电机设备和电机驱动控制设备的制作方法

本发明总体地涉及电路控制领域，特别是涉及一种电机设备和电机驱动控制设备。

背景技术：

在电动汽车领域，随着电子锁的应用普及，电子锁的可靠性和易用性变得非常重要。传统的电子锁通过设定的驱动时间实现上锁驱动过程和解锁驱动过程。

但是，这样的问题在于时间设定的不准可能上锁或者解锁不到位，也可能上锁或者解锁驱动时间过长，导致电机堵转和传动机构受力时间过长，影响电机寿命和传动机构寿命。

此外，不同厂家电机的驱动时间要求也不一致，导致控制模块需要根据使用的不同电机修改调整设定的驱动时间。

因此，需要不依赖于驱动时间控制的改进的电机控制方案。

技术实现要素：

为了解决上述技术问题，提出了本申请。本申请的实施例提供了一种电机设备和电机驱动控制设备，其能够在电机运动到预定状态时断开驱动电机运动的电压，从而实现了电机的实时运动保护，减少了堵转时间和传动应力，提高了电机本身和传动机构的使用寿命。

根据本申请的一方面，提供了一种电机设备，包括：电压施加单元，用于施加第一方向的第一电压和与所述第一方向不同的第二方向的第二电压；电机，用于响应于所述第一电压以第一方向运动且响应于所述第二电压以不同于所述第一方向的第二方向运动；控制单元，用于响应于所述电机以所述第一方向运动到第一状态断开所述第一电压，和/或，响应于所述电机以所述第二方向运动到第二状态断开所述第二电压。

在上述电机设备中，所述电压施加单元以正电压与负电压之间的包括第一控制元件的第一回路施加所述第一电压；所述控制单元包括第一开关单元，所述第一开关单元用于响应于所述电机以所述第一方向运动到第一状态被触发，以导通第二控制元件；所述第二三极管的导通接通所述正电压与所述负电压之间的包括所述第二控制元件的第二回路，并截止所述第一控制元件。

在上述电机设备中，所述电压施加单元以正电压与负电压之间的包括第三控制元件的第三回路施加所述第三电压；所述控制单元包括第二开关单元，所述第二开关单元用于响应于所述电机以所述第二方向运动到第二状态被触发，以导通第四控制元件；所述第四控制元件的导通接通所述正电压与所述负电压之间的包括所述第四控制元件的第四回路，并截止所述第三控制元件。

在上述电机设备中，所述第一控制元件、第二控制元件、第三控制元件和所述第四控制元件为三极管或者mos晶体管。

在上述电机设备中，所述第一回路进一步包括与所述第一三极管串联连接的第一二极管，所述第一二极管的导通方向与所述第一方向相反；以及，所述第二回路进一步包括与所述第三三极管串联连接的第二二极管，所述第二二极管的导通方向与所述第二方向相反。

在上述电机设备中，所述第一开关单元和所述第二开关单元是微动开关或者轻触开关。

在上述电机设备中，所述第一开关单元在所述电机运动到所述第一状态之前断开，且在所述电机运动到所述第一状态之后闭合；所述第二开关单元在所述电机运动到所述第一状态之前和之后均断开；所述第一开关单元在所述电机运动到所述第二状态之前和之后均断开；以及，所述第二开关单元在所述电机运动到所述第二状态之前断开，且在所述电机运动到所述第二状态之后闭合。

在上述电机设备中，通过所述第一开关单元和所述第二开关单元与所述电压施加单元相对的一端之间的电压状态来监控所述电机是否运动到所述第一状态和所述第二状态。

根据本申请的另一方面，提供了一种电机驱动控制设备，包括：开关装置；以及，控制装置，包括：状态检测单元，用于检测电机是否运动到预定状态；以及，电压断开单元，用于响应于所述电机运动到预定状态，控制所述开关装置以断开所述电机的驱动电压。

在上述电机驱动控制设备中，所述开关装置是微动开关或者轻触开关。

在上述电机驱动控制设备中，所述状态检测单元用于通过所述开关装置的状态来检测所述电机是否由正向电压驱动以第一方向旋转到第一预定状态或者由反向电压驱动以与所述第一方向相反的第二方向旋转到第二预定状态。

在上述电机驱动控制设备中，响应于所述电机旋转到所述第一预定状态，所述开关装置被触发以断开施加到所述电机的所述正向电压；以及，响应于所述电机旋转到所述第二预定状态，所述开关装置被触发以断开施加到所述电机的所述反向电压。

