电动车辆中的故障检测制造技术

本发明专利技术涉及电动车辆中的故障检测，以及更具体来说涉及电动车辆的扭矩控制系统中的故障检测。本发明专利技术提供一种电动车辆故障检测系统20，其包括第一电动车辆控制器21和第二电动车辆控制器22。第一电动车辆控制器21配置成向第二电动车辆控制器22发送控制信号并且向第二电动车辆控制器22发送第二信号，第二信号是脉宽调制信号，其包含与控制信号相同的信息。第二电动车辆控制器22配置成从第一电动车辆控制器21接收控制信号和第二信号，比较来自信号的信息以便确定信号之间的偏差，并且基于信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。还提供对应方法30和计算机程序产品。

Fault Detection in Electric Vehicles

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】电动车辆中的故障检测
本专利技术涉及电动车辆中的故障检测，以及更具体来说，涉及电动车的扭矩控制系统中的故障检测。
技术介绍
电动车配备有用于管理和控制汽车的操作的复杂电子系统。电子系统包括通过复用数据网络(例如控制器区域网(CAN))进行通信的电子组件(包括电子控制单元(ECU)、传感器、开关和致动器)的分布式网络。为了确保电子系统按照预期进行操作，电动车包括车载诊断系统，以检测电子系统中的故障，警告驾驶员关于所检测故障，并且响应所检测故障而采取步骤以使电动车安全。在一些情况下，在两个电子控制器之间所发送的控制信号(例如CAN消息)可能因故障而没有按照预期所接收。基于控制信号(其与预计信号不同)来运行指令能够造成严重安全问题，特别是例如控制信号是否影响转向或者如何传递功率。这对电动车是一个特别的问题，其中要传递给一个或多个电机(其向电动车供电)的功率使用电子控制信号来传递。图1是现有技术电动车辆故障检测系统的简化图。该系统包括采取车辆控制单元(VCU)形式的第一电动车辆控制器11，其通过连接13向采取电动机控制器(MC)形式的第二电动车辆控制器12发送控制信号。由VCU11所发送的控制信号基于VCU11从其他控制器、传感器和致动器(未示出)所接收的输入来确定。例如，VCU11可接收源于油门踏板的输入，基于该输入来确定多少扭矩应当由电机14a、14b来传递，并且基于此向MC12发送控制信号。MC12解释它所接收的控制信号以确定指令，并且然后运行指令，以便例如从电机14a、14b传递预期扭矩。VCU或MC还执行故障检测，以确定控制信号是否由MC按照预期所接收。存在各种已知故障检测技术，其涉及确定两个车辆控制器之间所发送的控制信号是否按照预期所接收。一些已知方法利用校验数位、例如循环冗余校验(CRC)。CRC涉及传送信号数据连同短校验值(其基于对信号数据所执行的计算)。接收器对所接收信号数据执行相同计算，并且将所产生校验值与随信号数据所接收的校验值进行比较。校验值之间的差指示所接收信号与预计信号的不同之处。一些其他方法涉及将信号的两个版本相互关联。例如，发射器端能够将预计信号的本地生成副本与传送给接收器端的信号的反射相互关联。在另一个示例中，发射器端经由两个不同路由发送同一信号的两个版本，以及接收器端能够将两个信号相互关联。
技术实现思路
本专利技术的一个目的是提供用于检测电动车中的故障的改进系统和方法。以下所述布置的专利技术人已知认识到，已知电动车辆故障检测技术不一定适用。电动车中使用的高电流以及生成的磁场能够引起控制信号中的大量噪声。甚至在采取步骤以屏蔽信号传输通路的情况下，可损害故障检测。专利技术人已经发现，这在扭矩控制信号中以及特别是在高性能电动车、例如轨道车(其使用高额定电机和电动机控制器和/或较大数量的电机和电动机控制器)中是特别显著的问题。专利技术人已经认识到，基于CRC等的电动车辆故障检测可因高噪声级而变得过度敏感或者对可能被高噪声级部分或完全遮掩的故障变得降低敏感。专利技术人还认识到，基于两个信号的相关性的电动车辆故障检测能够是不可靠的。例如，基于涉及反射信号的相关性的故障检测可趋向于过高估计最初传送信号与接收器所接收信号之间的差，因为反射信号可在其入射和反射传输通路上遭受噪声。这能够使故障检测系统过度敏感并且检测不存在的故障。作为另一示例，基于经由不同通路所发送的两个信号的相关性的故障检测可趋向于过低估计最初传送信号与接收器所接收信号之间的差，因为两种信号均可遭受噪声。这能够使故障检测系统无法诊断故障、包括实际上由不可接受的噪声级所引起的那些故障。本专利技术的实施例提供电动车辆故障检测，其在电动车的高噪声环境中是有效的，并且对检测不同种类的故障以及源于不同来源的故障是有效的。在现在参照的独立权利要求中限定本专利技术。在从属权利要求中详述优选特征。按照本专利技术的一个方面，提供一种电动车辆故障检测系统，其包括第一电动车辆控制器和第二电动车辆控制器。第一电动车辆控制器配置成向第二电动车辆控制器发送控制信号并且向第二电动车辆控制器发送第二信号，第二信号是脉宽调制信号，其包含与控制信号相同的信息。第二电动车辆控制器配置成从第一电动车辆控制器接收控制信号和第二信号；比较来自信号的信息，以便确定信号之间的偏差；并且基于信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。还提供一种包括电动车辆故障检测系统的电动车辆。