CN107020957B

CN107020957B - 一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车

Info

Publication number: CN107020957B
Application number: CN201710229257.8A
Authority: CN
Inventors: 马守明; 冯超
Original assignee: Chongqing Changan New Energy Automobile Technology Co Ltd
Current assignee: Deep Blue Automotive Technology Co ltd
Priority date: 2017-04-10
Filing date: 2017-04-10
Publication date: 2020-02-07
Anticipated expiration: 2037-04-10
Also published as: CN107020957A

Abstract

本申请公开了一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车，接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；故障等级信息是各个子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对子系统故障进行计算得到的；根据各个子系统控制器上报的故障等级信息计算纯电动汽车的系统故障等级；将系统故障等级发送给各个子系统控制器，控制各个子系统控制器采取与系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的子系统故障进行处理。本申请会根据不同的系统故障等级采取相应的故障处理模式，能够增强故障诊断和处理的合理性，有效避免突然的动力中断或不响应驾驶员的驾驶命令的情况，提高驾驶纯电动汽车的安全性。

Description

一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车

技术领域

本申请涉及电动汽车技术领域，特别是涉及一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车。

背景技术

随着能源紧缺、环境不断恶化的影响和科学技术的进步，以电动汽车为代表的新能源汽车技术蓬勃发展，以电池作为动力的纯电动汽车在国内外得到了广泛的应用。

纯电动汽车也会发生故障，在现有技术中，通常是根据传统燃油汽车的故障诊断方法对纯电动汽车进行故障诊断的，并不适合纯电动汽车，并且在对诊断出的故障进行处理时，也会更多的考虑纯电动汽车的用电安全因素，容易导致采取并不恰当的故障处理措施，危害安全驾驶。例如，当纯电动汽车在高速运行时，如果电池出现故障，此时为保护电池，通常会进行紧急断电，从而在车辆高速运行过程中出现突然的动力中断或不响应驾驶员的驾驶命令的情况，极易造成交通事故。

因此，目前亟需一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车，以保证在驾驶纯电动汽车时的安全性。

发明内容

有鉴于此，本申请实施例提供一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车，以增强对纯电动汽车的故障诊断和处理的合理性，提高在驾驶纯电动汽车时的安全性。

为了实现上述目的，本申请实施例提供的技术方案如下：

一种纯电动汽车的故障处理方法，应用于整车控制器中，包括：

接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；

根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；

将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。

优选地，所述子系统包括：

整车控制器系统、电池管理系统、电机系统、直流转直流电源DCDC系统和车载充电机系统。

优选地，所述子系统故障包括：

正常模式、预失效模式、故障模式和预恢复模式。

优选地，所述故障处理模式包括警告模式、限制模式和停止模式，且每种故障处理模式分别对应不同的系统故障等级。

优选地，还包括：

判断所述系统故障等级是否大于或等于预设的阈值；

如果所述系统故障等级大于所述阈值，控制切断所述纯电动汽车的电源。

一种纯电动汽车的故障处理系统，包括：

接收模块，用于接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；

计算模块，用于根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；

控制模块，用于将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。

优选地，所述子系统包括：

优选地，所述子系统故障包括：

正常模式、预失效模式、故障模式和预恢复模式。

优选地，还包括：

判断模块，用于判断所述系统故障等级是否大于或等于预设的阈值；

则，所述控制模块，还用于如果所述系统故障等级大于所述阈值，控制切断所述纯电动汽车的电源。

一种纯电动汽车，包括上述任意一项所述的纯电动汽车的故障处理系统。

由以上本申请实施例提供的技术方案可见，相对于现有技术，本申请具有如下有益效果：

应用本申请提供的一种纯电动汽车的故障处理方法、系统及纯电动汽车，接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。可见，本申请在进行故障处理时，会根据不同的系统故障等级采取相应的故障处理模式，能够增强对纯电动汽车的故障诊断和处理的合理性，有效避免突然的动力中断或不响应驾驶员的驾驶命令的情况，提高在驾驶纯电动汽车时的安全性。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本申请实施例提供的纯电动汽车的故障处理方法的流程图；

图2为本申请实施例提供的纯电动汽车的故障处理系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1为本申请实施例提供的纯电动汽车的故障处理方法的流程图。

参照图1所示，本申请实施例提供的一种纯电动汽车的故障处理方法，应用于整车控制器中，包括：

S101：接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；

在本申请实施例中，所述子系统是指各控制器及其周边的传感器、执行器，在纯电动汽车动力总成中，常见的子系统包括：整车控制器VCU系统、电池管理系统、电机系统、直流转直流电源DCDC系统和车载充电机系统。

