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QUERVERWEIS AUF VERWANDTE ANWENDUNG
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Diese Anmeldung basiert auf der japanischen Patentanmeldung Nr.
2019-151858 , die am 22. August 2019 eingereicht wurde, und bezieht diese durch Bezugnahme mit ein.
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TECHNISCHES GEBIET
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Die vorliegende Offenbarung betrifft eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung.
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TECHNISCHER HINTERGRUND
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Als Ventil-Timing-Einstellvorrichtung dieser Art ist beispielsweise die in der Patentliteratur 1 beschriebene Technik bekannt. Die Ventil-Timing-Einstellvorrichtung aus der Patentliteratur 1 enthält: eine Mehrzahl von Hall-Elementen (auch als Hall-Effekt-Elemente bezeichnet), die jeweils ein Rotations- bzw. Drehsignal eines Elektromotors ausgeben; und eine Steuervorrichtung, die die Drehung des Elektromotors basierend auf den Ausgaben der Hall-Elemente steuert. Die Steuervorrichtung enthält eine Ansteuerschaltung und eine Steuerschaltung. Die Ansteuerschaltung erzeugt ein Drehzahlsignal und ein Drehrichtungssignal des Elektromotors basierend auf den Ausgaben der Hall-Elemente und gibt Ansteuerschaltung, die das Drehzahlsignal und das Drehrichtungssignal enthalten, an die Steuerschaltung aus.
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Wenn die tatsächliche Drehzahl der Maschine unter einem Referenzwert liegt, erzeugt die Steuerschaltung einen Steuerbefehl basierend auf dem von der Antriebsschaltung empfangenen Drehzahlsignal und dem Drehrichtungssignal und sendet einen Steuerbefehl an die Ansteuerschaltung. Wenn dann die tatsächliche Drehzahl der Maschine größer oder gleich einem Referenzwert wird, erzeugt die Steuerschaltung einen Steuerbefehl basierend auf einem Drehsignal der Maschine (ein Drehsignal einer Kurbelwelle oder einer Nockenwelle) und sendet den Steuerbefehl an die Ansteuerschaltung. Dadurch kann ein Ventil-Timing gemäß einem hohen Pegel oder einem niedrigen Pegel der tatsächlichen Drehzahl der Maschine angemessen eingestellt werden, ohne die Erkennungsgenauigkeit der Position des Elektromotors im niedrigen Drehzahlbereich der Maschine zu verschlechtern.
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ZITAT-LISTE
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PATENTLITERATUR
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PATENTLITERATUR 1:
JP 4 269 341B2 -
KURZFASSUNG DER ERFINDUNG
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In dem Gehäuseteil, in dem die Drehposition des Elektromotors mit den Sensoren, wie den Hall-Elementen, erkannt wird, ist es notwendig, einen Einfluss der Hysterese der Sensoren zu berücksichtigen. In der Ansteuerschaltung, die das Motoransteuerungssignal erzeugt, dessen Spannungspegel sich gemäß den Ausgaben der Hall-Elemente ändert, wird ein Hysteresebereich so eingestellt, dass die Ausgaben der Sensoren nicht unter dem Einfluss von beispielsweise einem elektromagnetischen Rauschen schwanken, und die Hystereseeinstellung wird in der Ansteuerschaltung so vorgenommen, dass die Ansteuerschaltung entweder einen High Pegel oder einen Low Pegel in einem spezifischen Drehwinkelbereich in einem Zwischenbereich ausgibt, der zwischen einem N-Pol und einem S-Pol von benachbarten Magneten liegt.
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Wenn jedoch beispielsweise bei einem Gehäuseteil eines Plug-in-Hybrid-Elektrofahrzeugs (PHEV), bei dem die Maschine während einer Fahrt häufig nicht gestartet wird, der Fahrer des Fahrzeugs das Ein- und Ausschalten einer elektrischen Leistung in einem Zustand wiederholt, in dem die Maschine gestoppt ist, kann sich der Spannungspegel des Ansteuersignals möglicherweise von dem High-Pegel auf den Low-Pegel oder von dem Low-Pegel auf den High-Pegel ändern, obwohl der Elektromotor der Ventilsteuerzeiten-Einstellvorrichtung aufgrund der Hysterese-Einstellung nicht tatsächlich gedreht wird, und dadurch kann die Steuerschaltung möglicherweise die Drehposition des Elektromotors fehlerhaft erkennen.
