CN114865960B - 一种探索偏好路径反转的测量电路 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种探索偏好路径反转的测量电路，包括：第一信号ADC通道、第二信号ADC通道、车辆位置分析器、控制器和第一相电流感测；第一相电流感测其可相对于第一信号ADC通道线圈移动；第二信号ADC通道用于根据控制器的路径来测量第一相电流感测线圈的电感，以及电子处理和控制器，其用于根据所测量的电感来计算第一信号ADC通道已行进的路径，用以匹配交通行驶过程中的信号，配合车辆位置分析器可远程判断车辆行驶的具体位置，也可以提供第一相电流感测，用于测量控制器的温度，且处理和控制器经配置以在根据所测量的电感计算路径时，对第一相电流感测的温度进行修正。

Description

一种探索偏好路径反转的测量电路
技术领域
本发明涉及电路测量领域，具体涉及一种探索偏好路径反转的测量电路。
背景技术
车辆集成电路(I C)技术的激增导致I C产品的商业化。随着车装新电子器件的开发和I C技术的发展，新的I C产品被商业化。电子器件中需要的一种示例I C产品是直流(DC)电机控制器。在一个示例直流电机控制器中，无传感器磁场定向控制(FOC)算法用于确定转子位置并为具有定子(电机的固定部分)和转子(电机的旋转部分)的三相直流电机(例如，无刷直流电机或“BLDC”电机)生成电机控制信号。
无传感器FOC算法使用测得的相电流，而不是接触式传感器或霍尔效应传感器，后者会随着时间的流逝而倾向于磨损和/或增加设计的复杂性。使用无传感器FOC算法获得的电机控制信号用于控制三相逆变器的开关，从而导致取决于转子的位置和目标速度的相电流的不同组合。影响基于FOC的无传感器电机控制精度的问题之一是测得的相电流之间的增益和偏移失配。这种失配导致无传感器FOC算法确定不准确的位置估算值，并且直流电机的所得相电流(基于不准确的位置估算值)引起不希望的转矩脉动，这进而引起直流电机的机械速度发生抖动。转矩脉动还会引起不希望的声学噪声。
因此，本领域技术人员提供了一种探索偏好路径反转的测量电路，以解决上述背景技术中提出的问题。
发明内容
为解决上述技术问题，本发明提供一种探索偏好路径反转的测量电路，包括电机和耦合至该电机的电机控制器。电机控制器包括电流感测电路，该电流感测电路被配置为使用第一对路径来获得一组第一相电流感测测量值，并且对该组第一相电流感测测量值进行平均，并且被配置为使用第二对路径来获得一组第二相电流测量值并对该组第二相电流感测测量值进行平均。
根据本公开的至少一个示例，一种集成电路(I C)包括电机控制器电路。电机控制器电路包括处理器和耦合至处理器的电流感测电路。电流感测电路包括第一相电流感测电路和第二相电流感测电路。电流感测电路还包括第一多路复用器，其输入耦合至第一和第二相电流感测电路。电流感测电路还包括第二多路复用器，其输入耦合至第一和第二相电流感测电路。
使用交替的测量路径来获得第一相电流感测测量值。电机控制方法还包括使用交替的测量路径获得第二相电流感测测量值。电机控制方法还包括基于所获得的第一相电流感测测量值和所获得的第二相电流感测测量值确定测量电路的反转偏好路径，第一信号ADC通道已行进的路径，用以匹配交通行驶过程中的信号配合车辆位置分析器可远程判断车辆行驶的具体位置，。
附图说明
图1为示出根据示例实施例的系统的框图；
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。本发明的实施例是为了示例和描述起见而给出的，而并不是无遗漏的或者将本发明限于所公开的形式。很多修改和变化对于本领域的普通技术人员而言是显而易见的。选择和描述实施例是为了更好说明本发明的原理和实际应用，并且使本领域的普通技术人员能够理解本发明从而设计适于特定用途的带有各种修改的各种实施例。
一种探索偏好路径反转的测量电路，包括多路复用器、第二多路复用器、电机以及电机控制器，电机控制器耦合至电机，电机控制器包括电流感测电路，电流感测电路被配置为：在第一测量路径上接收第一相电流感测测量值；在第二测量路径上接收第一相电流感测测量值；在第一测量路径上接收第二相电流测量值；在第二测量路径上接收第二相电流；对第一测量路径上的第一相电流感测测量值与第二路径上的第一相电流感测测量值求平均；以及对第一测量路径上的第二相电流感测测量值与第二路径上的第二相电流感测测量值求平。
