电动水阀堵转控制方法及控制器

技术领域

本申请涉及阀门技术领域，具体而言，涉及一种电动水阀堵转控制方法及控制器。

背景技术

电动水阀主要运用在新能源汽车的冷却系统中，其作用是在冷却系统中切换介质的流向或进行比例调节。电动水阀其工作原理是：电机带动齿轮系，经过齿轮系减速后，最终把动力传输给阀芯，带动阀芯旋转，阀芯上有流道孔，通过改变阀芯流道孔和阀体上流道口之间的关系，来改变介质的流向或比例调节。

在电动水阀结构中，会在阀体上设置一个机械止挡位，控制阀芯在阀体内部的转动角度，当给水阀上电时，水阀会进行初始化，水阀先进行正反转，在这一过程中，阀芯碰到机械止挡位后，阀芯会堵转，堵转后，电机轴上的霍尔不会变化，PCB电路板会判断阀芯已经堵转，然后给阀芯一个反向运行的信号，阀芯再反转到零位，即电动水阀初始化完成。

然而，现有的堵转控制方案中，从阀芯在碰到机械止挡位的瞬间之后到电机轴上的霍尔不再变化之间仍有一小段时间，在这段之间内电机轴仍会产生一定转动，并通过齿轮组对阀芯施加作用力，使阀芯与止挡位之间在这段时间内持续产生的作用力，且该作用力呈增加趋势，同时也会使阀芯、齿轮组及电机所形成系统的内压力增加，进而导致阀芯、齿轮组及电机容易损坏，让水阀的寿命大大的降低。

发明内容

本申请的目的在于针对现有电动水阀堵转控制方式导致电动水阀寿命降低的问题，提供一种电动水阀堵转控制方法及控制器。

为了实现上述目的，本申请采用以下技术方案：

本申请的一个方面提供一种电动水阀堵转控制方法，包括：

在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期；

实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则控制所述电机停止运转后反方向转动。

可选地，所述在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期，包括：

接收电动水阀的上电信号；

根据所述电动水阀的上电信号确定该电动水阀进入初始化状态；

在处于所述初始化状态中电动水阀内的所述阀芯向所述止挡端点转动的过程中，控制设置在所述电动水阀上的霍尔信号采集组件根据预设的采集时间间隔定时采集用于带动该阀芯转动的电机的霍尔信号；

根据所述电机的霍尔信号生成该电机当前的霍尔周期。

可选地，所述霍尔信号采集组件包括：磁环和霍尔传感器；

相对应的，在所述获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期之前，还包括：

在所述电机上设置磁环；

以及，在所述电动水阀中的电路板上设置霍尔传感器，以使该霍尔传感器的信号采集端与所述磁环相对设置。

可选地，在所述获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期之前，还包括：

连续采集处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀内的所述电机的霍尔信号；

根据多个所述电机的霍尔信号设定所述霍尔周期阈值。

本申请的另一个方面提供一种控制器，包括：

霍尔周期获取模块，用于在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期；

电机控制模块，用于实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则控制所述电机停止运转后反方向转动。

可选地，所述霍尔周期获取模块包括：

上电信号接收单元，用于接收电动水阀的上电信号；

初始化确定单元，用于根据所述电动水阀的上电信号确定该电动水阀进入初始化状态；

霍尔信号采集单元，用于在处于所述初始化状态中电动水阀内的所述阀芯向所述止挡端点转动的过程中，控制设置在所述电动水阀上的霍尔信号采集组件根据预设的采集时间间隔定时采集用于带动该阀芯转动的电机的霍尔信号；

霍尔周期生成单元，用于根据所述电机的霍尔信号生成该电机当前的霍尔周期。

可选地，所述霍尔信号采集组件包括：磁环和霍尔传感器；

相对应的，所述控制器还包括：

磁环设置模块，用于在所述电机上设置磁环；

霍尔传感器设置模块，用于在所述电动水阀中的电路板上设置霍尔传感器，以使该霍尔传感器的信号采集端与所述磁环相对设置。

可选地，还包括：

正常运行霍尔信号采集模块，用于连续采集处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀内的所述电机的霍尔信号；

霍尔周期阈值设置模块，用于根据多个所述电机的霍尔信号设定所述霍尔周期阈值。

本申请的第三个方面提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现本申请所提供的电动水阀堵转控制方法的步骤。

