本文關鍵詞：電動汽車VCU故障診斷系統(tǒng)開發(fā)與測試

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【摘要】：隨著世界范圍內(nèi)環(huán)境和資源問題的日益突出,各國對純電動汽車的發(fā)展越來越重視。我國從十五期間便確立了發(fā)展成為電動汽車強國的發(fā)展路線,旨在解決電動汽車開發(fā)中的關鍵技術問題。近幾年來,我國電動汽車的發(fā)展呈現(xiàn)井噴態(tài)勢,中國已成為世界上電動汽車產(chǎn)銷量最大的國家。然而越來越多質(zhì)量良莠不齊的電動汽車投向市場的同時,也暴露了越來越多地產(chǎn)品質(zhì)量問題。大量的電動汽車不具備完善的故障診斷及處理功能,導致用戶對電動汽車的體驗越來越差。本文依托校企合作項目,在借鑒國內(nèi)外電動汽車研發(fā)成果的基礎上,開發(fā)純電動汽車的整車控制器,著重對電動汽車的故障診斷策略進行了研究,并提出了基于雙MCU的整車控制器硬件架構。同時,本文針對所研究的故障診斷控制策略,開發(fā)了具備故障注入功能的硬件在環(huán)試驗臺,實現(xiàn)了VCU的硬件在環(huán)測試。并為國內(nèi)硬件在環(huán)系統(tǒng)的開發(fā)提供了一種解決方案。本文重點研究了以下幾個方面的內(nèi)容:(1)對電動汽車整車控制器進行了功能安全分析,并在此基礎上對整車控制器的硬件架構進行設計。設計出符合功能安全的整車控制器硬件架構,確保應用層控制策略能夠在硬件上實現(xiàn)。(2)開發(fā)基于雙MCU的純電動汽車VCU故障診斷策略,提出了主輔MCU協(xié)同控制的控制策略。VCU實時監(jiān)控車輛的故障信息,對于出現(xiàn)的各種故障采用不同的響應方式,確保在任何情況下車輛都能達到最大安全程度,同時根據(jù)車輛的狀態(tài)信息對力矩指令做出修正,從而避免故障進一步升級。(3)開發(fā)VCU硬件在環(huán)實驗臺,對以上開發(fā)的整車控制策略進行硬件在環(huán)仿真。開發(fā)針對整車故障的上位機軟件,開發(fā)基于傳感器信號注入的FIU板卡,對整車可能出現(xiàn)的各種故障進行模擬。制定了整車控制器故障診斷策略的測試案例并對測試案例進行分析和優(yōu)化。(4)進行VCU的HIL測試和實車測試,驗證整車控制器故障診斷控制策略,并以此實驗結果對所開發(fā)的控制策略進行改進和優(yōu)化。
【關鍵詞】：純電動車 整車控制器 故障診斷 功能安全 硬件在環(huán)
【學位授予單位】：吉林大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：U469.72;U472.9
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-11
• 第1章 緒論11-17
• 1.1 課題研究背景11
• 1.2 電動汽車發(fā)展現(xiàn)狀11-13
• 1.2.1 純電動汽車的國外發(fā)展現(xiàn)狀12
• 1.2.2 電動汽車國內(nèi)發(fā)展現(xiàn)狀12-13
• 1.3 電動汽車電控系統(tǒng)研究現(xiàn)狀13-16
• 1.3.1 電動汽車整車控制器的研究現(xiàn)狀13-14
• 1.3.2 汽車電控系統(tǒng)故障診斷技術的發(fā)展現(xiàn)狀14-15
• 1.3.3 整車控制器硬件在環(huán)測試系統(tǒng)研究現(xiàn)狀15-16
• 1.4 本論文具體的研究內(nèi)容16-17
• 第2章 VCU功能安全分析與設計17-29
• 2.1 引言17
• 2.2 ISO26262對汽車電子電氣功能安全的要求17-19
• 2.2.1 ISO26262功能安全標準內(nèi)容簡介17-18
• 2.2.2 符合功能安全要求的產(chǎn)品設計和開發(fā)18-19
• 2.3 VCU系統(tǒng)的功能安全目標和安全需求分析19-21
• 2.4 整車控制器的DFMEA和FTA分析21-23
• 2.4.1 VCU的DFMEA分析21-22
• 2.4.2 VCU的FTA分析22-23
• 2.5 VCU系統(tǒng)架構設計及安全機制分析23-26
• 2.5.1 雙MCU架構的安全機制分析23-24
• 2.5.2 CAN通訊的安全機制24-25
• 2.5.3 信號采集的安全機制25-26
• 2.6 整車控制器硬件確認26-27
• 2.7 本章小結27-29
• 第3章 VCU故障診斷策略的研究29-49
• 3.1 引言29-30
• 3.2 整車控制策略的分析30-31
• 3.2.1 起步模式30
• 3.2.2 正常驅(qū)動模式30
• 3.2.3 制動能量回收模式30-31
• 3.3 故障診斷及容錯策略在整車控制策略中的實現(xiàn)31-45
• 3.3.1 整車故障分析31-35
• 3.3.2 分級的故障處理算法35-37
• 3.3.3 故障診斷及容錯策略37-45
• 3.4 主輔MCU協(xié)同控制設計45-47
• 3.4.1 主輔MCU的SPI通信協(xié)議的制訂45-46
• 3.4.2 主輔MCU協(xié)同控制策略46-47
• 3.5 本章小結47-49
• 第4章 基于HIL的VCU故障診斷測試系統(tǒng)開發(fā)49-65
• 4.1 引言49
• 4.2 HIL系統(tǒng)總體架構方案49-50
• 4.3 上位機模型的開發(fā)50-61
• 4.3.1 電動汽車車輛模型51-59
• 4.3.2 上位機控制軟件59-61
• 4.4 FIU板卡的硬件架構方案61-62
• 4.5 HIL系統(tǒng)設計結果及確認62-63
• 4.6 本章小結63-65
• 第5章 故障診斷策略的HIL仿真及實車測試65-83
• 5.1 引言65
• 5.2 HIL子系統(tǒng)模型的仿真分析65-69
• 5.2.1 電機模型的仿真分析65-66
• 5.2.2 駕駛員模型的仿真分析66-68
• 5.2.3 電池模型的仿真分析68-69
• 5.3 整車控制器故障診斷策略的HIL仿真測試69-78
• 5.3.1 VCU自檢故障注入仿真69-72
• 5.3.2 電驅(qū)動系統(tǒng)故障注入仿真72-75
• 5.3.3 動力電池故障注入仿真75-77
• 5.3.4 主MCU故障注入仿真77-78
• 5.4 整車控制系統(tǒng)的實車試驗78-82
• 5.4.1 試驗準備79-80
• 5.4.2 試驗結果分析80-82
• 5.5 本章小結82-83
• 第6章 全文總結與展望83-85
• 6.1 全文總結83-84
• 6.2 全文展望84-85
• 參考文獻85-88
• 致謝88

【參考文獻】

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本文編號：610690