DE102008052220A1 - System zum Variieren einer Ventilcharakteristik und Antriebssystem für dasselbe - Google Patents

System zum Variieren einer Ventilcharakteristik und Antriebssystem für dasselbe Download PDF

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DE102008052220A1
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Takaharu Kariya-city Kozawa
Seiji Kariya-city Morino
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    • H02GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
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    • HELECTRICITY
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    • H02P29/60Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive
    • H02P29/68Controlling or determining the temperature of the motor or of the drive based on the temperature of a drive component or a semiconductor component

Abstract

Ein Antriebssystem für ein eine Ventilcharakteristik variierendes System variiert die Betriebscharakteristik eines Maschinenventils unter Verwendung eines Elektromotors (20). Das Antriebssystem umfasst eine Leistungs-Umsetzschaltung (IV) mit Schalterelementen (SW1 bis SW6) zwischen dem Elektromotor und der elektrischen Stromversorgungsquelle (B). Das Antriebssystem prüft, ob die Leistungs-Umsetzschaltung sich in einem Zustand gemäß einer niedrigen Zuverlässigkeit befindet, und zwar aufgrund der Erhitzung der Schalterelemente, und begrenzt die Erregung des Elektromotors, wenn der Zustand der niedrigen Zuverlässigkeit ermittelt wird.

Description

  • Die vorliegende Erfindung betrifft ein System zum Variieren der Ventilcharakteristik, welches die Betriebscharakteristik eines Maschinenventils variiert, und zwar unter Verwendung eines Elektromotors. Spezieller betrifft die vorliegende Erfindung ein System zum Variieren der Ventilcharakteristik und ein Antriebssystem für dasselbe, welches einen Elektromotor antreibt, in dem Schalterelemente gesteuert werden, die den Elektromotor und eine elektrische Stromversorgungsquelle verbinden.
  • Die JP 2004-350446A und die JP 2004-350447 schlagen ein Antriebssystem für einen Elektromotor vor, der in einem variablen Nocken-Zeitsteuersystem (VCT) montiert ist. Dieses Antriebssystem treibt den Elektromotor dadurch an, indem Schalterelemente einer elektrischen Stromumsetzschaltung (Inverter-Vorrichtung), die mit dem Elektromotor verbunden sind, gesteuert werden. Es wird somit ein relativer Drehwinkel einer Nockenwelle relativ zu einer Ausgangswelle einer Brennkraftmaschine variiert, so dass die Betriebscharakteristik eines Einlass- und/oder Auslassventils variiert werden kann.
  • Normalerweise ist es wünschenswert, die Steuerung der Ventilbetriebscharakteristik dadurch zu stoppen, indem der relative Drehwinkel auf einen vorbestimmten Drehwinkel gesteuert wird, wenn die Maschine angehalten wird. Da die Drehgeschwindigkeit der Ausgangswelle der Maschine diesem Moment abfällt, neigt die Drehgeschwindigkeit des Elektromotors ebenfalls dazu, entsprechend abzufallen. Wenn der Elektromotor in diesem Moment angetrieben wird, fließen übermäßig hohe Ströme in spezifischen Schalterelementen der Stromumsetzschaltung weiter, und die Schalterelemente werden dadurch exzessiv aufgeheizt. Somit wird die Zuverlässigkeit der Schalterelemente nicht sichergestellt.
  • Wenn eine Spannung einer Speicherbatterie, die an die Stromumsetzschaltung angeschlossen ist, abfällt, fällt auch die Spannung, die an einen Leitfähigkeits-Steueran schluß (Gate) des Schalterelements angelegt wird, ebenfalls ab. Als ein Ergebnis neigt die Spannung zwischen einem Eingangsanschluß und einem Ausgangsanschluß des Schalterelements ebenfalls dazu, übermäßig stark abzufallen. Die Schalterelemente werden exzessiv aufgeheizt, und es wird die Zuverlässigkeit der Schalterelemente abgesenkt und nicht sichergestellt.
  • Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein System zum Variieren der Ventilcharakteristik und ein Antriebssystem zu schaffen, welches die Zuverlässigkeit einer elektrischen Stromumsetzschaltung durch Steuern von Schalterelementen der elektrischen Stromumsetzschaltung sicherstellen kann.
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung umfasst ein Antriebssystem für ein Ventilcharakteristik-Variationssystem, welches die Betriebscharakteristik eines Maschinenventils durch Verwenden eines Elektromotors variiert, eine Stromumsetzschaltung mit Schalterelementen, welche die Verbindungen des Elektromotors mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle steuert. Das Antriebssystem prüft, ob die Stromumsetzschaltung sich in einem Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit befindet, und zwar aufgrund einer Aufheizung der Schalterelemente, und begrenzt dann die Erregung des Elektromotors, wenn der Zustand als ein Zustand gemäß einer niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt wird.
  • In bevorzugter Weise detektiert das Antriebssystem ferner eine Drehzahl des Elektromotors, bestimmt den Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit, wenn die detektierte Drehzahl geringer ist als ein Drehzahl-Schwellenwert, und begrenzt die Erregung in solcher Weise, dass diese kleiner ist als ein Schwellenwert, der größer ist als Null, wenn der Zustand der niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt wird.
  • In bevorzugter Weise beendet das Antriebssystem eine Erregungs-Begrenzungsoperation, die dann ausgeführt wird, wenn die detektierte Drehzahl kleiner ist als der Drehzahl-Schwellenwert, wenn die Erregungs-Begrenzungsoperation sich für einen vorbestimmten Intervall fortsetzt.
  • Die oben erläuterten und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung ergeben sich klarer anhand der folgenden detaillierten Beschreibung unter Hinweis auf die beigefügten Zeichnungen. In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm eines Systems zum Variieren einer Ventilcharakteristik gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
  • 2 ein Schaltungsdiagramm einer Drehzahlsignal-Generierungsschaltung und eines Zeitsteuerdiagramms von Signalen bei der ersten Ausführungsform;
  • 3 ein Zeitsteuerdiagramm der Schaltoperation bei der ersten Ausführungsform;
  • 4 ein Zeitsteuerdiagramm der Erregungs-Begrenzungsoperation bei der ersten Ausführungsform;
  • 5 ein Flussdiagramm einer Motorblockierungs-Detektionsverarbeitung bei der ersten Ausführungsform;
  • 6 ein Flussdiagramm der Erregungs-Begrenzungsverarbeitung bei der ersten Ausführungsform;
  • 7 ein Zeitsteuerdiagramm der Erregungs-Begrenzungsoperation bei der ersten Ausführungsform; und
  • 8 ein Flussdiagramm der Erregungs-Begrenzungsverarbeitung bei einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung.
