DE102015204697A1

DE102015204697A1 - Motorsteuergerät und Verfahren für ein Fahrzeug

Info

Publication number: DE102015204697A1
Application number: DE102015204697.4A
Authority: DE
Inventors: Jin Kim; June Kyu Park; Soon Myung Kwon
Original assignee: Hyundai Motor Co; Kia Motors Corp
Current assignee: Hyundai Motor Co; Kia Corp
Priority date: 2014-10-22
Filing date: 2015-03-16
Publication date: 2016-04-28
Also published as: KR101610528B1; US9630473B2; US20160116538A1

Abstract

Eine Motorantriebseinrichtung und eine Verfahren für ein Fahrzeug werden zu Verfügung gestellt, um einen Klimaanlagenmotor durch Erfassen eines Ausgangssignals und eines Stromes eines Feedbacksensors einzustellen und zu diagnostizieren. Die Motorantriebseinrichtung umfasst einen Feedbacksensor, der ausgebildet ist, um eine Feedbackspannung durch Erfassen eines Rotationswinkels eines Motors auszugeben. Zusätzlich ist ein Steuergerät ausgebildet, um einen im Wesentlichen konstanten Strom erzeugen, der einem Betriebszustand des Motors entspricht und um einen Antriebszustand des Motors durch Kombinieren des konstanten Stromes mit der Feedbackspannung zu ermitteln.

