DE102006036641B4

DE102006036641B4 - Motorregler

Info

Publication number: DE102006036641B4
Application number: DE102006036641.7A
Authority: DE
Inventors: Kazuyuki Hirai; Tatsuya Suzuki; Shinji Shimoie; Seiichi Watanabe
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2005-08-03
Filing date: 2006-08-03
Publication date: 2021-05-27
Anticipated expiration: 2026-08-04
Also published as: JP4864373B2; JP2007043835A; DE102006036641A1; US20070058303A1; US7304447B2

Abstract

Motorregler (3), mit:einem Motorsteuerteil (31, 32) zum Antreiben und Steuern eines Motors (20);einem Schätztemperatur-Berechnungsteil (31, 33) zum Berechnen einer geschätzten Temperatur einer Wicklung (20a) des Motors;einem Motorschutzteil (31, 32) zum Schützen des Motors (20) vor einem Durchbrennen, wenn die geschätzte Temperatur größer wird als eine vorherbestimmte Temperatur, undeinen Temperaturfühler (33), welcher entfernt von dem Motor (20) angeordnet ist, zur Aufnahme einer Umgebungstemperatur; wobeider Schätztemperatur-Berechnungsteil (31, 33) folgendes enthält: eine Schätztemperatur-Speichereinrichtung zum Speichern der geschätzten Temperatur; eine Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswertes, wenn elektrischer Strom durch die Wicklung (20a) hindurchfließt und zum Berechnen eines Temperatur-Subtraktionswerts, wenn die Strombeaufschlagung der Wicklung (20a) unterbrochen wird; und eine Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung, die den Temperatur-Anstiegswert, zu dem geschätzten Temperaturwert hinzuaddiert, der in der Schätztemperatur-Speichereinrichtung gespeichert wurde, oder den Temperatur-Subtraktionswert von dem geschätzten Temperaturwert subtrahiert;die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung eine Vielzahl von Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken (A1, A2, A3) zum Berechnen des Temperatur-Anstiegswertes enthält und jeder der Vielzahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke (A1, A2, A3) durch eine Summe linearer Funktionen einer angelegten Spannung (V) und einer Drehgeschwindigkeit (w) des Motors (20) ausgedrückt ist;die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung unter Verwendung der Vielzahl von Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken (A1, A2, A3) eine Vielzahl von Temperaturgradienten (α1, α2, α3) berechnet und den größten der Vielzahl von Temperaturgradienten (α1, α2, α3) als den Temperatur-Anstiegswert auswählt, wenn Strom durch die Wicklung fließt; unddie Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung einen Temperaturabfall des Motors (20) oberhalb der Umgebungstemperatur berechnet und den Temperaturabfall als Temperatur-Subtraktionswert verwendet, wenn die Strombeaufschlagung der Wicklung (20a) unterbrochen ist.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft einen Motorregler und spezieller einen Motorregler, der eine Funktion zum Berechnen einer geschätzten Temperatur eines Motors aufweist, um den Motor vor einem Durchbrennen zu schützen.
Um in herkömmlicher Weise einen Motor vor einem Durchbrennen zu schützen, ist ein Schutzelement wie beispielsweise ein Bimetallstreifen oder eine PTC in einem Motorgehäuse vorgesehen. Wenn ein Motor in anormaler Weise Wärme erzeugt, wird eine elektrische Schaltung durch dieses Schutzelement unterbrochen und der Durchgang von elektrischen Strom durch den Motor wird angehalten. Wenn das zuvor genannte Schutzelement nahe bei dem Motor angeordnet ist, wird die Größe des Motors erhöht, was zu einer Vergrößerung der Größe einer gesamten Vorrichtung führt. Aus diesem Motor ist ein Motorregler, der in der JP H11- 164 472 A beschrieben ist, nicht mit dem oben erläuterten Schutzelement ausgestattet, sondern ist in solcher Weise konstruiert, dass ein Steuerabschnitt zum Treiben und Steuern des Motors eine geschätzte Temperatur des Motors anhand der Größe der Spannung berechnet, die an den Motor angelegt wird, anhand der Zeitperiode, während welcher die Spannung an den Motor angelegt wird, und anhand von wenigstens einem geschätzten Temperaturwert. Bei dem Motorregler der in der JP H11- 164 472 A beschrieben ist, wird dann, wenn eine berechnete geschätzte Temperatur nicht kleiner wird als eine vorbestimmte Überhitzungs-Schutztemperatur der Antrieb des Motors angehalten und der Motor wird in den angehaltenen Zustand so lange gehalten, bis die geschätzte Temperatur eine Überhitzungs-Schutzfreigabetemperatur erreicht hat.
Wenn jedoch die Betriebslast des Motors von einem Annahmebereich in einer Designstufe durch säkulare Änderung oder ähnliches verschoben wird, wird die Drehgeschwindigkeit des Motors geändert, um den Fehler der berechneten geschätzten Temperatur zu vergrößern. Bei diesem Ereignis ist es wahrscheinlich, dass dann, wenn der Motor nicht angehalten werden sollte und zwar unter normalen Umständen, der Motor durch die Schutzfunktion des Motors gegen ein Brennen, angehalten wird oder dann, wenn der Motor gestoppt werden sollte, der Motor nicht gestoppt wird und brennt.
Darüber hinaus wurde ein Motorregler vorgeschlagen, der eine kontinuierliche Betriebszeit des Motors für die Drehgeschwindigkeit des Motors einstellt und den Motor anhält, wenn die Betriebszeit des Motors über der kontinuierlichen Betriebszeit liegt. Auch in diesem Fall ist es jedoch wahrscheinlich, dass aufgrund einer Differenz in der Energieversorgungsspannung und einer säkularen Änderung die Schutzfunktion des Motors gegen ein Brennen einen Überhitzungszustand in fälschlicher Weise detektiert oder umgekehrt einen Überhitzungszustand nicht detektiert, was dann zu einem Brennen oder Ausbrennen des Motors führt. Wenn darüber hinaus bei dem zuvor erläuterten Motorregler der Motorregler in einem unterschiedlichen System montiert ist, müssen die Charakteristika der Drehgeschwindigkeit des Motors und die kontinuierliche Betriebszeit erneut ausgelegt werden, was zu erhöhten Kosten führt.
Die JP H11-89 083 A offenbart eine Motorsteuerung, mit der die Spulentemperatur eines Motors genau geschätzt und die Leistung des Motors ausreichend ermittelt werden kann. Dabei wird basierend auf einer an einen Motor angelegten Leistung Pi und einer Motorleistung Po wird die Temperaturänderung (dTm/dt) einer Motorspule aus einer folgenden Gleichung geschätzt: dTm / dt = a (Pi-Po) + b (Tm -To) + c (Tm-To)², wobei Tm eine Spulentemperatur und To eine Umgebungstemperatur bezeichnet. Dann wird die berechnete Temperaturänderung (dTm / dt) integriert, um eine aktuelle Spulentemperaturzu erhalten. Wenn die erhaltene Spulentemperatur eine vorgegebene Motorstopptemperatur überschreitet, wird eine Stromanwendung an einen Mehrphasen-Wechselstrommotor gestoppt. Da die Temperaturänderung basierend auf der Gleichung geschätzt wird, die den Term des Quadrats des Temperaturanstiegs enthält, kann die Temperaturänderung genau geschätzt werden, so dass der Motor voll genutzt werden kann.