  • (Erste Ausführungsform)
  • Gemäß einer ersten Ausführungsform sind ein System zum Variieren der Ventilcharakteristik und ein Antriebssystem für dasselbe als ein variables Nocken-Zeitsteuersystem (VCT) und als ein Antriebssystem für dasselbe konfiguriert. Das variable No cken-Zeitsteuersystem wird auch als ein variables Ventil-Zeitsteuersystem (VVT) bezeichnet. Das System für eine variable Steuerung der Nocken-Zeitlage oder Zeitsteuerung und der Ventilzeitsteuerung wird auch als VCT bzw. VVT bezeichnet. Durch Variieren der Nocken-Zeitlage wird die Betriebscharakteristik eines Ventils (z. B. eines Einlassventils und/oder eines Auslassventils) einer Brennkraftmaschine variiert.
  • Wie in 1 gezeigt ist, enthält das variable Nocken-Zeitsteuersystem einen variablen Nocken-Zeitsteuermechanismus 10 und einen bürstenlosen Motor 20, der aus einem Dreiphasen-Elektromotor besteht.
  • Bei einer Drehung der Nockenwelle 14, die mit einer Nocke 16 gekoppelt ist, und zwar mit Hilfe einer Antriebskraft einer Kurbelwelle (Ausgangswelle) 12 einer Brennkraftmaschine, ändert der variable Nocken-Zeitsteuermechanismus 10 variabel eine Differenz einer relativen Drehphase der Nockenwelle 14 relativ zu der Kurbelwelle 12 mit Hilfe des bürstenlosen Motors 20. Die Phasendifferenz entspricht einer Differenz in den Zeitlagen des Betriebes der Kurbelwelle 12 und der Nockenwelle 14. Es wird somit die Ventilbetriebs-Zeitsteuerung der Maschinenventile, die durch die Nocke 16 angetrieben werden, variiert.
  • Der variable Nocken-Zeitsteuermechanismus 10 ist schematisch in 1 gezeigt und umfasst einen Planetengetriebesatz. Der Planetengetriebesatz enthält ein Ringzahnrad RG mit inneren Zähnen, ein Planetenzahnrad PG mit äußeren Zähnen, die mit den inneren Zähnen des Ringzahnrades RG in Eingriff stehen. Eine Drehkraft der Kurbelwelle 12 wird mechanisch auf die Ringzahnräder RG aufgebracht, und es wird die Drehkraft des Ringzahnrades RG mechanisch auf die Nockenwelle 14 über das Planetenzahnrad PG übertragen oder aufgebracht. Die Drehkraft der Ausgangswelle des bürstenlosen Motors 20 wird mechanisch auf eine zentrale Achse SA übertragen. Der Drehzustand des Planetenzahnrades PG wird eingestellt, und zwar durch Kontaktieren des äußeren Umfangs der zentralen Achse SA mit dem inneren Umfang des Planetenzahnrades PG.
  • Wenn das Drehmoment des bürstenlosen Motors 20 nahezu Null beträgt, werden das Planetenzahnrad PG und die zentrale Achse SA durch das Ringzahnrad RG gedreht. In diesem Fall dreht sich die Nockenwelle 14 proportional zur Kurbelwelle 12. Wenn das Drehmoment, welches von dem bürstenlosen Motor 20 auf das Planetenzahnrad PG aufgebracht wird, in der Richtung relativ zur Drehung der Kurbelwelle 12 umgekehrt wird, wird der Drehwinkel der Nockenwelle 14 relativ zur Drehung der Kurbelwelle 12 verzögert. Wenn das von dem bürstenlosen Motor 20 auf das Planetenzahnrad PG aufgebrachte Drehmoment das gleiche ist in Richtung der Drehung der Kurbelwelle 12, wird der Drehwinkel der Nockenwelle 14 relativ zur Drehung der Kurbelwelle 12 vorgestellt bzw. eilt dieser voraus.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das variable Nocken-Zeitsteuersystem auf unterschiedliche Weise konfiguriert sein kann, wie dies beispielsweise in der JP 2004-350446A , der JP 2004-350447A , der JP-2004-3419A , der JP 2004-150397A , der JP 2005-48707A oder der JP 2007-224780A offenbart ist.
  • Der bürstenlose Motor 20 ist mit einer Invertervorrichtung IV verbunden. Die Invertervorrichtung IV enthält in Reihe geschaltete Schalterelemente SW1, SW2, in Reihe geschaltete Schalterelemente SW3, SW4 und in Reihe geschaltete Schalterelemente SW5 und SW6. Die Verbindungen zwischen den Schalterelementen SW1, SW2, zwischen den Schalterelementen SW3, SW4 und zwischen den Schalterelementen SW5, SW6 sind mit Wicklungen der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase des bürstenlosen Motors 20 jeweils verbunden. Die Schalterelemente SW1 bis SW6 bestehen aus spannungsgesteuerten N-Kanal MOS-Transistoren. Es sind Dioden D1 bis D6 parallel jeweils zu den Schalterelementen SW1 bis SW6 geschaltet.
  • Die positiven Anschlüsse der Invertervorrichtung IV sind mit einem positiven Anschluß bzw. einer positiven Klemme einer Speicherbatterie B verbunden, und es sind die negativen Anschlüsse der Invertervorrichtung IV mit einem negativen Anschluß bzw. einer negativen Klemme der Batterie B über einen Shunt-Widerstand SR verbunden. Der Shunt-Widerstand SR dient dazu, einen Erregerstrom zu detektieren, der in der Invertervorrichtung IV fließt, wenn der bürstenlose Motor 20 erregt wird.
  • Nahe der Ausgangswelle des bürstenlosen Motors 20 sind Hall-Elemente 22u, 22v und 22w in gleichen Winkelabständen angeordnet. Jedes Hall-Element 22u, 22v und 22w gibt ein Hochpegelsignal (H) bzw. ein Niedrigpegelsignal (L) aus, wenn sich dieses dicht bei bzw. abliegend von dem N-Pol der Ausgangswelle des bürstenlosen Motors 20 befindet. Die Ausgangssignale su, sv und sw der Hall-Elemente 22u, 22v und 22w und die Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR werden einer elektronischen Treibereinheit (EDU) 30 zugeführt. Die EDU 30 ist mit der Batterie B über einen Stecker Cb verbunden.
  • Die EDU 30 ist mit einer elektronischen Steuereinheit (ECU) 40 verbunden, um mit derselben zu kommunizieren und um die Invertervorrichtung IV dadurch zu steuern, um dadurch die Erregung des bürstenlosen Motors 20 zu steuern. Somit treibt die EDU 30 den bürstenlosen Motor 20 an, um den variablen Nocken-Zeitsteuermechanismus anzutreiben.
  • Spezifischer gesagt, enthält die EDU 30 einen Drehzahlsignal-Generierungsabschnitt 32 und einen Schaltsteuerabschnitt 34. Der Drehzahlsignal-Generierungsabschnitt 32 erzeugt ein Drehzahlsignal VTS. Der Schaltsteuerabschnitt 34 steuert das Schalten der Schalterelemente SW1 bis SW6 der Invertervorrichtung IV. Das Drehzahlsignal VTS wird an die ECU 40 und den Schaltsteuerabschnitt 34 angelegt.
