CN106896292A - 一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路，其中方法包括：获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号；获取第二温度检测器采集到的电机控制器的底板处对应的温度信号；根据采样信号和温度信号，对电机控制器温度采样回路进行故障检测。本发明实施例可以实现对电机控制器温度采样回路进行故障检测，解决了由于热敏电阻阻值变化范围过大而引起的电机控制器采样回路故障检测困难的问题，且该方法简便易行、易于实现，同时不会额外增加电机控制器的制造成本，具有良好的推广价值。

Description

一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路

技术领域

本发明涉及电动汽车技术领域，尤其涉及一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路。

背景技术

面对日趋严峻的能源与环境问题，节能与新能源汽车正成为当前各国研究的热点，世界主要国家的政府都投入了大量人力物力开展相关的研发工作，大力发展节能与新能源汽车对于实现全球可持续发展、保护人类赖以生存的地球环境具有重要意义。在我国，节能与新能源汽车得到了政府和工业界的高度重视，并将其定为战略性新兴产业之一。发展节能与新能源汽车，尤其是具有零污染、零排放的纯电动汽车，不仅对我国能源安全、环境保护具有重大意义，同时也是我国汽车领域今后发展的趋势。

纯电动汽车通过电机驱动车轮实现车辆行驶，电机驱动及控制对整车性能影响重大，为此成为国内外各大纯电动汽车厂商研究的重点。随着永磁材料、电力电子技术、控制理论、电机制造以及信号处理硬件的发展，永磁同步电机得到了普遍应用，永磁同步电动机由于具有高效率、高输出转矩、高功率密度以及良好的动态性能等优点，目前成为纯电动汽车驱动系统的主流。IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor，绝缘栅双极型晶体管)是目前配备永磁同步电机的纯电动汽车电机控制器中的核心功率部件，电机控制器所有对于驱动电机的控制最终均通过IGBT输出PWM(Pulse Width Modulation，脉冲调制宽度)波的形式体现。目前国内外的纯电动汽车电机控制器中，为保证产品的可靠性及稳定性一般直接采用成熟的IGBT模块作为功率开关部件解决方案，IGBT模块是由IGBT芯片与FWD(Freewheeling diode，续流二极管)芯片通过特定的电路桥接封装而成的模块化半导体产品，一般来说IGBT模块具有控制电路简单，性能稳定，维修更换方便的优点，因此在纯电动汽车领域被广泛应用。其中，在小型纯电动汽车领域，英飞凌与富士生产的IGBT模块具有较高的代表性。

IGBT模块作为纯电动汽车中的大功率开关部件在工作过程中会产生大量的热量，而温度过高会对IGBT模块的寿命产生严重影响，甚至造成烧毁，因此目前主流厂家生产的IGBT模块中一般内嵌有NTC(Negative Temperature Coefficient，热敏电阻)温度检测回路(负温度系数热敏电阻，该类电阻其阻值随温度增大而减小)，以便于电机控制器通过采集该回路电信号来获得IGBT模块的温度信息。IGBT模块的温度控制是纯电动汽车电机控制器的重要任务之一，其目的在于通过控制散热机构的工作使IGBT模块的温度保持在正常范围内，以保证其正常工作。由此可见IGBT模块温度的准确获得对于实现电机控制器的控制逻辑至关重要。当前主流IGBT模块生产厂商在模块内部内嵌的NTC热敏电阻的阻值随温度变化范围非常大，以英飞凌的某款产品为例，在-40℃时NTC热敏电阻的阻值将近10万欧姆，在150℃时该阻值降低到几百欧姆，这就导致在电机控制器的硬件设计中温度信号检测电路不能够兼顾采样回路故障的检测。

发明内容

本发明实施例提供一种电机控制器温度采样回路故障检测方法及电路，以解决现有技术中热敏电阻的阻值随温度变化范围较大，导致在电机控制器的硬件设计中温度信号检测电路不能够兼顾采样回路故障检测的问题。

本发明实施例提供一种电机控制器温度采样回路故障检测方法，所述方法包括：

获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号；

获取第二温度检测器采集到的所述电机控制器的底板处对应的温度信号；

根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机控制器温度采样回路进行故障检测。

其中，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的第一电压采样值(V1)以及获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

