CN111942306A - 一种汽车电子执行器控制方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及新能源汽车电子执行器技术领域，具体涉及一种汽车电子执行器控制方法及系统。盖方法包括以下步骤：CPU控制模块自检其软件是否正常运行状态，根据软件运行状态输出第一电平信号；功能安全模块检测电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件是否正常运行状态，根据电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件的运行状态输出第二电平信号；所有的驱动模块通过硬线接收所述第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与运算后的控制信号，并根据控制信号执行安全运行模式。本发明能够解决现有技术中功能安全模块检测系统故障有延时的问题，及某些驱动模块在控制器运行中重新初始化对使能管脚电平有要求，导致整个控制器重新下电的问题。

Description

一种汽车电子执行器控制方法及系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车电子执行器技术领域，具体涉及一种汽车电子执行器控制方法及系统。

背景技术

继电器、泵、电磁阀是新能源汽车常用的执行器。由于控制器有功能安全要求，在硬件电路中需设计功能安全模块。在主控制单元发生故障时，功能安全模块可检测到主控制单元发生故障并输出控制信号使以上执行器的驱动模块进入安全模式。

但是现有技术中，功能安全模块与主控制单元连接用于检测主控制单元的工作状态，输出端与执行器的驱动模块连接输出控制信号，用于在检测主控制单元故障时，发出控制信号，使执行器的驱动模块发出保持打开或关断信号，以使执行器保持运行或者关闭。

但是实际使用工程中，功能安全模块仅仅能快速检测主控制单元的硬件故障，例如电源或者电压故障，其内部的运算代码出现故障时往往是功能安全模块不能及时的发现，以至于不能及时的控制执行器的运转状态，引发不可挽回的损失。

发明内容

针对现有技术中存在的缺陷，本发明的目的在于提供一种汽车电子执行器控制方法及系统，能够解决现有技术中功能安全模块仅仅能快速检测主控制单元的硬件故障，其内部的运算代码出现故障时往往是功能安全模块不能及时发现的问题。

为达到以上目的，本发明采取的技术方案是：

本发明提供一种汽车电子执行器控制方法，包括以下步骤：

CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出控制信号，控制驱动模块是否进入安全运行模式。

在上述技术方案的基础上，所述的CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出，以控制驱动模块是否进入安全运行模式，具体包括：

CPU控制模块自检其软件是否正常运行状态，根据软件运行状态输出第一电平信号；

功能安全模块检测电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件是否正常运行状态，根据电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态输出第二电平信号；

所有的驱动模块通过硬线接收所述第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与运算后的控制信号，并根据控制信号执行安全运行模式。

在上述技术方案的基础上，当所述CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，所述CPU控制模块输出低电平信号，当所述CPU控制模块运行状态正常时，所述CPU控制模块输出高电平信号；

当所述功能安全模块检测出电源模块或所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态异常时，所述功能安全模块输出低电平信号，当电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态正常时，所述功能安全模块输出高电平信号。

在上述技术方案的基础上，所述第一电平信号和第二电平信号任一为低电平信号时，所述驱动模块执行安全运行模式。

在上述技术方案的基础上，当所述CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，所述CPU控制模块直接输出低电平信号，所述驱动模块执行安全运行模式；

当设定时间内所述当所述功能安全模块检复测出所述CPU控制模块的软件运行状态正常，则反馈至所述CPU控制模块使其输出高电平信号，使所述驱动模块退出安全运行模式。

在上述技术方案的基础上，当其中一驱动模块发生故障需初始化时，其他驱动模块需正常运行时，所述CPU控制模块输出低电平信号与所述功能安全模块输出的第二电平信号进行逻辑与运算后传输至发生故障的所述驱动模块，使其进行初始化。

在上述技术方案的基础上，当驱动模块进入安全运行模式后，所述驱动模块控制与其匹配的执行器执行跛行命令。

在上述技术方案的基础上，CPU控制模块，用于自检其软件运行状态并输出是否正常运行状态信号；

功能安全模块，其用于与所述CPU控制模块及电源模块连接，检测所述CPU控制模块及电源模块的运行状态，并输出是否正常运行信号；

至少一个驱动模块，每个所述驱动模块用于接收CPU控制模块和功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出的控制信号，并根据控制信号控制与之匹配的执行器。

