專利名稱：一種控制電路的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種控制電路，尤其涉及一種用于機動車輛的車身控制系統(tǒng)中的控制電路。
背景技術(shù)：
當(dāng)前，人們對機動車輛的司乘人員的安全需求日趨強烈。為此，越來越多的電子電器件應(yīng)用于機動車輛內(nèi)，為機動車輛提供越來越多功能的同時，也在客觀上導(dǎo)致機動車輛性能的復(fù)雜和不穩(wěn)定性。如圖1所示，在汽車領(lǐng)域，最初的汽車負(fù)載控制系統(tǒng)包括信號輸入接口電路、微處理器、驅(qū)動器和電源轉(zhuǎn)換器。然而，這種系統(tǒng)的缺陷之一是系統(tǒng)的不穩(wěn)定性，即當(dāng)微處理器出現(xiàn)故障無法正常運行時，車燈、雨刷乃至于車鎖等負(fù)載便無法正常工作，如此不僅增加了司乘人員的不便，而且在特定情況下可能對司乘人員的安全構(gòu)成巨大隱患。如圖2所示，為增加系統(tǒng)的安全冗余，實現(xiàn)在微處理器無法正常運行時汽車負(fù)載仍能正常工作，現(xiàn)有技術(shù)中普遍使用雙處理器(MCU)方案，即在原有輸入接口電路和主處理器之間的電路上設(shè)置一安全冗余備份控制電路(及跛行回家電路)的輸入信號接入點， 在原有主處理器與驅(qū)動器之間的電路上設(shè)置一安全冗余備份控制電路的控制信號輸出點， 在上述輸入信號接入點和控制信號輸出點之間并聯(lián)該安全冗余備份控制電路，并在該安全冗余備份控制電路中設(shè)置一安全備份微處理器。當(dāng)主處理器在正常工作狀態(tài)下對車身進(jìn)行正?？刂茣r，該安全備份微處理器處于休眠狀態(tài)。而當(dāng)該主處理器出現(xiàn)故障無法正常運行時，該安全備份微處理器(safety MCU)通過其與主處理器之間的通信總線接收到主處理器的故障信號，基于此結(jié)束其休眠狀態(tài)并接管對涉及人身安全的部件的控制。然而，雙處理器的方案雖然可以增加系統(tǒng)安全性，但同時也增加了系統(tǒng)成本和開發(fā)的難度，同時并聯(lián)的安全冗余備份控制電路也對正常工作狀態(tài)下的主處理器電路產(chǎn)生無益干擾。本發(fā)明公開了通過利用運算放大電路、定時器、二極管、三極管等簡單分立元件來完成車身控制系統(tǒng)主處理器失效后的相關(guān)處理控制功能，其相關(guān)實現(xiàn)電路設(shè)計簡單，成本低廉，可靠性高，響應(yīng)輸入指令快速等優(yōu)點。
發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明旨在克服現(xiàn)有技術(shù)的缺點，提供創(chuàng)新的安全冗余備份控制電路。根據(jù)本發(fā)明，一種控制電路，包括由控制信號輸入接口電路、主處理器、驅(qū)動器和電源組成的主處理器控制電路，該控制電路還包括與所述主處理器控制電路并聯(lián)的安全冗余備份控制電路，其特征在于，所述安全冗余備份控制電路包括主處理器失效告警電路、安全冗余電源控制電路、輸入安全冗余電路和輸出安全冗余電路。優(yōu)選地，本發(fā)明中的輸入安全冗余電路包括運算放大器。優(yōu)選地，本發(fā)明中的安全冗余電源控制電路包括PNP型三級管和NPN型三極管的組合。CN 202275283 U
說明書
2/3頁 優(yōu)選地，本發(fā)明中的主處理器失效告警電路包括復(fù)位定時器和定時電路。優(yōu)選地，本發(fā)明中的主處理器包括定時PIN腳輸出，該定時PIN腳輸出與所述復(fù)位定時器連接，所述復(fù)位定時器通過定時電路與安全冗余電源控制電路連接。優(yōu)選地，本發(fā)明中的輸出安全冗余電路包括二極管。優(yōu)選地，本發(fā)明中在所述輸出安全冗余電路和所述主處理器控制電路的連接點處與所述主處理器之間的電路上設(shè)置有二極管。優(yōu)選地，本發(fā)明中的控制電路用于機動車輛的車身控制系統(tǒng)中。優(yōu)選地，本發(fā)明中的控制信號包括近光燈控制信號、遠(yuǎn)光燈控制信號、駐車燈控制信號、剎車燈控制信號、雨刷控制信號和/或門鎖控制信號。本發(fā)明公開的控制電路通過利用運算放大電路、定時器、二極管、三極管等簡單分立元件來完成車身控制系統(tǒng)主處理器失效后的相關(guān)處理控制功能，與已有控制電路相比， 其相關(guān)實現(xiàn)電路設(shè)計簡單，并具有成本低廉、可靠性高、響應(yīng)輸入指令快速等優(yōu)點。

