DE102004024914A1 - Motorantriebsgerät - Google Patents

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DE102004024914A1
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Hideji Kariya Tani
Seiji Kariya Morino
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Denso Corp
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Denso Corp
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Abstract

Es wird eine Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung (10, 110, 210, 300, 410) einer Bauart vorgeschlagen, die einen Motor (12, 320) verwendet, wobei in der Vorrichtung das Antriebsleistungsverhalten des Motors verbessert wird und die durch die Bestandselemente erzeugte Wärme beschränkt ist. Eine Brückenschaltung (110, 212, 382, 411) einer Motorantriebsschaltung weist drei Reihen von Zweigen (113u, 113v, 113w) mit zwei in Reihe geschalteten Schaltelementen (111a, 111b) und zwei parallel zu den entsprechenden Schaltelementen geschalteten Dioden (112a, 112b) auf. Die jeweiligen Zweige sind parallel zu einer elektrischen Energieversorgung (120, 213, 383, 412) geschaltet, und Motorwicklungen (22u, 22v, 22w) sind an Zwischenverbindungspunkten der Schaltelemente der jeweiligen Zweige angeschlossen. Nach Versetzen der jeweiligen Schaltelemente der Zweige in den eingeschalteten Zustand, um den Wicklungen Strom zuzuführen, bewirkt eine Steuerschaltung (130, 214, 385), dass das Schaltelement in einem eingeschalteten Zustand als ein Stromeinprägungsstoppelement (111b) in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird, und bewirkt, dass das Schaltelement desselben Zweigs wie derjenige, an dem das Stromeinprägungsstoppelement angeordnet ist, in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird.

Description

  • Gebiet der Erfindung
  • Die vorliegende Erfindung betrifft eine Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung, die ein Ventilöffnen und -schließen einer Brennkraftmaschine durch Verwendung eines Drehmoments eines durch ein Motorantriebsgerät angetriebenen Motors.
  • Hintergrund der Erfindung
  • Eine herkömmliche Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung zur Steuerung des Ventilzeitverlaufs einer Brennkraftmaschine unter Verwendung eines Drehmoments eines Motors ist beispielsweise in der JP-UM-A-4-105906 (nachstehend als Patentdokument 1 bezeichnet) offenbart. Außerdem ist eine Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung, die eine maximale Ventilanhebung in einer Brennkraftmaschine, die Verwendung von einem Drehmoment eines Motors macht, beispielsweise in der JP-A-11-324625 (nachstehend als Patentdokument 2 bezeichnet) offenbart.
  • Diese Steuerungsvorrichtungen benötigen einen kleinen Motor, der an einer Brennkraftmaschine angebracht werden kann, und erfordern, dass dem Motor elektrischer Strom von beispielsweise 20A oder mehr, vorzugsweise 40A oder mehr, zur Erzeugung eines großen Drehmoments zugeführt wird. Eine Motorantriebsvorrichtung 1 für eine derartige Steuerungsvorrichtung ist in den 15A bis 15D dargestellt.
  • Die Steuerungsvorrichtung 1 treibt einen Dreiphasenmotor an und ist mit einer Brückenschaltung 2 mit einem Motor als Last versehen. Die Brückenschaltung 2 weist drei Reihen von Zweigen mit jeweils zwei Schaltelementen 3a und 3b, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und zwei Dioden 4a und 4b auf, die parallel zu den entsprechenden Schaltelementen 3a und 3b geschaltet sind. Die jeweiligen Zweige 5u, 5v und 5w sind miteinander parallel mit einer elektrischen Energiequelle verbunden, und jeweilige nicht angeschlossene Anschlüsse der Wicklungen 8u, 8v und 8w des Motors, die miteinander im Stern geschaltet sind, sind mit Verbindungspunkten 7u, 7v und 7w der Schaltelemente 3a und 3b an den jeweiligen Zweigen 5u, 5v und 5w verbunden. Eine (nicht gezeigte) Steuerschaltung, die mit den Gate-Anschlüssen der jeweiligen Schaltelemente 3a und 3b verbunden ist, steuert das Ein- bzw. Ausschalten (Ein/Aus) der jeweiligen Schaltelemente 3a und 3b, um den Wicklungen 8u, 8v und 8w des Motors Strom zuzuführen. Beispielsweise werden zur Zufuhr eines elektrischen Stroms zu den Wicklungen 8u und 8v, wie es in 15A durch eine Linie mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen mit Pfeilen angegeben ist, das Schaltelement 3a auf einer oberen Stufenseite des Zweigs 5u, das mit der Wicklung 8u verbunden ist, und das Schaltelement 3b auf der unteren Stufenseite des Zweigs 5v, das mit der Wicklung 8v verbunden ist, in den eingeschalteten Zustand versetzt.
  • In der Motorantriebsvorrichtung 1 fließt, wenn beispielsweise ein Schaltelement 3a der zwei Schaltelemente 3a und 3b des Zweigs 5v in den eingeschalteten Zustand versetzt ist, wie es in 15B gezeigt ist, um den Wicklungen 8u und 8v elektrischen Strom zuzuführen, ein Kreisstrom, wie er mit Pfeilen in 15B durch gestrichelte Linien mit abwechselnd einem langen und zwei kurzen Strichen angegeben ist, durch einen Pfad, der die Diode 4a, die parallel zu einem separaten Schaltelement 3a in demselben Zweig 5v wie derjenige, an dem das Schaltelement 3b angebracht ist, parallel geschaltet ist, das Schaltelement 3a auf dem Zweig 5u in einem eingeschalteten Zustand und den Wicklungen 8u und 8v miteinander verbindet. Wenn der Kreisstrom fließt, verringert sich die restliche Spannung zwischen den nicht-angeschlossenen Anschlüssen der Wicklungen 8u und 8v.
  • Da ein Spannungsabfall einer Diode im Allgemeinen in der Größenordnung von 0,7 V beträgt, wird ein Wärmeverlust in einer Größe von 28 Watt verursacht, wenn ein Kreisstrom von beispielsweise 40A durch die Diode fließt. In der Motorantriebsvorrichtung 1 einer Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung einer Bauart, die Verwendung von einem Motor macht, ist die Frequenz des Ein-/Ausschaltens der Schaltelemente 3a und 3b hoch, so dass der Kreisstrom bewirkt, dass die Dioden 4a und 4b sehr viel Wärme erzeugen. Die durch die Dioden 4a und 4b erzeugte übermäßige Wärme bringt Fehler in Bestandteilen wie die Schaltelemente 3a und 3b usw. der Motorantriebsvorrichtung 1 mit sich. Wenn jedoch die Frequenz des Ein-/Ausschaltens der Schaltelemente 3a und 3b geringer gemacht wird, um die durch die Dioden 4a und 4b erzeugte Wärme zu beschränken, wird das Antriebsleistungsvermögen des Motors und somit das Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsleistungsvermögen verschlechtert.
  • Zusammenfassung der Erfindung
  • Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung einer Bauart bereitzustellen, die Verwendung von einem Motor macht, wobei in der Vorrichtung das Antriebsleistungsvermögen des Motors verbessert wird und die durch Bestandelemente erzeugte Wärme beschränkt ist.
  • Gemäß Ausgestaltungen der Erfindung weist das Motorantriebsgerät eine Brückenschaltung mit einer Vielzahl von Reihen von Zweigen auf, die jeweils zwei in Reihe geschaltete Schaltelemente und zwei parallel zu den entsprechenden Schaltelementen geschaltete Dioden aufweist. In der Brückenschaltung sind die jeweiligen Zweige parallel zu der elektrischen Energiequelle geschaltet, und Wicklungen des Motors sind mit Verbindungspunkten der zwei Schaltelemente auf den jeweiligen Zweigen verbunden. Eine Steuerungseinrichtung zur Steuerung des Ein-/Ausschaltens der Schaltelemente versetzt das Schaltelement an einem der zwei Zweigreihen in einen eingeschalteten Zustand, um den Wicklungen elektrischen Strom zuzuführen. Nach Zufuhr des elektrischen Stroms bewirkt die Steuerungseinrichtung, dass ein Stromzufuhrstoppelement, bei dem es sich um eines der zwei Schaltelemente handelt, das in einen eingeschalteten Zustand versetzt ist, in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird, und bewirkt, dass das separate Schaltelement auf demselben Zweig wie derjenige, auf dem das Stromzufuhrstoppelement angeordnet ist, in einen eingeschalteten Zustand versetzt wird. Dadurch fließt ein Kreisstrom (zirkulierender Strom) nicht durch die Dioden, sondern durch das separate Schaltelement auf demselben Zweig wie derjenige, auf dem das Stromzufuhrstoppelement angeordnet ist. Daher kann die Frequenz des Ein/Ausschaltens der Schaltelemente erhöht werden, da die Verwendung der Schaltelemente mit geringem Widerstand ermöglicht, die Wärmeerzeugung der Schaltelemente aufgrund des zirkulierenden elektrischen Stroms zu verhindern. Die Frequenz bzw. die Häufigkeit des Ein/Ausschaltens der Schaltelemente wird erhöht, wodurch das Antriebsleistungsvermögen des Motors und somit das Ventilöffnungs- und - schließsteuerungsleistungsvermögen der Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung verbessert wird.
