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一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器技术方案

技术编号:10921972 阅读:104 留言:0更新日期:2015-01-17 12:26
本实用新型专利技术公开一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,包括(1)左前/右前/左后/右后轮驱动控制器,内嵌主控模块、信号采集校正模块、霍尔信号解算模块、功率驱动模块、轮速估算模块、功率逆变开关击穿故障诊断模块、主辅霍尔信号冗余校验模块和主辅霍尔信号规则序列校验模块;(2)整车轮速对比模块;本实用新型专利技术基于信号特性分析原理,针对功率逆变开关击穿故障,提出比较导通相电流和入地电流的在板诊断方法;针对轮毂电机霍尔传感器失效故障,提出了主辅霍尔信号冗余校验、主辅霍尔信号规则序列校验和整车轮速对比的在板诊断和整车诊断相结合的诊断方法;采用以上方法可极大提高电动汽车驱动系统的可靠性。

【技术实现步骤摘要】

本技术涉及电动汽车诊断控制领域,特别涉及一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器
技术介绍
被称为绿色环保汽车的电动汽车,因其具有零排放污染和节约石油资源等优点,已经受到了广泛的重视。电动汽车有四个关键性技术:电池技术、驱动控制技术、整车技术和能源管理技术。而驱动控制技术作为其核心部分,其性能的优异程度直接影响到电动汽车行驶的安全性能。众所周知,由于其在应用中受到频繁加载和工作环境恶劣等因素的影响,电动汽车驱动系统出现故障是不可避免的。目前,电动汽车驱动系统故障诊断的方法可以分为两种:在板诊断(On-board Diagnostic)和整车诊断(Vehicle Diagnostic)。在板诊断的原理是:电动汽车正常运行时,其驱动系统的输入、输出信号的电压值都有一定的变化范围,当某一信号的电压值超出了这一范围,并且这一现象在一段时间内不消失,可判断驱动系统出现故障,并把这一故障以代码的形式存入内部随机存储器,同时点亮仪表板上的故障指示灯提醒驾驶员。整车诊断的原理是:驱动系统通过车载总线将其运行信息发送到整车控制器,再判断运行信息的运行参数值是否均在对应的参数值范围内,若是,表明运行信息正常;否则,表明包含有不在对应的参数值范围内的异常运行信息,根据异常运行信息查询本地的故障诊断数据库,从故障诊断数据库中读取对应于异常运行信息的故障信息。上述故障诊断方法存在以下几方面问题:1、在板诊断虽然可以快速准确的诊断电动汽车驱动系统故障,但是无法诊断诸如功率驱动模块中的逆变电路等硬件电路的元件击穿故障。2、整车诊断针对多个电子控制系统进行故障诊断,驱动系统只是其中之一,其运行信息通过车载总线传输,必然占用大量的总线时间,间接延长了故障诊断的时间,反而增加了发生危险的概率。
技术实现思路
本技术要解决的技术问题是克服现有技术存在的问题,提供一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,采用基于信号特性分析的故障诊断方法,将在板诊断技术和整车诊断技术相结合,以保证良好的加载特性和制动特性为前提,旨在提高了电动汽车驱动系统可靠性。本技术提供一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,包括:主控模块5、信号采集校正模块6、霍尔信号解算模块7、功率驱动模块8、轮速估算模块9、功率逆变开关击穿故障诊断模块10、主辅霍尔信号冗余校验模块11、主辅霍尔信号规则序列校验模块12和整车轮速对比模块13。其中,主控模块5、信号采集校正模块6、霍尔信号解算模块7、功率驱动模块8、轮速估算模块9、功率逆变开关击穿故障诊断模块10、主辅霍尔信号冗余校验模块11和主辅霍尔信号规则序列校验模块12内嵌在左前/右前/左后/右后轮驱动控制器中;整车轮速对比模块通过车载总线接收左前/右前/左后/右后轮轮速,并在整车控制器内进行轮速对比。主控模块5,内嵌主控芯片及其最小电路,主控芯片采用美国德州仪器公司的数字信号处理器DSP TMS320F2812。信号采集校正模块6,内嵌母线电压采集端口、电流采集端口、校正电压采集端口,并通过校正处理来修正由主控芯片零点漂移引起的AD转换误差。霍尔信号解算模块7,将霍尔信号解算成主控芯片比较方式控制寄存器值,参照轮毂电机换向相序使之输出相应的PWM驱动信号,并将采集的主辅霍尔信号发送到主辅霍尔信号冗余校验模块和主辅霍尔信号规则序列校验模块。功率驱动模块8,内嵌驱动电路和功率逆变电路,在功率逆变电路的入地端和轮毂电机相端加入电流传感器,并将采集的入地电流信号和相电流信号发送到功率逆变开关击穿故障诊断模块。轮速估算模块9,主控模块5通过轮毂电机霍尔信号的高低电平变化来触发主控芯片的捕获中断,通过记录相邻两次中断的间隔时间来估算轮毂电机的轮速,并将轮速值发送到整车轮速对比模块。功率逆变开关击穿故障诊断模块10,主控模块5通过比较入地电流和轮毂电机导通相电流是否相等来诊断左前/右前/左后/右后轮驱动控制器的功率逆变电路的功率逆变开关击穿故障。由于电机导通相和地构成同一回路,故导通相电流和入地电路必然相等;反之,如果功率逆变电路的某个功率开关被击穿,必然导致轮毂电机相应的相出现短路,短路相电流为零,显然入地电流不为零。主辅霍尔信号冗余校验模块11,主控模块5通过轮毂电机自带的两组霍尔传感器进行信号冗余校验来诊断左前/右前/左后/右后轮毂电机霍尔传感器是否失效。主辅霍尔信号规则序列校验模块12,轮毂电机的霍尔信号在相邻换向周期内的变化规律是固定的,主控模块5利用这种固定规律即可诊断左前/右前/左后/右后轮毂电机的霍尔传感器是否失效。整车轮速对比模块13,通过车载总线接收轮速估算模块对左前/右前/左后/右后轮毂电机的轮速估算值,如果某个轮毂电机的估算轮速值的相对误差超过阈值,说明相应的轮毂电机霍尔传感器失效。与现有技术相比本技术的有益效果是:1、采用AD校正的方法解决由主控芯片零点漂移引起AD转换精度降低的问题,使得电动汽车驱动系统可靠性更高、适用性强更强。2、采用比较导通相电流和入地电流的方法来诊断和定位功率逆变电路的功率逆变开关击穿故障,其诊断方法原理简单、易于实现。3、采用在板诊断和整车诊断相结合的轮毂电机霍尔传感器失效故障诊断模式,使得其故障诊断的准确率大大提高。附图说明:图1是本技术的结构框图。图2是本技术的校正处理方法框图。图3是本技术的霍尔信号示意图。图4是本技术的功率逆变电路结构框图。图5是本技术的霍尔信号解算程序流程图。图6是本技术的功率逆变开关击穿故障诊断程序流程图。图7是本技术的主辅霍尔信号规则序列校验程序流程图。图8是本技术的轮速估算程序流程图。具体实施方式:下面结合附图说明本技术的具体实施方式。图1表示本技术的结构框图,包括:主控模块5、信号采集校正模块6、霍尔信号解算模块7、功率驱动模块8、轮速估算模块9、功率逆变开关击穿故障诊断模块10、主辅霍尔信号冗余校验模块11、主辅霍尔信号规则序列校验模块12、整车轮速对比模块13。其中,主控模块5、信号采集校正模块6、霍尔信号解算模块7、功率驱动模块8、轮速估算模块9、功率逆变开关击穿故障诊断模块10、主辅霍尔信号冗余校验模块11和主辅霍尔信号规则序列校验模块12内嵌在左前/右前/左后/右后轮驱动控制器中;整车轮速对比模块通过车载总线接收左前/右前/左后/右后轮轮速,本文档来自技高网
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【技术保护点】
一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,具备:主控模块,内嵌主控芯片及其最小电路;信号采集校正模块,内嵌母线电压采集端口、电流采集端口、校正电压采集端口,同时通过校正处理来修正由主控芯片零点漂移引起的AD转换误差;霍尔信号解算模块,采集主辅霍尔信号并将其解算成主控芯片比较方式控制寄存器值,参照轮毂电机换向相序使之输出相应的PWM信号;功率驱动模块,内嵌驱动电路和功率逆变电路,在入地端和轮毂电机相端加入电流传感器采集入地电流和相电流;轮速估算模块,通过轮毂电机霍尔信号估算轮毂电机的轮速;针对功率逆变电路的功率开关击穿故障,设计了功率逆变开关击穿故障诊断模块;针对轮毂电机霍尔传感器失效故障,设计了主辅霍尔信号冗余校验模块、主辅霍尔信号规则序列校验模块和整车轮速对比模块;其中,主控模块、信号采集校正模块、霍尔信号解算模块、功率驱动模块、轮速估算模块、功率逆变开关击穿故障诊断模块、主辅霍尔信号冗余校验模块和主辅霍尔信号规则序列校验模块内嵌在左前/右前/左后/右后轮驱动控制器中;整车轮速对比模块通过车载总线接收左前/右前/左后/右后轮轮速,并在整车控制器内进行轮速对比。

