本發(fā)明涉及汽車領(lǐng)域,特別是涉及一種BLDC電機(jī)(無刷直流電機(jī))故障診斷系統(tǒng)。
背景技術(shù):
當(dāng)代BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)主要由BLDC電機(jī)、BLDC電機(jī)驅(qū)動芯片和控制器組成,各部件的狀況直接影響B(tài)LDC電機(jī)控制的效果和工作性能,為了提高BLDC電機(jī)控制的安全性,對BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)各部件狀態(tài)進(jìn)行及時(shí)檢測和故障診斷具有極其重要的意義。
現(xiàn)有的BLDC電機(jī)控制系統(tǒng)的故障診斷技術(shù)中存在以下幾個(gè)問題:
1)軟件診斷策略不夠完善,存在漏報(bào)風(fēng)險(xiǎn);
2)當(dāng)次駕駛循環(huán)無法修復(fù),影響B(tài)LDC電機(jī)控制功能;
3)電流限流值和短路限制值設(shè)置不合理。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素:
本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是提供一種能避免故障漏報(bào)并能實(shí)現(xiàn)當(dāng)次駕駛循環(huán)故障修復(fù)的BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)。
為解決上述技術(shù)問題本發(fā)明提供的BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng),包括:MCU和故障診斷保護(hù)模塊;
MCU能利用中斷響應(yīng)和周期任務(wù)結(jié)合故障診斷保護(hù)模塊發(fā)出的BLDC電機(jī)故障標(biāo)志位狀態(tài)診斷BLDC電機(jī)故障類型,能接收BLDC電機(jī)三相短路狀態(tài),能通過BLDC電機(jī)故障修復(fù)標(biāo)志位以及開關(guān)BLDC電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對BLDC電機(jī)故障修復(fù);
故障診斷保護(hù)模塊對BLDC電機(jī)進(jìn)行電流采樣,能根據(jù)BLDC電機(jī)電流采樣和BLDC電機(jī)三相短路狀態(tài)觸發(fā)故障標(biāo)志位;
其中,故障診斷保護(hù)模塊設(shè)置的BLDC電機(jī)電流限制值大于對地短路保護(hù)閾值。
其中,故障診斷保護(hù)模塊包括,控制芯片、第一~第六場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、低邊采樣電阻RSENSE、第一、第二電容C1、C2電流限制端口的第一、第二分壓電阻R1、R2以及對地短路電流設(shè)置端口的第三、第四分壓電阻R3、R4;
第一~第六場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的第一端分別連接控制芯片功能引腳,第一~第三場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3的第二端連接蓄電池正電源VBAT,第一~第三場效應(yīng)管 Q1、Q2、Q3的第三端分別與第四~第六場效應(yīng)管Q4、Q5、Q6的第二端一一對應(yīng)相連并分別連接控制芯片功能引腳,第四~第六場效應(yīng)管Q4、Q5、Q6的第三端通過低邊采樣電阻RSENSE接地,采樣電阻RSENSE兩端分別連接控制芯片功能引腳;
第一、第二分壓電阻R1、R2串聯(lián),第一分壓電阻R1一端連工作電壓VCC另一端連接控制芯片功能引腳并通過第二分壓電阻R2接地,第一電容C1并聯(lián)第二分壓電阻R2兩端;
第三、第四分壓電阻R3、R4串聯(lián),第三分壓電阻R3一端連工作電壓VCC另一端連接控制芯片功能引腳并通過第四分壓電阻R4接地,第二電容C2并聯(lián)第四分壓電阻R4兩端。
其中,故障診斷保護(hù)模塊能輸出故障標(biāo)志位1和故障標(biāo)志位2,利用故障標(biāo)志位1和故障標(biāo)志位2的組合將BLDC電機(jī)的故障劃分為:正常狀態(tài)、低負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)和邏輯過溫欠壓狀態(tài)。
其中,MUC通過故障診斷保護(hù)模塊的故障標(biāo)志位1和故障標(biāo)志位2采用以下組合識別故障:
