汽車中的霍爾傳感器溫度補償方法和相關的霍爾傳感器的製作方法

2023-06-15 08:12:56

專利名稱：汽車中的霍爾傳感器溫度補償方法和相關的霍爾傳感器的製作方法
技術領域：
本發明涉及電流測量技術，特別涉及汽車中的霍爾傳感器的溫度補償方法、基於該補償方法原理的霍爾傳感器以及採用該霍爾傳感器的汽車電子控制系統。
背景技術：
近年來，汽車工業對電流測量的需求急劇增加。在車輛中需要進行電流測量的場合主要包括電機控制領域和電池監測領域，在那裡精確、實時的電流測量是實現優化控制的前提條件之一。霍爾傳感器是一種普遍採用的電流傳感元件，製造霍爾元件的材料一般為半導體材料(例如娃、鍺、砷化銦和銻化銦等)，這使得霍爾元件的輸出線性受溫度影響較大。考慮到汽車內部的溫度環境非常複雜，影響因素眾多，這使誤差問題變得更為突出。汽車內典型的溫度變化範圍在_40°C至+125°C之間，偶爾可能會達到+150°C。在這樣大跨度範圍內提供精確的電流測量是對電子技術的一個巨大挑戰。為此業界已經提出了多種對霍爾傳感器進行溫度補償的方法。但是目前的各種補償方法在處理大的溫度動態變化範圍方面仍然顯得力不從心，而且沒有統一的處理框架，不利於降低開發和製造成本。
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此外，隨著節能降耗的重要性愈來愈凸顯，勢必需要將汽車電子系統設計得更為緊湊以節省汽車內部空間，這就要求霍爾傳感器向集成化和微型化方向發展。

發明內容
本發明的一個目的是提供一種用於汽車的霍爾傳感器溫度補償方法，其能夠適應大的溫度動態變化範圍並提供高的測量精度。上述目的可以通過下列技術方案實現:
一種用於汽車的霍爾傳感器溫度補償方法，所述霍爾傳感器設置在所述汽車內的通電導線附近，包括下列步驟:
接收所述霍爾傳感器的電壓測量信號；
獲得所述霍爾傳感器附近的溫度測量信號；
如果溫度屬於預設範圍之內，則根據下式來計算待測電流的修正值Im，否則，則利用神經網絡模型計算所述待測電流的修正值:
權利要求
1.一種用於汽車的霍爾傳感器溫度補償方法，所述霍爾傳感器設置在所述汽車內的通電導線附近，其特徵在於，包括下列步驟: 接收所述霍爾傳感器的電壓測量信號； 獲得所述霍爾傳感器附近的溫度測量信號； 根據下式來計算待測電流的修正值Im:
2.如權利要求1所述的霍爾傳感器溫度補償方法，其中，所述常數％、&1、&2、&3、&4和a5通過求解下列方程確定:
3.如權利要求1或2所述的霍爾傳感器溫度補償方法，其中，溫度補償的範圍在_40°C至+125°C的範圍內。
4.一種用於汽車的具有溫度補償能力的霍爾傳感器，其特徵在於，包含: 霍爾傳感元件，其設置在汽車內的通電導線附近並輸出與所述通電導線內待測電流對應的電壓測量信號； 溫度傳感元件，其設置在所述霍爾傳感元件附近並輸出溫度測量信號； 與所述霍爾傳感元件和溫度傳感元件相連的信號處理單元，其根據下式來計算待測電流的修正值Im:
5.一種用於汽車的具有溫度補償能力的霍爾傳感器，其特徵在於，包含: 霍爾傳感元件，其設置在汽車內的通電導線附近並輸出與所述通電導線內待測電流對應的電壓測量信號； 溫度傳感元件，其設置在所述霍爾傳感元件附近並輸出溫度測量信號； 與所述霍爾傳感元件和溫度傳感元件相連的模數轉換單元，其將所述電壓測量信號和溫度測量信號轉換為數位訊號； 存儲器，其存儲信號處理程序和參數，所述信號處理程序適於實現下列算法: 根據下式來計算待測電流的修正值Im:
6.如權利要求5所述的具有溫度補償能力的霍爾傳感器，其中，所述霍爾傳感元件、溫度傳感元件、存儲器、數位訊號處理單元被集成在一個集成電路器件中。
7.如權利要求5或6所述的具有溫度補償能力的霍爾傳感器，其中，進一步包括: 與所述數位訊號處理單元相連的數模轉換單元，其將所述待測電流轉換為模擬信號；以及 與所述數模轉換單元相連的放大單元，其將所述模擬信號放大後輸出。
8.一種用於汽車的具有溫度補償能力的霍爾傳感器，其特徵在於，包含傳感單元、處理單元和將所述傳感單元和處理單元連接起來的信號傳輸纜線，其中， 所述傳感單元包含: 霍爾傳感元件，其設置在汽車內的通電導線附近並輸出與所述通電導線內待測電流對應的電壓測量信號； 溫度傳感元件，其設置在所述霍爾傳感元件附近並輸出溫度測量信號； 與所述霍爾傳感元件和溫度傳感元件相連的發送單元，其將所述電壓測量信號和溫度測量信號轉換為各自的脈寬調製信號； 所述處理單元包括: 小波變換及重構器件，其從纜線接收所述脈寬調製信號；以及 存儲器，其存儲信號處理程序和參數，所述信號處理程序適於實現下列算法: 根據下式來計算待測電流的修正值Im:
9.一種用於混合動力汽車的電子控制系統，其特徵在於，包括: 電子控制器； 與混合動力汽車的電機和電池組相連的交流-直流逆變器，其在所述電子控制器的控制下，將交流電轉換為直流電並向所述電池組充電； 與所述交流-直流逆變器和所述電池組相連的直流-直流變換器，其在所述電子控制器的控制下，將高壓直流電轉換為低壓直流電並向所述電池組充電； 與電子控制器通信的傳感器組，包括多個如權利要求5-8中任意一項所述的霍爾傳感器，所述霍爾傳感器被設置在所述電機、交流-直流逆變器、直流-直流變換器和電池組的輸出線路附近以測量流經線路的電流。
全文摘要
本發明涉及電流測量技術，特別涉及汽車中的霍爾傳感器的溫度補償方法、基於該補償方法原理的霍爾傳感器以及採用該霍爾傳感器的汽車電子控制系統。按照本發明的用於汽車的霍爾傳感器溫度補償方法包括下列步驟接收所述霍爾傳感器的電壓測量信號；獲得所述霍爾傳感器附近的溫度測量信號；計算待測電流的修正值Im。
文檔編號G01R19/32GK103185832SQ201110457009
公開日2013年7月3日 申請日期2011年12月31日 優先權日2011年12月31日
發明者楊凱, 鄧恆, 張崇生, 郝飛 申請人:上海汽車集團股份有限公司