專利名稱：直流電動(dòng)機(jī)角度位置的控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種具有轉(zhuǎn)子角度位置控制裝置的直流電動(dòng)機(jī)；以及這 種電動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)子角度位置的控制方法。
本發(fā)明可用于驅(qū)動(dòng)機(jī)動(dòng)車輛設(shè)備的電動(dòng)機(jī)，諸如車門玻璃升降器， 活動(dòng)天窗的電動(dòng)才幾，或座才奪馬區(qū)動(dòng)電動(dòng)才幾。
背景技術(shù)：
這種直流電動(dòng)才幾自身是眾所周知的。圖l示出了直流電動(dòng)才幾。直流 電動(dòng)才幾1通常包括定子的構(gòu)架2以及安裝于定子內(nèi)的旋轉(zhuǎn)轉(zhuǎn)子3。該轉(zhuǎn) 子3包括與齒輪5嚙合的蝸桿4，該齒輪與諸如驅(qū)動(dòng)電纜的巻筒相連接。 才艮據(jù)圖中未示出的另 一種類型的電動(dòng)機(jī)，齒專侖可驅(qū)動(dòng)與齒條或扇形齒專侖 而非鼓輪相協(xié)作的小齒輪。電動(dòng)機(jī)還包括與轉(zhuǎn)子軸9相聯(lián)結(jié)的線圏；每 個(gè)線圏6與整流器7的一對(duì)薄片相連接。 一些電刷8 (—般是兩個(gè))用 于在轉(zhuǎn)子軸9所帶動(dòng)的旋轉(zhuǎn)過程中建立起與整流器7的所述一對(duì)薄片連 續(xù)的4妄觸。這些電刷8通過電流連4妻電源(未示出)并且用于通過電流 給轉(zhuǎn)子的線圈6供電。因此，通過電流連續(xù)給每對(duì)線圈6供電，以便于 使定子的線圈架2內(nèi)的轉(zhuǎn)子3感應(yīng)旋轉(zhuǎn)。進(jìn)行控制的電子技術(shù)(未示出) 也能與電動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)。為此，通常預(yù)設(shè)印刷電路卡并包括(其中有)與 整流器電刷的電連接以及微控制器。
因此，如圖2所示，直流電動(dòng)才幾可由電路圖示。與轉(zhuǎn)子相耳關(guān)結(jié)的線 圏分散于兩個(gè)電路分支并且每個(gè)線圏具有給定的阻抗(電阻與電感)。因 此，當(dāng)轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)時(shí)，交流電流過每個(gè)線圏。因此，電動(dòng)機(jī)輸出的電流具
有連續(xù)分量，在車門玻璃升降器電動(dòng)機(jī)的應(yīng)用中，通常約為7安培，并 具有與對(duì)線圈供電的整流器薄片上的電刷的轉(zhuǎn)換相符合的可變分量。根
才居電動(dòng)才幾線圈的凄t量和電動(dòng)才幾的功率，電動(dòng)枳4敘出電流的可變分量可約 為0.1A至1A。
此外，在電動(dòng)機(jī)內(nèi)，經(jīng)常需要控制和獲得轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)的信息諸如電 動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)數(shù)、旋轉(zhuǎn)速度、旋轉(zhuǎn)方向以及角度位置。為了確保其功能(諸如 玻璃自動(dòng)升降、防夾、或其他)，對(duì)于車門玻璃升降器的電動(dòng)機(jī)控制的電 子才支術(shù)而言，這些信息尤為必要。
為了確定電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸的S走轉(zhuǎn)方面的信息(諸如轉(zhuǎn)子速度或i走轉(zhuǎn)方 向)，4吏用一個(gè)或多個(gè)Hall ^:應(yīng)傳感器已為人所知。；茲環(huán)-沒置于轉(zhuǎn)子軸 上并傳纟番與轉(zhuǎn)子軸的i走轉(zhuǎn)相關(guān)連的轉(zhuǎn)動(dòng)石茲場。 一個(gè)或多個(gè)Hall步支應(yīng)傳感 器用于測(cè)量磁場的強(qiáng)度。Hall效應(yīng)傳感器可設(shè)置在接近于磁環(huán)，或如果 它帶有將環(huán)的；茲場引向傳感器的流量導(dǎo)向元件的話就可遠(yuǎn)離》茲環(huán)。才艮據(jù)
環(huán)傳播的不同磁場等級(jí)，通過測(cè)量轉(zhuǎn)動(dòng)的電磁場變量，每個(gè)傳感器提供 被開發(fā)用于確認(rèn)轉(zhuǎn)子軸的旋轉(zhuǎn)速度以及電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)方向和角度位置的電 子信號(hào)。例如，文件EP-A-1 146 318描述了包括用于測(cè)量轉(zhuǎn)子速度和旋 轉(zhuǎn)方向的Hall效應(yīng)傳感器的車門玻璃升降器電動(dòng)機(jī)。
