CN102539893B - 整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器。所述方法适用于电动汽车中，所述电动汽车中整车控制器的CPU和驱动电路之间连接一诊断接口电路，所述方法包括：诊断接口电路接收CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；检测目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示CPU进行相应的异常处理。通过利用本发明所提供的方案，可以实现对电动汽车输出驱动负载的有效故障检测。

Description

整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器

技术领域

本发明涉及电动汽车整车控制器领域，特别是涉及一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器。

背景技术

随着全球石油资源的日益枯竭以及对排放要求的日益提高，相比常规汽车更加经济环保的电动汽车成了各大汽车厂商的设计重点。凭借低耗能、零污染的特性，混合电动汽车或电动汽车成为众多汽车厂商的首要选择。

对于混合电动汽车或电动汽车而言，整车控制器控制着整车动力系统及其它重要子部件，关系到整车的安全及能效。在实际应用中，整车控制器连接的负载有传感器、开关、继电器、电磁阀、指示灯等，如果负载因外界干扰或其他因素出现接触不良、短路等故障但不能及时检测出来并进行相应的异常处理，将会导致系统安全问题，使系统的可靠性降低。

而现有技术中，电动汽车的整车控制器中CPU直接与连接有负载的驱动电路相连，并不具有负载故障检测功能。因此，如何对电动汽车的输出驱动负载进行有效的故障检测，是一个值得关注的问题。

发明内容

为解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器，以实现对电动汽车的输出驱动负载进行有效的故障检测，技术方案如下：

一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，适用于电动汽车中，所述电动汽车中整车控制器的CPU和驱动电路之间连接一诊断接口电路，所述方法包括：

所述诊断接口电路接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；

检测所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

其中，所述诊断接口电路接收到的控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示导通的信息；

相应的，预设的故障条件为：

所检测到的当前电压值高于第一错误基准电压。

其中，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，具体为：

置位自身状态寄存器中与所述目标驱动电路对应的短路标识位；

周期性断开所述目标驱动电路直至当前故障消除。

其中，所述检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值，具体为：

在所述目标驱动电路导通特定时间后，对所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值进行检测。

其中，所述诊断接口电路接收到的控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示断开的信息；

相应的，预设的故障条件为：

所检测到的当前电压值低于第二错误基准电压。

其中，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，具体为：

置位自身状态寄存器中与所述目标驱动电路对应的开路标识位。

其中，所述方法还包括：

监控电源的当前输入电压；

在所述当前输入电压高于第一电压阈值时，断开所连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源过压标识位；

在所述当前输入电压低于第二电压阈值时，断开所连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源欠压标识位；

其中，所述第一电压阈值高于所述第二电压阈值。

相应的，本发明还提供一种整车控制器，适用于电动汽车中，所述整车控制器包括：CPU、至少一个驱动电路、连接于CPU和驱动电路之间的诊断接口电路；

所述诊断接口电路用于：

接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；

检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

本发明实施例所提供的技术方案，在电动汽车整车控制器的CPU与驱动电路之间连接一诊断接口电路；通过该诊断接口电路判断驱动电路对应输出脚的当前电压值是否符合预设的故障条件，进而确定出与该驱动电路相连的负载是否发生故障，并在发生故障的情况下，对该驱动电路进行保护处理并保存当前故障对应的故障码，同时拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理，进而实现了对电动汽车输出驱动负载的有效故障检测。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单的介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法的第一种流程图；

图2为本发明实施例所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法的第二种流程图；

图3为本发明实施例所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法的第三种流程图；

图4为适用于本发明实施例所提供的整车控制器的电路图；

图5为本发明实施例所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测装置的结构示意图。

具体实施方式

现有技术中，电动汽车整车控制器的CPU直接与连接有负载的驱动电路相连，并不具有负载故障检测功能。因此，如何对电动汽车的输出驱动负载进行有效的检测，是一个值得关注的问题。

本发明实施例提供了一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法及整车控制器，以实现对电动汽车中的输出驱动负载的有效故障检测。

下面首先对本发明实施例所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法进行介绍。

一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，适用于电动汽车中，所述电动汽车中整车控制器的CPU和驱动电路之间连接一诊断接口电路，所述方法包括：

