增量型编码器的线路异常诊断方法及诊断装置

技术领域

本发明涉及一种增量型编码器的诊断方法以及诊断装置，尤其涉及一种用来诊断马达的增量型编码器的输出线路是否异常的诊断方法以及诊断装置。

背景技术

现有的电动车辆动力链(powertrain)的应用中，一般是使用马达来做为驱动，而马达进行磁场导向控制(field-oriented control,FOC)时，因为考量到电动车辆的控制性能，通常都会采用具有位置反馈的控制架构。因此，马达的编码器的信号正确性将会直接影响到马达的控制性能，因而致关重要。

目前在相关技术中常见的电动车辆，主要都是通过增量型编码器来实现马达位置反馈控制。请参见图1，为相关技术的马达驱动器的示意图。

如图1所示，增量型编码器11会输出A/B相差分信号(differential signal)，此处的A/B相差分信号包括A信号、

如图1所示，马达驱动器12同时通过内部的两组XOR逻辑电路122来分别接收所述两对差分信号(即，一组XOR逻辑电路接收A信号及

接着，马达驱动器12再将所产生的两组单端信号PGA与PGB传送给微控制单元13内部的编码器模块(encoder module)131，借此编码器模块131可基于两组单端信号PGA与PGB的信号比对来计算出信号计数(Counter)信息及信号方向(Direction)信息。进一步，微控制单元13可通过上述信息计算出马达的方向、角度及转速，并借此计算马达的位置反馈控制参数，并对马达进行控制。

在上述架构中，马达驱动器12需要额外设置所述差分线接收器121以及XOR逻辑电路122，而增加了生产成本。另外，上述架构在发现增量型编码器11所输出的差分信号异常时(例如输出线路接触不良、断线、短路或信号干扰等)，会造成马达运行错误或立即停机，而对使用马达的机器造成了危害(例如，令电动车辆在高速行驶中突然停止)。

有鉴于此，在相关技术中使用的诊断架构，实有进一步改良的必要。

发明内容

本发明的主要目的，在于提供一种增量型编码器的线路异常诊断方法及诊断装置，可以实时检测增量型编码器的输出线路异常，并且于输出线路异常时提供冗余的信号输出。

为了实现上述的目的，本发明的增量型编码器的线路异常诊断方法，运用于连接增量型编码器及马达的马达驱动器，马达驱动器包括至少具有第一编码器模块及第二编码器模块的微控制单元，增量型编码器输出A信号、

为了实现上述的目的，本发明的增量型编码器的线路异常诊断装置至少包括连接增量型编码器及马达的微控制单元，增量型编码器输出包括A信号、

第一编码器模块，具有两个输入端分别连接第一路径及第三路径，并基于从第一路径及第三路径接收A信号与

第二编码器模块，具有两个输入端分别连接第二路径及第四路径，并基于第二路径及该第四路径接收A信号与

诊断单元，自第一编码器模块的输出端接收第一信号信息组，并自第二编码器模块的输出端接收该第二信号信息组，基于第一信号信息组计算第一参数信息组并基于第二信号信息组计算第二参数信息组，其中第一参数信息组包括第一信号转速、第一信号角度及第一信号方向，第二参数信息组包括第二信号转速、第二信号角度及第二信号方向；

其中，诊断单元基于第一参数信息组与第二参数信息组判断增量型编码器连接至马达驱动器的多条外部导线中的至少一者存在线路异常，或判断马达的一速度反馈信号异常，并通过基于多条外部导线中正常的导线所传送的第一差分信号所计算取得的第一信号信息组或第二差分信号所计算取得的第二信号信息组计算马达的位置反馈控制参数。诊断单元诊断单元

相较于相关技术，本发明通过微控制单元既有的两组编码器模块的使用来判断两组差分信号的方向是否一致，无需增设额外硬件即可借此实时检测增量型编码器用以连接马达驱动器的多条外部导线是否有线路异常的问题。并且，本发明于判断增量型编码器输出端的多条外部导线之一出现线路异常时，仍可通过正常的一组差分信号冗余操作来使马达继续运行，减少马达停机的机会。借此，可以提升电动车辆的强健性与可用度，避免电动车辆在高速中失去动力所造成的危险。

