CN103675411B - 一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法及***，方法包括：对电压检测电路进行自检得到自检结果；根据自检结果判断电压检测电路是否正常；如果是则获取电压检测电路当前时刻的输出电压和前一时刻的输出电压，并计算前者减后者的差值；判断差值是否小于差值阈值；如果是则继续对差值的大小做判断；如果差值大于零，则确定电机控制器的母线电压为前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；如果差值小于零，则确定母线电压为前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；如果差值等于零，则确定母线电压为前一时刻的输出电压。本发明一方面具有电路自检功能，另一方面利用双重滤波算法监控母线电压值，保证了母线电压值快速地被监控到。

Description

一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法及***

技术领域

本发明涉及电动汽车用电机控制器的电压检测技术领域，尤其涉及一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法及***。

背景技术

纯电动轿车在运行时，如果此时主继电器由于某种原因突然断开，而此时电机控制器还在工作，尤其是当处于发电状态时，由于外界的电源突然中断，电机由于自感作用，会产生很高的尖峰电压，而且时间相当短，10ms可能就能上升到1000V，如果此时不能及时关闭IGBT，此电压可能就会直接导致IGBT的损坏。

现有的电压检测电路，具有电压采样的功能，但不具有对其本身进行自检的功能，当电压检测电路本身出现问题，导致检测电压不准确时，从而有可能造成电机控制器误关断IGBT，这样电机就不会工作，造成行驶中出现动力中断，是非常危险的事情。

另外，现有技术中对上述电压检测电路的输出信号的软件处理，仅是简单的低通滤波算法，从而可能会导致电压反馈值不准确，或不能及时检测到实时电压，达不到保护的目的。

发明内容

本发明的目的在于克服现有技术中的不足，提供了一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法及***。

为实现上述目的，本发明的技术方案为：

一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法，包括：

对电压检测电路进行自检，得到自检结果；

根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常；

如果是，则获取所述电压检测电路当前时刻的输出电压以及前一时刻的输出电压，并计算前者减去后者的差值；

判断所述差值是否小于设定的差值阈值；如果是，则继续对所述差值的大小进行判断；

如果所述差值大于零，则确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；如果所述差值小于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；如果所述差值等于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压。

优选的是，所述对电压检测电路进行自检，得到自检结果包括：

根据所述电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压；

确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值，为所述自检结果。

优选的是，所述根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常包括：

判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；

如果是，则确定所述电压检测电路是正常的。

优选的是，所述自检阈值为0.3V。

优选的是，所述方法还包括故障判断方法，所述故障判断方法包括：

当所述电压检测电路不正常时，确定所述电机控制器出现故障；或者

当所述差值大于等于所述差值阈值时，确定所述电机控制器出现故障；或者

当所述母线电压大于等于设定的母线电压阈值时，确定所述电机控制器出现故障。

优选的是，所述差值阈值为10V，所述第一补偿值为6V，所述第二补偿值为1V。

一种电动汽车用电机控制器的电压检测***，包括：

电压检测电路；

自检单元，用于对所述电压检测电路进行自检，得到自检结果；

第一判断单元，用于根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常；

差值获取单元，用于当所述电压检测电路为正常时，获取所述电压检测电路当前时刻的输出电压以及前一时刻的输出电压，并计算前者减去后者的差值；

第二判断单元，用于判断所述差值是否小于设定的差值阈值；

母线电压确定单元，用于当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值大于零时，确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值小于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值等于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压。

优选的是，所述自检单元包括：

自检电路，用于根据所述电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压；

自检结果确定单元，用于确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值，为所述自检结果。

优选的是，所述自检电路包括：

第一支路，所述第一支路包括第一滤波电路和第一电压钳位电路；以及

第二支路，所述第二支路包括第二滤波电路和第二电压钳位电路；

所述输出信号顺次地经过所述第一滤波电路和第一电压钳位电路，得到所述第一冗余电压；所述输出信号顺次地经过所述第二滤波电路和第二电压钳位电路，得到所述第二冗余电压。

优选的是，所述自检结果确定单元包括：

第三判断单元，用于判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；

子确定单元，用于当所述自检结果小于所述自检阈值时，确定所述电压检测电路是正常的。

本发明的有益效果在于，本发明所述的电动汽车用电机控制器的电压检测方法及***，一方面是利用电压检测电路的冗余设计，达到对电压检测电路的自检作用，可以检测出电压检测电路是否出现问题；另一方面是利用双重滤波算法—斜率滤波方法和低通滤波方法，监控母线电压值，保证母线电压值的实时而又快速地被监控到，便于过压保护故障的诊断与处理，达到保护功率器件的目的。

