CN114248836B - 电机位置信号故障处理方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种电机位置信号故障处理方法及系统，所述电机位置信号故障处理方法，包括：在检测位置传感器的差分信号发生故障，获取故障类型；若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息；若所述故障类型为全部信号失效，则切断电机助力，使转向系统处于安全模式。本发明在MR传感器部分信号可用时，可根据部分可用的MR信号继续进行电机位置解析，保证电机可控，保留电机有限的助力能力，满足转向系统对助力电机的力矩需求。

Description

电机位置信号故障处理方法及系统
技术领域
本发明涉及EPS电动助力转向系统技术领域，特别涉及一种电机位置信号故障处理方法及系统。
背景技术
现有技术主要对于TMR传感器，例如TDK公司的TAD2141角度传感器芯片，可输出sin和cos的4路差分信号，再根据公司提供的TMR软件角度解码方案，可求出电机角度，参考文档见TDK公司的官网文件《TAD2141_Angle_sensor_specification》，该文档对于无故障的sin和cos的4路差分信号是可用正确解析出来电机角度信息的，但是当sin和cos的4路差分信号出现部分故障时，该文档并没有故障后处理机制。
因此，亟需一种电机位置信号故障处理方法及系统来解决上述问题。
发明内容
本发明解决的技术问题在于，提供了一种电机位置信号故障处理方法及系统，能根据未发生故障的MR信号进行电机位置解析，保证电机可控，保留电机有限的助力能力，满足转向系统对助力电机的力矩需求。
本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
一种电机位置信号故障处理方法，包括：在检测到位置传感器的差分信号发生故障时，获取故障类型；若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息；若所述故障类型为全部信号失效，则切断电机助力，使转向系统处于安全模式。
在本发明的较佳实施例中，上述差分信号包括：sin+、sin-、cos+和cos-信号；所述sin+与sin-为对称信号，所述cos+与cos-为对称信号。
在本发明的较佳实施例中，上述若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述位置传感器的差分信号中存在1路信号发生故障时，通过sin+与sin-以及cos+与cos-之间的对称性，构造出故障信号；根据修复后的差分信号以及电机控制算法，获取电机位置信息。
在本发明的较佳实施例中，上述若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述传感器的差分信号中存在2路信号同时发生故障时，确认故障信号是否为对称信号；若是，则根据未发生故障的信号，获取单独的sin或cos信号；根据所述sin或cos信号，获取所述电机位置；若否，则根据未发生故障的差分信号对故障信号进行构造修复，并根据修复后的差分信号以及电机控制算法获取所述电机位置。
在本发明的较佳实施例中，上述若是，则获取单独的sin或cos表格的步骤，包括：获取单独的sin或cos表格；根据所述sin或cos表格以及sin信号或cos信号，获取所述电机位置。
在本发明的较佳实施例中，上述若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表获取所述电机位置信息。
在本发明的较佳实施例中，上述在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表求电机位置信息的步骤，包括：当sin-、sin+以及cos-同时出现故障时，根据cos+表格获取所述电机位置信息；当sin-、sin+以及cos+同时出现故障时，根据cos-表格获取所述电机位置信息；当cos-、cos+以及sin-同时出现故障时，根据sin+表格获取所述电机位置信息；当cos-、cos+以及sin+同时出现故障时，根据sin-表格获取所述电机位置信息。
一种电机位置信号故障处理系统，其特征在于，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有电机位置信号故障处理程序，所述电机位置信号故障处理程序被所述处理器执行时实现如上述中任一项所述的电机位置信号故障处理方法的步骤。
本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：当MR位置传感器的四路差分信号发生故障时，根据故障类型的不同分别进行处理，如果MR位置传感器彻底不可用，则通知主程序切断电机助力，防止EPS控制器错乱助力；如果MR传感器部分信号可用，可根据部分可用的MR信号继续进行电机位置解析，保证电机可控，保留电机有限的助力能力，满足转向系统对助力电机的力矩需求。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本发明的实施例，并与说明书一起用于解释本发明的原理。
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，对于本领域普通技术人员而言，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例示出的一种电机位置信号故障处理方法的流程图；
图2为本发明实施例示出的一种EPS系统电机位置信号框图；
