DE112011101682B4 - Motorsteuervorrichtung - Google Patents

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    • G05—CONTROLLING; REGULATING
    • G05B—CONTROL OR REGULATING SYSTEMS IN GENERAL; FUNCTIONAL ELEMENTS OF SUCH SYSTEMS; MONITORING OR TESTING ARRANGEMENTS FOR SUCH SYSTEMS OR ELEMENTS
    • G05B13/00—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion
    • G05B13/02—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric
    • G05B13/04—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators
    • G05B13/041—Adaptive control systems, i.e. systems automatically adjusting themselves to have a performance which is optimum according to some preassigned criterion electric involving the use of models or simulators in which a variable is automatically adjusted to optimise the performance

Abstract

Verfahren zur Steuerung eines Motors (2), der an einem elektrisch betriebenen Mechanismus (4) vorgesehen ist, der den Motor (2) aufweist, der mit einer mechanischen Last (5) zum Aufbringen einer mechanischen physikalischen Größe, bei der es sich um eine Kraft oder einen Druck handelt, auf ein Zielobjekt verbunden ist und der die mechanische physikalische Größe durch Leistung des Motors (2) auf das Zielobjekt aufbringt, indem die mechanische Last (5) verlagert wird, um die mechanische Last (5) gegen das Zielobjekt zu drücken, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: – es wird eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) verwendet zum Ermitteln eines Werts der mechanischen physikalischen Größe, die von der mechanischen Last (5) auf das Zielobjekt wirkt, als ermittelten Wert der physikalischen Größe, zum Erzeugen eines Befehlswerts der physikalischen Größe, der zum Steuern des ermittelten Werts der physikalischen Größe verwendet wird, um einen vorab vorgegebenen Sollwert der physikalischen Größe zu erreichen, sowie zum Steuern des Antriebs des Motors (2) unter Verwendung des erzeugten Befehlswerts der physikalischen Größe, wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) folgende Funktionen ausführt: – es wird ein Steuermodul (12, 21) für eine simulierte physikalische Größe verwendet zum Berechnen eines Rechenwerts einer simulierten Drehzahl hinsichtlich einer Motordrehzahl durch Ausführen einer vorbestimmten Steuerungsberechnung der simulierten physikalischen Größe aus einer Differenz zwischen dem Befehlswert der physikalischen Größe und einem berechneten Wert einer simulierten physikalischen Größe; – es wird ein Berechnungsmodul (13) für eine simulierte Position verwendet zum Berechnen eines Rechenwerts der simulierten Position hinsichtlich einer Motorposition oder einer Position der mechanischen Last (5) durch Ausführen ...

Description

  • Technisches Gebiet
  • Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuervorrichtung zum Steuern des Antriebs eines Motors zum Drücken einer mechanischen Last gegen ein Zielobjekt.
  • Stand der Technik
  • Bei verschiedenen Formherstellungs-/Formgebungsmaschinen, wie z. B. einer Spritzgießmaschine und einer Formpreßmaschine, sowie Bearbeitungsvorrichtungen (Bearbeitungsmaschinen), wie z. B. einer Bonding-Maschine, wird ein elektrisch betriebener Mechanismus (eine mechanische Antriebseinheit) von einem Motor angetrieben, um dadurch Druck auf ein mit Druck zu beaufschlagendes Zielobjekt aufzubringen.
  • Ferner wird bei diesen Bearbeitungsmaschinen im allgemeinen ein tatsächlicher Druckwert bestimmt, bei dem es sich um Druckinformation handelt, wenn die mechanische Last gegen ein in einer Form herzustellendes/zu formendes Material oder dergleichen oder ein Werkstück gedrückt wird, bei dem es sich um das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt handelt, und eine Drucksteuerung erfolgt auf der Basis des festgestellten tatsächlichen bzw. Ist-Druckwerts und eines Druckbefehlswerts.
  • Auf der Basis dieser Drucksteuerung werden ein Strom-Befehlswert, ein Drehzahl-Befehlswert und dergleichen berechnet, bei denen es sich um Signale zum Steuern des Motors handelt, so dass der tatsächliche Druckwert dem Druckbefehlswert folgt.
  • Ein Beispiel des Rechenvorgangs für die Drucksteuerung ist die Berechnung einer Drehzahl eines Motors auf der Basis eines Drehzahl-Befehlswerts, der durch Multiplizieren einer Abweichung (Differenz) zwischen einem Druckbefehlswert und dem tatsächlichen Druckwert mit einer Proportionalverstärkung berechnet wird. Im allgemeinen kann durch Vorgeben der Verstärkungscharakteristik für die Berechnung der Drucksteuerung mit einem relativ hohen Wert die Möglichkeit geschaffen werden, dass der tatsächliche Druckwert dem Druckbefehlswert besser folgen kann. Wenn dagegen die Proportionalverstärkung als übermäßig hoher Wert vorgegeben ist, geht die Stabilität eines Steuersystems verloren, das Steuersystem wird instabil und es kommt zu einem Schwingungsphänomen, bei dem Vibrationen mit hoher Frequenz einem Druck überlagert werden, der auf ein mit Druck zu beaufschlagendes Zielobjekt aufgebracht wird.
  • Es braucht nicht darauf hingewiesen zu werden, dass es unerwünscht ist, dass das Steuersystem instabil wird und dass durch das erzeugte Schwingungsphänomen nachteilige Wirkungen an geformten/in einer Form hergestellten Produkten und bearbeiteten Produkten entstehen. Andererseits wird das Schwingungsphänomen dadurch verhindert, dass die Verstärkungscharakteristik auf einen relativ niedrigen Wert gesetzt wird, wobei dann jedoch Einbußen bei der Charakteristik entstehen, mit der ein tatsächlicher Druckwert einem Druckbefehlswert folgen kann.
  • Dies führt zu einem Fehler bei dem tatsächlichen Druckwert, bei dem es sich um den tatsächlich aufgebrachten Druck handelt, gegenüber dem Druckbefehlswert, bei dem es sich um einen Soll-Druck handelt, und dies führt zu einem Problem dahingehend, dass eine nachteilige Wirkung bei der Formgenauigkeit/Formherstellungsgenauigkeit der geformten/in einer Form hergestellten Produkte sowie bei der Bearbeitungsgenauigkeit von bearbeiteten Produkten entsteht.
  • Zur Bewältigung dieses Problems wird z. B. bei einer herkömmlichen Vorrichtung, wie sie in der JP 2007-111 704 A beschrieben ist, von einer Ziehkissen-Steuervorrichtung ein Korrekturwert erzeugt, bei dem es sich um ein Produkt aus einer Ableitung eines Druckbefehlswerts und einem Koeffizienten handelt, wobei der Korrekturwert zu einem Drehzahl-Befehlswert addiert wird, um dadurch dafür zu sorgen, dass ein tatsächlicher Druckwert dem Druckbefehlswert besser folgen kann.
  • Kurzbeschreibung der Erfindung
  • Technisches Problem
  • Wenn jedoch bei der herkömmlichen Vorrichtung, wie sie in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, ein mit Druck zu beaufschlagendes Zielobjekt eine nicht-lineare Charakteristik in bezug auf eine von einer mechanischen Last aufgebrachte mechanische physikalische Größe aufweist, ist ein Korrekturwert nicht mehr genau. Dies führt zu einem Problem, dass ein Overshoot-Effekt erzeugt wird oder dass keine ausreichende Befehlsfolgecharakteristik geschaffen wird.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass dieses Problem zusätzlich zu der Drucksteuerung auch bei der Kraftsteuerung auftritt.
  • Die vorliegende Erfindung ist zum Lösen des vorstehend geschilderten Problems erfolgt, und ihre Aufgabe besteht somit in der Schaffung einer Motorsteuervorrichtung, die selbst dann, wenn ein mit Druck zu beaufschlagendes Zielobjekt eine nicht-lineare Charakteristik in bezug auf eine von einer mechanischen Last aufgebrachte mechanische physikalische Größe aufweist, in der Lage ist, die Fähigkeit zu verbessern, mit der die auf das Zielobjekt aufgebrachte mechanische physikalische Größe einem Befehlswert der physikalischen Größe folgt.
  • Lösung des Problems
  • Gemäß der vorliegenden Erfindung wird eine Motorsteuervorrichtung angegeben, die an einem elektrisch betriebenen Mechanismus vorgesehen ist, der einen Motor aufweist, mit einer mechanischen Last zum Aufbringen einer mechanischen physikalischen Größe, bei der es sich um eine Kraft oder einen Druck handelt, auf ein Zielobjekt verbunden ist und der die mechanische physikalische Größe durch Leistung des Motors auf das Zielobjekt aufbringt, indem die mechanische Last verlagert wird, um die mechanische Last gegen das Zielobjekt zu drücken, wobei die Motorsteuervorrichtung folgendes aufweist:
    eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit zum Ermitteln eines Werts der mechanischen physikalischen Größe, die von der mechanischen Last auf das Zielobjekt wirkt, als ermittelten Wert der physikalischen Größe, zum Erzeugen eines Befehlswerts der physikalischen Größe, der zum Steuern des ermittelten Werts der physikalischen Größe verwendet wird, um einen vorab vorgegebenen Ziel- bzw. Sollwert der physikalischen Größe zu erreichen, sowie zum Steuern des Antriebs des Motors unter Verwendung des erzeugten Befehlswerts der physikalischen Größe;
    wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit folgendes aufweist:
    ein Steuermodul für eine simulierte physikalische Größe zum Berechnen eines Rechenwerts einer simulierten Drehzahl hinsichtlich einer Motordrehzahl durch Ausführen einer vorbestimmten Steuerungsberechnung der simulierten physikalischen Größe aus einer Differenz zwischen dem Befehlswert der physikalischen Größe und einem berechneten Wert einer simulierten physikalischen Größe;
    ein Berechnungsmodul für eine simulierte Position zum Berechnen eines Rechenwerts der simulierten Position hinsichtlich einer Motorposition oder einer Position der mechanischen Last durch Ausführen eines Rechenvorgangs an dem Rechenwert der simulierten Drehzahl unter Verwendung einer Übertragungscharakteristik, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung beinhaltet;
    ein Berechnungsmodul für eine simulierte physikalische Größe zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten physikalischen Größe, bei dem es sich um einen Wert handelt, der die von der mechanischen Last auf das Zielobjekt wirkende mechanische physikalische Größe simuliert, indem Information über die mechanische physikalische Größe sowie Information über die Motorposition oder die Position der mechanischen Last in einander zugeordneter Weise als Information für die Simulationsberechnung vorab gespeichert werden, und indem ein Rechenvorgang an dem berechneten Wert der simulierten Position unter Verwendung der Information für die Simulationsberechnung ausgeführt wird;
    sowie
    ein Steuermodul für die physikalische Größe zum Berechnen eines tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts hinsichtlich der Motordrehzahl durch Ausführen einer Drucksteuerungsberechnung auf der Basis des ermittelten Werts der physikalischen Größe sowie des berechneten Werts der simulierten physikalischen Größe; und wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit die Motordrehzahl auf der Basis einer Summe aus dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl und dem tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert steuert.
