CN104176060A

CN104176060A - 一种电动汽车整车故障分级处理方法

Info

Publication number: CN104176060A
Application number: CN201410360129.3A
Authority: CN
Inventors: 成艾国; 何清华; 陈涛; 何智成
Original assignee: Hunan University
Current assignee: Hunan University
Priority date: 2014-07-25
Filing date: 2014-07-25
Publication date: 2014-12-03
Anticipated expiration: 2034-07-25
Also published as: CN104176060B

Abstract

本发明的涉及纯电动汽车的整车故障分级处理方法，首先对纯电动汽车可能出现的故障进行分类，纯电动汽车的故障主要包括储能系统故障、驱动系统故障以及其它故障，其中，所述其他故障包括ECU故障，钥匙检测故障，加速踏板信号故障，制动踏板信号故障，档位信号故障，电池上电故障以及电机驱动故障并确定各种故障的判断逻辑；随后拟定几大类故障的故障标志及取值原则；最后基于整车进行整车故障标志的判断及相应地分级处理。进行整车故障定义与分级，并结合故障标志，进行故障分级处理。该故障分级处理方法也适用于结构更加复杂的纯电动汽车。在结构更复杂的情况下，亦可以结合本发明的方法定义故障源，并进行分级处理。

Description

一种电动汽车整车故障分级处理方法

发明领域

本申请涉及一种纯电动汽车的整车故障分级处理方法，属于电动汽车控制技术领域。

背景技术

如图1所示，纯电动汽车一般包括储能系统，驱动系统，整车控制器，显示系统及其它传感器(如点火钥匙，加速踏板，制动踏板等)。整车电控系统结构复杂，电气零件较多，包括各种传感执行机构，控制器(ECU)，信号线，高低压线等。因而从整车控制的角度来看，故障来源多，类型复杂。如何实现整车故障的处理是整车控制的最重要的难点之一。而传统方法是进行定时故障检测，不同的故障源由不同的控制器进行的处理(如申请号200710075553.3的专利)，导致整个故障处理杂乱无序，极易出现错漏。

同时纯电动车整车电控系统结构复杂，电气零件较多，包括各种传感执行机构，控制器(ECU)，信号线，高低压线等。因而从整车控制的角度来看，故障来源多，类型复杂。如何实现整车故障的处理是整车控制的最重要的难点之一。

发明内容

本发明的目的在于克服上述技术问题，采取的技术方案包括首先对纯电动汽车可能出现的故障进行分类，并确定各种故障的判断逻辑；随后拟定几大类故障的故障标志及取值原则；最后基于整车进行整车故障标志的判断及相应地分级处理。

具体来说，一种纯电动汽车的整车故障分级处理方法，所述纯电动汽车包括储能系统，驱动系统，整车控制器，显示系统及其它各种传感器(如点火钥匙，加速踏板，制动踏板等)，其中，整车控制器VCU主导整车故障的处理，其它ECU辅助进行故障处理，具体操作步骤如下：

第一步，故障确认：

纯电动汽车的故障主要包括储能系统故障Battery_fault_level、驱动系统故障Motor_fault_level以及其它故障Other_fault_level，其中，所述其他故障Other_fault_level包括ECU故障ECU_fault，钥匙检测故障Key_fault，加速踏板信号故障ACC_pedal_fault，制动踏板信号故障BRAKE_pedal_fault，档位信号故障SHIFT_fault，电池上电故障Battery_ON_fault以及电机驱动故障Motor_speed_fault；

第二步，故障标志分级取值：

1)当储能系统故障、驱动系统故障和其他故障的检测取值为0、1、2时依次分别表示无故障、轻微故障、严重故障；

2)所述储能系统故障及驱动系统故障逻辑标志需结合储能、驱动、整车控制逻辑进行取值；

3)其它故障逻辑标志的取值由其所包括的故障源共同决定，其他故障源包括ECU、点火钥匙(Key)、档位(SHIFT)、加速踏板(ACC_pedal)、制动踏板(BREAK_pedal)、电池上电(Battery_ON)、电机速度(Motor_speed)，对这七个故障源按上述先后顺进行逐个检测判断，其中只要其中一个故障源故障逻辑标志的值为2，则“其它故障”逻辑标志的值为2，表示存在严重的其它故障；若上述所有其他故障源的故障逻辑标志值均不为2，则“其它故障”逻辑标志的取值为0，即没有其它故障，至此，该逻辑判断过程完成，返回主程序；

第三步，整车故障分级：

以上储能系统故障、驱动系统故障和其他故障三大类的故障等级标志共同决定了纯电动车的整车故障等级标志Vehicle_fault_level，基于三大类故障等级的整车故障分级逻辑详述如下：首先检测着三大类故障源是否存在故障，若没有，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝0，即整车不存在故障；若有，则检测这三大类故障等级标志是否有为2的，若此时三大类故障源中有一个及以上故障等级标志值为2，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝2，即整车存在严重故障；若此时它们都不为2，则表示故障源存在轻微故障，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝1，即整车存在轻微故障，至此，整车故障分级完成，程序返回主程序；

