專(zhuān)利名稱(chēng)：一種四合一電控單元的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本實(shí)用新型涉及汽車(chē)領(lǐng)域的電控單元，更具體地，涉及一種四合一電控單元。
背景技術(shù)：
轉(zhuǎn)向燈控制是車(chē)輛在轉(zhuǎn)彎時(shí)或變道時(shí)或者危險(xiǎn)告警時(shí)對(duì)其他車(chē)輛進(jìn)行告知的重要信號(hào)裝置；雨刮噴淋功能是用于清除車(chē)輛前風(fēng)窗玻璃上的灰塵和污垢，當(dāng)雨刮噴淋開(kāi)關(guān)有效時(shí)，先噴水后進(jìn)行刮刷動(dòng)作；中控鎖功能通過(guò)中控鎖開(kāi)關(guān)上鎖車(chē)輛四門(mén)；后霧燈用于在霧天行車(chē)時(shí)開(kāi)啟，以便能被后方車(chē)輛容易識(shí)別，減少追尾的風(fēng)險(xiǎn)。隨著市場(chǎng)發(fā)展，車(chē)型配置多樣化已成為趨勢(shì)，各配置車(chē)型盡可能的共用車(chē)輛架構(gòu)能有效降低研發(fā)成本。針對(duì)低成本車(chē)輛，對(duì)于轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋、中控鎖及后霧燈四種功能，現(xiàn)有的設(shè)計(jì)方案大都采用硬線(xiàn)連接外加復(fù)雜繼電器方法，即各個(gè)功能將所采集的開(kāi)關(guān)狀態(tài)信息經(jīng)由高、低電平的方式經(jīng)硬線(xiàn)傳輸給相應(yīng)的繼電器引腳，然后由繼電器根據(jù)內(nèi)部簡(jiǎn)單邏輯驅(qū)動(dòng)負(fù)載完成功能。然而，這種硬線(xiàn)連接加復(fù)雜繼電器式的設(shè)計(jì)方法完成的功能相對(duì)較簡(jiǎn)單，可擴(kuò)展性不強(qiáng)，并且對(duì)于整車(chē)架構(gòu)而言，繼電器較多，一旦出問(wèn)題，檢查起來(lái)不方便，增加了售后市場(chǎng)維護(hù)難度。具體而言，圖1為現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向燈繼電器電路圖，用于實(shí)現(xiàn)轉(zhuǎn)向燈的控制。引腳49接電源12V正極，引腳31接電源負(fù)極，引腳49a接燈負(fù)載。正常閃爍:當(dāng)燈負(fù)載為2*21W+5W或4*21W+2*5W時(shí)，繼電氣控制車(chē)燈以(60-120)次/分鐘的頻率閃光。異常閃爍:當(dāng)燈負(fù)載為1*21W+5W時(shí)(一只21W燈泡發(fā)生故障時(shí))，繼電氣控制車(chē)燈以2至3倍的閃光頻率進(jìn)行閃爍指示。圖2為 現(xiàn)有技術(shù)的雨刮間歇繼電器電路圖，用于實(shí)現(xiàn)雨刮器的控制。引腳15接電源，引腳31接地，引腳I位、引腳53e接雨刮開(kāi)關(guān)，引腳31b接雨刮電機(jī)，引腳53c接洗滌器開(kāi)關(guān)。間歇刮水:當(dāng)引腳53e通過(guò)組合開(kāi)關(guān)與雨刮電機(jī)相連，引腳I通過(guò)組合開(kāi)關(guān)得到電源電壓時(shí)，內(nèi)部繼電器立即動(dòng)作，引腳53e和引腳15立即接通，雨刮電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)，當(dāng)引腳31b得到OV的返回信號(hào)后內(nèi)部繼電氣釋放，引腳53e和引腳15斷開(kāi)，等5.5S± 1.5S后，重復(fù)上面過(guò)程。洗滌功能:當(dāng)引腳53c得到電源電壓時(shí)，內(nèi)部繼電器動(dòng)作，引腳53e與15接通，雨刮電機(jī)開(kāi)始轉(zhuǎn)動(dòng)，直到引腳53c電源電壓消失并再延時(shí)3.5S+2.5S，且引腳31b得到OVDC的返回信號(hào)后內(nèi)部繼電器釋放，雨刮電機(jī)停止運(yùn)行。圖3為現(xiàn)有技術(shù)的后霧燈繼電器電路圖，用于實(shí)現(xiàn)后霧燈的控制。圖4為圖3所示的后霧燈繼電器的控制邏輯圖。引腳30接電源正極，引腳31接電源負(fù)極，引腳15和引腳F分別接對(duì)應(yīng)的使能開(kāi)關(guān)，引腳87接負(fù)載。霧燈控制:當(dāng)引腳15腳或者是引腳F處于允許導(dǎo)通狀態(tài)(高電平9V-16V)，開(kāi)關(guān)信號(hào)引腳E每次得到一個(gè)觸發(fā)信號(hào)后就會(huì)改變燈負(fù)載的通斷，由滅(OFF)變?yōu)榱?0N)，或者由亮變?yōu)闇?，隨著信號(hào)的改變，不斷循環(huán)改變，具體如控制邏輯圖所示。在圖1-圖4所示的現(xiàn)有技術(shù)中，通過(guò)三個(gè)獨(dú)立的復(fù)雜繼電器和開(kāi)關(guān)硬線(xiàn)搭建外圍的電路來(lái)完成轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋及后霧燈功能，為使功能符合法規(guī)要求，需要對(duì)相應(yīng)功能使能的電源模式和前置條件搭建復(fù)雜的外圍硬線(xiàn)邏輯，使得設(shè)計(jì)原理復(fù)雜晦澀，線(xiàn)束成本較高，結(jié)構(gòu)零亂，售后維護(hù)極為不便。