-
GEBIET DER ERFINDUNG
-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Servomotor-Steuerschaltung,
welche einen Antriebs- bzw. Ansteuerbefehl einschließlich
einer Ziel- bzw. Soll-Stoppposition eines Servomotors von einer Hauptsteuervorrichtung
empfängt und den Servomotor basierend auf dem Ansteuerbefehl
steuert.
-
HINTERGRUND DER ERFINDUNG
-
Herkömmliche
Klimaanlagen für Fahrzeuge (Patentschriften 1 bis 3) sind
mit Aktuatoren bzw. Stellgliedern (Servomotoren und dergleichen),
sowie elektronischen Steuerschaltungen und einer elektronischen
Steuereinheit (electronic controll unit = ECU) ausgerüstet.
Die Stellglieder betreiben verschiedene Türen bzw. Klappen,
wie etwa eine Luftmischklappe, die in einer Klimaanlageneinheit
vorgesehen ist, so dass sie sich um ihre Ausgangswellen drehen.
Die Steuerschaltungen erfassen gegenwärtige Positionen
bzw. Ist-Positionen der Ausgangswellen der Stellglieder und steuern
die Stellglieder basierend auf den erfassten Ist-Positionen, um
so jedes Stellglied in die Soll-Stoppposition zu steuern. Die ECU kommuniziert
mit den Steuerschaltungen und sendet die Soll-Stoppposition jedes
Stellglieds zu der entsprechenden Steuerschaltung.
-
Falls
aus irgendeinem Grund das Stellglied während seines Betriebs
ohne anzuhalten außerhalb des normalen Betriebsbereichs
betrieben wird, schlägt die Luftmischklappe oder eine Betriebsmodusschaltungsklappe
an eine Wand, wie etwa die eines Kanals der Klimaanlagenvorrichtung.
Die Stellglieder gemäß dem Patentdokumenten 1
bis 4 verwenden zum Erfassen der Ist-Positionen Impulscodierer bzw.
Impulsgeber, die jedoch nicht den Absolutwert der Ist-Position erfassen
können. Falls die Ist-Position nach dem Einschalten der
elektrischen Leistungsversorgung oder zu einem anderen Zeitpunkt
nicht ermittelt werden kann, wird eine Ursprungspositions-Erfassungssteue rung
durchgeführt, um die Ist-Position des Stellglieds zu fixieren bzw.
zu bestimmen. Falls das Stellglied angetrieben wird, um aus der
Ursprungsposition in umgekehrter Richtung zu drehen, wird die Luftmischklappe
oder die Betriebsmodusschaltungsklappe an die Wand stoßen.
Falls die Luftmischklappe oder die Betriebsartschaltungsklappe häufig
die Wand trifft oder das Stellglied weiter angetrieben wird, obwohl
es bereits an der Außenklappe angeschlagen hat, wird die Wand
der Klimaanlageneinheit deformiert und/oder ein unnötiger
Strom in dem Stellglied fließen. Die elektronische Steuerschaltung
führt daher eine Steuerung zum Anhalten des Stellglieds
durch ein Detektieren des Anschlagens an der Wand durch.
- Patentschrift
1: JP 2007-314119A
- Patentschrift 2: JP
2005-112293A ( US 2005/0077858 )
- Patentschrift 3: JP
2006-298170A
- Patentschrift 4: JP
9-201084A
-
Gemäß der
herkömmlichen Vorrichtung benötigt die elektronische
Steuereinheit eine gewisse Zeit, um einen Steuerbefehl zum Anhalten
des Servomotors zu der Servomotor-Steuerschaltung zu senden, nachdem
die Ist-Position des Servomotors aus welchen Grund auch immer nicht
verfügbar ist oder eine Abnormalität des Servomotors
durch die elektronische Steuereinheit basierend auf dem Betrieb
des Servomotors außerhalb seiner Betriebsbereichsgrenzen
erfasst worden ist. Ebenso ist es schwierig, die Abnormalität
sofort zu bestimmen, da die elektronische Steuereinheit und die
Motorsteuerschaltung eine regelmäßige bzw. normale
Kommunikation durchführen. Mit zunehmender Anzahl an Servomotoren
(der Anzahl an Servomotorensteuerschaltungen) verschärft
sich dieses Problem, da die notewendigen Kommunikationsintervalle
und Verarbeitungszeiten länger werden.
-
Dabei
ist es ebenso nachteilig, dass keine Vorrichtung vorgesehen wird,
welche den Servomotor anhält, falls die elektronische Steuereinheit
den Servomotor aufgrund einer Abnormalität in den Kommunikationsleitungen
oder Kommunikationsschaltungen nicht steuern kann.
