WO2022028520A1 - 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器 - Google Patents

一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器 Download PDF

Info

Publication number
WO2022028520A1
WO2022028520A1 PCT/CN2021/110816 CN2021110816W WO2022028520A1 WO 2022028520 A1 WO2022028520 A1 WO 2022028520A1 CN 2021110816 W CN2021110816 W CN 2021110816W WO 2022028520 A1 WO2022028520 A1 WO 2022028520A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
pin
resistor
mcu unit
motor
capacitor
Prior art date
Application number
PCT/CN2021/110816
Other languages
English (en)
French (fr)
Inventor
刘兆勇
陈义平
顾勤冬
Original Assignee
格陆博科技有限公司
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 格陆博科技有限公司 filed Critical 格陆博科技有限公司
Priority to US18/012,652 priority Critical patent/US20230249656A1/en
Priority to JP2022580104A priority patent/JP2023536786A/ja
Priority to EP21852154.0A priority patent/EP4155143A4/en
Publication of WO2022028520A1 publication Critical patent/WO2022028520A1/zh

Links

Images

Classifications

    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/885—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means using electrical circuitry
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T13/00—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems
    • B60T13/74—Transmitting braking action from initiating means to ultimate brake actuator with power assistance or drive; Brake systems incorporating such transmitting means, e.g. air-pressure brake systems with electrical assistance or drive
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/22—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger initiated by contact of vehicle, e.g. bumper, with an external object, e.g. another vehicle, or by means of contactless obstacle detectors mounted on the vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T17/00—Component parts, details, or accessories of power brake systems not covered by groups B60T8/00, B60T13/00 or B60T15/00, or presenting other characteristic features
    • B60T17/18—Safety devices; Monitoring
    • B60T17/22—Devices for monitoring or checking brake systems; Signal devices
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T7/00—Brake-action initiating means
    • B60T7/12—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger
    • B60T7/122—Brake-action initiating means for automatic initiation; for initiation not subject to will of driver or passenger for locking of reverse movement
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T8/00—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force
    • B60T8/32—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration
    • B60T8/88—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means
    • B60T8/92—Arrangements for adjusting wheel-braking force to meet varying vehicular or ground-surface conditions, e.g. limiting or varying distribution of braking force responsive to a speed condition, e.g. acceleration or deceleration with failure responsive means, i.e. means for detecting and indicating faulty operation of the speed responsive control means automatically taking corrective action
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/14—Estimation or adaptation of motor parameters, e.g. rotor time constant, flux, speed, current or voltage
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2201/00—Particular use of vehicle brake systems; Special systems using also the brakes; Special software modules within the brake system controller
    • B60T2201/10—Automatic or semi-automatic parking aid systems
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2250/00—Monitoring, detecting, estimating vehicle conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/402—Back-up
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/406—Test-mode; Self-diagnosis
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60T—VEHICLE BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF; BRAKE CONTROL SYSTEMS OR PARTS THEREOF, IN GENERAL; ARRANGEMENT OF BRAKING ELEMENTS ON VEHICLES IN GENERAL; PORTABLE DEVICES FOR PREVENTING UNWANTED MOVEMENT OF VEHICLES; VEHICLE MODIFICATIONS TO FACILITATE COOLING OF BRAKES
    • B60T2270/00—Further aspects of brake control systems not otherwise provided for
    • B60T2270/40—Failsafe aspects of brake control systems
    • B60T2270/413—Plausibility monitoring, cross check, redundancy

Abstract

一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，包括驻车开关电路、双轴加速度传感器单元、主MCU单元U2和监控MCU单元U1，主MCU单元U2通过检测驻车开关电路和双轴加速度传感器信号，执行对驻车电机的控制；监控MCU单元U1监控整个控制系统的运行状态，并在主MCU单元U2出现异常时对主MCU单元U2进行复位；当监控MCU单元U1出现异常时，主MCU单元U2对监控MCU单元U1进行复位。该双MCU冗余设计的电子驻车执行控制器实现了在主MCU单元U2死机发生后，依然可以通过监控MCU单元U1快速复位主MCU单元U2，使主MCU单元U2快速进入响应状态，恢复驻车制动控制能力，增强系统安全性的效果。

