CN113983159A - 电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法 - Google Patents

电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法，属于液力机械综合传动装置控制技术领域。本发明针对综合传动装置换挡电磁阀出现的控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障、电磁阀卡滞等，分析故障机理，形成故障诊断策略、故障出现时的保护策略和降级使用策略，一方面保证电磁阀出现故障时不会出现故障扩散，另一方面还能在故障出现时采用降级使用策略，保证车辆跛行回家。与现有故障处理策略相比，本发明优点在于除了电磁阀故障诊断功能，还可以在故障出现时采用降级使用策略，控制车辆安全行驶，保证车辆跛行回家，极大限度地减小对行车效率的影响，为故障定位提供参考依据，降低维修难度和维修成本。

Description

电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法
技术领域
本发明属于液力机械综合传动装置控制技术领域，具体涉及一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法。
背景技术
在传动电控系统中，软件通过接收到的驾驶员意图数据以及车辆当前状态数据计算出驾驶员意图的挡位，根据该挡位计算出电磁阀驱动信号驱动安装在传动装置上的相应的换挡电磁阀组实现对应的挡位。
电磁阀作为换挡执行系统的接口部件，如果出现故障，轻则可能导致车辆在某个挡位失去动力，影响车辆机动性，重则可能引发类似于挂双挡关联故障，导致传动装置烧毁。因此，对电磁阀驱动链路进行实时故障诊断和控制，正确判断并控制车辆安全行驶，既可以有效避免毁灭性故障的发生，又可以极大限度地减小对行车效率的影响并对故障定位和故障维修有重要的参考作用。
国外某型号变速箱具有实时电磁阀故障诊断和控制功能，在电磁阀出现故障时，可以禁止车辆挂入某些挡位，以此来避免故障扩散。国内2010年定型并生产的某型号坦克只有简单的电磁阀故障诊断功能，判断为故障时仅仅做到降为空挡，保护传动装置，不能控制车辆在不伤害传动装置的前提下安全行驶回到驻地。
发明内容
(一)要解决的技术问题
本发明要解决的技术问题是如何提供一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法，以解决现有的电磁阀故障诊断只有简单地保护功能的问题。
(二)技术方案
为了解决上述技术问题，本发明提供了一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，该方法包括如下步骤：
S1、首先通过采集电磁阀反馈电压，采集电磁阀实际状态；
S2、对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，执行步骤S3；如果相同，则读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，执行步骤S3；
S3、进入故障诊断策略，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S4；
S4、判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S5；
S5、进入降级使用控制策略，降级使用控制策略控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
S6、关闭电控系统，使用应急档位。
进一步地，电磁阀故障包括：控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障和电磁阀卡滞。
进一步地，所述步骤S1中电磁阀的反馈不仅根据高低反馈电平，同时根据采集的电磁阀端电压综合判断，区分出断路、短路、双挡故障并为故障定位提供参考依据。
进一步地，所述步骤S2中根据反馈的当前挡位的操纵件压力判断，区分出电磁阀卡滞导致的是相应操纵件失去压力或者是双挡故障，并为故障定位提供参考依据。
进一步地，所述降级使用控制策略为，在电磁阀链路出现故障时，首先使车辆挂回空挡，通过既定的故障诊断策略定位出现故障的是哪个电磁阀通道，并给出提示信息，避开使用该电磁阀的挡位，仅使用其他挡位进行行驶，则可以保证车辆可以跛行回家。
本发明还提供一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，该系统包括输入处理模块、电信号故障机理分析模块、电磁阀卡滞故障机理分析模块、故障诊断策略模块、降级使用控制策略模块和输出处理模块；
输入处理模块接入的电磁阀反馈电压数据、电磁阀目标状态数据、电磁阀实际状态数据和操纵件压力通过数据调理后进入电信号故障机理分析模块和电磁阀卡滞故障机理分析模块；
电信号故障机理分析模块对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
