CN105083279A - 电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路故障检测方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路故障检测方法，其利用在电子稳定控制装置中进行泵马达的PWM控制时用于补偿马达停止运行时所产生的反电动势的续流开关和反向保护开关来检测故障。本发明的电子稳定控制装置，其特征在于，包括：马达驱动单元，其由根据PWM信号驱动马达的马达开关和用于检测马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成；以及控制单元，在全部断开马达开关、续流开关以及反向保护开关，或者只断开马达开关和反向保护开关，或者只断开马达开关和续流开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测续流开关或反向保护开关、续流开关和反向保护开关的故障状态。

Description

电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路故障检测方法
技术领域
本发明涉及一种电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路故障检测方法，更详细地，涉及一种利用在电子稳定控制(Electronicstabilitycontrol,下面称为ESC)装置中进行泵马达的脉冲宽度调制(PWM；PulseWidthModulation)控制时用于补偿马达停止(Off)运行时所产生的反电动势的续流开关(freewheelingFET)和反向保护开关(reverseprotectionFET)来检测故障的电子稳定控制装置及该马达续流电路故障检测方法。
背景技术
一般来说，汽车稳定性控制系统(ElectronicStabilityProgram,ESP)或电子稳定控制(Electronicstabilitycontrol,下面为ESC)装置是一种对于在车辆的加速或者起动或急转弯等极度不稳定的状况下所发生的车辆的滑动，选择性地运行需要制动的前、后、左、右车轮，从而使汽车稳定行驶且连驾驶员的失误也能够修正的系统。
现有的ESC装置，为了驱动决定用于车辆的制动的液压泵的排出量的ESC用马达，输出预先设定的一定的占空(Duty)比的脉冲宽度调制(PWM)信号。
图6是示出用于进行现有的马达的PWM控制的使用续流二极管的结构和其输出图表的图，如图6所示，现有的ESC装置为了进行马达的PWM控制而使用续流二极管，因此在驱动马达之前无法得知二极管的开闭(Stuck)状态。即，在图6中源电压表示以PWM的方式控制马达的波形，且体现通过重置信号停止电路中马达的驱动的操作。此时，马达仍然处于运行状态，由此续流电路被断开(OFF)并产生浪涌(Surge)电压，在此情况下，通过马达所流过的电流所产生的负浪涌(NegativeSurge)电压有可能大于上面的波形，因此存在马达开关(motorFET)无法承受的问题。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本公开专利第2012-188101号(公开日：2012年10月4日)
发明内容
(一)要解决的技术问题
用于实现上述问题的本发明的目的在于提供一种电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路故障检测方法，其利用在电子稳定控制(ESC)装置中进行泵马达的PWM控制时用于补偿马达停止(Off)运行时所产生的反电动势的续流开关和反向保护开关来检测故障。
(二)技术方案
根据实现上述的目的的本发明的一个方面，提供一种电子稳定控制装置，其包括：马达单元，其连接在液压泵并根据PWM信号来运行液压泵，所述液压泵加压轮缸排放的制动液压来使液压重新循环至轮缸；脉冲宽度调制单元，根据规定的控制信号产生用于驱动所述马达单元的PWM信号；马达驱动单元，其由根据所述PWM信号驱动所述马达单元的马达开关和用于检测马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成；电源部，提供用于运行所述马达单元、所述脉冲宽度调制单元以及所述马达驱动单元的电源；以及控制单元，在全部断开(OFF)所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关，或者只断开所述马达开关和所述反向保护开关，或者只断开所述马达开关和所述续流开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测所述续流开关或所述反向保护开关、所述续流开关和所述反向保护开关的故障状态。
并且，所述马达开关和所述续流开关以及所述反向保护开关均利用场效应晶体管(FET)。
并且，所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的所有的场效应晶体管上分别连接二极管。
并且，所述控制单元在全部断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的状态下，使诊断电流通过所述续流开关时，由于所有的开关被断开，因此诊断电流通过所述续流开关和所述反向保护开关的二极管，并通过所述续流开关和所述反向保护开关中的一个或两个开关全部短路(Short)或者常闭(Stuckon)时不产生电压跌落(Drop)来检测故障。
