專利名稱：故障診斷方法、故障診斷儀及其系統(tǒng)、新能源汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域，具體而言，涉及一種故障診斷方法、故障診斷儀及其系統(tǒng)、 新能源汽車。
背景技術(shù)：
隨著現(xiàn)代汽車工業(yè)的發(fā)展，汽車電子化程度日益提高，電子控制單元 ECU (Electrical controlunit)被廣泛采用，中文的意思就是電子控制單元，從用途上講則是汽車專用微機(jī)控制器，也叫汽車專用單片機(jī)。它和普通的單片機(jī)一樣，由微處理器(CPU)、 存儲器(ROM、、RAM)、輸入/輸出接口(I/O)、模數(shù)轉(zhuǎn)換器(A/D)以及整形、驅(qū)動等大規(guī)模集成電路組成。ECU的廣泛應(yīng)用使電子控制系統(tǒng)(燃油噴射系統(tǒng)、汽車制動防抱死系統(tǒng)、安全氣囊等)不斷增多，這些系統(tǒng)，使得汽車的維修變得異常困難。為了便于維修，在汽車電子控制系統(tǒng)的ECU中，一般都提供故障自診斷功能，也就是平常所說的在板診斷(On-board diagnostic)功能。自診斷功能的原理是汽車正常運(yùn)行時，電子控制單元E⑶輸入、輸出信號的電壓值都有一定的變化范圍，當(dāng)某一信號的電壓值超出了這一范圍，并且這一現(xiàn)象在一段時間內(nèi)不消失，E⑶便判斷為這一部分信號電路有故障。E⑶把這一故障以代碼的形式存入內(nèi)部隨機(jī)存儲器，同時點亮儀表板上的故障指示燈，提醒駕駛員。維修中利用自診斷系統(tǒng)的方法可分兩種人工讀碼和采用儀器的方法(采用汽車故障診斷儀)。人工讀碼一般采用跳線的方法，即通過把電路插座(常為診斷座)相應(yīng)插孔短接，從相應(yīng)的指示裝置(故障指示燈、LED燈、萬用表指針)讀出故障碼。這種方法無須專門的檢測設(shè)備，因而可以節(jié)省投資。但是因為車型種類繁多，有亞、歐、美幾十種車系上百種車型；電子系統(tǒng)繁多，較先進(jìn)的車上往往有防撞氣囊系統(tǒng)(SRS)、自動防抱系統(tǒng)(ABS)、巡航定速系統(tǒng)(CC)、自動空調(diào)系統(tǒng)(A/C)等，因此用這種方法會遇到很多困難。與人工的方法相比，采用電腦故障診斷儀使得電噴車的修理相當(dāng)先進(jìn)和輕松。汽車故障診斷儀(又稱解碼器)是為適應(yīng)汽車電子控制系統(tǒng)的檢測和調(diào)試而廣泛采用的設(shè)備，維修人員只要把診斷儀的插頭插在汽車的診斷座上，接下去要做的就是根據(jù)診斷儀的提示按按鍵，就可以了解汽車的“病因”。如今大凡有實力的進(jìn)口車維修廠家都配有電腦故障診斷儀?，F(xiàn)有的電腦故障診斷儀、手持式診斷儀具有以下主要功能測試故障碼。操作按鍵，檢測儀就會提示故障碼及其含義，維修人員無須跳線，也不必費(fèi)力查閱故障碼的含義； 清除故障碼操作按鍵就可實現(xiàn)消碼；幻讀發(fā)動機(jī)動態(tài)數(shù)據(jù)流通過儀器可讀出發(fā)動機(jī)轉(zhuǎn)速、發(fā)動機(jī)冷卻液溫度、節(jié)氣門開度等的隨時的動態(tài)變化；英漢詞典如今許多進(jìn)口車的資料是以英文提供的，這對維修人員的英文水平提出了要求。電腦診斷儀里的英漢詞典可以查閱到大多數(shù)的汽車專業(yè)詞匯。這樣，即使英文水平不高的維修人員也能看懂簡單的英文； 元件測試該功能使得維修人員利用儀器來操縱電控系統(tǒng)的執(zhí)行元件。如控制噴油嘴的油、 控制怠速電磁閥的動作等。該項功能依賴車型的微電腦，即只有微電腦支持這種功能，診斷儀才能這樣操作。示波功能如今的電控汽車大量使用傳感器，其信號以波形(動)的形式， 象氧傳感器電壓信號就是在0. 1V-1V左右波動；還有一些執(zhí)行信號，象噴油脈沖，點火脈沖也是波形(脈沖)形式?？梢岳檬静üδ軄頇z測傳感器信號輸出是否正常。上述現(xiàn)有技術(shù)涉及到的汽車故障是指“汽車部分或完全喪失工作能力的現(xiàn)象”。汽車診斷是指“在不解體(或僅拆卸個別小件)的條件下，確定汽車技術(shù)狀況，查明故障的部位及原因的檢查。汽車故障診斷是診斷汽車電子控制系統(tǒng)的傳感器、執(zhí)行器狀態(tài)以及ECU的工作是否正常。通過判斷ECU的輸入、輸出電壓是否在規(guī)定的范圍內(nèi)變化時，可以判斷電子控制系統(tǒng)工作是否正常。當(dāng)電子控制系統(tǒng)中的某一電路出現(xiàn)超出規(guī)定的信號時，該電路及相關(guān)的傳感器反映的故障信息以故障代碼的形式存儲到ECU內(nèi)部的存儲器中，維修人員可利用該診斷儀來讀取故障碼，使其顯示出來。上述現(xiàn)有技術(shù)涉及到的汽故障診斷分析儀是指儀汽車故障診斷儀是維修中非常重要的工具，車輛故障自檢終端是用于檢測汽車故障的便攜式智能汽車手持式故障自檢儀，用戶可以利用它迅速地讀取汽車電控系統(tǒng)中的故障，并通過液晶顯示屏顯示故障信息， 迅速查明發(fā)生故障的部位及原因。汽車故障診斷儀一般具有如下幾項或全部的功能①讀取故障碼。②清除故障碼。 ③讀取發(fā)動機(jī)動態(tài)數(shù)據(jù)流。④示波功能。⑤元件動作測試。⑥匹配、設(shè)定和編碼等功能。 ⑦英漢辭典、計算器及其他輔助功能。故障診斷儀大都隨機(jī)帶有使用手冊，按照說明極易操作。一般來說有以下幾步在車上找到診斷座；選用相應(yīng)的診斷接口 ；根據(jù)車型，進(jìn)入相應(yīng)診斷系統(tǒng)；讀取故障碼；查看數(shù)據(jù)流；診斷維修之后清除故障碼。同時在汽車故障分析完成后會針對檢查出的故障進(jìn)行聲光和顯示屏報警。圖1是根據(jù)相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的汽車診斷儀的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示，目前常用的汽車診斷方法為通過MCU為核心處理單元，通過OBD-II接口與整車CAN總線相連接，讀取總線實時數(shù)據(jù)以及之前故障碼來分析車輛狀態(tài)及故障。通過外圍復(fù)位模塊、電源模塊、系統(tǒng)時鐘來保證診斷儀正常運(yùn)行，LCD顯示故障信息并有故障指示燈，通過鍵盤輸入來確定當(dāng)前用戶的操作。內(nèi)置FLASH存儲器用來存儲故障信息，串口模塊可將存儲的故障信息發(fā)送到 PC機(jī)供用戶分析。但由于新能源汽車的出現(xiàn)，現(xiàn)有的汽車故障分析只是針對帶有OBD-II的車輛進(jìn)行診斷，而無法針對新能源汽車的特有部件以及沒有OBD-II接頭的汽車進(jìn)行診斷；同時， 現(xiàn)有的OBD-II診斷儀只讀出已檢測的故障類型和故障碼，沒有指出故障的原因以及解決方法。目前針對相關(guān)技術(shù)的汽車故障診斷儀無法為新能源汽車的新部件以及沒有 OBD-II接口的汽車進(jìn)行診斷，并指出故障原因和解決辦法的問題，目前尚未提出有效的解決方案。

發(fā)明內(nèi)容
針對相關(guān)技術(shù)的汽車故障診斷儀無法為新能源汽車的新部件以及沒有OBD-II接口的汽車進(jìn)行診斷，并指出故障原因和解決辦法的問題，目前尚未提出有效的問題而提出本發(fā)明，為此，本發(fā)明的主要目的在于提供一種故障診斷方法、故障診斷儀及其系統(tǒng)、新能源汽車，以解決上述問題。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種故障診斷儀，該故障診斷儀包括接收裝置，用于通過通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)；處理裝置，用于根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。進(jìn)一步地，診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，其中，處理裝置包括第一計算裝置，根據(jù)如下公式來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ =電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得轉(zhuǎn)矩；第二計算裝置，根據(jù)采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ ；第三計算裝置，根據(jù)如下公式來獲獲取電池輸出功率AC:AC=總線電壓X電池輸出電流，采集數(shù)據(jù)包括總線電壓和電池輸出電流；第四計算裝置，根據(jù)SOC估計算法來獲取電池剩余電量。進(jìn)一步地，獲取裝置用于根據(jù)獲取得到的驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ、驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ以及電池輸出功率AC來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在 ΛΑ= ΔΒ= AC的情況下，電池和驅(qū)動電機(jī)工作正常；在ΔΒ>ΔΑ=Δ0的情況下，電機(jī)工作異常；在ΔΒ < ΔΑ = AC的情況下，電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)；在ΔΒ = ΔΑ < AC的情況下，電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于第一安全標(biāo)準(zhǔn)。進(jìn)一步地，故障診斷儀還包括嵌入式用戶界面，用于接收診斷功能，并顯示輸出電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)信息。