专利名称：汽车电动马达诊断设备的制作方法
技术领域：
本发明一般涉及一个汽车电动马达诊断设备。尤其涉及一个用于诊断驱动一辆四轮驱动汽车的从驱动轮的电动马达的汽车电动马达诊断设备。
背景技术：
一个用于一辆能四轮驱动的汽车的电动马达诊断设备由日本公开专利申请第2002-218605公开。这一公开中的电动马达诊断设备被用来增强汽车的加速表现和行驶稳定性。这一公开中的电动马达诊断设备被用在一辆汽车中，该车具有被用作主驱动轮的前后轮中的一对，以及被用作从驱动轮的另一对。这个电动马达诊断设备通过下面功能实现其目的通过一个内燃引擎来驱动主驱动轮，该引擎驱动一个发电机，把从驱动轮通过离合器连接到一个电动马达，控制发电机的发电负载扭矩，使得当估计主驱动轮正经历加速滑程时该扭矩适合于所述加速滑程。因此，所述电动马达由发电输出的电力驱动以通过离合器驱动从驱动轮。
鉴于上述内容，熟悉技术的人从这一公开中可以明显看出，存在一个对改进的汽车电动马达诊断设备的需求。本发明提出了这一技术需求以及其他需求，熟悉技术的人从这一公开中可以明显看出该需求。
发明内容
我们已经发现，因为路面摩擦系数μ较大上述能四轮驱动的汽车处于主驱动轮不经历加速滑程的状态，这时汽车操作转为两轮驱动模式，其中离合器没有啮合，只有主驱动轮被驱动而从驱动轮不被驱动。
因此，如果两轮驱动模式持续很长一段时间，则离合器不啮合且电动马达在那段时间内不被操作。结果，由于那段时间内的汽车使用状况、环境变化等等，故障就可能出现在比如说电动马达自身，或者连接到电动马达的导线出现断路或短路。随后，即使当主驱动轮中产生加速滑程时试图驱动从驱动轮，电动马达却由于故障而不操作，从而导致无法获得渴望的加速表现和行驶稳定性的情况。
因此，电动马达诊断设备最好能够执行一个自我诊断以侦测电动马达的故障。然而，由于在电动马达中出现一个相应于其转速的反电动势，发电功率可能会不充足，因为发电机给电动马达的供电电压可能低于马达中的反电动势。如果此时执行一个马达的自我诊断，可能会出现由于电动马达旋转不充分而使诊断不能可靠执行的问题，或者会出现发现故障需要较长时间的问题，这些因为电动马达达到诊断能够进行的转速所需的时间很长而导致该诊断需要一段较长的时间。
考虑到这些问题，本发明的一个目的是提出一个具有卓越可靠性的汽车驱动控制设备，该设备能够快速侦测电动马达中的故障从而唤起需要维修电动马达的注意。
为了实现上述目的，一个汽车电动马达诊断设备被提供给这样一辆汽车，所述汽车具有一个由驱动源的驱动扭矩所驱动的发电机，一个由发电机提供的电力所驱动的电动马达，以及一个由电动马达驱动的车轮。所述电动马达诊断设备包括一个反电动势判定部件和一个电动马达诊断部件。所述反电动势判定部件被设计用来判定发电机给电动马达的供电电压是否高于电动马达反电动势的感生电压。所述电动马达诊断部件被设计用来通过控制发电机给电动马达供电来驱动电动马达，并在反电动势判定部件判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达反电动势的感生电压的基础上，判定电动马达是否在旋转。
本发明的这些以及其它目的、特征、方面和优势，熟悉技术的人可以从下面的详细描述中明显看出，这些描述连同附图一起，公开了本发明的一个最佳实施方式。
现在参照构成原公开的一部分的附图图1是一辆依照本发明的第一实施方式装备了一个汽车电动马达诊断设备的汽车的示意性框图；图2是一个依照本发明的第一实施方式示出了用于图1中所述汽车电动马达诊断设备的控制系统设置的框图；图3是一个依照本发明的第一实施方式示出了由图1中所述汽车电动马达诊断设备所执行的处理进程顺序的流程图；图4是一个用于依照本发明的第一实施方式说明图1中所述的汽车电动马达诊断设备的操作的示例性时序图；图5依照本发明的第一实施方式示出了图1中所述的汽车电动马达诊断设备中发电机输出电压和电动马达反电动势之间关系的一个说明性图表；图6是一个用于依照本发明的第一实施方式说明在一个不正常磁激励系统情况下图1中所述的汽车电动马达诊断设备中的操作的示例性时序图。
图7是一个用于依照本发明的第二实施方式说明汽车电动马达诊断设备中的操作的说明性时序图；图8是一个用于依照本发明的第二实施方式根据所述汽车电动马达诊断设备说明在一个正常磁激励系统情况下的操作的示例性时序图；图9是一个用于依照本发明的第二实施方式根据所述汽车电动马达诊断设备说明在一个不正常磁激励系统情况下的操作的示例性时序图；图10是一个用于依照本发明的第二实施方式说明在引擎转速太低的情况下所述汽车电动马达诊断设备中的操作的示例性时序图；图11是一个用于依照本发明的第三实施方式说明汽车电动马达诊断设备的操作的流程图；图12是一个用于依照本发明的第三实施方式根据所述汽车电动马达诊断设备说明操作的时序图；图13是一个用于依照本发明的第三实施方式说明在加速器位置打开度太低的情况下所述汽车电动马达诊断设备中的操作的示例性时序图；图14是一个用于依照本发明的第四实施方式说明汽车电动马达诊断设备的操作的流程图；图15是一个用于依照本发明的第四实施方式说明所述汽车电动马达诊断设备的操作的示例性时序图；图16是一个用于依照本发明的第五实施方式说明汽车电动马达诊断设备的操作的流程图；以及图17是一个用于依照本发明的第五实施方式说明所述汽车电动马达诊断设备的操作的示例性时序图。
