無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車離合技術(shù)，特別是無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動。
【背景技術(shù)】
[0002]在電一電式AMT系統(tǒng)中，執(zhí)行電動機選用了無刷直流電動機和機械行程控制技術(shù)，由于離合器的分離杠桿的驅(qū)動需要較大扭矩，在設(shè)計中通過一定的機械裝置一減速機構(gòu)將運動和動力分別傳遞到離合器的分離杠桿上，將旋轉(zhuǎn)運動轉(zhuǎn)換為直線運動，同時提高其輸出扭矩。通過對控制電機端電壓極性和高低來控制離合器接合、分離及相應(yīng)的速度。在控制上的特征分為機械機構(gòu)連接和機械行程控制技術(shù)，電機機械機構(gòu)在實現(xiàn)過程中有諸多的非線性時變、外界干擾情況，機械行程控制技術(shù)很好實現(xiàn)了目標指令快速準確跟蹤，而傳統(tǒng)的線性控制理論難以很好地解決問題。
[0003]傳統(tǒng)的直流電機控制一般是用驅(qū)動電壓控制電機的輸出功率，這樣電機的轉(zhuǎn)速會因為負載不同而產(chǎn)生變化，噪音以及沖擊的問題隨之出現(xiàn)。
[0004]本發(fā)明通過電機霍爾測量電機轉(zhuǎn)速，再反饋回來控制驅(qū)動電壓的軟件閉環(huán)的控制方式實現(xiàn)電機的勻速運動。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本發(fā)明的目的是提供一種無刷直流電機用于汽車離合勻速運動。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的，無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動，其特征是:包括驅(qū)動電路和無刷電機，無刷電機連接在殼體上，直流無刷電機的輸出軸與齒輪減速裝置連接；磁鐵嵌裝在傳感軸的軸端，線性霍爾傳感器用于檢測離合的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵對應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車離合機構(gòu)，其中，驅(qū)動電路:包含Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 共 6 個MOSFET，Q1、Q3、Q5 為上臂，連接電源正，Q2、Q4、Q6 為下臂，連接電源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL連接MCU，用來控制6個MOSFET的導通或關(guān)斷；UH和UL控制U相的輸出，若要U相連接電源正時UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機:電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機外殼固定連接U、V、W三相構(gòu)成回路，轉(zhuǎn)子由永磁體組成；通過給U、V、W供電在電機內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會在磁場的作用下轉(zhuǎn)動；通過霍爾傳感器檢測磁鐵的位置和控制電機U、V、W三相電壓來控制電機勻速運動。
[0007]本發(fā)明的實現(xiàn)過程是這樣的:接收到上位機發(fā)來的勻速運動指令后，首先檢測當前電機霍爾并讀取當前時間，其次使用能讓電機轉(zhuǎn)動起來的最小電壓控制電機啟動，之后便進入軟件閉環(huán)控制，每次霍爾值變化便根據(jù)兩次變化的時間間隔計算當前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動電壓，然后再次循環(huán)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點是:
1.降低動態(tài)負載下的噪音； 2.降低控制難度，簡化上位機控制算法；
3.勻速轉(zhuǎn)速可調(diào)，方便控制。
【附圖說明】
[0009]下面結(jié)合實施例附圖對本發(fā)明作進一步說明:
圖1是本發(fā)明實施例電路控制示意圖；
圖2是勻速運動控制方式；
圖3是離合裝置控制流程圖。
【具體實施方式】
[0010]如圖1所示，無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動，其特征是:包括驅(qū)動電路和無刷電機，無刷電機連接在殼體上，直流無刷電機的輸出軸與齒輪減速裝置連接；磁鐵嵌裝在傳感軸的軸端，線性霍爾傳感器(用于檢測離合的位置)設(shè)置在與磁鐵對應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車離合機構(gòu)，其中，驅(qū)動電路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6個MOSFET, Q1、Q3、Q5為上臂，連接電源正，Q2、Q4、Q6為下臂，連接電源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL連接MCU，用來控制6個MOSFET的導通或關(guān)斷；UH和UL控制U相的輸出，若要U相連接電源正時UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機:電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機外殼固定連接U、V、W三相構(gòu)成回路，轉(zhuǎn)子由永磁體組成；通過給U、V、W供電在電機內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會在磁場的作用下轉(zhuǎn)動；通過霍爾傳感器檢測磁鐵的位置和控制電機U、V、W三相電壓來控制電機。
