CN106610481A - 诊断环境友好车辆的电流传感器的装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种诊断环境友好车辆的电流传感器的方法和装置。通过监测环境友好车辆中使用高电压的负载是否运行来检测在电流传感器的断路和短路之间的电流范围内的故障，从而检测出感测高电压电池的输出电流的电流传感器的故障。该装置包括：配置成感测高电压电池的输出电流的电流传感器，以及监测环境友好车辆中的负载是否运行的负载监测器。然后，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且负载并未运行时，控制器检测到电流传感器中的异常。

Description

诊断环境友好车辆的电流传感器的装置和方法

技术领域

本发明涉及一种诊断环境友好车辆的电流传感器的装置和方法，且更具体地，涉及一种通过监测环境友好车辆中使用高电压的负载的运行来诊断在用于高电压电池的电流传感器中是否发生故障的技术。

背景技术

一般地，环境友好车辆包括发动机、协助发动机的驱动电动机，以及驱动驱动电动机的高电压电池。具体地，驱动电动机和高电压电池通过电动机逆变器和主继电器进行电气连接。此外，环境友好车辆包括安装在高电压电池中来感测高电压电池的输出电流的电流传感器，以及配置成基于输出电流计算电池的荷电状态(SOC)的电池管理系统(BMS)。

此外，混合控制单元(HCU)用作参考BMS的SOC来分配车辆的动力的主要因素。换句话说，HCU参考BMS的SOC，基于驾驶员的需求确定动力辅助量。例如，当SOC高时HCU增加动力辅助量，并且当SOC低时减少动力辅助量。特别地，电流传感器的故障或者错误可分为BMS和电流传感器之间的硬接线(hard wire)(电力线)的断路和短路以及其他故障。

根据现有技术的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置仅可诊断电流传感器的电力线的断路(例如，约-400A)和短路(例如，+400A)，并且将不能诊断除了断路和短路之外的故障，即，在电流范围(例如，约-400A至+400A)内感测到异常电流值的故障。因此，BMS基于不准确的电流值计算SOC，并且HCU基于错误计算的SOC控制混合动力(hybrid)，这将导致高电压电池的故障。

例如，当SOC实际上低，但被错误地计算成高时，HCU需要比当SOC低时驾驶员所需求的更大的动力辅助量，并且将从高电压电池提供对应于更大的动力辅助量的能量。具体地，由于在高电压电池的SOC实际上低时从高电压电池供应了大量的能量，因此高电压电池将被过度放电，其将导致高电压电池故障。

发明内容

本发明提供了一种诊断环境友好车辆的电流传感器的装置和方法，其能够通过监测环境友好车辆中的使用高电压的负载是否运行来诊断在电流传感器的断路和短路之间的电流范围内发生的故障，从而来诊断感测高电压电池的输出电流的电流传感器的故障。

本发明的目标不仅限于上述目标，并且本发明的未提及的其它目标和优势可通过下文描述进行理解，并且将通过本发明的示例性实施例得以更清晰地理解。此外，很容易地意识到本发明的目标和优势可通过在权利要求中提及的方式(means)和其组合进行实现。

根据本发明的示例性实施例，一种诊断环境友好车辆的电流传感器的装置可包括：电流传感器，其配置成感测高电压电池的输出电流；负载监测器，其配置成监测环境友好车辆中的负载是否运行；以及，控制器，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且当负载并未运行时，控制器配置成诊断在电流传感器中存在异常。负载可以是驱动电动机、低压直流(DC)至直流(DC)变换器(LDC)、逆变器、空调压缩机，以及车载充电器中的任意一者。响应于确定在电流传感器中存在异常，控制器可配置成重置电流传感器。

诊断环境友好车辆的电流传感器的装置还可包括：电压传感器，其配置成感测高电压电池的电压。当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且负载并未运行时，当高电压电池的电压变化超过第二阈值持续阈值时间段时，控制器可配置成诊断出负载中存在异常，并且当高电压电池的电压变化小于第二阈值持续阈值时间段时，控制器可配置成诊断出在电流传感器中存在异常。

