CN112187302A - 一种移除车载收音机am信号电磁干扰pwm波的方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其包括步骤：当用户在收听车载收音机的AM电台，并且同时在操作车辆上由PWM波驱动的电气元件时：获取AM电台的频率和驱动所述电气元件的PWM波的初始驱动频率；计算PWM波的目标驱动频率；将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率，以消除对AM电台的电磁干扰。相应地，本发明还公开了一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统。采用该方法和系统可以排除由车辆电气元件的PWM波高次谐波产生的窄带骚扰信号，以排除对车载收音机AM电台的干扰。
Description
技术领域
本发明涉及一种消除电磁干扰的系统方法，尤其涉及一种挤消除车载收音机电磁干扰的系统和方法。
背景技术
在现有技术中，车辆上通常均安装有车载收音机，从而使得用户在驾驶车辆时可以收听相关电台。然而与此同时，车辆上也安装有大量的由周期性PWM波驱动的感性负载，比如摇窗机，移门电机，天窗电机，后盖开启电机等，这类电机的驱动频率基本处于10kHz-30kHz之间。
PWM波在频域范围内会产生高次谐波，带来电磁骚扰。也就是说，这些电器零件在工作时，由PWM波基频产生的高次谐波频率往往会与收音机内的AM收听频率重合，这样由PWM波高次谐波产生的窄带骚扰信号将叠加到AM的电台信号上，使电台信号变差甚至将电台信号淹没，从而导致用户抱怨。
基于此，希望获得一种方法和系统，其可以排除由PWM波高次谐波产生的窄带骚扰信号。
发明内容
本发明的目的之一在于提供一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其通过算法调整PWM波的驱动频率,使其在较小的范围内移动，当检测到收音机AM的收听电台频率后，从而通过该算法将PWM驱动频率进行相应的偏移，使其高次谐波频率落在该AM电台以外的频点上，使其产生的窄带骚扰避开正在收听的AM电台频率，以使得收音机AM电台就不会受到干扰。
为了实现上述目的，本发明提出了一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其包括步骤：当用户在收听车载收音机的AM电台，并且同时在操作车辆上由PWM波驱动的电气元件时：
获取AM电台的频率和驱动所述电气元件的PWM波的初始驱动频率；
基于下述模型计算PWM波的目标驱动频率：
其中：fr表示AM电台的频率，f0表示PWM波的初始驱动频率，f′0表示PWM波的目标驱动频率；
将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率，以消除对AM电台的电磁干扰。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法中，通过调整车辆控制器的定时器来控制PWM电路中的MOST管开关频率，以将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法中，所述目标驱动频率通过实时计算获得。
也就是说，在这种实施方式中，目标驱动频率并没有预先存储在存储器或其他存储单元中，而是由控制模块基于接收到的AM电台的频率和PWM波的初始驱动频率进行实时计算而获得。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法中，所述目标驱动频率通过下述步骤获得：
基于所述模型预先计算出与车载收音机的每一个AM电台所对应的所述目标驱动频率，并将其写入表格中；
当获取到相应的AM电台的频率时，查找表格得到对应的目标驱动频率。
与上述实施方式不同的是，在这种实施方式下，与各个AM电台所对应的目标驱动频率是预先计算好，然后存储在控制模块中的，这样在使用时，控制模块通过查表的方法可以获得对应的目标驱动频率，这种实施方式的好处是，相较于上一种实施方式，其实时计算量较小，从而具有更快的响应速度。
本发明的另一目的在于提供一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其能够将电气元件的PWM驱动频率进行相应的偏移，使其高次谐波频率落在该AM电台以外的频点上，使其产生的窄带骚扰避开正在收听的AM电台频率，以使得收音机AM电台就不会受到干扰。
基于上述发明目的，本发明提供了一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其包括：
收音机，其将AM电台报文传输出去；
控制器，其读取AM电台报文以获得AM电台的频率，并且将操作的电气元件的PWM波的驱动频率调整至目标驱动频率，并将该目标驱动频率输出；
PWM电路，其基于所述目标驱动频率以向电气元件的驱动电机输出PWM波；
其中PWM波的目标驱动频率通过下述模型计算得到：
