本發(fā)明涉及一種整車控制器及其安全監(jiān)控方法，尤其涉及一種基于雙MPU的整車控制器及其安全監(jiān)控方法。
背景技術(shù)：
目前電動汽車的整車控制器基本都是使用單MCU模式工作，所有的任務(wù)處理以及安全監(jiān)控工作都由一顆芯片完成，這樣就會面臨諸如電源異常或者數(shù)據(jù)采集異常等等問題出現(xiàn)時，單個處理器出現(xiàn)故障時，本身無法自身檢測自己的故障；即使單個MCU的不同模塊可以相互監(jiān)控，但由于單體MCU所處的溫度、振動等環(huán)境是一致的，不同的模塊的失效機(jī)制也會相同，一旦失效會造成整個整車控制器失效從而失去對汽車的控制，影響電動汽車安全性與可靠性。因此提供一種具有高可靠性和安全性的電動汽車整車控制器成為現(xiàn)有技術(shù)中需要解決的問題。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：
針對現(xiàn)有技術(shù)中的問題，本發(fā)明在傳統(tǒng)單芯片整車控制器的基礎(chǔ)上提出雙MCU芯片互相監(jiān)督工作的硬件結(jié)構(gòu)控制器，主MCU芯片除了負(fù)責(zé)完成控制器的各項(xiàng)控制、運(yùn)算以及監(jiān)控任務(wù)外，還要監(jiān)控供電電源電壓并向監(jiān)控MCU芯片發(fā)送指令，監(jiān)控MCU芯片亦監(jiān)控供電電源電壓，并應(yīng)答主MCU芯片的指令。這種雙MCU整車控制器能夠消除單芯片整車控制器的諸多弊端，通過互相監(jiān)控的工作方式，增強(qiáng)了整車控制器的安全監(jiān)控能力，提高了控制系統(tǒng)的可靠性與安全性。
本發(fā)明提供了一種基于雙MCU的整車控制器，其特征是所述的整車控制器包括主電源模塊、監(jiān)控電源模塊、主MCU、繼電器驅(qū)動模塊和監(jiān)控MCU，主MCU和監(jiān)控MCU之間通過SPI總線連接，主電源模塊與主MCU連接并為其供電，監(jiān)控電源模塊與監(jiān)控MCU連接并為其供電，主電源模塊輸出端與監(jiān)控MCU的模擬量輸入端口連接，監(jiān)控電源模塊輸出端與監(jiān)控MCU的模擬量輸入端口連接；主MCU的復(fù)位引腳與監(jiān)控MCU相連，監(jiān)控MCU的復(fù)位引腳與主MCU相連；主MCU與繼電器驅(qū)動模塊的輸入端連接，監(jiān)控MCU與繼電器驅(qū)動模塊的使能端相連接。
一種利用所述雙MPU的整車控制器的安全監(jiān)控方法，其特征是
1)所述主MCU和監(jiān)控MCU各自通過其模擬量輸入端口分別監(jiān)控監(jiān)控電源模塊和主電源模塊的輸出電壓；當(dāng)監(jiān)控電源模塊供電異常時，主MCU通過控制監(jiān)控MCU的復(fù)位引腳對監(jiān)控MCU進(jìn)行復(fù)位操作，當(dāng)主電源模塊供電異常時，監(jiān)控MCU通過控制主MCU的復(fù)位引腳對主MCU進(jìn)行復(fù)位操作；
2)所述監(jiān)控MCU對主MCU任務(wù)執(zhí)行時間進(jìn)行監(jiān)控和管理，當(dāng)主MCU在執(zhí)行一項(xiàng)任 務(wù)前后，會分別發(fā)送給監(jiān)控MCU一條指令，當(dāng)監(jiān)控MCU在超過任務(wù)預(yù)計執(zhí)行時長20-50％的時間后未收到主MCU完成任務(wù)后發(fā)出的指令時，即對主MCU進(jìn)行復(fù)位操作；
3)所述整車控制器運(yùn)行是，主MCU和監(jiān)控MCU之間將定時發(fā)送應(yīng)答以及接受應(yīng)答確認(rèn)指令。
所述的安全監(jiān)控方法，還包括所述主MCU中對程序中的關(guān)鍵控制參數(shù)的運(yùn)算采用兩種不同的算法，并將兩種算法的結(jié)果均發(fā)送至監(jiān)控MCU，監(jiān)控MCU將受到的結(jié)果與預(yù)置值進(jìn)行比較，若比較結(jié)果不一致則對MCU進(jìn)行復(fù)位操作。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果是：
本發(fā)明的雙MCU結(jié)構(gòu)整車控制器及其安全監(jiān)控方法有效的提高了整車控制器的監(jiān)控安全性，通過兩個MCU的相互監(jiān)督及協(xié)同工作，相對于單MCU整車控制器在整車控制的可靠性和安全性方面有了很大的提高。
附圖說明
圖1為本發(fā)明實(shí)施例中提供的整車控制器結(jié)構(gòu)示意圖；
