CN106341062A - 用于控制无刷dc（bldc）电机的技术 - Google Patents

用于控制无刷dc（bldc）电机的技术 Download PDF

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Abstract

描述了一种用于控制无刷DC(BLDC)电机的控制器。控制器可以包括霍尔控制模块和计时模块。霍尔控制模块可以被配置为：从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器之已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。计时模块可以被配置为检测来自所接收的输入的换向时间。

Description

用于控制无刷DC（BLDC）电机的技术
技术领域
本公开涉及电机，并且更特别地，涉及与无刷DC(BLDC)电机相关联的技术和电路。
背景技术
可以至少部分由控制器执行BLDC的操作。控制器基于转子相对于定子线圈的位置，控制BLDC电机的转子旋转。在一些示例中，控制器可以使用霍尔效应传感器或旋转编码器直接测量转子的位置。在其他示例中，控制器可以测量BLDC电机的非驱动线圈的反电动势以在没有分离的霍尔效应传感器的情况下推断转子的位置。在这些示例中，控制器可以被称为“无传感器”控制器，并且要求BLDC电机的重新启动。
发明内容
本公开描述了用于改进无刷DC(BLDC)电机和三个霍尔效应传感器(在下文中“霍尔传感器”)的操作的技术、设备和系统。技术可以使得控制器能够当三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障时从三个霍尔传感器模式中操作切换到两个霍尔传感器模式。
在一些示例中，本公开涉及一种用于控制BLDC电机的方法。方法包括：从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
在一些示例中，本公开涉及一种用于控制BLDC电机的控制器。控制器包括霍尔控制模块，其被配置为从三个霍尔传感器接收输入； 基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
在一些示例中，本公开涉及一种包括三个霍尔传感器、BLDC电机和用于控制BLDC电机的控制器的系统。控制器包括霍尔控制模块，其被配置为从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
在附图和以下描述中阐述了一个或多个示例的细节。本公开的其他特征、目标和优点将从描述和附图和从权利要求书而显而易见。
附图说明
图1是根据本公开的一个或多个方面的图示用于控制无刷DC(BLDC)电机的操作的示例系统的框图。
图2是根据本公开的一个或多个方面的图示示例控制器的框图。
图3是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机的一个完整电回转的示例三个霍尔传感器模式的时序图。
图4是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机的一个完整电回转的示例两个霍尔传感器模式的时序图。
图5是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机的一个完整电回转的三个霍尔传感器模式的示例换向模型和霍尔表的表。
图6是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机的一个完整电回转的两个霍尔传感器模式的示例换向模型和霍尔表的表。
图7是根据本公开的一个或多个方面的图示控制器的示例模式的 时序图。
图8是根据本公开的一个或多个方面的图示对于控制器的示例模式的示例霍尔表的表格。
图9是根据本公开的一个或多个方面的图示用于控制BLDC电机的操作的示例控制器的操作的示例方法的流程图。
具体实施方式
本公开描述了用于控制电机(诸如无刷DC(BLDC)电机)的技术。系统可以包括控制器、多个电子开关、多个传感器(例如，霍尔传感器)和BLDC电机。控制器可以被配置为接收来自多个传感器的输入(例如，霍尔传感器信号)并且基于来自多个传感器的输入生成(一个或多个)输出以控制多个电子开关和BLDC电机。在一些示例中，控制器可以基于可以被用于调节所生成的输出的来自多个传感器的输入，确定BLDC电机的电机位置。因此，控制器可以控制BLDC电机的多个电子开关以当多个传感器适当地运行时对电机进行操作。
在一些示例中，控制器可以被配置为基于来自多个传感器的所接收的输入，检测多个传感器中的一个传感器已经出故障。在一些示例中，控制器可以在对于BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作。如果多个传感器中的一个霍尔传感器通过标识故障的传感器是非操作的并且通过补偿故障的传感器将操作BLDC电机，则控制器可以保持BLDC电机的控制。例如，控制器可以通过从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式补偿故障的传感器。在一些示例中，补偿故障的传感器可以维持BLDC电机的一个或多个操作特点。因此，控制器可以通过当多个传感器中的一个传感器未能适当地运行时不要求BLDC电机的重新启动或立即修理改进BLDC电机的操作。
图1是根据本公开的一个或多个方面的图示用于控制无刷DC(BLDC)电机的操作的示例系统1的框图。图1将系统1示出为具有分离且独特的部件，示出为控制器2、驱动器4、多个开关(例如，开关A+到C-，统称为“逆变器6”)、电源7和BLDC电机8，然 而，系统1可以包括附加的或更少的部件。例如，控制器2、驱动器4、逆变器6、电源7和BLDC电机8可以是五个单独的部件或可以表示提供系统1的功能性的一个或多个部件的组合，如本文所描述的。
系统1可以包括电源7，其向BLDC电机8提供电源。例如，当电源7包括一个或多个发电机、变压器、电池、太阳能板或再生制动系统时，系统1可以包括电源7。在其他示例中，系统1可以与电源7分离。例如，当电源7包括电力网、发电机、变压器、外部电池、外部太阳能板、风车、水力或风力发电机或能够向系统1提供电源的任何其他形式的设备时，系统1可以与电源7分离。如上文所描述的，电源7的很多示例存在并且可以包括但不限于电力网、发电机、变压器、电池、太阳能板、风车、再生制动系统、水力或风力发电机或能够向系统1提供电源的任何其他形式的设备。
系统1可以包括控制器2、驱动器4、逆变器6和BLDC电机8。在一些示例中，系统1可以是电动汽车或混合动力汽车的一部分。电动汽车或混合动力汽车的示例包括载客汽车、商用车、全地形车、船舶、飞行器或任何其他类型的汽车。然而，系统1不限于汽车并且可以包括具有BLDC电机8的任何机器。
在一些示例中，控制器2可以被配置为基于来自多个传感器的输入，对BLDC电机8进行操作。例如，控制器2可以被配置为对具有三个霍尔传感器的三相BLDC电机8进行操作。在一些示例中，控制器2还可以被配置为当两个霍尔传感器适当地运行并且当第三个霍尔传感器未适当地运行时，对具有三个霍尔传感器的三相BLDC电机8进行操作。例如，控制器2可以被配置为生成包括调制信号的输出3，所述调制信号确定BLDC电机8的线圈的平均电压和电流并且还基于来自三个霍尔传感器的所接收的输入(例如，霍尔传感器信号)，确定BLDC电机8的电机速度和扭矩。在一些示例中，控制器2可以使用对于BLDC电机8的每个电回转的六步换向序列控制BLDC电机8。
控制器2将BLDC电机8从在三个霍尔传感器模式中操作切换到在两个霍尔传感器模式中操作的能力提供BLDC电机8的经改进的控 制。在一些示例中，控制器2可以被配置为控制三个霍尔传感器模式中的BLDC电机8，使得如果多个霍尔传感器的霍尔传感器故障，则控制器2可以在对BLDC电机8的操作没有影响或基本上减少的影响的情况下仍然经由两个霍尔传感器模式对BLDC电机8进行控制。在一些示例中，如果霍尔传感器变为非操作的，则BLDC电机8的经改进的控制可以通过维持BLDC电机8的控制改进安全性或可靠性。例如，控制器2可以被配置为从在三个霍尔传感器模式中控制BLDC电机8切换到两个霍尔传感器模式，使得控制器2不要求BLDC电机8的重新启动。
驱动器4基于来自控制器2的输出3，镜像并且生成驱动器输出5。在一些示例中，驱动器4可以包括绝缘栅双极晶体管(IGBT)驱动器、金属氧化物半导体场效应晶体管(MOSFET)驱动器、氮化镓(GaN)驱动器或能够镜像来自控制器2的输出将镜像输出提供给逆变器6的任何其他驱动器。