附图说明

图1为相关技术的马达驱动器的示意图。

图2为本发明的马达驱动器的示意图的第一具体实施例。

图3为本发明的诊断示意图的第一具体实施例。

图4为本发明的信号计数及信号方向的示意图的第一具体实施例。

图5为本发明的诊断流程图的第一具体实施例。

图6为本发明的信号示意图的第一具体实施例。

图7为本发明的诊断流程图的第二具体实施例。

图8为本发明的信号转速、信号角度及信号方向的示意图的第一具体实施例。

图9为本发明的冗余效果的示意图的第一具体实施例。

附图标记说明：

11…增量型编码器

12…马达驱动器

121…差分线接收器

122…XOR逻辑电路

13…微控制单元

131…编码器模块

2…增量型编码器

21…第一外部导线

22…第二外部导线

23…第三外部导线

24…第四外部导线

3…马达驱动器

31…第一路径

32…第二路径

33…第三路径

34…第四路径

4…微控制单元

41…第一编码器模块

411…第一输入端

412…第二输入端

413…输出端

42…第二编码器模块

421…第一输入端

422…第二输入端

423…输出端

43…诊断单元

5…马达

50…加速度阈值

61…第一信号转速

62…第一信号角度

63…第一信号方向

71…第二信号转速

72…第二信号角度

73…第二信号方向

81…第一信号计数

82…第一信号方向

83…第一信号加速度

91…第二信号计数

92…第二信号方向

93…第二信号加速度

S10～S22、S30～S46…诊断与输出步骤

具体实施方式

兹就本发明的一优选实施例，配合附图，详细说明如后。

本发明公开了一种增量型编码器的线路异常诊断装置(下面将于说明书中简称为诊断装置)，于一实施例中，所述诊断装置指的是经过内部线路修改的马达驱动器。具体地，所述诊断装置主要是以马达驱动器内部的微控制单元来实现。

参阅图2，为本发明的马达驱动器的示意图的第一具体实施例。图2公开了马达驱动器3，所述马达驱动器3的输入端通过多条外部导线电性连接增量型编码器2的输出端，以接收增量型编码器2输出的多个差分信号(differential signal)。并且，马达驱动器3的输出端电性连接马达5，以通过参考所计算出的参数(例如转速、角度及方向等)控制马达5的运转。

如图2所示，马达驱动器3的内部至少具有微控制单元(Micro Control Unit,MCU)4，并且微控制单元4的内部具有至少两组的编码器模块(Encoder Module)。图2的实施例是以第一编码器模块41与第二编码器模块42为例，但并不以两组为限。另外，微控制单元4的内部还运行有至少一诊断单元43，其可以固件或实体电路的方式实施。

本发明的其中一个技术特征在于，微控制单元4通过诊断单元43对从增量型编码器2接收到的差分信号进行分析，以判断增量型编码器2的输出端至马达驱动器3的输入端之间的多条外部导线是否有线路异常(例如断线、短路、干扰等)的情况发生。通过对增量型编码器2输出的差分信号进行分析，本发明的技术方案可以实时检测增量型编码器2的输出端至马达驱动器3的输入端之间是否有线路异常的问题。

并且，本发明通过第一编码器模块41与第二编码器模块42来分别处理增量型编码器2输出的两组差分信号，因此当增量型编码器2的输出端的线路异常而使得微控制单元4所接收的其中一组差分信号错误时，微控制单元4仍可通过另外一组正常的差分信号来控制马达5继续运行，进而减少马达5停机的机会。若将本发明的诊断系统(即，所述经修改的马达驱动器3)应用于电动车辆上，则可有效提升电动车辆的强健性与可用度，避免电动车辆在高速中失去动力所造成的危险。

于一实施例中，所述第一编码器模块41与第二编码器模块42为正交编码器脉冲(Quadrature Encoder Pulse,QEP)模块，其中第一编码器模块41输出信号可表示为QEPA，第二编码器模块42输出信号可表示为QEPB，但并不以此为限。