在上述电机驱动控制设备中，所述开关装置被触发以断开施加到所述电机的所述正向电压包括：所述开关装置包括第一开关，所述第一开关被触发以导通所述正向电压的第一回路并断开用于将所述正向电压施加到所述电机的第二回路；以及，所述开关装置被触发以断开施加到所述电机的所述反向电压包括：所述开关装置包括第二开关，所述第二开关被触发以导通所述反向电压的第三回路并断开用于将所述反向电压施加到所述电机的第四回路。

本申请提供的电机设备和电机驱动控制设备能够在电机运动到预定状态时断开驱动电机运动的电压，从而实现了电机的实时运动保护，减少了堵转时间和传动应力，提高了电机本身和传动机构的使用寿命。

并且，通过响应于电机运动到预定状态而断开电机的驱动电压，即使对于不同电机，也不需要考虑其驱动时间，从而使得电机开发者在电机的控制模块的开发调试时，降低了工作难度和工作量。

附图说明

从下面结合附图对本发明实施例的详细描述中，本发明的这些和/或其它方面和优点将变得更加清楚并更容易理解，其中：

图1图示了传统的电子锁的驱动示意图。

图2图示了根据本申请实施例的电机的框图。

图3图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性控制电路的示意图。

图4图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性控制布置的示意图。

图5图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性模块布置的示意图。

图6图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的上锁过程的电路示意图。

图7图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的上锁到位状态下的模块示意图。

图8图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的解锁过程的电路示意图。

图9图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的解锁到位状态下的模块示意图。

图10图示了根据本申请实施例的电机驱动控制设备的框图。

具体实施方式

下面，将参考附图详细描述根据本申请的示例实施例。显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是本申请的全部实施例，应理解本申请不受这里描述的示例实施例的限制。

申请概述

如上所述，传统的电子锁通过设定的驱动时间实现上锁驱动过程和解锁驱动过程。

图1图示了传统的电子锁的驱动示意图。如图1所示，电机加正向电压时正转(上锁)，电机加反向电压时反转(解锁)。为了保护电机，正向电压与反向电压的持续时间t1不能超过电机规格设定值；并且，不同电机这个t1值也都不相同，在t1不超过规格值时，电机驱动到位后也需要减少后继驱动时间，以便减少堵转时的机构传动应力。

但是，如果驱动时间t1设置得过短，可能导致上锁或者解锁不到位，而如果驱动时间t1设置得过长，将导致电机堵转和传动机构受力时间过长，影响电机寿命和传动机构寿命。并且，由于不同电机所设置的驱动时间并不相同，导致电机的控制模块的开发者需要根据使用的不同电机修改调整设定的驱动时间。

针对上述技术问题，本申请的基本构思是不通过电机的驱动时间来控制电机的驱动电压，而是在电机运动到预定状态，例如电子锁的电机运动到上锁或者解锁时，自动触发断开电机运动的驱动电压。

具体地，本申请提供的电机设备包括：电压施加单元，用于施加第一方向的第一电压和与所述第一方向不同的第二方向的第二电压；电机，用于响应于所述第一电压以第一方向运动且响应于所述第二电压以不同于所述第一方向的第二方向运动；控制单元，用于响应于所述电机以所述第一方向运动到第一状态断开所述第一电压，和/或，响应于所述电机以所述第二方向运动到第二状态断开所述第二电压。

并且，本申请提供的电机驱动控制设备包括：开关装置；以及，控制装置，包括：状态检测单元，用于检测电机是否运动到预定状态；以及，电压断开单元，用于响应于所述电机运动到预定状态，控制所述开关装置以断开所述电机的驱动电压。

这样，本申请提供的电机设备和电机驱动控制设备能够在电机运动到预定状态时断开驱动电机运动的电压，从而实现了电机的实时运动保护，减少了堵转时间和传动应力，提高了电机本身和传动机构的使用寿命。

并且，通过响应于电机运动到预定状态而断开电机的驱动电压，即使对于不同电机，也不需要考虑其驱动时间，从而使得电机开发者在电机的控制模块的开发调试时，降低了工作难度和工作量。

