CN109560735B - 一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于永磁同步电机控制技术领域，尤其为一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：S1、操作电机控制器唤醒或启动，S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息，S3、判断旋变解码芯片是否故障，S4、若无故障，重复所述S1工作，S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1，S6、在电机控制器电机运行指令到来之后，S7、检测旋变解码芯片故障信息；本发明在电机运行前与运行中实时监测旋变解码芯片故障信息，并在发生异常时根据工况进行判断，切换至几种跛行模式，尽量减少对永磁同步电机扭矩输出能力的影响，提高行车安全性。
Description
技术领域
本发明属于永磁同步电机控制技术领域，具体涉及一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法。
背景技术
旋转变压器(简称旋变)是车用主驱动永磁同步电机常用的位置传感器，用来向永磁同步电机控制器提供电机转子的位置信息，以便电机控制器执行矢量控制算法。该设备的失效往往会造成电机控制器无法正常控制永磁同步电机。
目前行业中常用的控制方法在所有转速下一旦发生旋变故障均采用封锁PWM或进行三相短路等保护动作，此时电机失去扭矩输出能力，危及行车安全。
发明内容
为解决上述背景技术中提出的目前行业中常用的控制方法在所有转速下一旦发生旋变故障均采用封锁PWM或进行三相短路等保护动作，此时电机失去扭矩输出能力，危及行车安全的问题。本发明提供了一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法。
本发明提供如下技术方案：一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S4、若无故障，重复所述S1工作；
S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1；
S6、在电机控制器电机运行指令到来之后；
S7、检测旋变解码芯片故障信息；
S8、若车速低于阈值1，检测到故障，则封锁PWM输出并立即上报向整车控制器，并在再次启动之后进入跛行模式1；
S9、若车速高于阈值1且低于阈值2时则进入跛行模式2；
S10、若车速高于阈值2则进入进入跛行模式3。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，所述S5中，该跛行模式1通过基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法，实现电机转子位置的观测，并可在车速进一步提升之后切换至基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，所述S9中，首先通过输出零电压矢量使电机进入三相短路模式。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，将电机转子位置传送给后续基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法，维持对电机的控制，并可在车速降低时切换至基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，所述S10中，输出零电压矢量使电机进入三相短路模式。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置，并通过相电流频率判断电机转速，直至转速低于阈值2。
作为本发明的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法优选技术方案，此时将电机转子位置传送给后续基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法，维持对电机的控制，并可在车速降低时切换至基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明在电机运行前与运行中实时监测旋变解码芯片故障信息，并在发生异常时根据工况进行判断，切换至几种跛行模式，尽量减少对永磁同步电机扭矩输出能力的影响，提高行车安全性。
附图说明
附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明的实施例1示意图；
图2为本发明中实施例2示意图；
图3为本发明中实施例3示意图；
图4为本发明中实施例4示意图；
图5为本发明中车速和跛行模式示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1和图5，本发明提供一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S4、若无故障，重复所述S1工作。
实施例2
请参阅图2和图5，本发明提供一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1；
S6、在电机控制器电机运行指令到来之后；
S7、检测旋变解码芯片故障信息；
S8、若车速低于阈值1，检测到故障，则封锁PWM输出并立即上报向整车控制器，并在再次启动之后进入跛行模式1。
根据上述方案中，所述S5中，该跛行模式1通过基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法，实现电机转子位置的观测，并可在车速进一步提升之后切换至基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法。
实施例3
请参阅图3和图5，本发明提供一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1；
S6、在电机控制器电机运行指令到来之后；
S7、检测旋变解码芯片故障信息；
S9、若车速高于阈值1且低于阈值2时则进入跛行模式2。
根据上述方案中，所述S5中，该跛行模式1通过基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法，实现电机转子位置的观测，并可在车速进一步提升之后切换至基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法。
根据上述方案中，所述S9中，首先通过输出零电压矢量使电机进入三相短路模式。
根据上述方案中，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置。
根据上述方案中，将电机转子位置传送给后续基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法，维持对电机的控制，并可在车速降低时切换至基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法。
实施例4
请参阅图4和图5，本发明提供一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1；
S6、在电机控制器电机运行指令到来之后；
S7、检测旋变解码芯片故障信息；
S10、若车速高于阈值2则进入进入跛行模式3。
根据上述方案中，所述S5中，该跛行模式1通过基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法，实现电机转子位置的观测，并可在车速进一步提升之后切换至基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法。
根据上述方案中，所述S10中，输出零电压矢量使电机进入三相短路模式。
根据上述方案中，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置，并通过相电流频率判断电机转速，直至转速低于阈值2。
根据上述方案中，此时将电机转子位置传送给后续基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波等无速度传感器矢量控制方法，维持对电机的控制，并可在车速降低时切换至基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法。
本发明的有益效果：在电机运行前与运行中实时监测旋变解码芯片故障信息，并在发生异常时根据工况进行判断，切换至几种跛行模式，尽量减少对永磁同步电机扭矩输出能力的影响，提高行车安全性。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换。凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1、操作电机控制器唤醒或启动；
S2、电机运行指令到来之前，检测旋变解码芯片故障信息；
S3、判断旋变解码芯片是否故障；
S4、若无故障，重复所述S1工作；
S5、若有故障，立即上报向整车控制器并进入跛行模式1；
S6、在电机控制器电机运行指令到来之后；
S7、检测旋变解码芯片故障信息；
S8、若车速低于阈值1，检测到故障，则封锁PWM输出并立即上报向整车控制器，并在再次启动之后进入跛行模式1；
S9、若车速高于阈值1且低于阈值2时则进入跛行模式2；
S10、若车速高于阈值2则进入跛行模式3；
其中，所述S5中，该跛行模式1通过基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法，实现电机转子位置的观测，并可在车速进一步提升之后切换至基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波；
所述S9中，首先通过输出零电压矢量使电机进入三相短路模式，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置；
所述S10中，输出零电压矢量使电机进入三相短路模式，此时电机由于端电压为0，可以近似认为所有电流均为d轴电流，因此容易根据三相电流相位计算电机转子位置，并通过相电流频率判断电机转速，直至转速低于阈值2。
2.根据权利要求1所述的一种车用主驱动永磁同步电机旋变失效跛行控制方法，其特征在于：将电机转子位置传送给后续基于滑模观测器或模型参考自适应或扩展卡尔曼滤波，维持对电机的控制，并可在车速降低时切换至基于旋转或脉振高频信号注入法的无速度传感器矢量控制方法。
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