CN203643815U - 一种基于安全功能的整车控制器 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种基于安全功能的整车控制器，包括主处理器、输入信号调理模块、输出信号调理模块、CAN通讯接口模块和电源模块，还设有从处理器和使能电路；从处理器与主处理器连接；使能电路的输入端连接有主处理器和从处理器，使能电路的输出端连接于CAN通讯接口模块。控制器还设有VCC监测模块和复位电路，从处理器和VCC检测模块连接于复位电路的输入端，复位电路的输出端连接于主处理器。本实用新型针对ISO26262标准的要求，解决了以往整车控制器在安全性能上不能达标的缺陷，利用从处理器的实时监测，增强了硬件故障探测覆盖率。
Description
技术领域
本实用新型属于混合动力汽车控制***，具体涉及一种基于安全功能的混合动力车用整车控制***。
背景技术
整车控制器是混合动力车控制***开发重要的技术创新,其基本功能是对驾驶员的一些操作指令及传感器信号进行数据采集，根据车辆运行状况，控制驱动马达及***执行机构的安全、稳定、科学的工作。
ISO26262标准恰当且可行地定义了电气、电子***的使用安全性,主要定位在汽车行业中特定的电气器件、电子设备、可编程电子器件等专门用于汽车领域的部件，旨在提高汽车电子、电气产品功能安全的国际标准。
传统的整车控制器一般包括MCU模块，输入信号调理模块，输出信号调理模块，CAN通讯接口模块以及电源模块等，但这并不满足ISO26262中提出的对于更高安全功能的需求，整车控制器由于需要同时具备接受和监控多种车辆状态，处理各种故障诊断以及网络的管理等这些在车辆行驶过程中重要的信息，因此对于其安全性就提出了更多的要求。
发明内容：
本实用新型要解决的技术问题是提供一种基于安全功能的整车控制器，在基于ISO26262的基础上为整车控制器增加了新的模块满足功能安全性需求，利用从MCU的实时监测，增强了硬件故障探测覆盖率。
为了解决上述技术问题本实用新型的技术方案为一种基于安全功能的整车控制器，包括主处理器、输入信号调理模块、输出信号调理模块、CAN通讯接口模块和电源模块，还设有从处理器和使能电路；从处理器与主处理器连接；使能电路的输入端连接有主处理器和从处理器，使能电路的输出端连接于CAN通讯接口模块。
控制器还设有VCC监测模块和复位电路，从处理器和VCC检测模块连接于复位电路的输入端，复位电路的输出端连接于主处理器。
VCC监测模块与从处理器连接。
从处理器通过SPI总线连接于主处理器。
本实用新型的有益效果在于：主从处理器之间通过SPI总线实现双向通信功能，从处理器对主处理器的功能进行监测；从处理器通过使能电路与CAN通讯接口模块连接，实现了从处理器在主处理器失效时对CAN通讯接口模块的独立控制功能。在传统仅有VCC监测模块对主处理器进行复位的功能上，增加了从处理器对主处理器的复位功能。VCC监测模块通过对从处理器的过电压和低电压监测实现对从处理器的复位。本实用新型针对ISO26262标准的要求，解决了以往整车控制器在安全性能上不能达标的缺陷，利用从处理器的实时监测，增强了硬件故障探测覆盖率。
附图说明
图1为实用新型实施例的***结构示意图
图中：1、主处理器 2、输入信号调理模块 3、输出信号调理模块4、CAN通讯接口模块 5、电源模块 6、从处理器 7、使能电路 7.1、第一二极管 7.2、第二二极管 8、VCC监测模块 9、复位电路 9.1、第一三极管 9.2、第二三极管
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本实用新型做进一步的说明。
一种基于安全功能的整车控制器，包括主处理器1、输入信号调理模块2、输出信号调理模块3、CAN通讯接口模块4和电源模块5；输入信号调理模块2用于输入点火锁ACC信号、点火锁ON信号、点火锁START信号、AMT启动允许信号等信号；输出信号调理模块3用于输出ISG故障指示灯信号、真空泵继电器信号等；
本实施例还设有从处理器6和使能电路7；从处理器6与主处理器1通过SPI总线连接；使能电路7包括并联的第一二极管7.1和第二二极管7.2；第一二极管7.1的输入端连接主处理器1，输出端连接CAN通讯接口模块4；第二二极管7.2的输入端连接从处理器6，输出端连接CAN通讯接口模块4。主处理器1和从处理器6发出的任一使能信号有效都可以令CAN通讯接口模块4有效工作；主从处理器6之间通过SPI总线实现双向通信功能，从处理器6对主处理器1的功能进行监测，从处理器6与CAN通讯接口模块4的独立关闭通道实现了从处理器6在主处理器1失效时对CAN通讯接口模块4的独立控制功能。
控制器还设有VCC监测模块8和复位电路9；VCC监测模块用于进行过电压检测和低电压检测，在过电压和低电压的情况下发出复位信号；复位电路9包括并联的第一三极管9.1和第二三极管9.2；第一三极管9.1的基极端连接VCC监测模块8的复位信号端口，输出集电极端连接于主处理器1的复位信号端口；第二三极管9.2的基极端连接从处理器6的复位信号端口，输出集电极端连接于主处理器1的复位信号端口。VCC监测模块8发出的和从处理器6发出的任一复位信号有效都可以主处理器1。在传统仅有VCC监测模块8对主处理器1进行复位的功能上，增加了从处理器6对主处理器1的复位功能。
