本發(fā)明涉及一種驅(qū)動模塊，該驅(qū)動模塊與機動車輛的設(shè)備相關(guān)且配置為用于與車身控制器模塊交換信號，以向車身控制器模塊提供關(guān)于相關(guān)設(shè)備的狀況的信息。本發(fā)明特別地涉及在驅(qū)動模塊中使用的控制電路，其用于調(diào)適由微控制器發(fā)出的信號，以被車身控制器模塊檢測。

背景技術(shù)：

已知使用包括主晶體管的控制電路，所述主晶體管調(diào)適由驅(qū)動模塊的微控制器發(fā)出的信號，以被車身控制器檢測。主晶體管通常使其集電極連接至車身控制器模塊的中斷(outage)端口，其基極直接地或經(jīng)由諸如另一晶體管的其他部件連接至微控制器。此外，在控制電路的高壓側(cè)配置中，主晶體管的射極連接至電壓供應(yīng)部。

但是，通過這樣的控制電路，在車身控制器的中斷端口處的短路導(dǎo)致主晶體管的集電極至接地端的聯(lián)接時，則較高電壓供應(yīng)至主晶體管，使得主晶體管需要耗散較大功率。由此，必需使用超大尺寸的晶體管來耐受這樣的高電壓，且其實現(xiàn)功率耗散而不導(dǎo)致由于溫度升高造成的晶體管故障。但是，這樣的超大尺寸的晶體管顯著增加了控制電路的成本。

因此，本發(fā)明的主要目標(biāo)是提供一種廉價的控制電路，所述控制電路包括在車身控制器模塊的中斷端口處的短路導(dǎo)致供應(yīng)至主晶體管的高電壓時所述主晶體管的保護裝置。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明因此涉及一種與機動車輛的設(shè)備相關(guān)的驅(qū)動模塊，所述驅(qū)動模塊連接至機動車輛的車身控制器模塊，且配置為用于經(jīng)由激活端口接收來自車身控制器模塊的激活信號和用于將中斷信號傳輸至中斷端口，所述中斷信號響應(yīng)于被接收的激活信號而指示相關(guān)設(shè)備的狀況，其中，所述驅(qū)動模塊包括：

-微控制器，配置用于檢測相關(guān)設(shè)備的操作狀況和用于根據(jù)檢測到的操 作狀況來發(fā)出命令信號，

-控制電路，配置用于將由微控制器發(fā)出的命令信號轉(zhuǎn)換為適于車身控制器模塊的中斷信號，其中，所述控制電路包括主晶體管，所述主晶體管聯(lián)接至中斷端口且配置用于根據(jù)其狀態(tài)而改變所述中斷信號的值，

且其中，控制電路還包括保護電路，該保護電路配置用于在中斷端口處短路時，則將所述主晶體管設(shè)定為阻斷狀態(tài)。

使用配置為在中斷端口處出現(xiàn)短路時則將主晶體管設(shè)定為阻斷狀態(tài)的保護電路使得能夠避免使用超大尺寸的主晶體管，所述超大尺寸的主晶體管可耐受由于短路而供應(yīng)至主晶體管的高電壓。實際上，如果電壓太高且主晶體管仍為導(dǎo)通狀態(tài)，則主晶體管需要耗散大功率，其可導(dǎo)致所述主晶體管的損壞，以及可能導(dǎo)致連接至主晶體管的其他部件的損壞。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述主晶體管是PNP晶體管，其集電極聯(lián)接至中斷端口，其射極連接至激活端口，所述激活端口配置為連接至電壓供應(yīng)部，且其中，所述中斷端口處的短路是指所述中斷端口至接地端的聯(lián)接。

這樣的配置是指高壓側(cè)控制電路的配置。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述驅(qū)動模塊包括第二晶體管，其基極連接至所述微控制器，其射極連接至接地端，且其集電極聯(lián)接至主晶體管的基極。

