CN101474960B - 分轮驱动电动汽车驱动控制装置 - Google Patents

Abstract

分轮驱动电动汽车驱动控制装置，壳体上有开关信号电接点，壳体内电路板上有相连的主控制器电路和三相直流无刷电机驱动电路，主控制器电路有单片机，单片机的输入端分别与壳体上的开关信号电接点相连，单片机内有分轮驱动控制程序，单片机电路的输出端为相应的串行数据线，三相直流无刷电机驱动电路与所用电动汽车的驱动轮数量相同，有顺序相连的MC电子测速器芯片电路、MC直流无刷电机主控制芯片电路、耦合驱动电路和IGBT三相功率驱动电路，本发明可以安装在分轮驱动电动汽车上，分轮驱动电动汽车的驱动轮上分别有三相直流无刷电机的电机，驱动轮有左驱动轮和右驱动轮。本发明可以驱动并控制分轮驱动电动汽车。

Description

分轮驱动电动汽车驱动控制装置

技术领域

本发明涉及一种电动汽车驱动控制装置，特别是一种分轮驱动电动汽车的驱动控制装置。

背景技术

电动汽车有驱动电机。电动汽车的驱动电机可以是一台，用一台电机通过机械控制和传动装置把动力传到多个驱动轮，带动电动汽车的多个驱动轮转动；电动汽车的驱动电机也可以是与驱动轮数相同的多台，每一个驱动轮分别用一台电机驱动。用一台电机的多轮驱动电动汽车，因为有机械控制和传动装置，所以制造成本较高，在使用时故障较多，维修工作量较大，特别是在使用中因为机械控制和传动装置产生的磨擦使电动汽车的机械效率较低；用多台电机的分轮驱动电动汽车，可以减掉机械控制和传动装置，制造成本较低，在使用时故障较少，维修工作量小，机械效率较高。分轮驱动电动汽车的电机可用直流有刷电机也可以用直流无刷电机。分轮驱动电动汽车需有驱动控制装置。在谭建成主编《电机控制专用集成电路》，机械工业出版社第1版中公开了一种三相直流无刷电机的驱动控制电路，

三相直流无刷电机的驱动控制电路在应用时应有壳体，壳体上有输入启动或停止开关信号的电接点、正转或倒转开关信号的电接点和转速变量信号的电接点，蓄电池电源输入电接点，输出三相电的三个电接点和霍尔转子位置传感器电接点，壳体内有电路板，电路板上有分轮驱动电动汽车驱动控制电路，分轮驱动电动汽车驱动控制电路有三相直流无刷电机驱动电路，

该三相直流无刷电机驱动电路有顺序相连的由MOTOROLA公司生产的MC系列电子测速器芯片电路、MC系列直流无刷电机主控制芯片电路、耦合电路和IGBT三相功率驱动电路，MC系列电子测速器芯片的输入端连有霍尔转子位置传感器，MC系列电子测速器芯片的输出端与MC系列直流无刷电机主控制芯片的输入端相连，MC系列直流无刷电机主控制芯片的输入端有起动或停止信号输入端、正转或倒转信号输入端和转速变量信号输入端以及直流电源输入端，MC系列直流无刷电机主控制芯片的输出端是三相电信号输出端，MC系列直流无刷电机主控制芯片输出的三相电是MC系列直流无刷电机主控制芯片将直流电源逆变后、按输入MC系列直流无刷电机主控制芯片的信号输出的三相电信号，MC系列直流无刷电机主控制芯片输出的三相电信号经耦合到IGBT三相功率驱动电路，向三相直流无刷电机输送三相电。使用时，如输入正转信号，霍尔转子位置传感器先判断直流无刷电机定子三块永磁体块的位置，然后输出使直流无刷电机正转的三相电，如输入倒转信号，也要经霍尔转子位置传感器先判断直流无刷电机定子三块永磁体块的位置，然后输出使三相直流无刷电机倒转的三相电，直流无刷电机转动时，霍尔转子位置传感器可以测出直流无刷电机的转速，并稳定直流无刷电机的转速，输入转速变量信号时，转速变量信号经电位器，控制直流无刷电机按输入的转速变量信号加速或减速转动。上述三相直流无刷电机驱动电路是一种驱动控制三相直流无刷电机的较好的电路。

已有技术中，没有分轮驱动电动汽车，也没有分轮驱动电动汽车驱动控制装置。

发明内容

本发明的目的是为了克服上述不足，提出一种驱动轮分别以三相直流无刷电机作为电机的分轮驱动电动汽车驱动控制装置。

本发明是用如下方法实现的。

分轮驱动电动汽车驱动控制装置有壳体，壳体上有输入启动或停止开关信号的电接点、前进或后退开关信号的电接点、左转开关信号的电接点、右转开关信号的电接点、刹车开关信号的电接点和转速变量信号的电接点，蓄电池电源输入电接点，输出三相电的三个电接点和霍尔转子位置传感器电接点，壳体内有电路板，电路板上有分轮驱动电动汽车驱动控制电路，分轮驱动电动汽车驱动控制电路有相连的主控制器电路和三相直流无刷电机驱动电路，壳体上输入转速变量信号的电接点连有速度控制器，

