为车辆系统提供故障缓解的系统和方法
【专利摘要】提供了用于在车辆系统中提供故障缓解的系统和方法，所述车辆系统具有高边驱动器（HSD）和低边驱动器（LSD）。本系统包括第一HSD和多个第一LSD。本系统还包括选定的多个第一促动器，其中每个促动器被连接到第一HSD且被连接到第一LSD中的相应的一个，以按第一操作模式操作。本系统进一步包括第二HSD和多个第二LSD。本系统还包括选定的多个第二促动器，其中每个促动器被连接到第二HSD且被连接到第二LSD中的相应的一个，以按第二操作模式操作。当失效的部件设置了一个故障，则相对应的HSD被断开，其他HSD被接通，使得车辆系统能够在无故障操作模式中操作。
【专利说明】为车辆系统提供故障缓解的系统和方法【技术领域】
[0001]本发明提供一种系统和方法，用于为具有高边和低边驱动器的电动/混合动力车辆提供故障缓解。
【背景技术】
[0002]促动器(比如螺线管、泵、阀门组件、伺服电动机或继电器)可用在各种车辆系统中，比如推进系统、排放系统、空气管理系统、或其他车辆系统中，以操作比如离合器、制动器或阀门的装置。在推进系统中，螺线管可接合或脱开齿轮或离合器。在排放系统中，螺线管可调节进入进气集管的废气。在空气管理系统中，阀门组件可转移气流和/或真空。在这样的车辆系统的控制中，电功率可通过具有高和低边驱动器的功率模块被提供到促动器。高和低边驱动器可以是固态开关，比如金属氧化物半导体场效果晶体管。不管所使用的特定开关技术如何，在高边驱动器中，开关允许电流从电源流到促动器。在低边驱动器中，开关允许电流从促动器流向低电势，比如地面。
[0003]在一些功率模块中，高边驱动器具有足以为多个促动器供能的额定电流。典型地，多个促动器被连接到一个高边驱动器，直到其达到饱和(通常由于促动器的电流消耗)。随后另一个高边驱动器被增加到功率模块，直到所有的必要促动器通过高边驱动器被连接。每个促动器还被连接到分立的低边驱动器。当这种车辆系统中的促动器、被连接的低边驱动器或关联的装置(统称为失效部件)中发生故障时，功率模块或其他控制器中的算法通常发送独立的命令到连接到另一个促动器的每一个低边驱动器，以独立地接通或断开，以便最小化失效部件对车辆操作带来的影响。由于每个车辆系统中具有多个促动器、低边驱动器和装置，在隔离失效部件时可能要求多个控制命令来将车辆置于希望的操作模式中，导致缓慢且复杂的故障缓解系统。
【发明内容】
[0004]提供了用于在车辆系统中提供故障缓解的系统和方法，所述车辆系统具有高边驱动器(HSD)和低边驱动器(LSD)。该系统包括第一HSD和与该第一HSD关联的多个第一LSD，所述第一 HSD操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率。本系统还包括选定的多个第一促动器，其中每个促动器被连接到第一 HSD且被连接到多个第一 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第一操作模式操作。该系统还包括第二 HSD和与该第二HSD关联的多个第二 LSD，所述第二 HSD操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率。本系统还包括选定的多个第二促动器，其中每个促动器被连接到第二 HSD且被连接到多个第二 LSD中的相应的一个，以接收功率和以车辆系统的第二操作模式操作。本发明的系统进一步包括，当被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD中的一个发生故障时，第一 HSD被断开，由此切断到被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD的功率，且第二HSD被接通，使得车辆系统能够以第二操作模式操作；以及，当被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD中的一个发生故障时，第二 HSD被断开，由此切断到被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得车辆系统能够以第一操作模式操作。
[0005]提供了一种用于提供车辆系统中的故障缓解的方法，所述车辆系统具有第一高边驱动器(HSD)、多个第一低边驱动器(LSD)以及第二 HSD和多个第二 LSD，所述第一 HSD操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率，所述第二 HSD操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率。该方法包括，将第一 HSD连接到被选定的多个第一促动器，从而多个被选定的第一促动器的每个促动器连接到第一 HSD且被连接到多个第一 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第一操作模式操作。