一种防误触发的整车IGN下电方法及控制电路与流程

专利检索2022-05-10  15


一种防误触发的整车ign下电方法及控制电路
技术领域
1.本发明涉及电子技术领域,具体涉及一种防误触发的整车ign下电方法。


背景技术:

2.ign(ignition switct)指的就是点火开关控制的供电系统。ign上电正常后发动机才能正常启动点火,ign有上电,下电和保持状态。
3.参见图1,ign供电系统包括mcu主芯片1,驱动模块4和继电器5,当切换ign上电时,mcu芯片1将会输出ign on信号并通过ign驱动模块4驱动控制继电器5,此时自锁电路3有效;但如何在ign上电保持下正确有效的并且不被误触发的情况下成功下电,传统的做法是让主mcu主芯片1另外单独输出i/o固定高或低电平信号去打破自锁电路2。然而mcu主芯片1的i/o口输出在特殊情况下是很难预料是高电平还是低电平的。这就会很有可能在本应该输出高而输出低的情况,甚至是高低不确定的情况发生,原本需要保持的自锁电路就会误触发被打破。
4.传统的模式都有可能带来误触发,比如mcu主芯片1突然意外挂机或者异常复位都有可能导致自锁电路失锁的情形发生。其主要原因是mcu的i/o口在不确定的状态下或高或低的输出打破了自锁电路。
5.由此可见,如何能够提高ign上电和下电的稳定性为本领域需解决的问题。


技术实现要素:

