CN114750821B - 一种eps扭矩同步方法 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种EPS扭矩同步方法，包括如下步骤：初始化第一计数器和第二计数器，定义第一队列和第二队列，所述第一队列和第二队列分别接收并存储第一扭矩传感器和第二扭矩传感器发送的扭矩信息，所述第一计数器和第二计数器分别与所述第一队列和第二队列相对应，用于分别在所述第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息后加1；当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息。采用上述技术方案后，通过软件对两路扭矩同步，代替硬件电路同步，降低了扭矩采样同步的成本，解决了由于不同步引起的系统波动。

Description

一种EPS扭矩同步方法
技术领域
本发明涉及EPS(Electric Power Steering，电子助力转向)技术领域，尤其涉及一种EPS扭矩同步方法。
背景技术
随着汽车行业的发展，汽车转向系统无论在燃油经济性、手感还是与其他系统的功能交互上都得到了大幅度的提升。然而随着现在高级驾驶辅助系统、新能源汽车、无人驾驶等概念的空前火爆，OEM(Original Equipment Manufacturers，原型设备制造商)和Tier1(一级供应商)们愈发觉得原先Fail-safe(失效安全)概念设计的EPS已经不能满足大家对车辆安全性和可靠性的更高要求，于是Fail-Operation(失效可操作)的概念被越来越频繁的提及。
Fail-Operation转向控制器为了达到安全要求，采用冗余设计：双MCU，双电源，双功率驱动模块及六相电机控制,外部扭矩信号同样采用双扭矩信号。由于扭矩传感器输出的扭矩信号无法同步输出，在ECU采样扭矩信号时候会不同步，如图1所示，图中N1、N2为两个扭矩传感器每隔预设时间(图1中为500us)向外输出的扭矩信息(如扭矩值)，扭矩信息N1和N2之间存在一定的延迟。如果采样时刻为t1，t3，此时采样的扭矩已经同步；但如果采样时刻为t2，此时一个扭矩传感器的扭矩信息N1已发送，而另一个扭矩传感器的扭矩信息N2未发送，此时采样只能采样到当前时刻的扭矩信息N1和上一时刻的扭矩信息N2(即第二组扭矩信息中的N1和第一组扭矩信息中的N2)，两路扭矩有450us到500us的延迟。扭矩的不同步会引起系统的振动，影响整个系统的舒适性与安全性。现有技术中，通常通过硬件电路使两路扭矩信息同步，例如升级扭矩传感器信号增加同步触发，并且在ECU端同样增加触发电路。但这样既增加了整个系统的成本，同时又会增大ECU体积以及失效点。
因此，需要开发一种低成本且能有效避免扭矩不同步的扭矩同步方法。
发明内容
为了克服上述技术缺陷，本发明的目的在于提供一种低成本且能有效避免扭矩不同步的EPS扭矩同步方法。
本发明公开了一种EPS扭矩同步方法，包括如下步骤：
初始化第一计数器和第二计数器，定义第一队列和第二队列，所述第一队列和第二队列分别接收并存储第一扭矩传感器和第二扭矩传感器发送的扭矩信息，所述第一计数器和第二计数器分别与所述第一队列和第二队列相对应，用于分别在所述第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息后加1；
当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息。
优选地，当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息的步骤中；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息。
优选地，当调用扭矩信息时，所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并将第一计数器和第二计数器数值清零；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并在之后第一计数器和第二计数器数值相等时，将第一计数器和第二计数器数值清零。
优选地，当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并设置读取标志；
当下一时刻计数器相等时，第一计数器和第二计数器清零，并清除读取标志。
优选地，所述第一队列和第二队列均为FIFO数组。
优选地，定义所述第一队列和所述第二队列的长度大于等于2。
优选地，定义所述第一队列和所述第二队列的长度为10。
优选地，所述第一扭矩传感器和第二扭矩传感器通过SENT协议发送扭矩信息。
优选地，所述第一扭矩传感器和第二扭矩传感器每隔预设时间发送一次扭矩信息。
采用了上述技术方案后，与现有技术相比，本申请的有益效果在于：
本申请通过配置两路队列接收和存储两个扭矩传感器发送的扭矩信息，通过两个计数器在两个队列接收并存储扭矩信息时加1，采样时读取计数相同时存储的扭矩信息，从而实现了两路扭矩同步，本申请的技术方案采用软件的方法代替了硬件电路同步，降低了扭矩采样同步的成本，避免了由于不同步引起的系统波动。
附图说明
图1为扭矩采样时序图；
图2为本申请一实施例中扭矩同步方法的流程图；
图3为本申请一实施例中的扭矩采样时序图。