根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，第二晶體管的基極經(jīng)由第一電阻器連接至微控制器，且經(jīng)由第二電阻器連接至接地端，其射極經(jīng)由第三電阻器連接至接地端，所述主晶體管的射極經(jīng)由第四電阻器連接至激活端口。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述保護電路配置為用于通過第三晶體管檢測在中斷端口處低于預(yù)定閾值的電壓，且配置用于通過第四晶體管將所述第二晶體管且因此將主晶體管設(shè)定為阻斷狀態(tài)。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，第三晶體管的基極聯(lián)接至電橋分壓器的中點，所述分壓器包括在中斷端口和接地端之間串聯(lián)聯(lián)接的第五和第六電阻器，其射極聯(lián)接至接地端，且其集電極經(jīng)由第七電阻器連接至所述微控制器，經(jīng)由電容器連接至接地端以及連接至第四晶體管的基極，所述第四晶體管的射極聯(lián)接至接地端且其集電極聯(lián)接至第二晶體管的基極。

根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，所述控制電路包括自適應(yīng)電路，所述自適應(yīng)電路聯(lián)接至所述微控制器且配置用于調(diào)適由微控制器供應(yīng)的電壓。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述自適應(yīng)電路包括PNP晶體管，所述PNP 晶體管的集電極經(jīng)由第一電阻器連接至第二晶體管的基極，其射極聯(lián)接至第二電壓供應(yīng)部，且其基極經(jīng)由第八電阻器連接至所述微控制器且經(jīng)由第九電阻器連接至第二電壓供應(yīng)部。

根據(jù)本發(fā)明的另外的方面，所述晶體管是絕緣柵雙極晶體管“IGBT”。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，除主晶體管之外的晶體管是NPN晶體管。

根據(jù)本發(fā)明的另一方面，所述驅(qū)動模塊是與機動車輛的發(fā)光設(shè)備相關(guān)的發(fā)光驅(qū)動模塊。

本發(fā)明還涉及一種控制單元，包括根據(jù)前述權(quán)利要求中任一項所述的驅(qū)動模塊和車身控制器模塊，所述驅(qū)動模塊連接至所述車身控制器模塊，其中，所述車身控制器模塊包括激活元件和中斷端口，所述激活元件配置用于將由電壓供應(yīng)部供應(yīng)的激活信號傳輸至驅(qū)動模塊，所述中斷端口用于接收來自所述驅(qū)動模塊的中斷信號，且其中，所述中斷端口通過下拉電阻器聯(lián)接至接地端。

附圖說明

本發(fā)明的其他特征和由于將從以下描述更清楚地顯現(xiàn)。所述描述基于附圖而實現(xiàn)，所述附圖以非限制性方式表示了可行實施例。

在這些圖中：

圖1是控制單元的視圖，所述控制單元包括與機動車輛的設(shè)備相關(guān)的驅(qū)動模塊和車身控制器模塊；

圖2是根據(jù)本發(fā)明的第一實施例的控制電路的視圖；

圖3是根據(jù)本發(fā)明的第二實施例的控制電路的視圖。

在這些圖中，相同的附圖標(biāo)記指向具有相同功能的元件。

具體實施方式

術(shù)語“LED”是指發(fā)光二級管的簡稱。

術(shù)語“NPN”和“PNP”是指二極管的類型，尤其是在晶體管中使用的結(jié)的類型。NPN晶體管包括具有共用P層的兩個P-N結(jié)，PNP晶體管包括具有共用N層的兩個P-N結(jié)。N層是指具有過剩電子的層，而P層是指具有過?？昭ǖ膶?。

術(shù)語“IGBT”是指絕緣柵雙極型晶體管的簡稱。

術(shù)語“連接至”用于限定兩個電子元件之間的鏈接，且也指直接聯(lián)接或指經(jīng)由其它元件進行的連接，例如，經(jīng)由電阻器，而術(shù)語“聯(lián)接至”是指直接聯(lián)接(例如經(jīng)由電線)，而沒有中間元件。

以下實施例僅是例子。盡管該描述涉及一個或多個實施例，但其不必意味著每一個參考標(biāo)記涉及相同實施例，或特征僅用于單個實施例。不同實施例的單一特征可還被組合，以提供其他實現(xiàn)方式。