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的另一方面，提供了一種故障診斷方法，該故障診斷方法包括故障檢診斷儀的通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)；故障診斷儀根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；故障診斷儀根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)^ ο進(jìn)一步地，診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，且故障診斷儀根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)包括根據(jù)如下公式來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ=電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得轉(zhuǎn)矩；根據(jù)采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ ；根據(jù)如下公式來獲獲取電池輸出功率AC AC=總線電壓X電池輸出電流，采集數(shù)據(jù)包括總線電壓和電池輸出電流；根據(jù)SOC估計算法來獲取電池剩余電量。進(jìn)一步地，故障診斷儀根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果包括根據(jù)獲取得到的驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ、驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ以及電池輸出功率Δ C來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在ΔΑ = ΔΒ = AC的情況下，電池和驅(qū)動電機(jī)工作正常；在ΔΒ > ΔΑ = AC的情況下，電機(jī)工作異常；在ΔΒ<ΔΑ=Δ(的情況下，電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)；在ΔΒ = ΔΑ < AC的情況下，電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于第一安全標(biāo)準(zhǔn)。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種故障診斷系統(tǒng)，該故障診斷系統(tǒng)包括包括權(quán)利要求1-4中任意一項的故障檢測儀，還包括電子控制單元E⑶，位于汽車中，用于讀取并保存電池系統(tǒng)以及驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)；電壓傳感器，用于采集電池系統(tǒng)中的電池電壓；電流傳感器，用于采集電池系統(tǒng)中的電池輸出電流；霍爾傳感器，用于采集驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。進(jìn)一步地，系統(tǒng)還包括汽車傳感器，故障診斷儀通過CAN總線或LIN總線接收汽車傳感器采集到的故障代碼和發(fā)動機(jī)狀態(tài)信息。為了實現(xiàn)上述目的，根據(jù)本發(fā)明的又一方面，提供了一種新能源汽車，該新能源汽車包括上述任意一種故障診斷系統(tǒng)。通過本發(fā)明，采用接收裝置，用于通過通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)； 處理裝置，用于根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果，解決了相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的汽車故障診斷儀無法為新能源汽車的新部件以及沒有OBD-II接口的汽車進(jìn)行診斷，并指出故障原因和解決辦法的問題，進(jìn)而實現(xiàn)讀取并診斷新能源汽車中電池、驅(qū)動電機(jī)是否正常工作，使得故障診斷儀的功能更完善的效^ ο


此處所說明的附圖用來提供對本發(fā)明的進(jìn)一步理解，構(gòu)成本申請的一部分，本發(fā)明的示意性實施例及其說明用于解釋本發(fā)明，并不構(gòu)成對本發(fā)明的不當(dāng)限定。在附圖中圖1是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷儀的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷方法的詳細(xì)流程圖；圖6是根據(jù)圖4所示實施例的獲取電池剩余電量的方法流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的總線傳送故障代碼以及發(fā)動機(jī)的狀態(tài)信息流程。
