CN101454978B - 产生不同相二进制信号的方法和设备及其应用 - Google Patents

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CN101454978B CN200780020060.8A CN200780020060A CN101454978B CN 101454978 B CN101454978 B CN 101454978B CN 200780020060 A CN200780020060 A CN 200780020060A CN 101454978 B CN101454978 B CN 101454978B
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    • H03KPULSE TECHNIQUE
    • H03K5/00Manipulating of pulses not covered by one of the other main groups of this subclass
    • H03K5/13Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals
    • H03K5/133Arrangements having a single output and transforming input signals into pulses delivered at desired time intervals using a chain of active delay devices

Abstract

本发明涉及一种用于产生相对于一组具有相同的可变周期的同步二进制信号(Si1、Si2、Si3)中的至少一个同步二进制信号具有连续可变的控制相位角
Figure D2007800200608A00011
的不同相二进制信号(So1、So2、So3)的方法,例如通过至少根据该控制相位角
Figure D2007800200608A00012
至少由该同步二进制信号(Si1、Si2、Si3)的上升或下降同步前沿来计算至少一个电平切换时间,从而产生所述不同相信号(So1、So2、So3)的上升和下降前沿。根据本发明,从该同步前沿中选择至少一个参考前沿以使得所述时间尽可能短。

Description

产生不同相二进制信号的方法和设备及其应用
技术领域
本发明涉及一种基于可编程部件来产生具有相位差的二进制信号的方法和设备。 
背景技术
相移电路用在信号处理和功率电子这两个电子学中的许多应用中。一般来说,电路被设计为在给定的频率产生给定的相位差。对于另一个相位角或另一个频率,则必须要修改该电路。 
在文献US 6744296中描述的电路和方法改变了这种情况,因为相位偏移角可以与频率独立地由电压来连续调节。 
但是,部分用于上述电路的模拟部件不能保证产生特定的应用中所需要的非常精确的相位差。 
特别是在汽车应用的情况,诸如电子点火或者无刷电动机/发电机(generator)的控制。 
因此,例如文献US 4788957提出了通过使用由计算机形成的相位差电路和自动点火检测器来改进用于控制内燃机的点火点的设备。 
尽管全数字方法与模拟方法相比,在实施的灵活性和成本方面很有利,然而使得全数字方法在本领域中难以普及的一个障碍是跟随信号的快速变化所需的巨大的计算能力。 
多处理器微控制器部件在市场上出现了,如果它们被适当编程的话,则可以免去这个限制。 
文献US 5317248明确地公开了一种对Motorola的MC68332微控制器进行编程以便产生控制脉冲的方式,该控制脉冲被脉宽调制,以用于多相电机。 
MC68332微控制器也具有中央处理单元或CPU(CPU是中央处理单元“Central Processing Unit”的英文首字母缩写)、专用于临时事件的计算单元或者TPU(TPU是时间处理器单元“Time Processor Unit”的英文首字母缩写)。TPU具有可编程延迟电路(本领域技术人员公知为英文术语“定时器(timer)”)和可编程脉宽调制模块,该模块被称为PWM模块(PWM是脉宽调制“Pulse Width Modulation”的英文首字母缩写)。 
TPU产生同步信号和中心位于此信号的边沿的脉冲。 
在文献US5317248中描述的算法划定了转变次数和抖动的界限,但是所用的方法却似乎仅可应用于所产生的信号仅相对于来自于感测电机的转子的位置的单个传感器的单个同步信号是不同相的情况。 
但是,公知多相电机最好对于每一相都包括一个位置传感器,以便快速检测转子的速度变化。 
发明内容