  • Wie in 2(a) dargestellt ist, ist der Signal-Generierungsabschnitt 32 mit einem exklusiven ODER-Gate 32a, 32b und einem Inverter-Gate 32c konfiguriert. Das Exklusiv-ODER-Gate 32a erzeugt ein Exklusiv-ODER-Logiksignal in Form von zwei Ausgangssignalen sv und sw. Das Exklusiv-ODER-Gate 32b erzeugt ein logisches Exklusiv-ODER-Signal aus dem Ausgangssignal su und einem Ausgangssignal des Exklusiv-ODER-Gate 32a. Das Inverter-Gate 32c erzeugt ein Ausgangssignal, welches eine Umkehrung des Ausgangssignals des Exklusiv-ODER-Gates 32b ist.
  • Der Signal-Generierungsabschnitt 32, der in 2(a) gezeigt ist, erzeugt das Drehzahlsignal VTS, so wie in den 2(b1) bis (b6) gezeigt ist. Spezifischer gesagt werden die Ausgangssignale su, sv und sw der Hall-Elemente 22u, 22v und 22w jeweils so, wie in den 2(b1) (b2) und (b3) dargestellt ist, erzeugt. Die Ausgangssignale XOR der Exklusiv-ODER-Gate 32a und 32b werden gemäß den Darstellungen in den 2(b4) und (b5) jeweils erzeugt. Das Ausgangssignal des Inverter-Gates 32c wird als Drehzahlsignal VTS durch das Inverter-Gate 32c gemäß der Darstellung in 2(b6) erzeugt.
  • Somit ändert sich das Drehzahlsignal VTS, welches in 2(b6) gezeigt ist, hinsichtlich seines Signalpegels in einer zeitlichen Beziehung mit der Anstiegsflanke und der Abfallflanke eines jeden Ausgangssignals su, sv und sw der Hall-Elemente 22u, 22v und 22w. Als ein Ergebnis wird das Drehzahlsignal VTS in Form eines pulsierenden Signals oder Impulssignals erzeugt mit einer Folgefrequenz entsprechend der Drehzahl des bürstenlosen Motors 20.
  • Der Schalter-Steuerabschnitt 34 ist so konfiguriert, um das Drehmoment und die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 zu steuern, indem jede Phasenwicklung des bürstenlosen Motors 20 während 120° und durch Kombinieren einer Impulsbreite-Modulation (PWM) mit einer Grunderregung versehen wird.
  • Diese 120°-Erregung ist herkömmlich und ist in den 3(a1) bis (f1) gezeigt, welche Steuersignale darstellen, die an die Schalterelemente SW1, SW3, SW5, SW2, SW4 und SW6 jeweils angelegt werden.
  • In einem normalen Betrieb werden die Schalterelemente SW1, SW3 und SW5, die auf einer positiven Potentialseite (in 1 auf der oberen Seite) vorgesehen sind, für einen Intervall von 120° sequentiell eingeschaltet. Die Schalterelemente SW2, SW4 und SW6, die an einer negativen Potentialseite (in 1 der unteren Seite) vorgesehen sind, werden für einen Intervall von 120° sequentiell eingeschaltet. Zusätzlich werden die Schalterelemente SW1 bis SW6 so gesteuert, dass eines der Schalterelemente SW1 bis SW6 immer für einen Intervall von 60° sequentiell eingeschaltet ist.
  • Bei dem PWM-Betrieb werden gemäß der Darstellung in den 3(a2) bis (f2) die 120°-Erregung und die PWM-Verarbeitung (Erregung) kombiniert. Spezifischer gesagt werden die Schalterelemente SW1, SW3 und SW5 auf der positiven Potentialseite in der gleichen Weise wie in den 3(a1) bis (c1) gezeigt ist, eingeschaltet, jedoch werden die Schalterelemente SW2, SW4 und SW6 auf der negativen Potentialseite wiederholt in jedem Erregungsintervall von 120° ein- und ausgeschaltet. Es wird die Erregung (d. h. der Betrag der Stromzufuhr) von jeder Phasenwicklung variabel geändert, und zwar auf dem Wege einer Tastverhältnissteuerung, bei der das Verhältnis D der EIN-Periode in einer Zyklusperiode (EIN+AUS-Periode) geändert wird.
  • Die PWM-Verarbeitung für eine variable Steuerung der Erregung des bürstenlosen Motors 20 wird noch mehr in Einzelheiten unter Hinweis auf 4 beschrieben, in welcher (a1), (b1) und (c1) einen Sampling-Intervall (Zeitperiode) Ts bzw. eine Shunt-Spannung Vd, die durch den Shunt-Widerstand SR erzeugt wird bzw. das Tastverhältnis D zeigen. Die Sampling-Periode Ts wird so eingestellt, dass sie keine Periode enthält, in welcher die Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR dazu neigt, Störsignale zu enthalten. Die Sampling-Periode Ts wird so eingestellt, um eine Anfangsperiode von jedem Einschalten in jeder Ein-/Aus-Periode des Schaltelements auszuschließen.
  • In einem normalen Zustand wird das Tastverhältnis D durch die ECU 40 auf D1 eingestellt, so dass VCT auf einen Sollwert mit dem Tastverhältnis D1 gesteuert oder geregelt wird. Wenn die Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR eine vorbestimmte erste Schwellenspannung Vth1 überschreitet, und zwar aufgrund der Zunahme der Stromzufuhr zu dem bürstenlosen Motor 20, wie dies in der zweiten linken EIN-/AUS-Periode gezeigt ist, wird das Tastverhältnis D auf D2 eingestellt, wie in (b1) gezeigt ist. Das Tastverhältnis D2 ist kleiner als D1, um die EIN-Periode des Schalterelements zu reduzieren und um die Stromzufuhr zu dem bürstenlosen Motor 20 zu reduzieren. Die erste Schwellenwertspannung Vth1 entspricht einem vorbestimmten ersten Schwellenwertstrom Ith1, der eine zulässige maximale Grenze des Stromes darstellt, welcher dem bürstenlosen Motor 20 zugeführt wird. Das Tastverhältnis D1 wird erneut auf D1 zurückgeführt, wie dies in der am weitesten rechts gelegenen EIN-/AUS-Periode gezeigt ist, wenn die Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR unter eine vorbestimmte Schwellenwertspannung Vth1-Δ abfällt, die kleiner ist als Vth1, und zwar um einen Offset-Betrag Δ. Somit kann VTC auf den Sollwert gesteuert oder geregelt werden, und zwar unter Begrenzung der Erregung (der Stromzufuhr) des bürstenlosen Motors 20, welcher Strom kleiner ist als der erste Schwellenwertstrom Ith1.