在下文中，參照附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的實施方式。以下所示圖1是傳統(tǒng)的不包含安全冗余備份控制電路的一種控制電路實施方式示意圖，圖2是現(xiàn)有技術(shù)中采用雙處理器方案的包含安全冗余備份控制電路的一種控制電路實施方式示意圖，圖3是本發(fā)明中采用簡單分立元件實現(xiàn)安全冗余備份控制電路的一種控制電路實施方式示意圖，
具體實施方式
下面對照附圖3闡述本發(fā)明所述的控制電路的具體實施方式
。如附圖3所示，在主處理器正常工作的情況下，近光燈、雨刷、剎車燈等負(fù)載控制信號(實際系統(tǒng)中可不限于這三個信號)通過輸入接口電路傳遞至主處理器，主處理器據(jù)此向近光燈驅(qū)動器、雨刷驅(qū)動器和剎車燈驅(qū)動器發(fā)出控制指令，驅(qū)動近光燈、雨刷和剎車燈等汽車負(fù)載元器件正常工作。如附圖3所示，與附圖2中所示的現(xiàn)有技術(shù)中的雙處理器安全冗余備份控制電路不同，在主處理器發(fā)生故障后，本發(fā)明采用一個安全冗余備份控制電路，其并聯(lián)在該安全冗余控制電路在主處理器電路上的輸入信號接入點和控制信號輸出點之間，其并不采用安全備份微處理器，而是在該安全冗余備份控制電路的每一條輸入安全冗余電路(即該安全冗余備份控制電路的控制信號輸入一側(cè)的電路)中并聯(lián)有一個運算放大器。本發(fā)明中的創(chuàng)新的主處理器失效告警電路由復(fù)位定時器和定時電路組成，用于監(jiān)控主處理器的工作狀態(tài)。 主處理器包括定時PIN腳輸出，該定時PIN腳輸出與所述復(fù)位定時器連接(附圖3中未示出)，當(dāng)主處理器正常工作時，其定期執(zhí)行一個觸發(fā)程序，使復(fù)位定時器不能溢出，從而定時電路處于斷開狀態(tài)，因此由電源轉(zhuǎn)換器、定時電路、三極管和運算放大器組成的安全冗余電源控制電路處于斷開狀態(tài)(可見復(fù)位定時器是通過定時電路與安全冗余電源控制電路連接)。當(dāng)主處理器出現(xiàn)故障不再正常運行時，該觸發(fā)程序不再被定期執(zhí)行，該復(fù)位定時器溢出，接通定時電路，從而該安全冗余電源控制電路接通，由兩個NPN型和PNP型三極管組成
4的互補三極管組合接通該運算放大器的電源，運算放大器導(dǎo)通并將輸入控制信號的功率放大，至此安全冗余備份控制電路完全導(dǎo)通，取代主處理器電路將輸入控制信號向驅(qū)動器傳遞。由附圖3可見，在安全冗余備份控制電路的每一條輸出安全冗余電路(即該安全冗余備份控制電路將輸入控制信號向驅(qū)動器輸出的一側(cè))都串接有一個二極管，其作用是當(dāng)主處理器電路正常工作時，電流無法逆向流入安全冗余備份控制電路，保證該備份控制電路不會對主處理器電路的正常工作產(chǎn)生干擾。而當(dāng)該安全冗余備份控制電路導(dǎo)通后，輸入控制信號可以順利通過該輸出安全冗余電路到達(dá)驅(qū)動器。同理，在主處理器電路中，所述輸出安全冗余電路和所述主處理器控制電路的連接點處與所述主處理器之間的電路上也串接有二極管，其作用是當(dāng)主處理器正常工作時，主處理器發(fā)出的輸出控制信號能夠正常流向驅(qū)動器，而當(dāng)主處理器出現(xiàn)故障而安全冗余備份控制電路啟動后，流經(jīng)上述輸出安全冗余電路的輸出控制信號不會逆向流向主處理器，保證不再正常工作的主處理器電路同樣也不會對該安全冗余備份控制電路產(chǎn)生干擾。