其中，获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的第一电压采样值(V1)的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中相对于电源电压的电压值，确定所述电压值为所述NTC热敏电阻对应的第一电压采样值(V1)；其中，所述NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联连接，所述第一电阻(R1)与电源连接。

其中，通过设置于所述电机控制器温度采样回路中的电压检测器，获得所述第一电压采样值(V1)；所述电压检测器与一低通滤波电路连接，所述低通滤波电路连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间。

其中，所述低通滤波电路包括：连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间的第二电阻，与所述第二电阻的一端连接的第一电容(C1)以及与所述第二电阻另一端连接的第二电容(C2)，所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)均接地。

其中，获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的电阻值；

根据所述NTC热敏电阻对应的电阻值，以及所述NTC热敏电阻的电阻值与温度值的对应关系，获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

其中，获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的电阻值的步骤包括：

通过V(电源电压)/(R1+R0)＝V1/R0，确定所述NTC热敏电阻的电阻值(R0)；其中，所述NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联，所述第一电阻(R1)与电源连接。

其中，所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻，获取第二温度检测器采集到的所述电机控制器的底板处对应的温度信号的步骤包括：

获取所述PTC热敏电阻采集的所述电机控制器的底板处对应的第二温度值(T2)，其中所述PTC热敏电阻设置于所述电机控制器的底板内。

其中，根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机控制器温度采样回路进行故障检测的步骤包括：

将所述第一电压采样值(V1)与第一预设阈值(Vh)进行比较；

当所述第一电压采样值(V1)小于所述第一预设阈值(Vh)时，将所述第一电压采样值(V1)与第二预设阈值(VL)进行比较，在所述第一电压采样值(V1)小于所述第二预设阈值(VL)时，确定所述电机控制器温度采样回路发生对地短路故障；

当所述第一电压采样值(V1)大于所述第一预设阈值(Vh)时，将所述第一温度采样值(T1)与所述第二温度值(T2)进行比较；

当所述第二温度值(T2)与所述第一温度采样值(T1)的差值大于预设温度阈值ΔT时，确定所述电机控制器温度采样回路发生对电源短路或断路故障，其中ΔT大于零；

其中，所述第一预设阈值为(Vh)与所述电机控制器温度采样回路故障的电压范围不重叠的临界值；所述第二预设阈值(VL)为所述电机控制器温度采样回路对地短路的电压值。

本发明实施例还提供一种电机控制器温度采样回路故障检测电路，包括：

控制器，与所述控制器连接的电机控制器温度采样回路；以及与所述控制器连接的第二温度检测器；

所述电机控制器温度采样回路包括：与电源连接的第一电阻，与所述第一电阻串联的第一温度检测器；

所述第二温度检测器设置于电机控制器的底板内；

所述控制器，用于获取设置于电机控制器中的所述电机控制器温度采样回路中的采样点的采样信号，以及所述第二温度检测器检测得到的温度信号，并根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机温度采样回路进行故障检测，得到故障检测结果；其中，所述采样点是所述电机控制器温度采样回路中，所述第一温度检测器对应的采样点。

其中，所述第一温度检测器设置于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块中，所述IGBT模块与所述电机控制器的底板接触。

其中，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻；

所述电机控制器温度采样回路包括：低通滤波电路以及电压检测器，所述低通滤波电路连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间，所述电压检测器与所述低通滤波电路连接。

其中，所述低通滤波电路包括：连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间第二电阻，与所述第二电阻的一端连接的第一电容(C1)以及与所述第二电阻另一端连接的第二电容(C2)，所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)均接地。

本发明实施例还提供一种电机控制器，所述电机控制器采用上述的电机控制器温度采样回路故障检测电路进行故障检测，所述电机控制器包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，设置于所述IGBT模块中的第一温度检测器，设置于所述电机控制器的底板内的第二温度检测器；

所述IGBT模块与所述底板接触，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻，所述电机控制器表面设置有冷却系统。

本发明实施例技术方案的有益效果至少包括：

本发明技术方案，通过获取电机控制器内的第一温度检测器在采样点处对应的采样信号，以及第二温度检测器检测得到的电机控制器的底板处对应的温度信号，并根据采样信号和温度信号，对电机控制器温度采样回路进行故障检测，可以解决由于热敏电阻阻值变化范围过大而引起的电机控制器采样回路故障检测困难的问题，且该方法简便易行、易于实现，同时不会额外增加电机控制器的制造成本，具有良好的推广价值。

