專利名稱：電氣車輛和診斷電流傳感器的方法
技術領域：
本發(fā)明涉及包括牽引電動機的電氣車輛和診斷設置在電氣車輛上的電流傳感器的方法。本說明書中提及的“電氣車輛”包括混合動力車，其包含牽引電動機和發(fā)動機。
背景技術：
近些年來，包含牽引電動機和發(fā)動機的混合動力車已經(jīng)迅速流行。據(jù)推定，在不遠的將來，能夠僅用電動機而不用任何發(fā) 動機的電氣車輛(其稱為純電氣車輛)將會爆炸性流行。用于向牽引電動機供電的電池是高出力(power)大容量電池。也就是說，包括混合動力車的電氣車輛處理大的電流。因此，關于電氣車輛，已經(jīng)提出了用于檢測其電氣系統(tǒng)中的故障的多種技術。例如，日本專利申請公開N0.2005-269752 (JP2005-269752A)已經(jīng)提出了這樣的技術:其用于檢測向牽引電動機供給電力的電池的充電/放電中的故障。根據(jù)JP2005-269752A，提供了用于測量電池的充電/放電電流的兩種電流傳感器，用兩種電流傳感器的每一種來獲得電池的充電/放電電流的積分值，當兩個積分值中的任意一個大于設置值時，判斷為故障已經(jīng)在電池中發(fā)生。已經(jīng)經(jīng)常使用用兩個傳感器測量同一對象(在上述情況下，電池充電/放電電流)以增大傳感器可靠性的方法。作為增大傳感器的可靠性的另一種方法，有時已經(jīng)使用檢測傳感器自身中的故障的方法。例如，作為在電氣車輛中使用的電流傳感器自身中的故障檢測的一種，進行偏差故障的檢測。在這種情況下，電池從車輛的電氣系統(tǒng)斷開，在沒有電流流過電路的情況下監(jiān)視電流傳感器的測量值。當電流傳感器指示非零的值時，該值被判明為偏差。同時，將電池連接到車輛電氣系統(tǒng)/從車輛電氣系統(tǒng)斷開的繼電器(開關)被稱為系統(tǒng)主繼電器。為了檢測系統(tǒng)中的故障，有必要檢測傳感器的完好性(正確發(fā)揮功能)。電流傳感器是處理大電流的電氣車輛中的重要傳感器之一，增大電流傳感器的可靠性或檢查電流傳感器的完好性是重要的。JP2005-269752A中提到的技術——其為這些技術之一——不能處理例如供到電流傳感器的電力的不足。原因在于，當電力供給短缺時，兩個電流傳感器中的任意一個不指示正確的測量值。另外，用于通過斷開其系統(tǒng)主繼電器來確定電流傳感器偏差的技術不能驗證電流傳感器在其電路閉合時是否完好。也就是說，在電流能流經(jīng)電流傳感器的情況下，不可能驗證電流傳感器是否正確發(fā)揮功能。容易檢測由于傳感器中的短路引起的故障，因為傳感器在這種情況下輸出零或最大值。相反，任何傳統(tǒng)方法不能檢測由于短路以外的其它原因引起的故障。

發(fā)明內容
本發(fā)明提出了一種用于診斷電氣車輛中的電流傳感器的新技術。用于測量電池中的充電電流和放電電流的電流傳感器是用于監(jiān)視電池中的充電電流和放電電流的重要的電流傳感器，該電流傳感器在電池組中或在電池組與系統(tǒng)主繼電器之間構建。對于用于測量電池中的充電電流和放電電流的重要電流傳感器，本發(fā)明提供了一種檢測電流傳感器自身的不能通過使用來自兩個傳感器的數(shù)據(jù)的方法或檢測偏差的方法來檢測的故障的技術。根據(jù)本發(fā)明第一實施形態(tài)，電氣車輛包括:電池，其存儲將被供到牽引電動機的電力；電流傳感器，其測量流到電池以及從電池流出的充電電流和放電電流；控制器，其被配置為，在電氣車輛的主開關處于開通位置且發(fā)電用電動機停止的一時間段內，監(jiān)視電流傳感器的測量值，并被配置為，當測量值指示充電電流正在流向電池時，向顯示器單元和存儲器中的至少一個輸出指示充電電流正在流動的數(shù)據(jù)(錯誤消息)。也就是說，控制器具有檢查電流傳感器的狀態(tài)的功能?！鞍l(fā)電用電動機”可用作“牽引電動機”，或者，可以為專門用于發(fā)電的電動機。