Description

Bezugnahme auf verwandte Anmeldung
Die Priorität der Koreanischen Patentanmeldung KR 10-2014-0143497 , die am 22. Oktober 2014 eingereicht wurde, wird hiermit beansprucht, wobei die Veröffentlichung dieser Anmeldung hiermit durch Bezugnahme eingeschlossen wird.
Hintergrund
Die vorliegende Erfindung betrifft ein Motorsteuergerät und ein Verfahren für ein Fahrzeug und insbesondere eine Technologie zum Steuern und Diagnostizieren eines Klimaanlagenmotors durch Erfassen eines Ausgangssignals und eines Stromes eines Feedbacksensors (auch genannt Rückmeldungssensor bzw. Rückführungssensor; engl.: feedback sensor). Im Allgemeinen ist ein Heizungs-, Lüftungs-, und Kühlungssystem (heating, ventilation, and airconditioning; HVAC), welches eine Innenraumtemperatur eines Fahrzeugs einstellt und eine komfortablere und angenehmere Umgebung umsetzt, in dem Fahrzeug angeordnet. Seit kurzem sind vollautomatische Temperatursteuersysteme (full automatic temperatur control; FATC), die ausgebildet sind, um eine komfortable Umgebung durch automatisches Einstellen der Innenraumtemperatur gemäß einer eingestellten Temperatur, die von einem Fahrer oder einem Passagier ausgewählt wird, zu halten, in vielen Fahrzeugen angeordnet.
Gemäß dem FATC-System, wenn ein Fahrer oder eine Passagier in dem Fahrzeug, in dem das FATC-System angeordnet ist, eine Einstelltemperatur auswählt, ist ein Klimaanlagensteuergerät (d.h. FATC-Steuergerät) ausgebildet, um Sensorerfassungssignale von verschiedenen Sensoren zu erfassen, die zum Einstellen der Innenraumtemperatur verwendet werden, beispielsweise ein Sonnenstrahlensensor, der ausgebildet ist, um den Betrag an Sonnenstrahlung zu erfassen, ein Außentemperatursensor, der ausgebildet ist, um eine Außentemperatur zu erfassen, und ein Innenraumtemperatursensor, der ausgebildet ist, um eine Innenraumtemperatur des Fahrzeugs zu erfassen, so dass das FATC-System effizient eine Innenraumtemperatur des Fahrzeugs einstellen kann. Das FATC-System kann ausgebildet sein, um eine thermische Belastung eines Innenraumes basierend auf Erfassungswerten von verschiedenen Sensoren zu berechnen. Das FATC-System ist auch ausgebildet, um eine Entladungsart, eine Entladungstemperatur, eine Entladungsrichtung, eine Entladungsluftströmung, etc. zu ermitteln.
Um eine Innenraumtemperatur und Systembetriebe einzustellen, ist das FATC-Steuergerät ausgebildet, um Erfassungswerte von einem Entladungstemperatursensor, der ausgebildet ist, um eine Entladungstemperatur zu erfassen, von einem Heizungstemperatursensor, der ausgebildet ist, um eine Temperatur eines elektrischen Heizers zu erfassen (beispielsweise ein Heizgerät mit einem positiven Temperaturkoeffizienten (PTC)) (d.h., ein Hilfsheizgerät im Fall eines Fahrzeugs mit einer Verbrennungskraftmaschine und ein Hauptheizgerät im Fall eines elektrischen Fahrzeugs), und von einem Verdampfungstemperatursensor, der ausgebildet ist, um eine Verdampfungstemperatur zu erfassen, zu empfangen. Um ferner die Bereitstellung von Klimaanlagenluft gemäß dem ermittelten Entladungsmodus, der ermittelten Entladungstemperatur, der ermittelten Entladungsrichtung, und der Entladungsluftströmung einzustellen, werden ein Modusaktuator, eine Temperaturklappe (d.h., eine Temperatursteuerklappe), ein Aktuator, ein Aktuator zum Steuern der Lüfterklappe, ein Klimaanlagenlüfter, ein Kompressor, ein elektrischer Heizer, etc. gesteuert.
1 ist ein beispielhafter, äquivalenter Schaltkreis einer bekannten Klimaanlagenmotoreinrichtung aus dem Stand der Technik. Bezugnehmend auf 1 umfasst die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung einen Motor M, einen Motorantrieb 10, und einen Rückmeldungssensor 20. Der Motorantrieb 10 ist ausbildet, um eine Antriebsspannung auszugeben, um den Motor M beim Empfang einer Bereitstellungsspannung VTC anzutreiben. Der Feedbacksensor 20 ist ausgebildet, um einen Antriebswinkel des Motors M zu erfassen und um den erfassten Antriebswinkel als einen Spannungswert auszugeben. Der Feedbacksensor 20 kann durch eine Bezugsspannung (Ref) (beispielsweise ca. 5 V) angetrieben werden.
2 ist ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung darstellt, die in einem normalen Modus gemäß dem Stand der Technik betrieben wird. In 2 kann angenommen werden, dass eine Zielantriebsspannung des Motors M auf 4V eingestellt ist. Wenn eine Spannung, die von dem Feedbacksensor 20 erfasst wird, auf 4V einstellt ist, ist das Steuergerät 30 ausgebildet, um eine Zielposition des Motors M als Antwort auf ein Ausgangssignal des Feedbacksensors 20 zurückzugeben.
3 bis 5 stellen beispielhafte Fälle dar, in denen ein fehlerhafter Betrieb oder eine Fehlfunktion in der bekannten Klimaanlagenmotoreinrichtung auftritt. Bezugnehmend auf 3, wenn ein abnormaler Stillstand in dem Motor M auftritt, der die Zielspannung von 4V aufweist, kann die Erfassungsspannung des Feedbacksensors 20 als eine Spannung von 3V eingestellt werden. Auch wenn der Motor M der bekannten Klimaanlagenmotoreinrichtung still steht, kann ein Antriebsstrom kontinuierlich an dem Motor anliegen.