很容易理解，如果僅采用現(xiàn)有技術(shù)中的簡單并聯(lián)的安全冗余電路，該安全冗余電路會干擾主處理器電路的受軟件控制的正常輸出，即安全冗余電路在主處理器電路正常工作的時候?qū)嶋H是反而起到了事倍功半的效果。而針對上述問題，本發(fā)明創(chuàng)新的引入了主處理器失效告警電路和安全冗余電源控制電路等來消除因并聯(lián)帶來的負(fù)面效果。即在主處理器電路正常工作的情況下，上述輸入安全冗余電路中的運算放大器未開啟，導(dǎo)致該輸入安全冗余電路處于斷開狀態(tài)，進(jìn)而使整個安全冗余備份控制電路處于斷開狀態(tài)，完全不會干擾到主處理器電路的正常工作。另外，在每一條輸入安全冗余電路中使用運算放大器，不僅增大了電路的輸入阻抗，同時也增強了電路的驅(qū)動能力。每一路運算放大電路的電源是受控的，原因是此處創(chuàng)新的使用了 PNP型和NPN型的三極管簡單組合來控制運算放大器的電源，從而達(dá)到有效控制安全冗余備份控制電路的目的。針對本發(fā)明的各種實施例的上述描述僅僅為了描述的目的而提供。其并非窮舉， 也不將本發(fā)明限制于單個或若干公開的實施例。實際上，本發(fā)明的多個替代和變型對于已經(jīng)參考了本發(fā)明的本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說將是顯而易見的，或者較易于開發(fā)。本專利說明書將覆蓋在此公開的本發(fā)明的替代和修改以及落入上述發(fā)明的精神和范圍之內(nèi)的其它實施例。
權(quán)利要求1.一種控制電路，包括由控制信號輸入接口電路、主處理器、驅(qū)動器和電源組成的主處理器電路，該控制電路還包括與所述主處理器電路并聯(lián)的安全冗余備份控制電路，其特征在于，所述安全冗余備份控制電路包括主處理器失效告警電路、安全冗余電源控制電路、輸入安全冗余電路和輸出安全冗余電路。
2.如權(quán)利要求1所述的控制電路，其特征在于，所述輸入安全冗余電路包括運算放大ο
3.如權(quán)利要求2所述的控制電路，其特征在于，所述安全冗余電源控制電路包括PNP型三級管和NPN型三極管的組合。
4.如權(quán)利要求3所述的控制電路，其特征在于，所述主處理器失效告警電路包括復(fù)位定時器和定時電路。
5.如權(quán)利要求4所述的控制電路，其特征在于，所述主處理器包括定時PIN腳輸出，該定時PIN腳輸出與所述復(fù)位定時器連接，所述復(fù)位定時器通過定時電路與所述安全冗余電源控制電路連接。
6.如權(quán)利要求5所述的控制電路，其特征在于，所述輸出安全冗余電路包括二極管。
7.如權(quán)利要求6所述的控制電路，其特征在于，在所述輸出安全冗余電路和所述主處理器控制電路的連接點處與所述主處理器之間的電路上設(shè)置有二極管。
8.如權(quán)利要求1-7中的任一項所述的控制電路，其特征在于，所述控制電路用于機動車輛的車身控制系統(tǒng)中。
9.如權(quán)利要求8所述的控制電路，其特征在于，所述控制信號包括近光燈控制信號、遠(yuǎn)光燈控制信號、駐車燈控制信號、剎車燈控制信號、雨刷控制信號和/或門鎖控制信號。
專利摘要本實用新型涉及一種控制電路，該控制電路控制信號輸入接口電路、主處理器、驅(qū)動器、電源和安全備份處理控制電路，其中該安全備份處理控制電路包括主處理器失效告警電路、安全冗余電源控制電路、輸入安全冗余電路和輸出安全冗余電路。本實用新型相對于現(xiàn)有技術(shù)中普遍采用的雙處理器實現(xiàn)模式，實現(xiàn)了系統(tǒng)成本的降低，增強了車身控制系統(tǒng)的抗干擾性與可靠性，增強了車輛的安全性，并最大程度上保證了司乘人員的安全。
文檔編號G05B9/03GK202275283SQ20112036718
公開日2012年6月13日 申請日期2011年9月30日 優(yōu)先權(quán)日2011年9月30日
發(fā)明者宋建強, 雷揚帆 申請人:馬瑞利汽車電子(廣州)有限公司