本申请实施例提供的方法由系统级诊断管理、子系统诊断管理、故障检测、故障处理四大部分构成。所述系统级诊断管理是由VCU(整车控制器)负责。VCU检测与自身系统相关的故障，并针对不同故障采取相应处理措施，同时VCU接收各子系统控制器的上报的故障等级信息。所述子系统诊断管理是由各子系统控制器负责控制器本身、周边传感器和执行器以及通讯的诊断，并根据不同故障采取相应处理措施。若诊断出多个故障，各子系统控制器按照取大原则计算出各自故障等级，并将诊断的故障等级上报VCU。

所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的。

其中，电池系统的故障等级信息可以参照如下电池系统的故障等级划分表1所示：

表1

电机系统的故障等级信息可以参照如下电机系统的故障等级划分表2所示：

表2

DCDC系统的故障等级信息可以参照如下DCDC系统的故障等级划分表3所示：

等级	等级描述
		4	停止工作
3	性能限制
		2	轻微限制性能
1	无性能限制，记录故障信息
		0	没有故障

表3

车载充电机系统的故障等级信息可以参照如下车载充电机系统的故障等级划分表4所示：

表4

本申请实施例中，在进行故障检测时，将故障检测分为三个部分：失效检测、Debounce、故障状态确认。

所述失效检测是通过系统功能安全设计、FMEA分析等工作，确定哪些失效需要进行检测。失效检测的机制由于被检测对象不同，检测的方式也不同，这里不作详细规定。失效检测得到的结果是0或者1，对应当前的失效检测状态是没有失效或者失效。

本发明根据不同失效后果，定义不同失效对应的故障容错时间。故障容错时间长短与失效引起的后果相关，失效检测时间需要根据故障容错时间进行分配，以满足失效检测时间+故障处理时间≤故障容错时间。

本发明提出两种Debounce方式：连续Debounce和窗口Debounce。

所述Debounce的作用是去掉由于各种干扰造成的错误信息，向故障确认功能传递Debounce后的状态。在Debounce功能中可以得到Debounce水平。在故障确认时需要根据Debounce水平的数值确定故障状态。

在进行故障检测时，各个子系统控制器根据不同的子系统故障，可以采用不同的Debounce逻辑：

连续Debounce时序图逻辑：当失效检测状态为1时，Debounce计数会在原有数值基础上加1。如果失效检测状态为0时，Debounce计数小于defect_limit(故障发生门限值)，则该计数值变回0xFFFF。当计数值超过defect_limit时，Debounce计数立刻变成0xFFFF，同时Debounce水平也会变成100％。在此之后，当失效检测状态为0时，Debounce计数会在原有数值(初始值为0)基础上加1，如果失效检测状态为1时，Debounce计数小于ok_limit(故障恢复门限值)，则该计数值变回0xFFFF。当该数值超过ok_limit时，Debounce计数立刻变成0xFFFF，同时Debounce水平也会变成0％。

窗口Debounce时序图逻辑：在一个诊断窗口内当失效检测状态为1时，Debounce计数会在原有数值基础上加1，如果失效检测状态为0时，Debounce计数不变，Debounce水平也保持不变，当该数值超过defect_limit时，Debounce计数立刻变成0xFFFF，同时Debounce水平也会变成100％，且不可恢复；若在一个诊断窗口内Debounce计数数值未超过defect_limit则当进入下一个诊断窗口时，Debounce计数与Debounce水平立即清零，并开始新的计数循环。

本发明可以将子系统故障的模式分成4种，分别是正常模式、预失效模式、故障模式、预恢复模式。各个状态依据失效检测结果和Debounce水平进行转换。在进行故障状态确认时，故障状态切换流转可以采用如下流程：

1)在正常情况下，当出现失效检测结果为1时，故障状态进入预失效模式，在预失效模式中，如果Debounce水平＝0％且失效检测结果＝0，则故障状态恢复到正常。

2)在预失效模式中，当Debounce水平＝100％且失效检测结果＝1时，故障状态进入故障模式。

3)在故障模式中，当失效检测结果为0时，故障状态进入预恢复模式，在预恢复模式中，如果Debounce水平＝100％且失效检测结果＝1，则故障状态恢复到故障模式。

4)在预恢复模式中，当Debounce水平＝0％时，故障状态进入正常模式。

S102：根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；

在进行纯电动汽车的故障诊断时，参照上述表1～表4分别对电池管理系统、电机系统、直流转直流电源DCDC系统和车载充电机系统的故障等级信息进行计算。整车控制器VCU作为动力系统核心，除了对各个子系统的故障等级信息进行管理外，还要检测自身相关的故障等级信息。各子系统将自身检测的故障等级通过CAN通讯方式发至VCU，VCU综合自身检测的故障等级信息和各子系统上报的故障等级信息，按照取大原则就可以计算出系统故障等级。

