输入故障检测系统技术方案

本公开涉及输入故障检测系统。车辆系统设置有输入引脚、接口单元和微控制器。输入引脚通过外部开关连接到外部电源或地。接口单元适于在测试配置中连接到输入引脚，以及在正常配置中连接到输入引脚用于向外部开关提供润湿电流。微控制器被编程为：响应于输入引脚特性而在正常配置中配置接口单元，在测试配置中重新配置接口单元，测量接口单元的测试电压，并基于测试电压与参考电压的比较来生成指示外部开关的状态的输出。

Input fault detection system

【技术实现步骤摘要】
输入故障检测系统相关申请的交叉引用本申请要求于2018年9月4日提交的美国临时申请序列号62/726,495的利益，该美国临时申请的公开特此通过引用被全部并入本文。
一个或更多个实施例涉及用于评估控制器输入的车辆系统。背景车辆包括负责监测并控制一个或更多个电气系统或子系统的电子控制单元或模块。传统汽车可以包括许多控制单元，例如引擎控制模块(ECM)、动力总成控制模块(PCM)和车身控制模块(BCM)。汽车可以包括用于监测这些控制单元和相对应的电路以发现电气故障的系统。概述在一个实施例中，一种控制模块被提供有外壳、接口单元和微控制器。外壳包括用于通过外部开关连接到外部电源或地的输入引脚。接口单元由外壳支撑，并适于在正常配置中连接到输入引脚，用于向外部开关提供润湿电流(wettingcurrent)。接口单元还适于在测试配置中连接到输入引脚。微控制器由外壳支撑，并且被编程为：响应于输入引脚特性而在正常配置中配置接口单元，测量接口单元的正常电压，在测试配置中重新配置接口单元，测量接口单元的测试电压，并且基于正常电压和测试电压二者与参考电压的比较来生成指示外部开关的状态的输出。在另一个实施例中，一种车辆系统被提供有输入引脚、接口单元和微控制器。输入引脚通过外部开关连接到外部电源或地。接口单元适于在测试配置中连接到输入引脚，以及在正常配置中连接到输入引脚以用于向外部开关提供润湿电流。微控制器被编程为：响应于输入引脚特性而在正常配置中配置接口单元，在测试配置中重新配置接口单元，测量接口单元的测试电压，并基于测试电压与参考电压的比较来生成指示外部开关的状态的输出。在又一实施例中，提供了一种评估控制器输入的方法。提供了一种控制模块，该控制模块具有用于通过外部开关连接到外部电源或地的输入引脚、以及适于向外部开关提供润湿电流的接口单元。接口单元被控制成响应于指示在正常条件期间的输入引脚特性的信息而使沿着第一路径穿过外部开关的电流偏置(bias)。在正常条件期间测量接口单元的正常电压。接口单元被控制成在测试条件期间使沿着第二路径穿过外部开关的电流偏置。在测试条件期间测量接口单元的测试电压。基于正常电压和测试电压与参考电压的比较来生成指示短路故障的输出。附图说明图1是示出根据一个或更多个实施例的用于评估控制器输入的性能的车辆系统的示意性方框图。图2是示出图1的车辆系统的第一接口单元和第二接口单元的电路图。图3A是图2中的第一接口单元被示出为在正常操作条件配置中并连接到被切换为正的输入引脚的示意图。图3B是图3A中的第一接口单元被示出为在测试配置中的示意图。图4A是图2中的第一接口单元被示出为在正常操作条件配置中并连接到被切换到地的输入引脚的示意图。图4B是图4A中的第一接口单元被示出为在测试配置中的示意图。图5是在对应于图3A-4B所示的配置的图2中的第一接口单元的输出端处测量的电特性的图。图6A是图2中的第二接口单元被示出为在正常操作条件配置中并连接到被切换为正的输入引脚的示意图。图6B是图6A中的第二接口单元被示出为在测试配置中的示意图。图7A是图2中的第二接口单元被示出为在正常操作条件配置中并连接到被切换到地的输入引脚的示意图。图7B是图7A中的第二接口单元被示出为在测试配置中的示意图。图8是在对应于图6A-7B所示的配置的图2中的第二接口单元的输出端处测量的电特性的图。图9是示出根据一个或更多个实施例的用于评估连接到第一接口单元的控制器输入的性能的方法的流程图。图10是示出根据一个或更多个实施例的用于评估连接到第二接口单元的控制器输入的性能的方法的流程图。