CN101963655A - 用于检测逆变器子模块的异常工作的方法、系统和装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及用于检测逆变器子模块的异常工作的方法、系统和装置，具体地本发明提供用于确定逆变器模块的一个或多个逆变器子模块是否适当工作的方法和装置。每个定子电流信号的振幅被定时测量。针对每个电流信号，正计数器对该电流信号的振幅小于正电流阈值的连续次数进行计数，而负计数器对该电流信号的振幅大于负电流阈值的连续次数进行计数。如果正计数器或负计数器超过最大计数，则确定逆变器子模块工作异常。

Description

用于检测逆变器子模块的异常工作的方法、系统和装置

技术领域

本发明总体上涉及混合动力电动车电源系统，更具体而言涉及检测作为混合动力电动车电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块的异常工作。

背景技术

混合动力电动车(HEV)通常包括由诸如蓄电池的直流(DC)电源驱动的交流(AC)电动机。AC电动机的电机绕组可联接到执行快速切换功能以将DC电力转换为AC电力的功率逆变器模块，AC电力驱动AC电动机，而AC电动机又驱动HEV的传动系的轴。传统的HEV设有两个三相脉宽调制(PWM)逆变器模块和两个三相AC电动机，每个三相AC电动机由与其联接的对应的一个三相PWM逆变器模块驱动。每个三相PWM逆变器模块产生三相电流(I_as，I_bs，I_cs)，所述三相电流驱动连接到该特定三相PWM逆变器模块的一个三相AC电动机。具体地，每个三相PWM逆变器模块包括三个逆变器子模块，其中每个逆变器子模块产生三相电流(I_as，I_bs，I_cs)中的一相，该一相电流被提供给由该三相PWM逆变器模块驱动的AC电动机的电动机绕组。

在一些情形下，逆变器模块和与其对应的三相AC电动机之间的连接可能失效。例如，这可能由于连接到三相AC电动机的电线断开或者三相AC电动机内的电线断开而发生。

只有当电流命令在阈值以上且由逆变器子模块中的一个输出的三相电流(I_as，I_bs，I_cs)中的至少一个为零时，现有的诊断方法才能够检测到三相PWM逆变器模块中的开路状况。因此，只有当逆变器子模块中的一个(或多个)不产生三相电流(即其输出的三相电流的值为零)时，这种诊断方法才有效。

因此，期望提供用于检测三相PWM逆变器模块的异常工作的其它诊断方法、系统和装置。并且，结合所附附图和前述技术领域和背景技术，通过后续的详细说明书和所附权利要求，本发明的其它期望的特征和特点将变得明显。

发明内容

本发明的实施例涉及用于检测作为混合动力电动车电源系统的一部分的逆变器模块中的逆变器子模块的故障工作的装置。

在一个实施例中，提供用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否工作正常的系统和方法。根据该系统和方法，基于第一电流命令信号的相位角定义第一电流命令信号的多个扇区。所述多个扇区包括第一正扇区和第一负扇区，在所述第一正扇区中第一电流命令信号的振幅具有正值，在所述第一负扇区中第一电流命令信号的振幅具有负值。在该系统和方法中，对当第一电流命令信号的相位角在第一正扇区内时第一电流信号的振幅被确定为小于正电流阈值的连续次数进行计数的正计数器被保持。定时测量第一电流信号的振幅，在每次测量之后，确定由正计数器保持的当前值是否超过第一最大计数。当正计数器保持的当前值超过第一最大计数时，确定第一逆变器子模块工作异常。同样，对当第一电流命令信号的相位角在第一负扇区内时第一电流信号的振幅被确定为大于负电流阈值的连续次数进行计数的负计数器也被保持。定时测量第一电流信号的振幅，在每次测量之后，确定负计数器保持的当前值是否超过第二最大计数。当负计数器保持的当前值超过第二最大计数时，确定第一逆变器子模块工作异常。

方案1、一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否正常工作的方法，所述方法包括下列步骤：

基于第一电流命令信号的相位角定义所述第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括第一正扇区和第一负扇区，在所述第一正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述第一负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

保持正计数器处的当前值，所述正计数器对当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内时第一电流信号的振幅被确定为小于正电流阈值的连续次数进行计数；

定时测量所述第一电流信号的振幅；并且在每次测量之后：

确定由所述正计数器保持的当前值是否超过第一最大计数；

当所述正计数器保持的当前值超过所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常；和

当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案2、如方案1所述的方法，进一步包括下列步骤：

保持负计数器处的当前值，所述负计数器对当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时所述第一电流信号的振幅被确定为大于负电流阈值的连续次数进行计数；

当所述第一电流信号的振幅大于所述负电流阈值并且当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时，确定所述负计数器的当前值是否大于第二最大计数值；

当所述负计数器的当前值大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作异常；和

当所述负计数器的当前值不大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案3、如方案1所述的方法，其中所述第一电流命令信号为正弦波，所述正弦波具有：

正峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一正扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述正峰值振幅的±30°内的值；和

负峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一负扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述负峰值振幅的±30°内的值。

方案4、一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否正常工作的方法，所述方法包括下列步骤：

定义第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括：多个正扇区和多个负扇区，在所述多个正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述多个负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

(a)确定所述第一电流命令信号的相位角和第一电流信号的振幅；

(b)当所述第一电流命令信号的相位角在第一正扇区内时，确定第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值；

(c)当所述第一电流信号的振幅小于正电流阈值时，增加正计数器的计数，所述正计数器对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述正电流阈值的连续次数进行计数；

(d)确定由所述正计数器保持的当前值是否超过第一最大计数；和

(e)当所述正计数器保持的当前值超过所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常。

方案5、如方案4所述的方法，进一步包括下列步骤：

(f)当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案6、如方案4所述的方法，其中所述多个负扇区进一步包括第一负扇区、第二负扇区和第三负扇区，其中所述多个正扇区进一步包括第二正扇区和第三正扇区，并且其中步骤(b)当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内时确定第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值进一步包括下列步骤：

(b1)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内；

(b2)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

(b3)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内，并且确定所述第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值。

方案7、如方案6所述的方法，其中当所述第一电流命令信号的相位角在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，进一步包括下列步骤：

