无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动的制作方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及一种汽车离合技术，特别是无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动。
【背景技术】
[0002]在电一电式AMT系统中，执行电动机选用了无刷直流电动机和机械行程控制技术，由于离合器的分离杠杆的驱动需要较大扭矩，在设计中通过一定的机械装置一减速机构将运动和动力分别传递到离合器的分离杠杆上，将旋转运动转换为直线运动，同时提高其输出扭矩。通过对控制电机端电压极性和高低来控制离合器接合、分离及相应的速度。在控制上的特征分为机械机构连接和机械行程控制技术，电机机械机构在实现过程中有诸多的非线性时变、外界干扰情况，机械行程控制技术很好实现了目标指令快速准确跟踪，而传统的线性控制理论难以很好地解决问题。
[0003]传统的直流电机控制一般是用驱动电压控制电机的输出功率，这样电机的转速会因为负载不同而产生变化，噪音以及冲击的问题随之出现。
[0004]本发明通过电机霍尔测量电机转速，再反馈回来控制驱动电压的软件闭环的控制方式实现电机的匀速运动。
【发明内容】
[0005]本发明的目的是提供一种无刷直流电机用于汽车离合匀速运动。
[0006]本发明的目的是这样实现的，无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动，其特征是:包括驱动电路和无刷电机，无刷电机连接在壳体上，直流无刷电机的输出轴与齿轮减速装置连接；磁铁嵌装在传感轴的轴端，线性霍尔传感器用于检测离合的位置，线性霍尔传感器设置在与磁铁对应的位置；齿轮减速装置输出轴连接汽车离合机构，其中，驱动电路:包含Q1、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 共 6 个MOSFET，Q1、Q3、Q5 为上臂，连接电源正，Q2、Q4、Q6 为下臂，连接电源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL连接MCU，用来控制6个MOSFET的导通或关断；UH和UL控制U相的输出，若要U相连接电源正时UH控制Ql打开，UL控制Q2关闭；若要U相连接电源地时UH控制Ql关闭，UL控制Q2打开；若要U相悬空时UH控制Ql关闭，UL控制Q2关闭；所述的无刷电机:电机由定子和转子组成，定子为线圈绕组与电机外壳固定连接U、V、W三相构成回路，转子由永磁体组成；通过给U、V、W供电在电机内形成磁场，不断改变磁场方向，转子就会在磁场的作用下转动；通过霍尔传感器检测磁铁的位置和控制电机U、V、W三相电压来控制电机匀速运动。
[0007]本发明的实现过程是这样的:接收到上位机发来的匀速运动指令后，首先检测当前电机霍尔并读取当前时间，其次使用能让电机转动起来的最小电压控制电机启动，之后便进入软件闭环控制，每次霍尔值变化便根据两次变化的时间间隔计算当前转速，若转速低于设定值则提高驱动电压，若转速高于设定值则降低驱动电压，然后再次循环。
[0008]本发明的优点是:
1.降低动态负载下的噪音； 2.降低控制难度，简化上位机控制算法；
3.匀速转速可调，方便控制。
【附图说明】
[0009]下面结合实施例附图对本发明作进一步说明:
图1是本发明实施例电路控制示意图；
图2是匀速运动控制方式；
图3是离合装置控制流程图。
【具体实施方式】
[0010]如图1所示，无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动，其特征是:包括驱动电路和无刷电机，无刷电机连接在壳体上，直流无刷电机的输出轴与齿轮减速装置连接；磁铁嵌装在传感轴的轴端，线性霍尔传感器(用于检测离合的位置)设置在与磁铁对应的位置；齿轮减速装置输出轴连接汽车离合机构，其中，驱动电路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6个MOSFET, Q1、Q3、Q5为上臂，连接电源正，Q2、Q4、Q6为下臂，连接电源