專利名稱：整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法及整車控制器的制作方法
技術領域：
本發明涉及電動汽車整車控制器領域，特別是涉及一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法及整車控制器。
背景技術：
隨著全球石油資源的日益枯竭以及對排放要求的日益提高，相比常規汽車更加經濟環保的電動汽車成了各大汽車廠商的設計重點。憑借低耗能、零污染的特性，混合電動汽車或電動汽車成為眾多汽車廠商的首要選擇。對于混合電動汽車或電動汽車而言，整車控制器控制著整車動力系統及其它重要子部件，關系到整車的安全及能效。在實際應用中，整車控制器連接的負載有傳感器、開關、 繼電器、電磁閥、指示燈等，如果負載因外界干擾或其他因素出現接觸不良、短路等故障但不能及時檢測出來并進行相應的異常處理，將會導致系統安全問題，使系統的可靠性降低。而現有技術中，電動汽車的整車控制器中CPU直接與連接有負載的驅動電路相連，并不具有負載故障檢測功能。因此，如何對電動汽車的輸出驅動負載進行有效的故障檢測，是一個值得關注的問題。

發明內容
為解決上述技術問題，本發明實施例提供了一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法及整車控制器，以實現對電動汽車的輸出驅動負載進行有效的故障檢測，技術方案如下一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，適用于電動汽車中，所述電動汽車中整車控制器的CPU和驅動電路之間連接一診斷接口電路，所述方法包括所述診斷接口電路接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；檢測所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理。其中，所述診斷接口電路接收到的控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示導通的信息；相應的，預設的故障條件為所檢測到的當前電壓值高于第一錯誤基準電壓。其中，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，具體為置位自身狀態寄存器中與所述目標驅動電路對應的短路標識位；
周期性斷開所述目標驅動電路直至當前故障消除。其中，所述檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值，具體為在所述目標驅動電路導通特定時間后，對所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值進行檢測。其中，所述診斷接口電路接收到的控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示斷開的信息；相應的，預設的故障條件為 所檢測到的當前電壓值低于第二錯誤基準電壓。其中，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，具體為置位自身狀態寄存器中與所述目標驅動電路對應的開路標識位。其中，所述方法還包括監控電源的當前輸入電壓；在所述當前輸入電壓高于第一電壓閾值時，斷開所連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源過壓標識位；在所述當前輸入電壓低于第二電壓閾值時，斷開所連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源欠壓標識位；其中，所述第一電壓閾值高于所述第二電壓閾值。相應的，本發明還提供一種整車控制器，適用于電動汽車中，所述整車控制器包括CPU、至少一個驅動電路、連接于CPU和驅動電路之間的診斷接口電路；所述診斷接口電路用于接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理。本發明實施例所提供的技術方案，在電動汽車整車控制器的CPU與驅動電路之間連接一診斷接口電路；通過該診斷接口電路判斷驅動電路對應輸出腳的當前電壓值是否符合預設的故障條件，進而確定出與該驅動電路相連的負載是否發生故障，并在發生故障的情況下，對該驅動電路進行保護處理并保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理，進而實現了對電動汽車輸出驅動負載的有效故障檢測。


為了更清楚地說明本發明實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單的介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本發明的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動性的前提下，還可CN 102539893 A以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1為本發明實施例所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法的第一種流程圖；圖2為本發明實施例所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法的第二種流程圖；圖3為本發明實施例所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法的第三種流程圖；圖4為適用于本發明實施例所提供的整車控制器的電路圖；圖5為本發明實施例所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測裝置的結構示意圖。