Hall效應(yīng)傳感器在轉(zhuǎn)子角度位置的控制上提供了令人滿意的結(jié)果， 但是，這些部件的使用成本較高。另夕卜，Hall效應(yīng)傳感器的定位必須極 其精確，這使得電動(dòng)機(jī)的裝配工藝復(fù)雜化。
因此需要一種能避開使用Hall效應(yīng)傳感器的轉(zhuǎn)子角度位置的控制系統(tǒng)。
為此，可通過對(duì)整流器的薄片上的電刷的轉(zhuǎn)換以及電動(dòng)才幾轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn) 數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)來檢測(cè)出電動(dòng)才幾輸出電流的變化。
但是，在電動(dòng)機(jī)運(yùn)行時(shí)，轉(zhuǎn)子角度位置的控制不〗義應(yīng)該精確還應(yīng)該 絕對(duì)，即，在電動(dòng)積4亭止以及電動(dòng)才幾重啟時(shí)，轉(zhuǎn)子角度位置不可丟失。 截至目前，僅基于電動(dòng)機(jī)輸出電流的測(cè)量獲耳又這樣的精確度是不可能的。 實(shí)際上，當(dāng)電動(dòng)機(jī)停止和重啟時(shí)，由整流器薄片上的電刷的轉(zhuǎn)換引起的 電流變化纟皮啟動(dòng)或停止的電流調(diào)用#奄蓋了 。
圖3示出了先有技術(shù)中的電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)然后停止時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出電流
(Im。teur)、電動(dòng)機(jī)電流可變分量(I徵iable)、以及整流器薄片上的電刷的轉(zhuǎn) 換引起的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的曲線圖。每個(gè)電動(dòng)機(jī)線圏具有同一繞巻， 因此具有同 一 阻抗值。因此供電給線圈的電刷的轉(zhuǎn)換的有代表性的電流 變化(triable)在強(qiáng)度上顯然相同。圖7是電動(dòng)機(jī)停止時(shí)圖3放大的曲線 圖。
可^L察到，在穩(wěn)態(tài)下(圖3和圖7的A區(qū)域)，電動(dòng)機(jī)電流的波動(dòng) 有規(guī)j律并且相對(duì)于連續(xù)分量4艮明顯。電流的每次波動(dòng)因此可,皮4企測(cè)出來 并識(shí)別為轉(zhuǎn)換脈沖。這些脈沖由能夠推斷出轉(zhuǎn)子軸角度位置的控制電子 技術(shù)來進(jìn)行計(jì)數(shù)。但是，當(dāng)已下達(dá)電動(dòng)機(jī)的停止命令時(shí)，電動(dòng)機(jī)輸出電 流突然下降，但是轉(zhuǎn)子并未因此突然停止旋轉(zhuǎn)。在圖3和圖7的區(qū)域B 內(nèi)，與電刷轉(zhuǎn)換相符合的流量變化被電流的反向(電動(dòng)機(jī)短路時(shí))所掩 蓋；轉(zhuǎn)子的角度位置因此丟失。圖3和圖7的區(qū)域C顯示了電動(dòng)機(jī)的反 向；電流的變化再次與可由電子單元所檢測(cè)的轉(zhuǎn)換相符合，^旦是轉(zhuǎn)子的 角度位置預(yù)先被丟失(在區(qū)域B內(nèi))了，這些脈沖的計(jì)數(shù)提供了非真實(shí)
的移位的角度位置。圖3和圖7的區(qū)域D示出了電動(dòng)機(jī)的完全停止；電 動(dòng)機(jī)連續(xù)和可變分量變?yōu)榱悴⑶矣呻娮訂卧獧z測(cè)出的脈沖對(duì)于轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)不具有代表性。
從圖3和圖7能得出結(jié)論，下達(dá)的電動(dòng)機(jī)停止命令引起在由電動(dòng)機(jī) 控制電子單元所計(jì)^:的脈沖凄t量和與轉(zhuǎn)子真正的角度位置之間的移位。 電動(dòng)機(jī)全鎖狀態(tài)停止也引起這樣的移位，全鎖狀態(tài)的電流強(qiáng)烈上升4備蓋 了最后的轉(zhuǎn)換脈沖。
圖4示出了先有"t支術(shù)中，電動(dòng)才幾啟動(dòng)然后在穩(wěn)、態(tài)下，電動(dòng)初4lr出電
流(Im。teur)、電動(dòng)機(jī)電流(Ivariable )的可變分量和在整流器薄片上的電刷 的轉(zhuǎn)換的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的曲線圖。