请同时参阅图3，为本发明的诊断示意图的第一具体实施例。如图3所示，本发明中增量型编码器2的输出端通过多条外部导线以及马达驱动器3内部的多条路径分别连接微控制单元4中的第一编码器模块41与第二编码器模块42，其中第一编码器模块41接收增量型编码器2输出的第一差分信号，第二编码器模块42接收增量型编码器2输出的第二差分信号。如图2所示，于本实施例中，当增量型编码器2输出端的多条外部导线正常时，所述第一差分信号包括来自增量型编码器2的A信号以及B信号，所述第二差分信号包括来自增量型编码器2的

具体地，当增量型编码器2输出端的一或多条外部导线异常时，所述第一差分信号及/或所述第二差分信号的信号组成将可能会有所不同，稍后详述。

所述增量型编码器2、由A信号、

于图2的实施例中，第一编码器模块41具有第一输入端411、第二输入端412及输出端413，第二编码器模块42具有第一输入端421、第二输入端422及输出端423。马达驱动器3内部还具有可供信号传导的第一路径31、第二路径32、第三路径33及第四路径34，其中第一路径31连接第一编码器模块41的第一输入端411、第二路径32连接第二编码器模块42的第一输入端421、第三路径33连接第一编码器模块41的第二输入端412、第四路径34连接第二编码器模块42的第二输入端422。第一编码器模块41与第二编码器模块42分别通过输出端413、423输出分析后的信息给诊断单元43及后端的马达5。

如图2所示，马达驱动器3内部还具有第一电阻35及第二电阻36，其中，第一电阻35跨接于第一路径31与第二路径32之间，第二电阻36跨接于第三路径33与第四路径34之间。通过第一电阻35与第二电阻36的设置，本发明的微控制单元4可以通过两组差分信号所计算的两组信号方向来判断增量型编码器2与马达驱动器3之间连接的任一外部导线是否有线路异常的问题，容后详述。

本发明中，增量型编码器2的输出端通过至少四条外部导线连接马达驱动器3的多个输入端。更具体地，增量型编码器2通过第一外部导线21连接马达驱动器3内部的第一路径31以经由第一路径31提供所述A信号至第一编码器模块41的第一输入端411、通过第二外部导线22连接马达驱动器3内部的第二路径32以经由第二路径32提供

本发明中，第一编码器模块41持续接收第一差分信号(即，持续经由第一路径31与第三路径33接收A信号及B信号)，并且基于第一差分信号持续计算取得第一信号信息组。相似地，第二编码器模块42持续接收第二差分信号(即，持续经由第二路径32与第四路径34接收

具体地，第一编码器模块41通过所接收的A信号与B信号的电位高低(即，波形中表示成0或1)、电位依时序变化及电位变化频率等信息来计算所述第一信号计数及第一信号方向，第二编码器模块42通过所接收的

请同时参阅图4，为本发明的信号计数及信号方向的示意图的第一具体实施例。图4以第一差分信号(即，A信号及B信号)为例，说明第一编码器模块41如何基于第一差分信号计算第一信号计数及第一信号方向。并且，第二编码器模块42可以基于相同的逻辑对第二差分信号进行计算，以产生第二信号计数及第二信号方向，下面将不再赘述。

如图4(a)所示，由于A信号与B信号会随着时间分别产生电位高低的周期性变化，因此第一编码器模块41可以持续记录A信号与B信号的电位依时序变化。于图4(a)的实施例中，A信号与B信号在时序中是以(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的顺序进行电位高低的变化。对此，本领域人员可以理解第一编码器模块41可以将上述(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的电位变化顺序记录为马达5正转的信号。

如图4(b)所示，每当一个时脉(Clock)经过，并且A信号与B信号的至少其中之一产生电位变化时，第一编码器模块41就会令第一信号计数加一。并且，当A信号与B信号由上述(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的电位变化顺序转变为(0,1)、(1,1)、(1,0)、(0,0)的电位变化顺序时，第一编码器模块41认定马达5进行了转向(变成反转)，因此会记录第一信号方向为反转，附图以高低表示正转及反转的方向。同样地，当A信号与B信号再次转变为(0,0)、(1,0)、(1,1)、(0,1)的电位变化顺序时，第一编码器模块41认定马达5再次进行了转向(变成正转)，因此会记录第一信号方向再变为正转。