Description

一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器 技术领域
本发明涉及汽车电控技术领域，特别涉及一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器。
背景技术
汽车电子驻车制动控制系统，主要是由微控制器、IO处理电路、H桥驱动电路、驻车开关电路和双轴加速度传感器组成。微控制器、H桥驱动电路是组成电子驻车制动系统核心模块。在汽车电子驻车制动系统中，单颗MCU作为主流控制器件，存在一定的死机故障失效风险，可能会影响汽车驻车制动的安全。
发明内容
本发明的目的是提供一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，多引入一个监控MCU单元U1单元，在主MCU单元U2死机发生后，依然可以通过监控MCU单元U1快速复位主MCU单元U2，使主MCU单元U2快速进入响应状态，恢复驻车制动控制能力，极大增强了系统的安全性，使得整个系统应用更加可靠。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：
一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，包括驻车开关电路、双轴加速度传感器单元、主MCU单元U2和监控MCU单元U1，主MCU单元U2通过检测驻车开关电路和双轴加速度传感器信号，执行对驻车电机的控制；
监控MCU单元U1监控整个控制系统的运行状态，并在主MCU单元U2出现异常时对主MCU单元U2进行复位。
更进一步地，电机两端分别通过单刀双掷继电器RL1来控制电机正、负极 的连接方向，以控制电机正转或反转。
更进一步地，电机通过MOS功率开关进行PWM开关驱动，以调节其转速与转矩。
更进一步地，监控MCU单元U1中，
引脚3连接5V电源以及电容C98，引脚4连接电容C98另一端并接地；
引脚6连接电机驱动电路MOS开关Q12的栅极，并发送电机驱动控制信号；
引脚9连接有用于测量电机工作电流的霍尔传感器U5，用于判断电机是否处于正常工作状态，如电流过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转。
更进一步地，主MCU单元U2中，
引脚84连接5V电源以及电容C101，引脚83连接电容C101另一端并接地；
引脚12、13连接双路单刀双掷继电器RL1，以控制电机正反转；
引脚10连接电机驱动MOS开关Q11的栅极；
引脚43、95连接霍尔传感器U5。
更进一步地，监控MCU单元U1的引脚6连接电阻R74，电阻R74另一端连接电阻R75和MOS开关Q12的栅极，电阻R75的另一端与MOS开关Q12的源极接地；MOS开关Q12的漏极连接MOS开关Q11的漏极、二极管D20的负极、三极管Q9的基极和电阻R69；电阻R69另一端连接13V电源；
MOS开关Q11的源极接地，栅极连接电阻R72，电阻R72另一端连接电阻R70和主MCU单元U2的引脚10，电阻R70另一端连接5V电源；
三极管Q9的集电极连接电阻R68，电阻R68另一端连接13V电源；Q9的发射极连接二极管D20的正极、电阻R71；电阻R71另一端连接电容C65、电阻R73、稳压二极管D21的负极和MOS开关Q10的栅极，电容C65、电阻R73、稳压二极 管D21的另一端以及MOS开关Q10的源极接地；
MOS开关Q10的漏极连接二极管D14和二极管D15的正极、双路单刀双掷继电器RL1的1脚，双路单刀双掷继电器RL1的2脚连接13V电源，双路单刀双掷继电器RL1的3脚连接二极管D16的正极、MOS开关Q7的漏极，MOS开关Q7的栅极连接电阻R55、电阻R56，电阻R55另一端连接主MCU单元U2的13脚，电阻R56的另一端以及MOS开关Q7的源极接地；
双路单刀双掷继电器RL1的4脚连接D16的负极、双路单刀双掷继电器RL1的6脚、二极管D10的负极以及13V电源；双路单刀双掷继电器RL1的5脚连接二极管D10的正极、MOS开关Q6的漏极，MOS开关Q6的栅极连接电阻R49、电阻R50，电阻R49另一端连接主MCU单元U2的12脚，电阻R50的另一端以及Q6的源极接地；
