电机控制装置制造方法及图纸

一种电机控制装置，适于通过H桥驱动并联的多个电机，其包括：H桥，包括设置于第一高电位节点和第一低电位节点之间的并联的两个半桥，多个电机设置于两个半桥的中点之间；H桥控制模块，用于通过H桥的四个开关来控制对多个电机的电流馈给及多个电机的旋转方向；以及故障诊断模块，用于基于多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流及经激励后多个电机所产生的释放电流来确定多个电机是否存在开路故障。本发明专利技术的电机控制装置具有成本低、占用的电路板面积小，并且能够实现对电机的开路故障进行检测和诊断等优点。

【技术实现步骤摘要】
电机控制装置
本专利技术涉及汽车电子，特别涉及一种电机控制装置。
技术介绍
电动尾门控制器是乘用车上的智能控制器，它可以驱动执行机构来控制车辆后背门或者行李箱盖的开闭，电动尾门开闭执行机构一般包含一根或者两根电动撑杆。电动尾门控制器一般以半桥驱动电路来驱动电动撑杆内部的直流有刷电机，通过电机的正反转，带动撑杆机构往复运动来实现尾门的电动开闭。目前的技术方案中，电动尾门控制器一般以三个半桥来驱动两个撑杆电机，如中国技术专利CN208040159U所示。电动尾门控制器中除了驱动撑杆电机的半桥电路，电动尾门控制器还需要设置检测诊断电路以对开关管和电机的故障状态进行检测和诊断。在目前技术方案中，驱动两个撑杆电机需要三个半桥以及对应的半桥驱动电路和检测诊断电路，存在物料数量多，成本较高，占用的电路板面积较大的问题。
技术实现思路
本专利技术解决的问题是提供一种电机控制装置，其具有成本低、占用的电路板面积小，并且能够实现对电机的开路故障进行检测和诊断等优点。为了解决上述问题，本专利技术提供了一种电机控制装置，适于通过H桥驱动并联的多个电机，其包括：所述H桥，包括设置于第一高电位节点和第一低电位节点之间的并联的两个半桥，所述多个电机设置于所述两个半桥的中点之间；H桥控制模块，用于通过所述H桥的四个开关来控制对所述多个电机的电流馈给及所述多个电机的旋转方向；以及故障诊断模块，用于基于所述多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流及经激励后所述多个电机所产生的释放电流来确定所述多个电机是否存在开路故障。与现有技术相比，上述方案具有以下优点：本专利技术的电机控制装置仅需要两个半桥即可实现对多个并联电机的驱动，并且能够实现对多个并联电机的开路故障进行检测。这有效地降低了物料成本和占用的电路板面积。另外，本专利技术的电机控制装置还能够实现对H桥的短路故障进行检测。附图说明图1例示了根据本专利技术一个或多个实施例的电机控制装置的示意图；图2例示了根据本专利技术一个或多个实施例的仿真结果示意图。具体实施方式在下面的描述中，阐述了许多具体细节以便使所属
的技术人员更全面地了解本专利技术。但是，对于所属
内的技术人员明显的是，本专利技术的实现可不具有这些具体细节中的一些。此外，应当理解的是，本专利技术并不限于所介绍的特定实施例。相反，可以考虑用下面的特征和要素的任意组合来实施本专利技术，而无论它们是否涉及不同的实施例。因此，下面的方面、特征、实施例和优点仅作说明之用而不应被看作是权利要求的要素或限定，除非在权利要求中明确提出。图1例示了根据本专利技术一个或多个实施例的电机控制装置的示意图。参考图1所示，电机控制装置10包括H桥11、H桥控制模块12和故障诊断模块13。电机控制装置10适于通过H桥11驱动并联的多个电机，例如图1中所示的第一电机M1和第二电机M2。可以理解，电机控制装置10通过H桥11驱动的并联的多个电机的个数可以根据其的具体应用场合而定，本专利技术对此并不加以限制。H桥11包括第一高电位节点和第一低电位节点之间的并联的第一半桥11a和第二半桥11b。并联的第一电机M1和第二电机M2设置于第一半桥11a和第二半桥11b的中点之间。第一半桥11a包括串联的第一开关11a1和第二开关11a2。第二半桥11b包括串联的第三开关11b1和第四开关11b2。在一个或多个实施例中，第一开关11a1、第二开关11a2、第三开关11b1和第四开关11b2中的一个或多个可以为开关管，例如PMOS开关管或NMOS开关管。在一个或多个实施例中，第一高电位节点可以是车辆的电池的正极Vbat，第一低电位节点可以是车辆的电池的负极，负极例如可以接地。第一高电位节点和第一低电位节点之间例如可以具有12V的压差。H桥控制模块12与H桥11中的四个开关分别连接，用于通过H桥11的四个开关来控制对多个电机的电流馈给以及多个电机的旋转方向。H桥控制模块12可以通过向H桥11中的四个开关分别输出高电平或低电平的模式来实现对多个电机的驱动。具体来说，H桥控制模块12可以向第一开关11a1和第四开关11b2输出高电平，使第一开关11a1和第四开关11b2导通，向第二开关11a2和第三开关11b1输出低电平，使第二开关11a2和第三开关11b1截至，这样驱使多个电机沿第一方向旋转，例如沿顺时针方向。H桥控制模块12可以向第一开关11a1和第四开关11b2输出低电平，使第一开关11a1和第四开关11b2截止，向第二开关11a2和第三开关11b1输出高电平，使第二开关11a2和第三开关11b1导通，这样驱使多个电机沿第二方向旋转，例如沿逆时针方向。故障诊断模块13用于基于多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流以及经激励后多个电机所产生的释放电流来确定多个电机是否存在开路故障。其中，脉冲电压可以由H桥控制模块12控制H桥11的四个开关的通断来产生。具体来说，在电机未开始运动之前，电机线圈的电感L和电阻R等效于一个一阶串联R-L电路，其时间常数为：其中，L为多个电机的线圈的等效电感，R为多个电机的线圈的等效电阻。多个电机的线圈电流的单位阶跃响应为：其中，U为激励时的电源电压，t为激励时间。由式(1)和式(2)可知，若多个电机中存在开路电机，此时的L和R与多个电机均正常时的L和R是不同的，这就导致多个电机中存在开路电机时与多个电机均正常时具有不同的电流。脉冲电压会对电机线圈的电感L充磁，激励能量转化为磁场能量储存于线圈。在脉冲电压激励结束后，电机线圈中的磁场能量转化为电能而形成一个释放电流。由于多个电机中存在开路电机时与多个电机均正常时具有不同的电感L，经同样的脉冲电压激励后，这两种情形下电机线圈所储存的能量是不同的。相应的，在脉冲电压激励结束后，电机线圈中的磁场能量转化为电能而形成的释放电流的大小也不同。因此，也就可以根据多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流及经激励后多个电机所产生的释放电流来确定多个电机是否存在开路故障。例如，可以通过比较实测所得的激励电流和释放电流的最大值与在多个电机均正常的情况下测得的激励电流和释放电流的最大值，来确定当前多个电机中是否存在开路电机。在一个或多个实施例中，激励时间可以取3τ～5τ。在激励时间t＝3τ，在激励结束时，多个电机的电流为由式(3)可以知道，在激励时间t＝3τ时，多个电机的电流已经接近U/R，也就是说脉冲电压对电机线圈的电感L的充磁量已经接近电机线圈的储磁容量。此时，电机线圈中储存有足够大的磁场能量。需要说明的是，激励时间t可以根据机械系统的摩擦力来调整，一般在不使电机转动的情况下，尽量达到3τ，以使电机线圈中能够储存尽量多的磁场能量。在一个或多个实施例中，电机控制装置10还包括设置于激励电流回路上的位于半桥与第一低电位节点之间的采样电阻。可以理解，电机控制装置10包括两个激励电流回路，(1)激励电流经第一高电位节点、第三开关11本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种电机控制装置，适于通过H桥驱动并联的多个电机，其特征在于，包括：/n所述H桥，包括设置于第一高电位节点和第一低电位节点之间的并联的两个半桥，所述多个电机设置于所述两个半桥的中点之间；/nH桥控制模块，用于通过所述H桥的四个开关来控制对所述多个电机的电流馈给及所述多个电机的旋转方向；以及/n故障诊断模块，用于基于所述多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流及经激励后所述多个电机所产生的释放电流来确定所述多个电机是否存在开路故障。/n

