| 专利名称： | 具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统及其诊断方法 | ||
| 专利名称(英文)： | Diagnosis system and method for hybrid electric automobile with override control function | ||
| 专利号： | CN201510222547.0 | 申请时间： | 20150430 |
| 公开号： | CN104787038A | 公开时间： | 20150722 |
| 申请人： | 东风襄阳旅行车有限公司 | ||
| 申请地址： | 441004 湖北省襄樊市汽车产业开发区车城大道1号 | ||
| 发明人： | 童晓辉 | ||
| 分类号： | B60W20/00; B60R16/023 | 主分类号： | B60W20/00 |
| 代理机构： | 武汉开元知识产权代理有限公司 42104 | 代理人： | 樊戎; 康晨 |
| 摘要： | 本发明公开了一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统及其诊断方法，诊断系统包括发动机控制器、离合器、牵引电机和自动变速箱，所述离合器连接在发动机控制器的输出轴和牵引电机的输入轴之间，所述牵引电机的输出轴与自动变速箱的输入轴相连，所述自动变速箱的输出轴与车辆的后桥相连，还包括汽车诊断仪和整车控制器，所述汽车诊断仪通过CAN总线与整车控制器、发动机控制器以及电机控制器双向通讯，所述整车控制器用于控制离合器的分离结合、自动变速箱的选换挡以及电机控制器的转矩分配。本发明体积小，重量轻，直接采用车辆12V或24V电源也可自用普通电池供电，避免了背景例中所述不足。 | ||
| 摘要(英文)： | The invention discloses a diagnosis system and method for a hybrid electric automobile with the override control function. The diagnosis system comprises an engine controller, a clutch, a traction motor and an automatic gearbox. The clutch is connected between an output shaft of the engine controller and an input shaft of the traction motor. An output shaft of the traction motor and an input shaft of the automatic gearbox are connected. An output shaft of the automatic gearbox is connected with a rear axle of the automobile. The diagnosis system further comprises an automobile diagnosis instrument and a whole automobile controller. The automobile diagnosis instrument is in both-way communication with the whole automobile controller, the engine controller and a motor controller through a CAN bus, and the whole automobile controller is used for controlling separation and union of the clutch, gear selecting and shifting of the automatic gearbox and torque distributing of the motor controller. The diagnosis system is small in size and light in weight, an automobile 12 V or 24 V power source is directly adopted, an ordinary battery can be used for supplying power as well, and defects in the background sample are overcome. | ||
1.一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统，包括发动机、发 动机控制器、离合器、牵引电机、电机控制器和自动变速箱，所述离合器 连接在发动机的输出轴和牵引电机的输入轴之间，所述牵引电机的输出轴 与自动变速箱的输入轴相连，所述自动变速箱的输出轴与车辆的后桥相连， 所述牵引电机和电机控制器相连，其特征在于：还包括汽车诊断仪和整车 控制器，所述汽车诊断仪通过CAN总线与整车控制器、发动机控制器以及 电机控制器双向通讯，所述整车控制器分别与发动机控制器、离合器、电 机控制器和自动变速箱相连。
