DE102016217695B3 - Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver - Google Patents

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Abstract

Fehler bei einem Resolver sollen zuverlässiger erkannt werden. Dazu wird bereitgestellt ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver durch a) Berechnen einer Quadratsumme (SqSum) eines ersten Messsignals (USin) und eines zweiten Messsignals (UCos) des Resolvers und b) Ausgeben eines Fehlersignals (Fs, Fc), sowie c) Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme (SqSum), d) Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des ersten Messsignals (USin), e) Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des ersten Messsignals (USin), f) Vergleichen des Minimums der Quadratsumme (SqSum) mit einem ersten Schwellwert (thres6), g) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem zweiten Schwellwert (thres4) und h) Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem dritten Schwellwert (thres3), wobei i) das Fehlersignal bezüglich des ersten Messsignals (USin) nur dann ausgegeben wird, wenn das Minimum der Quadratsumme (SqSum) kleiner als der erste Schwellwert (thres6), der Betrag des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der zweite Schwellwert (thres4) und der Betrag des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der dritte Schwellwert (thres3) ist.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver durch Berechnen einer Quadratsumme eines ersten Messsignals und eines zweiten Messsignals des Resolvers und Ausgeben eines Fehlersignals. Darüber hinaus betrifft die vorliegende Erfindung eine Resolvervorrichtung mit einem Resolver und einer Fehlerermittlungseinrichtung zum Berechnen einer Quadratsumme eines ersten Messsignals und eines zweiten Messsignals des Resolvers sowie einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Fehlersignals.
  • In elektrischen Antriebssystemen mit permanent erregten oder fremderregten Synchronmaschinen als Antriebsmotor ist die Rotorlage des elektrischen Motors eine signifikante Information für die Motorregelung. Bei Anwendungen mit hohen Genauigkeitsanforderungen an das Drehmoment und folglich auch an die Rotorlageerfassung ist der Einsatz eines Resolvers ein weit verbreiteter Ansatz. In der DE 10 2010 048 186 A1 und in der US 2012/0185213 A1 ist jeweils beschrieben, dass zur Erkennung eines Resolverfehlers das Minimum einer Quadratsumme von zwei Messsignalen mit einem Schwellwert verglichen wird, und der Minimalwert eines der Messsignale mit einem weiteren Schwellwert verglichen wird.
  • Zur Vermeidung von ungewollten Drehmomenten ist es Aufgabe des Sicherheitskonzepts, Fehler in der Rotorlageerfassung zu erkennen. Bislang genutzte Diagnosekonzepte zur Erkennung von Signalunterbrechungen und Kurzschlüssen der Resolverausgangssignale sind aus Gründen der Robustheit des jeweiligen Systems oft nicht ausreichend.
  • Resolver werden typischerweise mit einer Frequenz von beispielsweise 10 bis 20 kHz gespeist. Durch diese alternierende Resolver-Erregerspannung ist auch eine Erkennung der Position im Stillstand des Motors möglich. Im Betrieb des Resolvers wird die Resolver-Erregerspannung entsprechend der Drehung des Motors bzw. des Resolvers moduliert. Der Resolver liefert ein sinus-bezogenes Messrohsignal und cosinus-bezogenes Messrohsignal. Aus diesen Signalen wird durch die Modulation eine Hüllkurve der Resolver-Sinus-Spannung und eine Hüllkurve der Resolver-Cosinus-Spannung gewonnen.
  • Zur Erkennung externer Fehler der Resolversignale wird bislang häufig das Summenquadrat SqSum der Hüllkurvensignale USin und UCos genutzt: SqSum = USin(t)2 + UCos(t)2
  • Im fehlerfreien Zustand hat das Summenquadrat SqSum einen konstanten Wert, wie 1 im Bereich 1 zeigt. Für die Überprüfung wird ein valider Bereich 2 festgelegt, der ein Toleranzband um ein nominales Summenquadrat 3 darstellt.
