【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及的是汽车制动技术的领域，特别是适用于一种电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法及系统。
技术介绍
1、随着汽车技术的发展，汽车正在朝着电动化、智能化的方向发展。为了满足高级智能驾驶系统的需求，线控底盘要求具有更高水平的冗余能力。然而现有研究多是基于软件的容错控制，并未有效结合硬件进行容错控制，本专利技术采用电控助力制动系统与电子稳定系统esc相互配合的two-box结构，以现有容错控制中基于自身硬件容错控制研究不足为切入点，利用esc实现软硬件相结合的容错控制，而电流传感器作为电动助力制动系统的关键部件起着至关重要的作用，电流传感器的失效将会导致电控助力制动系统的完全失效，因此对电控助力制动系统电流传感器进行故障诊断，设计容错控制机制，并利用软件以及硬件进行容错控制来提高线控制动系统的可靠性具有重大意义。
技术实现思路
1、针对上述问题，本专利技术提供了一种基于esc的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，能够实现当ibooster主动制动进行制动压力控制过程中，助力电机发生电流传感器故障后利用系统本身的软件及硬件特点进行容错控制，提高了制动系统的可靠性。
2、本专利技术技术方案如下：
3、一种电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，包括对电机电流传感器的故障诊断并利用电控助力制动系统本身的软件和硬件来进行故障容错控制：
4、所述的电机电流传感器故障诊断和容错控制的具体方法如下：
5
6、b)根据电流传感器故障数量划分为单相电流传感器故障和多相电流传感器故障；其中，对于单相电流传感器故障，采用坐标变换的方式重构d、q轴电流信号完成容错控制；对于多相电流传感器故障，则利用自身结构特点采用esc进行容错控制。
7、进一步的，所述步骤a)的具体方法如下：
8、为确定a、b、c三相电流传感器的故障状态，将测得的a、b、c三相电流ia、ib、ic分别以a相、b相、c相为轴进行clark变换，得到三组α相电流值：iα、i′α、i″α；
9、将基于三相电流传感器上层的期望压力得到d、q轴电流的目标值，分别以a相、b相、c相为轴进行park逆变换，得到三组α、β相的电流估计值：iα_est、iβ_est、i′α_est、i′β_est、i″α_est、i″β_est；
10、将三组α相电流值与α相电流估计值分别进行残差计算：
11、
12、上式中，γα、γα1、γα2分别为三种坐标变换下的α相电流残差，当残差大于阈值时判定对应的电流传感器发生故障。
13、进一步的，clark变换与park逆变换具体为：采用静止坐标系和同步旋转坐标变换，α、β所在坐标系为静止坐标系，a、b、c构成三相坐标系，d、q构成同步旋转坐标系，d轴是励磁分量，q轴为力矩分量；
14、假定a相轴线方向与α相方向相同，将测得的a、b、c三相电流利用坐标转换式转换为α、β两相电流：
15、
16、d、q轴电流的目标值，经过park逆变换作为α、β相的电流估计值进行a、b相电流传感器的故障检测：
17、
18、式中iα、iβ为α相与β相电流，ia、ib为a相与b相电流，iα_est、iβ_est分别为α相与β相电流估计值；id_ref、iq_ref分别为d轴与q轴电流目标值；θe为转子电角度；
19、同理，假设α相分别与b、c相轴线处于同一方向，可以得到相应坐标系下α相电流i′α、i″α以及电流估计值i′α_est、i″α_est：
20、
21、
22、
23、
24、式中ic为c相电流。
25、进一步的，阈值选择为
26、γthreshold＝0.2|iq_ref|+k
27、为避免故障误报，选择在残差和阈值的比较过程加入一个时间阈值k判断，仅当残差绝对值持续大于阈值超过一定时间后才判定传感器发生故障。
28、进一步的，单相电流传感器故障时，重构d、q轴电流信号得到正确的电流值，仍采用电控助力制动系统进行制动压力的控制，具体的，
29、当γα＞γthreshold时，判断为仅a相电流传感器故障，选择α相与b相轴线处
30、于同一方向的坐标变换，d、q轴电流值为：
31、
32、当γα1＞γthreshold时，判断为仅b相电流传感器故障，选择α相与c相轴线处于同一方向的坐标变换，d、q轴电流值为：
33、
34、当γα2＞γthreshold时，判断为仅c相电流传感器故障，选择α相与a相轴线处于同一方向的坐标变换，d、q轴电流值为：
35、
36、进一步的，多相电流传感器故障时，采用esc进行容错控制：
37、esc主动制动容错控制模块在收到所需的目标压力后，首先结合轮缸反馈的实际压力，利用逻辑门限控制综合决策判断出系统应处于何种压力模式，并且根据对应压力模型得到基础的电机pwm以及电磁阀pwm，然后根据目标压力与轮缸压力的差值以及基础电机pwm、电磁阀pwm，通过模糊控制来动态补偿电机pwm、电磁阀的pwm；最后综合基础电机pwm和补偿pwm，驱动电机和电磁阀进行相应动作，最终实现电控助力制动系统电流传感器多相故障的容错控制。