Im Hinblick auf die zuvor erläuterten Probleme ist es Aufgabe der vorliegenden Erfindung einen Motorregler zu schaffen, der einen Motor gegen ein Brennen oder Ausbrennen in einer geeigneten Weise schützen kann und einen Parameter zum Berechnen der geschätzten Temperatur des Motors einstellen kann und zwar in einfacher Weise ungeachtet einer sekulären Änderung, der Installationsumgebungen eines Produktes und ähnlichem.
Diese Aufgabe löst ein Motorregler mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Weitere vorteilhafte Weiterentwicklungen sind Gegenstand der sich daran anschließenden Ansprüche.
Ein Motorregler enthält folgendes: einen Motorsteuerteil zum Treiben und Steuern eines Motors; einen Schätztemperatur-Berechnungsteil zum Berechnen einer geschätzten Temperatur einer Wicklung des Motors; und einen Motorschutzteil zum Schützen des Motors gegen ein Durchbrennen, wenn die geschätzte Temperatur größer wird als eine vorbestimmte Temperatur. Der Schätztemperatur-Berechnungsteil umfasst folgendes: eine Schätztemperatur-Speichereinrichtung zum Speichern der geschätzten Temperatur; eine Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswertes der geschätzten Temperatur gemäß Betriebszuständen des Motors, wenn der elektrische Strom durch die Wicklung hindurchfließt; und eine Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung, welche den Temperatur-Anstiegswert, welcher mit Hilfe der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung berechnet wird, zu der geschätzten Temperatur hinzuaddiert, welche in der Schätztemperatur-Speichereinrichtung gespeichert ist, um die geschätzte Temperatur auf den neuesten Stand zu bringen.
Ferner enthält die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung eine Vielzahl an Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken zum Berechnen des Temperatur-Anstiegswertes, und sie berechnet einen optimalen Temperatur-Anstiegswert unter Verwendung der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke.
Andere Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung als auch Verfahren zum Betreiben und Funktionen der betroffenen Teile aus einem Studium der folgenden detaillierten Beschreibung, der anhängenden Ansprüche in Verbindung mit den Zeichnungen, die alle Teil der vorliegenden Erfindung bilden.

1 zeigt ein beispielhaftes Diagramm einer elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung gemäß einer Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
2 ist ein elektrisches Konfigurationsdiagramm der elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung in 1;
3 zeigt einen Graphen, um die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit eines Motors und einem Temperaturgradienten zu veranschaulichen;
4 ist ein Graph, um eine Änderung in einer Wärmeerzeugungstemperatur eines Motors in Bezug auf die Zeit darzustellen;
5 zeigt einen beispielhaften Graphen zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswert- Berechnungsausdruckes;
6 zeigt einen beispielhaften Graphen zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswert- Berechnungsausdruckes;
7 ist ein Flussdiagramm des Prozesses der Berechnung einer geschätzten Temperatur eines Motors.

Im Folgenden wird eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung unter Hinweis auf die Zeichnungen beschrieben. Natürlich kann die Konstruktion und die Prozedur, die weiter unten beschrieben werden, in vielfältiger Weise entsprechend dem Rahmen der Erfindung modifiziert werden und die Erfindung wird dadurch nicht eingeschränkt.
Die 1 bis 7 sind Diagramme, die eine Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betreffen. 1 zeigt ein beispielhaftes Diagramm einer elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung, 2 zeigt ein elektrisches Konfigurationsdiagramm der elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung in 1, 3 ist ein Graph, um die Beziehung zwischen der Drehgeschwindigkeit eines Motors und einem Temperaturgradienten darzustellen, 4 veranschaulicht einen Graphen, um eine Änderung in einer Wärmeerzeugungstemperatur eines Motors in Bezug auf die Zeit zu veranschaulichen, die 5 und 6 sind beispielhafte Graphen zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdruckes, und 7 zeigt ein Flussdiagramm der Berechnungsverarbeitung einer geschätzten Temperatur eines Motors.
Im Folgenden wird ein Beispiel beschrieben, bei welchem ein Motorregler nach der vorliegenden Erfindung bei einer elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung angewendet ist. Ein beispielhaftes Diagramm einer elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung 1 dieser Ausführungsform (im Folgenden als „Vorrichtung 1“ bezeichnet) ist in 1 gezeigt und deren elektrisches Konfigurationsdiagramm ist in 2 wiedergegeben. Die elektrische Fensterbetätigungsvorrichtung 1 dieser Ausführungsform ist so ausgebildet, dass sie eine Fensterscheibe 11 aufwärts und abwärts (entsprechend einem Schließvorgang und Öffnungsvorgang) bewegt und zwar als bewegliches Teil, welches in einer Tür 10 eines Fahrzeugs angeordnet ist, in dem ein Motor 20 in Drehung versetzt wird und angetrieben wird. Die elektrische Fensterbetätigungsvorrichtung 1 enthält folgende Bestandteilelemente: einen Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Mechanismus 2 zum Schließen und Öffnen der Fensterscheibe 11, einen Steuerabschnitt 3 zum Steuern des Betriebes des Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Mechanismus 2; und einen Betriebsschalter 4, durch den Fahrzeuginsasse einen Betätigungsbefehl abgeben kann.
Bei dieser Ausführungsform wird die Fensterscheibe 11 nach oben und nach unten zwischen einer vollständig geschlossenen Position und einer vollständig geöffneten Position entlang einer Schiene (nicht gezeigt) bewegt.
Der Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Mechanismus 2 dieser Ausführungsform enthält als Bestandteil Elemente: den Motor 20, der einen Drehzahluntersetzungsmechanismus aufweist, welcher an der Tür 10 fixiert ist; einen Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Arm 21, der ein Zahnrad 21a aufweist, welches wie ein Fächer gestaltet ist und durch den Motor 30 angetrieben wird, einen angetriebenen Arm 22, der den Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Arm 21 kreuzt und drehbar durch den Arm 21 gehaltert ist: einen fixierten Kanal 23, der an der Tür 10 fixiert ist; und einen glasseitigen Kanal 24, der mit der Fensterscheibe 11 integriert ist.