-
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
-
Es
ist daher eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Servomotor-Steuerschaltung
vorzusehen, welche einen Antriebs- bzw. Ansteuerbefehl einschließlich
einer Ziel- bzw. Soll-Stoppposition eines Servomotors von einer
Hauptsteuervorrichtung empfangt und den Servomotor basierend auf
dem Ansteuerbefehl steuert, und insbesondere, eine Servomotorsteuerschaltung
vorzusehen, welche eine Abnormalität beim Betrieb des Servomotors
schnell bestimmen kann und den Servomotor auch dann anhalten kann,
falls kein Servomotor-Stoppbefehl von der Hauptsteuervorrichtung
erzeugt bzw. gesendet wird.
-
Gemäß der
vorliegenden Erfindung wird eine Servomotorsteuerschaltung für
ein System vorgesehen, welches einen Servomotor zum Ansteuern bzw. Antreiben
eines Steuerobjekts, eine Hauptsteuervorrichtung zum Erzeugen eines
Servomotor-Ansteuerbefehls einschließlich einer Soll-Stoppposition
des Servomotors, sowie einen Drehpositionserfassungsabschnitt enthält,
die an einer Ausgangswelle des Servomotors zum Erfassen einer Drehposition
des Servomotors vorgesehen ist. Die Servomotor-Steuerschaltung weist
einen Empfängerabschnitt, einen Antriebssteuerabschnitt,
einen Drehpositionsänderungserfassungsabschnitt und einen
Betriebsgrenzenprüfabschnitt auf. Der Empfängerabschnitt
empfängt den Servomotor-Ansteuerbefehl von der Hauptsteuervorrichtung.
Der Antriebssteuerabschnitt steuert den Antrieb des Servomotors,
so dass die Drehposition des Servomotors die Soll-Stoppposition
erreicht. Der Drehpositionsänderungserfassungsabschnitt
erfasst eine Änderung in der Drehposition des Servomotors.
Der Betriebsgrenzenprüfabschnitt überprüft
basierend auf der Änderung in der Drehposition des Servomotors,
ob der Servomotor die Betriebsgrenzenposition erreicht hat. Der
Antriebssteuerabschnitt stoppt den Antrieb des Servomotors auch ohne
Empfang eines Servomotor-Antriebstoppbefehls von der Hauptsteuervorrichtung,
wenn bestimmt worden ist, dass der Servomotor die Betriebsgrenzenposition
erreicht hat.
-
Die
Servomotor-Steuerschaltung bestimmt daher eine Abnormalität
des Servomotors. Folglich kann, auch wenn die Kommunikation mit
der Hauptsteuereinheit unmöglich ist, die Servomotorsteuerschaltung
selbst die Abnormalität erfassen und einen Fail-Safe-Betrieb
durchführen, ohne auf die Befehle von der Hauptsteuereinheit
warten zu müssen. Ferner muss die Drehpositionsinformation
nicht zu der Hauptsteuereinheit gesendet werden und es kann somit
die für die Bestimmung der Betriebsgrenzenposition erforderliche
Zeit verkürzt werden.
-
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG
-
Die
voranstehenden und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden
Erfindung werden aus der folgenden detaillierten Beschreibung im
Zusammenhang mit der beigefügten Zeichnung besser ersichtlich.
Es zeigt:
-
1 eine
schematische Ansicht, die eine Klimaanlage für ein Fahrzeug
zeigt;
-
2 ein
Blockdiagramm, das Verbindung zwischen einer Klimaanlagen-ECU und
Servomotor-Steuerschaltungen zeigt;
-
3 ein
Schaltdiagramm, das die Servomotorsteuerschaltung zeigt;
-
4A und 4B Zeitdiagramme,
die Beziehungen zwischen den Impulscodierereingangssignalen und
dem Drehpositionszählerbetrieb zeigt;
-
5 ein
Flussdiagramm, das eine Servomotor-Ansteuerschaltungsverarbeitung
zeigt, wie sie bei einer herkömmlichen Klimaanlagenvorrichtung durchgeführt
wird;
-
6 ein
Flussdiagramm, das eine Servomotor-Antriebssteuerverarbeitung zeigt,
wie sie bei einer Klimaanlagenvorrichtung der vorliegenden Erfindung
durchgeführt wird;
-
7 ein
Flussdiagramm, das eine Servomotor-Stoppüberprüfung
zeigt; und
-
8 ein
Zeitdiagramm, das einen Servomotor-Stoppbetrieb zeigt.