  • Vorteilhafte Wirkungen der Erfindung
  • Gemäß der Motorsteuervorrichtung der vorliegenden Erfindung besitzt die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit das Steuermodul für die simulierte physikalische Größe, das Berechnungsmodul für die simulierte Position, das Berechnungsmodul für die simulierte physikalische Größe sowie das Steuermodul für die physikalische Größe, und sie steuert die Motordrehzahl auf der Basis der Summe aus dem berechneten Wert bzw. Rechenwert der simulierten Drehzahl und dem tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert. Selbst wenn ein mit Druck zu beaufschlagendes Zielobjekt eine nicht-lineare Charakteristik in bezug auf die von der mechanischen Last aufgebrachte mechanische physikalische Größe aufweist, kann somit die Fähigkeit verbessert werden, mit der die auf das Zielobjekt aufgebrachte mechanische physikalische Größe dem Befehlswert der physikalischen Größe folgen kann.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen
  • In den Zeichnungen zeigen:
  • 1 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 2 eine graphische Darstellung zur Erläuterung einer Relation zwischen einem Druck und einer Position;
  • 3 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 4 graphische Darstellungen zur Erläuterung von Änderungen bei Signalen;
  • 5 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 6 ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines weiteren Beispiels der Motorsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 7 ein Blockdiagramm zur Erläuterung noch eines weiteren Beispiels der Motorsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung;
  • 8 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung; und
  • 9 ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • Beschreibung der Ausführungsbeispiele
  • Es folgt nun eine Beschreibung von Ausführungsbeispielen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die Zeichnungen.
  • Erstes Ausführungsbeispiel
  • 1 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung.
  • In 1 besitzt eine Bearbeitungsvorrichtung 1 einen elektrisch betriebenen Mechanismus 4, der einen Drehmotor 2 (Motor zum Drücken) und einen Codierer 3 aufweist, eine mechanische Last 5 als mechanische Last sowie einen Druckdetektor 6.
  • Bei dem Codierer 3 handelt es sich um eine Drehzahlerfassungseinrichtung zum Erzeugen eines tatsächlichen Motordrehzahlsignals bzw. eines Motordrehzahl-Istsignals, das einer Drehzahl des Motors 2 entspricht. Bei dem elektrisch betriebenen Mechanismus 4 handelt es sich um einen Förderspindelmechanismus, der eine Rotationsbewegung in eine Translationsbewegung umwandelt und eine Spindel 4a sowie eine Kugelumlaufmutter 4b besitzt. Die Spindel 4a wird durch den Motor 2 in ihrer Umfangsrichtung rotationsmäßig bewegt. Die Kugelumlaufmutter 4b wird durch die Rotation der Spindel 4a in Axialrichtung der Spindel 4a verschoben.
  • Die mechanische Last 5 ist an der Kugelumlaufmutter 4b angebracht. Ein distaler Endbereich der mechanischen Last 5 ist einem mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekt 7 (Zielobjekt) gegenüberliegend angeordnet. Ferner wird die mechanische Last 5 zusammen mit der Kugelumlaufmutter 4b in Axialrichtung der Spindel 4a verschoben. Das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 wird von der mechanischen Last 5 mit Druck beaufschlagt.
  • Bei dem Druckdetektor 6 handelt es sich um eine Lastzelle, einen Typ eines Kraftsensors oder dergleichen. Außerdem ist der Druckdetektor 6 an der mechanischen Last 5 angebracht. Ferner gibt der Druckdetektor 6 ein einem tatsächlichen bzw. Ist-Druckwert entsprechendes tatsächliches Drucksignal bzw. Ist-Drucksignal 6a ab, während die mechanische Last 5 das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 mit Druck beaufschlagt.
  • Der Antrieb des Motors 2 der Bearbeitungsvorrichtung 1 wird durch eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 gesteuert. Die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 besitzt ein Druckbefehlssignal-Erzeugungsmodul 11, ein Steuermodul 12 für einen simulierten Druck, ein Berechnungsmodul 13 für eine simulierte Position, ein Erzeugungsmodul 14 für ein simuliertes Drucksignal, ein Drucksteuermodul 15, ein Drehzahlsteuermodul 16 und ein Stromsteuermodul 17.
  • Das Druckbefehlssignal-Erzeugungsmodul 11 erzeugt ein Signal eines Druckbefehlswerts (eines Befehlswerts einer physikalischen Größe) zum Steuern eines tatsächlichen Druckwerts (ermittelter Wert der physikalischen Größe) eines Ist-Drucksignals 6a auf einen gewünschten Soll-Druckwert, d. h. es erzeugt ein Druckbefehlssignal 11a.
  • Das Steuermodul 12 für den simulierten Druck (Steuermodul für die simulierte physikalische Größe) erhält ein Signal 11b, das eine Abweichung (Differenz) zwischen dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a von der Druckbefehlssignal-Erzeugungseinheit 11 und einem Rechenwert des simulierten Drucks (berechneter Wert der simulierten physikalischen Größe) eines simulierten Drucksignals 14a des simulierten Drucks darstellt, das von dem Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal erzeugt wird.
  • Weiterhin berechnet das Steuermodul 12 für den simulierten Druck einen Rechenwert einer simulierten Drehzahl durch Ausführen einer Steuerungsberechnung des simulierten Drucks (Steuerungsberechnung der simulierten physikalischen Größe) auf der Basis der Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert und dem berechneten Wert des simulierten Drucks, und erzeugt ein simuliertes Motordrehzahlsignal 12a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Drehzahl handelt. Dieser berechnete Wert bzw. Rechenwert der simulierten Drehzahl stellt eine simulierte Motordrehzahl des Motors 2 dar.
  • Ein Beispiel für diese Steuerungsberechnung des simulierten Drucks ist die Berechnung des Rechenwerts der simulierten Drehzahl mittels einer Proportionalsteuerung durch Multiplizieren der Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert und Rechenwert des simulierten Drucks mit einer Proportionalverstärkung.
  • Das Beispiel ist nicht auf diesen Fall beschränkt, und beispielsweise kann auch eine Proportional- und Integralsteuerung verwendet werden, um eine Proportional- und Integralsteuerung für die Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert und dem berechneten Wert des simulierten Drucks auszuführen. Darüber hinaus kann bei der Simulationsdruck-Steuerungsberechnung ein Filter mit einer Tiefpaßcharakteristik, ein Filter mit Phasenverzögerung, ein Filter mit Phasenvoreilung oder dergleichen kombiniert werden.
  • Dem Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position wird das simulierte Motordrehzahlsignal 12a von dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck zugeführt. Ferner führt das Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position eine Übertragungscharakteristik-Berechnung für den berechneten Wert der simulierten Drehzahl aus, um dadurch einen Rechenwert der simulierten Position hinsichtlich der Motorposition zu berechnen, und es erzeugt ein simuliertes Positionssignal 13a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Position handelt.
  • Eine Übertragungscharakteristik des Berechnungsmoduls 13 für die simulierte Position von dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl zu dem berechneten Wert der simulierten Position beinhaltet eine Integralcharakteristik erster Ordnung. Wenn auf diese Weise die Übertragungscharakteristik eine Integralcharakteristik erster Ordnung enthält, kann eine Relation zwischen der Motordrehzahl und der Motorposition simuliert werden.
  • Ein Beispiel für die Berechnung des Berechnungsmoduls 13 für die simulierte Position ist eine Berechnung, wie sie durch die nachfolgende Gleichung (1) dargestellt ist: xm(s) = (1/s)·vm(s) (1).
  • Dabei stellt s einen Laplace-Operator dar, vm(s) stellt eine Laplace-Transformation des berechneten Werts der simulierten Drehzahl dar, und xm(s) stellt eine Laplace-Transformation des berechneten Werts der simulierten Position dar.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass diese Gleichung (1) beinhaltet, dass die Übertragungscharakteristik von dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl auf den berechneten Wert der simulierten Position die Integralcharakteristik erster Ordnung beinhaltet.
  • Zusätzlich zu dieser Gleichung (1) kann die Übertragungscharakteristik ferner eine Tiefpaßcharakteristik zusätzlich zu der Integralcharakteristik erster Ordnung beinhalten. Beispielsweise kann ein durch die nachfolgende Gleichung (2) veranschaulichter Rechenvorgang ausgeführt werden, um den Rechenwert der simulierten Position zu berechnen: xm(s) = (1/s)·{1/(Ts + 1)}·vm(s) (2).
  • Dabei ist T eine Zeitkonstante eines Filters mit Tiefpaßcharakteristik.
  • Das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal erhält das simulierte Positionssignal 13a von dem Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position. Weiterhin speichert das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal Werte der Motorposition des Motors 2 sowie Werte des auf das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 wirkenden Drucks in einander zugeordneter Weise auf einer Basis von 1 zu 1.
  • Weiterhin verwendet das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal den berechneten Wert der simulierten Position von dem simulierten Positionssignal 13a als Motorposition, und es berechnet einen der Motorposition entsprechenden Druck als berechneten Wert des simulierten Drucks. Ferner erzeugt das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal ein simuliertes Drucksignal 14a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts bzw. Rechenwerts des simulierten Drucks handelt.
  • Dabei wird der Druck so lange nicht erzeugt, bis die mechanische Last 5 mit dem mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekt 7 in Kontakt gelangt. Ferner wird der Druck erzeugt, wenn die mechanische Last mit dem mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekt 7 in Kontakt tritt, und selbst wenn sich die mechanische Last 5 in einem stationären Zustand befindet, wird der Druck so lange erzeugt, solange die mechanische Last 5 mit dem mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekt 7 in Kontakt steht.
  • Mit zunehmender Bewegung der Position der mechanischen Last 5 in Richtung auf das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 wird ferner ein höherer Druck erzeugt. Mit anderen Worten, der Druck wird nur in Abhängigkeit von der Position der mechanischen Last 5 bestimmt.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die Relation zwischen der Position und dem Druck nicht linear ist und dass in Abhängigkeit von dem Typ des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7 eine nicht-lineare Charakteristik vorliegen kann. Es ist darauf hinzuweisen, dass 2 eine graphische Darstellung zeigt, die ein Beispiel der Relation zwischen der Position und dem Druck veranschaulicht, wenn die Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7 nicht-linear ist.