逆变器6包括三相逆变器，其中，存在BLDC电机8的相同数目的相。根据一个或多个调制技术，逆变器6包括由控制器2控制的一个或多个开关(例如，基于MOS功率开关晶体管的开关、基于氮化镓(GaN)的开关或其他类型的开关装置)。控制器2可以包括一个或多个门驱动器(例如，驱动器4)和使用调制技术控制(例如，接通和断开)一个或多个开关的控制逻辑。逆变器6的开关的调制可以根据脉冲密度调制(PDM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)或另一适合的调制技术进行操作。在PWM中，基于调制器信号，对脉冲的宽度(即，持续时间)进行调制。在PDM中，脉冲的相对密度与模拟信号的幅度相对应。在PFM中，脉冲群的密度基于采样间隔处的调制信号的瞬时幅度而变化。通过使用调制技术和如本文所描述的技术控制逆变器6的开关，控制器2可以调节BLDC电机8的操作并且当三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器故障时不要求BLDC电机8的重新启动。
在一些示例中，BLDC电机8可以包括永磁体同步电机(PMSM)。 例如，PMSM可以包括轴、转子、定子和永磁体。永磁体可以安装在转子上或其中。在一些示例中，永磁体可以表面安装到转子、嵌入转子中或埋入转子内。在一些示例中，永磁体可以是内部磁体。永磁体可以包括稀土元素，诸如钕铁硼(NdFeB)、钐钴(SmCo)或铁素体元素(例如，钡(Ba)或锶(Sr))。在一些示例中，永磁体可以包括保护涂层，诸如一层金(Au)、镍(Ni)、锌等。BLDC电机8可以包括用于检测和测量定子电流Ia、Ib和Ic、电机速度ωe和/或转子位置的传感器(例如，霍尔效应传感器或“霍尔传感器”)。在图1的示例中，霍尔传感器可以各自基于每个霍尔传感器在BLDC电机8检测的旋转磁场将霍尔传感器数字信号(例如，三个单独的霍尔传感器可以输出数字霍尔传感器信号10A、10B和10C，统称为“输入10”)输出给控制器2。在一些示例中，霍尔传感器可以将输入10输出为逻辑电平，使得逻辑高(HIGH)和逻辑LOW可以一般地相应地与二进制1和0相对应。
图2是根据本公开的一个或多个方面的图示示例控制器20的框图。控制器20包括霍尔控制模块24、脉冲调制器26、可选的计时模块28和可选的驱动器30。控制器20可以与如图1中所描述的控制器2相对应，并且经由霍尔控制模块24和相调制器26对逆变器6进行控制。因此，控制器20可以控制BLDC电机8。在其他示例中，控制器20可以包括更大或更小数目的部件。例如，如果如图1中所描述的系统1包括驱动器和外部计时器，那么控制器20可以不包括可选的计时模块28和可选的驱动器30。一般而言，控制器20可以包括硬件单独或组合软件和/或固件的任何适合的布置以执行归因于控制器20和霍尔控制模块24的本文所描述的各种技术。
霍尔控制模块24可以包括存储器22，诸如随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可编程只读存储器(PROM)、可擦可编程只读存储器(EPROM)、电可擦可编程只读存储器(EEPROM)、闪速存储器，其包括用于使得一个或多个处理器执行归因于其的动作的可执行指令。在一些示例中，存储器22可以被配 置为存储具有代表与霍尔模型相关联的换向模型输出的数据的查找表。在一些示例中，存储器22可以被配置为存储用于三个霍尔传感器模式、开环模式和两个霍尔传感器模式的换向模型和霍尔表。在一些示例中，存储器22还可以被配置为存储期望的霍尔模型的查找表。
在各种示例中，霍尔控制模块24还可以包括一个或多个处理器23，诸如一个或多个微处理器、数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现场可编程门阵列(FPGA)或任何其他等效集成或分立逻辑电路以及这样的部件的任何组合。在一些示例中，霍尔控制模块24可以被配置为接收输入10并且基于所接收的输入10将参考电压输出给脉冲调制器26。
脉冲调制器26可以包括一个或多个脉冲调制设备。脉冲调制器26可以根据脉冲密度调制(PDM)、脉冲宽度调制(PWM)、脉冲频率调制(PFM)或另一适合的脉冲调制技术进行操作。脉冲调制器26可以从霍尔控制模块24接收参考电压并且将调制输出3提供给驱动器(例如，可选的驱动器30或驱动器4，如图1中所描述的)。
计时模块28是可选的并且包括时钟、振荡器或能够将计时输入(例如，计时器中断)提供给霍尔控制模块24并且检测输入10的换向时间的任何电子计时设备。在一些示例中，计时模块可以是定位在控制器20的外部的计时器，并且将计时输入32提供给控制器20。在一些示例中，计时输入32可以由控制器20的霍尔控制模块被用于确定换向时间和/或为周期匹配中断服务例程(ISR)提供计时器中断。驱动器30是可选的并且包括IGBT驱动器、MOSFET驱动器或能够利用驱动器输出5驱动逆变器6的任何驱动器。
霍尔控制模块24可以基于输入10和霍尔控制模块处于是三个霍尔传感器模式还是两个霍尔传感器模式，调节提供给脉冲调制器26的参考电压。脉冲调制器26可以基于经由驱动器(例如，驱动器30)由霍尔控制模块24所提供的参考电压，调节逆变器6的占空比。因此，当三个霍尔传感器中的一个传感器故障时，控制器20可以通过防止或基本上减少故障的霍尔传感器对BLDC电机8的操作的任何影 响，改进BLDC电机8的操作。图4-8描述了当三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器故障时改进BLDC电机8的操作的控制器20的进一步的细节。
图3是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机8的一个完整电回转的示例三个霍尔传感器模式200的时序图。关于图1和2描述了图3。在图3的示例中，三个霍尔传感器模块200具有BLDC电机8的电旋转的每隔六十度的霍尔传感器信号10A、10B和10C的六个霍尔事件或改变(例如，由控制器20所接收的输入10的改变)。处理器23可以将经采样的霍尔模型(例如，在特定时间处所采样的输入10)与期望的霍尔模型(例如，存储在存储器22中的查找表中的霍尔模型)相比较。处理器23还可以在两个正确霍尔事件之间利用外部计时器或计时模块采集时间以计算BLDC电机8的电机速度。
例如，三个霍尔传感器的初始霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是低(LOW)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是高(HIGH)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是低(LOW)。在该示例中，三个霍尔传感器的第二霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是低(LOW)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是高(HIGH)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是高(HIGH)。在该示例中，三个霍尔传感器的第三霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是低(LOW)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是低(LOW)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是高(HIGH)。在该示例中，三个霍尔传感器的第四霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是高(HIGH)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是低(LOW)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是高(HIGH)。在该示例中，三个霍尔传感器的第五霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是高(HIGH)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是低(LOW)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是低(LOW)。在该示例中，三个霍尔传感器的第六霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是高(HIGH)，第二霍尔传感器(霍尔信号10B) 是高(HIGH)，并且第三霍尔传感器(霍尔信号10C)是低(LOW)。