本申请的第四个方面提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本申请所提供的电动水阀堵转控制方法的步骤。

本申请提供的技术方案可以达到以下有益效果：

本申请所提供的电动水阀堵转控制方法及控制器，能够通过判断电机的霍尔周期是否变长来判断电动水阀是否发生了堵转，进而在电机转轴上的霍尔周期不再变化之前就控制电机停止转动后向反方向转动，缩短了阀芯与止挡位之间压力接触的时间，及减小了阀芯与止挡位之间压力增加幅度，同时缩短了阀芯、齿轮组及电机所形成系统的内压力作用时间，及减小了阀芯、齿轮组及电机所形成系统的内压力的增加幅度，进而减小电动水阀堵转控制方法对电动水阀寿命的影响。

能够有效实现水阀与止挡位非接触式的堵转控制，能够降低阀芯撞击机械止挡位的冲击力，并能够有效降低电机与阀芯之间的传动机构的磨损程度，降低出现齿轮卡死的现象的发生可能性，并能够有效提高电动水阀的使用寿命。

本申请的附加技术特征及其优点将在下面的描述内容中阐述地更加明显，或通过本申请的具体实践可以了解到。

附图说明

为了更清楚地说明本申请具体实施方式的技术方案，下面将对具体实施方式描述中所需要使用的附图作简单地介绍。显而易见地，下面描述中的附图是本申请的一些实施方式，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他的附图。

图1是本申请实施例提供的电动水阀堵转控制方法的流程示意图；

图2是本申请实施例提供的电动水阀堵转控制方法中步骤S100的流程示意图；

图3是本申请实施例提供的包含有步骤S001和S002的电动水阀堵转控制方法的流程示意图；

图4是本申请实施例提供的包含有步骤S003和S004的电动水阀堵转控制方法的流程示意图；

图5是本申请实施例提供的控制器的第一种结构示意图；

图6是本申请实施例提供的控制器中的霍尔周期获取模块10的具体结构示意图；

图7是本申请实施例提供的控制器的第二种结构示意图；

图8是本申请实施例提供的控制器的第三种结构示意图。

具体实施方式

下面将结合附图对本申请的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，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，都属于本申请保护的范围。

目前的电动水阀堵转控制方式为，当给电动水阀上电时，电动水阀会进行初始化，即阀芯会从上电前的位置往全开位置转动，当阀芯转到机械止挡位后，阀芯卡住不动，导致齿轮系、电机不转，同时霍尔数也不发生变化，系统检测到水阀的霍尔不变后，水阀再往回，转到全关的位置，同理，当水阀检测到全关位置霍尔数不变时，水阀判定阀芯已经转到到位。现有的堵转控制方式导致电动水阀寿命降低。

针对上述问题，本申请考虑到水阀在正常运行时的霍尔周期为To，当阀芯撞到止挡位的端点时，电机的转轴仍会产生一小段时间的转动，而在这段时间里转轴的霍尔周期明显变长，因此可以在电动水阀运行时，比较阀芯(同时也是电机)的霍尔周期，当霍尔周期大于正常运行霍尔周期To时，控制器或处理器等会自动判断认为电动水阀的阀芯已经撞到止挡位了，就会立即控制电机停止转动后控制电机向反方向转动，从而缩短了阀芯与止挡位之间压力接触的时间及压力增加幅度，同时缩短了阀芯、齿轮组及电机所形成系统的内压力作用时间及增加幅度，进而减小电动水阀堵转控制方法对电动水阀寿命的影响。

为了在电动水阀堵转的过程中，有效缩短阀芯与止挡位撞击后阀芯与止挡位之间的接触时间，本申请实施例提供一种电动水阀堵转控制方法，参见图1，所述电动水阀堵转控制方法具体包含有如下内容：

S100：在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期。

可以理解的是，所述止挡端点可以为电动水阀中已有的机械止挡位，也可以为一被事先标记的位置点。

S200：实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则执行S300。

S300：控制所述电机停止运转后反方向转动。

为了有效提高获取霍尔周期的有效性及准确性，以进一步缩短阀芯与止挡位撞击后阀芯与止挡位之间的接触时间，在本申请提供的电动水阀堵转控制方法的一个实施例中，参见图2，所述电动水阀堵转控制方法中的步骤S100具体包含有如下内容：

