专利名称：一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法
技术领域：
本发明属于电动车领域，特别涉及ー种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法。
背景技术：
电动车作为新型交通工具，具有节能环保、噪音小、价格适中、轻便灵活等优点， 得到了广泛应用。电动车的电机主要是永磁无刷直流电机，控制器需根据霍尔位置传感器的信号控制逆变器换相来驱动电机。电机和控制器之间有8根连接线，分别为1根电源、I根地线、 3根霍尔信号线和3根电机绕组线。其中霍尔信号线和电机绕组线需按照一定的对应关系相连接，如果连接不匹配，则会出现电机不转动、转动无力、噪音大、轻载电流大等问题，严重的可能造成电机和控制器的损坏。由于无刷直流电机根据霍尔传感器的安装位置不同， 有60度电机和120度电机之分,且不同的电机和控制器生产厂家定义的霍尔信号线和电机绕组线的顺序不同，因此如何识别霍尔信号与绕组的对应关系，具有重要的实际意义。目前，识别霍尔信号与绕组的对应关系的方法主要有两种ー是靠人工的识别，先任意按照ー种对应关系，将线连接起来，起动电机，观察现象，如果这种对应关系有误，则换另ー种方式，直到找出正确的对应关系。这种方法不仅费时费力，而且需要借助工人的经验；另一种是控制器自动识别，这种方法先按照给定的对应关系驱动电机，然后通过检测霍尔信号和电流是否正常来判断给定关系是否正确，如果不正确，再换ー种对应关系驱动电机，直到找出正确的对应关系。这种方法在识别过程中可能出现电机抖动，大电流等问题。
发明内容
本发明的目的，在于提供ー种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法， 其可避免在识别过程中的电机抖动、大电流等问题。为了达成上述目的，本发明的解决方案是
ー种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，包括如下步骤
(1)检测智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号是否有效，如果有效，进入步骤(2)， 如果无效，直接退出；
(2)控制电动车以无霍尔位置传感器的工作方式起动；
(3)正常起动后以20%PWM占空比低速运行，检测并判断霍尔信号是否正常，如正常则进入步骤(4)，不正常则退出；
(4)如果霍尔信号正常，定义ー个数组，保存6个连续的不同电机驱动相序下的霍尔信
号;
(5)根据步骤(4)中得到的霍尔信号数组，定义正向转动和反向转动霍尔信号与绕组对应关系的2个数组并赋值；
(6)将步骤(5)中得到的标志霍尔信号与绕组对应关系的2个数组保存到EEPROM中；(7)PWM以40%占空比中速运行，标志智能识别霍尔信号与绕组对应关系成功。上述步骤(I)中，当测得智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号为低电平时，判定有效，为高电平时判定无效。上述步骤(3)中，在每个电机驱动相序的中间时刻读取霍尔信号。上述步骤(4)中，初始保存的霍尔信号为第I个电机驱动相序下的霍尔信号。上述步骤(5)中，还找出霍尔信号与绕组对应关系的数组中两个无效的元素，并将其值赋为与已赋值不同的值，表示无效的电机驱动相序。采用上述方案后，本发明通过检测到智能识别对应关系信号有效后，以无霍尔的工作方式起动；正常起动后，判断每路霍尔信号是否正常，如果正常则检测并保存6个连续的不同电机驱动相序下的霍尔信号，通过一定的算法映射成正转霍尔信号与绕组的对应关系，并计算出反转时的霍尔信号与绕组的对应关系。这种方法可靠、方便，并且在检测中不会出现电机抖动、大电流等问题，具有重要的实际应用价值。
图I是本发明的流程图2是本发明所应用的电动车电机驱动结构示意图。
具体实施例方式以下将结合附图，对本发明的技术方案进行详细说明。如图I所示，本发明提供ー种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法， 包括如下步骤
(I)定义电机正向驱动相序，电动车电机驱动结构如图2所示，采用三相全桥120度导通方式第0步，导通A B两相(Tl，T4打开)；第I步，导通AC两相(Tl，T6打开)；第2歩， 导通BC两相(T3，T6打开)；第3步，导通BA两相(T3，T2打开)；第4步，导通CA两相(T5， T2打开)；第5步，导通CB两相(T5，T4打开)。电机反向驱动相序第0步，导通A B两相 (Tl，T4打开)；第I步，导通CB两相(T5，T4打开)；第2步，导通CA两相(T5，T2打开)；第 3步，导通BA两相(T3，T2打开)；第4步，导通BC两相(T3，T6打开)；第5步，导通AC两相 (Tl，T6 打开)。定义数组Phase_Steps_Forward[6]存储电机正向驱动相序；Phase_Steps_ Back[6]存储电机反向驱动相序。数组的下标对应电机驱动的步数。(2)电动车通过控制器上的信号线检测智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号，如果该信号为低电平，则表示有效，进入智能识别程序，继续步骤(3)，如果该信号为高电平，则表示无效，退出程序；
(3)电动车以无霍尔的工作方式起动，起动成功后，PWM以20%占空比低速运行。(4)检测霍尔信号是否正常检测判断每个霍尔信号是否发生变化，如果没有变化则表示霍尔有误；如果有变化，表示霍尔信号正常，继续步骤；
(5)定义数组St印_Hall_Sig[6]，在电机驱动相序的第0步，保存该相序下的霍尔信号到St印_Hall_Sig
