具体实施方式

为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。

在本发明中，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”、“固定”等术语应做广义理解，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，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。本文所使用的术语“及/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

本发明针对现有技术直接将三相下桥功率开关或者三相上桥功率开关完全打开，来对电机产生刹车制动效果，但刹车时间和力度不可调，对有的电动工具会产生强烈的震动感，使用体验不好的技术问题，提出一种电机刹车控制方法、装置及电动工具，该方法通过控制用于对电机进行刹车的PWM(Pulse Width Modulation，脉冲宽度调制)波的占空比逐渐增加，使得其刹车力度为由小变大，使得刹车柔顺，消除了电动工具在停机时的震动感，改善用户的使用体验。

实施例一

请参阅图1，是本发明实施例一提供的电机刹车控制方法的流程示意图，可应用于电机刹车控制装置当中，示例性的，所述电机刹车控制装置可以为电机控制器，所述电机刹车控制装置可由软件和/或硬件来实现，所述方法包括步骤S01至步骤S02：

步骤S01，实时检测电机的状态。

在具体实施时，可通过设置状态传感器、监测电机工作电路的电参数(如相电流、反电动势等)、或者设定程序使电机自动反馈当前状态的的方式来检测电机的状态，所述的电机的状态可以包括转动状态和停止状态。

步骤S02，当检测到所述电机在处于转动状态下获取到刹车控制信号时，根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车，直至所述电机停止转动完成刹车。

可以理解的，当接收到刹车控制信号时，若电机处于转动状态下，则判定用户需要对电机进行刹车制动，电机控制器将向电机发出刹车制动PWM波，以通过PWM波控制电机进行刹车制动。

其中，PWM波为脉冲宽度调制波，也就是占空比可变的脉冲波形。PWM波占空比指一个脉冲周期内高电平在整个周期中所占的比例，当PWM波的占空比逐渐增加时，PWM波中的高电平所占的比例逐渐增大，脉冲宽度逐渐增大，使得电机的刹车开关(三相下桥功率开关和/或三相上桥功率开关)逐渐打开直到开关开到设定的或额定的最大开度，这样给到电机的刹车电压逐渐增大，从而使刹车力度从小逐渐变大。

在本发明一些可选实施例当中，可以使PWM波的占空比以匀速的方式逐渐增大，或者可以使PWM波的占空比以变速的方式逐渐增大，如前急后缓、前缓后急、或者两头缓中间急。另外，对于PWM波的初始占空比和最大占空比可以采用预设值、或采用系统默认值、或根据实际刹车控制状态进行自适应调节。

综上，本实施例当中的电机刹车控制方法，通过在获取到刹车控制信号时，控制用于对电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，使得其刹车力度为由小变大，使得刹车柔顺，消除了电动工具在停机时的震动感，改善用户的使用体验。

实施例二

请参阅图2，是本发明实施例二提供的一种电机刹车控制方法的流程示意图，可应用于电机刹车控制装置当中，示例性的，所述电机刹车控制装置可以为电机控制器，所述电机刹车控制装置可由软件和/或硬件来实现，所述方法包括步骤S11至步骤S15。

步骤S11，实时获取位置传感器或电机参数采集模块所采集的信息。

步骤S12，根据所述位置传感器或所述电机参数采集模块所实时采集的信息确定所述电机的状态。

在一些可选实施例当中，对于一些带霍尔传感器的电机，该霍尔传感器可作为所述的位置传感器，以直接利用霍尔传感器来感应电机的工作状态；或者，位置传感器也可以设置在电机定子或其它能够监测到电机转子位置的位置上，以通过直接采集电机转子的位置来确定电机的工作状态。示例性的，如图3所示，图中示出了位置传感器的一种电路结构图，包括传感芯片CN3及三个信号输入引脚(分别为Hall U、Hall V和Hall W)，传感芯片CN3的2、3和4引脚分别通过一保护电阻(R68、R69和R70)与Hall U、Hall V和Hall W连接，HallU、Hall V和Hall W分别与电机控制器(如图5所示)的相应引脚连接，电机控制器根据位置传感器反馈的参数来感应电机的工作状态，如运行状态或停止状态。

