專(zhuān)利名稱(chēng)：汽車(chē)電動(dòng)雨刮器及其控制方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種雨刮器及其控制方法，尤其是一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器及其控制方法。
背景技術(shù)：
現(xiàn)有的汽車(chē)雨刮器包括電機(jī)、減速器、搖臂軸、四連桿機(jī)構(gòu)、雨刮臂等，結(jié)構(gòu)復(fù)雜， 體積龐大。申請(qǐng)?zhí)枮?3256255. 1的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種可實(shí)現(xiàn)180°擺角的雨刮器，但是結(jié)構(gòu) 復(fù)雜；申請(qǐng)?zhí)枮?00620101371. X的文獻(xiàn)公開(kāi)了一種氣動(dòng)控制的雨刮器，雖然簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié) 構(gòu)，但是控制結(jié)構(gòu)復(fù)雜，而且雨刮器的調(diào)速不方便；申請(qǐng)?zhí)枮?00620053557. 2的文獻(xiàn)使用 兩臺(tái)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)兩根雨刷，簡(jiǎn)化了機(jī)械結(jié)構(gòu)，但是需要用到兩臺(tái)電機(jī)，增加了成本，而且 兩臺(tái)電機(jī)的同步運(yùn)動(dòng)不容易保證；申請(qǐng)?zhí)枮?00320106137. 2的文獻(xiàn)增加了一些保護(hù)電路， 實(shí)現(xiàn)雨刮器的“阻轉(zhuǎn)”保護(hù)，但是沒(méi)有改變雨刮器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，保護(hù)電路也復(fù)雜。申請(qǐng)?zhí)枮?03270496.8的文獻(xiàn)，采用直流電機(jī)作為雨刮器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，直流電機(jī)存在電刷，使用壽命 短，噪聲大。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題在于，針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的不足提供一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器 及其控制方法，采用交流伺服電機(jī)作為雨刮器的驅(qū)動(dòng)電機(jī)，通過(guò)位置檢測(cè)裝置實(shí)現(xiàn)雨刮器 換向，去掉現(xiàn)有雨刮器的機(jī)械換向裝置，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可實(shí)現(xiàn)雨刷在0°至180°的任 意擺角，具有“阻轉(zhuǎn)”保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并且可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題，是通過(guò)如下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的本發(fā)明提供一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，包括第一伺服電機(jī)和第一雨刮臂，第一伺服電 機(jī)的輸出通過(guò)第一聯(lián)軸器與第一雨刮軸相連，第一雨刮軸上設(shè)有第一雨刮臂，且第一雨刮 臂隨第一雨刮軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，所述的伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有第一位置檢測(cè)裝置；所述 的第一雨刮臂上設(shè)有磁鋼，在汽車(chē)的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有磁感應(yīng)元件，所述的第一位置檢測(cè)裝置 和磁感應(yīng)元件將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第一伺服控制器，第一伺服控制器控制第一伺服 電機(jī)并帶動(dòng)第一雨刮臂擺動(dòng)。所述的第一聯(lián)軸器和第一雨刮軸之間還依次連接有減速器和第二聯(lián)軸器，第一聯(lián) 軸器與減速器的主動(dòng)件相連，減速器的從動(dòng)件通過(guò)第二聯(lián)軸器與第一雨刮軸相連。所述的第一雨刮軸上套設(shè)有第一曲柄，第一曲柄通過(guò)同步桿與第二曲柄相連，第 二曲柄上設(shè)有第二雨刮軸，所述的第二雨刮軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)固定在其上的第二雨刮臂擺動(dòng)。所述的減速器為蝸輪蝸桿減速器或圓柱齒輪減速器或圓錐齒輪減速器或行星齒 輪減速器或其組合。作為變形結(jié)構(gòu)，本發(fā)明還包括第二伺服電機(jī)和第二雨刮臂，所述的第二伺服電機(jī) 的電機(jī)軸上設(shè)有第二位置檢測(cè)裝置，第二位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第二伺 服控制器，第二伺服控制器與所述的第一伺服控制器相連；所述的第一位置檢測(cè)裝置和磁感應(yīng)元件將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第一伺服控制器，第一伺服控制器將所述的位置信號(hào) 輸出給第二伺服控制器控制第二伺服電機(jī)并帶動(dòng)第二雨刮臂擺動(dòng)。為了節(jié)省體積，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第一伺服控制器和第一伺服電機(jī)一體 設(shè)置；所述的第二位置檢測(cè)裝置、第二伺服控制器和第二伺服電機(jī)一體設(shè)置。根據(jù)需要，所述的第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)優(yōu)選為交流伺服電機(jī)。上述汽車(chē)電動(dòng)雨刮器中的所述伺服控制器包括數(shù)據(jù)處理單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和電 流傳感器，所述數(shù)據(jù)處理單元接收輸入的指令信號(hào)、電流傳感器采集的電機(jī)輸入電流信號(hào) 和位置檢測(cè)裝置輸出的代表電機(jī)角度的信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，輸出控制信號(hào)給所述的電機(jī) 驅(qū)動(dòng)單元，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)所述的控制信號(hào)輸出合適的電壓給伺服電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn) 對(duì)伺服電機(jī)的精確控制。所述數(shù)據(jù)處理單元包括機(jī)械環(huán)控制子單元、電流環(huán)控制子單元、PWM控制信號(hào)產(chǎn)生 子單元和傳感器信號(hào)處理子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元接收所述位置檢測(cè)裝置輸出的代表電機(jī)角度的信息， 將電機(jī)的角度傳輸給所述的機(jī)械環(huán)控制子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元還接收所述電 流傳感器的檢測(cè)到的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣后輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；所述機(jī)械環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的指令信號(hào)和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得 到電流指令，并輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；所述電流環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的電流指令的電流傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng) 過(guò)運(yùn)算得到三相電壓的占空比控制信號(hào)，并輸出給所述的PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元；所述PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元根據(jù)接收到的三相電壓的占空比控制信號(hào)，生成具 有一定順序的六路PWM信號(hào)，分別作用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元。所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)管每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)成一組，三組并 聯(lián)連接在直流供電線路之間，每一開(kāi)關(guān)管的控制端受PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元輸出的PWM 信號(hào)的控制，每一組中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管分時(shí)導(dǎo)通。所述數(shù)據(jù)處理單元為MCU，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元為IPM模塊。所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置，包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元 件，其特征在于，所述導(dǎo)磁環(huán)由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫 隙，所述磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)，當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元 件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的信號(hào)處理裝置。所述的導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì) 應(yīng)的磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì) 應(yīng)的磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì) 應(yīng)的磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì) 應(yīng)的磁感應(yīng)元件為6個(gè)。所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而 形成的倒角。為了便于固定所述導(dǎo)磁環(huán)，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置還包括 骨架，所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一體成型時(shí)與骨架固定在一起。所述傳感器信號(hào)處理子單元或位置檢測(cè)裝置中包括位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電
8路，用于根據(jù)所述位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，具體包括A/D轉(zhuǎn)換電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將 模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；合成電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到 基準(zhǔn)信號(hào)D ；角度獲取電路，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移 角度9 ；以及存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表。所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置，包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定 子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)；其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在電機(jī)軸上；在定子上，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n =1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)元 件輸出呈格雷碼格式，相鄰兩個(gè)輸出只有一位變化；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有有 m(m為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與 第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變 為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)， 該夾角為90° /g;當(dāng)m為3時(shí)，該夾角為120° /g;當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60° /g，其中，g 為第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)。所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置，包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定 子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)；其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在轉(zhuǎn)軸上，所述第一磁鋼環(huán)被均勻 地磁化為N[N<= 2n(n = 0，1，2丨11)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán) 的磁極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m 為2或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的 中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 0，1，2丨11)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變 為電壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。在定子上對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360° /N。在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每 相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90° /N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾 角為120° /N;當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60° /N。 為了簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)，所述磁感應(yīng)元件直接表貼在定子的內(nèi)表面。 為了更好的聚磁，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置還包括兩個(gè)導(dǎo)磁
