用于解析器的故障诊断方法技术

本发明专利技术涉及一种用于解析器的故障诊断方法，包括以下步骤：在将励磁信号施加到解析器的状态下，接收电动机旋转时从解析器输入的、用于检测电动机转子的绝对角位置的输出信号；从接收到的作为电压信号从解析器输入的输出信号中，周期性采样并读取用于故障诊断的电压值；计算接收到的输出信号中的、生成用于检测转子的绝对角位置的角度检测信号的两个输出信号的电压值之间的差；以及通过将所述电压值之间的差与预设的设定电压进行比较，确定解析器的励磁信号和输出信号之间的短路。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术总体涉及用于解析器/分解器(resolver)的故障诊断方法。更具体地，本专利技术涉及能够精确诊断用于检测电动机转子的绝对角位置的解析器的故障的方法。
技术介绍
近年来，由于高油价、二氧化碳排放法规等，已经积极研究了能够替代现有内燃机车辆的环保型车辆，例如，纯电动车辆(EV)、混合动力电动车辆(HEV)和燃料电池电动车辆(FCEV)。在这些环保型车辆中，电动机(即，牵引电动机)被用作牵引源。电动机通常是永磁同步电动机，尤其是内部永磁同步电动机，其具有高功率和高效率的特性。另外，在车辆中安装有用于驱动和控制电动机的逆变器系统，并且使用解析器作为用于检测电动机转子的绝对角位置(θ)的位置传感器，该绝对角位置(θ)被用来控制电动机。通常，解析器包括定子、转子和旋转变压器。定子和转子的线圈被缠绕为使得它们的磁通量分布相对于角度变为正弦波。如果将第一输入信号和第二输入信号(作为励磁信号的Rez+和Rez-)施加到初级侧线圈(即，输入级)，并且使旋转轴(转子)旋转，则线圈的磁耦合系数被改变，使得在次级侧线圈(即，输出级)中分别生成载波的振幅变化的信号。在此情况下，线圈被缠绕为使得根据旋转轴的旋转角，信号具有正弦(sin)和余弦(cos)形式。因此，如上所述在次级侧线圈中生成的信号是通过解析器的输出级输出的输出信号(即，电压信号)S1至S4，并且输出信号具有正弦(sin)信号或余弦(cos)信号的形式。另一方面，为了执行环保型车辆中使用的电动机的向量控制，坐标系应当与电动机的磁通量位置同步设定。为此，需要读取电动机转子的绝对角位置。因此，使用解析器来检测绝对角位置。使用解析器精确感测转子的每个相位，使得可以执行在EV、HEV和FCEV中所需的电动机转速控制和扭矩控制。因此，解析器的角色在控制电动机方面进一步增加。然而，如果由于解析器的接线失配而导致无法测量电动机驱动系统的精确位置，则不可能执行校正电动机偏移(offset)的功能等。因此，车辆的行驶环境恶化。特别地，如果由于解析器短路而导致在解析器中发生故障，则不可能检测电动机故障。另外，甚至可能发生对车辆进行驱动变为不可能的情形。因此，开发能够精确诊断在解析器中发生的故障(例如，短路)的技术是重要的。如图1所示，解析器10包括输入级101，第一输入信号(正励磁信号Rez+)和第二输入信号(负励磁信号Rez-)作为励磁信号201被输入到输入级；第一输出级102，其被配置为输出第一输出信号S1和第三输出信号S3，它们构成从励磁信号201生成的正弦信号；以及第二输出级103，其被配置为输出第二输出信号S2和第四输出信号S4，它们构成从励磁信号201生成的余弦信号。第一输出信号S1是从第一输出级102的(+)端子输出的信号，第三输出信号S3是从第一输出级102的(-)端子输出的信号。第二输出信号S2是从第二输出级103的(+)端子输出的信号，第四输出信号S4是从第二输出级103的(-)端子输出的信号。被配置为执行解析器100故障诊断和电动机控制的通用控制器200包括中央处理单元(CPU)和连接至CPU的解析器-数字转换器(RDC)。在控制器200中，通过RDC生成故障信号，并且当在RDC中生成的故障信号被输入到CPU时，可以确定解析器100的故障。在下文中，针对在环保型车辆中用作电动机位置传感器的解析器的常规故障诊断方法描述如下。首先，使用从解析器输出的电压信号(即，输出信号S1、S2、S3和S4)来诊断解析器的故障。如果在电动机的旋转中，输出信号S1、S2、S3和S4中的任何一个与励磁信号短路，如图2所示，则短路的输出信号具有恒定电压值，并且其他信号以它们的极性相对于短路的输出信号的极性被颠倒的状态摆动(swing)。在该状态中，通过比较输出信号的电压值与设置为(+)和(-)诊断电平的设定电压来确定解析器的故障。这里，(+)和(-)设定电压被确定为在正常状态中的输出信号和在短路状态中的输出信号之间的值。如果输出信号的电压值在诊断电平之外，即如果输出信号的电压值超出(+)和(-)设定电压之间的范围，则确定出在励磁信号和输出信号之间发生了短路。然而，在上述常规诊断方法中，在正常状态中的输出信号和在短路状态中的输出信号之间的裕度(margin)是小的，并且输出信号对解析器部件容差和温度引起的励磁信号的变化敏感。因此很可能做出错误诊断。
技术实现思路
本专利技术提供用于解析器的故障诊断方法，以检测在解析器的励磁信号和输出信号之间的短路，该方法能够防止由于对励磁信号变化的敏感性而导致的错误诊断，并且提高诊断的准确性，因为在正常状态中的电压和短路状态中的电压之间存在较大的裕度。根据本专利技术的实施例，一种用于解析器的故障诊断方法包括以下步骤：在将励磁信号施加到解析器的状态下，接收电动机旋转时从解析器输入的、用于检测电动机转子的绝对角位置的输出信号；从接收到的作为电压信号从解析器输入的输出信号中，周期性采样并读取用于故障诊断的电压值；计算接收到的输出信号中的、生成用于检测转子的绝对角位置的角度检测信号的两个输出信号的电压值之间的差；以及通过将所述电压值之间的差与预设的设定电压进行比较，确定解析器的励磁信号和输出信号之间的短路。生成角度检测信号的两个输出信号可以是以正弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号。生成角度检测信号的两个输出信号可以是以余弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号。生成角度检测信号的两个输出信号可以是以正弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号和以余弦信号的形式生成角度检测信号的另一对输出信号。将一对输出信号的电压值之间的差与设定电压进行比较，并且将另一对输出信号的电压值之间的差与设定电压进行比较。设定值被配置有被设定为正值的正(+)设定值和被设定为负值的负(-)设定值。该方法还可以包括以下步骤：当两个输出信号的电压值之间的差大于正(+)设定值或小于负(-)设定值时，确定出在励磁信号和输出信号之间发生了短路。该方法还可以包括以下步骤：当两个输出信号的电压值之间的差是正值并且大于正(+)设定值时，确定出在解析器的正励磁信号和输出信号之间发生了短路。该方法还可以包括以下步骤：当两个输出信号的电压值之间的差是负值并且小于负(-)设定值时，确定出在解析器的负励磁信号和输<本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于解析器的故障诊断方法，包括以下步骤：在将励磁信号施加到解析器的状态下，接收电动机旋转时从解析器输入的、用于检测电动机转子的绝对角位置的输出信号；从接收到的作为电压信号从解析器输入的输出信号中，周期性采样并读取用于故障诊断的电压值；计算接收到的输出信号中的、生成用于检测转子的绝对角位置的角度检测信号的两个输出信号的电压值之间的差；以及通过将所述电压值之间的差与预设的设定电压进行比较，确定解析器的励磁信号和输出信号之间的短路。