附图说明

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

图1表示电机控制器温度采样回路故障检测方法示意图；

图2表示电机控制器温度采样回路示意图；

图3表示本发明实施例的电机控制器系统框架示意图；

图4表示根据采样信号和温度信号检测电机控制器温度采样回路故障方法示意图；

图5表示电机控制器温度采样回路故障检测电路示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例提供一种电机控制器温度采样回路故障检测方法，如图1所示，包括：

步骤101、获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号。

其中采样信号包括电压采样值和温度采样值，第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号的过程为：获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中对应的第一电压采样值(V1)以及获取NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

在获取第一电压采样值(V1)时，需要获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中相对于电源电压的电压值，确定电压值为NTC热敏电阻对应的第一电压采样值(V1)；其中，NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联连接，第一电阻(R1)与电源连接。

如图2所示，电机控制器温度采样回路包括：电源22，与电源22连接的第一电阻23，以及与第一电阻23串联的NTC热敏电阻21，NTC热敏电阻21的一端接地，另一端通过第一电阻23连接至电源22。

在获取第一电压采样值(V1)时，通过设置于电机控制器温度采样回路中的电压检测器，获得第一电压采样值(V1)；电压检测器与一低通滤波电路连接，低通滤波电路连接在第一电阻(R1)与NTC热敏电阻之间。低通滤波电路包括：连接在第一电阻(R1)与NTC热敏电阻之间的第二电阻，与第二电阻的一端连接的第一电容(C1)以及与第二电阻另一端连接的第二电容(C2)，第一电容(C1)和第二电容(C2)均接地。

具体的，如图2所示，电机控制器温度采样回路还包括：低通滤波电路24，其中低通滤波电路24设置于第一电阻23与NTC热敏电阻21之间，第一电阻23、NTC热敏电阻21与低通滤波电路24一端的交汇处形成第一检测点。

在低通滤波电路24的另一端形成第二检测点，电压检测器25设置于第二检测点处，其中在稳定状态下，第一检测点处对应的电压值、第二检测点处对应的电压值相等，且均为NTC热敏电阻21对应的电压值。利用电压检测器25对第二检测点处进行电压检测，即可获取NTC热敏电阻21对应的第一电压采样值。其中，本发明实施例中以在第二检测点处设置电压检测器进行说明，在经过低通滤波电路的处理后，使得低频信号能正常通过到达第二检测点，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。忽略干扰的影响，在稳定状态下，第一检测点与第二检测点处对应的电压值相等。

需要说明的是，在稳定状态下，第一检测点处和第二检测点处对应的电压值相等，也可以在第一检测点处设置电压检测器来检测NTC热敏电阻对应的第一电压采样值。

低通滤波电路24包括：连接在第一电阻(R1)23与NTC热敏电阻21之间的第二电阻241，与第二电阻241的一端连接的第一电容(C1)242以及与第二电阻241另一端连接的第二电容(C2)243，第一电容(C1)242和第二电容(C2)243均接地。

其中，低通滤波电路24由第二电阻241、第一电容(C1)242以及第二电容(C2)243构成，第二电阻241的第一端处于第一电阻(R1)23和NTC热敏电阻21的交汇处，第二电阻241的第二端形成第二检测点，第一电容(C1)242与第二电容(C2)243相并联，第一电容(C1)242的第一端与第二电阻241的第一端连接，第一电容(C1)242的第二端接地，第二电容(C2)243的第一端与第二电阻241的第二端连接，第二电容(C2)243的第二端接地。其中在第二电阻241与第二电容243的交汇处向远离第二电阻241的方向延伸后，可在延长电路线上形成第二检测点。

由第二电阻、第一电容(C1)以及第二电容(C2)构成的低通滤波电路，使得低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。电压经过RC低通滤波后进行采集，忽略干扰的影响第一检测点与第二检测点处的电压相等。