因此本发明的目的是通过提供一种产生相对于一组同步二进制信号中的至少一个同步二进制信号的不同相二进制信号的方法来填补此项空白。该控制相位偏移角是连续可变的,并且该同步信号具有相同的可变周期。 
其中同步二进制信号是从三相电机的转子的位置处的三个传感器产生的同步二进制信号,该方法是这种类型的,其包括通过至少根据该控制相位差角、至少由该同步二进制信号的同步沿即上升沿或下降沿来计算至少一个电平切换延迟,从而产生不同相信号的上升沿和下降沿。 
根据本发明的该方法的出色之处在于:从该同步沿当中选择至少一个参考沿以使得该水平切换延迟最小。 
优选地,该不同相信号数和该同步信号数等于预定相数。该同步信号有利地具有0.5的占空比,并且彼此之间是不同相的,相差为度数等于360°除以该相数的额定相位差角。因此根据本发明的方法的附加特性包括测量两个连续同步沿之间的时间间隔,这两个连续同步沿中一个是上升沿,一个下降沿。 
对于同步二进制信号中的当前同步二进制信号计算电平切换延迟,以便产生相关的当前不同相二进制信号的相应沿,优选地通过下面等式来计算: 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000011
其中: 
-ΔTpn是先前测量的时间间隔; 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000012
是以度数表示的控制相位角; 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000021
是当前同步二进制信号的初始相位角相位差 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000022
的初始沿和从同步信号中选择出的参考同步二进制信号的参考相位角 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000023
的参考沿之间的相位差 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000024
其以度数表示; 
-Np等于相数的两倍。 
利用了如下事实获得了有益效果:两个连续同步沿之间的时间间隔的沿间(inter-edge)值是由借助与该同步二进制信号相关的可编程测量延迟电路的计数而产生的,该可编程测量延迟电路具有预定的测量增量频率。 
在这种情况下,对于同步二进制信号当中的当前同步二进制信号计算电平切换延迟的当前值,以便产生相关的当前不同相二进制信号的相应沿,优选地通过下面的等式来计算: 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000025
其中: 
-VΔTpn是该沿间值; 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000026
是以度数表示的控制相位角; 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000027
是当前二进制同步信号的初始相位角相位差 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000028
的初始沿和从二进制同步信号中选择出的参考二进制同步信号的参考相位角 
Figure DEST_PATH_GSB00000680820000029
的参考沿之间的相位差 
Figure DEST_PATH_GSB000006808200000210
其以度数表示; 
-Np等于相数的两倍。 
此时,根据本发明的产生不同相二进制信号的方法高度有利地包括下述步骤: 
-使得与当前二进制同步信号相关的当前可编程延迟电路的当前增量频率等于测量增量频率; 
-当前输出线与当前可编程延迟电路相关; 
-将当前值VΔT1或切换延迟加载到当前可编程延迟电路中; 
-配置该当前可编程延迟电路以使得当当前可编程延迟电路的当前计数器达到当前值VΔT1时,该当前输出线完成从高电平到低电平的第一转变、或者从低电平到高电平的第二转变; 
-通过当前输出线来产生当前不同相二进制信号。 
代替上述步骤,所述根据本发明的产生不同相二进制信号的方法也有利地包括下述变型步骤: 
-使得与当前二进制同步信号相关的当前可编程延迟电路的当前增量频 率等于测量增量频率; 
-将切换延迟的当前值VΔT1加载到当前可编程延迟电路中; 
-在每次达到当前值VΔT1时,激活与该当前可编程延迟电路相关的当前中断; 
-使得当前可编程脉宽调制模块的当前可编程计数器的当前计数频率等于测量增量频率除以两倍的相数; 
-当前输出线与当前可编程脉宽调制模块相关; 