另外，上面提到的電氣車輛可以為不具有發(fā)動機的純電氣車輛，或者可以為具有牽引電動機和發(fā)動機二者的混合動力車。在根據(jù)第一實施形態(tài)的電氣車輛中，主開關可被設置在電氣車輛的駕駛者座位上。在根據(jù)第一實施形態(tài)的電氣車輛中，發(fā)電用電動機為牽引電動機。在根據(jù)第一實施形態(tài)的電氣車輛中，優(yōu)選為，假如電流傳感器的測量值在所述時間段內以長于預定時間閾值的時間指示大于預定電流閾值的充電電流正在流向電池，控制器被配置為向顯示單元和存儲器中的至少一個輸出指示充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。根據(jù)本發(fā)明，判明這樣的情況并在這樣的情況下監(jiān)視電流傳感器的測量值:盡管電池被連接到例如變換器的電路且電流因此能夠流動，但實質上沒有電流可流動。如果電流傳感器指示實質上其不能指示的任何值，發(fā)現(xiàn)在電流傳感器中已經(jīng)發(fā)生故障。這種方法的目標在于，在電氣系統(tǒng)閉合的情況下(換句話說，在電流能流入電流傳感器的情況下)，判斷電流傳感器的測量值是否指示任何異常值，由此使得可以檢測電流傳感器和對電流傳感器的運行有貢獻的電路系統(tǒng)中的故障。上面提到的電氣車輛判明這樣的情況:電池被連接到變換器，電流傳感器不可能測量到流到電池的任何充電電流，如果電流傳感器正常運行的話，其如下判明。首先，車輛主開關處于開通位置。通常，“車輛主開關”指的是點火開關、動力開關或被稱為主開關的開關，其為用于將車輛變?yōu)檐囕v能夠走行或行駛的狀態(tài)的開關。下面，在本說明書中，這樣的開關將被簡稱為主開關。當主開關處于開通位置時，用于將電池連接到車輛的電氣系統(tǒng)(典型地為變換器)的系統(tǒng)主繼電器閉合，故電氣系統(tǒng)進入閉路。也就是說，引入電流能流經(jīng)用于測量流入電池的充電電流/流自電池的放電電流的電流傳感器的情況。其次，發(fā)電用電動機停止。在發(fā)電電動機旋轉期間，充電電流能流到電池。由于電力的產生在發(fā)電用電動機停止期間禁用，沒有充電電流能流到電池。然而，由于車輛中的某些裝置消耗電力，以離開電池的方向的放電電流能夠流出。因此，當在上面介紹的兩種情況下(主開關處于開通位置的情況以及發(fā)電用電動機停止的情況)，電流傳感器測量值指示充電電流正在流向電池時，能夠判斷為在電流傳感器或在電流傳感器相關電路中已經(jīng)發(fā)生故障。電氣車輛的控制器向顯示單元或存儲器輸出指示故障已經(jīng)發(fā)生的數(shù)據(jù)。同時，這里提到的“顯示單元或存儲器”可以為安裝在車輛上的顯示單元等等或者從外部設置到車輛的顯示單元等等，例如用于無線監(jiān)視車輛狀態(tài)的設置在遠程服務用維修中心的計算機。特別地，在安裝在車輛上的存儲器或維修中心的計算機中記錄的數(shù)據(jù)被用作診斷數(shù)據(jù)，該數(shù)據(jù)由維修人員在車輛維護時檢查。根據(jù)本發(fā)明第二實施形態(tài)，一種診斷設置在包括電池的電氣車輛上的電流傳感器的方法，該電池存儲將被供到牽引電動機的電力，該電流傳感器測量到電池的充電電流以及來自電池的放電電流，該方法包括:在一時間段內監(jiān)視電流傳感器的測量值，在該時間段內，電氣車輛的主開關處于開通位置且發(fā)電用電動機停止；當測量值指示充電電流正在流到電池時，向顯示單元和存儲器中的至少一個輸出指示充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。在根據(jù)第二實施形態(tài)的診斷方法中，主開關可被設置在電氣車輛的駕駛者的座位上。在根據(jù)第一實施形態(tài)的電氣車輛中，發(fā)電用電動機為牽引電動機。在根據(jù)第二實施形態(tài)的診斷方法中，優(yōu)選為，假如電流傳感器的測量值在該時間段內以長于預定時間閾值的時間指示大于預定電流閾值的充電電流正在流向電池，進行輸出。本發(fā)明的細節(jié)和進一步的改進將在對其實施利的介紹中描述。


