Bldc位置传感器的故障诊断方法、容错控制方法及其系统的制作方法
【专利摘要】本发明提出了一种车用无刷直流电机位置传感器的故障诊断方法、容错控制方法及容错控制系统。两种方法均按电机起步阶段和正常调速阶段进行。在起步阶段，根据位置传感器信号跳变判断转子位置，进而判断位置传感器的故障状态，并依此选择电机启动方式。在正常调速阶段，根据转子位置估计技术计算转子位置值，与位置传感器信号进行比较判断故障状态，并依此校验转子位置及电机转速。容错控制模块包括两两连接的转子位置观测单元、位置传感器故障诊断单元以及容错控制单元。本发明能够准确判断位置传感器的故障状态，在传感器故障状态下，采用容错控制方法，能够维持电机正常启动和调速控制，有效解决突发的传感器故障造成的不安全性或其他损害。
【专利说明】BLDC位置传感器的故障诊断方法、容错控制方法及其系统
【技术领域】
[0001]本发明属于车用无刷直流电动机(BLDC)【技术领域】，涉及一种车用无刷直流电机的控制方法和控制系统。
【背景技术】
[0002]相比有刷直流电机系统，无刷直流电机系统在效率、耐久性、安全性等方面具有很大优势。它们结构上的不同之处在于，无刷直流电机需要安装获取转子位置的位置传感器，一般是霍尔传感器。然而霍尔器件在湿热等恶劣条件下容易失效，不能正确地给出转子位置信号，从而使无刷直流电机不能正常运行。为了增强系统的可靠性，需要对电机系统实施一定的控制方案，使得电机在霍尔元件失效的情况下也能正常运行，这就涉及到容错控制策略。
[0003]现有技术中提出过双模控制方法，即当霍尔传感器发生故障的时候自动切换电源，以对抗霍尔传感器的失效。但是，这种方法使正在运行的电机停止运转，电机电流急速下降，造成巨大的转矩脉动。因此，能够综合有位置传感器控制方案启动控制的高效性及无位置传感器控制方案在位置传感器发生故障时仍能维持电机正常运转的容错控制技术具有极大的研究价值。
【发明内容】
[0004]本发明的目的在于提供一种能够有效解决无刷直流电机由于霍尔传感器故障不能正常运转的状况，以保证系统安全性和可靠性的车用无刷直流电机位置传感器的故障诊断方法，基于故障诊断的容错控制方法及其控制系统。
[0005]为了达到上述目的，本发明的解决方案是:
[0006]一种车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，包括以下步骤:
[0007](I)检测电机转速，并与转速阈值进行比较；其中，所述转速阈值为设定值，为起步阶段电机转速的上限值；
[0008](2)若所述电机转速小于所述转速阈值，则电机处于起步阶段，采用起步阶段故障诊断方法对位置传感器的故障状态进行诊断；否则，电机处于正常调速阶段，采用正常调速阶段故障诊断方法对位置传感器的故障状态进行诊断。
[0009]所述步骤(2)中起步阶段故障诊断方法包括以下步骤:
[0010](211)检测位置传感器信号跳变及位置传感器信号跳变所报告的转子位置Θ L,并在位置传感器信号跳变时开始计时t ；
[0011](212)等待位置传感器信号再次跳变，并检测此时位置传感器信号跳变所报告的转子位置ΘΝ;
[0012](213)若位置传感器信号未发生跳变且所述时间t大于或者等于时间阈值T时，则位置传感器全部故障；其中，所述时间阈值T为设定值，为位置传感器跳变间隔时间的上限值；[0013]若位置传感器信号发生跳变且所述时间t小于所述时间阈值T，则计算(Θ -θ N)的值，并根据计算结果判断位置传感器的故障状态；
[0014]优选的，所述步骤(213)中根据计算结果判断位置传感器的故障状态包括:
[0015](a)若计算结果为Ji /3或者-5 π /3，则三相位置传感器均正常；
[0016](b)若计算结果为2 π /3或者-4 π /3，则一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常；
[0017](c)若计算结果为π或者_π，则两个位置传感器发生故障，另外一个位置传感器正常或者一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常。
