為車輛系統提供故障緩解的系統和方法
【專利摘要】提供了用于在車輛系統中提供故障緩解的系統和方法，所述車輛系統具有高邊驅動器（HSD）和低邊驅動器（LSD）。本系統包括第一HSD和多個第一LSD。本系統還包括選定的多個第一促動器，其中每個促動器被連接到第一HSD且被連接到第一LSD中的相應的一個，以按第一操作模式操作。本系統進一步包括第二HSD和多個第二LSD。本系統還包括選定的多個第二促動器，其中每個促動器被連接到第二HSD且被連接到第二LSD中的相應的一個，以按第二操作模式操作。當失效的部件設置了一個故障，則相對應的HSD被斷開，其他HSD被接通，使得車輛系統能夠在無故障操作模式中操作。
【專利說明】為車輛系統提供故障緩解的系統和方法【技術領域】
[0001]本發明提供一種系統和方法，用于為具有高邊和低邊驅動器的電動/混合動力車輛提供故障緩解。
【背景技術】
[0002]促動器(比如螺線管、泵、閥門組件、伺服電動機或繼電器)可用在各種車輛系統中，比如推進系統、排放系統、空氣管理系統、或其他車輛系統中，以操作比如離合器、制動器或閥門的裝置。在推進系統中，螺線管可接合或脫開齒輪或離合器。在排放系統中，螺線管可調節進入進氣集管的廢氣。在空氣管理系統中，閥門組件可轉移氣流和/或真空。在這樣的車輛系統的控制中，電功率可通過具有高和低邊驅動器的功率模塊被提供到促動器。高和低邊驅動器可以是固態開關，比如金屬氧化物半導體場效果晶體管。不管所使用的特定開關技術如何，在高邊驅動器中，開關允許電流從電源流到促動器。在低邊驅動器中，開關允許電流從促動器流向低電勢，比如地面。
[0003]在一些功率模塊中，高邊驅動器具有足以為多個促動器供能的額定電流。典型地，多個促動器被連接到一個高邊驅動器，直到其達到飽和(通常由于促動器的電流消耗)。隨后另一個高邊驅動器被增加到功率模塊，直到所有的必要促動器通過高邊驅動器被連接。每個促動器還被連接到分立的低邊驅動器。當這種車輛系統中的促動器、被連接的低邊驅動器或關聯的裝置(統稱為失效部件)中發生故障時，功率模塊或其他控制器中的算法通常發送獨立的命令到連接到另一個促動器的每一個低邊驅動器，以獨立地接通或斷開，以便最小化失效部件對車輛操作帶來的影響。由于每個車輛系統中具有多個促動器、低邊驅動器和裝置，在隔離失效部件時可能要求多個控制命令來將車輛置于希望的操作模式中，導致緩慢且復雜的故障緩解系統。

【發明內容】

[0004]提供了用于在車輛系統中提供故障緩解的系統和方法，所述車輛系統具有高邊驅動器(HSD)和低邊驅動器(LSD)。該系統包括第一HSD和與該第一HSD關聯的多個第一LSD，所述第一 HSD操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率。本系統還包括選定的多個第一促動器，其中每個促動器被連接到第一 HSD且被連接到多個第一 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第一操作模式操作。該系統還包括第二 HSD和與該第二HSD關聯的多個第二 LSD，所述第二 HSD操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率。本系統還包括選定的多個第二促動器，其中每個促動器被連接到第二 HSD且被連接到多個第二 LSD中的相應的一個，以接收功率和以車輛系統的第二操作模式操作。本發明的系統進一步包括，當被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD中的一個發生故障時，第一 HSD被斷開，由此切斷到被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD的功率，且第二HSD被接通，使得車輛系統能夠以第二操作模式操作；以及，當被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD中的一個發生故障時，第二 HSD被斷開，由此切斷到被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第一操作模式操作。
[0005]提供了一種用于提供車輛系統中的故障緩解的方法，所述車輛系統具有第一高邊驅動器(HSD)、多個第一低邊驅動器(LSD)以及第二 HSD和多個第二 LSD，所述第一 HSD操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率，所述第二 HSD操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率。該方法包括，將第一 HSD連接到被選定的多個第一促動器，從而多個被選定的第一促動器的每個促動器連接到第一 HSD且被連接到多個第一 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第一操作模式操作。