DE19644303B4

DE19644303B4 - Antriebssteuerverfahren-Vorrichtung für einen Motor

Info

Publication number: DE19644303B4
Application number: DE19644303A
Authority: DE
Inventors: Yukie Omiya Imai; Minoru Omiya Takahashi; Jouji Omiya Matsumoto
Original assignee: Mitsubishi Materials Corp
Current assignee: Mitsubishi Materials Corp
Priority date: 1995-10-25
Filing date: 1996-10-24
Publication date: 2005-02-17
Anticipated expiration: 2016-10-25
Also published as: TW439346B; US6023144A; DE19644303A1

Abstract

Antriebssteuerverfahren für einen Motor (6), der in einer Einstelleinrichtung (8) verwendet wird zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrages (T_n), mit folgenden Schritten:
Erfassen des physikalischen Betrages (T_n) zu jeder vorbestimmten Zeitdauer (t_n);
Speichern eines vorbestimmten Schwellwertes (A) des physikalischen Betrages (T_n), des physikalischen Betrages (T_n), der zu jeder vorbestimmten Zeitdauer (t_n) erfaßt wird, und einer berechneten Änderungsrate (K_n) und Drehzahl (R) des Motors (6) in vorbestimmten Speichereinrichtungen (4);
Neuberechnen der Änderungsrate (K_n) auf der Basis des neu erfaßten physikalischen Betrages (T_n) und des physikalischen Betrages (T_n–1), der in der Speichereinrichtung (4) gespeichert und in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden ist;
Berechnen einer Differenz (ΔK_n) zwischen der neu berechneten Änderungsrate (K_n) und der Änderungsrate (K_n–1), die in der Speichereinrichtung (4) gespeichert und in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten wird;
Berechnen einer Differenz (K'_n) zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag (T_n) und dem Schwellwert...

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Antriebssteuerverfahren für einen Motor, der in einer Einstellvorrichtung verwendet wird zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrags, sowie eine Vorrichtung hierfür.

Als CPU-Kühlgebläsemotor ist ein Gebläsemotor vorgeschlagen worden, bei dem ein Öllager verwendet wird als Lager aufgrund der Notwendigkeit der Miniaturisierung. Die Lebensdauer des Öllagers ist kürzer als die eines Kugellagers und verkürzt sich mit einer Zunahme der Belastung des Lagers. Die Lebensdauer des Motors hängt ab von der Lebensdauer des Lagers. Daher sollten hohe Lasten auf dem Lager möglichst vermieden werden. Aus diesem Grund wird in einem herkömmlichen Kühlgebläse die Temperatur eines wärmeerzeugenden Elementes, z.B. einer CPU, nach jeder vorbestimmten Zeitdauer erfaßt, und falls der Erfassungswert größer ist als ein vorbestimmter Schwellenwert, wird der Motor so angetrieben, daß er das wärmeerzeugende Element kühlt. Wenn der Temperaturerfassungswert kleiner ist als der Schwellenwert durch Kühlung, wird die Drehung des Motors gestoppt, wodurch der Kühlbetrieb unterbrochen wird. Genauer ist ein Temperaturbereich angegeben, in dem das wärmeerzeugende Element gekühlt werden muß und Antrieb/Stop des Motors wird nach Bedarf gesteuert, wodurch eine Last auf dem Lager geringer ist als in einem Fall, bei dem der Motor kontinuierlich gedreht wird für eine lange Zeitdauer. Auf diese Weise wird die Lebensdauer des Motors so ausgelegt, das sie verlängert ist.

In der oben beschriebenen herkömmlichen Motorantriebssteuerung wird nur die Drehung/Stop des Motors gesteuert durch Vergleichen eines vorbestimmten Schwellwertes und eines Temperatur-Erfassungswertes. Wenn aus diesem Grund die Temperatur einer CPU oder dergleichen, die gekühlt werden sollen, sich plötzlich ändert und der Antrieb/Stop des Motors häufig wiederholt wird, erhöht ein momentaner Schlag, der erzeugt wird, wenn der Motor angetrieben wird zum Start seiner Drehung, oder wenn der Motor in einem laufendem Zustand gestoppt wird, eine auf das Lager wirkende Last. Daher ist die Last auf dem Lager in diesem Fall gleich zu der Last in einem Fall, bei dem der Motor kontinuierlich gedreht wird. Die herkömmliche Antriebssteuerung hat das Problem, daß die Lebensdauer des Motors nicht verlängert werden kann.

Die JP 5-321665 (A) offenbart eine stufenlose Regelung für einen Motor in einem Lüfter für ein Kraftfahrzeug. Der Motor wird derart geregelt, daß zunächst eine Temperatur erfaßt wird. Ist diese Temperatur größer als ein vorgegebener Schwellwert, wird eine Temperaturänderungsrate durch Ableiten der Temperatur nach der Zeit ermittelt. Korrespondierend zu dieser Temperaturänderungsrate und der ermittelten Temperatur wird dann eine einzustellende Drehzahl ermittelt, wobei die Motordrehzahl anschließend langsam auf die neu ermittelte Drehzahl geändert wird. Diese Regelung bedingt nach wie vor starke Schwankungen in der Motordrehzahl, was sich negativ auf die Lebensdauer des Lüfters und insbesondere der Lager auswirken kann.

Die JP 4-164118 (A) offenbart eine Regelung einer Lüftungsleistung für einen Verbrennungsmotor. Auch bei diesem Regelungsverfahren wird eine Temperatur ermittelt und dann eine Temperaturänderungsrate durch Ableiten der Temperatur nach der Zeit ermittelt, auf deren Grundlage dann die einzustellende Antriebsleistung für den Lüfter ausgewählt wird. Auch diese Regelung ist nicht in der Lage, die oben angesprochenen Nachteile vollständig zu überwinden.

Die EP 0 084 378 A1 offenbart eine Regelungsvorrichtung für ein Motorkühlsystem. Diese Regelungsvorrichtung regelt die Leistung eines Lüfters direkt basierend auf ermittelten Temperaturen, ohne eine Temperaturänderungsrate zu bestimmen.

Die DE 34 20 519 A1 offenbart ebenfalls eine Regelung für einen Lüfter in einem Kraftfahrzeug, wobei der Lüfter in Abhängigkeit einer Ist- und einer Sollwerttemperatur der Kühlflüssigkeit geregelt wird. Auch diese Regelung erfolgt direkt auf Basis der ermittelten Temperaturen ohne eine Temperaturänderungsrate zu ermitteln.

Es ist Aufgabe der Erfindung, ein Antriebssteuerverfahren sowie eine Antriebssteuervorrichtung für einen Motor zu schaffen, bei dem eine Last auf ein Lager vermindert wird, indem häufiges Wiederholen von Anlaufen und Anhalten des Motors vermieden wird, um die Motorlebensdauer zu verlängern.

Diese Aufgabe wird durch ein Antriebssteuerverfahren mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen sowie durch eine Antriebssteuervorrichtung mit den im Anspruch 4 angegebenen Merkmalen gelöst. Bevorzugte Ausführungsform ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Vorzugsweise weist das Antriebssteuerverfahren für einen Motor vorgesehen, der verwendet wird in einer Einstellvorrichtung zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrages, folgende Schritte auf:
Erfassen des physikalischen Betrages zu jeder vorbestimmten Zeitdauer und Berechnen einer Veränderungsrate des erfaßten physikalischen Betrages, und zwar bezüglich der jeweiligen Veränderungszustände der Veränderungsraten, Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie entsprechend dem Änderungszustand der berechneten Veränderungsrate aus der Drehzahl-Änderungskennlinie des Motors, die bestimmt ist zur Einstellung des physikalischen Betrages, und Steuern des Antriebs des Motors auf der Basis der ausgewählten Drehzahl-Änderungskennlinie.

