故障運行電力系統(tǒng)診斷的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及故障運行電力系統(tǒng)診斷。一種用于操縱車輛的診斷系統(tǒng)的方法，該診斷系統(tǒng)包括故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊和故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，該方法包括所述FOS模塊請求所述FOPS模塊的微控制器產生診斷控制信號。所述FOS模塊基于由所述微控制器產生的所述診斷控制信號從所述FOPS模塊的部件模塊接收診斷信息。所述FOS模塊基于接收到的所述診斷信息來執(zhí)行隔離診斷。
【專利說明】故障運行電力系統(tǒng)診斷
[0001]相關申請的交叉引用
[0002]本申請要求于2012年9月20日提交的序列號為61/703，317的美國臨時申請的權益，該文獻通過引用的方式并入本文。
【技術領域】
[0003]本公開涉及在當故障運行系統(tǒng)被啟用時的電氣故障期間提供臨界電氣負載。
【背景技術】
[0004]這里提供的背景描述僅提供與本申請有關的背景信息。因此，該描述無意被承認是現有技術。
[0005]自主駕駛系統(tǒng)和高速公路有限能力自主駕駛(FLAAD)系統(tǒng)利用關于道路、環(huán)境、和其他駕駛情況的輸入來自動地控制節(jié)氣門、制動和轉向機構。操縱機動車輛所處的通暢路徑的精確估計和識別是渴望的，以取代人腦作為用于車輛操縱的控制機構。
[0006]在任何自主駕駛系統(tǒng)中，渴望的是，在電源或電力分配路徑中的任何一個存在故障期間，用于當自主駕駛被啟用時提供車輛操縱的臨界電氣負載能在一時間段內(例如5秒鐘)被持續(xù)地供電，以使得與臨界電氣負載相關的合適控制器在該時間段內繼續(xù)運行。
[0007]臨界電氣負載可包括為控制器供電的故障運行系統(tǒng)(FOS)負載，所述控制器用于操縱自主駕駛(例如，當FLAAD模式被啟用時)所需的各種致動器和系統(tǒng)。需要的是，FOS負載是可故障運行的，并且甚至在電氣系統(tǒng)中的電氣故障期間接收后備供電至少5秒鐘。當FLAAD模式被啟用時，監(jiān)測持續(xù)的故障診斷，以檢測電氣系統(tǒng)中任何故障的存在性。當自主駕駛期間(即，當FLAAD模式被啟用時)檢測到故障時，車輛被構造成臨時切換至車道居中(lane centering)，并需要駕駛員立即接管。因此，在駕駛員接管期間，車輛理想地維持橫向/縱向至少預定時間段，例如，5秒鐘。
[0008]已知的是，例如，當檢測到電力損失時，使用用于每個FOS負載的附加電池或超級電容來提供備用電力。附加電池或超級電容對于每個FOS負載來說增加了質量并增大了包裝尺寸；如果定尺寸成單獨支持每個FOS負載則會增加成本；且并不支持車輛的整個電氣系統(tǒng)或控制器，而僅支持為其分配了附加電池或超級電容的這些FOS負載。

【發(fā)明內容】

[0009]一種用于操縱車輛的診斷系統(tǒng)的方法，該診斷系統(tǒng)包括故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊和故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，該方法包括所述FOS模塊請求所述FOPS模塊的微控制器產生診斷控制信號。所述FOS模塊基于所述微控制器所產生的所述診斷控制信號來接收來自所述FOPS模塊的部件模塊的診斷信息。所述FOS模塊基于接收到的所述診斷信息來執(zhí)行隔離診斷。
[0010]本發(fā)明進一步提供以下方案。
[0011]1.一種用于操縱車輛的診斷系統(tǒng)的方法，所述診斷系統(tǒng)包括故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊和故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，所述方法包括:
[0012]在所述FOS模塊處請求所述FOPS模塊的微控制器產生診斷控制信號；
[0013]在所述FOS模塊處基于由所述微控制器產生的所述診斷控制信號接收來自所述FOPS模塊的部件模塊的診斷信息；以及
[0014]在所述FOS模塊處基于接收到的所述診斷信息執(zhí)行隔離診斷。
[0015]2.如方案I所述的方法，其中，當所述微控制器執(zhí)行下述操作時由所述FOS模塊接收來自所述部件模塊的所述診斷信息:
[0016]利用所述診斷控制信號取回存儲在所述部件模塊中的測量信號；
[0017]從所述測量信號提取所述診斷信息；以及
[0018]將所述診斷信息傳送至所述FOS模塊。
[0019]3.如方案I所述的方法，其中從所述部件模塊接收到的所述診斷信息包括下述中的至少一個:
[0020]來自第一和第二獨立電源中的每個的能量信號，所述獨立電源中的每個經由并行布置的第一和第二電力分配路徑中的相應一個向負載供電；
