CN117970905A - 一种电机控制器的故障检测方法、装置、设备及存储介质 - Google Patents

Abstract

本申请公开了一种电机控制器的故障检测方法、装置、设备及存储介质，通过获取车辆运行信息，当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用高于第一数值的第二数值作为目标故障检测阈值；当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用低于第一数值的第三数值作为目标故障检测阈值；基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。即根据车辆运行工况是否优于车辆标准工况灵活调整故障检测阈值，采用主控芯片和故障监测芯片共同进行故障监测，提高了故障检测的准确性和可靠性。

Description

一种电机控制器的故障检测方法、装置、设备及存储介质

技术领域

本申请涉及电机控制器领域，特别是涉及一种电机控制器的故障检测方法、装置、设备及存储介质。

背景技术

电机控制器是电动车辆动力系统中关键零部件，通过将动力电池的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态。目前，在电机控制器的故障检测过程中，故障监测芯片通过将采集到的车辆运行数据与预设的故障检测阈值进行比对，进而判断电机控制器是否出现故障。

电机控制器的工作状态会受到车辆工况的显著影响，例如，当车辆在极端环境下运行，如高温、低温、高海拔等环境，电机控制器的运行状态可能会发生显著变化，固定的故障检测阈值往往无法适应各种复杂环境下的运行情况，此时利用固定的故障检测阈值进行检测，会导致故障的漏报或误报。

发明内容

基于上述问题，本申请提供了一种电机控制器的故障检测方法、装置、设备及存储介质，用以根据车辆运行工况灵活调整故障检测阈值，提高了故障检测阈值的适应性，进而提高了故障检测的准确性。

为解决上述问题，本申请实施例提供的技术方案如下：

本申请第一方面提供了一种电机控制器的故障检测方法，包括：

获取车辆运行信息，所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境；

当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值；

基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果之前，还包括：

当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第四数值作为目标检测频率；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第五数值作为目标检测频率，所述第五数值高于第四数值；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第六数值作为目标检测频率，所述第六数值低于第四数值；

所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果，包括：

基于故障检测频率，将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

将目标故障检测阈值发送至故障监测芯片，所述故障监测芯片用于检测电机控制器是否存在故障；

所述故障监测芯片将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述车辆运行信息包括N个子运行信息，所述目标故障检测阈值包括N个与子运行信息相对应的子故障检测阈值，所述N为正整数，所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果，包括：

基于第一优先级顺序，将所述子运行信息依次与相对应的子故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果，所述第一优先级顺序用于表征将子运行信息与子故障检测阈值进行比对的先后顺序。

在一种可能的实现方式中，所述方法还包括：

当所述故障检测结果表征所述电机控制器出现故障，获取大于子故障检测阈值的子运行信息；

基于所述大于子故障检测阈值的子运行信息和第二优先级顺序，生成故障处理指令，所述第二优先级顺序用于表征对处于故障状态的子运行信息进行处理的先后顺序。

在一种可能的实现方式中，所述获取车辆运行信息之后，还包括：

根据车辆运行信息确定车况信息和路况信息；

根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，所述车辆运行工况包括车辆基准工况、第一工况和第二工况。

在一种可能的实现方式中，所述根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，包括：

在预设周期内，根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况。

本申请第二方面提供了一种电机控制器的故障检测装置，包括：

获取单元，用于获取车辆运行信息，所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境；

第一采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态；

第二采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值；

第三采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值；

比对单元，用于基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

本申请第三方面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，实现前述第一方面中任一项所述的电机控制器的故障检测方法。

本申请第四方面提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如前述第一方面中任意一项所述的电机控制器的故障检测方法。

相较于现有技术，本申请具有以下有益效果：

本申请方案通过获取用于表征车辆的运行状态和运行环境的车辆运行信息，当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用高于第一数值的第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态；当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用低于第一数值的第三数值作为目标故障检测阈值；基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。即根据车辆运行工况是否优于车辆标准工况灵活调整故障检测阈值，当车辆在较好工况下运行时提高故障检测阈值，即电机控制器会放宽对电机和功率器件的性能要求，允许车辆部件在更高的工作范围内运行；当车辆在较差工况下，在各个系统和部件承受更大的负荷，更容易出现故障。通过降低故障检测阈值，更好的保护电机和功率器件。相对于目前故障检测过程中固定的阈值可能过于严格或宽松，导致电动控制器在某些工况下过早触发故障警报或无法及时检测到的问题，本申请根据工况调整阈值则能更好地适应车辆工况变化，提高了故障检测的准确性。