如图3中所图示的，由控制器20所接收的来自三个霍尔传感器的输入10(例如，霍尔信号10A、10B和10C)可以是与二进制输入类似的高(HIGH)或低(LOW)数字信号。在一些示例中，第一霍尔事件可以是010，第二霍尔事件可以是110，第三霍尔事件可以是100，第四霍尔事件可以是101，第五霍尔事件可以是001，并且第六霍尔事件可以是011。
在三个霍尔传感器模式200中，在每个霍尔事件期间，控制器20可以接通(ON)和断开(OFF)开关(例如，生成接通(ON)和断开(OFF)开关A+到C-的输出3)以要么连接或维持特定电机相绕组(例如，相A、相B或相C)到电压Vdc或接地的连接，要么将特定电机相绕组与电压Vdc与接地二者断开。如图3所图示的，电机相绕组中的每一个处于针对六个换向步骤中的每个步骤的三个不同的状态。
例如，一旦检测到其中输入10可以是010的第一霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)或保持接通(ON)开关C+连接或维持电压Vdc到相C的连接。控制器20可以通过接通(ON)开关A-将接地连接到相A。控制器20还可以通过将开关B+和B-二者断开(OFF)断开相B。
一旦检测到其中输入10可以是110的第二霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)开关B+将电压Vdc连接到相B。控制器20可以通过保持接通(ON)开关A-维持相A处的接地连接。控制器20还可以通过断开开关C+和C-二者断开相C。
一旦检测到其中输入10可以是100的第三霍尔事件，则控制器20可以通过保持接通(ON)开关B+将电压Vdc维持到相B。控制器20可以通过接通(ON)开关C-连接相C处的接地连接。控制器20还可以通过断开(OFF)开关A+和A-二者断开相A。
一旦检测到其中输入10可以是101的第四霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)开关A+将电压Vdc连接到相A。控制器20 可以通过保持接通(ON)开关C-维持相C处的接地连接。控制器20还可以通过将开关B+和B-二者断开(OFF)断开相B。
一旦检测到其中输入10可以是001的第五霍尔事件，则控制器20可以通过保持接通(ON)开关A+维持相A处的电压Vdc。控制器20可以通过接通(ON)开关B-连接相B处的接地连接。控制器20还可以通过断开开关C+和C-二者断开相C。
一旦检测到其中输入10可以是011的第六霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)开关C+将电压Vdc连接到相C。控制器20可以通过保持接通(ON)开关B-维持相B处的接地连接。控制器20还可以通过断开(OFF)开关A+和A-二者断开相A。
在检测到第六霍尔事件之后，控制器20可以再次检测到第一霍尔事件并且连续地执行如上文所描述的过程(例如，重复六个换向步骤)直到控制器20要么接收到关机(POWEROFF)信号要么检测到霍尔传感器故障。应理解到，关于每个霍尔事件上文未提到的来自逆变器6的开关被假定为由控制器20断开(OFF)。下文在图5中还描述了对于三个霍尔传感器模式200的示例换向模型和霍尔表。
图4是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机8的一个完整电回转的示例两个霍尔传感器模式300的时序图。关于图1和2描述了图4。在图4的示例中，两个霍尔传感器模式300具有四个霍尔事件，因为一个霍尔传感器已经出故障，所以每隔BLDC电机8的电旋转的六十度或一百二十度检测每个霍尔事件。处理器23可以将经采样的霍尔模型(例如，由控制器20所接收的输入10，其包括霍尔事件)与期望的霍尔模型(例如，存储在存储器22中的查找表中的霍尔模型)相比较。除计算BLDC电机8的电机速度外，处理器23还可以使用两个正确霍尔事件之间的所采集的时间以将换向模型应用在周期匹配中断服务例程(ISR)来补偿缺失的霍尔事件。换句话说，处理器23可以使用两个正确霍尔事件之间的所采集的时间确定换向时间。处理器23可以然后使用所确定的换向时间通过利用周期匹配ISR中的计时器中断替换缺失的霍尔事件来补偿缺失的霍尔事 件。
在图4的示例中，两个霍尔传感器模式300仅具有两个霍尔传感器的四个换向步骤。例如，两个霍尔传感器的初始霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是低(LOW)并且第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是高(HIGH)。在该示例中，两个霍尔传感器的第二霍尔事件在第一计时器中断之后发生，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是低(LOW)并且第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是低(LOW)。在该示例中，两个霍尔传感器的第三霍尔事件，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是高(HIGH)并且第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是低(LOW)。在该示例中，两个霍尔传感器的第四霍尔事件在第二计时器中断之后发生，其中，第一霍尔传感器(霍尔信号10A)是高(HIGH)并且第二霍尔传感器(霍尔信号10B)是高(HIGH)。如图4所图示的，通过第一计时器中断和第二计时器中断替换来自故障的霍尔传感器的缺失的霍尔事件。
如图4中所图示的，霍尔信号10A和10B形成由控制器20所接收的输入10的一部分，其中，霍尔信号10A和10B是来自两个工作的霍尔传感器的信号并且可以是与二进制输入类似的高(HIGH)和低(LOW)信号。在该示例中，霍尔信号10C还可以形成输入10的一部分，但是霍尔信号10C是要么仅恒定高(HIGH)要么(LOW)，并且已经通过由计时器或计时模块所提供的计时器中断替换。因此，输入10在第一霍尔事件处是X10，在第二霍尔事件处是X00，在第三霍尔事件处是X01并且在第四霍尔事件处是X11，其中，X表示霍尔信号10C的要么恒定高(HIGH)要么低(LOW)信号。
在两个霍尔传感器模式300中，在每个霍尔事件和计时器中断期间，控制器20可以接通(ON)和断开(OFF)开关(例如，生成接通(ON)和断开(OFF)开关A+到C-的输出3)以要么连接或维持特定电机相绕组(例如，相A、相B或相C)到电压Vdc或接地的连接，要么将特定电机相绕组与电压Vdc与接地二者断开。如图4所图示的，电机相绕组中的每一个处于针对六个换向步骤中的每个步骤的 三个不同的状态。
例如，一旦检测到其中输入10可以是X10的第一霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)或保持接通(ON)开关C+连接或维持电压Vdc到相C的连接。控制器20可以通过接通(ON)开关A-将接地连接到相A。控制器20还可以通过将开关B+和B-二者断开(OFF)断开相B。
一旦确定或接收到其中输入10可以仍然是X10的第一计时器中断，则控制器20可以通过接通(ON)开关B+将电压Vdc连接到相B。控制器20可以通过保持接通(ON)开关A-维持相A处的接地连接。控制器20还可以通过断开开关C+和C-二者断开相C。
一旦检测到其中输入10可以是X00的第二霍尔事件，则控制器20可以通过保持接通(ON)开关B+维持相B处的电压Vdc。控制器20可以通过接通(ON)开关C-连接相C处的接地连接。控制器20还可以通过断开(OFF)开关A+和A-二者断开相A。
