CN114039458A - 一种永磁同步电机旋变解码方法与*** - Google Patents

一种永磁同步电机旋变解码方法与*** Download PDF

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Abstract

本申请公开了一种永磁同步电机旋变解码方法与装置，包括：旋变解码芯片输出第一励磁信号到旋转变压器，以激励旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片，旋变解码芯片根据第一反馈信号进行硬件解码，并基于第一反馈信号判断是否存在故障；若存在故障，单片机中的SPI模块从旋变解码芯片中读取故障信息，单片机中的DSADC模块启动并输出第二励磁信号到旋转变压器，以激励旋转变压器输出第二反馈信号到DSADC模块，DSADC模块根据第二反馈信号进行软件解码获得角度信息，实现在硬件解码的过程中，旋变线束或者解码电路出现异常故障时启动软件解码，提高旋变解码***的可靠性，提升***的安全等级，保证驾乘人员的生产财产安全。

Description

一种永磁同步电机旋变解码方法与***
技术领域
本申请涉及汽车安全技术领域，尤其涉及一种永磁同步电机旋变解码方法与***。
背景技术
随着电动汽车的不断发展，人们对电动汽车的可靠性有了更高的要求。电动汽车的电机控制器是电动汽车的核心***件，现有的永磁同步电机的旋变解码方式在旋变线束、或者解码电路出现异常故障时，无法再对电机转子角度位置进行解码，进而导致整车上报旋变故障，使车辆动力丢失容易引发安全事故，危及驾乘人员的生命安全。所以提供一种能够在原有的硬件解码出现异常故障时能够及时采用软件解码作为备用方案的解码方法是非常重要的。
发明内容
本申请的主要目的在于提供一种永磁同步电机旋变解码方法与***，旨在解决在硬件解码出现故障时，立即上报整车故障导致车辆丢失动力的技术问题。
第一方面，本申请提供一种永磁同步电机旋变解码方法，所述方法包括以下步骤：
旋变解码芯片输出第一励磁信号到旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片，所述旋变解码芯片根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；
若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；
若存在故障，单片机中的SPI模块从所述旋变解码芯片中读取所述故障信息，单片机中的DSADC模块启动并输出第二励磁信号到所述旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息。
一些实施例中，所述检测是否存在故障包括：
所述旋变解码芯片通过检测所述第一反馈信号的电压、相位和偏差是否到达设定值以判断是否存在故障。
一些实施例中，所述旋变解码芯片检测所述第一反馈信号电压是否到达设定值，包括：
检测到所述第一反馈信号的电压为0V或5V时，判定为开路故障；
检测到所述第一反馈信号的电压为2.5V时，判定为短路故障。
一些实施例中，所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片前，还包括：
使用第一调理电路对所述第一反馈信号进行偏置滤波。
一些实施例中，所述启动DSADC模块输出第二励磁信号到所述旋转变压器前，还包括：
使用励磁放大电路对所述第二励磁信号进行功率放大。
一些实施例中，所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块前，还包括：
使用第二调理电路对所述第二反馈信号进行偏置滤波。
第二方面，本申请还提供一种永磁同步电机旋变解码***，所述***包括：旋变解码芯片、旋转变压器和单片机，所述单片机包括SPI模块和DASDC模块；
所述旋变解码芯片用于输出第一励磁信号；
所述旋转变压器用于接收所述第一励磁信号，并根据所述第一励磁信号输出第一反馈信号；
所述旋变解码芯片还用于，接收所述第一反馈信号，根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；
若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；
若存在故障，所述SPI模块用于从所述旋变解码芯片中读取故障信息，所述DASDC模块用于输出第二励磁信号到所述旋转变压器，所述旋转变压器用于根据所述第二励磁信号输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块用于根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息。
一些实施例中，所述旋变解码芯片还用于，检测所述第一反馈信号电压、相位和偏差是否到达设定值以判断是否存在故障。
一些实施例中，所述***还包括：第一调理电路，其用于在所述旋转变压器输出所述第一反馈信号到所述旋变解码芯片前，对所述第一反馈信号进行偏置滤波。
一些实施例中，所述***还包括：励磁放大电路，其用于在所述启动DSADC模块输出所述第二励磁信号到所述旋转变压器前，对所述第二励磁信号进行功率放大。
一些实施例中，所述***还包括：第二调理电路：其用于在所述旋转变压器输出所述第二反馈信号到所述DSADC模块前，对所述第二反馈信号进行偏置滤波。
本申请提供一种永磁同步电机旋变解码方法与***，旋变解码芯片输出第一励磁信号到旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片，所述旋变解码芯片根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；若存在故障，单片机中的SPI模块从所述旋变解码芯片中读取所述故障信息，单片机中的DSADC模块启动并输出第二励磁信号到所述旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息，实现在硬件解码的过程中，在旋变线束、或者解码电路出现异常故障时启动软件解码，提高旋变解码***的可靠性，提升***的安全等级，保证驾乘人员的生产财产安全。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本申请实施例提供的一种永磁同步电机旋变解码方法的流程示意图；
图2为本申请实施例提供的一种永磁同步电机旋变解码***的示意性框图。
本申请目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。