具體實施例方式需要說明的是，在不沖突的情況下，本申請中的實施例及實施例中的特征可以相互組合。下面將參考附圖并結(jié)合實施例來詳細(xì)說明本發(fā)明。圖2是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷儀的結(jié)構(gòu)示意圖；如圖2所示，該故障診斷儀包括接收裝置，用于通過通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)；處理裝置，用于根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。本申請上述實施例提供的故障檢測儀，通過將接收到的新能源汽車的電池和驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，來解決相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的汽車故障診斷儀無法為新能源汽車的新部件以及通訊協(xié)議進(jìn)行診斷并指出故障原因和解決辦法的問題，進(jìn)而實現(xiàn)讀取并診斷新能源汽車中電池、驅(qū)動電機(jī)是否正常工作，使得故障診斷儀的功能更完善。同時，該汽車故障診斷儀可以通過通信接口來為一些沒有OBD-II接口的汽車進(jìn)行診斷的問題，并指出故障原因和解決辦法。本申請上述實施例中的診斷數(shù)據(jù)可以包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，其中，處理裝置可以包括以下任意一個或多個部
7件第一計算裝置，根據(jù)如下公式來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ=電機(jī)轉(zhuǎn)矩X 電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得轉(zhuǎn)矩；第二計算裝置，根據(jù)采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ;第三計算裝置，根據(jù)如下公式來獲獲取電池輸出功率AC: AC =總線電壓X電池輸出電流，采集數(shù)據(jù)包括總線電壓和電池輸出電流；第四計算裝置，根據(jù)SOC估計算法來獲取電池剩余電量。上述實施例中的轉(zhuǎn)矩是由轉(zhuǎn)速查電機(jī)特性曲線圖得出的，電機(jī)特性曲線圖是電機(jī)的出廠特性，可離散成二維表格；使用效率也是出廠特性，設(shè)置為常數(shù)。在上述實施例中的處理裝置得到所有的數(shù)據(jù)之后，可以通過獲取裝置來實現(xiàn)根據(jù)獲取得到的驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ、驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ以及電池輸出功率AC來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在ΔΑ = ΔΒ = AC的情況下，電池和驅(qū)動電機(jī)工作正常；在ΔΒ > ΔΑ = AC的情況下，電機(jī)工作異常；在ΔΒ < ΔΑ = AC的情況下，電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)；在ΔΒ = ΔΑ< AC的情況下，電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于第一安全標(biāo)準(zhǔn)。優(yōu)選地，故障診斷儀還包括嵌入式用戶界面，用于接收診斷功能，并顯示輸出電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)信息。本申請實現(xiàn)的上述新型汽車診斷儀可用于手持式、PC機(jī)診斷儀。內(nèi)部集成的動力電池剩余電量SOC估算方法，可以有效的估計電池的剩余電量情況。同時在可以讀取 OBD-II診斷系統(tǒng)總線上的數(shù)據(jù)的同時，可以通過加裝車載傳感器的方式測出總線電壓和總線電流等參數(shù)并發(fā)送到總線上，所以不僅可以讀取發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)還可以讀取新能源汽車動力電池和驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)參數(shù)，然后通過診斷儀內(nèi)部的診斷軟件檢測出當(dāng)前車輛運(yùn)行情況。優(yōu)選地，上述各個實施例都可以實現(xiàn)將分析得到的故障結(jié)果以及故障碼保存到診斷儀本機(jī)的SD卡中。另外，本申請?zhí)峁┑挠糜谛履茉雌嚨墓收显\斷儀還可以實現(xiàn)如下功能通過單片機(jī)的同步/異步收發(fā)器可以與PC機(jī)進(jìn)行串行通信從而完成數(shù)據(jù)交換，下載程序，以及診斷儀升級等功能；通過液晶顯示器來顯示汽車運(yùn)行的狀態(tài)數(shù)據(jù)及故障信息；通過鍵盤電路來執(zhí)行不同的診斷功能；通過一種具有串行接口的大容量FLASH存儲器來保存大量的故障代碼及其測量數(shù)據(jù)。而且，現(xiàn)有的硬件可以根據(jù)客戶需要來增加對應(yīng)的診斷功能。另外硬件設(shè)備可以增加車輛信息查詢，視頻播放，電子地圖導(dǎo)航，GPS定位等功能。由上可知，本申請?zhí)峁┝斯收显\斷儀比較現(xiàn)有的只帶OBD-II的診斷儀，它不僅可以包括所有帶OBD-II接口診斷儀的所有功能，可以讀取OBD-II接口的所有故障碼，還可以實現(xiàn)對沒有OBD-II接口的情況下，可以通過對新能源汽車的重要零部件的基礎(chǔ)數(shù)據(jù)進(jìn)行計算來診斷分析故障的方法。