[0018]优选的，所述步骤(b)中，当电机为正转时，包括以下情况:
[0019]若ΘΝ等于π/2或者3 π/2，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常；
[0020]若θ Ν等于Ji /6或者7 π /6，则B相位置传感器出现故障，Α、B相位置传感器正常；
[0021]若θ Ν等于5 π /6或者11 π /6，则C相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正
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[0022]所述步骤(b)中，当电机为反转时，包括以下情况:
[0023]若θ N等于11 Ji /6或者5 π /6，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常；
[0024]若θ N等于3 π /2或者π /2，则B相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正常；
[0025]若ΘΝ等于7π/6或者π/6，则C相位置传感器出现故障，Α、Β相位置传感器正常。
[0026]优选的，所述步骤(C)还包括:继续等待位置传感器信号发生跳变，并检测此时位置传感器所报告的转子位置9,;计算(0%)的值，并根据计算结果确定具体的位置传感器故障状态，包括:
[0027]若(Θ F- θ N)等于/3或者-5 π /3，并且θ N等于Ji /6或者7 π /6，则A相位置传感器故障，B、C相位置传感器正常；
[0028]若(Θ「ΘΝ)等于/3或者-5 π/3，并且θ Ν等于5 π/6或者11 π/6，则B相传感器故障，A、C相位置传感器正常；
[0029]若(Θ F- θ N)等于/3或者-5 π /3，并且θ N等于Ji /2或者3 π /2，则C相传感器故障，Α、B相位置传感器正常；
[0030]若(Θ F- θ Ν)等于Ji或者-Ji ,并且θ Ν不等于/6和7 π /6,则B、C两相传感器故障，A相位置传感器正常；
[0031]若(Θ F- θ N)等于Ji或者-Ji ,并且θ N不等于5 π /6和11 π /6,则A、C两相传感器故障，B相位置传感器正常；
[0032]若(Θ F- θ N)等于Ji或者-Ji，并且θ N不等于Ji /2和3 /2,则A、B两相传感器故障，C相位置传感器正常。
[0033]所述步骤(2)中正常调速阶段故障诊断方法包括以下步骤:
[0034](221)读取上一时刻位置传感器的故障状态，并确定位置传感器信号组合次序表；采用转子位置估计技术实时计算转子位置，得到转子位置估计量；所述位置传感器信号组合次序表表示的是三相位置传感器均正常时的位置传感器信号组合的次序规律；
[0035](222)检测位置传感器信号，当所述位置传感器信号组合为所述位置传感器信号组合次序表中的一项且与所述转子位置估计量一致时，启动普通诊断模式；否则，启动紧急诊断模式；
[0036](223)更新位置传感器的故障状态。
[0037]所述步骤(222)中普通诊断模式的步骤为:
[0038](a)根据所述位置传感器信号组合，查所述位置传感器信号组合次序表，预测下一次跳变后所述位置传感器信号组合；
[0039](b)若所述转子位置估计量的跳变与所述位置传感器信号组合的跳变不一致，则位置传感器发生故障；否则位置传感器正常。
[0040]优选的，所述步骤(b)中，所述转子位置估计量的跳变与所述位置传感器信号组合的跳变不一致判断出位置传感器出现故障包括两种情况:
[0041]在未检测到所述转子位置估计量跳变的情况下，检测到所述位置传感器信号组合跳变，但是新的位置传感器信号组合与所述位置传感器信号组合的预测组合不一致，则出现不一致的相的位置传感器发生故障；
[0042]当检测到所述转子位置估计量跳变而同相的所述位置传感器信号尚未跳变，则此同相的位置传感器发生故障。