确定所述第一电流信号的振幅是否大于所述正电流阈值；和

当所述第一电流信号的振幅大于所述正电流阈值时，重置对所述第一电流信号的振幅被确定为大于所述正电流阈值的连续次数进行计数的所述正计数器。

方案8、如方案6所述的方法，其中当所述第一电流信号的相位角在所述第一正扇区内且所述第一电流信号的振幅大于所述正电流阈值时，进一步包括下列步骤：

重置所述正计数器。

方案9、如方案6所述的方法，其中所述步骤(b1)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内进一步包括下列步骤：

(b11)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

(b12)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区内。

方案10、如方案9所述的方法，其中当所述第一电流命令信号的相位角在所述第二正扇区或所述第三正扇区内时，进一步包括下列步骤：

(l)确定所述第一电流信号的振幅是否小于负电流阈值；和

(m)当所述第一电流信号的振幅小于所述负电流阈值时，重置对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述负电流阈值的连续次数进行计数的负计数器。

方案11、如方案9所述的方法，当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时，进一步包括下列步骤：

(g)确定所述第一电流信号的振幅是否大于所述负电流阈值；

(h)当所述第一电流信号的振幅大于所述负电流阈值时，增加所述负计数器的计数；

(i)确定所述负计数器的当前值是否大于第二最大计数值；和

(j)当所述负计数器的当前值大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作异常。

方案12、如方案11所述的方法，当所述负计数器的当前值不大于所述第二最大计数值时，进一步包括下列步骤：

(k)确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案13、如方案11所述的方法，当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内且当所述第一电流信号的振幅不大于所述负电流阈值时，进一步包括下列步骤：

(m)重置所述负计数器。

方案14、如方案1所述的方法，其中所述第一电流命令信号为正弦波，所述正弦波具有：

正峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一正扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述正峰值振幅的±30°内的值；和

负峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一负扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述负峰值振幅的±30°内的值。

方案15、一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否工作正常的方法，所述方法包括下列步骤：

定义第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括：多个正扇区和多个负扇区，在所述多个正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述多个负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

定时计算所述第一电流命令信号的相位角，并且测量所述第一逆变器子模块产生的第一电流信号的振幅；以及

在每次测量和计算之后：

当所述第一电流命令信号的相位角在第一正扇区内时，确定所述第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值；

增加正计数器的计数，所述正计算器对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述正电流阈值的连续次数进行计数；和

当所述正计数器保持的当前值超过第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常，并且当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案16、如方案15所述的方法，其中所述多个负扇区进一步包括第一负扇区、第二负扇区和第三负扇区，其中所述多个正扇区进一步包括第二正扇区和第三正扇区，并且所述方法进一步包括下列步骤：

当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内，并且然后确定所述第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值。

方案17、如方案16所述的方法，进一步包括下列步骤：

当所述第一电流命令信号的相位角在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流信号的振幅是否大于所述正电流阈值；和

当所述第一电流信号的相位角在所述第一正扇区内且所述第一电流信号的振幅大于所述正电流阈值时，重置所述正计数器。

方案18、如方案17所述的方法，进一步包括下列步骤：

确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区内。

方案19、如方案18所述的方法，进一步包括下列步骤：

每次当所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述负电流阈值时，保持负计数器的计数，所述负计数器对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述负电流阈值的连续次数进行计数；

当所述第一电流命令信号的相位角在所述第二正扇区或所述第三正扇区内时，确定所述第一电流信号的振幅小于负电流阈值；和

当所述第一电流信号的振幅小于所述负电流阈值时重置所述负计数器。

方案20、如方案19所述的方法，进一步包括下列步骤：

在每次测量和计算之后：

当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时，确定所述第一电流信号的振幅是否大于所述负电流阈值；

当所述第一电流信号的振幅大于所述负电流阈值时，增加所述负计数器的计数；

当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内且当所述第一电流信号的振幅不大于所述负电流阈值时，重置所述负计数器；

当所述负计数器的当前值大于第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作异常；和

当所述负计数器的当前值不大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

方案21、如方案20所述的方法，其中所述第一电流命令信号为正弦波，所述正弦波具有：

正峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一正扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述正峰值振幅的±30°内的值；和

负峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一负扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述负峰值振幅的±30°内的值。

附图说明

下文将结合所附附图描述本发明，其中相似的附图标记指代相似的元件，并且

图1描绘出可在混合动力/电动车(HEV)中实施的三相电动机驱动系统结构的简化框图；

图2为描绘根据本发明示例性实施方式的混合动力电动车(HEV)电源系统的若干部分的简化框图；

图3描绘出根据本发明的一个示例性实施方式的在混合动力电动车(HEV)中实施的三相电动机驱动系统结构的简化框图；

图4为描绘根据一些实施例的在电流测量和故障检测模块中执行的方法的流程图；

图5为根据一些实施例的三相定子电流命令信号(I_as^*)的曲线；和

图6为根据一些实施例的三相定子电流命令信号(I_as^*，I_bs^*，I_cs^*)的曲线。

具体实施方式

如这里所使用的那样，词语“示例性”的含义是“用作示例、实例或例证”。下面的详细说明本质上仅为示例性的，并非旨在限制本发明或本发明的应用和使用。在这里作为“示例性”描述的任何实施例并不是作为优选而必须如此构造或者优于其它实施例。在本具体实施方式中描述的所有实施例是用于使本领域技术人员能够制作或使用本发明的示例性实施例，而并不限制由权利要求限定的本发明的范围。并且，前面的技术领域、背景技术、发明内容或者下面的详细说明中给出的任何明示的或隐含的理论并不是用于限制本发明。

