一种电机堵转方法及装置与流程

本发明涉及电机技术领域，特别涉及一种电机堵转方法及装置。

背景技术：

在车辆的电动助力转向系统中，转向助力电机用于在车辆转向时提供转向助力，为用户省力。在电动助力转向系统的开发以及测试过程中需要对转向助力电机进行堵转测试以检验其性能，并对其进行校准。

目前，在电动助力转向系统的开发以及测试过程中，为了实现转向助力电机的堵转，通常通过机械装置夹住转向助力电机的转子，将转向助力电机的转子抱死，从机械制动的层面产生堵转状态。

然而，上述通过机械装置夹住转向助力电机的转子，将转向助力电机的转子抱死，从机械制动的层面产生堵转状态，存在以下缺点：一是，机械制动抱死转向助力电机的转子，容易产生转子滑脱和机械结构松动的危险；二是，上述机械装置笨重，机械装置夹住转子的同时，还需要固定助力电机本体，进而所需的机械堵转装置质量大、强度高、成本高、使用不便。

技术实现要素：

有鉴于此，本发明旨在提出一种电机堵转方法，以安全、低成本、方便的产生电机堵转状态。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机堵转方法，所述方法应用于转向助力电机控制器，所述电机堵转方法包括：

接收相位保持不变的堵转引导信号；

确定所述堵转引导信号的第一相位；

基于所述第一相位，确定堵转控制电流的第二相位；

产生所述第二相位的堵转控制电流；

向所述助力电机发送所述堵转控制电流，以使所述转向助力电机的定子在所述堵转控制电流的作用下，产生与所述第二相位对应方向的磁场，所述转向助力电机的转子在所述磁场作用下堵转于相应位置。

进一步的，所述接收相位保持不变的堵转引导信号的步骤，包括：

向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令；

接收由所述信号发生器或转子位置传感器产生的相位保持不变的堵转引导信号。

进一步的，所述转子位置传感器包括：转子；

所述转子位置传感器的转子固定不动。

进一步的，所述转子位置传感器包括：带有转子的磁阻式传感器、带有转子的霍尔式传感器、带有转子的旋变式传感器中的一种；

所述带有转子的旋变式传感器还包括：励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈。

进一步的，当所述堵转引导信号由所述带有转子的旋变式传感器产生，所述向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令的步骤，包括：

向带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，以使所述带有转子的旋变式传感器接收到所述励磁信号，以将所述带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，所述带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述相位保持不变的堵转引导信号。

相对于现有技术，本发明所述的电机堵转方法具有以下优势：

本发明所述的电机堵转方法，接收第一相位保持不变的堵转引导信号，该堵转引导信号独立于转向助力电机，确定该堵转引导信号的第一相位，基于该第一相位，确定堵转控制电流的第二相位，产生上述第二相位的堵转控制电流，根据上述堵转控制电流控制该转向助力电机，该转向助力电机的定子在上述堵转控制电流的作用下，产生对应上述第二相位的一定方向磁场，上述转向助力电机的转子在该磁场的磁场力作用下堵转于相应位置，进而实现了通过磁场力的作用实现了转向助力电机的堵转，只要该磁场力保持不变，转向助力电机的堵转状态就不会发生改变，不会产生电子滑脱和机械机构松动，安全性能好，只需改变堵转引导信号，即可改变电机的堵转位置，可以实现任意位置的堵转，进而能够挖掘更多有用数据，且使用方便；同时，无需机械装置，降低了成本。

本发明的另一目的在于提出一种电机堵转装置，以安全、低成本、方便的产生电机堵转状态。

为达到上述目的，本发明的技术方案是这样实现的：

一种电机堵转装置，所述装置应用于转向助力电机控制器，所述装置包括：

堵转引导信号接收模块，用于接收相位保持不变的堵转引导信号；

第一相位确定模块，用于确定所述堵转引导信号的第一相位；

第二相位确定模块，用于基于所述第一相位，确定堵转控制电流的第二相位；

堵转控制电流产生模块，用于产生所述第二相位的堵转控制电流；

转向助力电机控制模块，用于向所述助力电机发送所述堵转控制电流，以使所述转向助力电机的定子在所述堵转控制电流的作用下，产生与所述第二相位对应方向的磁场，所述转向助力电机的转子在所述磁场作用下堵转于相应位置。

