CN108153286B - 故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统 - Google Patents

Abstract

本发明实施例提供一种故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统，涉及新能源汽车技术领域。该方法包括：接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。本发明实施例从系统的角度出发，将第一故障信息和第二故障信息进行汇总，实现资源协调与共享，并进行冗余处理、相互验证、综合分析，尽可能找出引起故障的真实原因，并采取最优处理策略，实现进行系统故障的处理。

Description

故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体而言，涉及一种故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统。

背景技术

增程器是当今解决混合电动汽车续航里程短的一个重要途径。汽车功率跟随式增程器，也可称为汽车功率跟随器，属于汽车核心动力部件，独立于整车控制器(Vehiclecontrol unit，VCU)而存在，包含发动机、发动机管理系统(Engine Manage System，EMS)、电机及电机控制器(Generator Control Unit，GCU)以及功率跟随器控制器(PowerFollower Control Unit，PFCU)，因此可能出现的故障点较多，汽车功率跟随器作为新能源汽车的关键，故障诊断至关重要，任何一个子系统出现了问题都会影响其正常工作，通常的做法是由各个子系统自行进行故障诊断，这种方式不能实现资源协调与共享，没有系统故障处理功能，有时会出现诊断错误影响系统正常工作，可靠性差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例的目的在于提供一种故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统，结合各个控制器上报的故障信息进行合理的判断和处理，以提高解决故障问题的可靠性和安全性。

本发明实施例提供一种故障诊断方法，应用于功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，所述方法包括：接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。

优选的，所述方法还包括：接收所述发动机管理系统发送的第一故障等级和发电机控制单元发送的第二故障等级；依据所述第一故障信息和所述第二故障信息生成对应的故障等级，并调整所述第一故障等级和所述第二故障等级。

优选的，所述依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级的步骤包括：依据所述第一故障信息、第二故障信息和第三故障信息得到系统故障等级。

优选的，所述执行指令包括：警告处理信号、无法启动信号、降功率信号、停机信号。

本发明实施例还提供一种故障诊断装置，应用于功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，所述故障诊断装置包括：接收模块，用于接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；生成模块，用于依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；故障分级模块，用于依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；故障处理模块，用于生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。

优选的，所述接收模块还用于：接收所述发动机管理系统发送的第一故障等级和发电机控制单元发送的第二故障等级；等级确定模块，依据所述第一故障信息和所述第二故障信息生成对应的故障等级，并调整所述第一故障等级和所述第二故障等级。

优选的，所述故障分级模块还用于：依据所述第一故障信息、第二故障信息和第三故障信息得到系统故障等级。

本发明实施例还提供一种跟随器诊断系统，包括发动机管理系统、发电机控制单元和功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与所述发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，所述功率跟随器控制器用于：接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。

优选的，所述发动机管理系统和发电机控制单元均通过CAN总线与所述功率跟随器控制器连接，所述发动机管理系统通过依照UDS协议上传所述第一故障信息，所述发电机控制单元依照CAN协议周期性上传所述第二故障信息。

优选的，所述功率跟随器控制器还连接有显示单元，所述显示单元用于显示所述系统总成故障信息及所述系统故障等级。

与现有技术相比，本发明实施例提供的故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统，所述故障诊断方法包括：接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。本发明实施例从系统的角度出发，由功率跟随器控制器对各个控制器上报的故障信息进行合理的判断和处理，将第一故障信息和第二故障信息进行汇总，实现资源协调与共享，并进行冗余处理、相互验证、综合分析，尽可能找出引起故障的真实原因，并采取最优处理策略，实现进行系统故障的处理。本发明实施例的随器诊断系统兼容UDS协议和CAN协议，能有效管理汽车功率跟随器的故障信息，提高了汽车功率跟随器的可维护性、可靠性和安全性。

为使本发明的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，应当理解，以下附图仅示出了本发明的某些实施例，因此不应被看作是对范围的限定，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相关的附图。