6.针对于现有技术存在ign上电和下电的稳定性不高的技术问题,本发明的目的在于提供一种防误触发的整车ign下电方法,同时基于该方法,还提供一种防误触发的整车ign下电控制电路,其能够有效地防止mcu的i/o口所输出的信号造成误触发,很好地解决了现有技术所存在的问题。
7.为了达到上述目的,本发明提供的防误触发的整车ign下电方法,所述方法将mcu主芯片上用于打破自锁电路的控制端口的信号输出类型设定为pwm可调脉宽的pwm类型,当mcu输出预设频率,预设脉宽的pwm信号时将打破ign自锁电路。
8.进一步地,所述方法包括:
9.将mcu主芯片上用于打破自锁电路的控制端口输出的pmw信号进行耦合,同时对稳态的直流信号进行隔离;
10.对耦合的信号进行积分,并将积分后的信号转化以控制ign自锁电路状态的控制信号。
11.进一步地,所述方法中采用rc电路对pmw信号进行耦合。
12.进一步地,所述方法中采用rc电路的电容对稳态的直流信号进行隔离。
13.进一步地,所述方法中采用rc电路对耦合后的信号进行积分。
14.进一步地,所述方法中积分后的信号配合npn翻转电路调整ign自锁电路的输入状态。
15.为了达到上述目的,本发明提供的防误触发的整车ign下电控制电路,包括mcu主芯片、耦合积分电路以及电平反向电路,所述mcu主芯片的第一端口输出ign on信号,驱动ign自锁电路,所述mcu主芯片的第二端口输出固定频率和脉宽的pwm信号,所述耦合积分电路对所述mcu主芯片输出的pwm信号进行耦合和积分处理,并将处理后的信号传输至电平反向电路;所述电平反向电路在接收到信号的驱动下,调整ign自锁电路的输入电平状态。
16.进一步的,所述耦合积分电路还对直流稳态信号进行隔离。
17.进一步的,所述耦合积分电路由rc电路构成。
18.进一步的,所述电平反向电路由npn翻转电路构成。
19.本发明提供的防误触发的整车ign下电方案,其通过将mcu相应端口(如i/o口)的信号输出类型从原来的或高或低的普通i/o信号转变成具有pwm可调脉宽的pwm类型,只有当mcu的另外一个端口正确无误的输出一固定频率和脉宽的pwm信号时才会把自锁电路打破,同时使ign驱动模块,ign才可下电正常,其他干扰信号不会让ign下电,提高了产品ign上电,下电的可靠性。
附图说明
20.以下结合附图和具体实施方式来进一步说明本发明。
21.图1为现有整车ign供电系统的构成示意图;
22.图2为本方案中基于pwm信号的ign下电控制方案的示意图;
23.图3为本方案中基于pwm信号的自锁打破电路的构成示意图;
24.图4为本方案中耦合电路结构示意图;
25.图5为本方案中积分电路结构示意图;
26.图6为本方案中npn翻转电路的结构示意图;
27.图7为本方案中自锁电路有效状态示意图;
28.图8为本方案中自锁电路解锁状态示意图。
具体实施方式
29.为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解,下面结合具体图示,进一步阐述本发明。
30.针对现有整车电气系统中ign下电方案中存在mcu的i/o口在不确定的状态下的或高或低的输出打破了自锁电路导致电路误触发的问题,本方案提供一种防误触发的整车ign下电方案,其主要通过将mcu带有pwm输出功能的i/o口作为pwm信号的输出,可将mcu主芯片i/o口的信号输出类型设定为pwm可调脉宽的pwm类型;而且针对此pwm信号可调整其频率及占空比。
31.如此设计,不管之前mcu的i/o口输出或高或低电平都不会打破ign的自锁电路,只有当mcu的另一个端口输出特定频率,特定脉宽的pwm信号才可以打破ign自锁电路。
32.参见图2,本方案给出的整车ign下电控制方案主要由mcu主芯片100,ign驱动模块200、继电器300,ign自锁解锁电路400以及自锁打破电路500配合构成。
33.其中,mcu主芯片100具有两个信号端口,其中第一端口作为正常驱动端口,可发出ign on信号,同时该端口依次连接ign驱动模块200和继电器300,同时在mcu主芯片100与
ign驱动模块200之间设置ign自锁解锁电路400。
34.该mcu主芯片100的第二端口,如i/o口,其输出信号输出类型设定为pwm可调脉宽的pwm类型,同该端口连接自锁打破电路500,并与ign自锁解锁电路400配合。
35.由此构成的整车ign下电控制方案中,mcu主芯片100的第一端口发出ign on信号,将ign驱动模块lsd(low side driver)200使能,并通过ign驱动模块将信号传输给继电器300,正常切换ign上电。与此同时,ign自锁解锁电路400有效,自锁电路有效后,即使mcu主芯片100出现由于其他异常导致输出和原来有效信号不一致的情况时,也不会引起ign驱动模块lsd(low side driver)200输出失效。
36.mcu主芯片100的第二端口,如i/o口,输出一固定频率和脉宽的pwm信号,自锁打破电路500对输出的固定频率和脉宽的pwm信号进行耦合和积分处理,并将积分后的信号转化以控制ign自锁电路状态的控制信号,据此打破ign自锁解锁电路400,同时使ign驱动模块200失效,ign正常下电;由此保证其他干扰信号不会让ign下电,提高了产品ign上电和下电的可靠性。
37.参见图3,本方案中的自锁打破电路500主要由耦合积分电路510以及电平反向电路520配合构成。
38.这里的耦合积分电路510用于对mcu主芯片i/o口输出的pmw信号进行耦合,同时对稳态的直流信号进行隔离;在此基础上,并进一步对耦合的信号进行积分,并将积分后的信号传至电平反向电路520。