一旦检测到其中输入10可以是X01的第三霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)开关A+将电压Vdc连接到相A。控制器20可以通过保持接通(ON)开关C-维持相C处的接地连接。控制器20还可以通过将开关B+和B-二者断开(OFF)断开相B。
一旦确定或接收到其中输入10可以仍然是X01的第二计时器中断，则控制器20可以通过保持接通(ON)开关A+维持相A处的电压Vdc。控制器20可以通过接通(ON)开关B-连接相B处的接地连接。控制器还可以通过断开开关C+和C-二者断开相C。
一旦检测到其中输入10可以是X11的第四霍尔事件，则控制器20可以通过接通(ON)开关C+将电压Vdc连接到相C。控制器20可以通过保持接通(ON)开关B-维持相B处的接地连接。控制器20还可以通过断开(OFF)开关A+和A-二者断开相A。
在检测到第四霍尔事件之后，控制器20可以再次检测到第一霍尔事件并且连续地执行如上文所描述的过程(例如，重复六个换向步骤)直到控制器20接收到关机(POWEROFF)信号。应理解到，关 于每个霍尔事件或计时器中断上文未提到的来自逆变器6的开关被假定为由控制器20断开(OFF)。下文在图6中还描述了对于两个霍尔传感器模式300的示例换向模型和霍尔表。
图5是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机8的一个完整电回转的三个霍尔传感器模式200的示例换向模型和霍尔表的表。关于图1和3描述了图5。在图5的示例中，输入10包括来自三个霍尔传感器的高(HIGH)或低(LOW)信号(例如，霍尔信号10A、霍尔信号10B和霍尔信号10C)，并且输出3包括逆变器6中的开关(例如，开关A+-C-)的接通(ON)或断开(OFF)控制信号。在一些示例中，输出3可以是存储在控制器20的存储器(例如，存储器22，如图2中所描述的)中的查找表。如下文所描述的控制器20将特定输入10与特定输出3相关联，然而，应当理解，以下描述是为便于许多示例的理解所提供的一个示例。
如图5的表中的条目的第一行中所示，控制器20可以接收010作为指示初始或第一霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。一旦接收010作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关B-、A+、B+和C-并且接通(ON)开关A-和C+的输出3。
如图5的表中的条目的第二行中所示，控制器20可以接收110作为指示第二霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是高(HIGH)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。一旦接收110作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A+、Bˉ、C-和C+并且接通(ON)开关A-和B+的输出3。
如图5的表中的条目的第三行中所示，控制器20可以接收100作为指示第三霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是高(HIGH)，霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。一旦接收100作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A-、A+、Bˉ和C+并且接通(ON)开关B+和Cˉ的输出3。
如图5的表中的条目的第四行中所示，控制器20可以接收101 作为指示第四霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是高(HIGH)，霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。一旦接收101作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关Aˉ、B-、B+和C+并且接通(ON)开关A+和Cˉ的输出3。
如图5的表中的条目的第五行中所示，控制器20可以接收001作为指示第五霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。一旦接收001作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关Aˉ、B+、C-和C+并且接通(ON)开关A+和Bˉ的输出3。
如图5的表中的条目的第六行中所示，控制器20可以接收011作为指示第六霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。一旦接收011作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A-、A+、B+和C-并且接通(ON)开关B-和C+的输出3。
在接收011作为指示初始霍尔事件和BLDC电机8的一个完整电回转的输入10之后，控制器20可以然后接收010作为输入10。控制器20可以重复上文所描述的过程直到控制器20接收到断开(OFF)BLDC电机8的断开信号。换句话说，存在与被用于操作BLDC电机8的六个不同的换向步骤相关联的来自三个霍尔传感器(例如，霍尔信号10A、霍尔信号10B和霍尔信号10C)的六个独特的输入信号，直到控制器20接收到断开信号或霍尔传感器中的一个霍尔传感器故障。
图6是根据本公开的一个或多个方面的图示对于BLDC电机8的一个完整电回转的两个霍尔传感器模式300的示例换向模型和霍尔表的表。关于图1和4描述了图6。在图6的示例中，输入10包括来自霍尔信号10A和10B的高(HIGH)或低(LOW)信号和仅来自霍尔信号10C的低(LOW)信号，因为提供霍尔信号10C的输出的霍尔传感器已经出故障，并且输出3包括针对逆变器6中的开关(例如，开关A+-C-)的接通(ON)或断开(OFF)控制信号。在一些示例中，输出3可以是存储在控制器20的存储器(例如，存储器22，如图2中所描述的)中的查找表。如下文所描述的控制器20将特定输入10与特定输出3相关联，然而，应当理解，以下描述是为便于理解所提供的许多示例的一个示例。
如图6的表中的条目的第一行中所示，控制器20可以接收010作为指示初始霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。一旦接收010作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A+、B-、B+和Cˉ并且接通(ON)开关Aˉ和C+的输出3。
如图6的表中的条目的第二行中所示，控制器20可以接收010作为指示初始霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。然而，由于霍尔信号10C的故障，因而这可以是第二霍尔事件而非初始霍尔事件。因此，一旦接收010作为输入10和来自外部计时器或计时模块的计时器中断，则控制器20可以将这确定为是第二霍尔事件并且生成断开(OFF)开关A+、B-、C-和C+并且接通(ON)开关A-和B+的输出3。
如图6的表中的条目的第三行中所示，控制器20可以接收000作为指示第三霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。一旦接收000作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A-、A+、Bˉ和C+并且接通(ON)开关B+和Cˉ的输出3。
如图6的表中的条目的第四行中所示，控制器20可以接收001作为指示第四霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。一旦接收001作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关Aˉ、B-、B+和C+并且接通(ON)开关A+和Cˉ的输出3。
如图6的表中的条目的第五行中所示，控制器20可以接收001作为指示第四霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)， 霍尔信号10B是低(LOW)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。然而，由于霍尔信号10C的故障，因而这可以是第五霍尔事件而非第四霍尔事件。因此，一旦接收001作为输入10和来自外部计时器或计时模块的计时器中断，则控制器20可以生成断开(OFF)开关Aˉ、B+、C-和C+并且接通(ON)开关A+和Bˉ的输出3。