S101：接收电动水阀的上电信号。

S102：根据所述电动水阀的上电信号确定该电动水阀进入初始化状态。

S103：在处于所述初始化状态中电动水阀内的所述阀芯向所述止挡端点转动的过程中，控制设置在所述电动水阀上的霍尔信号采集组件根据预设的采集时间间隔定时采集用于带动该阀芯转动的电机的霍尔信号。

S104：根据所述电机的霍尔信号生成该电机当前的霍尔周期。

为了进一步提高电机的霍尔信号采集的准确性及时效性，以进一步缩短阀芯与止挡位撞击后阀芯与止挡位之间的接触时间，在本申请提供的电动水阀堵转控制方法的一个实施例中，所述霍尔信号采集组件包括：磁环和霍尔传感器，参见图3，所述电动水阀堵转控制方法中的步骤S100之前还具体包含有如下内容：

S001：在所述电机上设置磁环。

S002：在所述电动水阀中的电路板上设置霍尔传感器，以使该霍尔传感器的信号采集端与所述磁环相对设置。

为了保证霍尔周期阈值设置的准确性，以缩短阀芯与止挡位撞击后阀芯与止挡位之间的接触时间，在本申请提供的电动水阀堵转控制方法的一个实施例中，参见图4，所述电动水阀堵转控制方法中的步骤S100之前还具体包含有如下内容：

S003：连续采集处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀内的所述电机的霍尔信号。

可以理解的是，所述处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀即为处于正常运行状态中的所述电动水阀。

在一种具体举例中，根据正常的情况下的霍尔波形可知，正常情况下霍尔信号半个周期的时间为5.4ms，假设采样频率设为200us采样一次，即每半个周期可以采到27个电平采样点。根据阀芯与止挡端点撞击后霍尔波形可知，阀芯与止挡端点撞击后霍尔信号每半个周期的时间逐渐上升，最后一个波形的时间为20ms，假设采样频率设为200us采样一次，即每半个周期可以采到100个电平采样点，也就是，通过软件对每半个周期电平采样点的个数进行监控，当采样点的个数到达设定的阈值时(比如60个采样点)，即认为触发了判定开关，从而实现提前停止电机运转降低堵转冲击的效果。

S004：根据多个所述电机的霍尔信号设定所述霍尔周期阈值。

在一种举例中，控制器通过霍尔信号的跳变来判断电动水阀当前的运动状态，在电动水阀停止时霍尔信号会一直处于高电平或低电平，电动水阀运动时霍尔信号会有规律的周期跳变。

其中，霍尔周期的具体获取方式举例为，通过200us的时间间隔来定时采样霍尔信号的电平，例如，若霍尔信号的周期为10ms，则半个周期为5ms，200us一次的AD采样即可以采到25个高电平(低电平)采样点。

可以理解的是，图4中的步骤S003和步骤S004的执行顺序仅为举例，在实际应用中，步骤S003和步骤S004也可以在步骤S002之后以及步骤S100之间执行，即可以应用已经设置好的所述霍尔信号采集组件连续采集处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀内的所述电机的霍尔信号，本申请对此不作限制。

也即是说，所述电动水阀包括电机、齿轮系、电路板和阀芯，所述电机上设置有磁环，所述电路板上设置有霍尔传感器，通过监测水阀运行时霍尔的周期，来判断水阀是否转动到位。

从上述描述可知，本申请实施例提供的电动水阀堵转控制方法，能够通过判断电机的霍尔周期是否变长来判断电动水阀是否发生了堵转，进而在电机转轴上的霍尔周期不再变化之前就控制电机停止转动后向反方向转动，缩短了阀芯与止挡位之间压力接触的时间及压力增加幅度，同时缩短了阀芯、齿轮组及电机所形成系统的内压力作用时间及增加幅度，进而减小电动水阀堵转控制方法对电动水阀寿命的影响。

为了在电动水阀堵转的过程中，缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，本申请实施例提供一种用于实现上述电动水阀堵转控制方法中全部或部分内容的控制器，所述控制器直接与所述电机相连接以控制该电机启停；参见图5，所述控制器可以集成设置在所述电动水阀自身对应的原有的控制器或处理器中，也可以单独设置；所述控制器具体包含有如下内容：