具体实施例方式
所选择的本发明的实施方式现在将会参照图1至17来说明。熟悉技术的人可以从这一公开中明显看出，下面对本发明的实施方式的描述只是被提供来作为说明性的，而不是用于把本发明限定在如所附权利要求书及其等价条款所定义的目的。
第一实施方式参考开头的图1至5，其中依照本发明的第一实施方式描述了一个汽车驱动控制设备。图1是所述汽车驱动控制设备的主要组件的一个示意性视图。图2是用于该汽车驱动控制设备的控制系统设置。图3是用于说明本实施方式的操作的一个流程图。图4是依照本实施方式的一个示例性时序图。
如图1中所见，其中依照本发明以图表的方式描述了一辆装备了所述汽车驱动控制设备的四轮驱动汽车。如图1中所示，依照这一实施方式该汽车具有由一个内燃引擎或者主驱动源2驱动的左右前轮1L和1R，以及由一个电动马达或者从驱动源4驱动的左右后轮3L和3R，该马达最好是一个直流电动马达。这样，前轮1L和1R就做为主驱动轮，而后轮3L和3R就做为从驱动轮。
内燃引擎2的一部分输出扭矩通过一个自动变速器5被传送到左右前轮1L和1R，该自动变速器装备了一个扭矩变换器以及一个常规的差速齿轮。一条环形驱动带6把动力从内燃引擎2传送到一个发电机7，该发电机为电动马达4提供电力。这样，内燃引擎2的一部分输出扭矩通过环形驱动带6被传送到发电机7以给电动马达4提供电力。电动机7的转速等于内燃机2的转速和环形驱动带6的滑轮比的乘积。
如图2中所见，其中描述了一个4WD控制器(四轮驱动控制器)8，该控制器最好包括一个带有一个四轮驱动控制程序的微型电脑，如下面所述该四轮驱动控制器被有效连接到内燃引擎2和电动马达4以控制由内燃引擎2作用到左右前轮1L和1R的扭矩以及由电动马达4作用到左右后轮3L和3R的扭矩。所述四轮驱动控制器8还可以包括其他常规组件比如一个输入接口电路，一个输出接口电路，以及存储装置比如说ROM(只读内存)装置和RAM(随机存取内存)装置。内存电路用来存储处理结果和控制程序。所述四轮驱动控制器8的RAM用来存储操作标志的状态和用于控制程序的各种控制数据，其ROM用来存储用于控制程序的各种操作。该控制器能够根据控制程序选择性地控制汽车驱动控制设备的任一组件。熟悉技术的人可以从这一公开中明显看出，用于四轮驱动控制器8的精确结构和算法可以是能实现本发明的功能的任何硬件及软件的组合。换句话说，如权利要求书中所运用的“装置加功能”条款应该包括任何结构，该结构包括，但不限于，能被用来实现“装置加功能”条款中的功能的硬件以及/或者算法或者软件。此外，如权利要求书中所运用的术语“装置”和“部件”应该包括任何结构，也就是，单指硬件，单指软件，或者硬件和软件的组合。
所述四轮驱动控制器8作为驱动控制部件调节发电机7的场电流，从而调节发电机7加在引擎2上的负载。发电机7的输出电压和所加的负载扭矩一致。这样，发电机7根据其场电流所加在内燃引擎2上的负载就由四轮驱动控制器8来调节，以输出一个相应于负载扭矩的电压。然后发电机7输出一个和此负载扭矩成比例的电动势。
发电机7输出的电压可以通过电线9被提供给电动马达4。一个接线盒10被放置在电动马达4和发电机7之间的电线9的一个中间点。电动马达4的驱动轴可以通过一个减速齿轮箱11、一个离合器12以及一个常规的差速齿轮13被连接到后轮3L和3R。
离合器12最好是一个通过响应四轮驱动控制器8发出的离合器控制指令接合和断开的电磁离合器。当然，一个电动控制的液压离合器可以在一定条件下被用作所述离合器12来实现本发明。这样，离合器12就以一个相应于从四轮驱动控制器8发出的离合器控制指令的扭矩传输率把扭矩从电动马达4传送到后轮3L和3R。当离合器12接合时，汽车处于一个四轮(多轮)驱动状态，其中所有的车轮1L、1R、3L及3R都被驱动。当离合器12断开时，汽车处于一个两轮(非全部轮)驱动状态，其中只有前轮1L和1R被内燃引擎2驱动。
一个主节流阀15和一个从节流阀16位于内燃引擎2的一个进气通道14(举例来说，一个进气支管)中。主节流阀15的打开由四轮驱动控制器8和一个引擎控制器18根据一个加速传感器31的输出来电动调节/控制，该传感器用来侦测加速踏板17的下压量。这样，主节流阀15的打开就根据加速踏板17的下压量被调节和控制，该踏板同时等同于一个加速器位置侦测装置或传感器、或者一个节流阀打开指示装置或传感器，或者具有其功能。加速传感器31对下压量的侦侧值被作为一个控制信号输出到四轮驱动控制器8。加速传感器31等同于一个加速器位置打开度的侦测传感器。这样，这里用到的短语“加速器位置打开度”指的是主节流阀15的打开量，或者指加速踏板17或类似加速装置的下压量。
