CN113954818B - 一种混动车跛行控制方法、装置、存储介质、模组及车辆 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种混动车跛行控制方法、装置、存储介质、模组及车辆；方法通过获取工况和故障信息，将非核心的负载切除，将核心负载保留并驱动车辆在保证安全的前提下稳定运行足够长的时间或路程；其中，通过车载电池的负载作用来补偿车辆增加的负载扰动，通过启动充电系统以抵消用于车辆检索的能量；本方法可在借用原有系统微处理或控制单元的场景下，将跛行控制方法、装置、存储介质等嵌入原有的控制系统，从而由软件带来的功能升级，从而使相同的硬件产生了新的使用价值或增加了新的功能。

Description

一种混动车跛行控制方法、装置、存储介质、模组及车辆

技术领域

本发明属于车辆工程技术领域，尤其涉及一种混动车跛行控制方法、装置、存储介质、模组及车辆。

背景技术

当燃油车辆电控单元或零部件出现故障时，整车控制单元可对整车控制回路进行控制，使车辆可以继续低速安全行驶至附近维修厂进行修理，实现跛行功能。

而对于混合动力汽车，如果高压电池或电池控制单元出现严重故障，导致电池无法使用，通常情况下为了保证安全，车辆会采用整车下高压电的策略，从而导致车辆趴窝无法行驶，这对于驾驶员来说是非常不便的。

对带有双电机串联模式的混动车辆，其发动机带动发电机发电，并向电池和电机提供电能，再由电机驱动车辆运行；此时，发动机不直接驱动车辆；原则上可以通过发动机配合发电机进行发电，直接供电给驱动电机，实现跛行；但在这种情况下，由于整车扭矩的变化未知，可能在行驶过程中因负载扭矩波动，影响车辆跛行的稳定性。

此外，由于发动机响应较慢，也可能导致发电功率波动难以跟随负载的变化，使系统的控制难度增加，容易导致非期望的加速减速或电机的过压或欠压，进而影响车辆跛行的稳定性和高压电路的安全性。

发明内容

本发明公开了一种混动车跛行控制方法，通过确认车辆处于第一故障状态；切断第一电池组与第一负载之间的电连接；切断第一辅助负载与相关电源电路的电连接；调整混动车发电机的参数，使发电机与混动车发动机的驱动能力匹配；必要时，再启动相关电路，使发电机为第一电动机供电；并由第一电动机驱动混动车移动，直至目标位置。

其中，在第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或第一电池组驱动第一负载失败，第一负载包括混动车的第一电动机和第一辅助负载；第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池；第一电动机是用于驱动混动车的电机，第一辅助负载是第一负载中除去第一电动机后的其它用电单元此时，第一电池组以外的电路正常；

进一步地，保留第一电压转换电路与第一负载的电连接；其中，第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；第一负载的电源电压为第一电压，第二电压是第二电池组的电压，第二电池组在非第一故障状态下为第一负载以外的相关部件供电；

再进一步，接通发电机对第二电池组的充电电路；其中，第二电池组通过第一电压转换电路与第一负载电连接。

为了适应不同的电压系统和/或电压等级，例如，当第一电压转换电路是直流-直流转换电路时，或者当第一电压大于第二电压或第一电压不同于第二电压时，本发明实施例所公开的方法都将适用。

具体地，第二电池组可以是12V的电瓶；该12V电瓶为车载12V负载供电。

进一步地，构建最小系统，使得车辆的用电负荷尽量降低，须关闭第二电池组预设的负载；这些预设的负载包括能量回收单元、空调单元，预设的负载在非第一故障状态下由第二电池组供电。

进一步地，通过获取负载状态信息，其中，该负载状态信息包括第一状态信息和第二状态信息；第一状态信息来自第一电动机，包括第一电动机的可用扭矩限制、第一电动机的转速、第一电动机的母线电压等；第二状态信息来自第一辅助负载，第一辅助负载包括混动车的高压附件，高压附件包括PTC（Positive Temperature Coefficient）加热器电路，第二状态信息还包括高压附件的可用功率限值；技术上述状态信息，车辆控制单元可以协调更多的负载和扰动，使得车辆在跛行状态的运行更加稳定。

进一步地，若混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将第一辅助负载接入发电机的负载电路，第一辅助负载消耗发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

进一步地，通过回馈第二电池组的电能到第一负载的相关电路，其中，回馈通过第一电压转换电路从第二电池组获取电能；此时，第一负载在发电机供能不足时接收回馈，避免因发电机输出电能不足导致的减速过程。

