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QUERBEZUG AUF EINE ZUGEHÖRIGE
ANMELDUNG
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Die
vorliegende Anmeldung entspricht der
japanischen Patentanmeldung Nr. 2008-170795 ,
eingereicht am 30. Juni 2008. Der Inhalt dieser Anmeldung wird durch
Bezugnahme eingeführt.
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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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1. Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Motorsteuereinrichtung zur Steuerung
eines Motors in Abhängigkeit von Drehstellungsdaten des
Rotors dieses Motors.
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2. Beschreibung des zugehörigen
Standes der Technik
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Die
japanische Patentanmeldungsveröffentlichung
Nr. 2005-253226 offenbart beispielsweise eine solche Motorsteuereinrichtung
für ein Fahrzeug bei Verwendung eines bürstenlosen
Motors. Diese Steuereinrichtung gibt Treibersignale in Entsprechung
mit den Detektierungsergebnissen durch eine Drehstellungs-Detektierungsfunktion
des bürstenlosen Motors ab, wenn die Drehstellungs-Detektierungsfunktion
normal arbeitet. Wenn andererseits die Drehstellungs-Detektierungsfunktion
nicht normal arbeitet, dann gibt die Steuereinrichtung Treibersignale mit
einem vorbestimmten Umschaltmuster ab, so dass der bürstenlose
Motor angetrieben werden kann, selbst nachdem ein Fehler in der
Drehstellungs-Detektierungsfunktion des bürstenlosen Motors
aufgetreten ist.
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Die
Treibersignale, welche zu dem bürstenlosen Motor geführt
werden, müssen zu geeigneten Zeitpunkten in Entsprechung
mit den Detektierungsergebnissen der Dreh stellung des bürstenlosen
Motors umgeschaltet werden. In der oben genannten herkömmlichen
Steuereinrichtung kann jedoch, da der bürstenlose Motor
mit den Treibersignalen des vorbestimmten Umschaltmusters beaufschlagt
wird, und wenn sich die Drehstellungs-Detektierungsfunktion in einem
fehlerhaften Zustand befindet, ein Fall auftreten, in welchem die
zu dem bürstenlosen Motor geführten Treibersignale
zu ungeeigneten Zeitpunkten umschalten, so dass ein nicht ordnungsgemäßer Antrieb
des bürstenlosen Motors verursacht wird.
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Die
vorliegende Erfindung schafft eine Motorsteuereinrichtung, welche
folgendes enthält:
eine Leistungszuführungsfunktion
der Zuführung elektrischer Leistung von einer Leistungsquelle
zu einem Motor;
eine Drehstellungs-Detektierungsfunktion zur
Durchführung einer Bestimmung einer Drehstellung eines Rotors
des Motors für jeweilige Phasen des Motors und zur Abgabe
erster Drehstellungsdaten, welche ein Ergebnis der Detektierung
anzeigen;
eine Steuerfunktion zur Steuerung eines Leistungszuführungsbetriebes
der Leistungszuführungsfunktion in Abhängigkeit
von den ersten Drehstellungsdaten; und
eine Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion
zur Durchführung einer Bestimmung induzierter Spannungen
der jeweiligen Phasen des Motors;
wobei die Steuerungsfunktion
den Leistungszuführungsbetrieb der Leistungszuführungsfunktion
in Abhängigkeit von dem Ergebnis der von der Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion
durchgeführten Bestimmung steuert, wenn die ersten Drehstellungsdaten
abnormal sind.
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Die
Steuerungsfunktion kann zweite Drehstellungsdaten gewinnen, welche
eine Drehstellung des Rotors des Motors für die jeweiligen
Phasen des Motors auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung anzeigen,
welche durch die Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion durchgeführt
wird, wenn irgendwelche der ersten Drehstellungsdaten abnormal sind,
und kann den Leistungszuführungsbetrieb der Leistungszuführungsfunktion
in Abhängigkeit von den zweiten Drehstellungsdaten steuern.
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Wenn
irgendwelche der ersten Drehstellungsdaten normal sind und irgendwelche
der ersten Drehstellungsdaten abnormal sind, dann kann die Steuerungsfunktion
bestimmte der zweiten Drehstellungsdaten entsprechend den abnormalen
der ersten Drehstellungsdaten auf der Basis des Ergebnisses der
Bestimmung gewinnen, welche durch die Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion
durch geführt wird, und den Leistungszuführungsbetrieb
der Leistungszuführungsfunktion in Entsprechung mit den ersten
Drehstellungsdaten unter Ausnahme der abnormalen der ersten Drehstellungsdaten
und mit den einen der zweiten Drehstellungsdaten entsprechend den
abnormalen der ersten Drehstellungsdaten steuern.
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Die
Steuerfunktion kann die zweiten Drehstellungsdaten auf der Basis
von Zeitpunkten gewinnen, zu welchen die Polaritäten der
induzierten Spannung wechseln.
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Die
Steuerfunktion kann bestimmen, ob die ersten Drehstellungsdaten
normal sind oder nicht, was auf der Basis des Ergebnisses der Bestimmung erfolgt,
welche durch die Induktionsspannungs-Detektierungsfunktion durchgeführt
wird.