2.根据权利要求1所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统， 其特征在于：还包括动力电池和用于控制动力电池信息采集和动力均衡的 电池管理系统，所述动力电池和电机控制器相连，所述汽车诊断仪通过CAN 总线与电池管理系统双向通讯。
3.根据权利要求1或2所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断 系统，其诊断方法的具体步骤是： 步骤1：汽车诊断仪1和整车控制器2完成自身硬件初始化及CAN硬件 初始化，以及汽车诊断仪1和整车控制器2内部程序存储flash地址初始 化，数据空间RAM地址初始化； 步骤2：建立汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，调出 整车控制器2中适用于汽车诊断仪1识别的变量地址、变量类型以及物理 转化方式文件即A2L文件，并确认密码正确； 步骤3：汽车诊断仪1根据A2L地址文件读取整车控制器2的常规参数， 如车辆挡位开关状态信号，确保汽车诊断仪1和整车控制器2工作正常； 步骤4：用户操作汽车诊断仪1进入超驰控制菜单，向整车控制器2发 送读写内存指令； 步骤5：整车控制器2接收汽车诊断仪1发送的指令，将需要做超驰控 制的存储flash区域复制到RAM区域； 步骤6：汽车诊断仪1进行超驰控制； 步骤7：断开汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，超驰 控制功能继续有效，仅当复位整车控制器2或者重启整车控制器2后超驰 控制功能退出。
4.根据权利要求3所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统 的诊断方法，所述步骤6包括：调出调试标志结构体变量 flag_debug.accelerator,超驰设置值override.accelerator，司机加速踏 板原始值raw_accelerator,整车控制器2用于控制策略的加速踏板值 accelerator； 若设置flag_debug.accelerator＝0， 则accelerator＝raw_accelerator； 若设置flag_debug.accelerator＝1， 则accelerator＝override.Accelerator。
1.一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统，包括发动机、发 动机控制器、离合器、牵引电机、电机控制器和自动变速箱，所述离合器 连接在发动机的输出轴和牵引电机的输入轴之间，所述牵引电机的输出轴 与自动变速箱的输入轴相连，所述自动变速箱的输出轴与车辆的后桥相连， 所述牵引电机和电机控制器相连，其特征在于：还包括汽车诊断仪和整车 控制器，所述汽车诊断仪通过CAN总线与整车控制器、发动机控制器以及 电机控制器双向通讯，所述整车控制器分别与发动机控制器、离合器、电 机控制器和自动变速箱相连。
2.根据权利要求1所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统， 其特征在于：还包括动力电池和用于控制动力电池信息采集和动力均衡的 电池管理系统，所述动力电池和电机控制器相连，所述汽车诊断仪通过CAN 总线与电池管理系统双向通讯。
3.根据权利要求1或2所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断 系统，其诊断方法的具体步骤是： 步骤1：汽车诊断仪1和整车控制器2完成自身硬件初始化及CAN硬件 初始化，以及汽车诊断仪1和整车控制器2内部程序存储flash地址初始 化，数据空间RAM地址初始化； 步骤2：建立汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，调出 整车控制器2中适用于汽车诊断仪1识别的变量地址、变量类型以及物理 转化方式文件即A2L文件，并确认密码正确； 步骤3：汽车诊断仪1根据A2L地址文件读取整车控制器2的常规参数， 如车辆挡位开关状态信号，确保汽车诊断仪1和整车控制器2工作正常； 步骤4：用户操作汽车诊断仪1进入超驰控制菜单，向整车控制器2发 送读写内存指令； 步骤5：整车控制器2接收汽车诊断仪1发送的指令，将需要做超驰控 制的存储flash区域复制到RAM区域； 步骤6：汽车诊断仪1进行超驰控制； 步骤7：断开汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，超驰 控制功能继续有效，仅当复位整车控制器2或者重启整车控制器2后超驰 控制功能退出。
4.根据权利要求3所述的具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统 的诊断方法，所述步骤6包括：调出调试标志结构体变量 flag_debug.accelerator,超驰设置值override.accelerator，司机加速踏 板原始值raw_accelerator,整车控制器2用于控制策略的加速踏板值 accelerator； 若设置flag_debug.accelerator＝0， 则accelerator＝raw_accelerator； 若设置flag_debug.accelerator＝1， 则accelerator＝override.Accelerator。