第四步，故障分级处理：

经由上一步对确定了整车故障等级之后，基于整车故障等级进行整车故障处理，具体如下：

1)若Vehicle_fault_level＝1，即整车存在轻微故障，则提示驾驶员予以处理，并延时后进入下一步；若Vehicle_fault_level≠1，则直接进入下一步；

2)再次判断故障等级，若Vehicle_fault_level≠0，表明整车仍存在故障，无论轻微故障或严重故障，则禁止电机，并强制下高压电；若Vehicle_fault_level＝0，表明整车无故障，则返回1)，进行整车故障循环判断。

所述电池上电故障Battery_ON_fault的判断步骤如下：

1)首先根据BMS发送的CAN信号判断电池预充电是否完成。若预充电完成，则进入步骤2)，进行上电是否完成的判断；若预充电未完成，则进入延时程序，等待一段时间后再次进行预充电完成与否的判断，若预充电完成，则进入步骤2)，若预充电未完成，则判断为2级电池上电故障，即Battery_ON_fault＝2；

2)进行上电完成与否的判断，若上电完成电池上电无故障Battery_ON_fault＝0；若上电未完成则进入延时子程序，等待一段时间后再次进行上电完成与否的判断，若此时上电完成则Battery_ON_fault＝0，若上电仍未完成则同样判断为2级电池上电故障，即Battery_ON_fault＝2，至此，电池上电故障判断过程完成。

本发明的有益效果是：进行整车故障定义与分级，并结合故障标志，进行故障分级处理。且该故障分级处理方法也适用于结构更加复杂的纯电动汽车。在结构更复杂的情况下，亦可以结合本发明的方法定义故障源，并进行分级处理。

附图说明

图1是纯电动汽车整车结构图；

图2是电池上电故障判断流程图；

图3是第三类故障标志取值逻辑流程图；

图4是整车故障分级策略图；

图5是整车故障循环处理流程图。

具体实施方式

以下将结合附图1-5对本发明的具体实施方式进行详细说明。

如图1所示，纯电动汽车主要包括储能系统，驱动系统，整车控制器，显示系统及其它传感器(如点火钥匙，加速踏板，制动踏板等)。其中，整车控制器VCU主导整车故障的处理，其它ECU辅助进行故障处理，具体操作方法如下：

第一步：故障确认

纯电动汽车整车故障包括3大类，9个故障源，具体如下：

1)储能系统故障：电池管理系统BMS检测到的电池、电池管理系统、充电系统故障，如电池过热、充放电异常等；

2)驱动系统故障：电机控制器MCU检测到的电机、电机控制器的故障，如电机电压、温度异常等；

3)其它故障：各种传感机构故障，及其它电池管理系统、电机控制器无法定义的故障。

所述故障源具体如下：

a.ECU故障(VCU，BMS，MCU，DISPLAY)ECU_fault

初始化时各VCU通讯确认，系统工作过程中的网络监控

b.钥匙检测故障Key_fault

点火钥匙检测：出现OFF、ACC、ON、START之外的状态，则为故障状态

c.加速踏板信号故障ACC_pedal_fault

两路信号的同步性SYN超出指定范围，则为故障

d.制动踏板信号故障BRAKE_pedal_fault

信号超出指定范围，则为故障

e.档位信号故障SHIFT_fault

信号超出指定范围，则为故障

f.电池上电故障Battery_ON_fault

基于储能系统本身的上电检测进行整车级别的上电故障检测。

该故障判断逻辑见图2，详细判断过程如下：

1)首先根据BMS发送的CAN信号判断电池预充电是否完成。若预充电完成，则进入步骤2)，进行上电是否完成的判断；若预充电未完成，则进入延时程序，等待一段时间后再次进行预充电完成与否的判断，若预充电完成，则进入步骤2)，若预充电未完成，则判断为2级电池上电故障，即Battery_ON_fault＝2。

2)进行上电完成与否的判断，若上电完成电池上电无故障Battery_ON_fault＝0；若上电未完成则进入延时子程序，等待一段时间后再次进行上电完成与否的判断，若此时上电完成则Battery_ON_fault＝0，若上电仍未完成则同样判断为2级电池上电故障，即Battery_ON_fault＝2。

至此，电池上电故障判断过程完成。

g.电机驱动故障Motor_speed_fault

目标扭矩与100ms内的实际扭矩之差>5Nm，则电机驱动出现严重故障。

第二步：故障标志分级取值

1)以上储能系统故障、驱动系统故障和其他故障的等级标志分别为Battery_fault_level、Motor_fault_level、Other_fault_level，当这些等级标志检测取值为0表示无故障，当这些等级标志检测取值为1表示轻微故障，这些等级标志检测取值为2表示严重故障。

