[发明专利]电机反电势采样模块及采样方法

说明书

本发明公开了一种电机反电势采样模块包括：电机驱动单元根据控制占空比输出PWM至驱动电路，驱动电路输出预设波形电机驱动电压，收到反电势采样中断信号停止输出PWM并持续Tbreak时长，Tbreak时长结束后输出PWM恢复预设波形电机驱动电压；电机控制单元根据目标转速和反电势计算的实际转速计算所需的控制占空比，将占空比输送至于电机驱动单元，每间隔(Twork+Tbreak)产生反电势采样中断信号至电机驱动单元和中断采样单元；中断采样单元计时Twait时长后进行电机端电压采样。本发明还公开了一种电机反电势采样方法。本发明使电机反电势采样不再受反电势采样频率限制和占空比限制，给车身稳定系统NVH问题的解决提供了更多空间。

技术领域

本发明涉及汽车领域，特别是涉及一种用于车身稳定系统直流有刷电机的电机反电势采样模块。本发明还涉及一种用于车身稳定系统直流有刷电机的电机反电势采样方法。

背景技术

车身稳定系统(ESC)由控制器和阀块、电机组成，阀块上有两个进油口，分别与制动主缸的两个腔联通，另外有四个出油口，分别与四个车轮的制动轮缸联通，参考图1所示。车身稳定系统的主要工作原理是，根据驾驶员输入(制动踏板、方向盘转角)、以及传感器信号(主缸压力、轮速、加速度、横摆角速度)判断车辆稳定性，当车辆临近失稳状态时，ESC通过控制阀块里面的电磁阀和直流有刷电机，实现四个车轮制动液压力的独立控制，使车辆保持稳定行驶。因此，对于车身稳定系统来说，直流有刷电机的控制是至关重要的一个环节。

通常来说，车身稳定系统对直流有刷电机控制的要求是能够实现转速控制，为了能够实现电机的转速控制，必须实现电机反电势的采样。传统的车身稳定系统电机控制是基于低频率PWM控制方法，其反电势采样是在PWM输出的Toff区间内进行的。如图2所示，对于直流有刷电机而言，当控制PWM由高电平切换到低电平时，其端电压先是快速下降，然后经过一段时间Twait续流之后，上升至稳定的水平Us，这时候的端电压Us才是要采样的反电势,Um是电机工作电压。通过标定电机的Twait时间可以控制采样时刻，使其处于PWM下降沿之后的Twait时间之后，正确的采样到反电势。这种方式有两个缺点，一是电机控制PWM频率不能高于1/Twait，否则Toff时间内电机端电压无法恢复到稳定的反电势；二是电机控制PWM占空比不能高于Ton/(Ton+Twait)，否则同样会导致端电压无法恢复到稳定的反电势，这影响着电机控制的性能。随着车身稳定系统对NVH(Noise噪声、Vibration振动和Harshness声振粗糙度)要求的提高，电机控制PWM的频率也要求逐渐提高，传统的反电势采样方法已经无法满足高频控制的需求。

发明内容

在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念,该简化形式的概念均为本领域现有技术简化，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。

本发明要解决的技术问题是提供一种使电机反电势采样不再受反电势采样频率限制和占空比限制的电机反电势采样模块。

本发明要解决的另一技术问题是提供一种使电机反电势采样不再受反电势采样频率限制和占空比限制的电机反电势采样方法。

为解决上述技术问题，本发明提供的电机反电势采样模块，包括：

电机驱动单元，其适用于根据控制占空比输出PWM至驱动电路，驱动电路输出预设波形电机驱动电压，其适用于收到反电势采样中断信号停止输出PWM，将预设波形电机驱动电压降至零，并持续Tbreak时长，Tbreak时长结束后输出PWM恢复预设波形电机驱动电压；

电机控制单元，其适用于根据目标转速和反电势计算的实际转速计算所需的控制占空比，将占空比输送至于电机驱动单元，其适用于每间隔(Twork+Tbreak)产生反电势采样中断信号至电机驱动单元和中断采样单元；中断采样单元，其适用于计时Twait时长后进行电机端电压采样；