附图中所示的流程图仅是示例说明，不是必须包括所有的内容和操作/步骤，也不是必须按所描述的顺序执行。例如，有的操作/步骤还可以分解、组合或部分合并，因此实际执行的顺序有可能根据实际情况改变。
下面结合附图，对本申请的一些实施方式作详细说明。在不冲突的情况下，下述的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
请参照图1，图1为本申请的实施例提供的一种永磁同步电机旋变解码方法的流程示意图。
如图1所示，该方法包括步骤S1至步骤S3。
步骤S1、旋变解码芯片输出第一励磁信号到旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片，所述旋变解码芯片根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并检测所述第一反馈信号判断是否存在故障。
值得说明的是，在旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片前，第一反馈信号还要经过第一调理电路，第一调理电路中包括偏置电路和滤波器，偏置电路对第一反馈信号进行偏置处理，滤波器去除第一反馈信号中的干扰频率，从而使第一反馈信号在进入旋变解码芯片中进行解码时，能够获得更准确的角度信息。
在旋变解码芯片检测到第一反馈信号存在故障后，这些故障会触发旋变解码芯片中寄存器的故障位，寄存器会将这些故障存储起来。
值得说明的是，检测所述第一反馈信号判断是否存在故障，具体包括，检测第一反馈信号的电压，相位和偏差是否到达设定值，这里的偏差是指数据的偏差。
作为一种优选的实施方式，当检测到第一反馈信号的电压为0V或5V时，判定在进行步骤S1的过程中出现了开路故障，当检测到第一反馈信号的电压为2.5V时，可以判定在进行步骤S1的过程中出现了短路故障。
步骤S2、若不存在所述故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得准确的角度信息。
步骤S3、若存在所述故障，单片机中的SPI模块从所述旋变解码芯片中读取所述故障信息，并上报给所述单片机，单片机接收到所述故障后信息，启动DSADC模块输出第二励磁信号到所述旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块根据所述第二反馈信号进行软件解码。
值得说明的是，单片机在从旋转解码芯片中读取故障信息的时候其实是从旋变解码芯片的寄存器中读取。
优选的，启动DSADC模块输出第二励磁信号，在第二励磁信号到达所述旋转变压器之前，第二励磁信号还要经过励磁放大电路，励磁放大电路用于将第二励磁信号的功率进行放大，使其功率能够足够激励旋转变压器产生第二反馈信号。
进一步的，在旋转变压器输出第二反馈信号到DSADC模块前，第二反馈信号还要经过第二调理电路，第二调理电路中包括偏置电路和滤波器，偏置电路对第二反馈信号进行偏置处理，滤波器去除第二反馈信号中的干扰频率，从而使第二反馈信号在进入旋变解码芯片中进行解码时，能够获得更准确的角度信息。
请参照图2，图2为本申请实施例提供的一种永磁同步电机旋变解码***的示意性框图。
如图2所示，该***包括：旋变解码芯片、旋转变压器和单片机，所述单片机包括SPI模块和DASDC模块；
所述旋变解码芯片用于输出第一励磁信号；
所述旋转变压器用于接收所述第一励磁信号，并根据所述第一励磁信号输出第一反馈信号；
所述旋变解码芯片还用于，接收所述第一反馈信号，根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；
若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；
若存在故障，所述SPI模块用于从所述旋变解码芯片中读取故障信息，所述DASDC模块用于输出第二励磁信号到所述旋转变压器，所述旋转变压器用于根据所述第二励磁信号输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块用于根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息。
作为一种优选的实施方式，该***中还包括第一调理电路，第一调理电路中包括偏置电路和滤波器，第一调理电路用于在旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片之前，第一调理电路中的偏置电路用于对第一反馈信号进行偏置处理，第一调理电路中的滤波器去除第一反馈信号中的干扰频率，从而使第一反馈信号在进入旋变解码芯片中进行解码时，能够获得更准确的角度信息。
进一步的，旋变解码芯片中设置有寄存器，当旋变解码芯片检测到第一反馈信号存在故障后，这些故障会触发寄存器的故障位，寄存器用于将这些故障的信息存储起来，单片机用于从旋转解码芯片中读取故障信息的时候其实是从旋变解码芯片的寄存器中读取。
值得说明的是，该***中还包括励磁放大电路和第二调理电路，励磁放大电路用于在启动DSADC模块输出第二励磁信号，第二励磁信号到达所述旋转变压器之前，将第二励磁信号的功率进行放大，使其功率能够足够激励旋转变压器产生第二反馈信号。第二调理电路中包括偏置电路和滤波器，其中偏置电路用于对第二反馈信号进行偏置处理，滤波器用于去除第二反馈信号中的干扰频率，从而使第二反馈信号在进入旋变解码芯片中进行解码时，能够获得更准确的角度信息。
示范性的，旋变解码芯片还用于在检测故障后，根据具体情况判断故障类型，具体地用于检测第一反馈信号的电压，相位和偏差是否达到设定值，这里的偏差是指数据的偏差。而且在检测到第一反馈信号的电压为0V或5V时，判定线路中出现了开路故障，当检测到第一反馈信号的电压为2.5V时，可以判定线路中出现了短路故障。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者***不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者***所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者***中还存在另外的相同要素。
上述本申请实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本申请揭露的技术范围内，可轻易想到各种等效的修改或替换，这些修改或替换都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (10)