-将当前可编程脉宽调制模块的当前周期寄存器和当前占空比寄存器分别加载有沿间值VΔTpn和该值的一半; 
-配置该当前可编程脉宽调制模块以使得当在当前中断的每次触发时,当前可编程计数器达到包含在该当前占空比寄存器中的当前中间值时,该当前输出线完成从高电平到低电平的初始转变及接着从低电平到高电平的第一转变,并且当前可编程计数器达到包含在该当前周期寄存器中的当前最终值时,该当前输出线最终完成从高电平到低电平的第二转变; 
-通过当前输出线来产生当前不同相二进制信号。 
本发明也涉及用于产生相对于一组同步二进制信号中的至少一个同步二进制信号具有连续可变的控制相位差角的不同相二进制信号的设备,该设备使用根据前述的方法产生不同相二进制信号,该设备包括微处理器或微控制器,该微处理器或微控制器包括: 
-至少一个中央处理单元; 
-至少一个易失性存储器和/或至少一个非易失性存储器; 
-至少一个可编程延迟电路; 
-至少一个输入端口。 
可变地,该设备也优选地包括至少一个可编程脉宽调制模块。 
该设备也有利地包括接收代表控制相位角的信号的串行接口。该接口优选地提供与CAN型的嵌入式系统的连接。 
在车辆上特别是在汽车上的多相电机的控制循环中通过使用根据本发明的方法和/或设备可以受益。 
不用说,本发明也涉及可以由上述设备执行的且实现前述方法的指令序列。 
上述基本说明书使得对本领域技术人员来说,通过根据本发明的产生不同相信号的方法和设备得到的效果相对于现有技术是显而易见的。 
下面将参考附图给出对本发明的详细说明书的描述。应当注意,这些附图除了示出说明书的文字部分以外没有其它目的,并且不应当被理解为限制本发明的范围。 
附图说明
图1示出了在相数等于3的情况下的同步二进制信号和不同相二进制信号的时序图; 
图2示出了通过可编程测量延迟电路的沿间值VΔTpn的定值原理; 
图3a、3b和3c示出了当前同步二进制信号的初始沿和参考同步二进制信号的参考沿之间的相位差
Figure G2007800200608D0005104032QIETU
的示例; 
图4示出了在同步信号的频率增加的情况下的根据本发明的方法的细节; 
图5示出了根据控制相位差角的180°补角的不同相信号的沿的编程; 
图6示出了用于根据控制相位差角产生不同相二进制信号的可编程延迟电路的输出线上的电平的连续关系(concatenation); 
图7、8和9示出了根据本发明的使用PWM模块的方法的变型; 
图7示出了借助于该模块的可编程计数器的二进制信号的产生原理; 
图8示出了相对于同步二进制信号的二进制不同相信号的产生原理; 
图9示出了由三个同步信号重构当前不同相二进制信号; 
图10和11示出了被适配为实现根据本发明的方法的微控制器的结构。 
具体实施方式
根据本发明的方法使得能够由彼此相差恒定额定相角Φ的N个输入信号重新产生出相同数量的彼此之间具有相同的相差Φ的不同相信号,但是不同相信号相对于输入信号具有可编程的偏移
Figure G2007800200608D00052
图1示出了N=3的情况。输入信号Si1、Si2、Si3例如是从三相电机的转子的位置处的三个传感器产生的同步二进制信号。这三个信号Si1、Si2、Si3具有相同的频率,具有0.5的占空比,并且彼此相差为Φ=120°。 
三个不同相二进制信号So1、So2、So3具有与同步信号Si1、Si2、Si3相同的频率和相同的占空比,它们彼此之间具有相差Φ=120°,但是在Si1 和So1之间、Si2和So2之间、Si3和So3之间存在相位差
Figure G2007800200608D00061
偏移信号的再生是基于两个组合子功能的:重构和移位。以下,当再生使用可编程延迟电路时,将参照图2到6给出这两个子功能的详细描述,此外当再生使用PWM模块时,将参照图7、8和9给出这两个子功能的详细描述。 
不同相二进制信号So1、So2、So3的重构依赖于同步二进制信号Si1、Si2、Si3的周期的精确测量。 
为此,考虑优选地被限制为具有0.5的占空比的并且彼此之间相差额定相角Φ=360/N的N个输入信号的事实,如图2所示,由可编程延迟电路TIMERM来测量两个连续沿,即下降和上升沿1,2;4,5;7,6、或上升沿和下降沿3,4之间的时间间隔ΔTpn就够了,该可编程延迟电路的测量增量频率FTIMERM是预定的。 
时间间隔ΔTpn的定时器的时间单位值,也就是说由定时器TIMERM计数的结果VΔTpn为: 
VΔTpn=ΔTpn*FTIMER 
那么,同步信号Si1、Si2、Si3的周期ΔTtotal在时间Tn时为: 
ΔTtotal=Np*ΔTpn 
或者以定时器TIMERM的时间为单位,为: 
VΔTtotal=Np*VΔTpn 