在上述技术方案的基础上，所述CPU控制模块输出第一电平信号，所述功能安全模块输出第二电平信号，所述第一电平信号通过I/O硬线传输，所述第二电平信号通过S1硬线传输，所述S1硬线与所述I/O硬线通过逻辑与电路与所述驱动模块连接。

在上述技术方案的基础上，所述汽车电子执行器控制系统的驱动模块包括使能管脚低电平初始化模块和使能管脚无电平要求初始化模块两种驱动模块，所述I/O硬线包括I/O1硬线和I/O2硬线，所述S1硬线与所述I/O1硬线通过逻辑与电路与所述使能管脚低电平初始化模块连接；所述S1硬线还与所述I/O2硬线通过逻辑与电路与所述使能管脚无电平要求初始化模块连接。

与现有技术相比，本发明的优点在于：通过功能安全模块检测CPU控制模块是否正常工作，同时CPU控制模块也进行自检，由于功能安全模块检测CPU控制模块是否正常工作时需要与CPU控制模块之间交换数据，尤其是在CPU控制模块内部代码出现问题时，功能安全模块检测到CPU控制模块异常的时间会有延迟，但是不及时进入安全模式，会造成安全隐患。CPU控制模块自检可在发现内部运行代码问题时直接输出进入安全运行模式的信号使驱动模块进入安全运行模式，可提高汽车的安全性能。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制方法的流程图；

图2为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制方法的软件流程图；

图3为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制系统的示意图。

具体实施方式

为使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

以下结合附图对本发明的实施例作进一步详细说明。图1为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制方法的流程图，如图1所示，本发明提供一种汽车电子执行器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的CPU控制模块及电源模块是否正常运行信号经逻辑与运算后输出控制信号，控制驱动模块是否进入安全运行模式。

在使用该汽车电子执行器控制方法时，功能安全模块检测CPU控制模块及电源模块是否正常工作，同时CPU控制模块也进行自检，由于功能安全模块检测CPU控制模块是否正常工作时需要与CPU控制模块之间交换数据，尤其是在CPU控制模块内部代码出现问题时，功能安全模块检测到CPU控制模块异常的时间会有延迟，但是不及时进入安全模式，会造成安全隐患。CPU控制模块自检可在发现内部运行代码问题时直接输出进入安全运行模式的信号使驱动模块进入安全运行模式，可提高汽车的安全性能。

在一些可选的实施例中，CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出，以控制驱动模块是否进入安全运行模式，具体包括：

CPU控制模块自检其软件是否正常运行状态，根据软件运行状态输出第一电平信号；功能安全模块检测电源模块和CPU控制模块的硬件及软件是否正常运行状态，根据电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件状态输出第二电平信号；所有的驱动模块通过硬线接收第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与运算后的控制信号，并根据控制信号执行安全运行模式。

在本实施例中，CPU控制模块将自检运行状态正常与否的信号通过第一电平信号的方式传输，功能安全模块将检测的CPU控制模块和电源模块运行状态正常与否的信号通过第二电平信号的方式传输，并且第一信号和第二信号通过硬线的方式传输，并进行逻辑与运算，只要有其中一个检测到异常，即可输出控制信号使驱动模块执行安全运行模式。并且硬线的方式传输速度更快，可在发现问题时，更快的输出控制信号以使驱动模块执行安全运行模式。

在一些可选地实施例中，当CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，CPU控制模块输出低电平信号，当CPU控制模块运行状态正常时，CPU控制模块输出高电平信号；当功能安全模块检测出电源模块或CPU控制模块的硬件及软件运行状态异常时，功能安全模块输出低电平信号，当电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态正常时，功能安全模块输出高电平信号。

在本实施例中，通过在CPU控制模块的运行状态出现问题时，输出低电平信号，在其正常运行时，输出高电平信号，这样的设计简单，并且可达到快速传输控制信号的效果。

可选地实施例中，第一电平信号和第二电平信号任一为低电平信号时，驱动模块执行安全运行模式。

在一些可选地实施例中，当CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，CPU控制模块直接输出低电平信号，驱动模块执行安全运行模式；当设定时间内当功能安全模块检复测出CPU控制模块的软件运行状态正常，则反馈至CPU控制模块使其输出高电平信号，使驱动模块退出安全运行模式。

