一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)及安全監(jiān)控方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)的安全監(jiān)控方法及實(shí)施該方法的系統(tǒng)，所述安全監(jiān)控方法包括如下步驟：1）對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行初始化配置；2）對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行自檢，自檢包括對(duì)內(nèi)存、IO模塊、AD采樣模塊、通信模塊、PWM模塊、看門狗模塊進(jìn)行測(cè)試；3）系統(tǒng)周期控制任務(wù)；4）系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)。本發(fā)明不改變?cè)到y(tǒng)的硬軟件的監(jiān)控，增加了系統(tǒng)的啟動(dòng)自檢和在運(yùn)行過程中與從芯片協(xié)調(diào)對(duì)整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)控，能夠達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)安全的目的，對(duì)系統(tǒng)改動(dòng)較小，成本較低，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
【專利說明】一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)及安全監(jiān)控方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于汽車安全領(lǐng)域，具體涉及一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)的安全監(jiān)控方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車安全作為現(xiàn)代汽車技術(shù)研究的三個(gè)重點(diǎn)方向之一，在全世界范圍內(nèi)受到廣泛關(guān)注。隨著我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)的快速增長(zhǎng)，人民生活水平不斷提高及安全意識(shí)的增強(qiáng)，汽車工業(yè)和交通運(yùn)輸事業(yè)將不斷地向高層次發(fā)展，對(duì)汽車安全性必將提出新的要求。改進(jìn)汽車的安全性不僅可減少各種汽車事故中的人員傷亡和社會(huì)經(jīng)濟(jì)損失，而且將直接影響交通運(yùn)輸環(huán)境和人民生活的安定。電動(dòng)汽車作為21世紀(jì)綠色環(huán)保汽車，其市場(chǎng)化前景已成必然。在電動(dòng)汽車中，大量的電氣器件、電子設(shè)備、可編程電子器件被使用，這些與電相關(guān)設(shè)備的使用，大大增加了其失效的可能性，使得電動(dòng)汽車的安全問題尤為突出。
[0003]而在電動(dòng)汽車中，其動(dòng)力來源于電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。因此，電機(jī)驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的可靠性對(duì)電動(dòng)汽車的安全尤為重要。電動(dòng)汽車是一種露天運(yùn)行、結(jié)構(gòu)緊湊、具有車載能源的行走機(jī)械，工況復(fù)雜。既要能高速飛馳，又要能頻繁啟動(dòng)、制動(dòng)、上下坡、快速超車、緊急剎車；既要能適應(yīng)雪天、雨天、盛夏、嚴(yán)冬、雪后撒鹽等惡劣天氣條件，又要能承受道路的顛簸震動(dòng)，還要保證司乘人員的舒適與安全。
[0004]現(xiàn)有的電機(jī)控制系統(tǒng)具有一定的安全監(jiān)控功能，可以對(duì)系統(tǒng)的過壓、過流、過溫、超速等故障進(jìn)行監(jiān)控，同時(shí)在軟件級(jí)具有軟件看門狗、軟件陷阱等方法對(duì)軟件運(yùn)行進(jìn)行監(jiān)控。但這些措施還不夠，在某些情況下，對(duì)一些故障與錯(cuò)誤還是無法監(jiān)測(cè)，如軟件運(yùn)行正常，但運(yùn)行結(jié)果出現(xiàn)錯(cuò)誤，某個(gè)存儲(chǔ)單元的數(shù)據(jù)遭到外力破壞而變化等。這些未能監(jiān)控到的錯(cuò)誤與故障也會(huì)帶來安全相關(guān)問題，特別是在車用電機(jī)控制系中，對(duì)整個(gè)車輛的安全要求更加嚴(yán)格，需要更充分的安全監(jiān)控功能，確保車輛在行駛過程中安全運(yùn)行。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0005]本發(fā)明了提出了一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)的安全監(jiān)控方法，這種電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控在原有的安全監(jiān)控基礎(chǔ)上增加了一個(gè)從芯片，使其能從芯片級(jí)和軟件級(jí)對(duì)控制芯片進(jìn)行監(jiān)控，滿足對(duì)汽車安全方面日益增長(zhǎng)要求。
[0006]本發(fā)明公開了一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)的安全監(jiān)控方法，包括如下步驟:
1)對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行初始化配置；
