DE102017101640A1

DE102017101640A1 - Elektrische arbeitsmaschine und verfahren zum detektieren einer drehposition eines rotors eines bürstenlosen motors für eine elektrische arbeitsmaschine

Info

Publication number: DE102017101640A1
Application number: DE102017101640.6A
Authority: DE
Inventors: Hitoshi Suzuki
Original assignee: Makita Corp
Current assignee: Makita Corp
Priority date: 2016-01-29
Filing date: 2017-01-27
Publication date: 2017-08-03
Also published as: US9941824B2; JP2017135950A; US20170222582A1

Abstract

Eine elektrische Arbeitsmaschine (2) gemäß einem Aspekt der vorliegenden Offenbarung weist einen bürstenlosen Motor (16), einen Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w), einen Detektor (50) und einen Berechner (46) auf. Der Berechner (46) detektiert, wenn der bürstenlose Motor (16) aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, einen Unterschied zwischen einem Detektionsergebnis, das von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhalten wird, und einem Detektionsergebnis, das von dem Detektor (50) erhalten wird, und berechnet basierend auf dem Unterschied einen Korrekturwert zum Korrigieren des von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhaltenen Detektionsergebnisses.

Description

HINTERGRUND
Die vorliegende Offenbarung betrifft eine elektrische Arbeitsmaschine mit einem bürstenlosen Motor.
JP H03-190684 (A) offenbart ein wiederaufladbares Werkzeug wie einen Akku-Bohrer oder einen Akku-Schrauber. Dieses wiederaufladbare Werkzeug ist zum Detektieren eines Drehposition des Rotors des bürstenlosen Motors durch Hall-Elemente, die in den bürstenlosen Motor eingebaut sind, und zum Steuern des bürstenlosen Motors basierend auf dem Ergebnis der Detektion ausgebildet.
ZUSAMMENFASSUNG
Zur Steuerung des bürstenlosen Motors wird eine der Mehrzahl von Wicklungen des Stators selektiv mit Energie versorgt, entsprechend der Drehposition des Rotors (im Folgenden auch einfach als Drehposition bezeichnet). Somit müssen zum Erreichen der tatsächlichen Leistung des bürstenlosen Motors Detektionsfehler von Drehpositionen minimiert werden.
Bei dem Drehpositionssensor mit Hall-Elementen werden aufgrund von Fehlern beim Einbau des Drehpositionssensors (das heißt, aufgrund eines Fehlers der Einbauposition) Detektionsfehler der Drehpositionen bewirkt. Die Größe solcher Detektionsfehler nimmt mit der Größe des Einbaufehlers oder mit der Anzahl der Magnetpole des bürstenlosen Motors (genauer gesagt, der Magnetpole des Rotors) zu. Ein Detektionsfehler einer Drehposition, der von dem Drehpositionssensor erhalten wird, ist „A° × B/2“ in Bezug auf den elektrischen Winkel, wobei der Einbaufehler des Drehpositionssensors „A°“ in Bezug auf den mechanischen Winkel ist und die Anzahl der Magnetpole des bürstenlosen Motors „B“ ist.
Somit können, auch wenn der Einbaufehler des Drehpositionssensors verringert werden kann, Detektionsfehler der Drehpositionen zunehmen und die Steuerung des bürstenlosen Motors beeinflussen, beispielsweise in einem Fall, in dem der bürstenlose Motor viele Magnetpole für eine hohe Ausgangsleistung aufweist.
Dementsprechend ist es bevorzugt, dass ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung eine Detektion einer Drehposition eines Rotors eines bürstenlosen Motors für eine elektrische Arbeitsmaschine auf genaue Weise korrigieren kann.
Ein Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt eine elektrische Arbeitsmaschine bereit, die einen bürstenlosen Motor, einen Drehpositionssensor, einen Detektor, einen Berechner und einen Speicherprozessor aufweist.
Der bürstenlose Motor weist einen Rotor und einen Stator mit einer Mehrzahl von Wicklungen auf. Der Drehpositionssensor detektiert eine Drehposition des Rotors basierend auf einer Variation eines Magnetfelds, das einer Drehung des Rotors zugeordnet ist. Der Detektor detektiert die Drehposition des Rotors basierend auf induzierten Spannungen, die einzeln in jeder der Mehrzahl von Wicklungen erzeugt werden.
Der Berechner detektiert, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit (d.h. inertial) gedreht wird, einen Unterschied zwischen einem Detektionsergebnis, das von dem Drehpositionssensor erhalten wird, und einem Detektionsergebnis, das von dem Detektor erhalten wird, und berechnet basierend auf dem Unterschied einen Korrekturwert zum Korrigieren des von dem Drehpositionssensor erhaltenen Detektionsergebnis.
Bei dem Drehpositionssensor wird aufgrund eines Einbaufehlers des Drehpositionssensors ein Detektionsfehler bewirkt. Mit einer Detektionstechnik, bei der die Drehposition basierend auf den induzierten Spannungen detektiert wird, wird jedoch ein Detektionsfehler aufgrund des Einbaufehlers nicht bewirkt oder verringert. Darüber hinaus wird, da die induzierten Spannungen durch ein Magnetfeld beeinflusst werden, das von einem elektrischen Strom (das heißt, einem elektrischen Erregerstrom) erzeugt wird, der in jeder der Mehrzahl von Wicklungen fließt, die Drehposition nicht genau angegeben, wenn der bürstenlose Motor angetrieben wird. Allerdings wird die Drehposition genau angegeben, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit (d.h. ohne angetrieben zu werden) gedreht wird. Demzufolge kann angenommen werden, dass das Detektionsergebnis, das von dem Detektor erhalten wird, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, eine genaue Drehposition angibt. Somit detektiert der Berechner, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, den Unterschied zwischen dem Detektionsergebnis, das von dem Drehpositionssensor erhalten wird, und dem Detektionsergebnis, das von dem Detektor erhalten wird, und berechnet den Korrekturwert basierend auf dem Unterschied.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann den Korrekturwert berechnen, der das von dem Drehpositionssensor erhaltene Detektionsergebnis genau korrigieren kann. Demzufolge kann das von dem Drehpositionssensor erhaltene Detektionsergebnis mit dem berechneten Korrekturwert genau korrigiert werden. Die Mehrzahl von Wicklungen kann aus einem einzigen elektrischen Draht oder aus mehreren elektrischen Drähten gebildet sein. Die elektrische Arbeitsmaschine kann einen Speicherprozessor aufweisen, der den von dem Berechner berechneten Korrekturwert in einem Speicher speichert. Bei der wie oben beschrieben ausgebildeten Arbeitsmaschine kann das von dem Drehpositionssensor erhaltene Detektionsergebnis mit dem in dem Speicher gespeicherten Korrekturwert genau korrigiert werden.
Der Berechner kann zum Detektieren einer Zeitverzögerung zwischen einem ersten Zeitpunkt, zu dem der Drehpositionssensor eine spezifizierte Drehposition des Rotors detektiert, und einem zweiten Zeitpunkt, zu dem der Detektor die spezifizierte Drehposition detektiert, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, als den Unterschied ausgebildet sein.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann den Unterschied zwischen dem von dem Drehpositionssensor erhaltenen Detektionsergebnis und dem von dem Detektor erhaltenen Detektionsergebnis ohne Weiteres detektieren, und demzufolge kann der Prozess zum Berechnen des Korrekturwerts vereinfacht werden.
Die elektrische Arbeitsmaschine kann ferner eine Motorsteuerung aufweisen. Die Motorsteuerung steuert den bürstenlosen Motor basierend auf dem von dem Drehpositionssensor erhaltenen Detektionsergebnis. Die Motorsteuerung kann zum Korrigieren des von dem Drehpositionssensor erhaltenen Detektionsergebnisses mit dem in dem Speicher gespeicherten Korrekturwert zum Steuern des bürstenlosen Motors ausgebildet sein.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann die Steuergenauigkeit des bürstenlosen Motors verbessern. Der Berechner kann zum Detektieren des Unterschieds, wenn eine Drehzahl eines bürstenlosen Motors größer oder gleich einer spezifizierten minimalen Drehzahl ist, ausgebildet sein. Wenn die Drehzahl zu niedrig ist, wird die Amplitude der induzierten Spannungen, die erzeugt werden, klein, was eine genaue Detektion der Drehposition anhand der induzierten Spannungen erschwert.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann die Genauigkeit des von dem Berechner berechneten Korrekturwerts verbessern. Der Berechner kann zum Detektieren des Unterschieds, wenn die Drehzahl des bürstenlosen Motors größer oder gleich der minimalen Drehzahl ist und zusätzlich kleiner oder gleich einer spezifizierten maximalen Drehzahl ist, ausgebildet sein, wobei die maximale Drehzahl größer als die minimale Drehzahl ist. Wenn die Drehzahl zu hoch ist, wird eine Änderungsrate der erzeugten induzierten Spannungen zu groß, was eine genaue Detektion der Drehposition anhand der induzierten Spannungen erschwert.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann den Unterschied in dem Bereich der Drehzahl detektieren, in dem die Genauigkeit der Detektion der Drehposition, die von dem Detektor erhalten wird, bevorzugt ist. Demzufolge kann die Genauigkeit des von dem Berechner berechneten Korrekturwerts weiter verbessert werden.
Die elektrische Arbeitsmaschine kann ferner einen Aktualisierungsbestimmer aufweisen. Der Aktualisierungsbestimmer vergleicht den Korrekturwert in dem Speicher und den von dem Berechner neu berechneten Korrekturwert und bestimmt, ob der Korrekturwert in dem Speicher zu aktualisieren ist. Der Speicherprozessor kann zum Aktualisieren des Korrekturwerts in dem Speicher mit dem neu berechneten Korrekturwert, wenn der Aktualisierungsbestimmer bestimmt, dass der Korrekturwert in dem Speicher zu aktualisieren ist, ausgebildet sein.
Bei der wie oben beschrieben ausgebildeten elektrische Arbeitsmaschine muss der Speicherprozessor den Korrekturwert in dem Speicher nicht jedes Mal aktualisieren, wenn der Korrekturwert neu berechnet wird. Dies ermöglicht eine Verringerung der Verarbeitungslast zum erneuten Schreiben des Korrekturwerts in dem Speicher und der Anzahl von Schreibvorgängen in dem Speicher.
Die elektrische Arbeitsmaschine kann ferner einen Unregelmäßigkeitsdetektor aufweisen. Der Unregelmäßigkeitsdetektor bestimmt basierend darauf, ob der von dem Berechner berechnete Korrekturwert innerhalb eines spezifizierten Bereichs liegt, ob der von dem Berechner berechnete Korrekturwert normal ist, und wenn der von dem Berechner berechnete Korrekturwert als nicht normal bestimmt wird, führt der Unregelmäßigkeitsdetektor einen Prozess zum Alarmieren eines Benutzers der elektrische Arbeitsmaschine, dass eine Unregelmäßigkeit aufgetreten ist, aus. Der spezifizierte Bereich kann auf einen normalen Bereich für eine Konstruktion (das heißt, einen Bereich, der vom Standpunkt der Konstruktion aus zur Verfügung steht) eingestellt sein.
Die wie oben beschrieben ausgebildete elektrische Arbeitsmaschine kann beispielsweise detektieren, dass der von dem Berechner berechnete Korrekturwert ein anormaler Wert ist, wenn eine Anomalie bzw. Unregelmäßigkeit in Bezug auf den Drehpositionssensor oder den Detektor auftritt, und den Benutzer alarmieren. Der Benutzer kann so veranlasst werden, die elektrische Arbeitsmaschine zu reparieren.
Ein anderer Aspekt der vorliegenden Offenbarung stellt ein Verfahren zum Detektieren einer Drehposition eines Rotors eines bürstenlosen Motors für eine elektrische Arbeitsmaschine bereit, wobei der bürstenlose Motor den Rotor und einen Stator mit einer Mehrzahl von Wicklungen aufweist. Das Verfahren beinhaltet: Detektieren der Drehposition des Rotors basierend auf einer Variation eines Magnetfelds, das in Zusammenhang mit einer Drehung des Rotors steht; Detektieren der Drehposition des Rotors basierend auf induzierten Spannungen, die einzeln in jeder der Mehrzahl von Wicklungen erzeugt werden; Detektieren eines Unterschieds zwischen einem Detektionsergebnis, das auf der Variation des Magnetfelds basiert, und einem Detektionsergebnis, das auf den induzierten Spannungen basiert, wenn der bürstenlose Motor aufgrund seiner Trägheit gedreht wird; und Berechnen eines Korrekturwerts zum Korrigieren des Detektionsergebnisses, das auf der Variation des Magnetfelds basiert, basierend auf dem Unterschied.
Das oben beschriebene Verfahren ermöglicht, dass ein Korrekturwert derart berechnet werden kann, dass der Korrekturwert das auf der Variation des Magnetfelds basierende Detektionsergebnis genau korrigieren kann. Daher kann das auf der Variation des Magnetfelds basierende Detektionsergebnis mit dem berechneten Korrekturwert genau korrigiert werden.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die beispielhafte Ausführungsform gemäß der vorliegenden Offenbarung wird nun auf beispielhafte Weise unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen beschrieben. Es zeigen:
1 eine perspektivische Ansicht, die einen Trimmer gemäß einer Ausführungsform zeigt;
2 eine perspektivische Ansicht, die eine vordere Endeinheit zeigt;
3 eine Draufsicht, die die vordere Endeinheit ohne eine obere Abdeckung derselben zeigt;
4 eine Draufsicht, die einen Rotor eines bürstenlosen Motors zeigt;
5 ein Konfigurationsdiagramm, das eine Konfiguration einer Steuervorrichtung zeigt;
6 ein Zeitdiagramm, das induzierte Spannungen, Nulldurchgangssignale und Hall-Signale jeweiliger Phasen zeigt;
7 ein Zeitdiagramm, das die Einzelheiten eines Korrekturprozesses und ein Beispiel für denselben zeigt;
8 ein Flussdiagramm, das einen Motorsteuerprozess zeigt;
9 ein Flussdiagramm, das einen ersten Unterbrechungsprozess für ein U-Phasen-Hall-Signal zeigt;
10A ein Flussdiagramm, das einen Teil eines Korrekturwertspeicherprozesses zeigt;
10B ein Flussdiagramm, das den Rest des Korrekturwertspeicherprozesses zeigt;
11 ein Flussdiagramm, das einen Unterbrechungsprozess für ein U-Phasen-Nulldurchgangssignal zeigt; und
12 ein Flussdiagramm, das einen zweiten Unterbrechungsprozess für ein U-Phasen-Hall-Signal zeigt.
DETAILLIERTE BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORM
Bei der vorliegenden Ausführungsform wird ein Trimmer als ein Beispiel für eine elektrische Arbeitsmaschine beschrieben
[Allgemeiner Aufbau des Trimmers]
Wie in 1 gezeigt, ist ein Trimmer 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform eine elektrische Arbeitsmaschine für Gartenarbeit, die zum Zurechtschneiden von Pflanzen verwendet wird. Der Trimmer 2 weist ein Tragrohr 4, eine vordere Endeinheit 6, die an einem vorderen Ende 4a des Tragrohrs 4 angeordnet ist, eine hintere Endeinheit 8, die an einem hinteren Ende 4b des Tragrohrs 4 angeordnet ist, einen schlaufenförmigen Griff 10, der in einem Mittelabschnitt des Tragrohrs 4 angeordnet ist, und einen Griff 12, der zwischen dem schlaufenförmigen Griff 10 und der hinteren Endeinheit 8 angeordnet ist, auf. Das Tragrohr 4 ist ein Hohlrohr, das sich linear von dem vorderen Ende 4a zu dem hinteren Ende 4b erstreckt.
Wie in 2 gezeigt, weist die vordere Endeinheit 6 ein Motorgehäuse 13 auf. Das Motorgehäuse 13 weist einen Gehäusekörper 14 mit einem offenen oberen Abschnitt und eine obere Abdeckung 15, die den offenen oberen Abschnitt des Gehäusekörpers 14 abdeckt, auf.
Wie in 3 gezeigt, nimmt der Gehäusekörper 14 im Inneren desselben einen Motor 16 als eine Antriebsquelle und eine Sensorplatine 17 auf. Der Motor 16 ist ein bürstenloser Dreiphasenmotor mit einer Außenrotorkonfiguration und weist einen Stator 18, einen Rotor 19 und eine mit dem Rotor 19 verbundene Motorwelle 20 auf.
Der Stator 18 weist eine U-Phasenspule (das heißt, eine U-Phasenwicklung) 41u, eine V-Phasenspule 41v und eine W-Phasenspule 41w auf (siehe 5). Der Stator 18 ist an dem Gehäusekörper 14 befestigt, und der Rotor 19 und die Motorwelle 20 drehen sich bezüglich des Stators 18.
Wie in 4 gezeigt, weist der Rotor 14 einen Magneten 21 mit einem zylindrischen Innenumfang und einen Rotorkern 22, der integral an dem Außenumfang des Magneten 21 befestigt ist, auf. Der Magnet 21 weist beispielsweise einen anisotropen Seltenerdverbundmagneten auf. Der Rotorkern 22 weist beispielsweise mehrere elektromagnetische Stahlbleche auf, die aufeinander gestapelt sind. Der Innenumfang des Magneten 21 ist derart magnetisiert, dass der Nordpol und der Südpol abwechselnd in der Umfangsrichtung auftreten. Bei dieser Ausführungsform weist der Rotor 19 16 Magnetpole (mit anderen Worten, acht Paare von Magnetpolen) auf.
Wie in 3 gezeigt, ist die Sensorplatine 17 mit drei Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w als Drehpositionssensoren versehen, die anhand der Variation des Magnetfelds, das mit der Drehung des Rotors 19 in Zusammenhang steht, eine Rotorposition detektieren. Die Rotorposition bedeutet die Drehposition (d.h. Winkelposition) des Rotors 19. Jeder der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w ist ein Drehpositionssensor mit einem Hall-Element als einem magnetoelektrischen Wandler. Der Hall-Sensor 23u, der Hall-Sensor 23v und der Hall-Sensor 23w entsprechen jeweils einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase.
Die Sensorplatine 17 ist mit Schrauben 24 derart an dem Gehäusekörper 14 befestigt, dass die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w so positioniert sind, dass sie der oberen Endfläche des Magneten 21 des Rotors 19 (das heißt, der Endfläche auf der Seite der oberen Abdeckung 15) gegenüberliegen. Die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w sind in der Umfangsrichtung des Rotors 19 mit Intervallen von 15° in Bezug auf den mechanischen Winkel zwischen denselben (mit anderen Worten, Intervallen von 120° in Bezug auf den elektrischen Winkel) angeordnet. Bei der vorliegenden Ausführungsform beträgt der elektrische Winkel das Achtfache des mechanischen Winkels.
Wie in 2 gezeigt, weist die vordere Endeinheit 6 einen Fadenhalter 26, der lösbar unter dem Motorgehäuse 13 angebracht ist, und eine Sicherheitsabdeckung 27 auf. Der Fadenhalter 26 ist mit der Motorwelle 20 verbunden, wodurch der Fadenhalter 26 von dem Motor 16 zur Drehung angetrieben werden kann. Der Fadenhalter 26 hält einen schnurförmigen Schneidfaden 28. Das vordere Ende des Schneidfadens 28 wird aus dem Fadenhalter 26 gezogen und dreht mit dem Fadenhalter 26. Der Trimmer 2 schneidet Pflanzen mit dem Schneidfaden 28, der sich mit hoher Geschwindigkeit dreht. Der Schneidfaden 28 kann beispielsweise ein Nylonfaden sein.
Die Sicherheitsabdeckung 27 ist hinter dem Motorgehäuse 13 und dem Fadenhalter 26 an dem Tragrohr 4 angebracht. Wie in 1 gezeigt, weist der schlaufenförmige Griff 10 eine schlaufenartige Form auf, die sich nach oben und zu den Seiten des Tragrohrs 4 verbreitert. Der schlaufenförmige Griff 10 ist an dem Tragrohr 4 befestigt.
Der Griff 12 ist so ausgebildet, dass er den Außenumfang des Tragrohrs 4 umgibt. Der Griff 12 weist einen Drückerschalter 29, der auf der unteren Fläche des Griffs 12 angeordnet ist, und einen Entriegelungsschalter 30 auf, der auf der oberen Fläche des Griffs 12 angeordnet ist.
Der Drückerschalter 29 ist ein Schalter zum Antreiben des Motors 16, der durch Drücken eingeschaltet wird. Der Entriegelungsschalter 30 ist ein Schalter zum Begrenzen des Drückens des Drückerschalters 29 und Freigeben der Begrenzung. So lange der Entriegelungsschalter 30 nicht gedrückt wird, wird das Drücken des Drückerschalters 29 begrenzt. Auf der anderen Seite wird, während der Entriegelungsschalter 30 gedrückt wird, die Begrenzung des Drückens des Drückerschalters 29 freigegeben.