Der Motor 20 dieser Ausführungsform ist in solcher Weise konstruiert, dass dann, wenn der Motor 12 mit elektrischer Energie von dem Steuerabschnitt 3 her versorgt wird, der Motor 20 einen Strom erhält, der durch die Wicklung 20a von dessen Rotor fließt, und daher eine magnetische Anziehungswirkung zwischen dem Rotor und einem Stator herbeizuführen, der einen Magnet aufweist, wodurch dann der Rotor normal gedreht wird und auch umgekehrt gedreht wird. Bei dem Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Mechanismus 2 dieser Ausführungsform sind dann, wenn der Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Arm 21 und der angetriebene Arm 22 entsprechend der Drehung des Motors 20 geschwungen werden, der Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Arm 21 und der angetriebene Arm 22 mit ihren jeweiligen Endabschnitten eingeschränkt, so dass sie durch die Kanäle 23, 24 gleiten und als ein X-Verbindungsglied bewegt werden, so dass sie die Fensterscheibe 11 aufwärts und abwärts bewegen.
Der Motor 20 dieser Ausführungsform ist zusammenhängend oder einstückig mit einer Dreh-Detektorvorrichtung (Positionsdetektorvorrichtung) 25 ausgestattet. Die Dreh-Detektorvorrichtung 25 ist so eingestellt, dass sie ein Impulssignal synchron mit der Drehung des Motors 20 an den Steuerabschnitt 3 ausgibt. Die Dreh-Detektorvorrichtung 25 dieser Ausführungsform ist so konstruiert, dass sie eine magnetische Änderung in dem Magneten detektiert, der sich mit der Ausgangswelle des Motors 20 dreht, und zwar mit Hilfe einer Vielzahl von Hall-Elementen 25a.
Der Steuerabschnitt 3 berechnet die Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Positionen der Fensterscheibe 11 anhand dieses impulsförmigen Signals. Darüber hinaus kann der Steuerabschnitt 3 die Drehgeschwindigkeit des Motors 20 (die Motordrehzahl) oder die Aufwärtsbewegungs-/Abwärtsbewegungs-Geschwindigkeit der Fensterscheibe 11 berechnen und zwar entsprechend den Intervallen des impulsförmigen Signals.
Bei dieser Ausführungsform ist eine Vorrichtung, die Hall-Elemente verwendet, so ausgelegt, dass sie eine Dreh-Detektorvorrichtung 25 bildet, wobei jedoch eine Vorrichtung, die als Dreh-Detektorvorrichtung 25 verwendet wird, nicht darauf beschränkt ist, das heißt es kann ein Codierer verwendet werden, wenn der Codierer die Drehgeschwindigkeit des Motors 20 detektieren kann. Darüber hinaus ist bei dieser Ausführungsform der Motor 20 zum Detektieren solch einer Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle des Motors 20, welche der Bewegung der Fensterscheibe 11 entspricht, einstückig oder zusammenhängend mit der Dreh-Detektorvorrichtung 25 vorgesehen, wobei jedoch eine Vorrichtung zum Detektieren der Bewegung der Fensterscheibe 11 darauf nicht beschränkt ist. Die Bewegungsgeschwindigkeit der Fensterscheibe 11 kann mit Hilfe gut bekannter Mittel detektiert werden.
Der Steuerabschnitt 3 dieser Ausführungsform ist in solcher Weise konstruiert, dass ein Controller 31, eine Treiberschaltung 32 und ein Temperatursensor 33 auf einem Substrat angeordnet sind. Diese Teile werden mit elektrischer Energie versorgt, die zum Betrieb erforderlich ist, und zwar von einer Batterie, die in dem Fahrzeug montiert ist.
Der Controller 31 dieser Ausführungsform ist als ein Mikrocomputer konstruiert und enthält: eine CPU; einen Speicher wie beispielsweise einen ROM und RAM; eine Eingangsschaltung; und eine Ausgangsschaltung. Die CPU, der Speicher, die Eingangsschaltung und die Ausgangsschaltung sind über einen Bus miteinander verbunden.
Der Controller 31 dreht normalerweise den Motor 20 in normaler Richtung und in entgegengesetzter Richtung mit Hilfe einer Treiberschaltung 32 auf der Grundlage eines Betriebssignals von einem Betriebsschalter 4, um dadurch die Fensterscheibe 11 zu öffnen und zu schließen.
Die Treiberschaltung 32 dieser Ausführungsform ist aus einem IC konstruiert, welcher einen FET enthält und die Polarität der elektrischen Energie ändert, die dem Motor 20 zugeführt wird, und zwar auf der Grundlage eines Steuersignals von dem Controller 31. Das heißt, wenn die Treiberschaltung 32 ein normales Drehbefehlssignal von dem Controller 31 empfängt, schickt die Treiberschaltung 32 elektrische Energie zu dem Motor 20, um den Motor 20 in der normalen Drehrichtung in Drehung zu versetzen. Wenn die Treiberschaltung 32 ein Umkehr-Drehbefehlssignal von dem Controller 31 empfängt, schickt die Treiberschaltung 32 elektrischen Strom zu dem Motor 20 in solcher Weise, um den Motor 20 in einer umgekehrten Drehrichtung in Drehung zu versetzen. Die Treiberschaltung 32 kann so konstruiert sein, um die Polarität zu ändern und zwar durch Verwenden einer Relaisschaltung. Darüber hinaus kann die Treiberschaltung 32 so konstruiert sein, dass sie in dem Controller 31 inkorporiert ist.
Der Temperatursensor 33 dieser Ausführungsform ist so konstruiert, um die Temperatur um das Substrat herum zu detektieren, welches den Controller 31 und ähnliches aufweist, der darauf angeordnet ist und an einer Position angeordnet ist, die vom Motor 20 bei dieser Ausführungsform abliegt.
Der Controller 31 empfängt ein Umgebungstemperatur-Detektionssignal von dem Temperatursensor 33 und berechnet die Umgebungstemperatur um das Substrat herum auf der Grundlage dieses Signals.
Darüber hinaus bildet der Controller 31 ein Motorsteuerteil mit einem Spannungssensor (nicht gezeigt) zum Fühlen der Größe der Spannung, die an den Motor 20 über die Treiberschaltung 32 angelegt wird und überwacht konstant die Spannung, die an den Motor angelegt wird. Ferner zählt der Controller 31 die Zeitperiode während welcher elektrischer Strom fließt. Ferner überwacht der Controller 31, wie dies oben beschrieben wurde, die Drehgeschwindigkeit des Motors 20 unter Verwendung des Impulssignals von der Dreh-Detektorvorrichtung 25.
