用于诊断车辆电动机性能的设备及其方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于诊断车辆的电动机性能的设备及其方法，并且更具体地，涉及诊 断车辆（诸如混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆等）中生成驱动力的电动机的性能的 技术。
【背景技术】
[0002] -般地，混合动力车辆指的是通过有效组合两个或更多个动力源来获得驱动力的 车辆。然而在大多数情况下，混合动力车辆指的是通过使用燃料（例如，汽油）获得驱动 力的发动机和由电池电力驱动的电动机来获得驱动力的车辆。这称为混合动力电动车辆 (HEV)。混合动力电动车辆（在下文中简称为混合动力车辆）可形成各种使用发动机和电 动机作为动力源的结构。由于混合动力车辆可同时使用机械能和电能，所以其因为改善的 能效已广泛用于车辆等。
[0003] 用于诊断电动机异常（例如，故障或错误）的相关技术披露了通过从电动机内旋 转轴周围采集噪声信息、然后将噪声信息与预存储的异常噪声信息进行比较，来诊断电动 机异常的存在。然而，上述技术会易受周围噪声影响，并且当所记录的噪声没有发生改变 时，即使电动机中存在异常，也可能仍旧不能诊断电动机内的异常。
【发明内容】
[0004] 本发明的一个方面提供一种设备及其方法，由于在混合动力车辆、电动车辆、燃料 电池车辆等中生成驱动力的电动机一般与磁通量强相关，因此该设备及其方法可通过监控 电动机的磁通量来诊断车辆的电动机性能。
[0005] 本发明的另一方面提供一种用于诊断车辆的电动机性能的设备。该设备及其方法 可通过在预定诊断条件下计算电动机的磁通量、然后确定所计算的电动机磁通量是否包括 在预定范围内来诊断性能。
[0006] 根据本发明的示例性实施例，用于诊断车辆的电动机性能的设备可包括：诊断指 示单元，其配置成指示电动机的有效性诊断；电压检测器，其配置成检测可响应于来自诊断 指示单元的诊断指令输入到电动机的D轴电压（V d)和Q轴电压（Vq);角速度采集器，其配 置成基于来自诊断指示单元的诊断指令采集电动机角速度（ω);电动机磁通量计算器，其 配置成基于D轴电压、Q轴电压和电动机角速度计算电动机磁通量（Ut f);以及有效性确定 器，其配置成确定有效性（例如，当所计算的电动机磁通量在预定范围内时）。
[0007] 根据本发明的另一示例性实施例，用于诊断车辆的电动机性能的方法可包括：通 过诊断指示单元指示电动机的有效性诊断；通过电压检测器检测可响应于诊断指令输入到 电动机的D轴电压（V d)和Q轴电压（Vq);通过角速度采集器响应于诊断指令采集电动机角 速度（ω);通过电动机磁通量计算器基于D轴电压、Q轴电压和电动机角速度计算电动机磁 通量（V f);以及当所计算的电动机磁通量在预定范围内时，通过有效性确定器确定有效性 存在。
【附图说明】
[0008] 本发明的上述和其他目的、特征和优点结合附图从以下详细描述中将更加显而易 见。
[0009] 图1是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的系统的示例性 配置图；
[0010] 图2是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的系统的示例性 详细配置图；
[0011] 图3是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的设备的示例性 配置图；
[0012] 图4是根据本发明示例性实施例的诊断指示单元的示例性配置图；
[0013] 图5是表示根据本发明示例性实施例的诊断电动机性能的时序的示例性图示；
[0014] 图6是表示根据本发明示例性实施例的诊断电动机性能的时序的另一示例性图 示；以及
[0015] 图7是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的方法的示例性 流程图。
[0016] 附图标记列表
[0017] 110:电动机
[0018] 120:电动机位置传感器
[0019] 130 ：MCU
[0020] 270 :诊断设备
[0021] 310:诊断指示单元
[0022] 320 :电压检测器
[0023] 330 :角速度采集器
[0024] 340 :电动机磁通量计算器
[0025] 350 :有效性确定器
[0026] 311 :扭矩检测器
