电机相电流过流检测方法、装置以及电机控制器、车辆与流程

文档序号:28262824发布日期:2021-12-31 16:57阅读:439来源:国知局
电机相电流过流检测方法、装置以及电机控制器、车辆与流程

1.本发明涉及电机技术领域,尤其涉及一种电机相电流过流检测方法、装置以及电机控制器、车辆。


背景技术:

2.电机作为动力能源输出装置,其应用场景越来越多样化,因此对其输出转矩的控制极其重要,如果想控制电机输出稳定的转矩,就必须控制好电机控制器供给电机的相电流。若相电流过大,不仅会造成电机烧毁,还会造成危险事故,从而危及人身安全,因此对电机相电流进行过流诊断是非常有必要的。
3.相关技术中,在电机转子旋转的情况下,主要采取硬件电路对电流进行过流诊断,即通过搭建逻辑电路来判断电流是否过流,这类方法增加了开发成本。


技术实现要素:

4.本发明旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。
5.为此,本发明的第一个目的在于提出一种电机相电流过流检测方法,以在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
6.本发明的第二个目的在于提出一种电机相电流过流检测装置。
7.本发明的第三个目的在于提出一种电机控制器。
8.本发明的第四个目的在于提出一种车辆。
9.本发明的第五个目的在于提出一种可读存储介质。
10.为达上述目的,本发明第一方面实施例提出了一种电机相电流过流检测方法,包括:以预设的采样频率,采集所述电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,其中,每个检测周期内电机的相电流瞬时值的方向相同;根据所述每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定所述每个检测周期对应的角度累加值,其中,所述角度累加值,为检测周期内每个对应相电流瞬时值大于电流阈值的转子角度值,与相邻的前一转子角度值差值绝对值的累加和;如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定所述电机相电流在所述检测周期内过流。
11.根据本发明实施例的电机相电流过流检测方法,首先,以预设的采样频率,采集电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,然后,根据每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定每个检测周期对应的角度累加值,最后,如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定电机相电流在检测周期内过流。
12.由此,该方法在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
13.另外,根据本发明上述实施例的电机相电流过流检测方法还可以具有如下附加的技术特征:
14.根据本发明的一个实施例,在所述如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定所述电机相电流在所述检测周期内过流之前,还包括:根据所述电流阈值在所述电机的相电流波形图的每个检测周期内分别对应的两个角度值差值的绝对值,确定所述角度阈值。
15.根据本发明的一个实施例,在所述确定所述电机相电流在所述检测周期内过流之后,还包括:将所述检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值;检测与所述检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位的值,如果与所述检测周期相邻的前n个检测周期内,至少m个检测周期的过流标志位均为第一预设值,则确定所述电机存在过流故障,其中,n和m均为正整数,且m小于n。
16.根据本发明的一个实施例,所述检测周期为第l个检测周期,其中,在将所述检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值之后,还包括:
17.根据c
l
=c
l-1
+x,确定前l个检测周期对应的过流故障累加值;根据δc=c
l-c
l-n-1
,确定所述第l个检测周期与所述第l个检测周期相邻的前n个检测周期的过流故障累加值;如果所述δc大于或等于m,则确定所述电机存在过流故障,其中,c
l
为前l个检测周期对应的过流故障累加值,c
l-1
为前l-1个检测周期对应的过流故障累加值,x为当前检测周期的过流标志位的值,c
l-n-1
为前l-n-1个检测周期对应的过流故障累加值。
18.根据本发明的一个实施例,所述电机相电流过流检测方法,还包括:在检测到所述电机的相电流瞬时值的方向改变时,将所述角度累加值置零。
19.根据本发明的一个实施例,所述电机相电流过流检测方法,还包括:在每个检测周期内检测到所述电机的相电流瞬时值由大至小变化、且小于所述电流阈值时,将所述角度累加值置零。