进一步的，所述堵转引导信号接收模块，包括；

堵转引导信号产生命令发送单元，用于向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令；

堵转引导信号接收单元，用于接收由所述信号发生器或转子位置传感器产生的相位保持不变的堵转引导信号。

进一步的，所述转子位置传感器包括：转子；

所述转子位置传感器的转子固定不动。

进一步的，所述转子位置传感器包括：带有转子的磁阻式传感器、带有转子的霍尔式传感器、带有转子的旋变式传感器中的一种；

所述带有转子的旋变式传感器还包括：励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈。

进一步的，当所述堵转引导信号由所述带有转子的旋变式传感器产生，所述堵转引导信号产生命令发送单元，包括：

堵转引导信号产生命令发送子单元，用于向带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，以使所述带有转子的旋变式传感器接收到所述励磁信号，以将所述带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，所述带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述相位保持不变的堵转引导信号。

所述电机堵转装置与上述电机堵转方法相对于现有技术所具有的优势相同，在此不再赘述。

附图说明

构成本发明的一部分的附图用来提供对本发明的进一步理解，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1为本发明实施例一提供的一种电机堵转方法流程图；

图2为本发明实施例一中提供的转向助力电机与电机控制器的连接示意图；

图3为本发明实施例二提供的一种电机堵转方法流程图；

图4为本发明实施例二中提供的带有转子的旋变式传感器的结构示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种电机堵转装置；

图6为本发明实施例三提供的又一种电机堵转装置。

具体实施方式

需要说明的是，在不冲突的情况下，本发明中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。

下面将参考附图并结合实施例来详细说明本发明。

实施例一

参照图1所示，图1示出了本发明实施例一提供的一种电机堵转方法流程图。所述电机堵转方法可以包括如下步骤：

步骤101，接收相位保持不变的堵转引导信号。

在本发明实施例中，该转向助力电机可以为永磁同步电机，该永磁同步与该转向助力电机控制器的连接结构图，可以参照图2所示，图2示出了转向助力电机与电机控制器的连接示意图。当将堵转引导信号的产生装置3连接到电机控制器2，就相当需要该电机控制器2控制该助力电机产生堵转。堵转引导信号的产生装置3接收电机控制器2发送的产生堵转引导信号的命令，产生相位保持不变的堵转引导信号31，堵转引导信号的产生装置3可以将其产生的相位保持不变的堵转引导信号31，发送给电机控制器2，电机控制器2可以根据该堵转引导信号，产生堵转控制电流21，电机控制器2可以将该堵转控制电流21发送给该转向助力电机1，转向助力电机1在电机控制器2的作用下实现堵转。

在本发明实施例中，电机控制器接收相位保持不变的堵转引导信号，例如，若电机控制器接收到的大小不变的堵转引导信号为信号a，若信号a为usinβ，其中，u为该信号a的最大幅值，β为该信号的第一相位，则电机控制器接收到的堵转引导信号的相位保持不变，即为β。在本发明实施例中，该堵转引导信号可以由信号发生器或转子位置传感器等产生，然后传输给上述电机控制器，在本发明实施例中，对此不作具体限定。

步骤102，确定所述堵转引导信号的第一相位。

在本发明实施例中，当上述电机控制器接收到该堵转引导信号后，则，可以根据该堵转引导信号，确定其第一相位。

例如，针对上述例子，若电机控制器接收到的大小不变的堵转引导信号为信号a，若信号a为usinβ，则该堵转引导信号a的第一相位即为β。

在本发明实施例中，该堵转引导信号的第一相位与后续助力电机的堵转位置相关，因此，可以通过调整该堵转引导信号的大小，进而可以改变堵转引导信号的第一相位，进而调整助力电机的堵转位置。

步骤103，基于所述第一相位，确定堵转控制电流的第二相位。

在本发明实施例中，可以预设上述堵转引导信号的第一相位，与堵转控制电流的第二相位的对应关系，在确定该堵转引导信号的第一相位后，由其与堵转控制电流的第二相位的对应关系，确定堵转控制电流的第二相位。

具体应用中，该堵转控制电流是作用在该永磁同步电机的定子上，可以将该堵转控控制电流的第二相位确定为提前于该第一相位90度，该永磁同步电机的转子可以与该第一相位相同，或有一定的偏移角度，在本发明实施例中对此不作具体限定。针对上述例子，若该堵转引导信号a的第一相位为β，单位为度，则该第二相位可以为：β+90，单位为度。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