在详细描述根据本发明的实施例之前，应该看到，实施例主要存在于与检测作为混合动力电动车电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块中的开关故障操作有关的方法步骤和装置部件的组合中。将要认识到，这里描述的本发明的实施例能够使用硬件、软件或其组合来实现。这里描述的控制电路可包括能够使用模拟和/或数字电路、分离或集成模拟或数字电子电路、或其组合来实现的不同部件、模块、电路和其它逻辑。如这里所使用的，术语“模块”指的是装置、电路、电气部件和/或基于部件用于执行任务的软件。在一些实施方式中，当实现这些控制电路中的部分或全部控制逻辑时，能够使用一个或多个专用集成电路(ASIC)、一个或多个微处理器、和/或一个或多个基于数字信号处理器(DSP)的电路来实现这里描述的控制电路。应该认识到，这里描述的本发明的实施例可包括一个或多个传统的处理器和控制该一个或多个处理器的被保存的专用程序指令，如这里描述的，与某些非处理器电路结合，从而实现检测作为混合动力电动车辆电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块中的开关故障操作的一些、大部分或所有功能。这样，这些功能可被理解为用于检测作为混合动力电动车辆电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块中的开关故障操作的方法的步骤。替代性地，可以通过没有存储程序指令的状态机来实现一些或全部功能，或者可以在一个或多个专用集成电路(ASIC)中来实现一些或全部功能，其中每个功能或某些功能的一些组合作为特制逻辑被实现。当然，可以使用两种途径的组合。因此，这里描述了用于这些功能的方法和手段。并且，期望在被这里描述的概念和理论引导时，尽管经过可能的极大努力和例如通过有效的时间、当前技术和经济上的考虑促使的很多设计的选择，本领域技术人员将能够通过最少的试验来生产这些软件指令和程序以及IC。

综述

本发明的实施例涉及用于检测作为混合动力电动车辆电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块中的开关故障操作的方法和装置。所公开的方法和装置能够在需要检测作为混合动力电动车辆电源系统的一部分的三相PWM逆变器模块中的开关故障操作的工作环境中实现。在将要描述的示例性实施方式中，所述控制技术和技艺将被描述为在混合动力/电动车辆(HEV)中应用。然而，本领域技术人员应该认识到，相同或相似的技术和技艺可应用于需要检测三相PWM逆变器模块中的开关故障操作的其它系统环境中。在这一点上，这里公开的任何概念可普遍应用于“车辆”中，如这里所使用的那样，术语“车辆”广义地意指具有AC电动机的非生物运输机构。这种车辆的示例包括诸如公共汽车、小汽车、卡车、运动型多用途车、货车等的机动车辆，包括不在陆地上行进的车辆，例如包括轮船、气垫船、帆船、艇和舰的机械式水上车辆，包括潜水艇的机械式水下车辆，包括飞行器和太空船的机械式空中车辆，诸如火车、有轨电车和轮式电车的机械轨道车辆等。另外，术语“车辆”并不限于例如汽油或柴油燃料的任何具体的推进技术。而是，车辆还包括混合动力车辆、电池电动车辆、氢动力车辆和使用各种其它可替代燃料工作的车辆。

示例性实施方式

图1描绘了可在混合动力/电动车辆(HEV)中实施的三相电动机驱动系统100的结构的简化框图。在该实施例中，经由连接到三相AC电动机120的三相脉宽调制(PWM)逆变器模块110，系统100能够用于通过调节控制三相AC电动机120的电流命令来控制三相AC电动机120。

如图1中所描绘的那样，系统100、三相PWM逆变器模块110、联接到三相PWM逆变器模块110的三相AC电动机120、从扭矩-电流映射模块(未示出)接收电流命令142、144的同步帧电流调节器模块170(其可包括求和点和电流控制器模块，两者均未示出)、同步-静态转换模块102、和三相PWM逆变器模块108、以及将实际电流132、134提供到同步帧电流调节器模块170的静态-同步转换模块。尽管未示出，根据具体的实施方式，该系统可包括其它已知的模块和控制回路。现在将描述系统100的工作过程。

静态-同步转换模块130从三相AC电动机120接收由三相PWM逆变器模块108产生的第一合成定子电流(I_as)122、第二合成定子电流(I_bs)123和第三合成定子电流(I_cs)124。静态-同步转换模块130能够使用这些定子电流122-124以及同步帧角度θ_e来产生反馈d轴电流信号(Ids_e)132和反馈q轴电流信号(Iqs_e)134。同步帧的角度(θ_e)能够根据AC电动机的具体类型不同地计算出来。例如，在永磁电动机中，可基于转子位置θ_m和电动机极对计算曲同步帧角度θ_c。在感应电动机中，可基于转子位置θ_m、电动机极对和转差频率计算出同步帧角度(θ_e)121。静态-同步转换的过程在本领域中作为dq变换或Park变换而被熟知，并用下面的公式(1)示出：

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{ds}}^e\\ i_{\mathrm{qs}}^e\end{array}\right]=T\left({\mathrm{\θ}}_e\right)\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{as}}\\ i_{\mathrm{bs}}\\ i_{\mathrm{cs}}\end{array}\right]=\frac{2}{3}\left[\begin{array}{ccc}\cos \left({\mathrm{\θ}}_e\right)& \cos ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& \cos ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ \sin \left({\mathrm{\θ}}_e\right)& \sin ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& \sin ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{as}}\\ i_{\mathrm{bs}}\\ i_{\mathrm{cs}}\end{array}\right]$ 公式(1)

如本领域技术人员将要认识的那样，扭矩-电流映射模块(未示出)接收来自诸如速度控制器的高水平控制器的扭矩命令信号(Te^*)、电动机驱动的轴的速度和DC输入电压(Vdc)作为输入，并且将扭矩命令信号(Te^*)映射到d轴电流命令信号(Ids_e^*)142和q轴电流命令信号(Iqs_e^*)144。同步帧电流调节器170接收d轴电流命令信号(Ids_e^*)142、q轴电流命令信号(Iqs_e^*)144、反馈d轴电流信号(Ids_e)132和反馈q轴电流信号(Iqs_e)134，并使用这些信号产生d轴电压命令信号(Vds_e^*)172和q轴电压命令信号(Vqs_e^*)174。电流-电压的转换过程在本领域是公知的，且为了简洁起见将不进行详细描述。

同步-静态转换模块102接收d轴电压命令信号(Vds_e^*)172和q轴电压命令信号(Vqs_e^*)174，并且基于这些信号，通过下面的公式(2)产生三相正弦电压命令(Vas_^*)103-1、第二三相正弦电压命令(Vbs_^*)103-2和第三三相正弦电压命令(Vcs_^*)103-3。

$\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{as}}^{*}\\ v_{\mathrm{bs}}^{*}\\ v_{\mathrm{cs}}^{*}\end{array}\right]=T{\left({\mathrm{\θ}}_e\right)}^{-1}\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ds}}^{e*}\\ v_{\mathrm{qs}}^{e*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \left({\mathrm{\θ}}_e\right)& -\sin \left({\mathrm{\θ}}_e\right)\\ \cos ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ \cos ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{v}_{\mathrm{ds}}^{e*}\\ v_{\mathrm{qs}}^{e*}\end{array}\right]$ 公式(2)