具體實施例方式現有技術中，電動汽車整車控制器的CPU直接與連接有負載的驅動電路相連，并不具有負載故障檢測功能。因此，如何對電動汽車的輸出驅動負載進行有效的檢測，是一個值得關注的問題。本發明實施例提供了一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法及整車控制器，以實現對電動汽車中的輸出驅動負載的有效故障檢測。下面首先對本發明實施例所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法進行介紹。一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，適用于電動汽車中，所述電動汽車中整車控制器的CPU和驅動電路之間連接一診斷接口電路，所述方法包括所述診斷接口電路接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；檢測所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理。本發明實施例所提供的技術方案，在電動汽車整車控制器的CPU與驅動電路之間連接一診斷接口電路；通過該診斷接口電路判斷驅動電路對應輸出腳的當前電壓值是否符合預設的故障條件，進而確定出與該驅動電路相連的負載是否發生故障，并在發生故障的情況下，對該驅動電路進行保護處理并保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理，進而實現了對電動汽車輸出驅動負載的有效故障檢測。下面將結合本發明實施例中的附圖，對本發明實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅是本發明一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本發明中的實施例，本領域普通技術人員在沒有做出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本發明保護的范圍。需要說明的是，本發明所提供的整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法適用于電動汽車，該電動汽車的整車控制器中設置有一連接于CPU和驅動電路之間的診斷接口電路。可以理解的是，一個診斷接口電路可以同時連接六路驅動電路。當然，對于不同電路結構的診斷接口電路而言，其所連接的驅動電路并不局限于六個。如圖1所示，一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，可以包括S101，該診斷接口電路接收所述CPU發送的控制指令；其中，該控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示。S102，按照所接收到的控制指令控制該標識對應的目標驅動電路；在接收到CPU發送的控制指令后，該診斷接口電路則會按照該控制指令對具有該標識的目標驅動電路進行導通或斷開的處理，從而控制該目標驅動電路所連接的負載進入相應的工作模式。S103，檢測該目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當對該目標驅動電路進行導通或斷開的處理后，該診斷接口電路可以檢測該目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值，并利用所檢測到的當前電壓值進行后續的處理。S104，判斷所檢測到的當前電壓值是否符合預設的故障條件，如果是，則執行步驟 S105 ；否則，不作處理；需要說明的是，預先設置了與該目標驅動電路對應輸出腳的相應故障條件。當所檢測到的當前電壓值符合該故障條件時，表明該目標驅動電路所連接的負載處于非正常工作狀態，此時，需要進行后續的故障指示；當檢測到的當前電壓值不符合該故障條件時，表明該目標驅動電路所連接的負載處于正常工作狀態，此時，不作任何處理即可。S105，對該目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與CPU連接的錯誤指示端口。當判斷得到該當前電壓值符合該故障條件時，則需要對該目標驅動電路進行保護處理，進而實現對該目標驅動電路所連接負載的保護處理；同時保存當前故障對應的故障碼并拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示CPU進行相應的異常處理。本實施例中，在電動汽車整車控制器的CPU與驅動電路之間連接一診斷接口電路；通過該診斷接口電路判斷驅動電路對應輸出腳的當前電壓值是否符合預設的故障條件，進而確定出與該驅動電路相連的負載是否發生故障，并在發生故障的情況下，對該驅動電路進行保護處理并保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與CPU連接的錯誤指示端口， 以指示所述CPU進行相應的異常處理，進而實現了對電動汽車輸出驅動負載的有效故障檢測。下面以診斷接口電路如何檢測輸出驅動負載的短路故障為例，對本發明所提供的整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法進行介紹。如圖2所示，一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，可以包括S201，診斷接口電路接收整車控制器CPU發出的控制指令，該控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示導通的信息；S202,導通該控制指令中標識對應的目標驅動電路；該診斷接口電路在接收到CPU發送的關于該標識對應的目標驅動電路的導通指令后，則會導通該目標驅動電路。S203，檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值；
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當對該目標驅動電路進行導通處理后，診斷接口電路則可以檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值，并利用所檢測到的當前電壓值進行后續的處理。在實際應用中，為了使檢測到的目標驅動電路對應的輸出腳的電壓值穩定，可以在該目標驅動電路導通特定時間后，再對該目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值進行檢測。需要說明的是，不同電路結構的診斷接口電路所對應的特定時間可以不同。S204，判斷所檢測到的當前電壓值是否高于第一錯誤基準電壓，如果是，則執行步驟S205 ；否則，不作處理；當檢測到的當前電壓值高于第一錯誤基準電壓時，表明該目標驅動電路所連接的外部負載發生短路故障，此時，需要進行后續的故障指示。可以理解的是，在實際應用中，不同電路結構的診斷接口電路可以對應不同的第一錯誤基準電壓，同時，對于同一電路結構的診斷接口電路，其對應的該第一錯誤基準電壓可以由用戶自行設定。S205，置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的短路標識位；S206，周期性斷開該目標驅動電路直至當前故障消除；S207,拉低與CPU連接的錯誤指示端口。