一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法及存储介质

技术领域

本发明涉及新能源汽车技术领域，具体涉及一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法及存储介质。

背景技术

电机在输出调制比很高时，经常会输出高电平持续时间很短的脉冲，我们把这种脉冲叫做窄脉冲。由于窄脉冲不会影响到电机控制，很少有人去关注它，并抑制它。由于IGBT开关管是需要时间的，如果窄脉冲时间太短，可能IGBT还没完全打开就又要闭环。这种工况会影响到IGBT的使用寿命，而且也会增加IGBT的发热量。

在空间矢量调制方式下，不同调制比产生的驱动信号占空比的大小是不同的。由图1可知，当调制比较小时，驱动信号的占空比在0.5附近波动；当调制比较大时，驱动会出现窄脉冲。窄脉冲的两个危害：

1)功率开关器件的开、关是需要一定时间的，窄脉冲的发生可使开关器件失效而影响到开关管的安全运行，严重时会使系统烧毁并产生巨大损失。

2)满足功能安全的驱动芯片型号为：Infineon，1EDI3021AS。该芯片具有门极状态监测功能，在TOUT引脚发生电平转换时，会监控IGBT门极电压Vgate，确保Vgate电压达到预期值。驱动芯片在TOUT引脚发生电平转换时，如果在7.6us时间内检测到IGBT门机电压Vgate未达到预期值12.7V，则报出gatemonitoring故障，并在2.5us内上传为RDY故障。如果我们的窄脉冲信号很窄，如果驱动信号TOUT输出PWM脉宽小于3us,IGBT的门极电压Vgate在3us内就上升不到阈值(12.7V)12.7V，经过约7us检测周期之后，判定为gate monitoring故障，报出RDY故障。由此分析为PWM脉宽太窄，导致IGBT门极电压无法在规定时间内上升到V(GATEVCCH)＝Vcc2-2.1V＝12.7V阈值，会报出RDY故障。即窄脉冲引起了控制器误报RDY故障。

发明内容

本发明的目的就是针对现有技术的缺陷，提供一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法及存储介质，消除了窄脉冲引起的控制器误报RDY故障。

本发明提供的一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法，包括

当PWM采用对称生成、递增递减计数模式时；

在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理；

在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值。

较为优选的，所述在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理包括：

当cmp＞(Ts/2-Td/2)时，比较值保持不变；

其中，cmp为比较值，Ts为周期值，Td为死区时间。

较为优选的，所述在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理包括：

当(Ts/2-(T0+Td)/2)＜＝cmp＜＝(Ts/2-Td/2)时，cmp＝Ts/2；

其中，cmp为比较值，Ts为周期值，Td为死区时间，T0为最小脉冲值。

较为优选的，所述在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理包括：

当cmp＜(Ts/2-(T0+Td)/2)时，比较值保持不变；

其中，cmp为比较值，Ts为周期值，Td为死区时间，T0为最小脉冲值。

较为优选的，在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值包括：

当cmp+cmp1＜Td时，比较值保持不变；

其中，cmp为比较值，cmp1为上一周期比较值，Td为死区时间。

较为优选的，在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值包括：

当Td＜＝cmp+cmp1＜(T0+Td)时，cmp＝T0+Td-cmp1；

其中，cmp为比较值，cmp1为上一周期比较值，Td为死区时间，T0为最小脉冲值。

较为优选的，在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值包括：

当cmp+cmp1＞＝(T0+Td)时，比较值保持不变；

其中，cmp为比较值，cmp1为上一周期比较值，Td为死区时间，T0为最小脉冲值。

较为优选的，当所述PWM采用对称生成、递增递减计数模式时，比较寄存器在一个开关周期内加载寄存器值两次，在计数值等于比较寄存器值时，PWM会按照预先设置进行电平变化产生占空比可变的驱动信号。

较为优选的，所述方法应用于型号为Infineon，1EDI3021AS的驱动芯片。

本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上所述方法的步骤。

本发明的有益效果为：本方法在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理；在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值。使TOUT输出PWM脉宽(高电平时间)最小也会大于3us，当TOUT输出高电平的时间大于3us后，提供了足够的Vgate上升时间，Vgate电压可以上升到12.7V，RDY故障也不再报出。

附图说明

图1为当调制比较大时，出现的窄脉冲示意图；

图2为本发明的方法流程示意图；

图3为从递增到递减时产生的窄脉冲示意图；

图4为从递减到递增时产生的窄脉冲示意图；

图5为驱动芯片时序示意图。

具体实施方式

为了使本申请所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

应当理解，当在本申请说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。

还应当理解，在本申请说明书和所附权利要求书中使用的术语“和/或”是指相关联列出的项中的一个或多个的任何组合以及所有可能组合，并且包括这些组合。

如在本申请说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。

另外，在本申请说明书和所附权利要求书的描述中，术语“第一”、“第二”、“第三”等仅用于区分描述，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本申请说明书中描述的参考“一个实施例”或“一些实施例”等意味着在本申请的一个或多个实施例中包括结合该实施例描述的特定特征、结构或特点。由此，在本说明书中的不同之处出现的语句“在一个实施例中”、“在一些实施例中”、“在其他一些实施例中”、“在另外一些实施例中”等不是必然都参考相同的实施例，而是意味着“一个或多个但不是所有的实施例”，除非是以其他方式另外特别强调。术语“包括”、“包含”、“具有”及它们的变形都意味着“包括但不限于”，除非是以其他方式另外特别强调。“多个”表示“两个或两个以上”。