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL连接MCU，用来控制6个MOSFET的导通或关断；UH和UL控制U相的输出，若要U相连接电源正时UH控制Ql打开，UL控制Q2关闭；若要U相连接电源地时UH控制Ql关闭，UL控制Q2打开；若要U相悬空时UH控制Ql关闭，UL控制Q2关闭；所述的无刷电机:电机由定子和转子组成，定子为线圈绕组与电机外壳固定连接U、V、W三相构成回路，转子由永磁体组成；通过给U、V、W供电在电机内形成磁场，不断改变磁场方向，转子就会在磁场的作用下转动；通过霍尔传感器检测磁铁的位置和控制电机U、V、W三相电压来控制电机。
[0011]如图2所示，接收到上位机发来的匀速运动指令后，首先检测当前电机霍尔并读取当前时间(该时间由定时器算出)，其次使用能让电机转动起来的最小电压控制电机启动，之后便进入软件闭环控制，每次霍尔值变化便根据两次变化的时间间隔计算当前转速，若转速低于设定值则提高驱动电压，若转速高于设定值则降低驱动电压，然后再次循环。
[0012]如图3所示，离合装置控制流程为:
1.上电；
2.检测上位机指令；
3.没有收到指令返回第2步，收到进入下一步；
4.根据指令内容决定控制策略，配置相关参数控制电机；
5.读取减速机构线性霍尔传感器值；
6.将当前位置信息上传给上位机；
7.如果已到达指令要求的位置则进入下一步，否则返回第4步继续控制电机指令完成，控制电机停止并返回第2步。
【主权项】
1.无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动，其特征是:包括驱动电路和无刷电机，无刷电机连接在壳体上，直流无刷电机的输出轴与齿轮减速装置连接；磁铁嵌装在传感轴的轴端，线性霍尔传感器用于检测离合的位置，线性霍尔传感器设置在与磁铁对应的位置；齿轮减速装置输出轴连接汽车离合机构，其中，驱动电路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6个MOSFET, Q1、Q3、Q5为上臂，连接电源正，Q2、Q4、Q6为下臂，连接电源地，UH、UL、VH、VL、WH、WL连接MCU，用来控制6个MOSFET的导通或关断；UH和UL控制U相的输出，若要U相连接电源正时UH控制Ql打开，UL控制Q2关闭；若要U相连接电源地时UH控制Ql关闭，UL控制Q2打开；若要U相悬空时UH控制Ql关闭，UL控制Q2关闭；所述的无刷电机:电机由定子和转子组成，定子为线圈绕组与电机外壳固定连接U、V、W三相构成回路，转子由永磁体组成；通过给U、V、W供电在电机内形成磁场，不断改变磁场方向，转子就会在磁场的作用下转动；通过霍尔传感器检测磁铁的位置和控制电机U、V、W三相电压来控制电机匀速运动。
2.根据权利要求1所述的无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动，其特征是:所述的电机匀速运动是通过接收到上位机发来的匀速运动指令后，首先检测当前电机霍尔并读取当前时间，其次使用能让电机转动起来的最小电压控制电机启动，之后便进入软件闭环控制，每次霍尔值变化便根据两次变化的时间间隔计算当前转速，若转速低于设定值则提高驱动电压，若转速高于设定值则降低驱动电压，然后再次循环。
【专利摘要】本发明涉及无刷直流电机用于汽车离合的匀速运动，其特征是：包括驱动电路和无刷电机，无刷电机连接在壳体上，直流无刷电机的输出轴与齿轮减速装置连接；磁铁嵌装在传感轴的轴端，线性霍尔传感器用于检测离合的位置，线性霍尔传感器设置在与磁铁对应的位置；齿轮减速装置输出轴连接汽车离合机构，无刷电机：电机由定子和转子组成，定子为线圈绕组与电机外壳固定连接U、V、W三相构成回路，转子由永磁体组成；通过给U、V、W供电在电机内形成磁场，不断改变磁场方向，转子就会在磁场的作用下转动；通过霍尔传感器检测磁铁的位置和控制电机U、V、W三相电压来控制电机匀速运动。本发明降低动态负载下的噪音。
【IPC分类】H02P6-08, H02K29-08, H02P6-16
【公开号】CN104660001
【申请号】CN201310600657
【发明人】潘亚敏, 陈创
【申请人】陕西国力信息技术有限公司
【公开日】2015年5月27日
【申请日】2013年11月25日