[發明專利]一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法

在審

• 申請號: 202210917104.3
• 申請日: 2022-08-01
• 公開（公告）號: CN115933580A
• 公開（公告）日: 2023-04-07
• 發明（設計）人: 朱冰;黨瑞捷;趙健;康宇;張學思
• 申請（專利權）人: 吉林大學
• 主分類號: G05B23/02
• 分類號: G05B23/02
• 代理公司: 長春吉大專利代理有限責任公司 22201
• 代理人: 崔斌

1.一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法，其特征在于，包括對踏板位移傳感器、電機轉角傳感器、電流傳感器分別進行故障診斷，并根據診斷結果進行容錯控制；

所述踏板位移傳感器故障診斷及容錯控制的具體方法如下：

a1)獲得三路踏板位移信號：SENT協議傳感器信號、PWM協議傳感器信號、主缸壓力傳感器信號等效的踏板位移信號；

a2)分別對三路踏板位移信號中兩兩進行殘差計算，判斷三路踏板位移傳感器信號的故障及進行容錯控制；

所述電機轉角傳感器故障診斷及容錯控制的具體方法如下：

b1)電機轉角傳感器的故障通過擴展卡爾曼濾波對電機轉角進行估計，然后將估計值與傳感器值做殘差，利用殘差卡方檢驗完成故障診斷；

b2)若診斷電機轉角傳感器為故障狀態，則采用RBU進行容錯控制；

所述電流傳感器故障診斷及容錯控制的具體方法如下：

c1)PMSM電機控制中采用的坐標變換包括靜止坐標變換和同步旋轉坐標變換，涉及多個坐標軸，其中，A、B、C為三相坐標系；對用不同坐標系獲得的三組α相電流值與α相電流估計值分別進行式的殘差計算，當殘差大于閾值時判定傳感器發生故障；

c2)根據電流傳感器故障數量分為單相電流傳感器故障和多相電流傳感器故障；其中，對于單相電流傳感器故障，根據坐標變換方法選擇坐標重構d、q軸電流信號完成容錯控制；對于多相電流傳感器故障，采用RBU進行容錯控制。

2.根據權利要求1所述的一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法，其特征在于，所述步驟a1)中主缸壓力傳感器信號等效的踏板位移信號的獲得方法如下：

通過臺架試驗采集主缸壓力傳感器信號與踏板位移信號，獲取PV特性曲線；

將主缸壓力傳感器信號根據PV特性曲線轉換為踏板位移信號的等效值。

3.根據權利要求1所述的一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法，其特征在于，所述步驟a2)具體方法如下：

依次分析各殘差得到三路信號與估計值的偏差，計算式分別為：

γ₁＝PTS_PWM-PTS_SENT；

γ₂＝PTS_SENT-PTS_PMC；

γ₃＝PTS_PWM-PTS_PMC；

式中，PTS_PWM為PWM協議傳感器信號；PTS_SENT為SENT協議傳感器信號，PTS_PMC為根據主缸壓力信號等效的踏板位移信號；

判斷γ₁，若γ₁小于閾值，則認為PWM協議傳感器和SENT協議傳感器均無故障，采用主信號SENT協議傳感器信號作為輸出；若γ₁超過閾值，則PWM協議傳感器和SENT協議傳感器之一存在故障，需分析另兩個殘差判斷出現故障的傳感器；若γ₂超過閾值，則SENT協議傳感器信號為故障狀態，PWM協議傳感器信號正常無故障，采用PWM協議傳感器信號作為輸出；若γ₃超過閾值，說明SENT協議傳感器信號為正常狀態，PWM協議傳感器信號故障，仍采用SENT協議傳感器信號作為輸出；若γ₂和γ₃均超過閾值時，為多個傳感器故障，發生概率極小，不予考慮，將此時傳感器的輸出設置為0。