-
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG
DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
-
Eine
Servomotor-Steuerschaltung gemäß der vorliegenden
Ausführung wird im Folgenden unter Bezugnahme auf die begleitende
Zeichnung, die eine beispielhafte Ausführungsform darstellt,
in welcher die Servomotor-Steuerschaltung in einer Klimaanlagenvorrichtung
CA für ein Fahrzeug verwendet wird, in 1 gezeigt,
beschrieben.
-
Die
Klimaanlagenvorrichtung CA weist einen Kanal (Luftstrompassage) 1 auf,
welcher eine innere Lufteintrittsöffnung 13 zum
Zirkulieren einer Fahrzeuginnenluft und eine äußere
Lufteinlassöffnung 14 zum Aufnehmen von Fahrzeugaußenluft
aufweist. Die Öffnungen 13 und 14 werden
durch Umschalten über eine Innen-/Außenluft-Schaltungsklappe 15 selektiv
verwendet. Die Luft, die in die Innenluft-Einlassöffnung 13 und
die Außenluft-Einlassöffnung 14 eingebracht
wird, wird in den Kanal 1 durch ein Gebläse 16,
das durch einen Gebläsemotor 23 angetrieben wird,
gesaugt.
-
Innerhalb
des Kanals 1 sind ein Verdampfer 17 und ein Heizkörper 2 vorgesehen,
welche zum Erzeugen von Wärme durch Abwärme des
Maschinenkühlwassers betrieben werden. Der Verdampfer 17 kühlt
die angesaugte Luft und erzeugt gekühlte Luft. Der Heizkörper 2 erhitzt
die gekühlte Luft und erzeugt erwärmte Luft. Die
gekühlte Luft und die erwärmte Luft werden proportional
zu einer Winkelposition einer Luftmischklappe 3 gemischt
und aus den Auslassöffnungen 4, 5 und 6 ausgeblasen.
-
Die
Auslassöffnung 4 ist eine Defroster-Öffnung
(DEF) zum Enteisen einer vorderen Windschutzscheibe und öffnet
sich zu der oberen Seite des Armaturenbretts in Richtung des unteren
Teils der vorderen Windschutzscheibe. Die Auslassöffnung 5 ist
eine zum Fahrgast gerichtete Öffnung bzw. Gesichtsanströmöffnung
(FACE) und öffnet sich in der vorderen Mitte der Instrumententafel
bzw. des Armaturenbretts. Die Auslassöffnung 6 ist
eine Fußraumöffnung (FOOT) und öffnet
sich in der unteren Seite des Armaturenbretts in Richtung des Fußraums des
Fahrgastabteils. Diese Öffnungen werden individuell durch
die jeweiligen Ausströmöffnungsumschaltklappen 7, 8 und 9 geöffnet
bzw. geschlossen. Genauer gesagt öffnet beispielsweise
ein Klappenantriebsradmechanismus 10 entsprechend einer Klappendrehungssteuereingabephase
von dem Gebläseöffnungsschaltmotor 20 nur
die Defroster-Gebläseöffnung 4, nur die
Fußraumgebläseöffnung 6, nur
die Fußraumgebläseöffnung 5,
sowohl die Gesichtsgebläseöffnung 5 als
auch die Defroster-Gebläseöffnung 4 oder
die beiden Öffnungen 5 und 4 für den
Fußraum bzw. den Defroster.
-
Die
Innen-/Außenluftschaltklappe 15, welche beim Steuerobjekt
und ein bewegliches Teil ist, wird durch einen Innen-/Außenluftschaltservomotor 21 elektrisch
betrieben. Die Luftmischklappe, welche ebenso ein Steuerobjekt und
ein bewegliches Teil ist, wird durch einen Luftmischservomotor 19 angetrieben.
Die Gebläseöffnungsklappen 7, 8 und 9,
welche ebenso Steuerobjekte und bewegliche Teile sind, werden durch
einen Gebläseöffnungsschaltservomotor 20 elektrisch
angetrieben. Diese Servomotoren 19, 20 und 21 können
beispielsweise Gleichstrom-Servomotoren sein, deren Betrieb durch
eine jeweilige Servomotor-Steuerschaltung (SCC) 190, 200 bzw. 210 gesteuert
wird. Der Gebläsemotor 23 kann ein bürstenloser
Motor oder dergleichen sein, dessen Drehzahl von einer elektronischen
Steuereinheit der Klimaanlage A/C-ECU 50 mittels einer
Pulsweitenmodulationssteuerung (PWM) gesteuert wird, so dass die
Menge an Gebläseluft eingestellt wird.