通过上述方式，第一编码器模块41可以通过对持续接收的第一差分信号中的信号组成进行计算，以持续得到第一信号计数(是否加一)及第一信号方向(正转或反转)。同样的，通过上述方式，第二编码器模块42可以通过对持续接收的第二差分信号进行计算，以持续得到第二信号计数及第二信号方向，下面将不再赘述。

接着，如图3所示，微控制单元4将第一编码器模块41计算的包括第一信号计数及第一信号方向的第一信号信息组，以及第二编码器模块42计算的包括第二信号计数及第二信号方向的第二信号信息组做为诊断单元43的输入参数。借此，诊断单元43可以基于第一信号信息组计算与马达5相关的第一参数信息组，并且基于第二信号信息组计算与马达5相关的第二参数信息组。于一实施例中，所述第一参数信息组至少包括与马达5相关的第一信号转速、第一信号角度及所述第一信号方向，所述第二参数信息组至少包括与马达5相关的第二信号转速、第二信号角度及所述第二信号方向，但并不以此为限。

本发明的其中一个技术特征在于，微控制单元4通过诊断单元43来比对第一参数信息组与第二参数信息组的内容，借此判断基于第一差分信号所计算的第一参数信息组(对应至从第一路径31及第三路径33所接收的A信号与B信号)与基于第二差分信号所计算的第二参数信息组(对应至从第二路径32及第四路径34所接收的

更具体地，本发明中诊断单元43主要可以第一参数信息组与第二参数信息组是否一致为依据，判断增量型编码器2的输出端连接至马达驱动器3的输入端之间的多条外部导线21-24的至少其中之一存在线路异常，或是判断马达5产生了速度反馈信号异常的现象，但不加以限定。并且，当诊断单元43判断多条外部导线21-24中的至少一条存在线路异常时，即可基于多条外部导线21-24中正常的多个导线所传送的信号来计算一组正常的信号信息组，并且依据该正常的信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数。

举例而言，同时参考图2，由于第一路径31与第二路径32间跨接了第一电阻35，因此当连接第一路径31的第一外部导线21发生线路异常时，A信号无法被提供给第一路径31，而增量型编码器2输出的

同样地，由于第三路径33与第四路径34间跨接了第二电阻36，因此当连接第三路径33的第三外部导线23发生线路异常时，B信号无法被提供给第三路径33，而增量型编码器2输出的

如上所述，通过第一电阻35及第二电阻36的设置，当第一参数信息组与第二参数信息组不一致时，代表微控制单元4的两个编码器模块41、42没有正确接收到第一差分信号及第二差分信号的预设的信号组成，亦即没有正确接收到A信号、

于一实施例中，微控制单元4的诊断单元43主要是将第一参数信息组中的第一信号方向与第二参数信息组中的第二信号方向进行比对，以判断第一差分信号与第二差分信号的方向是否一致。并且，诊断单元43主要是在第一信号方向与第二信号方向不一致时，认定第一差分信号与第二差分信号的其中之一为异常。

当诊断单元43认定第一差分信号与第二差分信号的其中之一为异常时，将进一步经由内部的判断机制(容后详述)从第一信号信息组(包括第一信号计数及第一信号方向)以及第二信号信息组(包括第二信号计数及第二信号方向)中找出正常的信号计数以及正常的信号方向，并且将此正常的信号计数以及正常的信号方向输出至诊断单元43的马达控制架构中。如此一来，诊断单元43中的马达控制架构可以基于正常信号计数以及正常信号方向来计算出马达5的位置反馈控制参数，并对马达5进行控制，达到冗余输出。

通过本发明的诊断装置，其中微控制单元4可以通过两组编码器模块41、42以及诊断单元43来对两组差分信号进行计算与比对，借此判断增量型编码器2的输出端与马达驱动器3的输入端之间是否有线路异常的情况发生。于异常发生时，微控制单元4还可立即找出正常的差分信号，并将基于正常的差分信号所计算出的正常信号计数/正常信号方向输入诊断单元43的马达控制架构。如此一来，本发明的诊断装置可以实现差分信号的冗余输出，借此在线路异常时持续控制马达5运转，避免马达5因部分线路异常而停机以提高系统的可靠度。