圖3是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖3所示，該故障診斷系統(tǒng)在包括上述圖2中任意一種故障檢測儀的基礎(chǔ)上，還可以包括電子控制單元E⑶， 位于汽車中，用于讀取并保存電池系統(tǒng)以及驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)；電壓傳感器，用于采集電池系統(tǒng)中的電池電壓；電流傳感器，用于采集電池系統(tǒng)中的電池輸出電流；霍爾傳感器，用于采集驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。優(yōu)選地，上述實施例中的系統(tǒng)還可以包括汽車傳感器，故障診斷儀通過CAN總線或LIN總線接收汽車傳感器采集到的故障代碼和發(fā)動機(jī)狀態(tài)信息。圖4是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷方法的流程圖；圖5是根據(jù)本發(fā)明實施例的故障診斷方法的詳細(xì)流程圖；圖6是根據(jù)圖4所示實施例的獲取電池剩余電量的方法流程圖；圖7是根據(jù)本發(fā)明實施例的總線傳送故障代碼以及發(fā)動機(jī)的狀態(tài)信息流程。如圖4所示該方法包括如下步驟步驟S102，故障檢診斷儀的通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)。步驟S104，故障診斷儀根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)，診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率。步驟S106，故障診斷儀根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。本申請上述實施例提供的故障檢測方法，通過將接收到的新能源汽車的電池和驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)進(jìn)行診斷分析，來解決相關(guān)現(xiàn)有技術(shù)的汽車故障診斷儀無法為新能源汽車的新部件以及通訊協(xié)議進(jìn)行診斷并指出故障原因和解決辦法的問題，進(jìn)而實現(xiàn)讀取并診斷新能源汽車中電池、驅(qū)動電機(jī)是否正常工作，使得故障診斷儀的功能更完善。本申請上述實施例中診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，且步驟S104 故障診斷儀根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)可以包括根據(jù)如下公式來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ=電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得轉(zhuǎn)矩；根據(jù)采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ;根據(jù)如下公式來獲獲取電池輸出功率AC:AC=總線電壓X電池輸出電流，采集數(shù)據(jù)包括總線電壓和電池輸出電流；根據(jù)SOC估計算法來獲取電池剩余電量。優(yōu)選地，如圖5所示，在獲取診斷數(shù)據(jù)之后，步驟S106故障診斷儀根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果可以包括根據(jù)獲取得到的驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率 ΔΑ、驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ以及電池輸出功率Δ C來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在AA=AB=AC的情況下，電池和驅(qū)動電機(jī)工作正常；在ΔΒ>ΔΑ=Δ(的情況下，電機(jī)工作異常；在ΔΒ< ΔΑ= Δ C的情況下，電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)；在 ΔΒ= ΔΑ< AC的情況下，電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于第一安全標(biāo)準(zhǔn)。具體的，應(yīng)用了本申請上述故障檢測方法的汽車故障診斷儀內(nèi)部硬件包括單片機(jī)最小系統(tǒng)、CAN總線接口、與PC機(jī)通訊接口，軟件移植了嵌入式操作系統(tǒng)如Windows CE、 Linux等，上層應(yīng)用軟件采用嵌入式GUI做診斷界面，LCD屏可顯示汽車狀態(tài)、故障保障和故障分析。該新能源汽車的故障診斷方法主要針對新能源汽車的實際運(yùn)行狀態(tài)，除了可以讀取控制器本身的故障碼外，該診斷儀還實現(xiàn)了診斷新能源汽車動力電池和驅(qū)動電機(jī)的故障方法。