  • Ein externer Fehler, der beispielsweise nach dem Zeitpunkt 4 (vgl. 1) auftritt und nur ein Resolverausgangssignal betrifft, führt zu einem oszillierenden Summenquadrat-Signal 5. Eine Fehlererkennung kann in diesem Fall nicht garantiert werden, da sich das Summenquadrat-Signal zwischen validem und invalidem Signalbereich bewegen kann, sodass der Mittelwert des Summenquadrat-Signals, der in dem gewählten Beispiel knapp unter dem nominalen Summenquadrat 3 liegt, weiterhin valide ist. Die Mittelwertbildung muss aus Robustheitsgründen angewendet werden.
  • Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, Resolverfehler, insbesondere Signalunterbrechungen und Kurzschlüsse der Resolverausgangssignale, sicherer erkennen zu können.
  • Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Verfahren nach Anspruch 1 sowie eine Resolvervorrichtung nach Anspruch 6. Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.
  • Entsprechend der vorliegenden Erfindung wird demnach bereitgestellt ein Verfahren zum Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver durch
    • a) Berechnen einer Quadratsumme eines ersten Messsignals und eines zweiten Messsignals des Resolvers und
    • b) Ausgeben eines Fehlersignals, sowie
    • c) Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme,
    • d) Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des ersten Messsignals,
    • e) Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des ersten Messsignals,
    • f) Vergleichen des Minimums der Quadratsumme mit einem ersten Schwellwert,
    • g) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des ersten Messsignals mit einem zweiten Schwellwert und
    • h) Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des ersten Messsignals mit einem dritten Schwellwert, wobei
    • i) das Fehlersignal bezüglich des ersten Messsignals nur dann ausgegeben wird, wenn das Minimum der Quadratsumme kleiner als der erste Schwellwert, der Betrag des Minimalwerts des ersten Messsignals kleiner als der zweite Schwellwert und der Betrag des Maximalwerts des ersten Messsignals kleiner als der dritte Schwellwert ist.
  • In vorteilhafter Weise wird also nicht nur die Quadratsumme bezüglich ihres Mittelwerts untersucht, sondern es wird das Minimum der Quadratsumme überprüft. Wenn der entsprechende Minimalwert unter einem ersten Schwellwert liegt, liegt mit hoher Wahrscheinlichkeit bereits ein Fehler vor. Zusätzlich wird der Minimalwert und Maximalwert des Messsignals (z. B. Sinussignal oder Cosinussignal) betrachtet. Es wird dann erst ein Fehlersignal bezüglich des analysierten Messsignals ausgegeben, wenn nicht nur das Minimum der Quadratsumme den ersten Schwellwert unterschreitet, sondern auch der Betrag des Mittelwerts des Messsignals kleiner als ein zweiter Schwellwert und der Betrag des Maximalwerts des Messsignals kleiner als ein dritter Schwellwert ist. Damit wird nämlich der Messwertebereich zusätzlich mit untersucht.
  • In einer Ausgestaltung werden die Schritte d) bis i) ersetzt oder ergänzt durch die Schritte:
    • j) Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des zweiten Messsignals,
    • k) Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des zweiten Messsignals,
    • l) Vergleichen des Minimums der Quadratsumme mit einem vierten Schwellwert,
    • m) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des zweiten Messsignals mit einem fünften Schwellwert und
    • n) Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des zweiten Messsignals mit einem sechsten Schwellwert, wobei
    • o) das Fehlersignal bezüglich des zweiten Messsignals nur dann ausgegeben wird, wenn das Minimum der Quadratsumme kleiner als der vierte Schwellwert, der Betrag des Minimalwerts des zweiten Messsignals kleiner als der fünfte Schwellwert und der Betrag des Maximalwerts des zweiten Messsignals kleiner als der sechste Schwellwert ist.
  • Damit werden beide Messsignale des Resolvers auf die gleiche Art analysiert. Alternativ wird statt des ersten Messsignals nur das zweite Messsignal derart analysiert.
  • Das erste Messsignal kann ein Sinussignal und das zweite Messsignal ein Cosinussignal des Resolvers sein, oder umgekehrt. Bei dem Sinussignal und dem Cosinussignal kann es sich jeweils um ein Rohsignal des Resolvers handeln oder aber auch um ein bereits weiter verarbeitetes Rohsignal.
