CN111103829A - 一种电机控制装置和方法 - Google Patents

Abstract

本发明的实施方式提供了一种电机控制装置和方法。该电机控制装置包括：控制器单元和功率器件单元。控制器单元包括控制器和编码器。功率器件单元包括译码器和功率器件。控制器单元内控制器与编码器通过六条接线连接，功率器件单元内译码器与功率器件通过六条接线连接。在系统封装设计中，将控制器与编码器即控制器单元做成控制器芯片，将译码器和功率器件即功率器件单元做成功率器件芯片，控制器芯片与功率器件芯片通过少于六根接线连接。本发明的电机控制装置通过编码器与译码器对信号转化，减少了原有技术在系统封装设计中控制器芯片与功率器件芯片的接线，从而降低在系统级封装设计难度，并且减少了生产成本。

Description

一种电机控制装置和方法

技术领域

本发明的实施方式涉及电机控制领域，更具体地，本发明的实施方式涉及一种电机控制装置和方法。

背景技术

本部分旨在为权利要求书中陈述的本发明的实施方式提供背景或上下文。此处的描述不因为包括在本部分中就承认是现有技术。

目前，在现代电机控制中，控制器单元产生复杂的脉冲宽度调制技术 (PWM技术)调制波来控制驱动功率器件单元，从而达到控制电机的目的。然而，现有的电机控制装置若控制单电机，从控制器到功率器件的接线就需要六根；若控制双电机就需要十二根接线；以此类推，每增加一个电机就要增加六根线。这对超小型设计来说，特别是对系统封装SiP(System In Package)设计，增加了设计难度以及成产成本。

因此，为了解决现有电机控制装置的系统级封装SiP(System In Package) 设计中设计难度大和生产成本高的问题，亟待设计一种新的电机控制装置。

发明内容

由于现有的电机控制装置的系统级封装设计中存在设及难度大以及生产成本高等问题。因此非常需要一种改进的电机控制装置，以解决上述技术问题。

在本上下文中，本发明的实施方式期望提供一种电机控制装置和方法。

在本发明实施方式的第一方面中，提供了一种电机控制装置，包括：

控制器单元，其用于控制电机，包括：

控制器，用于提供控制电机的空间向量；

编码器，用于将用于所述控制电机的空间向量编码；

功率器件单元，其用于驱动电机，包括：

译码器，将所述编码器编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

功率器件，其分别连接到电机的各个绕组，并且与译码器连接，接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

在本发明的一个实施例中，所述控制器单元与功率器件单元分别连接到各自复位信号端并由复位信号进行复位。

在本发明的另一个实施例中，当所述控制器单元与功率器件单元被复位后，其按照预先设定好的模式进行工作。

在本发明的又一个实施例中，所述控制器单元与所述功率器件单元之间至少用一根信号线连接用于传输所述编码器将所述控制电机的空间向量编码后的信号。

在本发明的再一个实施例中，所述控制器单元与所述功率器件单元之间用两根信号线连接用于分别传输所述状态转移信号和旋转方向切换信号。

在本发明的再一个实施例中，所述控制器单元与所述功率器件单元之间用两根信号线还可以用于传输状态编码信号。

在本发明的再一个实施例中，所述控制器单元与所述功率器件单元之间用一根信号线连接用于传输所述状态信号。

在本发明的再一个实施例中，所述编码器包括：

第一输入单元，用于接收所述控制电机的空间向量的输入；

第一位移寄存单元，寄存所述控制电机的空间向量；

第一储存单元，用于储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息；

编码单元，用于根据所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述第一位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量，并在所述第一储存单元内进行查找从而产生编码；

第一输出单元，用于基于所述编码单元的编码产生输出信号。

在本发明的再一个实施例中，编码单元还包括：

读取单元，用于顺序读取所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述第一位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量；

查找单元，用于根据读取单元的读取结果与第一储存单元储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。

在本发明的再一个实施例中，所述译码器包括：

第二输入单元，用于接收所述编码器输出的编码信号的输入；

第二位移寄存单元，寄存所述控制电机的空间向量；

第二储存单元，用于储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的空间向量变化对应的译码信息；

译码单元，根据识别到的所述第二输入单元的编码信号和所述第二位移寄存单元的空间向量以及在所述第二储存单元内进行查找的结果从而产生译码；

第二输出单元，用于根据所述译码单元译码结果输出所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述第一位移寄存单元和第二位移寄存单元遵循串行输入、先进先出的次序寄存连续输入的多个所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述第一储存单元内分别储存的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序；

所述第二储存单元分别储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序。

在本发明的再一个实施例中，所述状态转移信号为脉冲信号，所述编码器内的所述第一输入单元每接收一个所述控制电机的空间向量，所述状态转移信号就会产生一个脉冲；

所述译码器内的所述第二输入单元每接收所述状态转移信号的一个脉冲，所述控制电机的空间向量按照预先设置或遵循以往的顺序转移到下一个状态，其中在状态转移信号上升沿或下降沿发生状态转移。

在本发明的再一个实施例中，所述旋转方向切换信号为脉冲信号，所述编码器内查找单元每判断出控制电机的空间向量存在改变一次旋转方向时，所述旋转方向切换信号就会产生一个脉冲信号；

所述译码器内的所述第二输入单元每接受的所述旋转方向信号的一个脉冲，所述控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换一次。

在本发明的再一个实施例中，当所述译码器内所述控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换时，在接收到所述状态转移信号的脉冲后，所述译码器才输出切换后的下一个状态的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述电机控制装置通过功率器件中的六个开关与三相电机的三个绕组相连，则所述控制电机的空间向量至少包括 8个状态：

电压状态，V1(100)，V2(110)，V3(010)，V4(011)，V5(001)，V6(101)；

无压状态，Vnull0(000)，Vnull1(111)；

其中，所述无压状态为Vnull1(111)时，所述控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序可为：

所述控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复；

所述控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，如此循环往复；

所述无压状态为Vnull0(000)时，所述控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序可为：

所述控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull0->V5->V4->Vnull0->V3->V2->Vnull0->V1->V6->Vnull0…，如此循环往复；

所述控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull0->V5->V6->Vnull0->V1->V2->Vnull0->V3->V4->Vnull0…，如此循环往复。

在本发明的再一个实施例中，所述预先设定好的模式可为，所述控制器单元和功率器件单元从Vnull1开始，按照所述控制电机的空间向量顺时针或逆时针顺序移动的下一个状态是V6、V4或V2。

在本发明的再一个实施例中，所述预先设定好的模式可为，所述控制器单元和功率器件单元从Vnull0开始，按照所述控制电机的空间向量顺时针或逆时针顺序移动的下一个状态是V1、V3或V5。

在本发明的再一个实施例中，所述编码器内的所述第一位移寄存器寄存连续多位所述控制电机的空间向量，所述编码单元内的所述读取单元读取到所述第一位移寄存器每移动一位时，所述编码单元内的所述查找单元进行查找一次。

在本发明的再一个实施例中，所述编码器中所述编码单元内的所述查找单元的查找规则包括：

查找所述读取单元读取的所述第一位移寄存单元中寄存的所述控制电机的空间向量；

依据所述第一储存单元内的所述预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序，并判断所述编码器复位后状态的空间向量或所述第一位移寄存单元更新前寄存的所述控制电机的空间向量、所述第一位移寄存单元中寄存的所述控制电机的空间向量与所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量的变化顺序存在于控制电机顺时针旋转还是逆时针旋转的空间向量变化的顺序中；

并判断此时的空间向量的旋转方向是否与上一次查找的空间向量的旋转方向或预先设定好的旋转方向相同；

若相同，则说明所述控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，所述第一输出单元在所述旋转方向切换信号中不输出脉冲；

若不同，则说明所述控制电机的空间向量存在改变旋转方向的情况，所述第一输出单元在所述旋转方向切换信号中输出一个脉冲信号表示方向切换。

在本发明的再一个实施例中，所述第一储存单元内储存的预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码；

所述第二储存单元储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码。

在本发明的再一个实施例中，由所述编码器产生状态编码信号，其中，输出的0信号为低电平，输出的1信号为高电平；

所述译码器内的所述第二输入单元每接收一次所述状态编码信号，所述译码器按照将所述状态编码信号译码为所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述第一储存单元内分别储存的预先设置的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数；

所述第二储存单元分别储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数。

在本发明的再一个实施例中，所述状态信号为脉冲信号，其中，所述查找单元查找一次所述编码器输出一个脉冲信号；

所述译码器内的所述第二输入单元每接收一个脉冲信号，所述译码器按照将所述控制电机的空间向量移动到下一个状态。

在本发明的再一个实施例中，所述第一储存单元内分别储存的预先设置的所述控制电机的空间向量以及对应预先规定好的脉冲数目；

所述第二储存单元分别储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的所述控制电机的空间向量以及对应预先规定好的脉冲数目。

在本发明的再一个实施例中，所述状态信号为脉冲信号，其中，依据所述编码器接收的所述控制电机的空间向量编码器输出对应数目的脉冲；

所述译码器每次收到脉冲信号的个数，所述译码器输出对应的所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述编码器中所述编码单元内的所述查找单元的查找规则包括：

所述查找单元在所述第一储存单元内查找，判断所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量在所述第一储存单元的位数是否为所述第一位移寄存单元寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位；

若是所述第一位移寄存单元寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，则输出一个脉冲；

若不是所述第一位移寄存单元寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，则输出一个高速脉冲，所述第一位移寄存单元寄存更新为其在所述第一储存单元内储存的下一位所述控制电机的空间向量，继续上述步骤直到所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量在所述第一储存单元的位数为第一位移寄存单元寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，输出一个高速脉冲后完成查找。

