一种用于车身控制系统的功能安全电路及控制方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于车身控制系统的功能安全电路及控制方法。它通过监控模块监控判断MCU模块的工作状态，当判断MCU模块正常工作时，由MCU模块发送脉冲扫描信号至组合开关驱动模块采集组合开关的状态信息，并根据组合开关的状态信息输出控制信号至输出检测模块控制前雨刮、近光灯和位置灯；当判断MCU模块出现故障时，由输出检测模块采集组合开关的状态信息，通过组合开关直接控制前雨刮、近光灯和位置灯。本发明专利技术采用MCU模块监控方法和开关直通接管方法，当MCU模块出现故障时，通过开关直通接管方法仍然可以对前雨刮、近光灯和位置灯正常操作，具有故障监测、预警报警等功能，满足了ISO26262功能安全标准对车身控制的要求，确保了人身和财产的安全。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于汽车控制功能安全
，具体涉及。
技术介绍
IS026262汽车功能安全标准涵盖了汽车功能安全方面的整体开发计划，适用范围包括底盘、动力总成和车身等。国内外优秀汽车电子厂商都以产品满足IS026262汽车功能安全标准对汽车电子产品控制的要求为标准，来设计开发汽车。目前汽车的前雨刮、近光灯和位置灯等车身电子设备的控制均为一套控制电路，即都通过车身控制器控制前雨刮、近光灯和位置灯，这种控制方式存在以下问题，当车身控制器的单片机或主电源出现故障时，对前雨刮、近光灯和位置灯的控制会失效，前雨刮、近光灯和位置灯无法正常工作，会给行车带来安全隐患，无法保障人身安全。
技术实现思路
本专利技术的目的就是为了解决上述
技术介绍
存在的不足，提供。当车身控制器的单片机出现故障时，前雨刮、近光灯和位置灯扔能正常工作，确保行车人身安全。本专利技术采用的技术方案是:一种用于车身控制系统的功能安全电路，包括:监控模块，用于接收MCU模块发送的监控信号，根据监控信号判断MCU模块的工作状态，当判断MCU模块故障时，向功能安全模块输出使能信号；MCU模块，用于定时向监控模块输出监控信号，用于向组合开关驱动模块发送脉冲扫描信号采集接收组合开关的状态信息，并根据组合开关的状态信息向输出控制检测模块输出前雨刮、近光灯和位置灯的控制信号，功能安全模块，用于在接收到使能信号后输出固定电平至组合开关驱动模块、输出电源至输出控制检测模块；组合开关驱动模块，用于在未接收到功能安全模块发送的固定电平时，通过MCU模块发送脉冲扫描信号采集组合开关的状态信息；用于在接收到功能安全模块发送的固定电平时，通过固定电平采集组合开关的状态信息；用于向MCU模块和输出控制检测模块发送组合开关的状态信息；输出控制检测模块，用于在未接收到功能安全模块输出的电源时，通过接收MCU模块发送的控制信号控制前雨刮、近光灯和位置灯；用于在接收到功能安全模块的电源时，通过接收组合开关的状态信息控制前雨刮、近光灯和位置灯。进一步地，所述功能安全模块包括功能安全电源模块和功能安全控制模块，所述功能安全电源模块用于在接收到监控模块发送的使能信号后，向功能安全控制模块和输出控制检测模块输出电源，功能安全控制模块在接收到功能安全电源模输出的电源后，向组合开关驱动模块发送固定电平。进一步地，所述功能安全电源模块包括三极管Q1和控制芯片U1，所述三极管Q1的发射极连接电源、基极连接监控模块的使能输出端、发射极连接控制芯片U1的使能输入端，控制芯片U1的电源输出端连接功能安全控制模块的电源输入端和输出控制检测模块的电源控制端。进一步地，所述功能安全控制模块包括三极管Q2和电阻R2，所述电阻R2 —端连接功能安全电源模块的电源输出端、另一端连接三极管Q2的基极，所述三极管Q2的发射极接地，三极管Q2的集电极连接组合开关驱动模块的电平信号输入端。进一步地，所述输出控制检测模块包括输出控制模块，输出控制模块的控制信号输入端连接MCU模块的控制信号输出端，输出控制模块的开关状态信号输入端连接组合开关驱动模块的开关状态信号输出端，输出控制模块的电源控制端连接功能安全模块的电源输出端。进一步地，所述输出控制检测模块还包括输出检测模块，所述输出检测模块的输入端连接前雨刮、近光灯和位置灯，输出检测模块的输出端连接MCU模块的检测信号输入端，输出检测模块检测采集前雨刮的位置信息、近光灯和位置灯的电流信息，并对采集的信息进行处理后输出至MCU模块进行监测和诊断。更进一步地，所述组合开关驱动模块包括三极管Q3、三极管Q4和采样电阻R7，所述三极管Q3的集电极连接功能安全模块的电平输出端、基极连接MCU模块的扫描脉冲信号输出端、发射极接地，三极管Q4的基极连接功能安全模块的电平输出端、发射极连接电源、集电极连接组合开关的输入端，采样电阻R7 —端连接组合开关的输出端、另一端连接MCU模块和输出控制检测模块的开关状态信号输入端。