一种混合动力汽车故障诊断方法技术

本发明专利技术公开了一种混合动力汽车故障诊断方法，旨在解决现有混合动力汽车故障诊断方法不完善、不能满足混合动力汽车对短时故障、闭环系统间歇故障诊断要求的问题，本方法包括以下步骤：一、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；二、混合动力汽车故障确认，依据步骤一得到的各待检信号故障状态标识符，进一步进行混合动力系统故障确认。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种车辆故障诊断方法，更确切的说，本专利技术涉及一种混合动力汽车故障诊断方法。
技术介绍
混合动力汽车(Hybrid Electric Vehicle，HEV)作为缓解当前能源危机与环境污染等问题的重要途径之一，近年来得到了长足的发展。区别于传统汽车，混合动力汽车是一个复杂的机电耦合系统，系统中增加的动力电池、电池管理系统、驱动电机、电机控制器等电器元件，使得混合动力系统的可靠性较传统汽车要低，车辆可能出现的潜在故障也更多。一方面，由于混合动力系统中各部件与设备之间的电磁辐射与干扰，以及车载通信系统和车内网络信道带宽约束、量化误差、网络拥塞和节点竞争等容易导致混合动力系统产生间歇故障。此类故障不同于永久故障和瞬态故障，其持续时间短，可反复出现、未经处理又可自行消失，是一种特殊的非永久故障，检测十分困难。另一方面，混合动力系统往往存在由于信号噪声尖峰引起的短时故障，该类故障持续时间很短，若直接用于系统的容错控制和故障代码输出势必给系统的稳定性带来不利的影响，而且会导致非必要的代码存储量。同时由于整车闭环控制系统的反馈补偿效果，使得混合动力系统自身具备一定的容错能力，当故障处于早期阶段或者幅值较小时，故障带来的影响可能会被控制量掩盖，导致故障难以检测。目前传统汽车的故障诊断技术多针对发动机、变速器以及ABS系统等，对于上述混合动力汽车系统短时故障以及特殊的闭环间歇故障等，传统汽车的故障诊断技术显然不能满足要求，针对混合动力系统建立有效的故障诊断体系对于混合动力汽车的安全性与可靠性仍然十分必要。现有的一些专利，如中国专利公开号为CN 101364111A，公开日为2009年2月11日，专利技术名称为“一种混合动力汽车故障检测及处理方法”，该专利技术以混合动力汽车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。中国专利公开号CN 101941439A，公开日为2011年1月12日，专利技术名称为“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”，该专利技术根据故障信息到达的先后顺序，以最先报出故障的电控单元为准，可实现对有多个电控单元组成的混合动力汽车电控系统的精确故障诊断功能。中国专利公开号CN 102901639A，公开日为2013年1月30日，专利技术名称为“一种混合动力汽车的加速踏板诊断方法”，该专利技术提供了一种混合动力汽车的加速踏板诊
断方法，解决加速踏板长时间使用后传感器内部接触电阻需要进行高阻抗检查的技术问题。中国专利公开号CN 104656026A，公开日为2015年5月27日，专利技术名称为“一种混合动力汽车电池过充诊断方法及系统”，该专利技术提供了一种可以准确判断电池是否过充、不受环境温度变化影响的混合动力汽车电池过充诊断方法及系统。综上所述，传统汽车的故障诊断技术不能满足混合动力汽车故障诊断的需求；现有的混合动力汽车方面的专利多针对系统故障诊断架构以及混合动力系统各单独部件的诊断与检测；而针对混合动力系统中经常出现的短时故障、间歇故障等，目前尚未提出有效的故障诊断解决办法。
技术实现思路
本专利技术旨在解决现有混合动力汽车故障诊断方法不完善、不能满足混合动力汽车对短时故障、闭环系统间歇故障诊断要求的问题，提出一种合理、完善的混合动力汽车故障诊断方法。为解决上述技术问题，本专利技术是采用如下技术方案实现的：一种混合动力汽车故障诊断方法，包括以下步骤：步骤一、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，包括以下步骤：1)信号读取与处理，混合动力汽车整车控制器HCU对各待检信号依次进行信号读取、信号A/D转换与标定以及信号滤波处理，得到处理后的待检信号；2)信号故障检测，混合动力汽车整车控制器HCU将经过上述步骤1)处理后的待检信号进行信号特征检测以及信号间逻辑关系检测，得到表征信号故障状态的标识符；3)故障状态输出，混合动力汽车整车控制器HCU输出步骤2)故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，用于混合动力汽车故障确认。