環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)。所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成的倒角。所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。所述傳感器信號(hào)處理子單元或位置檢測(cè)裝置中包括位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電 路，用于根據(jù)所述位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，具體包括A/D轉(zhuǎn)換電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換 為數(shù)字信號(hào)；相對(duì)偏移角度θ工計(jì)算電路，用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁感 應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量θ工；絕對(duì)偏移量θ 2計(jì)算電路，根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件 發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移
量θ2;角度合成及輸出模塊，用于將上述相對(duì)偏移量θ工和絕對(duì)偏移量θ 2相加，合成所 述第一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度θ ；存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)。還包括信號(hào)放大電路，用于在A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于磁電式傳感器的 電壓信號(hào)進(jìn)行放大。所述相對(duì)偏移角度θ工計(jì)算電路包括第一合成電路和第一角度獲取電路，所述第 一合成電路對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn) 信號(hào)D ；所述第一角度獲取電路根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相 對(duì)的角度作為偏移角度θ1 5所述相對(duì)偏移角度θ工計(jì)算電路內(nèi)或在合成電路之前還包括溫度補(bǔ)償電路，用于 消除溫度對(duì)磁電式傳感器發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響。所述合成電路或所述第一合成電路的輸出還包括信號(hào)R ；所述溫度補(bǔ)償單元包括系數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正器對(duì)所述合成模塊的 輸出的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)Rtl進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ；所述乘法器 為多個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所 述系數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成電路。所述絕對(duì)偏移量θ 2計(jì)算電路包括第二合成電路和第二角度獲取電路，所述第二 合成電路用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到 一信號(hào)E ；所述第二角度獲取電路根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角 度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量θ 2。本發(fā)明還提供一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法，該方法包括如下步驟步驟1 雨刮臂在伺服電機(jī)帶動(dòng)下朝磁感應(yīng)元件的方向擺動(dòng)，設(shè)定此時(shí)伺服電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向，雨刮臂的擺動(dòng)方向?yàn)檎驍[動(dòng)；步驟2 雨刮臂擺動(dòng)到極限位置，使雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)， 磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使雨刮臂反向擺動(dòng)；步驟3 預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的 角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)， 從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)。所述的步驟2具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿相 連；隨著第一雨刮臂的擺動(dòng)，設(shè)置在其上的磁鋼運(yùn)動(dòng)到與磁感應(yīng)元件相對(duì)應(yīng)的位置，磁感應(yīng) 元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制 電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂反向擺動(dòng)；同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂反向擺動(dòng)。所述的步驟2具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各自 的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；所述的第一雨刮臂擺動(dòng)到 極限位置，使第一雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的 位置并將該位置信號(hào)傳遞給第一雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電機(jī) 反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂反向擺動(dòng)；第一雨刮臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第二 雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第二雨刮臂與第一雨 刮臂同步反向擺動(dòng)。所述的步驟3中控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)，具體包括所述的 雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿相連，伺服電機(jī)帶動(dòng)第一雨刮臂正向擺動(dòng)； 同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂正向擺動(dòng)。所述的步驟3具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各自 的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì) 伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服 電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第一雨刮臂重新正向擺動(dòng)；第一雨刮 臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第二雨刮臂的伺服控制器，控制第二雨刮臂與第一 雨刮臂同步重新正向擺動(dòng)。綜上所述，本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單且成本低；雨刷的換向與磁感應(yīng)元件的安裝位置有關(guān)， 只要調(diào)整磁感應(yīng)元件的安裝位置，就能實(shí)現(xiàn)雨刷在0°至180°的任意擺角；由于采用的是 交流伺服系統(tǒng)，交流伺服控制器能對(duì)交流伺服電機(jī)實(shí)現(xiàn)“阻轉(zhuǎn)”保護(hù)，不會(huì)因雨刷“阻轉(zhuǎn)”而 燒壞電機(jī)，具有“阻轉(zhuǎn)”保護(hù)功能；交流伺服系統(tǒng)可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，可以對(duì)雨刷實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào) 速，調(diào)速非常方便；由于大大簡(jiǎn)化了現(xiàn)有雨刮器的機(jī)械結(jié)構(gòu)，并且采用交流伺服電機(jī)，比直 流電機(jī)使用壽命長(zhǎng)，所以整個(gè)系統(tǒng)可靠性高。以下結(jié)合附圖和具體的實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)地說(shuō)明。


圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖2是本發(fā)明實(shí)施例二的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖3是本發(fā)明實(shí)施例三的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是本發(fā)明實(shí)施例四的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖5是本發(fā)明實(shí)施例五的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖6是本發(fā)明實(shí)施例六的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖7是本發(fā)明實(shí)施例七的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖8是本發(fā)明實(shí)施例八的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖9是本發(fā)明實(shí)施例九的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖10是本發(fā)明實(shí)施例十的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖11是本發(fā)明實(shí)施例十一的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖；圖12是根據(jù)上述實(shí)施例的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖；圖13是交流伺服系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)原理圖；圖14示出了雙電機(jī)雨刮器的同步控制原理圖；圖15是本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置安裝于軸上的結(jié)構(gòu)原理圖；圖16是本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置的立體分解圖；圖17是本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置安裝于軸上的立體圖；圖18是本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置安裝于軸上的另一立體圖；圖19是磁鋼環(huán)安裝于軸上的立體圖；圖20是導(dǎo)磁環(huán)安裝于骨架上的立體圖；圖21是將導(dǎo)磁環(huán)從骨架上取下后的立體圖；圖22A-圖22D是本發(fā)明的導(dǎo)磁環(huán)的倒角設(shè)計(jì)圖；圖23是本發(fā)明位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖；圖24是本發(fā)明位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例一的信號(hào)處理裝置的框圖；圖25是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖；圖26是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例二的信號(hào)處理裝置的框圖；圖27是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖；圖28是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例三的信號(hào)處理裝置的框圖；圖29是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖；圖30是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例四的信號(hào)處理裝置的框圖；圖31是本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置的立體分解圖；圖32是圖31所示的位置檢測(cè)裝置的安裝圖；圖33是圖31所示的位置檢測(cè)裝置的另一安裝圖；圖34本發(fā)明所述位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理方法的流程圖之一；圖35本發(fā)明所述位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理方法的流程圖之二 ；圖36本發(fā)明所述位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理方法的流程圖之三；圖37本發(fā)明所述位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理方法的流程圖之四；圖38是本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)設(shè)有3個(gè)磁感應(yīng)元件 時(shí)得到的編碼；圖39是本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)設(shè)有3個(gè)磁感應(yīng)元件 時(shí)第二磁鋼環(huán)的充磁順序；圖40是本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置的第二磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的 結(jié)構(gòu)圖；圖41是本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置的第一磁鋼環(huán)均勻磁化為6對(duì)極時(shí)對(duì)應(yīng) 2個(gè)磁感應(yīng)元件的布置12