从节流阀16用一个步进马达19作为一个激励源通过响应来自马达控制器20的驱动信号来调节其阀门打开程度。特别地，从节流阀16的阀门打开程度由步进马达19的转动角来调节和控制，该转动角相应于步进计数。步进马达19的转动角由一个来自马达控制器20的驱动信号调节和控制。从节流阀16上装备了一个节流阀传感器32。步进马达19的步进计数根据由这个节流阀传感器32侦测到的节流阀打开侦测值被反馈控制。此节流阀传感器32同时等同于一个加速器位置打开度侦测传感器。所述内燃引擎2的输出扭矩能独立于驾驶者对加速踏板17的操作而被控制(减少)，这是通过调节从节流阀16的打开来实现的，从而使从节流阀16的打开小于主节流阀15的打开。
所述设备还装备了一个用来侦测内燃引擎2的转速的引擎转速传感器21。该传感器把一个用来指示引擎转速的控制信号输出到引擎控制器18和四轮驱动控制器8。
发电机7装备了一个用于调节其输出电压的电压调节器22。该电压调节器22被设计使得发电机加在引擎2上的负载扭矩及其输出的电压由四轮驱动控制器8所控制，其中四轮驱动控制器通过调节发电机7的场电流来实现所述控制。电压调节器22从四轮驱动控制器8接收到一个发电机控制指令(场电流值)并调节发电机7的场电流。电压调节器22同时能够侦测发电机7的输出电压并把侦测到的电压值输出到四轮驱动控制器8。此外，发电机7的转速能够根据引擎2的转速Ne和环形驱动带6的滑轮比计算出来。
一个电流传感器23和一个中继器24被串联在接线盒10中。电流传感器23用来侦测从发电机7传送到电动马达4的电力的电流值。中继器24根据来自四轮驱动控制器8的指令来连接和断开从发电机7到电动马达4的供电。电流传感器23侦测到从发电机7提供给电动马达4的电枢电流并将所侦测到的电枢电流作为一个电枢控制信号输出到四轮驱动控制器8。四轮驱动控制器8侦测到流过电线9的电压值以产生一个用来指示跨接于电动马达4的电压的控制信号。此外，四轮驱动控制器8在电线9上不断侦测电动马达4的电压值，不管中继器24开起与否。
电动马达4同时被设计为使其场电流、继而其驱动扭矩，被一个来自四轮驱动控制器8的指令所控制。一个电热调节器25测量出电动马达4的温度并将所侦测到的温度输出到四轮驱动控制器8。
电动马达4同时装备了一个马达转速传感器26，该传感器被设计用来侦测电动马达4的驱动轴的转速并将其所侦测到的马达转速信号发送到四轮驱动控制器8。
车轮1L、1R、3L及3R分别装备了轮速传感器27FL、27FR、27RL及27RR。每个速度传感器27FL、27FR、27RL及27RR把一个相应于各自车轮1L、1R、3L及3R转速的脉冲信号输出到四轮驱动控制器8。每一个脉冲信号分别作为一个用来指示各自车轮1L、1R、3L及3R转速的轮速侦测值。轮速传感器27RL及27RR等同于离合器12的一个输出轴转速侦测器或传感器。此外，每个速度传感器27FL、27FR、27RL及27RR同时等同于一个被设计为侦测汽车的汽车行驶速度的驱动力侦测部件或者具有其功能。
四轮驱动控制器8通过一个中继器开关34连接到一块电池35，所述中继器开关34当打火开关33开启时通电。同时，发电机7的场线圈和中继器24的中继器线圈通过一个继电开关36连接到电池35，所述开关36当中继器开关34开启时通电。离合器12的一个电磁螺线圈也通过中继器开关36连接到电池35，所述开关36当中继器开关34开启时通电。
一个警示灯42也被连接到四轮驱动控制器8。该警示灯42被设计为当诊断发现马达4有如下说明的故障时发光或闪烁。警示灯42起一个警示部件的作用。
一个作为驱动模式选择部件的驱动模式选择开关51被连接到四轮驱动控制器8。该驱动模式选择开关51能够选择以下的任一模式一个四轮或多轮驱动使能模式以及一个两轮或非全部轮驱动固定模式。四轮或多轮驱动使能模式在左右前轮1L及1R(主驱动轮)由内燃引擎2驱动的同时，通过离合器12由电动马达4选择性驱动左右后轮3L及3R。两轮或非全部轮驱动固定模式只由内燃引擎2驱动左右前轮1L及1R(主驱动轮)，而不驱动左右后轮3L及3R。熟悉技术的人可以明显看出，构成了驱动模式选择部件的一部分的驱动模式选择开关可以是一个手动开关或者一个自动控制开关，该自动开关在事先选定的条件出现时进行操作，所述条件为比如说一个对正在发生的加速滑程的判断或理解。