  • Auf diese Weise speichert das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal Änderungen in der Motorposition sowie Änderungen im Druck in gegenseitiger Zuordnung auf einer Basis von 1 zu 1, und selbst wenn das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 eine nicht-lineare Charakteristik ansprechend auf den von der mechanischen Last 5 ausgeübten Druck aufweist, kann somit der Rechenwert des simulierten Drucks berechnet werden.
  • Ein Beispiel eines Verfahrens zum Realisieren des Erzeugungsmoduls 14 für das simulierte Drucksignal ist eine Konfiguration, bei der vorab eine Tabelle (Information für die Simulationsberechnung) gespeichert wird, in der Motorpositionen sowie Druckwerte einander zugeordnet aufgeführt sind, und bei der unter Zugreifen auf die Tabelle beim Empfangen des simulierten Positionssignals 13a ein dem berechneten Wert der simulierten Position von dem simulierten Positionssignal 13a entsprechender Druck als berechneter Wert des simulierten Drucks berechnet wird.
  • Weiterhin ist das Verfahren zum Realisieren des Erzeugungsmoduls 14 für das simulierte Drucksignal nicht auf eine Tabelle beschränkt. Eine Approximationsfunktion (Information zur Simulationsberechnung) zum Simulieren der Relation zwischen der Motorposition und dem Druck kann vorab gespeichert werden, und der Rechenwert des simulierten Drucks kann unter Verwendung dieser Approximationsfunktion berechnet werden.
  • Das Drucksteuermodul 15 (Steuermodul für physikalische Größe) erhält das simulierte Drucksignal 14a von dem Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal und erhält das tatsächliche Drucksignal 6a von dem Druckdetektor 6. Darüber hinaus führt das Drucksteuermodul 15 eine Drucksteuerungsberechnung aus, um dadurch den tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlswert zu berechnen, so dass der Druckbefehlswert und der tatsächliche Druckwert miteinander übereinstimmen, und es erzeugt das tatsächliche Motordrehzahl-Befehlssignal 15a, bei dem es sich um ein Signal des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlswerts (des tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts) handelt.
  • Ein Beispiel für die Drucksteuerungsberechnung durch das Drucksteuermodul 15 ist eine Proportionalsteuerung, bei der die Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert und dem tatsächlichen Druckwert mit einer Proportionalkonstante multipliziert wird, die durch einen Proportionalverstärkungsparameter definiert ist, um dadurch den tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert zu berechnen.
  • Dem Drehzahlsteuermodul 16 wird ein Motordrehzahl-Befehlssignal 15b zugeführt, bei dem es sich um ein Signal aus einer Summe des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlswerts des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a von dem Drucksteuermodul 15 und dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 12a handelt.
  • Ferner wird dem Drehzahlsteuermodul 16 ein tatsächliches Motordrehzahlsignal 3a von dem Codierer 3 zugeführt. Darüber hinaus führt das Drehzahlsteuermoduls 16 eine Drehzahlsteuerungsberechnung auf der Basis des Motordrehzahl-Befehlswerts des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b und der tatsächlichen Motordrehzahl des tatsächlichen Motordrehzahlsignals 3a aus.
  • Darüber hinaus führt das Drehzahlsteuermodul 16 die Drehzahlsteuerungsberechnung aus, um dadurch einen Motorstrom-Befehlswert auf der Basis einer Abweichung zwischen dem Motordrehzahl-Befehlswert und der tatsächlichen Motordrehzahl zu berechnen, und es erzeugt ein Motorstrom-Befehlssignal 16a, bei dem es sich um ein Signal des Motorstrom-Befehlswerts handelt.
  • Ein Beispiel für die Drehzahlsteuerungsberechnung durch das Drehzahlsteuermodul 16 ist eine Proportional- und Integralsteuerung auf der Basis von zwei Parametern, bei denen es sich um einen Proportionalverstärkungsparameter und einen Integralverstärkungsparameter handelt.
  • Das Stromsteuermodul 17 erhält das Motorstrom-Befehlssignal 16a von dem Drehzahlsteuermodul 16. Außerdem führt das Stromsteuermodul 17 dem Motor 2 einen Strom auf der Basis des Motorstrom-Befehlswerts des Motorstrom-Befehlssignals 16a zu.
  • Hierbei kann die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 durch eine Rechenverarbeitungseinheit (CPU), eine Speichereinheit (ROM, RAM und dergleichen), einen Computer (nicht gezeigt), der eine Signaleingabe-/Signalausgabeeinheit besitzt, sowie einen Inverter oder dergleichen (nicht gezeigt) zum Zuführen des Stroms zu dem Motor gebildet sein.
  • Die Speichereinheit des Computers der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 speichert Programme zum Realisieren der Funktionen des Druckbefehlssignal-Erzeugungsmoduls 11, des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck, des Berechnungsmoduls 13 für die simulierte Position, des Erzeugungsmoduls 14 für das simulierte Drucksignal, des Drucksteuermoduls 15, des Drehzahlsteuermoduls 16 und des Stromsteuermoduls 17.
  • Es folgt nun eine Beschreibung von Wirkungen, die durch die Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels erreicht werden. Bei der Konfiguration des herkömmlichen Drucksteuersystems ist es ohne Erhöhung der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls schwierig, die Fähigkeit zu verbessern, mit der der tatsächliche Druckwert dem Druckbefehlswert folgen kann. Es gibt jedoch Verzögerungselemente in dem Stromsteuermodul sowie in den jeweiligen Erfassungsmodulen, die das Druckerfassungsmodul, das tatsächliche Positions- bzw. Ist-Positions-Erfassungsmodul und das Drehzahlsignal-Erfassungsmodul beinhalten.
  • Wenn die Verstärkung des Drucksteuermoduls als übermäßig hoher Wert vorgegeben wird, übt somit die Vorgabe einen Einfluß auf die Stabilität des Steuersystems aus, ein Steuerkreis wird instabil, und die verminderte Stabilität des Steuersystems verursacht solche ungünstigen Phänomene, wie etwa das Auftreten von Schwingungen an dem erfaßten Drucksignal.
  • Dagegen ist bei der Motorsteuervorrichtung gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Simulationsberechnungssystem, bei dem es sich um einen virtuellen Kreis handelt, der durch das Steuermodul 12 für den simulierten Druck, das Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position und das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal gebildet ist, in dem Computer der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 gebildet.
  • Das simulierte Drucksignal 14a, das simulierte Motordrehzahlsignal 12a und das simulierte Positionssignal 13a, die durch dieses Simulationsberechnungssystem erzeugt werden, werden von dem Computer erzeugt und werden unabhängig von dem Stromsteuermodul und den jeweiligen Erfassungsmodulen bestimmt, die das Druckerfassungsmodul, das Ist-Positions-Erfassungsmodul sowie das Drehzahlsignal-Erfassungsmodul beinhalten, die die Verzögerungselemente enthalten.
  • Selbst wenn die Verstärkungscharakteristik des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck mit einem hohen Wert vorgegeben ist, hat somit die Vorgabe keinen Einfluß auf die Stabilität des Steuersystems. Aufgrund dieser Tatsache kann auch dann, wenn die Verstärkungscharakteristik des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck als relativ hoher Wert vorgegeben ist, der berechnete Wert des simulierten Drucks des simulierten Druckssignals 14a dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a in verbesserter Weise folgen.
  • Darüber hinaus dient der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des simulierten Motordrehzahlsignal 12a, das von dem Simulationsberechnungssystem zusammen mit dem simulierten Drucksignal 14a erzeugt wird, als Motordrehzahl für den berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a, um in äußerst gut ansprechender Weise dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a zu folgen.
  • Durch Addieren des simulierten Motordrehzahlsignals 12a in Feed-Forward-Weise bzw. mit Vorsteuerung zu dem tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignal 15a, bei dem es sich um den Ausgang des Drucksteuermoduls 15 handelt, dient das Motordrehzahl-Befehlssignal 15b, das dem Motor tatsächlich zugeführt wird, als Motordrehzahl-Befehlssignal, das eine Verbesserung hinsichtlich der Fähigkeit realisieren kann, mit der der Druck diesem folgt.
  • Darüber hinaus führt das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal eine exakte Simulation der Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7 aus, und daher sind die jeweiligen Werte des simulierten Drucksignals 14a und des tatsächlichen Drucksignals 6a im wesentlichen miteinander identisch. Infolgedessen betragen Fehler in den jeweiligen Werten des simulierten Drucksignals 14a und des tatsächlichen Drucksignals 6a ungefähr Null, und somit wird der tatsächliche Motordrehzahl-Befehlswert des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a, bei dem es sich um den Ausgang des Drucksteuermoduls 15 handelt, in etwa Null.
  • Infolgedessen handelt es sich bei dem Motordrehzahl-Befehlssignal 15b bei dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 12a um eine wesentliche Komponente des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b, und daher dient es als Motordrehzahl-Befehlswert, auf dessen Basis der Motor 2 arbeiten sollte.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass bei Auftreten eines Fehlers des berechneten Werts des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14 in bezug auf den tatsächlichen Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a das tatsächliche Motordrehzahl-Befehlssignal 15a als Signal zum Korrigieren des Fehlers dient.
  • Bei dem simulierten Motordrehzahlsignal 12a handelt es sich um ein Signal, das unabhängig von dem Stromsteuermodul 17 bestimmt wird, das das Verzögerungselement, das tatsächliche Motordrehzahlsignal 3a und das tatsächliche Drucksignal 6a enthält, selbst wenn die Verstärkungscharakteristik des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck erhöht ist. Somit kann ohne Einfluß auf die Stabilität des Steuersystems der Motordrehzahl-Befehlswert erzeugt werden, auf dessen Basis der Motor 2 arbeiten sollte, um dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a rasch zu folgen.
  • Selbst wenn das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 eine nicht-lineare Charakteristik in bezug auf den von der mechanischen Last 5 aufgebrachten Druck aufweist, berechnet das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal den Rechenwert des simulierten Drucks des simulierten Drucksignals 14a aus dem Rechenwert der simulierten Position des simulierten Positionssignals 13a unter Verwendung einer Tabelle oder einer Approximationsfunktion.
  • Gemäß dieser Konfiguration ist es möglich, den berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 12a, das als Motordrehzahl-Befehlssignal dient, in exakter Weise zu berechnen, so dass sich die Befehlsfolgecharakteristik des Werts des tatsächlichen Drucksignals 6a verbessern läßt.