霍尔周期获取模块10，用于在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期。

电机控制模块20，用于实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则控制所述电机停止运转后反方向转动。

为了有效提高获取霍尔周期的有效性及准确性，以缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，在本申请提供的控制器的一个实施例中，参见图6，所述控制器中的霍尔周期获取模块10具体包含有如下内容：

上电信号接收单元11，用于接收电动水阀的上电信号。

初始化确定单元12，用于根据所述电动水阀的上电信号确定该电动水阀进入初始化状态。

霍尔信号采集单元13，用于在处于所述初始化状态中电动水阀内的所述阀芯向所述止挡端点转动的过程中，控制设置在所述电动水阀上的霍尔信号采集组件根据预设的采集时间间隔定时采集用于带动该阀芯转动的电机的霍尔信号。

霍尔周期生成单元14，用于根据所述电机的霍尔信号生成该电机当前的霍尔周期。

为了进一步提高电机的霍尔信号采集的准确性及时效性，以缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，在本申请提供的控制器的一个实施例中，所述霍尔信号采集组件包括：磁环和霍尔传感器，参见图7，所述控制器还具体包含有如下内容：

磁环设置模块01，用于在所述电机上设置磁环。

霍尔传感器设置模块02，用于在所述电动水阀中的电路板上设置霍尔传感器，以使该霍尔传感器的信号采集端与所述磁环相对设置。

为了保证霍尔周期阈值设置的准确性，以进一步缩短了阀芯与止挡位之间压力接触的时间，在本申请提供的控制器的一个实施例中，参见图8，所述控制器还具体包含有如下内容：

正常运行霍尔信号采集模块03，用于连续采集处于非初始化的运行状态中的所述电动水阀内的所述电机的霍尔信号。

霍尔周期阈值设置模块04，用于根据多个所述电机的霍尔信号设定所述霍尔周期阈值。

从上述描述可知，本申请实施例提供的控制器，能够在电动水阀堵转的过程中，缩短了阀芯与止挡位之间压力接触的时间，并能够有效减小电机与阀芯之间的传动机构的磨损程度，进而降低出现齿轮卡死的现象可能性，并能够有效减小电动水阀堵转控制方法对电动水阀寿命的影响。

从硬件层面来说，为了缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，本申请提供一种用于实现所述电动水阀堵转控制方法中的全部或部分内容的电子设备的实施例，所述电子设备具体包含有如下内容：

处理器、存储器、通信接口和总线；其中，所述处理器、存储器、通信接口通过所述总线完成相互间的通信；所述通信接口用于实现电子设备与用户终端以及相关数据库等相关设备之间的信息传输；该电子设备可以是台式计算机、平板电脑及移动终端等，本实施例不限于此。在本实施例中，该电子设备可以参照实施例中的电动水阀堵转控制方法的实施例，以及，控制器的实施例进行实施，其内容被合并于此，重复之处不再赘述。

在一实施例中，电动水阀堵转控制功能可以被集成到中央处理器中。其中，中央处理器可以被配置为进行如下控制：

S100：在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期。

S200：实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则执行S300。

S300：控制所述电机停止运转后反方向转动。

从上述描述可知，本申请实施例提供的电子设备，能够在电动水阀堵转的过程中，缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，并能够有效降低电机与阀芯之间的传动机构的磨损程度，降低出现齿轮卡死的现象的发生可能性，并能够有效提高电动水阀的使用寿命。

本申请的实施例还提供能够实现上述实施例中的电动水阀堵转控制方法中全部步骤的一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中的执行主体为服务器或客户端的电动水阀堵转控制方法的全部步骤，例如，所述处理器执行所述计算机程序时实现下述步骤：

S100：在电动水阀的阀芯向预设的止挡端点转动的过程中，获取用于带动该阀芯转动的电机的霍尔周期。

S200：实时判断所述电机的霍尔周期是否大于预设的霍尔周期阈值，若是，则执行S300。

S300：控制所述电机停止运转后反方向转动。

从上述描述可知，本申请实施例提供的计算机可读存储介质，能够在电动水阀堵转的过程中，缩短阀芯与止挡位之间压力接触的时间，并能够有效降低电机与阀芯之间的传动机构的磨损程度，降低出现齿轮卡死的现象的发生可能性，并能够有效提高电动水阀的使用寿命。

最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的范围。