DE112006001839B4

DE112006001839B4 - Motorsteuerverfahren und Motorsteuersystem

Info

Publication number: DE112006001839B4
Application number: DE112006001839.6T
Authority: DE
Inventors: Toshiyuki Amagasa
Original assignee: Mitsuba Corp
Current assignee: Mitsuba Corp
Priority date: 2005-07-13
Filing date: 2006-07-12
Publication date: 2024-06-06
Anticipated expiration: 2026-07-13
Also published as: JPWO2007007794A1; DE112006001839T5; JP4878598B2; WO2007007794A1

Abstract

Motorsteuerverfahren, durch das eine Spannung in Form von Impulsen an einen zu steuernden Motor (1) anlegt wird, die EIN-Perioden und AUS-Perioden umfassen, und nach dem die an den Motor angelegte effektive Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der an den Motor angelegten Spannung verändert wirddadurch gekennzeichnet dadurch, dassbasierend auf einem für den Motor zulässigen Strom ein zulässiger Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung für den Fall festgelegt wird, dass der Motor in einen gesperrten Zustand gerät,wobei, wenn bestimmt wird, dass die Zahl (f) von Umdrehungen des Motors (1) nicht größer oder gleich einer Sperrbestimmungsfrequenz (d) größer Null ist, das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung auf dem zulässigen Wert oder weniger gehalten wird, undwobei in dem Fall, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, der zulässige Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung auf einen Wert für die Zeit der Beschleunigung korrigiert wird, der höher als der zulässige Wert gesetzt ist.

Description

Technisches Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Steuerverfahren für einen Motor, der in einem Wischersystem eines Automobils etc. verwendet wird, und genauer auf ein Motorsteuerverfahren und ein Motorsteuersystem, die den Betrag eines Stroms in der Zeit der Überlast und der Motorsperre niederhalten können, und die Beschleunigungscharakteristik eines Motors verbessern.
Stand der Technik
Herkömmlich wird in einem Wischersystem eines Automobils etc. als die Antriebsquelle ein elektromagnetischer Motor, der mit einem Feldmagneten (Permanentmagneten) versehen ist, häufig verwendet. Dieser Motor muss den Gebrauch in einer Region tiefer Temperatur von ungefähr -40°C gemäß der Verwendungsbedingung eines Automobils aushalten etc., und ohne Störung in der Umgebung tiefer Temperatur arbeiten. D.h. der Motor muss sogar von dem Zustand tiefer Temperatur, in dem der Motor abgekühlt ist, ohne Probleme hochfahren und Wischer etc. veranlassen, ähnlich wie in dem Fall des Gebrauchs bei gewöhnlicher Temperatur zu arbeiten.
Wenn andererseits der Motor in die Umgebung tiefer Temperatur gebracht ist, wird der Widerstandswert eines Kupferdrahtes, der als eine Ankerwicklung verwendet wird, klein, und es wird veranlasst, dass ein Strom leicht durch die Wicklung fließt. Entsprechend wird, wenn der Motor in der Umgebung tiefer Temperatur in den Überlastungszustand kommt, um gesperrt zu werden, der Wicklungsstrom (Sperrstrom) beträchtlich groß, und der Feldmagnet wird wegen dessen Einfluss leicht entmagnetisiert. Z.B. gibt es in der Umgebung tiefer Temperatur, unmittelbar nachdem der Motor betrieben wird, wenn schwingende Wischerarme an ein Hindernis anstoßen, wie etwa Schnee, der sich in der unteren Wendeposition befindet und der Motor in den gesperrten Zustand kommt, eine Möglichkeit, dass sich der Sperrstrom erhöht und der Feldmagnet entmagnetisiert wird. Besonders in einem Ferritreihenmagnet wird, da die Koerzitivkraft des Magneten selbst zu der Zeit der tiefen Temperatur leicht abgesenkt wird, die Entmagnetisierung in der Umgebung tiefer Temperatur merklicher. Wenn der Magnet entmagnetisiert ist, wird nicht nur die Motorausgabe abgesenkt, sondern es gibt auch eine Möglichkeit, dass gewünschte Motorcharakteristika nicht erhalten werden können, nachdem die Umgebungstemperatur zu der gewöhnlichen Temperatur zurückkehrt.
Entsprechend muss ein Motor, für den es eine Möglichkeit gibt, dass er in der Umgebung tiefer Temperatur verwendet wird, einen Magneten verwenden, der in der Koerzitivkraft hoch ist, oder die Wandstärke eines Magneten groß machen, um so die Entmagnetisierung des Magneten zu verhindern. Ein Magnet, der in der Koerzitivkraft hoch ist, ist jedoch aufwändig, was zu einem Problem führt, dass die Produktionskosten entsprechend ansteigen. Wenn die Wandstärke eines Magneten groß gemacht wird, entsteht des weiteren ein Problem, dass der Motor entsprechend in der Größe vergrößert wird, und auch dessen Gewicht groß wird. Wenn der Wicklungsstrom groß wird, muss außerdem in einer Motoransteuerschaltung ein aufwändiges Schaltelement, welches in einer Stromübertragungskapazität groß ist, gemäß dem Sperrstrom des Motors verwendet werden. Insbesondere in dem Fall einer Ansteuerung eines Motors eines hohen Drehmomentes und einer hohen Rotation ist ein Schaltelement, das in einer Stromübertragungskapazität viel größer ist, erforderlich, was den Elementpreis in die Höhe treibt, was zu einem Problem führt, dass die Produktionskosten weiter ansteigen.

Patentliteraturstelle 1: ausgelegte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. JP H07- 39 062 A
Patentliteraturstelle 2: ausgelegte japanische Patentanmeldung Veröffentlichung Nr. JP H11- 122 703 A
Patentliteraturstelle 3: japanische Patentanmeldung Nr. JP 2004- 327 299 A

