DE112015001924T5

DE112015001924T5 - Motorsteuereinrichtung

Info

Publication number: DE112015001924T5
Application number: DE112015001924.3T
Authority: DE
Inventors: Hiroyuki Sekiguchi; Hidetoshi Ikeda; Shinya Murakoshi; Kazuya INAZUMA; Takashi Isoda
Original assignee: Mitsubishi Electric Corp
Current assignee: Mitsubishi Electric Corp
Priority date: 2014-04-22
Filing date: 2015-03-20
Publication date: 2017-01-05
Anticipated expiration: 2035-03-21
Also published as: KR20160138144A; US20170179869A1; WO2015163063A1; TW201607234A; US9887662B2; CN106256084B; CN106256084A; KR101870553B1; JP6104463B2; JPWO2015163063A1; DE112015001924B4; TWI533589B

Abstract

Um die Schwankung der Reibung infolge einer Anomalität zu extrahieren, indem der Effekt einer Temperaturänderung eliminiert wird, wird ein Motorsteuergerät bereitgestellt, welches versehen ist mit: einem Befehlsgenerator (6) zum Ausgeben eines Antriebssteuersignals als an eine Antriebseinheit (1), welche einen Antriebsmechanismus (2) enthält, der durch einen Motor (3) angetrieben wird, gerichteten Befehl; einem Positionsdetektor (5) zum Ausgeben eines die Antriebseinheit (1) betreffenden Positionsdetektionssignals; einem Antriebsstromdetektor (7) zum Ausgeben des für den Antriebsstrom des Motors (3) detektierten Wertes; einer Steuerung (4) zum Empfangen des Antriebsbefehlssignals und des Positionsdetektionssignals, zum Erzeugen eines Antriebskraftbefehlssignals und zum Anlegen eines Antriebsstroms in Entsprechung zum Antriebskraftbefehlssignal und zum Antriebsstromdetektionswert; einer Reibungscharakteristikabschätzeinheit (8) zum Empfangen des Antriebskraftsignals und des Positionsdetektionssignals und zum Ausgeben eines Reibungscharakteristikabschätzwertes; einer Temperaturinformationsdetektionsschaltung (11) zum Gewinnen der Temperatur der Antriebseinheit und zum Ausgeben eines Temperaturinformationswertes; einer Reibungsmodellierungseinheit (9) zum Setzen eines Referenzreibungsmodells, in dem Charakteristika sich entsprechend der Temperatur der Antriebseinheit (1) ändern, und zum Ausgeben einer Referenzreibungscharakteristik auf der Basis des Temperaturinformationswertes; und einer Reibungsschwankungsanalyseeinheit (10) zum Ausgeben eines Reibungsschwankungswertes, basierend auf der Schwankung im Reibungscharakteristikschätzwert in Relation zur Referenzreibungscharakteristik.

Description

Gebiet
Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Motorsteuereinrichtung.
Hintergrund
Normalerweise muss bei einem mechanischen Gerät, das eine durch einen Antriebsmechanismus, etwa einen Motor und eine Linearführung, konfigurierte Antriebseinheit hat, wenn das mechanische Gerät infolge einer durch das Ende der Lebensdauer oder eine Beschädigung der Antriebseinheit auftretende Anomalität ausfällt, seine Produktionsaktivität gezwungenermaßen für eine lange Zeit gestoppt werden, bis die Reparatur der Antriebseinheit erfolgt ist. Weiterhin kann eine Anomalität in einem Teil des Gerätes eine große Belastung für normale Teile bewirken, wodurch die normalen Teile beschädigt werden. Im Hinblick auf diese Dinge hat es einen Bedarf gegeben, Anomalitäten infolge des Endes der Lebensdauer oder einer Beschädigung in einem frühen Stadium zu finden, so dass das anormale Teil repariert oder ersetzt werden kann, bevor das mechanische Gerät ausfällt.
Beispielsweise offenbart Patentliteratur 1 ein Maschinendiagnosegerät, das einen Drehmomentbefehl und eine Geschwindigkeit während des Antriebs eines Motors zur Reibungsmessung einer Maschine ausliest und den ausgelesenen Drehmomentbefehl und die Geschwindigkeit auf einem Anzeigeschirm darstellt. Patentliteratur 1 beschreibt auch, dass der Drehmomentbefehl und eine Motorposition zur Zeit eines anfänglichen Betriebs gespeichert und der Drehmomentbefehl und die Motorposition nach Verstreichen einer vorbestimmten Zeit gleichzeitig dargestellt werden. Beispielsweise offenbart Patentliteratur 2 eine Technik in einem Papiertransportmechanismus einer Bilderzeugungsvorrichtung, der eine Abnutzung des Transportmechanismus basierend auf einer Information einer Papiertransportzeit bestimmt. Bei dieser Technik korrigiert eine Zeitdegradations-Bestimmungseinheit zur Bestimmung der Degradation bzw. Abnutzung die aus einer Information bezüglich der Papierdicke und Temperatur oder Feuchtigkeit in der Montageumgebung gewonnene Transportzeit.
Zitierungsliste
Patentliteratur

Patentliteratur 1: japanische Offenlegungsschrift 2009-68950
Patentliteratur 2: japanische Offenlegungsschrift 2010-210801

Zusammenfassung
Technisches Problem
Bei der in der oben genannten Patentliteratur 1 beschriebenen herkömmlichen Technik wird eine mit einer Temperaturänderung einhergehende Reibungsänderung nicht berücksichtigt. Aus diesem Grund gibt es das Problem, dass dann, wenn eine Reibungsvariation auftritt, es nicht möglich ist zu bestimmen, ob diese auf eine Anomalität einer bewegbaren Einheit oder eine Temperaturänderung zurückzuführen ist.
Bei der in der oben genannten Patentliteratur 1 beschriebenen herkömmlichen Technik wird eine Korrektur entsprechend der Temperatur in der Installations- bzw. Betriebsumgebung ausgeführt, diese betrifft aber nur einen beschränkten Betrieb eines Papiertransports, und daher wird eine Degradation des Mechanismus beruhend auf der Papiertransportzeit bestimmt. Aus diesem Grund gibt es das Problem, dass die Technik nicht auf ein Motorsteuergerät in allgemeiner Verwendung übertragen werden kann, welches Messungen in mehreren Richtungen erfordert und verschiedene Bewegungsmuster hat.
Die vorliegende Erfindung wurde im Hinblick auf die obigen Umstände gemacht, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Motorsteuereinrichtung bereitzustellen, die auch dann verwendet werden kann, wenn es verschiedene Bewegungsmuster gibt, und die Reibungsvariationen ausschließen kann, die auf eine Temperaturänderung zurückzuführen sind, und die eine Reibungsvariation infolge einer Anomalität der bewegbaren Einheit extrahiert.
Lösung des Problems
Um die obigen Probleme zu lösen und das Ziel zu erreichen, stellt die vorliegende Erfindung eine Motorsteuereinrichtung bereit, welche aufweist: eine Befehlserzeugungseinheit, die ein Antriebsbefehlssignal als einen Befehl an eine Antriebseinheit ausgibt, die einen durch einen Motor angetriebenen Antriebsmechanismus einschließt, eine Bewegungsdetektionseinheit, die eine Position oder Geschwindigkeit der Antriebseinheit detektiert und ein Bewegungsdetektionssignal ausgibt, eine Antriebsstromdetektionseinheit, die einen an den Motor gelieferten Antriebsstrom detektiert und einen Antriebsstromdetektionswert ausgibt, eine Steuereinheit, die das Antriebsbefehlssignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben zur Erzeugung eines Antriebskraftbefehlssignals empfängt und den Antriebsstrom entsprechend dem Antriebskraftbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert liefert, eine Reibungscharakteristikabschätzeinheit, die ein eine Antriebskraft des Motors repräsentierendes Antriebskraftsignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben empfängt, um einen Reibungscharakteristikschätzwert auszugeben, eine Temperaturinformationserfassungseinheit, die eine Temperatur der Antriebseinheit oder eine Temperatur desjenigen Teils, dessen Temperatur sich mit der Temperatur der Antriebseinheit ändert, erfasst und einen Temperaturinformationswert ausgibt, eine Reibungsmodellierungseinheit, in der ein Referenzreibungsmodell, dessen Charakteristik sich entsprechend der Temperatur der Antriebseinheit oder der Temperatur desjenigen Teils, dessen Temperatur sich gemäß der Temperatur ändert, auf die die Antriebseinheit gesetzt ist, ändert, welche eine Referenzreibungscharakteristik ausgibt, die auf dem Temperaturinformationswert basieren; und eine Reibungsvariationsanalyseeinheit, die einen Reibungsvariationswert, basierend auf einer Variation des Reibungscharakteristikschätzwertes bezüglich der Referenzreibungscharakteristik ausgibt.
Vorteilhafte Effekte der Erfindung
Gemäß der vorliegenden Erfindung wird es möglich, eine Motorsteuereinrichtung bereitzustellen, die auch dann verwendet werden kann, wenn es verschiedene Bewegungsmuster gibt, und die eine mit einer Temperaturänderung verknüpfte Reibungsvariation ausschließen kann und die eine Reibungsvariation infolge einer Anomalität der bewegbaren Einheit extrahieren kann.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Steuereinheit zeigt, die in einer Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform enthalten ist.
3 ist eine grafische Darstellung, die eine Temperaturabhängigkeit eines Reibungswertes zeigt, wenn ein durch eine Kugelspindel konfigurierter Antriebsmechanismus durch einen Motor in einer Normalzeit angetrieben wird, in der Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform.
4 ist eine grafische Darstellung, die eine Temperaturabhängigkeit eines Reibungswertes zeigt, wenn ein durch eine Kugelspindel konfigurierter Antriebsmechanismus durch einen Motor in einer Normalzeit angetrieben wird, in der Motorsteuereinrichtung gemäß der ersten Ausführungsform, wobei ein Temperatur-Reibungs-Modell zu einem Reibungswert addiert ist.
5 ist eine Darstellung, die eine Konfiguration einer Reibungsvariationsanalyseeinheit gemäß der ersten Ausführungsform zeigt.
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführungsform zeigt.
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform zeigt.
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang des Setzen eines Temperaturinformationswertes und eines Reibungscharakteristikschätzwertes zeigt, der durch eine Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit basierend auf einer Automatikeinstellsequenz in der Motorsteuereinrichtung gemäß der dritten Ausführungsform ausgeführt wird.
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform zeigt.
10 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Steuereinheit der Motorsteuereinrichtung gemäß der vierten Ausführungsform darstellt.
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform zeigt.
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform zeigt.