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為欠壓故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為過溫故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為邏輯故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為對地短路故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為對電源短路故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為1,標(biāo)志為低負(fù)載故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為1,標(biāo)志為無故障。
其中,正常狀態(tài)、短路狀態(tài)、低負(fù)載狀態(tài)和邏輯過溫欠壓狀態(tài)之間的切換采用以下方式:
上電或初始化后,處于正常狀態(tài),當(dāng)故障標(biāo)志位2產(chǎn)生下降沿且BLDC電機(jī)三相AD值全為蓄電池電壓或?qū)Φ仉妷?,狀態(tài)切換到短路狀態(tài);
在短路狀態(tài)下,每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)長驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)時(shí)長,在預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)故障標(biāo)志位2沒有出現(xiàn)下降沿且三相電壓未發(fā)生對地短路,狀態(tài)切換到正常狀態(tài);
在正常狀態(tài)下若故障標(biāo)志位1、故障標(biāo)志位2同時(shí)出現(xiàn)下降沿則切換到邏輯過溫欠 壓狀態(tài);在邏輯過溫欠壓狀態(tài)中,故障標(biāo)志位1、故障標(biāo)志位2任意一個(gè)出現(xiàn)上升沿,則換到正常狀態(tài);
在正常狀態(tài)下,故障標(biāo)志位1出現(xiàn)下降沿則切換為低負(fù)載狀態(tài),故障診斷保護(hù)模塊對該狀態(tài)不進(jìn)行處理和切換。
其中,MCU通過周期任務(wù)執(zhí)行以下BLDC電機(jī)故障修復(fù)流程;
診斷BLDC電機(jī)當(dāng)前是否有故障,若無故障,打開BLDC電機(jī)驅(qū)動級,將BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位置1,否則每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)長檢測BLDC電機(jī)是否發(fā)生故障;
診斷BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位是否被置1即電機(jī)驅(qū)動第二預(yù)設(shè)時(shí)長是否完成,若完成將該標(biāo)志位清零,BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位被置1,關(guān)閉BLDC電機(jī)驅(qū)動級,計(jì)數(shù)器清零;
上述診斷BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位是否被置1的步驟每循環(huán)一次,計(jì)數(shù)器加1,通過計(jì)數(shù)器判斷是否累加到第一預(yù)設(shè)時(shí)長的時(shí)間,若達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長打開BLDC電機(jī)驅(qū)動級,獲取電機(jī)當(dāng)前的位置或轉(zhuǎn)向,確定修復(fù)時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向;若當(dāng)前位置與正轉(zhuǎn)止點(diǎn)夾角小于等于102°,驅(qū)動電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動,否則驅(qū)動電機(jī)正方向轉(zhuǎn)動;
若此時(shí)累加的時(shí)間不等于第一預(yù)設(shè)時(shí)長,直接判斷當(dāng)前累加時(shí)間是否等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長,當(dāng)前累加時(shí)間等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長則將故障未修復(fù)標(biāo)志位置1,否則結(jié)束否則結(jié)束該次BLDC電機(jī)故障修復(fù)循環(huán);
第三預(yù)設(shè)時(shí)長=第一預(yù)設(shè)時(shí)長+第二預(yù)設(shè)時(shí)長。
其中,第一預(yù)設(shè)時(shí)長為2秒~300秒,第二預(yù)設(shè)時(shí)長為10毫秒~40毫秒。
優(yōu)選,第一預(yù)設(shè)時(shí)長為2秒,第二預(yù)設(shè)時(shí)長為30毫秒。
本發(fā)明對BLDC電機(jī)控制的安全性能做了雙重設(shè)計(jì)保護(hù):