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Aufgabe der vorliegenden Offenbarung ist es, eine Vorrichtung zum Einstellen des Ventil-Timings vorzusehen, die eine fehlerhafte Erkennung einer Drehposition eines Elektromotors begrenzen kann, die durch das Einschalten einer elektrischen Leistungsquelle in einem Zustand, in dem eine Maschine mit innerer Verbrennung gestoppt ist, verursacht wird.
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Gemäß der vorliegenden Offenbarung ist eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung zum Einstellen der Öffnungs- und Schließzeitpunkte eines Einlassventils oder eines Auslassventils einer Maschine mit innerer Verbrennung durch einen Elektromotor vorgesehen. Die Ventil-Timing-Einstellvorrichtung enthält: einen Drehpositionssensor, der so konfiguriert ist, dass er ein Messsignal ausgibt, dessen Spannung sich gemäß einer Drehposition des Elektromotors zwischen zwei Pegeln ändert; einen Drehsignalgenerator, der so konfiguriert ist, dass er basierend auf dem Messsignal ein Drehgeschwindigkeitssignal und ein Drehrichtungssignal des Elektromotors erzeugt; eine Steuerschaltung, die so konfiguriert ist, dass sie ein Steuersignal zum Befehlen einer Zieldrehzahl des Elektromotors und ein Steuersignal zum Befehlen einer Zieldrehrichtung des Elektromotors basierend auf Flanken des Drehzahlsignals und Flanken des Drehrichtungssignals erzeugt; und eine Signalkorrekturvorrichtung, die so konfiguriert ist, dass sie einen Überschuss oder einen Unterschuss von einer oder mehreren Flanken des Drehzahlsignals und eine einen Überschuss oder einen Unterschuss von einer oder mehreren Flanken des Drehrichtungssignals zu einem Zeitpunkt des Startens des Elektromotors basierend auf korrigiert: einem Pegel des Drehzahlsignals und einem Pegel des Drehrichtungssignals zum Zeitpunkt des Ausschaltens einer elektrischen Leistungsquelle; dem Pegel des Drehzahlsignals zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistungsquelle; und einer Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors.
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In der Vorrichtung zur Einstellung des Ventiltimings der vorliegenden Offenbarung wird ein Überschuss/Unterschuss-Muster des Signals, das unabhängig vom tatsächlichen Zustand der Drehposition des Elektromotors aufgrund des Einflusses der Hysterese des Drehpositionssensors ausgegeben wird, bestimmt basierend auf: dem Drehgeschwindigkeitssignal und dem Drehrichtungssignal des Elektromotors zum Zeitpunkt des Ausschaltens der elektrischen Leistung und zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistung; und der Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors. Die Signalkorrekturvorrichtung korrigiert den Überschuss oder den Unterschuss der einen oder mehreren Flanken des Drehgeschwindigkeitssignals und den Überschuss oder den Unterschuss der einen oder mehreren Flanken des Drehrichtungssignals zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors gemäß einem Ergebnis der Bestimmung. Daher kann die Steuerschaltung die Drehposition des Elektromotors korrekt erkennen und gibt das korrekte Steuersignal auch in dem Zustand aus, in dem die elektrische Leistung des Elektromotors durch den Fahrer des Fahrzeugs ein-/ausgeschaltet wird, wenn die Maschine gestoppt ist.
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Figurenliste
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Die vorliegende Offenbarung, zusammen mit zusätzlichen Aufgaben, Merkmalen und Vorteilen davon, wird am besten aus der folgenden Beschreibung, den beigefügten Ansprüchen und den begleitenden Figuren verstanden.
- 1 ist ein strukturelles Diagramm einer Ventil-Timing-Einstellvorrichtung gemäß einer Ausführungsform.
- 2 ist ein schematisches Diagramm des Motorinneren, das eine Anordnung von Magneten und Sensoren für die Drehposition zeigt.
- 3 ist eine Querschnittsansicht entlang der Linie III-III in 1, die einen Phasenänderungsmechanismus zeigt.