如下表5所示的故障等级映射表，整车控制器根据各个子系统控制器上报的故障等级信息以及所述故障等级映射表，即可计算得到系统故障等级。

系统故障等级	VCU故障等级	电池系统故障等级	电机系统故障等级	DCDC故障等级	车载充电系统故障等级
						0	0	0	0	0	0
1	1	1	1	1	1
						2	2	2	2	2	2
3	3	3	3	3	3
						4	4	4	4	——	——
5	5	5	5	4	4
						6	6	6	6	——	——

表5

本申请实施例中，根据纯电动汽车的动力系统的特点，可以将系统故障等级划分为6个级别，且每个级别分别对应不同的故障表现，具体可以如下表6所示：

表6

S103：将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。

在本申请实施例中，所述故障处理模式包括警告模式、限制模式和停止模式，且每种故障处理模式分别对应不同的系统故障等级。比如警告模式对应的系统故障等级1、2，在该模式下动力系统处于轻微性能降低；限制模式对应的系统故障等级3、4，在该模式下系统和子系统应保证处理措施能够有效地维持子系统处于安全状态；停止模式对应的系统故障等级5、6，子系统除了自行停止外，还应要求系统(VCU)协调控制确保其完全停止工作。

在确认为故障后，VCU与各子系统协同进行故障处理，每种故障处理模式分别对应的具体故障处理方法可以举例如下：

1)警告模式(对应系统1、2级故障)：

当系统检测为相应故障等级时，子系统采取额外限制措施让模式回到正常运行过程。

在当前驾驶循环内，当故障检测恢复后，相应故障处理措施也一并取消

VCU控制不对驾驶员进行警告及提示。

2)限制模式(对应系统3、4级故障)：

主要限制对象应是可用功率的限制。

当限制功能发生在功能运行过程中时，VCU在诊断出故障(或收到其他子系统相应故障等级)后立即控制点亮制动灯及危险警报灯，提醒后续尾随车辆。

VCU控制在仪表盘点亮系统严重故障指示灯，提醒驾驶员。

VCU和子系统控制器控制在当前驾驶循环内，当故障检测恢复后，处理措施保持不变。

3)停止模式(对应系统5、6级故障)：

VCU在诊断出故障(或收到其他子系统相应故障等级)后立即控制点亮制动灯及危险警报灯，并在仪表盘点亮系统严重故障指示灯，提醒驾驶员及后续尾随车辆。

VCU立即限制车辆驱动功率至0。

在本申请实施例中，VCU还可以判断所述系统故障等级是否大于或等于预设的阈值；如果所述系统故障等级大于所述阈值，控制切断所述纯电动汽车的电源。

整车控制器VCU不仅要将系统故障等级反馈到各个子系统控制器，还根据系统故障等级进行判定，识别严重故障是否会在短时间内造成较大危害(如碰撞、高压短路、绝缘故障)，若该系统故障等级达到一定高度(比如5级或6级)，参照是a)执行，否则参照b)执行，控制切断动力电池。

a)VCU根据实际电机转速判断是否满足切断高压条件(电机转速≤3000r)，若满足则VCU控制延时300ms切断高压，若不满足且故障报出时间超过500msVCU控制切断高压。

b)VCU控制立即切断高压。

应用本申请提供的一种纯电动汽车的故障处理方法，接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。可见，本申请在进行故障处理时，会根据不同的系统故障等级采取相应的故障处理模式，能够增强对纯电动汽车的故障诊断和处理的合理性，有效避免突然的动力中断或不响应驾驶员的驾驶命令的情况，提高在驾驶纯电动汽车时的安全性。

而且，本发明实施例详细描述了针对纯电动车故障等级划分、故障诊断管理以及针对车辆不同严重度故障所采取安全保护措施，提出了一套故障等级划分机制，使得故障分类更明确。在进行故障检测过程中提出了故障容错时间的划分、两种Debounce方式以及四种故障状态的流转，使能故障检测更精准。在进行故障处理时，能够根据不同故障等级提出了故障处理原则，尤其在发生严重故障时采用的处理措施能够快速提醒本车驾驶员和尾随车辆驾驶员，可有效降低非预期动力中断带来的追尾风险。采用本申请实施例提供的技术方案，可以实现发生故障时的准确诊断、及时预警及安全处理，提高车辆运行的可靠性和安全性。

