CN109318907B - 混合动力汽车故障处理及仲裁方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混合动力汽车故障处理及仲裁方法。本发明采用跛行模式和故障处理向量的形式表达传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障、各总成故障状态等单个故障发生时的处理措施，并采用新发明的混合动力汽车故障处理及仲裁方法确定最终的跛行模式和故障处理向量，整车控制器应用层仅需根据最终仲裁后的故障处理模式和故障处理向量进行故障处理过程控制即可，无需考虑故障来源和当前故障数量。

Description

混合动力汽车故障处理及仲裁方法

技术领域

本发明涉及属于混合动力技术领域，涉及到混合动力汽车故障处理及仲裁方法，尤其涉及到基于跛行模式和故障处理向量的混合动力汽车故障处理及仲裁方法。

背景技术

相对于传统汽车，混合动力汽车增加了动力电池、电机等高压部件，电气和电控系统更加复杂，潜在故障也更多。混合动力系统中任何一个部件出现了故障，都可能导致整个系统运行出现问题，轻者致使汽车性能严重下降或不能起动，重者导致重大安全事故。因此，混合动力汽车的故障处理方法是重点关注及研究内容。

专利文献1(CN101364111A)公开了一种混合动力汽车故障检测及处理的方法，该方法利用混合动力汽车的各智能控制模块：混合动力控制单元、电机控制单元、电池管理系统、发动机管理系统，以混合动力控制单元的故障处理系统为故障处理决策中心，以电机控制单元、电池管理系统、发动机管理系统中的故障处理单元为子系统共同完成故障检测和处理。

专利文献2(CN105882649A)公开了一种混合动力汽车故障诊断方法，该方法包括以下步骤：(1)混合动力汽车故障检测，对混合动力系统主要部件输入信号、动力源转矩响应信号以及整车CAN通信信号进行故障检测，得到表征各待检信号故障状态的标识符；(2)混合动力汽车故障确认，依据步骤(1)得到的各待检信号故障状态标识符，进一步进行混合的动力系统故障确认。

专利文献3(CN101941439A)公开了一种用于混合动力汽车的避免并发性故障的控制系统故障诊断方法，所述系统是由多个电控单元组成的混合动力汽车控制系统，诊断方法的具体过程是当汽车发生故障时，故障模块通过自身的诊断时序和诊断条件控制，依次向主控制模块发送故障信息，主控制模块根据故障信息达到的先后顺序，以最先报出故障的电控单元为准，记录该电控单元所发出的故障代码，并通过诊断接口对外输出。

专利文献4(CN101038239A)公开了一种混合动力车故障处理方法及其故障处理系统，其故障处理方法包括如下步骤：检测混合动力车的各零部件当前发生的故障级别；根据所述各零部件的故障级别映射获得各零部件的故障响应级别；将获得的所述各零部件的故障相应级别中最高的故障响应级别确定为最终故障相应级别，进行对应的故障处理。该专利可有效防止整车控制在故障发生时出现漏洞，消除安全隐患。

对于专利文献1和专利文献2公开的混合动力汽车故障检测及处理的方法，都是基于单个故障发生时的故障诊断及故障处理方法，由于混合动力系统涉及到的零部件及控制单元众多，存在多个故障同时发生的情况，因此该类故障诊断方法并不够完善。对于专利文献3公开的故障诊断方法，虽然能使由非自身故障引发的故障误报率减低，但该方法仅适用于由一种故障导致多个控制单元连锁报出故障的情况，并不适用于多个处理措施优先级不同的故障同时发生的情况。对于专利文献4公开的故障处理方法，虽然可有效防止整车控制在故障发生时出现漏洞，消除安全隐患，但该方法仅适用于多个处理措施优先级不同的故障同时发生的情况，并不适用多个处理措施有冲突的故障同时发生的情况。

鉴于混合动力系统的复杂性，传统汽车的故障处理方法不能满足混合动力汽车的应用要求。现有的混合动力汽车故障处理方面的专利多针对单个故障的处理方法或仅采用了简单的故障仲裁方法，不能完全应对多个故障发生情况下的故障处理。因而需要开发一种新型的混合动力汽车故障处理及仲裁方法。

发明内容

本发明目的是提供一种混合动力汽车故障处理及仲裁方法，该方法通过跛行模式和故障处理向量的形式表达单个故障发生时的处理措施，然后将跛行模式和故障处理向量进行故障仲裁，得到多故障发生情况下的跛行模式和故障处理向量，解决了当前混合动力汽车故障处理不能完全应对多个故障发生情况下的故障处理的不足，保证混合动力汽车在多故障发生的情况下依然能够在保证安全的前提下最大限度控制车辆行驶。