13 ist eine grafische Darstellung, die eine Temperaturabhängigkeit eines Reibungswertes zeigt, wenn ein durch eine Kugelspindel konfigurierter Antriebsmechanismus durch einen Motor in einer Normalzeit angetrieben wird, in der Motorsteuereinrichtung gemäß der sechsten Ausführungsform.
14 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform zeigt.
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform zeigt.
16 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform zeigt.
Beschreibung von Ausführungsformen
Nachfolgend werden Motorsteuereinrichtungen gemäß Ausführungsformen der Erfindung im Detail unter Bezugnahme auf die Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung ist nicht auf diese Ausführungsformen beschränkt.
Erste Ausführungsform
1 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer ersten Ausführungsform darstellt. Die Motorsteuereinrichtung nach 1 schließt eine Antriebseinheit 1, eine Steuereinheit 4, einen Positionsdetektor 5, eine Befehlserzeugungseinheit 6, eine Antriebsstromdetektionseinheit 7, eine Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8, eine Reibungsmodellierungseinheit 9, eine Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 und eine Temperaturinformationserfassungseinheit 11 ein. Die Antriebseinheit 1 schließt einen Antriebsmechanismus 2 und einen Motor 3 ein, welche durch eine Linearführung repräsentiert sind. Der Motor 3 erzeugt eine Antriebskraft entsprechend einem von der Steuereinheit 4 über die Antriebsstromdetektionseinheit 7 gelieferten Antriebsstrom und führt einen Antrieb aus. Der Positionsdetektor 5, der am Motor 3 angebracht ist, detektiert eine Position des Motors 3 und gibt ein Positionsdetektionssignal aus. Die Befehlserzeugungseinheit 6 ist so eingestellt, dass die Antriebseinheit 1 einen gewünschten Betrieb ausführt, und erzeugt entsprechend der Einstellung ein Antriebsbefehlsslgnal, welches ein Betriebsbefehlssignal ist, und gibt dieses aus. Die Antriebsstromdetektionseinheit 7 detektiert den Antriebsstrom von der Steuereinheit 4 und gibt diesen aus. Die Steuereinheit 4 gibt ein Geschwindigkeitssignal, basierend auf dem Positionsdetektionssignal, und ein Antriebskraftsignal, basierend auf einem Antriebsstromdetektionswert, aus, während der Antriebsstrom an den Motor 3 geliefert wird, basierend auf dem Prozessionsdetektionssignal, dem Antriebsbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert. Die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 schätzt Reibungscharakteristika der Antriebseinheit 1, basierend auf dem Geschwindigkeitssignal und dem Antriebskraftsignal von der Steuereinheit 4, ab und gibt einen Reibungscharakteristikschätzwert aus. Die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 misst eine Temperatur des Positionsdetektors 5 und gibt einen Temperaturinformationswert an die Reibungsmodellierungseinheit 9 aus. In der Reibungsmodellierungseinheit 9 wird eine Temperaturabhängigkeit der Reibung modelliert, und ein Referenzreibungsmodell, welches ein Temperatur-Reibungsmodell ist, dessen Charakteristika sich entsprechend der Temperatur ändern, wird gesetzt bzw. eingestellt. Die Reibungsmodellierungseinheit 9 gibt eine Reibungsreferenzcharakteristik als Reibungscharakteristik des Temperatur-Reibungsmodells beim Temperaturinformationswert aus. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 führt eine Berechnung, basierend auf dem Variationsbetrag des Reibungscharakteristikschätzwertes bezüglich der Referenzreibungscharakteristik aus und gibt einen Reibungsvariationswert aus. Es ist, obgleich nicht dargestellt, nur erforderlich, den Reibungsvariationswert an eine Anzeigeeinheit auszugeben, die beispielsweise an der Motorsteuereinrichtung montiert ist, oder an eine externe Anzeigeeinrichtung des Motorsteuergerätes, um es einem Benutzer zu ermöglichen, den Reibungsvariationswert zu erkennen. Jedoch kann der Reibungsvariationswert für einen Nutzer beispielsweise durch ein akustisches Signal erkennbar werden, womit der Reibungsvariationswert nicht auf eine Weise begrenzt ist, dass der Wert durch den Nutzer visuell wahrnehmbar ist.
2 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration der Steuereinheit 4 darstellt, die in dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät enthalten ist. Die Steuereinheit 4 nach 2 schließt eine Antriebssteuereinheit 41, eine Stromsteuereinheit 42, eine Geschwindigkeitsberechnungseinheit 43 und eine Antriebskraftberechnungseinheit 44 ein. Die Antriebssteuereinheit 41 erzeugt ein Antriebskraft-Befehlssignal, basierend auf dem Antriebsbefehlssignal und dem Positionsdetektionssignal, und gibt das Antriebskraft-Befehlssignal an die Stromsteuereinheit 42 aus. Für die Erzeugung des Antriebskraft-Befehlssignals wird eine Proportional-, Integrations- oder Differentiations-Berechnung angewandt. Die Stromsteuereinheit 42 gibt einen Antriebsstrom aus, so dass die im Motor 3 erzeugte Antriebskraft dem Antriebskraft-Befehlssignal folgt, entsprechend dem Antriebskraft-Befehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert. Die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 43 erzeugt ein Antriebssignal, basierend auf dem Positionsdetektionssignal, und gibt das Geschwindigkeitssignal an die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 aus. Zur Erzeugung des Geschwindigkeitssignals wird eine auf einer Differentiation oder Subtraktion beruhende Operation benutzt. Die Antriebskraftberechnungseinheit 44 erzeugt ein Antriebskraftsignal, basierend auf dem Antriebsstromdetektionswert, und gibt das Antriebskraftsignal aus. Durch Nutzung des Antriebsstromdetektionswertes kann ein Antriebskraftsignal gemäß der im Motor 3 erzeugten Antriebskraft erzeugt werden.
Der Antriebsmechanismus 2 der Antriebseinheit 1 wird durch den hiermit mechanisch gekoppelten Motor 3 angetrieben. Der Antriebsmechanismus 2 schließt eine bewegbare Einheit ein, die durch eine Kugelspindel repräsentiert ist, die eine Drehbewegung des Motors 3 in eine Linearbewegung umwandelt, oder durch einen Führungsmechanismus, der eine Bewegungsrichtung vorgibt, und während der Bewegung der Antriebseinheit 1 wird eine Reibung erzeugt. Die Reibung variiert infolge des Einflusses von Abnutzung, Material- bzw. Oberflächenfehlern oder Fremdstoffen der bewegbaren Einheit. Daher werden die Reibungscharakteristik bzw. -charakteristika als ein Index angesehen, der einen Zustand des Antriebsmechanismus 2 repräsentiert. Folglich kann durch Vergleich der normalen Reibungscharakteristik zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes oder der Ersetzung der Komponente des Antriebsmechanismus 2 mit der aktuellen Reibungscharakteristik ein Zustand der zeitlichen Änderung des Antriebsmechanismus 2 ermittelt werden. Die aktuelle Reibungscharakteristik wird von der Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 als Reibungscharakteristikschätzwert ausgegeben. Die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 schätzt die in der Antriebseinheit 1 erzeugte Reibung aus dem Antriebskraftsignal und dem Geschwindigkeitssignal ab und gibt den Reibungscharakteristikschätzwert aus. Der Reibungscharakteristikschätzwert schließt zwei Koeffizienten ein, nämlich einen Viskositätskoeffizienten und einen Coulomb-Koeffizienten, und eine Beziehung zwischen der Reibung und diesem Koeffizienten wird durch die nachfolgende Gleichung (1) repräsentiert. (Reibung) = (Viskositätskoeffizient) × (Geschwindigkeit) + (Coulomb-Koeffizient) × (Geschwindigkeitsrichtung) [Ausdruck 1]
Weiterhin wird ein Fett oder Schmiermittel auf die bewegbare Einheit zum Schmieren und zur Reibungsverringerung aufgebracht. Da sich die Viskosität des Fetts oder Schmiermittels mit der Temperatur ändert, hat die Reibung des Antriebsmechanismus 2 eine Temperaturabhängigkeit.
3 ist eine grafische Darstellung, die eine Temperaturabhängigkeit eines Reibwertes als Beispiel darstellt, wenn der Antriebsmechanismus 2, konfiguriert durch eine Kugelspindel, durch den Motor 3 angetrieben wird, zur Zeit der Einführung der mechanischen Einrichtung zu einer normalen Zeit. Hier ist die Temperatur (°C) des Positionsdetektors 5 auf der horizontalen Achse aufgetragen, während ein Reibwert (N), wenn der Motor 3 mit einer Umdrehungszahl von 3000 min^–1 (Umdrehungen pro Minute) rotiert, auf der vertikalen Achse aufgetragen ist. Die in 3 dargestellten Werte zeigen eine Beziehung eines Reibewertes zur Temperatur des Positionsdetektors 5, wenn die Außentemperatur 10°C, 28°C oder 40°C ist. Wie in 3 dargestellt, verringert sich die Reibung, wenn sich die Temperatur des Positionsdetektors 2 oder die Außentemperatur erhöht.
Der Positionsdetektor 5 ist mechanisch über den Motor 3 mit dem Antriebsmechanismus 2 verbunden. Jedoch kann, da sich die Temperatur des Positionsdetektors 5 gemäß der Temperatur des Antriebsmechanismus 2 ändert, die Temperatur des Positionsdetektors 5 als die Temperatur benutzt werden, die in Beziehung zur Reibung des Antriebsmechanismus 2 steht. Die Temperaturinformationserfassungseinheit 11, die die Temperatur des Positionsdetektors 5 misst, ist am Positionsdetektor 5 angebracht, welcher nicht eine bewegbare Einheit ist, und somit kann die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 leicht angebracht werden.
Jetzt wird eine Beschreibung für den Fall gegeben, dass die zeitliche Änderung, basierend auf der Reibungsänderung, unter Nutzung eines Reibwertes von 7,7 N, erfasst bei der Außentemperatur von 28°C, als Referenz ermittelt wird. Weil der bei der Außentemperatur von 10°C abgeschätzte Reibwert 9,7 N beträgt, wird angenommen, dass der Reibwert sich bei der Außentemperatur von 28°C um 2,0 N geändert hat. Der Änderungsbetrag des Reibwertes ist, in Prozent ausgedrückt, 26%. Daher würde, wenn die Temperaturabhängigkeit nicht in Betracht gezogen würde, irrtümlich bestimmt, dass im Zeitverlauf eine Variation von 26°C aufgetreten ist. Folglich sollte die Temperaturabhängigkeit der Reibung in Betracht gezogen werden, wenn aus der Änderung oder Variation der Reibung eine zeitliche Änderung der Reibungscharakteristika des Antriebsmechanismus 2 extrahiert wird. Das Temperatur-Reibungsmodell, welches durch Modellierung der Temperaturabhängigkeit der Reibung erhalten wird, wird in der Reibungsmodellierungseinheit 9 gesetzt bzw. eingestellt, um die zeitliche Änderung beim Antriebsmechanismus 2 aus dem aktuellen Reibungscharakteristikschätzwert, abgeschätzt durch In-Betracht-Ziehen der Temperaturabhängigkeit der Reibung, zu extrahieren. In der Reibungsmodellierungseinheit 9 werden die Referenzreibungscharakteristika berechnet, die der durch die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 erfassten Temperatur entsprechen.