DE 102 46 382 A1 bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben eines elektronisch kommutierten Motors, welcher mit einer Strombegrenzungsanordnung versehen ist, die auf eine PWM-Steuerung wirkt. Letztere gibt im betrieb PWM-Impulse mit steuerbarem Tastverhältnis und einer im wesentlichen konstanten Frequenz ab. Bei Überschreiten eines vorgegebenen oberen Grenzwerts des Motorstroms bewirkt die Strombegrenzungsanordnung eine Veränderung dieses Tastverhältnisses, um den Motorstrom zu reduzieren. Wenn bei rotierendem Motor ein Motorstrom einen vorgegeben oberen Grenzwert überschreitet, wird durch ein Zeitglied dieser Grenzwert während einer vorgegebenen Zeitspanne erhöht, und dadurch wird bei einer Lastspitze die verfügbare Motorleistung zeitweilig erhöht. Bei blockiertem Rotor wird der Grenzwert nicht erhöht, sondern stark abgesenkt.
US 4 705 997 A bezieht sich auf die Steuerung eines Motors und insbesondere auf eine Treiberschaltungsanordnung für einen induktiven Gleichstrommotor mit zwei Drehrichtungen, wobei der Motor eine erste und eine zweite Klemme zur operativen Verbindung mit einer Quelle elektrischen Gleichstroms hat und wobei die Treiberschaltungsanordnung in Reihe mit den Motorklemmen an die Quelle elektrischen Gleichstroms anschließbar ist.
Offenbarung der Erfindung
Probleme, die durch die Erfindung zu lösen sind
Entsprechend kann als eine Gegenmaßnahme für die Entmagnetisierung eines Magneten zu der Zeit der tiefen Temperatur ein Steuermuster betrachtet werden, in dem der Wert eines Stroms, der gegenwärtig in einem Motor fließt, unter Verwendung der Zahl von Umdrehungen eines Motors und einer PWM-Betriebsart (PWM duty) geschätzt wird, und der Strom zu der Zeit der Überlast beliebig niedergehalten wird. Unter dem Steuersystem, in dem der Betrag eines Motorstroms durch einfaches Einstellen der oberen Grenze des Stroms unter Verwendung der Zahl von Umdrehungen des Motors und der PWM-Betriebsart niedergehalten wird, gibt es jedoch in dem Fall, dass die Last etwas hoch ist, einen Fall, in dem in einer Situation, in der Beschleunigung erforderlich ist, die Strombegrenzung veranlasst wird und die PWM-Betriebsart auf einen vorbestimmten Wert oder tiefer niedergehalten wird. In diesem Fall kommt es zu einem Problem, dass ein gewünschtes Beschleunigungsleistungsverhalten sogar in einer Situation nicht erhalten werden, in der die Last mittel ist und einen Grad hat, der nicht zu dem gesperrten Zustand führt, was die Zahl von Umdrehungen eines Motors nicht augenblicklich erhöht.
Ein Ziel der vorliegenden Erfindung besteht darin, ein Motorsteuerverfahren und ein Motorsteuersystem vorzusehen, die den Betrag eines Stroms zur Zeit der Überlast und der Motorsperre niederhalten können, und die Beschleunigungscharakteristika eines Motors verbessern.
Mittel zum Lösen der Probleme
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird vorgesehen ein Motorsteuerverfahren, das eine Spannung mit einer Wellenform in der Form von Impulsen anlegt, die mit EIN-Perioden und AUS-Perioden versehen ist, und die angelegte Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der Spannung effektiv ändert, gekennzeichnet dadurch, dass basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors ein zulässiger Betriebsartwert, der das EIN-Periodenzeitverhältnis der Spannung anzeigt, die an den Motor angelegt werden kann, wenn der Motor in den gesperrten Zustand kommt, gesetzt wird, während wenn die Zahl von Umdrehungen des Motors zu einem vorbestimmten Wert oder tiefer kommt, das EIN-Periodenzeitverhältnis der angelegten Spannung auf den zulässigen Betriebsartwert oder tiefer niedergehalten wird, in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, wird der zulässige Betriebsartwert zu einem Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit korrigiert, der höher als der zulässige Betriebsartwert gesetzt ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, unter Betrachtung der Charakteristika des Motors, dass sich der Stromwert verringert, wenn sich die Zahl von Umdrehungen erhöht, der zulässige Betriebsartwert korrigiert, zu der Zeit der Motorbeschleunigung höher gesetzt zu sein. Entsprechend wird der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes niedergehalten, und es kann ein Drehmoment, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist, durch Korrigieren des Betriebsartwertes sichergestellt werden.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Motorsteuerverfahren vorgesehen, das eine Spannung mit einer Wellenform in der Form von Impulsen anlegt, die mit EIN-Perioden und AUS-Perioden versehen ist, und die angelegte Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der Spannung effektiv ändert, gekennzeichnet dadurch, dass basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors ein zulässiger Betriebsartwert, der das EIN-Periodenzeitverhältnis der Spannung anzeigt, die an den Motor angelegt werden kann, wenn der Motor in den gesperrten Zustand kommt, derart eingestellt wird, dass der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, und der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Abbremsungszustand ist, verschieden sind, wenn die Zahl von Umdrehungen des Motors zu einem vorbestimmten Wert oder tiefer kommt, der zulässige Betriebsartwert basierend auf dem Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors beliebig ausgewählt wird, und das EIN-Periodenzeitverhältnis der angelegten Spannung niedergehalten wird, um auf den ausgewählten zulässigen Betriebsartwert oder tiefer gesetzt zu werden. In diesem Fall kann der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, auf einen Wert gesetzt werden, der höher als der zulässige Betriebsartwert in dem Fall ist, dass der Motor in dem Abbremsungszustand ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung kann in einem Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, da der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, und der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Abbremsungszustand ist, verschieden eingestellt ist, und der zulässige Betriebsartwert basierend auf dem Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors beliebig ausgewählt wird, der zulässige Betriebsartwert gemäß der Situation zu der Zeit der Motorabbremsung oder Motorbeschleunigung gewählt werden. Entsprechend wird der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit niedergehalten, und es kann ein Drehmoment sichergestellt werden, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird ein Motorsteuersystem vorgesehen, das eine Spannung mit einer Wellenform in der Form von Impulsen anlegt, die mit EIN-Perioden und AUS-Perioden versehen ist, und die angelegte Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der Spannung effektiv ändert, um den Motor zu kontrollieren und anzusteuern, wobei das System enthält: ein Rotationserfassungsmittel zum Ausgeben eines Signals zusammen mit der Rotation des Motors; ein Speichermittel zum Speichern eines zulässigen Betriebsartwertes, der basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors gesetzt wird und das EIN-Periodenzeitverhältnis der Spannung anzeigt, die an den Motor angelegt werden kann, wenn der Motor in den gesperrten Zustand kommt; ein Kalkulationsmittel eines zulässigen Betriebsartwertes zum Kalkulieren des zulässigen Betriebsartwertes basierend auf dem Signal, das von dem Rotationserfassungsmittel ausgegeben wird; ein Motoransteuerungszustandserfassungsmittel zum Erfassen des Beschleunigungs- und Abbremsungszustands des Motors basierend auf dem Signal, das von dem Rotationserfassungsmittel ausgegeben wird; und ein Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes zum Korrigieren, in dem Fall, dass durch das Motoransteuerungszustandserfassungsmittel erfasst wird, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, des zulässigen Betriebsartwertes.
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird in einem Steuersystem für einen Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, in dem Fall, dass der Motor beschleunigt wird, da der zulässige Betriebsartwert durch das Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes korrigiert wird, der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes niedergehalten, und es kann ein Drehmoment, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist, durch Korrigieren des Betriebsartwertes sichergestellt werden.
In dem Motorsteuersystem kann eine Konfiguration eingesetzt werden, in der in dem Fall, dass der Motor beschleunigt wird, das Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes den zulässigen Betriebsartwert mit einem vorbestimmten Korrekturkoeffizienten multipliziert, und den zulässigen Betriebsartwert zu einem höheren Wert korrigiert. Des weiteren kann in dem Motorsteuersystem eine Konfiguration eingesetzt werden, in der, in dem Speichermittel, ein Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit, der in dem Fall verwendet wird, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, und ein Betriebsartwert für die Abbremsungszeit, der in dem Fall verwendet wird, dass der Motor in dem Abbremsungsfilter ist, gespeichert werden, und in dem Fall, dass der Motor beschleunigt wird, das Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes den zulässigen Betriebsartwert unter Verwendung des Betriebsartwertes für die Beschleunigungszeit korrigiert.
Vorteile der Erfindung
Gemäß dem Motorsteuerverfahren der vorliegenden Erfindung wird in einem Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors, ein zulässiger Betriebsartwert, der den PWM-Betriebsartwert anzeigt, der zu der Zeit der Motorsperre angewendet werden kann, gesetzt, während wenn die Zahl von Umdrehungen des Motors zu einem vorbestimmten Wert oder tiefer kommt, wird der PWM-Betriebsartwert auf den zulässigen Betriebsartwert oder tiefer niedergehalten, in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, wird der zulässige Betriebsartwert auf einen Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit korrigiert, der höher als der zulässige Betriebsartwert gesetzt ist. Auf diese Weise wird der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes niedergehalten, und es kann ein Drehmoment, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist, durch Korrigieren des Betriebsartwertes zu der Zeit der Beschleunigung sichergestellt werden. Entsprechend kann unter Realisierung der Kostenreduzierung eines Magneten und eines Schaltelementes und der Absenkung des Motorgewichtes durch Einsetzen der Entmagnetisierungsunterdrückung das Beschleunigungsleistungsverhalten des Motors verbessert werden.
Gemäß dem anderen Motorsteuerverfahren der vorliegenden Erfindung ist in einem Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors ein zulässiger Betriebsartwert, der den PWM-Betriebsartwert anzeigt, der zu der Zeit der Motorsperre angewendet werden kann, derart gesetzt, dass der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, und der zulässige Betriebsartwert in dem Fall, dass der Motor in dem Abbremsungszustand ist, verschieden sind. Wenn die Zahl von Umdrehungen des Motors zu einem vorbestimmten Wert oder tiefer kommt, wird der zulässige Betriebsartwert basierend auf dem Beschleunigungs- und Abgrenzungszustand des Motors beliebig ausgewählt, und der PWM-Betriebsartwert wird niedergehalten, um auf den ausgewählten zulässigen Betriebsartwert oder tiefer gesetzt zu werden. Auf diese Weise kann der Motor unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes gemäß der Situation zu der Zeit der Motorbeschleunigung oder Motorabbremsung angesteuert werden. Entsprechend wird der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes für die Abbremsungszeit niedergehalten, und es kann ein Drehmoment, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist, unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes für die Beschleunigungszeit sichergestellt werden. Entsprechend kann unter Realisierung der Kostenreduzierung eines Magneten und eines Schaltelementes und der Absenkung des Motorgewichtes durch Einsetzen der Entmagnetisierungsunterdrückung das Beschleunigungsleistungsverhalten des Motors verbessert werden.
Gemäß dem Motorsteuersystem der vorliegenden Erfindung sind in einem Steuersystem für einen Motor, in dem die sogenannte PWM-Steuerung durchgeführt wird, ein Rotationserfassungsmittel, ein Speichermittel zum Speichern eines zulässigen Betriebsartwertes, der basierend auf einem zulässigen Strombetrag des Motors gesetzt wird und den PWM-Betriebsartwert anzeigt, der zu der Zeit der Motorsperre angewendet werden kann, ein Kalkulationsmittel eines zulässigen Betriebsartwertes zum Kalkulieren des zulässigen Betriebsartwertes basierend auf dem ausgegebenen Signal von dem Rotationserfassungsmittel, ein Motoransteuerungszustandserfassungsmittel zum Erfassen des Beschleunigungs- und Abbremsungszustands des Motors basierend auf dem ausgegebenen Signal von dem Rotationserfassungsmittel und ein Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes zum Korrigieren, in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, des zulässigen Betriebsartwertes angeordnet. Auf diese Weise kann in dem Fall, dass der Motor beschleunigt wird, der zulässige Betriebsartwert durch das Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes korrigiert werden, und der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit wird unter Verwendung des zulässigen Betriebsartwertes niedergehalten, und es kann ein Drehmoment sichergestellt werden, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist. Entsprechend kann unter Realisierung der Kostenreduzierung eines Magneten und eines Schaltelementes und der Absenkung des Motorgewichtes durch Einsetzen der Entmagnetisierungsunterdrückung das Beschleunigungsleistungsverhalten des Motors verbessert werden.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen

1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Konfiguration eines Motorsteuersystems anzeigt, auf das ein Motorsteuersystem gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird;
2 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur des Motorsteuerverfahrens anzeigt, was die Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist;
3 zeigt ein Flussdiagramm, das eine Verarbeitungsprozedur zur Kalkulation der max. Betriebsart in Schritt S3 von 2 anzeigt;
4 zeigt eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen E und D0 anzeigt, wenn sie auf a = 124, b = 4,7 in Ausdruck 2 gesetzt ist;
5 zeigt eine Abbildung, die einen max. Betriebsartwert (Betriebsartwert für die Abbremsungszeit) entsprechend der Abbremsungszeit anzeigt;
6 zeigt eine Abbildung, die einen Korrekturwert (Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit) darstellt, der durch Multiplizieren des max. Betriebsartwertes entsprechend der Abbremsungszeit mit Kp = 1,2 erhalten wird; und
7 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur eines Motorsteuerverfahrens in dem Fall anzeigt, dass der max. Betriebsartwert von dem Stromwert und einer Zahl von Umdrehungen erhalten wird.

Erläuterung von Bezugszeichen

1: Motor
2: Batterie
3: CPU
4: Rotationserfassungsmittel
5: Motoransteuereinrichtung
6: Spannungssensor
7: Temperatursensor
8: ROM
9: Steuerabbildung
10: H-Brückenschaltung
11: Steuerbetriebsartkalkulationsmittel
12: Kalkulationsmittel der max. Betriebsart (Kalkulationsmittel eines zulässigen Betriebsartwertes)
13: Motorzustandserfassungsmittel
14: Korrekturmittel einer max. Betriebsart (Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes)
15: Betriebsartwertausgabemittel
D0: Zulässiger Betriebsartwert
Kf: Frequenzabstimmungskoeffizient
Kp: Beschleunigungskorrekturkoeffizient
E: Leistungsquellenspannung
a: Fixierter Betriebsartwert
b: Betriebsartcharakteristikkoeffizient
c: Begrenzungsstartfrequenz
d: Sperrbestimmungsfrequenz
f: Motorrotationsfrequenz

