汽車無級電子變速器系統的制作方法

專利名稱：汽車無級電子變速器系統的制作方法
技術領域：
汽車無級電子變速器系統技術領域[0001]屬于汽車自動變速器技術領域，涉及汽車無級變速器系統。
背景技術：
[0002]目前世界上使用最多的汽車自動變速器主要有三種類型[0003](I)液力機械AT — HMT廣泛應用于轎車 、公共汽車、重型車輛上，它是目前AT的主流。其主要問題是起步和換檔必然不夠平穩和沖擊較大。同時機械傳動很難阻隔發動機扭矩不均勻引起的震動。[0004](2 )機械式AT — AMT在通常機械式變速器基礎上加上微機控制電液伺服操縱自動換檔機構組成，目前它應用于部分低檔轎車上和局部卡車和商用車上。其主要缺點是傳動效率低，增加油耗，傳動效率低。[0005](3)無級式AT — CVT有三種形式機械式、液壓傳動式和電力式。無級式AT — CVT，(I)提高駕駛與乘坐的舒適性，保障駕駛員良好的工作狀態，提高安全性。(2)電力式自動變速器噪聲低，污染小，又節能，提高經濟性。(3)實現了變速比的連續，自動化程度高，便于駕駛，提高動力性。主要缺點是存在轉速限制、效率低、噪聲大等問題，在汽車上基本沒有應用。[0006]而當前最新的電磁無級耦合變速傳動系統(《機械工程學報》，42卷第八期)，如圖(1)，其構成如下該電磁耦合無級變速系統由具有鐵芯繞阻組成的轉子和定子、附加調磁線圈、具有特殊結構的杯形轉子、感應式集流器和功率電子控制器等組成。當電動機E驅動電動機Ml的轉子Rl相對于“定子” SI旋轉而發電時，兩者之間相互作用的電磁力矩拖動 “定子”SI及與之固定的軸2隨Rl同向、但可以不等速度的旋轉。這相當于把Ml變成一個電動機兼電磁滑差稱合器的組合體。該組合體把原動機E的部分機械功率經軸2傳輸到 Z，而電動機又以轉速差△ ω做“同步發電轉速”，把原動機的其余部分電功率經傳動分路 Μ1-Κ-Μ2傳遞并再次轉換成機械功率匯合到軸2，最終也傳到負載Z上。其結構復雜，傳輸效率低。發明內容[0007]為了解決已有技術存在的問題，本實用新型提供一種汽車無級電子變速器系統， 提高了汽車自動變速器的傳動效率、減小環境污染、提高能量的利用率和提高駕車乘車的舒適性。[0008]汽車無級電子變速器系統可以看成發電機模型，也可以看成電動機模型。[0009]本實用新型提供的汽車無級電子變速器系統包括電控制單元、機械單元、輸入軸I 和輸出軸2 ；[0010]所述的電控單元包括饋電電容和控制單元、鑒相器、電滑環；其中，電滑環與輸入軸1、鑒相器、控制單元連接，并且還與機械單元的內轉子連接，控制單元與電流鑒相器、饋電電容連接；輸入軸I與原動機連接；輸入軸2與負載連接；[0011]所述的機械單元包括內轉子和外轉子；內轉子和外轉子之間有永磁鐵，內轉子鑲 嵌三相繞組La、Lb、Lc線圈，內轉子的三相繞組線圈為星型連接發電為三相電，其電壓波形 相臨兩相的電壓相位相差120°，當其中兩相電壓為高電勢給回饋電容處于充電；而另外 一相電壓為低電勢時，則回饋電容給此相繞組線圈充電；[0012]輸入軸I與內轉子連接；輸出軸2與外轉子連接并隨其轉動，輸出軸2還與負載連 接，帶動負載轉動；[0013]所述的控制單元的構成包括主控電路、驅動單元和單片機；如圖4-4所示，傳感器 A、B、C分別與單片機的PO. O、PO.1、PO. 2 口相連，將檢測的角位移信號轉化成電信號傳送 到單片機；單片機的Pl. O,PL UPl. 2、Pl. 3、Pl. 4,Pl. 5 口分別與驅動單元的信號輸入端 Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6 相連，驅動單元的信號輸出端 Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6 分別與主控電路的PWMl、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6相連，通過PWM信號控制主控電路的 MOSFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管 Q6 的通 與斷；[0014]如圖4-1所示，主控電路有6個二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6和6個M0SFET管Q1、 Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，其中二極管Dl與二極管D2、二極管D3與二極管D4、二極管D5與二極管 D6串聯，且導通方向由二極管D2到二極管Dl，MOSFET管Ql與MOSFET管Q2、MOSFET管Q3 與MOSFET管Q4、M0SFET管Q5與MOSFET管Q6串聯，再將串聯后的3組二極管、3組MOSFET 管與饋電電容CO按饋電電容CO、二極管Dl- 二極管D2、M0SFET管Q1-M0SFET管Q2、二極管 D3- 二極管 D4、MOSFET 管 Q3-M0SFET 管 Q4、二極管 D5- 二極管 D6、MOSFET 管 Q5-M0SFET 管 Q6的順序并聯，并聯節點依次為a、b、c、d、e、f、g、h、1、j、k、1、m、n,在二極管Dl與二極管 D2、D3與D4、M0SFET管Q5與MOSFET管Q6間分別引節點為o、p、q，分別與三相繞組La,Lb, Lc 相連；M0SFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管Q6的柵極分別輸入PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6的控制信號；[0015]如圖4-3所示,所述的驅動單元是TTL集成電路驅動的一種,驅動單元是由6個互 補晶體管驅動電路并聯而成，用來驅動圖4-1所示的主控電路中的MOSFET管Ql、Q2、Q3、 Q4、Q5、Q6 ;如圖4-2所示,每個互補晶體管驅動電路由晶體三極管T2、T3是一對參數對稱 的NPN和PNP型晶體三極管串聯后再并聯一個電阻R，再與一種OC門元件74R)7串聯，它們 組成互補晶體管驅動電路，其中Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6為PWM (PWM是脈沖寬度調 制縮寫)脈沖信號輸入端，Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6為驅動信號輸出端，其功能是放 大單片機弱的PWM脈沖信號來驅動MOSFET管；[0016]如圖4-4 所示，單片機選擇 AT89C52 型，Pl. O、Pl.1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4、Pl. 5 為 PWM脈沖信號輸出端，PO. O,PO.1、P0. 2為檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機的 輸入端；[0017]鑒相器由三個角位移傳感器A、B、C組成，角位移傳感器A、B、C安裝在外轉子殼 體上分別與線圈的La、Lb、Lc對應，角位移傳感器A、B、C的信號輸出線通過電滑環引出線 與單片機Pl. O,PL UPl. 2連接，其作用是用來測量內轉子上的三相繞組La、Lb、Lc在一個 周期的角位移，檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機，由單片機發出PWM脈沖信 號控制相應的管子通或斷來對La、Lb、Lc和饋電電容進行饋電或充電；[0018]根據電容充電與三相電的關系可知，Lc為低電勢是tl-t2_t3時間段對應的角位移為α1-α2-α 3;當傳感器檢測出Lc相對于外轉子上的傳感器的角位移α在相應的時間段(如tl_t2)時，即α I彡α彡α 2時，C將信號傳給單片機，由單片機發出PWM脈沖信號控制相應的管子通或斷來對Lc和饋電電容進行饋電或充電；同樣，Lb或La為低電勢時 也存在對應的a1- α 2- α 3，分別由A和B檢測；這樣便可以檢測出任意一相繞組La、Lb、 Lc的角位移，從而實現連續控制。