  • Gemäß einer Ausgestaltung der Erfindung versetzt die Steuerungseinrichtung das separate Schaltelement auf demselben Zweig wie der, auf dem das Stromeinprägungsstoppelement angeordnet ist, in einen eingeschalteten Zustand zu einem späteren Zeitverlauf (Zeitpunkt) wie der, zu dem das in den eingeschalteten Zustand versetzte Stromeinprägungsstoppelement in den ausgeschalteten Zustand versetzt wird. Dadurch ist es möglich, das Fließen eines übermäßigen elektrischen Stroms durch das Stromeinprägungsstoppelement zu meiden, was andernfalls einen Fehler verursachen könnte.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung steuert die Steuerungseinrichtung, nachdem die eine der zwei Zweigreihen in einen eingeschalteten Zustand versetzt worden ist, um den Wicklungen elektrischen Strom zuzuführen, das Ein-/Ausschalten des als Stromeinprägungsstoppelement ausgewählte Schaltelement mittels des Impulsbreitenmodulationsverfahrens. Während das Ein-/Ausschalten des ausgewählten Stromeinprägungsstoppelements durch das Impulsbreitenmodulationsverfahren wiederholt wird, fließt ein Kreisstrom durch das separate Schaltelement auf demselben Zweig wie der, auf dem das Stromeinprägungsstoppelemenmt angeordnet ist, jedes Mal, wenn das Stromeinprägungsstoppelement in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird. Daher wird eine Drehmoment des Motors variabel gemacht, während die von den Schaltelementen erzeugte Wärme beschränkt wird.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung sind erste Enden der jeweiligen Zweige an einem ersten Verbindungspunkt miteinander verbunden, und sind die anderen Enden der jeweiligen Zweige an einem zweiten Verbindungspunkt miteinander verbunden. Weiterhin weisen die jeweilgen Zweige ein Lastwiderstandselement zwischen dem sich direkt nahe an dem ersten Verbindungspunkt befindlichen Schaltelement und dem Verbindungspunkt auf, und eine Erfassungseinrichtung erfasst einen durch das Lastwiderstandselement der jeweiligen Zweige fließenden elektrischen Strom. Dadurch kann ein durch Brückenschaltung fließender Kreisstrom erfasst werden. Dementsprechend kann die Wärmeleistung der Bestandelemente beispielsweise auf der Grundlage von Ergebnissen der durch die Erfassungseinrichtung durchgeführten Erfassung des Kreisstroms geschätzt werden.
  • Gemäß einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung, weist der erste Verbindungspunkt ein höheres elektrisches Potential als der zweite Verbindungspunkt auf, so dass die Erfassungseinrichtung einen durch die Brückenschaltung fließenden übermäßigen Strom in dem Fall erfassen kann, wenn die Zwischenverbindungspunkte der Zweige geerdet sind. Dementsprechend kann die Zufuhr des elektrischen Stroms zu dem Motor beispielsweise entsprechend der durch die Erfassungseinrichtung durchgeführten Erfassung des Kreisstroms gestoppt werden.
  • Kurze Beschreibung der Zeichnungen
  • Die Erfindung ist nachstehend anhand der nachfolgenden ausführlichen Beschreibung unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung näher beschrieben. Es zeigen:
  • 1A bis 1B schematische Darstellungen, die den Betrieb eines Motorantriebsgeräts gemäß einem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulichen,
  • 2 eine Querschnittsdarstellung, die schematisch eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 3 eine Querschnittsdarstellung, die entlang der Linie III-III in 2 genommen ist,
  • 4 eine Querschnittsdarstellung, die entlang der Linie IV-IV in 2 genommen ist,
  • 5 ein Blockschaltbild, das schematisch das Motorantriebsgerät gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 6 ein Blockschaltbild, das schematisch eine Modifikation des Motorantriebsgeräts gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel veranschaulicht,
  • 7A eine schematische Darstellung, die Steuerungssignale, die von einer Steuerschaltung einer Brückenschaltung zugeführt werden, gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt, wobei 7B eine vergrößerte Darstellung eines wesentlichen Teils gemäß 7A zeigt,
  • 8 ein Blockschaltbild, das schematisch ein Motorantriebsgerät gemäß einem zweiten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 9 eine perspektivische Teil-Querschnittsdarstellung eines wesentlichen Teils einer Ventilabhebungssteuerungsvorrichtung gemäß einem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
  • 10 eine perspektivische Darstellung eines wesentlichen Teils einer Betätigungsglieds gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel,
  • 11 eine Seitenansicht, die einen wesentlichen Teils des Betätigungsglieds gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 12 ein Blockschaltbild, das schematisch ein Motorantriebsgerät gemäß dem dritten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 13 ein Blockschaltbild, das schematisch ein Motorantriebsgerät gemäß einem vierten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt,
  • 14 ein Blockschaltbild, das eine Modifikation des Motorantriebsgeräts gemäß dem ersten bevorzugten Ausführungsbeispiel darstellt, und
  • 15A bis 15B schematische Darstellungen, die den Betrieb eines herkömmlichen Motorantriebsgeräts veranschaulicht.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsbeispiele Nachstehend sind Ausführungsbeispiele der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnung beschrieben.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 2 bis 4 zeigen eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung als "Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung" gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Die Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist in einem Übertragungssystem (Getriebesystem) vorgesehen, das ein Antriebsdrehmoment einer Kurbelwelle einer Brennkraftmaschine auf eine Nockenwelle 11 der Brennkraftmaschine überträgt. Unter Verwendung eines Drehmoments eines Motors 12, der durch ein Motorantriebsgerät 100 angetrieben wird, steuert die Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung 10 das Öffnen und Schließen von Einlass- und/oder Auslassventilen (Ansaug- und/oder Abgasventilen) der Brennkraftmaschine, um dadurch einen Ventilzeitverlauf der Brennkraftmaschine zu steuern (Ventilsteuerung durchzuführen).
  • Wie es in den 2 und 3 gezeigt ist, weist der Motor 12 der Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung 10 einen bürstenlosen Dreiphasen-Motor mit einer Rotationswelle 14, Lagern 16, einem Rotationswinkelsensor 18, einem Stator 20 usw. auf.
  • Die Rotationswelle 14 ist an zwei axialen Positionen durch die zwei Lager 16 gestützt, um eine Achse O drehen zu können. Die Rotationswelle 14 bildet einen Rotorabschnitt 15 in der Form einer kreisförmigen Scheibe, die von einem Wellenkörper radial nach außen sich erstreckt, und eine Vielzahl von Magneten 15a sind in einer äußeren Randwand des Rotorabschnitts 15 eingebettet. Der Rotationswinkelsensor 18 ist in der Nähe des Rotorabschnitts 15 angeordnet, um einen Rotationswinkel der Rotationswelle 14 durch Erfassung der Intensität des durch die jeweiligen Magneten 15a erzeugten Magnetfeldes zu erfassen.
  • Der Stator 20 ist an der äußeren Umfangsseite der Rotationswelle 14 angeordnet. Eine Vielzahl von Kernen 21 des Stators 20 sind mit gleichen Intervallen um die Achse O der Rotationswelle 14 ausgerichtet. Eine Wicklung 22 ist um jeden Kern 21 gewickelt. Wie es in 5 gezeigt ist, sind die Wicklungen 22 gemäß dem Ausführungsbeispiel in Sätzen zu dreien im Stern geschaltet, wobei jeweilige nicht-angeschlossene Anschlüsse der drei Wicklungen 22u, 22v und 22w in demselben Satz mit einer Brückenschaltung 110 des Motorantriebsgeräts 100 über Anschlüsse 23u, 23v und 23w angeschlossen sind. Wenn durch das Motorantriebsgerät 100 gesteuert, bilden die jeweiligen Wicklungen 22 (22u, 22v, 22w) an der äußeren Randseite der Rotationswelle 14 ein im Uhrzeigersinn oder gegen den Uhrzeigersinn rotierendes Magnetfeld, wie es in 3 gezeigt ist. Wenn das umlaufende Magnetfeld im Uhrzeigersinn, wie es in 3 gezeigt ist, gebildet wird, wird daraufhin auf die jeweiligen Magneten des Rotorabschnitts 15 eine Anziehung und Abstoßung ausgeübt, so dass ein Drehmoment im Uhrzeigersinn gemäß 3 auf die Rotationswelle 14 ausgeübt wird. Wenn gleichermaßen das rotierende Magnetfeld gegen den Uhrzeigersinn gemäß 3 gebildet wird, wird ein Drehmoment gegen den Uhrzeigersinn gemäß 3 auf die Rotationswelle 14 ausgeübt.
  • Wie es in den 2 und 4 gezeigt ist, weist ein Phasenänderungsmechanismus 30 der Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung 10 einen Zahnkranz 32, ein Ringzahnrad 33, eine exzentrische Welle 34, ein Planetenzahnrad (Planetengetriebe) 35, eine Ausgangswelle 36 usw. auf.