该方法还包括，将第二 HSD连接到被选定的多个第二促动器，从而多个被选定的第二促动器的每个促动器连接到第二HSD且被连接到多个第二 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第二操作模式操作。该方法进一步包括，当被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD中的一个发生故障时，第一 HSD被断开，由此切断到被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD的功率，且第二 HSD被接通，使得车辆系统能够以第二操作模式操作；以及，当被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD中的一个发生故障时，第二 HSD被断开，由此切断到被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得车辆系统能够以第一操作模式操作。
[0006]提供了一种电动/混合动力车辆，其包括推进系统，该推进系统具有用于使用根据本发明的HSD和LSD提供故障缓解的系统。
[0007]在本发明的系统的另一实施例中，提供了第三HSD和与该第三HSD关联的多个第
三LSD，所述第三HSD操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率。该系统还包括被选定的多个第三促动器，其中多个被选定的第三促动器的每一个连接到第三HSD且被连接到多个第三LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第三操作模式操作。当被选定的多个第三促动器和分别被连接的LSD中的一个发生故障时，第三HSD被断开，由此切断到被选定的多个第三促动器和分别被连接的LSD以及第一和第二 HSD中的至少一个的功率，且第二 HSD被接通，使得车辆系统能够在第一和第二操作模式操作中的至少一个中操作。
[0008]本发明的上述特征和优势及其他特征和优势将从用于实施本发明的最佳模式的以下详细描述连同附图时显而易见。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是用于电动/混合动力车辆的车辆控制器和车辆系统的功能框图，其包括用于提供根据本发明的故障缓解的系统和方法的实施例；
[0010]图2是用于电动/混合动力车辆的车辆控制器和示例性推进系统的功能框图，其包括用于提供根据本发明的故障缓解的系统和方法；
[0011]图3是图2中所示的示例性推进系统和车辆控制器的功能框图，其为根据本发明的电动/混合动力车辆提供第一驱动操作模式和第二驱动操作模式；
[0012]图4是显示了图1的车辆系统中的根据本发明的故障缓解算法的流程图；和
[0013]图5是用于电动/混合动力车辆的车辆控制器和车辆系统的功能框图，其包括用于提供根据本发明的故障缓解的系统和方法的另一实施例。【具体实施方式】
[0014]参考附图，其中在若干幅视图中相同的标记代表相同或对应的部分，图1是用于电动/混合动力车辆(在图1中未不出)中的包括本发明的方法和系统的实施例的车辆系统110和车辆控制器100的功能性方块图。车辆控制器100，比如车辆控制模块、电子控制模块或其他控制模块，接收输入(比如乘客输入)并提供很多车辆系统之间的指令和通信。车辆控制器100与车辆系统110 (比如用于推进系统、排放系统、空气管理系统或其他车辆系统)通信。车辆系统110可包括根据需要提供具体系统所必须的各种控制器、模块、促动器和装置。车辆系统110包括功率模块120，其用于连接系统部件150和将功率提供到所述系统部件，所述系统部件包括促动器A1152，A2154, A3156, A4158, A5162, A6164, A7166 (如下文所描述的)，以执行希望的功能。功率模块120包括与LSDl 132，LSD2134, LSD3136和LSD4138关联的HSD1130。功率模块120还包括与LSD5142, LSD6144,和LSD7146关联的HSD2140。功率模块120还可包括附加的控制器122。功率模块120包括微处理器124或中央处理单元，且可包括故障缓解算法400，该算法存储在只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)或类似系统中。替代地，故障缓解算法400可存储在另一个控制器中，只要其被连接用于如下所述的用途。