本发明实施例提供的电机控制器温度采样回路故障检测方法，适用于如图3所示的电机控制器，其中电机控制器3的内部设置有IGBT模块31，第一温度检测器312位于IGBT模块31中，第一温度检测器312对应于一电机控制器温度采样回路。第一温度检测器312为NTC(Negative Temperature Coefficient，负温度系数)热敏电阻。

其中，在第一检测点与电源短接时，此时第二检测点处检测得到的电压值接近于电源电压，可以确定发生了电机控制器温度采样回路对电源短路故障。在第一检测点与地线短接时，此时第二检测点处检测得到的电压值在0V附近，可以确定发生了电机控制器温度采样回路对地线短路故障。在第二检测点处发生断路故障时，此时第二检测点处检测得到的电压值接近于电源电压，此时可以确定发生电机控制器温度采样回路断路故障。

以上便是电机控制器温度采样回路故障与检测点电压的关系。实际上判断电机控制器温度采样回路故障的电压阈值，不能为电源电压(5V)或地端电压(0V)，该阈值是在电源电压与地端电压的基础上加入一定余量后得到的(考虑到电源电压的精度问题，必须要加入余量)，即电压在大于四点几伏后认为发生了对电源短路或断路故障，电压在小于零点几伏后认为发生了对地短路故障。

在获取NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)时：获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中对应的电阻值；根据NTC热敏电阻对应的电阻值，以及NTC热敏电阻的电阻值与温度值的对应关系，获取NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

其中，获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中对应的电阻值的过程为：通过V(电源电压)/(R1+R0)＝V1/R0，确定NTC热敏电阻的电阻值(R0)；其中，NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联，第一电阻(R1)与电源连接。

具体的，在获取第一电压采样值(V1)之后，通过V(电源电压)/(R1+R0)＝V1/R0，确定热敏电阻的电阻值(R0)；其中，热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联，第一电阻(R1)与电源连接，V1为NTC热敏电阻对应的第一电压采样值，V(电源电压)为已知量，第一电阻(R1)的阻值为已知量。

NTC热敏电阻与第一电阻串联，且NTC热敏电阻、第一电阻、电源依次排列形成一串联通路，计算NTC热敏电阻的电阻值(R0)与第一电阻(R1)之和，通过V(电源电压)与所得和值之比确定串联通路上的电流值，计算第一电压采样值(V1)与NTC热敏电阻的电阻值(R0)之比获取串联通路上的电流值，得出下述关系式：V/(R1+R0)＝V1/R0；由于第一电阻(R1)、第一电压采样值(V1)以及电源电压(V)均为已知值，则可以求出NTC热敏电阻的电阻值R0。

在获取NTC热敏电阻对应的电阻值之后，根据NTC热敏电阻的电阻值与温度值的对应关系，查找与NTC热敏电阻的阻值对应的温度值，获取得到NTC热敏电阻对应的温度值。

需要说明的是，B值是热敏电阻器的材料常数，NTC热敏电阻的B值一般在2000K到6000K之间，目前国内纯电动汽车所采用的NTC热敏电阻器的B值一般都较大，这样可以使NTC热敏电阻有一个较大的温度测量范围，但这也就导致了在电机控制器的硬件设计中温度信号检测电路不能够兼顾所有采样回路故障的检测。

若要保证高温状态下(NTC热敏电阻的阻值较小)对地短路采样回路故障与温度信号检测区间不发生重叠，则需要其中的第一电阻R1较小，同样，若要保证低温状态下(NTC热敏电阻的阻值较大)对电源短路或断路采样回路故障与温度信号检测区间不发生重叠，则需要其中的第一电阻R1较大；考虑到电源电压的精度问题，判断采样回路的故障阀需要在电源电压5V与0V的基础上加入一定余量，这样一来R1阻值的选取将不能够兼顾高温与低温状态下IGBT模块的温度检测与采样回路故障检测(R1过大会导致IGBT模块高温状态下反馈的温度信号与对地短路的采样回路故障区间重叠，同样，R1过小会导致IGBT模块低温状态下反馈的温度信号与对电源短路、断路的采样回路故障区间重叠)。

