電機控制方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種電機控制方法，該方法包括：測量所述電機啟動時的沖擊電流；設置與所述沖擊電流相關聯(lián)的所述電機的控制停止電流；確定所述電機的電流達到所述控制停止電流；以及當達到所述控制停止電流時，控制所述電機停止。通過上述技術方案，通過設置與沖擊電流相關聯(lián)的電機的控制停止電流來控制電機停止，能夠結合工況為電機設置合適的停止電流，既能滿足使用要求，又能有效保護電機。
【專利說明】
【技術領域】
[0001] 本發(fā)明涉及汽車駐車制動器控制領域，具體地，涉及一種電機控制方法。 電機控制方法

【背景技術】
[0002] 電子駐車采用直流有刷電機作為驅動，對電機的控制主要以控制電流上升停止點 的方法保證輸出力的大小。目前，電子駐車的執(zhí)行機構中，均不含溫度傳感器和轉速傳感 器，只使用電機的2根電流線作為控制。這樣就只能通過對電機電流的控制來保證電機工 作中不出現(xiàn)嚴重過載。
[0003] 在汽車上應用這樣的控制方式，需要對電機進行電壓范圍及極限工況設置。一般 來說，選用較大電機，在量程余量足的情況下，不做其他電壓處理，有利于保護電機，且控制 程序簡單。然而，如果是用在制動鉗執(zhí)行器上的電機，就對其體積等有較高的要求。這樣的 電機，量程應選擇為適中，才會有成本優(yōu)勢。但是在此選擇下，電機狀態(tài)難以控制，無法實現(xiàn) 有效的電機保護控制。
[0004] 在現(xiàn)有技術中，考慮到電機的工作能力，不使用低電壓工作，而是將電機的工作工 況限制在較高的條件下來保護電機。這種方法在電子駐車中可行，但在某些低電壓的情況 下，會出現(xiàn)電機無法動作的情況，不僅會出現(xiàn)駐車失效的危險，也未將電機的能力使用到最 大化。
[0005] 參考圖1。例如：電機扭矩控制以14. 5A電流為工作停止點，正好能達到輸出扭矩 要求。常溫時（例如，20°C)，電機線圈電阻為350πιΩ，高溫時（例如，85°C)，電機線圈電阻 增大為460mQ，ECU(電子控制單元）和線束的固定電阻一直為ΙΙΟπιΩ，如果此時電源電壓 為9V。貝U，計算系統(tǒng)按常溫可滿足工作情況，如下：
[0006] 9V/(110+350) mQ = 19. 6A
[0007] 如果控制停止電流應小于沖擊電流5A左右，即可達到目標14. 5A停止，在此設置 下，能滿足最大14. 5A的電機輸出扭矩。
[0008] 而計算系統(tǒng)按高溫的工作情況，如下：
[0009] 9V/(110+460) mQ = 15. 8A
[0010] 如果控制停止電流應小于沖擊電流5A左右，即可為10A，在此設置下，只能滿足最 大10A的電機輸出扭矩。但在ECU的程序中，如果設定了一個控制點（即工作停止點），在 沒有判斷條件的更改下，不能從14. 5A變?yōu)?0A的這種適應性，并且，達不到14. 5A就會一 直工作到保護時間，這樣電機就會長時間停轉，有損電機性能，不利于多次操作。且電壓越 低，受溫度影響越大。
[0011] 為將電機能力用到最佳狀態(tài)，且考慮到各種車載電器失效工況，電機保護就尤為 重要，應在盡量滿足功能的前提下，做到失效保護。
[0012] 針對上述問題，現(xiàn)有技術中尚無良好解決方案。


【發(fā)明內容】

[0013] 本發(fā)明的目的是提供一種方法，該方法能夠用來控制例如電子駐車致動器的電 機。
[0014] 為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供一種電機控制方法，該方法包括：測量所述電機啟 動時的沖擊電流；設置與所述沖擊電流相關聯(lián)的所述電機的控制停止電流；確定所述電機 的電流達到所述控制停止電流；以及當達到所述控制停止電流時，控制所述電機停止。
[0015] 進一步地,所述測量所述電機啟動時的沖擊電流的步驟包括：從所述電機啟動時 開始，按預定時間間隔對電流值進行采樣；以及將多個采樣點的電流值進行平均，得到的平 均值為所述沖擊電流。