Das Antriebssteuerverfahren für einen Motor ist ferner bevorzugt gekennzeichnet durch die Schritte der Speicherung eines vorbestimmtes Schwellwertes des physikalischen Betrages, des physikalischen Betrages, der zu jeder vorbestimmten Zeitdauer erfaßt wird und der berechneten Änderungsrate und Drehzahl des Motors in einer vorbestimmten Speichereinrichtung, erneutes Berechnen der Änderungsrate auf der Basis des neu erfaßten physikalischen Betrags und des physikalischen Betrags, der in der Speichereinrichtung gespeichert und in der vorangegangen vorbestimmten Zeitdauer erhalten wurde, Berechnen einer Differenz zwischen der neu berechneten Ände rungsrate und der in der Speichereinrichtung gespeicherten und in der zuvor vorbestimmten Zeitdauer erhaltenen Änderungsrate, Berechnen einer Differenz zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag und dem Schwellwert, der gespeichert ist in der Speichereinrichtung, und Erkennen eines Änderungszustandes der Änderungsrate auf der Basis der neu berechneten Änderungsrate, der Änderungsrate, die in der vorangegangenen vorbestimmten Zeitdauer erhalten und in der Speichereinrichtung gespeichert wurde, der Differenz zwischen den Änderungsraten, und der Differenz zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag und dem Schwellwert um die Drehzahl-Änderungskennlinie auszuwählen.

Bevorzugt wird die vorbestimmte Zeitdauer so eingestellt, daß sie eine kurze Zeitdauer ist, wenn die Änderungsrate sich plötzlich ändert, und die vorbestimmte Zeitdauer wird eingestellt, das sie eine lange Zeitdauer ist, wenn die Änderungsrate sich allmählich ändert.

Die Einstellvorrichtung ist vorzugsweise ein Kühlgebläse mit einem Gebläse, das durch den Motor gedreht wird, und der physikalische Betrag ist eine Temperatur eines wärmeerzeugenden Elementes, das gekühlt wird durch das Kühlgebläse.

Weiter ist eine Antriebssteuervorrichtung für einen Motor vorgesehen, die verwendet wird in einer Einstellvorrichtung zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrages, gekennzeichnet durch eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des physikalischen Betrages zu jeder vorbestimmten Zeitdauer, einer erste Speichereinrichtung zum Speichern einer Drehzahl-Änderungskennlinie des Motors, die bestimmt ist zur Einstellung des physikalischen Betrages bezüglich der jeweiligen Änderungszustände einer Änderungsrate eines physikalischen Betrages, eine Berechnungseinrichtung zum Berechnen der Änderungsrate des physikalischen Betrages, die erfaßt wird durch die Erfassungseinrichtung, Auswählen einer Drehzahl-Änderungscharakteristik entsprechend einem Änderungszustand der berechneten Änderungsrate, die zu lesen ist aus der ersten Speichereinrichtung, und Ausgeben eines ersten Anzeigesignals, das eine Drehzahl des Motors auf der Basis der ausgelesenen Drehzahl-Änderungskennlinie anzeigt, sowie eine Motordrehungs-Steuereinrichtung zum Steuern der Drehung des Motors auf der Basis des ersten Anzeigesignales, das von der Berechnungseinrichtung ausgeben wird.

Die Antriebssteuervorrichtung für einen Motor ist zweckmäßigerweise gekennzeichnet durch eine zweite Speichereinrichtung zum Speichern eines vorbestimmten Schwellwertes des physikalischen Betrages, des physikalischen Betrages, der durch die Erfassungseinrichtung erfaßt wird, der Änderungsrate, die durch die Berechnungseinrichtung berechnet wird, und der Drehzahl des Motors, die angezeigt wird durch das erste Anzeigesignal, wobei die Berechnungseinrichtung eine Berechnungseinrichtung ist zum Lesen des Schwellwertes, der gespeichert ist in der zweiten Speichereinrichtung, des physikalischen Betrages, der erhalten wird in der vorangegangenen vorbestimmten Zeitdauer, der Änderungsrate und der Drehzahl des Motors; zum Neuberechnen der Änderungsrate auf der Basis des physikalischen Betrags, der neu erfaßt wird durch die Erfassungseinrichtung und den gelesenen physikalischen Betrag, der erhalten wird in der vorangegangen vorbestimmten Zeitdauer beziehungsweise vorbestimmten Zeitdauer davor; Berechnen einer Differenz zwischen der neu berechneten Änderungsrate und der gelesenen Änderungsrate, die erhalten wird in der vorbestimmten Zeitdauer davor und einer Differenz zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag und dem gelesenen Schwellwert, Auswählen der Drehzahl-Änderungskennlinie auf der Basis der berechneten Änderungsrate, der Differenz zwischen den Änderungsraten und der Differenz zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag und dem gelesenen Schwellwert, um ihn auszulesen aus der ersten Speichereinrichtung; und Ausgeben des neuen ersten Anzeigesignals als eine neue Drehzahl des Motors, die erhalten wird durch Addieren eines Änderungsbetrages der Drehzahl des Motors bezogen auf die gelesene Drehzahl-Änderungskennlinie, zu der Drehzahl des Motors, die erhalten wird in der vorbestimmten vorangegangenen Zeitdauer.

Die Berechnungseinrichtung hat bevorzugt eine Funktion der Ausgabe an die Erfassungseinrichtung eines zweiten Anzeigesignals zum Einstellen einer vorbestimmten Zeitdauer, die eine kurze Zeitdauer ist, wenn die Änderungsrate sich plötzlich ändert und zum Einstellen der vorbestimmten Zeitdauer, das sie eine lange Zeitdauer ist, wenn sich die Änderungsrate allmählich ändert, und die Erfassungseinrichtung ist eine Erfassungseinrichtung zum Erfassen des physikalischen Betrags zur Zeit bezogen auf das zweite Anzeigesignal, das ausgegeben wird von der Berechnungseinrichtung.

Wenn der durch die Erfassungseinrichtung neu erfaßte physikalische Betrag kleiner ist als der Schwellwert, liest bevorzugt die Berechnungseinrichtung den physikalischen Betrag, der in der vorbestimmten Zeitdauer vorher erhalten und in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert ist, berechnet die Änderungsrate auf der Basis des neu erfaßten physikalischen Betrages und des gelesenen physikalischen Betrags neu, und liest die Drehzahl des Motors, die erhalten in der vorbestimmten vorangegangen Zeitdauer und in der zweiten Speichereinrichtung gespeichert ist; und wenn die gelesene Drehzahl des Motors größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert, gibt die Berechnungseinrichtung das neue erste Anzeigesignal als eine neue Drehzahl des Motors aus, erhalten durch Addieren eines Änderungsbetrages einer vorbestimmten negativen Drehzahl zum Vermindern der Drehzahl des Motors zu der gelesenen Drehzahl des Motors.