[0015]如图1中所示，首先作为综述被总体地描述，随后具体地参考有编号的部件，每个HSD和关联的LSD分别具有HSD输出(HSDO )和LSD输出(LSDO )，所述输出分别被连接到促动器，使得当HSD和关联的LSD被接通时，电流从高电势通过促动器到达低电势(由此使得促动器接收功率并运行)。如果HSD或关联的LSD断开，则促动器未接收用于运行的功率，且也被断开。具体地，当HSD1130和LSD1132都接通且电流分别流过HSD10131和LSD10133时，HSDl 130具有输出HSD10131，LSD1132具有输出LSD10133，使得电流流过A1152，从而A1152被接通。如果HSD1130或LSD1132的任一个被断开，则A1152相应地被断开。当HSDl 130和LSD2134都接通且电流分别流过HSD10131和LSD20135时，HSDl 130具有输出HSD10131，LSD2134具有输出LSD20135，使得电流流过A2154，从而A2154被接通。如果HSD1130或LSD2134被断开，则A2154相应地被断开。当HSD1130和LSD3136都接通且电流分别流过HSD10131 和 LSD30137 时，HSDl 130 具有输出 HSD10131, LSD3136 具有输出 LSD30137，使得电流流过A3156，从而A3156被接通。如果HSDl 130或LSD3136被断开，则A3156相应地被断开。当HSDl 130和LSD4138都接通且电流分别流过HSD10131和LSD40139时，HSDl 130具有输出HSD10131，LSD4138具有输出LSD40139，使得电流流过A4158，从而A4158被接通。如果HSDl 130或LSD4138被断开，则A4158相应地被断开。
[0016]当HSD2140 和 LSD5142 都接通且电流分别流过 HSD20141 和 LSD50143 时，HSD2140具有输出HSD20141，LSD5142具有输出LSD50143，使得电流流过A5162，从而A5162被接通。如果HSD2140或LSD5142被断开，则A5162相应地被断开。当HSD2140和LSD6144都接通且电流分别流过HSD20141和LSD60145时，HSD2140具有输出HSD20141，LSD6144具有输出LSD60145,使得电流流过A6164，从而A6164被接通。如果HSD2140或LSD6144被断开，则A6164相应地被断开。当HSD2140和LSD7146都接通且电流分别流过HSD20141和LSD70147时，HSD2140具有输出HSD20141，LSD7146具有输出LSD70147，使得电流流过A7166，从而A7166被接通。如果HSD2140或LSD7146的任一个被断开，则A7166相应地被断开。[0017]仍参考图1，系统部件 150 包括促动器 A1152，A2154，A3156，A4158，A5162，A6164，A7166，其可以是螺线管，用于通过接合给定系统中的装置(也称为关联的装置，比如接合推进系统中的齿轮或离合器，或操作空气管理系统中的阀门以提供气流或真空)而执行希望的功能。根据本发明，分别经由HSD10131连接到HSD1130、经由LSD10133连接到关联的LSD1132、经由LSD20135连接到关联的LSD2134、经由LSD30137连接到关联的LSD3136、和经由LSD40139连接到关联的LSD4138的促动器A1152，A2154, A3156和A4158被选择性地连接(如上所述)，以在第一操作模式中运行。还根据本发明，分别经由HSD20141连接到HSD2140、经由LSD50143连接到关联的LSD5142、经由LSD60145连接到关联的LSD6144、和经由LSD70147连接到关联的LSD7146的促动器A5162，A6164和A7166被选择性地连接(如上所述)，以在第二操作模式中运行。注意到，HSD1130可具有为所有促动器A1152，A2154，A3156, A4158, A5162, A6164和A7166供电的额定电流，且在传统的车辆系统中，所有的促动器会被连接到单个的HSD。然而，根据本发明，促动器A1152、A2154、A3156和A4158选择性地被连接到HSD1130，以在HSD1130被接通时以第一操作模式运行。还根据本发明，促动器A5162, A6164和A7166选择性地被连接到HSD2140，以在HSD2140被接通时以第二操作模式运行。这样的选择使得本发明的故障缓解算法400能够通过断开与促动器关联的具体HSD、被连接的LSD、或导致故障(例如在微处理器124中)(指示部件失效)的关联的装置而快速地将车辆系统110置于希望的操作模式中。由此，车辆系统110被置于的操作模式能够在电动/混合动力车辆(在图1中未示出)中操作，而不顾失效的部件。
[0018]参考图2，其显示了电动/混合车辆218的推进系统210的示例性实施例，其包括根据本发明的用于故障缓解的系统和方法。电动/混合动力车辆218可以是混合动力车辆或纯电动车辆，且可包括电池或能量存储系统(ESS) 212，以提供和/或存储电功率，用于推进电动/混合动力车辆218。电动/混合动力车辆218包括车辆控制器200，其与推进系统210电连接，用于推进车辆车轮216。推进系统210包括功率模块220。功率模块220连接系统部件250并将功率提供到所述系统部件，所述系统部件包括螺线管S1252, S2254, S3262, S4264, S5266 (如下文所述)，其使用高边驱动器和关联的低边驱动器来执行希望的功能或接合系统装置。功率模块220包括微处理器224或中央处理单元，且可包括故障缓解算法400，该算法存储在只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)或类似系统中。替代地，故障缓解算法400可存储在另一个控制器中，只要其被连接用于如下所述的用途。功率模块220还可包括附加的控制器，比如电动机控制器222。
