CN207503026U - 一种汽车安全部件看门狗电路 - Google Patents

Abstract

本实用新型公开了一种汽车安全部件看门狗电路，MCU串接在车身硬件信号输入端与汽车安全部件的信号输入端之间；MCU的喂狗信号输出端连接看门狗的喂狗信号输入端、MCU的复位信号输入端连接看门狗的复位信号输出端；看门狗的信号输入端连接车身硬件信号输入端、看门狗的信号输出端连接汽车安全部件的信号输入端；看门狗在喂狗信号输入端失去喂狗信号后将车身硬件信号输入端的输入信号传递至汽车安全部件的信号输入端。优点在于，使得MCU工作异常而被复位时,相关的车身安全功能可以继续运行，不受影响。有效地解决了车身安全功能的实时性，准确性，可控性和持续性，不会因为MCU的复位重启而被忽略，使得车身控制更加安全可靠。

Description

一种汽车安全部件看门狗电路

技术领域

本实用新型涉及一种看门狗电路，尤其涉及一种汽车安全部件看门狗电路。

背景技术

在目前车身电子看门狗电路设计上,大多数采用外部控制电路在微控制器MCU工作异常时对MCU进行复位，让系统重新工作。但是这种电路存在以下缺陷:一、如果MCU复位，车身系统的所有功能都会被停止；二、如果MCU是因为坏掉而导致工作异常的，那么车身系统一直处于复位状态，系统所有功能都不会恢复，特别是车身安全功能得不到有效控制，这样会有严重安全隐患。

实用新型内容

为了解决上述技术问题，本实用新型目的在于提供一种汽车安全部件看门狗电路。

本实用新型所述的一种汽车安全部件看门狗电路，包括MCU、看门狗和汽车安全部件；所述的看门狗包括用于监测和重启MCU的监测重启单元，所述的MCU串接在车身硬件信号输入端与汽车安全部件的控制信号输入端之间；MCU的喂狗信号输出端连接监测重启单元的喂狗信号输入端、MCU的复位信号输入端连接监测重启单元的复位信号输出端；其特征在于，所述的看门狗还包括控制接管单元；所述控制接管单元的信号输入端连接车身硬件信号输入端、控制接管单元的信号输出端连接汽车安全部件的控制信号输入端、控制接管单元的喂狗信号输入端连接MCU的喂狗信号输出端；所述的控制接管单元喂狗信号输入端失去喂狗信号后，控制接管单元将车身硬件信号输入端的输入信号传递至汽车安全部件的控制信号输入端。

所述的看门狗还包括第一比较器、第二比较器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一二极管、第一电容、驱动芯片和第二至第十一电阻；所述的第一比较器同相输入端由串接的第三、第五电阻将输入电压分压后输入，反相输入端由串接的第二、第四电阻将输入电压分压后输入，其中第三、第五电阻的比值小于第二、第四电阻的比值；所述的第四电阻与地之间串接第一三极管，第一三极管基极连接MCU的喂狗信号输出端；所述的第二三极管射电极连接输入电压、集电极连接第三三极管射电极，第三三极管的集电极串接第十一电阻后接地；所述的第一比较器输出端连接MCU的复位信号输入端和第二三极管的基极；所述第二三极管集电极依次串接第六电阻和第八电阻后接地，第六电阻与第八电阻的连接点经过第七电阻后连接第二比较器的同相输入端、连接点正接第一二极管后连接车身硬件信号输入端；所述的第二比较器的反向输入端由串接的第九、第十电阻将输入电压分压后输入，第二比较器的输出端连接第三三极管的基极；第三三极管集电极通过驱动芯片连接汽车安全部件的控制信号输入端；所述的第一电容串接在第一比较器的反相输入端与地之间。

所述的驱动芯片设有过压/过流保护单元，所述的过压/过流保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端。

所述的驱动芯片设有静电保护单元，所述的静电保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端。

本实用新型所述的一种汽车安全部件看门狗电路，其在看门狗在喂狗信号输入端失去喂狗信号后，能将车身硬件信号输入端的输入信号传递至汽车安全部件的信号输入端，使得MCU工作异常而被复位时,相关的车身安全功能可以继续运行，不受影响。有效地解决了车身安全功能的实时性，准确性，可控性和持续性，不会因为MCU的复位重启而被忽略，使得车身控制更加安全可靠。

