CN218558709U - 高可靠的仪表功能安全预警电路及车载仪表 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供高可靠的仪表功能安全预警电路及车载仪表，应用于车载仪表中，所述电路至少包括主控单元、电源单元、显示单元、第一或门电路；所述第一或门电路设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端，所述第一输入端与所述主控单元连接；所述第二输入端与所述电源单元连接；所述第一输出端与所述显示单元连接，且控制所述显示单元的点亮或熄灭。其有益效果是：本申请的主控单元运行异常时仍能保证安全警示信息，满足更高的功能安全要求；同时，不需要系统双备份设计也能达到高可靠性，设计要求更低，成本更优。

Description

高可靠的仪表功能安全预警电路及车载仪表

技术领域

本实用新型涉及汽车电子技术领域，更具体地，涉及高可靠的仪表功能安全预警电路及车载仪表。

背景技术

汽车仪表盘是反映车辆各系统工作状况的装置。常见的有燃油指示灯、清洗液指示灯、电子油门指示灯、前后雾灯指示灯及报警灯。不同汽车的仪表不尽相同。但是一般汽车的常规仪表有车速里程表、转速表、机油压力表、水温表、燃油表、充电表等。

现代汽车仪表盘的面膜下制作了各式各样的指示灯或警报灯，例如冷却液液面警报灯、燃油量指示灯、清洗器液面指示灯、充电指示灯、远近光变光指示灯、变速器挡位指示灯、制动防抱死系统(ABS)指示灯、驱动力控制指示灯、安全气囊(SRS)警报灯等。

随着芯片技术的高速发展，负责仪表功能的处理器也集成度越来越高，越来越复杂，相对应的失效因素也会变多，通过增加系统双备份和处理器锁步核的方式则对系统成本无疑是一个比较大的挑战，因此目前在处理器失效时往往只能接受功能降级的处理策略。且仪表的安全警示信息在处理器失效时无法保证继续正常显示，同时，为提供系统鲁棒性，处理器双备份设计成本高。

实用新型内容

本实用新型为克服上述背景技术中仪表的安全警示信息在处理器失效时无法保证继续正常显示，同时为提供系统鲁棒性，处理器双备份设计成本高的缺陷，提供高可靠的仪表功能安全预警电路及车载仪表。

一种高可靠的仪表功能安全预警电路，应用于车载仪表中，所述电路至少包括主控单元、电源单元、显示单元、第一或门电路；

所述第一或门电路设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端，所述第一输入端与所述主控单元连接；所述第二输入端与所述电源单元连接；所述第一输出端与所述显示单元连接，且控制所述显示单元的点亮或熄灭。

可选地，显示单元至少包括开关电路、以及与所述开关电路连接的显示电路；所述使能输入端设置在所述开关电路上，且通过接收使能输入端的信号，控制显示电路。

可选地，所述开关电路包括第一三极管、第一电阻、第二电阻；

所述第一三极管的基极通过第一电阻、第二电阻连接，集电极与所述显示电路连接，发射极接地；所述第一电阻另一端为使能输入端与所述第一或门电路的输出端连接；所述第二电阻另一端接地。

可选地，所述显示电路包括第一发光二极管、第三电阻，

所述第一发光二极管一端通过第三电阻与第一输入电源连接，且所述第一发光二极管的另一端与所述第一三极管的集电极连接。

可选地，所述主控单元包括主控芯片，所述主控芯片设置有使能输出端，所述使能输出端与所述第一或门电路的第一输入端连接。

可选地，所述主控芯片还设置有检测端，所述检测端通过第四电阻与所述第一发光二极管连接。

可选地，所述电源单元包括差分稳压器，

所述差分稳压器设置有电源输入端、电源输出端、LDO使能端、看门狗输入端、开门狗端、电源故障端；

所述电源输入端与储能单元或供电单元连接，所述电源输出端与后级电路连接，所述LDO使能端与所述主控芯片的LDO输出端连接，所述看门狗输入端与所述主控芯片的看门狗输出端连接，所述开门狗端、电源故障端分别与所述第一或门电路的第二输入端连接。