Der Controller 31 speichert die geschätzte Temperatur der Wicklung 20a (Motorschätztemperatur) in einem Temperaturzähler, der eine Schätztemperatur-Speichereinrichtung darstellt, die in dem Speicher eingerichtet ist. Darüber hinaus speichert der Controller 31 Bezugsdaten zum Berechnen dieser Schätztemperatur in dem Speicher. Der Controller 31 berechnet als Schätztemperatur-Berechnungseinrichtung die Schwankung (Korrekturwert) der geschätzten Temperatur aus der Umgebungstemperatur, der angelegten Spannung, der Zeitperiode, während welcher elektrischer Strom fließt, der Drehgeschwindigkeit des Motors und anhand der Bezugsdaten derselben und anhand der momentanen geschätzten Temperatur, und addiert diese Schwankung zu der momentanen geschätzten Temperatur, um dadurch eine neue geschätzte Temperatur zu berechnen. Diese Verarbeitung bzw. Berechnung der geschätzten Temperatur wird wiederholt durch Wiederholungsverarbeitung in Intervallen gemäß einer vorbestimmten Zeitdauer durchgeführt und es wird die geschätzte Temperatur in Intervallen dieser Wiederholungsverarbeitungszeit auf den neuesten Stand gebracht.
Der Controller 31 stoppt in Form eines Motorschutzteiles die elektrische Energiezufuhr zu der Wicklung 20a von der Treiberschaltung 32 gemäß dieser geschätzten Temperatur, um dadurch zu verhindern, dass die Wicklung 20a durchbrennt. Auf diese Weise wird bei der Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform die Zufuhr von elektrischer Energie angehalten und zwar auf der Grundlage solch einer geschätzten Temperatur der Wicklung 20a, die durch den Controller 31 berechnet wird, um dadurch die Wicklung 20a gegen ein Durchbrennen zu schützen. Bei dieser Ausführungsform braucht ein vergleichsweise großes Schutzelement wie beispielsweise ein Bimetallelement oder ein PTC nicht in dem Hauptkörper des Motors 20 angeordnet zu werden, um die Temperatur der Wicklung 20a zu detektieren und damit kann der Motor 20 in seiner Größe reduziert werden.
Wenn elektrischer Strom durch die Wicklung 20a von einem Zustand aus fließt, bei dem der Motor 20 angehalten ist, um dann den Motor 20 in Betrieb zu setzen, berechnet der Controller 31 dieser Ausführungsform den Korrekturwert (Temperatur-Anstiegswert) der geschätzten Temperatur durch Verwenden der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke A1, A2, A3, was noch später beschrieben wird, und zwar in Intervallen gemäß vorbestimmten Wiederholungszeiten und erneuert die geschätzte Temperatur, die in dem Temperaturzähler gespeichert ist.
Wenn im Gegensatz dazu kein elektrischer Strom durch die Wicklung 20a fließt und damit der Motor stationär ist, führt der Controller 31 eine vorbestimmte Temperatur-Subtrahierverarbeitung durch. Diese Temperatur-Subtrahierverarbeitung besteht aus einer Verarbeitung gemäß der Ausführung einer Subtraktion, und zwar bis die geschätzte Temperatur die Umgebungstemperatur erreicht und es wird ein vorbestimmter Korrekturwert (Subtraktionstemperatur) von dem Wert des Temperaturzählers subtrahiert und zwar in Intervallen einer vorbestimmten Zeit.
Der Betriebsschalter 4 dieser Ausführungsform ist als Wippschalter oder Kippschalter konstruiert und kann in zwei Schritten betätigt werden oder in ähnlicher Form und ist mit einem Öffnungsschalter, einem Schließschalter und einem Automatikschalter ausgestattet. Wenn ein Insasse den Betriebsschalter 4 betätigt, wird ein Befehlssignal zum Öffnen oder Schließen der Fensterscheibe 11 an den Controller 31 ausgegeben.
Spezifischer ausgedrückt, wenn der Betriebsschalter 4 um einen Schritt oder eine Stufe zu einer Endseite hin betätigt wird, wird der Öffnungsschalter eingeschaltet und ein normales Öffnungsbefehlssignal zum Öffnen der Fensterscheibe 11 wird normal (das heißt zum Öffnen der Fensterscheibe 11 lediglich mit Hilfe des Öffnungsschalters, der betätigt wird) an den Controller 31 ausgegeben. Wenn darüber hinaus der Betriebsschalter 4 um eine Stufe oder einen Schritt zur anderen Endseite hin betätigt wird, wird der Schließschalter eingeschaltet und es wird ein normales Schließbefehlssignal zum Schließen der Fensterscheibe 11 normal (d.h. zum Schließen der Fensterscheibe 11, lediglich wenn der Schließschalter betätigt wird) zu dem Controller 31 hin ausgegeben.
Wenn der Controller 31 das normale Öffnungsbefehlssignal von dem Betriebsschalter 4 empfängt, treibt der Controller 31 den Motor 20 über die Treiberschaltung 32 an, um die Fensterscheibe 11 normal zu öffnen. Wenn im Gegensatz dazu der Controller 31 das normale Schließbefehlssignal von dem Betriebsschalter 4 empfängt (während der Betriebsschalter 4 betätigt wird), treibt der Controller 31 den Motor 20 über die Treiberschaltung 32 an, um die Fensterscheibe 11 normal zu schließen.
Wenn darüber hinaus der Betriebsschalter 4 in zwei Stufen oder zwei Schritten zu einem Ende oder einer Endseite hin betätigt wird, werden sowohl der Öffnungsschalter als auch der Automatikschalter eingeschaltet, um dadurch ein Automatik-Öffnungsbefehlssignal zum Öffnen der Fensterscheibe 11 in automatischer Form an den Controller 31 auszugeben (das heißt zum Öffnen der Fensterscheibe 11 in die voll geöffnete Position, selbst wenn die Betätigung des Betriebsschalters 4 unterbrochen oder angehalten wird). Wenn darüber hinaus der Betriebsschalter 4 gemäß zwei Stufen oder zwei Schritten zu der anderen Endseite hin betätigt wird, werden sowohl der Schließschalter als auch der Automatikschalter eingeschaltet, um dadurch ein Automatik-Schließbefehlssignal zum Schließen der Fensterscheibe 11 in automatischer Form an den Controller 31 auszugeben.
Wenn darüber hinaus der Controller 31 ein Automatik-Öffnungsbefehlssignal von dem Betriebsschalter 4 empfängt, treibt der Controller 31 den Motor 20 über die Treiberschaltung 32 an, um dadurch die Fensterscheibe 11 automatisch in die voll geöffnete Position zu öffnen. Wenn im Gegensatz dazu der Controller 31 ein Automatik-Schließbefehlssignal von dem Betriebsschalter 4 empfängt, treibt der Controller 31 den Motor 20 über die Treiberschaltung 32 in solcher Weise an, um die Fensterscheibe 11 automatisch in die vollständig geschlossene Position zu schließen.
Als nächstes wird das Prinzip gemäß dem Ableiten eines Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdruckes in der Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform grob beschrieben. Der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdruck wird zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswertes der geschätzten Temperatur des Motors verwendet, wenn dieser in Betrieb ist.