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Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Motorsteuereinrichtung der Art
geschaffen, welche einen Motor auf der Basis der Drehstellungsdaten steuert,
welche eine Drehstellung des Rotors des Motors anzeigt, welche von
einem Drehstellungs-Detektierungsgerät ausgegeben wird,
welches an dem Motor montiert ist, wobei die Steuerung in der Lage ist,
die Steuerung des Motors ordnungsgemäß fortzusetzen,
selbst wenn eine Abnormität der Drehstellungsdaten auftritt.
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Andere
Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich deutlich aus der
nachfolgenden Beschreibung einschließlich den Zeichnungen
und den Ansprüchen.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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In
den begleitenden Zeichnungen zeigen:
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1 ein
Schaltbild einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung;
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2 eine
erläuternde Darstellung zur Erläuterung der verschiedenen
Antriebszustände einer Leistungszuführungsschaltung,
welche in der Motorsteuereinrichtung enthalten ist, bezüglich
des Ausganges eines Drehstellungs-Detektierungsgerätes zur
Bestimmung einer Drehstellung des Rotors eines Motors, der durch
die Motorsteuereinrichtung gesteuert wird;
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3 eine
erläuternde Darstellung zur Erklärung der Ströme,
welche durch die jeweiligen Phasenwicklungen des Motors für
jeden der Antriebszustände gemäß 2 fließen;
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4 eine
erläuternde Darstellung zur Erklärung einer Beziehung
zwischen einem Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
und eines Ausgangssignals einer Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung,
welche in der Motorsteuereinrichtung enthalten ist; und
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5 bis 7 Flussdiagramme
zur Darstellung eines Betriebes der Motorsteuereinrichtung.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN
DER ERFINDUNG
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1 ist
ein Schaltbild einer Motorsteuereinrichtung 1 gemäß einer
Ausführungsform der Erfindung.
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Die
Motorsteuereinrichtung 1 ist eine Einrichtung zur Steuerung
eines Motors M1. Der Motor M1 wird von einem Stator, welche eine
U-Phasenwicklung M10, eine V-Phasenwicklung M11 und eine W-Phasenwicklung
M12, welche miteinander in Stern geschaltet sind, einen (nicht dargestellten)
Rotor mit einem daran befestigten Magneten und einem Drehstellungs-Detektierungsgerät
S1 zur Bestimmung einer Drehstellung des Rotors gebildet. Das Drehstellungs-Detektierungsgerät
S1 gibt Drehstellungsdaten ab, welche eine bestimmte Drehstellung
des Rotors als Rechteckwellensignale für die jeweiligen
Phasen des Motors M1 anzeigen. Das Drehstellungs-Detektierungsgerät
S1 enthält drei Drehstellungs-Detektierungselemente S10
bis S12, welche für die jeweiligen Phasen des Motors M1
vorgesehen sind. Jedes der Drehstellungs-Detektierungselemente S10
bis S12 ist ein Hall-IC, welches den magnetischen Fluss des an dem
Rotor befestigten Magneten detektiert und die Drehstellungs-Daten
als Rechteckwellensignal abgibt.
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Die
Motorsteuereinrichtung 1 wird von einer Leistungszuführungsschaltung 10,
einer Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 und
einem Mikrocomputer 12 gebildet.
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Die
Leistungszuführungsschaltung 10 ist eine Schaltung,
welche durch den Mikrocomputer 12 gesteuert wird, um elektrische
Leistung von einer (nicht dargestellten) Leistungsquelle zu dem
Motor M1 zu liefern. Die Leistungszuführungsschaltung 10 wird
durch MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 gebildet.
Die MOSFET-Schaltelemente 100 und 103, die MOSFET-Schaltelemente 101 und 104 und
die MOSFET-Schaltelemente 102 und 105 sind jeweils
in Reihe geschaltet. Die Reihenschaltungsverbindungen der MOSFET-Schaltelemente 100 und 103,
der MOSFET-Schaltelemente 101 und 104 und der MOSFET-Schaltelemente 102 und 105 sind
zueinander parallel gelegt. Die Drainanschlüsse der MOSFET-Schaltelemente 100 bis 102 sind
mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle verbunden und die
Sourceanschüsse der MOSFET-Schaltelemente 103 bis 105 sind
mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle verbunden. Die Gateanschlüsse
der MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 sind mit
dem Mikrocomputer 12 verbunden. Die Verbindungsknotenpunkte
der MOSFET-Schaltelemente 100 und 103, der MOSFET-Schaltelemente 101 und 104 und der
MOSFET-Schaltelemente 102 und 105 dienen als der
U-Phasen-Ausgangsanschluss bzw. der V-Phasen-Ausgangs-Anschluss
bzw. der W-Phasen-Ausgangsanschluss. Der U-Phasen-Ausgangsanschluss,
der V-Phasen-Ausgangsanschluss und der W-Phasen-Ausgangsanschluss
sind jeweils mit dem U-Phasenanschluss bzw. dem V-Phasenanschluss
bzw. dem W-Phasenanschluss des Motors M1 verbunden.
