一种电动汽车整车控制器及控制方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及新能源汽车安全技术领域，具体涉及一种能够满足高标准功能安全要求的电动汽车整车控制器及控制方法。
【背景技术】
[0002]近年来新能源汽车发展迅速，与传统汽车动力总成系统相比新能源汽车的动力总成系统已经从发动机控制器转移到以整车控制器为核心的整车控制系统当中。整车控制器的主要功能是实现驾驶员意图识别(整车加速、制动)、动力电池高压接触器控制驱动、多动力(若有)耦合控制(如混合动力系统动力耦合传动)以及整车安全与故障诊断。
[0003]符合ISO 26262 一定功能安全等级要求的整车控制器硬件系统，成为实现整车动力控制系统至关重要的安全目标，国内现有新能源汽车整车控制器硬件仅支持功能安全等级为ASIL(Automotive Safety Integrity Level，汽车安全完整性等级)B的技术方案，已经无法满足欧洲市场准入对整车动力控制系统ASILC的功能安全等级要求。
[0004]现有整车控制器硬件技术方案基于嵌入式平台实现整车控制需求的功能性能要求，少数技术方案考虑系统功能安全要求，例如申请号为201310125670.1的发明专利申请公开了一种电动汽车整车控制器，通过配置主从处理芯片的SPI和PWM硬件通信连接，由此实现对主处理器运行状态的监控；通过从处理器对关键信号(油门踏板等信号)的采集实现对关键信号的冗余监控；通过从处理器对CAN通讯通道切换实现主处理器失效时对整车CAN通讯的管理，由此实现提高整车控制器安全等级目的。
[0005]上述现有方案具有如下缺点:
[0006]1、现有技术方案虽然采用主、从处理器对关键信号进行冗余采集，但是无法对整车控制器被控对象(油门踏板、制动踏板开度传感器等)电子电路本身故障的失效模式进行冗余监控；
[0007]2、现有技术方案并没有提供具体的硬件配置方案，以提高整车控制器实现某功能(如油门踏板开度信息获取功能)的有效性；
[0008]3、现有技术方案缺乏失效发生(主处理器故障、CAN通路故障)时整车控制器通过冗余关断路径切断整车高压，以杜绝主处理器失效所导致的可能危及人身安全的高压系统故障。
【发明内容】
[0009]本发明提供一种满足高标准功能安全要求的电动汽车整车控制器，以实现对关键信号的硬件冗余监控、对高压继电器的冗余控制、对主处理器的监测，从而提高整车与人身的安全性。
[0010]为实现上述目的，本发明提供了如下技术方案:
[0011]一种电动汽车整车控制器，所述整车控制器分别与蓄电池、电池包高压继电器电连接，所述整车控制器包括:主处理器、从处理器、与所述高压继电器线圈端连接的驱动输出丰吴块；
[0012]所述主处理器与所述从处理器通过SPI总线连接，所述从处理器监测所述主处理器;
[0013]所述主处理器与所述驱动输出模块连接，以使所述主处理器通过所述驱动输出模块对所述高压继电器进行控制；
[0014]所述从处理器与所述蓄电池连接，用于监控所述蓄电池电压；
[0015]所述从处理器与所述驱动输出模块连接，以禁能所述驱动输出模块。
[0016]优选地，所述整车控制器还包括:信号采集电路、电源电路、复位电路、CAN通信电路；
[0017]所述信号采集电路分别与所述主处理器、所述从处理器连接，用于关键信号的采集;
[0018]所述电源电路分别与所述蓄电池、所述主处理器、以及所述从处理器连接，用于接收蓄电池电源KL15，并为所述主处理器、所述从处理器供电；
[0019]所述复位电路分别与所述电源电路、所述主处理器、以及所述从处理器连接，所述复位电路接收到所述电源电路、所述从处理器的复位信号后，对所述主处理器进行复位；
[0020]所述CAN通信电路分别与所述主处理器及所述从处理器连接，用于所述主处理器与整车的CAN总线通信。