双路单刀双掷继电器RL1的7脚连接刷式直流电机的B端、D14的负极、电容C38、C39和电容C47，电容C47另一端接地，直流电机的A端连接电容C38、C39的另一端、霍尔传感器U5的1、2脚；双路单刀双掷继电器RL1的8脚连接二极管D15的负极、电容C48和U5的霍尔传感器U5的3、4脚，电容C48另一端接地；
霍尔传感器U5的5脚接地，6脚连接电阻R54，电阻R54另一端连接主MCU单元U2的95脚；霍尔传感器U5的7脚连接电阻R51、电阻R52，电阻R51的另一端连接主MCU单元U2的43脚以及电容C41，电容C41另一端接地；电阻R52的另一端连接监控MCU单元U1的9脚以及电容C45，电容C45另一端连接U5的5脚；霍尔传感器U5的8脚连接电阻R53、5V电源以及电容C40，电阻R53另一端连接霍尔传感器U5的6脚，电容C40另一端接地。
更进一步地，监控MCU单元U1中，
引脚1、2分别用于监控MCU单元U1复位输入和程序下载信号连接；
引脚7连接主MCU单元U2的引脚96，主MCU单元U2发送给监控MCU单元U1的使能片选信号，以使能监控MCU单元U1；
引脚8、13、14输入输出SPI接口信号，连接SPI存储器，主MCU单元U2的引脚91、92、93连接SPI传感器；其用来监测SPI总线上的主MCU单元U2对内存芯片读写是否出错，出错则按照相应控制逻辑进行复位主MCU单元U2；
引脚10连接拉力传感器，用来判断电机驱动的负载是否处于正常工作状态，如过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转，来实现对拉力负载控制；
引脚11用于复位输出，复位主MCU单元U2；
引脚15、16分别连接主MCU单元U2的引脚71、72，用来作为主MCU单元U2与监控MCU单元U1的通信与交互；
引脚17、18、19、20用于输入驻车开关信号，组合状态由监控MCU单元U1内部的AD转换后，由监控MCU单元U1按照预定逻辑来判断用户是发起夹紧还是释放动作，进而控制电机的正传与反转来驱动拉力负载。
更进一步地，当监控MCU单元U1出现异常时，主MCU单元U2对监控MCU单元U1进行复位。
综上所述，本发明具有以下有益效果：
1.通过多引入一个监控MCU单元U1单元，在主MCU单元U2死机发生后，依然可以通过监控MCU单元U1快速复位主MCU单元U2，使主MCU单元U2快速进入响应状态，恢复驻车制动控制能力，极大增强了系统的安全性，使得整个系统应用更加可靠。
2.大功率H桥驱动电路成本较高，而继电器直流电机驱动单元采用两路单刀双掷(SPDT)继电器来控制电机的正转与反转，并采用MOS功率开关进行PWM开关驱动，调节转速与转矩。继电器直流电机驱动单元是替换H桥驱动电路的优秀方案，其低成本、运行可靠是其技术核心。
附图说明
图1是本发明的整体系统连接示意图；
图2是双MCU冗余设计架构中主MCU单元U2与监控MCU单元U1的信号连接图；
图3是电机MOS驱动连接电路。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步说明，本实施例不构成对本发明的限制。
如图1所示，一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，包括驻车开关电路、双轴加速度传感器单元、主MCU单元U2和监控MCU单元U1，主MCU单元U2通过检测驻车开关电路和双轴加速度传感器信号，执行对驻车电机的控制；通过驻车开关电路、双轴加速度传感器单元、单颗MCU来控制驻车电机为现有技术，在此不做过多赘述。
保持原有电路连接的同时，加入双MCU冗余设计控制逻辑。具体的，监控MCU单元U1监控整个控制系统的运行状态，并在主MCU单元U2出现异常时对主MCU单元U2进行复位；当监控MCU单元U1出现异常时，主MCU单元U2对监控MCU单元U1进行复位。