附图说明

为更清楚地说明本实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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为芯片级监控电路原理图；

图2为电机控制器故障保护流程示意图；

图3为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测方法流程图；

图4为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测方法流程图；

图5为本申请实施例提供的故障检测阈值的调整过程示意图；

图6为本申请实施例提供的电机控制器故障监测系统流程图；

图7为本申请实施例提供的电机控制器故障监测系统流程图；

图8为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测装置结构图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本申请方案，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请实施例涉及的相关术语进行说明。

电机控制器：是电动车辆动力系统中关键零部件，通过接收整车发送控制指令，将动力电池所存储的电能转化为驱动电机所需的电能，来控制电动车辆的启动运行、进退速度、爬坡力度等行驶状态，或者将帮助电动车辆刹车，并将部分刹车能量存储到动力电池中。

永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）：是电动车辆动力系统中关键零部件，包括定子、转子。通过电能驱动转子运动，从而转化成电机动能。

为便于理解本申请实施例提供的技术方案，下面将先对本申请实施例涉及的背景技术进行说明。

正如前文所述，如图1所示，图1为芯片级监控电路原理图，目前传统方案是采用串行外设接口（Serial Peripheral Interface，SPI）来实现主控芯片与故障控制芯片之间的芯片级监控功能。具体而言，监控芯片通过SPI通信机制，对主控芯片内部的片内外设及存储器的工作状态进行实时监测。一旦发现异常情况，监控芯片会通过其输入/输出端口输出低电平信号，以关闭功率开关管，从而有效防止潜在危险事件的发生。随后，监控芯片会通过SPI将相关的故障信息传输给主控芯片。

当前，现存的故障保护模式主要采取顺序性操作，且缺乏反馈逻辑，具体如图2所示，图2为电机控制器故障保护流程示意图。主控芯片具备双重功能，一方面向外部控制模块发送控制命令，用以调控功率半导体模块；另一方面，它实时地将数据流传送给故障监测芯片。故障监测芯片基于接收到的数据流与预设的故障检测阈值，对故障的发生、类别及严重程度进行判断。一旦检测到故障，便会向外部控制模块发出保护指令，以确保执行器件的安全。

然而，在这种模式下，故障检测阈值和触发逻辑均为预设的固定值。鉴于车辆在实际运行中会面临多种不同的工况，这些固定的阈值和逻辑往往无法适应各种变化，从而限制了电机控制器的性能发挥。此外，仅依赖故障监测芯片对外部控制模块进行故障监测和保护，使得系统在长期使用或恶劣环境下存在较高的风险。

为了解决这一问题，本申请实施例提供了电机控制器的故障检测方法，以针对性优化车辆动力系统在面对复杂工况下，故障检测阈值和故障触发逻辑无法根据实际需求实时变化的情况，以及单一故障监测芯片在长时间使用及恶劣工况下存在的风险问题。

为了使本申请实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

以下通过一个实施例，对本申请提供的电机控制器的故障检测方法进行说明。参见图3，该图3为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测方法流程图，该方法包括：

S101：获取车辆运行信息。

所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境。车辆运行信息涵盖了车辆在运行过程中的各种状态和参数。在实际应用场景中，该实施例的执行主体可以为主控芯片。

在实际应用场景中，车辆运行信息可以包括：1、基本行驶信息：包括车速、行驶里程、行驶时间、行驶路线等。这些信息有助于了解车辆的行驶轨迹和行驶状态。2、发动机状态：发动机是车辆的动力核心，其状态直接影响车辆的性能。发动机状态信息包括转速、温度、压力、油耗等，这些参数能够反映发动机的工作效率和健康状况。3、底盘系统状态：底盘系统包括悬挂、制动、转向等部分，其状态直接关系到车辆的操控性和安全性。底盘系统状态信息可能包括悬挂系统的高度和硬度、制动系统的压力和磨损情况、转向系统的角度和响应速度等。4、车身信息：包括车身姿态、车门开关状态、车窗状态等。这些信息有助于了解车辆的整体状态和外部环境。5、故障信息：车辆在运行过程中可能出现各种故障，如传感器故障、电路故障等。故障信息有助于及时发现并解决问题，避免故障扩大或造成更严重的后果。6、环境信息：包括天气条件、道路状况等。

