专利名称：双霍尔传感器电机的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种电机，具体是指设有两个在空间位置上呈90°夹角的霍尔 传感器并用于调整汽车座椅位置的具备输出转向、转数方波信号功能的一种双 霍尔传感器电机。
背景技术：
豪华汽车座椅的空间形态与位置，简称座椅形位，如座垫的水平位置、前 抬高、后抬高，椅背的仰立等，可依据乘员体形和舒适感觉的不同，通过设置 在座椅各部位的若干个各自独立的电机驱动调整，并设有记忆装置和复位键； 设定调整后，将最满意的座椅形位数据存储起来，其间，若因更换驾员而再次 调整了座椅形位，复位时，只需通过复位键，由记忆装置控制，由各部位电机 驱动，"一键"恢复上一次设定的座椅形位。同样，乘员座椅在乘员上下车时座 椅退后让出上下位置，上车后自动恢复到规定位置，车内后视镜和左、右后视 镜的角度，因变换驾员调整后，也需要具备记忆、复位的功能；这就提出了一 个驱动电机的动态位置记忆与控制方案的问题。
汽车座椅驱动电机的动态位置记忆与控制装置在国内还是空白，国外近年 提出了两种控制方案。 一种是电位器方案，用计算机记忆座椅电位器触点所处 各点位置的输出电压数据，当需要恢复上一次设定时，由电机将座椅驱动到座 椅电位器输出电压与记忆中的电压数据相同的位置即可。这种方式需要极长工 作寿命的电位器，而寿命的增长带来器件成本的大幅增加，同时，电位器毕竟 是有触点器件，随着触点和电阻图形的磨损会导致控制失灵，因此存在检测精 度低、制造成本高与工作寿命短的不足。另一种是单霍尔元件计数方案，由单 霍尔器件配合电机转子上的永磁磁环检测计数电机转子的转数，由计数值确定 座椅的所在位置。此方案是无触点测定，解决了寿命问题，但由于霍尔器件不 能测定转子的转向，当座椅调整过程中碰到某种阻碍，导致电机旋转受阻甚至 倒转，或者汽车行驶中的剧烈颠簸震动，都会使座椅电机转子发生抖动，造成多计数、误计数现象，使计数数据与座椅实际位置发生偏差，由于误计数的不 可预测性，电脑程序不易校正，这种偏差积累的后果是，座椅位置严重偏离设 定位置，乘员可能会感到极不舒服，特别是椅背， 一旦失控，将可能导致危险 发生。因此，目前即使使用单霍尔传感器计数方案的汽车制造公司，也仅仅应 用于座椅的水平与抬高控制上，不敢用于对椅背的控制，椅背的控制仍沿用电 位器方案。
综上，现有技术电位器方案存在精度低、成本高、寿命短，单霍尔传感器 计数方案存在转向不明确、计数变异大、不安全的问题与不足。
发明内容
针对上述现有技术存在的问题与不足，本发明采用在座椅电机转子轴上设
置半边环为N极，半边环为S极的环形永磁磁环，在贴近磁环的圆周方向上， 设置二只互夹卯。圆心角的霍尔元件。磁环随电机转子轴旋转时，通过对二只霍 尔元件输出的方波高低电平及上升沿与下降沿的采集、判读、计数、记录，获 得电机转子的转向与转数的技术方案，提供具备输出转向、转数方波信号功能 的一种双霍尔传感器电机，旨在应用于汽车座椅位置的调整，使汽车座椅位置 调整电机的转向、转数的测定，达到转向明确、计数准确、运行寿命长的目的。
本发明的目的是这样实现的双霍尔传感器电机，包括电机、磁环、霍尔 元件，其中所述的电机为由外壳、永磁定子、电枢转子、转子轴、换向器、
电刷构成的永磁直流电动机；所述的磁环为薄圆柱环形永磁体，其半边环为N 极，半边环为S极；所述的霍尔元件为双极性霍尔传感器。 各构件相互位置及关系
磁环的环孔固定套在电机电枢转子的换向器与轴套之间的转子轴上，在同
一平面上互夹90。圆心角的二只霍尔元件，各自的感应面非接触贴近磁环的柱
面，各自的管脚通过绝缘板固定在电机外壳上，经接头引出电机外壳。 工作原理
面对电机转子轴输出端，设，位于转子轴上方的霍尔元件为H2，位于转子
轴右边的霍尔元件为H"电机旋转时，磁环随转子轴同步旋转
当电机转子轴逆时针旋转时，Hi输出的方波波形的上升沿，对应H2输出的方波波形的高电平，a输出的方波波形的下降沿，对应H2输出的方波波形的 低电平，H2输出方波的上升沿对应Hi输出方波的低电平，H2输出方波的下降沿 对应Hi输出方波的高电平，对上述的每个波形的边沿作一次减法计数；
当电机转子轴顺时针旋转时，a输出的方波波形的下降沿，对应H2输出的 方波波形的高电平，Hi输出的方波波形的上升沿，对应H2输出的方波波形的 低电平，H2输出方波的上升沿对应Ht输出方波的高电平，H2输出方波的下降沿 对应氏输出方波的低电平，对上述的每个波形的边沿作一次加法计数； 当电机转子轴停转时，H卜H2维持原电平无边沿输出，不计数； 当电机遇阻碍或大幅度震动，转子轴产生转向抖动时，Hh H2输出无数方 波，虽然会在每个方波的边沿上进行一次计数，但加减相抵，代数和为零，最 终结果为无计数。
电机转子轴每旋转90°产生一个计数，旋转一周产生四个计数，使座椅位 置计数精度得到提高，因此，通过对一只霍尔元件采用方波边沿触发方式计数， 同时对另一只霍尔元件所输出对应方波电平的判读，可获得电机转向与转数的 明确数据；霍尔测定为无触点传感，故运行寿命长。