20.根据本发明的一个实施例,在所述根据所述每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定所述每个检测周期对应的角度累加值之后,还包括:在每个检测周期内检测到所述电机的相电流瞬时值由大至小变化、且小于所述电流阈值时,将所述角度累加值减去采集的每两个相邻相电流瞬时值分别对应的两个转子角度值差值的绝对值,直至每个检测周期对应的角度累加值为零。
21.为达上述目的,本发明第二方面实施例提出了一种电机相电流过流检测装置,包括:采集模块,用于以预设的采样频率,采集所述电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,其中,每个检测周期内电机的相电流瞬时值的方向相同;第一确定模块,用于根据所述每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定所述每个检测周期对应的角度累加值,其中,所述角度累加值,为检测周期内每个对应相电流瞬时值大于电流阈值的转子角度值,与相邻的前一转子角度值差值绝对值的累加和;第二确定模块,用于如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定所述电机相电流在所述检测周期内过流。
22.根据本发明实施例的电机相电流过流检测装置,通过采集模块以预设的采样频率,采集所述电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值;通过第一确定模块根据所述每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定所述每个
检测周期对应的角度累加值;通过第二确定模块如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定所述电机相电流在所述检测周期内过流。
23.由此,该装置在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
24.另外,根据本发明上述实施例的电机相电流过流检测装置还可以具有如下附加的技术特征:
25.根据本发明的一个实施例,所述第二确定模块,在确定所述电机相电流在所述检测周期内过流之后,还用于:将所述检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值;获取与所述检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位的值,如果与所述检测周期相邻的前n个检测周期内,至少m个检测周期的过流标志位均为第一预设值,则确定所述电机存在过流故障,其中,n和m均为正整数,且m小于n。
26.为了实现上述目的,本发明第三方面实施例提出了一种电机控制器,包括:至少一个处理器;以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器;其中,所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令,所述指令被所述至少一个处理器执行,以使所述至少一个处理器能够执行本发明第一方面实施例提出的电机相电流过流检测方法。
27.本发明实施例的电机控制器,在至少一个处理器执行存储器中存储的指令时,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度差值绝对值的累加值,从而根据角度差值绝对值的累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
28.为了实现上述目的,本发明第四方面实施例提出了一种车辆,包括本发明第二方面实施例提出的电机相电流过流检测装置,或者,本发明第三方面实施例提出的电机控制器。
29.本发明实施例的车辆,通过本发明实施例的电机相电流过流检测装置或者电机控制器,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
30.为了实现上述目的,本发明第五方面实施例提出了一种可读存储介质,其上存储有电机相电流检测程序,该程序被处理器执行时,实现本发明第一方面实施例提出的电机相电流过流检测方法。
31.本发明实施例的可读存储介质,在其上存储的电机相电流检测程序被处理器执行时,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
32.本发明附加的方面和优点将在下面的描述中部分给出,部分将从下面的描述中变得明显,或通过本发明的实践了解到。
附图说明
33.本发明上述的和/或附加的方面和优点从下面结合附图对实施例的描述中将变得
明显和容易理解,其中:
34.图1是根据本发明实施例的电机相电流过流检测方法的流程图;
35.图2是根据本发明一个实施例的电机相电流的角度阈值分析图;
36.图3是根据本发明一个实施例的电机相电流过流检测方法的流程图;
37.图4是根据本发明一个示例的单个检测周期内的过流检测示意图;