1、當(dāng)發(fā)生了過流或短路時(shí),首先是硬件電路會啟動保護(hù)功能,觸發(fā)并設(shè)置故障信號標(biāo)志位,由硬件關(guān)閉驅(qū)動級,保護(hù)整個(gè)控制系統(tǒng);
2、其次,軟件再進(jìn)行故障診斷,并且再次由軟件關(guān)閉驅(qū)動級,利用中斷響應(yīng)獲取有故障產(chǎn)生的信息;在周期任務(wù)中分析故障類型并報(bào)出,兩方面進(jìn)行BLDC故障處理,降低漏報(bào)和誤報(bào)概率,以定位到故障的具體原因并保存數(shù)據(jù),為后續(xù)開發(fā)積累數(shù)據(jù),為售后維護(hù)提供便利;
3、發(fā)生故障后,當(dāng)次駕駛循環(huán)中每隔預(yù)設(shè)時(shí)長檢測一次故障是否有修復(fù),若已修 復(fù),整個(gè)控制系統(tǒng)恢復(fù)正??刂?,不會因產(chǎn)生一次故障而放棄當(dāng)次駕駛循環(huán)的控制,以提高整個(gè)控制器的優(yōu)越性和經(jīng)濟(jì)性。
附圖說明
下面結(jié)合附圖與具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的說明:
圖1是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖一。
圖2是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖二。
圖3是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖三。
圖4是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖四。
圖5是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖五。
圖6是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖六。
圖7是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖七。
圖8是本發(fā)明BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng)示意圖八。
具體實(shí)施方式
如圖1結(jié)合圖2所示,本發(fā)明提供一種BLDC電機(jī)故障診斷系統(tǒng),包括:MCU和故障診斷保護(hù)模塊;MCU能利用中斷響應(yīng)和周期任務(wù)結(jié)合故障診斷保護(hù)模塊發(fā)出的BLDC電機(jī)故障標(biāo)志位狀態(tài)診斷BLDC電機(jī)故障類型,能接收BLDC電機(jī)三相短路狀態(tài),能通過BLDC電機(jī)故障修復(fù)標(biāo)志位以及開關(guān)BLDC電機(jī)驅(qū)動實(shí)現(xiàn)對BLDC電機(jī)故障修復(fù);
故障診斷保護(hù)模塊對BLDC電機(jī)進(jìn)行電流采樣,能根據(jù)BLDC電機(jī)電流采樣和BLDC電機(jī)三相短路狀態(tài)觸發(fā)故障標(biāo)志位;故障診斷保護(hù)模塊設(shè)置的BLDC電機(jī)電流限制值大于對地短路保護(hù)閾值。
故障診斷保護(hù)模塊包括,控制芯片(本實(shí)施例采用AllegroA3930K)、第一~第六場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6、低邊采樣電阻RSENSE、第一、第二電容C1、C2電流限制端口的第一、第二分壓電阻R1、R2以及對地短路電流設(shè)置端口的第三、第四分壓電阻R3、R4;
第一~第六場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6的第一端1分別連接控制芯片SC相高邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳32)、SB相高邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳29)、SA相高邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳26)、SA相低邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳36)、SB相低邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳35)、SC相低邊場效應(yīng)管柵極驅(qū)動端(引腳34);