针对上述问题本发明实施例采取的措施为：

第一电阻R1选取阻值稍小的电阻，这样可以保证高温状态下反馈的温度信号与对地短路的采样回路故障区间不发生重叠，即能够将采样回路对地短路故障准确检测出(此时，对应低温状态下反馈的温度信号会与对电源短路与断路采样回路故障区间相重叠)；若R1选取阻值稍小的电阻，此时采集到的NTC热敏电阻的电压高于一定阈值时，温度信号会与采样回路故障区间相重叠，此时不能够判断出IGBT模块是真实的处于低温状态还是发生了对电源短路及断路采样回路故障，这种情况下需要引入电机控制器的底板处的温度值。通常状况下，所选用的第一电阻R1的阻值范围在1k～3k之间，本发明实施例中优选为2k，当然根据不同的需求，以及不同的电路结构，所选用的第一电阻R1的阻值也会有所区别。

步骤102、获取第二温度检测器采集到的电机控制器的底板处对应的温度信号。

如图3所示，在电机控制器3的底板32内设置有第二温度检测器33，其中第二温度检测器33为PTC(Positive Temperature Coefficient，正温度系数)热敏电阻，PTC热敏电阻用于采集电机控制器3的底板32处的温度信息，其中电机控制器3的底板32即为电机控制器3的壳体，IGBT模块31与电机控制器3的底板32接触。在电机控制器3的外部设置有冷却系统4，其中冷却系统4的冷却方式可以为风冷或水冷，但无论是哪种冷却方式，其最终目标均为将电机控制器3内部产生的热量(主要为IGBT模块31所产生)传递到外部空气中，以保证电机控制器3的正常工作，该冷却系统4由电机控制器3控制工作。在电机控制器3正常工作的前提下，电机控制器3经IGBT模块31输出PWM波，驱动电机输出期望扭矩。其中电机中也包含对应的冷却系统，可通过自然风冷、风冷与水冷三种方式进行散热。

在获取电机控制器的底板处对应的温度信号时，需要获取PTC热敏电阻采集的电机控制器的底板处对应的第二温度值(T2)，其中PTC热敏电阻设置于电机控制器的底板内。

步骤103、根据采样信号和温度信号，对电机控制器温度采样回路进行故障检测。

需要说明的是，纯电动汽车的电机控制器中的IGBT模块，在正常输出PWM波的状态下其内部温度会迅速上升到0℃以上，此时不会存在温度信号与采样回路故障区间相重叠的问题；但是对于车辆上电但IGBT模块未开管同时车辆处于极寒地区时(此时IGBT模块内温度达到或接近其适应温度极限)便不能够忽略这种区间重叠问题。

下面给出几种正常状态下IGBT模块的温度与电机控制器底板温度的关系：

一、车辆上电但IGBT模块未开管同时车辆处于极寒状态下

此时IGBT模块的温度与电机控制器底板的温度接近，或IGBT模块温度稍高于电机控制器底板的温度(电机控制器壳体具有一定的保温功能)；

二、车辆正常行驶且IGBT模块输出PWM波的状态下

此时IGBT模块的温度会稍高于电机控制器底板的温度，这是由于电机壳体直接接触冷却系统以及电机控制器基底热传导效能所引起的；

三、车辆正常行驶且IGBT模块正常输出PWM波但冷却系统故障时，IGBT模块的温度会高于或接近电机控制器底板的温度，这是由于电机控制器基底热传导效能所引起的。

通过以上举例分析可以看出，正常状态下电机控制器内的IGBT模块的温度会高于电机控制器底板的温度(异常状态不予考虑，如车辆上电但IGBT未开管，此时单独加热电机控制器底板)，基于该结论给出IGBT模块温度采样回路故障检测的具体实现方法。

将第一电压采样值(V1)与第一预设阈值(Vh)进行比较；当第一电压采样值(V1)小于第一预设阈值(Vh)时，将第一电压采样值(V1)与第二预设阈值(VL)进行比较，在第一电压采样值(V1)小于第二预设阈值(VL)时，确定电机控制器温度采样回路发生对地短路故障；当第一电压采样值(V1)大于第一预设阈值(Vh)时，将第一温度采样值(T1)与第二温度值(T2)进行比较；当第二温度值(T2)与第一温度采样值(T1)的差值大于预设温度阈值ΔT时，确定电机控制器温度采样回路发生对电源短路或断路故障，其中ΔT大于零；其中，第一预设阈值为(Vh)与电机控制器温度采样回路故障的电压范围不重叠的临界值；第二预设阈值(VL)为电机控制器温度采样回路对地短路的电压值。

