CN111007844A - 一种新能源汽车控制器故障判定方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种针对新能源汽车故障判定的方法，适用于混合动力/纯电动整车控制器，以及电池管理器、电机控制器等，其它汽车电子系统分布式控制器。通过此方法，可以效地判定诊断逻辑输出的故障。所述故障判定方法包括：故障逻辑第一级判定；故障逻辑第二级判定；故障逻辑第三级判定。共三个主要的判定模块；另外，包括需要在判定模块中需要使用到的五个部件：故障判定第一计数器，故障判定第二计数器，故障判定第三计数器，故障判定第四计数器，和综合状态缓存器；通过以上的多级级判定和相关个部件，实现故障的准确判定，同时保障过程的误差冗余。

Description

一种新能源汽车控制器故障判定方法

技术领域

本发明属于汽车的控制器领域，尤其涉及一种新能源汽车控制器的故障判定方法。

背景技术

新能源汽车控制器及系统，在汽车的常规功能实现之外，如动力控制，还承担着故障探测等安全相关的保护功能。其中负责中央运算的各个分布式控制运算单元，或负责子系统的安全诊断，或承担整车的安全监控。

能够高效地捕获各类传感器或者关联系统的信号、状态等信息，加载到控制器内部缜密的诊断逻辑，快速地确定和记录整车系统或子系统的故障，一直是汽车电子、系统开发的重点关注对象 。

但是由于汽车类产品在应用环境复杂，对于故障的处理的稳定性要求就相对来说就越发更重要。

常规情况下，绝大多数故障可以预定确定划分为两类：系统累积型故障和系统噪声干扰型故障。两类故障均具备相应的特性。

对于汽车故障的多数情况下是车辆的电控系统结合各类传感器，对实时的各类信号，进行综合考量得到的故障结果；电控系统需要能够不无遗漏的捕捉记录所有的故障，以保障车辆和人员的安全；同时，又要有必要的冗余措施，防止信号干扰或者环境干扰导致的故障误报，并且随着故障优先级和控制系统实际存储空间的综合考量，车辆部分故障随着系统稳定，也存在自动消失的情况。

综合以上的故障诊断要求，本发明提供了一种覆盖两类故障的判定探测方法。

发明内容

基于上述问题，提供了一种新能源汽车控制器故障判定方法。

一种新能源汽车控制器故障判定方法，所述方法包括：

设计三级故障判定阶段，包括：第一级判定逻辑，第二级判定逻辑，第三级判定逻辑。

针对第二级判定逻辑，设计故障判定第一计数器和故障判定第二计数器；

针对第三级判定逻辑，设计故障判定第三计数器和故障判定第四计数器；

针对第一级判定逻辑，第二级判定逻辑，和第三级判定逻辑，设计一个综合状态缓存器。

所述的发明方法，可分为三个主要步骤来实现：在第一级判定逻辑的故障特性和故障判定条件，按故障判定的最基础时间因子，输出当前判定结果和故障的类型属性。第二步，根据故障判定结果决定是否进入第二级判定逻辑，假例进入第二级判定逻辑，根据第一级判定的故障类型属性，决定故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑一；或者选择第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑二；第三步，由第二级判定的跳出条件，确定当前是否进入第三级判定，假例进入第三级判定逻辑，根据第一判定逻辑的故障类型属性，决定故障判定

第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑一；或者选择第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑二，由第三判定逻辑的跳出条件，决定最终的故障判定结果。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种新能源控制器故障判定方法，所述方法包括：定义故障判定的三级阶段；定义各个阶段的使用部件-故障判定计数器和故障综合状态缓存器；基于以上的元素，设计一套故障判定逻辑。

本发明的方法可以有效覆盖判定两类常出现的故障，同时具备很强的故障冗余能力，并且具备对故障自动恢复功能。

本发明的有益效果：

本发明所提供的一种新能源控制器故障判定方法，所述方法包括：定义故障判定的三级阶段；定义各个阶段的使用部件-故障判定计数器和故障综合状态缓存器；基于以上的元素，设计一套故障判定逻辑。

