[發(fā)明專利]雙霍爾傳感器電機(jī)

無效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200910158622.6
• 申請(qǐng)日: 2009-07-01
• 公開（公告）號(hào): CN101594029A
• 公開（公告）日: 2009-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 杜林新;李峰;張帥濤
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 寧波雙林汽車部件股份有限公司
• 主分類號(hào): H02K11/00
• 分類號(hào): H02K11/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種電機(jī)，具體是指設(shè)有兩個(gè)在空間位置上呈90°夾角的霍爾傳感器并用于調(diào)整汽車座椅位置的具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號(hào)功能的一種雙霍爾傳感器電機(jī)。

背景技術(shù)

豪華汽車座椅的空間形態(tài)與位置，簡稱座椅形位，如座墊的水平位置、前抬高、后抬高，椅背的仰立等，可依據(jù)乘員體形和舒適感覺的不同，通過設(shè)置在座椅各部位的若干個(gè)各自獨(dú)立的電機(jī)驅(qū)動(dòng)調(diào)整，并設(shè)有記憶裝置和復(fù)位鍵；設(shè)定調(diào)整后，將最滿意的座椅形位數(shù)據(jù)存儲(chǔ)起來，其間，若因更換駕員而再次調(diào)整了座椅形位，復(fù)位時(shí)，只需通過復(fù)位鍵，由記憶裝置控制，由各部位電機(jī)驅(qū)動(dòng)，“一鍵”恢復(fù)上一次設(shè)定的座椅形位。同樣，乘員座椅在乘員上下車時(shí)座椅退后讓出上下位置，上車后自動(dòng)恢復(fù)到規(guī)定位置，車內(nèi)后視鏡和左、右后視鏡的角度，因變換駕員調(diào)整后，也需要具備記憶、復(fù)位的功能；這就提出了一個(gè)驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)態(tài)位置記憶與控制方案的問題。

汽車座椅驅(qū)動(dòng)電機(jī)的動(dòng)態(tài)位置記憶與控制裝置在國內(nèi)還是空白，國外近年提出了兩種控制方案。一種是電位器方案，用計(jì)算機(jī)記憶座椅電位器觸點(diǎn)所處各點(diǎn)位置的輸出電壓數(shù)據(jù)，當(dāng)需要恢復(fù)上一次設(shè)定時(shí)，由電機(jī)將座椅驅(qū)動(dòng)到座椅電位器輸出電壓與記憶中的電壓數(shù)據(jù)相同的位置即可。這種方式需要極長工作壽命的電位器，而壽命的增長帶來器件成本的大幅增加，同時(shí)，電位器畢竟是有觸點(diǎn)器件，隨著觸點(diǎn)和電阻圖形的磨損會(huì)導(dǎo)致控制失靈，因此存在檢測精度低、制造成本高與工作壽命短的不足。另一種是單霍爾元件計(jì)數(shù)方案，由單霍爾器件配合電機(jī)轉(zhuǎn)子上的永磁磁環(huán)檢測計(jì)數(shù)電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)數(shù)，由計(jì)數(shù)值確定座椅的所在位置。此方案是無觸點(diǎn)測定，解決了壽命問題，但由于霍爾器件不能測定轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向，當(dāng)座椅調(diào)整過程中碰到某種阻礙，導(dǎo)致電機(jī)旋轉(zhuǎn)受阻甚至倒轉(zhuǎn)，或者汽車行駛中的劇烈顛簸震動(dòng)，都會(huì)使座椅電機(jī)轉(zhuǎn)子發(fā)生抖動(dòng)，造成多計(jì)數(shù)、誤計(jì)數(shù)現(xiàn)象，使計(jì)數(shù)數(shù)據(jù)與座椅實(shí)際位置發(fā)生偏差，由于誤計(jì)數(shù)的不可預(yù)測性，電腦程序不易校正，這種偏差積累的后果是，座椅位置嚴(yán)重偏離設(shè)定位置，乘員可能會(huì)感到極不舒服，特別是椅背，一旦失控，將可能導(dǎo)致危險(xiǎn)發(fā)生。因此，目前即使使用單霍爾傳感器計(jì)數(shù)方案的汽車制造公司，也僅僅應(yīng)用于座椅的水平與抬高控制上，不敢用于對(duì)椅背的控制，椅背的控制仍沿用電位器方案。

綜上，現(xiàn)有技術(shù)電位器方案存在精度低、成本高、壽命短，單霍爾傳感器計(jì)數(shù)方案存在轉(zhuǎn)向不明確、計(jì)數(shù)變異大、不安全的問題與不足。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)上述現(xiàn)有技術(shù)存在的問題與不足，本發(fā)明采用在座椅電機(jī)轉(zhuǎn)子軸上設(shè)置半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極的環(huán)形永磁磁環(huán)，在貼近磁環(huán)的圓周方向上，設(shè)置二只互夾90°圓心角的霍爾元件。磁環(huán)隨電機(jī)轉(zhuǎn)子軸旋轉(zhuǎn)時(shí)，通過對(duì)二只霍爾元件輸出的方波高低電平及上升沿與下降沿的采集、判讀、計(jì)數(shù)、記錄，獲得電機(jī)轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)向與轉(zhuǎn)數(shù)的技術(shù)方案，提供具備輸出轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)方波信號(hào)功能的一種雙霍爾傳感器電機(jī)，旨在應(yīng)用于汽車座椅位置的調(diào)整，使汽車座椅位置調(diào)整電機(jī)的轉(zhuǎn)向、轉(zhuǎn)數(shù)的測定，達(dá)到轉(zhuǎn)向明確、計(jì)數(shù)準(zhǔn)確、運(yùn)行壽命長的目的。

本發(fā)明的目的是這樣實(shí)現(xiàn)的：雙霍爾傳感器電機(jī)，包括電機(jī)、磁環(huán)、霍爾元件，其中：所述的電機(jī)為由外殼、永磁定子、電樞轉(zhuǎn)子、轉(zhuǎn)子軸、換向器、電刷構(gòu)成的永磁直流電動(dòng)機(jī)；所述的磁環(huán)為薄圓柱環(huán)形永磁體，其半邊環(huán)為N極，半邊環(huán)為S極；所述的霍爾元件為雙極性霍爾傳感器。

各構(gòu)件相互位置及關(guān)系

磁環(huán)的環(huán)孔固定套在電機(jī)電樞轉(zhuǎn)子的換向器與軸套之間的轉(zhuǎn)子軸上，在同一平面上互夾90°圓心角的二只霍爾元件，各自的感應(yīng)面非接觸貼近磁環(huán)的柱面，各自的管腳通過絕緣板固定在電機(jī)外殼上，經(jīng)接頭引出電機(jī)外殼。

工作原理

面對(duì)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸輸出端，設(shè)，位于轉(zhuǎn)子軸上方的霍爾元件為H₂，位于轉(zhuǎn)子軸右邊的霍爾元件為H₁，電機(jī)旋轉(zhuǎn)時(shí)，磁環(huán)隨轉(zhuǎn)子軸同步旋轉(zhuǎn)：

當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)子軸逆時(shí)針旋轉(zhuǎn)時(shí)，H₁輸出的方波波形的上升沿，對(duì)應(yīng)H₂輸出的方波波形的高電平，H₁輸出的方波波形的下降沿，對(duì)應(yīng)H₂輸出的方波波形的低電平，H₂輸出方波的上升沿對(duì)應(yīng)H₁輸出方波的低電平，H₂輸出方波的下降沿對(duì)應(yīng)H₁輸出方波的高電平，對(duì)上述的每個(gè)波形的邊沿作一次減法計(jì)數(shù)；