當判斷得到當前電壓值高于第一錯誤基準電壓時，則可以置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的短路標識位，并周期性斷開該目標驅動電路直至當前故障消除， 實現保護該目標驅動電路不被燒毀的目的；同時，拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示 CPU進行相應的異常處理。其中，步驟S205 步驟S207并不局限于本實施例所述的執行順序，在實際應用中，步驟S205 步驟S207可以同時執行。 本實施例中，診斷接口電路在導通目標驅動電路后，檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值，并在當前電壓值高于第一錯誤基準電壓時，表明該目標驅動電路所連接的外部負載處于短路狀態，此時置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的短路標識位，周期性斷開該目標驅動電路直至當前故障消除，拉低與CPU連接的錯誤指示端口。可見，通過利用本實施例所提供的方法，可以實現對電動汽車中的輸出驅動負載的短路故障進行有效檢測。下面以診斷接口電路如何檢測輸出驅動負載的開路故障為例，對本發明所提供的整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法進行介紹。如圖3所示，一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，可以包括S301，診斷接口電路接收整車控制器CPU發出的控制指令，該控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示斷開的信息；S302，斷開該控制指令中標識對應的目標驅動電路；該診斷接口電路在接收到CPU發出的關于該標識對應的目標驅動電路的斷開指令后，則會斷開該目標驅動電路。S303，檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值；當對該目標驅動電路進行導通處理后，診斷接口電路則可以檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值，并利用所檢測到的當前電壓值進行后續的處理。S304，判斷所檢測到的當前電壓值是否低于第二錯誤基準電壓，如果是，則執行步驟S305 ；否則，不作處理;當檢測到的當前電壓值低于第二錯誤基準電壓時，表明該目標驅動電路所連接的外部負載發生開路故障，此時，需要進行后續的故障指示。可以理解的是，在實際應用中，不同電路結構的診斷接口電路對應不同的第二錯誤基準電壓。S305，置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的開路標識位；S306,拉低與CPU連接的錯誤指示端口。當判斷得到當前電壓值低于第二錯誤基準電壓時，則可以置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的開路標識位；同時，拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示CPU 進行相應的異常處理。相應的，步驟S305 步驟S306并不局限于本實施例所述的執行順序，在實際應用中，步驟S305 步驟S306可以同時執行。本實施例中，診斷接口電路在斷開目標驅動電路后，檢測該目標驅動電路對應輸出腳的當前電壓值，并在當前電壓值低于第二錯誤基準電壓時，表明該目標驅動電路所連接的外部負載處于開路狀態，此時置位自身狀態寄存器中與該目標驅動電路對應的開路標識位，并拉低與CPU連接的錯誤指示端口。可見，通過利用本實施例所提供的方法，可以實現對電動汽車中的輸出驅動負載的開路故障進行有效檢測。為了更好的保護驅動電路以及各驅動電路連接的外部負載，本發明所提供整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法還可以包括監控電源的當前輸入電壓；在該當前輸入電壓高于第一電壓閾值時，斷開連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源過壓標識位；在該當前輸入電壓低于第二電壓閾值時，斷開所連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源欠壓標識位；其中，所述第一電壓閾值高于所述第二電壓閾值。可以理解的是，CPU在檢測診斷接口電路的狀態寄存器時，如果檢測到電源過壓標識或電源欠壓標識時，則會進行相應的異常處理。下面結合一具體實施例對本發明所提供的一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法進行介紹。本具體實施例所提供的方法適用的電動汽車中，該電動汽車的整車控制器中設置有一連接于CPU和驅動電路之間的診斷接口電路，如圖4所示。其中，圖4所示的診斷接口電路中，Ul采用TPIC46L02前置驅動芯片，Cl、C2、C3為濾波電容，C4為ESD電容；Ql為 MMUN2211, RU R2、R3配合此三極管控制TPIC46L02使能和除能；R4、R5為限流電阻，Q2為功率型MOS管，采用拉低方式驅動外部負載。TPIC46L02響應CPU發出指令控制MOS管導通后，將延時60uS檢測Drain腳電壓， 如果高于預設的第一錯誤基準電壓值(持續8uS以上)，則可判斷發生短路故障，為了保護 MOS管不被燒毀，TPIC46L02將周期性關斷MOS管直至短路故障清除，同時置位TPIC46L02 狀態寄存器中該驅動電路對應的短路標識位，并拉低FAULT管腳的電壓，以指示CPU查詢 TPIC46L02的狀態寄存器，并根據所查詢到的狀態寄存器信息進行相應的異常處理。