3 zeigt einen Graphen der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3, die zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswertes verwendet werden. Die geraden Linien a1, a2, und a3 entsprechen den Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken A1 bzw. A2 bzw. A3. Eine vertikale Achse in 3 bezeichnet einen Temperaturgradienten eines Temperatur-Anstiegswertes pro Einheitszeit (Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegsgradient) α (°C/s) und eine horizontale Achse bezeichnet eine Motordrehgeschwindigkeit ω (rad/s).
Jeder der Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 wird durch die Summe von linearen Funktionen in Variablen einer Motoranlegespannung V ausgedrückt (entsprechend der elektrischen Stromversorgungsspannung bei dieser Ausführungsform) und anhand der Motordrehgeschwindigkeit ω ausgedrückt und berechnet jeden der Temperaturgradienten α1, α2 und α3. In 3 sind die Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 bei einem Zustand ausgedrückt, bei dem die Motoranlegespannung V auf einen vorbestimmten Wert eingestellt ist und wobei die Variable lediglich aus der Motordrehgeschwindigkeit ω besteht.
Wenn die Motoranlegespannung V auf einen fixierten Wert in dieser Weise eingestellt wird, werden die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 zu linearen Funktionen der Motordrehgeschwindigkeit ω und kreuzen einander.
Die geraden Linien a1, a2 und a3, die durch die Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 ausgedrückt werden, haben jeweils negative Gradienten, und die Größenordnung (Absolutwert) der Gradienten vom größten aus, besteht aus den Berechnungsausdrücken A1, A2 und A3. Die geraden Linien, die durch die Berechnungsausdrücke A1, A2 ausgedrückt werden, kreuzen einander bei einer Motordrehgeschwindigkeit ω1, und die geraden Linien, die durch die Berechnungsausdrücke A2, A3 ausgedrückt werden, kreuzen einander bei einer Motordrehgeschwindigkeit ω2 (ω2 > ω1).
Bei dieser Ausführungsform wird ein optimaler Wert der Temperaturgradienten, die unter Verwendung dieser Berechnungsausdrücke berechnet werden, ausgewählt und es wird bei dieser Ausführungsform ein maximaler Wert von denselben als optimaler Wert ausgewählt und wird als ein Korrekturwert der geschätzten Temperatur verwendet. Wenn somit die Motordrehgeschwindigkeit ω aus ω1 besteht oder kleiner ist (wenn der Motor sich mit einer extrem niedrigen Geschwindigkeit dreht), wird ein Wert, der anhand des Berechnungsausdruckes A1 berechnet wurde, verwendet und angepasst. Wenn die Motordrehgeschwindigkeit ω von ω1 bis ω2 reicht (wenn der Motor mit niedriger Drehzahl gedreht wird), wird ein Wert, der aus dem Berechnungsausdruck A1 berechnet wird, verwendet. Wenn die Motordrehgeschwindigkeit ω aus ω2 besteht oder größer ist (wenn der Motor mit hoher Drehzahl gedreht wird), wird ein Wert, der anhand des Berechnungsausdruckes A3 berechnet wird, verwendet. Mit anderen Worten sind die geraden Linien a1, a2 und a3 durchgehende Linienabschnitte und werden als optimale Werte verwendet. Das heißt die Berechnungsausdrücke A1 bis A3 werden in geeigneter Weise entsprechend der Motordrehzahl ausgewählt.
Eine Prozedur zum Ableiten der Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 ist wie folgt.
Es sei angenommen, dass: eine gegen-elektromotorische Kraft des Motors 20 gleich E(V) ist; eine gegen-elektromotorische Kraftkonstante gleich KE(Vs/rad) ist; und eine Motordrehgeschwindigkeit gleich ω (rad/s) ist, so dass sich eine Beziehung zwischen der gegen-elektromotorischen Kraft E des Motors 20 und der Motordrehgeschwindigkeit w wie folgt ausdrücken lässt: $E = KE \cdot ω$
Es sei dabei angenommen, dass ein Ankerwiderstand Ra (Ω) beträgt und ein Motorstrom Ia (A) beträgt, die an den Motor angelegte Spannung V (V) beträgt, die sich wie folgt ausdrücken lässt: $V = E + Ra \cdot Ia = KE \cdot ω + Ra \cdot Ia$
Wenn der Ausdruck (2) verwendet wird, lässt sich ein Motorkupferverlust P(W) wie folgt ausdrücken: $P = 1 / 2 \cdot Ra \cdot {Ia}^{2} = (V - KE \cdot ω) 2/2Ra$
Es sei angenommen, dass der thermische Widerstand und die thermische Kapazität des Motors 20 U (°C/W) bzw. C (J/°C) betragen, die Wärmeerzeugungstemperatur θ (°C) des Motors 20 kann dann in der folgenden Weise durch eine Zeitpunkt ausgedrückt werden: $θ = P \cdot U \cdot {1 - exp (- t/UC)}$
Eine Kurve, welche die Wärmeerzeugungstemperatur θ ausdrückt, ist als ausgezogene Linie in 4 gezeigt.
Wenn die geschätzte Temperatur auf den neuesten Stand gebracht wird und zwar durch die Wiederholungsverarbeitung in den Intervallen einer vorbestimmten Zeit, kann die geschätzte Temperatur durch die Verwendung des Temperaturanstiegsgradienten (Änderungsrate der Temperatur) zu dem Zeitpunkt der Erneuerung auf den neuesten Stand gebracht werden. Um somit die Berechnungsverarbeitung zu vereinfachen, wenn die Wärmeerzeugungstemperatur θ angenähert wird und zwar durch eine Tangente zum Zeitpunkt t = 0, da θ'(0) = P/C, kann der folgende Ausdruck erhalten werden: $θ ≅ {(V - KE \cdot ω)}^{2} /2CRa \cdot t$
Eine gerade Linie, welche eine Wärmeerzeugungstemperatur θ ausdrückt und zwar durch einen Annäherungsausdruck ist durch eine unterbrochene Linie in 4 gezeigt.
Bei dieser Ausführungsform wird der Gradient dieses Annäherungsausdruckes als ein Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradient α zu dem Zeitpunkt der Erneuerung der geschätzten Temperatur (Temperaturanstiegs-Gradient) verwendet. Wie aus dem Ausdruck „4“ klar hervorgeht, enthält der Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradient α Variable in Form der Motoranlegespannung V und der Motordrehgeschwindigkeit ω (und der gegen-elektromotorischen Konstante KE).
Wenn ferner ein variabler Abschnitt x als (V - KE · ω) definiert wird und zwar in dem Ausdruck (4), kann der Wärmerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradient α wie folgt ausgedrückt werden: $α = x^{2} /2CRa$
α wird als quadratische Funktion ausgedrückt. 5 zeigt eine theoretische Änderung in dem Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradienten α in Bezug auf x (Kurve b).