-
Die
A/C-ECU 50, welche eine Hauptsteuervorrichtung ist, ist
in Computerhardware ausgeführt und besitzt unter anderem
eine CPU, ein ROM und ein RAM. Eine Gruppe von Sensoren 52 und
eine Gruppe von Schaltern 53 sind mit der A/C-ECU 50 verbunden.
Die Sensoren 52 enthalten einen Verdampf-Sensor 51,
einen Innenlufttemperatursensor und einen Außenlufttemperatursensor,
einen Kühlwassertemperatursensor, einen Sonnenstrahlungssensor
und dergleichen. Die Schalter 53 enthalten einen Temperatureinstellschalter,
einen Gebläsemengeneinstellschalter, einen Gebläseöffnungsumschalter,
einen Innen-/Außenluftumschalter und dergleichen.
-
Die
A/C-ECU 50 ist zum Durchführen von beispielsweise
den folgenden Steuerungen durch Ausführung eines Klimaanlagensteuerprogramms, das
in dem eingebauten ROM (nicht gezeigt) gespeichert ist, ausgestaltet.
Die A/C-ECU 50 führt eine Gebläselufttemperatursteuerung
durch Steuerung des Öffnungswinkels der Luftmischklappe 3 basierend auf
der Eingangsinformation der eingestellten Temperatur des Temperatureinstellschalters
bei den Schaltern 53, wie auch der Ausgangsinformation
des Innenlufttemperatursensors, des Außenlufttemperatursensors,
des Kühlwassertemperatursensor und des Sonnenstrahlungssensors
durch, so dass die Fahrzeuginnentemperatur die eingestellte Temperatur
erreicht. Die A/C-ECU 50 steuert die Gebläsemengensteuerung
des Gebläsemotors 23. Die AC-ECU 50 gibt
Servo-Ansteuerbefehle zu den Servomotor-Steuerschaltungen 190 und 200 aus.
Die Servomotor-Steuerschaltung 190 steuert den Luftmischservomotor 19,
so dass die Position der Luftmischklappe 3 verändert
wird. Die Servomotor-Steuerschaltung 200 steuert den Schalt-Servomotor 20, so
dass die Positionen der Schaltklappen 7, 8 bzw. 9 geändert
werden.
-
Die
A/C-ECU 50 gibt ferner einen Servomotor-Antriebsbefehl
zu einer Servomotor-Steuerschaltung 210 aus, welche den
Innen-/Außenluftschaltservomotor 21 steuert, so
dass die Schaltklappe 15 in die Innenluftposition, die
Außenluftposition oder einer Zwischenposition zwischen
der Innenluftposition und der Außenluftposition in Übereinstimmung
mit der Betriebsbedingungseingabe des in den Schaltern 53 enthaltenen
Innen-/Außenluft-Umschaltschalter geschalten wird.
-
Die
A/C-ECU 50 und die ersten bis n-ten Servomotor-Steuerschaltungen
sind, wie in 2 gezeigt, verbunden. Die ersten
bis n-ten Servomotor-Steuerschaltungen sind getrennt von der A/C-ECU 50 vorgesehen.
Die A/C-ECU 50 und jede der Servomotor-Steuerschaltungen 190, 200, 210 sind über
eine Leitung 111 eines lokalen Verbindungsnetzwerks (local
interconnect network = LIN) verbunden, so dass sie zu einer Zwei-Wege-Kommunikation
in der Lage sind. LIN ist eines von den Kommunikationsprotokollen
für Fahrzeug-LANs (in vehicle local area network = in vehicle
LAN). Eine Leistungsversorgungsleitung (+W) 110 und eine
Masseleitung (GND) 112 sind jeweils an der A/C-ECU 50 und
den Servomotor-Steuerschaltungen angeschlossen. Die erste, zweite
und n-te Servomotor-Steuerschaltung entspricht jeweils der in 1 gezeigten Servomotor-Steuerschaltung 190, 200 und 210.
Die Servomotor-Steuerschaltung 190 ist wie in dem in 3 gezeigten
Blockdiagramm aufgebaut. Die anderen Servomotor-Steuerschaltungen 200, 210 besitzen
einen dazu ähnlichen Aufbau. Die Servomotor-Steuerschaltung 190 enthält
eine Logikschaltung 191, einen Motortreiber 192,
einen LIN-Transceiver 193 und eine elektrische Leistungsquelle 194.
Die Servomotor-Steuerschaltung 190 kann mit dem Servomotor 90 entweder
integriert oder physikalisch gekoppelt ausgeführt sein,
während die A/C-ECU 50 getrennt von dem Servomotor 50 vorgesehen
wird.
