CN112019129B - 驱动保护方法、桥式驱动系统及电机控制器 - Google Patents

Abstract

本发明涉及驱动技术领域，提供一种基于MCU和CPLD的驱动保护方法、桥式驱动系统及电机控制器。本发明的驱动保护方法包括：控制MCU模块向上桥输出模块和CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；控制CPLD模块向下桥输出模块发送下桥驱动信号；配置MCU模块用于控制上桥使能模块和下桥使能模块两者；以及配置CPLD模块用于控制上桥使能模块和下桥使能模块两者。该方法还包括：建立MCU模块与CPLD模块之间的通讯，并基于所建立的通讯，在MCU模块端执行关于CPLD模块的校验以及在CPLD模块端执行关于MCU模块的校验。本发明实现了MCU与CPLD的完美配合，既可分别控制驱动系统的上下桥臂以避免上下桥直通，又可以基于通讯关系相互校验，以形成冗余保护。

Description

驱动保护方法、桥式驱动系统及电机控制器

技术领域

本发明涉及驱动技术领域，特别涉及一种基于微处理器(Microcontroller Unit，MCU)与复杂可编程逻辑器件(Complex Programmable Logic Device，CPLD)的驱动保护方法、桥式驱动系统及电机控制器。

背景技术

众所周知，对于若干电气设备，特别是依靠电机驱动的设备，驱动保护技术至关重要，其是保证设备正常运行的重要技术手段。驱动保护技术最为广泛的一个应用就是应用于车辆的电机控制器。

随着国内新能源汽车的日益增多和人们对安全驱动电机技术的要求越来越高，电机控制器的安全控制及安全保护机制已经成为行业发展趋势，即当整车高速驾驶时突然发生异常或故障，电机控制器如何控制MCU及CPLD做出及时合理的保护动作，使整车进入安全状态，从而保证整车及人员的安全。

针对电机控制器的驱动保护，目前行业内一部分公司是采用MCU和CPLD共同保护策略，也有一部分公司采用MCU和逻辑门电路代替CPLD来共同保护的策略，但无论硬件结构采用MCU和硬件逻辑门电路组合方式进行保护，还是硬件结构采用MCU和CPLD组合进行保护，从软件保护策略上往往有以下四种方式：

1)通过MCU直接控制驱动PWM波输出与关闭方式进行保护，此种驱动保护方式往往不及时；

2)通过MCU与硬件逻辑门电路组合方式进行保护，此种驱动保护方式硬件逻辑门电路往往是不可编程的，与MCU匹配不灵活；

3)通过CPLD进行保护控制驱动PWM波的输出与关闭的方式进行保护，此种保护虽然快速及时，但是一旦CPLD有问题，则无法保证驱动系统安全；

4)MCU与CPLD联合匹配组合来进行保护，但是如何实现MCU与CPLD的完美配合至关重要，一旦配合不好仍然会导致上下桥直通击穿控制器。

可知，无论采用哪种硬件结构来实现快速保护，MCU在整个安全保护中都有不可或缺的地位，同时MCU与CPLD如何更好的配合来实现安全保护尤为重要。如果MCU与CPLD之间没有一个完善的配合机制来实现保护动作，很容易导致上下桥直通，从而烧毁电机控制器，危害整车行驶安全。

发明内容

有鉴于此，本发明旨在提出一种基于MCU和CPLD的驱动保护方法，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于MCU与CPLD的驱动保护方法，应用于具有MCU模块和CPLD模块的桥式驱动系统，且所述桥式驱动系统还包括：上桥使能模块和下桥使能模块；由所述上桥使能模块和所述下桥使能模块分别使能的上桥输出模块和下桥输出模块；以及包括上桥端和下桥端的驱动模块，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块和所述下桥输出模块接收驱动信号以驱动相应器件。并且，所述驱动保护方法包括：控制所述MCU模块向所述上桥输出模块和所述CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；控制所述CPLD模块向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号；配置所述MCU模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者；以及配置所述CPLD模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者。

进一步的，所述驱动保护方法还包括：建立所述MCU模块与所述CPLD模块之间的通讯，并基于所建立的通讯，在所述MCU模块端执行关于所述CPLD模块的校验以及在所述CPLD模块端执行关于所述MCU模块的校验。

