DE102004055073A1

DE102004055073A1 - Überlastschutz für Gleichstrommotoren

Info

Publication number: DE102004055073A1
Application number: DE102004055073A
Authority: DE
Inventors: John E. Makaran
Original assignee: Siemens VDO Automotive Inc
Current assignee: Continental Tire Canada Inc
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-11-15
Publication date: 2005-09-01
Also published as: US20050162114A1; US7091685B2

Abstract

Es wird ein Regelsystem 10 zur Steuerung eines Gleichstrommotors bereitgestellt. Das System enthält folgendes: einen Gleichstrommotor 12, eine dem Motor zugeordnete Steuerung 18, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor 14, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er die dem Motor zugeführte Spannung mißt, einen dem Motor zugeordneten Drehzahlsensor 16, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung 21, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung eine nominale Drehzahl auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung zuzuführen oder eine nominale Rate der Beschleunigung oder Bremsung nach einer Änderung der gewünschten Drehzahl. Die Steuerung 18 ist so konstruiert und angeordnet, daß sie die gemessene Drehzahl mit einer bestimmten Drehzahl vergleicht, die kleiner als die nominale Drehzahl ist (bei der Spannung, die einer gemessenen Spannung entspricht), und wenn die gemessene Drehzahl kleiner als die bestimmte Drehzahl ist, definiert die Steuerung eine Fehlerbedingung. Die Steuerung 18 ist außerdem so konstruiert und angeordnet, daß sie die gemessene Änderungsrate der Drehzahl mit einer gewünschten Änderungsrate der Drehzahl vergleicht, die größer als die nominale Änderungsrate der Drehzahl im Fall von Motorbeschleunigung oder kleiner als die ...

