专利名称：驱动系统及其控制方法
技术领域：
本发明涉及一种驱动系统及其控制方法。更具体而言，本发明涉及一
种具有由特定电源供电而驱动并能产生反电动势(emf， electromotive force)的电动机的驱动系统，以及该驱动系统的控制方法。
背景技术：
公知的驱动系统包括由各电动机驱动以冷却发动机的电动冷却水泵 和电动冷却风扇，以及控制电动冷却水泵和电动冷却风扇各自的电动机的 工作的控制单元(例如参见，实开平6-34131号公报)。当在操作者进行 关闭点火开关以便关闭系统的操作时冷却水温度仍然较高时，电动冷却水 泵和电动冷却风扇各自的电动机继续工作，以防止在系统关闭之后发动机
的过热损坏。
发明内容
所提出的用于驱动系统的技术，响应于系统关闭指令，断开从电池对 电动机驱动的电动装置例如电动冷却水泵、电动冷却风扇和控制电动机驱 动的电动装置的控制单元的电力供给。在该驱动系统中，电动机驱动的电 动装置经由与控制单元串连的第二继电器而布置。来自电池的电力供给经 由第一继电器提供给控制单元，并经由第一继电器和第二继电器提供给电 动机驱动的电动装置。响应于系统关闭指令，该驱动系统首先关闭第二继 电器以断开对电动机驱动的电动装置的电力供给，并将这些电动机驱动的 电动装置与控制单元断开，然后关闭第一继电器，以断开对控制单元的电 力供给。这种现有技术驱动系统的控制策略，防止了即使在断开对控制单
元的供电之后由电动装置的电动机的继续旋转而产生的反电动势而导致的
控制单元的误动作(故障，mammction )。这种现有技术驱动系统需要一 另外的继电器来将电动机驱动的电动装置与控制单元断开，因此具有相对 较复杂的结构。驱动系统的另 一种可能的结构不使用另外的继电器来将电 动机驱动的电动装置与控制单元断开，而是经由与控制单元串连的第一继 电器来安装电动机驱动的电动装置。然而，在这种结构的驱动系统中，即 使在响应于第一继电器的关闭而断开对控制单元的供电之后，电动装置的 电动机也可继续旋转。这可能导致由于电动机产生的反电动势而引发的控 制单元的误动作。
本发明的驱动系统及其控制方法的目的是防止在输出系统关闭 (system-off)指令的情况下控制单元发生误动作.
上述的至少部分及其它有关目的是借助具有下文所述构造的本发明的 驱动系统及其控制方法而实现的。
本发明涉及具有由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机的 第一驱动系统。所述驱动系统包括切断(断路，shutoff)结构，该切断 结构断开从所述规定电源对所述电动机的电力供给；和控制模块，该控制 模块经由所述切断结构从所述规定电源接收电力供给，在系统接通(system on)状态下至少驱动并控制所述电动机，并且响应于系统关闭指令，控制所 述电动机以使其停止，并控制所述切断结构以在自停止所迷电动机的控制 开始经过预设参考时间之后断开从所述规定电源的电力供给。
本发明的第 一驱动系统响应于系统关闭指令控制电动机以使其停止， 并控制切断结构以在从电动机的停止控制开始经过预设参考时间(时限) 之后断开从规定(预定)电源的电力供给。在从电动机的停止控制开始经 过预设参考时间之后，将对控制模块的电力供给切断。即，在由电动机产 生的反电动势足够低的状态下，切断对控制模块的电力供给。这种方案有 效地防止了由于电动机所产生的反电动势而造成控制模块的误动作。
在本发明的第 一驱动系统中，所述参考时间可被设定得较完全停止所 述电动机中的转子的旋转所需的时间长，这种方案确保了在电动机中的转
子的旋转完全停止之后，即，在不存在由电动机产生的反电动势的情况下 切断对控制模块的电力供给，从而更加有效地防止了控制模块的误动作。
本发明还涉及具有由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动