[0043]所述步骤(222)中紧急诊断模式的步骤为:
[0044](a)等待所述转子位置估计量出现一次跳变；
[0045](b)所述转子位置估计量出现跳变后，对比此时的位置传感器信号组合与转子位置估计量，若有不同，则对应相的位置传感器发生故障；否则，位置传感器正常。
[0046]—种基于上述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法的容错控制方法，包括以下步骤:
[0047](I)检测电机转速，并比较所述电机转速与所述转速阈值的大小；
[0048](2)当所述电机转速小于所述转速阈值时，判断处于起步阶段，采取所述起步阶段故障诊断方法对位置传感器进行故障诊断，并根据故障诊断结果进行起步阶段容错控制；当所述电机转速大于或者等于所述转速阈值时，判断处于正常调速阶段，采取所述正常调速阶段故障诊断方法对位置传感器进行故障诊断，并根据故障诊断结果进行正常调速阶段容错控制。
[0049]所述步骤(2)中起步阶段容错控制为:
[0050](211)当故障诊断结果表明所述位置传感器全部正常时，采用自启动方式启动电机；
[0051](212)当故障诊断结果表明一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常时，采用自启动方式启动电机；
[0052](213)当故障诊断结果表明两个位置传感器发生故障，另外一个位置传感器正常或者三个位置传感器全部故障时，采用无位置传感器启动方式启动电机；优选的，所述步骤
(213)中的无位置传感器启动方式为电感启动方式。
[0053]优选的，所述步骤(2)中正常调速阶段容错控制为:
[0054](221)对发生故障的位置传感器，转子位置信号采取利用转子位置估计技术计算的所述转子位置估计量；对于未发生故障的位子传感器，转子位置信号采用所述位置传感器的信号；
[0055](222)采用所述转子位置估计技术计算转子转速，并与离散转速进行比较；当所述采用转子位置估计技术计算的转子转速与所述离散转速相差在额定的百分比范围时，转子转速采用所述离散转速；否则，转子转速采用所述利用转子位置估计技术计算的转子转速；
[0056]其中，所述额定的百分比范围为设定值，所述离散转速为利用位置传感器信号计算得到的转速。
[0057]优选的，所述额定的百分比范围为[_5%，+5%]。
[0058]一种实现上述的车用无刷直流电机的位置传感器的容错控制方法的容错控制模块，包括转子位置观测单元、位置传感器故障诊断单元以及容错控制单元；其中，所述转子位置观测单元与所述位置传感器故障诊断单元连接，采用转子位置估计技术计算转子位置信息以及电机转速信息，并发送给所述位置传感器故障诊断单元；所述位置传感器故障诊断单元与所述位置传感器连接，接收所述位置传感器的信号，并接收所述转子位置观测单元发送的转子位置信息和电机转速信息，比较所述接收的信息，判断位置传感器的故障状态，同时将所述故障状态发送给所述容错控制单元；所述容错控制单元控制所述转子位置观测单元及所述位置传感器故障诊断单元的任务调度，接收所述位置传感器故障诊断单元发送的所述故障状态，并根据所述故障状态控制电机运行。
[0059]所述位置传感器故障诊断单元包括起步阶段故障诊断部分以及正常调速阶段故障诊断部分；所述起步阶段故障诊断部分在电机处于起步阶段时进行位置传感器的故障诊断，所述正常调速阶段故障诊断部分在电机处于正常调速阶段时进行位置传感器的故障诊断。
[0060]所述容错控制模块包括起步控制部分以及调速控制部分；所述起步控制部分在电机处于起步阶段时对电机的启动方式进行容错控制，即根据位置传感器的故障诊断结果选择电机的启动方式；所述调速控制部分在电机进入正常调速阶段后进行转子位置及转速的校验，之后再进行基于位置估计的调速控制。
