混合动力汽车由于兼顾传统汽车及电动汽车的优点,不仅成为了目前汽车工业转型升级的必经之路,而且是当前研发的热点。然而由于混合动力汽车动力系统复杂、控制技术不成熟使得系统故障率比传统车辆高出许多,同时车内的动力电池属于高压电源,远超出人体所能承受的安全电压,一旦出现故障可能会危及车内人身安全,因此,为了提高混合动力汽车的可靠性及安全性,研究其故障诊断与容错控制具有重要的理论意义和实际应用价值。本文以某示范运行城市运营的并联混合动力公交车为研究对象,主要对高故障率动力总成展开故障诊断与容错研究。首先,针对该市运行的混合动力公交车故障统计情况,将总成中故障率较高的单元按系统分类,并结合各总成结构原理及故障特性提出了采用基于系统解析冗余、基于系统动作反馈、基于故障树分析、多传感器信息融合等多种诊断方法来对各故障进行分析研究。其次,采用基于模型设计的方法开发故障诊断系统,即运用有限状态机理论针对控制系统中的复杂控制逻辑的建模仿真工具Stateflow,结合各个总成系统故障诊断方法,建立AMT系统、驱动电机系统及动力电池故障诊断模型,这种方法摆脱了传统的繁琐代码编写与调试工作的缺陷。然后,针对总成部件出现故障后,分析并提出了相应的故障处理与容错机制,并在MATLAB/Simulink环境下建立故障容错模型,实现故障状态下整车控制器(HCU)能执行相应容错策略,尽可能地降功率运行或跛行。最后,针对上述搭建的各总成故障诊断与容错控制模型,利用本课题组自主开发的混合动力公交车远程监控和数据采集系统,获取整车CAN总线上的各参数信息,再结合相关模拟信号,导入模型中对其进行离线仿真,并对比仿真结果和故障诊断仪诊断结果及故障维修记录,同时对比容错模型模拟输入及输出信号,验证了诊断仿真结果的准确性及容错策略的可靠性。