另外，需要说明的是，电机参数采集模块所采集的信息可以为但不限于电机的相电流或反电动势等，以通过采集电机的相电流或反电动势来确定电机的状态，如运行状态或停止状态，其中电机参数采集模块具体可以为电信号采集装置，如电流表、传感器等，或者也可以为电信号采集电路，如电动势采集电路等。其中，反电动势是指反抗电流发生改变的趋势而产生的电动势。当电机运转时，电机反电动势存在变化值，当电机停转时，电机反电动势处于静止。

步骤S13，当检测到所述电机在处于转动状态下获取到刹车控制信号时，根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车，直至所述电机停止转动完成刹车。

在具体实施时，本步骤S13可以按以下步骤进行具体实施：

根据所述刹车控制信号，开启刹车开关，并控制PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车，所述PWM波用于控制所述刹车开关的工作状态；

当检测到所述电机停止运动时，关闭所述刹车开关，以完成刹车。

其中，需要说明的是，在本发明的一个实施例中，其电机与外接的电池包进行连接，其电机工作所需的能量通过电池包进行提供，此时在电机工作时，其电池包输出放电电压至电机，且在电机进行刹车时对电池包进行反充。可以理解的，在本发明的其他实施例中，其电机还可与大电容量的储能电容连接，或者直接与外接供电电源(如市电等)进行连接，其根据实际使用需要进行设置，在此不做限定。

其中，所述的刹车开关可以为上桥功率开关和/或下桥功率开关，示例性的，请参阅图4，所示为电机的一种PWM控制电路，包括并联连接的分别用于对电机U、V和W相进行控制的三个PWM控制子电路，三个PWM控制子电路的电路结构完全相同，现以其中一个用于对U相进行控制的PWM控制子电路来做相应说明。具体地，用于对U相进行控制的PWM控制子电路包括上桥输入端UPH、下桥输入端UPL、控制芯片DIP8、上桥功率开关(MOS管Q8)、下桥功率开关(MOS管Q10)及输出端UU1，上桥输入端UPH和下桥输入端UPL分别与电机控制器(如图5所示)的相应引脚连接，控制芯片DIP8的引脚2和3分别与上桥输入端UPH和下桥输入端UPL连接，MOS管Q8的D极连接电池包供电端V_bus，MOS管Q8的G极与控制芯片DIP8的引脚7连接，MOS管Q8的S极连接输出端UU1，输出端UU1与电机的U相接线端子连接，MOS管Q10的D极连接输出端UU1，MOS管Q10的G极与控制芯片DIP8的引脚5连接，MOS管Q10的S极接地。另外两个PWM控制子电路的输出端VV1和WW1分别与电机的V相和W相接线端子连接。在其它实施例当中，上桥功率开关和下桥功率开关除使用MOS管外，还可以采用IGBT开关等。

作为一种控制方式，当接收到刹车控制信号时，电机控制器可经上桥输入端UPH向对应控制芯片DIP8输入PWM波，使控制芯片DIP8导通(即打开)上桥功率开关(MOS管Q8)，使电池包供电端V_bus能够经输出端UU1输入给电机的U相；与此同时，可以经下桥输入端VPL向对应控制芯片DIP8输入PWM波，使控制芯片DIP8导通(即打开)下桥功率开关(MOS管Q15)，使得电流能够从电机的V相输出，并经输出端VV1输回给PWM控制电路，由于MOS管Q15已经打开，此时输出端VV1接地，从而形成回路，以对电机进行刹车制动；本方法通过控制PWM波的占空比逐渐增大，使得上桥功率开关和/或下桥功率开关逐渐打开，使得输入给电机的制动电压也将逐渐增大，从而使刹车力度从小逐渐变大，使得刹车柔顺。本发明并不限于此，在其它可选实施例当中，电机控制器也可以经任一上桥输入端和任一下桥输入端向对应的控制芯片DIP8输入PWM调制波，以从其它回路将电池包供电端V_bus输入给电机。