如图2和图3所示，驻车电机为直流电机，电机通过MOS功率开关进行PWM 开关驱动，以调节其转速与转矩。且为降低成本风险，电机两端分别通过单刀双掷继电器RL1(SPDT)来控制电机正、负极的连接方向，通过两路单刀双掷继电器RL1来交换电机两端的正负极连接，以控制电机正转或反转。该继电器直流电机驱动单元是替换H桥驱动电路的优秀架构，其低成本、运行可靠。
如图2所示，监控MCU单元U1为U1，主MCU单元U2为U2，
其中，监控MCU单元U1中，
其引脚1、2分别用于监控MCU单元U1复位输入和程序下载信号连接；
引脚3、4用于工作电源输入连接；引脚3连接5V电源以及电容C98，引脚4连接电容C98另一端并接地；
引脚5、12未采用；
引脚6连接电机驱动电路开关MOS的栅极，并发送电机驱动控制信号；
引脚7连接主MCU单元U2的引脚96，为主MCU单元U2发送给U1的使能片选信号，用以使能芯片U1；
引脚8、13、14输入输出SPI接口信号，连接SPI存储器(MISO、MOSI、SCK)，主MCU单元U2的引脚91、92、93连接SPI传感器(MOSI、MISO、SCK)。其用来监测SPI总线上的主MCU单元U2对内存芯片读写是否出错，出错则按照相应控制逻辑复位主MCU单元U2；
引脚9连接有用于测量电机工作电流的霍尔传感器U5，被监控MCU单元U1用来判断电机是否处于正常工作状态，如电流过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转；
引脚10连接拉力传感器，用来判断电机驱动的负载是否处于正常工作状态，如过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转来实现对拉力负载控制；
引脚11用于复位输出，根据预定算法来复位主MCU单元U2；如何复位MCU为现有技术，在此不做过多赘述；
引脚15、16分别连接主MCU单元U2的引脚71、72，通过UART信号实现主MCU单元U2与监控MCU单元U1的通信与交互，是完成主MCU单元U2与监控MCU单元U1主备切换的数据交换通道；
当主MCU单元U2通过UART总线访问监控MCU单元U1相关状态时，监控MCU单元U1在相应的定时周期内不能正确响应时，则判定监控MCU单元U1异常。主MCU单元U2对监控MCU单元U1进行复位。比如主MCU单元U2发送一段伪随机编码，监控MCU单元U1计算其CRC校验和并返回给主MCU单元U2，主MCU单元U2根据其CRC校验和反算验证结果，如果结果一致，说明监控MCU单元U1一切正常，否则判定为异常。
引脚17、18、19、20用于输入驻车开关输入信号，并将4个驻车开关输入信号通过电阻电容网络变换成5V以内模拟电压信号，方便MCU AD转换器采集和状态判断；组合状态由监控MCU单元U1内部的AD转换后，由监控MCU单元U1按照预定逻辑来判断用户是发起夹紧还是释放动作，进而控制电机的正传与反转来驱动拉力负载。
如图2所示，主MCU单元U2中，
引脚83、84用于工作电源输入连接；引脚84连接5V电源以及电容C101，引脚83连接电容C101另一端并接地；
引脚12、13连接双路单刀双掷继电器RL1，以控制电机正反转；
引脚10连接电机驱动电路MOS开关Q11的栅极，用于驱动Q11导通或关闭，进而驱动后极的大功率MOSFET Q10的导通或关闭，给电机通电或者断电；
引脚43、95连接霍尔传感器U5，引脚43用于电机工作电流检测信号输入，引脚95用于电机工作时的过流过载信号输入。
如图3所示，具体的，监控MCU单元U1的引脚6连接电阻R74，电阻R74另一端连接电阻R75和MOS开关Q12的栅极，电阻R75的另一端与MOS开关Q12的源极接地；MOS开关Q12的漏极连接MOS开关Q11的漏极、二极管D20的负极、三极管Q9的基极和电阻R69；电阻R69另一端连接13V电源；
MOS开关Q11的源极接地，栅极连接电阻R72，电阻R72另一端连接电阻R70和主MCU单元U2的引脚10，电阻R70另一端连接5V电源；