【技术特征摘要】
1.一种电机控制装置，适于通过H桥驱动并联的多个电机，其特征在于，包括：
所述H桥，包括设置于第一高电位节点和第一低电位节点之间的并联的两个半桥，所述多个电机设置于所述两个半桥的中点之间；
H桥控制模块，用于通过所述H桥的四个开关来控制对所述多个电机的电流馈给及所述多个电机的旋转方向；以及
故障诊断模块，用于基于所述多个电机经未能使其转动的脉冲电压激励时对应的激励电流及经激励后所述多个电机所产生的释放电流来确定所述多个电机是否存在开路故障。


2.如权利要求1所述的电机控制装置，其特征在于，还包括设置于所述激励电流的回路上的位于所述半桥与所述第一低电位节点之间的采样电阻。


3.如权利要求2所述的电机控制装置，其特征在于，所述采样电阻与其所连接的所述半桥之间形成有第一节点，所述故障诊断模块基于所述激励电流和所述释放电流在所述第一节点所产生的电压确定所述多个电机是否存在开路故障。


4.如权利要求2所述的电机控制装置，其特征在于，所述故障诊断模块基于所述激励电流和所述释放电流在所述采样电阻连接的所述半桥的中点所产生的电压来确定所述多个电机是否存在开路故障。


5.如权利要求3或4所述的电机控制装置，其特征在于，设所述多个电机为n个相同的电机，所述激励电流和所述释放电流在所述第一节点或者所述半桥的中点所产生的电压的峰值为V，在所述n个电机均正常时所述激...

【专利技术属性】
技术研发人员：蔡巍巍，肖涛，
申请(专利权)人：大陆汽车研发重庆有限公司，
类型：发明
国别省市：重庆;50