进一步的，所述器件为电机控制器。

进一步的，所述在所述MCU模块端执行关于所述CPLD模块的校验包括：所述MCU模块检测所述CPLD模块是否损坏，若是，则所述MCU模块判断所述桥式驱动系统是否发生低边驱动故障，否则所述MCU模块使能所述CPLD模块；若所述MCU模块判断出所述桥式驱动系统发生所述低边驱动故障，则所述MCU模块检测电机速度是否超过设定阈值，否则所述MCU模块检测所述桥式驱动系统是否发生预设的非驱动类故障；在所述MCU模块检测到所述电机速度超过所述设定阈值和/或所述MCU模块检测到所述桥式驱动系统发生所述预设的非驱动类故障时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的高边主动短路模式(ASC)保护；以及在所述MCU模块检测到所述电机速度未超过所述设定阈值时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式(SPO)保护。

进一步的，所述在所述CPLD模块端执行关于所述MCU模块的校验包括：所述CPLD模块检测所述MCU模块是否损坏，若是，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边ASC保护，否则所述CPLD模块判断是否接收到所述MCU模块发送的复位信号；若所述CPLD模块判断接收到所述复位信号，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的SPO保护，并清除所有故障标志位，否则所述CPLD模块判断是否接收到驱动故障信号；若所述CPLD模块判断接收到所述驱动故障信号时，则判断所述驱动故障信号是否为低边驱动故障，否则所述CPLD模块判断是否接收到非驱动类故障信号；若所述驱动故障信号为低边驱动故障，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的SPO保护，否则执行对所述电机控制器的低边ASC保护；若所述CPLD模块判断接收到所述非驱动类故障信号，则判断所述MCU模块是否正在进行高边ASC保护，否则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号；以及若所述MCU模块正在进行高边ASC保护，则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号，否则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

相对于现有技术，本发明所述的基于MCU与CPLD的驱动保护方法具有以下优势：

(1)本发明所述的基于MCU与CPLD的驱动保护方法采用了MCU与CPLD联合安全控制保护的策略，上桥使能模块和下桥使能模块由MCU和CPLD分别可控，从而实现了通过MCU和CPLD分别控制上下桥臂来保护驱动系统，避免了上下桥直通。另外，还保证了在CPLD与MCU任意一方失效时，另一方可以通过独立关闭相应使能模块来进行保护，避免错误驱动信号输出到驱动模块。

(2)本发明所述的基于MCU与CPLD的驱动保护方法通过CPLD与MCU之间的通讯，实现了MCU与CPLD的完美配合，既可分别控制驱动系统的上下桥臂以避免上下桥直通，又可以基于通讯关系相互校验，以确定一方失效时，另一方可及时进行保护，形成冗余保护。

(3)当本发明实施例的驱动保护方法应用于车辆的电机控制器时，保证了电机控制器的正常运行状态以及故障保护机制，从而保证了整车行驶安全。

本发明的另一目的在于提出一种基于MCU与CPLD的桥式驱动系统，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种基于MCU与CPLD的桥式驱动系统，包括：上桥使能模块和下桥使能模块；由所述上桥使能模块和所述下桥使能模块分别使能的上桥输出模块和下桥输出模块；包括上桥端和下桥端的驱动模块，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块和所述下桥输出模块接收驱动信号以驱动相应器件；MCU模块以及CPLD模块。

其中，所述MCU模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者，并向所述上桥输出模块和所述CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；以及所述CPLD模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者，并向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号。

进一步的，所述MCU模块与所述CPLD模块之间建立有通讯链路，且基于所建立的通讯链路，所述MCU模块还被配置为执行关于所述CPLD模块的校验，以及所述CPLD模块还被配置为执行关于所述MCU模块的校验。

进一步的，所述器件为电机控制器。

进一步的，所述MCU模块还被配置为执行关于所述CPLD模块的校验包括：所述MCU模块检测所述CPLD模块是否损坏，若是，则所述MCU模块判断所述桥式驱动系统是否发生低边驱动故障，否则所述MCU模块使能所述CPLD模块；若所述MCU模块判断出所述桥式驱动系统发生所述低边驱动故障，则所述MCU模块检测电机速度是否超过设定阈值，否则所述MCU模块检测所述桥式驱动系统是否发生预设的非驱动类故障；在所述MCU模块检测到所述电机速度超过所述设定阈值和/或所述MCU模块检测到所述桥式驱动系统发生所述非驱动类故障时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的高边主动短路模式ASC保护；以及在所述MCU模块检测到所述电机速度未超过所述设定阈值时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护。

