故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置

摘要

本发明提供一种故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置。该方法包括：根据起到监控电机控制装置的故障保护功能的故障保护软件的工作状态输出脉冲信号的输出步骤；利用所述脉冲信号的频率判断所述故障保护软件出错与否的判断步骤；以及，根据所述故障保护软件的出错与否，控制所述电机控制装置的输出的控制步骤，因此即使故障保护软件出错而无法判断电机控制装置是否出现异常的情况下也能够防止电机发生过扭矩。

说明书

技术领域

本发明涉及故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置，尤其涉及一种监控用于控制车辆电机的电机控制装置的故障保护功能的故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置。

背景技术

现有的混合动力电动汽车及/或电动汽车的电机控制装置通过控制设置在车辆上的驱动电机，以运行车辆或车辆内各种电子装置，从电流传感器及位置传感器等各种传感器获取电机的电流或转子位置等各种信息，并将获取到的各种信息用于电机的控制。

所述电机控制装置为控制驱动电机的扭矩而使用换流器(inverter)，该换流器根据从上位控制器接收的指令工作，通过控制脉宽调制(Pulse Width Modulation；PWM)，将电池的直流(DC)电压转换为可变交流(AC)电压，以控制驱动电机。

当由这种换流器控制扭矩的电机发生过扭矩的情况下，将会严重降低车辆系统稳定性。

现在为适应车辆系统电子化趋势而提高系统的稳定性，在电子控制单元(Electronic Control Unit；ECU)内内置起到故障保护功能的软件，而换流器上也设置有用于提高驱动电机稳定性的故障保护软件(Fail safe software)。

但是，当换流器的故障保护软件由于软件缺陷或ECU内部的工作缺陷，例如存储器出错等而无法工作的情况下，即使换流器出现异常状态也检测不到换流器的异常，因此被异常状态的换流器控制的驱动电机无法正常工作。

因此，需要合理监控适用于混合动力电动汽车及/或电动汽车的电机控制装置的换流器的故障保护软件是否正常工作，提高电机控制装置的稳 定性。

发明内容

技术问题

为解决上述问题，本发明的目的在于提供一种确认用于监控换流器的故障保护功能的故障保护软件的工作状态，根据故障保护软件的工作状态生成脉冲信号，根据所生成脉冲信号的频率是否在基准频率范围内，控制换流器的PWM信号的输出，从而能够在故障保护软件出错时防止电机发生过扭矩的故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置。

技术方案

为达成上述目的，根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测方法可以包括：根据起到监控电机控制装置的故障保护功能的故障保护软件的工作状态输出脉冲信号的输出步骤；以及利用所述脉冲信号的频率判断所述故障保护软件出错与否的判断步骤。

还可以包括根据所述故障保护软件的出错与否，控制所述电机控制装置的输出的控制步骤。

所述输出步骤是,可以在所述故障保护软件开始工作前，根据预先设定的算法输出所述脉冲信号。

所述输出步骤是，可以在所述故障保护软件结束工作后，根据所述算法中止所述脉冲信号的输出。

所述脉冲信号可以通过根据所述算法转换成接通状态或断开状态的输出端子输出。

所述输出端子可以在所述故障保护软件开始工作的情况下，根据所述算法转换成接通状态。

所述输出端子可以在所述故障保护软件结束工作的情况下，根据所述算法转换成断开状态。

所述判断步骤是，可以通过比较所述脉冲信号的频率与预先设定的基准频率范围，判断所述故障保护软件出错与否。

所述判断步骤是，可以在所述脉冲信号的频率在基准频率范围以内的情况下,判断所述故障保护软件为正常状态。

所述判断步骤是，可以在所述脉冲信号的频率在基准频率范围以外的情况下，判断所述故障保护软件为出错状态。

所述判断步骤是，可以在所述故障保护软件为正常状态的情况下，生成脉宽调制可用信号。

所述判断步骤是，可以在所述故障保护软件为出错状态的情况下，生成脉宽调制禁用信号。

所述控制步骤是，可以根据所述脉宽调制可用信号，允许所述电机控制装置的输出。

所述控制步骤是，可以根据所述脉宽调制禁用信号，切断所述电机控制装置的输出。

为达成上述目的，根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测装置可以包括：脉冲部，其根据起到监控电机控制装置的故障保护功能的故障保护软件的工作状态输出脉冲信号；判断部，其利用所述脉冲信号的频率判断所述故障保护软件出错与否；以及转换部，其根据所述故障保护软件的出错与否，控制所述电机控制装置的输出。

技术效果

根据本发明的实施例的故障保护软件的出错检测方法及其出错检测装置，确认用于监控换流器的故障保护功能的故障保护软件的工作状态，根据换流器的故障保护软件的工作状态生成脉冲信号，根据所生成脉冲信号的频率是否在基准频率范围内，控制换流器的PWM信号，从而能够在故障保护软件出错时防止电机发生过扭矩。