Vor dem Entriegelungsschalter 30 sind eine Bedieneinheit 31 und ein Anzeigefeld 32 auf der oberen Fläche des Griffs 12 angeordnet. Die Bedieneinheit 31 ist mit einem Betätigungsknopf zum Ändern beispielsweise der Drehrichtung und der Drehzahl des Motors 16 versehen. Das Anzeigefeld 32 ist mit einer lichtemittierenden Diode (LED) 34 (siehe 5) versehen, die beispielsweise das Vorhandensein/Fehlen einer Fehlfunktion und den Betriebszustand des Motors 16 anzeigt.
Ein Benutzer des Trimmers 2 (das heißt, ein Bediener) hält den schlaufenförmigen Griff 10 in einer Hand und hält den Griff 12 in der anderen Hand. Dann drückt der Benutzer mit dem Daumen der Hand, die den Griff 12 hält, den Entriegelungsschalter 30 und drückt mit einem andern Finger derselben Hand den Drückerschalter 29. Dadurch wird dem Motor 16 elektrische Leistung zugeführt. Darüber hinaus betätigt der Benutzer den Betätigungsknopf der Betätigungseinheit 31 mit dem Daumen der Hand, die den Griff 12 hält, was dem Benutzer ermöglicht, beispielsweise die Drehrichtung und die Drehzahl des Motors 16 einzustellen.
Wie in 1 gezeigt, weist die hintere Endeinheit 8 ein hinteres Endgehäuse 36, das eine Steuervorrichtung 35 aufnimmt, die den Motor 16 steuert (siehe 5), und Batteriepacks 37a, 37b auf, die lösbar an dem hinteren Endgehäuse 36 angebracht sind.
Die Batteriepacks 37a, 37b sind an dem hinteren Endgehäuse 36 angebracht und dadurch elektrisch miteinander in Reihe geschaltet (siehe 5). Bei anderen Ausführungsformen kann das hintere Endgehäuse 36 derart ausgebildet sein, dass ein einziges Batteriepack an demselben angebracht werden kann, oder derart, dass drei oder mehr Batteriepacks an demselben angebracht werden können. Die Batterie 38a, die in dem Batteriepack 37a aufgenommen ist (siehe 5), und die Batterie 38b, die in dem Batteriepack 37b aufgenommen ist (siehe 5), sind wiederaufladbare Batterien (Akkus), beispielsweise Lithiumionen-Akkus, und weisen jeweils eine Nennspannung von beispielsweise 18 Volt auf.
[Antriebssteuersystem für Motor]
Wie in 5 gezeigt, weist der Motor 16 die oben beschriebenen Spulen 41u, 41v, 41w, einen U-Phasenanschluss 43u, einen V-Phasenanschluss 43v und einen W-Phasenanschluss 43w auf. Bei dieser Ausführungsform sind die Spulen 41u, 41v, 41w in einer Sternkonfiguration (oder Y-Konfiguration) verbunden. Der U-Phasenanschluss 43u ist mit einem Ende der U-Phasenspule 41u verbunden, der V-Phasenanschluss 43v ist mit einem Ende der V-Phasenspule 41v verbunden, und der W-Phasenanschluss 43w ist mit einem Ende der W-Phasenspule 41w verbunden.
Mit der Steuervorrichtung 35, die den Motor 16 steuert, sind die Anschlüsse 43u, 43v, 43w des Motors 16, die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w, der Drückerschalter 29 und die LED 34 verbunden.
Darüber hinaus sind mit der Steuervorrichtung 35 die in Reihe geschalteten Batteriepacks 37a, 37b verbunden, und von diesen wird elektrische Leistung zugeführt. Genauer gesagt sind die Batterie 38a in dem Batteriepack 37a und die Batterie 38b in dem Batteriepack 37b zum Zuführen von elektrischer Leistung mit der Summe aus der Ausgangsspannung der Batterie 38a und der Ausgangsspannung der Batterie 38b zu der Steuervorrichtung 35 in Reihe geschaltet. Im Folgenden werden die Batterie 38a und die Batterie 38b allgemein als eine Batterie 38 bezeichnet. Die Steuervorrichtung 35 wird durch die elektrische Leistung von der Batterie 38 betrieben. Die elektrische Leistung wird dem Motor 16 ebenfalls zum Antreiben des Motors 16 zugeführt.
Jeder der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w gibt ein Positionsdetektionssignal (im Folgenden als Hall-Signal bezeichnet) aus, das die entsprechende Drehposition des Rotors 19 angibt. Genauer gesagt wird der Logikpegel des Hall-Signals entsprechend der Variation des Magnetfelds, das von dem sich drehenden Rotor 19 erzeugt wird, hoch oder niedrig geschaltet. Im Folgenden wird das von dem Hall-Sensor 23u ausgegebene Hall-Signal als Hall-Signal HaU bezeichnet, das von dem Hall-Sensor 23v ausgegebene Hall-Signal wird als Hall-Signal HaV bezeichnet, und das von dem Hall-Sensor 23w ausgegebene Hall-Signal wird als Hall-Signal HaW bezeichnet.
Bei der vorliegenden Ausführungsform weist der Rotor 19 wie vorher beschrieben 16 Magnetpole auf. Dementsprechend wird der Logikpegel jedes der Hall-Signale HaU, HaV, HaW, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w ausgegeben werden, jedes Mal, wenn der Rotor 19 sich um 22,5° gedreht hat (das heißt, alle 22,5° im Hinblick auf den mechanischen Winkel) zu hoch oder niedrig umgeschaltet, was in dem unteren Teil von 6 gezeigt ist. Ferner sind die Phasen der Hall-Signale HaU, HaV, HaW zueinander um einen mechanischen Winkel von 15° verschoben. Somit wird eine Änderung eines der Logikpegel (das heißt, eine Flanke) der Hall-Signale HaU, HaV, HaW jedes Mal dann bewirkt, wenn sich der Rotor 19 um 7,5° gedreht hat (das heißt, alle 7,5° im Hinblick auf den mechanischen Winkel). Die in den Klammern in 6 gezeigten Winkel sind mechanische Winkel.
Im Hinblick auf den elektrischen Winkel werden die Logikpegel jedes der Hall-Signale HaU, HaV, HaW alle 180° zu hoch oder niedrig umgeschaltet. Da die Phasen der Hall-Signale HaU, HaV, HaW um einen elektrischen Winkel von 120° verschoben sind, wird eine Änderung des Logikpegels eines der Hall-Signale HaU, HaV, HaW alle 60° im Hinblick auf den elektrischen Winkel bewirkt.
Der Zeitpunkt für eine Änderung des Logikpegels (im Folgenden als Pegeländerungszeitpunkt bezeichnet) des Hall-Signals HaU der U-Phase (im Folgenden ebenfalls als U-Phasen-Hall-Signal bezeichnet), das von dem Hall-Sensor 23u ausgegeben wird, ist der Zeitpunkt, zu dem der Hall-Sensor 23u alle 180° im Hinblick auf den elektrischen Winkel eine Rotorposition detektiert, die dem Detektionsergebnis der Rotorposition entspricht, die von dem Hall-Sensor 23u detektiert wird. Auf ähnliche Weise ist der Pegeländerungszeitpunkt des Hall-Signals HaV mit der Phase V (im Folgenden auch als V-Phasen-Hall-Signal bezeichnet), das von dem Hall-Sensor 23v ausgegeben wird, der Zeitpunkt, zu dem der Hall-Sensor 23v alle 180° im Hinblick auf den elektrischen Winkel eine andere Rotorposition detektiert, die dem Detektionsergebnis der Rotorposition entspricht, die von dem Hall-Sensor 23v detektiert wird. Ebenso ist der Pegeländerungszeitpunkt des Hall-Signals HaW mit Phase W (im Folgenden auch als W-Phasen-Hall-Signal bezeichnet), das von dem Hall-Sensor 23w ausgegeben wird, der Zeitpunkt, zu dem der Hall-Sensor 23w alle 180° im Hinblick auf den elektrischen Winkel eine weitere Rotorposition detektiert, die dem Detektionsergebnis der Rotorposition entspricht, die von dem Hall-Sensor 23w detektiert wird.
Wie in 5 gezeigt, weist die Steuervorrichtung 35 einen Regler 45, einen Mikrocomputer 46, einen Speicher 47, eine Treiberschaltung 48, eine Stromdetektionsschaltung 49 und eine Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 auf.
Der Regler 45 erzeugt aus der Spannung der Batterie 38 (im Folgenden als Batteriespannung bezeichnet) eine Leistungsversorgungsspannung Vcc (beispielsweise 5V) zum Betreiben des Mikrocomputers 46 und anderer Komponenten und gibt diese aus.
Der Mikrocomputer 46 weist eine CPU, ein RAM, ein ROM und einen A/D-Wandler auf. Der Mikrocomputer 46 führt hauptsächlich Verarbeitungen zum Steuern des Motors 16 aus. Der Betrieb des Mikrocomputers 46 wird durchgeführt, indem die CPU ein Programm ausführt, das in einem Aufzeichnungsmedium gespeichert ist. Bei dieser Ausführungsform entspricht das ROM dem Aufzeichnungsmedium, das das Programm speichert. Durch Ausführen dieses Programms wird ein Verfahren in Entsprechung zu dem Programm durchgeführt. Bei anderen Ausführungsformen kann die Steuervorrichtung 35 mehrere Mikrocomputer 46 aufweisen. Bei anderen Ausführungsformen kann der von dem Mikrocomputer 46 durchgeführte Prozess teilweise oder vollständig von einer Hardware durchgeführt werden, die beispielsweise aus einer Kombination einer Logikschaltung und einer Analogschaltung besteht. Genauer gesagt kann in der Steuervorrichtung 35 ein Teil oder die Gesamtheit der Funktion des Mikrocomputers 46 beispielsweise durch eine Kombination aus verschiedenen einzelnen Elektronikkomponenten, durch ein ASIC (Application Specified Integrated Circuit), durch eine programmierbare Logikvorrichtung wie ein FPGA (Field Programmable Gate Array) oder durch eine Kombination aus diesen Komponenten realisiert sein.
Der Speicher 47 ist ein wiederbeschreibbarer nicht-flüchtiger Speicher wie ein Flash-ROM und ein EEPROM. Der Speicher 47 ist so ausgebildet, dass der Mikrocomputer 46 darauf zugreifen kann. Bei anderen Ausführungsformen kann der Speicher 47 in dem Mikrocomputer 46 enthalten sein.
Die Treiberschaltung 48 ist eine Schaltung zum Antreiben des Motors 16 zur Drehung, beispielsweise durch Schalten des Leitungszustands der Spulen 41u, 41v, 41w des Motors 16 oder Steuern eines elektrischen Stroms, der zu den Spulen 41u, 41v, 41w fließt. Dazu ist die Treiberschaltung 48 mit den Anschlüssen 43u, 43v, 43w des Motors 16 verbunden.
Die Treiberschaltung 48 ist eine Inverterschaltung mit sechs Schaltelementen (nicht gezeigt). Diese sechs Schaltelemente weisen drei Schaltelemente als hochseitige Schalter und drei Schaltelemente als niedrigseitige Schalter auf. Die drei Schaltelemente als die hochseitigen Schalter ändern eine Verbindung und eine Trennung der positiven Elektrodenleitung der Batterie 38 und der Anschlüsse 43u, 43v, 43w. Die drei Schaltelemente als die niedrigseitigen Schalter ändern eine Verbindung und ein Trennung einer Masseleitung der Batterie 38 und der Anschlüsse 43u, 43v, 43w. Die positive Elektrodenleitung ist eine Leitung, mit der der positive Elektrodenanschluss der Batterie 38 verbunden ist. Die Masseleitung ist eine Leitung, mit der der negative Elektrodenanschluss der Batterie 38 verbunden ist. Bei dieser Ausführungsform ist der positive Elektrodenanschluss der Batterie 38 der positive Elektrodenanschluss des stromaufwärtigen Batteriepacks 37a. Der negative Elektrodenanschluss der Batterie 38 ist der negative Elektrodenanschluss des stromabwärtigen Batteriepacks 37b.
Die Treiberschaltung 48 schaltet jedes der zuvor erwähnten sechs Schaltelemente gemäß Antriebsbefehlssignalen UH, VH, WH, UL, VL, WL von dem Mikrocomputer 46 ein oder aus und erregt jede der Spulen 41u, 41v, 41w.
Die Stromdetektionsschaltung 49 gibt ein Stromdetektionssignal, das die Größe eines elektrischen Stroms, der in den negativen Elektrodenanschluss der Batterie 38 fließt, angibt, zu dem Mikrocomputer 46 aus. In dem Motor 16 wird, wenn der Rotor 19 gedreht wird, wie in dem oberen Teil in 6 gezeigt eine sinusförmige induzierte Spannung in jeder der Spulen 41u, 41v, 41w erzeugt. Dann wird an jedem der Anschlüsse 43u, 43v, 43w des Motors 16 eine entsprechende induzierte Spannung erzeugt.
Die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 detektiert eine Spannung jedes der Anschlüsse 43u, 43v, 43w als die induzierte Spannung jeder der Spulen 41u, 41v, 41w. Die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 gibt Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW aus. Wie in dem oberen Teil von 6 gezeigt, ist das Nulldurchgangssignal ZrU ein Nulldurchgangssignal, das der U-Phase entspricht und eine Wellenform aufweist, in der der Logikpegel derselben in Abhängigkeit davon, ob die induzierte Spannung der U-Phasenspule 41u größer als eine Referenzspannung ist, zu hoch oder niedrig geschaltet wird. Das Nulldurchgangssignal ZrV ist ein Nulldurchgangssignal, das der V-Phase entspricht und eine Wellenform aufweist, in der der Logikpegel derselben in Abhängigkeit davon, ob die induzierte Spannung der V-Phasenspule 41v größer als die Referenzspannung ist, zu hoch oder niedrig geschaltet wird. Das Nulldurchgangssignal ZrW ist ein Nulldurchgangssignal, das der W-Phase entspricht und eine Wellenform aufweist, in der der Logikpegel derselben in Abhängigkeit davon, ob die induzierte Spannung der W-Phasenspule 41w größer als die Referenzspannung ist, zu hoch oder niedrig geschaltet wird. Die Referenzspannung ist eine Spannung an einem neutralen Punkt der Spulen 41u, 41v, 41w, und sie ist eine Mittenspannung der induzierten Spannungen mit sich ändernden Wellenformen. Bei der in 6 gezeigten Ausführungsform ist die Referenzspannung 0 V.
Beispielsweise ist in der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 eine Spannung, die durch Addieren der Spannungen der Anschlüsse 43u, 43v, 43w in einer Addiererschaltung erhalten wird, die Spannung an dem neutralen Punkt. Die Spannungen der Anschlüsse 43u, 43v, 43w werden jeweils in einer Komparatorschaltung mit der Spannung an dem neutralen Punkt verglichen, und dann werden die Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW ausgegeben.
Mit anderen Worten, die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 detektiert die jeweiligen Unterschiede zwischen den jeweiligen Spannungen der Anschlüsse 43u, 43v, 43w und der Spannung an dem neutralen Punkt als die jeweiligen induzierten Spannungen, die in den Spulen 41u, 41v, 41w erzeugt werden. Die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 gibt ferner hohe oder niedrig Signale, die jeweils ein Vorzeichen der jeweiligen induzierten Spannungen angeben, als die jeweiligen Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW aus.
Wenn die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w keine Detektionsfehler aufweisen, stimmen die Pegeländerungszeitpunkte der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW jeweils mit den Pegeländerungszeitpunkten der Hall-Signale HaU, HaV, HaW überein, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird. Mit anderen Worten, wie in dem unteren Teil in 6 gezeigt, stimmt die Phase des U-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrU mit der Phase des U-Phasen-Hall-Signals HaU überein, die Phase des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrV stimmt mit der Phase des V-Phasen-Hall-Signals HaV überein, und die Phase des W-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrW stimmt mit der Phase des W-Phasen-Hall-Signals HaW überein. „Wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird“ bedeutet, dass alle Schaltelemente der Treiberschaltung 48 ausgeschaltet sind (das heißt, nicht leitend sind), so dass keine elektrische Leitung zu den Spulen 41u, 41v, 41w stattfindet und der Rotor 19 aufgrund seiner Trägheit (inertial) gedreht wird.
Der Pegeländerungszeitpunkt eines beliebigen der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW entspricht dem Zeitpunkt, zu dem die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 alle 60° im Hinblick auf den elektrischen Winkel (mit anderen Worten, alle 7,5° im Hinblick auf den mechanischen Winkel) die Rotorposition detektiert, und entspricht dem Detektionsergebnis der Rotorposition, die von der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 erhalten wird.
Jeder der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w weist tatsächlich einen Einbaufehler auf, aufgrund dessen ein Detektionsfehler in Bezug auf die Rotorposition bewirkt wird. Demzufolge sind, wie durch die Doppelpfeile in dem unteren Teil der 6 gezeigt, die Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW in Bezug auf die korrekten Zeitpunkte um die Detektionsfehler nach vorne oder nach hinten verschoben. Wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, tritt der Pegeländerungszeitpunkt jedes der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW alle 60° im Hinblick auf den elektrischen Winkel auf.
Wie in 5 gezeigt, werden in dem Mikrocomputer 46 die Hall-Signale HaU, HaV, HaW, die Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW, ein Stromdetektionssignal von der Stromdetektionsschaltung 49 und ein Signal von dem Drückerschalter 29 eingegeben. Das Signal von dem Drückerschalter 29 gibt den eingeschalteten Zustand oder den ausgeschalteten Zustand des Drückerschalters 29 an.
Wenn der Mikrocomputer 46 den Motor 16 basierend auf den Hall-Signalen HaU, HaV, HaW steuert (mit anderen Worten, den Motor 16 antreibt), detektiert der Mikrocomputer 46 die Rotorposition alle 60° im Hinblick auf den elektrischen Winkel. Dann werden zu den Detektionszeitpunkten die Antriebsbefehlssignale UH, VH, WH, UL, VL, WL für die Treiberschaltung 48 in einer spezifizierten Reihenfolge geschaltet, um die Erregung jeder der Spulen 41u, 41v, 41w zu schalten. Mit anderen Worten, der Mikrocomputer 46 schaltet die Spulen der Spulen 41u, 41v, 41w, die zu erregen sind, und die Richtung eines Leitungsstroms gemäß einer spezifizierten Erregungsreihenfolge. Der Mikrocomputer 46 betreibt den Motor 16 durch solch eine Erregungsschaltung. Darüber hinaus steuert der Mikrocomputer 46 die Antriebsbefehlssignale der Antriebsbefehlssignale UH, VH, WH, UL, VL, WL zum Einschalten oder Ausschalten der hochseitigen Schalter oder der niedrigseitigen Schalter in der Treiberschaltung 48 gemäß einer PWM-Steuerung (Pulsbreitenmodulationssteuerung), so dass die Drehzahl des Motors 16 gesteuert wird. Der Mikrocomputer 46 steuert ferner die LED 34, die in dem Anzeigefeld 2 angeordnet ist.
Wie vorher beschrieben, können aufgrund der Tatsache, dass die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w Einbau- bzw. Fertigungsfehler aufweisen, die Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW in Bezug auf den korrekten Zeitpunkt, der alle 60° im Hinblick auf den elektrischen Winkel auftritt, verschoben sein.
Demzufolge vergleicht der Mikrocomputer 46, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, die Hall-Signale HaU, HaV, HaW mit entsprechenden Nulldurchgangssignalen ZrU, ZrV, ZrW, um Korrekturwerte zu berechnen. Die Korrekturwerte dienen zum Korrigieren der Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW, mit anderen Worten, zum Korrigieren der Detektionsergebnisse der Rotorposition, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w erhalten werden. Wenn der Mikrocomputer 46 den Motor 16 steuert, korrigiert der Mikrocomputer 46 die tatsächlichen Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW mit den Korrekturwerten und schaltet die Erregung jeder der Spulen 41u, 41v, 41w basierend auf den korrigierten Zeitpunkten.
[Korrekturprozessübersicht]
Der Prozess zum Korrigieren des Pegeländerungszeitpunkts wird für jedes der Hall-Signale HaU, HaV, HaW durchgeführt. Im Folgenden wird jede der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase als „X-Phase“ dargestellt. Im Folgenden wird der Korrekturprozess für ein X-Phasen-Hall-Signal beschrieben. Mit anderen Worten, „X“ in den Bezugszeichen entspricht der Phase X, und Phase X bedeutet eine der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase. Beispielsweise ist das Bezugszeichen für das X-Phasen-Hall-Signal „HaX“, während das Bezugszeichen für das X-Phasen-Nulldurchgangssignal „ZrX“ ist.
Der Mikrocomputer 46 führt Prozesse <1> bis <3> aus, die im Folgenden beschrieben werden.