將在下面的參照附圖對本發(fā)明示例性實施例的詳細介紹中介紹本發(fā)明的特征、優(yōu)點、技術以及工業(yè)顯著性，在附圖中，類似的標號表示類似的元件，且其中:圖1為一框圖,其不出了根據(jù)本發(fā)明的實施例的電氣車輛的電氣系統(tǒng)；圖2為將由控制器執(zhí)行的電流傳感器檢查過程的流程圖；以及圖3為傳感器數(shù)據(jù)的定時圖，用于示出控制器的處理狀態(tài)。
具體實施例方式圖1示出了根據(jù)一實施例的車輛的電氣系統(tǒng)的框圖。本實施例的車輛為裝有牽引電動機和發(fā)動機的混合動力車100。應當注意，圖1沒有示出混合動力車100實質上裝有的所有單元。圖1示出了與當前實施例的技術介紹有關的單元。裝在混合動力車100上的電池5例如為高出力大容量電池，其具有300V的最大輸出電壓和200A的最大輸出電流，也就是說，60kW的最大輸出電力。電池5為例如鋰離子電池。需要的電池5的最大輸出電力依賴于所安裝的電動機12的最大輸出功率。在當前實施例中，電動機12的最大輸出功率為60kW。對應地，使用具有60kW最大輸出電力的電池5。除了高出力大容量電池5A以外，混合動力車100包含12V的電池24，其對應于普通發(fā)動機車輛的電池。為了在二者之間進行區(qū)分，下面，能夠存儲用于驅動牽引電動機12的電力的高出力大容量電池被稱為主電池5,具有12V的相對較低輸出電壓的電池被稱為從屬電池24。主電池5經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器7被連接到第一轉換器8。系統(tǒng)主繼電器7為這樣的繼電器，其將電池5連接到車輛的電氣系統(tǒng)/從車輛的電氣系統(tǒng)斷開并由控制器4進行控制。第一轉換器8為DC-DC轉換器，其為將來自電池5的300V的直流(DC)輸出電壓升壓到適合用于驅動電動機的適當?shù)碾妷?例如600V)的裝置。第一轉換器8升壓后的DC電力被輸入到變換器9。變換器9將DC電力轉換為用于驅動電動機12的交流(AC)電力，其被輸出到電動機12。第一轉換器8和變換器9均具有用于電力轉換的開關電路。開關電路為功率晶體管和二極管(續(xù)流二極管)的組合，功率晶體管例如為絕緣柵型雙極型晶體管(IGBT)。控制器4將指令發(fā)送到第一轉換器8和逆變器9的各個開關電路。指令為脈寬調制(PWM)信號，通過其占空比，輸出電流(在變換器的情況下)的頻率或輸出電壓(在轉換器的情況下)受到控制。省略關于轉換器和變換器的內部結構的詳細介紹，因為它們是公知的。變換器9具有將由電動機12用車輛的制動能量產生的電力(再生電力，其為AC電力)轉換為DC電力的功能。另外，第一轉換器8具有將轉換為DC電流的再生電力的電壓降壓到用于主電池5的適當?shù)碾妷旱墓δ?。在再生時，電動機12作為發(fā)電機。變換器9將由電動機12產生的AC電力轉換為DC電力，轉換器8將DC電力轉換為用于對主電池5進行充電的適當?shù)碾妷?。主電?也經(jīng)由系統(tǒng)主繼電器7連接到第二轉換器22。第二轉換器22為DC-DC轉換器，用于將主電池5的輸出電壓(例如300V)降壓為用于驅動其它電子裝置的適當?shù)碾妷?例如12V)。第二轉換器22將電力供到以12V的低電壓受到驅動的裝置。以12V受到驅動的裝置包括例如室內燈，汽車無線電播放器，汽車導航系統(tǒng)。安裝在車輛上的多種控制器電路也被包括在以12V受到驅動的裝置中?？刂破?產生作為用于第一轉換器8、第二轉換器22、變換器9的指令的PWM信號，其為以12V受到驅動的裝置之一。