[发明专利]一种集成启动电机线电压过零检测装置

说明书

技术领域

本发明涉及一种集成启动电机线电压检测技术领域，具体来说是一种关于在混合动力车生产线上自动检测混合动力车所使用的集成启动电机(ISG)的B-C线电压过零点时的信号检测装置。

背景技术

在现代车辆生产、装配过程中，发动机飞轮形状、安装位置精度及位形误差对车辆的高精度控制和运行起着至关重要的作用。特别是在混合动力车中，要实现对车辆的高精度控制，必须首先实现对其使用的集成启动电机位置的精确控制。特别是在集成启动电动机实际安装时，由于电机位置传感器初始位置和信号盘等器件的机械安装偏差，导致实际测得的电机B-C间反电动势及位置信号的位置关系无法满足图4的要求，这就导致电机控制器(MCU)无法准确标定电机转速以及控制电机，为解决这一问题，每一辆混合动力车下线前，电机控制器需要存储电机反电动势和位置传感器的位置信号之间的绝对关系，也就是它们二者之间的偏移角度，电机控制器工作在这一状态的模式称之为准直模式，在电机控制器的准值标定模式工作过程中，需要检测电机B-C间反电动势过零点的位置，即B，C两相电压波形相交处的位置。

具体的准值标定过程如图3所示，先将集成启动电机安装到发动机上(包括电机位置传感器、支架、定转子等)，然后将将变速箱及附件安装到发动机上，再将测试用控制器(包括信号线、高压线)安装到集成启动电机上。完成以上安装后，通过集成启动电机启动发动机，此时位置传感器的准值初始值采用经验值。发动机启动后，集成启动电机退出到空闲模式，当发动机转速稳定在800rpm左右时，电机控制器(MCU)进入准值标定状态，此时通过集成启动电机线电压过零检测装置及电机控制器(MCU)中的算法实现准值标定，并将标定量通过CAN总线输出到个人电脑机，通过条形码打印装置输出。

通常的集成启动电机线电压过零检测装置在准值标定状态下工作时，采集B-C反电动势过零点时的信号容易受到噪音信号干扰，影响零点位置采集的准确性。此外，传统过零检测装置检测得到的B-C反电动势过零点输出方波信号输送给电机控制器(MCU)的延迟时间较长，导致低压电信号与输入的高压信号的时间同步的精度变差，影响最终偏移角度计算的准确性。

发明内容

本发明的目的是为克服已有技术中，集成启动电机线电压过零检测采集得到的B-C反电动势过零点时的信号容易受到噪音信号干扰的缺陷，同时减少了输出方波信号传送给电机控制器(MCU)的延迟时间，并且为增加装置工作过程的安全性，增加了高电压电路元器件和低电压电路元器件之间的隔离。

实现上述目的本发明的技术方案为：一种集成启动电机线电压过零检测装置，包括信号滤波模块，信号差分比较模块和隔离模块，集成启动电机的B，C相线电压信号在输入滤波模块前分别并联一个电容，滤波模块的输出输入差分比较模块，差分比较模块通过计算比较输入信号的差值，输出脉冲宽度调制波(PWM)信号，该信号通过隔离模块后输入混合动力控制器(H-CU)。隔离模块所采用的光耦隔离器可以是延迟时间仅ns量级的HCPL2400隔离器将高电压电路器件和电压电路元器件之间进行隔离，并且保证了B，C反电动势过零点到输出方波信号输送给电机控制器的延迟时间满足同步要求。B，C相线电压信号在输入滤波模块前分别并联10nf的电容滤除高频噪声信号。滤波模块，信号差分比较模块和隔离模块的供电电源采用12v直流电池。混合动力控制器的输入信号是通过光耦隔离器隔离后的电压为5v的高电平方波脉冲宽度调制信号。

本发明的集成启动电机线电压过零检测装置的工作原理如下所述：集成启动电机的B，C两相电压信号经过滤波电容和滤波模块的两次滤波可以滤去来自电机开关驱动电路产生的高频噪声信号，经过滤波后的高电压信号通过差分比较进行运算，在B，C反电动势过零点的瞬间的时刻，也即B相和C相交的位置输出一个高电平的脉冲宽度调制波信号。为了满足高电压器件和低压器件之间的正常工作和安全，在差分比较模块和混合动力控制器之间用光耦隔离器进行隔离，混合动力控制器和电机控制器通过内部CAN总线通讯，电机控制器内部通过计算来自HCU的脉冲宽度调制波信号与来自电机位置传感器的余弦信号角度差值最终实现准直标定。

本发明结构简单、操作方便，和已有的相关技术相比，具有以下优点：

1、集成启动电机的B，C相电压信号在输入至信号滤波模块前已经通过两个简单的并联电容实现了高频滤波作用，减少了信号中所包含的高频噪声。