可移動(dòng)部件控制裝置、方法及電機(jī)紋波信號(hào)處理電路的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及可移動(dòng)裝置的控制，尤其涉及獲知驅(qū)動(dòng)該可移動(dòng)裝置的電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信息方法。
【背景技術(shù)】
[0002]汽車中常使用有刷直流電機(jī)進(jìn)行可移動(dòng)部件(如座椅、車窗等)的驅(qū)動(dòng)。對(duì)此類可移動(dòng)部件的控制需要知道可移動(dòng)部件的當(dāng)前位置，在此基礎(chǔ)上可根據(jù)使用者的需要進(jìn)行后續(xù)的位置和/或角度調(diào)節(jié)。為此目的，需要知道驅(qū)動(dòng)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)方向等信息。一種已知方式是采用霍爾傳感器感知電機(jī)轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)。控制器可根據(jù)霍爾傳感器的輸出信號(hào)獲得轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
[0003]上述方式中，為感知轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)，霍爾傳感器須靠近電機(jī)安裝。因此，從電機(jī)到控制器，除了電機(jī)本身的驅(qū)動(dòng)信號(hào)線外，還有若干連接霍爾傳感器的信號(hào)線。汽車中采用中央控制器對(duì)上述可移動(dòng)部件進(jìn)行集中控制時(shí)，控制器與每個(gè)電機(jī)之間的距離較遠(yuǎn)，則車身內(nèi)的電線既多且長(zhǎng)，并導(dǎo)致整個(gè)控制系統(tǒng)較重。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0004]本發(fā)明一方面提供一種可移動(dòng)部件的控制裝置，包括:電機(jī)，用于驅(qū)動(dòng)所述可移動(dòng)部件；采樣電路，用于產(chǎn)生所述電機(jī)的紋波電壓信號(hào)；紋波信號(hào)處理電路，用于將所述紋波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，所述脈沖信號(hào)的頻率與所述紋波電壓信號(hào)中的紋波的頻率相同；以及電子控制器，用于對(duì)所述脈沖信號(hào)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
[0005]根據(jù)一個(gè)較佳的實(shí)施例，所述紋波信號(hào)處理電路包括:第一濾波器，用于過濾所述紋波電壓信號(hào)中的噪聲；放大器，用于對(duì)所述第一濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行放大；第二濾波器，用于過濾所述放大器的輸出信號(hào)中的交流分量；以及比較器，用于對(duì)所述放大器的輸出信號(hào)和所述第二濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而獲得所述脈沖信號(hào)。
[0006]較佳的，所述第一濾波器的截止頻率大于紋波基波頻率而小于紋波基波頻率的兩倍。
[0007]較佳的，所述第二濾波器的截止頻率大于紋波基波頻率與電機(jī)磁極數(shù)的比值而小于紋波基波頻率。
[0008]較佳的，還包括用于控制所述電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方向開關(guān)。
[0009]較佳的，還包括用于驅(qū)動(dòng)所述可移動(dòng)部件的另一電機(jī)、以及用于控制所述兩個(gè)電機(jī)交替地與供電電源導(dǎo)通的切換開關(guān)。
[0010]較佳的，還包括用于控制所述兩個(gè)電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方向開關(guān)。
[0011]較佳的，所述兩個(gè)電機(jī)共用一個(gè)所述方向開關(guān)。
[0012]較佳的，所述采樣電路電連接于所述方向開關(guān)與地之間。
[0013]較佳的，所述電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)信息包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)和轉(zhuǎn)動(dòng)角度至少其中之一。
[0014]本發(fā)明的第二方面提供一種可移動(dòng)部件的控制方法，所述可移動(dòng)部件由直流電機(jī)驅(qū)動(dòng)，所述方法包括:將一個(gè)頻率與所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)速成比例的紋波信號(hào)轉(zhuǎn)換為與該紋波信號(hào)具有相同頻率的脈沖信號(hào)；對(duì)所述脈沖信號(hào)的脈沖個(gè)數(shù)進(jìn)行計(jì)數(shù)，以獲得所述直流電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。