详细描述根据需要，本文公开了本专利技术的详细实施例；然而应理解，所公开的实施例仅仅是可以体现在各种和可选形式中的本专利技术的示例。附图不一定按比例；一些特征可以被放大或最小化以示出特定部件的细节。因此，在本文中所公开的特定的结构细节和功能细节不应被解释为限制性的，而是仅仅作为用于教导本领域中的技术人员多方面地采用本专利技术的代表性基础。参考图1，根据一个或更多个实施例示出了用于评估控制器输入的性能的车辆系统，并且总体上以数字110表示。车辆系统110被描绘为集成在车辆电子控制单元112内，例如在车身控制模块(BCM)内。BCM112连接到多个输入端114和多个电子附件116，例如头灯、挡风玻璃刮水器、门锁、电动车窗、空调等。输入端114包括输入电路以及提供用于控制附件116的控制信号的模拟和数字输入端。BCM112包括支撑第一输入引脚118和第二输入引脚119的外壳；以及用于连接到附件116的第一输出引脚120和第二输出引脚121。虽然在图1中示出了两个输入引脚118、119，但是BCM112可以包括超过80个不同的输入引脚。随着车辆变得越来越复杂，输入引脚的数量增加。集成在BCM112内的车辆系统110评估输入引脚和相对应的输入电路以检测故障，例如短路或开路，而不需要额外的监测系统。车辆系统110包括开关检测电路122和微控制器124。根据一个或更多个实施例，开关检测电路122是具有多个接口级的多开关检测集成电路(MSDI)。在一个实施例中，开关检测电路122是Freescale半导体公司的MC33978芯片。输入引脚118、119均可以具有不同的类型或特性，例如常开、常闭、切换到正、切换到地等。微控制器124接收输入类型信息，并使用数字通信来配置每个接口级以适应输入引脚类型来提供适当的配置。这种数字配置允许通用部件用于不同的应用。微控制器124控制开关检测电路122以在选定引脚类型或正常操作条件配置和测试配置之间切换，同时根据评估方法(例如参考图3A-10描述的评估方法)来监测接口单元的输出电压，以诊断控制器输入故障。每个输入引脚118、119由包括一个或更多个外部开关的输入电路连接到外部电源或地。根据一个或更多个实施例，外部电源是车辆电池(V车辆电池)。在一个实施例中，V车辆电池是24伏DC电池。在其他实施例中，V车辆电池是12伏DC电池。车辆系统110的所示实施例包括：第一外部开关130，其用于将第一输入引脚118连接到V车辆电池，即切换到正；以及第二外部开关132，其用于将第一输入引脚118连接到地，即切换到地。车辆系统110还包括：第三外部开关134，其用于将第二输入引脚119连接到V车辆电池，即切换到正；以及第四外部开关136，其用于将第二输入引脚119连接到地，即切换到地。车辆系统110还包括连接在输入引脚118、119和开关检测电路122之间的一个或更多个电阻器(例如，保护电阻器138和140以及下拉电阻器142)。微控制器124通常包括任何数量的微处理器、ASIC、IC、存储器(例如FLASH、ROM、RAM、EPROM和/或EEPROM)和软件代码以与彼此协作来执行一系列操作。根据一个或更多个实施例，微控制器124包括存储在存储器中的预定数据或“查找表”。根据一个实施例，微控制器12本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种控制模块，包括：/n外壳，所述外壳具有用于通过外部开关连接到外部电源或地的输入引脚；/n接口单元，所述接口单元由所述外壳支撑并适于：/n在正常配置中连接到所述输入引脚，以用于向所述外部开关提供润湿电流；以及/n在测试配置中连接到所述输入引脚；以及/n微控制器，所述微控制器由所述外壳支撑并且被编程为：/n响应于输入引脚特性而在所述正常配置中配置所述接口单元；/n测量所述接口单元的正常电压；/n在所述测试配置中重新配置所述接口单元；/n测量所述接口单元的测试电压；以及/n基于所述正常电压和所述测试电压二者与参考电压的比较来生成指示所述外部开关的状态的输出。/n