Bezugnehmend auf 4, obwohl eine Zielspannung des Motors M auf 4V eingestellt ist, wenn ein Anschluss zum Verbinden des Motors M und des Steuergeräts 30 beschädigt ist oder abgeschnitten ist, kann die erfasste Spannung des Feedbacksensors 20 auf 3V einstellt werden. Wenn ein gebrochenes Kabel oder ein unterbrochener Abschnitt in dem Motor M auftritt, bewegt sich der Motor M nicht zu einer Zielposition. Die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung ist konstruiert, um einen Antriebsstrom an den Motor M während einer vorgegebenen Zeit (beispielsweise ca. 10 Sekunden) anzulegen, sogar wenn ein Kabel des Motors M geöffnet ist.
Bezugnehmend auf 5, obwohl der Motor M eine Zielspannung von 4V aufweist, kann, wenn ein Anschluss zum Verbinden des Motors M und des Steuergerätes 30 einen Kurzschluss aufweist, die Erfassungsspannung des Feedbacksensors 20 als eine andere Spannung erfasst werden. Wenn der Motor M einen Kurzschluss aufweist, bewegt sich der Motor M nicht hin zu der Zielposition. Die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung ist konstruiert, um einen Antriebsstrom an den Motor M während einer vorgegebenen Zeitdauer (beispielsweise ungefähr 10s) anzulegen, sogar wenn ein Kabel des Motor M einen Kurzschluss aufweist.
Wie oben beschrieben wurde, kann ein fehlerhafter Betrieb oder eine Fehlfunktion in dem Motor M aufgrund verschiedener Gründe auftreten, wie einem abnormalen Stillstand, einem Kurzschluss, einem gebrochenem Kabel, etc. Jedoch ermittelt die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung einen Zustand des Motors M verwendend nur den Ausgangswert des Rückmeldungssensors 30.
Insbesondere kann es schwierig sein für die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung korrekt zu erkennen, ob ein Steuerfehler des Motors M aufgrund eines abnormalen Stillstands, eines gebrochenem Kabels oder eines Kurzschlusses auftritt, wie in 3 bis 5 gezeigt. Demgemäß wird ein Antriebsstrom an die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung während eines Time-out-Intervalls angelegt und der Antriebsstrom kann unvermeidbar die Haltbarkeit des Motors und der ausbildenden Bestandteile beeinflussen, so dass die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung eine Schwierigkeit beim korrekten Erkennen des tatsächlichen Fehlermoduses aufweisen kann.
Zusammenfassung
Verschiede beispielhafte Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung sind auf das zur Verfügung stellen einer Motorantriebseinrichtung und eines Verfahrens für ein Fahrzeug gerichtet, das im Wesentlichen ein Problem oder mehrere Probleme aufgrund von Einschränkungen und Nachteilen des Stand der Technik vermeidet. Eine beispielhafte Ausführungsform der vorliegenden Erfindung betrifft eine Motorantriebseinrichtung für ein Fahrzeug, welches einen Motorzustand durch Erfassen eines Ausgangssignals und eines Stromes eines Feedbacksensors erfasst, einen Klimaanlagenmotor als Antwort auf den erfassten Zustand einstellt und einen Fehler beim Antreiben des Motors genauer diagnostiziert.
Gemäß einem Aspekt der beispielhaften Ausführungsform kann eine Motorantriebseinrichtung für ein Fahrzeug aufweisen: einen Feedbacksensor, der ausgebildet ist, um eine Feedbackspannung durch Erfassen eines Rotationswinkels eines Motors auszugeben, und ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um im Wesentlichen einen konstanten Storm zu erzeugen, der einem Betriebszustand des Motors entspricht, und um einen Antriebszustand des Motors durch Kombinieren des konstanten Stromes mit der Feedbackspannung zu ermitteln.
Es muss verstanden werden, dass sowohl die vorangegangene allgemeine Beschreibung als auch die vorliegende detaillierte Beschreibung der vorliegenden Erfindung beispielhaft sind und der Erklärung dienen und daher dazu gedacht sind, um eine weitere Erklärung der beanspruchten Erfindung zu Verfügung zu stellen.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
Die beigefügten Zeichnungen, die beigefügt sind, um ein weitergehendes Verstehen der Erfindung zur Verfügung zu stellen und die einen Teil dieser Anmeldung ausbilden und beispielhafte Ausführungsformen der Erfindung darstellen, dienen gemeinsam mit der Erfindung dazu, um das Prinzip der Erfindung zu erklären.
1 ist ein beispielhafter äquivalenter Schaltkreis einer bekannten Klimaanlagenmotoreinrichtung aus dem Stand der Technik;
2 ein beispielhaftes schematisches Diagramm, das die bekannte Klimaanlagenmotoreinrichtung darstellt, die in einem normalen Modus gemäß dem Stand der Technik betrieben wird;
3 bis 5 stellen beispielhafte Fälle dar, in denen ein fehlerhafter Betrieb oder eine Fehlfunktion in dem bekannten Klimaanlagenmotor gemäß dem Stand der Technik auftritt;
6 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine Klimaanlagenmotoreinrichtung für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt;