Die Einstellvorrichtung ist vorzugsweise ein Kühlgebläse mit einem Gebläse, das durch den Motor gedreht wird, und der physikalische Betrag ist eine Temperatur eines wärmeerzeugenden Elementes, daß durch das Kühlgebläse gekühlt wird.

Weitere Merkmale, Anwendungsmöglichkeiten und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung von bevorzugten Ausführungsbeispielen in Verbindung mit der Zeichnung.
1 ist ein Blockdiagramm, welches die Anordnung einer Motorantriebs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegeden Erfindung zeigt.
2 ist ein Flußdiagramm, das einen Betrieb der Motorantriebs-Steuervorrichtung zeigt wie in 1 gezeigt ist.
3 ist ein Flußdiagramm, das das Verfahren der Auswahl einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 in 2 erläutert.
4 ist ein Diagramm, das das erste Beispiel der unterteilten Bereiche erläutert, die als eine Referenz zum Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 in 1 dienen.
5 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einem Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl in einer Kennlinie 1 erläutert.
6 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einen Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl einer Kennlinie 2 erläutert.
7 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einem Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl in einer Kennlinie 3 erläutert.
8 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einem Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl in einer Kennlinie 4 erläutert.
9 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einem Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl in einer Kennlinie 5 erläutert.
10 ist ein Diagramm, das den Zusammenhang zwischen einer Temperatur-Änderungsrate K_n und einem Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl in einer Kennlinie 6 erläutert.
11 ist ein Diagramm, das eine Änderung der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 mit der Zeit erläutert.
12 ist ein Diagramm, das das zweite Beispiel der unterteilten Bereiche erläutert, die als eine Referenz zum Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 in 2 dienen.
13 ist ein Flußdiagramm, das das erste Beispiel des Verfahrens zum Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 in 2 gemäß dem unterteilten Bereichen 12 erläutert.
14 ist ein Flußdiagramm, das das zweite Beispiel des Verfahrens zum Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 in 2 gemäß den unterteilten Bereichen in 12 erläutert.
15 ist eine Tabelle, die den Zusammenhang zwischen dem Quotienten |K_n|/|K_n–1| der Temperatur-Änderungsraten und der Temperatur-Erfassungszeit erläutert.
Die erste Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung wird unter der Bezugnahme auf die angehängten Zeichnungen beschrieben. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer Motorantriebs-Steuervorrichtung gemäß der ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung erläutert.
Unter Bezugnahme auf 1 ist ein wärmeerzeugendes Element 1 bezeichnet, das gekühlt werden muß, wenn seine Temperatur auf einen vorbestimmten Wert oder darüber steigt und entspricht beispielsweise einer CPU oder dergleichen in einem Rechenverfahren. Ferner ist vorgesehen ein Temperatur-Erfassungssensor 2 zum Erfassen der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 zu jeder vorbestimmten Zeitdauer Δ_t (z.B. nach 1 Sekunde, 2 Sekunden oder dergleichen).
Ferner ist vorgesehen eine Vergleichsberechnungseinheit 3 zum Erkennen eines Temperaturänderungszustandes des wärmeerzeugenden Elementes 1 auf der Basis der Temperatur (nachstehend als "Temperaturerfassungswert" bezeichnet) des wärmeerzeugenden Elementes 1, erfaßt durch den Temperatur-Erfassungssensors 2 und Daten, die in einem Speicher 4 gespeichert sind, zur Ausgabe eines Signals, das die Drehzahl eines Motors 6 anzeigt, an einem Motor-Steuertreiber 5. Die Vergleichsberechnungseinheit 3 gibt an den Speicher 4 Daten aus, d.h. den Temperatur-Erfassungswert, den Temperatur-Änderungsbertrag pro Zeiteinheit und die Drehzahl des Motors 6, die dem Motor-Steuertreiber 5 angezeigt ist. Der Speicher 4 speichert diese Daten. Ein Betrieb der Vergleichsberechnungseinheit 3 wird nachstehend beschrieben.
Der Motorsteuertreiber 5 steuert einen Drehzahl-Steuerparameter, der den Motor 6 zugeführt wird, beispielsweise einen Stromwert, einen Spannungswert oder eine Frequenz und dergleichen, und zwar auf der Basis der Anzeigedaten der Drehzahl des Motors 6, ausgebenen von der Vergleichsberechnungseinheit 3 an den Steuerantrieb des Motors 6. Der Motor 6 dreht ein Gebläse 7. Der Motor 6 und das Gebläse 7 bilden ein Kühlgebläse 8.
Ein Betrieb der Motorantriebs-Steuervorrichtung gemäß dieser Ausführungsform wird nachstehend unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm beschrieben, das in 2 gezeigt ist.
In Schritt S1 wird die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 zur Zeit t_n erfaßt durch den Temperatur-Erfassungssensor 2 und die Temperatur wird eingegeben in die Vergleicheberechungseinheit 3 als ein Temperatur-Erfassungswert T_n. In diesem Fall wird die Temperaturerfassung durchgeführt zu jeder vorbestimmten Zeitdauer Δ_t nachdem der Betrieb der gesamten Vorrichtung gestartet wird, und die Temperatur-Erfassungswerte sind dargestellt durch tiefgestellte Symbole T₁, T₂,....,T_n in einer Erfassungsordnung.
In Schritt S2 vergleicht die Vergleichsberechnungseinheit 3 den Temperatur-Erfassungswert T_n mit einem Grenzwert A. In diesem Fall ist der Grenzwert A ein Temperaturwert (Schwellwert), der als eine Referenz dient zum Bestimmen, ob das wärmeerzeugende Elemente 1 eine Kühlung benötigt. Der Grenzwert A ist ein Grenzwert, der wie folgt eingestellt wird. Wenn nämlich die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 gleich oder kleiner ist als A, wird das Gebläse 7 gestoppt, oder mit einer vorbestimmten geringen Drehzahl R gedreht, und wenn die Temperatur höher als A, wird das Gebläse 7 durch die Antriebssteuerung für den Motor 6 gedreht, die später beschrieben wird.
Wenn zu dieser Zeit der Temperatur-Erfassungswert T_n größer ist als der Grenzwert A, wird das Ergebnis der Vergleichsberechnung in Schritt S2 "ja" und der Fluß geht weiter zu Schritt S3. Die Drehzahl des Motors 6 ist bestimmt durch ein Berechnungsverfahren in der Vergleichsberechnungseinheit 3, die später zu beschreiben ist, und der Betrieb des Kühlgebläses 8 wird gesteuert auf der Basis der Drehzahl.
In Schritt S3 werden ein vorausgehender Temperatur-Erfassungswert T_n–1 und Temperatur-Änderungsrate K_n–1 von dem Speicher 4 eingeladen. Die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ist eine Temperatur-Änderungsrate, die berechnet wird durch die Vergleichsberechnungseinheit 3 in der vorangegangenen (eine Zeitdauer Δt zuvor) Temperaturerfassung und in dem Speicher 4 gespeichert. Eine Temperatur-Änderungsrate K_n wird berechnet in Schritt S4, eine Differenz Δk_n zwischen der vorangegangen Temperatur-Änderungsrate K_n–1 und der Temperatur-Änderungsrate K_n wird in Schritt S5 berechnet, und eine Temperaturdifferenz K'_n zwischen dem Grenzwert A und dem Temperatur-Erfassungswert T_n wird in Schritt S6 berechnet. Der Fluß geht weiter bei Schritt S7.
Da es keinen Temperatur-Erfassungswert T₀ zur Zeit t_n–1 bezüglich einer Temperatur-Änderungsrate K₁ gibt, die erhalten wird, wenn der Betrieb der gesamten Vorrichtung gestartet wird zum Durchführen der ersten Temperaturerfassung, ist der Temperatur-Erfassungswert T₀ auf 0 oder einen geeigneten Wert vorausgehend eingstellt, um die Temperatur-Änderungsrate K₁ zu berechnen, wobei anderenfalls die Temperatur-Änderungsrate K₁ nicht berechnet wird und eine Temperatur-Änderungsrate in der zweiten oder nachfolgenden Temperaturerfassung zuerst berechnet werden kann.
In Schritt S7 wird gemäß einem im 3 gezeigten Flußdiagramm, abhängig von einem Bereich, und zwar auf einer K_n–1-K_n-Ebene in 4, wozu die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 und die Differenz Δk_n, die zu dieser Zeit erhalten werden, gehören, eine Drehzahl-Änderungkennlinie zum Bestimmen eines Änderungsbetrages Δr der Drehzahl des Motors ausgewählt. Die Drehzahl Änderungskennlinie, die hier beschrieben wird, ist der Änderungsbetrag Δr bezüglich der Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1, der Differenz Δk_n, und der Differenz K'_n, welche den Tempera tur-Änderungszustand des wärmeerzeugenden Elementes 1 darstellen.
