診斷環(huán)保型車輛電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備和方法
【專利摘要】本發(fā)明提供用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備和方法。一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備包括高壓電池、配置成測量高壓電池的電流輸出的電流傳感器、以及控制器，該控制器配置成在點火開關被關閉或開啟時測量經(jīng)過電流傳感器的偏移電流，并且基于所測得的偏移電流診斷電流傳感器的故障。
【專利說明】
診斷環(huán)保型車輛電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備和方法
[0001] 相關申請的交叉引證
[0002] 本申請要求2015年4月23日提交的韓國專利申請第10-2015-0056915號的優(yōu)先權(quán) 的權(quán)益，通過引證將其公開內(nèi)容結(jié)合到本申請中。
技術(shù)領域
[0003] 本公開內(nèi)容設及用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備和方 法，該設備和方法能夠測量在關閉（turn off，斷開）點火時和在下一次開啟（turn on，接 通)點火時的偏移電流(offset current,失調(diào)電流），并基于所測得的偏移電流來確定電流 傳感器是否有故障（即，失效或錯誤）。
【背景技術(shù)】
[0004] 本部分的陳述僅提供與本公開內(nèi)容有關的背景資料，并且可能不構(gòu)成現(xiàn)有技術(shù)。
[0005] -般來說，對諸如混合動力車輛和電動車輛的環(huán)保型車輛應用高壓電池和逆變器 (inverter,換流器），并且在諸如逆變器的電力系統(tǒng)中使用電流傳感器。
[0006] 在行駛和充電時，環(huán)保型車輛的控制器持續(xù)地測量電池的電流，W控制電力并監(jiān) 控車輛及各個部件的狀態(tài)。
[0007] 如高達200到400安培(A)的直流(DC)大電流流入環(huán)保型車輛，為了測量運樣的大 電流，通常使用霍爾效應電流傳感器?；魻栃獋鞲衅?或稱霍爾傳感器)有利地用作非接 觸式傳感器，運種霍爾效應傳感器是通過測量由電流所產(chǎn)生的磁場來測量該電流，但是它 的缺點在于:在0A條件下具有用作參考漂移的電流值。
[000引在0A條件下，電流傳感器的電流根據(jù)環(huán)境溫度的變化而漂移到3A，此外，各種傳感 器也會有變化。因此，控制器應在使用電流傳感器之前確定對應于0A條件的電流值(偏移）。
[0009] 在相關技術(shù)中，從點火被關閉起經(jīng)過預先確定的一段時間后，在0A條件下測量偏 移電流。運里，將對預先確定的時間段內(nèi)的偏移電流進行數(shù)十次至數(shù)百次的測量，并對測得 的多個偏移電流取平均值。
[0010] 關閉點火之后的0A條件可通過切掉電源的主開關(繼電器)或電池來進行保護。也 就是說，開關切斷之后，核對0A，隨后對偏移電流進行測量。此后，當點火被開啟時，在所測 得的偏移電流的基礎上計算電流。
[0011] 在預先確定的時間段所測得的偏移電流異常的情況下，則控制器診斷為故障，并 且當下一次點火被開啟時，控制器持續(xù)地使用緊鄰的前一（immediately previous)正常偏 移電流。
[0012] 但是，在相關技術(shù)中，在點火被關閉之后出現(xiàn)錯誤的情況下，或者在電流傳感器本 身或電流傳感器的功率在下一次點火被開啟時發(fā)生異常的情況下，則可能計算出和使用錯 誤的電流值。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 本公開內(nèi)容致力于解決發(fā)生在現(xiàn)有技術(shù)中的上述問題，而完全保留現(xiàn)有技術(shù)所實 現(xiàn)的優(yōu)點。
[0014] 本公開內(nèi)容的一個方面提供了一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感 器故障的設備和方法，該設備和方法能夠測量在關閉點火時和下一次開啟點火時的偏移電 流，并基于所測得的偏移電流來確定電流傳感器是否有故障。
[0015] 本公開內(nèi)容的技術(shù)主題不限于上述技術(shù)主題，本領域的技術(shù)人員將從W下說明中 清晰理解其他未提及的任何技術(shù)主題。