进一步的，所述CPLD模块还被配置为执行关于所述MCU模块的校验包括：所述CPLD模块检测所述MCU模块是否损坏，若是，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边主动短路模式ASC保护，否则所述CPLD模块判断是否接收到所述MCU模块发送的复位信号；若所述CPLD模块判断接收到所述复位信号，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护，并清除所有故障标志位，否则所述CPLD模块判断是否接收到驱动故障信号；若所述CPLD模块判断接收到所述驱动故障信号时，则判断所述驱动故障信号是否为低边驱动故障，否则所述CPLD模块判断是否接收到非驱动类故障信号；若所述驱动故障信号为低边驱动故障，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的SPO保护，否则执行对所述电机控制器的低边ASC保护；若所述CPLD模块判断接收到所述非驱动类故障信号，则判断所述MCU模块是否正在进行高边ASC保护，否则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号；以及若所述MCU模块正在进行高边ASC保护，则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号，否则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

所述基于MCU与CPLD的桥式驱动系统与上述基于MCU与CPLD的驱动保护方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的另一目的在于提出一种电机控制器，以至少部分地解决上述技术问题。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机控制器，该电机控制器包括上述的基于MCU和CPLD的桥式驱动系统。

所述电机控制器与上述基于MCU与CPLD的驱动保护方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

本发明的其它特征和优点将在随后的具体实施方式部分予以详细说明。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施方式及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是本发明实施例中的桥式驱动系统的电路结构示意图；

图2是本发明实施例的基于MCU与CPLD的驱动保护方法的流程示意图；

图3是本发明实施例的基于MCU与CPLD的驱动保护方法的应用示意图；

图4是本发明实施例中MCU执行关于CPLD的校验的流程示意图；以及

图5是本发明实施例中CPLD执行关于MCU的校验的流程示意图。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施方式及实施方式中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施方式来详细说明本发明。

本发明实施例提供了一种基于MCU与CPLD的驱动保护方法，其应用于具有MCU模块和CPLD模块的桥式驱动系统。图1是本发明实施例中的桥式驱动系统的电路结构示意图，其包括：MCU模块和CPLD模块；上桥使能模块EnH和下桥使能模块EnL，其一般由MCU模块和/或CPLD模块控制，并用于使能相应的信号输出模块；由所述上桥使能模块EnH和所述下桥使能模块EnL分别使能的上桥输出模块PWMHOUT和下桥输出模块PWMLOUT，其中上桥输出模块PWMHOUT和下桥输出模块PWMLOUT即为两个信号输出模块，例如用于输出PWM(Pulse-WidthModulation，脉宽调制)信号，故分别用PWMHOUT和PWMLOUT来标记；以及驱动模块(例如逆变驱动器)，该驱动模块包括上桥端和下桥端，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块PWMHOUT和所述下桥输出模块PWMLOUT接收驱动信号(即PWM信号)以驱动相应器件。

需说明的是，本发明实施例中MCU与“MCU模块”可互换使用，CPLD与“CPLD模块”可互换使用。

其中，图1的桥式驱动系统所驱动的对应器件例如是车辆的电机控制器，故而本发明实施例的基于MCU与CPLD的驱动保护方法可适用于车辆的电机控制器，且下文主要以车辆的电机控制器为例来详细本发明实施例的方案。但可以理解的是，本发明实施例的方案的应用并不局限于车辆的电机控制器，凡是具有上述结构的桥式驱动系统的器件或设备都可适应性应用本发明实施例方案。

另外，需说明的是，上述桥式驱动系统还可以包括一些必要的故障检测机制，例如用于检测驱动类故障或过流、过压、急停等非驱动类故障的机制。

图2是本发明实施例的基于MCU与CPLD的驱动保护方法的流程示意图。如图2所示，该驱动保护方法可以包括以下步骤：

步骤S210，控制所述MCU模块向所述上桥输出模块和所述CPLD模块发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；