圖42為本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置的第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的 結(jié)構(gòu)圖；圖43為本發(fā)明實(shí)施例五的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置的電路框圖；圖44為本發(fā)明實(shí)施例六的第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)圖；圖45為本發(fā)明實(shí)施例六的信號(hào)處理裝置的電路框圖；圖46為本發(fā)明實(shí)施例七的第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)圖；圖47為本發(fā)明實(shí)施例七的信號(hào)處理裝置的電路框圖；圖48為本發(fā)明實(shí)施例八的第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)圖；圖49本發(fā)明實(shí)施例八的信號(hào)處理裝置的電路框圖；圖50為本發(fā)明的實(shí)施例五至實(shí)施例八的位置檢測(cè)裝置的另一種結(jié)構(gòu)的立體分解 圖；圖51A、51B和51C分別是實(shí)施例九的設(shè)置有導(dǎo)磁環(huán)的位置檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的立體分 解圖、示意圖和結(jié)構(gòu)圖。
具體實(shí)施例方式實(shí)施例一參照附圖，圖1是本發(fā)明實(shí)施例一的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖1所示， 該汽車(chē)電動(dòng)雨刮器包括第一伺服電機(jī)la和第一雨刮臂2a，第一伺服電機(jī)la的輸出通過(guò) 第一聯(lián)軸器3a與第一雨刮軸4a相連，第一雨刮軸4a上設(shè)有第一雨刮臂2a，且第一雨刮臂 2a隨第一雨刮軸4a的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)。伺服電機(jī)la的電機(jī)軸上設(shè)有第一位置檢測(cè)裝置5a ；第一雨刮臂2a上設(shè)有磁鋼6， 在汽車(chē)的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有磁感應(yīng)元件，在本發(fā)明中該磁感應(yīng)元件采用霍爾感應(yīng)元件7，第一位 置檢測(cè)裝置5a和霍爾感應(yīng)元件7將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第一伺服控制器8a，第一伺服 控制器8a控制第一伺服電機(jī)la并帶動(dòng)第一雨刮臂2a擺動(dòng)?；魻柛袘?yīng)元件7通過(guò)信號(hào)線 9a連接至第一伺服控制器8a，第一位置檢測(cè)裝置5a通過(guò)信號(hào)線9b連接至第一伺服控制器 8a，第一伺服電機(jī)la通過(guò)電機(jī)動(dòng)力線10連接至第一伺服控制器8a。在本實(shí)施例中，汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法包括以下步驟步驟1 第一雨刮臂2a在伺服電機(jī)la帶動(dòng)下朝霍爾感應(yīng)元件7的方向擺動(dòng)，設(shè)定 此時(shí)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向，雨刮臂的擺動(dòng)方向?yàn)檎驍[動(dòng)；步驟2 第一雨刮臂2a擺動(dòng)到極限位置，使第一雨刮臂2a上的磁鋼6與霍爾感應(yīng) 元件7的位置相對(duì)應(yīng)，霍爾感應(yīng)元件7感應(yīng)出磁鋼6的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控 制器8a，伺服電機(jī)la進(jìn)行位置控制，控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂2a反向擺動(dòng)；步驟3 預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的 角度，從而計(jì)算出第一雨刮臂2a轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電 機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)。實(shí)施例二如圖2所示，與實(shí)施例一不同的是，該電動(dòng)雨刮器還包括減速器。伺服控制器8a 控制第一伺服電機(jī)la運(yùn)行，電機(jī)通過(guò)第一聯(lián)軸器3a與蝸桿11連接，帶動(dòng)蝸桿11轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸 桿11帶動(dòng)蝸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪軸13通過(guò)第二聯(lián)軸器3b與第一雨刮軸4a連接，帶動(dòng)第一雨刮軸4a轉(zhuǎn)動(dòng)。這里所采用的減速器為蝸輪蝸桿減速器，也可以使用圓柱齒輪減速器、圓錐 齒輪減速器、行星齒輪減速器等。該電動(dòng)雨刮器為單雨刮結(jié)構(gòu)的雨刮器，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，伺服控 制器能控制雨刮器實(shí)現(xiàn)0°至180°任意擺角，所以不僅能代替現(xiàn)有單雨刮結(jié)構(gòu)的雨刮器， 而且可以代替現(xiàn)有雙雨刮結(jié)構(gòu)的雨刮器。實(shí)施例三如圖3所示，與實(shí)施例一不同的是，該電動(dòng)雨刮器第一雨刮軸4a上套設(shè)有第一曲 柄14a，第一曲柄14a通過(guò)同步桿15與第二曲柄14b相連，第二曲柄14b上設(shè)有第二雨刮軸 4b，所述的第二雨刮軸4b轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)固定在其上的第二雨刮臂2b擺動(dòng)。該汽車(chē)雨刮器的 電機(jī)與雨刮軸之間沒(méi)有減速器，直接通過(guò)聯(lián)軸器連接。這樣可以簡(jiǎn)化雨刮器的結(jié)構(gòu)，但需要 電機(jī)提供更大的轉(zhuǎn)矩。在本實(shí)施例中汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法包括以下步驟步驟1 第一雨刮臂2a在伺服電機(jī)la帶動(dòng)下朝霍爾感應(yīng)元件7的方向擺動(dòng)，設(shè)定 此時(shí)伺服電機(jī)的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向，第一雨刮臂的擺動(dòng)方向?yàn)檎驍[動(dòng)；步驟2 第一雨刮臂2a擺動(dòng)到極限位置，使第一雨刮臂上的磁鋼6與霍爾感應(yīng)元 件7的位置相對(duì)應(yīng)，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器8a， 伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使雨刮臂反向擺動(dòng)；第一雨刮臂2a、第二雨刮臂2b，兩者通過(guò)同步桿15相連；隨著第一雨刮臂2a的 擺動(dòng)，設(shè)置在其上的磁鋼6運(yùn)動(dòng)到與霍爾感應(yīng)元件7相對(duì)應(yīng)的位置，霍爾感應(yīng)元件7感應(yīng)出 磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器8a，伺服電機(jī)la進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)反 轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂2a反向擺動(dòng)；同步桿15同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂2b反向擺動(dòng)。步驟3 預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的 角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)， 從而帶動(dòng)第一雨刮臂2a重新正向擺動(dòng)。同步桿15同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂2b正向擺動(dòng)。實(shí)施例四如圖4所示，與實(shí)施例三不同的是，該電動(dòng)雨刮器的電機(jī)與雨刮軸之間設(shè)有減速 器，即第一齒輪16a和第二齒輪16b。此外還可以使用圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器等。實(shí)施例五如圖5所示，在該電動(dòng)雨刮器中，伺服控制器8a控制第一伺服電機(jī)la運(yùn)行，電機(jī) 通過(guò)第一聯(lián)軸器3a與蝸桿11連接，帶動(dòng)蝸桿11轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸桿11帶動(dòng)蝸輪12轉(zhuǎn)動(dòng)，蝸輪軸13 通過(guò)第二聯(lián)軸器3b與第一雨刮軸4a連接，帶動(dòng)第一雨刮軸4a轉(zhuǎn)動(dòng)。第一雨刮軸4a帶動(dòng) 第一雨刮臂2a和第一曲柄14a轉(zhuǎn)動(dòng)，第一曲柄14a通過(guò)同步桿與第二曲柄14b連接，帶動(dòng) 第二曲柄14b轉(zhuǎn)動(dòng)，第二曲柄14b帶動(dòng)第二雨刮軸4b轉(zhuǎn)動(dòng)進(jìn)而帶動(dòng)第二雨刮臂2b轉(zhuǎn)動(dòng)。在第一雨刮臂2a上貼有磁鋼6，在第一雨刮臂2a的一側(cè)，汽車(chē)與磁鋼對(duì)應(yīng)的位置 裝有霍爾感應(yīng)元件7 (當(dāng)磁鋼隨第一雨刮臂2a轉(zhuǎn)動(dòng)到一側(cè)時(shí)，恰好與霍爾位置對(duì)應(yīng))。當(dāng)?shù)?一雨刮臂2a朝霍爾感應(yīng)元件7的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鋼6接近霍爾感應(yīng)元件7，磁場(chǎng)增強(qiáng)，霍爾 感應(yīng)元件7的感應(yīng)電壓增大，當(dāng)磁鋼6離霍爾最近時(shí)，霍爾感應(yīng)元件7的感應(yīng)電壓最大，CPU 檢測(cè)到霍爾感應(yīng)元件7的最大電壓，由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)向信號(hào)，控制電機(jī)反向運(yùn)行，第一雨刮臂2a 朝遠(yuǎn)離霍爾感應(yīng)元件7的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝挥旯伪?a向遠(yuǎn)離霍爾感應(yīng)元件7的方向運(yùn)動(dòng) 時(shí)，伺服控制器8a對(duì)第一伺服電機(jī)la進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)指定的圈數(shù)后，控制電機(jī)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂2a向靠近霍爾感應(yīng)元件7的 方向運(yùn)動(dòng)。第一雨刮臂2a向靠近霍爾感應(yīng)元件7的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，當(dāng)磁鋼6運(yùn)動(dòng)到與霍爾感 應(yīng)元件7距離最近時(shí)，霍爾感應(yīng)元件7產(chǎn)生最大的感應(yīng)電壓信號(hào)，傳遞給伺服控制器8a，伺 服控制器控制交流伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，第一雨刮臂2a向遠(yuǎn)離霍爾感應(yīng)元件7的方向運(yùn)動(dòng)。通過(guò) 霍爾感應(yīng)元件7、磁鋼6和位置控制，實(shí)現(xiàn)第一雨刮臂2a的往復(fù)運(yùn)動(dòng)。第二雨刮臂2b通過(guò) 第一曲柄14a、同步桿15、第二曲柄14b與第一雨刮臂2a保持同步運(yùn)動(dòng)。實(shí)施例六如圖6所示，與實(shí)施例五不同的是，該電動(dòng)雨刮器為雙電機(jī)結(jié)構(gòu)的雨刮器，每一個(gè) 電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)雨刮臂。伺服控制器8a和伺服控制器8b對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行同步控制，之 間有信號(hào)線9d連接，用于通訊，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)的同步控制。采用的減速器為蝸輪蝸桿減速器， 此外還可以使用圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器等。實(shí)施例七如圖7所示，該電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)類(lèi)似于實(shí)施例一中所述的結(jié)構(gòu)，其特點(diǎn)是不使 用減速器，電機(jī)軸直接通過(guò)聯(lián)軸器3a連接雨刮軸4a，而且采用的伺服系統(tǒng)為一體化伺服系 統(tǒng)，為一體化結(jié)構(gòu)的單雨刮器。該電動(dòng)雨刮器的結(jié)構(gòu)非常簡(jiǎn)單，但由于沒(méi)有減速器，所以需 要電機(jī)提供的扭矩大。實(shí)施例八如圖8所示，該電動(dòng)雨刮器為一體化結(jié)構(gòu)的雙雨刮器。每一個(gè)電機(jī)分別驅(qū)動(dòng)一個(gè) 雨刮臂。伺服控制器8a和伺服控制器8b對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行同步控制，之間有信號(hào)線9b連接， 用于通訊，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)的同步控制。電機(jī)la和lb分別通過(guò)聯(lián)軸器3a和3b與雨刮軸4a和 4b直接連接，中間沒(méi)有減速器。實(shí)施例九如圖9所示，該電動(dòng)雨刮器為采用一體化伺服系統(tǒng)的單雨刮結(jié)構(gòu)的雨刮器。與實(shí) 施例二相比，所用的伺服系統(tǒng)為一體化伺服系統(tǒng)，伺服控制器和伺服電機(jī)為一體結(jié)構(gòu)，比實(shí) 施例二的雨刮器結(jié)構(gòu)更簡(jiǎn)單。采用的減速器為蝸輪蝸桿減速器，此外還可以使用圓柱齒輪 減速器、圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器等。實(shí)施例十如圖10所示，該電動(dòng)雨刮器為采用一體化伺服系統(tǒng)的單雨刮結(jié)構(gòu)的雨刮器。與實(shí) 施例九相比，不同之處在于采用的減速器為圓柱齒輪減速器，即第一齒輪16a和第二齒輪 16b，此外還可以使用圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器等。實(shí)施例i^一如圖11所示，該電動(dòng)雨刮器的為采用兩個(gè)一體化伺服系統(tǒng)的雨刮器，每一個(gè)電機(jī) 分別驅(qū)動(dòng)一個(gè)雨刮臂。伺服控制器8a和伺服控制器8b對(duì)兩個(gè)電機(jī)進(jìn)行同步控制，之間有 信號(hào)線9b連接，用于通訊，實(shí)現(xiàn)雙電機(jī)的同步控制。采用的減速器為蝸輪蝸桿減速器，此外 還可以使用圓柱齒輪減速器、圓錐齒輪減速器、行星齒輪減速器等。在以上各實(shí)施例中，電機(jī)優(yōu)選為交流伺服電機(jī)。綜合上述的各個(gè)實(shí)施例，將本發(fā)明汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法綜述為以下步驟步驟1 雨刮臂在伺服電機(jī)帶動(dòng)下朝磁感應(yīng)元件的方向擺動(dòng)，設(shè)定此時(shí)伺服電機(jī) 的旋轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向，雨刮臂的擺動(dòng)方向?yàn)檎驍[動(dòng)；
