故障检测制造技术

本公开涉及一种故障检测。一种车辆包括具有电源总线的逆变器，所述电源总线包括接触器，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件。所述车辆包括被配置为使所述逆变器的第一栅极通电的控制器。所述通电是响应于所述电压超过阈值的。所述控制器被配置为：基于与所述电压相关联的电压降对与第一栅极相关联的第一相和所述总线之间的电流进行检测。

Fault detection

The present disclosure relates to a fault detection. A vehicle includes an inverter with a power bus comprising a contactor operable to conduct current through resistance elements connected to capacitive elements having voltage supplied by a battery. The vehicle includes a controller configured to electrify the first gate of the inverter. The electrification is in response to the voltage exceeding the threshold value. The controller is configured to detect the current between the first phase associated with the first gate and the bus based on the voltage drop associated with the voltage.

【技术实现步骤摘要】
故障检测
本公开涉及逆变器和电机的故障检测。
技术介绍
在逆变器和电机系统中可能发生故障。例如，可能在电源总线与相引线之间形成短路。也可能在相之间形成短路。类似地，可能在相之间或者电源总线与相引线之间形成开路。
技术实现思路
一种车辆包括具有电源总线的逆变器，所述电源总线包括接触器，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件。所述车辆包括被配置为使逆变器的第一栅极通电的控制器。所述通电是响应于所述电压超过阈值的。所述控制器被配置为：基于与所述电压相关联的电压降，来对与第一栅极相关联的第一相和所述总线之间的电流进行检测。一种车辆包括具有总线的逆变器，所述总线包括接触器，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件。所述车辆包括控制器，所述控制器被配置为：响应于所述电压达到操作平台而使逆变器的第一栅极对通电，并且响应于不存在流过与第一栅极对相关联的相的电流而指示故障。根据本专利技术的一个实施例，所述栅极在持续时间内通电并且随后断电。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：在所述持续时间期间使逆变器的第二栅极通电，并且对与第一栅极相关联的第一相和与第二栅极相关联的第二相之间的电流进行检测。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：在所述持续时间之后使逆变器的第二栅极通电，并且对与第二栅极相关联的第二相和所述总线之间的电流进行检测。根据本专利技术的一个实施例，所述控制器还被配置为：在所述持续时间期间使逆变器的第二栅极通电并且在所述持续时间期满之后使第二栅极断电，并且对与第二栅极相关联的第二相和所述总线之间的电流以及与第一栅极相关联的第一相和第二相之间的电流进行检测。一种车辆包括具有总线的逆变器，所述总线包括接触器，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件。所述车辆包括被配置为使逆变器的第一栅极对通电的控制器。所述通电是响应于所述电压达到操作平台的。所述控制器被配置为指示故障。所述故障可响应于不存在流过与第一栅极对相关联的相的电流而被指示。根据本专利技术，提供一种车辆，所述车辆包括：逆变器，具有包括接触器的总线，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件；控制器，被配置为：响应于所述电压超过阈值而使逆变器的第一栅极通电，并且基于与第一栅极相关联的第一相的相电流超过预定阈值而对第一相和所述总线之间的电流进行检测。附图说明图1是用于电机的逆变器的示意图；图2A是用于具有总线到相的故障的电机的逆变器的示意图；图2B是用于具有相到相的故障的电机的逆变器的示意图；图2C是用于具有开路故障的电机的逆变器的示意图；图3A是描绘通过闭合开关测量的短路和下降总线电压的曲线图；图3B是描绘在闭合开关之后总线电压的正常行为的曲线图；图4是描绘用于检测故障的逆变器开关序列的曲线图；图5是描绘用于检测多个故障的具有重叠的通电持续时间的开关通电序列的曲线图；图6A是描绘用于检测短路的开关通电序列并且指示正常的电流变化的曲线图；图6B是描绘用于检测短路的开关通电序列并且指示异常的电流变化的曲线图；图7A是描绘用于检测开路的开关通电序列并且指示正常的电流变化的曲线图；图7B是描绘用于检测开路的开关通电序列并且指示异常的电流变化的曲线图；图8是描绘相对于DC链路电容器电压的开关通电时序的曲线图；图9是用于检测短路和开路的算法。具体实施方式在此描述本公开的实施例。然而，应理解的是，所公开的实施例仅为示例，并且其它实施例可采用各种和替代形式。附图不必按比例绘制；可夸大或最小化一些特征以示出特定组件的细节。因此，在此公开的具体结构和功能细节不应被解释为限制，而仅仅作为用于教导本领域技术人员以多种形式利用本专利技术的代表性基础。如本领域普通技术人员将理解的是，参考任一附图示出和描述的各种特征可与在一个或更多个其它附图中示出的特征组合，以产生未明确示出或描述的实施例。示出的特征的组合提供用于典型应用的代表实施例。然而，与本公开的教导一致的特征的各种组合和变型可被期望用于特定的应用或实施方式。控制器被用于使逆变器开关的栅极通电，以产生被电机使用的波形。单相或多相逆变器和电机系统易于在各个相以及电源总线之间出现故障。可能在相之间或者在相与电源总线之间发生短路故障。另外，可能在一个或更多个相中发生开路故障。在全电源总线功率下检测故障可能会导致对驱动系统电路的损坏增大。接触器可被用于将电流引导通过电阻元件或电阻器，以为电容元件或DC链路电容器预充电。接触器可以是用于选择性地将预充电电路与正常的操作电路连接的继电器或其它开关。在车辆启动期间，预充电电路可被用于控制电容元件或DC链路电容器的充电。电阻元件可以是任何电阻组件(例如，电阻器、电阻丝)。电阻元件的电阻可以是预定的。电容元件可以是用于平滑总线电源电压波动的DC链路电容器。参照图1，示出了车辆的电驱动系统100。电驱动系统100包括形成逆变器102的具有栅极114、栅极116、栅极118、栅极120、栅极122和栅极124的开关的网络。每个开关对(例如，S1和S2)形成逆变器102的输出相(即，Va、Vb、Vc)。输出相驱动电机130。电源总线电压204的导轨126和导轨128向开关提供直流电。电源总线电压204由直流能量源或电池110供电。可使用任何类型的直流电源。电源总线电压204具有电阻元件108和电容元件112。在正常操作下，主接触器104闭合以向电源总线电压204提供全功率可用性，并且预充电接触器106断开。在预充电操作下，主接触器104断开，并且预充电接触器106闭合。在预充电操作期间，电池电力被电阻元件108限制，以缓慢地为DC链路电容器112充电。参照图2A至图2C，示出了故障。图2A示出了电源总线和输出相Va之间的电源总线和相的短路故障140或逆变器开关内部导致的故障的一个示例。图2B示出了输出相Va和输出相Vb之间的相到相的短路故障142的一个示例。图2C示出了电机130和相引线Va之间的开路故障144的一个示例。参照图3A和图3B，曲线图200描绘了指示短路故障的异常的电源总线电压204的行为，曲线图220描绘了指示不存在短路故障的正常的电源总线电压204的行为。作为一个示例，在DC链路电容器112的预充电循环期间，S1的栅极114在tR边沿(例如，上升和通电)和tF边沿(例如，下降和断电)之间的持续时间内通电。预充电循环可具有电源总线电压204的电压平台206。在t0，预充电接触器106闭合，以使电源总线电压204升高。在tR，S1的栅极114通过控制器的栅极驱动器被通电。在tF，S1的栅极114通过控制器的栅极驱动器被断电。在正常操作下，电源总线电压204将响应于栅极114的通电而基本上不下降。如果存在短路故障(例如，相A的输出到负极DC总线128的短路或者开关S2处于短路故障状况下)，则电源总线电压204将下降比预期的电压降208大的电压降。阈值208可基于在栅极114通电时的电压204。如果电压降大于阈值208，则提供故障指示。图4是包括开关栅极通电间隔的时序图300。在预充电接触器于t0闭合之后，控制器被配置为使逆变器102的栅极1本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种车辆，包括：逆变器，具有包括接触器的电源总线，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件；控制器，被配置为：响应于所述电压超过阈值，使逆变器的第一栅极通电，并且基于与所述电压相关联的电压降对与第一栅极相关联的第一相和所述总线之间的电流进行检测。