机的第二驱动系统。所述驱动系统包括切断结构，该切断结构断开从所 述规定电源对所述电动机的电力供给；和控制模块，该控制模块经由所述 切断结构从所述规定电源接收电力供给，在系统接通状态下至少驱动并控 制所述电动机，并且响应于系统关闭指令，控制所述电动机以使该电动机 停止，并控制所述切断结构以在确认所述电动机完全停止之后断开从所述 规定电源的电力供给。
响应于系统关闭指令，本发明的第二驱动系统控制电动机使其停止， 并控制切断结构，在确认电动机完全停止之后断开从规定电源的电力供给。 在电动机完全停止之后，即在不存在由电动机产生的反电动势的情况下， 切断对控制模块的电力供给。这种方案有效地防止了由于电动机产生的反 电动势而导致的控制模块的误动作。
本发明还涉及控制驱动系统的系统关闭的第一驱动系统控制方法。所 述驱动系统包括由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机，断 开从所述规定电源对所述电动机的电力供给的切断结构，和经由所述切断
元。所述第一驱动系统控制方法包括以下步骤(a)响应于系统关闭指 令，控制所述电动机以使其停止；和(b)控制所述切断结构，以在自所 述步骤(a)中的停止所述电动机的控制开始经过预设参考时间之后，断 开从所述规定电源的电力供给。
本发明的第 一驱动系统控制方法响应于系统关闭指令控制电动机使其 停止，并控制切断结构，以在从电动机的停止控制开始经过预设参考时间 之后断开从规定电源的电力供给。在从电动机的停止控制开始经过预设参 考时间之后，切断对控制单元的电力供给。即，在由电动机产生的反电动 势足够低的状态下，切断对控制单元的电力供给。这种方案有效地防止了 由于电动机产生的反电动势而导致的控制单元的误动作.
在本发明的第一驱动系统控制方法中，所述步骤(b)中的所述预设参 考时间较完全停止所述电动机中的转子的旋转所需的时间长。这种方案确 保了在电动机中的转子的旋转完全停止之后，即在不存在由电动机产生的 反电动势的情况下，切断对控制模块的电力供给，从而更加有效地防止了 控制模块的误动作。
本发明还涉及一种控制驱动系统中的系统关闭的第二驱动系统控制方 法。所述驱动系统包括由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动 机，断开从所述规定电源对所述电动机的电力供给的切断结构，和经由所
控制单元。所述第二驱动系统控制方法包括以下步骤响应于系统关闭指 令，控制所述电动机以使该电动机停止，并在确认所述电动机完全停止之 后，控制所述切断结构以断开从所述规定电源的电力供给。
本发明的第二驱动系统控制方法控制电动机使其停止，并控制切断结 构，在确认电动机完全停止之后断开从规定电源的电力供给。在电动机完 全停止之后，即，在不存在由电动机产生的反电动势的情况下，切断对控 制模块的电力供给。这种方案有效地防止了由于电动机产生的反电动势而 导致的控制模块的误动作。
图1示意性显示了用于驱动本发明的一个实施例中的汽车上安装的电 动设备各自的电动机的驱动系统的构成，特别是其电源构成；
图2为流程图，显示了由包含在图1的驱动系统中的控制单元执行的 系统关闭控制程序(例程)。
具体实施例方式
下文描述的本发明的一个实施方式作为一个优选实施例。图1示意性 显示了用于驱动本发明的一个实施例中的汽车上安装的电动i殳备，例如电 动冷却水泵，的各自的电动机的驱动系统20的构成，特别是其电源构成。
本实施例的驱动系统20包括由作为电源的电池22供电而驱动的电动冷 却水泵24和电动冷却风扇26,多种其它电动机驱动的电动设备(未显示)， 控制电动冷却水泵24和电动冷却风扇26的工作的控制单元28，断开从电 池22对电动冷却水泵24、电动冷却风扇26和控制单元28的电力供给的 继电器30，以及与未显示的可由驾驶员操作的点火开关连动且可被驱动以 断开从电池22对控制单元28的电力供给的开关32。
电动冷却水泵24和电动冷却风扇26由传统电动机的动力驱动，且由 控制单元28操作和控制。各电动机利用从电池22经由驱动电路(未示出) 的电力供给来驱动和转动内转子(未示出)以产生动力，并能够通过转子 的旋转产生反电动势。
