本发明涉及电机控制技术领域，尤其涉及一种电机控制方法及装置。
背景技术：
在车辆的空调系统中，电子膨胀阀用来精确的调节冷媒的流量，因此电子膨胀阀进出口的压力差会随着工况和空调的控制策略大幅变化，其负载大小与进出口的冷媒压力差成正比。在负载一定且电子膨胀阀电机转速一定时，电子膨胀阀的电流如果过小就会造成电机失步，电流如果过大则会造成能量的浪费并使电机的发热增加。因此，如何准确的控制电子膨胀阀电流大小来减少能量的浪费和不必要的发热是本领域技术人员要面对的问题。
目前，电机控制方法都是为电机设定一个固定的转速来满足所有工况，这种方法能够在电子膨胀阀进出口压力最大时保证电机不失步，但在电子膨胀阀进出口压差较低时继续以标称转速来控制电机，会造成系统响应速度慢，运行时间长，能耗增加，影响电子膨胀阀的效率。
技术实现要素：
为了解决现有技术问题，本发明提供了一种电机控制方法及装置，能够提高效率。
一种电机控制方法，所述方法包括：发送脉冲信号至电机，控制所述电机启动；接收霍尔传感器发送的霍尔信号；根据所述霍尔信号和所述脉冲信号，判断所述电机是否失步；当所述电机不失步时，增大所述脉冲信号的频率。这样，本发明在发送脉冲信号至电机以控制电机启动后，接收到霍尔传感器根据感应到的电机转子的位置所生成的霍尔信号，根据霍尔信号和发送至电机的脉冲信号，可以判断出电机是否失步，当电机未失步时，则说明电机的负载可能较小，此时增大所述脉冲信号的频率，以使电机更快的走完移动的距离，以提高系统的效率，降低系统能耗。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请中记载的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。
图1为电子膨胀阀和电子膨胀阀的控制系统的示意框图；
图2为本发明提供的电机控制方法实施例的流程示意图；
图3为本发明提供的电机控制装置实施例的结构示意图；
图4为本发明提供的霍尔信号、脉冲信号以及电流的对应示意图；
图5为本发明提供的霍尔信号、脉冲信号以及转速的对应示意图；
图6为本发明提供的电机控制方法的第一个具体实施例的流程示意图；
图7为本发明提供的电机控制方法的第二个具体实施例的流程示意图。
具体实施方式
为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
首先需要说明的是，本发明实施例提供的电机控制方法和电机控制装置，可以应用于车载控制系统中以控制电子膨胀阀的开关度，还可以应用于其他包括电机控制单元的系统中来控制该系统中电机动作，这里不再一一列举。
以电子膨胀阀的控制系统为例，参见图1，该图为电子膨胀阀和电子膨胀阀控制系统的示意框图。该系统包括：主控制器10、电机控制器20以及霍尔传感器40，该电子膨胀阀包括电机30和阀体50。主控制器10发送控制信号至电机控制器20以控制阀体50的开关度。电机控制器20根据主控制器10的控制信号发送脉冲信号至电机30以驱动电机30动作的步数。霍尔传感器40靠近电机30设置，用于感应电机30转子的位置，并根据转子的位置生成霍尔信号发送至电机控制器20。电机30动作带动与之相连的阀体50移动，从而调整阀体50的开关度。而本发明实施例提供的电机控制方法及装置，应用于上述电机控制器来控制电机动作，以减小电机动作所消耗的能量，减少系统能耗。当然也可以由主控制器直接控制电机30的运行，省去电机控制器20。
下面结合附图对本发明的具体实施方式做详细的说明。
方法实施例：
参见图2，该图为本发明提供的电机控制方法实施例的流程示意图。
本实施例提供的电机控制方法，包括：