下面，以12V受到驅動的一組裝置被統(tǒng)稱為“輔機”。第二轉換器22的輸出也被發(fā)送到12V從屬電池24。也就是說，使用來自高出力大容量主電池5的電力，進行對從屬電池24的充電以及對以12V受到驅動的其他裝置的電力供給。12V從屬電池24的目的在于，當不能從主電池5接收電力供給時，向以12V受到驅動的其他裝置供給電力。也就是說，在系統(tǒng)主繼電器7斷開時，從屬電池24向以12V受到驅動的其他裝置供給電力?；旌蟿恿?00的驅動機構將在下面介紹?；旌蟿恿?00取決于目的有選擇地使用電動機12和發(fā)動機19。電動機12的輸出軸和發(fā)動機19的輸出軸經(jīng)由動力分配機構14連接，合成轉矩被傳輸?shù)捷S15。軸15經(jīng)由差動器(differential)16與驅動輪一起受到驅動。當需要大的驅動力時，發(fā)動機19和電動機12均被驅動。其輸出轉矩被動力分配機構14合成，合成轉矩經(jīng)由軸15被傳輸?shù)津寗虞?7。當不需要這么大的轉矩時，也就是說，例如當車輛以恒定速度行駛時，發(fā)動機19停止，驅動軸17僅僅用電動機12受到驅動。另一方面，如果主電池5的剩余電荷降低，發(fā)動機19被啟動，發(fā)動機19的轉矩被動力分配機構14分配到軸15和電動機12。在驅動輪17受到來自發(fā)動機19的輸出轉矩的驅動時，電動機12被驅動為產生電。當車輛駕駛者按下制動器踏板時，軸15被直接連接到電動機12，使得電動機12用車輛的動能受到其輸出軸的相反的驅動，從而產生電。也就是說，混合動力車100將車輛的動能轉換為電能，并用電力對主電池5進行充電。動力分配機構14為行星齒輪，其恒星齒輪被連接到電動機12。另外，行星齒輪架被連接到發(fā)動機19，其環(huán)形齒輪被連接到軸15。電動機12和發(fā)動機19受到控制器4的控制。同時，混合動力車100實際上包含數(shù)個控制器，其具有相應的功能，控制器協(xié)調運行，以便使得整個車輛作為一個車輛系統(tǒng)運行。為了使此說明書的介紹簡化，這些控制器一般稱為“控制器4”，但實際上它們被物理地分為多個控制器。電動機12具有旋轉速度傳感器13，用于測量其旋轉速度Mrev,發(fā)動機19具有旋轉速度傳感器18，用于測量其旋轉速度Erev。各個旋轉速度傳感器的輸出被發(fā)送到控制器4。下面，將介紹設置在駕駛者的座位處的車輛的主開關3。主開關3為用于選擇車輛的基本狀態(tài)的開關，并對應于傳統(tǒng)汽油車輛的點火鑰匙開關。盡管在傳統(tǒng)的汽油車輛中，其發(fā)動機能通過旋轉點火鑰匙來啟動，混合動力車能在發(fā)動機停止的情況下運行，發(fā)動機不總是在主開關3開啟后馬上啟動。主開關3將車輛切換到下面的四種狀態(tài)的任意一種。(I)OFF狀態(tài):所有車輛系統(tǒng)停止，除了作為車輛系統(tǒng)的一部分的、例如安全單元和鎖的總是運行的單元以外。(2)ACC狀態(tài):電被供到電子裝置，例如無線電和車輛導航系統(tǒng)，除了驅動系統(tǒng)以外。不供給用于驅動電動機的大的電力(主電池5的電力)。也就是說，用于將主電池5連接到驅動電氣系統(tǒng)的系統(tǒng)主繼電器7保持斷開。(3)IG-0N狀態(tài):電從主電池5供到驅動系統(tǒng)(具體而言，第一轉換器8、第二轉換器22、變換器9的至少一個)。也就是說，在這種狀態(tài)下，系統(tǒng)主繼電器7閉合。然而，車輛仍然不能行駛?？刂破?不接收驅動系統(tǒng)的操作，除了主開關3以外。例如，在IG-ON狀態(tài)下，僅僅允許換檔桿處于停車(P)位置和中間(N)位置。也就是說，車輛駕駛者不能將換檔桿移動到驅動(D)位置。因此，車輛不能啟動，即使車輛駕駛者按下加速器踏板。典型地，“操作驅動系統(tǒng)”為將換檔桿操作到D位置或反向(R)位置，或操作加速器踏板。