CN110435438A - 一种电动车使用的abs系统 - Google Patents

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Abstract

一种电动车使用的ABS系统，包括：用于控制直流无刷电动机的控制器，所述控制器包括用于接收常规刹车断电信号和电子刹车信号MCU和若干组电子开关，每组电子开关包括第一MOS管和第二MOS管；与电动车车轮轴连接的直流无刷电动机；用于检测直流无刷电动机定子和转子相对位置并将信号传递至MCU的模拟霍尔信号电路；用于接收直流无刷电动机电能反馈的储能装置，所述储能装置包括若干电池组，每个电池组与每组电子开关对应。本发明的原理：刹车时利用位置模拟信号控制直流无刷电动机空转时磁场逆转或空转，防止电动机持续磁场逆转产生高强度制动而导致侧滑。

Description

一种电动车使用的ABS系统
技术领域
本发明涉及电动车ABS系统。
背景技术
目前，无刷电机系统成熟的控制方式为三相六状态PWM驱动方式，检测电机定子和转子相对位置的3个霍尔元件产生的8个信号:001、010、011、100、101、110、111、000，控制器程序自动删除两个非法状态:000、111，从六个状态信号产生电机驱动信号。ABS电子刹车系统内含2套电机驱动程序，第1套是正常状态，控制电机的正常驱动、刹车断电；第2套为电刹控制程序，当有电刹信号时，程序启动，断电的同时将霍尔信号自动调整，使电机处于反转状态，相当于将磁场逆转，达到迅速制动的效果。但如果此状态一直持续，会使电子刹车的效果特别强烈，有产生侧滑可能。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种电动车使用的ABS系统，消除普通电子刹车产生侧滑的安全隐患。
为解决上述技术问题，本发明的技术方案是：一种电动车使用的ABS系统，包括：
用于控制直流无刷电动机的控制器，所述控制器包括用于接收常规刹车断电信号和电子刹车信号MCU和若干组电子开关，每组电子开关包括第一MOS管和第二MOS管；
与电动车车轮轴连接的直流无刷电动机；
用于检测直流无刷电动机定子和转子相对位置并将信号传递至MCU的模拟霍尔信号电路；
用于接收直流无刷电动机电能反馈的储能装置，所述储能装置包括若干电池，每组电子开关并联后接同一个由若干电池采用串并联连接组成的电池组；
直流无刷电动机的相线分别与所述控制器连接，第一MOS管和第二MOS管的栅极与MCU连接，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，第一MOS管的源极与电池组的正极连接，第二MOS管的漏极与电池组的负极连接，直流无刷电动机的相线U、V、W分别与每组电子开关的第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极连接。
本发明原理：刹车时利用位置模拟信号控制直流无刷电动机空转时磁场逆转或空转，防止电动机持续磁场逆转产生高强度制动而导致侧滑。
作为改进，所述模拟霍尔信号电路包括三路用于模拟直流无刷电动机定子和转子相对位置的电压比较器元件LM339。
本发明控制方法：当直流无刷电动机的控制器收到刹车信号时，ABS电刹主程序启动，断电的同时将霍尔模拟电路信号自动调整，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序运行使直流无刷电动机因惯性空转，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的主程序又开始工作，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序又运行使直流无刷电动机因惯性空转，如此连续循环直至速度降为0或刹车信号消失。
本发明与现有技术相比所带来的有益效果是：
刹车时利用位置模拟信号控制直流无刷电动机空转时磁场逆转或空转，防止电动机持续磁场逆转产生高强度制动而导致侧滑；ABS系统工作时和直流无刷电动机无任何机械接触，却能达到很好的安全刹车效果，降低电机故障率，大大增加直流无刷电动机的使用寿命；本发明考虑到直流无刷电动机端霍尔元件工作条件极其恶劣，很容易损坏，所以采用相对比较稳定的模拟霍尔信号电路来产生电机转子位置信号。
附图说明
图1为本发明系统框图。
图2为本发明系统核心部件直流无刷电动机控制器的电路原理图。
具体实施方式
下面结合说明书附图为本发明作进一步说明。
如图1、2所示，一种电动车使用的ABS系统，包括：
用于控制直流无刷电动机的控制器，所述控制器包括用于接收常规刹车断电信号和电子刹车信号MCU和若干组电子开关，每组电子开关包括第一MOS管和第二MOS管；
与电动车车轮轴连接的直流无刷电动机；
用于检测直流无刷电动机定子和转子相对位置并将信号传递至MCU的模拟霍尔信号电路；所述模拟霍尔信号电路包括三路用于模拟直流无刷电动机定子和转子相对位置的电压比较器元件LM339及其附属元器件；
用于接收直流无刷电动机电能反馈的储能装置，所述储能装置包括若干电池，电池之间可以采用串并联连接组成一个电池组，每组电子开关并联后接同一个电池组，通过电子开关对电池组进行充电。
直流无刷电动机的相线U、V、W分别与所述控制器连接，第一MOS管和第二MOS管的栅极与MCU连接，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，第一MOS管的源极与电池组的正极连接，第二MOS管的漏极与电池组的负极连接，直流无刷电动机的相线U、V、W分别与每组电子开关的第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极连接。
本发明的原理：本发明的电动车使用的ABS系统在电路基础上集成了能保证正常安全行驶、刹车断电、普通电子刹车和ABS电刹两套驱动系统，ABS电刹驱动系统可由直流无刷电动机控制器各种可用功能控制端口控制ABS电刹驱动系统是否参与工作。如果操作者操作直流无刷电动机控制器选择不让ABS电刹驱动系统参与工作时，直流无刷电动机控制器只工作在常规模式(能保证正常安全行驶、刹车断电和普通电子刹车的模式)，执行常规模式的常规操作；如果操作者操作直流无刷电动机控制器选择让ABS电刹驱动系统参与工作时，当直流无刷电动机控制器收到刹车信号时，ABS电刹主程序启动，断电的同时将霍尔模拟电路信号自动调整，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序(可使ABS电刹程序的主程序暂时中断工作)运行使直流无刷电动机因惯性空转，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的主程序又开始工作，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序又运行使直流无刷电动机因惯性空转，如此连续循环直至速度降为0或刹车信号消失。例如，假设电机的霍尔模拟信号为001时，在ABS电刹程序启动后，ABS电刹程序将其改变为100，其余状态也相应反转，但这种状态只能持续0.04-0.06秒，之后迅速被ABS电刹程序的子程序中断。(说明：直流无刷电动机控制器MCU的工作速度在微秒甚至纳秒级别，运算速度极快，所以直流无刷电动机控制器程序之间的调整和切换间隔时间人们根本不能察觉)。在这种方式下，直流无刷电动机在断电后电动机因惯性转动同样会产生短时高强度能量，能量大小由定子线圈绕组切割磁力线速度决定，当速度降为0时，电刹力消失，即转速越高制动力越强；ABS电刹状态下，直流无刷电动机运动产生的能量一部分用于电机制动，另一部分通过MOS管返充回电池。
刹车时利用位置模拟信号控制直流无刷电动机空转时磁场逆转或空转，防止电动机持续磁场逆转产生高强度制动而导致侧滑；ABS系统工作时和直流无刷电动机无任何机械接触，却能达到很好的安全刹车效果，降低电机故障率，大大增加直流无刷电动机的使用寿命。