所述诊断接口电路接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；

检测所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

本发明实施例所提供的技术方案，在电动汽车整车控制器的CPU与驱动电路之间连接一诊断接口电路；通过该诊断接口电路判断驱动电路对应输出脚的当前电压值是否符合预设的故障条件，进而确定出与该驱动电路相连的负载是否发生故障，并在发生故障的情况下，对该驱动电路进行保护处理并保存当前故障对应的故障码，同时拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理，进而实现了对电动汽车输出驱动负载的有效故障检测。

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明所提供的整车控制器输出驱动负载的故障检测方法适用于电动汽车，该电动汽车的整车控制器中设置有一连接于CPU和驱动电路之间的诊断接口电路。可以理解的是，一个诊断接口电路可以同时连接六路驱动电路。当然，对于不同电路结构的诊断接口电路而言，其所连接的驱动电路并不局限于六个。

如图1所示，一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，可以包括：

S101，该诊断接口电路接收所述CPU发送的控制指令；

其中，该控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示。

S102，按照所接收到的控制指令控制该标识对应的目标驱动电路；

在接收到CPU发送的控制指令后，该诊断接口电路则会按照该控制指令对具有该标识的目标驱动电路进行导通或断开的处理，从而控制该目标驱动电路所连接的负载进入相应的工作模式。

S103，检测该目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

当对该目标驱动电路进行导通或断开的处理后，该诊断接口电路可以检测该目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值，并利用所检测到的当前电压值进行后续的处理。

S104，判断所检测到的当前电压值是否符合预设的故障条件，如果是，则执行步骤S105；否则，不作处理；

需要说明的是，预先设置了与该目标驱动电路对应输出脚的相应故障条件。当所检测到的当前电压值符合该故障条件时，表明该目标驱动电路所连接的负载处于非正常工作状态，此时，需要进行后续的故障指示；当检测到的当前电压值不符合该故障条件时，表明该目标驱动电路所连接的负载处于正常工作状态，此时，不作任何处理即可。

S105，对该目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与CPU连接的错误指示端口。

当判断得到该当前电压值符合该故障条件时，则需要对该目标驱动电路进行保护处理，进而实现对该目标驱动电路所连接负载的保护处理；同时保存当前故障对应的故障码并拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示CPU进行相应的异常处理。

本实施例中，在电动汽车整车控制器的CPU与驱动电路之间连接一诊断接口电路；通过该诊断接口电路判断驱动电路对应输出脚的当前电压值是否符合预设的故障条件，进而确定出与该驱动电路相连的负载是否发生故障，并在发生故障的情况下，对该驱动电路进行保护处理并保存当前故障对应的故障码，同时拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理，进而实现了对电动汽车输出驱动负载的有效故障检测。

下面以诊断接口电路如何检测输出驱动负载的短路故障为例，对本发明所提供的整车控制器输出驱动负载的故障检测方法进行介绍。

如图2所示，一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，可以包括：

S201，诊断接口电路接收整车控制器CPU发出的控制指令，该控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示导通的信息；

S202，导通该控制指令中标识对应的目标驱动电路；

该诊断接口电路在接收到CPU发送的关于该标识对应的目标驱动电路的导通指令后，则会导通该目标驱动电路。

S203，检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值；

当对该目标驱动电路进行导通处理后，诊断接口电路则可以检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值，并利用所检测到的当前电压值进行后续的处理。

在实际应用中，为了使检测到的目标驱动电路对应的输出脚的电压值稳定，可以在该目标驱动电路导通特定时间后，再对该目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值进行检测。需要说明的是，不同电路结构的诊断接口电路所对应的特定时间可以不同。

S204，判断所检测到的当前电压值是否高于第一错误基准电压，如果是，则执行步骤S205；否则，不作处理；

当检测到的当前电压值高于第一错误基准电压时，表明该目标驱动电路所连接的外部负载发生短路故障，此时，需要进行后续的故障指示。

可以理解的是，在实际应用中，不同电路结构的诊断接口电路可以对应不同的第一错误基准电压，同时，对于同一电路结构的诊断接口电路，其对应的该第一错误基准电压可以由用户自行设定。

S205，置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的短路标识位；

S206，周期性断开该目标驱动电路直至当前故障消除；

S207，拉低与CPU连接的错误指示端口。

当判断得到当前电压值高于第一错误基准电压时，则可以置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的短路标识位，并周期性断开该目标驱动电路直至当前故障消除，实现保护该目标驱动电路不被烧毁的目的；同时，拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示CPU进行相应的异常处理。

