监测汽车电气系统中功率电子器件控制器的方法和系统技术方案

本发明专利技术涉及监测汽车电气系统中功率电子器件控制器的方法和系统。具体地，提供了一种监测汽车电气系统的方法和系统，该汽车电气系统包括具有至少一个开关的变换器。第一和第二电压指令被接收，该第一和第二电压指令对应于参考坐标系的同步帧上的指令电压向量的相应的第一和第二分量。根据第一和第二电压指令，对用于操作该至少一个开关的多个占空比进行计算。根据所述多个占空比，对第一和第二实际电压进行计算。第一和第二实际电压对应于参考坐标系的同步帧上的实际电压向量的相应的第一和第二分量。根据指令电压向量的第一分量与实际电压向量的第一分量之间的差值以及指令电压向量的第二分量与实际电压向量的第二分量之间的差值来产生故障指示。

【技术实现步骤摘要】
监测汽车电气系统中功率电子器件控制器的方法和系统
本专利技术总体上涉及一种汽车电气系统，更具体地，涉及监测汽车电气系统中功率 电子器件控制系统的方法和系统。
技术介绍
近年来，技术进步以及对款式不断变化的品味已在汽车设计中引起了实质性的变 化。其中一个变化涉及汽车内电气和驱动系统的复杂性，所述汽车特别是代用燃料车辆，例 如混合动力车辆、蓄电池电动车辆、以及燃料电池车辆。这些代用燃料车辆通常使用一个或 多个电动机，其可与其它致动器相结合以驱动车轮。这些车辆通常使用两个分离的电压源，例如蓄电池和燃料电池，以对驱动车轮的 电动机供电。功率电子器件，例如直流-直流(DC/DC)转换器，通常用于管理和传输来自其 中一个电压源的DC电力，并将其转换成更高或更低的电压。此外，由于替代性推进的汽车 通常包括直流(DC)电源，因此也提供直流-交流(DC/AC)变换器(或称功率变换器)以将 DC电力变换成交流(AC)电力，这通常是电机所要求的。功率电子器件单元通常至少部分地使用一个或多个功率开关或晶体管来执行它 们各自的功能，所述功率开关或晶体管由汽车控制系统控制。为确保电子驱动系统的操作 完整性，多层监测系统可被使用，以确保电子驱动装置的输出(扭矩、速度等)是如所要求 的那样，或可能在故障情况下如所传送的那样。通常使用的第一层监测系统对所有传感器输入执行诊断。这些低级别的诊断可包 括检查传感器是否能够通讯或检查传感器读数是否在预期或可允许的操作范围内。这样的 传感器(例如，物理的替代物或虚拟的软件替代物)可包括电流传感器、电压传感器、位置 传感器、温度传感器等。通常，第二层对控制系统进行监测以确保其产生所期望的输出，例如由脉宽调制 (PWM)系统生成的功率开关的占空比。检查占空比的传统方法是主要执行整个冗余计算。 但是，这种计算需要可观的处理能力和存储器。因此，期望提供一种用于对占空比进行第二层监测的方法和系统，所述占空比用 于控制汽车电气系统中的功率电子器件。而且，本专利技术的其它期望特征和特点，结合附图、 前述
和
技术介绍
在以下描述中将更加明显。
技术实现思路
提供了一种用于监测汽车电气系统的方法，所述汽车电气系统包括具有至少一个 开关的变换器。第一和第二电压指令被接收，所述第一和第二电压指令对应于参考坐标系 的同步帧上指令的当前向量的相应的第一和第二分量。根据第一和第二电压指令，对用于 操作所述至少一个开关的多个占空比进行计算。根据所述多个占空比，对第一和第二实际 电压进行计算。第一和第二实际电压对应于参考坐标系的同步帧上的实际电压向量的相应 的第一和第二分量。根据指令电压向量的第一分量与实际电压向量的第一分量之间的差值以及指令电压向量的第二分量与实际电压向量的第二分量之间的差值来产生故障指示。提供了一种用于监测汽车电气驱动系统的方法，所述汽车电气驱动系统包括具有 至少一个开关的变换器。第一和第二电压指令被接收。第一和第二电压指令对应于d_q坐 标系上指令的当前向量的相应的d-分量和q_分量。根据第一和第二电压指令，对用于操 作所述至少一个开关的多个占空比进行计算。根据所述多个占空比，对第一和第二实际电 压进行计算。第一和第二实际电压对应于d_q坐标系上的实际电压向量的相应的d-分量 和q_分量。根据指令电压向量的d-分量与实际电压向量的d-分量之间的差值以及指令 电压向量的q_分量与实际电压向量的q_分量之间的差值来产生故障指示。提供了一种汽车电气系统。该汽车电气系统包括电动机、与电动机联接的包括至 少一个开关的变换器、与变换器联接的脉宽调制(PWM)调制器、以及处理系统，所述处理系 统与电动机、变换器和PWM调制器可操作地通讯。