  • Zweites Ausführungsbeispiel
  • Bei dem ersten Ausführungsbeispiel ist als ein Beispiel des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck ein Beispiel beschrieben worden, bei dem für das Signal der Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert und dem berechneten Wert des simulierten Drucks der berechnete Wert der simulierten Drehzahl durch Ausführen einer linearen Steuerungsberechnung, wie z. B. einer Proportionalsteuerung oder einer Proportional- und Integralsteuerung berechnet wird. Dagegen wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel ein Beispiel beschrieben, bei dem der Berechnung hinsichtlich der linearen Übertragungscharakteristik, wie z. B. der Proportionalsteuerung, eine Begrenzungsverarbeitung hinzugefügt ist.
  • 3 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung eines Teils der Motorsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 3 entspricht die schematische Konfiguration der Motorsteuervorrichtung gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels, wobei bei dem zweiten Ausführungsbeispiel anstelle des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel ein Steuermodul 21 für den simulierten Druck verwendet wird.
  • Das Steuermodul 21 für den simulierten Druck gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel besitzt ein Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 22 sowie ein Begrenzungsverarbeitungsmodul 23. Das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 22 führt eine lineare Steuerungsberechnung, wie z. B. eine Proportionalsteuerung oder eine Proportional- und Integralsteuerung auf der Basis einer Abweichung (Differenz) zwischen dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a und dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a aus, wie dies auch bei dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel der Fall ist.
  • Infolgedessen berechnet das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 22 den Rechenwert der simulierten Drehzahl und überträgt ein Signal 22a desselben (ein Übertragungscharakteristik-Ausgangssignal) zu dem Begrenzungsverarbeitungsmodul 23.
  • Wenn der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des Signals 22a von dem Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 22 gleich einem oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist, gibt das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 das Signal 22a dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a direkt vor. Wenn dagegen der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des Signals 22a von dem Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 22 größer ist als der vorbestimmte Wert, gibt das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 den vorbestimmten Wert als berechneten Wert der simulierten Drehzahl vor, und es gibt ein Signal des vorbestimmten Werts als simuliertes Motordrehzahlsignal 23a vor.
  • Durch Vorgeben des vorbestimmten Werts des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 23 als Wert gleich der oder geringer als die maximale Drehzahl des Motors 2, wird dabei verhindert, dass der berechnete Wert der simulierten Drehzahl einen Wert annimmt, der höher ist als die maximale Drehzahl des Motors 2. Infolgedessen kann die Steuerung in einer Weise ausgeführt werden, in der der Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b die maximale Drehzahl des Motors 2 ebenfalls nicht überschreitet.
  • Es folgt nun eine Beschreibung von Wirkungen bei dem zweiten Ausführungsbeispiel. 4 veranschaulicht graphische Darstellungen zur Erläuterung der Wirkungen des zweiten Ausführungsbeispiel. Dabei veranschaulicht 4(a) eine Veränderung bei dem simulierten Drucksignal 14a gegenüber der Zeit sowie eine Veränderung bei dem Druckbefehlssignal 11a gegenüber der Zeit, und 4(b) veranschaulicht eine Veränderung bei dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a gegenüber der Zeit.
  • Dabei sind in den Darstellungen der 4 Änderungen in dem simulierten Drucksignal 14a sowie dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a bei Verwendung des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 23 in Form von durchgezogenen Linien dargestellt, während Änderungen in dem simulierten Drucksignal 14a und dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a, wenn das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 nicht verwendet wird, in Form von kurzen und langen gestrichelten Linien dargestellt sind und eine Änderung in dem Druckbefehlssignal 11a in Form einer unterbrochenen Linie dargestellt ist.
  • Dabei veranschaulicht 4 einen Fall, in dem die maximale Motordrehzahl als vorbestimmter Wert des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 23 vorgegeben ist, wenn das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 verwendet wird.
  • Mit der zusätzlichen Verarbeitung des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 23 im Vergleich zu dem Fall, in dem das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 nicht verwendet wird, ist die Fähigkeit des berechneten Werts des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a, dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a zu folgen, geringfügig geringer. Andererseits ist dann, wenn das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 nicht verwendet wird, nicht garantiert, dass der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des simulierten Motordrehzahlsignals 23a gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist, und der berechnete Wert der simulierten Drehzahl kann die maximale Motordrehzahl überschreiten.
  • Wenn dagegen das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 verwendet wird, kommt es zu keinem Überschreiten der maximalen Motordrehzahl durch den berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a.
  • Wenn das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 verwendet wird, dann wird gemäß einem weiteren Gesichtspunkt das Druckbefehlssignal 11a in seiner Form entsprechend dem simulierten Drucksignal 14a auf der Basis der maximalen Drehzahl des Motors 2 ausgebildet, um dadurch die Folgefähigkeit so weit wie möglich zu verbessern, wobei ferner zum Realisieren der Bewegung des simulierten Drucksignals 14a der berechnete Wert der simulierten Drehzahl (das simulierte Motordrehzahlsignal 23a) berechnet wird.
  • Dabei wird das Drehzahlsteuermodul 16 mit dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a, das den berechneten Wert der simulierten Drehzahl aufweist, der gleich der maximalen Motordrehzahl oder geringer als diese ist, in Feed-Forward-Weise beaufschlagt.
  • Das Drehzahlsteuermodul 16 hat somit die Tendenz, die Motordrehzahl derart zu steuern, dass diese gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist, um dadurch dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a zu folgen. Darüber hinaus handelt es sich bei dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a um ein Signal zum Realisieren des simulierten Drucksignals 14a, und das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal hat die Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7 simuliert. Somit ist der auf das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 aufgebrachte Druck etwa gleich dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a.
  • Die Differenz zwischen dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a und dem tatsächlichen Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a wird dabei nahe dem Wert Null gehalten, und auch der tatsächliche Motordrehzahl-Befehlssignalwert des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a nimmt einen Wert nahe Null an.
  • Infolgedessen übersteigt auch der Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b, bei dem es sich um eine Summe aus dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a und dem tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlswert des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a handelt, die maximale Motordrehzahl nicht.
  • Übrigens ist es zum Begrenzen des Motordrehzahl-Befehlswerts des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b auf einen Wert, der gleich der oder geringer als die maximale Drehzahl des Motors 2 ist, ebenfalls möglich, die Begrenzungsverarbeitung an dem Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b für den Motor 2 direkt auszuführen, ohne das Steuermodul 12 der 1 für den simulierten Druck mit dem Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 auszustatten, wie es in 3 veranschaulicht ist.
  • Auch in diesem Fall ist der Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b, bei dem es sich um das Referenzsignal für die Drehzahlsteuerung handelt, gleich der oder geringer als die maximale Drehzahl des Motors 2.
  • In diesem Fall ist das Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 für das Steuermodul 12 des simulierten Drucks nicht vorgesehen, und somit wird gemäß den Darstellungen in 4 die Fähigkeit des berechneten Werts des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a verbessert, dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a zu folgen. In diesem Fall wird die Begrenzungsverarbeitung jedoch an dem Motordrehzahl-Befehlssignal 15b vorgenommen, und der Motor 2 arbeitet somit nicht mit einer Drehzahl, die gleich der oder höher als die maximale Motordrehzahl ist.
  • Der von der Motordrehzahl abhängige tatsächliche Druckwert zeigt somit keine so große Verbesserung bei der Fähigkeit, dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 1la zu folgen, wie der berechnete Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a.
  • Der tatsächliche Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a zeigt dabei eine starke Abweichung von dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a, und infolgedessen beginnt der tatsächliche Motordrehzahl-Befehlswert des von dem Drucksteuermodul 15 erzeugten, tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a, einen relativ hohen Wert anzunehmen, wobei dies zu einer Erhöhung des Verhältnisses des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a zu dem Motordrehzahl-Befehlssignal 15b führt.
  • Wenn in dieser Weise das Verhältnis des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15 zu dem Motordrehzahl-Befehlssignal 15b ansteigt, ist eine Erhöhung der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls 15 notwendig, um die Fähigkeit des Druckbefehlssignals 11a zu verbessern, dem Druckbefehlswert zu folgen.
  • Wie vorstehend beschrieben, ist jedoch eine Steigerung bei der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls 15 im Hinblick auf die Stabilität des Steuersystems begrenzt, und der Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b ist nicht in der Lage, dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a mit sehr gutem Ansprechen zu Folgen.
  • Dagegen wird bei der Konfiguration des zweiten Ausführungsbeispiels bei dem Rechenvorgang zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 23a in dem Steuermodul 21 für den simulierten Druck der berechnete Wert der simulierten Drehzahl von dem Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 auf einen Wert gesetzt, der gleich dem oder geringer als der vorbestimmte Wert ist. Diese Konfiguration kann einen Zustand schaffen, in dem die Abweichung zwischen dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a und dem tatsächlichen Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a etwa Null beträgt.
  • Infolgedessen kann das Auftreten des vorstehend geschilderten Problems verhindert werden. Zusammen mit diesem Effekt kann auch der Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15b auf einem Wert beibehalten werden, der gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist. Darüber hinaus können gleichzeitig wiederum dieselben Wirkungen wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel erzielt werden.
  • Bei der herkömmlichen Vorrichtung, wie sie in der Patentliteratur 1 beschrieben ist, kann dabei die Größe des Korrekturwerts des Korrekturdrehzahlsignals die maximale Drehzahl des Motors überschreiten, und es kann ein Motordrehzahl-Befehlswert, der gleich der oder höher als die Leistungsfähigkeit (maximale Drehzahl) des Motors ist, als Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals bereitgestellt werden, das als Referenzsignal für die Motordrehzahlsteuerung dient.
  • In diesem Fall kommt es zu einem Problem dahingehend, dass ein Overshoot-Effekt oder Schwingungen an dem tatsächlichen Drucksignal (dem erfaßten Drucksignal) etstehen, wobei dies zu nachteiligen Auswirkungen bei der Qualität von geformten/in einer Form hergestellten Produkten und von bearbeiteten Produkten führt.
  • Dagegen wird bei dem zweiten Ausführungsbeispiel bei dem Rechenvorgang des simulierten Motordrehzahlsignals 23a in dem Steuermodul 21 für den simulierten Druck von dem Begrenzungsverarbeitungsmodul 23 der berechnete Wert der simulierten Drehzahl gleich dem oder geringer als der vorbestimmte Wert vorgegeben, und somit können der Overshoot-Effekt oder die Schwingungen, die an dem tatsächlichen Drucksignal 6a entstehen, unterdrückt werden.