带有第一输入和第二输入的第一多路复用器；第二多路复用器，其第一输入耦合至第一多路复用器的第二输入，并且其第二输入耦合至第一多路复用器的第一输入；以及其中第一测量路径通过第一多路复用器，并且第二测量路径通过第二多路复用器；第一电流感测放大器，第一电流感测放大器耦合至第一多路复用器的输出；以及第二电流感测放大器，第二电流感测放大器耦合至第二多路复用器的输出。
第一模数转换器通道即第一信号ADC通道，第一信号ADC通道耦合至第一电流感测放大器的输出，其中，第一信号ADC通道被配置为从第一测量路径输出第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值的数字采样；以及第二信号ADC通道，第二信号ADC通道耦合至第二电流感测放大器的输出，其中，第二信号ADC通道被配置为从第二测量输出第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值的数字采；耦合至第一信号ADC通道的输出和第二信号ADC通道的输出的处理器，其中，处理器被配置为基于来自第一测量路径和第二测量路径的第一相电流感测测量值的数字采样并基于来自第一测量路径和第二测量路径的第二相电流感测测量值的数字采样来确定转子位；处理器被配置为对第一相电流感测测量值的连续数字采样求平均，用以匹配交通行驶过程中的信号，配合车辆位置分析器可远程判断车辆行驶的具体位置，并且对第二相电流感测测量值的连续数字采样求平均，且电机和电机控制器为其他电器的部件。
电流感测电路进一步包括耦合至第一多路复用器和第二多路复用器的控制器，并且其中，控制器被配置为控制第一多路复用器以在传递第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值之间交替，控制器被配置为控制第二多路复用器以在传递第二相电流感测测量值和述第一相电流感测测量值之间交处理器被配置为基于无传感器磁场定向控制算法即无传感器FOC算法来确定用于电机的控制信号，无传感器FOC算法使用第一相电流感测测量值的一组平均的连续数字采样和一组平均的连续第二相电流感测测量值；耦合至处理器的电流感测电路，其中，所述电流感测电路包括：第一相电流感测电路；第二相电流感测电路；第一多路复用器，所述第一多路复用器的输入耦合至所述第一相电流感测电路和所述第二相电流感测电路；第二多路复用器的输入耦合至第一相电流感测电路和所述第二相电流感测电路；电流感测电路进一步包括：第一电流感测放大器，第一电流感测放大器耦合至第一多路复用器的输出；以及第二电流感测放大器，第二电流感测放大器耦合至第二多路复用器的输出；第一模数转换器通道即第一信号ADC通道，第一信号ADC通道耦合至第一电流感测放大器的输出；以及第二信号ADC通道，第二信号ADC通道耦合至第二电流感测放大器的输出。
第一信号ADC通道的输出和第二信号ADC通道的输出的处理器，处理器被配置为对第一信号ADC通道和第二信号ADC通道提供的一组数字和连续的第一相电流感测测量值求平均，并对一组数字和连续的第二相电流感测测量值求平均；处理器进一步被配置为基于平均的数字第一相电流感测测量值和平均的数字第二相电流感测测量值来确定转子位。
电流感测电路进一步包括耦合至第一多路复用器和第二多路复用器的控制器，控制器被配置为控制第一多路复用器以在传递来自第一相电流感测电路的第一相电流感测测量电压和来自第二相电流感测电路的第二相电流感测测量电压之间进行交替，控制器被配置为控制第二多路复用器以在传递第二相电流感测电压和第一相电流感测电压之间交替。
上述电感的测量不可避免地产生测量误差ΔL。这导致所测量的路径产生相应的测量误差ΔS。
在第一近似值中，路径S和电感L之间的关系可表示为以下等式：
L＝L0+a*S (1)
在此等式中，a是常数，且L0是“第一信号ADC通道”，即第一信号ADC通道和第二信号ADC通道在处理器最大程度地从控制器中抽离时(S＝0)的总电感。实际上，要对布置进行选择，以使闲置电感基本等于两个第一信号ADC通道根本不存在时的总电感。