可选地，所述电源单元还包括第二或门电路，

所述第二或门电路设置有第四输入端、第五输入端、第二输出端，所述第四输入端与所述开门狗端连接，所述第五输入端与电源故障端连接，所述第二输出端与所述第一或门电路的第二输入端连接；

所述第二输出端还与所述主控芯片的系统复位端连接。

可选地，所述第一或门电路还设置有第三输出端，所述第三输出端与所述屏幕故障状态端连接。

此外，本申请还提供了一种车载仪表，其特征在在于，所述车载仪表内置有主板，所述主板设置有上述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路。

与现有技术相比，其有益效果是：本申请的主控单元运行异常时仍能保证安全警示信息，满足更高的功能安全要求；同时，不需要系统双备份设计也能达到高可靠性，设计要求更低，成本更优。

附图说明

图1是本实用新型实施例的预警电路的示意图。

图2是本实用新型实施例的主控单元的电路图。

图3是本实用新型实施例的电源单元的电路图。

图4是本实用新型实施例的显示单元的电路图。

具体实施方式

附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。

本实用新型实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本实用新型的描述中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”“长”“短”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

随着芯片技术的高速发展，负责仪表功能的处理器也集成度越来越高，越来越复杂，相对应的失效因素也会变多，通过增加系统双备份和处理器锁步核的方式则对系统成本无疑是一个比较大的挑战，因此目前在处理器失效时往往只能接受功能降级的处理策略。且仪表的安全警示信息在处理器失效时无法保证继续正常显示，同时，为提供系统鲁棒性，处理器双备份设计成本高。

下面通过具体实施例，并结合附图，对本实用新型的技术方案作进一步的具体描述：

实施例1，

在一些实施例中，参见图1-4，本申请提供了一种高可靠的仪表功能安全预警电路，应用于车载仪表中，本电路至少包括主控单元、电源单元、显示单元、第一或门电路；第一或门电路设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端，第一输入端与主控单元连接；第二输入端与电源单元连接；第一输出端与显示单元连接，且控制显示单元的点亮或熄灭。在本实施例中，主控单元故障时通过第一或门电路的第一输入端向显示单元输出信号，控制显示单元电路点亮或熄灭；电源单元故障时通过第一或门电路的第二输入端向显示单元输出信号，控制显示单元电路点亮或熄灭。其中，主控单元、电源单元为“或”关系，通过第一或门电路向显示电路输出信号。本申请的主控单元运行异常时仍能保证安全警示信息，满足更高的功能安全要求；同时，不需要系统双备份设计也能达到高可靠性，设计要求更低，成本更优。

实施例2，

在一些实施例中，参见图4，显示单元至少包括开关电路、以及与开关电路连接的显示电路；使能输入端设置在开关电路上，且通过接收使能输入端的信号，控制显示电路。在本实施例中，本申请通过开关电路接收主控单元、电源单元的控制信号，控制显示电路的导通或断开。主控单元故障时通过第一或门电路的第一输入端向显示单元输出信号，控制显示单元电路点亮或熄灭；电源单元故障时通过第一或门电路的第二输入端向显示单元输出信号，控制显示单元电路点亮或熄灭。其中，主控单元、电源单元为“或”关系，通过第一或门电路向显示电路输出信号。本申请的主控单元运行异常时仍能保证安全警示信息，满足更高的功能安全要求；同时，不需要系统双备份设计也能达到高可靠性，设计要求更低，成本更优。

在本实施例的一种实施方式中，开关电路包括第一三极管Q1、第一电阻R1、第二电阻R2；第一三极管Q1的基极通过第一电阻R1、第二电阻R2连接，集电极与显示电路连接，发射极接地；第一电阻R1另一端为使能输入端与第一或门电路的输出端连接；第二电阻R2另一端接地。在本实施例中，第一电阻R1另一端为使能输入端，使能输入端为高电平时，通过第一电阻R1、第二电阻R2分压后，给到第一三极管Q1的基极，使第一三极管Q1导通，使显示电路点亮。当使能输入端为低电平时，第一三极管Q1关断，显示电路熄灭。

