一种快速响应的汽车用电机控制系统的制作方法

1.本实用新型属于电机控制技术领域，具体涉及一种快速响应的汽车用电机控制系统。


背景技术：

2.开关磁阻电机是一种结构简单、需要配合驱动器使用的新型电机。该电机具有类似串激电机的软特性，无碳刷、无磁钢，效率高于有刷直流电机，成本低于无刷直流电机，在负载多变工况下具备极大的使用空间。
3.但是市面上汽车都采用有刷直流电机或无刷直流电机，效率低并且成本高。
4.因此，亟需开发一种新的快速响应的汽车用电机控制系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

5.本实用新型的目的是提供一种快速响应的汽车用电机控制系统，以解决如何实现汽车内采用磁阻电机工作的问题。
6.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种快速响应的汽车用电机控制系统，其包括：电机控制器、与所述电机控制器电性相连的驱动电路、磁阻电机和can总线接口模块；其中所述磁阻电机安装在汽车相应驱动部位，所述电机控制器通过can总线接口模块连接整车控制系统，以用于接收整车控制系统发送的控制信号，即所述电机控制器适于根据整车控制系统发送的控制信号控制驱动电路的输出信号以调节磁阻电机的转速。
7.进一步，所述电机控制器的各控制端分别连接驱动电路的各输入端，所述驱动电路的各输出端分别与所述磁阻电机的三相端相连，即所述驱动电路适于控制所述磁阻电机的三相端的电压以调节所述磁阻电机的转速。
8.进一步，所述驱动电路包括：驱动芯片，所述驱动芯片带有三相驱动输入端以分别连接电机控制器的各控制端；所述驱动芯片通过各相驱动输出端分别连接磁阻电机中各相两端的上桥mos管、下桥mos管。
9.进一步，所述驱动芯片为三相无刷电机的集成栅极驱动芯片；所述集成栅极驱动芯片的ho1端连接a相上桥mos管的控制端，lo2端连接a相下桥的mos 管的控制端；所述集成栅极驱动芯片的ho2端连接b相上桥mos管的控制端， lo3端连接b相下桥的mos管的控制端；以及所述集成栅极驱动芯片的ho3端连接c相上桥mos管的控制端，lo1端连接c相下桥的mos管的控制端。
10.进一步，三个自举电路分别连接在磁阻电机中三相线圈的两端；所述自举电路的输入端与驱动芯片相连，且通过自举电路升压后通过各相驱动输出端控制上桥mos管和下桥mos管同时通断。
11.进一步，所述can总线接口模块包括：与电机控制器电性相连的数字隔离器、与数字隔离器电性相连的can收发器；所述can收发器适于连接can总线，且所述整车控制系统连接can总线，即所述can收发器适于通过can总线与整车控制系统进行信息交互，并通过数字
隔离器与电机控制器进行数据传输。
12.进一步，所述can总线接口模块还包括：与所述can收发器电性相连的开关电路；所述开关电路适于控制can总线终端电阻是否接入。
13.进一步，所述开关电路包括：与电机控制器电性相连的mos管，与can收发器电性相连的继电器；所述电机控制器适于通过控制mos管驱动继电器动作，以控制can总线连接或不连接终端电阻。
14.本实用新型的有益效果是，本实用新型通过电机控制器连接can总线接口模块，能够实现整车控制系统通过电机控制器驱动磁阻电机工作的功能，使磁阻电机工作更加稳定、高效，并且通过采用磁阻电机提高汽车行驶稳定性，并降低成本。
15.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
16.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型的快速响应的汽车用电机控制系统的原理框图；
19.图2是本实用新型的驱动电路的原理框图；
20.图3是本实用新型fd6288t芯片的电路图；
21.图4是本实用新型的驱动电路的拓扑结构图；
22.图5
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1是本实用新型的电机控制器的第一部分的电路图；
23.图5
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2是本实用新型的电机控制器的第二部分的电路图；
24.图5
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3是本实用新型的电机控制器的第三部分的电路图；
25.图5
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4是本实用新型的电机控制器的第四部分的电路图；
26.图5
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5是本实用新型的电机控制器的第五部分的电路图；
27.图6
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1是本实用新型的数字隔离器的电路图；
28.图6
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2是本实用新型的can收发器的电路图；
29.图6
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3是本实用新型的开关电路的第一部分的电路图；
30.图6
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4是本实用新型的开关电路的第二部分的电路图。
31.图中：
32.数字隔离器u3、can收发器u4、mos管u5。
具体实施方式
33.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出
创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
34.实施例1
35.图1是本实用新型的快速响应的汽车用电机控制系统的原理框图。
36.在本实施例中，如图1所示，本实施例提供了一种快速响应的汽车用电机控制系统，其包括：电机控制器、与所述电机控制器电性相连的驱动电路、磁阻电机和can总线接口模块；其中所述磁阻电机安装在汽车相应驱动部位，所述电机控制器通过can总线接口模块连接整车控制系统，以用于接收整车控制系统发送的控制信号，即所述电机控制器适于根据整车控制系统发送的控制信号控制驱动电路的输出信号以调节磁阻电机的转速。
37.在本实施例中，电机控制器可以采用但不限于是stm32f407vet6单片机。
38.在本实施例中，本实施例通过can总线接口模块将电机控制器与整车控制系统之间进行can总线通信，响应速度快，能够使无刷直流电机工作更加稳定，并提高效率。
39.在本实施例中，本实施例通过电机控制器连接can总线接口模块，能够实现整车控制系统通过电机控制器驱动磁阻电机工作的功能，使磁阻电机工作更加稳定、高效，并且通过采用磁阻电机提高汽车行驶稳定性，并降低成本。
40.图2是本实用新型的驱动电路的原理框图。
