检测磁环位置指示器的方位的方法技术

磁指示环具有磁域之间的一组边界。识别这些边界中的一些或全部。测量和记录要识别的边界之间的角宽度的一组参考测量值。接着，测量那些边界之间的宽度的第二组测量值，并且这些宽度与参考组进行匹配。对宽度进行匹配，识别出边界中的哪些是来自参考组的边界。这使得相对于那些边界记录的其他数据能够被使用。例如，其他数据可能是用于驱动增压器中的压缩机轮的开关磁阻电动机中的边界之间的偏移，以及转子的位置。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及磁环指示器的检测。
技术介绍
一些电动机，例如，开关磁阻电动机，的控制电路需要确定转子在旋转时的位置(即，方位)以致驱动电动机的线圈可以在合适的时候通电。以下将描述开关磁阻电动机的操作来说明这一点。在图1A、1B和2到4中展示了典型的开关磁阻电动机。这个例子具有在定子1上的六个，优选地，均匀间隔的极2和在转子4上的四个，优选地，均匀间隔的极3的组合。在这个例子中，定子的极从定子环5向内突出，该环在定子极之间提供低磁阻材料的路径。转子由十字形的叠片堆叠形成，并且由低磁阻材料形成。因此，由于将变得显而易见的原因，每个转子极均通过低磁阻路径连接到直径上对置的转子极。因此，如所标记的，极U通过低磁阻路径连接到极U’，并且极V通过低磁阻路径连接到V’。定子的每个极均缠绕有线圈6，这些线圈成对排布，每对包括位于穿过定子的旋转轴的各直径的相反的两端的线圈。因此在这种情况下，如所标记的，这些对为线圈AA’、BB’和CC’。在同一时间用来自电动机控制电路10的电流(图5)对一对的线圈通电，并且在某种意义上使得一个提供朝向旋转轴的磁场，一个提供远离该轴的磁场。在图中，在线圈上的箭头表示在纸平面的上方的线圈中的电流的方向，虚线箭头表示磁通量。由通电的线圈产生的磁通量和它们各自的极一起通常沿着它们之间的直径排布，接着沿着定子环(在圆周方向上)到达该对的另一个通电线圈。转子改变在通电的一对定子极之间的空间中的磁场线分布。沿通电的一对定子极之间的直径对齐的转子的直径上对置的一对极所处的转子位置，对于包含了在该对齐的转子极之间的转子的磁路，为具有最小磁阻转子的位置。在于1B中展示了对齐在定子极A和A’之间的转子极U和U’的例子。因此，这样的位置是磁能最小的位置。在未对齐位置，例如，如图1A中，磁通量仍然沿着转子的极之间的低磁阻路径流动，因此该通量从定子的通电的极之间的直径转移，结果是它不得不跨过转子和定子极之间更大的空气间隙，增大磁路的磁阻和磁能。因此，如果转子没有对齐，那么在其上存在转矩，牵引其朝向对齐的位置。在运行转速，通过对定子线圈对依次充电以牵引转子的极朝向旋转方向来驱动电动机。因此，当例如，转子处在图1A的位置中，并且转子顺时针旋转，以致转子极U和U’接近定子极A和A’时，A和A’的线圈被通电使得U和U’朝向A和A’牵引。当到达U和U’与线圈A和A’对齐的图1B的位置时，A和A’被关闭(图2)，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到A和A’。这时候，转子极V和V’也接近线圈B和B’的定子极，因此B和B’被通电(图2)从而朝向B和B’在顺时针方向上向前牵引转子极V和V’。当到达V和V’与线圈B和B’对齐的图3的位置时，B和B’被关闭，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到B和B’。这时候，转子极U’和U接近线圈C和C’的定子极，因此线圈C和C’被通电从而朝向C和C’在顺时针方向上向前牵引转子极U’和U。当到达U和U’与C和V’对齐的图4的位置时，线圈C和C’被关闭，使得转子可以继续旋转，而不会减慢或牵引回到C和C’。这时候，转子极V’和V接近定子极A和A’，因此线圈A和A’被通电从而朝向A和A’在顺时针方向上向前牵引转子极V’和V。当V’和V到达A和A’时，转子已经转动90°，因此，由于转子具有四折旋转对称，其实际上处于图2所示的相同位置，因此重复对线圈B和B’，接着对C和C’，然后对A和A’的通电的循环，从而推进定子到下一个90°，依此类推。在本领域众所周知的，在转子旋转的特定角度关闭或接通线圈，例如，响应由霍尔效应传感器产生的信号，该霍尔效应传感器应对由安装在转子柄上的磁环提供的改变的磁场。图5展示的定子具有安装在电动机1的转子柄5上的磁传感器环50，该传感器环随着该柄，并因此随着该转子旋转。该传感器环沿着该柄放置，与转子有一定距离，从而避免与电动机自身的磁干扰(由于视图是沿着柄的轴，因此该距离在图中不明显)。该环按照八个扇区被径向磁化，每个扇区以相反的方向磁化。三个霍尔效应传感器51、53、55安装在环50的短距离外，并且相对定子静止。这些传感器环沿着环的圆周的一段分布，在圆周方向上彼此逐步间隔30°。这种组合意味着环的每个N到S的边界(其不同于从S到N的边界的传感器)每隔转子和环的旋转的30°依次穿过传感器，并且接着在90°之后，下一个N-S边界间隔30°再次以相同的顺序穿过它们，依此类推。每次N-S边界穿过传感器51、53、55时，它相关的信号调节电子器件在那时在相应的导体上产生相应的脉冲信号52、54、56(图6)。图6展示了用于电动机的典型控制电路10。该电路包括在电源20上并联连接的定子线圈对。通过闭合开关21和22对彼此并联连接的线圈A和A’通电，并且类似地，通过闭合开关23和24对线圈B和B’通电，通过闭合开关25和26对线圈C和C’通电。这些开关是由控制电路10操作的，当要对线圈通电时，控制电路10闭合开关。线圈A和A’由其共用的一对开关21和22操作(类似地，每个线圈对B和B’和C和C’具有其自己的共用开关对)，这足以提供上述线圈通电的模式。开关21到26作为，例如，FET或IGBT晶体管提供。由霍尔效应传感器检测转子的位置，有关该位置的信号被传送到控制电路10，控制电路10使用根据该信号确定的位置来确定开关21到26的操作的时序。基本上，开关控制器27响应分别来自霍尔效应传感器51、53、55的脉冲，分别为线圈AA’、BB’和CC’的通电安排时间。然而，控制电路10在许多其他阶段处理来自霍尔效应传感器的信号52、54、56，形成控制回路。信号52、54、56的使用如下。速度估计器32使用脉冲之间的时间来估计转子的角速度以提供转子速度信号33。控制回路设计为控制电动机的速度由输入信号——速度命令信号35设定，减法器36形成速度命令信号和转子速度信号之间的差值，从而形成速度误差信号37。回路控制器38，例如在这种情况下的比例-积分控制器，使用这个信号来调节电动机的转矩命令39。由电动机施加的转矩和该电动机的稳态速度之间的关系通常单调递增。因此，如果速度误差表明发动机运行得比需要的慢，那么控制器38增大命令的转矩，而如果速度误差表明发动机运行得比命令的快，那么控制器38减小命令的转矩。控制器38还过滤绕控制回路传播的信号以便使回路响应变平滑。电动机1当然不直接受转矩命令的控制，转矩命令39转换为电动机的开关的控制角度42。这些角度为电动机的开关操作所处的转子的角度，特别是线圈对接通所处的角度、允许线圈对为“自由轮”的角度，以及线圈对关闭所处的角度。开关控制器27根据相关的脉冲52、54或56的时间和由转子速度信号33分发的角度42估计要操作开关的时间。为了接通线圈，该线圈相关的两个开关都要接通(对于线圈AA’为开关21和22)。在自由轮模式中，将线圈连接至正极的开关(例如，21)被断开，但是电流继续通过二极管循环，在截止角，两个开关都被断开，在线圈中的电流通过另一标记的二极管传递到地，在开关断开之后的短时间内消失。(可选地，对于自由轮模式，可能替代地断开将线圈连接至负极的开关的开关连接，电流继续流过该对的线圈和标记的另一个二极管。在自由轮模式中断开的两个开关可以依次本文档来自技高网...