Np是信号Si1、Si2、Si3的每个电周期的沿数,也就是说Np=2*N。 
加载到与不同相信号So1、So2、So3的每一个相关的可编程延迟电路的寄存器中的值将会以已知方式使得能够再生出具有与输入同步信号Si1、Si2、Si3的周期相等的周期的脉冲。 
但是,由于该基本方法会导致显著的转变延迟和剧烈的抖动,这将会限制该方法在低频同步信号Si1、Si2、Si3中的应用,因此不使用该方法。 
仅使用在时间Tn时的沿间值VΔTpn来产生不同相二进制信号So1、So2、So3的上升沿和下降沿,另外考虑不同相设置值,如参照图3a、3b和3c所说明的。 
对于同步信号Si1,存在相关的可编程延迟电路TIMER1,其具有下述特性: 
-在“输出比较”模式下,延迟电路TIMER1被增加到物理输出线 OUTPIN1中(这就是说,该电路连续比较其计数值与参考值,并且根据该结果执行预先编程的指令); 
-延迟ΔT1之后的未来转变H->L或L->H的电平被编程(按惯例,H表示逻辑高电平,L表示逻辑低电平,也即英语中“高”和“低”的首字母); 
-可以在编程周期结束前的任何时间处强迫执行该转变。 
相同的描述适用于与其它同步信号Si1、Si2、Si3有关的可编程延迟电路(下文将一致认为,提及的适用于“当前”同步二进制信号或“当前”不同相二进制信号的信号Si1或So1,也就是同步二进制信号Si1、Si2、Si3中的任意一个或不同相二进制信号So1、So2、So3中的任意一个)。 
该配置使得能够避免使用中断并且因此优化CPU负载,由于TIMER1上的电平转变将由该部件在编程周期结束时来管理。 
可替换地,根据需要,可编程延迟电路TIMER1可在“中断”模式下被配置。 
在后一种工作模式下,与TIMER1有关的中断在延迟ΔT1之后调用中断例程:电平转变H->L或L->H然后通过直接存取与TIMER1有关的输出线OUTPIN1的状态寄存器而发生。直接存取OUTPIN1可以在任何时候发生,以便强迫得到期望的电平。 
当前定时器TIMER1的工作模式已被编程,配置其时基以使得当前增量频率FTIMER1等于用于测量信号Si1、Si2、Si3的周期的定时器TIMERM的测量增量频率FTIMERM。 
不同相二进制信号So1的产生依赖于下述步骤: 
-在时间tn时获得沿间值VΔTpn; 
-考虑从0°到360°的范围,将Si1和要被产生的信号So1之间的延迟
Figure G2007800200608D00071
表示为
Figure G2007800200608D00072
-对于Si1、Si2、Si3的每个沿1-7,计算VΔT1,该值被加载到TIMER1中,以根据ΔTpn和延迟
Figure G2007800200608D00073
产生延迟ΔT1; 
-通过宏指令CLEAR_NEXT_T1或SET_NEXT_T1,定时器TIMER1被配置为分别用于从高电平到低电平的转变、或者从低电平到高电平的转变。 
当计数器TIMER1达到加载到其比较寄存器的当前值VΔT1时,该转变发生。当前值VΔT1与相对于参考沿产生的延迟ΔT1对应,是初始相位角
Figure G2007800200608D0007104204QIETU
的初始沿5和参考相位角
Figure G2007800200608D0007104214QIETU
的参考沿4、5、7之间的相位角的 差。 
延迟ΔT1的当前值VΔT1计算如下: 
Figure G2007800200608D00082
Figure G2007800200608D00083
Figure G2007800200608D0008104245QIETU
图3a、3b和3c示出了对于
Figure G2007800200608D00085
的三个范围的值计算
Figure G2007800200608D0008104302QIETU
的三个值的示例(设信号Si1的初始沿为
Figure G2007800200608D00087
)。 
在每种情况下,从在不同相二进制信号So1的要被重构的沿8之前的所有同步信号Si1、Si2、Si3的沿1-7中选择的参考沿4、5、7是最靠近要获得的转变8的沿4、5、7,也就是说其电平切换延迟VΔT1是最小的。 
图3a示出了对于
Figure G2007800200608D00088
Si2的下降沿4作为参考沿4。在这种情况下: 
Figure G2007800200608D00089
图3b示出了对于
Figure G2007800200608D000811
,参考沿5和初始沿5与Si1的上升沿5合并。在这种情况下: 
Figure G2007800200608D000812
图3c示出了对于
Figure G2007800200608D000814