电磁阀卡滞故障机理分析模块读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
故障诊断策略模块根据结果数据、输入处理模块的输入数据，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡，判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡，如果均为否，进入降级使用控制策略模块；
降级使用控制策略模块根据上述判断结果和降级使用控制策略输出对应的控制策略到输出处理模块，控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
输出处理模块执行对应的控制策略。
进一步地，电磁阀故障包括：控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障和电磁阀卡滞。
进一步地，所述输入处理模块中，电磁阀的反馈不仅根据高低反馈电平，同时根据采集的电磁阀端电压综合判断，区分出断路、短路、双挡故障并为故障定位提供参考依据。
进一步地，所述电磁阀卡滞故障机理分析模块根据反馈的当前挡位的操纵件压力判断，区分出电磁阀卡滞导致的是相应操纵件失去压力或者是双挡故障，并为故障定位提供参考依据。
进一步地，所述降级使用控制策略为在电磁阀链路出现故障时，首先使车辆挂回空挡，通过既定的故障诊断策略定位出现故障的是哪个电磁阀通道，并给出提示信息，避开使用该电磁阀的挡位，仅使用其他挡位进行行驶，则可以保证车辆可以跛行回家。。
(三)有益效果
本发明提供一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统和方法，针对综合传动装置换挡电磁阀出现的控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障、电磁阀卡滞等，分析故障机理，形成故障诊断策略、故障出现时的保护策略和降级使用策略，一方面保证电磁阀出现故障时不会出现故障扩散，另一方面还能在故障出现时采用降级使用策略，保证车辆跛行回家。
与现有故障处理策略相比，本发明优点在于除了电磁阀故障诊断功能，还可以在故障出现时采用降级使用策略，控制车辆安全行驶，保证车辆跛行回家，极大限度地减小对行车效率的影响，为故障定位提供参考依据，降低维修难度和维修成本。
本发明已经在一些型号车辆中得到应用，通过本发明的实施，对故障定位、提升综合传动装置使用寿命、提高电磁阀出现故障时行车效率都起到了重要作用。此技术可以推广应用至新车型的综合传动装置电磁阀故障诊断和实时控制，也可以推广应用到坦克装甲车辆其他使用多电磁阀的部件，当然，对于民用产品中类似系统也可以使用。
附图说明
图1为本发明的方法流程图；
图2为本发明的控制策略流程图。
具体实施方式
为使本发明的目的、内容、和优点更加清楚，下面结合附图和实施例，对本发明的具体实施方式作进一步详细描述。
实车电磁阀故障一般包括：控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障、电磁阀卡滞等。电磁阀链路的任何故障都可能导致整车机动性丧失。
针对综合传动装置换挡电磁阀出现的控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障、电磁阀卡滞等，分析故障机理，形成故障诊断策略、故障出现时的保护策略和降级使用策略，一方面保证电磁阀出现故障时不会出现故障扩散，另一方面还能在故障出现时采用降级使用策略，保证车辆跛行回家。
本发明进行电信号故障机理分析，电信号导致电磁阀产生故障的原因，一般是因为单片机输出管脚、驱动芯片或周边电路、电缆或接插件等短路或断路造成的。断路故障会造成驱动压力建立不起来，整车机动性丧失的故障现象，但一般不会引发关联故障。如果是短路故障，则会造成不应导通的电磁阀无故导通，导致挂双挡或挂错挡的故障发生。挂错挡可能造成车辆不能按照驾驶员预期挡位行驶，从而造成安全性问题。挂双挡可能造成综合传动装置内部出现摩擦片烧毁现象，将故障损害扩大。挂双挡和挂错挡故障都应立即降为空挡，切断动力，不伤害传动装置以及人员。
优选地，电磁阀卡滞故障机理分析，电磁阀卡滞时，产生的故障现象和电信号导致电磁阀产生的故障现象类似，但故障原因完全不同。电磁阀卡滞时，产生的第一种故障是可能导致应该建立压力的通道没有压力，产生的第二种故障是不应建立压力的通道存在压力。第一种故障，会造成驱动压力建立不起来，整车机动性丧失的故障现象，但一般不会引发关联故障。如果是第二种故障，则会造成不应导通的电磁阀无故导通，导致挂双挡或挂错挡的故障发生，应竭力避免。
优选地，故障诊断策略，针对以上两种故障机理，采取不同的测试参数来进行故障诊断。如果是电信号导致的故障，可以通过判断电磁阀目标状态和实际导通状态是否一致，来判断是否有短路或断路现象发生。如果是电磁阀卡滞故障，可以采集操纵件压力，通过对比目标挡位的操纵件预期压力和实际压力，来判断是否有电磁阀卡滞现象发生。