四轮驱动控制器8基本上以如日本公开专利公布第2002-218605或美国专利第6,434,469中所述的同样的方式操作。当驱动模式选择开关51的操作选择了四轮驱动使能模式，所述控制器8判断左右前轮1L及1R是否正经历加速滑程。特别地，根据从轮速传感器27FL、27FR、27RL及27RR得到的轮速侦测值或者根据从内燃引擎2传送到左右前轮1L及1R(主驱动轮)的驱动扭矩和左右前轮1L及1R的路面反作用力极限扭矩，四轮驱动控制器8判断左右前轮1L及1R是否正经历加速滑程。如果判断加速滑程正在发生，四轮驱动控制器8控制发电机7的场电流使得发电机负载扭矩被调节到一个相应于加速滑程量的扭矩值。同时，四轮驱动控制器8开启中继器24和离合器12并使发电机7通过中继器24给电动马达4供电。结果，电动马达4通过离合器12驱动左右后轮3L及3R(从驱动轮)。
因此，当比如说路面摩擦系数μ较小或者驾驶者踩加速踏板的下压量较大时，如果从内燃引擎2传送到左右前轮1L及1R的扭矩超过了路面反作用力极限扭矩，也就是说，如果左右前轮1L及1R(主驱动轮)经历加速滑程，发电机7在相应于加速滑程的发电负载扭矩下发电。因此，传送到左右前轮1L及1R的驱动扭矩被调节使其达到左右前轮1L及1R的路面反作用力极限扭矩。结果，左右前轮1L及1R(主驱动轮)的加速滑程被抑制。
此外，由于发电机输出的剩余电力被用来驱动电动马达4，汽车的加速表现和行驶稳定性得到了增强，所述驱动马达4用来驱动左右后轮3L及3R(从驱动轮)。因此，能量效率和油耗也得到了改进。由于日本公开专利公布第2002-218605中详述了所述驱动控制设备的其他操作细节和效果，这里省略对其的描述。
在依照本发明第一实施方式的电动马达诊断设备中，当驱动模式选择开关51的操作选择了两轮驱动固定模式且发电机电压V超过了电动马达电压E时，四轮驱动控制器8通过在离合器12断开的情况下在短时间内驱动电动马达4来诊断马达是否工作。因此，四轮驱动控制器8被连接到警示灯42上，当诊断出电动马达4的故障时警示灯42就会发光或者闪烁。
图3示出了一个用于说明所述第一实施方式的流程图。其中，在步骤S1和S2中，四轮驱动控制器8分别监视发电机电压V和电动马达电压(感生电压)E，比如说，每10毫秒一次。
在步骤S3中，判定发电机电压V减去感生电压E是否小于零，也就是，V-E＞0。如果V-E＞0成立，则处理进程继续到步骤S4，其中执行一个自我诊断。
在步骤S5中，电动马达的转速Nm被用来和一个比如说依经验预先设定的电动马达转速的正常判定阈值Nm1相比较。如果电动马达转速Nm大于等于电动马达正常判定阈值Nm1，也就是Nm＞＝Nm1，则处理进程继续到步骤S6。
在步骤S6中，判定电动马达4是否正常工作。如果在步骤S5中，电动马达转速Nm被判定小于电动马达正常判定阈值Nm1，也就是，Nm＞＝Nm1不成立，则处理进程返回到步骤S4。
如果马达转速在一段预定时间内不增加且Nm＞＝Nm1仍然不成立，则电动马达4被判定为不正常。因此，控制器8转向一个反电动势判定部件8a及一个电动马达诊断部件8b。
依照第一实施方式，如图4中所示，即使在电动马达4中出现一个相应于其转速的反电动势，当发电机7给电动马达4的供电电压高于马达中的反电动势且发电功率充足时，自我诊断仍被执行。发电机7给电动马达4供电从而驱动电动马达4。因此，像由于电动马达4因供电不足而旋转不充分导致无法执行一个可靠的诊断的问题，以及由于鉴于电动马达达到诊断能被执行的转速所需的时间长度该诊断需要较长时间所以确实发现故障需要较长时间的问题都有可能被预防。此外，当不使用四轮驱动时，比如说夏天里，由于电动马达4不工作通常很难发现故障。有鉴于此，依照所述第一实施方式，当驱动模式转为两轮驱动固定模式时，电动马达被驱动并且执行一个看电动马达4是否旋转的判定。因此，即使在冬天里或类似情况下四轮驱动变得必要时，仍然有可能事先发现并修复电动马达4的故障。
第二实施方式顺便提一句，如图5中所示，即使发电机7的输出电压是只由永磁体部分产生的电压(下方实线)，也会存在一种情况，其中当电动马达4的转速低于或等于一个预定速度(Nm2)时反电动势(虚线)在增加。在这一情况下，如图6中的时序图所示，如果预定速度Nm2被设置为一个正常判定阈值，发电机电压V(交流发电机)将会超过电动马达感生电压E，且马达转速Nm＞＝Nm2将会成立，使得即使发电机7的场线圈因为故障而无法控制，结果可能被误判为正常。因此，在依照本发明的第二实施方式中，如下面所说明，当驱动模式选择开关51的操作选择了两轮驱动固定模式且发电机电压V超过了电动马达感生电压E时，四轮驱动控制器8在离合器12分离的状态下持续给发电机7的场线圈通电并控制该线圈；而电动马达则被短时间驱动。如图5中上方实线所示，发电机电压V上升，一个诊断被执行以判定电动马达4在图5中斜线所指示的范围内是否工作。
图7示出了一个用于说明第二实施方式的操作的流程图。其中，在步骤S11中，四轮驱动控制器把发电机电压V和电动马达感生电压E作比较，比如说，每10秒钟一次。如果V-E＞0成立，则处理进程继续到步骤S12，其中执行一个自我诊断。
在步骤S13中，发电机7的场线圈的通电和控制被开启，且场线圈的磁场被加到永磁体的磁场上。