[0016] 進一步地，所述設置所述控制停止電流的步驟包括：設置所述電機的控制停止電 流為所述沖擊電流減去一預定值。
[0017] 進一步地，所述設置所述控制停止電流的步驟包括：根據(jù)啟動電壓以及所述沖擊 電流計算所述電機啟動時的電機電阻；得到與所述電機電阻對應的溫度值；以及利用查找 表確定與所述溫度值對應的控制停止電流。
[0018] 進一步地，該方法還包括：當所述溫度值超過溫度報警閾值時進行故障報警。
[0019] 進一步地，該方法還包括：設置所述電機的積分停止電流；當所述電機的電流未 達到所述控制停止電流且所述電機的電流達到所述積分停止電流后，測量流過所述電機的 電荷量；以及當所述電荷量達到一預定電荷量時，控制所述電機停止。
[0020] 進一步地，所述設置所述電機的積分停止電流的步驟包括：測量所述電機在最高 允許運行溫度運行時的停轉電流的最大值；以及設置所述積分停止電流為所述最大值。
[0021] 進一步地，所述預定電荷量與啟動電壓相關聯(lián)，以及所述預定電荷量為常溫下達 到所述積分停止電流之后一預定時間流過所述電機的電荷量。
[0022] 進一步地，當所述電荷量未達到一預定電荷量時，如果所述電機的電流降低，則當 所述電機的電流達到所述積分停止電流后，重新測量流過所述電機的電荷量。
[0023] 進一步地，該方法還包括：設置保護時間；以及當所述電機啟動后運行到所述保 護時間時，控制所述電機停止。
[0024] 通過上述技術方案，通過設置與沖擊電流相關聯(lián)的電機的控制停止電流來控制電 機停止，能夠結合工況為電機設置合適的停止電流，既能滿足使用要求，又能有效保護電 機。
[0025] 本發(fā)明的其它特征和優(yōu)點將在隨后的【具體實施方式】部分予以詳細說明。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0026] 附圖是用來提供對本發(fā)明的進一步理解，并且構成說明書的一部分，與下面的具 體實施方式一起用于解釋本發(fā)明，但并不構成對本發(fā)明的限制。在附圖中：
[0027] 圖1是示例性的由車載ECU驅動電機的電路示意圖；
[0028] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式提供的電機控制方法流程圖；
[0029] 圖3是根據(jù)本發(fā)明另一實施方式提供的電機控制方法流程圖；
[0030] 圖4-圖6是不同溫度條件下電機電流與時間關系示意圖；
[0031] 圖7-圖9是不同溫度條件下電機電流對時間積分示意圖；以及
[0032] 圖10-圖12是不同溫度條件下電機電流對時間積分示意圖。

【具體實施方式】
[0033] 以下結合附圖對本發(fā)明的【具體實施方式】進行詳細說明。應當理解的是，此處所描 述的【具體實施方式】僅用于說明和解釋本發(fā)明，并不用于限制本發(fā)明。
[0034] 圖2是根據(jù)本發(fā)明實施方式提供的電機控制方法流程圖。如圖2所示，本發(fā)明實 施方式提供的電機控制方法可以包括：S20,測量電機啟動時的沖擊電流；S22,設置與沖擊 電流相關聯(lián)的電機的控制停止電流；S24,確定所述電機的電流達到所述控制停止電流；以 及S26,當達到控制停止電流時，控制電機停止。
[0035] 通過上述技術方案，通過設置與沖擊電流相關聯(lián)的電機的控制停止電流來控制電 機停止，能夠結合工況為電機設置合適的停止電流，既能滿足使用要求，又能有效保護電 機。
[0036] 在本發(fā)明的實施方式中，測量所述電機啟動時的沖擊電流的步驟可以包括：從電 機啟動時（即電機上電時）開始，按預定時間間隔（例如，〇.2ms)對電流值進行采樣，記錄 采樣點的電流值。然后，將多個采樣點（例如，3-5個采樣點）的電流值進行平均?？梢詫?得到的平均值為沖擊電流。得到的沖擊電流可以是如圖4和圖5所示的L和1 2。