4 ist eine grafische Darstellung, die eine Temperaturabhängigkeit der Reibung zeigt, bei der das Temperatur-Reibungsmodell zu 3 hinzugefügt ist. Die in 4 dargestellte Grafik zeigt einen Reibwert, wenn der Motor 3 bei 3000 min^–1 rotiert, in dem basierend auf der Temperaturabhängigkeit der Reibung des Antriebsmechanismus 2 in 3 erzeugten Temperatur-Reibungsmodell. Wenn die Außentemperatur 10°C beträgt und der Motor 3 mit der Drehgeschwindigkeit von 3000 min^–1 rotiert, ist der abgeschätzte Reibwert 9,7 N, und die Temperatur des Positionsdetektors 2, erfasst durch die Temperaturinformationserfassungseinheit 11, beträgt 46°C. Ein Reibwert unter der Bedingung, dass der Motor 3 mit der Drehgeschwindigkeit von 3000 min^–1 rotiert, in der aus dem Temperatur-Reibungsmodell bei dieser Temperatur berechneten Referenzreibungscharakteristik, ist 9,56 N, und die Reibungsvariation wird als 0,14 N angenommen. Der Änderungsbetrag des Reibwertes ist, in Prozent ausgedrückt, 1,5%. Somit ist die Reibungsänderung infolge der Zeitänderung 1,5%, und es kann festgestellt werden, dass kaum eine zeitliche Änderung stattgefunden hat. Das heißt, zu einer normalen Zeit kann die Referenzreibungscharakteristik bei der Temperatur, bei der die Reibungscharakteristik abgeschätzt wird, als ein Beispiel aus dem Temperatur-Reibungsmodell, beruhend auf der Temperaturabhängigkeit der Reibung des Antriebsmechanismus 2 zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes erfasst werden. Durch Vergleich des Reibungscharakteristikschätzwertes mit der Referenzreibungscharakteristik, um eine Analyse auszuführen, kann die zeitliche Variation beim Antriebsmechanismus 2 ermittelt werden, indem die Temperaturabhängigkeit der Reibung in Rechnung gestellt wird.
Die obige Beschreibung wurde für den Reibwert gegeben, wenn der Motor 3 mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 3000 min^–1 rotiert. Der Reibungscharakteristikschätzwert schließt jedoch zwei Koeffizienten ein, nämlich den Viskositätskoeffizienten und den Coulomb-Koeffizienten, und die Beziehung zwischen der Reibung und diesen Koeffizienten ist durch eine Funktion der Geschwindigkeit oder Drehgeschwindigkeit, wie dem obigen Ausdruck (1), repräsentiert. Durch Setzen des Temperatur-Reibungsmodells entsprechend einem Ausdruck des Reibungscharakteristikschätzwertes, kann ein Vergleich und eine Analyse des ermittelten Reibungscharakteristikschätzwertes ungeachtet der Geschwindigkeit des Motors 3 ausgeführt werden. Im Temperatur-Reibungsmodell sind in diesem Falle der Viskositätskoeffizient und der Coulomb-Koeffizient durch Ausdrücke einer Temperaturabhängigkeit gesetzt, wie sie in den nachfolgenden Ausdrücken (2) und (3) gezeigt sind. (Viskositätskoeffizient) = (Viskositätstemperaturkoeffizient) × (Temperatur) + (Viskositätsoffsetwert) [Ausdruck 2] (Coulomb-Koeffizient) = (Coulomb-Temperaturkoeffizient) × (Temperatur) + (Coulomb-Offsetwert) [Ausdruck 3]
Zu dieser Zeit gibt die Reibungsmodellierungseinheit 9 den Viskositätskoeffizienten und den Coulomb-Koeffizienten, die eine Referenz darstellen, als Referenzreibungscharakteristika, basierend auf den obigen Ausdrücken (2) und (3) gemäß dem eingegebenen Temperaturinformationswert aus.
In einer solchen Konfiguration wird zu einer normalen Zeit ein Temperatur-Reibungsmodell, dessen Charakteristik sich mit der Temperatur ändert, in die Reibungsmodellierungseinheit 9, basierend auf der Temperaturabhängigkeit der Reibung des Antriebsmechanismus 2, zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes als Beispiel gesetzt. Basierend auf dem durch die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 zur Zeit der Abschätzung des Reibungscharakteristikschätzwertes ausgegebenen Temperaturinformationswert, errechnet die Reibungsmodellierungseinheit 9 die Referenzreibungscharakteristika, die die normalen Reibungscharakteristika des Antriebsmechanismus 2 bei einer durch den Temperaturinformationswert angezeigten Temperatur sind.
Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 errechnet einen Reibungsvariationswert, der eine Reibungsänderung des Antriebsmechanismus 2 mit der Zeit darstellt, wie oben beschrieben, basierend auf der Referenzreibungscharakteristik und dem Reibungscharakteristikschätzwert.
5 ist eine Darstellung, die einen Aufbau der Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 zeigt. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 gemäß 5 schließt eine Subtraktionseinheit 101 und eine Variationsbetrag-Prozentberechnungseinheit 102 ein. Die Subtraktionseinheit 101 gibt eine Differenz zwischen dem Reibungscharakteristikschätzwert und der Referenzreibungscharakteristik als Reibungsvariationsbetrag aus. Die Variationsbetrag-Prozentberechnungseinheit 102 errechnet einen prozentualen Anteil bzw. Prozentwert des Reibungsvariationsbetrages bezüglich der Referenzreibungscharakteristik, basierend auf der hier eingegebenen Referenzreibungscharakteristik und dem Reibungsvariationsbetrag, und gibt den Prozentsatz als einen Reibungsvariationswert aus. Auf diese Weise vergleicht die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 den Reibungscharakteristikschätzwert des Antriebsmechanismus 2, abgeschätzt durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8, mit der Referenzreibungscharakteristik, berechnet durch die Reibungsmodellierungseinheit 9, wodurch es möglich wird, einen unter In-Rechnung-Stellung der Temperaturabhängigkeit der Reibung erhaltenen Reibungsvariationswert auszugeben.
Wie oben beschrieben, kann die erfindungsgemäße Motorsteuereinrichtung den Reibungsvariationswert, der eine zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 darstellt, basierend auf dem ermittelten Reibungscharakteristikschätzwert, auch in einer Montageumgebung errechnen, in der sich die Temperatur ändert.
Bei der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Antriebskraftberechnungseinheit 44 der Steuereinheit 4 ein Antriebskraftsignal basierend auf dem Antriebsstromdetektionswert. Jedoch kann das Antriebskraftsignal auch an Stelle des Antriebsstromdetektionswertes unter Nutzung eines Antriebskraft-Befehlssignals erzeugt werden, das durch die Antriebssteuereinheit 41 der Steuereinheit 4 erzeugt wird. Weiterhin kann das Antriebskraftsignal unter Nutzung eines Signals erzeugt werden, welches von einem Sensor erfasst wird, der eine Antriebskraft des Motors 3 misst, repräsentiert durch einen Drehmomentmesser.
Weiterhin können ein Positions- und Temperaturdetektor, die eine Temperaturmessfunktion zur Korrektur eines detektierten Wertes haben, an Stelle des Positionsdetektors 5 und der Temperaturinformationserfassungseinheit 11 eingesetzt werden, und der Positions- und Temperaturdetektor können als der Positionsdetektor 5 und die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 dienen. Bei dieser Konfiguration muss die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 nicht angebracht werden, und das gleiche Übertragungskabel kann als Übertragungskabel für den Temperaturinformationswert und als Übertragungskabel für den Positionsdetektionswert genutzt werden, was eine Kosteneinsparung ermöglicht.
Bei der vorliegenden Ausführung wird eine Temperaturmessstelle der Temperaturinformationserfassungsschaltung 11 als der Positionsdetektor 5 eingestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, und die Temperaturinformationserfassungsschaltung 11 kann eine Temperatur des Antriebsmechanismus 2 oder des Motors 2 an Stelle der Temperatur des Positionsdetektors 5 messen. Wenn die Temperatur des Antriebsmechanismus 2 gemessen wird, kann die Temperaturabhängigkeit der Reibung des Antriebsmechanismus 2 genauer als mit der oben beschriebenen Ausführungsform modelliert werden.
Bei der vorliegenden Ausführung kann eine durch den Positionsdetektor 5 zu erfassende Position als Position des Motors 3 gesetzt werden. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, und der Positionsdetektor 5 kann eine Position des Antriebsmechanismus 2 detektieren. In diesem Fall muss die Steuereinheit 4 nur das Geschwindigkeitssignal, basierend auf dem Positionsdetektionssignal, entsprechend der Position des Antriebsmechanismus 2 errechnen.
Alternativ kann an Stelle des Positionsdetektors 5 ein Geschwindigkeitsdetektor genutzt werden, der eine Geschwindigkeit des Motors 3 oder des Antriebsmechanismus 2 detektiert. Wenn der Geschwindigkeitsdetektor an Stelle des Positionsdetektors 5 benutzt wird, ist es hinreichend, die Position unter Nutzung eines Geschwindigkeitsdetektionssignals zu berechnen, das die durch den Geschwindigkeitsdetektor detektierte Geschwindigkeit repräsentiert, beispielsweise durch eine Berechnung basierend auf einem Integrationsvorgang. Der Positionsdetektor und der Geschwindigkeitsdetektor werden zusammenfassend bezeichnet als ”Bewegungserfassungseinheit”. Das Geschwindigkeitsdetektionssignal und das Positionsdetektionssignal werden zusammenfassend bezeichnet als ”Bewegungsdetektionssignal”.
Zweite Ausführungsform
6 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer zweiten Ausführung der vorliegenden Erfindung darstellt, Die Motorsteuereinrichtung der vorliegenden Ausführung hat eine Konfiguration, in der eine Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, eine Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13, eine Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 und eine Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 der Konfiguration nach 1 hinzugefügt sind, und eine Reibungsmodellierungseinheit 9a ist an Stelle der Reibungsmodellierungseinheit 9 vorgesehen. Ein Temperaturinformationswert und Reibungscharakteristika werden in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 eingestellt. Die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 erzeugt ein Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf dem Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristika, die in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit gesetzt sind. In dem in 6 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren identische Bestandteile wie die in 1 dargestellten auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen hier weggelassen werden.