<1> Wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, werden ein Zeitunterschied TeX zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt eines Hall-Signals HaX und dem Pegeländerungszeitpunkt eines Nulldurchgangssignals ZrX und eine Halbzykluszeit TcX detektiert. Die Halbzykluszeit TcX ist ein Zeitintervall, in dem sich der Logikpegel des Hall-Signals HaX ändert.

Wenn der Pegeländerungszeitpunkt des Hall-Signals HaX vor dem Pegeländerungszeitpunkt des Nulldurchgangssignals ZrX liegt, das heißt, wenn das Hall-Signal HaX bezüglich des Nulldurchgangssignals ZrX zu der Voreilwinkelseite verschoben ist, wird bestimmt, dass das Vorzeichen des Zeitunterschieds TeX Plus ist.
Wenn andererseits der Pegeländerungszeitpunkt des Hall-Signals HaX hinter dem Pegeländerungszeitpunkt des Nulldurchgangssignals ZrX liegt, das heißt, wenn das Hall-Signal HaX bezüglich des Nulldurchgangssignals ZrX zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, wird bestimmt, dass das Vorzeichen des Zeitunterschieds TeX Minus ist. Die Vorzeichen können jedoch auf umgekehrte Weise als oben angegeben verwendet werden.

<2> Wenn das Vorzeichen des detektierten Zeitunterschieds TeX Plus ist, das heißt, das Hall-Signal HaX zu der Voreilwinkelseite verschoben ist, wird durch die folgende Gleichung 1 mit dem Zeitunterschied TeX und der Halbzykluszeit TcX ein Korrekturwert RX zum Korrigieren des Pegeländerungszeitpunkts des Hall-Signals HaX berechnet. Der berechnete Korrekturwert RX wird in dem Speicher 47 gespeichert. Korrekturwert RX = Zeitunterschied TeX/Halbzykluszeit TcX (Gleichung 1)

Wenn das Vorzeichen des detektierten Zeitunterschieds TeX Minus ist, das heißt, das Hall-Signal HaX zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, wird der Korrekturwert RX durch die folgende Geleichung 2 mit dem Zeitunterschied TeX und der Halbzykluszeit TcX berechnet. Der berechnete Korrekturwert RX wird in dem Speicher 47 gespeichert. Korrekturwert RX = 1 – Zeitunterschied TeX/Halbzykluszeit TcX (Gleichung 2)

<3> Zum Steuern des Motors 16 wird ebenfalls die Halbzykluszeit TcX des Hall-Signals HaX detektiert. Ferner wird zum Steuern des Motors 16 der Zeitpunkt, zu dem eine Korrekturzeit TrX, die durch die folgende Gleichung 3 dargestellt wird, ausgehend von dem Pegeländerungszeitpunkt des Hall-Signals HaX vergangen ist, als der Pegeländerungszeitpunkt nach einer Korrektur (das heißt, als korrigierter Pegeländerungszeitpunkt) eingestellt. Dann wird die Erregungsschaltung zu dem Pegeländerungszeitpunkt nach einer Korrektur ausgeführt.

Korrekturzeit TrX = Korrekturwert RX × Halbzykluszeit TcX (Gleichung 3)

