具体实施方式

为使本发明解决的技术问题、采用的技术方案和达到的技术效果更加清楚，下面结合附图并通过具体实施方式来进一步说明本发明的技术方案。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部。

如图1所示，本实施例提供了一种混合动力汽车，包括动力总成和车轮，动力总成包括发动机、发电机、离合器、驱动电机、传动单元和动力电池，其中，发动机通过离合器选择性地与传动单元连接或断开的同时，与发电机传动连接，驱动电机与传动单元连接，动力电池与发电机、驱动电机均电连接，传动单元用于连接车轮。

具体地，上述驱动电机通过第一逆变器与动力电池电连接，发电机通过第二逆变器与动力电池电连接。上述发动机与发电机通过齿轮副传动连接，可以通过发电机完成发动机的起动，当离合器断开时，发动机不直接参与驱动车辆，发动机带动发电机发电以为动力电池充电或为驱动电机提供能量以由驱动电机驱动车辆行驶。当离合器结合时，发动机通过离合器、传动单元将动力传递至车轮，发动机可以与驱动电机共同对混合动力汽车进行驱动。

上述发动机配设有发动机控制器(简称EMS)，通过发动机控制器控制发动机动作；驱动电机配设有电机控制器(简称MCU1)，通过电机控制器控制驱动电机动作；发电机配设有发电机控制器(简称MCU2)，通过发电机控制器控制发电机动作；动力电池配设有电池管理系统(简称BMS)，通过电池管理系统控制动力电池。上述发动机控制器、电机控制器、发电机控制器和电池管理系统均通过CAN总线与整车控制器(简称MCU)通讯，发动机控制器、电机控制器、发电机控制器和电池管理系统均具有监测并识别自身故障的功能，可以将监测信号通过CAN总线发送给整车控制器。

整车控制器能够识别驾驶员的操作，接收发动机控制器、电机控制器、发电机控制器和电池管理系统发送的相关部件信号及故障信号，整车控制器还能够识别自身故障状态、离合器状态、离合器故障状态及CAN通讯故障；整车控制器还能够发动控制指令、协调控制所有部件有序运行，实现混合动力驱动及制动能量回收等功能，并在故障发生的情况下保证整车安全、可靠地按照驾驶员需求运行。

上述混合动力汽车的驱动模式包括停车停机模式、纯电动驱动模式、串联驱动模式和并联驱动模式；其中，停车停机模式指的是车辆处于停车状态，发动机处于停机状态，离合器处于分离状态，整车控制器停止发送喷油指令及相关扭矩指令。

纯电动驱动模式指的是当动力电池的电量足够时，车速及驾驶员的需求扭矩较小时，发动机停机，由驱动电机驱动混合动力汽车行驶及再生制动。

串联驱动模式指的是当车速升高，驾驶员需求扭矩较大时，发动机通过发电机发电直接为驱动电机提供电能，或者发动机通过发电机发电直接为驱动电机提供电能的同时为动力电池充电。

并联驱动模式指的是当车速持续升高而驾驶员的需求扭矩减小时，控制离合器结合，发动机直接参与驱动，发电机根据电池电量和发动机负荷进行发电，将电能存储至动力电池中；当驾驶员的需求扭矩大于发动机经济区上限扭矩或发动机响应较慢时，驱动电机进行助力。

本实施例针对上述混合动力汽车，提供出了一种混合动力汽车跛行控制方法，包括以下步骤：根据故障严重程度将混合动力汽车的故障类型按照优先级由高到低的顺序划分为影响整车及驾乘人员安全的故障、整车停车故障和部件失效故障；在混合动力汽车存在故障时，确认所属故障类型，根据所属故障类型中优先级较高的故障类型，控制混合动力汽车进入相应的跛行控制模式；根据安全性高低将跛行控制模式按照优先级由高到低的顺序划分为安全模式、不下高压停车模式、下高压停车模式、并联跛行模式、串联跛行模式和纯电动跛行模式；在混合动力汽车存在部件失效故障时，根据造成部件失效故障的失效部件及当前驱动模式确定跛行控制模式，并根据所确定的跛行控制模式中优先级较高的跛行控制模式控制车辆。

