本發(fā)明涉及車輛技術(shù)領(lǐng)域，特別是指一種采樣回路的故障檢測處理方法、裝置、電機控制器及車輛。

背景技術(shù)：

面對日趨嚴峻的能源與環(huán)境問題，節(jié)能與新能源汽車正成為當前各國研究的熱點，世界主要國家的政府都投入了大量人力物力開展相關(guān)的研發(fā)工作，大力發(fā)展節(jié)能與新能源汽車對于實現(xiàn)全球可持續(xù)發(fā)展、保護人類賴以生存的地球環(huán)境具有重要意義。在我國，節(jié)能與新能源汽車得到了政府和工業(yè)界的高度重視，并將其定為戰(zhàn)略性新興產(chǎn)業(yè)之一。發(fā)展節(jié)能與新能源汽車，尤其是具有零污染、零排放的純電動汽車，不僅對我國能源安全、環(huán)境保護具有重大意義，同時也是我國汽車領(lǐng)域今后發(fā)展的趨勢。

純電動汽車通過電機驅(qū)動車輪實現(xiàn)車輛行駛，電機驅(qū)動及控制對整車性能影響重大，為此成為國內(nèi)外各大純電動汽車廠商研究的重點。隨著永磁材料、電力電子技術(shù)、控制理論、電機制造以及信號處理硬件的發(fā)展，永磁同步電機(pmsm)得到了普遍應(yīng)用，永磁同步電動機由于具有高效率、高輸出轉(zhuǎn)矩、高功率密度以及良好的動態(tài)性能等優(yōu)點，目前成為純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)的主流。

整車控制器、電機控制器和電池管理系統(tǒng)是純電動汽車的三大控制系統(tǒng)，一般來說，由整車控制器根據(jù)檔位信息、加速踏板開度以及動力電池狀態(tài)等計算出各工況下的駕駛員需求扭矩，經(jīng)過平滑、限制等環(huán)節(jié)后得到扭矩命令；電機控制器則根據(jù)整車控制器的扭矩命令，通過一定的控制方法對驅(qū)動電機進行控制，保證電機實際輸出扭矩對命令扭矩的準確跟隨，從而實現(xiàn)驅(qū)動車輛行駛的功能；除此之外電機控制器還向整車控制器反饋狀態(tài)信息，包括工作狀態(tài)與故障狀態(tài)，根據(jù)電機控制器的反饋信息整車控制器執(zhí)行相應(yīng)的控制邏輯，如故障保護、儀表顯示(儀表顯示電機轉(zhuǎn)速、工作電流、電機系統(tǒng)故障狀態(tài)等)、功率輸出計算等。

對于純電動汽車，在行駛過程中其唯一的能量來源于高壓動力電池，動力電池提供直流電源，電機控制器利用動力電池輸出的直流電作為電源來保證驅(qū)動系統(tǒng)的功能實現(xiàn)。電機控制器在工作過程中會對其輸入端的電流進行檢測，該電流將用于電機系統(tǒng)保護限制(過流保護、扭矩限制等)、儀表顯示、驅(qū)動系統(tǒng)消耗功率計算、整車能量管理、動力電池過流保護等控制邏輯的執(zhí)行?？紤]到準確有效的獲得電機控制器輸入端直流母線電流是保證整車各項控制邏輯正常執(zhí)行的前提，因此針對電機控制器直流母線電流設(shè)計相應(yīng)的故障檢測及處理機制是必要的。

但是，現(xiàn)有技術(shù)中并不能夠主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理，為此在使用上帶來諸多不便。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的在于提供一種采樣回路的故障檢測處理方法、裝置、電機控制器及車輛，解決現(xiàn)有技術(shù)中無法主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理的問題。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供一種采樣回路的故障檢測處理方法，應(yīng)用于電機控制器，包括：

獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；

根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

在所述故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；

將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)。

可選的，所述根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果的步驟包括：

將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較；

根據(jù)比較結(jié)果得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

所述第一電壓閾值小于所述第二電壓閾值。

可選的，在所述將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較之前，所述故障檢測處理方法還包括：

根據(jù)所述電流傳感器的上限檢測閾值，得到所述第二電壓閾值；

根據(jù)所述電流傳感器的下限檢測閾值，得到所述第一電壓閾值。

可選的，在所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值之前，所述故障檢測處理方法還包括：

獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值；

所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值的步驟包括：

在獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值。

可選的，在所述獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值之后，所述故障檢測處理方法還包括：

在未獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制。

可選的，所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值包括：當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值。

可選的，所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值的步驟包括：

根據(jù)當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值，得到電機控制器的當前效率；

根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值。

可選的，所述根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值的步驟，采用如下公式：

其中，imcu表示電流估算值，n表示當前電機轉(zhuǎn)速值，tq表示當前輸出扭矩值，ηmcu(n,tq)表示電機控制器的當前效率，umcu表示電流傳感器的電壓值。

可選的，在所述將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)的同時或之后，所述故障檢測處理方法還包括：

執(zhí)行第二提醒操作。

本發(fā)明還提供了一種采樣回路的故障檢測處理裝置，應(yīng)用于電機控制器，包括：

第一獲取模塊，用于獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；

第一處理模塊，用于根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

第二處理模塊，用于在所述故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；

發(fā)送模塊，用于將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)。

可選的，所述第一處理模塊包括：

比較子模塊，用于將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較；

第一處理子模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

所述第一電壓閾值小于所述第二電壓閾值。

可選的，所述故障檢測處理裝置還包括：

第三處理模塊，用于在所述將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較之前，根據(jù)所述電流傳感器的上限檢測閾值，得到所述第二電壓閾值；

第四處理模塊，用于根據(jù)所述電流傳感器的下限檢測閾值，得到所述第一電壓閾值。

可選的，所述故障檢測處理裝置還包括：

第二獲取模塊，用于在所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值之前，獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值；

所述第二處理模塊包括：

第二處理子模塊，用于在獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值。

可選的，所述故障檢測處理裝置還包括：

第五處理模塊，用于在所述獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值之后，在未獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制。

可選的，所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值包括：當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值。

可選的，所述第二處理模塊包括：

第三處理子模塊，用于根據(jù)當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值，得到電機控制器的當前效率；

第四處理子模塊，用于根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值。

可選的，所述第四處理子模塊采用如下公式：

其中，imcu表示電流估算值，n表示當前電機轉(zhuǎn)速值，tq表示當前輸出扭矩值，ηmcu(n,tq)表示電機控制器的當前效率，umcu表示電流傳感器的電壓值。

可選的，所述故障檢測處理裝置還包括：

執(zhí)行模塊，用于在所述將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)的同時或之后，執(zhí)行第二提醒操作。

本發(fā)明還提供了一種電機控制器，包括：上述的采樣回路的故障檢測處理裝置。

本發(fā)明還提供了一種車輛，包括：上述的電機控制器。

本發(fā)明的上述技術(shù)方案的有益效果如下：

上述方案中，所述采樣回路的故障檢測處理方法通過獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；根據(jù)電壓值得到電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；能夠?qū)崿F(xiàn)對采樣回路故障(包括采樣回路對地短路故障、采樣回路對電源短路故障以及采樣回路斷路故障)的有效檢測；

并且在故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；將電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)；能夠?qū)崿F(xiàn)對電機控制器輸入端直流母線電流的有效估算，當發(fā)生電機控制器直流母線電流采樣回路故障后利用估算值繼續(xù)保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行，在保證安全行車的前提下盡可能的對駕駛員的駕駛感受進行保護，盡量使駕駛員不因該故障而降低駕駛感受；很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理的問題。