具体的执行过程如图4所示：

步骤401、将第一电压采样值(V1)与第一预设阈值(Vh)进行比较，判断第一电压采样值(V1)是否大于第一预设阈值(Vh)。

当判断结果为否时，执行步骤402，否则执行步骤404。

步骤402、将第一电压采样值(V1)与第二预设阈值(VL)进行比较，判断第一电压采样值(V1)是否小于第二预设阈值(VL)。当判断结果为是，执行步骤403，否则结束流程。

步骤403、确定电机控制器温度采样回路发生对地短路故障。

步骤404、将第一温度采样值(T1)与第二温度值(T2)进行比较，判断第二温度值(T2)与第一温度采样值(T1)的差值是否大于预设温度阈值ΔT。其中ΔT大于零。当判断结果为是，则执行步骤405，否则结束流程。

步骤405、确定电机控制器温度采样回路发生对电源短路或断路故障。

需要说明的是，在第一电压采样值(V1)大于第一预设阈值(Vh)的条件成立时，考虑到此时将不能够判断当前IGBT模块温度的真实性，因此引入电机控制器底板处的第二温度值(T2)进行校验，若第二温度值(T2)与第一温度采样值(T1)的差值不大于预设温度阈值ΔT，则表明此时电机控制器底板温度与IGBT模块温度在考虑测量误差的情况下处于同一温度范围(低温)，这时IGBT模块反馈的温度信号有效，即未发生温度采样回路故障；若第二温度值(T2)与第一温度采样值(T1)的差值大于预设温度阈值ΔT，则表明电机控制器底板温度明显高于IGBT模块的温度，这种情况在正常状态下是不会发生的，因此在这种状况下认为发生温度采样回路对电源短路或断路故障。

本发明实施例还提供一种电机控制器温度采样回路故障检测电路，如图5所示，包括：

控制器51，与控制器51连接的电机控制器温度采样回路52；以及与控制器51连接的第二温度检测器53；

电机控制器温度采样回路52包括：与电源521连接的第一电阻522，与第一电阻522串联的第一温度检测器523；

第二温度检测器53设置于电机控制器的底板内；

控制器51，用于获取设置于电机控制器中的电机控制器温度采样回路52中的采样点的采样信号，以及第二温度检测器53检测得到的温度信号，并根据采样信号和温度信号，对电机控制器温度采样回路52进行故障检测，得到故障检测结果；其中，采样点是电机控制器温度采样回路52中，第一温度检测器523对应的采样点。

本发明实施例提供的检测电路包括：控制器51，与控制器51连接的电机控制器温度采样回路52和第二温度检测器53，其中控制器51获取电机控制器温度采样回路52提供的采样信号以及第二温度检测器53提供的温度信号。在获取采样信号和温度信号之后，控制器51根据采样信号和温度信号对电机控制器温度采样回路52进行故障检测。

需要说明的是，采样信号包括第一温度检测器523在采样点处的第一电压采样值，以及第一温度检测器523采集到的第一温度采样值，第一温度检测器523设置于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块中，IGBT模块与电机控制器的底板接触。第二温度检测器53设置于电机控制器的底板内，用于采集电机控制器的底板处的温度值。

其中，第一温度检测器523为负温度系数NTC热敏电阻，第二温度检测器53为正温度系数PTC热敏电阻。在获取第一电压采样值时，获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路52中相对于电源电压的电压值，确定电压值为NTC热敏电阻对应的第一电压采样值(V1)；其中，NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)522串联连接，第一电阻(R1)522与电源521连接。

需要说明的是，电机控制器温度采样回路52还包括：低通滤波电路524以及电压检测器525，低通滤波电路524连接在第一电阻(R1)522与NTC热敏电阻之间，电压检测器525与低通滤波电路524连接。

在获取第一电压采样值(V1)时，可以通过设置于电机控制器温度采样回路52中的电压检测器525，获得第一电压采样值(V1)；电压检测器525与一低通滤波电路524连接，低通滤波电路524连接在第一电阻(R1)522与NTC热敏电阻之间。其中，忽略干扰的影响，在稳定状态下，也可以在第一电阻(R1)522与NTC热敏电阻之间设置电压检测器525，来获取NTC热敏电阻对应的第一电压采样值(V1)。