获取车辆运行信息的方式有多种，如通过车辆内置的仪表板显示、通过专业的故障诊断设备读取、通过手机软件或在线平台查询等，在实际应用场景中可以根据实际需求进行适应性调整和设置。

S102、当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值。当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值。当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值。

所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态。所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值。车辆工况，是指车辆在运行过程中的工作状况，涵盖了发动机、传动系统、底盘等部件的工作状态以及车辆所处的外部环境条件。

其中，第一工况为优于车辆基准工况的工况，这种较好的工况指的是机器或设备在运行时所处的一种高效、稳定且安全的工作状态。在这种状态下，机器或设备能够充分发挥其性能，实现最佳的工作效率，同时保持较低的能耗和磨损，减少故障和维修的次数。在车辆系统中，较好的工况通常指的是发动机、传动系统、底盘等各个部件都处于良好的工作状态，车辆的动力性、燃油经济性、制动性、操控稳定性、平顺性以及通过性等性能指标都达到了较高的水平。在这样的工况下，车辆能够提供更好的驾驶体验，同时也能够延长其使用寿命。

其中，第一工况为劣于车辆基准工况的工况，这种较差的车辆工况通常指的是车辆在运行过程中，由于各种原因导致其性能、安全性或稳定性等方面出现明显下降的状态。这种工况可能会影响到车辆的正常使用，甚至增加事故风险。

以下是一些较差车辆工况的举例：发动机性能下降：车辆发动机出现动力不足、油耗增加、启动困难或频繁熄火等情况。例如，一辆老旧车辆的发动机可能因为长时间使用而磨损严重，导致动力输出下降，加速缓慢。制动系统失效：车辆制动距离延长、制动时出现异响或抖动，甚至制动完全失效。悬挂系统问题：车辆行驶过程中颠簸严重、车身晃动或底盘异响。电气系统故障：车辆灯光闪烁、仪表板显示异常、空调或音响系统失效等。车身结构损坏：车辆发生碰撞或事故后，车身结构出现变形、裂纹或锈蚀等情况。

S103、基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

主控芯片基于上述确定出的目标故障检测阈值，将目标故障检测阈值与获取到的车辆运行信息进行比对，得到故障检测结果。当内置故障保护算法监测控制器出现故障时，触发响应的故障保护机制并反馈触发的相关故障。

即当车辆处于工况较好的第一工况时，上调故障检测阈值，当车辆处于工况较差的第二工况时，下调故障检测阈值，以当车辆在较好工况下运行时提高故障检测阈值，即电机控制器会放宽对电机和功率器件的性能要求，允许车辆部件在更高的工作范围内运行，从而发挥电机控制器的最佳效率；当车辆在较差工况下，在各个系统和部件承受更大的负荷，更容易出现故障。通过降低故障检测阈值，更好的保护电机和功率器件。

以下通过一个实施例，对主控芯片和故障监测系统共同实现故障检测的过程进行说明，参见图4，该图4为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测方法流程图，该方法包括：

S1：汽车主控系统收集通过其他传感器信息，并转换成当前的路况及车况环境信息。

S2：根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，所述车辆运行工况包括车辆基准工况、第一工况和第二工况。

即电机控制器主控系统根据路况和车况信息中的至少一项，判断当前汽车动力系统状态，当工况较好时，根据预设算法，放宽故障检测阈值，降低故障触发情况，提高电机控制器输出，当工况较差时，根据设定算法，减小故障检测阈值，提高故障触发情况，提升故障判断频率，加强故障保护。

S3：将故障触发逻辑和故障检测阈值定期发送给故障监测系统。

故障检测系统可以包括故障监测芯片，在一种可能的实现方式中，主控芯片将目标故障检测阈值发送至故障监测芯片，故障监测芯片将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

根据系统的需求和实际情况，可以设定一个合适的更新周期，例如每天、每周或每月。在每个更新周期结束时，将最新的故障触发逻辑和故障检测阈值发送给故障监测系统。

S4：故障监测系统接收主控芯片的各类数据，以及电路中直接连接的相关传感器数据，进行故障监测与保护。

在实际应用场景中，故障检测系统中用于后续与故障检测阈值进行比对的相关数据信息，可以是直接由车辆传感器检测到的车辆运行信息。也可以是在主控芯片确定故障检测阈值后，将主控芯片中用于确定故障检测阈值的车辆运行信息和故障检测阈值发送至故障检测系统中。