(4)READY-0N狀態(tài):車輛能夠行駛。當換檔桿被移動到D (驅動)位置且加速器踏板被按下時，車輛開始行駛。當主開關處于OFF位置或ACC位置時，系統(tǒng)主繼電器7保持斷開。也就是說，主電池5從驅動系統(tǒng)(具體而言，第一轉換器8、第二轉換器22、變換器9中的至少一個)斷開。當主開關3處于IG-ON位置或READY-ON位置時，系統(tǒng)主繼電器7閉合。也就是說，主電池5被連接到驅動系統(tǒng)。下面，當主開關3處于系統(tǒng)主繼電器7斷開的OFF位置或ACC位置時，簡稱為“主開關處于OFF位置”。當主開關3處于系統(tǒng)主繼電器7閉合的IG-ON位置或READY-ON位置時,簡稱為“主開關處于ON位置”。如上面所介紹的，當主開關3處于ON位置，系統(tǒng)主繼電器7閉合，故主電池5連接到驅動系統(tǒng)，由此允許電流流動。如上面所介紹的，超過100A的大電流能夠從主電池5流出。因此，在電池5的附近設置電流傳感器6 (具體而言，與到系統(tǒng)主繼電器7相比，到電池更近)，用于使控制器4總是監(jiān)視主電池5的充電/放電電流。電流傳感器6為重要傳感器，因為其測量大的電流。當在電流傳感器6中發(fā)生故障時，混合動力車100的驅動系統(tǒng)不能正確運行。因此，重要的是，檢測電流傳感器6的故障(評估可靠性)。盡管當前實施例中沒有提到，通過提供兩個電流傳感器來制造冗余系統(tǒng)是檢測電流傳感器中的故障(或改進電流傳感器輸出的可靠性)的一種構思。另外，電流傳感器6的端子與地線或電源線短路的故障能夠相對容易地檢測。然而，盡管電流傳感器6的輸出根據(jù)流動的電流而改變，難以確定是否產生與流動的電流的量值成比例的正確輸出。當前實施例的混合動力車100具有即使在主電池5和驅動系統(tǒng)(變換器9等)被連接且電流能流經(jīng)電流傳感器6時驗證電流傳感器6是否被正確致動的技術。下面，將介紹用于檢查電流傳感器6的技術。如上面所介紹的，當車輛的主開關3被切換到ON位置時，系統(tǒng)主繼電器7閉合，故主電池5被連接到驅動系統(tǒng)，電流能流經(jīng)電流傳感器6。例如，如上面所介紹的，第二轉換器22的輸出被供到輔機。輔機包括控制器4。盡管主電池5被斷開，電力從從屬電池24被供到控制器4。當主開關3被切換到ON位置時，主電池5被連接到第一轉換器8和第二轉換器22，故主電池5的電力經(jīng)由第二轉換器22被供到控制器4。因此，電流傳感器6的測量值IB指示流出主電池5的電流(放電電流)。由于12V的電力被其他裝置以及控制器4消耗，流出主電池5的電流的量值不保持恒定，而是依賴于所致動的電子裝置的數(shù)量和種類變化。
當電動機12從輸出軸側被驅動以產生電力(再生電力)時，再生電力流到主電池5，使得主電池5被充電。此時，電流傳感器6的測量值IB指示流入主電池5的電流(充電電流)。在電動發(fā)電機(電動機12)不旋轉且充電電流因此不能流到主電池5的情況下，(混合動力車100的)控制器4監(jiān)視電流傳感器6的測量值IB，當測量值IB指示充電電流流到主電池5時，控制器4確定為故障已經(jīng)在電流傳感器6中發(fā)生。具體而言，當電流傳感器6的測量值指示與預定電流閾值相比較大的充電電流流到主電池5達與預定時間閾值相比較長的時間段時，控制器4判定為已經(jīng)在電流傳感器6中發(fā)生故障。這里，時間閾值和電流閾值為用于防止由于噪音等等在判斷中發(fā)生錯誤的措施。當做出上面的判斷時，控制器4在車輛的監(jiān)視器25(設備面板)上顯示指示判斷結果的數(shù)據(jù)(錯誤消息)，并將之寫入存儲器2。存儲器2是非易失性的，即使電力關斷，寫入的數(shù)據(jù)不會消失。存儲器2為用于存儲車輛的條件的存儲器，所存儲的車輛條件在混合動力車100維修服務時被讀取，并用于車輛診斷。