s201：发送脉冲信号至电机，控制所述电机启动；
为了保证电机在启动时不失步，可以将该脉冲信号的幅值设置为最大幅值，还可以将该脉冲信号的频率设置为最小频率，以使电机低速启动。
这里需要说明的是，以最大幅值发送的脉冲信号能够保证在设计工况下的最恶劣的工况下电机也不失步。同理，以最小频率发送的脉冲信号也能够保证在最恶劣的工况下电机不失步。本领域技术人员可以根据实际情况，具体设定脉冲信号的启动参数以保证电机在启动时不失步，这里不再一一列举。
s202：接收霍尔传感器发送的霍尔信号；
可以理解的是，霍尔传感器根据电机转子的位置生成霍尔信号。
s203：根据所述霍尔信号和所述脉冲信号，判断所述电机是否失步；
本实施例中的电机为步进电机，相邻的两个霍尔信号之间，电机动作了两个整步，其中两个整部即4个半步，而在不失步的情况下，每发送一个脉冲信号至电机，电机动作一个半步，即相邻霍尔信号之间设置4个脉冲信号。因此，可以根据接收到的霍尔信号和发送的脉冲信号来判断电机是否失步。
在本实施例的一些可能的实现方式中，可通过统计需发送的脉冲信号的总数量和已发送的脉冲信号的个数来判断电机是否失步，具体如下：需发送的脉冲信号的总数量和已发送的脉冲信号的个数；在第n次接收到所述霍尔信号时，判断从第n-1次接收到所述霍尔信号开始已经发送的脉冲数量是否大于相邻霍尔信号之间的预设的脉冲信号的数量，本实施例中相邻的霍尔信号之间设置预设的脉冲信号的数量为4个，n为大于1的整数；如果是，则所述电机失步；如果否，则所述电机不失步。
还可以通过统计相邻霍尔信号之间的脉冲信号的个数，来判断电机是否失步；具体地，判断发送所述脉冲信号后自第一个霍尔信号至第二个霍尔信号之间的脉冲信号的数量是否大于相邻所述霍尔信号之间预设的脉冲信号的数量，本实施例中相邻的霍尔信号之间预设的脉冲信号数量为4个，如果是，则所述电机失步；如果否，则所述电机不失步。
还可以通过所述霍尔信号和所述脉冲信号，判断所述电机是否失步，包括：统计需发送的脉冲信号的总数量；判断发送所述脉冲信号后距离产生所述第一个霍尔信号的所述脉冲信号的数量是否大于相邻所述霍尔信号之间预设的脉冲信号的数量；如果是，则所述电机失步；如果否，则所述电机不失步；这样可以在接收到第一个霍尔信号时判断电机是否失步。
具体的，可以设置一个计数器，以记录从接收到第n-1个霍尔信号起发送的脉冲数量。当发送5个脉冲信号时仍未接收到霍尔信号，则说明电机动作的步数小于2，即电机失步；当在发送第5个脉冲之前就接收到霍尔信号，则说明电机动作了2步，即电机没有失步。
s204：当所述电机不失步时，调整所述脉冲信号参数以减小所述电机的电流，和/或，增大所述脉冲信号的频率。
当电机不失步时，则说明给电机提供的驱动脉冲信号的能量大于电机带动负载所需的能量。此时，通过调整脉冲信号的参数以降低其输出功率就能够减小驱动电机所需的能量，降低能耗。本实施例中的电机为步进电机，通过降低脉冲信号的幅值可以减小电机的电流，当电机为直流电机时，可以通过调整脉冲信号的占空比减小电机的电流。由于电机上的电流降低了，其耗能降低，发热情况减轻，脉冲信号所输出的能量降低了，相应的减少了整体系统的能耗。
同理，由于给电机提供的驱动脉冲信号的能量大于电机带动当前负载所需的能量，说明当前电机可以更快的速度转动。因此，还可以增大脉冲信号的频率，提高电机的转速，以缩短了电机在动作一定距离所需的时间。这样做，提高了系统的效率，同样降低了系统的整体能耗。例如在空调系统中，电子膨胀阀的阀体需移动一段距离来调整冷媒的流量，此时电机的移动速度较现有技术更快，使得阀体能够更快的到达预设的位置，电子膨胀阀的响应速度更快，提高了冷媒流量调节的速度，而从降低了空调系统的能耗。
