CN203224778U - 电动车用高安全性能ecu架构 - Google Patents

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曹校洪
邓金波
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Abstract

本实用新型公开了一种电动车用高安全性能ECU架构,包括:主控系统和安全系统,所述主控系统包括主控MCU、整机电源系统、系统外设和系统CAN网络,所述安全系统包括安全系统供电电源、DSP芯片、FLASH存储器、看门狗和安全系统CAN网络,所述安全系统供电电源、FLASH存储器、看门狗、安全系统CAN网络、主控MCU、整机电源系统和系统外设分别与所述DSP芯片电性连接,所述系统外设与所述主控MCU电性连接,所述系统CAN网络与主控MCU连接。通过上述方式,本实用新型采用双系统架构,更加安全可靠,另外采用非专用安全芯片完成安全功能,性价比高,并可根据具体要求通过软件来定制安全功能或优化安全性能。

Description

电动车用高安全性能ECU架构
技术领域
[0001] 本实用新型涉及车载设备技术领域,特别是涉及一种电动车用高安全性能ECU架构。
背景技术
[0002] 在电动汽车快速发展的时代背景下,电动汽车产品正在快速普及,但由此出现的电动汽车安全事故也随之增加。随之而来的,就是对电动车用的ECU提出了更高的安全性要求。目前部分已有方案为采用专用安全芯片完成安全功能。但此方案成本高,优化安全性能的灵活性较差。
实用新型内容
[0003] 本实用新型主要解决的技术问题是提供一种电动车用的性价比高、可定制安全功能、方便优化安全性能的高安全性能ECU。
[0004] 为解决上述技术问题,本实用新型采用的一个技术方案是:提供一种电动车用高安全性能E⑶架构,包括:主控系统和安全系统,所述主控系统包括主控MCU、整机电源系统、系统外设和系统CAN网络,所述安全系统包括安全系统供电电源、DSP芯片、FLASH存储器、看门狗和安全系统CAN网络,所述安全系统供电电源、FLASH存储器、看门狗、安全系统CAN网络、主控MCU、整机电源系统和系统外设分别与所述DSP芯片电性连接,所述系统外设与所述主控MCU电性连接,所述系统CAN网络与主控MCU连接。
[0005] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述整机电源系统包括主控系统所需的电源调理与变换电路。
[0006] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述系统外设包括开关量输入及诊断电路、开关量输出及诊断电路、模拟量采集电路、高端驱动及故障诊断电路、低端驱动及故障诊断电路、H桥驱动及故障诊断电路和电阻量输出电路。
[0007] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述DSP芯片包括对整机电源系统的采样电路、对系统外设的故障诊断信号调理电路和对主控MCU的工作状态监控电路。
[0008] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述DSP芯片采用TMS320F28035芯片。
[0009] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述DSP芯片与主控MCU之间通过SPI接口连接。
[0010] 在本实用新型一个较佳实施例中,所述FLASH存储器和DSP芯片之间通过SPI接
口连接。
[0011] 本实用新型具有以下有益效果:
[0012] 1、采用双系统架构,安全功能与E⑶正常控制功能分开运行,保证安全性和可靠性;
[0013] 2、电源采用分级控制与监控,保证电源的高可靠性,同时可由制定电源管理策略满足低功耗的需求;[0014] 3、所有外设均可进行故障诊断和故障处理,提高了 ECU的可靠性;
[0015] 4、由于采用非专用安全芯片,故E⑶结构简单、实现安全功能成本低廉;
[0016] 5、采用通用DSP完成安全功能,故安全功能的控制策略可针对特定的ECU系统由开发者自主制定和优化,具有极大的灵活性。
附图说明
[0017] 图1是本实用新型电动车用高安全性能ECU架构一较佳实施例的框架结构示意图;
[0018] 附图中各部件的标记如下:1、主控MCU,2、整机电源系统,3、系统外设,4、系统CAN网络,5、安全系统供电电源,6、DSP芯片,7、FLASH存储器,8、看门狗,9、安全系统CAN网络。
具体实施方式
[0019] 下面结合附图对本实用新型的较佳实施例进行详细阐述,以使本实用新型的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本实用新型的保护范围做出更为清楚明确的界定。
[0020] 请参阅图1,本实用新型实施例包括:
[0021] 一种电动车用高安全性能E⑶架构,包括:主控系统和安全系统,所述主控系统完成E⑶的正常功能,包括主控MCU1、整机电源系统2、系统外设3和系统CAN网络4,所述安全系统实现E⑶的安全功能,包括安全系统供电电源5、DSP芯片6、FLASH存储器7、看门狗8和安全系统CAN网络9,所述安全系统供电电源5、FLASH存储器7、看门狗8、安全系统CAN网络9、主控MCU1、整机电源系统2和系统外设3分别与所述DSP芯片6电性连接,所述系统外设3与所述主控MCUl电性连接,所述系统CAN网络4与主控MCUl连接。
[0022] 所述DSP芯片6与主控MCUl之间通过SPI接口连接,所述FLASH存储器7和DSP芯片6之间通过SPI接口连接。
[0023] 所述DSP芯片6选用TI公司的32位DSP,型号为TMS320F28035。
[0024] 本实用新型采用双系统架构,在主控MCUl完成E⑶正常功能的同时,安全系统DSP芯片6完成对电源网络的控制与电源监控、对系统外设3的故障管理与监控、对主控MCUl的工作状态监控与系统复位,并通过安全系统CAN网络9发送给整车CAN网络同时将故障记录在FLASH存储器7中。该ECU采用非专用安全芯片完成安全功能,性价比高,并可根据具体要求通过软件来定制安全功能或优化安全性能。
[0025] 所述整机电源系统2包括主控系统所需的电源调理与变换电路,采用可控的分级变换模式,包括系统电压12V/5V、主控芯片供电电压3.3V/1.9V、系统外设电压5V/3.3V/12V、CAN网络电压5V/3.3V,并有相应的节点电压的监测信号送入安全系统控制芯片TMS320F28035,通过软件设置可识别过压、欠压、异常波动等故障,从而实现电源电压的安全。当电源有故障或系统外设有故障时,可复位相应电源,若故障继续存在,则关闭相应电源并进行故障处理、上报。同时可根据实际需求完成电源管理功能,满足低功耗或特定工况需求。
[0026] 系统外设3包括电动车用ECU所需的各种外设:开关量输入输出、高低端驱动输出、H桥驱动输出、电阻量输出、电阻电压电流等模拟量输入,每种外设均有相应的故障诊断电路,可对外设电路及ECU所接负载进行监控,当故障发生时,故障诊断电路向安全系统控制芯片TMS320F28035发送故障信号,安全系统控制芯片TMS320F28035接收故障信号后进行相应处理:对故障外设电路复位、限制或关闭,并判断故障类型后记录、上报相应故障代码。同时在PCB板关键位置设有板级温度监控电路,安全系统控制芯片TMS320F28035可随时检测板级温度,实现板级过温保护。
[0027] 所述DSP芯片6包括对整机电源系统2的采样电路、对系统外设3的故障诊断信号调理电路和对主控MCUl的工作状态监控电路。安全系统DSP芯片6带外部看门狗电路,能保证安全系统的工作状态安全可靠。主控MCUl和DSP芯片6之间通过SPI总线完成通信,故障代码由安全系统控制芯片TMS320F28035发送给主控MCUl,同时安全系统控制芯片TMS320F28035通过总线监控主控MCUl的工作状态,当主控MCUl出现故障时安全系统控制芯片TMS320F28035可复位或关闭主控MCU1,并通过CAN发送相应故障代码至整车网络,保证电动汽车不因E⑶的故障而发生安全事故。
[0028] 本实用新型具有以下有益效果:采用双系统架构,安全功能与ECU正常控制功能分开运行,保证安全性和可靠性;电源采用分级控制与监控,保证电源的高可靠性,同时可由制定电源管理策略满足低功耗的需求;所有外设均可进行故障诊断和故障处理,提高了ECU的可靠性;由于采用非专用安全芯片,故ECU结构简单、实现安全功能成本低廉;采用通用DSP完成安全功能,故安全功能的控制策略可针对特定的ECU系统由开发者自主制定和优化,可灵活的针对特定的用途或负载实现特定的安全功能,具有极大的灵活性。
[0029] 以上所述仅为本实用新型的实施例,并非因此限制本实用新型的专利范围,凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。