該方法還包括，將第二 HSD連接到被選定的多個第二促動器，從而多個被選定的第二促動器的每個促動器連接到第二HSD且被連接到多個第二 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第二操作模式操作。該方法進一步包括，當被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD中的一個發生故障時，第一 HSD被斷開，由此切斷到被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD的功率，且第二 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第二操作模式操作；以及，當被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD中的一個發生故障時，第二 HSD被斷開，由此切斷到被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第一操作模式操作。
[0006]提供了一種電動/混合動力車輛，其包括推進系統，該推進系統具有用于使用根據本發明的HSD和LSD提供故障緩解的系統。
[0007]在本發明的系統的另一實施例中，提供了第三HSD和與該第三HSD關聯的多個第
三LSD，所述第三HSD操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率。該系統還包括被選定的多個第三促動器，其中多個被選定的第三促動器的每一個連接到第三HSD且被連接到多個第三LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第三操作模式操作。當被選定的多個第三促動器和分別被連接的LSD中的一個發生故障時，第三HSD被斷開，由此切斷到被選定的多個第三促動器和分別被連接的LSD以及第一和第二 HSD中的至少一個的功率，且第二 HSD被接通，使得車輛系統能夠在第一和第二操作模式操作中的至少一個中操作。
[0008]本發明的上述特征和優勢及其他特征和優勢將從用于實施本發明的最佳模式的以下詳細描述連同附圖時顯而易見。
【專利附圖】

【附圖說明】
[0009]圖1是用于電動/混合動力車輛的車輛控制器和車輛系統的功能框圖，其包括用于提供根據本發明的故障緩解的系統和方法的實施例；
[0010]圖2是用于電動/混合動力車輛的車輛控制器和示例性推進系統的功能框圖，其包括用于提供根據本發明的故障緩解的系統和方法；
[0011]圖3是圖2中所示的示例性推進系統和車輛控制器的功能框圖，其為根據本發明的電動/混合動力車輛提供第一驅動操作模式和第二驅動操作模式；
[0012]圖4是顯示了圖1的車輛系統中的根據本發明的故障緩解算法的流程圖；和
[0013]圖5是用于電動/混合動力車輛的車輛控制器和車輛系統的功能框圖，其包括用于提供根據本發明的故障緩解的系統和方法的另一實施例。【具體實施方式】
[0014]參考附圖，其中在若干幅視圖中相同的標記代表相同或對應的部分，圖1是用于電動/混合動力車輛(在圖1中未不出)中的包括本發明的方法和系統的實施例的車輛系統110和車輛控制器100的功能性方塊圖。車輛控制器100，比如車輛控制模塊、電子控制模塊或其他控制模塊，接收輸入(比如乘客輸入)并提供很多車輛系統之間的指令和通信。車輛控制器100與車輛系統110 (比如用于推進系統、排放系統、空氣管理系統或其他車輛系統)通信。車輛系統110可包括根據需要提供具體系統所必須的各種控制器、模塊、促動器和裝置。車輛系統110包括功率模塊120，其用于連接系統部件150和將功率提供到所述系統部件，所述系統部件包括促動器A1152，A2154, A3156, A4158, A5162, A6164, A7166 (如下文所描述的)，以執行希望的功能。功率模塊120包括與LSDl 132，LSD2134, LSD3136和LSD4138關聯的HSD1130。功率模塊120還包括與LSD5142, LSD6144,和LSD7146關聯的HSD2140。功率模塊120還可包括附加的控制器122。功率模塊120包括微處理器124或中央處理單元，且可包括故障緩解算法400，該算法存儲在只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)或類似系統中。替代地，故障緩解算法400可存儲在另一個控制器中，只要其被連接用于如下所述的用途。