低通滤波电路524包括：连接在第一电阻(R1)522与NTC热敏电阻之间的第二电阻5241，与第二电阻5241的一端连接的第一电容(C1)5242以及与第二电阻5241另一端连接的第二电容(C2)5243，第一电容(C1)5242和第二电容(C2)5243均接地。通过低通滤波电路，使得低频信号能正常通过，而超过设定临界值的高频信号则被阻隔、减弱。电压经过RC低通滤波后进行采集，可忽略干扰的影响。

其中，获取NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)的步骤包括：获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中对应的电阻值；根据NTC热敏电阻对应的电阻值，以及NTC热敏电阻的电阻值与温度值的对应关系，获取NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

在获取NTC热敏电阻在电机控制器温度采样回路中对应的电阻值时，通过V(电源电压)/(R1+R0)＝V1/R0，确定NTC热敏电阻的电阻值(R0)；其中，NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联，第一电阻(R1)与电源连接。

其中，控制器根据第一电压采样值、第一温度采样值以及第二温度值进行故障检测，具体的检测流程为：

将第一温度检测器对应的第一电压采样值与第一预设阈值(Vh)进行比较，判断第一电压采样值(V1)是否大于第一预设阈值(Vh)。当判断结果为否时，将第一电压采样值(V1)与第二预设阈值(VL)进行比较，判断第一电压采样值(V1)是否小于第一预设阈值(Vh)。当判断结果为是，确定电机控制器温度采样回路发生对地短路故障，否则结束流程。

第一电压采样值(V1)大于第一预设阈值(Vh)时，将第一温度采样值(T1)与第二温度值(T2)进行比较，判断第二温度值(T2)与第一温度采样值(T1)的差值是否大于预设温度阈值ΔT。其中ΔT大于零。当判断结果为是，确定电机控制器温度采样回路发生对电源短路或断路故障，否则结束流程。

本发明实施例还提供一种电机控制器，其中电机控制器采用上述的电机控制器温度采样回路故障检测电路进行故障检测，如图3所示，电机控制器3包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT模块31，设置于IGBT模块31中的第一温度检测器312，设置于电机控制器3的底板32内的第二温度检测器33；IGBT模块31与底板32接触，第一温度检测器312为负温度系数NTC热敏电阻；第二温度检测器33为正温度系数PTC热敏电阻，电机控制器3表面设置有冷却系统4，用于将电机控制器3内部产生的热量(主要为IGBT模块31所产生)传递到外部空气中，以保证电机控制器3的正常工作。

具体的，IGBT模块31位于电机控制器3内，在IGBT模块31内设置有NTC热敏电阻，其中NTC热敏电阻设置于电机控制器温度采样回路内。PTC热敏电阻设置于电机控制器3的底板32内，且IGBT模块31与底板32接触。

以上所述的是本发明的优选实施方式，应当指出对于本技术领域的普通人员来说，在不脱离本发明所述的原理前提下还可以作出若干改进和润饰，这些改进和润饰也在本发明的保护范围内。

Claims (14)

1.一种电机控制器温度采样回路故障检测方法，其特征在于，所述方法包括：

获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号；

获取第二温度检测器采集到的所述电机控制器的底板处对应的温度信号；

根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机控制器温度采样回路进行故障检测。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；获取位于电机控制器内的第一温度检测器在电机控制器温度采样回路的采样点处对应的采样信号的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的第一电压采样值(V1)以及获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的第一电压采样值(V1)的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中相对于电源电压的电压值，确定所述电压值为所述NTC热敏电阻对应的第一电压采样值(V1)；其中，所述NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联连接，所述第一电阻(R1)与电源连接。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，通过设置于所述电机控制器温度采样回路中的电压检测器，获得所述第一电压采样值(V1)；所述电压检测器与一低通滤波电路连接，所述低通滤波电路连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述低通滤波电路包括：连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间的第二电阻，与所述第二电阻的一端连接的第一电容(C1)以及与所述第二电阻另一端连接的第二电容(C2)，所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)均接地。