Si3的下降沿作为参考沿7。在这种情况下: 
Figure G2007800200608D000815
且 
一般来说,根据
Figure G2007800200608D000817
来选择参考沿4、5、7,以便在其中测量ΔTpn可用的时间tn和输出线OUTPIN1上的编程的沿的出现之间具有最小的延迟。 
当输入信号Si1、Si2和Si3的频率增加时,测量到的周期ΔTpn减小,因此Si1、Si2或Si3的下一沿9可以落在时间Tp提供的沿10之前以及在已被编程的延迟VΔT1结束之前,如图4所示。 
在所有情况下,在时间ΔTpn编程的任何转变都被例行地强迫到时间ΔTpn+1。 
图4清楚地示出Si1的上升沿9在预期时间Tp之前的时间tn+3发生、而且处于在时间tn+3测量以及在定时器TIMER1中编程的延迟VΔT1n结束 之前。在重新计算新的值VΔT1n+3之前,宏指令FORCE_TIMER1强迫执行已在时间tn处编程的转变11,其将考虑新的频率值。 
图5详细说明了根据本发明的根据在Si1、Si2和Si3的每个沿上信号So1的构建的步骤。 
通常,在此图中,特别是在相位差角
Figure G2007800200608D00092
为0°到30°的情况下建立的时序图中,编程的沿用矢量12、13来表示,其对参考沿14、15的附加用另外的矢量16、17来表示,矢量16、17的起点用点标记出,其变化范围用黑体线的双箭头18、19来表示。 
电平的连续关系使得能够获得Si1的偏移了
Figure G2007800200608D00093
的映像信号So1,如图6所示(沿的表示方法与图5的相同)。 
应用于Si1、Si2和Si3以便获得So1的根据本发明的方法用于产生两个信号So2和So3: 
-Si2、Si3和Si1分别用于重新产生So2; 
-Si3和Si1和Si2分别用于重新产生So3。 
依照根据本发明的方法的变型,由PWM模块来提供重构不同相二进制信号So1、So2和So3的子功能,而不是由可编程延迟电路TIMER1的编程来单独提供。 
在下面的段落中,将参照图7、8和9给出重构信号So1的步骤的描述(对于产生So2和So3可以采用相同的步骤): 
-外围PWM将被配置为使得其产生如图7所示的信号Spwm1,其具有初始下降沿20; 
-该模块的内部可编程计数器TIMERPWM1的时基被配置为使得: 
FPWM=FTIMERM/Np 
FPWM是计数器TIMERpwm1的以Hz为单位的计数频率,FTIMERM是用于测量时间间隔ΔTpn的测量延迟电路TIMERM的以Hz为单位的测量增量频率; 
-计数器TIMERPWM1从0开始计数,一直到在占空比的寄存器REGDUTYpwm1中编程的中间值VDUTYpwm1,并且当其达到此值时,信号Spwm1改变状态,产生上升沿21; 
-当计数器达到在周期的配置寄存器REGPERpwm1中编程的最终值VPERpwm1时,信号Spwm1再次改变状态,产生下降沿22;
-在时间tn时获得VΔTpn,其是在信号Si1、Si2或Si3的每个沿上可用的最后沿间值,模块PWM的寄存器被重新配置使得: 
REGPERpwm1=VΔTpn 
REGDUTYpwm1=VΔTpn/2 
如图8所示,结果是信号Spwm1,其与Si1具有相同的周期PERpwm1和相同的占空比,但是其相位相差了角度
Figure G2007800200608D0010104415QIETU
,该角度
Figure G2007800200608D0010104423QIETU
取决于模块PWM的激活的时间23。 
由于在该变型中通过模块PWM来实现So1的重构子功能,因此信号Spwm1的偏移的确定被以基本的方法实现。 
对于Si1、Si2和Si3的每个沿,计算当前值VΔT1=VΔTpn*(
Figure G2007800200608D00103
)并将其加载到延迟电路TIMER1的寄存器中,以便根据时间间隔ΔTpn和控制相位差角
Figure G2007800200608D00104
来产生电平切换延迟ΔT1。 
每当计数达到加载到其比较寄存器中的值VΔT1时,发生与定时器TIMER1有关的中断INT1,该中断触发模块PWM调用重构例程,其: 
-禁止与TIMER1有关的中断INT1; 
-将计数器TIMERpwm1重置为0; 
-产生不同相二进制信号So1的周期PERpwm1; 
-确认中断INT1,以便将来激活。 
图9清楚地示出了用于通过重构和偏移信号Spwm1来重新产生二进制信号Si1所执行的操作序列。 
在由关在Si3上选择的合适的参考23计算的切换延迟ΔT1的当前值VΔT1结束时,与Si1相关的延迟电路TIMER1停止24。在同一时间25由此事件产生的中断INT1触发信号Spwm1的重构。 
