CN104455378B - 离合器的故障诊断方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种离合器的故障诊断方法，其包括对应于不同故障类型的故障模式，所述故障模式均包括：(1)标定离合器转速差标定限值；(2)检测离合器的基本信息，包括所述离合器两端的转速和所述离合器结合或断开的控制状态；(3)根据检测到的所述离合器的基本信息，判断所述离合器是否满足所在故障模式的故障条件，如果满足，则将所述离合器两端的转速差与所述离合器转速差标定限值比较；(4)最后报出所发生的故障的类型。本发明通过合理标定离合器诊断转速差标定限值，使得离合器诊断检测能够正常执行，并能有效区分离合器工作在正常情况和失效情况；当故障发生时，系统能够及时采取适当的措施。此诊断算法能够起到安全监控作用。

Description

离合器的故障诊断方法
技术领域
本发明属于混合动力汽车动力系统故障诊断领域，具体涉及一种用于混合动力汽车动力耦合装置的离合器的故障诊断方法。
背景技术
随着国际对能源安全和环境保护的重视不断提升，各国对汽车排放污染物要求越来越严格。减少对能源的依赖，实现节能减排，已成为世界经济持续发展迫切需要解决的问题。油电混合动力汽车将电机和发动机结合在一起，具有降低油耗、增加续驶里程、技术成熟度比较高等优点，是目前各大汽车公司发展的首选趋势。
混合动力汽车中发动机和混动电机是两个动力源，混动动力控制器（HCU）是整车控制的核心，主要负责协调发动机管理系统（EMS）和电机控制器（MCU）之间的控制，以及负责整个系统的高、低压电管理及动力系统故障诊断。
双离合器的引入是为了满足混合动力汽车在不同模式间切换的需求，参见图1，为一种双离合器动力系统的结构示意图，其中离合器C1负责ISG电机/发动机与变速箱的连接，离合器C2负责TM电机与变速箱的连接。离合器工作的好坏直接决定了混合动力系统的动力输出是否在正常。
发明内容
本发明要解决的技术问题是提供一种离合器的故障诊断方法，用于混合动力汽车动力耦合装置，能够检测混合动力汽车的离合器是否正常工作，以保证混合动力汽车系统的正常运行。
本发明涉及的离合器的故障诊断方法，其包括对应于不同故障类型的故障模式，所述故障模式均包括：（1）标定离合器转速差标定限值；（2）检测离合器的基本信息，包括所述离合器两端的转速和所述离合器结合或断开的控制状态；（3）根据检测到的所述离合器的基本信息，判断所述离合器是否满足所在故障模式的故障条件，如果满足，则将所述离合器两端的转速差与所述离合器转速差标定限值比较；（4）最后报出所发生的故障的类型。
在上述故障诊断方法中，可选地，在检测所述离合器两端的转速之前检查档位是否挂在1档或2档。
在上述故障诊断方法中，可选地，所述故障模式包括打滑故障模式、粘连故障模式、和常开故障模式。
在上述故障诊断方法中，可选地，在所述打滑故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差大于所述离合器转速差标定限值的第一限值A1时，在持续一定时间Ta后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
在上述故障诊断方法中，可选地，在所述粘连故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差小于所述离合器转速差标定限值的第二限值B1时，在持续一定时间Tb后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
在上述故障诊断方法中，可选地，在所述常开故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差大于所述离合器转速差标定限值的第三限值C1时，在持续一定时间Tc后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
在上述故障诊断方法中，可选地，打滑或常开故障条件包括离合器的目标状态，以及该状态持续的时间。
在上述故障诊断方法中，可选地，粘连故障条件包括离合器的目标状态，并且离合器输入轴的目标转速与所述输出轴的倒算转速之差大于所述离合器转速差标定限值的第四限值B2。
在上述故障诊断方法中，可选地，所述离合器的基本信息还包括变速箱油压、同步器位置、以及车速。
在上述故障诊断方法中，可选地，在打滑故障模式中，依次检测的是：a）所述离合器的输出轴转速；b）变速箱油压；c）同步器位置；d）所述离合器的输入轴转速；以及e）所述离合器结合时间。
在上述故障诊断方法中，可选地，在粘连故障模式中，依次检测的是：a）同步器位置；b）变速箱油压；c）所述离合器的输入轴转速；d）所述离合器的输出轴转速；以及e）车速。
在上述故障诊断方法中，可选地，所述粘连故障模式中还设所述离合器转速差标定限值的第五限值B3，并且将所述车速与所述第五限值B3比较。
