干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置制造方法及图纸

本发明专利技术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，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。与现有技术相比，本发明专利技术具有降低了成本、提高了产品性能、适用范围广、控制方便等优点。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术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。本专利技术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M0SFET。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R10U2V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RlO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 —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RlI —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Α/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，本专利技术具有以下优点I)降低了成本、提高了产品性能，通过配置逻辑控制电路，既满足了系统的需求，同时使得P沟道MOSFET工作在开关状态，保证了其性能的稳定性，同时大大节约了 PCB空间，且带有过温、过压、过流、短路、堵转检测及保护功能；2)适用范围广、控制方便，特别适合于电机数量较多的全电动双离合自动变速器和AMT (Automated Manual Transmission,简称AMT)变速器驱动；而变结构控制器各个控制参数物理意义十分明确，因此不需要进行大量的调试，就可以找到较优的控制参数。附图说明图I为本专利技术的结构框图；图2为本专利技术的电机空载启动电流及端电压变化曲线图；图3为本专利技术的电机带载启动-正常工作-堵转瞬态电流、电压曲线图；图4为本专利技术的电机堵转诊断流程图；图5为本专利技术的主驱动电路与逻辑控制电路的电路图；图6为本专利技术的主驱动电路的内部功率电路图；图7为本专利技术的电流检测电路的电路图；图8为本专利技术的多个电机同时控制的电路图；图9为直流电机等效电路图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术进行详细说明。实施例本专利技术针对干式DCT离合器作动电机特点，基于BTS7960/BTN7960半桥驱动芯片设计了一种汽车用低电压大电流的驱动电路。该芯片内部集成了一个P沟道的高端MOSFET和一个N沟道的低端M0SFET，避免了充电泵的电磁干扰，提高了 EMC(Electro MagneticCompatibi I ity,简称EMC)水平。本专利技术基于该芯片特点设计了逻辑控制电路和电流检测及保护电路。本专利技术在以直流电机作为动力源的离合器执行机构上进行了应用，即基于所建立的执行机构动力学模型，设计了变结构伺服控制器。针对执行机构的强非线性，设计了两阶变结构伺服控制器。该控制器的控制输入量只包含离合器行程传感器信号的一阶微分，具有很强的工程应用价值，且控制器对系统参数的摄动和外在阻力转矩的非线性变化有较强的鲁棒性。如图I所示，本专利技术包括主驱动电路I、逻辑控制电路2、电流检测电路3、保护电路4、控制器5，所述的逻辑控制电路2与主驱动电路I的输入端连接，所述的控制器5的输出 端分别与逻辑控制电路2、主驱动电路I的输入端连接，所述的电流检测电路3的输入端与主驱动电路I的输出端连接，所述的的电流检测电路3的输出端与控制器5连接，所述的保护电路4接在电流检测电路3的输出端与主驱动电路I的输入端之间。图2、3为离合器作动电机的关键参数的测试结果，电机驱动的功能应该是能保证电机正常启动，保证电机在最大负载下能正常工作，同时当电机出现故障时，能正确的控制电机保护装置动作，保护电机不会被损坏。由于电机启动时会产生很大的电流，由图可知该电流与电机堵转电流相同，因此仅通过电机的电流值不能准确地判断电机是否出现故障。电机启动大电流作用时间较短，因此大电流作用的时间的长短是区分电机启动与堵转的唯一本文档来自技高网...

【技术保护点】
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。

【技术特征摘要】
1.一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。2.根据权利要求I所述的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，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M0SFET。3.根据权利要求I所述的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，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。4.根据权利要求I所述的一种干式电动双离合自动变速器作动电机的驱动装置，其...

【专利技术属性】
技术研发人员：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，
类型：发明
国别省市：