-
Die
Leistungsquelle 194 versorgt jeden Teil der Servomotor-Steuerschaltung 190,
des Luftmisch-Servomotors 19 und dergleichen mit elektrischer
Leistung eines vorbestimmten Spannungspegels über die Leistungsversorgungsleitung
(+B) 110. Der LIN-Transceiver 193 ist eine Kommunikationsinterfaceschaltung,
die mit der LIN-Netzwerkleitung 111 zur Kommunikation verbunden
ist und als ein Empfängerabschnitt und ein Sendeabschnitt
betrieben wird. Der Motortreiber 192 enthält eine
Schaltung zum Ansteuern bzw. Antreiben des Servomotors 19.
-
Der
Impulscodierer 195 ist neben der Drehwelle des Servomotors 19 vorgesehen
und wird in Synchronität mit der Drehung des Servomotors 19 betrieben,
um Impulssignale zu erzeugen. Er kann einen herkömmlichen
Drehcodierer und eine Signalformschaltung (wave shaper circuit)
enthalten. Der Impulscodierer 195 erzeugt mit seiner Signalformschaltung
(nicht gezeigt) die Impulssignale P1 und P2, die in 4A und 4B gezeigt
sind. Diese Impulssignale P1 und P2 werden an die Logikschaltung 191 angelegt.
Die Impulssignale P1 und P2 werden von der Signalformschaltung in
zwei Kombinationsmustern erzeugt, welche zueinander in Übereinstimmung
mit der Errichtung der Motordrehung unterschiedlich sind. Die Impulssignale
P1 und P2 weisen in Übereinstimmung mit der Richtung der
Motordrehung einen Phasenunterschied von 90° auf. In der 4A zeigt
daher das Impulssignal P2 jeweils einen hohen (H) Pegel an, wenn
das Impulssignal P1 in den H-Pegel wechselt. Dieser Zustand wird
als eine Vorwärtsdrehung erfasst. Jedes Mal, wenn die ansteigenden
und abfallenden Flanken der Impulssignale P1 und P2 erfasst werden,
wird die Drehposition um Eins weitergezählt (+1), wodurch
eine Erhöhung eines Zählwerts eines Drehpositionszählers, der
in dem Speicher 191m gespeichert wird, erhöht wird.
-
In
der 4B zeigt das Impulssignal P2 immer einen niedrigen
(L) Pegel, wenn das Impulssignal P1 in den H-Pegel wechselt. Dieser
Zustand wird als eine Rückwärtsdrehung erfasst.
Jedes Mal, wenn die ansteigenden bzw. abfallenden Flanken der Impulssignale
P1 und P2 erfasst werden, wird die Drehposition um eins erniedrigt
(–1), wodurch der Zählwert des Drehpositionszählers
verringert wird. Somit kann sowohl die Drehrichtung als auch die
Drehposition des Servomotors 19 bestimmt und erfasst werden.
Der Impulscodierer 195 arbeitet daher als ein Drehpositionserfassungsabschnitt.
Die Anzahl der Impulscodierer kann Eins oder Zwei sein.
-
Zurückkehrend
zu 3 kann die Logikschaltung 191, die den
Speicher 191m enthält, als ein herkömmlicher
Mikrocomputer ausgestaltet sein, der unter anderem eine CPU, ein
ROM und ein RAM enthält, oder aber als eine hart-verdrahtete
Logikschaltung. Die Logikschaltung 191 ist so ausgestaltet,
dass sie als ein Antriebssteuerabschnitt, ein Drehpositionsänderungserfassungsabschnitt,
ein Betriebsgrenzenprüfabschnitt, ein Abtastabschnitt und
ein Positionsvergleichsabschnitt arbeitet. Der Speicher 191m arbeitet
als ein Drehpositionsänderungserfassungsabschnitt und als
Koinzidenz- bzw. Übereinstimmungszählungsspeicherabschnitt
arbeitet.
-
Bei
der herkömmlichen Vorrichtung wird die Servomotor-Antriebssteuerverarbeitung
durchgeführt, wie sie in 5 gezeigt
ist. Die A/C-ECU 50 und die Servomotor-Steuerschaltung
(SCC) 190 führen eine regelmäßige
Datenkommunikation über die LIN-Leitung 11 durch.
Die anderen Servomotor-Steuerschaltungen führen in ähnlicher
Weise Datenkommunikationen durch. Bei dieser Datenkommunikation sendet
die Servomotor-Steuerschaltung 190 Zustandsdaten, deren
Zustand des Servomotors 19 anzeigen, an die A/C-ECU 50.