首先，故障监测系统通过特定的接口和通信协议，实时接收来自主控芯片的数据。这些数据涵盖了系统运行状态、参数变化以及可能存在的异常情况。主控芯片作为系统的核心控制单元，其提供的数据对于故障监测系统来说具有极高的参考价值。同时，故障监测系统还直接连接电路中的相关传感器，实时获取传感器数据。这些传感器可能包括温度传感器、压力传感器、电流传感器等，它们能够实时反映电路中的物理量变化。通过对这些传感器数据的分析，故障监测系统能够及时发现潜在的故障迹象。

在实际应用场景中，一旦故障监测系统接收到数据，可以立即进行故障监测与分析。它利用预设的算法和模型，对数据进行处理、比对和判断。如果数据异常或超出预设的阈值，系统会判断为故障发生，并触发相应的故障保护机制。

S5：主控芯片设置有故障保护算法，通过中断触发逻辑，以预设频率对传感器数据进行故障监测。

在实际应用场景中，主控芯片和故障检测系统可以同时根据故障检测阈值实现检测，也可以存在先后检测顺序，可以根据实际需求进行适应性设置和调整。

S6：当故障监测系统或者主控芯片检测到控制器出现故障时，触发响应的故障保护机制并反馈触发的相关故障。

故障保护机制的触发会根据故障的严重程度和类型采取不同的措施。对于轻微的故障，系统可能会尝试进行自动修复或调整控制策略以恢复正常运行。对于严重的故障，系统则会立即采取紧急措施，如停机、切断故障部件的电源或切换到备用系统，以防止故障进一步扩大或造成更大的损失。

同时，系统可以及时将触发的故障信息反馈给操作人员或监控中心。这可以通过指示灯、显示屏、报警声音等方式实现本地反馈，也可以通过网络传输将故障信息发送至远程监控中心。反馈内容包括故障类型、发生时间、位置以及相关参数等，有助于操作人员快速了解故障情况，采取相应的处理措施。

此外，故障监测系统还可以对故障进行记录和分析，为后续的故障排查和预防提供数据支持。通过对历史故障数据的分析，可以找出故障发生的规律和原因，优化系统的设计和控制策略，提高系统的可靠性和稳定性。

综上所述，当故障监测系统或主控芯片检测到控制器出现故障时，会迅速触发故障保护机制并反馈相关故障信息，确保系统能够在第一时间做出响应，保障系统的安全和稳定运行。

S7：当未触发故障时，主控系统执行控制指令，并发送至执行器件。

当未触发故障时，主控系统正常执行控制指令，并将这些指令发送至相应的执行器件。这是系统正常运行时的标准流程。

进一步，以下通过一个实施例对基于主控芯片实现故障检测阈值调节的过程进行进一步阐述，图5用于描述主控芯片故障检测阈值触发的内部逻辑和实现方法，图5为本申请实施例提供的故障检测阈值的调整过程示意图，该方法包括：

S11：控制器内部传感器采集的电流、电压、温度等信息实时传输到控制芯片的缓存单元1和缓存单元2，路况和/或车况信息实时传输到控制芯片的缓存单元1中，两类信息在保存过程中可以附加对应的时间标签。其中，缓存单元1用于车况安全可靠性评估与分析，对故障等级进行判断分析，缓存单元2用于软件的故障监测分析。

S12：缓存单元1数据实时传输给车况安全可靠性评估单元，结合车辆实际工况，分析安全可靠等级，并输出故障等级，I级表明车辆实际工况优于车辆基准工况、II级表明车辆实际工况与车辆基准工况相近、III级表明车辆实际工况较为恶劣。

S13：当故障等级为I级时，可放宽故障检测阈值、上调故障触发次数，放宽故障触发情况，激发控制其性能。

在放宽阈值的实现方式上，可以采用多种方法。传递函数是一种经典的控制理论方法，通过调整传递函数的参数来改变系统的响应特性，从而实现对故障检测阈值的调整。另外，神经网络和标定插值等现代方法也可以用于输出放宽后的阈值。这些方法可以根据系统的历史数据、实时运行状态以及控制器的性能特性来动态调整阈值，使其更加符合当前的实际需求。

放宽故障检测阈值意味着系统对故障的容忍度增加，使得一些原本会被判定为故障的情况现在被视为正常操作范围。这样做可以减少不必要的故障报警和停机，提高系统的可用性。同时，上调故障触发次数意味着系统需要多次检测到类似故障信号才会触发保护机制，这有助于避免由于偶发性干扰或误判导致的误动作。

