電機(jī)旁路控制電路及控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車電子領(lǐng)域，特別是涉及一種汽車電機(jī)旁路控制電路。本發(fā)明還涉 及一種汽車電機(jī)旁路控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 現(xiàn)在的汽車著力追求舒適性和操縱性，電機(jī)已成為汽車中不可或缺的部件。像雨 刮器、檔風(fēng)玻璃洗滌器、電動(dòng)油泵、鼓風(fēng)機(jī)、引擎散熱風(fēng)扇、自動(dòng)天線等部件均是以電機(jī)作為 動(dòng)力源。通過(guò)驅(qū)動(dòng)電機(jī)，使這些可活動(dòng)的汽車部件，做圓周運(yùn)動(dòng)，或橫向擺動(dòng)，或直線移動(dòng)等 等，從而達(dá)到駕駛者的預(yù)期目的。
[0003] 目前，在汽車電子系統(tǒng)中，一般由LDO提供控制系統(tǒng)的電源，MCU輸出控制信號(hào)給 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片（有時(shí)，LDO和電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片也會(huì)集成在MCU中，但驅(qū)動(dòng)原理是一致的），再由 電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片按照MCU的指令，控制負(fù)載電機(jī)的工況。系統(tǒng)中LDO和或MCU無(wú)法工作，則負(fù) 載電機(jī)不受控制或停工，造成不期望的故障。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種在LDO和/或MCU無(wú)法工作時(shí)，使負(fù)載電機(jī) 能正常工作的電機(jī)旁路控制電路。本發(fā)明還提供了一種利用所述電機(jī)旁路控制電路的電機(jī) 旁路控制方法。
[0005] 為解決上述技術(shù)問(wèn)題，本發(fā)明的電機(jī)旁路控制電路，包括：
[0006] 硬件看門狗WTD由線性電源LDO供電，其輸入端連接至微控制器MCU的第一輸入 輸出端101，其輸出復(fù)位信號(hào)RESET連接至4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第四通道 的輸入端；
[0007] 硬件看門狗是利用一個(gè)定時(shí)器電路，其定時(shí)輸出連接到電路的復(fù)位端，程序在一 定時(shí)間范圍內(nèi)對(duì)定時(shí)器清零（俗稱"喂狗；程序在正常工作時(shí)，定時(shí)器不能溢出，也就不 產(chǎn)生復(fù)位信號(hào)；程序故障時(shí)，不在定時(shí)周期內(nèi)復(fù)位硬件看門狗，則定時(shí)器溢出產(chǎn)生復(fù)位信 號(hào)。
[0008] 電池電壓VBATl先經(jīng)限流電阻，而后經(jīng)穩(wěn)壓管穩(wěn)壓后，再給4通道CMOS型集成或 非門NOR Gate進(jìn)行供電；微控制器MCU的第二輸入輸出端102,經(jīng)充電電容及防反二極管 后，連接至4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第一通道的輸入端，4通道CMOS型集成或 非門NOR Gate的輸出端連接一 NPN型三極管Ql的基極，其輸出可以控制NPN型三極管Ql 的工作狀態(tài)，可使其在導(dǎo)通狀態(tài)或截至狀態(tài)之間進(jìn)行切換；
[0009] NPN型三極管Ql的集電極連接繼電器線圈Relay，控制繼電器線圈的吸合或釋放。 [0010] 本發(fā)明采用WTD對(duì)LDO和MCU的工作狀態(tài)進(jìn)行監(jiān)控，采用WTD輸出的RESET信號(hào)， 控制NOR Gate的輸出狀態(tài)，NOR Gate輸出信號(hào)能夠決定NPN型三極管的工作狀態(tài)是導(dǎo)通還 是截止，進(jìn)而決定線圈Relay狀態(tài)是吸合還是釋放。