Diese Drehzahl-Änderungskennlinie wird eingestellt vorausgehend derart, daß ein geeigneter Kühlbetrieb durchgeführt wird gemäß der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1, der Güte des Motors 6 und dergleichen. In diesen Ausführungsformen werden als Drehzahl-Änderungskennlinie beispielsweise die Kennlinie 1 bis 6 verwendet, die ausgedrückt sind durch gerade Linien, welche vorbestimmte Neigungen haben, die in 5 bis 10 gezeigt sind. Diese gerade Linien, wie sie in 5 bis 10 gezeigt sind, sind dargestellt durch gerade Linien, die jeweils den Fällen entsprechen, bei denen der Wert K'_n den Werten ... < a_i < a_j < a_k < a₁ ... entspricht. Wenn Daten, die sich auf die Drehzahl-Änderungskennlinien beziehen, in den Speicher 4 gespeichert werden, oder in einem ROM (Nur-Lese-Speicher) gespeichert werden, welcher in der Vergleichsberechungseinheit 3 angeordnet ist, kann man sich geeignet und sauber auf diese Daten beziehen.
Das Verfahren der Ausfahl der Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 2 wird nachstehend unter Bezugnahme auf Flußdiagramm in 3 beschrieben, nämlich eine K_n–1-K_n-Ebene in 4, und ein Diagramm, das die Temperaturänderung des wärmeerzeugenden Elementes 1 in 11 erläutert. Das Flußdiagramm in 3 zeigt das Verfahren zum Bestimmen der Polaritäten oder dergleichen der Temperaturänderungsraten K_n und K_n_₁ sowie die Differenz Δk_n in dieser Ordnung zur Auswahl der Kennlinie.
Wie in einem Temperaturänderungsverfahren, das dargestellt durch 1 in Zeiten t_i+12-t_i–14 in 11 nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich wächst und daß der Zunahmegrad des Temperatur-Erfassungswertes steigt. Zu dieser Zeit sind die Temperaturänderungsraten K_n und K_n–1 positive Werte und die Differenz Δk_n ist ein positiver Wert. Wenn daher ein Bestim mungsergebnis, das erhalten wird durch Überprüfung, ob K_n ≥ 0 erfüllt ist in Schritt SS1 in 3, "Ja", geht der Fluß bei Schritt SS2 weiter. Wenn ein Bestimmungsergebnis, das erhalten wird durch Prüfung, ob K_n–1 ≥ 0 erfüllt ist in SS2, "Ja" ist, setzt der Fluß bei Schritt SS3 fort. Eine Kennlinie 1 wird ausgewählt durch Bestimmung bezüglich des Wertes ΔKn. In diesem Fall gehören die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 sowie die Differenz Δk_n zu einem Bereich 1 in 4.
Die Kennlinie 1, die ausgewählt ist wie oben beschrieben, ist so eingestellt, das sie eine gerade Linie mit einer starken Neigung, wie in 5, um es mit einem Fall aufzunehmen, bei dem die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes kontinuierlich steigt, wie oben beschrieben, und der Grad des Anstieges der Temperatur wächst. Ein Änderungsbetrag Δr der Drehzahl des Motors entsprechende Kennlinie 1 ist so eingestellt, das er wächst.
Wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 2 in Zeiten t_i+11-t_i+13 in 11, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich wächst und das der Grad des Anstieges des Temperatur-Erfassungswertes konstant gehalten wird; und wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, das durch 2 in Zeiten t_i+2-t_i+4 in 11 dargestellt ist, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert sich nicht ändert und nicht wächst, die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 positive Werte oder 0 sind und die Differenz Δk_n 0 ist. Daher wird in diesem Fall dasselbe Verfahren wie das Temperatur-Änderungsverfahren, das durch 1 dargestellt ist, wird durchgeführt bis zu den Schritten SS1, SS2 und SS3, und eine Kennlinie 2 ausgewählt wird durch eine Bestimmung, die durchgeführt wird in Schritt SS3. In diesem Fall gehören die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 in die Differenz Δk_n zu einem Bereich 2 auf einer geraden Linie (K_n = K_n–1) einschließlich des Ursprunges erstrecken sich von dem Ursprung in den vierten Quadranten in 4.
Wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, das dargestellt ist durch 3 in Zeiten t_i-t_i+3 in 11, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich wächst und das der Grad des Anstieges des Temperatur-Erfassungswertes fällt. In diesem Fall wird dasselbe Verfahren wie das durch 1 dargestellte Temperatur-Änderungsverfahren durchgeführt bis zu den Schritten SS1, SS2 und SS3, eine Kennlinie wird ausgewählt, da ΔK < 0 erfüllt ist in Schritt SS3. In diesem Fall gehören Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 sowie die Differenz Δk_n zu einem Bereich 3 in 4.
In den Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 2 und 3 in 11, wird, obwohl die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes sich nicht ändert oder kontinuierlich wächst, der Temperaturanstieg nicht plötzlicher als der in einem Fall, bei dem die Kennlinie 1 in 11 ausgewählt wird. Daher werden, wie in 6 und 7 gezeigt, die Neigungen der geraden Linien der Kennlinien 2 und 3 so eingestellt, das sie kleiner sind als die Neigung der geraden Linie der Kennlinie 1, und die Änderungsbeträge Δr der Motor-Drehzahlen entsprechend den Kennlinien 2 und 3 sind kleiner als entsprechende Kennlinie 1.
Auf der anderen Seite, nehmen wir an, wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, das durch 4 in Zeiten t_i+10 – t_i+12 in 11, das der Temperatur-Erfassungswert zeitweilig fällt und sodann wieder ansteigt. Zu dieser Zeit ist die Temperatur-Änderungsrate K_n ein positiver Wert und die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ist ein negativer Wert. Wenn daher das Bestimmungsergebnis in Schritt SS1 in 3 "Ja" ist, geht der Fluß zu Schritt zu SS2. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt SS2 "Nein" ist, wird die Kennlinie 4 ausgewählt. Wie in dem Temperatur-Änderungsverfahren, das durch 4 in Zeiten t_i+5 – t_i+7 dargestellt ist, wenn der Temperatur-Erfassungswert zeitweilig fällt und dann konstant gehalten wird (K_n = 0), wird die Kennlinie 4 in derselben Weise wie oben beschrieben ausgewählt. In diesem Fall gehören die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 sowie die Differenz Δk_n zu einem Bereich 4 in 4.
In der oben beschriebenen Temperaturänderung muß ein starker Kühlbetrieb durchgeführt werden. Aus diesem Grunde, wie in 8 gezeigt, wird die Kennlinie 4 so eingestellt, das sie eine gerade Linie mit einer beträchtlich starken Neigung ist, und der Änderungsbetrag Δr der Motor-Drehzahl entsprechenden Kennlinie 4 ist so eingestellt, das er beträchtlich ansteigt. Wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, das dargestellt ist durch 3 in Zeiten t_i+4 – t_i+6 in 11, nehmen wir an, daß der Temperatur-Wert steigt und sodann fällt; und wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, daß durch 3 in Zeiten t_i+5 – t_i+6 in 11 dargestellt ist, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert sich nicht ändert und sodann abfällt, die Temperatur-Änderungsrate K_n ein negativer Wert ist und die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ein positiver Wert oder 0 ist. Wenn daher das Bestimmungsergebnis in Schritt SS1 in 3 "Nein" ist, geht der Fluß mit Schritt SS4 weiter. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt SS4 "Ja" ist, wird eine Kennlinie 3 in 7 ausgewählt. In diesem Fall wird die Kennlinie 3 mit einer positiven Neigung bzw. Steigung ausgewählt in Rücksicht der nachfolgenden Umstände. Obwohl nämlich die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes anfängt, abzufallen, hatte die Temperatur zugenommen oder war konstant gehalten.
Wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 4 in Zeiten t_i+9 – t_i+11 in 11, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich abfällt und der Grad des Abfalls des Temperatur-Erfassungswertes abnimmt. Zu dieser Zeit sind die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 negative Werte und die Differenz Δk_n ist ein positiver Wert. Wenn daher das Bestimmungsergebnis in Schritt SS1 in 3 "Nein" ist, setzt der Fluß bei Schritt SS4 fort. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt SS4 "Nein" ist, setzt der Fluß bei Schritt SS5 fort, und die Kennlinie 4 wird ausgewählt durch Bestimmung bezüglich der Differenz Δk_n in Schritt SS5.
Obwohl in diesem Fall die Temperatur des wärmerzeugenden Elementes 1 abfällt, nimmt der Grad des Abfalles der Temperatur ab, die Kennlinie 4 ausgedrückt durch eine gerade Linie mit einer beträchtlich starken Steigung, wird ausgewählt, um zu verhindern, daß die wärmeerzeugenden Elemente 1 erneut ansteigt.