三极管Q9的集电极连接电阻R68，电阻R68另一端连接13V电源；Q9的发射极连接二极管D20的正极、电阻R71；电阻R71另一端连接电容C65、电阻R73、稳压二极管D21的负极和MOS开关Q10的栅极，电容C65、电阻R73、稳压二极管D21的另一端以及MOS开关Q10的源极接地；
MOS开关Q10的漏极连接二极管D14和二极管D15的正极、双路单刀双掷继电器RL1的1脚，双路单刀双掷继电器RL1的2脚连接13V电源，双路单刀双掷继电器RL1的3脚连接二极管D16的正极、MOS开关Q7的漏极，MOS开关Q7的栅极连接电阻R55、电阻R56，电阻R55另一端连接主MCU单元U2的13脚，电阻R56的另一端以及MOS开关Q7的源极接地；
双路单刀双掷继电器RL1的4脚连接D16的负极、双路单刀双掷继电器RL1的6脚、二极管D10的负极以及13V电源；双路单刀双掷继电器RL1的5脚连接二极管D10的正极、MOS开关Q6的漏极，MOS开关Q6的栅极连接电阻R49、电阻R50，电阻R49另一端连接主MCU单元U2的12脚，电阻R50的另一端以及Q6的源极接地；
双路单刀双掷继电器RL1的7脚连接刷式直流电机的B端、D14的负极、电容C38、C39和电容C47，电容C47另一端接地，直流电机的A端连接电容C38、C39的另一端、霍尔传感器U5的1、2脚；双路单刀双掷继电器RL1的8脚连接二极管D15的负极、电容C48和U5的霍尔传感器U5的3、4脚，电容C48另一端接地；
霍尔传感器U5的5脚接地，6脚连接电阻R54，电阻R54另一端连接主MCU单元U2的95脚；霍尔传感器U5的7脚连接电阻R51、电阻R52，电阻R51的另一端连接主MCU单元U2的43脚以及电容C41，电容C41另一端接地；电阻R52的另一端连接监控MCU单元U1的9脚以及电容C45，电容C45另一端连接U5的5脚；霍尔传感器U5的8脚连接电阻R53、5V电源以及电容C40，电阻R53另一端连接霍尔传感器U5的6脚，电容C40另一端接地。
本发明的监控MCU单元U1是电子驻车制动控制系统的冗余控制核心，监控MCU单元U1能够独立监控整个控制系统的运行状态，对异常报警并按照预定的控制逻辑进行处理。当主MCU单元U2出现异常时,监控MCU单元U1可以对主MCU单元U2进行复位，同时当监控MCU单元U1出现异常时，主MCU单元U2可以对监控MCU单元U1进行复位，借此实现控制系统的冗余操作。
其继电器直流电机驱动单元的设计是电子驻车制动控制系统的低成本核心。继电器直流电机驱动单元采用两路单刀双掷(SPDT)继电器来控制电机的正转与反转，并采用MOS功率开关进行PWM开关驱动，来降压调速，通过其占空比越高，电机输出功率越高，来调节转速与转矩。电机连接用来测量电机的工作电流的霍尔传感器U5，发送给U1和U2的ADC输入引脚，分别为U1引脚9和U2引脚43，用来计算负载大小。还连接二极管来消除反向电动势，保护电源 总线免受浪涌袭扰。简单可靠，成本低廉，是一种十分经济的无刷直流电机控制与驱动方法。是成本策略保护的核心。
工作原理：
上电后，主MCU单元U2正常上电自检运行，发送使能给监控MCU单元U1的引脚7，启用监控功能，监控MCU单元U1主要监测主MCU单元U2与SPI存储器的数据访问(引脚8、13、14)、外部开关信号输入(引脚17、18、19、20)、电机电流信号(引脚9)、拉力传感器信号(引脚10)，并与监控MCU单元U1内部预定存储的工作状态真值表比较，四者之间的工作逻辑是否符合预期。如符合，则继续保持监控。如不符合预期，引脚6驱动关闭电机，并通过UART(引脚15、16)与主MCU单元U2通讯，提示主MCU单元U2工作异常，保存诊断信息，准备进入初始复位状态，待监控MCU单元U1收到主MCU单元U2通过UART发送的确认可以复位时，保存自身状态信息后，监控MCU单元U1的引脚11发送复位信号给主MCU单元U2，完成一轮异常故障复位，快速进入故障修复程序，保障驻车的正常运行。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，不用于限制本发明，本领域技术人员可以在本发明的实质和保护范围内，对本发明做出各种修改或等同替换，这种修改或等同替换也应视为落在本发明技术方案的保护范围内。