[0021]位于所述第一電力分配路徑上的由第一電壓檢測器監(jiān)測的第一電壓以及位于所述第二電力分配路徑上的由第二電壓檢測器監(jiān)測的第二電壓；以及
[0022]多個開關中的每個的診斷狀態(tài)，所述多個開關包括:
[0023]第一隔離開關，所述第一隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向由所述第一獨立電源供給的所述第一電力分配路徑供電；
[0024]第二隔離開關，所述第二隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向由所述第二獨立電源供給的所述第二電力分配路徑供電；
[0025]第三隔離開關，所述第三隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來經由連接器路徑連接所述第一和第二電力分配路徑；
[0026]第一和第二緩沖(snub)開關，所述第一和第二緩沖開關被構造成當啟用需要故障運行電力的預定運行模式時緩沖來自甩負載的超過預定水平的電壓；以及
[0027]測試負載開關，所述測試負載開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向所述第二獨立電源施加測試負載。
[0028]4.如方案3所述的方法，其中，所述第一和第二電源的所述能量信號選自由如下構成的組:傳送的電流；電壓；開路電壓；以及充電狀態(tài)。
[0029]5.如方案3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括:
[0030]基于在多個電阻中的每個的兩端的監(jiān)測電壓來測試所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關的功能性，每個電阻對應于所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關中的一個，并構造成限制流經相應的所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關的電流。
[0031]6.如方案3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括:
[0032]每個點火周期至少一次地測試所述第一和第二電壓檢測器的功能性以及測試所述第三隔離開關的功能性。
[0033]7.如方案6所述的方法，其中，當發(fā)生下述情況中的至少一種時測試所述第三隔離開關的功能性:[0034]流經所述第三隔離開關的監(jiān)測電流不大于電流閾值；以及
[0035]所述第一和第二獨立電源中的每個的電荷狀態(tài)至少是電荷狀態(tài)閾值。
[0036]8.如方案3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括:
[0037]響應于啟用需要故障運行電力的預定運行模式來施加電阻性負載，所述電阻性負載在測試持續(xù)時間內汲取測試電流以測試由所述第二獨立電源傳送的電流；以及
[0038]定期地施加汲取所述測試電流的電阻性負載，直到需要故障運行電力的所述預定運行模式被停用。
[0039]9.如方案8所述的方法，其中，當施加汲取所述測試電流的所述電阻性負載時，所述第二隔離開關以開路狀態(tài)運行。
[0040]10.如方案3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括:
[0041]在所述第一和第二獨立電源每個點火周期一次的充電狀態(tài)期間，將所述第一和第二隔離開關的運行獨立地切換至以相應的開路狀態(tài)運行，用于測試功能性。
[0042]11.如方案3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括:
[0043]將所述第一和第二隔離開關在開路和閉合狀態(tài)之間交替地切換；以及
[0044]在交替地切換所述第一和第二隔離開關期間，測量所述第一和第二獨立電源的開路電壓。
[0045]12.如方案11所述的方法，其中，所述第一和第二隔離開關在鑰匙關閉事件期間交替地切換至少一次并且在鑰匙接通事件期間定期地切換，使得開路電壓維持大于開路閾值。
[0046]13.如方案3所述的方法，還包括:
[0047]在所述FOS模塊處基于接收到的診斷信息啟用需要故障運行電力的所述預定運行模式；以及
[0048]在所述FOS模塊處傳送啟用信號至所述第一和第二電壓檢測器中的每個。
[0049]14.如方案13所述的方法，還包括:
[0050]在所述FOS模塊處基于接收到的診斷信息確定所述第一和第二獨立電源中的每個的健康狀態(tài)，其中啟用需要故障運行電力的所述預定運行模式還基于所述第一和第二獨立電源中的每個的健康狀態(tài)而定。
[0051]15.如方案3所述的方法，其中，從所述部件模塊接收診斷信息還包括:
[0052]當需要故障運行電力的所述預定運行模式被啟用時:
[0053]在所述FOS模塊處接收來自所述第一電壓檢測器的預定運行模式反饋，所述預定運行模式反饋包括基于監(jiān)測到的第一電壓而定的正常情況和異常情況中的一種；以及
