無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及一種汽車節(jié)氣門技術(shù)，特別是無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)。
【背景技術(shù)】
[0002]在電一電式AMT系統(tǒng)中，執(zhí)行電動(dòng)機(jī)選用了無刷直流電動(dòng)機(jī)和機(jī)械行程控制技術(shù)，就是通過一定的機(jī)械裝置一減速機(jī)構(gòu)將運(yùn)動(dòng)和動(dòng)力分別傳遞到油門拉絲上，從而對(duì)油門開閉進(jìn)行控制。油門控制的特點(diǎn)為要求在一定時(shí)間內(nèi)能夠完成O?100%油門開度范圍內(nèi)任意的開度變化，在正常行駛工況跟蹤加速踏板行程，完成駕駛員對(duì)發(fā)動(dòng)機(jī)的控制意圖；起步時(shí)配合節(jié)氣門器實(shí)現(xiàn)加油；換檔時(shí)完成由于動(dòng)力中斷和恢復(fù)而需要的收油和加油工作。在機(jī)械行程控制技術(shù)中對(duì)無刷直流電動(dòng)機(jī)進(jìn)行步進(jìn)控制和大扭矩精確自鎖控制技術(shù)。其特征是單片機(jī)通過軟件控制電機(jī)繞組、電壓極性和電壓大小，控制電機(jī)運(yùn)行步數(shù)、速度和旋轉(zhuǎn)方向。
[0003]傳統(tǒng)的直流電機(jī)控制一般是用驅(qū)動(dòng)電壓控制電機(jī)的輸出功率，這樣電機(jī)的轉(zhuǎn)速會(huì)因?yàn)樨?fù)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(jī)霍爾測(cè)量電機(jī)轉(zhuǎn)速，再反饋回來控制驅(qū)動(dòng)電壓的軟件閉環(huán)的控制方式實(shí)現(xiàn)電機(jī)的勻速運(yùn)動(dòng)。

【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(jī)用于汽車節(jié)氣門勻速運(yùn)動(dòng)。
[0006]本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的，無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是:包括驅(qū)動(dòng)電路和無刷電機(jī)，無刷電機(jī)連接在殼體上，直流無刷電機(jī)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(cè)節(jié)氣門的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵對(duì)應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車節(jié)氣門機(jī)構(gòu)，其中，驅(qū)動(dòng)電路:包含 Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 共 6 個(gè) MOSFET，Ql、Q3、Q5 為上臂，連接電源正，Q2、Q4、Q6 為下臂，連接電源地，而、見、￥!1、￥1^、1!1、11^連接MCU，用來控制6個(gè)MOSFET的導(dǎo)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(shí)UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機(jī):電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機(jī)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(jī)內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會(huì)在磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；通過霍爾傳感器檢測(cè)磁鐵的位置和控制電機(jī)U、V、W三相電壓來控制汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)。
[0007]本發(fā)明的實(shí)現(xiàn)過程是這樣的:接收到上位機(jī)發(fā)來的勻速運(yùn)動(dòng)指令后，首先檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)霍爾并讀取當(dāng)前時(shí)間(該時(shí)間由定時(shí)器算出)，其次使用能讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來的最小電壓控制電機(jī)啟動(dòng)，之后便進(jìn)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(shí)間間隔計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動(dòng)電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動(dòng)電壓，然后再次循環(huán)。
[0008]本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)是:
1.降低動(dòng)態(tài)負(fù)載下的噪音；
2.降低控制難度，簡化上位機(jī)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(shí)施例附圖對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步說明:
圖1是本發(fā)明實(shí)施例電路控制示意圖；
圖2是勻速運(yùn)動(dòng)控制方式；
圖3是節(jié)氣門裝置控制流程圖。
【具體實(shí)施方式】
[0010]如圖1所示，無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是:包括驅(qū)動(dòng)電路和無刷電機(jī)，無刷電機(jī)連接在殼體上，直流無刷電機(jī)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(cè)節(jié)氣門的位置)設(shè)置在與磁鐵對(duì)應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車節(jié)氣門機(jī)構(gòu)，其中，驅(qū)動(dòng)電路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6個(gè)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(gè)MOSFET的導(dǎo)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(shí)UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機(jī):電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機(jī)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(jī)內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會(huì)在磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；通過霍爾傳感器檢測(cè)磁鐵的位置和控制電機(jī)U、V、W三相電壓來控制汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)。