主控制器电路有单片机电路，单片机电路有51系列单片机，单片机的输入端有分别与壳体上的启动或停止开关信号的电接点、前进或后退开关信号的电接点、左转开关信号的电接点、右转开关信号的电接点、刹车开关信号的电接点和转速变量信号的电接点相连的启动或停止开关信号输入端、前进或后退开关信号输入端、左转开关信号输入端、右转开关信号输入端、刹车开关信号输入端和转速变量信号输入端，单片机内有分轮驱动控制程序，单片机电路的输出端为串行数据线，有启动或停止开关数据信号输出端、前进或后退开关数据信号输出端、左转开关数据信号输出端、右转开关数据信号输出端、刹车开关数据信号输出端和转速变量数据信号输出端，

速度控制器有相连的光电转换器和并入串出转换电路，光电转换器有方槽形壳体，方槽形壳体左、右两壁的下侧、沿方槽的长度方向分别均布有一排相对的通孔，壳体一壁上的通孔内镶嵌有发光二极管，壳体另一壁上的通孔内镶嵌有感光二极管，感光二极管电接点是光电转换器的输出端，方槽形壳体两壁的内侧、沿方槽的长度方向分别有通长的滑道，滑道上有滑块，滑块上有在左、右通孔之间的遮光板，遮光板的长度与一排通孔的长度相同，滑块上有拨销，滑块与方槽形壳体的上端连有弹簧，并入串出转换电路有8-3线编码集成电路，光电转换器的输出端与8-3线编码集成电路的并行输入端相连，8-3线编码集成电路的输出端是转速变量信号串行输出端，

三相直流无刷电机驱动电路的数量与所用电动汽车的驱动轮的数量相同，三相直流无刷电机驱动电路有左驱动轮的三相直流无刷电机驱动电路和右驱动轮的三相直流无刷电机驱动电路，

三相直流无刷电机驱动电路有顺序相连的MC系列电子测速器芯片电路、MC系列直流无刷电机主控制芯片电路、耦合驱动电路和IGBT三相功率驱动电路，MC系列电子测速器芯片电路有可连接霍尔转子位置传感器的输入端，MC系列电子测速器芯片电路的输出端与MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的一个输入端相连，MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的输入端有分别与51系列单片机的启动或停止开关数据信号输出端、前进或后退开关数据信号输出端、左转开关数据信号输出端、右转开关数据信号输出端、刹车开关数据信号输出端和转速变量数据信号输出端相连的起车或停车开关数据信号输入端、前进或后退开关数据信号输入端、左转开关数据信号输入端、右转开关数据信号输入端、刹车开关数据信号输入端和转速变量数据信号输入端，

MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的输出端是三相电信号输出端，耦合驱动电路的输入端与MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的三相电信号输出端相连，IGBT三相功率驱动电路的输入端与耦合驱动电路的输出端相连，还有与壳体上蓄电池电源输入电接点相连的电源输入端，IGBT三相功率驱动电路的输出端是三相电输出端，

单片机内的分轮驱动控制程序是：

程序开始，首先判断是否有起动，否则执行停止，是则程序向下执行前进，然后判断是否有刹车，是则执行刹车，否则程序向下执行前进，在前进中执行速度控制，然后依次判断是否执行后退、左转、右转，如是则执行后退、左转、右转，否则程序继续向下执行前进，然后回到判断是否有起动进行循环扫描。

本发明可以安装在分轮驱动电动汽车上，分轮驱动电动汽车的驱动轮上分别连有三相直流无刷电机，驱动轮有左驱动轮和右驱动轮。主控制器电路中51系列单片机的启动或停止开关信号输入端连有常停止开关，前进或后退开关信号输入端连有常前进开关，左转开关信号输入端与方向盘转向助力机上的左转开关相连，右转开关信号输入端与方向盘转向助力机上的右转开关相连，刹车开关信号输入端与刹车踏板开关相连，转速变量信号输入端与速度控制器的转速变量信号输出端相连，光电转换器上滑块的拨销与脚踏板相连，用脚踏动踏板，可用遮光板调节感光二极管接收到发光二极管发光的数量，经8-3集成块输出转速变量信号。51系列单片机根据输入的信号按51系列单片机内的分轮驱动控制程序输出数据信号到三相直流无刷电机驱动电路，三相直流无刷电机驱动电路输出与输入信号同步的三相电，驱动三相直流无刷电机转动。本发明可以驱动并控制分轮驱动电动汽车。