对于前述的方法实施例，为了简单描述，故将其都表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本发明并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本发明，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。

参照图2所示，本申请实施例提供的一种纯电动汽车的故障处理系统，包括：

接收模块1，用于接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；

优选地，所述子系统包括：

优选地，所述子系统故障包括：

正常模式、预失效模式、故障模式和预恢复模式。

计算模块2，用于根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；

控制模块3，用于将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。

优选地，还包括：

则，所述控制模块3，还用于如果所述系统故障等级大于所述阈值，控制切断所述纯电动汽车的电源。

应用本申请提供的一种纯电动汽车的故障处理系统，接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；根据各个所述子系统控制器上报的所述故障等级信息计算所述纯电动汽车的系统故障等级；将所述系统故障等级发送给各个所述子系统控制器，控制各个所述子系统控制器采取与所述系统故障等级相对应的故障处理模式对检测到的所述子系统故障进行处理。可见，本申请在进行故障处理时，会根据不同的系统故障等级采取相应的故障处理模式，能够增强对纯电动汽车的故障诊断和处理的合理性，有效避免突然的动力中断或不响应驾驶员的驾驶命令的情况，提高在驾驶纯电动汽车时的安全性。

本申请实施例提供的纯电动汽车的故障处理系统，可以采用上述方法实施例中的纯电动汽车的故障处理方法，具体功能可以参照上述方法实施例中的步骤描述，此处不再赘述。

本申请还提供一种纯电动汽车，包括上述任意一项所述的纯电动汽车的故障处理系统。

为了描述的方便，描述以上系统时以功能分为各种单元分别描述。当然，在实施本申请时可以把各单元的功能在同一个或多个软件和/或硬件中实现。

本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处。尤其，对于系统或系统实施例而言，由于其基本相似于方法实施例，所以描述得比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的系统及系统实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

专业人员还可以进一步意识到，结合本文中所公开的实施例描述的各示例的单元及算法步骤，能够以电子硬件、计算机软件或者二者的结合来实现，为了清楚地说明硬件和软件的可互换性，在上述说明中已经按照功能一般性地描述了各示例的组成及步骤。这些功能究竟以硬件还是软件方式来执行，取决于技术方案的特定应用和设计约束条件。专业技术人员可以对每个特定的应用来使用不同方法来实现所描述的功能，但是这种实现不应认为超出本发明的范围。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(RAM)、内存、只读存储器(ROM)、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims

1.一种纯电动汽车的故障处理方法，应用于整车控制器中，其特征在于，包括：

接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，通过确定哪些失效需要进行检测的失效检测，去掉由于干扰造成的错误信息的Debounce以及故障状态确认确定子系统故障，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；

2.根据权利要求1所述的故障处理方法，其特征在于，所述子系统包括：

3.根据权利要求1所述的故障处理方法，其特征在于，所述子系统故障包括：

正常模式、预失效模式、故障模式和预恢复模式。

4.根据权利要求1所述的故障处理方法，其特征在于，所述故障处理模式包括警告模式、限制模式和停止模式，且每种故障处理模式分别对应不同的系统故障等级。

5.根据权利要求1所述的故障处理方法，其特征在于，还包括：

判断所述系统故障等级是否大于或等于预设的阈值；

6.一种纯电动汽车的故障处理系统，其特征在于，包括：

接收模块，用于接收纯电动汽车的各个子系统的子系统控制器上报的故障等级信息；所述故障等级信息是各个所述子系统控制器在检测到子系统故障时，通过确定哪些失效需要进行检测的失效检测，去掉由于干扰造成的错误信息的Debounce以及故障状态确认确定子系统故障，根据预设的故障等级划分表对所述子系统故障进行计算得到的；

7.根据权利要求6所述的故障处理系统，其特征在于，所述子系统包括：

8.根据权利要求6所述的故障处理系统，其特征在于，所述子系统故障包括：

正常模式、预失效模式、故障模式和预恢复模式。

9.根据权利要求6所述的故障处理系统，其特征在于，所述故障处理模式包括警告模式、限制模式和停止模式，且每种故障处理模式分别对应不同的系统故障等级。

10.根据权利要求6所述的故障处理系统，其特征在于，还包括：

11.一种纯电动汽车，其特征在于，包括如权利要求6至10中任意一项所述的纯电动汽车的故障处理系统。