  • Drittes Ausführungsbeispiel
  • In dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel sind Konfigurationen beschrieben worden, bei denen das Simulationsberechnungssystem, d. h. der virtuelle Kreis, zum Erzeugen des simulierten Drucksignals 14a aus dem Druckbefehlssignals 11a gebildet ist, wobei unter Verwendung des simulierten Motordrehzahlsignals 12a, das in dem Rechenvorgang für den berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a ermittelt wird, der Antrieb des Motors 2 auf der Basis des berechneten Werts der simulierten Drehzahl des simulierten Motordrehzahlsignal 12a gesteuert wird.
  • Dagegen wird bei dem dritten Ausführungsbeispiel eine Konfiguration beschrieben, bei der auf der Basis der gleichen Idee wie bei dem ersten und zweiten Ausführungsbeispiel ein berechneter Wert eines simulierten Stroms berechnet wird, auf dessen Basis der Motor 2 arbeiten sollte, und zwar unter Verwendung des Simulationsberechnungssystems, d. h. des virtuellen Kreises zum Erzeugen des simulierten Drucksignals 14a aus dem Druckbefehlssignal 11a, wobei der Antrieb des Motors 2 auf der Basis eines simulierten Motorstromsignals gesteuert wird, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts des simulierten Stroms handelt.
  • 5 veranschaulicht ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 5 ist eine Übersicht einer Konfiguration einer Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel identisch mit der Konfiguration des ersten Ausführungsbeispiels, wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel weiterhin ein Berechnungsmodul 31 für eine simulierte Drehzahl und ein Berechnungsmodul 32 für einen simulierten Strom besitzt.
  • Das Steuermodul 12 für den simulierten Druck gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel berechnet einen Rechenwert einer simulierten Beschleunigung auf der Basis des Signals 11b, bei dem es sich um die Abweichung zwischen dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a und dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a handelt, und es erzeugt ein simuliertes Motorbeschleunigungssignal 12b, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Beschleunigung handelt.
  • Ein Beispiel für die Steuerung durch das Steuermodul 12 für den simulierten Druck ist eine Proportionalsteuerung zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten Beschleunigung durch Multiplizieren des Werts des Signals 1lb mit einer Proportionalkonstante, die durch einen Proportionalverstärkungsparameter definiert ist. Die Steuerung ist nicht auf diese Proportionalsteuerung beschränkt, sondern es kann sich auch um eine Proportional- und Integralsteuerung oder dergleichen handeln.
  • Das Berechnungsmodul 32 für den simulierten Strom berechnet den Rechenwert des simulierten Stroms durch Multiplizieren des berechneten Werts der simulierten Beschleunigung von dem simulierten Motorbeschleunigungssignal 12b mit einer Konstante, die durch Dividieren einer mechanischen Gesamtträgheit, bei der sich um eine Summe der jeweiligen Trägheit eines Rotors des Motors 2, der mechanischen Last 5 und dem elektrisch betriebenen Mechanismus 4 handelt, durch eine Drehmomentkonstante ermittelt wird, bei der es sich um ein Verhältnis eines erzeugten Drehmoments zu einem Motorstrom handelt. Ferner erzeugt das Berechnungsmodul 32 für den simulierten Strom ein simuliertes Motorstromsignal 32a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts des simulierten Stroms handelt.
  • Das Berechnungsmodul 31 für die simulierte Drehzahl berechnet den Rechenwert der simulierten Drehzahl durch Ausführen eines Rechenvorgangs für den berechneten Wert der simulierten Beschleunigung von dem simulierten Motorbeschleunigungssignal 12b unter Verwendung einer Übertragungscharakteristik, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung enthält, und erzeugt ein simuliertes Motordrehzahlsignal 31a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Drehzahl handelt.
  • In einem Stadium anschließend an das Berechnungsmodul 31 für die simulierte Drehzahl berechnet das Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel den Rechenwert der simulierten Position hinsichtlich der Motorposition durch Ausführen eines Rechenvorgangs für den Rechenwert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 31a, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel, im Hinblick auf eine Übertragungscharakteristik, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung enthält, und erzeugt ein simuliertes Positionssignal 13a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Position handelt.
  • Das Drehzahlsteuermodul 16 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erhält ein Signal eines Motordrehzahl-Befehlswerts, nämlich ein Motordrehzahl-Befehlssignal 15c, bei dem es sich um eine Summe aus dem tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlswert des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a von dem Drucksteuermodul 15 und dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 31a handelt.
  • Darüber hinaus berechnet das Drehzahlsteuermodul 16 den tatsächlichen Strom-Befehlswert, so dass die tatsächliche Motordrehzahl des Motordrehzahlsignals 3a dem Motordrehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15c folgt, und es erzeugt ein tatsächliches Motorstromsignal 16a, bei dem es sich um ein Signal des tatsächlichen Strom-Befehlswerts handelt.
  • Das Stromsteuermodul 17 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel erhält ein Motorstrom-Befehlssignal 16b, bei dem es sich um ein Signal aus einer Summe des tatsächlichen Strom-Befehlswerts des tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignals 16a und dem berechneten Wert des simulierten Stroms von dem simulierten Motorstromsignal 32a handelt. Ferner führt das Stromsteuermodul 17 eine derartige Steuerung aus, dass ein Strom 17a mit dem Strom-Befehlswert des Motorstrom-Befehlssignals 16b übereinstimmt. Die übrige Konfiguration ist die gleiche wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel.
  • Es folgt nun eine Beschreibung von Wirkungen bei dem dritten Ausführungsbeispiel. Die Wirkung der Steuerung der Motordrehzahl auf der Basis der Summe (des Motorstrom-Befehlssignals 16b) aus dem tatsächlichen Strom-Befehlswert des tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignals 16a und dem berechneten Wert des simulierten Stroms von dem simulierten Motorstromsignal 32a ist die gleiche wie die Wirkung bei dem ersten Ausführungsbeispiel. Weiterhin dient das simulierte Motorstromsignal 32a als ein Stromsignal für den Motor 2, so dass der berechnete Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a mit hohem Ansprechen folgt.
  • Durch Addieren des simulierten Motorstromsignals 32a in Feed-Forward-Weise zu dem tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignal 16a, bei dem es sich um den Ausgang des Drehzahlsteuermoduls 16 handelt, dient das Motorstrom-Befehlssignal 16b, das dem Motor 2 tatsächlich zugeführt wird, als Signal, das eine Verbesserung der Nachfolgeeigenschaft des Drucks realisieren kann.
  • Außerdem erzeugt das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal die Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7, und somit sind der berechnete Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a und der tatsächliche Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a etwa miteinander identisch. Infolgedessen wird der tatsächliche Drehzahl-Befehlswert des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 15a, bei dem es sich um den Ausgang des Drucksteuermoduls 15 handelt, etwa Null.
  • Zusammen mit diesem Effekt werden der berechnete Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 31a und die tatsächliche Motordrehzahl des tatsächlichen Motordrehzahlsignals 3a etwa gleich, und der tatsächliche Strom-Befehlswert des tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignals 16a wird etwa Null. Infolgedessen ist der Motor 2 in erster Linie auf der Basis des simulierten Motorstromsignals 32a anzutreiben.
  • Im allgemeinen ist bei der Steuerung des Motors 2 das Ansprechvermögen auf den Strom höher als das Ansprechvermögen auf die Drehzahl. Durch Addieren, in Feed-Forward-Weise, des simulierten Motorstromsignals 32a, das als Hauptkomponente des Motorstrom-Befehlssignals 16b dient, wird somit der Effekt erzielt, dass das Druckbefehlssignal 11a dem Druckbefehlswert in noch besserer Weise folgen kann.
  • Weiterhin berechnet das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal den berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a aus dem berechneten Wert der simulierten Position von dem simulierten Positionssignal 13a unter Verwendung einer Tabelle oder einer Approximationsfunktion.
  • Mit dieser Konfiguration kann das simulierte Motorstromsignal 32a, das als Motorstrom-Befehlssignal dient, welches die Befehlsfolgecharakteristik des tatsächlichen Drucksignals 6a verbessern kann, noch exakter berechnet werden.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass beim Auftreten eines Fehlers bei dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a, das von dem Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal erzeugt wird, gegenüber dem tatsächlichen Druckwert des tatsächlichen Drucksignals 6a das tatsächliche Motorstrom-Befehlssignal 16a als Signal zum Korrigieren des Fehlers dient.
  • In 4 wird eine Konfiguration beschrieben, bei der zusätzlich zu dem Addieren des simulierten Motorstromsignals 32a zu dem tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignal 16a das simulierte Motordrehzahlsignal 31a zu dem tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignal 15a hinzu addiert wird. Die Konfiguration ist jedoch nicht auf dieses Beispiel beschränkt, und der gleiche Effekt kann auch mit einer Konfiguration erzielt werden, bei der das simulierte Motordrehzahlsignal 31a nicht zu dem tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignal 15a hinzu addiert wird, sondern das simulierte Motorstromsignal 32a zu dem tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignal 16a hinzu addiert wird.
  • Es folgt nun eine Beschreibung eines weiteren Beispiels der dritten Ausführungsform. In diesem Beispiel wird eine Konfiguration beschrieben, bei der anstelle des Steuermoduls 12 für den simulierten Druck der 5 ein Steuermodul 41 für den simulierten Druck zum Ausführen der Begrenzungsverarbeitung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Wie in 6 dargestellt ist, besitzt das Steuermodul 41 für den simulierten Druck ein Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 42 und ein Begrenzungsverarbeitungsmodul 43.
  • Das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 42 führt eine Steuerungsberechnung, wie z. B. eine Proportionalsteuerung, auf der Basis einer Abweichung (Differenz) zwischen dem Druckbefehlswert des Druckbefehlssignals 11a und dem berechneten Wert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a aus.
  • Infolgedessen berechnet das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 42 einen simulierten Beschleunigungs-Rechenwert und übermittelt ein Signal 42a desselben (Übertragungscharakteristik-Ausgangssignal) zu dem Begrenzungsverarbeitungsmodul 43.
  • Das Begrenzungsverarbeitungsmodul 43 setzt das Signal 42a direkt auf ein simuliertes Motorbeschleunigungssignal 43a, wenn der simulierte Beschleunigungs-Rechenwert des Signals 42a von dem Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 42 gleich einem oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Andererseits gibt das Begrenzungsverarbeitungsmodul 43 den vorbestimmten Wert als simulierten Beschleunigungs-Rechenwert vor, wenn der simulierte Beschleunigungs-Rechenwert des Signals 42a von dem Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul 42 höher als der vorbestimmte Wert ist, und gibt ein Signal des vorbestimmten Werts als simuliertes Motorbeschleunigungssignal 43a vor.