[0016] 根據(jù)本公開內(nèi)容的一個實例性實施方式，一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的 電流傳感器故障的設備包括:高壓電池；電流傳感器，配置成測量高壓電池的電流輸出；W 及控制器，配置成在點火開關（igni tion key，點火鑰匙)被關閉或開啟時測量經(jīng)過電流傳 感器的偏移電流，并基于所測得的偏移電流診斷電流傳感器的故障。
[0017] 電流傳感器可配置為霍爾效應電流表巧all effect current meter)、霍爾傳感 器或磁性傳感器。
[0018] 當點火開關被關閉時，控制器可測量第一預設時間段的第一偏移電流，此后，當點 火開關被開啟時，控制器可測量第二預設時間段的第二偏移電流并確定第一偏移電流和第 二偏移電流是否等于或大于參考值。
[0019] 當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏餍∮趨⒖贾禃r，控制器可確定該電流傳感器為正 常，并將第一偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0020] 當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏髦械娜我粋€等于或大于參考值時，控制器可測量 第Ξ預設時間段經(jīng)過電流傳感器的第Ξ偏移電流，并確定第Ξ偏移電流是否等于或大于參 考值。
[0021] 當?shù)讦齐娏餍∮趨⒖贾禃r，控制器可確定該電流傳感器為正常，并將第Ξ偏 移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0022] 當?shù)讦齐娏鞯扔诨虼笥趨⒖贾禃r，控制器可確定該電流傳感器有故障，并將 緊鄰的前一偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0023] 當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏骶扔诨虼笥趨⒖贾禃r，控制器可確定該電流傳 感器有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0024] 根據(jù)本公開內(nèi)容的另一個實例性實施方式，一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng) 的電流傳感器故障的方法包括：當感測到點火開關被關閉(OFF)時，測量經(jīng)過該電流傳感器 的第一偏移電流;在測量第一偏移電流之后當感測到點火開關被開啟（ON)時，測量經(jīng)過該 電流傳感器的第二偏移電流;確定第一偏移電流和第二偏移電流中的每一個是否均等于或 大于參考值；W及根據(jù)第一偏移電流和第二偏移電流是否等于或大于參考值來診斷該電流 傳感器的故障。
[0025] 在故障診斷中，當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏骶∮趨⒖贾禃r，該電流傳感器 可確定為正常，且第一偏移電流可設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0026] 故障診斷可包括：當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏髦械娜我粋€等于或大于參考值 時，測量經(jīng)過該電流傳感器的第Ξ偏移電流;并確定第Ξ偏移電流是否等于或大于參考值。
[0027] 故障診斷可進一步包括：當?shù)讦齐娏餍∮趨⒖贾禃r，確定該電流傳感器為正 常，并將第Ξ偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0028] 故障診斷可進一步包括：當?shù)讦齐娏鞯扔诨虼笥趨⒖贾禃r，確定該電流傳感 器有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0029] 在診斷故障中，當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏骶扔诨虼笥趨⒖贾禃r，該電流 傳感器可確定為有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為該電流傳感器的偏移電流。
[0030] 其他實例性實施方式的具體事項包含在詳細說明和附圖中。
[0031] 從本文提供的說明中，進一步的應用領域?qū)⒆兊妹黠@。應理解的是，本說明和具體 實例僅用于解釋目的，并不是旨在限制本公開內(nèi)容的范圍。
【附圖說明】
[0032] 從結(jié)合附圖給出的W下詳細說明中，本公開內(nèi)容的上述及其他目的、特征和優(yōu)勢 將更為明顯。