为了提升操控性，可发送安全指示信息到人机交互单元，和/或输出安全提示信息到相应设备。

进一步地，在第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元；此外，整车控制单元通过ESP增加混动车的稳定性和安全性。

本发明实施例还公开了一种混动车跛行控制装置，包括隔离转换单元、辅助电源单元、电压调整单元和跛行管理单元。

其中，隔离转换单元切断第一电池组与第一负载之间的电连接；并切断第一辅助负载与相关电源电路的电连接；辅助电源单元即第二电池组，在第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或第一电池组驱动第一负载失败。

此时，第一负载包括混动车的第一电动机和第一辅助负载；第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池，第一电动机是用于驱动混动车的电机，第一辅助负载是第一负载中除去第一电动机后的其它用电单元；当然，第一电池组以外的电路是正常的。

此外，电压调整单元完成必要的电源转换和能量传递；跛行管理单元确认车辆处于第一故障状态；调整混动车发电机的参数，使发电机与混动车发动机的驱动能力匹配；启动相关电路，使发电机为第一电动机供电；第一电动机驱动混动车移动，直至目标位置。

进一步地，电压调整单元保留第一电压转换电路与第一负载的电连接；第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；第一负载的电源电压为第一电压，第二电压是第二电池组的电压，第二电池组在非第一故障状态下为第一负载以外的相关部件供电；

进一步地，隔离转换单元接通发电机对第二电池组的充电电路；其中，第二电池组通过第一电压转换电路与第一负载电连接。

进一步地，第一电压转换电路是直流-直流转换电路，第一电压大于第二电压或第一电压不同于第二电压；使得系统局部更强的扩展性能。

对于大多数的应用，第二电池组可以是12V电瓶；该12V电瓶为车载12V负载供电。

进一步地，隔离转换单元关闭第二电池组预设的负载；预设的负载包括能量回收单元、空调单元，预设的负载在非第一故障状态下由第二电池组供电。

其中，跛行管理单元获取负载状态信息，该处的负载状态信息包括第一状态信息和第二状态信息；其中，第一状态信息来自所述第一电动机，包括第一电动机的可用扭矩限制、第一电动机的转速、第一电动机的母线电压等。

进一步地，第二状态信息来自第一辅助负载，第一辅助负载包括混动车的高压附件，高压附件包括PTC电路，第二状态信息还包括高压附件的可用功率限值。

基于上述参数，若混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将第一辅助负载接入发电机的负载电路，第一辅助负载消耗发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

此外，辅助电源单元回馈第二电池组的电能到第一负载的相关电路，回馈通过第一电压转换电路从第二电池组获取电能。

进一步地，第一负载在发电机供能不足时接收回馈，避免因发电机输出电能不足导致的减速过程。

进一步地，跛行管理单元发送安全指示信息到人机交互单元，输出安全提示信息到相应设备。

其中，在第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元。

此外，跛行管理单元与整车控制单元通过ESP增加混动车的稳定性和安全性。

可在计算机存储介质中灌入基于本发明方法的程序，进而实现本方法的相关控制和调节；或者将上述装置集成于功能完整的故障诊断与处置模组，亦或上述装置、介质、模组等应用的相关车辆，从而在车辆工程的相关环节实施了该发明。

需要说明的是，在本文中采用的“第一”、“第二”等类似的语汇，仅仅是为了描述技术方案中的各组成要素，并不构成对技术方案的限定，也不能理解为对相应要素重要性的指示或暗示；带有“第一”、“第二”等类似语汇的要素，表示在对应技术方案中，该要素至少包含一个。

附图说明

为了更加清晰地说明本发明的技术方案，利于对本发明的技术效果、技术特征和目的进一步理解，下面结合附图对本发明进行详细的描述，附图构成说明书的必要组成部分，与本发明的实施例一并用于说明本发明的技术方案，但并不构成对本发明的限制。

附图中的同一标号代表相同的部件，具体地：

图1为本发明方法实施例的流程框图；

图2为本发明装置实施例的结构框图；

图3为本发明装置实施例的电能能量流示意图；

图4为本发明装置实施例的结构框图；

图5为本发明装置实施例的控制原理图；

其中：

1-跛行控制装置；

10-初始化步骤，20-隔离步骤，30-调整步骤，40-驱动输出步骤；

100-隔离换路单元，200-辅助电源单元，300-电压调整单元，

400-跛行管理单元，500-人机交互单元，600-增稳单元，700-补偿单元。

具体实施方式

下面结合附图和实施例，对本发明作进一步的详细说明。当然，下列描述的具体实施例只是为了解释本发明的技术方案，而不是对本发明的限定。

此外，实施例或附图中表述的部分，也仅仅是本发明相关部分的举例说明，而不是本发明的全部。

如图1所示，可将本发明的方法分为四个部分，即初始化步骤10，隔离步骤20，调整步骤30和驱动输出步骤40。

通过确认车辆处于第一故障状态；切断第一电池组与第一负载之间的电连接；切断第一辅助负载与相关电源电路的电连接；调整混动车发电机的参数，使发电机与混动车发动机的驱动能力匹配；启动相关电路，使发电机为第一电动机供电；第一电动机驱动混动车移动，直至目标位置。