具体实施方式
以下结合附图与具体实施例进一步阐述本发明的优点。
这里将详细地对示例性实施例进行说明，其示例表示在附图中。下面的描述涉及附图时，除非另有表示，不同附图中的相同数字表示相同或相似的要素。以下示例性实施例中所描述的实施方式并不代表与本公开相一致的所有实施方式。相反，它们仅是与如所附权利要求书中所详述的、本公开的一些方面相一致的装置和方法的例子。
在本公开使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本公开。在本公开和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
在本发明的描述中，需要理解的是，术语“纵向”、“横向”、“上”、“下”、“前”、“后”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。
在本发明的描述中，除非另有规定和限定，需要说明的是，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是机械连接或电连接，也可以是两个元件内部的连通，可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
在后续的描述中，使用用于表示元件的诸如“模块”、“部件”或“单元”的后缀仅为了有利于本发明的说明，其本身并没有特定的意义。因此，“模块”与“部件”可以混合地使用。
参见附图2，为本申请一实施例中扭矩同步方法的流程图，其包括如下步骤：
S1:初始化第一计数器和第二计数器，定义第一队列和第二队列。所述第一队列和第二队列分别接收并存储第一扭矩传感器和第二扭矩传感器发送的扭矩信息，所述第一计数器和第二计数器分别与所述第一队列和第二队列相对应，用于分别在所述第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息后加1。
在本实施例中，第一扭矩传感器和第二扭矩传感器通过SENT协议发送扭矩信息，第一扭矩传感器和第二扭矩传感器每隔预设时间发送一次扭矩信息，所述预设时间优选为500us。所述第一队列和第二队列为FIFO(First-in，First-out，先进先出)数组，定义第一队列和第二队列的步骤包括定义第一队列和第二队列的长度。第一队列和第二队列的长度最少可以定义为2，其只要大于2即可，为了避免发生意外，在本实施例中将第一队列和第二队列的长度定义为10，即只存储最近接收的10个扭矩信息，采用FIFO数组可以显著降低内存占用。每当第一队列或第二队列接收并存储扭矩信息时，即MCU将接收到扭矩信息加入第一队列或第二队列时，与第一队列或第二队列对应的计数器加1。所述扭矩信息可以包括扭矩值。在其它一些实施例中，所述第一队列和第二队列也可以不为FIFO数组，而是用来存储所有接收到的扭矩信息。
S2:当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息。
具体地，在本实施例中，当外部函数调用扭矩信息时，如果所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息；如果所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息，即读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息。
下面结合图1对本申请的技术方案进行说明，第一扭矩传感器和第二扭矩传感器分别每隔500us发送一次扭矩信息N1和N2，第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息，第一计数器和第二计数器分别在所述第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息后加1。
当采样时刻为t1时，第一队列和第二队列均已接收并存储第一组扭矩信息N1、N2，第一计数器和第二计数器相应加1，两者数值均为1，此时调用扭矩信息，则读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息，即读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，也即读取第一计数器和第二计数器均为1时接收并存储的扭矩信息，即第一组扭矩信息N1、N2。
当采样时刻为t2时，第一队列已经接收并存储第二个扭矩信息N1，第一计数器加1，数值为2。而第二队列尚未接收并存储第二个扭矩信息N2，第二计数器数值仍为1，第一计数器的数值大于第二计数器的数值。此时调用扭矩信息，则读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息，即读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，也即读取第一计数器和第二计数器均为1时接收并存储的扭矩信息，即第一组扭矩信息N1、N2，此时扭矩信息同步，避免了现有技术中此时读取第二组扭矩信息中的N1和第一组扭矩信息中的N2而造成扭矩不同步的问题。