VCC监测模块8与从处理器6连接，VCC监测模块8通过对从处理器6的过电压和低电压监测实现对从处理器6的复位。
本实施例的主处理器1采用32位MCU，从处理器6采用8位MCU。
本实用新型实施例的具体工作方式如下：
主处理器1的32位MCU在车辆运行过程中通过CAN通讯接口模块4负责控制和监控CAN网络的管理情况，车辆的故障诊断与处理，车辆的车速信息等状态通过CAN网络传递到主处理器1中，主处理器1再发送使能给车辆的各模块，保证车辆的平稳，安全运行；
从处理器6的8位MCU，通过与主处理器1之间交换响应和需求来保证主处理器1的运行时序、时钟和算法逻辑单元等是否正常，如果有异常则从处理器6会给主处理器1发送复位信息强制其复位，并恢复到正常工作状态，如果主处理器1还无法正常工作，则从处理器6会直接发送使能信号让整车控制器进入一种安全模式，避免对***构成危害。
电源模块5，负责提供电压VCC1作为32MCU位主处理器1电源，VCC2作为8位MCU从处理器6电源；
输入信号调理模块2，包括点火锁ACC信号，点火锁ON信号，点火锁START信号，AMT启动允许信号等来自于车辆行驶过程中的所有状态信息；
输出信号调理模块3，包括故障指示灯，真空泵继电器控制信号等，是由32位主MCU发出的控制信号；
CAN通讯接口模块4主要功能是将车辆的故障诊断与处理，车辆的车速信息等状态通过其传递给主处理器1，同时也接收主处理器1和从处理器6发出的信息；对于从处理器6来说，在临界输出上具有独立的处理能力（独立于主处理器1）是非常重要的，这样从处理器6的停机指令就可以不受主处理器1的控制。目前所有在进行中的项目中HCU硬线电路是没有安全临界输出的，所有的安全临界的控制是通过CAN完成的。HCU的故障模式是会停止在CAN上的数据传送，本实施例具有从处理器6独立对CAN通讯接口模块4的关闭通道。
达到ASIL C&D等级的完整标准需要主处理器1大量的自我测试，本***中32位MCU的主处理器1需要提供的诊断范围有：软件程序执行-独立检验；寄存器(GPIO,配置寄存器,内部RAM)；时钟/定时器–独立检验；进程管理(如非法中断).通过OS特别提供。
通过以上的方案实现了从MCU对CAN通讯接口模块4的使能控制；在传统仅有VCC检测模块对主处理器1的复位功能的基础上增加了，从处理器6对主处理器1的检测复位功能；另外，VCC检测模块还可通过电压检测实现对从处理器6的检测复位功能。
应当理解的是，对本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。
Claims (7)
1.一种基于安全功能的整车控制器，包括主处理器(1)、输入信号调理模块(2)、输出信号调理模块(3)、CAN通讯接口模块(4)和电源模块(5)，其特征在于：还设有从处理器(6)和使能电路(7)；所述从处理器(6)与所述主处理器(1)连接；所述使能电路(7)的输入端连接有所述主处理器(1)和所述从处理器(6)，所述使能电路(7)的输出端连接于所述CAN通讯接口模块(4)。
2.根据权利要求1所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述使能电路(7)包括并联的第一二极管(7.1)和第二二极管(7.2)；所述第一二极管(7.1)的输入端连接所述主处理器(1)，输出端连接CAN通讯接口模块(4)；所述第二二极管(7.2)的输入端连接所述从处理器(6)，输出端连接CAN通讯接口模块(4)。
3.根据权利要求1所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述控制器还设有VCC监测模块(8)和复位电路(9)，所述从处理器(6)和所述VCC检测模块连接于所述复位电路(9)的输入端，所述复位电路(9)的输出端连接于所述主处理器(1)。
4.根据权利要求3所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述复位电路(9)包括并联的第一三极管(9.1)和第二三极管(9.2)；所述第一三极管(9.1)的基极端连接VCC监测模块(8)的复位信号端口，输出集电极端连接于主处理器(1)的复位信号端口；所述第二三极管(9.2)的基极端连接从处理器(6)的复位信号端口，输出集电极端连接于主处理器(1)的复位信号端口。
5.根据权利要求3所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述VCC监测模块(8)与所述从处理器(6)连接。
6.根据权利要求1所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述从处理器(6)通过SPI总线连接于主处理器(1)。
7.根据权利要求1所述的一种基于安全功能的整车控制器，其特征在于：所述主处理器(1)为32位MCU，所述从处理器(6)为8位MCU。
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