[0019]功率模块220包括与LSD1232和LSD2234关联的HSD1230。功率模块220还包括与LSD3242, LSD4244,和 LSD5246 关联的 HSD2240。当 HSD1230 和 LSD1232 都接通且电流分别流过 HSD10231 和 LSD10233 时，HSD1230 具有输出 HSD10231, LSD1232 具有输出 LSD10233,使得电流流过S1252，从而S1252被接通。如果HSD1230或LSD1232的任一个被断开，则S1252相应地被断开。当HSD1230和LSD2234都接通且电流分别流过HSD10231和LSD20235时，HSD1230具有输出HSD10231，LSD2234具有输出LSD20235，使得电流流过S2254，从而S2254被接通。如果HSD1230或LSD2234被断开，则S2252相应地被断开。当HSD2240和LSD3242都接通且电流分别流过HSD20241和LSD30243时，HSD2240具有输出HSD20241，LSD3242具有输出LSD30243，使得电流流过S3262，从而S3262被接通。如果HSD2240或LSD3242被断开，则S3262相应地被断开。当HSD2240和LSD4244都接通且电流分别流过HSD20241 和 LSD40245 时，HSD2240 具有输出 HSD20241，LSD4244 具有输出 LSD40245，使得电流流过S4264，从而S4264被接通。如果HSD2240或LSD4244被断开，则S4264相应地被断开。当HSD2240和LSD5246都接通且电流分别流过HSD20241和LSD50247时，HSD2240具有输出HSD20241，LSD5246具有输出LSD50247，使得电流流过S5266，从而S5266被接通。如果HSD2240或LSD5246的任一个被断开，则S5266相应地被断开。
[0020]仍参考图2，推进系统210包括推进部件250。推进部件250包括螺线管S1252, S2254, S3262, S4264, S5266，用于接合齿轮或离合器(关联的装置，未示出)，以通过最终驱动件292连接以推动电动/混合动力车辆218的车辆车轮216。根据本发明，分别被连接到HSD1230和关联的LSD1232和LSD2234的促动器S1252和S2254被选择性地连接，以在第一操作模式中运行。还根据本发明，分别被连接到HSD2240和关联的LSD3242，LSD4244和LSD5246的S3262，S4264和S5266被选择性地连接，以在第二操作模式中运行。
[0021]参考图3，其显示了电动/混合车辆318的推进系统310的示例性实施例，其包括根据本发明的系统和方法。电动/混合动力车辆318可以是混合动力车辆或纯电动车辆，且可包括电池或能量存储系统(ESS) 312，以提供和/或存储电功率，用于推进电动/混合动力车辆318。电动/混合动力车辆318包括车辆控制器300，其与推进系统310电连接，用于推进车辆车轮316。推进系统310包括功率模块320。功率模块320连接电动液压螺线管S1352，S2354, S3362, S4364, S5366并将功率提供到所述螺线管，用于将液压分别通导到关联的装置，比如离合器C1370，C2372, C3374, C4376, C5378。功率模块320包括微处理器324或中央处理单元，且可包括故障缓解算法400，该算法存储在只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPROM)或类似系统中。替代地，故障缓解算法400可存储在另一个控制器中，只要其被连接用于如下所述的用途。功率模块320还可包括额外的控制器，比如电动机控制器322，用于引导两个独立的电动机/发电机单元M/GA380和M/GB390。