在本发明实施方式的第二方面中，提供了一种电机控制方法，包括：

提供控制电机的空间向量；

将用于所述控制电机的空间向量编码；

将编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

在本发明的一个实施例中，在所述提供控制电机的空间向量的步骤之前执行复位操作。

在本发明的另一个实施例中，当所述复位操作后，其按照预先设定好的模式进行工作。

在本发明的又一个实施例中，至少用一根信号线连接用于传输所述控制电机的空间向量编码后的信号。

在本发明的再一个实施例中，用两根信号线连接用于分别传输所述状态转移信号和旋转方向切换信号。

在本发明的再一个实施例中，用一根或两根信号线还可以用于传输状态编码信号。

在本发明的再一个实施例中，用一根信号线连接用于传输所述状态信号。

在本发明的再一个实施例中，所述将用于所述控制电机的空间向量编码的步骤包括：

接收所述控制电机的空间向量的输入；

寄存所述控制电机的空间向量；

储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息；

根据接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量，并进行查找从而产生编码；

基于编码产生输出信号。

在本发明的再一个实施例中，电机控制方法还包括：

顺序读取接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量；

根据读取结果与储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。

在本发明的再一个实施例中，所述将编码的信号译码为用于控制电机的空间向量包括：

接收编码信号的输入；

寄存所述控制电机的空间向量；

储存预先设置的空间向量变化对应的译码信息；

根据识别到的编码信号和寄存的空间向量以及在储存的译码信息内进行查找的结果从而产生译码；

根据译码结果输出所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，遵循串行输入、先进先出的次序寄存连续输入的多个所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，储存的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序。

在本发明的再一个实施例中，所述状态转移信号为脉冲信号，每接收一个所述控制电机的空间向量，所述状态转移信号就会产生一个脉冲；

每接收所述状态转移信号的一个脉冲，所述控制电机的空间向量按照预先设置或遵循以往的顺序转移到下一个状态，其中在状态转移信号上升沿或下降沿发生状态转移。

在本发明的再一个实施例中，所述旋转方向切换信号为脉冲信号，每判断出控制电机的空间向量存在改变一次旋转方向时，所述旋转方向切换信号就会产生一个脉冲信号；

每接受的所述旋转方向信号的一个脉冲，所述控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换一次。

在本发明的再一个实施例中，当所述控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换时，在接收到所述状态转移信号的脉冲后，才输出切换后的下一个状态的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述电机控制装置通过功率器件中的六个开关与三相电机的三个绕组相连，则所述控制电机的空间向量至少包括8个状态：

电压状态，V1(100)，V2(110)，V3(010)，V4(011)，V5(001)，V6(101)；

无压状态，Vnull0(000)，Vnull1(111)；

其中，所述无压状态为Vnull1(111)时，所述控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序可为：

所述控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复；

所述控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，如此循环往复；

所述无压状态为Vnull0(000)时，所述控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序可为：

所述控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull0->V5->V4->Vnull0->V3->V2->Vnull0->V1->V6->Vnull0…，如此循环往复；

所述控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序，

Vnull0->V5->V6->Vnull0->V1->V2->Vnull0->V3->V4->Vnull0…，如此循环往复。

在本发明的再一个实施例中，所述预先设定好的模式可为，从Vnull1 开始，按照所述控制电机的空间向量顺时针或逆时针顺序移动的下一个状态是V6、V4或V2。

在本发明的再一个实施例中，所述预先设定好的模式可为，从Vnull0 开始，按照所述控制电机的空间向量顺时针或逆时针顺序移动的下一个状态是V1、V3或V5。

在本发明的再一个实施例中，寄存连续多位所述控制电机的空间向量，读取到所述第一位移寄存器每移动一位时，所述编码单元内的所述查找单元进行查找一次。

在本发明的再一个实施例中，所述查找单元的查找规则包括：

查找读取的寄存的所述控制电机的空间向量；

依据储存的所述预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序，并判断复位后状态的空间向量或更新前寄存的所述控制电机的空间向量、寄存的所述控制电机的空间向量与接收的所述控制电机的空间向量的变化顺序存在于控制电机顺时针旋转还是逆时针旋转的空间向量变化的顺序中；

并判断此时的空间向量的旋转方向是否与上一次查找的空间向量的旋转方向或预先设定好的旋转方向相同；

若相同，则说明所述控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，所述第一输出单元在所述旋转方向切换信号中不输出脉冲；

若不同，则说明所述控制电机的空间向量存在改变旋转方向的情况，所述第一输出单元在所述旋转方向切换信号中输出一个脉冲信号表示方向切换。

在本发明的再一个实施例中，储存的预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码。

在本发明的再一个实施例中，由所述编码器产生状态编码信号，其中，输出的0信号为低电平，输出的1信号为高电平；

每接收一次所述状态编码信号，按照将所述状态编码信号译码为所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，储存的预先设置的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数。

在本发明的再一个实施例中，所述状态信号为脉冲信号，其中，查找一次输出一个脉冲信号；

每接收一个脉冲信号，按照将所述控制电机的空间向量移动到下一个状态。

在本发明的再一个实施例中，储存的预先设置的所述控制电机的空间向量以及对应预先规定好的脉冲数目。

在本发明的再一个实施例中，所述状态信号为脉冲信号，其中，依据接收的所述控制电机的空间向量编码器输出对应数目的脉冲；

每次收到脉冲信号的个数，输出对应的所述控制电机的空间向量。

在本发明的再一个实施例中，所述查找规则包括：

在储存预先设定的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数内查找，判断接收的所述控制电机的空间向量在预先储存的位数是否为寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位；

若是寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，则输出一个脉冲；

若不是寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，则输出一个高速脉冲，寄存更新为其在储存的预先设定的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数的下一位所述控制电机的空间向量，继续上述步骤直到接收的所述控制电机的空间向量在储存预先设定的控制电机顺时针旋转或逆时针旋转的空间向量变化的顺序以及对应预先规定好的位数为寄存的所述控制电机的空间向量对应的位数的下一位，输出一个高速脉冲后完成查找。

本发明的实施方式提供的技术方案，在现有的装置上增加一组编码器和译码器。对于控制单电机的情况，本发明的电机控制装置包括：控制器单元和功率器件单元。控制器单元包括控制器和编码器。功率器件单元包括译码器和功率器件。控制器单元内控制器与编码器通过六条接线连接，将控制器与编码器即控制器单元做成控制器芯片。功率器件单元内译码器与功率器件通过六条接线连接，将译码器和功率器件即功率器件单元做成功率器件芯片。控制器芯片与功率器件芯片通过少于六根接线连接。本发明的电机控制装置通过编码器与译码器对信号转化，减少了原有技术中控制器芯片与功率器件芯片的接线，从而降低在系统级封装设计难度，并且减少了生产成本。

附图说明

通过参考附图阅读下文的详细描述，本发明示例性实施方式的上述以及其他目的、特征和优点将变得易于理解。在附图中，以示例性而非限制性的方式示出了本发明的若干实施方式，其中：

图1示意性地示出了现有技术中的一种电机控制装置；

图2示意性地示出了一种空间向量状态图；

图3示意性地示出了一种加了死区控制的Vnull＝000空间向量状态图；

图4示意性地示出了一种加了死区控制的Vnull＝111空间向量状态图；

图5示意性地示出了根据本发明实施方式的一种电机控制装置的结构示意图；

图6示意性地示出了根据本发明实施方式涉及的一种编码器装置的结构示意图；

图7示意性地示出了根据本发明实施方式涉及的一种译码器装置的结构示意图；

图8示意性地示出了根据本发明实施例的一种编码器输出的状态信号的波形；

图9示意性地示出了根据本发明实施例的一种电机控制方法的流程示意图；

图10示意性地示出了根据本发明实施例的一种电机控制方法中编码信号的流程示意图；

图11示意性地示出了根据本发明实施例的一种电机控制方法中译码信号的流程示意图；

在附图中，相同或对应的标号表示相同或对应的部分。

具体实施方式

下面将参考若干示例性实施方式来描述本发明的原理和精神。应当理解，给出这些实施方式仅仅是为了使本领域技术人员能够更好地理解进而实现本发明，而并非以任何方式限制本发明的范围。相反，提供这些实施方式是为了使本公开更加透彻和完整，并且能够将本公开的范围完整地传达给本领域的技术人员。

本领域技术人员知道，本发明的实施方式可以实现为一种系统、装置、设备、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件、完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，或者硬件和软件结合的形式。

下面详细阐释本发明背景技术的原理。

图1为现有技术中的电机控制装置，电机控制装置101包括：控制器102和功率器件103，所述控制器102用于输出控制电机104的控制信号，所述功率器件103包括至少三个对功率开关，用于由所述控制电机104 的控制信号的控制下进行开关操作。从图1中看出在控制一个电机104的系统级封装时，控制器102与功率器件103分别做成芯片，通过六条接线连接，每条接线传输一路控制信号；再将控制器102、接线和功率器件103 整体做系统级封装。从控制器102到功率器件103，对单电机就需要六根接线；双电机就需要十二根接线；每增加一个电机就需要增加六根接线，以此类推。