在本实施例的一种实施方式中，显示电路包括第一发光二极管D1、第三电阻R3，第一发光二极管D1一端通过第三电阻R3与第一输入电源连接，且第一发光二极管D1的另一端与第一三极管Q1的集电极连接。在本实施例中，本申请的第一发光二极管D1通过第一输入电源供电，有第一三极管Q1的与电源地导通或断开，使第一发光二极管D1的点亮或熄灭。第三电阻R3用于分压。第一输入电源为LED的供电电源，可通过电源单元的电压转换获得。

实施例3，

在一些实施例中，参见图2，主控单元包括主控芯片MCU，主控芯片MCU设置有使能输出端TT_LED_EN1，使能输出端TT_LED_EN1与第一或门电路的第一输入端连接。在本实施例中，本申请的主控芯片MCU可以是型号为Renesas RH850或NXP S32K或InfineonTraveoII等型号的芯片。主控芯片MCU设置有使能输出端TT_LED_EN1、检测端TT_DIAG_ADC1、LDO输出端LDO_ENABLE、看门狗输出端、系统复位端Reset MCU，且通过使能输出端TT_LED_EN1、检测端TT_DIAG_ADC1、LDO输出端LDO_ENABLE、看门狗输出端Watchdog_Out、系统复位端Reset MCU与电源单元、第一或门电路、显示单元连接。在本实施例中，如主控单元工作正常，当收到安全警示触发信号时，主控单元通过第一输入端正常控制对应的安全警示LED点亮。如主控单元工作异常，异常包括硬件、软件异常和电源供电异常等，外部电源和开门狗则输出异常状态开门狗信号和电源故障信号，经或门电路输出系统复位信号, 另外再与屏幕故障状态、使能输出端TT_LED_EN1组合，经或门电路再输出使能信号给到显示单元的开关电路。实现主控单元异常时仍能保证安全警示信息正常显示，从而达到更高的可靠性。

在上述实施例的一种实施方式中，主控芯片MCU还设置有检测端TT_DIAG_ADC1，检测端TT_DIAG_ADC1通过第四电阻R4与第一发光二极管D1连接。在本实施例中，本申请还通过检测端TT_DIAG_ADC1检索第一发光二极管D1是否导通。检测端TT_DIAG_ADC1通过第四电阻R4连接在第一发光二极管D1与第三电阻R3连接的一端，第四电阻R4用于分压。

实施例3，

在一些实施例中，参见图3，电源单元包括差分稳压器LDO，差分稳压器LDO设置有电源输入端LDO_VIN、电源输出端LDO_Vout、LDO使能端LDO_EN、看门狗输入端LDO_WD、开门狗端LDO_Reset、电源故障端LDO_PGOOD；电源输入端LDO_VIN与储能单元或供电单元连接，电源输出端LDO_Vout与后级电路连接，LDO使能端LDO_EN与主控芯片MCU的LDO输出端LDO_ENABLE连接，看门狗输入端LDO_WD与主控芯片MCU的看门狗输出端Watchdog_Out连接，开门狗端LDO_Reset、电源故障端LDO_PGOOD分别与第一或门电路的第二输入端连接。在本实施例中，本申请的差分稳压器LDO可以是型号为TPS7B6850的芯片。电源单元还包括第二或门电路，第二或门电路设置有第四输入端、第五输入端、第二输出端，第四输入端与开门狗端LDO_Reset连接，第五输入端与电源故障端LDO_PGOOD连接，第二输出端与第一或门电路的第二输入端连接；第二输出端还与主控芯片MCU的系统复位端Reset MCU连接。在本实施例中，如主控单元工作正常，当收到安全警示触发信号时，主控单元通过第一输入端正常控制对应的安全警示LED点亮。如主控单元工作异常，异常包括硬件、软件异常和电源供电异常等，外部电源和开门狗则输出异常状态开门狗信号和电源故障信号，经或门电路输出系统复位信号, 另外再与屏幕故障状态、使能输出端TT_LED_EN1组合，经或门电路再输出使能信号给到显示单元的开关电路。实现主控单元异常时仍能保证安全警示信息正常显示，从而达到更高的可靠性。