[0033] 圖1為示出了一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備的框 圖。
[0034] 圖2為示出了偏移測量部分的曲線圖。
[0035] 圖3為示出了一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的方法的流 程圖。
【具體實施方式】
[0036] 本公開內(nèi)容中描述的術(shù)語"包括"W及變體，例如"具有"、"包含"或"含有"，將理解 為表示包含已陳述過的元件，而非排除任何其他元件，除非明確說明相反的情況。
[0037] 此外，說明書中描述的術(shù)語器"、"-件"和"模塊"是指用于處理至少一種功能和 操作的單元，并可通過硬件部件或軟件部件及其組合來實現(xiàn)其功能和操作。冠詞"一個(a)" 或"該(the)"可包括復數(shù)形式，除非在本公開內(nèi)容描述的語境中表示相反的意思。
[0038] 在下文中，將參考附圖詳細說明本公開內(nèi)容的實例性實施方式。
[0039] 在本公開內(nèi)容的一個實例性實施方式中，在考慮到當車輛的點火被關閉時所測得 的電流傳感器的偏移電流為正常，但該電流傳感器在下一次開啟點火時有故障或有明顯錯 誤的情況下，使用了執(zhí)行兩次測量的方案。此外，在本公開內(nèi)容的一個實例性實施方式中， 雖然電流傳感器在點火被關閉時有故障，但如果該電流傳感器恢復為正常，則該電流傳感 器可不診斷為有故障而是可正常使用。
[0040] 圖1為示出了一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備的框 圖；而圖2為示出了偏移測量部分的曲線圖。
[0041] 參見圖1，用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備包括高壓電 池110、電流傳感器120、負載130 W及控制器140。
[0042] 高壓電池110為驅(qū)動車輛的電動機提供所需的電力。高壓電池110包括多個電池模 塊并包括繼電器，該繼電器用于阻斷(繼電器斷開）向負載130供電的路徑或解除該阻斷的 路徑(繼電器閉合）。
[0043] 電流傳感器120測量高壓電池110的電流輸出（或放電）。電流傳感器120可實施為 霍爾效應電流表、霍爾傳感器或磁性傳感器。
[0044] 負載130在接收到高壓電池110的電力時被驅(qū)動。在本實例性實施方式中，將高壓 電池110直接供電給負載130的情況描述為一個實例，但可在高壓電池110與負載130之間安 裝轉(zhuǎn)換器和/或逆變器。運里，該轉(zhuǎn)換器和逆變器可用于轉(zhuǎn)換高壓電池110的電力輸出，W便 提供用于驅(qū)動負載130所需的電力。
[0045] 當點火被關閉時，控制器140測量經(jīng)過電流傳感器120的電流值(偏移）。在點火開 關被關閉之后，控制器140測量從已經(jīng)過預先確定的時間段(從高壓電池110的主繼電器關 閉的時間點開始)的時間點起的第一預設時間段Ta經(jīng)過電流傳感器120的第一偏移電流(偏 移)。
[0046] 在測量完第一偏移電流之后，當點火開關被開啟時，控制器140立即測量第二預設 時間段化經(jīng)過電流傳感器120的第二偏移電流。運里，點火開關被開啟之后的偏移電流的測 量與車輛的起動性能直接相關，因此，該偏移電流的測量應該在短時間內(nèi)執(zhí)行。因此，考慮 到在點火開關被開啟之后起動車輛所需的時間，第二預設時間段化設定為小于100毫秒 (ms)。
[0047] 控制器140確定針對第一預設時間段化和第二預設時間段化測量的偏移電流是否 等于或大于參考值?？刂破?40可根據(jù)確定結(jié)果進一步執(zhí)行偏移電流的再次測量。當測得的 偏移電流等于或大于參考值時，控制器140確定測得的偏移電流為異常，而當測得的偏移電 流小于參考值時，控制器140確定測得的偏移電流為正常。
[0048] 如表1所示，控制器140根據(jù)第一偏移電流和第二偏移電流來診斷故障，并設定偏 移電流。
[0049] 【表1】
[(K)加]
[0051] 控制器140針對每一預設時間段化、Tb和Tc測量兩次或更多次的偏移電流，并對測 得的多個偏移電流取平均值W使用該平均值。換句話說，第一偏移電流、第二偏移電流和第 Ξ偏移電流都是測量值的平均值。
[0052] 圖3為示出了一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的方法的流 程圖。
