CN111572530B - 混合动力汽车失效保障方法及电子设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种混合动力汽车失效保障方法及电子设备，方法包括：控制混合动力汽车以正常状态行驶，在正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。本发明通过对故障进行分类，充分考虑到混合动力汽车所存在的不同动力模式，充分考虑了各种故障情况下不同动力模式的情况，制定基于不同故障类型的控制策略，以保证在故障工况下三电不损坏且保持车辆安全。

Description

混合动力汽车失效保障方法及电子设备

技术领域

本发明涉及汽车相关技术领域，特别是一种混合动力汽车失效保障方法及电子设备。

背景技术

混合动力汽车，采用混合动力总成系统作为动力，例如采用48V混合动力总成系统。混合动力总成系统一般包括有在怠速时通过启动机进行启动的启停模式、电机作为发动机辅助动力的助力模式、对于刹车能量回收的能量回收模式、以及通过启动发电一体机(Belt-Driven Starter Generator，BSG)进行发电的发电模式。

现有的混合动力总成系统，缺少失效保障功能，容易出现工作异常导致锂电池亏电的情况。

具体来说，现有的混合动力总成系统容易造成如下三级安全隐患：

第一级，混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常→直流变换器通信异常时，则处理器失去直流变换器信息，直流变换器进入自转换模式，而处理器发电目标值指令不能正确包含直流变换器转换部分功率，最终导致电池过充或者过放而彻底损坏。

第二级，混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常→主要是启动发电一体机发电功能异常时，不能发电，导致电池过放电彻底损坏，长时间跛行后可能导致12V铅酸蓄电池严重馈电损坏，最终车辆不能再起动不良。

第三级，混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常→直接导致12V铅酸蓄电池严重馈电损坏，行驶中发动机突然熄火及最终车辆不能再起动不良。

因此，现有的混合动力总成系统，容易造成三电出现特定不同危险性的损坏和不良，导致车辆安全隐患。其中，三电指的是启动发电一体机BSG、电池、直流变换器。

发明内容

基于此，有必要针对现有技术的混合动力总成系统缺少失效保障功能，容易造成三电损坏的技术问题，提供一种混合动力汽车失效保障方法及电子设备。

本发明提供一种混合动力汽车失效保障方法，包括：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。

进一步地，所述故障状态包括第一等级故障状态、第二等级故障状态和第三等级故障状态，其中：

在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行。

更进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体包括：

如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态。

再进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态。

再进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态。

本发明提供一种混合动力汽车失效保障电子设备，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。

进一步地，所述故障状态包括第一等级故障状态、第二等级故障状态和第三等级故障状态，其中：

在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行。

更进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体包括：

如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态。

再进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态。

再进一步地，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态。

本发明通过对故障进行分类，充分考虑到混合动力汽车所存在的不同动力模式，充分考虑了各种故障情况下不同动力模式的情况，制定基于不同故障类型的控制策略，以保证在故障工况下三电不损坏且保持车辆安全。本发明增强混合动力系统，特别是48V系统运行鲁棒性，对锂电池进行多重保护，避免过充或者过放等影响电池寿命的情况。

附图说明

图1为本发明一种混合动力汽车失效保障方法的工作流程图；

图2为本发明第二实施例一种混合动力汽车失效保障方法的工作流程图；

图3为本发明不同状态之间的切换流程图；

图4为本发明第四实施例一种混合动力汽车失效保障电子设备的硬件结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

实施例一

如图1所示为本发明一种混合动力汽车失效保障方法的工作流程图，包括：

步骤S101，控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

步骤S102，检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。

具体来说，当无故障时，混合动力汽车以正常状态行驶，在正常状态下，允许执行各种动力模式，动力模式包括但不限于：在怠速时通过启动机进行启动的启停模式、电机作为发动机辅助动力的助力模式、对于刹车能量回收的能量回收模式、以及通过BSG进行发电的发电模式。而当出现故障时，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，当进入故障状态，禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，以保护锂电池不会被过充或者过放，甚至碰撞损起火等。

同时，由于启停模式、助力模式、以及能量回收模式需要对电池进行定量性(按照特定的目标功率值进行充电或者放电)的充放电操作，而不同等级的故障状态恰好不能准确定量控制或者彻底失去定量控制充放电，最终导致电池的过充或者过放而损坏。因此，本发明在不同等级的故障状态，均禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。

本发明通过对故障进行分类，充分考虑到混合动力汽车所存在的不同动力模式，充分考虑了各种故障情况下不同动力模式的情况，制定基于不同故障类型的控制策略，以保证在故障工况下三电不损坏且保持车辆安全。本发明增强混合动力系统，特别是48V系统运行鲁棒性，对锂电池进行多重保护，避免过充或者过放等影响电池寿命的情况。