38.图5是根据本发明另一个示例的单个检测周期内的过流检测示意图;
39.图6是根据本发明另一个实施例的电机相电流过流检测方法的流程图;
40.图7是根据本发明一个具体示例的根据单个检测周期的过流故障累加值确定电机过流故障的示意图;
41.图8是根据本发明实施例的电机相电流过流检测装置的结构框图;
42.图9是根据本发明实施例的车辆的结构框图。
具体实施方式
43.下面详细描述本发明的实施例,所述实施例的示例在附图中示出,其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的,旨在用于解释本发明,而不能理解为对本发明的限制。
44.下面参考附图描述本发明实施例的电机相电流过流检测方法、装置以及电机控制器、车辆。
45.需要说明的是,电机的相电流波形为正弦波形,电机的相电流瞬时值即为正弦电流的瞬时值,根据正弦波形可知,在电机相电流的瞬时值的方向改变时,相电流即将开始变化,即开始正向增加或者反向增加,直至达到相电流幅值。其中,不同的相电流瞬时值对应不同的转子角度,即电机的转子角度跟随相电流变化。因此,每个检测周期内相电流的变化可以通过角度差值绝对值的累加值来体现。基于此,本发明实施例提出了电机相电流过流检测方法。
46.图1是根据本发明实施例的电机相电流过流检测方法的流程图。
47.如图1所示,该方法包括以下步骤:
48.s101,以预设的采样频率,采集电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,其中,每个检测周期内电机的相电流瞬时值的方向相同。
49.具体地,在电机运行过程中,即在电机进行工作时,以预设的采样频率,采集电机在每个检测周期内的相电流瞬时值,并可通过旋变传感器采集与相电流瞬时值对应的转子角度值,然后可将相电流瞬时值和对应的转子角度值存储于存储器中,以待后续调用。其中,预设的采样频率可根据实际情况确定。
50.需要说明的是,电机的相电流波形为正弦波形,在该相电流瞬时值的方向改变至下一次相电流瞬时值的方向改变之间,为一个检测周期,即言,在每个检测周期内,电机相电流瞬时值的方向相同,正弦波形的半个周期即为一个检测周期。
51.s102,根据每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定每个检测周期对应的角度累加值,其中,角度累加值,为检测周期内每个对应相电流瞬时值大于电流阈值的转子角度值,与相邻的前一转子角度值差值绝对值的累加和。
52.其中,前一是指前一电流采样点。电流阈值可以是0至电机相电流幅值(最大值)之
间的任一值,且电流阈值不等于0和相电流幅值。
53.具体地,可将步骤s101中采集到的相电流瞬时值,与电流阈值进行比对,如果存在相电流瞬时值的绝对值大于电流阈值,则确定该相电流瞬时值对应的转子角度值,并确定与该相电流瞬时值相邻的前一相电流瞬时值,以及与前一相电流瞬时值对应的前一转子角度值,进而计算大于电流阈值的相电流瞬时值对应的转子角度值,与前一转子角度值之间的差值的绝对值,并将该绝对值进行累加,得到的累积和即为一个检测周期内的角度累加值。即言,如果当前相电流采样值的绝对值大于电流阈值,则确定该相电流采样值对应的当前转子角度值,与前一相电流采样值对应的转子角度值之间的差值的绝对值。其中,绝对值可以是根据rdc(resolver-to-digital converter,旋转变压器数字变换器)反馈的当前采样时刻的转子角度值与前一采样时刻的转子角度值确定的。
54.需要说明的是,该实施例中如果相电流瞬时值的绝对值小于或等于电流阈值,则可确定该相电流瞬时值对应的转子角度值,与前一转子角度值间的角度差值的绝对值的负值。
55.s103,如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定电机相电流检测周期内过流。具体地,在确定出每个检测周期对应的角度累加值之后,可分别判断每个角度累加值与角度阈值之间的大小关系,如果角度累加值大于角度阈值,则判断出电机相电流在该角度累加值对应的检测周期内过流。
56.在该实施例中,还可以每确定出一个大于电流阈值的相电流瞬时值,则更新一次角度累加值,每更新一次角度累加值,则将更新后的角度累加值与角度阈值进行比对,以在更新后的角度累加值大于角度阈值时,确定电机相电流在当前的检测周期内过流。由此,能够实现角度累加值与角度阈值的实时比对,从而实现电机相电流过流检测的实时检测。
57.需要说明的是,在电机的运行过程中,电机相电流瞬时值存在最大承受值,电机相电流最大值(峰值)不能超过最大承受值,如果相电流最大值超过了最大承受值,说明相电流在当前的检测周期内出现了过流现象。其中,可根据电机的实际工况确定最大承受值,且最大承受值应当大于电流阈值。该实施例中的角度阈值是每个检测周期内的相电流最大值为最大承受值时,对应的角度累加值。因此,可根据角度差累加值与角度阈值之间的大小关系,判断相电流最大值是否超过最大承受值。
