用于控制马达启动的启动控制系统及启动控制方法与流程

本发明涉及一种启动控制系统及启动控制方法，尤其涉及一种利用于控制马达启动的启动控制系统及启动控制方法。

背景技术：

在电动机的领域中，马达扮演要角。其中直流无刷马达发展快速，因为直流无刷马达没有碳刷，不会产生碳粉等污垢，换相时不易产生高温之电弧及金属屑，噪声少、可靠度佳，也因此使用寿命较长且易于高速化运转，并且体积也较小，相同马力时体积只有碳刷马达的一半，所以直流无刷马达已渐渐成为高效能马达的发展主流。

针对驱动与控制直流无刷马达，还需要有电路模块的设置，包括驱动马达的驱动电路模块，及检测磁铁所产生的磁场变化的磁感电控电路模块。整组具有电路模块的直流无刷马达，才是如电扇、吸尘器、烟机…等各类装置厂商想要购买的组件。

以装置厂商的立场而言，于销售整台装置到世界各地区时，会希望当装置产品需要维修时，能掌控维修所需的组件供货，以避免客户端采用第三者的替代组件。以装置厂商的原组件供应厂商的立场而言，也希望装置厂商不要自行采用替代组件，这些要求不只是为了商业利益的问题，实际上是保障研发投入者获得合理稳定的利润，以求技术能继续发展，而具有此重大意义。

因此，本发明的主要目的在于提供一种利用于控制马达启动的启动控制系统及启动控制方法，以解决上述问题。

技术实现要素：

本发明之目的在提供一种利用于控制马达启动的启动控制系统及启动控制方法，能够于启动马达时，以电路模块来控制马达是否允许运作，以辨识马达与电路模块之系统运作匹配一致性。

本发明是关于一种用于控制马达启动的启动控制系统，启动控制系统包括驱动微处理单元、及磁感电控微处理单元等电路模块。

驱动微处理单元电性耦接马达，当驱动微处理单元电性耦接电源时，驱动微处理单元传送出第一脉波宽度调变讯号，第一脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值。

信号时程值可以是一个周期的脉波时程中，有效脉波宽度调变讯号的时程比率。

磁感电控微处理单元电性耦接驱动微处理单元，当磁感电控微处理单元电性耦接电源时，磁感电控微处理单元传送出第二脉波宽度调变讯号，第二脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

其中，当磁感电控微处理单元侦测到第一脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元侦测到第二脉波宽度调变讯号的信号时程值时，驱动微处理单元启动马达。

进一步说明，当磁感电控微处理单元侦测到第一脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元侦测到第二脉波宽度调变讯号时，除了驱动微处理单元启动马达之外，可以进一步使磁感电控微处理单元启动磁感电控单元。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的又一实施例提出一种启动控制系统，当磁感电控微处理单元侦测到第一脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元侦测到第二脉波宽度调变讯号后，驱动微处理单元传送出第三脉波宽度调变讯号，第三脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值，且磁感电控微处理单元传送出第四脉波宽度调变讯号，第四脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

其中，当磁感电控微处理单元侦测到第三脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元侦测到第四脉波宽度调变讯号的信号时程值时，驱动微处理单元启动马达。

进一步说明，当磁感电控微处理单元侦测到第三脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元侦测到第四脉波宽度调变讯号时，磁感电控微处理单元还可进一步启动磁感电控单元。其中，磁感电控单元可以是霍尔传感器。

此外，为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的另一实施例提出一种用于控制马达启动的启动控制方法，所述启动控制方法包括下列步骤：

步骤一:使驱动微处理单元与磁感电控微处理单元电性耦接电源；

步骤二:使驱动微处理单元传送出第一脉波宽度调变讯号，第一脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值，并且磁感电控微处理单元传送出第二脉波宽度调变讯号，第二脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值；

步骤三:当磁感电控微处理单元侦测到第一脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元侦测到第二脉波宽度调变讯号后，使驱动微处理单元传送出第三脉波宽度调变讯号，第三脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值，并且磁感电控微处理单元传送出第四脉波宽度调变讯号，第四脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值；以及