6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)的步骤包括：

获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的电阻值；

根据所述NTC热敏电阻对应的电阻值，以及所述NTC热敏电阻的电阻值与温度值的对应关系，获取所述NTC热敏电阻对应的第一温度采样值(T1)。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，获取所述NTC热敏电阻在所述电机控制器温度采样回路中对应的电阻值的步骤包括：

通过V(电源电压)/(R1+R0)＝V1/R0，确定所述NTC热敏电阻的电阻值(R0)；其中，所述NTC热敏电阻的一端接地，另一端与第一电阻(R1)串联，所述第一电阻(R1)与电源连接。

8.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻，获取第二温度检测器采集到的所述电机控制器的底板处对应的温度信号的步骤包括：

获取所述PTC热敏电阻采集的所述电机控制器的底板处对应的第二温度值(T2)，其中所述PTC热敏电阻设置于所述电机控制器的底板内。

9.根据权利要求8所述的方法，其特征在于，根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机控制器温度采样回路进行故障检测的步骤包括：

将所述第一电压采样值(V1)与第一预设阈值(Vh)进行比较；

当所述第一电压采样值(V1)小于所述第一预设阈值(Vh)时，将所述第一电压采样值(V1)与第二预设阈值(VL)进行比较，在所述第一电压采样值(V1)小于所述第二预设阈值(VL)时，确定所述电机控制器温度采样回路发生对地短路故障；

当所述第一电压采样值(V1)大于所述第一预设阈值(Vh)时，将所述第一温度采样值(T1)与所述第二温度值(T2)进行比较；

当所述第二温度值(T2)与所述第一温度采样值(T1)的差值大于预设温度阈值ΔT时，确定所述电机控制器温度采样回路发生对电源短路或断路故障，其中ΔT大于零；

其中，所述第一预设阈值为(Vh)与所述电机控制器温度采样回路故障的电压范围不重叠的临界值；所述第二预设阈值(VL)为所述电机控制器温度采样回路对地短路的电压值。

10.一种电机控制器温度采样回路故障检测电路，其特征在于，包括：

控制器，与所述控制器连接的电机控制器温度采样回路；以及与所述控制器连接的第二温度检测器；

所述电机控制器温度采样回路包括：与电源连接的第一电阻，与所述第一电阻串联的第一温度检测器；

所述第二温度检测器设置于电机控制器的底板内；

所述控制器，用于获取设置于电机控制器中的所述电机控制器温度采样回路中的采样点的采样信号，以及所述第二温度检测器检测得到的温度信号，并根据所述采样信号和所述温度信号，对所述电机温度采样回路进行故障检测，得到故障检测结果；其中，所述采样点是所述电机控制器温度采样回路中，所述第一温度检测器对应的采样点。

11.根据权利要求10所述的电机控制器温度采样回路故障检测电路，其特征在于，所述第一温度检测器设置于绝缘栅双极型晶体管IGBT模块中，所述IGBT模块与所述电机控制器的底板接触。

12.根据权利要求10所述的电机控制器温度采样回路故障检测电路，其特征在于，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻；

所述电机控制器温度采样回路包括：低通滤波电路以及电压检测器，所述低通滤波电路连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间，所述电压检测器与所述低通滤波电路连接。

13.根据权利要求12所述的电机控制器温度采样回路故障检测电路，其特征在于，

所述低通滤波电路包括：连接在所述第一电阻(R1)与所述NTC热敏电阻之间第二电阻，与所述第二电阻的一端连接的第一电容(C1)以及与所述第二电阻另一端连接的第二电容(C2)，所述第一电容(C1)和所述第二电容(C2)均接地。

14.一种电机控制器，其特征在于，所述电机控制器采用如权利要求10至13任一项所述的电机控制器温度采样回路故障检测电路进行故障检测，所述电机控制器包括：

绝缘栅双极型晶体管IGBT模块，设置于所述IGBT模块中的第一温度检测器，设置于所述电机控制器的底板内的第二温度检测器；

所述IGBT模块与所述底板接触，所述第一温度检测器为负温度系数NTC热敏电阻；所述第二温度检测器为正温度系数PTC热敏电阻，所述电机控制器表面设置有冷却系统。