另夕卜，經(jīng)過(guò)現(xiàn)有的技術(shù)文獻(xiàn)和專(zhuān)利的檢索發(fā)現(xiàn):中國(guó)專(zhuān)利申請(qǐng)?zhí)枮?00710118233.1,公開(kāi)號(hào)為CN101083859，名稱(chēng)為“一種汽車(chē)轉(zhuǎn)向燈的控制裝置”的專(zhuān)利中，其轉(zhuǎn)向燈具有白天正常轉(zhuǎn)向指示，夜晚時(shí)轉(zhuǎn)向照明、轉(zhuǎn)向燈忘記關(guān)閉的自動(dòng)關(guān)閉等三大主要功能。該專(zhuān)利只是提出了在轉(zhuǎn)向結(jié)束但轉(zhuǎn)向燈忘記關(guān)閉時(shí)，通過(guò)判斷方向盤(pán)轉(zhuǎn)角幅度來(lái)協(xié)助駕駛員關(guān)閉轉(zhuǎn)向燈，并未涉及如何自動(dòng)地、智能地、無(wú)需人工介入的情況下，來(lái)節(jié)省電池電量。
發(fā)明內(nèi)容針對(duì)上述問(wèn)題，本實(shí)用新型提供一種四合一電控單元，包括:用于接收汽車(chē)的轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、中控鎖、雨刮的控制開(kāi)關(guān)的輸入的高有效開(kāi)關(guān)輸入電路和低有效開(kāi)關(guān)輸入電路，所述高有效輸入電路輸出高電平有效信號(hào)，所述低有效開(kāi)關(guān)輸入電路輸出低電平有效信號(hào)；接收所述高電平有效信號(hào)和低電平有效信號(hào)的控制器；分別用于控制左轉(zhuǎn)向燈和右轉(zhuǎn)向燈的亮和滅的左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制后霧燈的亮滅的后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制中控鎖的解鎖和閉鎖的中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制雨刮的雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路；所述控制器的輸出端口連接到所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口。進(jìn)一步，所述四合一電控單元還包括:輸入采集器，其連接在所述高有效開(kāi)關(guān)輸入電路、低有效開(kāi)關(guān)輸入電路與所述控制器之間；以及電源電壓采集單元，所述電源電壓采集以電池電源供電，并且為所 述控制器供電。進(jìn)一步，所述控制器通過(guò)PWM波信號(hào)與所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路電通信。進(jìn)一步，所述控制器在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)占空比線(xiàn)性降低的PWM波信號(hào)與所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路電通信。進(jìn)一步，所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的電源連接到汽車(chē)的閃光電源。進(jìn)一步，所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接到中控鎖電機(jī)。進(jìn)一步，所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接到雨刮繼電器。進(jìn)一步，所述輸入采集器的時(shí)鐘信號(hào)輸入連接到所述控制器的時(shí)鐘信號(hào)輸出。進(jìn)一步，所述控制器為XC2210U，所述輸入采集器為MAX13362，所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020，所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020，所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020,所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTM7742G，所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路為T(mén)LE7240SL，所述電源電壓采集單元為T(mén)LE4699。