Dsp芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器及其控制方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種DSP (Digital Signal Processing，數(shù)字信號處理)芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器及其控制方法。
【背景技術(shù)】
[0002]電動汽車主要由電力驅(qū)動子系統(tǒng)、能源子系統(tǒng)和輔助子系統(tǒng)三部分組成。電動汽車控制器是整個汽車的核心部件，評測采集加速踏板信號，制動踏板信號，倒車信號等駕駛員行為，根據(jù)控制策略控制各動力部件的動作，驅(qū)動汽車正常行駛。由于電動的電氣系統(tǒng)較復(fù)雜，電動汽車在行駛過程中會因為電路的問題而出現(xiàn)故障，為了確保在微處理器模塊出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致整個芯片失效時系統(tǒng)可自動恢復(fù)，設(shè)計中十分重視電路的穩(wěn)定性和可靠性。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0003]本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是提供一種DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器及其控制方法，其實現(xiàn)對汽車控制進(jìn)行實時監(jiān)控，提高控制器的安全可靠性和穩(wěn)定性。
[0004]本發(fā)明是通過下述技術(shù)方案來解決上述技術(shù)問題的:本發(fā)明提供一種DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器，其特征在于，其包括速度傳感器、直流電機(jī)、電流電壓溫度檢測電路、調(diào)速剎車信號控制器、速度檢測電路、保護(hù)電路、外看門狗電路、檔位輸入器、接觸器驅(qū)動電路、微處理器模塊、MOSFET驅(qū)動電路、斬波器、蓄電池組、輔助電源、電壓監(jiān)控模塊，微處理器模塊與MOSFET驅(qū)動電路連接；電流電壓溫度檢測電路、調(diào)速剎車信號控制器、速度檢測電路、外看門狗電路、檔位輸入器都與微處理器模塊連接；微處理器模塊與接觸器驅(qū)動電路連接；接觸器驅(qū)動電路與檔位輸入器、外看門狗電路、MOSFET驅(qū)動電路連接；速度檢測電路與速度傳感器連接；速度傳感器與直流電機(jī)連接；斬波器與直流電機(jī)、電流電壓溫度檢測電路、MOSFET驅(qū)動電路、蓄電池組連接；蓄電池組與輔助電源連接，電壓監(jiān)控模塊與蓄電池組連接。
[0005]本發(fā)明還提供一種DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器的控制方法，其特征在于，其包括以下步驟:微處理器模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)過隔離、放大后驅(qū)動斬波器，斬波器對蓄電池組進(jìn)行斬波并控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，并實現(xiàn)再生制動；直流電機(jī)的電壓、電流、速度這些信號經(jīng)過電流電壓溫度檢測電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)理后輸入到微處理器模塊；微處理器模塊對斬波器的電流、電壓、溫度和對直流電機(jī)的速度進(jìn)行檢測，以對斬波器進(jìn)行調(diào)控和保護(hù)，對直流電機(jī)的速度進(jìn)行檢測和控制，并為實現(xiàn)復(fù)雜的控制策略提供支持；速度傳感器采集速度信號實現(xiàn)失控保護(hù)、平穩(wěn)啟動、上坡啟動防滑和提供用戶速度信息等功能并送到微處理器模塊；調(diào)速信號和剎車信號分別由調(diào)速踏板和剎車踏板產(chǎn)生，經(jīng)過調(diào)速剎車信號控制器的調(diào)理之后送給微處理器模塊；輔助電源包括為外圍控制電路供電的與功率回路共地的非隔離電源和為核心控制電路供電的隔離電源兩部分；外看門狗電路確保在微處理器模塊出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致整個芯片失效時系統(tǒng)可自動恢復(fù)。
[0006]本發(fā)明的積極進(jìn)步效果在于:本發(fā)明實現(xiàn)對汽車控制進(jìn)行實時監(jiān)控，提高控制器的安全可靠性和穩(wěn)定性。
【附圖說明】
[0007]
為了更清楚地說明本發(fā)明的創(chuàng)新原理，下面結(jié)合附圖對其示例性實施進(jìn)行描述。
[0008]圖1為本發(fā)明的電動汽車控制器的結(jié)構(gòu)原理圖；
圖2為控制器啟動流程圖；
圖3為本發(fā)明啟動檢測流程圖。
[0009]圖4為本發(fā)明啟動完成流程圖。
