汽车电动机油泵控制器研究与开发

发布时间：2020-04-16 19:43

【摘要】：随着电子技术的进步,智能化、电动化成为汽车的发展趋势,而且节能减排法规日益严格,使得对发动机智能控制和降低能耗的要求不断提高,而且在混合动力汽车上传统的机械式机油泵已经不能完全满足要求,电动机油泵成为一种发展趋势。电动机油泵通过电机驱动机油泵工作,利用电控技术来提高机油泵的性能,使其能根据发动机不同的运行工况输出最佳的机油压力,降低发动机的能耗,提高性能。因此,本文对电动机油泵电机控制系统进行研究,主要研究内容包括:首先分析了电动机油泵的组成结构和控制原理,再根据电动机油泵需要浸没在机油中且高温的环境中工作,提出使用无刷直流电机作为机油泵的驱动电机,然后建立电动机油泵的数学模型,为后面的理论分析奠定基础。根据无刷直流电机控制原理和电动机油泵的控制需求,设计了能满足其使用要求的无刷直流电机控制策略。研究了一种通过对悬空相端电压和直流母线电压进行比较来检测反电动势过零点信号的方法。对三段式起动方法进行改进,满足电动机油泵需要迅速起动的控制要求。再使用转速电流双闭环控制和调节电机转速,并在MATLAB/Simulink进行仿真,验证了其正确性。基于恩智浦的MC9S12ZVM芯片,设计了电动机油泵控制器的硬件电路,主要包括最小系统电路,驱动电路,采样电路,CAN通讯电路等。再根据电机控制策略进行了软件设计,软件主要由底层驱动程序,电机控制程序和故障诊断程序等组成,其中电机控制程序包括反电动势过零点检测程序,换相程序,三段式起动程序和转速电流双闭环控制程序等。在电动油泵试验台上,模拟电动机油泵实际工作情况,对电动机油泵控制器进行了性能测试,实验证明了该电动机油泵控制器设计的正确性和可靠性,该控制器能够控制机油泵正常工作,满足发动机润滑系统润滑需求。
【图文】：

结构图,结构图,油循环,机油泵

硕士学位论文7图 2.1 电动机油泵结构图2.1.2 控制原理电动机油泵工作原理如图 2.2 所示，控制器通过 CAN（ControllerAreaNetwork）与发动机 ECU（ElectronicControlUnit）通信，从 ECU 接收温度，转矩，速度等信号，，基于这些信号，按照预先设定的控制策略，向电机发送 PWM（脉宽调制）信号，从而控制电机转速，PWM 占空比变化与发动机转速变化直接相关。电机驱动机油泵工作，向发动机主油道供油，推动机油循环。控制器电动机油泵电动机油泵控制驱动机油循环推动ECUCAN图 2.2 电动机油泵原理图2.1.3 节能原理传统机械泵直接与发动机曲轴连接，随着发动机转速的增加，机油泵输油能力得到迅速提升

结构图,无刷电机,结构图,无刷直流电机

图 2.6 无刷电机结构图电机本体的静止部分，由导磁的铁心由带有齿槽的环形硅钢片叠压制成，线绕接而成，一般为多相的三角形或为普遍。无刷直流电机的转子主要产心组成，永磁体一般采用的是瓦型磁。定子的绕组也采取集中的整距设计。运行基本原理有传统有刷电机的电刷，所以无刷直逆变桥电路。常用无刷直流电机主要成，其基本原理如图 2.7 所示。
【学位授予单位】：湖南大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：U463.6

【参考文献】