一般而言，這樣的數(shù)據(jù)被稱為診斷數(shù)據(jù)。圖2示出了檢查電流傳感器6的過程的流程圖。圖2所示的過程由控制器4執(zhí)行。當主開關3處于ON位置時，圖2所示的過程周期性地執(zhí)行。當電動機12正在旋轉時，控制器4終止圖2所示的過程，而不做任何事(S2:否)。當電動機12處于停止時，控制器4執(zhí)行從步驟3向前的過程(S2:是)。同時，電動機12用于行駛和發(fā)電二者，因為其在某些情況下驅動車輪，在某些情況下用車輛的動能產生電力。因此，步驟S2的過程等價于判斷發(fā)電電動機12是否停止。當電動機12停止時(S2:是)，控制器4檢查電流傳感器6的測量值IB是否小于預定的電流閾值IB_th (S3)。這里，流出主電池5的電流(放電電流)表示為正值，流入主電池5的電流(充電電流)表示為負值。因此，小于電流閾值IB_th (〈O)的測量值IB指示與預定電流閾值IB_th相比較大的電流正在流入主電池5。當步驟S3中的判斷為否時，過程終止，而不做任何事。另一方面，當測量值IB小于電流閾值IB_th時(S3:是)，控制器4開啟計時器(S4)。此計時器測量這樣的狀態(tài)的持續(xù)時間dT:其中，測量值IB小于電流閾值IB_th，此后，控制器4等待，一直到電動機開始旋轉(S5:否)或一直到測量值IB超過電流閾值IB_th (S6:否)或一直到持續(xù)時間dT達到預定時間閾值dT_th (S7:是)。當電動機12保持停止(S5:是)且同時電流傳感器6的測量值IB保持低于電流閾值IB_th達與時間閾值dT_th相比較長的時間段時(S7:是)，控制器4判斷為已經(jīng)在電流傳感器6中發(fā)生故障，在車輛的監(jiān)視器25上顯示指示其判斷結果的錯誤消息，將指示判斷結果的錯誤消息記錄在存儲器2中(S8)。另一方面，如果電動機在持續(xù)時間dT過去之前開始旋轉(S5:否)或測量值IB超過IB_th(S6:否)，判斷為測量值IB小于電流閾值IB_th的原因是由于噪音等等的臨時事件，于是，計時器停止并復位(S9)，由此，結束過程。在圖2所示的檢查過程中，判斷為電流傳感器2正常運行，一直到步驟8執(zhí)行。上面的過程將會參照下面的實例來介紹。圖3示出了關于電動機12的旋轉速度Mrev、發(fā)動機旋轉速度Erev以及電流傳感器6的測量值IB的定時圖。電動機12的旋轉速度Mrev由安裝在電動機12上的旋轉速度傳感器13來測量，發(fā)動機19的旋轉速度由安裝在發(fā)動機19上的旋轉速度傳感器18來測量。測量到的旋轉速度數(shù)據(jù)被發(fā)送到控制器4。圖3還示出了關于主開關3的狀態(tài)以及指示檢查是否在電流傳感器6中已發(fā)生任何故障的結果的錯誤標識的定時圖。盡管在當前實施例中，發(fā)動機旋轉速度Erev沒有用于檢查電流傳感器6，圖3示出了作為參考的Erev數(shù)據(jù)。首先，在時刻Tl，駕駛者座位處的主開關3從OFF位置切換到ON位置。在時刻Tl后，系統(tǒng)主繼電器7閉合，故使得車輛100能夠行駛。這種操作由駕駛者執(zhí)行。在時刻Tl之后，主開關3保持在ON位置。當加速器踏板(未示出)在時刻Tl被按壓時，車輛開始行駛。在從時刻Tl到T2的時間段內，發(fā)動機19和電動機12 二者均被致動，以便向車輪傳輸高的驅動轉矩。在從時刻Tl到T2的時間段內，電流傳感器6的測量值IB指示正轉矩。也就是說，電流傳感器6的測量值IB指示主電池5正在輸出放電電流。在時刻T2，加速器踏板被釋放，于是，發(fā)動機19停止。盡管到電動機12的電力供給停止，在車輛速度下降的情況下，電動機12的旋轉速度Mrev逐漸降低，因為電動機12直接連接到軸。同時，在加速器踏板保持釋放的從時刻T2到T3的時間段內，電流傳感器6的測量值IB指示小的正值IB1。這指示放電電流從主電池5輸出。