连接电机104时，控制器102与功率器件103之间的六根接线用来传输控制器102控制电机104的信号。可以定义为：当传输的信号使接线所连接的功率器件内的对应开关闭合时，用“1”表示；当传输的信号使接线所连接的功率器件内的对应开关断开时，用“0”表示，当然表示的符合是可以人为定义的不仅仅限于“0”和“1”。六根接线可以定义为： U，U，V，V，W，W如图1所示。U是H形半桥的高边，U是H形半桥的低边；V是H形半桥的高边，V是H形半桥的低边；W是H形半桥的高边，W是H形半桥的低边；U同U，V同V，W同W被称为互补项。若将这六根接线传输的信号排成逻辑真值表，即可产生六十四个码值，如表一所示。

表一

互补项为U同U，V同V，W同W所代表的接线不能同时使对应所连接的功率器件中的开关同时闭合，即他们的传输信号值不能同时为1。换句话说U同U，V同V，W同W是不存在同时传输信号为1的情况，在现有的技术中是可由软件控制的。可知表一中粗框标记的位置是不存在，这样就可将表一变为精简逻辑真值表二。

表二

序号	U	U	V	V	W	W
							1	0	0	0	0	0	0
2	0	0	0	0	0	1
							3	0	0	0	0	1	0
4	0	0	0	1	0	0
							5	0	0	0	1	0	1
6	0	0	0	1	1	0
							7	0	0	1	0	0	0
8	0	0	1	0	0	1
							9	0	0	1	0	1	0
10	0	1	0	0	0	0
							11	0	1	0	0	0	1
12	0	1	0	0	1	0
							13	0	1	0	1	0	0
14	0	1	0	1	0	1
							15	0	1	0	1	1	0
16	0	1	1	0	0	0
							17	0	1	1	0	0	1
18	0	1	1	0	1	0
							19	1	0	0	0	0	0
20	1	0	0	0	0	1
							21	1	0	0	0	1	0
22	1	0	0	1	0	0
							23	1	0	0	1	0	1
24	1	0	0	1	1	0
							25	1	0	1	0	0	0
26	1	0	1	0	0	1
							27	1	0	1	0	1	0

现代脉冲宽度调制(PWM)技术是根据空间向量法来调制波形的。它有八个向量组成，称为主相量。八个向量分别表示八种状态包括：电压状态，V1(100)，V2(110)，V3(010)，V4(011)，V5(001)，V6(101)以及无压状态，Vnull0(000)，Vnull1(111)，组成主逻辑真值表，如表三。根据空间向量法的理论，表二中六根接线传输的所有控制信号均可由上述的八个向量的转化中产生。最后一列的序号是从表二中的序号中选出来的对应一组控制信号的序号。

表三

Vnull是无压状态，可以是Vnull0＝000状态，也可为Vnull1＝111状态。具体空间向量理论不在本发明中详细描述，请参考有关书籍。表三可以表示为空间向量形式，如图二所示。但是在实际应用中，向量到向量的转换，需要加上死区控制，避免在向量转换时，功率器件中的开关根据接线接收到的控制信号切换闭合状态时导致装置短路等情况发生。死区控制时间是由功率器件芯片来完成，时间参数是可以串行接口或其他通信接口。例如，在图2中V1＝100到V2＝110的转换，需要插入死区向量V＝1t0。这里t表示三态状态,也就是H桥的高边和低边都没有驱动。

图3是当Vnull＝000时，加了死区控制的空间向量状态图，以及空间向量的变化顺序如图所示。即空间向量的变化控制着电机旋转的方向，控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull0->V5->V4->Vnull0->V3->V2->Vnull0->V1->V6->Vnull0…，如此循环往复；

控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull0->V5->V6->Vnull0->V1->V2->Vnull0->V3->V4->Vnull0…，如此循环往复。

图4是当Vnull＝111时，加了死区控制的空间向量状态图，以及空间向量的变化顺序如图所示。控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复；

控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，如此循环往复。

空间向量状态图对于不同的应用，会有不同变化。例如在有的应用场景中用到Vnull1＝111，在另外应用场景中用到Vnull0＝000。-

本发明人发现，目前的电机控制装置，控制器单元与功率器件单元之间需要连接六根接线来控制电机，对于超小型设计来说，特别是系统级封装设计中增加了设计难度及生产的成本等问题。

为了克服技术存在的问题，本发明中提出了一种电机控制装置和方法。本发明的电机控制装置包括：控制器单元和功率器件单元。控制器单元包括控制器和编码器。功率器件单元包括译码器和功率器件。控制器单元内控制器与编码器通过六条接线连接，将控制器与编码器即控制器单元做成控制器芯片。功率器件单元内译码器与功率器件通过六条接线连接，将译码器和功率器件即功率器件单元做成功率器件芯片。控制器芯片与功率器件芯片通过少于六根接线连接。其中编码器接收控制器提供的控制电机的空间向量编码为状态转移信号和旋转方向切换信号，可通过两根信号线传输到功率器件单元的译码器，译码器通过识别状态转移信号与旋转方向切换信号的所处状态，查找出下一个控制电机的空间向量并输出给相连电机，电机根据控制电机的空间向量做出相应的动作。

上述电机控制装置通过编码器与译码器对信号转化，减少了控制器单元与功率器件单元的接线，从而降低在系统级封装设计难度，并且减少了生产成本。可以理解的是，本发明的方法、编码器、介质和计算设备的原理与系统类似，此处不再赘述。

在本文中，电机控制装置可以连接多电机，需要理解的是本发明中均以电机控制装置连接单电机情况为例；电机控制装置中控制单元与功率器件单元的六条接线可以减少至一根、两根、三根、四根和/或五根，需要说明的是本发明中的电机控制装置中控制单元与功率器件单元的连接以两条接线为例。此外，附图中的任何元素数量均用于示例而非限制，以及任何命名都仅用于区分，而不具有任何限制含义。

根据本发明的实施方式，提出了一种电机控制装置和方法。

下面参考本发明的若干代表性实施方式，详细阐释本发明的原理和精神。

在介绍了本发明的基本原理之后，下面结合应用场景以及现有技术，参考附图来描述根据本发明示例性实施方式的用于控制电机的装置。需要注意的是，上述应用场景仅是为了便于理解本发明的精神和原理而示出，本发明的实施方式在此方面不受任何限制。相反，本发明的实施方式可以应用于适用的任何场景。

本发明实施例提供了一种电机控制装置。电机控制装置将控制器与功率器件之间需六条线路传输的信号通过编码器编码为少于六条线路传输的信号，优先选择一条和二条线路传输的情况。如图5所示为控制器单元与功率器件单元之间由两条线路传输信号的电机控制装置，该电机控制装置501包括：控制器单元502和功率器件单元503。

控制器单元502，其用于控制电机。控制器单元502包括：控制器 504和编码器505。

控制器504，用于提供控制电机的空间向量。

本发明涉及的控制器504与背景技术中的控制器相同，控制器504 通常是单片机MCU，FPGA或者其他控制器件。本发明实施例并不限定控制器的类型

编码器505，用于将用于控制电机的空间向量编码。

作为示例，编码器是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式的设备。按照读出方式编码器可以分为接触式和非接触式两种，按照工作原理编码器可分为增量式和绝对式两类。在编码时，每一种二进制代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。本发明涉及的编码器505将控制电机的空间向量编码为信号形式用来传输和储存。本发明实施例并不限定编码器的类型与编码方式。

功率器件单元503，其用于驱动电机。功率器件单元503包括：译码器506和功率器件507。

译码器506，将编码器编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

作为示例，译码器是一类多输入多输出组合逻辑电路器件，其可以分为：变量译码和显示译码两类。译码是编码的逆过程，把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码，实现译码操作的电路称为译码器。或者说，译码器是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义的电路。本发明涉及的译码器506将编码器505传输的信号译码为控制电机的空间向量。本发明实施例并不限定译码器的类型与译码方式。

功率器件507，其分别连接到电机的各个绕组，并且与译码器连接，接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

本发明涉及的功率器件507与背景技术中的功率器件相同，功率器件507通常是MOS管，IGPT或其的功率开关器件。本发明实施例并不限定功率器件的类型。

如图6所示，提供本发明实施例的一种编码器装置。编码器505包括：第一输入单元601、第一位移寄存单元602、第一存储单元603、读取单元604和编码单元607，其中编码单元607包括查找单元605和第一输出单元606。其中，编码器505与译码器506传递信号的接线为两条。

第一输入单元601，用于接收所述控制电机的空间向量的输入。

作为示例，第一输入单元601连续接收的控制电机的空间向量可以为一个，也可以为连续的多个。

第一位移寄存单元602，寄存控制电机的空间向量。

作为示例，第一位移寄存单元602的寄存规则是由人为预先设置好的，可以连续寄存多位控制电机的空间向量，也可以只寄存一位控制电机的空间向量。本发明实施例并不限定寄存规则。第一储存单元603，用于储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息。

作为示例，第一储存单元603储存的内容是预先设置好的。以控制电机的空间向量为例，储存的内容可以为预先设定好的控制电机顺时针旋转和/或逆时针旋转的空间向量变化的顺序，也可以为空间向量变化以及对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码。本本发明实施例并不只限于上述储存内容。

编码单元607，用于根据所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量，并在所述第一储存单元内进行查找从而产生编码。

读取单元604，用于顺序读取第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量。

查找单元605，用于根据读取单元的读取结果与第一储存单元储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。

作为示例，可用于在第一储存单元603中储存的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序中查找读取单元读取的控制电机的空间向量，并判断控制电机的空间向量是否存在改变旋转方向的情况。也可以用于在第一储存单元603内储存的空间向量的可走路径以及对应的状态编码中查找到第一输入单元601接收的控制电机的空间向量变化情况的对应状态编码等。