此外，本發(fā)明實施例提供的方案簡便易行、易于實現(xiàn)，同時不會額外增加電機控制器的制造成本，具有良好的推廣價值。

附圖說明

圖1為本發(fā)明實施例一的采樣回路的故障檢測處理方法流程示意圖；

圖2為本發(fā)明實施例的控制系統(tǒng)構(gòu)架示意圖；

圖3為本發(fā)明實施例的電機控制器直流母線電流采集電路示意圖；

圖4為本發(fā)明實施例的采樣回路的故障檢測流程示意圖；

圖5為本發(fā)明實施例的電機控制器的當前效率獲取示意圖；

圖6為本發(fā)明實施例的采樣回路的故障處理流程示意圖；

圖7為本發(fā)明實施例二的采樣回路的故障檢測處理裝置結(jié)構(gòu)示意圖。

具體實施方式

為使本發(fā)明要解決的技術(shù)問題、技術(shù)方案和優(yōu)點更加清楚，下面將結(jié)合附圖及具體實施例進行詳細描述。

本發(fā)明針對現(xiàn)有的技術(shù)中無法主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理的問題，提供了多種解決方案，具體如下：

實施例一

如圖1所示，本發(fā)明實施例一提供一種采樣回路的故障檢測處理方法，可應(yīng)用于電機控制器，所述故障檢測處理方法包括：

步驟11：獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；

步驟12：根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

步驟13：在所述故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；

步驟14：將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例一提供的所述采樣回路的故障檢測處理方法通過獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；根據(jù)電壓值得到電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；能夠?qū)崿F(xiàn)對采樣回路故障(包括采樣回路對地短路故障、采樣回路對電源短路故障以及采樣回路斷路故障)的有效檢測；

并且在故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；將電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)；能夠?qū)崿F(xiàn)對電機控制器輸入端直流母線電流的有效估算，當發(fā)生電機控制器直流母線電流采樣回路故障后利用估算值繼續(xù)保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行，在保證安全行車的前提下盡可能的對駕駛員的駕駛感受進行保護，盡量使駕駛員不因該故障而降低駕駛感受；很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理的問題。

此外，本發(fā)明實施例提供的方案簡便易行、易于實現(xiàn)，同時不會額外增加電機控制器的制造成本，具有良好的推廣價值。

具體的，所述根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果的步驟包括：將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較；根據(jù)比較結(jié)果得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；所述第一電壓閾值小于所述第二電壓閾值。

進一步的，在所述將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較之前，所述故障檢測處理方法還包括：根據(jù)所述電流傳感器的上限檢測閾值，得到所述第二電壓閾值；根據(jù)所述電流傳感器的下限檢測閾值，得到所述第一電壓閾值。

也就是，第一電壓閾值和第二電壓閾值的選取考慮了電流傳感器(電機控制器直流母線電流傳感器)的檢測區(qū)間，本實施例中，優(yōu)選小于第一電壓閾值和大于第二電壓閾值的電壓區(qū)間不是電流傳感器正常反饋電流信號的有效區(qū)間。

考慮到本實施例中驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值在異常情況下無法獲取，因此，在所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值之前，所述故障檢測處理方法還包括：獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值；

對應(yīng)的，所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值的步驟包括：在獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值。

進一步的，在所述獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值之后，所述故障檢測處理方法還包括：在未獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制。

具體的，所述在未獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制的步驟包括：在電機當前輸出扭矩計算失效和/或直流母線電壓異常時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制。

其中的第一提醒操作可為：儀表停止顯示驅(qū)動系統(tǒng)工作電流；鳴報警音；點亮儀表驅(qū)動系統(tǒng)故障燈，同時儀表文字提示駕駛員：驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障，動力輸出將受到限制，請安全駕駛并盡快對車輛進行檢修；對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制，其中最高車速限制為15km/h，驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制為額定功率的30％。

本實施例中，所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值包優(yōu)選括：當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值。

具體的，所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值的步驟包括：根據(jù)當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值，得到電機控制器的當前效率；根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值。

更具體的，所述根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值的步驟，采用如下公式：

其中，imcu表示電流估算值，n表示當前電機轉(zhuǎn)速值，tq表示當前輸出扭矩值，ηmcu(n,tq)表示電機控制器的當前效率，umcu表示電流傳感器的電壓值。