[0054]在所述FOS模塊處接收來自所述第二電壓檢測器的預定運行模式反饋，所述預定運行模式反饋包括基于監(jiān)測到的第二電壓而定的正常情況和異常情況中的一種。
[0055]16.如方案3所述的方法，其中，所述FOS模塊包括:
[0056]第一 FOS模塊，其對應于所述第一電力分配路徑、所述第一電壓檢測器和所述第一獨立電源；以及
[0057]第二 FOS模塊，其對應于所述第二電力分配路徑、所述第二電壓檢測器和所述第二獨立電源。
[0058]17.如方案3所述的方法，其中，所述微控制器包括:[0059]對應于所述第一電力分配路徑的第一微控制器以及對應于所述第二電力分配路徑的第二微控制器。
[0060]18.一種裝置，所述裝置包括:
[0061]第一電力分配路徑，其由第一能量存儲設備供電以用于向劃分(partition)在所述第一電力分配路徑上的負載提供電能；
[0062]第二電力分配路徑，其與所述第一電力分配路徑并行，且由第二能量存儲設備供電以用于向劃分在所述第二電力分配路徑上的負載提供電能；
[0063]第一電壓檢測器，其被構造成監(jiān)測所述第一電力分配路徑上的第一電壓并基于監(jiān)測到的所述第一電壓確定正常情況和異常情況中的一種；
[0064]第二電壓檢測器，其被構造成監(jiān)測所述第二電力分配路徑上的第二電壓并基于監(jiān)測到的所述第二電壓確定正常情況和異常情況中的一種；
[0065]第一隔離開關，其當以閉合狀態(tài)運行時有效地由所述第一能量存儲設備向所述第一電力分配路徑供電，用于向所述負載提供電能；
[0066]第二隔離開關，其當以閉合狀態(tài)運行時有效地由所述第二能量存儲設備向所述第二電力分配路徑供電，用于向所述負載提供電能；
[0067]第三隔離開關，其被構造成:
[0068]當所述第一和第二電壓檢測器兩者都檢測到正常情況時，經由當所述隔離開關以閉合狀態(tài)運行時的連接器路徑來連接并行的所述第一和第二電力分配路徑；以及
[0069]當所述第一和第二電壓檢測器中的至少一個檢測到所述異常情況時，斷開所述第一和第二電力分配路徑之間的連接；
[0070]多個電壓鉗位電路，每個電壓鉗位電路連接至并監(jiān)測相應的第一和第二電力分配路徑，每個電壓鉗位電路將在相應電力分配路徑上的最大瞬態(tài)電壓限制至預定幅值；
[0071]故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊，其包括:
[0072]部件模塊，其被構造成存儲診斷信息；和
[0073]微控制器，其被構造成產生被發(fā)送至所述部件模塊的診斷控制信號并且接收來自所述部件模塊的所述診斷信息；以及
[0074]故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，其包括非易失性存儲器和外部對象計算模塊，所述外部對象計算模塊被構造成:
[0075]接收從所述微控制器傳送來的所述診斷信息，以及
[0076]請求所述微控制器基于接收到的所述診斷信息來執(zhí)行隔離診斷。
[0077]19.如方案18所述的裝置，其中，所述FOS模塊還構造成:
[0078]基于接收到的所述診斷信息，啟用需要故障運行電力的預定運行模式；以及
[0079]傳送啟用信號至所述第一和第二電壓檢測器中的每個。
[0080]20.如方案19所述的裝置，其中，所述裝置還包括:
[0081]第四和第五緩沖開關，其被構造成當啟用需要故障運行電力的所述預定運行模式時緩沖來自甩負載的超過預定水平的電壓；以及
[0082]第六開關，其被構造成當施加測試負載時檢查所述第二能量存儲設備的健康狀態(tài)。【專利附圖】

【附圖說明】
[0083]現將以示例的方式參考附圖來描述一個或多個實施例，在附圖中:
[0084]圖1示出了根據本公開的示例性故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)，其包括兩個并行電力分配路徑，每個電力分配路徑由獨立電源供電，以用于向劃分在兩個并行電力分配路徑上的臨界負載供電；
[0085]圖2示出了根據本公開的隔離開關控制器200，其評估車輛的特定運行情況以產生控制信號，以便控制圖1中的第一、第二、第三隔離開關1-3在開路和閉合狀態(tài)之間切換；
[0086]圖3示出了根據本公開的用于評估圖1中的F0PS100以產生圖2的控制信號212的示例性流程圖300，以便控制隔離開關3在開路和閉合狀態(tài)之間切換；
[0087]圖4示出了根據本公開的示例性繪圖，其示出了當響應于車輛系統(tǒng)電壓來啟用預定運行模式時圖1中的F0PS100的運行；
[0088]圖5分別示出了根據本公開的圖1中的隔離開關3以及第一和第二開關1、2的示意圖，所述隔離開關以及第一和第二開關包括電源電路和相應驅動電路；
[0089]圖6示出了根據本公開的結合圖5中的電壓鉗位電路460和462來說的示例性電壓鉗位電路的示意圖；以及
[0090]圖7示出了根據本公開的描述了在圖1中的FOPS模塊7和示例性FOS負載之間通信以用于執(zhí)行圖1中的F0PS100的隔離診斷的診斷系統(tǒng)。
