[发明专利]电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法

说明书

本发明公开了一种电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法，所述旋转变压器上设有一个初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组机械错位90°，其中，包括如下步骤：步骤S1：使用AD采样模块，获取次级绕组的正余弦模拟电压信号Va和Vb，转换输出两个数字电压信号；步骤S2：基于CORDIC算法，利用FPGA的硬件资源对转换后的正余弦数字电压信号进行反正切运算，解码得出旋转变压器转子的位置角；步骤S3：将解码得出的位置角输出到EPS控制器，作为角度反馈输入信号。本发明使用低成本的FPGA、AD转换芯片等分离器件，基于CORDIC算法处理旋转变压器输出模拟信号来实现电机角度解码。

技术领域

本发明涉及一种汽车电子技术，尤其涉及一种电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法。

背景技术

电动助力转向系统是由转向柱、减速机构、齿轮齿条和助力电机以及传感器和ECU控制单元等组成。转矩传感器通过扭杆连接在转向轴中间。汽车在转向时，转矩传感器开始工作，把相对转角转变成转矩电信号，这些电信号通过数据总线传给电子控制单元ECU。电子控制单元ECU根据转向盘的转动力矩、以及车辆速度等数据信号，向电动机发出动作指令；电机根据旋转变压器获取角度信息，从而决定电动机的旋转方向和助力电流的大小，完成实时控制的助力转向。

把旋转变压器输出的正交正余弦模拟信号转换为数字角位置的装置称为旋转变压器的数字解码器。目前很多公司推出的专用解码芯片，例如：如ANALOG DEVICES公司开发的AD2S80，AD2S80A，AD2S1200系列和多摩川公司的Au6802，Au6802N1，Au6803系列，而专用解码芯片一般价格十分昂贵。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是要提供一种电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法，使用低成本的FPGA、AD转换芯片等分离器件，基于CORDIC算法处理旋转变压器输出模拟信号来实现电机软件角度解码，替换传统的专用解码芯片，降低EPS控制器成本。

本发明为解决上述技术问题而采用的技术方案是提供一种电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法，所述旋转变压器上设有一个初级绕组和两个次级绕组，所述两个次级绕组机械错位90°，其中，包括如下步骤：步骤S1：使用AD采样模块，获取次级绕组的正余弦模拟电压信号Va和Vb，转换输出两个数字电压信号；步骤S2：基于CORDIC算法，利用FPGA的硬件资源对转换后的正余弦数字电压信号进行反正切运算，解码得出旋转变压器转子的位置角；步骤S3：将解码得出的位置角输出到EPS控制器，作为角度反馈输入信号。

上述的电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法，其中，所述初级绕组位于转子上作为励磁绕组输入，所述两个次级绕组位于定子上，其中一个作为正弦绕组输出，另一个作为余弦绕组输出。

上述的电动助力转向系统中旋转变压器的角度解码方法，其中，所述步骤S2包括：计算两个模拟电压对比值对应角度的所在的象限，然后记录象限区间，将[0,2π]转换到[0,π/4]范围内，并在每个象限区间根据CORDIC算法计算[0,1]范围内的反正切角度，再根据之前记录的象限值，将角度值还原到[0,2π]范围内。