一种车灯功能故障诊断系统及其方法与流程

1.本发明涉及汽车零配件的领域，尤其涉及一种车灯功能故障诊断系统及其方法。


背景技术：

2.在车辆领域，出于功能安全的要求，很多功能(比如尾灯的转向灯和刹车灯功能)的法规都规定需要输出诊断信号给车身控制器。在此要求下，市场上的车辆为了简化系统、节省线束，通常使用一根线束来传输不同功能的诊断信号，通过输出不同占空比的pwm信号来代表各种功能的各种不同状态，比如：20％占空比代表刹车灯和转向灯工作正常，40％代表刹车灯失效，60％代表转向灯失效，80％代表刹车灯和转向灯都失效。目前这种带有不同占空比的诊断输出通常需要单片机(微型计算机)来实现。这样需要投入大量的软件设计资源，开发周期和测试成本也会大幅上升。


技术实现要素：

3.为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种车灯功能故障诊断系统及其方法，其利用驱动单元与锁存单元连接，稳定诊断信号，在利用译码单元和占空比生成单元实现根据稳定的诊断信号输入对应的占空比。本发明无需单片机来计算并输出占空比，无需投入繁复的软件设计，大大减小产品成本。
4.本发明一方面公开了一种车灯功能故障诊断系统，其包括至少一个驱动单元，连接于所述驱动单元的至少一个锁存单元，连接于所述锁存单元的译码单元，连接于所述译码单元的占空比生成单元及输出单元。
5.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述锁存单元包括第一npn型晶体管、第二npn型晶体管和pnp型晶体管，其中所述第一npn型晶体管和所述第二npn型晶体管的基极均连接至所述pnp型晶体管的集电极，所述第一npn型晶体管的发射极接地、集电极连接至所述pnp型晶体管的基极，所述第二npn型晶体管的发射极也接地，集电极连接至所述pnp型晶体管的发射极，所述pnp型晶体管的集电极接地，所述pnp型晶体管的基极与发射极之间连接一电源和一电容器，所述电容器与所述电源并联，所述电源同时连接至所述第一npn型晶体管的集电极。
6.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述电源连接至车辆的bcm。
7.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述译码单元包括输入端口、输出端口和译码模块，所述输入端口的数量与所述驱动单元的数量相同，所述译码模块被配置为根据第二诊断信号及所述第二诊断信号的输入端口信息生成控制信号。
8.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述占空比生成单元包括数据选择器、pwm信号发生器和占空比生成电路，其中所述数据选择器连接于所述译码单元，所述占空比生成电路连接于所述数据选择器，且所述pwm信号发生器连接于所述占空比生成电路。
9.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述占空比生成单元包括pwm信号发生电路和占空比选择电路，其中占空比选择电路连接于所述译码单元，所述pwm信号发生器连接
于所述占空比选择电路。
10.优选地，上述车灯功能故障诊断系统中，所述输出单元包括oc门、高边驱动或低边驱动电路。
11.本发明另一方面公开一种车灯功能故障诊断方法，其包括以下步骤：驱动单元发出第一诊断信号发送至锁存单元；所述锁存单元处理所述第一诊断信号形成稳定的第二诊断信号，并发送至译码单元；所述译码单元根据所述第二诊断信号生成控制信号，并发送至占空比生成单元；所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元；所述输出电路将所述占空比信号发送至车辆的bcm。
12.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，所述锁存单元处理所述第一诊断信号形成稳定的第二诊断信号的步骤包括：所述锁存单元为锁存电路，所述第一诊断信号为电信号，所述锁存电路接收到的所述第一诊断信号为低电平时，所述锁存电路的锁存功能被唤醒，所述锁存电路降低第一诊断信号的电平值，使得从所述锁存电路输出的第二诊断信号为低电平，所述锁存电路锁存功能被唤醒后，当所述锁存单元接收到为高电平的所述第一诊断信号时，也输出低电平作为第二诊断信号。
13.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，所述电源连接至车辆的bcm，所述电源接收所述bcm的启动信号，向所述锁存电路供电，启动所述锁存电路。