Ein spezifisches Beispiel wird unter Bezugnahme auf 7 beschrieben. In 7 ist jeder der Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW der Zeitunterschied, der in dem zuvor beschriebenen Prozess <1> in Bezug auf ein entsprechendes Hall-Signal der Hall-Signale HaU, HaV, HaW detektiert wird. Jede der Halbzykluszeiten TcU, TcV, TcW ist die Halbzykluszeit, die in dem zuvor beschriebenen Prozess <1> in Bezug auf ein entsprechendes Hall-Signal der Hall-Signale HaU, HaV, HaW detektiert wird. Jede der Korrekturzeiten TrU, TrV ist die Korrekturzeit, die unter Verwendung von Gleichung 3 in Bezug auf ein entsprechendes Hall-Signal der Hall-Signale HaU, HaV berechnet wird. Bei dem Beispiel in 7 ist, da kein Phasenunterschied zwischen dem Hall-Signal HaW und dem Nulldurchgangssignal ZrW vorhanden ist, der Zeitunterschied TeW Null, und somit wird das Hall-Signal HaW nicht korrigiert.
Bei dem Beispiel in 7 wird, da das Hall-Signal HaU in Bezug auf das Nulldurchgangssignal ZrU zu der Voreilwinkelseite verschoben ist, das Vorzeichen des durch den oben beschriebenen Prozess <1> berechneten Zeitunterschieds TeU Plus. Dann wird der Korrekturwert RU für das Hall-Signal HaU durch die Gleichung 1 berechnet. Der Korrekturwert RU ist das Verhältnis des Zeitunterschieds TeU zu der Halbzykluszeit TcU des Hall-Signals HaU.
Demzufolge ist während der Steuerung des Motors 16 die Korrekturzeit TrU, die durch Multiplizieren der Halbzykluszeit TcU des Hall-Signals HaU mit dem Korrekturwert RU erhalten wird, die Zeit, um die das Hall-Signal HaU bezüglich des Nulldurchgangssignals ZrU zu der Voreilwinkelseite verschoben ist.
Demzufolge wird, wenn der Mikrocomputer 46 den Motor 16 steuert, wie in den Zeilen 4 bis 7 von oben in 7 gezeigt der Zeitpunkt, der um die Korrekturzeit TrU bezüglich des aktuellen Pegeländerungszeitpunkts des Hall-Signals HaU verzögert ist, als ein aktueller korrekter Pegeländerungszeitpunkt eingestellt.
Bei dem Beispiel in 7 wird, da das Hall-Signal HaV bezüglich des Nulldurchgangssignals ZrV zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, das Vorzeichen des in dem oben beschriebenen Prozess <1> berechneten Zeitunterschieds TeV Minus. Dann wird der Korrekturwert RV für das Hall-Signal HaV mittels Gleichung 2 berechnet. Der Korrekturwert RV ist ein Wert, der durch Subtrahieren des Verhältnisses des Zeitunterschieds TeV zu der Halbzykluszeit TcV des Hall-Signals HaV von 1 erhalten wird. Mit anderen Worten, der Korrekturwert RV ist das Verhältnis der Zeit, die durch Subtrahieren des Zeitunterschieds TeV von der Halbzykluszeit TcV erhalten wird, zu der Halbzykluszeit TcV.
Demzufolge ist, wenn der Motor 16 gesteuert wird, die Korrekturzeit TrV, die durch Multiplizieren der Halbzykluszeit TcV des Hall-Signals HaV mit dem Korrekturwert RV erhalten wird, die Zeit, die durch Subtrahieren der Zeit, um die das Hall-Signal HaV bezüglich des Nulldurchgangssignals ZrV zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, von der Halbzykluszeit TcV erhalten wird.
Demzufolge stellt, wenn der Mikrocomputer 46 den Motor 16 steuert, der Mikrocomputer 46 wie in den Zeilen 5 bis 8 von oben in 7 gezeigt den Zeitpunkt, der um die Korrekturzeit TrV bezüglich des aktuellen Pegeländerungszeitpunkts des Hall-Signals HaV verzögert ist, als den nächsten korrekten Pegeländerungszeitpunkt ein.
[Prozessdetails]
Der Mikrocomputer 46 detektiert basierend auf dem Signal vom dem Drückerschalter 29, dass der Drückerschalter 29 eingeschaltet worden ist, und führt den in 8 gezeigten Motorsteuerprozess aus.
Wie in 8 gezeigt, löscht der Mikrocomputer 46 beim Einleiten des Motorsteuerprozesses in S110 Korrekturzeittimerwerte für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase.
Die Korrekturzeittimerwerte sind Werte von Korrekturzeittimern. Die Korrekturzeittimer sind für jede der U-Phase, V-Phase und W-Phase einzeln vorgesehen. Der Korrekturzeittimer für die U-Phase misst die oben beschriebene Korrekturzeit TrU für das U-Phasen-Hall-Signal HaU zum Bestimmen, dass die Korrekturzeit TrU vergangen ist. Der Korrekturzeittimer für die V-Phase misst die Korrekturzeit TrV für das V-Phasen-Hall-Signal HaV zum Bestimmen, dass die Korrekturzeit TrV vergangen ist. Der Korrekturzeittimer für die W-Phase misst die Korrekturzeit TrW für das W-Phasen-Hall-Signal HaW zum Bestimmen, dass die Korrekturzeit TrW vergangen ist.
Beispielsweise weist jeder der Korrekturzeittimer einen Zähler, der bei jeder spezifizierten Zeiteinheit, die ausreichend kurz ist, einen Zählerwert um Eins erhöht, und eine Einstelleinheit, in der ein Zählzielwert, der durch Teilen der Korrekturzeit eines Messziels durch die zuvor erwähnte Zeiteinheit erhalten wird, eingestellt wird, auf. Ein Zählende-Flag wird gesetzt, wenn der Wert des Zählers nach dem Beginn des Hochzählens des oben beschriebenen Zählers den in der Einstelleinheit eingestellten Wert erreicht. Bei solch einem Korrekturzeittimer entspricht der Wert des oben beschriebenen Zählers dem Korrekturzeittimerwert, und das Einstellen des zuvor erwähnten Zählzielwerts in der zuvor erwähnten Einstelleinheit entspricht dem Einstellen der Korrekturzeit eines Messziels in dem Korrekturzeittimer. Das Einstellen des Werts des oben beschriebenen Zählers auf Null und das Starten eines Hochzählens des Zählers entsprechen dem Starten des Korrekturzeittimers. Das Erreichen des in der Einstelleinheit eingestellten Werts durch den oben beschriebenen Zähler und das Setzen des Zählende-Flags entsprechen dem Beenden des Zählens durch den Korrekturzeittimer.
Anschließend löscht der Mikrocomputer 46 in S120 Drehzahltimerwerte für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase. Die Drehzahltimerwerte sind Werte der Drehzahltimer, die für jede der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase einzeln vorgesehen sind. Der Drehzahltimer für die U-Phase misst die Halbzykluszeit TcU des U-Phasen-Hall-Signals HaU. Der Drehzahltimer für die Phase V misst die Halbzykluszeit TcV des V-Phasen-Hall-Signals HaV. Der Drehzahltimer für die W-Phase misst die Halbzykluszeit TCW des W-Phasen-Hall-Signals HaW. Beispielsweise enthält jeder der Drehzahltimer einen Zähler, in dem der Zählerwert bei (d.h. nach Ablauf) der zuvor erwähnten Zeiteinheit um Eins erhöht wird. Der Zählerwert entspricht dem Drehzahltimerwert.
Anschließend aktiviert der Mikrocomputer 46 in S130 die Hall-Signalunterbrechung. In dem Mikrocomputer 46 werden, wenn die Hall-Signalunterbrechung in S130 aktiviert wird, der erste Unterbrechungsprozess (Interrupt-Prozess) für das U-Phasen-Hall-Signal und der zweite Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal jedes Mal dann ausgeführt, wenn sich der Logikpegel in dem U-Phasen-Hall-Signal HaU ändert. Auf ähnliche Weise werden jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel in dem V-Phasen-Hall-Signal HaV ändert, der erste Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und der zweite Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal ausgeführt, und jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel in dem W-Phasen-Hall-Signal HaW ändert, werden der erste Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal und der zweite Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal ausgeführt. Diese Unterbrechungsprozesse für die Hall-Signale werden im Folgenden beschrieben.
In S140 führt der Mikrocomputer 46 einen Initialisierungsprozess zum Starten des Motors 16 aus (das heißt, der Rotor 19 in dem gestoppten Zustand wird in Drehung versetzt). Dieser Initialisierungsprozess dient zum Starten des Motors 16, beispielsweise durch Schalten der elektrischen Leitung zu jeder der Spulen 41u, 41v, 41w mit einem spezifizierten Muster, unabhängig von der Rotorposition.
Anschließend bestimmt der Mikrocomputer in S150, ob der Drückerschalter 29 eingeschaltet ist. Wenn bestimmt wird, dass der Drückerschalter 29 eingeschaltet ist, schreitet der Prozess zu S160 fort.
In S160 bestimmt der Mikrocomputer 46, ob das Zählen eines der Korrekturzeittimer beendet worden ist. Wenn ein Korrekturzeittimer das Zählen beendet, bedeutet dies, dass eine Korrekturzeit, die für ein Messziel in diesem Korrekturzeittimer eingestellt ist, vergangen ist. Wenn der Mikrocomputer 46 in S160 eine negative Bestimmung vornimmt, das heißt, keiner der Korrekturzeittimer das Zählen beendet hat, kehrt der Prozess zu S150 zurück.
Wenn jedoch der Mikrocomputer 46 in S160 eine positive Bestimmung vornimmt, das heißt, einer der Korrekturzeittimer das Zählen beendet hat, löscht der Mikrocomputer 46 das oben beschriebene Zählende-Flag, das dem Korrekturzeittimer entspricht, der das Zählen beendet hat. Danach schreitet der Prozess zu S170 fort, in dem der Mikrocomputer 46 den Erregungsschaltprozess ausführt, und danach kehrt der Prozess zu S150 zurück.
Im Folgenden wird der Prozess, in dem jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel eines der Hall-Signale HaU, HaV, HaW ändert, die Korrekturzeit in einem entsprechenden Korrekturzeittimer eingestellt wird und der Korrekturzeittimer gestartet wird, unter Bezugnahme auf die U-Phase als ein Beispiel beschrieben.
Der Mikrocomputer 46 führt den ersten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal, der in 9 gezeigt ist, jedes Mal dann aus, wenn sich der Logikpegel des U-Phasen-Hall-Signals HaU ändert.
Wie in 9 gezeigt, bestimmt der Mikrocomputer 46 beim Einleiten des ersten Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Hall-Signal in S210, ob der Drehzahltimer für die U-Phase gestartet worden ist. Wenn bestimmt wird, dass der Drehzahltimer für die U-Phase noch nicht gestartet worden ist, schreitet der Prozess zu S230 fort, damit der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase auf Null gesetzt wird und danach der Drehzahltimer für die U-Phase gestartet wird. Dementsprechend erhöht sich der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase jedes Mal dann, wenn die oben beschriebene Zeiteinheit verstreicht, um Eins.
Wenn der Mikrocomputer in S210 jedoch bestimmt, dass der Drehzahltimer für die U-Phase gestartet worden ist, das heißt, wenn der Drehzahltimer für die U-Phase zuvor in S230 gelöscht und gestartet worden ist, schreitet der Prozess zu Schritt S220 fort.
In S220 aktualisiert der Mikrocomputer 46 den Wert des Drehzahltimers für die U-Phase und speichert den aktualisierten Wert in dem RAM (mit anderen Worten, überschreibt den aktualisierten Wert). Anschließend schreitet der Prozess zu S230 fort, in dem der Drehzahltimer für die U-Phase gelöscht und erneut gestartet wird. Dementsprechend ist der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase, der in S220 in dem RAM gespeichert wird, ein Wert, der durch Messen der Halbzykluszeit TcU des U-Phasen-Hall-Signals HaU erhalten wird, wobei die zuvor erwähnte Zeiteinheit als die Auflösung verwendet wird. Da die Halbzykluszeit TcU umgekehrt proportional zu der Drehzahl des Motors 16 (im Folgenden als Motordrehzahl oder einfach nur Drehzahl bezeichnet) ist, kann man sagen, dass in S220 die Drehzahl detektiert wird.
Nach Ausführung des Prozesses des Schritts S230 schreitet der Prozess zu S240 fort, in dem der Mikrocomputer 46 die Korrekturzeit TrU für die U-Phase anhand von Gleichung 4 berechnet. Korrekturzeit TrU = Korrekturwert RU × Wert des Drehzahltimers für U-Phase (Gleichung 4)
Die Korrekturzeit TrU ist die Korrekturzeit für das U-Phasen-Hall-Signal HaU. Der Korrekturwert RU ist der Korrekturwert für das U-Phasen-Hall-Signal HaU. Für den „Korrekturwert RU“ in Gleichung 4 wird ein in einem Korrekturwertspeicherprozess in dem Speicher 47 gespeicherter Wert verwendet. Der Korrekturwertspeicherprozess ist in den 10A und 10B gezeigt und wird im Folgenden beschrieben. Für den „Wert des Drehzahltimers für die U-Phase“ in Gleichung 4 wird „der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase“ verwendet, der in dem aktuell durchgeführten S220 gespeichert wird. Mit anderen Worten wird in Gleichung 4 „der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase“, der in S220 gespeichert wird, als die „Halbzykluszeit TcX“ verwendet, die in der oben beschriebenen Gleichung 3 verwendet wird. Wenn in dem Speicher 47 kein Korrekturwert RU gespeichert worden ist, oder wenn der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase nicht durch den Prozess in S220 gespeichert worden ist, wird die Korrekturzeit TrU als ein Standardwert von Null berechnet.
Anschließend stellt der Mikrocomputer 46 in S250 die in S240 berechnete Korrekturzeit TrU in dem Korrekturzeittimer für die U-Phase ein und startet den Korrekturzeittimer. Wenn die eingestellte Korrekturzeit TrU vergangen ist, beendet der Korrekturzeittimer für die U-Phase das Zählen. Wenn der Mikrocomputer 46 den Prozess in S250 beendet, ist der erste Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal abgeschlossen.
Der Mikrocomputer 46 führt dieselben Prozesse wie den ersten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal für jedes von dem V-Phasen-Hall-Signal HaV und dem W-Phasen-Hall-Signal HaW jedes Mal dann aus, wenn sich die Logikpegel dieser Signale ändern. Der erste Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal, der jedes Mal dann durchgeführt wird, wenn sich der Logikpegel des V-Phasen-Hall-Signals HaV ändert, ist der Prozess, der für „Phase V“ anstelle von „Phase U“ in 9 durchgeführt wird. Auf ähnliche Weise ist der erste Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal, der jedes Mal dann durchgeführt wird, wenn sich der Logikpegel des W-Phasen-Hall-Signals HaW ändert, der Prozess, der für „Phase „W“ anstelle von „Phase U“ in 9 durchgeführt wird. Es sei bemerkt, dass dieselben Nummerierungen von Schritten wie in 9 für den ersten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und den ersten Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal verwendet werden und der erste Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal, der erste Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und der erste Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal zusammen als der erste Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale bezeichnet werden.