续请参阅图5，为本发明的诊断流程图的第一具体实施例。图5公开了本发明的增量型编码器的线路异常诊断方法(基于简明理由下面将于说明书中简称为诊断方法)，于一实施例中，所述诊断方法是应用于如图2所示的马达驱动器3与微控制单元4。

如图5所示，所述诊断方法是在马达5的运转期间(即，使用马达5的电动车辆的运转期间)，通过微控制单元4中的第一编码器模块41持续接收增量型编码器2输出的第一差分信号，并通过微控制单元4中的第二编码器模块42持续接收增量型编码器2输出的第二差分信号(步骤S10)。如前文所述，基于本发明的诊断装置，第一编码器模块41所接收的第一差分信号主要包括所述A信号与

接着，第一编码器模块41基于第一差分信号计算包含了第一信号计数及第一信号方向的第一信号信息组(步骤S12)，并且第二编码器模块42基于第二差分信号计算包含了第二信号计数及第二信号方向的第二信号信息组(步骤S14)。

步骤S12与步骤S14后，微控制单元4将第一信号信息组与第二信号信息组分别输入诊断单元43中，并由诊断单元43基于第一信号信息组计算所述第一参数信息组，并且基于第二信号信息组计算所述第二参数信息组(步骤S16)。如前文所述，第一参数信息组至少包括与马达5相关的第一信号转速、第一信号角度及所述第一信号方向，第二参数信息组至少包括与马达5相关的第二信号转速、第二信号角度及所述第二信号方向。

如何基于信号信息组(即，信号计数及信号方向)来计算参数信息组(即，信号转速、信号角度及信号方向)，为马达相关技术领域中的常用技术手段，于此不再赘述。

步骤S16后，微控制单元4通过诊断单元43来比对第一参数信息组中的第一信号方向与第二参数信息组中的第二信号方向，借此判断第一差分信号与第二差分信号的方向是否一致(步骤S18)。具体地，微控制单元4是于步骤S18中判断所述第一信号方向与所述第二信号方向是否一致。

于一实施例中，微控制单元4可以预设将第一差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中，即，预设令诊断单元43基于第一差分信号计算取得的第一信号信息组来对马达5进行控制，其中第一信号信息组至少包括第一信号计数及第一信号方向。若微控制单元4在步骤S18中判断第一信号方向与第二信号方向一致，代表第一差分信号与第二差分信号皆正常(即，增量型编码器2的输出端与马达驱动器3间的所有外部导线21-24均为线路正常)。于此情况下，微控制单元4直接将第一差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中。借此，诊断单元43可以基于第一差分信号计算产生的第一信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数(步骤S20)，并且对马达5进行控制。

于另一实施例中，微控制单元4可以预设将第二差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中，即，预设令诊断单元43基于第二差分信号计算取得的第二信号信息组来对马达5进行控制，其中第二信号信息组至少包括第二信号计数及第二信号方向。于此实施例中，若第一信号方向与第二信号方向一致，则微控制单元4会将第二差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中，以令诊断单元43基于第二差分信号计算产生的第二信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数，并且对马达5进行控制。

若微控制单元4在步骤S18中判断第一信号方向与第二信号方向不一致，代表第一差分信号与第二差分信号的其中之一为异常(即，增量型编码器2的输出端与马达驱动器3之间的多条外部导线21-24的至少其中之一为线路异常)。于一实施例中，若增量型编码器2的输出端的线路异常，代表微控制单元4最后接收到增量型编码器2输出的A信号、

通过前文说明可看出，本发明的技术方案可以由第一编码器模块41对第一差分信号进行计算以做为马达5的控制基础，亦可由第二编码器模块42对第二差分信号进行计算以做为马达5的控制基础。当微控制单元4接收到的第一差分信号或是第二差分信号异常时，诊断单元43仍然可以通过基于另一对正常的差分信号所计算的信号计数及信号方向来对马达5进行控制，进而达到冗余的效果，且马达5无需停机。

参阅图6，为本发明的信号示意图的第一具体实施例。

首先，图6(a)显示了微控制器4经由多个路径31-34所接收的所有信号(包含A信号、

图6(b)显示了增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21断线，其余外部导线22-24为连接正常的情况。由图6(b)可看出，当用以输出A信号的第一外部导线21断线时，对应传输的A信号会变成落后B信号，但

