然后电压调节器的第二输出端R输出一个低脉冲的复位信号，处理器被复位成功后跛行回家触发信号又变为高电平。也就是说，在处理器可以复位成功的情况下，跛行回家触发信号也要触发一次跛行回家功能，这样无疑增加了汽车的整体功耗。为了解决这个问题，本实施例的汽车安全装置还可以包括：第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第四晶体管T4、第五晶体管T5和第四电容C4，如图3所示。

所述第四晶体管T4的基极通过所述第六电阻R6接收所述跛行回家触发信号，发射极连接电源电压VCC，集电极连接所述第七电阻R7的第一端；

所述第五晶体管T5的基极通过所述第八电阻R8连接所述第七电阻R7的第二端和所述第四电容C4的第一端；

所述第四电容C4的第二端接地。

所述第四晶体管T4和第六电阻R6可以由分立器件实现，也可以由数字晶体管实现。所述第四晶体管T4的基极和发射极之间还可以并联一个电阻，所述第四晶体管T4和第六电阻R6，以及并联在基极和发射极之间电阻也可以由数字晶体管实现。

所述第五晶体管T5和第八电阻R8可以由分立器件实现，也可以由数字晶体管实现。所述第五晶体管T5的基极和发射极之间还可以并联一个电阻，所述第五晶体管T5和第八电阻R8，以及并联在基极和发射极之间电阻也可以由数字晶体管实现。

所述汽车安全装置还可以包括具有驱动端的负载，所述第五晶体管的集电极连接所述负载的驱动端。所述负载可以为汽车尾灯。。

跛行回家触发信号变为低电平后，连接第四晶体管T4集电极的第七电阻R7的第一端电压升高，第四电容C4被充电，当第四电容C4的第一端电压升高到可以将第五晶体管T5导通时，连接第五晶体管T5集电极的负载才被驱动，例如汽车尾灯打开。所述第四电容C4的电容可以被设置的足够大，例如大于100nF，使得第五晶体管T5只有在跛行回家触发信号变为低电平的幅度足够大或时间足够长时才导通，这样可以防止跛行回家功能在处理器复位成功时也要被触发的问题。

本实施例的第四电容C4可以将跛行回家触发信号的低电平延迟一段时间后再驱动负载。在这段延迟的时间内，如果处理器复位失败，低电平的跛行回家触发信号触发跛行回家功能，如果处理器复位成功，跛行回家触发信号变为高电平，跛行回家功能不会被启动。这样不会使跛行回家功能在处理器复位成功之前的时间内被误触发。

继续参考图2，本实施例的汽车安全装置还可以包括：第九电阻R9和第五电容C5。所述第九电阻R9的第一端连接所述第三晶体管T3的基极，第二端连接所述第五电容C5的第一端。所述第五电容C5的第二端接收看门狗控制信号。

看门狗控制信号控制第五电容C5进行充放电，使得第三晶体管T3的基极电压发生变化，从而控制第三晶体管T3的导通或截止。例如，看门狗控制信号为低电平时第五电容C5放电，当第三晶体管T3的基极电压降低到一定阈值电压后，第三晶体管T3导通。所述一定的阈值电压随第三晶体管T3的不同而不同。

本实施例的汽车安全装置还可以包括：用于输出所述看门狗控制信号的看门狗电路；用于在工作状态时控制所述看门狗电路工作，以及根据所述处理器复位信号进入复位状态的处理器。

虽然本实用新型已以较佳实施例披露如上，但本实用新型并非限定于此。任何本领域技术人员，在不脱离本实用新型的精神和范围内，均可作各种更动与修改，因此本实用新型的保护范围应当以权利要求所限定范围。

Claims (9)

1.一种汽车安全装置，其特征在于，包括：电压调节器、第一晶体管、第二晶体管、第三晶体管、第一电阻、第二电阻、第三电阻、第四电阻、第五电阻、第一电容和第二电容；

所述电压调节器包括：第一控制端，第二控制端、用于输出跛行回家触发信号的第一输出端和用于输出处理器复位信号的第二输出端，所述跛行回家触发信号与所述第一控制端接收到的信号相关联，所述处理器复位信号与所述第二控制端接收到的信号相关联；

第一晶体管的基极通过第一电阻连接所述第二晶体管的集电极，集电极连接所述电压调节器的第二控制端，发射极接地；

第二晶体管的基极通过第二电阻连接所述第一电容的第一端，发射极连接电源电压；

所述第一电容的第二端连接所述电压调节器的第一输出端；

所述第三晶体管的基极连接所述第三电阻的第一端，发射极连接电源电压，集电极连接所述第四电阻的第一端；

所述第四电阻的第二端连接所述第二电容的第一端、所述第五电阻的第一端和所述电压调节器的第一控制端；

所述第二电容的第二端和所述第五电阻的第二端接地。

2.如权利要求1所述的汽车安全装置，其特征在于，所述电压调节器输出的所述跛行回家触发信号在所述第一控制端接收到的信号电压值大于或等于第一阈值时为高电平，在所述第一控制端接收到的信号电压值小于所述第一阈值时为低电平。

3.如权利要求1所述的汽车安全装置，其特征在于，所述电压调节器输出的所述复位信号在所述第二控制端接收到的信号为低电平时为低电平，在所述第二控制端接收到的信号为高电平时为高电平。

4.如权利要求1所述的汽车安全装置，其特征在于，还包括第三电容，所述第三电容的第一端连接所述电压调节器的第二控制端，第二端接地。

5.如权利要求1所述的汽车安全装置，其特征在于，还包括：第六电阻、第七电阻、第八电阻、第四晶体管、第五晶体管和第四电容；

所述第四晶体管的基极通过所述第六电阻接收所述跛行回家触发信号，发射极连接电源电压，集电极连接所述第七电阻的第一端；

所述第五晶体管的基极通过所述第八电阻连接所述第七电阻的第二端和所述第四电容的第一端；

所述第四电容的第二端接地。

6.如权利要求5所述的汽车安全装置，其特征在于，还包括具有驱动端的负载，所述第五晶体管的集电极连接所述负载的驱动端。

7.如权利要求6所述的汽车安全装置，其特征在于，所述负载为汽车尾灯。

8.如权利要求1所述的汽车安全装置，其特征在于，还包括：第九电阻和第五电容；

所述第九电阻的第一端连接所述第三晶体管的基极，第二端连接所述第五电容的第一端；

所述第五电容的第二端接收看门狗控制信号。

9.如权利要求8所述的汽车安全装置，其特征在于，还包括：

用于输出所述看门狗控制信号的看门狗电路；

用于在工作状态时控制所述看门狗电路工作，以及根据所述处理器复位信号进入复位状态的处理器。

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