如图6的表中的条目的第六行中所示，控制器20可以接收011作为指示第六霍尔事件的输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是高(HIGH)。一旦接收011作为输入10，则控制器20可以生成断开(OFF)开关A-、A+、B+和C-并且接通(ON)开关B-和C+的输出3。
控制器20可以然后接收010作为输入10，其中，霍尔信号10C是低(LOW)，霍尔信号10B是高(HIGH)，并且霍尔信号10A是低(LOW)。控制器20可以重复上文所描述的过程直到控制器20接收到断开(OFF)BLDC电机8的断开信号。
换句话说，由于霍尔传感器的故障，因而仅存在与被用于操作BLDC电机8的六个换向步骤相关联的来自两个霍尔传感器的四个独特的输入信号。为了补偿霍尔传感器的故障，在一些示例中，控制器20可以使用计时器中断在四个独特的输入信号的类似信号之间进行区分，这有效地实现来自四个独特的输入信号的六个独特的输入信号。在一些示例中，可以通过控制器20的计时模块提供计时器中断。在其他示例中，可以通过控制器20的外部的计时器提供计时器中断。虽然霍尔传感器的故障已经图示为恒定低(LOW)信号，但是应当理解，霍尔传感器的故障也可以是恒定高(HIGH)信号。
图7是根据本公开的一个或多个方面的图示控制器20的示例模式的时序图。关于图1和2描述了图7。在图7的示例中，在控制器20的三个霍尔传感器模式(例如，三个霍尔传感器模式200，如图3和5中所描述的)期间，输入10包括来自三个霍尔传感器的输入信号并且被用于生成操作BLDC电机8的数出3。例如，在控制器20的三个霍尔传感器模式期间，输入10可以足以检测BLDC电机8的 转子位置和应用适当的换向模型。然而，基于三个霍尔传感器的故障并且在控制器20的三个霍尔传感器模式期间，输入10可以不再足以检测BLDC电机8的转子位置并且应用适当的换向模型。
当三个霍尔传感器中的任一个在控制器20的三个霍尔传感器模式期间故障时，控制器20可以通过以相同速度运行转子在开环模式中操作以便检测故障的霍尔传感器并且将控制器20的控制方案切换到两个霍尔传感器模式(例如，两个霍尔传感器模式300，如图4和6中所描述的)。
如图7中所图示的，由于经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之间的差，因而霍尔传感器故障触发错误霍尔事件。当控制器20检测到错误霍尔事件时，控制器20可以禁用三个霍尔传感器模式，并且相反，控制器20可以对开环模式中的一个电回转进行操作。在这些示例中，控制器20可以在开环模式的至少四个换向步骤中标识故障的霍尔传感器。在开环模式的开始，控制器20可以使用计时模块或外部计时器开始检测两个正确霍尔事件之间的换向时间(例如，错误霍尔事件与下一正确霍尔事件之间的时间)并且基于所检测的换向时间和利用相同占空比应用换向模型以维持BLDC电机8的相同电机速度。换句话说，在开环模式期间，控制器20可以不基于输入10应用换向模型。相反，控制器20可以基于期望的换向模型和所检测的换向时间并且利用相同占空比应用换向模型以维持对于一个电回转的BLDC电机8的相同电机速度。以这种方式，当控制器20在标识故障的霍尔传感器时从在三个霍尔传感器模式中操作切换到在开环模式中操作时，控制器20可能能够防止或基本上减少BLDC电机8的操作的任何改变。
换句话说，控制器20可以在对于BLDC电机8的一个电回转的开环模式中操作(例如，应用6个换向模型)，在该周期期间，无论何时换向模型由控制器20应用，控制器20可以从输入10读取所有三个霍尔传感器输入值。控制器20可以通过在整个开环模式期间采集来自输入10的霍尔值标识故障的霍尔传感器，并且在整个开环模 式期间不改变其值的任何一个霍尔传感器(即，不改变的任何霍尔信号10A、10B或10C)已经出故障。在BLDC电机8的一个完整电回转期间，故障的霍尔传感器可以被定义为维持要么高(HIGH)要么低(LOW)信号。例如，如果提供霍尔信号10C的霍尔传感器故障，那么霍尔信号10C的值对于一个完整电回转将是要么高(HIGH)或LOW(例如，0或1)，如图8中所图示的。
在故障霍尔传感器的标识之后，控制器20可以基于控制方案更新对于两个霍尔传感器的换向模型和霍尔表。换句话说，通过在控制器20的开环模式期间基于霍尔传感器的所检测的值更新对于两个霍尔传感器的换向模型和霍尔表，控制器20可以适于故障霍尔传感器。例如，控制器20可以通过使用自适应霍尔模型检测或通过重新布置被用于三个霍尔传感器模式的表更新换向和霍尔表。在操作在开环模式中之后，控制器20可以在更新与两个霍尔传感器模式相关联的换向和霍尔表之后，将控制器20的控制方案切换到两个霍尔传感器模式。以这种方式，当控制器20在三个霍尔传感器模式、开环模式和两个霍尔传感器模式中操作时，控制器20可能能够防止或基本上减少BLDC电机8的操作的任何改变，这允许控制器20连续地操作BLDC电机8。
如上文所描述的控制器20检测到故障的霍尔传感器并且从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式。然而，应理解到，使用类似技术的控制器也可以检测到故障的霍尔传感器并且从两个霍尔传感器模式切换回到三个霍尔传感器模式。换句话说，如果故障的霍尔传感器由运行的霍尔传感器替换，则控制器20可以在开环模式中操作并且切换到三个霍尔传感器模式。
图8是根据本公开的一个或多个方面的图示对于控制器20的示例模式的示例霍尔表的表。关于图1和7描述了图8。
在图8的示例中，控制器20在接收输入10的三个霍尔传感器模式中操作，并且输入10包括六个独特的输入信号(例如，霍尔事件)。例如，控制器20从三个霍尔传感器接收001、011、010、110、100 或101，并且将输入10与三个霍尔传感器的期望的霍尔模型相比较。控制器20根据输入10生成输出3并且将所生成的输出3提供给驱动器4。驱动器4接收所生成的输出3并且基于所生成的输出3向逆变器6生成驱动器输出5。逆变器6基于所生成的驱动器输出5向BLDC电机8的适当的相绕组提供能量，这使得BLDC电机8的转子旋转。
当将输入10与三个霍尔传感器的期望的霍尔模型相比较时，控制器20可以检测到错误霍尔事件。一旦检测到错误霍尔事件，则控制器20可以在对于BLDC电机8的一个电回转(例如，六个换向步骤)的开环模式中操作以标识故障的霍尔传感器。并行地，控制器20还可以使用计时模块或外部计时器确定换向时间，并且基于期望的霍尔模型和所确定的换向时间继续将换向模型应用到BLDC电机8。如图8中所图示的，在一些示例中，控制器20可以检测到霍尔信号10C可以具有“X”到所有六个换向步骤，其中，X表示要么恒定低(LOW)要么高(HIGH)信号，以及输出霍尔信号10C的霍尔传感器已经出故障。
当控制器20已经标识故障的霍尔传感器(例如，输出霍尔信号10C的霍尔传感器)时，控制器20可以因此更新对于两个霍尔传感器模式的换向模型和霍尔表。如图8中所图示的，在一些示例中，控制器20可以更新换向模型和霍尔表以包括来自计时器的计时器中断。控制器20可以使用所包括的计时器中断在来自三个霍尔传感器的输入10的四个独特的输入信号之间进行区分。在一些示例中，计时器中断基于两个先前的正确霍尔事件之间的换向时间。在这些示例中，计时器中断取决于正确霍尔事件，其提供BLDC电机8的转子位置和电机速度的正确指示。
换句话说，在操作在开环模式中之后，控制器20将标识故障的传感器(例如，输出霍尔信号10C的霍尔传感器)，并且包括来自其中输入10在霍尔事件之间不改变的计时器的计时器中断。例如，如图8中所图示的，由控制器20所接收的开环模式的最后的输入10可以表示为X01，并且没有计时器中断的两个霍尔传感器模式的第一输 入10也可以表示为X01。通过包括来自计时器的计时器中断，控制器20可以通过在输入10的信号之间进行区分补偿故障的霍尔传感器。
图9是根据本公开的一个或多个方面的图示用于控制BLDC电机8的操作的示例控制器20的操作的示例方法的流程图。关于图1描述了图9。控制器20可以被配置为接收来自三个霍尔传感器的输入10(402)。