當(dāng)電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)轉(zhuǎn)子開始轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，強(qiáng)大的電流調(diào)用(區(qū)域E)掩蓋了 與在整流器薄片上的電刷的脈沖相符合的電流變化。因此，甚至當(dāng)電動(dòng) 機(jī)回到穩(wěn)態(tài)下(區(qū)域A，)時(shí)，基于電動(dòng)機(jī)電流波動(dòng)的轉(zhuǎn)換脈沖的控制電 子技術(shù)的計(jì)數(shù)再也不能控制轉(zhuǎn)子軸的角度位置，因?yàn)樵陔妱?dòng)機(jī)重啟時(shí)(區(qū)
域E)角度位置被丟失了。由區(qū)域A，內(nèi)的電子單元推斷出的轉(zhuǎn)子角度位
置相對(duì)于其實(shí)際位置有移位。在電動(dòng)機(jī)的多個(gè)4亭止及重啟之后，轉(zhuǎn)子角 度位置完全丟失并危害自動(dòng)功能，諸如防夾的運(yùn)用。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明克服先有"t支術(shù)中的障礙，并4是供一種基于電動(dòng)機(jī)輸出電流的
測(cè)量的電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子角度位置的控制裝置，以1更于除去Hall效應(yīng)傳感器， 寸旦是本發(fā)明，無論電動(dòng)機(jī)停止和重啟的次凄t， 能保持轉(zhuǎn)子角度4青確并絕 對(duì)的位置的測(cè)量。
為此，本發(fā)明才是供一種至少具有一對(duì)轉(zhuǎn)子線圏的直流電動(dòng)才幾，該轉(zhuǎn)
子線圏有與其他對(duì)的線圏不同的阻抗爿f直，即，不同的繞巻^:。該不同的 一只于線圈4吏之能感應(yīng)到比其^也線圈明顯大的電流變〗匕，用于電子單元的 標(biāo)記以便于校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子角度位置。因此，通過電動(dòng)機(jī)輸出電流的筒便測(cè)量， 可精確地確定轉(zhuǎn)子的角度位置。
更具體地，本發(fā)明涉及一種直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸的角度位置控制方 法，該直流電動(dòng)才幾包括多對(duì)線圈，至少一對(duì)線圏與其他對(duì)的線圏阻抗不 同，該方法包4舌以下步-驟
- 測(cè)量電動(dòng)積4lr出電 流;
- 基于電動(dòng)才幾電流測(cè)量，識(shí)別轉(zhuǎn)換脈沖；
- 識(shí)別在轉(zhuǎn)換脈沖中的基準(zhǔn)脈沖，這些基準(zhǔn)脈沖與給定的一對(duì)線圈 的轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)；
-通過對(duì)轉(zhuǎn)換脈沖計(jì)數(shù)來控制轉(zhuǎn)子軸角度位置；
-基于該基準(zhǔn)脈沖校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸的角度位置。
根據(jù)特征，該方法還包括電動(dòng)機(jī)電流的過濾步驟以Y更于識(shí)別轉(zhuǎn)換脈 沖以及基準(zhǔn)"永沖。
根據(jù)特征，轉(zhuǎn)子軸角度位置的校準(zhǔn)步驟在于，調(diào)整計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn)換脈 沖的凄t量4吏得通過/人一個(gè)基準(zhǔn)樂:K沖到另 一個(gè)基準(zhǔn)脈沖計(jì)^t到的轉(zhuǎn):換脈沖 的數(shù)量，是電動(dòng)機(jī)線圈對(duì)數(shù)的倍數(shù)。
根據(jù)實(shí)施方式，該方法還包括如下步驟
-記憶在#1識(shí)別的最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖上才交準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子軸的角度位置；
畫對(duì)#皮識(shí)別的最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖之后的轉(zhuǎn)換脈沖進(jìn)4亍計(jì)凄史；