58.应当理解,由于电机相电流波形为正弦波形,相电流走过的一个完整周期包括两个检测周期,在每个检测周期内均应当执行一次上述步骤s101至s103,即可确定出每个检测周期内的相电流最终是否过流。因此,通过重复执行上述步骤s101至s103两次即可确定出相电流在一个完整周期内是否过流。
59.本发明实施例的电机相电流过流检测方法,相较于相关技术中的硬件电路检测电流是否过流的方案,无需额外附加硬件电路,在不增加硬件成本的前提下,通过采集电机的相电流及其对应的转子角度值实现对相电流的过流诊断,具有实现成本较低、占用资源较少、易实现的优点。
60.总的来说,该电机相电流过流检测方法,在每个检测周期内,首先获取多个电机相电流瞬时值及其对应的转子角度值,进而在相电流瞬时值的绝对值大于电流阈值时,确定角度差值的绝对值,并利用角度差值的绝对值确定角度累加值,最后根据角度累加值与角度阈值的大小关系确定电机相电流是否过流,从而实现了每个检测周期内的相电流的实时
过流诊断。进一步而言,通过本发明实施例的电机相电流过流检测方法能够实时检测电机是否过流,避免因电机相电流过大造成的电机烧毁现象以及危险事故,从而保障了用户的人身安全。
61.由此,该方法在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
62.需要说明的是,经过研究发现,对于正弦电流来说,当电流最大值大于电流阈值th一个固定差值时,电流阈值th就截取了正弦电流一个固定角度值。无论正弦电流的频率是多少,只要固定差值确定下来就可以得到一个固定角度值。例如,对于幅值为1a(安培)的相电流,其正弦波形被电流阈值th为1/2a截取的角度值为150
°-
30
°
=120
°
,可以得出:大于1/2a的电流阈值th对应截取的角度值小于120
°
,此时,电流最大值与电流阈值th的差值较小;小于1/2a的电流阈值th对应截取的角度值大于120
°
,此时,电流最大值与电流阈值th的差值较大。其中,被截取的角度值120
°
即为本发明实施例中的角度阈值。
63.而本发明实施例的相电流属于正弦电流,因此,基于上述发现,本发明实施例可以通过以下实施例确定角度阈值:
64.在本发明的一个实施例中,在上述步骤s106中,在如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定电机相电流在检测周期内过流之前,还包括:根据电流阈值在电机的相电流波形图的每个检测周期内分别对应的两个角度值差值的绝对值,确定角度阈值。
65.该实施例中,电机的相电流波形图为图2所示的正弦波形,电流阈值th在电机的相电流波形图的每个检测周期内分别对应的两个角度值,为一个检测周期内,电流阈值th与正弦波形相交的两个点,分别对应的角度值。计算两角度值之间的差值,并取差值的绝对值,即为该实施例中的角度阈值。
66.具体地,如图2所示,本发明实施例中可将电机相电流的最大承受值max和电流阈值th之间的差值设置为固定差值,并将最大值为最大承受值max的相电流被电流阈值th截取的角度值称为角度阈值θ。即言,当相电流最大值等于最大承受值max时,被电流阈值th截取的角度值为角度阈值θ。
67.例如,如果电流阈值th是400a,最大承受值max是410a,则对应的角度阈值θ是25
°
。其中,最大承受值max和电流阈值th之间的固定差值和角度累加值是正比例关系。
68.在该实施例中,在根据角度累加值θx与角度阈值θ之间的大小关系判断电机相电流是否过流时,具体而言,可判断角度累加值θx与角度阈值θ之间的大小关系,如果θx>θ,则判断出当前检测周期内的相电流最大值与电流阈值th之间的差值超过了固定差值,进而判断出相电流最大值超过了最大承受值max,则确定电机相电流在当前的检测周期内过流;如果θx≤θ,则判断出当前检测周期内的相电流最大值与电流阈值th之间的差值没有超过固定差值,进而判断出相电流最大值没有超过最大承受值max,则确定电机相电流在当前的检测周期内不过流。
69.需要说明的是,角度阈值θ满足公式:
70.θ=δt*ω
ꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀꢀ
(1)
71.其中,δt为硬件采样时间,ω为转子的电角频率。因此,角度累加过程不会受到电机转速的影响,所以无论实际转速是多少,相同幅值的相电流(正弦电流)被相等的电流阈
值th截取部分对应的角度是一个固定值。
72.由此,角度累加过程不会受到电机转速的影响,因此检测过程不受转速过高导致采样点个数减少的影响。
73.在本发明的一个实施例中,如图3所示,在确定电机相电流在检测周期内过流之后,即在实施上述步骤s103之后,还包括以下步骤:
74.s104,将检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值。
75.具体而言,电机相电流的每个检测周期均可对应一个过流标志位flag_one。如果电机相电流在检测周期内过流,则可将该检测周期对应的过流标志位flag_one的值更新为第一预设值;如果电机相电流在检测周期内不过流,则可将该检测周期对应的过流标志位flag_one的值更新为第二预设值。其中,第一预设值可以是1,第二预设值可以是0。