三相PWM逆变器模块108从同步-静态转换模块102接收第一三相正弦电压命令(Vas_^*)103-1、第二三相正弦电压命令(Vbs_^*)103-2和第三三相正弦电压命令(Vcs_^*)103-3，并产生第一切换周期信号(Da)109-1、第二切换周期信号(Db)109-2和第三切换周期信号(Dc)109-3。本领域技术人员将会认识到，调制可用于对脉宽调制(PWM)进行控制。在三相PWM逆变器模块108中实现的特定PWM算法可以是包括PWM算法的任何已知的PWM算法。

三相PWM逆变器模块110(例如通过高压DC总线从诸如单个电池、多个电池或其它燃料电池的DC电源)接收DC输入电压(Vdc)和切换周期信号109，并且使用它们来产生基于DC输入电压(Vdc)以不同的速度驱动三相AC电动机120的交流(AC)波形(三相正弦电压信号)。在该具体实施例中，三相PWM逆变器模块110接收第一切换周期信号(Da)109-1、第二切换周期信号(Db)109-2和第三切换周期信号(Dc)109-3。三相PWM逆变器模块110包括多个逆变器电极，该多个逆变器电极包括产生三相正弦电压(Vas)的第一逆变器电极111、产生第二三相正弦电压(Vbs)的第二逆变器电极112和产生第三三相正弦电压(Vcs)的第三逆变器电极113。下面将参照图2更全面地描述三相PWM逆变器模块110和工作细节。

三相AC电动机120通过第一逆变器电极111、第二逆变器电极112和第三逆变器电极113联接到三相PWM逆变器模块110。三相AC电动机120基于该三相正弦电压(Vas)、第二三相正弦电压(Vbs)和第三三相正弦电压(Vcs)产生交流电流(AC)波形。AC波形以不同的速度驱动三相AC电动机120。如这里所使用的那样，术语AC电动机指的是由交流电流(AC)驱动的电动机。AC电动机包括外部静态定子和内部转子，外部静态定子具有被供以交流电流以产生旋转磁场的线圈，内部转子被附接到由旋转磁场提供扭矩的输出轴上。根据所使用的转子类型，AC电动机可分为同步或异步AC电动机。同步AC电动机精确地按照供给频率或者供给频率的分谐波旋转。转子上的磁场由传输通过滑环的电流或者由永磁体产生。在AC电机为永磁同步AC电动机的实施方式中，这应该被理解为包含内嵌式永磁电机。相反，异步(或感应)AC电动机比供给频率旋转的稍慢或稍快。这种电动机的转子上的磁场由感应电流产生。三相AC电动机120可以为三相AC供电的“绕线式”电机，例如定子被缠绕成确定电极的永磁同步电动机、三相感应电动机或开关磁阻电动机。尽管未示出，电动机120被联接到HEV的驱动轴。

图2为描绘了根据本发明的示例性实施方式的混合动力电动车(HEV)电源系统100的一些部分的简化框图。在图2描绘的具体实施方式中，三相AC电动机120可意指星形连接(或Y形连接)的三相电动机120，而三相PWM逆变器模块110可意指全波桥逆变器110。

如图2所示，三相AC电动机120具有三个电机绕组120A、120B、120C，而三相PWM逆变器模块110包括电容器180和三个逆变器子模块115、117、119。在该实施例中，逆变器子模块115被联接到电机绕组120A，逆变器子模块117被联接到电机绕组120B，而逆变器子模块119被联接到电机绕组120C。三相AC电动机120包括在中性点处被联接到一起的三个电机绕组A、B、C(120A、120B、120C)。进入电机绕组A 120A的电流流出电机绕组B 120B和C 120C，进入电机绕组B 120B的电流流出电机绕组A 120A和C 120C，而进入电机绕组C 120C的电流流出电机绕组A 120A和B 120B。

星形连接三相电动机120包括转子121，和在电动机端子A、B和C之间以Y字形结构连接的三个定子绕组120A、120B和120C。相电流(即第一合成定子电流(I_as)122、第二合成定子电流(I_bs)123和第三合成定子电流(I_cs)124)流动通过各个定子绕组120A、120B和120C。经过每个定子绕组120A-120C的中性相电压分别指定为V_an、V_bn、V_cn，并且每个定子绕组120A-120C中产生的反电动势(back EMF)电压分别示出为由每个分别串联到定子绕组120A-120C的理想电压源产生的电压Ea、Eb、Ec。如所熟知的那样，这些反电动势(back EMF)电压Ea、Eb、Ec为转子在磁通量下旋转时在各个定子绕组120A-120C中感应的电压。在永磁电动机的情况下，磁通量由永磁体建立。在感应电动机的情况下，转子由转子中的磁化电流建立。尽管未示出，电动机120被联接到驱动轴。电动机120还被示出为装备有转子位置传感器181，其提供输出转子位置信号θ_m121，输出转子位置信号θ_m121表示转子相对于定子绕组120A-120C的机械旋转角位置。位置传感器181可为霍尔效应传感器、分解器或者本领域已知的任何其他类型的位置编码器。

全波桥逆变器110包括电容器180、包括双开关182/183、184/185的第一逆变器子模块115、包括双开关186/187、188/189的第二逆变器子模块117和包括双开关190/191、192/193的第三逆变器子模块119。这样，全波桥逆变器110具有六个固态开关装置182、184、186、188、190、192，和六个二极管183、185、187、189、191、193，以适当地切换复合电压(V_IN)和提供三相AC电动机120的定子绕组120A、120B、120C的三相能量。