步骤四:当磁感电控微处理单元侦测到第三脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元侦测到第四脉波宽度调变讯号的信号时程值后，使驱动微处理单元启动马达。

如前述的启动控制方法，进一步，步骤四可以除了是使驱动微处理单元启动马达之外，并且还可以使磁感电控微处理单元启动磁感电控单元。

为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的再一实施例提出一种启动控制方法，进一步于接续前述步骤三后，当磁感电控微处理单元侦测到第三脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元侦测到第四脉波宽度调变讯号后，使驱动微处理单元传送出第五脉波宽度调变讯号，第五脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值，并且磁感电控微处理单元传送出第六脉波宽度调变讯号，第六脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

接续，步骤四则是当磁感电控微处理单元侦测到第五脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元侦测到第六脉波宽度调变讯号的信号时程值后，使驱动微处理单元启动马达。

如上述的启动控制方法，其步骤四可以是使驱动微处理单元启动马达，并且磁感电控微处理单元启动磁感电控单元。

补充说明的是，信号时程值可以是一个周期的脉波时程中，有效脉波宽度调变讯号的时程比率。

因此，利用本发明所提供一种利用于控制马达启动的启动控制系统及启动控制方法，藉由驱动微处理单元与磁感电控微处理单元的脉波宽度调变讯号相互匹配，能够于启动马达时，以电路模块来控制马达是否允许运作，以确保组件的原厂供应一致性。

上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图,详细说明如下。

附图说明

所包括的附图用来提供对本申请实施例的进一步的理解，其构成了说明书的一部分，用于例示本申请的实施方式，并与文字描述一起来阐释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：

图1是本发明启动控制系统的功能关系图；

图2a是本发明磁感电控微处理单元侦测有效脉波宽度调变讯号中信号时程值的讯号示意图；

图2b是本发明驱动微处理单元侦测有效脉波宽度调变讯号中信号时程值的讯号示意图；

图3是本发明启动控制方法的流程图；以及

图4是本发明启动控制系统及启动控制方法中霍尔讯号的示意图。

具体实施方式

这里所公开的具体结构和功能细节仅仅是代表性的，并且是用于描述本发明的示例性实施例的目的。但是本发明可以通过许多替换形式来具体实现，并且不应当被解释成仅仅受限于这里所阐述的实施例。

在本发明的描述中，需要理解的是，术语“中心”、“横向”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“顶”、“底”、“内”、“外”等指示的方位或位置关为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本发明的描述中，除非另有说明，“多个”的含义是两个或两个以上。另外，术语“包括”及其任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个组件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

这里所使用的术语仅仅是为了描述具体实施例而不意图限制示例性实施例。除非上下文明确地另有所指，否则这里所使用的单数形式“一个”、“一项”还意图包括复数。还应当理解的是，这里所使用的术语“包括”和/或“包含”规定所陈述的特征、整数、步骤、操作、单元和/或组件的存在，而不排除存在或添加一个或更多其他特征、整数、步骤、操作、单元、组件和/或其组合。

请参阅图1，图1是本发明启动控制系统40的功能关系图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的一实施例提出一种用于控制马达10启动的启动控制系统40，马达10可以例如是直流无刷马达10，马达10的运作是受电路模块20来控制。

电路模块20包括用来驱动马达10的驱动电路模块30，及检测马达10中磁铁所产生磁场变化的磁感电控电路模块32。驱动电路模块30包括有驱动单元3002以及驱动微处理单元3004，磁感电控电路模块32包括有磁感电控单元3202、开关42、以及磁感电控微处理单元3204，其中磁感电控单元3202可以例如是霍尔传感器(hallsensor)。