图3为本发明实施例示出的MR四路信号求电机位置信息的框图；
图4为本发明实施例示出的根据信号对称性构造故障单相信号的框图；
图5为本发明实施例示出的两路对称的MR信号故障时获取电机位置的框图；
图6为本发明实施例示出的原始非故障相查表求电机位置信息的框图。
具体实施方式
为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的实施例保护的范围。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，而且所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
可选地，当MR传感器的四路信号均正常无故障时，则根据电机控制算法直接求解电机位置信息。
请参阅图1至图6，如图1至图6所示，本发明一实施方式的电机位置信号故障处理方法，包括以下步骤：
步骤S11：在检测到位置传感器的差分信号发生故障时，获取故障类型；
可选地，差分信号包括：sin+、sin-、cos+和cos-信号；所述sin+与sin-为对称信号，所述cos+与cos-为对称信号。
步骤S12：若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息；
可选地，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述位置传感器的差分信号中存在1路信号发生故障时，通过sin+与sin-以及cos+与cos-之间的对称性，构造出故障信号；根据修复后的差分信号以及电机控制算法，获取电机位置信息。
示例性地，MR传感器中的某1路信号发生故障时，通过sin+/sin-和cos+/cos-之间的对称性，构造出来故障信号。
如图4框图所示，当MR传感器的sin-出现故障时，则根据sin+信号构造出来sin-,然后根据电机控制算法，继续求解电机位置信息。当MR传感器的sin+出现故障时，则根据sin-信号构造出来sin+,然后根据电机控制算法，继续求解电机位置信息。当MR传感器的cos-出现故障时，则根据cos+信号构造出来cos-,然后根据电机控制算法，继续求解电机位置信息。当MR传感器的cos+出现故障时，则根据cos-信号构造出来cos+,然后根据电机控制算法，继续求解电机位置信息。
可选地，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述传感器的差分信号中存在2路信号同时发生故障时，确认故障信号是否为对称信号；若是，则根据未发生故障的信号，获取单独的sin或cos信号；根据所述sin或cos信号，获取所述电机位置；若否，则根据未发生故障的差分信号对故障信号进行构造修复，并根据修复后的差分信号以及电机控制算法获取所述电机位置。
可选地，若是，则获取单独的sin或cos表格的步骤，包括：获取单独的sin或cos表格；根据所述sin或cos表格以及sin信号或cos信号，获取所述电机位置。
示例性地，当MR传感器中的其中2路信号同时发生故障时，3.1和3.2的情况如图5所示，设计单独的sin/cos表格，单sin/cos信号，通过查表单sin/cos表格输出电机位置信息。3.3～3.6的故障情况，则根据上述单信号故障的设计方案进行处理。
3.1当MR传感器的sin-和sin+同时出现故障时，则根据cos-和cos+信号输出cos，然年根据设计的cos表格，单cos信号查表获取位置信息。
3.2当MR传感器的cos-和cos+同时出现故障时，则根据sin-和sin+信号输出sin，然年根据设计的sin表格，单sin信号查表获取位置信息；3.3当MR传感器的sin-和cos+同时出现故障时，则根据sin-和cos+信号分别构造出来sin+和cos-,然后根据步骤1正常求解电机位置信息。
3.4当MR传感器的sin-和cos-同时出现故障时，则根据sin-和cos-信号分别构造出来sin+和cos+,然后根据步骤1正常求解电机位置信息。
3.5当MR传感器的sin+和cos+同时出现故障时，则根据sin+和cos+信号分别构造出来sin-和cos-,然后根据步骤1正常求解电机位置信息。
3.6当MR传感器的sin+和cos-同时出现故障时，则根据sin+和cos-信号分别构造出来sin-和cos+,然后根据步骤1正常求解电机位置信息。
可选地，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表获取所述电机位置信息。
可选地，在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表求电机位置信息的步骤，包括：当sin-、sin+以及cos-同时出现故障时，根据cos+表格获取所述电机位置信息；当sin-、sin+以及cos+同时出现故障时，根据cos-表格获取所述电机位置信息；当cos-、cos+以及sin-同时出现故障时，根据sin+表格获取所述电机位置信息；当cos-、cos+以及sin+同时出现故障时，根据sin-表格获取所述电机位置信息。
示例性地，当MR传感器中的其中3路信号同时发生故障时，如图6所示，则根据原始非故障相查表求电机位置信息。
4.1当MR传感器的SIN-和SIN+以及COS-同时出现故障时，则根据COS+信号通过设计的COS+表格，单COS+信号查表获取位置信息；
4.2当MR传感器的SIN-和SIN+以及COS+同时出现故障时，则根据COS-信号通过设计的COS-表格，单COS-信号查表获取位置信息；