控制器20可以被配置为基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障(404)。在一些示例中，控制器20可以被配置为通过对来自三个霍尔传感器的所接收的输入的霍尔模型进行采样、将经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型相比较并且确定经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之前的比较是否指示三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障，基于所接收的输入而检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障。在一些示例中，控制器20可以被配置为从电旋转的三百六十度当中每隔六十度对霍尔模型进行采样。在一些示例中，控制器20可以被配置为通过检测来自经采样的霍尔模型中的三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的输入应当是高(HIGH)和非低(LOW)或检测来自经采样的霍尔模型中的三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的输入应当是低(LOW)和非高(HIGH)，确定经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之间的比较是否指示三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障。
控制器20可以被配置为响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式(406)。在一些示例中，控制器20可以被配置为通过禁用三个霍尔传感器模式、在对于BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作和在开环模式中操作之后在两个霍尔传感器模式中操作，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式，其中，两个霍尔传感器模式基于对于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。在一些示例中，控制器20可以被配置为从三个霍尔传感器模式切换到两个霍 尔传感器模式还可以包括标识开环模式期间的三个霍尔传感器中的故障的霍尔传感器，并且基于所标识的故障的霍尔传感器而更新对于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。在这些示例中，控制器20可以通过确定来自三个霍尔传感器中的每一个的所接收的输入在开环模式的至少一个电回转期间是否保持不变，标识开环模式期间的三个霍尔传感器中的故障的霍尔传感器。在一些示例中，控制器20可以通过对等于工作的两个霍尔传感器的两个所接收的输入之间所采集的时间的周期值进行计时并且将换向模型应用在周期匹配中断服务例程中以补偿故障的霍尔传感器在两个霍尔传感器模式中操作。两个所接收的输入可以各自包括经采样的霍尔模型，其匹配期望的霍尔模型。在一些示例中，控制器20可以通过检测来自所接收的输入的换向时间并且基于具有基本上类似占空比的所检测的换向时间应用换向模型以维持BLDC电机的当前电机速度在开环模式中操作。
控制器20可以被配置为至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出(408)。在一些示例中，控制器20可以通过至少部分基于两个霍尔传感器模式生成控制操作多个开关的驱动器以激励BLDC电机中的所述适当的电机相绕组的驱动器输出，至少部分基于两个霍尔传感器模式生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
以下示例说明了本文所描述的方法、设备和系统。示例1：一种用于控制无刷DC(BLDC)电机的方法，方法包括：从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
示例2：根据示例1所述的方法，其中，基于所接收的输入而检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障包括对来自三 个霍尔传感器的所接收的输入的霍尔模型进行采样、将经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型相比较并且确定经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之间的比较是否指示三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障。
示例3：根据示例2所述的方法，其中，采样从电旋转的三百六十度当中每隔六十度发生。
示例4：根据示例2或3所述的方法，其中，确定经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之间的比较是否指示三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障包括以下各项中的一个霍尔传感器：检测来自经采样的霍尔模型中的三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的输入应当是高(HIGH)和非低(LOW)或检测来自经采样的霍尔模型中的三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的输入应当是低(LOW)和非高(HIGH)。
示例5：根据示例1至4中的任一项所述的方法，其中，响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式包括禁用三个霍尔传感器模式、在对于BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作和在开环模式中操作之后在两个霍尔传感器模式中操作，其中，两个霍尔传感器模式基于对于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
示例6：根据示例5所述的方法，其中，响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式还包括标识开环模式期间的三个霍尔传感器中的故障的霍尔传感器，并且基于所标识的故障的霍尔传感器而更新用于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
示例7：根据示例6所述的方法，其中，标识开环模式期间的三个霍尔传感器的故障的霍尔传感器包括确定来自三个霍尔传感器中的每一个的所接收的输入在开环模式的至少一个电回转期间是否保持不变。
示例8：根据示例6或7所述的方法，其中，在两个霍尔传感器 模式中操作包括对等于三个霍尔传感器中的工作的两个霍尔传感器的两个所接收的输入之间所采集的时间的周期值进行计时，其中，两个所接收的输入各自包括匹配期望的霍尔模型的经采样的霍尔模型，并且将换向模型应用在周期匹配中断服务例程中以补偿故障的霍尔传感器。
示例9：根据示例5至8中的任一项所述的方法，其中，在开环模式中操作包括检测来自所接收的输入的换向时间并且基于具有基本上类似占空比的所检测的换向时间应用换向模型以维持BLDC电机的当前电机速度。
示例10：根据示例1至9中的任一项所述的方法，其中，至少部分基于两个霍尔传感器生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电极相绕组的输出包括至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制操作多个开关的驱动器以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的驱动器输出。
示例11：一种用于控制无刷DC(BLDC)电机的控制器，控制器包括霍尔控制模块，其被配置为：从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
示例12：根据示例11所述的控制器，其中，霍尔控制模块被配置为基于所接收的输入而检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障包括霍尔控制模块，其被配置为对来自三个霍尔传感器的所接收的输入的霍尔模型进行采样、将经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型相比较并且确定经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型之间的比较是否指示三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障。