[0021]优选地，所述信号采集电路还与被测对象连接，所述被测对象包括:制动开关、制动踏板开度传感器、加速踏板开度传感器。
[0022]优选地，所述电源电路包括:第一线性稳压器、第二线性稳压器、第一电压跟随器、第二电压跟随器；
[0023]所述第一线性稳压器具有第一复位端口与喂狗信号输入端口，所述第一线性稳压器分别与第一电压跟随器、所述主处理器、以及所述驱动输出模块连接，为第一电压跟随器、所述主处理器、以及所述驱动输出模块提供第一电源VCC1 ;所述第一线性稳压器接收主处理器的喂狗信号，当喂狗信号异常时，向所述第一复位端口输出复位信号；
[0024]所述第二线性稳压器分别与所述第二电压跟随器、所述从处理器连接，为所述第二电压跟随器、所述从处理器提供第二电源VCC2 ;
[0025]所述第一电压跟随器分别与第一线性稳压器、所述主处理器连接，用于根据所述主处理器提供的第一参考电压ADJ1将第一电源VCC1转换为第三电源VCC3 ;
[0026]所述第二电压跟随器分别与第二线性稳压器、所述从处理器连接，用于根据所述从处理器提供的第二参考电压ADJ2将第二电源VCC2转换为第四电源VCC4 ;
[0027]其中，第三电源VCC3为所述制动踏板开度传感器、以及所述加速踏板开度传感器供电；第四电源VCC4也为所述制动踏板开度传感器、以及所述加速踏板开度传感器供电。
[0028]优选地，所述从处理器包括:SPI通信电路、输入模块、冗余关断模块、微处理器；
[0029]所述SPI通信电路连接在所述主处理器与所述微处理器之间，用于实现所述微处理器与所述主处理器的SPI通信，以使所述微处理器通过SPI通信监测所述主处理器、所述信号采集电路、所述驱动输出模块；
[0030]所述输入模块分别与所述蓄电池、所述信号采集电路以及微处理器连接，用于采集蓄电池电压、信号采集电路的信号；
[0031]所述冗余关断模块分别与电源电路、复位电路、CAN通信电路、驱动输出模块、以及微处理器连接，用于为电源电路提供所述第二参考电压ADJ2、控制复位电路、禁能CAN通信电路、禁能驱动输出申吴块；
[0032]所述微处理器，用于获取所述SPI通信电路与所述输入模块的信息，并根据所述SPI通信电路与所述输入模块的信息向所述冗余关断模块输出控制信号。
[0033]优选地，所述冗余关断模块具有从处理器电压参考端口、第二复位端口、CAN模块使能端口，冗余关断模块包括高压关断模块；
[0034]所述从处理器电压参考端口与所述电源电路连接，所述冗余关断模块通过所述从处理器电压参考端口提供所述第二参考电压ADJ2 ;
[0035]所述第二复位端口与所述复位电路连接，所述冗余关断模块通过所述第二复位端口向所述复位电路输出复位信号；
[0036]所述CAN模块使能端口与CAN通信电路连接，所述冗余关断模块通过所述CAN模块使能端口对CAN通信电路进行禁能操作；
[0037]所述高压关断模块与所述驱动输出模块连接，所述冗余关断模块通过所述高压关断模块对驱动输出模块进行禁能操作。
[0038]优选地，所述驱动输出模块包括:
[0039]高电平驱动芯片、低电平驱动芯片；
[0040]所述高电平驱动芯片分别与所述主处理器、所述从处理器、以及所述高压继电器线圈端一端连接，以控制所述高压继电器的接通与断开；
[0041]所述低电平驱动芯片分别与所述主处理器、以及所述高压继电器线圈端另一端连接，以控制所述高压继电器的接通与断开。
[0042]—种电动汽车整车控制器控制方法，所述方法包括:
[0043]从处理器采集蓄电池电压；
[0044]所述从处理器检测蓄电池电压是否在第一电压范围，如果是，通过与主处理器SPI通信检测关键信号、驱动输出模块是否正常；否则，禁能驱动输出模块；
[0045]如果检测到关键信号和/或驱动输出模块异常，禁能驱动输出模块。
[0046]优选地，所述方法还包括:
[0047]如果从处理器检测到蓄电池电压不在第一电压范围，禁能CAN通信电路；