進一步的，本實施例中，在所述將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)的同時或之后，所述故障檢測處理方法還包括：執(zhí)行第二提醒操作。

其中，第二提醒操作可為：點亮故障燈，進行儀表提示。

下面對本發(fā)明實施例提供的所述采樣回路的故障檢測處理方法進行進一步說明。

針對上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例提供了一種采樣回路的故障檢測處理方法(可以具體為純電動汽車電機控制器直流母線電流采樣回路故障的檢測及處理方法)，其中通過合理設(shè)計電流傳感器信號采集電路實現(xiàn)了對采樣回路故障(包括采樣回路對地短路故障、采樣回路對電源短路故障以及采樣回路斷路故障)的有效檢測；

在此基礎(chǔ)上給出了一種與傳統(tǒng)的被動故障處理措施不同的故障處理方案：本發(fā)明根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)當前狀態(tài)(驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，包括當前電機轉(zhuǎn)速值、當前輸出扭矩值)實現(xiàn)了對電機控制器輸入端直流母線電流的有效估算，當發(fā)生電機控制器直流母線電流采樣回路故障后，利用估算值繼續(xù)保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行，在保證安全行車的前提下盡可能的對駕駛員的駕駛感受進行保護，盡量使駕駛員不因該故障而降低駕駛感受。

考慮到本發(fā)明提供的方案具有簡便易行、易于實現(xiàn)的特點，同時不會額外增加電機控制器的制造成本，因此具有良好的推廣價值。

下面對本發(fā)明實施例提供的方案分為三部分進行詳細介紹。

第一部分，控制系統(tǒng)構(gòu)架。

本發(fā)明實施例提供的采樣回路的故障檢測處理方法可適用于具有如圖2所示的控制系統(tǒng)構(gòu)架的車輛。

在圖2所示的控制構(gòu)架(包括整車控制器、電池管理系統(tǒng)、電機控制器、電機、儀表和其他附件)中，整車控制器可根據(jù)檔位、加速踏板開度(檔位、加速踏板、電動助力轉(zhuǎn)向系統(tǒng)eps、直流轉(zhuǎn)直流電源dc/dc、制動防抱死系統(tǒng)abs、空調(diào)系統(tǒng)等均歸為其它附件范疇)以及動力電池狀態(tài)等信息首先計算得到扭矩命令；電機控制器則根據(jù)該扭矩命令對驅(qū)動電機進行控制，使電機實際輸出扭矩快速、準確跟隨命令扭矩，從而實現(xiàn)車輛行駛功能。

在這個過程中，電機控制器向整車控制器與電池管理系統(tǒng)反饋其輸入端直流母線電流信息，其中，整車控制器利用該電流值進行儀表顯示、驅(qū)動系統(tǒng)消耗功率計算、整車能量管理邏輯的執(zhí)行；電池管理系統(tǒng)利用該值進行實現(xiàn)動力電池過流保護控制邏輯；而電機控制器則根據(jù)該電流進行對電機系統(tǒng)的限制保護，如過流保護、扭矩限制等。

第二部分，電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測方法。

(1)硬件電路實現(xiàn)

具體電機控制器直流母線電流采集電路如圖3所示，利用電流傳感器檢測電機控制器直流母線電流，其中電流傳感器反饋的電壓信號接入采集電路(圖中左側(cè)檢測點1處)中，電流傳感器的反饋的電壓信號根據(jù)直流母線電流的不同而變化，該信號經(jīng)過rc低通濾波(阻容濾波)后由電機控制內(nèi)部控制芯片進行a/d(模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換)采集(圖中右側(cè)檢測點2處)，忽略干擾的影響檢測點1與2處的電壓相等。得到電流傳感器的反饋電壓后通過查詢該電流傳感器的“電壓---電流”關(guān)系曲線后便可以獲得電機控制器輸入端直流母線電流值。