Bei dem in 6 dargestellten Motorsteuergerät erzeugt die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 zuerst ein Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf dem Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristik im Antriebsmechanismus 2 zu einem normalen Zeitpunkt unter unterschiedlichen externen Temperaturbedingungen, beispielsweise zur Zeit des Einführens des mechanischen Gerätes, mittels eines Verfahrens des Gewinnens einer Näherungskurve, repräsentiert durch ein Verfahren der kleinsten Quadrate, das heißt durch eine Näherungsrechnung. Temperaturinformationswerte und Reibungscharakteristika unter verschiedenen Außentemperaturbedingungen werden in die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, die Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und die Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 eingegeben. Als ein Beispiel entsprechender Einstellungen der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 kann das Einstellen der durch die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 erfassten Temperaturwerte und des durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 bestimmten Reibungscharakteristikschätzwertes in entsprechenden Fällen genannt werden, wo die Außentemperatur 28°C als Normaltemperatur, 10°C als Niedertemperatur und 40°C als Hochtemperatur angesetzt werden, wie in 3 dargestellt. Die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 erzeugt ein Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf den Temperaturinformationswerten und den Reibungscharakteristika, die so eingestellt wurden, wie oben beschrieben, durch das Verfahren des Gewinnens einer Näherungskurve, das heißt eine Näherungsrechnung, die durch das Verfahren der kleinsten Quadrate repräsentiert ist, und gibt das Temperatur-Reibungsmodell an die Reibungsmodellierungseinheit 9a aus. Bei einer solchen Konfiguration wird die Antriebseinheit 1 unter verschiedenen Temperaturumgebungen betrieben, indem beispielsweise ein Konstanttemperaturraum benutzt wird, um die Temperaturinformationswerte und die Reibungscharakteristika zu erfassen, und die erfassten Werte werden in die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, die Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und die Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 eingegeben. Entsprechend erzeugt die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 ein Temperatur-Reibungs-Modell und gibt automatisch das erzeugte Temperatur-Reibungs-Modell an die Reibungsmodellierungseinheit 9 aus, und das Temperatur-Reibungs-Modell wird automatisch in der Reibungsmodellierungseinheit 9a gesetzt.
Wie oben beschrieben, kann bei der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform durch Einstellen der Temperaturinformationswerte und der Reibungscharakteristika, die durch Betrieb der Antriebseinheit 10 unter verschiedenen Temperaturumgebungen gewonnen wurden, der die zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 repräsentierende Reibungsvariationswert auf der abgeschätzten Reibungscharakteristik basierend berechnet werden, auch für eine Installationsumgebung, in der die Temperatur Änderungen unterliegt.
Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt drei Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten ein. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, sondern es können beispielsweise zwei Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten vorgesehen sein, das heißt eine Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit und eine Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit. Alternativ können, als weiteres Beispiel, vier oder mehr Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten, einschließend eine erste und zweite Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit, eine Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit und eine Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit, vorgesehen sein. Die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15 kann das Temperatur-Reibungs-Modell erzeugen, solange mindestens zwei Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten vorgesehen sind.
Dritte Ausführungsform
7 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Konfiguration, bei der eine Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 und eine Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17, die eine automatisch eingestellte Periode misst, zu der in 6 dargestellten Konfiguration hinzugefügt sind, und eine Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a ist an Stelle der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, eine Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a ist an Stelle der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und eine Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a ist an Stelle der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 vorgesehen. Die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 setzt einen Temperaturinformationswert und einen Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a in der automatisch eingestellten Periode. Die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 erhält eine Automatikeinstellperiode aufrecht und gibt ein Automatikeinstellanforderungssignal an die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 innerhalb der automatisch eingestellten Periode. In einer Periode, in der das Automatikeinstellanforderungssignal eingegeben wird, führt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 eine automatische Einstellung für die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, die Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und die Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a fort. In dem in 7 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 1 und 6 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, mit Ausnahme der Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15, und daher werden entsprechende Beschreibungen hier weggelassen. Die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15 hat die gleiche Konfiguration wie in den 1 und 6 dargestellt, arbeitet aber anders. Wenn die durch die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 eingestellte Periode eine lange Periode, wie etwa ein Jahr oder mehr, ist, besteht das Risiko, dass der Antriebsmechanismus 2 während dieser Periode zeitlichen Änderungen unterliegt. Daher ist die automatisch eingestellte Periode bevorzugt eine Periode zwischen etwa 3 Monaten und 6 Monaten, das heißt eine Periode, in der anzunehmen ist, dass kaum eine zeitliche Änderung auftritt.
Bei dem in 7 dargestellten Motorsteuergerät nutzt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 die Tatsache aus, dass die Außentemperatur sich entsprechend saisonalen Änderungen in der Umgebung ändert, wo die Antriebseinheit 1 installiert ist, um den Temperaturinformationswert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a einzustellen und automatisch den Reibungscharakteristikschätzwert zu setzen bzw. einzustellen. Da das Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf den Temperaturinformationswerten und den Reibungscharakteristika der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a erzeugt wird, kann die Modellierung genauer ausgeführt werden, wenn der Temperaturinformationswert und die Reibungscharakteristik, die eine größere Breite an Temperaturbereich haben, genutzt werden. Die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 nutzt die Außentemperaturänderungen gemäß der saisonalen Änderung. Wenn die automatisch eingestellte Periode eine lange Periode, wie etwa ein Jahr oder mehr, wird, besteht das Risiko, dass der Antriebsmechanismus zeitlichen Änderungen während der Periode unterliegt. Daher ist die automatisch eingestellte Periode bevorzugt eine Periode von etwa 3 Monaten bis 6 Monaten, das heißt eine Periode, in der es eine Änderung der Außentemperatur infolge saisonaler Änderungen gibt, von der aber anzunehmen ist, dass kaum eine zeitliche Änderung auftritt.
8 ist ein Flussdiagramm, welches einen Vorgang des Einstellens des Temperaturinformationswertes und des Reibungscharakteristikschätzwertes zeigt, der durch die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 gemäß einer automatischen Einstellsequenz ausgeführt wird. Der gesetzte Temperaturinformationswert und Reibungscharakteristikschätzwert werden in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a gesetzt. Zuerst startet die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 einen automatischen Einstellvorgang und bestimmt, ob das Automatikeinstellanforderungssignal eingegeben wurde oder nicht (Schritt S1). Wenn das Automatikeinstellanforderungssignal nicht eingegeben wurde (wenn im Schritt S1 NEIN entschieden wurde), beendet die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 die automatische Einstellung. Wenn das Automatikeinstellanforderungssignal eingegeben wurde (wenn im Schritt S1 JA bestimmt wurde), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a eingestellt wurden oder nicht (Schritt S2). Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a nicht gesetzt wurden (wenn im Schritt S2 NEIN bestimmt wird), setzt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a (Schritt S3), kehrt zum Schritt S1 zurück und führt nochmals die Bestimmung des Schrittes S1 aus. Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a eingestellt wurden (wenn im Schritt S2 JA bestimmt wird), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert höher als die Temperatur der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a ist oder nicht (Schritt S4). Wenn der Temperaturinformationswert höher als die Temperatur der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a ist (wenn im Schritt S4 JA bestimmt wird), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a gesetzt wurden oder nicht (Schritt S5). Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a gesetzt sind (wenn im Schritt S5 JA bestimmt wird), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert höher als die Temperatur der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a ist oder nicht (Schritt S6), und wenn nicht (wenn im Schritt S6 NEIN bestimmt wird), kehrt sie zum Schritt S1 zurück und führt die Bestimmung des Schritts S1 nochmals aus. Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a nicht gesetzt wurden (wenn im Schritt S5 NEIN bestimmt wird) oder wenn der Temperaturinformationswert höher als die Temperatur der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a ist (wenn im Schritt S6 JA bestimmt wird), setzt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert in der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und aktualisiert ihn (Schritt S7), kehrt zum Schritt S1 zurück und führt nochmals die Bestimmung des Schrittes S1 aus. Wenn der Temperaturinformationswert nicht höher als die Temperatur der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a ist (wenn im Schritt S4 NEIN bestimmt wird), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a gesetzt wurden oder nicht (Schritt S8). Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a gesetzt wurden (wenn im Schritt S8 JA bestimmt wird), bestimmt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16, ob der Temperaturinformationswert höher als die Temperatur der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a ist oder nicht (Schritt S9), und wenn ja (wenn im Schritt S9 JA bestimmt wird), kehrt sie zu Schritt S1 zurück und führt wieder die Bestimmung des Schrittes S1 aus. Wenn der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert in der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a nicht eingestellt sind (wenn im Schritt S8 NEIN bestimmt wird) oder wenn der Temperaturinformationswert nicht höher als die Temperatur der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a ist (wenn im Schritt S9 NEIN bestimmt wird), setzt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert in der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a und aktualisiert ihn (Schritt S10), kehrt zum Schritt S1 zurück und führt weder die Bestimmung des Schrittes S1 aus.
Die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15 erzeugt das Temperatur-Reibungsmodell, beruhend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a, welche in der automatischen Einstellphase eingestellt wurden. Zu dieser Zeit wird das Temperatur-Reibungsmodell so generiert, dass es durch den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert läuft, die in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a gesetzt wurden, wobei die Möglichkeit in Betracht gezogen wird, dass der Antriebsmechanismus 2 während der automatischen Einstellperiode Änderungen unterlegen haben könnte. In einer solchen Konfiguration setzt die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert automatisch in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, der Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und der Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a in der Automatik-Einstellperiode unter Nutzung einer Außentemperaturänderung infolge saisonaler Änderung.
Wie oben beschrieben, wird in der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Temperatur-Reibungsmodell automatisch, beruhend auf einem Temperaturinformationswert und Reibungscharakteristikschätzwert, generiert, die automatisch eingestellt werden, und auch unter der Installationsumgebung, in der sich die Temperatur ändert, kann der eine zeitliche Änderung im Antriebsmechanismus 2 repräsentierende Reibungsvariationswert, beruhend auf dem ermittelten Reibungscharakteristikschätzwert, berechnet werden.
In der vorliegenden Ausführungsform hat die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 eine Konfiguration zum Einstellen und Messen der automatischen Einstellperiode. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, und die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 kann eine Konfiguration haben, bei der der Zählwert die Anzahl von Malen eines Ein-/Ausschaltens der Stromversorgung der Anzahl von Vorgängen gesetzt wird, und ein Automatikeinstellanforderungssignal wird, basierend auf einem gemessenen Zählwert, ausgegeben.