39.作为举例,该耦合积分电路510可由耦合电路511和积分电路512配合来构成。
40.该电平反向电路520在接收到处理后的pmw信号后,转化以控制ign自锁电路状态的控制信号,由此来调整ign自锁电路400的输入电平状态。
41.在本方案的一些具体实施方式中,该耦合积分电路510可采用相应的rc电路来进行pmw信号耦合。
42.如图4所示,其给出的为一种rc耦合电路511的构成示例。该rc耦合电路包括第一电容c1和第一电阻r1,第一电容c1的一端作为输入端,接收mcu主芯片输出口的pwm信号,第一电容c1的另一端作为输出端,输出耦合后pwm信号,同时通过第一电阻r1接地。
43.基于该rc耦合电路对pmw信号进行耦合时,可将mcu主芯片输出口的pwm信号耦合到rc耦合电路中的第一电容c1末端。
44.进一步的,本方案还进一步利用rc电路对直流稳态信号进行隔离。即基于rc电路中电容具有通交流隔直流的特性,直接利用rc电路中电容对稳态的直流信号进行隔离。
45.由此构成的rc耦合电路在应用时,可将mcu主芯片输出口的pwm信号耦合到rc耦合电路中的电容末端,同时rc耦合电路中的电容对前端系统在非正常状态下输入的直流稳态信号进行隔离。
46.在本方案的一些具体实施方式中,该耦合积分电路510可采用rc电路来对耦合后的信号进行积分。
47.如图5所示,其给出的为一种rc积分电路512的构成示例。该rc积分电路包括第二电容c2和第二电阻r2,第二电阻r2的一端作为输入端,接收经过耦合的pwm信号,第二电阻r2的另一端作为输出端,输出积分后pwm信号,同时通过第二电容c2接地。
48.基于该rc积分电路对耦合后的pmw信号进行积分时,将会通过积分的方式把前端
耦合之后的pwm信号进行能量的积累,将能量储存在积分电路中的第二电容c上。
49.由此构成的rc耦合电路在应用时,将通过积分的方式将前端耦合之后的pwm信号进行能量的积累,将能量储存在积分电路中的电容上,当积分电路中的电容上的能量积累到预定量的电压时将会打开后端电平反向电路520。
50.本方案中的电平反向电路520由npn翻转电路构成,这里的npn翻转电路具体可为npn三极管电平反向电路。
51.参见图6,给出的为一种npn翻转电路的构成示例。该npn翻转电路主要由npn三极管t和第三电阻r3和第四电阻r4配合构成。
52.其中,npn三极管t的基极通过第三电阻r3连接输入信号,同时通过第四电阻r4接地,npn三极管t的发射极接地,npn三极管t的集电极作为输出端与ign自锁电路的输入端连接配合。
53.此npn翻转电路在与积分电路配合时,待积分后的信号电压达到一定幅值后将会导通npn翻转电路中的npn类型的三极管,由此可将ign自锁电路的输入状态从高电平拉向低电平,从而打破自锁电路的输出状态。
54.相对于现有ign供电系统中,存在mcu主芯片的i/o口在不确定的状态下的或高或低的输出打破自锁电路的问题,从而造成传统的ign下电控制模式都有可能被误触发的问题;本方案创新的将mcu主芯片的i/o口的信号输出类型从原来的或高或低的普通i/o信号转变成具有pwm(pulse width modulation)可调脉宽的pwm类型,如此,无论之前mcu主芯片的i/o口输出或高或低电平都不会打破ign的自锁电路,只有当mcu输出特定频率,特定脉宽的pwm信号才可以打破ign自锁电路。
55.这里pwm信号的特定频率和/或特定脉宽根据实际需求而定,此处不加以限定。
56.为进一步说明本方案,以下举例说明以下本方案的应用实施过程。
57.本实例基于上述的方案来形成相应的ign供电系统,如图2和图3所示,具体构成,此处不加以赘述。
58.在此基础上,当用户需要切换ign上电时,首先由mcu主芯片100第一i/o口输出一高电平ign on信号,将ign自锁解锁电路触发,同时并ign驱动模块200使能,继而驱动继电器300正常工作,ign正常上电;该过程中自ign自锁解锁电路保持有效(如图7所示)。
59.自锁电路有效后,即使mcu主芯片100如果由于其他异常导致i/o口不在输出高电平,但是由于自锁电路的触发及保持将会锁定自锁电路的输出状态为一高电平,所以也不会引起ign驱动模块200输出失效。
60.若需要切换ign下电时,由mcu主芯片100第二端口正确无误的输出一固定频率和脉宽的pwm信号,此时耦合电路将接收的pwm信号进行耦合,同时对稳态的直流信号进行隔离;接着积分电路对耦合后的信号进行积分,通过积分的方式把前端耦合之后的pwm信号进行能量积累,当能量积累到预定量值时将会打通后端电平反向电路中的npn三极管131,从而将ign自锁解锁电路的输入状态从高电平拉向低电平,由此打破自锁电路的输出状态,同时使ign驱动模块200失效,ign下电正常。
61.由此可见,本方案给出的防误触发的整车ign下电控制方案,只有当mcu主芯片的端口准确无误的输出一固定频率和脉宽的pwm信号时才会把自锁电路打破,同时使ign驱动模块lsd失效,ign才可下电正常,其他干扰信号不会让ign下电,提高了产品ign上电和下电
的可靠性。
62.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和本发明的优点。本行业的技术人员应该了解,本发明不受上述实施例的限制,上述实施例和说明书中描述的只是说明本发明的原理,在不脱离本发明精神和范围的前提下,本发明还会有各种变化和改进,这些变化和改进都落入要求保护的本发明范围内。本发明要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。
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