近年来，随着环境和能源问题的日益突出，具有节能环保优势，且在现阶段技术条件下可行性较好的混合动力汽车（Hybrid Electric Vehicle，HEV）得到了长足的发展。而HEV作为一个复杂的机电耦合系统，其潜在的故障比传统汽车更加复杂，另外，HEV具有高压电系统，其安全性方面也有更加严格的要求。为了准确及时地检测出HEV的故障，并在车辆故障时进行合理的容错控制，进而有效地提高HEV的安全性，本文提出针对HEV的故障诊断算法。本文首先结合国内某HEV的构型和控制策略特点，研究了混合动力系统故障诊断的总体方案。然后，针对该HEV的特点，分析了其诊断中应该包含的故障检测内容，并以HEV中的故障检测实例分别介绍了逻辑门限值检测、模糊逻辑算法检测、模糊神经网络算法检测在故障检测中的应用。为确保故障检测的准确无误，本文还提出了基于计时和基于计数的两种方法，对故障检测检测出的故障进行进一步的确认。在对故障进行检测和确认后，本文分别从信号、部件、系统三个层次介绍了HEV的容错控制算法，并结合其能量管理策略，给出了信号、部件和系统层次的容错控制集成方案。最后，采用硬件在环测试，通过故障注入等方法进行了典型故障的模拟和仿真验证。经验证，本文提出的算法能够准确及时地检测出故障，并采取合理的容错控制确保车辆的安全行驶，同时该算法还能够有效地输出故障代码。本文提出的故障诊断算法能够及时准确地检测出HEV的故障，并采用合理的容错控制算法控制故障状态下车辆的行驶。因此，该算法有利于提高车辆的安全性。本文中的部分关键算法已经应用于国内某HEV故障诊断系统的开发中。所提出的算法对于HEV的故障诊断具有一定的借鉴意义。