Vierte Ausführungsform
9 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer vierten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Konfiguration unter Einschluss einer Steuereinheit 4a, die auch einen Antriebsspannungsbefehlswert ausgibt, an Stelle der Steuereinheit 4 der 7, sowie eine Temperaturinformationserfassungseinheit 11a, die eine Temperatur des Motors 3 basierend auf dem Antriebsstromdetektionswert und dem Antriebsspannungsbefehlswert abschätzt, an Stelle der Temperaturinformationserfassungseinheit 11. In dem in 9 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 7 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, und daher werden Beschreibungen hiervon hier fortgelassen.
In dem in 9 dargestellten Motorsteuergerät liefert die Steuereinheit 4a einen Antriebsstrom, basierend auf dem Positionsdetektionssignal, dem Antriebsbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert, an den Motor 3 und gibt das Geschwindigkeitssignal, das Antriebskraftsignal und den Antriebsspannungsbefehlswert aus. Der Motor 3 erzeugt eine Antriebskraft entsprechend dem gelieferten Antriebsstrom.
10 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration der Steuereinheit 4a zeigt. Die Steuereinheit 4a gemäß 10 schließt die Antriebssteuereinheit 41, eine Stromsteuereinheit 42a, die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 43 und die Antriebskraftberechnungseinheit 44 ein. Das heißt, die in 10 dargestellte Steuereinheit 4a hat eine Konfiguration, in der die Stromsteuereinheit 42a an Stelle der Stromsteuereinheit 42 der Steuereinheit 4 nach 2 eingeschlossen ist. Die Stromsteuereinheit 42a schließt eine Stromsteuerberechnungseinheit 421 und eine Hauptschaltungseinheit 422 ein. Die Antriebssteuereinheit 41, die Geschwindigkeitsberechnungseinheit 43 und die Antriebskraftberechnungseinheit 44 sind unter Bezugnahme auf 2 bei der ersten Ausführungsform beschrieben worden, und daher wird deren Beschreibung hier vermieden.
Die Stromsteuerberechnungseinheit 421 empfängt das Antriebskraftbefehlssignal und den Antriebsstromdetektionswert als Eingänge und gibt einen Antriebsspannungsbefehlswert aus, derart, dass die durch den Motor 3 erzeugte Antriebskraft dem Antriebskraftbefehlssignal folgt. Die Hauptschaltungseinheit 422 gibt einen Antriebsstrom an den Motor 3 entsprechend dem Antriebsspannungsbefehlswert aus.
Die Temperaturinformationserfassungseinheit 11a misst einen Wicklungswiderstand des Motors 3, basierend auf dem Antriebsstromdetektionswert und dem Antriebsspannungsbefehlswert, und schätzt die Temperatur des Motors 3 basierend auf einer Beziehung zwischen dem Widerstand eines Kupferdrahtes und der Temperatur ab, um den Temperaturinformationswert auszugeben. Speziell wird ein Schätzwert der Temperatur basierend auf dem gemessenen Wicklungswiderstands-Messwert, einem 20°C-Wicklungswiderstandswert, welcher ein Wicklungswiderstand ist, wenn die Temperatur der Wicklung 20°C beträgt, welches ein vorher gemessener Wert ist, und einem 20°-Widerstandstemperaturkoeffizienten berechnet, der ein Widerstands-Temperatur-Koeffizient bei 20°C ist, unter Nutzung der nachfolgenden Gleichung (4). ( Abgeschätzte Temperatur) = 20 + {(Wicklungswiderstands-Messwert)/(20°C-Wicklungswiderstandswert) – 1)/(20°C-Widerstandstemperaturkoeffizient) [Ausdruck 4]
Gemäß dem obigen Ausdruck (4) schätzt die Temperaturinformationserfassungseinheit 11a die Temperatur des Motors und gibt den Temperaturinformationswert aus.
Wie oben beschrieben, wird in der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Temperatur-Reibungsmodell automatisch, basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert, eingestellt, die automatisch gesetzt wurden, und es ist möglich, den eine zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 repräsentierenden Reibungsvariationswert, basierend auf dem abgeschätzten Reibungscharakteristikschätzwert, zu errechnen, auch in der Installationsumgebung, in der die Temperatur sich ändert.
In der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung schätzt die Temperaturinformationserfassungseinheit 11a die Temperatur des Motors 3 unter Nutzung des Antriebsspannungsbefehlswerts ab, der durch die Stromsteuereinheit 42a ausgegeben wird. Jedoch kann die Temperaturinformationserfassungseinheit 11a die Temperatur des Motors 3 unter Nutzung eines Antriebsspannungsdetektionswertes abschätzen, der ein Detektionswert der an die Hauptschaltungseinheit 422 des Motors 3 angelegten Spannung ist.
Im Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wie bei dem in 6 dargestellten Motorsteuergerät der zweiten Ausführungsform, die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 und die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 weggelassen werden. In diesem Fall ist es ausreichend, den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 zu setzen.
Beim Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform können, wie bei dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät gemäß der ersten Ausführungsform, die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, 12a, Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13, 13a und Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14, 14a, die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15, die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 und die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 weggelassen sein. In diesem Fall ist es ausreichend, das Temperatur-Reibungsmodell in den Reibungsmodellierungseinheiten 9 und 9a zu setzen.
Fünfte Ausführungsform
11 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer fünften Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Reibungskraftsignalerzeugungseinheit 18 und eine Referenzreibungswerterzeugungseinheit 19 zusätzlich zu der in 7 dargestellten Konfiguration ein, und sie schließt auch eine Reibungsvariationsanalyseneinheit 10a an Stelle der Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 ein. Die Reibungskraftsignalerzeugungseinheit 18 errechnet eine im Antriebsmechanismus 2 erzeugte Reibungskraft, basierend auf dem Antriebskraftsignal und dem Geschwindigkeitssignal, um eine Ausgabe eines Reibungskraftsignals zu erzeugen. Die Referenzreibungswerterzeugungseinheit 19 erzeugt einen Referenzreibungswert, basierend auf dem Geschwindigkeitssignal und der Referenzreibungscharakteristik und gibt diesen aus. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10a vergleicht das Reibungskraftsignal mit dem Referenzreibungswert, um einen Reibungsvariationswert zu berechnen. In dem in 11 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 7 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen dieser hier weggelassen werden.
Die Reibungskraftsignalerzeugungseinheit 18 berechnet die im Antriebsmechanismus 2 erzeugte Reibungskraft unter Nutzung einer Last-Masse, die an den Motor 3 angelegt ist, die vorher gespeichert wurde, und eines Beschleunigungssignals, welches durch Differenzieren eines Geschwindigkeitssignals erhalten wird, das einen Ausgang der Steuereinheit 4 darstellt, um eine Wellenform bzw. einen Kurvenverlauf des Moments oder der Stoßkraft zu erhalten, die zur Beschleunigung und zum Verzögern der Last-Masse erforderlich ist, und durch Subtrahieren der Kurvenform vom Antriebskraftsignal, um hierdurch ein Reibungskraftsignal zu erzeugen und auszugeben. Die Referenzreibungswerterzeugungseinheit 19 erzeugt den Referenzreibungswert, welcher ein Reibungswert der Referenzreibungscharakteristik bei der durch das Geschwindigkeitssignal angezeigten Geschwindigkeit ist, basierend auf der Referenzreibungscharakteristik, welche einen Ausgang der Reibungsmodellierungseinheit 9a darstellt, und dem Geschwindigkeitssignal, welches einen Ausgang der Steuereinheit 4 darstellt, und gibt diesen aus. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10a hat keinen Eingang des Reibungscharakteristikschätzwertes, sondern empfängt als Eingänge das Reibungskraftsignal, welches einen Ausgang der Reibungskraftsignalerzeugungseinheit 18 darstellt, und den Referenzreibungswert, der einen Ausgang der Referenzreibungswerterzeugungseinheit 19 darstellt. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10a berechnet den Reibungsvariationswert, der die Reibungsänderung des Antriebsmechanismus 2 darstellt, die mit einer Zeitänderung verknüpft ist, durch Ausführen derselben Berechnung, wie bei der Reibungsvariationsanalyseeinheit 10.
In dieser Konfiguration wird ein durch Berechnen der im Antriebsmechanismus 2 erzeugten Reibungskraft erhaltenes Reibungskraftsignal an Stelle des durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit abgeschätzten Reibungscharakteristikschätzwertes benutzt. Zur Ermittlung des Reibungscharakteristikschätzwertes in der Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 wird Zeit benötigt. Jedoch kann das Reibungskraftsignal sofort durch Ausführen einer algebraischen Berechnung, basierend auf dem Antriebskraftsignal und dem Beschleunigungssignal, erzeugt werden. Daher kann der Reibungsvariationswert in kurzer Zeit berechnet werden.
Wie oben beschrieben, kann die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführung den die zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 repräsentierenden Reibungsvariationswert in kurzer Zeit berechnen, auch für eine Installationsumgebung, in der sich die Temperatur ändert.
Im Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform kann, wie bei dem in 6 dargestellten Motorsteuergerät der zweiten Ausführungsform, die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 und die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 weggelassen werden. In diesem Fall ist es ausreichend, den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert in der Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13 und Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14 zu setzen.
Beim Motorsteuergerät gemäß der vorliegenden Ausführungsform können, wie bei dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät gemäß der ersten Ausführungsform, die eine Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12, 12a, eine Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13, 13a und eine Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14, 14a, die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15, die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 und die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 weggelassen sein. In diesem Fall ist es ausreichend, das Temperatur-Reibungsmodell in den Reibungsmodellierungseinheiten 9 zu setzen.
Sechste Ausführungsform
12 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer sechsten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Dauerbetriebszähleinheit 20 an Stelle der Temperaturinformationserfassungseinheit 11 nach 1 und eine Reibungsmodellierungseinheit 9b an Stelle der Reibungsmodellierungseinheit 9 nach 1 ein. Die Dauerbetriebszähleinheit 20 erzeugt einen Dauerbetriebszählwert, der während einer zusammenhängenden Betriebszeit ansteigt und gibt diesen aus. Ein Dauerbetriebs-Reibungsmodell, dessen Reibungscharakteristika sich entsprechend dem Dauerbetriebszählwert ändern, wird in der Reibungsmodellierungseinheit 9b eingestellt. In dem in 12 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 1 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen dieser hier weggelassen werden.