[0053] 當感測到點火開關被關閉時，在S101和S103操作中控制器140關閉高壓電池110的 主繼電器，并測量經(jīng)過電流傳感器120的第一偏移電流(第一偏移）。在點火開關被關閉之 后，當經(jīng)過預定的時間段(關閉主繼電器所需的時間段)后，控制器140測量第一預設時間段 化的第一偏移電流。此后，控制器140對測得的多個第一偏移電流取平均值，并將該平均值 存儲在存儲器中（未示出）。
[0054] 當感測到點火開關被開啟時，在S105和S107操作中控制器140測量經(jīng)過電流傳感 器120的第二偏移電流(第二偏移）。在感測到點火開關被開啟時，控制器140立即開始測量 經(jīng)過電流傳感器120的第二偏移電流?？刂破?40測量第二預設時間段化的第二偏移電流， 對測得的多個第二偏移電流取平均值，并將該平均值存儲在存儲器中（未示出）。
[0055] 當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏鳛檎r，在S109和S111操作中控制器140確定 電流傳感器120為正常（正常狀態(tài)），并將第一偏移電流設定為電流傳感器120的偏移電流 (偏移）。
[0056] 同時，當S109操作中的第一偏移電流和第二偏移電流均為異常時，在S113操作中 控制器140確定第一偏移電流和第二偏移電流中的任一個是否為正常。
[0057] 當?shù)谝黄齐娏骰虻诙齐娏鳛檎r，在S115操作中控制器140測量經(jīng)過電 流傳感器120的第Ξ偏移電流。控制器140測量第Ξ預設時間段化的第Ξ偏移電流，對測得 的多個第Ξ偏移電流取平均值，并將該平均值存儲在存儲器中（未示出）。
[0058] 在S117操作中控制器140確定第Ξ偏移電流是否等于或大于參考值。也就是說，當 第Ξ偏移電流等于或大于參考值時，控制器140確定該第Ξ偏移電流為異常;而當?shù)讦?電流小于參考值時，控制器140確定該第Ξ偏移電流為正常。
[0059] 當?shù)讦齐娏鳛檎r，在S119操作中控制器140確定電流傳感器120為正常 (正常狀態(tài)），并將第Ξ偏移電流用作該電流傳感器120的偏移電流。
[0060] 同時，當?shù)谝黄齐娏骱偷诙齐娏骶鶠楫惓；驕y得的第Ξ偏移電流為異常 時，在S121操作中控制器140確定電流傳感器120有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為 該電流傳感器120的偏移電流。
[0061] 如上，根據(jù)本公開內(nèi)容的實例性實施方式，當點火開關被關閉時測量偏移電流，在 下一次點火開關被開啟時再測量偏移電流，此后，基于測得的偏移電流來確定該電流傳感 器是否有故障。因此，在關閉點火之后或下一次開啟點火之后發(fā)生的電流傳感器故障被感 巧慢Ij，且可通過使用精確的偏移電流來測量精確的電池電流。
[0062] 此外，根據(jù)本公開內(nèi)容的實例性實施方式，鑒于只有在電流傳感器實際上存在錯 誤的情況下，才能感測到該電流傳感器的故障，因此可改善錯誤感測或無感測情況。
[0063] 此外，根據(jù)本公開內(nèi)容的實例性實施方式，只有在不確定電流傳感器是否有故障 的情況下才進行額外的偏移測量，因此，起動車輛實際所需的實際時間并不受影響。
[0064] 在上文中，雖然已參考實例性實施方式和附圖來描述本公開內(nèi)容，但本公開內(nèi)容 不限于此，在不背離在所附權(quán)利要求中所要求保護的本公開內(nèi)容的主旨和范圍的情況下， 本領域的技術(shù)人員可對本公開內(nèi)容進行適合于它們的各種修改和變形。
[0065] 附圖中各元件的符號
[0066] 110:高壓電池
[0067] 120:電流傳感器
[006引 130:負載
[0069] 140:控制器
[0070] S101:關閉點火
[0071] S103:測量第一偏移電流
[0072] S105:開啟點火
[0073] S107:測量第二偏移電流
[0074] S109:第一偏移電流和第二偏移電流為正常？
[0075] Sill:確定電流傳感器為正常，并使用第一偏移電流。
[0076] S113:第一偏移電流或第二偏移電流為正常？
[0077] S115:測量第Ξ偏移電流 [007引 S117:第Ξ偏移電流為正常？
[0079] S119:確定電流傳感器為正常，并使用第Ξ偏移電流。
[0080] S121:確定電流傳感器有故障，并使用緊鄰的前一偏移電流。
【主權(quán)項】
