[發(fā)明專(zhuān)利]一種用于汽車(chē)電子換擋器的功能安全電路及控制方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110054557.3
• 申請(qǐng)日: 2021-01-15
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112901767A
• 公開(kāi)（公告）日: 2021-06-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周文華;蘇晨曦;郭修其;朱江華;高維;胡萬(wàn)訓(xùn)
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 浙江大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): F16H61/02
• 分類(lèi)號(hào): F16H61/02;F16H61/28;H02H11/00;H02J13/00;B60R16/023
• 代理公司: 杭州求是專(zhuān)利事務(wù)所有限公司 33200
• 代理人: 應(yīng)孔月

1.一種用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于，包括：監(jiān)測(cè)模塊(2)、MCU模塊(3)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(4)、功能安全控制模塊(6)；

所述監(jiān)測(cè)模塊(2)用于接收所述MCU模塊發(fā)送的喂狗信號(hào)，根據(jù)所述喂狗信號(hào)是否在所設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)來(lái)判斷所述MCU模塊的工作狀態(tài)，當(dāng)判斷MCU模塊工作異常時(shí)，通過(guò)向所述功能安全控制模塊發(fā)送MON_RST信號(hào)，關(guān)閉換擋執(zhí)行器電機(jī)；接收所述MCU模塊內(nèi)置的安全模塊輸出的ERR信號(hào)，接收到所述ERR信號(hào)后向所述功能安全控制模塊發(fā)送MON_RST信號(hào)關(guān)閉換擋執(zhí)行器電機(jī)；為MCU模塊、功能安全控制模塊和驅(qū)動(dòng)控制模塊供電，當(dāng)檢測(cè)到所述供電的電壓異常時(shí)，停止供電，通過(guò)向所述功能安全控制模塊發(fā)送MON_RST信號(hào)關(guān)閉換擋執(zhí)行器電機(jī)；接收所述MCU模塊的詢問(wèn)命令，并向其發(fā)送應(yīng)答信息；

所述MCU模塊(3)用于向所述監(jiān)測(cè)模塊發(fā)出詢問(wèn)命令，接收其應(yīng)答信息，當(dāng)在設(shè)定時(shí)間內(nèi)未接收其應(yīng)答信息時(shí)，向所述功能安全控制模塊發(fā)送MCU_RST信號(hào)關(guān)閉換擋執(zhí)行器電機(jī)；在設(shè)定的時(shí)間范圍內(nèi)向所述監(jiān)測(cè)模塊發(fā)送喂狗信號(hào)；MCU模塊自檢故障后向監(jiān)測(cè)模塊發(fā)送自檢故障ERR信號(hào)；向所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊發(fā)送電機(jī)控制信號(hào)；

所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊(4)與MCU模塊相連接，用于根據(jù)接收到的所述電機(jī)控制信號(hào)，通過(guò)H橋控制所述換擋執(zhí)行器電機(jī)；

所述功能安全控制模塊(6)用于為所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊和所述換擋執(zhí)行器電機(jī)供電，在接收到MCU_RST信號(hào)和MON_RST信號(hào)后，切斷所述換擋執(zhí)行器電機(jī)的供電。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于：還包括濾波鉗位模塊(1)，所述濾波鉗位模塊(1)與所述監(jiān)測(cè)模塊電連接，用于為所述監(jiān)測(cè)模塊的輸入電壓濾波保護(hù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于：所述監(jiān)測(cè)模塊包括監(jiān)控芯片U1、電阻R1、R3、R4，所述監(jiān)控芯片的喂狗信號(hào)輸入端經(jīng)過(guò)電阻R1連接MCU模塊的喂狗信號(hào)輸出端，所述監(jiān)控芯片U1的電源輸出端連接MCU模塊的電源輸入端、電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電源輸入端和功能安全控制模塊的電源輸入端，監(jiān)控芯片U1的MON_RST信號(hào)輸出端連接電阻R3一端，電阻R3另一端連接功能安全控制模塊的MON_RST信號(hào)輸入端，所述MCU模塊的ERR信號(hào)輸出端連接電阻R4的一端，電阻R4的另一端連接監(jiān)控芯片的ERR信號(hào)輸入端。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于：所述功能安全控制模塊包括智能MOS管Q3、電源濾波電路、防反接保護(hù)電路、使能信號(hào)輸入電路，所述電源濾波電路的一端連接車(chē)載電源KL30的輸入端，另一端連接防反接保護(hù)電路的電源輸入端，所述智能MOS管的開(kāi)關(guān)信號(hào)輸入端連接所述使能信號(hào)輸入電路的信號(hào)輸出端，智能MOS管的源極連接所述防反接保護(hù)電路的電源輸出端，智能MOS管Q3的漏極連接所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電機(jī)電源輸入端。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于：所述電源濾波電路是由電容電感組成的π型濾波器。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的用于汽車(chē)電子換擋系統(tǒng)的功能安全電路，其特征在于：所述防反接保護(hù)電路用于當(dāng)電源反接時(shí)切斷電路，包括PNP型三極管Q1、N溝道MOS管Q2，電阻R11，電阻R11，所述PNP型三極管Q1的發(fā)射極和N溝道MOS管Q2的柵極相連，并通過(guò)電阻R11連接電機(jī)驅(qū)動(dòng)模塊的電荷泵輸出端，N溝道MOS管Q2的漏極連接輸電源濾波電路的電壓輸出端和PNP型三極管Q1的集電極，N溝道MOS管Q2的漏極連接智能MOS管Q3的源極，PNP型三級(jí)管Q1的基極經(jīng)過(guò)電阻R10接地。