主要通過實際的運(yùn)行狀態(tài)來判斷目標(biāo)電機(jī)輸出和實際電機(jī)輸出功率來推算整個過程哪個環(huán)節(jié)存在故障，即通過內(nèi)部算法診斷新能源汽車動力電池和驅(qū)動電機(jī)是否工作正常。首先，通過CAN總線獲取電池管理系統(tǒng)和驅(qū)動電機(jī)控制器發(fā)送到總線上的動力電池和驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)，記錄新能源汽車特有的信息如動力電池電壓，總線電流，剩余電池電量(S0C)，驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)速，驅(qū)動電機(jī)電壓，電機(jī)電流，并通過計算得出當(dāng)前輸出功率，總線上的動力電池目標(biāo)功率和電機(jī)目標(biāo)功率和實際輸出功率對比，得出當(dāng)前車輛行駛狀態(tài)是否正常，如果輸出功率持續(xù)大于目標(biāo)功率會導(dǎo)致動力電池過放電損壞，而當(dāng)輸出功率持續(xù)小于目標(biāo)功率會導(dǎo)致汽車動力性能下降，行駛速度緩慢，會使驅(qū)動電機(jī)長時間處于低速運(yùn)轉(zhuǎn)損壞電機(jī)。然后，通過設(shè)置電壓和電流的極限值，針對最大最小值進(jìn)行極限報警，剩余電池電量是新能源汽車最重要的信心，針對剩余電池電量的各個區(qū)域進(jìn)行不同的實時提醒，電池電量不足時要進(jìn)行緊急報警，提示車內(nèi)人員及時采取措施。實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ=電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，采集數(shù)據(jù)包括電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得轉(zhuǎn)矩；上述實施例中的電機(jī)的實際輸出功率P =電機(jī)轉(zhuǎn)矩TX電機(jī)轉(zhuǎn)速ηΧ使用效率 η /9594，其中，轉(zhuǎn)矩為通過接收到的轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢到對應(yīng)當(dāng)前轉(zhuǎn)速下的轉(zhuǎn)矩，而且在選擇電機(jī)的時候，先確定你要的電機(jī)的轉(zhuǎn)速，然后在根據(jù)上面的公式；P是電機(jī)的額定(輸出)功率，單位是千瓦(KW) ；η是當(dāng)前轉(zhuǎn)速，單位是轉(zhuǎn)每分(r/min)。另外，電池輸出功率=總線電壓X電池輸出電流。詳細(xì)的，由圖6可知，獲取新能源汽車的電池的剩余電量可按照如下步驟實施首先根據(jù)電池的靜態(tài)電壓(空載電壓，即不帶任何負(fù)載下的電池電壓)和靜態(tài)時間(電池電壓上電開始會有虛電壓，從虛電壓回落到正常電壓的時間)判斷得到電池的SOCl (這個需要根據(jù)試驗得到，初始SOC為充滿電后估計出的電壓為SOC = 100% )，并與上一次運(yùn)行停止時S0C2對照判斷，得到目前電池的剩余電池電量S0C，記為S0C0，然后根據(jù)充放電過程中的電流積分得到運(yùn)行中所消耗或補(bǔ)充的電量Q = / Idt,電池額定容量為Q額，電池容量單位(安*時，Ah)電池瞬時SOC可計算為SOC = S0C0-Q/fQ額(放電電流記為正、充電電流記為正；f為容量校正因子，考慮電池衰減、自放電等因素得到)，其中，靜置時間和上述靜態(tài)時間一樣，是個常數(shù)，需要實際測量，從虛電壓回落到正常電壓的時間。如圖7所示，本申請上述實施例在實現(xiàn)診斷并獲取電池和電機(jī)的工作狀態(tài)結(jié)果以外，還實現(xiàn)了通過CAN、LIN總線通信模塊與車載內(nèi)各電子控制裝置ECU之間的對話，傳送故障代碼以及發(fā)動機(jī)的狀態(tài)信息。需要說明的是，在附圖的流程圖示出的步驟可以在諸如一組計算機(jī)可執(zhí)行指令的計算機(jī)系統(tǒng)中執(zhí)行，并且，雖然在流程圖中示出了邏輯順序，但是在某些情況下，可以以不同于此處的順序執(zhí)行所示出或描述的步驟。本申請還可以提供一種新能源汽車，該新能源汽車可以實施上述任意一種故障檢測系統(tǒng)。具體的，在實際應(yīng)用中，當(dāng)純電動汽車電池電量不足時，輸出功率會下降，總線電壓也偏低，剩余電池電量變小，通過接入本申請的故障診斷儀進(jìn)行診斷，當(dāng)檢測到當(dāng)前油門踏板的AD值對應(yīng)的電機(jī)目標(biāo)輸出功率后，可根據(jù)當(dāng)前的電機(jī)轉(zhuǎn)速、總線電壓、總線電流計算出實際電機(jī)輸出功率和電池輸出功率；在診斷儀內(nèi)部算法通過對比三個功率后，得出電池和電機(jī)輸出功率相同但低于電機(jī)目標(biāo)輸出功率，于是判定為電池輸出故障報警，并記錄故障代碼。另外，診斷電池剩余電量也是診斷功能的一部分，可以認(rèn)為是診斷功能的子集。從以上的描述中，可以看出，本發(fā)明實現(xiàn)了如下技術(shù)效果本申請?zhí)峁┑男履茉雌嚨墓收显\斷儀，可用于手持、PC機(jī)診斷。