In der in 12 dargestellten Motorsteuereinrichtung schließt die Antriebseinheit 1 den Antriebsmechanismus 2 und den Motor 3 ein, und der Motor 3 treibt den Antriebsmechanismus gemäß einem Antriebsbefehlssignal an. Der Antriebsmechanismus 2 enthält eine durch eine Kugelspindel repräsentierte bewegbare Einheit, die eine Drehbewegung in eine Linearbewegung umwandelt, oder einen Führungsmechanismus, der eine Bewegungsrichtung vorgibt, und während des Betriebs der Antriebseinheit 1 wird Reibung erzeugt. Die Reibung variiert infolge des Einflusses von Abnutzung, Oberflächenfehlern und Verunreinigungen der bewegbaren Einheit. Daher wird die Reibungscharakteristik ein Index, der den Zustand des Antriebsmechanismus 2 repräsentiert. Fett oder ein Schmiermittel wird an die bewegbare Einheit des Antriebsmechanismus 2 zu dessen Schmierung und zur Reibungsverminderung gegeben. Die Viskosität des Fettes oder Schmiermittels ändert sich gemäß der Temperatur, und die Reibung des Antriebsmechanismus 2 hat – wie bei der ersten Ausführungsform beschrieben – eine Temperaturabhängigkeit.
Da die Temperatur des Antriebsmechanismus 2 sich infolge von durch die Reibung bedingten Verlusten und eines elektrischen Verlustes des Motors 3 während eines kontinuierlichen Betriebs der Antriebseinheit 1 erhöht, ändern sich die Reibungscharakteristika des Antriebsmechanismus 2 wegen des kontinuierlichen Betriebs bzw. Dauerbetriebs.
13 ist eine grafische Darstellung, die eine Änderung des Reibungswertes zeigt, wenn der Antriebsmechanismus 2, konfiguriert durch eine Kugelspindel, durch den Motor 3 angetrieben wird, als ein Beispiel zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes zu einer normalen Zeit. Hierin ist ein Dauerbetriebszählwert auf der horizontalen Achse und ein Reibungswert (N) für den Fall, dass der Motor 3 mit einer Umdrehungsgeschwindigkeit von 3000 min^–1 rotiert, auf der vertikalen Achse aufgetragen. Der Dauerbetriebszählwert ist in Minuten dargestellt. Jedoch ist die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt, und der Dauerbetriebszählwert kann in diversen Zeiteinheiten ausgedruckt sein. Wie in 13 dargestellt, erhöht sich der Reibungswert kontinuierlich in einer Periode vom Start eines kontinuierlichen Betriebs bis zu 120 Minuten, und danach ändert er sich kaum und nimmt allgemein einen konstanten Wert an. Es wird davon ausgegangen, dass der Grund, warum der Reibungswert sich auf diese Weise ändert, darin liegt, dass die Reibungscharakteristik sich infolge eines Temperaturanstiegs des Antriebsmechanismus 2, bewirkt durch Reibungsverluste oder einen elektrischen Verlust, in der Periode vom Start des Dauerbetriebs bis 120 Minuten ändert und dass danach die Außentemperatur und die Wärmeerzeugung infolge der Verluste einen Gleichgewichtszustand erreichen, woraufhin sich die Temperatur nicht ändert.
Jetzt wird eine Beschreibung für den Fall gegeben, dass eine zeitliche Änderung basierend auf der Reibungsänderung unter Nutzung eines Reibungswertes von 8,2 N als Referenz bestimmt wird, nachdem 300 Minuten nach dem Start des Dauerbetriebs vergangen sind. Nachdem 60 Minuten seit dem Start des Dauerbetriebs vergangen sind, ist der geschätzte Reibungswert 9,7 N. Dies bedeutet, dass der Reibungswert sich um 1,5 N geändert hat. Der Variationsbetrag des Reibungswertes ist, in Prozent ausgedrückt, 18%. Daher kann, wenn die Reibungscharakteristikänderung während des Dauerbetriebs nicht in Betracht gezogen wird, irrtümlich festgestellt werden, dass die Reibungsvariation von 18% durch die Änderung der Zeit verursacht ist. Aus diesem Grunde sollte die Änderung der Reibungscharakteristik infolge des Dauerbetriebs für die Extraktion der Variation der Reibungscharakteristik, die durch die zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus bewirkt ist, aus der Reibungsänderung in Betracht gezogen werden. Es wird hier in Betracht gezogen, dass eine Wärmeerzeugung infolge der Reibungsverluste oder elektrischen Verluste sich nicht ändert, wenn das Betriebsmuster der Antriebseinheit 1 das gleiche ist. Daher wird in der normalen Zeit ein Dauerbetriebs-Reibungsmodell, in dem eine Relation zwischen dem Dauerbetriebszählwert und der Reibungscharakteristik modelliert ist, basierend auf dem Dauerbetriebszählwert erzeugt, welcher ein Ausgang der Dauerbetriebszähleinheit 20 ist, und im Reibungscharakteristikschätzwert, der durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 ermittelt und ausgegeben wird, wenn der Antriebsmechanismus 2 zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes beispielhaft mit Wiederholungen eines bestimmten Betriebsmusters betrieben wird. Auf diese Weise kann, solange das Betriebsmuster der Antriebseinheit 1 das gleiche bleibt, die zeitliche Variation des Antriebsmechanismus 2 unter Nutzung des Dauerbetriebs-Reibungsmodells als Referenz ermittelt werden. Das heißt, die Reibungsmodellierungseinheit 9b kann die zeitliche Variation des Antriebsmechanismus unter In-Betracht-Ziehung der Temperaturabhängigkeit der Reibung durch Berechnung der Referenzreibungscharakteristik gemäß dem Dauerbetriebszählwert aus dem Dauerbetriebs-Reibungsmodell und durch Vergleichen der Referenzreibungscharakteristik mit dem Reibungscharakteristikschätzwert bestimmen, der durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 ermittelt wird, um eine Analyse auszuführen.
Das Dauerbetriebs-Reibungsmodell wird entsprechend den nachfolgenden Ausdrucken (5) und (6) gewählt, was sich dazu eignet, durch Funktionen des Viskositätskoeffizienten und des Coulomb-Koeffizienten bezüglich des Dauerbetriebszählwertes gemäß dem durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 ermittelten Reibungscharakteristikschätzwert ausgedrückt zu werden. (Viskositätskoeffizient) = (Viskositätstemperaturkoeffizient) × (Dauerbetriebszählwert) + (Viskositätsoffsetwert) [Ausdruck 5] (Coulomb-Koeffizient) = (Coulomb-Temperaturkoeffizient) × (Dauerbetriebszählwert) + (Coulomb-Offsetwert) [Ausdruck 6]
Die Reibungsmodellierungseinheit 9b gibt zu dieser Zeit den Viskositätskoeffizienten und den Coulomb-Koeffizienten als Referenzen aus den Ausdrücken (5) und (6) oben als Referenzreibungscharakteristik in Übereinstimmung mit dem beigegebenen Dauerbetriebszählwert aus.
Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 berechnet den Reibungsvariationswert, der die Reibungsvariation des Antriebsmechanismus 2 darstellt, die, wie oben beschrieben, mit der Zeitänderung verknüpft ist, basierend auf den Referenzreibungscharakteristika und dem Referenzcharakteristikschätzwert.
In dieser Konfiguration wird ein Dauerbetriebs-Reibungsmodell, in dem die Reibungscharakteristikänderung gemäß dem Dauerbetriebswert in der Reibungsmodellierungseinheit 9b gesetzt ist, zur normalen Zeit gesetzt, basierend auf einer Beziehung zwischen der Reibung und der Dauerbetriebszeit, wenn ein bestimmtes Betriebsmuster im Antriebsmechanismus 2 zur Zeit der Einführung des mechanischen Gerätes als Beispiel wiederholt wird. Dann errechnet die Reibungsmodellierungseinheit 9b die Referenzreibungscharakteristik gemäß dem Dauerbetriebszählwert, der durch die Dauerbetriebszähleinheit 20 erzeugt wird, zur Zeit der Abschätzung des Reibungscharakteristikschätzwertes und gibt diese aus. Die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 vergleicht den Reibungscharakteristikschätzwert, der durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 ermittelt wurde, mit der Referenzreibungscharakteristik und gibt einen Reibungsvariationswert aus, der unter Nutzung der Beziehung zwischen der Dauerbetriebszeit und der Reibungscharakteristik erhalten wurde.
Wie oben beschrieben, kann die Motorsteuereinheit gemäß der vorliegenden Ausführungsform den Reibungsvariationswert, der die zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 repräsentiert, basierend auf dem ermittelten Reibungscharakteristikschätzwert, errechnen, auch bei dem Antriebsmechanismus 2, in dem die Reibungscharakteristik sich durch einen Dauerbetrieb ändert, bei dem ein bestimmtes Betriebsmuster wiederholt wird. In der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Dauerbetriebszähleinheit 20 einen Dauerbetriebszählwert, der monoton mit der Dauerbetriebszeit bzw. kontinuierlichen Betriebszeit ansteigt. Jedoch kann die Dauerbetriebszähleinheit 20 einen Dauerbetriebszählwert aufgrund dessen erzeugen, dass die Anzahl von Malen bzw. Zeiten des Betriebsmusters, das heißt die Anzahl von Betriebsphasen, infolge der Wiederholung eines bestimmten Betriebsmusters, wie der Anzahl von Wiederholungen eines Betriebsmusters oder der Anzahl von Zeiten einer Beschleunigung und Verzögerung, monoton anwächst.
Siebente Ausführungsform
14 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer siebten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Konfiguration, bei der eine Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 zu dem in 1 dargestellten Motorsteuergerät hinzugefügt ist. Die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 empfängt einen durch die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 ausgegebenen Reibungsvariationswert als Eingang bzw. Eingabe und gibt ein Reibungsanomalitätsdiagnosesignal aus. In dem in 14 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 1 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen dieser hier weggelassen werden.
Bei der in 14 dargestellten Motorsteuereinrichtung vergleicht die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 den eingegebenen Reibungsvariationswert mit einem voreingestellten Normalwertbereich des Reibungsvariationswertes, und wenn der Reibungsvariationswert außerhalb des normalen Wertebereiches liegt, wird ein Reibungsanomalitätsdiagnosesignal ausgegeben, welches eine Reibungsanomalität angibt. Wenn der Reibungsvariationswert im Normalwertbereich liegt, gibt die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit ein Reibungsanomalitätsdiagnosesignal aus, welches anzeigt, dass die Reibung normal ist, oder sie gibt keinerlei Signal aus.