[0022]功率模块320包括HSD1330，其与LSD1332和LSD2334关联且分别被连接到S1352和S2354。功率模块320还包括HSD2340，其与LSD3342, LSD4344和LSD5346关联，且分别被连接到S3362, S4364, S5366。当HSD1330和LSD1332都接通且电流分别流过HSD10331和LSD10333时，HSD1330具有输出HSD10331，LSD1332具有输出LSD10333，使得电流流过S1352，从而S1352被接通。如果HSD1330或LSD1332被断开，则S1352相应地被断开。当HSD1330和LSD2334都接通且电流分别流过HSD10331和LSD20335时，HSD1330具有输出HSD10331, LSD2334具有输出LSD20335，使得电流流过S2354，从而S2354被接通。如果HSD1330或LSD2334被断开，则S2354相应地被断开。当HSD2340和LSD3342都接通且电流分别流过HSD20341 和 LSD30343 时，HSD2340 具有输出 HSD20341，LSD3342 具有输出 LSD30343，使得电流流过S3362，从而S3362被接通。如果HSD2340或LSD3342被断开，则S3362相应地被断开。当HSD2340和LSD4344都接通且电流分别流过HSD20341和LSD40345时，HSD2340具有输出HSD20341，LSD4344具有输出LSD40345，使得电流流过S4364，从而S4364被接通。如果HSD2340或LSD4344的任一个被断开，则S4364相应地被断开。当HSD2340和LSD5346都接通且电流分别流过HSD20341和LSD50347时，HSD2340具有输出HSD20341，LSD5346具有输出LSD50347，使得电流流过S5366，从而S5366被接通。如果HSD2340或LSD5346被断开，则S5366相应地被断开。
[0023]仍参考图3，推进系统310包括推进部件350。推进部件350包括电动液压螺线管S1352，S2354, S3362, S4364, S5366，用于将液压分别通导到离合器 C1370,C2372,C3374,C4376,C5378。S1352，S2354,S3362,S4364,S5366 和C1370, C2372, C3374, C4376, C5378 中的一些将扭矩从 M/GA380 或 M/GB390 传递到最终驱动件392，以根据希望的操作模式推进电动/混合动力车辆318的车辆车轮。根据本发明，分别被连接到HSD1330和关联的LSD1332和LSD2334的S1352和S2354被选择来接合C1370和C2372，以在第一操作模式中操作，所述第一操作模式是能够使电动/混合动力车辆318被驱动的第一齿轮状态。还根据本发明，分别被连接到HSD2340和关联的LSD3342、LSD4344 和 LSD5346 的 S3362、S4364 和 S5366 被选择来接合 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够使电动/混合动力车辆318被驱动的第二齿轮状态。通过断开HSD1330或HSD2340，推进系统310可以容易地在第一和第二操作模式之间切换。如果S1352, S2354, LSD1332, LSD2334, C1370或C2372的任何一个导致一个故障(例如在微处理器324中)，则本发明的系统可以通过断开HSD1330并接通HSD2340以由此将推进系统310设置在第二操作模式中而快速地补救，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的任何一个导致故障(例如在微处理器324中)，则本发明的故障缓解算法400可以通过断开HSD2340并接通HSD1330由此将推进系统310设置在第一操作模式中而快速地补救，所述第一操作模式不包括失效部件的操作。应意识到，HSD1330可以具有为全部S1352，S2354, S3362, S4364和S5366供能的额定功率，但是根据本发明，提供了附加的HSD2340来为S3362，S4364和S5366供能，以实现独立的操作模式之间的容易和快速的变换。
[0024]图3的推进系统310的第一示例性方案中，HSD1330、关联的LSD1332和LSD2334以及M/GA380被接通。这为S1352和S2354供能，以接合C1370和C2372，从而M/GA380以第一操作模式驱动电动/混合动力车辆318。如果S1352, S2354, LSD1332, LSD2334, C137O或C2372的其中一个失效，在微处理器324中导致故障，则系统快速地断开HSD1330，由此隔离失效的部件。另外，系统快速地接通HSD2340，分别为操作C3374，C4376和C5378的S3362, S4364和S5366供能，连接M/GB390，以在第二操作模式中驱动电动/混合动力车辆318，所述第二操作模式不包括失效的部件。很明显，如果全部螺线管通过一个HSD供能，则每个单个的促动器将需要被接通或断开以隔离失效的部件的影响，在检测到失效的部件时花费时间且增加复杂性。