【具體實施方式】
[0091]現在參考附圖，其中視圖僅是為了描述某些示例性實施例的目的而非為了限制的目的，圖1示出了根據本公開的示例性故障運行電力系統(tǒng)(FOPS) 100，其包括兩個并行電力分配路徑，每個電力分配路徑由獨立電源供電，以用于向劃分在兩個并行電力分配路徑上的臨界負載供應電能。該F0PS100包括第一電源11和第二電源12。術語“獨立電源”可以指代這樣的電源，其在諸如FOPS內的電氣故障之類的異常情況期間具有獨立地提供電力的能力。第一獨立電源11包括第一儲能設備(ESD)，例如是12V電池或者超級電容，兩者都具有任選的DC-DC變換器，且所述第一獨立電源通過第一隔離開關I經由第一電力分配路徑50電聯接至第一電氣中心20。第一隔離開關I在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來由第一獨立電源11經由第一連接器路徑53向第一電力分配路徑50供電。第二獨立電源12包括第二 ESD，例如12V電池或超級電容，兩者都具有任選的DC-DC變換器，且第二獨立電源12通過第二隔離開關2經由第二電力分配路徑52電聯接至第二電氣中心22。第二隔離開關2在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來由第二獨立電源12經由第二連接器路徑54向第二電力分配路徑52供電。因此，F0PS100包括兩個儲能設備，每個僅向相應的電力分配路徑供電。在一個實施例中，啟動器14可由第一獨立電源11來供電。除非需要執(zhí)行診斷或當在檢測到異常情況的情況下需要向FOPS設備供電時，否則構想到的實施例包括決不將第二獨立電源12用作用于車輛負載的電源。如本文所使用的，術語“異常情況”可以指代分別第一和第二獨立電源11、12、和/或分別第一和第二電力分配路徑50、52中的任一者中的電氣故障。如通常用作在常規(guī)內燃(ICE)車輛內的12V發(fā)電機或在混合動力電動車輛(HEV)中的高壓DC/DC變換器一樣，提供12V電能的發(fā)電機10可經由第一電力分配路徑50電聯接至第一電氣中心20。DC/DC變換器23向FOS電子控制單元供電。獨立電源11和12均包括各自的集成電池傳感器(IBS)9和13，以支持診斷。IBS9和13能夠測量相應電源的電流和電壓。因此，能夠評估IBS以確定相應電源的狀態(tài)，包括但不限于，電荷狀態(tài)(SOC)、健康狀態(tài)(SOH)和功能狀態(tài)(SOF)。將理解，可在IBS9和13內以及與電源相關聯的其他電子控制單元內執(zhí)行一些運算。在示例性實施例中，由第二獨立電源12供應到第二電氣中心22的電能由DC/DC變換器23升高，以支持低溫運行。
[0092]F0PS100還分別包括第一和第二電壓檢測器30、32。當啟用需要故障運行電力的預定運行模式時，第一和第二電壓檢測器30、32中的每個可分別被構造成檢測分別在第一和第二獨立電源11、12、和/或分別在第一和第二并行電力分配路徑50、52中的任一者中的諸如電氣故障之類的異常情況。如本文所使用的，術語“需要故障運行電力的預定運行模式”指的是在存在電力故障(例如，檢測到本文所討論的異常情況)的情況下必須維持運行的車輛的任何運行模式。應該理解，術語“預定運行模式”表示:故障運行電力是必需的。預定運行模式可包括但不限于，自主駕駛模式、半自主運行模式和高速公路有限能力自主駕駛(FLAAD)模式。如本文所使用的，術語“FLAAD模式”可以指代車輛在高速公路上的處于半自主駕駛模式和自主駕駛模式之一的運行。第一電壓檢測器30可確定在預定運行模式期間在第一電力分配路徑50上的異常情況。例如，第一電壓檢測器30監(jiān)測第一電力分配路徑30上的第一電壓，并將監(jiān)測到的第一電壓與參考電壓比較。如果監(jiān)測到的第一電壓背離了參考電壓，則可檢測到異常情況。第二電壓檢測器32可確定在預定運行模式期間在第二電力分配路徑52上的異常情況。例如，第二電壓檢測器32監(jiān)測第二電力分配路徑32上的第二電壓，并將監(jiān)測到的第二電壓與參考電壓比較。如果監(jiān)測到的第二電壓背離了參考電壓，則可檢測到異常情況。在一個實施例中，當第三隔離開關3以閉合狀態(tài)運行時，參考電壓可包括第一電壓范圍。在非限制性的實例中，第一電壓范圍可具有為IOV的第一下限和為16V的第一上限。在另一個實施例中，當第三隔離開關3以開路狀態(tài)運行時，SP，在檢測到異常情況之后，參考電壓可包括第二電壓范圍。在非限制性的實例中，第二電壓范圍可具有為10.5V的第二下限和為15.5V的第二上限。因此，第二下限大于第一下限且第二上限小于第一上限。換句話說，第二電壓范圍落入第一電壓范圍內。
