專利名稱：一種電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種純電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法。
背景技術(shù)：
當(dāng)今在全球范圍內(nèi)，汽車領(lǐng)域面臨著節(jié)約能源、降低碳排放、安全等幾大考驗，因 此新能源車，尤其純電動汽車汽車技術(shù)發(fā)展迅猛。純電動汽車的電控單元主要由線纜、充電 器、電池管理系統(tǒng)、電機(jī)控制單元及電機(jī)、DC/DC變換器、整車儀表、診斷接口、故障診斷儀、 電動空調(diào)逆變器、電動助力逆變器組成(見圖1)，其中電機(jī)、電機(jī)控制單元與速度位置傳 感器、電機(jī)溫度傳感器構(gòu)成電動汽車動力總成單元，電機(jī)控制單元是由接口電路、電壓傳感 器、電流傳感器、電機(jī)控制單元溫度傳感器、檢測電路、控制電路、驅(qū)動電路、IGBT逆變橋、電 源電路和直流母線電容組成(見圖2) ；IGBT逆變橋與電機(jī)相連，速度位置傳感器、電機(jī)溫度 傳感器與接口電路相連，所述的電流傳感器是用來監(jiān)測電機(jī)三相電流，速度傳感器用來提 供電機(jī)的速度和電機(jī)轉(zhuǎn)子位置信息。電機(jī)控制單元通常采用空間矢量運算控制策略，該控 制策略需要獲得電流信息和速度信息，才能實現(xiàn)控制策略。一旦電流傳感器出現(xiàn)故障，電機(jī) 控制單元將無法控制電機(jī)運行，帶來安全隱患，引發(fā)嚴(yán)重的交通事故。因此，因此如何對監(jiān) 測故障、建設(shè)故障處理機(jī)制、讀出故障信息，對于電動汽車尤為關(guān)鍵。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是出于對電動汽車的可靠性和安全性的考慮，提供一種 電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，以便出現(xiàn)故障時提醒駕駛?cè)藛T， 并對系統(tǒng)進(jìn)行有效控制，確保行車安全。本發(fā)明涉及的一種電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其步 驟如下1、故障檢測及分類電機(jī)控制單元利用自身的檢測電路采集電流傳感器輸出電壓幅值，檢測電流傳感 器的電氣故障；電機(jī)控制單元對故障類型進(jìn)行分類，分別為無故障信息；有故障信息；2、故障處理無故障信息時，電機(jī)控制單元按照空間矢量控制策略使動力總成系統(tǒng)完好運行， 為正常工作模式；有故障時，電機(jī)控制單元判斷電流傳感器是過流故障還是短路故障或是 斷路故障并給出警告信息，當(dāng)電流傳感器是短路或斷路故障時，電機(jī)控制單元給出警告信 息并進(jìn)入VVVF控制模式，通過改變加在電機(jī)上的電壓、頻率的大小，實現(xiàn)電機(jī)的粗略的速 度控制和扭矩控制，使車速最高速度限制在設(shè)定值以下，整車進(jìn)入跛行回家模式；當(dāng)電流傳 感器是過流故障時，電機(jī)控制單元將進(jìn)入降功率模式，降低動力總成系統(tǒng)輸出扭距，動力總 成系統(tǒng)以部分負(fù)荷狀態(tài)繼續(xù)運行。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，所述的有故障信息指電流傳感器線路斷路、電機(jī)傳感器線路短路、電機(jī)直流過流和電機(jī)過流。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，出現(xiàn)故障時維修 人員或者駕駛?cè)藛T用手持故障診斷儀與電機(jī)控制單元通過CAN2. 0協(xié)議連接，可以讀出故 障信息，檢測出電機(jī)控制單元故障發(fā)生部位及類型，對失效電流傳感器進(jìn)行更換以及相應(yīng) 電路排除故障；維修完畢后，用手持故障診斷儀發(fā)送相應(yīng)的清碼命令進(jìn)行操作，以將電機(jī)控 制單元內(nèi)部儲存故障信息的區(qū)域地址進(jìn)行擦除。以便于汽車出現(xiàn)故障時候，提醒駕駛?cè)藛T， 并利于車輛維修人員判斷故障所在，有效防止故障造成的損失進(jìn)一步擴(kuò)大，確保行車安全。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，發(fā)生故障時，電 機(jī)控制單元根據(jù)電流傳感器的信號電壓幅值大小，判斷電壓是否高于設(shè)定的上限電壓，如 果高于該上限電壓，控制單元認(rèn)為傳感器線路開路，相應(yīng)故障為斷路故障；如果低于設(shè)定的 下限電壓，電機(jī)控制單元認(rèn)為傳感器信號線對地短路，相應(yīng)故障為短路故障；如果電流傳感 器的信號電壓幅值在設(shè)定的過流電壓和上限電壓之間，相應(yīng)故障為過流故障。