CN102981494A - 一种电动汽车mcu健康状态监测诊断方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，采用如下步骤：SCU对MCU主芯片的指令集和内存进行监测；SCU监测到MCU芯片工作异常；SCU关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。本发明可以提高驱动系统的安全等级，防止因驱动系统MCU工作异常导致车辆异常加速或者减速等问题，保证车辆的安全性。
Description
技术领域
本发明涉及电动汽车控制系统，具体涉及一种电动汽车MCU健康状态监测诊断方法。
背景技术
目前，伴随着ISO 26262标准被广泛认知，电动汽车道路安全被提升到更高一个等级，其中确定了一个由A到D的安全需求等级（Automotive Safety Integrity Level 汽车安全完整性等级 ASIL）。其中，等级A是最低的安全等级，而等级D是最高的安全等级。
在电动汽车驱动系统中，MCU的健康状态尤为重要，直接能导致车辆的异常加速等，导致车辆的异常加速具体体现在转矩异常不受控时，同时主芯片工作异常也会导致控制参数上的异常，这就需要对MCU主芯片的健康度进行监测，由SCU（安全控制单元）对MCU主芯片的健康度进行监测，主要体现在指令集的监测，这样可以提高MCU的安全度，从而保证电动汽车驱动系统的安全性。
发明内容
本发明的目的在于提供一种电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，对MCU主芯片的指令集进行监控，当SCU监测到MCU芯片工作异常时，关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。
对MCU电机控制转矩闭环函数的拷贝，将其进行指令集监测。通过SCU对MCU中待检测的指令集输入n组不同的数据，并通过判断其输出结果是否和预设一致来判断，当SCU发现返回的答案出现错误时，将对SCU内部的错误计数器累加，返回错误答案的问题将作为下一次的检测的问题重复发出；当SCU监控模块的对应内部错误计数器达到预设上限时，SCU监控模块将产生预设的安全响应
具体技术方案如下：
一种电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，采用如下步骤：
（1）SCU对MCU主芯片的指令集进行监测；
（2）SCU监测到MCU芯片工作异常；
（3）SCU关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。
进一步地，步骤（1）中所述SCU对MCU指令集的监测是检查MCU主芯片内核对指令的执行是否正确，其通过运行一组指令并通过判断指令的执行结果来判断指令是否执行正常。
进一步地，所述监测是通过检测转矩闭环的部分用于安全监控功能的函数是否正常运行来完成。
进一步地，监测的步骤具体如下：
a.SCU对MCU中待检测的指令集输入n组不同的数据；
b.判断其输出结果是否和预设一致；
c.当SCU发现返回的答案出现错误时，对SCU内部的错误计数器累加；
d.返回错误答案的问题作为下一次的检测问题重复发出；
e.当SCU监控模块的对应内部错误计数器达到预设上限时，SCU监控模块产生预设的安全响应。
进一步地，步骤a中所述数据通过CAN通讯的方式获取，每个问题将对应为进行部分函数运行所需的数据输入。
进一步地，步骤b中所述结果通过CAN回复给SCU，SCU通过对问题的预定答案和实际返回答案进行对比，来判断被监控的芯片是否出现指令运行错误的情况。
进一步地，步骤e中所述预设的安全响应为关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。
进一步地，采用如下算法：
预先定义n个转矩检测量Tinput[n]，当n=1时，经过MTPA查表计算出一组id.ref,iq.ref参考量；
根据MTPA查表得出的id.ref,iq.ref赋值给id.fb,iq.fb，查表得出对应的Ld、Lq，通过电磁转矩方程
，计算出当前转矩值Te；
如果Te等于Tinput[n]，则继续循环验证指令传输，否则错误累加计数i++,n赋值给m；
错误累加计数阈值k，如果错误累加计数i<k，发送当前反馈的错误转矩值Tinput[m]；
如果反馈的转矩Te= Tinput[m]，则继续循环发送验证指令转矩Tinput[n]，否则当i>k时，SCU确定MCU程序运行异常，关闭MCU驱动模块。
与目前现有技术相比，本发明可以提高驱动系统的安全等级，防止因驱动系统MCU工作异常导致车辆异常加速或者减速等问题，保证车辆的安全性。
附图说明
图1 指令集的检测模块示例
图2 转矩闭环指令集监控流程图
具体实施方式
下面根据附图对本发明进行详细描述，其为本发明多种实施方式中的一种优选实施例。
首先对MCU指令集的检测，指令集的检测是检查MCU主芯片内核对指令的执行是否正确，这样需要通过运行一组指令并通过判断指令的执行结果来判断指令是否执行正常。因此，这个功能的实现可通过检测转矩闭环的部分用于安全监控功能的函数是否正常运行来完成，选择用这部分的函数来进行指令集的检测是为了保证用于安全监控的部分程序在指令执行上的错误能被检测。