[0025]仍参考图3，在第二示例方案中，推进系统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，且全部关联的 LSD3342, LSD4344 和 LSD5346 被断开，从而 S3362, S4364, S5366, C3374, C4376 和C5378未被操作或接合。如果在故障条件中(在微处理器324中导致故障)LSD3342，LSD4344，LSD5346, S3362, S4364, S5366, C3374, C4376和C5378中的一个应接合或接通，则故障缓解算法400断开HSD2340，而不是必须单独地隔离每一个部件。另外，电动/混合动力车辆318仍可在第一操作模式中被驱动，因为与HSD1330关联的全部部件保持接通，同时HSD2340被断开，隔离失效的部件。[0026]图3的推进系统310的第三示例性方案中，推进系统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，且关联的LSD1332和LSD2334都被断开，从而S1352, S2354, C1370和C2372未被操作或接合。如果在故障条件中(在微处理器324中导致了故障)LSD1332, LSD2334, S1352, S2354, C1370,或C2372中的一个应接合或接通，则系统断开HSD1330，而不是必须单独地隔离每一个部件。另外，电动/混合动力车辆318仍可在第二操作模式中被驱动，因为与HSD2340关联的全部部件保持接通，同时HSD1330被断开，隔离失效的部件。该系统则可以在电动/混合动力车辆318维持在已知操作模式中运行的同时进一步隔离失效的部件。明显已知的故障模式可以快速实现，因为为了隔离失效部件仅需要接通或断开HSD。
[0027]参考图4，提供了流程图，该流程图显示了图1的车辆系统110中的本发明的故障缓解算法400的示例性步骤。故障缓解算法400可以存储在功率模块120中且开始于步骤402。继续行进到步骤404，算法确定是否任何关联的部件已经导致了故障(例如在微处理器124中)。如果没有部件导致故障，则算法进行至步骤406，并继续正常地操作。如果在步骤404中确定已经导致了故障，则在步骤408中，算法确定失效的部件被连接到哪一个HSD或与哪一个HSD关联。如果失效的部件被连接到HSD2140或与HSD2140关联，则故障缓解算法400继续行进到步骤410，在这里HSD2140被断开，HSDl 130接通，且车辆系统110在第一操作模式中操作。如果失效的部件被连接到HSDl 130或与HSDl 130关联，则故障缓解算法400继续行进到步骤412，在这里HSDl 130被断开，HSD2140接通，且车辆系统110在第二操作模式中操作。继而在步骤420中，算法结束。通过断开连接到失效部件/与失效部件关联的HSD并接通未连接到失效部件/与失效部件关联的HSD，车辆系统110中的失效部件的任何不希望的影响被减轻。尽管使用图1的车辆系统110解释了故障缓解算法400的步骤，但是连接HSD以提供操作模式并随后断开与部件故障关联的HSD的步骤可以用在任何根据本发明的具体车辆系统中，比如图3的推进系统。
[0028]如图5中所示，根据本发明的另一实施例，如果希望第三操作模式，则可以将附加的促动器(其连接到附加的HSD和关联的LSD)增加到车辆系统110(图1)。车辆控制器500与车辆系统510 (比如用于推进系统、排放系统、空气管理系统或其他车辆系统)通信。车辆系统510包括功率模块520，其用于连接和将功率提供到促动器A1552，A2554, A3562, A4564，A5566, A6556, A7558，以执行希望的功能。功率模块520包括与LSD1532和LSD2534关联的HSD1530。功率模块520还包括与LSD3542, LSD4544,和LSD5546关联的HSD2540。功率模块520还包括与LSD6537和LSD7539关联的HSD3536。功率模块520还可包括附加的控制器522。功率模块520包括微处理器524或中央处理单元，且可包括故障缓解算法400，该算法存储在只读存储器(ROM)、随机访问存储器(RAM)、电可编程只读存储器(EPR0M)或类似系统中。替代地，故障缓解算法400可存储在另一个控制器中，只要其被连接用于如下所述的用途。
[0029]当HSD1530 和 LSD1532 都接通且电流分别流过 HSD10531 和 LSD10533 时，HSD1530具有输出HSD10531，LSD1532具有输出LSD10533，使得电流流过A1552，从而A1552被接通。如果HSD1530或LSD1532被断开，则A1552相应地被断开。当HSD1530和LSD2534都接通且电流分别流过HSD10531和LSD20535时，HSD1530具有输出HSD10531，LSD2534具有输出LSD20535,使得电流流过A2554，从而A2554被接通。如果HSD1530或LSD2534被断开，则A2554相应地被断开。