步骤104，产生所述第二相位的堵转控制电流。

在本发明实施例中，该电机控制器在确定堵转控制电流的第二相位后，可以进一步产生该第二相位的堵转控制电流。

例如，针对上述例子，若电机控制器接收到的相位保持不变的堵转引导信号为信号a，若信号a为usinβ，上述步骤103中，确定的堵转控制电流的第二相位或为β+90，单位为度，则电机控制器产生一个第二相位β+90度的堵转控制电流b，例如b可以为u1sin(β+90)。例如，若此处的堵转引导信号的第一相位β若为30度，则此处的第二控制电流可以为90+30＝120度。

步骤105，向所述助力电机发送所述堵转控制电流，以使所述转向助力电机的定子在所述堵转控制电流的作用下，产生与所述第二相位对应方向的磁场，所述转向助力电机的转子在所述磁场作用下堵转于相应位置。

在本发明实施例中，电机控制器将上述堵转控制电流发送给上述助力电机，助力电机的定子在该堵转控制电流的作用下，产生与上述堵转控制电流的第二相位对应方向的磁场，该助力电机的转子在该磁场作用下堵转在相应位置。

具体应用中，针对上述例子，若电机控制器将堵转控制电流b，发送给助力电机，信号b为u1sin(β+90)，由于堵转引导信号的相位保持不变，进而也可以保证该堵转控制电流的第二相位也保持不变，进而能够保证作用在助力电机的定子上的堵转控制电流b的第二相位也保持不变。

进而，助力电机的定子上第二相位保持不变的堵转控制电流b，可以产生方向固定的磁场。具体在确定该磁场的方向的过程中，可以根据该堵转控制电流b的第二相位，可以采用右手定则，准确确定助力电机的定子产生的磁场方向，在本发明实施例中，对此不作具体限定。

助力电机的转子，在该方向固定的磁场的作用下，可以堵转与该方向固定的磁场的相应位置。具体的，助力电机的转子，也相当于一个磁体，该助力电机的转子，作为一个磁体，在该助力电机的定子产生的磁场中，受到该磁场的磁力作用，进而发生偏转，使得助力电机的转子，堵转于相应位置。

例如，若上述助力电机的定子，在上述堵转控制电流的作用下，产生了一个n极在上方，s极在下方的第一磁场，若助力电机的转子作为一个磁体，其n极在左，s极在右方，根据磁极之间的磁力作用，助力电机的转子作为磁体，其s极会由右方移动至上方，同样的助力电机的转子作为磁体，其n极会由左方移动至下方，进而使得助力电机的转子堵转在该位置，针对该例子，该助力电机的转子堵转的位置为：使得助力电机的转子作为磁体，其s极位于上方，n极位于下方的相应位置。

在本发明实施例中，助力电机的转子，具体堵转的位置主要由该堵转控制电流的第二相位，助力电机本身等因素确定，在本发明实施例中，对此不作具体限定。

具体应用中，可以将助力电机本身的因素对该堵转位置的影响，提前标定，进而只需控制该堵转电流的第二相位，即可以实现助力电机的转子堵转在需要的位置。相当于，采用助力电机的定子产生的磁场对助力电机的转子的磁力，取代了现有技术中的机械制动，一方面，避免了机械制动的危险性，另一方面，只需通过调整堵转引导信号的大小，即可改变助力电机中转子的堵转位置，相对应现有的通过机械装置实现堵转的方式而言，操作便捷，成本低。

本发明所述的电机堵转方法，接收第一相位保持不变的堵转引导信号，该堵转引导信号独立于转向助力电机，确定该堵转引导信号的第一相位，根据上述堵转引导信号，确定堵转控制电流的第二相位，产生上述第二相位的堵转控制电流，根据上述堵转控制电流控制该转向助力电机，该转向助力电机的定子在上述堵转控制电流的作用下，产生对应上述第二相位的一定方向磁场，上述转向助力电机的转子在该磁场的磁场力作用下堵转于相应位置，进而实现了通过磁场力的作用实现了转向助力电机的堵转，只要该磁场方向保持不变，转向助力电机的堵转状态就不会发生改变，不会产生电子滑脱和机械机构松动，安全性能好，只需改变堵转引导信号，即可改变电机的堵转位置，可以实现任意位置的堵转，进而能够挖掘更多有用数据，且使用方便；同时，无需机械装置，降低了成本。

