[发明专利]一种工程机械控制器CPU防失效的保护方法

说明书

技术领域

本发明涉及工程机械和嵌入式电子技术领域，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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

本发明的保护方法原理是：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，本发明根据上述原因，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。

本发明中，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。

本发明中，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。

本发明中，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；