- 記憶在最后一個(gè)一皮識(shí)別的基準(zhǔn)"永沖和電動(dòng)積4lr出電流歸零之間 計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)量。
才艮才居實(shí)施方式，該方法還包4舌如下步-驟
- 一旦測(cè)量到電動(dòng)機(jī)輸出的非零電流就開始計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖直到識(shí) 別出第一個(gè)基準(zhǔn)月永沖；
- 通過調(diào)整在最后一個(gè)一皮識(shí)別的基準(zhǔn)"永沖和第一個(gè)一皮識(shí)別的基準(zhǔn) 脈沖之間所計(jì)數(shù)到的脈沖數(shù)量來校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸的角度位置，計(jì)數(shù)如 下
(NpUise )cal = 7Vcoz7 x ￡
泡op ++ o 5、
其中
Nc。u,電動(dòng)才幾線圈對(duì)凄史；
Nst。p,在電動(dòng)機(jī)最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖和電動(dòng)機(jī)停止之間所計(jì)數(shù) 到的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)量；
Nstart,從電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)直到第 一個(gè)基準(zhǔn)脈沖所計(jì)數(shù)到的轉(zhuǎn)換脈
沖數(shù)量；
E,"求整"的數(shù)學(xué)運(yùn)算符。
本發(fā)明還涉及一種車輛窗扇的電動(dòng)4b系統(tǒng)，包4舌直流電動(dòng)才幾，該直 流發(fā)電機(jī)包括多對(duì)線圏，至少一對(duì)線圈具有與其他對(duì)線圏不同的阻抗 值；以及根據(jù)本發(fā)明使控制方法得以運(yùn)行的電子單元。


通過閱讀本發(fā)明的實(shí)施方式之后的詳細(xì)描述，本發(fā)明的其他特征和 《尤點(diǎn);彈到顯i見，但J又給出示例性的并參照如下所示的附圖
- 圖1,已描述過，直流電動(dòng)才幾的示意-圖2，已描述過，與電動(dòng)機(jī)對(duì)等的電子示意- 圖3，已描述過，是示出了先有技術(shù)中電動(dòng)才幾穩(wěn)態(tài)然后停止時(shí)的
電動(dòng)機(jī)輸出電流(Im。teur )、電動(dòng)機(jī)電流的可變分量(Ivariable )和整
流器的薄片上的電刷的轉(zhuǎn)換的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的曲線- 圖4,已描述過，是示出先有4支術(shù)中電動(dòng)才幾啟動(dòng)然后穩(wěn)態(tài)時(shí)的電 動(dòng)機(jī)輸出電流(Im。teur)、電動(dòng)才幾電流的可變分量(Ivariable)和整流 器的薄片上的電刷的轉(zhuǎn)換的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的曲線-圖5是示出根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)機(jī)穩(wěn)態(tài)然后停止時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出電
流(Im。teur )、電動(dòng)機(jī)電流的可變分量(IvariabIe )和整流器的薄片上
的電刷的轉(zhuǎn)換的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的曲線- 圖6，是示出根據(jù)本發(fā)明電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)然后穩(wěn)態(tài)時(shí)的電動(dòng)機(jī)輸出電
流(Im。teu )、電動(dòng)才幾電流的可變分量(Ivariable )和整流器的薄片上 的電刷的轉(zhuǎn)換的"永沖(轉(zhuǎn)換3永沖)的曲線- 圖7,已描述過，圖3的曲線圖的》文大一見圖。
具體實(shí)施例方式
根據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)機(jī)包括與轉(zhuǎn)子軸相聯(lián)結(jié)的并由電流持續(xù)供給的使