尽管未示出，闭环电机控制器能够从电动机120接收电动机命令信号和电动机操作信号，并产生用于控制逆变器子模块115、117、119内的固态开关装置182、184、186、188、190、192的切换的控制信号。通过向各个逆变器子模块115、117、119提供适当的控制信号，闭环电机控制器控制逆变器子模块115、117、119内的固态开关装置182、184、186、188、190、192的切换，从而分别控制逆变器子模块115、117、119提供给电机绕组120A、120B、120C的输出。三相PWM逆变器模块110的逆变器子模块115、117、119产生的第一合成定子电流(I_as)122、第二合成定子电流(I_bs)123和第三合成定子电流(I_cs)124被提供到电机绕组120A、120B、120C。电压V_an、V_bn、V_cn、E_a、E_b和E_c以及节点N处的电压根据逆变器模块110的逆变器子模块115、117、119中的开关182、184、186、188、190、192的开/关状态而随时间波动。

在一些情况下，三相PWM逆变器模块110和三相AC电动机120之间的连接可被“打开”。这种开路状态可能是由于电动机的三相PWM逆变器模块110的电极111-113与电动机的绕组120A-C之间的连接器或线缆的问题导致，或者由于电动机定子绕组(120A...120C)中的一个的损坏导致，等等。这种开路状态导致对三相AC电动机120的不适当的电流控制。现有的开路诊断方法可用于确定或检测这种开路状态。特别是，现有的开路诊断方法能用于检测当命令电流(Icmd)高于某个值时，三相定子电流(I_as，I_bs，I_cs)122-124中的任何一个是否为零或者是非常小的电流。

尽管现有的诊断方法在检测开路状态(例如线缆断开或电机绕组问题)时是有效的，但这种方法不能用于检测可能导致三相AC电动机120的不适当电流控制的其它类型的问题，例如三相PWM逆变器模块110中的一个或多个开关的异常工作。例如，现有的诊断方法不能检测当逆变器子模块115、117、119中的一个中的开关(IGBT)故障(使得实际上两个开关中仅有一个切换)或者当产生门(Ga...Gf)驱动信号的门驱动电路(未示出)故障时所发生的部分相位错误。在这些状态中，一些三相定子电流将流动，因此现有的开路诊断方法不能检测出这些类型的问题。

为了进一步进行解释，如上面提到的那样，三相PWM逆变器模块通常包括三个逆变器子模块，并且每个逆变器子模块包括双开关装置。每个双开关装置包括两个理想上以交替方式工作的开关(例如晶体管或晶闸管)。在一些情况下，至少一个开关(即IGBT)可能不适当地切换(例如当两个开关中的一个失效时)。在这种情况下，三相电流(I_as，I_bs，I_cs)122-124仍然能够从那个逆变器子模块流出。该具体的逆变器子模块将产生只为正或只为负的三相电流，并且该具体三相电流的振幅将大于零，即便该逆变器子模块中的开关中的一个已经失效或者不适当地工作。换句话说，当开关中仅有一个不切换时，将仍然有一些电流从该具体逆变器子模块的对应相流出。因为该三相电流将总是大于零，现有的用于检测三相PWM逆变器模块的异常工作的诊断方法在该状况下将失效，而故障将不会被检测到。

根据本发明的一个实施例，提供一种诊断方法，其用于检测例如在电机驱动系统或结构相同的AC/DC推进转换器中使用的三相PWM逆变器模块的“异常工作”。该诊断方法能用于检测由于下列原因导致的三相PWM逆变器模块的异常工作，例如：(1)电源电子系统的故障(例如当三相PWM逆变器模块的一个或多个开关装置由于电源电子电路中的问题而关闭时)，(2)涉及到三相PWM逆变器模块的物理连接断开(例如当将三相PWM逆变器模块的电极连接到电动机的电机绕组的电线/线路/线缆之间的物理连接断开时)，(3)逆变器连接器出现问题，(4)电动机定子绕组损坏，或者(5)与转换器应用的电网之间的连接出问题，等等。

图3描绘根据本发明的一个示例性实施方式的在混合动力/电动车辆(HEV)中实施的三相电机驱动系统300的结构的简化框图。系统300包括多个与图1相同的块，为了简明起见，这些块将不再描述。另外，系统包括电流测量和故障检测模块301以及输出模块306，输出模块306可包括例如用于显示检测到的故障的显示器和/或扬声器。

电流测量和故障检测模块301包括电流测量模块302，电流测量模块302测量由逆变器子模块115、117、119产生的三相定子电流(I_as，I_bs，I_cs)122-124。电流测量和故障检测模块301还包括故障检测模块304，故障检测模块304从电流测量模块302接收电流测量值，并且处理它们，以确定逆变器模块110的逆变器子模块115、117、119中的每一个中的开关是否正确工作。特别是，故障检测模块304能够检测涉及到三相PWM逆变器模块110的实际的物理开路状况。这种开路状况在下列情况下能够被检测到：当电流命令(也就是电流调节器170的输入)的振幅在阈值以上时，三相电流(I_as...I_cs)122-124中任一个为零或在某一水平以下。在一个实施方式中，电流命令的振幅使用下面的公式(3)计算：

$\sqrt{{\left(i_{\mathrm{ds}}^{e*}\right)}^2+{\left(i_{\mathrm{qs}}^{e*}\right)}^2}$ 公式(3)

故障检测模块304还能够检测到当三相PWM逆变器模块110中的六(6)个开关182、184、186、188、190、192中的一个或多个关闭或者没有适当地工作时三相PWM逆变器模块110的异常工作。这可以被标记为三相PWM逆变器模块110的“故障”或者“异常工作”。当三相定子电流(I_as，I_bs，I_cs)122-124中的任何具体的一个只为正或者只为负并且电流命令(也就是电流调节器170的输入)的振幅在阈值以上时，三相PWM逆变器模块110的异常工作被检测到。现在将参见图4更详细地阐释电流测量和故障检测模块301的操作。

图4为描绘根据一些实施例的在电流测量和故障检测模块301中执行的方法400的流程图。在描述方法400之前，先参见图5和图6提供根据方法400定义的不同扇区的详细阐释。

图5为根据一些实施例的电流命令信号(I_as^*)的曲线图。

如图5所示，电流命令信号(I_as^*)为正弦曲线，当相位角(θ_phase)在-90°至90°之间以及当相位角(θ_phase)在270°至90°之间时电流命令信号(I_as^*)具有正值520-A、520B，当相位角(θ_phase)在90°至270°之间时电流命令信号(I_as^*)具有负值530。电流命令信号(I_as^*)在0°(或360°)处具有正峰值振幅(A)，在180°处具有负峰值振幅(-A)。根据该实施例，定义了电流命令信号(I_as^*)的正扇区(Apos)510和负扇区(Aneg)515。电流命令信号(I_as^*)的正扇区(Apos)510被定义为电流命令信号(I_as^*)在正峰值振幅的±30°内的值(即，θ_phase值在-30°和+30°之间，以及在330°和390°之间等)，而电流命令信号(I_as^*)的负扇区(Aneg)515被定义为电流命令信号(I_as^*)在负峰值振幅的±30°内的值(即，θ_phase值在150°和210°之间等)。