進(jìn)一步，所述控制器的輸出端口包括:第一、第二、第三、第四、第五、第六GPIO端口和第一、第二、第三、第三A/D端口 ；所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第一 GPIO端口和第一 A/D端口 ；所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第二 GPIO端口和第二 A/D端口 ；所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第三GPIO端口和第三A/D端口 ；所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括INl端口、IN2端口、INH端口和IS端口，分別連接到第四GPIO端口、第五GPIO端口、第六GPIO端口和第四A/D端口 ；所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路與所述控制器通過(guò)串行總線(xiàn)連接。所述四合一電控單元將轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋、中控鎖及后霧燈四種功能集成在一個(gè)電控單元里，減少了復(fù)雜繼電器的使用，同時(shí)由于控制器的利用以更靈活地實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，改善了系統(tǒng)的可更新性和可改造性。同時(shí)創(chuàng)新地將危險(xiǎn)報(bào)警燈在OFF電源模式下占空比減小，減少了電池電量消耗。本實(shí)用新型從系統(tǒng)層面上優(yōu)化了實(shí)現(xiàn)架構(gòu)，降低成本的同時(shí)提升了功能。

圖1為現(xiàn)有技術(shù)的轉(zhuǎn)向燈繼電器電路圖；圖2為現(xiàn)有技術(shù)的雨刮間歇繼電器電路圖；圖3為現(xiàn)有技術(shù)的后霧燈繼電器電路圖；圖4為圖3所示的后霧燈繼電器的控制邏輯圖；圖5為本實(shí)用新型的四合一電控單元的方框圖；圖6為本實(shí)用新型的四合一電控單元的一個(gè)實(shí)例的電路圖；圖7為圖5所示的四合一電控單元實(shí)現(xiàn)的危險(xiǎn)報(bào)警燈占空比輸出控制時(shí)序圖。
具體實(shí)施方式
如圖5所示，本實(shí)用新型的四合一電控單元包括高有效開(kāi)關(guān)輸入電路和低有效開(kāi)關(guān)輸入電路。這兩個(gè)輸入電路可以避免電池電源對(duì)輸入信號(hào)的影響。高有效開(kāi)關(guān)輸入電路接收汽車(chē)器件的一些開(kāi)關(guān)的輸入，包括閃光電源、頭燈開(kāi)關(guān)、閃光燈開(kāi)關(guān)、噴淋開(kāi)關(guān)、間歇檔開(kāi)關(guān)、雨刮停止位、IGN2開(kāi)關(guān)(其為RUN檔電源輸入，用于判斷當(dāng)前車(chē)輛的電源模式，即車(chē)鑰匙擰到的位置)，這些開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)經(jīng)過(guò)高有效開(kāi)關(guān)輸入電路后轉(zhuǎn)換為高有效開(kāi)關(guān)狀態(tài)。低有效開(kāi)關(guān)輸入電路接收另外一些汽車(chē)器件的開(kāi)關(guān)的輸入，包括閉鎖開(kāi)關(guān)、開(kāi)鎖開(kāi)關(guān)、強(qiáng)制開(kāi)鎖信號(hào)、后霧燈開(kāi)關(guān)，這些開(kāi)關(guān)的閉合和斷開(kāi)經(jīng)過(guò)低有效開(kāi)關(guān)輸入電路后轉(zhuǎn)換為低有效開(kāi)關(guān)狀態(tài)。高有效開(kāi)關(guān)輸入電路和低有效開(kāi)關(guān)輸入電路的輸出連接到輸入采集器，當(dāng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，輸入采集器相應(yīng)的寄存器值改變。輸入采集器后接有控制器，控制器例如可以由MCU、CPU、工控機(jī)等實(shí)現(xiàn)?？刂破魇钦麄€(gè)電控單元的數(shù)據(jù)處理和開(kāi)關(guān)控制的核心單元。MCU采用定時(shí)查詢(xún)的機(jī)制與輸入采集器通訊，在控制器的查詢(xún)指令下，輸入采集器將當(dāng)前寄存器值(即開(kāi)關(guān)狀態(tài))發(fā)送至控制器?？刂破鞲鶕?jù)當(dāng)前的開(kāi)關(guān)狀態(tài)來(lái)控制相應(yīng)的輸出驅(qū)動(dòng)電路。具體而言，對(duì)轉(zhuǎn)向燈的控制通過(guò)左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路完成。當(dāng)控制器檢測(cè)到閃光電源開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸出PWM波到左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路來(lái)控制燈泡完成閃爍功能。對(duì)閃爍功能還是轉(zhuǎn)向功能的判斷是通過(guò)負(fù)載檢測(cè)來(lái)實(shí)現(xiàn)?？刂破髯x取左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載電流反饋值，和相應(yīng)的閾值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行負(fù)載診斷。