另外，能够防止由于故障保护软件的死锁状态、栈溢出(stack overflow)等缺陷或ECU工作缺陷造成电机发生过扭矩，有助于提高适用于车辆的电机控制系统的稳定性。

附图说明

图1为简要显示根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测方法的流程图；

图2为简要显示根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测装置的框图。

附图标记说明

100：运算部200：故障保护软件

300：出错检测装置310：脉冲部

320：判断部330：转换部

400：电机控制部

具体实施方式

为充分理解本发明及本发明工作上的优点以及根据本发明实施例所实现的目的，应参照示出本发明优选实施例的附图及附图上所记载的内容。

以下参照附图说明本发明的优选实施例，以详细说明本发明。但是本发明可以通过多种不同的形态实现，而并非限定于所说明的实施例。并且，为了明确说明本发明而省略与说明无关的部分，附图中相同的附图标记表示相同的构件。

在说明书全文中若提到某一部分“包括”某构成要素时，在没有特殊相反记载的情况下不排除其他构成要素，而是表示还可以包括其他构成要素。并且，说明书中记载的“…部”、“…器”、“模块”、“区块”等术语表示处理至少一个功能或动作的单元，其可以由硬件或软件或硬件及软件的结合来实现。

如图1至图2所示，根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测方法，首先在步骤S101中，电机控制装置的各种传感器将从电机检测到的感测值输入运算部100。在此，电机控制装置用于驱动车辆，包括运算部100、故障保护软件200及电机控制部400。

各种传感器是用于检测电机的电流的电流传感器及检查电机的转子位置的位置传感器等。感测值是上述各种传感器从电机获取的信息。

之后，在步骤S103中，运算部100对接收的感测值进行运算，生成用于控制电机的PWM信号。

之后，在步骤S105中，根据本发明实施例的出错检测装置300确认故障保护软件200的工作状态(safety alive)。在此，故障保护软件200的工作状态表示故障保护软件200开始工作之前根据预先设定的算法输出脉冲信号。

所述算法是根据用户需求设计的，可以设计成在PWM信号生成步骤与故障保护软件200开始工作步骤之间生成脉冲信号并输出。另外，可以把算法设计成在故障保护软件200结束工作步骤与PWM信号输出步骤之间中止脉冲信号的输出。

例如，当故障保护软件200正常工作的情况下，脉冲信号输出预定时间而能够具有正常频率，当故障保护软件200非正常工作的情况下，脉冲信号输出时间短于故障保护软件200为正常状态时的输出时间，具有非正常频率。

具有上述正常频率或非正常频率的脉冲信号将在后来与基准频率范围进行比较，用于判断故障保护软件200正常与否。

之后在步骤S107中，故障保护软件200判断感测值及PWM信号等软件功能或电机控制装置的硬件功能是否异常。在此，判断异常与否时可通过故障保护软件200自身的功能来实现，在此省略有关详细说明。

之后在步骤S109中，故障保护软件200根据对电机控制装置的软件功能或硬件功能的异常工作判断结果，选择性地执行下一动作。

当故障保护软件200无关于异常工作判断而结束工作的情况下，在步骤S111、S115中，出错检测装置300结束对故障保护软件200工作状态的确认。

在此，结束对故障保护软件200的工作状态的确认，是指故障保护软件200结束工作后根据预先设定的算法中止脉冲信号的输出。

这种脉冲信号可以根据故障保护软件200的工作时间而具有多种频率，脉冲信号的频率可用于以后判断故障保护软件200正常与否。

之后，当通过故障保护软件200判断出电机控制装置的软件功能或硬件功能未出现异常的情况下，在步骤S113中，电机控制部400输出在步骤S103生成的PWM信号。

在此，电机控制部400可以在已经确认电机控制装置的软件功能或硬件功能无异常的故障保护软件200的控制下输出PWM信号。

在此说明步骤S109之后的另一步骤，当通过故障保护软件200判断出电机控制装置的软件功能或硬件功能出现异常工作的情况下，在步骤S117中电机控制部400中止输出在步骤S103生成的PWM信号。在此，中止输出PWM信号是可通过故障保护软件200对电机控制部400的控制来实现。

之后说明步骤S113或步骤S117之后的步骤，在步骤S119中，出错检测 装置300的脉冲部310将上述说明的开始确认及结束确认故障保护软件200工作状态时生成的脉冲信号(触发信号)输入到判断部320。

之后在步骤S121中，判断部320判断为了检测故障保护软件的出错而接收的脉冲信号的频率是否在预先设定的基准频率范围内。在此，可以以故障保护软件为正常状态时输出的脉冲信号的频率为基准并综合预定误差范围以设定基准频率范围。