实施例一

图2示出了本申请较佳实施例(图3示出了本申请第一实施例)提供的一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法的结构示意图，为了便于说明，仅示出了与本实施例相关的部分，详述如下：

一种驱动电机控制器窄脉冲抑制方法，包括

当PWM采用对称生成、递增递减计数模式时；

在PWM从递增到递减阶段，在输出窄脉冲时，作输出低电平处理；

在PWM从递减到递增阶段，在输出窄脉冲时，将脉冲放大到最小边界值。

当PWM采用对称生成、递增递减计数模式时，比较寄存器在一个开关周期内加载寄存器值两次，在计数值等于比较寄存器值时，PWM会按照预先设置进行电平变化产生占空比可变的驱动信号。采用递增递减模式时需进行EPWM配置，计数器进行两次比较，并产生相应的动作。当在递减或者递增模式下的比较寄存器与计数器的值相等时，PWM会分别翻转为高、低电平。

如图3所示，从递增到递减时，EPWMXA产生了高电平为t的窄脉冲，周期值为Ts/2,比较值为cmp,死区时间为Td,如果我们对窄脉冲的最小限制为T0。那么当(Ts/2-cmp)*2-Td<0时，此时输出脉冲完全被死区吃掉，此时是没有窄脉冲输出的，输出为低电平；当0<＝(Ts/2-cmp)*2-Td<＝T0时，此时会输出窄脉冲，脉冲高电平时间小于T0；当(Ts/2-cmp)*2-Td>T0,此时输出宽脉冲，脉冲高电平时间大于T0。为了抑制窄脉冲输出，做如下处理：

cmp＝cmp cmp＞(Ts/2-Td/2)时

cmp＝Ts/2 (Ts/2-(T0+Td)/2)＜＝cmp＜＝(Ts/2-Td/2)时

cmp＝cmp cmp＜(Ts/2-(T0+Td)/2)时

即，当比较值大于周期值减去死区时间的一半时，比较值保持不变；当比较值小于周期值减去死区时间与最小脉冲值之和的一半时，比较值保持不变；否则，比较值等于周期值。相当于在输出窄脉冲时，直接做输出低电平处理。

如图4所示，从递减到递增时，EPWMXB产生了高电平为t的窄脉冲，周期值为Ts/2,上一周期比较值为cmp1，本周期比较值为cmp,死区时间为Td,如果我们对窄脉冲的最小限制为T0。那么当cmp1+cmp-Td<0时，此时输出脉冲完全被死区吃掉，此时是没有窄脉冲输出的，输出为低电平；当0<＝cmp1+cmp-TdT0,此时输出宽脉冲，脉冲高电平时间大于T0。为了抑制窄脉冲输出，做如下处理：

cmp＝cmp cmp+cmp1＜Td时

cmp＝T0+Td-cmp1 Td＜＝cmp+cmp1＜(T0+Td)时

cmp＝cmp cmp+cmp1＞＝(T0+Td)时

当比较值与上周期比较值之和小于死区时间时，比较值保持不变；当比较值与上周期比较值之和大于死区时间与最小脉冲值之和时，比较值保持不变；否则，比较值等于死区时间与最小脉冲值之和再减去上周期比较值。相当于在输出窄脉冲时，直接将脉冲放大到最小边界值。

实施例二

本实施例以具体的电机对本方法的效用进行了验证。

电机额定转速1500rpm，峰值转速3000rpm。电机控制器驱动芯片型号为：Infineon，1EDI3021AS。该芯片具有门极状态监测功能。不加窄脉冲抑制时空载电机转速拉倒1700rpm时，控制器报出RDY故障，此故障能稳定复现。

如图5为驱动芯片时序图，驱动芯片在TOUT引脚发生电平转换时，会监控IGBT门极电压Vgate，确保Vgate电压达到预期值。如果在7.6us时间内检测到Vgate电压未达到预期值V(GATEVCCH)＝Vcc2-2.1V＝12.7V，则判定为gate monitoring故障(门极监控故障)，并在2.5us内上传为RDY故障。

经过分析为窄脉冲引起控制器误报RDY故障。按照本方法加入窄脉冲抑制算法以后，窄脉冲消失，也就是TOUT输出PWM脉宽(高电平时间)最小也会大于3us，因为IGBT门极电压Vgate上升是需要时间的，当TOUT输出高电平的时间大于3us后，相当于提供了足够的时间来让Vgate上升，Vgate电压可以上升到12.7V，这样RDY故障也不再报出。