附图说明

图1示出了本发明实施例电动汽车用电机控制器的电压检测方法的流程图；

图2示出了本发明实施例电动汽车用电机控制器的电压检测***的结构示意图；

图3示出了本发明实施例中电压检测电路的结构示意图；

图4示出了本发明实施例中自检电路的结构示意图。

具体实施方式

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，仅用于解释本发明，而不能解释为对本发明的限制。

如图1所示，是本发明实施例电动汽车用电机控制器的电压检测方法的流程图，所述电压检测方法包括以下步骤：

步骤101：对电压检测电路进行自检，得到自检结果。

具体地，所述对电压检测电路进行自检，得到自检结果包括：

根据所述电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压；确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值为所述自检结果。

步骤102：根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常。

具体地，判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；如果是，则确定所述电压检测电路是正常的。特别地，所述自检阈值优选为0.3V。

步骤103：如果所述电压检测电路是正常的，则获取所述电压检测电路当前时刻（当前采样时刻）的输出电压U₁以及前一时刻（前一采样时刻）的输出电压U₀，并计算前者（U₁）减去后者（U₀）的差值ΔU。

步骤104：判断所述差值ΔU是否小于设定的差值阈值ΔU_e。特别地，所述差值阈值ΔU_e优选为10V。

步骤105：如果是，则继续对所述差值ΔU的大小进行判断：如果所述差值ΔU大于零，则确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压U₀加上设定的第一补偿值。如果所述差值ΔU小于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压U₀减去设定的第二补偿值。如果所述差值ΔU等于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压U₀。特别地，所述第一补偿值优选为6V；所述第二补偿值优选为1V。

值得说明的是，上述步骤104的判断方法为斜率滤波方法，上述步骤105的判断方法为低通滤波方法。

同样参照图1，所述电压检测方法还包括故障判断方法，所述故障判断方法包括以下步骤：

当所述电压检测电路不正常时，确定所述电机控制器出现故障，发送关闭IGBT命令；或者

当所述差值大于等于所述差值阈值时，确定所述电机控制器出现故障，发送关闭IGBT命令；或者

当所述母线电压大于等于设定的母线电压阈值时，确定所述电机控制器出现故障，发送关闭IGBT命令。

本发明所述的电动汽车用电机控制器的电压检测方法，一方面是利用电压检测电路的冗余设计，达到对电压检测电路的自检作用，可以检测出电压检测电路是否出现问题；另一方面是利用双重滤波算法—斜率滤波方法和低通滤波方法，监控母线电压值，保证母线电压值的实时而又快速地被监控到，便于过压保护故障的诊断与处理，达到保护功率器件的目的。

相对应地，如图2所示，是本发明实施例电动汽车用电机控制器的电压检测***的结构示意图，所述电压检测***包括：

电压检测电路201；

自检单元202，用于对所述电压检测电路进行自检，得到自检结果；

第一判断单元203，用于根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常；

差值获取单元204，用于当所述电压检测电路为正常时，获取所述电压检测电路当前时刻的输出电压以及前一时刻的输出电压，并计算前者减去后者的差值；

第二判断单元205，用于判断所述差值是否小于设定的差值阈值；

母线电压确定单元206，用于当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值大于零时，确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值小于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值等于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压。

如图3所示，是本发明实施例中电压检测电路的结构示意图，所述电压检测电路201包括第一分路、第二分路和差分放大器2016。

具体地，所述第一分路包括顺次串联的第一分压电路2011、第三电压钳位电路2012和第三滤波电路2013，所述第一分压电路2011的输入端连接所述母线的第一引线（第一引线的输入端为WTC）。这里，所述第一分压电路2011包括顺次串联的6个分压电阻R501、R502、R503、R504、R505、R506；第三电压钳位电路2012是一个双二极管钳位电路，第三滤波电路2013为一个电容滤波电路；并且分压电阻R506的自由端作为第一分压电路2011的输入端连接电机控制器的母线的第一引线。

所述第二分路包括顺次串联的第二分压电路2014和第四电压钳位电路2015，所述第二分压电路2014的输入端连接所述母线的第二引线（第二引线的输入信号表示为WBE）。所述第二分压电路2014包括顺次串联的6个分压电阻R509、R510、R511、R512、R513、R514；第四电压钳位电路2015是一个双二极管钳位电路；并且所述分压电阻R514的自由端作为第二分压电路2014的输入端连接电机控制器的母线的第二引线。

所述第三滤波电路2013的输出端连接所述差分放大器2016的第一输入端，所述第四电压钳位电路2015的输出端连接所述差分放大器2016的第二输入端，所述差分放大器2016的输出信号为所述电压检测电路201的输出信号UDC。

本发明实施例中的自检单元包括自检电路和自检结果确定单元，其中，所述自检电路，用于根据所述电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压。所述自检结果确定单元，用于确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值，为所述自检结果。具体地，自检结果确定单元包括：