76.需要说明的是,由于更新后的角度累加值与角度阈值的比较是实时进行的,因此,当前的检测周期对应的过流标志位flag_one的值可以是随着比较结果实时更新的。
77.在该示例中,还可设置阈值标志位err_flag。如图4所示,如果电流采样值的绝对值与电流阈值th之间的差值err大于0,则可将阈值标志位err_flag的值更新为1;如果err小于或者等于0,则可将阈值标志位err_flag的值更新为0。在一个检测周期t内,在err_flag为1时,角度累加值开始累加角度差值的绝对值,当角度累加值θx达到角度阈值θ时,即可说明当前检测周期内的相电流过流,进而单个检测周期的过流标志位flag_one变为1,然后,在err_flag变为0时,角度累加值θx继续保持在角度阈值θ,即可说明当前检测周期内的相电流仍然过流,进而单个检测周期的过流标志位flag_one仍然保持为1,直至当前检测周期结束。其中,在角度累加值累加的过程中,过流标志位flag_one的状态保持和上一个状态一样。
78.如上所述,本发明示例中在一个检测周期内,只需在相电流瞬时值的绝对值大于电流阈值时,利用转子角度差值的绝对值,更新角度累加值,从而根据更新后的角度累加值判断相电流是否过流。除此之外,在一个检测周期内,还可以既在相电流瞬时值的绝对值大于电流阈值时,也在相电流瞬时值的绝对值小于或者等于电流阈值时,利用转子角度差值的绝对值,更新角度累加值,从而根据更新后的角度累加值判断相电流是否过流,基于此,提出以下示例:
79.在本发明的一个示例中,在根据每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定每个检测周期对应的角度累加值之后,还包括:在每个检测周期内检测到电机的相电流瞬时值由大至小变化、且小于电流阈值时,将角度累加值减去采集的每两个相邻相电流瞬时值分别对应的两个转子角度值差值的绝对值,直至每个检测周期对应的角度累加值为零。
80.具体而言,在一个检测周期内,在相电流瞬时值的绝对值大于电流阈值时,将转子角度差值的绝对值累加到角度累加值;在相电流瞬时值的绝对值小于或者等于电流阈值时,在之前累加的角度累加值的基础上,将转子角度差值的绝对值的负值累加到角度累加值。如此,一个检测周期结束后,更新后的角度累加值应该为0,其中,可以给角度累加值设置一个限幅值0,当角度累加值小于0的时候,依然令角度累加值为0。
81.也就是说,在一个检测周期内,刚开始时,角度累加值是0,这个时候电流采样值的绝对值是小于电流阈值的,所以0累加一个角度差值的绝对值的负值,且经过限幅后,角度
累加值依然是0,一直到出现第一个电流采样值的瞬时值大于电流阈值,此时0累加一个角度差值的绝对值,累加一段时间,当再次出现电流采样值的绝对值小于电流阈值时,此时已经累加到一定角度的角度累加值开始累加一个角度差值的绝对值的负值,因为接下来电流采样值的瞬时值都是小于电流阈值的,所以角度累加值不断累加角度差值的绝对值的负值,直到变为0,此时经过限幅并保持0不变,等待下一个检测周期。
82.在该示例中,如图5所示,在一个检测周期内,刚开始时,角度累加值θx为0,直至在err_flag为1时,角度累加值开始累加角度差值的绝对值,当角度累加值θx达到角度阈值θ时,说明该检测周期内的电机相电流过流,进而单个检测周期的过流标志位flag_one变为1;经过一段时间后,在err_flag为0时,角度累加值开始累减角度差值绝对值,当角度累加值θ累减到0时,单个检测周期的过流标志位flag_one变为0,角度累加值停止累减。其中,在角度差值累加值累加或者累减的过程中,过流标志位flag_one的状态保持和上一个状态一样。
83.s105,获取与检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位的值。
84.s106,如果与检测周期相邻的前n个检测周期内,至少m个检测周期的过流标志位均为第一预设值,则确定电机存在过流故障,其中,n和m均为正整数,且m小于n。
85.需要说明的是,该实施例中,考虑到电流采样的不规则性和毛刺的干扰,当前的检测周期或者单个检测周期内出现相电流过流现象不可以直接作为电机存在过流故障的原因,即单个检测周期对应的过流标志位flag_one的值为1并不能说明电机存在过流故障。因此,在判断电机是否存在过流故障时,需考虑到多个检测周期内的过流标志位flag_one的值。
86.具体而言,在判断出相电流在当前检测周期内过流,即当前的检测周期对应的过流标志位flag_one的值为1时,则进一步判断电机是否存在过流故障。可首先根据上述步骤s101至s105,检测与当前的检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位flag_one的值,以得到n个过流标志位flag_one的值,进而如果该n个过流标志位flag_one的值中至少存在m个1,则确定电机存在过流故障,并可将过流故障标志位flag更新为1。其中,n和m可根据电机具体工况来确定,本实施例对此并不限制。例如,在电机低转速的情况下,可设置n=5、m=4;在电机高转速的情况下,可设置n=20、m=17。