第一~第三場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3的第二端2連接蓄電池正電源VBAT,第一~第三場效應(yīng)管Q1、Q2、Q3的第三端3分別與第四~第六場效應(yīng)管Q4、Q5、Q6的第二端2一一對應(yīng)相連并分別連接控制芯片SA相(引腳31)、SB相(引腳28)、SC相(引腳25),第四~第六場效應(yīng)管Q4、Q5、Q6的第三端3通過低邊采樣電阻RSENSE接地,采樣電阻RSENSE兩端分別連接控制芯片低邊電流采樣電阻端(引腳22)、低邊電流采樣電阻對地參考端(引腳21);第一、第二分壓電阻R1、R2串聯(lián),第一分壓電阻R1一端連工作電壓VCC另一端連接控制芯片電流限制值設(shè)置端口(引腳20)并通過第二分壓電阻R2接地,第一電容C1并聯(lián)第二分壓電阻R2兩端;
第三、第四分壓電阻R3、R4串聯(lián),第三分壓電阻R3一端連工作電壓VCC另一端連接控制芯片對地短路電流設(shè)置端口(引腳23)并通過第四分壓電阻R4接地,第二電容C2并聯(lián)第四分壓電阻R4兩端。
其中,障診斷保護(hù)模塊設(shè)置的BLDC電機(jī)電流限制值大于對地短路保護(hù)閾值,本申請舉一實(shí)施例,用于說明其原理:三相對地短路的電流值Ishort=V/R=9v/30.67mΩ=293A
其中,V為BLDC電機(jī)驅(qū)動的最小電壓,R為BLDC電機(jī)的繞阻阻值。
由于290A的電流值太大,一方面做了電流限制的處理,一方面做了短路保護(hù)的處理。
當(dāng)VDS的值大于VDSTH的值時(shí),VDS為場效應(yīng)管的導(dǎo)通兩端的壓差,控制芯片A3930K芯片即會啟動短路保護(hù)功能,關(guān)閉驅(qū)動級。
VDSTH為圖1中對地短路電流設(shè)置端口的電壓值
VDS電壓計(jì)算公式為:VDS=I PROTECT*RDSON 公式1
其中,IPROTECT為保護(hù)電流,RDSON為場效應(yīng)管導(dǎo)通阻抗,為2mΩ。
通過實(shí)測發(fā)現(xiàn)在本發(fā)明中電機(jī)啟動電流或所需的最大電流為90A,因此將短路保護(hù)的電流值IPROTECT設(shè)為100A。
由公式1得出:VDS=100A*2mΩ=0.2V;
因此VDSTH的電壓值應(yīng)設(shè)置為小于0.2V。
電流限制值的計(jì)算公式:Itrip=(VREF–VOOS)/(AV*RSENSE)=(VREF-0.32V)/(19*1.5m)
其中,VREF為電流限制值設(shè)置端口的電壓;VOOS為A3930K芯片的偏置電壓320mV;
AV為A3930K芯片的放大倍數(shù),值為19;RSENSE為采樣電阻阻值,為1.5mΩ。
由此得出:Itrip=(VREF-0.32V)/(19*1.5mΩ) 公式2
通過上面的計(jì)算可知短路電流保護(hù)閾值為100A,并且限制的電流值需大于短路保護(hù)閾值否則無法報(bào)出短路故障,因此將限制的電流值設(shè)為110A。
則由公式2得出:Itrip=(VREF-0.32V)/(19*1.5mΩ)=110A
計(jì)算得到:VREF=3.46V。
由此可知,為了不影響對地短路保護(hù)及故障診斷功能,VREF電壓值必須大于等于3.46V
如圖1結(jié)合圖3所示,故障診斷保護(hù)模塊能輸出故障標(biāo)志位1和故障標(biāo)志位2,利用故障標(biāo)志位1和故障標(biāo)志位2的組合將BLDC電機(jī)的故障劃分為:正常狀態(tài)、低負(fù)載狀態(tài)、短路狀態(tài)和邏輯過溫欠壓狀態(tài)。
控制芯片A3930K的故障標(biāo)志位1(FF1)端口與MCU的IRQ13端口連接,故障標(biāo)志位2(FF2)端口與MCU的IRQ12端口連接,RSENSE電流采樣端口與MCU的AD21端口連接,MCU的AD23、AD24、AD25連接到A3930K芯片的三相引腳,輔助診斷三相短路故障。MUC通過故障診斷保護(hù)模塊的故障標(biāo)志位1(FF1)和故障標(biāo)志位2(FF2)采用以下組合識別故障:
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為欠壓故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為過溫故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為邏輯故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為對地短路故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為0,標(biāo)志為對電源短路故障;
故障標(biāo)志位1為0,故障標(biāo)志位2為1,標(biāo)志為低負(fù)載故障;
故障標(biāo)志位1為1,故障標(biāo)志位2為1,標(biāo)志為無故障。
正常狀態(tài)、短路狀態(tài)、低負(fù)載狀態(tài)和邏輯過溫欠壓狀態(tài)之間的切換采用以下方式:
上電或初始化后,處于正常狀態(tài),當(dāng)故障標(biāo)志位2產(chǎn)生下降沿且三相且BLDC電機(jī)三相AD值全為蓄電池電壓或?qū)Φ仉妷海瑺顟B(tài)切換到短路狀態(tài);