附图说明

图1是本实用新型汽车安全部件看门狗电路的结构示意图；

图2是所述看门狗的控制接管单元的电路结构示意图；

附图标记：D1-第一二极管、C1-第一电容、Q1-第一三极管、Q2-第二三极管、Q3-第三三极管、U1A-第一比较器、U2B-第二比较器、U3-驱动芯片、R2-第二电阻、R3-第三电阻、R4-第四电阻、R5-第五电阻、R6-第六电阻、R7-第七电阻、R8-第八电阻、R9-第九电阻、R10-第十电阻、R11-第十一电阻、V5-第一比较器的同相输入端、V4-第一比较器的反相输入端、V9-第二比较器同相输入端的输入电压、V8-第二比较器反相输入端的输入电压。

具体实施方式

如图1所示，本实用新型所述的一种汽车安全部件看门狗电路，包括被检测的MCU、检测MCU的看门狗和被控制的汽车安全部件。所述的看门狗与MCU电信号连接，看门狗监测MCU的喂狗信号，在失去喂狗信号后对MCU发送复位信号使MCU回复正常工作状态。所述的看门狗包括监测重启单元和控制接管单元。MCU串接在车身硬件信号输入端与汽车安全部件的控制信号输入端之间。特点的结构在于看门狗控制接管单元的信号输入端连接车身硬件信号输入端、信号输出端连接汽车安全部件的控制信号输入端。在失去喂狗信号时，车身安全功能自动激活，将车身硬件信号输入端的输入信号传递至汽车安全部件的控制信号输入端，确保车身安全部件的工作不受MCU复位的影响。

所述看门狗的监测重启单元为常规的MCU Reset电路设计，而控制接管单元的电路结构可以有多种实现方式，本实用新型具体公开一种电路结构以支持所述功能的实现，看门狗的控制接管单元电路结构如图2所示。通过稳压单元或其他外接的电压变换单元，得到控制接管单元的输入电压VCC。根据稳压单元等电源模块的元件选择，可以得到常用的工作电压5.6V、12V或其他指定电压，本实施例以输入电压VCC=5.6V为例。第一比较器的同相输入端分别经过第三电阻连接输入电压VCC、和经过第五电阻接地，调整第三电阻与第五电阻的比值使第一比较器同相输入端的输入电压V5控制在3.3V；例如将第三电阻取值为R3=47.5K欧姆、第五电阻取值为R5=120K欧姆。第一比较器的反相输入端分别经过第二电阻连接输入电压VCC、经过第一电容接地、和经过第四电阻连接第一三极管集电极再经过第一三极管射电极接地，所述的第一三极管基极为喂狗信号输入端连接MCU的喂狗信号输出端。调整第二电阻与第四电阻的比值使第一比较器反相输入端的输入电压V4不大于0.4V；例如将第二电阻取值为R2=200K欧姆、第四电阻取值为R4=47欧姆、第一电容取值为C1=1微发。第二电阻、第四电阻和第一电容组成对第一比较器反相输入端的充放电电路。

所述的输入电压VCC连接第二三极管射电极、第二三极管集电极连接第三三极管射电极、第三三极管集电极经过第十一电阻后接地形成回路。第二三极管基极连接第一比较器输出端、第三三极管基极连接第二比较器输出端。第二比较器反相输入端分别经过第九电阻连接输入电压VCC、经过第十电阻接地，调整第九电阻与第十电阻的比值使第二比较器反相输入端的输入电压V8控制在3.3V；例如将第九电阻取值为R9=33K欧姆、第十电阻取值为R10=47K欧姆。第二比较器同相输入端经过第七电阻后分别经过第六电阻连接第二三极管集电极、经过第八电阻接地和正接第一二极管后连接车身硬件信号输入端。所述第一二极管的负极为控制接管单元的信号输入端、第二三极管集电极为控制接管单元接管车身硬件信号的使能端；所述的第六电阻、第七电阻、第八电阻和第一二极管组成第二比较器对车身硬件信号输入端的负电检测电路。

所述第三三极管的集电极经由驱动芯片连接汽车安全部件的控制信号输入端；同时所述的驱动芯片设有过压/过流保护单元，所述的过压/过流保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端；所述的驱动芯片还设有静电保护单元，所述的静电保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端。所述的驱动芯片带有过压/过流及静电保护功能，使汽车安全部件控制更加安全。

本实用新型所述一种汽车安全部件看门狗电路的工作原理如下：在MCU正常工作状态下喂狗信号为脉冲信号，第一三极管基极收到脉冲信号后反复处于开闭状态。由于第三、第五电阻的比值远小于第二、第四电阻的比值，因此在MCU工作正常的状态下，第一比较器的反相输入端的输入电压V4维持在0V至0.4V之间，一直小于同相输入端电压V5，第一比较器的输出端一直输出5.6V；此时第二三极管处于截止状态。由于第二三极管截止，因此第三三极管同样处于截止状态，控制接管单元的信号输出端无输出，车身硬件信号输入端的输入信号由MCU负责处理至汽车安全部件的信号输入端。