內(nèi)部集成的動力電池剩余電量SOC估算方法，即估算新能源汽車動力電池剩余電量(SOC)，可以有效的估計電池的剩余電量情況，用于診斷動力電池剩余電量是否正常；不僅可以讀取OBD-II總線上的數(shù)據(jù)，并可以通過加裝車載傳感器的方式測出總線電壓和總線電流等參數(shù)并發(fā)送到總線上，所以不僅可以讀取發(fā)動機(jī)的數(shù)據(jù)還可以讀取新能源汽車動力電池和驅(qū)動電機(jī)的相關(guān)參數(shù)，通過總線電壓和電流值來診斷動力電池和驅(qū)動電機(jī)是否工作正常，然后通過診斷儀內(nèi)部的診斷軟件檢測出當(dāng)前車輛運(yùn)行情況；故障碼可存儲到診斷儀本機(jī)的SD卡中。另外，還可以讀取整車電子控制單元故障代碼，同時可以實現(xiàn)顯示車輛運(yùn)行狀態(tài)及故障信息；可以將故障信息導(dǎo)入PC機(jī)并存入本機(jī)；在維修完畢之后，可以清除故障信息。顯然，本領(lǐng)域的技術(shù)人員應(yīng)該明白，上述的本發(fā)明的各模塊或各步驟可以用通用的計算裝置來實現(xiàn)，它們可以集中在單個的計算裝置上，或者分布在多個計算裝置所組成的網(wǎng)絡(luò)上，可選地，它們可以用計算裝置可執(zhí)行的程序代碼來實現(xiàn)，從而，可以將它們存儲在存儲裝置中由計算裝置來執(zhí)行，或者將它們分別制作成各個集成電路模塊，或者將它們中的多個模塊或步驟制作成單個集成電路模塊來實現(xiàn)。這樣，本發(fā)明不限制于任何特定的硬件和軟件結(jié)合。以上所述僅為本發(fā)明的優(yōu)選實施例而已，并不用于限制本發(fā)明，對于本領(lǐng)域的技術(shù)人員來說，本發(fā)明可以有各種更改和變化。凡在本發(fā)明的精神和原則之內(nèi)，所作的任何修改、等同替換、改進(jìn)等，均應(yīng)包含在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。
權(quán)利要求
1.一種故障診斷儀，其特征在于，包括接收裝置，用于通過通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)； 處理裝置，用于根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于根據(jù)所述診斷數(shù)據(jù)來確定所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的故障診斷儀，其特征在于，所述診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，其中，所述處理裝置包括第一計算裝置，根據(jù)如下公式來獲取所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ ΔΑ =電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，所述采集數(shù)據(jù)包括所述電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過所述轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得所述轉(zhuǎn)矩；第二計算裝置，根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔB ；第三計算裝置，根據(jù)如下公式來獲獲取所述電池輸出功率AC :AC=總線電壓X電池輸出電流，所述采集數(shù)據(jù)包括所述總線電壓和所述電池輸出電流； 第四計算裝置，根據(jù)所述SOC估計算法來獲取所述電池剩余電量。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的故障診斷儀，其特征在于，所述獲取裝置用于根據(jù)獲取得到的所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ、所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΒ以及所述電池輸出功率AC來確定所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在ΔΑ = ΔΒ= AC的情況下，所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)工作正常； 在ΔΒ> ΔΑ= AC的情況下，所述電機(jī)工作異常； 在ΔΒ< ΔΑ= AC的情況下，所述電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)； 在ΔΒ = ΔΑ< AC的情況下，所述電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，所述第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于所述第一安全標(biāo)準(zhǔn)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1-3中任一項所述的故障診斷儀，其特征在于，所述故障診斷儀還包括嵌入式用戶界面，用于接收診斷功能，并顯示輸出所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)信肩、ο