在本实施例中，可避免CPU控制模块自检出其软件运行状态异常后，自我修复排出问题后或者设定时间内安全模式判定CPU控制模块的软件运行状态正常，驱动模块可退出安全模式，继续正常执行CPU控制模块的的指令。

图2为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制方法的运行流程图；参见图2所示，在一些可选地实施例中，当其中一驱动模块发生故障需初始化时，其他驱动模块需正常运行时，CPU控制模块输出低电平信号与功能安全模块输出的第一电平信号进行逻辑与运算后传输至发生故障的驱动模块，使其进行初始化。

在本实施例中，驱动模块的种类很多，有些需要低电平才能初始化，例如C驱动模块需要使能管脚低电平时初始化，而D和E驱动模块不需要上述条件即可完成初始化(无使能管脚)。某些极端情况C驱动模块出现故障，如C驱动模块出现供电电源掉电或受外部电磁干扰导致寄存器数据故障，及在软件正常运行过程中进行工作模式切换，需更改C驱动模块的初始化参数，可使CPU控制模块输出低电平信号，使C驱动模块进行初始化，避免了只能重新上电或者模拟功能安全模块进入故障模式，此时会中断整个系统的运行。

在一些可选地实施例中，当驱动模块进入安全运行模式后，驱动模块控制与其匹配的执行器执行跛行命令。

在本实施例中，执行器包括继电器、泵和电磁阀等，执行跛行命令后，执行器根据硬件配置固定保持打开或关断，不再受CPU控制模块控制。

图3为本发明实施例中一种汽车电子执行器控制系统的示意图，如图3所示，本发明还提供一种汽车电子执行器控制系统，包括：CPU控制模块，用于自检其软件运行状态并发出是否正常运行状态信号；还包括功能安全模块，其与所述CPU控制模块连接，用于检测所述CPU控制模块和电源模块的运行状态，并发出是否正常运行信号；还包括至少一个驱动模块，每个所述驱动模块用于通过硬线接收CPU控制模块和功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出的控制信号，并根据控制信号控制与之匹配的执行器。

在本实施例中，CPU控制模块用于根据其软件运行状态输出第一电平信号；功能安全模块与电源模块和CPU控制模块连接，用于检测电源模块和CPU控制模块的硬件及软件的运行状态，并根据其运行状态输出第二电平信号；每个驱动模块用于通过硬线接收第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与运算后的第一运算信号，并根据第一运算信号控制与之匹配的执行器。由于功能安全模块检测CPU控制模块是否正常工作时需要与CPU控制模块之间交换数据，尤其是在CPU控制模块内部代码出现问题时，功能安全模块检测到CPU控制模块异常的时间会有延迟，但是不及时进入安全模式，会造成安全隐患。CPU控制模块自检可在发现内部运行代码问题时直接输出进入安全运行模式的信号使驱动模块进入安全运行模式，可提高汽车的安全性能。

在一些可选地实施例中，CPU控制模块输出第一电平信号，功能安全模块输出第二电平信号，第一电平信号通过I/O硬线传输，第二电平信号通过S1硬线传输，S1硬线与I/O硬线通过逻辑与电路与驱动模块连接。

在本实施例中，第一电平信号直接受CPU控制模块控制，可在发现CPU控制模块的软件问题时，更快的输出控制信号以使驱动模块执行安全运行模式。第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与电路与后输出控制驱动模块的控制信号。

在一些可选地实施例中，汽车电子执行器控制系统的驱动模块包括使能管脚低电平时初始化模块和无电平要求初始化模块两种驱动模块，I/O硬线包括I/O1硬线和I/O2硬线，S1硬线与I/O1硬线通过逻辑与电路与使能管脚低电平时初始化模块连接；S1硬线还与I/O2硬线通过逻辑与电路与无电平要求初始化模块连接。