轉(zhuǎn)子感應(yīng)旋轉(zhuǎn)的多對(duì)線圏。每對(duì)線圏分別與整流器的一對(duì)薄片相連接； 在由轉(zhuǎn)子軸帶動(dòng)整流器的旋轉(zhuǎn)過程中，某些電刷建立與整流器的薄片的 持續(xù)接觸。每個(gè)線圈具有給定的阻抗值(R丄)，并且至少其中一對(duì)線圏 的阻抗值與其他對(duì)的線圈的阻抗值不同。
因此，與先有^支術(shù)中具有同一繞巻的線圈的電動(dòng)^4目反，本發(fā)明的 電動(dòng)機(jī)的線圈中至少有一對(duì)線圏具有與其他線圈不同的繞巻凄t。本發(fā)明 的電動(dòng)機(jī)中的至少一對(duì)線圈不同的繞巻數(shù)在其電刷轉(zhuǎn)換時(shí)，會(huì)引起不同 的電流變化。因此，與先有才支術(shù)中的電動(dòng)才幾相反，先有4支術(shù)中的電動(dòng)^L 具有可變分量的^T出電流，該電流波動(dòng)強(qiáng)度明顯穩(wěn)、定(圖3和圖4)，才艮 據(jù)本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)具有可變分量的輸出電流并且具有在電流波動(dòng)中規(guī)律 間隔的電流峰值(圖5和圖6)。隨后被指定為基準(zhǔn)脈沖的該電流峰值用 于控制的電子單元標(biāo)記以i^更于^f交準(zhǔn)測(cè)量電動(dòng)^L轉(zhuǎn)子軸角度位置，如下將 更詳細(xì)解釋。
才艮據(jù)本發(fā)明，電動(dòng)才幾至少有一對(duì)線圏具有與其他不同的繞巻凄t, <旦 是每對(duì)線圏具有與其他對(duì)線圈不同的阻抗值是有利的。實(shí)際上，申請(qǐng)人 指出，多對(duì)線圏的阻抗值的分布會(huì)引起電動(dòng)機(jī)輸出電流的變化，其電流 變化在良好識(shí)別每個(gè)轉(zhuǎn)換的脈沖(電刷從一對(duì)線圏到另一對(duì)線圈)的同 時(shí)能良好地對(duì)基準(zhǔn)脈沖的電流峰值進(jìn)行定位。其實(shí)，線圈相互影響并且
在給定的時(shí)間t內(nèi)電動(dòng)才幾豐lr出電流沒有與在該時(shí)間t內(nèi)供電的該乂十線圏的 唯一阻抗值線性相關(guān)。
例如，先有4支術(shù)中，具有5對(duì)每對(duì)有十八個(gè)繞巻匝的線圏的電動(dòng)枳』 提供輸出電流，如在圖3和圖4中所示。根據(jù)本發(fā)明，申請(qǐng)人用具有繞
巻匝數(shù)13、 12、 23、 19和12的五對(duì)線圈模擬了電動(dòng)機(jī)。圖5和圖6示 出了這種電動(dòng)機(jī)輸出電流。當(dāng)然，可考慮在線圏之間進(jìn)行繞巻的另一種 分布，并且電動(dòng)坤幾可包括不是五個(gè)的線圈對(duì)數(shù)。
本發(fā)明的電動(dòng)機(jī)可與適用于接收電動(dòng)機(jī)輸出電流測(cè)量的控制電子單 元相連"l妄。該電子單元也可包才舌適用于i兌明測(cè)量出的電流變4b和適用于 計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)子軸精確的角度位置的微控制器。根據(jù)本發(fā)明，該電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸 角度位置的控制方法由與電動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的電子單元運(yùn)行，將參照?qǐng)D5和 圖6中詳細(xì)4翁述。
電動(dòng)機(jī)輸出電流Im。teur被測(cè)量并傳遞到電子單元?？勺兎至縄vanable 可由適當(dāng)?shù)倪^濾方式^是耳又。該可變分量具有l(wèi)吏電子單元能識(shí)別轉(zhuǎn)換的脈 沖(轉(zhuǎn)換脈沖)的電流波動(dòng)，與電刷每次經(jīng)過整流器薄片相符合，如以 上所述。
電子單元另外適用于識(shí)別在轉(zhuǎn)^奐脈沖中的具有規(guī)J聿間隔的基準(zhǔn)脈沖
10。當(dāng)在電動(dòng)機(jī)線圈中的給定的一對(duì)線圈的轉(zhuǎn)換時(shí)，該基準(zhǔn)脈沖出現(xiàn)； 該基準(zhǔn)脈沖有規(guī)律地再次出現(xiàn)的次數(shù)與兩個(gè)連續(xù)的基準(zhǔn)脈沖之間的轉(zhuǎn)換 脈沖的給定凄t量相等。該基準(zhǔn)脈沖10由電子單元識(shí)別，因?yàn)槠渑c在電動(dòng) 機(jī)輸出電流峰值相關(guān)聯(lián)，這些峰值比輸出電流的可變分量的波動(dòng)要大， 如上所述，這些電流峰值因在多對(duì)的電動(dòng)機(jī)線圈之間的繞巻的特殊分布 而形成。當(dāng)然，任何在線圏之間的其他的繞巻分布能通過適當(dāng)?shù)倪^濾處 理考慮以Y更于識(shí)別基準(zhǔn)脈沖。實(shí)際上， 一對(duì)線圏具有與其他的線圏不同 的阻抗值(不同的繞巻匝數(shù))就足以在電流的可變分量中產(chǎn)生至少一個(gè) 與其他不同的波動(dòng)。
