【资料下载】双离合变速器功能安全监控方案

来源:《电子测试》,2019.08
2020-05-10
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本文简单介绍了EGAS三级安全监控系统,并从目的、实现方法及保护措施这三方面出发,对双离合变速器在第二级安全监控层中如何开展功能安全监控功能进行方案探讨。



注:本文转摘自《电子测试》,2019.08,解释和所有权归原文作者及其发布单位所有,仅供学习参考!


0

引 言


随着 ISO26262 的正式发布,越来越多的汽车主机厂及零部件供应商开始重视功能安全。遵循功能安全概念可以有效规避开发和生产阶段出现的系统故障,还可以监控汽车运行期间出现的随机硬件故障以及系统故障。
而为了能在汽车运行期间及时检测出随机性硬件故障或系统性错误,保护人员与车辆硬件设备的安全,目前比较主流的是运用三级安全监控系统。
第一级安全监控系统(Level1)包含系统功能和诊断功能两部分。其中系统功能负责控制整车正常行驶等 ;诊断功能用于负责监控并保护电磁阀、传感器、变速器齿轴等硬件。
第三级安全监控系统(Level3)用于监控处理器是否处于正常工作状态的,该 level 通过程序流控制、RAM 测试、Watchdog 测试、关断路径测试等监控手段来保证控制器处于正常工作状态。
第二级安全监控系统(Level2)是将 Level1 的系统功能作为一个黑盒进行测试,检测所有可能会造成人身安全的异常,并采取适当的保护措施切换至安全状态,以此保护人身安全。

图1 三级安全监控系统结构图


1
汽车起步时行驶方向监控功能

监控目的:当汽车起步时,监控离合器和档位实际控制是否与换挡杆所处的 PRND 位置相匹配,以此保证车辆运动方向与驾驶员意图一致。

监控方法:当检测出存在表 1 所述工况时,则表明车辆行驶方向与驾驶员意图不符 ;当该工况持续的时间超过规定的防抖时间阈值后,应立即报出相应故障码。

 1 起步时行驶方向监控工况

故障后处理 :若检测出 TCU 的控制与驾驶员意图不符并报出相应故障后,则立即切断所有电磁阀供电,使车辆安全停车。



2
整车异常加速监控功能


监控目的:监控整车发生非预期的突然加速现象。

实现方法:假设整车出现超过0.2g加速度算作异常加速工况。则导致整车产生0.2g加速度的轮胎极限扭矩如式1:

式1中:轮胎半径 tire_radius;整车质量vehicle_mass推算出离合器极限扭矩如式2:

式1中各档位速比Gear_ratio;

例折合成各个档位的离合器极限扭矩如表2。

表2 各个档位的离合器极限扭矩

当检测出离合器传递的扭矩大于极限扭矩时,则应尽快报出相应故障码。

故障后处理:若检测出整车存在非预期的突然加速现象并报出相应故障后,则立即切断所有电磁阀供电,使车辆安全停车。



3
极限车速监控功能


监控目的:当行驶在极限车速时,发生在目标档位的极限车速时降档或者在当前档位的极限车速仍不升档,会导致发动机断油,并产生非预期减速现象。

实现方法:各个档位的极限车速可由公式3得出

式3中,轮胎行驶一公里所转圈数

发动机极限转速Engine_redline;

式4中,轮胎半径tire_RPK;

例各个档位的车速极限如表3所示。

表3 各个档位的极限车速

故障后处理 :若检测出在当前档位的极限车速仍不升档工况,应立即迫使 TCU 发出升档指令。若检测出在目标档位的极限车速时TCU要求降档,应立即迫使 TCU 中断降档指令。



4
车辆意外起步监控功能


监控目的:当档杆挂 P/N 停车时,应保持离合器处于完全打开状态,若此时有离合器啮合,会存在车辆意外起步工况,容易造成事故影响人身安全。所以该功能是用于监控车辆意外起步。

实现方法:在正常驾驶工况当检测出存在表4所述工况时,则表明车辆存在意外起步问题,应立即报出相应故障码。


表 4 车辆意外起步工况


故障后处理 :若检测出车辆存在意外起步问题并报出相应故障后,则立即切断所有电磁阀供电,使车辆安全停车。




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