專利名稱：用于限制電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法和設(shè)備的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及電動(dòng)機(jī)，并且更具體地涉及用于限制電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法和設(shè)備。
背景技術(shù)：
電動(dòng)機(jī)經(jīng)常用于驅(qū)動(dòng)加工件。電動(dòng)機(jī)的輸出與被驅(qū)動(dòng)的加工件之間的連接可以通過(guò)傳動(dòng)桿來(lái)實(shí)現(xiàn)。電動(dòng)機(jī)的輸出力可以很大。如果加工件應(yīng)克服過(guò)大的阻力來(lái)移動(dòng)或者由于障礙阻擋了其移動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)的輸出力可能導(dǎo)致對(duì)連接桿的損害。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明僅在電動(dòng)機(jī)的輸出速度達(dá)到了穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)條件，即穩(wěn)態(tài)驅(qū)動(dòng)速度之后，監(jiān)測(cè)電力驅(qū)動(dòng)電機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩的超額量。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，其包括提供驅(qū)動(dòng)電流以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的步驟。監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度，并根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的速度來(lái)確定電機(jī)何時(shí)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件。如果在電動(dòng)機(jī)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)條件后所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)預(yù)定值， 則切斷電流供應(yīng)。根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，提供一種用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，其包括連接到電動(dòng)機(jī)以用于提供驅(qū)動(dòng)電流以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電路。速度傳感器連接到電動(dòng)機(jī)以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度，并且轉(zhuǎn)矩傳感器連接到電動(dòng)機(jī)以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)控制器連接到電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路以及速度傳感器，以用于(1)根據(jù)所感測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的速度來(lái)確定電動(dòng)機(jī)何時(shí)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件，以及( 在電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件后，如果所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)預(yù)定值則斷開(kāi)驅(qū)動(dòng)電路。


結(jié)合附圖閱讀下面的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將會(huì)更加清楚地理解本發(fā)明的前述以及其它特征和優(yōu)點(diǎn)，其中圖1是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的包括轉(zhuǎn)矩限制電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)特征的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路的示意框圖；以及圖2是根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的轉(zhuǎn)矩限制電動(dòng)機(jī)控制過(guò)程的流程圖。
具體實(shí)施例方式參照?qǐng)D1，根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例的電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路10連接到電動(dòng)機(jī)12。電動(dòng)
3機(jī)可操作地通過(guò)合適的連接桿16連接以驅(qū)動(dòng)加工件14。連桿16連接到電動(dòng)機(jī)12的輸出軸(未示出)以及連接到加工件14，以便于當(dāng)電動(dòng)機(jī)12的輸出軸沿第一方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加工件14在第一方向上圍繞樞軸點(diǎn)18轉(zhuǎn)動(dòng)；以及當(dāng)電動(dòng)機(jī)12的輸出軸沿第二方向轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，加工件14在第二方向上圍繞樞軸點(diǎn)18轉(zhuǎn)動(dòng)。電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電路10包括通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路22J4連接到電動(dòng)機(jī)12的電子控制單元 (“EOT”)20。輸入命令界面30連接到E⑶20并且提供命令信號(hào)給E⑶來(lái)指示加工件14 的期望位置。ECU可以由分立電路形成，由專用集成電路(“ASIC”)形成，或者可以是微型計(jì)算機(jī)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，加工件14可以是車(chē)輛加熱、通風(fēng)、以及空調(diào)(“HVAC”) 系統(tǒng)中的可動(dòng)風(fēng)門(mén)。這種系統(tǒng)還被稱作氣候控制系統(tǒng)。該可動(dòng)風(fēng)門(mén)用于控制系統(tǒng)風(fēng)道(未示出)中的氣流。如果某些東西積存在風(fēng)道中并且阻止了風(fēng)門(mén)14的正常運(yùn)動(dòng)，則電動(dòng)機(jī)12 的驅(qū)動(dòng)力可導(dǎo)致連桿16的損害。