[0011] 若線性電源LDO和微控制器MCU工作正常，則4通道CMOS型集成或非門NOR Gate 的輸出端，控制后續(xù)繼電器線圈釋放；并且，繼電器線圈一直保持釋放狀態(tài)。此時(shí)，電機(jī)由微 控制器MCU進(jìn)行控制；若線性電源LDO和/或微控制器MCU無(wú)法正常工作，則4通道CMOS 型集成或非門NORGate的輸出端，控制后續(xù)繼電器線圈吸合，并且，繼電器線圈直保持吸合 狀態(tài)。此時(shí)，電機(jī)由汽車電池直接供電，維持電機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)。
[0012] 采用所述電機(jī)旁路控制電路的電機(jī)旁路控制方法，包括：
[0013] 1)電機(jī)控制模塊上電后，硬件看門狗WTD輸出的，以及微控制器MCU第二輸入輸出 端口 102的輸出信號(hào)均作為4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的輸入信號(hào)；
[0014] 并且，必須在硬件看門狗WTD輸出復(fù)位信號(hào)RESET之后，微控制器MCU第二輸入輸 出端口 102再輸出信號(hào)，且僅輸出一個(gè)高電平，此后微控制器MCU第二輸入輸出端口 102 - 直保持低電平輸出；
[0015] 2)線性電源LDO和微控制器MCU正常工作時(shí)，硬件看門狗輸出的復(fù)位信號(hào)RESET 為恒高電平，此狀態(tài)下，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第三通道的輸出/Q為低，4通 道CMOS型集成或非門NORGate的第二通道的輸出Q為高，電機(jī)主電路為通，旁電路為斷；
[0016] 3)線性電源LDO和/或微控制器MCU無(wú)法工作：
[0017] 3. 1)線性電源LDO輸出電壓低至硬件看門狗WTD復(fù)位閾值電平或微控制器MCU第 一輸入輸出端IOl喂狗失敗時(shí)，硬件看門狗WTD輸出的復(fù)位信號(hào)RESET為復(fù)位脈沖，此狀態(tài) 下，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第二通道的輸出Q為低，4通道CMOS型集成或非 門NOR Gate的第三通道的輸出/Q為高，電機(jī)主電路為斷，旁路電路為通；
[0018] 3. 2)線性電源LDO無(wú)法工作時(shí)，硬件看門狗WTD輸出的復(fù)位信號(hào)RESET，被下拉電 阻箝位在零電平，此狀態(tài)下，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第二通道的輸出Q為低， 4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第三通道的輸出/Q為高，電機(jī)主電路為斷，旁路電 路為通；
[0019] 3. 3)微控制器MCU內(nèi)部軟件工作異常，導(dǎo)致微控制器MCU第一輸入輸出端101喂 狗失敗，經(jīng)過(guò)微控制器MCU自身內(nèi)部復(fù)位，微控制器MCU又開始正常工作之后，雖然，MCU經(jīng) 內(nèi)部復(fù)位后，能正常工作，但是，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate依然鎖存MCU軟件失效 時(shí)的工作狀態(tài)：4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第二通道的輸出Q為低，4通道CMOS 型集成或非門NORGate的第三通道的輸出/Q為高，電機(jī)主電路為斷，旁路電路為通。
[0020] 為了釋放4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的鎖存狀態(tài)，將MCU第二輸入輸出端 102切換為高電平輸出，并提供給4通道CMOS型集成或非門NOR Gate -個(gè)高電平且僅提供 一個(gè)高電平，用于復(fù)位4通道CMOS型集成或非門NOR Gate，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate復(fù)位完成之后，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第二通道的輸出Q為高，4通道 CMOS型集成或非門NOR Gate的第三通道的輸出/Q為低，電機(jī)主電路為通，旁路電路為斷。 自此，主路電路恢復(fù)正常，硬件看門狗繼續(xù)監(jiān)控整個(gè)系統(tǒng)。