[0061]由于采用上述方案，本发明的有益效果是:本发明提出了一种车用无刷直流电机位置传感器故障诊断方法，基于该故障诊断方法的容错控制方法及其控制系统，综合了有位置传感器控制方案启动控制的高效性和无位置传感器控制方案在位置传感器发生故障时仍能维持电机正常运转的优点。本发明能够准确判断位置传感器的故障状态，在传感器故障状态下，采用容错控制方法，能够维持电机正常启动和调速控制，有效解决突发的传感器故障造成的不安全性或其他损害。
【专利附图】
【附图说明】
[0062]图1本发明实施例中车用无刷直流电机三个位置传感器的信号图；
[0063]图2本发明实施例中正常调速阶段位置传感器的故障诊断方法的流程图；
[0064]图3本发明实施例中无刷直流电机位置传感器容错控制方法的流程图；
[0065]图4本发明实施例中无刷直流电机位置传感器容错控制系统的结构示意图；
[0066]图5本发明实施例中无刷直流电机系统的总体结构示意图。【具体实施方式】
[0067]以下结合附图所示实施例对本发明作进一步的说明。
[0068]本发明提出了一种车用无刷直流电机位置传感器的故障诊断方法、基于位置传感器故障诊断的容错控制方法及其容错控制系统，该故障诊断方法检测无刷直流电机位置传感器的故障状态，容错控制方法根据位置传感器的故障状态对电机的运行进行容错控制，以避免位置传感器的故障对电机运行造成不利影响。
[0069]一般地，无刷直流电机(BLDC)有三个霍尔传感器作为位置传感器并从中获取转子位置信息。根据控制过程的特殊性，无刷直流电机控制过程包括启动控制和正常调速控制。当转子转速高于一定转速阀值时，电机由启动控制进入正常调速控制过程。本发明中位置传感器的故障诊断也分这两个阶段区别进行。
[0070]本发明的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法包括以下步骤:
[0071](I)检测电机转速，并比较电机转速与转速阈值的大小；其中，转速阈值为设定值，为起步阶段电机转速的上限值；
[0072](2)当电机转速小于转速阈值时，判断电机处于起步阶段，采用起步阶段故障诊断方法；否则，判断电机处于正常调速阶段，采用正常调速阶段故障诊断。
[0073]在起步阶段进行位置传感器的故障诊断时，可以依据位置传感器信号来判断传感器的故障情况。如表I所示为正转情况下位置传感器正常时信号跳变的判断依据，图2所示为反转情况下位置传感器正常时信号跳变的判断依据。从表I和表2可知位置传感器信号跳变对应着特定的转子位置，这对三位置传感器而言是独立的；同时，信号跳变对应的转子位置是以n/3间隔出现的。因此，根据信号跳变而报告的转子位置，可以判断位置传感器的故障状态。从而，上述步骤(2)中正常调速阶段故障诊断方法包括如下步骤:
[0074](211)检测位置传感器信号跳变及位置传感器信号跳变所报告的转子位置Θ L,并在位置传感器信号跳变时开始计时t ；
[0075](212)等待位置传感器信号再次发生跳变，并检测此时位置传感器信号跳变所报告的转子位置ΘΝ;
[0076](213)若位置传感器信号未发生跳变且时间t大于或者等于时间阈值T时，则三相位置传感器全部故障；其中，时间阈值T为设定值，为位置传感器跳变间隔时间的上限值；若位置传感器信号发生跳变且时间t小于时间阈值T，则计算(ΘΝ-Θ J的值，根据计算结果判断位置传感器的故障状态。
[0077]上述步骤(213)中:当两者差值为 或者 时，三相位置传感器均正常；当差值为2 π /3或者-4 π /3时，某一个位置传感器出现故障，另外两个位置传感器正常，根据ΘΝ可以确定具体的故障源；当差值为或者-π时，有两种可能，两个位置传感器出现故障，另外一个位置传感器正常和一个位置传感器出现故障，另外两个位置传感器正常，需要根据下一次信号跳变所报告的转子位置Θ F作进一步判断，可以结合(Θ F- θ N)的值确定具体的位置传感器故障情况。
[0078]根据表3，当电机正转且(θ Ν- Θ J的值为2 π /3或者-4 π /3时，包括以下情况:
[0079]若θ Ν等于Ji /2或者3 π /2，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常；[0080]若θ N等于Ji /6或者7 π /6，则B相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正常；