  • Der Zahnkranz 32 ist koaxial an einer äußeren Umfangsseite der Ausgangswelle 36 angeordnet, damit sie relativ zu der Ausgangswelle 36 um dieselbe Achse O wie diejenige der Rotationswelle 14 rotieren kann. Wenn ein Antriebsdrehmoment der Kurbelwelle über einen Kettenriemen auf den Zahnkranz 32 ausgeübt wird, dreht sich der Zahnkranz 32 um die Achse O gegen den Uhrzeigersinn gemäß 4, wobei die Rotationsphase relativ zu der Kurbelwelle beibehalten wird. Das Ringzahnrad 33 weist ein inneres Zahnrad auf und ist fest koaxial an einer inneren Umfangswand des Zahnkranz 32 befestigt, um zusammen mit dem Zahnkranz 32 sich zu drehen.
  • Die exzentrische Welle 34 ist mit der Rotationswelle 14 verbunden und befestigt, um dadurch relativ zu der Achse O exzentrische angeordnet zu sein, wodurch sie sich zusammen mit der Rotationswelle 14 drehen kann. Das Planetenzahnrad 35 weist ein äußeres Zahnrad auf und ist an einer inneren Umfangsseite des Zahnrads 33 angeordnet, um Planetenbewegungen derart durchzuführen, dass ein Teil einer Vielzahl von dessen Zähnen in eine Vielzahl von Zähnen des Ringzahnrads 33 eingreifen. Das Planetenzahnrad 35, das koaxial an einer äußeren Umfangswand der exzentrischen Welle 34 gestützt ist, kann sich relativ zu der exzentrischen Welle 34 um eine exzentrische Achse P drehen. Die Ausgangswelle 36 ist koaxial an die Nockenwelle 11 mittels Bolzen befestigt und dreht sich zusammen mit der Nockenwelle 11 um dieselbe Achse O wie diejenige der Rotationswelle 14. An der Ausgangswelle 36 ist ein Eingriff 37 in Form einer kreisförmigen Ringplatte zur Zentrierung um die Achse O gebildet. Eine Vielzahl von Eingriffsöffnungen 38 sind an dem Eingriff 37 derart geformt, dass sie mit regelmäßigen Intervallen um die Achse O beabstandet sind. An dem Planetenzahnrad 35 sind Eingriffsvorsprünge 39 vorgesehen, die an Stellen angeordnet sind, die den jeweiligen Eingriffsöffnungen 38 gegenüberliegen. Eine Vielzahl der Eingriffsvorsprünge 39 sind mit regelmäßigen Intervallen um die exzentrische Achse P angeordnet. Die Eingriffsvorsprünge 39 springen zu der Ausgangswelle 36 vor, um in die entsprechenden Eingriffsöffnungen 38 einzudringen.
  • Wenn die Rotationswelle 14 sich nicht relativ zu dem Zahnkranz 32 dreht, dreht sich das Planetenzahnrad 35 zusammen mit dem Zahnkranz 32 und der exzentrischen Welle 34 in Uhrzeigersinn gemäß 4, wobei es in einer Position gehalten wird, in der es in das Ringzahnrad 33 eingreift, wenn die Kurbelwelle sich dreht. Dabei dreht sich die Ausgangswelle 36 im Uhrzeigersinn gemäß 4, wobei die Rotationsphase relativ zu dem Zahnrad 32 beibehalten wird, da die Eingriffsvorsprünge 39 innere Umfangswände der Eingriffsöffnungen 38 in Rotationsrichtung drücken (schieben). Dadurch wird die Nockenwelle in der Rotationsphase relativ zu der Kurbelwelle beibehalten. Wenn demgegenüber ein Anstieg des Drehmoments bewirkt, dass die Rotationswelle 14 sich relativ zu dem Zahnkranz 32 gegen den Uhrzeigersinn gemäß 4 dreht, verursachen Planetenbewegungen, dass das Planetenzahnrad sich 35 relativ zu der exzentrischen Welle 34 im Uhrzeigersinn gemäß 4 dreht. Da dabei Kräfte, mit denen die Eingriffsvorsprünge 39 die Eingriffsöffnungen 38 in Rotationsrichtung drücken, ansteigen, eilt die Ausgangswelle 36 im Winkel relativ zu dem Zahnkranz 32 vor. Dadurch ändert sich die Rotationsphase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle auf die im Winkel voreilende Seite. Wenn demgegenüber ein Anstieg des Rotationsdrehmoments bewirkt, dass die Rotationswelle 14 sich relativ zu dem Zahnkranz 32 im Uhrzeigersinn gemäß 4 dreht, verursachen Planetenbewegungen, dass das Planetenzahnrad 35 sich relativ zu der exzentrischen Welle 34 gegen den Uhrzeigersinn gemäß 4 dreht. Da dabei die Eingriffsvorsprünge 39 die Eingriffsöffnungen 38 in einer zu der Rotation entgegengesetzten Richtung drücken, eilt die Ausgangswelle 36 im Winkel relativ zu dem Zahnkranz 32 nach. Dadurch ändert sich die Rotationsphase der Nockenwelle relativ zu der Kurbelwelle auf die im Winkel nacheilende Seite.
  • Nachstehend ist das Motorantriebsgerät 100 ausführlich beschrieben.
  • Das Motorantriebsgerät 100 weist die Brückenschaltung 110, eine elektrische Energieversorgung 120, eine Steuerschaltung 130 usw. auf. Obwohl die jeweiligen Elemente 110, 120 und 130 schematisch in 2 derart dargestellt sind, dass sie außerhalb des Motors 12 angeordnet sind, können Stellen, an denen die jeweiligen Elemente 110, 120 und 130 eingebaut sind, geeignet gewählt werden. Beispielsweise kann die Brückenschaltung 110 innerhalb des Motors 12 eingebaut werden, und die elektrische Energieversorgung 120 sowie die Steuerschaltung 130 können außerhalb des Motors 12 eingebaut sein.
  • Wie es in 5 gezeigt ist, weist die Brückenschaltung 110 drei Reihen von Zweigen auf, die zwei Schaltelemente 111a und 111b, die miteinander in Reihe geschaltet sind, und zwei Dioden 112a und 112b aufweisen, die parallel zu den entsprechenden Schaltelementen 111a und 111b geschaltet sind. Die Wicklungen 22u, 22v und 22w sind jeweils über Anschlüsse 23u, 23v und 23w mit Punkten 114u, 114v und 114w der Verbindung der Schaltelemente 111a, 111b in den jeweiligen Zweigen 113u, 113v und 113w verbunden. Die jeweiligen Zweige 113u, 113v und 113w sind parallel miteinander mit der elektrischen Energieversorgung 120 verbunden, die eine Gleichspannungsenergieversorgung aufweist. Genauer gesagt sind die jeweiligen Zweige 113u, 113v und 113w an einem Ende miteinander an einem ersten Verbindungspunkt 116 verbunden, und eine positive Elektrode der elektrischen Energieversorgung 120 ist mit dem ersten Verbindungspunkt 116 verbunden. Außerdem sind die jeweiligen Zweige 113u, 113v und 113w an jeweils dem anderen Ende zusammen an einem zweiten Verbindungspunkt 117 verbunden, wobei eine negative Elektrode der elektrischen Energieversorgung 120 mit dem zweiten Verbindungspunkt 117 über ein Lastwiderstandselement 118 verbunden ist. Dadurch weist der erste Verbindungspunkt 116 ein höheres Potential als der zweite Verbindungspunkt 117 auf. Zusätzlich ist das Lastwiderstandselement 118 mit einer (nicht gezeigten) Erfassungsschaltung verbunden, die den durch das Lastwiderstandselement fließenden Strom erfasst, und kann ebenfalls zwischen dem ersten Verbindungspunkt 116 und der positiven Elektrode der elektrischen Energieversorgung 120 geschaltet sein. Außerdem kann als eine Modifikation gemäß 6 der erste Verbindungspunkt 116 mit der positiven Elektrode der elektrischen Energieversorgung 120 verbunden sein, und kann der zweite Verbindungspunkt 117 geerdet sein, oder kann der zweite Verbindungspunkt 117 mit der positiven Elektrode der elektrischen Energieversorgung 120 verbunden sein, und kann der erste Verbindungspunkt 116 geerdet sein. In beiden Fällen kann der erste Verbindungspunkt 116 oder der zweite Verbindungspunkt 117 über das Lastwiderstandselement 118 mit der elektrischen Energieversorgung 120 verbunden sein oder kann geerdet sein.