本实施例提供的混合动力汽车的跛行控制方法，可以在混合动力汽车发生故障时保证整车安全、可靠地按照驾驶员的需求运行；而且通过故障类型进行优先级划分及跛行控制模式进行优先级划分，可以实现选取最合理的跛行模式，在保证安全的前提下最大限度地控制车辆跛行，以满足驾驶员的需求。

下面结合图2对本实施例提供的混合动力汽车跛行控制方法的控制原则进行简要介绍。

S1、判断混合动力汽车是否存在故障，若是，则执行S2，若否，则继续控制车辆正常行驶。

在整车控制器控制混合动力汽车行驶的过程中，通过整车控制器、发动机控制器、电机控制器、发电机控制器和电池管理系统实时监测并识别自身故障，在发动机控制器、电机控制器、发电机控制器和电池管理系统的任一个监测到故障信号时，均将故障信号发送至整车控制器；同时整车控制器还实时监测自身故障、离合器状态及离合器故障，由整车控制器确认混合动力汽车是否存在故障，若混合动力汽车不存在故障，继续控制车辆正常行驶即可。

S2、判断该故障中是否存在影响整车及驾乘人员安全的故障，若是，则控制发动机停机且发电机和驱动电机均输出零扭矩且切断高压回路，以进入安全模式；若否，则执行S3。

由于故障类型有很多种，而且也可能同时存在多种故障，为了保证整车及驾乘人员安全，将影响整车及驾乘人员安全的故障作为最高优先级。如车辆发生碰撞的故障、动力电池无法工作的动力电池影响安全的故障等均属于影响整车及驾乘人员安全的故障。

一旦出现影响整车及驾乘人员安全的故障，则立即控制发动机停机且发电机和驱动电机均输出零扭矩以实现动力源被切断，同时通过控制高压继电器下电以切断高压回路，使车辆进入安全模式。动力电池通过上述高压继电器与第一逆变器、第二逆变器电连接，在高压继电器下电时，动力电池与第一逆变器、第二逆变器断开连接，以使动力电池与驱动电机、发电机之间断开。

S3、该故障中是否存在整车停车故障，若是，控制发动机停机且控制发电机和驱动电机均输出零扭矩以执行停车模式；若否，则存在部件失效故障，执行S4。

在步骤S3中的停车模式包括下高压的停车模式和不下高压的停车模式，在混合动力汽车存在整车停车故障时，判断该故障中是否存在需要切断高压回路的故障，若是，则控制发动机停机且控制发电机和驱动电机均输出零扭矩且切断高压回路以进入下高压的停车模式，若否，则控制发动机停机且控制发电机和驱动电机均输出零扭矩以进入不下高压的停车模式。

S4、根据失效部件及当前驱动模式确定跛行控制模式，并根据所确定的跛行控制模式中优先级较高的跛行控制模式控制车辆。

本实施例中，部件失效故障包括驱动电机失效故障、发电机失效故障、发动机失效故障、离合器失效故障、CAN通讯故障和整车控制器自身故障，其中，离合失效故障包括离合器无法结合故障和离合器无法分离故障；CAN通讯故障包括整车控制器与发电机控制器之间存在CAN通讯故障，整车控制器与驱动电机控制器之间存在CAN通讯故障，及整车控制器与电池管理系统之间存在CAN通讯故障。

其中，动力电池失效故障会导致整车控制器接收BMS故障，驱动电机失效故障会导致整车控制器接收MCU1故障，发电机失效故障会导致整车控制器接收MCU2故障，发动机失效故障会导致整车控制器接收EMS故障，通过整车控制器可以识别上述故障。