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Die
Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 ist eine
Schaltung, welche die induzierten Spannungen der jeweiligen Phasen
des Motors M1 bestimmt und ein Rechteckwellensignal abgibt, welches
die Zeitpunkte angibt, zu welchen die Polarität der induzierten
Spannungen für jede der Phasen wechselt. Die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 wird
von einer U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110,
einer V-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 und
einer W-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 112 gebildet.
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Die
U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110 ist
eine Schaltung, welche die induzierte Spannung der U-Phase des Motors
M1 bestimmt und ein Rechteckwellensignal abgibt, welches Zeitpunkte
angibt, zu welchen die Polarität der U-Phasenspannung (U-Phasen-Induktionsspannung)
wechselt. Die U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110 wird
durch Widerstände 110a bis 110d und einen
Vergleicher 110e gebildet.
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Die
Widerstände 110a und 110b sind Schaltelemente
zum Teilen der U-Phasenspannung des Motors M1 um die Hälfte.
Die Widerstände 110a und 110b sind miteinander
in Serie geschaltet. Ein Ende der Serienschaltung der Widerstände 110a und 110b ist
mit der U-Phase des Motors M1 verbunden und das andere Ende ist
mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle verbunden.
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Die
Widerstände 110c und 110d sind Schaltelemente
zur Erzeugung einer Bezugsspannung durch Dividieren der Spannung
der Leistungsquelle durch Vier. Ein Ende der Serienschaltung der
Widerstände 110c und 110d ist mit dem
positiven Anschluss der Leistungsquelle verbunden und das andere
Ende ist mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle verbunden.
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Der
Vergleicher 110e ist ein Schaltungselement zum Vergleichen
der U-Phasenspannung nach Teilung durch die Widerstände 110a und 110b mit
der Bezugsspannung, welche durch die Widerstände 110c und 110d erzeugt
wird. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 110e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerstände 110a und 110b verbunden
und der invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 110e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerstände 110c und 110d verbunden.
Der Ausgangsanschluss des Vergleichers 110e ist mit dem
Mikrocomputer 12 verbunden.
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Die
V-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 ist
eine Schaltung, welche die Induktionsspannung der V-Phase des Motors
M1 bestimmt und ein Rechteckwellensignal ausgibt, welches die Zeitpunkte
angibt, an welchen die Polarität der V-Phasenspannung (V-Phasen-Induktionsspannung)
wechselt. Die V-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 hat
denselben Aufbau wie die U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110.
Ein Ende der Serienschaltung der Widerstände 111a und 111b ist
mit der V-Phase des Motors M1 verbunden und das andere Ende ist
mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle verbunden. Ein Ende
der Serienschaltung der Widerstände 111c und 111d ist
mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle verbunden und das
andere Ende ist mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle
verbunden. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 111e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerständet 111a und 111b verbunden
und der invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 111e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerstände 111c und 11d verbunden.
Der Ausgangsanschluss des Vergleichers 111e ist mit dem
Mikrocomputer 12 verbunden.
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Die
W-Phasen-Induktionsspannungsdetektierungsschaltung 112 ist
eine Schaltung, welche die induzierte Spannung der W-Phase des Motors
M1 bestimmt und ein Rechteckwellensignal abgibt, welches die Zeitpunkte
aufzeigt, zu welchen die Polarität der W-Phasenspannung
(W-Phasen-Induktionsspannung) wechselt. Die W-Phasen-In duktionsspannungsdetektierungsschaltung 112 hat
denselben Aufbau wie die U-Phasen-Induktionsspannungsdetektierungsschaltung 110.
Ein Ende der Serienschaltung der Widerstnde 112a und 112b ist
mit der W-Phase des Motors M1 verbunden und das andere Ende ist
mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle verbunden. Ein Ende
der Serienschaltung der Widerstände 112c und 112d ist
mit dem positiven Anschluss der Leistungsquelle verbunden und das
andere Ende ist mit dem negativen Anschluss der Leistungsquelle
verbunden. Der nicht invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 112e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerstände 112a und 112b verbunden
und der invertierende Eingangsanschluss des Vergleichers 112e ist
mit dem Verbindungsknotenpunkt der Widerstände 112c und 112d verbunden.
Der Ausgangsanschluss des Vergleichers 112e ist mit dem
Mikrocomputer 12 verbunden.
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Der
Mikrocomputer 12 arbeitet in der Weise, dass er die MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in Abhängigkeit
von den Detektierungsergebnissen des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 einschaltet und ausschaltet. Wenn jedoch die Detektierungsergebnisse
des Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1 abnormal sind,
dann schaltet der Mikrocomputer 12 die MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in
Abhängigkeit von den Detektierungsergebnissen der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 ein und
aus. Genauer gesagt gewinnt der Mikrocomputer 12, wenn
mindestens eines der Detektierungsergebnisse des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 normal ist, selbst wenn die anderen abnormal sind, die Drehstellungsdaten
entsprechend dem abnormalen der Detektierungsergebnisse auf der
Basis der Detektierungsergebnisse durch die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 und
schaltet die MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in
Entsprechung mit den normalen Detektierungsergebnissen und den gewonnenen
Drehstellungsdaten ein und aus. Wenn andererseits die Detektierungsergebnisse des
Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1 sämtlich abnormal
sind, dann gewinnt der Mikrocomputer 12 die Drehstellungsdaten
entsprechend jedem der abnormalen Detektierungsergebnisse auf der
Basis der Detektierungsergebnisse durch die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 und
schaltet die MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in
Entsprechung mit den gewonnenen Drehstellungsdaten ein und aus.
