可移動部件控制裝置、方法及電機紋波信號處理電路的制作方法
【技術領域】
[0001]本發明涉及可移動裝置的控制，尤其涉及獲知驅動該可移動裝置的電機的轉動信息方法。
【背景技術】
[0002]汽車中常使用有刷直流電機進行可移動部件(如座椅、車窗等)的驅動。對此類可移動部件的控制需要知道可移動部件的當前位置，在此基礎上可根據使用者的需要進行后續的位置和/或角度調節。為此目的，需要知道驅動電機的轉動圈數、轉動方向等信息。一種已知方式是采用霍爾傳感器感知電機轉子的旋轉。控制器可根據霍爾傳感器的輸出信號獲得轉子的轉動信息。
[0003]上述方式中，為感知轉子的旋轉，霍爾傳感器須靠近電機安裝。因此，從電機到控制器，除了電機本身的驅動信號線外，還有若干連接霍爾傳感器的信號線。汽車中采用中央控制器對上述可移動部件進行集中控制時，控制器與每個電機之間的距離較遠，則車身內的電線既多且長，并導致整個控制系統較重。
【發明內容】
[0004]本發明一方面提供一種可移動部件的控制裝置，包括:電機，用于驅動所述可移動部件；采樣電路，用于產生所述電機的紋波電壓信號；紋波信號處理電路，用于將所述紋波電壓信號轉換為脈沖信號，所述脈沖信號的頻率與所述紋波電壓信號中的紋波的頻率相同；以及電子控制器，用于對所述脈沖信號的脈沖進行計數，以獲得所述電機的轉動信息。
[0005]根據一個較佳的實施例，所述紋波信號處理電路包括:第一濾波器，用于過濾所述紋波電壓信號中的噪聲；放大器，用于對所述第一濾波器的輸出信號進行放大；第二濾波器，用于過濾所述放大器的輸出信號中的交流分量；以及比較器，用于對所述放大器的輸出信號和所述第二濾波器的輸出信號進行比較，從而獲得所述脈沖信號。
[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磁極數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的轉動方向的方向開關。
[0009]較佳的，還包括用于驅動所述可移動部件的另一電機、以及用于控制所述兩個電機交替地與供電電源導通的切換開關。
[0010]較佳的，還包括用于控制所述兩個電機的轉動方向的方向開關。
[0011]較佳的，所述兩個電機共用一個所述方向開關。
[0012]較佳的，所述采樣電路電連接于所述方向開關與地之間。
[0013]較佳的，所述電機轉動信息包括電機轉軸的轉動圈數和轉動角度至少其中之一。
[0014]本發明的第二方面提供一種可移動部件的控制方法，所述可移動部件由直流電機驅動，所述方法包括:將一個頻率與所述直流電機的轉速成比例的紋波信號轉換為與該紋波信號具有相同頻率的脈沖信號；對所述脈沖信號的脈沖個數進行計數，以獲得所述直流電機的轉動信息。
[0015]較佳的，將紋波信號轉換為與該紋波信號具有相同頻率的脈沖信號包括:過濾所述紋波信號中的交流分量，并將所述紋波信號與過濾后的信號進行比較。
[0016]本發明的第三方面提供一種電機紋波信號處理電路，包括:預處理電路，用于獲得一個頻率與所述電機的轉速成比例的紋波信號；以及轉換電路，用于將所述紋波信號轉換為與該紋波信號具有相同頻率的脈沖信號，包括濾波器和比較器，所述濾波器用于過濾所述紋波信號中的交流分量，所述比較器用于對所述紋波信號和所述濾波器的輸出信號進行比較，從而獲得所述脈沖信號。
【附圖說明】
[0017]附圖中:
[0018]圖1是本發明一實施例的控制裝置的電路示意圖；
[0019]圖2是本發明另一實施例的可移動部件的控制裝置的電路連接示例圖。
【具體實施方式】
[0020]下面結合附圖，通過對本發明的【具體實施方式】詳細描述，將使本發明的技術方案及其他有益效果顯而易見。可以理解，附圖僅提供參考與說明用，并非用來對本發明加以限制。附圖中顯示的尺寸僅僅是為便于清晰描述，而并不限定比例關系。
[0021]有刷直流電機工作時，由于換向，電機的電流中包括與直流電分量疊加的交流電分量，因此，電機電流實際上是紋波電流。電機電流內包含的紋波的頻率與電機的轉速成比例。電機每旋轉一定角度，對應產生的紋波的數量是固定。因此，車輛中由電機驅動的如座椅、車窗等可移動部件的運動行程可以通過電機電流內包含的紋波的數量來確定。然而，紋波電流是一種模擬信號，電子控制器難于處理這樣的信號。本發明的實施例中提供一種轉換電路，將紋波電流轉換為便于電子控制器處理的數字信號。
[0022]圖1示出根據本發明一實施例的可移動部件的控制裝置10的電路示意圖。控制裝置10包括電機12、采樣電路14、紋波信號處理電路16、以及電子控制器18。本實施例中，電機較佳的為有刷直流電機，可移動部件例如可以是車輛的座椅、車窗等。電機12的轉軸與可移動部件直接或間接地機械耦合以驅動可移動部件。采樣電路14包括串聯于電機12與地之間的采樣電阻，采樣電阻把電機的紋波電流轉換為紋波電壓。紋波信號處理電路16將電機的紋波電壓信號轉換為脈沖信號，該脈沖信號的頻率與電機的紋波電壓信號中的紋波的頻率相同。電子控制器18對該脈沖信號的脈沖進行計數，從而可以獲得電機12的轉動信息。其中，電機的轉動信息例如包括電機轉軸的轉動圈數、轉動角度等。
[0023]紋波信號處理電路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組成預處理電路，對電機的紋波電壓信號進行預處理。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都可以通過，從而可以過濾掉紋波電壓信號中的高頻噪聲。放大器24對第一濾波器22的輸出信號進行放大。第二濾波器26和比較器28組成轉換電路，將經過預處理的紋波電壓信號轉換為脈沖信號。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磁極數的比值而小于紋波基波頻率，任何低于截止頻率的信號都可以通過，從而可以過濾掉放大器的輸出信號中的交流分量。比較器28對放大器24的輸出信號和第二濾波器26的輸出信號進行比較，獲得頻率與紋波相同的脈沖信號。
[0024]根據本發明另一實施例的可移動部件的控制裝置30中同樣具有采樣電路14、紋波信號處理電路16和電子控制器18。控制裝置30與控制裝置10的區別之處主要在于，前者包括兩個電機12，還包括用于控制兩個電機12的轉動方向的方向開關32、以及用于控制兩個電機12選擇性地與供電電源導通的切換開關34。