TPIC46L02響應CPU發出指令控制MOS管關斷后，如果外部負載處于開路狀態， TPIC46L02內部的電流源會控制Drain腳處于一個電壓值，此電壓值低于特有的第二錯誤基準電壓，將導致TPIC46L02拉低FAULT管腳的電壓，同時置位TPIC46L02狀態寄存器中該驅動電路對應的開路標識位。TPIC46L02通過內部比較器監控電源輸入，當電壓高于34V時，為了防止外部負載或者MOS管損壞，TPIC46L02會將控制的所有MOS管強制關斷，同時置位電源過壓標識位。TPIC46L02通過內部比較器監控電源輸入，當電壓低于4. 8V時，為了防止MOS管導通不充分，內阻過大而導致發熱，TPIC46L02會將控制的所有MOS管強制關斷，同時置位電源欠壓標識位。CPU通過SPI通訊實現讀取TPIC46L02狀態寄存器故障碼操作。每次進入任務循環，CPU通過判斷FAULT腳的狀態來決定是否讀取TPIC46L02狀態寄存器。當FAULT腳為低時，則讀取TPIC46L02狀態寄存器，判斷所控制的外部負載是否存在短路、開路以及過電壓、欠壓故障，并進入相應異常處理模式。其中，異常處理方法可以為當CPU檢測到外部負載發生故障時，通過上層策略判斷故障等級，CPU可以控制三極管 Ql導通來使診斷接口電路連接的所有驅動電路關斷，以保障系統安全。可見，通過利用本發明所提供方案，可以實現對電動汽車輸出驅動負載故障的有效檢測。相應的，本發明實施例還提供一種整車控制器輸出驅動的故障檢測裝置，如圖5 所示，可以包括指令接收模塊110，接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；控制模塊120，用于按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；電壓檢測模塊130，用于檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；判斷模塊140，用于檢測所檢測到的當前電壓值是否符合預設的故障條件，并在符合的情況下，觸發故障指示模塊；故障指示模塊150，用于對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理。同時，本發明實施例還提供一種整車控制器，適用于電動汽車中，所述整車控制器包括CPU、至少一個驅動電路、連接于CPU和驅動電路之間的診斷接口電路；所述診斷接口電路用于接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU進行相應的異常處理。
以上所述僅是本發明的具體實施方式
，應當指出，對于本技術領域的普通技術人員來說，在不脫離本發明原理的前提下，還可以做出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應視為本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法，其特征在于，適用于電動汽車中，所述電動汽車中整車控制器的CPU和驅動電路之間連接一診斷接口電路，所述方法包括所述診斷接口電路接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路； 檢測所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU 進行相應的異常處理。
2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述診斷接口電路接收到的控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示導通的信息；相應的，預設的故障條件為所檢測到的當前電壓值高于第一錯誤基準電壓。
3.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，具體為置位自身狀態寄存器中與所述目標驅動電路對應的短路標識位； 周期性斷開所述目標驅動電路直至當前故障消除。
4.根據權利要求2所述的方法，其特征在于，所述檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值，具體為在所述目標驅動電路導通特定時間后，對所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值進行檢測。
5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述診斷接口電路接收到的控制指令包括目標驅動電路的標識以及指示斷開的信息；相應的，預設的故障條件為所檢測到的當前電壓值低于第二錯誤基準電壓。
6.根據權利要求5所述的方法，其特征在于，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，具體為置位自身狀態寄存器中與所述目標驅動電路對應的開路標識位。
7.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法還包括 監控電源的當前輸入電壓；在所述當前輸入電壓高于第一電壓閾值時，斷開所連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源過壓標識位；在所述當前輸入電壓低于第二電壓閾值時，斷開所連接的驅動電路，并置位自身狀態寄存器中的電源欠壓標識位；其中，所述第一電壓閾值高于所述第二電壓閾值。
8.一種整車控制器，其特征在于，適用于電動汽車中，所述整車控制器包括CPU、至少一個驅動電路、連接于CPU和驅動電路之間的診斷接口電路；所述診斷接口電路用于接收所述CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指不；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路； 檢測與所述目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對所述目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與所述CPU連接的錯誤指示端口，以指示所述CPU 進行相應的異常處理。
全文摘要
本發明公開了一種整車控制器輸出驅動負載的故障檢測方法及整車控制器。所述方法適用于電動汽車中，所述電動汽車中整車控制器的CPU和驅動電路之間連接一診斷接口電路，所述方法包括診斷接口電路接收CPU發送的控制指令，所述控制指令包括目標驅動電路的標識以及通斷指示；按照所接收到的控制指令控制所述標識對應的目標驅動電路；檢測目標驅動電路對應的輸出腳的當前電壓值；當所檢測到的當前電壓值符合預設的故障條件時，對目標驅動電路進行保護處理且保存當前故障對應的故障碼，同時拉低與CPU連接的錯誤指示端口，以指示CPU進行相應的異常處理。通過利用本發明所提供的方案，可以實現對電動汽車輸出驅動負載的有效故障檢測。
文檔編號G01R19/10GK102539893SQ201210006768
公開日2012年7月4日 申請日期2012年1月11日 優先權日2012年1月11日
發明者徐福祥, 李宗華, 肖利華, 胡偉, 蘇嶺 申請人:重慶長安新能源汽車有限公司, 重慶長安汽車股份有限公司