本发明的方法可以有效覆盖判定两类常出现的故障，同时具备很强的故障冗余能力，并且具备对故障自动恢复功能。

附图说明：

图1是本发明一种新能源汽车控制器故障综合状态缓存器。

图2是本发明一种新能源汽车控制器故障判定第一级逻辑框图。

图3是本发明一种新能源汽车控制器故障判定第二级逻辑框图。

图4是本发明一种新能源汽车控制器故障判定第三级逻辑框图。

具体实施方式：

为了使本发明的目的、技术方案、优点表现得更加清晰，下面结合附图及实施例，来解释本发明的技术内容。此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

以下结合具体实施例对本发明的具体实现进行详细描述：

一种新能源汽车控制器故障判定方法，所述方法包括：

图1中定义了一种新能源汽车控制器故障综合状态缓存器，具体内容包括以下：

故障综合状态缓存器实质是 一个带有唯一表征标识的数据结构，包含8部分内容；

第一部分是，当前子系统控制器软件中唯一的故障ID，确定为当前最小的内存字长，可根据故障数量向上扩充数量。

第二部分是，当前故障ID，对应的预定的故障类型，为系统累积型故障或者系统噪声干扰型故障；故障类型的确定是由诊断系统开发的顶层设计预先确定，可以根据需求进行配置。

第三部分是，表征故障ID对应的当前系统最基础诊断时间因子内的故障状态，可以表征多种状态，实例中定义四类状态：暂时故障/确定故障/故障恢复/正常无故障；

第四部分是，表征故障ID对应的初级标志位，默认状态为复位状态；

第五部分是，表征当前的故障对应的故障判定阶段是处于故障判定第一级逻辑，或者是故障判定第二逻辑，或者是故障判定第三逻辑；默认初始值是第一阶段逻辑。

第六部分是，一个统一计数器；

第七部分是，分量计数器一；

第八部分是，分量计数器二。

图2 定义了故障判定第一级逻辑框图。

故障判定第一逻辑在控制器软件系统的诊断判定基础运行任务中执行；

故障判定第一逻辑，对诊断系统顶层设计预定的所有诊断项目都需要进行故障判定；

开始判定时刻，判定逻辑首先读取故障综合状态缓存器的故障ID；

根据故障ID，进入根据诊断系统顶层设计搭建的诊断判定条件逻辑；判定条件的具体内容有顶层设计根据特定的故障进行定义，实例中使用的是数值范围判定作为说明。

故障第一判定逻辑由判定条件，判定条件根据使用者进行定义，如数值比最上限门限值大，或者比最小门限值小，或者比最长时间长；由设计者参照自行定义；假设条件成立，将故障综合状态缓存器中的故障判定初级标志位置位，具体的置位和复位方法，置位方法是设置一个状态标志，告诉系统条件成立；复位的方法是清除这个状态标志，告诉系统条件不成立；假例条件不成立，将故障综合状态缓存器的故障判定初级标志位复位；故障判定阶段切换为第二逻辑。

图3定义了故障判定第二级逻辑框图；

故障判定第二级逻辑，读取故障综合状态缓存器的故障判定阶段；

确定当前判定状态是故障判定第一逻辑，或者是故障判定第二逻辑，才进入第二判定逻辑；假例是当前判定状态是故障判定第三逻辑，不进入第二逻辑；

进入第二判定逻辑之后，读取当前故障综合状态缓存器的故障类型，确定故障类型为系统累积型故障，选择故障判定第二级逻辑对应的故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑一；假例确定的故障类型为系统噪声干扰型故障，选择故障判定故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑二；

确定故障类型之后，假例进入故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑一：判定第一级逻辑输出的故障判定初级标志位，假例故障判定初级标志位置位，表征当前最小诊断周期内，有单个样本故障，故障判定第一计数器增加一个最小步长增量N, 同时故障判定第二计数器增加一个最小步长增量M；

假例故障判定初级标志位为复位，表征当前最小诊断周期内，没有单个样本故障，故障判定第一计数器保持上一次的数值，停止计算；同时故障判定第二计数器复位，实例中复位值设定为数值零值；

以上是故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑一。

假例进入故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑二：

判定第一级逻辑输出的故障判定初级标志位，假例故障判定初级标志位置位，表征当前最小诊断周期内，有单个样本故障，故障判定第一计数器增加一个最小步长增量N, 同时故障判定第二计数器增加一个最小步长增量M；