对于第一信号ADC通道的路径，等式(1)推导出
S＝(L-L0)/a (2)
路径测量的测量误差ΔS表示如下：
ΔS＝(dS/dL)*ΔL＝ΔL/a (3)
但是，更能说明测量装置质量的是相对测量误差ΔS/S。表示如下：
ΔS/S＝ΔL/(L-L0) (4)
使用交替的测量路径获得第一相电流感测测量值；使用交替的测量路径获得第二相电流感测测量值；以及基于所获得的第一相电流感测测量值和所获得的第一相电流感测测量值，确定用于电机的控制信号。
使用交替的测量路径来获得所述第一相电流感测测量值以及使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括：放大第一多路复用器和所述第二多路复用器的输出。
使用交替的测量路径来获得第一相电流感测测量值以及使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括：对第一多路复用器和第二多路复用器的输出进行数字化。
使用交替的测量路径来获得第一相电流感测测量值包括对使用交替的测量路径获得的一组数字和连续的第一相电流感测测量值求平均，使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括对使用交替的测量路径获得的一组数字和连续的第二相电流感测测量值求平均。
显然，所描述的实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域及相关领域的普通技术人员在没有作出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都应属于本发明保护的范围。本发明中未具体描述和解释说明的结构、装置以及操作方法，如无特别说明和限定，均按照本领域的常规手段进行实施。

Claims (9)

1.一种探索偏好路径反转的测量电路，包括多路复用器、第二多路复用器、电机以及电机控制器，第一信号ADC通道、第二信号ADC通道、车辆位置分析器、控制器和第一相电流感测；其特征在于第一相电流感测其可相对于第一信号ADC通道线圈移动；第二信号ADC通道用于根据控制器的路径来测量第一相电流感测线圈的电感，以及电子处理和控制器，其用于根据所测量的电感来计算第一信号ADC通道已行进的路径，用以匹配交通行驶过程中的信号，配合车辆位置分析器可远程判断车辆行驶的具体位置，提供第一相电流感测，用于测量控制器的温度，且处理和控制器经配置以在根据所测量的电感计算路径时，对第一相电流感测的温度进行修正；
电机控制器耦合至电机，电机控制器包括电流感测电路，电流感测电路被配置为：在第一测量路径上接收第一相电流感测测量值；在第二测量路径上接收第一相电流感测测量值；在第一测量路径上接收第二相电流测量值；在第二测量路径上接收第二相电流；对第一测量路径上的第一相电流感测测量值与第二路径上的第一相电流感测测量值求平均；以及对第一测量路径上的第二相电流感测测量值与第二路径上的第二相电流感测测量值求平均值，使用交替的测量路径来获得第一相电流感测测量值包括对使用交替的测量路径获得的一组数字和连续的第一相电流感测测量值求平均，使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括对使用交替的测量路径获得的一组数字和连续的第二相电流感测测量值求平均。
2.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，带有第一输入和第二输入的第一多路复用器；第二多路复用器，其第一输入耦合至第一多路复用器的第二输入，并且其第二输入耦合至第一多路复用器的第一输入；以及其中第一测量路径通过第一多路复用器，并且第二测量路径通过第二多路复用器；第一电流感测放大器，第一电流感测放大器耦合至第一多路复用器的输出；以及第二电流感测放大器，第二电流感测放大器耦合至第二多路复用器的输出。