Auf der anderen Seite nehme man wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 6 in Zeiten t_i+8 – t_i+10 in 11 an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich abfällt und das der Grad des Abfalles des Temperatur-Erfassungswertes konstant ist. In diesem Fall sind die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 negative Werte und die Differenz Δk_n ist 0. Wenn daher das Bestimmungsergebnis in SS1 in 3 "Nein" ist, setzt der Fluß mit Schritt SS4 fort. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt SS4 "Nein" ist, setzt der Fluß mit Schritt SS5 fort, oder eine Kennlinie 6 wird ausgewählt durch Bestimmung in Schritt SS5. In diesem Fall gehören die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 sowie die Differenz Δk_n zu einem Bereich 6 auf einer geraden Linie (K_n = K_n–1) sich erstreckend von dem Ursprung zu dem dritten Quadrant in 4. Man beachte, daß der Bereich 6 nicht den Ursprung in 4 umfaßt.
Wie in einem Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 5 in Zeiten t_i+7 – t_i+9 in 11, nehmen wir an, daß der Temperatur-Erfassungswert kontinuierlich abfällt und das der Grad des Abfalls des Temperatur-Erfassungswertes ansteigt. In diesem Fall wird dasselbe Verfahren wie das Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 6, durchgeführt bis zu den Schritten SS1, SS2 und SS3, eine Kennlinie 5 wird gewählt, da ΔK < 0 erfüllt ist in SS5. In diesem Fall gehören die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 sowie die Differenz Δk_n zu einem Bereich 5 in 4.
Jedes der Temperatur-Änderungsverfahren, dargestellt durch 5 und 6, bedeutet einen Fall, bei dem die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 kontinuierlich abfällt und der Kühlbetrieb befriedigend durchgeführt wird. Zur Unterdrückung eines übermäßigen Kühlbetriebes, wie in 9 und 10 gezeigt, sind die Kennlinien 5 und 6 ausgedrückt durch gerade Linien, die jeweils eine positive Steigung haben. Die Änderungsbeträge Δr der Motor-Drehzahlen entsprechend den Kennlinien 5 und 6 werden auf negative Werte eingestellt.
Wenn das Verfahren des Auswählens einer Drehzahl-Änderungskennlinien Schritt S7 in 2 durchgeführt wird, für den Schritt S8 ein Änderungsbetrag Δr einer Motor-Drehzahl bezogen auf die Temperatur-Änderungsrate K_n und die Temperatur-Differenz K'_n in Abhängigkeit von den ausgewählten Kennlinien bestimmt (man vergleiche 5 bis 10).
Eine Motor-Drehzahl R vor der Änderung der Motor-Drehzahl wird von dem Speicher 4 in Schritt S9 ausgelesen. Die Motor-Drehzahl R wird addiert zu dem Änderungsbetrag Δr, der wie oben beschrieben bestimmt ist. Der sich ergebene Wert wird verwendet als eine Motor-Drehzahl R' nach der Änderung der Motor-Drehzahl.
Nachfolgend gibt in Schritt S10 die Vergleichsberechnungseinheit 3 die Motor-Drehzahl R' aus nach der Änderung der Motor-Drehzahl, und zwar an den Motorsteuertreiber 5 als Daten, die die Drehzahl des Motors 6 anzeigen. Auf diese Weise steuert der Motor-Steuertreiber 5 auf der Basis der Daten, Parameter, z.B. einen Stromwert, einen Spannungswert oder eine Frequenz oder dergleichen zum Steuern der Drehzahl, die zugeführt wird dem Motor 6 zur Antriebssteuerung des Motors 6. Die Drehung des Gebläses 7 wird eingestellt und ein Betrieb des Kühlgebläses 8 entsprechend einer Änderung des Temperatur-Erfassungswertes T_n wird durchgeführt.
In Schritt S11 werden der Temperatur-Erfassungswert T_n, die Temperatur-Änderungsrate K_n und die Motor-Drehzahl R' nach der Änderung der Motor-Drehzahl ausgegeben aus der Vergleichsberechnungseinheit 3, Daten, wie der Temperatur-Erfassungswert T_n–1, der Temperatur-Änderungsrate K_n–1 und die Motor-Drehzahl R, die in Speicher 4 gespeichert ist, werden upgedated. Danach kehrt der Fluß zu Schritt S1 zurück.
Ein Fall, bei dem der Temperatur-Erfassungswert T_n kleiner ist als der Grenzwert A in Schritt S2 wird nachstehend beschrieben. In diesem Fall bestimmt die Vergleichsberechnungseinheit 3, daß das wärmeerzeugende Element 1 nicht gekühlt zu werden braucht, das Ergebnis der Vergleichsberechnung in Schritt S2 "Nein" ist und der Fluß mit Schritt S12 sich fortsetzt. Die Vergleichsberech nungseinheit 3 liest die Motor-Drehzahl R zu dieser Zeit aus dem Speicher 4 aus und vergleicht die Motor-Drehzahl R mit einer Motor-Drehzahl R1 (≥ 0), die voreingestellt ist als der untere Grenzwert der Drehzahl. Man beachte, daß die Motor-Drehzahl R1 wünschenswerterweise so eingestellt ist, daß R1 > 0 erfüllt ist, um zu vermeiden, daß der Motor häufig angetrieben/gestoppt wird.
Wenn in diesem Fall die Motor-Drehzahl R gleich der Motor-Drehzahl R1 ist, ist das Ergebnis der Vergleichsberechnung in Schritt S12 "Nein", setzt sich der Fluß mit Schritten S13 und S14 fort, um zu Schritt S15 überzugehen. Wenn dagegen die Motor-Drehzahl R höher ist als die Motor-Drehzahl R1, ist das Ergebnis der Vergleichsberechnung in Schritt S12 "Ja", und der Fluß setzt sich mit Schritt S13 fort.
In Schritt S13 wird ein Wert, erhalten durch Addieren des voreingestellten Änderungsbetrages Δr der Motor-Drehzahl zu der Motor-Drehzahl R verwendet als Motor-Drehzahl R'.
In diesem Fall wird ein Änderungsbetrag Δr_A eingestellt auf einen vorbestimmten negativen Wert, der allmählich die Motor-Drehzahl R verkleinert. In Schritt S14 gibt die Vergleichsberechungseinheit 3 die Motor-Drehzahl R' an den Motorsteuertreiber 5 als Daten aus, die die Drehzahl des Motors 6 anzeigen, wodurch der Antrieb des Motors 6 gesteuert wird.
In dieser Weise wird verhindert, daß die Umdrehung des Motors 6 plötzlich verzögert oder gestoppt wird. Wenn das wärmeerzeugende Element 1 nicht gekühlt zu werden braucht, wird die Drehung des Motors 6 allmählich verzögert.
Die Temperatur-Änderungsrate K_n wird berechnet in Schritt S15. In Schritt S16 wird der Temperatur-Erfasssungswert T_n, die Temperatur- Änderungsrate K_n und die Motor-Drehzahl R' nach einer Änderung der Motor-Drehzahl aus der Vergleichsberechnungseinheit 3 ausgegeben, und die Daten, d.h. der Temperatur-Erfassungswert T_n–1, die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 und die Motor-Drehzahl R in Speicher 4 werden upgedated. Danach geht der Fluß zu Schritt S1 zurück.
Nachfolgend wird der obige Betrieb wiederholt in derselben Weise wie oben beschrieben, wodurch der Antrieb des Motors 6 gesteuert wird. Ein Betrieb des Kühlgebläses 8 entsprechend dem Temperatur-Änderungszustandes des wärmeerzeugenden Elementes wird durchgeführt. Daher wird vermieden, daß der Motor 6 häufig angetrieben oder gestoppt wird, eine Last auf dem Motor 6 kann vermindert werden, und der Betrieb des Kühlgebläses 8 kann durchgeführt werden gemäß dem Temperatur-Änderungszustandes des wärmeerzeugenden Elementes 1.
Man beachte, daß die Motor-Drehzahl R beim Start des Systems die folgende Bedingung erfüllt: R ≥ R1 ≥ 0.
In der ersten Ausführungsform, wie oben beschrieben, wird das Verfahren des Auswählens einer Drehzahländerungskennlinien in Schritt S7 in 2 beschrieben unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm in 3 und die K_n–1-K_n-Ebene in 4. Jedoch ist das Verfahren des Auswählens einer Drehzahl-Änderungskennlinie gemäß der vorliegenden Erfindung nicht beschränkt auf das Verfahren, das in dieser Ausführungsform beschrieben wird. Das Verfahren des Auswählens einer Drehzahl-Änderungskennlinie in Schritt S7 gemäß einer weiteren Ausführungsform, wird nachsehend unter Bezugnahme auf ein Beispiel beschrieben.
12 zeigt eine K_n–1-K_n-Ebene, die unterteilt ist in 6 Bereiche 1 bis 6. Die abgeteilten Bereiche werden erhalten in einer solchen Weise, daß eine vorbestimmte Breite gegeben ist der geraden Linie K_n = K_n–1, die als die Bereiche 2 und 6 in 4 dienen. Die Bereiche 2 und 6 in 4 sind Bereiche entsprechend einem Fall, bei dem die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 aneinander gleich sind, d.h. in einem Fall, der sehr selten im Hinblick auf die Änderung der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 ist. Auch wenn gemäß der unterteilten Regionen in 12 dagegen die Temperatur- Änderungsraten K_n und K_n–1 nicht aneinander gleich sind, wenn die Differenz Δk_n eingestellt ist in einem vorbestimmten (k₂ ≤ ΔK_n ≤ k₁) und die Temperatur-Änderungsraten K_n und K_n–1 einander fast gleich sind, wird eine Drehzahl-Änderungskennlinie (Kennlinie 2 oder 6), die für einen Fall geeignet ist, bei dem die Temperatur-Änderungsrate K_n konstant ist, ausgewählt.