Wie bei der ersten Ausführungsform und in 1 dargestellt, vergleicht die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 die durch die Reibungsmodellierungseinheit 9 errechnete Referenzreibungscharakteristik mit einem Reibungscharakteristikschätzwert des Antriebsmechanismus 2, der durch die Reibungscharakteristikabschätzeinheit 8 abgeschätzt wurde, um einen die Reibungsvariation des Antriebsmechanismus 2 repräsentierenden Reibungsvariationswert zu berechnen. Die durch die Reibungsmodellierungseinheit 9 berechnete Referenzreibungscharakteristik bzw. -charakteristika ist/sind Reibungscharakteristika des Antriebsmechanismus 2 zu normaler Zeit, welche dem durch die Temperaturinformationserfassungseinheit 11 erfassten Temperaturinformationswert entsprechen. Demgemäß vergleicht die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 den Reibungscharakteristikschätzwert mit der Referenzreibungscharakteristik, um einen Variationsbetrag der aktuellen Reibungscharakteristika bezüglich der Reibungscharakteristika zur normalen Zeit bei aktueller Temperatur zu berechnen, und sie berechnet einen Prozentanteil des Variationsbetrages bezüglich der Referenzreibungscharakteristik, um den Reibungsvariationswert auszugeben. Auf diese Weise wird, weil der Reibungsvariationswert unter In-Rechnung-Stellung der Temperaturabhängigkeit der Reibung berechnet wird, angenommen, dass der Reibungsvariationswert die Variation der Reibungscharakteristika infolge einer zeitlichen Änderung, unbeachtlich der Temperatur, repräsentiert.
Die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 vergleicht den die Variation der Reibungscharakteristika infolge einer Zeitänderung repräsentierenden Reibungsvariationswert mit dem voreingestellten Normalwertbereich, um zu diagnostizieren, ob die Reibung des Antriebsmechanismus 2 normal oder anormal ist. Da der Reibungsvariationswert nicht von der Temperatur abhängt, ist eine Diagnose unter Nutzung des Normalwertbereiches unabhängig von der Temperatur möglich.
Wie oben beschrieben, kann die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform einen Nutzer über das Vorhandensein oder Nichtvorhandensein einer Reibungsanomalität im Antriebsmechanismus 2 basierend auf dem Reibungsanomalitätsdiagnosesignal informieren, das durch die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 ausgegeben wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Beschreibung für einen Modus gegeben, in dem die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 zur Konfiguration nach 1 bei der ersten Ausführungsform hinzugefügt ist, aber auch wenn die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 der Konfiguration der zweiten Ausführungsform nach 6, der Konfiguration der dritten Ausführungsform nach 7, der Konfiguration der vierten Ausführungsform nach 9, der Konfiguration der fünften Ausführungsform nach 11 oder der Konfiguration der sechsten Ausführungsform nach 12 hinzugefügt wird, können gleiche Effekte erzielt werden.
Achte Ausführungsform
15 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer achten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform schließt eine Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a an Stelle der in 14 für die siebente Ausführungsform dargestellten Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit ein.
Die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a gibt ein Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal oder ein Reibungsanomalitätsabfall-Diagnosesignal basierend auf dem Reibungsvariationswert aus, der durch die Reibungsvariationsanalyseeinheit 10 ausgegebenen wird. In dem in 15 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren Bestandteile, die mit den in 1 dargestellten identisch sind, auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen dieser hier weggelassen werden.
Bei dem in 15 dargestellten Motorsteuergerät wird ein Normalwertbereich des Reibungsvariationswertes, der eine Obergrenze und eine Untergrenze hat, in der Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a voreingestellt. Die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a vergleicht den eingegebenen Reibungsvariationswert mit dem Normalwertbereich, und wenn der Reibungsvariationswert die Obergrenze des Normalwertbereiches übersteigt, gibt sie einen Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal aus, das einen anormalen Anstieg der Reibung anzeigt. Andererseits, wenn der Reibungsvariationswert unter die Untergrenze des Normalwertbereiches fällt, gibt die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a ein Reibungsanomalitätsabfalls-Diagnosesignal aus, welches einen anormalen Abfall der Reibung anzeigt. Wenn der Reibungsvariationswert innerhalb des Normalwertbereiches liegt, gibt die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 ein Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal, welches anzeigt, dass die Reibung normal ist, oder ein Reibungsanomalitätsabfall-Diagnosesignal aus, welches anzeigt, dass die Reibung normal ist, oder sie gibt keinerlei Signal aus.
Die durch den Antriebsmechanismus 2 erzeugte Reibung ist durch ein Schmieröl oder -fett als Schmiermittel oder durch Druckausübung eines Lagers, einer Kugelspindel oder ähnlichen Führung verursacht, die im Antriebsmechanismus 2 genutzt wird. Ein Anstieg der Reibung wird erwartet, wenn die Viskosität des Schmieröls sich erhöht oder ein Verhärten des Fetts infolge Zeitablaufs eintritt, oder wenn Verunreinigungen hineingemischt werden. Andererseits wird ein Abfall der Reibung erwartet, wenn die Viskosität des Schmieröls abfällt oder ein Erweichen des Fetts auftritt oder die Druckausübung absinkt. Die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a unterscheidet zwischen einem anormalen Anstieg und anormalen Absinken der Reibung, um das Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal oder das Reibungsanomalitätsabfall-Diagnosesignal auszugeben, und sie kann so eine die obigen Erscheinungen unterscheidende Diagnose ausführen.
Wie oben beschrieben, wird bei der vorliegenden Ausführungsform, wenn der Reibungsvariationswert die Obergrenze des Normalwertbereiches übersteigt, das Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal ausgegeben, welches einen anormalen Anstieg der Reibung anzeigt, und wenn der Reibungsvariationswert unter die Untergrenze des Normalwertbereiches fällt, wird das Reibungsanomalitätsabfalls-Diagnosesignal ausgegeben, welches ein anormales Absinken der Reibung anzeigt. Es wird in Betracht gezogen, dass im Antriebsmechanismus 2 ein Phänomen, welches auftritt, wenn die Reibung ansteigt, und ein Phänomen, welches auftritt, wenn die Reibung absinkt, sich voneinander unterscheiden. Daher kann ein Benutzer zur Zeit des anormalen Anstiegs der Reibung und zur Zeit des anormalen Absinkens der Reibung verschiedene Maßnahmen ergreifen. Bei der vorliegenden Ausführungsform wurde die Beschreibung für einen Modus gegeben, in dem die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 der Konfiguration der siebenten Ausführungsform durch die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21a ersetzt ist, das heißt ein Modus, in dem die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 zur Konfiguration nach 1 bei der ersten Ausführungsform hinzugefügt ist. Aber auch wenn die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit 21 der Konfiguration der zweiten Ausführungsform nach 6, der Konfiguration der dritten Ausführungsform nach 7, der Konfiguration der vierten Ausführungsform nach 9, der Konfiguration der fünften Ausführungsform nach 11 oder der Konfiguration der sechsten Ausführungsform nach 12 hinzugefügt wird, können gleiche Effekte erzielt werden.
Neunte Ausführungsform
16 ist ein Blockdiagramm, welches eine Konfiguration einer Motorsteuereinrichtung gemäß einer neunten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung darstellt. Die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform hat eine Konfiguration, in der die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, die Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 10a und die Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a aus der in 7 dargestellten Konfiguration der dritten Ausführungsform weggelassen ist und an Stelle der Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15 eine Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15a vorgesehen ist.
Der Temperaturinformationswert und der Reibungscharakteristikschätzwert werden in der Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15a durch die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 in einer Periode eingestellt, die durch die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 eingestellt wird. In dem in 16 dargestellten Motorsteuergerät arbeiten und funktionieren identische Bestandteile wie die in 1 dargestellten auf die gleiche Weise, und daher können Beschreibungen hier weggelassen werden.
In dem in 16 gezeigten Motorsteuergerät setzt die Temperatur-Reibungs-Automatiksteuereinheit 16 den Temperaturinformationswert und den Reibungscharakteristikschätzwert automatisch in die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15a in der durch die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 eingestellten Periode. Wenn die durch die Automatikeinstellperiodenmesseinheit 17 eingestellte Periode eine lange Zeitdauer wird, wie etwa ein Jahr oder mehr, besteht das Risiko, dass der Antriebsmechanismus 2 zeitlichen Änderungen während dieser Periode unterliegt. Daher ist die automatisch eingestellte Periode bevorzugt eine Periode zwischen etwa 3 Monaten und 6 Monaten, was eine Zeitspanne ist, in der anzunehmen ist, dass kaum eine Variation mit der Zeit auftritt.
Die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit 15a erzeugt ein Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert, die durch die Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit 16 gesetzt sind. Beispielsweise erzeugt die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15a ein Temperatur-Reibungsmodell, basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert, die in der Automatikeinstellperiode eingegeben wurden, unter Nutzung eines iterativen Verfahrens der kleinsten Quadrate.
Wie oben beschrieben, wird in der Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Ausführungsform das Temperatur-Reibungsmodell automatisch basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert erzeugt, die automatisch eingestellt werden, und der die Variation mit der Zeit des Antriebsmechanismus 2 repräsentierende Reibungsvariationswert kann basierend auf dem bestimmten Reibungscharakteristikschätzwert berechnet werden. Weiter erfordert die Konfiguration der vorliegenden Ausführungsform nicht die Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 12a, Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 13a und Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit 14a, welche in der Konfiguration der dritten Ausführungsform gemäß 7 erforderlich sind. Daher kann die Menge an Speicher reduziert werden, die für die automatische Erzeugung des Temperatur-Reibungsmodells benötigt wird. Auf diese Weise kann das Referenzreibungsmodell aus dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert errechnet und in die Reibungsmodellierungseinheit eingesetzt werden.
In der vorliegenden Ausführungsform erzeugt die Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit 15a das Temperatur-Reibungsmodell basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert, indem beispielsweise ein iteratives Verfahren der kleinsten Quadrate genutzt wird, aber die vorliegende Erfindung ist hierauf nicht beschränkt. Wenn sie in einer Umgebung genutzt wird, wo eine Klimaanlage gesteuert ist und Temperaturänderungen kaum auftreten, kann das Temperatur-Reibungsmodell durch Mitteln des Temperaturinformationswertes bzw. des Reibungscharakteristikschätzwertes erzeugt werden. In diesem Fall hat das Temperatur-Reibungsmodell keine Temperaturabhängigkeit. Daher gibt die Reibungsmodellierungseinheit 9a unbeachtlich des Temperaturinformationswertes eine konstante Referenzreibungscharakteristik aus. Weiterhin ist in diesem Falle die Automatikeinstellperiode bevorzugt kürzer als 6 Monate, welche eine Zeitspanne sind, in der angenommen wird, dass eine zeitliche Änderung des Antriebsmechanismus 2 kaum auftritt.
Wie in der ersten bis neunten Ausführungsform beschrieben, kann bei der Motorsteuereinrichtung der vorliegenden Erfindung eine Anomalität in einer frühen Stufe erkannt werden. Daher können eine Überlastung anderer Komponenten infolge der Anomalität verhindert werden, eine lange Lebensdauer kann erreicht werden, ein Energieverbrauch infolge der Anomalität kann unterdrückt werden, und es kann auch eine Belastung der Umwelt reduziert werden. Weiterhin kann, wenn die Motorsteuereinrichtung bei einer Produktionsmaschine angewandt wird, die Ausbeute verbessert werden. Wenn die Motorsteuereinrichtung in einer Transportmaschine angewandt wird, kann die Anomalität in einer frühen Stufe gehandhabt werden, was eine Verbesserung der Transporteffizienz ermöglicht.
