[发明专利]直流电动机角度位置的控制方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种具有转子角度位置控制装置的直流电动机；以及这种电动机的转子角度位置的控制方法。

本发明可用于驱动机动车辆设备的电动机，诸如车门玻璃升降器，活动天窗的电动机，或座椅驱动电动机。

背景技术

这种直流电动机自身是众所周知的。图1示出了直流电动机。直流电动机1通常包括定子的构架2以及安装于定子内的旋转转子3。该转子3包括与齿轮5啮合的蜗杆4，该齿轮与诸如驱动电缆的卷筒相连接。根据图中未示出的另一种类型的电动机，齿轮可驱动与齿条或扇形齿轮而非鼓轮相协作的小齿轮。电动机还包括与转子轴9相联结的线圈；每个线圈6与整流器7的一对薄片相连接。一些电刷8(一般是两个)用于在转子轴9所带动的旋转过程中建立起与整流器7的所述一对薄片连续的接触。这些电刷8通过电流连接电源(未示出)并且用于通过电流给转子的线圈6供电。因此，通过电流连续给每对线圈6供电，以便于使定子的线圈架2内的转子3感应旋转。进行控制的电子技术(未示出)也能与电动机相关联。为此，通常预设印刷电路卡并包括(其中有)与整流器电刷的电连接以及微控制器。

因此，如图2所示，直流电动机可由电路图示。与转子相联结的线圈分散于两个电路分支并且每个线圈具有给定的阻抗(电阻与电感)。因此，当转子旋转时，交流电流过每个线圈。因此，电动机输出的电流具有连续分量，在车门玻璃升降器电动机的应用中，通常约为7安培，并具有与对线圈供电的整流器薄片上的电刷的转换相符合的可变分量。根据电动机线圈的数量和电动机的功率，电动机输出电流的可变分量可约为0.1A至1A。

此外，在电动机内，经常需要控制和获得转子轴旋转的信息诸如电动机转数、旋转速度、旋转方向以及角度位置。为了确保其功能(诸如玻璃自动升降、防夹、或其他)，对于车门玻璃升降器的电动机控制的电子技术而言，这些信息尤为必要。

为了确定电动机转子轴的旋转方面的信息(诸如转子速度或旋转方向)，使用一个或多个Hall效应传感器已为人所知。磁环设置于转子轴上并传播与转子轴的旋转相关连的转动磁场。一个或多个Hall效应传感器用于测量磁场的强度。Hall效应传感器可设置在接近于磁环，或如果它带有将环的磁场引向传感器的流量导向元件的话就可远离磁环。根据环传播的不同磁场等级，通过测量转动的电磁场变量，每个传感器提供被开发用于确认转子轴的旋转速度以及电动机旋转方向和角度位置的电子信号。例如，文件EP-A-1146318描述了包括用于测量转子速度和旋转方向的Hall效应传感器的车门玻璃升降器电动机。

Hall效应传感器在转子角度位置的控制上提供了令人满意的结果，但是，这些部件的使用成本较高。另外，Hall效应传感器的定位必须极其精确，这使得电动机的装配工艺复杂化。

因此需要一种能避开使用Hall效应传感器的转子角度位置的控制系统。

为此，可通过对整流器的薄片上的电刷的转换以及电动机转子的转数进行计数来检测出电动机输出电流的变化。

但是，在电动机运行时，转子角度位置的控制不仅应该精确还应该绝对，即，在电动机停止以及电动机重启时，转子角度位置不可丢失。截至目前，仅基于电动机输出电流的测量获取这样的精确度是不可能的。实际上，当电动机停止和重启时，由整流器薄片上的电刷的转换引起的电流变化被启动或停止的电流调用掩盖了。

图3示出了先有技术中的电动机稳态然后停止时的电动机输出电流(I_moteur)、电动机电流可变分量(I_variable)、以及整流器薄片上的电刷的转换引起的脉冲(转换脉冲)的曲线图。每个电动机线圈具有同一绕卷，因此具有同一阻抗值。因此供电给线圈的电刷的转换的有代表性的电流变化(I_variable)在强度上显然相同。图7是电动机停止时图3放大的曲线图。