混動變速器BLDC 電機霍爾傳感器故障診斷

趙 沂， 張 俊， 侯清亮， 羅 翔

（上海汽車集團股份有限公司技術中心， 上海 201804）

1 前言

BLDC電機轉動原理為： 電機中每隔120°放置一個線圈， 總共放置3個線圈， 通過控制UVW的電流方向， 使合成磁場的方向360°轉動， 永磁體轉子也將跟隨磁場方向發生轉動。 如圖1所示。

圖1 BLDC電機工作原理

對于BLDC電機磁場何時進行換向， 需要獲取轉子的位置來確定， 目前使用最多的是使用3個霍爾傳感器來獲取轉子的位置。 如圖2所示， 3個霍爾傳感器間隔120°， 且與UVW供電相隔30°進行布置。 通過3個霍爾傳感器的信號組合， 可以確定轉子目前在哪個區域的位置， 從而進行UVW的電流換向。

圖2 霍爾傳感器獲取轉子位置

目前AMT變速器較多使用BLDC電機來進行離合器和換擋的控制， 其控制比較成熟。 本文介紹的一種混動變速器控制也是采用BLDC電機進行控制， 相比于AMT， 混動變速器中增加了電機作為動力源， 其控制相對更復雜一些， 對于信號的準確度要求也更高一些， 但其優勢在于當離合器或發動機系統故障時， 車輛仍能使用電機驅動繼續行駛；當電機系統故障時， 可使用發動機繼續驅動行駛。

本文混動變速器的結構如圖3所示， 離合器與同步器通過BLDC電機進行控制。

圖3 混動變速器結構

當電機轉動時， 3個霍爾傳感器信號的組合將按照一定序列周期性變化， 序列如圖4所示。 對信號變化次數進行累積， 可計算出電機旋轉的角度， 然后根據BLDC電機與離合器或同步器的機械連接結構， 可計算出離合器或同步器的實際位置。……