[发明专利]一种航空发动机冗余ECU控制器及其控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及汽车电子控制领域，应用于发动机的控制，具体涉及一种高可靠性的航空发动机冗余ECU控制器。

背景技术

对于装有动力驱动载体的任何物体，其动力驱动部件都是核心关键部分，现实生活中，常规的驱动部件主要都采用发动机(汽油机或者柴油机)。而ECU(发动机控制单元)则是控制发动机的大脑和神经系统，其功能好坏与可靠性，直接影响着整个物体的运行情况。

普通的乘用车，其发动机控制器是单ECU电路结构,其电路硬件结构与常规的电子电气系统硬件结构相同，这种硬件电路结构在标准ISO26262-5-2011中的Figure D.1-Generic hardware of a system中有描述，从描述中可以看出，电子电气系统中的控制器只有一个，主要由CPU、输入接口、输出驱动组成，传感器信号采集、执行器驱动、通信等任务，完全依赖于系统中唯一的控制器。一旦控制器失效，系统不能正常运行。对于发动机管理系统，也有同样的问题，因为发动机管理系统中只有一个ECU来控制发动机的正常运行，ECU要完成包括采集发动机各种传感器信号、软件运算、驱动执行器，以及传感器执行器的故障诊断和系统通信等等工作，一旦ECU出现局部电路故障，比如驱动电路故障，则会直接导致ECU失效或误动作，引起发动机系统故障，由此可见，单ECU电路结构的控制器，可靠性相对不高。

基于现在的硬件质量控制技术，在常规乘用车上，单ECU电路结构的控制器的缺陷可能不是很明显，毕竟车子是在路上跑的，一般小故障还能有其他方式进行弥补。但是对于航空飞行器或者特殊用途车辆来说，单ECU的风险就比较大，比如航空飞行器，一旦单ECU出现硬件故障，飞行器不受控制，后果就是直接坠毁。常规的发动机控制器是单ECU电路结构，可靠性不高，因为只有一个ECU来控制发动机的正常运行，ECU要完成包括采集发动机各种传感器信号、软件运算、驱动执行器，以及传感器执行器的故障诊断和系统通信等等工作，一旦ECU出现局部电路故障，比如驱动电路故障，则会直接导致ECU不能正常工作或误动作，引起发动机故障。

综上所述，现有技术中存在如下技术问题：单ECU电路结构的控制器可靠性不高，在出现局部电路故障时，将直接导致ECU控制失效，引起发动机故障。

发明内容

本发明的目的在于提供一种高可靠性的航空发动机冗余ECU控制器，冗余结构可以保证在出现局部电路故障时，控制器仍能通过切换通道的方式继续工作，从而提高控制器的可靠性。具体技术方案如下：

一种航空发动机冗余ECU控制器，包括第一ECU模块和第二ECU模块，

所述第一ECU模块用于控制发动机，包括第一信号调理电路，第一CPU，第一通信电路，第一驱动电路以及第一电源，所述第一信号调理电路用于对输入传感器信号进行整形变换，其连接至第一CPU，所述第一CPU为主控芯片，用于控制对输入信号的采集、运算、输出驱动，其连接至第一通信电路，所述第一CPU连接至第一驱动电路，所述第一驱动电路用于对控制器所控制负载进行驱动；

所述第二ECU模块用于控制发动机，包括第二信号调理电路，第二CPU，第二通信电路，第二驱动电路以及第二电源，所述第二信号调理电路用于对输入传感器信号进行整形变换，其连接至第二CPU，所述第二CPU为主控芯片，用于控制对输入信号的采集、运算、输出驱动，其连接至第二通信电路，所述第二CPU连接至第二驱动电路，所述第二驱动电路用于对控制器所控制负载进行驱动；

所述第一通信电路连接第一CPU，所述第二通信电路连接第二CPU，所述第一通信电路与第二通信电路连接，用于第一和第二CPU之间的通信；

所述电源向ECU控制器及其内置模块供电。

进一步地，还包括通道切换电路，所述通道切换电路包括第一通道切换模块，第二通道切换模块以及独立切换模块，所述第一通道切换模块分别通信连接至第一信号调理电路，第二信号调理电路，第一CPU以及第二CPU并用于切换调理信号输入和切换CPU，所述独立切换模块分别通信连接至第一通道切换模块，第二通道切换模块，第一CPU以及第二CPU，所述第二通道切换模块分别通信连接至第一CPU，第二CPU，第一驱动电路以及第二驱动电路并用于用于切换第一和第二驱动电路。

进一步地，还包括第一AD输入和数字IO输入模块以及第二AD输入和数字IO输入模块，第一AD输入和数字IO输入模块连接第一CPU，用于对输入的传感器信号及数字信号的采集和接口电平处理，第二AD输入和数字IO输入模块连接第二CPU，用于对输入的传感器信号及数字信号的采集和接口电平处理。