CN113067524A - 轮毂伺服电机的位置信息处理方法 - Google Patents

Abstract

本方案涉及一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法。所述方法包括：通过在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；编码器模块上设置有编码器；控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；控制芯片通过编码器获取电机转子的初始位置信息，并根据位置偏差信息、初始位置信息计算出电机转子的目标位置信息；所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器；所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行。由于在编码器模块上增加了控制芯片，没有使用U/V/W三个霍尔传感器，可以减小电机尺寸；控制芯片将目标位置信息发送至驱动器，使得驱动器根据目标位置信息运行，克服了驱动器的霍尔信号在初始时刻有位置偏差问题。

Description

轮毂伺服电机的位置信息处理方法

技术领域

本发明涉及电机技术领域，特别是涉及一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法。

背景技术

伺服电机是指在伺服系统中控制机械元件运转的发动机，是一种补助马达间接变速装置。现有轮毂伺服电机都集成编码器，编码器信号输出接口主要分为两种。一种是普遍采用霍尔U/V/W开关信号以及A/B正交编码信号，驱动器依据U/V/W+A/B总共5个信号解算出绝对位置，做到上电不需要额外校准就可以正常运转。另一种是A/B/Z信号，Z信号是转一圈输出一个零位置信号，上电的时候需要额外转动电机依靠Z信号做初始位置校准，然后才可以正常运转。其中，采用U/V/W+A/B的编码器输出方式，驱动器在上电后依靠霍尔的U/V/W信号电平找到最大误差为30°的初始位置，然后在转动过程中依靠U/V/W跳变沿做更高精度的位置校准。

然而，传统的编码器向驱动器输出位置信息时，存在初始角度误差较大的问题。

发明内容

基于此，为了解决上述技术问题，提供一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法，可以减少角度误差。

一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法，所述方法包括：

在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；所述编码器模块上设置有编码器；所述控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；

所述控制芯片通过所述编码器获取所述电机转子的初始位置信息，并根据所述位置偏差信息、所述初始位置信息计算出所述电机转子的目标位置信息；

所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器；

所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行。

在其中一个实施例中，在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片之前，所述方法还包括：

在所述轮毂伺服电机出厂之前对所述电机转子做校准，并将校准参数保存在所述控制芯片中；

所述控制芯片根据所述校准参数对所述电机转子的初始位置做校准，并计算出校准后的所述位置偏差信息，并存储所述位置偏差信息。

在其中一个实施例中，所述方法还包括：

所述驱动器获取所述轮毂伺服电机传输的参数信息；

所述驱动器根据所述参数信息，判断所述轮毂伺服电机是否为所述驱动器支持的电机；

当所述轮毂伺服电机为所述驱动器支持的电机时，所述驱动器接收所述控制芯片发送的所述目标位置信息。

在其中一个实施例中，所述驱动器与所述轮毂伺服电机的编码器模块使用通信线连接。

在其中一个实施例中，所述控制芯片上设置有第一通信接口、第二通信接口；所述控制芯片通过所述第一通信接口将所述目标位置信息发送至所述驱动器；所述控制芯片通过所述第二通信接口与所述编码器连接。

在其中一个实施例中，所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器，包括：

通过所述第二通信接口从所述编码器读取所述目标位置信息，并通过所述第一通信接口将所述目标位置信息传输至所述驱动器。

在其中一个实施例中，所述第一通信接口为RS485接口或者CAN接口或者LIN接口；所述第二通信接口为SPI接口或者I2C接口。

在其中一个实施例中，所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行，包括：

通过所述驱动器将所述目标位置信息转换后的电流信号输入到所述轮毂伺服电机，控制所述轮毂伺服电机转轴的转动。

在其中一个实施例中，所述编码器为磁编码器。

上述轮毂伺服电机的位置信息处理方法，通过在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；所述编码器模块上设置有编码器；所述控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；所述控制芯片通过所述编码器获取所述电机转子的初始位置信息，并根据所述位置偏差信息、所述初始位置信息计算出所述电机转子的目标位置信息；所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器；所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行。由于在编码器模块上增加了控制芯片，没有使用U/V/W三个霍尔传感器，可以减小电机尺寸；控制芯片将目标位置信息发送至驱动器，使得驱动器根据目标位置信息运行，克服了驱动器的霍尔信号在初始时刻有位置偏差问题。