[0011]如圖2所示，接收到上位機(jī)發(fā)來的勻速運(yùn)動(dòng)指令后，首先檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)霍爾并讀取當(dāng)前時(shí)間(該時(shí)間由定時(shí)器算出)，其次使用能讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來的最小電壓控制電機(jī)啟動(dòng)，之后便進(jìn)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(shí)間間隔計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動(dòng)電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動(dòng)電壓，然后再次循環(huán)。
[0012]如圖3所示，節(jié)氣門裝置控制流程為:
1.上電；
2.檢測(cè)上位機(jī)指令；
3.沒有收到指令返回第2步，收到進(jìn)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(jī)；
5.讀取減速機(jī)構(gòu)線性霍爾傳感器值；
6.將當(dāng)前位置信息上傳給上位機(jī)；
7.如果已到達(dá)指令要求的位置則進(jìn)入下一步，否則返回第4步繼續(xù)控制電機(jī)指令完成，控制電機(jī)停止并返回第2步。
【主權(quán)項(xiàng)】
1.無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是:包括驅(qū)動(dòng)電路和無刷電機(jī)，無刷電機(jī)連接在殼體上，直流無刷電機(jī)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(cè)節(jié)氣門的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵6對(duì)應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車節(jié)氣門機(jī)構(gòu)，其中，驅(qū)動(dòng)電路:包含Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6共6個(gè)MOSFET，Ql、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(gè)MOSFET的導(dǎo)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(shí)UH控制Ql打開，UL控制Q2關(guān)閉；若要U相連接電源地時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2打開；若要U相懸空時(shí)UH控制Ql關(guān)閉，UL控制Q2關(guān)閉；所述的無刷電機(jī):電機(jī)由定子和轉(zhuǎn)子組成，定子為線圈繞組與電機(jī)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(jī)內(nèi)形成磁場，不斷改變磁場方向，轉(zhuǎn)子就會(huì)在磁場的作用下轉(zhuǎn)動(dòng)；通過霍爾傳感器檢測(cè)磁鐵的位置和控制電機(jī)u、v、w三相電壓來控制汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是:所述的汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)是:接收到上位機(jī)發(fā)來的勻速運(yùn)動(dòng)指令后，首先檢測(cè)當(dāng)前電機(jī)霍爾并讀取當(dāng)前時(shí)間，其次使用能讓電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)起來的最小電壓控制電機(jī)啟動(dòng)，之后便進(jìn)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(shí)間間隔計(jì)算當(dāng)前轉(zhuǎn)速，若轉(zhuǎn)速低于設(shè)定值則提高驅(qū)動(dòng)電壓，若轉(zhuǎn)速高于設(shè)定值則降低驅(qū)動(dòng)電壓，然后再次循環(huán)。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是:所述的汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)控制流程為: .1.上電； .2.檢測(cè)上位機(jī)指令； .3.沒有收到指令返回第2步，收到進(jìn)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(jī)；. 5.讀取減速機(jī)構(gòu)線性霍爾傳感器值；. 6.將當(dāng)前位置信息上傳給上位機(jī)；. 7.如果已到達(dá)指令要求的位置則進(jìn)入下一步，否則返回第4步繼續(xù)控制電機(jī)指令完成，控制電機(jī)停止并返回第2步。
【專利摘要】本發(fā)明涉及無刷直流電機(jī)用于汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)，其特征是：包括驅(qū)動(dòng)電路和無刷電機(jī)，無刷電機(jī)連接在殼體上，直流無刷電機(jī)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(cè)節(jié)氣門的位置，線性霍爾傳感器設(shè)置在與磁鐵6對(duì)應(yīng)的位置；齒輪減速裝置輸出軸連接汽車節(jié)氣門機(jī)構(gòu)，通過霍爾傳感器檢測(cè)磁鐵的位置和控制電機(jī)U、V、W三相電壓來控制汽車節(jié)氣門的勻速運(yùn)動(dòng)。本發(fā)明勻速轉(zhuǎn)速可調(diào)，方便控制。
【IPC分類】F02D9-08
【公開號(hào)】CN104653300
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201310600650
【發(fā)明人】潘亞敏, 陳創(chuàng)
【申請(qǐng)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(qǐng)日】2013年11月25日