根据本发明的另一示例性实施例，一种诊断环境友好车辆的电流传感器的方法可包括：通过负载监测器，监测环境友好车辆中的负载是否运行；通过电流传感器感测高电压电池的输出电流；以及，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且当负载并未运行时，通过控制器诊断出在电流传感器中存在异常。负载可以是驱动电动机、低压直流(DC)至直流变换器(LDC)、逆变器、空调压缩机以及车载充电器中的任意一者。诊断环境友好车辆的电流传感器的方法还可包括：响应于确定在电流传感器中存在异常，重置电流传感器。

根据本发明的又一示例性实施例，一种诊断环境友好车辆的电流传感器的方法可包括：通过负载监测器，监测环境友好车辆中的负载是否运行；通过电流传感器，感测高电压电池的输出电流；通过电压传感器，感测高电压电池的电压；以及，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且当负载并未运行时，通过控制器，基于由电压传感器感测的电压来诊断电流传感器中是否存在异常。

上述诊断可包括：当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且当负载并未运行时，监测高电压电池的电压变化持续阈值时间段；当电压变化小于第二阈值时，诊断出在电流传感器中存在异常；以及，当电压变化超过第二阈值时，诊断出在负载中存在异常。诊断环境友好车辆的电流传感器的方法还可包括：响应于确定在电流传感器中存在异常，重置电流传感器。

附图说明

从下文结合附图进行的详细描述中，本发明的上述及其他目标、特征和优势将变得更加显而易见。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置的框图；

图2是示出根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器方法的流程图；以及

图3是示出根本发明的另一示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法的流程图。

附图标记

10:高电压电池

20:电流传感器

30:负载监测器

40:控制器

50:电压传感器

31:驱动电动机

33:逆变器

34:空调压缩机

具体实施方式

应当理解的是，本文所使用的术语“车辆”或“车辆的”或者其他相似术语包括一般的机动车辆，例如包括运动型多用途车(SUV)、公交车、卡车、各式商用车辆在内的载客车辆，包括各种艇和船在内的水运工具，以及航空器等等，并且包括混合动力车辆、电动车辆、插电式混合动力电动车辆、氢动力车辆以及其他代用燃料车辆(例如，从石油以外的资源取得的燃料)。如本文所述，混合动力车辆是具有两种或多种动力源的车辆，例如，同时汽油驱动和电驱动的车辆。

尽管示例性实施例被描述成使用多个单元来执行示例性流程，但应当理解的是，示例性流程也可通过一个或者多个模块执行。此外，应当理解的是，术语“控制器/控制单元”可指代包括存储器和处理器的硬件设备。所述存储器配置成存储模块，并且所述处理器特别地配置成执行上述模块从而执行一个或者多个下文将进一步描述的过程。

本文所使用的专有名词仅是为了说明特定实施例的目的，而非意在限制本发明。如本文所使用的，除非上下文另外清楚表明，单数形式“一个”、“一种”和“该”意在也包括复数形式。还将理解的是，当在本说明书中使用时，词语“包括”和/或“包含”规定所述特征、整数、步骤、操作、元件和/或部件的存在，但不排除一个或多个其他特征、整数、步骤、操作、元件、部件和/或其组合的存在或添加。如本文所使用的，词语“和/或”包括一个或多个相关列出项目的任何或全部组合。

除非特别陈述或从上下文显而易见，如本文所使用的，词语“约”被理解为处在本领域的正常容差范围内，例如在平均值的2倍标准偏差内。“约”可理解为在所述值的10％、9％、8％、7％、6％、5％、4％、3％、2％、1％、0.5％、0.1％、0.05％或0.01％内。除非从上下文另外明确，本文提供的所有数值均由词语“约”修饰。

此外，本发明的控制逻辑可实施为包含由处理器、控制器/控制单元等执行的可执行程序指令的计算机可读介质上的非暂时性计算机可读介质。计算机可读介质的示例包括但不限于ROM、RAM、光盘(CD)-ROM、磁带、软盘、闪存盘、智能卡和光学数据存储设备。计算机可读记录介质也可分布在网络连接的计算机系统中，以便例如通过远程信息处理服务器或控制器局域网络(CAN)，以分布方式存储和执行计算机可读介质。