7 ist ein beispielhaftes, detailliertes Schaltkreisdiagramm, das eine Motorzustandserfassungseinheit darstellt, die in 6 gezeigt ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung;
8 ist ein beispielhaftes, detailliertes Schaltkreisdiagramm, das einen Stromgenerator, der in 7 gezeigt ist, gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt; und
9 bis 14 stellen beispielhafte Fälle dar, in denen ein fehlerhafter Betrieb oder eine Fehlfunktion in einer Klimaanlagenmotoreinrichtung gemäß einer beispielhaften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung auftritt.
Detaillierte Beschreibung
Es muss verstanden werden, dass der Begriff „Fahrzeug“ oder „Wagen“ oder ähnliche Begriffe, sowie sie hier verwendet werden, Kraftfahrzeuge im Allgemeinen, wie Personenkraftwagen umfassend Sport- und Nutzfahrzeuge (sport utility vehicles; SUV), Busse, Lastwagen, verschiedene Nutzfahrzeuge, Wasserfahrzeuge umfassend eine Vielzahl von Booten und Schiffen, Flugzeuge und dergleichen umfasst und Hybridfahrzeuge, elektrische Fahrzeuge, Verbrennungsfahrzeuge, Plug-in-Hybridelektrofahrzeuge, Fahrzeuge mit Wasserstoffantrieb und andere Fahrzeuge, mit alternativen Kraftstoffen (beispielsweise Kraftstoffe, die aus anderen Quellen als Erdöl gewonnen werden) umfasst.
Obwohl eine beispielhafte Ausführungsform unter Verwendung einer Vielzahl von Einrichtungen, um den beispielhaften Prozess auszuführen beschrieben wurde, muss verstanden werden, dass die beispielhaften Prozesse auch durch eines oder eine Vielzahl an Modulen durchgeführt werden können. Zusätzlich muss verstanden werden, dass der Begriff Steuergerät/Steuereinheit eine Hardwareeinheit bezeichnet, die einen Speicher und einen Prozessor umfasst. Der Speicher ist ausgebildet, um die Module zu speichern, und der Prozessor ist dazu ausgebildet, um die Module auszuführen, um einen oder mehrere Prozesse auszuführen, welche weiter unten beschrieben werden.
Ferner kann die Steuerungslogik der vorliegenden Erfindung als nicht flüchtiges, computerlesbares Medium auf einem computerlesbaren Medium, das ausführbare Programmanweisungen, die von einem Prozessor, Steuergerät/Steuereinheit oder dergleichen ausführbar sind, aufweist, ausgebildet sein. Beispiele des computerlesbaren Mediums umfassen, sind aber nicht beschränkt auf ROM, RAM, Kompakt-Disk(CD)-ROMs, Magnetbänder, Disketten, Flash-Laufwerke, Chipkarten und optische Datenspeichereinrichtungen. Das computerlesbare Aufzeichnungsmedium kann auch in mit einem Netzwerk gekoppelten Computersystemen verteilt werden, so dass das computerlesbare Medium auf eine verteilte Weise gespeichert und ausgeführt wird, beispielsweise durch einen Telematikserver oder ein Controller Area Network (das Bussystem CAN).
Die hier verwendete Terminologie dient nur dem Zwecke des Beschreibens spezieller Ausführungsformen und ist nicht dazu gedacht die Erfindung einzuschränken. Sowie sie hier verwendet werden sind die Singularformen „ein/eine/eines“ und „der/die/das“ dazu gedacht auch die Pluralformen zu umfassen, außer der Zusammenhang zeigt dies klar anders auf. Ferner muss verstanden werden, dass die Begriffe „umfassen“ und/oder „umfassend“, wenn sie in dieser Spezifikation verwendet werden, das Vorhandensein der genannten Merkmale, Felder, Schritte, Betriebe, Elemente und/oder Komponenten spezifiziert, jedoch nicht das Vorhandensein oder das Hinzufügen von einem oder mehreren anderen Merkmalen, Feldern, Schritten, Betrieben, Elementen, Komponenten oder Gruppen davon ausschließen. Sowie er hier verwendet wird, umfasst der Begriff „und/oder“ irgendeine oder alle Kombinationen von einem oder mehreren der zugeordneten, aufgezählten Merkmale.
Sofern nicht anders angeführt oder offensichtlich aus dem Kontext muss, sowie er hier verwendet wird, der Begriff „ungefähr“ als innerhalb eines Bereichs einer normalen Toleranz im Stand der Technik verstanden werden, beispielsweise innerhalb von zwei Standardabweichungen des Mittelwertes. „Ungefähr“ kann versanden werden als innerhalb von 10%, 9%, 8%, 7%, 6%, 5%, 4%, 3%, 2%, 1%, 0,5%, 0,1%, 0,05%, oder 0,01% des genannten Wertes. Außer auf andere Weise aus dem Kontext klar werden alle numerischen Werte, die hier zur Verfügung gestellt werden, mit dem Begriff „ungefähr“ modifiziert.
Bezugnahme erfolgt nun im Detail auf die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung, von der Bespiele in den beigefügten Zeichnungen dargestellt sind. Wo immer dies möglich ist, werden die gleichen Bezugszeichen in allen Zeichnungen verwendet, um gleiche oder ähnliche Teile zu bezeichnen.
6 ist ein beispielhaftes Blockdiagramm, das eine Motorantriebseinrichtung (ein Motorsteuergerät) für ein Fahrzeug gemäß einer beispielhaften Ausführungsform darstellt. Bezugnehmend auf 6 kann die Motorantriebseinrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform ein Steuergerät 100, einen Motor M und einen Feedbacksensor 200 umfassen. Im Speziellen kann das Steuergerät 100 eine Motorantriebseinheit 110, eine Motorzustandserfassungseinheit 120 und ein Motorsteuergerät (MSG) 130 aufweisen und dazu ausgebildet sein diese zu steuern.