[0081]若θ Ν等于5 π /6或者11 π /6，则C相位置传感器出现故障，Α、Β相位置传感器正
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[0082]根据表4，当反转且(θ Ν- Θ J的值为2 π /3或者-4 π /3时，包括以下情况:
[0083]若θ Ν等于11 Ji /6或者5 π /6，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常；
[0084]若θ N等于3 π /2或者π /2，则B相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正常；
[0085]若θ Ν等于7 π /6或者π /6，则C相位置传感器出现故障，Α、B相位置传感器正常；
[0086]当(ΘΝ-Θ,)的值为或者-Ji时，包括以下情况:
[0087](I)若(ΘΡ-ΘΝ)等于/3或者-5 π/3，并且θ Ν等于π/6或者7 π/6，则A相位置传感器故障，B、C两相位置传感器正常；
[0088](2)若(ΘΡ-ΘΝ)等于 JI/3 或者-5 /3，并且 θ Ν 等于 5 π/6 或者 IIji/6，则 B 相位置传感器故障，A、C两相位置传感器正常；
[0089](3)若(ΘΡ-ΘΝ)等于/3或者-5 π/3，并且θ Ν等于π/2或者3 π/2，则C相位置传感器故障，Α、B两相位置传感器正常；
[0090](4)若(Θ F- θ Ν)等于Ji或者-Ji，并且θ Ν不等于Ji /6和7 /6,则B、C两相位置传感器故障，A相位置传感器正常；
[0091](5)若(0F-0N)等于Ji或者-Ji ,并且θ N不等于5 π /6和11 π /6,则A、C两相位置传感器故障，B相位置传感器正常；
[0092](6)若(Qf-Qn)等于π或者-π，并且θ ν不等于π /2和3 /2,则Α、B两相位置传感器故障，C相位置传感器正常。
[0093]表I正转时根据信号跳变所报告的转子位置对传感器故障的具体判别
[0094]
【权利要求】
1.一种车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)检测电机转速，并与转速阈值进行比较；其中，所述转速阈值为设定值，为起步阶段电机转速的上限值； (2)若所述电机转速小于所述转速阈值，则电机处于起步阶段，采用起步阶段故障诊断方法对位置传感器的故障状态进行诊断；否则，电机处于正常调速阶段，采用正常调速阶段故障诊断方法对位置传感器的故障状态进行诊断。
2.根据权利要求1所述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，其特征在于:所述步骤(2)中起步阶段故障诊断方法包括以下步骤: (211)检测位置传感器信号跳变及位置传感器信号跳变所报告的转子位置Θ?并在位置传感器信号跳变时开始计时t ； (212)等待位置传感器信 号再次跳变，并检测此时位置传感器信号跳变所报告的转子位置0 N ； (213)若位置传感器信号未发生跳变且所述时间t大于或者等于时间阈值T时，则位置传感器全部故障；其中，所述时间阈值T为设定值，为位置传感器跳变间隔时间的上限值； 若位置传感器信号发生跳变且所述时间t小于所述时间阈值T，则计算(Θ L- Θ N)的值，并根据计算结果判断位置传感器的故障状态； 优选的，所述步骤(213)中根据计算结果判断位置传感器的故障状态包括: Ca)若计算结果为π /3或者-5 π /3，则三相位置传感器均正常； (b)若计算结果为2π /3或者-4 π /3，则一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常； (c)若计算结果为π或者-η，则两个位置传感器发生故障，另外一个位置传感器正常或者一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常； 