实施例二

如图2所示为本发明第二实施例一种混合动力汽车失效保障方法的工作流程图，包括：

步骤S201，控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

步骤S202，检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型；

步骤S203，如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态，在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

步骤S204，如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态，在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

步骤S205，如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态，在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行。

具体来说，本实施例针对混合动力系统运行状态，特别是48V系统运行状态，设定四级安全等级，如表1所示：

表1安全等级

如表1所示，第一安全等级为正常状态，第二安全等级至第四安全等级对应不同等级的故障状态，其中，第二安全等级对应第一等级故障状态，第三安全等级对应第二等级故障状态，第四安全等级对应第三等级故障状态。

如图3所示为不同状态之间的切换流程图，其中，包括四级安全等级，包括对应正常状态31的第一安全等级Level1、对应第一等级故障状态32的第二安全等级Level2、对应第二等级故障状态33的第三安全等级Level3、以及对应第三等级故障状态34的第四安全等级Level4。其中，在正常状态31中运行执行启停模式35、助力模式36、能量回收模式37、和/或发电模式38。而在第一等级故障状态32中，仅运行执行发电模式38，在第二等级故障状态33中，不运行进行充电，系统有限续航，在第三等级故障状态34中，则关闭系统。

作为一个优选例子，针对48V混合动力控制系统：

从正常状态31切换到第一等级故障状态32的条件301为：直流变换器(DCDC)通信异常、或者电池温度高温/低温、或者电池功率小于功率-转速MAP标定，即电池功率小于由转速所标定的功率值。由于DCDC通信异常导致系统扭矩模式计算失效，无法决策电动助力、能量回收、怠速启停等，因此当DCDC通信异常则切换至第一等级故障状态32，禁止执行电动助力、能量回收、怠速启停等模式。而锂电池温度异常会急剧影响电池充放电性能，为保护电池同样需要切换到第一等级故障状态32。最后转速会影响BSG的功率误差，BSG的功率误差会导致电池的充放电误差，严重情况下导致过充或者过放。

该切换条件考虑了BSG的功率误差导致的锂电池过充或者过放等失效模式。

从第一等级故障状态32切换到正常状态31的条件302为DCDC通信异常消除、且电池温度高温/低温状态消除、且电池功率大于等于功率-转速MAP标定。

从第一故障状态32切换到第二故障状态33的条件303为：BSG通信异常或BSG发电功能异常。由于BSG通信异常时，系统无法获知BSG状态，默认BSG无法工作，因此此时切换到第二故障状态33，禁止充电行为，以锂电池剩余电量续航操作。而BSG功能异常导致无法工作，此时以锂电池剰余电量续航操作。

该切换条件以BSG为48V电平衡/能量平衡的算法核心保护了电池，同时最大化车辆跛行续航能力。

从第二故障状态33切换到第一故障状态32的条件304为：BSG通信异常消除、且BSG发电功能异常消除。

从第二故障状态33切换到第三故障状态34的条件305为：DCDC电压转化功能异常、或锂电池状态异常、或锂电池通信异常。由于DCDC电压转化功能异常，将导致12V电源管理系统电平衡失效，从而导致48V系统电平衡失效，系统需要切换至第三故障状态34，以进行断电保护。而锂电池异常将导致48V系统电平衡失效，系统需要切换至第三故障状态34，以进行断电保护。

该切换条件同时考虑12V和48V系统的电平衡功能。

而从第三故障状态34切换到第二故障状态33的条件306为：DCDC电压转化功能异常消除、且锂电池状态异常消除、且锂电池通信异常消除。

而从第三故障状态34切换到第一故障状态32的条件307为：DCDC电压转化功能异常消除、且锂电池状态异常消除、且锂电池通信异常消除、且BSG通信异常消除、且BSG发电功能异常消除。

而从第三故障状态34切换到正常状态31的条件308为：DCDC电压转化功能异常消除、且锂电池状态异常消除、且锂电池通信异常消除、且BSG通信异常消除、且BSG发电功能异常消除、且DCDC通信异常消除、且电池温度高温/低温状态消除、且电池功率大于等于功率-转速MAP标定。

而从第二故障状态33切换到正常状态31的条件309为：BSG通信异常消除、且BSG发电功能异常消除、且DCDC通信异常消除、且电池温度高温/低温状态消除、且电池功率大于等于功率-转速MAP标定。

本实施例根据系统检测到的故障工况控制四级安全等级间的切换，不仅能最大程度保证系统稳定运行，并且在系统出现严重故障后，能维持车辆跛行到维修服务点进行故障检修，避免了电池异常亏电导致的车辆抛锚，甚至车辆走行失控的问题。