值得注意的是，在本申请提供的电机设备中，所述电机不仅限于电子锁的电机，而可以是需要控制其驱动的各种电机。

在介绍了本申请的基本原理之后，下面将参考附图来具体介绍本申请的各种非限制性实施例。

示意性设备

图2图示了根据本申请实施例的电机的框图。

如图2所示，根据本申请实施例的电机设备100包括：电压施加单元110，用于施加第一方向的第一电压和与所述第一方向不同的第二方向的第二电压；电机120，用于响应于所述电压施加单元110所施加的所述第一电压以第一方向运动且响应于所述电压施加单元110所施加的所述第二电压以不同于所述第一方向的第二方向运动；控制单元130，用于响应于所述电机120以所述第一方向运动到第一状态断开所述第一电压，和/或，响应于所述电机120以所述第二方向运动到第二状态断开所述第二电压。

值得注意的是，在本申请实施例中，所述电压施加单元110可以包括用于施加电压的电源，也可以不包括电源，而是用于接收外接电源施加的电压的装置，例如，可以实现为用于接收外部电压输入的正电压输入节点和负电压输入节点。

针对如上所述的电子锁的电机，所述电压施加单元110用于施加正向电压和负向电压，但是，本申请实施例不限于此，所述第一电压和所述第二电压也可以是具有不同方向，例如三相电压中彼此相位相差120度的不同方向的两相电压。

所述电机120用于响应于所述第一电压以第一方向运动且响应于所述第二电压以不同于所述第一方向的第二方向运动。同样，对于不同电机，所述第一方向和所述第二方向可以包括平移方向、旋转方向等各种方向，因此，在本申请实施例中，所述电机120的以所述第一方向和所述第二方向的运动也可以是平移运动、旋转运动等各种运动。

所述控制单元130用于控制所述电机120的驱动电压的导通/断开，如上所述，为了实现所述电机120的不取决于驱动时间的控制，所述控制单元130通过所述电机120的运动状态，例如如上所述的电子锁的电机的上锁/解锁状态来控制所述电机。具体地，所述控制单元130可以响应于所述电机120以所述第一方向运动到第一状态而断开所述第一电压，和/或，响应于所述电机120以所述第二方向运动到第二状态断开所述第二电压。

这里，所述控制单元130可以通过检测所述电机120的运动位置来确定所述电机120的运动状态，例如，针对平移运动的电机，可以检测所述电机120是否运动到预定空间位置，而对于旋转运动的电机，可以检测所述电机120是否运动到预定角度位置。

因此，根据本申请实施例的电机设备可以在电机运动到预定状态时自动断开所述电机的驱动电压，从而实现了电机的实时运动保护，减少了堵转时间和传动应力，提高了电机本身和传动机构的使用寿命。

并且，通过响应于电机运动到预定状态而断开电机的驱动电压，即使对于不同电机，也不需要考虑其驱动时间，从而使得电机开发者在电机的控制模块的开发调试时，降低了工作难度和工作量。

下面，将以所述电机设备为应用于电子锁的电机为例，参考图3到图9对根据本申请实施例的电机设备的具体控制示例进行进一步说明。

图3图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性控制电路的示意图。图4图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性控制布置的示意图。图5图示了根据本申请实施例的电机设备的示例性模块布置的示意图。

如图3所示，所述示例性控制电路包括控制开关s1和s2，其在图4中示为弹片触发的微动/轻触开关，并且如图5所示，响应于电机的运动而由弹片触发闭合/断开。

如图3所示，上锁控制电压中，d+为电压正，d-为电压负，电机正向驱动，而解锁控制电压中，d+为电压负，d-为电压正，电机反向驱动。在上锁初始状态下，s1断开，s2闭合；在解锁初始状态下，s1闭合，s2断开，而在电机驱动过程中，s1断开，s2断开。

图6图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的上锁过程的电路示意图。图7图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的上锁到位状态下的模块示意图。

如图6所示，在电子锁处于解锁状态时，开始上锁驱动过程，在d+/d-加正向电压，即d+为电压正v+，d-为电压负v-。初始状态下，q1导通，q2截止，s1断开，s2闭合。这里，本领域技术人员可以理解，在本申请实施例中，上锁的初始状态即为解锁的到位状态，并且如以下将进一步说明的，在解锁的到位状态下，s1断开且s2闭合。并且，如上所述，在上锁过程中，s1和s2均断开，因此，s2设置为在电机驱动电子锁的锁杆移动前为闭合，而在锁杆移动后断开。

电机驱动执行过程电流流向如图6的左侧部分所示，即，d+→q1→m→d2→d-。

上锁过程中当电机运动到第一状态，例如，驱动所述电子锁的锁杆移动到位后，触发弹片接触到微动/轻触开关s1并使微动/轻触开关s1闭合。电路状态如图6右侧所示，模块的状态如图7所示。此时，s1闭合后，驱动三极管q2导通，三极管q2导通又驱动三极管q1截止，这样电机的驱动回路被断开，电机停止运行。