  • Feldeffekttransistoren werden für die jeweiligen Schaltelemente 111a, 111b verwendet, wobei eine Steuerschaltung 130 mit den Gates der jeweiligen Schaltelemente 111a und 111b verbunden ist. Die jeweiligen Schaltelemente 111a und 111b werden entsprechend aus der Steuerschaltung 130 zugeführten Steuerungssignalen ein- bzw. ausgeschaltet, und wenn die Elemente eingeschaltet sind, wird ein Fließen eines elektrischen Stroms zu dem zweiten Verbindungspunkt 117 aus dem ersten Verbindungspunkt 116 bewirkt. Wenn das Schaltelement 111a eines Zweigs, das an einer Seite (d.h. auf der Seite der oberen Stufe bzw. Hälfte) des Zwischenverbindungspunkts zu dem ersten Verbindungspunkt 116 angeordnet ist, und das Schaltelement 111b eines anderen Zweigs, das diagonal zu dem ersteren Schaltelement angeordnet ist und auf der Seite (d.h. auf der Seite der unteren Stufe bzw. Hälfte) des Zwischenverbindungspunkts zu dem zweiten Verbindungspunkt 117 angeordnet ist, zusammen eingeschaltet werden, fließt ein elektrischer Strom durch zwei Wicklungen 22, die in Reihe mit den zwei Schaltelementen 111a und 111b verbunden sind. Wenn beispielsweise das Schaltelement 111a des Zweigs 113u und das Schaltelement 111b des Zweigs 113v eingeschaltet werden, wird ein elektrischer Strom den Wicklungen 22u und 22v zugeführt, wie es in 1 durch eine Linie mit abwechselnd einem lang und zwei kurz Strichen mit Pfeilen angegeben ist. Wie es in 5 gezeigt ist, ermöglichen die Dioden 112a und 112b, die parallel zu den Schaltelementen 111a und 111b in den jeweiligen Zweigen 113u, 113v und 113w geschaltet sind, dass ein elektrischer Strom von dem zweiten Verbindungspunkt 117 zu dem ersten Verbindungspunkt 116 fließt.
  • Die Steuerschaltung 130 weist eine elektrische Schaltung wie einen Mikrocomputer usw. auf. Die Steuerschaltung 130 steuert das Einprägen eines elektrischen Stroms aus der Brückenschaltung 110 in den Motor 12. Zusätzlich kann die Steuerschaltung 130 gemäß dem Ausführungsbeispiel eine Funktion zur Steuerung von beispielsweise des Betriebs einer Brennkraftmaschine als auch eine Funktion zur Steuerung des Einprägens eines elektrischen Stroms zu dem Motor 12 aufweisen.
  • Nachstehend ist ein Verfahren zur Steuerung der Brückenschaltung 110 mit Verwendung der Steuerschaltung 130 unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. Zusätzlich sind nachstehend die Zweige 113u, 113v und 113w jeweils als Au, Av und Aw abgekürzt, und sind die Schaltelemente 111a und 111b jeweils in 7 als Sa und Sb abgekürzt.
  • Die Steuerschaltung 130 erzeugt ein Steuerungssignal, dessen Spannungspegel zwischen einem hohen (H) und einem niedrigen (L) Pegel geschaltet wird. Die Steuerschaltung 130 führt ein Steuerungssignal auf hohem Pegel den Schaltelementen 111a und 111b zu, um diese in den eingeschalteten Zustand zu versetzen, und führt den Schaltelementen 111a und 111b ein Steuerungssignal auf niedrigem Pegel zu, um diese in einen ausgeschalteten Zustand zu versetzen. Die Steuerschaltung 130 schaltet ein Steuerungssignal, das den jeweiligen Schaltelementen 111a und 111b zugeführt wird, im Spannungspegel, wie es in 7 gezeigt ist, und schaltet so aufeinanderfolgend die zwei Schaltelemente 111a und 111b ein. Dadurch wird den jeweiligen Wicklungen 22u, 22v und 22w ein elektrischer Strom zu vorbestimmten Zeitverläufen zugeführt, um ein Drehmoment auf die Rotationswelle 14 auszuüben. Wenn das Schalten des Spannungspegels des Steuerungssignals auf der Abszisse gemäß 7 von rechts nach links fortschreitet, wird der Rotationswelle 14 ein Drehmoment in Vorwärtsrichtung beaufschlagt, und wenn das Schalten des Spannungspegels des Steuerungssignals auf der Abszisse gemäß 7 von links nach rechts fortschreitet, wird der Rotationswelle 14 ein Drehmoment in Rückwärtsrichtung beaufschlagt.
  • Die Steuerschaltung 130 gemäß dem Ausführungsbeispiel gibt kontinuierlich ein Steuerungssignal, das einem Schaltelement 111a der zwei Schaltelemente 111a und 111b, die in den eingeschalteten Zustand versetzt sind, eingegeben wird, auf einen hohen Spannungspegel aus, wenn elektrischer Strom einer vorbestimmten Wicklung 22 zugeführt wird, und schaltet ein Steuerungssignal, das dem anderen Schaltelement 111b zugeführt wird, abwechselnd zwischen hohen und niedrigen Spannungspegeln. Dadurch kann die Steuerschaltung 130 das Ein- bzw. Ausschalten des anderen Schaltelementes 111b der zwei Schaltelemente 111a und 111b, das zum Einprägen eines elektrischen Stroms in die vorbestimmte Wicklung 22 ausgewählt ist, mittels eines Impulsbreitenmodulationsverfahrens (PWM-Verfahrens) steuern. Dabei wird der Zeitverlauf, mit dem das Schaltelement 111b (das nachstehend als PWM-Steuerungsobjektelement bezeichnet ist), das Objekt einer PWM-Steuerung ist, ein- bzw. ausgeschaltet wird, d.h., der Zeitverlauf, zu dem ein Steuerungssignal, das den PWM-Steuerungsobjektelement 111b zugeführt wird, im Spannungspegel geschaltet wird, auf der Grundlage der Drehzahl bestimmt, die in dem Motor 12 realisiert werden soll.
  • Weiterhin schaltet die Steuerschaltung 130 ein Steuerungssignal, das einem anderen (separaten) Schaltelement (das nachstehend als Element desselben Zweigs bezeichnet ist) 111a desselben Zweigs wie derjenige zugeführt wird, auf dem das PWM-Steuerungsobjektelement 111b angeordnet ist, zwischen hohen und niedrigen Spannungspegeln in umgekehrter Reihenfolge zu dem Fall des PWM-Steuerungsobjektelementes 111b. Dabei schaltet die Steuerschaltung 130 ein Steuerungssignal, das dem Element auf demselben Zweig 111a zugeführt wird, von einem niedrigen Spannungspegel auf einen hohen Spannungspegel nach Schalten eines Steuerungssignals, das dem PWM-Steuerungsobjektelement 111b zugeführt wird, von einem hohen Spannungspegel auf einen niedrigen Spannungspegel, wie es in 7B gezeigt ist. Dadurch verschiebt sich das Element auf demselben Zweig 111a zu einem späteren Zeitpunkt (Zeitverlauf) von einem eingeschalteten Zustand zu einem ausgeschalteten Zustand wie derjenige, zu dem das PWM-Steuerungsobjektelement 111b sich von dem eingeschalteten Zustand zu dem ausgeschalteten Zustand verschiebt. Gleichermaßen schaltet die Steuerschaltung 130 ein Steuerungssignal, das dem PWM-Steuerungsobjektelement 111b zugeführt wird, von einem niedrigen Spannungspegel zu einem hohen Spannungspegel nach Schalten eines Steuerungssignals, das dem Element auf demselben Zweig 111a zugeführt wird, von einem hohen Spannungspegel auf einen niedrigen Spannungspegel, wie es in 7B gezeigt ist. Dadurch verschiebt sich das PWM-Steuerungsobjektelement 111b von einem ausgeschalteten Zustand zu einem eingeschalteten Zustand zu einem späteren Zeitpunkt (Zeitverlauf) wie derjenige, zu dem das Element auf demselben Zweig 111a sich von einem eingeschalteten Zustand zu einem ausgeschalteten Zustand verschiebt. Auf diese Weise wird verhindert, dass die Schaltelemente 111a und 111b, die denselben Zweig bilden, gleichzeitig eingeschaltet werden, wodurch es möglich ist, eine Situation zu verhindern, dass ein übermäßiger elektrischer Strom durch das PWM-Steuerungsobjektelement 111b derart fließt, dass ein Fehler verursacht wird. Gemäß dem Ausführungsbeispiel entspricht das Schaltelement 111b der jeweiligen Zweige 113u, 113v und 113w, die aufeinanderfolgend durch Schalten des Spannungspegels eines Steuerungssignals als PWM-Steuerungsobjektelemente ausgewählt werden, einem "elektrischen Einprägungsstoppelement", und entspricht die Steuerschaltung 130 einer "Steuerungseinrichtung". Zusätzlich ist es möglich, aufeinanderfolgend jeweils das Schaltelement 111a der jeweiligen Zweige 113u, 113v und 113w als das PWM-Steuerungsobjektelement auszuwählen.