Claims (8)

  1. 一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：
    包括驻车开关电路、双轴加速度传感器单元、主MCU单元U2和监控MCU单元U1，主MCU单元U2通过检测驻车开关电路和双轴加速度传感器信号，执行对驻车电机的控制；
    监控MCU单元U1监控整个控制系统的运行状态，并在主MCU单元U2出现异常时对主MCU单元U2进行复位；其中，
    引脚3连接5V电源以及电容C98，引脚4连接电容C98另一端并接地；
    引脚6连接电机驱动电路MOS开关Q12的栅极，并发送电机驱动控制信号；
    引脚9连接有用于测量电机工作电流的霍尔传感器U5，用于判断电机是否处于正常工作状态，如电流过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转；
    电机两端分别通过单刀双掷继电器RL1来控制电机正、负极的连接方向，以控制电机正转或反转；电机通过MOS功率开关进行PWM开关驱动，以调节其转速与转矩。
  2. 根据权利要求1所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：电机两端分别通过单刀双掷继电器RL1来控制电机正、负极的连接方向，以控制电机正转或反转。
  3. 根据权利要求2所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：电机通过MOS功率开关进行PWM开关驱动，以调节其转速与转矩。
  4. 根据权利要求3所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：监控MCU单元U1中，
    引脚3连接5V电源以及电容C98，引脚4连接电容C98另一端并接地；
    引脚6连接电机驱动电路MOS开关Q12的栅极，并发送电机驱动控制信号；
    引脚9连接有用于测量电机工作电流的霍尔传感器U5，用于判断电机是否处于正常工作状态，如电流过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转。
  5. 根据权利要求4所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：主MCU单元U2中，
    引脚84连接5V电源以及电容C101，引脚83连接电容C101另一端并接地；
    引脚12、13连接双路单刀双掷继电器RL1，以控制电机正反转；
    引脚10连接电机驱动MOS开关Q11的栅极；
    引脚43、95连接霍尔传感器U5。
  6. 根据权利要求5所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：监控MCU单元U1的引脚6连接电阻R74，电阻R74另一端连接电阻R75和MOS开关Q12的栅极，电阻R75的另一端与MOS开关Q12的源极接地；MOS开关Q12的漏极连接MOS开关Q11的漏极、二极管D20的负极、三极管Q9的基极和电阻R69；电阻R69另一端连接13V电源；
    MOS开关Q11的源极接地，栅极连接电阻R72，电阻R72另一端连接电阻R70和主MCU单元U2的引脚10，电阻R70另一端连接5V电源；
    三极管Q9的集电极连接电阻R68，电阻R68另一端连接13V电源；Q9的发射极连接二极管D20的正极、电阻R71；电阻R71另一端连接电容C65、电阻R73、稳压二极管D21的负极和MOS开关Q10的栅极，电容C65、电阻R73、稳压二极管D21的另一端以及MOS开关Q10的源极接地；
    MOS开关Q10的漏极连接二极管D14和二极管D15的正极、双路单刀双掷继电器RL1的1脚，双路单刀双掷继电器RL1的2脚连接13V电源，双路单刀双 掷继电器RL1的3脚连接二极管D16的正极、MOS开关Q7的漏极，MOS开关Q7的栅极连接电阻R55、电阻R56，电阻R55另一端连接主MCU单元U2的13脚，电阻R56的另一端以及MOS开关Q7的源极接地；
    双路单刀双掷继电器RL1的4脚连接D16的负极、双路单刀双掷继电器RL1的6脚、二极管D10的负极以及13V电源；双路单刀双掷继电器RL1的5脚连接二极管D10的正极、MOS开关Q6的漏极，MOS开关Q6的栅极连接电阻R49、电阻R50，电阻R49另一端连接主MCU单元U2的12脚，电阻R50的另一端以及Q6的源极接地；
    双路单刀双掷继电器RL1的7脚连接刷式直流电机的B端、D14的负极、电容C38、C39和电容C47，电容C47另一端接地，直流电机的A端连接电容C38、C39的另一端、霍尔传感器U5的1、2脚；双路单刀双掷继电器RL1的8脚连接二极管D15的负极、电容C48和U5的霍尔传感器U5的3、4脚，电容C48另一端接地；
    霍尔传感器U5的5脚接地，6脚连接电阻R54，电阻R54另一端连接主MCU单元U2的95脚；霍尔传感器U5的7脚连接电阻R51、电阻R52，电阻R51的另一端连接主MCU单元U2的43脚以及电容C41，电容C41另一端接地；电阻R52的另一端连接监控MCU单元U1的9脚以及电容C45，电容C45另一端连接U5的5脚；霍尔传感器U5的8脚连接电阻R53、5V电源以及电容C40，电阻R53另一端连接霍尔传感器U5的6脚，电容C40另一端接地。
  7. 根据权利要求3或6所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：监控MCU单元U1中，
    引脚1、2分别用于监控MCU单元U1复位输入和程序下载信号连接；
    引脚7连接主MCU单元U2的引脚96，主MCU单元U2发送给监控MCU单元U1的使能片选信号，以使能监控MCU单元U1；
    引脚8、13、14输入输出SPI接口信号，连接SPI存储器，主MCU单元U2的引脚91、92、93连接SPI传感器；SPI接口信号用来监测SPI总线上的主MCU单元U2对内存芯片读写是否出错，出错则按照相应控制逻辑进行复位主MCU单元U2；
    引脚10连接拉力传感器，用来判断电机驱动的负载是否处于正常工作状态，如过载，则通过引脚6发出信号控制电机的运转，来实现对拉力负载控制；
    引脚11为复位输出，来复位主MCU单元U2；
    引脚15、16分别连接主MCU单元U2的引脚71、72，用来作为主MCU单元U2与监控MCU单元U1的通信与交互；
    引脚17、18、19、20用于输入驻车开关信号，组合状态由监控MCU单元U1内部的AD转换后，由监控MCU单元U1按照预定逻辑来判断用户是发起夹紧还是释放动作，进而控制电机的正传与反转来驱动拉力负载。
  8. 根据权利要求1所述的一种双MCU冗余设计的汽车电子驻车执行控制器，其特征在于：当监控MCU单元U1出现异常时，主MCU单元U2对监控MCU单元U1进行复位。
PCT/CN2021/110816 2020-08-07 2021-08-05 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器 WO2022028520A1 (zh)

