一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器技术方案

本实用新型专利技术公开了一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，包括第一芯片CPU1、第二芯片CPU2、硬件安全电路、门控信号输入电路、选择开关、电机驱动电路和门控电机，门控信号输入电路通过选择开关分别与第一芯片CPU1或者第二芯片CPU2相连接，第一芯片CPU1、第二芯片CPU2之间通过通讯总线相连接，第二芯片CPU2通过电机驱动电路与门控电机相连接，电机驱动电路还连接有硬件安全电路，硬件安全电路用于控制电机驱动电路的供电电源。本实用新型专利技术采用双芯片和硬件安全电路的架构组成，将门控电机控制分成多种安全等级可配置，从而实现车门控制器在满足功能安全性等级需求时，具有良好的应用前景。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及城轨车辆门系统
，具体涉及一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器。
技术介绍
城轨车辆车门控制器用于在地铁和轻轨等轨道列车车门控制上，接收列车控制系统发送的开门、关门等信号，结合门系统中的传感器信号，如限位开关、位置传感器等，实现列车车门的开启、关闭。我们知道，城轨列车通常运营线路较短，列车车门需要频繁的开启和关闭，一旦门系统发生故障，轻则使该车门被隔离无法使用，严重时则会导致列车清客、停运。因此，门系统的安全稳定工作对城轨系统运营有非常重要的意义，车门控制器作为门系统的控制、驱动设备，对门系统的可靠工作更是有着重要作用。为了提高车门控制器产品的可靠性和质量标准，城轨车辆整机厂家逐步对车门控制器产品提出了功能安全性等级认证的要求。只有产品的设计方案、研发流程获得了第三方安全认证机构的评估认可，才能够装车使用。目前，市面上存在的车门控制器产品，多采用一颗独立的微控制器，实现外部传感器信号检测、车辆网络信号分析处理、门系统动作逻辑判断处理、电机运动控制、故障判断检测等功能，在车门控制器产品应用到具体客户项目时，需要根据客户需求配置部分硬件功能模块，修改相应的软件代码。每个客户订单项目都需要执行一次完整的产品研发、测试、试制、认证流程，具体存在的问题和缺点，具体如下，（1）采用单一控制芯片，软件和硬件的扩展性差，现有的车门控制器只适用于某个型号的列车，不具备很好的可重构性和普适性；（2）单一控制芯片需要处理的工作较多，处理器的性能有限，无法添加处理更多的功能；（3）车门控制器产品应用到不同客户项目时需要对其内的软件或硬件进行部分设计更改，这就导致需要重新对车门控制器产品进行一轮研发、测试、检验流程，加大了产品的人力投入、研发工作量和研发周期；（4）车门控制器产品的功能安全性认证要求产品是设计定型的，需求、功能固化，车门控制器产品结合客户需求引入的设计更改会导致需要对产品重新进行安全认证评估，提高了重复认证的费用，客户项目的差异化也不利于车门控制器产品产品的系列化。
技术实现思路
本技术所解决的技术问题是现有的市面上存在的车门控制器产品，多采用一颗独立的处理芯片，不具备很好的可重构性和扩展能力，应用到不同客户项目定制工作量大，而且无法以较低的成本、较灵活的方式获得产品的功能安全认证的问题。为了解决上述问题，本技术所采用的技术方案是：一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，其特征在于：包括第一芯片CPU1、第二芯片CPU2、硬件安全电路、门控信号输入电路、选择开关、电机驱动电路和门控电机，所述门控信号输入电路通过选择开关分别与第一芯片CPU1或者第二芯片CPU2的输入端相连接，所述第一芯片CPU1、第二芯片CPU2之间通过通讯总线相连接，所述第一芯片CPU1通过以太网外接到车辆控制网络，所述第二芯片CPU2的输出端通过电机驱动电路与门控电机相连接，所述电机驱动电路还通过投入开关连接有硬件安全电路，所述硬件安全电路用于控制电机驱动电路的供电电源，保障门控电机在安全允许条件下动作，实现城轨车辆门系统的门扇动作。前述的符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，其特征在于：所述第一芯片CPU1为MPS430单片机。