Darüber hinaus sind in 5 gerade Linien c1, c2 und c3 gezeigt, durch die Kurve b unter Berücksichtigung der Schwankungen und einer Temperaturänderung in einem Ankerwiderstand Ra angenähert wird und Schwankungen oder Fehler in der thermischen Kapazität C. Die Schwankungen enthalten Schwankungen, die durch eine individuelle Differenz verursacht werden, und Schwankungen, die durch eine säkulare Änderung verursacht werden, wobei sich diese Schwankungen wie folgt ausdrücken lassen $α n = Kxn \cdot x + α On (worin n = 1, 2, 3)$
In dem Ausdruck (6) wird αn durch eine lineare Funktion von x ausgedrückt. Hierbei bedeuten Kxn (wobei n = 1, 2, 3 ist) Gradienten der geraden Linien c1, c2 und c3, und αOn (wobei n = 1, 2, 3 ist) sind Variable der Schnittpunkte der geraden Linien c1, c2 und c3 und einer α-Achse, wo x = 0 ist.
Die geraden Linien c2, c3 kreuzen bei x1, und die geraden Linien c1, c2 kreuzen bei x2 (x2 > x1). Darüber hinaus drückt eine gerade Linie d einen maximalen Wert (x3) von x von einem praktischen Betrachtungspunkt, aus.
Durch Annähern der Kurve b durch eine Vielzahl von geraden Linien in der geschilderten Weise, kann die Verarbeitung beim Berechnen eines Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradienten α in Bezug auf x (das heißt V, ω) vereinfacht werden.
Die geraden Linien c1, c2 und c3 sind in der Richtung von +α verschoben, um dadurch den Wert eines Temperaturgradienten größer zu machen als die Kurve b unter Berücksichtigung der oben erläuterten Variationen oder Schwankungen. Das heißt bei dieser Ausführungsform liefern die geraden Linien c1, c2 und c3 im Voraus die Möglichkeit für Schwankungen oder Variationen und eine Temperaturänderung in dem Ankerwiderstand Ra und Schwankungen oder Fehler der thermischen Kapazität C und von Faktoren zum Zulassen (Grad der Zulassung) für Schwankungen oder Variationen bei den oben erläuterten jeweiligen Faktoren, um dadurch die Wicklung 20a in zuverlässigerer Weise vor einem Durchbrennen zu schützen, bevor die Wicklung 20a eine Durchbrenntemperatur erreicht. Somit entspricht eine Zone, die durch die Kurve b umgeben ist und den Wärmeerzeugungs-Temperaturanstiegs-Gradienten α ausdrückt und die geraden Linien c1, c2 und c3 entsprechend dieser Zulässigkeit.
Darüber hinaus werden hinsichtlich der Zulässigkeit für x die Zulässigkeiten für Fehler des Spannungssensors zum Fühlen eines Spannungswertes und der Dreh-Detektorvorrichtung 25 und dem Fehler der gegen-elektromotorischen Konstanten KE berücksichtigt. Das heißt in 6 bezeichnet eine horizontale Achse die Motordrehgeschwindigkeit ω und eine vertikale Achse bezeichnet eine Motoranlegespannung V und die Beziehung zwischen ω und V für x = 0 wird durch eine gerade Linie (unterbrochene Linie) e1 ausgedrückt.
Die Beziehung zwischen der Motordrehgeschwindigkeit ω und der Motoranlagespannung V, wenn KE' anstelle von KE (KE' > KE) verwendet wird und zwar unter Einbeziehung einer Zulässigkeit für Schwankungen oder Variationen in der gegen-elektromotorischen Konstanten KE, wird durch eine gerade Linie (unterbrochene Linie) e2 ausgedrückt.
Wenn ferner eine Zulässigkeit für Schwankungen oder Variationen in dem Spannungssensor bei V₀ eingestellt ist und eine Zulässigkeit für Schwankungen und oder Variationen in der Dreh-Detektorvorrichtung 25 bei -ω₀ eingestellt ist, wird gemäß 6 die gerade Linie e2 um Vo in der Richtung von +V verschoben und um ω₀ in der Richtung von -ω₀ verschoben.
Die Beziehung zwischen der Motordrehgeschwindigkeit ω und der Motoranlegespannung V, wenn die Zulässigkeiten für Variationen in der gegen-elektromotorischen Konstanten KE, dem Spannungssensor und der Dreh-Detektorvorrichtung 25 gegeben werden oder ausgeführt werden, wird durch eine gerade Linie e3 ausgedrückt.
Wenn die Zulässigkeiten auf diese Weise eingestellt sind, kann der Ausdruck (6) durch den folgenden Ausdruck ersetzt werden: $α n = Kxn \cdot {(V - V_{0}) - KE' \cdot (ω - ω_{0})} + α_{0} n (worin n = 1, 2, 3)$
Auf diese Weise werden die Berechnungsausdrücke A1, A2 und A3 abgeleitet.
Eine Änderung in den Temperaturgradienten αn (wobei n = 1, 2, 3) in einem Fall, bei dem die Motoranlegespannung V auf einen vorbestimmten Wert bei diesem Ausdruck 7 eingestellt ist und wenn auf der vertikalen Achse der Temperaturgradient α auf getragen ist und auf einer horizontalen Achse die Motordrehgeschwindigkeit ω aufgetragen ist, wird durch die geraden Linien a1, a2 und a3 in 3 ausgedrückt. Da jeder der Berechnungsausdrücke A1 bis A3 durch die Summe der linearen Funktionen der Motordrehgeschwindigkeit ω und der Motoranlegespannung V ausgedrückt wird, können die Berechnungsausdrücke A1 bis A3 in einfacher Weise eingestellt werden, indem die Zulässigkeit hinzuaddiert wird oder indem der Faktor geändert wird.
In der Vorrichtung 1 dieser Ausführungsform berechnet der Controller 31 die geschätzte Temperatur. Spezifischer ausgedrückt enthält der Controller 31 den Temperaturzähler und addiert den Korrekturwert (variierende Temperatur), die durch die wiederholte Verarbeitung in Intervallen einer vorbestimmten Zeit berechnet wird, zu diesem Temperaturzählwert, um die geschätzte Temperatur der Wicklung 20a in konstanter Weise auf den neuesten Stand zu bringen.
Wenn der Motor in der oben beschriebenen Weise betrieben wird berechnet jedesmal, wenn die Wiederholungsverarbeitung ausgeführt wird, der Controller 31 den Temperatur-Anstiegswert aus der Umgebungstemperatur, der Motoranlegespannung, der Zeitperiode während welcher der elektrische Strom fließt, der Motordrehgeschwindigkeit, den Bezugsdaten und der momentanen geschätzten Temperatur unter Verwendung der Berechnungsausdrücke A1 bis A3, und addiert diesen berechneten Temperatur-Anstiegswert zu dem momentanen oder vorhandenen Temperaturzählwert, um dadurch den Temperaturzählwert bzw. Temperaturzähler auf den neuesten Stand zu bringen. Wenn der Temperaturzähler bzw. der Temperaturzählwert einen vorbestimmten Temperaturwert erreicht, stoppt der Controller 31 die elektrische Energiezufuhr zu dem Motor 20 durch die Treiberschaltung 32.