Bester Modus zum Ausführen der Erfindung
Nun werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung detailliert beschrieben, während auf die begleitenden Zeichnungen verwiesen wird. 1 zeigt ein Blockdiagramm, das die Konfiguration des Motorsteuersystems anzeigt, auf das das Motorsteuerverfahren gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung angewendet wird. Ein Motor 1, der in 1 gezeigt wird, wird als die Antriebsquelle eines Wischersystems eines Automobils verwendet, und wird von einer Batterie 2 mit Leistung versorgt, und wird kontrolliert, um durch eine CPU 3 angesteuert zu werden. Der Motor 1 wird durch eine H-Brückenschaltung 10 unter Verwendung von vier FET's vorwärts und rückwärts angesteuert. Der Motor 1 ist mit einem Rotationserfassungsmittel 4 versehen, das einen Hall-IC verwendet, und die Geschwindigkeit (Zahl von Umdrehungen) davon kann unter Verwendung der Frequenz (Motorrotationsfrequenz) eines Impulssignals erfasst werden, das von dem Rotationserfassungsmittel 4 ausgegeben wird.
Die CPU 3 steuert mit PID den Motor 1 basierend auf der Zahl von Umdrehungen, die aus dem Impulssignal kalkuliert wird. Mit Bezug auf den Motor 1 wird die PWM-Steuerung (Impulsbreitenmodulation), die die Ansteuerkontrolle durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der Impulsbreite einer angelegten Spannung durchführt, ausgeführt, und ändert effektiv die angelegte Spannung durch Einstellen der Leistungsquellenspannung EIN/AUS, um den Betrag eines Stroms zu steuern, der dem Motor 1 zuzuführen ist. Bei Ausführung der PWM-Steuerung richtet die CPU 3 ein Zeitverhältnis (Betriebsart) der EIN-Periode einer Impulsspannung ein, und sendet ein Steuersignal zu der Motoransteuereinrichtung 5. Bei Empfang des Steuersignals legt die Motoransteuereinrichtung 5 die Impulsspannung der so eingerichteten Betriebsart an den Motor 1 an, was die Zahl von Umdrehungen des Motors 1 beliebig steuert.
Mit der Batterie 2 ist ein Spannungssensor 6 verbunden. Der Spannungssensor 6 erfasst die Leistungsquellenspannung, die an den Motor 1 angelegt wird, und sendet einen so erfassten Wert zu der CPU 3. Des weiteren ist in dem Motor 1 ein Temperatursensor 7, der die Temperatur des Inneren des Motors 1 erfasst, insbesondere Temperatur einer Ankerwicklung, angeordnet. Auch ist der Temperatursensor 7 mit der CPU 3 verbunden, und Temperatur des Inneren des Motors 1, die durch den Temperatursensor 7 erfasst wird, wird zu CPU 3 als Motortemperaturinformation gesendet. Die CPU 3 überwacht jederzeit Temperatur des Inneren des Motors 1 unter Verwendung der Temperaturinformation. Die CPU 3 steuert, basierend auf der Leistungsquellenspannung, Motorrotationsfrequenz, Motortemperaturinformation etc., die Motoransteuereinrichtung 5, sodass der Wert eines Stroms nicht zu einem vorbestimmten Wert oder mehr zu der Zeit der Motorsperre kommt. Zu dieser Zeit verweist die CPU 3 auf eine Steuerabbildung 9 etc., die in einem ROM (Speichermittel) 8 gespeichert ist, und begrenzt den Maximalwert der PWM-Betriebsart des Motors 1, um einen Strom zu steuern, der dem Motor 1 zuzuführen ist.
In der CPU 3 sind ein Steuerbetriebsartkalkulationsmittel 11, ein Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart (Kalkulationsmittel eines zulässigen Betriebsartwertes) 12, ein Motorzustandserfassungsmittel 13, ein Korrekturmittel einer max. Betriebsart (Korrekturmittel eines zulässigen Betriebsartwertes) 14 und ein Betriebsartwertausgabemittel 15 angeordnet. Das Steuerbetriebsartkalkulationsmittel 11 erfasst, basierend auf der Batteriespannung, Motorrotationsfrequenz, Motortemperaturinformation etc., den aktuellen Zustand des Motors 1, und kalkuliert einen Steuerbetriebsartwert entsprechend dessen Lastzustand. Der Motor 1 wird gewöhnlich mit PID gesteuert, unter Verwendung des Betriebsartwertes, der durch das Steuerbetriebsartkalkulationsmittel 11 erhalten wird.
Während der Motor 1 gewöhnlich gesteuert wird, um unter Verwendung des Steuerbetriebsartwertes unter der PID-Steuerung angesteuert zu werden, wird auf diese Weise in diesem System, um die Entmagnetisierung wegen einem Sperrstrom zu verhindern, ein zulässiger Wert (max. Betriebsart) der PWM-Betriebsart, der zu der Zeit der Sperre angewendet werden kann, gesetzt. Das Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart 12 richtet den zulässigen Betriebsartwert basierend auf der Batteriespannung, Motorrotationsfrequenz und Motortemperaturinformation ein. Der zulässige Betriebsartwert wird in dem ROM 8 als die Steuerabbildung 9 gespeichert, und das Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart 12 kalkuliert den zulässigen Betriebsartwert durch Verweisen auf die Steuerabbildung 9 basierend auf jeweiligen Erfassungswerten.
Das Motorzustandserfassungsmittel 13 erfasst den Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors 1. Zu dem Motorzustandserfassungsmittel 13 wird eine Motorrotationsfrequenz von dem Rotationserfassungsmittel 4 eingegeben, wo ein vorheriger Erfassungswert und ein aktueller Erfassungswert verglichen werden, um den Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors 1 zu bestimmen. In dem Fall z.B., dass die aktuelle Zahl von Umdrehungen schneller (Rotationsfrequenz ist höher) als die vorherige Zahl von Umdrehungen ist, bestimmt das Motorzustandserfassungsmittel 13, dass der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand ist.
Das Korrekturmittel einer max. Betriebsart 14 korrigiert beliebig den zulässigen Betriebsartwert, der durch das Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart 12 kalkuliert wird gemäß dem Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors 1. Wie oben beschrieben, kann ein gewünschtes Beschleunigungsleistungsverhalten in dem Steuersystem nicht erhalten werden, unter dem der Betrag eines Motorstroms durch einfaches Setzen der oberen Grenze der Betriebsart niedergehalten wird. Entsprechend wird in diesem System durch Betrachten der Charakteristika eines Motors, dass wenn sich die Zahl von Umdrehungen erhöht, der Betrag eines Stroms entsprechend abgesenkt wird, der oben beschriebene zulässige Betriebsartwert korrigiert, etwas höher zu sein, wenn der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand ist. Wenn durch das Motorzustandserfassungsmittel 13 bestimmt ist, dass der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand ist, multipliziert das Korrekturmittel einer max. Betriebsart 14 einen Wert der Steuerabbildung 9 mit einem vorbestimmten Koeffizienten, um einen Korrekturbetriebsartwert zu bilden.
Dann werden der Steuerbetriebsartwert, der durch das Steuerbetriebsartkalkulationsmittel 11 kalkuliert wird, der zulässige Betriebsartwert, der durch das Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart 12 kalkuliert wird, und der Korrekturbetriebsartwert, der durch das Korrekturmittel einer max. Betriebsart 14 korrigiert wird, von dem Betriebsartwertausgabemittel 15 als Steuersignale ausgegeben. Die Steuersignale werden zu der Motoransteuereinrichtung 5 gesendet, und der Motor 1 wird in Übereinstimmung mit dem Betriebsartwert angesteuert, der in der CPU 3 eingerichtet wird.