  • Die Stromzufuhr im Falle der begrenzten PWM-Steuerung oder Regelung ist in Fig. (a2) bis (c2) gezeigt. In diesem Fall wird gemäß der Darstellung in (b2) die Shunt-Spannung Vd mit einer vorbestimmten zweiten Schwellenwertspannung Vth2 verglichen, die kleiner ist als die Schwellenwert-Intervallspannung Vth1. Diese Schwellenwertspannung Vth2 entspricht einem vorbestimmten zweiten Schwellenwertstrom Ith2. Der zweite Schwellenwertstrom Ith2 bildet eine zulässige maximale Grenze eines Stromes, um dadurch eine Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 unter einer Bedingung sicherzustellen, dass die Schaltelemente SW1 bis SW6 aufgeheizt werden.
  • Die Erregungsbegrenzung (Stromzufuhrbetrag-Begrenzung) wird in der folgenden Weise ausgeführt. Es wird allgemein bevorzugt, dass VCT auf einen vorbestimmten Wert (der am stärksten verzögerte Drehwinkel) fixiert wird, wenn die Maschine angehalten wird. Dies dient dazu, die Steuerbarkeit der Maschine zu verbessern, wenn die Maschine erneut in Betrieb gesetzt wird.
  • Da in diesem Fall die Drehzahl der Kurbelwelle 12 abfällt und sehr niedrig wird, fällt auch die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 auf einen sehr niedrigen Wert ab. Wenn die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 sehr klein wird, und zwar als Verriegelungs- oder Blockierzustand, fließt der Erregerstrom weiterhin lediglich in einigen der Schalterelemente SW1 bis SW6. Diese Schalterelemente werden daher auf einen Überhitzungszustand aufgeheizt. Daher muß der Stromzuführungsbetrag eingeschränkt werden.
  • Die EDU 30 detektiert den Blockierungs- oder Verriegelungszustand, und zwar durch Wiederholen eines Blockierzustands-Detektionsprozesses, der in 5 gezeigt ist, bei einem vorbestimmten Intervall.
  • Bei diesem Blockier-Bestimmungsprozeß wird bei einem Schritt S10 geprüft, ob ein Blockier-Bestimmungs-Flag (Blockier-Flag), welches anzeigt, dass der bürstenlose Motor 20 in einem Blockierzustand ist, auf AUS gestellt (zurückgesetzt oder ausgeschaltet). Wenn das Blockier-Bestimmungs-Flag AUS ist (JA), wird bei einem Schritt S12 geprüft, ob eine Flanke des Drehzahlsignals VTS detektiert wird. Wenn keine Flanke detektiert wird (NEIN), wird der erste Intervall-Zählwert T1 bei dem Schritt S14 inkrementiert. Dieser Zählvorgang dient dazu, einen Zeitintervall zwischen den Flanken des Drehzahlsignals VTS zu messen. Dieser Intervall T1 wird größer, wenn die Drehzahl abfällt.
  • Bei einem Schritt S16 wird dann geprüft, ob der erste Intervall-Zählwert T1 gleich ist mit oder größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellenwert-Intervall Tth1. Dieser erste Schwellenwert-Intervall Tth1 wird auf eine vorbestimmte niedrige Drehzahl eingestellt, welche den Blockierzustand anzeigt.
  • Wenn der erste Intervall-Zählwert T1 gleich ist mit oder größer ist als der erste Schwellenwert Intervall Tth1 (JA), wird bestimmt, dass der bürstenlose Motor 20 im verriegelten oder blockierten Zustand ist. Es wird dann bei einem Schritt S18 das Blockier-Bestimmungs-Flag auf EIN (eingeschaltet) gestellt, und es wird der erste Intervall-Zählwert T1 auf Null initialisiert. Wenn das Verriegelungs-Bestimmungs-Flag bei dem Schritt S10 geprüft wird und auf EIN (NEIN) steht, wird bei einem Schritt S20 geprüft, ob die Flanke des Drehzahlsignals VTS detektiert wird.
  • Wenn die Flanke detektiert wird (JA), wird der erste Flankenzählwert N1 bei einem Schritt S22 inkrementiert. Dieser Flanken-Zählwert N1 zeigt die Zahl der detektierten Flanken an. Solange sich der bürstenlose Motor 20 weiterhin dreht, nimmt der erste Flankenzählwert N1 zu.
  • Es wird dann bei einem Schritt S24 geprüft, ob der erste Flankenzählwert N1 gleich ist mit oder größer ist als ein vorbestimmter erster Schwellen-Flankenzählwert Nth1. Dieser Prüfvorgang dient dazu zu bestimmen, ob eine Blockierzustands-Überprüfung erneut gestartet werden soll.
  • Wenn der erste Intervall-Zählwert N1 gleich ist mit oder größer ist als der erste Schwellenwert-Intervall Nth1 (JA), wird das Blockier-Verriegelungs-Flag auf AUS (ausgeschaltet) zurückgestellt, und es wird der erste Intervall-Zählwert N1 auf Null initialisiert.
  • Wenn die Prüfergebnisse der Schritte S12, 16, S20 und S24 JA, NEIN, NEIN bzw. NEIN lauten, wird die vorangegangen erläuterte Verarbeitung beendet, bis der nächste Verarbeitungszeitpunkt auftritt.
  • Die EDU 30 begrenzt die Erregung des bürstenlosen Motors 20 durch Ausführen einer Erregungs-Begrenzungsverarbeitung, wie in 6 dargestellt ist, und zwar bei einem vorbestimmten Intervall.
  • Zunächst wird bei einem Schritt S30 geprüft, ob ein Erregungs-Begrenzungs-Flag auf EIN (eingeschaltet) gesetzt ist, was anzeigt, dass die Erregung begrenzt werden muß. Wenn das Erregungs-Begrenzungs-Flag auf AUS (NEIN) steht, wird bei einem Schritt S32 weiter geprüft, ob das Blockier-Bestimmungs-Flag sich gerade von AUS nach EIN geändert hat.
  • Wenn es sich um die Zeitlage der Änderung von AUS nach EIN (JA) bei dem Schritt S32 handelt, wird das Erregungs-Begrenzungs-Flag auf EIN (eingeschaltet) gestellt, und zwar bei dem Schritt S34, so dass die Erregung des bürstenlosen Motors 20 begrenzt wird.