并且，所述控制单元在只断开所述马达开关和反向保护开关的状态下，只接通(Turnon)所述续流开关并使诊断电流通过，由此通过所述续流开关常开(Stuck-off)或者开路(Open)时所产生的电压跌落来检测故障。
而且，所述控制单元在只断开所述马达开关和所述续流开关的状态下，只接通所述反向保护开关并使诊断电流通过，由此通过所述反向保护开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
一方面，根据实现上述的目的的本发明的另一个方面，提供一种电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，所述电子稳定控制装置包括：马达驱动单元，其由用于驱动马达单元的马达开关和用于检测所述马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成；脉冲宽度调制单元；以及控制单元，所述电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法包括以下步骤：(a)所述控制单元将规定的控制信号施加到所述脉冲宽度调制单元；(b)所述脉冲宽度调制单元根据规定的控制信号产生用于驱动所述马达单元的PWM信号；(c)所述马达驱动单元根据所述PWM信号驱动所述马达单元；(d)所述控制单元根据特定的组合断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测所述续流开关和所述反向保护开关的故障状态。
并且，所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关均利用场效应晶体管来运行。
并且，当所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关处于断开的状态时，所述诊断电流通过与各个场效应晶体管连接的各个二极管。
并且，在所述步骤(d)中，所述控制单元在全部断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的状态下，使诊断电流通过所述续流开关，由于所有的开关都处于断开的状态，因此诊断电流流向所述续流开关和所述反向保护开关的二极管，且通过所述续流开关和所述反向保护开关中的一个或两个开关全部短路或者常闭时不产生电压跌落来检测故障。
并且，在所述步骤(d)中，所述控制单元在只断开所述马达开关和反向保护开关的状态下，只接通所述续流开关并使诊断电流通过，由此通过所述续流开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
而且，在所述步骤(d)中，所述控制单元在只断开所述续流开关的状态下，只接通所述反向保护开关并使电流通过，由此通过所述反向保护开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
(三)有益效果
根据本发明，为了在电子稳定控制装置中进行泵马达的控制时，为了提高效率以及进行PWM驱动控制而使用续流电路，且通过场效应晶体管能够诊断元件的好坏，由此可以提高稳定性(Safety)。
并且，在不驱动泵马达的情况下，也能够检测续流电路是否发生了故障，且能够发挥元件的自我诊断功能，因此可以最大限度地提高ISO标准中所要求的诊断覆盖率(DiagnosticCoverage)。
附图说明
图1是示意表示本发明的实施例的电子稳定控制装置的功能块的结构图。
图2是示出用于说明本发明的实施例的电子稳定控制装置的马达续流电路的故障检测方法的操作流程的图。
图3是示出本发明的所有的场效应晶体管处于断开状态下的故障检测例子的图。
图4是示出在断开本发明的实施例的马达开关和反向保护开关，只接通续流开关的状态下的故障检测例子的图。
图5是示出在断开本发明的实施例的马达开关和续流开关而只接通反向保护开关状态下的故障检测例子的图。
图6是示出用于控制现有的马达的PWM控制的使用续流二极管的结构及其输出图表的图。
附图说明标记
100：电子稳定控制装置
110：马达单元
120：马达驱动单元
130：脉冲宽度调制单元
140：电源部
150：控制单元
具体实施方式
对本发明可以进行多种变更，且可以具有各种实施例，在此将特定的实施例示出在附图中并进行详细说明。然而，这并不是限定本发明的特定的实施方式，应当理解为其包括本发明的思想以及技术范围所包括的全部的变更、均等物乃至替代物。
下面，参照附图详细说明本发明的电子稳定控制装置及该装置的续流电路的故障检测方法。参照附图进行说明时，相同或者对应的组成部分用相同的符号表示，且省略重复的说明。
图1是示意表示本发明的实施例的电子稳定控制装置的功能块的结构图。
参照图1，本发明的实施例的电子稳定控制装置100包括马达单元110、马达驱动单元120、脉冲宽度调制单元130、电源部140以及控制单元150。
马达单元110连接在液压泵并根据PWM信号来运行液压泵，所述液压泵加压轮缸排放的制动液压来使液压重新循环至轮缸。