1. 一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的設備，所述設備包括： 高壓電池； 電流傳感器，配置成測量所述高壓電池的電流輸出；以及 控制器，配置成在點火開關被關閉或開啟時測量經(jīng)過所述電流傳感器的偏移電流，并 且所述控制器基于所測得的偏移電流診斷所述電流傳感器的故障。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述電流傳感器配置為霍爾效應電流表、霍爾傳 感器或磁性傳感器。3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述點火開關被關閉時測 量第一預設時間段的第一偏移電流，此后，當所述點火開關被開啟時測量第二預設時間段 的第二偏移電流，并確定所述第一偏移電流和所述第二偏移電流是否等于或大于參考值。4. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述第一偏移電流和所述 第二偏移電流均小于所述參考值時確定所述電流傳感器為正常，并將所述第一偏移電流設 定為所述電流傳感器的偏移電流。5. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述第一偏移電流和所述 第二偏移電流中的任一個等于或大于所述參考值時測量第三預設時間段經(jīng)過所述電流傳 感器的第三偏移電流，并確定所述第三偏移電流是否等于或大于所述參考值。6. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述第三偏移電流小于所 述參考值時確定所述電流傳感器為正常，并將所述第三偏移電流設定為所述電流傳感器的 偏移電流。7. 根據(jù)權(quán)利要求5所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述第三偏移電流等于或 大于所述參考值時確定所述電流傳感器有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為所述電流 傳感器的偏移電流。8. 根據(jù)權(quán)利要求3所述的設備，其中，所述控制器配置成，當所述第一偏移電流和所述 第二偏移電流均等于或大于所述參考值時確定所述電流傳感器有故障，并將緊鄰的前一偏 移電流設定為所述電流傳感器的偏移電流。9. 一種用于診斷環(huán)保型車輛的電池系統(tǒng)的電流傳感器故障的方法，所述方法包括： 當感測到點火開關被關閉時，測量經(jīng)過所述電流傳感器的第一偏移電流； 在測量所述第一偏移電流之后當感測到所述點火開關被開啟時，測量經(jīng)過所述電流傳 感器的第二偏移電流； 確定所述第一偏移電流和所述第二偏移電流中的每一個是否均等于或大于參考值；以 及 基于所述第一偏移電流和所述第二偏移電流是否等于或大于所述參考值來診斷所述 電流傳感器的故障。10. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，診斷所述電流傳感器的故障包括： 當所述第一偏移電流和所述第二偏移電流均小于所述參考值時，確定所述電流傳感器 為正常，并將所述第一偏移電流設定為所述電流傳感器的偏移電流。11. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，診斷所述電流傳感器的故障包括： 當所述第一偏移電流和所述第二偏移電流中的任一個等于或大于所述參考值時，測量 經(jīng)過所述電流傳感器的第三偏移電流；以及 確定所述第三偏移電流是否等于或大于所述參考值。12. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，診斷所述電流傳感器的故障進一步包括： 當所述第三偏移電流小于所述參考值時，確定所述電流傳感器為正常，并將所述第三 偏移電流設定為所述電流傳感器的偏移電流。13. 根據(jù)權(quán)利要求11所述的方法，其中，診斷所述電流傳感器的故障進一步包括： 當所述第三偏移電流等于或大于所述參考值時，確定所述電流傳感器有故障，并將緊 鄰的前一偏移電流設定為所述電流傳感器的偏移電流。14. 根據(jù)權(quán)利要求9所述的方法，其中，診斷所述電流傳感器的故障包括： 當所述第一偏移電流和所述第二偏移電流均等于或大于所述參考值時，確定所述電流 傳感器有故障，并將緊鄰的前一偏移電流設定為所述電流傳感器的偏移電流。
【文檔編號】G01R35/00GK106066463SQ201510811569
【公開日】2016年11月2日
【申請日】2015年11月20日 公開號201510811569.0, CN 106066463 A, CN 106066463A, CN 201510811569, CN-A-106066463, CN106066463 A, CN106066463A, CN201510811569, CN201510811569.0
【發(fā)明人】黃道性
【申請人】現(xiàn)代自動車株式會社, 起亞自動車株式會社