步驟2 雨刮臂擺動(dòng)到極限位置，使雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)， 磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控 制，控制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使雨刮臂反向擺動(dòng)；步驟3 預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的 角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)， 從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)。優(yōu)選地，步驟2具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿 相連；隨著第一雨刮臂的擺動(dòng)，設(shè)置在其上的磁鋼運(yùn)動(dòng)到與磁感應(yīng)元件相對(duì)應(yīng)的位置，磁感 應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控 制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂反向擺動(dòng)；同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂反向擺動(dòng)。優(yōu)選地，步驟2具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各 自的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；所述的第一雨刮臂擺動(dòng) 到極限位置，使第一雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼 的位置并將該位置信號(hào)傳遞給第一雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電 機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂反向擺動(dòng)；第一雨刮臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第 二雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第二雨刮臂與第一 雨刮臂同步反向擺動(dòng)。優(yōu)選地，步驟3中控制電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)，具體包括所述 的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿相連，伺服電機(jī)帶動(dòng)第一雨刮臂正向擺 動(dòng)；同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂正向擺動(dòng)。優(yōu)選地，步驟3具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各 自的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度 對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺 服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第一雨刮臂重新正向擺動(dòng)；第一雨 刮臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第二雨刮臂的伺服控制器，控制第二雨刮臂與第 一雨刮臂同步重新正向擺動(dòng)。以下說(shuō)明上述實(shí)施例的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制原理。圖12是根據(jù)上述實(shí)施例的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)圖。如圖12所示， 汽車(chē)雨刮器控制系統(tǒng)由伺服控制器、交流伺服電機(jī)、位置檢測(cè)裝置、霍爾和磁鋼組成。伺服 控制器由單片機(jī)(MCU)、IPM、電流傳感器等組成。單片機(jī)接收電流傳感器的電機(jī)電流信號(hào) 和位置檢測(cè)裝置的電壓信號(hào)以及霍爾的感應(yīng)電壓信號(hào)，求解電機(jī)轉(zhuǎn)向信號(hào)、運(yùn)行角度求解 算法和控制程序，產(chǎn)生PWM信號(hào)控制IPM。IPM根據(jù)PWM信號(hào)，產(chǎn)生三相電壓給交流伺服電 機(jī)。整個(gè)系統(tǒng)是一個(gè)閉環(huán)的控制系統(tǒng)，控制周期短(一個(gè)控制周期只有幾十個(gè)微秒)，響應(yīng) 快，精度高。具體地，如圖13所示，在MCU的內(nèi)部有CPU、A/D、同步通訊口和PWM信號(hào)產(chǎn)生模塊 等，電流傳感器輸入到MCU的模擬信號(hào)進(jìn)過(guò)A/D采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，從而得到電流反饋。 位置檢測(cè)裝置輸入到MCU的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，CPU運(yùn)行角度求解算 法，得到角度反饋?；魻栞斎氲組CU的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣，轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，霍爾感應(yīng) 磁鋼的磁場(chǎng)，當(dāng)磁鋼運(yùn)動(dòng)到霍爾對(duì)應(yīng)的位置時(shí)，磁場(chǎng)最強(qiáng)，由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)向信號(hào)。CPU根據(jù)轉(zhuǎn)向信號(hào)、電流反饋和角度反饋運(yùn)行控制程序?？刂瞥绦蛑饕瑱C(jī)械環(huán)和電流環(huán)，機(jī)械環(huán)根據(jù) 設(shè)定指令和角度反饋，計(jì)算出電流指令，電流環(huán)根據(jù)電流指令和電流反饋，計(jì)算出三相電壓 占空比。PWM信號(hào)產(chǎn)生模塊根據(jù)三相電壓占空比，產(chǎn)生PWM信號(hào)，傳遞給IPM。IPM根據(jù)PWM 信號(hào)，產(chǎn)生三相電壓給交流伺服電機(jī)。在控制上與傳統(tǒng)的交流伺服系統(tǒng)的區(qū)別在于，沒(méi)有編碼器，而是用位置檢測(cè)裝置 取代了編碼器，角度求解算法和控制程序都是在一個(gè)MCU運(yùn)算完成。傳統(tǒng)的交流伺服系統(tǒng) 編碼器中也有一個(gè)MCU，用于處理角度相關(guān)的A/D采樣和運(yùn)行角度求解算法，并將角度通過(guò) 同步口通訊發(fā)送給控制器內(nèi)的MCU，控制器內(nèi)的MCU用于運(yùn)行控制程序。本專(zhuān)利只用一個(gè) MCU來(lái)完成原來(lái)兩個(gè)MCU完成的工作，節(jié)省了一個(gè)MCU，同時(shí)節(jié)省了相應(yīng)的外圍電路、編碼器 和控制器的連線，因此相對(duì)與傳統(tǒng)的交流伺服系統(tǒng)，降低了成本。

當(dāng)?shù)谝挥旯伪鄢魻柕姆较蜻\(yùn)動(dòng)時(shí)，磁鋼接近霍爾，磁場(chǎng)增強(qiáng)，霍爾的感應(yīng)電壓增 大，當(dāng)磁鋼離霍爾最近時(shí)，霍爾的感應(yīng)電壓最大，CPU檢測(cè)到霍爾的最大電壓，由此產(chǎn)生轉(zhuǎn)向 信號(hào)，控制電機(jī)反向運(yùn)行，第一雨刮臂朝遠(yuǎn)離霍爾的方向運(yùn)動(dòng)。當(dāng)?shù)谝挥旯伪巯蜻h(yuǎn)離霍爾的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，伺服控制器對(duì)交流伺服電機(jī)進(jìn)行位置控 制，控制電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，當(dāng)電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)指定的圈數(shù)后，控制電機(jī)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而使 第一雨刮臂向裝有霍爾的一側(cè)運(yùn)動(dòng)。通過(guò)霍爾、磁鋼和位置控制，實(shí)現(xiàn)第一雨刮臂的往復(fù)運(yùn) 動(dòng)。第二雨刮臂通過(guò)第一曲柄、同步桿、第二曲柄與第一雨刮臂保持同步運(yùn)動(dòng)。其中，機(jī)械環(huán)根據(jù)角度指令和角度求解算法得到的角度反饋，經(jīng)過(guò)控制計(jì)算，計(jì)算 出電流指令，傳遞給電流環(huán)。電動(dòng)閥控制系統(tǒng)的機(jī)械環(huán)包括兩個(gè)位置環(huán)和一個(gè)速度環(huán)，位置 環(huán)輸出速度指令，速度環(huán)輸出電流指令。轉(zhuǎn)向信號(hào)也為機(jī)械環(huán)的輸入，用于控制電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)的 方向。位置環(huán)的作用是，當(dāng)?shù)谝挥旯伪巯蜻h(yuǎn)離霍爾的方向運(yùn)動(dòng)時(shí)，計(jì)算電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的圈數(shù)，當(dāng) 電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)指定的圈數(shù)后，控制電機(jī)向相反的方向旋轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂向裝有霍爾的一 側(cè)運(yùn)動(dòng)。角度指令為控制程序設(shè)定的指令或者根據(jù)設(shè)定指令計(jì)算出來(lái)。位置檢測(cè)裝置感應(yīng) 電機(jī)轉(zhuǎn)軸的角度位置，并將感應(yīng)的電壓信號(hào)傳遞給MCU，經(jīng)過(guò)A/D采樣得到包含角度信息的 數(shù)字信號(hào)，傳遞給MCU內(nèi)的CPU，CPU運(yùn)行角度求解算法，得到角度反饋。角度指令減去角 度反饋，得到角度誤差，通過(guò)PID控制器對(duì)角度進(jìn)行PID控制，得到速度指令，角度的PID控 制叫做位置環(huán)，位置環(huán)輸出的是速度指令，傳遞給速度環(huán)。角度反饋通過(guò)微分器得到速度反 饋，速度指令減去速度反饋，得到速度誤差，通過(guò)PID控制器對(duì)速度進(jìn)行PID控制，得到電流 指令I(lǐng)d—&，Iqjef0速度的PID控制叫做速度環(huán)。電流指令為速度環(huán)的輸出，也為機(jī)械環(huán)的 輸出，機(jī)械環(huán)輸出電流指令I(lǐng)d—ref，Igef給電流環(huán)。圖14示出了雙電機(jī)雨刮器的同步控制原理圖。如圖14所示，雙電機(jī)雨刮器包含 兩個(gè)交流伺服系統(tǒng)，兩個(gè)交流伺服系統(tǒng)的伺服控制器之間通過(guò)數(shù)據(jù)線連接，用于數(shù)據(jù)通訊。 MCUl接收霍爾感應(yīng)的電壓信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣，以及轉(zhuǎn)向信號(hào)求解得到轉(zhuǎn)向信號(hào)。MCUl同 時(shí)接收設(shè)定指令，將設(shè)定指令與轉(zhuǎn)向信號(hào)，作為MCUl機(jī)械環(huán)的輸入。設(shè)定指令與轉(zhuǎn)向信號(hào) 經(jīng)過(guò)計(jì)算，計(jì)算出角度指令2，通過(guò)數(shù)據(jù)線傳遞給MCU2，作為MCU2機(jī)械環(huán)的輸入。然后伺服 控制器1和伺服控制器2分別對(duì)交流伺服電機(jī)1，2進(jìn)行位置控制，從而保證兩個(gè)電機(jī)同步。接下來(lái)，詳細(xì)說(shuō)明上述各實(shí)施例中所使用的位置檢測(cè)裝置。圖15是表示本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置安裝于軸上的結(jié)構(gòu)原理圖。圖16是表示本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置的立體分解圖。如圖15和圖16所示，本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置由磁感應(yīng) 元件板102、磁鋼環(huán)103、導(dǎo)磁環(huán)104、骨架105組成；磁感應(yīng)元件板102由PCB板和磁感應(yīng) 元件106組成，，磁感應(yīng)元件板102上還裝有接插件108。磁鋼環(huán)103安裝在軸107上，對(duì)本發(fā)明來(lái)說(shuō)，軸107就是伺服電機(jī)的轉(zhuǎn)軸，導(dǎo)磁環(huán) 104固定在骨架105上，骨架105固定在伺服電機(jī)的合適位置。當(dāng)軸107轉(zhuǎn)動(dòng)時(shí)，磁鋼環(huán)103 轉(zhuǎn)動(dòng)，產(chǎn)生正弦磁場(chǎng)，而導(dǎo)磁環(huán)104起聚磁作用，磁鋼環(huán)103產(chǎn)生的磁通通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)104。PCB 板上固定的磁感應(yīng)元件106把通過(guò)導(dǎo)磁環(huán)104的磁場(chǎng)轉(zhuǎn)換成電壓信號(hào)并輸出，該電壓信號(hào) 直接進(jìn)入主控板芯片。由主控板上芯片對(duì)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，最后得到位角位移。其中，在制作所述的位置檢測(cè)裝置時(shí)，導(dǎo)磁環(huán)104設(shè)置在骨架成型模具上，在所述 骨架一體成型時(shí)與骨架105固定在一起。圖17和圖18是本發(fā)明的位置檢測(cè)裝置安裝于軸上的總體的立體圖。圖19是磁 鋼環(huán)安裝于軸上的立體圖。圖20是導(dǎo)磁環(huán)安裝于骨架上的立體圖。圖21是將導(dǎo)磁環(huán)從骨 架上取下后的立體圖。以上各圖中與圖15和圖16中相同的部件以相同附圖標(biāo)記指示。導(dǎo) 磁環(huán)104安裝于骨架105上，磁鋼環(huán)103安裝軸107上，導(dǎo)磁環(huán)104與磁鋼環(huán)103可以相對(duì) 轉(zhuǎn)動(dòng)。本發(fā)明通過(guò)合理安排各部件的布局，可以減少位置檢測(cè)裝置的尺寸。圖22A到圖22D以由1/4弧段和3/4弧段構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)為例，圖示了本發(fā)明的導(dǎo)磁 環(huán)的倒角設(shè)計(jì)。如圖22A到圖22D所示，導(dǎo)磁環(huán)由兩段或多段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，圖 22A所示的導(dǎo)磁環(huán)沒(méi)有設(shè)計(jì)倒角，圖22B到圖22D所示的弧段端部設(shè)有倒角，所述倒角為沿 軸向(圖22B)或徑向(圖22C)或同時(shí)沿軸向、徑向(圖22D)切削而形成的倒角，151、153 表示軸向切面，152、154表示徑向切面。相鄰兩弧段間留有縫隙，磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)， 當(dāng)磁鋼環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信 號(hào)，并將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的控制器。根據(jù)磁密公式萬(wàn)=|可以知道，當(dāng) 一定時(shí)候，可以通過(guò)減少S，增加B。
