一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法技术

本发明专利技术公开一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法，通过采用软件的方法，在控制器的控制程序中嵌入一个CPU保护模块，使得当CPU出现“死机”状态时，控制器仍能以一个最小的安全可工作状态运行。本发明专利技术具备能观性的优势，即CPU能检测“死机”状态，并能做出相应的故障提示，同时，本发明专利技术还具备能控性的优势，当CPU处于“死机”状态时，其前台系统可以采用最小控制任务模式进行控制，对机械或操控人员采取一定量的保护；当CPU从“死机”状态恢复时，其任务控制权交回后台处理，智能化水平高。

【技术实现步骤摘要】
一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法
本专利技术涉及工程机械和嵌入式电子
，具体的说，是涉及到一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法。
技术介绍
随着工程机械技术发展，越来越多工程机械厂家逐渐从单一的功能需求转变到对安全，环保的更深层次的需求上，同时以传统手动控制发动机系统、液压系统，转变为采用电子系统进行智能的检测和控制，然而在采用电子系统进行控制时，由于电子产品的特殊性和复杂性，势必对系统的可靠性产生影响，例如控制器的CPU，容易受到外部总线干扰而导致控制程序无法正常运行，造成“死机”现象。为了解决因为控制器CPU失效而导致问题，各个公司针对控制器做出了很多安全措施：①在外部电器上加入手动切换模式，防止控制器失效。但会增加电器部件，且只能实现简单控制功能。②在控制器上采用双CPU控制，当一个CPU失效时，由另一个CPU负责信号的控制。这种方法需要额外增加一个CPU，造成控制器成本提高。③“看门狗”功能，这种技术是一般CPU固有功能，即在一段时间内，如果不对“看门狗”模块进行操作，则CPU会自动重启（复位）。这种方法可以暂时的释放控制器资源，但不能解决根本问题，反而会导致机器工作时反复出现异常状态。这就需要一种安全可靠的CPU保护方法，以解决上述问题。
技术实现思路
本专利技术提供一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法，通过采用软件的方法，在控制器的控制程序中嵌入一个CPU保护模块，使得当CPU出现“死机”状态时，控制器仍能以一个最小的安全可工作状态运行。本专利技术的方案是通过这样实现的：构造一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法，其方法包括以下步骤：保护模块设置和系统关联：在控制器CPU中设置一个通过软件方法检测CPU是否“死机”的保护模块，该保护模块定义有最小安全控制任务，并将保护模块与CPU前台系统进行关联；CPU“死机”状态检测和任务执行：当检测到CPU处于“死机”状态时，在前台系统执行最小安全控制任务；当检测CPU处于非“死机”状态时停止执行最小安全控制任务。本专利技术的保护方法原理是：由于现有90%的CPU“死机”状态是由于CPU后台的系统无法正常运行所照成的，而CPU前台系统则仍然能够正常工作，因此，本专利技术根据上述原因，提出了在控制器CPU代码中加入一段冗余控制功能，构造出一个保护模块，使得CPU后台在处于“死机”状态时，保护模块能够代替CPU在前台系统执行最小安全控制任务，从而保证控制器CPU所控单元能够在CPU“死机”状态下依旧可以进行最基本的安全运行。本专利技术中，所述CPU“死机”状态检测的方法是：设置检测后台系统的频次连续检测后台系统是否有效，如果连续检测到后台系统失效的次数达到预设值则判断为CPU处于“死机”状态，若连续检测到后台系统失效的次数低于预设值则判断为CPU处于非“死机”状态。保护模块的检测频次可以设置其检测间隔时间为T，对CPU后台系统进行间断性检测，以确定CPU是否处于“死机”状态，当CPU是处于“死机”状态，保护模块代替CPU后台系统执行前台的“最小安全控制任务”；当检测到CPU处于非“死机”状态时，保护模块停止执行最小安全任务。本专利技术中，作为进一步的方案，还可在保护模块中加设保护模块显示标示，用于显示前台系统执行最小安全控制任务时的故障提示，当CPU后台系统恢复后，显示标示停止的执行故障提示，该显示标示，可以和控制器CPU所控单元的显示元件所连接，例如，显示标示可以和装载机的车灯，警示灯或喇叭连接，当前台系统执行最小安全控制任务时，装载机的车灯或警示灯可以进行闪烁，喇叭可进行鸣响，待保护模块停止的执行最小安全控制任务时，上述警报解除。本专利技术中，所述最小安全控制任务是控制CPU所控单元的工作状态或行走状态处于可控制的状态。