Das Verfahren des Auswählens einer Drehzahl-Änderungskennlinie bezogen auf die unterteilten Regionen bzw. Bereiche in 12 wird durchgeführt durch eine Vergleichsberechnung der Vergleichsberechungseinheit 3, die in dem Flußdiagramm von 13 gezeigt ist. In Schritt SS10 wird zunächst eine Bestimmung bezüglich der Differenz Δk_n durchgeführt. Wenn als das Bestimmungsergebnis die Differenz Δk_n größer ist als der konstante Wert k₁, d.h. wenn der Änderungsgrad des Temperatur-Erfassungswertes einen vorbestimmten Referenzwert übersteigt, geht der Fluß mit Schritt SS11 weiter. Wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ein positiver Wert über 0 ist (neigt zum Wachstum in der vorausgegangenen Temperaturerfassung), wird eine Kennlinie 1 gewählt; und wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ein negativer Wert ist (neigt zum Afallen in der vorangegangen Temperaturerfassung), wird eine Kennlinie 4 gewählt.
Wenn die Differenz Δk_n eingestellt ist in dem Bereich des Konstantwertes k₁ zu dem Konstantwert k₂ (K₂ ≤ ΔK_n ≤ k₁), d.h., wenn der Grad die Änderung der Temperatur in einem vorbestimmten Bereich bleibt, setzt sich der Fluß von Schritt SS10 zu SS12 fort. Wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n ein positiver Wert oder 0 ist (neigt zum Wachstum in der letzten Temperaturerfassung), wird eine Kennlinie 2 ausgewählt; wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n ein negativer Wert ist (neigt zum Abfall in der letzten Temperaturerfassung), wird eine Kennlinie 6 gewählt.
Wenn die Differenz Δk_n kleiner ist als der konstante Wert k₂, d.h., wenn der Grad der Änderung der Temperatur gleich oder kleiner ist als ein vorbestimmter Referenzwert, setzt sich der Fluß von Schritt SS10 zu Schritt SS13 fort. Wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 ein positiver Wert oder 0 ist, wird eine Kennlinie 3 gewählt; wenn die Temperatur-Änderungsrate K_n–1 negativer Wert ist, wird die Kennlinie 5 gewählt.
Auf diese Weise wird die Drehzahl-Änderungskennlinie gewählt auf der Basis der geteilten Bereiche in 12. Die Vergleichsberechnung, die in dem Flußdiagramm von 13 gezeigt, dient lediglich als Beispiel. Wenn die Drehzahl-Änderungskennlinie bezogen auf die unterteilten Bereiche in 12 ausgewählt werden kann, kann ein weiteres Verfahren der Vergleichsberechnung verwendet werden. In diesem Fall ist das Flußdiagramm eher Vergleichsberechnung, modifiziert auf der Basis der in dem Flußdiagramm in 3 gezeigten Vergleichsberechnung, in 14 gezeigt.
Das Flußdiagramm in 14 ist dasselbe wie das Flußdiagramm in 3, mit Ausnahme der Vergleichsberechnung für die Differenz Δk_n. Unter Bezugnahme auf 14 wird dieselbe Vergleichsberechnung für die Temperaturänderungsrate K_n und K_n–1 wie in Schritten SS1, SS2 und SS4 in 3 durchgeführt in Schritten SS1', SS2 und SS4', und die Vergleichsberechnung für die Differenz Δk_n (Schritte SS3', SS20, SS21 und SS5') wird gestartet.
In Schritt SS3' wird eine Kennlinie 1 ausgewählt, wenn die Differenz Δk_n größer ist als der Konstantwert k₁, eine Kennlinie 2 wird ausgewählt, wenn die Differenz Δk_n in dem Bereich des Konstantwertes k₁ bis zu dem Konstantwert k₂ eingestellt wird, und eine Kennlinie 3 wird ausgewählt, wenn die Differenz Δk_n kleiner ist als der Konstantwert k₂. Der Bereich, in dem die Kennlinie 2 ausgewählt wird in Schritt SS3 in 3, ist verbreitert. Wenn das Bestimmungsergebnis in Schritt SS2' ein "Nein" ist und der Fluß bei Schritt SS20 sich fortsetzt, sind die Bedingungen K_n ≥ 0 und K_n–1 < 0 erfüllt. Aus diesem Grund werden die Temperaturänderungsraten K_n und K_n–1 aufgetragen in dem zweiten Quadranten in 12. Daher wird eine der Kennlinien 4 und 2 ausgewählt nur durch die Vergleichsberechnung zwischen der Differenz Δk_n und dem Konstantwert k₁.
Wenn dagegen das Bestimmungsergebnis in Schritt SS4' ein "Ja" ist und der Fluß zu Schritt SS21 übergeht, sind K_n < 0 und K_n–1 ≥ 0 erfüllt. Aus diesem Grund sind die Temperaturänderungsraten K_n und K_n–1 in dem vierten Quadranten in 12 aufgetragen. Daher wird einer der Kennlinien 6 und 3 ausgewählt nur durch Vergleichsberechnung zwischen der Differenz Δk_n und dem Konstantwert k₂. Wenn zusätzlich der Fluß zu Schritt SS5' übergeht, wird dasselbe Verfahren wie die Vergleichsberechnung in Schritt SS3' durchgeführt, wodurch eine der Kennlinien 4, 6 und 5 ausgewählt wird.
Die zweite Ausführungsform der vorliegenden Erfindung wird nachstehend beschrieben. Ein Antriebs-Steuervorrichtung für einen Motor gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung hat die folgende Anordnung. In der obigen Anordnung der Antriebssteuervorrichtung für einen in dem Blockdiagramm in 1 gezeigten Motor ist nämlich ein Berechnungsverfahren, das nachstehend zu beschreiben ist, dem Berechnungsverfahren in der Vergleichsberechnungseinheit 3 hinzugefügt, und ein Temperatur-Erfassungssensor mit einer Funktion der Erfassung der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 zu der durch einen Signalausgang von der Vergleichsberechnungseinheit 3 angezeigten Zeit wird als der Temperatur-Erfassungssensor 2 verwendet.
In der obigen Anordnung wird die Operation in Schritten S1, S2 und S3 oder S12 bis S14 in dem in 2 gezeigten Flußdiagramm in derselben Weise wie oben beschrieben durchgeführt, und eine Temperatur-Änderungsrate K_n wird berechnet in Schritt S4 oder S15. Danach wird ein Verhältnis |K_n|/|K_n–1| des Absolutwertes der Temperatur-Änderungsrate K_n und des Absolutwertes einer vorausgegangenen (eine Zeit Δt zuvor) Temperatur-Änderungsrate K_n–1 wird berechnet.
Wenn, wie in 15 gezeigt, daß Verhältnis |K_n|/|K_n–1| größer ist als 1, d.h. wenn der Grad der Veränderung der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 ansteigt, wird die Zeit Δt eingestellt, um einen Temperatur-Erfassungszyklus zu verkürzen. Wenn das Verhältnis |K_n|/|K_n–1| kleiner ist als 1, d.h. wenn der Änderungsgrad der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes bis 1 konstant ist, wird die Zeit Δt konstant eingestellt, um den Temperatur-Erfassungszyklus konstant zu halten. Auf der anderen Seite ist das Verhältnis |K_n|/|K_n–1| kleiner als 1, d.h. wenn der Grad der Änderung der Temperatur abnimmt, wird die Zeit Δt eingestellt, um eine Temperatur-Erfassungszyklus zu verlängern.
Die Operation in Schritten S5 bis S11 in dem Flußdiagramm in 2 wird in derselben Weise wie oben beschrieben durchgeführt. Ein Signal, das die Temperatur-Erfassungszeit anzeigt, auf der Basis der Zeit Δt eingestellt durch das obige Verfahren, wird ausgegeben von der Vergleichsberechnungseinheit 3 an den Temperatur-Erfassungssensor 2, und der Temperatur-Erfassungssensor erfaßt die Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 zu der durch das Signal angezeigten Zeit. Wenn der Fluß zu Schritt S12 übergeht, soll das Signal, welches die Temperatur durch Erfassungszeit angibt, an dem Temperatur-Erfassungssensor 2 ausgegeben werden, nachdem die Operation in Schritt S16 durchgeführt ist.
Nachfolgend wird der Antrieb des Motors 6 auf der Basis eines Temperatur-Erfassungswertes zu jeder Zeit gesteuert. Daher kann der Antrieb des Motors 6 in kurzen Intervallen gesteuert werden, wenn eine Wärmemenge von dem wärmeerzeugenden Element 1 sich kurzzeitig bzw. schnell ändert, und der Antrieb des Motors 6 kann gesteuert werden in langen Intervallen, wenn die Wärmemenge sich moderat bzw. allmählich ändert. Eine Operation des Kühlgebläses 8, die angemessener ist für den Temperatur-Änderungsstatus des wärmeerzeugenden Elementes 1, kann durchgeführt werden.
In der obigen Anzeige der Temperatur-Erfassungszeit wird die Zeit Δt konstant eingestellt, nur wenn das Verhältnis |K_n|/|K_n–1| gleich 1 ist. Wenn jedoch das Verhältnis |K_n|/|K_n–1| innerhalb eines gewissen Bereiches nahe 1 ist, kann die Zeit Δt konstant eingestellt werden. Zusätzlich kann der Index, der verwendet wird wenn die obige Anzeige der Temperatur-Erfassungszeit nicht auf das Verhältnis |K_n|/|K_n–1| beschränkt ist, die Differenz Δk_n die Temperaturdifferenz K'_n, oder dergleichen verwendet wird. Zur Bestätigung, ob das Kühlgebläse 8 die gewünschte Kühlwirkung durch die Antriebssteuerung für den Motor 6, durchgeführt durch die Motoranstriebssteuervorrichtung, die oben beschrieben ist, zeigt, kann der Rotationszustand des Motors 6 oder des Gebläses 7 überwacht werden. Dies kann erreicht werden durch Anordnen einer Rotations-Erfassungseinheit zum Erfassen des Rotationszustandes. Beispielsweise:

(a) Eine Messvorrichtung zum Messen des Stromwertes, Spannungswertes und dergleichen des Motors 6 ist angeordnet und der Rotationszustand des Motors 6 wird überwacht durch den Messwert von der Messvorrichtung.
(b) Ein lichtreflektierendes Element ist angebracht an einem Blatt des Gebläses 7, ein Fotosensor zum Erfassen von Licht, das von dem reflektierenden Element reflektiert wird, ist angeordnet, und der Rotationszustand des Gebläses 7 wird überwacht durch ein Signal, das Erhalten wird durch das reflektierte Licht erfaßt durch den Fotosensor.
(c) Ein Hall-Element zum Erfassen der Bewegung eines Magneten in dem Motor 6 ist angeordnet, und der Rotationszustand des Motors 6 wird überwacht durch das Erfassungsergebnis von dem Hall-Element.
(d) Ein Luft-Geschwindigkeitssensor, ein Drucksensor und dergleichen zum Erfassen eines Gebläsezustandes, eingestellt durch das Gebläse 7 sind angeordnet, und der Rotationszustand des Gebläses 7 wird überwacht durch das Erfassungsergebnis von den Sensoren. Wenn in dieser Weise erfaßt wird, daß der Motor 6 oder das Gebläse 7 sich in einem unerwünschten Rotationszustand befinden, wird die gesamte Vorrichtung zurückgesetzt oder eine Anormalität wird angezeigt, um es mit dem unerwünschten Zustand aufzunehmen.

