CN112356818B - 一种增程器控制***功能安全监控方法 - Google Patents

一种增程器控制***功能安全监控方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种增程器控制***功能安全监控方法，包括增程器控制功能层实现基本控制功能；功能监控层实现对控制器功能的监控；控制器记录各自的控制任务的程序流并依次发送CAN信息和测试问题序列至相应的控制器；将结果与预设值进行对比，如不同，则进入相应故障处理过程。该技术方案根据增程器控制***的特点，通过整车控制器、发动机控制器和发电机控制器三个控制器形成一个环状功能安全监控***，在现有CAN网络上，相互发送监控信息帧来达到提升整个***的功能安全水平，在不改变原有***的情况下，大大缩短了开发费用与开发周期。

Description

一种增程器控制***功能安全监控方法
技术领域
本发明涉及一种汽车安全控制方法，尤其涉及一种增程器控制***功能安全监控方法。
背景技术
增程器控制***一般由整车控制器、发电机控制器和发动机控制器三部分组成，整车控制器协调发电机以及发动机动作从而控制发电功率，现有方案中未见有考虑增程器控制***的功能安全方案。新能源汽车整车控制器与电机控制器的车辆扭矩的功能安全是较为接近的方案，其通过整车控制器或电机控制器的主控芯片完成基本功能，通过监控芯片监控主控芯片的功能，如有故障则进入相应功能安全状态。
中国专利文献CN104118436B公开了一种“电动车增程***的安全监控方法”。采用了包括发电机模式监控、发动机扭矩监控、发电机扭矩监控、发动机速度监控四个步骤。本发明的整车控制器对发电机模式、发动机扭矩、发电机扭矩和发动机速度进行监控，确保电动车增程***的安全运行，并且可以在增程***发生故障时自动退出增程模式，保护电动车安全。
现有方案中如整车控制器与电机控制器需在原有的控制器中增加一个监控芯片以及相应的硬件电路来达到监控的目的，开发难度大、周期长且费用昂贵。
发明内容
本发明主要解决原有的实现增程控制功能需要加装监控芯片和硬件电路，步骤繁琐的技术问题，提供一种增程器控制***功能安全监控方法，根据增程器控制***的特点，通过整车控制器、发动机控制器和发电机控制器三个控制器形成一个环状功能安全监控***，在现有CAN网络上，相互发送监控信息帧来达到提升整个***的功能安全水平，在不改变原有***的情况下，大大缩短了开发费用与开发周期。
本发明的上述技术问题主要是通过下述技术方案得以解决的：本发明包括以下步骤：
(1)向增程器控制功能层输入信号，实现基本控制功能并输出信号；输入信号的诊断和处理是监控功能的重要部分。
(2)向功能监控层输入信号，实现对发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器实现功能的监控；
(3)芯片监控层控制发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器记录各自的控制任务的程序流并依次发送CAN信息至相应的控制器；监控模块与芯片监控层相连，用于监控各控制器控制任务的程序流和发送的CAN信息。
(4)相应的控制器接收到CAN信息后，与预先存储在控制器内部的数据进行比较；
(5)发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器依次按照预先设计的自检测问题随机发送测试问题序列；
(6)相应控制器依次计算相应问题并将结果通过CAN总线返回相应发送的控制器，发送问题的控制器根据将返回的计算结果与自身计算结果进行比对。
作为优选，所述的步骤(1)的基本控制功能包括处理油门踏板的输入、制动踏板的输入、电机控制和发动机控制等。
作为优选，所述的步骤(2)根据增程器控制功能层中的相关参数计算需求扭矩与转速、实际输出扭矩与转速等，当实际计算结果大于安全限值时，监控功能触发错误响应，限制增程器输出，确保车辆处于安全状态。
作为优选，所述的步骤(3)和步骤(5)的CAN信息和自检测问题的发送顺序为：发动机控制器发送到发电机控制器，发电机控制器发送到整车控制器。
作为优选，所述的步骤(4)中相应的控制器接收到CAN信息与预先存储在控制器内部的数据进行比较，如与预先存储在控制器内部的数据不符，则进入相应的故障处理过程。
作为优选，所述的步骤(6)中发送问题的控制器根据将返回的计算结果与自身计算结果进行比对，如不同，则进入相应故障处理过程。
作为优选，所述的故障出现并达到累计次数后，执行关断输出与复位操作。通过上述步骤检测硬件环境，包括功能状态的程序流与指令测试、内存和定时器监控、A/D模数转换模块和通信模块监控等。
本发明的有益效果是：根据增程器控制***的特点，通过整车控制器、发动机控制器和发电机控制器三个控制器形成一个环状功能安全监控***，在现有CAN网络上，相互发送监控信息帧来达到提升整个***的功能安全水平，在不改变原有***的情况下，大大缩短了开发费用与开发周期。
附图说明
图1是本发明的一种电路原理连接结构框图。
图2是本发明的程序流顺序表。
图3是本发明的测试问题序列表。
图中1增程器控制功能层，2功能监控层，3芯片监控层，4监控模块。
具体实施方式
下面通过实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步具体的说明。实施例：本实施例的一种增程器控制***功能安全监控方法，如图1所示，包括以下步骤：
(1)向增程器控制功能层1输入信号，实现处理油门踏板的输入、制动踏板的输入、电机控制和发动机控制等基本控制功能并输出信号。
(2)向功能监控层2输入信号，实现对发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器实现功能的监控。根据增程器控制功能层1中的相关参数计算需求扭矩与转速、实际输出扭矩与转速等，当实际计算结果大于安全限值时，监控功能触发错误响应，限制增程器输出，确保车辆处于安全状态。
(3)芯片监控层3控制发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器记录各自的控制任务的程序流并按照发动机控制器发送到发电机控制器，发电机控制器发送到整车控制器，整车控制器发送到发动机控制器的顺序，依据图2的顺序依次发送CAN信息至相应的控制器。监控模块4与芯片监控层3相连，用于监控各控制器控制任务的程序流和发送的CAN信息。
(4)相应的控制器接收到CAN信息后，与预先存储在控制器内部的数据进行比较，如与预先存储在控制器内部的数据不符，则进入相应的故障处理过程。
(5)发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器依照发动机控制器发送到发电机控制器，发电机控制器发送到整车控制器，整车控制器发送到发动机控制器的顺序，按照如图3所示的预先设计的自检测问题随机发送测试问题序列。
(6)相应控制器依次计算相应问题并将结果通过CAN总线返回相应发送的控制器，发送问题的控制器根据将返回的计算结果与自身计算结果进行比对，如不同，则进入相应故障处理过程。
(7)通过上述步骤检测硬件环境，包括功能状态的程序流与指令测试、内存和定时器监控、A/D模数转换模块和通信模块监控等。三者实时通信，当故障出现并达到累计次数后，执行关断输出与复位操作。

