CN116834762A - 一种hcu程序异常复位场景下的失效控制方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统，所述方法包括：步骤1、HCU程序发生复位，异常复位期间BMS、MCU、EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令；步骤2、HCU程序复位后，在控制命令丢失期间BMS保持控制动力电池高压状态，MCU保持控制电机扭矩输出，EMS保持发动机扭矩输出；步骤3、判断控制命令丢失期间结束后BMS、MCU、EMS是否重新接收到HCU控制命令；当BMS、MCU、EMS未重新接到HCU控制命令，则执行控制命令丢帧故障保护策略；当BMS、MCU、EMS检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出；步骤4、BMS、MCU、EMS收到HCU恢复命令50毫秒后，判定HCU恢复正常，响应HCU当前命令执行输出。

Description

一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统
技术领域
本发明涉及HCU程序异常复位失效控制方法，具体是一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统。
背景技术
混合动力整车控制器(HCU，Hybrid Control Unit)，是混合动力汽车的核心控制部件,是混合动力汽车的指挥管理中心，其中协调整车从驱动系统电源断开状态到进入可行驶模式是HCU的功能之一。
根据GB18384-2020电动汽车安全要求之规定，车辆从驱动电源切断状态到可行驶模式，应至少有两次不同的动作，且至少一个动作是踩下制动踏板。
对于嵌入式车用控制器来说，在其十年以上的生命周期内，很难完全避免程序复位现象的发生。
车辆在可行驶模式运行过程中，如果在HCU程序发生了复位，由于很多信号被重新初始化，HCU无法恢复到复位前的工作状态，HCU会默认进入驱动电源断开状态，由于没有检测到启动信号发生，会导致HCU无法恢复可行驶模式，进而整车会中断动力，必须重新踩下刹车启动以及更换行驶档位后，才可以恢复行驶。
因此万一在高速情况整车控制器发生了复位，车辆不能快速恢复动力，仍需要驾驶员重新使用踩刹车启动及换挡才能继续行驶，是不符合驾驶预期的，会造成驱动系统动力丢失，甚至造成安全事故。
发明内容
发明目的：提供一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统，以解决现有技术存在的上述问题。
技术方案：一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，包括：
BMS、MCU、EMS控制方法，用于识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
HCU异常复位快速恢复控制方法，识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，并恢复至复位前的车辆状态。
通过控制系统识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
同时HCU需要识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，尽快恢复复位前的车辆状态，进而避免驱动系统动力丢失，甚至造成安全事故。
在进一步实施例中，所述BMS、MCU、EMS控制方法包括：
步骤1、HCU程序发生复位，异常复位期间BMS、MCU、EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令；
步骤2、HCU程序复位后，在控制命令丢失期间BMS保持控制动力电池高压状态，MCU保持控制电机扭矩输出，EMS保持发动机扭矩输出；
步骤3、判断控制命令丢失期间结束后BMS、MCU、EMS是否重新接收到HCU控制命令；
当BMS、MCU、EMS未重新接到HCU控制命令，则执行控制命令丢帧故障保护策略；
当BMS、MCU、EMS检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出；
步骤4、BMS、MCU、EMS收到HCU恢复命令50毫秒后，判定HCU恢复正常，响应HCU当前命令执行输出。
在进一步实施例中，所述HCU异常复位快速恢复控制方法包括：