[0019]所述的饋電電容，饋電電容充電實施方案圖4-1是主控電路圖，以不同參考點得到的電壓波形圖，如圖5-1、5-2所示，表示的是以中性點為參考得到的圖形；如圖5-3、5-4 所示，表示以地為參考點得到的圖形；由圖5-1至5-4可得，當饋電電容充電達到穩態時，饋電電容的電壓曲線接近于三相電的電壓曲線的包絡線，那么，總有一相電壓低于電容電壓。[0020]如圖6所示，根據饋電電容充電與三相電的關系可知，在同一時刻至少有一相低電勢，且每一相繞組所處低電勢的時間段(如tl-t3)是循環出現的，對此相進行饋電，在 tl-t3時刻，Lc相電壓低于饋電電容電壓，即對Lc相進行饋電。La相和Lb相形成充電回路，La和Lb可以看成一個電源，La為電源的正極，Lb為電源的負極。充電回路為La — 二極管Dl —饋電電容CO —地一二極管D4 —線圈Lb —線圈La。[0021]與此同時，饋電電容CO對Lc相進行饋電，在tl_t2時刻，如圖7、圖4-1至4-4、 圖6所示，當PWM脈沖高電平到來時，控制MOSFET管Q6導通，形成饋電回路，饋電回路為 Lc — MOSFET管Q6 — 二極管D4 —線圈Lb —線圈Lc ;在t2_t3時亥lj，當PWM脈沖高電平到來時，控制MOSFET管Q5導通，形成饋電回路，饋電回路為La — 二極管Dl — MOSFET管Q5 — 線圈Lc—線圈La。其余往下依次控制01、06，03、06， 03、02，05、02，05、04，01、04循環導通，實現周期循環控制。[0022]饋電實施方案如圖8所示，由單片機的Pl. 4 口輸出PWM的高電平，控制打開相應的MOS管Q5對Lb進行饋電，饋電回路為Lb-D4-Q5-Lc-Lb ；經過對比可看出，饋電電容饋電以后抑制了 La電壓的下降和Lc電壓的升高，三相繞組的平均電壓升高，有效地完成了一次饋電；同理，控制其它MOS管進行連續饋電，從而實現能量回饋和無級變速。[0023]動態工作過程原動機通過輸入軸I帶動內轉子以角速度O1旋轉，機械單元的轉子和外轉子之間有永磁鐵，內轉子鑲嵌三相繞組線圈，由于電磁關系，內轉子會旋轉發電， 內轉子和外轉子相互作用的電磁力矩將拖動外轉子隨內轉子以角速度ω2做同向、但速度可以不等的旋轉運動，因此內轉子和外轉子就變成了一個電機兼電磁滑差耦合器/離合器的組合體，而電機又以相對轉速，實際上是以轉速差Λω，Λ = 「《2作為其“同步發電轉速”，把發動機功率的其余部分轉換為電能e，部分電能e經由內轉子上的由軸心引出線凹槽引出的引出線，經套在軸I上的電滑環和控制單元最終儲存到回饋電容中；電流鑒相器檢測出內轉子上三相線圈中電流的變化情況；變速時，控制單元通過PWM脈沖來控制 MOSFET管的通斷來控制電容對內轉子三相線圈中電壓低的一相進行饋電，從而改變內轉子平均電壓，亦即改變了平均電流，實現變速；通過控制饋電時間，便可實現無級變速。[0024]有益效果本實用新型提供的汽車無級電子變速器系統，同樣是將原動機的部分功率回收，已有技術的電磁無級耦合變速器增加了一級發電機，將轉速差(△ ω )作為其“同步發電轉速”，將功率回收；本實用新型省略了該一級發電機部分，直接將主變速系統中轉速差(△ ω )作為其“同步發電轉速”，把發動機功率的其余部分轉換為電功率，經由電傳動分路經內轉子一控制器一在回到內轉子并再次轉換成機械功率匯合到輸出軸，且最終也傳輸到車輪負載。[0025]在饋電控制結構的設計上，已有技術的電磁耦合無級變速器采用電池系統(如圖1中的B)作為電能緩存系統進行饋電，同時還增加了交流/直流轉換器和直流/交流變頻 逆器降低了電能的回收率；本實用新型采用電容作為能量儲存系統，對主變速系統直接饋 電，簡化了結構。[0026]本實用新型提供的汽車無級電子變速器系統，其傳遞功率的效率既高于單個電磁 滑差耦合器，也高于單個電機。這是因為它把單個電磁滑差耦合器原來作為電渦流發熱損 耗掉的功率變成了電傳動分路的有用電功率，并且相對于單個電機，它只讓總功率的一部 分經由效率相對偏低的電傳動分路傳遞，故總體效率得以提高。變速時，控制單元通過PWM 脈沖來控制MOSFET管的通斷來控制電容對內轉子三相線圈中電壓低的一相進行饋電，從 而改變內轉子平均電壓，亦即改變了平均電流，實現變速；通過控制饋電時間，便可實現無級變速。[0027]