  • Hierbei ist der vorbestimmte Wert des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 43 vorzugsweise gleich der oder geringer als die maximale Beschleunigung (wobei die Beschleunigung ermittelt wird durch Multiplizieren des maximalen Stroms des Motors mit der Drehmomentkonstante und Dividieren des Produkts durch eine mechanische Gesamtträgheit, bei der sich um eine Summe der Trägheiten des Motors 2, des elektrisch betriebenen Mechanismus 4 und der mechanischen Last 5 handelt), die durch den maximalen Strom des Motors 2, die mechanische Trägheit (in 5 entspricht diese der Trägheit des Motors 2 sowie einer Gesamtträgheit des elektrisch betriebenen Mechanismus 4, der mechanischen Last 5 und des Druckdetektors 6) von Bereichen, die durch Motorbewegung bewegt werden können, sowie eine Drehmomentkonstante des Motors 2 bestimmt wird.
  • Bei Verwendung eines Linearmotors zum Antreiben des elektrisch betriebenen Mechanismus 4 kann es sich ferner bei der maximalen Beschleunigung um die maximale Beschleunigung handeln, die durch Multiplizieren des maximalen Strom des Linearmotors mit einer Schubkonstante sowie Dividieren des Produkts durch eine mechanische Masse ermittelt wird, welche durch Summieren von mechanischen Massen des Antriebs des Linearmotors sowie von durch Motorbewegung beweglichen Bereichen ermittelt wird. Die maximale Beschleunigung entspricht einer unter Verwendung des maximalen Motorstroms erzielten Beschleunigung.
  • Infolgedessen nimmt der simulierte Beschleunigungs-Rechenwert des simulierten Motorbeschleunigungssignals 43 nicht länger einen Wert an, der höher ist als die maximale Beschleunigung des Motors 2, und ein erzielter Effekt besteht darin, dass die Steuerung in einem Zustand ausgeführt werden kann, in dem der Strom-Befehlswert des Motorstrom-Befehlssignals 16b den maximalen Strom des Motors 2 ebenfalls nicht übersteigt. Wenn ein Motorstrom-Befehlswert bereitgestellt wird, der den maximalen Motorstrom übersteigt, kann der Strom nicht gesteuert werden, und in dem Strom kommt es zu Schwingungen.
  • Infolgedessen kommt es auch zu Schwingungen bzw. Vibrationen in dem Druck und der Drehzahl, und es entsteht ein nachteiliger Einfluß auf die Bearbeitungsgenauigkeit des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts. Im schlimmsten Fall kann ferner der Motor durch den übermäßig hohen Strom zerstört werden.
  • Dagegen wird durch Vorgeben des Begrenzungswerts des Begrenzungsverarbeitungsmoduls auf einen Wert gleich oder geringer als eine Beschleunigung – die durch Multiplizieren des maximalen Stroms des Motors mit der Drehmomentkonstante und Dividieren des Produkts durch die mechanische Gesamtträgheit gebildet wird, bei der es sich um die Summe aus den Trägheiten des Motors und den mechanischen Trägheiten der durch die Bewegung des Motors beweglichen Bereiche handelt –, das simulierte Stromsignal auf einen Wert begrenzt, der gleich dem oder kleiner als der maximale Motorstrom ist, und auf diese Weise wird das simulierte Drucksignal berechnet, wenn der Motor mit einem Strom gleich dem oder geringer als der maximale Motorstrom arbeitet.
  • Durch Addieren des simulierten Stromssignals in Feed-Forward-Weise wird eine Steuerung verwirklicht, bei der der berechnete Wert des simulierten Stroms und der Strom etwa identisch sind, und infolgedessen wird eine Steuerung geschaffen, bei der der berechnete Wert des simulierten Drucks und der tatsächliche Druckwert etwa den gleichen Wert aufweisen.
  • Infolgedessen entsteht keine große Abweichung zwischen dem tatsächlichen Druckwert und dem berechneten Wert des simulierten Drucks, und ohne Erhöhung der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls 15 kann somit unter Verwendung des berechneten Werts des simulierten Stroms die Fähigkeit verbessert werden, mit der der tatsächliche Druckwert dem Druckbefehlswert folgt.
  • Es folgt nun eine Beschreibung einer Konfiguration, bei der anstelle des Berechnungsmoduls 31 für die simulierte Drehzahl der 5 ein Berechnungsmodul 51 für die simulierte Drehzahl zum Ausführen der Begrenzungsverarbeitung wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel verwendet wird. Wie in 7 dargestellt ist, besitzt das Berechnungsmodul 51 für die simulierte Drehzahl ein Berechnungsmodul 52 für eine Integralcharakteristik erster Ordnung sowie ein Begrenzungsverarbeitungsmodul 53.
  • Das Berechnungsmodul 52 für die Integralcharakteristik erster Ordnung führt eine Berechnung hinsichtlich einer Übertragungscharakteristik aus, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung für den berechneten Wert der simulierten Beschleunigung von dem simulierten Motorbeschleunigungssignal 12b beinhaltet, um dadurch einen berechneten Wert der simulierten Drehzahl zu berechnen, wobei das Berechnungsmodul 52 daraus ein Signal 52a erzeugt.
  • Das Begrenzungsverarbeitungsmodul 53 setzt das Signal 52a direkt auf das simulierte Motordrehzahlsignal 53a, wenn der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des Signals 52a von dem Berechnungsmodul 52 für die Integralcharakteristik erster Ordnung gleich einem oder geringer als ein vorbestimmter Wert ist.
  • Andererseits gibt das Begrenzungsverarbeitungsmodul 53 den vorbestimmten Wert als berechneten Wert der simulierten Drehzahl vor, wenn der berechnete Wert der simulierten Drehzahl des Signals 52a von dem Berechnungsmodul 52 für die Integralcharakteristik erster Ordnung höher ist als der vorbestimmte Wert, und das Begrenzungsverarbeitungsmodul 53 gibt ein Signal des vorbestimmten Werts als simuliertes Motordrehzahlsignal 53a vor.
  • Dabei kann als vorbestimmter Wert des Begrenzungsverarbeitungsmoduls 53 ein Wert verwendet werden, der gleich der oder geringer als die maximale Drehzahl des Motors 2 ist. Infolgedessen nimmt der berechnete Wert der simulierten Drehzahl von dem simulierten Motordrehzahlsignal 53a nicht länger einen Wert an, der höher ist als die maximale Drehzahl des Motors 2, und als Ergebnis ergibt sich der Effekt, dass die Steuerung des Motors in einer Weise ausgeführt werden kann, bei der der Drehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 15c die maximale Drehzahl des Motors 2 ebenfalls nicht überschreitet.
  • Durch Vorgeben des Begrenzungswerts des Begrenzungsverarbeitungsmoduls als Wert, der gleich der oder geringer als die maximale Drehzahl des Motors ist, ist das simulierte Drehzahlsignal auf einen Wert begrenzt, der gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist, und somit wird das simulierte Drucksignal berechnet, wenn der Motor mit einer Drehzahl arbeitet, die gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist. Durch Addieren des simulierten Drehzahlsignals in Feed-Forward-Weise wird eine Steuerung realisiert, bei der der berechnete Wert der simulierten Drehzahl sowie die Drehzahl etwa gleich sind, und infolgedessen wird eine Steuerung geschaffen, bei der der berechnete Wert des simulierten Drucks sowie der tatsächliche Druckwert etwa den gleichen Wert haben.
  • Infolgedessen entsteht keine große Abweichung zwischen dem tatsächlichen Druckwert und dem berechneten Wert des simulierten Drucks, und somit kann unter Verwendung des berechneten Werts der simulierten Drehzahl ohne Erhöhung der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls 15 die Fähigkeit verbessert werden, mit der der tatsächliche Druckwert dem Druckbefehlswert folgen kann.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die Übertragungscharakteristik des Berechnungsmoduls 31 für die simulierte Drehzahl und des Berechnungsmoduls 13 für die simulierte Position gemäß dem drittem Ausführungsbeispiel nur die Integralcharakteristik erster Ordnung beinhalten kann oder auch eine Tiefpaßcharakteristik oder dergleichen zusätzlich zu der Integralcharakteristik erster Ordnung beinhalten kann.
  • Viertes Ausführungsbeispiel
  • In den ersten drei Ausführungsbeispielen ist eine Konfiguration beschrieben worden, bei der das Drucksteuermodul 15 die Steuerung der Abgabe des Signals ausführt, das die Dimension der Drehzahl beinhaltet, nämlich die Konfiguration, bei der die Drehzahlsteuerung in dem untergeordneten Kreis des Drucksteuermoduls 15 vorgesehen ist. Dagegen wird bei dem vierten Ausführungsbeispiel eine Konfiguration beschrieben, bei der das Drucksteuermodul 15 die Steuerung der Abgabe eines Signals ausführt, das die Dimension des Stroms beinhaltet, nämlich eine Konfiguration, bei der das Stromsignal in dem untergeordneten Kreis des Drucksteuermoduls 15 vorgesehen ist.
  • 8 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 8 handelt es sich bei einer Konfiguration der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 60 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel um die gleiche wie bei der Konfiguration der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 10 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass es das Berechnungsmodul 32 für den simulierten Strom gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel besitzt und das Drehzahlsteuermodul 16 weggelassen worden ist. In diesem Zusammenhang werden hauptsächlich die Unterschiede zwischen dem ersten und dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Das Steuermodul 12 für den simulierten Druck gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel berechnet einen Rechenwert einer simulierten Beschleunigung auf der Basis des Signals 11b, bei dem es sich um eine Abweichung zwischen den jeweiligen Werten des Druckbefehlssignals 11a und des simulierten Drucksignals 14a handelt, und es erzeugt ein simuliertes Motorbeschleunigungssignal 12b, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Beschleunigung handelt. Beispiele für die Steuerung durch das Steuermodul 12 für den simulierten Druck sind eine Proportionalsteuerung, eine Proportional- und Integralsteuerung oder dergleichen.
  • Das Berechnungsmodul 13 für eine simulierte Position gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel empfängt das simulierte Motorbeschleunigungssignal 12b von dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck, führt eine Übertragungscharakteristik-Berechnung aus, die eine Integralcharakteristik zweiter Ordnung beinhaltet, berechnet einen Rechenwert der simulierten Position und erzeugt das simulierte Positionssignal 13a, bei dem es sich um ein Signal des berechneten Werts der simulierten Position handelt.
