具有强抗干扰能力的霍尔电流测量装置制造方法
【专利摘要】本发明涉及电流测量技术，特别涉及汽车中的霍尔电流测量装置以及采用该霍尔测量装置的汽车电子控制系统。按照本发明的实施例，对于不同的温度采用不同的修正方法，可以适应较大的温度范围。在预设范围采用特定的解析式来计算修正后的电流，具有实现方便、快速和精度高的优点。此外，所采用的神经网络模型的输入神经元采用温度信号和霍尔电压信号的组合作为输入，提高了计算精度和速度。再者，在一个实施例中，采用小波滤波器可以有效滤除干扰信号。
【专利说明】具有强抗干扰能力的霍尔电流测量装置
【技术领域】
[0001]本发明涉及电流测量技术，特别涉及汽车中的霍尔电流测量装置以及采用该霍尔测量装置的汽车电子控制系统。
【背景技术】
[0002]近年来，汽车工业对电流测量的需求急剧增加。在车辆中需要进行电流测量的场合主要包括电机控制领域和电池监测领域，在那里精确、实时的电流测量是实现优化控制的前提条件之一。霍尔传感器是一种普遍采用的电流传感元件，制造霍尔元件的材料一般为半导体材料(例如娃、锗、砷化铟和锑化铟等)，这使得霍尔元件的输出线性受温度影响较大。考虑到汽车内部的温度环境非常复杂，影响因素众多，这使误差问题变得更为突出。
[0003]在典型的应用中，从汽车内部多个位置处测量得到的电流经传输线被送至控制器，而后由控制器根据这些测量信号确定控制策略并且产生控制指令。虽然可以采用分布式控制架构，将控制器的控制能力分散化(即，将部分控制功能集成到电流测量设备内)，但是这将导致控制过程的复杂化，并且增加了制造和维护成本。因此在汽车应用中，集中式控制是首选的架构。
[0004]为了实现准确、实时的控制过程，集中式控制架构要求在传输过程中应尽量避免外界对所传送信号的干扰。然而，这并不容易做到，因为汽车内部某些地方的环境是相当严苛的。
【发明内容】
[0005]本发明的一个目的是提供一种用于汽车的霍尔电流测量装置，其具有抗干扰能力强的优点。
[0006]上述目的可以通过下列技术方案实现:
一种用于汽车的霍尔电流测量装置，包含传感单元、处理单元和将所述传感单元和处理单元连接起来的信号传输缆线，其中，
所述传感单元包含:
霍尔传感元件，其设置在汽车内的通电导线附近并输出与所述通电导线内待测电流对应的电压测量信号；
与所述霍尔传感元件耦合的电压频率变换器，其将所述电压测量信号转换为方波信号并沿所述信号传输缆线传送，所述方波信号的频率与所述电压测量信号的幅值成比例关系;
所述处理单元包括:
小波滤波器，其与所述信号传输缆线相连，用于对所述方波信号进行滤波以消除传输过程中引入的干扰信号；以及
与所述小波滤波器耦合的信号处理器，其根据所述小波滤波器输出的滤波信号得到电流测量值。[0007]优选地，在上述用于汽车的霍尔电流测量装置中，所述传感单元还包括温度传感元件，其设置在所述霍尔传感元件附近并经信号传输缆线向所述信号处理器输出温度测量信号，所述信号处理器按照下列方式对所述电流测量值进行温度修正:
如果温度属于预设范围之内，则根据下式来计算待测电流的修正值Im，否则，则利用神经网络模型计算所述待测电流的修正值:
【权利要求】
1.一种用于汽车的霍尔电流测量装置，其特征在于，包含传感单元、处理单元和将所述传感单元和处理单元连接起来的信号传输缆线，其中，所述传感单元包含:霍尔传感元件，其设置在汽车内的通电导线附近并输出与所述通电导线内待测电流对应的电压测量信号；与所述霍尔传感元件耦合的电压频率变换器，其将所述电压测量信号转换为方波信号并沿所述信号传输缆线传送，所述方波信号的频率与所述电压测量信号的幅值成比例关系;所述处理单元包括:小波滤波器，其与所述信号传输缆线相连，用于对所述方波信号进行滤波以消除传输过程中引入的干扰信号；以及与所述小波滤波器耦合的信号处理器，其根据所述小波滤波器输出的滤波信号得到电流测量值。
2.如权利要求1所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述传感单元还包括温度传感元件，其设置在所述霍尔传感元件附近并经信号传输缆线向所述信号处理器输出温度测量信号，所述信号处理器按照下列方式对所述电流测量值进行温度修正:如果温度属于预设范围之内，则根据下式来计算待测电流的修正值Im，否则，则利用神经网络模型计算所述待测电流的修正值:
3.如权利要求2所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述神经网络模型为BP神经网络，包含:输入层，其包含两个输入节点七和u2，分别输入下列信号:
4.如权利要求3所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述隐含层和输出层的激活函数采用下列形式:
5.如权利要求2所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述常数％、￡%、％、％4和%通过求解下列方程确定::
6.如权利要求1所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述霍尔传感元件与温度传感元件贴合在一起。
7.如权利要求1所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述小波滤波器为声表面波换能器，其采用下列形式的脉冲响应函数:
8.如权利要求1所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，所述小波滤波器为声表面波换能器，其采用下列形式的脉冲响应函数:
9.如权利要求7或8所述的用于汽车的霍尔电流测量装置，其中，还包含设置在所述小波滤波器与信号处理器之间的施密特触发器。
10.一种用于混合动力汽车的电子控制系统，其特征在于，包括:电子控制器；与混合动力汽车的电机和电池组相连的交流-直流逆变器，其在所述电子控制器的控制下，将交流电转换为直流电并向所述电池组充电；与所述交流-直流逆变器和所述电池组相连的直流-直流变换器，其在所述电子控制器的控制下，将高压直流电转换为低压直流电并向所述电池组充电；与电子控制器通信的传感器组，包括`多个如权利要求1-9中任意一项所述的霍尔电流测量装置，其中，所述霍尔传感元件被设置在所述电机、交流-直流逆变器、直流-直流变换器和电池组的输出线路附近以测量流经线路的电流。
【文档编号】H02J7/14GK103675399SQ201210343319
【公开日】2014年3月26日 申请日期:2012年9月17日 优先权日:2012年9月17日
【发明者】杨凯, 邓恒, 张崇生, 郝飞 申请人:上海汽车集团股份有限公司