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，發(fā)生斷路故障或 短路故障時給出警告信息是指通過電機(jī)控制單元發(fā)送報警信息至整車儀表，使整車儀表的 故障指示燈點亮，同時故障信息被電機(jī)控制單元記錄。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，跛行回家模式時 車速最高速度的設(shè)定值是50KM/小時。上述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，當(dāng)電流傳感器出 現(xiàn)過流故障時，通過電機(jī)控制單元降低動力總成系統(tǒng)輸出扭矩至電機(jī)最大輸出扭矩不高于 額定扭矩的80%。本發(fā)明的有益效果是基于安全第一的原則采用兩種控制策略，分別為空間矢量 控制策略和VVVF電機(jī)控制策略?？臻g矢量控制策略通過采集電流、速度信息，可以精確控 制電機(jī)控制單元扭矩及速度輸出大小，該模式是電機(jī)控制單元正常工作模式；VVVF電機(jī)控 制策略通過改變加在電機(jī)上的電壓、頻率的大小，實現(xiàn)電機(jī)的粗略的速度控制和扭矩控制。 針對電動汽車對行駛安全高要求，對于電動汽車的動力總成系統(tǒng)(含電機(jī)和電機(jī)控制單 元)一旦出現(xiàn)電流傳感器故障，采用合理的處理機(jī)制，避免了車輛行駛過程中會導(dǎo)致車輛 突然停下帶來的巨大安全隱患，從而最大限度保護(hù)乘員和汽車的安全。


圖1是現(xiàn)有電動汽車電控單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是現(xiàn)有電動汽車動力總成單元結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明的控制流程圖。
具體實施例方式如圖所示，該電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法如下1、故障檢測及分類電機(jī)控制單元利用自身的檢測電路采集電流傳感器輸出電壓幅值，檢測電流傳感 器的電氣故障；電機(jī)控制單元對故障類型進(jìn)行分類，分別為無故障信息；有故障信息，指 電流傳感器線路斷路、電機(jī)傳感器線路短路、電機(jī)直流過流和電機(jī)過流。
2、故障處理無故障信息時，電機(jī)控制單元按照空間矢量控制策略使動力總成系統(tǒng)完好運行， 為正常工作模式；電流傳感器發(fā)生故障時，電機(jī)控制單元利用自身的檢測電路采集電流傳感器輸出 電壓i，電流傳感器將電路的電流信號轉(zhuǎn)化為模擬電壓信號，正常情況下電壓輸出值在一定 范圍之內(nèi)，該范圍可以進(jìn)行設(shè)定。通過判斷電流傳感器的信號電壓、幅值大小，判斷電壓是 否高于設(shè)定的上限電壓iop (即正常范圍的最大值，比如4. 5V)，如果高于該上限電壓，控制 單元認(rèn)為電流傳感器線路開路，相應(yīng)故障為斷路故障；如果低于設(shè)定的下限電壓is(即正 常范圍的最小值，比如0. 5V)，電機(jī)控制單元認(rèn)為電流傳感器信號線對地短路，相應(yīng)故障為 短路故障；如果電流傳感器的信號電壓幅值在設(shè)定的過流電壓和上限電壓之間，相應(yīng)故障 為過流故障。當(dāng)電流傳感器出現(xiàn)短路或斷路故障被檢測后，電機(jī)控制單元發(fā)送報警信息至整車 儀表，使整車儀表相應(yīng)的故障指示燈點亮，同時故障信息被電機(jī)控制單元記錄，電機(jī)控制單 元將進(jìn)入VVVF控制模式，通過改變加在電機(jī)上的電壓、頻率的大小，實現(xiàn)電機(jī)的粗略的速 度控制和扭矩控制，使車速最高速度限制在設(shè)定值以內(nèi)，本實施例指50KM/小時以下(包括 50KM/小時)，整車(電機(jī)控制單元和電機(jī))進(jìn)入跛行回家模式；當(dāng)電流傳感器出現(xiàn)過流故障，電機(jī)控制單元將降低動力總成系統(tǒng)扭矩輸出，使電 機(jī)最大輸出扭矩不高于額定扭矩的80%，動力總成系統(tǒng)以部分負(fù)荷狀態(tài)繼續(xù)運行(整個動 力總成系統(tǒng)僅能工作在部分負(fù)荷狀態(tài))，保證車輛可以繼續(xù)行駛。3、需要進(jìn)行維護(hù)維修時，維修人員或者駕駛?cè)藛T通過基于CAN總線協(xié)議的CAN2. 0 協(xié)議的手持故障診斷儀，根據(jù)整車儀表的故障顯示可以讀出故障信息，檢測出電機(jī)控制單 元故障發(fā)生部位及類型，對失效傳感器或者執(zhí)行器進(jìn)行更換以及相應(yīng)電路排除故障；維修完畢后，用手持故障診斷儀發(fā)送相應(yīng)的清碼命令進(jìn)行操作，以將電機(jī)控制單 元內(nèi)部儲存故障信息的區(qū)域地址進(jìn)行擦除。