87.举例而言,n=5、m=4,且当前的检测周期为第八检测周期时,如果检测到第八检测周期对应的过流标志位flag_one的值为1,则进一步判断与第八检测周期相邻的前5个检测周期:第三检测周期、第四检测周期、第五检测周期、第六检测周期以及第七检测周期,分别对应的过流标志位flag_one的值中,是否至少存在4个1,如果是,则确定电机存在过流故障,并将过流故障标志位flag更新为1。
88.可以理解的是,在判断出相电流在当前检测周期内过流,即当前的检测周期对应的过流标志位flag_one的值为1的前提下,如果与当前的检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位flag_one的值中,不存在至少m个过流标志位flag_one的值为1,则确定电机未存在过流故障,并可将过流故障标志位flag更新为0。
89.在过流故障标志位flag更新的过程中,即在检测前的检测周期与前n个检测周期分别对应的过流标志位flag_one的值时,过流故障标志位flag的值不变,即保持与上一次更新过的值相同。
90.该实施例中,在相电流在当前检测周期内过流,且与当前检测周期相邻的前n个检测周期内,至少存在m个检测周期内的相电流过流的情况下,电机存在相电流过流故障。由此,避免了因采样的不规则性以及毛刺的影响,导致电机过流故障检测时出现错误的诊断结果,提高了电机相电流过流检测的准确性。
91.进一步地,检测周期为第l个检测周期,其中,如图6所示,在将检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值之后,即在实施上述步骤s104之后,还包括以下步骤:
92.s107,根据公式:
93.c
l
=c
l-1
+x
ꢀꢀ
(2)
94.确定前l个检测周期对应的过流故障累加值。其中,c
l
为前l个检测周期对应的过流故障累加值,c
l-1
为前l-1个检测周期对应的过流故障累加值,x为当前检测周期的过流标志位的值。
95.需要说明的是,该示例中的过流故障累加值指的发生过流故障的检测周期的个数的和值,因此,可以将过流标志位flag_one的值为1的个数进行累加得到过流故障累加值。
96.s108,根据公式:
97.δc=c
l-c
l-n-1
ꢀꢀ
(3)
98.确定第l个检测周期与第l个检测周期相邻的前n个检测周期的过流故障累加值。其中,c
l-n-1
为前l-n-1个检测周期对应的过流故障累加值。
99.s109,如果δc大于或等于m,则确定电机存在过流故障。
100.具体而言,在确定出检测周期对应的过流标志位flag_one的值(不论是1还是0)时,首先根据公式(2)计算出前l个检测周期对应的过流故障累加值c
l
,然后根据公式(3)计算出第l个检测周期与第l个检测周期相邻的前n个检测周期的过流故障累加值δc,最后,比对δc与m的大小关系,如果δc大于或等于m,则说明最近的n+1个检测周期内的过流故障累加值大于或等于m,则确定电机存在过流故障,可将过流故障标志位flag更新为1。
101.应当理解,如果δc小于m,则说明最近的n+1个检测周期内的过流故障累加值小于m,则确定电机不存在过流故障,可将过流故障标志位flag更新为0。
102.在一个具体示例中,以每最近3个电流周期(即6个检测周期)内前6个检测周期对应的过流故障累加值c6是否达到5来作为最终判断依据:
103.如图7所示,从图中可以发现,出现一个flag_one为1的情况,c6则进行加1,每最近6个检测周期进行一次c6是否达到5的判断。图6中一开始6个检测周期内只出现了3个单个检测周期过流标志位flag_one为1的情况,因此过流故障标志位flag是0。后来在6个检测周期内出现了6个flag_one为1的情况,已经达到5个判断依据,所以flag变为1,表示电机相电流出现过流故障。最后不再出现单个检测周期过流故障,当每最近3个电流周期内的c6达不到5时,flag又从1变为0,表示电机的相过流故障恢复正常。
104.该示例中,在最近的n+1个检测周期内的过流故障累加值大于或等于m的情况下,电机存在相电流过流故障。由此,避免了因采样的不规则性以及毛刺的影响,导致电机过流故障检测时出现错误的诊断结果,提高了电机相电流过流检测的准确性。
105.在本发明的一个示例中,电机相电流的过流检测方法,还可包括:在检测到电机的相电流瞬时值的方向改变时,将角度累加值置零。
106.具体地,在相电流的一个周期内,相电流瞬时值存在两个峰值,且相电流瞬时值的
方向不同,因此,可在相电流瞬时值的方向改变且相电流即将开始正向增加时,将角度累加值置零;也可在相电流瞬时值的方向改变且相电流即将开始反向增加时,将角度累加值置零。也就是说,在一个检测周期开始时,进行置零操作,从而有利于通过角度累加值来体现相电流的变化。
107.在本发明的另一个示例中,电机相电流的过流检测方法,还可包括:在每个检测周期内检测到电机的相电流瞬时值由大至小变化、且小于电流阈值时,将角度累加值置零。
