3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法，更详细地说涉及一种当用于测定3相无刷交流马达的相电流的2个电流传感器中有I个电流传感器发生故障时，能够检测到该故障电流传感器的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法。
【背景技术】
[0002]—般地说，3相无刷交流马达(BLAC:BRUSHLESS AC)的运转需测定3相的相电流。
[0003]为了测定3相的相电流，需要3个电流传感器，但为了降低生产成本，一般采用使用2个电流传感器，并且剩余I个电流值通过基尔霍夫第一定律(即，3个相电流之和应为O的基尔霍夫定律)计算。
[0004]因此，所述2个电流传感器中，若任意I个电流传感器发生故障时，则没有可检测出发生故障的传感器的的方法。
[0005]本发明的【背景技术】已公开于韩国公开专利10-2009-0038199号(2009.04.20公开，电动助力转向系统)。
【发明内容】
[0006](要解决的技术问题)
[0007]本发明为了解决上述问题点而提出的，其目的在于提供一种如下的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法:当用于测定3相无刷交流马达的相电流的、2个电流传感器中有I个电流传感器发生故障时，能够检测到该故障。
[0008](解决问题的手段)
[0009]根据本发明的一方面的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置，其特征在于，包括:3相无刷交流马达；电流传感器，测定所述3相无刷交流马达的相电流；马达驱动部，驱动所述3相无刷交流马达；及控制部，通过所述马达驱动部来驱动所述3相无刷交流马达，利用通过所述电流传感器反馈的相电流而周期性地计算相电流错误值，基于所述相电流错误值，当在预先设定的一定时间内累积的错误计数值达到预先设定的特定值的情况下，诊断为相应相位的电流传感器发生故障。
[0010]根据本发明，其特征在于，所述控制部为，检测马达转子的角度，对于根据所述转子角度的三种情况，分别计算电流合成矢量(Im)，在所述各情况下，根据检测出的转子角度并且以预先设定的时间间隔计算各相电流错误值(Du，Dv，Dw)，当所述计算出的相电流错误值为预先设定的特定值以上的情况下，累积错误计数，然后当预先设定的时间内累积的所述各相位级别错误计数达到预先设定的特定值时，诊断为检测相应相电流的电流传感器发生了故障。
[0011 ] 根据本发明，其特征在于，利用编码器而检测所述转子角度。
[0012]根据本发明，所述三种情况包括:转子的角度为330度?30度或150度?210度区间的情况；转子的角度为30度?90度或210度?270度的情况；及转子的角度为90度?150度或270度?330度的情况。
[0013]根据本发明，其特征在于，所述相电流错误值为，根据所述三种情况的转子角度，在其中一个相位中为O，仅在其他两个相位中检测得到相电流错误值。
[0014]根据本发明，其特征在于，所述控制部位，计算各相位级别预想流动的预想电流，从所述计算出的预想电流中减去通过电流传感器实测的相应相的实测电流，计算相电流错误值。
[0015]根据本发明的另一方面的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断方法，其特征在于，包括如下的步骤:控制部检测马达转子的角度(A);所述控制部对于根据所述转子角度的三种情况，分别计算电流合成矢量(Im);所述控制部根据所述各情况中检出的转子角度，依据预先设定的时间间隔，计算各相电流错误值(Du，Dv, Dw);所述控制部当在所述计算出的相电流错误值为预先设定的特定值以上时，累积错误计数，并且检测预先设定的时间内累积的所述各相位级别错误计数是否达到预先设定的特定值；及若所述相位级别错误计数达到预先设定的特定值，则所述控制部诊断为检测相应相电流的电流传感器存在故障。
[0016]根据本发明，其特征在于，在对于所述三种情况而分别计算电流合成矢量(Im)的步骤及计算各相电流错误值(Du，Dv, Dw)的步骤中，当所述转子的角度为330度?30度或150度?210度区间时，所述控制部根据Im = Iu/cosA而计算电流合成矢量(Im)，根据Du=O, Dv = ImX cos (A- (2/3) π ) -1vf, Dw = ImX cos (A+ (2/3) η ) -1wf 而计算各相电流错误值(Du，Dv，Dw) ο
[0017]根据本发明，其特征在于，在对于所述三种情况而分别计算电流合成矢量(Im)的步骤及计算各相电流错误值(Du，Dv, Dw)的步骤中，当所述转子的角度为30度?90度或210度?270度时，所述控制部根据Im = Iw/cos (A+(2/3) π )而计算电流合成矢量(Im)，根据 Du = ImX cosA-1uf，Dv = ImX cos (A-(2/3) π ) -1vf, Dw = O 而计算各相电流错误值(Du，Dv, Dw)。
