[发明专利]用于发电机的故障检测系统和方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种控制车辆的由发动机驱动的发电机，并且更具体地涉及用于检测在车辆的由发动机驱动的发电机中的相位间的故障的系统和方法。

背景技术

电动车辆，诸如混合动力汽车或距离延长(range extender)车辆，包括配置成用于驱动车辆的地面接合机构的一个或多个电动马达。电动车辆通常包括由诸如发动机的原动机驱动的发电机，用于产生用于驱动车辆的马达的电力。

在一些系统中，来自发电机的电力被整流并且存储在直流(DC)总线上，用于向车辆上的一个或多个负载(诸如电动马达)供电。在一些电动车辆中，发动机输出被连接到发电机，使得发电机随着发动机的旋转而旋转，包括当发动机空转时。在这些车辆中，发动机被关闭以停止发电机的旋转和发电。例如，发动机通常被用于驱动其他车辆部件，例如液压转向系统和其它车辆液压系统。因此，在车辆停止时保持发动机运转便于由发电机供电的液压件和车辆控制器的操作。

发电机系统部件偶尔因各种原因产生故障。一种类型的故障是相位间(phase-to-phase)故障，这可能包括存在发电机输出的相位之间的短路。例如，在具有相位间故障时通过发电机持续产生电力可能造成诸如发电机部件和DC总线的过热的安全危害。

发明内容

根据本发明的实施例，提供了一种电动车辆，该车辆包括底盘、配置为支撑底盘的地面接合机构、发动机、由发动机驱动的发电机。发电机被配置为产生电能，并且在多项输出端上提供电能。车辆还包括配置为接收从发电机提供的电能的DC总线和配置为检测在DC总线上的能量水平的传感器。车辆还包括控制器，该控制器被配置为控制电能从多相输出端到DC总线的输送。控制器被配置为基于传感器监控DC总线上的能量水平。控制器包括故障管理逻辑，该故障管理逻辑可操作以基于DC总线上的能量水平与阈值能量水平的比较，确定多项输出端的相位之间的故障的存在。

根据本发明的另一个实施例，提供了一种用于具有发动机驱动的发电机的车辆的故障检测方法。所述方法包括：提供车辆，所述车辆具有底盘、发动机、由发动机驱动的发电机和DC总线。发电机被构造为在多项输出端上提供电能。所述方法还包括从多项输出端输送电能到DC总线并且监控DC总线的能量水平。所述方法还包括基于DC总线的能量水平确定多项输出端的相位之间存在故障。在一个示例中，监控能量水平包括监控DC总线上的电压水平，并且所述确定步骤是基于DC总线上的电压水平与阈值电压水平的比较做出的。

附图说明

本发明的上述的和其它特征和优点以及实现它们的方式将变得更加明显，并且参照结合附图的以下描述，本发明本身将得到更好的理解，其中：

图1描绘了结合有本发明的故障检测系统的示例性车辆；

图2描绘了图1的车辆的示例性的电力驱动系统的示意图；

图3描绘了图1的车辆的示例性发电系统的示意图，包括发电机、控制器和DC总线；和

图4描绘了用于检测图3的发电系统的相位间故障的示例性方法的流程图。

在所有附图中，相应附图标记表示相应的部件。本文所载的示例说明了本发明示例性实施例，并且这样的示例不应被解释为以任何方式限制本发明的范围。

具体实施方式

本文所公开的实施例并非旨在穷举或限制本发明到以下详细描述中公开的精确形式。相反地，实施例被选择和描述，使得本领域技术人员可以利用其教导。

如本文所用的术语“逻辑”或“控制逻辑”包括在一个或多个可编程处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)、数字信号处理器(DSPs)、硬连线逻辑或其组合上执行的软件和／或固件。因此，根据实施例，各个逻辑可以以任意适当的方式实现，并且依然符合本文所公开的实施例。

参考图1，其描绘了以装载机10为形式的示例性的多用途车辆。虽然多用途车辆在此被图示和描述为装载机10，但多用途车辆10可以包括自动平地机、拖拉机、推土机、伐木归堆机、履带车、挖掘机、集材机、集运机或其他多用途车辆。另外，本发明的发电系统和故障管理逻辑可以用于非多用途车辆，诸如包括发电机和DC总线的任何车辆。装载机10包括底盘12和地面接合机构14。地面接合机构14能够支撑底盘12和在地面15上推进底盘12。虽然所示装载机10包括作为地面接合机构14的车轮，但装载机10也可以包括其他地面接合机构，诸如钢轨、橡胶履带或其它合适的地面接合部件。