Priority Applications (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
US18/012,652 US20230249656A1 (en) 2020-08-07 2021-08-05 Automobile electronic parking execution controller with double-mcu redundancy design
JP2022580104A JP2023536786A (ja) 2020-08-07 2021-08-05 ２つのｍｃｕを有する冗長設計の自動車電子パーキング実行制御装置
EP21852154.0A EP4155143A4 (en) 2020-08-07 2021-08-05 AUTOMOBILE ELECTRONIC PARKING EXECUTION CONTROL DEVICE HAVING DUAL MCU REDUNDANCY DESIGN

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN202010787348.5 2020-08-07
CN202010787348.5A CN111907505B (zh) 2020-08-07 2020-08-07 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2022028520A1 true WO2022028520A1 (zh) 2022-02-10

Family

ID=73282956

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/CN2021/110816 WO2022028520A1 (zh) 2020-08-07 2021-08-05 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器

Country Status (5)

Country Link
US (1) US20230249656A1 (zh)
EP (1) EP4155143A4 (zh)
JP (1) JP2023536786A (zh)
CN (1) CN111907505B (zh)
WO (1) WO2022028520A1 (zh)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115695153A (zh) * 2023-01-03 2023-02-03 长沙莫之比智能科技有限公司 一种can通信监测和异常自动恢复方法

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN111907505B (zh) * 2020-08-07 2021-02-19 格陆博科技有限公司 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器
CN112622845B (zh) * 2020-12-23 2021-12-21 万向钱潮股份有限公司 一种热备用电子驻车制动系统协调控制方法
CN113422499A (zh) * 2021-06-04 2021-09-21 浙江亚太机电股份有限公司 双mcu隔离驱动mos管的电路
CN113848950A (zh) * 2021-10-21 2021-12-28 广州文远知行科技有限公司 一种控制器控制方法、装置、交通工具及存储介质
CN114814269A (zh) * 2022-04-27 2022-07-29 北京英创汇智科技有限公司 一种双mcu冗余设计的abs轮速采集电路
CN117644846B (zh) * 2024-01-30 2024-05-03 千顾汽车科技(江苏)有限公司 一种液压解耦智能制动系统及装置

Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140017830A (ko) * 2012-08-01 2014-02-12 현대모비스 주식회사 스마트키 시스템에서 비상시동 장치 및 방법
CN106154894A (zh) * 2015-04-01 2016-11-23 天津易众腾动力技术有限公司 基于双mpu的整车控制器及其安全监控方法
CN206049408U (zh) * 2016-08-31 2017-03-29 河南森地新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车用双ecu模块的电机控制系统
KR102029723B1 (ko) * 2019-05-08 2019-10-08 주식회사 대경산전 전력설비 열화감시와 모터의 최적 효율점 제어 및 고장진단이 가능한 관제통합시스템
CN210578326U (zh) * 2019-09-19 2020-05-19 浙江亚太机电股份有限公司 一种电子驻车系统的直流电机电流检测控制电路
CN211075855U (zh) * 2019-08-12 2020-07-24 格陆博科技有限公司 一种应用于机动车的电子驻车及p档驻车控制系统
CN111907505A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 格陆博科技有限公司 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器

Family Cites Families (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US5644290A (en) * 1993-06-16 1997-07-01 Rhodes; Michael E. Blackout control system
KR101249710B1 (ko) * 2005-03-07 2013-04-05 크라운 이큅먼트 코포레이션 리프트 트럭용 제동 시스템
CN102371997B (zh) * 2010-08-19 2013-12-04 香港生产力促进局 电动汽车用充电和电机驱动混合装置及电动汽车
DE102011084534A1 (de) * 2010-10-18 2012-04-19 Continental Teves Ag & Co. Ohg Fehlersichere Parkbremse für Kraftfahrzeuge
KR20130019465A (ko) * 2011-08-17 2013-02-27 주식회사 만도 주차 제어 방법 및 시스템
DE102016006810A1 (de) * 2016-06-03 2017-02-16 Daimler Ag Verfahren zum Betrieb einer elektrisch betätigbaren Parkbremse eines Fahrzeugs und elektrisch betätigbare Parkbremse
CN206922676U (zh) * 2017-05-24 2018-01-23 比亚迪股份有限公司 一种直流电机及其正反转控制电路
DE102017209314A1 (de) * 2017-06-01 2018-12-06 Robert Bosch Gmbh Verfahren zum Betreiben einer Feststellbremse und Steuereinheit zum Betreiben einer Feststellbremse
CN207257563U (zh) * 2017-08-11 2018-04-20 宝沃汽车（中国）有限公司 延时复位系统及车辆控制器
CN108639038B (zh) * 2018-07-11 2024-03-15 格陆博科技有限公司 一种应用于汽车电子驻车制动的双mcu控制系统
CN111169471B (zh) * 2018-11-12 2021-09-21 比亚迪股份有限公司 集成式的车辆安全控制器、安全控制系统、方法和车辆

