专利名称：车身控制器的制作方法
技术领域：
本申请涉及一种机动车辆的车身控制器(BCM, Body Control Module)。
背景技术：
车身控制器主要负责车灯、车门、车窗、锁及雨刮的控制。请参阅图1，这是一种现有的车身控制器，包括MCU (微处理器)和驱动模块。MCU采集用户发出的控制信号，例如点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关等，通过软件进行逻辑运算后，向驱动模块发出驱动信号。驱动模块再输出电压和/或电流，开启或关闭相应的近光灯、刹车灯、中间高位制动灯(CHMSL, CenterHigh Mounted Stop lamp)和前雨刮器。上述车身控制器所有的控制功能都依赖于其核心器件MCU，如果MCU发生故障，或者其运行的软件程序出错，车身控制器会失去对近光灯、刹车灯和前雨刮器控制，这种情况称为车身控制器的失效模式。失效模式会导致车辆行驶存在安全隐患，尤其是雨天或夜间行车。
实用新型内容本申请所要解决的技术问题是提供一种车身控制器，使其在失效模式下也能提供近光灯、刹车灯及前雨刮器的功能，称为跛行回家功能，以保证最基本的行车安全。为解决上述技术问题，本申请车身控制器包括:—MCU，采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，向驱动模块发出驱动信号;——SBC,与MCU相 连以诊断MCU是否正常，在MCU失效时向MCU发出复位信号或启动跛行回家逻辑电路；——跛行回家逻辑电路，也采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，在启动后向驱动模块发出驱动信号；—驱动模块，接收MCU和跛行回家逻辑电路发出的驱动信号，对相同控制对象的两路驱动信号进行或运算后，开启或关闭相应的近光灯、刹车灯、中间高位制动灯和前雨刮器。进一步地，所述SBC内置有低压电源和硬件看门狗模块；MCU通过一路线路定时地向SBC发送表示自身状态正常的信号，称为喂狗信号；SBC还通过另一路独立线路连接MCU，用于在MCU失效时向其发出复位信号。进一步地，仅保留近光灯控制逻辑时，所述车身控制器为:MCU采集点火开关的状态，并连接到近光灯的驱动模块；一根导线也采集点火开关的状态，并连接到近光灯的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于近光灯控制的第一跛行回家逻辑电路；该根导线上具有一个开关，该开关表示SBC ；MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制近光灯的驱动模块；在MCU正常时，代表SBC的开关断开；在MCU失效时，代表SBC的开关闭合。进一步地，仅保留刹车灯控制逻辑时，所述车身控制器为:MCU采集刹车踏板的状态，并连接到刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块；一根导线也采集刹车踏板的状态，并连接到刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于刹车灯控制的第二跛行回家逻辑电路；该根导线上具有第一开关，该第一开关由第二开关控制；该第二开关表示SBC ；MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块；在MCU正常时，MCU通过代表SBC的第二开关设定第一开关的状态；在MCU失效时，代表SBC的第二开关强行将第一开关闭合。进一步地，仅保留前雨刮器控制逻辑时，所述车身控制器为:MCU同时采集点火开关和前雨刮器开关的状态，并连接到前雨刮器的驱动模块；一根导线也采集点火开关的状态，并连接到前雨刮器的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于前雨刮器控制的第三跛行回家逻辑电路；该根导线上具有串联的第一开关和第二开关；第一开关与前雨刮器开关保持同样的状态；第二开关表示SBC ；MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制前雨刮器的驱动模块；在MCU正常时，代表SBC的第二开关断开；在MCU失效时，代表SBC的第二开关闭合。进一步地，所述第一跛行回家逻辑电路为:SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端；该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效且车身控制器进入跛行回家模式后输出低电平；该第一信号线反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接近光灯的驱动模块。进一步地，所述第二跛行回家逻辑电路为:SBC通过第二信号线连接一个三极管的第一端；刹车踏板先连接到该三极管的第二端，再从该三极管的第二端分别连接刹车灯、中间高位制动灯的驱动模块；该三极管的第三端接地；在MCU正常时，该第二信号线的输出同时受MCU控制和SBC控制；该第二信号线输出第一电平时，刹车踏板信号通过该三极管短路到地，而不被传输到两个FET;该第二信号线输出第二电平时，刹车踏板信号直接传输到两个FET ;在MCU失效时，该第二信号线被SBC强行输出第二电平。