图6(c)显示了增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21短路，其余外部导线22-24为连接正常的情况。由图6(c)可看出，当用以输出A信号的第一外部导线21短路时，对应传输的A信号会异常(图中以持续无信号为例)，

图6(d)显示了增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21受到暂时的干扰，其余外部导线22-24为连接正常的情况。由图6(d)可看出，当用以输出A信号的第一外部导线21受到暂时的干扰时，对应传输的A信号会暂时产生信号异常(图中以A信号突然增加一次脉冲为例)，

从图6中可看出，当增量型编码器2与马达驱动器3连接的任一条外部导线21-24发生线路异常(例如断线、短路或干扰)时，微控制单元4接收到的信号中至少一者就会产生变化(即，不同于图6(a)所示的状态)。于本发明中，第一编码器模块41与第二编码器模块42是分别基于第一差分信号与第二差分信号来计算第一信号信息组与第二信号信息组，诊断单元43则判断这两组信号信息组是否一致，借此确认微控制单元4所接收到的两组差分信号是否正常。具体地，于微控制单元4经外部导线21-24接收到的A信号、

于另一实施例中，诊断单元43接收第一信号信息组与第二信号信息组后，是先基于第一信号信息组计算上述的第一参数信息组，并基于第二信号信息组计算上述第二参数信息组，并且再判断第一参数信息组与第二参数信息组是否一致，借此确认微控制单元4所接收到的两组差分信号是否正常。而，上述仅为本发明的其中一种具体实施范例，但并非以此为限。

图6主要是以增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21断线、短路或受到干扰等情况为例，举例说明。当增量型编码器2用以输出

于前述图5的实施例中，微控制单元4中的诊断单元43主要是通过第一参数信息组中的第一信号方向以及第二参数信息组中的第二信号方向来判断第一差分信号或是第二差分信号是否异常。于另一实施例中，微控制单元4还可进一步通过第一参数信息组中的第一信号转速、第一信号角度以及第二参数信息组中的第二信号转速、第二信号角度来判断第一差分信号或是第二差分信号是否异常，借此，可进一步提高诊断的精确度，并且避免误判。

请参阅图7，为本发明的诊断流程图的第二具体实施例。与图5所示的实施例相似，本实施例中，微控制单元4通过第一编码器模块41持续接收增量型编码器2输出的第一差分信号，并通过微控制单元4中的第二编码器模块42持续接收增量型编码器2输出的第二差分信号，并且，第一编码器模块41基于第一差分信号持续计算第一信号信息组，第二编码器模块42基于第二差分信号持续计算第二信号信息组(步骤S30)。如前文所述，基于本发明的诊断装置，第一差分信号包括A信号与

相似地，于步骤S30后，微控制单元4将第一信号信息组与第二信号信息组分别输入诊断单元43中，由诊断单元43基于第一信号信息组计算第一参数信息组，并且基于第二信号信息组计算第二参数信息组(步骤S32)。如前文所述，第一参数信息组至少包括与马达5相关的第一信号转速、第一信号角度及前述第一信号方向，第二参数信息组至少包括与马达5相关的第二信号转速、第二信号角度及前述第二信号方向。

接着，微控制单元4通过诊断单元43将第一参数信息组中的第一信号方向与第二参数信息组中的第二信号方向进行比对，以判断第一信号方向与第二信号方向是否一致(步骤S34)。具体地，微控制单元4是以第一信号方向与第二信号方向是否一致为判断基础，确认第一编码器模块41接收的第一差分信号的方向与第二编码器模块42接收的第二差分信号的方向是否一致。

由于

本实施例中，若于步骤S34中判断第一信号方向与第二信号方向一致，则微控制单元4通过诊断单元43进一步判断第一参数信息组中的第一信号角度与第二参数信息组中的第二信号角度是否一致(步骤S36)。并且，于判断第一信号角度与第二信号角度一致时，微控制单元4再将第一差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中，以令诊断单元43基于第一差分信号所对应计算产生的第一信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数(步骤S38)。