  • Vorzugsweise werden vor dem Berechnen der Quadratsumme das erste Messsignal und das zweite Messsignal jeweils durch Demodulation gewonnen. Dabei wird das bzw. die Rohsignale des Resolvers bzw. bereits weiter verarbeitete Signale demoduliert und hierdurch von der hochfrequenten Erregerspannung befreit.
  • Des Weiteren kann zum Gewinnen des ersten Messsignals und des zweiten Messsignals eine Hochpassfilterung durchgeführt werden. So können beispielsweise die Messrohsignale des Resolvers einem Hochpassfilter zugeführt werden, um Spannungsgleichanteile zu eliminieren.
  • Die oben genannte Aufgabe wird erfindungsgemäß auch gelöst durch eine Resolvervorrichtung mit
    • – einem Resolver und
    • – einer Fehlerermittlungseinrichtung zum Berechnen einer Quadratsumme eines ersten Messsignals und eines zweiten Messsignals des Resolvers und
    • – einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Fehlersignals, wobei a) die Fehlerermittlungseinrichtung ausgebildet ist zum: • Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme, • Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des ersten Messsignals, • Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des ersten Messsignals, • Vergleichen des Minimums der Quadratsumme mit einem ersten Schwellwert, • Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des ersten Messsignals mit einem zweiten Schwellwert und • Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des ersten Messsignals mit einem dritten Schwellwert, wobei b) die Ausgabeeinrichtung das Fehlersignal bezüglich des ersten Messsignals nur dann ausgibt, wenn das Minimum der Quadratsumme kleiner als der erste Schwellwert, der Betrag des Minimalwerts des ersten Messsignals kleiner als der zweite Schwellwert und der Betrag des Maximalwerts des ersten Messsignals kleiner als der dritte Schwellwert ist.
  • Die oben im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Verfahren genannten Vorteile und Variationsmöglichkeiten gelten sinngemäß auch für die erfindungsgemäße Resolvervorrichtung. Dementsprechend können auch die Merkmale a) und b) der Resolvervorrichtung ergänzt oder ersetzt werden durch die Merkmale:
    • c) die Fehlerermittlungseinrichtung ausgebildet ist zum: • Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme, • Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des zweiten Messsignals, • Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des zweiten Messsignals, • Vergleichen des Minimums der Quadratsumme mit einem vierten Schwellwert, • Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des zweiten Messsignals mit einem fünften Schwellwert und • Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des zweiten Messsignals mit einem sechsten Schwellwert, wobei
    • c) die Ausgabeeinrichtung das Fehlersignal bezüglich des zweiten Messsignals nur dann ausgibt, wenn das Minimum der Quadratsumme kleiner als der vierte Schwellwert, der Betrag des Minimalwerts des zweiten Messsignals kleiner als der fünfte Schwellwert und der Betrag des Maximalwerts des zweiten Messsignals kleiner als der sechste Schwellwert ist.
  • Dabei gilt natürlich für den Fall, dass die Merkmale a) bis d) kumulativ Anwendung finden, dass die Fehlerermittlungseinrichtung das Minimum der Quadratsumme natürlich nur einmal bestimmt.
  • Die erfindungsgemäße Resolvervorrichtung kann beispielsweise in einem Umrichtersystem eingesetzt werden, um beispielsweise einen Motor mit den Signalen des Resolvers steuern zu können.
  • Eine bevorzugte Anwendung des Umrichtersystems mit der Resolvervorrichtung ergibt sich für ein Kraftfahrzeug. Es können aber auch andere umrichterbetriebene elektrische Maschinen (z. B. Fertigungsmaschinen, Transportanlagen etc.) von dem Umrichtersystem mit Resolvervorrichtung profitieren.
  • Die vorliegende Erfindung wird anhand der beigefügten Zeichnungen näher erläutert, in denen zeigen:
  • 1 einen Signalverlauf einer Quadratsumme von Resolversignalen mit und ohne Fehler; und
  • 2 ein Ablaufdiagramm eines erfindungsgemäßen Diagnosekonzepts.