Claims (7)

1.一种电动车用高安全性能E⑶架构,其特征在于,包括:主控系统和安全系统,所述主控系统包括主控MCU、整机电源系统、系统外设和系统CAN网络,所述安全系统包括安全系统供电电源、DSP芯片、FLASH存储器、看门狗和安全系统CAN网络,所述安全系统供电电源、FLASH存储器、看门狗、安全系统CAN网络、主控MCU、整机电源系统和系统外设分别与所述DSP芯片电性连接,所述系统外设与所述主控MCU电性连接,所述系统CAN网络与主控MCU连接。
2.根据权利要求1所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述整机电源系统包括主控系统所需的电源调理与变换电路。
3.根据权利要求1所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述系统外设包括开关量输入及诊断电路、开关量输出及诊断电路、模拟量采集电路、高端驱动及故障诊断电路、低端驱动及故障诊断电路、H桥驱动及故障诊断电路和电阻量输出电路。
4.根据权利要求1所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述DSP芯片包括对整机电源系统的采样电路、对系统外设的故障诊断信号调理电路和对主控MCU的工作状态监控电路。
5.根据权利要求4所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述DSP芯片采用 TMS320F28035 芯片。
6.根据权利要求1所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述DSP芯片与主控MCU之间通过SPI接口连接。
7.根据权利要求1所述的电动车用高安全性能ECU架构,其特征在于,所述FLASH存储器和DSP芯片之间通过SPI接口·连接。
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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN105159200A (zh) * 2015-09-21 2015-12-16 郑州精益达汽车零部件有限公司 一种基于功能安全的整车控制器
CN106292434A (zh) * 2016-08-19 2017-01-04 东风汽车公司 一种用于汽车电子控制器的看门狗电路

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