进一步地，可利用图6所示的反电动势检测电路来监测电机的反电动势，从而根据电机的反电动势来判断电机的工作状态，具体地，图6中示出的电路包括U_Phase、V_Phase和D_Phase三个信号输出引脚，还包括DriveA、DriveB和DriveC三个信号输入引脚，三个信号输出引脚与三个信号输入引脚一对一串接，且之间串接有两个保护电阻(R81-R86)，U_Phase、V_Phase和D_Phase三个信号输出引脚分别与图5当中的电机控制器的相应引脚连接，DriveA、DriveB和DriveC三个信号输入引脚分别对于与图4当中的输出端UU1、VV1和WW1连接，从而将电机的各相电压输入给电机控制器，从而得到电机的反电动势。

步骤S14，实时检测当前刹车状态下电池包的放电电压和反充电流。

需要说明的是，当控制电机进行刹车制动时，基于电机能量回收原理，将对电池包进行充电，形成反充电压和反充电流，从而实现能量再生。电机转速越快，反充电流越大，为了保护电池包及线路，一般需要保证反充电流在预设范围内。同时，当上、下桥功率开关不断打开时，输入给电机的电池包供电端V_bus(即电池包的放电电压)越大，这样施加给上、下桥功率开关的电压也越大，为了保护上、下桥功率开关，需要保证电池包的放电电压在预设范围内。

步骤S15，根据所述放电电压和所述反充电流，在预设电压阈值和预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，以使在刹车状态下所述放电电压小于所述预设电压阈值及所述反充电流小于所述预设电流阈值。

具体地，为了保证电池包的放电电压处于设定范围内，所述的在预设电压阈值和预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率的方式可以按以下步骤进行具体实施：

当检测到所述放电电压大于所述预设电压阈值时，控制减少PWM波的占空比，直至所述放电电压小于所述预设电压阈值；

当检测到所述放电电压小于所述预设电压阈值后，在所述预设电压阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，直至所述电机停止转动。

整个过程为，当电池包放电电压大于预设电压阈值时，减少PWM波的占空比，以降低上、下桥功率开关的开度，进而起到降低电池包放电电压的作用。当检测到电池包放电电压小于预设电压阈值后，继续增加PWM波的占空比，且加大占空比增加速率，以尽可能的缩短电机刹车制动的时间。

在具体实施时，作为一种实现方式，可通过图7所示的电路来检测电池包的放电电压V_{bus_}AD，图中，电池包的放电电压VCC依次通过分压电阻R22和R17接地，图5当中的电机控制器的V_{bus_}AD引脚与分压电阻R22和R17之间的连接点连接，以将分压电阻R17的电压输入给电机控制器，从而间接得出电池包的放电电压VCC。

具体地，为了保证电池包的反充电流处于设定范围内，所述的在预设电压阈值和预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率的方式可以按以下步骤进行具体实施：

当检测所述反充电流大于所述预设电流阈值时，控制减少PWM波的占空比，直至所述反充电流小于所述预设电流阈值；

当检测到所述反充电流小于所述预设电流阈值后，在所述预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，直至所述电机停止转动。

整个过程为，当反充电流大于预设电流阈值时，减少PWM波的占空比，以降低上、下桥功率开关的开度，从而降低制动力度，进而起到降低反充电流的作用。当检测到反充电流小于预设电压阈值后，继续增加PWM波的占空比，且加大占空比增加速率，以尽可能的缩短电机刹车制动的时间。

在具体实施时，作为一种实现方式，可通过图8所示的电路来检测反充电流，图8示出的电路包括运算放大器LM258A，运算放大器LM258A的输入端CurrentAD+与图4中PWM控制电路上相应的反充电压采集节点连接，运算放大器LM258A的输出端与图5中电机控制器的相应引脚连接，以将采集的电流信号放大后输入给电机控制器，从而得到反充电流。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当所述刹车控制信号包括刹车力度时，所述的根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车的步骤可以按以下步骤进行具体实施：

根据所述刹车力度，确定出所述刹车力度对应的目标占空比值；

根据所述目标占空比值，控制对所述电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值，以使控制所述电机逐渐刹车至所述刹车力度，直至所述电机停止转动完成刹车。