需要说明的是，在接收到第一个霍尔信号时，由于电机的起始位置未知，并且控制电机启动时发送的脉冲信号已保证电机不失步。因此，可以在接收到第一个霍尔信号时，直接调整脉冲信号的参数以减小电机的电流和/或直接增大脉冲信号的频率以提高电机的转速。
而当电机失步时，可以调整所述脉冲信号参数以增大所述电机的电流，和/或，降低所述脉冲信号的频率，以控制电机不失步。
在调整脉冲信号的参数以减小电机的电流时，可以在每次判断出电机不失步时，调整脉冲信号的参数以逐档降低电机的电流，而当判断出电机失步时，再调整脉冲信号的参数以增大电机的电流。这使得电机的电流为电机不失步所需的最小电流，无需检测冷媒压力的具体数值并以此为依据来控制电机以实现减少能耗的目的。例如，脉冲信号的幅值至少包括最小幅值，中间幅值和最大幅值，参见图4，脉冲信号的幅值的大小与电流的大小相关，理论上，一个脉冲信号的幅值对应一个电流，脉冲信号的幅值越大，电流越大。本实施例中，中间幅值可以分为第一幅值、第二幅值、第三幅值，其中第一幅值、第二幅值以及所述第三幅值逐渐递减并且以所述最大幅值为参考，递减的数量级为10％，即中间幅值可以为最大幅值的70％、80％、90％等，本领域技术人员还可以根据实际情况具体设定，这里不再一一列举。参见图5，脉冲信号的频率至少包括最小频率，中间频率和最大频率，每一个脉冲信号的频率对应一个转速，脉冲信号的频率越大转速越大。本实施例中，中间频率可以分为第一频率、第二频率、第三频率，第一频率、其中第二频率以及第三频率逐渐递减并且以最大频率为参考，递减的数量级为10％，即中间频率可以为最大幅值的70％、80％、90％等，本领域技术人员还可以根据实际情况具体设定，这里不再一一列举。
需要说明的是，由于电机的负载不会经常的变化，当电机发生过失步，调整过脉冲信号的参数以加大电机电流。
因此，在本实施例的一些可能的实现方式中，步骤s204，具体包括：判断所述电机是否发生过失步；当所述电机未发生过失步时，调整所述脉冲信号参数以减小所述电机的电流，和/或，增大所述脉冲信号的频率。
可以理解的是，在接收到第二个霍尔信号时，由于在接收到第一个霍尔信号时，电机一定未发生失步，因此就无需判断电机是否发生过失步。在接收到第二个霍尔信号时，可以直接根据当前时刻判断出的电机是否失步的判断结果来确定是否调整进而如何调整脉冲信号的参数即可，减少了控制流程，提高了控制效率。
在本实施例的一些可能的实现方式中，为了更加精确的控制电机动作并实现减小能耗的目的，可以根据主控制器发送的控制信号精确的控制电机动作的步数。以空调系统为例，空调的主控制器发送控制信号至电子膨胀阀以控制电子膨胀阀阀体的开关度。例如，当主控制器发送控制信号控制阀体从位置1移动到位置2时，电子膨胀阀的控制器(即图1中的电机控制器)根据电机的型号，可以得知电机需动作的整步的数量a和需发送的脉冲数量2a。由于电机需动作的整步数量a过少时，执行上面的步骤s201-s204可能会导致控制效率的下降。因此，在本实施例优选的实施方案中，当电机需动作的整步数量a小于4时，不执行步骤s201-s204，直接以启动时的脉冲信号驱动电机动作a步即可。启动时的脉冲信号的频率为最小频率，幅值为最大幅值。而在接收到第一个霍尔信号时，可得知电机转子的具体位置。也已知发送了b个脉冲信号。由于电机的2个整步对应一个霍尔信号，而在电机不失步的情况下一个霍尔信号对应4个脉冲，这样就能够得知还需接收x个霍尔信号，并在接收到第x+1个霍尔信号后，需要再发送y个脉冲以使电机走完a步，其中2a-b的差除以4得x余y，即
下面以控制空调系统的电子膨胀阀阀体的开关度为例，结合具体场景分别介绍本实施例的两种具体实现方式。