在上述故障诊断方法中，可选地，在常开故障模式中，依次检测的是：a）所述离合器的输出轴转速；b）变速箱油压；c）同步器位置；以及d）所述离合器结合时间。
在上述故障诊断方法中，可选地，一旦检测到的所述离合器的基本信息是错误信息，则所在的故障模式终止，而其他故障模式继续运行。
本发明的有益效果：通过合理标定离合器诊断转速差标定限值，使得离合器诊断检测能够正常执行，并能有效区分离合器工作在正常情况和失效情况；当故障发生时，系统能够及时采取适当的措施。此诊断算法能够起到安全监控作用。
通过以下参考附图的详细说明，本发明的其他方面和特征变得明显。但是应当知道，该附图仅仅为解释的目的设计，而不是作为本发明的范围的限定，这是因为其应当参考附加的权利要求。还应当知道，附图仅仅意图概念地说明此处描述的结构和流程，除非另外指出，不必要依比例绘制附图。
附图说明
结合附图参阅以下具体实施方式的详细说明，将更加充分地理解本发明，附图中同样的参考附图标记始终指代视图中同样的元件。其中：
图1为本发明涉及的离合器的故障诊断方法所采用的混合动力汽车的动力系统的结构图；
图2为本发明涉及的离合器故障诊断方法的流程图；
图3为本发明涉及的离合器的打滑故障模式诊断的流程图；
图4为本发明涉及的离合器的粘连故障模式诊断的流程图；
图5为本发明涉及的离合器的常开故障模式诊断的流程图。
具体实施方式
为帮助本领域的技术人员能够确切地理解本发明要求保护的主题，下面结合附图详细描述本发明的具体实施方式。
混合动力汽车离合器故障共分为三类：打滑（Slip）、粘连（Stuck closed）、常开（Stuck open）。当系统判定到有故障的时候，能进入故障模式并立刻进行判断故障类型，并在相应的故障模式内采取适当措施以保护系统硬件不受损伤。
参见图2，各故障模式均包括：
（1）标定离合器转速差标定限值；
（2）检测离合器的基本信息，包括离合器两端的转速和离合器结合或断开的控制状态；
（3）根据检测到的离合器的基本信息，判断离合器是否满足所在故障模式的故障条件，如果满足，则将离合器两端的转速差与离合器转速差标定限值比较；
（4）最后报出所发生的故障的类型。
以下结合附图将对各故障模式进行介绍。
离合器打滑模式：参见图3，首先检查离合器档位是否在1档或2档，接着对输入、输出轴的转速，变速箱、同步器的状态进行检测和确定，并检查离合器的目标控制状态，其顺序可以按照图示的输出轴转速的有效性－变速箱油压的合理性－同步器位置的有效性－输入轴转速的有效性－离合器状态进行，这是一种针对打滑模式更有效率的诊断方式，当然判断顺序并不限于图中所示。其中输出轴转速的有效可以理解为检测到的转速信号正确，如通过设正常信号范围或阈值与转速信号比较得出其是否有效，一旦无效，则该信息会被认为是错误信息。输入轴转速的有效性与输出轴转速的检查原理相同，在此就不赘述。在离合器故障模式中，设置变速箱的合理油压范围以确定变速箱的油压。同步器的位置有效说明档位正常。当离合器控制状态处于结合状态（Lock up或Engage to Gear）时，比较离合器两端的转速。当转速差超过离合器转速标定限值的第一限值A1且持续一定时间Ta，系统判定离合器打滑。
离合器粘连模式：参见图4，首先检查离合器档位是否在1档或2档，接着对同步器位置、变速箱油压的状态、以及输入轴、输出轴的转速进行检测和确定，并检查当前离合器的目标状态，其顺序可以按照图示的同步器位置的有效性－变速箱油压的合理性－输入轴转速的有效性－输出轴转速的有效性－车速有效性－离合器状态进行，这是一种针对粘连模式更有效率的诊断方式，当然判断顺序并不限于图中所示。当离合器控制状态处于断开状态（Disengaged）时，比较离合器两端的转速。在诊断条件满足时，如果离合器两端转速差小于离合器转速标定限值的第二限值B1，持续一段时间Tb后系统判定离合器粘连。
离合器常开模式：参见图5，首先检查离合器档位是在1档或2档，接着对输出轴转速、变速箱油压、同步器位置确定和检测，并检查离合器状态，其顺序可以按照图示的输出轴转速的有效性－变速箱油压的合理性－同步器位置的有效性－离合器状态进行，这是一种针对常开模式更有效率的诊断方式，当然判断顺序不限于图中所示。当离合器要求被关闭，实际离合器两端转速差大于离合器转速标定限值的第三限值C1，持续一段时间Tc后系统判定离合器常开。
每个故障类型都有其诊断流程并且同时运行。一旦检测到的信息为错误信息或模式所设的故障条件不成立，则终止所在的故障模式。这些故障模式独立而并列设置。因此在每次诊断过程中，只有一个模式能运行到底。
另外，在检查离合器的目标控制状态时，可设置离合器转速标定限值的第四限值B2，如果实际输入转速与输出轴倒算转速之差大于第四限值B2，则满足粘连故障条件，其中输出轴倒算转速=输出轴转速x变速箱速比，理论上当离合器结合时，输出轴倒算转速等于输入轴转速。
在粘连故障模式中，还可设置在离合器转速标定限值的第五限值B3，并检测车速是否有效，在检测完输出轴的转速的有效性后，检测车速的有效性，并将其与第五限值B3比较，如果满足条件，则继续判断离合器的目标控制状态。