電動(dòng)機(jī)速度傳感器40可操作地連接到電動(dòng)機(jī)12的輸出端，以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)輸出軸的輸出速度并提供具有指示所感測(cè)到的電動(dòng)機(jī)速度的特征的電輸出信號(hào)。電動(dòng)機(jī)速度傳感器40的輸出連接到E⑶20的輸入，以便E⑶能夠監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)速度?？梢杂枚喾N方法中的任意一種來(lái)感測(cè)電動(dòng)機(jī)速度。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，可以通過(guò)使用編碼器來(lái)感測(cè)電動(dòng)機(jī)速度，其中，該編碼器連接到電動(dòng)機(jī)的輸出軸并提供每軸轉(zhuǎn)速預(yù)定數(shù)量的電脈沖。通過(guò)對(duì)每單位時(shí)間的脈沖計(jì)數(shù)可確定電動(dòng)機(jī)速度。根據(jù)另一個(gè)實(shí)施例，磁盤(pán)可以連接到電動(dòng)機(jī)軸的末端，該磁盤(pán)上具有多個(gè)孔，其一面上有光源且另一面上有與光源對(duì)齊的光學(xué)檢測(cè)器。當(dāng)磁盤(pán)翻轉(zhuǎn)時(shí)，檢測(cè)器中將出現(xiàn)脈沖。由光學(xué)檢測(cè)器感測(cè)到的每單位時(shí)間的脈沖將為電動(dòng)機(jī)速度的指示。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員還將知道感測(cè)電動(dòng)機(jī)速度的其它方法，本發(fā)明可使用這些方法中的任意一種。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳感器44可操作地連接到電動(dòng)機(jī)12，以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩并提供具有指示所感測(cè)到的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的特征的電輸出信號(hào)。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩傳感器44的輸出連接到E⑶20的輸入，從而該E⑶可監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩可通過(guò)多種方法中的任意一種被感測(cè)。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)電流而被感測(cè)。當(dāng)所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)電流增加時(shí)，轉(zhuǎn)矩增加。 根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)實(shí)施例，當(dāng)ECU 20不發(fā)出電動(dòng)機(jī)減速命令時(shí)，可通過(guò)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的減速來(lái)確定增加的轉(zhuǎn)矩。由于加工件14上的負(fù)載增加必然導(dǎo)致電動(dòng)機(jī)減速，因此如果電動(dòng)機(jī)減速，則電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩將會(huì)增加。而且，本領(lǐng)域技術(shù)人員將知道感測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的其它方法。例如，機(jī)械式轉(zhuǎn)矩傳感器本身可以耦合在電動(dòng)機(jī)輸出軸和機(jī)械地響應(yīng)于增加的轉(zhuǎn)矩的一類加工件14之間，并且提供指示增加的轉(zhuǎn)矩的電氣信號(hào)。參見(jiàn)圖2，將了解根據(jù)本發(fā)明一個(gè)實(shí)施例的限制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的控制過(guò)程100。該過(guò)程開(kāi)始于步驟102，其中，存儲(chǔ)器被清零并且重置，標(biāo)記位被設(shè)置為初始狀態(tài)等。在步驟 104，確定電動(dòng)機(jī)12是否被加電，即其是否從輸入命令30接收到了命令？如果步驟104的確定為否，則過(guò)程循環(huán)返回自身并且等待接收命令。一旦步驟104的確定結(jié)果為是，則過(guò)程前進(jìn)到步驟106，其中，電動(dòng)機(jī)電流通過(guò)驅(qū)動(dòng)電路22J4被施加給電動(dòng)機(jī)12。當(dāng)電動(dòng)機(jī)驅(qū)動(dòng)電流被首次施加給電動(dòng)機(jī)12時(shí)，會(huì)存在浪涌電流。一種檢測(cè)由電動(dòng)機(jī)12施加的過(guò)度電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩的方法為監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)電流是否大于預(yù)定值。根據(jù)本發(fā)明的一個(gè)實(shí)施例，為了防止在電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)期間由于正常浪涌電流事件而導(dǎo)致的對(duì)過(guò)負(fù)荷狀態(tài)下過(guò)度轉(zhuǎn)矩的錯(cuò)誤確定，等待直到電動(dòng)機(jī)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)操作速度后才對(duì)電動(dòng)機(jī)電流進(jìn)行監(jiān)測(cè)。在步驟108，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)速度。在步驟110，確定電動(dòng)機(jī)12是否達(dá)到穩(wěn)態(tài)速度，即電動(dòng)機(jī)12是否停止加速？如果在步驟110的確定為否，則過(guò)程循環(huán)返回至步驟108，并且繼續(xù)步驟108、 110循環(huán)，直到電動(dòng)機(jī)停止加速。一旦步驟110的確定為是，則過(guò)程前進(jìn)到步驟112，其中，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。如上面所提到的，可以通過(guò)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)電流來(lái)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩，或者可以通過(guò)其它方法，比如通過(guò)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)輸出的減速或利用轉(zhuǎn)矩傳感器自身來(lái)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)矩。從步驟112開(kāi)始，過(guò)程前進(jìn)到步驟114，其中，確定電動(dòng)機(jī)12的輸出轉(zhuǎn)矩是否超過(guò)預(yù)定閾值？