根据本发明的方法已在Motorola制造的为MC9S12DG128的16位微控制器对象上实现。 
这就是部件26,其总结构如图10和11所示,其包括: 
-中央处理单元27,其中内部总线的内部时钟频率Fbus优选地为20MHz; 
-“快闪”型非易失性存储器28,优选地为128千字节; 
-RAM存储器29,优选地具有8千字节的容量(RAM是“Random AccessMemory”的英文首字母缩写,也就是“随机存取存储器”);
-I/O端口30,根据它们的配置,其输入能够触发上升沿或下降沿上的中断,或者两者均可(I/O是指英文中的多输入/多输出“inputs/outputs”,单输入/单输出“input/output”); 
-ECT外围31(ECT是“Enhanced Capture Timer”的英文首字母缩写,也就是“增强俘获定时器”); 
-PWM外围32; 
-CAN接口33(CAN是“Controller Area Network”的英文首字母缩写,也就是“控制器局域网”); 
-JTAG接口(JTAG是“Joint Test Action Group”的英文首字母缩写,也就是“联合测试动作组”),用于根据IEEE1149.1进行编程和调试。 
在根据本基本发明的方法中,作为其一个变型,沿间值VΔTpn的确定可以由在ECT模块中可用的辅助递减计数器34 MDC1(模数递减计数器)来提供,并且与Si1、Si2和Si3的输入相结合地使用。 
为此,与MDC1相关的预除法器被配置为使得具有与ECT模块31的主计数器的频率FpredPC1相等的递减计数频率FpredMDC1。 
在Si1、Si2或Si3的每个上升沿或下降沿,产生中断。在再一次将递减计数器MDC1设置为最大值0xFFFF之前,最大值0xFFFF和递减计数器MDC1的瞬时值之间的差被保存在变量VΔTpn中。 
根据本发明的基本版本的方法的下述步骤的实现是基于ECT外围的16位主计数器PC1的使用,并且基于用于配置由时钟频率推导出的增量频率的上游预除法器。 
主计数器PC1的三个通道Ch3、Ch4和Ch535、36和37分别用于信号So1、So2和So3的重构。采用下述配置: 
-PC1的预除法器被配置为其输出的频率为FpredPC1=Fbus/16,也就是优选地为1.25MHz; 
-Ch3、Ch4和Ch5被配置在“输出比较”模式,其禁止中断; 
-宏指令CLEAR_NEXT_OUTPUT_Tn在输出(n)上配置未来的下降转变; 
-宏指令SET_NEXT_OUTPUT_Tn在输出(n)上配置未来的上升转变; 
-宏指令FORCE_COMPARE_Tn用于在初始编程的周期消逝之前强迫执行输出(n)上的上升或下降异步转变。
在Si1、Si2或Si3的每个上升沿或下降沿时产生中断。通过读取相关输入的状态来识别引起中断的信号(Si1、Si2和Si3中的Sin)和转变的性质(上升或下降),根据偏移值
Figure G2007800200608D00121
来计算值VΔTn,如前所述。 
根据Sin和转变的性质,值VΔTn被分配给相应的寄存器TCn。 
优选地经由CAN总线38将偏移值发送到微控制器26的专用接口33。应用程序接收位于0到360°之间的与变量
Figure G2007800200608D00122
对应的16位信息,并应用-180°到180°之间的真实偏移
Figure G2007800200608D00123
使用微控制器26的PWM外围32的、根据本发明的方法的变型的实现是通过在可用的八个PWM通道的三个39、40、41上对相应的算法进行编程来完成,并不存在任何特别的困难。 
如上所述的方法和设备特别用来产生具有热机的机动车的可逆多相电机(称为交流发电机起动器)的控制信号。 
由根据本发明的方法和设备带来的转变次数和抖动的减少形成优势的另一个应用领域自然是电子点火领域,电子点火需要产生遵循延迟曲线的点火脉冲以进行点火,点火越精确,引擎的速度上升的越快。 
根据本发明的方法在特定类型的微控制器26(限于三个信号Si1、Si2、Si3)上的实现仅仅作为示例给出。本领域技术人员将会毫无困难地将所述算法应用于任意数量的相位的其它可编程部件,例如与存储器相关的微处理器或者FPGA(FPGA是“Field Programmable Gate Array”的英文首字母缩写,也就是“现场可编程门阵列”)。 
不用说,本发明不仅仅限于上述优选实施例。相反,本发明涵盖在下述权利要求书的目标限制之内的所有可能的变化实施例。

Claims (11)

