用于检测设有电机的马达装置中的故障的方法和马达控制单元的制作方法_2

文档序号:8367303阅读:来源:国知局
技术的马达装置;
图2示出了旋转角度传感器的实施例的信号的信号曲线;
图3示出了与旋转角度传感器交互的根据本发明的马达控制器;
图4示出了根据本发明的方法的第一实施例;并且图5示出了根据本发明的方法的第二实施例。
【具体实施方式】
[0025]在下文的说明中,除非另有声明,否则具有相同作用的相同元件用相同的附图标记表不。
[0026]图1示出了基于现有技术的马达装置I。所述马达装置设有电机2,电机2的转子(未示出)连接到轴3,以便抵抗扭转。轴3驱动传动系4。传动系4例如可以设有齿轮箱、离合器、内燃发动机和辅助单元。电机2产生的扭矩经由相应的车轴从传动系4传递到机动车辆的车轮。为了简化的目的,仅举例示出了一个车轴5和一个车轮6。
[0027]电机2设有旋转角度传感器7,该旋转角度传感器7连接到轴3,并且经由两条线路8a、8b将其传感器信号传递到马达控制器10。在这种情况下,使用线路8a传递正弦信号,并且使用线路8b传递余弦信号。
[0028]使用线路11向马达控制器10供应供电电压12。地线13将电机2和马达控制器10连接到地14。使用线路9a向旋转角度传感器7供应来自马达控制器10的电压,并且对旋转角度传感器7使用线路9b作为地连接。
[0029]如果基于现有技术结构的这个马达装置I中的线路9b和旋转角度传感器7不再连接到地,则检测不到这个线路的中断。如果用于评估正弦信号和余弦信号的电路每一个都是相同的设计,则马达控制器10假设电机2的转子的旋转角度是45°,因为在线路8a和8b上传递的电压每一个都是相同的幅值。然而,如图2所示,考虑正弦信号和余弦信号的电压是相同幅值时的点是45°角。
[0030]图2图解说明了这种关系。纵轴描绘的是正弦信号15和余弦信号16的电压值。横轴示出的是转子的旋转角度。如箭头17到20图解说明的,在转子的旋转角度是45°加90°乘以X (其中X是自然数)时,正弦信号15和余弦信号16的电压值每一个的幅值相同。然而,这是一种特殊的情况,并且对于旋转角度传感器的其他实施例可能完全不是这样的情况。在当前示例中,交叉点处的电压值大概是3.3伏。
[0031]因此,当转子旋转时,会有规律地遇到正弦信号15和余弦信号16的电压值的幅值相同的状态。即使当车辆静止(例如,在山上)时,也可能随着相对长的时间出现这种状态,这意味着要检测失去与地的连接不是一件简单的事。
[0032]图3示出了根据本发明的马达控制器21的实施例,其设有旋转角度传感器22。马达控制器12包括:用于接收正弦信号的第一输入端8aE,和用于接收余弦信号的第二输入端8bE。由正弦信号和余弦信号,可以确定旋转角度数据,在未发生故障的情况下,旋转角度数据取决于电机的转子的旋转角度。经由线路11向马达控制器21供应供电电压12,并且马达控制器21经由地线13连接到地14。马达控制器21经由线路9a向旋转角度传感器22供应电压,并且旋转角度传感器22经由线路9b连接到地。旋转角度传感器22使用第一线路8a向马达控制器21传递正弦信号,并且使用第二线路Sb向马达控制器21传递余弦信号。第一线路8a和第二线路Sb经由第一电阻器23和第二电阻器24连接到地线13。马达控制器的处理单元25评估第一电阻器23和第二电阻器24两端的电压降。为此,处理单元执行存储在数据存储器26中的程序。处理单元25包括用于确定附加数据的构件27,该构件27允许推断马达装置中的故障。举例而言,这些构件27可以包括多个程序部件,或者还包括用于接收一个或多个扭矩要求作为附加数据的一个输入端。此外,处理单元25包括故障检测单元28,用于在旋转角度数据满足第一标准并且附加数据满足第二标准时检测到故障。