2)對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行自檢，自檢包括對(duì)內(nèi)存、IO模塊、AD采樣模塊、通信模塊、PWM模塊、看門狗模塊進(jìn)行測(cè)試；
3)系統(tǒng)周期控制任務(wù)；
4)系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)。
[0007]其中，所述系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)包括各模塊配置測(cè)試和軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。所述各模塊配置測(cè)試在主控芯片中進(jìn)行，所述軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控在主控芯片和從芯片中進(jìn)行。
[0008]其中，軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控是主控芯片定時(shí)向從芯片發(fā)送特定測(cè)試任務(wù)，從芯片收到測(cè)試任務(wù)后，按照預(yù)定的算法計(jì)算出測(cè)試結(jié)果反饋給主控芯片，主控芯片根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷軟件運(yùn)行是否正確，程序是否被非法改動(dòng)。測(cè)試任務(wù)可以根據(jù)實(shí)際的需要增加或者減少。
[0009]其中，所述系統(tǒng)周期任務(wù)包括供電電源監(jiān)控、電壓監(jiān)控、電流監(jiān)控、溫度監(jiān)控、速度監(jiān)控和外部看門狗監(jiān)控。
[0010]本發(fā)明還公開了實(shí)施上述安全監(jiān)控方法的電機(jī)控制系統(tǒng)，由直流電源、電機(jī)控制器和電機(jī)三部分組成，其中電機(jī)控制器主要包括一個(gè)主控芯片、一個(gè)從芯片以及一些常用的監(jiān)控模塊，在從芯片內(nèi)進(jìn)行軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。
[0011]其中監(jiān)控模塊主要有供電電源監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、速度監(jiān)控模塊和外部看門狗監(jiān)控模塊。
[0012]本發(fā)明不改變?cè)到y(tǒng)的硬軟件的監(jiān)控，對(duì)供電電源監(jiān)控、運(yùn)行監(jiān)控、電壓監(jiān)控、電流監(jiān)控、溫度監(jiān)控、速度監(jiān)控和外部看門狗監(jiān)控等予以保留。同時(shí)增加了系統(tǒng)的啟動(dòng)自檢和在運(yùn)行過程中與從芯片協(xié)調(diào)對(duì)整個(gè)運(yùn)行狀態(tài)進(jìn)行檢測(cè)與監(jiān)控，能夠達(dá)到整個(gè)系統(tǒng)安全的目的，對(duì)系統(tǒng)改動(dòng)較小，成本較低，能夠提高系統(tǒng)運(yùn)行的安全性。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0013]圖1:本發(fā)明車用電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控系統(tǒng)框圖；
圖2:本發(fā)明車用電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控主流程圖；
圖3:本發(fā)明車用電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控自檢流程圖；
圖4:本發(fā)明車用電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控周期測(cè)試流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0014]下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)行具體說明。
[0015]如圖1所示，車用電機(jī)控制系統(tǒng)由直流電源、電機(jī)控制器和電機(jī)三部分組成。其中電機(jī)控制器是所述控制系統(tǒng)的主要部分，主要包括一個(gè)主控芯片、一個(gè)從芯片以及一些常用的監(jiān)控模塊。監(jiān)控模塊主要有:供電電源監(jiān)控、電壓監(jiān)控、電流監(jiān)控、溫度監(jiān)控、速度監(jiān)控和外部看門狗等，這些模塊在電機(jī)控制系統(tǒng)中是常用的。本發(fā)明增加了一個(gè)從芯片，和主控芯片一起組成新的一層監(jiān)控體系，同時(shí)在主控流程中，增加了新的監(jiān)控算法。
[0016]本發(fā)明的車用電機(jī)控制系統(tǒng)安全監(jiān)控方法主流程圖如圖2所示，當(dāng)控制器開機(jī)后:
第一步，對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行初始化配置，使各個(gè)模塊配置在正常工作時(shí)的狀態(tài)，初始化結(jié)束后判斷各模塊初始化的狀態(tài)，若有初始化失敗的模塊，報(bào)出模塊故障代碼，進(jìn)入故障模式；
第二步，對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行自檢。如圖3所示，自檢程序會(huì)對(duì)內(nèi)存、IO模塊、AD采樣模塊、通信模塊、PWM模塊、看門狗等模塊進(jìn)行測(cè)試，具體測(cè)試如下:
內(nèi)存測(cè)試:主要對(duì)程序使用到的RAM、ROM、Flash進(jìn)行測(cè)試，校驗(yàn)RAM是否工作正常，ROM中軟件是否被改動(dòng)，讀取是否正常；
IO模塊測(cè)試:測(cè)試IO模塊工作是否正常，IO控制單元配置是否正確；