Dementsprechend ist der Zeitpunkt, zu dem der Mikrocomputer 46 in S160 in 8 eine positive Bestimmung vornimmt, der Zeitpunkt, zu dem ausgehend von dem Pegeländerungszeitpunkt eines der Hall-Signale HaU, HaV, HaW die Korrekturzeit für ein bestimmtes Hall-Signal vergangen ist. Zu diesem Zeitpunkt führt der Mikrocomputer 46 die Erregungsschaltung aus.
Erneut Bezug nehmend auf die Beschreibung der Prozedur in 8 schreitet der Prozess in S150, wenn der Mikrocomputer 46 bestimmt, dass der Drückerschalter 29 ausgeschaltet ist, das heißt, wenn der Drückerschalter 29 von dem Benutzer ausgeschaltet worden ist, zu S180 fort, in dem die elektrische Leitung zu dem Motor 16 ausgeschaltet wird. Mit anderen Worten, eine elektrische Leitung zu den Spulen 41u, 41v, 41w wird gestoppt. Dementsprechend dreht sich der Motor 16 vorübergehend aufgrund seiner Trägheit. Der Mikrocomputer 46 stoppt in S190 jeden der Korrekturzeittimer und führt in S200 den Korrekturwertspeicherprozess aus, der in 10A und 10B gezeigt ist. Demzufolge wird der Korrekturwertspeicherprozess ausgeführt, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird bzw. rotiert.
Wie in 10A und 10B gezeigt, löscht der Mikrocomputer 46, wenn der Korrekturwertspeicherprozess eingeleitet wird, in S310 Fehlertimerwerte für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase.
Die Fehlertimerwerte sind Werte in Fehlertimern. Die jeweiligen Fehlertimer sind für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase vorgesehen. Der Fehlertimer für die U-Phase misst den Zeitunterschied TeU zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des U-Phasen-Hall-Signals HaU und dem Pegeländerungszeitpunkt des U-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrU als den Detektionsfehler der Rotorposition, die von dem Hall-Sensor 23u für die U-Phase erhalten wird. Auf ähnliche Weise misst der Fehlertimer für die V-Phase den Zeitunterschied TeV zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des V-Phasen-Hall-Signals HaV und dem Pegeländerungszeitpunkt des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrV als den Detektionsfehler der Rotorposition, die von dem Hall-Sensor 23v für die V-Phase erhalten wird. Auf ähnliche Weise misst der Fehlertimer für die W-Phase den Zeitunterschied TeW zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des W-Phasen-Hall-Signals HaW und dem Pegeländerungszeitpunkt des W-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrW als den Detektionsfehler der Rotorposition, die von dem Hall-Sensor 23w für die W-Phase erhalten wird. Beispielsweise enthält jeder der Fehlertimer einen Zähler, in dem bei Ablauf der zuvor erwähnten Zeiteinheit der Zählerwert um Eins erhöht wird. Der Zählerwert entspricht dem Fehlertimerwert.
Anschließend bestimmt der Mikrocomputer 46 in S320, ob der Drückerschalter 29 ausgeschaltet ist. Wenn bestimmt wird, dass der Drückerschalter 29 ausgeschaltet ist, schreitet der Prozess zu S330 fort.
In S330 bestimmt der Mikrocomputer 46, ob die Motordrehzahl kleiner oder gleich einer spezifizierten maximalen Drehzahl SH ist. Wenn bestimmt wird, dass die Motordrehzahl nicht kleiner oder gleich der maximalen Drehzahl SH (das heißt, höher als die maximale Drehzahl SH) ist, kehrt der Prozess zu S320 zurück. Die Motordrehzahl für das Bestimmungsziel wird anhand eines Werts berechnet, der beispielsweise durch Mitteln der Werte der Drehzahltimer für alle Phasen erhalten wird, die durch den ersten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal, den ersten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und den ersten Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal aktualisiert und gespeichert werden.
Auf der anderen Seite, wenn der Mikrocomputer 46 in S330 bestimmt, dass die Motordrehzahl kleiner oder gleich der maximalen Drehzahl SH ist, schreitet der Prozess zu S340 fort, und der Mikrocomputer 46 aktiviert die Nulldurchgangssignalunterbrechung.
In dem Zustand, in dem die Nulldurchgangssignalunterbrechung aktiviert ist, führt der Mikrocomputer 46 jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel des U-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrU ändert, den in 11 gezeigten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal aus. Der Microcomputer 46 führt ebenfalls jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrV und des W-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrW ändert, den in 11 gezeigten Prozess für diese Nulldurchgangssignale aus. Der Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Nulldurchgangssignal, der jedes Mal dann ausgeführt wird, wenn sich der Logikpegel des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ändert, ist der Prozess, der für „Phase V“ anstelle von „Phase U“ in 11 ausgeführt wird. Auf ähnliche Weise ist der Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Nulldurchgangssignal, der jedes Mal dann ausgeführt wird, wenn sich der Logikpegel des W-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrW ändert, der Prozess, der für die „Phase W“ anstelle der „Phase U“ in 11 ausgeführt wird. Dementsprechend wird nun der Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal unter Bezugnahme auf 11 beschrieben. Es sei bemerkt, dass dieselben Nummerierungen der Schritte wie in 11 für den Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Nulldurchgangssignal und den Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Nulldurchgangssignal verwendet werden und der Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal, der Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Nulldurchgangsignal und der Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Nulldurchgangssignal zusammen als der Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale bezeichnet werden.
Wie in 11 gezeigt, bestimmt der Mikrocomputer 46, wenn der Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal eingeleitet wird, in S610, ob der Fehlertimer für die U-Phase gestartet worden ist. Es sei bemerkt, dass der Fehlertimer für die U-Phase in S650 (im Folgenden beschrieben) des Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal oder in S750 in 12 (im Folgenden beschrieben) gelöscht und gestartet wird. In Schritt 610 wird ebenfalls bestimmt, dass der Fehlertimer für die U-Phase bereits gestartet worden ist, wenn der Wert des Fehlertimers für die U-Phase größer als Null ist.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S610 bestimmt, dass der Fehlertimer für die U-Phase bereits gestartet worden ist, schreitet der Prozess zu S620 fort, in dem bestimmt wird, ob der Wert des Fehlertimers für die U-Phase die im Folgenden gezeigte Beziehung 5 erfüllt. Wert Fehlertimer U-Phase < Wert Drehzahltimer U-Phase × spezifizierter Wert (Beziehung 5)
„Der Wert des Drehzahltimers für die U-Phase“ in Beziehung 5 wird in S220 in 9 aktualisiert und gespeichert. Der „spezifizierte Wert“ in Beziehung 5 ist ein voreingestellter Wert, der der maximale Wert des Verhältnisses des Zeitunterschieds TeU zu der Halbzykluszeit TcU ist (= TeU/TcU). Wenngleich der spezifizierte Wert bei der vorliegenden Ausführungsform ein gemeinsamer Wert für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase ist, kann der spezifizierte Wert ein unterschiedlicher Wert für die U-Phase, die V-Phase und die W-Phase sein.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S620 bestimmt, dass der Wert des Fehlertimers für die U-Phase die Beziehung 5 erfüllt, schreitet der Prozess zu S630 fort, in dem der Wert des Fehlertimers für die U-Phase und das Vorzeichen des Werts des Fehlertimers einander zugeordnet und in dem RAM gespeichert werden. In S630 wird „Plus“ für das Vorzeichen gespeichert.
Anschließend stoppt der Mikrocomputer 46 in S640 den Fehlertimer für die U-Phase, löscht den Wert des Fehlertimers für die U-Phase und beendet dann die U-Phasen-Nulldurchgangssignalunterbrechung.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S610 bestimmt, dass der Fehlertimer für die U-Phase noch nicht gestartet worden ist (das heißt, gestoppt ist), oder in S620 bestimmt, dass der Wert des Fehlertimers für die U-Phase nicht die Beziehung 5 erfüllt, schreitet der Prozess zu S650 fort. In S650 löscht und startet der Mikrocomputer 46 den Fehlertimer für die U-Phase. Dann endet der Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal.
Auf der anderen Seite, wenn der Mikrocomputer 46 in S340 in 10A die Nulldurchgangssignalunterbrechung aktiviert, ist die Hall-Signalunterbrechung in S130 in 8 bereits aktiviert worden.
Der Mikrocomputer 46 führt den zweiten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal, der in 12 gezeigt ist, zusätzlich zu dem Prozess in 9 jedes Mal dann aus, wenn sich der Logikpegel des U-Phasen-Hall-Signals HaU ändert. In Bezug auf das V-Phasen-Hall-Signal HaV und das W-Phasen-Hall-Signal HaW führt der Microcomputer 46 zusätzlich zu dem Prozess, der ähnlich zu dem Prozess in 9 ist (das heißt, dem ersten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal oder dem ersten Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal), jedes Mal dann, wenn sich der Logikpegel dieser Hall-Signale ändert, denselben Prozess wie in 12 aus. Der zweite Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal, der jedes Mal dann ausgeführt wird, wenn sich der Logikpegel in dem V-Phasen-Hall-Signal HaV ändert, ist ein Prozess, der für „Phase V“ anstelle von „Phase U“ in 12 ausgeführt wird. Auf ähnliche Weise ist der zweite Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal, der jedes Mal dann ausgeführt wird, wenn sich der Logikpegel in dem W-Phasen-Hall-Signal HaW ändert, ein Prozess, der für „Phase W“ anstelle von „Phase U“ in 12 ausgeführt wird. Dementsprechend wird nun unter Bezugnahme auf 12 der zweite Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal beschrieben. Es sei bemerkt, dass dieselben Schritte wie in 12 für den zweiten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und den zweiten Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal verwendet werden und der zweite Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal, der zweite Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal und der zweite Unterbrechungsprozess für das W-Phasen-Hall-Signal zusammen als der zweite Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale bezeichnet werden.
Wie in 12 gezeigt, werden in S710, S720, S740 und S750 des zweiten Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Hall-Signal dieselben Prozesse durchgeführt wie in S610, S620, S640 und S650 des Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal, der in 11 gezeigt ist. Im Vergleich zu S630 in 11 besteht der Unterschied darin, dass, wenn in S730 des zweiten Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Hall-Signal der Wert des Fehlertimers für die U-Phase und das Vorzeichen des Werts des Fehlertimers einander zugeordnet und in dem RAM gespeichert werden, ein „Minus“ als das Vorzeichen gespeichert wird.
Dementsprechend führt der Mikrocomputer 46 den zweiten Unterbrechungsprozess für das X-Phasen-Hall-Signal und den Unterbrechungsprozess für das X-Phasen-Nulldurchgangssignal zum Messen des Zeitunterschieds TeX zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des X-Phasen-Hall-Signals HaX und dem Pegeländerungszeitpunkt des X-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrX als den Wert des Fehlertimers für die X-Phase aus.
Beispielsweise wird, wie in Zeile 1 und Zeile 4 in 7 gezeigt, wenn das U-Phasen-Hall-Signal HaU bezüglich des U-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrU zu der Voreilwinkelseite verschoben ist, der zweite Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal um den Zeitunterschied TeU vor dem Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal ausgeführt.
Dementsprechend nimmt der Mikrocomputer 46 in dem zweiten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal in S710 eine negative Bestimmung vor und löscht und startet in S750 den Fehlertimer für die U-Phase.
In dem Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal nimmt der Mikrocomputer 46 in S610 eine positive Bestimmung vor und speichert dann den Wert des Fehlertimers für die U-Phase in S630 zusammen mit einem „Plus“-Zeichen in dem RAM. Der Wert des Fehlertimers für die U-Phase, der in dem RAM gespeichert wird, ist in diesem Fall ein Wert, der durch Messen des Zeitunterschieds TeU zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des U-Phasen-Hall-Signals HaU und dem Pegeländerungszeitpunkt des U-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrU (das heißt, eines Plus-Zeitunterschieds TeU) erhalten wird, wobei die zuvor erwähnte Zeiteinheit als die Auflösung verwendet wird.
Darüber hinaus wird beispielsweise wie in Zeile 2 und Zeile 5 in 7 gezeigt, wenn das V-Phasen-Hall-Signal HaV bezüglich des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrV zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, der Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Nulldurchgangssignal um den Zeitunterschied TeV vor dem zweiten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal ausgeführt.
Demzufolge nimmt der Mikrocomputer 46 in dem Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Nulldurchgangssignal in S610 eine negative Bestimmung vor und löscht und startet in S650 den Fehlertimer für die V-Phase.