圖5和圖6所示的實(shí)施例內(nèi)，每五個(gè)轉(zhuǎn)換脈沖出現(xiàn)一個(gè)基準(zhǔn)脈沖 10(因?yàn)樵趯?shí)施例內(nèi)模擬的電動(dòng)機(jī)包括五對(duì)線圏)。電子單元因此能不僅
僅檢測(cè)基準(zhǔn)脈沖10還能在隨后的檢測(cè)中通過在兩個(gè)連續(xù)的基準(zhǔn)脈沖之 間的四個(gè)轉(zhuǎn)換脈沖來加以確^人。適當(dāng)?shù)倪^濾裝置能識(shí)別轉(zhuǎn)換月永沖和基準(zhǔn) 月永沖。例如，轉(zhuǎn)^J永沖由電動(dòng)枳4lT出的可變分量的過濾而識(shí)別，基準(zhǔn)月永 沖由帶連續(xù)分量的輸出電流的過濾而識(shí)別。
至少在電動(dòng)機(jī)穩(wěn)定運(yùn)行狀態(tài)下(區(qū)域A)轉(zhuǎn)換脈沖被系統(tǒng)地識(shí)別， 電子單元能通過計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖來控制轉(zhuǎn)子軸的角度位置，因?yàn)檫@些轉(zhuǎn)換 的顯現(xiàn)直4妻地與轉(zhuǎn)子軸的S走轉(zhuǎn)相耳關(guān)系。此外，才艮據(jù)本發(fā)明，因?yàn)?交準(zhǔn)是 基于基準(zhǔn)脈沖，該轉(zhuǎn)子軸的角度位置控制是精確的。
實(shí)際上，如上所述，基準(zhǔn)脈沖規(guī)律地出現(xiàn)在轉(zhuǎn)換脈沖中，因?yàn)樵摶?準(zhǔn)脈沖與電刷經(jīng)過給定的整流器的一對(duì)薄片相符合。因此，才吏準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸 的角度位置在于調(diào)整計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn)換脈沖的數(shù)量，以便于從一個(gè)基準(zhǔn)脈沖 到另 一個(gè)基準(zhǔn)脈沖的轉(zhuǎn)換脈沖的數(shù)量總是電動(dòng)機(jī)線圏的對(duì)數(shù)的倍數(shù)。
尤其是，當(dāng)電動(dòng)才幾停止或啟動(dòng)時(shí)，在轉(zhuǎn)換脈沖的計(jì)凄M皮強(qiáng)烈地干才尤
的情況下，諸如圖3和圖4所述，， 一旦識(shí)別到啟動(dòng)時(shí)的基準(zhǔn)脈沖，轉(zhuǎn) 子軸的角度位置就仍可以校準(zhǔn)。
電動(dòng)初」停止(圖5)，電子單元適用于識(shí)別最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖11,因 為多于四個(gè)的轉(zhuǎn)換脈沖在該基準(zhǔn)脈沖之后，而且沒有新的基準(zhǔn)月永沖出現(xiàn)。 該最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖11 4吏電子單元記憶轉(zhuǎn)子軸已知的最后一個(gè)精確的 角度位置，該已知的最后位置在最后一個(gè)一皮識(shí)別的基準(zhǔn)"永沖11上一皮才交準(zhǔn)。
在該最后一個(gè)被識(shí)別的基準(zhǔn)脈沖之后的轉(zhuǎn)換脈沖由電子單元計(jì)數(shù)， 有爭議的移位誤差是可能的參照?qǐng)D3。然后，電子單元記憶在一皮識(shí)別的
最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖和電動(dòng)機(jī)完全停止之間的計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn)換脈沖的數(shù)量 Nstop ，即電動(dòng)機(jī)輸出電流歸零。
電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)(圖6)轉(zhuǎn)換脈沖Nstart通過電子單元計(jì)^t,從出現(xiàn)電
動(dòng)枳4t出的不為零的電流到識(shí)別到第一個(gè)基準(zhǔn)月永沖12。如圖4所示，啟 動(dòng)時(shí)的轉(zhuǎn)換脈沖凄t量Nstart由電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)時(shí)大電流的調(diào)用而出4普。