[0033]为了图解说明起来简单起见,图1未示出电力电子器件和马达控制器10与电机2之间的相关连接。本领域的技术人员熟悉这些方面,并且本发明对其并无更改。
[0034]图4图解说明根据本发明的用于检测电机中的故障的方法的第一实施例29。在步骤Si中,确定旋转角度数据,在未发生故障的情况下,旋转角度数据取决于电机的转子的旋转角度。在随后的步骤S2中,接着执行检验以确定在步骤SI中确定的旋转角度数据是否满足第一标准。举例而言,当在电阻器23和第二电阻器24的尺寸相同的前提下出现基本上45°的旋转角度时,可以满足第一标准。如果旋转角度数据满足第一标准,则过程分支到步骤S3。否则,过程返回到步骤SI。在步骤S3中,执行检验以确定旋转角度数据是否恒定。举例而言,可以如下完成这个操作:等待预定时间段,然后再次确定最新的旋转角度数据。如果旋转角度数据恒定,则该过程继续执行步骤S4。否则,过程返回到步骤SI。
[0035]在步骤S4中,感测至少两个扭矩要求作为附加数据。在感测到的扭矩要求内,在步骤S5中确定最大扭矩要求和最小扭矩要求。在步骤S6中,计算最大扭矩要求与最小扭矩要求之间的差值。接下来,在步骤S7中,执行检验以确定计算出的差值是否满足第二标准。在当前示例中,当计算出的差值超过预定差值阈值时,满足第二标准。如果计算出的差值满足第二标准,则该过程继续执行步骤S8。否则,过程返回到步骤SI。
[0036]在步骤S8中,执行检验以确定旋转角度数据是否仍然满足第一标准。为此,当然必须再次确定旋转角度数据。如果旋转角度数据仍然满足第一标准,则该过程分支到步骤S9,在步骤S9中检测故障。否则,过程返回到步骤SI。
[0037]图5图解说明根据本发明的用于检测设有电机的马达装置中的故障的方法的第二实施例30。在步骤SlO中,确定第一旋转角度数据。在步骤Sll中,该过程等待预定的第一时间段,然后在步骤S12中确定第二旋转角度数据。在步骤S13中,基于第一旋转角度数据和第二旋转角度数据以及预定的第一时间段来确定电机的第一速度。
[0038]在步骤S14中,该过程然后等待预定的第二时间段。然后在步骤S15中确定第三旋转角度数据。在步骤S16中,该过程接着再次先等待预定的第一时间段,然后在步骤S17中确定第四旋转角度数据。然后在步骤S18中基于第三旋转角度数据和第四旋转角度数据以及预定的第一时间段来确定第二速度。在步骤S19中,然后基于第一速度和第二速度以及预定的第二时间段来将所确定的速度的变化率确定为附加数据。
[0039]在步骤S20中,执行检验以确定所确定的变化率是否满足第二标准。在当前的示例中,执行检验以确定所确定的变化率是否超过预定变化率阈值。如果是这样的情况,则该过程分支到步骤S21。否则,过程返回到步骤S10。在步骤S21中,再次确定旋转角度数据。在步骤S22中,执行检验以确定在步骤S21中确定的旋转角度数据是否满足第一标准。在示出的示例中,执行检验以确定旋转角度数据是否基本上对应于预定旋转角度,例如,45°。如果是这样的情况,则该过程分支到步骤S23。否则,过程返回到步骤S10。在步骤S23中,然后执行检验以确定旋转角度数据是否恒定。举例而言,可以如下完成这个操作:等待预定时间段,然后再次确定旋转角度数据,并且随后决定所述旋转角度数据是否仍然满足第一标准。如果旋转角度数据恒定,则该过程分支到步骤S24,在步骤S24中检测到故障。否则,过程返回到步骤S10。
[0040]尽管第一实施例29尤其适合于静止的车辆,但第二实施例30尤其能用于正在行驶的车辆。
[0041]本发明允许快速地检测旋转角度传感器与地之间的连接的失去。这不需要用另外的硬件来监测传感器的供电电流。实际上,该方法可以实施成纯粹的软件扩展。
[0042]参照这些图提供的解释意在理解为纯粹是例证性的,不是限制性的。可以对所说明的实施
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