其中，步骤S205～步骤S207并不局限于本实施例所述的执行顺序，在实际应用中，步骤S205～步骤S207可以同时执行。

本实施例中，诊断接口电路在导通目标驱动电路后，检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值，并在当前电压值高于第一错误基准电压时，表明该目标驱动电路所连接的外部负载处于短路状态，此时置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的短路标识位，周期性断开该目标驱动电路直至当前故障消除，拉低与CPU连接的错误指示端口。可见，通过利用本实施例所提供的方法，可以实现对电动汽车中的输出驱动负载的短路故障进行有效检测。

下面以诊断接口电路如何检测输出驱动负载的开路故障为例，对本发明所提供的整车控制器输出驱动负载的故障检测方法进行介绍。

如图3所示，一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，可以包括：

S301，诊断接口电路接收整车控制器CPU发出的控制指令，该控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示断开的信息；

S302，断开该控制指令中标识对应的目标驱动电路；

该诊断接口电路在接收到CPU发出的关于该标识对应的目标驱动电路的断开指令后，则会断开该目标驱动电路。

S303，检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值；

当对该目标驱动电路进行导通处理后，诊断接口电路则可以检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值，并利用所检测到的当前电压值进行后续的处理。

S304，判断所检测到的当前电压值是否低于第二错误基准电压，如果是，则执行步骤S305；否则，不作处理；

当检测到的当前电压值低于第二错误基准电压时，表明该目标驱动电路所连接的外部负载发生开路故障，此时，需要进行后续的故障指示。

可以理解的是，在实际应用中，不同电路结构的诊断接口电路对应不同的第二错误基准电压。

S305，置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的开路标识位；

S306，拉低与CPU连接的错误指示端口。

当判断得到当前电压值低于第二错误基准电压时，则可以置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的开路标识位；同时，拉低与CPU连接的错误指示端口，以指示CPU进行相应的异常处理。

相应的，步骤S305～步骤S306并不局限于本实施例所述的执行顺序，在实际应用中，步骤S305～步骤S306可以同时执行。

本实施例中，诊断接口电路在断开目标驱动电路后，检测该目标驱动电路对应输出脚的当前电压值，并在当前电压值低于第二错误基准电压时，表明该目标驱动电路所连接的外部负载处于开路状态，此时置位自身状态寄存器中与该目标驱动电路对应的开路标识位，并拉低与CPU连接的错误指示端口。可见，通过利用本实施例所提供的方法，可以实现对电动汽车中的输出驱动负载的开路故障进行有效检测。

为了更好的保护驱动电路以及各驱动电路连接的外部负载，本发明所提供整车控制器输出驱动负载的故障检测方法还可以包括：

监控电源的当前输入电压；

在该当前输入电压高于第一电压阈值时，断开连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源过压标识位；

在该当前输入电压低于第二电压阈值时，断开所连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源欠压标识位；

其中，所述第一电压阈值高于所述第二电压阈值。

可以理解的是，CPU在检测诊断接口电路的状态寄存器时，如果检测到电源过压标识或电源欠压标识时，则会进行相应的异常处理。

下面结合一具体实施例对本发明所提供的一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法进行介绍。

本具体实施例所提供的方法适用的电动汽车中，该电动汽车的整车控制器中设置有一连接于CPU和驱动电路之间的诊断接口电路，如图4所示。其中，图4所示的诊断接口电路中，U1采用TPIC46L02前置驱动芯片，C1、C2、C3为滤波电容，C4为ESD电容；Q1为MMUN2211，R1、R2、R3配合此三极管控制TPIC46L02使能和除能；R4、R5为限流电阻，Q2为功率型MOS管，采用拉低方式驱动外部负载。

TPIC46L02响应CPU发出指令控制MOS管导通后，将延时60uS检测Drain脚电压，如果高于预设的第一错误基准电压值(持续8uS以上)，则可判断发生短路故障，为了保护MOS管不被烧毁，TPIC46L02将周期性关断MOS管直至短路故障清除，同时置位TPIC46L02状态寄存器中该驱动电路对应的短路标识位，并拉低FAULT管脚的电压，以指示CPU查询TPIC46L02的状态寄存器，并根据所查询到的状态寄存器信息进行相应的异常处理。