AD采樣模塊測(cè)試:測(cè)試AD采樣模塊工作是否正常，采樣頻率，通道選擇是否正確，控制單兀設(shè)直是否正確；
通信模塊測(cè)試:測(cè)試CAN通信、SPI通信模塊是否工作正常，波特率設(shè)置是否正確，模塊配置是否正確，和從芯片通信是否正常，從芯片工作是否正常；
PWM模塊測(cè)試:測(cè)試PWM模塊工作是否正常，時(shí)鐘設(shè)置是否正確，輸出通道配置是否正
確；
看門狗測(cè)試:測(cè)試看門狗定時(shí)時(shí)間配置是否正確，能否正常工作。
[0017]如果這些測(cè)試通過，說明各模塊工作正常，系統(tǒng)配置正確，滿足系統(tǒng)運(yùn)行條件，系統(tǒng)可以繼續(xù)運(yùn)行；若測(cè)試不通過，則需要記錄不通過的模塊錯(cuò)誤代碼，系統(tǒng)進(jìn)入故障模式，并把這個(gè)錯(cuò)誤代碼通過CAN發(fā)送出去。
[0018]當(dāng)這些測(cè)試都通過后，系統(tǒng)進(jìn)入正常周期運(yùn)行模式；若自檢不通過，系統(tǒng)報(bào)出自檢故障代碼，進(jìn)入故障模式。
[0019]第三步，系統(tǒng)周期控制任務(wù)。對(duì)電機(jī)控制的所有工作都在這部分完成，這部分也是傳統(tǒng)的電機(jī)控制部分。供電電源監(jiān)控、電壓監(jiān)控、電流監(jiān)控、溫度監(jiān)控、速度監(jiān)控和外部看門狗等監(jiān)控都在這部分完成，如果系統(tǒng)有故障，則報(bào)出故障代碼，進(jìn)入故障模式；若系統(tǒng)正常進(jìn)入下一步；
第四步，系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)，如圖4所示。周期測(cè)試任務(wù)開始后，首先對(duì)主控芯片各個(gè)模塊的配置文件進(jìn)行檢測(cè)，測(cè)試各個(gè)模塊的配置是否被非法改動(dòng)，是否與正常配置一致；然后向從芯片發(fā)送特定的測(cè)試任務(wù)，從芯片收到任務(wù)后，按照預(yù)定的算法計(jì)算出測(cè)試結(jié)果反饋給主控芯片，這些測(cè)試任務(wù)可以根據(jù)實(shí)際的需要增加或者減少。主控芯片根據(jù)接收到的從芯片的測(cè)試結(jié)果判斷程序運(yùn)行是否正常，是否有非預(yù)期的運(yùn)行結(jié)果，如果測(cè)試結(jié)果通過，則系統(tǒng)進(jìn)入周期運(yùn)行模式，循環(huán)的運(yùn)行系統(tǒng)周期控制任務(wù)和周期測(cè)試任務(wù)；若測(cè)試不通過，則報(bào)出故障代碼，同時(shí)系統(tǒng)進(jìn)入故障模式。
【權(quán)利要求】
1.一種車用電機(jī)控制系統(tǒng)的安全監(jiān)控方法，包括如下步驟: 1)對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行初始化配置； 2)對(duì)主控芯片各個(gè)模塊進(jìn)行自檢，自檢包括對(duì)內(nèi)存、IO模塊、AD采樣模塊、通信模塊、PWM模塊、看門狗模塊進(jìn)行測(cè)試； 3)系統(tǒng)周期控制任務(wù)； 4)系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:所述系統(tǒng)周期測(cè)試任務(wù)包括各模塊配置測(cè)試和軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:所述各模塊配置測(cè)試在主控芯片中進(jìn)行，所述軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控在主控芯片和從芯片中進(jìn)行。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控是主控芯片定時(shí)向從芯片發(fā)送特定測(cè)試任務(wù)，從芯片收到測(cè)試任務(wù)后，按照預(yù)定的算法計(jì)算出測(cè)試結(jié)果反饋給主控芯片，主控芯片根據(jù)測(cè)試結(jié)果判斷軟件運(yùn)行是否正確，程序是否被非法改動(dòng)。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:測(cè)試任務(wù)可以根據(jù)實(shí)際的需要增加或者減少。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5所述的安全監(jiān)控方法，其特征在于:所述系統(tǒng)周期任務(wù)包括供電電源監(jiān)控、電壓監(jiān)控、電流監(jiān)控、溫度監(jiān)控、速度監(jiān)控和外部看門狗監(jiān)控。
7.實(shí)施權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述安全監(jiān)控方法的電機(jī)控制系統(tǒng)，由直流電源、電機(jī)控制器和電機(jī)三部分組成，其特征在于:其中電機(jī)控制器主要包括一個(gè)主控芯片、一個(gè)從芯片以及一些常用的監(jiān)控模塊，在從芯片內(nèi)進(jìn)行軟件運(yùn)行狀態(tài)監(jiān)控。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的電機(jī)控制系統(tǒng)，其特征在于:監(jiān)控模塊主要有供電電源監(jiān)控模塊、電壓監(jiān)控模塊、電流監(jiān)控模塊、溫度監(jiān)控模塊、速度監(jiān)控模塊和外部看門狗監(jiān)控模塊。
【文檔編號(hào)】G05B19/048GK103475300SQ201310454466
【公開日】2013年12月25日 申請(qǐng)日期:2013年9月29日 優(yōu)先權(quán)日:2013年9月29日
【發(fā)明者】蔡交明, 王瑛, 陳立沖, 王金磊 申請(qǐng)人:奇瑞汽車股份有限公司