CN103795032A - 电机堵转的检测装置及检测方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种电机堵转的检测装置，包括：电磁耦合器件，所述电磁耦合器件与电机相连，且在所述电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件；检测模块，所述检测模块与所述电磁耦合器件相连，用于检测通过所述电磁耦合器件的交变电流的频率；控制模块，所述控制模块分别与所述检测模块和所述电机相连，用于将所述检测模块检测到的所述交变电流的频率与预设阀值频率进行比较，并在所述交变电流的频率小于所述预设阀值频率时，判断所述电机发生堵转，并控制所述电机停止转动。本发明还公开了一种电机堵转的检测方法。本发明提高了电机的使用寿命以及安全可靠性。

Description

电机堵转的检测装置及检测方法

技术领域

本发明涉及电机控制技术领域，特别涉及一种电机堵转的检测装置和检测方法。

背景技术

汽车的电动车窗升降功能为目前汽车上非常普遍的配置，通过按下或抬起车窗控制按键实现车窗的电动升降功能，操作非常方便，在许多车型上取代了手摇式机械车窗玻璃升降。汽车电动车窗的驱动电机驱动汽车玻璃上升或下降，当玻璃上升或下降至极限位置时，由于机械机构的限制，驱动电机无法继续转动，从而产生非常大的堵转电流（一般车窗驱动电机的堵转电流比正常工作电流大2-4倍），若电机控制模块不能及时断开电机的电源，堵转电流将使线束电线严重发热甚至有燃烧的危险并且耗费大量的电能。

传统电机堵转的检测方法为电流检测的方式，通过电流检测电路来检测电机回路中的电流，当检测到电流达到预设的堵转电流值时，控制模块判断为电机堵转，释放电机的电源。这种方式，只有电流达到堵转电流后，控制模块才可以检测到电机堵转。由于堵转电流非常大，所以电流检测电路发热非常严重，影响使用寿命，并且由于电流检测电路中电流检测元件的一致性不高并且受温度影响元件精度会产生变化，所以电路检测不够准确。

发明内容

本发明旨在至少在一定程度上解决上述技术问题之一或至少提供一种有用的商业选择。为此，本发明的一个目的在于提出一种电机堵转的检测装置，该装置的安全可靠性更高。本发明的另一个目的在于提出一种电机堵转的检测方法。

为实现上述目的，本发明的第一方面的实施例提供了了一种电机堵转的检测装置，包括：

电磁耦合器件，所述电磁耦合器件与电机相连，且在所述电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件；

检测模块，所述检测模块与所述电磁耦合器件相连，用于检测通过所述电磁耦合器件的交变电流的频率；以及

控制模块，所述控制模块分别与所述检测模块和所述电机相连，用于将所述检测模块检测到的所述交变电流的频率与预设阀值频率进行比较，并在所述交变电流的频率小于所述预设阀值频率时，判断所述电机发生堵转，并控制所述电机停止转动。

根据本发明实施例的电机堵转的检测装置，使用电磁耦合的方式对电机堵转进行检测，通过使用电磁耦合器件检测电机回路中交变电流的方式来判断是否电机堵转，从而解决了电流检测电路发热严重、使用寿命短的问题。并且，从电机实际发生堵转到判断出电机堵转再到控制器切断电机电源的时间非常短，堵转电流持续的时间短，检测速度快，器件发热量小，从而延长了器件的工作寿命，提高了安全可靠性。

在本发明的一个实施例中，所述检测模块通过检测所述电磁耦合器件的次级线圈的交变的感应电压的频率以得到所述交变电流的频率。

在本发明的一个实施例中，所述控制模块在判断所述电机发生堵转后，切断所述电机的电源以控制所述电机停止转动。

在本发明的一个实施例中，所述负载为电动车窗。

本发明第二方面的实施例提供一种电机堵转的检测装置，包括如下步骤：

检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率，其中，电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件；

将所述交变电流的频率与预设阀值频率进行比较；以及

当所述交变电流的频率小于所述预设阀值频率时，判断所述电机发生堵转，并控制所述电机停止转动。

根据本发明实施例的电机堵转的检测方法，使用电磁耦合的方式对电机堵转进行检测，通过使用电磁耦合器件检测电机回路中交变电流的方式来判断是否电机堵转，从而解决了电流检测电路发热严重、使用寿命短的问题。并且，从电机实际发生堵转到判断出电机堵转再到控制器切断电机电源的时间非常短，堵转电流持续的时间短，检测速度快，器件发热量小，从而延长了器件的工作寿命，提高了安全可靠性。

在本发明的一个实施例中，通过检测所述电磁耦合器件的次级线圈的交变的感应电压的频率以得到所述交变电流的频率。

在本发明的一个实施例中，在判断所述电机发生堵转后，切断所述电机的电源以控制所述电机停止转动。

在本发明的一个实施例中，在检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率之前，还包括如下步骤：检测所述负载是否工作正常。