[0018]根据本发明，其特征在于，在对于所述三种情况而分别计算电流合成矢量(Im)的步骤及计算所述各相电流错误值(Du，Dv, Dw)的步骤中，当所述转子的角度为90度?150度或270度?330度时，所述控制部根据Im = Iv/cos (A-(2/3) Ji)而计算电流合成矢量(Im)，根据 Du= ImXcosA-1uf, Dv = 0,Dw = ImX cos (A+(2/3) π )-1wf 而计算各相电流错误值(Du，Dv，Dw) ο
[0019]根据本发明，其特征在于，所述相电流错误值为，根据对所述三种情况的转子角度，在其中一个相位中为0，仅在其他两个相位中检测得到相电流错误值。
[0020]根据本发明，其特征在于，所述相电流错误量为，所述控制部计算各相位级别预想流动的预想电流，从所述计算出的预想电流中减去通过电流传感器实测的相应相的实测电流而计算相电流错误值。
[0021](发明的效果)
[0022]本发明涉及一种3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法，当用于测定3相无刷交流马达的相电流的2个电流传感器中有I个电流传感器发生故障时，能够检测到该故障的传感器。
【附图说明】
[0023]图1是呈现根据本发明的一实施例的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置的概略性的构成的例示图。
[0024]图2是用于说明根据本发明的一实施例的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断方法的流程图。
[0025]主要符号说明
[0026]110:控制部
[0027]120:马达驱动部
[0028]130:3 相 BLAC 马达
[0029]140:电流传感器
【具体实施方式】
[0030]下面，参照附图详细说明根据本发明的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置及方法的一实施例。
[0031]在此过程中，为了说明的明确性及便利性，可能会有些夸张地图示附图中所示的线条的厚度或构成要素的大小等。并且，后述的用语是考虑到在本发明中的功能而定义的，这可根据使用者、运用者的意图或惯例而被改变。因此，这些用语的定义应以整个说明书的内容为基础。
[0032]如所述，3相无刷交流马达(BLAC MOTOR)的运转需测定3相的相电流。
[0033]但是，虽然为了测定3相的相电流，需要3个电流传感器，但通常为了降低生产成本采用使用2个电流传感器，并且剩余I个电流值通过基尔霍夫第一定律计算的方法。
[0034]因此，所述2个电流传感器中，若任意I个电流传感器发生故障时，以往没有能够检测出发生故障的电流传感器的具体方法。因此，本实施例提供一种如下的检测方法:当所述2个电流传感器中的其中I个发生故障时，能够进行检测的方法。
[0035]作为参考，电动助力转向系统(MDPS:Motor Driven Power Steering)在手柄轴下端部设有3相马达，随着车辆发动而马达开始运转，使得电源手柄运转。
[0036]图1是呈现根据本发明的一实施例的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置的概略性构成的例示图，如图示，3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断装置包括:控制部110、马达驱动部120、3相无刷交流(BLAC)马达130及电流传感器140。
[0037]所述控制部110向所述马达驱动部120内的转换元件(未图示)传送ON命令，通过所述电流传感器140检测所述3相无刷交流(BLAC)马达130的各相电流并获得反馈。
[0038]所述控制部110利用以下说明的方法，从测定所述获得反馈的3相无刷交流(BLAC)马达130的各相电流的2个电流传感器140中，诊断出发生故障的电流传感器。
[0039]为了所述电流传感器的故障诊断，在理论上，所述3相无刷交流马达(BLACMOTOR) 130的各相电流(Phase Current，Iu, Iv, Iw)可进行如下建模。
[0040]Iu = ImXcosA
[0041 ] Iv= ImX cos (A-(2/3) η )
[0042]Iw= ImX cos (A+ (2/3) η )
[0043]在此，A为转子的角度，Im为电流合成矢量的大小。
[0044]这时，假设电流传感器140感应所述3个相(U，V，w)中的2个相(U，V)电流，则所述控制部110可知道利用所述电流传感器140测定的2个相电流(Iu，Iv)值，并且剩余I个相电流(Iw)可利用基尔霍夫定律(即，Iw = -(Iu+Iv))而预测。
[0045]下面，假设Iuf、Ivf、Iwf为实际感应的电流(实测电流)。
[0046]而且，基于根据所述信息(即，实际感应的电流Iuf，Ivf，Iwf)及转子的角度A算出的电流合成矢量(Im)的大小，可诊断出如下三种情况(Casel?Case3)(即，根据转子的角度的三种情况)的相电流错误(参照图2)。
[0047]图2是用于说明根据本发明的一实施例的3相无刷交流马达电流传感器的故障诊断方法的流程图。
[0048]如图2所图示，控制部110检测转子的角度(SlOl)。
[0049]在此，所述转子角度A可利用编码器(未