基于制造技术

本发明专利技术公开了一种基于

【技术实现步骤摘要】
基于etpu的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统


[0001]本专利技术涉及一种信号诊断系统，特别是一种基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，属于汽车控制

。

技术介绍

[0002]新能源驱动电机的速度及位置传感器采集的信号对于电机控制至关重要
。
目前被广泛使用的传感器为电压旋转编码器，该传感器首先发出励磁信号给励磁绕组，随着电机转子的旋转，在两组成
90
°
电角度分布的次级绕组
sin
和
cos 绕组中感应出
sin
和
cos
正余弦波信号
。
传统的做法是采用专用的解码芯片对该两组信号进行硬件解码，比如采用
ADI
的
AD2S1210、
多摩川的
AU6803
以及
TI
的
PGA411。
硬解码芯片通过内部电路把该两组信号解码后，输出给
MCU
的
IO 口
ABZ
信号
。MCU 经过简单处理后把
ABZ
信号转化为电角度信号，用于
FOC
的计算
。
另外一种方案为软解码方案，即把旋变输出的两组信号（
sin+/1,cos+/
‑
）分别送往 MCU
主芯片中进行
AD
采样，采样后的数字量结果被用于角度值的计算/>。
传统的软解码算法方法为反正切角度值计算
。
电机控制算法开发过程人员要么选择自主开发软解码算法，如改进的反正切角度计算方法等等，要么采用芯片厂家封装好的软解码算法库，直接调用其相应的 API
接口实现软解码输出
。
[0003]采用硬解码方案为传统方案，但面临着成本高，系统复杂
、
可靠性低的问题
。
如专利
CN111103867A
所述方法即为了解决该类问题
。
其解码芯片和
MCU
主芯片之间的通讯出现异常时，即使旋变信号是正常的，但由于
MCU
主芯片接收信号异常，最终也会导致车辆的失控或异常报警问题，影响车辆的正常运行
。
[0004]软解码方案具有成本低廉
、
可靠性高的优势，但开发工作困难，开发验证周期较长，也不利于项目的快速开展
。
而采样芯片厂商提供的软解码方案，不仅具有软解码方案成本低廉的优点，同时，芯片厂商为软解码方案的可靠性提供了保障
。
[0005]专利 CN115913039A
针对现有
DSADC 软解码的依懒性，提出了采用双核通讯的方法实现软解码，其中协处理器核负责软解码，主 MCU
核负责
FOC
计算
。
该专利方法虽然具有一定的可行性，但依然没有摆脱开发难度高
、
技术复杂的缺点，且解码期间的积分计算会大大占用
CPU 的资源，不利于嵌入式算法对实时性响应的要求
。
技术专利
CN207382222U
提出了设计特殊的硬件检测电路，配合
MCU
软件信号，来对旋变信号的故障进行诊断
。
但该方法仅可以对信号进行精确定位，无法适用研发阶段，对信号的诊断及快速调试
。
且该方法增加了额外的硬件成本
。
[0006]恩智浦
MPC
系列芯片中
etpu
模块的软解码算法软件包
Resolver
，该软件包
Resolver
具备旋变信号的处理能力
。
该过程包括励磁信号的产生，触发采样，采样信号的追踪算法及其解码处理
。etpu
模块是由恩智浦官方通过用户配置并自动生成的一种二进制微码形式
。
与此同时，恩智浦官方提供了
API
接口和相应的初始化函数供用户调用不同的
etpu 内部模块使用
。
[0007]etpu
模块中包括有旋变信号采集及处理模块
Resolver,PWM 发波模块
、AS
模块等
等，对于旋变信号处理则采用了其中的
Resolver 模块
。
[0008]使用 Resolver 模块的过程包括模块的初始化，在初始化过程中需要设置采样的频率
、
偏移值等等参数； 在使用该模块的过程中用户可以通过状态函数获取旋变模块是否正常运行，以及需要通过恩智浦公司官方提供的上位机图形界面来观测信号的形状，从而判断信号是否正确
。
而此过程对于一般的普通开发者来说需要较多的知识门槛和经验积累，开发周期长，使用困难
。
开发者面对众多的业务需求，常常无法把精力专注于该细分领域，从而导致该模块的正确使用较困难
。
同时，如使用该软解码方案的情况下，旋变信号出现问题时，开发者较难以使用芯片提供商提供的这些工具快速定位问题所在，并进行调试解决
。

技术实现思路

[0009]本专利技术所要解决的技术问题是提供一种基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，降低对开发者的要求，节省开发时间，并快速定位和调试芯片
。
[0010]为解决上述技术问题，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，其特征在于：包含诊断模块，包含旋变采样信号诊断模块和软解码角度信号诊断模块，旋变采样信号诊断模块和软解码角度信号诊断模块被封装成
lib
库，在使用时被加载到工程中，并留下相应函数接口供下位机运行程序调用，旋变采样信号诊断模块包括旋变信号的高级诊断模块和旋变信号的低级诊断模块，软解码角度信号诊断模块对软解码角度信号与人造电角度进行比较；详细调试模块，采集图形显示模块设置的参数并下发至下位机的
etpu
模块中；和图形显示模块，包含采样数据图形显示模块和解码结果图形显示模块
。
[0011]进一步地，所述高级诊断模块包括旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的短路和断路的诊断；旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的短路通过判断旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的均值是否超过阈值，以及是否发生
ATO
解码角度错误来综合判断；旋变励磁信号
e本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，其特征在于：包含诊断模块，包含旋变采样信号诊断模块和软解码角度信号诊断模块，旋变采样信号诊断模块和软解码角度信号诊断模块被封装成
lib
库，在使用时被加载到工程中，并留下相应函数接口供下位机运行程序调用，旋变采样信号诊断模块包括旋变信号的高级诊断模块和旋变信号的低级诊断模块，软解码角度信号诊断模块对软解码角度信号与人造电角度进行比较；详细调试模块，采集图形显示模块设置的参数并下发至下位机的
etpu
模块中；和图形显示模块，包含采样数据图形显示模块和解码结果图形显示模块
。2.
根据权利要求1所述的基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，其特征在于：所述高级诊断模块包括旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的短路和断路的诊断；旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的短路通过判断旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的均值是否超过阈值，以及是否发生
ATO
解码角度错误来综合判断；旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的断路通过旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
出发以下三种情况判断：
a、
信号均值是否超过设置的阈值，
b、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
信号幅值绝对值之差是否超过设置的阈值，
c、ATO
解码角度是否超过阈值；当以上三种情况同时发生时，判定存在旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
信号断路
。3.
根据权利要求1所述的基于
etpu
的汽车驱动电机旋变信号的快速诊断系统，其特征在于：所述低级诊断包括旋变励磁信号
exc、
旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的衰减和丢失的诊断；旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的丢失诊断方法为判断旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的值的矢量和的绝对值是否低于预设的最小的矢量和阈值；旋变励磁信号
exc
丢失通过判断励磁信号采样值的幅值是否同时触发以下两种条件：
a、
励磁信号矢量幅值小于预设的阈值；
b、ATO
解码速度值大于设定阈值；旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的衰减通过判断旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的值的矢量和的绝对是是否大于最大矢量值阈值；或者通过判断旋变反馈信号
sin
和旋变反馈信号
cos
的值之间的幅值差值是否大于阈值来判断，大于阈值则出现了衰减
。4.
根据权利要求1所述的基于
et...

【专利技术属性】
技术研发人员：付明慧，周伟波，
申请(专利权)人：江苏威进智控科技有限公司，
类型：发明
国别省市：