  • Wenn das Erregungs-Begrenzungs-Flag bei dem Schritt S30 auf EIN (JA) gesetzt ist, wird ein zweiter Intervall-Zählwert T2 inkrementiert. Dieser zweite Intervall-Zählwert T2 zeigt einen Zeitintervall der fortgeführten Erregungs-Begrenzungsoperation an. Es wird dann bei einem Schritt S38 geprüft, ob der zweite Zählwert T2 gleich ist mit oder größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert-Intervall Tth2. Dieser zweite Schwellenwert-Intervall Tth2 wird so eingestellt, um einen Zeitintervall anzuzeigen, der dafür erforderlich ist, um irgend eines der Schalterelemente SW1 bis SW6 vor einer übermäßigen Aufheizung einzuschränken. Es wird angenommen, dass kein Schalterelement SW1 bis SW6 nach der Erregungs-Einschränkoperation überhitzt verbleibt. Der zweite Schwellenwert-Intervall Tth2 wird in wünschenswerter Weise auf einen so kurzen Zeitintervall wie möglich eingestellt, um möglicherweise eine übermäßige Erhitzung auszuschalten.
  • Wenn der zweite Intervall-Zählwert T2 kleiner ist als der zweite Schwellenwert-Intervall Tth2 (NEIN), wird bei einem Schritt S40 geprüft, ob die Flanke des Drehzahlsignals VTS detektiert wird.
  • Wenn die Flanke detektiert wird (JA), wird ein zweiter Flanken-Zählwert N2 bei dem Schritt S40 inkrementiert. Dieser Flanken-Zählwert N2 zeigt die Zahl der Flanken an, die während der fortgeführten Erregungs-Begrenzungsoperation detektiert wurden. Es wird dann bei einem Schritt S44 geprüft, ob der zweite Flankenzählwert N2 gleich ist mit oder größer ist als ein vorbestimmter zweiter Schwellenwert-Zählwert Nth2. Diese Überprüfung dient dazu, zu prüfen, ob der bürstenlose Motor 20 sich nicht mehr in dem verriegelten oder blockierten Zustand befindet.
  • Wenn der zweite Intervall-Zählwert T2 gleich ist mit oder größer ist als der zweite Schwellenwert-Intervall Tth2, und zwar bei dem Schritt S38 (JA) oder wenn der zweite Flanken-Zählwert N2 gleich ist mit oder größer ist als der zweite Schwellenwert-Zählwert Nth2, und zwar bei dem Schritt S44 (JA), wird das Erregungs-Begrenzungs-Flag auf AUS (ausgeschaltet) zurückgesetzt, und sowohl der zweite Flanken-Zählwert N2 als auch der zweite Intervall-Zählwert T2 werden auf Null initialisiert.
  • Wenn die Prüfergebnisse bei den Schritten S32, S40 und S44 NEIN lauten, wird die zuvor erläuterte Bearbeitung beendet, bis der nächste Verarbeitungszeitpunkt auftritt.
  • Die zuvor erläuterte Erregungs-Begrenzungsoperation ist in 7 gezeigt. 7 (a1) bis (d1) zeigt das Drehzahlsignal VTS (H oder L), das Blockier-Bestimmungs-Flag (EIN oder AUS), das Erregungs-Begrenzungs-Flag (EIN oder AUS) bzw. den zweiten Intervall-Zählwert T2 bei einem als Beispiel gewählten Fall, bei welchem ein Blockierzustand oder Verriegelungszustand entsteht und sich fortsetzt, und zwar bis nach der Fortsetzung der Erregungs-Begrenzungsoperation für den Schwellenwert-Intervall von Tth2.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass das Blockier-Bestimmungs-Flag eingeschaltet wird, wenn keine Flanke des Drehzahlsignals VTS für den ersten Schwellenwert-Intervall Tth1 detektiert wird. Als Ergebnis wird das Erregungs-Flag eingeschaltet, um die Erregungs-Begrenzungsoperation zu starten, und es wird der Intervall dieser Erregungs-Begrenzungsoperation als zweiter Intervall-Zählwert T2 gemessen.
  • Wenn die Erregungs-Begrenzungsoperation für den zweiten Schwellenwert-Intervall Tth2 fortgesetzt wird, wird die Begrenzungsoperation beendet. Als ein Ergebnis wird das Überhitzen der Schalterelemente SW1 bis SW6 begrenzt, wodurch dann die Steuerbarkeit des bürstenlosen Motors 20 und von VCT verbessert wird.
  • 7(a2) bis (c2) zeigt auch das Drehzahlsignal VTS, das Verriegelungs- oder Blockier-Bestimmungs-Flag bzw. das Erregungs-Flag in einem als Beispiel gewählten Fall, bei dem ein Blockierzustand auftritt, jedoch innerhalb eines kurzen Intervalls (innerhalb des zweiten Schwellenwert-Intervalls Tth2) wieder verschwindet. Die Schwellenwerte Nth1 und Nth2 werden als zwei bzw. als acht angenommen.
  • Es sei darauf hingewiesen, dass gemäß der Darstellung in 7(b2) das Blockier-Bestimmungs-Flag ausgeschaltet wird, wenn die Flanke des Drehzahlsignals, die in 7(a2) gezeigt ist, zweimal detektiert wird (ansteigend und abfallend), und zwar nachdem das Blockier-Bestimmungs-Flag nach dem Schwellenwert-Intervall Tth1 eingeschaltet wurde. Ferner wird gemäß der Darstellung in 7(c2) die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet, wenn die Flanke des Drehzahlsignals acht Mal detektiert worden ist. In dem variablen Nocken-Zeitsteuersystem ergibt es sich sehr häufig, dass der Blockierzustand in einer kurzen Zeit verschwindet.
  • Wenn die Erregungs-Begrenzungsoperation nicht innerhalb des Schwellenwert-Intervalls Tth2 beendet wird, wird die Steuerbarkeit des bürstenlosen Motors 20 und von VCT nicht verbessert. Da jedoch bei der ersten Ausführungsform die Beendigung des Blockierzustandes durch die Zahl der Flanken des Drehzahlsignals VTS detektiert wird, kann die Erregungs-Begrenzungsoperation unmittelbar gelöscht oder aufgehoben werden, um dadurch die Steuerbarkeit von VCT zu verbessern.
  • Ferner wird das Blockier-Bestimmungs-Flag ausgeschaltet, wenn die Flanke zweimal detektiert wird. Wenn der Intervall zwischen den Flanken den Schwellenwert-Intervall Tth1 erreicht, wird das Blockier-Bestimmungs-Flag erneut eingeschaltet.
  • Gemäß dieser Einstellung ist es wahrscheinlich, dass die Erregungs-Begrenzungsoperation für mehr oder länger als den Schwellenwert-Intervall Tth2 fortgesetzt wird. Es ist daher möglich, die Erregungs-Begrenzungsoperation zu verhindern, die erneut während eines gewissen Intervalls nach dem Schwellenwert-Intervall Tth2 ausgeführt wird.
  • Die erste Ausführungsform bietet die folgenden Vorteile.