由此，当故障等级为I级时，通过放宽故障检测阈值、上调故障触发次数以及放宽故障触发情况，并结合传递函数、神经网络或标定插值等方法来输出放宽后的阈值，可以在保证系统稳定性的前提下充分激发控制器的性能，提高系统的运行效率和可用性。

S14：当故障等级为II级时，判定工况属于车辆基准工况，将故障检测阈值、故障等级与触发逻辑全部复位，按车辆基准工况进行处理，在车辆每次停止并重新启动后，故障等级会复位到II级。

S15：当故障等级III级时，判断工况较为恶劣，需加强故障保护，根据S13中方法，锁紧故障检测阈值、下调故障触发次数、加强硬件故障触发逻辑，避免硬件出现故障，加强故障保护，确保控制器安全性。

通过锁紧故障检测阈值，可以确保在设备运行过程中，一旦某个参数或指标达到或超过预设的阈值，立即触发故障保护机制。这样可以有效防止因工况恶劣导致的设备过载或参数异常，从而保护设备免受损坏。

降低故障触发的次数意味着系统对故障的反应更加敏感。在恶劣的工况下，设备的微小异常都可能引发严重的问题，因此降低触发次数有助于及时发现并处理潜在故障，防止故障扩大化。

通过优化硬件故障触发逻辑，可以确保在硬件层面出现故障时，系统能够迅速、准确地识别并采取相应的保护措施。这涉及到对硬件故障信号的检测、处理和响应等多个环节，需要确保逻辑的严谨性和可靠性。

由此，通过锁紧故障检测阈值、下调故障触发次数、加强硬件故障触发逻辑等一系列措施，可以及时发现并处理潜在的问题，有效加强故障保护，延长设备的使用寿命，降低故障发生的概率。确保设备在恶劣工况下的稳定运行和安全性。

S16：三类故障等级根据系统时钟，按时触发中断，并将故障情况通过SPI发送给故障监测芯片，与此同时，将故障情况发送给软件控制保护单元，修正故障检测阈值。

三类故障等级代表了不同的故障严重程度和影响范围。根据系统时钟按时触发中断，可以确保每种故障等级都能得到及时的处理，避免故障的累积和扩大。这种定时触发的机制有助于提高系统的响应速度和故障处理的效率。

通过串行外设接口将故障情况发送给故障监测芯片，可以实现硬件层面的故障监测和诊断。故障监测芯片能够实时接收并分析故障信息，根据预设的规则和算法判断故障的等级和类型，并采取相应的保护措施。这种硬件级别的故障监测可以提高系统的可靠性和稳定性，减少因软件故障或误判导致的系统崩溃风险。

S17：缓存单元2中的控制器数据进入软件控制保护单元，输出出现故障情况，并进行软件保护。

S18：故障监测芯片监测其他硬件的数字信号，输出出现故障情况，并进行硬件保护。

以下通过一个实施例对电机控制器故障监测系统的构成和工作流程进行进一步阐述，图6为本申请实施例提供的电机控制器故障监测系统流程图，所述电机控制器故障监测系统包括汽车主控系统、外部采集模块、电机控制器主控芯片、外部控制模块、故障监测芯片、三相全桥驱动系统和永磁同步电机。

其中，汽车主控系统负责将其他传感器采集的路况信息发送给电机控制器；电机控制器主控芯片包含故障检测阈值调节模块和驱动电路控制模块，主控芯片通过分析汽车主控系统反馈的路况信息，判断当前汽车工作的环境工况，故障检测阈值调节模块负责更新故障检测阈值以及故障等级，驱动电路控制模块负责根据故障烛台驱动外部控制模块工作；外部控制模块主要负责控制三相全桥驱动系统进行开关动作，生成三相电流；故障监测芯片负责根据故障检测阈值及设定的故障触发逻辑、外部控制模块下达紧急控制指令。

外部采集模块负责实时采集及解码三相全桥驱动系统和永磁同步电机（Permanent Magnet Synchronous Motor，PMSM）中各类传感器信息，包含电机和功率器件的温度信息，三相电流、转速等信息。三相全桥驱动系统包含功率器件及配套驱动，通过控制其开通关断，生成三相交流电；永磁同步电机为动力输出装置，通过电机控制器控制，输出不同的转矩和转速。