Industrielle Anwendbarkeit
Wie oben beschrieben, ist die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein mechanisches Gerät mit einer Antriebseinheit, die durch einen Motor betrieben wird, nützlich, repräsentiert etwa durch eine automatische Maschine, eine Werkzeugmaschine oder einen Roboter. Insbesondere eignet sich die Motorsteuereinrichtung gemäß der vorliegenden Erfindung für ein mechanisches Gerät, welches einen Antriebsmechanismus hat, dessen Reibungscharakteristik sich infolge einer Temperaturänderung der Installationsumgebung oder während einer Dauerbetriebszeit ändert.
Die Konfigurationen der oben beschriebenen Ausführungsformen sind nur Beispiele der Inhalte der vorliegenden Erfindung. Die Konfigurationen können mit anderen bekannten Techniken kombiniert werden, und sie können teilweise weggelassen oder modifiziert werden, ohne dass der Schutzbereich der Erfindung verlassen wird.
Bezugszeichenliste

1 Antriebseinheit, 2 Antriebsmechanismus, 3 Motor, 4, 4a Steuereinheit, 5 Positionsdetektor, 6 Befehlserzeugungseinheit, 7 Antriebsstromdetektionseinheit, 8 Reibungscharakteristikabschätzeinheit, 9, 9a, 9b Reibungsmodellierungseinheit, 10, 10a Reibungsvariationsanalyseeinheit, 11, 11a Temperaturinformationserfassungseinheit, 12, 12a Normaltemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit, 13, 13a Hochtemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit, 14, 14a Niedertemperatur-Temperatur-Reibungs-Speichereinheit, 15, 15a Temperatur-Reibungsmodellerzeugungseinheit, 16 Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit, 17 Automatikeinstellperiodenmesseinheit, 18 Reibungskraftsignalerzeugungseinheit, 19 Referenzreibungswerterzeugungseinheit, 20 Dauerbetriebszähleinheit, 21, 21a Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit, 41 Antriebssteuereinheit, 42, 42a Stromsteuereinheit, 43 Geschwindigkeitsberechnungseinheit, 44 Antriebskraftberechnungseinheit, 101 Subtraktionseinheit, 102 Variationsbetrag-Prozentberechnungseinheit, 421 Stromsteuerberechnungseinheit, 422 Hauptschaltungseinheit.

Claims

Motorsteuereinrichtung, welche aufweist: eine Befehlserzeugungseinheit, die ein Antriebsbefehlssignal als einen Befehl an eine Antriebseinheit ausgibt, die einen durch einen Motor angetriebenen Antriebsmechanismus einschließt; eine Bewegungsdetektionseinheit, die eine Position oder Geschwindigkeit der Antriebseinheit detektiert und ein Bewegungsdetektionssignal ausgibt; eine Antriebsstromdetektionseinheit, die einen an den Motor gelieferten Antriebsstrom detektiert und einen Antriebsstromdetektionswert ausgibt; eine Steuereinheit, die das Antriebsbefehlssignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben zur Erzeugung eines Antriebskraftbefehlssignals empfängt und den Antriebsstrom entsprechend dem Antriebskraftbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert liefert; eine Reibungscharakteristikabschätzeinheit, die ein eine Antriebskraft des Motors repräsentierendes Antriebskraftsignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben empfängt, um einen Reibungscharakteristikschätzwert auszugeben; eine Temperaturinformationserfassungseinheit, die eine Temperatur der Antriebseinheit oder eine Temperatur desjenigen Teils, dessen Temperatur sich mit der Temperatur der Antriebseinheit ändert, erfasst und einen Temperaturinformationswert ausgibt; eine Reibungsmodellierungseinheit, in der ein Referenzreibungsmodell, dessen Charakteristik sich entsprechend der Temperatur der Antriebseinheit oder der Temperatur desjenigen Teils, dessen Temperatur sich gemäß der Temperatur ändert, auf die die Antriebseinheit gesetzt ist, ändert, welche eine Referenzreibungscharakteristik ausgibt, die auf dem Temperaturinformationswert basiert; und eine Reibungsvariationsanalyseeinheit, die einen Reibungsvariationswert, basierend auf einer Variation des Reibungscharakteristikschätzwertes bezüglich der Referenzreibungscharakteristik ausgibt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Reibungsvariationsanalyseeinheit einen Reibungsvariationswert ausgibt, der einen Variationsbetrag des Reibungscharakteristikschätzwertes bezüglich der Referenzreibungscharakteristik in Prozent ausgibt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, welche eine Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit aufweist, die das Referenzreibungsmodell, basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert, berechnet und das Referenzreibungsmodell in die Reibungsmodellierungseinheit setzt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperaturinformationserfassungseinheit an der Bewegungsdetektionseinheit angebracht ist.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Temperaturinformationserfassungseinheit an der Antriebseinheit angebracht ist.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, wobei die Steuereinheit eine Stromsteuereinheit einschließt, die Stromsteuereinheit einen Antriebsspannungsbefehlswert basierend auf dem Antriebskraftbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionssignal erzeugt und den unter Nutzung des Antriebsspannungsbefehlswertes berechneten Antriebsstrom an den Motor liefert, und die Temperaturinformationserfassungseinheit eine Temperatur des Motors basierend auf dem Antriebsspannungsbefehlswert und dem Antriebsstromdetektionswert ausgibt, ohne eine Temperatur der Antriebseinheit oder eine Temperatur eines Teils, dessen Temperatur sich gemäß der Temperatur der Antriebseinheit ändert, zu benötigen.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, welche aufweist: eine Reibungskraftsignalerzeugungseinheit, die ein Reibungskraftsignal, basierend auf dem Antriebskraftsignal und dem Bewegungsdetektionssignal, ausgibt; und eine Referenzreibungswerterzeugungseinheit, die einen Referenzreibungswert, basierend auf der Referenzreibungscharakteristik und dem Bewegungsdetektionssignal, ausgibt, wobei die Reibungsvariationsanalyseeinheit den Reibungsvariationswert basierend auf einem Variationsbetrag eines Reibungskraftsignals bezüglich des Referenzreibungswertes an Stelle der Referenzreibungscharaktieristik ausgibt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, welche aufweist: eine Mehrzahl von Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten, die einen Temperaturwert und Reibungscharakteristika einer spezifizierten Temperatur speichern; und eine Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit, die ein Referenzreibungsmodell berechnet, dessen Reibungscharakteristik sich gemäß einer Temperaturänderung ändert, durch eine angenäherte Berechnung, basierend auf der Reibungscharakteristik bei einer Mehrzahl von Temperaturwerten, die in den Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten gespeichert sind, und die das Referenzreibungsmodell in die Referenzmodellierungseinheit setzt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 8, welche eine Temperatur-Reibungs-Automatikeinstelleinheit aufweist, die automatisch die Mehrzahl von Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten basierend auf dem Temperaturinformationswert und dem Reibungscharakteristikschätzwert in einer Einstellperiode einstellt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 8, wobei die Temperatur-Reibungs-Modellerzeugungseinheit mittels einer Approximationsrechnung ein Referenzreibungsmodell erzeugt, das durch einen durch einen Temperaturwert und eine Reibungscharakteristik, gespeichert in mindestens einer der Temperatur-Reibungs-Speichereinheiten, repräsentierten Punkt hindurchgeht.
Motorsteuereinrichtung, welche aufweist: eine Befehlserzeugungseinheit, die ein Antriebsbefehlssignal als einen Befehl an eine Antriebseinheit ausgibt, die einen durch einen Motor angetriebenen Antriebsmechanismus einschließt; eine Bewegungsdetektionseinheit, die eine Position oder Geschwindigkeit der Antriebseinheit detektiert und ein Bewegungsdetektionssignal ausgibt; eine Antriebsstromdetektionseinheit, die einen an den Motor gelieferten Antriebsstrom detektiert und einen Antriebsstromdetektionswert ausgibt; eine Steuereinheit, die das Antriebsbefehlssignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben zur Erzeugung eines Antriebskraftbefehlssignals empfängt und den Antriebsstrom entsprechend dem Antriebskraftbefehlssignal und dem Antriebsstromdetektionswert liefert; eine Reibungscharakteristikabschätzeinheit, die ein eine Antriebskraft des Motors repräsentierendes Antriebskraftsignal und das Bewegungsdetektionssignal als Eingaben empfängt, um einen Reibungscharakteristikschätzwert auszugeben; eine Dauerbetriebszähleinheit, die einen Dauerbetriebszählwert ausgibt, welcher monoton während der Zeit eines kontinuierlichen Betriebs ansteigt, eine Reibungsmodellierungseinheit, in der ein Referenzreibungsmodell gesetzt ist, dessen Charakteristik sich entsprechend dem Dauerbetriebszählwert ändert, welche eine Referenzreibungscharakteristik basierend auf dem Dauerbetriebszählwert ausgibt; und eine Reibungsvariationsanalyseeinheit, die einen Reibungsvariationswert, basierend auf einer Variation des Reibungscharakteristikschätzwertes bezüglich der Referenzreibungscharakteristik ausgibt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Dauerbetriebszähleinheit einen Dauerbetriebszählwert ausgibt, der monoton vom Start eines kontinuierlichen Betriebs in Reaktion auf jedes Durchlaufen einer Zeiteinheit ansteigt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 11, wobei die Dauerbetriebszähleinheit einen Dauerbetriebszählwert ausgibt, der monoton in Reaktion auf eine bestimmte Anzahl von Zeiten des Betriebs vom Start eines kontinuierlichen Betriebs ansteigt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, welche eine Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit aufweist, wobei die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit den Reibungsvariationswert mit einem voreingestellten Normalwertbereich vergleicht, um zu bestimmen, ob der Reibungsvariationswert normal oder anormal ist, und ein Reibungsanomalitätsdiagnosesignal ausgibt.
Motorsteuereinrichtung nach Anspruch 1, welche eine Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit aufweist, wobei die Reibungsanomalitätsdiagnoseeinheit, in der ein durch eine Obergrenze und eine Untergrenze definierter Normalwertbereich eingestellt ist, den Reibungsvariationswert mit dem Normalwertbereich vergleicht, und wenn der Reibungsvariationswert die Obergrenze übersteigt, ein Reibungsanomalitätsanstiegs-Diagnosesignal ausgibt, und wenn der Reibungsvariationswert unter die Untergrenze fällt, ein Reibungsanomalitätsabfall-Diagnosesignal ausgibt.