[发明专利]一种转角位置传感器的软硬件设计方案及其故障诊断方法

权利要求书

1.一种转角位置传感器的软硬件设计方案及其故障诊断方法,其特征在于：它的硬件方案包含主控芯片(1)、第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)、电源管理系统(4)、CAN收发器(5)、外部设备(6)，主控芯片(1)和第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)之间通过两种通信方式SSC、PWM进行通信连接，主控芯片(1)的左侧与CAN收发器(5)通信连接，CAN收发器(5)与外部设备(6)电性连接，主控芯片(1)与电源管理系统(4)通信连接，它的软件方案包含转角位置传感器快速自检的方案、多节点电压检测机制、主控芯片(1)与第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)之间多种方式通信，不同通信方式间数据相互校验的通信方案、主控芯片(1)与第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)进行数据传输时交叉校验的数据校验方案，它的故障诊断方法为：在第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)完成初始化之后，主控芯片(1)向第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)发送自检命令，第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)收到自检命令后将第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)的信号采集通道连接到自检信号测试通道，然后第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)控制自检信号测试通道根据主控芯片(1)的指令输出多个位置信号，第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)采集到该位置信号并将此信号发送给主控芯片(1)，主控芯片(1)判断第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)检测到的信号与测试通道输出的信号是否一致，若一致，主控芯片(1)判断第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)当前工作正常，若检测到的信号与输出信号差值较小，则主控芯片(1)认为第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)当前工作状态不可靠，并根据检测到的信号与输出信号的关系对第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)检测到的位置信息进行校正，若检测到的信号与输出的信号差值较大或者未检测到信号，主控芯片(1)判断巨磁电阻传感器工作异常或已经失效，此时主控芯片(1)将传感器故障状态通过CAN收发器(5)发出，并进入故障模式。

2.根据权利要求1所述的一种转角位置传感器的软硬件设计方案及其故障诊断方法，其特征在于：所述的转角位置传感器快速自检的方案为：在转角位置传感器上电初始化及巨磁电阻传感器初始化之后的20毫秒之内，主控芯片(1)会向第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)发送自检命令和自检寄存器配置信息，第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)接收到自检命令之后会将AD采样通道从位置信息通道切换到由自检寄存器控制的AD模拟输出通道，之后AD模拟输出通道会输出由自检寄存器控制的一系列固定的自检信号如0°、45°、90°、135°、180°、225°、270°、(315)°等，同时通过AD采样通道采集这些信号并将这些信号发送给主控芯片(1)，主控芯片(1)根据第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)返回的数据判断转角位置传感器是否能够正常工作进而判断采集到的位置信息是否有效，若未接收到自检信号或者接受到的自检信号与输出的自检信号间误差较大如误差超过10°，主控芯片(1)认为当前转角位置传感器无法正常工作，会将故障状态通过CAN报文发出，并进入故障模式，若检测到的自检信号与输出信号有较小的误差，主控芯片会根据检测到的位置信号与输出的位置信号作对比，如果所有检测到的值均略低于或高于输出信号的值如5°，则认为当前巨磁电阻传感器可能因受到温度干扰导致位置信号采集不正确，主控芯片计算出此误差并记录，在转角位置传感器工作的过程中主控芯片(1)会将这个第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)检测到的所有位置信号均加上或减去这个误差值之后再进行计算，如果检测到的信号与输出的自检信号的误差为三角函数如正弦/余弦的关系，则认为当前转角位置传感器硬件连接可能存在误差，在转角位置传感器工作的过程中主控芯片(1)会根据这些误差值对第一巨磁电阻传感器(2)、第二巨磁电阻传感器(3)采集到的信号进行查表修正，转角位置传感器通过上电自检工作可以在系统上电之后快速、准确地判断当前转角传感器是否存在硬件故障或由环境因素导致的工作异常，并且可以在干扰因素较弱的时候通过自校正消除这些干扰的影响，同时通过CAN收发器(5)将转角位置传感器当前工作状态如工作正常、自检存在误差、自检失败故障等发送给外部设备(6)。