在实际应用场景中，电机控制器主控芯片接收汽车主控芯片提供的路况信息以及外部采集模块采集的三相全桥驱动系统和PMSM的各类温度、速度、转速、电流等工况信息，芯片内部的故障检测阈值调节模块根据路况信息和工况信息，定期调节故障检测阈值及故障等级，并将故障检测阈值信息发送给故障监测芯片。故障监测芯片接收到故障检测阈值信息后，分析当前电机控制器的工作数据和故障检测阈值信息，判断电机控制器的故障状态，并将故障状态回传给电机控制器主控芯片。主控芯片中的驱动电路控制模块再通过故障状态，输出下一步的控制指令给外部控制模块，进而控制三相全桥驱动系统执行开关动作，生成三相交流电，达到控制PMSM运动的结果。外部采集模块用于采集三相全桥驱动系统和电机的各类传感器信息。

以下通过一个实施例对电机控制器故障监测系统内故障检测阈值调节模块和故障监控芯片的工作流程进行进一步阐述，图7为本申请实施例提供的电机控制器故障监测系统流程图，图中包括四个部分，分别为整车控制系统、各部分传感器信息、主控芯片内部的故障检测阈值调节模块、故障监控芯片。

其中，整车控制系统用于向电机控制器提供路况信息和驾驶状态（包括刹车、油门状态和其他车机状态），控制系统各部分传感器负责提供电机的温度信息、功率器件的温度信息、电机转速及电机转速变化率信息以及电流和电压信息。功率器件可以为绝缘栅双极型晶体管（Insulated Gate Bipolar Transistor，IGBT），也可以为金属-氧化物半导体场效应晶体管（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor，MOSFET）。

故障检测阈值调节模块接收上述整车控制系统和各部分传感器提供的车辆运行信息后，生成各类故障检测阈值，其中，故障检测阈值包括电流过流阈值、电压过压或欠压阈值、超速故障检测阈值和电机转速阈值，以及各故障间优先级和故障处理的优先级。故障监测芯片根据故障检测阈值调节模块传输的故障逻辑进行故障监测工作，并保护外部执行模块运行。外部执行模块负责下达具体的电机控制器工作指令。

在一种可能的实现方式中，车辆运行信息包括N个子运行信息，所述目标故障检测阈值包括N个与子运行信息相对应的子故障检测阈值，所述N为正整数，所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果，包括：

基于第一优先级顺序，将所述子运行信息依次与相对应的子故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果，所述第一优先级顺序用于表征将子运行信息与子故障检测阈值进行比对的先后顺序。

在一种可能的实现方式中，当所述故障检测结果表征所述电机控制器出现故障，获取大于子故障检测阈值的子运行信息；基于所述大于子故障检测阈值的子运行信息和第二优先级顺序，生成故障处理指令，所述第二优先级顺序用于表征对处于故障状态的子运行信息进行处理的先后顺序。

首先，整车的路况、车况信息、各传感器监测信息等车辆运行信息实时发送给故障检测阈值调节模块；然后，故障检测阈值调节模块根据预设算法，估算上述各类车辆运行信息相对应的故障检测阈值，例如当子运行信息包括电流、电压、车速和电机转速时，故障检测阈值包括与各个子运行信息相对应的电流过流阈值、电压过压或欠压阈值、超速故障检测阈值和电机转速阈值。而后，故障检测阈值调节模块并将故障检测阈值发送给故障监测芯片。

在实际应用场景中，可以由故障检测阈值调节模块负责分析故障判断逻辑信息，分析各故障间优先级，和/或，故障处理的优先级。同时故障检测阈值调节模块接收电机控制器主控系统的数据流，进行故障监测，并对外部执行模块进行故障保护。最后，故障监控芯片根据接收的故障检测阈值信息，执行故障监测，并对外部执行模块进行故障保护。

在识别了电机控制器存在故障之后，故障检测阈值调节模块会进一步分析各故障间的优先级，即第一优先级。这通常基于故障的严重程度、对系统的影响程度以及故障发生的频率等因素进行综合考虑。例如，那些可能导致系统崩溃或严重损坏的故障通常会被赋予更高的优先级，以便系统能够优先处理这些紧急故障。

