[发明专利]用于电动驱动系统的集成式故障隔离和预后系统

说明书

用于电动驱动系统的集成式故障隔离和预后系统。一种车辆的电动驱动系统包括：马达；位置传感器；逆变器；传感器，其用以感测被供应给马达的电流和电压；以及控制器，其用以通过基于来自位置传感器和传感器的数据以及扭矩命令来控制逆变器而控制马达。控制器使用马达模型来估计马达扭矩、计算马达扭矩、以及基于估计的马达扭矩和计算的马达扭矩之间的差异来生成电动驱动系统的第一健康状态。控制器响应于第一健康状态小于或等于第一阈值来生成位置传感器、传感器和马达中的至少一者的第二健康状态，并且基于第一健康状态和第二健康状态来确定位置传感器、传感器和马达中的一者是否有故障。

技术领域

引言

本节中提供的信息是为了总体上呈现本公开的上下文的目的。当前署名的发明人的工作，就其在本节中所描述的程度而言，以及在提交时可不被另视为现有技术的该描述的各方面，既不明确地也不隐含地被认作针对本公开的现有技术。

本公开总体上涉及电动车辆，且更特别地涉及用于电动车辆的电动驱动系统的集成式故障隔离和预后系统。

背景技术

电动车辆使用电动驱动系统。电动车辆（下文中为车辆）的电动驱动系统包括电动马达（下文中为马达）、逆变器、旋转变压器（resolver）和马达控制器（下文中为控制器）。逆变器将来自电池的DC功率逆变为用于驱动马达的AC功率。马达将扭矩供应给车辆的传动系。旋转变压器感测马达位置并将反馈提供给控制器。控制器控制由逆变器供应给马达的功率。

发明内容

一种车辆的电动驱动系统包括：马达；位置传感器，其被构造成感测马达的转子位置；以及逆变器，其被构造成接收DC功率并将AC功率供应给马达。电动驱动系统进一步包括多个传感器，所述多个传感器被构造成感测由逆变器供应给马达的电流和电压中的至少一者。电动驱动系统进一步包括控制器，该控制器被构造成通过基于从位置传感器和所述多个传感器接收的数据以及基于扭矩命令来控制逆变器而控制马达。控制器进一步被构造成使用马达的模型来估计马达扭矩。该模型基于DC功率和马达速度来估计马达扭矩。控制器进一步被构造成基于感测到的电流和马达的磁通量来计算马达扭矩。控制器进一步被构造成基于估计的马达扭矩和计算的马达扭矩之间的差异来生成电动驱动系统的第一健康状态。控制器进一步被构造成响应于第一健康状态小于或等于第一阈值来生成位置传感器、所述多个传感器和马达中的至少一者的第二健康状态。控制器进一步被构造成基于第一健康状态和第二健康状态的组合来确定位置传感器、所述多个传感器和马达中的一者是否有故障。

在另一个特征中，控制器被构造成响应于确定位置传感器、所述多个传感器和马达中的一者有故障来减小扭矩命令。

在其他特征中，控制器被构造成：通过将来自不同对传感器的数据与转子位置进行组合来生成多个健康指标；以及基于所述多个健康指标来生成第二健康状态。

在另一个特征中，控制器被构造成基于所述多个健康指标的组合来确定位置传感器是否有故障或者所述多个传感器中的一者是否有故障。

在其他特征中，控制器被构造成：通过将在马达的预定操作条件下的马达的 d轴参考电压与针对马达的预定操作条件而校准的参考电压进行比较来生成针对马达的健康指标；以及基于健康指标来生成第二健康状态。

在另一个特征中，控制器被构造成基于健康指标来确定马达绕组是否有故障。

在另一个特征中，控制器被构造成：当第一健康状态大于第一阈值时，确定电动驱动系统正常操作。

在另一个特征中，控制器被构造成响应于第二健康状态小于第二阈值来生成用于调度服务的第一消息。

在另一个特征中，响应于第二健康状态小于第三阈值，控制器被构造成生成指示故障的第二消息并执行故障缓解，该第三阈值小于第二阈值。

在另一个特征中，控制器被构造成通过减小扭矩命令来缓解故障。