步骤S220，控制所述CPLD模块向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号。

步骤S230，配置所述MCU模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块。

步骤S240，配置所述CPLD模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块。

需说明的是，各步骤之间的执行顺序可根据需要进行调整，本发明实施例并不进行限制。

下面结合图3来描述上述步骤S210及步骤S220的具体实施细节，图3是本发明实施例的基于MCU与CPLD的驱动保护方法的应用示意图，其所涉及的桥式驱动系统与图1相一致。

结合图3，对于步骤S210，即是控制MCU模块向上桥输出模块PWMHOUT和CPLD模块分别发送上桥驱动信号HBPWM和下桥驱动信号LBPWM。对于步骤S220，其承接于步骤S210，在CPLD模块接收到下桥驱动信号LBPWM之后，控制CPLD模块向下桥输出模块PWMLOUT发送下桥驱动信号LBPWM。对于步骤S230，即是使得MCU模块能够控制上桥使能模块EnH和下桥使能模块EnL两者，而上桥使能模块EnH和下桥使能模块EnL又分别用于使能上桥输出模块PWMHOUT和下桥输出模块PWMLOUT，从而使得MCU模块能同时控制上桥驱动信号HBPWM和下桥驱动信号LBPWM的输出。对于步骤S240，即是使得CPLD模块也能够控制上桥使能模块EnH和下桥使能模块EnL两者，从而也能够同时控制上桥驱动信号HBPWM和下桥驱动信号LBPWM的输出。通过步骤S230及步骤S240，CPU模块和CPLD模块形成了对上桥驱动信号HBPWM和下桥驱动信号LBPWM的冗余控制。

举例而言，MCU模块同时发出6路PWM信号，上桥三路PWM(即上桥驱动信号HBPWM))直接发送给上桥输出模块PWMHOUT，下桥三路PWM(即下桥驱动信号LBPWM)发送给CPLD模块，由CPLD输出下桥三路PWM到下桥输出模块PWMOUT，MCU模块与CPLD模块通过可分别控制上桥使能模块EnH和下桥使能模块EnL，从而来控制上桥输出模块PWMHOUT和下桥输出模块PWMLOUT进行PWM上下桥信号的输出，最终输出到控制器驱动模块的上桥端和下桥端。

基于此，可知本发明实施例针对桥式驱动系统的保护，采用了MCU与CPLD联合安全控制保护的策略，MCU控制驱动上桥端PWM波形(即上桥驱动信号HBPWM)直接到上桥输出模块PWMHOUT，MCU输出驱动下桥端PWM波形(即下桥驱动信号LBPWM)到CPLD，由CPLD控制下桥端PWM波形到下桥输出模块PWMLOUT，而上桥输出模块PWMHOUT对应的上桥使能模块EnH由MCU和CPLD分别可控，下桥输出模块PWMLOUT对应的下桥使能模块EnL也是同样由MCU和CPLD分别可控。因此，本发明实施例实现了MCU和CPLD的完美配合，通过MCU和CPLD分别控制上下桥臂来保护驱动系统，避免了上下桥直通。另外，还保证了在CPLD与MCU任意一方失效时，另一方可以通过独立关闭使能模块EnH和EnL来进行保护，避免错误PWM波形输出到驱动模块。

在优选的实施例中，本发明实施例的驱动保护方法还包括：建立所述MCU模块与所述CPLD模块之间的通讯，并基于所建立的通讯，在所述MCU模块端执行关于所述CPLD模块的校验以及在所述CPLD模块端执行关于所述MCU模块的校验。其中，所述通讯例如是I/O通讯。

据此，基于彼此间的通讯，MCU模块与所述CPLD模块可分别校验对方是否损坏，从而确保在CPLD模块和MCU模块任意一方失效时，另一方可以及时地进行保护。

进一步地，以车辆的电机控制器及MCU与CPLD之间的I/O通讯为例，下面介绍所述MCU模块端(以下简称为MCU)执行关于所述CPLD模块(以下简称为CPLD)的校验的具体过程。图4是本发明实施例中MCU执行关于CPLD的校验的流程示意图，参考图4，该具体过程可以包括以下步骤：