参见图6，第一种实现方式：首先，接收控制信号，根据控制信号中携带的期望动作距离，确定电机需动作的步数。其次，当需动作的步数大于4时，发送脉冲信号驱动电机以脉冲信号的最大幅值动作，并记录发送的脉冲数量。反之，则发送脉冲信号驱动电机以脉冲信号的最大幅值走完需动作的步数。再次，当需动作的步数大于4，在接收到第一个霍尔信号时，根据需动作的步数和应发送的脉冲信号的数量，确定待接收的霍尔信号数量x和在接收到第x+1个霍尔信号后还需发送的脉冲数量y(具体方法见前文所述)。然后，调整脉冲信号的幅值以降低电机的电流，在接收到第二个霍尔信号时判断电机是否失步。若电机失步，则调整脉冲信号的幅值以增大电机的电流；若电机不失步，则继续调整脉冲信号的幅值以降低电机的电流。接着，在接收到第i个霍尔信号时(3≤i≤x)，判断电机是否失步，若电机失步，则调整脉冲信号的幅值以增大电机的电流；若电机不失步，则判断电机是否发生过失步，若否，则继续调整脉冲信号以降低一档电机的电流。最后，调整脉冲信号的幅值后发送y个脉冲以使电机以最大幅值走完剩余步数。
参见图7，第二种实现方式：首先，接收控制信号，根据控制信号中携带的期望动作距离，确定电机需动作的步数。其次，当需动作的步数大于4时，发送脉冲信号驱动电机低速启动，并记录发送的脉冲数量。反之，则发送最小频率的脉冲信号驱动电机走完需动作的步数。再次，当需动作的步数大于4，在接收到第一个霍尔信号时，根据需动作的步数和已发送的脉冲信号的数量，确定待接收的霍尔信号数量x和在接收到第x+1个霍尔信号后还需发送的脉冲信号的数量y(具体方法见前文所述)。然后，提高脉冲信号的频率并发送给电机，在接收到第二个霍尔信号时判断电机是否失步。若电机失步，则降低脉冲信号的频率并发送给电机；若电机不失步，则继续提高脉冲信号的频率并发送给电机。接着，在接收到第i个霍尔信号时(3≤i≤x)，判断电机是否失步，若电机失步，则降低脉冲信号的频率并发送给电机；若电机不失步，则判断电机是否发生过失步，若否，则继续提高脉冲信号的频率并发送给电机。最后，调整脉冲信号的频率为起始频率后发送y个脉冲信号以使电机低速走完剩余步数。
本实施例提供的电机控制方法，在发送脉冲信号至电机以控制电机启动后，接收到霍尔传感器根据感应到的电机转子的位置所生成的霍尔信号，根据霍尔信号能够确定出电机动作的步数。然后，根据霍尔信号和发送至电机的脉冲信号，可以判断出电机是否失步。当电机未失步时，则说明电机的负载可能较小，此时调整所述脉冲信号参数以减小所述脉冲信号的输出功率，就能够减小电机动作所消耗的能量，减少系统能耗。或者，增大所述脉冲信号的频率，以使电机更快的走完移动的距离，以提高系统的效率，降低系统能耗。
此外，还需要说明的是，在现有技术中，还存在这样一种电机控制方法，借助于空调系统传感器感应电子膨胀阀前后管路上的压力差数据，根据该压力差发送合适的脉冲信号来保证电机以不失步所需的最小电流或转速动作，实现减小能耗的作用。但该方法需要设置至少两个传感器，成本较高。并且，该控制流程较复杂、信号调整的相应时间较长，也不能够保证电机不失步。而本申请实施例提供的电机控制方法，无需得知电子膨胀阀压力差的具体数值，节约了成本，也不需要系统负载的闭环反馈(即根据电机的压力差调整控制信号来控制电机的过程)，感应速度快，并能够动态的调整电机的电流和转速，使其工作在不失步的最低能耗的情况下，降低了电机上的平均电流，降低了发热，减少了电子膨胀阀甚至于空调系统的能耗。
基于上述实施例提供的电机控制方法，本发明还提供了一种电机控制装置。
装置实施例：
参见图3，该图为本发明提供的电机控制装置实施例的结构示意图。