14.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，所述译码单元根据所述第二诊断信号生成控制信号的步骤包括：所述译码单元根据所述第二诊断信号判断是否发生了车灯功能故障，并根据所述第二诊断信号的输入端口的端口信息，解析发生车灯功能故障的车灯功能信息，根据所述端口信息及车灯功能信息生成控制信号。
15.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元的步骤包括：所述占空比生成单元包括数据选择器、pwm信号发生器和占空比生成电路，所述占空比生成电路接收所述pwm信号发生器发出的pwm信号，生成至少一个占空比信号，不同的所述占空比信号输入所述数据选择器的不同线路中，所述数据选择器根据所述控制信号，导通与所述控制信号相关联的所述线路，通过所述线路发送所述占空比信号至所述输出单元。
16.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元的步骤包括：所述占空比生成单元包括pwm信号发生电路和占空比选择电路，所述pwm信号发生电路接入不同的占空比电路，所述占空比生成单元根据不同的所述控制信号，接通不同的所述占空比电路，输出不同的占空比信号至所述输出单元。
17.优选地，上述车灯功能故障诊断方法中，根据车辆bcm的要求，设置所述输出单元为oc门、高边驱动或者低边驱动。
18.采用了上述技术方案后，与现有技术相比，具有以下有益效果：
19.1.避免了车灯功能故障诊断对单片机中软件开发的依赖；
20.2.可以根据车灯功能的数量，灵活配置相应的占空比和控制信号的数量，提供一种有效且灵活的车灯功能故障诊断系统及方法。
附图说明
21.图1为符合本发明一优选实施例的车灯功能故障诊断系统的结构示意图；
22.图2为符合本发明一优选实施例的锁存电路的示意图；
23.图3为符合本发明一优选实施例的车灯功能故障诊断方法的流程示意图。
具体实施方式
24.以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
25.参阅图1，其为符合本发明一优选实施例的车灯功能故障诊断系统的机构示意图，从图中可以看出，本实施例所提供的车灯功能故障诊断系统包括以下单元：
[0026]-驱动单元
[0027]
从图1中可以看出，本实施例所提供的车灯功能故障诊断系统至少包括一个驱动单元，该驱动单元可以为车灯功能自身的驱动单元，可以实现控制车灯功能的点亮、功能性闪烁等。因此该驱动单元的数量与车灯功能的数量相对应，有多少个车灯功能参与到该车灯故障诊断系统，则就有多少个驱动单元的存在。本实施例中，该驱动单元被配置为可以检测车灯功能的状态，并实时生成且向外发送诊断信号，而且，可以根据发送诊断信号的驱动单元来区分各诊断信号所对应的具体车灯功能。优选地，该驱动单元可以是驱动电路，诊断信号则为高电平或者低电平的电信号。
[0028]-锁存单元
[0029]
实践中，车灯功能的故障状态常常是不稳定的，会出现车灯功能时好时坏的情况，导致诊断信号不稳定，但是此时车灯功能应当被认定为故障状态，因此，本实施例中，将驱动单元连接于锁存单元，使得驱动单元输出的诊断信号输入锁存单元，锁存单元对该诊断信号进行处理，使得诊断信号持续表示车灯功能正常时，由锁存单元输出的诊断信号也为表示车灯功能正常的诊断信号，一旦存在表示车灯功能故障的诊断信号输入锁存单元后，从锁存单元输出的诊断信号均为表示车灯功能故障的诊断信号，也即，当诊断信号为表示车灯功能故障的诊断信号首次输入锁存单元时，激发锁存单元，使得本次诊断信号及之后输入锁存单元的诊断信号，均以表示车灯功能故障的诊断信号输出，从而实现对于车灯功能的诊断信号可以稳定输出。
[0030]
优选地，当诊断信号为电信号，且高电平表示车灯功能正常，底电平表示车灯功能故障，则当高电平输入到锁存单元时，则从锁存单元中输出的仍为高电平，当低电平输入到锁存单元时，锁存单元被激发，不仅本次从锁存单元输出的为低电平，随后输入至锁存单元的高电平也以低电平输出。
[0031]
优选地，锁存单元的数量与驱动单元的数量相对应，也即每个驱动单元都连接一个锁存单元，因此，可以保证，每个车灯功能的诊断信号都能稳定输出。
[0032]-译码单元
[0033]
本实施例中的译码单元连接于锁存单元，可以接收经过锁存单元处理后的诊断信号，并解析该诊断信号，根据解析后的诊断信号以及基于后续占空比的输出需求所制定的规则，生成相应的控制信号。
[0034]-占空比生成单元
[0035]
本实施例中的占空比生成单元连接于译码单元，可以接收译码单元发送的控制信