翻译：技术领域
本发明属于汽车电子控制领域，具体地指一种具备超驰控制功能的混 合动力汽车诊断系统及其诊断方法。
背景技术
传统的汽车诊断仪如申请号为CN201320784144，CN201320695926的专 利所述汽车诊断仪能实现读取故障信息、清除故障码、读取动态数据流并 显示数据流以及设定汽车诊断指令功能，但是不能满足比较复杂的汽车部 件诊断功能。
混合动力汽车因其部件众多，控制逻辑复杂，存在复杂的功能验证， 例如某控制器散热电控风扇出于节能考虑，设计为仅当传感器测量进控制 器出水口温度大于Temperature 1(T1，例如50℃)后风扇开始工作。若 当前环境温度远低于T1，相关继电器因无信号给定不动作，无法确认是保 险管断电所致或是风扇自身损坏。常规检修方法通常如下：
方法1采用外接温度传感器模拟使得控制器认为此时温度大于T1，但 是这种方法接线繁琐且费时费力。
方法2采用自检模式，即按下车辆翘板开关输入信号给整车控制器使 得车辆进入检修或者诊断调试模式，控制器自动发出不同占空比的信号， 驱动风扇发出不同的风力，该方法可以持续10-20秒，满足器件的简单检 修，但是这种方法仅仅限于车辆停车状况，无法覆盖行驶工况下的车辆部 件检修。
方法3是利用电脑上位机软件或者常规诊断仪改变控制器flash或者 E2ROM中的阈值参数，例如上述例子中出水口温度为20℃，则将风扇开启温 度阈值设置为18℃，风扇工作信号即有效，但该方法存在部分操作人员漏 将正确参数恢复的情况，给产品安全带来隐患,且仅仅局限于调整简单的逻 辑比较参数，复杂的输入输出功能参数强制标定需要调整全局算法，非常 繁琐且不合适车辆检修人员使用，而且笔记本电脑因电池续航原因不能长 时间跟车运行，需要另外配置USB-CAN通讯转换卡，车辆临时维修、生产 调试使用不方便。
类似的故障诊断和调试问题还有诸如前进后退开关损坏，电池单体电 压或者温度采集线束损坏导致单体电压或温度采集报警，这都需临时屏蔽 该故障确保车辆短期正常运行，排查此类故障已远超过普通诊断仪功能范 围。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述不足提供一种具备超驰控制功能的混合 动力汽车诊断系统及其诊断方法。
为实现上述目的，本发明采用的技术方案是：
一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统，包括发动机控制器、 离合器、牵引电机和自动变速箱，所述离合器连接在发动机控制器的输出 轴和牵引电机的输入轴之间，所述牵引电机的输出轴与自动变速箱的输入 轴相连，所述自动变速箱的输出轴与车辆的后桥相连，还包括汽车诊断仪 和整车控制器，所述汽车诊断仪通过CAN总线与整车控制器、发动机控制 器以及电机控制器双向通讯，所述整车控制器用于控制离合器的分离结合、 自动变速箱的选换挡以及电机控制器的转矩分配。
本发明的有益效果是：除了具备监视混合动力汽车运行中的电机转速、 电机电流、高压接触器状态、加速踏板开度等信息外，还可以通过CAN通 讯修改其他控制器中的随机存储器(RAM)变量，使得控制器进入所需的逻 辑或者输出相应的逻辑变量，实现超驰控制功能；断开汽车诊断仪与其他 控制器CAN通讯，如果不重启相关控制器控制电源，RAM参数不变化，继续 执行超驰控制值；若重启控制器控制电源，RAM区重新初始化，不影响正常 程序运行。本发明体积小，重量轻，直接采用车辆12V或24V电源也可自 用普通电池供电，避免了背景例中所述不足。
附图说明
图1为本发明诊断系统结构示意图。
图2为本发明诊断方法流程图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例进一步说明本发明。
实施例：本发明一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统，包 括发动机3、发动机控制器4、离合器5、牵引电机6、电机控制器7和自 动变速箱8，所述离合器5连接在发动机3的输出轴和牵引电机6的输入轴 之间，所述牵引电机6的输出轴与自动变速箱8的输入轴相连，所述自动 变速箱8的输出轴与车辆的后桥9相连，所述牵引电机6和电机控制器7 相连，还包括汽车诊断仪1和整车控制器2，所述汽车诊断仪1通过CAN总 线与整车控制器2、发动机控制器4以及电机控制器7双向通讯，所述整车 控制器2分别与发动机控制器4、离合器5、电机控制器7和自动变速箱8 相连，所述整车控制器2用于控制离合器5的分离结合、自动变速箱8的 选换挡以及发动机控制器4和电机控制器7的转矩分配。
本发明还可以包括动力电池10和用于负责动力电池10信息采集及动 力电池10均衡的电池管理系统11，所述动力电池10和电机控制器7相连， 所述动力电池10负责给电机控制器7供电并回收其刹车制动回收能量，所 述汽车诊断仪1通过CAN总线与电池管理系统11双向通讯实现超驰控制及 信息共享。
其中汽车诊断仪1可以选用北京百联长通科技有限公司生产的 EC9374AZZ型号汽车诊断仪；整车控制器2可以选用东风襄阳旅行车有限公 司生产的VC21-13R48A型号整车控制器；电池管理系统11可以选用北京海 博思创科技有限公司生产的HS-100型号的电池管理系统；电机控制器7可以 选用湖南南车时代电动汽车股份有限公司生产的DKQ101型号的电机控制 器，发动机控制器4可以选用上海依相动力系统有限公司生产的Xtron-C32B 型号的发动机控制器。