- 4 ist ein Blockdiagramm, das eine Steuerschaltung und eine Ansteuerschaltung einer Steuervorrichtung zeigt.
- 5A ist ein den Betrieb erläuterndes Diagramm der Ansteuerschaltung, das eine Korrelation zwischen den Ausgaben der Sensoren für die Drehposition und einer Ausgabe eines Drehsignalgenerators zeigt.
- 5B ist ein den Betrieb erläuterndes Diagramm der Ansteuerschaltung, das eine Korrelation zwischen einer Drehposition des Elektromotors und einem Signalpegel zeigt.
- 6A ist ein den Betrieb erläuterndes Diagramm des Drehpositionssensors, das eine relative Position zwischen dem Sensor und den Magneten zeigt.
- 6B ist ein den Betrieb erläuterndes Diagramm des Sensors für die Drehposition, das das Verhalten des Sensors in einem Hysteresebereich zeigt.
- 7 ist ein Zeitdiagramm, das ein Korrekturprinzip eines Motorantriebssignals zeigt.
- 8 ist ein Zeitdiagramm, das ein Beispiel für die Korrektur des Antriebssignals durch eine Signalkorrekturvorrichtung zeigt.
- 9 ist ein Blockdiagramm, das eine Modifikation einer Motorsteuereinrichtung zeigt.
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BESCHREIBUNG DER AUSFÜHRUNGSFORMEN
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Nachfolgend wird eine Ausführungsform der vorliegenden Offenbarung unter Bezugnahme auf die Figuren beschrieben. Wie in 1 dargestellt, ist eine Ventil-Timing-Einstellvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform an einem Pfad zur Drehmomentübertragung installiert, der sich von einer Kurbelwelle 102 einer Maschine mit innerer Verbrennung 101 eines Fahrzeugs zu einer Nockenwelle 103 erstreckt. Die Ventil-Timing-Einstellvorrichtung 1 enthält einen Elektromotor 4, einen Phasenänderungsmechanismus 10 und eine Steuervorrichtung 20. Die Steuervorrichtung 20 steuert die Drehung des Elektromotors 4. Der Phasenänderungsmechanismus 10 wird durch ein Drehmoment des Elektromotors 4 angetrieben, um eine Drehphase der Nockenwelle 103 zu ändern und dadurch Öffnungs- und Schließzeiten von Einlassventilen 104 oder Auslassventilen 105 einzustellen.
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Als Elektromotor 4 wird ein dreiphasiger bürstenloser Motor verwendet. Ein Gehäuseteil 5 des Elektromotors 4 hält eine Motorwelle 6. Außerdem empfängt das Gehäuse 5: einen Rotor, der integral mit der Motorwelle 6 verbunden ist bzw. gemeinsam mit der Motorwelle 6 gedreht wird, und einen Stator (nicht dargestellt), der ein rotierendes Magnetfeld erzeugt. Wie in 2 dargestellt, weist der Rotor 7 beispielsweise acht Magnete 8 auf, die in einem Zustand, in dem N-Pole und S-Pole der Magnete 8 abwechselnd in Umfangsrichtung angeordnet sind, in 45-Grad-Abständen um die Motorwelle 6 herum angeordnet sind. Drei Hallsensoren (auch als Hall-Effekt-Sensoren bezeichnet) 9u, 9v, 9w, die als Drehpositionssensoren zum Erkennen einer Drehposition des Elektromotors 4 dienen, sind in 120-Grad-Abständen in Umfangsrichtung an einer Innenseite des Gehäuseteils 5 angeordnet, so dass die Hallsensoren 9u, 9v, 9w den Magneten 8 gegenüberliegen. Jeder der Hallsensoren 9u, 9v, 9w gibt ein Messsignal aus, dessen Pegel sich gemäß der Drehposition des Elektromotors 4 ändert.
