一种符合功能安全要求的整车扭矩控制方法

摘要

本发明公开了一种符合功能安全要求的整车扭矩控制方法，VCU中包括扭矩处理模块、扭矩安全监控模块、控制器监控模块和输出比较判断模块，所述扭矩安全监控模块包括安全扭矩计算模块、故障信息处理模块和CAN线传输模块，包括：驾驶员通过踏板操作向VCU提出请求扭矩信号；VCU采集油门踏板开度信号、档位信号、传动轴转速信号以及制动踏板开度信号，通过解析上述信号得到初始扭矩和修正扭矩，进而得到扭矩控制值和监控扭矩，并实时判断是否存在开路失效或者短路失效和安全机制失效，根据判断结果最终输出实际扭矩值T2或是整车以最低怠速扭矩运行。本发明通过扭矩安全监控和扭矩控制器监控，提高了整车扭矩控制的安全性。

说明书

技术领域

本发明涉及纯电动汽车安全控制领域，特别是涉及基于一种符合功能安全设计要求的整车扭矩控制方法。

背景技术

随着世界范围内汽车电子电器的集成度和复杂度越来越高，对汽车电子电器运行提出的安全性不断上升。电动汽车各模块之间信号交互越来越密集，为了保证信号采集、处理和传输的正确性，采用符合功能安全设计要求的整车扭矩控制方法，实现避免VCU非预期驾驶员扭矩需求指令发送的安全目标。整车控制器根据加速踏板和制动踏板开度信号解析驾驶员的请求扭矩信息。为了确保扭矩信息解析的安全、可靠，整车控制器(VCU)的信号采集和VCU对扭矩信息的安全监控就显得尤为重要。提高整车扭矩控制的安全性，成为一项必要而又困难的问题。

发明内容

针对现有技术，为了确保扭矩信息解析的安全、可靠，整车控制器(VCU)的信号采集和VCU对扭矩信息的安全监控，本发明提供一种符合功能安全要求的整车扭矩控制方法。

为了解决上述技术问题，本发明提出的一种符合功能安全要求的整车扭矩控制方法，VCU中包括扭矩处理模块、扭矩安全监控模块、控制器监控模块和输出比较判断模块，所述扭矩安全监控模块包括安全扭矩计算模块、故障信息处理模块和CAN线传输模块，该整车扭矩控制方法包括以下步骤：

步骤1)驾驶员通过踏板操作向VCU提出请求扭矩信号；

步骤2)VCU采集油门踏板开度信号、档位信号、传动轴转速信号以及制动踏板开度信号，通过解析上述信号得到初始扭矩T0；

步骤3)VCU采集此时驾驶员的换挡信号，并基于步骤2)中计算得到的初始扭矩T0，通过扭矩处理模块得到修正扭矩T00，T00＝λ×T0，λ为修正系数，当VCU采集到的当前车辆换挡信息为进行升档操作时，λ为90％，当VCU采集到的当前车辆换挡信息为进行降档操作时，λ为110％；

步骤4)VCU根据采集的再生制动信息获得再生制动扭矩T2，扭矩控制值T1＝T00+T2；

步骤5)安全扭矩计算模块根据VCU采集到的油门踏板开度信号、传动轴转速信号和制动踏板开度信号解析得到监控扭矩T0’；若T0’＝T0，输出B0到故障信息处理模块，若T0’≠T0，输出B1到故障信息处理模块；

信号采集过程中，安全扭矩计算模块实时判断是否存在开路失效或者短路失效，当存在开路失效或者短路失效，输出A1值到故障信息处理模块，当不存在开路失效或者短路失效输出A0值到故障信息处理模块；

CAN线传输模块检测CAN线中的CRC校验、帧格式检测、应答错误检测、位检测和位填充这五种安全机制，若CAN线传输过程中存在上述任何一种或多种安全机制失效，则输出C1到故障信息处理模块，否则，输出C0到故障信息处理模块；

步骤6)扭矩安全监控模块根据上述采集故障判断、扭矩计算故障判断和CAN线传输故障判断的结果输出故障信息Error 1的值如下：

步骤7)控制器监控模块实时监控VCU的处理器的工作状态，包括ROM校验、标准RAM校验、RAM校验、程序流校验和时钟校验；若存在上述任何一种或多种检验机制失效，则输出故障信息Error2＝1到输出比较判断模块，否则，输出故障信息Error2＝0到输出比较判断模块；

步骤8)输出比较判断模块根据扭矩控制值T1、故障信息Error 1和故障信息Error2的值，最终输出实际扭矩值T2或是整车以最低怠速扭矩运行：

所述跛行回家模式是一个事先标定的整车最低怠速扭矩，当进入跛行回家模式之后，对于驾驶员的扭矩请求是以最低怠速扭矩作为VCU扭矩输出值。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