[0030]当HSD2540 和 LSD3542 都接通且电流分别流过 HSD20541 和 LSD30543 时，HSD2540具有输出HSD20541，LSD3542具有输出LSD30543，使得电流流过A3562，从而A3562被接通。如果HSD2540或LSD3542被断开，则A3562相应地被断开。当HSD2540和LSD4544都接通且电流分别流过HSD20541和LSD40545时，HSD2540具有输出HSD20541，LSD4544具有输出LSD40545，使得电流流过A4564，从而A4564被接通。如果HSD2540或LSD4544的任一个被断开，则A4564相应地被断开。当HSD2540和LSD5546都接通且电流分别流过HSD20541和LSD50547时，HSD2540具有输出HSD20541，LSD5546具有输出LSD50547，使得电流流过A5566，从而A5566被接通。如果HSD2540或LSD5546被断开，则A5566相应地被断开。
[0031]当HSD3536 和 LSD6537 都接通且电流分别流过 HSD30527 和 LSD60528 时，HSD3536具有输出HSD30527，LSD6537具有输出LSD60528，使得电流流过A6556，从而A6556被接通。如果HSD3536或LSD6537的任一个被断开，则A6556相应地被断开。当HSD3536和LSD7539都接通且电流分别流过HSD30527和LSD70529时，HSD3536具有输出HSD30527，LSD7539具有输出LSD70529，使得电流流过A7558，从而A7558被接通。如果HSD3536或LSD7539的任一个被断开，则A7558相应地被断开。
[0032]仍参考图5，车辆系统510包括系统部件550。系统部件550包括促动器A1552，A2554, A3562, A4564, A5566, A6556, A7558，其用于执行给定系统中的希望的功能，比如接合传动系统中的齿轮或离合器，或操作空气管理系统中的阀门以提供气流或真空。根据本发明，分别被连接到HSD1530和关联的LSD1532和LSD2534的促动器A1552和A2554，被选择性地连接，以在第一操作模式中运行。还根据本发明，分别被连接到HSD2540和关联的LSD3542, LSD4544和LSD5546的促动器A3562，A4564和A5566被选择性地连接，以在第二操作模式中运行。另外，根据本发明，分别被连接到HSD3536和关联的LSD6537、LSD7539的促动器A6556和A7558被选择性地连接，以在第三操作模式中运行。根据故障产生(例如在微处理器524中)，车辆系统510可以在三种可行的操作模式中的两种中操作，因为故障缓解被设计到车辆系统510中。注意到，HSD1530可具有为所有促动器A1552，A2554，A3562，A4564，A5566, A6556和A7558供电的额定电流，且在传统的车辆系统中，所有的促动器可已经被连接到单个的HSD。然而，根据本发明，促动器A1552和A2554被选择性地连接到HSD1530以在第一操作模式中操作；促动器A3562，A4564和A5566被选择性地连接到HSD2540，以在第二操作模式中操作；促动器A6556和A7558被选择性地连接到HSD3536，以在第三操作模式中操作。这样的选择使得本发明的故障缓解算法400 (其被改进以实现第三操作模式的第三HSD)能够通过断开与促动器关联的具体HSD、被连接的LSD、或导致了指示部件失效的故障的关联的装置而快速地将车辆系统510置于希望的操作模式中。
[0033]如上述讨论中所描述的，本发明的方法和系统所使用的HSD的数量等于在促动器失效事件中希望的操作模式的数量。尽管附加的促动器可使用一个HSD供能，但附加的HSD被提供为使得关联的促动器可以被连接到不同的HSD，以提供不同的操作模式，该不同的操作模式可通过根据需要被选定的HSD的断开实现。然而，如果HSD的数量和连接方式被优化，则通过HSD的子集可以管理多种操作模式。仅举例来说，在具有三个HSD的车辆系统中，第一操作模式中仅HSDl接通，第二操作模式中仅HSD2接通，第三操作模式中仅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。尽管具有三个HSD，但是如果需要，车辆系统可以在令一个HSD断开的同时在多种操作模式中的一种中操作，以提供根据本发明的故障缓解。
[0034]本发明的系统和方法使得能够缓解由于失效的部件引起的任何不希望的影响。通过使用HSD断开在相同操作模式中作为失效的部件使用的被选择的多个部件，而不是使用关联的LSD来断开单个促动器，包括失效部件的车辆系统可在以较不复杂和/或耗费时间的方式实现的操作模式中操作。
[0035]尽管已经对执行本发明的较佳模式进行了详尽的描述，但是本领域技术人员可得知在所附的权利要求的范围内的用来实施本发明的许多替换设计和实施例。
【权利要求】