Die Zustandsdaten enthalten eine Ist-Drehposition des Servomotors 19,
d. h., einen Zählwert des Drehpositionszählers,
der in dem Speicher 191m gespeichert ist (S11).
-
Die
A/C-ECU 50 bestätigt die Ist-Drehposition des
Servomotors 19 (S12). Die A/C-ECU stellt anschließend
eine Soll-Stoppposition des Servomotors 19 basierende auf
verschiedenen durch die Sensoren 52 erfasste Zustände,
auf Benutzerbetätigungen (Einstellung) der Betriebsschalter 53 und
der Ist-Drehposition des Servomotors 19 ein, und erzeugt
einen Servomotor-Ansteuerbefehl zum Ansteuern des Servomotors 19 auf
die Soll-Stoppposition (S13). Die A/C-ECU 50 sendet den
Servomotor-Ansteuerbefehl zu der Servomotor-Steuerschaltung 190 (S14).
-
Wenn
die Logikschaltung 191 der Servomotorsteuerschaltung 190 den
Servomotor-Ansteuerbefehl von der A/C-ECU 50 über
den LIN-Transceiver 193 empfangt, sendet sie einen Antriebsbefehl
zu dem Motortreiber 192, um den Servomotor 19 in
der Vorwärts- oder der Rückwärtsrichtung
zu drehen, so dass der Servomotor 19 an der Soll-Stoppposition anhält
(S15).
-
Falls
bzw. wenn die Ist-Drehposition des Servomotors 19 die Soll-Stoppposition
erreicht, d. h., die Ist-Position mit der Soll-Stoppposition koinzidiert bzw. übereinstimmt
(S16: JA), sendet die Logikschaltung 191 einen Stoppbefehl
zu dem Motortreiber 192 zum Anhalten des Servomotors 19 (S17).
-
Bei
der regelmäßigen Kommunikation mit der A/C-ECU 50 sendet
anschließend die Servomotor-Steuerschaltung 190 die
Ist-Drehposition des Servomotors 19, die basierend auf
den Impulssignalen P1 und P2 des Impulscodierers 195 während
der Drehung des Servomotors 19 erfasst worden sind, zu der
A/C-ECU 50. Die Servomotor-Steuerschaltung 190 sendet
Stoppdaten, die ein Anhalten des Servomotors 19 anzeigen,
zu der A/C-ECU 50, wenn der Servomotor 19 an der
Soll-Stoppposition angehalten hat (S18).
-
Die
A/C-ECU 50 überprüft, ob die von der Servomotor-Steuerschaltung 190 empfangenen
Daten die Stoppdaten enthalten. Falls die Stoppdaten enthalten sind
(S19: JA), bestimmt die A/C-ECU 50, dass der Servomotor 19 an
der Soll-Stoppposition angehalten hat (S20).
-
Falls
die Stoppdaten, die ein Anhalten des Servomotors 19 anzeigen,
nicht enthalten sind (S19: NEIN), vergleicht die A/C-ECU 50 die
Ist-Drehposition des Servomotors 19, die zu diesem Zeitpunkt empfangen
worden ist, mit der Ist-Drehposition des Servomotors 9,
die zu einem vorhergehenden Zeitpunkt bei einer vorhergehenden Kommunikation empfangen
worden ist, um zu überprüfen, ob sich die Ist-Drehposition
verändert hat. Falls eine Veränderung in der Ist-Drehposition
festgestellt wird (S21: JA), kehrt die Verarbeitung zu Schritt S16
zurück und wartet auf weitere Kommunikation.
-
Falls
bzw. wenn jedoch keine Drehpositionsveränderung festgestellt
wird (S21: NEIN), überprüft die A/C-ECU 50,
ob die Ist-Drehposition fortfährt die gleiche zu bleiben,
d. h. weiterhin gleich bleibt. Falls die Ist-Drehposition für
einen vorbestimmten Zeitraum nicht gleichbleibt, beispielsweise
für N gleich 5 Zeitpunkte (S22: NEIN), kehrt die Verarbeitung
zu Schritt S16 zurück und wartet auf die nächste
Kommunikation.
-
Wenn
die Ist-Drehposition über N-Zeitpunkte gleichbleibt (S22:
JA), bestimmt die A/C-ECU 50 dass die Luftmischklappe 3 über
die Betriebsgrenze hinaus angesteuert wurde und gegen die Innenwand des
Kanals 1 anschlägt oder stößt
und erzeugt einen Motorstoppbefehl (S23). Bei der nächsten
regelmäßigen Kommunikation sendet die A/C-ECU 50 den
Motorstoppbefehl zu der Servomotor-Steuerschaltung 190 (S24).
