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原文传递一种雨刮的调速控制方法、调速控制系统及调速控制器

专利名称：	一种雨刮的调速控制方法、调速控制系统及调速控制器
摘要：	一种雨刮的调速控制方法，包括步骤：通过双霍尔传感器的双霍尔信号将电机旋转一周的角度区间划分为四个角度区间；对划分的各个角度区间设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压，在电机的单向运动过程中，通过各个目标驱动有效电压驱动电机运动，以使电机基于各个目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度。通过控制电机的驱动有效电压，控制雨刮变速运动，如，使雨刮能够在反转点附近降速，在反转点的中间区域控制雨刮按一定方式的加速运行，提高刮水速度，从而保证雨刮在整个刮水周期内运行速度可调，减少高速刮水时刮片的弹性形变，同时减小雨刮反转噪音。
专利类型：	发明专利
国家地区组织代码：	上海;31
申请人：	上海禹点电子科技有限公司
发明人：	房军;姜亦强;张国旭;华东旭
专利状态：	有效
申请日期：	2019-05-08T00:00:00+0800
发布日期：	2019-07-16T00:00:00+0800
申请号：	CN201910379993.0
公开号：	CN110015267A
代理机构：	上海汉声知识产权代理有限公司
代理人：	胡晶
分类号：	B60S1/08(2006.01);B;B60;B60S;B60S1
申请人地址：	201702 上海市青浦区徐泾镇华徐公路999号2幢108室
主权项：	1.一种雨刮的调速控制方法，其特征在于，将电机的单向运动转化为雨刮的往复运动，且在电机的单向运动中控制电机的目标驱动有效电压，使所述电机基于所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度，包括步骤：通过双霍尔传感器的双霍尔信号将电机旋转一周的角度区间划分为第一角度区间、第二角度区间、第三角度区间和第四角度区间；对划分的各个角度区间设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压，在电机的单向运动过程中，通过各个目标驱动有效电压驱动电机运动，以使电机基于各个所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度。 2.如权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，所述第一角度区间的范围为(0，2/3π)，所述第二角度区间的范围为(2/3π，π)，所述第三角度区间的范围为(π，5/3π)，所述第四角度区间的范围为(5/3π，2π)。 3.如权利要求2所述的调速控制方法，其特征在于，还包括根据所述双霍尔信号的反转定义雨刮下反转点和上反转点的步骤，所述下反转点位于所述第二角度区间终止点的[0,0.4π]范围内或位于所述第四角度区间终止点的[0,0.4π]范围内，所述上反转点位于所述第四角度区间终止点的[0,0.4π]范围内或位于所述第二角度区间终止点的[0,0.4π]范围内。 4.如权利要求2所述的调速控制方法，其特征在于，对划分的各个角度区间设置电机的目标角速度函数，包括步骤：在雨刮的上反转点位置，设置电机的目标角速度为匀速运行的第一速度；在雨刮的下反转点位置，设置电机的目标角速度为匀速运行的第二速度；基于所述第一速度分别设置所述第一角度区间和第四角度区间的目标角速度分段函数；基于所述第二速度分别设置所述第二角度区间和第三角度区间的目标角速度分段函数。 5.如权利要求4所述的调速控制方法，其特征在于，基于时间设置所述目标角速度分段函数，其中，所述第一角度区间和第四角度区间的目标角速度分段函数的具体表达式为：所述第一角度区间的目标角速度分段函数的表达式为：所述第四角度区间的目标角速度分段函数的表达式为：其中，V为各时间段内的目标角速度，V1为匀速运行的第一速度，a,b分别为常数，T0为第一速度运行的时间段,t为当前运行的时间。 6.如权利要求5所述的调速控制方法，其特征在于，基于时间设置所述目标角速度分段函数，其中，所述第二角度区间和第三角度区间的目标角速度分段函数的具体表达式为：所述第二角度区间的目标角速度分段函数的表达式为：所述第三角度区间的目标角速度分段函数的表达式为：其中，V为各时间段内的目标角速度，V2为匀速运行的第二速度，b,c分别为常数，t为当前运行的时间。 