一种智能化汽车用电机控制系统的制作方法

1.本实用新型属于电机控制技术领域，具体涉及一种智能化汽车用电机控制系统。


背景技术：

2.传统汽车控制系统直接由汽车总控制器对各个驱动电机进行控制，容易造成汽车总控制器超负荷工作，造成宕机或者影响使用寿命，并且直流电机在转动过程中，直流电机会出现转速不稳或者抖动等情况，传统的测量方式都采用霍尔传感器直接测量，但是由于电机转速太高，难以实现有效测量和测量数据及时传输，会造成误判、工作效率不高的问题。
3.因此，亟需开发一种新的智能化汽车用电机控制系统，以解决上述问题。


技术实现要素：

4.本实用新型的目的是提供一种智能化汽车用电机控制系统，以解决如何将直流电机测量数据快速传输至整车控制系统并反馈调速的问题。
5.为了解决上述技术问题，本实用新型提供了一种智能化汽车用电机控制系统，其包括：电机控制模块、与所述电机控制模块电性相连的取样模块、信号调理模块、调速模块、直流电机和can总线接口模块；其中所述直流电机安装在汽车相应驱动部位，所述取样模块适于获取直流电机的工作电压信号，并通过所述信号调理模块进行信号调理后发送至电机控制模块；所述电机控制模块通过can总线接口模块连接整车控制系统，以将直流电机的工作电压发送至整车控制系统；以及所述电机控制模块适于根据整车控制系统发送的控制信号控制调速模块调节直流电机的工作电压，以调节直流电机的转速。
6.进一步，所述can总线接口模块包括：与电机控制模块电性相连的数字隔离器、与数字隔离器电性相连的can收发器；所述can收发器适于连接can总线，且所述整车控制系统连接can总线，即所述can收发器适于通过can总线与整车控制系统进行信息交互，并通过数字隔离器与电机控制模块进行数据传输。
7.进一步，所述can总线接口模块还包括：与所述can收发器电性相连的开关电路；所述开关电路适于控制can总线终端电阻是否接入。
8.进一步，所述开关电路包括：与电机控制模块电性相连的mos管，与can收发器电性相连的继电器；所述电机控制模块适于通过控制mos管驱动继电器动作，以控制can总线连接或不连接终端电阻。
9.进一步，所述调速模块包括：开关电压调节器；所述电机控制模块适于通过开关电压调节器控制直流电机的工作电压。
10.进一步，所述取样模块适于通过一取样电阻与直流电机电性连接，以获取直流电机的电压信号。
11.进一步，所述信号调理模块包括：滤波电路和放大电路；所述滤波电路适于对电压信号进行滤波后，并通过放大电路对电压信号放大后发送至电机控制模块。
12.进一步，所述滤波电路适于采用巴特沃斯二阶低通滤波器对电压信号的高频杂波进行滤除。
13.进一步，所述放大电路适于通过一运算放大器对电压信号进行放大。
14.本实用新型的有益效果是，本实用新型通过can总线接口模块将电机控制模块采集到的直流电机的工作电压信号以can总线方式传输至整车控制系统，并反馈控制信号至电机控制模块驱动调速模块对直流电机调速，信号传输、反馈速度快，提高直流电机运行效率。
15.本实用新型的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。
16.为使本实用新型的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。
附图说明
17.为了更清楚地说明本实用新型具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本实用新型的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
18.图1是本实用新型的智能化汽车用电机控制系统的原理框图；
19.图2
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1是本实用新型的电机控制模块的第一部分的电路图；
20.图2
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2是本实用新型的电机控制模块的第二部分的电路图；
21.图2
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3是本实用新型的电机控制模块的第三部分的电路图；
22.图2
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4是本实用新型的电机控制模块的第四部分的电路图；
23.图2
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5是本实用新型的电机控制模块的第五部分的电路图；
24.图3
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1是本实用新型的数字隔离器的电路图；
25.图3
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2是本实用新型的can收发器的电路图；
26.图3
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3是本实用新型的开关电路的第一部分的电路图；
27.图3
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4是本实用新型的开关电路的第二部分的电路图。
28.图中：
29.数字隔离器u3、can收发器u4、mos管u5。
具体实施方式
30.为使本实用新型实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本实用新型保护的范围。
31.实施例1
32.图1是本实用新型的智能化汽车用电机控制系统的原理框图；
33.图2
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1是本实用新型的电机控制模块的第一部分的电路图；
34.图2
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2是本实用新型的电机控制模块的第二部分的电路图；
35.图2
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3是本实用新型的电机控制模块的第三部分的电路图；
36.图2
‑
4是本实用新型的电机控制模块的第四部分的电路图；
37.图2
‑
5是本实用新型的电机控制模块的第五部分的电路图。
38.在本实施例中，如图1、图2
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1、图2
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2、图2
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3、图2
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4、图2