前述的符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，其特征在于：所述第二芯片CPU2为电机控制专用微处理器。本技术的有益效果是：本技术的符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，采用双芯片和硬件安全电路的架构组成，将门控电机控制分成多种安全等级可配置，从而实现车门控制器在满足功能安全性等级需求时，结构简单，容易实现，具有良好的应用前景。附图说明图1是本技术的符合城轨车辆门系统安全需求的可重构车门控制器的系统框图。具体实施方式下面将结合说明书附图，对本技术作进一步的说明。如图1所示，本技术的符合城轨车辆门系统安全需求的可重构车门控制器，采用不同功能安全等级的双处理芯片配合硬件安全电路的架构组成，包括第一芯片CPU1、第二芯片CPU2、硬件安全电路、门控信号输入电路、选择开关、电机驱动电路和门控电机，所述门控信号输入电路通过选择开关分别与第一芯片CPU1或者第二芯片CPU2的输入端相连接，所述第一芯片CPU1、第二芯片CPU2之间通过通讯总线相连接，所述第一芯片CPU1通过以太网外接到车辆控制网络，所述第二芯片CPU2的输出端通过电机驱动电路与门控电机相连接，所述电机驱动电路还通过投入开关连接有硬件安全电路，所述硬件安全电路用于控制电机驱动电路的供电电源，保障门控电机在安全允许条件下动作，实现城轨车辆门系统的门扇动作，这里的时硬件安全电路为市面上存在的用于控制电机驱动电路的供电电源的常用电路。所述第一芯片CPU1为MPS430单片机，通过选择开关选择可以接收外界的门控信号输入电路，但是，还是必须经过第二芯片CPU2的安全认证，才能驱动门控电机动作，相当于增加了一级安全认证。所述第二芯片CPU2为电机控制专用微处理器，以便控制门控电机的可靠性，通过选择开关选择可以直接接收外界的门控信号输入电路，自身安全认证后，就可以驱动门控电机动作，当时硬件安全电路通过投入开关启动后，必须硬件安全电路保证门控电机供电电源安全的情况下，第二芯片CPU2才能驱动门控电机动作为最高安全等级，可以根据要求进行配置。综上所述，本技术的符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，采用双芯片和硬件安全电路的架构组成，将门控电机控制分成多种安全等级可配置，从而实现车门控制器在满足功能安全性等级需求时，结构简单，容易实现，具有良好的应用前景。以上显示和描述了本技术的基本原理和主要特征和本技术的优点。本行业的技术人员应该了解，本技术不受上述实施例的限制，上述实施例和说明书中描述的只是说明本技术的原理，在不脱离本技术精神和范围的前提下，本技术还会有各种变化和改进，这些变化和改进都落入要求保护的本技术范围内。本技术要求保护范围由所附的权利要求书及其等效物界定。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，其特征在于：包括第一芯片CPU1、第二芯片CPU2、硬件安全电路、门控信号输入电路、选择开关、投入开关、电机驱动电路和门控电机，所述门控信号输入电路通过选择开关分别与第一芯片CPU1或者第二芯片CPU2的输入端相连接，所述第一芯片CPU1、第二芯片CPU2之间通过通讯总线相连接，所述第一芯片CPU1通过以太网外接到车辆控制网络，所述第二芯片CPU2的输出端通过电机驱动电路与门控电机相连接，所述电机驱动电路还通过投入开关连接有硬件安全电路，所述硬件安全电路用于控制电机驱动电路的供电电源，保障门控电机在安全允许条件下动作，实现城轨车辆门系统的门扇动作。

【技术特征摘要】
1.一种符合城轨车辆门系统功能安全需求的可重构门控制器，其特征在于：包括第一芯片CPU1、第二芯片CPU2、硬件安全电路、门控信号输入电路、选择开关、投入开关、电机驱动电路和门控电机，所述门控信号输入电路通过选择开关分别与第一芯片CPU1或者第二芯片CPU2的输入端相连接，所述第一芯片CPU1、第二芯片CPU2之间通过通讯总线相连接，所述第一芯片CPU1通过以太网外接到车辆控制网络，所述第二芯片CPU2的输出端通过电机驱动电路与...

【专利技术属性】
技术研发人员：张伟，茅飞，宗凯，陆驰宇，黄莉莉，朱志勇，黄天太，张超，
申请(专利权)人：南京康尼机电股份有限公司，
类型：新型
国别省市：江苏;32