[0011]如圖2所示，接收到上位機發(fā)來的勻速運動指令后，首先檢測當前電機霍爾并讀取當前時間(該時間由定時器算出)，其次使用能讓電機轉(zhuǎn)動起來的最小電壓控制電機啟動，之后便進入軟件閉環(huán)控制，每次霍爾值變化便根據(jù)兩次變化的時間間隔計算當前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動電壓，然后再次循環(huán)。
[0012]如圖3所示，離合裝置控制流程為:
1.上電；
2.檢測上位機指令；
3.沒有收到指令返回第2步，收到進入下一步；
4.根據(jù)指令內(nèi)容決定控制策略，配置相關(guān)參數(shù)控制電機；
5.讀取減速機構(gòu)線性霍爾傳感器值；
6.將當前位置信息上傳給上位機；
7.如果已到達指令要求的位置則進入下一步，否則返回第4步繼續(xù)控制電機指令完成，控制電機停止并返回第2步。
【主權(quán)項】
1.無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動，其特征是:包括驅(qū)動電路和無刷電機，無刷電機連接在殼體上，直流無刷電機的輸出軸與齒輪減速裝置連接；磁鐵嵌裝在傳感軸的軸端，線性霍爾傳感器用于檢測離合的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵對應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車離合機構(gòu)，其中，驅(qū)動電路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6個MOSFET, Q1、Q3、Q5為上臂，連接電源正，Q2、Q4、Q6為下臂，連接電源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL連接MCU，用來控制6個MOSFET的導通或關(guān)斷；UH和UL控制U相的輸出，若要U相連接電源正時UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機:電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機外殼固定連接U、V、W三相構(gòu)成回路，轉(zhuǎn)子由永磁體組成；通過給U、V、W供電在電機內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會在磁場的作用下轉(zhuǎn)動；通過霍爾傳感器檢測磁鐵的位置和控制電機U、V、W三相電壓來控制電機勻速運動。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動，其特征是:所述的電機勻速運動是通過接收到上位機發(fā)來的勻速運動指令后，首先檢測當前電機霍爾并讀取當前時間，其次使用能讓電機轉(zhuǎn)動起來的最小電壓控制電機啟動，之后便進入軟件閉環(huán)控制，每次霍爾值變化便根據(jù)兩次變化的時間間隔計算當前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動電壓，然后再次循環(huán)。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無刷直流電機用于汽車離合的勻速運動，其特征是：包括驅(qū)動電路和無刷電機，無刷電機連接在殼體上，直流無刷電機的輸出軸與齒輪減速裝置連接；磁鐵嵌裝在傳感軸的軸端，線性霍爾傳感器用于檢測離合的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵對應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車離合機構(gòu)，無刷電機：電機由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機外殼固定連接U、V、W三相構(gòu)成回路，轉(zhuǎn)子由永磁體組成；通過給U、V、W供電在電機內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會在磁場的作用下轉(zhuǎn)動；通過霍爾傳感器檢測磁鐵的位置和控制電機U、V、W三相電壓來控制電機勻速運動。本發(fā)明降低動態(tài)負載下的噪音。
【IPC分類】H02P6-08, H02K29-08, H02P6-16
【公開號】CN104660001
【申請?zhí)枴緾N201310600657
【發(fā)明人】潘亞敏, 陳創(chuàng)
【申請人】陜西國力信息技術(shù)有限公司
【公開日】2015年5月27日
【申請日】2013年11月25日