四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号(10)申请公布号CN104590050A(43)申请公布日(43)申请公布日2015.05.06(21)申请号201310525834.X(22)申请日2013.10.31(71)申请人沈阳工业大学地址110870辽宁省沈阳市经济技术开发区沈辽西路111号沈阳工业大学自动化教研室(72)发明人不公告发明人(51)Int.Cl.B60L15/20(2006.01)权利要求书1页说明书2页附图1页(54)发明名称四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法(57)摘要四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，其结构特点是电动汽车四个驱动轮的牵引电机均采用三相三拍工作方式的三相反应式步进电动机，步进牵引电机控制单元中的步进细分控制器进一步提高牵引电机的控制精度，同时解决了步进电机在低频工作时振动大、噪声大的问题。本发明采用步进电机的细分控制驱动电动汽车，使得汽车控制系统简单，系统中高频污染少，步进电机没有累积误差，使控制精度提高。而且步进电机结构简单可靠，同时可以降低生产成本。CN104590050ACN104590050A权利要求书1/1页1.四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，包括驾驶员操纵平台（1）、整车控制器（2）、能量管理系统（3）、蓄电池（4）、姿态补偿控制单元（5）、横摆角速度传感器（6）、左前轮牵引电机及其控制系统（7）、右前轮牵引电机及其控制系统（8）、左后轮牵引电机及其控制系统（9）、右后轮牵引电机及其控制系统（10）、左前驱动轮（15）、右前驱动轮（16）、左后驱动轮（17）、右后驱动轮（18）；其特征在于：驾驶员操纵平台（1）将操纵指令传递给整车控制器（2），计算出满足驾驶指令的四个牵引电机的转速目标值，并分别作为四个牵引电机及其控制系统（左前轮牵引电机及其控制系统（7）、右前轮牵引电机及其控制系统（8）、左后轮牵引电机及其控制系统（9）、右后轮牵引电机及其控制系统（10））的输入，能量管理系统（3）一方面连接整车控制器（2），另一方面连接蓄电池（4），为四个牵引电机及其控制系统供电，四个牵引电机通过减速机构，分别连接至左前驱动轮（15）、右前驱动轮（16）、左后驱动轮（17）、右后驱动轮（18）；其特征还在于：车身横摆角速度传感器（6）连接姿态补偿控制单元（5），计算出保持车辆稳定的四轮牵引电机转速补偿量，将补偿信号输出到整车控制器（2），调整牵引电机速度。2.根据权利要求1所述四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，其特征在于：电动汽车四个驱动轮（左前轮、右前轮、左后轮、右后轮）牵引电机及其控制系统（7）（8）（9）（10）中的牵引电机均采用三相反应式步进电动机，步进电机为三相三拍工作方式。3.根据权利要求1所述四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，其特征在于：电动汽车四个驱动轮（左前轮、右前轮、左后轮、右后轮）牵引电机及其控制系统（7）（8）（9）（10）中步进牵引电机的驱动方法均采用可提高步进电机控制精度的细分控制策略。4.根据权利要求3所述四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，其特征在于：细分控制电路采用DSP2812芯片为步进电机细分控制器（19），通过脉宽调制产生细分控制PWM信号，形成生细分控制的阶梯电流，信号经过功率驱动（20）环节的功率放大和光耦隔离后，驱动步进电机（23）；其特征还在于：转速采样电路（22）和电流采样电路（24）检测牵引步进电机（23）的转速和电流，反馈到细分控制器（19），闭环调节PWM信号的频率，动态调节步进电机转速；其特征还在于：蓄电池（4）为驱动电路供电，当牵引电机过载时，由电流采样电路（24）测出过流信号，送入细分控制器（19）和整车控制器（2），由细分控制器（19）控制该牵引电机转速下降，同时由整车控制器（2）调节其他三轮牵引电机的转速。5.根据权利要求1所述四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法，其特征在于：由车身横摆角速度传感器（6）检测车辆的横摆角，输入到姿态补偿控制单元（5），姿态补偿控制单元（5）根据整车控制器（2）给出的横摆角速度目标值与车身横摆角速度传感器（6）给出的检测值之间的偏差进行控制计算，生成四个牵引电机转速补偿量，送入整车控制器（2），用于补偿步进电机步进角误差产生的牵引偏差。2CN104590050A说明书1/2页四轮全驱电动汽车步进电机驱动及细分控制方法技术领域[0001]本发明涉及一种四轮全驱电动汽车的驱动结构，具体指一种应用于四轮全驱电动汽车的步进牵引电机细分控制驱动方法。背景技术[0002]与传统汽车相比，电动汽车对环境污染小，其前景被广泛看好。电动汽车采用牵引电机控制车轮转矩，与传统汽车相比，控制响应更加快速精确，更能发挥