实施例三

如图4所示为本发明一种混合动力汽车失效保障电子设备的硬件结构示意图，包括：

至少一个处理器401；以及，

与至少一个所述处理器401通信连接的存储器402；其中，

所述存储器402存储有可被至少一个所述处理器401执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器401执行，以使至少一个所述处理器401能够：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式。

电子设备优选为车载电子设备，例如车载电子控制单元(Electronic ControlUnit，ECU)。图4中以一个处理器401为例。

电子设备还可以包括：输入装置403和显示装置404。

处理器401、存储器402、输入装置403及显示装置404可以通过总线或者其他方式连接，图中以通过总线连接为例。

存储器402作为一种非易失性计算机可读存储介质，可用于存储非易失性软件程序、非易失性计算机可执行程序以及模块，如本申请实施例中的混合动力汽车失效保障方法对应的程序指令/模块，例如，图1所示的方法流程。处理器401通过运行存储在存储器402中的非易失性软件程序、指令以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理，即实现上述实施例中的混合动力汽车失效保障方法。

存储器402可以包括存储程序区和存储数据区，其中，存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需要的应用程序；存储数据区可存储根据混合动力汽车失效保障方法的使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括高速随机存取存储器，还可以包括非易失性存储器，例如至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他非易失性固态存储器件。在一些实施例中，存储器402可选包括相对于处理器401远程设置的存储器，这些远程存储器可以通过网络连接至执行混合动力汽车失效保障方法的装置。上述网络的实例包括但不限于互联网、企业内部网、局域网、移动通信网及其组合。

输入装置403可接收输入的用户点击，以及产生与混合动力汽车失效保障方法的用户设置以及功能控制有关的信号输入。显示装置404可包括显示屏等显示设备。

在所述一个或者多个模块存储在所述存储器402中，当被所述一个或者多个处理器401运行时，执行上述任意方法实施例中的混合动力汽车失效保障方法。

本发明通过对故障进行分类，充分考虑到混合动力汽车所存在的不同动力模式，充分考虑了各种故障情况下不同动力模式的情况，制定基于不同故障类型的控制策略，以保证在故障工况下三电不损坏且保持车辆安全。本发明增强混合动力系统，特别是48V系统运行鲁棒性，对锂电池进行多重保护，避免过充或者过放等影响电池寿命的情况。

实施例四

本发明第四实施例一种混合动力汽车失效保障电子设备，包括：

至少一个处理器；

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型；

如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态，在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态，在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态，在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行。

本实施例根据系统检测到的故障工况控制四级安全等级间的切换，不仅能最大程度保证系统稳定运行，并且在系统出现严重故障后，能维持车辆跛行到维修服务点进行故障检修，避免了电池异常亏电导致的车辆抛锚，甚至车辆走行失控的问题。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (6)

1.一种混合动力汽车失效保障方法，其特征在于，包括：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式；

所述故障状态包括第一等级故障状态、第二等级故障状态和第三等级故障状态，其中：

在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行；

所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体包括：

如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态。

2.根据权利要求1所述的混合动力汽车失效保障方法，其特征在于，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态。

3.根据权利要求2所述的混合动力汽车失效保障方法，其特征在于，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态。

4.一种混合动力汽车失效保障电子设备，其特征在于，包括：

至少一个处理器；以及，

与至少一个所述处理器通信连接的存储器；其中，

所述存储器存储有可被至少一个所述处理器执行的指令，所述指令被至少一个所述处理器执行，以使至少一个所述处理器能够：

控制混合动力汽车以正常状态行驶，在所述正常状态下，混合动力汽车允许执行启停模式、助力模式、能量回收模式、和/或发电模式；

检测到混合动力汽车出现故障，判断故障类型，根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，在所述故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式；

所述故障状态包括第一等级故障状态、第二等级故障状态和第三等级故障状态，其中：

在所述第一等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、以及能量回收模式，允许执行发电模式；

在所述第二等级故障状态下，混合动力汽车禁止执行启停模式、助力模式、能量回收模式、以及发电模式；

在所述第三等级故障状态下，混合动力汽车停止运行；

所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体包括：

如果在正常状态下，检测到混合动力汽车直流变换器通信异常、或者电池温度异常、或者电池功率异常，则将混合动力汽车切换至第一等级故障状态。

5.根据权利要求4所述的混合动力汽车失效保障电子设备，其特征在于，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果在正常状态或第一等级故障状态下，检测到混合动力汽车启动发电一体机通信异常、或者启动发电一体机发电功能异常，则将混合动力汽车切换至第二等级故障状态。

6.根据权利要求5所述的混合动力汽车失效保障电子设备，其特征在于，所述根据故障类型控制混合动力汽车保留在正常状态或切换至不同等级的故障状态，具体还包括：

如果检测到混合动力汽车直流变换器电压转换功能异常、或者电池状态异常、或者电池通信异常，则将混合动力汽车切换至第三等级故障状态。

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