2)储能系统故障及驱动系统故障标志需结合储能、驱动、整车整车控制逻辑进行取值，总的原则是影响行车安全即为严重故障，不影响行车即为轻微故障。

3)其它故障逻辑标志的取值由其所包括的故障源共同决定，判断逻辑见图3。由图3可见，其他故障源包括ECU、点火钥匙(Key)、档位(SHIFT)、加速踏板(ACC_pedal)、制动踏板(BREAK_pedal)、电池上电(Battery_ON)、电机速度(Motor_speed)7个，对这7个故障源按上述先后顺进行逐个检测判断，其中只要有一个故障源故障逻辑标志的值为2，则“其它故障”逻辑标志的值为2，即出存在严重其它故障；若上述所有故障源故障逻辑标志值均不为2，则“其它故障”逻辑标志的取值为0，即没有其它故障。至此，该逻辑判断过程完成，返回主程序。

第三步：整车故障分级

三大类故障等级标志共同决定了纯电动车的整车故障等级标志Vehicle_fault_level，基于三大类故障等级的整车故障分级逻辑详述如下：首先检测着三大类故障源是否存在故障，若没有，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝0，即整车不存在故障；若有，则检测这三大类故障等级标志是否有为2的，若此时三大类故障源中有一个及以上故障等级标志值为2，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝2，即整车存在严重故障；若此时它们都不为2，则表示故障源存在轻微故障，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝1，即整车存在轻微故障。简而言之便是，只要出现三大类故障中的任意一个，整车即出现故障；进而任意严重故障也即意味着整车的严重故障。至此，整车故障分级完成，程序返回主程序。故障分级逻辑具体参见图4。

第四步：故障分级处理

经由上一步对确定了整车故障等级之后，基于整车故障等级进行整车故障处理，处理逻辑见图5。

最后，本发明的故障分级处理方法不仅仅限于图1的纯电动汽车结构。在包含其它电控装置、传感器的情况下，亦可以结合本发明的方法定义故障源，并进行分级处理。

尽管参考附图详细地公开了本发明，但应理解的是，这些描述仅仅是示例性的，并非用来限制本发明的应用。本发明的保护范围由附加权利要求限定，并可包括在不脱离本发明保护范围和精神的情况下针对发明所作的各种变型、改型及等效方案。

Claims

1.一种纯电动汽车的整车故障分级处理方法，所述纯电动汽车包括储能系统，驱动系统，整车控制器，显示系统及传感器，其中，整车控制器VCU主导整车故障的处理，其它ECU辅助进行故障处理，具体操作步骤如下：

第一步，故障确认：

第二步，故障标志分级取值：

3)其它故障逻辑标志的取值由其所包括的故障源共同决定，其他故障源包括ECU、点火钥匙(Key)、档位(SHIFT)、加速踏板(ACC_pedal)、制动踏板(BREAK_pedal)、电池上电(Battery_ON)、电机速度(Motor_speed)，对这七个故障源按上述先后顺进行逐个检测判断，其中只要其中一个故障源故障逻辑标志的值为2，则“其它故障”逻辑标志的值为2，表示存在严重的其它故障；若上述所有其他故障源的故障逻辑标志值均不为2，则“其它故障”逻辑标志的取值为0，即没有其它故障，至此，该逻辑判断过程完成；

第三步，整车故障分级：

以上储能系统故障、驱动系统故障和其他故障三大类的故障等级标志共同决定了纯电动车的整车故障等级标志Vehicle_fault_level，基于三大类故障等级的整车故障分级逻辑详述如下：首先检测三大类故障源是否存在故障，若没有，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝0，即整车不存在故障；若有，则检测这三大类故障等级标志是否有为2的，若此时三大类故障源中有一个及以上故障等级标志值为2，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝2，即整车存在严重故障；若此时它们都不为2，则表示故障源存在轻微故障，则整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝1，即整车存在轻微故障，至此，整车故障分级完成；

第四步，故障分级处理：

1)若整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝1，即整车存在轻微故障，则提示驾驶员予以处理，并延时后进入下一步；若整车故障等级标志Vehicle_fault_level≠1，则直接进入下一步；

2)再次判断故障等级，若整车故障等级标志Vehicle_fault_level≠0，表明整车仍存在故障，无论轻微故障或严重故障，则禁止电机，并强制下高压电；若整车故障等级标志Vehicle_fault_level＝0，表明整车无故障，则返回1)，进行整车故障循环判断。

2.如权利要求1所述的纯电动汽车的整车故障分级处理方法，其特征在于，所述电池上电故障Battery_ON_fault的判断步骤如下：

1)首先根据BMS发送的CAN信号判断电池预充电是否完成，若预充电完成，则进入步骤2)，进行上电是否完成的判断；若预充电未完成，则进入延时程序，等待一段时间后再次进行预充电完成与否的判断，若预充电完成，则进入步骤2)，若预充电未完成，则判断为2级电池上电故障，即电池上电故障Battery_ON_fault＝2；

2)进行上电完成与否的判断，若上电完成，电池上电无故障，即电池上电故障Battery_ON_fault＝0；若上电未完成则进入延时子程序，等待一段时间后再次进行上电完成与否的判断，若此时上电完成则电池上电故障Battery_ON_fault＝0，若上电仍未完成则同样判断为2级电池上电故障，即电池上电故障Battery_ON_fault＝2，至此，电池上电故障判断过程完成。