Der Mikrocomputer 12 hat sechs Ausgangsanschlüsse,
welche jeweils mit den Gate-Anschlüssen der MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 verbunden
sind. Der Mik rocomputer 12 hat sechs Eingangsanschlüsse,
von denen drei jeweils mit den Drehstellungs-Bestimmungselementen
S10 bis S12 verbunden sind. Die anderen drei der Eingangsanschlüsse
des Mikrocomputers 12 sind jeweils mit den Ausgangsanschlüssen
der Vergleicher 110e, 111e und 112e verbunden.
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Als
nächstes wird der Betrieb der Motorsteuereinrichtung unter
Bezugnahme auf die 1 bis 4 beschrieben. 2 ist
eine erläuternde Darstellung zur Erklärung verschiedener
Antriebszustände der Leistungszuführungsschaltung 10 mit
Bezug auf den Ausgang des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1. 3 ist eine erläuternde Darstellung zur
Erklärung von Strömen, die durch die jeweiligen Phasenwicklungen
des Motors M1 für jeden der Antriebszustände nach 2 fließen. 4 ist
eine erläuternde Darstellung zur Erklärung einer
Beziehung eines elektrischen Winkels zwischen dem Ausgangssignal
des Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1 und dem Ausgangssignal
der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11.
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Wie
in 1 gezeigt, bestimmt das Drehstellungs-Detektierungsgerät
S1 die Drehstellung des Rotors des Motors M1 und gibt Rechteckwellensignale
ab. Genauer gesagt, jedes der Drehstellungs-Detektierungselemente
S1 bis S3 bestimmt die Drehstellung des Rotors für eine
entsprechende der jeweiligen Phasen und gibt ein Rechteckwellensignal ab,
welches die festgestellte Drehstellung wiedergibt. Jedes der Rechteckwellensignale,
welche von den Drehstellungs-Detektierungselementen S1 bis S3 ausgegeben
werden, hat Signalperioden hohen Signalpegels und Signalperioden
niedrigen Signalpegels mit einer jeweiligen Dauer von 180° des
elektrischen Winkels. Diese Rechteckwellensignale sind in der Phase
relativ zueinander um 120° verschoben. Demgemäß tritt
eine Pegeländerung von einem hohen Signalzustand zu einem
niedrigen Signalzustand oder von einem niedrigen Signalzustand zu
einem hohen Signalzustand in diesen Rechteckwellensignalen alle
60° auf.
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Wie
in 1 gezeigt, schaltet der Mikrocomputer 12 die
MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in Entsprechung
mit dem Ausgang des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 ein und aus. Genauer gesagt schaltet der Mikrocomputer 12 die
MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in Abhängigkeit
von den Signalpegeln der Rechteckwellen signale ein und aus, welche
von den Drehstellungs-Detektierungselementen S10 bis S12 ausgegeben
werden. Beispielsweise sind während einer Zeitdauer zwischen
0 und 60° nur die MOSFET-Schaltelemente 100 und 105 eingeschaltet,
da der Motor M1 entsprechend dem Antriebsmuster A von 3 betrieben
wird, in welchem ein Strom in der Richtung von dem U-Phasenanschluss
zu dem W-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Während
einer Zeitdauer zwischen 60° und 120° sind nur
die MOSFET-Schaltelemente 100 und 104 eingeschaltet,
da der Motor M1 in Entsprechung mit einem Antriebsmuster B betrieben wird,
bei welchem ein Strom in der Richtung von dem U-Phasenanschluss
zu dem V-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Während
einer Zeitdauer zwischen 120° und 180° sind nur
die MOSFET-Schaltelemente 102 und 104 eingeschaltet,
da der Motor M1 in Entsprechung mit einem Antriebsmuster C betrieben
wird, bei welchem ein Strom in der Richtung von dem W-Phasenanschluss
zu dem V-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Während
einer Zeitdauer zwischen 180° und 240° sind nur
die MOSFET-Schaltelemente 102 und 103 eingeschaltet,
da der Motor M1 in Entsprechung mit einem Antriebsmuster D angetrieben
wird, bei welchem ein Strom in der Richtung von dem W-Phasenanschluss
zu dem U-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Während
einer Zeitdauer zwischen 240° und 300° sind nur
die MOSFET-Schaltelemente 101 und 103 eingeschaltet,
da der Motor M1 in Entsprechung mit einem Antriebsmuster E betrieben wird,
bei welchem ein Strom in der Richtung von dem V-Phasenanschluss
zu dem U-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Während
einer Zeitdauer zwischen 300° und 360° sind nur
die MOSFET-Schaltelemente 101 und 105 eingeschaltet,
da der Motor M1 in Entsprechung mit einem Antriebsmuster F betrieben
wird, bei welchem ein Strom in der Richtung von dem V-Phasenanschluss
zu dem W-Phasenanschluss des Motors M1 geführt wird. Durch
Zuführung von Leistung zu dem Motor M1 durch die Leistungsumwandlungsschaltung 10 gemäß der
vorstehenden Folge erzeugt der Motor M1 ein Drehmoment und beginnt
sich zu drehen.