【具體實施方式】
[0010]
如圖1所示，本發(fā)明DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器包括速度傳感器1、直流電機(jī)2、電流電壓溫度檢測電路3、調(diào)速剎車信號控制器4、速度檢測電路5、保護(hù)電路6、外看門狗電路7、檔位輸入器8、接觸器驅(qū)動電路9、微處理器模塊10、MOSFET驅(qū)動電路11、斬波器12、蓄電池組13、輔助電源14、電壓監(jiān)控模塊15，微處理器模塊10與MOSFET驅(qū)動電路11連接；電流電壓溫度檢測電路3、調(diào)速剎車信號控制器4、速度檢測電路5、外看門狗電路7、檔位輸入器8都與微處理器模塊10連接；微處理器模塊10與接觸器驅(qū)動電路9連接；接觸器驅(qū)動電路9與檔位輸入器8、外看門狗電路7、MOSFET驅(qū)動電路11連接；速度檢測電路5與速度傳感器I連接；速度傳感器I與直流電機(jī)2連接；斬波器12與直流電機(jī)2、電流電壓溫度檢測電路3、M0SFET驅(qū)動電路11、蓄電池組13連接；蓄電池組13與輔助電源14連接，電壓監(jiān)控模塊15與蓄電池組13連接。
[0011]DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器需要多個不同電壓的電源，設(shè)計中使用一個+15V的電壓源給控制電路的外圍電路供電，使用一個隔離的+5V電壓源為控制電路核心部分供電。另外，DSP正常工作需要+3.3V為片內(nèi)設(shè)備供電和+1.8V為芯片內(nèi)核供電。由此，控制器共需要+15V、+5V、+3.3V和+1.8V四個電壓源。速度檢測電路將從電機(jī)電測到的信號反饋給微處理器模塊處理。保護(hù)電路具有過流、過壓、欠壓、過載、超速、過溫等保護(hù)功能，提尚了控制系統(tǒng)的可靠性。接觸器驅(qū)動電路控制功率回路的開通與關(guān)斷。MOSFET驅(qū)動電路驅(qū)動直流電機(jī)的作用。
[0012]本發(fā)明DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器的控制方法包括以下步驟:微處理器模塊產(chǎn)生的信號經(jīng)過隔離、放大后驅(qū)動斬波器，斬波器對蓄電池組進(jìn)行斬波并控制直流電機(jī)轉(zhuǎn)速，并實現(xiàn)再生制動；直流電機(jī)的電壓、電流、速度這些信號經(jīng)過電流電壓溫度檢測電路進(jìn)行相應(yīng)的調(diào)理后輸入到微處理器模塊；微處理器模塊對斬波器的電流、電壓、溫度和對直流電機(jī)的速度進(jìn)行檢測，以對斬波器進(jìn)行調(diào)控和保護(hù)，對直流電機(jī)的速度進(jìn)行檢測和控制，并為實現(xiàn)復(fù)雜的控制策略提供支持；速度傳感器采集速度信號實現(xiàn)失控保護(hù)、平穩(wěn)啟動、上坡啟動防滑和提供用戶速度信息等功能并送到微處理器模塊；調(diào)速(油門)信號和剎車信號分別由調(diào)速踏板和剎車踏板產(chǎn)生，經(jīng)過調(diào)速剎車信號控制器的調(diào)理之后送給微處理器模塊；輔助電源包括為外圍控制電路供電的與功率回路共地的非隔離電源和為核心控制電路供電的隔離電源兩部分；外看門狗電路確保在微處理器模塊出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致整個芯片失效時系統(tǒng)可自動恢復(fù)。
[0013]其中對電流、電壓和溫度等信號使用轉(zhuǎn)換器進(jìn)行采樣量化。隔離電源能有效的提高電路運行的穩(wěn)定性，提高系統(tǒng)抗干擾能力。電壓監(jiān)控模塊15主要用于監(jiān)控控制器的+15V和+5V電源，當(dāng)控制器發(fā)生部分短路、負(fù)載過大、電源模塊故障或者蓄電池組的電源嚴(yán)重下降時可能發(fā)生電源電壓下降。由于+15V與+5V是隔離的兩個電源，要分別進(jìn)行監(jiān)控。外看門狗電路用于防止微處理器模塊徹底失效。在正常工作時，DSP通過某個1引腳，按一定的周期對外看門狗電路復(fù)位以防止其產(chǎn)生復(fù)位信號。而當(dāng)DSP徹底失效時，DSP的1引腳可能處于高電平、低電平或是高阻狀態(tài)。外看門狗電路必須保證無論DSP引腳處于那種情況下都能成功對DSP進(jìn)行復(fù)位。斬波器不但能夠兼容串勵和他勵直流電機(jī)，而且具備再生制動功能。
[0014]由于汽車需要頻繁的加速減速和起停操作，本發(fā)明DSP芯片出現(xiàn)失效時保護(hù)的汽車控制器具有再生制動功能，最大限度的節(jié)約電池電能，提高汽車的續(xù)航里程。該發(fā)明能增強(qiáng)控制器的抗干擾能力，提高控制器的可靠性。為了確保在微處理器模塊出現(xiàn)嚴(yán)重的故障而導(dǎo)致整個芯片失效時系統(tǒng)可自動恢復(fù)，控制器采用外看門狗電路。當(dāng)微處理器模塊失效時，外看門狗電路可復(fù)位微處理器模塊，并且即使微處理器模塊被損毀，由于外看門狗電路不斷復(fù)位，控制器的輸出可被關(guān)閉。本發(fā)明