CN113411017B - 电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统，应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统；包括：在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置；检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障；如果否，则将电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态；检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障；如果否，则向用户返回电机开关权限，以使用户通过电机开关权限执行电机启动命令。本发明缓解了现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

Description

电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统

技术领域

本发明涉及汽车用电子油泵电机控制技术领域，尤其是涉及一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统。

背景技术

汽车电子油泵电机控制方法主要是采用基于矢量控制的FOC(Field-OrientedControl)方法,即磁场定向控制算法，但是该方法主要适用于电机正常中高速运转工况，在低速启动时需要执行预处理程序，保证电机正确预初始化。预初始化只要包括数据配置、校准环节、电机对齐环节。在进行完所有的基础准备工作后，电机才能启动，当电机运行至合适工况时，自动切换为矢量控制进行稳定驱动。在初始化工作过程中，电机可能会出现故障，所以故障诊断方法也时启动控制的必要一环。

现有技术是针对电子油泵永磁无刷电机启动时进行策略优化，基于强拖，开环启动等启动方法进行升级优化，针对故障领域采用冗余方法，失效跛行方法等来解决故障，但是针对于具体如何检测故障，如何将故障信号复位，如何进行电机启动前的初始化及准备工作，现有技术中并没有细致说明。

发明内容

有鉴于此，本发明的目的在于提供一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统，以缓解现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法，应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统；包括：在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置；检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障；如果否，则将所述电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态；检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障；如果否，则向所述用户返回电机开关权限，以使所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令。

进一步地，在所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令之后，所述方法还包括：通过对齐与校准函数，对所述电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准；通过故障检测函数，检测所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障；如果否，则通过开环强拖的启动方法启动所述电子油泵永磁无刷电机；实时监测在所述电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

进一步地，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置，包括：将负责存储所述电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电流、αβ轴、dq轴的变量,和坐标系变换转换中间变量置为0；将参与svpwm变换的变量置为0。

进一步地，检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障，包括：获取所述电子油泵永磁无刷电机控制系统的总线电压值，和获取所述电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电压值；获取所述电子油泵永磁无刷电机控制系统的温度值；基于所述总线电压值、所述ABC三相电压值和所述温度值，判断所述电子油泵永磁无刷电机控制系统是否发生故障。

进一步地，若检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程发生故障，则所述方法还包括：通过故障修复函数，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行故障修复。

进一步地，在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，所述方法还包括：将用户操作界面的开关按钮权限关闭。

第二方面，本发明实施例还提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统，应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统；包括：初始化模块，第一检测模块，切换模块，第二检测模块和返回模块；其中，所述初始化模块，用于在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置；所述第一检测模块，用于检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障；所述切换模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中没有发生故障，则将所述电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态；所述第二检测模块，用于检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障；所述返回模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中没有发生故障，则向所述用户返回电机开关权限，以使所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令。

进一步地，所述系统还包括：校准模块，第三检测模块，启动模块和监测模块；其中，所述校准模块，用于通过对齐与校准函数，对所述电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准；所述第三检测模块，用于通过故障检测函数，检测所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障；所述启动模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中没有发生故障，则通过开环强拖的启动方法启动所述电子油泵永磁无刷电机；所述监测模块，用于实时监测在所述电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

第三方面，本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述第一方面所述的方法的步骤。

第四方面，本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，所述程序代码使所述处理器执行上述第一方面所述方法。

本发明实施例提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法和系统，加入了启动前的预处理阶段，通过构建电子油泵永磁无刷电机启动控制方法，实现电子油泵电机在启动时可以自适应完成初始化和驱动，在启动运行过程中，可以实现对电机有无故障监测，可以适应多种启动工况，可以自主循环运行，通用性更高，缓解了现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

附图说明

为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法的流程图；

图2为本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机的校准方法流程图；

图3为本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机故障监测方法的流程图；

图4为本发明实施例提供的一种热敏电阻电路的示意图；

图5为本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统的示意图；

图6为本发明实施例提供的另一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统的示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明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做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。

实施例一：

图1是根据本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法的流程图，该方法应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统。如图1所示，该方法具体包括如下步骤：

步骤S102，在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置。

具体的，将负责存储电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电流、αβ轴、dq轴的变量,和坐标系变换转换中间变量置为0；将参与svpwm变换的变量置为0。

步骤S104，检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障。如果是，则执行步骤S112；如果否，则执行步骤S106。

步骤S106，将电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态。

步骤S108，检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障。如果是，则执行步骤S112；如果否，则执行步骤S110。