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Wie in 1 und 3 dargestellt, enthält der Phasenänderungsmechanismus 10 ein Ritzel 11, ein becherförmiges Innenzahnrad 12, ein ringförmiges Innenzahnrad 13, ein Planetenrad 14 und eine Exzenterwelle 15. Das Ritzel 11 ist über eine Kette 106 mit der Kurbelwelle 102 gekoppelt und durch einen Bolzen 16 mit der Nockenwelle 103 und dem becherförmigen Innenzahnrad 12 verbunden, um sich integral mit der Nockenwelle 103 und dem becherförmigen Innenzahnrad 12 zu drehen. Das becherförmige Innenzahnrad 12 steht mit einem gleichmäßigen Abschnitt 142 des Planetenrads 14 mit kleinem Radius in Eingriff, und ein exzentrischer Abschnitt 141 des Planetenrads 14 mit großem Durchmesser ist mit dem ringförmigen Innenzahnrad 13 in Eingriff. Das Planetenrad 14 wird durch die Exzenterwelle 15 über ein Lager 18 gehalten, und die Exzenterwelle 15 ist mit der Motorwelle 6 über ein bewegliches Wellengelenk 17 gekoppelt.
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In einem Zustand, in dem dem Elektromotor 4 keine elektrische Leistung von einer elektrischen Energiequelle zugeführt wird, wird das becherförmige Innenzahnrad 12 integral mit dem Ritzel 11 gedreht, während die Eingriffsposition des becherförmigen Innenzahnrads 12 relativ zu dem Planetenrad 14 als Antwort auf eine Drehung der Kurbelwelle 102 gehalten wird. Daher wird eine Drehphase der Nockenwelle 103 relativ zur Kurbelwelle 102 konstant gehalten, das heißt, die Öffnungs- und Schließzeiten der Einlass- oder Auslassventile werden konstant gehalten. Im Gegensatz dazu wird die Exzenterwelle 15 integral mit der Motorwelle 6 gedreht, wenn die elektrische Leistung von der Leistungsquelle zum Elektromotor 4 zugeführt wird. Dadurch wird die Eingriffsposition des becherförmigen Innenzahnrads 12 relativ zum Planetenrad 14 und die Eingriffsposition des ringförmigen Innenzahnrads 13 relativ zum Planetenrad 14 verändert. Auf diese Weise erhöht oder verringert sich die Drehzahl des Ritzels 11 und der Nockenwelle 103, und dadurch werden die Öffnungs- und Schließzeiten der Ventile auf die vorrückende Seite oder die nacheilende Seite eingestellt.
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Die Steuervorrichtung 20 erzeugt Steuersignale zur Steuerung des Betriebs des Elektromotors 4 und enthält eine Steuerschaltung 21 und eine Ansteuerschaltung 22. Die Steuerschaltung 21 steuert die Operationen von Zündvorrichtungen und Kraftstoffeinspritzvorrichtungen (nicht dargestellt) der Maschine 101. Die Ansteuerschaltung 22 erregt und steuert den Elektromotor 4 gemäß den durch die Steuerschaltung 21 erzeugten Steuersignalen. Obwohl die Steuerschaltung 21 und die Ansteuerschaltung 22 in 1 an der Außenseite des Gehäuses 5 des Elektromotors 4 angegeben sind, können die Orte der Steuerschaltung 21 und der Ansteuerschaltung 22 je nach Bedarf entsprechend eingestellt werden.
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Wie in 4 dargestellt, sind ein erster Drehsensor 23, der eine tatsächliche Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle 103 erkennt, und ein zweiter Drehsensor 24, der eine tatsächliche Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle erkennt, mit der Steuerschaltung 21 verbunden. Die Steuerschaltung 21 erzeugt ein Steuersignal zum Steuern einer ZielDrehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 und ein Steuersignal zum Steuern einer ZielDrehrichtung des Elektromotors 4 basierend auf der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit der Nockenwelle 103, der tatsächlichen Drehgeschwindigkeit der Kurbelwelle 102 und einem Drehgeschwindigkeitssignal und einem Drehrichtungssignal des Elektromotors 4, empfangen von einem Drehsignalgenerator 26. Dann sendet die Steuerschaltung 21 die erzeugten Steuersignale an die Ansteuerschaltung 22.