1.一种永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，包括：
旋变解码芯片输出第一励磁信号到旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片，所述旋变解码芯片根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；
若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；
若存在故障，单片机中的SPI模块从所述旋变解码芯片中读取所述故障信息，单片机中的DSADC模块启动并输出第二励磁信号到所述旋转变压器，以激励所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息。
2.按照权利要求1所述的永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，所述检测是否存在故障，包括：
所述旋变解码芯片通过检测所述第一反馈信号的电压、相位和偏差是否到达设定值以判断是否存在故障。
3.按照权利要求2所述的永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，所述旋变解码芯片检测所述第一反馈信号电压是否到达设定值，包括：
检测到所述第一反馈信号的电压为0V或5V时，判定为开路故障；
检测到所述第一反馈信号的电压为2.5V时，判定为短路故障。
4.按照权利要求1所述的永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，所述旋转变压器输出第一反馈信号到旋变解码芯片前，还包括：
使用第一调理电路对所述第一反馈信号进行偏置滤波。
5.按照权利要求1所述的永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，
所述启动DSADC模块输出第二励磁信号到所述旋转变压器前，还包括：使用励磁放大电路对所述第二励磁信号进行功率放大。
6.按照权利要求1所述的永磁同步电机旋变解码方法，其特征在于，所述旋转变压器输出第二反馈信号到所述DSADC模块前，还包括：
使用第二调理电路对所述第二反馈信号进行偏置滤波。
7.一种永磁同步电机旋变解码***，其特征在于，包括：旋变解码芯片、旋转变压器和单片机，所述单片机包括SPI模块和DASDC模块；
所述旋变解码芯片用于输出第一励磁信号；
所述旋转变压器用于接收所述第一励磁信号，并根据所述第一励磁信号输出第一反馈信号；
所述旋变解码芯片还用于，接收所述第一反馈信号，根据所述第一反馈信号进行硬件解码，并基于所述第一反馈信号判断是否存在故障；
若不存在故障，所述旋变解码芯片通过硬件解码获得角度信息；
若存在故障，所述SPI模块用于从所述旋变解码芯片中读取故障信息，所述DASDC模块用于输出第二励磁信号到所述旋转变压器，所述旋转变压器用于根据所述第二励磁信号输出第二反馈信号到所述DSADC模块，所述DSADC模块用于根据所述第二反馈信号进行软件解码获得角度信息。
8.按照权利要求7所述的永磁同步电机旋变解码***，其特征在于，所述旋变解码芯片还用于，检测所述第一反馈信号电压、相位和偏差是否到达设定值以判断是否存在故障。
9.按照权利要求7所述的永磁同步电机旋变解码***，其特征在于，还包括：
第一调理电路，其用于在所述旋转变压器输出所述第一反馈信号到所述旋变解码芯片前，对所述第一反馈信号进行偏置滤波。
10.按照权利要求7所述的永磁同步电机旋变解码***，其特征在于，还包括：
励磁放大电路，其用于在所述启动DSADC模块输出所述第二励磁信号到所述旋转变压器前，对所述第二励磁信号进行功率放大。
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