用于检测有刷直流电机的转速的系统和方法技术方案

本发明专利技术公开了一种用于检测有刷直流电机的转速的系统，其包括：信号处理模块，信号处理模块将有刷直流电机的绕组电流信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同；转速获取模块，转速获取模块根据整形信号获取有刷直流电机的转速。本发明专利技术还公开了一种用于检测有刷直流电机的转速的方法。本发明专利技术中，不采用转速传感器而是基于有刷直流电机的绕组电流获得有刷直流电机的转速，从而实现了对有刷直流电机实时转速的直接检测，克服了传统技术中转速传感器安装难度大、在液体环境中的安全性和可靠性差以及价格昂贵的缺点。

System and Method for Measuring the Speed of Brush DC Motor

The invention discloses a system for detecting the speed of a brush DC motor, which includes: signal processing module, which converts the winding current signal of the brush DC motor into regular and periodic shaping signal, the frequency of the shaping signal is the same as that of the commutation current pulsation signal; speed acquisition module, which is obtained according to the shaping signal. Take the speed of the brush DC motor. The invention also discloses a method for detecting the speed of a brush DC motor. In the invention, the speed sensor is not used, but the speed of the brush DC motor is obtained based on the winding current of the brush DC motor, thus realizing the direct detection of the real-time speed of the brush DC motor, and overcoming the disadvantages of difficult installation of the speed sensor in traditional technology, poor safety and reliability in liquid environment and expensive price.

【技术实现步骤摘要】
用于检测有刷直流电机的转速的系统和方法
本专利技术涉及车辆
，尤其涉及一种用于检测有刷直流电机的转速的系统和方法。
技术介绍
用于车辆的典型的按需供油系统由控制器、油泵(例如使用了有刷直流电机的油泵)、压力传感器及发动机构成。由于压力传感器价格昂贵，为了节约成本可采用无压力传感器的开环油压控制系统。但是，受电压、油泵磨损、温度等因素影响，这种开环控制系统中油泵的供油压力公差较大。考虑到油泵的结构以及在其工作过程中发生的能量转化，在控制精度满足需求的前提下，可以采用基于转速的开环压力控制，那么首先需要得油泵(即油泵中的有刷直流电机)的实时转速。现有技术中采用转速传感器检测有刷直流电机的转速。然而，现有技术中采用转速传感器检测有刷直流电机的转速的技术方案具有如下缺点：为密封的有刷直流电机安装转速传感器的难度大；油泵工作在汽油或柴油环境中，这种液体工作环境会影响转速传感器的安全性和可靠性；并且，转速传感器价格昂贵。
技术实现思路
本专利技术的出发点在于，不采用转速传感器而是基于有刷直流电机的绕组电流获得有刷直流电机的转速，从而实现对有刷直流电机转速的检测。本专利技术的实施例提供了一种用于检测有刷直流电机的转速的系统，所述系统包括：信号处理模块，所述信号处理模块基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同；转速获取模块，所述转速获取模块根据所述整形信号获取有刷直流电机的转速。可选的，所述整形信号为方波信号。可选的，所述系统还包括转速检测条件判断模块和死区控制模块，所述转速检测条件判断模块判断是否满足转速检测条件，若满足转速检测条件，则所述死区控制模块将转速获取模块获取的转速作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出，若不满足转速检测条件，则所述死区控制模块以0作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出。可选的，转速检测条件为：有刷直流电机的绕组电流≥电流阈值且有刷直流电机的电压≥电压阈值。可选的，所述信号处理模块包括：滤波单元，所述滤波单元对绕组电流信号进行滤波，以获得换向电流脉动信号；微分计算单元，所述微分计算单元对换向电流脉动信号进行微分运算以获得换向电流脉动信号的斜率信号；信号整形单元，所述信号整形单元将所述斜率信号转变为所述整形信号。可选的，所述转速获取模块包括：周期计算单元，所述周期计算单元计算所述整形信号的周期；转速换算单元，所述转速换算单元将所述整形信号的周期换算为有刷直流电机的转速。本专利技术的实施例还提供了一种用于检测有刷直流电机的转速的方法，所述方法包括：基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同；根据所述整形信号获取有刷直流电机的转速。可选的，所述整形信号为方波信号。可选的，所述方法还包括：判断是否满足转速检测条件，若满足转速检测条件，则将获取的转速作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出，若不满足转速检测条件，则以0作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出。可选的，转速检测条件为：有刷直流电机的绕组电流≥电流阈值且有刷直流电机的电压≥电压阈值。可选的，基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号包括：对有刷直流电机的绕组电流信号进行滤波，以获得换向电流脉动信号；对换向电流脉动信号进行微分运算以获得换向电流脉动信号的斜率信号；将所述斜率信号转变为所述整形信号。可选的，根据整形信号获取有刷直流电机的转速包括：计算所述整形信号的周期；将所述整形信号的周期换算为有刷直流电机的转速。本专利技术的实施例的用于检测有刷直流电机的转速的系统和方法至少具有以下优点：由于不采用转速传感器而是基于有刷直流电机的绕组电流获得有刷直流电机的转速，从而实现了对有刷直流电机实时转速的直接检测，克服了传统技术中转速传感器安装难度大、在液体环境中的安全性和可靠性差以及价格昂贵的缺点。附图说明下文将参考附图进一步描述本专利技术的实施例，在附图中：图1-2示出了根据本专利技术的第一具体实施方式的用于检测有刷直流电机的转速的系统的示意图；图3-7示出了根据本专利技术的第二具体实施方式的用于检测用于油泵的有刷直流电机的转速的系统的示意图；图8示出了根据本专利技术的第三具体实施方式的用于检测用于油泵的有刷直流电机的转速的方法流程图。具体实施方式下面将参照附图并通过实施例来描述根据本专利技术的用于检测有刷直流电机的转速的系统和方法。在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属
的技术人员更全面地了解本专利技术。但是，对于所属
内的技术人员明显的是，本专利技术的实现可不具有这些具体细节中的一些。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本专利技术，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方法、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。图1-2示出了根据本专利技术的第一具体实施方式的用于检测有刷直流电机的转速的系统的示意图。如图1中所示，用于检测有刷直流电机的转速的系统包括信号处理模块10和转速获取模块20。信号处理模块10基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同。转速获取模块20根据整形信号获取有刷直流电机的转速。整形信号可以为任何类型的规则的周期性的信号，整形信号可以为方波信号、脉冲波、三角波或锯齿波等，进而以跳变沿触发或阈值触发执行转速获取模块。整形信号优选可以为方波信号。信号处理模块10包括滤波单元101、微分计算单元102和信号整形单元103。滤波单元101对有刷直流电机的绕组电流信号进行滤波，以获得换向电流脉动信号。微分计算单元102对换向电流脉动信号进行微分运算以获得换向电流脉动信号的斜率信号。信号整形单元103，信号整形单元103将斜率信号转变为整形信号。转速获取模块20包括周期计算单元201和转速换算单元202。周期计算单元201计算整形信号的周期。转速换算单元202将整形信号的周期换算为有刷直流电机的转速。如图2中所示，在图1示出的用于检测有刷直流电机的转速的系统的基础上，还设置有转速检测条件判断模块30和死区控制模块40。转速检测条件判断模块30判断是否满足转速检测条件，若满足转速检测条件，则死区控制模块40将转速获取模块20获取的转速作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出，若不满足转速检测条件，则死区控制模块40以0作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出。转速检测条件可以为：有刷直流电机的绕组电流≥电流阈值且有刷直流电机的电压≥电压阈值。图3-7示出了根据本专利技术的第二具体实施方式的用于检测用于油泵的有刷直流电机的转速的系统的示意图。其中，图4、5、6和7分别示出了用于检测有刷直流电机的转速的系统的转速检测条件判断模块、信号处理模块、转速获取模块和死区控制模块的具体结构。如图3所示，用于检测有刷直流电机的转速的系统包括转速检测条件判断模块、信号处理模块、转速获取模块和死区控制模块。在转速检测过程中，系统实时获取用于油泵本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于检测有刷直流电机的转速的系统，其特征在于，所述系统包括：信号处理模块，所述信号处理模块基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同；转速获取模块，所述转速获取模块根据所述整形信号获取有刷直流电机的转速。

