[发明专利]霍尔传感器的故障诊断方法、装置及转向控制系统

说明书

为解决现有霍尔传感器故障诊断方法相对较复杂，可靠性差的技术问题，本发明一方面提供了一种霍尔传感器的故障诊断方法，其通过创造性的通过对三相电机的三相采样电流信号换算获得三相电机的转子转动频率，以及获取霍尔传感器的三相霍尔信号换算获得霍尔传感器的平均频率，将两者做差后获得一第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，以判断霍尔传感器是否存在故障。该种方式通过频率的差异来校验霍尔传感器是否存在故障，其方案简单，容易实施。且可准备反应霍尔传感器可能出现的各种故障，可靠性高。

技术领域

本发明涉及霍尔传感器故障诊断领域，尤其涉及一种霍尔传感器故障诊断方法、装置及转向控制系统。

背景技术

在汽车领域中，电动助力转向系统(EPS，Electric Power Steering)应用正逐渐成为汽车转向系统技术的主流，特别是在新能源和电驱动乘用车领域。EPS能够根据汽车方向盘转矩、方向盘转角、车速和路面状况等，为驾驶员提供转向助力，使转向更加轻松柔和，另外还能使车辆具有良好的直线保持能力以及抑制颠簸路面反作用力的能力，保证各种行驶工况下的路感。

该EPS一般加装在传统的机械转向系统上，机械转向系统一般包括方向盘、转向管柱、中间轴5、转向器、小齿轮、转向横拉杆、转向节臂、和转向轮等部件构成。EPS一般包括处理器、转向电机、预驱动电路、逆变桥及各类传感器构成。其中，一般转向电机为三相电机，其一般设有霍尔传感器、电流采样电路等传感装置。霍尔传感器是EPS的关键传感器之一，其常见安装在三相电机上，用于对三相电机的转子转速进行测量。若霍尔传感器的霍尔信号出现异常，会导致电机绕组异常开通，产生大电流，甚至烧毁电机。因此，对霍尔传感器的故障判断及保护十分重要。

现有技术中有提到通过在电机输入固定转速目标下，霍尔传感器检测转子实际转速，当目标转速和实际转速不一致时，通过补偿电机角度达到转速一致的方案。但该种方式无法判断到底是电机的异常还是霍尔传感器出现了异常，无益于霍尔传感器故障的发现。现有也有提到采用根据霍尔信号三相状态组合，并由当前状态预测下一时序状态，如不一致则认为霍尔信号存在异常的故障判断方法，但该种方法相对较复杂，可靠性差，比如在霍尔信号受到某种干扰,导致三路信号同时往一个方向变化,同时也是符合下一个时序预测的的状态，这时无法通过该状态判断出异常。

发明内容

基于此，为解决现有霍尔传感器故障诊断方法相对较复杂，可靠性差的技术问题，提供一种霍尔传感器的故障诊断方法、装置及转向控制系统。

本发明一方面提供了一种霍尔传感器的故障诊断方法，所述霍尔传感器用于检测三相电机的位置；其中，所述故障诊断方法包括如下步骤：

获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率；

获取所述霍尔传感器的三相霍尔信号，基于所述三相霍尔信号，获得所述霍尔传感器的平均频率；

根据所述转子转动频率与所述霍尔传感器的平均频率，获得第一频率差值；将所述第一频率差值与一第一预设阈值进行比较，当所述第一频率差值大于等于所述第一预设阈值时，判断所述霍尔传感器存在故障。

进一步地，所述“获取所述三相电机的三相采样电流信号，基于所述三相采样电流信号获得所述三相电机的感应电动势，根据所述感应电动势获得所述三相电机的转子转动频率”具体包括如下步骤：

从电流采样电路获取三相电机的三相采样电流信号；

通过Clark变换将三相采样电流信号变换为α轴电流及β轴电流；

根据所述α轴电流及所述β轴电流获得α轴电压和β轴电压；根据所述α轴电压、所述β轴电压及母线电压通过状态观测器得到α轴感应电动势和β轴感应电动势；

将所述α轴感应电动势和β轴感应电动势经数字锁相环得到转子转速；