Als nächstes wird die Erneuerungsverarbeitung hinsichtlich der geschätzten Temperatur auf der Grundlage von 7 beschrieben.
Die Verarbeitungsprozedur, die in 7 gezeigt ist, wird wiederholt in Intervallen zu vorbestimmten Verarbeitungszeiten durch den Controller 31 durchgeführt.
Zuerst bestimmt bei einem Schritt S1 der Controller 31, ob elektrische Energie dem Motor 20 zugeführt wird oder nicht. Wenn elektrischer Strom nicht durch den Motor 20 fließt (Schritt S1: NEIN), führt der Controller 31 eine Temperatur-Subtrahierverarbeitung bei dem Schritt S7 durch. Wenn elektrischer Strom nicht durch den Motor fließt, fällt die Temperatur des Motors auf die Umgebungstemperatur ab. Bei dieser Temperatur-Subtrahierverarbeitung berechnet der Controller 31 einen Temperaturabfall (Subtraktionstemperatur), die während einer Wiederholungsverarbeitungszeit abgefallen ist und addiert diese Subtraktionstemperatur mit einem negativen Wert zu dem Wert des Temperaturzählers, um den Wert des Temperaturzählers auf den neuesten Stand zu bringen. Dabei fällt dann der Wert des Temperaturzählers auf die Umgebungstemperatur ab.
Wenn im Gegensatz dazu elektrischer Strom durch den Motor fließt (Schritt S1: JA), berechnet der Controller 31 eine Motoranlegespannung V bei dem Schritt S2. Der Controller 31 füllt eine Motoranlegespannung V mit Hilfe des Spannungssensors (nicht gezeigt).
Wenn der Controller 31 die Motoranlegespannung berechnet, berechnet der Controller 31 auch eine Motordrehgeschwindigkeit ω. Der Controller 31 berechnet die Motordrehgeschwindigkeit ω auf der Grundlage eines Impulssignals von der Dreh-Detektorvorrichtung 25.
Nachfolgend legt der Controller 31 in der Eigenschaft einer Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung die Motoranlegespannung V, die bei dem Schritt S2 berechnet wurde, und die Motordrehgeschwindigkeit ω, die bei dem Schritt S3 berechnet wird, an die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke A1 bis A3 an bzw. setzt diese dort ein, um die Temperaturgradienten α1, α2 und α3 zu berechnen (Schritt S4). Bei dieser Ausführungsform können die Motorbetriebsbedingungen (Motoranlegespannung V, Motordrehgeschwindigkeit ω) durch eine säkulare Änderung und durch Umgebungen variieren und damit wird der Temperaturgradient α unter Berücksichtigung dieser Änderungen berechnet.
Als nächstes wählt der Controller 31 in Form einer Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung einen maximalen Temperaturgradienten αmax von den Temperaturgradienten α1, α2 und α3 aus, die bei dem Schritt S4 (Schritt S5) berechnet wurden.
Der Controller 31 addiert einen Korrekturwert (Temperatur-Anstiegswert) zu dem momentanen Wert des Temperaturzählers, um den Wert des Temperaturzählers auf den neuesten Stand zu bringen. Der Korrekturwert wird dadurch berechnet indem der Temperaturgradient αmax mit der Wiederhol-Verarbeitungszeit multipliziert wird.
Wenn der Controller 31 den Wert des Temperaturzählers auf den neuesten Stand bringt, bestimmt der Controller 31, ob der bei dem Schritt S8 auf den neuesten Stand gebrachte Wert größer ist als eine früher eingestellte Durchbrenntemperatur oder nicht.
Wenn der erneuerte Wert größer ist als die Durchbrenntemperatur (Schritt S8: JA), stoppt der Controller 31 den Fluss des elektrischen Stromes durch den Motor 20 und zwar bei dem Schritt S9, um den Motor 20 vor einem Durchbrennen zu schützen. Wenn im Gegensatz dazu der erneuerte Wert nicht größer ist als die Durchbrenntemperatur (Schritt S8: NEIN) schützt der Controller 31 den Motor 20 nicht vor einem Durchbrennen, sondern setzt den Fluss des elektrischen Stromes durch den Motor 20 fort.
Hierbei wird bei dieser Ausführungsform das Hindurchleiten des elektrischen Stromes durch den Motor 20 gestoppt, um den Motor 20 vor einem Brennen oder Durchbrennen zu schützen. Jedoch ist das Verfahren zum Schützen des Motors 20 vor einem Durchbrennen nicht darauf beschränkt, sondern es gibt auch die Möglichkeit die Motoranlegespannung abzusenken oder den elektrischen Strom abzusenken, der durch den Motor 20 fließt, um zu erreichen, dass die Motortemperatur kaum ansteigen kann oder der Anstieg reduziert wird, um dadurch den Motor 20 vor einem Durchbrennen zu schützen.
Bei der zuvor erläuterten Ausführungsform werden die Temperaturgradienten α1 bis α3 mit Hilfe der drei Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken A1 bis A3 berechnet. Jedoch ist die Zahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke nicht auf drei beschränkt und es ist lediglich erforderlich eine Vielzahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke einzustellen.
Darüber hinaus wurde bei der zuvor erläuterten Ausführungsform ein Beispiel beschrieben, bei welchem die vorliegende Erfindung angewendet wird und zwar in Verbindung mit einer elektrischen Fensterbetätigungsvorrichtung 1. Jedoch ist die Anwendung der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und der Gegenstand der vorliegenden Erfindung kann auch auf alle Vorrichtungen angewendet werden, die einen Motor aufweisen.
Das heißt der Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist in solcher Weise konstruiert, dass ein optimaler Temperatur-Anstiegswert von den Temperatur-Anstiegswerten, die mit Hilfe der Vielzahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke berechnet wurden und zwar gemäß den Betriebsbedingungen des Motors, ausgewählt wird und zu dem momentanen geschätzten Temperaturwert der Wicklung hinzuaddiert wird, um dadurch die geschätzte Temperatur auf den neuesten Stand zu bringen. Selbst wenn dabei die Betriebsbedingungen des Motors variieren, kann die geschätzte Temperatur durch den optimalen Temperatur-Anstiegswert auf den neuesten Stand gebracht werden und damit kann der Motor in zuverlässiger Weise vor einem Durchbrennen geschützt werden. Da darüber hinaus die geschätzte Temperatur der Wicklung gemäß Schwankungen oder Variationen in der tatsächlichen Temperatur der Wicklung des Motors berechnet werden kann, kann der Motor in zuverlässiger Weise vor einem Durchbrennen geschützt werden und zwar in Ansprechen auf eine Erneuerungs-Zeitsteuerung und ohne eine zeitweilige Abweichung.