7.如权利要求6所述的调速控制方法，其特征在于，通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压，计算公式为：其中，U为各时间段内的电机的目标驱动有效电压，J转动惯量，V为各分段函数表达的目标角速度，为V的导数，R电机电阻，B为摩擦系数，Ke为反电动势系数，Kc为转矩常数，f为面压力。 8.如权利要求1所述的调速控制方法，其特征在于，还包括根据计算得到的目标驱动有效电压和实际电压计算占空比的步骤，通过计算的占空比驱动电机。 9.一种雨刮的调速控制系统，其特征在于，包括：电机，电机通过连杆结构与雨刮连接，所述电机的单向运动通过连杆结构转化为雨刮的往复运动；感应模组，与所述电机配合安装，所述感应模组用于根据电机单向运动一周感应出四组信号；控制模组，所述控制模组与所述电机电连接，所述控制模组执行以下操作控制所述电机的目标驱动有效电压，以使所述电机基于所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度：通过四组信号将电机旋转一周的角度区间划分为第一角度区间、第二角度区间、第三角度区间和第四角度区间；对划分的各个角度区间设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压，在电机的单向运动过程中，通过各个目标驱动有效电压驱动电机运动，以使电机基于各个所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度。 10.如权利要求9所述的调速控制系统，其特征在于，所述感应模组包括磁位置传感器和磁装置；所述磁装置安装于所述电机的输出轴，所述磁装置随所述电机的输出轴同步旋转；所述磁位置传感器位于所述磁装置上方，待所述磁装置随所述电机旋转一周时，所述磁位置传感器通过所述磁装置的磁场强度感应出离散信号。 11.如权利要求10所述的调速控制系统，其特征在于，所述磁位置传感器为双霍尔传感器，所述磁装置为磁片或磁环；所述磁片或磁环安装于所述电机的蜗轮，所述磁片或磁环与所述电机输出轴同步旋转；所述双霍尔传感器位于所述磁片或磁环的射影区域的边缘轮廓上方，且所述磁片或磁环随所述电机旋转一周时，所述双霍尔传感器通过所述磁片或磁环的磁场强度感应出四组信号。 12.如权利要求11所述的调速控制系统，其特征在于，相邻霍尔传感器之间的距离为预设距离。 13.如权利要求9所述的调速控制系统，其特征在于，所述控制模组包括：主控单元和功率驱动电路；所述主控单元的输出端与所述功率驱动电路电连接，所述功率驱动电路用于驱动所述电机单向旋转，所述主控单元与所述感应模组信号连接；所述功率驱动电路控制所述电机单向旋转的过程中，所述主控单元根据所述感应模组反馈的信号向所述功率驱动电路提供与所述信号对应的角度区间的控制电机的目标驱动有效电压，以使在所述电机的单向运动中，通过各组信号对应的目标驱动有效电压驱动电机，进而调节雨刮的运动速度。 14.如权利要求13所述的调速控制系统，其特征在于，所述主控单元包括主控MCU和驱动电路；所述主控MCU与所述驱动电路的输入端耦合，所述驱动电路的输出端与所述功率驱动电路的输入端耦合，所述主控MCU还与所述感应模组信号连接；所述主控MCU用于执行以下操作：根据所述感应模组反馈的四组信号将电机旋转一周的角度区间划分为第一角度区间、第二角度区间、第三角度区间和第四角度区间；对划分的各角度区间分别设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压；在电机的单向运动过程中，所述主控MCU向所述驱动电路提供与所述信号对应的角度区间的目标驱动有效电压的占空比，以使所述驱动电路基于所述占空比驱动所述功率驱动电路。 15.如权利要求14所述的调度控制系统，其特征在于，所述主控单元还包括放大器，所述放大器的输入端耦合至所述功率驱动电路，所述放大器的输出端耦合至所述主控MCU，使得，所述主控MCU、驱动电路、功率驱动电路和放大器形成闭环控制，所述主控MCU根据所述放大器反馈的所述功率驱动电路的采样电信号控制向所述驱动电路输出的占空比。 16.如权利要求14所述的调速控制系统，其特征在于，所述主控单元还包括电源模块，所述电源模块用于向所述主控MCU供电。 