Das Steuergerät 100 kann ausgebildet sein, um eine Feedbackspannung, die von dem Feedbacksensor 200 erfasst wird, mit einem internen Stromwert zu kombinieren, den Motor M unter Verwendung des Kombinationsergebnisses zu betätigen, und um zu diagnostizieren, ob ein fehlerhafter Betrieb in dem Motor M auftritt. Als ein Ergebnis kann eine Funktion und Qualität eines Motorsteuerbetriebes als Antwort auf einen Betriebszustand des Motors M und die Haltbarkeit des Motors M sichergestellt werden.
Der Feedbacksensor 200 kann ausgebildet sein, um einen Rotationswinkel des Motors M zu erfassen und um eine Feedbackspannung des Steuergeräts 100 auszugeben. Wenn eine Veränderung der Feedbackspannung, die von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird, nicht während einer vorgegebenen Zeitdauer oder länger (ungefähr 10 Sekunden oder länger) erfasst wird, kann das Steuergerät 100 ausgebildet sein, um das Auftreten eines Stillstandes zu ermitteln. Genauer gesagt kann der Feedbacksensor 200 ausgebildet sein, um einen Rotationswinkel (beispielsweise ungefähr 0°~150°) des Motors M in einen analogen Spannungswert (beispielsweise ungefähr 0V~5V) zu ändern, der einem spezifischen Bereich entspricht. Der Feedbacksensor 200 kann ausgebildet sein, um einen analogen Wert zu übertragen, der eine korrekte Position des rotierenden Motors M dem Motorsteuergerät (MSG) 130 anzeigt, um korrekt einen vom Nutzer gewünschten Rotationwinkel zu implementieren.
Die Motorantriebseinheit 110 kann ausgebildet sein, um den Motor M als Antwort auf eine Antriebsspannung (MTVCC), die von einer Hochvoltbatterie empfangen wird, und eine Gate-Spannung (Vgate), die von dem MSG 130 empfangen wird, zu betreiben. Zusätzlich kann die Motorzustandserfassungseinheit 120 von der Antriebsspannung (MTVCC), die von der Hochvoltbatterie empfangen wird, und der Gate-Spannung (Vgate), die von dem MSG 130 empfangen wird, angetrieben werden. Die Motorzustandserfassungseinheit 120 kann ausgebildet sein, um eine Vielzahl an Sensorsignalen (COM1~COM3), die unterschiedliche Stromwerte aufweisen, an das MSG 130 als Antwort auf einen konstanten Strom auszugeben, der einem Zustand des Motors M entspricht. Im Speziellen kann die Motorzustandserfassungseinheit 120 als ein Halbleiterschaltkreis ausgebildet sein, der ausgebildet ist, um ein Stromspiegeln durchzuführen.
Das MSG 130 kann ausgebildet sein, um die Gate-Spannung (Vgate) an die Motorantriebseinheit 110 und die Motorzustandserfassungseinheit 120 auszugeben. Das MSG 130 kann auch ausgebildet sein, um eine Feedbackspannung, die von dem Feedbacksensor 200 empfangen wurde, mit einer Vielzahl von Erfassungssignalen (COM1~COM3), die von der Motorzustandserfassungseinheit 120 erfasst wurden, zu kombinieren und um einen Zustand des Motors M basierend auf dem Kombinationsergebnis zu ermitteln. Ferner kann das Motorsteuergerät 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass die Feedbackspannung, die von dem Feedbacksensor 200 empfangen wurde, Priorität aufweist und das einige Erfassungssignale (COM1~COM3), die von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfangen werden, die gleiche Priorität aufweisen. Das MSG 130 kann auf eine vorher gespeicherte Position eines Startpunktes des Öffnungs-/Schließwinkels, der bevor der Motor M mit dem Betrieb beginnt erhalten wurde, zugreifen. Das MSG 130 kann auch ausgebildet sein, um die Gate-Spannung (Vgate) an die Motorantriebseinheit 110 auszugeben, um den Motor M anzutreiben bis der Motor M eine Zielspannung erreicht.
7 ist ein beispielhaftes, detailliertes Schaltkreisdiagramm, das die Motorzustandserfassungseinheit 120, die in 6 gezeigt ist, darstellt. Bezugnehmend auf 7 kann die Motorzustandserfassungseinheit 120 eine Antriebseinheit 121, einen Stromerzeuger, und einen Komparator 123 umfassen.
Die Antriebseinheit 121 kann ausgebildet sein, um selektiv die Antriebsspannung (MTVCC) an den Komparator 123 als Antwort auf die Gate-Spannung (Vgate) auszugeben. Die Antriebseinheit 121 kann eine Vielzahl an Transistoren umfassen. Die Transistoren können zwischen einem Eingangsanschluss der Antriebsspannung (MTVCC) und dem Komparator 123 gekoppelt sein, um es jedem Transistor zu gestatten die Gate-Spannung (Vgate) über einen Gate-Anschluss davon zu empfangen. In anderen Worten kann die Antriebseinheit 121 ausgebildet sein, um die Antriebsspannung (MTVCC) an einen Eingangsanschluss des Komparators 123 auszugeben, wenn die Gate-Spannung (Vgate) aktiviert wird, um es dem Komparator 123 zu gestatten einen Vergleichsprozess zu beginnen.
Der Stromgenerator 122 kann eine Vielzahl an Konstantstromquellen (CC1~CC3) umfassen. Die Konstantstromquellen (CC1~CC3) können zwischen der Antriebseinheit 121 und einem Erdungsanschluss gekoppelt sein, um im Wesentlichen einen Konstantstrom (auch konstanter Strom genannt) zu erzeugen. Im Speziellen können die Konstantstromquellen (CC1~CC3) einer Vielzahl an Transistoren, die in der Antriebseinheit 121 vorhanden sind, gemäß einer 1 zu 1 Zuordnung zugeordnet werden. Die Konstantstromquellen (CC1~CC3) können entsprechend ausgebildet sein, um Stromwerte einzustellen und um die eingestellten Konstantströme an den Komparator 123 auszugeben. Die Stromwerte, die jeweils von den Konstantstromquellen (CC1~CC3) ausgegeben werden, können soweit notwendig verändert werden.