本发明解决技术问题采用如下技术方案：一种混合动力汽车故障处理及仲裁方法，其包括：

根据整车控制器能够识别的故障列表制定单个故障发生时的故障处理措施；

通过跛行模式和故障处理向量的形式表达单个故障发生时的故障处理措施；其中，跛行模式按照故障的严重程度进行编码，故障越严重，则编码越大；故障处理向量由多个故障处理请求标志组成，每个故障处理请求标志有请求就置一，否则置零；

将所有跛行模式的编码取大，将所有故障对应的同一故障处理请求标志取或，得到所有故障情况下的跛行模式和各个故障处理请求标志；

将上述故障处理请求标志进行故障仲裁，针对优先级不同、处理措施有冲突的故障处理向量进行处理，得到最终的故障处理向量和跛行模式。

可选的，所述单个故障包括传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障和各总成故障，所述单个故障处理措施为上述单个故障发生后整车控制器应该如何处理保证车辆在安全的前提下最大限度的行驶的故障处理措施。

可选的，所述的跛行模式包括：报警模式、混合动力跛行模式、发动机跛行模式、纯电动跛行模式、立即停车模式和安全模式，严重程度依次增加。

可选的，所述报警模式是指混合动力汽车的某些功能受限制；混合动力跛行模式是指发动机能正常工作，高压系统不需要下高压电，但电机和电池的能力受限制，与正常的混合动力模式不一样；发动机跛行模式是指电机或动力电池出现严重故障时，电机不能参与工作，由发动机单独驱动的跛行模式；纯电动跛行是指发动机出现严重故障，不能参加工作，由电机单独驱动的跛行模式；立即停车模式是指车辆需要快速切断动力源，高压系统需要正常下电，电机不工作，发动机停机；安全模式是涉及到安全的跛行模式，需要直接切断动力源。

可选的，所述故障处理向量由多个故障处理请求标志位组成，所述故障处理请求标志位包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求、DC/DC不工作请求、不允许外接充电请求、发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求、禁止起动机起机请求、混动系统一般故障和混合动力系统严重故障，故障处理请求标志位有请求就置一，否则置零。

可选的，针对优先级不同的故障处理向量进行处理具体包括：高压相关的故障处理请求标志位包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求和DC/DC不工作请求，其优先级为高压紧急下电请求>高压正常下电请求>电机不工作请求或DC/DC不工作请求；混合系统故障灯显示涉及到的故障处理请求标志位包括：混动系统一般故障和混合动力系统严重故障，严重故障的优先级>一般故障的优先级。

可选的，针对处理措施有冲突的故障处理向量进行处理具体包括：故障处理措施相互冲突的情况所涉及到的故障处理请求标志位包括：发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求和禁止起动机起机请求；当同时有发动机工作请求和发动机停机请求标志，或同时有起动机起机请求和禁止起动机起机请求标志时，车辆应进入立即停车模式。

本发明具有如下有益效果：本发明采用跛行模式和故障处理向量的形式表达传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障、各总成故障状态等单个故障发生时的处理措施，并采用新发明的混合动力汽车故障处理及仲裁方法确定最终的跛行模式和故障处理向量，整车控制器应用层仅需根据最终仲裁后的故障处理模式和故障处理向量进行故障处理过程控制即可，无需考虑故障来源和当前故障数量。

附图说明

图1所示为本发明中所述的混合动力汽车故障处理及仲裁方法的流程图。

图2所示为本发明中所述的优先级相关的故障处理标志位的仲裁结果。

图3所示为本发明中所述的相冲突的故障处理标志位的仲裁结果。

图4所示为本发明中所述的故障仲裁流程图。

具体实施方式

下面结合实施例及附图对本发明的技术方案作进一步阐述。

实施例1

本实施例提供了一种混合动力汽车故障处理及仲裁方法，其包括：

根据整车控制器能够识别的故障列表制定单个故障发生时的故障处理措施；

通过跛行模式和故障处理向量的形式表达单个故障发生时的故障处理措施；其中，跛行模式按照故障的严重程度进行编码，故障越严重，则编码越大；故障处理向量由多个故障处理请求标志组成，每个故障处理请求标志有请求就置一，否则置零；