图3是本实施例提供的整车控制器接收BMS故障时的跛行控制方法的流程图，如图3所示，此时的控制方法包括以下步骤：

S11、在存在整车控制器接收BMS故障时，判断该故障中是否存在动力电池影响安全的故障，若是，进入安全模式；若否，则执行S12；

S12、判断该故障中是否存在动力电池需要下高压的故障，若是，则进入下高压的停车模式；若否，则进入不下高压的停车模式。

比如其他故障导致动力电池的功率受限，这种情况属于动力电池无需下高压的故障，进入不下高压的停车模式，尽可能地保证高压用电。

需要说明的是，上述整车控制器接收BMS故障时的控制方法，适用于混合动力汽车无其他故障的情况下。

图4是本实施例提供的整车控制器接收MCU1故障时的跛行控制方法的流程图，如图4所示，此时的控制方法包括以下步骤：

S21、在因驱动电机失效使存在整车控制器接收MCU1故障时，判断混合动力汽车是否以并联驱动模式驱动车辆行驶，若是，则执行S22，若否，进入停车模式；

S22、判断当前车速是否大于第一预设车速；若是，则由发电机替代驱动电机以进入并联跛行模式，直至当前车速不高于第一预设车速后进入停车模式；若否，则进入停车模式。

由于对混合动力汽车进行控制时，对离合器结合时的车速有一定的要求，在车速不大于第一预设车速时，离合器难以保持结合状态，即无法通过发动机驱动车辆行驶。因此对第一预设车速进行限定，在混合动力汽车的驱动模式为并联驱动模式驱动车辆时发生驱动电机失效故障的话，在当前车速大于第一预设车速时，可以通过发电机替代驱动电机以进入并联跛行模式。

对于所谓的通过发电机替代驱动电机，根据发动机的状态分为两种情况，第一种情况是驱动电机失效时，混合动力汽车处于发动机和驱动电机共同驱动的并联驱动模式，该种情况下将发电机作为驱动电机使用，通过发电机提供由之前驱动电机所需提供的扭矩，以保证车辆安全行驶，不会突然出现车速急剧变化。

第二种情况是驱动电机失效时，混合动力汽车处于发动机单独驱动的并联驱动模式，驱动电机并未工作，则在发电机控制器收到替代驱动电机的指令后，继续等待控制发电机动作的指令。至于是否需要起动发电机，则根据实际需求扭矩确定，在单独依靠发动机驱动车辆行驶难以满足实际需求扭矩时，启动发电机进行辅助驱动。

混合动力汽车的驱动模式为并联驱动模式驱动车辆时发生驱动电机失效故障时，若当前车速不大于第一预设车速，离合器难以维持结合状态，而驱动电机又处于失效状态，此时只能进入停车模式。

在发生驱动电机失效故障时混合动力汽车的驱动模式为串联驱动模式或纯电动驱动模式时，由于驱动电机故障无法维持纯电动模式，此时直接进入停车模式。

需要说明的是，在因驱动电机失效使存在整车控制器接收MCU1故障时，若进入停车模式，则在动力电池的电量满足需求的情况下，优先选用不下高压的停车模式；在动力电池的电量不能满足需求的情况下，选用下高压的停车模式。

需要说明的是，上述整车控制器接收MCU1故障时的跛行控制方法，适用于混合动力汽车无其他故障的情况下。

图5是本实施例提供的整车控制器接收MCU2故障时的跛行控制方法的流程图，如图5所示，此时的控制方法包括以下步骤：

S31、在因发电机失效使存在整车控制器接收MCU1故障时，判断混合动力汽车是否以并联驱动模式驱动车辆行驶，若是，则执行S32，若否，则通过驱动电机单独驱动车辆行驶以进入纯电动跛行模式。

在发生发电机失效故障时混合动力汽车的驱动模式不是并联驱动模式，那么也就只能是串联驱动模式或纯电动驱动模式。混合动力汽车在串联驱动模式下出现发电机失效故障后，由于发电机出现故障将无法继续发电，导致串联驱动模式无法维持，将由驱动电机驱动车辆行驶，以进行纯电动跛行。

混合动力汽车在纯电动驱动模式下出现发电机失效故障后，将由驱动电机驱动车辆行驶，以进行纯电动跛行。

S32、判断当前车速是否大于第一预设车速；若是，则由驱动电机替代发电机为动力电池充电，并由发动机单独驱动以进入并联跛行模式，直至车速不高于第一预设车速后通过驱动电机单独驱动车辆行驶以进入纯电动跛行模式；若否，则通过驱动电机单独驱动车辆行驶以进入纯电动跛行模式。