Ferner ist es zu bevorzugen, dass die oben erläuterte Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung den größten Wert der Temperatur-Anstiegswerte auswählt, die mit Hilfe der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke berechnet wurden, und zwar als einen optimalen Temperatur-Anstiegswert. Wenn der größte Wert der Vielzahl der berechneten Temperatur-Anstiegswerte als ein optimaler Temperatur-Anstiegswert ausgewählt wird, kann ein Ereignis nicht stattfinden, dass nämlich eine geschätzte Temperatur so berechnet wird, dass sie niedriger ist als die tatsächliche Temperatur der Wicklung, wodurch somit der Motor wiederum vor einem Durchbrennen geschützt wird.
Darüber hinaus kann die oben erläuterte Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung so konstruiert sein, um einen Temperatur-Anstiegswert pro Betriebszeiteinheit des Motors zu berechnen, und ferner kann die oben erläuterte Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung so konstruiert sein, um die geschätzte Temperatur in Intervallen der Einheits-Betriebszeit des Motors auf den neuesten Stand zu bringen. Damit kann die geschätzte Temperatur so gestaltet werden, dass sie der tatsächlichen Temperatur der Wicklung in zuverlässiger Weise folgt.
Darüber hinaus ist es zu bevorzugen, dass die oben erläuterten Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke durch die Summe der linearen Funktionen der Motordrehzahl und der Motoranlegespannung ausgedrückt werden. Wenn die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke auf diese Weise durch die Summe der linearen Funktionen der Motordrehgeschwindigkeit und der Motoranlegespannung ausgedrückt werden, kann eine Anstiegstemperatur in einfacher Weise berechnet werden und es kann die Verarbeitungslast reduziert werden. Ferner können die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke in einfacher Weise gewechselt oder geändert werden.
Ferner ist es bevorzugen, dass die oben erläuterten Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke Zulässigkeiten für die Motordrehgeschwindigkeit und die Motoranlegespannung zu diesen hinzuaddiert aufweisen. Selbst wenn damit Fehler in den Detektionswerten der Motordrehgeschwindigkeit und der Motoranlegespannung entstehen, ist es möglich, den Motor vor einem Durchbrennen zu schützen. Darüber hinaus können die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke in einfacher Weise durch Ändern der Zulässigkeiten bzw. Zulässigkeitswerte oder Toleranzwerte eingestellt werden.
Das heißt gemäß der Motorsteuereinrichtung der vorliegenden Erfindung wird zum Zeitpunkt der Berechnung der geschätzten Temperatur der Wicklung des Motors, der sich im Betrieb befindet, ein optimaler Wert, der aus den Temperatur-Anstiegswerten (Korrekturwerten) berechnet wurde, die mit Hilfe der Vielzahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke gemäß den Betriebsbedingungen des Motors berechnet wurden, zu dem momentanen geschätzten Temperaturwert hinzuaddiert, um die geschätzte Temperatur auf den neuesten Stand zu bringen. Somit kann die geschätzte Temperatur des Motors in zuverlässiger Weise berechnet werden und der Motor kann vor einem Durchbrennen geschützt werden und zwar ungeachtet von Schwankungen in den Betriebsbedingungen des Motors. Da darüber hinaus die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke durch die Summe von linearen Funktionen der Motordrehgeschwindigkeit und der Motoranlegespannung ausgedrückt werden, können die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke in einfacher Weise dadurch eingestellt werden, indem Grenzwerte in einer Design-Stufe hinzuaddiert werden.
Die vorangegangene Beschreibung der vorliegenden Erfindung beschreibt lediglich typische Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung. Es sind somit Abwandlungen möglich, ohne dabei den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen und die somit in den Rahmen der Erfindung fallen. Solche abgewandelten Ausführungsformen fallen somit in den Rahmen der vorliegenden Erfindung.

Claims

Motorregler (3), mit: einem Motorsteuerteil (31, 32) zum Antreiben und Steuern eines Motors (20); einem Schätztemperatur-Berechnungsteil (31, 33) zum Berechnen einer geschätzten Temperatur einer Wicklung (20a) des Motors; einem Motorschutzteil (31, 32) zum Schützen des Motors (20) vor einem Durchbrennen, wenn die geschätzte Temperatur größer wird als eine vorherbestimmte Temperatur, und einen Temperaturfühler (33), welcher entfernt von dem Motor (20) angeordnet ist, zur Aufnahme einer Umgebungstemperatur; wobei der Schätztemperatur-Berechnungsteil (31, 33) folgendes enthält: eine Schätztemperatur-Speichereinrichtung zum Speichern der geschätzten Temperatur; eine Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung zum Berechnen eines Temperatur-Anstiegswertes, wenn elektrischer Strom durch die Wicklung (20a) hindurchfließt und zum Berechnen eines Temperatur-Subtraktionswerts, wenn die Strombeaufschlagung der Wicklung (20a) unterbrochen wird; und eine Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung, die den Temperatur-Anstiegswert, zu dem geschätzten Temperaturwert hinzuaddiert, der in der Schätztemperatur-Speichereinrichtung gespeichert wurde, oder den Temperatur-Subtraktionswert von dem geschätzten Temperaturwert subtrahiert; die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung eine Vielzahl von Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken (A1, A2, A3) zum Berechnen des Temperatur-Anstiegswertes enthält und jeder der Vielzahl der Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke (A1, A2, A3) durch eine Summe linearer Funktionen einer angelegten Spannung (V) und einer Drehgeschwindigkeit (w) des Motors (20) ausgedrückt ist; die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung unter Verwendung der Vielzahl von Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücken (A1, A2, A3) eine Vielzahl von Temperaturgradienten (α1, α2, α3) berechnet und den größten der Vielzahl von Temperaturgradienten (α1, α2, α3) als den Temperatur-Anstiegswert auswählt, wenn Strom durch die Wicklung fließt; und die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung einen Temperaturabfall des Motors (20) oberhalb der Umgebungstemperatur berechnet und den Temperaturabfall als Temperatur-Subtraktionswert verwendet, wenn die Strombeaufschlagung der Wicklung (20a) unterbrochen ist.
Motorregler (3) nach Anspruch 1, bei dem die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungseinrichtung einen Temperatur-Anstiegswert (α) pro Betriebszeiteinheit des Motors berechnet, und dass die Schätztemperatur-Erneuerungseinrichtung die geschätzte Temperatur in Intervallen der Betriebszeiteinheit des Motors auf den neuesten Stand bringt.
Motorreger (3) nach Anspruch 1 oder 2, bei dem die Temperatur-Anstiegswert-Berechnungsausdrücke (A1, A2, A3) Zulässigkeiten oder Toleranzen (-ω, -V₀) für wenigstens die Drehgeschwindigkeit (ω) des Motors und der an diesen angelegten Spannung (V) aufweisen.