实施例4，

在一些实施例中，第一或门电路还设置有第三输出端，第三输出端与屏幕故障状态端TFT_Fault连接。在本实施例中，本申请还与屏幕故障状态端TFT_Fault连接，通过第三输出端获得信号，通过显示单元进行显示。

实施例5，

在一些实施例中，参见图1-4，本申请还提供了一种车载仪表，其特征在在于，车载仪表内置有主板，主板设置有上述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路。如主控单元工作正常，当收到安全警示触发信号时，主控单元通过第一输入端正常控制对应的安全警示LED点亮。如主控单元工作异常，异常包括硬件、软件异常和电源供电异常等，外部电源和开门狗则输出异常状态开门狗信号和电源故障信号，经或门电路输出系统复位信号, 另外再与屏幕故障状态、使能输出端TT_LED_EN1组合，经或门电路再输出使能信号给到显示单元的开关电路。实现主控单元异常时仍能保证安全警示信息正常显示，从而达到更高的可靠性。本申请的主控单元运行异常时仍能保证安全警示信息，满足更高的功能安全要求；同时，不需要系统双备份设计也能达到高可靠性，设计要求更低，成本更优。

显然，本实用新型的上述实施例仅仅是为清楚地说明本实用新型所作的举例，而并非是对本实用新型的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本实用新型的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本实用新型权利要求的保护范围之内。

Claims (9)

1.一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，应用于车载仪表中，所述电路至少包括主控单元、电源单元、显示单元、第一或门电路；

所述第一或门电路设置有第一输入端、第二输入端、第一输出端，所述第一输入端与所述主控单元连接；所述第二输入端与所述电源单元连接；所述第一输出端与所述显示单元连接，且控制所述显示单元的点亮或熄灭。

2.根据权利要求1所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述显示单元至少包括开关电路、以及与所述开关电路连接的显示电路；所述开关电路上设置有使能输入端，且通过接收使能输入端的信号，控制显示电路。

3.根据权利要求2所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述开关电路包括第一三极管、第一电阻、第二电阻；

所述第一三极管的基极通过第一电阻、第二电阻连接，集电极与所述显示电路连接，发射极接地；所述第一电阻另一端为使能输入端与所述第一或门电路的输出端连接；所述第二电阻另一端接地。

4.根据权利要求3所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述显示电路包括第一发光二极管、第三电阻，

所述第一发光二极管一端通过第三电阻与第一输入电源连接，且所述第一发光二极管的另一端与所述第一三极管的集电极连接。

5.根据权利要求4所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述主控单元包括主控芯片，所述主控芯片设置有使能输出端，所述使能输出端与所述第一或门电路的第一输入端连接。

6.根据权利要求5所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述主控芯片还设置有检测端，所述检测端通过第四电阻与所述第一发光二极管连接。

7.根据权利要求5所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述电源单元包括差分稳压器，

所述差分稳压器设置有电源输入端、电源输出端、LDO使能端、看门狗输入端、开门狗端、电源故障端；

所述电源输入端与储能单元或供电单元连接，所述电源输出端与后级电路连接，所述LDO使能端与所述主控芯片的LDO输出端连接，所述看门狗输入端与所述主控芯片的看门狗输出端连接，所述开门狗端、电源故障端分别与所述第一或门电路的第二输入端连接。

8.根据权利要求7所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路，其特征在于，所述电源单元还包括第二或门电路，

所述第二或门电路设置有第四输入端、第五输入端、第二输出端，所述第四输入端与所述开门狗端连接，所述第五输入端与电源故障端连接，所述第二输出端与所述第一或门电路的第二输入端连接；

所述第二输出端还与所述主控芯片的系统复位端连接。

9.一种车载仪表，其特征在于，所述车载仪表内置有主板，所述主板设置有权利要求1-8任一项所述的一种高可靠的仪表功能安全预警电路。

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