应该明白，公开的过程中的步骤的特定顺序或层次是示例性方法的实例。基于设计偏好，应该理解，过程中的步骤的特定顺序或层次可以在不脱离本公开的保护范围的情况下得到重新安排。所附的方法权利要求以示例性的顺序给出了各种步骤的要素，并且不是要限于所述的特定顺序或层次。

在上述的详细描述中，各种特征一起组合在单个的实施方案中，以简化本公开。不应该将这种公开方法解释为反映了这样的意图，即，所要求保护的主题的实施方案需要比清楚地在每个权利要求中所陈述的特征更多的特征。相反，如所附的权利要求书所反映的那样，本发明处于比所公开的单个实施方案的全部特征少的状态。因此，所附的权利要求书特此清楚地被并入详细描述中，其中每项权利要求独自作为本发明单独的优选实施方案。

为使本领域内的任何技术人员能够实现或者使用本发明，上面对所公开实施例进行了描述。对于本领域技术人员来说；这些实施例的各种修改方式都是显而易见的，并且本文定义的一般原理也可以在不脱离本公开的精神和保护范围的基础上适用于其它实施例。因此，本公开并不限于本文给出的实施例，而是与本申请公开的原理和新颖性特征的最广范围相一致。

上文的描述包括一个或多个实施例的举例。当然，为了描述上述实施例而描述部件或方法的所有可能的结合是不可能的，但是本领域普通技术人员应该认识到，各个实施例可以做进一步的组合和排列。因此，本文中描述的实施例旨在涵盖落入所附权利要求书的保护范围内的所有这样的改变、修改和变型。此外，就说明书或权利要求书中使用的术语“包含”，该词的涵盖方式类似于术语“包括”，就如同“包括”，在权利要求中用作衔接词所解释的那样。此外，使用在权利要求书的说明书中的任何一个术语“或者”是要表示“非排它性的或者”。

本领域技术人员还可以了解到本发明实施例列出的各种说明性逻辑块(illustrative logical block)，单元，和步骤可以通过电子硬件、电脑软件，或两者的结合进行实现。为清楚展示硬件和软件的可替换性(interchangeability)，上述的各种说明性部件(illustrative components)，单元和步骤已经通用地描述了它们的功能。这样的功能是通过硬件还是软件来实现取决于特定的应用和整个系统的设计要求。本领域技术人员可以对于每种特定的应用，可以使用各种方法实现所述的功能，但这种实现不应被理解为超出本发明实施例保护的范围。

本发明实施例中所描述的各种说明性的逻辑块，或单元都可以通过通用处理器，数字信号处理器，专用集成电路(ASIC)，现场可编程门阵列或其它可编程逻辑装置，离散门或晶体管逻辑，离散硬件部件，或上述任何组合的设计来实现或操作所描述的功能。通用处理器可以为微处理器，可选地，该通用处理器也可以为任何传统的处理器、控制器、微控制器或状态机。处理器也可以通过计算装置的组合来实现，例如数字信号处理器和微处理器，多个微处理器，一个或多个微处理器联合一个数字信号处理器核，或任何其它类似的配置来实现。

本发明实施例中所描述的方法或算法的步骤可以直接嵌入硬件、处理器执行的软件模块、或者这两者的结合。软件模块可以存储于RAM存储器、闪存、ROM存储器、EPROM存储器、EEPROM存储器、寄存器、硬盘、可移动磁盘、CD-ROM或本领域中其它任意形式的存储媒介中。示例性地，存储媒介可以与处理器连接，以使得处理器可以从存储媒介中读取信息，并可以向存储媒介存写信息。可选地，存储媒介还可以集成到处理器中。处理器和存储媒介可以设置于ASIC中，ASIC可以设置于用户终端中。可选地，处理器和存储媒介也可以设置于用户终端中的不同的部件中。

在一个或多个示例性的设计中，本发明实施例所描述的上述功能可以在硬件、软件、固件或这三者的任意组合来实现。如果在软件中实现，这些功能可以存储与电脑可读的媒介上，或以一个或多个指令或代码形式传输于电脑可读的媒介上。电脑可读媒介包括电脑存储媒介和便于使得让电脑程序从一个地方转移到其它地方的通信媒介。存储媒介可以是任何通用或特殊电脑可以接入访问的可用媒体。例如，这样的电脑可读媒体可以包括但不限于RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其它光盘存储、磁盘存储或其它磁性存储装置，或其它任何可以用于承载或存储以指令或数据结构和其它可被通用或特殊电脑、或通用或特殊处理器读取形式的程序代码的媒介。此外，任何连接都可以被适当地定义为电脑可读媒介，例如，如果软件是从一个网站站点、服务器或其它远程资源通过一个同轴电缆、光纤电缆、双绞线、数字用户线(DSL)或以例如红外、无线和微波等无线方式传输的也被包含在所定义的电脑可读媒介中。所述的碟片(disk)和磁盘(disc)包括压缩磁盘、镭射盘、光盘、DVD、软盘和蓝光光盘，磁盘通常以磁性复制数据，而碟片通常以激光进行光学复制数据。上述的组合也可以包含在电脑可读媒介中。

以上所述实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围，均应包含在本申请的保护范围之内。