如图1所示，对运行指令检测的函数是转矩闭环那些被选定的函数的拷贝，其执行的指令是一样的，但使用不同的变量，因此在进行指令集的检测功能时不会对转矩闭环函数正常运行照成影响。
其次指令集的检测将通过对待检测的指令集输入n组不同的数据，并通过判断其输出结果是否和预设一致来判断；每次检测所需的数据通过CAN通讯的方式获取，每个问题将对应为进行部分函数运行所需的数据输入；检测的结果将通过CAN回复给SCU，SCU通过对问题的预定答案和实际返回答案进行对比，来判断被监控的芯片是否出现指令运行错误的情况；当SCU发现返回的答案出现错误时，将对SCU内部的错误计数器累加，返回错误答案的问题将作为下一次的检测的问题重复发出；当SCU监控模块的对应内部错误计数器达到预设上限时，SCU监控模块将产生预设的安全响应。算法如下：
1、预先定义n个转矩检测量Tinput[n]，当n=1时，经过MTPA查表计算出一组id.ref,iq.ref参考量；
2、根据MTPA查表得出的id.ref,iq.ref赋值给id.fb,iq.fb，查表得出对应的Ld、Lq，通过电磁转矩方程
，计算出当前转矩值Te；
3、如果Te等于Tinput[n]，则继续循环验证指令传输，否则错误累加计数i++,n赋值给m；
4、错误累加计数阈值k，如果错误累加计数i<k，发送当前反馈的错误转矩值Tinput[m]；
5、如果反馈的转矩Te= Tinput[m]，则继续循环发送验证指令转矩Tinput[n]，否则当i>k时，SCU确定MCU程序运行异常，关闭MCU驱动模块。
上面结合附图对本发明进行了示例性描述，显然本发明具体实现并不受上述方式的限制，只要采用了本发明的方法构思和技术方案进行的各种改进，或未经改进直接应用于其它场合的，均在本发明的保护范围之内。
Claims (8)
1.一种电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，采用如下步骤：
（1）SCU对MCU主芯片的指令集进行监测；
（2）SCU监测到MCU芯片工作异常；
（3）SCU关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。
2.如权利要求1所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，步骤（1）中所述SCU对MCU指令集的监测是检查MCU主芯片内核对指令的执行是否正确，其通过运行一组指令并通过判断指令的执行结果来判断指令是否执行正常。
3.如权利要求2所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，所述监测是通过检测转矩闭环的部分用于安全监控功能的函数是否正常运行来完成。
4.如权利要求1-3所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，监测的步骤具体如下：
a.SCU对MCU中待检测的指令集输入n组不同的数据；
b.判断其输出结果是否和预设一致；
c.当SCU发现返回的答案出现错误时，对SCU内部的错误计数器累加；
d.返回错误答案的问题作为下一次的检测问题重复发出；
e.当SCU监控模块的对应内部错误计数器达到预设上限时，SCU监控模块产生预设的安全响应。
5.如权利要求4所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，步骤a中所述数据通过CAN通讯的方式获取，每个问题将对应为进行部分函数运行所需的数据输入。
6.如权利要求4或5所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，步骤b中所述结果通过CAN回复给SCU，SCU通过对问题的预定答案和实际返回答案进行对比，来判断被监控的芯片是否出现指令运行错误的情况。
7.如权利要求4-6中任一项所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，步骤e中所述预设的安全响应为关闭MCU的驱动系统直接保护整车安全的功能。
8.如权利要求4-7中任一项所述的电动汽车MCU健康状态监测诊断方法，其特征在于，采用如下算法：
预先定义n个转矩检测量Tinput[n]，当n=1时，经过MTPA查表计算出一组id.ref,iq.ref参考量；
根据MTPA查表得出的id.ref,iq.ref赋值给id.fb,iq.fb，查表得出对应的Ld、Lq，通过电磁转矩方程
，计算出当前转矩值Te；
如果Te等于Tinput[n]，则继续循环验证指令传输，否则错误累加计数i++,n赋值给m；
错误累加计数阈值k，如果错误累加计数i<k，发送当前反馈的错误转矩值Tinput[m]；
如果反馈的转矩Te= Tinput[m]，则继续循环发送验证指令转矩Tinput[n]，否则当i>k时，SCU确定MCU程序运行异常，关闭MCU驱动模块。
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