进一步地，所述第三跛行回家逻辑电路为:SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端；该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效且车身控制器进入跛行回家模式后输出低电平；该第一信号线·反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接一个三极管的第一端；前雨刮器开关连接该三极管的第二端；该三极管的第三端连接前雨刮器的驱动模块；该三极管相当于一个与门，该三极管的第一端和第二端相当于与门的两个输入端，该三极管的第三端相当于与门的输出端。本申请增加了监控MCU状态的SBC，在MCU失效后SBC能激活新增的跛行回家逻辑电路，保证了近光灯、刹车灯、前雨刮器功能能够继续使用，提高了行车的安全性。
图1是现有的车身控制器的结构示意图；图2是本申请车身控制器的结构示意图；图3是本申请车身控制器实现跛行回家的方法的流程图；图4是本申请车身控制器仅具有近光灯控制逻辑的简化结构示意图；图5是本申请车身控制器仅具有刹车灯控制逻辑的简化结构示意图；图6是本申请车身控制器仅具有前雨刮器控制逻辑的简化结构示意图；[0024]图7是图4中第一跛行回家逻辑电路的具体实现电路的示意图；图8是图5中第二跛行回家逻辑电路的具体实现电路的示意图；图9是图6中第三跛行回家逻辑电路的具体实现电路的示意图。
具体实施方式
请参阅图2，本申请的车身控制器包括:—MCU，采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，向驱动模块发出驱动信号。——SBC (系统基础芯片)，与MCU相连以诊断MCU是否正常，在MCU失效时向MCU发出复位信号或启动跛行回家逻辑电路。SBC还在MCU恢复正常时关闭跛行回家逻辑电路。——跛行回家逻辑电路，也采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，在启动后向驱动模块发出驱动信号。—驱动模块，接收MCU和跛行回家逻辑电路发出的驱动信号，对相同控制对象(近光灯、刹车灯、中间高位制动灯、前雨刮器)的两路驱动信号进行或运算后，开启或关闭相应的近光灯、刹车灯、中间高位制动灯和前雨刮器。换而言之，MCU或跛行回家逻辑电路之一即可开启每个控制对象。优选地，SBC内置有低压电源和硬件看门狗模块，MCU通过一路线路定时地向SBC发送表示自身状 态正常的信号，称为喂狗信号，例如通过SPI总线。SBC还通过另一路独立线路连接MCU，用于在MCU失效时向其发出复位信号。请参阅图3，本申请的车身控制器实现跛行回家的方法包括如下步骤:第I步，MCU定时地向SBC发送表示自身状态正常的喂狗信号。第2步，SBC实时监控喂狗信号是否正常。喂狗信号不正常有两种情况:SBC在预定时间间隔内未接收到喂狗信号、或者接收到的喂狗信号不正常。第3步，如果SBC发现喂狗信号正常，则进入第4步。如果SBC发现喂狗信号不正常，则进入第6步。第4步，SBC判断是否有MCU的复位记录。如果有，则MCU清除该复位记录，并进入第5步。如果没有，则回到第2步。第5步，SBC判断车身控制器当前是否启动了跛行回家逻辑电路。如果是，则SBC判定MCU恢复正常，关闭跛行回家逻辑电路，并回到第2步。如果否，则回到第2步。第6步，SBC判断是否有MCU的复位记录。如果有，则SBC判定MCU失效，启动跛行回家逻辑电路，再回到第2步。如果没有，则SBC向MCU发送复位信号，并进行记录，再回到第2步。上述方法在MCU第一次发生故障或软件程序第一次运行出错时，通过SBC去重启MCU。如果重启仍不能使MCU恢复正常，则使车身控制器启动跛行回家逻辑电路。跛行回家逻辑电路与MCU的输出进行或运算后，来控制驱动模块，达到了在MCU失效时保证最基本的行车安全的目的。优选地，跛行回家逻辑电路分为独立的三个，分别用于近光灯控制、刹车灯控制和前雨刮器控制。请参阅图4，这是图2仅保留近光灯控制的车身控制器的简化结构。MCU采集点火开关的状态，并连接到FET (场效应晶体管)，该FET作为驱动模块控制近光灯。一根导线也采集点火开关的状态，并连接到该FET。该根导线与MCU并联，表示用于近光灯控制的第一跛行回家逻辑电路。该根导线上具有一个开关，该开关表示SBC。MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制该FET。在MCU正常时，代表SBC的开关断开，代表第一跛行回家逻辑电路的导线不输出信号，即第一跛行回家逻辑电路关闭。在MCU失效时,代表SBC的开关闭合,代表第一跋行回家逻辑电路的导线闭合,即第一跛行回家逻辑电路启动。无论MCU的输出如何，FET均直接根据点火开关的开、关来控制近光灯的开、关。请参阅图5，这是图2仅保留刹车灯控制的车身控制器的简化结构。MCU采集刹车踏板的状态，并连接到两个FET，这两个FET作为驱动模块分别驱动刹车灯和中间高位制动灯。一根导线也采集刹车踏板的状态，并连接到两个FET。该根导线与MCU并联，表示用于刹车灯控制的第二跛行回家逻辑电路。该根导线上具有第一开关，该第一开关由第二开关控制。