  • Ein elektrischer Strom, der durch die Brückenschaltung 110 fließt, ist nachstehend beispielsweise für den Fall beschrieben, wenn das vorstehend beschriebene Steuerungsverfahren zum Leiten eines elektrischen Stroms zu den Wicklungen 22u und 22v verwendet wird. Zunächst fließt, wenn das Schaltelement 111a des Zweigs 113u und das Schaltelement 111b des Zweigs 113v, bei dem es sich um ein PWM-Steuerungsobjektelement handelt, eingeschaltet werden und das Schaltelement 111a des Zweigs 113v, das ein Element auf demselben Zweig ist, ausgeschaltet wird, ein PWM-gesteuerter elektrischer Strom durch einen Pfad, der das Schaltelement 111a des Zweigs 113u, die Wicklungen 22u und 22v sowie das Schaltelement 111b des Zweigs 113v miteinander verbindet, wie es durch die gestrichelten Linien mit abwechselnden langen und zwei kurzen Linien mit Pfeilen in 1A angegeben ist.
  • Danach wird, während das Schaltelement 111a des Zweigs 113u in einem eingeschalteten Zustand gehalten wird, das Schaltelement 111b des Zweigs 113v, das ein PWM-Steuerungsobjektelement ist, ausgeschaltet und wird das Schaltelement 111a des Zweigs 113v, das ein Element auf demselben Zweig ist, eingeschaltet. Dadurch fließt, wie es durch die gestrichelten Linien mit abwechselnden langen und zwei kurzen Linien in 1B angegeben ist, ein Kreisstrom durch einen Pfad, der das Schaltelement 111a des Zweigs 113u, die Wicklungen 22u und 22v sowie das Schaltelement 111a des Zweigs 113v miteinander verbindet. Dabei fließt durch die Diode 112a des Zweigs 113v im Wesentlichen kein Kreisstrom.
  • Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel kann die durch die Schaltelemente 111a und 111b erzeugte Wärme durch die Verwendung von Elementen mit relativ geringem Widerstand wie die Schaltelemente 111a und 111b unterdrückt werden, da der Kreisstrom durch zwei vorbestimmte Schaltelemente 111a und 111b fließt. Wenn beispielsweise Elemente mit 0,005Ω für die Schaltelemente 111a und 111b verwendet werden, beträgt der Wärmeverlust, der bei Erzeugung eines Kreisstroms von 40A verursacht wird, 8 Watt. Der Wärmeverlust nimmt einen beträchtlich geringen Wert im Vergleich zu dem Fall an, wenn ein Kreisstrom durch eine Diode gemäß dem Stand der Technik fließt. Dementsprechend wird, selbst wenn die Frequenz des Ein/Ausschaltens der Schaltelemente 111a und 111b erhöht wird, das Motorantriebsgerät 100 kaum aufgrund der durch die Schaltelemente 111a und 111b beeinträchtigt. Dadurch kann eine sehr genaue PWM-Steuerung verwirklicht werden, um frei ein Drehmoment des Motors 12 zu ändern, so dass das Ventilzeitverlaufssteuerungsleistungsvermögen (Ventilsteuerungsverhalten) durch die Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung 10 verbessert wird.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Ein zweites Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Modifikation der Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf, wobei ein Motorantriebsgerät gemäß der Modifikation in 8 gezeigt ist. Ein Motorantriebsgerät 200 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist eine Antriebsschaltung 210, eine Steuerschaltung 220 usw. auf.
  • Die Antriebsschaltung 210 weist eine elektrische Schaltung auf, die eine Brückenschaltung 212 und eine elektrische Energieversorgungseinheit 213 aufweist, die ähnlich zu der Brückenschaltung 110 und der elektrischen Energieversorgung 120 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel sind, und weist eine Steuerschaltung 214 mit derselben Funktion wie die Steuerschaltung 130 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel auf. Dabei erzeugt die Steuerschaltung 214 ein Steuerungssignal, das ähnlich zu dem gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ist, auf der Grundlage eines aus einer damit verbundenen Steuerschaltung 220 empfangenen Befehlssignals. Die Steuerschaltung 220, die eine elektrische Schaltung wie einen Mikrocomputer usw. aufweist, kann eine Funktion zur Steuerung von beispielsweise des Betriebs einer Brennkraftmaschine wie auch die Funktion zur Erzeugung eines Signals zur Verwirklichung einer für den Motor 12 gewünschten Drehzahl, eines Signals zur Verwirklichung einer für den Motor 12 gewünschten Drehrichtung usw. aufweisen.
  • Das zweite Ausführungsbeispiel, das auf diese Weise aufgebaut ist, erzeugt eine ähnliche Wirkung wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • In dem zweiten Ausführungsbeispiel entspricht die Brückeneinheit 212 der "Brückenschaltung", entspricht die elektrische Energieversorgungseinheit 213 der "elektrischen Energieversorgung", und entspricht zumindest die Steuereinheit 214 der Steuereinheit 214 und der Steuerschaltung 220 der "Steuerungseinrichtung".
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • 9 bis 12 zeigen einen wesentlichen Teil einer Ventilabhebungssteuerungsvorrichtung als eine "Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung" gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der Erfindung. Eine Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung 300 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel verwendet ein Drehmoment eines Motors 320, der durch ein Motorantriebsgerät 370 angetrieben wird, zur Steuerung des Öffnens und Schließens eines Einlassventils einer Brennkraftmaschine, wodurch eine maximale Ventilanhebung des Einlassventils gesteuert wird.
  • Konkret weist die Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung 300 ein Betätigungsglied 310, das eine Steuerungswelle 330 linear in axialer Richtung antreibt, und eine (nicht gezeigte) Anhebungssteuerungseinrichtung auf, die eine maximale Ventilanhebung des Einlassventils auf der Grundlage der Position der Steuerungswelle 330 in axialer Richtung steuert bzw. regelt.
  • Wie es in 9 gezeigt ist, weist das Betätigungsglied 310 einen Motor 320, die Steuerungswelle 330, eine Übertragungseinheit (Getriebeeinheit) 340, eine Antriebsnocke 350 (vgl. 11), einen Winkelsensor 360 und das Motorantriebsgerät 370 auf.
  • Der Motor 320 ist ein Gleichstrom-Bürstenmotor, der einen Rotor 322, um den Wicklungen gewickelt sind, und einen Permanentmagneten 324 aufweist, der einen äußeren Rand des Rotors 322 abdeckt. Ein Motorzahnrad 328 ist an einem Ende der Rotationswelle 326 befestigt, das zusammen mit dem Rotor 322 in dem Motor 320 sich dreht, um einstückig damit gedreht zu werden.
  • Die Steuerungswelle 330 ist an einem Ende davon mit einem Stützrahmen 341 der Übertragungseinheit 340 verbunden, und das andere Ende davon ist mit der Anhebungssteuerungseinrichtung verbunden. Eine axiale Richtung der Steuerungswelle 330 ist auf eine Richtung eingestellt, die senkrecht zu der Rotationswelle 326 des Motors 320 verläuft. Wie es in den 10 und 11 gezeigt ist, überlappt ein Verbindungsabschnitt 332, der ein Ende der Steuerungswelle 330 ist, einen Verbindungsabschnitt 342 des Stützrahmens 341 in einer zu der Steuerungswelle 330 senkrechten Richtung und ist auf diesen gepasst. Durch eine Klammer 346 wird verhindert, dass die Verbindungsabschnitte 332 und 342 sich voneinander lösen.
  • Die Übertragungseinheit 340 weist den kastenförmigen Stützrahmen 341 und eine Walze 344 auf, die durch den Stützrahmen 341 an einer Seite gestützt wird, die zu der Steuerungswelle 330 gegenüberliegt, um umgekehrt drehbar zu sein.
  • Eine Nockenwelle 352 eines Antriebsnockens 350 ist innerhalb des Stützrahmens 341 derart eingefügt, dass er parallel zu der Rotationswelle 326 des Motors 320 wird und umgekehrt drehbar ist. Eine Nockenoberfläche 353 ist an einer äußeren Umfangsoberfläche der Antriebsnocke 350 derart geformt, dass sie in einen Schleifkontakt mit der Walze 344 gerät. Wie es in 9 gezeigt ist, sind Nockenzahnräder 354 und 356 jeweils an beiden Enden der Nockenwelle 352 befestigt, damit sie sich damit drehen können. Das Motorzahnrad 328 und das Nockenzahnrad 354 greifen ineinander ein, so dass sie eine Reduktionseinrichtung (Reduziereinrichtung) bilden. Zwei (nicht gezeigte) Vorsprünge, die jeweils an dem Nockenzahnrad 354 vorgesehen sind, sind an Verriegelungsteile 358 und 359 verriegelt, wodurch der Rotationswinkelbereich des Nockenzahnrads 354 beschränkt ist.
  • Der Winkelsensor 360 weist ein Sensorzahnrad 362 auf, das in das Nockenzahnrad 356 eingreift. Der Winkelsensor 360 erfasst durch ein Roll-Element usw. einen Rotationswinkel eines (nicht gezeigten) Sensorrotationsteils, das zusammen mit dem Sensor 362 sich dreht. Der Winkelsensor 360 ist mit dem Motorantriebsgerät 370 verbunden, um ein Erfassungssignal eines Rotationswinkels zu dem Motorantriebsgerät 370 zu senden.