在短路狀態(tài)下,每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)長(2秒)驅(qū)動電機(jī)轉(zhuǎn)動第二預(yù)設(shè)時(shí)長(30毫秒),在預(yù)設(shè)時(shí)長內(nèi)故障標(biāo)志位2沒有出現(xiàn)下降沿且三相電壓未發(fā)生對地短路,狀態(tài)切換到正 常狀態(tài);
第一預(yù)設(shè)時(shí)長為2秒~300秒,第二預(yù)設(shè)時(shí)長為10毫秒~40毫秒;本實(shí)施例以第一預(yù)設(shè)時(shí)長為2秒,第二預(yù)設(shè)時(shí)長為30毫秒為例。
在正常狀態(tài)下若故障標(biāo)志位1、故障標(biāo)志位2同時(shí)出現(xiàn)下降沿則切換到邏輯過溫欠壓狀態(tài);在邏輯過溫欠壓狀態(tài)中,故障標(biāo)志位1、故障標(biāo)志位2任意一個(gè)出現(xiàn)上升沿,則換到正常狀態(tài);
在正常狀態(tài)下,故障標(biāo)志位1出現(xiàn)下降沿則切換為低負(fù)載狀態(tài),故障診斷保護(hù)模塊對該狀態(tài)不進(jìn)行處理和切換。
如圖4所示,圖4是FF1、FF2同時(shí)發(fā)生下降沿的故障時(shí)序示意圖。以溫欠壓故障為例說明FF1、FF2同時(shí)出現(xiàn)下降沿時(shí)的故障診斷。
FF1、FF2為控制芯片故障輸出引腳狀態(tài)即故障標(biāo)志位1、故障標(biāo)志位2,H1、H2、H3為三個(gè)霍爾信號,Logic Flag:為邏輯故障標(biāo)志位,Over Temp/Under voltage Flag為過溫/欠壓標(biāo)志位,F(xiàn)ault status為故障狀態(tài)
故障確認(rèn):因霍爾邏輯故障不需要FF1、FF2支持即可診斷,若FF1、FF2同時(shí)出現(xiàn)下降沿且沒有邏輯故障則確認(rèn)產(chǎn)生了過溫/欠壓故障。
故障修復(fù):FF1、FF2只要有一個(gè)發(fā)生了上升沿即認(rèn)為故障修復(fù),狀態(tài)遷移到正常狀態(tài),具體過程如下:
假設(shè)在T1時(shí)刻H1發(fā)生了開路,因有上拉,H1保持常高;
在T2時(shí)刻發(fā)生了邏輯故障,F(xiàn)F1、FF2同時(shí)產(chǎn)生下降沿,同時(shí)Logic Flag置1,故障狀態(tài)由“正常狀態(tài)”遷移到“邏輯過溫欠壓”狀態(tài),在下一次換相時(shí),F(xiàn)F1、FF2被清除;
在T3時(shí)刻發(fā)生了邏輯故障故障修復(fù),Logic Flag被置0,但故障狀態(tài)需到下一個(gè)周期任務(wù)中處理,即T4時(shí)刻;
在T4時(shí)刻周期任務(wù)中,檢測到?jīng)]有霍爾故障且沒有過溫/欠壓故障,將狀態(tài)遷移到“正常狀態(tài)”
T5時(shí)刻,在沒有邏輯故障的狀態(tài)下FF1、FF2同時(shí)發(fā)生了下降沿,確認(rèn)產(chǎn)生了過溫/欠壓狀態(tài),將Over Temp/Under voltage Flag置1,同時(shí)將故障狀態(tài)遷移到“邏輯過溫欠壓狀態(tài)”
T6時(shí)刻,F(xiàn)F1、FF2產(chǎn)生上升沿,過溫/欠壓故障修復(fù),將Over Temp/Under voltage Flag置0,同時(shí)將故障狀態(tài)遷移到“正常狀態(tài)”
如圖5、圖6和圖7所示,以短路故障為例說明FF2出現(xiàn)下降沿時(shí)的故障診斷及修復(fù)。
故障確認(rèn):FF2發(fā)生下降沿且獲取UA、UB、UC當(dāng)前端口電壓。
若三相都小于0.15v,確認(rèn)三相對地短路;
若三相都大于等于當(dāng)前供電電壓,確認(rèn)三相對電源短路;
若連續(xù)檢測三次均未檢測到以上兩種狀態(tài),則認(rèn)為沒有故障;
若三次中任意一次檢測到以上其中一種狀態(tài),故障確認(rèn)完成,并結(jié)束本次診斷;
若檢測到短路故障,狀態(tài)由“正常狀態(tài)”遷移到“短路狀態(tài)”。
故障修復(fù):每2s驅(qū)動一次電機(jī)運(yùn)轉(zhuǎn)30ms,在驅(qū)動過程中FF2沒有產(chǎn)生下降沿且三相電壓正常,則故障修復(fù)。若故障修復(fù),故障狀態(tài)遷移到“正常狀態(tài)”
圖5為三相對地短路故障診斷失敗時(shí)序示意圖,診斷步驟如下:
UA、UB、UC為三相輸出電壓,Enable Diag Flag為啟動短路診斷使能標(biāo)志位,Diag Count為短路診斷計(jì)數(shù)器,AD Detect為獲取三相UA、UB、UC的電壓值,Short GND Flag為對地短路故障標(biāo)志位,F(xiàn)ault Status故障狀態(tài),Period Task為10ms的周期任務(wù)。
a、假設(shè)在T1時(shí)刻三相發(fā)生了對地短路,F(xiàn)F2產(chǎn)生下降沿,將Enable Diag Flag置1;