[0093]多個故障運行系統(tǒng)(FOS)負載40、42、44中的每個分別被劃分在第一和第二電力分配路徑50、52上。雖然圖1中的F0PS100示出了第一、第二和第三FOS負載40、42、44，但該F0PS100可包括任何數量的FOS負載，并不限于三個FOS負載。FOS負載可包括但不限于，顯示模塊、制動模塊和用于物體檢測和通暢路徑確定的攝像機模塊。簡言之，FOS負載40、42、44向用于操縱自主駕駛(例如當FLAAD模式被啟用時)所需的各種致動器和系統(tǒng)的控制器供電。在正常情況下，第一電氣中心20被構造成從第一獨立電源11 (例如,第一 ESD)經由第一電力分配路徑50分配所需負載的一部分至每個FOS負載40、42、44。類似地，第二電氣中心20被構造成從第二獨立電源12 (例如，第二 ESD)經由第二電力分配路徑52分配所需負載的其余部分至每個FOS負載40、42、44。在一個實施例中，第一電氣中心20經由第一電力分配路徑50分配所需負載的一半至每個FOS負載40、42、44，且第二電氣中心22經由第二電力分配路徑52分配所需負載的另一半至每個FOS負載40、42、44。如本文所使用的，術語“正常情況”指的是當沒有啟用預定駕駛模式(例如FLAAD模式)時的情況、或當在預定駕駛模式被啟用的情況下沒有檢測到異常情況時的情況。在該“正常情況”下，第三隔離開關3始終是閉合的，即，隔離開關3始終是以閉合狀態(tài)運行的。在示例性實施例中，僅當獨立電源11和12兩者均最初被證實處于良好的SOH時才啟用包括FLAAD模式的預定運行模式。在一個實施例中，良好的SOH可包括具有至少90%的電荷狀態(tài)(SOC)的S0H。例如，第一和第二獨立電源11和12中的每個的SOC可分別被監(jiān)測并與SOC閾值進行比較，其中僅當第一和第二電源11、12的監(jiān)測到的SOC中的每個分別至少是SOC閾值時才允許啟用FLAAD模式。在非限制性的實例中，SOC閾值是90%。FOS負載40、42、44被設計成在當背離參考值時的時段期間在預定時間(例如，100微秒)內不會重置。
[0094]第三隔離開關3被構造成當第三隔離開關3以閉合狀態(tài)運行時經由第三連接器路徑51連接并行的電力分配路徑50和52。在其壓降小于預定值的正常情況下，第三隔離開關3以閉合狀態(tài)運行。在非限制性的實例中，預定值是100mV。當在預定運行模式下分別通過第一和第二電壓檢測器30、32中的至少一個檢測到異常情況時，控制信號迫使第三隔離開關3以開路狀態(tài)運行，而斷開電力分配路徑50和52之間的連接。使第三隔離開關3以開路狀態(tài)運行使得在異常情況下所需電力能夠供應至FOS負載40、42、44至少達故障運行時間(例如5秒)，以提供以預定運行模式運行，直到車輛操作者接管對車輛的控制。隔離開關控制器200評估車輛的特定運行情況以產生控制信號，用以分別控制第三隔離開關3以及第一和第二隔離開關1、2在開路和閉合狀態(tài)之間切換，將在下文中參考圖2更加詳細地討論所述隔離開關控制器。在示例性實施例中，第三隔離開關3具有160A的穩(wěn)態(tài)負載和200A的瞬態(tài)負載。
[0095]優(yōu)選地在發(fā)動機自動啟動事件期間使用第一隔離開關1，以將F0PS100與啟動器14產生的壓降隔離。第一隔離器I可以開路狀態(tài)運行，以提供第一獨立電源11的開路電壓。在示例性實施例中，第一隔離開關I具有160A的穩(wěn)態(tài)負載和200A的瞬態(tài)負載。第二隔離開關2可用來在鑰匙關閉事件期間將第二獨立電源12與車輛寄生電流隔離，并在充電時將第二獨立電源12與車輛電網隔離。第二隔離開關2可被構造成僅當F0PS100電壓大于13.2V且小于90%的SOC時以閉合狀態(tài)運行以對第二獨立電源12充電。在示例性實施例中，第二隔離開關2具有160A的穩(wěn)態(tài)負載和275A的瞬態(tài)負載。第二隔離開關2可被構造成在當瞬態(tài)電壓小于13.2V時的充電周期期間以開路狀態(tài)運行，用來防止第二獨立電源12的放電和循環(huán)充放電。第一和第二緩沖開關4、5分別被構造成當啟用預定運行模式時緩沖(抑制)來自甩負載的超過預定水平(例如，16V)的電壓。緩沖開關4和5均包括在第三隔離開關3的每個負載側上的相應電壓鉗位電路，用于當預定運行模式(例如，FLAAD模式)有效并被啟用時將電壓維持在預定范圍內。參考圖6描述示例性電壓鉗位電路。測試負載開關6和測試負載設置在第二獨立電源12ESD上，用來當第二隔離開關2以開路狀態(tài)運行時定期地檢查所述第二獨立電源的S0H。在示例性實施例中，緩沖開關4和5以及測試負載開關6均具有50A的穩(wěn)態(tài)負載和200A的瞬態(tài)負載。應該理解，在故障運行時段(例如，5秒鐘)期間，開關1-6以及電壓檢測器30和32作為完全運行的FOS負載被供電。