本发明是关于一种启动控制系统40，启动控制系统40至少包括驱动微处理单元3004、以及磁感电控微处理单元3204，所涵盖范围也可以包括整个电路模块20。

驱动微处理单元3004通过驱动单元3002电性耦接马达10，磁感电控电路模块32的磁感电控单元3202需要邻近马达10的磁铁以感测磁场的变化，磁感电控微处理单元3204也电性耦接驱动微处理单元3004以相互传递脉波宽度调变讯号(pulsewidthmodulation；pwm)。

马达10要运作时，驱动微处理单元3004与磁感电控微处理单元3204会同时电性耦接电源12。当驱动微处理单元3004电性耦接电源12时，驱动微处理单元3004传送出第一脉波宽度调变讯号给磁感电控微处理单元3204，所述第一脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值。

当磁感电控微处理单元3204电性耦接电源12时，磁感电控微处理单元3204传送出第二脉波宽度调变讯号给驱动微处理单元3004，所述第二脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

其中，当磁感电控微处理单元3204侦测到所述第一脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到所述第二脉波宽度调变讯号的信号时程值时，才会允许驱动微处理单元3004启动马达10。

此外，当磁感电控微处理单元3204侦测到所述第一脉波宽度调变讯号的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到所述第二脉波宽度调变讯号的信号时程值时，除了允许驱动微处理单元3004启动马达10之外，还可进一步允许磁感电控微处理单元3204通过开关42启动磁感电控单元3202，以发挥磁感电控单元3202感测马达10中磁铁磁场变化的功能。

后续，磁感电控单元3202所感测磁场变化的信号，会传送给驱动微处理单元3004，以便驱动微处理单元3004可以控制驱动单元3002以正确的模式驱动马达10。

进一步，为了能使驱动微处理单元3004与磁感电控微处理单元3204侦测脉波宽度调变讯号时减少误判，以使驱动控制更加可靠，还可进一步当磁感电控微处理单元3204侦测到所述第一脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元3004侦测到所述第二脉波宽度调变讯号后，驱动微处理单元3004传送出第三脉波宽度调变讯号给磁感电控微处理单元3204，且磁感电控微处理单元3204传送出第四脉波宽度调变讯号给驱动微处理单元3004。其中，所述第三脉波宽度调变讯号具有特定的信号时程值，所述第四脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

再进一步，甚至为了使驱动微处理单元3004与磁感电控微处理单元3204侦测脉波宽度调变讯号时再更减少误判，以使驱动控制更加可靠，还可进一步当磁感电控微处理单元3204侦测到所述第三脉波宽度调变讯号，且驱动微处理单元3004侦测到所述第四脉波宽度调变讯号后，驱动微处理单元3004传送出第五脉波宽度调变讯号给磁感电控微处理单元3204，且磁感电控微处理单元3204传送出第六脉波宽度调变讯号给驱动微处理单元3004。其中，所述第五脉波宽度调变讯号具有其特定的信号时程值，所述第六脉波宽度调变讯号亦具有其特定的信号时程值。

当磁感电控微处理单元3204侦测到所述第五脉波宽度调变讯号的特定信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到所述第六脉波宽度调变讯号的特定信号时程值时，才会允许驱动微处理单元3004启动马达10，并且才会允许磁感电控微处理单元3204通过开关42启动磁感电控单元3202。

根据图1请参阅图2a以及图2b，图2a是本发明磁感电控微处理单元3204侦测有效脉波宽度调变讯号中信号时程值的讯号示意图。图2b是本发明驱动微处理单元3004侦测有效脉波宽度调变讯号中信号时程值的讯号示意图。我们以图1、图2a以及图2b进一步举例说明，图2a以及图2b的横坐标为时间轴，纵坐标为电压。

所述信号时程值，除了代表有效脉波宽度调变讯号的信号时程之外，也可以以一个周期的脉波时程50中有效信号的时程比率来代替。所述有效脉波宽度调变讯号在图示例中是一个增升至5伏特(v)的电子信号，其他0伏特则为无效的脉波宽度调变讯号。