3.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，第一模数转换器通道即第一信号ADC通道，第一信号ADC通道耦合至第一电流感测放大器的输出，其中，第一信号ADC通道被配置为从第一测量路径输出第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值的数字采样；以及第二信号ADC通道，第二信号ADC通道耦合至第二电流感测放大器的输出，其中，第二信号ADC通道被配置为从第二测量输出第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值的数字采；耦合至第一信号ADC通道的输出和第二信号ADC通道的输出的处理器，其中，处理器被配置为基于来自第一测量路径和第二测量路径的第一相电流感测测量值的数字采样并基于来自第一测量路径和第二测量路径的第二相电流感测测量值的数字采样来确定转子位；处理器被配置为对第一相电流感测测量值的连续数字采样求平均，并且对第二相电流感测测量值的连续数字采样求平均，且电机和电机控制器为其他电器的部件。
4.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，电流感测电路进一步包括耦合至第一多路复用器和第二多路复用器的控制器，并且其中，控制器被配置为控制第一多路复用器以在传递第一相电流感测测量值和第二相电流感测测量值之间交替，控制器被配置为控制第二多路复用器以在传递第二相电流感测测量值和述第一相电流感测测量值之间交处理器被配置为基于无传感器磁场定向控制算法即无传感器FOC算法来确定用于电机的控制信号，无传感器FOC算法使用第一相电流感测测量值的一组平均的连续数字采样和一组平均的连续第二相电流感测测量值；耦合至处理器的电流感测电路，其中，所述电流感测电路包括：第一相电流感测电路；第二相电流感测电路；第一多路复用器，所述第一多路复用器的输入耦合至所述第一相电流感测电路和所述第二相电流感测电路；第二多路复用器的输入耦合至第一相电流感测电路和所述第二相电流感测电路；电流感测电路进一步包括：第一电流感测放大器，第一电流感测放大器耦合至第一多路复用器的输出；以及第二电流感测放大器，第二电流感测放大器耦合至第二多路复用器的输出；第一模数转换器通道即第一信号ADC通道，第一信号ADC通道耦合至第一电流感测放大器的输出；以及第二信号ADC通道，第二信号ADC通道耦合至第二电流感测放大器的输出。
5.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，第一信号ADC通道的输出和第二信号ADC通道的输出的处理器，处理器被配置为对第一信号ADC通道和第二信号ADC通道提供的一组数字和连续的第一相电流感测测量值求平均，并对一组数字和连续的第二相电流感测测量值求平均；处理器进一步被配置为基于平均的数字第一相电流感测测量值和平均的数字第二相电流感测测量值来确定转子位。
6.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，电流感测电路进一步包括耦合至第一多路复用器和第二多路复用器的控制器，控制器被配置为控制第一多路复用器以在传递来自第一相电流感测电路的第一相电流感测测量电压和来自第二相电流感测电路的第二相电流感测测量电压之间进行交替，控制器被配置为控制第二多路复用器以在传递第二相电流感测电压和第一相电流感测电压之间交替。
7.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，使用交替的测量路径获得第一相电流感测测量值；使用交替的测量路径获得第二相电流感测测量值；以及基于所获得的第一相电流感测测量值和所获得的第一相电流感测测量值，确定用于电机的控制信号。
8.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，使用交替的测量路径来获得所述第一相电流感测测量值以及使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括：放大第一多路复用器和所述第二多路复用器的输出。
9.根据权利要求1所述的一种探索偏好路径反转的测量电路，其特征在于，使用交替的测量路径来获得第一相电流感测测量值以及使用交替的测量路径来获得第二相电流感测测量值包括：对第一多路复用器和第二多路复用器的输出进行数字化。
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