上述，本发明采用在电机转子轴上设置半边环为N极，半边环为S极的环 形永磁磁环，在贴近磁环的圆周方向上，设置二只互呈90°圆心角的霍尔元件， 磁环随电机转子轴旋转时，通过对二只霍尔元件输出的方波高低电平及上升沿 与下降沿的采集、判读、计数、记录，获得电机转子的转向与转数的技术方案， 所提供的具备输出转向、转数方波信号功能的一种双霍尔传感器电机，应用于 汽车座椅位置的调整，使汽车座椅位置调整电机的转向、转数的测定，达到转 向明确、计数准确、运行寿命长的目的。
图1是本发明的双霍尔传感器电机的内部结构示意图2是本发明的双霍尔传感器电机的电枢转子、磁环、霍尔元件相互位置 关系的轴测示意图3是本发明的双霍尔传感器电机的工作原理中的电机逆时针旋转时，磁 环、霍尔元件相互位置关系的示意图；图4是图3中的霍尔元件输出方波的坐标图5是本发明的双霍尔传感器电机的工作原理中的电机顺时针旋转时，磁 环、霍尔元件相互位置关系的示意图6是图5中的霍尔元件输出方波的坐标图。
下面结合附图中的实施例对本发明作进一步详细说明，但不应理解为对本 发明的任何限制。
图中电机l、外壳ll、永磁定子12、电枢转子13、转子轴131、换向器 132、电刷14、轴套15、磁环2、霍尔元件3、上方霍尔管H2、右边霍尔管&。
具体实施例方式
参阅图1 图6，本发明的一种双霍尔传感器电机，包括电机1、磁环2、 霍尔元件3，其中所述的电机l为由外壳ll、永磁定子12、电枢转子13、转 子轴131、换向器B2、电刷14构成的永磁直流电动机；所述的磁环2为薄圆 柱环形永磁体，其半边环为N极，半边环为S极；所述的霍尔元件3为双极性 霍尔传感器。
各构件相互位置及关系
磁环2的环孔固定套在电机1电枢转子13的换向器132与轴套15之间的 转子轴131上，在同一平面上互夹90。圆心角的二只霍尔元件3，各自的感应面 非接触贴近磁环2的柱面，各自的管脚通过绝缘板固定在电机l外壳ll上，经 接头引出电机l外壳ll。
工作原理
面对电机1转子轴131输出端，设，位于转子轴131上方的霍尔元件3为 H2，位于转子轴131右边的霍尔元件3为氏，电机1旋转时，磁环2随转子轴 131同步旋转
当电机1转子轴131逆时针旋转时，氏输出的方波波形的上升沿，对应H2 输出的方波波形的高电平，Hi输出的方波波形的下降沿，对应H2输出的方波 波形的低电平，H2输出方波的上升沿对应Hi输出方波的低电平，H2输出方波的 下降沿对应Hi输出方波的高电平，对上述的每个波形的边沿作一次减法计数；
当电机1转子轴131顺时针旋转时，氏输出的方波波形的下降沿，对应H2输出的方波波形的高电平，ft输出的方波波形的上升沿，对应H2输出的方波 波形的低电平，H2输出方波的上升沿对应I^输出方波的高电平，H2输出方波的 下降沿对应Hi输出方波的低电平，对上述的每个波形的边沿作一次加法计数； 当电机1转子轴131停转时，H2维持原电平无边沿输出，不计数； 当电机l遇阻碍或大幅度震动，转子轴131产生转向抖动时，H,、 H2输出 无数方波，虽然会在每个方波的边沿上进行一次计数，但加减相抵，代数和为 零，最终结果为无计数。
电机1转子轴131每旋转90°产生一个计数，旋转一周产生四个计数，使 座椅位置计数精度得到提高，因此，通过对一只霍尔元件3采用方波边沿触发 方式计数，同时对另一只霍尔元件3所输出对应方波电平的判读，可获得电机l 转向与转数的明确数据；霍尔测定为无触点传感，故运行寿命长。
权利要求
1、双霍尔传感器电机，包括电机(1)、磁环(2)、霍尔元件(3)，其特征在于所述的电机(1)为由外壳(11)、永磁定子(12)、电枢转子(13)、转子轴(131)、换向器(132)、电刷(14)构成的永磁直流电动机；所述的磁环(2)为薄圆柱环形永磁体，其半边环为N极，半边环为S极；所述的霍尔元件(3)为双极性霍尔传感器。
2、 根据权利要求l所述的双霍尔传感器电机，其特征在于所述的各构件相互位置及关系为，磁环(2)的环孔固定套在电机(1)电枢转子(13)的换 向器(132)与轴套(15)之间的转子轴(131)上，在同一平面上互夹90。圆心 角 全文摘要
本发明公开了一种双霍尔传感器电机，包括电机(1)、磁环(2)、霍尔元件(3)。本发明采用在电机转子轴上设置半边环为N极，半边环为S极的环形永磁磁环，在贴近磁环的圆周方向上，设置二只互呈90°圆心角的霍尔元件，磁环随电机转子轴旋转时，通过对二只霍尔元件输出的方波高低电平及上升沿与下降沿的采集、判读、计数、记录，获得电机转子的转向与转数的技术方案，所提供的具备输出转向、转数方波信号功能的一种双霍尔传感器电机，应用于汽车座椅位置的调整，使汽车座椅位置调整电机的转向、转数的测定，达到了转向明确、计数准确、运行寿命长的目的。
文档编号H02K11/00GK101594029SQ20091015862
公开日2009年12月2日 申请日期2009年7月1日 优先权日2009年7月1日
发明者张帅涛, 峰 李, 杜林新 申请人:宁波双林汽车部件股份有限公司