第一输出单元606，用于基于所述编码单元的编码产生输出信号。

作为示例，传输信号为两条接线的情况时，用于基于查找单元605 的判断结果可以输出控制电机的空间向量变化的状态转移信号和控制旋转方向改变的旋转方向切换信号。也可用于输出控制电机的空间向量变化情况的对应状态编码。作为示例，电机控制装置501通过功率器件中的六个开关与电机508相连，控制电机的空间向量至少包括八个状态。例如表三：电压状态，V1(100)，V2(110)，V3(010)，V4(011)，V5(001)，V6(101)以及无压状态，Vnull0(000)，Vnull1(111)。并以人为规定无压状态为Vnull1 的应用场景时，规定空间向量的变化顺序如图4所示，控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复；

控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，如此循环往复。上述空间向量的变化顺序是可以预先约定好，还可以有其它的变化顺序而不限于本说明书例举的顺序；并且将上述控制电机空间向量变化的顺序储存在编码器505的第一储存单元603中。

首先，将控制器单元502与功率器件单元503分别连接到各自复位信号端，由复位信号进行复位。复位后控制器单元502与功率器件单元503 按照预先设定好的模式进行工作。需要说明的是，预先设定好的模式是由人为设置的。继上例，若约定好的模式为，控制器单元502内的控制器504 与功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始，按照编码器 505内的第一储存单元603与译码器506内的第二储存单元702内储存的控制电机的空间向量顺时针移动，且规定下一个控制电机的空间向量的状态为V6。

控制器单元502内的控制器504向编码器505按顺序提供控制电机的空间向量，编码器505内的第一输入单元601接收连续多个控制器504 提供的控制电机的空间向量。

接收后的空间向量连续的多个寄存在第一位移寄存单元602内。其中，第一位移寄存单元602寄存单元的寄存规则可以为遵循串行输入，先进先出的次序寄存连续多个控制电机的空间向量，需要说明的是寄存的位数以及规则是人为可设的。

然后读取单元604顺序地读取第一位移寄存单元602内寄存的控制电机的空间向量。当读取单元604读取到第一位移寄存单元602中寄存的控制电机的空间向量移动一位时，编码器505内的查找单元605进行查找一次。需要说明的是读取方式以及位数是人为可设的。

查找单元605在所述第一储存单元603中储存的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序中查找读取单元604读取的控制电机的空间向量，并判断控制电机的空间向量是否存在改变旋转方向的情况。

第一输出单元606基于查找单元605的判断结果输出控制电机的空间向量变化的状态转移信号和控制旋转方向改变的旋转方向切换信号。其中，状态转移信号为脉冲信号，编码器505内的第一输入单元601每接收一个控制电机的空间向量，状态转移信号就会产生一个脉冲；旋转方向切换信号为脉冲信号，编码器505内查找单元605每判断出控制电机的空间向量存在改变一次旋转方向时，旋转方向切换信号就会产生一个脉冲信号。状态转移信号和旋转方向切换信号是同时输出的。

继上例来说明编码器编码过程，设定控制器504提供的控制电机的空间向量为Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。编码器 505复位后的初始状态为Vnull1，按照预先设定好的模式为顺时针序列并下一位为V6，。

第一位移寄存单元602首次寄存的空间向量为V6，第一输入单元 601接收控制电机的空间向量V5。此时读取单元604读取编码器505复位后状态的空间向量Vnull1、第一位移寄存单元中寄存的控制电机的空间向量V6与第一输入单元接收的控制电机的空间向量V5的变化顺序为 Vnull1->V6->V5。根据上述读取单元604读取的顺序并在第一储存单元603 中查找，发现上述顺序存在控制电机顺时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，第一输出单元606输出控制电机的空间向量V6编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。第一位移寄存单元602中的寄存更新为V5。

第一输入单元601接收控制电机的空间向量Vnull1。此时读取单元 604读取第一位移寄存单元602更新前寄存的控制电机的空间向量V6、第一位移寄存单元602中寄存的控制电机的空间向量V5与第一输入单元601 接收的控制电机的空间向量Vnull1的变化顺序为V6->V5->Vnull1。根据上述读取单元604读取的顺序并在第一储存单元603中查找，发现上述顺序存在控制电机顺时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，第一输出单元606输出控制电机的空间向量V5 编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。第一位移寄存单元602中的寄存更新为Vnull1。

第一输入单元601接收控制电机的空间向量V6。此时读取单元604 读取第一位移寄存单元602更新前寄存的控制电机的空间向量V5、第一位移寄存单元602中寄存的控制电机的空间向量Vnull1与第一输入单元601 接收的控制电机的空间向量V6的变化顺序为V5->Vnull1->V6。根据上述读取单元604读取的顺序并在第一储存单元603中查找，发现上述顺序存在控制电机逆时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向不相同，则说明控制电机的空间向量存在改变旋转方向的情况，第一输出单元606输出控制电机的空间向量V null1 编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号输出一个脉冲。第一位移寄存单元602中的寄存更新为V6。

第一输入单元601接收控制电机的空间向量V1。此时读取单元604 读取第一位移寄存单元602更新前寄存的控制电机的空间向量Vnull1、第一位移寄存单元602中寄存的控制电机的空间向量V6与第一输入单元601 接收的控制电机的空间向量V1的变化顺序为Vnull1->V6->V1。根据上述读取单元604读取的顺序并在第一储存单元603中查找，发现上述顺序存在控制电机逆时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，第一输出单元606输出控制电机的空间向量V 6编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。第一位移寄存单元602中的寄存更新为V1。并继续按照上面的方式编码为相应的状态转移信号和旋转方向切换信号并由第一输出单元606输出。

如图7所示，提供本发明实施例的一种译码器装置。译码器506包括：第二输入单元701、第二存储单元702、译码单元703、第二输出单元 704和第二位移寄存单元705。

第二输入单元701，用于接收编码器输出的编码信号的输入。

第二位移寄存单元，寄存所述控制电机的译码器的空间向量；

第二储存单元702，用于储存与第一储存单元中相同的预先设置的空间向量变化对应的译码信息。

译码单元703，根据识别到的所述第二输入单元的编码信号和所述第二位移寄存单元的空间向量以及在所述第二储存单元内进行查找的结果从而产生译码。第二输出单元，用于根据所述译码单元译码结果输出所述控制电机的空间向量。

作为示例，译码器506的第二输入单元701接收编码器505输出的状态转移信号和旋转方向切换信号。第二储存单元702分别储存与第一储存单元603中相同的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序。译码单元703识别状态转移信号和所述旋转方向切换信号所处状态。最后，第二输出单元704根据译码单元703的译码出控制电机的空间向量并输出。译码器506的第二输出单元704输出的控制电机的空间向量通过控制功率器件507中的开关的闭合状态进而控制电机508。

译码器506内的第二输入单元701每接受状态转移信号的一个脉冲，控制电机的空间向量按照预先设置或遵循以往的顺序转移到下一个状态，其中在状态转移信号上升沿或下降沿发生状态转移。译码器506内的第二输入单元701每接受的旋转方向信号的一个脉冲，控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换一次。其中，当译码器506内控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换时，在接收到状态转移信号的脉冲后，译码器才输出切换后的下一个状态的空间向量。

继上例来说明译码器译码过程，译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量 Vnull1开始，按照译码器506内的第二储存单元702内储存的控制电机的空间向量顺时针移动，且规定下一个控制电机的空间向量的状态为V6。并设定当译码单元703识别到状态转移信号和旋转方向切换信号脉冲的上升沿时，触发控制电机的空间向量移动和改变旋转方向。译码器506的第二输入单元701接收到编码器505的第一输出单元606输出的由第一个V6 转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，译码单元703识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据预先设定好的模式，此时控制电机的空间向量在第二储存单元702中的顺时针序列位置为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1。第二输出单元704对应输出控制电机的空间向量Vnull1的下一位控制电机的空间向量V6到功率器件507中。功率器件507接收译码后的空间向量，通过开关控制加在电机508各个绕组上的电压，从而达到控制电机508的状态。

译码器506的第二输入单元701接收到编码器505的第一输出单元 606输出的由V5转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，译码单元 703识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据预先设定好的模式，此时控制电机的空间向量在第二储存单元702中的顺时针序列位置为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1。第二输出单元704对应输出控制电机的空间向量V6的下一位控制电机的空间向量V5到功率器件507中。

译码器506的第二输入单元701接收到编码器505的第一输出单元 606输出的由第二个Vnull1转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，译码单元703先识别到旋转方向切换信号具有脉冲的上升沿，切换到第二储存单元702中储存的逆时针的空间向量变化顺序的序列：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，并识别第二输出单元704输出的空间向量V5，在逆时针的空间向量变化顺序的序列中查找到V5。然后译码单元703识别到状态转移信号的上升沿，此时控制电机的空间向量切换到下一个状态空间向量Vnull1，并通过第二输出单元704输出空间向量Vnull1。

译码器506的第二输入单元701接收到编码器505的第一输出单元 606输出的由V6转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，译码单元 703识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据译码单元703识别到的结果为空间向量不需要切换旋转方向并移动一位，可知，此时控制电机的空间向量遵循以往切换后的逆时针顺序：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…转移到下一个状态的空间向量V6。第二输出单元704在第二储存单元702 中查找并输出对应的控制电机的空间向量V6到功率器件507中。并继续按照上面的译码方式由第二输出单元704输出控制电机的空间向量到功率器件507中。

作为示例，需要说明的是通过两条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506的编译方式有很多种，并不只限于上述方式。还可以为：