控制单元28包括响应于从电池22经由开关32的电力供给而开启继 电器30的起动电路28a，和接^电池22经由继电器30的电力供给并控 制继电器30、电动冷却水泵24和电动冷却风扇26的CPU28b。该CPU28b
来自未显示的旋转位置检测传感器的信号，该旋转位置检测传感器用以检 测电动冷却水泵24和电动冷却风扇26各自的电动机(未示出)中的各转 子的旋转位置。该CPU28b将控制信号输出给电动冷却水泵24和电动冷 却风扇26各自的电动机的各驱动电路(未示出)，并输出控制信号以开启 和关闭继电器30。
在如上述构造的实施例的驱动系统20中，响应于驾驶员对点火开关的 接通操作，接通开关32从而将电池22的电力供给到控制单元28的起动电 路并开启继电器30。继电器30的开启将来自电池22的电力供给到 CPU28b、电动冷却水泵24、电动冷却风扇26以及其它未示出的电动设备， 以起动(activate) CPU28b，并响应于从CPU28b输出的控制信号驱动电 动冷却水泵24和电动冷却风扇26各自的电动机。
本说明书涉及具有上述构造的驱动系统20的工作，特别是响应于驾驶 员的系统关闭指令的一系列控制操作。图2为流程图，显示了由控制单元 28执行的系统关闭控制程序。该控制程序在响应于驾驶员对点火开关的关
闭操作而关闭开关32之后立即执行。
在图2的系统关闭控制程序中，控制单元28的CPU28b将控制信号 发送给驱动电路，以停止电动冷却水泵24和电动冷却风扇26各自的电动 机(步骤S100)，并从步骤S100的处理开始，即电动冷却水泵24和电动 冷却风扇26的电动机停止控制开始起，等待经过预设参考时限。在经过预 设参考时限之后，控制单元28的CPU28b关闭继电器30，以断开从电池 22对CPU28b的电力供给(步骤S120 )。然后CPU28从该系统关闭控制 程序退出。步骤S110的参考时限被设定得较电动冷却水泵24和电动冷却 风扇26各自的电动机中的转子的旋转完全停止所需的预计时间稍微长些。
经过预设参考时限之后，继电器30被关闭。即使在停止电动冷却水泵24 和电动冷却风扇26各自的电动机的控制之下，所述各电动机中的转子在惯 性法则下继续旋转并产生反电动势。在反电动势存在的情况下，断开对控 制单元28的CPU28b的供电，可能会由于反电动势的作用而导致CPU28b 的误动作。从停止各电动机的控制开始起经过预设参考时限之后，对继电 器30的关闭，将在足够低的反电动势的状态下断开对控制单元28的 CPU28b的供电。这种方案将有效地防止由于电动机产生的反电动势而导 致的CPU28b或控制单元28的误动作。
如上所述，本实施例的驱动系统20，在从停止电动冷却水泵24和电 动冷却风扇26各自的电动机的控制开始起经过预设参考时限W，关闭继 电器30。这种系统关闭控制在由电动机产生的反电动势足够低的状态下关 闭继电器30，并断开对控制单元28的CPU28b的供电。这种方案有效地 防止了由电动机产生的反电动势而导致的控制单元28的误动作。本实施例 的驱动系统20不需要另外的继电器来将电动冷却水泵24和电动冷却风扇 26从控制单元28断开，且因此具有简化的结构。
在本实施例的驱动系统20中，步骤S110的参考时PM皮设定得较完全 停止电动冷却水泵24和电动冷却风扇26各自的电动机中的转子的旋转所 需的预计时间稍微长些。只要由电动机产生的反电动势降低到不会导致控
制单元28的CPU28发生误动作的足够低的水平，所述参考时限可以较各 电动机中的转子的旋转完全停止所需的预计时间短。
在本实施例的驱动系统20中，在经过所述预设参考时P艮之后，所述系 统关闭控制关闭继电器30 (步骤S110和S120)。 一种改变的系统关闭控 制流程可在基于来自检测各电动机中的转子的旋转位置的旋转位置检测传 感器(未示出)的信号，确认各电动机中的转子的旋转停止之后，关闭继 电器30。这种方案在没有由电动机产生的反电动势的情况下，断开对控制 单元28的CPU28b的供电，从而更有效地防止了控制单元28的误动作。