例如，装载机的刹车，行走换挡系统，可以归为装载机的最小安全控制任务；挖掘机的行走，换挡系统，也视为为挖掘机的最小安全控制任务。上述工程机械控制器CPU保护模块的CPU运行方法，主要是这样运行的：步骤①当控制器CPU开始运行时，设置保护模块检测CPU后台的频次时间为T，并对控制器CPU进行频次连续检测监控，当检测到CPU处于失效状态时，保护模块开始计数；步骤②当计数到达保护模块预设的检测次数时，认为CPU处于“死机”状态，保护模块开始启动，保护模块在前台系统执行最小安全控制任务；步骤③在保护模块在前台系统执行最小安全控制时，保护模块中的显示标示启动所操控单位的显示元件进行警报提示；步骤④当CUP后台系统恢复正常后，保护模块停止的执行最小安全控制任务，并停止所控单元显示元件的警报提示。本专利技术的有益效果是：1.本专利技术通过在采用软件的方法，在控制器的控制程序中嵌入一个CPU保护模块，使得当CPU出现“死机”状态时，控制器仍能以一个最小的安全工作状态运行，从而能够保障整个机械设备能够得以安全的继续运行，减少了因为CPU出现“死机”状态时出现的工程意外事故。2.本专利技术具备能观性的优势，即CPU能检测“死机”状态，并能做出相应的故障提示，例如可以通过灯光或声音提示故障的发生。3.本专利技术具备能控性的优势，当CPU处于“死机”状态时，其前台系统可以采用最小控制任务模式进行控制，对机械或操控人员采取一定量的保护；当CPU从“死机”状态恢复时，其任务控制权交回后台处理，智能化水平高。附图说明图1是本专利技术CPU保护模块与CPU关系示意图；图2是本专利技术CPU保护模块操控时的拓扑流程图;具体实施方式以下结合附图和实施例描述本专利技术工程机械控制器CPU防失效的保护方法。实施例1：如图1所示，是本专利技术CPU保护模块与CPU关系示意图,本实施例中,是将该保护方法运用到装载机变速控制器的CPU中，该专利技术装载机CPU防失效的保护方法具体实施方式如下:①在装载机变速控制器CPU中设置一个可通过软件方法检测CPU是否“死机”的保护模块，定义该保护模块的最小安全控制任务，该最小安全控制任务是控制装载机变速箱进行换挡；②定义检测后台系统频次为10ms，判定后台系统失效次数的预设值为50次；③将保护模块与装载机变速控制器CPU前台系统进行关联，使得保护模块可在CPU处于“死机”状态时，在前台系统执行最小安全控制任务；④在保护模块中加设保护模块显示标示，该标识及通过保护模块与装载机的警示灯连接，即可显示前台系统执行最小安全控制任务时，警示灯会进行报警提示，⑤当检测到后台系统有效后，停止执行最小安全控制任务如图2所示为，本专利技术CPU保护模块操控时的拓扑流程图，上述的CPU防失效的保护方法主要通过以下过程实现：当装载机在行驶过程中，换挡任务由换挡控制器CPU后台执行，当行驶过程中信号产生干扰，使得CPU处于无效状态，CPU对后台系统进行10ms频次的检测，如果后台系统在连续检测次数50次后仍未恢复正常，则CPU处于“死机状态”，此时在前台执行最小安全控制任务，即CPU后台系统失效后500ms机器仍可以正常换挡，但换挡的时间策略则不予以考虑。同时通过报警指示灯提示用户出现故障，需要停车检查，当CPU恢复正常后，保护模块解除工作状态，使得CPU再度由后台控制装载机。此时，将检测次数初始化，即当即发生死机后，保护模块再度对CPU进行检查500ms，才可控制前台执行最小安全控制任务。本实施例中，所本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法，其特征在于：其步骤是：保护模块设置和系统关联：在控制器CPU中设置一个通过软件方法检测CPU是否“死机”的保护模块，该保护模块定义有最小安全控制任务，并将保护模块与CPU前台系统进行关联；CPU“死机”状态检测和任务执行：当检测到CPU处于“死机”状态时，在前台系统执行最小安全控制任务；当检测CPU处于非“死机”状态时停止执行最小安全控制任务。

【技术特征摘要】
1.一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法，其特征在于：其步骤是：保护模块设置和系统关联：在控制器CPU中设置一个通过软件方法检测CPU是否“死机”的保护模块，该保护模块定义有最小安全控制任务，并将保护模块与CPU前台系统进行关联；CPU“死机”状态检测和任务执行：当检测到CPU处于“死机”状态时，在前台系统执行最小安全控制任务；当检测CPU处于非“死机”状态时停止执行最小安全控制任务；CPU“死机”状态检测的方法是：设置检测后台系统的频次连续检测后台系统是否有效，如果连续检测到后台系统失效的次数达到预设值则判断为...

【专利技术属性】
技术研发人员：马文宇，蔡登胜，孙金泉，赵明辉，王志伟，
申请(专利权)人：广西柳工机械股份有限公司，
类型：发明
国别省市：