  • Das Motorantriebsgerät 370 weist eine Steuerschaltung 372, eine Antriebsschaltung 380 usw. auf. Die Steuerschaltung 372 empfängt verschiedene Erfassungssignale der Maschinendrehzahl eines Fahrpedal-(Beschleunigungspedal-) Öffnungsausmaß usw. sowie ein Erfassungssignal eines Winkelsensors 360 und erzeugt ein Befehlssignal auf der Grundlage der empfangenen Erfassungssignale. Außerdem kann die Steuerschaltung 372 eine Funktion zur Steuerung von beispielsweise des Betriebs einer Brennkraftmaschine neben der Funktion der Erzeugung eines Befehlssignals aufweisen. Die Antriebsschaltung 380 empfängt ein von der Steuerschaltung 372 erzeugtes Befehlssignal und führt in antreibender Weise einen elektrischen Strom zu dem Motor 320 auf der Grundlage des empfangenen Befehlssignals zu.
  • Nachstehend ist ein Betrieb der Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung 300 beschrieben. Wenn die Antriebsschaltung 380 elektrischen Strom dem Motor 320 zuführt, um diesen in Drehung zu versetzen, wird ein Drehmoment des Motors 320 auf die Antriebsnocke 350 über das Motorzahnrad 328 und das Nockenzahnrad 354 übertragen. Wenn die Antriebsnocke 350 sich derart dreht, dass sie in Gleitkontakt mit der Walze 344 gelangt, bewegt sich der Stützrahmen 341, der die Walze 344 stützt, linear zusammen mit der Steuerungswelle 330 in der axialen Richtung der Steuerungswelle 330 hin und her. Dabei steuert die Anhebungssteuerungseinrichtung eine maximale Ventilanhebung des Einlassventils entsprechend einer Position der Steuerungswelle 330 in axialer Richtung, wobei die Steuerungswelle sich einem Nockenprofil der Nockenoberfläche 353 der Antriebsnocke 350 nachfolgend bewegt.
  • Wenn der Motor 320 stoppt, bewirkt eine durch die Anhebungssteuerungseinrichtung ausgeübte Vorspannkraft, dass die Steuerungswelle 330 in einer Position entsprechend einer Anhebung des Einlassventils zum Zeitpunkts des Startens der Brennkraftmaschine gehalten wird.
  • Nachstehend sind Einzelheiten des Motorantriebsgeräts 370 beschrieben.
  • Die Steuerschaltung 372 des Motorantriebsgeräts 370 gemäß 12 weist eine elektrische Schaltung wie einen Mikrocomputer usw. auf. Die Steuerschaltung 372 erzeugt als ein Befehlssignal ein Signal zur Verwirklichung einer für den Motor 320 gewünschten Drehzahl, ein Signal, das eine Drehzahl angibt, die für den Motor 320 gewünscht ist, usw.
  • Die Antriebsschaltung 380 des Motorantriebsgeräts 370 weist eine elektrische Schaltung auf, die eine Brückenschaltung 382, eine elektrische Energieversorgungseinheit 383, eine Erfassungseinheit 384 und eine Steuerschaltung 385 aufweist. Die Brückeneinheit 382 weist eine Schaltung auf, die dadurch erhalten wird, indem der Zweig 113w aus der Brückenschaltung 310 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ausgelassen wird, d.h., sie weist eine H-Brückenschaltung mit zwei Reihen von Zweigen 113u und 113v auf. In der Brückeneinheit 382 ist ein erster Verbindungspunkt 116 mit einer positiven Elektrode einer elektrischen Energieversorgungseinheit 383 verbunden, die eine elektrische Gleichspannungsversorgung aufweist, und ein zweiter Verbindungspunkt 117 ist geerdet, wobei der erste Verbindungspunkt 116 und der zweite Verbindungspunkt 117 jeweils mit einer positiven Elektrode und einer negativen Elektrode der elektrischen Energieversorgungseinheit 383 wie bei der Brückenschaltung 110 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel verbunden sein können. Weiterhin sind Lastwiderstandselemente 390u und 390v an den jeweiligen Zweigen 113u und 113v zwischen den sich direkt nahe an dem ersten Verbindungspunkt 116 befindlichen Schaltelementen 111a und dem ersten Verbindungspunkt 116 angeordnet. Die Erfassungseinheit 384 ist an beiden Enden der jeweiligen Lastwiderstandselemente 390u und 390v zur Erfassung eines durch die jeweiligen Lastwiderstandselemente 390u und 390v fließenden elektrischen Stroms angeschlossen. Die Erfassungseinheit 384 ist mit der Steuerschaltung 372 verbunden und überträgt Überwachungssignale, die Erfassungsergebnisse eines durch die jeweiligen Lastwiderstandselemente 390u und 390v fließenden elektrischen Stroms wiedergeben. Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel entspricht die Brückeneinheit 382 einer "Brückenschaltung", entspricht die elektrische Energieversorgungseinheit 383 einer "elektrischen Energieversorgung", und entspricht die Erfassungseinheit 384 einer "Erfassungseinrichtung".
  • Die Steuereinheit 385 ist mit Gates der jeweiligen Schaltelemente 111a und 111b verbunden und erzeugt Steuerungssignale, die die jeweiligen Schaltelemente 111a und 111b in den ein- bzw. ausgeschalteten Zustand versetzen. Die Steuereinheit 385 gemäß diesem Ausführungsbeispiel führt Steuerungssignale auf einem hohen Pegel dem Schaltelement 111a des Zweigs 113u und dem Schaltelement 111b des Zweigs 113v zu, das diagonal zu dem ersteren Schaltelement angeordnet ist, um dadurch die Schaltelemente 111a und 111b in den eingeschalteten Zustand zu versetzen, um auf die Rotationswelle 326 ein Drehmoment in Vorwärtsrichtung auszuüben. Demgegenüber führt die Steuereinheit 385 Steuerungssignale auf hohem Pegel dem Schaltelement 111a des Zweigs 113v und dem Schaltelement 111b des Zweigs 113u, das diagonal zu dem ersteren Schaltelement angeordnet ist, zu, um dadurch die Schaltelemente 111a und 111b in den eingeschalteten Zustand zu versetzen, um auf die Rotationswelle 326 ein Drehmoment in Rückwärtsrichtung auszuüben. Die Steuereinheit 385, die mit der Steuerschaltung 372 verbunden ist, bestimmt auf der Grundlage eines aus der Steuerschaltung 372 empfangenen Befehlssignals, ob ein Drehmoment entweder in Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auf die Rotationswelle 326 ausgeübt werden sollte.
  • Außerdem schaltet in dem Fall, in dem ein Drehmoment in entweder der Vorwärts- oder der Rückwärtsrichtung auf die Rotationswelle 326 auszuüben ist, die Steuereinheit 385 Steuerungssignale, die den zwei einzuschaltenden Schaltelementen 111a und 111b zugeführt werden, im Spannungspegel in derselben Weise wie die Steuereinheit 130 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Dabei wird der Zeitverlauf, zu dem ein Steuerungssignal, das dem Schaltelement 111b ls ein PWM-Steuerungsobjekt zugeführt wird, im Spannungspegel geschaltet wird, auf der Grundlage eines aus der Steuerschaltung 372 empfangenen Befehlssignals bestimmt. Weiterhin schaltet in dem Fall, in dem ein Drehmoment in entweder Vorwärts- oder Rückwärtsrichtung auf die Rotationswelle 326 ausgeübt wird, die Steuereinheit 385 ein Steuerungssignal, das dem Schaltelement 111a auf demselben Zweig zugeführt wird, auf dem das Schaltelement 111b angeordnet ist, das ein PWM-Steuerungsobjektelement ist, im Spannungspegel in derselben Weise wie die Steuereinheit 130 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel. Dementsprechend entsprechen gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel die Schaltelemente 111b der jeweiligen Zweige 113u und 113v einem "Stromeinprägungsstoppelement", und entspricht zumindest die Steuereinheit 385 der Steuereinheit 385 und der Steuerschaltung 372 der "Steuerungseinrichtung".
  • Nachstehend ist ein durch die Brückenschaltung 382 fließender elektrischer Strom in Bezug auf beispielsweise den Fall beschrieben, bei dem die Rotationswelle 326 in Vorwärtsrichtung gedreht wird. Wenn zunächst das Schaltelement 111a des Zweigs 113u und das Schaltelement 111b des Zweigs 113v, bei dem es sich um ein PWM- Steuerungsobjektelement handelt, in den eingeschalteten Zustand versetzt werden, und das Schaltelement 111a des Zweigs 113v, das ein Element auf demselben Zweig ist, in den ausgeschalteten Zustand versetzt wird, fließt ein PWM-gesteuerter elektrischer Strom durch einen Pfad, der das Schaltelement 111a des Zweigs 113u, die Wicklungen des Motors 320, und das Schaltelement 111b des Zweigs 113v miteinander verbindet. Wenn danach das Schaltelement 111a des Zweigs 113u und das Schaltelement 111a des Zweigs 113v, das ein Element auf demselben Zweig ist, eingeschaltet werden, und das Schaltelement 111b des Zweigs 113v, das ein PWM-Steuerungsobjektelement ist, ausgeschaltet wird, fließt ein Kreisstrom durch einen Pfad, der das Schaltelement 111a des Zweigs 113u, die Wicklungen des Motors 320 und das Schaltelement 111a des Zweigs 113v miteinander verbindet. Da der Kreisstrom im Wesentlichen nicht durch die Diode 112a des Zweigs 113v fließt, kann die durch die Schaltelemente 111a und 111b erzeugte Wärme durch die Verwendung der Elemente mit relativ geringem Widerstandswert wie die Schaltelemente 111a und 111b unterdrückt werden. Da außerdem ein Kreisstrom durch die Lastwiderstandselemente 390u und 390v der jeweiligen Zweige 113v und 113u fließt, kann dies durch die Erfassungseinheit 384 erfasst werden. Dementsprechend kann die Steuerschaltung 372 bei Empfang eines Überwachungssignals, das Erfassungsergebnisse des Kreisstroms wiedergibt, durch den Kreisstrom erzeugte Wärmeleistung der Schaltelemente 111a und 111b schätzen, um ein Befehlssignal zu erzeugen, um beispielsweise die Wärmeleistung zu begrenzen.
  • Gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel kann eine sehr genaue PWM-Steuerung zur freien Änderung eines Drehmoments des Motors 320 verwirklicht werden, da ein Fehler des Motorantriebsgeräts 320 aufgrund der durch die Schaltelemente 111a und 111b erzeugten Wärme selten auftritt. Dementsprechend wird die Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung 300 im Hinblick auf die Funktion der Steuerung einer maximalen Ventilanhebung des Einlassventils verbessert.
  • Weiterhin fließt gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel, wenn die Zwischenverbindungspunkte 114u und 114v der Zweige 113v und 113u in einem Zustand geerdet werden, in dem die Schaltelemente 111a und 111b der Zweige 113v und 113u im eingeschalteten Zustand sich befinden, ein übermäßiger elektrischer Strom durch die Schaltelemente 111a der Zweige 113v und 113u. Da die Lastwiderstandselemente 390u und 390v in den Zweigen 113u und 113v zwischen dem ersten Verbindungspunkt 116, der ein höheres elektrisches Potential als der zweite Verbindungspunkt 117 aufweist, und dem ersten Verbindungspunkt 116 geschaltet sind, kann jedoch ein derartiger übermäßiger elektrischer Strom durch die Erfassungseinheit 384 erfasst werden. Dementsprechend erzeugt die Steuerschaltung 372 bei Empfang eines Überwachungssignals, das Erfassungsergebnisse des übermäßigen elektrischen Strom angibt, ein Befehlssignal, um beispielsweise die Einprägung eines elektrischen Stroms in den Motor 320 zu stoppen, wodurch ermöglicht wird, die Erzeugung von Wärme aus dem Schaltelement 111a und somit einen Fehler davon zu vermeiden.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • Ein viertes Ausführungsbeispiel der Erfindung weist eine Modifikation der Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel auf, wobei ein Motorantriebsgerät gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel in 13 gezeigt ist. Eine Brückeneinheit 411 einer Antriebsschaltung 410 in einem Motorantriebsgerät 400 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel weist eine H-Brückenschaltung auf, bei der der zweite Verbindungspunkt 117 der Brückeneinheit 382 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel ein höheres Potential als der erste Verbindungspunkt 116 aufweist. Das heißt, dass in der Antriebsschaltung 410 der erste Verbindungspunkt 116 der Brückeneinheit 411 geerdet ist, und der zweite Verbindungspunkt 117 in der Brückeneinheit 411 mit einer positiven Elektrode einer elektrischen Energieversorgungseinheit 412 verbunden ist. Jedoch sind Dioden 112a und 112b gemäß dem vorliegenden Ausführungsbeispiel in einer Weise angeordnet, die ermöglicht, dass ein elektrischer Strom von dem ersten Verbindungspunkt 116 zu dem zweiten Verbindungspunkt 117 fließt. Eine Erfassungseinheit 413 der Antriebsschaltung 410 ist mit jeweils der Seite auf hohem elektrischen Potential der jeweiligen Lastwiderstandselemente 390u und 390v verbunden und ist geerdet. Dadurch kann die Erfassungseinheit 413 einen durch die jeweiligen Lastwiderstandselemente 390u und 390v fließenden elektrischen Strom erfassen, deren Seiten auf niedrigem elektrischen Potential über den ersten Verbindungspunkt 116 geerdet sind.
  • Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel wird das Ein- bzw. Ausschalten der jeweiligen Schaltelemente 111a und 111b der jeweiligen Zweige 113u und 113v in derselben Weise wie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gesteuert. Dementsprechend wird die Funktion der Steuerung einer maximalen Ventilanhebung des Einlassventils verbessert, da die Erzeugung von Wärme aus den Schaltelementen 111a und 111b gemäß demselben Prinzip wie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel unterdrückt wird und ein Fehler des Motorantriebsgeräts 400 selten auftritt.
  • Gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel entspricht die Brückeneinheit 411 der "Brückenschaltung", entspricht die elektrische Energieversorgungseinheit 412 der "elektrischen Energieversorgung", und entspricht die Erfassungseinheit 413 der "Erfassungseinrichtung".
  • Obwohl verschiedene Ausführungsbeispiele der Erfindung vorstehend beschrieben worden sind, sollten diese nicht so interpretiert werden, dass die Erfindung darauf beschränkt ist.
  • Beispielsweise können, obwohl Feldeffekttransistoren für die Schaltelemente gemäß dem ersten bis vierten Ausführungsbeispiel verwendet werden, Bipolartransistoren usw. für die Schaltelemente verwendet werden.
  • Außerdem wurde das erste Ausführungsbeispiel und das zweite Ausführungsbeispiel in Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die Erfindung auf eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem einen Dreiphasenmotor antreibendes Motorantriebsgerät versehen ist. Im Gegensatz dazu kann die Erfindung auf eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt werden, die mit einem Motorantriebsgerät versehen ist, das ein Mehrphasenmotor oder einen Gleichstrom-Bürstenmotor statt des Dreiphasenmotors antreibt. Zusätzlich ist in dem Fall, in dem die Erfindung bei einer Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem einen Mehrphasenmotor antreibendes Motorantriebsgerät versehen ist, eine Brückenschaltung (Brückeneinheit) des Motorantriebsgeräts derart aufgebaut, dass sie Zweige in Reihen aufweist, deren Anzahl der Anzahl der Phasen des Motors entspricht, wobei das Ein- bzw. Ausschalten der Schaltelemente der jeweiligen Zweige in derselben Weise wie gemäß im ersten Ausführungsbeispiel gesteuert wird. In dem Fall, dass die Erfindung auf eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem einen Gleichstrombürstenmotor antreibenden Motorantriebsgerät versehen ist, ist eine Brückenschaltung (Brückeneinheit) des Motorantriebsgeräts derart aufgebaut, dass sie zwei Reihen von Zweigen wie bei der Modifikation des ersten Ausführungsbeispiels gemäß 14 aufweist, wobei das Ein- bzw. Ausschalten der Schaltelemente der jeweiligen Zweige in derselben Weise wie gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel gesteuert wird. Alternativ kann in dem Fall, in dem die Erfindung auf eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem einen Gleichstrom-Bürstenmotor-antreibenden Motorantriebsgerät versehen ist, das Motorantriebsgerät in derselben Weise wie gemäß dem dritten oder dem vierten Ausführungsbeispiel aufgebaut sein.
  • Weiterhin wurde das dritte Ausführungsbeispiel und das vierte Ausführungsbeispiel unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die Erfindung auf eine Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem einen Gleichstrommotor antreibenden Motorantriebsgerät versehen ist. Im Gegensatz dazu kann die Erfindung auf eine Ventilzeitverlaufssteuerungsvorrichtung angewandt werden, die mit einem Motorantriebsgerät versehen ist, das einen Mehrphasenmotor antreibt. Zusätzlich ist in dem Fall, in dem die Erfindung auf eine Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die mit einem Motorantriebsgerät versehen ist, das einen Mehrphasenmotor antreibt, eine Brückenschaltung (Brückeneinheit) des Motorantriebsgeräts derart aufgebaut, dass sie Zweige in Reihen aufweist, deren Anzahl der Anzahl der Phasen des Motors entspricht, wobei das Ein- bzw. Ausschalten des Schaltelemente der jeweiligen Zweige in der Weise wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel gesteuert wird.
  • Weiterhin sind gemäß dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel die Lastwiderstandselemente zwischen dem ersten Verbindungspunkt, der die jeweiligen Zweige miteinander verbindet, und den sich direkt nahe an dem ersten Verbindungspunkt befindlichen Schaltelementen vorgesehen. Im Gegensatz dazu können, wie es gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel beschrieben ist, das dritte Ausführungsbeispiel und das vierte Ausführungsbeispiel derart modifiziert werden, dass der erste oder der zweite Verbindungspunkt, der die jeweiligen Zweige miteinander verbindet, mit einer elektrischen Energieversorgungseinheit über ein Lastwiderstandselement verbunden ist, oder das dritte Ausführungsbeispiel und das vierte Ausführungsbeispiel kann derart modifiziert werden, dass der erste oder der zweite Verbindungspunkt über ein Lastwiderstandselement geerdet wird. Das dritte und das vierte Ausführungsbeispiel wurden unter Bezug auf ein Beispiel beschrieben, bei dem die Erfindung auf eine Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung angewandt wird, die eine maximale Ventilanhebung des Einlassventils steuert. Im Gegensatz dazu kann die Erfindung ebenfalls auf eine Ventilanhebungssteuerungsvorrichtung angewandt werden, die eine maximale Ventilanhebung eines Auslassventils steuert.