另外圖3所示的采集電路還用于電流采樣回路故障的檢測，具體通過檢測點2處a/d(模擬/數(shù)字信號轉(zhuǎn)換)采集電壓來進行判斷：

①發(fā)生采樣回路對電源短路故障

對電源短路對應(yīng)圖中1處的檢測點與電源短接，此時a/d采集到該點處的電壓值在電源電壓(vcc)附近；

②發(fā)生采樣回路對地短路故障

對地短路對應(yīng)圖中1處的檢測點與地短接，此時a/d采集到該點處的電壓值在0v附近；

③發(fā)生采樣回路斷路故障

斷路對應(yīng)圖中1處發(fā)生斷線故障，此時a/d采集到該點處的電壓值在電源電壓(vcc)附近；

以上便是采樣回路故障與檢測點電壓的關(guān)系。

(2)故障檢測流程

電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測方法具體如圖4所示，包括：

步驟41：判斷vc是否大于vh，若是，進入步驟43，若否，進入步驟42；

步驟42：判斷vc是否小于vl，若是，進入步驟43，若否，結(jié)束流程；

步驟43：判斷發(fā)生直流母線電流采樣回路故障。

其中，vc表示電機控制器采集到的直流母線電流傳感器的電壓信號；vh與vl分別表示電流采樣回路故障電壓閾值的上限與下限，其中vh＞vl。根據(jù)圖4所示邏輯，若母線電流采集信號vc不在[vl,vh]范圍內(nèi)則判斷該路采樣回路發(fā)生故障。

vh與vl的選取考慮了母線電流傳感器的檢測區(qū)間，即大于vh或小于vl的電壓區(qū)間不是電機控制器直流母線電流傳感器(電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器)正常反饋電流信號的有效區(qū)間；根據(jù)圖4所示的采集電路，當采集到的電流信號大于vh，則此時發(fā)生采樣回路對電源短路或采樣回路斷路故障，當電流信號小于vl時則發(fā)生采樣回路對地短路故障。

第三部分，電機控制器直流母線電流采樣回路的故障處理方法。

本發(fā)明提供的電機控制器直流母線電流采樣回路的故障處理方法通過估算的方式計算得到輸入端直流母線電流，該估算的電流值將用于保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行。該故障處理方法包括兩部分內(nèi)容，分別為輸入端直流母線電流估算與故障處理，下面分別進行介紹。

(1)電機控制器直流母線電流估算(獲取電機控制器輸入端直流母線的電流估算值)。

本發(fā)明實施例采用扭矩公式進行直流母線電流估算，具體如下：

式(1)中，imcu表示估算的輸入端直流母線電流(電流估算值)，n表示電機當前轉(zhuǎn)速(當前電機轉(zhuǎn)速值)，tq表示電機當前輸出扭矩(當前輸出扭矩值)，ηmcu(n,tq)表示電機控制器的當前效率，umcu表示當前的電機控制器輸入端直流母線電壓(電流傳感器的電壓值)。

純電動汽車驅(qū)動系統(tǒng)在工作過程中電機控制器及電機均會散發(fā)熱量，這部分能量對于扭矩的產(chǎn)生未產(chǎn)生作用，因此存在效率問題，該效率包括電機控制器效率與驅(qū)動電機兩部分，在本發(fā)明實施例中，為簡化問題將驅(qū)動系統(tǒng)效率全部放在電機控制器中，即電機的效率也劃入電機控制器的效率范疇。

驅(qū)動系統(tǒng)在工作過程中，其效率與當前的電機狀態(tài)有關(guān)，如在高轉(zhuǎn)速狀態(tài)下，由于電機控制器內(nèi)部絕緣柵雙極型晶體管igbt模塊開關(guān)頻率增大，此時會產(chǎn)生更多的開關(guān)損耗(igbt發(fā)熱量增大)；同樣，電機在大扭矩輸出的狀態(tài)下，由于電流增大電機本體會產(chǎn)生更多的熱量損耗。根據(jù)以上分析可以發(fā)現(xiàn)，驅(qū)動系統(tǒng)的效率與電機轉(zhuǎn)速、輸出扭矩強相關(guān)，為此本發(fā)明在式(1)中將電機控制器的當前效率ηmcu(n,tq)表示為電機當前轉(zhuǎn)速與電機當前輸出扭矩的函數(shù)，其獲得方式如5所示。