  • Die nachfolgend näher geschilderten Ausführungsbeispiele stellen bevorzugte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung dar. Dabei ist zu beachten, dass die einzelnen Merkmale nicht nur in den geschilderten Merkmalskombinationen, sondern auch in Alleinstellung oder in anderen technisch sinnvollen Merkmalskombinationen realisiert werden können.
  • Das erfindungsgemäße Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver beruht auf einem Ansatz, der eine Erweiterung eines bekannten Diagnosekonzepts mit Ermittlung einer Quadratsumme zweier Messsignale darstellt. Damit ist die Erkennung von Fehlern in der Rotorlageerfassung beim Einsatz eines Resolvers möglich.
  • Zur Erkennung von Fehlern werden die Resolverausgangssignale zunächst optional durch einen Hochpassfilter geführt und anschließend demoduliert. Nach der Demodulation wird über ein definiertes Zeitintervall der Maximalwert und Minimalwert der Hüllkurvensignale ermittelt, sowie der Minimalwert der Quadratsumme aus den Hüllkurvensignalen. Das definierte Zeitintervall sollte dabei größer als eine Periode eines jeweiligen Hüllkurvensignals sein. Liegen die ermittelten Werte betragsmäßig unterhalb jeweils definierter Schwellwerte, so wird ein Fehler erkannt.
  • Im Folgenden wird das ermittelte Diagnosekonzept an einem Beispiel genauer erläutert. Es werden die nachfolgenden Kurzbezeichnungen verwendet:
    Größe Beschreibung
    TR Resolver-Übersetzungsverhältnis
    k Amplitude der Resolver-Erregerspannung
    US1-S3 Single-ended Resolver-Cosinus-Spannung (bezogen auf feste Bezugsspannung)
    US2-S4 Single-ended Resolver-Sinus-Spannung (bezogen auf feste Bezugsspannung)
    UCos Hüllkurve der Resolver-Cosinus-Spannung
    USin Hüllkurve der Resolver-Sinus-Spannung
    ϖExc Kreisfrequenz der Resolver-Erregerspannung
    ϖRot Kreisfrequenz des Elektromotors
    SqSum Quadratsumme
    tn Startzeitpunkt der Minimal-/Maximalwertbestimmung
    Δtdiag Zeitintervall der Minimal-/Maximalwertbestimmung
    thres Diagnose-Schwellwert
  • Die Resolverausgangsspannungen (hier auch als Messrohsignale bezeichnet) lassen sich über folgende Gleichungen beschreiben: US1-S3 = TR·k·sin(ϖExc·t)·cos(ϖRot·t) US2-S4 = TR·k·sin(ϖExc·t)·sin(ϖRot·t)
  • Zur Bestimmung der Rotorlage ist die Information der Hüllkurven UCos und USin der Resolverausgangssignale US1-S3 und US2-S4 notwendig. Die Bestimmung der Hüllkurven wird durch eine Demodulation erreicht, bei der die Erregerspannung eliminiert wird. Das Resultat der Demodulation lässt sich wie folgt beschreiben: UCos = TR·k·cos(ϖRot·t) USin = TR·k·sin(ϖRot·t)
  • Externe Fehler, insbesondere Signalunterbrechungen und Kurzschlüsse der Resolverausgangssignale bewirken, dass die Resolverausgangssignale US1-S3 oder US2-S4 auf ein konstantes Spannungsniveau gezogen werden, das sich unter Umständen weiterhin im validen Wertebereich befindet.
  • Ein Hochpassfilter am Eingang der Signalverarbeitung bewirkt eine Eliminierung der Spannungsgleichanteile. Der Hochpass kann in Hardware oder Software realisiert werden. Im Fehlerfall wird somit das fehlerbehaftete Resolversignal auf ein 0V-Potential verschoben. Die anschließende Demodulation hat keinen weiteren Effekt auf die Signalform.