马达驱动单元120由根据PWM信号驱动所述马达单元的马达开关和用于检测所述马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成。
脉冲宽度调制单元130根据规定的控制信号产生用于驱动马达单元的PWM信号。
电源部140提供用于运行马达单元110、脉冲宽度调制单元130以及马达驱动单元120的电源。
控制单元150在全部断开马达开关、续流开关以及反向保护开关，或者只断开马达开关和反向保护开关，或者只断开马达开关和续流开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测续流开关或者反向保护开关，续流开关和反向保护开关的故障状态。
在此，如图3至图5所示，马达开关、续流开关以及反向保护开关均利用场效应晶体管。
并且，如图3至图5所示，马达开关、续流开关以及反向保护开关的场效应晶体管上分别连接有二极管。
并且，当控制单元在全部断开马达开关、续流开关以及反向保护开关的状态下使诊断电流通过续流开关时，由于所有的开关被断开，因此诊断电流通过续流开关和反向保护开关的二极管，并通过续流开关和反向保护开关中的一个或两个开关全部短路或者常闭时不产生电压跌落来检测故障。
并且，控制单元在只断开马达开关和反向保护开关的状态下，只接通续流开关并使诊断电流通过，由此通过续流开关常开或者开路时产生电压跌落来检测故障。
而且，控制单元在只断开马达开关和续流开关的状态下，只接通反向保护开关并使诊断电流通过，由此通过反向保护开关常开或者开路时产生电压跌落来检测故障。
图2是示出用于说明本发明的实施例的电子稳定控制装置的马达续流电路的故障检测方法的操作流程的图。
参照图2，本发明的实施例的ESC装置100的控制单元将规定的控制信号施加到脉冲宽度调制单元(S210)。
接着，脉冲宽度调制单元根据规定的控制信号产生用于驱动马达单元的PWM信号(S220)。
接着，马达驱动单元根据PWM信号驱动马达单元(S230)。
此时，如图3所示，马达开关、续流开关以及反向保护开关全部使用场效应晶体管作为开关元件。
接着，控制单元根据特定的组合断开马达开关、续流开关以及反向保护开关(S240)。
此时，当马达开关、续流开关以及反向保护开关处于断开状态时，诊断电流通过与各个场效应晶体管连接的各个二极管。
而且，控制单元150通过诊断电流检测续流开关和反向保护开关的故障状态(S250)。
并且，如图3所示，控制单元在全部断开马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的状态下，使诊断电流通过所述续流开关，由于所有的开关都处于断开的状态，因此诊断电流流向续流开关和反向保护开关的二极管。图3是示出本发明的所有的场效应晶体管处于断开状态下的故障检测例子的图。所有的场效应晶体管处于断开的状态且通过诊断电流(Idiag)。由于所有的场效应晶体管处于断开的状态，因此所述电流通过续流开关和反向保护开关的体二极管(Bodydiode)，从而产生最小为0.5V的电压跌落。因而，控制单元150通过续流开关和反向保护开关中的一个或两个开关全部短路或常闭时不产生电压跌落来检测故障。
并且，如图4所示，控制单元在只断开马达开关和反向保护开关的状态下，只接通续流开关后使诊断电流通过。图4是示出断开本发明的实施例的马达开关和反向保护开关，而只接通续流开关状态下的故障检测例子的图。因而，控制单元150通过续流开关常开或者开路时产生电压跌落来检测故障。即，断开马达开关和反向保护开关，只接通续流开关后使诊断电流通过。若续流开关处于常开或者开路的状态，则产生0.5V以上的电压跌落，由此能够通过电压检测器检测故障。
而且，如图5所示，控制单元在断开马达开关和续流开关的状态下，只接通反向保护开关后使诊断电流流过。图5是示出断开本发明的实施例的马达开关和续流开关而只接通反向保护开关状态下的故障检测例子的图。因而，控制单元150通过反向保护开关常开或者开路时产生的电压跌落来检测故障。即，断开马达开关和续流开关，只接通反向保护开关并使诊断电流通过。若反向保护开关处于常开或者开路，则产生0.5V以上的电压跌落，由此能够通过电压检测器检测故障。
如上所述，根据本发明能够实现利用在电子稳定控制装置中进行泵马达的PWM控制时，用于补偿马达停止运行时所产生的反电动势的续流开关和反向保护开关来检测故障的电子稳定控制装置及该装置的马达续流电路的故障检测方法。
本发明所属技术领域的技术人员应该理解为，本发明在不变更其技术思想或者必要特征的情况下可以实施为其它具体的方式，因此上面所记述的实施例在整体上只是举例说明的，并没有限定本发明。本发明的范围通过权利要求书来体现，而不是通过上述说明体现，并且应当解释为从权利要求书的内容和范围以及从所述等价概念导出的所有的变更或改变的方式均包含在本发明的保护范围内。
产业利用可能性
本发明能够应用于利用在电子稳定控制装置中进行泵马达的PWM控制时用于补偿马达停止运行时所产生的反电动势的续流开关和反向保护开关来检测故障的电子稳定控制装置以及该马达的续流电路的故障检测方法中。

Claims (12)

1.一种电子稳定控制装置，其包括：
马达单元，其连接在液压泵并根据PWM信号来运行液压泵，所述液压泵加压轮缸排放的制动液压来使液压重新循环至轮缸；
脉冲宽度调制单元，根据规定的控制信号产生用于驱动所述马达单元的PWM信号；