[0028]圖1是現有電磁耦合無級變速器的結構示意圖。[0029]圖2是本實用新型的汽車電子變速系統的示意圖。[0030]圖3-1內轉子的三相繞組線圈為星型連接的發電電壓波形圖。[0031]圖3-2是內轉子的三相繞組線圈為星型連接圖。[0032]圖4-1是主控電路圖。[0033]圖4-2是互補晶體管驅動電路圖。[0034]圖4-3是驅動單元結構圖。[0035]圖4-4是單片機及引腳圖。[0036]圖5-1、5-2是以中心點為參考點的三相電與回饋電容充電之間的關系圖。[0037]圖5-3、5-4是以地為參考點的三相電與回饋電容充電之間的關系圖。[0038]圖6饋電邏輯分析圖。[0039]圖7是三相電與PWM之間的關系圖。[0040]圖8是控制前后三相繞組電壓波形圖的對比圖。
具體實施方式
[0041]如圖2所示，本實用新型提供的汽車無級電子變速器系統包括電控制單元、機械單兀、輸入軸I和輸出軸2 ；[0042]所述的電控單元包括饋電電容和控制單元、鑒相器、電滑環；其中，電滑環與輸入軸1、鑒相器、控制單元連接，并且還與機械單元的內轉子連接，控制單元與電流鑒相器、饋 電電容連接；輸入軸I與原動機連接；輸入軸2與負載連接；[0043]所述的機械單元包括內轉子和外轉子；內轉子和外轉子之間有永磁鐵，內轉子鑲 嵌三相繞組La、Lb、Lc線圈，內轉子的三相繞組線圈為星型連接(如圖3-2所示)，發電為三 相電，其電壓波形相臨兩相的電壓相位相差120° (如圖3-1所示)，當其中兩相電壓為高 電勢給回饋電容處于充電；而另外一相電壓為低電勢時，則回饋電容給此相繞組線圈充電； 輸入軸I與內轉子連接；輸出軸2與外轉子連接并隨其轉動，輸出軸2還與負載連接，帶動 負載轉動；[0044]所述的控制單元的構成包括主控電路、驅動單元和單片機；如圖4-4所示，傳感器 A、B、C分別與單片機的PO. O、PO.1、PO. 2 口相連，將檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機；單片機的Pl. O,PL UPl. 2、Pl. 3、Pl. 4,Pl. 5 口分別與驅動單元的信號輸入端 Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6 相連，驅動單元的信號輸出端 Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6 分別與主控電路的PWMl、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6相連，通過PWM信號控制主控電路的 MOSFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管 Q6 的通與斷；[0045]如圖4-1所示，主控電路有6個二極管D1、D2、D3、D4、D5、D6和6個M0SFET管Q1、 Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，其中二極管Dl與二極管D2、二極管D3與二極管D4、二極管D5與二極管 D6串聯，且導通方向由二極管D2到二極管Dl，MOSFET管Ql與MOSFET管Q2、MOSFET管Q3 與MOSFET管Q4、M0SFET管Q5與MOSFET管Q6串聯，再將串聯后的3組二極管、3組MOSFET 管與饋電電容CO按饋電電容CO、二極管Dl- 