[发明专利]干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置有效
申请号: | 201110124673.4 | 申请日: | 2011-05-13 |
公开(公告)号: | CN102780435A | 公开(公告)日: | 2012-11-14 |
发明(设计)人: | 赵治国;余卓平;章桐;孙泽昌;尹明陆;张林 | 申请(专利权)人: | 同济大学 |
主分类号: | H02P7/00 | 分类号: | H02P7/00;H02P7/28;G01R19/25 |
代理公司: | 上海科盛知识产权代理有限公司 31225 | 代理人: | 赵继明 |
地址: | 200092 *** | 国省代码: | 上海;31 |
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摘要: | |||
搜索关键词: | 电动 离合 自动变速器 电机 驱动 装置 | ||
技术领域
本发明涉及一种变速器作动电机的驱动装置,尤其是涉及一种干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置。
背景技术
目前在常规轿车上,12V低压直流电机得到广泛应用,而直流电机驱动一般采用H桥驱动,通过PWM实现调速。一般采用分立的MOSFET或者IGBT组成H桥电路,当N沟道MOSFET用作高压侧开关被驱动饱和导通时,则对栅极驱动有一定的要求,要求栅极电压应高于漏极电压10~15V,而栅极电位是随源极电位浮动而浮动的,即所谓的功率管高端驱动问题,目前主要解决方法有浮动栅极驱动电源法,脉冲变压器法,充电泵法,自举法和载波驱动法。为了适应小型直流电机的需求,各半导体厂商推出了直流电机专用集成电路,但大多数集成H桥的芯片带负载能力比较有限。例如飞思卡尔的H桥芯片MC33899,通过内部的充电泵实现高端MOSFET的驱动,但最大驱动电流只有3A。而一般离合器作动电机的功率在120W~200W之间,且电压一般采用汽车上的12电池电压,因此驱动电流较大,一般的集成式的H桥电路无法满足要求;同时采用分立的功率元件组成H桥,需要单独设计电流采集电路,电路复杂且占用较大的PCB空间,对于对集成度要求较高的TCU是不太适用。
目前直流电机的伺服控制技术比较成熟,但由于干式双离合器执行机构的伺服控制系统存在强非线性,主要体现在膜片弹簧的非线性和直流电机本身的非线性,使得离合器执行电机的伺服控制精度难以保证。国内学者对采用无刷直流电机的离合器执行机构,设计了三阶变结构控制器,并分析了变结构控制器对系统参数扰动的鲁棒性,取得了很好的仿真效果。但是这些控制器的控制输入量包含分离轴承位置传感器信号的三阶微分以及电机的负载转矩项,工程实现困难。
发明内容
本发明的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种降低了成本、提高了产品性能、适用范围广、控制方便的干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置。
本发明的目的可以通过以下技术方案来实现:
一种干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置,其特征在于,包括主驱动电路、逻辑控制电路、电流检测电路、保护电路、控制器,所述的逻辑控制电路与主驱动电路的输入端连接,所述的控制器的输出端分别与逻辑控制电路、主驱动电路的输入端连接,所述的电流检测电路的输入端与主驱动电路的输出端连接,所述的的电流检测电路的输出端与控制器连接,所述的保护电路接在电流检测电路的输出端与主驱动电路的输入端之间。
所述的主驱动电路包括两个半桥驱动芯片组成,该半桥驱动芯片包括P沟道的MOSFET和一个N沟道的MOSFET。
所述的逻辑控制电路包括非门逻辑模块、第一与门逻辑模块、第二与门逻辑模块,所述的控制器的方向控制信号输出端分别与非门逻辑模块的输入端、第二与门逻辑模块的输入端连接,所述的控制器的调速控制信号输出端分别与第一与门逻辑模块的输入端、第二与门逻辑模块的输入端连接,所述的非门逻辑模块的输出端与第一与门逻辑模块的输入端连接,所述的第一与门逻辑模块的输出端、第二与门逻辑模块的输出端分别与主驱动电路的输入端连接。
所述的电流检测电路包括运算放大器、电阻R7、电阻R8、电容C5、电阻R9、电阻R10、12V电源、5V电源、二极管D2、电阻R11,所述的运算放大器的正极输入端IN+通过电阻R8与主驱动电路的电流自检测引脚IS连接,所述的运算放大器的负极输入端IN-通过电阻R9与12V电源连接,所述的运算放大器的负极输入端IN-通过电阻R10接地,所述的运算放大器的正极与5V电源连接,所述的运算放大器的负极通过电阻R7与主驱动电路的电流自检测引脚IS连接,所述的运算放大器的负极接地,所述的电容5一端接在电阻R8与运算放大器的正极输入端IN+之间,另一端接地,所述的运算放大器的输出端分别与二极管D2的正极、控制器连接,所述的二极管D2的负极与保护电路连接,所述的电阻电阻R11一端接在二极管D2的负极,另一端接地;
利用主驱动电路的电流采样功能在IS引脚与地之间接入采样电阻R7,采集采样电阻的电压,经电流检测电路处理后,输入到控制器的A/D模块计算电机的电流,同时通过比较器输出故障信号。
所述的保护电路包括三极管、控制开关,所述的三极管包括基极、发射极、集电极,其基极接在电流检测电路的输出端,其发射极接地,其集电极通过控制开关与主驱动电路的输入端连接。
与现有技术相比,本发明具有以下优点:
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