一种多轮分布式混合动力系统集成故障诊断方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN109484392A(43)申请公布日2019.03.19(21)申请号201811416995.4(22)申请日2018.11.26(71)申请人吉林大学地址130012吉林省长春市前进大街2699号(72)发明人曾小华王振伟宋大凤钱琦峰张轩铭姜效望陈建新李晓建牛超凡高福旺(74)专利代理机构长春市恒誉专利代理事务所(普通合伙)22212代理人李荣武(51)Int.Cl.B60W20/50(2016.01)B60W50/02(2012.01)权利要求书3页说明书6页附图3页(54)发明名称一种多轮分布式混合动力系统集成故障诊断方法(57)摘要本发明提出一种多轮分布式混合动力系统集成故障诊断方法，旨在准确判定系统故障等级并进行容错处理，包括以下步骤：首先，对系统构型与拓扑结构进行分析；其次，遵循“信号-部件-系统”的故障等级映射机制，确定系统故障等级；然后，根据系统故障等级在原有基本能量算法上进行容错控制集成，包括高压上下电、模式选择与行车控制模块；最后，对故障信息进行存储。CN109484392ACN109484392A权利要求书1/3页1.一种多轮分布式混合动力系统集成故障诊断方法，其特征在于，该方法包括以下几个步骤：步骤一：系统主要部件与拓扑结构分析多轮分布式串联混合动力驱动试验样车，主要动力部件为发动机-发电机组、动力电池、八个走行电机与液压电机；其中，发动机-发电机组和动力电池通过电路径为八个走行电机与液压电机提供电能；液压电机通过带动液压泵运转，实现车辆的转向、升降与制动功能；从拓扑结构划分，系统包含的节点为：八个走行电机控制器MCU1～MCU8、液压电机控制器MCU9、整车控制器HCU、发动机-发电机组控制器APU、电池管理系统BMS、顶层智能系统AGV、整车处理单元PLC、散热系统控制器FAN；其中，整车控制器HCU接收顶层智能系统AGV或整车处理单元PLC的操作指令进行运算，并输出控制指令到八个走行电机控制器MCU1～MCU8；液压电机控制器MCU9接收顶层智能系统AGV或整车处理单元PLC的操作指令，单独控制车辆的转向、升降与制动动作；电池管理系统BMS与整车控制器HCU共同负责车辆的高压上下电过程；步骤二：故障等级划分，对混合动力系统各节点输入故障信号进行部件与系统的故障等级划分，包括以下步骤：(1)部件故障等级划分首先，根据节点反馈的故障信号，进行基于计时的故障确认；当故障信号为0，则整车控制器HCU确认当前信号无故障，计时器为0；当故障信号为1，则整车控制器HCU通过计时器计算故障持续时间；如果故障持续时间超过设定的故障时间门限，则整车控制器HCU确认发生故障；如果故障持续时间未设定的故障时间门限，则整车控制器HCU确认为短时故障，不做处理，计时器清零；然后，针对确认的故障，将单一故障信号映射到部件故障等级；最后，取最大值作为部件故障等级；(2)系统故障等级确认多轮分布式串联混合动力驱动试验样车，共有5个故障等级，分别对应5个故障等级号0-4；在得到各部件故障等级后，分析部件故障对系统的映射关系，各主要部件的映射机制如下：a.顶层智能系统AGV与整车处理单元PLC目前，顶层智能系统AGV与整车处理单元PLC存在的故障主要为CAN通讯故障，当两者之间任何一个发生CAN通讯故障时，对应整车故障等级号为3；b.走行电机当8个走行电机中最大故障为1级故障时，对应整车故障等级号为1；当8个走行电机中最大故障为2级故障时，对应整车故障等级号为2；当8个走行电机中最大故障为3级故障，即停机故障时，整车故障等级号取决于反馈3级故障的电机个数：当反馈3级故障的电机个数小于等于4个时，整车故障等级号为2；当反馈3级故障的电机个数大于4个时，整车故障等级号为3；c.液压电机当液压电机最大故障为1级或2级故障时，对应整车故障等级号为2；最大故障为3级故障时，对应整车故障等级号为4；2CN109484392A权利要求书2/3页d.动力电池当动力电池最大故障为1级或2级故障时，对应整车故障等级号为2；最大故障为3级故障时，对应整车故障等级号为4；e.发动机-发电机组目前发动机-发电机组故障只包括1级报警故障与3级停机故障；当发动机-发电机组故障等级为1时，对应整车故障等级号为2；当发动机-发电机组故障等级为3时，整车故障等级取决于动力电池的故障状态：当动力电池为3级故障时，整车故障等级号为3；当动力电池小于3级故障时，整车故障等级号为2；步骤三：容错控制实现首先，基本能量管理算法主要包括以下内容：(1)信号输入与输出模块：用于底层模块的搭建，实现整车控制器HCU与其他各节点信号的通讯功能；(2)信号处理模块：对各节点输入到整车控制器HCU中的各个信号进