按照本专利技术的另一方面，提供一种包括电动车辆控制器的电动车辆故障检测系统。电动车辆控制器配置成从另一个电动车辆控制器接收控制信号和第二信号，第二信号是脉宽调制信号；比较来自信号的信息，以便确定信号之间的偏差；并且基于信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。按照本专利技术的另一方面，提供一种检测电动车辆中的故障的方法。该方法包括：从第一电动车辆控制器向第二电动车辆控制器发送控制信号；从第一电动车辆控制器向第二电动车辆控制器发送第二信号，第二信号是脉宽调制信号，其包含与控制信号相同的信息；在第二电动车辆控制器接收控制信号和第二信号；比较来自所接收信号的信息，以便确定信号之间的偏差；以及基于信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。按照本专利技术的另一方面，提供一种计算机程序，其在由一个或多个计算机运行时使一个或多个计算机执行检测电动车辆中的故障的方法。按照本专利技术的另一方面，提供一种包含指令的非暂时计算机可读介质，指令在由一个或多个计算机运行时使一个或多个计算机执行检测电动车辆中的故障的方法。专利技术人已经认识到，经脉宽调制的信号特别耐受电动车的高噪声环境。也就是说，虽然脉宽调制的第二信号遭受噪声，但是由第二控制器所接收和解释的信息内容将比较紧密匹配第一电动车辆控制器所编码和发送的信息内容。因此并且与基于两个信号的比较的已知电动车辆故障检测技术不同，控制信号与第二信号之间的所确定偏差与第一电动车辆控制器所发送的控制信号的信息与第二电动车辆控制器所接收的控制信号的信息之间的实际差极为相似。这提供有效可靠的电动车辆故障检测。应当理解，虽然控制信号是用来实现控制的信号，但是第二信号没有用来实现控制，而是用于故障检测。此外，应当理解，第二信号不仅仅是经由与控制信号不同的路由所发送的控制信号的副本或冗余计算版本。第二信号而是表示控制信号中编码的相同信息，但是与第一信号不同，按照脉宽调制形式来编码，因为脉宽调制形式耐受电动车的高噪声环境。控制信号可指定要传递给车辆的轴的总扭矩量，以及轴的两个车轮的左-右扭矩平衡。PWM信号(其包含与CAN消息相同的信息)可指定要传递给轴的两个车轮的每个的总扭矩量。也就是说，PWM信号可指定要传递给轴的所述总扭矩量加上或减去所述左-右扭矩平衡。第二电动车辆控制器还可配置成基于信号之间的所确定偏差来调整计数器，以及基于信号之间的所确定偏差来确定车辆故障可包括确定计数器达到车辆故障的预定阈值的时间。基于信号之间的所确定偏差来调整计数器可包括使计数器递增或递减。保持计数器并且在每次确定两个信号之间的偏差时调整计数器允许电动车辆故障检测系统检测不同种类的故障，并且还对故障更为敏感，而没有变得过度敏感。例如，从信号之间的大偏差，一些故障可能直接是显而易见的。但是，其他故障可能仅引起小偏差、但是从安全或性能角度是不可容忍的偏差。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电动车辆故障检测系统，包括第一电动车辆控制器和第二电动车辆控制器，其中：所述第一电动车辆控制器配置成向所述第二电动车辆控制器发送控制信号并且向所述第二电动车辆控制器发送第二信号，所述第二信号是包含与所述控制信号相同的信息的脉宽调制信号；以及所述第二电动车辆控制器配置成从所述第一电动车辆控制器接收所述控制信号和所述第二信号；比较来自所述信号的信息以便确定所述信号之间的偏差；并且基于所述信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2016.11.16 EP 16199151.81.一种电动车辆故障检测系统，包括第一电动车辆控制器和第二电动车辆控制器，其中：所述第一电动车辆控制器配置成向所述第二电动车辆控制器发送控制信号并且向所述第二电动车辆控制器发送第二信号，所述第二信号是包含与所述控制信号相同的信息的脉宽调制信号；以及所述第二电动车辆控制器配置成从所述第一电动车辆控制器接收所述控制信号和所述第二信号；比较来自所述信号的信息以便确定所述信号之间的偏差；并且基于所述信号之间的所确定偏差来确定是否存在车辆故障。2.如权利要求1所述的电动车辆故障检测系统，其中，所述第二电动车辆控制器还配置成基于所述信号之间的所述所确定偏差来调整计数器，并且其中，基于所述信号之间的所确定偏差来确定车辆故障包括确定所述计数器达到车辆故障的预定阈值的时间。3.如权利要求2所述的电动车辆故障检测系统，其中，基于所述信号之间的所确定偏差来调整所述计数器包括使所述计数器递增或递减。4.如权利要求3所述的电动车辆故障检测系统，其中，使所述计数器递增或递减的量基于所述信号之间的所确定偏差。5.如权利要求3或4所述的电动车辆故障检测系统，其中，所述第二电动车辆控制器还配置成以预定时间间隔来调整所述计数器，所述调整包括使所述计数器递增和递减中的另一个。6.如权利要求5所述的电动车辆故障检测系统，其中，以预定时间间隔来调整所述计数器包括以预定时间间隔将所述计数器调整预定的固定量。7.如以上权利要求中的任一项所述的电动车辆故障检测系统，其中，所述控制信号是用于控制电动车辆的一个或多个电机所传递的扭矩...

【专利技术属性】
技术研发人员：杰米·劳里，
申请(专利权)人：蔚来汽车有限公司，
类型：发明
国别省市：中国香港,81