b、T2時(shí)刻,Diag Count加1,周期任務(wù)中獲取UA、UB、UC三相端口電壓,若電壓值不全都小于等于0.15v,Short GND Flag值不變;
c、T3時(shí)刻與T2時(shí)刻處理一致;
d、T4時(shí)刻與T2時(shí)刻處理一致;
e、T5時(shí)刻,檢測到Diag Count值為3且電壓值不全都小于等于0.15v,則本次診斷結(jié)束且沒有故障,將Enable Diag Flag置0。
如圖6所示為三相對地故障診斷成功時(shí)序示意圖。UA、UB、UC為三相輸出電壓,Enable Diag Flag為啟動短路診斷使能標(biāo)志位,Diag Count為短路診斷計(jì)數(shù)器,AD Detect為獲取三相UA、UB、UC的電壓值,Short GND Flag為對地短路故障標(biāo)志位,F(xiàn)ault Status故障狀態(tài),COAST:coast引腳狀態(tài),Period Task為10ms的周期任務(wù)。
a1、假設(shè)在T1時(shí)刻三相發(fā)生了對地短路,F(xiàn)F2產(chǎn)生下降沿,將Enable Diag Flag置1;
b1、T2時(shí)刻,Diag Count加1,周期任務(wù)中獲取UA、UB、UC三相端口電壓;
c1、T3時(shí)刻,若電壓值全都小于等于0.15v,將Short GND Flag值置1,故障狀態(tài)由“正常狀態(tài)”遷移到“短路狀態(tài)”,同時(shí)將COAST引腳拉低
圖7所示為對地短路故障修復(fù)時(shí)序示意圖。
a3、T1時(shí)刻,將COAST引腳拉高,同時(shí)將Interrupt Flag置1,此時(shí)故障未清除,F(xiàn)F2產(chǎn)生下降沿;
b2、T2時(shí)刻,Interrupt Flag被置0,說明FF2有上升沿產(chǎn)生;
c2、T3時(shí)刻,將COAST拉低,等待下次修復(fù);
d2、T4時(shí)刻,將COAST引腳拉高,同時(shí)將Interrupt Flag置1,此時(shí)故障清除,F(xiàn)F2沒有跳變沿;
e2、T5時(shí)刻,將Short GND Flag置0,故障狀態(tài)由“短路狀態(tài)”遷移到“正常狀態(tài)”。
如圖8所示,MCU通過周期任務(wù)執(zhí)行以下BLDC電機(jī)故障修復(fù)流程,故障修復(fù)原理請參考圖7說明。
診斷BLDC電機(jī)當(dāng)前是否有故障,若無故障,打開BLDC電機(jī)驅(qū)動級,將BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位置1,否則每隔第一預(yù)設(shè)時(shí)長檢測BLDC電機(jī)是否發(fā)生故障;
診斷BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位是否被置1即電機(jī)驅(qū)動30毫秒是否完成,若完成將該標(biāo)志位清零,BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位被置1,關(guān)閉BLDC電機(jī)驅(qū)動級,計(jì)數(shù)器清零;
上述診斷BLDC電機(jī)故障未修復(fù)標(biāo)志位是否被置1的步驟每循環(huán)一次,計(jì)數(shù)器加1,通過計(jì)數(shù)器判斷是否累加到第一預(yù)設(shè)時(shí)長的時(shí)間,若達(dá)到第一預(yù)設(shè)時(shí)長打開BLDC電機(jī)驅(qū)動級,獲取電機(jī)當(dāng)前的位置或轉(zhuǎn)向,確定修復(fù)時(shí)電機(jī)的轉(zhuǎn)向;若當(dāng)前位置與正轉(zhuǎn)止點(diǎn)夾角小于等于102°,驅(qū)動電機(jī)反方向轉(zhuǎn)動,否則驅(qū)動電機(jī)正方向轉(zhuǎn)動;
若此時(shí)累加的時(shí)間不等于第一預(yù)設(shè)時(shí)長,直接判斷當(dāng)前累加時(shí)間是否等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長,當(dāng)前累加時(shí)間等于第三預(yù)設(shè)時(shí)長則將故障未修復(fù)標(biāo)志位置1,否則結(jié)束否則結(jié)束該次BLDC電機(jī)故障修復(fù)循環(huán);
第三預(yù)設(shè)時(shí)長=第一預(yù)設(shè)時(shí)長+第二預(yù)設(shè)時(shí)長。
以上通過具體實(shí)施方式和實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)的說明,但這些并非構(gòu)成對本發(fā)明的限制。在不脫離本發(fā)明原理的情況下,本領(lǐng)域的技術(shù)人員還可做出許多變形和改進(jìn),這些也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。