将所有跛行模式的编码取大，将所有故障对应的同一故障处理请求标志取或，得到所有故障情况下的跛行模式和各个故障处理请求标志；

将上述故障处理请求标志进行故障仲裁，针对优先级不同、处理措施有冲突的故障处理向量进行处理，得到最终的故障处理向量和跛行模式。

其中，所述单个故障包括传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障、各总成故障状态等，所述单个故障处理措施即为上述故障发生后整车控制器应该如何处理保证车辆在安全的前提下最大限度的行驶，也就是说，本实施例首先制定了整车控制器能够识别的传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障、各总成故障状态等单个故障发生时的故障处理措施，例如当前离合器压力传感器故障时，控制前离合器分离，整车采用电机单独驱动的跛行模式；当高压电池控制系统的CAN信号中断时，整车采用发动机单独驱动的跛行模式；当电机系统出现一般故障时，限制电机输出扭矩，整车采用混合动力跛行模式；其中，所述各总成故障包括电机系统故障、电池系统故障、DC/DC故障、充电机故障、发动机系统故障、变速箱系统故障、转向助力系统故障、ACC故障等。

所述的跛行模式包括：报警模式、混合动力跛行模式、发动机跛行模式、纯电动跛行模式、立即停车模式和安全模式，严重程度依次增加。其中，报警模式是指混合动力汽车某些功能受限制，例如不能外接充电等；混合动力跛行模式是指发动机能正常工作，高压系统不需要下高压电，但电机和电池的能力受限制，与正常的混合动力模式不一样；发动机跛行模式是指电机或动力电池出现严重故障时，电机不能参与工作，由发动机单独驱动的跛行模式；纯电动跛行是指发动机出现严重故障，不能参加工作，由电机单独驱动的跛行模式；立即停车模式是指车辆需要快速切断动力源，高压系统需要正常下电，电机不工作，发动机停机；安全模式是涉及到安全的跛行模式，需要直接切断动力源，与立即停车模式的区别在于需要直接切断高压。跛行模式按照严重程度编号，越严重号码越大，故报警模式编码最小，安全模式的编码最大。

所述的故障处理向量由多个故障处理请求标志位组成，包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求、DC/DC不工作请求、不允许外接充电请求、发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求、禁止起动机起机请求、混动系统一般故障、混合动力系统严重故障等。故障处理请求标志位有请求就置一，否则置零。

所述的跛行模式和故障处理向量有一定的关系，每个跛行模式中都有些特定的故障处理请求标志必定置一，而其他故障处理请求标志根据当前故障的处理措施决定置一还是置零。报警模式没有必有的故障处理请求标志；混合动力跛行模式必有的故障处理请求标志只有发动机工作请求；发动机跛行模式必有的故障处理请求标志包括：发动机工作请求、起动机起机请求；纯电动跛行模式必有的故障处理请求标志只有发动机停机请求；立即停车模式必有的故障处理请求标志包括：高压正常下电请求、不允许外接充电请求、发动机停机请求；安全模式必有的故障处理请求标志包括：高压紧急下电请求、不允许外接充电请求、发动机停机请求。

所述的故障仲裁方法针对故障处理措施优先级不同和相互冲突的两种情况。故障处理措施优先级不同主要体现在高压相关的故障处理及混动系统故障灯显示上，其中，高压相关的故障处理请求标志位包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求、DC/DC不工作请求、不允许外接充电请求，其优先级为高压紧急下电请求>高压正常下电请求>电机不工作请求或DC/DC不工作请求。混合系统故障灯显示涉及到的故障处理请求标志位包括：混动系统一般故障、混合动力系统严重故障。严重故障的优先级>一般故障的优先级。优先级相关的故障处理标志位的仲裁结果详见图2所示。

故障处理措施相互冲突的情况主要体现在发动机起停请求上，涉及到的故障处理请求标志位包括：发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求、禁止起动机起机请求。当同时有发动机工作请求、发动机停机请求标志，或同时有起动机起机请求、禁止起动机起机请求标志时，车辆应进入立即停车模式。相冲突的故障处理标志位的仲裁结果详见图3所示。

基于所有故障情况下的故障处理模式和故障处理向量的故障仲裁流程如图4所示，当高压紧急下电请求标志置一时，整车进入到安全模式，高压紧急下电请求、发动机停机请求标志置一，混动系统故障灯显示请求按照图2仲裁结果置位。当高压紧急下电请求标志置零时，如果同时有发动机工作请求、发动机停机请求标志，或同时有起动机起机请求、禁止起动机起机请求标志时，车辆应进入立即停车模式，混动系统故障灯显示请求按照图2仲裁结果置位。其他情况下，跛行模式取大，不涉及冲裁的故障处理请求标志不变，混动系统故障灯显示请求按照图2仲裁结果置位，高压相关的故障处理请求仲裁如下：当高压正常下电请求标志置一时，高压正常下电请求标志置一，电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置零；当高压正常下电请求标志置零时，如果电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置同时置一，则高压正常下电请求标志置一，电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置零，否则高压相关故障处理请求标志不变。

