[發明專利]用于雙通道電機控制器的定時器電路

在審

• 申請號: 201880060312.8
• 申請日: 2018-09-18
• 公開（公告）號: CN111492571A
• 公開（公告）日: 2020-08-04
• 發明（設計）人: J·B·查默斯;P·A·韋弗
• 申請（專利權）人: 采埃孚汽車英國有限公司
• 主分類號: H02P5/46
• 分類號: H02P5/46
• 代理公司: 北京三友知識產權代理有限公司 11127
• 代理人: 王小東;黃綸偉

一種用于雙通道電機控制器的定時器電路，其具有兩個電機控制器，每個電機控制器產生PWM驅動信號，該PWM驅動信號具有由定時器電路的相應的定時器限定的周期。該定時器電路包括：第一處理電路，其與第一電機控制器相關聯并且包括第一振蕩器電路和第一定時器，每當振蕩器電路完成所設置的整數N次振蕩時，第一定時器輸出第一定時器信號；以及第二處理電路，其與第二電機控制器相關聯并且包括第二振蕩器電路。第二處理電路包括每當振蕩器電路完成整數N^*次振蕩時輸出第二定時器信號的第二定時器，并且計算N^*的值，該N^*的值取決于使第二定時器信號的周期與第一定時器信號的周期相匹配所需的第一振蕩器電路和第二振蕩器電路的頻率之差。

本發明涉及對與雙通道電機控制器一起使用的定時器電路的改進，并涉及包括定時器電路的雙通道電機控制器。其特別地但非排他地涉及用于電動助力轉向系統的電機控制器。

已知提供一種用于多相電動機(electric motor)的電機控制電路，其中使用脈沖寬度調制將施加到電機各相的驅動信號所需的模擬波形(通常是一組三個或更多個正弦波形，這些波形彼此異相，其中一個波形針對電機的每個相位)轉換為數字信號。然后使用脈寬調制(PWM)信號來驅動一組開關設備，通常是MOSFET晶體管，其將各相交替連接到由PWM信號狀態定義的正電源或負電源。

在需要高度可靠性的情況下，已知提供雙通道電機控制電路。在雙通道電機控制電路中，提供了兩個電機控制器，其中一個被指定為主電機控制器，另一個被指定為從電機控制器。每個電機控制器都可以為電機產生一組PWM驅動信號。在正常操作期間使用來自主電機控制器的信號，并且如果主電機控制器發生故障，則使用從電機控制器來驅動電機。

在雙通道布置的進一步延伸中，電機也可以是雙繞的，這意味著其具有兩組完全獨立的相繞組。兩個電機控制器中的每個電機控制器可以驅動一組繞組。因此，如果主控制器或主繞組存在故障，則即使電機以半功率操作，從控制器也仍然可以使用從繞組進行操作。

電機控制器可以多種方式生成PWM信號。無論選擇哪種方式，都需要為PWM波形設置適當的周期。這是通過向每個電機控制器的PWM波形發生器提供參考定時器信號來實現的。PWM波形發生器創建一組適合于PWM周期的PWM信號。

在具有獨立的雙通道控制器的完全穩健的布置中，可以提供兩個參考定時器，每個參考定時器彼此獨立地工作，并且每個參考定時器為相應的PWM波形發生器提供參考定時器信號。理想地，兩個定時器應當緊密同步，使得兩個定時器同相，并且理想地，由每個定時器設置的周期也應相同。這在任何時候發生故障時使得從電機控制器可以順利地接管主控制器。這在電機為雙繞線電機時也是一個要求，因為在正常操作期間兩個定時器信號的周期的任何差異都會導致電機功能不正確。

在實際的布置中，每個參考定時器信號是從振蕩器電路生成的，諸如通過鎖相環輸出以提高晶體振蕩器頻率的晶體振蕩器。典型的振蕩器電路的輸出頻率太高，無法直接定義PWM信號的周期，因此降低了該頻率，使得定時器的每次循環對應于振蕩器的多次循環。例如，可以使用等于振蕩器電路輸出的500次循環的PWM周期。

在每個通道由單獨的晶體振蕩器饋電的情況下，申請人注意到，由于諸如溫度對振蕩器的影響之類的許多因素，兩個參考定時器可能會變得略微不同步。本發明的一個目的是改善如果不仔細匹配定時器頻率可能出現的問題。

根據本發明的第一個方面，提供了一種與雙通道電機控制器一起使用的定時器電路，其包括第一電機控制器和第二電機控制器，每個電機控制器產生PWM驅動信號，該PWM驅動信號具有由定時器電路的相應的定時器限定的周期，其中定時器電路包括：

第一處理電路，其與第一電機控制器相關聯，并且包括第一振蕩器電路和第一定時器，每當振蕩器電路完成所設置的整數N次振蕩時，第一定時器輸出第一定時器信號；

第二處理電路，其與第二電機控制器相關聯，并且包括第二振蕩器電路，