[0096]車輛的運行可進一步規(guī)定隔離開關1、2和3、緩沖開關4和5、和測試負載開關6在開路和閉合狀態(tài)之間的運行。應該理解，開關1-6當以閉合狀態(tài)運行時導通(ON)，且當以開路狀態(tài)運行時斷開(OFF)。當預定運行模式被無效且禁用時，隔離開關3導通。在示例性實施例中，當預定運行模式有效時，指示有效的高電平信號。在鑰匙關閉事件期間，第一和第三隔離開關1、3分別導通，且第二隔離開關2斷開。在當預定運行模式被無效且禁用時的鑰匙接通事件期間，第一和第三隔離開關1、3分別導通，且第二隔離開關2根據第二獨立電源12的電荷狀態(tài)而導通或斷開。當第一和第二電壓處于第一電壓范圍內(即，檢測到正常情況)時，第三隔離開關3始終導通。然而，當監(jiān)測的第一和第二電壓中的至少一個落到第一電壓范圍之外(即，檢測到異常情況)時，控制第三隔離開關3從以閉合狀態(tài)運行切換到以開路狀態(tài)運行。在控制第三隔離開關3從閉合狀態(tài)切換至開路狀態(tài)之前，第二隔離開關2必須以閉合狀態(tài)完全地運行。因此，如果當檢測到異常情況時第二隔離開關2斷開，則在第三隔離開關3開始從以閉合狀態(tài)運行切換至以開路狀態(tài)運行之前，第二隔離開關2必須開始從以開路狀態(tài)運行切換至以閉合狀態(tài)運行。在示例性實施例中，在第三隔離開關3開始切換至開路狀態(tài)之前，第二隔離開關2開始切換至閉合狀態(tài)達預定切換時間(例如，10微秒)。類似地，當預定運行模式被啟用且監(jiān)測的第一和第二電壓31、33中的至少一個落到第一電壓范圍之外時，在從第二隔離開關2開始切換至閉合狀態(tài)起算的預定切換時間之后，第三隔離開關3開始切換至開路狀態(tài)。選擇預定切換時間，以在第三隔離開關3開始切換至開路狀態(tài)之前使第二隔離開關2完成至閉合狀態(tài)的切換。
[0097]可包括FOPS模塊7，所述FOPS模塊實現對第一電壓檢測器30、第二電壓檢測器32和開關1-6的管理控制?？刂颇K、模塊、控制裝置、控制器、控制單元、處理器和相似的術語是指:一個或多個專用集成電路(ASIC)、電子電路、執(zhí)行一個或多個軟件或固件程序的中央處理單元(優(yōu)選為微處理器)以及相關存儲器和儲存器(只讀、可編程只讀、隨機存取、硬盤驅動器等)、組合邏輯電路、輸入/輸出電路和設備、合適的信號調節(jié)和緩沖電路、以及提供所述功能的其它合適部件中的任何一個或各個組合。軟件、固件、程序、指令、例程、代碼、算法和類以術語意味著任何控制器可執(zhí)行包括標定值和查詢表的指令集?？刂颇K具有一組控制例程，所述控制例程被執(zhí)行以提供期望功能。所述例程例如由中央處理單元執(zhí)行并且可操作以監(jiān)測來自感測裝置和其它網絡控制模塊的輸入以及執(zhí)行控制和診斷例程從而控制致動器的操作。在持續(xù)進行的發(fā)動機和車輛操作期間，例程可以規(guī)則間隔例如每3.125,6.25、12.5、25和100微秒被執(zhí)行。替代性地，例程可響應于事件發(fā)生而被執(zhí)行。
[0098]圖2示出了根據本公開的隔離開關控制器200，其評估車輛特定運行情況，以產生控制信號來分別控制參考圖1的第三隔離開關3以及第一和第二隔離開關1、2在開路和閉合狀態(tài)之間的切換。隔離開關控制器200可在圖1的FOPS模塊7內實現。如上所述，當啟用預定運行模式(例如，FLAAD模式)時，第一和第二電壓檢測器30、32中的每個分別被構造成檢測當相應監(jiān)測到的第一和第二電壓中的至少一個背離了參考電壓時的異常情況。在示例性實施例中，圖2中的隔離開關控制器200包括作為上述第一和第二電壓范圍中的一個的參考電壓。為簡單起見，第一和第二電壓范圍將被統(tǒng)稱為“電壓范圍”。
[0099]在示出的實施例中，第一電壓檢測器30包括第一上限電壓檢測器130和第一下限電壓檢測器230。第一上限電壓檢測器130將第一電力分配路徑50的監(jiān)測到的第一電壓31與上限閾值35比較。第一下限電壓檢測器230將監(jiān)測到的第一電壓31與下限閾值36比較。在一個實施例中，上限閾值35包括第一電壓范圍的為16V的第一上限，且下限閾值36包括第一電壓范圍的為IOV的第一下限。在另一實施例中，上限閾值35包括第二電壓范圍的為15.5V的第二上限，且下限閾值36包括第二電壓范圍的為10.5V的第二下限，所述電壓超過16.0V之后必須下降、或者在下降到IOV以下之后必須升高，以被認為該電壓處于范圍內。這提供電壓檢測滯后。[0100]第一上限和下限電壓檢測器130、230中的每個分別輸出第一范圍情況131，所述第一范圍情況指示監(jiān)測到的第一電壓31是否分別處于上限和下限閾值35、36內，或監(jiān)測到的第一電壓31是否大于上限閾值35或小于下限閾值36。第一范圍情況131被輸入到第一故障模塊150。
[0101]第一故障模塊150輸出第一故障情況151和第一無故障情況153中的一個至第一情況模塊160。如果第一范圍情況131指示監(jiān)測到的第一電壓31分別落到上限和下限閾值35、36之外(即，第一電力分配路徑50的監(jiān)測到的第一電壓31處于范圍之外)，則確定第一故障情況151。如果第一范圍情況131指示監(jiān)測到的第一電壓分別處于上限和下限閾值35、36內，則確定第一無故障情況153。運行模式輸入155被輸入至第一1清況模塊160,用于與第一故障情況151和第一無故障情況153中的一個進行比較。運行模式輸入155指示預定運行模式(例如，FLAAD模式)是否有效且被啟用，或者預定運行模式是否無效且被
田
o