【技术特征摘要】
2014.12.03 KR 10-2014-01718991.一种用于解析器的故障诊断方法，包括以下步骤：
在将励磁信号施加到解析器的状态下，接收电动机旋转时从解析器
输入的、用于检测电动机转子的绝对角位置的输出信号；
从接收到的作为电压信号从解析器输入的输出信号中，周期性采样
并读取用于故障诊断的电压值；
计算接收到的输出信号中的、生成用于检测转子的绝对角位置的角
度检测信号的两个输出信号的电压值之间的差；以及
通过将所述电压值之间的差与预设的设定电压进行比较，确定解析
器的励磁信号和输出信号之间的短路。
2.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其中生成角度检测信号的
两个输出信号是以正弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号。
3.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其中生成角度检测信号的
两个输出信号是以余弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号。
4.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其中生成角度检测信号的
两个输出信号是以正弦信号的形式生成角度检测信号的一对输出信号和
以余弦信号的形式生成角度检测信号的另一对输出信号，并且
其中将所述一对输出信号的电压值之间的差与所述设定电压进行比
较，并且将所述另一对输出信号的电压值之间的差与所述设定电压进行
比较。
5.根据权利要求1所述的故障诊断方法，其中所述设定值被配置有
被设定为正值的正(+)设定值和被设定为负值的负(-)设定值。
6.根据权利要求5所述的故障诊断方法，还包括以下步骤：
当所述两个输出信号的电压值之间的差大于所述正(+)设定值或小

\t于所述负(-)设定值时，确定出在励磁信号和输出信号之间发生了短路。
7.根据权利要求6所述的故障诊断方法，还包括以下步骤：

【专利技术属性】
技术研发人员：孙基凤，金慧承，崔远景，郭宪领，
申请(专利权)人：现代自动车株式会社，起亚自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：韩国;KR