图1为本发明实施例提供的汽车功率跟随器的结构框图。

图2为本发明实施例提供的功率跟随器控制器的方框示意图。

图3为本发明实施例提供的故障诊断装置的功能模块示意图。

图4为本发明实施例提供的由故障信息生成故障等级的示意图。

图5为本发明实施例提供的故障诊断的逻辑关系图。

图6为本发明实施例提供的故障诊断方法的流程图。

图标：100-汽车功率跟随器；10-功率跟随器控制器；20-发动机总成；21-发动机管理系统；22-发动机；30-发电机总成；31-发电机控制单元；32-发电机；101-存储器；102-存储控制器；103-处理器；200-故障诊断装置；201-接收模块；202-生成模块；203-故障分级模块；204-故障处理模块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。通常在此处附图中描述和示出的本发明实施例的组件可以以各种不同的配置来布置和设计。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施例的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施例。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。

应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。同时，在本发明的描述中，术语“第一”、“第二”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

请参考图1，是本发明实施例提供的汽车功率跟随器100的结构框图。汽车功率跟随器100(Auto power follower)是当今解决混合电动汽车续航里程短的一个重要部件，例如吉利汽车功率跟随器100(Geely Auto Power Follower，GAPF)。汽车功率跟随器100包括发动机总成20、发电机总成30以及功率跟随器控制器10(Power Follower Control Unit，PFCU)，所述发电机总成30可以在工作时，将部分动能通过发电机32转化为电能，所述发动机总成20可以给汽车燃油动力，发电机总成30可以为汽车提供电力动力，均可使汽车行驶。

发动机总成20包括发动机22和发动机管理系统21(Engine Manage System，EMS)，发电机总成30包括发电机32及发电机控制单元31(Generator Control Unit，GCU)。EMS和GCU可以分别控制发动机22和发电机32，EMS和GCU可以通过CAN总线与PFCU连接，以进行数据交互，本实施例中，用于将EMS和GCU的故障信息传输至PFCU。

本实施例提供一种跟随器诊断系统，包括发动机管理系统21、发电机控制单元31和功率跟随器控制器10，旨在利用功率跟随器控制器10接收EMS和GCU的故障信息，统一进行处理判断，得到整个汽车功率跟随器100的故障信息和等级，增强了汽车功率跟随器100的灵活性和适应性。

请参考图2，是本发明实施例提供的功率跟随器控制器10的方框示意图，本发明实施例提供的故障诊断装置200可应用于功率跟随器控制器10中，该功率跟随器控制器10还包括存储器101、存储控制器102、处理器103。

所述存储器101、存储控制器102以及处理器103，各元件相互之间直接或间接地电性连接，以实现数据的传输或交互。例如，这些元件相互之间可通过一条或多条通讯总线或信号线实现电性连接。所述故障诊断装置200包括至少一个可以软件或固件(firmware)的形式存储于所述存储器101中或固化在功率跟随器控制器10的操作系统(operatingsystem，OS)中的软件功能模块。所述处理器103用于执行存储器101中存储的可执行模块，例如，所述故障诊断装置200包括的软件功能模块或计算机程序。

处理器103可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。上述的处理器103可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本发明实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器103也可以是任何常规的处理器等。

请参考图3，是本发明实施例提供的故障诊断装置200的功能模块示意图。本实施例的故障诊断装置200可以存储于所述存储器101，并由处理器103执行，该故障诊断装置200包括接收模块201、生成模块202、故障分级模块203和故障处理模块204。

所述接收模块201，用于接收所述发动机管理系统21发送的第一故障信息和发电机控制单元31发送的第二故障信息。

发动机管理系统21可以依照统一诊断服务(Unified Diagnostic Service，UDS)协议向功率跟随器控制器10上传所述第一故障信息，例如利用服务问答读取；所述发电机控制单元31可以依照CAN协议周期性上传所述第二故障信息，例如以周期性报文的形式传输至功率跟随器控制器10。接收模块201可以接收所述第一故障信息和第二故障信息，第一故障信息和第二故障信息包括故障代码，不同的故障可以用不同的故障代码表示。