第三判断单元，用于判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；

子确定单元，用于当所述自检结果小于所述自检阈值时，确定所述电压检测电路是正常的。

如图4所示，是本发明实施例中自检电路的结构示意图，所述自检电路202包括第一支路和第二支路。

具体地，所述第一支路包括第一滤波电路2021和第一电压钳位电路2022，所述电压检测电路201的输出信号UDC顺次地经过所述第一滤波电路2021和第一电压钳位电路2022，得到第一冗余电压DSP1。这里，所述第一滤波电路2021为一个RC滤波电路，第一电压钳位电路2022是一个双二极管钳位电路。

所述第二支路包括第二滤波电路2023和第二电压钳位电路2024，所述电压检测电路201的输出信号UDC顺次地经过所述第二滤波电路2023和第二电压钳位电路2024，得到第二冗余电压DSP2。这里，所述第二滤波电路2023为一个RC滤波电路，第二电压钳位电路2024是一个双二极管钳位电路。

本发明所述的电动汽车用电机控制器的电压检测***，一方面是利用电压检测电路的冗余设计，达到对电压检测电路的自检作用，可以检测出电压检测电路是否出现问题；另一方面是利用双重滤波算法—斜率滤波方法和低通滤波方法，监控母线电压值，保证母线电压值的实时而又快速地被监控到，便于过压保护故障的诊断与处理，达到保护功率器件的目的。

以上依据图式所示的实施例详细说明了本发明的构造、特征及作用效果，以上所述仅为本发明的较佳实施例，但本发明不以图面所示限定实施范围，凡是依照本发明的构想所作的改变，或修改为等同变化的等效实施例，仍未超出说明书与图示所涵盖的精神时，均应在本发明的保护范围内。

Claims (8)

1.一种电动汽车用电机控制器的电压检测方法，其特征在于，包括：

对电压检测电路进行自检，得到自检结果；

所述自检包括：根据电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压，确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值，为所述自检结果；

根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常；

如果是，则获取所述电压检测电路当前时刻的输出电压以及前一时刻的输出电压，并计算前者减去后者的差值；

判断所述差值是否小于设定的差值阈值；如果是，则继续对所述差值的大小进行判断；

如果所述差值大于零，则确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；如果所述差值小于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；如果所述差值等于零，则确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压。

2.根据权利要求1所述的电压检测方法，其特征在于，所述根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常包括：

判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；

如果是，则确定所述电压检测电路是正常的。

3.根据权利要求2所述的电压检测方法，其特征在于，所述自检阈值为0.3V。

4.根据权利要求1所述的电压检测方法，其特征在于，所述方法还包括故障判断方法，所述故障判断方法包括：

当所述电压检测电路不正常时，确定所述电机控制器出现故障；或者

当所述差值大于等于所述差值阈值时，确定所述电机控制器出现故障；或者

当所述母线电压大于等于设定的母线电压阈值时，确定所述电机控制器出现故障。

5.根据权利要求1至4任一项所述的电压检测方法，其特征在于，所述差值阈值为10V，所述第一补偿值为6V，所述第二补偿值为1V。

6.一种电动汽车用电机控制器的电压检测***，其特征在于，包括：

电压检测电路；

自检单元，用于对所述电压检测电路进行自检，得到自检结果；

所述自检单元包括：自检电路与自检结果确定单元；

所述自检电路用于根据所述电压检测电路的输出信号，得到第一冗余电压和第二冗余电压；

所述自检结果确定单元用于确定所述第一冗余电压和第二冗余电压的差值的绝对值，为所述自检结果；

第一判断单元，用于根据所述自检结果判断所述电压检测电路是否正常；

差值获取单元，用于当所述电压检测电路为正常时，获取所述电压检测电路当前时刻的输出电压以及前一时刻的输出电压，并计算前者减去后者的差值；

第二判断单元，用于判断所述差值是否小于设定的差值阈值；

母线电压确定单元，用于当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值大于零时，确定所述电机控制器的母线电压为所述前一时刻的输出电压加上设定的第一补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值小于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压减去设定的第二补偿值；当所述差值小于所述差值阈值，并且所述差值等于零时，确定所述母线电压为所述前一时刻的输出电压。

7.根据权利要求6所述的电压检测***，其特征在于，所述自检电路包括：

第一支路，所述第一支路包括第一滤波电路和第一电压钳位电路；以及

第二支路，所述第二支路包括第二滤波电路和第二电压钳位电路；

所述输出信号顺次地经过所述第一滤波电路和第一电压钳位电路，得到所述第一冗余电压；所述输出信号顺次地经过所述第二滤波电路和第二电压钳位电路，得到所述第二冗余电压。

8.根据权利要求7所述的电压检测***，其特征在于，所述自检结果确定单元包括：

第三判断单元，用于判断所述自检结果是否小于设定的自检阈值；

子确定单元，用于当所述自检结果小于所述自检阈值时，确定所述电压检测电路是正常的。