如上面所介紹的，即使變換器9不向電動機12供電，來自主電池5的電力經(jīng)由第二轉換器22流到輔機。于是，電流傳感器6的測量值IB指示小的正值IBl。在時刻T3，制動踏板被按壓。于是，變換器9被致動，以便恢復再生電力。反電動勢在電動機12中產生，故感應電流流動。變換器9將感應電流(AC)轉換為直流。如果變換器9吸入電流，感應電流繼續(xù)流動。通過此感應電流產生磁場，磁場力以這樣的方向作用:使得電動機12的旋轉停止。也就是說,作為恢復再生電力的結果，電動機12施加制動力。變換器9獲得的直流被輸入到第一轉換器8。第一轉換器8對從變換器側輸入的電壓進行降壓，并將之輸出到主電池5側。也就是說，主電池5用由電動機12產生的再生電力充電。此時，電流傳感器6的測量值IB回到負值(在圖3的從時刻T3到T4的時間段內)。在時刻T4，電動機12的旋轉停止。也就是說，車輛停止。在時刻T4之后，放電電流以輔機消耗量從主電池5流出。電流傳感器6的測量值在從時刻T4到T5的時間段中為小的正值IBl指示此種現(xiàn)象。假設在時刻T5之后，電流傳感器6的測量值IB出于某種原因已經(jīng)變?yōu)檩^小的值(負值)IB2。負測量值IB2意味著充電電流流入主電池5。然而，在時刻T4后，用于產生電力的電動機12保持停止，不存在向主電池5供給充電電流的裝置。因此，顯然，在時刻T5之后，測量值IB2不是正常值。當電流傳感器6的測量值IB2小于電流閾值IB_th(也就是說，大于預定電流閾值的充電電流流入主電池5的狀態(tài))的持續(xù)時間持續(xù)達預定時間段dT_th時(時刻T6)，控制器4判斷為在電流傳感器6中已經(jīng)發(fā)生故障，并開啟錯誤標識。同時，“開通錯誤標識”對應于圖2所示的流程圖的步驟S8。如上面所提到的，當前實施例的混合動力車100包含這樣的邏輯:其檢查用于測量到主電池5的充電電流/來自主電池5的放電電流的電流傳感器6的故障。在主電池5連接到驅動系統(tǒng)(也就是說，在主開關3處于ON位置，使得系統(tǒng)主繼電器7閉合的狀態(tài)下)且沒有充電電流能流到主電池5 (即在發(fā)電電動機12處于停止的狀態(tài)下)的情況下，邏輯監(jiān)視電流傳感器6的測量值IB，并且，當測量值IB為負時(即當測量值IB指示充電電流正在流入主電池5時)，邏輯判斷為已經(jīng)在電流傳感器6中發(fā)生故障，并向存儲器或類似物輸出指示故障發(fā)生的消息(錯誤代碼)。將介紹與當前實施例有關的技術的重要點。當前實施例的技術特征之一在于，判明在主電池5連接到例如變換器的電路的條件下，沒有充電電流能流入主電池5的條件。由于消耗電流的若干個裝置安裝在車輛上，難以推定多大的放電電流將會流出主電池5。因此，難以基于流出主電池5的放電電流的量值來檢查電流傳感器6的完好性。相反，由于用于向主電池5供給充電電流的裝置被限制為發(fā)電電動機，可能得出在發(fā)電電動機停止時沒有充電電流將流入主電池5的結論。通過這種方式，在當前實施例的混合動力車100中，通過判明在主電池5和變換器彼此連接時在這樣的特定情況下任何正常電流傳感器不能指示的值的范圍和特定情況，實現(xiàn)電流傳感器的完好性的檢查。在能夠從外部電源充電的車輛(例如插入式混合動力車)中，當其用來自外部電源的電力供電時，電流傳感器6的測量值IB指示充電電流流入主電池5。然而，一般而言，在用于從外部供給電力的插頭連接到車輛時，盡管系統(tǒng)主繼電器7閉合以使得電力的充入成為可能，為了防止車輛移動，禁止將駕駛者座位處的主開關3切換到ON位置。或者，在將主開關3切換到ON位置時，充電停止。因此，本發(fā)明的技術能應用于能從外部電源進行充電的車輛。在當前實施例中，已經(jīng)介紹了本發(fā)明應用于包含牽引電動機和發(fā)動機的混合動力車的實例。在此實施例中，牽引電動機也用作發(fā)電電動機。本說明書所公開的技術可應用于具有多個電動機的混合動力車。在這種情況下，混合動力車可包含專用的牽引電動機和專用的發(fā)電電動機，或者，可以使得多個電動機用于行駛和發(fā)電。另外，本說明書所公開的技術也可應用于不包含發(fā)動機的電氣車輛(所謂的純電氣車輛)。盡管上面已經(jīng)詳細介紹了本發(fā)明一實施例，這僅僅是舉例，本發(fā)明的范圍不限于該實施例。權利要求所述技術包含上面介紹的實施例的多種變型以及修改。