Zusätzlich kann die Konstantstromquelle CC1 ausgebildet sein, um einen Strom zu erzeugen, der einem Stillstand (einem angehaltenen Zustand) entspricht und kann den erzeugten Strom an den Komparator 123 ausgegeben. Die Konstantstromquelle CC2 kann ausgebildet sein, um einen Strom zu erzeugen, der dem Erfassen eines niedrigen Zustands entspricht und kann den erzeugten Strom an den Komparator 123 ausgeben. Ferner kann die Konstantestromquelle CC3 ausgebildet sein, um einen Strom zu erzeugen, der einem hohen Zustand entspricht und kann den erzeugten Strom an den Komparator 123 ausgeben.
Obwohl die Motorantriebseinrichtung gemäß der beispielhaften Ausführungsform drei Signale, die der Stillstandserfassung (Stillstandszustand), der Niedrigzustandserfassung (niedriger Zustand), und der Hochzustandserfassung (hoher Zustand) zugeordnet sind, als Antwort auf die drei Konstantstromquellen (CC1~CC3) ausgibt, ist aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung und zum besseren Verstehen der vorliegenden Erfindung der Schutzumfang der vorliegenden Erfindung nicht darauf beschränkt und die Anzahl an Konstantstromquellen kann auch bei Bedarf verändert werden.
Der Stillstandsstrom, der mit der Konstantstromquelle CC1 erzeugt wird, kann auch anzeigen, dass ein abnormaler Stillstandstrom in dem Motor M auftritt. Der Niedrigstrom, der mit der Konstantstromquelle CC2 erzeugt wird, kann anzeigen, dass ein Anschluss zum Verbinden des Motors M und des Steuergeräts 100 durchtrennt oder abgeschnitten ist. Der Überstrom (auch hoher Strom genannt; engl.: high current), der mit Konstantstromquelle CC3 erzeugt wird, kann anzeigen, dass ein Anschluss zum Verbinden des Motors M und des Steuergeräts 100 kurzgeschlossen ist.
Das Steuergerät 123 kann ausgebildet sein, um das Ausgangssignal der Antriebseinheit 121 mit dem Ausgangssignal des Stromgenerators 122 zu vergleichen und kann eine Vielzahl an Erfassungssignalen (COM1~COM3) an das MSG 130 ausgeben. Der Komparator 123 kann eine Vielzahl an Komparatoren (C1~C3) umfassen. Die Komparatoren (C1~C3) können jeweils ausgebildet sein, um Ausgangssignale der Antriebseinheit 121 über den ersten Anschluss zu empfangen und können jeweils ausgebildet sein, um Ausgangsignale des Stromgenerators 122 über jeden zweiten Anschluss zu empfangen.
8 ist ein beispielhaftes, detailliertes Schaltkreisdiagramm, das den Stromgenerator 122, der in 7 gezeigt ist, darstellt. Eine Vielzahl an Konstantstromquellen (CC1~CC3), die in dem Stromgenerator 122 untergebracht sind, können die gleichen Strukturen, wie in 8 gezeigt, aufweisen, folglich wird ein detailliertes Schaltkreisdiagramm von einer Konstantstromquelle CC1 unter den Konstantstromquellen (CC1~CC3) im Folgenden aus Gründen der Einfachheit der Beschreibung und zum besseren Verständnis der vorliegenden Erfindung beschrieben.
Die Konstantstromquelle CC1 kann eine Vielzahl an Widerständen (R1~R3), einen Komparator C4 und einen Transistor (BJT) umfassen. Die Widerstände R1 und R2 können einem Spannungsteiler entsprechen und können in Reihe zwischen einem Spannungseingangsanschluss (V) und einem Erdungsanschluss gekoppelt sein, um es den Widerständen (R1, R2) zu gestatten die Teilung der Spannung V in einem vorgegebenen Verhältnis durchzuführen. Das Verhältnis der von dem Spannungsteiler geteilten Spannung kann auch auf ein anderes Verhältnis abgeändert werden ohne von dem Schutzumfang oder Geist der vorliegenden Erfindung abzuweichen. Zusätzlich kann der Komparator C4 ausgebildet sein, um ein Ausgangssignal des Spannungsteilers und ein Feedbackergebnis des Ausgangssignals des Transistors (BJT) zu empfangen, das empfangene Ausgangssignal des Spannungsteilers mit dem Feedbackergebnis des Ausgangssignals des Transistors (BJT) zu vergleichen, und um das Ergebnis des Vergleichs an einen Basisanschluss des Transistors (BJT) auszugeben.
Der Transistor (BJT) kann zwischen der Spannung (VC) und dem Widerstand gekoppelt sein, um es dem Transistor (BJT) zu gestatten als Biopolartransistor implementiert zu sein, der ein Ausgangssignal des Komparators C4 über einen Basisanschluss empfängt. Zusätzlich kann der Widerstand R3 zwischen dem Transistor (BJT) und einem Erdungsanschluss gekoppelt sein. Eine Vielzahl an erfassten Signalen (COM1~COM3), die mittels des Komparators 123 erzeugt werden, kann an das MSG 130 ausgegeben werden. Das MSG 130 kann ausgebildet sein, um eine Feedbackspannung, die mit dem Feedbacksensor 200 erzeugt wird, mit den erfassten Signalen (COM1~COM3), die von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfangen werden, zu kombinieren, und kann ausgebildet sein, um einen Zustand des Motors basierend auf dem Kombinationsergebnis zu ermitteln.