當(dāng)左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路有負(fù)載電流反饋值時(shí)，控制器判斷是在閃光燈功能，該負(fù)載電流反饋值通常介于O和短路電流的最小值之間。即使有燈泡開(kāi)路，控制器也不改變輸出的PWM波的頻率。其中在燈泡開(kāi)路時(shí)，此時(shí)負(fù)載電流反饋值小于一閾值，該閾值是單邊(左邊或右邊)負(fù)載正常時(shí)電流反饋值的下限，在實(shí)際上，為了更精確起見(jiàn)，可以通過(guò)考慮電池電壓波動(dòng)影響、溫度影響和負(fù)載誤差影響后計(jì)算出的值。當(dāng)只有左或右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路有電流反饋值，控制器判斷是在轉(zhuǎn)向燈功能，如果有一個(gè)燈泡開(kāi)路，則控制器輸出的PWM波的頻率加倍，也即閃爍頻率加倍。當(dāng)控制器檢測(cè)到IGN2電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，表明為危險(xiǎn)報(bào)警燈功能，則認(rèn)為電源模式進(jìn)入OFF狀態(tài)，控制器在一段時(shí)間內(nèi)(例如10分鐘)降低PWM波占空比(例如為50%)，再持續(xù)一段時(shí)間(例如10-20分鐘)線(xiàn)性地再降低PWM波占空比(例如調(diào)整到30%)并保持，從而節(jié)省電池電能，具體如圖7所示。同時(shí)，為了更確保功能的正確性，還可以通過(guò)開(kāi)關(guān)閉合狀態(tài)來(lái)進(jìn)一步判斷是轉(zhuǎn)向功能還是閃爍功能。轉(zhuǎn)向燈功能時(shí)，閃光電源開(kāi)關(guān)和相應(yīng)側(cè)的轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)閉合，這通過(guò)開(kāi)關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)有很多種實(shí)現(xiàn)方式，在此不再詳述；閃光燈功能時(shí)，閃光電源開(kāi)關(guān)和左右轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)都閉合，這通過(guò)開(kāi)關(guān)機(jī)械結(jié)構(gòu)來(lái)實(shí)現(xiàn)，現(xiàn)有技術(shù)有很多種實(shí)現(xiàn)方式，在此不再詳述。更優(yōu)選地，左右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的電源由閃光電源引入，避免閃光燈和其他負(fù)載同時(shí)開(kāi)啟時(shí)對(duì)其他負(fù)載的影響。對(duì)于后霧燈的控制通過(guò)后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路完成。當(dāng)控制器檢測(cè)到頭燈開(kāi)關(guān)和后霧燈開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路點(diǎn)亮后霧燈。同時(shí)控制器讀取后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載電流反饋值進(jìn)行負(fù)載診斷。當(dāng)診斷有短路故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路輸出被切斷，以保護(hù)電路不被過(guò)載電流燒毀。同時(shí)，當(dāng)有短路或開(kāi)路故障時(shí)，MCU記錄故障碼，以便排查問(wèn)題。更優(yōu)選地，后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的電源通過(guò)電池電源直接供給。由于后霧燈是大功率燈，優(yōu)選地由電池直接供電，而不由模塊電源供給，這樣可以防止當(dāng)大功率燈開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)，其瞬時(shí)電壓脈沖對(duì)模塊MCU造成不良影響。對(duì)于中控鎖的控制通過(guò)中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路完成。當(dāng)控制器檢測(cè)到閉鎖開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)門(mén)鎖電機(jī)正轉(zhuǎn)完成閉鎖功能；當(dāng)控制器檢測(cè)到開(kāi)鎖/強(qiáng)制開(kāi)鎖信號(hào)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路驅(qū)動(dòng)門(mén)鎖電機(jī)反轉(zhuǎn)完成開(kāi)鎖功能；同時(shí)如果是強(qiáng)制開(kāi)鎖信號(hào)閉合引起的開(kāi)鎖，控制器同時(shí)驅(qū)動(dòng)閃光燈閃爍進(jìn)行示警。