  • Das Berechnungsmodul 32 für den simulierten Strom gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel berechnet den Rechenwert des simulierten Stroms unter Empfang des simulierten Motorbeschleunigungssignal 12b als Eingangssignal, durch Multiplizieren des berechneten Werts der simulierten Beschleunigung von dem simulierten Motorbeschleunigungssignal 12 mit einer Konstante, die man durch Dividieren einer mechanischen Gesamtträgheit, bei der es sich um eine Summe der Trägheiten des Rotors des Motors 2, des elektrisch betriebenen Mechanismus 4 und der mechanischen Last 5 handelt, durch die Drehmomentkonstante, bei der es sich um das Verhältnis des erzeugten Drehmoments zu dem Motorstrom handelt, und erzeugt ein simuliertes Motorstromsignal 32a, bei dem es sich um ein Signal desselben handelt. Das Stromsteuermodul 17 gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel steuert den durch den Motor 2 fließenden Strom auf der Basis eines Strom-Befehlswerts eines Motorstrom-Befehlssignals 15e.
  • Durch Addieren des simulierten Motorstromsignals 32a in Feed-Forward-Weise zu einem tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignal 15d, bei dem es sich um ein Ausgangssignal des Drucksteuermoduls 15 handelt, dient das Motorstrom-Befehlssignal 15e zum Bestimmen eines dem Motor 2 tatsächlich zugeführten Stroms als Signal, mit dem eine Verbesserung der Druckfolgeeigenschaft realisiert wird.
  • Darüber hinaus führt das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal eine exakte Simulation der Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7 aus, und somit sind die Werte des simulierten Drucksignals 14a sowie des tatsächlichen Drucksignals 6a ungefähr gleich.
  • Infolgedessen erreicht der tatsächliche Strom-Befehlswert des Befehlswerts 15d des tatsächlichen Motorstroms, bei dem es sich um den Ausgangswert des Drucksteuermoduls 15 handelt, etwa den Wert Null. Dadurch wird aus dem Motorstrom-Befehlssignal 15e das simulierte Motorstromsignal 32a zu einer wesentlichen Komponente des Motorstrom-Befehlssignals 15e, und es dient als Signal, auf dessen Basis der Motor 2 arbeiten sollte.
  • Wenn ein Fehler des berechneten Werts des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a, der von dem Erzeugungsmodul 14 für den simulierten Druck erzeugt wird, gegenüber dem tatsächlichen Druckwert erzeugt wird, dient das tatsächliche Motorstrom-Befehlssignal 15d als Signal zum Korrigieren des Fehlers.
  • Selbst wenn das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 eine nicht-lineare Charakteristik aufweist, berechnet ferner das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal den Rechenwert des simulierten Drucks von dem simulierten Drucksignal 14a aus dem berechneten Wert der simulierten Position von dem simulierten Positionssignal 13a unter Verwendung einer Tabelle oder einer Approximationsfunktion
  • Mit dieser Konfiguration erhält man den Effekt, dass das simulierte Motorstromsignal 32a erzeugt werden kann, das als Motorstrom-Befehlssignal dient, so dass sich die Befehlsfolge-Charakteristik des tatsächlichen Drucksignals 6a verbessern läßt.
  • Wie vorstehend beschrieben, kann gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel die Konfiguration, bei der die Stromsteuerung in dem untergeordneten Kreis des Drucksteuermoduls 15 vorgesehen ist, die gleichen Wirkungen erzielen wie bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 3.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass die gleiche Begrenzungsverarbeitung wie bei dem zweiten und dem dritten Ausführungsbeispiel in dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck gemäß dem vierten Ausführungsbeispiel vorgesehen werden kann. Insbesondere kann das Steuermodul 12 für den simulierten Druck wie in 6 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel konfiguriert werden. Der Effekt, der durch das Vorsehen der Begrenzungsverarbeitung erzielt wird, ist der gleiche, wie er bei dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben worden ist.
  • Fünftes Ausführungsbeispiel
  • Bei dem vierten Ausführungsbeispiel ist eine Konfiguration beschrieben worden, bei der der Stromsteuerkreis als untergeordneter Kreis der Drucksteuerung verwendet wird. Dagegen wird bei dem fünften Ausführungsbeispiel eine Konfiguration beschrieben, bei der ein Positionssteuerkreis als untergeordneter Kreis der Drucksteuerung verwendet wird.
  • 9 zeigt ein Blockdiagramm zur Erläuterung einer Motorsteuervorrichtung gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel der vorliegenden Erfindung. In 9 ist eine Konfiguration einer Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 70 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel identisch mit der Konfiguration der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 30 gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel mit der Ausnahme, dass zusätzlich ein Positionssteuermodul 71 vorgesehen ist. Es werden in erster Linie die Unterschiede gegenüber dem dritten Ausführungsbeispiel beschrieben.
  • Der Codierer 3 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel gibt zusätzlich zu dem tatsächlichen Motordrehzahlsignal 3a ein tatsächliches Motorpositionssignal 3b ab, bei dem es sich um ein Signal auf der Basis der Motorposition (Drehstellung) handelt. Das Drucksteuermodul 15 gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel berechnet einen tatsächlichen Positions-Befehlswert auf der Basis der jeweiligen Werte des simulierten Drucksignals 14a und des tatsächlichen Drucksignals 6a, und er erzeugt ein tatsächliches Positions-Befehlssignal 15f, bei dem es sich um ein Signal des tatsächlichen Positions-Befehlswerts handelt.
  • Beispiele für die Steuerung durch das Drucksteuermodul 15 sind eine Proportionalsteuerung unter Berechnung des tatsächlichen Positions-Befehlswerts durch Multiplizieren einer Abweichung zwischen den Werten des simulierten Drucksignals 14a und des tatsächlichen Drucksignals 6a mit einer Proportionalkonstante, die durch einen Proportionalverstärkungsparameter definiert ist, eine Proportional- und Integralsteuerung oder dergleichen.
  • Das Positionssteuermodul 71 erhält ein Positions-Befehlssignal 15g, bei dem es sich um das Signal aus der Summe der jeweiligen Werte des tatsächlichen Positions-Befehlssignals 15d und des simulierten Positionssignals 13a handelt. Ferner berechnet das Positionssteuermodul 71 einen tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert, so dass die tatsächliche Motorposition des tatsächlichen Motorpositionssignals 3b dem Positions-Befehlswert des Positions-Befehlssignals 15g folgt und ein tatsächliches Motordrehzahlsignal 71a erzeugt, bei dem es sich um ein Signal des tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts handelt.
  • Ein Beispiel für die Steuerung durch das Positionssteuermodul 71 ist eine Proportionalsteuerung unter Berechnung des tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts durch Multiplizieren einer Abweichung zwischen dem Wert des Positions-Befehlssignals 15g und dem Wert des tatsächlichen Motorpositionssignals 3b mit einer Proportionalkonstante, oder dergleichen.
  • Das Drehzahlsteuermodul 16 erhält einen Motordrehzahl-Befehlssignal 71b, bei dem es sich um ein Signal einer Summe der jeweiligen Werte des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 71a und des simulierten Motordrehzahlsignals 31a handelt. Weiterhin wird dem Drehzahlsteuermodul 16 das tatsächliche Motordrehzahlsignal 3a zugeführt. Ferner führt das Drehzahlsteuermodul 16 eine Drehzahlsteuerungsberechnung derart aus, dass die tatsächliche Motordrehzahl des tatsächlichen Motordrehzahlsignals 3a dem Drehzahl-Befehlswert des Motordrehzahl-Befehlssignals 71b folgt, und es berechnet einen tatsächlichen Strom-Befehlswert und erzeugt ein tatsächliches Motorstrom-Befehlssignal 16a, bei dem es sich um ein Signal des tatsächlichen Strom-Befehlswerts handelt. Das Stromsteuermodul 17 steuert den durch den Motor 2 fließenden Strom auf der Basis des Strom-Befehlswerts des Motorstrom-Befehlssignals 16b, um dadurch eine Antriebskraft an dem Motor 2 zu erzeugen.
  • Wie vorstehend beschrieben, wird gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel ein Simulations-Berechnungssystem (virtuelle Steuerschaltung), bei dem es sich um einen virtuellen Kreis handelt, der aus dem Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal, dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck, dem Berechnungsmodul 31 für die simulierte Drehzahl und dem Berechnungsmodul 13 für die simulierte Position und dem Berechnungsmodul 32 für den simulierten Strom gebildet ist, auf dem Computer der Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit 70 gebildet.
  • Die jeweiligen Werte des simulierten Positionssignals 13a, des simulierten Motordrehzahlsignals 31a und des simulierten Motorstromsignals 32a, die durch das Simulations-Berechnungssystem erzeugt werden, entsprechen einer Position, einer Drehzahl und einem Strom zum Steuern des tatsächlichen Drucksignals 6a in einer derartigen Weise, dass dieses dem Druckbefehlssignal 11a in sehr gut ansprechender Weise folgt.
  • Durch Addieren dieser Werte in Feed-Foward-Weise werden das Positions-Befehlssignal 15g, das Motordrehzahl-Befehlssignal 71b und das Motorstrom-Befehlssignal 16d erzeugt, und somit kann ohne Erhöhung der Verstärkungscharakteristik des Drucksteuermoduls, wodurch während der Steuerung ein Schwingungs-Phänomen auftritt, eine Steuerung verwirklicht werden, die dem Druckbefehlssignal in verbesserter Weise folgen kann.
  • Selbst wenn das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt 7 eine nicht-lineare Charakteristik aufweist, simuliert das Erzeugungsmodul 14 für das simulierte Drucksignal die Charakteristik des mit Druck zu beaufschlagenden Zielobjekts 7, und somit kann dieser Effekt in ähnlicher Weise erzielt werden.
  • Es ist darauf hinzuweisen, dass gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel alle drei Signalarten verwendet werden, nämlich das simulierte Positionssignal 13a, das simulierte Motordrehzahlsignal 31a und das simulierte Motorstromsignal 32a. Somit werden das Positions-Befehlssignal 15g, das Motordrehzahl-Befehlssignal 71b und das Motorstrom-Befehlssignal 16d auf der Basis der jeweiligen Signale erzeugt. Es müssen jedoch nicht alle drei Signalarten verwendet werden, und die Antriebssteuerung des Motors 2 kann auch unter Verwendung von mindestens einem der simulierten Signale ausgeführt werden.