步骤11、HCU复位重新运行后，通过识别复位前的上个运行周期是否正常执行下电休眠流程，从而识别本次运行是否为异常复位重启；
步骤12、若HCU识别自身异常复位，则立即判断整车状态，根据BMS高压连接状态，整车车速，MCU输出的驱动电机扭矩及转速，EMS输出的发动机扭矩及转速，判断复位前的车辆运行模式，并将车辆恢复到复位前的电源模式，驱动模式以及驱动扭矩输出。
在进一步实施例中，所述控制命令丢失期间为200毫秒。
一种HCU程序异常复位场景下的失效控制系统，包括：
通过CAN总线连接通讯的：
HCU，混合动力整车控制器；
EMS，发动机控制器；
BMS，动力电池管理系统；
MCU，电机控制器；
HCU通过采集油门，刹车，档位等信号，解析驾驶意图，控制协调混动系统动力输出；
HCU将电源接通控制指令发送给BMS，控制动力电池高压连接与断开；
HCU将发动机扭矩指令发送EMS，控制发动机系统扭矩输出；
HCU将电机扭矩指令发送MCU，控制电机系统扭矩输出。
有益效果：本发明公开了一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统，本发明通过控制系统识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
同时HCU需要识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，尽快恢复复位前的车辆状态，进而避免驱动系统动力丢失，甚至造成安全事故。
附图说明
图1是本发明的BMS/MCU/EMS实施方法示意图。
图2是本发明的HCU实施方法示意图。
图3是本发明的HCU/BMS/MCU/EMS连接方式示意图。
图4是本发明的本方案优化后的车辆表现示意图。
图5是本发明的当前技术条件下HCU复位后车辆表现示意图。
具体实施方式
本申请涉及一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法及系统，经过申请人仔细研究，现有的方式存在下述缺陷：
1.对于嵌入式车用控制器来说，软件错误，电源异常，硬件故障和干扰复位源都是造成控制器程序复位的原因，一旦控制器程序发生了复位，程序将会重新启动，很多信号都会重新初始化，控制器依靠自身无法恢复发生复位前的工作状态。
2、混合动力整车控制器(HCU，Hybrid Control Unit)，是混合动力汽车的核心控制部件，是混合动力汽车的指挥管理中心，虽然控制器程序复位出现的概率不大，但对于HCU来说，车辆行驶过程中，万一程序复位造成的后果可能是致命的。
3、如果在车辆行驶期间HCU发生了复位，那么车辆将会无法恢复可行驶状态，产生动力丢失，如果是车辆高速行驶或超车发生了HCU程序复位，甚至很大可能造成安全事故
4、对于嵌入式车用控制器来说，程序复位时间很短，从复位发生到程序恢复运行，一般200毫秒左右。
混合动力控制系统主要由4个控制单元组成，分别是混合动力整车控制器(HCU，Hybrid Control Unit),动力电池管理系统(BMS，Battery Manage System)、发动机控制器(EMS，Engine Manage System)，电机控制器(MCU，Motor Control Unit)。
混动系统工作时，4个控制单元通过CAN总线连接通讯，HCU通过采集油门，刹车，档位等信号，解析驾驶意图，控制协调混动系统动力输出。
HCU将电源接通控制指令发送给BMS，控制动力电池高压连接与断开；HCU将发动机扭矩指令发送EMS，控制发动机系统扭矩输出；HCU将电机扭矩指令发送MCU，控制电机系统扭矩输出。
如附图5所示，在目前技术条件下，如果车辆行车规程中，HCU程序，发生了复位，会出现HCU控制命令丢失约200毫秒，然后HCU的控制信号都会重新初始化，其BMS/MCU/EMS则会响应HCU复位后的控制命令，车辆无动力输出，动力电源断开。
本发明旨在当在车辆行驶，HCU程序发生不可避免的异常复位时，车辆能快速恢复行驶状态，避免造成车辆失去动力，避免带来不好的驾驶体验甚至造成安全事故，能够增强车辆动力系统控制鲁棒性。
本方案的实现方式为，对于BMS/MCU/EMS来说，需要识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行。
BMS/MCU/EMS需要识别的HCU的复位特征为：HCU命令丢失约200毫秒后，HCU的控制命令变为初始值；
BMS/MCU/EMS的执行动作为：当检测到HCU控制命令丢失200毫秒内时，保持HCU最后的命令执行输出；