1.一种用于在车辆系统中提供故障缓解的系统，包括: 第一高边驱动器(HSD)，其可操作为在被接通时供应功率，且在被断开时切断功率； 多个第一低边驱动器(LSD),其与第一 HSD关联； 被选定的多个第一促动器，其中所述被选定的多个第一促动器的每一个连接到第一HSD且被连接到所述多个第一 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第一操作模式操作； 第二高边驱动器(HSD)，其可操作为在被接通时供应功率，且在被断开时切断功率； 多个第二低边驱动器(LSD)，其与第二 HSD关联；和 被选定的多个第二促动器，其中所述被选定的多个第二促动器的每一个连接到第二HSD且被连接到所述多个第二 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第二操作模式操作； 从而当所述被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD中的一个导致一个故障时，第一 HSD被断开，由此切断到所述被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD的功率，且第二 HSD被接通，使得车辆系统能够以第二操作模式操作；和 从而当所述被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD中的一个导致一个故障时，第二 HSD被断开，由此切断到所述被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD的功率，且第一 HSD被接通，使得车辆系统能够以第一操作模式操作。
2.如权利要求1所述的系统，其中所述促动器是螺线管。
3.如权利要求1所述的系统，进一步包括多个关联的装置，其中所述多个关联的装置中的每一个分别通过所述被选定的`多个第一和第二促动器中的一个操作，从而当由所述被选定的多个第一促动器中的一个操`作的关联的装置导致故障时，第一 HSD被断开，由此切断到所述多个第一促动器的功率，且第二 HSD被接通，使得车辆系统能够以第二操作模式操作； 从而当通过所述被选定的多个第二促动器中的一个操作的关联的装置导致故障时，第二HSD被断开，由此切断到所述多个第二促动器的功率，且第一 HSD被接通，使得车辆系统能够以第一操作模式操作。
4.如权利要求1所述的系统，其中所述车辆系统是推进系统。
5.如权利要求4所述的系统，其中第一操作模式是能够驱动电动/混合动力车辆的第一齿轮状态。
6.如权利要求4所述的系统，其中第二操作模式是能够驱动电动/混合动力车辆的第二齿轮状态。
7.如权利要求1所述的系统，进一步包括: 第三高边驱动器(HSD)，其可操作为在被接通时供应功率，且在被断开时切断功率； 多个第三低边驱动器(LSD)，其与第三HSD关联；和 被选定的多个第三促动器，其中所述被选定的多个第三促动器的每一个连接到第三HSD且连接到所述多个第三LSD中的相应一个，以接收功率，并以车辆系统的第三操作模式操作； 从而当所述被选定的多个第三促动器和分别被连接的LSD中的一个导致故障时，第三HSD被断开，由此切断到所述被选定的多个第三促动器和分别被连接的LSD的功率，且第一和第二 HSD中的至少一个被接通,使得车辆系统能够在第一和第二操作模式操作中的至少一个中操作。
8.如权利要求7所述的系统，其中所述促动器是螺线管。
9.如权利要求7所述的系统，其中所述车辆系统是推进系统。
10.一种用于提供车辆系统中的故障缓解的方法，所述车辆系统具有第一高边驱动器(HSD)、多个第一低边驱动器(LSD)以及第二 HSD和多个第二 LSD，所述第一 HSD可操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率，所述第二 HSD可操作为在被接通时提供功率，且在被断开时切断功率，该方法包括: 将第一 HSD连接到被选定的多个第一促动器，从而所述被选定的多个第一促动器的每个促动器连接到第一 HSD且被连接到所述多个第一 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第一操作模式操作； 将第二 HSD连接到被选定的多个第二促动器，从而所述被选定的多个第二促动器的每个促动器连接到第二 HSD且被连接到所述多个第二 LSD中的相应的一个，以接收功率，并以车辆系统的第二操作模式操作； 从而当所述被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD中的一个导致故障时，第一HSD被断开，由此切断到所述被选定的多个第一促动器和分别被连接的LSD的功率，且第二HSD被接通，使得车辆系统能够以第二操作模式操作；和 从而当所述被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD中的一个导致故障时，第二HSD被断开，由此切断到所述被选定的多个第二促动器和分别被连接的LSD的功率，且第一HSD被接通，使得车辆系统能够以第一操作模式操作。
【文档编号】B60W50/02GK103770789SQ201310492022
【公开日】2014年5月7日 申请日期:2013年10月18日 优先权日:2012年10月18日
【发明者】M.A．韦尔纳基亚, J.C.佩考尔 申请人:通用汽车环球科技运作有限责任公司