In dem zweiten Unterbrechungsprozess für das V-Phasen-Hall-Signal nimmt der Mikrocomputer 46 in S710 eine positive Bestimmung vor und speichert in S730 den Wert des Fehlertimers für die V-Phase zusammen mit dem „Minus“-Zeichen in dem RAM. Der Wert des Fehlertimers für die V-Phase, der in diesem Fall in dem RAM gespeichert wird, ist ein Wert, der durch Messen des Zeitunterschieds TeV zwischen dem Pegeländerungszeitpunkt des V-Phasen-Nulldurchgangssignals ZrV und dem Pegeländerungszeitpunkt des V-Phasen-Hall-Signals HaV (das heißt, eines Minus-Zeitunterschieds TeV) erhalten wird, wobei die zuvor erwähnte Zeiteinheit als die Auflösung verwendet wird.
Die Zeitunterschiede TeU, TeV und TeW, die durch den zweiten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und den Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale erhalten werden, sind die Zeitverzögerungen zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w die jeweiligen Rotorpositionen detektierten, und den Zeitpunkten, zu denen die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 die jeweiligen Rotorpositionen detektiert. Dies wird erreicht, indem der Wert des Fehlertimers als ein Messergebnis in dem RAM gespeichert wird, wenn in S620 oder S720 eine positive Bestimmung vorgenommen wird.
Erneut Bezug nehmend auf die Beschreibung des Korrekturwertspeicherprozesses aktiviert der Mikrocomputer 46 in S340 die Nulldurchgangssignalunterbrechung und bestimmt dann in S350, ob die Motordrehzahl größer oder gleich einer spezifizierten minimalen Drehzahl SL ist. Wenn bestimmt wird, dass die Motordrehzahl größer oder gleich der minimalen Drehzahl SL ist, schreitet der Prozess zu S360 fort. Die minimale Drehzahl SL ist niedriger als die maximale Drehzahl SH, die für die Bestimmung in S330 verwendet wird. Mit anderen Worten, die maximale Drehzahl SH ist größer als die minimale Drehzahl SL.
Der Mikrocomputer 46 bestimmt in S360, ob die Werte der Fehlertimer für alle Phasen in dem RAM gespeichert sind. Wenn eine negative Bestimmung vorgenommen wird, das heißt, ein Wert (oder Werte) der Fehlertimer für einige Phasen noch nicht in dem RAM gespeichert ist (sind), kehrt der Prozess zu S320 zurück. Wenn der Microcomputer 46 in S360 bestimmt, dass die Werte der Fehlertimer für alle Phasen in dem RAM gespeichert sind, schreitet der Prozess zu S370 fort.
Wenngleich die Prozesse der Schritte S370 bis S420 in 10A und 10B für jede der U-Phase, der V-Phase und der W-Phase ausgeführt werden, werden im Folgenden die für die U-Phase ausgeführten Prozesse beschrieben.
Der Microcomputer 46 bestimmt in S370, ob das Vorzeichen für den Wert des Fehlertimers für die U-Phase, das in dem RAM gespeichert ist, „Plus“ ist. Wenn bestimmt wird, dass es „Plus“ ist, schreitet der Prozess zu S380 fort. Der Mikrocomputer 46 berechnet in S380 den Korrekturwert RU für die U-Phase (das heißt, den Korrekturwert für das U-Phasen-Hall-Signal HaU) mittels der folgenden Gleichung 6. Korrekturwert RU = Wert Fehlertimer U-Phase/Wert Drehzahltimer U-Phase (Gleichung 6)
Gleichung 6 entspricht der oben beschriebenen Gleichung 1. Mit anderen Worten, Gleichung 6 enthält „den Wert des Fehlertimers für die U-Phase“ als den „Zeitunterschied TeX“ in Gleichung 1 und „den Wert des Drehzahltimers für die U-Phase als „die Halbzykluszeit TcX“ in Gleichung 1. Der mit Gleichung 6 berechnete Korrekturwert RU ist ein Korrekturwert zum Korrigieren des U-Phasen-Hall-Signals HaU, das zu der Voreilwinkelseite verschoben ist, so dass es zu der Verzögerungswinkelseite verschoben wird (im Folgenden als Korrekturwert in der Verzögerungswinkelrichtung bezeichnet).
Auf der anderen Seite, wenn der Mikrocomputer 46 in S370 bestimmt, dass das Vorzeichen des Werts des Fehlertimers für die U-Phase, das in dem RAM gespeichert ist, nicht „Plus“ ist (das heißt, das Vorzeichen „Minus“ ist), schreitet der Prozess zu S390 fort. In S390 berechnet der Mikrocomputer 46 den Korrekturwert RU für die U-Phase mittels der folgenden Gleichung 7. Korrekturwert RU = 1 – Wert Fehlertimer U-Phase/Wert Drehzahltimer U-Phase (Gleichung 7)
Gleichung 7 entspricht der oben beschriebenen Gleichung 2. Mit anderen Worten, Gleichung 7 enthält den „Wert des Fehlertimers für die U-Phase“ als den “Zeitunterschied TeX“ in Gleichung 2 und „den Wert des Drehzahltimers für die U-Phase“ als die „Halbzykluszeit TcX“ in Gleichung 2. Der mit Gleichung 7 berechnete Korrekturwert RU ist ein Korrekturwert zum Korrigieren des U-Phasen-Hall-Signals HaU, das zu der Verzögerungswinkelseite verschoben ist, so dass es zu der Voreilwinkelseite verschoben wird (im Folgenden als Korrekturwert in der Voreilwinkelrichtung bezeichnet).
Nachdem der Mikrocomputer 46 in S380 oder S390 den Korrekturwert RU berechnet hat, schreitet der Prozess zu S400 fort. In S400 wird bestimmt, ob der neue Korrekturwert RU, der in S380 oder S390 berechnet wird, innerhalb eines spezifizierten Bereichs liegt, um zu bestimmen, ob der neue Korrekturwert RU normal ist. Der spezifizierte Bereich ist auf einen normalen Bereich für eine Konstruktion eingestellt (das heißt, ein Bereich, der in Bezug auf die Konstruktion zur Verfügung steht).
Wenn der Mikrocomputer 46 in S400 bestimmt, dass der neue Korrekturwert RU normal ist, schreitet der Prozess zu S410 fort. In S410 wird durch Vergleichen des Korrekturwerts RU, der bereits durch den Prozess in S420 in dem Speicher 47 gespeichert worden ist (im Folgenden als aktueller Korrekturwert RU bezeichnet), was im Folgenden beschrieben wird, und des neuen Korrekturwerts RU bestimmt, ob der aktuelle Korrekturwert RU in dem Speicher 47 mit dem neuen Korrekturwert RU aktualisiert werden muss.
Genauer gesagt wird zuerst ein Differenzwert zwischen dem aktuellen Korrekturwert RU und dem neuen Korrekturwert RU berechnet. Der Differenzwert ist ein Absolutwert des Unterschieds zwischen dem aktuellen Korrekturwert RU und dem neuen Korrekturwert RU. Wenn einer von dem aktuellen Korrekturwert RU und dem neuen Korrekturwert RU für die Verzögerungswinkelrichtung ist und der andere für die Voreilwinkelrichtung ist, wird im Hinblick auf den Korrekturwert für die Voreilwinkelrichtung der Wert, der durch Subtrahieren von Eins von dem Korrekturwert erhalten wird, zur Berechnung des Differenzwerts verwendet. Die Bestimmung, ob der Korrekturwert für die Verzögerungswinkelrichtung oder die Voreilwinkelrichtung ist, kann beispielsweise wie folgt vorgenommen werden: Wenn der Korrekturwert kleiner ist als der spezifizierte Wert, der in der Bestimmung in S620 von 11 und S720 von 12 verwendet wird, wird bestimmt, dass der Korrekturwert für die Verzögerungswinkelrichtung ist, während, wenn der Korrekturwert größer oder gleich dem spezifizierten Wert ist, bestimmt wird, dass der Korrekturwert für die Voreilwinkelrichtung ist. Mit anderen Worten, der Differenzwert ist ein Absolutwert des Unterschieds zwischen dem Verhältnis des Zeitunterschieds TeU in Bezug auf die Halbzykluszeit TcU, der durch den aktuellen Korrekturwert RU dargestellt wird, und im Verhältnis des Zeitunterschieds TeU in Bezug auf die Halbzykluszeit TcU, der durch den neuen Korrekturwert RU dargestellt wird.
Wenn der berechnete Differenzwert größer oder gleich dem spezifizierten Wert ist, bestimmt der Mikrocomputer 46 in S410, dass die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU notwendig ist. Wenn der berechnete Differenzwert kleiner als der spezifizierte Wert ist, bestimmt der Mikrocomputer 46, dass die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU nicht notwendig ist. Dies liegt daran, dass, wenn der Differenzwert kleiner als der spezifizierte Wert ist, der aktuelle Korrekturwert RU und der neue Korrekturwert RU als im Wesentlichen dieselben betrachtet werden. „Im Wesentlichen dieselben“ bedeutet, dass, auch wenn ein Unterschied vorliegt, der Unterschied derart ist, dass, wenn der aktuelle Korrekturwert RU zum Steuern des Motors 16 verwendet wird, sich der Unterschied nicht auf die Steuergenauigkeit auswirkt. Alternativ dazu kann bestimmt werden, dass, wenn in S410 der aktuelle Korrekturwert RU und der neue Korrekturwert RU nicht dieselben sind, die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU notwendig ist, und wenn der aktuelle Korrekturwert RU und der neue Korrekturwert RU dieselben sind, die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU nicht notwendig ist.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S410 bestimmt, dass die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU notwendig ist, schreitet der Prozess zu S420 fort, in dem der aktuelle Korrekturwert RU in dem Speicher 47 mit dem neuen Korrekturwert RU zum Aktualisieren des Korrekturwerts RU überschrieben wird. Dann schreitet der Prozess zu S430 fort. Auf der anderen Seite, wenn der Mikrocomputer 46 in S410 bestimmt, dass die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU nicht notwendig ist, schreitet der Prozess direkt zu S430 fort, ohne dass der Prozess des Schritts S420 ausgeführt wird.
Wenn der Korrekturwert RU noch nicht in dem Speicher 47 gespeichert ist, wird in S400 bestimmt, dass der neue Korrekturwert RU normal ist, und in S410 wird bestimmt, dass die Aktualisierung des aktuellen Korrekturwerts RU notwendig ist. In diesem Fall wird der neue Korrekturwert RU in S420 zum ersten Mal in dem Speicher 47 gespeichert.
In S430 bestimmt der Mikrocomputer 46, ob die Prozesse der Schritte S370 bis S420 für alle Phasen beendet worden sind. Wenn bestimmt wird, dass die Prozesse noch nicht beendet worden sind, kehrt der Prozess zu S370 zurück. In diesem Fall führt der Mikrocomputer 46 die Prozesse der Schritte S370 bis S420 für die verbleibende(n) Phase(n) aus. Wenn der Mikrocomputer 46 in S430 bestimmt, dass die Prozesse der Schritte S370 bis S420 für alle Phasen beendet worden sind, schreitet der Prozess zu S450 fort.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S400 bestimmt, dass der neue Korrekturwert RU nicht normal ist, schreitet der Prozess zu S440 fort, in dem ein Alarmprozess zum Alarmieren des Benutzers, dass eine Unregelmäßigkeit beispielsweise in den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w, der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 oder einer Signalverdrahtung aufgetreten ist, fort. Dann schreitet der Prozess zu S450 fort. In dem Alarmprozess wird eine LED 34 mit einem spezifizierten Muster eingeschaltet. Der Alarmprozess kann beispielsweise einen Audioalarm mit einem Summer oder, wenn das Anzeigefeld 32 mit einer Anzeigevorrichtung versehen ist, einen Nachrichtenalarm beinhalten, in dem eine Nachricht, die das Auftreten einer Unregelmäßigkeit angibt, auf der Anzeigevorrichtung angezeigt wird.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S350 bestimmt, dass die Motordrehzahl nicht größer oder gleich der minimalen Drehzahl SL (mit anderen Worten, niedriger als die minimale Drehzahl) ist, schreitet der Prozess direkt zu S450 fort. Der Mikrocomputer 46 deaktiviert die Hall-Signalunterbrechung in S450 und die Nulldurchgangssignalunterbrechung in S460.
Anschließend stoppt der Mikrocomputer 46 in S470 alle Fehlertimer und löscht die Werte der Fehlertimer auf Null. Ferner stoppt der Mikrocomputer 46 in S480 alle Drehzahltimer und löscht den Wert aller Drehzahltimer auf Null. Dann endet der Korrekturwertspeicherprozess, was wiederum den Motorsteuerprozess beendet.
Wenn der Mikrocomputer 46 in S320 bestimmt, dass der Drückerschalter 29 nicht ausgeschaltet (das heißt, eingeschaltet) ist, schreitet der Prozess zu S490 fort, in dem die Nulldurchgangssignalunterbrechung deaktiviert wird. Dann stoppt der Mikrocomputer 46 in S500 jeden der Fehlertimer und löscht den Wert aller Fehlertimer auf Null. Anschließend springt der Prozess in S510 zum Anfang des Motorsteuerprozesses (das heißt, S110 in 8). In diesem Fall wird der Motor 16 erneut angetrieben.
Die zuvor beschriebenen Prozesse <1> bis <3> werden von dem Mikrocomputer 46 durchgeführt, der die unter Bezugnahme auf die 8 bis 12 beschriebenen Prozesse ausführt.
[Wirkung]
Bei dem Trimmer 2 gemäß der vorliegenden Ausführungsform führt der Mikrocomputer 46, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, den zweiten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und den Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale aus. Durch Ausführen dieser Prozesse misst der Mikrocomputer 46 die jeweiligen Zeitunterschiede (d.h. TeU, TeV, TeW) zwischen den Pegeländerungszeitpunkten der Hall-Signale HaU, HaV, HaW und den Pegeländerungszeitpunkten der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW als die Werte der Fehlertimer. Die gemessenen Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW entsprechen den jeweiligen Unterschieden zwischen den Detektionsergebnissen der Rotorposition, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w erhalten werden, und den Detektionsergebnissen der Rotorposition, die von der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 erhalten werden.
Darüber hinaus berechnet der Mikrocomputer durch Ausführen der Prozesse der Schritte S370 bis S390 in 10A die Korrekturwerte RU, RV, RW zum Korrigieren der jeweiligen Detektionsergebnisse für die Rotorposition, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w erhalten werden, anhand der Werte der Fehlertimer für die jeweiligen Phasen. Die Werte der Fehlertimer entsprechen jeweils den Messergebnissen für die Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW. Der Mikrocomputer 46 speichert ebenfalls in S420 in 10B die Korrekturwerte RU, RV, RW in dem Speicher 47.
Wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, geben die Pegeländerungszeitpunkte der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW, die den Detektionsergebnissen für die Rotorposition, die von der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 erhalten werden, entsprechen, die korrekte Rotorposition an. Somit können die in dem Speicher 47 gespeicherten Korrekturwerte RU, RV, RW die jeweiligen Detektionsergebnisse für die Rotorposition, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w erhalten werden (das heißt, die Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW), mit hoher Genauigkeit korrigieren.