其中，所述的刹车力度可以为用户预设的刹车力度，或者为用户实际输入的刹车力度(如根据制动踏板的踩踏深度转换得到的刹车力度)，指在对电机进行刹车制动时用户希望给于电机的最大刹车力度，通过将刹车力度转换为对应的PWM波的占空比值，得到目标占空比值，然后控制PWM波的占空比由第一占空比值(初始值)逐渐增加至目标占空比值，以使控制电机逐渐刹车至所述刹车力度。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当所述刹车控制信号包括刹车时间时，所述的根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车的步骤可以按以下步骤进行具体实施：

根据所述刹车时间，确定出对所述电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至第二占空比值的第一目标变化速率；

以所述第一目标变化速率控制PWM波的占空比由所述第一占空比值逐渐增加至所述第二占空比值，以使控制所述电机在所述刹车时间内逐渐进行刹车，直至所述电机停止完成刹车。

其中，所述的刹车时间可以为用户预设的刹车时间，指在对电机进行刹车制动时用户希望电机被完全制动所花费的时间，通过刹车时间，确定PWM波的占空比的变化速率，控制PWM波的占空比以该变化速率由第一占空比值逐渐增加至第二占空比值，以在刹车时间内完成对电机的刹车制动。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当所述刹车控制信号包括刹车时间和刹车力度时，所述的根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车的步骤可以按以下步骤进行具体实施：

根据所述刹车力度，确定出所述刹车力度对应的目标占空比值；

根据所述刹车时间和所述目标占空比值，确定出对电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值的第二目标变化速率；

以所述第二目标变化速率控制所述PWM波的占空比由所述第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值，以使控制所述电机在所述刹车时间内逐渐刹车至所述刹车力度，直至所述电机停止完成刹车。

实施例三

本发明另一方面还提出一种电机刹车控制装置，请参阅图9，是本发明实施例三提供的一种电机刹车控制装置的模块示意图，可应用于电机刹车控制装置当中，示例性的，所述电机刹车控制装置可以为电机控制器，所述电机刹车控制装置可由软件和/或硬件来实现，所述电机刹车控制装置10包括：

第一检测模块11，用于实时检测电机的状态；

第一控制模块12，用于当检测到所述电机在处于转动状态下获取到刹车控制信号时，根据所述刹车控制信号控制用于对所述电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车，直至所述电机停止转动完成刹车。

在具体实施时，可通过设置状态传感器、监测电机工作电路的电参数、或者设定程序使电机自动反馈当前状态的的方式来检测电机的状态，所述的电机的状态可以包括转动状态和停止状态。

可以理解的，当接收到刹车控制信号时，若电机处于转动状态下，则判定用户需要对电机进行刹车制动，电机控制器将向电机发出刹车制动PWM波，以通过PWM波控制电机进行刹车制动。

其中，PWM波为脉冲宽度调制波，也就是占空比可变的脉冲波形。PWM波占空比指一个脉冲周期内高电平在整个周期中所占的比例，当PWM波的占空比逐渐增加时，PWM波中的高电平所占的比例逐渐增大，脉冲宽度逐渐增大，使得电机的刹车开关(三相下桥功率开关和/或三相上桥功率开关)逐渐打开直到开关开到设定的或额定的最大开度，这样给到电机的刹车电压逐渐增大，从而使刹车力度从小逐渐变大。

在本发明一些可选实施例当中，可以使PWM波的占空比以匀速的方式逐渐增大，或者可以使PWM波的占空比以变速的方式逐渐增大，如前急后缓、前缓后急、或者两头缓中间急。另外，对于PWM波的初始占空比和最大占空比可以采用预设值、或采用系统默认值、或根据实际刹车控制状态进行自适应调节。

综上，本实施例当中的电机刹车控制装置10，通过在获取到刹车控制信号时，控制用于对电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，使得其刹车力度为由小变大，使得刹车柔顺，消除了电动工具在停机时的震动感，改善用户的使用体验。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述第一控制模块11可以包括：

