[发明专利]一种电机角度检测装置、电机控制器以及电动汽车

说明书

本申请提供一种电机角度检测装置、电机控制器以及电动汽车，该装置包括：激励信号生成电路、信号处理电路、旋转变压器、旋变反馈处理电路及多个模数转换器；旋转变压器与驱动电机对应；激励信号生成电路，产生激励调制信号；信号处理电路连在激励信号生成电路与旋转变压器之间，对激励调制信号进行滤波放大处理；旋转变压器，输出旋变反馈信号；旋变反馈处理电路，对旋转变压器输出的信号进行调理；多个模数转换器，分别对经过旋变反馈处理电路调理后的旋变反馈信号进行采样，获得驱动电机的角度集合。利用本申请实施例提供一种电机角度检测装置、电机控制器以及电动汽车，能够在降低角度检测成本的前提下，提高角度检测的可靠性。

技术领域

本申请涉及电机角度检测领域，特别涉及一种电机角度检测装置、电机控制器以及电动汽车。

背景技术

随着电动汽车行业发展，车载电气设备日益增多，电机控制器作为电动汽车动力系统的核心部件，在电动汽车正常行驶时，将动力电池的电能通过直流交流电路(directcurrent/alternating current，DC/AC)进行逆变，从而驱动电机。

转矩安全是评价电机控制器安全的最重要标准，转矩安全一般被定义为不会发生非预期的转轴加速、减速和非预期的启动。通过实时检测电机转子角位置以及转速，可以保证转矩安全，其中，旋转变压器，又称旋变因工作环境适应性强普遍，被用来对电机进行转子角位置与转速的检测，参阅图1所示，图1为旋转变压器的示意图，旋转变压器通过一个初级绕组(转子侧R1-R2)以及两个次级绕组(定子侧S1-S3、定子侧S2-S4)的磁耦合的作用，对电机等旋转部件的角位置和速度进行精准的测量的传感器。其初级绕组和两个次级绕组分别安装在电机转子和两个定子上，通过施加在初级绕组上的激励信号在两个次级绕组中分别耦合出正弦旋变反馈信号以及余弦旋变反馈信号，通过对正弦旋变反馈信号以及余弦旋变反馈信号进行解调和转换后可以获取电机转子的角位置和转速信息。

为了提高电动汽车的安全等级，现有技术下采用软件解码/硬件解码互为备份的方案进行电机角度检测，其中，软件解码是指利用处理器内部的积分型模数转换器(delta-sigma analog-to-digital converter，DSADC)来提取正余弦旋变反馈信号的包络线，基于包络线经过旋变软件解码算法来得到角位置和转速，硬件解码是指利用旋变解码芯片来解算出角度传输到处理器CPU，在硬件解码方案失效后，可以切换到软件解码方案，并用软件解码方案得到的角度信息作为电动汽车动力系统的所需数据，但使用旋变解码芯片的成本较高，且在实际应用中，由于激励信号为高频模拟信号，在需要进行软解/硬解切换使用时十分困难，在实际应用中仅能使用一种解码方式(软件解码/硬件解码)，无法确定当前解码的正确性。有鉴于此，需要提供一种电机角度检测方案，在降低检测成本的同时提高检测的可靠性。

发明内容

本申请提供的电机角度检测装置、电机控制器以及电动汽车，能够在降低角度检测成本的前提下，提高角度检测的可靠性。

第一方面，本申请提供一种电机角度检测装置，应用于电机控制器中，装置包括：激励信号生成电路、信号处理电路、至少一个旋转变压器、旋变反馈处理电路以及多个模数转换器；至少一个旋转变压器与至少一个驱动电机一一对应，至少一个旋转变压器中的每个旋转变压器与对应的驱动电机连接；激励信号生成电路，用于产生激励调制信号；信号处理电路，连接在激励信号生成电路与至少一个旋转变压器之间，用于对激励调制信号进行滤波和放大处理，以通过处理后的激励调制信号驱动至少一个旋转变压器工作；至少一个旋转变压器中的每个旋转变压器，用于输出旋变反馈信号；旋变反馈处理电路与至少一个旋转变压器连接，旋变反馈处理电路，用于对至少一个旋转变压器中的每个旋转变压器输出的旋变反馈信号进行调理；多个模数转换器，用于分别对经过旋变反馈处理电路调理后的旋变反馈信号分别进行采样，获得至少一组驱动电机的角度集合，角度集合中包括多个旋转角度。利用本申请提供的电机角度检测装置，无需使用专用硬解解码芯片，能够降低角度检测成本，此外，采用旋变激励以及反馈信号均存在多种解码路径，可以分别通过多种算法解码进行解耦计算，提高了角度检测的可靠性。