Verschiedene Situationen, in denen das MSG 130 verschiedene Zustände des Motors M erkennt, sind in der folgenden Tabelle 1 angeführt. Table 1

	Stromeingang	Abschluss der Veränderung des Sensorwertes	Stillstandserfassung	Niedrige Erfassung	Hohe Erfassung	Diagnoseergebnis
1	o	o	- irrelevant	×	×	Normales Antreiben des Motors
2	o	×	o	×	×	Abnormaler Stillstand des Motors
3	o	×	×	o	×	Motor geöffnet
4	o	×	×	×	o	Motor kurzgeschlossen
5	o	×	×	×	×	Steuerungsfehler
6	×	o	×	×	×	Motor wird durch den Einfluss der externen Umgebung angetrieben
7	×	×	○	×	×	Steuerungsfehler oder Halbleiterfehlfunktion
8	×	×	×	o	×	ebenso
9	×	×	×	×	o	ebenso
10	×	×	×	×	×	ebenso

Wie aus Tabelle 1 ersichtlich kann als Antwort auf die erfassten Signale (COM1~COM3), die von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfangen wurden und einem Anzeigesignal, das anzeigt, ob der Sensorwert des Feedbacksensors 200 verändert wurde, das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, ob ein fehlerhafter Betrieb oder eine Fehlfunktion in dem Motor M auftritt.
Beispielweise kann angenommen werden, dass die Motorantriebseinheit betrieben wird, um einen Antriebsstrom an den Motor M anzulegen. Wenn die Veränderung des Sensorwertes des Feedbacksensors 200 erfasst wird und wenn die Erfassungssignale (COM2, COM3), die jeweils den niedrigen Zustand und den hohen Zustand anzeigen, nicht von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfangen werden, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass der Motor M normal arbeitet (d.h. ohne irgendwelche Fehler), wie in 9 gezeigt. Im Speziellen kann das erfasste Signal (COM1) zum Anzeigen der Stillstandserfassung einen „irrelevanten“ Zustand ("Don't care"-Zustand) anzeigen.
Ferner kann angenommen werden, dass die Motorantriebseinheit 110 wirkt, um den Antriebsstrom an den Motor M anzulegen. Wenn die Veränderung des Sensorwertes des Feedbacksensors 200 nicht erfasst wird und wenn das erfasste Signal (COM1) das die Stillstanderfassung anzeigt, von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfangen wird, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass sich der Motor M in einem abnormalen Stillstandszustand befindet, wie in 10 gezeigt. Da ein gefrorenes Teil oder das Vorhandensein eines Fremdmaterials unerwartet während der Steuerung des Motors M auftreten kann, kann der Motor M stillstehen.
Zusätzlich kann angenommen werden, dass die Motorantriebseinheit 110 wirkt, um einen Antriebsstrom an den Motor M anzulegen. Wenn des MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert erfasst, der von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird und das erfasste Signal (COM2) empfängt, das den niedrigen Zustand von der Motorzustandserfassungseinheit 120 anzeigt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass der Motor M ein gebrochenes Kabel aufweist, wie in 11 gezeigt. Wenn das MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert erfasst, der von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird, und das erfasste Signal (COM 3) empfängt, das den hohen Zustand von der Motorzustandserfassungseinheit 120 anzeigt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, das der Motor M einen Kurzschluss aufweist, wie in 12 gezeigt.
Wenn das MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert erkennt, der von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird und nicht alle erfassten Signale (COM1~COM3), die den Stillstand, den niedrigen Zustand und den hohen Zustand anzeigen, von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfängt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um das Auftreten von Fehlern innerhalb des Steuergeräts 100 zu ermitteln, wie in 13 gezeigt.
Zusätzlich, wenn angenommen wird, dass die Motorantriebeinheit 110 nicht betrieben wird, um einen Antriebsstrom daran zu hindern, an den Motor M angelegt zu werden und wenn das MSG 130 eine Variation in dem Sensorwert erfasst, der von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird und nicht alle erfassten Signale (COM1~COM3), die den Stillstand, den niedrigen Zustand und den hohen Zustand anzeigen, von der Motorerfassungseinheit 120 empfängt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um das Auftreten von Fehlern aufgrund des Einflusses externer Umgebungen (engl.: external environments) zu ermitteln. Wenn das MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert, der von Feedbacksensor 200 empfangen wird, ermittelt und das erfasste Signal (COM1), das den Stillstand anzeigt, von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfängt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass ein fehlerhafter Betrieb oder ein Halbleiterversagen in dem Steuergerät 100 auftritt, wie in 14 gezeigt.
Auf ähnliche Weise wird angenommen, dass die Motorantriebseinheit 110 nicht betrieben wird, um einen Antriebsstrom daran zu hindern an den Motor M angelegt zu werden. Wenn das MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert erfasst, der von dem Feedbacksensor 200 empfangen wird, und das erfasste Signal COM2 oder COM3, das den niedrigen Zustand oder den hohen Zustand anzeigt, von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfängt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass ein fehlerhafter Betrieb oder ein Halbleiterversagen in dem Steuergerät 100 auftritt.
Ferner kann angenommen werden, dass die Motorantriebseinheit 110 nicht betrieben wird, um einen Antriebsstrom daran zu hindern, an den Motor M angelegt zu werden. Wenn das MSG 130 keine Variation in dem Sensorwert, der vom Feedbacksensor 200 empfangen wird, erkennt und keine erfassten Signale (COM1~COM3), die den Stillstand, den niedrigen Zustand und den hohen Zustand anzeigen, von der Motorzustandserfassungseinheit 120 empfängt, kann das MSG 130 ausgebildet sein, um zu ermitteln, dass der fehlerhafte Betrieb nicht in dem Motor M auftritt.
Es ist aus der obigen Beschreibung ersichtlich, dass die beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung die folgenden Effekte aufweisen.
Erstens können die beispielhaften Ausführungsformen genauer einen momentanen Betriebszustand des Motors diagnostizieren, was zu einer Verbesserung einer Funktion und Qualität des Motors führt.
Zweitens können die beispielhaften Ausführungsformen das Auftreten eines fehlerhaften Betriebs verhindern, der durch einen Überstrom erwirkt wird, der an den Motor angelegt wird, was zu einer erhöhten Haltbarkeit des Motors und des Motorantriebs führt.
Drittens können die beispielhaften Ausführungsformen motorbezogene Probleme des Klimaanlagensystems zu einem führen Zeitpunkt diagnostizieren und analysieren.
Obwohl die beispielhaften Ausführungsformen der Erfindung für Darstellungszwecke offenbart wurden, erkennt es der Fachmann, dass verschiedene Modifikationen, Hinzufügungen und Ersetzungen möglich sind, ohne von dem Schutzumfang und dem Geist der Erfindung, wie er in den angehängten Ansprüchen offenbart ist abzuweichen.
Bezugszeichenliste