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Die Ansteuerschaltung 22 enthält den Drehsignalgenerator 26, eine Rückkopplungssteuerungsvorrichtung 27 und eine Energieversorgung 28. Der Drehsignalgenerator 26 erzeugt das Drehzahlsignal und das Drehrichtungssignal des Elektromotors 4 basierend auf Ausgaben der Hallsensoren 9. Der Drehsignalgenerator 26 enthält zwei XOR-Gatter 29, 30 und ein Inverter-Gatter 31. Messsignale der Hallsensoren 9v, 9w werden in das erste XOR-Gatter 29 eingegeben. Ein Messsignal des Hallsensors 9u und ein Ausgangssignal des ersten XOR-Gatters 29 werden in das zweite XOR-Gatter 30 eingegeben. Ein Ausgangssignal des zweiten XOR-Gatters 30 wird dem Inverter-Gatter 31 zugeführt.
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Der Drehsignalgenerator 26 ändert einen Spannungs-Pegel jedes Mal, wenn eine Flanke in einem der Messsignale erzeugt wird, die von den drei Hall-Sensoren 9u, 9v, 9w eingegeben werden. Der Drehsignalgenerator 26 erzeugt: ein Drehgeschwindigkeitssignal VTS, das eine tatsächliche Drehgeschwindigkeit des Elektromotors 4 basierend auf einer zeitlichen Differenz zwischen den Flanken angibt; und ein Drehrichtungssignal VTD, das eine tatsächliche Drehrichtung des Elektromotors 4 basierend auf einer Erzeugungssequenz der Flanken angibt. Dann sendet der Drehsignalgenerator 26 das Drehgeschwindigkeitssignal VTS und das Drehrichtungssignal VTD an die Steuerschaltung 21 und die Rückkopplungssteuerungsvorrichtung 27.
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Die Rückkopplungssteuerungsvorrichtung 27 empfängt das Drehzahlsignal VTS und das Drehrichtungssignal VTD vom Drehsignalgenerator 26 und empfängt die Steuersignale von der Steuerschaltung 21, die jeweils die Zieldrehzahl und die Zieldrehrichtung angeben. Dann bestimmt die Rückkopplungssteuerungsvorrichtung 27 eine Ansteuerspannung, um die tatsächliche Drehgeschwindigkeit, die durch das Drehgeschwindigkeitssignal VTS angegeben wird, mit der Zieldrehgeschwindigkeit, die durch das Steuersignal angegeben wird, in Übereinstimmung zu bringen. Die Energieversorgungseinheit 28 schaltet Schaltvorrichtungen einer Steuervorrichtung 281 (in der Zeichnung mit INV bezeichnet) ein und aus, so dass eine Antriebsspannung, die von der Rückkopplungssteuerungsvorrichtung 27 empfangen wird, an Wicklungen (nicht dargestellt) angelegt wird, die um den Stator des Elektromotors 4 gewickelt sind.
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Als nächstes wird ein Korrekturprozess für die von dem Drehsignalgenerator 26 ausgegebenen Signale beschrieben. Wie in 2 gezeigt, weist jeder der drei Hallsensoren 9u, 9v, 9w einen Erfassungsbereich Wθ (Wθ = 45 Grad) auf, der gleich einem Anordnungswinkel der jeweiligen Magnete 8 ist. Wenn der N-Pol eines der Magnete 8 in diesem Erfassungsbereich Wθ des Hallsensors 9u, 9v, 9w enthalten ist, gibt der Hallsensor 9u, 9v, 9w die HIGH-Pegel-Spannung aus. Wenn der S-Pol eines der Magnete 8 in diesem Erfassungsbereich Wθ des Hallsensors 9u, 9v, 9w enthalten ist, gibt der Hallsensor 9u, 9v, 9w außerdem die LOW-Pegel-Spannung aus. Dann, wie in 5A angezeigt, ändert jeder der drei Hallsensoren 9u, 9v, 9w den Spannungspegel zwischen zwei Pegeln, d.h. ändert den Spannungspegel von High (H) auf Low (L) und von Low (L) auf High (H) gemäß der Drehposition des Elektromotors 4 und gibt das Messsignal, das die tatsächliche Drehposition des Elektromotors 4 angibt, an die Ansteuerschaltung 22 aus.