该第二开关表示SBC。MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制每个FET。在MCU正常时，MCU通过SBC设定第一开关的状态。第一种情况下，MCU通过SBC将第一开关闭合。此时代表第二跛行回家逻辑电路的导线闭合，即第二跛行回家逻辑电路启动。MCU与该根导线同时根据刹车踏板的踩下与否来输出驱动信号，两路驱动信号再进行逻辑或运算后驱动刹车灯和中间高位制动灯，形成了安全冗余。第二种情况下，MCU通过SBC将第一开关断开。此时代表第二跛行回家逻辑电路的导线断开，即第二跛行回家逻辑电路关闭。由MCU单独根据刹车踏板的踩下与否来输出驱动信号，可以对刹车灯和中间高位制动灯进行高级控制，例如闪烁、或短路诊断等。在MCU失效时，无论MCU通过SBC将第一开关设定为何种状态，SBC都强行将第一开关闭合。此时代表第二跛行回家逻辑电路的导线闭合，即第二跛行回家逻辑电路启动。无论MCU的输出如何，两个FET均直接根据刹车踏板的踩下与否来控制刹车灯和中间高位制动灯的开、关。请参阅图6，这是图2仅保留前雨刮器控制的车身控制器的简化结构。MCU同时采集点火开关和前雨刮器开关的状态，并连接到DRV (驱动电路)，该DRV又连接到RELAY (继电器)。该DRV和RELAY共同作为驱动模块控制前雨刮器。一根导线也采集点火开关的状态，并连接到该DRV。该根导线与MCU并联，表示用于前雨刮器控制的第三跛行回家逻辑电路。该根导线上具有串联的第一开关和第二开关。第一开关与前雨刮器开关保持同样的状态。第二开关表示SBC。MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制该DRV。在MCU正常时，代表SBC的第二开关断开，代表第三跛行回家逻辑电路的导线不输出信号，即第三跛行回家逻辑电路关闭。在MCU失效时，代表SBC的第二开关闭合，代表第三跛行回家逻辑电路的导线闭合，即第三跛行回家逻辑电路启动。无论MCU的输出如何，该DRV均直接根据点火开关和前雨刮器开关的状态来控制前雨刮器的开、关。只有当这两个开关都闭合时，该根导线才会输出驱动信号。将图4至图6相综合，即可得到同时具有近光灯控制、刹车灯控制和前雨刮器控制的本申请的车身 控制器。[0054]下面将以几个具体实施例对图4至图6的各个跛行回家逻辑电路给出示例性的详细说明。在这些实施例中，SBC采用一个纯硬件芯片(不带软件)，其与MCU之间通过SPI总线和复位线相连。请参阅图7，这是图4中第一跛行回家逻辑电路的一个具体实现。SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端。该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效时输出低电平。该第一信号线反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接驱动近光灯的FET。请参阅图8，这是图5中第二跛行回家逻辑电路的一个具体实现。SBC通过第二信号线连接一个三极管的第一端。刹车踏板先连接到该三极管的第二端，再从该三极管的第二端分别连接两个驱动刹车灯、中间高位制动灯的FET。该三极管的第三端接地。在MCU正常时，该第二信号线的输出受MCU和SBC控制。例如，该第二信号线输出高电平时，刹车踏板信号通过该三极管短路到地，而不能被传输到两个FET。该第二信号线输出低电平时，刹车踏板信号能够直接传输到两个FET。在MCU失效时，该第二信号线被SBC强行输出低电平。请参阅图9，这是图6中第三跛行回家逻辑电路的一个具体实现。SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端。该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效时输出低电平。该第一信号线反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接一个三极管的第一端。前雨刮器开关连接该三极管的第二端。该三极管的第三端驱动前雨刮器的DRV和RELAY。该三极管相当于一个与门，该三极管的第一端和第二端相当于与门的两个输入端,该三极管的第三端相当于与门的输出端。以上仅为本申 请的优选实施例，并不用于限定本申请。对于本领域的技术人员来说，本申请可以有各种更改和变化。凡在本申请的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本申请的保护范围之内。
权利要求1.一种车身控制器，其特征是，包括: —MCU，采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，向驱动模块发出驱动信号； ——SBC,与MCU相连以诊断MCU是否正常，在MCU失效时向MCU发出复位信号或启动跛行回家逻辑电路； ——跛行回家逻辑电路，也采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，在启动后向驱动模块发出驱动信号； —驱动模块，接收MCU和跛行回家逻辑电路发出的驱动信号，对相同控制对象的两路驱动信号进行或运算后，开启或关闭相应的近光灯、刹车灯、中间高位制动灯和前雨刮器。