-
Die
Logikschaltung 191 der Servomotor-Steuerschaltung 190 hält
daraufhin den Servomotor 19 durch Senden des Stoppbefehls
zu dem Motortreiber 192 sofort an (S25). Bei der nächsten
regelmäßigen bzw. turnusmäßigen
Kommunikation sendet die Servomotor-Steuerschaltung 190 Daten,
die anzeigen, dass der Servomotor 19 angehalten hat, zu
der A/C-ECU 50. Die A/C-ECU 50 führt
anschließend eine Fail-Safe-Verarbeitung durch, beispielsweise
eine Rückstellung der Luftmischklappe 3, d. h., der
Servomotor 19 wird in eine normale Position oder eine Initialposition
gebracht (S26).
-
Eine
Servomotor-Antriebssteuerverarbeitung, wie sie gemäß der
Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ausgeführt
wird, wird in 6 gezeigt.
-
Die
Schritte S31 bis S35 sind die gleichen Schritte, wie die Schritte
S11 bis S15, die im Zusammenhang mit 5 beschrieben
worden sind. Die Logikschaltung 191 führt nach
dem Ansteuern des Servomotors 19 eine Motorstoppüberprüfung
(S36) aus. Die Servomotor-Steuerschaltung 190 (genauer gesagt
die Logikschaltung 191) und die A/C-ECU 50 führen
ununterbrochen die regelmäßige bzw. turnusgemäße
Kommunikation durch (S37), während der Servomotor sich
dreht (S38: NEIN).
-
Wenn
die von der Servomotor-Steuerschaltung 190 empfangenen
Daten die Stoppdaten, die ein Anhalten des Servomotors 19 anzeigen,
enthalten (S38: JA), analysiert die A/C-ECU 50 die empfangen Daten
hinsichtlich einer Motorstoppursache und überprüft,
ob das Anschlagen erfasst worden ist (S39). Falls kein Anschlagen
erfasst wird (S39: NEIN), bestimmt die A/C-ECU 50, dass
der Servomotor 19 die Soll-Stoppposition erreicht hat und
angehalten hat (S40).
-
Falls
das Anschlagen erfasst wird (S39: JA), bestimmt die A/C-ECU 50,
dass der Motorstopp durch ein Anschlagen an die Wand verursacht
worden ist (S41) und führt eine Fail-Safe-Verarbeitung durch
(S42), die ähnlich zu dem Schritt S26 ist, wie er im Zusammenhang
mit der 5 beschrieben worden ist.
-
Die
Servomotor-Stoppüberprüfung entsprechend dem in 6 gezeigten
Schritt 36 wird im Folgenden unter Bezugnahme auf 7 und 8 genauer
beschrieben. Diese Verarbeitung wird zu einem in 8 gezeigten
vorbestimmten Zeitintervall T, welches sich von einer Drehzahl des
Servomotors 19 unterscheidet und nicht damit zusammenhängt,
d. h., einer Zeitdauer der Impulssignale P1 und P2, die durch den
Impulscodierer 195 erzeugt werden, ausgeführt.
-
Zunächst
ermittelt die Logikschaltung 191 den Zählwert
des Ist-Positionszählers (4)
und speichert diesen in einem Ist-Drehpositionsregister des Speichers 191m oder
des RAM (nicht gezeigt) als die Ist-Drehposition ab (S51). Die Logikschaltung 191 vergleicht
die Ist-Drehposition mit der Soll-Stoppposition des Servomotors 19 (S52),
welche von der A/C-ECU 50 empfangen worden ist und in dem
Speicher 191m oder dem RAM gespeichert wurde.
-
Falls
die Ist-Drehposition des Servomotors 19 mit der Soll-Stoppposition übereinstimmt,
d. h., wenn der Servomotor 19 die Soll-Stoppposition erreicht
hat (S53: JA), sendet die Logikschaltung 191 einen Stoppbefehl
zu dem Motortreiber 192, um den Servomotor 19 anzuhalten.
Die Logikschaltung 191 bestimmt daraufhin, dass die Ursache
für das Anhalten das Erreichen der Soll-Stoppposition ist
und er speichert diese Bestimmung zusammen mit dem Zustand (Stillstand)
des Servomotors 19 in dem Speicher 191m oder dem
RAM als Sendedaten für die A/C-ECU 50 (S54) ab.
Anschließend ersetzt die Logikschaltung 191 den
Inhalt des Drehpositionsregisters, der in dem Speicher 191m gespeichert
ist, mit dem Inhalt des Ist-Drehpositionsregisters (S55), wodurch
die vorhergehende Drehposition aktualisiert wird und die Verarbeitung
beendet wird.