号，并根据该控制信号，以及基于后续占空比的输出需求所制定的规则所生成相应的占空比信号，且所生成的占空比信号表征了当前车灯功能的状态，且能够被车辆的相关处理单元所接收。
[0036]-输出单元
[0037]
本实施例中的输出单元可以根据用于接收并处理车灯功能诊断信息的车辆相关处理单元的相关要求来配置，例如，可以是oc门、高边驱动或者低边驱动。从而，这里的输出单元可以接收上述占空比生成单元所生成的占空比信号，并输出至车辆相关处理单元进行后续处理。
[0038]
基于上述的设计，本实施例实现通过设计及操作都简便的诊断系统，实时监测车灯功能的状态，一旦发现车灯功能发生故障，可以准确地向车辆相关处理单元反应该故障，诊断系统可以通过配置不同数量的锁存单元以及译码单元和占空比生成单元的相关信号生成规则，在无需开发应用于单片机的软件的基础上，就可以适应不同车辆的车灯功能的诊断需求，减少了软件开发周期和成本，最终减少了诊断系统的制造成本。
[0039]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，所述锁存单元可以为锁存电路，优选地，可以是基于npn型晶体管和pnp型晶体管构件的锁存电路。具体地，如图2所示，包括第一npn型晶体管(q1)、第二npn型晶体管(q2)和pnp型晶体管(q3)，其中所述第一npn型晶体管(q1)和所述第二npn型晶体管(q2)的基极均连接至所述pnp型晶体管(q3)的集电极，所述第一npn型晶体管(q1)的发射极接地、集电极连接至所述pnp型晶体管(q3)的基极，所述第二npn型晶体管(q2)的发射极也接地，集电极连接至所述pnp型晶体管(q3)的发射极，所述pnp型晶体管(q3)的集电极接地，所述pnp型晶体管(q3)的基极与发射极之间连接一电源和一电容器(c1)，所述电容器(c1)与所述电源并联，所述电源同时连接至所述第一npn型晶体管(q1)的集电极。同时，基于上述电路设计，本领域技术人员还可以根据实际需求，在上述锁存电路的线路中的不同位置添加不同的保护电阻，以实现上述锁存电路的安全运行，这对于本领域技术人员来说是容易得到的。
[0040]
从而，基于上述设计的锁存电路，当代表车灯功能正常的高电平的第一诊断信号输入到该锁存电路中时，q3不导通，输出该锁存电路的仍然为高电平作为第二诊断信号，表征该车灯功能正常；而当代表车灯功能故障的低电平的第一诊断信号输入到该锁存电路中时，q3被导通，输入该诊断电路的是低电平的第二诊断信号，而且，随后输入到该锁存电路的第一诊断信号，即使是高电平，也将被锁存电路拉低，从而以低电平的第二诊断信号输出，从而，实现稳定诊断信号的技术效果。
[0041]
另外，基于上述实施例的一优选方案中，上述电路中的电源为连接至车辆的车身控制系统的电源，从而，可以通过车身控制系统控制电源的通断，从而，控制锁存电路的工作与否。例如，该电源可以是受车辆启动信号控制的电源，则当车辆启动时，锁存电路工作，车灯功能诊断系统实时监测车灯功能的状态，并在首次接收到表征车灯功能故障的诊断信号后，稳定输出表征车灯功能故障诊断信号，而当车辆停止运行，锁存电路同样停止运行，当车辆再次启动时，锁存电路复位到原始状态，当且仅当再次接收到表征车灯功能故障的诊断信号时，才被激活其锁存功能。
[0042]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，译码单元可以包括输入端口、输出端口和译码模块，其中的输入端口的数量与驱动单元的数量相同，而译码模块则被
配置为根据第二诊断信号及所述第二诊断信号的输入端口信息生成控制信号。从而，译码单元可以利用输入端口来标记从该输入端口输入的诊断信号所对应的车灯功能，从而译码单元中的译码模块可以结合诊断信号以及该诊断信号所对应的车灯功能的信息，根据预设的规则，生成相应的控制信号。优选地，译码单元中的译码模块可以是译码芯片，也可以是译码电路。
[0043]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，占空比生成单元可以包括数据选择器、pwm信号发生器和占空比生成电路。其中的数据选择器可以接收上述译码单元生成并发出的控制信号，还接收占空比生成电路生成并发出的占空比，并根据控制信号从这些占空比中选择对应的占空比发送到输出单元。其中的占空比生成电路的工作原理在于，由pwm信号发生器生成pwm波发送到占空比生成电路，占空比生成电路又根据预设的规则，基于接收到的pwm波生成一个或多个占空比，例如，在基于两个车灯功能的车灯功能故障诊断系统中，设置4中占空比信号：可以是20％占空比，用于表示刹车灯和转向灯工作正常；40％占空比，用于表示刹车灯失效；60％占空比，用于表示转向灯失效；80％占空比，用于表示刹车灯和转向灯都失效。