Description

Die vorliegende Anmeldung basiert auf der provisorischen U.S.-Anmeldung Nr. 60/538,346, registriert am 22.1.2004 und beansprucht für Prioritätszwecke deren Nutzen.
TECHNISCHES GEBIET
Die Erfindung betrifft Gleichstrommotoren und insbesondere einen Prozeß zum Schutz von Gleichstrommotoren mit oder ohne Bürsten während Überlastbedingungen, die sich u.a. ohne Einschränkung aus folgendem ergeben können: festsitzende Lager, Schneedeckenbedingungen und Lastbehinderungen ohne Benutzung von Strommessung.
ALLGEMEINER STAND DER TECHNIK
Bürsten- und bürstenlose Gleichstrommotoren sind häufig in batteriebetriebenen Anwendungen verwendet worden, wie zum Beispiel in Kraftfahrzeugen, elektrischen Fahrzeugen, Gabelstaplern usw. Eine Beschädigung des Motors kann verursacht werden, wenn der Motor im Fall eines blockierten Rotors oder Bedingungen verringerter Drehzahl, die sich aus einer vollständigen oder teilweisen Behinderung des Motorrotors ergeben können, weiter bestromt wird. Unter diesen Bedingungen kann eine Beschädigung des Motors oder des Steuermechanismus für den Motor selbst resultieren.
Bei der Regelung eines Gleichstrommotors oder eines bürstenlosen Gleichstrommotors unter Verwendung elektronischer Steuermittel wird variable Drehzahl in der Regel durch Verwendung von Impulsbreitenmodulation (PWM) erzielt. Die elektronische Steuerung empfängt in der Regel ein (analoges oder digitales) Steuersignal durch eine Steuerleitung, um das Tastverhältnis der an die Motorwicklungen angelegten PWM-Spannung zu variieren. Folglich variiert die Motordrehzahl gemäß dem Drehzahlssteuersignal. Eine typische Motordrehzahl als Funktion der Befehlssignaleingabe, ist in 1 gezeigt, wobei das Steuersignal ein tatsächliches niederfrequentes PWM-Signal ist, wobei die gewünschte Motordrehzahl durch das Positiv- oder Negativ-Tastverhältnis bestimmt wird.
Zusätzlich werden bei einem typischen PWM-gesteuerten Motor der Strom und/oder die Temperatur von Leistungsstufenkomponenten gemessen, um zu bestimmen, ob die Leistungsstufenkomponenten aufgrund einer Überlastbedingung heruntergefahren werden sollten, um entweder den Motor oder die Steuerelektronik zu schützen. Außerdem kann die Systemspannung gemessen werden, um den Motor im Fall einer Überspannungs- oder Unterspannungsbedingung herunterzufahren. Zum Beispiel wird bei einer typischen Anwendung gewünscht, dem Motor von +9 V bis +16 V zu betreiben. Innerhalb dieses Betriebsspannungsbereichs liegt bei jedem diskreten Spannungswert eine separate Motordrehzahl als Funktion des Steuersignal-Tastverhältnisses vor. Diese Beziehung ist in 2 gezeigt.
Bei bestimmten Gleichstrommotorsystemen wird außerdem die Motordrehzahl gemessen, um anzuzeigen, ob der Motor eine Bedindung eines blockierten Rotors erfahren hat. Bei vielen Motorsteuersystemen wird mit Strom und/oder Temperatur bestimmt, ob der Motor eine Überlastbedingung erfahren hat. Aufgrund der Eigenschaften der Temperatur-/Strommeßkonditionierungsschaltkreise kann jedoch aufgrund der den Konditionierungsschaltungen zugeordneten potentiell langen Zeitkonstanten eine Beschädigung des Motors und/oder der Steuerschaltkreise entstehen. Folglich schützen Stromschutzvorkehrungen möglicherweise den Motor oder die Steuerelektronik nicht unter allen vorhersehbaren Überlastbedingungen. Zusätzlich können die den Strom-/Temperaturbegrenzungs schaltkreisen zugeordneten zusätzlichen Schaltkreise aufgrund der zusätzlichen erforderlichen Komponenten und auch der Prozeßschritte, die erforderlich sind, um einen wiederholbaren, zuverlässigen Betrieb dieser Schaltungen über Produktionschargen und alle Betriebsbedingungen hinweg sicherzustellen, die Gesamtsystemkosten vergrößern.
Folglich werden Überlastschutzvorkehrungen benötigt; die die Motordrehzahl bei einer bestimmten Spannung überwachen, um sowohl für Motor als auch Steuerelektronik über den gesamten Betriebsbereich des Motors hinweg einen zuverlässigen Schutz bereitzustellen.

KURZE DARSTELLUNG DER ERFINDUNG

Eine Aufgabe der Erfindung ist die Erfüllung des oben erwähnten Bedarfs gemäß den Prinzipien der Erfindung. Diese Aufgabe wird durch Bereitstellung eines Regelsystems zur Steuerung eines Gleichstrommotors gelöst. Das System enthält einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Meßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie die gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen. Die Steuerung ist so konstruiert und angeordnet, daß sie die gemessene Drehzahl mit einer erwarteten Drehzahl vergleicht, die kleiner als die nominale Geschwindigkeit ist (bei einer Spannung, die einer gemessenen Spannung entspricht), und wenn die gemessene Drehzahl kleiner als die erwartete Drehzahl ist, definiert die Steuerung eine Fehlerbedingung.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erkennen einer. Fehlerbedingung eines geregelten Gleichstrommotorsystems bereitgestellt. Das System enthält einen Gleichstrommotor, eine dem Motor assoziierte Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen. Dieses Verfahren erhält die erwartete oder gewünschte Drehzahl des Motors, mißt die dem Motor zugeführte Spannung bei der gewünschten Drehzahl, definiert eine kleinstmögliche Solldrehzahl des Motors bei der gemessenen Spannung, wobei, nachdem eine Drehzahl des Motors einen stationären Zustand erreicht hat, die stationäre Motordrehzahl gemessen wird, und definiert eine Fehlerbedingung, wenn die gemessene stationäre Motordrehzahl kleiner als die kleinstmögliche Solldrehzahl ist.

Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung wird ein Verfahren zum Erkennen einer Fehlerbedingung eines geregelten Gleichstrommotorsystems bereitgestellt. Das System enthält einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen. Das Verfahren erhält eine gewünschte Änderungsrate der Drehzahl des Motors, mißt die dem Motor zugeführte Spannung bei der nominalen Drehzahl, definiert eine Grenze der Solldrehzahl des Motors bei der gemessenen Spannung und definiert eine Fehlerbedingung, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl um einen bestimmten Betrag von der Grenze der gewünschten Änderungsrate der Drehzahl abweicht.

Andere Aufgaben, Merkmale und Eigenschaften der vorliegenden Erfindung sowie die Betriebsverfahren und Funktionen der relevanten Elemente der Struktur, die Kombination von Teilen und die Ökonomie der Herstellung werden bei Durchsicht der folgenden ausführlichen Beschreibung und angefügten Ansprüche mit Bezug auf die beigefügten Zeichnungen, die alle Teil der vorliegenden Spezifikation bilden, deutlicher.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die Erfindung wird aus der folgenden ausführlichen Beschreibung bevorzugter Ausführungsformen in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen, in denen gleiche Bezugszahlen gleiche Teile bezeichnen, besser verständlich. Es zeigen:
1 eine typische stationäre Motordrehzahl als Funktion einer Befehlssignaleingabe bei einer festen Motorspannung.
2 eine typische stationäre Motordrehzahl als Funktion einer Befehlssignaleingabe bei diskreten Werten von Motorspannungen als Funktion einer Befehlssignaleingabe.
3 ein Flußdiagramm, das den Überlastschutzalgorithmus der Erfindung für stationären Motorbetrieb skizziert.
4 zeigt eine typische Zunahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Zunahme des Motordrehzahlbefehls und außerdem eine typische Abnahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Abnahme des Motordrehzahlbefehls.
5 eine typische Zunahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Zunahme des Motordrehzahlbefehls für einen überlasteten Motor und außerdem eine typische Abnahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Abnahme des Motordrehzahlbefehls.
6 ein Flußdiagramm, das den Überlastschutzalgorithmus einer anderen Ausführungsform der Erfindung für Motorbeschleunigungs- oder -bremsungsverhalten auf der Basis einer Änderung des Drehzahlsteuersignals skizziert.
7 ein Blockschaltbild eines gemäß den Prinzipien der Erfindung bereitgestellten Überlastschutzsystems.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER ZUR ZEIT BEVORZUGTEN BEISPIELHAFTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Mit Bezug auf 7 ist schematisch ein Regelsystem für einen Gleichstrommotor mit der allgemeinen Kennzeichnung bei 10 gemäß der Erfindung gezeigt. Das System 10 enthält einen Gleichstrommotor 12, einen Spannungssensor 14 zur Bestimmung einer Versorgungsspannung des Motors, eine Drehzahlmeßstruktur, zum Beispiel einen Sensor 16, zur Messung einer Drehzahl des Motors 12, eine Konditionierungsschaltung 21 und Steuerelektronik 18. Der Spannungssensor 14 kann zum Beispiel Schaltkreise enthalten, wie etwa ein Widerstands-Teilernetzwerk, das einem Analog/Digital-Umsetzer zugeführt wird, oder könnte eine Reihe diskreter Werte aus einer Komparatorkette enthalten. Bei dem Drehzahlsensor 16 kann es sich zum Beispiel um Schaltkreise zum Konditionieren der in den Motorwicklungen induzierten Gegen-EMK (EMF), einen Hall-Effekt-Sensor oder eine Reluktanzspule handeln.