这里，可以通过设置上锁到位状态反馈信号f-lock来确定所述电机是否运动到第一状态，具体地，所述上锁到位状态反馈信号f-lock的变化如下：施加驱动电压后，上锁到位前微动/轻触开关s1断开，f-lock为低电位状态v-，上锁到位后s1为闭合状态，f-lock为高电位状态v+。

图8图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的解锁过程的电路示意图。图9图示了根据本申请实施例的电子锁的电机设备的解锁到位状态下的模块示意图。

如上所述，在电子锁处于上锁到位状态时，开始解锁驱动过程，在d+/d-加反向电压，即d+为电压负v-，d-为电压正v+。并且，在解锁的初始状态下，q3导通，q4截止，s2断开，s1闭合。同样，在解锁过程中，s1和s2均断开，因此，s1设置为在电机驱动电子锁的锁杆移动前为闭合，而在锁杆移动后断开。

电机驱动执行过程电流流向如图8的左侧部分所示，即，d-→q3→m→d1→d+。

解锁过程当电机运动到第二状态，例如，驱动电子锁的锁杆移动到位后，触发弹片接触到微动/轻触开关s2并使微动/轻触开关s2闭合。电路状态如图8的右侧部分所示，模块的状态如图9所示。s2闭合后，驱动三极管q4导通，三极管q4导通又驱动三极管q3截止，这样电机驱动回路被断开，电机停止运行。

同样地，可以通过设置解锁到位状态反馈信号f-unlock来确定所述电机是否运动到第二状态。解锁到位状态反馈信号f-unlock变化如下：施加驱动电压后，解锁到位前微动/轻触开关s2断开，f-unlock为低电位状态v-，上锁到位后s2为闭合状态，f-unlock为高电位状态v+。

这里，本领域技术人员可以理解，虽然在图3到图9中，以所述控制电路为用于整体控制所述电子锁的上锁和解锁过程的电路为例进行了说明，但是在本申请实施例中，所述控制单元可以包括分别用于控制所述电机在所述第一状态和所述第二状态下断开电压的开关单元。

也就是，在根据本申请实施例的电机设备中，所述电压施加单元以正电压与负电压之间的包括第一控制元件的第一回路施加所述第一电压；所述控制单元包括第一开关单元，所述第一开关单元用于响应于所述电机以所述第一方向运动到第一状态被触发，以导通第二控制元件；所述第二三极管的导通接通所述正电压与所述负电压之间的包括所述第二控制元件的第二回路，并截止所述第一控制元件。

并且，在根据本申请实施例的电机设备中，所述电压施加单元以正电压与负电压之间的包括第三控制元件的第三回路施加所述第三电压；所述控制单元包括第二开关单元，所述第二开关单元用于响应于所述电机以所述第二方向运动到第二状态被触发，以导通第四控制元件；所述第四控制元件的导通接通所述正电压与所述负电压之间的包括所述第四控制元件的第四回路，并截止所述第三控制元件。

另外，本领域技术人员可以理解，虽然在图3到图9中，以三极管来控制电路回路的导通和断开，但是所述三极管也可以替换为mos晶体管或者其它开关元件。

因此，在根据本申请实施例的电机设备中，所述第一控制元件、第二控制元件、第三控制元件和所述第四控制元件为三极管或者mos晶体管。

并且，在根据本申请实施例的电机设备中，所述第一回路进一步包括与所述第一三极管串联连接的第一二极管，所述第一二极管的导通方向与所述第一方向相反；以及，所述第二回路进一步包括与所述第三三极管串联连接的第二二极管，所述第二二极管的导通方向与所述第二方向相反。

此外，在根据本申请实施例的电机设备中，所述第一开关单元和所述第二开关单元是微动开关或者轻触开关。

另外，在本申请实施例中，通过所述第一开关单元和所述第二开关单元的闭合和断开，可以改变所述第一开关单元和所述第二开关单元与所述电压施加单元相对的一端之间的电压状态，因此，可以使用所述电压状态来监控所述电机是否运动到所述第一状态和所述第二状态。

也就是，在根据本申请实施例的电机设备中，所述第一开关单元在所述电机运动到所述第一状态之前断开，且在所述电机运动到所述第一状态之后闭合；所述第二开关单元在所述电机运动到所述第一状态之前和之后均断开；所述第一开关单元在所述电机运动到所述第二状态之前和之后均断开；以及，所述第二开关单元在所述电机运动到所述第二状态之前断开，且在所述电机运动到所述第二状态之后闭合。