  • Die Beschreibung der Erfindung dient lediglich als Beispiel, weshalb Variationen, die nicht von der erfinderischen Idee abweichen, innerhalb des Umfangs der Erfindung betrachtet werden sollen. Derartige Variationen sollen nicht als abweichend vom Umfang der Erfindung betrachtet werden.
  • Es wird eine Ventilöffnungs- und – schließsteuerungsvorrichtung 10, 110, 210, 300, 410 einer Bauart vorgeschlagen, die einen Motor 12, 320 verwendet, wobei in der Vorrichtung das Antriebsleistungsverhalten des Motors verbessert wird und die durch die Bestandselemente erzeugte Wärme beschränkt wird. Eine Brückenschaltung 110, 212, 382, 411 einer Motorantriebsschaltung weist drei Reihen von Zweigen 113u, 113v, 113w mit zwei in Reihe geschalteten Schaltelementen 111a, 111b und zwei parallel zu den entsprechenden Schaltelementen geschalteten Dioden 112a, 112b auf. Die jeweiligen Zweige sind parallel zu einer elektrischen Energieversorgung 120, 213, 383, 412 geschaltet, und Motorwicklungen 22u, 22v, 22w sind an Zwischenverbindungspunkten der Schaltelemente der jeweiligen Zweige angeschlossen. Nach Versetzen der jeweiligen Schaltelemente der Zweige in den eingeschalteten Zustand, um den Wicklungen Strom zuzuführen, bewirkt eine Steuerschaltung 130, 214, 385, dass das Schaltelement in einem eingeschalteten Zustand als ein Stromeinprägungsstoppelement 111b in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird, und bewirkt, dass das Schaltelement desselben Zweigs wie derjenige, an dem das Stromeinprägungsstoppelement angeordnet ist, in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird.

Claims (11)

  1. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung (10, 110, 210, 380, 410), die Verwendung von einem Drehmoment eines Motors (12, 320) macht, der durch ein Motorantriebsgerät (100, 200, 370, 400) angetrieben wird, zur Steuerung von Öffnen und Schließen eines Ventils einer Brennkraftmaschine, wobei das Motorantriebsgerät aufweist: eine elektrische Energieversorgung (120, 213, 383, 412), eine Brückenschaltung (110, 212, 382, 411) mit einer Vielzahl von Reihen von Zweigen (113u, 113v, 113w), die jeweils zwei in Reihe geschaltete Schaltelemente (111a, 111b) und zwei parallel zu den entsprechenden Schaltelementen geschaltete Dioden (112a, 112b) aufweisen, wobei die jeweiligen Zweige parallel zu der elektrischen Energieversorgung geschaltet sind, Wicklungen (22u, 22v, 22w) des Motors mit Zwischenverbindungspunkten der zwei Schaltelemente der jeweiligen Zweige verbunden sind, und eine Steuerungseinrichtung (130, 214, 385) zur Steuerung des Ein-/Ausschaltens der Schaltelemente, wobei die Steuerungseinrichtung nach Versetzen des Schaltelementes eines von zwei Reihen von Zweigen in einem eingeschalteten Zustand, um elektrischen Strom den Wicklungen zuzuführen, bewirkt, dass ein Stromeinprägungsstoppelement (111b), das eines der zwei Schaltelemente ist, das in dem eingeschalteten Zustand versetzt ist, in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird und bewirkt, dass das separate Schaltelemente auf demselben Zweig wie derjenige, an dem das Stromeinprägungsstoppelement angeordnet ist, in einen eingeschalteten Zustand versetzt wird.
  2. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuerungseinrichtung das separate Schaltelement auf demselben Zweig wie derjenige, auf dem das Stromeinprägungsstoppelement angeordnet ist, zu einem späteren Zeitpunkt als derjenige in einen eingeschalteten Zustand versetzt, zu dem das in einen eingeschalteten Zustand versetzte Stromeinprägungsstoppelement in einen ausgeschalteten Zustand versetzt wird.
  3. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, wobei nach Versetzen des Schaltelementes eines der zwei Reihen von Zweigen in einem eingeschalteten Zustand, um einen den Wicklungen elektrischen Strom zuzuführen, die Steuerungseinrichtung das Ein-/Ausschalten des als Stromeinprägungsstoppelement ausgewählten Schaltelementes mittels des Impulsbreitenmodulationsverfahrens steuert.
  4. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Schaltelemente einen Feldeffekttransistor aufweisen.
  5. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 3, wobei das Motorantriebsgerät aufweist: die Brückenschaltung (382, 411), in der jeweils erste Enden der jeweiligen Zweige an einem ersten Verbindungspunkt (116) verbunden sind, die anderen Enden der jeweiligen Zweige miteinander an einem zweiten Verbindungspunkt (117) verbunden sind, und die jeweiligen Zweige ein Lastwiderstandselement (390u, 390v) zwischen dem sich nahe an dem ersten Verbindungspunkt befindlichen Schaltelement (111a) und dem Verbindungspunkt verbunden sind, und eine Erfassungseinrichtung (384, 413), die einen durch das Lastwiderstandselement des jeweiligen Zweigs fließenden elektrischen Strom erfasst.
  6. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 5, wobei der erste Verbindungspunkt ein höheres Potential als der zweite Verbindungspunkt aufweist.
  7. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei ein Ventilzeitverlauf einer Brennkraftmaschine gesteuert wird.
  8. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 1, wobei eine maximale Ventilanhebung einer Brennkraftmaschine gesteuert wird.
  9. Ventilöffnungs- und -schließsteuerungsvorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Motorantriebsgerät aufweist: die Brückenschaltung (382, 411), in der erste Enden der jeweiligen Zweige miteinander an einem ersten Verbindungspunkt (116) verbunden sind, die anderen Enden der jeweiligen Zweige miteinander an einem zweiten Verbindungspunkt (117) verbunden sind, und die jeweiligen Zweige ein Lastwiderstandselement (390u, 390v) zwischen dem sich nahe an dem ersten Verbindungspunkt befindlichen Schaltelement (111a) und dem ersten Verbindungspunkt aufweisen, und eine Erfassungseinrichtung (384, 413), die einen durch das Lastwiderstandselement der jeweiligen Zweige fließenden elektrischen Strom erfasst.
  10. Motorantriebsgerät (100, 200, 370, 400) zur Steuerung von Wicklungen (22u, 22v, 22w), um dadurch eine Ausgangswelle (36) zu drehen, wobei das Motorantriebsgerät (100, 200, 370, 400) aufweist: eine Brückenschaltung (110, 212, 382, 411), die eine Vielzahl von Zweigen (113u, 113v, 113w) aufweist, die jeweils mit den Wicklungen (22u, 22v, 22w) verbunden sind, wobei jeder aus der Vielzahl der Zweige eine Vielzahl von miteinander in Reihe geschaltete Schaltelemente (111a, 111b) und eine Vielzahl von jeweils parallel zu den Schaltelementen geschaltete Dioden (112a, 112b) aufweist, wobei die Vielzahl der Zweige an einem ersten Punkt (116) auf einem ersten Potential verbunden sind, und an einem zweiten Punkt (117) mit einem zweiten Potential verbunden sind, und eine Steuerschaltung (130, 214, 385), die mit den Schaltelementen verbunden ist, um aufeinanderfolgend die Schaltelemente zu einem vorbestimmten Zeitverlauf zu schalten, um dadurch Wicklungen (22u, 22v, 22w) elektrischen Strom zuzuführen, wobei der vorbestimmte Zeitverlauf im Wesentlichen verhindert, dass alle aus der Vielzahl der Schaltelemente (112a, 112b) eines der Zweige (113a, 113v) zur selben Zeit eingeschaltet werden.
  11. Motorantriebsgerät nach Anspruch 10, wobei der vorbestimmte Zeitverlauf umfasst: Einschalten eines der Schaltelemente (111a, 111b) eines aus der Vielzahl der Zweige (113u, 113v, 113w) für eine vorbestimmte Zeitdauer, und, während das eine der Schaltelemente (111a, 111b) eingeschaltet ist, abwechselndes Ein- und Ausschalten eines ersten Schalters der Schaltelemente (111a, 111b) eines anderen Zweigs aus der Vielzahl der Zweige (113u, 113v, 113w) für eine Zeitdauer, und abwechselndes Ein- und Ausschalten eines zweiten Schalters der Schaltelemente (111a, 111b) eines anderen der Vielzahl der Zweige (113u, 113v, 113w) für dieselbe Zeitdauer, so dass der zweite Schalter ausgeschaltet ist, während der erste Schalter eingeschaltet ist.
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