2.根据权利要求1所述的车身控制器，其特征是，SBC内置有低压电源和硬件看门狗模块；MCU通过一路线路定时地向SBC发送表示自身状态正常的信号，称为喂狗信号；SBC还通过另一路独立线路连接MCU，用于在MCU失效时向其发出复位信号。
3.根据权利要求1所述的车身控制器，其特征是，仅保留近光灯控制逻辑时，所述车身控制器为:MCU采集点火开关的状态，并连接到近光灯的驱动模块；一根导线也采集点火开关的状态，并连接到近光灯的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于近光灯控制的第一跛行回家逻辑电路；该根导线上具有一个开关，该开关表示SBC ;MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制近光灯的驱动模块； 在MCU正常时，代表SBC的开关断开； 在MCU失效时，代表SBC的开关闭合。
4.根据权利要求1所述 的车身控制器，其特征是，仅保留刹车灯控制逻辑时，所述车身控制器为=MCU采集刹车踏板的状态，并连接到刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块；一根导线也采集刹车踏板的状态，并连接到刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于刹车灯控制的第二跛行回家逻辑电路；该根导线上具有第一开关，该第一开关由第二开关控制；该第二开关表示SBC ；MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制刹车灯和中间高位制动灯的驱动模块； 在MCU正常时，MCU通过代表SBC的第二开关设定第一开关的状态； 在MCU失效时，代表SBC的第二开关强行将第一开关闭合。
5.根据权利要求1所述的车身控制器，其特征是，仅保留前雨刮器控制逻辑时，所述车身控制器为=MCU同时采集点火开关和前雨刮器开关的状态，并连接到前雨刮器的驱动模块；一根导线也采集点火开关的状态，并连接到前雨刮器的驱动模块；该根导线与MCU并联，表示用于前雨刮器控制的第三跛行回家逻辑电路；该根导线上具有串联的第一开关和第二开关；第一开关与前雨刮器开关保持同样的状态；第二开关表示SBC ；MCU与该根导线的输出信号进行逻辑或运算后控制前雨刮器的驱动模块； 在MCU正常时，代表SBC的第二开关断开； 在MCU失效时，代表SBC的第二开关闭合。
6.根据权利要求3所述的车身控制器，其特征是，所述第一跛行回家逻辑电路为:SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端；该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效且车身控制器进入跛行回家模式后输出低电平；该第一信号线反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接近光灯的驱动模块。
7.根据权利要求4所述的车身控制器，其特征是，所述第二跛行回家逻辑电路为:SBC通过第二信号线连接一个三极管的第一端；刹车踏板先连接到该三极管的第二端，再从该三极管的第二端分别连接刹车灯、中间高位制动灯的驱动模块；该三极管的第三端接地；在MCU正常时，该第二信号线的输出同时受MCU控制和SBC控制；该第二信号线输出第一电平时，刹车踏板信号通过该三极管短路到地，而不被传输到两个FET ;该第二信号线输出第二电平时，刹车踏板信号直接传输到两个FET ;在MCU失效时，该第二信号线被SBC强行输出第二电平。
8.根据权利要求5所述的车身控制器，其特征是，所述第三跛行回家逻辑电路为:SBC通过第一信号线连接与门的一个输入端；该第一信号线在MCU正常时不输出，在MCU失效且车身控制器进入跛行回家模式后输出低电平；该第一信号线反相后和点火开关作为与门的两个输入端，与门的一个输出端连接一个三极管的第一端；前雨刮器开关连接该三极管的第二端；该三极管的第三端连接前雨刮器的驱动模块；该三极管相当于一个与门，该三极管的第一端和第二端相当于 与门的两个输入端，该三极管的第三端相当于与门的输出端。
专利摘要本实用新型公开了一种车身控制器，包括MCU，采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，向驱动模块发出驱动信号。SBC，与MCU相连以诊断MCU是否正常，在MCU失效时向MCU发出复位信号或启动跛行回家逻辑电路。跛行回家逻辑电路，也采集点火开关、刹车踏板、前雨刮器开关的信号，在启动后向驱动模块发出驱动信号。驱动模块，接收MCU和跛行回家逻辑电路发出的驱动信号，进行逻辑或运算后，开启或关闭相应的近光灯、刹车灯、中间高位制动灯和前雨刮器。本申请还公开了其实现跛行回家的方法。本申请在MCU失效后仍能保证近光灯、刹车灯、前雨刮器功能能够继续使用，提高了行车的安全性。
文档编号B60Q1/04GK203093853SQ20122072954
公开日2013年7月31日 申请日期2012年12月26日 优先权日2012年12月26日
发明者夏大卫, 陆克, 马永军, 周洁, 高德海 申请人:联合汽车电子有限公司