步骤二、混合动力汽车故障确认，依据步骤一得到的各待检信号故障状态标识符，进一步进行混合动力系统故障确认，包括以下内容：1)基于计时的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计时的方式进行故障确认，以滤除系统的短时故障；2)基于计数的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计数的方式进行故障确认，实现系统间歇故障确认。本专利技术所述的一种混合动力汽车故障诊断方法，其中，步骤一混合动力汽车故障检测中所述的信号读取与处理具体包括以下步骤：(1)待检信号读取及A/D转换与标定：混合动力汽车整车控制器读取各待
检信号，分别对各待检信号进行A/D转换，并依据公式(1)对A/D转换后得到的数字量进行标定。f=(Vs-Vmin)*rh-rlVmax-Vmin---(1)]]>式中，f——信号标定值Vs——电压信号A/D转换之后的值Vmin——信号正常工作电压的下限值Vmax——信号正常工作电压的上限值rh——信号实际取值范围的上限值rl——信号实际取值范围的下限值(2)信号滤波处理，混合动力汽车整车控制器对经过上述步骤(1)A/D转换与标定后得到的各待检信号，依据公式(2)进行滤波处理，以滤除信号中的噪声，抑制信号干扰。y(k)＝(1-Q)y(k-1)+Qx(k) (2)式中，y(k)——当前时刻滤波输出值y(k-1)——前一时刻滤波输出值x(k)——当期时刻采样值Q——滤波系数，Q＝dT/(dT+τ)dT——采样周期τ——时间常数本专利技术所述的一种混合动力汽车故障诊断方法，其中，步骤一混合动力汽车故障检测中所述的信号故障检测具体包括以下内容：(1)信号特征检测，混合动力汽车整车控制器HCU对经过滤波处理后的信号分别进行信号卡死故障、信号斜率异常故障以及信号门限故障特征检测。具体如下所述：a.信号卡死检测，混合动力整车控制器HCU对经过滤波处理后的信号进行延时处理得到前一时刻待检信号，并与当前时刻待检信号做差提取绝对值，当绝对值高于信号卡死检测门限值时，HCU判定待检信号不存在卡死故障，并给出待检信号卡死故障标识符为第二类标识符；当绝对值小于信号卡死检测门限值时，HCU判定待检信号存在卡死故障的可能。信号卡死故障表征一般是某一信号较长时间维持在某一固定的值，因此HCU判定待检信号存在卡死故障的可能之后便开始计时，当绝对值小于信号卡死检测门限值的时间超过预设卡死故障时间门限值时，HCU给出待检信号卡死故障标识符为第一类标识符；如果在卡死故障时间门限值之内，信号差值绝对值恢复至高于信号卡死检测门限值，则HCU
判定待检信号不存在卡死故障，将计时器清零并给出待检信号卡死故障的标识符为第二类标识符。b.信号斜率检测，混合动力整车控制器HCU对经过滤波处理后的信号进行延时处理得到前一时刻待检信号，并依据公式(3)计算待检信号斜率。当待检信号本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种混合动力汽车故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、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，包括以下步骤：1)信号读取与处理，混合动力汽车整车控制器HCU对各待检信号依次进行信号读取、信号A/D转换与标定以及信号滤波处理，得到处理后的待检信号；2)信号故障检测，混合动力汽车整车控制器HCU将经过上述步骤1)处理后的待检信号进行信号特征检测以及信号间逻辑关系检测，得到表征信号故障状态的标识符；3)故障状态输出，混合动力汽车整车控制器HCU输出步骤2)故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，用于混合动力汽车故障确认；步骤二、混合动力汽车故障确认，依据步骤一得到的各待检信号故障状态标识符，进一步进行混合动力系统故障确认，包括以下内容：1)基于计时的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计时的方式进行故障确认，以滤除系统的短时故障；2)基于计数的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计数的方式进行故障确认，实现系统间歇故障确认；...