Die Steuerelektronik bzw. die Steuerung 18 kann eine Mikrosteuerung oder eine analoge Steuereinrichtung enthalten. Die Drehzahlsollwertkonditionierungsschaltung 21 ist der Steuerung 18 assoziiert und empfängt ein Signal von der (nicht gezeigten) Fahrzeugsteuerung und konditioniert das Signal, um auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung ein nominales Drehzahlsignal zu liefern. Die Steuerung 18 ist für folgendes konstruiert und angeordnet: (1) Bestimmen der gewünschten Motordrehzahl als Prozentsatz der maximalen Drehzahl aus dem auf der Steuerleitung 20 aus der Fahrzeugsteuerung vorliegenden Steuersignal, (2) Berechnen einer PWM-Tastverhältnisgrenze auf der Basis einer gewünschten Motordrehzahl, (3) Erhalten der gemessenen Versorgungsspannung, (4) Erhalten der Motordrehzahl.
Für stationären Betrieb ist die Motorsteuerung 18 außerdem so konstruiert und angeordnet, daß sie die gemessene Drehzahl bei der betreffenden Spannung (z.B. der gemessenen Spannung) mit der niedrigstmöglichen gewünschten Motordrehzahl vergleicht. Dies kann durch Verwendung einer Nachschlagetabelle oder einer linearen Gleichung im Fall einer Mikrosteuerung oder einer Referenzspannung im Fall einer analogen Schaltung erfolgen. Wenn die tatsächliche Motordrehzahl größer als ein fester Prozentsatz unter der niedrigstmöglichen gewünschten Motordrehzahl liegt, könnte die Motorsteuerung 18 mehrere Aktionen durchführen, um eine Beschädigung des Motors 12 oder der Motorsteuerung 18 zu verhindern. Zum Beispiel könnte die Motorsteuerung 18 den Motor 12 herunterfahren und den Betriebsleiter und/oder Endbenutzer über die Überlastbedingung alarmieren. Außerdem könnte sie die Leistung für den Motor 12 begrenzen, um einen Betrieb aufrechtzuerhalten, aber auch – einen Ausfall der. Steuerelektronik oder der Steuerung 18 zu verhindern.
4 zeigt einen Überlastschutzprozeß für einen Gleichstrommotor in einem Kraftfahrzeugsystem gemäß einer Ausführungsform der Erfindung. Im Schritt 30 erhält die Motorsteuerung 18 die gewünschte Motordrehzahl von der Fahrzeugsteuerung. Im Schritt 32 mißt der Spannungssensor 14 die Motorversorgungsspannung bei der gewünschten Drehzahl. Im Schritt 34 wird bei der gemessenen Spannung die niedrigstmögliche Motordrehzahl bestimmt. Für jedes Tastverhältnis wird der Motor unter nominalen Bedingungen eine gewünschte Drehzahl aufweisen. Somit wird für jedes Tastverhältnis (siehe 2) ein Bereich von Drehzahlen vorliegen. Die niedrigstmögliche Drehzahl ist die niedrigstmögliche gewünschte Drehzahl und wird durch Experimentieren und/oder Prozeßdaten auf der Basis eines bestimmten Tastverhältnisses erhalten.
Für transiente Motordrehzahlbedingungen, bei denen eine Zunahme oder Abnahme des Motordrehzahlbefehls aufgetreten ist, kommt es zu einer Bedingung, bei der der Motor in einem gegebenen Zeitraum eine stationäre Zieldrehzahl erreichen sollte. Wenn diese Drehzahl nicht erreicht wurde, könnte dies eine Überlastbedingung anzeigen. Im Schritt 36 wird also bestimmt, ob eine stationäre Motordrehzahl erhalten wird, und wenn dies der Fall ist wird im Schritt 38 über den Sensor 16 die stationäre Motordrehzahl gemessen. Im Schritt 40 wird bestimmt, ob die tatsächliche stationäre Motordrehzahl kleiner als die niedrigst mögliche Motordrehzahl ist, und wenn dies der Fall ist, wird im Schritt 42 bestimmt, ob eine bestimmte Zeit vergangen ist (z.B. Bestimmung, ob die Bedingung über einen Zeitraum auftritt). Nachdem die bestimmte Zeit vergangen ist, wird im Schritt 44 bestimmt, ob die tatsächliche stationäre Motordrehzahl des Motors kleiner als die niedrigst mögliche Motordrehzahl ist, und wenn dies wie im Schritt 46 bestimmt, eine bestimmte Anzahl von Malen eintritt, kann die Steuerung 18 im Schritt 48 eine Fehlerroutine einleiten.