權利要求
1.一種電氣車輛(100)，其特征在于包括: 電池(5)，其存儲將被供到牽引電動機(12)的電力； 電流傳感器(6)，其測量流向所述電池(5)的充電電流和流自所述電池(5)的放電電流；以及 控制器(4)，其被配置為，在所述電氣車輛(100)的主開關(3)處于開啟位置且發(fā)電用電動機(12)停止的時間段內監(jiān)視所述電流傳感器(6)的測量值，并被配置為，當所述測量值指示所述充電電流正在流向所述電池(5)時，向顯示單元(25)和存儲器(2)中的至少一者輸出指示所述充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。
2.根據(jù)權利要求1的電氣車輛，其中， 所述主開關被設置在所述電氣車輛的駕駛者座位處。
3.根據(jù)權利要求1的電氣車輛，其中， 所述發(fā)電用電動機為所述牽引電動機。
4.根據(jù)權利要求1-3中任意一項的電氣車輛，其中， 所述控制器被配置為，如果在所述時間段內所述電流傳感器的所述測量值指示與預定電流閾值相比較大的充電電流正在流向所述電池達與預定時間閾值相比較長的時間，向所述顯示單元和所述存儲器中的所述至少一者輸出指示所述充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。
5.一種對設置在包括電池(5)的電氣車輛(100)上的電流傳感器(6)進行診斷的方法，所述電池(5)存儲將被供到牽引電動機(12)的電力，所述電流傳感器(6)測量流向所述電池(5)的充電電流和流自所述電池(5)的放電電流，該方法的特征在于包括: 在所述電氣車輛(100)的主開關(3)處于開啟位置且發(fā)電用電動機(12)停止的時間段內，監(jiān)視所述電流傳感器(6)的測量值；以及， 當所述測量值指示所述充電電流正在流向所述電池(5 )時，向顯示單元(25 )和存儲器(2)中的至少一者輸出指示所述充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。
6.根據(jù)權利要求5的方法， 所述主開關被設置在所述電氣車輛的駕駛者座位處。
7.根據(jù)權利要求5的方法， 所述發(fā)電用電動機為所述牽引電動機。
8.根據(jù)權利要求5-7中任意一項的方法，其中， 如果在所述時間段內所述電流傳感器的所述測量值指示與預定電流閾值相比較大的充電電流正在流向所述電池達與預定時間閾值相比較長的時間，進行所述輸出。
全文摘要
本發(fā)明涉及電氣車輛和診斷電流傳感器的方法。一種電氣車輛(100)，包含電池(5)，其存儲將被供到牽引電動機(12)的電力；電流傳感器(6)，其測量流入電池(5)的充電電流和從電池(5)流出的放電電流；控制器(4)，其被配置為在電氣車輛(100)的主開關(3)處于ON位置且發(fā)電電動機(12)停止時監(jiān)視電流傳感器(6)的測量值，并被配置為，當測量值指示充電電流正在流入電池(5)時，向顯示單元(25)和存儲器(2)的至少一個輸出指示充電電流正在流動的數(shù)據(jù)。
文檔編號B60L3/00GK103101439SQ20121045791
公開日2013年5月15日 申請日期2012年11月14日 優(yōu)先權日2011年11月14日
發(fā)明者野村英寬, 西宇正弘 申請人:豐田自動車株式會社, 愛信艾達株式會社