另外，控制器通過(guò)讀取中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的負(fù)載電流反饋值完成診斷功能。當(dāng)診斷有短路故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路輸出被切斷，以保護(hù)電路不被過(guò)載電流燒毀。同時(shí)，當(dāng)有短路或開(kāi)路故障時(shí)，MCU記錄故障碼，以便排查問(wèn)題。更優(yōu)選地，中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的電源通過(guò)電池電源直接供給。中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路是大功率的負(fù)載，由電池直接供電，而不由模塊電源供給，以防當(dāng)大功率負(fù)載開(kāi)啟或關(guān)閉時(shí)的瞬時(shí)電壓脈沖對(duì)模塊MCU造成不良影響。對(duì)于雨刮的控制，通過(guò)雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路來(lái)完成。當(dāng)控制器檢測(cè)到間歇檔開(kāi)關(guān)或洗滌開(kāi)關(guān)閉合后，通過(guò)雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路使雨刮繼電器閉合，進(jìn)而驅(qū)動(dòng)雨刮電機(jī)?？刂破鞫〞r(shí)查詢(xún)間歇/洗滌開(kāi)關(guān)位置和雨刮停止位信號(hào)。在間歇功能時(shí)，控制器檢測(cè)到雨刮停止位開(kāi)關(guān)閉合后，通過(guò)雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路輸出使能信號(hào)(例如高電平)，間隔一段時(shí)間后(例如6秒)，再輸出禁能信號(hào)(例如低電平)，如此往復(fù)完成間歇刮刷功能直到控制器檢測(cè)到間歇檔開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。洗滌功能時(shí) ，控制器根據(jù)洗滌開(kāi)關(guān)閉合時(shí)長(zhǎng)和洗滌開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)到雨刮回到停止位所需時(shí)間，從而判斷剩余刮刷次數(shù)，盡可能刮干凈玻璃上的洗滌液。同時(shí)雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路可以完成對(duì)負(fù)載的診斷并將相應(yīng)的寄存器置位，控制器通過(guò)讀取相應(yīng)的負(fù)載狀態(tài)。當(dāng)診斷有短路故障時(shí)，驅(qū)動(dòng)電路輸出被切斷，以保護(hù)電路不被過(guò)載電流燒毀。同時(shí)，當(dāng)有短路或開(kāi)路故障時(shí)，MCU記錄故障碼，以便排查問(wèn)題。所述四合一電控單元還包括電源電壓采集單元，其采集電池電源，轉(zhuǎn)換為合適的電壓，獨(dú)立給MCU供電避免MCU電源電壓受到波動(dòng)影響。閃光電源是單獨(dú)給左右轉(zhuǎn)向燈供電的電源，該路電源與其他電源分開(kāi)的目的是避免閃光燈打開(kāi)時(shí)，閃光燈閃爍造成的電壓波動(dòng)對(duì)其他處于點(diǎn)亮狀態(tài)的燈泡產(chǎn)生忽明忽暗的不良影響。圖6示出了本實(shí)用新型的四合一電控單元的一個(gè)實(shí)例的電路圖。MCU由芯片XC2210U實(shí)現(xiàn)，MCU采用內(nèi)部晶振進(jìn)行定時(shí)。輸入采集器由芯片MAX13362實(shí)現(xiàn)，能夠減小MCU受電池電源波動(dòng)的影響。左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路和后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路均由芯片BTS5020實(shí)現(xiàn)，分別驅(qū)動(dòng)左右轉(zhuǎn)向燈、后霧燈。中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路由芯片BTM7742G實(shí)現(xiàn)，驅(qū)動(dòng)門(mén)鎖電機(jī)正轉(zhuǎn)或反轉(zhuǎn)。雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路由芯片TLE7240SL實(shí)現(xiàn)，控制外部雨刮間歇檔繼電器的吸合和斷開(kāi)。電源電壓采集單元由芯片TLE4699實(shí)現(xiàn)。