在MCU工作状态异常时，看门狗失去喂狗信号，第一三极管截止。此时第一电容饱和后第一比较器的反相输入端电压V4会上升至5.6V高于同相输入端电压V5。第一比较器输出端对第二三极管基极输出0V，第二三极管导通，控制接管单元对车身硬件信号输入端的输入信号接管功能正式启动。当车身硬件信号输入端输入5V时，第二比较器同相输入端的电压V9=5.6V大于反相输入端电压V8。第二比较器输出端对第三三极管基极输出5.6V使第三三极管截止，看门狗的信号输出端无输出。当车身硬件信号输入端输入0V时，第二比较器同相输入端的电压V9=0.6V小于反相输入端电压V8。第二比较器输出端对第三三极管基极输出0V使第三三极管打开，控制接管单元的信号输出端对汽车安全部件的控制信号输入端输入5V。

在MCU工作状态异常时，控制接管单元的信号输入端与信号输出端完成逻辑传递，实现车身硬件信号输入端的输入信号传送至汽车安全部件输入端的接管功能。使与生命安全密切相关的汽车安全部件能实时得到驾驶者的准确控制，所述的汽车安全部件可以是汽车刹车灯、近光灯、远光灯、雨刮、喇叭、安全气囊等等。只要相关的安全功能硬件输入，相应的安全功能就会打开，进而可以大大减少因为MCU坏掉而引起的交通意外事故。例如MCU坏掉时，硬件开关打开前雨刮，可以避免下雨天视野模糊引起汽车相撞事故；硬件开关打开刹车灯，可以紧急刹车时照亮前方人物，避免车祸；硬件开关打开安全气囊，可以在撞车时紧急打开安全气囊，保证司机乘客安全等等。

对于本领域的技术人员来说，可根据以上描述的技术方案以及构思，做出其它各种相应的改变以及形变，而所有的这些改变以及形变都应该属于本实用新型权利要求的保护范围之内。且上述所有参数只指明本实用新型所述电路结构是可实施，并非对结构本身进行限定。

Claims (4)

1.一种汽车安全部件看门狗电路，包括MCU、看门狗和汽车安全部件；所述的看门狗包括用于监测和重启MCU的监测重启单元，所述的MCU串接在车身硬件信号输入端与汽车安全部件的控制信号输入端之间；MCU的喂狗信号输出端连接监测重启单元的喂狗信号输入端、MCU的复位信号输入端连接监测重启单元的复位信号输出端；其特征在于，所述的看门狗还包括控制接管单元；所述控制接管单元的信号输入端连接车身硬件信号输入端、控制接管单元的信号输出端连接汽车安全部件的控制信号输入端、控制接管单元的喂狗信号输入端连接MCU的喂狗信号输出端；所述的控制接管单元喂狗信号输入端失去喂狗信号后，控制接管单元将车身硬件信号输入端的输入信号传递至汽车安全部件的控制信号输入端。

2.根据权利要求1所述的汽车安全部件看门狗电路，其特征在于，所述的看门狗还包括第一比较器、第二比较器、第一三极管、第二三极管、第三三极管、第一二极管、第一电容、驱动芯片和第二至第十一电阻；所述的第一比较器同相输入端由串接的第三、第五电阻将输入电压分压后输入，反相输入端由串接的第二、第四电阻将输入电压分压后输入，其中第三、第五电阻的比值小于第二、第四电阻的比值；所述的第四电阻与地之间串接第一三极管，第一三极管基极连接MCU的喂狗信号输出端；所述的第二三极管射电极连接输入电压、集电极连接第三三极管射电极，第三三极管的集电极串接第十一电阻后接地；所述的第一比较器输出端连接MCU的复位信号输入端和第二三极管的基极；所述第二三极管集电极依次串接第六电阻和第八电阻后接地，第六电阻与第八电阻的连接点经过第七电阻后连接第二比较器的同相输入端、连接点正接第一二极管后连接车身硬件信号输入端；所述的第二比较器的反向输入端由串接的第九、第十电阻将输入电压分压后输入，第二比较器的输出端连接第三三极管的基极；第三三极管集电极通过驱动芯片连接汽车安全部件的控制信号输入端；所述的第一电容串接在第一比较器的反相输入端与地之间。

3.根据权利要求2所述的汽车安全部件看门狗电路，其特征在于，所述的驱动芯片设有过压/过流保护单元，所述的过压/过流保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端。

4.根据权利要求2所述的汽车安全部件看门狗电路，其特征在于，所述的驱动芯片设有静电保护单元，所述的静电保护单元前置于汽车安全部件的控制信号输入端。