步骤S110，向用户返回电机开关权限，以使用户通过电机开关权限执行电机启动命令。

步骤S112，通过故障修复函数，对电子油泵永磁无刷电机控制系统进行故障修复。

本发明实施例提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法，加入了启动前的预处理阶段，通过构建电子油泵永磁无刷电机启动控制方法，实现电子油泵电机在启动时可以自适应完成初始化和驱动，在启动运行过程中，可以实现对电机有无故障监测，可以适应多种启动工况，可以自主循环运行，通用性更高，缓解了现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

图2是根据本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机的校准方法流程图。如图2所示，在用户通过电机开关权限执行电机启动命令之后，本发明实施例提供的方法还包括如下步骤：

步骤S201，通过对齐与校准函数，对电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准。

步骤S202，通过故障检测函数，检测电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障；如果否，则执行步骤S203；如果是，则执行步骤S205。

步骤S203，通过开环强拖的启动方法启动电子油泵永磁无刷电机。

步骤S204，实时监测在电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

步骤S205，通过故障修复函数，对电子油泵永磁无刷电机控制系统进行故障修复。

可选地，在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，本发明实施例提供的方法还包括：将用户操作界面的开关按钮权限关闭。

可选地，步骤S104，具体包括如下步骤：

步骤S1041，获取电子油泵永磁无刷电机控制系统的总线电压值，和获取电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电压值。

步骤S1042，获取电子油泵永磁无刷电机控制系统的温度值。

步骤S1043，基于总线电压值、ABC三相电压值和温度值，判断电子油泵永磁无刷电机控制系统是否发生故障。

可选地，本发明实施例提供的故障检测方法，还可以针对于MCU的底层故障代码进行收集，如GDU、PWM、PTU模块中的故障位标识，这三个模块是产生PWM波的关键部分，如果其中一项的电压监测高于安全值之外，或接收到了故障位的标识，则判断电子油泵永磁无刷电机控制系统发生了故障。

本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法，首先执行初始化策略即将用户操作界面的开关按钮权限关闭，将负责存储ABC三相电流、αβ轴、dq轴的变量,坐标系变换转换中间变量置为0，参与svpwm变换的变量置为0。待完成初始化工作后，错误、故障诊断函数介入，该算法主要通过MCU中的adc模块对电机ABC三相、总线的电压进行测量，并且针对于MCU的底层故障代码进行收集，如GDU、PWM、PTU模块中的故障位标识，这三个模块是产生PWM波的关键部分。如果其中一项的电压监测高于安全值之外，或接收到了故障位的标识，则反馈error。进而进入故障处理阶段，待故障处理结束后对电机状态进行分析，如果故障确认修复则重新回到初始化状态，重新运行电机初始化函数。

当初始化确认正确执行之后，反馈done状态，电机处于准备完毕阶段。再次监测电压与故障标志位，确认无误后，返回用户电机开关权限，此时如果用户执行电机启动命令，则系统运行对齐与校准函数，对电机的电角度进行校准。待执行完校准对齐后，返回done状态，随后运行故障检测函数，确认无误后进入电机启动函数，使用开环强拖的方法启动电机，至切换阈值。在启动过程中如果开关突然关闭，则程序重新回到初始化阶段进行初始化。

图3是根据本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机故障监测方法的流程图。如图3所示，故障监测策略基于电子油泵永磁无刷电机控制系统MCU的ADC采样模块执行，通过ADC模块对所接线路电压进行采样，可得到对应的电压值。首先监测电机ABC三相的电压，判断三相电压是否各自超过设定阈值；当一相电压超过或低于预设阈值时，则反馈error状态至上层界面。当三相电压满足要求后，进一步监测电机控制器总线电压，判断总线电压是否超过设定阈值；如果总线电压超过规定上限或者低于规定下限时，则反馈error状态至上层界面。当总线电压满足要求后，则通过控制器上的热敏电阻电路(如图4所示，图4为根据本发明实施例提供的一种热敏电阻电路的示意图)，对当前控制器温度进行监测；判断控制器温度是否高于阈值；如果控制器超过规定上限或者低于规定下限时，则反馈error状态至上层界面，如果温度满足要求，则电机进入启动运行阶段，故障检测函数结束工作。

由以上描述可知，本发明实施例提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法，通过构建电子油泵永磁无刷电机启动控制方法，实现电子油泵电机在启动时可以自适应完成初始化、校准、对齐、驱动，在启动运行过程中，可以实现对电机的三相电压，总线电压，控制器温度的监测，在发现异常时进行报错，同时在故障解决后清除故障位，缓解了现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