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1，且控制器504提供的控制电机的空间向量为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。第一储存单元603存储的预先设置的空间向量变化对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码。在图4可以看出，从任何一个空间向量变为另一个空间向量的次序为按照箭头所示的方向变化，每个空间向量到下一个空间向量最多有三个可选的路径，因此可以用一个二位的二进制数表示从每个空间向量出发所选的路径，例如可以定义：从Vnull1出发可以选择 V6、V2和V4三条路径，每条路径的编码为Vnull1->V6：01、Vnull1->V2： 10、Vnull1->V4：11；从V6出发可以选择V5和V1两条路径，每条路径的编码为V6->V5：10、V6->V1：11；从V2出发可以选择V3和V1两条路径，每条路径的编码为V2->V3：11、V2->V1：01；从V4出发可以选择 V5和V3两条路径，每条路径的编码为V4->V5：11、V4->V3：01；从V3 出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V3->Vnull1：00；从V1 出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V1->Vnull1：00；从V5 出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V5>Vnull1：00。每条路径的编码可由人为定义的，且要保证在编码器连续输出的相邻两个编码是不同的。因此在编码过程中，如果知道当前空间向量和下一个空间向量，则可以从预先设定的编码中查找出对应的两位二进制编码，并传输到译码器；在译码过程中，如果知道当前空间向量并读取从该当前空间向量出发可能的下一个路径的编码即可以获得下一个空间向量。可走路径与电机的旋转方向无关。第二储存单元702储存与第一储存单元603中相同的预先设置的空间向量变化对应的译码信息。

由复位信号进行复位后，设定第一位移寄存单元602寄存的空间向量预设为Vnull1。预先设定好的模式为复位后，控制器单元502、功率器件单元503以及电机的初始状态为Vnull1。

下面举例子来说明编码过程。控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6，编码器505内的第一输入单元601 接收控制电机的空间向量V6，且第一位移寄存单元602寄存的空间向量为 Vnull1。编码单元607内的读取单元604读取第一输入单元601接收的控制电机的空间向量和第一位移寄存单元602内寄存的控制电机的空间向量，可知控制电机的空间向量的变化路径为：Vnull1->V6。查找单元605根据读取单元604的读取结果在第一储存单元603储存的内容进行查找，根据查找结果查出Vnull1->V6对应编码为01。第一输出单元606通过两根信号线输出状态编码信号01信号。第一位移寄存单元602更新寄存的控制电机的空间相量为V6，并且第一输入单元601准备接收新的空间向量。

接下来控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V5，编码器505内的第一输入单元601接收控制电机的空间向量V5，且第一位移寄存单元602寄存的空间向量为V6。编码单元607内的读取单元604读取第一输入单元601接收的控制电机的空间向量和第一位移寄存单元602内寄存的控制电机的空间向量，可知控制电机的空间向量的变化路径为：V6->V5。查找单元605根据读取单元604的读取结果在第一储存单元603储存的内容进行查找，根据查找结果查出V6->V5对应编码为10。第一输出单元606通过两根信号线输出状态编码信号10信号。第一位移寄存单元602更新寄存的控制电机的空间相量为V5，并且第一输入单元601准备接收新的空间向量。并继续按照上面的方式编码为相应的状态编码信号并由第一输出单元606输出。

下面举例说明上述编码过程对应的译码过程。译码器506的第二输入单元701通过连接的两根信号线接收编码器505输出的两位状态编码信号。由复位信号进行复位后，设第二寄存单元位移寄存单元预设为Vnull1。

译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始。第二输入单元701接收编码器505输出的状态编码信号是01。译码单元识别到第二位移寄存单元705内储存的控制电机的空间向量为Vnull1，第二输入单元701输入的状态编码信号为01，已知状态编码以及控制电机的空间向量变化的初始状态，在第二储存单元702内查找从控制电机空间向量Vnull1出发对应01 编码信号的路径是变为空间向量V6，译码器506将状态编码信号01译码为控制电机的空间向量V6。第二输出单元704根据译码单元的译码结果输出控制电机的空间向量V6。第二位移寄存单元705更新寄存的控制电机的空间相量为V6。

第二输入单元701接收编码器505输出的状态编码信号是10。译码单元识别到第二位移寄存单元705内储存的控制电机的空间向量为V6，第二输入单元701输入的状态编码信号为10，已知状态编码以及控制电机的空间向量变化的初始状态，在第二储存单元702内从控制电机空间向量V6 出发对应10编码信号的路径是变为空间向量V5，译码器506将状态编码信号01译码为控制电机的空间向量V5。第二输出单元704根据译码单元的译码结果输出控制电机的空间向量V5。第二位移寄存单元705更新寄存的控制电机的空间相量为V5。并继续按照上面的方式编码为相应的状态编码信号并由第二输出单元704输出。

需要说明的是本发明中控制器单元与功率器件单元之间由二条线路传输信号的电机控制装置中，编码与译码的方式并不只限于上述举例。另外，上述编译码方式也可以由通过一条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506。

电机控制装置还包括控制器单元与功率器件单元之间由一条线路传输信号，该电机控制装置除了由一条线路传输信号外，装置的其他单元可以与两条线路的装置中单元相同。

作为示例，控制器单元与所功率器件单元之间用一根信号线连接。一根信号线传递的这个信号状态信号且具有高速传输功能。

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1且规定控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复。这些空间向量变化顺序将会硬化实现在编码器第一储存单元 603中如下：位1：Vnull1；位2：V6；位3：V5；位4：Vnull1；位5：V4；位6：V3；位7：Vnull1；位8：V2；位9：V1。

设定控制器504提供的控制电机的空间向量为Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。由复位信号进行复位后，设定位移寄存单元预设为Vnull1，且为第一储存单元603中的位1。预先设定好的模式为复位后，控制器单元502、功率器件单元503以及电机的初始状态为Vnull1，并且规定装置的下一个状态为V6。

下面用例子来说明具体的编码过程。控制器单元502内的控制器504 向编码器505提供控制电机的空间向量V6。从Vnull1出发，第一输入单元601接收到控制电机的空间向量V6。编码单元607内的读取单元604读取到第一输入单元601接收到控制电机的空间向量V6以及第一位移寄存单元602的Vnull1且对应的第一储存单元603中的位1，根据读取单元604的读取结果查找单元605在第一储存单元603内对控制电机的空间向量V6 进行查找，发现V6是按顺序正好是空间向量Vnull1(位数为位1)下一个空间向量(位数为位2)，所以根据查找结果产生一个脉冲给第一输出单元606。第一输出单元606通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。第一位移寄存单元602更新为空间向量V6(位数为位2)，并第一输入单元601准备接收新的空间向量。

控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V5。从V6出发，第一输入单元601接收到控制电机的空间向量V5。编码单元607内的读取单元604读取到第一输入单元601接收到控制电机的空间向量V5以及第一位移寄存单元602的V6且对应的第一储存单元 603中的位2，根据读取单元604的读取结果查找单元605在第一储存单元603内对控制电机的空间向量V5进行查找，发现V5是按顺序正好是空间向量V6(位数为位2)下一个空间向量(位数为位3)，所以根据查找结果产生一个脉冲给第一输出单元606。第一输出单元606通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。第一位移寄存单元602更新为空间向量V5 (位数为位3)，并第一输入单元601准备接收新的空间向量。

控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量Vnull1。从V5出发，第一输入单元601接收到控制电机的空间向量 Vnull1。编码单元607内的读取单元604读取到第一输入单元601接收到控制电机的空间向量Vnull1以及第一位移寄存单元602的V5且对应的第一储存单元603中的位3，根据读取单元604的读取结果查找单元605在第一储存单元603内对控制电机的空间向量Vnull1进行查找，发现Vnull1 是按顺序正好是空间向量V5(位数为位3)下一个空间向量(位数为位4)，所以根据查找结果产生一个脉冲给第一输出单元605。第一输出单元606 通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。第一位移寄存单元602更新为空间向量Vnull1(位数为位4)，并第一输入单元601准备接收新的空间向量。

接下来控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6。从Vnull1出发，第一输入单元601接受到空间向量V6。编码单元607内的读取单元604读取到第一输入单元601接收到控制电机的空间向量V6以及第一位移寄存单元602的Vnull1(对应的第一储存单元603中的位置为位4)，根据读取单元604的读取结果查找单元605在第一储存单元603内对控制电机的空间向量V6进行查找，发现按顺序下一个空间向量是V4，这个空间向量并不是接收到空间向量V6。在这种情况下，产生一个高速脉冲给第一输出单元605并将第一位移寄存单元602 更新为V4(位数为位5)，并继续按顺序查找对应的向量。按顺序下一个空间向量是V3(位数为位6)，这个向量值不等于接受到空间向量V6。又一次，产生一个高速脉冲给第一输出单元605并将第一位移寄存单元602 更新为V3(位数为6)，并继续按顺序查找对应的向量。按顺序下一个空间向量是Vnull1(位数为位7)，这个向量值不等于接收到空间向量V6。又一次，产生一个高速脉冲给第一输出单元605并将第一位移寄存单元602更新为Vnull1(位数为7)，并继续按顺序查找对应的向量。直到查找到相同的空间向量V6且位数相同时，再产生一个高速脉冲给第一输出单元 605。此时，编码单元607一共产生7个高速脉冲的状态信号给第一输出单元606。将第一位移寄存单元602更新为V6(位数为2)，结束查找且第一输入单元601准备接收新的空间向量。当按顺序查找到最后一位即位9 且并没有查找到接收的空间向量时，再重新从开始的位1查找。并继续按照上面的方式编码为相应的状态信号并由第一输出单元606输出。编码器 505输出的状态信号的波形如图8所示。这些高速脉冲只要速度足够快，例如脉冲宽度在几个ns单位，对电机驱动是没有影响，因为开关管的开关速度要慢上百倍。但是这个速度足够让逻辑电路如编码器505和译码器 506稳定工作。