U因?yàn)橛来朋w產(chǎn)生的磁通是一定的，在導(dǎo)磁環(huán)中S較大，所以B比較小，因此可以減 少因?yàn)榇艌?chǎng)交變而導(dǎo)致的發(fā)熱。而通過(guò)減少導(dǎo)磁環(huán)端部面積能夠增大端部的磁場(chǎng)強(qiáng)度，使 得磁感應(yīng)元件的輸出信號(hào)增強(qiáng)。這樣的信號(hào)拾取結(jié)構(gòu)制造工藝簡(jiǎn)單，拾取的信號(hào)噪聲小，生 產(chǎn)成本低，可靠性高，而且尺寸小。基于上述結(jié)構(gòu)的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置，包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、合成模塊、 角度獲取模塊和存儲(chǔ)模塊，其中，A/D轉(zhuǎn)換模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓 信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)，對(duì)應(yīng)于磁感應(yīng)元件的個(gè)數(shù)，該模塊中具有 多個(gè)A/D轉(zhuǎn)換器，分別用于對(duì)每個(gè)磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換；所述合成模 塊對(duì)經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到基準(zhǔn)信號(hào)D ；所述角度獲取模塊，根據(jù)該 基準(zhǔn)信號(hào)D，在角度存儲(chǔ)表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度0 ；所述存儲(chǔ)模塊用于存 儲(chǔ)數(shù)據(jù)。上述各個(gè)模塊可以構(gòu)成一 MCU。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例一該實(shí)施例提供了設(shè)有兩個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置。圖23是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例一的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖23所示，導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段111和3/4弧段112，位置A和B相距角度為90°，并開(kāi) 有狹縫，分別以109和110表示的兩個(gè)磁感應(yīng)元件氏、112放置于A和B處的狹縫中，采用此 結(jié)構(gòu)有利于減少磁場(chǎng)泄露，提高磁感應(yīng)元件感應(yīng)的磁通量，并且由于磁表面感應(yīng)的磁通是 磁場(chǎng)的積分，因此有利用降低信號(hào)噪聲以和信號(hào)中的高次諧波。在電機(jī)軸上，由兩段同半徑 的弧段111、112構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)與磁鋼環(huán)113同心安裝。圖24是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例一的信號(hào)處理裝置的框圖，磁感應(yīng)元件氏和H2的 輸出信號(hào)接MCU的內(nèi)置A/D轉(zhuǎn)換器模擬輸入口，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸出信號(hào)接乘法器1、2， 系數(shù)矯正器7的輸出信號(hào)K接乘法器1、2的輸入端，乘法器1、2的輸出信號(hào)接合成器3的 輸入端，合成器3輸出信號(hào)D和R，系數(shù)矯正器7接收合成器3輸出的信號(hào)D和R，通過(guò)運(yùn)算 得到信號(hào)K，通過(guò)使磁感應(yīng)元件&和H2的信號(hào)與該信號(hào)K進(jìn)行相乘，以此來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償， 消除溫度對(duì)信號(hào)的影響。存儲(chǔ)器4中存儲(chǔ)有一角度存儲(chǔ)表，MCU根據(jù)信號(hào)D在角度存儲(chǔ)表 中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度0。其中對(duì)信號(hào)的處理，即合成器3對(duì)信號(hào)的處理原則是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大 小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合 位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例，說(shuō)明如下約定當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。如果 A_D>=B_DD = {A_0 ;B_0 ;B_D}R=yjA2+B2 ；否則D = {A_0 ;B_0 ;A_D}R二 ^A2+B2 o在存儲(chǔ)模塊中存儲(chǔ)有一標(biāo)準(zhǔn)角度表，其中存儲(chǔ)了對(duì)應(yīng)于一系列的碼，每一個(gè)碼對(duì) 應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和一高精度 位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的角度進(jìn)行 一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。另外，在存儲(chǔ)模塊中還存儲(chǔ)了一些數(shù)據(jù)修正表，這些表中包括一個(gè)信號(hào)R與其標(biāo) 準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)Ro的對(duì)應(yīng)表，通過(guò)合成模塊，即合成器3得到的信號(hào)R，通過(guò)查表可以得到 一信號(hào)禮，通過(guò)將信號(hào)禮和信號(hào)R進(jìn)行比較，如除法運(yùn)算，得到信號(hào)K。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例二該實(shí)施例提供了設(shè)有四個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置。圖25是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例二的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖25所示，導(dǎo)磁環(huán)由四段同半 徑的1/4弧段118、119、120和121構(gòu)成，A，B, C，D四個(gè)位置角度依次相隔為90°，并且都 有一狹縫。分別以114、115、116和117表示的4個(gè)磁感應(yīng)元件H” H2、H3、H4分別放置于狹 縫A、B、C和D處，采用此結(jié)構(gòu)有利于減少磁場(chǎng)泄露，提高磁感應(yīng)元件感應(yīng)的磁通量，并且由 于磁表面感應(yīng)的磁通是磁場(chǎng)的積分，因此有利用降低信號(hào)噪聲以和信號(hào)中的高次諧波。四
19段同半徑的1/4弧段118、119、120和121構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)和磁鋼環(huán)122同心安裝。圖26是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例二的信號(hào)處理裝置的框圖。該信號(hào)處理裝置與實(shí)施例一相類(lèi)似，不同在于，由于本實(shí)施例中有4個(gè)互成90度 的磁感應(yīng)元件，因此，在信號(hào)處理裝置上增加了減法器，即數(shù)字差分模塊，通過(guò)該減法器模 塊抑制溫度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的信號(hào)仍為2個(gè)。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例三該實(shí)施例提供了設(shè)有三個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置。圖27是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例三的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖27所示，導(dǎo)磁環(huán)由三段同 半徑的1/3弧段126、127和128構(gòu)成，A，B, C三個(gè)位置依次相距120°，并且開(kāi)有一狹縫， 分別以123、124和125表示的3個(gè)傳感器氏、112、H3分別放置狹縫處，采用此結(jié)構(gòu)有利于減 少磁場(chǎng)泄露，提高傳感器感應(yīng)的磁通量，并且由于傳感器表面感應(yīng)的磁通是磁場(chǎng)的積分，因 此有利用降低信號(hào)噪聲以和信號(hào)中的高次諧波。三段同半徑的1/3弧段126、127和128構(gòu) 成的導(dǎo)磁環(huán)和磁鋼環(huán)129同心安裝。圖28是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例三的信號(hào)處理裝置的框圖。與實(shí)施例一不同的是，磁感應(yīng)元件有三個(gè)，輸出給合成器的信號(hào)為三個(gè)，合成器在 處理信號(hào)時(shí)與實(shí)施例一不同，其余與實(shí)施例一相同。在這里，僅說(shuō)明合成器如何處理信號(hào)。在本實(shí)施例中，對(duì)信號(hào)的處理，即合成器4對(duì)信號(hào)的處理原則是先判斷三個(gè)信號(hào) 的符合位，并比較符合位相同的信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的 結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，第三個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信 號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例約定當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。如果如果如果如果如果如果如果如果
{A_0 ;B_0 ;C_0} = 010 并且 A_D >= C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D} {A_0 ；B_0 ;C_0} = 010 并且 A_D < C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D} {A_0 ;B_0 ;C_0} = 101 并且 A_D >= C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D} {A_0 ;B_0 ；C_0} = 101 并且 A_D < C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D} {A_0 ;B_0 ;C_0} = Oil 并且 B_D >= C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D} {A_0 ;B_0 ；C_0} = Oil 并且 B_D < C_D
D = {A_0 ;B_0 ;C_0 ;B_D} {A_0 ;B_0 ;C_0} = 100 并且 B_D >= C_D
D = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D} {A_0 ;B_0 ;C_0} = 100 并且 B_D < C_D
D一{A 0B 0C 0B D}
如果{A 0；B 0；C 0}一00l并且B D>一A D
D一{A 0B 0C 0A D}
如果{A 0；B 0；C 0}一00l并且B D<A D
D一{A 0B 0C 0B D}
如果{A 0；B 0；C 0}一110并且B D>一A D
D一{A 0B 0C 0A D}
如果{A 0；B 0；C 0}一l lo并且B D<A D
D一{A 0B 0C 0B D}a = A-Bx cos(y) - C x cos(y)sin(y)-Cx sin(y)R =扣2 + p2位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例四該實(shí)施例提供了設(shè)有六個(gè)磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置。圖29是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例四的結(jié)構(gòu)示意圖。如圖29所示，導(dǎo)磁環(huán)由六段同半 徑的1/6弧段136、137、138、139、140和141構(gòu)成，A，B, C，D，E，F(xiàn)六個(gè)位置依次相距60°， 并且都開(kāi)有一狹縫，分別以130、131、132、133、134和135表示的6個(gè)傳感器&、H2、H3、H4、 H5、H6分別放置狹縫內(nèi)，采用此結(jié)構(gòu)有利于減少磁場(chǎng)泄露，提高傳感器感應(yīng)的磁通量，并且 由于傳感器表面感應(yīng)的磁通是磁場(chǎng)的積分，因此有利用降低信號(hào)噪聲以和信號(hào)中的高次諧 波。電機(jī)非負(fù)載輸出端軸上裝有永磁環(huán)，由六段同半徑的1/6弧段136、137、138、139、140 和141構(gòu)成的導(dǎo)磁環(huán)和磁鋼環(huán)142同心安裝。圖30是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例四的信號(hào)處理裝置的框圖。與實(shí)施例三不同的是， 磁感應(yīng)元件有六個(gè)，因此，在信號(hào)處理裝置上增加了減法器模塊，通過(guò)該減法器模塊抑制溫 度和零點(diǎn)漂移，以此來(lái)提高數(shù)據(jù)精度，最終輸出給合成器的信號(hào)仍為3個(gè)，處理過(guò)程與實(shí)施 例三相同。如圖31 圖33所示，該位置檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定子，轉(zhuǎn)子包 括第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b以及第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b，第一磁鋼 環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b分別固定在電機(jī)軸200上，其中定子為支架203。如圖31和圖33所示，第一導(dǎo)磁環(huán)205a和第二導(dǎo)磁環(huán)205b分別由多個(gè)同圓心、同 半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩個(gè)弧段之間留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件204分別 設(shè)在該空隙內(nèi)。這里的導(dǎo)磁環(huán)與上述實(shí)施例中所述的相同。對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)201b，以第二磁鋼環(huán)201b的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n =1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)原件輸 出呈格雷碼形式。磁極的極性為格雷碼的首位為“0”對(duì)應(yīng)于“N/S”極，首位為“ 1，，對(duì)應(yīng)于 “S/N，，極。第一磁鋼環(huán)201a均勻的磁化為g(g的取值等于第二磁鋼環(huán)中的磁極總數(shù))對(duì)極 (N極和S極交替排列)，當(dāng)?shù)诙配摥h(huán)中的磁極總數(shù)為6時(shí)，第一磁鋼環(huán)201a的極對(duì)數(shù)為 6對(duì)。