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Andererseits
detektiert, wie in 1 gezeigt ist, die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 die
induzierten Spannungen der jeweiligen Phasen des Motors M1 und gibt
ein Rechteckwellensignal ab, welches Zeitpunkte aufzeigt, an welchen die
Polarität der induzierten Spannung für jede der
jeweiligen Phasen wechselt. Im einzelnen detektiert, wie in 4 gezeigt
ist, die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 die
induzierte Spannung einer der jeweiligen Phasen, welche nicht mit
einem Strom beaufschlagt wird und gibt ein Rechteckwellensignal
ab, welches die Zeitpunkte angibt, zu welchen die Polarität
der induzierten Spannung wechselt. Während einer Zeitdauer
zwischen 120° und 180° und einer Zeitdauer zwischen
300° und 360° beispielsweise, in welchen der Motor
M1 in Entsprechung mit dem Antriebsmuster C bzw. dem Antriebsmuster
F betrieben wird und in welchen die U-Phase nicht mit einem Strom
beaufschlagt wird, vergleicht die U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110 die
U-Phasen-Induktionsspannung mit der Bezugsspannung und gibt ein Rechteckwellensignal
ab, welches die Zeitpunkte aufzeigt, zu welchen die Polarität
der U-Phasen-Induktionsspannung wechselt, was auf der Basis des Ergebnisses
des Vergleiches geschieht. Die Zeitpunkte, zu welchen das Rechteckwellensignal
von dem hohen Signalpegel zu dem niedrigen Signalpegel wechselt,
oder von dem niedrigen Signalpegel zu dem hohen Signalpegel wechselt,
sind Zeitpunkte, zu welchen die Polarität der U-Phasen-Induktionsspannung
wechselt. Während einer Zeitdauer zwischen 0° und
60° und einer Zeitdauer zwischen 180° und 240°, in
welchen der Motor M1 in Entsprechung mit dem Antriebsmuster A bzw.
dem Antriebsmuster D betrieben wird und in welchen die V-Phase nicht
mit einem Strom beaufschlagt wird, vergleicht die V-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 die V-Phasen-Induktionsspannung
mit der Bezugsspannung und gibt ein Rechteckwellensignal ab, welches die
Zeitpunkte aufzeigt, zu welchen die Polarität der V-Phasen-Induktionsspannung
wechselt, was auf der Basis des Ergebnisses des Vergleichs geschieht. Während
einer Zeitdauer zwischen 60° und 120° und einer
Zeitdauer zwischen 240° und 300°, während welchen
der Motor M1 in Entsprechung mit dem Antriebsmuster B bzw. dem Antriebsmuster
E betrieben wird und in welchen die W-Phase nicht mit einem Strom
beaufschlagt wird, vergleicht die W-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 112 die W-Phasen-Induktionsspannung
mit der Bezugsspannung und gibt auf der Basis des Vergleichsergebnisses
ein Rechteckwellensignal ab, welches die Zeitpunkte aufzeigt, zu
welchen die Polarität der W-Phasen-Induktionsspannung wechselt.
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Der
Mikrocomputer 12 detektiert eine Abnormalität
in den Drehstellungsdaten, welche das Drehstellungsdaten-Detektierungsgerät
S1 auf der Basis des Ausganges der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 erzeugt.
Wie in 4 gezeigt, treten die Signalpegeländerung
in den Ausgängen in den Induktionsspannungs-Detektierungsschaltungen 110, 111 und 112 für
die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase, und die Signalpegeländerung
in den Ausgängen der Drehstellungs-Detektierungselemente
S10 bis S12 in alternierender Weise auf. Demgemäß kann
festgestellt werden, dass die Drehstellungsdaten abnormal sind,
wenn der Pegel des Ausgangssignals der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 sich ändert,
bevor das Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 sich ändert, nachdem das Ausgangssignal der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 sich
geändert hat. Auch kann festgestellt werden, dass die Drehstellungsdaten
abnormal sind, wenn der Pegel des Ausgangssignals des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 sich ändert, nachdem der Pegel des Ausgangssignals der
Induktionsspannungsdetektierungsschaltung 11 sich geändert
hat, und danach sich der Pegel des Ausgangssignals des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 sich wiederum ändert, bevor das Ausgangssignal der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 sich ändert.
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Wenn
mindestens eine der Drehstellungsdateninformationen normal ist,
selbst wenn die anderen abnormal sind, gewinnt der Mikrocomputer 12 die Drehstellungsdaten
entsprechend der abnormalen Information oder entsprechend der abnormalen
Informationen der Drehstellungsdaten und steuert die Leistungszuführungsschaltung 10 in
Entsprechung mit der einen oder den mehreren normalen der Drehstellungsdateninformationen
und den gewonnenen Drehstellungsdaten. Andererseits gewinnt, wenn
die Drehstellungsdaten sämtlich abnormal sind, der Mikrocomputer 12 die
richtigen Drehstellungsdaten auf der Basis der Detektierungsergebnisse
durch die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 und schaltet
die MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 in Entsprechung
mit den gewonnenen Drehstellungsdaten ein und aus.