汽车诊断仪1和相关控制器构成具备超驰控制功能的系统。其中汽车 诊断仪1由液晶屏、按键以及内置控制板等组成，既可类同其他常规汽车 诊断仪监视电动汽车运行中的电机转速、电机电流、发动机冷却水温、司 机加速踏板开度、电池SOC以及高压接触器状态等信息，也可通过CAN通 讯修改其他控制器中的RAM变量，使得控制器进入所需的逻辑或者输出相 应的逻辑变量，实现超驰控制功能。
本发明中的汽车诊断仪1可外接汽车的24V或者12V电源供电，也可 采用自带的5*1.2V电池供电，由于体积小，重量轻，避免了使用笔记本电 脑电池续航不足带来的不便。该设备可设置软件权限供车辆控制器维护人 员使用，也可供用户使用。
以汽车诊断仪1和整车控制器2建立CAN通讯处理司机加速踏板故障 为例说明。整车控制器2正常运行时采集车辆司机加速踏板开度获得司机 驾驶意图并分配发动机控制器3和电机控制器7目标转矩，当加速踏板因 电源故障或踏板本身接线不良导致司机踩下加速踏板无效时可采用本发 明。
整车控制器2中包含调试标志位即“flag_debug”结构体全局变量， 默认为当flag_debug族系值为0时，输入变量采用自身传感器测量值或者 从其他控制器通过CAN总线获取的真实物理值。例如司机将加速踏板踩到 底，且相应的flag_debug结构体变量flag_debug.accelerator＝0，整车控 制器认为当前加速踏板开度是100％。当汽车诊断仪1通过CAN总线与整车 控制器2通讯并设定flag_debug族系值flag_debug.accelerator＝1,并给 定一个虚拟的加速踏板开度“超驰值”即override.accelerator＝5％，此时 即使司机将加速踏板踩到底，但是整车控制器2内部逻辑依然认为此时加 速踏板开度是5％，若因特殊原因将汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN 通讯突然断开但仍然保持电源不重启，整车控制器2依然采用 override.accelerator值，即仍然认为当前司机加速踏板开度是5％，若此 时系统突然断电或者重启整车控制器2，则整车控制器2复位RAM参数初始 化以实际采集值为准，当汽车诊断仪1通过CAN总线与整车控制器2通讯 并设置flag_override.accelerator＝0，整车控制器2内部逻辑恢复以自身 采集的数值为准。同理，发动机控制器4和电机控制器7包含的输入和输 出逻辑与上述类同。
一种具备超驰控制功能的混合动力汽车诊断系统的诊断方法包括以下 步骤：
步骤1：汽车诊断仪1和整车控制器2完成自身硬件初始化及CAN硬件 初始化，以及汽车诊断仪1和整车控制器2内部程序存储flash地址初始 化，数据空间RAM地址初始化；
步骤2：建立汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，调出 整车控制器2中适用于汽车诊断仪1识别的变量地址、变量类型以及物理 转化方式文件即A2L文件，并确认密码正确；
步骤3：汽车诊断仪1根据A2L地址文件读取整车控制器2的常规参数， 如车辆挡位开关状态信号，确保汽车诊断仪1和整车控制器2工作正常；
步骤4：用户操作汽车诊断仪1进入超驰控制菜单，向整车控制器2发 送读写内存指令；
步骤5：整车控制器2接收汽车诊断仪1发送的指令，将需要做超驰控 制的存储flash区域复制到RAM区域；
包括设置第一指针变量指向源地址即flash,第二指针变量指向目标地 址，指针第一指针变量和第二指针变量随地址长度计数减小而同步递增。
步骤6：汽车诊断仪1进行超驰控制，包括调出调试标志结构体变量 flag_debug.accelerator,超驰设置值override.accelerator，司机加速踏 板原始值raw_accelerator,整车控制器用于控制策略的加速踏板值 accelerator。
若设置flag_debug.accelerator＝0，则accelerator＝raw_accelerator
，若设置flag_debug.accelerator＝1，则accelerator＝override. accelerator
步骤7：断开汽车诊断仪1和整车控制器2之间的CAN通讯连接，超驰 控制功能继续有效，仅当复位整车控制器2或者重启整车控制器2后超驰 控制功能退出。
具备该功能的诊断系统可应用于如进气温度，大气压力，电机控制器 采样电流等输入量逻辑判断，利用超驰值在必要场合替代真实物理传感器 测量值，以及较为复杂的逻辑输出场合如：高压预充电接触器不闭合，可 强制输出预充电指令，便于查找是由于继电器线路损坏或者接触器自身损 坏或者预充电电阻损坏所致，也可以强制断开预充电接触器，无需采用繁 琐的接线动作。
如上述背景例中控制器出水温度为20℃，通过汽车诊断仪1超驰控制 控制器检测温度为52℃，则控制器认为当前温度为52℃，大于50℃的风扇 开启阈值，风扇运转。断开汽车诊断仪1和整车控制器2的CAN通讯并重 启电源控制器中RAM参数重新初始化，只有当真实温度大于50℃时电子风 扇才会执行相应操作。
需要指出，本发明所述超驰功能需要软件设置相关权限，防止误超驰控 制，在涉及电机控制器重要安全控制相关的电机转速等领域，不能使用超 驰控制，部分参数也需解除保护参数方可使用。