实施例二

参照图3所示，图3示出了本发明实施例二提供的一种电机堵转方法流程图。所述电机堵转方法可以包括如下步骤：

步骤201，向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令。

在本发明实施例中，向电机控制器向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令。

具体应用中，该电机控制器与信号发生器或转子位置传感器连接，即可以认为，该电机控制器向信号发生器或转子位置传感器发送了产生堵转引导信号的命令。

可选的，当上述堵转引导信号的产生装置3为上述转子位置传感器时，可选的，所述转子位置传感器可以包括：转子；所述转子位置传感器的转子固定不动。

可选的，所述转子位置传感器可以包括：带有转子的磁阻式传感器、带有转子的霍尔式传感器、带有转子的旋变式传感器中的一种。

具体的，上述转子位置传感器为带有转子的磁阻式传感器、带有转子的霍尔式传感器、带有转子的旋变式传感器，在本发明实施例中，对此不作具体限定。

可选的，所述带有转子的旋变式传感器还可以包括：励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈还可以包括：励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈；同样的该带有转子的旋变式传感器的转子固定不动。

具体的，可以参照图4所示，图4示出了本发明实施例中，带有转子的旋变式传感器的结构示意图。其中，41为该带有转子的旋变式传感器与电机控制器的连接插件，42可以为该带有转子的旋变式传感器的励磁线圈，43可以为该带有转子的旋变式传感器的正弦线圈，44可以为该带有转子的旋变式传感器的余弦线圈，45可以为该带有转子的旋变式传感器的转子。该带有转子的旋变式传感器的转子45固定不动。

具体应用中，可以提前将该带有转子的旋变式传感器，与上述永磁同步电机进行标定。具体标定过程可以为：可以提前将该带有转子的旋变式传感器的转子的转动情况，与该永磁同步电机的转子的转动情况进行确定，确定该带有转子的旋变式传感器的转子，与该永磁同步电机的转子的转动角度偏移。

可以通过调整该带有转子的旋变式传感器的转子的固定角度，进而调整后续该永磁同步电机的转子的堵转位置。例如，若提前确定的该带有转子的旋变式传感器的转子，与该永磁同步电机的转子的转动角度偏移为0度，则说明正常运转过程中，该带有转子的旋变式传感器的转子，与该永磁同步电机的转子转动保持一致。

当该带有转子的旋变式传感器的转子，与该永磁同步电机的转子的转动角度偏移为0度，则该带有转子的旋变式传感器的转子的固定位置，即可以为后续永磁同步电机的堵转位置。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

当上述堵转引导信号的产生装置3为上述带有转子的旋变式传感器，当所述堵转引导信号由所述带有转子的旋变式传感器产生，所述向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令的步骤，包括：向带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，以使所述带有转子的旋变式传感器接收到所述励磁信号，以将所述带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，所述带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述相位保持不变的堵转引导信号。

具体应用中，电机控制器会向该带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，该励磁信号可以为交变信号，带有转子的旋变式传感器接收该励磁信号，以将该带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，该带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述堵转引导信号。

步骤202，接收由所述信号发生器或转子位置传感器产生的相位保持不变的堵转引导信号。

在本发明实施例中，信号发生器或转子位置传感器可以可产生相位保持不变的堵转引导信号。在本发明实施例中，对此不作具体限定。

具体的，当上述堵转引导信号的产生装置3为上述带有转子的旋变式传感器，电机控制器会向该带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，该励磁信号可以为交变信号，带有转子的旋变式传感器接收该励磁信号，以将该带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，该带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述堵转引导信号。

该励磁信号作用在该带有转子的旋变式传感器的励磁线圈上，可以产生交变磁场，将该带有转子的旋变式传感器的转子磁化，因此，磁化后的该带有转子的旋变式传感器的转子，产生交变磁场，但由于该带有转子的旋变式传感器的转子固定不动，该正弦线圈和余弦线圈在该带有转子的旋变式传感器的转子产生的交变磁场的作用下，会产生相位不变的信号，可以将该正弦线圈和余弦线圈，在此种情况下产生的相位不变的信号作为上述相位不变的堵转引导信号。

在本发明实施例中，上述信号发生器或转子位置传感器将产生的相位保持不变的堵转引导信号，发送到上述电机控制器，可以参照上述实施例一中的步骤101中的相关记载，此处不再赘述。

步骤203，确定所述堵转引导信号的第一相位。

步骤204，基于所述第一相位，确定堵转控制电流的第二相位。

步骤205，产生所述第二相位的堵转控制电流。

步骤206，向所述助力电机发送所述堵转控制电流，以使所述转向助力电机的定子在所述堵转控制电流的作用下，产生与所述第二相位对应方向的磁场，所述转向助力电机的转子在所述磁场作用下堵转于相应位置。