附图说明

图1为一个实施例中轮毂伺服电机的位置信息处理方法的应用环境图；

图2为一个实施例中轮毂伺服电机的位置信息处理方法的流程示意图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

可以理解，本申请所使用的术语“第一”、“第二”等可在本文中用于描述通信接口，但这些通信接口不受这些术语限制。这些术语仅用于将第一个通信接口与另一个通信接口区分。举例来说，在不脱离本申请的范围的情况下，可以将第一通信接口称为第二通信接口，且类似地，可将第二通信接口称为第一通信接口。第一通信接口和第二通信接口两者都是通信接口，但其不是同一通信接口。

本申请实施例提供的一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。如图1所示，该应用环境包括轮毂伺服电机110和驱动器210，轮毂伺服电机110内部设置有编码器模块120，编码器模块120上设置有编码器122、控制芯片124。在轮毂伺服电机110内部的编码器模块120上增加控制芯片124；编码器模块120上设置有编码器122；控制芯片124中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；控制芯片124通过编码器122获取电机转子的初始位置信息，并根据位置偏差信息、初始位置信息计算出电机转子的目标位置信息；控制芯片124将目标位置信息发送至驱动器210；驱动器210根据目标位置信息控制轮毂伺服电机110运行。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法，包括以下步骤：

步骤202，在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；编码器模块上设置有编码器；控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息。

其中，控制芯片可以是微控制单元MCU(Microcontroller Unit)，又称单片微型计算机或者单片机，是把中央处理器的频率与规格做适当缩减，并将内存、计数器、USB、A/D转换、UART、PLC、DMA等周边接口，甚至LCD驱动电路都整合在单一芯片上，形成芯片级的计算机，为不同的应用场合做不同组合控制。

轮毂伺服电机内部的编码器模块上可以设置有编码器，可以在编码器模块上增加控制芯片，具体的，可以将控制芯片焊接在编码器模块上。其中，控制芯片中可以存储有校准后的电机转子的位置偏差信息。

步骤204，控制芯片通过编码器获取电机转子的初始位置信息，并根据位置偏差信息、初始位置信息计算出电机转子的目标位置信息。

初始位置信息可以用于表示电机转子的初始位置。由于控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息，控制芯片可以根据位置偏差信息、初始位置信息计算出电机转子的目标位置信息。其中，目标位置信息可以用于表示电机转子的准确位置。

步骤206，控制芯片将目标位置信息发送至驱动器。

步骤208，驱动器根据目标位置信息控制轮毂伺服电机运行。

驱动器可以控制轮毂伺服电机根据目标位置信息进行转动。

在本实施例中，通过在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；编码器模块上设置有编码器；控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；控制芯片通过编码器获取电机转子的初始位置信息，并根据位置偏差信息、初始位置信息计算出电机转子的目标位置信息；控制芯片将目标位置信息发送至驱动器；驱动器根据目标位置信息控制轮毂伺服电机运行。由于在编码器模块上增加了控制芯片，没有使用U/V/W三个霍尔传感器，可以减小电机尺寸；控制芯片将目标位置信息发送至驱动器，使得驱动器根据目标位置信息运行，克服了驱动器的霍尔信号在初始时刻有位置偏差问题。且在本实施例中，提供的信号线包括电源线数量为4根，缩小了线缆尺寸，还提高了可靠性。

在一个实施例中，提供的一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法还可以包括控制芯片存储位置偏差信息的过程，具体过程包括：在轮毂伺服电机出厂之前对电机转子做校准，并将校准参数保存在控制芯片中；控制芯片根据校准参数对电机转子的初始位置做校准，并计算出校准后的位置偏差信息，并存储位置偏差信息。