当采样时刻为t3时，第一队列和第二队列均已接收并存储第三组扭矩信息N1、N2，第一计数器和第二计数器数值均为3，此时调用扭矩信息，则读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息，即读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，也即读取第一计数器和第二计数器均为3时接收并存储的扭矩信息，即第三组扭矩信息N1、N2。
优选地，当调用扭矩信息时，所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并将第一计数器和第二计数器数值清零；当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并在之后第一计数器和第二计数器数值相等时，将第一计数器和第二计数器数值清零。具体地，当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并设置读取标志；当下一时刻计数器相等时，第一计数器和第二计数器清零，并清除读取标志。
下面参照附图3进行说明，图3中，J1和J2为第一计数器和第二计数器的数值，T0-T9代表不同的时刻(相邻时刻的时间间隔不一定相等)，深颜色代表采样时刻。参见附图3(a)，采样时刻为T7，此时第一计数器计数J1的数值为8，第二计数器J2的数值为7，此时，读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，即读取第一计数器计数J1和第二计数器J2的数值均为7时第一队列和第二队列存储的扭矩信息，并设置读取标志；当读取标志后下一时刻计数器相等时，即第一计数器J1和第二计数器J2数值均为8时，第一计数器J1和第二计数器J2清零，并清除读取标志。参见附图3(b)，采样时刻为T6，此时第一计数器J1的数值为6，第二计数器J2的数值为6，读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，即第一计数器计数J1和第二计数器J2的数值均为6时第一队列和第二队列存储的扭矩信息，并将第一计数器J1和第二计数器J1数值清零。
本申请的技术方案，针对SENT协议的扭矩信息，采用软件方法对两路扭矩同步，代替硬件电路同步，本方案降低扭矩采样同步的成本，解决由于不同步引起的系统波动，为冗余系统的实施提供有力的支持。本申请的技术方案有效地推动了汽车电动助力转向系统以及智能驾驶的发展。
应当注意的是，本发明的实施例有较佳的实施性，且并非对本发明作任何形式的限制，任何熟悉该领域的技术人员可能利用上述揭示的技术内容变更或修饰为等同的有效实施例，但凡未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何修改或等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。

Claims (9)

1.一种EPS扭矩同步方法，其特征在于，包括如下步骤：
初始化第一计数器和第二计数器，定义第一队列和第二队列，所述第一队列和第二队列分别接收并存储第一扭矩传感器和第二扭矩传感器发送的扭矩信息，所述第一计数器和第二计数器分别与所述第一队列和第二队列相对应，用于分别在所述第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息后加1；
当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储的扭矩信息。
2.如权利要求1所述的扭矩同步方法，其特征在于，
当调用扭矩信息时，读取第一计数器和第二计数器最近一次数值相等时第一队列和第二队列接收并存储扭矩信息的步骤中；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息。
3.如权利要求2所述的扭矩同步方法，其特征在于，
当调用扭矩信息时，所述第一计数器和第二计数器数值相等，则读取第一队列和第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并将第一计数器和第二计数器数值清零；
当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并在之后第一计数器和第二计数器数值相等时，将第一计数器和第二计数器数值清零。
4.如权利要求1所述的扭矩同步方法，其特征在于，
当调用扭矩信息时，所述第一计数器的数值大于第二计数器的数值，则读取第一队列倒数第二次接收并存储的扭矩信息，读取第二队列最后一次接收并存储的扭矩信息，并设置读取标志；
当下一时刻计数器相等时，第一计数器和第二计数器清零，并清除读取标志。
5.如权利要求1所述的扭矩同步方法，其特征在于，
所述第一队列和第二队列均为FIFO数组。
6.如权利要求5所述的扭矩同步方法，其特征在于，
定义所述第一队列和所述第二队列的长度大于等于2。
7.如权利要求6所述的扭矩同步方法，其特征在于，
定义所述第一队列和所述第二队列的长度为10。
8.如权利要求1所述的扭矩同步方法，其特征在于，
所述第一扭矩传感器和第二扭矩传感器通过SENT协议发送扭矩信息。
9.如权利要求1所述的扭矩同步方法，其特征在于，
所述第一扭矩传感器和第二扭矩传感器每隔预设时间发送一次扭矩信息。
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