[发明专利]电马达，齿轮马达，擦拭系统及相关控制方法

说明书

本发明涉及一种电马达(1)，包括：‑包转子(15)，‑定子(3)，‑霍尔效应传感器(23)，‑控制单元(25)，其连接到所述霍尔效应传感器(23)并被构造成确定转子(15)相对于定子(3)的角位置，并且生成控制信号(C)以给定子(3)供电，其中控制单元(25)包括时钟(26)并被构造为：‑从以前的状态变化的时刻(I0，I1)估计在所述传感器的两个状态变化之间的多个预定时刻(i₂₁...i₂₅)处转子(15)的角位置，‑确定与针对所述预定时刻估计的转子的角位置相关联的控制电压的值，使得可以生成基本正弦的控制信号(C)，‑从确定的电压值生成正弦的控制信号(C)。本发明还涉及齿轮马达，擦拭系统和用于控制电马达(1)的方法。

技术领域

本发明涉及一种用于机动车辆擦拭系统的电马达，特别地齿轮马达的电马达。

背景技术

不同类型的电马达可用于齿轮马达，尤其是无刷直流电马达，其具有诸如长寿命、减小体积和消耗以及低声级的许多优点。

然而，与带电刷的电马达相比，无刷直流电马达的控制更复杂，因为为了允许良好的操作，需要准确地知道无刷直流电马达的转子的角位置。

实际上，这样的电马达包括电磁激励线圈，其布置在定子上并且通过逆变器可替代地供电，以便能够驱动布置在转子上的永磁体。

有三种类型的用于切换逆变器的开关并为电磁励磁线圈供电的控制：

-通过使用例如三个霍尔效应传感器来确定在开关切换时刻转子的角位置的分块控制，

-无传感器控制，其中在启动时施加预定的顺序，然后从旋转速度足够时测得的反电动势确定转子的角位置，但该控制不允许以高扭矩启动，

-正弦控制，其可以增加扭矩常数并具有较平缓的调节，这可以降低噪音，但是这种控制器需要一个精确的编码器来确定转子在每个时刻的角位置，这使得该解决方案成本高昂。

在用于机动车辆的擦拭系统的齿轮马达的电马达的情况下，最好同时具有能够以高扭矩进行启动的电马达(例如在擦拭器刮片被污物或冰粘附的情况下)，能够在高旋转速度下(在干的风挡的情况下)具有高扭矩的电动马达，发出低噪音并降低成本的马达。

发明内容

因此，本发明旨在提供一种解决方案，以允许有效地控制用于擦拭系统的齿轮马达，该齿轮马达能够在启动和高速时提供高扭矩，同时限制操作噪音和成本价格。

为此目的，本发明涉及一种尤其用于擦拭系统的无刷直流电马达，包括：

-包括控制磁体的转子，

-具有转子的电磁激励线圈的定子，

-至少一个霍尔效应传感器，构造为检测控制磁体的角位置，

-控制单元，该控制单元连接到所述霍尔效应传感器并且被构造为从来自于霍尔效应传感器的信号来确定转子相对于定子的至少一个角位置并且生成控制信号以作为如所确定的转子的角位置的函数来给定子的电磁激励线圈供电，

其中所述控制单元包括时钟并且被构造为：

-从前述状态变化的时刻估计在位于霍尔效应传感器的两个状态变化之间的多个预定时刻处转子的角位置，

-确定与针对预定时刻估计的转子的角位置相关联的控制电压的值，所述电压值使得能够生成正弦或基本上正弦的控制信号，

-从确定的电压值生成正弦或基本上正弦的控制信号。

估计在由霍尔效应传感器传送的信号之间的中间时刻所述转子的角位置使得可以以低成本复制精确的编码器并因此允许生成正弦控制信号而无需使用昂贵的精确度编码器。

本发明还涉及可以被组合以再次提供的以下方面。