108.具体地,在相电流的一个周期内,相电流瞬时值不可能一直大于电流阈值,因此,可在电机的相电流瞬时值由大至小变化、且小于电流阈值时,将角度累加值置零。从而有利于通过角度累加值来体现相电流的变化。
109.综上所述,该方法在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定电机的角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本,且避免了因采样的不规则性以及毛刺的影响,导致电机过流故障检测时出现错误的诊断结果,提高了电机相电流过流检测的准确性。
110.为了实现上述实施例,本发明还提出一种电机相电流过流检测装置。图8是根据本发明实施例的电机相电流过流检测装置的结构框图。
111.如图8所示,电机相电流过流检测装置10包括:采集模块11、第一确定模块12、和第二确定模块13。
112.其中,采集模块11用于以预设的采样频率,采集电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,其中,每个检测周期内电机的相电流瞬时值的方向相同;第一确定模块12用于根据每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定每个检测周期对应的角度累加值,其中,角度累加值,为检测周期内每个对应相电流瞬时值大于电流阈值的转子角度值,与相邻的前一转子角度值差值绝对值的累加和;第二确定模块13用于如果检测周期对应的角度累加值大于角度阈值,确定电机相电流在检测周期内过流。
113.具体地,在实际应用中,在电机运行时,首先通过采集模块11以预设的采样频率,采集电机在每个检测周期内的相电流瞬时值及对应的转子角度值,其中,每个检测周期内电机的相电流瞬时值的方向相同;然后通过第一确定模块12根据每个检测周期内的电机的相电流瞬时值及对应的转子角度值,确定每个检测周期对应的角度累加值,其中,角度累加值,为检测周期内每个对应相电流瞬时值大于电流阈值的转子角度值,与相邻的前一转子角度值差值绝对值的累加和;最后通过第二确定模块13在检测周期对应的角度累加值大于角度阈值时,确定电机相电流在检测周期内过流
114.在本发明的一个实施例中,第二确定模块13,在确定电机相电流在检测周期内过流之后,还用于:将检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值;获取与检测周期相邻的前n个检测周期分别对应的过流标志位的值,如果与检测周期相邻的前n个检测周期内,至少m个检测周期的过流标志位均为第一预设值,则确定电机存在过流故障,其中,n和m均为正整数,且m小于n。
115.具体地,在第二确定模块13确定电机相电流在检测周期内过流之后,即可将检测周期对应的过流标志位的值置为第一预设值,此后第二确定模块13获取与检测周期相邻的
前n个检测周期分别对应的过流标志位的值,如果与检测周期相邻的前n个检测周期内,至少m个检测周期的过流标志位均为第一预设值,则确定电机存在过流故障。
116.需要说明的是,前述对电机相电流过流检测方法实施例的解释说明也适用于该实施例的电机相电流过流检测装置,此处不再赘述。
117.本发明实施例的电机相电流过流检测装置,在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
118.本发明还提出了一种电机控制器,包括:至少一个处理器;以及与至少一个处理器通信连接的存储器;其中,存储器存储有可被至少一个处理器执行的指令,指令被至少一个处理器执行,以使至少一个处理器能够执行上述实施例的电机相电流过流检测方法。
119.该电机控制器,在至少一个处理器执行存储器中存储的指令时,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
120.另外,本发明的实施例还提出了一种车辆。图9是根据本发明实施例的车辆的结构框图。
121.如图9所示,该车辆100包括本发明上述实施例的电机相电流过流检测装置10,或者,本发明上述实施例的电机控制器(图中未示出)。
122.需要说明的是,本发明实施例的车辆100可以是混合动力汽车、纯电动汽车、纯燃油汽车等。
123.本发明实施例的车辆,通过本发明实施例的电机相电流过流检测装置或者电机控制器,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
124.为了实现上述实施例,本发明还提出一种可读存储介质,其上存储有电机相电流过流检测程序,该程序被处理器执行时,实现上述实施例的电机相电流过流检测方法。
125.该可读存储介质,在其上存储的电机相电流检测程序被处理器执行时,能够在不增加硬件成本的前提下,通过利用电机的相电流及对应的转子角度值确定角度累加值,从而根据角度累加值实现对电机相电流的过流检测,在保证检测结果可靠、准确的基础上,降低了检测的成本。