如圖6所示，高有效開(kāi)關(guān)輸入和低有效開(kāi)關(guān)輸入通過(guò)如上圖所示電路連接到輸入采集器MAX13362，當(dāng)開(kāi)關(guān)狀態(tài)發(fā)生變化時(shí)，輸入芯片相應(yīng)的寄存器值改變，MCU采用定時(shí)查詢(xún)的機(jī)制通過(guò)片選信號(hào)引腳CS腳使能輸入采集芯片通訊，輸入采集器將當(dāng)前開(kāi)關(guān)狀態(tài)通過(guò)SDO 口發(fā)送至MCU，采集器的CLK腳連接到MCU的時(shí)鐘輸出腳，也就是說(shuō)，采集器的定時(shí)由CLK腳引入MCU內(nèi)部時(shí)鐘頻率。MCU由XC2210U實(shí)現(xiàn)。MCU的輸出包括五組GPIO端口和A/D端口。左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020具有IN端口和IS端口，MCU的第一 GPIO端口和第一 A/D端口分別連接到BTS5020的IN端口和IS端口。右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020具有IN端口和IS端口，MCU的第二 GPIO端口和第二 A/D端口分別連接到右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020的IN端口和IS端口。后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020具有IN端口和IS端口，MCU的第三GPIO端口和第三A/D端口分別連接到后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020的IN端口和IS端口。中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路BTM7742G具有IN1、IN2、INH和IS端口，其`分別連接到第四GPIO端口、第五GPIO端口、第六GPIO端口和第四A/D端口。左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020的電源VS單獨(dú)由閃光電源引入，避免閃光燈和其他負(fù)載同時(shí)開(kāi)啟時(shí)對(duì)其他負(fù)載的影響。當(dāng)MCU檢測(cè)到閃光電源開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，通過(guò)帶有PWM功能的輸出口輸出PWM波到BTS5020的IN 口來(lái)控制燈泡完成閃爍功能。同時(shí)MCU通過(guò)IS 口讀取負(fù)載電流反饋值和相應(yīng)的閾值進(jìn)行對(duì)比，進(jìn)行負(fù)載診斷功能。轉(zhuǎn)向燈功能時(shí)，閃光電源開(kāi)關(guān)和相應(yīng)側(cè)的轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)閉合；閃光燈功能時(shí)，閃光電源開(kāi)關(guān)和左右轉(zhuǎn)向燈開(kāi)關(guān)都閉合。當(dāng)兩塊BTS5020的IS 口都有電流反饋值，MCU判斷是在閃光燈功能，即使有燈泡開(kāi)路(通過(guò)IS反饋和正常的閾值對(duì)比確定)，MCU也不改變輸出的PWM波的頻率；當(dāng)只有一塊BTS5020的IS 口有電流反饋值，MCU判斷是在轉(zhuǎn)向燈功能，如果有一個(gè)燈泡開(kāi)路(通過(guò)IS反饋和正常的閾值對(duì)比確定)，則MCU輸出的PWM波的頻率加倍，也即閃爍頻率加倍。在危險(xiǎn)報(bào)警燈功能下，當(dāng)MCU檢測(cè)到IGN2電源開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)，則認(rèn)為電源模式進(jìn)入OFF狀態(tài)，MCU在10分鐘內(nèi)保持輸出PWM波占空比為50%，在10-20分鐘之間線(xiàn)性的將輸出PWM波占空比調(diào)整到30%并保持，從而節(jié)省電池電能。后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路BTS5020的芯片電源VS由電池電源直接供給，當(dāng)MCU檢測(cè)到頭燈開(kāi)關(guān)和后霧燈開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸出高電平到BTS5020的引腳IN，BTS5020通過(guò)引腳OUT驅(qū)動(dòng)后霧燈點(diǎn)亮。同時(shí)MCU同過(guò)引腳IS檢測(cè)負(fù)載電流反饋值完成負(fù)載診斷功能。中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路BTM7742G的電源VS由電池電源直接供給，當(dāng)MCU檢測(cè)到閉鎖開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸出高電平到BTM7742G的引腳INl使電流由引腳OUTI流向引腳0UT2，從而門(mén)鎖電機(jī)正轉(zhuǎn)完成閉鎖功能；iMCU檢測(cè)到開(kāi)鎖/強(qiáng)制開(kāi)鎖信號(hào)開(kāi)關(guān)閉合時(shí)，輸出高電平到BTM7742G的引腳IN2使電流由引腳0UT2流向引腳0UT1，從而門(mén)鎖電機(jī)反轉(zhuǎn)完成開(kāi)鎖功能；同時(shí)如果是強(qiáng)制開(kāi)鎖信號(hào)閉合引起的開(kāi)鎖，MCU同時(shí)驅(qū)動(dòng)閃光燈閃爍進(jìn)行示警。