在步骤S14中，电动马达转速Nm被拿来和比方说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1做比较，其中在图5中所示的场线圈通电并被控制的状态下发电机电压V已变得和电动马达感生电压E相等。
如果Nm＞＝Nm1成立，则处理进程继续到步骤S15，其中电动马达4被判定为正常。如果Nm＞＝Nm1不成立，则处理进程继续到步骤S16，其中电动马达4被判定为不正常(故障)。
依照第二实施方式，如图8中所示，即使在电动马达4中出现相应于其转速的反电动势，当发电机7给电动马达4的供电电压高于电动马达4的反电动势并且发电机输出功率充足时，也执行一个自我诊断，发电机7给电动马达4供电，从而驱动电动马达4，并且判定电动马达是否旋转。因此，就可以预防下面的问题，比如像由于电动马达4因供电不足而旋转不充分导致无法执行一个可靠的诊断的问题，以及由于鉴于电动马达达到诊断能被执行的转速所需的时间长度该诊断需要较长时间所以确实发现故障需要较长时间的问题。
另外，当驱动模式被转为两轮驱动固定模式时，电动马达4被驱动，一个诊断被执行以判定电动马达4是否旋转。因此，即使在四轮驱动变得必要之前，比如说冬天，电动马达4的故障也能被发现及修复。此外，电动马达4被驱动使得当其由通过控制发电机7的场线圈中的场电流来供电时马达的转速，高于当其由发电机7仅用永磁体供电时马达的转速。
另外，一个诊断被执行以判定电动马达4是否旋转。因此，如图9中所示，即使当场电流被控制时，在发电机7的电压V升高不多的情况下场控制系统中的故障同样能被诊断出来。此外，即使在其力控制系统中存在故障且磁场仅来自永磁体时，电动马达4中的故障仍能通过电动马达正常判定阈值的特殊使用被诊断出来。
第三实施方式另外，如图10中所示，如果引擎转速较低，即使发电机控制被开启，电动马达4的转速仍会由于发电机发电量不足而达不到电动马达正常判定阈值Nm1，也可以想象一个正常判定无法被执行。
如下面所说明在本发明的第三实施方式中，在驱动模式选择开关51的操作选择了两轮驱动固定模式且引擎转速超过了一个预定速度的情况下，四轮驱动控制器8通过在离合器12断开的状态下持续给发电机7的场线圈通电并控制该线圈以及通过短时间驱动电动马达4来诊断电动马达4是否工作。
图11是一个用于说明第三实施方式的操作的流程图。在步骤S21中，四轮驱动控制器8从引擎转速传感器21(起一个内燃引擎转速诊测装置的作用)读入引擎转速，比如说，每10毫秒一次。下一步，判定所读入的引擎转速是否大于当电动马达4以比如说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1旋转时从产生的电压获得的转速TAC01。如果引擎转速大于转速TAC01，则处理进程继续到步骤S22，其中执行一个自我诊断。
在步骤S23中，发电机7的场线圈的通电和控制被开启，场线圈的磁场被加到永磁体的磁场上。
在步骤S24中，电动马达转速Nm被拿来和比如说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1来比较，当马达以该转速阈值旋转时，在发电机的场线圈被通电及控制的状态下发电机电压V已变得和电动马达感生电压E相等。如果Nm＞＝Nm1成立，则处理进程继续到步骤S25，其中电动马达4被判定为正常。如果Nm＞＝Nm1不成立，则处理进程继续到步骤S26，其中电动马达4被判定为不正常(故障)。
所述第三实施方式获得了与前面的实施方式类似的功能和效果，并添加了另外的功能和效果。如图12中所示，在引擎转速大于TAC01的情况下，该情况被判定为其中从发电机7给电动马达4的供电电压高于电动马达4的反电动势，即发电机发电功率充足。因此，在发电机发电充足的情况下判定可以很容易执行。
第四实施方式此外，如图13中所示，在加速踏板17不再下压且引擎转速下降的情况下，一个自我诊断在引擎转速大于TAC01时被及时执行。但是，可以想象引擎转速由于发电机7负载的增加而不幸下降更多，所述判定则由于马达转速达不到电动马达正常判定阈值Nm2而不幸中断。因此，如下面所说明在依照本发明的第四实施方式中，在驱动模式选择开关51的操作选择了两轮驱动固定模式、引擎转速超过了一个预定转速且加速器位置打开度大于或等于一个预定打开度时，所述控制器8通过在离合器12断开的状态下持续给发电机7的场线圈通电并对其进行控制以及通过短时间驱动电动马达4来判定电动马达4是否工作。
图14是一个用于说明所述第四实施方式的操作的流程图。在步骤S31中，控制器8从引擎转速传感器21(起一个内燃引擎转速诊测装置的作用)读入引擎转速，比如说，每10毫秒一次。一个判定被执行以判定通过使电动马达4以比如说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1旋转而获得的生成电压是否高于转速TAC01。在引擎转速(所读入的)大于转速TAC01的情况下，处理进程继续到步骤S32。