  • Die demodulierten Resolversignale, d. h. die Hullkurvensignale UCos und USin werden im Anschluss auf ihre Maximal-/Minimalwerte über ein definiertes Zeitintervall Δtdiag untersucht. Dieses Zeitintervall Δtdiag sollte, wie erwähnt, länger als die Periode eines Hüllkurvensignals sein. UCos,max = max[UCos(tn → tn + Δtdiag UCos,min = min[UCos(tn → tn + Δtdiag USin,max = max[USin(tn → tn + Δtdiag USin,min = min[USin(tn → tn + Δtdiag
  • Die Betragswerte der Maximal- und Minimalwerte werden anschließend mit definierten Schwellwerten thres1, thres2, thres3 und thres4 verglichen. |UCos,max| < thres1 & |UCos,min| < thres2 |USin,max| < thres3 & |USin,min| < thres4
  • Die Erfüllung dieser Bedingungen alleine ist noch nicht ausreichend, da diese Bedingungen im Bereich kleiner Drehzahlen ebenfalls erfüllt sein können. Um die Robustheit zu erhöhen, muss die Aktivierung der Diagnose in Abhängigkeit von der Drehzahl erfolgen. Dieser Schritt ist allerdings nicht möglich, wenn die Drehzahl aus den gleichen Resolversignalen erzeugt wird. Aus diesem Grund wird die Information der Quadratsumme hinzugezogen. Es erfolgt eine Minimalwertbestimmung der Quadratsumme SqSummin über das gleiche Zeitintervall Δtdiag wie oben. SqSummin = min[SqSum(tn → Δtdiag)
  • Sind alle drei folgenden Bedingungen erfüllt |UCos,max| < thres1 & |UCos,min| < thres2 & SqSummin < thres5 so ist dies ein Zeichen für einen Fehler im Cosinussignal. Sind alternativ oder zusätzlich alle drei folgenden Bedingungen erfüllt: |USin,max| < thres3 & |USin,min| < thres4 & SqSummin < thres6 so kann dies als Zeichen für einen Fehler im Sinussignal gewertet werden. Der entsprechende Fehler wird beispielsweise über eine Ausgabeeinrichtung der Resolvervorrichtung ausgegeben.
  • Anhand von 2 wird nun das beispielhafte Verfahren in einem Blockschaltdiagramm wiedergegeben. Die Messrohsignale bzw. die Resolver-Cosinus-Spannung US1-S3 und die Resolver-Sinus-Spannung US2-S4 wird in Schritt S1 einer Hochpassfilterung HP unterzogen. Die resultierenden Signale US2-S4* und US1-S3* werden in Schritt S2 demoduliert (DM). Aus diesem Schritt S2 resultieren das Hüllkurvensignal der Resolver-Cosinus-Spannung UCos und die Hüllkurve der Resolver-Sinus-Spannung USin.
  • Im Schritt S3 wird die Quadratsumme der beiden Signale USin und UCos berechnet. Von dieser Quadratsumme wird in Schritt S4 das Minimum ermittelt.
  • In Schritt S5 wird der Betrag des Minimums des Hüllkurvensignals USin und der Betrag des Maximums des Hüllkurvensignals USin ermittelt. Anschließend wird in Schritt S6 überprüft, ob der Betrag des Minimums des Mess- bzw. Hüllkurvensignals USin kleiner als ein Schwellwert thres4, der Betrag des Maximalwerts des Messsignals bzw. Hüllkurvensignals USin kleiner als der Schwellwert thres3 und das Minimum der Quadratsumme aus Schritt S4 kleiner als der Schwellwert thres6 ist. Sind alle drei Bedingungen erfüllt, wird ein Fehlersignal FS erzeugt, das auf einen Fehler im Sinussignal hinweist.