TPIC46L02响应CPU发出指令控制MOS管关断后，如果外部负载处于开路状态，TPIC46L02内部的电流源会控制Drain脚处于一个电压值，此电压值低于特有的第二错误基准电压，将导致TPIC46L02拉低FAULT管脚的电压，同时置位TPIC46L02状态寄存器中该驱动电路对应的开路标识位。

TPIC46L02通过内部比较器监控电源输入，当电压高于34V时，为了防止外部负载或者MOS管损坏，TPIC46L02会将控制的所有MOS管强制关断，同时置位电源过压标识位。

TPIC46L02通过内部比较器监控电源输入，当电压低于4.8V时，为了防止MOS管导通不充分，内阻过大而导致发热，TPIC46L02会将控制的所有MOS管强制关断，同时置位电源欠压标识位。

CPU通过SPI通讯实现读取TPIC46L02状态寄存器故障码操作。

每次进入任务循环，CPU通过判断FAULT脚的状态来决定是否读取TPIC46L02状态寄存器。当FAULT脚为低时，则读取TPIC46L02状态寄存器，判断所控制的外部负载是否存在短路、开路以及过电压、欠压故障，并进入相应异常处理模式。其中，异常处理方法可以为：当CPU检测到外部负载发生故障时，通过上层策略判断故障等级，CPU可以控制三极管Q1导通来使诊断接口电路连接的所有驱动电路关断，以保障系统安全。

可见，通过利用本发明所提供方案，可以实现对电动汽车输出驱动负载故障的有效检测。

相应的，本发明实施例还提供一种整车控制器输出驱动的故障检测装置，如图5所示，可以包括：

指令接收模块110，接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

控制模块120，用于按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；

电压检测模块130，用于检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

判断模块140，用于检测所检测到的当前电压值是否符合预设的故障条件，并在符合的情况下，触发故障指示模块；

故障指示模块150，用于对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

同时，本发明实施例还提供一种整车控制器，适用于电动汽车中，所述整车控制器包括：CPU、至少一个驱动电路、连接于CPU和驱动电路之间的诊断接口电路；

所述诊断接口电路用于：

接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路；

检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

以上所述仅是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种整车控制器输出驱动负载的故障检测方法，其特征在于，适用于电动汽车中，所述电动汽车中整车控制器的CPU和至少一个驱动电路之间连接一诊断接口电路，所述方法包括：

所述诊断接口电路接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

所述诊断接口电路按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路进行导通或断开的处理，从而控制该目标驱动电路所连接的负载进入相应的工作模式；

所述诊断接口电路检测所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

所述诊断接口电路判断所检测到当前电压值是否符合预设的故障条件；

当所述诊断接口电路判断所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述诊断接口电路接收到的控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示导通的信息；

相应的，预设的故障条件为：

所检测到的当前电压值高于第一错误基准电压。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，具体为：

置位自身状态寄存器中与所述目标驱动电路对应的短路标识位；

周期性断开所述目标驱动电路直至当前故障消除。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值，具体为：

在所述目标驱动电路导通特定时间后，对所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值进行检测。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述诊断接口电路接收到的控制指令包括目标驱动电路的标识以及指示断开的信息；

相应的，预设的故障条件为：

所检测到的当前电压值低于第二错误基准电压。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，具体为：

置位自身状态寄存器中与所述目标驱动电路对应的开路标识位。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

监控电源的当前输入电压；

在所述当前输入电压高于第一电压阈值时，断开所连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源过压标识位；

在所述当前输入电压低于第二电压阈值时，断开所连接的驱动电路，并置位自身状态寄存器中的电源欠压标识位；

其中，所述第一电压阈值高于所述第二电压阈值。

8.一种整车控制器，其特征在于，适用于电动汽车中，所述整车控制器包括：CPU、至少一个驱动电路、连接于CPU和驱动电路之间的诊断接口电路；

所述诊断接口电路用于：

接收所述CPU发送的控制指令，所述控制指令包括目标驱动电路的标识以及通断指示；

按照所接收到的控制指令控制所述标识对应的目标驱动电路进行导通或断开的处理，从而控制该目标驱动电路所连接的负载进入相应的工作模式；

检测与所述目标驱动电路对应的输出脚的当前电压值；

判断所检测到的当前电压值是否符合预设的故障条件；

当所检测到的当前电压值符合预设的故障条件时，对所述目标驱动电路进行保护处理且保存当前故障对应的故障码，同时拉低与所述CPU连接的错误指示端口，以指示所述CPU进行相应的异常处理。