在本发明的一个实施例中，所述负载为电动车窗。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

本发明的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：

图1为根据本发明实施例的电机堵转的检测装置的示意图；

图2为根据本发明一个实施例的电机堵转的检测方法的流程图；以及

图3为根据本发明另一个实施例的电机堵转的检测方法的流程图。

具体实施方式

下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面通过参考附图描述的实施例是示例性的，旨在用于解释本发明，而不能理解为对本发明的限制。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

下面参考图1描述根据本发明实施例的电机堵转装置。

如图1所示，本发明实施例的电机堵转装置，包括：电磁耦合器件100、检测模块200和控制模块300。

电磁耦合器件100与电机（M）400相连，如图所示，电磁耦合器件100的一端与电机400串联，另一端接地。电机400在电源500的提供的电能的驱动下，进一步驱动负载工作。其中，负载例如可以为电动车窗。电机400在驱动负载工作时会产生变化的交变电流，该交变电流通过电磁耦合器件100。

检测模块200与电磁耦合器件100相连，可以检测上述通过电磁耦合器件的交变电流的频率。具体地，电流通过电机400后，再通过电磁耦合器件100的初级线圈，最终接入地线。由于电磁感应的原因，在电磁耦合器件100的次级线圈会感应出交变的感应电压，并且感应电压的频率与通过电磁耦合器件100的交变电流频率相同。由此，检测模块200通过检测电磁耦合器件100的次级线圈的交变的感应电压的频率，则可以得到通过电磁耦合器件100的交变电流的频率。

控制模块300预先测试出电机400正常转动时产生的交变电流频率，然后根据该正常频率设置阀值频率。控制模块300将检测模块200检测到的电机400转动时产生的交变电流频率与预设的阀值频率进行比较。

由于电机400堵转后，电机回路中不再有交变电流，则电机400转动时产生的交变电流频率会小于预设的阀值频率。因此，当电机400转动时产生的交变电流频率小于预设的阀值频率时，控制模块300判断电机400出现堵转，切断电机400的电源，从而控制电机400停止转动。由于电机400发生堵转，转速降低到一定程度时，控制模块300可以在非常短的时间内判断出电机堵转的发生，从而及时切断电机电源。

在本发明的一个实施例中，控制模块300可以控制电源500是否接入至电机400，从而控制电机400是否工作。具体地，当控制模块300控制电源500接入至电机400时，则电机400正常工作。当控制模块300控制电源500与电机400断开时，则电机400停止工作。

下面以汽车中的电机控制电动车窗为例，对本发明实施例的电机堵转的检测装置进行描述。

在汽车中，电机400驱动电动车窗的上升或下降。在电动车窗上升或下降开关有效时，控制模块300将电机的电源线与整车电源接通，接通电源500后电机400开始转动，带动电动车窗的玻璃升降器上升或者下降。电流通过玻璃升降器的电机400后再通过电磁耦合器件100的初级线圈，最终接入地线。

由于电磁感应的原因，电磁耦合器件100的次级线圈会感应出交变的感应电压，并且该交变感应电压的频率与通过电磁耦合器件100的交变电流频率相同。因此，检测模块200通过检测该交变感应电压的频率即可得到通过电磁耦合器件100的交变电流频率。

控制模块300将检测到的交变电流频率与预设的阀值频率进行比较，当回路中的交变电流频率小于预设的阀值频率，切断电机的电源。这是由于，在电动车窗的玻璃上升或下降到极限位置时，玻璃将无法再运动，此时电机400停止转动，处于堵转状态。电机堵转后，电机回路中不再有交变电流，此时，将检测到回路中的交变电流频率会小于预设的阀值频率。

根据本发明实施例的电机堵转的检测装置，使用电磁耦合的方式对电机堵转进行检测，通过使用电磁耦合器件检测电机回路中交变电流的方式来判断是否电机堵转，从而解决了电流检测电路发热严重、使用寿命短的问题。并且，从电机实际发生堵转到判断出电机堵转再到控制器切断电机电源的时间非常短，堵转电流持续的时间短，检测速度快，器件发热量小，从而延长了器件的工作寿命，提高了安全可靠性。

下面参考图2和图3描述根据本发明实施例的电机堵转的检测方法。

如图2所示，本发明实施例的电机堵转的检测方法，包括如下步骤：

步骤S201，检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率。

电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件。其中，负载例如可以为电动车窗。电机在驱动负载工作时会产生变化的交变电流，该交变电流通过电磁耦合器件。

具体地，电流通过电机后，再通过电磁耦合器件的初级线圈，最终接入地线。由于电磁感应的原因，在电磁耦合器件的次级线圈会感应出交变的感应电压，并且感应电压的频率与通过电磁耦合器件的交变电流频率相同。因此，通过检测电磁耦合器件的次级线圈的交变的感应电压的频率以得到交变电流的频率。

在本发明的一个实施例中，在检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率之前，还包括如下步骤：检测负载是否工作正常。以负载为电动车窗为例，首先检查电动车窗的上升和下降开关是否有效，如果有效，则将电机的电源线与整车电源接通，接通电源后电机开始转动，带动电动车窗的玻璃升降器上升或者下降。