[0021] 3. 4)線性電源LDO和微控制器MCU在電機(jī)控制模塊上電時(shí)即無(wú)法工作，此狀態(tài)下， 硬件看門狗WTD輸出復(fù)位脈沖或零電平，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第二通道的 輸出Q為低，4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的第三通道的輸出/Q為高，電機(jī)主電路 為斷，旁路電路為通。
[0022] 本發(fā)明在汽車電機(jī)線性電源LDO和/或微控制器MCU無(wú)法工作時(shí)通過(guò)切換至旁路 電路使負(fù)載電機(jī)能正常工作。
【附圖說(shuō)明】
[0023] 下面結(jié)合附圖與【具體實(shí)施方式】對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說(shuō)明：
[0024] 圖1是本發(fā)明電機(jī)旁路控制電路的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0025] 圖2是本發(fā)明電機(jī)旁路控制電路一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0026] 附圖標(biāo)記說(shuō)明
[0027] Cl-ClO 是電容
[0028] Dl是第一二極管，即瞬變電壓抑制
[0029] D2是第二二極管
[0030] D3是第三二極管，即穩(wěn)壓二極管
[0031] D4是第四二極管
[0032] D5是第五二極管
[0033] Rl-Rll 是電阻
[0034] Ql是NPN型三極管
[0035] Q2、Q3是N溝道場(chǎng)效應(yīng)管
[0036] Ul是硬件看門狗
[0037] U2A 是 NOR Gate 的第一通道
[0038] U2B 是 NOR Gate 的第二通道
[0039] U2C是NOR Gate的第三通道
[0040] U2D是NOR Gate的第四通道
[0041] U2E是NOR Gate的電源部件
[0042] U3 是 LDO
[0043] U4 是 MCU
[0044] U5是電機(jī)驅(qū)動(dòng)芯片
[0045] Kl是單刀雙觸點(diǎn)繼電器
[0046] VBAT1是濾波之后的電池電壓
[0047] VCC是線性電源輸出電壓
[0048] Bl是電機(jī)
【具體實(shí)施方式】
[0049] 如圖2結(jié)合圖1所示，本發(fā)明的電機(jī)旁路控制電路一實(shí)施例，包括：
[0050] 硬件看門狗WTD U1，其WDI輸入引腳端連接微控制器MCU的第一輸入輸出端101， 其電源引腳VDD端連接線性電源LDO的輸出VCC并通過(guò)第七電容C7接地GND，其MR手動(dòng)復(fù) 位引腳端通過(guò)第五電阻R5接線性電源LDO的輸出VCC并通過(guò)第八電容C8接地，其地端GND 接地，其復(fù)位信號(hào)輸出端RESET通過(guò)第六電阻R6接地GND并連接第四通道U2D的第一輸入 端4. 1和第二輸入端4. 2,電池電壓VBATl先經(jīng)第七電阻R7 (限流電阻），而后經(jīng)第三二極管 D3 (穩(wěn)壓二極管）穩(wěn)壓后，再給4通道CMOS型集成或非門NOR Gate的電源部件U2E進(jìn)行供 電；第四通道U2D的輸出端4. 3連接第二通道U2B的第二輸入端2. 2,第二通道U2B的第一 輸入端2. 1連接第一通道U2A的輸出端1. 3,第二通道U2B的輸出端2. 3連接第一通道U2A 的第一輸入端I. I、第三通道U2C的第一輸入端3. 1和第三通道U2C的第二輸入端3. 2,第 一通道U2A的第二輸入端1. 2連接第四二極管D4 (防反二極管）負(fù)極，第四二極管D4正極 通過(guò)第十電容ClO (充電電容）連接MCU的第二輸入輸出端102并通過(guò)第九電阻R9接地， 第一通道U2A的第二輸入端1. 2通過(guò)第八電阻R8接地，第三通道U2C的輸出端3. 3通過(guò)第 十電阻RlO接NPN型三極管的基極，第十電阻RlO通過(guò)第十一電阻Rll接地，