优选地，降级使用控制策略，在电磁阀链路出现故障时，首先使车辆挂回空挡，通过既定的故障诊断策略定位出现故障的是哪个电磁阀通道，并给出提示信息。因为一般都是某一个电磁阀出现故障，所以只要避开使用该电磁阀的挡位，仅使用其他挡位进行行驶，则可以保证车辆可以跛行回家。如果出现两个以上电磁阀同时出现故障，关闭电控系统，使用应急挡位。
与现有故障处理策略相比，本发明优点在于除了电磁阀故障诊断功能，还可以在故障出现时采用降级使用策略，控制车辆安全行驶，保证车辆跛行回家，极大限度地减小对行车效率的影响，为故障定位提供参考依据，降低维修难度和维修成本。
本发明已经在一些型号车辆中得到应用，通过本发明的实施，对故障定位、提升综合传动装置使用寿命、提高电磁阀出现故障时行车效率都起到了重要作用。此技术可以推广应用至新车型的综合传动装置电磁阀故障诊断和实时控制，也可以推广应用到坦克装甲车辆其他使用多电磁阀的部件，当然，对于民用产品中类似系统也可以使用。
参阅附图所示，对本发明做进一步的描述。
附图1示出了本发明的软件模块结构。输入处理模块的电磁阀反馈电压数据、电磁阀目标状态数据、电磁阀实际状态数据、操纵件压力等通过数据调理后进入电信号故障机理分析模块、电磁阀卡滞故障机理分析模块；分析结果数据进入故障诊断策略模块；故障诊断策略结果数据、输入处理模块数据进入降级使用控制策略模块。降级使用控制策略模块运算得到的结果进入输出处理模块。
具体地，该电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统包括输入处理模块、电信号故障机理分析模块、电磁阀卡滞故障机理分析模块、故障诊断策略模块、降级使用控制策略模块和输出处理模块；
输入处理模块接入的电磁阀反馈电压数据、电磁阀目标状态数据、电磁阀实际状态数据和操纵件压力通过数据调理后进入电信号故障机理分析模块和电磁阀卡滞故障机理分析模块；
电信号故障机理分析模块对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
电磁阀卡滞故障机理分析模块读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
故障诊断策略模块根据结果数据、输入处理模块的输入数据，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡，判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡，如果均为否，进入降级使用控制策略模块；
降级使用控制策略模块根据上述判断结果和降级使用控制策略输出对应的控制策略到输出处理模块，控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
输出处理模块执行对应的控制策略。
附图2示出了本发明的控制策略流程。该方法包括如下步骤：
S1、首先通过采集电磁阀反馈电压，采集电磁阀实际状态；
S2、对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，执行步骤S3；如果相同，则读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，执行步骤S3；
S3、进入故障诊断策略，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S4；
S4、判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S5；
S5、进入降级使用控制策略，降级使用控制策略控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
S6、关闭电控系统，使用应急档位。
进一步地，电磁阀的反馈不仅根据高低反馈电平，同时根据采集的电磁阀端电压综合判断，区分出断路、短路、双挡故障并为故障定位提供参考依据。
进一步地，根据反馈的当前挡位的操纵件压力判断，区分出电磁阀卡滞导致的是相应操纵件失去压力或者是双挡故障，并为故障定位提供参考依据。
进一步地，准确判断电磁阀断路、短路、双挡故障，如果判断出仅仅是某电磁阀断路或者相应操纵件失去压力导致该挡位失去动力，可以降级使用其它挡位安全行驶回驻地。
进一步地，软件采用解耦技术对断路、短路、双挡故障原因进行定位，区分是电路故障还是油路阻塞故障，为后续的维修提供判断。
本专利的目的是要设计电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的软件，本发明可以在传动装置工作异常时，有效避免故障扩散；在保护传动装置的同时避免主要功能丧失，控制车辆安全行驶，保证车辆跛行回家；在维修时可为故障定位提供参考依据，有效降低维修难度和维修成本。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明技术原理的前提下，还可以做出若干改进和变形，这些改进和变形也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：