1.一种产生相对于一组具有相同的可变周期(ΔTtotal)的同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)中的至少一个同步二进制信号具有连续可变的控制相位差角
Figure FSB00000680819900011
的不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其中同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)是从三相电机的转子的位置处的三个传感器产生的同步二进制信号,该方法是这种类型的,其包括:通过至少根据该控制相位差角
Figure FSB00000680819900012
至少由该同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)的同步沿即上升沿(2,3,5,6)或下降沿(1,4,7)来计算至少一个电平切换延迟(ΔT1),从而产生所述不同相信号(So1,So2,So3)的上升沿(8)和下降沿(12),其特征在于:从该同步沿(1-7)中选择至少一个参考沿(4,5,7)以使得所述延迟(ΔT1)最小。
2.根据权利要求1所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:该不同相信号(So1,So2,So3)的数目和该同步信号(Si1,Si2,Si3)的数目等于预定相数,并且该同步信号(Si1,Si2,Si3)具有等于0.5的占空比,并且彼此之间是不同相的,相差为度数等于360°除以所述相数的额定相位差角
Figure FSB00000680819900013
测量所述连续同步沿(1-7)中的两个之间的时间间隔(ΔTpn),这两个同步沿中一个是上升沿,一个下降沿。
3.根据权利要求2所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:对于所述同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)中的当前同步二进制信号(Si1,Si2,Si3),通过下面等式来计算所述延迟(ΔT1),以便产生相关的当前不同相二进制信号(So1)的相应沿(8,12):
其中:
-ΔTpn是所述时间间隔;
Figure FSB00000680819900015
是在-180°到+180°之间的所述控制相位角;
Figure FSB00000680819900016
是所述当前同步二进制信号的初始相位角
Figure FSB00000680819900017
的初始沿和从同步信号(Si1,Si2,Si3)中选择出的参考同步二进制信号的参考相位角
Figure FSB00000680819900018
的所述参考沿(4,5,7)之间的相位差其以度数表示;
-Np等于相数的两倍。
4.根据权利要求2所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:所述时间间隔(ΔTpn)的沿间值(VΔTpn)是由借助可编程测量延迟电路(TIMERM,34)的计数而产生的,该可编程测量延迟电路与该同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)相关,并具有预定的测量增量频率(FTIMERM)。
5.根据权利要求4所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:对于所述同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)中的当前同步二进制信号(Si1),通过下面等式来计算所述延迟(ΔT1)的当前值(VΔT1),以便产生相关的当前不同相二进制信号(So1)的相应沿(8,12):
Figure FSB00000680819900021
其中:
-VΔTpn是所述沿间值;
Figure FSB00000680819900022
是在-180°到+180°之间的所述控制相位角;
Figure FSB00000680819900023
是所述当前同步二进制信号(Si1)的初始相位角
Figure FSB00000680819900024
的初始沿(5)和从所述同步信号(Si1,Si2,Si3)中选择出的参考同步二进制信号的参考相位角的所述参考沿(4,5,7)之间的相位差
Figure FSB00000680819900026
其以度数表示;
-Np等于相数的两倍。
6.根据权利要求5所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:其包括下述步骤:
