[发明专利]一种无刷直流电机转子位置传感器故障的容错控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种无刷直流电机转子位置传感器故障的容错控制方法，所述容错控制方法应用于纯电动汽车及其它无刷直流电机控制领域。

背景技术

传统的无刷直流电机控制器一般采用有转子位置传感器或者无转子位置传感器两种模式去控制电机。采用有转子位置传感器的电机控制器一般使用霍尔传感器来获得电机转子的位置信号，但霍尔传感器常因温度、灰尘、电磁干扰等环境因素的影响而不能正常工作，严重的时候甚至损坏，最终导致电机及控制器无法正常运行。目前常使用电机的缺相控制来实现容错控制，即当一路或两路霍尔传感器发生故障时，通过余下正常的两路或一路霍尔信号计算出转子的换相时刻从而控制电机继续工作。该方法可以实现三路霍尔信号中一路或者两路霍尔信号缺失时电机的容错控制，但在三路霍尔信号全部缺失时，则无法控制电机运行。采用无转子位置传感器的电机控制器常使用电机三相的反电动势信号来获得电机转子的位置信号，但是无霍尔传感器控制模式有启动困难、低速调速性差和负载能力弱等缺点。

发明内容

本文针对无刷直流电机控制系统，设计了一种同时具备有霍尔传感器和无霍尔传感器两种控制模式的容错控制方法。该方法根据霍尔信号的完整性选择相应模式来控制电机，因此该控制器可以有效解决无刷直流电机运行时霍尔传感器发生故障而导致电机无法运行的问题，同时充分结合有霍尔传感器控制模式和无霍尔传感器控制模式两者的优点，从而提高了电机控制系统的稳定性和可靠性。

一种无刷直流电机转子位置传感器故障的容错控制方法，其特征在于，

当电机控制系统上电后检测到霍尔传感器工作正常，则以有霍尔控制模式启动并驱动电机运行；

当电机运行在有霍尔控制模式下，霍尔传感器发生故障，若当前转速满足反电动势信号作为电机换相依据的条件，则自动切换至无霍尔控制模式继续驱动电机运行；若当前转速不满足反电动势信号作为电机换相依据的条件，则利用三段式启动控制电机加速至反电动势信号能作为电机换相依据，此时切换至无霍尔控制模式驱动电机运行；

当电机工作在无霍尔控制模式下，霍尔传感器恢复正常，则自动切换回有霍尔控制模式驱动电机运行并清除霍尔传感器故障代码。

一种无刷直流电机转子位置传感器故障的容错控制方法，其特征在于，控制系统集成了有霍尔控制和无霍尔控制，以霍尔信号作为有霍尔控制的换相依据，以反电动势信号作为无霍尔控制的换相依据，利用霍尔信号的完整性和当前电机转速判断当前的控制方式。

本发明应用在无刷直流电机控制器中，利用检测霍尔传感器故障和当前电机转速，可以实现从有霍尔控制模式启动切换为无霍尔控制模式工作(霍尔传感器发生故障时)，也可以实现从无霍尔控制模式自动切换为有霍尔控制模式运行(霍尔传感器故障被清除)。无论运行在何种工况下，都能选择相应的控制模式控制电机从而实现容错控制，大大降低了霍尔传感器发生故障后给电机控制系统带来的影响，提高控制系统的稳定性和可靠性。

附图说明

图1为系统控制策略框图。

图2为主程序流程框图。

图3为无霍尔控制模式电机启动程序流程图。

图4为故障诊断程序流程框图

图5为主程序流程框图。

图6为无霍尔控制模式电机启动程序流程图。

具体实施方式

控制系统集成了有霍尔控制和无霍尔控制，以霍尔信号作为有霍尔控制的换相依据，以反电动势信号作为无霍尔控制的换相依据，利用霍尔信号是否发生故障和当前电机转速决定当前的控制方式。

当电机控制系统上电后检测到霍尔传感器工作正常，则以有霍尔控制模式启动并驱动电机运行。

当电机控制系统上电后检测到霍尔传感器发生故障而不能正常工作，则自动切换至无霍尔控制模式启动并驱动电机运行。

当电机运行在有霍尔控制模式下，霍尔传感器发生故障，若当前转速满足反电动势信号作为电机换相依据的条件，则自动切换至无霍尔控制模式继续驱动电机运行；若当前转速不满足反电动势信号作为电机换相依据的条件，则利用三段式启动控制电机加速至反电动势信号可以作为电机换相依据，此时切换至无霍尔控制模式驱动电机运行。

当电机工作在无霍尔控制模式下，霍尔传感器恢复正常，则自动切换回有霍尔控制模式驱动电机运行并清除霍尔传感器故障代码。

本发明的实施例如图1、图2、图3、图4所示。