【技术特征摘要】
20180904 US 62/726,495;20190813 US 16/539,2441.一种控制模块，包括：
外壳，所述外壳具有用于通过外部开关连接到外部电源或地的输入引脚；
接口单元，所述接口单元由所述外壳支撑并适于：
在正常配置中连接到所述输入引脚，以用于向所述外部开关提供润湿电流；以及
在测试配置中连接到所述输入引脚；以及
微控制器，所述微控制器由所述外壳支撑并且被编程为：
响应于输入引脚特性而在所述正常配置中配置所述接口单元；
测量所述接口单元的正常电压；
在所述测试配置中重新配置所述接口单元；
测量所述接口单元的测试电压；以及
基于所述正常电压和所述测试电压二者与参考电压的比较来生成指示所述外部开关的状态的输出。


2.根据权利要求1所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为响应于所述正常电压和所述测试电压大于所述参考电压而生成指示所述外部开关对所述外部电源短路的输出。


3.根据权利要求1所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为响应于所述正常电压和所述测试电压小于所述参考电压而生成指示所述外部开关对地短路的输出。


4.根据权利要求1所述的控制模块，其中，所述接口单元还包括：
第一电流源，所述第一电流源连接在内部电源和所述输入引脚之间，所述第一电流源被配置为在所述正常配置和所述测试配置中的一者中相对于所述外部开关使第一方向上的电流偏置；以及
第二电流源，所述第二电流源连接在地和所述输入引脚之间，所述第二电流源被配置为在所述正常配置和所述测试配置中的另一者中相对于所述外部开关使第二方向上的电流偏置。


5.根据权利要求4所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为：
响应于指示所述外部开关在所述正常操作条件期间被切换到地的输入引脚特性，通过激活所述第一电流源以使朝向所述外部开关的电流偏置来在所述正常配置中配置所述接口单元；
在预定时间后去激活所述第一电流源；
通过激活所述第二电流源以使远离所述外部开关的电流偏置来在所述测试配置中重新配置所述接口单元；以及
响应于所述正常电压和所述测试电压大于所述参考电压而生成指示所述外部开关对所述外部电源短路的输出。


6.根据权利要求4所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为：
响应于指示所述外部开关在正常操作条件期间被切换到所述外部电源的输入引脚特性，通过激活所述第二电流源以使远离所述外部开关的电流偏置来在所述正常配置中配置所述接口单元；
在预定时间后去激活所述第二电流源；以及
通过激活所述第一电流源以使朝向所述外部开关的电流偏置来在测试配置中重新配置所述接口单元；以及
响应于所述正常电压和所述测试电压小于所述参考电压而生成指示所述外部开关对地短路的输出。


7.根据权利要求1所述的控制模块，还包括连接在地和所述输入引脚之间用于提供开路配置的电阻器，其中，所述接口单元还包括：
第一电流源，所述第一电流源连接在内部电源和所述输入引脚之间，所述第一电流源被配置为在所述正常配置和所述测试配置中的一者中相对于所述外部开关使第一方向上的电流偏置；以及
其中，所述电阻器被配置为在所述正常配置和所述测试配置中的另一者中相对于所述外部开关使第二方向上的电流偏置。


8.根据权利要求7所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为：
响应于指示所述外部开关在正常操作条件期间被切换到地的输入引脚特性，通过激活所述第一电流源以使朝向所述外部开关的电流偏置来在所述正常配置中配置所述接口单元；
通过去激活所述第一电流源来在所述测试配置中重新配置所述接口单元；以及
响应于所述正常电压和所述测试电压大于所述参考电压而生成指示所述外部开关对所述外部电源短路的输出。


9.根据权利要求7所述的控制模块，其中，所述微控制器还被编程为：
响应于指示在正常操作条件期间所述外部开关连接到所述外部电源的输入引脚特性而通过去激活所述第一电流源来在所述正常配置中配置所述接口单元；
通过激活所述第一电流源以使朝向所述外部开关的电流偏置来在所述测试配置中重新配置所述接口单元；以及
响应于所述正常电压和所述测试电压小于所述参考电压而生成指示所述外部开关对地短路的输出。


10.一种车辆系统，包括：
输入引脚，所述输入引脚用于通过外部开关连接到外部电源或地；
接口单元，所述接口单元适于在测试配置中连接到所述输入引脚，以及在正常配置中连接到所述输入引脚以用于向所述外部开关提供润湿电流；以及
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【专利技术属性】
技术研发人员：安东尼·瓦尔斯加德亚，塞尔吉奥·阿尔克萨，
申请(专利权)人：李尔公司，
类型：发明
国别省市：美国;US