当检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出。
此处控制命令丢失200毫秒为HCU复位期间，不能正常通信；恢复命令后的50毫秒为HCU程序重新运行后的初始化期间，可能信号为初始化值，不能保证HCU完全恢复正常，因此需要执行部件避开响应。
对于HCU来说，需要识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，尽快恢复复位前的车辆状态。
HCU识别异常复位的方法为：HCU重新开始运行时，识别复位前的上个周期为正常执行下电休眠流程。
HCU快速恢复复位前状态的方法为：HCU识别到异常复位后，判断BMS/MCU/EMS的状态，快速恢复行驶模式，并快速恢复正确的控制命令输出，避免控制命令长时间处于默认状态，导致动力中断；
对于HCU复位工况，BMS/MCU/EMS需识别HCU复位工况，保持动力输出，并避开复位后的初始化错误指令，至HCU恢复正常后在响应HCU控制命令；
HCU需增加异常复位识别，并快速恢复复位前系统的功能。
异常复位期间BMS/MCU/EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令，HCU恢复正常运行后，接管车辆动力输出控制，实现输出动力不发生中断，平稳过渡。
如附图4所示，总的来说，HCU程序发生了复位后时，BMS/MCU/EMS需识别HCU复位工况，保持动力输出至HCU恢复正常，HCU快速恢复正常状态后，接管车辆动力输出控制，实现输出动力不发生中断，平稳过渡。
一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，包括：
BMS、MCU、EMS控制方法，用于识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
HCU异常复位快速恢复控制方法，识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，并恢复至复位前的车辆状态。
通过控制系统识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
同时HCU需要识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，尽快恢复复位前的车辆状态，进而避免驱动系统动力丢失，甚至造成安全事故。
所述BMS、MCU、EMS控制方法包括：
步骤1、HCU程序发生复位，异常复位期间BMS、MCU、EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令；
步骤2、HCU程序复位后，在控制命令丢失期间BMS保持控制动力电池高压状态，MCU保持控制电机扭矩输出，EMS保持发动机扭矩输出；
步骤3、判断控制命令丢失期间结束后BMS、MCU、EMS是否重新接收到HCU控制命令；
当BMS、MCU、EMS未重新接到HCU控制命令，则执行控制命令丢帧故障保护策略；所述控制命令丢帧故障保护策略一般情况采取禁止动力输出的方式；
当BMS、MCU、EMS检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出；
步骤4、BMS、MCU、EMS收到HCU恢复命令50毫秒后，判定HCU恢复正常，响应HCU当前命令执行输出。
所述HCU异常复位快速恢复控制方法包括：
步骤11、HCU复位重新运行后，通过识别复位前的上个运行周期是否正常执行下电休眠流程，从而识别本次运行是否为异常复位重启；
步骤12、若HCU识别自身异常复位，则立即判断整车状态，根据BMS高压连接状态，整车车速，MCU输出的驱动电机扭矩及转速，EMS输出的发动机扭矩及转速，判断复位前的车辆运行模式，并将车辆恢复到复位前的电源模式，驱动模式以及驱动扭矩输出。
所述控制命令丢失期间为200毫秒。
一种HCU程序异常复位场景下的失效控制系统，包括：
通过CAN总线连接通讯的：
HCU，混合动力整车控制器；
EMS，发动机控制器；
BMS，动力电池管理系统；
MCU，电机控制器；
HCU通过采集油门，刹车，档位等信号，解析驾驶意图，控制协调混动系统动力输出；
HCU将电源接通控制指令发送给BMS，控制动力电池高压连接与断开；
HCU将发动机扭矩指令发送EMS，控制发动机系统扭矩输出；
HCU将电机扭矩指令发送MCU，控制电机系统扭矩输出。
工作原理说明：