步骤S401，MCU检测CPLD是否损坏，若是，则执行步骤S402，否则MCU使能CPLD并结束流程。

步骤S402，MCU判断桥式驱动系统是否发生低边驱动故障，若是，则执行步骤S403，否则执行步骤S404。

其中，桥式驱动系统的驱动模块可向MCU和/或CPLD反馈故障信号，如图3所示，上桥端和下桥端可分别向MCU反馈上桥故障信号HBFault和下桥故障信号LBFault，下桥端还可向CPLD反馈下桥故障信号LBFault。此外，MCU和CPLD也可接收其他非驱动类的故障。

步骤S403，MCU检测电机速度是否超过设定阈值，若是则MCU进行高边主动短路模式(ASC)保护并结束流程，否则MCU进行脉冲关断模式(SPO)保护并结束流程。

其中，主动短路模式(ASC)是一种安全状态，即闭合三相下桥或上桥IGBT，使电机交流侧U、V、W三相短接至母线负极或母线正极。如果之前电机处于运行状态，切换至主动短路状态时，会产生负扭矩，使电机迅速停止转动，防止故障时电机转动，产生的反电动势对电机控制器造成损伤。脉冲关断模式(SPO)也是一种安全状态，即电机控制器中的IGBT全部处于打开状态。本发明实施例中，根据转速的大小，选择进行哪种安全状态，即以设定阈值进行区分，低速范围下执行SPO保护，高速范围下将ASC作为安全状态。

步骤S404，MCU检测桥式驱动系统是否发生其他故障，若是则MCU进行高边ASC保护，否则结束流程。

其中，这里的其他故障主要是预设的非驱动类故障，例如过流、过压、急停等。在此，桥式驱动系统若还存在其他故障，表明桥式驱动系统在整体上的故障严重度较高，可直接进行ASC保护。

更进一步地，以车辆的电机控制器为例，下面介绍所述CPLD模块端(以下简称为CPLD)执行关于所述MCU模块(以下简称为MCU)的校验的具体过程。图5是本发明实施例中CPLD执行关于MCU的校验的流程示意图，参考图5，该具体过程可以包括以下步骤：

步骤S501，CPLD检测MCU是否损坏，若是，则CPLD执行对所述电机控制器的低边ASC保护并结束流程，否则执行步骤S502。

步骤S502，CPLD判断是否接收到MCU发送的复位信号，若是，则CPLD执行对所述电机控制器的SPO保护，并清除所有故障标志位以重新执行该步骤S502，否则执行步骤S503。

步骤S503，CPLD判断是否接收到驱动故障信号，若是则执行步骤S504，否则执行步骤S505。

步骤S504，判断所述驱动故障信号是否为低边驱动故障，若是则CPLD执行对所述电机控制器的SPO保护，否则执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

步骤S505，CPLD判断是否接收到非驱动类故障信号，若是则执行步骤S506，否则CPLD输出正常的下桥驱动信号并结束流程。

其中，所述非驱动类故障信号包括过流故障信号、过压故障信号、控制板电压值过低故障信号和急停信号中任意一者或多者

步骤S506，判断MCU是否正在进行高边ASC保护，若是则CPLD输出正常的下桥驱动信号并结束流程，否则CPLD执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

因此，结合图4及图5中关于车辆控制器的示例，MCU与CPLD相互可知对方的保护状态，对于驱动故障，当下桥发生驱动故障时，MCU会先做电机速度检测，如电机速度在有效阈值内，MCU控制上桥输出模块PWMHOUT输出SPO状态，如电机速度不在有效阈值内时，MCU控制上桥输出模块PWMHOUT做高边ASC保护，当上桥驱动故障时，CPLD做低边ASC保护。并且，当非驱动类的故障发生时，CPLD会先检测MCU是否已经在做高边ASC，如果MCU正在做高边ASC，CPLD只会控制下桥输出模块PWMLOUT输出SPO状态，避免上下桥同时做ASC导致直通，使输出到驱动的PWM信号更加可靠。另外，当MCU与CPLD均可正常工作时，MCU可以通过I/O控制及获取CPLD的使能以及复位状态，但CPLD只可通过I/O获取MCU的工作状态信息，从而保证MCU在电机控制系统中的主要地位。