处理系统被配置成接收第一和第二电 压指令，所述第一和第二电压指令对应于参考坐标系的同步帧上的指令电压向量的相应的 第一和第二分量；根据第一和第二电压指令来计算用于操作所述至少一个开关的多个占空 比；根据所述多个占空比来计算第一和第二实际电压，第一和第二实际电压对应于参考坐 标系的同步帧上的实际电压向量的相应的第一和第二分量；以及根据指令电压向量的第一 分量与实际电压向量的第一分量之间的差值以及指令电压向量的第二分量与实际电压向 量的第二分量之间的差值来产生故障指示。本专利技术还提供了以下技术方案方案1. 一种用于监测汽车电气系统的方法，所述汽车电气系统包括具有至少一 个开关的变换器，所述方法包括接收第一和第二电压指令，所述第一和第二电压指令对应于参考坐标系的同步帧 上的指令电压向量的相应的第一和第二分量；根据所述第一和第二电压指令，对用于操作所述至少一个开关的多个占空比进行 计算；根据所述多个占空比来计算第一和第二实际电压，所述第一和第二实际电压对应 于参考坐标系的同步帧上的实际电压向量的相应的第一和第二分量；以及根据所述指令电压向量的所述第一分量与所述实际电压向量的所述第一分量之 间的差值以及所述指令电压向量的所述第二分量与所述实际电压向量的所述第二分量之 间的差值来产生故障指示。方案2.根据方案1所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于所述第一分量 的差值的平方和所述第二分量的差值的平方。方案3.根据方案2所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于所述第一分量 的差值的平方与所述第二分量的差值的平方之和。方案4.根据方案3所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于所述第一分量 的差值的平方与所述第二分量的差值的平方之和的平方根。方案5.根据方案4所述的方法，其中，所述故障指示的产生还包括计算所述指令 电压向量的调制指数和所述实际电压向量的调制指数。方案6.根据方案5所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于所述指令电压 向量的调制指数与所述实际电压向量的调制指数之间的差值的绝对值。5方案7.根据方案1所述的方法，其中，所述参考坐标系的同步帧为d_q坐标系，所 述指令电压向量和所述实际电压向量的第一分量为d-分量，并且所述指令电压向量和所 述实际电压向量的第二分量为q_分量。方案8.根据方案7所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于性能指数，所述性能指数等于-dd)2 +(dq* - dq)2，式中，d；为所述指令电压向量的d-分量，d；为所述指令电压向量的q_分量，dd为所述实际电压向量的d-分量，d,为所述实际电压向 量的q_分量。方案9.根据方案8所述的方法，其中，所述故障指示的产生还基于等于 ^jdd*2 +d:2的指令调制指数、等于2 + dq2的实际调制指数、以及所述指令调制指 数与所述实际调制指数之间差值的绝对值。方案10.根据方案9所述的方法，其中，还包括确定所述指令调制指数和所述实 际调制指数中的至少一个是否在调制指数阈值以上。方案11. 一种用于监测汽车电气驱动系统的方法，所述汽车电气驱动系统包括具 有至少一个开关的变换器，所述方法包括接收第一和第二电压指令，所述第一和第二电压指令对应于d_q坐标系上的指令 电压向量的相应的d-分量和q_分量；根据所述第一和第二电压指令，对用于操作所述至少一个开关的多个占空比进行 计算；根据所述多个占空比来计算第一和第二实际电压，所述第一和第二实际电压对应 于所述d_q坐标系上的实际电压向量的相应的d-分量和q_分量；以及本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于监测汽车电气系统的方法，所述汽车电气系统包括具有至少一个开关的变换器，所述方法包括：接收第一和第二电压指令，所述第一和第二电压指令对应于参考坐标系的同步帧上的指令电压向量的相应的第一和第二分量；根据所述第一和第二电压指令，对用于操作所述至少一个开关的多个占空比进行计算；根据所述多个占空比来计算第一和第二实际电压，所述第一和第二实际电压对应于参考坐标系的同步帧上的实际电压向量的相应的第一和第二分量；以及根据所述指令电压向量的所述第一分量与所述实际电压向量的所述第一分量之间的差值以及所述指令电压向量的所述第二分量与所述实际电压向量的所述第二分量之间的差值来产生故障指示。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：BA韦尔奇科，S希蒂，A拉夫塔里，JJ朴，H布尔，
申请(专利权)人：通用汽车环球科技运作公司，
类型：发明
国别省市：US[美国]