从下文参考附图进行的详细描述中，上述目标、特征和优势将变得更加显而易见。因此，本发明所属领域的技术人员可容易地实施本发明的技术构思。此外，在描述本发明的过程中，在确定与本发明有关的公知技术的详细描述将不必要地使本发明的主旨不清的情况下，该详细描述将被省略。在下文中，本发明的示例性实施例将参考附图进行详细描述。

图1是示出根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置的框图。如图1所示，根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置可包括：高电压电池10、电流传感器20、负载监测器30以及控制器40。将对各个组件进行描述。

首先，安装在环境友好车辆中以提供高电压的高电压电池10可由驱动电动机(未示出)进行充电。电流传感器20可配置成感测高电压电池10的输出电流。此外，当在电力线中发生断路时，电流传感器20可配置成感测约-400A的电流作为输出电流，并且当在电力线中发生短路时，其可配置成感测约+400A的电流作为输出电流。此外，当未发生断路和短路时，电流传感器20可配置成感测预定范围内(例如，约-400A至+400A)内的电流。

随后，负载监测器30可配置成监测环境友好车辆的负载是否运行。具体地，负载可以是下列装置中的任意一者，所述装置为：驱动电动机31，其配置成接收从高电压电池10提供的高电压来驱动车辆；低压直流(DC)至直流(DC)变换器(LDC)32，其配置成将高电压电池10的高电压转换成用于电力负载的低电压；逆变器33，其配置成将DC转换成DC；空调压缩机34；以及，车载充电器35，在车载充电过程中，其配置成将外部交流(AC)电力降压，并且将外部AC电力转换成DC电力来给高电压电池充电。

此外，当电流传感器20感测到超过阈值(例如，约10A)的电流时并且当负载未运行时，控制器40可配置成诊断出或者检测到电流传感器20中的异常。例如，在驱动电动机给高电压电池10充电/放电的混合动力公交车中，当电流传感器20感测到超过约10A的电流，并且当驱动电动机31未运行时(例如，驱动电动机的每分钟转速(RPM)约为10或者更少的状态)，控制器40可配置成检测到电流传感器20中的异常。此外，响应于在电流传感器20中检测到异常，控制器40可配置成重置电流传感器20来解决电流传感器20的异常。

同时，根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置还可包括电压传感器50，其配置成感测高电压电池10的电压。具体地，当电流传感器20感测到大于约10A的电流，并且驱动电动机31未运行(例如，驱动电动机的RPM约为10或者更少的状态)时，控制器40也可配置成使用由电压传感器50感测的电压来确定电流传感器20中是否存在异常。

换句话说,当电流传感器20感测到超过约10A的电流并且当驱动电动机31未运行(例如，驱动电动机的RPM约为10或者更少的状态)时，当高电压电池10的电压变化大于约5V时，控制器40可配置成检测到驱动电动机31中的异常，并且当高电压电池10的电压变化小于约5V时，控制器40可配置成检测到电流传感器20中的异常。

图2是示出根据本发明的示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法的流程图。首先，负载监测器30可配置成监测环境友好车辆中的负载是否运行(201)。随后，电流传感器可配置成感测高电压电池10的输出电流(202)。此外，当负载未运行时，当电流传感器感测到大于第一阈值的电流时，控制器40可配置成检测到电流传感器20中的异常(203)。具体地，负载可以是驱动电动机、LDC、逆变器、空调压缩机，以及车载充电器中的任意一者。随后，响应于在电流传感器20中检测到异常，控制器40可配置成重置电流传感器20。

图3是示出根据本发明的另一示例性实施例的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法的流程图。首先，负载监测器30可配置成监测环境友好车辆的负载是否运行(301)。随后，电流传感器20可配置成感测高电压电池10的输出电流(302)。电压传感器50可配置成感测高电压电池10的电压(303)。