一种用于车身控制系统的功能安全控制方法，控制过程为:通过监控模块监控判断MCU模块的工作状态，当判断MCU模块正常工作时，由MCU模块发送脉冲扫描信号至组合开关驱动模块采集组合开关的状态信息，并根据组合开关的状态信息输出控制信号至输出控制检测模块控制前雨刮、近光灯和位置灯；当判断MCU模块出现故障时，由输出控制检测模块采集组合开关的状态信息，通过组合开关直接控制前雨刮、近光灯和位置灯。进一步地，所述MCU模块上电后，每隔一段时间向监控模块发送一次监控信号，当监控模块连续三次未收到MCU模块发出的监控信号，则判断MCU模块出现故障，否则判断MCU模块正常工作。更进一步地，所述监控模块判断MCU模块出现故障时，监控模块发送使能信号至安全功能模块，安全功能模块收到使能信号后，输出固定电平至组合开关驱动模块采集组合开关的状态信息，控制同时控制输出检测模块接收组合开关驱动模块采集的组合开关的状态信息，由组合开关直接控制前雨刮、近光灯和位置灯。本专利技术采用MCU模块监控方法和开关直通接管方法，当车身控制器的MCU模块出现故障时，通过开关直通接管方法仍然可以对前雨刮、近光灯和位置灯正常操作，具有故障监测、故障保护、预警报警等功能，满足了 IS026262功能安全标准对车身控制的要求，确保了人身和财产的安全；采用了有故障了先自恢复，如果恢复不了再开启开关直通接管模式，控制机制更加合理。【附图说明】图1为本专利技术的电路结构框图。图2为本专利技术输出控制检测模块的连接原理框图。图3为本专利技术配用的组合开关原理图。图4为本专利技术功能安全电源模块的内部电路图。图5为本专利技术监控模块的内部电路图。图6为本专利技术功能安全控制模块的内部电路图。图7为本专利技术组合开关驱动模块的内部局部电路图。图8为本专利技术组合开关驱动模块的内部局部电路图。【具体实施方式】下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明，便于清楚地了解本专利技术，但它们不对本专利技术构成限定。如图1所示，本专利技术一种用于车身控制系统的功能安全电路包括双输入电源1、主电源模块2、监控模块4、功能安全模块、MCU模块6、输出控制检测模块7和组合开关驱动模块8，其中各模块之间的对应连接关系及控制功能分别如下。双输入电源1，采用两路输入电源同时供电，输入信号是VDD1和VDD2(两路12V或24V的电源)，输出电源VDD3 (12V或24V)提供给主电源模块2、功能安全电源模块3和组合开关驱动模块8。双输入电源内有ESD防护、IS07637脉冲防护和电源滤波等电路。主电源模块2，用于为监控模块4、MCU模块6、输出控制检测模块7提供电能。主电源模块有一路输入电源VDD3和一路输出电源VCC1，电压分别为12V (或24V)和5V，模块内有LD0、低频滤波和尚频滤波等电路。监控模块4，用于接收MCU模块6发送的监控信号，根据监控信号判断MCU模块6的工作状态，当判断MCU模块6故障时，输出复位信号Reset和功能安全电源模块的使能信号EN。如图5所示，监控模块4主要由一个watchdog电路芯片组成，芯片信号为MAX16998AAUA+，当MCU模块在设定时间内没有输出监控信号时，即监控模块未接收到监控信号，复位信号有效复位MCU模块6，如果连续复位3次监控模块仍然没本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于车身控制系统的功能安全电路，其特征在于：包括监控模块(4)，用于接收MCU模块发送的监控信号监控信号，根据监控信号判断MCU模块的工作状态，当判断MCU模块故障时，向功能安全模块输出使能信号；MCU模块(6)，用于定时向监控模块输出监控信号，用于向组合开关驱动模块发送脉冲扫描信号采集接收组合开关的状态信息，并根据组合开关的状态信息向输出控制检测模块输出前雨刮、近光灯和位置灯的控制信号，功能安全模块，用于在接收到使能信号后输出固定电平至组合开关驱动模块、输出电源至输出控制检测模块；组合开关驱动模块(8)，用于在未接收到功能安全模块发送的固定电平时，通过MCU模块发送脉冲扫描信号采集组合开关的状态信息；用于在接收到功能安全模块发送的固定电平时，通过固定电平采集组合开关的状态信息；用于向MCU模块和输出控制检测模块发送组合开关的状态信息；输出控制检测模块(7)，用于在未接收到功能安全模块输出的电源时，通过接收MCU模块发送的控制信号控制前雨刮、近光灯和位置灯；用于在接收到功能安全模块的电源时，通过接收组合开关的状态信息控制前雨刮、近光灯和位置灯。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：彭金城，何葵，赵芳勋，王洪涛，徐清平，赵伟，
申请(专利权)人：东风汽车公司，
类型：发明
国别省市：湖北;42