才艮據(jù)本發(fā)明，然而，在電動(dòng)機(jī)停止和啟動(dòng)時(shí),爻中，電子單元通過調(diào) 整在#1識(shí)別的最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖11與,皮識(shí)別的第 一個(gè)基準(zhǔn)脈沖12之間 所計(jì)數(shù)出的脈沖數(shù)量，來達(dá)到再校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸角度位置，以使計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn) 換脈沖的數(shù)量總是電動(dòng)機(jī)線圈對(duì)數(shù)的倍數(shù)。
例如，電子單元可以執(zhí)行如下計(jì)算以調(diào)整在停止和啟動(dòng)時(shí)間段出現(xiàn) 的轉(zhuǎn)l灸爿永沖的lt量
(Npulse)cal = iVco" x ￡————+ 0,5 ;
V 7Vcoz/ 乂
其中
Nc。u,，電動(dòng)才幾線圏對(duì)H Nc。i,22;;
Nst。p，在最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖11之后，電動(dòng)機(jī)停止時(shí)計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn) 換月永沖凄t量；
Nstart,電動(dòng)才幾啟動(dòng)直到第一個(gè)基準(zhǔn)脈沖12的計(jì)凄t出的轉(zhuǎn)換月永沖 凄t量；以及
E表示"求整"的數(shù)學(xué)運(yùn)算符。
在停止和啟動(dòng)之間出現(xiàn)的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)量的調(diào)整(Np^e)w得以實(shí)現(xiàn)， 誤差低于轉(zhuǎn)子的半輪。實(shí)際上，停止或啟動(dòng)的電流的峰值的時(shí)間段(約
5到10ms)內(nèi)，電動(dòng)才幾不能改變^走轉(zhuǎn)方向并回到原始^L轉(zhuǎn)方向，而電動(dòng) 機(jī)機(jī)械時(shí)間常數(shù)約是25 ms。因此，4全測(cè)到的脈沖肯定與在停止命令之 前和啟動(dòng)命令之后方向 一致的轉(zhuǎn)子軸的S走轉(zhuǎn)相符合。
因此，本發(fā)明的方法可高4青確i也控制轉(zhuǎn)子軸角度位置。與電動(dòng)才幾相 關(guān)聯(lián)的電子單元也因此可通過轉(zhuǎn)換脈沖和基準(zhǔn)脈沖的計(jì)數(shù)來精確控制電 動(dòng)機(jī)的轉(zhuǎn)數(shù)；電動(dòng)機(jī)旋轉(zhuǎn)速度可通過轉(zhuǎn)換脈沖和基準(zhǔn)脈沖的出現(xiàn)頻率來 控制。因此與電動(dòng)機(jī)相關(guān)聯(lián)的自動(dòng)功能沒有額外部件(諸如Hall效應(yīng)傳 感器)也可運(yùn)行。
當(dāng)然，本發(fā)明沒有限于參照附圖的示例性的所述實(shí)施例；尤其是， 線圈對(duì)數(shù)以及線圈間的匝的繞巻的分配可變化。根據(jù)電動(dòng)機(jī)輸出電流值 以及才艮據(jù)線圈的繞巻的分布，選4奪電子單元的過濾功能。實(shí)際上，多對(duì) 線圈之間的阻抗的分配確定了與基準(zhǔn)脈沖相關(guān)聯(lián)的電流峰值強(qiáng)度以及與 轉(zhuǎn)換脈沖相關(guān)聯(lián)的電流波動(dòng)強(qiáng)度。
權(quán)利要求
1.一種直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸的角度位置控制方法，所述直流電動(dòng)機(jī)包括多對(duì)線圈(6)，至少一對(duì)線圈與其他對(duì)的線圈阻抗不同，所述方法包括以下步驟測(cè)量所述電動(dòng)機(jī)的輸出電流(Imoteur)；基于電動(dòng)機(jī)電流的測(cè)量，識(shí)別轉(zhuǎn)換脈沖；識(shí)別在轉(zhuǎn)換脈沖中的基準(zhǔn)脈沖(10)，所述基準(zhǔn)脈沖與給定的一對(duì)線圈的轉(zhuǎn)換相關(guān)聯(lián)；通過計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖來控制轉(zhuǎn)子軸的角度位置；基于基準(zhǔn)脈沖，校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸的角度位置。