其中，在第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或第一电池组驱动第一负载失败；该第一负载包括混动车的第一电动机和第一辅助负载；第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池，第一电动机是用于驱动混动车的电机，第一辅助负载是第一负载中除去第一电动机后的其它用电单元，第一电池组以外的电路正常。

如图3、4，保留第一电压转换电路与第一负载的电连接；第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；第一负载的电源电压为第一电压，第二电压是第二电池组的电压，第二电池组在非第一故障状态下为第一负载以外的相关部件供电。

通过接通发电机对第二电池组的充电电路；第二电池组通过第一电压转换电路与第一负载电连接。

进一步地，第一电压转换电路可以是直流-直流转换电路，第一电压大于第二电压或第一电压不同于第二电压；其中，第二电池组为12V电瓶；该12V电瓶为车载12V负载供电。

进一步地，关闭第二电池组预设的负载；该预设的负载包括能量回收单元、空调单元，预设的负载在非第一故障状态下由第二电池组供电。

进一步地，获取负载状态信息，包括第一状态信息和第二状态信息；其中，第一状态信息来自第一电动机，包括第一电动机的可用扭矩限制、第一电动机的转速、第一电动机的母线电压等；第二状态信息来自第一辅助负载，第一辅助负载包括混动车的高压附件，高压附件包括PTC电路，第二状态信息还包括高压附件的可用功率限值。

其中，若混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将第一辅助负载接入发电机的负载电路，第一辅助负载消耗发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

进一步地，回馈第二电池组的电能到第一负载的相关电路，该回馈通过第一电压转换电路从第二电池组获取电能；第一负载在发电机供能不足时接收回馈，避免因所述发电机输出电能不足导致的减速过程。

此外，可发送安全指示信息到人机交互单元，输出安全提示信息到相应设备。

在第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元等。

此外，整车控制单元通过ESP增加混动车的稳定性和安全性。

如图2的混动车跛行控制装置，包括：隔离转换单元100、辅助电源单元200、电压调整单元300、跛行管理单元400；其中：隔离转换单元100切断第一电池组与第一负载之间的电连接；切断第一辅助负载与相关电源电路的电连接。

如图3，其中，辅助电源单元200即所述第二电池组，在第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或第一电池组驱动第一负载失败，第一负载包括混动车的第一电动机和第一辅助负载；第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池，第一电动机是用于驱动混动车的电机，第一辅助负载是第一负载中除去第一电动机后的其它用电单元，第一电池组以外的电路正常。

如图3-5，其中，电压调整单元300完成必要的电源转换和能量传递；跛行管理单元400确认车辆处于第一故障状态；调整混动车发电机的参数，使发电机与混动车发动机的驱动能力匹配；启动相关电路，使发电机为第一电动机供电；第一电动机驱动混动车移动，直至目标位置。

进一步地，电压调整单元300保留第一电压转换电路与第一负载的电连接；第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；第一负载的电源电压为第一电压，第二电压是第二电池组的电压，第二电池组在非第一故障状态下为第一负载以外的相关部件供电；隔离转换单元100接通发电机对第二电池组的充电电路；其中，第二电池组通过第一电压转换电路与第一负载电连接。

如图3-5，第一电压转换电路是直流-直流转换电路，第一电压大于第二电压或第一电压不同于第二电压；其中，第二电池组为12V电瓶；该12V电瓶为车载12V负载供电。

隔离转换单元100关闭第二电池组预设的负载；预设的负载包括能量回收单元、空调单元，预设的负载在非第一故障状态下由第二电池组供电。

跛行管理单元400获取负载状态信息，负载状态信息包括第一状态信息和第二状态信息。

其中，第一状态信息来自第一电动机，包括第一电动机的可用扭矩限制、第一电动机的转速、第一电动机的母线电压等；第二状态信息来自第一辅助负载，第一辅助负载包括混动车的高压附件，高压附件包括PTC电路，第二状态信息还包括高压附件的可用功率限值。