  • Beispielsweise kann der gleiche Effekt auch ohne Addieren des simulierten Motordrehzahlsignals 31a und des simulierten Motorstromsignal 32a in Feed-Forward-Weise erzielt werden, und zwar durch Erzeugen des Positions-Befehlssignals 15g unter Verwendung des tatsächlichen Motordrehzahl-Befehlssignals 71a und des tatsächlichen Motorstrom-Befehlssignals 16a als Motordrehzahl-Befehlssignal 71b bzw. Motorstrom-Befehlssignal 16b, Addieren nur des simulierten Positionssignals 13a zu dem tatsächlichen Positions-Befehlssignal 15f sowie Ausführen der Antriebssteuerung des Motors 2 auf der Basis des Positions-Befehlssignals 15g.
  • Ferner kann in mindestens einem Modul von dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck und dem Berechnungsmodul 31 für die simulierte Drehzahl gemäß dem fünften Ausführungsbeispiel die in den 6 und 7 veranschaulichte Begrenzungsverarbeitung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein.
  • In diesem Fall kann zumindest in einem Modul von dem Steuermodul 12 für den simulierten Druck und dem Berechnungsmodul 31 für die simulierte Drehzahl die in den 6 und 7 veranschaulichte Begrenzungsverarbeitung gemäß dem dritten Ausführungsbeispiel vorgesehen sein. Der durch Ausführung der Begrenzungsverarbeitung erzielte Effekt ist der gleiche wie bei dem dritten Ausführungsbeispiel.
  • Weiterhin ist die Beschreibung bei den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 unter Bezugnahme auf Konfigurationen erfolgt, die sich mit der Drucksteuerung befassen, jedoch kann die Drucksteuerung gemäß den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 auch direkt durch eine Kraftsteuerung ersetzt werden. Das heißt, als mechanische physikalische Größe kann die Kraft verwendet werden.
  • Darüber hinaus sind in den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 Beispiele der Drucksteuerung beschrieben worden, bei denen ein Motor vom Rotations-Typ verwendet wird, wobei durch Umwandeln der Rotationsbewegung in Translationsbewegung das mit Druck zu beaufschlagende Zielobjekt von der mechanischen Last mit Druck beaufschlagt wird. Die vorliegende Erfindung kann jedoch auch in einem Fall Anwendung finden, in dem ein Linearmotor anstelle des Rotations-Motors verwendet wird.
  • Auch in diesem Fall kann bei dem dritten und dem vierten Ausführungsbeispiel durch Ersetzen der mechanischen Gesamtträgheit durch die Gesamtmasse des Motors 2, des elektrisch betriebenen Mechanismus 4 und der mechanischen Last 5 sowie durch Ersetzen der Konstante des maximalen Motordrehmoments durch die Schubkonstante die gleiche Verarbeitung wie bei den Ausführungsbeispielen 3 und 4 Anwendung finden.
  • Ferner wird in den Ausführungsbeispielen 1 bis 5 der Druckdetektor 6 verwendet, jedoch ist eine körperliche Anordnung des Druckdetektors 6 nicht immer notwendig. In diesem Fall kann der Druck aus Information über den Strom und die Drehzahl des Motors geschätzt werden, und die Steuerung des Drucks kann auf der Basis des geschätzten Werts (ermittelter Wert der physikalischen Größe) erfolgen.

Claims (4)

  1. Verfahren zur Steuerung eines Motors (2), der an einem elektrisch betriebenen Mechanismus (4) vorgesehen ist, der den Motor (2) aufweist, der mit einer mechanischen Last (5) zum Aufbringen einer mechanischen physikalischen Größe, bei der es sich um eine Kraft oder einen Druck handelt, auf ein Zielobjekt verbunden ist und der die mechanische physikalische Größe durch Leistung des Motors (2) auf das Zielobjekt aufbringt, indem die mechanische Last (5) verlagert wird, um die mechanische Last (5) gegen das Zielobjekt zu drücken, wobei das Verfahren Folgendes aufweist: – es wird eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) verwendet zum Ermitteln eines Werts der mechanischen physikalischen Größe, die von der mechanischen Last (5) auf das Zielobjekt wirkt, als ermittelten Wert der physikalischen Größe, zum Erzeugen eines Befehlswerts der physikalischen Größe, der zum Steuern des ermittelten Werts der physikalischen Größe verwendet wird, um einen vorab vorgegebenen Sollwert der physikalischen Größe zu erreichen, sowie zum Steuern des Antriebs des Motors (2) unter Verwendung des erzeugten Befehlswerts der physikalischen Größe, wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) folgende Funktionen ausführt: – es wird ein Steuermodul (12, 21) für eine simulierte physikalische Größe verwendet zum Berechnen eines Rechenwerts einer simulierten Drehzahl hinsichtlich einer Motordrehzahl durch Ausführen einer vorbestimmten Steuerungsberechnung der simulierten physikalischen Größe aus einer Differenz zwischen dem Befehlswert der physikalischen Größe und einem berechneten Wert einer simulierten physikalischen Größe; – es wird ein Berechnungsmodul (13) für eine simulierte Position verwendet zum Berechnen eines Rechenwerts der simulierten Position hinsichtlich einer Motorposition oder einer Position der mechanischen Last (5) durch Ausführen eines Rechenvorgangs an dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl unter Verwendung einer Übertragungscharakteristik, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung beinhaltet; – es wird ein Berechnungsmodul (14) für eine simulierte physikalische Größe verwendet zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten physikalischen Größe, bei dem es sich um einen Wert handelt, der die von der mechanischen Last (5) auf das Zielobjekt wirkende mechanische physikalische Größe simuliert, indem Information über die mechanische physikalische Größe sowie Information über die Motorposition oder die Position der mechanischen Last (5) in einander zugeordneter Weise als Information für die Simulationsberechnung vorab gespeichert werden, und indem ein Rechenvorgang an dem berechneten Wert der simulierten Position unter Verwendung der Information für die Simulationsberechnung ausgeführt wird; und – es wird ein Steuermodul (15) für die physikalische Größe verwendet zum Berechnen eines tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts hinsichtlich der Motordrehzahl durch Ausführen einer Drucksteuerungsberechnung auf der Basis des ermittelten Werts der physikalischen Größe sowie des berechneten Werts der simulierten physikalischen Größe; und wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) die Motordrehzahl auf der Basis einer Summe aus dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl und dem tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert steuert.
  2. Motorsteuervorrichtung zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch 1, wobei die Motorsteuervorrichtung an einem elektrisch betriebenen Mechanismus (4) vorgesehen ist, der einen Motor (2) aufweist, der mit einer mechanischen Last (5) zum Aufbringen einer mechanischen physikalischen Größe, bei der es sich um eine Kraft oder einen Druck handelt, auf ein Zielobjekt verbunden ist und der die mechanische physikalische Größe durch Leistung des Motors (2) auf das Zielobjekt aufbringt, indem die mechanische Last (5) verlagert wird, um die mechanische Last (5) gegen das Zielobjekt zu drücken, wobei die Motorsteuervorrichtung folgendes aufweist: – eine Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) zum Ermitteln eines Werts der mechanischen physikalischen Größe, die von der mechanischen Last (5) auf das Zielobjekt wirkt, als ermittelten Wert der physikalischen Größe, zum Erzeugen eines Befehlswerts der physikalischen Größe, der zum Steuern des ermittelten Werts der physikalischen Größe verwendet wird, um einen vorab vorgegebenen Sollwert der physikalischen Größe zu erreichen, sowie zum Steuern des Antriebs des Motors (2) unter Verwendung des erzeugten Befehlswerts der physikalischen Größe, wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) Folgendes aufweist: – ein Steuermodul (12, 21) für eine simulierte physikalische Größe zum Berechnen eines Rechenwerts einer simulierten Drehzahl hinsichtlich einer Motordrehzahl durch Ausführen einer vorbestimmten Steuerungsberechnung der simulierten physikalischen Größe aus einer Differenz zwischen dem Befehlswert der physikalischen Größe und einem berechneten Wert einer simulierten physikalischen Größe; – ein Berechnungsmodul (13) für eine simulierte Position zum Berechnen eines Rechenwerts der simulierten Position hinsichtlich einer Motorposition oder einer Position der mechanischen Last (5) durch Ausführen eines Rechenvorgangs an dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl unter Verwendung einer Übertragungscharakteristik, die eine Integralcharakteristik erster Ordnung beinhaltet; – ein Berechnungsmodul (14) für eine simulierte physikalische Größe zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten physikalischen Größe, bei dem es sich um einen Wert handelt, der die von der mechanischen Last (5) auf das Zielobjekt wirkende mechanische physikalische Größe simuliert, indem Information über die mechanische physikalische Größe sowie Information über die Motorposition oder die Position der mechanischen Last (5) in einander zugeordneter Weise als Information für die Simulationsberechnung vorab gespeichert werden, und indem ein Rechenvorgang an dem berechneten Wert der simulierten Position unter Verwendung der Information für die Simulationsberechnung ausgeführt wird; sowie – ein Steuermodul (15) für die physikalische Größe zum Berechnen eines tatsächlichen Drehzahl-Befehlswerts hinsichtlich der Motordrehzahl durch Ausführen einer Drucksteuerungsberechnung auf der Basis des ermittelten Werts der physikalischen Größe sowie des berechneten Werts der simulierten physikalischen Größe; und wobei die Motorsteuervorrichtungs-Haupteinheit (10) die Motordrehzahl auf der Basis einer Summe aus dem berechneten Wert der simulierten Drehzahl und dem tatsächlichen Drehzahl-Befehlswert steuert.
  3. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 2, wobei das Steuermodul (21) für die simulierte physikalische Größe folgendes aufweist: – ein Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul (22), um auf der Basis der Differenz zwischen dem Befehlswert der physikalischen Größe und denn berechneten Wert der simulierten physikalischen Größe eine vorbestimmte Übertragungscharakteristik zum Berechnen des Rechenwerts der simulierten Drehzahl zu berechnen; und – ein Begrenzungsverarbeitungsmodul (23), um dann, wenn ein Rechenergebnis durch das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul (22) gleich oder kleiner als ein vorbestimmter Wert ist, das Rechenergebnis als berechneten Wert der simulierten Drehzahl vorzugeben, und dann, wenn das Rechenergebnis durch das Übertragungscharakteristik-Berechnungsmodul (22) größer ist als der vorbestimmte Wert, den vorbestimmten Wert als berechneten Wert der simulierten Drehzahl vorzugeben.
  4. Motorsteuervorrichtung nach Anspruch 3, wobei der vorbestimmte Wert des Begrenzungsverarbeitungsmoduls (23, 53) gleich der oder geringer als die maximale Motordrehzahl ist.
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