BMS、MCU、EMS控制方法：
HCU程序发生复位，异常复位期间BMS、MCU、EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令；
HCU程序复位后，在控制命令丢失期间BMS保持控制动力电池高压状态，MCU保持控制电机扭矩输出，EMS保持发动机扭矩输出；
判断控制命令丢失期间结束后BMS、MCU、EMS是否重新接收到HCU控制命令；
当BMS、MCU、EMS未重新接到HCU控制命令，则执行控制命令丢帧故障保护策略；所述控制命令丢帧故障保护策略一般情况采取禁止动力输出的方式；
当BMS、MCU、EMS检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出；
BMS、MCU、EMS收到HCU恢复命令50毫秒后，判定HCU恢复正常，响应HCU当前命令执行输出。
HCU异常复位快速恢复控制方法：
HCU复位重新运行后，通过识别复位前的上个运行周期是否正常执行下电休眠流程，从而识别本次运行是否为异常复位重启；
若HCU识别自身异常复位，则立即判断整车状态，根据BMS高压连接状态，整车车速，MCU输出的驱动电机扭矩及转速，EMS输出的发动机扭矩及转速，判断复位前的车辆运行模式，并将车辆恢复到复位前的电源模式，驱动模式以及驱动扭矩输出。
以上结合附图详细描述了本发明的优选具体实施方式，但是，本发明并不限于上述具体实施方式中的具体细节，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种等同变换，这些等同变换均属于本发明的保护范围。

Claims (5)

1.一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，其特征在于，包括：
BMS、MCU、EMS控制方法，用于识别HCU复位特征，并避开HCU恢复控制命令的错误信号，并保持正确输出至HCU程序重新正常运行；
HCU异常复位快速恢复控制方法，识别自身的异常复位重启，并在异常复位重启后识别混动系统状态，并恢复至复位前的车辆状态。
2.根据权利要求1所述的一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，其特征是：所述BMS、MCU、EMS控制方法包括：
步骤1、HCU程序发生复位，异常复位期间BMS、MCU、EMS需保持动力输出，避开HCU错误指令；
步骤2、HCU程序复位后，在控制命令丢失期间BMS保持控制动力电池高压状态，MCU保持控制电机扭矩输出，EMS保持发动机扭矩输出；
步骤3、判断控制命令丢失期间结束后BMS、MCU、EMS是否重新接收到HCU控制命令；
当BMS、MCU、EMS未重新接到HCU控制命令，则执行控制命令丢帧故障保护策略；
当BMS、MCU、EMS检测到HCU的控制命令恢复时，对HCU恢复命令后的50毫秒命令予以忽略，继续保持HCU信号丢失前最后的命令执行输出；
步骤4、BMS、MCU、EMS收到HCU恢复命令50毫秒后，判定HCU恢复正常，响应HCU当前命令执行输出。
3.根据权利要求1所述的一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，其特征是：所述HCU异常复位快速恢复控制方法包括：
步骤11、HCU复位重新运行后，通过识别复位前的上个运行周期是否正常执行下电休眠流程，从而识别本次运行是否为异常复位重启；
步骤12、若HCU识别自身异常复位，则立即判断整车状态，根据BMS高压连接状态，整车车速，MCU输出的驱动电机扭矩及转速，EMS输出的发动机扭矩及转速，判断复位前的车辆运行模式，并将车辆恢复到复位前的电源模式，驱动模式以及驱动扭矩输出。
4.根据权利要求1所述的一种HCU程序异常复位场景下的失效控制方法，其特征是：所述控制命令丢失期间为200毫秒。
5.一种HCU程序异常复位场景下的失效控制系统，其特征在于，包括：
通过CAN总线连接通讯的：
HCU，混合动力整车控制器；
EMS，发动机控制器；
BMS，动力电池管理系统；
MCU，电机控制器；
HCU通过采集油门，刹车，档位等信号，解析驾驶意图，控制协调混动系统动力输出；
HCU将电源接通控制指令发送给BMS，控制动力电池高压连接与断开；
HCU将发动机扭矩指令发送EMS，控制发动机系统扭矩输出；
HCU将电机扭矩指令发送MCU，控制电机系统扭矩输出。
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