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，還包括電動(dòng)機(jī)電流的過濾步驟，以便 于識(shí)別4爭換力永沖和基準(zhǔn)^永沖。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的方法，其中，所述轉(zhuǎn)子軸角度位置的才交 準(zhǔn)步一驟在于，調(diào)整計(jì)tt出的轉(zhuǎn)換脈沖的凄t量4吏得/人一個(gè)基準(zhǔn)脈沖到 另 一個(gè)基準(zhǔn)脈沖計(jì)數(shù)到的轉(zhuǎn)換脈沖的數(shù)量是電動(dòng)機(jī)線圏對(duì)數(shù)的倍 數(shù)。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1至3中的一項(xiàng)所述的方法，還包括如下步驟記憶在一皮識(shí)別的最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖(11)上4交準(zhǔn)的轉(zhuǎn)子軸角 度位置；計(jì)數(shù)在被識(shí)別的最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖(11)之后的轉(zhuǎn)換脈沖； i己憶在最后一個(gè)一皮識(shí)別的基準(zhǔn)月永沖(11 )和電動(dòng)才幾豐敘出電流 歸零之間計(jì)數(shù)出的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)量(Nst。p)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求4所述的方法，還包括如下步驟一測(cè)量到電動(dòng)機(jī)輸出的非零電流就開始計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖(Nstart ) 直到識(shí)別到第 一個(gè)基準(zhǔn)3永沖(12);通過調(diào)整在最后一個(gè)4t識(shí)別的基準(zhǔn)"永沖(11)和第一個(gè)一皮識(shí) 別的基準(zhǔn)脈沖(12 )之間所計(jì)數(shù)到的脈沖數(shù)量來校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸的角度 位置，計(jì)lt如下<formula>formula see original document page 3</formula><formula>formula see original document page 3</formula>，電動(dòng)才幾線圏對(duì)凄t;Nst。p，在電動(dòng)機(jī)最后一個(gè)基準(zhǔn)脈沖(11 )和電動(dòng)機(jī)停止之間所 計(jì)數(shù)到的轉(zhuǎn)換脈沖數(shù)量；Nstart，從電動(dòng)機(jī)啟動(dòng)直到第一個(gè)基準(zhǔn)脈沖(12)所計(jì)凄t到的轉(zhuǎn) 換脈沖lt量；E，"求整，，的^:學(xué)運(yùn)算符。
6. —種車輛窗扇的電動(dòng)化系統(tǒng)，包括直流電動(dòng)才幾，該直流發(fā)電才幾包括 多對(duì)線圈，至少一對(duì)線圏具有與其他對(duì)線圈不同的阻抗值；以及根 據(jù)權(quán)利要求1至5中任一項(xiàng)所述的使控制方法得以運(yùn)行的電子單 元。
全文摘要
一種直流電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子軸的角度位置控制方法，該直流電動(dòng)機(jī)包括多對(duì)線圈，每對(duì)線圈具有與其他對(duì)的線圈不同的阻抗，所述方法包括以下步驟測(cè)量電動(dòng)機(jī)輸出電流(I_moteur)；基于電動(dòng)機(jī)電流可變分量(I_variable)，識(shí)別轉(zhuǎn)換的脈沖(轉(zhuǎn)換脈沖)；識(shí)別在轉(zhuǎn)換脈沖中的基準(zhǔn)脈沖(10)，這些基準(zhǔn)脈沖的值比其他脈沖高；通過計(jì)數(shù)轉(zhuǎn)換脈沖來控制轉(zhuǎn)子軸角度位置；基于基準(zhǔn)脈沖校準(zhǔn)轉(zhuǎn)子軸的角度位置。該方法通過簡便測(cè)量電動(dòng)機(jī)輸出電流能精確確定轉(zhuǎn)子角度位置。
文檔編號(hào)G05D3/00GK101174154SQ20071016516
公開日2008年5月7日 申請(qǐng)日期2007年11月5日 優(yōu)先權(quán)日2006年11月3日
發(fā)明者丹·米雷斯庫 申請(qǐng)人:法國阿文美馳輕型車系統(tǒng)有限公司