直流电动机的控制有转矩控制、转动时间(位置)控制和转动方向控制等。 1.直流电动机的转矩控制。 在电动动力转向控制系统中,转向助力的大小是通过控制电动机电磁转矩来实现的。并励式直流电动机电枢产生的电磁转矩M与电枢电流成正比关系,而I的大小有电压幅值控制方式和占空比控制方式两种。直流电动机转矩控制电路原理如图5-3所示。 (1)电压幅值控制方式。 在电压幅值控制方式下,电动机驱动电路中的VT工作在放大状态,控制器通过控制信号电压幅值的变化来控制VT的集电极电流Ic，lc即电动机电枢电流。 (2)占空比控制方式。 在占空比控制方式下,VT工作在开关状态,即VT只有导通(信号高电平)和截止(信号低电平)两种状态,控制器通过输出占空比可变的控制信号,控制VT的导通与截止的比率,实现电动机电枢电流(平均电流)大小的控制。
2.直流电动机转动(时间)位置控制。
在汽车电子控制系统中,执行器动作到位时,直流电动机自动停止控制方式常见的有两种：
一种是执行器位置传感器反馈信号(或状态传感器信号)控制方式;另一种是执行器伺服机构控制方式。
(1)传感器信号控制方式。
如图5-4所示,电子控制器根据电动机所驱动执行器的位置传感器信号，或根据被控制对象状态传感器的信号,分析执行器的动作位置或被控制对象的工作状态,然后确定电动机是否停止工作。当电子控制器根据传感器的信号判断出执行器已动作到位,或被控对象已经在设定的状态下工作时,就会立即输出电动机停机控制信号,使电动机立刻停止工作。
这种控制方式的典型实例有:巡航控制系统中的节气门驱动电动机控制、防滑转电子控制系统中辅助节气门驱动电动机控制以及电动动力转向电动机控制等。
(2)执行器伺服机构控制方式。
自动空调通风系统的各风门驱动电动机均配有伺服机构,当电动机驱动的风门转动到位时,其伺服机构就会使电动机立即断电而停止工作(图5-5)。电动机驱动的自动门锁执行器内则是有行程开关,当电动机驱动锁芯锁门或开门动作到位时,行程开关断开电动机电路,使电动机立刻停止转动。
3.直流电动机的转向控制。
在汽车电子控制系统中,直流电动机驱动的执行器通常需要电动机正向转动和反向转动来完成执行器相应的动作。直流电动机的正反向运转控制有电枢电流方向控制和通电励磁绕组控制两种形式,其控制原理示意图如图5-6所示。
(1)电枢电流方向控制方式。
永磁式直流电动机采用改变电枢电流方向来控制其旋转方向,电动机的电枢两端分别连接ECU的Z和F端子(图5-6a)。当ECU使电动机电枢电流从Z端流入、F端流出时,电动机正向转动;当ECU使电动机电枢电流从F端流入、Z端流出时,电动机则反向转动。
电枢电流方向控制方式也有与图56b相似的电路结构形式,电动机的驱动电路与电动机装在一起。ECU从Z端输出的控制信号用来触发电动机内正向电枢电流控制电路通路,而从F端输出的控制信号可触发电动机内反向电枢电流控制电路通路。
(2)通电励磁绕组控制方式。
励磁式直流电动机通常采用双励磁绕组的结构形式,两励磁绕组的控制端连接ECU的Z和F端子(图5-6b),由ECU通过Z或F控制端子输出控制信号,使电动机磁极两个励磁绕组的其中一个通电,实现电动机的正转或反转控制。