Zusätzlich zu dem Schutz des Motors und der Steuerelektronik aufgrund einer Überlastbedingung könnte man mit dem oben erwähnten Algorithmus auch die Motordrehzahl während plötzlicher Änderungen der Motorspannung, die in dem Fahrzeug auftreten können, begrenzen.
Das System 10 verhindert also die erweiterten Überlastbedingungen und kurze Stromspitzen während starker Spannungsänderungen in einem Gleichstrommotor. In einem Aspekt der Erfindung werden Spannung und Drehzahl des Motors auf der Basis eines Sollwerts gemessen und für folgendes verwendet: i) entweder Herunterfahren des Motors, ii) Begrenzen der an den Motor abgegebenen Leistung oder iii) Durchführen der Aktionen i) oder ii) während des Einleitens einer Fehlerbehandlungsroutine, die Kombinationen von i) oder ii) umfassen könnte, während ein Fehlercode an die Steuereinrichtung abgeliefert wird, so daß sie den Bediener warnen oder unter Verwendung ihrer eigenen internen Fehlerbehandlungsroutine die Überlastbedingung abhandeln kann.
6 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung in bezug auf transiente Motordrehzahlbedingungen. Im Schritt 130 wird die erwartete oder gewünschte Änderungsrate der Drehzahl erhalten. Im Schritt 132 wird die dem Motor bei Nominaldrehzahl zugeführte Spannung gemessen, und im Schritt 134 wird eine Grenze der gewünschten Änderungsrate der Motordrehzahl bei der gemessenen Spannung bestimmt. Während einer Beschleunigung oder Bremsung des Motors nach dem Empfang eines Drehzahländerungsbefehls (Schritt 136) wird im Schritt 138 die Änderungsrate der Drehzahl erhalten. Im Fall einer gewünschten Drehzahlzunahme, die zu einer Beschleunigung führt, definiert die Motorsteuerung eine Fehlerbedingung (Schritt 142), wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl d(Speed)/dt größer oder gleich der kleinstmöglichen gewünschten Änderungsrate der Drehzahl ist (Schritt 140). Im Fall einer gewünschten Drehzahlabnahme, die zu einer Motorbremsung führt, definiert die Motorsteuerung eine Fehlerbedingung, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzeit kleiner als die höchstmögliche gewünschte Änderungsrate der Drehzahl ist.
4 zeigt eine typische Zunahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Zunahme des Motordrehzahlbefehls und außerdem eine typische Abnahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Abnahme des Motordrehzahlbefehls. Dieses Verhalten ist für eine operationale Motorspannung dargestellt.
5 zeigt eine typische Zunahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Zunahme des Motordrehzahlbefehls für einen überlasteten Motor und außerdem eine typische Abnahme der Motordrehzahl und des Stroms als Funktion der Zeit für eine Abnahme des Motordrehzahlbefehls. Dieses Verhalten ist für eine operationale Motorspannung dargestellt.
In jeder gegebenen Motorproduktionscharge wird es eine Toleranz im Bereich stationärer Drehzahlen oder der Änderungsrate der Drehzahl geben, die aufgrund von Material- und Prozeßfaktoren auftritt. In bezug auf einen Motor, der einen Lüfter antreibt, kann die nominale Motordrehzahl (bei einer Lüfterlast) unter Vollastbedingungen um +/- 10% variieren. Jegliche in dem Schutzsystem 10 gesetzte Grenzen müssen folglich für eine Toleranzaufstapelung elektromechanischer sowie elektronischer Komponenten im ungünstigsten Fall gelten.
Die obigen bevorzugten Ausführungsformen wurden zur Veranschaulichung der Struktur- und Funktionsprinzipien der vorliegenden Erfindung sowie zur Illustration der Verfahren zur Benutzung der bevorzugten Ausführungsformen gezeigt und beschrieben und können geändert werden, ohne von diesen Prinzipien abzuweichen. Die vorliegende Erfindung umfaßt folglich alle Modifikationen im Sinne der folgenden Ansprüche.