本发明基于功能安全的设计要求，特别考虑了驾驶员扭矩请求的扭矩安全监控，通过扭矩安全监控、扭矩控制器监控实现了ASIL D的避免非预期驾驶员扭矩命令发出的安全目标，提高了整车扭矩控制的安全性。

附图说明

图1是本发明符合功能安全要求的整车扭矩控制方法框图；

图2是本发明符合功能安全要求的整车扭矩控制流程图；

图3是本发明符合功能安全要求的整车扭矩控制中整车扭矩判断流程。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明技术方案作进一步详细描述，所描述的具体实施例仅对本发明进行解释说明，并不用以限制本发明。

如图1和图2所示，本发明提出的一种符合功能安全要求的整车扭矩控制方法，VCU中包括扭矩处理模块、扭矩安全监控模块、控制器监控模块和输出比较判断模块，所述扭矩安全监控模块包括安全扭矩计算模块、故障信息处理模块和CAN线传输模块。

该整车扭矩控制方法包括以下步骤：

步骤1)驾驶员通过踏板操作向VCU提出请求扭矩信号；

步骤2)VCU采集油门踏板开度信号、档位信号、传动轴转速信号以及制动踏板开度信号，将获得的信号通过解析得到初始扭矩T0；是通过采集油门踏板和制动踏板信号，将模拟量转化为百分比数字量信号，乘上当前车辆档位信息和传动轴转速信息计算得到的驱动电机最大可输出扭矩即得到初始扭矩T0；

步骤3)VCU采集此时驾驶员的换挡信号，并基于步骤2)中计算得到的初始扭矩T0，通过扭矩处理模块得到修正扭矩T00，VCU采集当前车辆换挡信息，考虑正常换挡操作，由步骤2)得到的初始扭矩T0乘上当前修正系数计算得到修正扭矩T00；T00＝λ×T0，λ为修正系数，当VCU采集到的当前车辆换挡信息为进行升档操作时，λ为90％，当VCU采集到的当前车辆换挡信息为进行降档操作时，λ为110％；

步骤4)VCU根据采集的再生制动信息获得再生制动扭矩T2，由步骤3)计算得到的修正扭矩T00加上再生制动扭矩T2，得到此时扭矩控制值T1，T1＝T00+T2；

步骤5)如图图1、图2和图3所示，信号采集过程中，安全扭矩计算模块实时判断是否存在开路失效或者短路失效，当存在开路失效或者短路失效，输出A1值到故障信息处理模块，当不存在开路失效或者短路失效输出A0值到故障信息处理模块；如图3所示，

VCU的安全扭矩计算模块根据VCU采集到的油门踏板开度信号、传动轴转速信号和制动踏板开度信号按照与步骤2)中相同的计算方法解析得到监控扭矩T0’；若T0’＝T0，证明扭矩计算过程没有错误，输出B0到故障信息处理模块，若T0’≠T0，证明扭矩计算过程存在错误，输出B1到故障信息处理模块；

CAN线传输模块检测CAN线中的CRC校验、帧格式检测、应答错误检测、位检测和位填充这五种安全机制，若CAN线传输过程中存在上述任何一种或多种安全机制失效，则输出C1到故障信息处理模块，若这五种机制都无错误，输出C0到故障信息处理模块；

步骤6)扭矩安全监控模块根据上述采集故障判断、扭矩计算故障判断和CAN线传输故障判断的结果输出故障信息Error 1的值如下：

步骤7)控制器监控模块实时监控VCU的处理器的工作状态，包括ROM校验、标准RAM校验、RAM校验、程序流校验和时钟校验；若存在上述任何一种或多种检验机制失效zhe3证明发生故障，则输出故障信息Error2＝1到输出比较判断模块，若没有故障发生，输出故障信息Error2＝0到输出比较判断模块；

步骤8)输出比较判断模块根据扭矩控制值T1、故障信息Error 1和故障信息Error2的值，最终输出实际扭矩值T2或是整车以最低怠速扭矩运行：

所述跛行回家模式是一个事先标定的整车最低怠速扭矩，当进入跛行回家模式之后，整车不会响应驾驶员的扭矩请求，对于驾驶员的扭矩请求是以最低怠速扭矩作为VCU扭矩输出值。

综上，本发明基于功能安全的设计要求，特别考虑了驾驶员扭矩请求的扭矩安全监控，通过扭矩安全监控、扭矩控制器监控实现了ASIL D的避免非预期驾驶员扭矩命令发出的安全目标，提高了整车扭矩控制的安全性。

尽管上面结合附图对本发明进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨的情况下，还可以做出很多变形，这些均属于本发明的保护之内。