二極管D2、M0SFET管Q1-M0SFET管Q2、二極管 D3- 二極管 D4、MOSFET 管 Q3-M0SFET 管 Q4、二極管 D5- 二極管 D6、MOSFET 管 Q5-M0SFET 管 Q6的順序并聯，并聯節點依次為a、b、c、d、e、f、g、h、1、j、k、l、m、n,在二極管Dl與二極管 D2、D3與D4、M0SFET管Q5與MOSFET管Q6間分別引節點為o、p、q，分別與三相繞組La,Lb, Lc 相連；M0SFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管Q6的柵極分別輸入PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6的控制信號；[0046]如圖4-3所示,所述的驅動單元是TTL集成電路驅動的一種,驅動單元是由6個互補晶體管驅動電路并聯而成，用來驅動圖4-1所示的主控電路中的MOSFET管Ql、Q2、Q3、 Q4、Q5、Q6 ;如圖4-2所示,每個互補晶體管驅動電路由晶體三極管T2、T3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管串聯后再并聯一個電阻R，再與一種OC門元件74R)7串聯，它們組成互補晶體管驅動電路，其中Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6為PWM (PWM是脈沖寬度調制縮寫)脈沖信號輸入端，Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6為驅動信號輸出端，其功能是放大單片機弱的PWM脈沖信號來驅動MOSFET管；[0047]如圖4-4 所示，單片機選擇 AT89C52 型，Pl. O、Pl.1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4、Pl. 5 為 PWM脈沖信號輸出端，PO. O,PO.1、P0. 2為檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機的輸入端；[0048]鑒相器由三個角位移傳感器A、B、C組成，角位移傳感器A、B、C安裝在外轉子殼體上分別與線圈的La、Lb、Lc對應，角位移傳感器A、B、C的信號輸出線通過電滑環引出線與單片機Pl. O,PL UPl. 2連接，其作用是用來測量內轉子上的三相繞組La、Lb、Lc在一個周期的角位移，檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機，由單片機發出PWM脈沖信號控制相應的管子通或斷來對La、Lb、Lc和饋電電容進行饋電或充電；[0049]根據電容充電與三相電的關系可知，Lc為低電勢是tl-t2_t3時間段對應的角位移為α1-α2-α 3;當傳感器檢測出Lc相對于外轉子上的傳感器的角位移α在相應的時間段(如tl_t2)時，即α I彡α彡α 2時，C將信號傳給單片機，由單片機發出PWM脈沖信號控制相應的管子通或斷來對Lc和饋電電容進行饋電或充電；同樣，Lb或La為低電勢時 也存在對應的α1- α 2- α 3，分別由A和B檢測；這樣便可以檢測出任意一相繞組La、Lb、 Lc的角位移，從而實現連續控制。[0050]所述的饋電電容，饋電電容充電實施方案圖4-1是主控電路圖，以不同參考點得到的電壓波形圖，如圖5-1、5-2所示，表示的是以中性點為參考得到的圖形；如圖5-3、5-4 所示，表示以地為參考點得到的圖形；由圖5-1至5-4可得，當饋電電容充電達到穩態時，饋電電容的電壓曲線接近于三相電的電壓曲線的包絡線，那么，總有一相電壓低于電容電壓。[0051]如圖6所不,根據饋電電容充電與三相電的關系可知，在同一時刻至少有一相低電勢，且每一相繞組所處低電勢的時間段(如tl_t3)是循環出現的，對此相進行饋電，在 tl-t3時刻，Lc相電壓低于饋電電容電壓，即對Lc相進行饋電。