[0015]如圖1中所示，首先作為綜述被總體地描述，隨后具體地參考有編號的部件，每個HSD和關聯的LSD分別具有HSD輸出(HSDO )和LSD輸出(LSDO )，所述輸出分別被連接到促動器，使得當HSD和關聯的LSD被接通時，電流從高電勢通過促動器到達低電勢(由此使得促動器接收功率并運行)。如果HSD或關聯的LSD斷開，則促動器未接收用于運行的功率，且也被斷開。具體地，當HSD1130和LSD1132都接通且電流分別流過HSD10131和LSD10133時，HSDl 130具有輸出HSD10131，LSD1132具有輸出LSD10133，使得電流流過A1152，從而A1152被接通。如果HSD1130或LSD1132的任一個被斷開，則A1152相應地被斷開。當HSDl 130和LSD2134都接通且電流分別流過HSD10131和LSD20135時，HSDl 130具有輸出HSD10131，LSD2134具有輸出LSD20135，使得電流流過A2154，從而A2154被接通。如果HSD1130或LSD2134被斷開，則A2154相應地被斷開。當HSD1130和LSD3136都接通且電流分別流過HSD10131 和 LSD30137 時，HSDl 130 具有輸出 HSD10131, LSD3136 具有輸出 LSD30137，使得電流流過A3156，從而A3156被接通。如果HSDl 130或LSD3136被斷開，則A3156相應地被斷開。當HSDl 130和LSD4138都接通且電流分別流過HSD10131和LSD40139時，HSDl 130具有輸出HSD10131，LSD4138具有輸出LSD40139，使得電流流過A4158，從而A4158被接通。如果HSDl 130或LSD4138被斷開，則A4158相應地被斷開。
[0016]當HSD2140 和 LSD5142 都接通且電流分別流過 HSD20141 和 LSD50143 時，HSD2140具有輸出HSD20141，LSD5142具有輸出LSD50143，使得電流流過A5162，從而A5162被接通。如果HSD2140或LSD5142被斷開，則A5162相應地被斷開。當HSD2140和LSD6144都接通且電流分別流過HSD20141和LSD60145時，HSD2140具有輸出HSD20141，LSD6144具有輸出LSD60145,使得電流流過A6164，從而A6164被接通。如果HSD2140或LSD6144被斷開，則A6164相應地被斷開。當HSD2140和LSD7146都接通且電流分別流過HSD20141和LSD70147時，HSD2140具有輸出HSD20141，LSD7146具有輸出LSD70147，使得電流流過A7166，從而A7166被接通。如果HSD2140或LSD7146的任一個被斷開，則A7166相應地被斷開。[0017]仍參考圖1，系統部件 150 包括促動器 A1152，A2154，A3156，A4158，A5162，A6164，A7166，其可以是螺線管，用于通過接合給定系統中的裝置(也稱為關聯的裝置，比如接合推進系統中的齒輪或離合器，或操作空氣管理系統中的閥門以提供氣流或真空)而執行希望的功能。根據本發明，分別經由HSD10131連接到HSD1130、經由LSD10133連接到關聯的LSD1132、經由LSD20135連接到關聯的LSD2134、經由LSD30137連接到關聯的LSD3136、和經由LSD40139連接到關聯的LSD4138的促動器A1152，A2154, A3156和A4158被選擇性地連接(如上所述)，以在第一操作模式中運行。還根據本發明，分別經由HSD20141連接到HSD2140、經由LSD50143連接到關聯的LSD5142、經由LSD60145連接到關聯的LSD6144、和經由LSD70147連接到關聯的LSD7146的促動器A5162，A6164和A7166被選擇性地連接(如上所述)，以在第二操作模式中運行。注意到，HSD1130可具有為所有促動器A1152，A2154，A3156, A4158, A5162, A6164和A7166供電的額定電流，且在傳統的車輛系統中，所有的促動器會被連接到單個的HSD。然而，根據本發明，促動器A1152、A2154、A3156和A4158選擇性地被連接到HSD1130，以在HSD1130被接通時以第一操作模式運行。還根據本發明，促動器A5162, A6164和A7166選擇性地被連接到HSD2140，以在HSD2140被接通時以第二操作模式運行。這樣的選擇使得本發明的故障緩解算法400能夠通過斷開與促動器關聯的具體HSD、被連接的LSD、或導致故障(例如在微處理器124中)(指示部件失效)的關聯的裝置而快速地將車輛系統110置于希望的操作模式中。由此，車輛系統110被置于的操作模式能夠在電動/混合動力車輛(在圖1中未示出)中操作，而不顧失效的部件。
[0018]參考圖2，其顯示了電動/混合車輛218的推進系統210的示例性實施例，其包括根據本發明的用于故障緩解的系統和方法。電動/混合動力車輛218可以是混合動力車輛或純電動車輛，且可包括電池或能量存儲系統(ESS) 212，以提供和/或存儲電功率，用于推進電動/混合動力車輛218。電動/混合動力車輛218包括車輛控制器200，其與推進系統210電連接，用于推進車輛車輪216。推進系統210包括功率模塊220。功率模塊220連接系統部件250并將功率提供到所述系統部件，所述系統部件包括螺線管S1252, S2254, S3262, S4264, S5266 (如下文所述)，其使用高邊驅動器和關聯的低邊驅動器來執行希望的功能或接合系統裝置。功率模塊220包括微處理器224或中央處理單元，且可包括故障緩解算法400，該算法存儲在只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)或類似系統中。替代地，故障緩解算法400可存儲在另一個控制器中，只要其被連接用于如下所述的用途。功率模塊220還可包括附加的控制器，比如電動機控制器222。