4.3当MR传感器的COS-和COS+以及SIN-同时出现故障时，则根据SIN+信号通过设计的SIN+表格，单SIN+信号查表获取位置信息；
4.4当MR传感器的COS-和COS+以及SIN+同时出现故障时，则根据SIN-信号通过设计的SIN表格，单SIN-信号查表获取位置信息。
步骤S13：若所述故障类型为全部信号失效，则切断电机助力，使转向系统处于安全模式。
示例性地，当MR传感器中的其中4路信号同时发生故障时,则直接报故障，切断电机助力，防止电机错乱助力，让EPS系统处于安全模式。
本发明的电机位置信号故障处理方法，在EPS系统用永磁同步电机控制中，当MR位置传感器部分失效后，通过本发明设计的MR故障处理机制，可以分情况对剩余的MR信号进行电机位置解析，保证当MR故障时最大限度的利用有效的MR信号解析电机位置信息，让EPS系统继续运行，保证电机可控，保留电机有限的助力能力，满足转向系统对助力电机的力矩需求。只有当MR的4路信号完全失效后，才会将故障上报给主程序，由主程序再切断助力电机，防止助力电机错乱输出助力，使得转向系统处于安全模式。
本发明还提供一种电机位置信号故障处理系统，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有电机位置信号故障处理程序，所述电机位置信号故障处理程序被所述处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的电机位置信号故障处理方法的步骤。
应该理解的是，虽然图1的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，图1中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或网络设备等)执行本发明实施例各个实施场景所述的方法。
以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例及附图是示例性的，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的，不能理解为对本发明的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型和组合均属于本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种电机位置信号故障处理方法，其特征在于，所述电机位置信号故障处理方法，包括：
在检测到位置传感器的差分信号发生故障时，获取故障类型，所述差分信号包括：sin+、sin-、cos+和cos-信号，所述sin+与sin-为对称信号，所述cos+与cos-为对称信号；
若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息；
若所述故障类型为全部信号失效，则切断电机助力，使转向系统处于安全模式；
其中，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：
在检测到所述传感器的差分信号中存在2路信号同时发生故障时，确认故障信号是否为对称信号；
若是，则根据未发生故障的信号，获取单独的sin或cos信号；
根据所述sin或cos信号，获取所述电机位置；
若否，则根据未发生故障的差分信号对故障信号进行构造修复，并根据修复后的差分信号以及电机控制算法获取所述电机位置。
2.如权利要求1所述的电机位置信号故障处理方法，其特征在于，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：
在检测到所述位置传感器的差分信号中存在1路信号发生故障时，通过sin+与sin-以及cos+与cos-之间的对称性，构造出故障信号；
根据修复后的差分信号以及电机控制算法，获取电机位置信息。
3.如权利要求1所述的电机位置信号故障处理方法，其特征在于，若是，则获取单独的sin或cos表格的步骤，包括：
获取单独的sin或cos表格；
根据所述sin或cos表格以及sin信号或cos信号，获取所述电机位置。
4.如权利要求1所述的电机位置信号故障处理方法，其特征在于，若所述故障类型为部分信号失效，则根据有效的差分信号，获取电机位置信息的步骤，包括：
在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表获取所述电机位置信息。
5.如权利要求4所述的电机位置信号故障处理方法，其特征在于，在检测到所述传感器的差分信号中存在3路信号同时发生故障时，原始非故障相查表求电机位置信息的步骤，包括：
当sin-、sin+以及cos-同时出现故障时，根据cos+表格获取所述电机位置信息；
当sin-、sin+以及cos+同时出现故障时，根据cos-表格获取所述电机位置信息；
当cos-、cos+以及sin-同时出现故障时，根据sin+表格获取所述电机位置信息；
当cos-、cos+以及sin+同时出现故障时，根据sin-表格获取所述电机位置信息。
6.一种电机位置信号故障处理系统，其特征在于，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有电机位置信号故障处理程序，所述电机位置信号故障处理程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至5中任一项所述的电机位置信号故障处理方法的步骤。
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