La相和Lb相形成充電回路，La和Lb可以看成一個電源，La為電源的正極，Lb為電源的負極。充電回路為La — 二極管Dl —饋電電容CO —地一二極管D4 —線圈Lb —線圈La。[0052]與此同時，饋電電容CO對Lc相進行饋電，在tl_t2時刻，如圖7、圖4_1至4_4、 圖6所示，當PWM脈沖高電平到來時，控制MOSFET管Q6導通，形成饋電回路，饋電回路為 Lc — MOSFET管Q6 — 二極管D4 —線圈Lb —線圈Lc ;在t2_t3時亥lj，當PWM脈沖高電平到來時，控制MOSFET管Q5導通，形成饋電回路，饋電回路為La — 二極管Dl — MOSFET管Q5 — 線圈Lc —線圈La。其余往下依次控制01、06，03、06，03、02，05、02，05、04，01、04循環導通，實現周期循環控制。[0053]饋電實施方案如圖8所示，由單片機的Pl. 4 口輸出PWM的高電平，控制打開相應的MOS管Q5對Lb進行饋電，饋電回路為Lb-D4-Q5-Lc-Lb ；經過對比可看出，饋電電容饋電以后抑制了 La電壓的下降和Lc電壓的升高，三相繞組的平均電壓升高，有效地完成了一次饋電；同理，控制其它MOS管進行連續饋電，從而實現能量回饋和無級變速。[0054]動態工作過程原動機通過輸入軸I帶動內轉子以角速度O1旋轉，機械單元的轉子和外轉子之間有永磁鐵，內轉子鑲嵌三相繞組線圈，由于電磁關系，內轉子會旋轉發電， 內轉子和外轉子相互作用的電磁力矩將拖動外轉子隨內轉子以角速度ω2做同向、但速度可以不等的旋轉運動，因此內轉子和外轉子就變成了一個電機兼電磁滑差耦合器/離合器的組合體，而電機又以相對轉速，實際上是以轉速差Λω，Λ = 「《2作為其“同步發電轉速”，把發動機功率的其余部分轉換為電能e，部分電能e經由內轉子上的由軸心引出線凹槽引出的引出線，經套在軸I上的電滑環和控制單元最 儲存到回饋電容中；電流鑒相器檢測出內轉子上三相線圈中電流的變化情況；變速時，控制單元通過PWM脈沖來控制 MOSFET管的通斷來控制電容對內轉子三相線圈中電壓低的一相進行饋電，從而改變內轉子平均電壓，亦即改變了平均電流，實現變速；通過控制饋電時間，便可實現無級變速。
權利要求1.汽車無級電子變速器系統，其特征在于，包括電控制單元、機械單元、輸入軸(I)和輸出軸(2)； 所述的電控單元包括饋電電容和控制單元、鑒相器、電滑環；其中，電滑環與輸入軸(1)、鑒相器、控制單元連接，并且還與機械單元的內轉子連接，控制單元與電流鑒相器、饋電電容連接；輸入軸(1)與原動機連接；輸入軸(2)與負載連接； 所述的機械單元包括內轉子和外轉子；內轉子和外轉子之間有永磁鐵，內轉子鑲嵌三相繞組La、Lb、Lc線圈，內轉子的三相繞組線圈為星型連接； 輸入軸(1)與內轉子連接；輸出軸(2)與外轉子連接并隨其轉動，輸出軸(2)還與負載連接，帶動負載轉動； 所述的控制單元的構成包括主控電路、驅動單元和單片機；傳感器A、B、C分別與單片機的PO. O、PO.1、PO. 2 口相連，將檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機；單片機的Pl. O、Pl.1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4、Pl. 5 口分別與驅動單元的信號輸入端Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6相連，驅動單元的信號輸出端Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6分別與主控電路的P麗1、P麗2、P麗3、P麗4、P麗5、P麗6相連，通過P麗信號控制主控電路的MOSFET管Q1、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管 Q6 的通與斷； 