[发明专利]无刷直流电机用于汽车换挡的低速大功率

说明书

技术领域

本发明涉及一种汽车换挡技术，特别是无刷直流电机用于汽车换挡的低速大功率。

背景技术

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，就是通过一定的机械装置—减速机构将运动和动力分别传递到换档拨叉上，从而对换档进行控制。此项控制特点是无刷直流电机，按照换档时序要求，通过减速机驱动选换档拨叉，完成选换档控制。为了保证换挡的速度和精度，机械行程控制技术采用了开环+闭环的控制方法，开环部分是为了运行速度，闭环是保证控制的精度。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。

传统的直流电机控制中分为步进电机和直流电机，步进电机输出扭矩和转速成反比，直流电机输出扭矩和转速成正比。这两种电机无法在低速和高速时同时实现大功率扭矩输出，对于高速低速均需要大扭矩的情况无法适应。

发明内容

本发明的目的是提供一种无刷直流电机用于汽车换挡低速大功率。

本发明的目的是这样实现的，无刷直流电机用于汽车换挡的低速大功率，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换挡拨叉的位置，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换挡机构，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Q1打开，UL控制Q2关闭；若要U相连接电源地时UH控制Q1关闭，UL控制Q2打开；若要U相悬空时UH控制Q1关闭，UL控制Q2关闭；所述的无刷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；假设当前电机位置为位置1，目标位置为位置2，则在电机处于位置1时直接控制打开Q1、Q3、Q6，关闭Q2、Q4、Q5，使得U相和V相产生正向磁场，W相产生反向磁场，其矢量和指向为位置1；随后减小V相电压，使得其磁场矢量和从位置1偏向位置2；当电压减小到0时，磁场矢量和指向位置1与位置2中间；关闭Q3并打开Q4，电压逐步增大，使得V相出现反向磁场，此时磁场矢量和从中间位置再次向位置2转动；当V相电压增加到和W相相同时，磁场使得电机转动到位置2。

本发明的优点是：

1.  转动扭矩大，可以有效提高控制精度；

2.  转动噪音小； 

3.  低转速可调，有效减小对减速装置的冲击，延长使用寿命。

本发明通过控制电机以二三换相方式（通常是二二换相）以类似步进电机细分的方法将无刷电机的最低转速由几百转降到几转，并且在低速转动的过程中仍保持大功率大扭矩输出。

附图说明

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到 图6是低速大功率控制方式；

图7是换挡装置控制流程图。

具体实施方式