实施例二：

图5是根据本发明实施例提供的一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统的示意图，该系统应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统。如图5所示，该系统包括：初始化模块10，第一检测模块20，切换模块30，第二检测模块40和返回模块50。

初始化模块10，用于在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置。具体的，将负责存储电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电流、αβ轴、dq轴的变量,和坐标系变换转换中间变量置为0；将参与svpwm变换的变量置为0。

第一检测模块20，用于检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障。

切换模块30，用于如果电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中没有发生故障，则将电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态。

第二检测模块40，用于检测电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障。

返回模块50，用于如果电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中没有发生故障，则向用户返回电机开关权限，以使用户通过电机开关权限执行电机启动命令。

本发明实施例提供了一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统，加入了启动前的预处理阶段，通过构建电子油泵永磁无刷电机启动控制方法，实现电子油泵电机在启动时可以自适应完成初始化和驱动，在启动运行过程中，可以实现对电机有无故障监测，可以适应多种启动工况，可以自主循环运行，通用性更高，缓解了现有技术中缺少对电子油泵电机启动前的初始化过程中的故障检测的技术问题。

可选地，图6是根据本发明实施例提供的另一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统的示意图。如图6所示，该系统还包括：校准模块60，第三检测模块70，启动模块80和监测模块90。

校准模块60，用于通过对齐与校准函数，对电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准。

第三检测模块70，用于通过故障检测函数，检测电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障。

启动模块80，用于如果电子油泵永磁无刷电机在校准过程中没有发生故障，则通过开环强拖的启动方法启动电子油泵永磁无刷电机。

监测模块90，用于实时监测在电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

本发明实施例还提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现上述实施例一中的方法的步骤。

本发明实施例还提供了一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，程序代码使处理器执行上述实施例一中的方法。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围。

Claims (8)

1.一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动方法，应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统；其特征在于，包括：

在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置；

检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障；

如果否，则将所述电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态；

检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障；

如果否，则向所述用户返回电机开关权限，以使所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令；

在所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令之后，所述方法还包括：

通过对齐与校准函数，对所述电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准；

通过故障检测函数，检测所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障；

如果否，则通过开环强拖的启动方法启动所述电子油泵永磁无刷电机；

实时监测在所述电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；

如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置，包括：

将负责存储所述电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电流、αβ轴、dq轴的变量,和坐标系变换转换中间变量置为0；

将参与svpwm变换的变量置为0。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障，包括：

获取所述电子油泵永磁无刷电机控制系统的总线电压值，和获取所述电子油泵永磁无刷电机的ABC三相电压值；

获取所述电子油泵永磁无刷电机控制系统的温度值；

基于所述总线电压值、所述ABC三相电压值和所述温度值，判断所述电子油泵永磁无刷电机控制系统是否发生故障。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，若检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程发生故障，则所述方法还包括：通过故障修复函数，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行故障修复。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，所述方法还包括：将用户操作界面的开关按钮权限关闭。

6.一种电子油泵永磁无刷电机防故障启动系统，应用于电子油泵永磁无刷电机控制系统；其特征在于，包括：初始化模块，第一检测模块，切换模块，第二检测模块和返回模块；其中，

所述初始化模块，用于在用户启动电子油泵永磁无刷电机之前，对所述电子油泵永磁无刷电机控制系统进行初始化设置；

所述第一检测模块，用于检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中是否发生故障；

所述切换模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在初始化过程中没有发生故障，则将所述电子油泵永磁无刷电机控制系统切换为准备状态；

所述第二检测模块，用于检测所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中是否发生故障；

所述返回模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机控制系统在切换为准备状态过程中没有发生故障，则向所述用户返回电机开关权限，以使所述用户通过所述电机开关权限执行电机启动命令；

所述系统还包括：校准模块，第三检测模块，启动模块和监测模块；其中，

所述校准模块，用于通过对齐与校准函数，对所述电子油泵永磁无刷电机的电角度进行校准；

所述第三检测模块，用于通过故障检测函数，检测所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中是否发生故障；

所述启动模块，用于如果所述电子油泵永磁无刷电机在校准过程中没有发生故障，则通过开环强拖的启动方法启动所述电子油泵永磁无刷电机；

所述监测模块，用于实时监测在所述电子油泵永磁无刷电机的启动过程中，开关是否突然关闭；如果是，则重新回到初始化阶段进行初始化设置。

7.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述权利要求1至5任一项所述的方法的步骤。

8.一种具有处理器可执行的非易失的程序代码的计算机可读介质，其特征在于，所述程序代码使所述处理器执行所述权利要求1-5任一项所述方法。

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