CN220522338U - 一种利用无刷电机foc控制的车窗防夹系统 - Google Patents
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Abstract
本实用新型提供了一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，包括三相逆变器、克拉克变换、帕克变换、电流环PID调节模块、反帕克变换、三相电机模块和转子检测模块；检测三相电路其中两项电流得出Ia和Ib，然后经过克拉克变换得到Iα和Iβ；再经过帕克变换到Iq、Id；将Iq和Id分别与设定值Iq_ref、Id_ref计算误差值；分别将误差值代入电流PID调节模块计算得到Vq、Vd；对Vq、Vd进行反帕克变换得到Vα、Vβ；最后经过三相逆变器得到Va、Vb、Vc、并输入到电机三相上，通过转子检测模块计算转子检测值θ，得出电机具体的转动角度以精确控制和得出车窗移动距离，来判断车窗所处的防夹区。
Description
技术领域
本实用新型专利涉及车身控制器，主要用于车窗防夹控制的实现。
背景技术
目前的汽车的车窗驱动主要采用直流有刷电机配合减速器进行驱动，对于汽车车窗防夹系统的实现主要采取监控有刷直流电机电流纹波的变化，通过对电机纹波个数的计算就能计算出转子换向的次数，就能粗略的计算出窗户的上升所达到的位置，结合时间就能得出电机当前的转速，电机的扭矩大小跟电机电流成正比；电机的扭矩跟转速近似成反比；通过监控电机电流和转速的变化就能计算出电机扭矩的变化，以此来判断出升窗力的变化。这种计算方式只能大概统计出电机的转动圈数无法实际计算出电机的转动角度，所以在车窗的升降窗控制和其防夹区的判断上一般很难做到精准定位，所以还需要机械结构进行补偿和保护。
实用新型内容
本实用新型主要提供了一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统用以解决上述背景技术中提出的技术问题。
为实现上述目的，提供如下技术方案：一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，包括三相逆变器、克拉克变换模块、帕克变换模块、电流环PID调节模块、反Park变换模块、电机三相模块和转子检测模块；
三相逆变器，检测电流Ia、Ib；
克拉克变换模块，接收三相逆变器检测、发送的电流Ia、Ib，并将电流Ia、Ib转换为电流Iα和Iβ；
帕克变换模块，接收克拉克变换模块传输的电流Iα和Iβ，将电流Iα和Iβ转换为电流Iq和Id；
电流环PID调节模块，接收电流Iq_ref和Id_ref分别与q轴电流和d轴计算得到电流Vq和Vd并流向反Park变换模块；
反Park变换模块，接收电流环PID调节模块发送的电流Vq和Vd，将电流Vq和Vd转换为电流Vα和Vβ，最后输入到三相逆变器上；
三相逆变器，接收反Park变换模块发送的电流Vα和Vβ并转化为电流Va、Vb、Vc，最后输入到电机三相模块；
电机三相模块，接收三相逆变器发送的电流Va、Vb、Vc；
转子检测模块，接收电机三相模块(6)发送的电流，以计算转子检测值θ。
进一步的，所述三相逆变器采用电力用大功率逆变电源。
进一步的，所述Clark变换将UVW三相电流分解在静止的ab坐标轴上得到电流Ia、Ib，以得到电流Ia、Ib，求得D轴和Q轴电流。
进一步的，所述Park变换将ab静止坐标轴上面的电流Iα和Iβ分解到旋转的dq坐标轴上得到d轴电流Id以及q轴电流Iq。
进一步的，电流Iq_ref和Id_ref由系统设定，并与电流Iq和Id计算得到误差值。
进一步的，电机三相接收电流Va、Vb、Vc来保证三相电流的恒定，恒定的相电流也就代表着电机力矩的恒定。
进一步的，转子检测模块接收电机三相模块发送的电流来计算转子检测值θ，得出电机具体的转动角度以此精确控制和得出车窗移动距离，以此来判断出车窗所处的防夹区。
与现有技术相比，本实用新型的有益效果为：
本实用新型在无刷电机的控制上采取FOC矢量控制，这种控制方式可以使电机做到在相应的防夹区域以相应的恒力短转动，在防夹上可不进行判断直接设定安全力矩值。
以下将结合附图与具体的实施例对本实用新型进行详细的解释说明。
附图说明
图1为一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统原理框图。
具体实施方式
为了便于理解本实用新型，下面将参照相关附图对本实用新型进行更加全面的描述，附图中给出了本实用新型的若干实施例，但是本实用新型可以通过不同的形式来实现，并不限于文本所描述的实施例，相反的，提供这些实施例是为了使对本实用新型公开的内容更加透彻全面。
实施例，一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，包括三相逆变器1、克拉克变换模块2、帕克变换模块3、电流环PID调节模块4、反Park变换模块5、电机三相模块6和转子检测模块7。
实施例，请参照图1，三相逆变器1用于检测电流Ia、Ib；
进一步的，所述三相逆变器1采用电力用大功率逆变电源。
实施例，请参照图1，克拉克变换模块2，接收三相逆变器1检测、发送的电流Ia、Ib，并将电流Ia、Ib转换为电流Iα和Iβ；
进一步的，所述Clark变换2将UVW三相电流分解在静止的ab坐标轴上得到电流Ia、Ib，以得到电流Ia、Ib，求得D轴和Q轴电流。