[0015]較佳的，將紋波信號(hào)轉(zhuǎn)換為與該紋波信號(hào)具有相同頻率的脈沖信號(hào)包括:過濾所述紋波信號(hào)中的交流分量，并將所述紋波信號(hào)與過濾后的信號(hào)進(jìn)行比較。
[0016]本發(fā)明的第三方面提供一種電機(jī)紋波信號(hào)處理電路，包括:預(yù)處理電路，用于獲得一個(gè)頻率與所述電機(jī)的轉(zhuǎn)速成比例的紋波信號(hào)；以及轉(zhuǎn)換電路，用于將所述紋波信號(hào)轉(zhuǎn)換為與該紋波信號(hào)具有相同頻率的脈沖信號(hào)，包括濾波器和比較器，所述濾波器用于過濾所述紋波信號(hào)中的交流分量，所述比較器用于對(duì)所述紋波信號(hào)和所述濾波器的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，從而獲得所述脈沖信號(hào)。
【附圖說明】
[0017]附圖中:
[0018]圖1是本發(fā)明一實(shí)施例的控制裝置的電路示意圖；
[0019]圖2是本發(fā)明另一實(shí)施例的可移動(dòng)部件的控制裝置的電路連接示例圖。
【具體實(shí)施方式】
[0020]下面結(jié)合附圖，通過對(duì)本發(fā)明的【具體實(shí)施方式】詳細(xì)描述，將使本發(fā)明的技術(shù)方案及其他有益效果顯而易見?？梢岳斫猓綀D僅提供參考與說明用，并非用來對(duì)本發(fā)明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不限定比例關(guān)系。
[0021]有刷直流電機(jī)工作時(shí)，由于換向，電機(jī)的電流中包括與直流電分量疊加的交流電分量，因此，電機(jī)電流實(shí)際上是紋波電流。電機(jī)電流內(nèi)包含的紋波的頻率與電機(jī)的轉(zhuǎn)速成比例。電機(jī)每旋轉(zhuǎn)一定角度，對(duì)應(yīng)產(chǎn)生的紋波的數(shù)量是固定。因此，車輛中由電機(jī)驅(qū)動(dòng)的如座椅、車窗等可移動(dòng)部件的運(yùn)動(dòng)行程可以通過電機(jī)電流內(nèi)包含的紋波的數(shù)量來確定。然而，紋波電流是一種模擬信號(hào)，電子控制器難于處理這樣的信號(hào)。本發(fā)明的實(shí)施例中提供一種轉(zhuǎn)換電路，將紋波電流轉(zhuǎn)換為便于電子控制器處理的數(shù)字信號(hào)。
[0022]圖1示出根據(jù)本發(fā)明一實(shí)施例的可移動(dòng)部件的控制裝置10的電路示意圖?？刂蒲b置10包括電機(jī)12、采樣電路14、紋波信號(hào)處理電路16、以及電子控制器18。本實(shí)施例中，電機(jī)較佳的為有刷直流電機(jī)，可移動(dòng)部件例如可以是車輛的座椅、車窗等。電機(jī)12的轉(zhuǎn)軸與可移動(dòng)部件直接或間接地機(jī)械耦合以驅(qū)動(dòng)可移動(dòng)部件。采樣電路14包括串聯(lián)于電機(jī)12與地之間的采樣電阻，采樣電阻把電機(jī)的紋波電流轉(zhuǎn)換為紋波電壓。紋波信號(hào)處理電路16將電機(jī)的紋波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)，該脈沖信號(hào)的頻率與電機(jī)的紋波電壓信號(hào)中的紋波的頻率相同。電子控制器18對(duì)該脈沖信號(hào)的脈沖進(jìn)行計(jì)數(shù)，從而可以獲得電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)信息。其中，電機(jī)的轉(zhuǎn)動(dòng)信息例如包括電機(jī)轉(zhuǎn)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)圈數(shù)、轉(zhuǎn)動(dòng)角度等。
[0023]紋波信號(hào)處理電路16中包括第一濾波器22、放大器24、第二濾波器26、以及比較器28。第一濾波器22和放大器24組成預(yù)處理電路，對(duì)電機(jī)的紋波電壓信號(hào)進(jìn)行預(yù)處理。較佳的，第一濾波器22的截止頻率可以大于紋波基波頻率而小于紋波基波頻率的兩倍，任何低于截止頻率的信號(hào)都可以通過，從而可以過濾掉紋波電壓信號(hào)中的高頻噪聲。放大器24對(duì)第一濾波器22的輸出信號(hào)進(jìn)行放大。第二濾波器26和比較器28組成轉(zhuǎn)換電路，將經(jīng)過預(yù)處理的紋波電壓信號(hào)轉(zhuǎn)換為脈沖信號(hào)。較佳的，第二濾波器26的截止頻率可以大于紋波基波頻率與電機(jī)磁極數(shù)的比值而小于紋波基波頻率，任何低于截止頻率的信號(hào)都可以通過，從而可以過濾掉放大器的輸出信號(hào)中的交流分量。比較器28對(duì)放大器24的輸出信號(hào)和第二濾波器26的輸出信號(hào)進(jìn)行比較，獲得頻率與紋波相同的脈沖信號(hào)。
[0024]根據(jù)本發(fā)明另一實(shí)施例的可移動(dòng)部件的控制裝置30中同樣具有采樣電路14、紋波信號(hào)處理電路16和電子控制器18?？刂蒲b置30與控制裝置10的區(qū)別之處主要在于，前者包括兩個(gè)電機(jī)12，還包括用于控制兩個(gè)電機(jī)12的轉(zhuǎn)動(dòng)方向的方向開關(guān)32、以及用于控制兩個(gè)電機(jī)12選擇性地與供電電源導(dǎo)通的切換開關(guān)34。