在本发明实施例中，步骤203-206可以参照本发明实施例一中的步骤102-104，此处不再赘述。

本发明所述的电机堵转方法，接收第一相位保持不变的堵转引导信号，该堵转引导信号独立于转向助力电机，确定该堵转引导信号的第一相位，基于该第一相位，确定堵转控制电流的第二相位，产生上述第二相位的堵转控制电流，根据上述堵转控制电流控制该转向助力电机，该转向助力电机的定子在上述堵转控制电流的作用下，产生对应上述第二相位的一定方向磁场，上述转向助力电机的转子在该磁场的磁场力作用下堵转于相应位置，进而实现了通过磁场力的作用实现了转向助力电机的堵转，只要该磁场力保持不变，转向助力电机的堵转状态就不会发生改变，不会产生电子滑脱和机械机构松动，安全性能好，只需改变堵转引导信号，即可改变电机的堵转位置，可以实现任意位置的堵转，进而能够挖掘更多有用数据，且使用方便；同时，无需机械装置，降低了成本。

需要说明的是，该助力电机除堵转试验外的正常使用过程中，该助力电机也可以连接与助力电机的转子同轴的转子位置传感器，进而获取该助力电机的转动情况，在本发明实施例中，对此不作具体限定。

实施例三

参照图5所示，图5示出了本发明实施例三提供的一种电机堵转装置，所述装置应用于转向助力电机控制器，所述装置300可以包括：

堵转引导信号接收模块301，用于接收相位保持不变的堵转引导信号；

第一相位确定模块302，用于确定所述堵转引导信号的第一相位；

第二相位确定模块303，用于基于所述第一相位，确定堵转控制电流的第二相位；

堵转控制电流产生模块304，用于产生所述第二相位的堵转控制电流；

转向助力电机控制模块305，用于向所述助力电机发送所述堵转控制电流，以使所述转向助力电机的定子在所述堵转控制电流的作用下，产生与所述第二相位对应方向的磁场，所述转向助力电机的转子在所述磁场作用下堵转于相应位置。

进一步的，参照图6所示，图6示出了本发明实施例三提供的又一种电机堵转装置，在上述图5的基础上，所述装置300还可以包括：

可选的，所述堵转引导信号接收模块301，可以包括；

堵转引导信号产生命令发送单元3011，用于向信号发生器或转子位置传感器发送产生堵转引导信号的命令；

堵转引导信号接收单元3012，用于接收由所述信号发生器或转子位置传感器产生的相位保持不变的堵转引导信号。

可选的，所述转子位置传感器包括：转子；

所述转子位置传感器的转子固定不动。

可选的，所述转子位置传感器包括：带有转子的磁阻式传感器、带有转子的霍尔式传感器、带有转子的旋变式传感器中的一种；

所述带有转子的旋变式传感器还包括：励磁线圈、正弦线圈、余弦线圈。

可选的，当所述堵转引导信号由所述带有转子的旋变式传感器产生，所述堵转引导信号产生命令发送单元3011，包括：堵转引导信号产生命令发送子单元，用于向带有转子的旋变式传感器发送励磁信号，以使所述带有转子的旋变式传感器接收到所述励磁信号，以将所述带有转子的旋变式传感器的转子磁化，产生交变磁场，所述带有转子的旋变式传感器的正弦线圈和余弦线圈在所述交变磁场作用下，产生所述相位保持不变的堵转引导信号。

本发明所述的电机堵转装置，接收第一相位保持不变的堵转引导信号，该堵转引导信号独立于转向助力电机，确定该堵转引导信号的第一相位，基于该第一相位，确定堵转控制电流的第二相位，产生上述第二相位的堵转控制电流，根据上述堵转控制电流控制该转向助力电机，该转向助力电机的定子在上述堵转控制电流的作用下，产生对应上述第二相位的一定方向磁场，上述转向助力电机的转子在该磁场的磁场力作用下堵转于相应位置，进而实现了通过磁场力的作用实现了转向助力电机的堵转，只要该磁场力保持不变，转向助力电机的堵转状态就不会发生改变，不会产生电子滑脱和机械机构松动，安全性能好，只需改变堵转引导信号，即可改变电机的堵转位置，可以实现任意位置的堵转，进而能够挖掘更多有用数据，且使用方便；同时，无需机械装置，降低了成本。

最后，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、物品或者终端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、物品或者终端设备所固有的要素。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、物品或者终端设备中还存在另外的相同要素。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。