[0037] 以一般電子駐車電機特性為例。電機工作電壓12V不變，常溫啟動沖擊電流例如 為26A，高溫下可能例如為21A。從控制方面，只能讓最大工作電流小于啟動沖擊電流5A左 右才不會停轉，否則，發(fā)熱嚴重易使電機損壞。例如圖4中，1 3為常溫工作電機的控制停止 點（例如，26A)。當電機溫度很高時，如圖5,電機的停轉電流（圖5中14)將小于1 3，如果 此時仍按13為停止點，將使電機無法及時停轉，導致發(fā)熱，多工作幾次就可能使電機性能損 傷。因此，如圖6所示，在高溫下，應使用較小電流1 5作為控制停止點。不僅可以使電機有 可用的工作能力，還可保護電機。
[0038] 因此，在優(yōu)選的實施方式中設置控制停止電流可以設置電機的控制停止電流為沖 擊電流減去一預定值，該預定值可以例如為5A。在不同的實施方式中，因為電機電阻與電機 溫度（或電阻溫度）存在確定的關系，因此可以根據(jù)電機的工作溫度確定針對該工作溫度 的合適的控制停止電流。在這樣的實施方式中，設置控制停止電流的步驟可以包括：根據(jù)啟 動電壓以及沖擊電流計算電機啟動時的電機電阻（例如，利用如圖1所示的電路圖）；得到 與所述電機電阻對應的溫度值，例如可以利用電阻與電阻率的關系式計算電機電阻率：
[0039] R = p L/S,
[0040] 其中，L為導體長度，S為導體的橫截面積，
[0041] 然后再利用材料的電阻率P隨溫度變化的規(guī)律來計算溫度：
[0042] p = p 〇(1+ a t),
[0043] 其中α稱為電阻溫度系數(shù)，是材料在t = 0°C時的電阻率。在一定的溫度范 圍內α是與溫度無關的常量。
[0044] 在得到溫度值后，可以利用查找表確定與所述溫度值對應的控制停止電流。在實 施方式中，可以通過上述方法預先建立這樣的查找表，并存儲在存儲器中。這樣，ECU可以 根據(jù)當前工況下電機的啟動電壓和啟動沖擊電流從查找表中選擇合適的控制停止點（控 制停止電流），對電機進行保護控制。
[0045] 通過本發(fā)明提供的上述方法，能夠通過電機的啟動電壓和啟動沖擊電流得到電機 的溫度數(shù)據(jù)。因此，可以據(jù)此對電機的過溫故障進行報警。在實施方式中，當溫度值超過溫 度報警閾值時可以進行故障報警。
[0046] 在實施方式中，希望的是對電機不只進行一種保護。對電機的保護還可以通過設 置保護時間來實現(xiàn)。在一個實施方式中，本發(fā)明提供的電機控制方法可以包括：設置保護時 間，以及當電機啟動后運行到保護時間時，控制所述電機停止。
[0047] 考慮到電機升溫的能量來源于流過電機的電流的電荷量，因此，在實施方式中可 以利用電荷量（及電流對時間的積分）來控制電機以實現(xiàn)保護控制?；谏鲜鲈?，在本 發(fā)明提供的電機控制方法中還可以包括：設置電機的積分停止電流；當電機的電流達到所 述積分停止電流后，測量流過電機的電荷量；以及當電荷量達到一預定電荷量時，控制電機 停止。該保護過程可以和圖1所示的方法結合使用，具體的流程如圖3所示。當電機的電 流未達到控制停止電流且電機的電流達到所述積分停止電流后可以開始測量流過電機的 電荷量。
[0048] 在實施方式中，預定電荷量可以與啟動電壓相關聯(lián)，以及預定電荷量可以為常 溫下達到所述積分停止電流之后一預定時間流過所述電機的電荷量。在實施方式中，可 以預先對電流積分面積進行標定，例如，可以以在常溫某啟動電壓條件下，停轉電流之后 0. 3-0. 5s的停轉時間之后的電流積分面積為對應該啟動電壓的預定電荷量。
[0049] 在實施方式中，優(yōu)選地，可以設置合適的積分停止電流以同時滿足正常（常溫）和 極端（高溫）工作狀況的要求。據(jù)此，設置所述電機的積分停止電流的步驟可以包括：測量 電機在最高允許運行溫度（例如，85°C)運行時的停轉電流的最大值；以及設置所述積分停 止電流為所述最大值。一般情況下，隨溫度變高，停轉電流降低。例如，到最高85°C時，停轉 電流的最大值只能達到1 1(|，所以，選擇從11(|開始進行積分，這樣可以保證不會進行過晚保 護，并且簡化了軟件算法，也保護了電機。具體的電流與時間關系如圖7-圖9所示，其中， 由于啟動電壓相同，圖7-圖9中陰影部分（即電流積分）面積相同。