Demzufolge kann der Mikrocomputer 46 durch den ersten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und die Prozesse der Schritte S150 bis S170 in 8 die Pegeländerungszeiten der Hall-Signale HaU, HaV, HaW mit den jeweiligen Korrekturwerten RU, RV, RW in dem Speicher 47 genau korrigieren. Der Mikrocomputer 46 führt in S170 in 8 die Erregungsschaltung bei diesen korrigierten Pegeländerungszeiten durch und kann daher die Genauigkeit der Steuerung des Motors 16 verbessern.
Darüber hinaus sind, wie vorher beschrieben, die Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW, die durch den zweiten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und den Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale gemessen werden, die Zeitverzögerungen zwischen den Zeitpunkten, zu denen die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w die jeweiligen Rotorpositionen detektieren, und den Zeitpunkten, zu denen die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 die jeweiligen Rotorpositionen detektiert. Bei der vorliegenden Ausführungsform werden die Zeitverzögerungen als Unterschiede zwischen den Detektionsergebnissen für die Rotorposition, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w erhalten werden, und den jeweiligen Detektionsergebnissen für die Rotorposition, die von der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 erhalten werden, behandelt (d.h. als Detektionsfehler der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w). Demzufolge können die Detektionsfehler, die von den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w verursacht werden, ohne Weiteres detektiert werden, was wiederum den Prozess zum Berechnen der Korrekturwerte RU, RV, RW vereinfacht.
Ferner werden, wenn der Mikrocomputer 46 in S350 in 10A bestimmt, dass die Motordrehzahl niedriger als die minimale Drehzahl SL ist, die Hall-Signalunterbrechung und die Nulldurchgangssignalunterbrechung in S450 und S460 deaktiviert. Mit anderen Worten, wenn die Motordrehzahl größer oder gleich der minimalen Drehzahl SL ist, führt der Mikrocomputer 46 den zweiten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und den Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale zum Detektieren der Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW aus. Dies liegt daran, dass, wenn die Motordrehzahl zu niedrig ist, die Amplitude der in den Spulen 41u, 41v, 41w erzeugten induzierten Spannungen klein wird, so dass die Genauigkeit der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW, die auf den induzierten Spannungen basieren, abnimmt. Daher kann durch Detektieren der Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW, wenn die Motordrehzahl größer oder gleich der minimalen Drehzahl SL ist, die Genauigkeit für die Korrekturwerte RU, RV, RW, die basierend auf den Zeitunterschieden TeU, TeV, TeW berechnet werden, verbessert werden.
Darüber hinaus aktiviert, wenn der Mikrocomputer 46 in S330 in 10A bestimmt, dass die Motordrehzahl kleiner oder gleich der maximalen Drehzahl SH ist, der Mikrocomputer 46 die Nulldurchgangssignalunterbrechung in S340. Mit anderen Worten, wenn die Motordrehzahl größer oder gleich der minimalen Drehzahl SL und ebenfalls kleiner oder gleich der maximalen Drehzahl SH ist, führt der Mikrocomputer den zweiten Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale und den Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale zum Detektieren der Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW aus. Dies liegt daran, dass, wenn die Motordrehzahl zu hoch ist, die Änderungsraten der in den Spulen 41u, 41v, 41w erzeugten induzierten Spannungen groß werden, was wiederum die Genauigkeit für die Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW verringert. Dementsprechend kann durch Detektieren der Zeitunterschiede TeU, TeV, TeW, wenn die Motordrehzahl in dem Bereich zwischen der minimalen Drehzahl SL und der maximalen Drehzahl SH liegt, die Genauigkeit der Korrekturwerte RU, RV, RW, die basierend auf den Zeitunterschieden TeU, TeV, TeW berechnet werden, weiter verbessert werden. Der Bereich von der minimalen Drehzahl SL zu der maximalen Drehzahl SH kann auf einen beliebigen geeigneten Bereich eingestellt werden, in dem die Genauigkeit der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW hoch ist.
Darüber hinaus vergleicht der Mikrocomputer 46 in S410 in 10B den Korrekturwert in dem Speicher 47 mit einem neu berechneten Korrekturwert und bestimmt, ob die Aktualisierung des Korrekturwerts in dem Speicher 47 notwendig ist. Wenn der Mikrocomputer 46 bestimmt, dass die Aktualisierung notwendig ist, wird der Korrekturwert in dem Speicher 47 mit dem neu berechneten Korrekturwert überschrieben. Dies ermöglicht eine Verringerung der Prozesslast zum Überschreiben des Korrekturwerts in dem Speicher 47 sowie der Anzahl von Schreibprozessen in dem Speicher 47. Der Korrekturwert in dem Speicher 47 kann lediglich dann aktualisiert werden, wenn sich der Korrekturwert signifikant ändert, beispielsweise aufgrund eines Austauschs des Motors 16.
Darüber hinaus bestimmt der Mikrocomputer 46 in S400 in 10B, ob der neu berechnete Korrekturwert normal ist, in Abhängigkeit davon, ob der neu berechnete Korrekturwert in dem spezifizierten Bereich liegt. Wenn bestimmt wird, dass der neu berechnete Korrekturwert nicht normal ist, führt der Mikrocomputer 46 den Alarmprozess in S440 in 10B aus.
Demzufolge kann, wenn in einem Teil wie den Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w, der Rotorpositionsdetektionsschaltung 50, den Signalverdrahtungen usw. eine Unregelmäßigkeit auftritt und der neu berechnete Korrekturwert ein anormaler Wert wird, das Auftreten der Unregelmäßigkeit detektiert werden, und der Benutzer kann entsprechend alarmiert werden. Demzufolge kann der Benutzer dazu veranlasst werden, den Trimmer zu reparieren.
Bei der vorliegenden Ausführungsform entspricht die Rotorpositionsdetektionsschaltung 50 einem Beispiel für den Detektor. Der Mikrocomputer 46 dient als ein Beispiel für den Berechner, den Speicherprozessor, die Motorsteuerung, den Aktualisierungsbestimmer und den Unregelmäßigkeitsdetektor. Die Schritte S130 in 8, S310 bis S390 in 10A, S450 und S460 in 10B und der Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Nulldurchgangssignale, einschließlich des Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Nulldurchgangssignal in 11, und der zweite Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale, einschließlich des zweiten Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Hall-Signal in 12, entsprechen einem Beispiel für den Prozess des Berechners. Darüber hinaus entspricht S420 in 10B einem Beispiel für den Prozess des Speicherprozessors. Die Schritte S150 bis S170 in 8 und der erste Unterbrechungsprozess für die jeweiligen Hall-Signale, einschließlich des ersten Unterbrechungsprozesses für das U-Phasen-Hall-Signal in 9, entsprechen einem Beispiel für den Prozess der Motorsteuerung. S410 in 10B entspricht einem Beispiel für den Prozess des Aktualisierungsbestimmers. S400 und S440 in 10B entsprechen einem Beispiel für den Prozess des Unregelmäßigkeitsdetektors.
[Andere Ausführungsformen]
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform stimmen, wenn die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w keine Detektionsfehler verursachen, die Pegeländerungszeitpunkte der Hall-Signale HaU, HaV, HaW jeweils mit den Pegeländerungszeitpunkten der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW überein, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird. Wenn die Einbaupositionen der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w in diesem Fall die Bezugspositionen sind, können die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w bezüglich der Bezugspositionen zu der Voreilwinkelseite oder der Verzögerungswinkelseite versetzt eingebaut werden. Bei dem oben beschriebenen Beispiel können die Einbaupositionen der Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w durch Ändern der Einbauposition der Sensorplatine 17 geändert werden.
Angenommen, dass die Hall-Sensoren 23u, 23v, 23w beispielsweise um einen elektrischen Winkel von „α°“ bezüglich der Bezugspositionen zu der Voreilwinkelseite verschoben eingebaut werden.
In diesem Fall ändern sich die Logikpegel der Hall-Signale HaU, HaV, HaW, wenn der Motor 16 aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, jeweils zu einer Zeit Tα für einen elektrischen Winkel von „α°“ vor den Pegeländerungszeitpunkten der Nulldurchgangssignale ZrU, ZrV, ZrW. In diesem Fall kann die oben beschriebene Ausführungsform wie folgt modifiziert werden.
Von den drei Phasen wird die U-Phase als ein Beispiel beschrieben. Der Mikrocomputer 46 erzeugt einen virtuellen Zeitpunkt, der eine Zeit Tα für einen elektrischen Winkel „α°“ nach dem Zeitpunkt für die Logikpegeländerung des U-Phasen-Hall-Signals HaU liegt. Der virtuelle Zeitpunkt kann basierend auf der Motordrehzahl erzeugt werden, da die zuvor beschriebene Zeit Tα anhand der Motordrehzahl berechnet werden kann. Dann kann der Mikrocomputer 46 den zweiten Unterbrechungsprozess für das U-Phasen-Hall-Signal in 12 zu dem zuvor erwähnten virtuellen Zeitpunkt ausführen. Dasselbe gilt für die V-Phase und die W-Phase.
Im Vorhergehenden wurden Ausführungsformen gemäß der vorliegenden Offenbarung beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf die zuvor beschriebenen Ausführungsformen beschränkt und kann auf verschiedene Weisen ausgeführt werden. Darüber hinaus sind die oben beschriebenen Werte lediglich beispielhaft und können alternativ andere Werte sein.
Beispielsweise ist der Drehpositionssensor nicht auf einen Drehpositionssensor mit Hall-Elementen beschränkt und kann beispielsweise ein Sensor mit anderen magnetoelektrischen Wandlungselementen wie einem Magnetowiderstandselement sein.
Die Verbindungskonfiguration für die Spulen in dem Motor 16 ist nicht auf die gezeigte Sternkonfiguration beschränkt, sondern kann eine andere Konfiguration aufweisen, beispielsweise eine Deltakonfiguration.
Der Speicher 47, der Korrekturwerte speichert, kann beispielsweise ein RAM sein, das von einer Leistungsversorgung versorgt wird.
Bei der oben beschriebenen Ausführungsform wurde der Trimmer 2 als ein Beispiel für die elektrische Arbeitsmaschine beschrieben. Die Technik der vorliegenden Offenbarung kann auch für andere elektrische Arbeitsmaschinen verwendet werden, die beispielsweise beim Heimwerken, in der Industrie, in der Garbenarbeit und im Baugewerbe verwendet werden. Genauer gesagt kann die Technik gemäß der vorliegenden Offenbarung auf eine elektrische Arbeitsmaschine mit einem bürstenlosen Motor angewandt werden, beispielsweise elektrische Kraftwerkzeuge zur Bearbeitung von Stein, Metall und Holz, Gartenarbeitsmaschinen oder Vorrichtungen zum Organisieren von Arbeitsplätzen. Genauer gesagt kann die Technik gemäß der vorliegenden Offenbarung auf verschiedene elektrische Arbeitsmaschinen angewandt werden, beispielsweise elektrische Hämmer, elektrische Bohrhämmer, elektrische Bohrer, elektrische Schrauber, elektrische Schraubenschlüssel, elektrische Schleifgeräte, elektrische Kreissägen, elektrische Reziprosägen, elektrische Stichsägen, elektrische Schneider, elektrische Kettensägen, elektrische Begradiger, elektrische Nagler (einschließlich Nietmaschinen), elektrische Heckentrimmer, elektrische Rasenmäher, elektrische Rasenschneider, elektrische Trimmer, elektrische Sauger, elektrische Gebläse, elektrische Zerstäuber, elektrische Verteiler, elektrische Staubsammler.
Die Leistungsquelle der elektrischen Arbeitsmaschine kann eine Wechselstromleistungsquelle sein.
Mehrere Funktionen einer Komponente der oben beschriebenen Ausführungsform können durch mehrere Komponenten erzielt werden, oder eine Funktion einer Komponente kann durch mehrere Komponenten erzielt werden. Ferner können mehrere Funktionen mehrerer Komponenten durch eine Komponente erzielt werden, oder eine Funktion mehrerer Komponenten kann durch eine Komponente erzielt werden. Darüber hinaus kann die Konfiguration der oben beschriebenen Ausführungsform teilweise weggelassen werden. Verschiedene Aspekte der technischen Ideen in den Ansprüchen entsprechen den Ausführungsformen der vorliegenden Offenbarung. Die vorliegende Offenbarung kann darüber hinaus zusätzlich zu der oben beschriebenen Arbeitsmaschine auf unterschiedliche Weisen realisiert werden, einschließlich eines Systems mit der elektrischen Arbeitsmaschine, eines Programms für einen Computer, so dass dieser als die elektrische Arbeitsmaschine arbeitet, eines Aufzeichnungsmediums, beispielsweise eines Halbleiterspeichers mit diesem Programm, eines Verfahrens zum Steuern eines bürstenlosen Motors für eine elektrische Arbeitsmaschine und eines Verfahrens zum Korrigieren von Drehpositionssensoren.
Es wird explizit betont, dass alle in der Beschreibung und/oder den Ansprüchen offenbarten Merkmale als getrennt und unabhängig voneinander zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung unabhängig von den Merkmalskombinationen in den Ausführungsformen und/oder den Ansprüchen angesehen werden sollen. Es wird explizit festgehalten, dass alle Bereichsangaben oder Angaben von Gruppen von Einheiten jeden möglichen Zwischenwert oder Untergruppe von Einheiten zum Zweck der ursprünglichen Offenbarung ebenso wie zum Zweck des Einschränkens der beanspruchten Erfindung offenbaren, insbesondere auch als Grenze einer Bereichsangabe.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