步骤S202，将交变电流的频率与预设阀值频率进行比较。

其中，预设阀值频率可以根据预先测试出电机正常转动时产生的交变电流频率进行设置。

步骤S203，当交变电流的频率小于预设阀值频率时，判断电机发生堵转，并控制电机停止转动。

由于电机堵转后，电机回路中不再有交变电流，则电机转动时产生的交变电流频率会小于预设的阀值频率。因此，当判断电机400转动时产生的交变电流频率小于预设的阀值频率时，则可以判断电机出现堵转。此时，切断电机的电源，从而控制电机停止转动。

由于电机发生堵转转速降低到一定程度时，控制模块可以在非常短的时间内判断出电机堵转的发生，从而及时切断电机电源。

下面参考图3以汽车中的电机控制电动车窗为例，对本发明实施例的电机堵转的检测方法进行描述。

步骤S301，电动车窗上升或下降开关有效。

检查电动车窗上升或下降开关是否有效，如果有效，则继续执行步骤S302。

步骤S302，接通电机电源，电机转动以驱动玻璃升降器动作。

将电机的电源线与整车电源接通，接通电源后电机开始转动，带动电动车窗的玻璃升降器上升或者下降。

步骤S303，判断检测到的交变电流的频率是否小于预设阀值的频率，如果是，则执行步骤S304，否则判断电机未发生堵转，继续对交流频率进行检测并判断。

将检测到的交变电流频率与预设的阀值频率进行比较，当回路中的交变电流频率小于预设的阀值频率，切断电机的电源。这是由于，在电动车窗的玻璃上升或下降到极限位置时，玻璃将无法再运动，此时电机停止转动，处于堵转状态。电机堵转后，电机回路中不再有交变电流，此时，将检测到回路中的交变电流频率会小于预设的阀值频率。

步骤S304，切断电机电源，电机停止转动。

根据本发明实施例的电机堵转的检测方法，使用电磁耦合的方式对电机堵转进行检测，通过使用电磁耦合器件检测电机回路中交变电流的方式来判断是否电机堵转，从而解决了电流检测电路发热严重、使用寿命短的问题。并且，从电机实际发生堵转到判断出电机堵转再到控制器切断电机电源的时间非常短，堵转电流持续的时间短，检测速度快，器件发热量小，从而延长了器件的工作寿命长，提高了安全可靠性。

流程图中或在此以其他方式描述的任何过程或方法描述可以被理解为，表示包括一个或更多个用于实现特定逻辑功能或过程的步骤的可执行指令的代码的模块、片段或部分，并且本发明的优选实施方式的范围包括另外的实现，其中可以不按所示出或讨论的顺序，包括根据所涉及的功能按基本同时的方式或按相反的顺序，来执行功能，这应被本发明的实施例所属技术领域的技术人员所理解。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，"计算机可读介质"可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

本技术领域的普通技术人员可以理解实现上述实施例方法携带的全部或部分步骤是可以通过程序来指令相关的硬件完成，所述的程序可以存储于一种计算机可读存储介质中，该程序在执行时，包括方法实施例的步骤之一或其组合。

此外，在本发明各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理模块中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个模块中。上述集成的模块既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能模块的形式实现。所述集成的模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，也可以存储在一个计算机可读取存储介质中。

上述提到的存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在不脱离本发明的原理和宗旨的情况下在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (9)

1.一种电机堵转的检测装置，其特征在于，包括：

电磁耦合器件，所述电磁耦合器件与电机相连，且在所述电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件；

检测模块，所述检测模块与所述电磁耦合器件相连，用于检测通过所述电磁耦合器件的交变电流的频率；以及

控制模块，所述控制模块分别与所述检测模块和所述电机相连，用于将所述检测模块检测到的所述交变电流的频率与预设阀值频率进行比较，并在所述交变电流的频率小于所述预设阀值频率时，判断所述电机发生堵转，并控制所述电机停止转动。

2.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述检测模块通过检测所述电磁耦合器件的次级线圈的交变的感应电压的频率以得到所述交变电流的频率。

3.如权利要求1所述的检测装置，其特征在于，所述控制模块在判断所述电机发生堵转后，切断所述电机的电源以控制所述电机停止转动。

4.如权利要求1-3任一项所述的检测装置，其特征在于，所述负载为电动车窗。

5.一种电机堵转的检测方法，其特征在于，包括如下步骤：

检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率，其中，电机驱动负载工作时产生的交变电流通过所述电磁耦合器件；

将所述交变电流的频率与预设阀值频率进行比较；以及

当所述交变电流的频率小于所述预设阀值频率时，判断所述电机发生堵转，并控制所述电机停止转动。

6.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，通过检测所述电磁耦合器件的次级线圈的交变的感应电压的频率以得到所述交变电流的频率。

7.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，在判断所述电机发生堵转后，切断所述电机的电源以控制所述电机停止转动。

8.如权利要求5-7任一项所述的检测方法，其特征在于，在检测通过电磁耦合器件的交变电流的频率之前，还包括如下步骤：检测所述负载是否工作正常。

9.如权利要求5所述的检测方法，其特征在于，所述负载为电动车窗。

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