假例故障判定初级标志位为复位，表征当前最小诊断周期内，没有单个样本故障，故障判定第一计数器减少一个最小减少梯度L，梯度L等于1/H倍的N,假例故障判定第一计数器减少到复位零值及以下，减少计算停止；同时故障判定第二计数器也减少一个最小减少梯度K，梯度K等于1/H倍的M，假例故障判定第二计数器减少到复位零值及以下，减少计算停止；

以上是故障判定第一计数器和故障判定第二计数器运算逻辑二。

读取故障判定第一计数器和故障判定第二计数器的数值；

故障判定第一计数器当前数值，超过系统预设的上限一，且例故障判定第二计数器当前数值，超过系统预设上限四，故障综合状态缓存器第三部分为“确定故障”；

假例故障判定第一计数器当前数值，没有超过系统预设一的上限，但是不为复位值零值，且故障判定第二计数器当前数值，超过系统预设上限三，没有超过系统预设的上限四，故障综合状态缓存器第三部分为“暂时故障”；

假例故障判定第一计数器当前数值为复位值零值，或者故障判定第二计数器当前数值，没有超过系统预定上限二，故障综合状态缓存器第三部分为“正常无故障”；

完成故障判定第二级逻辑，将故障综合状态缓存器第七部分的统一计数器增加一个步长Z ;

假例统一计数器未到达系统限制五，但是在当前判定第二级逻辑故障综合状态缓存器第三部分故障状态以及为“确定故障”，切换判定状态为故障判定第三逻辑，清除统一计数器；

假例当前判定第二级逻辑故障综合状态缓存器第三部分故障状态为“正常无故障”，且统一计数器到达系统限制五，切换判定状态为故障判定第一逻辑，清除统一计数器；假例统一计数器未到达系统限制五，保持判定状态为故障判定第二逻辑；

假例当前判定第二级逻辑故障综合状态缓存器第三部分故障状态为“暂时故障”，统一计数器数值未到达系统预设上限值五，判定状态保持为故障判定第二逻辑；假例统一计数器到达系统限制五，判定状态切换为故障判定第三逻辑。

图4定义了故障判定第三级逻辑框图；

确定当前判定状态是故障判定第三逻辑，进入故障判定第三级逻辑；

在当前故障判定逻辑，读取当前故障综合状态缓存器的故障类型，假例确定故障类型为系统累积型故障，选择故障判定第三级逻辑对应的故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑一；假例确定的故障类型为系统噪声干扰型故障，选择故障判定故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑二；

确定故障类型之后，假例进入故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑一：判定第一级逻辑输出的故障判定初级标志位，假例故障判定初级标志位置位，表征当前最小诊断周期内，有单个样本故障，故障判定第三计数器增加和故障判定第四计数器均为置位值；分量计数器二累加X步长；

假例故障判定初级标志位为复位，表征当前最小诊断周期内，没有单个样本故障，故障判定第三计数器从复位值增加单一步长J；同时故障判定第四计数器从进入时的置位值减少一个单一步长G；分量计数器一累加X步长；

统一计数器累加基础步长X；

以上是故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑一。

假例进入故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑二：

判定第一级逻辑输出的故障判定初级标志位，假例故障判定初级标志位复位，表征当前最小诊断周期内，无单个样本故障，故障判定第三计数器从复位值增加一个最小步长增量N, 同时故障判定第四计数器从置位值减少一个最小步长增量M；分量计数器一累加X步长；

假例故障判定初级标志位为置位，表征当前最小诊断周期内，有单个样本故障，故障判定第三计数器从置位值开始减少一个梯度L，梯度L等于1/H倍的N；同时故障判定第四计数器增加一个最小梯度K，梯度K等于1/H倍的M；分量计数器二累加X步长；

统一计数器累加基础步长X；

以上是故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑二。

基于故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑一，对两个计数器的数值进行判定；

假例统一计数器数值到达预定上限值六；假例第三计数器达到上限值，并且第四计数器到达复位值，设定故障综合状态缓存器第三部分为“故障恢复”；

假例第三计数器和第三计数器均为进入时候的值，设定故障综合状态缓存器第三部分为“确定故障”；

假例统一计数器数值未到达预定上限值六；假例第三计数器达到上限值，并且第四计数器到达复位值，设定故障综合状态缓存器第三部分为“暂时故障”；

假例第三计数器和第三计数器均为进入时候的值，设定故障综合状态缓存器第三部分为“确定故障”；

基于故障判定第三计数器和故障判定第四计数器运算逻辑二，对两个计数器的数值进行判定；

假例统一计数器数值到达预定上限值六；假例第三计数器达到上限值，并且第四计数器到达复位值，并且分量计数器一大于分量计数器二，设定故障综合状态缓存器第三部分为“故障恢复”；