JP 03-190684 A [0002]

Claims

Elektrische Arbeitsmaschine (2) mit: einem bürstenlosen Motor (16) mit einem Rotor (19) und einem Stator (18) mit mehreren Wicklungen (41u, 41v, 41w); einem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w), der zum Detektieren einer Drehposition des Rotors (19) basierend auf einer Variation eines Magnetfelds, das einer Drehung des Rotors (19) zugeordnet ist, ausgebildet ist; einem Detektor (50), der zum Detektieren der Drehposition des Rotors (19) basierend auf induzierten Spannungen, die einzeln in jeder der mehreren Wicklungen (41u, 41v, 41w) erzeugt werden, ausgebildet ist; und einem Berechner (46), der dazu ausgebildet ist, wenn der bürstenlose Motor (16) aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, einen Unterschied zwischen einem Detektionsergebnis, das von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhalten wird, und einem Detektionsergebnis, das von dem Detektor (50) erhalten wird, zu detektieren und basierend auf dem Unterschied einen Korrekturwert zum Korrigieren des von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhaltenen Detektionsergebnisses zu berechnen.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach Anspruch 1, ferner mit einem Speicherprozessor (46), der zum Speichern des von dem Berechner (46) berechneten Korrekturwerts in einem Speicher (47) ausgebildet ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach Anspruch 1 oder 2, bei der der Berechner (46) zum Detektieren einer Zeitverzögerung zwischen einem ersten Zeitpunkt, zu dem der Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) eine spezifizierte Drehposition des Rotors (19) detektiert, und einem zweiten Zeitpunkt, zu dem der Detektor (50) die spezifizierte Drehposition detektiert, wenn der bürstenlose Motor (16) aufgrund seiner Trägheit gedreht wird, als den Unterschied ausgebildet ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach Anspruch 2 oder 3, ferner mit: einer Motorsteuerung (46), die zum Steuern des bürstenlosen Motors (16) basierend auf dem von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhaltenen Detektionsergebnis und zum Korrigieren des von dem Drehpositionssensor (23u, 23v, 23w) erhaltenen Detektionsergebnisses mit dem in dem Speicher (47) gespeicherten Korrekturwert zum Steuern des bürstenlosen Motors (16) ausgebildet ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 4, bei der der Berechner (46) zum Detektieren des Unterschieds, wenn eine Drehzahl des bürstenlosen Motors (16) größer oder gleich einer spezifizierten minimalen Drehzahl ist, ausgebildet ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach Anspruch 5, bei der der Berechner (46) zum Detektieren des Unterschieds, wenn die Drehzahl des bürstenlosen Motors (16) größer oder gleich der minimalen Drehzahl und zusätzlich kleiner oder gleich einer spezifizierten maximalen Drehzahl ist, ausgebildet ist, wobei die maximale Drehzahl höher als die minimale Drehzahl ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach einem der Ansprüche 2 bis 6, ferner mit: einem Aktualisierungsbestimmer (46), der zum Vergleichen des Korrekturwerts in dem Speicher (47) mit dem neu von dem Berechner (46) berechneten Korrekturwert und zum Bestimmen, ob der Korrekturwert in dem Speicher (47) zu aktualisieren ist, ausgebildet ist, wobei der Speicherprozessor (46) zum Aktualisieren des Korrekturwerts in dem Speicher (46) mit dem neu berechneten Korrekturwert, wenn der Aktualisierungsbestimmer (46) bestimmt, dass der Korrekturwert in dem Speicher (47) zu aktualisieren ist, ausgebildet ist.
Elektrische Arbeitsmaschine (2) nach einem der Ansprüche 1 bis 7, ferner mit: einem Unregelmäßigkeitsdetektor (46), der zum Bestimmen basierend darauf, ob der von dem Berechner (46) berechnete Korrekturwert innerhalb eines spezifizierten Bereichs liegt, ob der berechnete Korrekturwert normal ist, und, wenn bestimmt wird, dass der berechnete Korrekturwert nicht normal ist, Durchführen eines Prozesses zum Alarmieren eines Benutzers der elektrischen Arbeitsmaschine (2), dass eine Unregelmäßigkeit aufgetreten ist, ausgebildet ist.
Verfahren zum Detektieren einer Drehposition eines Rotors (19) eines bürstenlosen Motors (16) für eine elektrische Arbeitsmaschine (2), wobei der bürstenlose Motor (16) den Rotor (19) und einen Stator (18) mit mehreren Wicklungen (41u, 41v, 41w) aufweist, mit folgenden Schritten: Detektieren einer Drehposition des Rotors (19) basierend auf einer Variation eines Magnetfelds, das einer Drehung des Rotors (19) zugeordnet ist; Detektieren der Drehposition des Rotors (19) basierend auf induzierten Spannungen, die einzeln in jeder der mehreren Wicklungen (41u, 41v, 41w) erzeugt werden; Detektieren eines Unterschieds zwischen einem Detektionsergebnis, das auf der Variation des Magnetfelds basiert, und einem Detektionsergebnis, das auf den induzierten Spannungen basiert, wenn der bürstenlose Motor (16) aufgrund seiner Trägheit gedreht wird; und Berechnen eines Korrekturwerts zum Korrigieren des auf der Variation des Magnetfelds basierenden Detektionsergebnisses basierend auf dem Unterschied.