圖1示出機動車輛的控制單元1的視圖，所述控制單元1包括機動車輛設(shè)備的控制模塊3和驅(qū)動模塊5。所述設(shè)備是指發(fā)光設(shè)備，在本發(fā)明的情形下包括LED，但驅(qū)動模塊5可還適用于機動車輛的其他設(shè)備。車身控制器模塊3和驅(qū)動模塊5包括用于彼此通信的通信器件。車身控制器模塊3配置為當(dāng)車輛開動時激活驅(qū)動模塊5，而驅(qū)動模塊5配置為用于檢測設(shè)備的故障，和用于根據(jù)設(shè)備的工作或操作狀況而朝向車身控制器模塊3發(fā)送中斷信號。車身控制器模塊3配置為用于基于從驅(qū)動模塊5接收的中斷信號來檢測設(shè)備的故障。

車身控制器模塊3可，例如，通過一個或多個電線7鏈接至驅(qū)動模塊5。

車身控制器模塊3包括激活端口P1，所述激活端口P1經(jīng)由激活元件11鏈接至電壓供應(yīng)部9，該電壓供應(yīng)部9對應(yīng)于機動車輛的電池，該激活元件11例如對應(yīng)于激活開關(guān)。激活開關(guān)11配置為在車輛點火時閉合，使得對應(yīng)于電壓供應(yīng)部9的電壓的激活信號被傳輸至驅(qū)動模塊5，用于激活所述驅(qū)動模塊5。

車身控制器模塊3還包括中斷端口P2，所述中斷端口P2經(jīng)由下拉電阻器14連接至接地端16且連接至車身控制器模塊3的處理單元15，所述車身控制器模塊3配置為用于處理由驅(qū)動模塊5發(fā)送的中斷信號。車身控制器模塊3還包括聯(lián)接至接地端16的接地端口P3。

驅(qū)動模塊5包括激活端口P1'，該激活端口P1'意圖聯(lián)接至車身控制器模塊3的激活端口P1。

激活端口P1'連接至電源17，例如經(jīng)由二極管19連接至低壓差調(diào)節(jié)器。驅(qū)動模塊5還包括微控制器21，該微控制器21配置為檢測與驅(qū)動模塊5相關(guān)的設(shè)備的故障，該設(shè)備在本發(fā)明的情況下為LED，且用于當(dāng)檢測到LED故障時發(fā)出命令信號。

微控制器21由電源17供電，且聯(lián)接至控制電路23，所述控制電路23 配置為用于接收由微控制器21發(fā)送的命令信號，且用于將所述命令信號轉(zhuǎn)換為適于車身控制器模塊3的中斷信號。中斷信號被傳輸至驅(qū)動單元5的中斷端口P2'，該中斷端口P2'專用于聯(lián)接至車身控制器模塊3的中斷端口P2。微控制器21和控制電路23還聯(lián)接至接地端口P3'，所述接地端口P3'意圖聯(lián)接至車身控制器模塊3的接地端口P3。控制電路23還連接至激活端口P1'，例如經(jīng)由二極管19連接。

因此，當(dāng)車輛起動時，激活開關(guān)11閉合，且對應(yīng)于電池電壓的激活信號，例如13V信號從車身控制器模塊3傳輸至驅(qū)動模塊5。響應(yīng)于該激活信號，中斷信號被驅(qū)動模塊5發(fā)送回車身控制器模塊3，用于指示與驅(qū)動模塊5相關(guān)的設(shè)備正確地操作。

控制電路23的目的因此是確保車身控制器模塊3接收的中斷信號適用且可被檢測到，使得車身控制器模塊3可評估驅(qū)動模塊5本身和/或與驅(qū)動模塊5相關(guān)的設(shè)備的狀態(tài)，以檢測操作狀況且尤其是故障或不操作。因此控制電路23需要是可靠的，且需要對短路的抵抗，所述短路尤其可能發(fā)生在中斷端口P2或P2'處，例如下拉電阻器14的短路，且會導(dǎo)致中斷端口P2'至接地端的聯(lián)接。