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Wie
in 4 gezeigt treten die Signalpegeländerung
in den Ausgangssignalen der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltungen 110, 111 und 112 für
die U-Phase, V-Phase und W-Phase, und die Signalpegeländerung
in den Ausgangssignalen der Drehstellungs-Detektierungselemente
S10 bis S12 in alternierender Weise auf. Die Zeitpunkte, zu welchen die
Signalpegeländerungen in den Ausgangssignalen der Drehstellungs-Detektierungselemente
S10 bis S12 auftreten, liegen 30° hinter den Zeitpunkten, zu
welchen die Signalpegeländerungen in den Ausgängen
der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltungen 110, 111 und 112 für
die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase auftreten. Beispielsweise liegt
der Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungselements
S10 sich von einem niedrigen Signalpegel zu einem hohen Signalpegel ändert,
30° nach dem Zeitpunkt, zu welchem das Ausgangssignal der
U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 von
dem hohen Signalpegel zum niedrigen Signalpegel wechselt. Der Zeitpunkt,
zu welchem sich das Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungselementes S10
von dem hohen Signalpegel zum niedrigen Signalpegel ändert,
liegt 30° nach dem Zeitpunkt, zu welchem sich das Ausgangssignal
der V-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 111 von dem
niedrigen Signalpegel zu dem hohen Signalpegel ändert.
Das Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungselements S111
und das Ausgangssignal der U-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 110 haben
dieselbe zeitliche Beziehung wie oben angegeben. Auch das Ausgangssignal
des Drehstellungs-Detektierungselements S112 und das Ausgangssignal
der W-Phasen-Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 112 haben
dieselbe zeitliche Beziehung wie oben angegeben. Demgemäß ist
es durch Verwendung dieser zeitlichen Beziehungen möglich,
die Drehstellungsdaten von den Detektierungsergebnissen durch die
Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 zu gewinnen
und die Leistungszuführungsschaltung 10 in Entsprechung
mit den gewonnenen Drehstellungsdaten zu steuern.
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Nunmehr
wird der Betrieb der Motorsteuereinrichtung 1 im einzelnen
unter Bezugnahme auf die Flussdiagramme erläutert, welche
in den 5 bis 7 gezeigt sind.
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Wie
in 5 gezeigt ist, veranlasst zu Beginn des Betriebes
der Mikrocomputer 12 einen internen Zeitgeber in dem Schritt
S100, sich in Lauf zu setzen. Daraufhin wird in dem Schritt S101
der Wert einer Induktionsspannungs-Detektierungsflagge, welche in
dem Mikrocomputer 12 erzeugt wird, auf Null gesetzt. Als
nächstes wird das Antriebsmuster auf der Basis des Ausgangs
des Drehstellungs-Detektierungsgeräts S1 und des Ausgangs
der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 bestimmt und die
MOSFET-Schaltelemente 100 bis 105 werden in Entsprechung
mit dem bestimmten Antriebsmuster in dem Schritt S102 betrieben.
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Danach
bestimmt der Mikrocomputer 12, ob das Drehstellungs-Detektierungselement,
welches für den nächsten Umschaltvorgang des Antriebsmusters
verwendet werden soll, fehlerhaft ist oder nicht, was in dem Schritt
S103 geschieht. Mehr im einzelnen betrachtet prüft der
Mikrocomputer 12, ob eine Fehleraufzeichnung für
das Drehstellungs-Detektierungselement, welches für den
nächsten Umschaltvorgang des Antriebsmusters verwendet
werden soll, vorhanden ist oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S103 bestätigend
ist, dann schreitet der Betrieb zu dem Schritt S121 fort, welcher
in 7 gezeigt ist.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S103 negativ
ist, dann schreitet der Betrieb zu dem Schritt S104 fort, in welchem
der Mikrocomputer 12 bestimmt, ob der Pegel des Ausgangs
des Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1 sich geändert
hat oder nicht. Genauer gesagt, der Mikrocomputer 12 bestimmt,
ob der Ausgang des Drehstellungs-Detektierungsgeräts S1
von dem hohen Signalpegel zu dem niedrigen Signalpegel oder von dem
niedrigen Signalpegel zu dem hohen Signalpegel gewechselt hat oder
nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S104 bestätigend
oder positiv ist, dann schreitet der Betrieb zu dem Schritt S105
fort, in welchem der Mikrocomputer 12 feststellt, ob der
Wert der Induktionsspannungs-Detektierungsflagge Eins ist oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S105 positiv ist, dann
schreitet der Betrieb zu dem Schritt S106 fort, um festzustellen,
ob der Ausgang des Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1 sich
in einer richtigen Ordnung geändert hat.
