[发明专利]混合动力汽车电机转子定位系统及其定位方法

说明书

技术领域

本发明属于汽车制造技术领域，具体涉及到混合动力汽车的电机安装。

背景技术

近年来，随着汽车和电子技术的不断进步，以内燃机和电机为动力的混合动力汽车有了突破性的进展，其中电机作为混合动力汽车的辅助动力源，关系到整车的动力性和稳定性，起着举足轻重的作用。内嵌永磁体的永磁同步电机具有高效的可调速运行等优点，越来越广泛地应用于混合动力汽车上，对电机进行精确控制不但可以提高电机效率，还可以提高整车的系统效率，而要对电机进行控制，就必须对电机转子进行精确定位。混合动力汽车的生产线作为一个特殊的运作环境，对工位有着严格的时间和空间要求，对电机转子进行定位涉及到装配顺序、装配空间、生产效率等诸多因素，而目前还没有一种适合汽车生产线特点的自动化的电机转子定位系统及定位方法。

发明内容

本发明的第一个目的是提出一种适合汽车生产线特点的混合动力汽车的电机转子定位系统。

本发明的混合动力车电机转子定位系统由检测单元和标定单元组成，所述检测单元包括可带动待定位电机转动的动力装置、检测主机、扫描电机条形码的条形码扫描枪、过零点检测设备及安装在待定位电机上的电机转子位置传感器，所述检测主机与动力装置、条形码扫描枪、过零点检测设备及电机转子位置传感器连接；所述标定单元包括另一条形码扫描枪及标定主机，所述标定主机与待定位电机的电机控制器相连；所述检测主机与标定主机分别通过网络与可存储电机条码编号和转子位置角度值的数据库服务器连接。

本发明的混合动力车电机转子定位系统中，检测和标定由两部分设备分别进行，检测主机和标定主机利用数据库服务器进行数据传递，这样检测和标定可以安排在不同车间或部门进行作业，使得生产线的安排更加灵活；另外，电机的条码与其转子的位置信息相对应，由电脑自动记录及读取，杜绝了人工出错的可能性。

上述检测主机可以为单片机及其外围电路，利用具有以太网接口的单片机加上相应的存储电路、A/D转换电路等即可完成相应检测功能，上述电路已经被广泛应用，此处不再赘述。

上述检测主机还可以为单片机及其外围电路与电脑的组合，单片机电路与电脑之间通过CAN网络通讯，这样可以充分利用现有的资源，简化单片机电路和开发难度，CAN网络的抗干扰性能强，适合于生产线的复杂电磁环境。

上述动力装置可以为发动机热试台架，该热试台架上原本就设置有可带动待定位电机转动的发动机，可以节约设备成本和布置空间，在进行发动机热试的同时进行电机转子位置的检测，另外发动机热试台架可以精确控制发动机的转速，使得电机转子位置传感器的检测结果更加精确。当然，动力装置也可以为电机等设备。

上述电机转子位置传感器为基于涡流效应的电涡流位置传感器，包括探测器和外侧为正弦曲线形状的环状金属目标盘，所述目标盘固定在待定位电机的转子支架上，与转子一起绕转子支架轴旋转；所述探测器通过探测器支架安装在待定位电机的定子上。当目标盘转动时，在探测器中能产生与转子位置相对应的正弦和余弦两路位置信号。

上述过零点检测设备由可检测电压变化的检测电路和可根据检测电路的检测结果发出控制信号的信号发生电路组成，所述检测电路与待定位电机的B、C相电源连接。当检测电路检测到B、C相间的反电动势过零点的脉冲信号后，信号发生电路即发出控制信号，触发电机转子位置传感器进行采样作业。其测量原理如下：一般的永磁无刷交流电机是由三相逆变桥来驱动的，根据转子位置的不同，为了产生最大的平均转矩，在一个电角度周期中，具有6个换相状态。在任意一个时间段中，电机三相中都只有两相导通，每相的导通时间间隔为120°电角度。例如，当A相和B相已经持续60°电角度时，C相不导通。这个换相状态将持续60°电角度，而从B相不导通，到C相开始导通的过程，称为换相。换相的时刻取决于转子的位置，通过测量不导通相的端电压，与电机的绕组中点电压进行比较，以得到反电动势的过零点。

本发明的第二个目的是提出上述混合动力汽车电机转子定位系统的定位方法。

该定位方法包括检测和标定两个阶段，检测阶段：检测主机控制动力装置带动待定位电机恒速转动，当过零点检测设备检测到B、C相间的反电动势过零点的脉冲信号后，即向检测主机发出信号以触发主机对电机转子位置传感器的信号采样，检测主机对采样到的位置信号进行分析和处理后得到电机转子的位置角度值，并连同待定位电机的条码编号一起上传至数据库服务器进行存储；标定阶段：当标定主机读取到电机条码编号后，会按照条码编号从数据库服务器中读取出对应电机的转子位置角度值，并将该位置角度值写入至电机控制器中，完成对电机转子的定位

具体来说，上述定位方法包括如下步骤：