[发明专利]用于双通道电机控制器的定时器电路

说明书

一种用于双通道电机控制器的定时器电路，其具有两个电机控制器，每个电机控制器产生PWM驱动信号，该PWM驱动信号具有由定时器电路的相应的定时器限定的周期。该定时器电路包括：第一处理电路，其与第一电机控制器相关联并且包括第一振荡器电路和第一定时器，每当振荡器电路完成所设置的整数N次振荡时，第一定时器输出第一定时器信号；以及第二处理电路，其与第二电机控制器相关联并且包括第二振荡器电路。第二处理电路包括每当振荡器电路完成整数N^*次振荡时输出第二定时器信号的第二定时器，并且计算N^*的值，该N^*的值取决于使第二定时器信号的周期与第一定时器信号的周期相匹配所需的第一振荡器电路和第二振荡器电路的频率之差。

本发明涉及对与双通道电机控制器一起使用的定时器电路的改进，并涉及包括定时器电路的双通道电机控制器。其特别地但非排他地涉及用于电动助力转向系统的电机控制器。

已知提供一种用于多相电动机(electric motor)的电机控制电路，其中使用脉冲宽度调制将施加到电机各相的驱动信号所需的模拟波形(通常是一组三个或更多个正弦波形，这些波形彼此异相，其中一个波形针对电机的每个相位)转换为数字信号。然后使用脉宽调制(PWM)信号来驱动一组开关设备，通常是MOSFET晶体管，其将各相交替连接到由PWM信号状态定义的正电源或负电源。

在需要高度可靠性的情况下，已知提供双通道电机控制电路。在双通道电机控制电路中，提供了两个电机控制器，其中一个被指定为主电机控制器，另一个被指定为从电机控制器。每个电机控制器都可以为电机产生一组PWM驱动信号。在正常操作期间使用来自主电机控制器的信号，并且如果主电机控制器发生故障，则使用从电机控制器来驱动电机。

在双通道布置的进一步延伸中，电机也可以是双绕的，这意味着其具有两组完全独立的相绕组。两个电机控制器中的每个电机控制器可以驱动一组绕组。因此，如果主控制器或主绕组存在故障，则即使电机以半功率操作，从控制器也仍然可以使用从绕组进行操作。

电机控制器可以多种方式生成PWM信号。无论选择哪种方式，都需要为PWM波形设置适当的周期。这是通过向每个电机控制器的PWM波形发生器提供参考定时器信号来实现的。PWM波形发生器创建一组适合于PWM周期的PWM信号。

在具有独立的双通道控制器的完全稳健的布置中，可以提供两个参考定时器，每个参考定时器彼此独立地工作，并且每个参考定时器为相应的PWM波形发生器提供参考定时器信号。理想地，两个定时器应当紧密同步，使得两个定时器同相，并且理想地，由每个定时器设置的周期也应相同。这在任何时候发生故障时使得从电机控制器可以顺利地接管主控制器。这在电机为双绕线电机时也是一个要求，因为在正常操作期间两个定时器信号的周期的任何差异都会导致电机功能不正确。

在实际的布置中，每个参考定时器信号是从振荡器电路生成的，诸如通过锁相环输出以提高晶体振荡器频率的晶体振荡器。典型的振荡器电路的输出频率太高，无法直接定义PWM信号的周期，因此降低了该频率，使得定时器的每次循环对应于振荡器的多次循环。例如，可以使用等于振荡器电路输出的500次循环的PWM周期。

在每个通道由单独的晶体振荡器馈电的情况下，申请人注意到，由于诸如温度对振荡器的影响之类的许多因素，两个参考定时器可能会变得略微不同步。本发明的一个目的是改善如果不仔细匹配定时器频率可能出现的问题。

根据本发明的第一个方面，提供了一种与双通道电机控制器一起使用的定时器电路，其包括第一电机控制器和第二电机控制器，每个电机控制器产生PWM驱动信号，该PWM驱动信号具有由定时器电路的相应的定时器限定的周期，其中定时器电路包括：

第一处理电路，其与第一电机控制器相关联，并且包括第一振荡器电路和第一定时器，每当振荡器电路完成所设置的整数N次振荡时，第一定时器输出第一定时器信号；

第二处理电路，其与第二电机控制器相关联，并且包括第二振荡器电路，