126.在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外,在不相互矛盾的情况下,本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
127.此外,术语“第一”、“第二”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此,限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者
隐含地包括至少一个该特征。在本发明的描述中,“多个”的含义是至少两个,例如两个,三个等,除非另有明确具体的限定。
128.流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为,表示包括一个或更多个用于实现定制逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分,并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现,其中可以不按所示出或讨论的顺序,包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序,来执行功能,这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。
129.在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤,例如,可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表,可以具体实现在任何计算机可读介质中,以供指令执行系统、装置或设备(如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统)使用,或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言,"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例(非穷尽性列表)包括以下:具有一个或多个布线的电连接部(电子装置),便携式计算机盘盒(磁装置),随机存取存储器(ram),只读存储器(rom),可擦除可编辑只读存储器(eprom或闪速存储器),光纤装置,以及便携式光盘只读存储器(cdrom)。另外,计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质,因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描,接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序,然后将其存储在计算机存储器中。
130.应当理解,本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中,多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。如,如果用硬件来实现和在另一实施方式中一样,可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现:具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路,具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路,可编程门阵列(pga),现场可编程门阵列(fpga)等。
131.本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成,所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中,该程序在执行时,包括方法实施例的步骤之一或其组合。
132.此外,在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中,也可以是各个单元单独物理存在,也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现,也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时,也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。
133.上述提到的存储介质可以是只读存储器,磁盘或光盘等。尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例,可以理解的是,上述实施例是示例性的,不能理解为对本发明的限制,本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。
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