在一个实施例中，提供的一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法还可以包括判断轮毂伺服电机是否为驱动器支持的电机的过程，具体过程包括：驱动器获取轮毂伺服电机传输的参数信息；驱动器根据参数信息，判断轮毂伺服电机是否为驱动器支持的电机；当轮毂伺服电机为驱动器支持的电机时，驱动器接收控制芯片发送的目标位置信息。

在一个实施例中，驱动器与轮毂伺服电机的编码器模块使用通信线连接。

在一个实施例中，控制芯片上设置有第一通信接口、第二通信接口；控制芯片通过第一通信接口将目标位置信息发送至驱动器；控制芯片通过第二通信接口与编码器连接。

在一个实施例中，提供的一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法还可以包括控制芯片将目标位置信息发送至驱动器的过程，具体过程包括：通过第二通信接口从编码器读取目标位置信息，并通过第一通信接口将目标位置信息传输至驱动器。

在一个实施例中，第一通信接口为RS485接口或者CAN接口或者LIN接口；第二通信接口为SPI接口或者I2C接口。在本实施例中，通过RS485接口或者CAN接口或者LIN接口将目标位置信息发送至驱动器，具有较强的抗干扰能力。

在一个实施例中，提供的一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法还可以包括驱动器根据目标位置信息控制轮毂伺服电机运行的过程，具体过程包括：通过驱动器将目标位置信息转换后的电流信号输入到轮毂伺服电机，控制轮毂伺服电机转轴的转动。

在一个实施例中，编码器为磁编码器。

在一个实施例中，控制芯片可以通过ADC采集检测轮毂伺服电机绕组温度的温度传感器信号，通过第一通信接口同时发送温度信息给驱动器。

应该理解的是，虽然上述流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，上述流程图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims (9)

1.一种轮毂伺服电机的位置信息处理方法，其特征在于，所述方法包括：

在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片；所述编码器模块上设置有编码器；所述控制芯片中存储有校准后的电机转子的位置偏差信息；

所述控制芯片通过所述编码器获取所述电机转子的初始位置信息，并根据所述位置偏差信息、所述初始位置信息计算出所述电机转子的目标位置信息；

所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器；

所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在轮毂伺服电机内部的编码器模块上增加控制芯片之前，所述方法还包括：

在所述轮毂伺服电机出厂之前对所述电机转子做校准，并将校准参数保存在所述控制芯片中；

所述控制芯片根据所述校准参数对所述电机转子的初始位置做校准，并计算出校准后的所述位置偏差信息，并存储所述位置偏差信息。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

所述驱动器获取所述轮毂伺服电机传输的参数信息；

所述驱动器根据所述参数信息，判断所述轮毂伺服电机是否为所述驱动器支持的电机；

当所述轮毂伺服电机为所述驱动器支持的电机时，所述驱动器接收所述控制芯片发送的所述目标位置信息。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述驱动器与所述轮毂伺服电机的编码器模块使用通信线连接。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述控制芯片上设置有第一通信接口、第二通信接口；所述控制芯片通过所述第一通信接口将所述目标位置信息发送至所述驱动器；所述控制芯片通过所述第二通信接口与所述编码器连接。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述控制芯片将所述目标位置信息发送至驱动器，包括：

通过所述第二通信接口从所述编码器读取所述目标位置信息，并通过所述第一通信接口将所述目标位置信息传输至所述驱动器。

7.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述第一通信接口为RS485接口或者CAN接口或者LIN接口；所述第二通信接口为SPI接口或者I2C接口。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述驱动器根据所述目标位置信息控制所述轮毂伺服电机运行，包括：

通过所述驱动器将所述目标位置信息转换后的电流信号输入到所述轮毂伺服电机，控制所述轮毂伺服电机转轴的转动。

9.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述编码器为磁编码器。

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