本实施例的驱动系统20包括多个电动机驱动的电动设备，例如，电动 冷却水泵24和电动冷却风扇26。所述驱动系统可仅包括一个电动机驱动 的电动设备。
在本实施例的驱动系统20中， 一个相同的控制单元28控制电动冷却 水泵24、电动冷却风扇26和继电器30。该驱动系统还可具有多个控制单 元，以便分别控制电动冷却水泵24、电动冷却风扇26和继电器30。
在本实施例的构造中，驱动系统20被安装在汽车上，但还可安装在除 汽车之外的任意机器和^L备上。
应当理解，无论从哪一点来看，本文中公开的实施例及其变形都是举 例说明性的而非限制性的。在不背离本发明的主要特征的范围或精神的情 况下，还可以进行多种其它改变、变化和变更。
工业实用性
本发明的技术优选应用于驱动系统的制造行业。
权利要求
1.一种具有由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机的驱动系统，所述驱动系统包括切断结构，该切断结构断开从所述规定电源对所述电动机的电力供给；和控制模块，该控制模块经由所述切断结构从所述规定电源接收电力供给，在系统接通状态下至少驱动并控制所述电动机，并且响应于系统关闭指令，控制所述电动机以使其停止，并控制所述切断结构以在自停止所述电动机的控制开始经过预设参考时间之后断开从所述规定电源的电力供给。
2. 如权利要求l所述的驱动系统，其中，所述预设参考时间设定得较 完全停止所述电动机中的转子的旋转所需的时间长。
3. —种具有由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机的驱动 系统，所述驱动系统包括切断结构，该切断结构断开从所述规定电源对所述电动机的电力供给；和控制模块，该控制模块经由所述切断结构从所述规定电源接收电力供 给，在系统接通状态下至少驱动并控制所述电动机，并且响应于系统关闭 指令，控制所述电动机以使其停止，并控制所述切断结构以在确认所迷电 动才凡完全停止之后断开从所述规定电源的电力供给。
4. 一种控制驱动系统的系统关闭的驱动系统控制方法，所述驱动系统 包括由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机，断开从所迷规 定电源对所述电动机的电力供给的切断结构，和经由所述切断结构从所述 规定电源接收电力供给并至少驱动和控制所述电动机的控制单元，所述驱动系统控制方法包括以下步骤(a) 响应于系统关闭指令，控制所述电动机以使其停止；和(b) 在自所述步骤(a)中的停止所述电动机的控制开始经过预设参 考时间之后，控制所述切断结构以断开从所i^Ji定电源的电力供给。
5.如权利要求4所述的驱动系统控制方法，其中，所述步骤(b)中长。
6. —种控制驱动系统的系统关闭的驱动系统控制方法，所述驱动系统 包括由规定电源供电而驱动并能产生反电动势的电动机，断开从所述规 定电源对所述电动机的电力供给的切断结构，和经由所述切断结构从所述 规定电源接收电力供给并至少驱动和控制所述电动机的控制单元，所述驱动系统控制方法包括以下步骤响应于系统关闭指令，控制所述电动机以使其停止，并在确认所述电 动机完全停止之后，控制所述切断结构以断开从所述规定电源的电力供给。
全文摘要
响应于系统关闭指令，本发明的驱动系统控制技术控制电动冷却水泵和电动冷却风扇各自的电动机使其停止(步骤S100)，等待从电动机的停止控制开始经过预设参考时限(步骤S110)，关闭继电器以切断从电池对控制单元的CPU的电力供给(步骤S120)。在从停止电动机的控制开始经过预设参考时限之后，关闭继电器，从而在足够低的由电动机产生的反电动势的状态下切断对控制单元的电力供给。这种方案有效地防止了由于电动机产生的反电动势而导致的控制单元的误动作。
文档编号H02P6/18GK101099289SQ20068000188
公开日2008年1月2日 申请日期2006年1月13日 优先权日2005年1月17日
发明者干场健 申请人:丰田自动车株式会社