Claims

Regelsystem zur Steuerung eines Gleichstrommotors, wobei das System folgendes umfaßt: einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motor steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen, wodurch die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie die gemessene Drehzahl mit einer erwarteten Drehzahl vergleicht, die kleiner als die nominale Drehzahl ist, bei einer Spannung, die einer gemessenen Spannung entspricht, und wenn die gemessene Drehzahl kleiner als die erwartete Drehzahl ist, definiert die Steuerung eine Fehlerbedingung.
System nach Anspruch 1, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie i) den Motor herunterfährt oder ii) die an den Motor abgegebene Leistung begrenzt.
System nach Anspruch 1, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine Fehlerbehandlungsroutine einleitet, die einer steuernden Einrichtung einen Fehlercode liefert, um eine Überlastbedingung des Motors zu behandeln.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eine Mikrosteuerung ist.
System nach Anspruch 1, wobei die Steuerung eine analoge Steuereinrichtung ist.
Regelsystem zur Steuerung eines Gleichstrommotors, wobei das System folgendes umfaßt: einen Gleichstrommotor, Mittel zum Steuern des Betriebs des Motors, Mittel zur Messung einer dem Motor zugeführten Spannung, Mittel zur Messung einer Drehzahl des Motors, und Mittel zum Empfangen eines Drehzahlsignals und zum Konditionieren des Drehzahlsignals, um den Mitteln zum Steuern auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen, wodurch die Mittel zum Steuern so konfiguriert sind, daß sie die gemessene Drehzahl mit einer bestimmten Drehzahl vergleichen, die kleiner als die nominale Drehzahl bei einer einer gemessenen Spannung entsprechenden Spannung ist, und die Mittel zum Steuern eine Fehlerbedingung definieren, wenn die gemessene Drehzahl kleiner als die bestimmte Drehzahl ist.
System nach Anspruch 6, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Mittel zum Steuern so konstruiert und angeordnet sind, daß sie i) den Motor herunterfahren oder ii) die an den Motor abgegebene Leistung begrenzen.
System nach Anspruch 6, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Mittel zum Steuern so konstruiert und angeordnet sind, daß sie eine Fehlerbehandlungsroutine einleiten, die einer steuernden Einrichtung einen Fehlercode liefern, um eine Überlastbedingung des Motors zu behandeln.
System nach Anspruch 6, wobei das Mittel zum Steuern eine Mikrosteuerung ist.
System nach Anspruch 6, wobei das Mittel zum Steuern eine analoge Steuereinrichtung ist.
System nach Anspruch 6, wobei das Mittel zur Messung der Drehzahl ein Drehzahlsensor ist.
System nach Anspruch 6, wobei das Mittel zur Spannungsmessung ein Spannungssensor ist.
Verfahren zum Erkennen einer Fehlerbedingung eines geregelten Gleichstrommotorsystems, wobei das System folgendes enthält: einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Erhalten der gewünschten Drehzahl des Motors, Messen der dem Motor zugeführten Spannung bei der gewünschten Drehzahl, Definieren einer kleinstmöglichen gewünschten Drehzahl des Motors bei der gemessenen Spannung, nachdem eine. Drehzahl des Motors einen stationären Zustand erreicht hat, Messen der stationären Motordrehzahl und Definieren einer Fehlerbedingung, wenn die gemessene stationäre Motordrehzahl kleiner als die kleinstmögliche gewünschte Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin mit dem Schritt des Herunterfahrens des Motors, nachdem die Fehlerbedingung definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, weiterhin mit dem Schritt des Begrenzens der an den Motor abgegebenen Leistung, nachdem die Fehlerbedingung definiert ist.
Verfahren nach Anspruch 13, wobei der Motor Teil eines Fahrzeugsystems ist und die gewünschte Drehzahl von einer Fahrzeugsteuerung erhalten wird.