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Die Ansteuerschaltung 22 ist wie folgt konfiguriert. Insbesondere, wie in 5B gezeigt, wenn zwei der drei Hallsensoren 9u, 9v, 9w den High Pegel ausgeben, erzeugt der Drehsignalgenerator 26 ein High Pegel Signal. Außerdem gibt der Drehsignalgenerator 26 ein Low-Pegel-Signal aus, wenn zwei der drei Hallsensoren 9u, 9v, 9w den Low-Pegel ausgeben. Daher wird in dieser Ausführungsform das High-Pegel-Signal oder das Low-Pegel-Signal in jedem Winkelbereich Xθ (Xθ = 15 Grad in 5A) ausgegeben, der einem Drittel des Erfassungsbereichs Wθ des Hallsensors 9 entspricht.
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Übrigens besteht, wie vorstehend beschrieben, beim PHEV-Fahrzeug oder dergleichen, wenn das Ein-/Ausschalten der elektrischen Leistung im Zustand, in dem die Maschine gestoppt ist, wiederholt wird, die Möglichkeit, dass sich die Ausgabe des Drehsignalgenerators 26 im Hysteresebereich des Hallsensors 9 unabhängig vom tatsächlichen Zustand der Drehung des Elektromotors 4 ändert. Es ist üblich, den Hysteresebereich so einzustellen, dass beispielsweise, wie in 6A gezeigt, zu dem Zeitpunkt, zu dem der Hallsensor 9 in die Nähe der Zwischenposition zwischen dem S-Pol und dem N-Pol als Antwort auf die relative Drehung zwischen den Magneten 8 und dem Hallsensor 9 eintritt, ein Auftreten von Schwankungen der Ausgabe des Hallsensors 9 zwischen dem High-Pegel und dem Low-Pegel begrenzt wird, wie in 6B gezeigt.
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Daher kann die Ausgabe des Drehsignalgenerators 26, wenn die Leistung von der Energieversorgung des Elektromotors 4 ausgeschaltet wird (d.h. wenn die Ansteuerschaltung 22 gestoppt wird), aufgrund des Einflusses der Hysterese möglicherweise auf den High Pegel oder den Low Pegel wechseln, obwohl der Elektromotor nicht gedreht wird. Bei der vorliegenden Ausführungsform ist bei der Ansteuerschaltung 22 eine Signalkorrekturvorrichtung 34 (siehe 4) in der Steuerschaltung 21 vorgesehen. Die Signalkorrekturvorrichtung 34 korrigiert einen Überschuss oder einen Unterschuss einer Flanke des Drehgeschwindigkeitssignals VTS und einen Überschuss oder einen Unterschuss einer Flanke des Drehrichtungssignals VTD zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors 4 basierend auf: dem Pegel des Signals zum Zeitpunkt des Ausschaltens der elektrischen Leistung des Elektromotors 4; dem Pegel des Signals zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistung des Elektromotors 4; und der Drehrichtung des Elektromotors 4 zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors 4.
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Wenn zum Beispiel, wie in 7 gezeigt, die elektrische Leistung des Elektromotors 4 in dem Zustand ausgeschaltet wird, in dem die Maschine 101 gestoppt ist, wird die Ansteuerschaltung 22 zurückgesetzt. Daher wird der Spannungs-Pegel des Drehgeschwindigkeitssignals VTS und des Drehrichtungssignals VTD, die vom Drehsignalgenerator 26 ausgegeben werden, vom Low-Pegel auf den High-Pegel geändert. Auch wenn die Anlaufzeit der Ansteuerschaltung 22 nach dem Einschalten der elektrischen Leistung des Elektromotors 4 verstrichen ist, ändert sich der Signalpegel des Drehzahlsignals VTS und des Drehrichtungssignals VTD nicht und wird auf dem High Pegel gehalten. Dann wird der Signalpegel von dem High Pegel auf den Low Pegel geändert, nachdem das Startzeit des Elektromotors 4 verstrichen ist. In diesem Stadium tritt jedoch beim Versuch, den Elektromotor 4 in Vorwärtsrichtung zu drehen, ein Unterschuss einer Flanke im Drehzahlsignal VTS und ein Unterschuss einer Flanke im Drehrichtungssignal VTD zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors 4 auf. Daher korrigiert die Signalkorrekturvorrichtung 34 den Pegel des Signals zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors 4 und fügt dadurch dem Drehzahlsignal VTS und dem Drehrichtungssignal VTD jeweils eine steigende Flanke hinzu.