第一控制单元，用于根据所述刹车控制信号，开启刹车开关，并控制PWM波的占空比逐渐增加，以使控制所述电机逐渐进行刹车，所述PWM波用于控制所述刹车开关的工作状态；

第二控制单元，用于当检测到所述电机停止运动时，关闭所述刹车开关，以完成刹车。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述装置还可以包括：

第二检测模块，用于实时检测当前刹车状态下电池包的放电电压和反充电流；

第二控制模块，用于根据所述放电电压和所述反充电流，在预设电压阈值和预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，以使在刹车状态下所述放电电压小于所述预设电压阈值及所述反充电流小于所述预设电流阈值。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述装置还可以包括：

第三控制模块，用于当所述第二检测模块检测到所述放电电压大于所述预设电压阈值时，控制减少PWM波的占空比，直至所述放电电压小于所述预设电压阈值；

第四控制模块，用于当所述第二检测模块检测到所述放电电压小于所述预设电压阈值后，在所述预设电压阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，直至所述电机停止转动。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述装置还可以包括：

第五控制模块，用于当所述第二检测模块检测所述反充电流大于所述预设电流阈值时，控制减少PWM波的占空比，直至所述反充电流小于所述预设电流阈值；

第六控制模块，用于当所述第二检测模块检测到所述反充电流小于所述预设电流阈值后，在所述预设电流阈值范围内控制增加PWM波的占空比的速率，直至所述电机停止转动。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当所述刹车控制信号包括刹车力度时，所述第一控制模块12可以包括：

第一确定单元，用于根据所述刹车力度，确定出所述刹车力度对应的目标占空比值；

第三控制单元，用于根据所述目标占空比值，控制对所述电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值，以使控制所述电机逐渐刹车至所述刹车力度，直至所述电机停止转动完成刹车。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当所述刹车控制信号包括刹车时间时，所述第一控制模块12可以包括：

第二确定单元，用于根据所述刹车时间，确定出对所述电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至第二占空比值的第一目标变化速率；

第四控制单元，用于以所述第一目标变化速率控制PWM波的占空比由所述第一占空比值逐渐增加至所述第二占空比值，以使控制所述电机在所述刹车时间内逐渐进行刹车，直至所述电机停止完成刹车。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，当中所述刹车控制信号包括刹车时间和刹车力度时，所述第一控制模块12可以包括：

第三确定单元，用于根据所述刹车力度，确定出所述刹车力度对应的目标占空比值；

第四确定单元，用于根据所述刹车时间和所述目标占空比值，确定出对电机进行刹车的PWM波的占空比由第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值的第二目标变化速率；

第五控制单元，用于以所述第二目标变化速率控制所述PWM波的占空比由所述第一占空比值逐渐增加至所述目标占空比值，以使控制所述电机在所述刹车时间内逐渐刹车至所述刹车力度，直至所述电机停止完成刹车。

进一步地，在本发明一些可选实施例当中，所述第一检测模块11包括：

获取单元，用于实时获取位置传感器或电机参数采集模块所采集的信息；

第五确定单元，用于根据所述位置传感器或所述电机参数采集模块所实时采集的信息确定所述电机的状态。

上述各模块、单元被执行时所实现的功能或操作步骤与上述方法实施例大体相同，在此不再赘述。

实施例四

本发明另一方面还提出一种电动工具，请参阅图10，所示为本发明第四实施例当中的电动工具的模块结构图，包括电机20、控制所述电机20的电机刹车控制装置10、以及与所述电机20连接的电池包30，所述电机刹车控制装置10为上述任一实施例当中的电机刹车控制装置。

在其它实施例当中，电动工具还可以包括存储器以及存储在存储器当中并可在处理器上运行的计算机程序，电机刹车控制装置10执行所述计算机程序时，实现如上述任一实施例当中的电机刹车控制方法。

综上，本实施例当中的电动工具，通过在获取到刹车控制信号时，控制用于对电机进行刹车的PWM波的占空比逐渐增加，使得其刹车力度为由小变大，使得刹车柔顺，消除了电动工具在停机时的震动感，改善用户的使用体验。

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、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。