以第一磁鋼環(huán)201a的中心為圓心的同一圓周上，設(shè)置有m個(gè)磁感應(yīng)元件，如2個(gè)，二個(gè)磁感應(yīng)元件Hi、H2之間的夾角為90° /6。第一磁鋼環(huán)均勻地磁化為6對(duì)極時(shí)磁感應(yīng)元件 的布置如圖41所示。當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的 磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷盒盘?hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置。定義第一磁鋼環(huán)中相鄰一對(duì)“N-S”為一個(gè)信號(hào)周期，因此，任一“N-S”對(duì)應(yīng)的機(jī)械 角度為360° /g(g為“N-S”個(gè)數(shù))，假定轉(zhuǎn)子在t時(shí)刻旋轉(zhuǎn)角度e位于第nth信號(hào)周期內(nèi)， 則此時(shí)刻角位移e可認(rèn)為由兩部分構(gòu)成1.在第nth信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量，磁感應(yīng)元 件氏和H2感應(yīng)第一磁鋼環(huán)的磁場(chǎng)來(lái)確定在此“N-S”信號(hào)周期內(nèi)的偏移量0 ！(值大于0小 于360° /g) ；2.第rith信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量92，用傳感器氏，114，...扎感應(yīng)磁環(huán) 2的磁場(chǎng)來(lái)確定此時(shí)轉(zhuǎn)子究竟是處于哪一個(gè)“N-S”來(lái)得到e2?；谠撐恢脵z測(cè)裝置及原理的信號(hào)處理裝置包括A/D轉(zhuǎn)換模塊、相對(duì)偏移量0 : 計(jì)算模塊、絕對(duì)偏移量92計(jì)算模塊和存儲(chǔ)模塊。其信號(hào)處理流程如圖34-37所示，對(duì)位置 檢測(cè)裝置中第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為 數(shù)字信號(hào)；由相對(duì)偏移量e工計(jì)算模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的第一 電壓信號(hào)進(jìn)行角度9工求解，計(jì)算對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移 量9 1;由絕對(duì)偏移量92計(jì)算模塊對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的第一電壓 信號(hào)進(jìn)行角度9 2求解，來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量02;通 過(guò)角度合成及輸出模塊，如加法器用于將上述相對(duì)偏移量和絕對(duì)偏移量e2相加，合成 所述第一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度0。對(duì)于圖35，為在圖34的基礎(chǔ)上增加的 信號(hào)放大模塊，具體如放大器，用于在A/D轉(zhuǎn)換模塊進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于位置檢測(cè) 裝置的電壓信號(hào)進(jìn)行放大。圖36是包括溫度補(bǔ)償?shù)男盘?hào)處理流程圖，在進(jìn)行角度求解 之前，還包括溫度補(bǔ)償?shù)倪^(guò)程；圖37為基于圖36的溫度補(bǔ)償?shù)木唧w過(guò)程，即進(jìn)行溫度補(bǔ)償 時(shí)，要先進(jìn)行系數(shù)矯正，而后再將A/D轉(zhuǎn)換器輸出的信號(hào)與系數(shù)矯正的輸出通過(guò)乘法器進(jìn) 行相乘的具體方式來(lái)進(jìn)行溫度補(bǔ)償。當(dāng)然，溫度補(bǔ)償?shù)木唧w方式還有很多種，在此就不一一 介紹。相對(duì)偏移量0工計(jì)算模塊包括信號(hào)合成單元、第一角度獲取單元和溫度補(bǔ)償單元， 信號(hào)合成單元對(duì)不同位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基 準(zhǔn)信號(hào)D ；所述第一角度獲取單元根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì) 的角度作為偏移角度e ?。黄渲?，在得到基準(zhǔn)信號(hào)D之前，先對(duì)輸入給信號(hào)合成單元的信號(hào) 由溫度補(bǔ)償單元進(jìn)行溫度補(bǔ)償，再將溫度補(bǔ)償后的信號(hào)進(jìn)行處理得到信號(hào)D。這里所述的處 理將在后面詳細(xì)說(shuō)明。絕對(duì)偏移量e 2計(jì)算模塊包括第二合成器和所述第二角度獲取單元， 用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到軸轉(zhuǎn)過(guò)信 號(hào)周期數(shù)，從而確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量e 2，具體實(shí)現(xiàn)方式 是所述第二合成器對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成， 得到一信號(hào)E ；所述第二角度獲取單元根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì) 的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量e 2。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例五在該實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)設(shè)有3磁感應(yīng)元件，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有2磁 感應(yīng)元件。由于第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)原件輸出呈格雷碼形式。磁極的極性為格雷碼的首位為“0”對(duì)應(yīng)于“N/S”極，首位為“1”對(duì)應(yīng)于“S/N”極。因此，在本實(shí)施 例中，由于n為3時(shí)，得到如圖38所示的編碼，得到6個(gè)碼，即得到6個(gè)極，充磁順序如圖39 所示，個(gè)磁感應(yīng)元件均布周?chē)M(jìn)行讀數(shù)。第二磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的位置關(guān)系如圖 40所示。由于第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為6，因此，第一磁鋼環(huán)被均勻的磁化為6對(duì)極，其與2 個(gè)磁感應(yīng)元件的布置圖及磁序如圖41所示，第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的位置關(guān)系 如圖42所示。圖43示出了本實(shí)施例中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有2個(gè)磁感應(yīng)元件、第二磁鋼環(huán)設(shè)有 3個(gè)磁感應(yīng)元件時(shí)信號(hào)處理裝置的電路框圖。傳感器1_1和1_2的輸出信號(hào)接放大器2_1、 2_2進(jìn)行放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_1、3_2，經(jīng)模數(shù)轉(zhuǎn)換后得到輸出信號(hào)接乘法器4、5，系數(shù) 矯正器10輸出信號(hào)接乘法器4、5的輸入端，乘法器4、5的輸出信號(hào)A、B接合成器6的輸入 端，第一合成器6對(duì)信號(hào)A、B進(jìn)行處理，得到信號(hào)D、R，根據(jù)信號(hào)D從存儲(chǔ)器8中存儲(chǔ)的標(biāo) 準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為偏移角度elt>其中，第五合成器6的輸出信號(hào)R輸 送給系數(shù)矯正器10，系數(shù)矯正器10根據(jù)信號(hào)R和從存儲(chǔ)器9中查表得到信號(hào)禮得到信號(hào) K,該信號(hào)K作為乘法器4、5的另一輸入端，與從放大器2_1、2_2輸出的信號(hào)CI、C2分雖相 乘得到信號(hào)A、B作為第一合成器6的輸入。傳感器1_3、1_4、. . . Hnl_n的輸出信號(hào)分別接放大器2_3、2_4、. . . 2_n進(jìn)行放大， 然后接A/D轉(zhuǎn)換器進(jìn)行模數(shù)轉(zhuǎn)換后通過(guò)第二合成器7進(jìn)行合成，得到一信號(hào)E ；根據(jù)該信號(hào) E在存儲(chǔ)器11中的第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作為第一電壓信號(hào)所處的信 號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量e2，e2通過(guò)加法器12得到測(cè)量的絕對(duì)角位移輸出e。其中，第二合成器7的功能是，通過(guò)對(duì)傳感器H3、H4、. . . Hn的信號(hào)進(jìn)行合成，得到此 時(shí)刻轉(zhuǎn)子處于哪一個(gè)“N-S”信號(hào)周期內(nèi)。第二合成器7的處理是當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第 1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。也即當(dāng)感應(yīng)的磁場(chǎng) 為N時(shí)，輸出為X_0 = 0，否則為X_0 = 1。則對(duì)于本實(shí)施例，E= {C3_0 ；C4_0 ；Cn_0}。其中，第一合成器6對(duì)信號(hào)的處理是比較兩個(gè)信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于 輸出的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，較小數(shù)值的信 號(hào)的數(shù)值位}。具體如下這里約定(后文各合成器均使用該約定)，當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0 位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，x_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。 X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下的數(shù)據(jù)位。如果 A_D>=B_DD = {A_0 ；B_0 ;B_D}R= 4a2+B2 ；否則D = {A_0 ；B_0 ;A_D}R= ylA2+B2 ；信號(hào)K 一般是通過(guò)將信號(hào)禮和R進(jìn)行除法運(yùn)算得到。
對(duì)于第一、二標(biāo)準(zhǔn)角度表，在存儲(chǔ)器中存儲(chǔ)了兩個(gè)表，每個(gè)表對(duì)應(yīng)于一系列的碼， 每一個(gè)碼對(duì)應(yīng)于一個(gè)角度。該表是通過(guò)標(biāo)定得到的，標(biāo)定方法是，利用本施例的檢測(cè)裝置和 一高精度位置傳感器，將本施例中的磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)和該高精度位置傳感器輸出的 角度進(jìn)行一一對(duì)應(yīng)，以此建立出一磁感應(yīng)元件輸出的信號(hào)與角度之間的關(guān)系表。也就是，對(duì) 應(yīng)于信號(hào)D存儲(chǔ)了一個(gè)第一標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)D代表一個(gè)相對(duì)偏移量elt)對(duì)應(yīng)于信 號(hào)E，存儲(chǔ)了一個(gè)第二標(biāo)準(zhǔn)角度表，每一個(gè)信號(hào)E代表一個(gè)絕對(duì)偏移量e 2。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例六與實(shí)施例五不同的，在本實(shí)施例中，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)置有4個(gè)磁感應(yīng)元件，四 個(gè)磁感應(yīng)元件Hi、H2、H3、H4之間的夾角為90° /6，第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu) 關(guān)系如圖44所示。圖45示出了對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有4個(gè)磁感應(yīng)元件時(shí)信號(hào)處理裝置的電路框圖。 傳感器1_1和1_2的輸出信號(hào)接放大電路2_1進(jìn)行差動(dòng)放大，傳感器1_3和1_4的輸出信 號(hào)接放大電路2_2進(jìn)行差動(dòng)放大，然后接A/D轉(zhuǎn)換器3_1、3_2，后續(xù)處理類(lèi)似于設(shè)有2個(gè)磁 感應(yīng)元件時(shí)的情況。其中，第二合成器7的功能是，通過(guò)對(duì)傳感器H5、H6、. . . Hn的信號(hào)進(jìn)行合成，得到此 時(shí)刻轉(zhuǎn)子處于哪一個(gè)“N-S”信號(hào)周期內(nèi)。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例七本實(shí)施例與實(shí)施例五和六不同的是對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)置有3個(gè)磁感應(yīng)元件，三 個(gè)磁感應(yīng)元件Hi、H2、H3之間的夾角為120° /6，如圖46所示。圖47示出了對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有3個(gè)磁感應(yīng)元件時(shí)信號(hào)處理裝置的電路框圖。 處理過(guò)程與前兩個(gè)實(shí)施例基本相同，不同的是，由于合成器7的輸入信號(hào)為3個(gè)，因此，信 號(hào)D、R的處理與前兩個(gè)實(shí)施例略有不同。在本實(shí)施例中，第一合成器7對(duì)信號(hào)的處理原則 是先判斷三個(gè)信號(hào)的符合位，并比較符合位相同的信號(hào)的數(shù)值的大小，數(shù)值小的用于輸出 的信號(hào)D，信號(hào)D的結(jié)構(gòu)為{第一個(gè)信號(hào)的符合位，第二個(gè)信號(hào)的符合位，第三個(gè)信號(hào)的符合 位，較小數(shù)值的信號(hào)的數(shù)值位}。以本實(shí)施例為例約定當(dāng)數(shù)據(jù)X為有符號(hào)數(shù)時(shí)，數(shù)據(jù)X的第0位(二進(jìn)制左起第1位)為符號(hào)位，X_0 = 1表示數(shù)據(jù)X為負(fù)，X_0 = 0表示數(shù)據(jù)X為正。X_D表示數(shù)據(jù)X的數(shù)值位(數(shù)據(jù)的絕對(duì)值)，即去除符號(hào)位剩下數(shù)據(jù)位。如果{A_0；B_0 ；C_0} = 010 并且 A_D >= C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D}如果{A_0;B_0 ;C_0} = 010 并且 A_D < C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 101 并且 A_D >= C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D}；如果{A_0;B_0 ;C_0} = 101 并且 A_D < C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = Oil 并且 B_D >= C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D}；