本发明的有益效果：通过合理标定离合器诊断转速差标定限值，使得离合器诊断检测能够正常执行，并能有效区分离合器工作在正常情况和失效情况；当故障发生时，系统能够及时采取适当的措施。此诊断算法能够起到安全监控作用。
以上具体实施方式仅用于说明本发明，而并非对本发明的限制，有关技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明的范围的情况下，还可以做出各种变化和变型，因此所有等同的技术方案也属于本发明的范畴，本发明的专利保护范围应由权利要求限定。

Claims (14)

1.离合器的故障诊断方法，其包括对应于不同故障类型的故障模式，其特征是所述故障模式均包括：
（1）标定离合器转速差标定限值；
（2）检测离合器的基本信息，包括所述离合器两端的转速和所述离合器结合或断开的控制状态；
（3）根据检测到的所述离合器的基本信息，判断所述离合器是否满足所在故障模式的故障条件，如果满足，则将所述离合器两端的转速差与所述离合器转速差标定限值比较；
（4）最后报出所发生的故障的类型。
2.根据权利要求1所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在检测所述离合器两端的转速之前检查档位是否挂在1档或2档。
3.根据权利要求1所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：所述故障模式包括打滑故障模式、粘连故障模式、和常开故障模式。
4.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述打滑故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差大于所述离合器转速差标定限值的第一限值A1时，在持续一定时间Ta后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
5.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述粘连故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差小于所述离合器转速差标定限值的第二限值B1时，在持续一定时间Tb后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
6.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述常开故障模式的步骤（3）中，当所述离合器的两端的转速差大于所述离合器转速差标定限值的第三限值C1时，在持续一定时间Tc后进入步骤（4），否则终止所在故障模式。
7.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：所述打滑或常开故障模式的故障条件包括离合器的目标状态，以及该状态持续的时间。
8.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：所述粘连故障模式的故障条件包括离合器的目标状态，并且离合器输入轴的目标转速与输出轴的倒算转速之差大于所述离合器转速差标定限值的第四限值B2。
9.根据权利要求1所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：所述离合器的基本信息还包括变速箱油压、同步器位置、以及车速。
10.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述打滑故障模式中，依次检测的是：a）所述离合器的输出轴转速；b）变速箱油压；c）同步器位置；d）所述离合器的输入轴转速；以及e）所述离合器的结合时间。
11.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述粘连故障模式中，依次检测的是：a）同步器位置；b）变速箱油压；c）所述离合器的输入轴转速；d）所述离合器的输出轴转速；以及e）车速。
12.根据权利要求11所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：所述粘连故障模式中还设所述离合器转速差标定限值的第五限值B3，并且将所述车速与所述第五限值B3比较。
13.根据权利要求3所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：在所述常开故障模式中，依次检测的是：a）所述离合器的输出轴转速；b）变速箱油压；c）同步器位置；以及d）所述离合器的结合时间。
14.根据权利要求10－13中任一项所述的离合器的故障诊断方法，其特征是：一旦检测到的所述离合器的基本信息是错误信息，则所在的故障模式终止，而其他故障模式继续运行。
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