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5所示，本实施例提供了一种智能化汽车用电机控制系统，其包括：电机控制模块、与所述电机控制模块电性相连的取样模块、信号调理模块、调速模块、直流电机和can总线接口模块；其中所述直流电机安装在汽车相应驱动部位，所述取样模块适于获取直流电机的工作电压信号，并通过所述信号调理模块进行信号调理后发送至电机控制模块；所述电机控制模块通过can总线接口模块连接整车控制系统，以将直流电机的工作电压发送至整车控制系统；以及所述电机控制模块适于根据整车控制系统发送的控制信号控制调速模块调节直流电机的工作电压，以调节直流电机的转速。
39.在本实施例中，电机控制模块可以采用但不限于是stm32f407vet6单片机。
40.在本实施例中，本实施例通过在直流电机高速运行时，通过对直流电机中枢与内部电刷接触产生的磁漏进行测量，通过电磁感应可以实现电磁信号的转换，并通过信号调理模块发送给电机控制模块进行脉冲检测，以实现测速，并根据直流电机的实际转速进行调速，提高了直流电机工作的稳定性和工作效率。
41.在本实施例中，本实施例通过can总线接口模块将电机控制模块采集到的直流电机的工作电压信号以can总线方式传输至整车控制系统，并反馈控制信号至电机控制模块驱动调速模块对直流电机调速，信号传输、反馈速度快，提高直流电机运行效率。
42.图3
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1是本实用新型的数字隔离器的电路图；
43.图3
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2是本实用新型的can收发器的电路图。
44.在本实施例中，如图3
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1、图3
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2所示，所述can总线接口模块包括：与电机控制模块电性相连的数字隔离器u3、与数字隔离器u3电性相连的can收发器u4；所述can收发器u4适于连接can总线，且所述整车控制系统连接can总线，即所述can收发器u4适于通过can总线与整车控制系统进行信息交互，并通过数字隔离器u3与电机控制模块进行数据传输。
45.在本实施例中，通过采用数字隔离器u3能够避免信号干扰，提高数据传输的完整性。
46.在本实施例中，数字隔离器u3可以采用但不限于是adum1201数字隔离器。
47.在本实施例中，can收发器u4可以采用但不限于是tja1050型can收发器。
48.图3
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3是本实用新型的开关电路的第一部分的电路图；
49.图3
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4是本实用新型的开关电路的第二部分的电路图。
50.在本实施例中，如图3
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3、图3
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4所示，所述can总线接口模块还包括：与所述can收发器u4电性相连的开关电路；所述开关电路适于控制can总线终端电阻是否接入。
51.在本实施例中，所述开关电路包括：与电机控制模块电性相连的mos管u5，与can收发器u4电性相连的继电器(在本实施例中可以采用但不限于是hfd4型继电器)；所述电机控制模块适于通过控制mos管u5驱动继电器动作，以控制can总线连接或不连接终端电阻。
52.在本实施例中，开关电路的canh端、canl端接can收发器u4、p1接口端接can总线、canh端、canl端还连接继电器，且继电器5脚、6脚、7脚悬空，即通过继电器导通时控制canh端、canl端接入120欧终端电阻，继电器断开时canh端、canl端不接入120欧终端电阻。
53.在本实施例中，所述调速模块包括：开关电压调节器；所述电机控制模块适于通过开关电压调节器控制直流电机的工作电压。
54.在本实施例中，开关电压调节器可以采用但不限于是lm2596开关电压调节器；通过反馈电压进行直流电机电压的调整，最终可以实现对直流电机转速的精确有效调整，lm2596开关电压调节器反馈引脚的输出电压为1.25v，因此可以实现控制直流电机的工作电压。
55.在本实施例中，所述取样模块适于通过一取样电阻与直流电机电性连接，以获取直流电机的电压信号。
56.具体的，直流电机输入端通过dc
‑
dc稳压芯片进行电源供给。
57.在本实施例中，通过采用dc
‑
dc稳压芯片进行电源供给，保证电路能够在精确稳定的电源支持下稳定工作；与传统的串联型稳压电源相比，dc
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dc稳压芯片输出纹波系数小。
58.在本实施例中，所述信号调理模块包括：滤波电路和放大电路；所述滤波电路适于对电压信号进行滤波后，并通过放大电路对电压信号放大后发送至电机控制模块。
59.在本实施例中，所述滤波电路适于采用巴特沃斯二阶低通滤波器对电压信号的高频杂波进行滤除。
60.在本实施例中，由于电磁感应出的电压信号具有复杂的高频干扰成分，所以低通滤波器的性能就显得尤为重要，低通滤波器采用选频特性良好的巴特沃斯二阶低通滤波器。
61.在本实施例中，所述放大电路适于通过一运算放大器对电压信号进行放大。
62.具体的，所述运算放大器适于采用lm324运算放大器，能够保证对微弱信号实现有效放大，同时也不能因为放大倍数过大，尤其是前级放大器的放大倍数要控制在3倍以内，因此运算放大器要采用lm324运算放大器。
63.综上所述，本实用新型通过can总线接口模块将电机控制模块采集到的直流电机的工作电压信号以can总线方式传输至整车控制系统，并反馈控制信号至电机控制模块驱动调速模块对直流电机调速，信号传输、反馈速度快，提高直流电机运行效率。
64.本技术中选用的各个器件(未说明具体结构的部件)均为通用标准件或本领域技术人员知晓的部件，其结构和原理都为本技术人员均可通过技术手册得知或通过常规实验方法获知。并且，本技术所涉及的软件程序均为现有技术，本技术不涉及对软件程序作出任何改进。
65.在本实用新型实施例的描述中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本实用新型中的具体含义。
66.在本实用新型的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本实用新型和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本实用新型的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
67.以上述依据本实用新型的理想实施例为启示，通过上述的说明内容，相关工作人员完全可以在不偏离本项实用新型技术思想的范围内，进行多样的变更以及修改。本项实用新型的技术性范围并不局限于说明书上的内容，必须要根据权利要求范围来确定其技术性范围。