如果{A_0；B_0 ；C_0} = 011 并且 B_D < C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;B_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 100 并且 B_D >= C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;C_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 100 并且 B_D < C_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;B_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 001 并且 B_D >= A_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 001 并且 B_D < A_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;B_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 110 并且 B_D >= A_DD = {A_0 ；B_0 ；C_0 ;A_D}；如果{A_0；B_0 ；C_0} = 110 并且 B_D < A_DD = {A_0 ;B_0 ；C_0 ;B_D}；
yijla = A-Bx cos(y) - C x cos(—)J3 = Bx sin(y) - C x sin(y)R =扣2 + p1
DK=2
R位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例八本實(shí)施例與實(shí)施例七不同的，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)置有6個(gè)磁感應(yīng)元件，六個(gè)磁 感應(yīng)元件之間的夾角為60° /6，第一磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件的結(jié)構(gòu)關(guān)系如圖48所
7J\ o圖49示出了對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)設(shè)有6個(gè)磁感應(yīng)元件時(shí)信號(hào)處理裝置的電路框圖。 其具體過(guò)程在前三個(gè)實(shí)施例已說(shuō)明，在此不再重復(fù)說(shuō)明。圖50是位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例五至實(shí)施例八的另一種結(jié)構(gòu)的立體分解圖。該位 置檢測(cè)裝置包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定子，轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán) 201b，第一磁鋼環(huán)201a和第二磁鋼環(huán)201b分別固定在電機(jī)軸200上，其中定子為支架203。 磁感應(yīng)元件204直接表貼在支架203的內(nèi)表面。與實(shí)施例五至八類(lèi)似，圖48中的位置檢測(cè)裝置中的第一磁鋼環(huán)可以設(shè)置有2、4、 3、6個(gè)磁感應(yīng)元件?；诓煌瑪?shù)目的磁感應(yīng)元件的位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理裝置分別與實(shí) 施例五至八相同。位置檢測(cè)裝置的實(shí)施例九圖51A、51B和51C分別是設(shè)置有導(dǎo)磁環(huán)的位置檢測(cè)裝置結(jié)構(gòu)的立體分解圖、示意 圖和結(jié)構(gòu)圖。如圖51A、51B和51C所示，該位置檢測(cè)裝置由磁鋼環(huán)302、磁鋼環(huán)303、導(dǎo)磁環(huán) 304、導(dǎo)磁環(huán)305、支架306和多個(gè)磁感應(yīng)元件組成。具體地，磁鋼環(huán)302、303的直徑小于導(dǎo) 磁環(huán)304、305的直徑，因而導(dǎo)磁環(huán)304、305分別套設(shè)在磁鋼環(huán)302、303外側(cè)，磁鋼環(huán)302、 303固定在轉(zhuǎn)軸301上，且導(dǎo)磁環(huán)304、305與磁鋼環(huán)302、303可以相對(duì)轉(zhuǎn)動(dòng)，從而使設(shè)置在支架306內(nèi)表面上的多個(gè)傳感器元件307處于磁鋼環(huán)的空隙內(nèi)。圖51C是將設(shè)置有導(dǎo)磁環(huán)的位置檢測(cè)裝置的各元件組合到一起后的平面結(jié)構(gòu)圖， 從圖51C可以看出磁鋼環(huán)302、磁鋼環(huán)303平行布置在軸301上，對(duì)應(yīng)于磁鋼環(huán)302、磁鋼環(huán) 303分別設(shè)有兩列磁感應(yīng)元件308和309。這里為下文說(shuō)明方便，將第一列磁感應(yīng)元件即對(duì) 應(yīng)磁鋼環(huán)302和導(dǎo)磁環(huán)304的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件308表示，而將第二列磁感 應(yīng)元件即對(duì)應(yīng)磁鋼環(huán)303和導(dǎo)磁環(huán)305的多個(gè)磁感應(yīng)元件都用磁感應(yīng)元件309表示。為了 說(shuō)明方便，這里將磁鋼環(huán)302定義為第一磁鋼環(huán)，將磁鋼環(huán)303定義為第二磁鋼環(huán)，將導(dǎo)磁 環(huán)304限定為對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)302，將導(dǎo)磁環(huán)305限定為對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)305，然而本 發(fā)明不限于上述的限定。這里的導(dǎo)磁環(huán)與上述實(shí)施例中所述的相同。第一磁鋼環(huán)302被均勻地磁化為N(N <=2n(n = 0,1,2-n))對(duì)磁極，并且相鄰兩 極的極性相反，第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)為N，其磁序按照磁序算法確定；在支架306上，對(duì)應(yīng) 于第一磁鋼環(huán)302，以第一磁鋼環(huán)302的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2或3的整數(shù) 倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件308 ；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)303，以第二磁鋼環(huán)303的中 心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 0，1，2…n)個(gè)呈360° /N角度分布的磁感應(yīng)元件309。 該實(shí)施例的其它方面均類(lèi)似于實(shí)施例五至實(shí)施例八，這里不再贅述。最后應(yīng)說(shuō)明的是以上實(shí)施例僅用以說(shuō)明本發(fā)明的技術(shù)方案而非限制。盡管參照 上述實(shí)施例對(duì)本發(fā)明進(jìn)行了詳細(xì)說(shuō)明，本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員應(yīng)當(dāng)理解，依然可以對(duì)本發(fā) 明的技術(shù)方案進(jìn)行修改和等同替換，而不脫離本技術(shù)方案的精神和范圍，其均應(yīng)涵蓋在本 發(fā)明的權(quán)利要求范圍當(dāng)中。
權(quán)利要求
一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，包括第一伺服電機(jī)和第一雨刮臂，第一伺服電機(jī)的輸出通過(guò)第一聯(lián)軸器與第一雨刮軸相連，第一雨刮軸上設(shè)有第一雨刮臂，且第一雨刮臂隨第一雨刮軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，其特征在于，所述的伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有第一位置檢測(cè)裝置；所述的第一雨刮臂上設(shè)有磁鋼，在汽車(chē)的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有磁感應(yīng)元件，所述的第一位置檢測(cè)裝置和磁感應(yīng)元件將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第一伺服控制器，第一伺服控制器控制第一伺服電機(jī)并帶動(dòng)第一雨刮臂擺動(dòng)。
2.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述的第一聯(lián)軸器和第一雨刮 軸之間還依次連接有減速器和第二聯(lián)軸器，第一聯(lián)軸器與減速器的主動(dòng)件相連，減速器的 從動(dòng)件通過(guò)第二聯(lián)軸器與第一雨刮軸相連；所述的第一雨刮軸上套設(shè)有第一曲柄，第一曲柄通過(guò)同步桿與第二曲柄相連，第二曲 柄上設(shè)有第二雨刮軸，所述的第二雨刮軸轉(zhuǎn)動(dòng)并帶動(dòng)固定在其上的第二雨刮臂擺動(dòng)；所述的減速器為蝸輪蝸桿減速器或圓柱齒輪減速器或圓錐齒輪減速器或行星齒輪減 速器或其組合；還包括第二伺服電機(jī)和第二雨刮臂，所述的第二伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有第二位置檢 測(cè)裝置，第二位置檢測(cè)裝置將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第二伺服控制器，第二伺服控制器 與所述的第一伺服控制器相連；所述的第一位置檢測(cè)裝置和磁感應(yīng)元件將檢測(cè)到的位置信 號(hào)輸出給第一伺服控制器，第一伺服控制器將所述的位置信號(hào)輸出給第二伺服控制器控制 第二伺服電機(jī)并帶動(dòng)第二雨刮臂擺動(dòng)；所述的第一位置檢測(cè)裝置、第一伺服控制器和第一伺服電機(jī)一體設(shè)置；所述的第二位 置檢測(cè)裝置、第二伺服控制器和第二伺服電機(jī)一體設(shè)置；所述的第一伺服電機(jī)、第二伺服電機(jī)優(yōu)選為交流伺服電機(jī)。
3.如權(quán)利要求1所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述伺服控制器包括數(shù)據(jù)處理 單元、電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元和電流傳感器，所述數(shù)據(jù)處理單元接收輸入的指令信號(hào)、電流傳感器采 集的電機(jī)輸入電流信號(hào)和位置檢測(cè)裝置輸出的代表電機(jī)角度的信息，經(jīng)過(guò)數(shù)據(jù)處理，輸出 控制信號(hào)給所述的電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元根據(jù)所述的控制信號(hào)輸出合適的電壓 給伺服電機(jī)，從而實(shí)現(xiàn)對(duì)伺服電機(jī)的精確控制；所述數(shù)據(jù)處理單元包括機(jī)械環(huán)控制子單元、電流環(huán)控制子單元、PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單 元和傳感器信號(hào)處理子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元接收所述位置檢測(cè)裝置輸出的代表電機(jī)角度的信息，將電 機(jī)的角度傳輸給所述的機(jī)械環(huán)控制子單元；所述傳感器信號(hào)處理子單元還接收所述電流傳 感器的檢測(cè)到的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)A/D采樣后輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；所述機(jī)械環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的指令信號(hào)和電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，經(jīng)過(guò)運(yùn)算得到電 流指令，并輸出給所述的電流環(huán)控制子單元；所述電流環(huán)控制子單元根據(jù)接收到的電流指令的電流傳感器輸出的電流信號(hào)，經(jīng)過(guò)運(yùn) 算得到三相電壓的占空比控制信號(hào)，并輸出給所述的PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元；所述PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元根據(jù)接收到的三相電壓的占空比控制信號(hào)，生成具有一 定順序的六路PWM信號(hào)，分別作用于電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元；所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元包括六個(gè)功率開(kāi)關(guān)管，所述開(kāi)關(guān)管每?jī)蓚€(gè)串聯(lián)成一組，三組并聯(lián)連 接在直流供電線路之間，每一開(kāi)關(guān)管的控制端受PWM控制信號(hào)產(chǎn)生子單元輸出的PWM信號(hào)的控制，每一組中的兩個(gè)開(kāi)關(guān)管分時(shí)導(dǎo)通；所述數(shù)據(jù)處理單元為MCU，所述電機(jī)驅(qū)動(dòng)單元為IPM模塊。
4.如權(quán)利要求3所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二 位置檢測(cè)裝置，包括磁鋼環(huán)、導(dǎo)磁環(huán)和磁感應(yīng)元件，其特征在于，所述導(dǎo)磁環(huán)由兩段或多段 同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段留有縫隙，所述磁感應(yīng)元件置于該縫隙內(nèi)，當(dāng)磁鋼 環(huán)與導(dǎo)磁環(huán)發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)換為電壓信號(hào)，并 將該電壓信號(hào)傳輸給相應(yīng)的信號(hào)處理裝置；所述的導(dǎo)磁環(huán)由兩段同半徑、同圓心的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段和3/4弧段，對(duì)應(yīng)的 磁感應(yīng)元件為2個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由三段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/3弧段，對(duì)應(yīng)的 磁感應(yīng)元件為3個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由四段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/4弧段，對(duì)應(yīng)的 磁感應(yīng)元件為4個(gè)；或者，所述的導(dǎo)磁環(huán)由六段同半徑的弧段構(gòu)成，分別為1/6弧段，對(duì)應(yīng)的 磁感應(yīng)元件為6個(gè)；所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成 的倒角；還包括骨架，用于固定所述導(dǎo)磁環(huán)；所述導(dǎo)磁環(huán)設(shè)置在骨架成型模具上，在所述骨架一 體成型時(shí)與骨架固定在一起；所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。
