診斷 - 技術(shù)分析：AFS系統(tǒng)步進(jìn)電機(jī)控制和關(guān)鍵診斷

　　診斷

　　診斷在汽車電子中必不可少，這是汽車安全性的必然要求。TL4729G支持過(guò)熱、開路和短路診斷。客戶在使用TLE4729G時(shí)碰到的大多數(shù)問(wèn)題也集中在開路診斷上。TLE4729G的診斷表如表4所示。在全步模式下和半步模式下，由于換相的差異，導(dǎo)致了開路診斷信號(hào)有差異。在某些半步換相表下，甚至出現(xiàn)不能診斷的情況。

　　從表4可以看出，短路到地和開路錯(cuò)誤同時(shí)發(fā)生時(shí)，診斷結(jié)果和短路到地是一樣的，因此可以認(rèn)為短路到地的優(yōu)先級(jí)比開路錯(cuò)誤高。

　　開路診斷的原理是利用感性負(fù)載續(xù)流的原理。如圖10所示，一般來(lái)說(shuō)，每次換相的時(shí)候，內(nèi)部SR觸發(fā)器置位，置位信號(hào)由換相信號(hào)決定，如圖10左上所示，置位信號(hào)使得ERROR1為低電平。SR觸發(fā)器的輸出經(jīng)過(guò)一個(gè)濾波環(huán)節(jié)（典型濾波時(shí)間為15μs）連接到ERROR1，如果感性負(fù)載是良好連接，即未開路的，在負(fù)載電流方向改變時(shí)，由于續(xù)流的作用，全橋兩個(gè)輸出中的一個(gè)電壓為VS+VFU（VFU為續(xù)流二極管導(dǎo)通壓降），比如圖10中T14由導(dǎo)通到關(guān)斷，T12尚未導(dǎo)通時(shí)，此時(shí)電流經(jīng)過(guò)與T12并聯(lián)的二極管續(xù)流，這時(shí)候Qx2的電壓值為VS+VFU。全橋的兩個(gè)輸出分別送入到兩個(gè)電壓比較器的同相輸入端，而這兩個(gè)電壓比較器的反相輸入端則與電源VS相連，兩個(gè)比較器的輸出連接至一個(gè)或門的兩個(gè)輸入，與門的輸出則連接到RS觸發(fā)器的R管腳。所以換相過(guò)程由于有續(xù)流電壓的存在使得或門的輸出為1，使得RS觸發(fā)器復(fù)位，一般而言換相過(guò)程持續(xù)時(shí)間遠(yuǎn)小于15μs，所以在正常模式下由于復(fù)位信號(hào)的作用使得ERROR1保持為高。當(dāng)出現(xiàn)開路的時(shí)候，VS+VFU這個(gè)條件被破壞，RS觸發(fā)器置位，15μs后ERROR1信號(hào)為低。

　　全步模式開路診斷

　　本例中采用XC800作為處理器，使用P3口作為TLE4729G的電流設(shè)置和換相口。定義如表5。

　　在全步模式下，電流設(shè)定和換相是分離的，所以可以用兩個(gè)不同的函數(shù)來(lái)實(shí)現(xiàn)，分為為電流設(shè)定函數(shù)和換相函數(shù)，當(dāng)然也可以統(tǒng)一到一個(gè)函數(shù)中，換相的時(shí)候?qū)?yīng)電流管腳不發(fā)生變化即可。

　　全步模式下的開路診斷容易實(shí)現(xiàn)，ERROR1指示開路情況，當(dāng)未出現(xiàn)開路時(shí)，ERROR1為高電平，當(dāng)出現(xiàn)開路時(shí)ERROR1為低電平，如圖11所示。

　　半步模式開路診斷

　　半步開路診斷是TLE4729G中比較復(fù)雜的應(yīng)用之一。有很多用戶反映無(wú)法進(jìn)行半步開路診斷。其實(shí)不然，如果深入分析半步換相表，便可得出可以穩(wěn)定診斷開路診斷的真值表。

　　半步診斷的復(fù)雜性是由于TLE4729G的Inhibit模式導(dǎo)致的，開路可診斷的一個(gè)條件是電流設(shè)置管腳至少有一個(gè)為高電平，當(dāng)某相兩個(gè)電流設(shè)置管腳均為低時(shí)，該項(xiàng)為Inhibit模式，ERROR1在第一個(gè)續(xù)流周期復(fù)位。當(dāng)有開路情況存在時(shí)，ERROR1的復(fù)位導(dǎo)致診斷信息丟失。由于半步的8個(gè)狀態(tài)中多次出現(xiàn)Inhibit模式，所以導(dǎo)致了某些情況下開路診斷會(huì)有異常。從真值表角度分析，當(dāng)某相有Inhibit模式出現(xiàn)，即該相兩個(gè)電流管腳均為0時(shí)，對(duì)應(yīng)的相位管腳可設(shè)置為1或者0，這樣便可以得出多組半步換相表，不同的換相表在開路診斷時(shí)，結(jié)果也不一樣。如表6中粗線所示，有四個(gè)狀態(tài)S2，S4，S6，S8中的某相位設(shè)置信號(hào)是可變?cè)O(shè)置的，可為0或者1，從排列的角度上看有16種不同的真值表，這里取出6種典型表（A-F）舉例說(shuō)明開路診斷特點(diǎn)。

　　重新列出半步可變換相表，如表6所示。

　　管腳設(shè)置仍如全步模式，在實(shí)際程序中，使用數(shù)據(jù)建立換相表，如下所示。

　　//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //A 0，0，1，1

　　//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x38， 0x2a， 0x22，0x0a，0x08，0x1a，0x12}; //B 1，1，0，0

　　//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x08，0x1a，0x12}; //C All 0

　　//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x38， 0x2a， 0x22，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //D All 1

　　code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x22，0x0a，0x18，0x1a，0x32}; //E 0，1，1，1

　　//code motor_halfsteps［8］={0x3a， 0x28， 0x2a， 0x02，0x0a，0x08，0x1a，0x32}; //F 0 0 0 1

　　圖12是真值表為A時(shí)ERROR1的波形，在該真值表下僅有一種波形，無(wú)法區(qū)分兩相開路、一相開路和無(wú)開路的情況，所以無(wú)法完成開路OL診斷。

　　圖13是真值表為B時(shí) ERROR1的波形，在該真值表下可以穩(wěn)定分析出一路開路、兩路開路和無(wú)開路診斷。

　　圖14是真值表為C、D時(shí)ERROR1的波形，在該真值表下可以分析出開路故障和無(wú)開路故障，但是不能分析出一路開路和兩路開路故障，因?yàn)樵谝宦烽_路有兩種情況，即A相開路和B相開路，其中有一相開路和兩相均開路的診斷波形一樣，故不能做區(qū)分。

　　圖15是真值表為E、F時(shí)ERROR1的波形，該真值表下有兩種波形，但是由于存在無(wú)開路和一路開路故障是同一種波形情況，故不能完全分析出開路和無(wú)開路兩種情況。