[0102]第一情況模塊160確定第一電力分配路徑50上的第一正常情況172和第一異常情況174中的一個。只要運行模式輸入155指示預定運行模式無效且被禁用，就確定第一電力分配路徑50上的第一正常情況172。只要預定運行模式有效且被啟用并且檢測到第一無故障情況153，則還確定第一正常情況172。當預定運行模式有效且被啟用并檢測到第一故障情況151時，檢測到第一異常情況174。第一正常和異常情況172、174中的一個分別被輸入至隔離情況模塊210。
[0103]相似地，第二電壓檢測器32包括第二上限電壓檢測器132和第二下限電壓檢測器232。第二上限電壓檢測器132將第二電力分配路徑52的監(jiān)測到的第二電壓33與上限閾值35進行比較。第二下限電壓檢測器232將監(jiān)測到的第二電壓33與下限閾值36進行比較。
[0104]第二上限和下限電壓檢測器132、232中的每個分別輸出第二范圍情況133，所述第二范圍情況指示監(jiān)測到的第二電壓33是否分別處于上限和下限閾值35、36內、或者監(jiān)測到的第二電壓33是否大于上限閾值35或小于下限閾值36。第二范圍情況133被輸入至第二故障模塊152。
[0105]第二故障模塊152輸出第二故障情況154和第二無故障情況156中的一個至第二情況模塊162。如果第二范圍情況133指示監(jiān)測到的第二電壓33分別落到上限和下限閾值35、36之外(即，第二電力分配路徑52的監(jiān)測到的第二電壓33處于所述范圍之外)，則確定第二故障情況154。如果第二范圍情況133指示監(jiān)測到的第二電壓33分別處于上限和下限閾值35、36內，確定第二無故障情況156。運行模式輸入155被輸入至第二情況模塊162,用于與第二故障情況154和第二無故障情況156中的一個進行比較。
[0106]第二情況模塊162確定第二電力分配路徑52上的第二正常情況173和第二異常情況175中的一個。只要運行模式輸入157指示預定運行模式無效且被禁用，就確定第二電力分配路徑52上的第二正常情況173。只要預定運行模式有效且被啟用并檢測到第二無故障情況156，就還確定第二正常情況173。當預定運行模式有效且被啟用并檢測到第二故障情況154時，檢測到第二異常情況175。第二正常和異常情況173、175中的一個分別被輸入至隔離情況模塊210。
[0107]隔離情況模塊210輸出控制信號212，所述控制信號被輸入至驅動器215。當分別檢測到第一和第二正常情況172、173時，該控制信號212可包括隔離開關接通請求。因此，驅動器215輸出隔離開關接通請求至第三隔離開關3，以使隔離開關3以閉合狀態(tài)運行、或允許第三隔離開關3維持以閉合狀態(tài)運行。類似地，當分別檢測到第一和第二異常情況174和175中的至少一個時，該控制信號212可包括隔離開關斷開請求。如上所述，第二隔離開關2被構造成在開關斷開命令被發(fā)送至第三隔離開關3以使第三隔離開關3以開路狀態(tài)運行之前切換至閉合狀態(tài)。因此，驅動器215輸出隔離開關斷開請求至隔離開關3，以使第三隔離開關3以開路狀態(tài)運行或允許第三隔離開關3維持以開路狀態(tài)運行。在示例性實施例中，在第一和第二電力分配路徑50、52分別的診斷測試期間，隔離開關3可被斷開(例如，處于開路狀態(tài))。第一診斷輸入57可包括第一電氣中心20的監(jiān)測電壓，且第二診斷輸入59可包括第二電氣中心22的監(jiān)測電壓。
[0108]圖3示出了根據本公開的用于結合圖2的隔離開關控制器200來評估圖1中的F0PS100的示例性流程圖300，以產生控制信號212以使第三隔離開關3在以開路和閉合狀態(tài)運行之間切換。該示例性流程圖300可在圖1中的FOPS模塊I內實現。表1作為圖3的關鍵部分被提供，其中用附圖標記標出的塊和相應的功能如下所述。
[0109]表1
[0110]
【權利要求】
1.一種用于操縱車輛的診斷系統(tǒng)的方法，所述診斷系統(tǒng)包括故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊和故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，所述方法包括: 在所述FOS模塊處請求所述FOPS模塊的微控制器產生診斷控制信號； 在所述FOS模塊處基于由所述微控制器產生的所述診斷控制信號接收來自所述FOPS模塊的部件模塊的診斷信息；以及 在所述FOS模塊處基于接收到的所述診斷信息執(zhí)行隔離診斷。
2.如權利要求1所述的方法，其中，當所述微控制器執(zhí)行下述操作時由所述FOS模塊接收來自所述部件模塊的所述診斷信息: 利用所述診斷控制信號取回存儲在所述部件模塊中的測量信號； 從所述測量信號提取所述診斷信息；以及 將所述診斷信息傳送至所述FOS模塊。