下面用例子来说明具体与上述编码过程对应的译码过程。译码器 506的第二输入单元701通过连接的一根信号线接收编码器505输出状态编码信号。由复位信号进行复位后，设第二位移寄存单元705预设为Vnull1。第二储存单元702储存与第一储存单元603相同的内容即空间向量以及其得位数。

译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始。每当第二输入单元701 通过一根信号线接收编码器505输出的一个脉冲时，第二位移寄存单元705 的值就会按照第二储存单元702的位置顺序向后移动一位，更新到位2： V6。译码器506将接收的状态信号译码为空间向量V6，并由第二输出单元704输出。

随着第二输入单元701接收编码器505输出信号的脉冲，第二位移寄存单元705就会按照第二储存单元702内储存的位置顺序向后移位，从而产生相对应的空间向量顺序并由第二输出单元704输出。状态信号的脉冲频率是由编码器502给出的。高频脉冲情况下实际上虽然也产生空间向量并输出，但是由于高频脉冲只有几个ns宽度，对后级的电机驱动没有影响，所以只有低频空间向量对电机驱动产生影响。从而实现单线通信。

作为示例，需要说明的是通过一条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506的编译方式有很多种，并不只限于上述方式。还可以为：

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1，且控制器504提供的控制电机的空间向量为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。第一储存单元603存储的预先设置的空间向量以及对应的脉冲数，详细信息如下：V1： 1、V2：2、V3：3、V4：4、V5：5、V6：6和V null1：7。第二储存单元 702储存与第一储存单元603中相同的预先设置的空间向量以及对应的脉冲数，且输出的脉冲为高频脉冲。

下面举例子来说明编码过程。控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6，编码器505内的第一输入单元601 接收控制电机的空间向量V6，读取单元604读取到接收控制电机的空间向量V6，查找单元605在第一储存单元603内查找控制电机的空间向量V6 并发现控制电机的空间向量V6对应的脉冲数为6。第一输出单元606输出六个脉冲信号。随着第一输入单元601接收控制电机的空间向量，读取单元604的读取以及查找单元605的查找，查找出对应空间向量的脉冲数，并由第一输出单元606输出。

下面举例子来说明上述编码过程对应的译码过程。译码器506复位后，第二输入单元701接收六个脉冲信号，译码单元703识别到由六个脉冲信号，并在第二储存单元702中查找，发现六个脉冲信号对应的控制电机的空间向量为V6。故第二输出单元704输出控制电机的空间向量为V6。并继续按照上面的方式译码为相应控制电机的空间向量并由第二输出单元704输出。

本发明的电机控制装置将控制器与编码器通过六条接线连接，并将控制器与编码器即控制器单元做成控制器芯片。译码器与功率器件通过六条接线连接，并将译码器和功率器件即功率器件单元做成功率器件芯片。通过编码器与译码器对信号转化，减少了控制器单元与功率器件单元的接线，从而降低在系统级封装设计难度，并且减少了生产成本。

在介绍了本发明示例性实施方式的电机控制装置之后，接下来，介绍本发明提供了示例性实施的方法。本发明提供的电机控制方法可以适用于图5对应的实施例提供的任一项电机控制装置。如图5所示，该电机控制装置501包括：控制器单元502和功率器件单元503。

控制器单元502，其用于控制电机。控制器单元502包括：控制器 504和编码器505。功率器件单元503，其用于驱动电机。功率器件单元503 包括：译码器506和功率器件507。

参见图9，该电机控制方法至少包括：

S901，提供控制电机的空间向量；

S902，将用于所述控制电机的空间向量编码；

S903，将编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

S904，接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

步骤S901可以由控制器504执行，产生控制电机的空间向量，并提供给编码器505，由编码器505执行步骤S902将用于控制电机的空间向量编码为状态转移信号和旋转方向切换信号。

作为示例，所述编码步骤是将信号或数据进行编制、转换为可用以通讯、传输和存储的信号形式。在编码时，每一种二进制代码，都赋予了特定的含义，即都表示了一个确定的信号或者对象。本发明涉及的编码步骤S902将控制电机的空间向量编码为信号形式用来传输和储存。本发明实施例并不限定编码的类型与编码方式。

译码步骤S903由译码器506执行，将状态转移信号和旋转方向切换信号译码为用于控制电机的空间向量；

作为示例，译码可以分为：变量译码和显示译码两类。译码是编码的逆过程，把代码状态的特定含义“翻译”出来的过程叫做译码。或者说，译码是可以将输入二进制代码的状态翻译成输出信号，以表示其原来含义。本发明涉及的译码将编码步骤传输的信号译码为控制电机的空间向量。相当于将空间向量还原成最初编码前的状态。本发明实施例并不限定译码的类型与译码方式。

经过译码后还原的空间向量在步骤S904传输给功率器件507，其分别连接到电机的各个绕组，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

如图10所示，本发明实施例的电机控制方法中的步骤S902还包括如下步骤：

步骤S1001，接收所述控制电机的空间向量的输入；

步骤S1002，寄存所述控制电机的空间向量；

步骤S1003，储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息；

步骤S1004，根据接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量，并进行查找从而产生编码；

步骤S1005，基于编码产生输出信号。

其中，步骤S1004还包括：

顺序读取接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量；

根据读取结果与储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。(图 10中未示)

作为示例，传输信号为两条接线的情况时，用于基于查找判断结果可以输出控制电机的空间向量变化的状态转移信号和控制旋转方向改变的旋转方向切换信号。也可用于输出控制电机的空间向量变化情况的对应状态编码。作为示例，电机控制装置501通过功率器件中的六个开关与电机508相连，控制电机的空间向量至少包括八个状态。例如表三：电压状态，V1(100)，V2(110)，V3(010)，V4(011)，V5(001)，V6(101)以及无压状态， Vnull0(000)，Vnull1(111)。并以人为规定无压状态为Vnull1的应用场景时，规定空间向量的变化顺序如图4所示，控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复；

控制电机逆时针旋转的空间向量变化的顺序：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，如此循环往复。上述空间向量的变化顺序是可以预先约定好，还可以有其它的变化顺序而不限于本说明书例举的顺序；并且将上述控制电机空间向量变化的顺序储存在编码器中。

首先，将控制器单元502与功率器件单元503分别连接到各自复位信号端，由复位信号进行复位。复位后控制器单元502与功率器件单元503 按照预先设定好的模式进行工作。需要说明的是，预先设定好的模式是由人为设置的。

继上例，若约定好的模式为，控制器单元502内的控制器504与功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始，按照编码器505 与译码器506内储存的控制电机的空间向量顺时针移动，且规定下一个控制电机的空间向量的状态为V6。

控制器单元502内的控制器504向编码器505按顺序提供控制电机的空间向量，编码器505接收连续多个控制器504提供的控制电机的空间向量。

接收后的空间向量连续的多个寄存在编码器505内。其中，寄存单元的寄存规则可以为遵循串行输入，先进先出的次序寄存连续多个控制电机的空间向量，需要说明的是寄存的位数以及规则是人为可设的。

然后顺序地读取寄存的控制电机的空间向量。当读取到寄存的控制电机的空间向量移动一位时，编码器505内进行查找一次。需要说明的是读取方式以及位数是人为可设的。

在所述储存的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序中查找读取的控制电机的空间向量，并判断控制电机的空间向量是否存在改变旋转方向的情况。

继上例来说明编码器编码过程，设定控制器504提供的控制电机的空间向量为Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。编码器 505复位后的初始状态为Vnull1，按照预先设定好的模式为顺时针序列并下一位为V6，。

首次寄存的空间向量为V6，接收控制电机的空间向量V5。此时读取编码器505复位后状态的空间向量Vnull1、寄存的控制电机的空间向量 V6与接收的控制电机的空间向量V5的变化顺序为Vnull1->V6->V5。根据上述读取的顺序并在储存的预先设定的序列中查找，发现上述顺序存在控制电机顺时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，输出控制电机的空间向量V6编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。寄存更新为V5。

接收控制电机的空间向量Vnull1。此时读取更新前寄存的控制电机的空间向量V6、寄存的控制电机的空间向量V5与接收的控制电机的空间向量Vnull1的变化顺序为V6->V5->Vnull1。根据上述读取的顺序并在储存的预先设定的序列中查找，发现上述顺序存在控制电机顺时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，输出控制电机的空间向量V5编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。寄存更新为Vnull1。

接收控制电机的空间向量V6。此时读取更新前寄存的控制电机的空间向量V5、寄存的控制电机的空间向量Vnull1与接收的控制电机的空间向量V6的变化顺序为V5->Vnull1->V6。根据上述读取的顺序并在储存的预先设定的序列中查找，发现上述顺序存在控制电机逆时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向不相同，则说明控制电机的空间向量存在改变旋转方向的情况，第输出控制电机的空间向量Vnull1编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号输出一个脉冲。寄存更新为V6。