在起一个加速器位置打开度侦测装置的作用的步骤S32中，加速器位置打开度(加速踏板17的下压量)被从加速传感器31读入。如果加速器位置打开度大于等于，比如说，百分之五，则处理进程继续到步骤S33，其中执行一个自我诊断。
在步骤S34中，发电机7的场线圈的通电及控制被开启，场线圈的磁场被加到永磁体的磁场上。
在步骤S35中，电动马达转速Nm被拿来和比如说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1来比较，当马达以该转速阈值旋转时，在发电机的场线圈已被通电及控制的状态下发电机电压V变得和电动马达感生电压E相等。如果Nm＞＝Nm1成立，则处理进程继续到步骤S36，其中电动马达4被判定为正常。如果Nm＞＝Nm1不成立，则处理进程继续到步骤S37，其中电动马达4被判定为不正常(故障)。
所述第四实施方式获得了如前面实施方式的功能和效果，并添加了另外的功能和效果。如图15中所示，在引擎转速大于转速TAC01且加速器位置打开度大于等于比如说百分之五的情况下，该情况被判定为其中从发电机7给电动马达4的供电电压高于电动马达4的反电动势，即发电机发电功率充足。因此，下面的问题就可以避免，比如说执行一个诊断需要较长时间的问题，以及由于发电机发电不足导致无法执行一个可靠的诊断的问题，其中发电机发电不足是因为内燃引擎2的输出扭矩不足。因此，就能够执行一个更为可靠的自我诊断。此外，通过侦测一个连接到加速踏板17的开关的开/关状态来判定加速器位置打开度是否大于或等于一个预定打开度也是可以接受的。
第五实施方式此外，在两轮驱动形式过程中如果由于自我诊断的执行电动马达突然工作，可以想象乘客将会因为马达的工作噪音而感到不舒服。另外，尽管电动马达不常故障，但如果每次汽车从停止状态启动时电动马达都被诊断，电动马达将会被频繁操作并会不必要损耗电刷等等。因此，如下面所说明在依照本发明的第五实施方式中，在驱动模式选择开关51的操作选择了两轮驱动固定模式、汽车速度超过一个预定速度、加速器位置打开度已变得大于等于一个预定打开度以及发电机电压V超过电动机感生电压E的情况下，所述控制器8通过在离合器12断开的状态下持续给发电机7的场线圈通电并对其进行控制以及通过短时间驱动电动马达4来判定电动马达4是否工作。
因此，第五实施方式提出了一个根据由轮速传感器27FL、27FR、27RL及27RR(起一个汽车车体速度侦测装置的作用)侦测到的轮速值来计算汽车车体速度的汽车车体速度计算电路41，这一所计算出的汽车车体速度被输出到控制器8。此外，把汽车车体速度计算电路41的功能合并入控制器8也是可以接受的，这样计算就在控制器8内执行。提供一个独立的汽车速度传感器而不是从轮速传感器27FL、27FR、27RL及27RR侦测轮速值也是可以接受的，从而直接侦测汽车车体速度并将侦测值输出到控制器8。
图16是一个用于说明第五实施方式的操作的流程图。其中，在步骤S41中，控制器8根据一个来自驱动模式选择开关51(起一个驱动模式转换装置的作用)的信号判定两轮驱动固定模式是否被选择，比如说，每10毫秒判定一次。如果两轮驱动固定模式被选择，则处理进程继续到步骤S42。
在步骤S42中，执行一个看当前车速是否大于一个比如说依经验预先设定的车速Vcar1的判定，当汽车以该预定车速行驶时电动马达的工作噪音可以被背景噪音掩盖。如果车速大于Vcar1，则处理进程继续到步骤S43。
在步骤S43中，引擎转速被从引擎转速传感器21读入。执行一个看引擎转速是否大于所述比如说依经验预先设定的转速TAC01的判定，该转速TAC01也是产生通过使电动马达4以电动马达正常判定阈值Nm1旋转从而获得的生成电压的转速。如果引擎转速大于转速TAC01，则处理进程继续到步骤S44。
在步骤S44中，执行一个根据一个来自一开关(起一个加速器位置打开度侦测装置的作用)的信号看加速器是否处于一个打开状态(也就是，加速器位置打开度是否大于等于一个预定打开度)的判定。如果加速器处于打开状态，则处理进程继续到步骤S45。
在步骤S45中，发电机电压V和电动马达感生电压E被读入，执行一个看V-E＞0是否成立的判定。如果成立，则处理进程继续到步骤S46。在步骤S46中，执行一个看这是不是打火开关33开启以来这一步被第一次执行的判定。
在步骤S46中，如果判定这是这一步自打火开关33开启以来第一次被执行，则处理进程继续到步骤S47。在步骤S47中，执行一个自我诊断。
在步骤S48中，对发电机7的场线圈的通电及控制被开启，该场线圈的磁场被加到永磁体的磁场上。在步骤S49中，电动马达转速Nm被拿来和比方说依经验预先设定的电动马达正常判定阈值Nm1做比较，当电动马达以该转速阈值旋转时，在场线圈通电并被控制的状态下发电机电压V已变得和电动马达感生电压E相等。如果Nm＞＝Nm1成立，则处理进程继续到步骤S50。
