用于診斷車輛電動機性能的設(shè)備及其方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及用于診斷車輛的電動機性能的設(shè)備及其方法，并且更具體地，涉及診 斷車輛（諸如混合動力車輛、電動車輛、燃料電池車輛等）中生成驅(qū)動力的電動機的性能的 技術(shù)。
【背景技術(shù)】
[0002] -般地，混合動力車輛指的是通過有效組合兩個或更多個動力源來獲得驅(qū)動力的 車輛。然而在大多數(shù)情況下，混合動力車輛指的是通過使用燃料（例如，汽油）獲得驅(qū)動 力的發(fā)動機和由電池電力驅(qū)動的電動機來獲得驅(qū)動力的車輛。這稱為混合動力電動車輛 (HEV)?；旌蟿恿﹄妱榆囕v（在下文中簡稱為混合動力車輛）可形成各種使用發(fā)動機和電 動機作為動力源的結(jié)構(gòu)。由于混合動力車輛可同時使用機械能和電能，所以其因為改善的 能效已廣泛用于車輛等。
[0003] 用于診斷電動機異常（例如，故障或錯誤）的相關(guān)技術(shù)披露了通過從電動機內(nèi)旋 轉(zhuǎn)軸周圍采集噪聲信息、然后將噪聲信息與預(yù)存儲的異常噪聲信息進行比較，來診斷電動 機異常的存在。然而，上述技術(shù)會易受周圍噪聲影響，并且當(dāng)所記錄的噪聲沒有發(fā)生改變 時，即使電動機中存在異常，也可能仍舊不能診斷電動機內(nèi)的異常。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004] 本發(fā)明的一個方面提供一種設(shè)備及其方法，由于在混合動力車輛、電動車輛、燃料 電池車輛等中生成驅(qū)動力的電動機一般與磁通量強相關(guān)，因此該設(shè)備及其方法可通過監(jiān)控 電動機的磁通量來診斷車輛的電動機性能。
[0005] 本發(fā)明的另一方面提供一種用于診斷車輛的電動機性能的設(shè)備。該設(shè)備及其方法 可通過在預(yù)定診斷條件下計算電動機的磁通量、然后確定所計算的電動機磁通量是否包括 在預(yù)定范圍內(nèi)來診斷性能。
[0006] 根據(jù)本發(fā)明的示例性實施例，用于診斷車輛的電動機性能的設(shè)備可包括：診斷指 示單元，其配置成指示電動機的有效性診斷；電壓檢測器，其配置成檢測可響應(yīng)于來自診斷 指示單元的診斷指令輸入到電動機的D軸電壓（V d)和Q軸電壓（Vq);角速度采集器，其配 置成基于來自診斷指示單元的診斷指令采集電動機角速度（ω);電動機磁通量計算器，其 配置成基于D軸電壓、Q軸電壓和電動機角速度計算電動機磁通量（Ut f);以及有效性確定 器，其配置成確定有效性（例如，當(dāng)所計算的電動機磁通量在預(yù)定范圍內(nèi)時）。
[0007] 根據(jù)本發(fā)明的另一示例性實施例，用于診斷車輛的電動機性能的方法可包括：通 過診斷指示單元指示電動機的有效性診斷；通過電壓檢測器檢測可響應(yīng)于診斷指令輸入到 電動機的D軸電壓（V d)和Q軸電壓（Vq);通過角速度采集器響應(yīng)于診斷指令采集電動機角 速度（ω);通過電動機磁通量計算器基于D軸電壓、Q軸電壓和電動機角速度計算電動機磁 通量（V f);以及當(dāng)所計算的電動機磁通量在預(yù)定范圍內(nèi)時，通過有效性確定器確定有效性 存在。
【附圖說明】
[0008] 本發(fā)明的上述和其他目的、特征和優(yōu)點結(jié)合附圖從以下詳細(xì)描述中將更加顯而易 見。
[0009] 圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的系統(tǒng)的示例性 配置圖；
[0010] 圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的系統(tǒng)的示例性 詳細(xì)配置圖；
[0011] 圖3是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的設(shè)備的示例性 配置圖；
[0012] 圖4是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的診斷指示單元的示例性配置圖；
[0013] 圖5是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的診斷電動機性能的時序的示例性圖示；
[0014] 圖6是表示根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的診斷電動機性能的時序的另一示例性圖 示；以及
[0015] 圖7是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的方法的示例性 流程圖。
[0016] 附圖標(biāo)記列表
[0017] 110:電動機
[0018] 120:電動機位置傳感器
[0019] 130 ：MCU
[0020] 270 :診斷設(shè)備
[0021] 310:診斷指示單元
[0022] 320 :電壓檢測器
[0023] 330 :角速度采集器
[0024] 340 :電動機磁通量計算器
[0025] 350 :有效性確定器