-使得与所述当前二进制同步信号(Si1)相关的当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)的当前增量频率(FTIMER1)等于所述测量增量频率(FTIMERM);
-当前输出线与所述当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)相关;
-将所述延迟(ΔT1)的当前值(VΔT1)加载到所述当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)中;
-配置该当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)以使得当所述当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)的当前计数器达到所述当前值(VΔT1)时,所述当前输出线完成从高电平到低电平的第一转变、或者从低电平到高电平的第二转变;
-通过所述当前输出线来产生所述当前不同相二进制信号(So1)。
7.根据权利要求5所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的方法,其特征在于:其包括下述步骤:
-使得与所述当前二进制同步信号(Si1)相关的当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)的当前增量频率(FTIMER1)等于所述测量增量频率(FTIMERM);
-将所述切换延迟(ΔT1)的当前值(VΔT1)加载到该当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)中;
-在每次达到所述当前值(VΔT1)时,激活与所述当前可编程延迟电路(TIMER1,35,36,37)相关的当前中断(INT1);
-使得当前可编程脉宽调制模块(PWM1,39、40、41)的当前可编程计数器(TIMERPWM1)的当前计数频率(FPMW)等于该测量增量频率(FTIMERM)除以两倍的相数;
-当前输出线与所述当前可编程脉宽调制模块(PWM1,39、40,41)相关;
-将所述当前可编程脉宽调制模块(PWM1,39,40,41)的当前周期寄存器(REGPERpwm1)和当前占空比寄存器(REGDUTYpwm1)分别加载有所述沿间值(VΔTpn)和所述沿间值(VΔTpn)的一半;
-配置所述当前可编程脉宽调制模块(PWM1,39,40,41)以使得在所述当前中断(INT1)的每次触发时,当所述当前可编程计数器(TIMERPWM1)达到包含在该当前占空比寄存器(REGDUTYpwm1)中的当前中间值(VDUTYpwm1)时,所述当前输出线完成从高电平到低电平的初始转变及接着从低电平到高电平的第一转变,并且当所述当前可编程计数器(TIMERPWM1)达到包含在该当前周期寄存器(REGPERpwm1)中的当前最终值(VPERpwm1)时,该当前输出线最终完成从高电平到低电平的第二转变;
-通过所述当前输出线来产生所述当前不同相二进制信号(So1)。
8.一种产生相对于一组同步二进制信号(Si1,Si2,Si3)中的至少一个同步二进制信号具有连续可变的控制相位差角
Figure FSB00000680819900031
的不同相二进制信号(So1,So2,So3)的设备,该设备使用根据前述权利要求1到7中的任一权利要求所述的方法产生不同相二进制信号(So1,So2,So3),该设备是这种类型的,其包括微处理器(26)或微控制器,该微处理器或微控制器包括:
-至少一个中央处理单元(27);
-至少一个易失性存储器(29)和/或至少一个非易失性存储器(28);
-至少一个可编程延迟电路(34,35,36,37);
-至少一个输入端口(3)。
9.根据权利要求8所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的设备,其特征在于:该设备还包括至少一个可编程脉宽调制模块(39,40,41)。
10.根据权利要求8或9所述的产生不同相二进制信号(So1,So2,So3)的设备,其特征在于:该设备还包括接收代表所述控制相位角
Figure FSB00000680819900041
的信号的串行接口(33),所述接口(33)提供与CAN型的车载网络(38)的连接。
11.根据前述权利要求1到7中任一权利要求所述的方法或根据权利要求8到10中任一权利要求所述的设备在车辆上安装的多相电机的控制循环中的应用。
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