M: Motor
10: Motorantrieb
20: Feedbacksensor
30: Steuergerät
100: Steuergerät
110: Motorantriebseinheit
120: Motorzustandserfassungseinheit
121: Antriebseinheit
123: Komparator
130: MSG (Motorsteuergerät)
200: Feedbacksensor

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

KR 10-2014-0143497 [0001]

Claims

Motorantriebseinrichtung für ein Fahrzeug, aufweisend: einen Feedbacksensor, der ausgebildet ist, um eine Feedbackspannung durch Erfassen eines Rotationswinkel eines Motors auszugeben; und ein Steuergerät, das ausgebildet ist, um einen im Wesentlichen konstanten Strom zu erzeugen, der einem Betriebszustand des Motors entspricht und um einen Antriebszustand des Motors durch Kombinieren des konstanten Stromes mit einer Feedbackspannung zu ermitteln.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 1, bei der das Steuergerät umfasst: eine Motorantriebseinheit, die ausgebildet ist, um einen Antriebsstrom zum Antreiben des Motors zu erzeugen; eine Motorzustandserfassungseinheit, die ausgebildet ist, um den im Wesentlichen konstanten Strom zu erzeugen, der dem Betriebszustand des Motors entspricht, um den im Wesentlichen konstanten Strom mit dem Antriebsstrom zu vergleichen, und um ein erfasstes Signal basierend auf dem Vergleichsergebnis auszugegeben; und ein Motorsteuergerät (MSG), das ausgebildet ist, um den Antriebszustand des Motors durch Kombinieren der Feedbackspannung mit dem erfassten Signal zu ermitteln.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Motorantriebseinheit durch eine Gate-Spannung gesteuert wird, die von dem Motorsteuergerät (MSG) empfangen wird.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 2, bei der die Motorzustandserfassungseinheit umfasst: eine Antriebseinheit, die von der Gate-Spannung, die von dem Motorsteuergerät (MSG) empfangen wird, und von einer Antriebsspannung, die von einer Hochvoltbatterie empfangen wird, gesteuert wird; einen Stromgenerator, der ausgebildet ist, um den im Wesentlichen konstanten Strom zu erzeugen, der dem Betriebszustand des Motors entspricht; und einen Komparator, der ausgebildet ist, um das erfasste Signal durch Vergleichen eines Ausgangssignals der Antriebseinheit mit einem Ausgangssignal des Stromgenerators auszugeben.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 4, bei der der Stromgenerator eine Vielzahl an Konstantstromquellen umfasst, die ausgebildet sind, um den Betriebszustand des Motors zu erfassen.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 5, bei der jede der Konstantstromquellen umfasst: einen Spannungsteiler, der ausgebildet ist, um eine Spannungsteilung durchzuführen; einen Transistor und einen Widerstand, die in Reihe zwischen einem Leistungsquellenanschluss und einem Erdungsanschluss gekoppelt sind; und einen Komparator, der ausgebildet ist, um den Transistor durch Vergleichen eines Ausgangssignals des Spannungsteilers mit einem Ausgangssignal des Transistors zu betreiben.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 6, bei der der Spannungsteiler eine Vielzahl an Widerständen umfasst, durch welche das Verhältnis der Spannungsteilung verändert wird.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 4, bei der der Spannungsteiler ausgebildet ist, um zumindest einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Zustand zu erfassen: einen Stillstandszustand, einen niedrigen Zustand und/oder einen hohen Zustand des Motors.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 4, bei der der Komparator eine Vielzahl an Komparatoren umfasst, die ausgebildet sind, um eine Vielzahl an erfassten Signalen zu erfassen, indem sie zumindest einen aus der folgenden Gruppe ausgewählten Zustand erfassen: einen Stillstandszustand, einen niedrigen Zustand und/oder einen hohen Zustand des Motors.
Motorantriebseinrichtung nach Anspruch 2, bei der das Motorsteuergerät (MSG) es der Feedbackspannung ermöglicht, eine Priorität beim Erfassen eines Motorzustands aufzuweisen und wobei die Vielzahl an erfassten Signalen zum Erfassen des Motorzustands die gleiche Priorität aufweist.
Motorantriebsverfahren für ein Fahrzeug, aufweisend: Empfangen einer Feedbackspannung durch ein Steuergerät von einem Feedbacksensor durch Erfassen eines Rotationswinkels eines Motors; Erzeugen eines im Wesentlichen konstanten Stromes, der einem Betriebszustand des Motors entspricht; und Ermitteln eines Antriebszustands des Motors durch Vergleichen des konstanten Stromes mit der Feedbackspannung.
Motorantriebsverfahren nach Anspruch 11, ferner aufweisend: Erzeugen eines Antriebsstromes zum Antreiben des Motors; und Vergleichen des im Wesentlichen konstanten Stromes mit dem Antriebsstrom und Ausgeben eines erfassten Signals basierend auf dem Vergleichsergebnis.
Motorantriebsverfahren nach Anspruch 11, bei dem zumindest ein aus der folgenden Gruppe ausgewählter Zustand erfasst wird: ein Stillstandszustand, ein niedriger Zustand und/oder einer hoher Zustand des Motors.