5.一種故障診斷方法，其特征在于，包括故障檢診斷儀的通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)； 所述故障診斷儀根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；所述故障診斷儀根據(jù)所述診斷數(shù)據(jù)來確定所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，所述診斷數(shù)據(jù)包括電池輸出功率、電池剩余電量以及驅(qū)動電機(jī)的目標(biāo)輸出功率和實際輸出功率，且所述故障診斷儀根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)包括根據(jù)如下公式來獲取所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ:ΔΑ=電機(jī)轉(zhuǎn)矩X電機(jī)轉(zhuǎn)速X使用效率/9594，所述采集數(shù)據(jù)包括所述電機(jī)轉(zhuǎn)速，其中，通過所述轉(zhuǎn)速在電機(jī)特性曲線圖中查詢并獲得所述轉(zhuǎn)矩；根據(jù)所述采集數(shù)據(jù)中的油門數(shù)據(jù)和制動踏板的AD值來獲取所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率Δ B ；根據(jù)如下公式來獲獲取所述電池輸出功率AC :AC=總線電壓X電池輸出電流，所述采集數(shù)據(jù)包括所述總線電壓和所述電池輸出電流；根據(jù)所述SOC估計算法來獲取所述電池剩余電量。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的方法，其特征在于，所述故障診斷儀根據(jù)所述診斷數(shù)據(jù)來確定所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果包括根據(jù)獲取得到的所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率ΔΑ、所述驅(qū)動電機(jī)的實際輸出功率 ΔΒ以及所述電池輸出功率AC來確定所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果；其中，在ΔΑ=ΔΒ = AC的情況下，所述電池和所述驅(qū)動電機(jī)工作正常；在ΔΒ> ΔΑ =AC的情況下，所述電機(jī)工作異常；在ΔΒ< ΔΑ= AC的情況下，所述電池輸出功率低于第一安全標(biāo)準(zhǔn)；在ΔΒ = ΔΑ< AC的情況下，所述電池輸出功率低于第二安全標(biāo)準(zhǔn)，所述第二安全標(biāo)準(zhǔn)高于所述第一安全標(biāo)準(zhǔn)。
8.一種故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，包括權(quán)利要求1-4中任意一項所述的故障檢測儀， 還包括電子控制單元ECU，位于汽車中，用于讀取并保存電池系統(tǒng)以及驅(qū)動電機(jī)的數(shù)據(jù)；電壓傳感器，用于采集所述電池系統(tǒng)中的電池電壓；電流傳感器，用于采集所述電池系統(tǒng)中的電池輸出電流；霍爾傳感器，用于采集所述驅(qū)動電機(jī)的電機(jī)轉(zhuǎn)速。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的故障診斷系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)還包括汽車傳感器， 所述故障診斷儀通過CAN總線或LIN總線接收所述汽車傳感器采集到的故障代碼和發(fā)動機(jī)狀態(tài)信息。
10.一種新能源汽車，其特征在于，包括權(quán)利要求8-9所述的故障檢測系統(tǒng)。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種故障診斷方法、故障診斷儀及其系統(tǒng)、新能源汽車。其中，該故障診斷儀包括接收裝置，用于通過通信接口接收電池和驅(qū)動電機(jī)的采集數(shù)據(jù)；處理裝置，用于根據(jù)采集數(shù)據(jù)計算得到診斷數(shù)據(jù)；獲取裝置，用于根據(jù)診斷數(shù)據(jù)來確定電池和驅(qū)動電機(jī)的狀態(tài)結(jié)果。通過本發(fā)明，不僅能實現(xiàn)現(xiàn)有OBD-II診斷儀的所有功能，還能夠?qū)崿F(xiàn)讀取并診斷新能源汽車中電池、驅(qū)動電機(jī)的特有部件是否正常工作，使得故障診斷儀的功能更完善。
文檔編號G05B23/02GK102393733SQ201110335690
公開日2012年3月28日 申請日期2011年10月28日 優(yōu)先權(quán)日2011年10月28日
發(fā)明者張國強(qiáng), 張禾, 王龐偉 申請人:北京清佰華通科技有限公司