优选的，所述步骤(b)中，当电机为正转时，包括以下情况: 若θ N等于Ji /2或者3 π /2，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常； 若θ Ν等于/6或者7 π /6，则B相位置传感器出现故障，Α、B相位置传感器正常； 若θ Ν等于5 π /6或者11 π /6，则C相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正常； 所述步骤(b)中，当电机为反转时，包括以下情况: 若θ N等于11 Ji /6或者5 π /6，则A相位置传感器出现故障，B、C相位置传感器正常； 若θ Ν等于3 π /2或者π /2，则B相位置传感器出现故障，A、C相位置传感器正常； 若θ Ν等于7 π /6或者π /6，则C相位置传感器出现故障，Α、B相位置传感器正常；优选的，所述步骤(c)还包括:继续等待位置传感器信号发生跳变，并检测此时位置传感器所报告的转子位置9-计算(0-0,)的值，并根据计算结果确定具体的位置传感器故障状态，包括: 若(eF-eN)等于n/3或者-5-1/3，并且ΘΝ等于π/6或者7 π/6，则A相位置传感器故障，B、C相位置传感器正常； 若(ΘΡ_ΘΝ)等于η/3或者-5 π/3，并且θ Ν等于5 π/6或者11π/6，则B相传感器故障，A、C相位置传感器正常；若(ΘΡ_ΘΝ)等于η/3或者-5 π/3，并且ΘΝ等于π/2或者3 π/2，则C相传感器故障，Α、B相位置传感器正常； 若(ΘΡ-ΘΝ)等于π或者-Ji，并且ΘΝ不等于π/6和7π/6，则B、C两相传感器故障，A相位置传感器正常； 若(Qf_%)等于π或者_ π，并且θ N不等于5 π /6和11 π /6,则A、C两相传感器故障，B相位置传感器正常； 若(ΘΡ-ΘΝ)等于η或者并且ΘΝ不等于π/2和3π/2，则Α、Β两相传感器故障，C相位置传感器正常。
3.根据权利要求1所述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，其特征在于:所述步骤(2)中正常调速阶段故障诊断方法包括以下步骤: (221)读取上一时刻位置传感器的故障状态，并确定位置传感器信号组合次序表；采用转子位置估计技术实时计算转子位置，得到转子位置估计量；所述位置传感器信号组合次序表表示的是三相位置传感器均正常时的位置传感器信号组合的次序规律； (222)检测位置传感器信号，当所述位置传感器信号组合为所述位置传感器信号组合次序表中的一项且与所述转子位置估计量一致时，启动普通诊断模式；否则，启动紧急诊断模式； (223)更新位置传感器的故障状态。
4.根据权利要求3所述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，其特征在于:所述步骤(222)中普通诊断模式的步骤为: Ca)根据所述位置传感器 信号组合，查所述位置传感器信号组合次序表，预测下一次跳变后所述位置传感器信号组合； (b)若所述转子位置估计量的跳变与所述位置传感器信号组合的跳变不一致，则位置传感器发生故障；否则位置传感器正常； 优选的，所述步骤(b)中，所述转子位置估计量的跳变与所述位置传感器信号组合的跳变不一致判断出位置传感器出现故障包括两种情况: 在未检测到所述转子位置估计量跳变的情况下，检测到所述位置传感器信号组合跳变，但是新的位置传感器信号组合与所述位置传感器信号组合的预测组合不一致，则出现不一致的相的位置传感器发生故障； 当检测到所述转子位置估计量跳变而同相的所述位置传感器信号尚未跳变，则此同相的位置传感器发生故障。
5.根据权利要求3所述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法，其特征在于:所述步骤(222)中紧急诊断模式的步骤为: Ca)等待所述转子位置估计量出现一次跳变； (b)所述转子位置估计量出现跳变后，对比此时的位置传感器信号组合与转子位置估计量，若有不同，则对应相的位置传感器发生故障；否则，位置传感器正常。