-
Falls
die Ist-Drehposition des Servomotors 19 nicht mit der Soll-Stoppposition übereinstimmt,
d. h., der Servomotor 19 die Soll-Stoppposition noch nicht
erreicht hat (S53: NEIN), vergleicht die Logikschaltung 191 den
Inhalt des Ist-Drehpositionsregisters, der die Ist-Drehposition
anzeigt, mit dem Inhalt des vorhergehenden Drehpositionsregisters
(S56).
-
Wenn
die Ist-Drehposition des Servomotors 19 mit der vorhergehenden
Drehposition übereinstimmt (S57: JA), erhöht die
Logikschaltung 191 den Zählwert (Anzahl an Übereinstimmung)
des Übereinstimmungszählregisters, der in dem
Speicher 191m gespeichert ist, um Eins (S58).
-
Falls
der Zählwert des Übereinstimmungszählregisters
größer als ein vorbestimmter Referenzwert ist
(S59: JA), beispielsweise größer oder gleich 3,
wie in 8 gezeigt, bestimmt die Logikschaltung 191,
dass die Luftmischklappe 3 über die Betriebsgrenze
des Servomotors 19 hinaus angetrieben worden ist und an
die Innenwand des Kanals 1 angeschlagen hat. Die Logikschaltung 191 sendet
den Stoppbefehl zu dem Motortreiber 192, um den Servomotor 19 anzuhalten.
Die Logikschaltung 191 bestimmt daraufhin, dass die Ursache
für das Anhalten ein Anschlagen an der Wand ist und speichert
diese Bestimmung zusammen mit dem Zustand (Stillstand) des Servomotors 19 in
dem Speicher 191 oder dem RAM als die Sendedaten für
die A/C-ECU 50 ab. Die Lo gikschaltung 191 ersetzt
den Wert des Ist-Drehpositionsregisters mit dem Wert des Ist-Drehpositionsregisters,
das in dem Speicher 191m gespeichert ist (S55), wodurch
die Verarbeitung von Schritt S36 endet.
-
Falls
der Zählwert des Übereinstimmungszählregisters
kleiner als ein vorbestimmter Referenzwert ist (S59: NEIN), ersetzt
die Logikschaltung 191 den Inhalt des vorhergehenden Drehpositionsregisters
mit dem Inhalt des Ist-Drehpositionsregisters (S55), womit ebenso
die Verarbeitung des Schritts S36 endet.
-
Falls
die Ist-Drehposition des Servomotors 19 nicht mit der vorhergehenden
Drehposition übereinstimmt (S54: NEIN), erniedrigt die
Logikschaltung 191 den Zählwert des Übereinstimmungszählregisters,
der in dem Speicher 191m gespeichert ist (S60). Die untere
Grenze des Übereinstimmungszählregisters wird
auf Null gesetzt. Die Logikschaltung 190 ersetzt den Inhalt
des vorhergehenden Drehpositionsregisters mit dem Inhalt des Ist-Drehpositionsregisters
in dem Speicher 191m (S55), womit die Verarbeitung des
Schritts S36 endet.
-
Falls
bzw. wenn das Anschlagen an der Wand erfasst wird, wird der Motor
gemäß der in 8 gezeigten
Sequenz angehalten. Wie zuvor beschrieben, wird der Wert des Drehpositionszählers
in dem Ist-Drehpositionsregister zu einem vorbestimmten Intervall
gespeichert und mit dem Wert verglichen, der in dem vorhergehenden
Drehpositionsregister gespeichert worden ist. Falls die Werte der
beiden Register gleich bzw. unterschiedlich sind, wird der Wert
des Übereinstimmungszählregisters um Eins erhöht
bzw. um Eins erniedrigt. Die Erniedrigung wird auf Null als niedrigsten
Wert begrenzt. Wenn der Wert des Ist-Positionszählers einen
Wert nH (H: Hexadezimalzahl) nicht verändert, d. h., wenn
die Werte der beiden Register ununterbrochen gleich bleiben und
der Zählwert des Übereinstimmungszählregisters
den Referenzwert 3 erreicht, wird der Servomotor 19 angehalten.
-
Die
vorliegende Erfindung ist nicht auf die dargestellte Ausführungsform
beschränkt, sondern kann auch einer Reihe von modifizierten
Ausführungsformen implementiert werden.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste
der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert
erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information
des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- - JP 2007-314119
A [0003]
- - JP 2005-112293 A [0003]
- - US 2005/0077858 [0003]
- - JP 2006-298170 A [0003]
- - JP 9-201084 A [0003]