[0019]功率模塊220包括與LSD1232和LSD2234關聯的HSD1230。功率模塊220還包括與LSD3242, LSD4244,和 LSD5246 關聯的 HSD2240。當 HSD1230 和 LSD1232 都接通且電流分別流過 HSD10231 和 LSD10233 時，HSD1230 具有輸出 HSD10231, LSD1232 具有輸出 LSD10233,使得電流流過S1252，從而S1252被接通。如果HSD1230或LSD1232的任一個被斷開，則S1252相應地被斷開。當HSD1230和LSD2234都接通且電流分別流過HSD10231和LSD20235時，HSD1230具有輸出HSD10231，LSD2234具有輸出LSD20235，使得電流流過S2254，從而S2254被接通。如果HSD1230或LSD2234被斷開，則S2252相應地被斷開。當HSD2240和LSD3242都接通且電流分別流過HSD20241和LSD30243時，HSD2240具有輸出HSD20241，LSD3242具有輸出LSD30243，使得電流流過S3262，從而S3262被接通。如果HSD2240或LSD3242被斷開，則S3262相應地被斷開。當HSD2240和LSD4244都接通且電流分別流過HSD20241 和 LSD40245 時，HSD2240 具有輸出 HSD20241，LSD4244 具有輸出 LSD40245，使得電流流過S4264，從而S4264被接通。如果HSD2240或LSD4244被斷開，則S4264相應地被斷開。當HSD2240和LSD5246都接通且電流分別流過HSD20241和LSD50247時，HSD2240具有輸出HSD20241，LSD5246具有輸出LSD50247，使得電流流過S5266，從而S5266被接通。如果HSD2240或LSD5246的任一個被斷開，則S5266相應地被斷開。
[0020]仍參考圖2，推進系統210包括推進部件250。推進部件250包括螺線管S1252, S2254, S3262, S4264, S5266，用于接合齒輪或離合器(關聯的裝置，未示出)，以通過最終驅動件292連接以推動電動/混合動力車輛218的車輛車輪216。根據本發明，分別被連接到HSD1230和關聯的LSD1232和LSD2234的促動器S1252和S2254被選擇性地連接，以在第一操作模式中運行。還根據本發明，分別被連接到HSD2240和關聯的LSD3242，LSD4244和LSD5246的S3262，S4264和S5266被選擇性地連接，以在第二操作模式中運行。
[0021]參考圖3，其顯示了電動/混合車輛318的推進系統310的示例性實施例，其包括根據本發明的系統和方法。電動/混合動力車輛318可以是混合動力車輛或純電動車輛，且可包括電池或能量存儲系統(ESS) 312，以提供和/或存儲電功率，用于推進電動/混合動力車輛318。電動/混合動力車輛318包括車輛控制器300，其與推進系統310電連接，用于推進車輛車輪316。推進系統310包括功率模塊320。功率模塊320連接電動液壓螺線管S1352，S2354, S3362, S4364, S5366并將功率提供到所述螺線管，用于將液壓分別通導到關聯的裝置，比如離合器C1370，C2372, C3374, C4376, C5378。功率模塊320包括微處理器324或中央處理單元，且可包括故障緩解算法400，該算法存儲在只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPROM)或類似系統中。替代地，故障緩解算法400可存儲在另一個控制器中，只要其被連接用于如下所述的用途。功率模塊320還可包括額外的控制器，比如電動機控制器322，用于引導兩個獨立的電動機/發電機單元M/GA380和M/GB390。
[0022]功率模塊320包括HSD1330，其與LSD1332和LSD2334關聯且分別被連接到S1352和S2354。功率模塊320還包括HSD2340，其與LSD3342, LSD4344和LSD5346關聯，且分別被連接到S3362, S4364, S5366。當HSD1330和LSD1332都接通且電流分別流過HSD10331和LSD10333時，HSD1330具有輸出HSD10331，LSD1332具有輸出LSD10333，使得電流流過S1352，從而S1352被接通。如果HSD1330或LSD1332被斷開，則S1352相應地被斷開。當HSD1330和LSD2334都接通且電流分別流過HSD10331和LSD20335時，HSD1330具有輸出HSD10331, LSD2334具有輸出LSD20335，使得電流流過S2354，從而S2354被接通。