【技术特征摘要】
1.一种用于检测有刷直流电机的转速的系统，其特征在于，所述系统包括：信号处理模块，所述信号处理模块基于有刷直流电机的绕组电流信号获取换向电流脉动信号并且将换向电流脉动信号转化为规则的、周期性的整形信号，所述整形信号的频率与换向电流脉动信号的频率相同；转速获取模块，所述转速获取模块根据所述整形信号获取有刷直流电机的转速。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述整形信号为方波信号。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述系统还包括转速检测条件判断模块和死区控制模块，所述转速检测条件判断模块判断是否满足转速检测条件，若满足转速检测条件，则所述死区控制模块将转速获取模块获取的转速作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出，若不满足转速检测条件，则所述死区控制模块以0作为检测出的有刷直流电机的实时转速输出。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，转速检测条件为：有刷直流电机的绕组电流≥电流阈值且有刷直流电机的电压≥电压阈值。5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述信号处理模块包括：滤波单元，所述滤波单元对绕组电流信号进行滤波，以获得换向电流脉动信号；微分计算单元，所述微分计算单元对换向电流脉动信号进行微分运算以获得换向电流脉动信号的斜率信号；信号整形单元，所述信号整形单元将所述斜率信号转变为所述整形信号。6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述转速获取模块包括：周期计算单元，所述周期计算单元计算所述整...

【专利技术属性】
技术研发人员：窦恒鹏，徐文川，卫琪，
申请(专利权)人：大陆汽车电子芜湖有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽,34