17.如权利要求16所述的调速控制系统，其特征在于，所述控制模组还包括防反接电路，所述防反接电路的输出端耦合所述电源模块，用于防止所述主控单元反接。 18.如权利要求16所述的调速控制系统，其特征在于，所述控制模组还包括滤波电路，所述滤波电路的一端耦合所述电源模块，另一端耦合所述功率驱动电路，所述滤波电路用于向所述功率驱动电路供电，还用于抑制所述功率驱动电路的PWM驱动波形对外发射。 19.一种雨刮的调速控制器，其特征在于，包括控制模组和感应模组；所述感应模组与电机配合安装，所述感应模组用于根据电机单向运动一周感应出四组信号；所述控制模组与电机电连接，所述控制模组执行以下操作控制电机的目标驱动有效电压，以使电机基于所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度：通过四组信号将电机旋转一周的角度区间划分为第一角度区间、第二角度区间、第三角度区间和第四角度区间；对划分的各个角度区间设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压，在电机的单向运动过程中，通过各个目标驱动有效电压驱动电机运动，以使电机基于各个所述目标驱动有效电压调节雨刮的运动速度。 20.如权利要求19所述的调速控制器，其特征在于，所述感应模组包括磁位置传感器和磁装置；所述磁装置安装于所述电机的输出轴，所述磁装置随所述电机的输出轴同步旋转；所述磁位置传感器位于所述磁装置上方，待所述磁装置随所述电机旋转一周时，所述磁位置传感器通过所述磁装置的磁场强度感应出离散信号。 21.如权利要求20所述的调速控制器，其特征在于，所述磁位置传感器为双霍尔传感器，所述磁装置为磁片或磁环；所述磁片或磁环安装于所述电机的蜗轮，所述磁片或磁环与所述电机输出轴同步旋转；所述双霍尔传感器位于所述磁片或磁环的射影区域的边缘轮廓上方，且所述磁片或磁环随所述电机旋转一周时，所述双霍尔传感器通过所述磁片或磁环的磁场强度感应出四组信号。 22.如权利要求19所述的调速控制制器，其特征在于，所述控制模组包括：主控单元和功率驱动电路；所述主控单元的输出端与所述功率驱动电路电连接，所述功率驱动电路用于驱动所述电机单向旋转，所述主控单元与所述感应模组信号连接；所述功率驱动电路控制所述电机单向旋转的过程中，所述主控单元根据所述感应模组反馈的信号向所述功率驱动电路提供与所述信号对应的角度区间的控制电机的目标驱动有效电压，以使在所述电机的单向运动中，通过各组信号对应的目标驱动有效电压驱动电机，进而调节雨刮的运动速度。 23.如权利要求22所述的调速控制制器，其特征在于，所述主控单元包括主控MCU和驱动电路；所述主控MCU与所述驱动电路的输入端耦合，所述驱动电路的输出端与所述功率驱动电路的输入端耦合，所述主控MCU还与所述感应模组信号连接；所述主控MCU用于执行以下操作：根据所述感应模组反馈的两组信号将电机旋转一周的角度区间划分为第一角度区间、第二角度区间、第三角度区间和第四角度区间；对划分的各角度区间分别设置电机的目标角速度函数，所述目标角速度函数为分段函数；通过各分段函数表达的目标角速度计算各目标角速度对应的目标驱动有效电压；在电机的单向运动过程中，所述主控MCU向所述驱动电路提供与所述信号对应的角度区间的目标驱动有效电压的占空比，以使所述驱动电路基于所述占空比驱动所述功率驱动电路。 24.如权利要求23所述的调度控制制器，其特征在于，所述主控单元还包括放大器，所述放大器的输入端耦合至所述功率驱动电路，所述放大器的输出端耦合至所述主控MCU，使得，所述主控MCU、驱动电路、功率驱动电路和放大器形成闭环控制，所述主控MCU根据所述放大器反馈的所述功率驱动电路的采样电信号控制向所述驱动电路输出的占空比。 25.如权利要求23所述的调速控制制器，其特征在于，所述主控单元还包括电源模块，所述电源模块用于向所述主控MCU供电。 26.如权利要求25所述的调速控制制器，其特征在于，所述控制模组还包括防反接电路，所述防反接电路的输出端耦合所述电源模块，用于防止所述主控单元反接。 27.如权利要求25所述的调还控制制器，其特征在于，所述控制模组还包括滤波电路，所述滤波电路的一端耦合所述电源模块，另一端耦合耦合所述功率驱动电路，所述滤波电路用于向所述功率驱动电路供电，还用于抑制所述功率驱动电路的PWM驱动波形对外发射。
所属类别：	发明专利