權(quán)利要求
一種電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其特征是1.1故障檢測及分類電機(jī)控制單元利用自身的檢測電路采集電流傳感器輸出電壓幅值，檢測電流傳感器的電氣故障；電機(jī)控制單元對故障類型進(jìn)行分類，分別為無故障信息；有故障信息；1.2、故障處理無故障信息時，電機(jī)控制單元按照空間矢量控制策略使動力總成系統(tǒng)完好運行，為正常工作模式；有故障時，電機(jī)控制單元判斷電流傳感器是過流故障還是短路故障或是斷路故障并給出警告信息，當(dāng)電流傳感器是短路或斷路故障時，電機(jī)控制單元給出警告信息并進(jìn)入VVVF控制模式，通過改變加在電機(jī)上的電壓、頻率的大小，實現(xiàn)電機(jī)的粗略的速度控制和扭矩控制，使車速最高速度限制在設(shè)定值以下，整車進(jìn)入跛行回家模式；當(dāng)電流傳感器是過流故障時，電機(jī)控制單元將進(jìn)入降功率模式，降低動力總成系統(tǒng)輸出扭距，動力總成系統(tǒng)以部分負(fù)荷狀態(tài)繼續(xù)運行。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其 特征是有故障信息指。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法， 其特征是出現(xiàn)故障時維修人員或者駕駛?cè)藛T用手持故障診斷儀與電機(jī)控制單元通過 CAN2. O協(xié)議連接，可以讀出故障信息，檢測出電機(jī)控制單元故障發(fā)生部位及類型，對失效電 流傳感器進(jìn)行更換以及相應(yīng)電路排除故障；維修完畢后，用手持故障診斷儀發(fā)送相應(yīng)的清 碼命令進(jìn)行操作，以將電機(jī)控制單元內(nèi)部儲存故障信息的區(qū)域地址進(jìn)行擦除。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其 特征是發(fā)生故障時，電機(jī)控制單元根據(jù)電流傳感器的信號電壓幅值大小，判斷電壓是否高 于設(shè)定的上限電壓，如果高于該上限電壓，控制單元認(rèn)為傳感器線路開路，相應(yīng)故障為斷路 故障；如果低于設(shè)定的下限電壓，電機(jī)控制單元認(rèn)為傳感器信號線對地短路，相應(yīng)故障為短 路故障；如果電流傳感器的信號電壓幅值在設(shè)定的過流電壓和上限電壓之間，相應(yīng)故障為 過流故障。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其 特征是發(fā)生斷路故障或短路故障時給出警告信息是指通過電機(jī)控制單元發(fā)送報警信息至 整車儀表，使整車儀表的故障指示燈點亮，同時故障信息被電機(jī)控制單元記錄。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其 特征是跛行回家模式時車速最高速度的設(shè)定值是50KM/小時。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其 特征是當(dāng)電流傳感器出現(xiàn)過流故障時，通過電機(jī)控制單元降低動力總成系統(tǒng)輸出扭矩至 電機(jī)最大輸出扭矩不高于額定扭矩的80%。
全文摘要
一種電動汽車電機(jī)控制單元電流傳感器故障檢測及處理方法，其步驟如下故障檢測及分類；故障處理，無故障信息時，電機(jī)控制單元按照空間矢量控制策略使動力總成系統(tǒng)完好運行；有故障時，電機(jī)控制單元判斷電流傳感器是過流、短路或斷路故障并給出警告信息，當(dāng)是短路或斷路故障時，電機(jī)控制單元給出警告信息并進(jìn)入VVVF控制模式，使車速最高速度限制在設(shè)定值以下，整車進(jìn)入跛行回家模式；當(dāng)是過流故障時，電機(jī)控制單元將進(jìn)入降功率模式，降低動力總成系統(tǒng)輸出扭距，動力總成系統(tǒng)以部分負(fù)荷狀態(tài)繼續(xù)運行；本發(fā)明基于安全第一的原則采用兩種控制策略，避免了車輛行駛過程中會導(dǎo)致車輛突然停下帶來的巨大安全隱患，最大限度保護(hù)乘員和汽車的安全。
文檔編號B60L3/00GK101850723SQ201010166030
公開日2010年10月6日 申請日期2010年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2010年4月30日
發(fā)明者劉杰, 呂香奮, 張偉, 李興全, 琚龍 申請人:錦州海伯倫汽車電子有限公司