如果HSD1330或LSD2334被斷開，則S2354相應地被斷開。當HSD2340和LSD3342都接通且電流分別流過HSD20341 和 LSD30343 時，HSD2340 具有輸出 HSD20341，LSD3342 具有輸出 LSD30343，使得電流流過S3362，從而S3362被接通。如果HSD2340或LSD3342被斷開，則S3362相應地被斷開。當HSD2340和LSD4344都接通且電流分別流過HSD20341和LSD40345時，HSD2340具有輸出HSD20341，LSD4344具有輸出LSD40345，使得電流流過S4364，從而S4364被接通。如果HSD2340或LSD4344的任一個被斷開，則S4364相應地被斷開。當HSD2340和LSD5346都接通且電流分別流過HSD20341和LSD50347時，HSD2340具有輸出HSD20341，LSD5346具有輸出LSD50347，使得電流流過S5366，從而S5366被接通。如果HSD2340或LSD5346被斷開，則S5366相應地被斷開。
[0023]仍參考圖3，推進系統310包括推進部件350。推進部件350包括電動液壓螺線管S1352，S2354, S3362, S4364, S5366，用于將液壓分別通導到離合器 C1370,C2372,C3374,C4376,C5378。S1352，S2354,S3362,S4364,S5366 和C1370, C2372, C3374, C4376, C5378 中的一些將扭矩從 M/GA380 或 M/GB390 傳遞到最終驅動件392，以根據希望的操作模式推進電動/混合動力車輛318的車輛車輪。根據本發明，分別被連接到HSD1330和關聯的LSD1332和LSD2334的S1352和S2354被選擇來接合C1370和C2372，以在第一操作模式中操作，所述第一操作模式是能夠使電動/混合動力車輛318被驅動的第一齒輪狀態。還根據本發明，分別被連接到HSD2340和關聯的LSD3342、LSD4344 和 LSD5346 的 S3362、S4364 和 S5366 被選擇來接合 C3374、C4376 以及 C5378,以在第二操作模式中操作，所述第二操作模式是能夠使電動/混合動力車輛318被驅動的第二齒輪狀態。通過斷開HSD1330或HSD2340，推進系統310可以容易地在第一和第二操作模式之間切換。如果S1352, S2354, LSD1332, LSD2334, C1370或C2372的任何一個導致一個故障(例如在微處理器324中)，則本發明的系統可以通過斷開HSD1330并接通HSD2340以由此將推進系統310設置在第二操作模式中而快速地補救，所述第二操作模式不包括失效部件的操作。另外，如果 S3362, S4364, S5366; LSD3342, LSD4344, LSD5346; C3374, C4376,或C5378的任何一個導致故障(例如在微處理器324中)，則本發明的故障緩解算法400可以通過斷開HSD2340并接通HSD1330由此將推進系統310設置在第一操作模式中而快速地補救，所述第一操作模式不包括失效部件的操作。應意識到，HSD1330可以具有為全部S1352，S2354, S3362, S4364和S5366供能的額定功率，但是根據本發明，提供了附加的HSD2340來為S3362，S4364和S5366供能，以實現獨立的操作模式之間的容易和快速的變換。
[0024]圖3的推進系統310的第一示例性方案中，HSD1330、關聯的LSD1332和LSD2334以及M/GA380被接通。這為S1352和S2354供能，以接合C1370和C2372，從而M/GA380以第一操作模式驅動電動/混合動力車輛318。如果S1352, S2354, LSD1332, LSD2334, C137O或C2372的其中一個失效，在微處理器324中導致故障，則系統快速地斷開HSD1330，由此隔離失效的部件。另外，系統快速地接通HSD2340，分別為操作C3374，C4376和C5378的S3362, S4364和S5366供能，連接M/GB390，以在第二操作模式中驅動電動/混合動力車輛318，所述第二操作模式不包括失效的部件。很明顯，如果全部螺線管通過一個HSD供能，則每個單個的促動器將需要被接通或斷開以隔離失效的部件的影響，在檢測到失效的部件時花費時間且增加復雜性。