其中：fr表示AM电台的频率，f0表示PWM波的初始驱动频率，f′0表示PWM波的目标驱动频率。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统中，所述收音机将AM报文传输给车载总线，所述控制器读取车载总线上的AM报文。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统中，所述控制器根据AM报文判断是否需要调整PWM波的驱动频率：如果控制器判断收音机不处于AM电台或正在进行AM搜台，则不对PWM波的驱动频率进行调整；如果判断为用户正在收听AM电台，则对PWM波的驱动频率进行调整。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统中，所述控制器通过调整定时器以控制PWM电路中的MOST管开关频率，以将所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统中，所述目标驱动频率由控制器实时计算获得。
进一步地，在本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统中：所述控制器预先基于所述模型计算出与收音机的每一个AM电台所对应的所述目标驱动频率，并将其写入控制器内的表格中；当获取到相应的AM电台的频率时，所述控制器查找表格以得到对应的目标驱动频率。
本发明通过采用上述技术方案，使得其具有下述有益效果：
本发明所述的方法和系统适用于每一个收音机的AM频点，并且其实现方式可以仅通过软件来实现，而无需更改控制器硬件设计，这就使得其与现有市场上的车辆具有很强的兼容性。
当驾驶员或乘客收听AM电台的同时，同时操作车上由PWM波驱动的电气元件时，此时控制器可以通过软件计算将PWM波的驱动频率移频，将其高次谐波产生的电磁骚扰避开此时的AM电台频率，移到该AM以外的频点，这样就可以避免由PWM波产生的窄带骚扰干扰到收音机AM电台信号，保证AM信号不被干扰。
因此，在本发明的优选方案中，只需要编写相应的软件代码调整控制器中的定时器Time0来控制PWM电路中的MOST管开关频率，就可以实现PWM驱动频率的调整，从而排除对AM电台信号的干扰。
附图说明
图1为本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法在一种实施方式下的步骤流程图。
图2示例性地示出了在本发明的一个实例中相应电气元件的PWM波的驱动频率在调整前的图示。
图3示例性地示出了在本发明的一个实例中相应电气元件的PWM波的驱动频率在调整后的图示。
具体实施方式
下面将结合说明书附图和具体的实施例对本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法和系统做进一步的解释和说明，然而该解释和说明并不对本发明的技术方案构成不当限定。
在一些实施方式下，本发明所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统包括：安装在车辆上的收音机，其将AM电台报文传输出去；控制器，其读取AM电台报文以获得AM电台的频率，并且将操作的电气元件的PWM波的驱动频率调整至目标驱动频率，并将该目标驱动频率输出；PWM电路，其基于所述目标驱动频率以向电气元件的驱动电机输出PWM波。
图1示例性地显示该系统在一种方式下移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的步骤流程。
如图1所示，当用户在收听车载收音机的AM电台，并且同时在操作车辆上由PWM波驱动的电气元件时：
收音机会将AM电台报文发送到车载总线(网关)上，其中AM电台报文的信息帧可以被定义为表1：
表1.
网关将AM电台报文进行中转，以便控制器读取；
控制器的CAN-BUS模块主动读取AM电台报文，以判断用户是否在收听AM电台，并且获得收听的AM电台频率；
控制器根据AM电台报文信息判断是否需要启动调整目标驱动频率的操作：如果相应的电气元件正在操作，但是收音机未打开，或收音机处于FM电台，或收音机正在AM搜台，则控制器判断不需要启动调整目标驱动频率的操作，那么控制器会正常输出定时器Time0信号给到相应电气元件的PWM电路；如果相应的电气元件正在操作，同时收音机也正在收听某一个AM电台，则控制器判断需要启动调整目标驱动频率的操作，那么控制器就会根据下述公式得到相应的目标驱动频率f′0，然后输出目标定时器Time0′信号给相应电气元件的PWM电路：
其中：fr表示AM电台的频率，f0表示PWM波的初始驱动频率，f′0表示PWM波的目标驱动频率；
相应电气元件的PWM电路输出PWM波以驱动相应电气元件的电机运转。
在一些实施方式中，通过调整车辆控制器的定时器来控制PWM电路中的MOST管开关频率，从而将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率。
需要说明的是，在本技术方案中，获取目标驱动频率可以通过两种不同的方式实现：
一种是查表法。当采用这种方法时，可以先将收音机的每个AM电台对应的目标驱动频率事先计算出来，写入表格中。一般来说，车载收音机9kHz一个AM电台，从531kHz到1602kHz总共有120个电台，因此可以先将这120个AM电台及预先计算得到的每个电台对应的目标驱动频率f′0事先写入表格中；然而在使用过程中，当控制器读取到锁定的AM电台频率后，就可以直接查表得到对应的f′0。例如，表2就列出了这种方法的一种实例。
表2.