值得一提的是，若微控制单元4预设基于第二差分信号来计算马达5的位置反馈控制参数，则于上述步骤S38中，微控制单元4是将第二差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构中，以令诊断单元43基于第二差分信号所对应计算产生的第二信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数，而不以图7所示者为限。

若于步骤S36中判断第一信号角度与第二信号角度不一致，则微控制单元4认定第一差分信号与第二差分信号的其中之一为异常。此时，微控制单元4通过诊断单元43找出第一差分信号与第二差分信号中哪一对差分信号是异常的，而哪一对差分信号是正常的，并且基于通过正常的差分信号所计算出的信号信息组来计算马达5的位置反馈控制参数。

于一实施例中，微控制单元4在所述步骤S36中是于第一信号角度与第二信号角度间的角度差异大于或等于预设的角度误差阈值(例如5度)时，判断第一信号角度与第二信号角度不一致。并且，微控制单元4于第一信号角度与第二信号角度间的角度差异小于所述角度误差阈值时，判断第一信号角度与第二信号角度一致。

值得一提的是，因外部导线的短路或断线而造成的角度差异，将会随着时间的增加而增加。不同马达在操作时依其特性会具有不同的角度误差容许范围，而马达的角度与输出转矩(N-m)大致为正相关，故可通过此特性来判断所使用的马达所对应的角度误差阈值(例如，可依据马达的转矩误差的10％范围对应计算取得所述角度误差阈值)，并依据所计算的角度误差阈值来判断第一信号角度与第二信号角度是否一致。

具体地，永磁同步马达的转矩计算公式如下：T＝1.5*(P/2)*(λ*iq+(Ld-Lq)*id*iq)，其中P是马达极数、λ是转矩常数、id/iq是转子d/q轴电流、Ld/Lq是转子d/q轴电感。上述参数可经马达反馈另外取得，并且用计算取得的马达转矩以计算前述角度误差阈值。若第一信号角度与第二信号角度之间的角度差小于计算所得的角度误差阈值，则微控制单元4不会认定第一信号角度与第二信号角度不一致，故不会直接认定第一差分信号或第二差分信号为异常。然而，上述仅为本发明的其中一个具体实施范例，但并不以上述说明为限。

本实施例中，若微控制单元4于步骤S34中判断第一信号方向与第二信号方向不一致(即，第一差分信号的方向与第二差分信号的方向不一致)，或是于步骤S36中判断第一信号角度与第二信号角度不一致，则微控制单元4通过诊断单元43进一步基于第一参数信息组中的第一信号转速计算第一信号加速度，并且基于第二参数信息组中的第二信号转速计算第二信号加速度。并且，微控制单元4判断第一信号加速度是否大于一个预设的加速度阈值(步骤S40)，并且判断第二信号加速度是否大于所述加速度阈值(步骤S42)。

若于步骤S40中判断第一信号加速度大于所述加速度阈值(即，代表速度于瞬间产生急速的变化)，则微控制单元4可认定增量型编码器2与马达驱动器3间的第一外部导线21或第三外部导线23(即，自外部用以连接至马达驱动器3内部的第一路径31或第三路径33的线路)为线路异常，并造成第一差分信号异常。此时，微控制单元4将第二差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构，以令诊断单元43基于第二差分信号所对应计算取得的第二信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数(步骤S44)。

若于步骤S40中判断第一信号加速度没有大于所述加速度阈值，但接着于步骤S42中判断第二信号加速度大于所述加速度阈值，则微控制单元4可认定增量型编码器2与马达驱动器3间的第二外部导线22或第四外部导线24(即，自外部用以连接至马达驱动器3内部的第二路径32或第四路径34的线路)为线路异常，并造成第二差分信号为异常。此时，微控制单元4将第一差分信号应用于诊断单元43的马达控制架构，以令诊断单元43基于第一差分信号所对应计算取得的第一信号信息组计算马达5的位置反馈控制参数(步骤S38)。