    • (1) Wenn die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 kleiner ist als eine vorbestimmte Drehzahl, wird bestimmt, dass die Zuverlässigkeit der Inverter-Vorrichtung IV wahrscheinlich abgesenkt wird, und zwar durch ein Überhitzen der Schalterelemente SW1 bis SW6, und es wird dann die Erregung des bürstenlosen Motors 20 begrenzt, um den Betrag des zugeführten Stromes zu dem bürstenlosen Motor 20 zu reduzieren. Somit wird irgend eines der Schalterelemente SW1 bis SW6 vor einer übermäßigen Überhitzung aufgrund des Blockier-Zustandes eingeschränkt oder bewahrt, und es kann die Zuverlässigkeit der Inverter-Vorrichtung IV aufrecht erhalten werden.
    • (2) Die Erregungs-Begrenzungsoperation, die dann ausgeführt wird, wenn die Drehzahl niedriger liegt als die vorbestimmte Drehzahl, wird nach dem Schwellenwert-Intervall Tth2 beendet. Als ein Ergebnis wird, wenn es wahrscheinlich ist, dass die Zuverlässigkeit der Inverter-Vorrichtung IV nicht abgesenkt wird, und zwar selbst dann nicht, wenn die Erregungs-Begrenzung beendet wird, die Steuerbarkeit von VCT durch das Beenden der Erregungs-Begrenzungsoperation verbessert.
    • (3) Die Erregungs-Begrenzungsoperation wird bei einem Zustand beendet, bei dem die Anzahl von Malen des Detektierens der Flanken des Drehzahlsignals VTS den Schwellenwert-Zählwert Nth2 erreicht. Als ein Ergebnis kann die Erregungs-Begrenzungsoperation unmittelbar nachdem der Verriegelungszustand oder Blockierzustand verschwunden ist, beendet werden.
    • (4) Das Blockier-Bestimmungs-Flag wird eingeschaltet, wenn der Intervall zwischen den Flanken des Drehzahlsignals VTS den Schwellenwert-Intervall Tth1 erreicht. Als ein Ergebnis kann in geeigneter Weise bestimmt werden, dass die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 niedriger liegt als die Schwellenwert-Drehzahl. (5) Der Blockierzustand oder Verriegelungszustand wird, nachdem die Zahl der Detektierungen der Flanken des Drehzahlsignals VTS den Schwellenwert Nth1 erreicht hat, erneut geprüft. Als ein Ergebnis kann das nachfolgende Auftreten des Blockierzustandes oder Verriegelungszustandes in geeigneter Weise detektiert werden.
  • (Zweite Ausführungsform)
  • Bei einer zweiten Ausführungsform, die ähnlich der ersten Ausführungsform konfiguriert ist, welche in 1 und in 2 gezeigt ist, wird die Erregungs-Begrenzungsoperation auch dann ausgeführt, wenn die Spannung Vb der Batterie B abfällt.
  • Wenn die Spannung Vb, die der EDU 30 zugeführt wird, abfällt, fallen auch die Gate-Spannungen ab, die von der EDU 30 an die Schalterelemente SW1 bis SW6 angelegt werden. Als ein Ergebnis nimmt der Spannungsabfall zwischen dem Eingangs-Ausgangs(drain-source)-Anschluß von jedem Schalterelement zu. Wenn der Strom in dem Schalterelement fließt, welches sich in dem halbleitenden Zustand befindet oder nicht vollständig eingeschaltet ist, heizt sich das Schalterelement übermäßig auf. Es wird daher von der EDU 30 gemäß der Darstellung in 8 die Erregungs-Begrenzungsoperation basierend auf der Batteriespannung Vb durchgeführt.
  • Zuerst wird bei einem Schritt S50 die Spannung Vb, die dem Stecker Cb zugeführt wird, ermittelt oder detektiert, und zwar als eine Steckerspannung. Bei einem Schritt S52 wird geprüft, ob die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder kleiner ist als eine vorbestimmte erste Schwellenwertspannung V1. Dies dient dazu, zu prüfen, ob die Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 gemindert wird, wenn die Erregung des bürstenlosen Motors 20 unter dieser Steckerspannung Vb fortgesetzt wird.
  • Wenn die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder kleiner ist als der erste Schwellenwert V1 (JA), wird die Erregung des bürstenlosen Motors 20 gestoppt oder beendet, was bei einem Schritt S54 erfolgt.
  • Wenn die Steckerspannung Vb größer ist als die erste Schwellenwertspannung V1 (NEIN), wird bei einem Schritt S56 geprüft, ob das Erregungs-Begrenzungs-Flag AUS (ausgeschaltet) ist. Wenn das Erregungs-Flag AUS (JA) ist. Wird bei einem Schritt S58 geprüft, ob die Stecker- oder Verbinderspannung Vb gleich ist mit oder kleiner ist als eine vorbestimmte zweite Schwellenwertspannung V2. Die zweite Schwellenwertspannung V2 wird so eingestellt, dass sie größer ist als die erste Schwellenwertspannung V1 und einem Wert entspricht, welcher die Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 mindert, wenn eine Einstellung entsprechend dem ersten Schwellenwertstrom Ith1 entsprechend der ersten Schwellenwertspannung Vth1 erfolgt, wie in 4(b1) gezeigt ist.
  • Wenn die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder kleiner ist als der zweite Schwellenwert V2 (JA), wird das Erregungs-Begrenzungs-Flag auf EIN gestellt (eingeschaltet), was bei einem Schritt S60 erfolgt. Bei dieser Erregungs-Begrenzungsoperation wird der zweite Schwellenwertstrom Ith2 verwendet. Dieser Schwellenwertstrom Ith2 wird durch die zweite Schwellenwertspannung Vth2 repräsentiert, die in 4(b2) gezeigt ist und auf die Bezug genommen wird, wenn die Shunt-Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR einem Vergleich unterzogen wird.
  • Wenn das Erregungs-Begrenzungs-Flag bei dem Schritt S56 EIN (NEIN), wird bei einem Schritt S64 geprüft, ob die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder größer ist als eine vorbestimmte dritte Schwellenwertspannung V3. Diese dritte Schwellenwertspannung V3 wird so eingestellt, dass sie größer ist als die zweite Schwellenwertspannung V2, um dadurch zu prüfen, ob die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet werden kann.
  • Wenn die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder größer ist als die dritte Schwellenwertspannung V3 (JA), wird das Erregungs-Begrenzungs-Flag bei einem Schritt S66 ausgeschaltet. Als Ergebnis wird der Grenz-Schwellenwertstrom Ith1 wie bei dem normalen Betrieb verwendet. Dieser Schwellenwertstrom Ith1 wird durch die erste Schwellenwertspannung Vth1 repräsentiert, die in 4(b1) gezeigt ist und auf die Bezug genommen wird, wenn die Shunt-Spannung Vd des Shunt-Widerstandes SR einem Vergleich unterzogen wird.
  • Wenn die Prüfergebnisse bei den Schritten S58 und S64 NEIN lauten, wird die Verarbeitung beendet, bis der nächste Verarbeitungszeitpunkt auftritt.