Claims (6)

1.一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，包括以下步骤：
(1)向增程器控制功能层(1)输入信号，实现基本控制功能并输出信号；
(2)向功能监控层(2)输入信号，实现对发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器实现功能的监控；
(3)芯片监控层(3)控制发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器记录各自的控制任务的程序流并依次发送CAN信息至相应的控制器，CAN信息的发送顺序为：发动机控制器发送到发电机控制器，发电机控制器发送到整车控制器，整车控制器发送到发动机控制器；
(4)相应的控制器接收到CAN信息后，与预先存储在控制器内部的数据进行比较；
(5)发动机控制器、发电机控制器以及整车控制器依次按照预先设计的自检测问题随机发送测试问题序列，自检测问题的发送顺序为：发动机控制器发送到发电机控制器，发电机控制器发送到整车控制器，整车控制器发送到发动机控制器；
(6)相应控制器依次计算相应问题并将结果通过CAN总线返回相应发送的控制器，发送问题的控制器根据将返回的计算结果与自身计算结果进行比对。
2.根据权利要求1所述的一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，所述步骤(1)的基本控制功能包括处理油门踏板的输入、制动踏板的输入、电机控制和发动机控制。
3.根据权利要求1所述的一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，所述步骤(2)根据增程器控制功能层(1)中的相关参数计算需求扭矩与转速、实际输出扭矩与转速，当实际计算结果大于安全限值时，监控功能触发错误响应，限制增程器输出，确保车辆处于安全状态。
4.根据权利要求1所述的一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，所述步骤(4)中相应的控制器接收到CAN信息与预先存储在控制器内部的数据进行比较，如与预先存储在控制器内部的数据不符，则进入相应的故障处理过程。
5.根据权利要求1所述的一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，所述步骤(6)中发送问题的控制器根据将返回的计算结果与自身计算结果进行比对，如不同，则进入相应故障处理过程。
6.根据权利要求5所述的一种增程器控制***功能安全监控方法，其特征在于，所述故障出现并达到累计次数后，执行关断输出与复位操作。
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