具體通過前期實車臺架試驗，獲得電機當前轉(zhuǎn)速、電機當前輸出扭矩與電機控制器效率之間的映射關(guān)系，將以上關(guān)系以表格的形式進行存儲(得到電機控制效率查詢表)，在實際應(yīng)用中，如圖5所示，通過電機當前轉(zhuǎn)速n與電機當前輸出扭矩tq可直接查詢得到電機控制器效率ηmcu(n,tq)，進而通過式(1)計算得到直流母線電流估算值imcu。

(2)故障處理流程

本發(fā)明提供的直流母線電流采樣回路的故障處理方法具體如圖6所示，包括：

步驟61：對電機控制器直流母線電流進行估算；

步驟62：判斷估算是否成功，若是，進入步驟63，若否，進入步驟64；

步驟63：故障處理方式1；

步驟64：故障處理方式2。

因為當發(fā)生電機控制器輸入端直流母線電流采樣回路故障，為保證整車控制策略正常執(zhí)行，需要對直流母線電流進行估算，根據(jù)式(1)，若要完成電流估算需要首先獲得以下幾個參數(shù)：電機當前轉(zhuǎn)速、電機當前輸出扭矩、電機控制器的當前效率以及電機控制器輸入端直流母線電壓，正常情況下以上參數(shù)均能夠有效獲得，但在異常狀態(tài)下則不能夠保證，如電機當前輸出扭矩計算失效、直流母線電壓異常等，為此本發(fā)明首先進行直流母線電流估算狀態(tài)判斷，若估算成功則采用故障處理方式1進行故障處理，若未估算成功則采用故障處理方式2進行故障處理，本發(fā)明根據(jù)故障所引起危害程度的不同對處理方式進行細化，這樣一來能夠在保證行車安全的前提下保證駕駛員的駕駛感受。

具體故障處理方式如下：

①故障處理方式1

考慮到這種情況下由于能夠獲得母線電流的估算值，利用該估算值整車控制策略能夠正常進行，不會對行車安全造成隱患，因此采用以下方式進行故障處理：

利用估算的電機控制器輸入端直流母線電流完成整車控制邏輯；點亮儀表驅(qū)動系統(tǒng)故障燈，同時儀表文字提示駕駛員：驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障，請安全駕駛并盡快對車輛進行檢修。

②故障處理方式2

此時由于不能夠正常估算得到電機控制器輸入端的直流母線電流，這將造成一些整車控制策略無法執(zhí)行(如，儀表不能夠顯示驅(qū)動系統(tǒng)電流值，整車的一些保護策略不能夠正常執(zhí)行等)，這將會對行車安全產(chǎn)生隱患，為此采用以下方式進行故障處理：

儀表停止顯示驅(qū)動系統(tǒng)工作電流；鳴報警音；點亮儀表驅(qū)動系統(tǒng)故障燈，同時儀表文字提示駕駛員：驅(qū)動系統(tǒng)發(fā)生故障，動力輸出將受到限制，請安全駕駛并盡快對車輛進行檢修；對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制，其中最高車速限制為15km/h，驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制為額定功率的30％。

通過以上措施來保證行車安全。

由上可知，本發(fā)明提供的方案通過合理設(shè)計電流傳感器信號采集電路實現(xiàn)了對采樣回路故障(包括采樣回路對地短路故障、采樣回路對電源短路故障以及采樣回路斷路故障)的有效檢測；