示例13：根据示例11或12所述的控制器，其中，响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，霍尔控制模块被配 置为从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式包括霍尔控制模块，其被配置为禁用三个霍尔传感器模式、在对于BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作和在开环模式中操作之后在两个霍尔传感器模式中操作，其中，两个霍尔传感器模式基于对于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
示例14：根据示例13所述的控制器，其中，响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，霍尔控制模块被配置为从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式包括霍尔控制模块，其还被配置为标识开环模式期间的三个霍尔传感器中的故障的霍尔传感器，并且基于所标识的故障的霍尔传感器而更新用于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
示例15：根据示例14所述的控制器，其中，霍尔控制模块被配置为标识开环模式期间的三个霍尔传感器的故障的霍尔传感器包括霍尔控制模块，其被配置为确定来自三个霍尔传感器中的每一个的所接收的输入在开环模式的至少一个电回转期间是否保持不变。
示例16：根据示例14或15所述的控制器，其中，控制器还包括计时器，其中，计时器被配置为对等于三个霍尔传感器中的工作的两个霍尔传感器的两个所接收的输入之间所采集的时间的周期值进行计时，其中，两个所接收的输入各自包括匹配期望的霍尔模型的经采样的霍尔模型，并且其中，霍尔控制模块被配置为在两个霍尔传感器中操作包括霍尔控制模块，其被配置为将换向模型应用在周期匹配中断服务例程中以补偿故障的霍尔传感器。
示例17：根据示例13至16中的任一项所述的控制器，其中，控制器还包括计时模块，其被配置为检测来自所接收的输入的换向时间，并且其中，霍尔控制模块被配置为在开环模式中操作包括霍尔控制模块，其被配置为基于具有基本上类似占空比的所检测的换向时间应用换向模型以维持BLDC电机的当前电机速度。
示例18：根据示例11至17中的任一项所述的控制器，还包括脉冲调制器，其中，霍尔控制模块被配置为至少部分基于两个霍尔传 感器模式生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出包括将输出提供给脉冲调制器，并且其中，脉冲调制器被配置为至少部分基于两个霍尔传感器模式生成控制操作多个开关的驱动器以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的驱动器输出。
示例19：一种包括三个霍尔传感器、无刷DC(BLDC)电机和用于控制BLDC电机的控制器的系统，其中，控制器包括霍尔控制模块，其被配置为：从三个霍尔传感器接收输入；基于所接收的输入，检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及至少部分基于两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
示例20：根据示例19所述的系统，其中，响应于检测到三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，霍尔控制模块被配置为从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式包括霍尔控制模块，其被配置为禁用三个霍尔传感器模式、在对于BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作和在开环模式中操作之后在两个霍尔传感器模式中操作，其中，两个霍尔传感器模式基于对于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
前述示例被用于示出适于本文所描述的技术和电路的示例或应用。在一个或多个示例中，可以以硬件、软件、固件或其任何组合实现所描述的功能。例如，可以以硬件、软件、固件或其任何组合实现所描述的控制器中的一个或多个。如果以软件实现，则功能可以作为一个或多个指令或代码在计算机可读介质上存储或传送并且由基于硬件的处理单元执行。计算机可读介质可以包括计算机可读存储媒体，其与诸如数据存储媒体或者通信媒体的有形介质相对应，所述通信媒体包括例如根据通信协议促进将计算机程序从一个地点传送到另一个的任何介质。以这种方式，计算机可读媒体一般地可以与以下各项相对应：(1)非暂态的有形计算机可读存储媒体或者(2)诸如 信号或载波的通信介质。数据存储媒体可以是可以由一个或多个计算机或一个或多个处理器访问以检索用于本公开中所描述的技术的实施方式的指令、代码和/或数据结构的任何可用的媒体。计算机程序产品可以包括计算机可读介质。
以示例而非限制的方式，这样的计算机可读存储媒体可以包括RAM、ROM、EEPROM、CD-ROM或其他光盘存储、磁盘存储或其他磁性存储设备、闪速存储器或可以被用于存储以指令或数据结构的形式的期望的程序代码并且可以由计算机访问的任何其他介质。而且，任何连接适当地被称为计算机可读介质。例如，如果使用同轴电缆、光缆、双绞线、数字用户线(DSL)或者诸如红外、无线电和微波的无线技术从网站、服务器或其他远程源传送指令，那么同轴电缆、光缆、双绞线、DSL或者诸如红外、无线电和微波的无线技术包括在介质的定义中。然而，应当理解，计算机可读存储媒体和数据存储媒体不包括连接、载波、信号或其他暂态媒体，但是相反涉及非暂态有形存储媒体。
指令可以由一个或多个处理器执行，诸如一个或多个数字信号处理器(DSP)、通用微处理器、专用集成电路(ASIC)、现场可编程逻辑阵列(FPGA)或其他等效集成或分立逻辑电路。因此，如本文所使用的术语“处理器”可以是指适合于本文所描述的技术的实现方案的前述结构或者任何其他结构中的任一种结构。另外，在一些方面中，可以在被配置用于编码和解码或者包含在组合的编解码器中的专用硬件和/或软件模块内提供本文所描述的功能性。而且，技术可以完全实现在一个或多个电路或者逻辑元件中。
本公开的技术可以实现在各种各样的设备或装置中，包括集成电路或IC集(例如，芯片集)。各种组件、模块或单元在本公开中描述以强调被配置为执行所公开的技术的设备的功能方面，但是不必要求不同的硬件单元的实现。相反，如上文所描述的，各种单元可以组合在单个硬件单元中或通过包括如上文所描述的一个或多个处理器的互操作性硬件单元的集合结合适合的软件和固件提供。
已经描述各种示例。这些和其他示例在以下权利要求的范围内。

Claims (20)

1.一种用于控制无刷DC(BLDC)电机的方法，所述方法包括：
从三个霍尔传感器接收输入；
基于所接收的输入，检测所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；
响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及
至少部分基于所述两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励所述BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
2.根据权利要求1所述的方法，其中基于所接收的输入检测所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障包括：
对来自所述三个霍尔传感器的所接收的输入的霍尔模型进行采样；
将经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型相比较；以及
确定经采样的霍尔模型与所述期望的霍尔模型之间的比较是否指示所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障。