此外，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且负载未运行时，控制器40可配置成基于由电压传感器50所感测的电压来确定电流传感器20中是否存在异常(304)。换句话说，当电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且负载未操作时，当高电压电池的电压变化大于第二阈值持续阈值时间段时，控制器40可配置成检测到负载中的异常，并且当高电压电池的电压变化小于第二阈值持续阈值时间段时，控制器40可配置成检测到电流传感器中的异常。随后，响应于在电流传感器20中检测到异常，控制器40可配置成重置电流传感器20。

此外，如上所述的根据本发明的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法可通过计算机程序执行。此外，本领域中熟练的计算机程序员可容易地推导得出配置计算机程序的代码和代码段。此外，已建立的计算机程序可存储在计算机可读记录介质(信息存储介质)中，并且可通过计算机读取并执行来实施根据本发明的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法。计算机可读记录介质包括所有类型的可通过计算机读取的记录介质。

如上所述，根据本发明的示例性实施例，可监测环境友好车辆中的使用高电压的负载是否运行来诊断配置成感测高电压电池的输出电流的电流传感器的故障，因此能够诊断在电流传感器的断路和短路之间的电流范围内发生的故障。

如上所述，尽管本发明已经参考示例性实施例和附图进行描述，但是本发明不限于此，而是在不违背下列权利要求所主张的本发明的精神和范围的情况下，可由本发明所属领域的技术人员做出各种修改和变化。

Claims (12)

1.一种诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，包括：

负载监测器，其配置成监测所述环境友好车辆中的负载是否运行，其中所述电流传感器配置成感测高电压电池的输出电流；以及

控制器，当所述电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且所述负载并未运行时，所述控制器配置成检测到所述电流传感器的异常。

2.根据权利要求1所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，其中所述负载是驱动电动机、低压直流(DC)至直流(DC)变换器(LDC)、逆变器、空调压缩机，以及车载充电器中的任意一者。

3.根据权利要求1所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，其中，所述控制器配置成：响应于检测到在所述电流传感器中的异常，重置所述电流传感器。

4.根据权利要求1所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，所述装置还包括：

电压传感器，其配置成感测所述高电压电池的电压。

5.根据权利要求4所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，其中，所述控制器配置成：当所述电流传感器感测到超过所述第一阈值的电流并且所述负载并未运行时，当所述高电压电池的电压变化超过第二阈值持续阈值时间段时所述控制器检测到所述负载中的异常，并且当所述高电压电池的电压变化小于所述第二阈值持续阈值时间段时所述控制器检测到所述电流传感器中的异常。

6.根据权利要求5所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的装置，其中，所述控制器配置成：响应于检测到在所述电流传感器中的异常，重置所述电流传感器。

7.一种诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，所述方法包括以下步骤：

通过负载监测器，监测所述环境友好车辆中的负载是否运行；

通过所述电流传感器，感测高电压电池的输出电流；以及

当所述电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且所述负载并未运行时，通过所述控制器检测到所述电流传感器的异常。

8.根据权利要求7所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，其中，所述负载是驱动电动机、LDC、逆变器、空调压缩机以及车载充电器中的任意一者。

9.根据权利要求7所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，所述方法还包括以下步骤：

响应于检测到在所述电流传感器中的异常，通过所述控制器重置所述电流传感器。

10.一种诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，所述方法包括以下步骤：

通过负载监测器，监测所述环境友好车辆中的负载是否运行；

通过所述电流传感器，感测高电压电池的输出电流；

通过电压传感器，感测所述高电压电池的电压；以及

当所述电流传感器感测到超过第一阈值的电流并且所述负载并未运行时，通过控制器，基于由所述电压传感器感测到的电压来检测所述电流传感器中的异常。

11.根据权利要求10所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，其中所述检测步骤包括：

当所述电流传感器感测到超过所述第一阈值的电流并且所述负载并未运行时，通过所述控制器，在阈值时间段内监测所述高电压电池的电压变化；

当所述电压变化小于第二阈值时，通过所述控制器检测到所述电流传感器中的异常；以及

当所述电压变化超过所述第二阈值时，通过所述控制器检测到所述负载中的异常。

12.根据权利要求11所述的诊断环境友好车辆的电流传感器的方法，所述方法还包括以下步骤：

响应于检测到在所述电流传感器中的异常，通过所述控制器重置所述电流传感器。