主控電路有 6 個二極管 Dl、D2、D3、D4、D5、D6 和 6 個 MOSFET 管 Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6，其中二極管Dl與二極管D2、二極管D3與二極管D4、二極管D5與二極管D6串聯，且導通方向由二極管 D2 到二極管 Dl，MOSFET 管 Ql 與 MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3 與 MOSFET 管 Q4、MOSFET管Q5與MOSFET管Q6串聯，再將串聯后的3組二極管、3組MOSFET管與饋電電容CO按饋電電容CO、二極管Dl- 二極管D2、MOSFET管Q1-M0SFET管Q2、二極管D3- 二極管D4、MOSFET 管 Q3-M0SFET 管 Q4、二極管 D5- 二極管 D6、MOSFET 管 Q5-M0SFET 管 Q6 的順序并聯，并聯節點依次為a、b、c、d、e、f、g、h、1、j、k、l、m、n，在二極管Dl與二極管D2、D3與D4、M0SFET管Q5與MOSFET管Q6間分別引節點為o、p、q，分別與三相繞組La、Lb、Lc相連；MOSFET 管 Ql、MOSFET 管 Q2、MOSFET 管 Q3、MOSFET 管 Q4、MOSFET 管 Q5、MOSFET 管 Q6 的柵極分別輸入PWM1、PWM2、PWM3、PWM4、PWM5、PWM6的控制信號； 所述的驅動單元是TTL集成電路驅動的一種，驅動單元是由6個互補晶體管驅動電路并聯而成，用來驅動主控電路中的MOSFET管Ql、Q2、Q3、Q4、Q5、Q6 ;每個互補晶體管驅動電路由晶體三極管T2、T3是一對參數對稱的NPN和PNP型晶體三極管串聯后再并聯一個電阻R，再與一種OC門元件74R)7串聯，它們組成互補晶體管驅動電路，其中Vil、Vi2、Vi3、Vi4、Vi5、Vi6為PWM脈沖信號輸入端，Vol、Vo2、Vo3、Vo4、Vo5、Vo6為驅動信號輸出端，其功能是放大單片機弱的PWM脈沖信號來驅動MOSFET管； 單片機選擇 AT89C52 型，Pl. O、Pl.1、Pl. 2、Pl. 3、Pl. 4、Pl. 5 為 PWM 脈沖信號輸出端，PO. O、PO.1、PO. 2為檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機的輸入端； 鑒相器由三個角位移傳感器A、B、C組成，角位移傳感器A、B、C安裝在外轉子殼體上分別與線圈的La、Lb、Lc對應，角位移傳感器A、B、C的信號輸出線通過電滑環引出線與單片機Pl. O,PL UPl. 2連接，其作用是用來測量內轉子上的三相繞組La、Lb、Lc在一個周期的角位移，檢測的角位移信號轉化成電信號傳送到單片機，由單片機發出PWM脈沖信號控制相應的管子通或斷來對La、Lb、Lc和饋電電容進行饋電或充電實現能量回饋和無級變速。
專利摘要本實用新型提供的汽車無級電子變速器系統包括電控制單元、機械單元、輸入軸(1)和輸出軸(2)。本實用新型的汽車無級電子變速器系統，省略了一級發電機部分，直接將主變速系統中轉速差Δω作為其“同步發電轉速”，把發動機功率的其余部分轉換為電功率，轉換成機械功率匯合到輸出軸，且最終也傳輸到車輪負載；在饋電控制結構的設計上，采用電容作為能量儲存系統，對主變速系統直接饋電。其傳遞功率的效率既高于單個電磁滑差耦合器，也高于單個電機，總體效率高。變速時，控制單元通過PWM脈沖來控制MOSFET管的通斷來控制電容對內轉子三相線圈中電壓低的一相進行饋電，從而改變內轉子平均電壓，實現變速；通過控制饋電時間可實現無級變速。
文檔編號H02P6/08GK202841034SQ20112028095
公開日2013年3月27日 申請日期2011年8月4日 優先權日2011年8月4日
發明者蘇成志, 齊凱, 馬繼權, 賴奕林, 呂金玲, 夏明江, 周律 申請人:長春理工大學