马达驱动单元，其由根据所述PWM信号驱动所述马达单元的马达开关和用于检测所述马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成；
电源部，提供用于运行所述马达单元、所述脉冲宽度调制单元以及所述马达驱动单元的电源；以及
控制单元，在全部断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关，或者只断开所述马达开关和所述反向保护开关，或者只断开所述马达开关和所述续流开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测所述续流开关或所述反向保护开关、所述续流开关和所述反向保护开关的故障状态。
2.根据权利要求1所述的电子稳定控制装置，其特征在于，所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关均利用场效应晶体管。
3.根据权利要求2所述的电子稳定控制装置，其特征在于，所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的所有的场效应晶体管上分别连接二极管。
4.根据权利要求1所述的电子稳定控制装置，其特征在于，所述控制单元在全部断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的状态下，使诊断电流通过所述续流开关时，由于所有的开关被断开，因此诊断电流通过所述续流开关和所述反向保护开关的二极管，并通过电压检测器检测所述续流开关和所述反向保护开关中的一个或两个开关全部短路或者常闭时不产生电压跌落来检测故障。
5.根据权利要求1所述的电子稳定控制装置，其特征在于，所述控制单元在只断开所述马达开关和反向保护开关的状态下，只接通所述续流开关并使诊断电流通过，由此通过电压检测器检测所述续流开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
6.根据权利要求1所述的电子稳定控制装置，其特征在于，所述控制单元在只断开所述马达开关和所述续流开关的状态下，只接通所述反向保护开关并使诊断电流通过，由此通过电压检测器检测所述反向保护开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
7.一种电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，所述电子稳定控制装置包括：马达驱动单元，其由用于驱动马达单元的马达开关和用于检测所述马达单元是否正常运行的续流开关和反向保护开关组成；脉冲宽度调制单元；以及控制单元，所述电子稳定控制装置的马达续流电路的故障检测方法包括以下步骤：
(a)所述控制单元将规定的控制信号施加到所述脉冲宽度调制单元；
(b)所述脉冲宽度调制单元根据规定的控制信号产生用于驱动所述马达单元的PWM信号；
(c)所述马达驱动单元根据所述PWM信号驱动所述马达单元；
(d)所述控制单元根据特定的组合断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关之后，施加诊断电流并通过电压检测器检测所述续流开关和所述反向保护开关的故障状态。
8.根据权利要求7所述的电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，其特征在于，所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关均利用场效应晶体管来运行。
9.根据权利要求8所述的电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，其特征在于，当所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关处于断开的状态时，所述诊断电流通过与各个场效应晶体管连接的各个二极管。
10.根据权利要求7所述的电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，所述控制单元在全部断开所述马达开关、所述续流开关以及所述反向保护开关的状态下，使诊断电流通过所述续流开关，由于所有的开关都处于断开的状态，因此诊断电流流向所述续流开关和所述反向保护开关的二极管，且通过电压检测器检测所述续流开关和所述反向保护开关中的一个或两个开关全部短路或者常闭时不产生电压跌落来检测故障。
11.根据权利要求7所述的电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，所述控制单元在只断开所述马达开关和反向保护开关的状态下，只接通所述续流开关并使诊断电流通过，由此通过电压检测器检测所述续流开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
12.根据权利要求7所述的电子稳定控制装置的马达续流电路故障检测方法，其特征在于，在所述步骤(d)中，所述控制单元在只断开所述马达开关和所述续流开关的状态下，只接通所述反向保护开关并使电流通过，由此通过电压检测器检测所述反向保护开关常开或者开路时所产生的电压跌落来检测故障。
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