在其他具体实施方式中，所述发动机管理系统21可以依据第一故障信息生成对应的第一故障等级，所述发电机控制单元31可以依据第二故障信息生成对应的第二故障等级。所述接收模块201还可以接收所述发动机管理系统21发送的第一故障等级和发电机控制单元31发送的第二故障等级，第一故障等级和第二故障等级可作为系统故障等级的判断依据。功率跟随器控制器10可以依据第一故障信息和第二故障信息对这两种故障信息的等级进行判断，生成对应的故障等级，并对比EMS发送的第一故障等级和GCU发送的第二故障等级，进行合理的调整，生成更加合理的故障等级。

生成模块202，用于依据所述第一故障信息和所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息。

依据EMS的第一故障信息、GCU的第二故障信息以及功率跟随器控制器10自身的第三故障信息，判断分析整个功率跟随器控制器10可能出现的故障，例如：EMS的发动机超速故障或GCU的电机过压故障等将导致功率跟随器停机，所述第三故障信息包括通讯信号故障、硬件检测故障等。需要提到的是，所述系统总成故障信息可以是第一故障信息、所述第二故障信息或第三故障信息中的至少一个。

所述故障分级模块203，用于依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级。

请参考图4，是本发明实施例提供的由故障信息生成故障等级的示意图。生成模块202得到系统总成故障信息后，可以将故障诊断代码(Diagnostic Trouble Code，DTC)输入，经过选择后，可以得到如图4的“0、1、3”三种故障等级。当然，在其他具体实施方式中，还可以包括其他种类的故障等级。需要提到的是，所述系统故障等级的级别为第一故障等级、所述第二故障等级中较高的等级。例如，第一故障等级为A，第二故障等级为B，A的故障等级低于B，即相对于用户B更需要优先处理，则系统故障等级为B。

故障处理模块204，用于生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。

可预先对应不同的系统故障等级设置对应的执行指令，例如，故障分级模块203得到的是三个故障等级，故障处理模块204可以生成对应三个故障等级的指令，如警告处理信号、降功率信号、停机信号三种指令。功率跟随器控制器10可以将这三种信号指令发送至对应的执行模块上。

如图5所示，是本发明实施例提供的故障诊断的逻辑关系图。依据不同的故障代码可以生成不同的故障等级，以三种为例，三种故障等级对应了警告处理信号、降功率信号、停机信号三种处理措施的执行指令，执行指令通过执行总线(Exec Bus)发送至对应的功能模块，以执行对应的操作。例如，警告处理信号可以直接输出到控制输出总线上，以发出警告命令；降功率信号可以通过执行总线发送至TQL模块，即扭矩限制模块，以执行降级处理；停机信号可以通过执行总线发送至STD模块，即启停控制模块，以进行断油停机处理。

在其他具体实施方式中，所述执行指令还可以包括无法启动信号，无法启动信号可以通过执行总线发送至DM模块，即故障诊断模块，使汽车进入跛行模式。

本实施例中，所述功率跟随器控制器10还连接有显示单元，所述显示单元用于显示所述系统总成故障信息及所述系统故障等级，便于用户了解功率跟随器的故障情况。

请参考图6，是本发明实施例提供的故障诊断方法的流程图。所述需要说明的是，本发明所述的故障诊断方法并不以图6以及以下所述的具体顺序为限制。应当理解，在其它实施例中，本发明所述的故障诊断方法其中部分步骤的顺序可以根据实际需要相互交换，或者其中的部分步骤也可以省略或删除。本实施例的故障诊断方法应用于功率跟随器控制器10。下面将对图6所示的具体流程进行详细阐述。请参阅图6，所述故障诊断方法包括：