所以如图示，脉波宽度调变讯号的脉波时程50都是50毫秒(ms)，依图例等于一个讯号周期就是一个脉波时程50，第一脉波宽度调变讯号51与第二脉波宽度调变讯号52都有两个周期的讯号，提供比单独一个周期讯号更可靠的确认，所以在开始启动的100毫秒内，都在测试第一脉波宽度调变讯号51与第二脉波宽度调变讯号52是否具有有效脉波宽度调变讯号的特定信号时程值或是时程比率。假定第一脉波宽度调变讯号51与第二脉波宽度调变讯号52的有效脉波宽度调变讯号的信号时程值分别都定义是5毫秒，所以有效脉波宽度调变讯号的特定时程比率则分别是10％(5毫秒/50毫秒)。

接着，第100毫秒至200毫秒的时段就检测第三脉波宽度调变讯号53与第四脉波宽度调变讯号54是否具有有效脉波宽度调变讯号的特定信号时程值或是时程比率，这段期间同样第三脉波宽度调变讯号53与第四脉波宽度调变讯号54分别都有两个周期的讯号。假定第三脉波宽度调变讯号53与第四脉波宽度调变讯号54的有效脉波宽度调变讯号的信号时程值分别都定义是10毫秒，所以有效脉波宽度调变讯号的特定时程比率分别皆是20％(10毫秒/50毫秒)。

再接续，第200毫秒至300毫秒的时段就检测第五脉波宽度调变讯号55与第六脉波宽度调变讯号56是否具有有效脉波宽度调变讯号的特定信号时程值或是时程比率。假定第五脉波宽度调变讯号55与第六脉波宽度调变讯号56的有效脉波宽度调变讯号的信号时程值分别都定义是15毫秒，所以有效脉波宽度调变讯号的时程比率分别皆是30％(15毫秒/50毫秒)。

所以，当磁感电控微处理单元3204侦测到第一脉波宽度调变讯号51的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到第二脉波宽度调变讯号52的信号时程值后，所测得第一脉波宽度调变讯号51与第二脉波宽度调变讯号52的信号时程值分别皆是5毫秒时，也就是第一脉波宽度调变讯号51与第二脉波宽度调变讯号52信号中有效脉波宽度调变讯号的时程比率分别皆是10％时，才会在第100毫秒时继续由驱动微处理单元3004传送出第三脉波宽度调变讯号53，且磁感电控微处理单元3204传送出第四脉波宽度调变讯号54。

接续，当磁感电控微处理单元3204侦测到第三脉波宽度调变讯号53的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到第四脉波宽度调变讯号54的信号时程值后，测得第三脉波宽度调变讯号53与第四脉波宽度调变讯号54的信号时程值分别皆是10毫秒时，也就是第三脉波宽度调变讯号53与第四脉波宽度调变讯号54信号中有效脉波宽度调变讯号的时程比率分别皆是20％时，才会在第200毫秒时继续由驱动微处理单元3004传送出第五脉波宽度调变讯号55，且磁感电控微处理单元3204传送出第六脉波宽度调变讯号56。

最后，当磁感电控微处理单元3204侦测到第五脉波宽度调变讯号55的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到第六脉波宽度调变讯号56的信号时程值后，测得第五脉波宽度调变讯号55与第六脉波宽度调变讯号56的信号时程值分别皆是15毫秒时，也就是第五脉波宽度调变讯号55与第六脉波宽度调变讯号56信号中有效脉波宽度调变讯号的时程比率分别皆是30％时，才允许驱动微处理单元3004启动马达10，并且也才允许使磁感电控微处理单元3204通过开关42启动磁感电控单元3202。

请参阅图3，图3是本发明启动控制方法的流程图。为达所述优点至少其中之一或其他优点，本发明的又一实施例提出一种用于控制马达10启动的启动控制方法，所述启动控制方法包括下列步骤：

