使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法技术

一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，涉及新能源汽车驱动器技术领域，用于解决现有技术中新能源汽车驱动器在遇到紧急状况下来不及应急处理的技术问题。所述使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法中，通过加入cpld以达到对硬件故障的及时处理，同时对保护策略进行升级优化时不需要对硬件电路进行调整，只需修改内部程序即可；cpld是一个单独器件，因此在计算失效时，cpld可看作一个整体，减少了硬件电路的故障率，提高了电路整体的稳定性；cpld内部的状态机，能够对故障做出快速响应，内部的spi从机协议以及与其通信的寄存器，spi主机能够通过协议对cpld进行控制操作。协议对cpld进行控制操作。协议对cpld进行控制操作。

【技术实现步骤摘要】
使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法


[0001]本专利技术涉及新能源汽车驱动器
，尤其涉及一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法。
[0002]
技术介绍

[0003]随着新能源汽车市场的兴起，对新能源汽车的安全性也提出了更高的要求。高压、高功率、大扭矩可以带给驾驶员更好的体验，但同时也引入了风险，因此电机控制的安全性格外重要。由于高压作用于电机，扭矩输出于电机，为了确保驾驶过程中的安全，需要在电机的控制上进行一些与功能安全相关的保护。
[0004]目前，市面上的新能源汽车对电机控制的关键硬件故障，通常是使用mcu外部中断引脚配合外部搭建的逻辑电路，以对硬件故障进行检测及处理。然而，现有技术使用mcu直接检测和处理，其主要利用mcu外部中断引脚，配合一些逻辑电路。当检测到某一指标超限便会产生一个高低电平从而触发中断，此时mcu就可以在中断服务函数里面进行一些封波关管的处理。这样的设计存在以下缺点：（1）采用分立元器件搭建的逻辑电路导致使用的电子器件增多，从而增加了电路失效的风险；（2）使用mcu处理紧急情况会存在一定的延时，因为mcu中的cpu是串行工作的，只有在处理完成优先级更高的任务才会处理紧急情况；（3）现有方法无法对mcu发出的pwm进行监控；（4）这种设计后期的升级优化需要对硬件和软件同时调整，则会导致开发周期增长。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，用于解决现有技术中新能源汽车驱动器在遇到紧急状况下来不及应急处理的技术问题；此外，其能够同时为控制系统做出硬件级别的故障诊断。
[0006]为达到上述目的，本专利技术采用如下技术方案：一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，包括以下步骤：cpld上电加载用户程序并先对cpld内部的寄存器和IO进行初始化操作，在此之后如果监测到复位信号便会进行复位操作，当检测到esr0为高电平时，说明mcu已经初始化成功，cpld内部的状态机开始运行；cpld内部从上电开始整个系统就开始并行运行，通过检测每个IO的状态，判断整个系统目前所处的状态，当发生过压或者过流信号时，便会在第一时间对pwm进行封波处理，同时将响应的故障上传给mcu；cpld内部设计有一个有限状态机，其能够对外部的动作变化做出迅速的反应，并
通过对状态机的判断，能够让输出在指定的状态下执行；cpld内部设计有spi从机的协议，能够使spi主机通过标准的spi协议对cpld内部的状态进行访问和修改；并且，使用cpld内部的逻辑资源，将cpld内部抽象为寄存器，主机通过spi协议以及相应的地址能够对特定的寄存器进行读写操作。
[0007]其中，所述cpld包括：state模块，error模块，drive模块，pwm&asc模块，spi模块，以及system模块，并通过定义的信号进行连接，将电路上关键的电流、电压硬件信号通过IO引脚反馈至各个模块内部，由内部的各个子模块对信号进行处理和判断并做出一定的反应，同时将cpld内部的运行状态反馈至mcu，方便mcu对故障的监控及定位；所述state模块是一个分频器，输出25khz的方波，mcu通过检测这个方波信号判断cpld是否正常工作；所述error模块对过流、过压信号进行滤波和锁存，同时能够对锁存的故障信号进行清除；所述drive模块用于处理驱动芯片的输入输出信号；所述pwm&asc模块中pwm的死区时间保护，检测到故障进行封波以及检测过压以及mcu执行asc；所述spi模块是从机协议的实现，以及用于cpld寄存器的读写操作；所述system模块用于状态机的跳转，子模块复位err_rest信号的处理。