  • In einem Schritt S7 wird aus dem Hüllkurvensignal UCos der Betrag des Minimums des weiteren Messsignals bzw. Hüllkurvensignals UCos und der Betrag des Maximums dieses Signals ermittelt. In Schritt S8 wird überprüft, ob der Betrag des Minimums des Hüllkurvensignals UCos kleiner als der Schwellwert thres2, der Betrag des Maximums des Hüllkurvensignals UCos kleiner als der Schwellwert thres1 und das Minimum der Quadratsumme aus Schritt S4 kleiner als der Schwellwert thres5 ist. Sind alle drei Bedingungen erfüllt, so wird das Fehlersignal Fc erzeugt, was auf einen Fehler im Cosinussignal hindeutet.
  • Auf diese Weise können zuverlässig insbesondere Fehler bei Signalunterbrechungen und Kurzschlüssen erkannt werden. Die Robustheit des Diagnoseverfahrens wurde nämlich dadurch erhöht, dass die Diagnose in Abhängigkeit von der Drehzahl erfolgt.
  • Das beschriebene Verfahren kann in Umrichterprojekten mit Resolver Anwendung finden. Insbesondere kann dieses Verfahren, wie erwähnt, in Kraftfahrzeugen realisiert werden.
  • Bezugszeichenliste
    • SqSum
    Quadratsumme
    Fs, Fc
    Fehlersignal
    Usin
    erstes Messsignal
    UCos
    zweites Messignal
    thres1
    sechster Schwellwert
    thres2
    fünfter Schwellwert
    thres3
    dritter Schwellwert
    thres4
    zweiter Schwellwert
    thres5
    vierter Schwellwert
    thres6
    erster Schwellwert
    DM
    Demodulation
    HP
    Hochpassfilterung

Claims (9)

  1. Verfahren zum Erkennen eines Fehlers bei einem Resolver durch a) Berechnen einer Quadratsumme (SqSum) eines ersten Messsignals (USin) und eines zweiten Messsignals (UCos) des Resolvers und b) Ausgeben eines Fehlersignals (Fs, Fc), gekennzeichnet durch c) Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme (SqSum), d) Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des ersten Messsignals (USin), e) Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des ersten Messsignals (USin), f) Vergleichen des Minimums der Quadratsumme (SqSum) mit einem ersten Schwellwert (thres6), g) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem zweiten Schwellwert (thres4) und h) Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem dritten Schwellwert (thres3), wobei i) das Fehlersignal (Fs, Fc) bezüglich des ersten Messsignals (USin) nur dann ausgegeben wird, wenn das Minimum der Quadratsumme (SqSum) kleiner als der erste Schwellwert (thres6), der Betrag des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der zweite Schwellwert (thres4) und der Betrag des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der dritte Schwellwert (thres3) ist.
  2. Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Schritte d) bis i) ersetzt oder ergänzt werden durch die Schritte: j) Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos), k) Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos), l) Vergleichen des Minimums der Quadratsumme (SqSum) mit einem vierten Schwellwert (thres5), m) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos) mit einem fünften Schwellwert (thres2) und n) Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos) mit einem sechsten Schwellwert (thres1), wobei o) das Fehlersignal bezüglich des zweiten Messsignals (UCos) nur dann ausgegeben wird, wenn das Minimum der Quadratsumme (SqSum) kleiner als der vierte Schwellwert (thres5), der Betrag des Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos) kleiner als der fünfte Schwellwert (thres2) und der Betrag des Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos) kleiner als der sechste Schwellwert (thres1) ist.
  3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei das erste Messsignal (USin) ein Sinussignal und das zweite Messsignal (UCos) ein Cosinussignal des Resolvers ist, oder umgekehrt.
  4. Verfahren nach einem der vorhergehenden Ansprüche, wobei vor dem Berechnen der Quadratsumme (SqSum) das erste Messsignal (USin) und das zweite Messsignal (UCos) jeweils durch Demodulation (DM) gewonnen werden.
  5. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, wobei zum Gewinnen des ersten Messsignals (USin) und des zweiten Messsignals (UCos) eine Hochpassfilterung (HP) durchgeführt wird.
