[發明專利]電子助力器的雙冗余位置檢測的無刷電機控制方法及系統

在審

• 申請號: 202011368000.9
• 申請日: 2020-11-29
• 公開（公告）號: CN112511045A
• 公開（公告）日: 2021-03-16
• 發明（設計）人: 姜旭;侯聰聞;張世強;王維;劉學生;李文惠;成功;石強;王超;單國志;湯穎偉;陳爽;姜濱;任義;丁冠華;楊毅;宋巍
• 申請（專利權）人: 吉林東光奧威汽車制動系統有限公司
• 主分類號: H02P6/17
• 分類號: H02P6/17;H02P6/182;H02P6/06;H02H7/09
• 代理公司: 吉林長春新紀元專利代理有限責任公司 22100
• 代理人: 魏征驥

本發明涉及一種電子助力器的雙冗余位置檢測的無刷電機控制方法及系統，屬于無刷電機控制領域。行程傳感器經行程轉換電路與主控制器電連接，主控制器經電機調速電路、電機驅動電路與無刷電機電連接，無刷電機分別經位置傳感器采集電路和反電勢采集電路和主控制器電連接。優點是主控制器根據行程信號來驅動無刷電機，通過位置傳感器采集電路和反電勢采集電路雙冗余進行無刷電機位置檢測，根據無刷電機位置計算電機的轉速，從而實現電子助力器中無刷電機的精確閉環控制，基于霍爾傳感器和反電勢法雙冗余設計的位置檢測方法，能在無位置傳感器的情況下，仍可檢測電機位置，可提高系統的可靠性，降低因位置傳感器失效帶來的風險。

技術領域

本發明涉及無刷電機控制領域，特別是涉及一種用于電子助力器的雙冗余位置檢測的無刷電機控制方法及系統。

背景技術

傳統的真空助力器產生的助力是通過發動機帶動產生真空度實現的，在電動汽車中，電動機取代了發動機，助力系統仍采用真空助力器的話，需額外增加真空泵和儲氣罐來產生真空，其體積較大，不利于空間布置。因此，伴隨著電動汽車的發展，電子助力器應運而生，電子助力器中的動力裝置是電機，因有刷電機的具有磨損大、損耗大、發熱大、效率低、輸出功率小的缺點，目前主要采用的動力裝置是無刷電機。無刷電機沒有電刷，在電機運轉時避免產生電火花，這樣就減小了對電氣設備的干擾；無刷電機不使用電刷，降低了電機運轉時產生的摩擦力，增加了電機的使用壽命，同時減小了運轉時產生的噪音，整個電機運轉時比較順暢。

由于無刷電機沒有電刷，電流的方向由控制器來控制，為精確控制電機，控制系統一般較為復雜，且電機的控制需要位置反饋來閉環，通常的位置檢測分為有位置傳感器檢測和無位置傳感器檢測，其中有位置傳感器檢測，常用霍爾傳感器或編碼器作為位置傳感器，但位置傳感器存在失效情況，一旦失效電機將無法控制；無位置傳感器檢測，常用反電勢法，當無位置傳感器失效時，也將無法控制電機。

發明內容

本發明提供一種電子助力器的雙冗余位置檢測的無刷電機控制方法及系統，以解決因位置傳感器失效帶來的無刷電機無法控制的問題。

本發明采取的技術方案是：一種電子助力器的雙冗余位置檢測的無刷電機控制系統，行程傳感器經行程轉換電路與主控制器電連接，主控制器經電機調速電路、電機驅動電路與無刷電機電連接，無刷電機分別經位置傳感器采集電路和反電勢采集電路和主控制器電連接。

所述無刷電機還與電壓檢測電路電連接，所述電壓檢測電路用于檢測無刷電機電壓，在過壓時向主控制器發出信號。

所述行程傳感器用于采集腳踏板傳遞的制動行程。

所述行程轉換電路將相應行程轉換成行程電壓信號，輸出給主控制器。

所述主控制器接收行程轉換電路輸出的行程電壓信號，換算成驅動無刷電機所需電流大小，調整PWM波的占空比，并將PWM波輸出到電機調速電路；根據位置傳感器采集電路采集位置傳感器的電壓計算出無刷電機位置，并根據位置信號計算出無刷電機轉速，從而實現無刷電機的閉環控制；接收反電勢采集電路采集無刷電機的反電勢信號，當檢測到反電勢過大時，主控制器減小輸出PWM波的占空比，從而降低無刷電機的轉速，實現電機的閉環控制；當接收到電壓檢測電路檢測的無刷電機過壓信號時，主控制器停止輸出PWM波，無刷電機停止工作，達到保護無刷電機的目的。

所述電機調速電路接收主控制器發送的調節電機轉速的PWM波，并將其轉換成電機驅動信號輸出到電機驅動電路。

所述電機驅動電路將電機轉動所需的驅動信號輸出到無刷電機，控制無刷電機轉動或停止。

所述位置傳感器采集電路采集位置傳感器的電壓信號，并輸出至主控制器，該位置傳感器采用霍爾傳感器；

所述反電勢采集電路采集無刷電機的反電勢信號，并輸出至主控制器。