据此，本发明实施例通过CPLD与MCU之间例如I/O通讯的通讯，实现了MCU与CPLD的完美配合，既可分别控制驱动系统的上下桥臂以避免上下桥直通，又可以基于通讯关系相互校验，以确定一方失效时，另一方可及时进行保护，形成冗余保护。另外，当本发明实施例的驱动保护方法应用于车辆的电机控制器时，保证了电机控制器的正常运行状态以及故障保护机制，从而保证了整车行驶安全。

基于与上述的驱动保护方法的实施例相同的发明思路，本发明另一实施例还提供了一种桥式驱动系统，该桥式驱动系统的结构可参考图3，且包括：上桥使能模块和下桥使能模块；由所述上桥使能模块和所述下桥使能模块分别使能的上桥输出模块和下桥输出模块；包括上桥端和下桥端的驱动模块，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块和所述下桥输出模块接收驱动信号以驱动相应器件；以及MCU模块和CPLD模块。

其中，所述MCU模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块，并向所述上桥输出模块和所述CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；并且所述CPLD模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块，并向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号。

在优选的实施例中，所述MCU模块与所述CPLD模块之间建立有通讯链路(例如I/O通讯链路)，且基于所建立的通讯链路，所述MCU模块还被配置为执行关于所述CPLD模块的校验，以及所述CPLD模块还被配置为执行关于所述MCU模块的校验。

该实施例的桥式驱动系统的其他实施细节及效果，可参考上述关于驱动保护方法的实施例相同，在此不再进行赘述。

本发明另一实施例还提供一种电机控制器，电机控制器上述实施例所述的桥式驱动系统。该电机控制器的具体实施细节及效果也可参考上述关于驱动保护方法的实施例相同，在此不再进行赘述。

以上所述仅为本发明的较佳实施方式而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

本领域技术人员可以理解实现上述实施方式方法中的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件来完成，该程序存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得单片机、芯片或处理器(processor)执行本申请各个实施方式所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

此外，本发明实施方式的各种不同的实施方式之间也可以进行任意组合，只要其不违背本发明实施方式的思想，其同样应当视为本发明实施方式所公开的内容。

Claims (11)

1.一种基于微处理器MCU与复杂可编程逻辑器件CPLD的驱动保护方法，其特征在于，所述驱动保护方法应用于具有MCU模块和CPLD模块的桥式驱动系统，且所述桥式驱动系统还包括：上桥使能模块和下桥使能模块；由所述上桥使能模块和所述下桥使能模块分别使能的上桥输出模块和下桥输出模块；以及包括上桥端和下桥端的驱动模块，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块和所述下桥输出模块接收驱动信号以驱动相应器件；

并且，所述驱动保护方法包括：

控制所述MCU模块向所述上桥输出模块和所述CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；

控制所述CPLD模块向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号；

配置所述MCU模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者；以及

配置所述CPLD模块用于控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者。

2.根据权利要求1所述的驱动保护方法，其特征在于，所述驱动保护方法还包括：

建立所述MCU模块与所述CPLD模块之间的通讯，并基于所建立的通讯，在所述MCU模块端执行关于所述CPLD模块的校验以及在所述CPLD模块端执行关于所述MCU模块的校验。

3.根据权利要求2所述的驱动保护方法，其特征在于，所述器件为电机控制器。

4.根据权利要求3所述的驱动保护方法，其特征在于，所述在所述MCU模块端执行关于所述CPLD模块的校验包括：

所述MCU模块检测所述CPLD模块是否损坏，若是，则所述MCU模块判断所述桥式驱动系统是否发生低边驱动故障，否则所述MCU模块使能所述CPLD模块；

若所述MCU模块判断出所述桥式驱动系统发生所述低边驱动故障，则所述MCU模块检测电机速度是否超过设定阈值，否则所述MCU模块检测所述桥式驱动系统是否发生预设的非驱动类故障；

在所述MCU模块检测到所述电机速度超过所述设定阈值和/或所述MCU模块检测到所述桥式驱动系统发生所述预设的非驱动类故障时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的高边主动短路模式ASC保护；以及

在所述MCU模块检测到所述电机速度未超过所述设定阈值时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护。

5.根据权利要求3所述的驱动保护方法，其特征在于，所述在所述CPLD模块端执行关于所述MCU模块的校验包括：

所述CPLD模块检测所述MCU模块是否损坏，若是，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边主动短路模式ASC保护，否则所述CPLD模块判断是否接收到所述MCU模块发送的复位信号；