在步骤S50中，判定电动马达4是否正常。然而，如果Nm＞＝Nm1不成立，电动马达4则被判定为不正常(故障)，处理进程返回到步骤S41。另外，如果步骤S41至S46中的任一步中的判定不成立，则处理进程返回到步骤S41。
所述第五实施方式获得了与前面的实施方式同样的功能和效果，并添加了另外的功能和效果。如图17中所示，如果车速Vcar大于一个预定车速Vcar1则执行一个自我诊断，当汽车以该预定车速行驶时电动马达工作噪音可以被背景噪音掩盖。因此，就有可能预防乘客由于在两轮驱动行驶过程中因执行一个自我诊断导致的工作噪音而感到不舒服。另外，每次打火开关33被开启时只执行一个自我诊断。因此，就有可能防止由于电动马达4频繁工作而导致电刷的不必要损耗等等。
此外，本发明不只限于上述的实施方式，而可以进行大量的其它改动和修正。举例来说，在上面的每个实施方式中，左右前轮1L及1R是主驱动轮而左右后轮3L及3R是从驱动轮。然而，有可能使左右前轮1L及1R成为从驱动轮，由电动马达4通过离合器12选择性的驱动，同时使左右后轮3L及3R成为主驱动轮，由内燃引擎2驱动。另外，本发明不只限于具有四轮驱动使能模式的汽车，也能够广泛应用于车轮由马达通过离合器选择性驱动的汽车。此外，在上面的每个实施方式中，只在两轮驱动固定模式下执行自我诊断，但是在四轮驱动使能模式下的两轮驱动行驶过程中执行一个自我诊断也是可能的。另外，在上面的每个实施方式中，当电动马达4的诊断结果是不正常(故障)时警示灯42被点亮或亮灭闪烁。然而，同时发出一个警示声响，或者用一个警示声响代替警示灯42也是可能的。
如在这里所使用的，下面的方向术语“前、后、上、下、垂直、水平、下面及横向”以及任何其他类似方向术语都指的是装备了本发明的汽车的方向。因此，这些用来描述本发明的术语应该相对于装备了本发明的汽车来解释。
术语“被设计”在这里用来描述装置的一个组件、部件或零件包括被构造以及/或者被编程来实现所希望的功能的硬件以及/或者软件。
此外，在权利要求书中表述为“装置加功能”的术语包括能被用来实现本发明的那部分功能的任何结构。
这里所使用的程度术语例如“基本上”、“大约”以及“近似地”意味着对其所修正的词的一个合理数量的偏差使得最后的结果未被显著改变。举例来说，这些术语可以被分析为包括一个对其所修正词的至少正负百分之五的偏差，如果这一偏差并不会否定其所修正词的意义的话。
此申请要求对日本专利申请第2002-258176的优先权。因此日本专利申请第2002-258176的整个公开都合并在此以作参照。
虽然只有所选择的实施方式被选来说明本发明，但熟悉技术的人可以从这一公开中明显看出，在不违背如所附权利要求书中所规定的本发明的意图的情况下，可以对本发明做大量的改动和修正。此外，前面依照本发明对实施方式的描述仅是被提供来作说明的，而不是用于把本发明限于如所附权利要求书及其等价条款所规定的目的。这样，本发明的范围并不限于所公开的实施方式。
权利要求
1.一个用于一辆汽车的汽车电动马达诊断设备，所述汽车具有一个由一个驱动源的驱动扭矩所驱动的发电机，一个由发电机提供的电力所驱动的电动马达，以及一个由电动马达驱动的车轮，所述电动马达诊断设备包括一个反电动势判定部件，被设计用来判定发电机给电动马达的供电电压是否高于电动马达反电动势的感生电压，以及一个电动马达诊断部件，被设计用来通过控制发电机给电动马达供电来驱动电动马达，并在反电动势判定部件判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达反电动势的感生电压时判定电动马达是否在旋转。
2.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为通过控制发电机的场线圈的场电流来给电动马达供电以驱动电动马达，这样电动马达以一个高于仅由发电机的至少一个永磁体供电时的旋转速度的旋转速度旋转。
3.依照权利要求2的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定驱动源的驱动扭矩大于一个规定值从而判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达的反电动势。
4.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定驱动源的驱动扭矩大于一个规定值从而判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达的反电动势。
5.依照权利要求4的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定所侦测到的主驱动源的转速至少和一个预定转速相等从而判定主驱动源的驱动扭矩大于一个规定值。