接收控制电机的空间向量V1。此时读取更新前寄存的控制电机的空间向量Vnull1、寄存的控制电机的空间向量V6与接收的控制电机的空间向量V1的变化顺序为Vnull1->V6->V1。根据上述读取的顺序并在储存的预先设定的序列中查找，发现上述顺序存在控制电机逆时针旋转的空间向量变化序列中。所以此时的空间向量的旋转方向与预先设定好的旋转方向相同，则说明控制电机的空间向量不存在改变旋转方向的情况，输出控制电机的空间向量V 6编码为的状态转移信号输出一个脉冲，并且旋转方向切换信号不输出脉冲。寄存更新为V1。并继续按照上面的方式编码为相应的状态转移信号和旋转方向切换信号并输出。

如图11所示，本发明实施例的电机控制方法中的步骤S903还包括如下步骤：

步骤S111，接收编码信号的输入；

步骤S112，寄存所述控制电机的空间向量；

步骤S113，储存预先设置的空间向量变化对应的译码信息；

步骤S114，根据识别到的编码信号和寄存的空间向量以及在储存的译码信息内进行查找的结果从而产生译码；

步骤S115，根据译码结果输出所述控制电机的空间向量。

作为示例，译码器506接收编码器505输出的状态转移信号和旋转方向切换信号。译码器506储存相同的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序。识别状态转移信号和所述旋转方向切换信号所处状态。最后，根据识别结果在储存的预先设置的控制电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序中查找下一个控制电机的空间向量并输出。输出的控制电机的空间向量通过控制功率器件507中的开关的闭合状态进而控制电机508。

译码器506每接受状态转移信号的一个脉冲，控制电机的空间向量按照预先设置或遵循以往的顺序转移到下一个状态，其中在状态转移信号上升沿或下降沿发生状态转移。译码器506每接受的旋转方向信号的一个脉冲，控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换一次。其中，当译码器506内控制电机的空间向量的移动变化顺序就在电机顺时针旋转和逆时针旋转的空间向量变化的顺序之间切换时，在接收到状态转移信号的脉冲后，译码器才输出切换后的下一个状态的空间向量。

继上例来说明译码器译码过程，译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量 Vnull1开始，按照译码器506内储存的控制电机的空间向量顺时针移动，且规定下一个控制电机的空间向量的状态为V6。并设定当识别到状态转移信号和旋转方向切换信号脉冲的上升沿时，触发控制电机的空间向量移动和改变旋转方向。译码器506接收到编码器505的输出的由第一个V6 转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据预先设定好的模式，控制电机的空间向量在储存中的顺时针序列位置为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1。对应输出控制电机的空间向量Vnull1的下一位控制电机的空间向量V6到功率器件507中。功率器件507接收译码后的空间向量，通过开关控制加在电机508各个绕组上的电压，从而达到控制电机508的状态。

译码器506接收到编码器505输出的由V5转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据预先设定好的模式，控制电机的空间向量在储存中的顺时针序列位置为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1。对应输出控制电机的空间向量V6的下一位控制电机的空间向量V5到功率器件 507中。

译码器506接收到编码器505输出的由第二个Vnull1转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，先识别到旋转方向切换信号具有脉冲的上升沿，切换到储存的逆时针的空间向量变化顺序的序列：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…，并识别第二输出单元704输出的空间向量V5，在逆时针的空间向量变化顺序的序列中查找到V5。然后译码单元703识别到状态转移信号的上升沿，此时控制电机的空间向量切换到下一个状态空间向量Vnull1，并输出空间向量Vnull1。

译码器506接收到编码器505输出的由V6转化成的状态转移信号和旋转方向切换信号，识别到此时的状态转移信号具有脉冲的上升沿和旋转方向切换信号不具有脉冲。根据译码单元703识别到的结果为空间向量不需要切换旋转方向并移动一位，可知，此时控制电机的空间向量遵循以往切换后的逆时针顺序：

Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3->Vnull1->V4->V5->Vnull1…转移到下一个状态的空间向量。第二输出单元704在第二储存单元702中查找并输出对应的控制电机的空间向量V6到功率器件507中。并继续按照上面的译码方式并输出控制电机的空间向量到功率器件507中。

作为示例，需要说明的是通过两条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506的编译方式有很多种，并不只限于上述方式。还可以为：

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1，且控制器504提供的控制电机的空间向量为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。编码器505 存储的预先设置的空间向量变化对应的编码信息为空间向量的可走路径以及对应的状态编码。在图4可以看出，从任何一个空间向量变为另一个空间向量的次序为按照箭头所示的方向变化，每个空间向量到下一个空间向量最多有三个可选的路径，因此可以用一个二位的二进制数表示从每个空间向量出发所选的路径，例如可以定义：从Vnull1出发可以选择V6、 V2和V4三条路径，每条路径的编码为Vnull1->V6：01、Vnull1->V2：10、 Vnull1->V4：11；从V6出发可以选择V5和V1两条路径，每条路径的编码为V6->V5：10、V6->V1：11；从V2出发可以选择V3和V1两条路径，每条路径的编码为V2->V3：11、V2->V1：01；从V4出发可以选择V5和 V3两条路径，每条路径的编码为V4->V5：11、V4->V3：01；从V3出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V3->Vnull1：00；从V1出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V1->Vnull1：00；从V5出发可以选择Vnull1一条路径，该路径的编码为V5>Vnull1：00。每条路径的编码可由人为定义的，且要保证在编码器连续输出的相邻两个编码是不同的。因此在编码过程中，如果知道当前空间向量和下一个空间向量，则可以从预先设定的编码中查找出对应的两位二进制编码，并传输到译码器 506；在译码过程中，如果知道当前空间向量并读取从该当前空间向量出发可能的下一个路径的编码即可以获得下一个空间向量。可走路径与电机的旋转方向无关。译码器506储存与编码器505中储存相同的预先设置的空间向量变化对应的译码信息。另外，上述编译码方式也可以由通过一条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506

由复位信号进行复位后，设定编码器505寄存的空间向量预设为 Vnull1。预先设定好的模式为复位后，控制器单元502、功率器件单元503 以及电机的初始状态为Vnull1。

下面举例子来说明编码过程。控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6，编码器505接收控制电机的空间向量V6，且寄存的空间向量为Vnull1。读取接收的控制电机的空间向量和寄存的控制电机的空间向量，可知控制电机的空间向量的变化路径为：Vnull1->V6。根据读取结果在储存的内容里进行查找，根据查找结果查出 Vnull1->V6对应编码为01。编码器505通过两根信号线输出状态编码信号 01信号。更新寄存的控制电机的空间相量为V6，并且准备接收新的空间向量。

接下来控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V5，编码器505接收控制电机的空间向量V5，且寄存的空间向量为V6。读取接收的控制电机的空间向量和寄存的控制电机的空间向量，可知控制电机的空间向量的变化路径为：V6->V5。根据读取结果在储存的内容里进行查找，根据查找结果查出V6->V5对应编码为10。编码器505通过两根信号线输出状态编码信号10信号。更新寄存的控制电机的空间相量为V5，并且准备接收新的空间向量。并继续按照上面的方式编码为相应的状态编码信号并输出。

下面举例说明上述编码过程对应的译码过程。译码器506通过连接的两根信号线接收编码器505输出的两位状态编码信号。由复位信号进行复位后，设译码器506寄存单元预设为Vnull1。

译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始。接收编码器505输出的状态编码信号是01。识别到寄存的控制电机的空间向量为Vnull1，且输入的状态编码信号为01，已知状态编码以及控制电机的空间向量变化的初始状态，在译码器506内储存的内容查找从控制电机空间向量Vnull1出发对应01编码信号的路径是变为空间向量V6，译码器506将状态编码信号 01译码为控制电机的空间向量V6。根据译码结果输出控制电机的空间向量V6。更新寄存的控制电机的空间相量为V6。

接收编码器505输出的状态编码信号是10。译码单元识别到寄存的控制电机的空间向量为V6，输入的状态编码信号为10，已知状态编码以及控制电机的空间向量变化的初始状态，在编码器505储存的内容中查找从控制电机空间向量V6出发对应10编码信号的路径是变为空间向量V5，译码器506将状态编码信号01译码为控制电机的空间向量V5。根据译码结果输出控制电机的空间向量V5。更新寄存的控制电机的空间相量为V5。并继续按照上面的方式编码为相应的状态编码信号并输出。

需要说明的是本发明中控制器单元与功率器件单元之间由二条线路传输信号的电机控制装置中，编码与译码的方式并不只限于上述举例。另外，上述编译码方式也可以由通过一条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506。

电机控制装置还包括控制器单元502与功率器件单元503之间由一条线路传输信号，该电机控制装置除了由一条线路传输信号外，装置的其他单元可以与两条线路的装置中单元相同。

作为示例，控制器单元502与所功率器件单元503之间用一根信号线连接。一根信号线传递的这个信号状态信号且具有高速传输功能。

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1且规定控制电机顺时针旋转的空间向量变化的顺序为：

Vnull1->V6->V5->Vnull1->V4->V3->Vnull1->V2->V1->Vnull1…，如此循环往复。这些空间向量变化顺序将会硬化实现在编码器中储存如下：位1：Vnull1；位2：V6；位3：V5；位4：Vnull1；位5：V4；位6：V3；位7：Vnull1；位8：V2；位9：V1。

设定控制器504提供的控制电机的空间向量为： Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。由复位信号进行复位后，设定编码器505内寄存预设为Vnull1，且为编码器505中的位1。预先设定好的模式为复位后，控制器单元502、功率器件单元503以及电机的初始状态为Vnull1，并且规定装置的下一个状态为V6。