[0027] 312:电流检测器
[0028] 313 :角速度采集器
[0029] 314 :指令确定器
【具体实施方式】
[0030] 应当理解，本文所使用的术语"车辆"或"车辆的"或其他类似术语总体上包括机动 车辆，例如包括运动型多用途汽车（SUV)的乘用车、公共汽车、卡车、各种商用车辆、包括各 种船只和船舶的水运工具、航空器，等等，并且还包括混合动力车辆、电动车辆、插入式混合 动力电动车辆、氢动力车辆，以及其他代用燃料车辆（例如，得自石油之外的资源的燃料）。 如在此提到，混合动力车辆是具有两个或更多个动力源的车辆，例如同时具备汽油动力和 电动力的车辆。
[0031] 尽管示例性实施例描述为使用多个单元执行示例性过程，但应理解示例性过程也 可以由一个或多个模块执行。另外，应当理解，术语控制器是指包括存储器和处理器的硬件 装置。存储器配置成存储模块，并且处理器具体配置成执行所述模块以执行在下面进一步 描述的一个或多个过程。
[0032] 此外，本发明的控制逻辑可以实施为计算机可读媒介上的非暂时性计算机可读介 质，其包含由处理器、控制器等执行的可执行程序指令。计算机可读介质的示例包括但不限 于ROM、RAM、压缩光盘（CD)-ROM、磁带、软盘、闪存驱动器、智能卡和光数据存储装置。所述 计算机可读记录介质还可以分布在联网计算机系统中，因此计算机可读介质以分布方式例 如通过远程信息处理服务器或控制器区域网络（CAN)存储和执行。
[0033] 在此使用的术语仅用于描述特定实施例，并不意图限制本发明。在此使用的单数 形式"一个"、"一"和"该"意图同样包括复数形式，除非上下文以其他方式另有明确表示。 应进一步理解，术语"包括"和/或"包含"，在本说明书中使用时，指存在所述特征、整数、步 骤、操作、元素和/或部件，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元素、部件和/ 或其集合的存在或添加。在此使用的术语"和/或"包括列出的相关条目中的一个或多个 的任何与全部组合。
[0034] 除非特别说明或从上下文可以显见之外，在此使用的术语"大约"应理解为在本领 域中正常公差的范围内，例如在平均值的2个标准差内。"大约"可理解为在所述值的10%、 9%、8%、7%、6%、5%、4%、3%、2%、1%、0· 5%、0· 1%、0· 05%或0· 01% 内。除非从上下文 可以另外显见，否则在此提供的全部数值都由术语"大约"修饰。
[0035] 下文将参考附图详细描述本发明的示例性实施例。
[0036] 图1是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的系统的示例性 配置图。如图1所示，用于诊断电动机性能的系统可包括电动机110、电动机位置传感器 120、电动机控制单元（MCU) 130、高压电池140、主继电器150和电容器160。诊断系统可用 于混合动力车辆、电动车辆、燃料电池车辆等。
[0037] 首先，电动机110可响应于MCU 130的控制而操作。MCU 130可包括配置成将直 流（DC)转变成具有可变频率和可变电压的交流（AC)的逆变器，以及配置成调整电流和电 压的控制器。电动机位置传感器120可以是解析器。例如，电动机位置传感器120可配置 成向MCU 130传输关于电动机110的旋转位置信息，并且MCU 130可配置成基于该旋转位 置信息控制有待施加到电动机110的电流和电压。
[0038] 图2是根据本发明示例性实施例的用于诊断车辆的电动机性能的系统的示例性 详细配置图。具体地，图2是配置成操作电动机的MCU 130中的控制器的示例性电路图。参 考图2，MCU 130的控制器可包括电流指令发生器210、电流控制器220、轴变换器230、脉宽 调制（PffM)发生器240、PffM逆变器250、角速度检测器260以及配置成诊断电动机性能的 诊断设备270。当从上层控制器（未示出）接收到扭矩指令和速度指令时，电流指令发生器 210可配置成生成D-Q轴电流指令，并且电流控制器220可配置成执行电流控制，使得逆变 器电流遵循电流指令。轴变换器230可配置成将D-Q轴电流变换成三相电流或将三相电流 变换成D-Q轴电流，PffM发生器240可配置成基于电流指令将PffM开关信号传递到PffM逆 变器250,并且PffM逆变器250可配置成基于PffM开关信号控制电动机110。角速度检测器 260可配置成使用来自电动机位置传感器120的位置信息周