本发明采用跛行模式和故障处理向量的形式表达传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障、各总成故障状态等单个故障发生时的处理措施，并采用新发明的混合动力汽车故障处理及仲裁方法确定最终的跛行模式和故障处理向量，整车控制器应用层仅需根据最终仲裁后的故障处理模式和故障处理向量进行故障处理过程控制即可，无需考虑故障来源和当前故障数量。

并且，本发明能够保证混合动力汽车在多故障发生的情况下依然能够在保证安全的前提下最大限度控制车辆行驶。

以上实施例的先后顺序仅为便于描述，不代表实施例的优劣。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (3)

1.一种混合动力汽车故障处理及仲裁方法，其特征在于，包括：

根据整车控制器能够识别的故障列表制定单个故障发生时的故障处理措施；

通过跛行模式和故障处理向量的形式表达单个故障发生时的故障处理措施；其中，跛行模式按照故障的严重程度进行编码，故障越严重，则编码越大；故障处理向量由多个故障处理请求标志组成，每个故障处理请求标志有请求就置一，否则置零；

将所有跛行模式的编码取大，将所有故障对应的同一故障处理请求标志取或，得到所有故障情况下的跛行模式和各个故障处理请求标志；

将上述故障处理请求标志进行故障仲裁，针对优先级不同、处理措施有冲突的故障处理向量进行处理，得到最终的故障处理向量和跛行模式；

其中，所述单个故障包括传感器故障、执行器故障、控制器自身故障、CAN通讯故障和各总成故障，所述单个故障处理措施为上述单个故障发生后整车控制器应该如何处理保证车辆在安全的前提下最大限度的行驶的故障处理措施；

所述故障处理向量由多个故障处理请求标志位组成，所述故障处理请求标志位包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求、DC/DC不工作请求、不允许外接充电请求、发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求、禁止起动机起机请求、混动系统一般故障和混合动力系统严重故障，故障处理请求标志位有请求就置一，否则置零；

针对优先级不同的故障处理向量进行处理具体包括：高压相关的故障处理请求标志位包括：高压紧急下电请求、高压正常下电请求、电机不工作请求和DC/DC不工作请求，其优先级为高压紧急下电请求>高压正常下电请求>电机不工作请求或DC/DC不工作请求；混合系统故障灯显示涉及到的故障处理请求标志位包括：混动系统一般故障和混合动力系统严重故障，严重故障的优先级>一般故障的优先级；

针对处理措施有冲突的故障处理向量进行处理具体包括：故障处理措施相互冲突的情况所涉及到的故障处理请求标志位包括：发动机工作请求、发动机停机请求、起动机起机请求和禁止起动机起机请求；当同时有发动机工作请求和发动机停机请求标志，或同时有起动机起机请求和禁止起动机起机请求标志时，车辆应进入立即停车模式；

其中，当高压紧急下电请求标志置一时，整车进入到安全模式，高压紧急下电请求、发动机停机请求标志置一；当高压紧急下电请求标志置零时，如果同时有发动机工作请求、发动机停机请求标志，或同时有起动机起机请求、禁止起动机起机请求标志时，车辆应进入立即停车模式；高压相关的故障处理请求仲裁如下：当高压正常下电请求标志置一时，高压正常下电请求标志置一，电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置零；当高压正常下电请求标志置零时，如果电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置同时置一，则高压正常下电请求标志置一，电机不工作请求、DC/DC不工作请求标志置零，否则高压相关故障处理请求标志不变。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车故障处理及仲裁方法，其特征在于，所述的跛行模式包括：报警模式、混合动力跛行模式、发动机跛行模式、纯电动跛行模式、立即停车模式和安全模式，严重程度依次增加。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车故障处理及仲裁方法，其特征在于，所述报警模式是指混合动力汽车的某些功能受限制；混合动力跛行模式是指发动机能正常工作，高压系统不需要下高压电，但电机和电池的能力受限制，与正常的混合动力模式不一样；发动机跛行模式是指电机或动力电池出现严重故障时，电机不能参与工作，由发动机单独驱动的跛行模式；纯电动跛行是指发动机出现严重故障，不能参加工作，由电机单独驱动的跛行模式；立即停车模式是指车辆需要快速切断动力源，高压系统需要正常下电，电机不工作，发动机停机；安全模式是涉及到安全的跛行模式，需要直接切断动力源。

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