[0025]仍參考圖3，在第二示例方案中，推進系統310在第一操作模式中操作，其中HSD1330，LSD1332, LSD2334, S1352, S2354, C1370 和 C2372 全部接通或接合。HSD2340 被接通，且全部關聯的 LSD3342, LSD4344 和 LSD5346 被斷開，從而 S3362, S4364, S5366, C3374, C4376 和C5378未被操作或接合。如果在故障條件中(在微處理器324中導致故障)LSD3342，LSD4344，LSD5346, S3362, S4364, S5366, C3374, C4376和C5378中的一個應接合或接通，則故障緩解算法400斷開HSD2340，而不是必須單獨地隔離每一個部件。另外，電動/混合動力車輛318仍可在第一操作模式中被驅動，因為與HSD1330關聯的全部部件保持接通，同時HSD2340被斷開，隔離失效的部件。[0026]圖3的推進系統310的第三示例性方案中，推進系統310以第二操作模式操作，其中 HSD2340 接通和 LSD3342, LSD4344, LSD5346, S3362, S4364, S5366, C3374, C4376 和C5378全部接通或接合。HSD1330被接通，且關聯的LSD1332和LSD2334都被斷開，從而S1352, S2354, C1370和C2372未被操作或接合。如果在故障條件中(在微處理器324中導致了故障)LSD1332, LSD2334, S1352, S2354, C1370,或C2372中的一個應接合或接通，則系統斷開HSD1330，而不是必須單獨地隔離每一個部件。另外，電動/混合動力車輛318仍可在第二操作模式中被驅動，因為與HSD2340關聯的全部部件保持接通，同時HSD1330被斷開，隔離失效的部件。該系統則可以在電動/混合動力車輛318維持在已知操作模式中運行的同時進一步隔離失效的部件。明顯已知的故障模式可以快速實現，因為為了隔離失效部件僅需要接通或斷開HSD。
[0027]參考圖4，提供了流程圖，該流程圖顯示了圖1的車輛系統110中的本發明的故障緩解算法400的示例性步驟。故障緩解算法400可以存儲在功率模塊120中且開始于步驟402。繼續行進到步驟404，算法確定是否任何關聯的部件已經導致了故障(例如在微處理器124中)。如果沒有部件導致故障，則算法進行至步驟406，并繼續正常地操作。如果在步驟404中確定已經導致了故障，則在步驟408中，算法確定失效的部件被連接到哪一個HSD或與哪一個HSD關聯。如果失效的部件被連接到HSD2140或與HSD2140關聯，則故障緩解算法400繼續行進到步驟410，在這里HSD2140被斷開，HSDl 130接通，且車輛系統110在第一操作模式中操作。如果失效的部件被連接到HSDl 130或與HSDl 130關聯，則故障緩解算法400繼續行進到步驟412，在這里HSDl 130被斷開，HSD2140接通，且車輛系統110在第二操作模式中操作。繼而在步驟420中，算法結束。通過斷開連接到失效部件/與失效部件關聯的HSD并接通未連接到失效部件/與失效部件關聯的HSD，車輛系統110中的失效部件的任何不希望的影響被減輕。盡管使用圖1的車輛系統110解釋了故障緩解算法400的步驟，但是連接HSD以提供操作模式并隨后斷開與部件故障關聯的HSD的步驟可以用在任何根據本發明的具體車輛系統中，比如圖3的推進系統。
[0028]如圖5中所示，根據本發明的另一實施例，如果希望第三操作模式，則可以將附加的促動器(其連接到附加的HSD和關聯的LSD)增加到車輛系統110(圖1)。車輛控制器500與車輛系統510 (比如用于推進系統、排放系統、空氣管理系統或其他車輛系統)通信。車輛系統510包括功率模塊520，其用于連接和將功率提供到促動器A1552，A2554, A3562, A4564，A5566, A6556, A7558，以執行希望的功能。功率模塊520包括與LSD1532和LSD2534關聯的HSD1530。功率模塊520還包括與LSD3542, LSD4544,和LSD5546關聯的HSD2540。功率模塊520還包括與LSD6537和LSD7539關聯的HSD3536。功率模塊520還可包括附加的控制器522。功率模塊520包括微處理器524或中央處理單元，且可包括故障緩解算法400，該算法存儲在只讀存儲器(ROM)、隨機訪問存儲器(RAM)、電可編程只讀存儲器(EPR0M)或類似系統中。替代地，故障緩解算法400可存儲在另一個控制器中，只要其被連接用于如下所述的用途。
[0029]當HSD1530 和 LSD1532 都接通且電流分別流過 HSD10531 和 LSD10533 時，HSD1530具有輸出HSD10531，LSD1532具有輸出LSD10533，使得電流流過A1552，從而A1552被接通。如果HSD1530或LSD1532被斷開，則A1552相應地被斷開。當HSD1530和LSD2534都接通且電流分別流過HSD10531和LSD20535時，HSD1530具有輸出HSD10531，LSD2534具有輸出LSD20535,使得電流流過A2554，從而A2554被接通。如果HSD1530或LSD2534被斷開，則A2554相應地被斷開。