Claims (4)

1.一种电动车使用的ABS系统，其特征在于：包括：
用于控制直流无刷电动机的控制器，所述控制器包括用于接收常规刹车断电信号和电子刹车信号MCU和若干组电子开关，每组电子开关包括第一MOS管和第二MOS管；
与电动车车轮轴连接的直流无刷电动机；
用于检测直流无刷电动机定子和转子相对位置并将信号传递至MCU的模拟霍尔信号电路；
用于接收直流无刷电动机电能反馈的储能装置，所述储能装置包括若干电池，每组电子开关并联后接同一个由若干电池采用串并联连接组成的电池组；
直流无刷电动机的相线分别与所述控制器连接，第一MOS管和第二MOS管的栅极与MCU连接，第一MOS管的源极与第二MOS管的漏极连接，第一MOS管的源极与电池组的正极连接，第二MOS管的漏极与电池组的负极连接，直流无刷电动机的相线U、V、W分别与每组电子开关的第一MOS管的源极和第二MOS管的漏极连接。
2.根据权利要求1所述的一种电动车使用的ABS系统，其特征在于：刹车时利用模拟霍尔信号电路产生的位置模拟信号控制直流无刷电动机空转时磁场逆转或空转，防止直流无刷电动机持续磁场逆转产生高强度制动而导致车轮侧滑。
3.根据权利要求1所述的一种电动车使用的ABS系统，其特征在于：所述模拟霍尔信号电路包括三路用于模拟直流无刷电动机定子和转子相对位置的电压比较器元件LM339。
4.一种如权利要求1所述的电动车使用的ABS系统的控制方法，其特征在于：当直流无刷电动机的控制器收到刹车信号时，ABS电刹主程序启动，断电的同时将霍尔模拟电路信号自动调整，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序运行使直流无刷电动机因惯性空转，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的主程序又开始工作，使直流无刷电动机处于反转状态，0.04-0.06秒后ABS电刹程序的子程序又运行使直流无刷电动机因惯性空转，如此连续循环直至速度降为0或刹车信号消失。
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