[发明专利]一种电动汽车软硬件解码冗余电路及切换方法

说明书

本发明涉及电动汽车驱动永磁同步电机控制技术，具体涉及一种电动汽车软硬件解码冗余电路，包括电机控制器主控芯片DSP、正弦信号转换电路、旋变解码芯片、逻辑控制电路、软硬件解码切换继电器控制电路、励磁信号处理电路、旋转变压器和反馈信号转接及处理电路；电机控制器主控芯片DSP分别与正弦信号转换电路、旋变解码芯片、逻辑控制电路和反馈信号转接及处理电路连接；旋变解码芯片分别与逻辑控制电路、软硬件解码切换继电器控制电路、反馈信号转接及处理电路连接；软硬件解码切换继电器控制电路与励磁信号处理电路连接；励磁信号处理电路与旋转变压器连接；旋转变压器与反馈信号转接及处理电路连接。该电路故障检测切换迅速，电路简单、成本低。

技术领域

本发明属于电动汽车驱动永磁同步电机控制技术领域，尤其涉及一种电动汽车软硬件解码冗余电路及切换方法。

背景技术

传统的电动汽车控制器获取永磁同步电机角度信息是采用的旋变解码芯片输出励磁信号经过信号处理电路给到旋转变压器的原边绕组，再将旋转变压器反馈回来的正余弦信号（正交差分信号）解出角度值，通过SPI或A、B、NM将数据传输给DSP，实现系统预期的功能，而当解码芯片失效时，传输给DSP角度也就是非预期的值，会导致系统（电机控制器）出现非预期的输出，而最终可能会导致系统（电机控制器）损坏甚至有可能导致车辆失控致使驾驶人员受伤。

发明内容

本发明的目的是提供一种电动汽车驱动永磁同步电机旋变解码冗余装置和切换方法。

为实现上述目的，本发明采用和技术方案是：一种电动汽车软硬件解码冗余电路，包括电机控制器主控芯片DSP、正弦信号转换电路、旋变解码芯片、逻辑控制电路、软硬件解码切换继电器控制电路、励磁信号处理电路、旋转变压器和反馈信号转换及处理电路；电机控制器主控芯片DSP分别与正弦信号转换电路、旋变解码芯片、逻辑控制电路和反馈信号转换及处理电路连接；旋变解码芯片分别与逻辑控制电路、软硬件解码切换继电器控制电路、反馈信号转换及处理电路连接；软硬件解码切换继电器控制电路与励磁信号处理电路连接；励磁信号处理电路与旋转变压器连接；旋转变压器与反馈信号转换及处理电路连接。

在上述的电动汽车软硬件解码冗余电路中，电机控制器主控芯片DSP包括ADC模块、Flex_PWM模块、SPI接口、GPIO接口、SMU模块；ADC模块连接反馈信号转换及处理电路，Flex_PWM模块连接正弦信号转换电路，SPI接口、GPIO接口均与旋变解码芯片连接，SMU模块与逻辑控制电路连接。

一种基于电动汽车软硬件解码冗余电路的切换方法，包括以下步骤：

步骤1、故障检测；当解码芯片失效或与旋变相关的硬件电路出现故障时，电机控制器主控芯片DSP的SPI接收到的角度值发生异常变化； 若是SPI接收到角度值发生异常变化，则DSP计数器的计数累加1，并且软件进行重新解算，直到DSP计数器中的数值累加到10，则寄存器中旋变故障标志位置1并判断为硬件解码故障；SMU模块动作并输出故障信号到逻辑控制电路中，切换到软件解码，通过软件解码的角度值参与软件的运算；若是ADC模块接收到的反馈信号电压值发生明显的异常变化，则判断为软件解码故障，上报故障并切断扭矩输出；

步骤2、硬件解码到软件解码切换；当电机控制器主控芯片DSP检测到本次控制时刻的角度值与上次控制时刻的角度值的偏差超过-5℃~+5℃，软件将寄存器中的旋变故障标志位置1，SMU模块读取电机控制器主控芯片DSP中寄存器旋变故障标志位并输出故障信号到逻辑控制电路或者由旋变解码芯片输出的LOT与DOS信号给到逻辑控制电路，逻辑控制电路输出使能信号控制软硬件解码切换继电器控制电路切换到软件解码。

本发明的有益效果，设计了旋变硬件解码和软件解码冗余方案，当旋变硬件解码方案出现故障时，能立即检测出故障，并输出故障信号去控制继电器迅速切换到软件解码，利用未故障的软件解码方案继续获取转子角度信息，有效提高了系统（电机控制器）的可靠性及安全性。整个故障检测过程迅速，使用方便。整个切换过程快速并且电路简单、成本低。

附图说明