下面结合附图，对本发明作进一步地说明。

附图说明

图1是根据本发明的发明方案提出的一种具有四个驱动轮电动汽车的分轮驱动电动汽车驱动控制装置的立体局剖示意图；

图2是分轮驱动电动汽车驱动控制电路的电气原理示意图；

图3是光电转换器的主视局剖示意图；

图4是图3的侧视局剖示意图；

图5是图3的俯视局剖示意图；

图6是速度控制器的电气原理示意图；

图7是主控制器电路的电气原理示意图；

图8是三相直流无刷电机驱动电路的电气原理示意图；

图9是单片机内的分轮驱动控制程序框图。

具体实施方式

图1～图8中，具有四个驱动轮电动汽车的分轮驱动电动汽车驱动控制装置有壳体1，壳体上有输入启动或停止开关信号电接点2、前进或后退开关信号电接点3、左转开关信号电接点4、右转开关信号电接点5、刹车开关信号电接点6和转速变量信号的电接点7，蓄电池电源输入电接点8，输出三相电的三个电接点9、10、11和霍尔转子位置传感器电接点12，壳体内有电路板13，电路板上有分轮驱动电动汽车驱动控制电路F，分轮驱动电动汽车驱动控制电路有相连的主控制器电路Z和四个三相直流无刷电机驱动电路Q，壳体上输入转速变量信号的电接点连有速度控制器14，

速度控制器有光电转换器15和并入串出转换电路16，光电转换器有方槽形壳体17，方槽形壳体左、右两壁的下侧、沿方槽的长度方向分别均布有一排相对的通孔18，壳体一壁上的通孔内镶嵌有发光二极管19，壳体另一壁上的通孔内镶嵌有感光二极管20，感光二极管电接点是光电转换器的输出端21，方槽形壳体两壁的内侧、沿方槽的长度方向分别有通长的滑道22，滑道上有滑块23，滑块上有在左、右通孔之间的遮光板24，遮光板的长度与一排通孔的长度相同，滑块上有拨销25，滑块与方槽形壳体的上端连有弹簧26，并入串出转换电路有8-3线编码集成电路IC1，光电转换器的输出端与8-3线编码集成电路的并行输入端27相连，8-3线编码集成电路的输出端28是转速变量信号串行输出端，

主控制器电路有单片机电路，单片机电路有51系列单片机CPU，单片机的输入端有分别与壳体上的启动或停止开关信号的电接点、前进或后退开关信号的电接点、左转开关信号的电接点、右转开关信号的电接点、刹车开关信号的电接点和转速变量信号的电接点相连的启动或停止开关信号输入端qt、前进或后退开关信号输入端qh、左转开关信号输入端zz、右转开关信号输入端yz、刹车开关信号输入端sc和转速变量信号输入端zs，单片机内有分轮驱动控制程序，单片机电路的输出端为串行数据线，有启动或停止开关数据信号输出端qtd、前进或后退开关数据信号输出端qhd、左转开关数据信号输出端zzd、右转开关数据信号输出端yzd、刹车开关数据信号输出端scd和转速变量数据信号输出端zsd，

三相直流无刷电机驱动电路有顺序相连的MC系列电子测速器芯片电路MC1、MC系列直流无刷电机主控制芯片电路MC2、耦合驱动电路QD和IGBT三相功率驱动电路IGBT，MC系列电子测速器芯片电路有可连接霍尔转子位置传感器29的输入端hi，MC系列电子测速器芯片电路的输出端ho与MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的一个输入端zxi相连，MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的输入端有分别与51系列单片机的启动或停止开关数据信号输出端、前进或后退开关数据信号输出端、左转开关数据信号输出端、右转开关数据信号输出端、刹车开关数据信号输出端和转速变量数据信号输出端相连的起车或停车开关数据信号输入端qti、前进或后退开关数据信号输入端qhi、左转开关数据信号输入端zzi、右转开关数据信号输入端、刹车开关数据信号输入端sci和转速变量数据信号输入端zsi，

MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的输出端是三相电信号输出端sxs，耦合驱动电路的输入端与MC系列直流无刷电机主控制芯片电路的三相电信号输出端相连，IGBT三相功率驱动电路的输入端与耦合驱动电路的输出端相连，还有与壳体上蓄电池电源输入电接点相连的电源输入端dyi，IGBT三相功率驱动电路的输出端是三相电输出端sxo，三相电可驱动三相直流无刷电机31转动，