若混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将第一辅助负载接入发电机的负载电路，第一辅助负载消耗发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

辅助电源单元200回馈第二电池组的电能到第一负载的相关电路，回馈通过第一电压转换电路从第二电池组获取电能；第一负载在发电机供能不足时接收回馈，避免因发电机输出电能不足导致的减速过程。

跛行管理单元400发送安全指示信息到人机交互单元，输出安全提示信息到相应设备。

在第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元；跛行管理单元400与整车控制单元通过ESP增加所述混动车的稳定性和安全性。

本发明实施例公开的方法通过获取工况和故障信息，将非核心的负载切除，将核心负载保留并驱动车辆在保证安全的前提下稳定运行足够长的时间或路程。

其中，通过车载电池的负载作用来补偿车辆增加的负载扰动，通过启动充电系统以抵消用于车辆检索的能量。

具体地，通过采用12V小电瓶的反向泵电及PTC等高压附件可控的电能消耗策略，保证整车高压网络在没有电池做电能蓄水池的情况下可以正常稳定工作，不出现过压和欠压故障从而导致整车非期望的加减速。

此外，在本发明实施例的跛行策略当中，利用车辆底盘控制单元ESP施加一定的制动力，双重保证了车辆的行驶安全性。

本方法可在借用原有系统微处理或控制单元的场景下，将跛行控制方法、装置、存储介质等嵌入原有的控制系统，从而由软件带来的功能升级，从而使相同的硬件产生了新的使用价值或增加了新的功能。

需要说明的是，上述实施例仅是为了更清楚地说明本发明的技术方案，本领域技术人员可以理解，本发明的实施方式不限于以上内容，基于上述内容所进行的明显变化、替换或替代，均不超出本发明技术方案涵盖的范围；在不脱离本申请发明构思的情况下，其它实施方式也将落入本申请的范围。

Claims (16)

1.一种混动车跛行控制方法，其特征在于：确认车辆处于第一故障状态；其中，在所述第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或所述第一电池组驱动第一负载失败，所述第一负载包括所述混动车的第一电动机和第一辅助负载；所述第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池，所述第一电动机是用于驱动所述混动车的电机，所述第一辅助负载是所述第一负载中除去所述第一电动机后的其它用电单元，所述第一电池组以外的电路正常；切断所述第一电池组与所述第一负载之间的电连接；切断所述第一辅助负载与相关电源电路的电连接；调整所述混动车发电机的参数，使所述发电机与所述混动车发动机的驱动能力匹配；启动相关电路，使所述发电机为所述第一电动机供电；所述第一电动机驱动所述混动车移动，直至目标位置；若所述混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将所述第一辅助负载接入所述发电机的负载电路，所述第一辅助负载消耗所述发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

2.如权利要求1的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：保留第一电压转换电路与所述第一负载的电连接；所述第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；所述第一负载的电源电压为所述第一电压，所述第二电压是第二电池组的电压，所述第二电池组在非第一故障状态下为所述第一负载以外的相关部件供电；接通所述发电机对所述第二电池组的充电电路；其中，所述第二电池组通过所述第一电压转换电路与所述第一负载电连接。

3.如权利要求2的所述混动车跛行控制方法，其中：所述第一电压转换电路是直流-直流转换电路，所述第一电压大于所述第二电压或所述第一电压不同于所述第二电压；其中，所述第二电池组为12V电瓶；所述12V电瓶为车载12V负载供电。

4.如权利要求3的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：关闭所述第二电池组预设的负载；所述预设的负载包括能量回收单元、空调单元，所述预设的负载在非所述第一故障状态下由所述第二电池组供电。

5.如权利要求4的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：获取负载状态信息，所述负载状态信息包括第一状态信息和第二状态信息；其中，所述第一状态信息来自所述第一电动机，包括所述第一电动机的可用扭矩限制、所述第一电动机的转速、所述第一电动机的母线电压；所述第二状态信息来自所述第一辅助负载，所述第一辅助负载包括所述混动车的高压附件，所述高压附件包括PTC电路，所述第二状态信息还包括所述高压附件的可用功率限值。

6.如权利要求4的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：回馈所述第二电池组的电能到所述第一负载的相关电路，所述回馈通过所述第一电压转换电路从所述第二电池组获取电能；所述第一负载在所述发电机供能不足时接收所述回馈，避免因所述发电机输出电能不足导致的减速过程。

7.如权利要求5或6的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：发送安全指示信息到人机交互单元，输出安全提示信息到相应设备。