2 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur der Motoransteuerkontrolle anzeigt, was eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist. Die in 2 gezeigte Steuerung wird durch das in 1 gezeigte System ausgeführt, und wenn der Zündschlüssel eines Automobils EIN-gestellt ist, wird die in 2 gezeigte Verarbeitung gestartet.
Wie in 2 gezeigt, wird zuerst in Schritt S1 eine Motorrotationsfrequenz f erfasst. Als die Motorrotationsfrequenz f wird die Frequenz eines ausgegebenen Impulssignals des Rotationserfassungsmittels 4 verwendet. Das ausgegebene Impulssignal wird zusammen mit der Rotation des Motors 1 ausgegeben, und entsprechend können die Zahl von Umdrehungen und der Rotationszustand des aktuellen Motors 1 herausgefunden werden. Das Rotationserfassungsmittel 4 gibt 12 Impulse pro einer Rotation des Motors 1 aus, und in dem Fall z.B., dass der ausgegebene Impuls 200 Hz ist, kommt die Zahl von Umdrehungen des Motors auf ungefähr 1000 U/min. Da es die eindeutige Beziehung zwischen der Frequenz des ausgegebenen Impulses und der Zahl von Umdrehungen eines Motors gibt, wird in dieser Ausführungsform die Frequenz des ausgegebenen Impulses als die Zahl von Umdrehungen eines Motors behandelt, und die Motorrotationsfrequenz f wird direkt verwendet, um den Motor 1 zu kontrollieren und anzusteuern.
Als Nächstes kalkuliert basierend auf der Zahl von Umdrehungen des Motors, die in Schritt S1 erfasst wird, das Steuerbetriebsartkalkulationsmittel 11 einen Steuerbetriebsartwert (Betriebsart (1)) basierend auf dem PID-Steuerverfahren. Nachdem die Betriebsart (1) kalkuliert ist, kalkuliert beim Übergang zu Schritt S3 das Kalkulationsmittel einer max. Betriebsart 12 einen max. Betriebsartwert. 3 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur zur Kalkulation der max. Betriebsart in Schritt S3 anzeigt. In dieser Verarbeitungsprozedur wird zuerst eine Sperrbestimmungsfrequenz d von dem ROM 8 erhalten (Schritt S11). Die Sperrbestimmungsfrequenz d ist ein Wert, der den Wert von Hz der Motorrotationsfrequenz bestimmt, unter der der „gesperrte Zustand" bestimmt wird. Wenn z.B. die Sperrbestimmungsfrequenz auf d = 300 gesetzt ist, wird bestimmt, dass der Motor 1 in dem gesperrten Zustand ist, wenn die Frequenz auf 300 Hz kommt. Der Wert von „d“ wird in einem Bereich von ungefähr 0 bis 400 abhängig von den Motorcharakteristika und dem Grad, der Art der Last etc. beliebig gesetzt.
Als Nächstes wird in Schritt S12 eine Leistungsquellenspannung E erfasst. Die Leistungsquellenspannung E wird durch den Spannungssensor 6 erfasst, und es wird eine Spannung erfasst, die an den Motor 1 in dem vorliegenden Moment durch die Batterie 2 angelegt wird. Wenn die Leistungsquellenspannung hoch ist, wird entsprechend die Motorbetriebsart gemäß einem zulässigen Stromwert klein. Entsprechend wird in diesem Steuerverfahren der Spannungswert der Batterie 2 erfasst, und der so erfasste Spannungswert wird als einer von Parametern in der Steuerung verwendet. Eine von beiden der Sperrbestimmungsfrequenz d und der Leistungsquellenspannung E kann gesetzt und früher erfasst werden, und die Reihenfolge ist nicht auf die oben beschriebene Reihenfolge begrenzt.
Nachdem „d“, „E“ erfasst sind, werden "d und „f“ verglichen. In dem Fall, dass „f“ gleich oder größer „d“ ist, d.h. in dem Fall, dass die Motorrotationsfrequenz gleich oder größer der Sperrbestimmungsfrequenz ist, wird, nachdem der Maximalwert der Betriebsart (max. Betriebsart) des Motors 1 kalkuliert ist basierend auf dem folgenden mathematischen Ausdruck, der max. Betriebsartwert in Schritt S15 gesetzt, wobei aus der Routine ausgetreten wird. $Max . B etriebsart = D0 * Kf$
In diesem Ausdruck ist D0 ein zulässiger Betriebsartwert, und Kf ist ein Frequenzabstimmungskoeffizient. D0 ist ein Betriebsartwert, der an den Motor 1 aus der Sicht der Entmagnetisierung eines Magneten, Stromübertragungskapazität eines Schaltelementes etc. angelegt werden kann, wenn der Motor 1 in den gesperrten Zustand kommt (f = 0). D0 ist ein Wert, der von der Leistungsquellenspannung E abhängt, und unter Verwendung des folgenden mathematischen Ausdrucks erhält die CPU 3 D0 durch Setzen der Leistungsquellenspannung E, die in Schritt S12 erhalten wird, als einen Parameter. $D0 = a - bE$
Die „a“, „b“ in Ausdruck 2 sind fixierte Werte, die im voraus für jeweilige Motoren (oder für jeweilige Motormodelle) gesetzt wurden, und „a“ ist ein fixierter Betriebsartwert, der von einem zulässigen Strombetrag zu der Zeit der Sperre erhalten wird, und „b“ ist ein Betriebsartcharakteristikkoeffizient, der gemäß den Motorcharakteristika bestimmt wird. Diese Werte werden im voraus in dem ROM 8 gespeichert. 4 zeigt eine grafische Darstellung, die die Beziehung zwischen E und D0 anzeigt, wenn gesetzt ist, dass a = 124, b = 4,7 in Ausdruck 2 sind.
Der fixierte Betriebsartwert a wird anhängig davon bestimmt, auf welcher Amperezahl gewünscht wird, den Strom zu fixieren, und kommt zu dem Schnittpunktwert von D0, was durch eine lineare Funktion mit E, die zu einer Variablen gesetzt ist, dargestellt wird. Der Wert von „a“ wird groß, wenn der zulässige Strombetrag groß ist, während der Wert von „a“ klein wird, wenn der zulässige Strombetrag klein ist. Der Betriebsartcharakteristikkoeffizient b wird basierend auf den Charakteristika jeweiliger Motoren gemäß dem Wicklungswiderstandswert etc. eines Motors bestimmt, und kommt zu der Neigung von D0, was durch eine lineare Funktion dargestellt wird, wobei E zu einer Variablen gesetzt ist. Wie oben beschrieben, muss, wenn die Leistungsquellenspannung E hoch ist, der zulässige Betriebsartwert D0 auf einen tiefen Wert niedergehalten werden, und in diesem Fall ist „b“ ein positiver Wert, und die Grafik, die D0 darstellt, neigt sich in der Richtung diagonal nach rechts unten.
Basierend auf dem maximalen Sperrstromwert, der zulässig ist, wird auf diese Weise der zulässige Betriebsartwert D0 gemäß den Charakteristika jeweiliger Motoren gesetzt, und wird abhängig davon geändert, ob die Leistungsquellenspannung E groß oder klein ist. In diesem Fall wird, als der zulässige maximale Sperrstromwert, ein Wert, unter dem die Entmagnetisierung eines Magneten niedergehalten werden kann innerhalb eines zulässigen Bereiches gesetzt, und in dem Fall, dass die Sperre erfasst wird, kann, wenn der Betriebszeitwert auf D0 oder tiefer gemäß der Leistungsquellenspannung E zwangsweise niedergehalten wird, ein übermäßiger Strom zu der Zeit der Sperre tiefer Temperatur verhindert werden, was die Entmagnetisierung des Magneten unterdrücken kann.