S1、首先通过采集电磁阀反馈电压，采集电磁阀实际状态；
S2、对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，执行步骤S3；如果相同，则读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，执行步骤S3；
S3、进入故障诊断策略，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S4；
S4、判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡；如果是，执行步骤S6，如果否，执行步骤S5；
S5、进入降级使用控制策略，降级使用控制策略控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
S6、关闭电控系统，使用应急档位。
2.如权利要求1所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，其特征在于，电磁阀故障包括：控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障和电磁阀卡滞。
3.如权利要求1所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，其特征在于，所述步骤S1中电磁阀的反馈不仅根据高低反馈电平，同时根据采集的电磁阀端电压综合判断，区分出断路、短路、双挡故障并为故障定位提供参考依据。
4.如权利要求1所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，其特征在于，所述步骤S2中根据反馈的当前挡位的操纵件压力判断，区分出电磁阀卡滞导致的是相应操纵件失去压力或者是双挡故障，并为故障定位提供参考依据。
5.如权利要求1-4任一项所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的方法，其特征在于，所述降级使用控制策略为，在电磁阀链路出现故障时，首先使车辆挂回空挡，通过既定的故障诊断策略定位出现故障的是哪个电磁阀通道，并给出提示信息，避开使用该电磁阀的挡位，仅使用其他挡位进行行驶，则可以保证车辆可以跛行回家。
6.一种电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，其特征在于，该系统包括输入处理模块、电信号故障机理分析模块、电磁阀卡滞故障机理分析模块、故障诊断策略模块、降级使用控制策略模块和输出处理模块；
输入处理模块接入的电磁阀反馈电压数据、电磁阀目标状态数据、电磁阀实际状态数据和操纵件压力通过数据调理后进入电信号故障机理分析模块和电磁阀卡滞故障机理分析模块；
电信号故障机理分析模块对比电磁阀预期状态和实际状态是否相同，如果不相同，可以确定产生故障的电磁阀通道，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
电磁阀卡滞故障机理分析模块读取操纵件压力，判断操纵件压力与预期是否一致，如果不一致，则确定电磁阀卡滞故障发生位置，将分析结果数据送入故障诊断策略模块；
故障诊断策略模块根据结果数据、输入处理模块的输入数据，在故障诊断策略中判定故障是否导致挂双挡或错误挡，判定电磁阀卡滞故障是否导致挂双挡或错误挡，如果均为否，进入降级使用控制策略模块；
降级使用控制策略模块根据上述判断结果和降级使用控制策略输出对应的控制策略到输出处理模块，控制车辆降级安全行驶，保证车辆跛行回家；
输出处理模块执行对应的控制策略。
7.如权利要求6所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，其特征在于，电磁阀故障包括：控制信号故障、驱动芯片故障、电缆故障和电磁阀卡滞。
8.如权利要求6所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，其特征在于，所述输入处理模块中，电磁阀的反馈不仅根据高低反馈电平，同时根据采集的电磁阀端电压综合判断，区分出断路、短路、双挡故障并为故障定位提供参考依据。
9.如权利要求6所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，其特征在于，所述电磁阀卡滞故障机理分析模块根据反馈的当前挡位的操纵件压力判断，区分出电磁阀卡滞导致的是相应操纵件失去压力或者是双挡故障，并为故障定位提供参考依据。
10.如权利要求6-9任一项所述的电磁阀出现故障时控制车辆安全行驶的系统，其特征在于，所述降级使用控制策略为在电磁阀链路出现故障时，首先使车辆挂回空挡，通过既定的故障诊断策略定位出现故障的是哪个电磁阀通道，并给出提示信息，避开使用该电磁阀的挡位，仅使用其他挡位进行行驶，则可以保证车辆可以跛行回家。
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