5.如權(quán)利要求3所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述傳感器信號(hào)處理子單元或 位置檢測(cè)裝置中包括位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路，用于根據(jù)所述位置檢測(cè)裝置的電壓信 號(hào)得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，具體包括A/D轉(zhuǎn)換電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置中磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬 信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；合成電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理得到基準(zhǔn) 信號(hào)D;角度獲取電路，根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇與其相對(duì)的角度作為偏移角度 9 ；以及存儲(chǔ)電路，用于存儲(chǔ)標(biāo)準(zhǔn)角度表。
6.如權(quán)利要求3所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第 二位置檢測(cè)裝置，包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼 環(huán)；其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在電機(jī)軸上；在定子上，對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 1，2…n)個(gè)均勻分布的磁感應(yīng)元件，所述第二磁鋼環(huán)的磁極磁化順序使得n個(gè)磁感應(yīng)元件 輸出呈格雷碼格式，相鄰兩個(gè)輸出只有一位變化；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2 或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件，所述第一磁鋼環(huán)的磁極總對(duì)數(shù)與第二磁 鋼環(huán)的磁極總數(shù)相等，并且相鄰兩極的極性相反；當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡?壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置；在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，該 夾角為90° /g;當(dāng)m為3時(shí)，該夾角為120° /g;當(dāng)m為6時(shí)，該夾角為60° /g，其中，g為 第二磁鋼環(huán)的磁極總數(shù)；所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件；或者，所述的第一位置檢測(cè)裝置、第二位置檢測(cè)裝置，包括轉(zhuǎn)子和將轉(zhuǎn)子套在內(nèi)部的定 子，所述轉(zhuǎn)子包括第一磁鋼環(huán)、第二磁鋼環(huán)；其中，所述第一磁鋼環(huán)和第二磁鋼環(huán)分別固定在轉(zhuǎn)軸上，所述第一磁鋼環(huán)被均勻地磁 化為N[N<= 2n(n = 0，1，2丨11)]對(duì)磁極，并且相鄰兩極的極性相反；所述第二磁鋼環(huán)的磁 極總數(shù)為N，其磁序按照特定磁序算法確定；在定子上，對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)，以第一磁鋼環(huán)的中心為圓心的同一圓周上設(shè)有m(m為2 或3的整數(shù)倍)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)，以第二磁鋼環(huán)的中心 為圓心的同一圓周上設(shè)有n(n = 0，1，2…n)個(gè)呈一定角度分布的磁感應(yīng)元件；當(dāng)轉(zhuǎn)子相對(duì)于定子發(fā)生相對(duì)旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)時(shí)，所述磁感應(yīng)元件將感測(cè)到的磁信號(hào)轉(zhuǎn)變?yōu)殡?壓信號(hào)，并將該電壓信號(hào)輸出給一信號(hào)處理裝置；在定子上對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為360° /N ； 在定子上對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角，當(dāng)m為2或4時(shí)，每相鄰 兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為90° /N，當(dāng)m為3時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為 120° /N ；當(dāng)m為6時(shí)，每相鄰兩個(gè)磁感應(yīng)元件之間的夾角為60° /N ； 所述磁感應(yīng)元件直接表貼在定子的內(nèi)表面；還包括兩個(gè)導(dǎo)磁環(huán)，每一所述導(dǎo)磁環(huán)是由多個(gè)同圓心、同半徑的弧段構(gòu)成，相鄰兩弧段 留有空隙，對(duì)應(yīng)于兩個(gè)磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件分別設(shè)在該空隙內(nèi)；所述的導(dǎo)磁環(huán)的弧段端部設(shè)有倒角，為沿軸向或徑向或同時(shí)沿軸向、徑向切削而形成 的倒角；所述的磁感應(yīng)元件為霍爾感應(yīng)元件。
7.如權(quán)利要求6所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器，其特征在于，所述傳感器信號(hào)處理子單元或 位置檢測(cè)裝置中包括位置檢測(cè)裝置的信號(hào)處理電路，用于根據(jù)所述位置檢測(cè)裝置的電壓信 號(hào)得到電機(jī)軸的轉(zhuǎn)動(dòng)角度，具體包括A/D轉(zhuǎn)換電路，對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換，將模擬信號(hào)轉(zhuǎn)換為數(shù)字信號(hào)；相對(duì)偏移角度9工計(jì)算電路，用于計(jì)算位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第一磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元 件發(fā)送來(lái)的第一電壓信號(hào)在所處信號(hào)周期內(nèi)的相對(duì)偏移量e工；絕對(duì)偏移量9 2計(jì)算電路，根據(jù)位置檢測(cè)裝置中對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的磁感應(yīng)元件發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)，通過(guò)計(jì)算來(lái)確定第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量 02；角度合成及輸出模塊，用于將上述相對(duì)偏移量和絕對(duì)偏移量e2相加，合成所述第 一電壓信號(hào)所代表的在該時(shí)刻的旋轉(zhuǎn)角度e ； 存儲(chǔ)模塊，用于存儲(chǔ)數(shù)據(jù)； 還包括信號(hào)放大電路，用于在A/D轉(zhuǎn)換電路進(jìn)行A/D轉(zhuǎn)換之前，對(duì)來(lái)自于磁電式傳感器的電壓信號(hào)進(jìn)行放大；所述相對(duì)偏移角度9工計(jì)算電路包括第一合成電路和第一角度獲取電路，所述第一合 成電路對(duì)位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的多個(gè)電壓信號(hào)進(jìn)行處理，得到一基準(zhǔn)信號(hào) D ；所述第一角度獲取電路根據(jù)該基準(zhǔn)信號(hào)D，在第一標(biāo)準(zhǔn)標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的 角度作為偏移角度9 ??；所述相對(duì)偏移角度9工計(jì)算電路內(nèi)或在合成電路之前還包括溫度補(bǔ)償電路，用于消除 溫度對(duì)磁電式傳感器發(fā)送來(lái)的電壓信號(hào)的影響；所述合成電路或所述第一合成電路的輸出還包括信號(hào)R ；所述溫度補(bǔ)償單元包括系數(shù)矯正器和乘法器，所述系數(shù)矯正器對(duì)所述合成模塊的輸出 的信號(hào)R和對(duì)應(yīng)該信號(hào)的標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)下的信號(hào)Ro進(jìn)行比較得到輸出信號(hào)K ；所述乘法器為多 個(gè)，每一所述乘法器將從位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的、經(jīng)過(guò)A/D轉(zhuǎn)換的一個(gè)電壓信號(hào)與所述系 數(shù)矯正模塊的輸出信號(hào)K相乘，將相乘后的結(jié)果輸出給第一合成電路；所述絕對(duì)偏移量e 2計(jì)算電路包括第二合成電路和第二角度獲取電路，所述第二合成 電路用于對(duì)對(duì)應(yīng)于第二磁鋼環(huán)的位置檢測(cè)裝置發(fā)送來(lái)的第二電壓信號(hào)進(jìn)行合成，得到一信 號(hào)E ；所述第二角度獲取電路根據(jù)該信號(hào)E在第二標(biāo)準(zhǔn)角度表中選擇一與其相對(duì)的角度作 為第一電壓信號(hào)所處的信號(hào)周期首位置的絕對(duì)偏移量02。
8.一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法，其特征在于，該方法包括如下步驟步驟1 雨刮臂在伺服電機(jī)帶動(dòng)下朝磁感應(yīng)元件的方向擺動(dòng)，設(shè)定此時(shí)伺服電機(jī)的旋 轉(zhuǎn)方向?yàn)檎D(zhuǎn)方向，雨刮臂的擺動(dòng)方向?yàn)檎驍[動(dòng)；步驟2 雨刮臂擺動(dòng)到極限位置，使雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)，磁感 應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控 制伺服電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使雨刮臂反向擺動(dòng)；步驟3 預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度， 從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶 動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)。
9.如權(quán)利要求8所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法，其特征在于，所述的步驟2具體包 括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿相連；隨著第一雨刮臂的擺動(dòng)， 設(shè)置在其上的磁鋼運(yùn)動(dòng)到與磁感應(yīng)元件相對(duì)應(yīng)的位置，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼的位置并將 該位置信號(hào)傳遞給伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂 反向擺動(dòng)；同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂反向擺動(dòng)?；蛘?，所述的步驟2具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各 自的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；所述的第一雨刮臂擺動(dòng) 到極限位置，使第一雨刮臂上的磁鋼與磁感應(yīng)元件的位置相對(duì)應(yīng)，磁感應(yīng)元件感應(yīng)出磁鋼 的位置并將該位置信號(hào)傳遞給第一雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電 機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第一雨刮臂反向擺動(dòng)；第一雨刮臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第 二雨刮臂的伺服控制器，伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，控制電機(jī)反轉(zhuǎn)，從而使第二雨刮臂與第一 雨刮臂同步反向擺動(dòng)。
10.如權(quán)利要求8所述的汽車(chē)電動(dòng)雨刮器的控制方法，其特征在于，所述的步驟3中控 制電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)雨刮臂重新正向擺動(dòng)，具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者通過(guò)同步桿相連，伺服電機(jī)帶動(dòng)第一雨刮臂正向擺動(dòng)；同步桿同時(shí)帶動(dòng)第二雨刮臂 正向擺動(dòng)；或者，所述的步驟3具體包括所述的雨刮臂包括第一、第二雨刮臂，兩者分別設(shè)有各 自的位置檢測(cè)裝置、伺服控制器和伺服電機(jī)，兩者的伺服電機(jī)相連；預(yù)設(shè)伺服電機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)角度 對(duì)伺服電機(jī)進(jìn)行位置控制，計(jì)算伺服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)的角度，從而計(jì)算出雨刮臂轉(zhuǎn)過(guò)的角度，當(dāng)伺 服電機(jī)轉(zhuǎn)過(guò)設(shè)定的角度后，控制伺服電機(jī)正轉(zhuǎn)，從而帶動(dòng)第一雨刮臂重新正向擺動(dòng)；第一雨 刮臂的伺服控制器同時(shí)將控制信號(hào)傳遞給第二雨刮臂的伺服控制器，控制第二雨刮臂與第 一雨刮臂同步重新正向擺動(dòng)。
全文摘要
一種汽車(chē)電動(dòng)雨刮器及其控制方法，該汽車(chē)電動(dòng)雨刮器包括第一伺服電機(jī)和第一雨刮臂，第一伺服電機(jī)的輸出通過(guò)第一聯(lián)軸器與第一雨刮軸相連，第一雨刮軸上設(shè)有第一雨刮臂，且第一雨刮臂隨第一雨刮軸的轉(zhuǎn)動(dòng)而擺動(dòng)，其中，所述的伺服電機(jī)的電機(jī)軸上設(shè)有第一位置檢測(cè)裝置；所述的第一雨刮臂上設(shè)有磁鋼，在汽車(chē)的對(duì)應(yīng)位置設(shè)有磁感應(yīng)元件，所述的第一位置檢測(cè)裝置和磁感應(yīng)元件將檢測(cè)到的位置信號(hào)輸出給第一伺服控制器，第一伺服控制器控制第一伺服電機(jī)并帶動(dòng)第一雨刮臂擺動(dòng)。本發(fā)明結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、成本低，可實(shí)現(xiàn)雨刷在0°至180°的任意擺角，具有“阻轉(zhuǎn)”保護(hù)功能，可實(shí)現(xiàn)無(wú)級(jí)調(diào)速，并且可靠性高、使用壽命長(zhǎng)。
文檔編號(hào)G05B19/042GK101875342SQ200910137778
公開(kāi)日2010年11月3日 申請(qǐng)日期2009年4月30日 優(yōu)先權(quán)日2009年4月30日
發(fā)明者郝雙暉, 郝明暉 申請(qǐng)人:浙江關(guān)西電機(jī)有限公司