Patent Citations (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20140017830A (ko) * 2012-08-01 2014-02-12 현대모비스 주식회사 스마트키 시스템에서 비상시동 장치 및 방법
CN106154894A (zh) * 2015-04-01 2016-11-23 天津易众腾动力技术有限公司 基于双mpu的整车控制器及其安全监控方法
CN206049408U (zh) * 2016-08-31 2017-03-29 河南森地新能源汽车股份有限公司 一种电动汽车用双ecu模块的电机控制系统
KR102029723B1 (ko) * 2019-05-08 2019-10-08 주식회사 대경산전 전력설비 열화감시와 모터의 최적 효율점 제어 및 고장진단이 가능한 관제통합시스템
CN211075855U (zh) * 2019-08-12 2020-07-24 格陆博科技有限公司 一种应用于机动车的电子驻车及p档驻车控制系统
CN210578326U (zh) * 2019-09-19 2020-05-19 浙江亚太机电股份有限公司 一种电子驻车系统的直流电机电流检测控制电路
CN111907505A (zh) * 2020-08-07 2020-11-10 格陆博科技有限公司 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
See also references of EP4155143A4 *

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN115695153A (zh) * 2023-01-03 2023-02-03 长沙莫之比智能科技有限公司 一种can通信监测和异常自动恢复方法
CN115695153B (zh) * 2023-01-03 2023-03-21 长沙莫之比智能科技有限公司 一种can通信监测和异常自动恢复方法

Also Published As

Publication number Publication date
EP4155143A4 (en) 2023-12-27
CN111907505B (zh) 2021-02-19
JP2023536786A (ja) 2023-08-30
EP4155143A1 (en) 2023-03-29
CN111907505A (zh) 2020-11-10
US20230249656A1 (en) 2023-08-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2022028520A1 (zh) 一种双mcu冗余设计的汽车电子驻车执行控制器
CN108493904B (zh) 用于车用电机关断的igbt安全关断系统及方法
CN112078366B (zh) 一种电动车辆双电源控制系统及电动车辆
CN201901171U (zh) 双微处理器共同控制继电器的电动助力转向控制系统
CN110829949A (zh) 一种电驱动系统故障保护方法、装置、车辆及存储介质
CN107745743B (zh) 一种基于功能安全的电动助力转向控制系统
CN110936821B (zh) 汽车电机控制器、控制系统及汽车
CN210898512U (zh) 电动汽车电机系统三相主动短路的控制电路
CN106370997A (zh) 一种eps系统中的h桥驱动电路检测装置及方法
CN109094641A (zh) 转角控制总成电子控制单元
CN103303159A (zh) 电动汽车控制器及其双驱动控制方法
CN110539643A (zh) 一种电动汽车下高压控制方法及装置
JP7358651B2 (ja) モータ制御システム及びモータ制御装置
WO2024066310A1 (zh) 一种用于底盘域控制器系统的五连阀功能安全电路及方法
CN113085998A (zh) 车用转向控制电路板
CN117002461A (zh) 一种单边epb冗余的制动控制系统及制动控制方法
CN116176464A (zh) 一种具备电源切换功能的冗余车载控制单元及其控制方法
CN216468062U (zh) 电控助力转向控制系统和车辆
CN108146494B (zh) Eps的电子控制单元
CN203267810U (zh) 电动汽车控制器
CN112737299A (zh) 一种电动汽车的逆变器上高压的保护方法、装置及系统
CN213649446U (zh) 一种告警冗余装置以及包含该装置的汽车
CN218102956U (zh) 电源控制器、低压电源电路及车辆
CN113715905A (zh) 一种冗余型集成式电驱单元及其控制方法
CN113428125B (zh) 一种驻车控制系统、方法及车辆

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 21852154

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2022580104

Country of ref document: JP

Kind code of ref document: A

ENP Entry into the national phase

Ref document number: 2021852154

Country of ref document: EP

Effective date: 20221223

NENP Non-entry into the national phase

Ref country code: DE