  • Gemäß der zweiten Ausführungsform wird die Erregung begrenzt, wenn die Steckerspannung Vb gleich ist mit oder kleiner ist als die Schwellenwertspannung V2. Als ein Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 aufrecht erhalten werden. Speziell, wenn die Steckerspannung Vb zwischen den Schwellenwertspannungen V1 und V2 liegt, wird der Erregerstrom auf den Schwellenwertstrom Ith2 begrenzt. Wenn die Steckerspannung Vb die Schwellenwertspannung V1 erreicht, die niedriger ist als die Schwellenwertspannung V2, wird die Erregung gestoppt. Solange somit die Steckerspannung Vb noch größer ist als die Schwellenwertspannung V1, wird die Erregungs-Begrenzungsoperation fortgesetzt, um dadurch den Bereich zu vergrößern, in welchem der bürstenlose Motor 20 gesteuert wird.
  • Die zweite Ausführungsform führt zu den folgenden Vorteilen, und zwar zusätzlich zu den Vorteilen der ersten Ausführungsform.
    • (6) Die Erregungs-Begrenzungsoperation wird ausgeführt, wenn die Steckerspannung Vb auf die zweite Schwellenwertspannung V2 abfällt. Als ein Ergebnis kann die Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 selbst unter einer Bedingung oder einem Zustand aufrecht erhalten werden, bei dem die Zuverlässigkeit abgesenkt wird, wenn die normale Erregungssteuerung fortgesetzt wird.
    • (7) Die Erregungs-Begrenzungsoperation wird beendet, wenn die Steckerspannung Vb die dritte Schwellenwertspannung V3 erreicht, die höher liegt als die zweite Schwellenwertspannung V2. Als ein Ergebnis wird die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet, wenn die Gate-Spannungen, die an die Schalterelemente SW1 bis SW6 angelegt werden, von dem übermäßig niedrigen Spannungszustand wieder hergestellt werden. Es kann somit die Steuerbarkeit des bürstenlosen Motors 20 wie auch die Betriebscharakteristik von VCT verbessert werden.
  • Indem ferner die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet wird, wenn die Steckerspannung Vb die Schwellenwertspannung erreicht, die höher liegt als die normale Schwellenwertspannung, kann die Erregungs-Begrenzungsoperation vor einem erneuten wiederholten Auftreten eingeschränkt werden.
    • (8) Der Erregerstrom wird auf Null gesteuert oder geregelt, wenn die Steckerspannung Vb auf die erste Schwellenwertspannung V1 abfällt. Indem die Erregungs-Begrenzungssteuerung allmählich oder in Stufen durchgeführt wird, kann die Zuverlässigkeit der Inverter-Vorrichtung IV aufrecht erhalten werden, wobei gleichzeitig eine Nichtsteuerbarkeit des bürstenlosen Motors 20 vermieden werden kann.
    • (9) Die gleichen Schwellenwertströme (Ith2) werden bei der Begrenzung des Erregerstromes verwendet, wenn die Steckerspannung Vb auf die zweite Schwellenwertspannung V2 abfällt oder wenn die Drehzahl des bürstenlosen Motors 20 auf den Drehzahl-Schwellenwert (Tth1) abfällt. Als ein Ergebnis kann die Schaltungskonfiguration vereinfacht werden.
  • (Andere Ausführungsformen)
  • Die erste und die zweite Ausführungsform können gemäß anderer im Folgenden erläuterten Ausführungsformen modifiziert werden.
  • Bei der ersten Ausführungsform kann die Erregungs-Begrenzungsoperation bei einer einzelnen Bedingung oder Zustand beendet werden, dass nämlich der zweite Flankenzählwert N2 den zweiten Schwellenwert-Zählwert Nth2 erreicht. Selbst in diesem Fall kann, wenn ein Blockierzustand für eine kurze Zeit auftritt, der für den variablen Nocken-Zeitsteuermechanismus 10 spezifisch ist, die Erregungs-Begrenzungsoperation sanft oder glatt beendet werden, und zwar nach dem Verschwinden des Blockierzustandes oder Verriegelungszustandes.
  • Be der ersten Ausführungsform kann die Erregungs-Begrenzungsoperation bei einer einzelnen Bedingung oder Zustand beendet werden, dass nämlich der zweite Intervallzählwert T2 den Schwellenwert-Intervall Tth2 erreicht oder überschreitet. Mit dieser Steuerung oder Regelung kann dann die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet werden, wenn das Abfallen der Zuverlässigkeit der Schalterelemente SW1 bis SW6 angenommenermaßen verschwindet, d. h. wenn der Schwellenwert-Intervall Tth2 verstreicht.
  • Bei der zweiten Ausführungsform muß die Spannung der Batterie B nicht mit Hilfe der Steckerspannung Vb (Spannung an dem Stecker Cb) detektiert werden. Beispielsweise kann die Spannung der Batterie B basierend auf einer Spannung detektiert werden, welche die ECU 40 erwirbt und zu der EDU 30 überträgt.
  • Bei der zweiten Ausführungsform ist der Schwellenwertstrom, der durch die Erregungs-Begrenzungsoperation basierend auf der Steckerspannung Vb erreicht wird, gleich mit oder kleiner als die Schwellenwertspannung V2 und der Schwellenwertstrom, der durch die Erregungs-Begrenzungsoperation dadurch erreicht wird, dass die Drehzahl gleich ist mit oder kleiner ist als die Schwellenwert-Drehzahl, kann auf unterschiedliche Werte, die voneinander abweichen, eingestellt werden, und zwar anstelle der Einstel lung auf den gleichen Schwellenwertstrom Ith2. Es ist zu bevorzugen, die Erregungs-Begrenzungsoperation dadurch zu erreichen, indem der kleinere eine von zwei unterschiedlichen Schwellenwerten ausgewählt wird, wenn die zwei unterschiedlichen Bedingungen oder Zustände für die Erregungs-Begrenzungsoperation zum gleichen Zeitpunkt auftreten.
  • Bei jeder der Ausführungsformen kann die Erregungs-Begrenzungsoperation basierend auf anderen Bedingungen oder Zuständen beendet werden. Beispielsweise kann die Erregungs-Begrenzungsoperation lediglich in der Periode ausgeführt werden, in welcher das Blockier-Bestimmungs-Flag EIN ist.
  • Die Erregungs-Begrenzungsoperation muß nicht durch die PWM-Verarbeitung in der EIN-Periode der Schalterelemente SW2, SW4 und SW6 auf der negativen Potential-Armseite bei dem 120°-Erregungsverfahren ausgeführt werden. Beispielsweise kann die PWM-Verarbeitung in der EIN-Periode der Schalterelemente SW1, SW3 und SW5 auf der positiven Potentialseite bei dem 120°-Erregungsverfahren durchgeführt werden.