值得一提的是，若微控制单元4经过诊断单元43的比对后，判断第一信号方向与第二信号方向不一致，或第一信号角度与第二信号角度不一致，但是第一信号加速度没有大于所述加速度阈值，第二信号加速度也没有大于所述加速度阈值，则表示当前的异常状况不属于前述的短路、断线或干扰的其中之一。此时，微控制单元4将会认定为马达5的状态为速度反馈信号异常(步骤S46)，并且控制马达5停止转动。而，上述异常状态仅为本发明的其中一个实施例，但不以上述为限。

于一实施例中，微控制单元4于步骤S40中主要是令诊断单元43通过下述第一公式计算所述第一信号加速度：

由于在确定了电动车辆所使用的马达5后，即可确定上述马达5的最大转矩及惯量，因此，所述加速度阈值对于本发明的诊断装置中的微控制单元4来说，可视为一个已知的参数。

值得一提的是，本实施例中，微控制单元4主要可以0.1微秒(ms)做为一个时间单位(即，第二时间减第一时间为0.1ms)或时间间隔作为诊断频率，但并不以此为限。

续请参阅图8，为本发明的信号转速、信号角度及信号方向的示意图的第一具体实施例。图8用以说明在微处理单4所接收的差分信号异常时，对于上述信号方向、信号角度以及信号转速的影响。

图8(a)用以显示当增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21断线时的情况。如图8(a)所示，当微控制单元4所预设接收的A信号因线路断线而异常时(即，第一差分信号异常，此时将包括通过第一电阻35所接收的

上述仅为本发明的其中一个具体实施例，而在微控制单元4所预设接收的

图8(b)用以显示当增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21短路时的情况。如图8(b)所示，当微控制单元4所预设接收的A信号因线路短路而异常时(即，第一差分信号异常，此时将包括通过第一电阻35所接收的

图8(c)用以显示当增量型编码器2用以输出A信号的第一外部导线21受到短暂的干扰时的情况。如图8(c)所示，当微控制单元4所接收的A信号因线路干扰而造成短暂异常时(即，第一差分信号短暂异常)，将会造成基于第一差分信号所计算产生的第一信号转速61的瞬间且暂时下降、基于第一差分信号所计算产生的第一信号角度62的暂时误差、以及基于第一差分信号所计算产生的第一信号方向63的暂时反向，但前述异常仅于短暂时间发生，其余时间点为正常波形。同样地，由于

如上所述，由于本发明的诊断装置通过第一编码器模块41接收并处理第一差分信号，同时通过第二编码器模块42接收并处理第二差分信号，因此当两组差分信号中的任一组成的信号有异常时，微控制单元4可以通过冗余输出持续对马达5进行控制，而不会造成马达5停机。借此，实可有效提高系统的可靠度。

续请参阅图9，为本发明的冗余效果的示意图的第一具体实施例。如图9(a)所示，若以相关技术的控制架构对马达进行控制(即，如图1所示的现有架构)，则当增量型编码器的输出端上用以输出A信号的线路于某个时间断线时，微控制单元将会停止计算信号计数，并且无法继续检测信号方向，因此，马达只能被迫停机。

如图9(b)上半部所示，若采用本发明的诊断装置(如图2、图3所示)，则当增量型编码器2的输出端上用以输出A信号的第一外部导线21于某个时间断线时，此时第一编码器模块41所接收到的第一差分信号会包括

如图9(b)所示，当微控制单元4经比对后判断第一差分信号及第二差分信号中的一者异常时，即可通过前文所述的方式计算所述第一信号加速度83以及第二信号加速度93，并且经过比对后发现第一信号加速度83于断线瞬间大于或等于加速度阈值50(如图9(b)所示的虚线)，第二信号加速度93则仍持续小于加速度阈值50。如此一来，微控制单元4可以确认第一差分信号异常，而第二差分信号正常。

借此，如图9(b)下半部所示，微控制单元4可以将第二差分信号应用于马达5的控制架构(即，将第二差分信号据以计算的第二信号计数91以及第二信号方向92做为马达5的计算控制基础)，并且舍弃第一信号计数81与第一信号方向82(即，舍弃第一差分信号)，借此达到冗余输出的效果，进而在A信号断线时保持马达5持续运行。

以上所述仅为本发明的优选具体实例，非因此即局限本发明的权利要求，故举凡运用本发明内容所为的等效变化，均同理皆包含于本发明的范围内，合予陈明。