[發明專利]一種電動汽車驅動系統故障診斷集中控制器

有效

• 申請號: 201410449465.5
• 申請日: 2014-09-04
• 公開（公告）號: CN104149628A
• 公開（公告）日: 2014-11-19
• 發明（設計）人: 李春善;宗長富;陳國迎;李靜;鄭宏宇;張東
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: B60L3/00
• 分類號: B60L3/00
• 代理公司: 長春市四環專利事務所(普通合伙) 22103
• 代理人: 郭耀輝

技術領域

本發明涉及電動汽車診斷控制領域，特別涉及一種電動汽車驅動系統故障診斷集中控制器。

背景技術

被稱為綠色環保汽車的電動汽車，因其具有零排放污染和節約石油資源等優點，已經受到了廣泛的重視。電動汽車有四個關鍵性技術：電池技術、驅動控制技術、整車技術和能源管理技術。而驅動控制技術作為其核心部分，其性能的優異程度直接影響到電動汽車行駛的安全性能。眾所周知，由于其在應用中受到頻繁加載和工作環境惡劣等因素的影響，電動汽車驅動系統出現故障是不可避免的。

目前，電動汽車驅動系統故障診斷的方法可以分為兩種：在板診斷(On-board?Diagnostic)和整車診斷(Vehicle?Diagnostic)。在板診斷的原理是：電動汽車正常運行時，其驅動系統的輸入、輸出信號的電壓值都有一定的變化范圍，當某一信號的電壓值超出了這一范圍，并且這一現象在一段時間內不消失，可判斷驅動系統出現故障，并把這一故障以代碼的形式存入內部隨機存儲器，同時點亮儀表板上的故障指示燈提醒駕駛員。整車診斷的原理是：驅動系統通過車載總線將其運行信息發送到整車控制器，再判斷運行信息的運行參數值是否均在對應的參數值范圍內，若是，表明運行信息正常；否則，表明包含有不在對應的參數值范圍內的異常運行信息，根據異常運行信息查詢本地的故障診斷數據庫，從故障診斷數據庫中讀取對應于異常運行信息的故障信息。

上述故障診斷方法存在以下幾方面問題：

1、在板診斷雖然可以快速準確的診斷電動汽車驅動系統故障，但是無法診斷諸如功率驅動模塊中的逆變電路等硬件電路的元件擊穿故障。

2、整車診斷針對多個電子控制系統進行故障診斷，驅動系統只是其中之一，其運行信息通過車載總線傳輸，必然占用大量的總線時間，間接延長了故障診斷的時間，反而增加了發生危險的概率。

發明內容

本發明要解決的技術問題是克服現有技術存在的問題，提供一種電動汽車驅動系統故障診斷集中控制器，采用基于信號特性分析的故障診斷方法，將在板診斷技術和整車診斷技術相結合，以保證良好的加載特性和制動特性為前提，旨在提高了電動汽車驅動系統可靠性。

本發明提供一種電動汽車驅動系統故障診斷集中控制器，包括：主控模塊5、信號采集校正模塊6、霍爾信號解算模塊7、功率驅動模塊8、輪速估算模塊9、功率逆變開關擊穿故障診斷模塊10、主輔霍爾信號冗余校驗模塊11、主輔霍爾信號規則序列校驗模塊12和整車輪速對比模塊13。

其中，主控模塊5、信號采集校正模塊6、霍爾信號解算模塊7、功率驅動模塊8、輪速估算模塊9、功率逆變開關擊穿故障診斷模塊10、主輔霍爾信號冗余校驗模塊11和主輔霍爾信號規則序列校驗模塊12內嵌在左前/右前/左后/右后輪驅動控制器中；整車輪速對比模塊通過車載總線接收左前/右前/左后/右后輪輪速，并在整車控制器內進行輪速對比。

主控模塊5，內嵌主控芯片及其最小電路，主控芯片采用美國德州儀器公司的數字信號處理器DSP?TMS320F2812。

信號采集校正模塊6，內嵌母線電壓采集端口、電流采集端口、校正電壓采集端口，并通過校正處理來修正由主控芯片零點漂移引起的AD轉換誤差。

霍爾信號解算模塊7，將霍爾信號解算成主控芯片比較方式控制寄存器值，參照輪轂電機換向相序使之輸出相應的PWM驅動信號，并將采集的主輔霍爾信號發送到主輔霍爾信號冗余校驗模塊和主輔霍爾信號規則序列校驗模塊。

功率驅動模塊8，內嵌驅動電路和功率逆變電路，在功率逆變電路的入地端和輪轂電機相端加入電流傳感器，并將采集的入地電流信號和相電流信號發送到功率逆變開關擊穿故障診斷模塊。

輪速估算模塊9，主控模塊5通過輪轂電機霍爾信號的高低電平變化來觸發主控芯片的捕獲中斷，通過記錄相鄰兩次中斷的間隔時間來估算輪轂電機的輪速，并將輪速值發送到整車輪速對比模塊。

功率逆變開關擊穿故障診斷模塊10，主控模塊5通過比較入地電流和輪轂電機導通相電流是否相等來診斷左前/右前/左后/右后輪驅動控制器的功率逆變電路的功率逆變開關擊穿故障。由于電機導通相和地構成同一回路，故導通相電流和入地電路必然相等；反之，如果功率逆變電路的某個功率開關被擊穿，必然導致輪轂電機相應的相出現短路，短路相電流為零，顯然入地電流不為零。

主輔霍爾信號冗余校驗模塊11，主控模塊5通過輪轂電機自帶的兩組霍爾傳感器進行信號冗余校驗來診斷左前/右前/左后/右后輪轂電機霍爾傳感器是否失效。