[0008]具体地，mcu和驱动模块之间使用cpld进行桥接，且过压过流故障信号也是直接进入cpld，以在故障发生后的很小一段时间内做出封住pwm波以及执行asc的动作，并最大程度上减少故障带来的损失。
[0009]相对于现有技术，本专利技术所述的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法具有以下优势：本专利技术提供的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法中，通过加入cpld以达到对硬件故障的及时处理，同时对保护策略进行升级优化时不需要对硬件电路进行调整，只需修改内部程序即可；cpld是一个单独器件，因此在计算失效时，cpld可看作一个整体，从而减少了硬件电路的故障率，有效提高了电路整体的稳定性；换言之，本申请中，cpld内部设计了一个状态机，能够对故障做出快速响应，同时也能够将状态反馈至mcu；并且，cpld内部设计了spi从机协议以及与其通信的寄存器，spi主机能够通过协议对cpld进行控制操作，同时也能够将内部状态反馈给mcu。
附图说明
[0010]图1为本专利技术实施例提供的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法的流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法中cpld的结构示意图；图3为本专利技术实施例提供的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法的功能框架示意图。
具体实施方式
[0011]此处需要补充说明的是，cpld是指复杂可编程逻辑器件，mcu是指微控制单元，asc是指主动短路，ota是指空中下载技术，状态机是指由状态寄存器和组合逻辑电路构成的，其能够根据控制信号按照预先设定的状态进行状态转移，是协调相关信号动作，完成特定操作的控制中心。
[0012]为了便于理解，下面结合说明书附图，对本专利技术实施例提供的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法进行详细描述。
[0013]本专利技术实施例提供一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，如图1所示，包括以下步骤：cpld上电加载用户程序并先对cpld内部的寄存器和IO进行初始化操作，在此之后如果监测到复位信号便会进行复位操作，当检测到esr0为高电平时，说明mcu已经初始化成功，cpld内部的状态机开始运行；cpld内部从上电开始整个系统就开始并行运行，通过检测每个IO的状态，判断整个系统目前所处的状态，当发生过压或者过流信号时，便会在第一时间对pwm进行封波处理，同时将响应的故障上传给mcu；为了对cpld内部状态进行更好地监控，cpld内部设计有一个有限状态机，其能够对外部的动作变化做出迅速的反应，并通过对状态机的判断，能够让输出在指定的状态下执行；由于mcu以及cpld IO都是有限的，则使用IO交互非常浪费资源，因此cpld内部设计有spi从机的协议，能够使spi主机通过标准的spi协议对cpld内部的状态进行访问和修改；并且，使用cpld内部的逻辑资源，将cpld内部抽象为（下表1的）寄存器，主机通过spi协议以及相应的地址能够对特定的寄存器进行读写操作。
[0014]表1 cpld内部自定义寄存器相对于现有技术，本专利技术实施例所述的使用c本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，其特征在于，包括以下步骤：cpld上电加载用户程序并先对cpld内部的寄存器和IO进行初始化操作，在此之后如果监测到复位信号便会进行复位操作，当检测到esr0为高电平时，说明mcu已经初始化成功，cpld内部的状态机开始运行；cpld内部从上电开始整个系统就开始并行运行，通过检测每个IO的状态，判断整个系统目前所处的状态，当发生过压或者过流信号时，便会在第一时间对pwm进行封波处理，同时将响应的故障上传给mcu；cpld内部设计有一个有限状态机，其能够对外部的动作变化做出迅速的反应，并通过对状态机的判断，能够让输出在指定的状态下执行；cpld内部设计有spi从机的协议，能够使spi主机通过标准的spi协议对cpld内部的状态进行访问和修改；并且，使用cpld内部的逻辑资源，将cpld内部抽象为寄存器，主机通过spi协议以及相应的地址能够对特定的寄存器进行读写操作。2.根据权利要求1所述的使用cpld提高新能源汽车驱动器硬件故障响应时间的方法，其特征在于，所述cpld包括：state模块，error模块，drive模块，pwm&asc模块，sp...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈亚新，原瑞壮，李潇，杨德良，田广泽，蔡训堂，李想，
申请(专利权)人：银川威力传动技术股份有限公司，
类型：发明
国别省市：