  6. Resolvervorrichtung mit – einem Resolver und – einer Fehlerermittlungseinrichtung zum Berechnen einer Quadratsumme (SqSum) eines ersten Messsignals (USin) und eines zweiten Messsignals (UCos) des Resolvers und – einer Ausgabeeinrichtung zum Ausgeben eines Fehlersignals (Fs, Fc), dadurch gekennzeichnet, dass d) die Fehlerermittlungseinrichtung ausgebildet ist zum: • Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme (SqSum), • Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des ersten Messsignals (USin), • Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des ersten Messsignals (USin), • Vergleichen des Minimums der Quadratsumme (SqSum) mit einem ersten Schwellwert (thres6), • Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem zweiten Schwellwert (thres4) und • Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) mit einem dritten Schwellwert (thres3), wobei e) die Ausgabeeinrichtung das Fehlersignal bezüglich des ersten Messsignals (USin) nur dann ausgibt, wenn das Minimum der Quadratsumme (SqSum) kleiner als der erste Schwellwert (thres6), der Betrag des Minimalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der zweite Schwellwert (thres4) und der Betrag des Maximalwerts des ersten Messsignals (USin) kleiner als der dritte Schwellwert (thres3) ist.
  7. Resolvervorrichtung nach Anspruch 6, wobei die Merkmale a) und b) ergänzt oder ersetzt werden durch die Merkmale: f) die Fehlerermittlungseinrichtung ausgebildet ist zum: • Bestimmen eines Minimums der Quadratsumme (SqSum), • Bestimmen eines Betrags eines Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos), • Bestimmen eines Betrags eines Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos), • Vergleichen des Minimums der Quadratsumme (SqSum) mit einem vierten Schwellwert (thres5) Vergleichen des Betrags des Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos) mit einem fünften Schwellwert (thres2) und • Vergleichen des Betrags des Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos) mit einem sechsten Schwellwert (thres1), wobei g) die Ausgabeeinrichtung das Fehlersignal (Fs, Fc) bezüglich des zweiten Messsignals (UCos) nur dann ausgibt, wenn das Minimum der Quadratsumme (SqSum) kleiner als der vierte Schwellwert (thres3), der Betrag des Minimalwerts des zweiten Messsignals (UCos) kleiner als der fünfte Schwellwert (thres2) und der Betrag des Maximalwerts des zweiten Messsignals (UCos) kleiner als der sechste Schwellwert (thres1) ist.
  8. Umrichtersystem mit einer Resolvervorrichtung nach Anspruch 6 oder 7.
  9. Kraftfahrzeug mit einem Umrichtersystem nach Anspruch 8.
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN109946540B (zh) * 2019-03-21 2021-04-16 西安联飞智能装备研究院有限责任公司 一种正余弦旋转变压器的检测电路及检测方法

Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048186A1 (de) * 2010-10-13 2012-05-03 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren, Schaltungsanordnung und Überwachungsvorrichtung zur Signalprüfung
US20120185213A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Mitsubishi Electric Corporation Malfunction detection device for resolver

Family Cites Families (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP3460587B2 (ja) * 1998-07-21 2003-10-27 トヨタ自動車株式会社 回転角検出装置の異常を検出する異常検出装置
JP4930299B2 (ja) * 2007-09-11 2012-05-16 日本精工株式会社 回転角検出装置
JP5045407B2 (ja) * 2007-12-07 2012-10-10 株式会社ジェイテクト レゾルバの異常検出装置および電気式動力舵取装置
JP5028294B2 (ja) * 2008-02-14 2012-09-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 レゾルバの異常検出装置
JP5569465B2 (ja) * 2010-05-28 2014-08-13 株式会社デンソー 振幅変調装置の異常診断装置
JP6455111B2 (ja) * 2014-12-05 2019-01-23 株式会社ジェイテクト 回転角検出装置

Patent Citations (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102010048186A1 (de) * 2010-10-13 2012-05-03 Phoenix Contact Gmbh & Co. Kg Verfahren, Schaltungsanordnung und Überwachungsvorrichtung zur Signalprüfung
US20120185213A1 (en) * 2011-01-13 2012-07-19 Mitsubishi Electric Corporation Malfunction detection device for resolver

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