之后，当脉冲信号的频率在预先设定的基准频率范围以外的情况下，在步骤S123中，判断部320生成PWM禁用(Disable)信号。在此，PWM禁用信号是再判断一次是否输出上述步骤S113中输出的PWM信号的基准信号。

另外，当脉冲信号的频率在预先设定的基准频率范围以内的情况下，在步骤S125中判断部320生成PWM可用(Enable)信号。在此，PWM可用信号同PWM禁用信号一样，都是用于再判断一次是否输出步骤S113中输出的PWM信号的基准信号。

之后在步骤S127中，转换部330比较步骤S113中输出的PWM信号与步骤S123中输出的PWM禁用信号或步骤S125中输出的PWM可用信号，以控制PWM信号的输出。在此，比较是指不同信号间的与逻辑(AND Logic)运算，PWM信号可以是自身大小水平与PWM禁用信号或PWM可用信号的大小水平的与逻辑运算而最终输出的结果。

例如，PWM信号具有高电平(High Level)的大小水平，PWM可用信号具有高电平(High Level)的大小水平，PWM禁用信号可具有低电平(Low Level)的大小水平。

因此，当接收到PWM信号与PWM可用信号的情况下，由于彼此间的大小水平为高电平，因此可通过与逻辑运算最终允许输出PWM信号，当接收到PWM信号与PWM禁用信号的情况下，由于彼此间的大小水平互异，因此可通过与逻辑运算最终中止输出PWM信号。

之后，在步骤S129中，转换部330将通过与PWM可用信号之间的与逻辑运算确定输出的PWM信号最终输出到外部装置(硬件)。在此，外部装置可以是根据PWM信号，将电池的DC电压转换为AC电压并接入电机，并且连接在电池与电机之间，将电池的DC电压转换为AC电压并导通的转换器(绝缘栅门极晶体管(Insulated Gate Bipolar mode Transistor，IGBT))。

最后，电机根据最终输出的电机控制装置的PWM信号工作，电流传感器或位置传感器感测电机的动作以获取感测值，并将获取的感测值输入电机控制装置，电机控制装置可通过处理感测值来控制电机。

如图2所示，根据本发明实施例的故障保护软件的出错检测装置300可包括脉冲部310、判断部320及转换部330。

脉冲部310是在故障保护软件200工作前后输出脉冲信号的装置，可以在故障保护软件200开始工作前生成脉冲信号并输出，在故障保护软件200结束工作后中止输出脉冲信号。在此，脉冲信号的输出可通过改变接入脉冲部310的输出端，以及接入判断部320的输入端的输出端子的状态来实现。

例如，脉冲部310在故障保护软件200工作之前，可以输出根据预先设定的算法将输出端子变更成接通状态时生成的脉冲信号，在故障保护软件200开始工作以后，可以根据预先设定的算法将输出端子变更成断开状态以中止输出脉冲信号。

判断部320是利用从脉冲部310接收的脉冲信号的频率判断故障保护软件200是否为正常状态的装置。在此，判断部320在从脉冲部310接收到的脉冲信号的频率在正常范围以内的情况下，可以判断故障保护软件200为正常状态并生成PWM可用信号。相反，判断部320在从脉冲部310接收到的脉冲信号的频率在正常范围以外的情况下，可以判断故障保护软件200为出错状态并生成PWM禁用信号。

转换部330可以根据从判断部320接收到的PWM可用信号或PWM禁用信号确定是否最终输出通过运算部100与电机控制部400输出的PWM信号。

在此，运算部100与电机控制部400可包括于电机控制装置，转换部330可以在从判断部320接收到PWM可用信号的情况下最终输出PWM信号。转换部330从判断部320接收到PWM禁用信号的情况下，由于故障保护软件200为非正常状态，因此可切断PWM信号的输出。

如上所述，根据本发明实施例的出错检测装置300即使故障保护软件200感测不到运算部100或电机控制部400的异常动作也可切断PWM信号的输出。因此，根据本发明实施例的出错检测装置300可防止电机被异常状态的电机控制装置控制，能够预先防止这种情况下电机发生过扭矩。

根据本发明实施例的方法可通过计算机可读存储介质上的编码实现。计 算机可读存储介质包括存储有计算机系统可读数据的任意种类的存储介质。存储介质例如可以是ROM、RAM、CD-ROM、磁盘、软盘、光盘等，另外也可以以载波(例如通过因特网传输)实现。并且，计算机可读存储介质可以分散在通过网络连接的计算机网络上，以分散方式存储计算机可读编码并执行。

本发明参照附图所示实施例进行了说明，但这只是举例说明，本发明所属领域的普通技术人员可在这基础上做多种变更、得到其他等同实施例。

因此，本发明的真正技术保护范围以本发明所记载的技术方案为准。