步骤S101，接收所述发动机管理系统21发送的第一故障信息和发电机控制单元31发送的第二故障信息。

本发明实施例中，所述步骤S101可以由接收模块201执行。

步骤S102，依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息。

本发明实施例中，所述步骤S102可以由生成模块202执行。

需要提到的是，在所述步骤S102之前还可以包括：接收所述发动机管理系统21发送的第一故障等级和发电机控制单元31发送的第二故障等级。

步骤S103，依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级。

在其他具体实施方式中，还可以依据所述第一故障信息、第二故障信息和第三故障信息得到系统故障等级。

本发明实施例中，所述步骤S103可以由故障分级模块203执行。

步骤S104，生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。

本发明实施例中，所述步骤S104可以由故障处理模块204执行。

综上所述，本发明实施例提供的故障诊断方法、装置及跟随器诊断系统，所述故障诊断方法包括：接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令。本发明实施例从系统的角度出发，由功率跟随器控制器对各个控制器上报的故障信息进行合理的判断和处理，将第一故障信息和第二故障信息进行汇总，实现资源协调与共享，并进行冗余处理、相互验证、综合分析，尽可能找出引起故障的真实原因，并采取最优处理策略，实现进行系统故障的处理。本发明实施例的随器诊断系统兼容UDS协议和CAN协议，既能有效管理汽车功率跟随器的故障信息，又结合了故障显示单元的功能，以利于及时解决故障问题，提高了汽车功率跟随器的可维护性、可靠性和安全性。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，也可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，附图中的流程图和框图显示了根据本发明的多个实施例的装置、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现方式中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一起形成一个独立的部分，也可以是各个模块单独存在，也可以两个或两个以上模块集成形成一个独立的部分。

所述功能如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，对于本领域的技术人员来说，本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。应注意到：相似的标号和字母在下面的附图中表示类似项，因此，一旦某一项在一个附图中被定义，则在随后的附图中不需要对其进行进一步定义和解释。

以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (8)

1.一种故障诊断方法，应用于功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，其特征在于，所述方法包括：

接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；

依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；所述系统总成故障信息为所述功率跟随器控制器的系统总成故障信息；

依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；

生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令；

其中，所述方法还包括：

接收所述发动机管理系统发送的第一故障等级和发电机控制单元发送的第二故障等级；

依据所述第一故障信息和所述第二故障信息生成对应的故障等级，并调整所述第一故障等级和所述第二故障等级。

2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级的步骤包括：依据所述第一故障信息、第二故障信息和第三故障信息得到系统故障等级。

3.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其特征在于，所述执行指令包括：警告处理信号、无法启动信号、降功率信号、停机信号。

4.一种故障诊断装置，应用于功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，其特征在于，所述故障诊断装置包括：

接收模块，用于接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；

生成模块，用于依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；所述系统总成故障信息为所述功率跟随器控制器的系统总成故障信息；

故障分级模块，用于依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；

故障处理模块，用于生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令；

其中，所述接收模块还用于：接收所述发动机管理系统发送的第一故障等级和发电机控制单元发送的第二故障等级；

等级确定模块，依据所述第一故障信息和所述第二故障信息生成对应的故障等级，并调整所述第一故障等级和所述第二故障等级。

5.根据权利要求4所述的故障诊断装置，其特征在于，所述故障分级模块还用于：依据所述第一故障信息、第二故障信息和第三故障信息得到系统故障等级。

6.一种跟随器诊断系统，其特征在于，包括发动机管理系统、发电机控制单元和功率跟随器控制器，所述功率跟随器控制器分别与所述发动机管理系统和发电机控制单元通信连接，所述功率跟随器控制器用于：

接收所述发动机管理系统发送的第一故障信息和发电机控制单元发送的第二故障信息；

依据所述第一故障信息、所述第二故障信息和所述功率跟随器控制器自身的第三故障信息生成系统总成故障信息；所述系统总成故障信息为所述功率跟随器控制器的系统总成故障信息；

依据所述系统总成故障信息得到系统故障等级；

生成与所述系统总成故障信息和所述系统故障等级对应的执行指令；

其中，接收所述发动机管理系统发送的第一故障等级和发电机控制单元发送的第二故障等级；

依据所述第一故障信息和所述第二故障信息生成对应的故障等级，并调整所述第一故障等级和所述第二故障等级。

7.根据权利要求6所述的跟随器诊断系统，其特征在于，所述发动机管理系统和发电机控制单元均通过CAN总线与所述功率跟随器控制器连接，所述发动机管理系统通过依照UDS协议上传所述第一故障信息，所述发电机控制单元依照CAN协议周期性上传所述第二故障信息。

8.根据权利要求7所述的跟随器诊断系统，其特征在于，所述功率跟随器控制器还连接有显示单元，所述显示单元用于显示所述系统总成故障信息及所述系统故障等级。

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