本实施例提供的电机控制装置，包括：发送模块100、接收模块200、判断模块300和调整模块400；
所述发送模块100，用于发送脉冲信号至电机，控制所述电机启动；
所述接收模块200，用于接收霍尔传感器发送的霍尔信号；
所述判断模块300，用于根据所述霍尔信号和所述脉冲信号，判断所述电机是否失步；
在本实施例的一些可能的实现方式中，所述判断模块300，包括：统计子模块、第一判断子模块和确定子模块；
所述统计子模块，用于统计需发送的脉冲信号的数量；
所述第一判断子模块，用于在第n次接收到所述霍尔信号时，判断从第n-1次接收到所述霍尔信号开始所述脉冲信号发送的脉冲信号的数量是否大于相邻霍尔信号之间预设的脉冲信号的个数，n为大于1的整数；
所述确定子模块，用于当所述第一判断子模块的判断结果为是，确定所述电机失步；还用于当所述第一判断子模块的判断结果为否，确定所述电机不失步。
所述调整模块400，用于当所述判断模块300判断所述电机不失步时，调整所述脉冲信号参数以减小所述电机的电流，和/或，增大所述脉冲信号的频率。
在本实施例的一些可能的实现方式中，所述调整模块400，包括：第二判断子模块和第一调整子模块；
所述第二判断子模块，用于判断所述电机是否发生过失步；
所述调整子模块，用于当所述第二判断子模块判断所述电机未发生过失步时，调整所述脉冲信号参数以减小所述电机的电流，和/或，增大所述脉冲信号的频率。
在本实施例的一些可能的实现方式中，所述调整模块400，包括：第二调整子模块和/或第三调整子模块；
所述第二调整子模块，用于降低所述脉冲信号的占空比；
所述第三调整子模块，用于降低所述脉冲信号的幅值。
在本实施例的一些可能的实现方式中，所述调整模块400，还用于当所述判断模块判断所述电机失步时，调整所述脉冲信号参数以增大所述电机的电流，和/或，降低所述脉冲信号的频率。
本实施例提供的电机控制装置，在发送模块发送脉冲信号至电机控制电机启动后，接收模块接收到霍尔传感器根据感应到的电机转子的位置所生成的霍尔信号，根据霍尔信号能够确定出电机动作的步数。然后，判断模块根据霍尔信号和发送至电机的脉冲信号，可以判断出电机是否失步。当电机未失步时，则说明电机的负载可能较小，此时调整模块调整所述脉冲信号参数以减小所述脉冲信号的输出功率，就能够减小电机动作所消耗的能量，减少系统能耗。或者，调整模块增大所述脉冲信号的频率，以使电机更快的走完移动的距离，以提高系统的效率，降低系统能耗。
需要说明的是，本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
结合本文中所公开的实施例描述的方法或算法的步骤可以直接用硬件、处理器执行的软件模块，或者二者的结合来实施。软件模块可以置于随机存储器(ram)、内存、只读存储器(rom)、电可编程rom、电可擦除可编程rom、寄存器、硬盘、可移动磁盘、cd-rom或技术领域内所公知的任意其它形式的存储介质中。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制。虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明。任何熟悉本领域的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围情况下，都可利用上述揭示的方法和技术内容对本发明技术方案做出许多可能的变动和修饰，或修改为等同变化的等效实施例。因此，凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所做的任何简单修改、等同变化及修饰，均仍属于本发明技术方案保护的范围内。