图6为根据一些实施例的三相定子电流命令信号(I_as^*，I_bs^*，I_cs^*)的曲线图。电流命令信号(I_as^*...I_cs^*)没有在图3中示出，因为它们是使用下面的公式(4)和(5)基于d轴电流命令信号(Ids_e^*)142、q轴电流命令信号(Iqs_e^*)144和同步帧角度θ_e在软件中计算出的。

$\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{as}}^{*}\\ i_{\mathrm{bs}}^{*}\\ i_{\mathrm{cs}}^{*}\end{array}\right]=T{\left({\mathrm{\θ}}_e\right)}^{-1}\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{ds}}^{e*}\\ i_{\mathrm{qs}}^{e*}\end{array}\right]=\left[\begin{array}{cc}\cos \left({\mathrm{\θ}}_e\right)& -\sin \left({\mathrm{\θ}}_e\right)\\ \cos ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin ({\mathrm{\θ}}_e-\frac{2}{3}\mathrm{\π})\\ \cos ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})& -\sin ({\mathrm{\θ}}_e+\frac{2}{3}\mathrm{\π})\end{array}\right]\left[\begin{array}{c}{i}_{\mathrm{ds}}^{e*}\\ i_{\mathrm{qs}}^{e*}\end{array}\right]$ 公式(4)

${\mathrm{\θ}}_{\mathrm{phase}}={\mathrm{\θ}}_e+a\tan 2(i_{\mathrm{qs}}^{e*},i_{\mathrm{ds}}^{e*})$ 公式(5)

电流命令信号(I_as^*)为正弦曲线，当相位角(θ_phase)在-90°与90°之间以及当相位角(θ_phase)在270°与90°之间时电流命令信号(I_as^*)具有正值，而当相位角(θ_phase)在90°与270°之间时电流命令信号(I_as^*)具有负值。电流命令信号(I_bs^*)为正弦曲线，当相位角(θ_phase)在30°与210°之间时电流命令信号(I_bs^*)具有正值，当相位角(θ_phase)在210°与30°之间时电流命令信号(I_bs^*)具有负值。电流命令信号(I_cs^*)为正弦曲线，当相位角(θ_phase)在150°与330°之间时电流命令信号(I_cs^*)具有正值，当相位角(θ_phase)在330°与150°之间时电流命令信号(I_cs^*)具有负值。每个三相电流命令信号(I_as^*...I_cs^*)都具有正峰值振幅(A)和负峰值振幅(-A)。电流命令信号(I_bs^*)相对于电流命令信号(I_as^*)相位偏移120°，而电流命令信号(I_cs^*)相对于电流命令信号(I_as^*)相位偏移240°。

针对每个电流命令可如下定义正负扇区：电流命令信号(I_as^*)的正扇区(Apos)610被定义为电流命令信号(I_as^*)在0°处的正峰值振幅的±30°内的值，而电流命令信号(I_as^*)的负扇区(Aneg)615被定义为电流命令信号(I_as^*)在180°处的负峰值振幅的±30°内的值；电流命令信号(I_bs^*)的正扇区(Bpos)630被定义为电流命令信号(I_bs^*)在120°处的正峰值振幅的±30°内的值，而电流命令信号(I_bs^*)的负扇区(Bneg)635被定义为电流命令信号(I_bs^*)在300°处的负峰值振幅的±30°内的值；电流命令信号(I_cs^*)的正扇区(Cpos)625被定义为电流命令信号(I_cs^*)在240°处的正峰值振幅的±30°内的值，而电流命令信号(I_cs^*)的负扇区(Cneg)620被定义为电流命令信号(I_cs^*)在60°处的负峰值振幅的±30°内的值。使用电流命令信号(I_as^*...I_cs^*)代替电动机的真实的实际三相定子电流(I_as...I_cs)122-124来定义扇区的原因是，因为后者会具有大量的干扰和噪声，这可能导致扇区变化得太频繁。并且，电流命令信号(I_as^*...I_cs^*)扇区的相位角(θ_phase)能够通过上述公式(5)用简单且快速的计算而被确定。扇区随后可根据图6所示的相位角和扇区之间的关系而被选择，这将在下面更详细地进行描述。

下面将针对如将要参照图5阐释的使用单个三相定子电流命令信号(I_as^*)(图3中未示出)和单个三相定子电流(I_as)122执行的过程来描述方法400。然而，应该认识到，方法400能够同时应用到任何其它数量的三相定子电流(I_as...I_cs)和它们对应的电流命令(I_as^*...I_cs^*)。现在将参照图5和图6描述方法400。

方法400从步骤405开始，在步骤405，电流测量和故障检测模块301计算电流命令的量值。电流命令的量值等于d轴电流命令信号(Ids_e^*)142和q轴电流命令信号(Iqs_e^*)144的和的平方根。电流命令信号142、144的和的平方根通过将d轴电流命令信号(Ids_e^*)142和q轴电流命令信号(Iqs_e^*)144的平方值相加然后计算该和的平方根而计算得到。

只有当电流命令的量值大于电流命令阈值(Icmd_threshold)时，才应该启动方法400，因为这避免“异常开关工作”的错误指示。因此，在步骤408，电流测量和故障检测模块301确定电流命令的量值是否如公式(6)所示那样小于电流命令阈值(Icmd_threshold)，如果不小于，方法400进行到步骤410。

$\sqrt{{\left(i_{\mathrm{ds}}^{e*}\right)}^2+{\left(i_{\mathrm{qs}}^{e*}\right)}^2}<I_{\mathrm{cmd}\_\mathrm{threshold}}$ 公式(6)

