为解决现有霍尔传感器故障诊断方法相对较复杂，可靠性差的技术问题，本发明专利技术一方面提供了一种霍尔传感器的故障诊断方法，其通过创造性的通过对三相电机的三相采样电流信号换算获得三相电机的转子转动频率，以及获取霍尔传感器的三相霍尔信号换算获得霍尔传感器的平均频率，将两者做差后获得一第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，以判断霍尔传感器是否存在故障。该种方式通过频率的差异来校验霍尔传感器是否存在故障，其方案简单，容易实施。且可准备反应霍尔传感器可能出现的各种故障，可靠性高。可靠性高。可靠性高。
【技术实现步骤摘要】
霍尔传感器的故障诊断方法、装置及转向控制系统
[0001]本专利技术涉及霍尔传感器故障诊断领域，尤其涉及一种霍尔传感器故障诊断方法、装置及转向控制系统。
技术介绍
[0002]在汽车领域中，电动助力转向系统(EPS，Electric Power Steering)应用正逐渐成为汽车转向系统技术的主流，特别是在新能源和电驱动乘用车领域。EPS能够根据汽车方向盘转矩、方向盘转角、车速和路面状况等，为驾驶员提供转向助力，使转向更加轻松柔和，另外还能使车辆具有良好的直线保持能力以及抑制颠簸路面反作用力的能力，保证各种行驶工况下的路感。
[0003]该EPS一般加装在传统的机械转向系统上，机械转向系统一般包括方向盘、转向管柱、中间轴5、转向器、小齿轮、转向横拉杆、转向节臂、和转向轮等部件构成。EPS一般包括处理器、转向电机、预驱动电路、逆变桥及各类传感器构成。其中，一般转向电机为三相电机，其一般设有霍尔传感器、电流采样电路等传感装置。霍尔传感器是EPS的关键传感器之一，其常见安装在三相电机上，用于对三相电机的转子转速进行测量。若霍尔传感器的霍尔信号出现异常，会导致电机绕组异常开通，产生大电流，甚至烧毁电机。因此，对霍尔传感器的故障判断及保护十分重要。
[0004]现有技术中有提到通过在电机输入固定转速目标下，霍尔传感器检测转子实际转速，当目标转速和实际转速不一致时，通过补偿电机角度达到转速一致的方案。但该种方式无法判断到底是电机的异常还是霍尔传感器出现了异常，无益于霍尔传感器故障的发现。现有也有提到采用根据霍尔信号三相状态组合，并由当前状态预测下一时序状态，如不一致则认为霍尔信号存在异常的故障判断方法，但该种方法相对较复杂，可靠性差，比如在霍尔信号受到某种干扰,导致三路信号同时往一个方向变化,同时也是符合下一个时序预测的的状态，这时无法通过该状态判断出异常。
技术实现思路
[0005]基于此，为解决现有霍尔传感器故障诊断方法相对较复杂，可靠性差的技术问题，提供一种霍尔传感器的故障诊断方法、装置及转向控制系统。
[0006]本专利技术一方面提供了一种霍尔传感器的故障诊断方法，所述霍尔传感器用于检测三相电机的位置；其中，所述故障诊断方法包括如下步骤：
[0007]获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率；
[0008]获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率；
[0009]根据所述转子转动频率与所述霍尔传感器的平均频率，获得第一频率差值；将所述第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，当所述第一频率差值大于等于所述第一预设
阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。
[0010]进一步地，所述“获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率”具体包括如下步骤：
[0011]从电流采样电路获取三相电机的三相采样电流信号；
[0012]通过Clark变换将三相采样电流信号变换为α轴电流及β轴电流；
[0013]根据所述α轴电流及所述β轴电流获得α轴电压和β轴电压；根据所述α轴电压、所述β轴电压及母线电压通过状态观测器得到α轴感应电动势和β轴感应电动势；
[0014]将所述α轴感应电动势和β轴感应电动势经数字锁相环得到转子转速；
[0015]基于所述转子转速，换算得到所述转子转动频率。
[0016]进一步地，所述“获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率”具体包括如下步骤：
[0017]获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，该三相霍尔信号为方波信号，通过周期采样该三相霍尔信号，获得三相霍尔信号的频率；
[0018]将所述三相霍尔信号的频率取平均，获得所述霍尔传感器的平均频率。
[0019]进一步地，还包括如下步骤：
[0020]获取电机位置磁编码器的磁编码信号的磁编码频率；
[0021]根据所述磁编码频率与所述平均频率，获得第二频率差值；将所述第二频率差值与一第二预设阈值进行比较，当所述第二频率差值大于等于所述第二预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。通过获取电机位置磁编码器的磁编码信号的磁编码频率，可以对上述第一频率差值与一第一预设阈值校验故障的方法做进一步的校验，通过双重校验保证其校验的准确性及可靠性。
[0022]本专利技术第二方面提供了一种霍尔传感器的故障诊断装置，所述霍尔传感器用于检测三相电机的位置；所述故障诊断装置包括：