[0044]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，占空比生成单元包括pwm信号发生电路和占空比选择电路。与上述实施例中不同的是，本实施例中将占空比生成电路和数据选择器合并为一个占空比选择电路。其中的占空比选择电路根据预设的占空比数量要求，配置相应数量的占空比生成电路，也即每一条占空比生成电路可以生成一个特定的占空比数值，从而，无需另外设置数据选择器，占空比生成单元可以根据译码单元生成的控制信号直接控制对应的占空比生成电路的导通，实现根据控制信号生成对应的占空比的效果。
[0045]
基于上述实施例可以看出，本发明所提供的车灯功能故障诊断系统，避免了车灯功能故障诊断对单片机中软件开发的依赖；可以根据车灯功能的数量，灵活配置相应的占空比和控制信号的数量，提供一种有效且灵活的车灯功能故障诊断系统及方法。
[0046]
如图3所示，本发明的另一方面还在于，提供一种车灯功能故障诊断方法，其可以应用于上述各实施例中所描述的车灯功能故障诊断系统。其具体包括以下步骤：
[0047]-驱动单元发出第一诊断信号发送至锁存单元；
[0048]-所述锁存单元处理所述第一诊断信号形成稳定的第二诊断信号，并发送至译码单元；
[0049]-所述译码单元根据所述第二诊断信号生成控制信号，并发送至占空比生成单元；
[0050]-所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元；
[0051]-所述输出电路将所述占空比信号发送至车辆的bcm。
[0052]
优选地，本实施例中的驱动单元、锁存单元、译码单元、占空比生成单元和输出单元均可配置为如上述各车灯功能故障诊断系统的实施例中所描述的样子。
[0053]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，所述锁存单元为锁存电路，所述第一诊断信号为电信号。那么，所述锁存单元处理所述第一诊断信号形成稳定的第二诊断信号的步骤包括：
[0054]-所述锁存电路接收到的所述第一诊断信号为低电平时，所述锁存电路的锁存功
能被唤醒，所述锁存电路降低第一诊断信号的电平值，使得从所述锁存电路输出的第二诊断信号为低电平；
[0055]-所述锁存电路锁存功能被唤醒后，当所述锁存单元接收到为高电平的所述第一诊断信号时，也输出低电平作为第二诊断信号。
[0056]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，所述电源连接至车辆的bcm，所述电源接收所述bcm的启动信号，向所述锁存电路供电，启动所述锁存电路。
[0057]
基于上述实施例的，符合本发明的另一优选实施例中，所述译码单元根据所述第二诊断信号生成控制信号的步骤包括：
[0058]-所述译码单元根据所述第二诊断信号判断是否发生了车灯功能故障；
[0059]
并
[0060]-根据所述第二诊断信号的输入端口的端口信息，解析发生车灯功能故障的车灯功能信息，根据所述端口信息及车灯功能信息生成控制信号。
[0061]
符合本发明的另一优选实施例中，所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元的步骤包括：
[0062]-所述占空比生成单元包括数据选择器、pwm信号发生器和占空比生成电路；
[0063]-所述占空比生成电路接收所述pwm信号发生器发出的pwm信号，生成至少一个占空比信号；
[0064]-不同的所述占空比信号输入所述数据选择器的不同线路中；
[0065]-所述数据选择器根据所述控制信号，导通与所述控制信号相关联的所述线路，通过所述线路发送所述占空比信号至所述输出单元。
[0066]
符合本发明的另一优选实施例中，所述占空比生成单元根据所述控制信号生成对应的占空比信号，并发送至输出单元的步骤包括：
[0067]-所述占空比生成单元包括pwm信号发生电路和占空比选择电路；
[0068]-所述pwm信号发生电路接入不同的占空比电路；
[0069]-所述占空比生成单元根据不同的所述控制信号，接通不同的所述占空比电路，输出不同的占空比信号至所述输出单元。
[0070]
符合本发明的另一优选实施例中，根据车辆bcm的要求，设置所述输出单元为oc门、高边驱动或者低边驱动。
[0071]
应当理解的是，本发明的车灯功能故障诊断方法可以基于本发明所提供的车灯功能故障诊断系统及其实施例中所详细描述的结构单元来实现，同时，也可以基于其他可以实现本方法的其他装置来实现。
[0072]
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。