  • Die Erregungs-Begrenzungsfunktion kann auch in anderer Form anders als die PWM-Verarbeitung durchgeführt werden. Beispielsweise kann das Schalterelement in dem EIN-Zustand ausgeschaltet werden, wenn der in dem Shunt-Widerstand SR fließende Strom gleich wird mit oder größer wird als der Schwellenwertstrom Ith1 (Schwellenwertspannung Vth1) oder dem Schwellenwertstrom Ith2 wird (Schwellenwertspannung Vth2), und zwar in der EIN-Periode der 120°-Erregung der Schalterelemente SW2, SW4 und SW6, und es können die gleichen erneut eingeschaltet werden, wenn der Strom auf den Schwellenwertstrom Ith1 oder Ith2 abfällt.
  • Die Steuer- oder Regelverarbeitung für die Erregungs-Begrenzungsoperation, die in den 5, 6 und 8 gezeigt ist, kann durch die ECU 40 anstelle der EDU 30 durchgeführt werden.
  • Es kann der Drehzustand des bürstenlosen Motors 20 anders als mit Hilfe der Hall-Elemente 22u. 22v und 22w detektiert werden. Beispielsweise kann dieser mit Hilfe eines Drehmelders detektiert werden.
  • Der Drehzustand des bürstenlosen Motors 20 kann basierend auf den induzierten Spannungen desselben detektiert werden, wodurch dann ein sensorfreies System realisiert wird, welches keine Hardware exklusiv für die Umdrehungs-Detektion enthält.
  • Das die Ventilcharakteristik variierende System kann auch bei einem anderen System anders als dem oben erläuterten variablen Nocken-Zeitsteuersystem zur Anwendung gelangen. Beispielsweise kann die Nockenwelle 14 durch lediglich einen Elektromotor ohne die Verwendung irgend eines Drehmoments der Kurbelwelle 12 angetrieben sein.
  • Der bürstenlose Motor 20 braucht auch kein Dreiphasen-Typ zu sein, sondern kann auch aus einem Zweiphasen-Typ bestehen.
  • Die spannungsgesteuerten Schalterelemente SW1 bis SW6 brauchen auch nicht aus N-Kanal-MOS-Transistoren zu bestehen, sondern können auch aus P-Kanal-MOS-Transistoren oder auch aus isolierten Gate-Bipolar-Transistoren bestehen.
  • ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Claims (10)

  1. Antriebssystem für ein eine Ventilcharakteristik variierendes System, welches die Betriebscharakteristik eines Maschinenventils unter Verwendung eines Elektromotors (20) variiert, wobei das Antriebssystem Folgendes aufweist: Eine Leistungs-Umsetzschaltung (IV), die Schalterelemente (SW1 bis SW6) enthält, welche die Verbindungen des Elektromotors mit einer elektrischen Stromversorgungsquelle (B) steuern, ferner gekennzeichnet durch: eine Prüfeinrichtung (30, S16), die überprüft, ob die Leistungs-Umsetzschaltung sich in einem Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit aufgrund der Erhitzung der Schalterelemente befindet; und eine Begrenzungseinrichtung (30, 34), welche die Erregung des Elektromotors begrenzt, wenn die Prüfeinrichtung bestimmt, dass ein Zustand gemäß einer niedrigen Zuverlässigkeit vorhanden ist.
  2. Antriebssystem nach Anspruch 1, ferner mit: einer Drehzahl-Detektoreinrichtung (22u, 22v, 22w, 32) zum Detektieren einer Drehzahl des Elektromotors, wobei die Prüfeinrichtung (30, S16) den Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt, wenn die detektierte Drehzahl niedriger liegt als ein Drehzahl-Schwellenwert, und bei dem die Begrenzungseinrichtung (30, 34) die Erregung so begrenzt, dass sie geringer ist als ein Schwellenwert, der größer ist als Null, wenn der Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt wird.
  3. Antriebssystem nach Anspruch 2, bei dem die Begrenzungseinrichtung (30, 34) eine Erregungs-Begrenzungsoperation beendet, die dann ausgeführt wird, wenn die detektierte Drehzahl kleiner ist als der Drehzahl-Schwellenwert, wenn sich die Erregungs-Begrenzungsoperation für einen vorbestimmten Intervall fortsetzt.
  4. Antriebssystem nach Anspruch 2 oder 3, bei dem die Drehzahl-Detektoreinrichtung (22u, 22v, 22w, 32) ein Impulssignal mit einer Folgefrequenz erzeugt, die der Drehzahl des Elektromotors entspricht; und bei dem die Begrenzungseinrichtung (30, 34) die Erregungs-Begrenzungsoperation beendet, wenn eine Flanke des Impulssignals eine vorbestimmte Anzahl von Malen detektiert worden ist.
  5. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 2 bis 4, bei dem die Drehzahl-Detektoreinrichtung (22u, 22v, 22w, 32) ein Impulssignal mit einer Folgefrequenz erzeugt, die der Drehzahl des Elektromotors entspricht: und die Prüfeinrichtung (30, S18) den Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt, wenn ein Intervall von Flanken des Impulssignals einen vorbestimmten Intervall erreicht.
  6. Antriebssystem nach Anspruch 5, bei dem die Prüfeinrichtung (30, S16) mit dem erneuten Prüfen beginnt, ob die Leistungs-Umsetzschaltung sich erneut in einem Zustand gemäß einer niedrigen Zuverlässigkeit befindet, wenn die Flanke des Im pulssignals eine vorbestimmte Anzahl von Malen detektiert wird, nachdem die Bestimmung des Zustandes der niedrigen Zuverlässigkeit erfolgt ist.
  7. Antriebssystem nach einem der Ansprüche 1 bis 6, bei dem die Schalterelemente (SW1 bis SW6) aus einem spannungsgesteuerten Typ bestehen, und bei dem die Prüfeinrichtung (30, S16) den Zustand einer niedrigen Zuverlässigkeit bestimmt, wenn eine Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle kleiner ist als eine vorbestimmte Spannung.
  8. Antriebssystem nach Anspruch 7, bei dem die Begrenzungseinrichtung (30, 34) die Erregungsbegrenzungsoperation beendet, die dann ausgeführt wird, wenn die Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle niedriger liegt als die vorbestimmte Spannung, wenn die Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle größer wird als die vorbestimmte Spannung.
  9. Antriebssystem nach Anspruch 7 oder 8, bei dem die Prüfeinrichtung (30, S16) ferner prüft, ob die Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle kleiner ist als eine andere vorbestimmte Spannung, die kleiner ist als die vorbestimmte Spannung, und bei dem die Begrenzungseinrichtung (30, S16) die Erregung begrenzt, so dass diese geringer ist als ein vorbestimmter Wert, der größer als Null ist, wenn die Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle kleiner ist als die vorbestimmte Spannung, und die Erregung stoppt, wenn die Spannung der elektrischen Stromversorgungsquelle kleiner wird als die andere vorbestimmte Spannung.
  10. System, mit: einem Antriebssystem gemäß einem der Ansprüche 1 bis 9; und einem die Ventilcharakteristik variierenden System.
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