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Ist
das Feststellungsergebnis im Schritt S106 positiv, dann kehrt der
Vorgang zu dem Schritt S101 zurück.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S105 negativ
ist, oder wenn das Feststellungsergebnis in dem Schritt S106 negativ ist,
d. h., wenn sich das Drehstellungs-Detektierungsgerät S1
in einem Fehlerzustand befindet, dann wird das in Fehlerfunktion
befindliche Drehstellungs-Detektierungselement in dem Schritt S107
oder dem Schritt S108 aufgezeichnet. Daraufhin erfolgt die Einstellung
in der Weise, dass der Ausgangs des fehlerhaften Drehstellungs-Detektierungselements
nachfolgend nicht in dem Schritt S109 oder S110 verwendet wird.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S104 negativ
ist, dann schreitet der Betrieb zu dem Schritt S111 fort, welcher
in 6 gezeigt ist, wobei der Mikrocomputer 12 feststellt,
ob der Ausgangspegel der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 sich
geändert hat oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S111 positiv ist, dann
schreitet der Betrieb zu dem Schritt S112 fort, in welchem der Mikrocomputer 12 feststellt,
ob der Wert der Induktionsspannungs-Detektierungsflagge Eins ist
oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S112 positiv ist, d. h.,
wenn die Drehstellungsdaten abnormal sind, dann wird ein fehlerhaftes
der Drehstellungs-Detektierungselemente in dem Schritt S113 aufgezeichnet.
Daraufhin erfolgt die Einstellung in der Weise, dass der Ausgang
des fehlerhaften oder schadhaften Drehstellungs-Detektierungselements
nachfolgend in dem Schritt S114 nicht verwendet wird. Auch wird
der Zählerstand des Zeitgebers zu der betreffenden Zeit
in dem Schritt S115 gespeichert. Das bedeutet, dass der Zählerstand
entsprechend 60° gespeichert wird. Daraufhin wird in dem Schritt
S116 der Zählerstand des Zeitgebers gelöscht.
Danach schreitet der Vorgang zu dem Schritt S117 fort, um den Zählwert
entsprechend 30° auf der Basis des gespeicherten Zählerstandes
des Zeitgebers zu berechnen, und dann kehrt der Betrieb zu dem Schritt
S102 zurück.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S112 negativ
ist, dann schreitet der Vorgang zu dem Schritt S118 fort, um den
Zählerstand des Zeitgebers zu der betreffenden Zeit zu speichern.
Darauffolgend wird der Zählerstand des Zählers
in dem Schritt S119 gelöscht. Danach schreitet der Betrieb
zu dem Schritt S120 fort, um die Induktionsspannungs-Detektierungsflagge
auf Eins zu stellen, und dann kehrt der Betrieb zu dem Schritt S104
zurück, welcher in 5 dargestellt
ist.
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Außerdem
kehrt der Betrieb zu dem Schritt S104 zurück, wenn das
Feststellungsergebnis in dem Schritt S111 negativ ist.
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Ist
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S103 positiv, dann schreitet
der Betrieb zu dem in 7 gezeigten Schritt S121 fort,
um festzustellen, ob der Ausgangspegel des Drehstellungs-Detektierungsgerätes
S1 sich geändert hat oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S121 positiv ist, dann
wird in dem Schritt S122 ein fehlerhaft gewordenes der Drehstellungs-Detektierungselemente
aufgezeichnet. Daraufhin erfolgt die Einstellung in der Weise, dass
der Ausgang des fehlerhaften Drehstellungs-Detektierungselements nachfolgend
in dem Schritt S123 nicht verwendet wird.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S121 negativ
ist oder wenn der Schritt S123 durchgeführt ist, dann schreitet
der Betrieb zu dem Schritt S124 fort, um festzustellen, ob der Wert
der Induktionsspannungs-Detektierungsflagge Eins ist oder nicht.
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Wenn
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S124 positiv ist, dann
schreitet der Betrieb zu dem Schritt S125 fort, um festzustellen,
ob der Zählerstand des Zeitgebers 30° entspricht
oder nicht.
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Ist
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S125 positiv, dann kehrt
der Betrieb zu dem Schritt S101 gemäß 5 zurück.
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Wenn
andererseits das Feststellungsergebnis in dem Schritt S124 negativ
ist, oder wenn das Feststellungsergebnis in dem Schritt S125 negativ ist,
dann schreitet der Be trieb zu dem Schritt S126 fort, um festzustellen,
ob der Ausgangspegel der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 sich geändert
hat oder nicht.
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Ist
das Feststellungsergebnis in dem Schritt S126 positiv, dann schreitet
der Vorgang zu dem Schritt S127 fort, um den Zählerstand
des Zeitgebers zu der betreffenden Zeit zu speichern. Das bedeutet, der
Zählerstand entsprechend 60° wird gespeichert. Daraufhin
wird der Zählerstand des Zeitgebers in dem Schritt S128
gelöscht. Danach schreitet der Betrieb zu dem Schritt S129
fort, um den Zählwert entsprechend 30° auf der
Basis des gespeicherten Zählerstandes des Zeitgebers zu
berechnen. Danach schreitet der Betrieb zu dem Schritt S130 fort,
um die Induktionsspannungs-Detektierungsflagge auf Eins zu stellen
und dann kehrt der Betrieb zu dem Schritt S130 zurück.
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Außerdem
kehrt der Betrieb zu dem Schritt S121 zurück, wenn das
Feststellungsergebnis in dem Schritt S126 negativ ist.