MCU通過(guò)讀取BTM7742G的引腳IS負(fù)載電流反饋完成診斷功能，在休眠時(shí)，MCU輸出低電平到引腳INH使BTM7742G處于休眠模式，減小靜態(tài)功耗。雨刮間歇繼電器由雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路TLE7240SL驅(qū)動(dòng)完成，MCU和TLE7240SL之間用串行總線(xiàn)連接。當(dāng)MCU檢測(cè)到間歇檔開(kāi)關(guān)或洗滌開(kāi)關(guān)閉合后，輸出命令給TLE7240SL的引腳SI使TLE7240SL第8路輸出低電平，從而使繼電器閉合驅(qū)動(dòng)雨刮電機(jī)。MCU定時(shí)查詢(xún)間歇/洗滌開(kāi)關(guān)位置和雨刮停止位信號(hào)。在間歇功能時(shí)，MCU檢測(cè)到雨刮停止位開(kāi)關(guān)閉合后，輸出命令給TLE7240SL的引腳SI使TLE7240SL第8路輸出高電平，停頓6秒后，再輸出命令給 TLE7240SL SI腳使TLE7240SL第8路輸出低電平，如此往復(fù)完成間歇刮刷功能直到MCU檢測(cè)到間歇檔開(kāi)關(guān)斷開(kāi)。洗滌功能時(shí)，MCU根據(jù)洗滌開(kāi)關(guān)閉合時(shí)長(zhǎng)和洗滌開(kāi)關(guān)斷開(kāi)時(shí)到雨刮回到停止位所需時(shí)間，從而判斷剩余刮刷次數(shù)，盡可能刮干凈玻璃上的洗滌液。同時(shí)TLE7240SL可以完成對(duì)負(fù)載的診斷并將相應(yīng)的寄存器置位，MCU通過(guò)串行總線(xiàn)讀取相應(yīng)的負(fù)載狀態(tài)。在本實(shí)用新型中，轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋、中控鎖及后霧燈四種功能集成在一個(gè)電控單元里，減少了三個(gè)復(fù)雜繼電器的使用，同時(shí)由于控制器的利用以更靈活地實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，避免了純硬件搭建的系統(tǒng)可更新性和可改造性差的缺點(diǎn)。而且一個(gè)特別的優(yōu)點(diǎn)是:在電源模式切換為OFF后的20分鐘內(nèi)，危險(xiǎn)報(bào)警燈閃爍占空比為50%，超過(guò)20分鐘后，閃爍占空比調(diào)整為30%，達(dá)到節(jié)省電池電能的目的，同時(shí)能正確的進(jìn)行示警功能。本實(shí)用新型的四合一電控單元功能邏輯清晰，功能更新時(shí)只需改變控制器的功能，較為簡(jiǎn)單；更為重要的是，與現(xiàn)有方案相比，新方案通過(guò)轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋、中控鎖及后霧燈架構(gòu)的優(yōu)化，減少開(kāi)關(guān)硬件信號(hào)，節(jié)省了線(xiàn)束成本，實(shí)現(xiàn)功能的模塊化，降低了售后維護(hù)的難度。
權(quán)利要求1.一種四合一電控單兀，其特征在于，包括: 用于接收汽車(chē)的轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、中控鎖、雨刮的控制開(kāi)關(guān)的輸入的高有效開(kāi)關(guān)輸入電路和低有效開(kāi)關(guān)輸入電路，所述高有效輸入電路輸出高電平有效信號(hào)，所述低有效開(kāi)關(guān)輸入電路輸出低電平有效信號(hào)； 接收所述高電平有效信號(hào)和低電平有效信號(hào)的控制器； 分別用于控制左轉(zhuǎn)向燈和右轉(zhuǎn)向燈的亮和滅的左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路； 用于控制后霧燈的亮滅的后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路； 用于控制中控鎖的解鎖和閉鎖的中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路； 用于控制雨刮的雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路； 所述控制器的輸出端口連接到所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路、所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端□。