本發(fā)明實施例提供的方案中故障處理方式與傳統(tǒng)的被動故障處理措施不同，本方案根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)當前狀態(tài)(電機轉(zhuǎn)速、當前輸出扭矩)實現(xiàn)了對電機控制器輸入端直流母線電流的有效估算，當發(fā)生電機控制器直流母線電流采樣回路故障后利用估算值繼續(xù)保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行，在保證行車安全的前提下盡可能對駕駛員的駕駛感受進行保護，盡量使駕駛員不因該故障而降低駕駛樂趣；

本發(fā)明實施例提供的方案針對故障所引起危害程度的不同循序漸進的進行處理，通過儀表故障燈、儀表文字提示以及鳴報警音的方式對駕駛員進行提示，另外若該故障已經(jīng)對行車安全產(chǎn)生影響，則通過進一步的主動限制措施(包括限制車輛最高車速、限制驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率)來保證行車安全?？紤]到本方案具有簡便易行、易于實現(xiàn)的特點，同時不會額外增加電機控制器的制造成本，因此具有良好的推廣價值。

實施例二

如圖7所示，本發(fā)明實施例提供一種采樣回路的故障檢測處理裝置，可應(yīng)用于電機控制器，所述故障檢測處理裝置包括：

第一獲取模塊71，用于獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；

第一處理模塊72，用于根據(jù)所述電壓值得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；

第二處理模塊73，用于在所述故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；

發(fā)送模塊74，用于將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)。

本發(fā)明實施例二提供的所述采樣回路的故障檢測處理裝置通過獲取電機控制器直流母線電流采樣回路中的電流傳感器的電壓值；根據(jù)電壓值得到電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；能夠?qū)崿F(xiàn)對采樣回路故障(包括采樣回路對地短路故障、采樣回路對電源短路故障以及采樣回路斷路故障)的有效檢測；

并且在故障檢測結(jié)果指示所述電機控制器直流母線電流采樣回路存在故障時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值；將電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)；能夠?qū)崿F(xiàn)對電機控制器輸入端直流母線電流的有效估算，當發(fā)生電機控制器直流母線電流采樣回路故障后利用估算值繼續(xù)保證整車控制邏輯的正常執(zhí)行，在保證安全行車的前提下盡可能的對駕駛員的駕駛感受進行保護，盡量使駕駛員不因該故障而降低駕駛感受；很好的解決了現(xiàn)有技術(shù)中無法主動針對電機控制器直流母線電流采樣回路進行故障檢測和處理的問題。

此外，本發(fā)明實施例提供的方案簡便易行、易于實現(xiàn)，同時不會額外增加電機控制器的制造成本，具有良好的推廣價值。

具體的，所述第一處理模塊包括：比較子模塊，用于將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較；第一處理子模塊，用于根據(jù)比較結(jié)果得到所述電機控制器直流母線電流采樣回路的故障檢測結(jié)果；所述第一電壓閾值小于所述第二電壓閾值。

進一步的，所述故障檢測處理裝置還包括：第三處理模塊，用于在所述將所述電壓值分別與第一電壓閾值和第二電壓閾值進行比較之前，根據(jù)所述電流傳感器的上限檢測閾值，得到所述第二電壓閾值；第四處理模塊，用于根據(jù)所述電流傳感器的下限檢測閾值，得到所述第一電壓閾值。

考慮到本實施例中驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值在異常情況下無法獲取，因此，所述故障檢測處理裝置還包括：第二獲取模塊，用于在所述根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值之前，獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值；

對應(yīng)的，所述第二處理模塊包括：第二處理子模塊，用于在獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，根據(jù)驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值，得到電機控制器輸入端直流母線的電流估算值。

進一步的，所述故障檢測處理裝置還包括：第五處理模塊，用于在所述獲取所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值之后，在未獲取到所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值時，執(zhí)行第一提醒操作，并對車輛進行最高車速限制以及驅(qū)動系統(tǒng)最大輸出功率限制。

本實施例中，所述驅(qū)動系統(tǒng)參數(shù)的當前狀態(tài)值包優(yōu)選括：當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值。