如果轉(zhuǎn)矩是通過(guò)電動(dòng)機(jī)電流來(lái)檢測(cè)的，那么通過(guò)電流大于閾值來(lái)確定轉(zhuǎn)矩大于閾值。如果監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)減速來(lái)檢測(cè)轉(zhuǎn)矩過(guò)載，那么當(dāng)ECU沒(méi)有發(fā)出減速命令時(shí)減速大于預(yù)定值指示轉(zhuǎn)矩過(guò)載。如果步驟114的確定為否，則過(guò)程前進(jìn)到步驟116，其中，確定電動(dòng)機(jī)是否已經(jīng)將加工件14，即電動(dòng)機(jī)的輸出軸的位置，驅(qū)動(dòng)到其期望的位置。如果確定為否，則過(guò)程循環(huán)返回步驟112，并且繼續(xù)驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)。如果確定為是，則過(guò)程繼續(xù)到框118，其中，切斷電動(dòng)機(jī)并且過(guò)程循環(huán)返回到步驟104。如果步驟114的確定為是，那么在步驟120中切斷驅(qū)動(dòng)電流，并且過(guò)程循環(huán)返回到步驟104。根據(jù)上面對(duì)本發(fā)明的描述，本領(lǐng)域技術(shù)人員將認(rèn)識(shí)到改進(jìn)、改變和變形。這些在本技術(shù)領(lǐng)域內(nèi)的改進(jìn)、改變和變形也旨在被所附的權(quán)利要求所覆蓋。
權(quán)利要求
1.一種控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，包括以下步驟(a)提供驅(qū)動(dòng)電流以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)；(b)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度；(c)監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩；(d)根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的速度，確定何時(shí)電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件；以及(e)在電動(dòng)機(jī)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)條件后，如果所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)預(yù)定值，則切斷電流供應(yīng)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，其中，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的步驟包括監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)電流的步驟。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，其中，切斷電流供應(yīng)的步驟發(fā)生在達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件后所監(jiān)測(cè)到的電流超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，其中，監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的步驟包括監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)減速的步驟。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的方法，其中，切斷電流供應(yīng)的步驟發(fā)生在達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件后所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)減速超過(guò)預(yù)定閾值時(shí)。
6.一種用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，包括驅(qū)動(dòng)電路，連接到電動(dòng)機(jī)以用于提供驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的驅(qū)動(dòng)電流； 速度傳感器，連接到電動(dòng)機(jī)以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度； 轉(zhuǎn)矩傳感器，連接到電動(dòng)機(jī)以用于感測(cè)電動(dòng)機(jī)的輸出轉(zhuǎn)矩；電動(dòng)機(jī)控制器，連接到電動(dòng)機(jī)、驅(qū)動(dòng)電路以及速度傳感器，以用于(1)根據(jù)所感測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的速度確定何時(shí)電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)條件，以及( 在電動(dòng)機(jī)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)條件后，如果所監(jiān)測(cè)的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)預(yù)定值，則切斷驅(qū)動(dòng)電路。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，其中，轉(zhuǎn)矩傳感器包括電動(dòng)機(jī)電流傳感器。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的用于控制電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩的設(shè)備，其中，轉(zhuǎn)矩傳感器包括電動(dòng)機(jī)減速計(jì)。
全文摘要
一種用于控制電動(dòng)機(jī)(12)的轉(zhuǎn)矩的方法(100)，包括提供驅(qū)動(dòng)電流以驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)的步驟(106)。監(jiān)測(cè)電動(dòng)機(jī)的速度(108)，并且根據(jù)所監(jiān)測(cè)到的速度來(lái)確定何時(shí)電動(dòng)機(jī)達(dá)到穩(wěn)態(tài)狀態(tài)(110)。如果在電動(dòng)機(jī)達(dá)到了穩(wěn)態(tài)狀態(tài)后所監(jiān)測(cè)到的電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)矩超過(guò)預(yù)設(shè)值(114)，則切斷電流供應(yīng)(118)。
文檔編號(hào)H02P23/14GK102204080SQ200980142336
公開(kāi)日2011年9月28日 申請(qǐng)日期2009年10月6日 優(yōu)先權(quán)日2008年10月22日
發(fā)明者J·J·迪恩 申請(qǐng)人:凱爾西-海耶斯公司