图9中，单片机内的分轮驱动控制程序是：

程序开始，首先判断是否有起动，否则执行停止，是则程序向下执行前进，然后判断是否有刹车，是则执行刹车，否则程序向下执行前进，在前进中执行速度控制，然后依次判断是否执行后退、左转、右转，如是则执行后退、左转、右转，否则程序继续向下执行前进，然后回到判断是否有起动，进行循环扫描。

Claims (1)

1.一种分轮驱动电动汽车驱动控制装置，有壳体，壳体上有输入启动或停止开关信号的电接点、前进或后退开关信号的电接点、左转开关信号的电接点、右转开关信号的电接点、刹车开关信号的电接点和转速变量信号的电接点，蓄电池电源输入电接点，输出三相电的三个电接点和霍尔转子位置传感器电接点，壳体上输入转速变量信号的电接点连有速度控制器，壳体内有电路板，电路板上有分轮驱动电动汽车驱动控制电路，分轮驱动电动汽车驱动控制电路有三相直流无刷电机驱动电路，

三相直流无刷电机驱动电路有顺序相连的由MOTOROLA公司生产的MC系列电子测速器芯片电路、MC系列直流无刷电机主控制芯片电路、耦合驱动电路和IGBT三相功率驱动电路，由MOTOROLA公司生产的MC系列电子测速器芯片有可连接霍尔转子位置传感器的输入端，由MOTOROLA公司生产的MC系列电子测速器芯片的输出端与由MOTOROLA公司生产的MC系列直流无刷电机主控制芯片的一个输入端相连，由MOTOROLA公司生产的MC系列直流无刷电机主控制芯片的输入端有起车或停车开关数据信号输入端、前进或后退开关数据信号输入端、左转开关数据信号输入端、右转开关数据信号输入端、刹车开关数据信号输入端和转速变量数据信号输入端，由MOTOROLA公司生产的MC系列直流无刷电机主控制芯片的输出端是三相电信号输出端，耦合驱动电路的输入端与由MOTOROLA公司生产的MC系列直流无刷电机主控制芯片的三相电信号输出端相连，IGBT三相功率驱动电路的输入端与耦合驱动电路的输出端相连，还有与壳体上蓄电池电源输入电接点相连的电源输入端，IGBT三相功率驱动电路的输出端是三相电输出端，其特征在于：

三相直流无刷电机驱动电路的数量与所用电动汽车的驱动轮的数量相同，三相直流无刷电机驱动电路有左驱动轮的三相直流无刷电机驱动电路和右驱动轮的三相直流无刷电机驱动电路，

在三相直流无刷电机驱动电路的输入端连有主控制器电路，

主控制器电路有单片机电路，单片机电路有51系列单片机，单片机的输入端有分别与壳体上的启动或停止开关信号的电接点、前进或后退开关信号的电接点、左转开关信号的电接点、右转开关信号的电接点、刹车开关信号的电接点和转速变量信号的电接点相连的启动或停止开关信号输入端、前进或后退开关信号输入端、左转开关信号输入端、右转开关信号输入端、刹车开关信号输入端和转速变量信号输入端，单片机内有分轮驱动控制程序，单片机电路的输出端为串行数据线，单片机电路的输出端有分别与由MOTOROLA公司生产的MC系列直流无刷电机主控制芯片的起车或停车开关数据信号输入端、前进或后退开关数据信号输入端、左转开关数据信号输入端、右转开关数据信号输入端、刹车开关数据信号输入端和转速变量数据信号输入端相连的启动或停止开关数据信号输出端、前进或后退开关数据信号输出端、左转开关数据信号输出端、右转开关数据信号输出端、刹车开关数据信号输出端和转速变量数据信号输出端，

速度控制器有光电转换器和并入串出转换电路，光电转换器有方槽形壳体，方槽形壳体左、右两壁的下侧、沿方槽的长度方向分别均布有一排相对的通孔，壳体一壁上的通孔内镶嵌有发光二极管，壳体另一壁上的通孔内镶嵌有感光二极管，感光二极管电接点是光电转换器的输出端，方槽形壳体两壁的内侧、沿方槽的长度方向分别有通长的滑道，滑道上有滑块，滑块上有在左、右通孔之间的遮光板，遮光板的长度与一排通孔的长度相同，滑块上有拨销，滑块与方槽形壳体的上端连有弹簧，并入串出转换电路有8-3线编码集成电路，光电转换器的输出端与8-3线编码集成电路的并行输入端相连，8-3线编码集成电路的输出端是转速变量信号串行输出端，

单片机内的分轮驱动控制程序是：

程序开始，首先判断是否有起动，否则执行停止，是则程序向下执行前进，然后判断是否有刹车，是则执行刹车，否则程序向下执行前进，在前进中执行速度控制，然后依次判断是否执行后退、左转、右转，如是则执行后退、左转、右转，否则程序继续向下执行前进，然后回到判断是否有起动，进行循环扫描。

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