如果电流测量和故障检测模块301确定电流命令的量值小于电流命令阈值(Icmd_threshold)，则方法进行到步骤450，在步骤450，电流测量和故障检测模块301确定逆变器模块100正常工作。通常，这里使用的“正常工作”的含义是逆变器子模块115适当地工作(例如产生三相定子电流(I_as)122的开关正在产生电流和正常工作)，并且对于相位A，在逆变器子模块115与相位A电机绕组之间具有线缆连接。

在步骤410之前，电流测量和故障检测模块301使用上面的公式(5)计算三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)，并且确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)是否在正扇区(Bpos)630或正扇区(Cpos)625之内。

尽管未示出，电流测量和故障检测模块301还测量三相定子电流(I_as)122的量值，其将在下面的步骤415、430、465、475中使用三相定子电流(I_as)122的量值。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)在正扇区(Bpos)630或正扇区(Cpos)625之内时，则方法400进行到步骤415，在步骤415，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的量值是否小于负电流阈值(-Ithresh)507。应该注意到，电流命令阈值(Icmd_threshold)的量值远大于电流阈值(-Ithresh)507的量值(例如在一个实施方式中，如果电流命令阈值(Icmd_threshold)为25安培，电流阈值(Ithresh)505的量值可设定为9安培)。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅大于负电流阈值507时，则方法400进行到步骤450，在步骤450，电流测量和故障检测模块301确定产生三相定子电流(I_as)122的负值部分的开关184正在产生电流并且工作正常。相反，当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的值小于负电流阈值507时，则方法400进行到步骤420，在步骤420，电流测量和故障检测模块301重置负计数器(Ias_cnt_Neg)，该负计数器对三相定子电流(I_as)122的振幅被确定为大于负电流阈值(-Ithresh)507的连续次数进行计数。这样，负计数器(Ias_cnt_Neg)只有当三相定子电流(I_as)122的振幅小于负电流阈值(-Ithresh)507时才被重置。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)在正扇区(Bpos)630或正扇区(Cpos)625之内时(在步骤410中)，则方法400进行到步骤425，在步骤425，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)是否在负扇区(Aneg)615之内。当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)在负扇区(Aneg)615之内时，方法400进行到步骤430，在步骤430，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅是否大于负电流阈值(-Ithresh)507。

当电流测量和故障检测模块301(在步骤430)确定三相定子电流(I_as)122的振幅小于负电流阈值(-Ithresh)507时，则方法进行到步骤420，在步骤420，电流测量和故障检测模块301重置负计数器(Ias_cnt_Neg)。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅大于负电流阈值(-Ithresh)507时(在步骤430)，则方法进行到步骤435，在步骤435，电流测量和故障检测模块301增加负计数器(Ias_cnt_Neg)的计数，且方法进行到步骤440。这样，只有当三相定子电流(I_as)122的振幅大于负电流阈值(-Ithresh)507时，负计数器(Ias_cnt_Neg)的计数才增加。

在步骤440，电流测量和故障检测模块301确定负计数器(Ias_cnt_Neg)的当前值是否大于最大计数(MaxCnt)值。

当电流测量和故障检测模块301确定负计数器(Ias_cnt_Neg)的当前值不大于最大计数(MaxCnt)值时，则方法400进行到步骤450，在步骤450，电流测量和故障检测模块301确定逆变器子模块115正常工作(例如，产生三相定子电流(I_as)122的负值部分的开关184正在产生电流)。相反，当电流测量和故障检测模块301确定负计数器(Ias_cnt_Neg)的当前值大于最大计数(MaxCnt)值时，则方法400进行到步骤445，在步骤445，电流测量和故障检测模块301确定PWM逆变器110的工作异常。只有当负计数器(Ias_cnt_Neg)大于最大计数(MaxCnt)值时电流测量和故障检测模块301才作出该决定，因为在一些情况下，由于例如噪声或电流控制器问题，即使在短时间内电流命令相对较大，电流也可能会非常小。因此，要谨慎确保在一段时间(对应于最大计数(MaxCnt)值)这种状况的发生，以避免得到PWM逆变器110工作异常的误指示。电流测量和故障检测模块301能够由于多种原因确定PWM逆变器110工作异常，例如(1)产生三相定子电流(I_as)122的负值部分的开关184不正常工作(例如开关184不产生电流)，(2)线路、连接器或电机绕组中的开路，等。

在步骤460，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)是否在负扇区(Bneg)635或负扇区(Cneg)620之内。如果是，则方法400进行到步骤465，在步骤465，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅是否大于正电流阈值(Ithresh)505。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅不大于正电流阈值(Ithresh)505时，则电流测量和故障检测模块301不改变故障计数，且方法400进行到步骤490，在步骤490，电流测量和故障检测模块301确定逆变器子模块115工作正常。相反，当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅大于正电流阈值(Ithresh)505时，则方法进行到步骤470，在步骤470，电流测量和故障检测模块301重置正计数器(Ias_cnt_Pos)，该正计数器(Ias_cnt_Pos)对三相定子电流(I_as)122的振幅被确定为小于正电流阈值(Ithresh)505的连续的次数进行计数。这样，只有当三相定子电流(I_as)122的振幅大于正电流阈值(Ithresh)505时，正计数器(Ias_cnt_Pos)才被重置。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流命令信号(I_as^*)的相位角(θ_phase)不在负扇区(Bneg)635或负扇区(Cneg)620之内时(在步骤460)，这意味着三相定子电流(I_as)122的角度在正扇区(Apos)610内，方法400进行到步骤475，在步骤475，电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅是否小于正电流阈值(Ithresh)505。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅大于正电流阈值(Ithresh)505时，则方法进行到步骤470，在步骤470，电流测量和故障检测模块301重置正计数器(Ias_cnt_Pos)。

当电流测量和故障检测模块301确定三相定子电流(I_as)122的振幅小于正电流阈值(Ithresh)505时，则方法400进行到步骤480，在步骤480，电流测量和故障检测模块301增加正计数器(Ias_cnt_Pos)的计数，方法进行到步骤485。在步骤485，电流测量和故障检测模块301确定正计数器(Ias_cnt_Pos)的当前值是否大于最大计数(MaxCnt)值。

当电流测量和故障检测模块301确定正计数器(Ias_cnt_Pos)的当前值小于最大计数(MaxCnt)值时，则方法400进行到步骤490，在步骤490，电流测量和故障检测模块301确定逆变器子模块115工作正常。