故障检测阈值调节模块还会确定故障处理的优先级，即第二优先级。这涉及到对不同故障采取何种处理措施、何时进行处理以及处理的顺序等问题。对于高优先级的故障，系统可能会立即采取紧急措施，如停机、切换备用系统或启动应急保护机制；而对于低优先级的故障，系统可能会采取预警措施，如发出警报、记录故障信息以便后续分析等。

综上所述，故障检测阈值调节模块通过深入分析故障判断逻辑信息、各故障间的优先级以及故障处理的优先级，为系统的故障处理提供了有力的支持。它确保了系统在面临各类故障时能够迅速、准确地做出响应，从而保障了系统的稳定性和可靠性。

本申请实施例通过采用主控芯片和故障监测芯片共同进行故障监测的设计，显著提高了电机控制器在面对恶劣工况时的容错性和可靠性。这一创新设计相比使用单一故障监测芯片具有显著优势。

首先，主控芯片作为电机控制器的核心，不仅负责执行控制指令，还参与到故障监测的过程中。它具备强大的数据处理和逻辑分析能力，能够实时接收并处理来自故障监测芯片以及整车其他系统的信息。通过深入分析这些信息，主控芯片能够更准确地判断电机控制器的工况和车况，及时发现潜在的故障风险。与此同时，故障监测芯片作为常用的故障检测装置，负责实时收集与故障相关的传感器数据，并进行初步的处理和分析。它能够将重要的故障信息快速传递给主控芯片，为故障判断提供有力支持。

当主控芯片和故障监测芯片共同工作时，它们能够形成互补和协同的效应。一方面，故障监测芯片能够提供实时的故障数据，帮助主控芯片快速发现故障；另一方面，主控芯片能够利用自身的控制逻辑和数据处理能力，对故障监测芯片的数据进行深入分析，从而更准确地判断故障类型和严重程度。

综上所述，本发明通过采用主控芯片和故障监测芯片共同进行故障监测的设计，显著提高了电机控制器在面对恶劣工况时的容错性和可靠性。这一创新设计为电机控制器的安全、稳定运行提供了有力保障，有助于推动电动车辆技术的进一步发展。

并且，本申请实施例中电机控制器通过反向接收整车传输的信息，判断工况，实时更新故障检测阈值和故障触发逻辑。电机控制器通过反向接收整车传输的信息，能够实时获取车辆的各种状态参数和运行数据。这些信息包括但不限于车速、加速度、转向角度、电机温度、电池电量等，它们全面反映了车辆的工况和车况。通过对这些信息的分析，控制器能够准确判断当前车辆的运行状态，以及所面临的道路和环境条件。

基于实时获取的工况和车况信息，电机控制器能够动态地调整其故障检测阈值和故障触发逻辑。使得车辆在较好工况下，更好提供动力性能，在恶劣工况下，更好的保护电机、功率器件，提高其寿命。使得整车在面对不同工况下，电机控制具有更好的鲁棒性。提高电机控制器应用过程中，面对复杂路况的鲁棒性。

以上为本申请实施例所提供的电机控制器的故障检测方法的一些具体实现方式，基于此，本申请还提供了对应的用于电机控制器的故障检测的装置。下面将从功能模块化的角度对本申请实施例所提供的系统进行介绍。图8为本申请实施例提供的电机控制器的故障检测装置结构图。

所述装置包括：

获取单元110，用于获取车辆运行信息，所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境；

第一采用单元111，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态；

第二采用单元112，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值；

第三采用单元113，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值；

比对单元114，用于基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第四采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第四数值作为目标检测频率；

第五采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第五数值作为目标检测频率，所述第五数值高于第四数值；

第六采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第六数值作为目标检测频率，所述第六数值低于第四数值；

所述比对单元具体用于：

基于故障检测频率，将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

发送单元，用于将由主控芯片确定的所述目标故障检测阈值发送至故障监测芯片，所述故障监测芯片用于检测电机控制器是否存在故障；

故障监测芯片检测单元，用于所述故障监测芯片将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

在一种可能的实现方式中，所述比对单元用于：

基于第一优先级顺序，将所述子运行信息依次与相对应的子故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果，所述第一优先级顺序用于表征将子运行信息与子故障检测阈值进行比对的先后顺序。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

子运行信息获取单元，用于当所述故障检测结果表征所述电机控制器出现故障，获取大于子故障检测阈值的子运行信息；

故障处理指令生成单元，用于基于所述大于子故障检测阈值的子运行信息和第二优先级顺序，生成故障处理指令，所述第二优先级顺序用于表征对处于故障状态的子运行信息进行处理的先后顺序。

