[发明专利]基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断系统和方法

权利要求书

1.基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断系统，其特征在于，包括MCU、预测模型、传感器模块和故障诊断模块；

所述传感器模块安装在串联式混合动力系统上，用于收集进行故障诊断所需要的数据，并将收集到的数据分为两路，分别发送至预测模型和故障诊断模型；

所述预测模型和故障诊断模块均运行在MCU上，所述预测模型通过计算得出下一周期的预测数据，进行预测更新，再将更新后的系统状态数据传送至所述故障诊断模块，在下一周期，所述故障诊断模块将传感器模块采集的实际数据与预测数据进行比较处理来进行故障诊断，如此循环往复；

所述预测模型包括发动机子模型、传动子模型、发电机-整流器子模型和后端电路子模型；

所述发动机子模型根据转速数据、节气门开度数据和负载扭矩，计算输出扭矩和预测转速；

所述传动子模型接收发动机子模型输出的扭矩和预测转速，计算出传动后转速；

所述发电机-整流器子模型接收传动后转速与发电机电流输入数据，计算出发电机预测输出电压和理想吸收扭矩；

所述后端电路子模型根据总输出电流和电池输出电流数据，计算出发电机负载电流；

所述传动子模型将发电机吸收扭矩返回至所述发动机子模型，作为其负载扭矩，参与下一周期的运算。

2.根据权利要求1所述的基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断系统，其特征在于，所述传感器模块与所述MCU相连，所述MCU将接收到的传感器信号进行计算处理得到混合动力系统的实际工作参数，并通过数据接口向外发送；

所述传感器模块包括发动机转速传感器、发动机节气门开度传感器、发电机输出电压波形检测电路、发电机输出电流波形检测电路、储能电池输出电压与电流检测电路及输出电压与电流检测电路。

3.根据权利要求1所述的基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断系统，其特征在于，所述故障诊断模块包括后端电路故障诊断子模块、传动故障诊断子模块、发动机故障诊断子模块、发电机电磁故障诊断子模块和发电机三相不均衡故障诊断子模块。

4.基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断方法，利用如权利要求1-3任一项所述的基于模型预测的串联式混合动力系统故障诊断系统，其特征在于，包括如下步骤：

S1：确定拟进行故障诊断的串联式混合动力系统，将传感器模块安装在这一系统上，以收集进行故障诊断所需要的数据；

S2：将步骤S1采集到的传感器数据分为两路，分别发送至预测模型和故障诊断模块；

S3：预测模型和故障诊断模块接收到步骤S2所传输的数据后，在MCU上开始运行，预测模型通过计算得出下一周期的预测数据，进行预测更新，再将更新后的系统状态数据传送至故障诊断模块；

S4：故障诊断模块将步骤S2中传感器模块采集的实际数据与步骤S3中预测模型预测数据进行比较处理来判断故障，如此循环往复，进行诊断故障并判明其严重程度。