实施例，请参照图1，帕克变换模块3，接收克拉克变换模块2传输的电流Iα和Iβ，将电流Iα和Iβ转换为电流Iq和Id；
进一步的，所述Park变换3将ab静止坐标轴上面的电流Iα和Iβ分解到旋转的dq坐标轴上得到d轴电流Id以及q轴电流Iq。
实施例，请参照图1，电流环PID调节模块4，接收电流Iq_ref和Id_ref分别与q轴电流和d轴计算得到电流Vq和Vd并流向反Park变换模块5；
进一步的，电流Iq_ref和Id_ref由系统设定，并与电流Iq和Id计算得到误差值。
实施例，请参照图1，反Park变换模块5，接收电流环PID调节模块4发送的电流Vq和Vd，将电流Vq和Vd转换为电流Vα和Vβ，最后输入到三相逆变器1上；
实施例，请参照图1，三相逆变器1，接收反Park变换模块5发送的电流Vα和Vβ并转化为电流Va、Vb、Vc，最后输入到电机三相模块6；
实施例，请参照图1，电机三相模块6，接收三相逆变器1发送的电流Va、Vb、Vc；
进一步的，电机三相模块6，接收电流Va、Vb、Vc来保证三相电流的恒定，恒定的相电流也就代表着电机力矩的恒定。
实施例，请参照图1，转子检测模块7接收电机三相模块6发送的电流来计算转子检测值θ，得出电机具体的转动角度以此精确控制和得出车窗移动距离，以此来判断出车窗所处的防夹区。
本实用新型的具体操作方式如下：
上述一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，检测三相逆变器1其中两项电流得出电流Ia和Ib，上述电流经过Clark变换2得到电流Iα和Iβ，然后经过Park变换3的到电流Iq和Id；电流将Iq和Id分别与他们的设定值电流Iq_ref、Id_ref计算误差值，然后分别将q轴电流误差值代入q轴电流PID环4计算得到电流Vq，将d轴电流误差值代入d轴电流PID环4计算得到电流Vd；对电流Vq、Vd进行反Park变换5得到电流Vα、Vβ，最后经过三相逆变器电路1得到电流Va、Vb、Vc，最后输入到电机三相模块6上，来保证三相电流的恒定，恒定的相电流也就代表着电机力矩的恒定。
转子检测模块7接收电机三相模块6发送的电流来计算转子检测值θ，得出电机具体的转动角度以此精确控制和得出车窗移动距离，以此来判断出车窗所处的防夹区。
以上所述实施例仅表达了本申请的实施方式，但对于本领域的技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。
Claims (7)
1.一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：包括三相逆变器(1)、克拉克变换(2)、帕克变换(3)、电流环PID调节模块(4)、反帕克变换(5)、电机三相模块(6)和转子检测模块(7)；
三相逆变器(1)，检测电流Ia、Ib；
克拉克变换(2)，接收三相逆变器(1)检测、发送的电流Ia、Ib，并将电流Ia、Ib转换为电流Iα和Iβ；
帕克变换(3)，接收克拉克变换(2)传输的电流Iα和Iβ，将电流Iα和Iβ转换为电流Iq和Id；
电流环PID调节模块(4)，接收电流Iq_ref和Id_ref分别与q轴电流和d轴计算得到电流Vq和Vd并流向反帕克变换(5)；
反帕克变换(5)，接收电流环PID调节模块(4)发送的电流Vq和Vd，将电流Vq和Vd转换为电流Vα和Vβ，最后输入到三相逆变器(1)上；
三相逆变器(1)，接收反帕克变换(5)发送的电流Vα和Vβ并转化为电流Va、Vb、Vc，最后输入到电机三相模块(6)；
电机三相模块(6)，接收三相逆变器(1)发送的电流Va、Vb、Vc，来保证三相电流的恒定；
转子检测模块(7)，接收电机三相模块(6)发送的电流，以计算转子检测值θ。
2.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：所述三相逆变器(1)采用电力用大功率逆变电源。
3.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：所述克拉克变换(2)将三相ABC坐标系和两相α、β坐标系进行转换，以求得Iα和Iβ。
4.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：所述帕克变换(3)将ab静止坐标轴上面的电流Iα和Iβ分解到旋转的dq坐标轴上得到d轴电流Id以及q轴电流Iq。
5.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：电流Iq_ref和Id_ref由系统设定，并与电流Iq和Id计算得到误差值。
6.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：所述电机三相模块(6)接收电流Va、Vb、Vc来保证三相电流的恒定，恒定的相电流也就代表着电机力矩的恒定。
7.根据权利要求1所述的一种利用无刷电机FOC控制的车窗防夹系统，其特征在于：所述转子检测模块(7)接收电机三相模块(6)发送的电流，以计算转子检测值θ，得出电机具体的转动角度以此精确控制和得出车窗移动距离，以此来判断出车窗所处的防夹区。
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