在一种可能的实现方式中，所述装置还包括：

第一确定单元，用于根据车辆运行信息确定车况信息和路况信息；

第二确定单元，用于根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，所述车辆运行工况包括车辆基准工况、第一工况和第二工况。

在一种可能的实现方式中，所述第二确定单元具体用于：

在预设周期内，根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况。

本申请实施例还提供了对应的设备以及计算机存储介质，用于实现本申请实施例所提供的电机控制器的故障检测方法。

其中，所述设备包括存储器和处理器，所述存储器用于存储指令或代码，所述处理器用于执行所述指令或代码，以使所述设备执行本申请任一实施例所述的电机控制器的故障检测方法。

所述计算机存储介质中存储有代码，当所述代码被运行时，运行所述代码的设备实现本申请任一实施例所述的电机控制器的故障检测方法。

需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

应当理解，在本申请中，“至少一个（项）”是指一个或者多个，“多个”是指两个或两个以上。“和/或”，用于描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，“A和/或B”可以表示：只存在A，只存在B以及同时存在A和B三种情况，其中A，B可以是单数或者复数。字符“/”一般表示前后关联对象是一种“或”的关系。“以下至少一项(个)”或其类似表达，是指这些项中的任意组合，包括单项（个）或复数项（个）的任意组合。例如，a，b或c中的至少一项（个），可以表示：a，b，c，“a和b”，“a和c”，“b和c”，或“a和b和c”，其中a，b，c可以是单个，也可以是多个。

还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。

结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器（RAM）、内存、只读存储器（ROM）、电可编程ROM、电可擦除可编程ROM、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM、或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。

对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。

Claims (10)

1.一种电机控制器的故障检测方法，其特征在于，包括：

获取车辆运行信息，所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境；

当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值；

基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果之前，还包括：

当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第四数值作为目标检测频率；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第五数值作为目标检测频率，所述第五数值高于第四数值；

当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第六数值作为目标检测频率，所述第六数值低于第四数值；

所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果，包括：

基于故障检测频率，将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

将由主控芯片确定的所述目标故障检测阈值发送至故障监测芯片，所述故障监测芯片用于检测电机控制器是否存在故障；

所述故障监测芯片将所述车辆运行信息与目标故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述车辆运行信息包括N个子运行信息，所述目标故障检测阈值包括N个与子运行信息相对应的子故障检测阈值，所述N为正整数，所述基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果，包括：

基于第一优先级顺序，将所述子运行信息依次与相对应的子故障检测阈值进行比对，得到故障检测结果，所述第一优先级顺序用于表征将子运行信息与子故障检测阈值进行比对的先后顺序。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

当所述故障检测结果表征所述电机控制器出现故障，获取大于子故障检测阈值的子运行信息；

基于所述大于子故障检测阈值的子运行信息和第二优先级顺序，生成故障处理指令，所述第二优先级顺序用于表征对处于故障状态的子运行信息进行处理的先后顺序。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取车辆运行信息之后，还包括：

根据车辆运行信息确定车况信息和路况信息；

根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，所述车辆运行工况包括车辆基准工况、第一工况和第二工况。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况，包括：

在预设周期内，根据所述车况信息和所述路况信息中的至少一项，确定车辆运行工况。

8.一种电机控制器的故障检测装置，其特征在于，所述装置包括：

获取单元，用于获取车辆运行信息，所述车辆运行信息用于表征车辆的运行状态和运行环境；

第一采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于车辆基准工况，采用第一数值作为目标故障检测阈值，所述车辆基准工况为车辆各部件处于正常的运行状态，支持车辆正常行驶时的状态；

第二采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第一工况，采用第二数值作为目标故障检测阈值，所述第一工况为使车辆行驶性能优于车辆基准性能时的状态，所述第二数值高于第一数值；

第三采用单元，用于当所述车辆运行信息表征车辆处于第二工况，采用第三数值作为目标故障检测阈值，所述第二工况为使车辆行驶性能劣于车辆基准性能时的状态，所述第三数值低于第一数值；

比对单元，用于基于所述车辆运行信息与目标故障检测阈值比对得到故障检测结果。

9.一种电子设备，其特征在于，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，实现如权利要求1-7任一项所述的电机控制器的故障检测方法。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1-7任一项所述的电机控制器的故障检测方法。