6.依照权利要求4的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定所侦测到的汽车加速器位置打开程度至少和一个预定的加速器位置打开程度相等从而判定驱动源的驱动扭矩大于所述规定值。
7.依照权利要求6的汽车电动马达诊断设备，还包括一个加速器位置打开程度侦测传感器，被设计及安排用来侦测加速器位置和节流阀打开程度中至少一个。
8.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为驱动电动马达，并仅在判定汽车车速至少和一个预定车速相等时判定电动马达正在旋转。
9.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为驱动电动马达，并在判定出车轮不被电动马达驱动的状态时判定电动马达是否在旋转。
10.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为驱动电动马达，并在判定出一个非全部轮驱动模式已被指定时判定电动马达是否在旋转。
11.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为驱动电动马达，并每次驱动源的系统开关已被判定为开启时只判定一次电动马达是否在旋转。
12.依照权利要求11的汽车电动马达诊断设备，其中所述系统开关是主动驱动源的一个打火开关。
13.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，还包括一个模式选择部件，被设计用来选择一个由电动马达驱动一车轮并由主驱动源驱动另一车轮的多轮模式或者选择一个离合器不啮合的非全部轮模式；以及所述电动马达诊断设备还被设计为当非全部轮驱动模式被模式选择部件所选择时诊断。
14.依照权利要求1的汽车电动马达诊断设备，还包括一个被安排用来驱动至少一个未连接到电动马达的驱动轮的主驱动源。
15.依照权利要求14的汽车电动马达诊断设备，其中所述主驱动源是一个内燃引擎，该引擎驱动一个给电动马达供电的发电机。
16.依照权利要求15的汽车电动马达诊断设备，其中所述电动马达诊断部件还被设计为通过控制发电机的场线圈的场电流来给电动马达供电以驱动电动马达，使得电动马达以一个高于仅由发电机的至少一个永磁体供电时的旋转速度的旋转速度旋转。
17.依照权利要求15的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定驱动源的驱动扭矩大于一个规定值从而判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达的反电动势。
18.依照权利要求17的汽车电动马达诊断设备，其中所述反电动势判定部件还被设计为通过判定驱动源的一个侦测转速至少和一个预定转速相等以及所侦测到的汽车加速器位置打开程度至少和一个预定加速器位置打开程度相等两者中的至少一个，从而判定驱动源的驱动扭矩大于所述规定值。
19.一个用于一辆汽车的汽车电动马达诊断设备，所述汽车具有一个由一个驱动源的驱动扭矩驱动的发电机，一个由发电机提供的电力所驱动的电动马达，以及一个由电动马达驱动的车轮，所述电动马达诊断设备包括用于判定发电机给电动马达的供电电压是否高于电动马达反电动势的感生电压的反电动势判定装置，以及电动马达诊断装置，用于通过控制发电机给电动马达供电来驱动电动马达，并在反电动势判定装置判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达反电动势的感生电压时判定电动马达是否在旋转。
20.一个用于一辆汽车的汽车电动马达诊断方法，所述汽车具有一个由一个驱动源的驱动扭矩驱动的发电机，一个由发电机提供的电力所驱动的电动马达，以及一个由电动马达驱动的车轮，所述电动马达诊断设备包括判定发电机给电动马达的供电电压是否高于电动马达反电动势的感生电压；通过控制发电机给电动马达供电来驱动电动马达；以及在判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达反电动势的感生电压时，判定电动马达是否在旋转。
全文摘要
一个装备于一辆汽车的汽车电动马达诊断设备，所述汽车具有一个由一个驱动源的驱动扭矩驱动的发电机，一个由发电机提供的电力所驱动的电动马达，以及一个由电动马达驱动的车轮。所述电动马达诊断设备包括一个反电动势判定部件和一个电动马达诊断部件。所述反电动势判定部件判定发电机给电动马达的供电电压是否高于电动马达反电动势的感生电压。所述电动马达诊断部件通过控制发电机给电动马达供电来驱动电动马达，并在判定发电机给电动马达的供电电压高于电动马达感生电压的基础上，判定电动马达是否在旋转。
文档编号B60K6/54GK1491828SQ0315810
公开日2004年4月28日 申请日期2003年9月3日 优先权日2002年9月3日
发明者清水弘一, 之, 大谷裕之 申请人:日产自动车株式会社