步骤s01:使驱动微处理单元3004与磁感电控微处理单元3204电性耦接电源12。

步骤s02:使驱动微处理单元3004传送出第一脉波宽度调变讯号51，第一脉波宽度调变讯号51具有特定的信号时程值，并且磁感电控微处理单元3204传送出第二脉波宽度调变讯号52，第二脉波宽度调变讯号52亦具有其特定的信号时程值。其中，所述信号时程值，也可以采用一个周期的脉波宽度调变讯号中，有效脉波宽度调变讯号的时程比率。

步骤s03:判断磁感电控微处理单元3204是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第一脉波宽度调变讯号51，且驱动微处理单元3004是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第二脉波宽度调变讯号52？

步骤s04:当磁感电控微处理单元3204侦测到第一脉波宽度调变讯号51，且驱动微处理单元3004侦测到第二脉波宽度调变讯号52后，使驱动微处理单元3004传送出第三脉波宽度调变讯号53，并且磁感电控微处理单元3204传送出第四脉波宽度调变讯号54，第三脉波宽度调变讯号53具有特定的信号时程值，第四脉波宽度调变讯号54亦具有其特定的信号时程值。

步骤s05:判断磁感电控微处理单元3204是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第三脉波宽度调变讯号53，且驱动微处理单元3004是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第四脉波宽度调变讯号54？

步骤s06:当磁感电控微处理单元3204侦测到第三脉波宽度调变讯号53，且驱动微处理单元3004侦测到第四脉波宽度调变讯号54后，使驱动微处理单元3004传送出第五脉波宽度调变讯号55，并且磁感电控微处理单元3204传送出第六脉波宽度调变讯号56，第五脉波宽度调变讯号55具有特定的信号时程值，第六脉波宽度调变讯号56亦具有其特定的信号时程值。

步骤s07:判断磁感电控微处理单元3204是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第五脉波宽度调变讯号55，且驱动微处理单元3004是否侦测到具有特定信号时程值或是时程比率的第六脉波宽度调变讯号56？

步骤s08:接续步骤s07，当磁感电控微处理单元3204侦测到第五脉波宽度调变讯号55的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到第六脉波宽度调变讯号56的信号时程值后，使驱动微处理单元3004启动马达10。

步骤s09:接续步骤s07，当磁感电控微处理单元3204侦测到第五脉波宽度调变讯号55的信号时程值，且驱动微处理单元3004侦测到第六脉波宽度调变讯号56的信号时程值后，磁感电控微处理单元3204通过开关42启动磁感电控单元3202。

步骤s10:持续监控磁感电控单元3202的运作是否正常。

补充说明前述步骤10所述，说明如何监控磁感电控单元3202的运作是否正常，请参阅图4，图4是本发明启动控制系统40及启动控制方法中霍尔讯号的示意图。

以一个直流无刷的马达10中设置三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)的磁感电控单元3202，且以120度换相逻辑为例，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)的霍尔讯号分别如图，每一个霍尔传感器右侧旁下方的是原来的讯号型态，上方的是由所述原来的讯号型态转换成有效以及无效的讯号型态。

由转换后的讯号而言，有效的视为1，无效的视为0，所以在第一个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为1、0、1，由二进制转换则为5。

第二个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为1、0、0，由二进制转换则为4。

第三个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为1、1、0，由二进制转换则为6。

第四个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为0、1、0，由二进制转换则为2。

第五个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为0、1、1，由二进制转换则为3。

第六个时程中，三个霍尔传感器(halla、hallb、hallc)自上而下的排序则为0、0、1，由二进制转换则为1。

后续是周而复始的，所以，一旦侦测并换算得到5、4、6、2、3、1序列的讯号时，就可以判定目前磁感电控单元3202的运作是处于正常状态。

综上所述，利用本发明所提供一种利用于控制马达10启动的启动控制系统40及启动控制方法，藉由驱动微处理单元3004与磁感电控微处理单元3204的脉波宽度调变讯号相互匹配，能够于启动马达10时，以电路模块20来控制马达10是否允许运作，以确保组件的原厂供应一致性。

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,任何熟悉本专业的技术人员,在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的方法及技术内容作出些许的更动或修饰为等同变化的等效实施例，但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作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。