[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

本發明屬于汽車技術領域，具體的說是一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法。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，并根據診斷結果選擇合適的容錯控制方法；本發明能夠實現冗余電控制動系統中踏板位移傳感器、電流傳感器、電機轉角傳感器的故障診斷、故障隔離，并利用軟件冗余及硬件冗余容錯控制方法完成智能汽車冗余電控制動系統的容錯控制，提高制動系統的可靠性。

技術領域

本發明屬于汽車技術領域，具體的說是一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法。

背景技術

近年來，為了滿足汽車電動化與智能化的趨勢，以伺服電機和傳動機構為核心的集成式電控制動系統(Integrated?Electronic?Brake?Control?system,IBC)正在快速發展。然而，因為IBC系統搭載著復雜的電子電氣系統，存在失效風險。智能汽車對于制動系統安全也提出了更高的要求，僅依靠IBC系統已經逐漸無法滿足智能汽車的安全要求，因此，由IBC搭配冗余制動單元(Redundant?Brake?Unit,RBU)構成的冗余電控制動系統開始受到關注，對于冗余電控制動系統，如何根據主制動單元故障診斷結果選擇容錯控制方法、實現制動系統的容錯控制，仍需要進一步研究。

目前，針對IBC系統壓力控制的研究已經非常成熟，而在IBC系統壓力控制中，踏板位移傳感器、電流傳感器、電機轉角傳感器起著不可或缺的作用，因此對于冗余電控制動系統中傳感器進行故障診斷，設計容錯控制機制，并利用軟件冗余及硬件冗余的容錯控制對提高制動系統可靠性以及滿足智能汽車對制動系統的要求具有重大意義。

發明內容

本發明提供了一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法，能夠實現冗余電控制動系統中踏板位移傳感器、電流傳感器、電機轉角傳感器的故障診斷、故障隔離，并利用軟件冗余及硬件冗余容錯控制方法完成智能汽車冗余電控制動系統的容錯控制，提高制動系統的可靠性。

本發明技術方案結合附圖說明如下：

一種冗余電控制動系統傳感器故障診斷與容錯控制方法，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合適的坐標重構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。

進一步的，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；