[0030]當HSD2540 和 LSD3542 都接通且電流分別流過 HSD20541 和 LSD30543 時，HSD2540具有輸出HSD20541，LSD3542具有輸出LSD30543，使得電流流過A3562，從而A3562被接通。如果HSD2540或LSD3542被斷開，則A3562相應地被斷開。當HSD2540和LSD4544都接通且電流分別流過HSD20541和LSD40545時，HSD2540具有輸出HSD20541，LSD4544具有輸出LSD40545，使得電流流過A4564，從而A4564被接通。如果HSD2540或LSD4544的任一個被斷開，則A4564相應地被斷開。當HSD2540和LSD5546都接通且電流分別流過HSD20541和LSD50547時，HSD2540具有輸出HSD20541，LSD5546具有輸出LSD50547，使得電流流過A5566，從而A5566被接通。如果HSD2540或LSD5546被斷開，則A5566相應地被斷開。
[0031]當HSD3536 和 LSD6537 都接通且電流分別流過 HSD30527 和 LSD60528 時，HSD3536具有輸出HSD30527，LSD6537具有輸出LSD60528，使得電流流過A6556，從而A6556被接通。如果HSD3536或LSD6537的任一個被斷開，則A6556相應地被斷開。當HSD3536和LSD7539都接通且電流分別流過HSD30527和LSD70529時，HSD3536具有輸出HSD30527，LSD7539具有輸出LSD70529，使得電流流過A7558，從而A7558被接通。如果HSD3536或LSD7539的任一個被斷開，則A7558相應地被斷開。
[0032]仍參考圖5，車輛系統510包括系統部件550。系統部件550包括促動器A1552，A2554, A3562, A4564, A5566, A6556, A7558，其用于執行給定系統中的希望的功能，比如接合傳動系統中的齒輪或離合器，或操作空氣管理系統中的閥門以提供氣流或真空。根據本發明，分別被連接到HSD1530和關聯的LSD1532和LSD2534的促動器A1552和A2554，被選擇性地連接，以在第一操作模式中運行。還根據本發明，分別被連接到HSD2540和關聯的LSD3542, LSD4544和LSD5546的促動器A3562，A4564和A5566被選擇性地連接，以在第二操作模式中運行。另外，根據本發明，分別被連接到HSD3536和關聯的LSD6537、LSD7539的促動器A6556和A7558被選擇性地連接，以在第三操作模式中運行。根據故障產生(例如在微處理器524中)，車輛系統510可以在三種可行的操作模式中的兩種中操作，因為故障緩解被設計到車輛系統510中。注意到，HSD1530可具有為所有促動器A1552，A2554，A3562，A4564，A5566, A6556和A7558供電的額定電流，且在傳統的車輛系統中，所有的促動器可已經被連接到單個的HSD。然而，根據本發明，促動器A1552和A2554被選擇性地連接到HSD1530以在第一操作模式中操作；促動器A3562，A4564和A5566被選擇性地連接到HSD2540，以在第二操作模式中操作；促動器A6556和A7558被選擇性地連接到HSD3536，以在第三操作模式中操作。這樣的選擇使得本發明的故障緩解算法400 (其被改進以實現第三操作模式的第三HSD)能夠通過斷開與促動器關聯的具體HSD、被連接的LSD、或導致了指示部件失效的故障的關聯的裝置而快速地將車輛系統510置于希望的操作模式中。
[0033]如上述討論中所描述的，本發明的方法和系統所使用的HSD的數量等于在促動器失效事件中希望的操作模式的數量。盡管附加的促動器可使用一個HSD供能，但附加的HSD被提供為使得關聯的促動器可以被連接到不同的HSD，以提供不同的操作模式，該不同的操作模式可通過根據需要被選定的HSD的斷開實現。然而，如果HSD的數量和連接方式被優化，則通過HSD的子集可以管理多種操作模式。僅舉例來說，在具有三個HSD的車輛系統中，第一操作模式中僅HSDl接通，第二操作模式中僅HSD2接通，第三操作模式中僅HSD3接通，第四操作模式可以有HSDl和HSD2接通，第五操作模式可以有HSDl和HSD3接通，第六操作模式可以有HSD2和HSD3接通。盡管具有三個HSD，但是如果需要，車輛系統可以在令一個HSD斷開的同時在多種操作模式中的一種中操作，以提供根據本發明的故障緩解。
[0034]本發明的系統和方法使得能夠緩解由于失效的部件引起的任何不希望的影響。通過使用HSD斷開在相同操作模式中作為失效的部件使用的被選擇的多個部件，而不是使用關聯的LSD來斷開單個促動器，包括失效部件的車輛系統可在以較不復雜和/或耗費時間的方式實現的操作模式中操作。
[0035]盡管已經對執行本發明的較佳模式進行了詳盡的描述，但是本領域技術人員可得知在所附的權利要求的范圍內的用來實施本發明的許多替換設計和實施例。
【權利要求】