圖2示出根據(jù)本發(fā)明的控制電路23的電氣圖?？刂齐娐?3包括輸入端25，所述輸入端25聯(lián)接至微控制器21，用于接收命令信號?？刂齐娐?3還包括第一晶體管Q1，也稱為主晶體管，該第一晶體管是NPN晶體管，以及包括第二晶體管Q2，該第二晶體管Q2是NPN晶體管。第一晶體管Q1的基極聯(lián)接至第二晶體管Q2的集電極。第一晶體管Q1的射極經(jīng)由第四電阻器R4以及可以經(jīng)由如圖1中所示的二極管19連接至激活端口P1'，使得當(dāng)激活開關(guān)11閉合時，第一晶體管Q1的射極由電壓供應(yīng)部9供電。第一晶體管Q1的集電極聯(lián)接至中斷端口P2'。中斷端口P2'連接至車身控制器3的中斷端口P2，且因此連接至被配置用于處理由控制電路23發(fā)送的中斷信號的處理單元15且經(jīng)由下拉電阻器14連接至接地端16。第二晶體管Q2的基極經(jīng)由第一電阻器R1連接至輸入端25，且經(jīng)由第二電阻器R2連接至接地端16。第二晶體管Q2的射極經(jīng)由第三晶體管R3連接至接地端。

微控制器21配置為在發(fā)光設(shè)備的正確工作狀態(tài)則發(fā)出高電壓信號，以及在發(fā)光設(shè)備中檢測到故障(例如LED的故障)時則發(fā)出低電壓信號。此外，在電源故障時或在微控制器21的初始化期間，傳輸至控制電路23的輸 入端25的命令信號對應(yīng)于高阻抗信號。

低電壓是指足夠低以致于將第二晶體管Q2設(shè)定為阻斷狀態(tài)的電壓，而高電壓是指足夠高以致于將第二晶體管Q2設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)的電壓。因此，如果第二晶體管Q2處于阻斷狀態(tài)，則第一晶體管Q1也處于阻斷狀態(tài)，且被傳輸至處理單元15的中斷信號對應(yīng)于低電壓信號，例如低于1V，如果第二晶體管Q2處于導(dǎo)通狀態(tài)，則第一晶體管Q1也處于導(dǎo)通狀態(tài)，且被傳輸至處理單元15的中斷信號是由電壓供應(yīng)部9經(jīng)由第一晶體管Q1提供的高電壓信號。

控制單元23因此使得能夠，如果驅(qū)動模塊5是可操作的且正常運行，則傳輸對應(yīng)于高電壓信號的中斷信號(晶體管Q1處于導(dǎo)通狀態(tài))，以及對于驅(qū)動模塊5以及相關(guān)設(shè)備的任何故障(LED故障、電源斷電...)，則傳輸對應(yīng)于低電壓的中斷信號(晶體管Q1處于阻斷狀態(tài))，所述故障被微控制器21檢測到或?qū)е聦?yīng)于高阻抗信號的命令信號。

此外，控制電路23還包括保護電路27，該保護電路27配置用于在低于預(yù)定閾值的電壓被供應(yīng)至第一晶體管Q1的集電極時(例如由于在中斷端口P2'處的短路)，則將第一晶體管Q1設(shè)定為阻斷狀態(tài)。這樣的短路，諸如下拉電阻器14的短路，會使第一晶體管Q1的集電極聯(lián)接至接地端16。

保護電路27包括第三晶體管Q3，其是NPN晶體管。第三晶體管Q3的基極聯(lián)接至分壓器29的中點。分壓器29由在中斷端口P2'和接地端16之間串聯(lián)聯(lián)接的第五電阻器R5和第六電阻器R6制成。中點是指電阻器R5和R6之間的連結(jié)部。第三晶體管Q3的射極聯(lián)接至接地端16。第三晶體管Q3的集電極經(jīng)由第七電阻器R7連接至輸入端25，經(jīng)由電容器C連接至接地端16，且連接至為NPN晶體管的第四晶體管Q4。第四晶體管Q4的集電極聯(lián)接至第二晶體管Q2的基極，第四晶體管Q4的射極聯(lián)接至接地端16。