假例统一计数器数值未到达预定上限值六；假例第三计数器未达到上限值，并且第四计数器未到达复位值，但分量计数器一大于分量计数器二，设定故障综合状态缓存器第三部分为“暂时故障”；

假例统一计数器数值到达预定上限值六；假例第三计数器未达到上限值，并且第四计数器未到达复位值，并且分量计数器一小于分量计数器二，设定故障综合状态缓存器第三部分为“确定故障”；

判定统一计数器是否超过预设限制七，判定状态切换为故障判定第一逻辑。

Claims (10)

1.一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于，包括：建立一种控制器故障判定的步骤；故障判定的步骤包括三级判定逻辑，分别见图1， 图2 ，图3内部说明；

故障判定的步骤中，需要使用故障判定第一计数器，故障判定第二计数器，故障判定第三计数器，故障判定第四计数器；

同时故障判定的各步骤，需要同步更新软件数据存储缓存区；

判定的步骤中，包括方法所述的第一级判定逻辑，按照特定的基本判定时间（一个程序运行周期，如10ms）要求，根据特定故障的判定逻辑输出当前时刻的故障输出结果。

2.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于：

在第一级判定逻辑输出结果基础上 ，需要建立第二级判定逻辑；

判定步骤的第二级判定逻辑，是以第一级判定逻辑输出作为一个使能条件；

通过使能条件，进而触发操作故障判定第一计数器和故障判定第二计数器；

不限定故障判定第一计数器和故障判定第二计数器，计数器可以表征时间特性。

3.根据权利要求2所述的一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于；

判定步骤需要建立第三级判定逻辑：

判定步骤的第三级判定逻辑，是以第一级判定逻辑输出作为一个使能条件；

通过使能条件，进而触发操作故障判定第三计数器和故障判定第四计数器；

不限定故障判定第三计数器和故障判定第四计数器，计数器可以表征时间特性。

4.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于：

在所建立的判定步骤中，在三级故障判定逻辑之后，需要及时更新软件数据存储缓存区。

5.根据权利要求2所述的故障判定一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于，对于第二级判定逻辑的建立：

在进行第二级判定逻辑建立，需要动态考虑故障判定第一计数器和故障判定第二计数器的运算策略；

故障判定第一计数器和故障判定第二计数器，在第二级判定逻辑中，变化根据第一级判定逻辑的输出结果，存在不同的处理逻辑。

6.根据权利要求3所述的故障判定一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于，对于第三级判定逻辑的建立：

在进行第三级判定逻辑建立，需要动态考虑故障判定第三计数器和故障判定第四计数器的运算策略；

故障判定第三计数器和故障判定第四计数器，在第三级判定逻辑中，变化根据第一级判定逻辑的输出结果，存在不同的处理逻辑。

7.根据权利要求1所述的一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于，建立四个故障判定计数器：

故障判定第一计数器和故障判定第二计数器，根据第一级判定逻辑输出的因子，确定第一计数器和故障判定第二计数器的不同运算策略；

故障判定第三计数器和故障判定第四计数器，根据第一级判定逻辑输出的因子，确定第三计数器和故障判定第四计数器的不同运算策略。

8.根据权利要求5所述的故障判定一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于：

建立的第二级判定逻辑，在当使用的故障判定第一计数器和故障判定第二计数器达到特定的要求条件之后，输出第二级判定逻辑确定的故障判定结论；

故障判定结论更新装载在综合状态缓存器中。

9.根据权利要求6所述的故障判定一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于：

建立的第三级判定逻辑，在当使用的故障判定第三计数器和故障判定第四计数器达到特定的要求条件之后，输出第三级判定逻辑确定的故障判定结论；

故障判定结论更新装载在综合状态缓存器中。

10.根据权利要求1,所述的故障判定一种新能源汽车控制器故障判定方法，其特征在于：

在所建立的三级判定逻辑中，第二级判定逻辑和第三级判定逻辑，存在互斥的关系。

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