Unter diesem Steuermuster wird andererseits die Zahl von Umdrehungen eines Motors wegen der Überlast allmählich abgesenkt, und sogar in einem Zustand, in dem sich der Wicklungsstromwert erhöht, wird der Betriebszeitwert solange nicht zwangsweise gesetzt, wie der Motor nicht aufgehalten wird. Entsprechend wird in der Verarbeitung in Schritt S3 der zulässige Betriebsartwert gemäß der Motorrotationsfrequenz f korrigiert, und der Betriebsartwert, der unter der Zahl von Umdrehungen des Motors zu dieser Zeit zulässig ist, wird individuell gesetzt, und es wird eine Gegenmaßnahme, um einen übermäßigen Strom zu verhindern gemäß dem Zustand des Motors durchgeführt. Entsprechend ist der Koeffizient für DO-Abstimmung Kf in Ausdruck 1.
D.h. der Frequenzabstimmungskoeffizient Kf ist ein Koeffizient, der von der Motorrotationsfrequenz f abhängt, und ist ein Abstimmungswert, um zu erhalten, wozu der max. Betriebsartwert gesetzt werden sollte unter der aktuellen Motorrotationsfrequenz f basierend auf D0. Entsprechend ist der max. Betriebsartwert, der in Ausdruck 1 erhalten wird, auch eine Art eines zulässigen Betriebsartwertes, und ein Wert, der durch Korrigieren des zulässigen Betriebsartwertes D0 gemäß der Motorrotationsfrequenz erhalten wird, wird hier verwendet. Durch Verwenden des folgenden mathematischen Ausdrucks erhält die CPU 3 Kf unter Verwendung der zuvor erhaltenen Motorrotationsfrequenz f und Sperrbestimmungsfrequenz d. $Kf = 1 + (f - d) / c$
Das „c“ in Ausdruck 3 ist eine Begrenzungsstartfrequenz, und ist ein fixierter Wert, der den Wert von Hz der Motorrotationsfrequenz setzt, unter dem die Begrenzung für den Betriebsartwert gestartet wird, was in dem ROM 8 im voraus gespeichert wird. Als der Wert von „c“ wird z.B., wenn die Sperrbestimmungsfrequenz auf d = 300 gesetzt ist, entsprechend c = 420 (Hz) gesetzt. Des weiteren kommt f - d zu „0“, wenn die Motorrotationsfrequenz f zu der Sperrbestimmungsfrequenz d gelangt, wenn Kf = 1 ist. Zu dieser Zeit kommt der zulässige Betriebsartwert D0 zu D0 × 1, d.h. D0 selbst, und wenn „f“ zu „d“ gelangt, kommt der max. Betriebsartwert zu D0, selbst wenn f = 0 nicht erzielt wird.
5 zeigt ein Beispiel der Steuerabbildung 9, die den max. Betriebsartwert (Betriebsartwert für die Abbremsungszeit) in dem Fall von a = 124, b = 4,7, c = 420 und d = 300, was in dem ROM 8 gespeichert ist, darstellt. In diesem Fall wird „d“ auf 300 gesetzt (Sperre wird bestimmt, wenn f = 300 Hz ist), und wenn der Motor abgebremst wird und die Frequenz zu 300 Hz kommt, wird D0, der in 4 eingerichtet wird, eingesetzt. D.h. in der in 5 gezeigten Abbildung wird Ausdruck 1 dargestellt als max. Betriebsart = D0 * (1 + (f - 300)/420): (Ausdruck 4), und max. Betriebsart = D0 zu der Zeit von f = 300 Hz. Wenn es andererseits gesetzt ist, dass d = 400 ist, wird die in 5 gezeigte Tabelle gelesen, sodass D0 eingesetzt wird, wenn f = 400 ist.
D0 kommt zu Werten, die in 4 gezeigt werden, gemäß der Leistungsquellenspannung E, und wird z.B. in dem Fall, dass die Leistungsquellenspannung E 13,5 V übersteigt und gleich oder kleiner 14,0 V ist, gesetzt, dass D0 = 58% ist. D.h. in 5 kommt in dem Fall, dass E = 14,0 (V) oder tiefer ist, und die Frequenz gleich oder kleiner 300 (Hz) ist, der Wert zu 58%. Dies zeigt an, dass in dem Fall, dass der Motor 1 gesperrt ist, wenn E 13,5 V übersteigt und gleich oder kleiner 14,0 V ist, der Maximalwert der Betriebsart auf 58% niedergehalten wird.
Wie in 5 gezeigt, wird in dem Fall, dass die Leistungsquellenspannung von 13,5 V zu 14,0 ist, wie es ähnlich zu dem oben beschriebenen Fall ist, der Betriebsartwert ferner derart begrenzt, dass die max. Betriebsart = 72% zu der Zeit von f = 400 Hz, oder die max. Betriebsart = 86% zu der Zeit von f = 500 Hz ist. Zu dieser Zeit von f = 600 Hz übersteigt der Kalkulationswert der max. Betriebsart 100%, in welchem Fall der Betriebsartwert 100% möglich ist, und Betriebsartsteuerung wird nicht durchgeführt. In dem Fall, dass der Kalkulationswert der max. Betriebsart 100% oder mehr ist, wie in dem Halbtonpunktnetzteil von 5 gezeigt, ist max. Betriebsart = 100 (%) ungeachtet des Kalkulationswertes.
Wenn der max. Betriebsartwert basierend auf Ausdruck 1 begrenzt ist, wird auf diese Weise, während die Zahl von Umdrehungen des Motors 1 abgesenkt wird, der Maximalwert der Betriebsart allmählich begrenzt. Zu der Zeit der Motorsperre wird dann der Maximalwert der Betriebsart auf D0 niedergehalten, was ein Wert ist, der die Entmagnetisierung eines Magneten und die Stromübertragungskapazität eines Schaltelementes betrachtet. In dem Fall in Schritt S13 andererseits, dass die Motorrotationsfrequenz f kleiner als die Sperrbestimmungsfrequenz d ist, geht die Verarbeitung zu Schritt S16. Da in diesem Fall bestimmt wird, dass der Motor 1 bereits in dem gesperrten Zustand war, wird der max. Betriebsartwert auf das oben beschriebene D0 gesetzt, wobei zu Schritt S15 gegangen wird, und die Verarbeitung kommt aus der Routine heraus. Selbst wenn der Motor 1 in den gesperrten Zustand kommt, unmittelbar nachdem er hochgefahren ist, kann entsprechend der max. Betriebsartwert auf D0 niedergehalten werden.
Nachdem der max. Betriebsartwert in Schritt S3 kalkuliert ist, wobei zu Schritt S4 gegangen wird, wird auf diese Weise der Ansteuerungszustand des Motors durch das Motorzustandserfassungsmittel 13 erfasst. In diesem Fall wird der Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors aus der Änderung der Zahl von Umdrehungen bestimmt, und die Zahl von Umdrehungen des Motors (f) in einer Verarbeitung vor der aktuellen Verarbeitung um eins (vorherige Verarbeitung) und die Zahl von Umdrehungen des Motors in einer aktualisierten Verarbeitung (aktuelle Verarbeitung) werden verglichen. In dem Fall, dass die Zahl von Umdrehungen der vorherigen Verarbeitung gleich oder größer der der aktuellen Verarbeitung ist, wird bestimmt, dass die Zahl von Umdrehungen des Motors 1 intakt gehalten wird oder der Motor 1 in dem Abbremsungszustand ist, wobei zu Schritt S5 gegangen wird, und der max. Betriebsartwert, der in Schritt S3 kalkuliert wird, wird direkt verwendet, wobei zu Schritt S7 gegangen wird. In dem Fall andererseits, dass die Zahl von Umdrehungen der vorherigen Verarbeitung kleiner als die der aktuellen Verarbeitung ist, wird bestimmt, dass der Motor 1 in dem Beschleunigungszustand ist, wobei zu Schritt S6 gegangen wird, und der max. Betriebsartwert, der durch das Korrekturmittel einer max. Betriebsart 14 in Schritt S3 kalkuliert wird, wird mit einem Beschleunigungskorrekturkoeffizienten Kp multipliziert.