【技术保护点】
为具有在不同磁化的扇区之间的一组边界的磁环指示器识别该组的多个边界中的所述边界的方法，包括：在控制电路中为所述多个边界提供所述多个边界中的相邻边界之间的角宽度的多个第一测量值；转动所述磁环指示器，以致传感器向所述控制电路指示在所述传感器处所述多个边界的边界发生；所述控制电路根据指示的所述边界发生，计算出所述多个边界中的相邻边界之间的所述角宽度的多个第二测量值，并且使所述多个第一测量值的所述角宽度与所述多个第二测量值的所述角宽度匹配，以提供所述匹配的指示。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2013.12.27 GB 1323078.41.为具有在不同磁化的扇区之间的一组边界的磁环指示器识别该组的多个边界中的所述边界的方法，包括：在控制电路中为所述多个边界提供所述多个边界中的相邻边界之间的角宽度的多个第一测量值；转动所述磁环指示器，以致传感器向所述控制电路指示在所述传感器处所述多个边界的边界发生；所述控制电路根据指示的所述边界发生，计算出所述多个边界中的相邻边界之间的所述角宽度的多个第二测量值，并且使所述多个第一测量值的所述角宽度与所述多个第二测量值的所述角宽度匹配，以提供所述匹配的指示。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个边界是在所述磁指示环的不同磁化的扇区之间的全部边界。3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述多个边界是所述磁环指示器的不同磁化的扇区之间的具有特定类型的边界。4.根据权利要求3所述的方法，所述特定类型的边界是北磁化到南磁化边界或南磁化到北磁化边界中的一个。5.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述控制电路根据指示的所述边界发生的次数计算所述角宽度。6.根据以上任意一项权利要求所述的方法，其特征在于，所述匹配是通过由所述电路一次或多次执行以下步骤而执行的：在提供的所述角宽度和计算出的所述角宽度之间选择新的对准偏移；根据选择的所述对准偏移，将提供的所述角宽度中的每一...

【专利技术属性】
技术研发人员：卡迈勒·布亚拉加，多米尼克·杜普伊斯，
申请(专利权)人：法雷奥空气管理英国有限公司，
类型：发明
国别省市：英国;GB