Geregeltes System zur Steuerung eines Gleichstrommotors, wobei das System folgendes umfaßt: einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motors zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen, wodurch die Steuerung für folgendes konstruiert und angeordnet ist: 1) Bestimmen einer gemessenen Änderungsrate der Drehzahl auf der Basis der gemessenen Drehzahl, 2) Bestimmen einer gewünschten Änderungsrate der Drehzahl bei der gemessenen Spannung, 3) Vergleichen der gemessenen Änderungsrate der Drehzahl mit einer Grenze der gewünschten Änderungsrate der Drehzahl bei der gemessenen Spannung und 4) Definieren einer Fehlerbedingung, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl um einen bestimmten Betrag von der Grenze der gewünschten Änderungsrate der Drehzahl abweicht.
System nach Anspruch 17, wobei während einer Beschleunigungsbedingung die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie die Fehlerbedingung definiert, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl größer als eine kleinstmöglich gewünschte Änderungsrate der Drehzahl ist.
System nach Anspruch 17, wobei während einer Bremsungsbedingung die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine Fehlerbedingung definiert, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl kleiner als eine höchstmögliche gewünschte Änderungsrate der Drehzahl ist.
System nach Anspruch 17, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie i) den Motor herunterfährt oder ii) die an den Motor abgegebene Leistung begrenzt.
System nach Anspruch 17, wobei, wenn die Fehlerbedingung definiert ist, die Steuerung so konstruiert und angeordnet ist, daß sie eine Fehlerbehandlungsroutine einleitet, die einer steuernden Einrichtung einen Fehlercode liefert, um eine Überlastbedingung des Motors zu behandeln.
System nach Anspruch 17, wobei die Steuerung ein Mikrosteuerung ist.
System nach Anspruch 17, wobei die Steuerung eine analoge Steuereinrichtung ist.
Verfahren zum Erkennen einer Fehlerbedingung eines geregelten Gleichstrommotorsystems, wobei das System folgendes enthält: einen Gleichstrommotor, eine dem Motor zugeordnete Steuerung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie den Betrieb des Motors steuert, einen Spannungssensor, der so konstruiert und angeordnet ist, daß er eine dem Motor zugeführte Spannung mißt, eine dem Motor zugeordnete Drehzahlmeßstruktur, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie gemessene Drehzahl des Motors erhält, und eine Konditionierungsschaltung, die so konstruiert und angeordnet ist, daß sie ein Drehzahlsignal empfängt und das Drehzahlsignal konditioniert, um der Steuerung auf der Basis der dem Motor zugeführten Spannung eine nominale Drehzahl zuzuführen, wobei das Verfahren die folgenden Schritte umfaßt: Erhalten einer gewünschten Änderungsrate der Drehzahl des Motors, Messen der dem Motor zugeführten Spannung bei der nominalen Drehzahl, Definieren einer Grenze der gewünschten Drehzahl des Motors bei der gemessenen Spannung und Definieren einer Fehlerbedingung, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl um einen bestimmten Betrag von der Grenze der gewünschten Änderungsrate der Drehzahl abweicht.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei während einer Beschleunigungsbedingung die Fehlerbedingung definiert wird, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl größer als die kleinstmögliche gewünschte Änderungsrate der Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 24, wobei während einer Bremsungsbedingung die Fehlerbedingung bestimmt wird, wenn die gemessene Änderungsrate der Drehzahl kleiner als die höchstmögliche gewünschte Änderungsrate der Drehzahl ist.
Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin mit dem Schritt des Herunterfahrens des Motors, nachdem die Fehlerbedingung definiert wurde.
Verfahren nach Anspruch 24, weiterhin mit dem Schritt des Begrenzens der an den Motor abgegebenen Leistung, nachdem die Fehlerbedingung definiert wurde.