圖中：1、主電源模塊，2、監(jiān)控電源模塊，3、主MCU，4、繼電器驅(qū)動模塊，5、監(jiān)控MCU，35、SPI總線。
具體實(shí)施方式
下面結(jié)合具體的實(shí)施例，并參照附圖，對本發(fā)明做進(jìn)一步的說明：
如圖1所示的整車控制器結(jié)構(gòu)示意圖，所述的整車控制器結(jié)構(gòu)包括主電源模塊1、監(jiān)控電源模塊2、主MCU3、繼電器驅(qū)動模塊4和監(jiān)控MCU5，主MCU和監(jiān)控MCU之間通過SPI總線35連接，主電源模塊與主MCU連接并為其供電，監(jiān)控電源模塊與監(jiān)控MCU連接并為其供電，主電源模塊輸出端與監(jiān)控MCU的模擬量輸入端口(AD)連接，監(jiān)控電源模塊輸出端與監(jiān)控MCU的模擬量輸入端口(AD)連接；主MCU的復(fù)位引腳(RST)與監(jiān)控MCU相連，監(jiān)控MCU的復(fù)位引腳(RST)與主MCU相連；主MCU與繼電器驅(qū)動模塊的輸入端(Input)連接，監(jiān)控MCU與繼電器驅(qū)動模塊的使能端(Enable)相連接。
本實(shí)施例中，主MCU型號為TC1782、監(jiān)控MCU型號為CIC61508，繼電器驅(qū)動模塊型號為TLE8110E。
所述整車控制器安全監(jiān)控方法，
1)當(dāng)整車控制器的監(jiān)控電源模塊失效時，監(jiān)控MCU將立即檢測到監(jiān)控電源模塊供電異常故障，并將主MCU置于復(fù)位狀態(tài)。同樣，當(dāng)主電源模塊失效時，主MCU將立即檢測到主電源模塊供電異常故障，并將監(jiān)控MCU置于復(fù)位狀態(tài)；
2)主MCU負(fù)責(zé)驅(qū)動模塊輸入端口的控制，監(jiān)控MCU負(fù)責(zé)驅(qū)動模塊使能控制，如果整車控制器想要驅(qū)動暖風(fēng)繼電器閉合，開啟暖風(fēng)功能，首先監(jiān)控MCU必須使能驅(qū)動模塊，然后主MCU通過輸出暖風(fēng)繼電器控制信號到驅(qū)動模塊的相應(yīng)端口，這樣才能實(shí)現(xiàn)暖風(fēng)繼電器的控制。
3)整車控制器的監(jiān)控MCU負(fù)責(zé)對主MCU任務(wù)執(zhí)行時間的監(jiān)控和管理。整車控制器在運(yùn)行時，當(dāng)主MCU執(zhí)行一條耗時5ms的任務(wù)前，會給監(jiān)控MCU發(fā)送一個指令，監(jiān)控MCU收到這條指令后開始計時，當(dāng)主MCU執(zhí)行完該項(xiàng)任務(wù)命令時，再次向監(jiān)控MCU發(fā)送任務(wù)完成指令。每條指令執(zhí)行時間如果超出預(yù)期時間2ms以上，則整車系統(tǒng)判定任務(wù)執(zhí)行失敗。當(dāng)監(jiān)控MCU計時時間在7ms以內(nèi)時收到主MCU的任務(wù)完成指令，則該項(xiàng)任務(wù)執(zhí)行成功。如果監(jiān)控MCU計時超過7ms還沒有收到主MCU的任務(wù)完成指令，則監(jiān)控MCU判定任務(wù)執(zhí)行失敗，主MCU將被置于復(fù)位狀態(tài)。
4)整車控制器運(yùn)行中，主MCU會對程序中的關(guān)鍵控制參數(shù)的運(yùn)算采用兩套算法，如電機(jī)驅(qū)動扭矩的計算，主MCU會采用兩種算法A和B進(jìn)行采集，并將兩種采集結(jié)果都發(fā)送給監(jiān)控MCU，監(jiān)控MCU會對這兩個結(jié)果進(jìn)行比較，事先會在監(jiān)控MCU內(nèi)存中設(shè)置兩種運(yùn)算的比較結(jié)果，當(dāng)監(jiān)控MCU的比較結(jié)果和內(nèi)存中的結(jié)果一直時，則扭矩運(yùn)算的結(jié)果正確，否則主MCU將被置于復(fù)位狀態(tài)。
5)整車控制器運(yùn)行時，主MCU和監(jiān)控MCU之間將定時發(fā)送應(yīng)答以及接受應(yīng)答確認(rèn)指令。這樣的模式類似于看門狗功能，主MCU和監(jiān)控MCU之間互相實(shí)現(xiàn)看門狗功能，保證系統(tǒng)的監(jiān)控安全。
盡管上面結(jié)合圖對本發(fā)明進(jìn)行了描述，但是本發(fā)明并不局限于上述的具體實(shí)施方式，上述的具體實(shí)施方式僅僅是示意性的，而不是限制性的，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在本發(fā)明的啟示下，在不脫離本發(fā)明宗旨的情況下，還可以做出很多變形，這些均屬于本發(fā)明的保護(hù)之內(nèi)。