并且，在根据本申请实施例的电机设备中，通过所述第一开关单元和所述第二开关单元与所述电压施加单元相对的一端之间的电压状态来监控所述电机是否运动到所述第一状态和所述第二状态。

因此，根据本申请实施例的电机设备即使对于不同电机的驱动，也不用考虑其驱动保护时间，使得电机设备的使用者在控制模块的开发调试时，难度和工作量都减少很多。

并且，根据本申请实施例的电机设备具有实时堵转保护功能，减少了堵转时间和传动应力，即提高电机的使用寿命，也提高传动机构的使用寿命。

另外，根据本申请实施例的电机设备通过利用微动/轻触开关状态变化实现双位置到位状态反馈，配合监控单元检测，可以准确地实现电机的驱动和保护。

图10图示了根据本申请实施例的电机驱动控制设备的框图。

如图10所示，根据本申请实施例的电机驱动控制设备200包括：开关装置210；以及，控制装置220，包括：状态检测单元221，用于检测电机是否运动到预定状态；以及，电压断开单元222，用于响应于所述电机运动到预定状态，控制所述开关装置以断开所述电机的驱动电压。

在一个示例中，在上述电机驱动控制设备200中，所述开关装置210是微动开关或者轻触开关。

在一个示例中，在上述电机驱动控制设备200中，所述状态检测单元221用于通过所述开关装置210的状态来检测所述电机是否由正向电压驱动以第一方向旋转到第一预定状态或者由反向电压驱动以与所述第一方向相反的第二方向旋转到第二预定状态。

在一个示例中，在上述电机驱动控制设备200中，响应于所述电机旋转到所述第一预定状态，所述开关装置210被触发以断开施加到所述电机的所述正向电压；以及，响应于所述电机旋转到所述第二预定状态，所述开关装置210被触发以断开施加到所述电机的所述反向电压。

在一个示例中，在上述电机驱动控制设备200中，所述开关装置210被触发以断开施加到所述电机的所述正向电压包括：所述开关装置210包括第一开关，所述第一开关被触发以导通所述正向电压的第一回路并断开用于将所述正向电压施加到所述电机的第二回路；以及，所述开关装置210被触发以断开施加到所述电机的所述反向电压包括：所述开关装置210包括第二开关，所述第二开关被触发以导通所述反向电压的第三回路并断开用于将所述反向电压施加到所述电机的第四回路。

这里，本领域技术人员可以理解，根据本申请实施例的电机驱动控制设备200的其它细节与之前关于根据本申请实施例的电机设备描述的相应细节完全相同，这里为了避免冗余便不再赘述。

以上结合具体实施例描述了本申请的基本原理，但是，需要指出的是，在本申请中提及的优点、优势、效果等仅是示例而非限制，不能认为这些优点、优势、效果等是本申请的各个实施例必须具备的。另外，上述公开的具体细节仅是为了示例的作用和便于理解的作用，而非限制，上述细节并不限制本申请为必须采用上述具体的细节来实现。

本申请中涉及的器件、装置、设备、系统的方框图仅作为例示性的例子并且不意图要求或暗示必须按照方框图示出的方式进行连接、布置、配置。如本领域技术人员将认识到的，可以按任意方式连接、布置、配置这些器件、装置、设备、系统。诸如“包括”、“包含”、“具有”等等的词语是开放性词汇，指“包括但不限于”，且可与其互换使用。这里所使用的词汇“或”和“和”指词汇“和/或”，且可与其互换使用，除非上下文明确指示不是如此。这里所使用的词汇“诸如”指词组“诸如但不限于”，且可与其互换使用。

还需要指出的是，在本申请的装置、设备和方法中，各部件或各步骤是可以分解和/或重新组合的。这些分解和/或重新组合应视为本申请的等效方案。

提供所公开的方面的以上描述以使本领域的任何技术人员能够做出或者使用本申请。对这些方面的各种修改对于本领域技术人员而言是非常显而易见的，并且在此定义的一般原理可以应用于其他方面而不脱离本申请的范围。因此，本申请不意图被限制到在此示出的方面，而是按照与在此公开的原理和新颖的特征一致的最宽范围。

为了例示和描述的目的已经给出了以上描述。此外，此描述不意图将本申请的实施例限制到在此公开的形式。尽管以上已经讨论了多个示例方面和实施例，但是本领域技术人员将认识到其某些变型、修改、改变、添加和子组合。