相反，当电流测量和故障检测模块301确定正计数器(Ias_cnt_Pos)的当前值大于最大计数(MaxCnt)值时，则方法400进行到步骤495，在步骤495，电流测量和故障检测模块301确定逆变器子模块115工作异常。例如，在一种情况下，如果存在由于产生三相定子电流(I_as)122的负值部分的开关182导致的故障(例如开关182不产生电流或者没有正确连接)，逆变器子模块115工作异常。

上面从功能和/或逻辑块部件以及不同处理步骤方面对一些实施例和实施方式进行了描述。然而，应该认识到，这些块部件可以通过被配置为执行具体功能的任何数量的硬件、软件和/或固件部件来实现。例如，系统或部件的实施例可采用不同的集成电路部件，例如可在一个或多个微处理器或其它控制装置的控制下执行多种不同功能的存储器元件、数字信号处理元件、逻辑元件、查找表等。另外，本领域技术人员将会认识到，这里描述的实施例仅为示例性的实施方式。

在本文中，诸如第一和第二等的关系术语可被单独使用以将一个实体或操作与另一实体或操作区分开，而不是在这些实体或操作之间必须要求或隐含任何这种实际关系或顺序。并且，根据上下文，用于描述不同元件之间关系的诸如“连接”或“联接到”的词语，并不暗示这些元件之间必须存在直接的物理连接。例如，两个元件可以通过一个或多个另外的元件被物理地、电子地、逻辑地或以任何其它方式彼此连接到一起。

尽管在前面的详细说明中已经给出至少一个示例性实施例，应该认识到，还存在大量的变型。还应该认识到，所述示例性实施例或多个示例性实施例仅为示例性的，并非旨在以任何方式限制本发明的范围、应用或配置。相反，前面的详细说明书将向本领域技术人员提供用于实施示例性实施例或多个示例性实施例的便捷途径。应该理解的是，在不脱离由所附权利要求及其合法等同物限定的本发明的范围的情况下，可以对元件的功能和设置进行各种改变。

Claims (10)

1.一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否正常工作的方法，所述方法包括下列步骤：

基于第一电流命令信号的相位角定义所述第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括第一正扇区和第一负扇区，在所述第一正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述第一负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

保持正计数器处的当前值，所述正计数器对当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内时第一电流信号的振幅被确定为小于正电流阈值的连续次数进行计数；

定时测量所述第一电流信号的振幅；并且在每次测量之后：

确定由所述正计数器保持的当前值是否超过第一最大计数；

当所述正计数器保持的当前值超过所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常；和

当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

2.如权利要求1所述的方法，进一步包括下列步骤：

保持负计数器处的当前值，所述负计数器对当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时所述第一电流信号的振幅被确定为大于负电流阈值的连续次数进行计数；

当所述第一电流信号的振幅大于所述负电流阈值并且当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一负扇区内时，确定所述负计数器的当前值是否大于第二最大计数值；

当所述负计数器的当前值大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作异常；和

当所述负计数器的当前值不大于所述第二最大计数值时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

3.如权利要求1所述的方法，其中所述第一电流命令信号为正弦波，所述正弦波具有：

正峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一正扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述正峰值振幅的±30°内的值；和

负峰值振幅，其中所述第一电流命令信号的第一负扇区被定义为所述第一电流命令信号在所述负峰值振幅的±30°内的值。

4.一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否正常工作的方法，所述方法包括下列步骤：

定义第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括：多个正扇区和多个负扇区，在所述多个正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述多个负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

(a)确定所述第一电流命令信号的相位角和第一电流信号的振幅；

(b)当所述第一电流命令信号的相位角在第一正扇区内时，确定第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值；

(c)当所述第一电流信号的振幅小于正电流阈值时，增加正计数器的计数，所述正计数器对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述正电流阈值的连续次数进行计数；

(d)确定由所述正计数器保持的当前值是否超过第一最大计数；和

(e)当所述正计数器保持的当前值超过所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常。

5.如权利要求4所述的方法，进一步包括下列步骤：

(f)当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

6.如权利要求4所述的方法，其中所述多个负扇区进一步包括第一负扇区、第二负扇区和第三负扇区，其中所述多个正扇区进一步包括第二正扇区和第三正扇区，并且其中步骤(b)当所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内时确定第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值进一步包括下列步骤：

(b1)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内；

(b2)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

(b3)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角在所述第一正扇区内，并且确定所述第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值。

7.如权利要求6所述的方法，其中当所述第一电流命令信号的相位角在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，进一步包括下列步骤：

确定所述第一电流信号的振幅是否大于所述正电流阈值；和

当所述第一电流信号的振幅大于所述正电流阈值时，重置对所述第一电流信号的振幅被确定为大于所述正电流阈值的连续次数进行计数的所述正计数器。

8.如权利要求6所述的方法，其中当所述第一电流信号的相位角在所述第一正扇区内且所述第一电流信号的振幅大于所述正电流阈值时，进一步包括下列步骤：

重置所述正计数器。

9.如权利要求6所述的方法，其中所述步骤(b1)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区、所述第二正扇区或所述第三正扇区内进一步包括下列步骤：

(b11)确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第二负扇区或所述第三负扇区内；和

(b12)当所述第一电流命令信号的相位角不在所述第二负扇区或所述第三负扇区内时，确定所述第一电流命令信号的相位角是否在所述第一负扇区内。

10.一种用于确定逆变器模块的第一逆变器子模块是否工作正常的方法，所述方法包括下列步骤：

定义第一电流命令信号的多个扇区，所述多个扇区包括：多个正扇区和多个负扇区，在所述多个正扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有正值，而在所述多个负扇区中所述第一电流命令信号的振幅具有负值；

定时计算所述第一电流命令信号的相位角，并且测量所述第一逆变器子模块产生的第一电流信号的振幅；以及

在每次测量和计算之后：

当所述第一电流命令信号的相位角在第一正扇区内时，确定所述第一电流信号的振幅是否小于正电流阈值；

增加正计数器的计数，所述正计算器对所述第一电流信号的振幅被确定为小于所述正电流阈值的连续次数进行计数；和

当所述正计数器保持的当前值超过第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作异常，并且当所述正计数器保持的当前值小于所述第一最大计数时，确定所述第一逆变器子模块工作正常。

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