2.根據(jù)權(quán)利要 求1所述的四合一電控單元，其特征在于，還包括: 輸入采集器，其連接在所述高有效開(kāi)關(guān)輸入電路、低有效開(kāi)關(guān)輸入電路與所述控制器之間； 以及電源電壓采集單元，所述電源電壓采集以電池電源供電，并且為所述控制器供電。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述控制器通過(guò)PWM波信號(hào)與所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路電通信。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的四合一電控單元，其特征在于，所述控制器在一段時(shí)間內(nèi)通過(guò)占空比線(xiàn)性降低的PWM波信號(hào)與所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路電通信。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的電源連接到汽車(chē)的閃光電源。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接到中控鎖電機(jī)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸出連接到雨刮繼電器。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述輸入采集器的時(shí)鐘信號(hào)輸入連接到所述控制器的時(shí)鐘信號(hào)輸出。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的四合一電控單元，其特征在于，所述控制器為XC2210U，所述輸入采集器為MAX13362，所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020，所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020，所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTS5020，所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路為BTM7742G，所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路為T(mén)LE7240SL，所述電源電壓采集單元為T(mén)LE4699。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的四合一電控單元，其特征在于， 所述控制器的輸出端口包括:第一、第二、第三、第四、第五、第六GPIO端口和第一、第二、第三、第三A/D端口 ； 所述左轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第一 GPIO端口和第一 A/D端口 ； 所述右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第二 GPIO端口和第二 A/D端口 ；所述后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括IN端口和IS端口，其中IN端口和IS端口分別連接到第三GPIO端口和第三A/D端口 ； 所述中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路的輸入端口包括INl端口、IN2端口、INH端口和IS端口，分別連接到第四GPIO端口、第五GPIO端口、第六GPIO端口和第四A/D端口 ； 所述雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路·與所述控制器通過(guò)串行總線(xiàn)連接。
專(zhuān)利摘要一種四合一電控單元，包括用于接收汽車(chē)的轉(zhuǎn)向燈、后霧燈、中控鎖、雨刮的控制開(kāi)關(guān)的輸入的高有效和低有效開(kāi)關(guān)輸入電路，高有效輸入電路輸出高電平有效信號(hào)，低有效開(kāi)關(guān)輸入電路輸出低電平有效信號(hào)；接收高電平有效和低電平有效信號(hào)的控制器；分別用于控制左、右轉(zhuǎn)向燈的左、右轉(zhuǎn)向燈輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制后霧燈的后霧燈輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制中控鎖的中控鎖輸出驅(qū)動(dòng)電路；用于控制雨刮的雨刮輸出驅(qū)動(dòng)電路；控制器的輸出連接到所述各驅(qū)動(dòng)電路。所述四合一電控單元將轉(zhuǎn)向燈、雨刮間歇/噴淋、中控鎖及后霧燈四種功能集成在一個(gè)電控單元里，減少了復(fù)雜繼電器的使用，同時(shí)由于通過(guò)控制器更靈活地實(shí)現(xiàn)相關(guān)功能，改善了系統(tǒng)更新性和可改造性。
文檔編號(hào)B60R16/02GK203093954SQ20132008536
公開(kāi)日2013年7月31日 申請(qǐng)日期2013年2月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年2月25日
發(fā)明者楊虎, 張磊, 李震, 童菲 申請(qǐng)人:上海通用汽車(chē)有限公司, 泛亞汽車(chē)技術(shù)中心有限公司