[0023]三相电机转子频率计算模块，用于获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率；
[0024]霍尔传感器信号频率计算模块，用于获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率；
[0025]霍尔传感器故障诊断模块，用于根据所述转子转动频率与所述霍尔传感器的平均频率，获得第一频率差值；将所述第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，当所述第一频率差值大于等于所述第一预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。
[0026]进一步地，所述三相电子转子频率计算模块包括：
[0027]三相电机采样电流信号获取单元，用于从电流采样电路获取三相电机的三相采样电流信号；
[0028]α轴电流及β轴电流变换单元，用于通过Clark变换将三相采样电流信号变换为α轴电流及β轴电流；
[0029]α轴及β轴感应电动势输出单元，用于根据所述α轴电流及所述β轴电流获得α轴电压和β轴电压；根据所述α轴电压、所述β轴电压及母线电压通过状态观测器得到α轴感应电
动势和β轴感应电动势；
[0030]转子转速计算单元，用于将所述α轴感应电动势和β轴感应电动势经数字锁相环得到转子转速；
[0031]转子频率计算单元，用于基于所述转子转速，换算得到所述转子转动频率。
[0032]进一步地，所述霍尔传感器信号频率计算模块包括：
[0033]霍尔传感器信号获取单元，用于获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，该三相霍尔信号为方波信号，通过周期采样该三相霍尔信号，获得三相霍尔信号的频率；
[0034]霍尔传感器平均频率获取单元，用于将所述三相霍尔信号的频率取平均，获得所述霍尔传感器的平均频率。
[0035]进一步地，还包括磁编码频率计算模块，用于获取电机位置磁编码器的磁编码信号的磁编码频率；
[0036]所述霍尔传感器异常故障诊断模块还用于根据所述磁编码频率与所述平均频率，获得第二频率差值；将所述第二频率差值与一第二预设阈值进行比较，当所述第二频率差值大于等于所述第二预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。通过获取电机位置本文档来自技高网...
【技术保护点】
【技术特征摘要】
1.一种霍尔传感器的故障诊断方法，所述霍尔传感器用于检测三相电机的位置；其特征在于，所述故障诊断方法包括如下步骤：获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率；获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率；根据所述转子转动频率与所述霍尔传感器的平均频率，获得第一频率差值；将所述第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，当所述第一频率差值大于等于所述第一预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。2.如权利要求1所述的霍尔传感器故障诊断方法，其特征在于，所述“获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率”具体包括如下步骤：从电流采样电路获取三相电机的三相采样电流信号；通过Clark变换将三相采样电流信号变换为α轴电流及β轴电流；根据所述α轴电流及所述β轴电流获得α轴电压和β轴电压；根据所述α轴电压、所述β轴电压及母线电压通过状态观测器得到α轴感应电动势和β轴感应电动势；将所述α轴感应电动势和β轴感应电动势经数字锁相环得到转子转速；基于所述转子转速，换算得到所述转子转动频率。3.如权利要求1所述的霍尔传感器故障诊断方法，其特征在于，所述“获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率”具体包括如下步骤：获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，该三相霍尔信号为方波信号，通过周期采样该三相霍尔信号，获得三相霍尔信号的频率；将所述三相霍尔信号的频率取平均，获得所述霍尔传感器的平均频率。4.如权利要求1所述的霍尔传感器故障诊断方法，其特征在于，还包括如下步骤：获取电机位置磁编码器的磁编码信号的磁编码频率；根据所述磁编码频率与所述平均频率，获得第二频率差值；将所述第二频率差值与一第二预设阈值进行比较，当所述第二频率差值大于等于所述第二预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。5.一种霍尔传感器的故障诊断装置，所述霍尔传感器用于检测三相电机的位置；其特征在于，所述故障诊断装置包括：三相电机转子频率计算模块，用于获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率；...
【专利技术属性】
技术研发人员：孔德鹏，谷玉川，杨蔓，王祥，
申请(专利权)人：广州汽车集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：
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