3.如權利要求1所述的方法，其中從所述部件模塊接收到的所述診斷信息包括下述中的至少一個: 來自第一和第二獨立電源中的每個的能量信號，所述獨立電源中的每個經由并行布置的第一和第二電力分配路徑中的相應一個向負載供電； 位于所述第一電力分配路徑上的由第一電壓檢測器監(jiān)測的第一電壓以及位于所述第二電力分配路徑上的由第二電壓檢測器監(jiān)測的第二電壓；以及多個開關中的每個的診斷狀態(tài)，所述多個開關包括: 第一隔離開關，所述第一隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向由所述第一獨立電源供給的所述第一電力分配路徑供電； 第二隔離開關，所述第二隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向由所述第二獨立電源供給的所述第二電力分配路徑供電； 第三隔離開關，所述第三隔離開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來經由連接器路徑連接所述第一和第二電力分配路徑； 第一和第二緩沖開關，所述第一和第二緩沖開關被構造成當啟用需要故障運行電力的預定運行模式時緩沖來自甩負載的超過預定水平的電壓；以及 測試負載開關，所述測試負載開關在以閉合狀態(tài)運行時有效地用來向所述第二獨立電源施加測試負載。
4.如權利要求3所述的方法，其中，所述第一和第二電源的所述能量信號選自由如下構成的組:傳送的電流；電壓；開路電壓；以及充電狀態(tài)。
5.如權利要求3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括: 基于在多個電阻中的每個的兩端的監(jiān)測電壓來測試所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關的功能性，每個電阻對應于所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關中的一個，并構造成限制流經相應的所述第一和第二緩沖開關以及所述測試負載開關的電流。
6.如權利要求3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括: 每個點火周期至少一次地測試所述第一和第二電壓檢測器的功能性以及測試所述第三隔離開關的功能性。
7.如權利要求6所述的方法，其中，當發(fā)生下述情況中的至少一種時測試所述第三隔離開關的功能性: 流經所述第三隔離開關的監(jiān)測電流不大于電流閾值；以及 所述第一和第二獨立電源中的每個的電荷狀態(tài)至少是電荷狀態(tài)閾值。
8.如權利要求3所述的方法，其中，所述基于接收到的診斷信息執(zhí)行隔離診斷包括: 響應于啟用需要故障運行電力的預定運行模式來施加電阻性負載，所述電阻性負載在測試持續(xù)時間內汲取測試電流以測試由所述第二獨立電源傳送的電流；以及 定期地施加汲取所述測試電流的電阻性負載，直到需要故障運行電力的所述預定運行模式被停用。
9.如權利要求8所述的方法，其中，當施加汲取所述測試電流的所述電阻性負載時，所述第二隔離開關以開路狀態(tài)運行。
10.一種裝置，所述裝置包括: 第一電力分配路徑，其由第一能量存儲設備供電以用于向劃分在所述第一電力分配路徑上的負載提供電能； 第二電力分配路徑，其與所述第一電力分配路徑并行，且由第二能量存儲設備供電以用于向劃分在所述第二電力分配路徑上的負載提供電能； 第一電壓檢測器，其被構造成監(jiān)測所述第一電力分配路徑上的第一電壓并基于監(jiān)測到的所述第一電壓確定正常情況和異常情況中的一種； 第二電壓檢測器，其被構造`成監(jiān)測所述第二電力分配路徑上的第二電壓并基于監(jiān)測到的所述第二電壓確定正常情況和異常情況中的一種； 第一隔離開關，其當以閉合狀態(tài)運行時有效地由所述第一能量存儲設備向所述第一電力分配路徑供電，用于向所述負載提供電能； 第二隔離開關，其當以閉合狀態(tài)運行時有效地由所述第二能量存儲設備向所述第二電力分配路徑供電，用于向所述負載提供電能； 第三隔離開關，其被構造成: 當所述第一和第二電壓檢測器兩者都檢測到正常情況時，經由當所述隔離開關以閉合狀態(tài)運行時的連接器路徑來連接并行的所述第一和第二電力分配路徑；以及 當所述第一和第二電壓檢測器中的至少一個檢測到所述異常情況時，斷開所述第一和第二電力分配路徑之間的連接； 多個電壓鉗位電路，每個電壓鉗位電路連接至并監(jiān)測相應的第一和第二電力分配路徑，每個電壓鉗位電路將在相應電力分配路徑上的最大瞬態(tài)電壓限制至預定幅值； 故障運行電力系統(tǒng)(FOPS)模塊，其包括: 部件模塊，其被構造成存儲診斷信息；和 微控制器，其被構造成產生被發(fā)送至所述部件模塊的診斷控制信號并且接收來自所述部件模塊的所述診斷信息；以及 故障運行系統(tǒng)(FOS)模塊，其包括非易失性存儲器和外部對象計算模塊，所述外部對象計算模塊被構造成: 接收從所述微控制器傳送來的所述診斷信息，以及 請求所述微控制器基于接收到的所述診斷信息來執(zhí)行隔離診斷。
【文檔編號】B60R16/02GK103661166SQ201310552438
【公開日】2014年3月26日 申請日期:2013年9月18日 優(yōu)先權日:2012年9月20日
【發(fā)明者】D·P·科赫, C·S·納穆杜里, J·J·霍爾恩, N·L·霍斯克里, M·C·霍因卡 申請人:通用汽車環(huán)球科技運作有限責任公司