In Schritt S6 wird z.B. der max. Betriebsartwert mit Kp = 1,2 multipliziert, und der Wert wird im Vergleich mit der allgemeinen Steuerzeit um 1,2 Mal hoch gemacht. 6 zeigt eine Abbildung, die den Korrekturwert (Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit) darstellt, was durch Multiplizieren des max. Betriebsartwertes entsprechend der Abbremsungszeit ( 5) mit 1,2 erhalten wird. In dem ROM 8 wird die Korrekturabbildung entsprechend der Beschleunigungszeit im voraus gespeichert, und in Schritt S6 wird unter Verweis auf die Abbildung der max. Betriebsartwert korrigiert. In der in 6 gezeigten Abbildung wird in dem Fall von 13,5 V bis 14,0 V der Betriebsartwert derart begrenzt, dass die max. Betriebsart = 70% zu der Zeit von f = 300 Hz oder tiefer ist, oder die max. Betriebsart = 86% zu der Zeit von f = 400 Hz ist. In dem Fall von f = 500 Hz oder höher kommt der max. Betriebsartwert zu 100%. Wenn sich in diesem Fall die Zahl von Umdrehungen wegen der Beschleunigung erhöht, wird, da sich der Stromwert relativ verringert, selbst wenn der zulässige Betriebsartwert um den verringerten Betrag höher gesetzt ist, keine Unbequemlichkeit wie etwa die Entmagnetisierung eines Magneten verursacht.
Unter diesem Steuerverfahren wird auf diese Weise zu der Zeit der Motorbeschleunigung der max. Betriebsartwert im Vergleich zu dem Fall zu der Zeit der Motorabbremsung höher gesetzt. Wie oben beschrieben, wird in der Steuerung durch die Abbildung entsprechend der in 5 gezeigten Abbremsungszeit in dem Fall, dass gewünscht wird, dass die Beschleunigung in einem Zustand durchgeführt wird, in dem die Last etwas hoch ist und die Zahl von Umdrehungen verringert ist, der Betriebsartwert mehr als notwendig niedergehalten, und gewünschte Beschleunigungscharakteristika können nicht erhalten werden. Gemäß der Steuerverfahren der vorliegenden Erfindung wird andererseits, da der Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors erfasst wird, und der max. Betriebsartwert auf einen höheren Wert zu der Zeit der Beschleunigung korrigiert wird, der Stromwert von der Überlastzeit zu der Sperrzeit niedergehalten, und ein Drehmoment, das zu der Zeit der Beschleunigung notwendig ist, kann sichergestellt werden. Entsprechend kann unter Realisierung der Kostenreduzierung eines Magneten und eines Schaltelementes und der Absenkung eines Motorgewichtes durch Einsetzen der Entmagnetisierungsunterdrückung das Beschleunigungsleistungsverhalten verbessert werden.
Nachdem der max. Betriebsartwert in Schritt S5 und S6 gesetzt und korrigiert ist, wobei zu Schritt S7 gegangen wird, werden der Steuerbetriebsartwert (Betriebsart (1)), der in Schritt S2 erhalten wird, und der max. Betriebsartwert verglichen. In dem Fall, dass die Betriebsart (1) gleich oder kleiner dem max. Betriebsartwert ist, muss der Betriebsartwert nicht niedergehalten werden, wobei zu Schritt S8 gegangen wird, die Betriebsart (1) wird direkt auf den ausgegebenen Betriebsartwert gesetzt und der Wert wird von dem Betriebsartausgabemittel 15 zu der Motoransteuereinrichtung 5 in Schritt S10 ausgegeben, wobei aus der Routine ausgetreten wird. In dem Fall andererseits, dass die Betriebsart (1) den max. Betriebsartwert übersteigt, kommt es zu einer Befürchtung, dass in dem Fall, dass die Betriebsart (1) direkt ausgegeben wird, der Stromwert übermäßig wird, um die Entmagnetisierung nach sich zu ziehen. Indem zu Schritt S9 gegangen wird, wird der max. Betriebsartwert zu dem ausgegebenen Betriebsartwert gesetzt, und der Betriebsartwert wird niedergehalten. Danach wird, wobei zu Schritt S10 gegangen wird, der max. Betriebsartwert ausgegeben, wobei aus der Routine ausgetreten wird. Dann wird die PWM-Betriebsart zu der Zeit der Abbremsung konstant gehalten (max. Betriebsartwert), und die Ausgabe des Motors wird aufgehoben, wenn diese Situation für eine vorbestimmte Zeitperiode abläuft. Auf diese Weise kann ein übermäßiger Strom zu der Zeit der Motorsperre niedergehalten werden, was die Entmagnetisierung eines Magneten verhindern kann. Andererseits wird zu der Zeit der Beschleunigung der max. Betriebsartwert zu einem höheren Wert korrigiert, was das Beschleunigungsleistungsverhalten verbessern kann.
Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungsformen begrenzt, sondern es können verschiedene Modifikationen ohne Abweichung von dem Bereich und Geist der vorliegenden Erfindung implementiert werden.
Z.B. wird in der oben beschriebenen Ausführungsform ein Steuermuster dargestellt, in dem der max. Betriebsartwert unter Verwendung von Ausdruck 1 kalkuliert wird. Andererseits ist das Verfahren zum Kalkulieren des max. Betriebsartwert nicht darauf beschränkt, und der max. Betriebsartwert kann z.B. aus dem Stromwert und der Zahl von Umdrehungen erhalten werden. 7 zeigt ein Flussdiagramm, das die Verarbeitungsprozedur in diesem Fall anzeigt. In dieser Verarbeitung wird an Stelle der Verarbeitung in Schritt S3 von 2, unter Verwendung der Zahl von Umdrehungen und des Stromwertes, die in Schritten S31 und S33 erfasst werden, der max. Betriebsartwert in Schritt S34 kalkuliert. Die andere Verarbeitung ist der in 2 ähnlich. Bei Erfassung des Stromwertes können verschiedene Verfahren unter Verwendung eines Stromsensors, eines Nebenwiderstandes, der Beziehung zwischen der Zahl von Umdrehungen und der Betriebsart etc. eingesetzt werden.
In der oben beschriebenen Ausführungsform wird ein Steuermuster dargestellt, in dem beide Abbildungen für den Betriebsartwert für die Abbremsungszeit und den Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit in dem ROM 8 gespeichert sind, und auf sie wird gemäß dem Beschleunigungs- und Abbremsungszustand beliebig verwiesen. Andererseits kann ein Steuermuster eingesetzt werden, in dem nur eine Abbildung für den Betriebsartwert für die Abbremsungszeit in dem ROM 8 gespeichert ist, und der Wert mit Kp zu der Zeit der Beschleunigung multipliziert wird. Des weiteren kann der Betriebsartwert für die Abbremsungszeit vor Ort unter Verwendung von Ausdruck 1 an Stelle einer Verwendung einer Abbildung kalkuliert werden. Des weiteren kann unter Betrachtung der Motortemperatur der max. Betriebsartwert basierend auf Motortemperaturinformation, die von dem Temperatursensor 7 erhalten wird, korrigiert werden, und es kann eine Konfiguration eingesetzt werden, in der der max. Betriebsartwert in der Form von D1 = 100 - (100 - max. Betriebsart) * T (T: Temperatur) korrigiert wird, und dieser Wert mit Kp multipliziert wird, um den max. Betriebsartwert für die Beschleunigungszeit zu setzen.
Außerdem wird in der oben beschriebenen Ausführungsform die vorliegende Erfindung auf einen Motor für ein Wischersystem eines Automobils angewendet, worauf die vorliegende Erfindung nicht beschränkt ist, und die vorliegende Erfindung kann auf verschiedene Motoren angewendet werden, wie etwa einen Motor, um ein Fenster oder eine Tür anzusteuern, andere Motoren, die in einem Automobil montiert sind, einen Motor, der für eine Pumpe verwendet wird etc., die in kalten Gebieten eingesetzt werden. Als der Motor 1 wird des weiteren einen Motor dargestellt, der durch eine Ansteuerschaltung 10 vorwärts und rückwärts angesteuert wird. Andererseits kann die vorliegende Erfindung bei einer Steuerung eines Motors eingesetzt werden, der in einer Richtung dreht. Des weiteren sind numerische Werte in den Ausführungsformen und den Abbildungen, die in 4 und 6 gezeigt werden, Beispiele, und die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Werte beschränkt.