具體的，所述第二處理模塊包括：第三處理子模塊，用于根據(jù)當前電機轉(zhuǎn)速值和當前輸出扭矩值，得到電機控制器的當前效率；第四處理子模塊，用于根據(jù)所述當前電機轉(zhuǎn)速值、所述當前輸出扭矩值、所述電機控制器的當前效率和所述電壓值，得到所述電流估算值。

更具體的，所述第四處理子模塊采用如下公式：

其中，imcu表示電流估算值，n表示當前電機轉(zhuǎn)速值，tq表示當前輸出扭矩值，ηmcu(n,tq)表示電機控制器的當前效率，umcu表示電流傳感器的電壓值。

進一步的，本實施例中，所述故障檢測處理裝置還包括：執(zhí)行模塊，用于在所述將所述電流估算值發(fā)送給整車控制器與電池管理系統(tǒng)的同時或之后，執(zhí)行第二提醒操作。

其中，上述采樣回路的故障檢測處理方法的所述實現(xiàn)實施例均適用于該采樣回路的故障檢測處理裝置的實施例中，也能達到相同的技術(shù)效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供了一種電機控制器，包括：上述的采樣回路的故障檢測處理裝置。

其中，上述采樣回路的故障檢測處理裝置的所述實現(xiàn)實施例均適用于該電機控制器的實施例中，也能達到相同的技術(shù)效果。

為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明實施例還提供了一種車輛，包括：上述的電機控制器。

其中，上述電機控制器的所述實現(xiàn)實施例均適用于該車輛的實施例中，也能達到相同的技術(shù)效果。

需要說明的是，此說明書中所描述的許多功能部件都被稱為模塊/子模塊，以便更加特別地強調(diào)其實現(xiàn)方式的獨立性。

本發(fā)明實施例中，模塊/子模塊可以用軟件實現(xiàn)，以便由各種類型的處理器執(zhí)行。舉例來說，一個標識的可執(zhí)行代碼模塊可以包括計算機指令的一個或多個物理或者邏輯塊，舉例來說，其可以被構(gòu)建為對象、過程或函數(shù)。盡管如此，所標識模塊的可執(zhí)行代碼無需物理地位于一起，而是可以包括存儲在不同位里上的不同的指令，當這些指令邏輯上結(jié)合在一起時，其構(gòu)成模塊并且實現(xiàn)該模塊的規(guī)定目的。

實際上，可執(zhí)行代碼模塊可以是單條指令或者是許多條指令，并且甚至可以分布在多個不同的代碼段上，分布在不同程序當中，以及跨越多個存儲器設(shè)備分布。同樣地，操作數(shù)據(jù)可以在模塊內(nèi)被識別，并且可以依照任何適當?shù)男问綄崿F(xiàn)并且被組織在任何適當類型的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)內(nèi)。所述操作數(shù)據(jù)可以作為單個數(shù)據(jù)集被收集，或者可以分布在不同位置上(包括在不同存儲設(shè)備上)，并且至少部分地可以僅作為電子信號存在于系統(tǒng)或網(wǎng)絡(luò)上。

在模塊可以利用軟件實現(xiàn)時，考慮到現(xiàn)有硬件工藝的水平，所以可以以軟件實現(xiàn)的模塊，在不考慮成本的情況下，本領(lǐng)域技術(shù)人員都可以搭建對應(yīng)的硬件電路來實現(xiàn)對應(yīng)的功能，所述硬件電路包括常規(guī)的超大規(guī)模集成(vlsi)電路或者門陣列以及諸如邏輯芯片、晶體管之類的現(xiàn)有半導(dǎo)體或者是其它分立的元件。模塊還可以用可編程硬件設(shè)備，諸如現(xiàn)場可編程門陣列、可編程陣列邏輯、可編程邏輯設(shè)備等實現(xiàn)。

以上所述的是本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，應(yīng)當指出對于本技術(shù)領(lǐng)域的普通人員來說，在不脫離本發(fā)明所述原理前提下，還可以作出若干改進和潤飾，這些改進和潤飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護范圍。