38、进一步的，压力模式包括增压、减压和保压状态，通过逻辑门限来判断制动回路的压力模式，无目标压力时系统处于泄压模式，当目标压力大于增压门限值时，系统进入增压模式，当压力误差小于增压误差门限时，系统进入保压模式；在保压阶段，若压力误差大于增压误差门限时，系统再次进入增压模式，若压力误差小于减压门限值时，系统进入减压模式；当目标压力小于退出逻辑门限值，系统进入泄压模式。
39、进一步的，压力模型表示如下：
40、peor＝ptrg-prel
41、
42、其中peor表示误差压力、ptrg表示目标压力、prel表示实际压力；ktrg表示期望增压速率、kinc表示增压速率因子、kdec表示减压速率因子；利用上式计算出期望增压速率，其中增减压速率因子通过若干次标定得到。
43、进一步的，模糊控制方法如下：
44、根据误差压力、基础电机和限压阀pwm，分别设计增压和减压模糊控制器来补偿pwm，由于压力及电机pwm均为正值，因此增压模糊控制器的模糊集为{正小，正中，正大}，表示为{nl，nm，nh}；输入变量为压力误差和基础电机pwm，输出变量为补偿电机pwm，基于模糊控制本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，包括对电流传感器进行故障诊断，并根据故障诊断的结果进行容错控制，
2.根据权利1要求所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，为确定A、B、C三相电流传感器的故障状态，将测得的A、B、C三相电流iA、iB、iC分别以A相、B相、C相为轴进行Clark变换，得到三组α相电流值：iα、i′α、i″α；
3.根据权利2要求所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述Clark变换与Park逆变换具体为：采用静止坐标系和同步旋转坐标变换，α、β所在坐标系为静止坐标系，A、B、C构成三相坐标系，d、q构成同步旋转坐标系，d轴是励磁分量，q轴为力矩分量；
4.根据权利要求2所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述阈值选择为
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，单相电流传感器故障时，重构d、q轴电流信号得到
6.根据权利要求1-4任意一项所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，多相电流传感器故障时，采用ESC进行容错控制：
7.根据权利要求6所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，压力模式包括增压、减压和保压状态，通过逻辑门限来判断制动回路的压力模式，无目标压力时系统处于泄压模式，当目标压力大于增压门限值时，系统进入增压模式，当压力误差小于增压误差门限时，系统进入保压模式；在保压阶段，若压力误差大于增压误差门限时，系统再次进入增压模式，若压力误差小于减压门限值时，系统进入减压模式；当目标压力小于退出逻辑门限值，系统进入泄压模式。
8.根据权利要求6所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述压力模型表示如下：
9.根据权利要求6所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述模糊控制方法如下：
10.一种电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制系统，其特征在于，包括：
...【技术特征摘要】
1.一种电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，包括对电流传感器进行故障诊断，并根据故障诊断的结果进行容错控制，
2.根据权利1要求所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述步骤1)中，为确定a、b、c三相电流传感器的故障状态，将测得的a、b、c三相电流ia、ib、ic分别以a相、b相、c相为轴进行clark变换，得到三组α相电流值：iα、i′α、i″α；
3.根据权利2要求所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述clark变换与park逆变换具体为：采用静止坐标系和同步旋转坐标变换，α、β所在坐标系为静止坐标系，a、b、c构成三相坐标系，d、q构成同步旋转坐标系，d轴是励磁分量，q轴为力矩分量；
4.根据权利要求2所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，所述阈值选择为
5.根据权利要求1-4任意一项所述的电控助力制动系统电流传感器故障诊断及其容错控制方法，其特征在于，单相电流传感器故障时，重构d、q轴电流信号得到正确的电流值，...
【专利技术属性】
技术研发人员：李玉芳，甘婷婷，汪寻，袁秀岩，李浩亮，
申请(专利权)人：南京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：
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