在本实施例中，驱动模块的种类很多，有些需要使能管脚低电平才能初始化，例如C驱动模块为使能管脚低电平时初始化模块，而D和E驱动模块为使能管脚无电平要求初始化模块，不需上述条件即可完成初始化(无使能管脚)。某些极端情况C驱动模块出现故障，如C驱动模块出现供电电源掉电或受外部电磁干扰导致寄存器数据故障，及在软件正常运行过程中进行工作模式切换，需更改C驱动模块的初始化参数，可使CPU控制模块输出低电平信号，使C驱动模块进行初始化，避免了只能重新上电或者模拟功能安全模块进入故障模式，此时会中断整个系统的运行。

在本申请的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。

需要说明的是，在本申请中，诸如“第一”和“第二”等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅是本申请的具体实施方式，使本领域技术人员能够理解或实现本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所申请的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种汽车电子执行器控制方法，其特征在于，包括以下步骤：

CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出控制信号，控制驱动模块是否进入安全运行模式。

2.如权利要求1所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

所述的CPU控制模块自检的其软件是否正常运行状态信号与功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出，以控制驱动模块是否进入安全运行模式，具体包括：

CPU控制模块自检其软件是否正常运行状态，根据软件运行状态输出第一电平信号；

功能安全模块检测电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件是否正常运行状态，根据电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态输出第二电平信号；

所有的驱动模块通过硬线接收所述第一电平信号和第二电平信号通过逻辑与运算后的控制信号，并根据控制信号执行安全运行模式。

3.如权利要求2所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

当所述CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，所述CPU控制模块输出低电平信号，当所述CPU控制模块运行状态正常时，所述CPU控制模块输出高电平信号；

当所述功能安全模块检测出电源模块或所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态异常时，所述功能安全模块输出低电平信号，当所述电源模块和所述CPU控制模块的硬件及软件运行状态正常时，所述功能安全模块输出高电平信号。

4.如权利要求3所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

所述第一电平信号和第二电平信号任一为低电平信号时，所述驱动模块执行安全运行模式。

5.如权利要求4所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

当所述CPU控制模块自检出其软件运行状态异常时，所述CPU控制模块直接输出低电平信号，所述驱动模块执行安全运行模式；

当设定时间内当所述功能安全模块复测出所述CPU控制模块的软件运行状态正常，则反馈至所述CPU控制模块使其输出高电平信号，使所述驱动模块退出安全运行模式。

6.如权利要求2所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

当其中一驱动模块发生故障需初始化时，其他驱动模块需正常运行时，所述CPU控制模块输出低电平信号与所述功能安全模块输出的第一电平信号进行逻辑与运算后传输至发生故障的所述驱动模块，使其进行初始化。

7.如权利要求1所述的汽车电子执行器控制方法，其特征在于：

当驱动模块进入安全运行模式后，所述驱动模块控制与其匹配的执行器执行跛行命令。

8.一种汽车电子执行器控制系统，其特征在于，包括：

CPU控制模块，用于自检其软件运行状态并输出是否正常运行状态信号；

功能安全模块，其用于电源模块与所述CPU控制模块连接，检测所述CPU控制模块和电源模块的运行状态，并输出是否正常运行信号；

至少一个驱动模块，每个所述驱动模块用于接收CPU控制模块和功能安全模块检测的是否正常运行信号经逻辑与运算后输出的控制信号，并根据控制信号控制与之匹配的执行器。

9.如权利要求8所述的汽车电子执行器控制系统，其特征在于：所述CPU控制模块输出第一电平信号，所述功能安全模块输出第二电平信号，所述第一电平信号通过I/O硬线传输，所述第二电平信号通过S1硬线传输，所述S1硬线与所述I/O硬线通过逻辑与电路与所述驱动模块连接。

10.如权利要求9所述的汽车电子执行器控制系统，其特征在于：所述汽车电子执行器控制系统的驱动模块包括使能管脚低电平初始化模块和使能管脚无电平要求初始化模块两种驱动模块，所述I/O硬线包括I/O1硬线和I/O2硬线，所述S1硬线与所述I/O1硬线通过逻辑与电路与所述使能管脚低电平初始化模块连接；所述S1硬线还与所述I/O2硬线通过逻辑与电路与所述使能管脚无电平要求初始化模块连接。

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