线圈电感量估算与不合理范围告警 — 设计讨论稿

状态：设计讨论稿（未实现，2026-09-02） — 本文仅存档讨论结论，代码未落地。固件版本基线：V4.25（cmcng.h）；涉及产品：DLD154V4B（DLD154V4）。

1. 背景

DLD154V4 线圈振荡电路：固定电容 33 nF + 拨码开关可并联另一 33 nF（C = 33 nF 或 66 nF 两级频率）。拨码不引到 MCU IO，固件无法感知当前档位。

需求：

由实测振荡频率推算线圈电感量 L（粗略值即可）
对不合理电感量范围的线圈进行告警（判断合理范围 50 ~ 300 µH，用户给定）
预留 C_eff 校准公式/系数，测试时微调
持续监视

2. 物理模型与测量精度

LC 谐振：f = 1 / (2π·√(L·C))，反推 L = 1 / (4π²·f²·C)

f 固件现成：calc_freq_khz()（Xn@60MHz 捕获，f_kHz = 60000 / Xn），Xn≈3681 时测量精度 ~0.03%，足够
误差预算：C 容差 ±5% → L 误差 ~10%；线圈分布电容 C0（几十 pF vs 33000 pF）≈0.3% 可忽略；谐振拓扑非理想偏移 → 待标定收口
档位歧义（核心）：C = 33/66 nF → 同一线圈频率差 √2=1.414 倍，反推 L 差 2 倍；拨码不可读 → 单次测频无法唯一判定档位（见 §4 三区制）

3. 频率 ↔ 电感对照表

L(µH)	C=33nF f(kHz)	C=66nF f(kHz)
20	195.9	138.5
50	123.9	87.6
100	87.6	62.0
150	71.5	50.6
300	50.6	35.8
500	39.2	27.7
1000	27.7	19.6
1440*	23.1	16.3

* 现场实测 Xn=3681 → f=16.3kHz → L≈1445µH(66nF)/2889µH(33nF)，无论哪档都超 300µH → 该线圈应被"L 偏大"告警拦下（V4.24/V4.25 抓波形期间发现的现象）

换算公式（默认档粗估）：L_µH = 2.533e7 / (f_kHz² × C_nF)；33nF 档结果 = 66nF 档结果 × 2

C_eff 校准预留：L_µH = (2.533e9 / (f_kHz² × C_nF)) × COIL_CAL_COEF_Q10 / 1024，标定线圈（100µH / 300µH 精密电感）实测 f 后调单一系数收口。

4. 判定窗口 — 三区制（2026-09-02 讨论修订）

初稿使用"两档并集 [35.8, 123.9] kHz 为绿"，用户指出应关注交集 [50.6, 87.6] kHz。讨论结论：L 是线圈固有属性（f 随档位变），档位不可读时并集（可能漏报超范围线圈）与交集（会误报合法线圈，如 66nF+200µH=43.8kHz、33nF+80µH=98kHz 均为手册推荐组合）都是二值判据，无法消除两档交叠歧义 → 采用三区制：

区	频率 (kHz)	语义	动作
🟢 确认正常	50.6 ~ 87.6（两档频带交集）	两档下 L 均 ∈ [50,300] µH	绿灯
🟡 歧义带	35.8~~50.6 或 87.6~~123.9（单档合法区）	某一档合法/另一档超，无档位信息无法确认	不上故障灯，仅 EVT/状态字段提示
🔴 确认超范围	< 35.8 或 > 123.9（并集外）	两档下 L 必超（<35.8 → >300µH；>123.9 → <50µH）	黄灯慢闪告警

🔴 区无歧义：<35.8 必然是 66nF 档 + L>300µH；>123.9 必然是 33nF 档 + L<50µH
🟡 区若上灯会误伤合法现场（如 66nF 档 + 200µH → f=43.8kHz），建议静默到诊断层，产品手册注明"该频段请核对拨码档位"

建议宏（TaskLoop.h，待标定）

#define COIL_F_LOW_LIMIT     358   // f < 35.8kHz  → L 必 >300µH → L偏大 (0.1kHz 单位)
#define COIL_F_HIGH_LIMIT   1239   // f > 123.9kHz → L 必 <50µH  → L偏小 (0.1kHz 单位)
#define COIL_F_GREEN_LOW     506   // 绿窗下界 50.6kHz (交集)
#define COIL_F_GREEN_HIGH    876   // 绿窗上界 87.6kHz (交集)
#define COIL_DEF_C_NF        66    // 默认档电容 nF (拨码不可读, 粗估 L 用; 33nF 档 ×2)
#define COIL_CAL_COEF_Q10   1024   // C_eff 校准系数 Q10 (=1.000), 标定后微调

5. 判定状态机（持续监视 + 防抖）

条件: !g_disconnect_active && g_loop_stable && !loop1_VD_FLAG   (空闲/稳定, 车来不判)
f = calc_freq_khz(loop1_Origin, loop1_LPCNT)                    (空场滤波后频率)

f < COIL_F_LOW_LIMIT      → 故障 1 = L 偏大
f > COIL_F_HIGH_LIMIT     → 故障 2 = L 偏小
COIL_F_GREEN_LOW..HIGH    → 正常
其余 (歧义带)             → 状态位提示 (不上灯)

防抖: 越界持续 100tick(1s) 置位; 恢复持续 100tick 清除
监视点: vd1_task 无车段末尾 (Origin 更新后)

6. 黄灯模式 5（方案草案）

模式	状态	指示
1	断开/无线圈	快闪 200ms
5（新增）	线圈电感异常（L 偏大/偏小）	慢闪 500ms/500ms（1Hz）
4	环境预判/学习中	常亮
3	断开史 N 短闪	—
2	正常	灭

优先级：断开(1) > 电感异常(5) > 环境(4) > N短闪(3) > 灭自检段（STBL=0）不判，防上电抖动。红绿指示不受影响。

7. 诊断输出（草案）

EVT|coil_fault f:16.3kHz L~1445uH(C66/×2C33) too_large   // 进入告警
EVT|coil_ok    f:62.1kHz L~100uH                          // 恢复

8. 单测计划

tests/test_coil_range.c：窗口边界换算（表驱动）/ 越界告警与恢复防抖 / 车压不误判（VD=1 不判）/ 两档歧义粗估（L66 与 ×2）。

9. 待确认项（未定）

黄灯模式 5 慢闪 1Hz 节奏是否采纳（或"常亮+1 短灭"）
默认档 COIL_DEF_C_NF：66nF（出厂并联 ON）？现场是否有普遍拨 33nF 的情况
灰带（歧义带）处理：推荐不上灯仅诊断日志，若产品要求提示再议（EVT/状态位 1 级）
绿/红四阈值需标定线圈实测后微调

5.8 KiB Raw Blame History Unescape Escape