Claims

Motorsteuerverfahren, durch das eine Spannung in Form von Impulsen an einen zu steuernden Motor (1) anlegt wird, die EIN-Perioden und AUS-Perioden umfassen, und nach dem die an den Motor angelegte effektive Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der an den Motor angelegten Spannung verändert wird dadurch gekennzeichnet dadurch, dass basierend auf einem für den Motor zulässigen Strom ein zulässiger Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung für den Fall festgelegt wird, dass der Motor in einen gesperrten Zustand gerät, wobei, wenn bestimmt wird, dass die Zahl (f) von Umdrehungen des Motors (1) nicht größer oder gleich einer Sperrbestimmungsfrequenz (d) größer Null ist, das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung auf dem zulässigen Wert oder weniger gehalten wird, und wobei in dem Fall, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, der zulässige Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung auf einen Wert für die Zeit der Beschleunigung korrigiert wird, der höher als der zulässige Wert gesetzt ist.
Motorsteuerverfahren, durch das eine Spannung in Form von Impulsen an einen Motor (1) anlegt wird, und nach dem die angelegte an den Motor angelegte effektive Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der an den Motor angelegte Spannung verändert wird, dadurch gekennzeichnet dadurch, dass basierend auf einem für den Motor zulässigen Strom ein zulässiger Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung für den Fall , dass der Motor in einen gesperrten Zustand gerät, derart festgelegt wird, dass der zulässige Wert in dem Fall, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, und der zulässige Wert in dem Fall, dass der Motor sich in einem Abbremsungszustand befindet, verschieden sind, und wenn bestimmt wird, dass die Zahl (f) von Umdrehungen des Motors (1) nicht größer oder gleich einer Sperrbestimmungsfrequenz (d) größer Null ist, der zulässige Wert basierend auf dem Beschleunigungs- und Abbremsungszustand des Motors ausgewählt wird, und das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung auf dem ausgewählten zulässigen Wert oder weniger gehalten wird.
Motorsteuerverfahren nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, dass der zulässige Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in dem Fall, dass der Motor in dem Beschleunigungszustand ist, höher gesetzt ist als der zulässige Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in dem Fall, dass der Motor in dem Abbremsungszustand ist.
Motorsteuersystem, durch das eine Spannung in Form von Impulsen an einen zu steuernden Motor (1) anlegt wird, die EIN-Perioden und AUS-Perioden umfassen, und nach dem die an den Motor angelegte effektive Spannung durch Ändern des EIN-/AUS-Verhältnisses der an den Motor angelegten Spannung verändert wird, um den Motor anzusteuern, umfassend: Rotationserfassungsmittel (4) zum Ausgeben eines Signals entsprechend der Rotation des Motors (1); Speichermittel (8, 9) zum Speichern eines basierend auf einem für den Motor zulässigen Strom festgelegten zulässigen Wertes für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung für den Fall, dass sich der Motor in einen gesperrten Zustand befindet, der vorliegt, wenn bestimmt wird, dass die Zahl (f) von Umdrehungen des Motors (1) nicht größer oder gleich einer Sperrbestimmungsfrequenz (d) größer Null ist; Kalkulationsmittel (3) zum Kalkulieren des zulässigen Wertes für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden der an den Motor angelegten Spannung basierend auf den Signal, das von dem Rotationserfassungsmittel (4) ausgegeben wird; Motoransteuerungszustandserfassungsmittel (13) zum Erfassen eines Beschleunigungs- oder Abbremsungszustands des Motors basierend auf dem Signal, das von dem Rotationserfassungsmittel (4) ausgegeben wird; und Korrekturmittel (14) zum Korrigieren des zulässigen Wertes für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in dem Fall, dass das Motoransteuerungszustandserfassungsmittel erfasst, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet.
Motorsteuersystem nach Anspruch 4, gekennzeichnet dadurch, dass in dem Fall, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, das Korrekturmittel (14) dafür ausgelegt ist, den zulässigen Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden mit einem vorbestimmten Korrekturkoeffizienten (Kp) zu multiplizieren, und den zulässigen Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden zu korrigieren und auf einen höheren Wert zu setzen.
Motorsteuersystem nach Anspruch 5, gekennzeichnet dadurch, dass das Speichermittel (8, 9) dafür ausgelegt ist, einen Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in einer Beschleunigungszeit zu speichern, der in dem Fall verwendet wird, in dem der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, und einen Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in einer Abbremsungszeit zu speichern, der in dem Fall verwendet wird, dass der Motor sich in einem Abbremsungszustand befindet, und in dem Fall, dass der Motor sich in einem Beschleunigungszustand befindet, das Korrekturmittel (14) dafür ausgelegt ist, den zulässigen Wert für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden unter Verwendung des Wertes für das Zeitverhältnis zwischen den EIN-Perioden und den AUS-Perioden in einer Beschleunigungszeit zu korrigieren.