[0026] 311 :扭矩檢測器
[0027] 312:電流檢測器
[0028] 313 :角速度采集器
[0029] 314 :指令確定器
【具體實施方式】
[0030] 應(yīng)當(dāng)理解，本文所使用的術(shù)語"車輛"或"車輛的"或其他類似術(shù)語總體上包括機動 車輛，例如包括運動型多用途汽車（SUV)的乘用車、公共汽車、卡車、各種商用車輛、包括各 種船只和船舶的水運工具、航空器，等等，并且還包括混合動力車輛、電動車輛、插入式混合 動力電動車輛、氫動力車輛，以及其他代用燃料車輛（例如，得自石油之外的資源的燃料）。 如在此提到，混合動力車輛是具有兩個或更多個動力源的車輛，例如同時具備汽油動力和 電動力的車輛。
[0031] 盡管示例性實施例描述為使用多個單元執(zhí)行示例性過程，但應(yīng)理解示例性過程也 可以由一個或多個模塊執(zhí)行。另外，應(yīng)當(dāng)理解，術(shù)語控制器是指包括存儲器和處理器的硬件 裝置。存儲器配置成存儲模塊，并且處理器具體配置成執(zhí)行所述模塊以執(zhí)行在下面進一步 描述的一個或多個過程。
[0032] 此外，本發(fā)明的控制邏輯可以實施為計算機可讀媒介上的非暫時性計算機可讀介 質(zhì)，其包含由處理器、控制器等執(zhí)行的可執(zhí)行程序指令。計算機可讀介質(zhì)的示例包括但不限 于ROM、RAM、壓縮光盤（CD)-ROM、磁帶、軟盤、閃存驅(qū)動器、智能卡和光數(shù)據(jù)存儲裝置。所述 計算機可讀記錄介質(zhì)還可以分布在聯(lián)網(wǎng)計算機系統(tǒng)中，因此計算機可讀介質(zhì)以分布方式例 如通過遠(yuǎn)程信息處理服務(wù)器或控制器區(qū)域網(wǎng)絡(luò)（CAN)存儲和執(zhí)行。
[0033] 在此使用的術(shù)語僅用于描述特定實施例，并不意圖限制本發(fā)明。在此使用的單數(shù) 形式"一個"、"一"和"該"意圖同樣包括復(fù)數(shù)形式，除非上下文以其他方式另有明確表示。 應(yīng)進一步理解，術(shù)語"包括"和/或"包含"，在本說明書中使用時，指存在所述特征、整數(shù)、步 驟、操作、元素和/或部件，但不排除一個或多個其他特征、整數(shù)、步驟、操作、元素、部件和/ 或其集合的存在或添加。在此使用的術(shù)語"和/或"包括列出的相關(guān)條目中的一個或多個 的任何與全部組合。
[0034] 除非特別說明或從上下文可以顯見之外，在此使用的術(shù)語"大約"應(yīng)理解為在本領(lǐng) 域中正常公差的范圍內(nèi)，例如在平均值的2個標(biāo)準(zhǔn)差內(nèi)。"大約"可理解為在所述值的10%、 9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%或0· 01% 內(nèi)。除非從上下文 可以另外顯見，否則在此提供的全部數(shù)值都由術(shù)語"大約"修飾。
[0035] 下文將參考附圖詳細(xì)描述本發(fā)明的示例性實施例。
[0036] 圖1是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的系統(tǒng)的示例性 配置圖。如圖1所示，用于診斷電動機性能的系統(tǒng)可包括電動機110、電動機位置傳感器 120、電動機控制單元（MCU) 130、高壓電池140、主繼電器150和電容器160。診斷系統(tǒng)可用 于混合動力車輛、電動車輛、燃料電池車輛等。
[0037] 首先，電動機110可響應(yīng)于MCU 130的控制而操作。MCU 130可包括配置成將直 流（DC)轉(zhuǎn)變成具有可變頻率和可變電壓的交流（AC)的逆變器，以及配置成調(diào)整電流和電 壓的控制器。電動機位置傳感器120可以是解析器。例如，電動機位置傳感器120可配置 成向MCU 130傳輸關(guān)于電動機110的旋轉(zhuǎn)位置信息，并且MCU 130可配置成基于該旋轉(zhuǎn)位 置信息控制有待施加到電動機110的電流和電壓。
[0038] 圖2是根據(jù)本發(fā)明示例性實施例的用于診斷車輛的電動機性能的系統(tǒng)的示例性 詳細(xì)配置圖。具體地，圖2是配置成操作電動機的MCU 130中的控制器的示例性電路圖。參 考圖2，MCU 130的控制器可包括電流指令發(fā)生器210、電流控制器220、軸變換器230、脈寬 調(diào)制（PffM)發(fā)生器240、PffM逆變器250、角速度檢測器260以及配置成診斷電動機性能的 診斷設(shè)備270。當(dāng)從上層控制器（未示出）接收到扭矩指令和速度指令時，電流指令發(fā)生器 210可配置成生成D-Q軸電流指令，并且電流控制器220可配置成執(zhí)行電流控制，使得逆變 器電流遵循電流指令。軸變換器230可配置成將D-Q軸電流變換成三相電流或?qū)⑷嚯娏?變換成D-Q軸電流，PffM發(fā)生器240可配置成基于電流指令將PffM開關(guān)信號傳遞到PffM逆 變器250,并且PffM逆變器250可配置成基于PffM開關(guān)信號控制電動機110。角速度檢測器 260可配置成使用來自電動機位置傳感器120的位置信息周