[發明專利]波動計數濾波和峰值檢測方法及系統

在審

• 申請號: 201911242039.3
• 申請日: 2019-12-06
• 公開（公告）號: CN111293934A
• 公開（公告）日: 2020-06-16
• 發明（設計）人: 盧卡·凡切盧;安東尼奧·弗雷洛;雅各布·法努基
• 申請（專利權）人: 麥格納覆蓋件有限公司
• 主分類號: H02P7/00
• 分類號: H02P7/00
• 代理公司: 北京集佳知識產權代理有限公司 11227
• 代理人: 李新燕;孟艷華

本申請涉及波動計數濾波和峰值檢測方法及系統。提供了用于控制機械換向的直流電動馬達的控制系統和對應的操作方法。該控制系統包括馬達電流感測電路，該馬達電流感測電路用于感測包括由于馬達的換向而引起的多個波動的馬達電流并且輸出馬達電流信號。該控制系統還包括控制器，該控制器包括有限狀態機單元，并且該控制器配置成檢測馬達電流中的多個波動并使用有限狀態機單元判定所述多個波動中的每個波動是否是有效的波動。控制器還配置成：對使用有限狀態機單元判定為有效的所述多個波動進行計數，并且基于被判定為有效的所述多個波動的數量來判定馬達的馬達旋轉位置和馬達速度中的至少一者。

相關申請的交叉引用

本申請要求于2018年12月6日提交的美國臨時申請序列號 62/776,049的權益。以上申請的全部公開內容通過參引并入本文中。

技術領域

本公開總體上涉及用于監測并控制電動馬達的方法和系統，更具體地涉及用于使用控制系統根據由于機械換向的直流電動馬達的換向而引起的馬達電流的多個波動峰值來判定機械換向的直流電動馬達的馬達旋轉位置和馬達速度中的至少一者的方法。

背景技術

本部分提供了與本公開有關的背景信息，該背景信息不一定是現有技術。

通常在機動車輛上發現窗戶調節器和其他動力操作的致動器。這種動力操作的致動器可以利用機械換向的直流(DC)馬達。在這些應用中的許多應用中，期望監測馬達的軸的旋轉位置和/或速度以更精確地控制動力操作的致動器的機構的運動(例如，能夠通過窗戶調節器移動的窗戶的位置)。盡管位置傳感器、比如霍爾效應傳感器和旋轉編碼器可以與馬達結合使用，但這些附加的傳感器也會增加成本、重量和/或復雜性。因此，仍然需要克服這些缺點的用于DC馬達(例如，用于動力操作的致動器) 的改進的控制系統及該控制系統的操作方法。

發明內容

本部分提供了本公開的總體概述，而不是對本公開的全部范圍或本公開的所有特征和優點的全面公開。

本公開的目的是提供解決及克服以上缺點的馬達控制系統和操作該控制系統的方法。

因此，本公開的一個方面在于提供一種用于控制車輛的動力操作的致動器的機械換向的直流電動馬達的控制系統。該控制系統包括馬達電流感測電路，該馬達電流感測電路用于感測包括由于機械換向的直流電動馬達的換向而引起的多個波動的馬達電流并且輸出馬達電流信號。該控制系統還包括控制器，該控制器與馬達電流感測電路通信并且包括有限狀態機單元，并且該控制器配置成檢測馬達電流中的所述多個波動并使用有限狀態機單元判定所述多個波動中的每個波動是否是有效的波動。控制器配置成：對使用有限狀態機單元判定為有效的所述多個波動進行計數，并且基于被判定為有效的所述多個波動的數量來判定電動馬達的馬達旋轉位置和馬達速度中的至少一者。

根據本公開的另一方面，提供了一種用于使用包括控制器的控制系統根據由于機械換向的直流電動馬達的換向而引起的馬達電流的多個波動峰值來判定機械換向的直流電動馬達的馬達旋轉位置和馬達速度中的至少一者的方法。該方法包括以下步驟：對馬達電流信號進行預處理以隔離確定的時間周期期間的所述多個波動峰值。該方法通過使用控制器的峰值檢測單元檢測馬達電流信號中的所述多個波動峰值而繼續。該方法的下一步驟是基于機械換向的直流電動馬達的估計速度來計算波動周期。該方法繼續進行以下步驟：基于機械換向的直流電動馬達的狀態來判定所述多個波動峰值中的哪個波動峰值高于檢測閾值。接下來，響應于所述多個波動峰值中的高于檢測閾值的一個波動峰值記錄在波動周期期間所述多個波動峰值中的第一峰值。然后，該方法包括以下步驟：忽略在記錄第一峰值之后的預定時間周期內所述多個波動峰值中的隨后的波動峰值。該方法還包括：響應于在預定時間周期期滿之后所述多個波動峰值中的高于檢測閾值的另一波動峰值，記錄在另一預定時間周期期間所述多個波動峰值中的多個連續峰值中的一個峰值。該方法繼續進行以下步驟：對所記錄的第一峰值和所述多個連續峰值的波動數進行計數；以及基于波動數來判定機械換向的直流電動馬達的馬達旋轉位置和馬達速度中的至少一者。