，依次将电机驱动相序的第I步下的霍尔信号保存到St印_Hall_ Sig[l]第5步下的霍尔信号保存到St印_Hall_Sig[5]。由于电动车在无霍尔工作模式下检测的位置信号和霍尔信号可能存在些误差，因此选择在每个电机驱动相序的中间时刻保存该相序下的霍尔信号。(6)定义正向转动和反向转动霍尔信号与绕组对应关系数组Hall_Phase_ Forward [8]和 Hall_Phase_Back[8],其兀素值为Hall_Phase_Forward[ Step_Hall_ Sig
] = 0 ；Hall_Phase_Forward[ Step_Hall_Sig[l] ] = I ；Hall_Phase_Forward[ Step_Hall_Sig[2] ] = 2 ；Hall_Phase_Forward[ Step_Hall_Sig[3] ] = 3 ；Hall_Phase_ Forward[ Step_Hall_Sig[4] ] = 4 ；Hall_Phase_Forward[ Step_Hall_Sig[5] ] =5。Hall_Phase_Back[ Step_Hall_Sig
] = 3 ；Hall_Phase_Back[ Step_Hall_ Sig[l] ] = 2 ;Hall_Phase_Back[ Step_Hall_Sig[2] ] = I ;Hall_Phase_Back[ Step_ Hall_Sig[3] ] = 0 ;Hall_Phase_Back[ Step_Hall_Sig[4] ] = 5 ；Hall_Phase_Back[ Step_Hall_Sig[5] ] = 4。应用时，将霍尔信号值作为数组下标，对应的数组值为该霍尔信号下的电机驱动的步数。例如霍尔信号状态为a,则通过Phase_Steps_Forward[ Hall_Phase_Forward[a] ]的值来驱动对应功率管。(7)找出数组Hall_Phase_Forward[8]和 Hall_Phase_Back[8]中剩余的两个未赋值的元素，将其值赋为6 (需要说明的是，其可任意赋值为不同于前述已经定义的0 — 5即可)，表示无效驱动相序。(8)将霍尔信号与绕组对应关系数组Hall_Phase_Forward[8]和Hall_Phase_ Back[8]保存到 EEPROM 中。(9) PWM以40%占空比中速运行，标志智能识别霍尔信号与绕组对应关系成功。(10)检测智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号，如果该信号为高电平，退出智能识别霍尔信号与绕组对应关系处理程序。以上实施例仅为说明本发明的技术思想，不能以此限定本发明的保护范围，凡是按照本发明提出的技术思想，在技术方案基础上所做的任何改动，均落入本发明保护范围之内。
权利要求
1.一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其特征在于包括如下步骤(1)检测智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号是否有效，如果有效，进入步骤(2)， 如果无效，直接退出；(2)控制电动车以无霍尔位置传感器的工作方式起动；(3)正常起动后以20%PWM占空比低速运行，检测并判断霍尔信号是否正常，如正常则进入步骤(4)，不正常则退出；(4)如果霍尔信号正常，定义一个数组，保存6个连续的不同电机驱动相序下的霍尔信号;(5)根据步骤(4)中得到的霍尔信号数组，定义正向转动和反向转动霍尔信号与绕组对应关系的2个数组并赋值；(6)将步骤(5)中得到的标志霍尔信号与绕组对应关系的2个数组保存到EEPROM中；(7)PWM以40%占空比中速运行，标志智能识别霍尔信号与绕组对应关系成功。
2.如权利要求I所述的一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其特征在于所述步骤(I)中，当测得智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号为低电平时，判定有效，为高电平时判定无效。
3.如权利要求I所述的一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其特征在于所述步骤(3)中，在每个电机驱动相序的中间时刻读取霍尔信号。
4.如权利要求I所述的一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其特征在于所述步骤(4)中，初始保存的霍尔信号为第I个电机驱动相序下的霍尔信号。
5.如权利要求I所述的一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其特征在于所述步骤(5)中，还找出霍尔信号与绕组对应关系的数组中两个无效的元素，并将其值赋为与已赋值不同的值，表示无效的电机驱动相序。
全文摘要
本发明公开一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，步骤是检测智能识别霍尔信号与绕组对应关系的信号有效时，控制电动车以无霍尔位置传感器的工作方式起动；正常起动后以20%PWM占空比低速运行，检测并判断霍尔信号是否正常；如正常则定义一个数组，保存6个连续的不同电机驱动相序下的霍尔信号；定义正向转动和反向转动霍尔信号与绕组对应关系的2个数组并赋值，并将得到的2个数组保存到EEPROM中；PWM以40%占空比中速运行，标志智能识别霍尔信号与绕组对应关系成功。本发明的目的，在于提供一种电动车智能识别霍尔信号与绕组对应关系的方法，其可避免在识别过程中的电机抖动、大电流等问题。
文档编号H02P6/18GK102594233SQ20121007147
公开日2012年7月18日 申请日期2012年3月19日 优先权日2012年3月19日
发明者王友仁, 王强 申请人:南京航空航天大学