41.在本实施例中，如图2所示，所述电机控制器的各控制端分别连接驱动电路的各输入端，所述驱动电路的各输出端分别与所述磁阻电机的三相端相连，即所述驱动电路适于控制所述磁阻电机的三相端的电压以调节所述磁阻电机的转速。
42.图3是本实用新型fd6288t芯片的电路图；
43.图4是本实用新型的驱动电路的拓扑结构图。
44.在本实施例中，如图3、图4所示，所述驱动电路包括：驱动芯片，所述驱动芯片带有三相驱动输入端以分别连接电机控制器的各控制端；所述驱动芯片通过各相驱动输出端分别连接磁阻电机中各相两端的上桥mos管、下桥mos管。
45.在本实施例中，所述驱动芯片为三相无刷电机的集成栅极驱动芯片(在本实施例中采用fd6288t集成栅极驱动芯片)；所述集成栅极驱动芯片的ho1端连接a相上桥mos管的控制端，lo2端连接a相下桥的mos管的控制端；所述集成栅极驱动芯片的ho2端连接b相上桥mos管的控制端，lo3端连接b相下桥的 mos管的控制端；以及所述集成栅极驱动芯片的ho3端连接c相上桥mos管的控制端，lo1端连接c相下桥的mos管的控制端。
46.在本实施例中，通过采用集成栅极驱动芯片作为开关磁阻电机的驱动芯片，克服了传统的开关磁阻电机需3个栅极驱动芯片(例如irs2101s芯片)的问题，降低了开关磁阻电机的控制器成本，减小pcb布板面积。
47.在本实施例中，三个自举电路分别连接在磁阻电机中三相线圈的两端；所述自举电路的输入端与驱动芯片相连，且通过自举电路升压后通过各相驱动输出端控制上桥mos管和下桥mos管同时通断。
48.本实施例所涉及的自举电路为常规电路，本技术未对自举电路作出任何创造性改进。
49.图5
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1是本实用新型的电机控制器的第一部分的电路图；
50.图5
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2是本实用新型的电机控制器的第二部分的电路图；
51.图5
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3是本实用新型的电机控制器的第三部分的电路图；
52.图5
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4是本实用新型的电机控制器的第四部分的电路图；
53.图5
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5是本实用新型的电机控制器的第五部分的电路图；
54.图6
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1是本实用新型的数字隔离器的电路图；
55.图6
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2是本实用新型的can收发器的电路图。
56.在本实施例中，如图5
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1、图5
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2、图5
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3、图5
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4、图5
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5、图6
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1、图6
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2 所示，所述can总线接口模块包括：与电机控制器电性相连的数字隔离器u3、与数字隔离器u3电性相连的can收发器u4；所述can收发器u4适于连接can 总线，且所述整车控制系统连接can总线，即所述can收发器u4适于通过can 总线与整车控制系统进行信息交互，并通过数字隔离器u3与电机控制器进行数据传输。
57.在本实施例中，通过采用数字隔离器u3能够避免信号干扰，提高数据传输的完整性。
58.在本实施例中，数字隔离器u3可以采用但不限于是adum1201数字隔离器。
59.在本实施例中，can收发器u4可以采用但不限于是tja1050型can收发器。
60.图6
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3是本实用新型的开关电路的第一部分的电路图；
61.图6
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4是本实用新型的开关电路的第二部分的电路图。
62.在本实施例中，如图6
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3、图6
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4所示，所述can总线接口模块还包括：与所述can收发器u4电性相连的开关电路；所述开关电路适于控制can总线终端电阻是否接入。
63.在本实施例中，所述开关电路包括：与电机控制器电性相连的mos管u5，与can收发器u4电性相连的继电器(在本实施例中可以采用但不限于是hfd4 型继电器)；所述电机控制器适于通过控制mos管u5驱动继电器动作，以控制 can总线连接或不连接终端电阻。
64.在本实施例中，开关电路的canh端、canl端接can收发器u4、p1接口端接can总线、canh端、canl端还连接继电器，且继电器5脚、6脚、7脚悬空，即通过继电器导通时控制canh端、canl端接入120欧终端电阻，继电器断开时 canh端、canl端不接入120欧终端电阻。
65.综上所述，本实用新型通过电机控制器连接can总线接口模块，能够实现整车控制系统通过电机控制器驱动磁阻电机工作的功能，使磁阻电机工作更加稳定、高效，并且通过采用磁阻电机提高汽车行驶稳定性，并降低成本。
66.本技术中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本技术所涉及的软件程序均为现有技术，本技术不涉及对软件程序作出任何改进。
67.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
68.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第
一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
69.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。