8.如权利要求5或6的所述混动车跛行控制方法，其特征还在于：在所述第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元；所述整车控制单元通过ESP增加所述混动车的稳定性和安全性。

9.一种混动车跛行控制装置，包括：隔离转换单元(100)、辅助电源单元(200)、电压调整单元(300)、跛行管理单元(400)；其中：所述隔离转换单元(100)切断第一电池组与第一负载之间的电连接；切断第一辅助负载与相关电源电路的电连接；所述辅助电源单元(200)即第二电池组，在第一故障状态下，第一电池组供电功能丧失或所述第一电池组驱动第一负载失败，所述第一负载包括所述混动车的第一电动机和第一辅助负载；所述第一电池是处于故障状态的动力电池组或动力电池，所述第一电动机是用于驱动所述混动车的电机，所述第一辅助负载是所述第一负载中除去所述第一电动机后的其它用电单元，所述第一电池组以外的电路正常；电压调整单元(300)完成必要的电源转换和能量传递；所述跛行管理单元(400)确认车辆处于第一故障状态；调整所述混动车发电机的参数，使所述发电机与所述混动车发动机的驱动能力匹配；启动相关电路，使所述发电机为所述第一电动机供电；所述第一电动机驱动所述混动车移动，直至目标位置；若所述混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将所述第一辅助负载接入所述发电机的负载电路，所述第一辅助负载消耗所述发电机的电能以平衡发电机的电能输出。

10.如权利要求9的所述混动车跛行控制装置，其中：所述电压调整单元(300)保留第一电压转换电路与所述第一负载的电连接；所述第一电压转换电路完成第一电压与第二电压的转换；所述第一负载的电源电压为所述第一电压，所述第二电压是第二电池组的电压，所述第二电池组在非第一故障状态下为所述第一负载以外的相关部件供电；所述隔离转换单元(100)接通所述发电机对所述第二电池组的充电电路；其中，所述第二电池组通过所述第一电压转换电路与所述第一负载电连接。

11.如权利要求10的所述混动车跛行控制装置，其中：所述第一电压转换电路是直流-直流转换电路，所述第一电压大于所述第二电压或所述第一电压不同于所述第二电压；其中，所述第二电池组为12V电瓶；所述12V电瓶为车载12V负载供电。

12.如权利要求11的所述混动车跛行控制装置，其中：所述隔离转换单元(100)关闭所述第二电池组预设的负载；所述预设的负载包括能量回收单元、空调单元，所述预设的负载在非所述第一故障状态下由所述第二电池组供电；所述跛行管理单元(400)获取负载状态信息，所述负载状态信息包括第一状态信息和第二状态信息；其中，所述第一状态信息来自所述第一电动机，包括所述第一电动机的可用扭矩限制、所述第一电动机的转速、所述第一电动机的母线电压；所述第二状态信息来自所述第一辅助负载，所述第一辅助负载包括所述混动车的高压附件，所述高压附件包括PTC电路，所述第二状态信息还包括所述高压附件的可用功率限值；若所述混动车需要减速或收到制动操作指令，则根据预设的比例和/或梯度，将所述第一辅助负载接入所述发电机的负载电路，所述第一辅助负载消耗所述发电机的电能以平衡发电机的电能输出；所述辅助电源单元(200)回馈所述第二电池组的电能到所述第一负载的相关电路，所述回馈通过所述第一电压转换电路从所述第二电池组获取电能；

所述第一负载在所述发电机供能不足时接收所述回馈，避免因所述发电机输出电能不足导致的减速过程。

13.如权利要求12的所述混动车跛行控制装置，其中：所述跛行管理单元(400)发送安全指示信息到人机交互单元，输出安全提示信息到相应设备；在所述第一故障状态下，能够正常工作的单元还包括电机及电机控制单元，发电机及发电机控制单元，直流-直流电路及其控制电路，高压附件及其控制单元，整车控制单元；所述跛行管理单元(400)与所述整车控制单元通过ESP增加所述混动车的稳定性和安全性。

14.一种计算机存储介质，包括用于存储计算机程序的计算机存储介质本体；所述计算机程序在被微处理器执行时，实现如权利要求1-8任一项的所述混动车跛行控制方法。

15.一种故障诊断与处置模组，包括：如权利要求9-13任一项的所述混动车跛行控制装置和/或如权利要求14的所述计算机存储介质。

16.一种车辆，包括：如权利要求9-13任一项的所述混动车跛行控制装置和/或如权利要求14的所述计算机存储介质和/或如权利要求15的所述故障诊断与处置模组。