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Wie vorstehend beschrieben, erfolgt die Signalkorrektur beim Starten des Elektromotors basierend auf einer Kombination aus: dem Pegel des Signals (einem initial eingestellten Wert der Ansteuerschaltung 22) beim Ausschalten der elektrischen Leistung; dem Pegel des Signals beim Einschalten der elektrischen Leistung; und der Drehrichtung des Elektromotors beim Starten des Elektromotors 4. In 8 umgibt eine fett dargestellte Linie ein Kombinationsmuster, das die Signalkorrektur erfordert. In dem in 8 dargestellten Korrekturbeispiel gibt High (H) des Drehrichtungssignals VTD die Vorwärtsdrehung des Elektromotors 4 an, und Low (L) des Drehrichtungssignals VTD die Rückwärtsdrehung des Elektromotors 4. Außerdem gibt eine durchgezogene Wellenform eine tatsächliche Wellenform an, die durch den Drehsignalgenerator 26 erzeugt wird und vor der Korrektur vorhanden ist, und eine gestrichelte Wellenform gibt eine virtuelle Wellenform nach der Korrektur an.
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(A) bis (D) in 8 geben Korrekturbeispiele für den Fall an, dass das Drehzahlsignal VTS und das Drehrichtungssignal VTD zum Zeitpunkt des Ausschaltens der elektrischen Leistung (Leistung AUS), d.h. zum Zeitpunkt des Zurücksetzens der Ansteuerschaltung, beide auf den High Pegel eingestellt sind. (A) gibt den Betrieb in einem Gehäuseteil an, in dem das Drehrichtungssignal VTS zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistungsquelle (Leistung EIN), d.h. zum Zeitpunkt des Startens der Ansteuerschaltung, den High Pegel hat, und die Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors die Rückwärtsrichtung ist. Da in diesem Gehäuseteil zum Zeitpunkt des Starten des Elektromotors weder ein Überschuss noch ein Unterschuss der Flanke des Drehzahlsignals VTS vorliegt, wird die Korrektur nicht ausgeführt. (B) gibt die Operation in einem Gehäuseteil an, in dem das Drehrichtungssignal VTS zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistung (Leistung EIN) den High Pegel hat und die Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors die Vorwärtsrichtung ist. Da in diesem Gehäuseteil zum Zeitpunkt des Einschaltens des Elektromotors kein Überschuss oder Unterschuss der Flanke des Drehzahlsignals VTS vorliegt, wird die Korrektur nicht ausgeführt.
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(C) gibt die Operation in einem Gehäuseteil an, in dem das Drehzahlsignal VTS zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistung (Leistung EIN) den Pegel Niedrig hat und die Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors die Rückwärtsrichtung ist. In diesem Gehäuseteil gibt es einen Unterschuss von einer Flanke im Drehzahlsignal VTS zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors, so dass die Signalkorrekturvorrichtung 34 die Korrektur durch Hinzufügen einer fallenden Flanke ausführt. (D) gibt den Betrieb in einem Gehäuseteil an, in dem das Drehzahlsignal VTS zum Zeitpunkt des Einschaltens der elektrischen Leistung (Power ON) den Pegel Low hat und die Drehrichtung des Elektromotors zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors die Vorwärtsrichtung ist. In diesem Gehäuseteil gibt es einen Überschuss von einer Flanke im Drehzahlsignal VTS zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors, so dass die Signalkorrekturvorrichtung 34 die Korrektur der Entfernung einer steigenden Flanke ausführt.
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Daher wird gemäß der Ventil-Timing-Einstellvorrichtung 1 der vorliegenden Ausführungsform das Überschuss-/Unterschussmuster des Signals bestimmt, das unabhängig von dem tatsächlichen Zustand des Elektromotors 4 unter dem Einfluss der Hysterese des Hallsensors 9 ausgegeben wird. Basierend auf diesem Überschuss-/Unterschussmuster des Signals korrigiert die Signalkorrekturvorrichtung 34 dann den Überschuss/Unterschuss der Flanke des Drehzahlsignals VTS und des Drehrichtungssignals VTD zum Zeitpunkt des Startens des Elektromotors. Daher kann die Steuerschaltung 21 selbst dann, wenn die elektrische Leistung des Elektromotors 4 durch den Fahrer des Fahrzeugs in dem Zustand, in dem die Maschine 101 gestoppt ist, ein-/ausgeschaltet wird, die Drehposition des Elektromotors 4 korrekt erkennen und einen Steuerbefehl erzeugen.