【技术特征摘要】
1.一种电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,具备:
主控模块,内嵌主控芯片及其最小电路;
信号采集校正模块,内嵌母线电压采集端口、电流采集端口、校正电压采集端口,同时
通过校正处理来修正由主控芯片零点漂移引起的AD转换误差;
霍尔信号解算模块,采集主辅霍尔信号并将其解算成主控芯片比较方式控制寄存器值,
参照轮毂电机换向相序使之输出相应的PWM信号;
功率驱动模块,内嵌驱动电路和功率逆变电路,在入地端和轮毂电机相端加入电流传感
器采集入地电流和相电流;
轮速估算模块,通过轮毂电机霍尔信号估算轮毂电机的轮速;
针对功率逆变电路的功率开关击穿故障,设计了功率逆变开关击穿故障诊断模块;
针对轮毂电机霍尔传感器失效故障,设计了主辅霍尔信号冗余校验模块、主辅霍尔信号
规则序列校验模块和整车轮速对比模块;
其中,主控模块、信号采集校正模块、霍尔信号解算模块、功率驱动模块、轮速估算模
块、功率逆变开关击穿故障诊断模块、主辅霍尔信号冗余校验模块和主辅霍尔信号规则序列
校验模块内嵌在左前/右前/左后/右后轮驱动控制器中;整车轮速对比模块通过车载总线接收
左前/右前/左后/右后轮轮速,并在整车控制器内进行轮速对比。
2.根据权利要求1所述的电动汽车驱动系统故障诊断集中控制器,其特征在于,所述的
信号校正处理:通过参考电压的模拟量及其数字量求解AD转换过程中存在的增益误差系数和
偏移...

【专利技术属性】
技术研发人员:李春善宗长富陈国迎李静郑宏宇张东
申请(专利权)人:吉林大学
类型:新型
国别省市:吉林;22

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