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Die
obige Ausführungsform der vorliegenden Erfindung bietet
die folgenden Vorteile. Bei dieser Ausführungsform wird
die Leistungszuführungsschaltung 10 entsprechend
den Drehstellungsdaten gesteuert, welche von den Drehstellungs-Detektierungsgerät
S1 abgegeben werden, wenn es normal arbeitet. Wenn andererseits
die Drehstellungsdaten, welche von dem Drehstellungs-Detektierungsgerät S1
abnormal sind, dann wird die Leistungszuführungsschaltung 10 entsprechend
den Detektierungsergebnissen durch die Induktionsspannungsdetektierungsschaltung 11 gesteuert.
Die induzierte Spannung des Motors M1 tritt bei Rotation des Rotors
des Motors M1 auf und ändert sich damit. Dementsprechend
ist es möglich, die Drehstellungs-Positionsdaten des Rotors
aus der Induktionsspannung des Motors M1 zu gewinnen. Durch Fortsetzen
der Steuerung der Leistungszuführungsschaltung 10 in
Entsprechung mit den Detektierungsergebnissen durch die Induktionsspannungs-Detektierungsspannung 11 auch
nach dem Abnormalwerden der von dem Drehstellungs-Detektierungsgeät
S1 ausgegebenen Drehstellungsdaten kann der Motor M1 ordnungsgemäß gesteuert
werden.
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Bei
dieser Ausführungsform werden, wenn mindestens eine der
Drehstellungsdateninformationen normal ist, die Drehstellungsdaten
entsprechend einer abnormalen Dateninformation der Drehstellungsdaten
auf der Basis der Detektierungsergebnisse durch die Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 gewonnen,
so dass die Leistungszuführungsschaltung 10 in
Entsprechung mit der normalen oder den normalen der Drehstellungsdateninformationen
und den gewonnenen Drehstellungsdaten gesteuert wird. Dies ermöglicht
es, mit der Steuerung des Motors M1 fortzufahren, selbst wenn eine
Abnormalität in den Drehstellungsdaten auftritt, welche
von dem Drehstellungsdetektierungsgerät S1 abgegeben werden.
Außerdem ermöglicht diese Ausführungsform,
einen Motor vom Stillstand aus im Vergleich zu herkömmlichen
Motorsteuereinrichtungen rasch zu starten, um einen Motor entsprechend
vorbestimmten Antriebsmustern unabhängig vom Zustand des Motors
zu betreiben.
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Bei
dieser Ausführungsform haben die induzierten Spannungen
der jeweiligen Phasen des Motors M1 und die Drehstellungsdaten für
die jeweiligen Phasen eine vorbestimmte Beziehung bezüglich
des elektrischen Winkels. Wie beispielsweise in 4 gezeigt,
sind die Zeitpunkte für jede der jeweiligen Phasen, zu
welchen der Pegel des Ausgangssignals der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 12 sich ändert
(oder die Zeitpunkte, an welchen die Polarität der Induktionsspannung
wechselt) 30° hinter den Zeitpunkten, an welchen der Pegel
der Drehstellungsdaten sich ändert. Demgemäß ist
es möglich, die Drehstellungsdaten auf der Basis der Zeitpunkte zu
gewinnen, zu welchen die Polarität der Induktionsspannung
wechselt.
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Wie
weiter in 4 gezeigt ist, erfolgt die Pegeländerung
in den Ausgängen der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltungen 110, 111 und 112 der
U-Phase, der V-Phase und der W-Phase, und die Pegeländerung
in den Ausgängen der Drehstellungs-Detektierungselemente
S10 bis S12 alternierend. Demgemäß kann festgestellt
werden, dass die Drehstellungsdaten abnormal sind, wenn das Ausgangssignal
der Induktionsspannungs-Detektierungsschaltung 11 und das
Ausgangssignal des Drehstellungs-Detektierungsgerätes S1
nicht in einer solchen ordnungsgemäßen Beziehung
sind.
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Obwohl
die obige Ausführungsform so aufgebaut ist, dass dann,
wenn mindestens eine der Drehstellungsdateninformationen normal
ist, diese normale Drehstellungsdateninformation zur Steuerung der
Leistungszuführungsschaltung 10 verwendet wird, kann
die obige Ausführungsform so modifiziert werden, dass selbst
dann, wenn mindestens eine der Drehstellungs-Dateninformationen
normal ist, sämtliche Drehstellungsdaten von den Detektierungsergebnissen
der Induktionsspannungs-Detektierungsergebnisse gewonnen werden
und die Leistungszuführungsschaltung 10 in Entsprechung
allein mit diesen gewonnenen Drehstellungsdaten gesteuert wird.
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Die
oben erläuterten bevorzugten Ausführungsformen
sind als Beispiele von Ausführungsformen der Erfindung
zu verstehen, welche nur durch die anliegenden Ansprüche
definiert wird. Es versteht sich, dass Modifikationen der bevorzugten
Ausführungsformen im Rahmen der Fähigkeiten des
Fachmannes durchgeführt werden können.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
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Zitierte Patentliteratur
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- - JP 2008-170795 [0001]
- - JP 2005-253226 [0003]