下面用例子来说明具体的编码过程。控制器单元502内的控制器504 向编码器505提供控制电机的空间向量V6。从Vnull1出发，接收到控制电机的空间向量V6。读取到接收到控制电机的空间向量V6以及寄存的控制电机的空间向量Vnull1且对应的储存内容中的位1，根据读取结果在储存的内容内对控制电机的空间向量V6进行查找，发现V6是按顺序正好是空间向量Vnull1(位数为位1)下一个空间向量(位数为位2)，所以根据查找结果产生一个脉冲并通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。更新寄存为空间向量V6(位数为位2)，并准备接收新的空间向量。

控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V5。从V6出发，接收到控制电机的空间向量V5。读取到接收到控制电机的空间向量V5以及寄存的V6且对应的储存内容中的位2，根据读取结果在储存的内容中对控制电机的空间向量V5进行查找，发现V5是按顺序正好是空间向量V6(位数为位2)下一个空间向量(位数为位3)，所以根据查找结果产生一个脉冲并通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。更新寄存为空间向量V5(位数为位3)，并准备接收新的空间向量。

控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量Vnull1。从V5出发，接收到控制电机的空间向量Vnull1。读取到接收到控制电机的空间向量Vnull1以及寄存的V5且对应的储存内容中的位 3，根据的读取结果在储存的内容内对控制电机的空间向量Vnull1进行查找，发现Vnull1是按顺序正好是空间向量V5(位数为位3)下一个空间向量(位数为位4)，所以根据查找结果产生一个脉冲并通过一根信号线输出状态信号的一个脉冲信号。更新寄存为空间向量Vnull1(位数为位4)，并准备接收新的空间向量。

接下来控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6。从Vnull1出发，接受到空间向量V6。读取到接收到控制电机的空间向量V6以及寄存的Vnull1(对应的储存内容中的位置为位4)，根据读取结果在储存内容内对控制电机的空间向量V6进行查找，发现按顺序下一个空间向量是V4，这个空间向量并不是接收到空间向量V6。在这种情况下，产生一个高速脉冲并更新寄存为V4(位数为位5)，并继续按顺序查找对应的向量。按顺序下一个空间向量是V3(位数为位6)，这个向量值不等于接受到空间向量V6。又一次，产生一个高速脉冲5并更新寄存为V3(位数为6)，并继续按顺序查找对应的向量。按顺序下一个空间向量是Vnull1(位数为位7)，这个向量值不等于接收到空间向量V6。又一次，产生一个高速脉冲并更新寄存为Vnull1(位数为7)，并继续按顺序查找对应的向量。直到查找到相同的空间向量V6且位数相同时，再产生一个高速脉冲。此时，一共产生7个高速脉冲的状态信号并输出。更新寄存为V6(位数为2)，结束查找且准备接收新的空间向量。当按顺序查找到最后一位即位9且并没有查找到接收的空间向量时，再重新从开始的位1查找。并继续按照上面的方式编码为相应的状态信号并输出。编码器505输出的状态信号的波形如图8所示。这些高速脉冲只要速度足够快，例如脉冲宽度在几个ns单位，对电机驱动是没有影响，因为开关管的开关速度要慢上百倍。但是这个速度足够让逻辑电路如编码器和译码器稳定工作。

下面用例子来说明具体与上述编码过程对应的译码过程。译码器 506通过连接的一根信号线接收编码器505输出状态编码信号。由复位信号进行复位后，设译码器506寄存预设为Vnull1。译码器506内储存的内容与编码器505的内容相同即空间向量以及其得位数。

译码器506复位后，将按照预先设定好的模式进行工作，即功率器件单元503内的译码器506从空间向量Vnull1开始。每当通过一根信号线接收编码器505输出的一个脉冲时，寄存的控制电机的空间向量和位置就会按照储存的位置顺序向后移动一位，更新到位2：V6。译码器506将接收的状态信号译码为空间向量V6并输出。

随着接收编码器505输出信号的脉冲，寄存的内容就会按照储存内容内储存的位置顺序向后移位，从而产生相对应的空间向量顺序并输出。状态信号的脉冲频率是由编码器502给出的。高频脉冲情况下实际上虽然也产生空间向量并输出，但是由于高频脉冲只有几个ns宽度，对后级的电机驱动没有影响，所以只有低频空间向量对电机驱动产生影响。从而实现单线通信。

作为示例，需要说明的是通过一条信号线相连的控制器单元502内的编码器505与功率器件单元503内的译码器506的编译方式有很多种，并不只限于上述方式。还可以为：

以图4为例，设定系统Vnull选择Vnull1，且控制器504提供的控制电机的空间向量为Vnull1->V6->V5->Vnull1->V6->V1->Vnull1->V2->V3。编码器505存储的预先设置的空间向量以及对应的脉冲数，详细信息如下： V1：1、V2：2、V3：3、V4：4、V5：5、V6：6和V null1：7。译码器506 储存与编码器505中相同的预先设置的空间向量以及对应的脉冲数，且输出的脉冲为高频脉冲。

下面举例子来说明编码过程。控制器单元502内的控制器504向编码器505提供控制电机的空间向量V6，编码器505内接收控制电机的空间向量V6，读取到接收控制电机的空间向量V6，在第一储存单元603内查找控制电机的空间向量V6并发现控制电机的空间向量V6对应的脉冲数为 6并输出六个脉冲信号。随着接收控制电机的空间向量，读取以及查找，查找出对应空间向量的脉冲数并输出。

下面举例子来说明上述编码过程对应的译码过程。译码器506复位后，接收六个脉冲信号，识别到由六个脉冲信号，并在译码器506储存的内容中查找，发现六个脉冲信号对应的控制电机的空间向量为V6。故输出控制电机的空间向量为V6。并继续按照上面的方式译码为相应控制电机的空间向量并输出。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了电机控制装置的若干单元 /模块或子单元/模块，但是这种划分仅仅是示例性的并非强制性的。实际上，根据本发明的实施方式，上文描述的两个或更多单元/模块的特征和功能可以在一个单元/模块中具体化。反之，上文描述的一个单元/模块的特征和功能可以进一步划分为由多个单元/模块来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本发明方法的操作，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些操作，或是必须执行全部所示的操作才能实现期望的结果。附加地或备选地，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，和/或将一个步骤分解为多个步骤执行。

虽然已经参考若干具体实施方式描述了本发明的精神和原理，但是应该理解，本发明并不限于所公开的具体实施方式，对各方面的划分也不意味着这些方面中的特征不能组合以进行受益，这种划分仅是为了表述的方便。本发明旨在涵盖所附权利要求的精神和范围内所包括的各种修改和等同布置。

Claims (10)

1.一种电机控制装置，包括：

控制器单元，其用于控制电机，包括：

控制器，用于提供控制电机的空间向量；

编码器，用于将用于所述控制电机的空间向量编码；

功率器件单元，其用于驱动电机，包括：

译码器，将所述编码器编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

功率器件，其分别连接到电机的各个绕组，并且与译码器连接，接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

2.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，所述控制器单元与功率器件单元分别连接到各自复位信号端并由复位信号进行复位。

3.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，所述编码器包括：

第一输入单元，用于接收所述控制电机的空间向量的输入；

第一位移寄存单元，寄存所述控制电机的空间向量；

第一储存单元，用于储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息；

编码单元，用于根据所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述第一位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量，并在所述第一储存单元内进行查找从而产生编码；

第一输出单元，用于基于所述编码单元的编码产生输出信号。

4.根据权利要求3所述的电机控制装置，其中，编码单元还包括：

读取单元，用于顺序读取所述第一输入单元接收的所述控制电机的空间向量以及所述第一位移寄存单元内寄存的所述控制电机的空间向量；

查找单元，用于根据读取单元的读取结果与第一储存单元储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。

5.根据权利要求1所述的电机控制装置，其中，所述译码器包括：

第二输入单元，用于接收所述编码器输出的编码信号的输入；

第二位移寄存单元，寄存所述控制电机的空间向量；

第二储存单元，用于储存与所述第一储存单元中相同的预先设置的空间向量变化对应的译码信息；

译码单元，根据识别到的所述第二输入单元的编码信号和所述第二位移寄存单元的空间向量以及在所述第二储存单元内进行查找的结果从而产生译码；

第二输出单元，用于根据所述译码单元译码结果输出所述控制电机的空间向量。

6.一种电机控制方法，包括：

提供控制电机的空间向量；

将用于所述控制电机的空间向量编码；

将编码的信号译码为用于控制电机的空间向量；

接收译码后的空间向量，以控制施加在电机各个绕组上的电压。

7.根据权利要求6所述的电机控制方法，其中，在所述提供控制电机的空间向量的步骤之前执行复位操作。

8.根据权利要求6所述的电机控制方法，其中，所述将用于所述控制电机的空间向量编码的步骤包括：

接收所述控制电机的空间向量的输入；

寄存所述控制电机的空间向量；

储存预先设置的空间向量变化以及对应的编码信息；

根据接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量，并进行查找从而产生编码；

基于编码产生输出信号。

9.根据权利要求8所述的电机控制方法，其中，所述根据接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量，并进行查找从而产生编码的步骤还包括：

顺序读取接收的所述控制电机的空间向量以及寄存的所述控制电机的空间向量；

根据读取结果与储存的内容进行查找，根据查找结果产生编码。

10.根据权利要求6所述的电机控制方法，其中，所述将编码的信号译码为用于控制电机的空间向量包括：

接收编码信号的输入；

寄存所述控制电机的空间向量；

储存预先设置的空间向量变化对应的译码信息；

根据识别到的编码信号和寄存的空间向量以及在储存的译码信息内进行查找的结果从而产生译码；

根据译码结果输出所述控制电机的空间向量。

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