3.根据权利要求2所述的方法，其中所述采样在电循环的三百六十度当中每隔六十度发生。
4.根据权利要求2所述的方法，其中确定经采样的霍尔模型与所述期望的霍尔模型之间的所述比较是否指示所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的所述故障包括以下各项中的一项：
检测来自经采样的霍尔模型中的所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的所述输入应当是高(HIGH)和非低(LOW)；或
检测来自经采样的霍尔模型中的所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的所述输入应当是低(LOW)和非高(HIGH)。
5.根据权利要求1所述的方法，其中响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从所述三个霍尔传感器模式切换到所述两个霍尔传感器模式包括：
禁用所述三个霍尔传感器模式；
在对于所述BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作；以及
在所述开环模式中操作之后，在所述两个霍尔传感器模式中操作，其中所述两个霍尔传感器模式基于用于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
6.根据权利要求5所述的方法，其中响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从所述三个霍尔传感器模式切换到所述两个霍尔传感器模式还包括：
标识所述开环模式期间的所述三个霍尔传感器中的出故障的霍尔传感器；以及
基于所标识的出故障的霍尔传感器，更新用于所述两个霍尔传感器控制方案的所述换向和霍尔表。
7.根据权利要求6所述的方法，其中标识所述开环模式期间的所述三个霍尔传感器中的所述出故障的霍尔传感器包括：
确定来自所述三个霍尔传感器中的每一个霍尔传感器的所接收的输入在所述开环模式的所述至少一个电回转期间是否保持不变。
8.根据权利要求6所述的方法，其中在所述两个霍尔传感器中操作包括：
对等于所述三个霍尔传感器中的工作的两个霍尔传感器的两个所接收的输入之间采集的时间的周期值进行计时，其中两个所接收的输入各自包括匹配所述期望的霍尔模型的经采样的霍尔模型；以及
将换向模型应用在周期匹配中断服务例程中以补偿所述出故障的霍尔传感器。
9.根据权利要求5所述的方法，其中在所述开环模式中操作包括：
检测来自所接收的输入的换向时间；以及
基于具有基本上类似的占空比的所检测的换向时间应用换向模型以维持所述BLDC电机的当前电机速度。
10.根据权利要求1所述的方法，其中至少部分基于所述两个霍尔传感器生成控制所述多个开关以激励所述BLDC电机中的适当的电机相绕组的所述输出包括：
至少部分基于所述两个霍尔传感器模式，生成控制操作所述多个开关的驱动器以激励所述BLDC电机中的所述适当的电机相绕组的驱动器输出。
11.一种用于控制无刷DC(BLDC)电机的控制器，所述控制器包括霍尔控制模块，被配置为：
从三个霍尔传感器接收输入；
基于所接收的输入，检测所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；
响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及
至少部分基于所述两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励所述BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
12.根据权利要求11所述的控制器，其中所述霍尔控制模块被配置为基于所接收的输入检测所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障包括所述霍尔控制模块被配置为：
对来自所述三个霍尔传感器的所接收的输入的霍尔模型进行采样；
将经采样的霍尔模型与期望的霍尔模型相比较；以及
确定经采样的霍尔模型与所述期望的霍尔模型之间的比较是否指示所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器的故障。
13.根据权利要求11所述的控制器，其中响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，所述霍尔控制模块被配置为从所述三个霍尔传感器模式切换到所述两个霍尔传感器模式包括所述霍尔控制模块被配置为：
禁用所述三个霍尔传感器模式；
在对于所述BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作；以及
在所述开环模式中操作之后，在所述两个霍尔传感器模式中操作，其中所述两个霍尔传感器模式基于用于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
14.根据权利要求13所述的控制器，其中响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，所述霍尔控制模块被配置为从所述三个霍尔传感器模式切换到所述两个霍尔传感器模式包括所述霍尔控制模块还被配置为：
标识所述开环模式期间的所述三个霍尔传感器中的出故障的霍尔传感器；以及
基于所标识的出故障的霍尔传感器，更新用于所述两个霍尔传感器控制方案的所述换向和霍尔表。
15.根据权利要求14所述的控制器，其中所述霍尔控制模块被配置为标识所述开环模式期间的所述三个霍尔传感器中的所述出故障的霍尔传感器包括所述霍尔控制模块被配置为确定来自所述三个霍尔传感器中的每一个霍尔传感器的所接收的输入在所述开环模式的所述至少一个电回转期间是否保持不变。
16.根据权利要求14所述的控制器，其中所述控制器还包括计时器，其中所述计时器被配置为对等于所述三个霍尔传感器中的工作的两个霍尔传感器的两个所接收的输入之间所采集的时间的周期值进行计时，其中所述两个所接收的输入各自包括匹配所述期望的霍尔模型的经采样的霍尔模型，并且其中所述霍尔控制模块被配置为在所述两个霍尔传感器中操作包括所述霍尔控制模块被配置为将换向模型应用在周期匹配中断服务例程中以补偿所述出故障的霍尔传感器。
17.根据权利要求13所述的控制器，其中所述控制器还包括计时模块，被配置为检测来自所接收的输入的换向时间，并且其中所述霍尔控制模块被配置为在所述开环模式中操作包括所述霍尔控制模块被配置为基于具有基本上类似占空比的所检测的换向时间应用换向模型以维持所述BLDC电机的当前电机速度。
18.根据权利要求11所述的控制器，还包括脉冲调制器，其中所述霍尔控制模块被配置为至少部分基于所述两个霍尔传感器模式生成控制所述多个开关以激励所述BLDC电机中的适当的电机相绕组的所述输出包括将所述输出提供给所述脉冲调制器，并且其中所述脉冲调制器被配置为至少部分基于所述两个霍尔传感器模式生成控制操作所述多个开关的驱动器以激励所述BLDC电机中的所述适当的电机相绕组的驱动器输出。
19.一种系统，包括：
三个霍尔传感器；
无刷DC(BLDC)电机；以及
控制器，用于控制所述BLDC电机，其中所述控制器包括霍尔控制模块，所述霍尔控制模块被配置为：
从所述三个霍尔传感器接收输入；
基于所接收的输入，检测所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障；
响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，从三个霍尔传感器模式切换到两个霍尔传感器模式；以及
至少部分基于所述两个霍尔传感器模式，生成控制多个开关以激励所述BLDC电机中的适当的电机相绕组的输出。
20.根据权利要求19所述的系统，其中，响应于检测到所述三个霍尔传感器中的一个霍尔传感器已经出故障，所述霍尔控制模块被配置为从所述三个霍尔传感器模式切换到所述两个霍尔传感器模式包括所述霍尔控制模块被配置为：
禁用所述三个霍尔传感器模式；
在对于所述BLDC电机的至少一个电回转的开环模式中操作；以及
在所述开环模式中操作之后，在所述两个霍尔传感器模式中操作，其中所述两个霍尔传感器模式基于用于两个霍尔传感器控制方案的换向和霍尔表。
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