【技术特征摘要】
2017.08.04 US 15/669,3341.一种车辆，包括：逆变器，具有包括接触器的电源总线，所述接触器可操作以将电流传导通过连接到具有由电池提供的电压的电容元件的电阻元件；控制器，被配置为：响应于所述电压超过阈值，使逆变器的第一栅极通电，并且基于与所述电压相关联的电压降对与第一栅极相关联的第一相和所述总线之间的电流进行检测。2.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：在由所述阈值限定的持续时间内使第一栅极通电。3.如权利要求2所述的车辆，其中，所述持续时间还由预期的电压降限定。4.如权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：在所述持续时间期间使逆变器的第二栅极通电，并且基于与所述电压相关联的电压降对与第一栅极相关联的第一相和与第二栅极相关联的第二相之间的电流进行检测。5.如权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：在所述持续时间之后，使逆变器的第二栅极通电，并且基于与所述电压相关联的电压降对与第二栅极相关联的第二相和所述总线之间的电流进行检测。6.如权利要求3所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：在所述持续时间期间使逆变器的第二栅极通电并且在所述持续时间期满之后使第二栅极断电，并且对与第二栅极相关联的第二相和所述总线之间的电流以及与第一栅极相关联的第一相和第二相之间的电流进行检测。7.如权利要求1所述的车辆，其中，所述控制器还被配置为：响应于所述电压达到操作平台而使逆变器的第一栅极对通电，并且...

【专利技术属性】
技术研发人员：杨水涛，周彦，葛宝明，陈礼华，徐帆，默罕默德·胡尔希德·阿拉姆，
申请(专利权)人：福特全球技术公司，
类型：发明
国别省市：美国,US