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(Andere Ausführungsformen)
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Es sollte beachtet werden, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die vorstehende Ausführungsform beschränkt ist, und zum Beispiel, wie in den folgenden (1) bis (5) veranschaulicht, kann die Form und/oder die Konfiguration jeder entsprechenden Komponente willkürlich geändert werden, ohne vom Grundgedanken der vorliegenden Offenbarung abzuweichen.
- (1) Bei der vorstehenden Ausführungsform korrigiert die Signalkorrekturvorrichtung 34 zwar eine Flanke, doch ist die Anzahl von Flanken nicht unbedingt auf eine begrenzt. Zum Beispiel können anstelle der einen Flanke auch zwei oder mehr Flanken hinzugefügt oder entfernt werden.
- (2) Bei der vorstehenden Ausführungsform ist die Signalkorrekturvorrichtung 34 in der Steuerschaltung 21 vorgesehen. Alternativ dazu kann die Signalkorrekturvorrichtung 34 bei der vorstehenden Ausführungsform in der Ansteuerschaltung 22 vorgesehen sein, wie in 9 gezeigt.
- (3) Bei der vorstehenden Ausführungsform werden die Hallsensoren 9 als Sensoren für die Drehposition verwendet. Alternativ zu den Hallsensoren 9 können verschiedene andere Arten von Sensoren verwendet werden, bei denen die Hysterese einen Einfluss auf den Spannungs-Pegel ihrer Messsignale aufweist.
- (4) In der in 1 dargestellten Ausführungsform sind sowohl die Steuerschaltung 21 als auch die Ansteuerschaltung 22 an der Außenseite des Gehäuses 5 des Elektromotors 4 angeordnet. Alternativ dazu kann die Ansteuerschaltung 22 an der Innenseite des Gehäuses 5 und die Steuerschaltung 21 an der Außenseite des Gehäuses 5 angeordnet sein.
- (5) Es ist auch möglich, einen Teil der Ansteuerschaltung 22 an der Innenseite des Gehäuses 5 und den Rest der Ansteuerschaltung 22 und der Steuerschaltung 21 an der Außenseite des Gehäuses 5 anzuordnen.
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Die bei der vorliegenden Ausführungsform beschriebene Steuervorrichtung und das Verfahren davon können durch einen Spezialcomputer realisiert werden, der mit einem Speicher und einem Prozessor konfiguriert ist, der so programmiert ist, dass er eine oder mehrere bestimmte Funktionen ausführt, die in Computerprogrammen des Speichers ausgeführt werden. Alternativ können die Steuervorrichtung und das in der vorliegenden Offenbarung beschriebene Verfahren davon durch einen dedizierten Computer realisiert werden, der als Prozessor mit einer oder mehreren dedizierten Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist. Alternativ können die Steuervorrichtung und ihr in dieser Offenbarung beschriebenes Verfahren durch einen oder mehrere dedizierte Computer realisiert werden, die als Kombination aus einem Prozessor und einem Speicher konfiguriert sind, die so programmiert sind, dass sie eine oder mehrere Funktionen ausführen, und einem Prozessor, der mit einer oder mehreren Hardware-Logikschaltungen konfiguriert ist. Die Computerprogramme können als Befehle, die von einem Computer auszuführen sind, in einem physischen, nicht-flüchtigen, computerlesbaren Medium gespeichert sein.
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Die vorliegende Offenbarung wurde gemäß den Ausführungsformen beschrieben. Die vorliegende Offenbarung ist jedoch nicht auf solche Ausführungsformen begrenzt. Die vorliegende Offenbarung enthält auch verschiedene Abweichungen und Variationen innerhalb eines entsprechenden Bereichs. Darüber hinaus fallen verschiedene Kombinationen und Ausbildungen sowie andere Kombinationen und Ausbildungen, die nur ein Element, mehr oder weniger davon enthalten, unter den Anwendungsbereich und die Ideen der vorliegenden Offenbarung.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2019151858 [0001]
- JP 4269341 B2 [0005]
