隨著汽車電子化程度的提高，車載執(zhí)行器日漸增多，其中，車載電動(dòng)機(jī)數(shù)量就頗為繁多。對乘用車而言，車載電動(dòng)裝置大量應(yīng)用在前照燈、車門、座椅、雨刮器等部位。但是其中多數(shù)都不具備自動(dòng)停轉(zhuǎn)功能，由此帶來電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)動(dòng)遭卡時(shí)無法立即切斷電源，這會帶來包括機(jī)件斷裂或電機(jī)燒毀在內(nèi)的嚴(yán)重事故，乃至人員受傷的災(zāi)難性后果。

要防止此類情況的發(fā)生，就有賴于對電動(dòng)機(jī)的異常進(jìn)行實(shí)時(shí)地處理。通常對于電動(dòng)機(jī)遭卡的情況，可以通過檢測電機(jī)軸速得以識別，例如：車門。上的防夾播窗機(jī)電控單元采用霍爾式開關(guān)傳感器，測算輸出脈沖頻率，或采用電流檢測器比較電機(jī)電流與預(yù)設(shè)安全閾值的大小，進(jìn)而實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)防夾控制。


開關(guān)型霍爾是磁敏接近式傳感器，是一種可靠性高、無接觸、清潔型傳感器，在位置傳感、旋轉(zhuǎn)測量等方面得到了廣泛應(yīng)用。然而，車門搖窗機(jī)普遍使用的有刷電動(dòng)；機(jī)迫使這種設(shè)計(jì)需在電動(dòng)機(jī)軸上另外加裝感應(yīng)磁鋼，以供附近的一個(gè)霍爾開關(guān)識別電機(jī)狀態(tài)。這不僅降低了可靠性，而且靈敏度也不高。另一種方案是利用傳統(tǒng)或磁集極霍爾開關(guān)檢測電機(jī)電流大小，但其同樣需要在線圈中加鐵芯與磁芯等鐵磁材料，結(jié)構(gòu)依然繁雜團(tuán)。

為保證電機(jī)電樞順利換相，無刷電機(jī)固有的轉(zhuǎn)子位置檢測的功能通常需通過霍爾開關(guān)提供。如果把它作為防夾式電動(dòng)機(jī)，可以省去有刷直流電動(dòng)機(jī)中額外附加的霍爾檢測元件，直接從換相信息加工得到電機(jī)軸轉(zhuǎn)速信息，獲知電機(jī)的異常工況以便于實(shí)時(shí)防護(hù)。
近幾年，國內(nèi)外在無刷直流電動(dòng)機(jī)這一領(lǐng)域上的很多研究均側(cè)重于將交流電機(jī)的一些方法與實(shí)踐推廣應(yīng)用于無刷直流電機(jī)，其中包括：
1)無傳感器設(shè)計(jì)與反電勢獲??；

2)轉(zhuǎn)速的觀測與控制；

3)轉(zhuǎn)矩的觀測與控制；

4)其他參數(shù)檢測與辨識。

雖然也有涉及電機(jī)故障的研究，然而，針對無刷直流電機(jī)在遭卡這一高危工況下的實(shí)時(shí)檢測處理的研究仍為空白，而這一課題對系統(tǒng)與人員的安全是至關(guān)重要的。

應(yīng)用
本系統(tǒng)采用圖2所示位置傳感器，由2只霍爾元件組成，它可用于開關(guān)狀態(tài)下四相半控電路的直流永磁無刷電動(dòng)機(jī)，并可控制正反轉(zhuǎn)。2只霍爾元件H1，H2以90°電角度間隔安置于定子繞組AA和BB的軸線上，作為位置傳感器定子。電動(dòng)機(jī)本體的定子繞組由4個(gè)彼此成90°電角度間隔的集中線圈構(gòu)成。在這里，轉(zhuǎn)子磁鋼既作為電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)子的磁極，同時(shí)又作為霍爾元件的勵(lì)磁磁場的磁極，即位置傳感器的轉(zhuǎn)子?；魻栐妮敵鲂盘柦?jīng)邏輯處理后加在與定子繞組相聯(lián)的功率開關(guān)晶體管的基極上。

霍爾式位置傳感器既保證電動(dòng)機(jī)正常運(yùn)轉(zhuǎn)所需的換相邏輯操作，也為本地實(shí)時(shí)檢測電動(dòng)機(jī)異常提供依據(jù)。圖3所示為控制邏輯與驅(qū)動(dòng)電路。圖中，若電機(jī)正轉(zhuǎn)，則傳感器信號X₁Y₁X₂Y₂依次循環(huán)置高，與此對應(yīng)，相繼導(dǎo)通圖2或圖3所示的繞組AA'，BB'，CC’，DD’。相似的，若電機(jī)反轉(zhuǎn)，則_上述繞組導(dǎo)通順序?qū)㈩嵉埂纹瑱C(jī)輸出量Q₂Q₁等于01時(shí)，電機(jī)正轉(zhuǎn)；等于10時(shí)，電機(jī)反轉(zhuǎn)；等于00或11時(shí)，電機(jī)將停轉(zhuǎn)。計(jì)算機(jī)系統(tǒng)可利用此特點(diǎn)進(jìn)行實(shí)時(shí)事態(tài)保護(hù)。