若所述CPLD模块判断接收到所述复位信号，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护，并清除所有故障标志位，否则所述CPLD模块判断是否接收到驱动故障信号；

若所述CPLD模块判断接收到所述驱动故障信号时，则判断所述驱动故障信号是否为低边驱动故障，否则所述CPLD模块判断是否接收到非驱动类故障信号；

若所述驱动故障信号为低边驱动故障，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的SPO保护，否则执行对所述电机控制器的低边ASC保护；

若所述CPLD模块判断接收到所述非驱动类故障信号，则判断所述MCU模块是否正在进行高边ASC保护，否则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号；以及

若所述MCU模块正在进行高边ASC保护，则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号，否则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

6.一种基于微处理器MCU与复杂可编程逻辑器件CPLD的桥式驱动系统，其特征在于，所述桥式驱动系统包括：

上桥使能模块和下桥使能模块；

由所述上桥使能模块和所述下桥使能模块分别使能的上桥输出模块和下桥输出模块；

包括上桥端和下桥端的驱动模块，且所述上桥端和所述下桥端分别从所述上桥输出模块和所述下桥输出模块接收驱动信号以驱动相应器件；

MCU模块以及CPLD模块，其中：

所述MCU模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者，并向所述上桥输出模块和所述CPLD模块分别发送上桥驱动信号和下桥驱动信号；以及

所述CPLD模块被配置为控制所述上桥使能模块和所述下桥使能模块两者，并向所述下桥输出模块发送所述下桥驱动信号。

7.根据权利要求6所述的桥式驱动系统，其特征在于，所述MCU模块与所述CPLD模块之间建立有通讯链路，且基于所建立的通讯链路，所述MCU模块还被配置为执行关于所述CPLD模块的校验，以及所述CPLD模块还被配置为执行关于所述MCU模块的校验。

8.根据权利要求6所述的桥式驱动系统，其特征在于，所述器件为电机控制器。

9.根据权利要求8所述的桥式驱动系统，其特征在于，所述MCU模块还被配置为执行关于所述CPLD模块的校验包括：

所述MCU模块检测所述CPLD模块是否损坏，若是，则所述MCU模块判断所述桥式驱动系统是否发生低边驱动故障，否则所述MCU模块使能所述CPLD模块；

若所述MCU模块判断出所述桥式驱动系统发生所述低边驱动故障，则所述MCU模块检测电机速度是否超过设定阈值，否则所述MCU模块检测所述桥式驱动系统是否发生预设的非驱动类故障；

在所述MCU模块检测到所述电机速度超过所述设定阈值和/或所述MCU模块检测到所述桥式驱动系统发生所述非驱动类故障时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的高边主动短路模式ASC保护；以及

在所述MCU模块检测到所述电机速度未超过所述设定阈值时，所述MCU模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护。

10.根据权利要求8所述的桥式驱动系统，其特征在于，所述CPLD模块还被配置为执行关于所述MCU模块的校验包括：

所述CPLD模块检测所述MCU模块是否损坏，若是，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边主动短路模式ASC保护，否则所述CPLD模块判断是否接收到所述MCU模块发送的复位信号；

若所述CPLD模块判断接收到所述复位信号，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的脉冲关断模式SPO保护，并清除所有故障标志位，否则所述CPLD模块判断是否接收到驱动故障信号；

若所述CPLD模块判断接收到所述驱动故障信号时，则判断所述驱动故障信号是否为低边驱动故障，否则所述CPLD模块判断是否接收到非驱动类故障信号；

若所述驱动故障信号为低边驱动故障，则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的SPO保护，否则执行对所述电机控制器的低边ASC保护；

若所述CPLD模块判断接收到所述非驱动类故障信号，则判断所述MCU模块是否正在进行高边ASC保护，否则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号；以及

若所述MCU模块正在进行高边ASC保护，则所述CPLD模块输出所述下桥驱动信号，否则所述CPLD模块执行对所述电机控制器的低边ASC保护。

11.一种电机控制器，其特征在于，该电机控制器包括权利要求6至10中任意一项所述的基于MCU和CPLD的桥式驱动系统。

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