[0050] 圖10-圖12是不同溫度條件下電機電流對時間積分示意圖。在實施方式中，當電 荷量未達到一預定電荷量時，如果電機的電流降低，則當電機的電流達到所述積分停止電 流后，可以重新測量流過所述電機的電荷量。上述實施方式提供的電機控制方法考慮到了 可能的復雜情況中本發(fā)明提供的方法的適用性。例如，圖10所示的1 6為未識別電機高溫工 作情況的停轉工作電流；圖11所示的17為常溫工作情況下開始能量積分的積分停止電流； 以及圖12中示出了當電機電流達到積分停止電流1 9后達到18，然后又降低到19，則可以當 電機的電流重新從1 9開始對電流進行積分。
[0051] 以上結合附圖詳細描述了本發(fā)明的優(yōu)選實施方式，但是，本發(fā)明并不限于上述實 施方式中的具體細節(jié)，在本發(fā)明的技術構思范圍內，可以對本發(fā)明的技術方案進行多種簡 單變型，這些簡單變型均屬于本發(fā)明的保護范圍。
[0052] 另外需要說明的是，在上述【具體實施方式】中所描述的各個具體技術特征，在不矛 盾的情況下，可以通過任何合適的方式進行組合。為了避免不必要的重復，本發(fā)明對各種可 能的組合方式不再另行說明。
[0053] 此外，本發(fā)明的各種不同的實施方式之間也可以進行任意組合，只要其不違背本 發(fā)明的思想，其同樣應當視為本發(fā)明所公開的內容。
【權利要求】
1. 一種電機控制方法，其特征在于，該方法包括： 測量所述電機啟動時的沖擊電流； 設置與所述沖擊電流相關聯(lián)的所述電機的控制停止電流； 確定所述電機的電流達到所述控制停止電流；以及 當達到所述控制停止電流時，控制所述電機停止。
2. 根據(jù)權利要求1所述的電機控制方法，其特征在于，所述測量所述電機啟動時的沖 擊電流的步驟包括： 從所述電機啟動時開始，按預定時間間隔對電流值進行采樣；以及 將多個采樣點的電流值進行平均，得到的平均值為所述沖擊電流。
3. 根據(jù)權利要求1所述的電機控制方法，其特征在于，所述設置所述控制停止電流的 步驟包括： 設置所述電機的控制停止電流為所述沖擊電流減去一預定值。
4. 根據(jù)權利要求1所述的電機控制方法，其特征在于，所述設置所述控制停止電流的 步驟包括： 根據(jù)啟動電壓以及所述沖擊電流計算所述電機啟動時的電機電阻； 得到與所述電機電阻對應的溫度值；以及 利用查找表確定與所述溫度值對應的控制停止電流。
5. 根據(jù)權利要求4所述的電機控制方法，其特征在于，該方法還包括： 當所述溫度值超過溫度報警閾值時進行故障報警。
6. 根據(jù)權利要求1所述的電機控制方法，其特征在于，該方法還包括： 設置所述電機的積分停止電流； 當所述電機的電流未達到所述控制停止電流且所述電機的電流達到所述積分停止電 流后，測量流過所述電機的電荷量；以及 當所述電荷量達到一預定電荷量時，控制所述電機停止。
7. 根據(jù)權利要求6所述的電機控制方法，其特征在于，所述設置所述電機的積分停止 電流的步驟包括： 測量所述電機在最高允許運行溫度運行時的停轉電流的最大值；以及 設置所述積分停止電流為所述最大值。
8. 根據(jù)權利要求6所述的電機控制方法，其特征在于，所述預定電荷量與啟動電壓相 關聯(lián)，以及所述預定電荷量為常溫下達到所述積分停止電流之后一預定時間流過所述電機 的電荷量。
9. 根據(jù)權利要求6所述的電機控制方法，其特征在于，當所述電荷量未達到一預定電 荷量時，如果所述電機的電流降低，則當所述電機的電流達到所述積分停止電流后，重新測 量流過所述電機的電荷量。
10. 根據(jù)權利要求1所述的電機控制方法，其特征在于，該方法還包括： 設置保護時間；以及 當所述電機啟動后運行到所述保護時間時，控制所述電機停止。
【文檔編號】H02H7/08GK104092188SQ201410367568
【公開日】2014年10月8日 申請日期:2014年7月30日 優(yōu)先權日:2014年7月30日
【發(fā)明者】張雪春, 張克謙, 李超軍, 聶祥波, 李陽 申請人:長城汽車股份有限公司