【技术特征摘要】
1.一种混合动力汽车故障诊断方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一、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，包括以下步骤：1)信号读取与处理，混合动力汽车整车控制器HCU对各待检信号依次进行信号读取、信号A/D转换与标定以及信号滤波处理，得到处理后的待检信号；2)信号故障检测，混合动力汽车整车控制器HCU将经过上述步骤1)处理后的待检信号进行信号特征检测以及信号间逻辑关系检测，得到表征信号故障状态的标识符；3)故障状态输出，混合动力汽车整车控制器HCU输出步骤2)故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，用于混合动力汽车故障确认；步骤二、混合动力汽车故障确认，依据步骤一得到的各待检信号故障状态标识符，进一步进行混合动力系统故障确认，包括以下内容：1)基于计时的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计时的方式进行故障确认，以滤除系统的短时故障；2)基于计数的故障确认方法，混合动力汽车整车控制器HCU依据经过上述步骤一混合动力汽车故障检测得到的各待检信号故障状态标识符，采用计数的方式进行故障确认，实现系统间歇故障确认；2.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车故障诊断方法，其特征在于，所述步骤一混合动力汽车故障检测中所述的信号读取与处理具体包括以下步骤：(1)待检信号读取及A/D转换与标定：混合动力汽车整车控制器HCU读取各待检信号，分别对各待检信号进行A/D转换，并依据公式(1)对A/D转换后得到的数字量进行标定；f=(Vs-Vmin)*rh-rlVmax-Vmin---(1)]]>式中，f——信号标定值Vs——电压信号A/D转换之后的值Vmin——信号正常工作电压的下限值Vmax——信号正常工作电压的上限值rh——信号实际取值范围的上限值rl——信号实际取值范围的下限值(2)信号滤波处理，混合动力汽车整车控制器对经过上述步骤(1)A/D转换与标定后得到的各待检信号，依据公式(2)进行滤波处理，以滤除信号中的
\t噪声，抑制信号干扰；y(k)＝(1-Q)y(k-1)+Qx(k) (2)式中，y(k)——当前时刻滤波输出值y(k-1)——前一时刻滤波输出值x(k)——当期时刻采样值Q——滤波系数，Q＝dT/(dT+τ)dT——采样周期τ——时间常数3.按照权利要求1所述的一种混合动力汽车故障诊断方法，其特征在于，所述步骤一混合动力汽车故障检测中所述的信号故障检测具体包括以下内容：(1)信号特征检测，混合动力汽车整车控制器HCU对经过滤波处理后的信号分别进行信号卡死故障、信号斜率异常故障以及信号门限故障特征检测，具体如下所述：a.信号卡死检测，混合动力整车控制器HCU对经过滤波处理后的信号进行延时处理得到前一时刻待检信号，并与当前时刻待检信号做差提取绝对值，当绝对值高于信号卡死检测门限值时，HCU判定待检信号不存在卡死故障，并给出待检信号卡死故障标识符为第二类标识符；当绝对值小于信号卡死检测门限值时，HCU判定待检信号存在卡死故障的可能，信号卡死故障表征一般是某一信号较长时间维持在某一固定的值，因此HCU判定待检信号存在卡死故障的可能之后便开始计时，当绝对值小于信号卡死检测...

【专利技术属性】
技术研发人员：曾小华，李广含，宋大凤，彭宇君，杨南南，冯涛，陈琴琴，王广义，张峻恺，
申请(专利权)人：吉林大学，
类型：发明
国别省市：吉林;22