1.一種用于在車輛系統中提供故障緩解的系統，包括: 第一高邊驅動器(HSD)，其可操作為在被接通時供應功率，且在被斷開時切斷功率； 多個第一低邊驅動器(LSD),其與第一 HSD關聯； 被選定的多個第一促動器，其中所述被選定的多個第一促動器的每一個連接到第一HSD且被連接到所述多個第一 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第一操作模式操作； 第二高邊驅動器(HSD)，其可操作為在被接通時供應功率，且在被斷開時切斷功率； 多個第二低邊驅動器(LSD)，其與第二 HSD關聯；和 被選定的多個第二促動器，其中所述被選定的多個第二促動器的每一個連接到第二HSD且被連接到所述多個第二 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第二操作模式操作； 從而當所述被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD中的一個導致一個故障時，第一 HSD被斷開，由此切斷到所述被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD的功率，且第二 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第二操作模式操作；和 從而當所述被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD中的一個導致一個故障時，第二 HSD被斷開，由此切斷到所述被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第一操作模式操作。
2.如權利要求1所述的系統，其中所述促動器是螺線管。
3.如權利要求1所述的系統，進一步包括多個關聯的裝置，其中所述多個關聯的裝置中的每一個分別通過所述被選定的`多個第一和第二促動器中的一個操作，從而當由所述被選定的多個第一促動器中的一個操`作的關聯的裝置導致故障時，第一 HSD被斷開，由此切斷到所述多個第一促動器的功率，且第二 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第二操作模式操作； 從而當通過所述被選定的多個第二促動器中的一個操作的關聯的裝置導致故障時，第二HSD被斷開，由此切斷到所述多個第二促動器的功率，且第一 HSD被接通，使得車輛系統能夠以第一操作模式操作。
4.如權利要求1所述的系統，其中所述車輛系統是推進系統。
5.如權利要求4所述的系統，其中第一操作模式是能夠驅動電動/混合動力車輛的第一齒輪狀態。
6.如權利要求4所述的系統，其中第二操作模式是能夠驅動電動/混合動力車輛的第二齒輪狀態。
7.如權利要求1所述的系統，進一步包括: 第三高邊驅動器(HSD)，其可操作為在被接通時供應功率，且在被斷開時切斷功率； 多個第三低邊驅動器(LSD)，其與第三HSD關聯；和 被選定的多個第三促動器，其中所述被選定的多個第三促動器的每一個連接到第三HSD且連接到所述多個第三LSD中的相應一個，以接收功率，并以車輛系統的第三操作模式操作； 從而當所述被選定的多個第三促動器和分別被連接的LSD中的一個導致故障時，第三HSD被斷開，由此切斷到所述被選定的多個第三促動器和分別被連接的LSD的功率，且第一和第二 HSD中的至少一個被接通,使得車輛系統能夠在第一和第二操作模式操作中的至少一個中操作。
8.如權利要求7所述的系統，其中所述促動器是螺線管。
9.如權利要求7所述的系統，其中所述車輛系統是推進系統。
10.一種用于提供車輛系統中的故障緩解的方法，所述車輛系統具有第一高邊驅動器(HSD)、多個第一低邊驅動器(LSD)以及第二 HSD和多個第二 LSD，所述第一 HSD可操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率，所述第二 HSD可操作為在被接通時提供功率，且在被斷開時切斷功率，該方法包括: 將第一 HSD連接到被選定的多個第一促動器，從而所述被選定的多個第一促動器的每個促動器連接到第一 HSD且被連接到所述多個第一 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第一操作模式操作； 將第二 HSD連接到被選定的多個第二促動器，從而所述被選定的多個第二促動器的每個促動器連接到第二 HSD且被連接到所述多個第二 LSD中的相應的一個，以接收功率，并以車輛系統的第二操作模式操作； 從而當所述被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD中的一個導致故障時，第一HSD被斷開，由此切斷到所述被選定的多個第一促動器和分別被連接的LSD的功率，且第二HSD被接通，使得車輛系統能夠以第二操作模式操作；和 從而當所述被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD中的一個導致故障時，第二HSD被斷開，由此切斷到所述被選定的多個第二促動器和分別被連接的LSD的功率，且第一HSD被接通，使得車輛系統能夠以第一操作模式操作。
【文檔編號】B60W50/02GK103770789SQ201310492022
【公開日】2014年5月7日 申請日期:2013年10月18日 優先權日:2012年10月18日
【發明者】M.A．韋爾納基亞, J.C.佩考爾 申請人:通用汽車環球科技運作有限責任公司