[发明专利]一种功能安全的开关量输出模块和诊断处理方法

权利要求书

1.一种功能安全的开关量输出模块，其特征在于，包括：

CPU单元，以及，分别与CPU单元耦接的第一输出单元和第二输出单元；

所述CPU单元用于向第一和第二输出单元发送通讯数据，并基于接收的第一和第二输出单元反馈的诊断数据输出故障信息，从而控制第一和第二输出单元导向安全；

所述第一和第二输出单元均至少分别包括依次耦接的逻辑电路，驱动电路、回检电路和输出开关，以及，与驱动电路耦接的电源电压检测电路，其中，第一输出单元的输出开关SW1和第二输出单元的输出开关SW2串联；

所述逻辑电路的输入端输入CPU单元发送的通讯数据，并输出至驱动电路，以及，用于接收另一个输出单元的电源电压检测电路输出的故障信号，控制CPU单元与驱动电路之间的通讯通断；

所述驱动电路用于接收和校验CPU单元发送的通讯数据，并在校验通过后依据通讯数据信息控制输出开关断开或闭合，以及采集回检电路的输出状态和输出开关的线路诊断信息；

所述回检电路用于检测开关输出状态并将其发送至驱动电路；

所述电源电压检测电路用于检测驱动电路电源电压并基于检测电压发送控制信号至另一输出单元的逻辑电路。

2.如权利要求1所述的开关量输出模块，其特征在于，所述输出单元还包括与驱动电路耦接的监控电路，所述监控电路用于接收驱动电路数据校验后输出的信号，并输出控制信号控制驱动电路输出开通或关断信号，从而控制输出开关断开或闭合。

3.如权利要求2所述的开关量输出模块，其特征在于，若所述驱动电路数据校验失败不输出脉冲信号至监控电路，从而控制监控电路输出低电平信号至驱动电路；若所述驱动电路数据校验成功后发送脉冲信号至监控电路，从而控制监控电路输出状态保持不变。

4.如权利要求2所述的开关量输出模块，其特征在于，所述监控电路包括 但不限于单稳态触发器电路。

5.如权利要求1所述的开关量输出模块，其特征在于，所述逻辑电路至少包括逻辑门芯片；所述逻辑门芯片的输入端输入CPU单元发送的通讯数据，输出经逻辑门芯片转换后的通讯数据至驱动电路；

所述逻辑电路用于接收另一个输出单元的驱动电路的电源故障信号，从而控制本输出单元的逻辑门芯片通断。

6.如权利要求1所述的开关量输出模块，其特征在于，所述CPU单元还用于发出CPU单元内部故障信号至逻辑器件，从而通过逻辑门芯片控制断开CPU单元与驱动电路之间的通讯。

7.如权利要求1所述的开关量输出模块，其特征在于，所述输出开关SW1和SW2为具有负载电流检测功能的开关。

8.如权利要求1-7任一所述的开关量输出模块，其特征在于，所述驱动电路包括但不限于逻辑芯片CPLD。

9.一种基于权利要求1-8任一所述的开关量输出模块的诊断处理方法，其特征在于，至少包括基于输出开关故障进行诊断处理，具体包括：

S1，根据预设状态周期性控制输出开关SW1和SW2的输出状态；

S2，回读回检电路检测的输出状态；

S3，将一个周期内回读的实际回检结果与预设的回检结果进行比较，并基于比较结果判断是否关断输出开关SW1和SW2的输出。

10.如权利要求9所述的诊断处理方法，其特征在于，所述步骤S3具体包括，S31，若CPU单元实际回检结果与预设的回检结果相同，则重复步骤S1-S3诊断开关输出状态；S32，若CPU单元实际回检结果与预设的回检结果不一致，则CPU单元控制第一输出单元的驱动电路（1）和第二输出单元的驱动电路（2）同时关断输出开关SW1和SW2的输出。

11.如权利要求9所述的诊断处理方法，其特征在于，还包括基于通信故障诊断处理，具体包括：基于CPU单元与驱动电路之间通信数据校验，并基于检验通过后的通讯数据信息控制输出开关的输出。