6.一种基于权利要求1所述的车用无刷直流电机的位置传感器的故障诊断方法的容错控制方法，其特征在于:包括以下步骤: (1)检测电机转速，并比较所述电机转速与所述转速阈值的大小； (2)当所述电机转速小于所述转速阈值时，判断处于起步阶段，采取所述起步阶段故障诊断方法对位置传感器进行故障诊断，并根据故障诊断结果进行起步阶段容错控制；当所述电机转速大于或者等于所述转速阈值时，判断处于正常调速阶段，采取所述正常调速阶段故障诊断方法对位置传感器进行故障诊断，并根据故障诊断结果进行正常调速阶段容错控制。
7.根据权利要求6所述的车用无刷直流电机的位置传感器的容错控制方法，其特征在于:所述步骤(2)中起步阶段容错控制为: (211)当故障诊断结果表明所述位置传感器全部正常时，采用自启动方式启动电机； (212)当故障诊断结果表明一个位置传感器发生故障，另外两个位置传感器正常时，采用自启动方式启动电机； (213)当故障诊断结果表明两个位置传感器发生故障，另外一个位置传感器正常或者三个位置传感器全部故障时，采用无位置传感器启动方式启动电机；优选的，所述步骤(213)中的无位置传感器启动方式为电感启动方式； 优选的，所述 步骤(2)中正常调速阶段容错控制为: (221)对发生故障的位置传感器，转子位置信号采取利用转子位置估计技术计算的所述转子位置估计量；对于未发生故障的位子传感器，转子位置信号采用所述位置传感器的信号; (222)采用所述转子位置估计技术计算转子转速，并与离散转速进行比较；当所述采用转子位置估计技术计算的转子转速与所述离散转速相差在额定的百分比范围时，转子转速采用所述离散转速；否则，转子转速采用所述利用转子位置估计技术计算的转子转速； 其中，所述额定的百分比范围为设定值，所述离散转速为利用位置传感器信号计算得到的转速； 优选的，所述额定的百分比范围为[_5%，+5%]。
8.一种实现权利要求6所述的车用无刷直流电机的位置传感器的容错控制方法的容错控制模块，其特征在于:包括转子位置观测单元、位置传感器故障诊断单元以及容错控制单元； 其中，所述转子位置观测单元与所述位置传感器故障诊断单元连接，采用转子位置估计技术计算转子位置信息以及电机转速信息，并发送给所述位置传感器故障诊断单元； 所述位置传感器故障诊断单元与所述位置传感器连接，接收所述位置传感器的信号，并接收所述转子位置观测单元发送的转子位置信息和电机转速信息，比较所述接收的信息，判断位置传感器的故障状态，同时将所述故障状态发送给所述容错控制单元； 所述容错控制单元控制所述转子位置观测单元及所述位置传感器故障诊断单元的任务调度，接收所述位置传感器故障诊断单元发送的所述故障状态，并根据所述故障状态控制电机运行。
9.根据权利要求8所述的车用无刷直流电机的位置传感器的容错控制方法的容错控制模块，其特征在于:所述位置传感器故障诊断单元包括起步阶段故障诊断部分以及正常调速阶段故障诊断部分； 所述起步阶段故障诊断部分在电机处于起步阶段时进行位置传感器的故障诊断，所述正常调速阶段故障诊断部分在电机处于正常调速阶段时进行位置传感器的故障诊断。
10.根据权利要求8所述的车用无刷直流电机的位置传感器的容错控制方法的容错控制模块，其特征在于:所述容错控制模块包括起步控制部分以及调速控制部分； 所述起步控制部分在电机处于起步阶段时对电机的启动方式进行容错控制，即根据位置传感器的故障诊断结果选择电机的启动方式；所述调速控制部分在电机进入正常调速阶段时进行转子位置及转速的.校验，之后再进行基于位置估计的调速控制。
【文档编号】G01D18/00GK103438920SQ201310374110
【公开日】2013年12月11日 申请日期:2013年8月23日 优先权日:2013年8月23日
【发明者】周苏, 王明强, 贾雯杰, 钟继隆, 章桐, 吴全, 王东君 申请人:同济大学, 广东广顺新能源动力科技有限公司