此外，在某些实施方式下，还可以采用实时计算法。也就是说，控制器每次读取到锁定的AM电台频率后，控制器都需要根据公式计算得到对应的f′0。例如当某个电气元件的PWM波的初始驱动频率f0＝15.6kHz时，此时收音机正在收听AM的747kHz电台，此时CAN总线上的信息帧RA_AM_Tuning＝0，RA_Frequency＝747，那么控制器就会，例如通过软件计算得到目标驱动频率f′0＝15.72632kHz,此时相邻AM 747kHz电台的PWM波高次谐波频率分别为739.1kHz,754.9kHz,这样就避开了电台频率747kHz。这种方法采用的是主动检索模式，即控制器工作时需要时时读取收音机AM电台的状态，若发现AM电台被锁定，马上根据算法公式对相应电气元件的PWM波的驱动频率进行调整，以排除对AM电台的干扰。
采用本发明所述的技术方案，当检测到收音机AM的收听电台频率后，可以通过该算法将PWM驱动频率进行相应的偏移，使其高次谐波频率落在该AM电台以外的频点上，使其产生的窄带骚扰避开正在收听的AM电台频率，以使得收音机AM电台就不会受到干扰。
以用户操作车辆上的电动滑移门，同时收听收音机AM电台为例：若驾驶员在收听收音机的AM 936kHz电台，然后他按下电动滑移门开关，控制器收到相关信号后输出PWM波驱动滑移门电机执行开门动作。该PWM波的60次谐波频率60f0为936kHz，正好与收听的AM电台频率重合，那么此AM电台信号将受到该高次谐波的电磁干扰。而本发明所述的技术方案则可以解决该问题。首先通过算法公式计算得到电动滑移门的PWM波的初始驱动频率对应的标驱动频率f′0：
f0＝15.6kHz；
60f0＝936.0kHz(936kHz AM电台有明显噪声)；
根据下式计算：
得到f′0＝15.471kHz；
60f′0＝928.3kHz(936kHz AM电台没有噪声)；
61f′0＝943.7kHz(936kHz AM电台没有噪声)。
可以看出，电动滑移门的PWM波的60次谐波频率60f′0和61次谐波频率61f′0将分别变为928.3kHz和943.7kHz，两者均落在AM电台频率(936kHz)的两侧，这样就避开了电台频率936kHz，AM电台也就不会受到干扰。
需要说明的是，本案中各技术特征的组合方式并不限本案权利要求中所记载的组合方式或是具体实施例所记载的组合方式，本案记载的所有技术特征可以以任何方式进行自由组合或结合，除非相互之间产生矛盾。
还需要注意的是，以上所列举实施例仅为本发明的具体实施例。显然本发明不局限于以上实施例，随之做出的类似变化或变形是本领域技术人员能从本发明公开的内容直接得出或者很容易便联想到的，均应属于本发明的保护范围。
Claims (10)
1.一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其特征在于，包括步骤：当用户在收听车载收音机的AM电台，并且同时在操作车辆上由PWM波驱动的电气元件时：
获取AM电台的频率和驱动所述电气元件的PWM波的初始驱动频率；
基于下述模型计算PWM波的目标驱动频率：
其中：fr表示AM电台的频率，f0表示PWM波的初始驱动频率，f′0表示PWM波的目标驱动频率；
将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率，以消除对AM电台的电磁干扰。
2.如权利要求1所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其特征在于，通过调整车辆控制器的定时器来控制PWM电路中的MOST管开关频率，以将驱动所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率。
3.如权利要求1所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其特征在于，所述目标驱动频率通过实时计算获得。
4.如权利要求1所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的方法，其特征在于，所述目标驱动频率通过下述步骤获得：
基于所述模型预先计算出与车载收音机的每一个AM电台所对应的所述目标驱动频率，并将其写入表格中；
当获取到相应的AM电台的频率时，查找表格得到对应的目标驱动频率。
5.一种移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于，包括：
收音机，其将AM电台报文传输出去；
控制器，其读取AM电台报文以获得AM电台的频率，并且将操作的电气元件的PWM波的驱动频率调整至目标驱动频率，并将该目标驱动频率输出；
PWM电路，其基于所述目标驱动频率以向电气元件的驱动电机输出PWM波；
其中PWM波的目标驱动频率通过下述模型计算得到：
其中：fr表示AM电台的频率，f0表示PWM波的初始驱动频率，f′0表示PWM波的目标驱动频率。
6.如权利要求5所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于，所述收音机将AM报文传输给车载总线，所述控制器读取车载总线上的AM报文。
7.如权利要求5所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于，所述控制器根据AM报文判断是否需要调整PWM波的驱动频率：如果控制器判断收音机不处于AM电台或正在进行AM搜台，则不对PWM波的驱动频率进行调整；如果判断为用户正在收听AM电台，则对PWM波的驱动频率进行调整。
8.如权利要求5所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于，所述控制器通过调整定时器以控制PWM电路中的MOST管开关频率，以将所述电气元件的PWM波的驱动频率调整至所述目标驱动频率。
9.如权利要求1所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于，所述目标驱动频率由控制器实时计算获得。
10.如权利要求1所述的移除车载收音机AM信号电磁干扰PWM波的系统，其特征在于：所述控制器预先基于所述模型计算出与收音机的每一个AM电台所对应的所述目标驱动频率，并将其写入控制器内的表格中；当获取到相应的AM电台的频率时，所述控制器查找表格以得到对应的目标驱动频率。
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