混合动力汽车在并联驱动模式下出现发电机失效故障后，若当前车速大于第一预设车速，则说明离合器可以保持结合状态，由发动机单独驱动车辆行驶，并由驱动电机替代发电机为动力电池充电，以保证退出并联跛行模式时，动力电池具有足够的电量，以便于在车速不大于第一预设车速时，切换至纯电动跛行模式，尽可能地满足驾驶需求。

需要说明的是，上述整车控制器接收MCU2故障时的控制方法，适用于混合动力汽车无其他故障的情况下。

若混合动力汽车以并联驱动模式、或串联驱动模式、或纯电动驱动模式驱动车辆行驶时发生发动机失效故障，则由驱动电机单独驱动车辆行驶以进入纯电动跛行模式。由于发动机失效，并联驱动模式和串联驱动模式难以维持，因此无轮处于何种驱动模式，均直接进入纯电动跛行模式，以满足驾驶需求。

如图6所示，若混合动力汽车以串联驱动模式驱动车辆行驶时发生离合器无法分离故障，则进入停车模式。在混合动力汽车以串联驱动模式驱动车辆行驶时发生离合器无法分离故障时，为了保证车辆及驾乘人员的安全，直接进入停车模式。优选进入不下高压的停车故障，以保证高压用电。

若混合动力汽车以纯电动驱动模式驱动车辆行驶时发生离合器无法结合故障，则由发动机带动发电机工作，并由驱动电机驱动车辆行驶以进入串联跛行模式。

若混合动力汽车以纯电动驱动模式驱动车辆行驶时发生离合器无法结合故障，则先由驱动电机驱动车辆行驶以进入纯电动跛行模式，并判断发动机是否满足起动请求，并在发动机满足起动请求时，控制发电机起动发动机，在发动机起动后由发动机驱动发电机发电以进入串联跛行模式。由于离合器无法结合，则只能由驱动电机驱动车辆行驶，为了保证动力电池具有足够的电量以维持驱动电机工作，在满足发动机起动请求时，控制发电机起动发动机，并在发动机起动后由发动机驱动发电机发电，以尽可能地满足驾驶需求。

如图7所示，在发生CAN通讯故障时，识别CAN通讯故障的类型，根据CAN通讯故障的类型选择相应的跛行控制模式。

若整车控制器与发动机控制器之间存在CAN通讯故障，则以存在发动机失效故障进行跛行控制。若整车控制器与发电机控制器之间存在CAN通讯故障，则以存在发电机失效故障进行跛行控制。若整车控制器与驱动电机控制器之间存在CAN通讯故障，则以存在驱动电机失效故障进行跛行控制。若整车控制器与电池管理系统之间存在CAN通讯故障，则进入停车模式。

若整车控制器自身出现故障，则判断车辆能否跛行，若是，则控制车辆以小于第二预设车速的速度行驶；若否，则进入停车模式。

本实施例提供的混合动力汽车跛行控制方法，根据故障严重程度将混合动力汽车的故障类型按照优先级由高到低的顺序划分为影响整车及驾乘人员安全的故障、整车停车故障和部件失效故障，可以实现存在多个不同优先级的故障类型时根据优先级较高的故障类型确定跛行控制模式；根据安全性高低将跛行控制模式按照优先级由高到低的顺序划分为安全模式、不下高压停车模式、下高压停车模式、并联跛行模式、串联跛行模式和纯电动跛行模式，可以实现存在多个同一优先级的故障时根据所确定的跛行控制模式中优先级较高的跛行控制模式控制车辆行驶，实现混合动力汽车发生故障时保证整车安全、可靠地按照驾驶员的需求运行的同时，选取最合理的跛行模式，在保证安全的前提下最大限度地控制车辆跛行。

显然，本发明的上述实施例仅仅是为了清楚说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。其中，术语“第一位置”和“第二位置”为两个不同的位置。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。