因此，一旦低于預(yù)定閾值的電壓供應(yīng)至中斷端口P2'，例如，由于電阻器14的短路，則低電壓被供應(yīng)至第三晶體管Q3的基極，其變成阻斷狀態(tài)。如果，同時，微控制器21正在發(fā)送高電壓信號至第四晶體管Q4的基極(以及至第二晶體管Q2的基極)，則第四晶體管Q4設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)，使得第二晶體管Q2的基極聯(lián)接至接地端(經(jīng)由第四晶體管Q4)。

由此，第二晶體管Q2仍為阻斷狀態(tài)，而不論由微控制器21發(fā)送的高電壓如何，且第一晶體管Q1也仍為阻斷狀態(tài)。

因此，保護電路27實現(xiàn)將第一晶體管Q`設(shè)定為阻斷狀態(tài)，而不管在中斷端口P2'處供應(yīng)異常低電壓時(例如由于短路)由微控制器21發(fā)送的信號如何。

電壓的預(yù)定閾值取決于分壓器29的電阻器R5、R6的值以及將第三晶體管Q3設(shè)定為導(dǎo)通狀態(tài)的電壓閾值，所述閾值例如設(shè)定為略微高于0V。

這樣的將第一晶體管Q1設(shè)定為阻斷狀態(tài)使得能夠在中斷端口P2'處短路時保護第一晶體管Q1本身以及控制電路23的其他部件。由此，通過這樣的保護電路27，第一晶體管Q1不需要超大尺寸以耐受在其射極與其集電極之間供應(yīng)的高電壓，例如由于電阻器14的短路造成的。

此外，由于微控制器21發(fā)出的命令信號的功率可能不適于將控制電路23的第二晶體管Q2和第四晶體管Q4設(shè)定為阻斷狀態(tài)和導(dǎo)通狀態(tài)，或在其中微控制器21可僅發(fā)出低電壓信號和高阻抗信號的情況下，控制電路23可還包括如圖3中所示的自適應(yīng)電路31，該自適應(yīng)電路配置為用于使微控制器21發(fā)送的命令信號的電壓適于用于將晶體管Q2和Q4的阻斷狀態(tài)轉(zhuǎn)變?yōu)閷?dǎo)通狀態(tài)的閾值。

自適應(yīng)電路31位于輸入端25和第一電阻器R1之間，且包括第五晶體管Q5，所述第五晶體管為PNP晶體管。第五晶體管Q5的基極經(jīng)由第八電阻器R8連接至輸入端25，且經(jīng)由第九電阻器R9連接至第二電壓供應(yīng)部33。第二電壓供應(yīng)部33例如是供應(yīng)5V或3.3V電壓的、機動車輛的電壓供應(yīng)部，例如低壓差調(diào)節(jié)器17。第五晶體管Q5的射極聯(lián)接至第二電壓供應(yīng)部33，且第五晶體管Q5的集電極經(jīng)由第二電阻器R2連接至第二晶體管Q2的基極。因此，微控制器21的命令信號使得能夠?qū)⒌谖寰w管Q5設(shè)定為阻斷狀態(tài)或?qū)顟B(tài)，使得自適應(yīng)電路31提供的電壓和電流能夠?qū)⒌诙w管Q2和第四晶體管Q4設(shè)定為阻斷狀態(tài)或?qū)顟B(tài)。

因此，本發(fā)明通過使用將機動車輛的設(shè)備的驅(qū)動模塊5的主晶體管Q1設(shè)定為阻斷狀態(tài)的保護電路27，實現(xiàn)在驅(qū)動模塊5的中斷端口P2'處發(fā)生短路時則保護控制電路23的部件，而無需使用如控制電路23中的主晶體管Q1的超大尺寸晶體管。保護電路27的部件能夠在印刷電路板中容易地實施，且它們的成本相對于超大尺寸晶體管保持較低。