In der Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist der Antrieb des Motors des Kühlgebläses zum Kühlen des wärmeerzeugenden Elementes gesteuert. Jedoch kann dieselbe Motorantriebs-Steuervorrichtung, wie oben beschrieben, in Motoren verwendet werden, die in verschiedenen Punkten eingesetzt werden. Wenn beispielsweise eine Pumpe zum Pumpen von Wasser in einen vorbestimmten Kessel verwendet wird, kann ein Sensor zum Erfassen eines Wasserpegels in dem Kessel zu jeder vorbestimmten Zeitdauer verwendet werden, der Motor der Pumpe wird gesteuert durch die Motorantriebssteuerung desselben Typs wie oben beschrieben auf der Basis des Erfassungsergebnisses des Wasserpegels, erhalten durch den Sensor und die Änderungsrate des Wasserpegels. In dieser Weise kann Wasser zugeführt werden gemäß der Änderung des Wasserpegels in dem Kessel.
Die Flußraten des vorbestimmten Gases, der Flüssigkeit oder dergleichen, die durch die Pumpe zugeführt werden, kann eingestellt werden durch Steuern des Antriebes des Motors auf der Basis der Änderung der Temperatur des wärmeerzeugenden Elementes 1 gemäß der obigen Ausführungsform. Wenn ein Gas, eine Flüssigkeit oder dergleichen, verwendet wird zum Kühlen des wärmeerzeugenden Elementes, eingesetzt wird als das obige vorbestimmte Gas, die Flüssigkeit oder dergleichen, kann das wärmeerzeugende Element 1 gekühlt werden durch ein Verfahren, das anders ist als das Verfahren, bei dem ein Gasstrom erhalten wird durch die Drehung des Gebläses.
In einem Motor, der verwendet wird in einer Hand oder dergleichen eines Roboters zum Halten eines Gegenstandes, ist ein Sensor angeordnet zum Erfassen eines Drucks auf einer Oberfläche, mit der der zu haltene Gegenstand und die Hand oder dergleichen in Kontakt sind zu jeder vorbestimmten Zeitdauer, und dieselbe Motorantriebssteuer wie oben beschrieben, wird durchgeführt auf der Basis der Größe des erfaßten Drucks und deren Änderungsrate. In dieser Weise kann die Greifkraft der Hand oder dergleichen eingestellt.
Wie oben beschrieben wird gemäß der vorliegenden Erfindung der Antrieb des Motors gesteuert gemäß dem Änderungszustand eines vorbestimmten physikalischen Betrags, z.B. der Temperatur oder dergleichen des wärmeerzeugenden Elementes, sodaß der Motor gedreht wird mit einer hohen oder geringen Geschwindigkeit. In dieser Weise ist eine Last auf dem Lager des Motors beträchtlich vermindert im Vergleich in einem Fall, bei dem der Motor kontinuierlich gedreht wird, oder der Antrieb/Stop des Motors häufig wiederholt wird. Aus diesem Grund kann die Lebensdauer des Motors verlängert werden. Wenn ferner gemäß der vorliegenden Erfindung der Antrieb des Motors gesteuert wird gemäß dem Änderungszustand des physikalischen Betrages, ist der physikalische Betrag so eingestellt, das er in einem gewünschten Zustand ist. Daher kann eine Einstellung, die geeigneter ist für den Änderungszustand des gewünschten physikalischen Betrages vorteilhaft durchgeführt werden.
Da gemäß dem zweiten Aspekt der vorliegenden Erfindung der Änderungszustand erkannt wird auf der Basis verschiedener Standpunkte, z.B. dem Wert des physikalischen Betrages, seiner Änderungsrate, und dergleichen, erhalten zu einer gegebenen Zeit und eine gegebene vorbestimmte Zeitdauer nach der gegebenen Zeit, kann eine geeignetere Drehzahl-Änderungskennlinie ausgewählt werden bezüglich der Änderungszustände zu den jeweiligen Zeiten.
Die Antriebssteuervorrichtung für einen Motor gemäß dem fünften oder sechsten Aspekt, bei dem das obrige Antriebssteuerverfahren für den Motor durchgeführt wird, weist auf eine Erfassungseinrichtung für einen physikalischen Betrag, eine vorbestimmte Speichereinrichtung, eine Berechnungseinrichtung, und eine Motorrotations-Steuereinrichtung, und erfordert kein sehr komplexes Berechnungsverfahren hinsichtlich der Anzeige der Drehzahl des Motors. Daher nimmt die Motorantriebs-Steuervorricntung gemäß der vorliegenden Erfindung keinen großen Raum ein und die gesamte Vorrichtung kann in der Größe vermindert werden, auch wenn ein Motor unter Verwendung eines Öllagers eingesetzt wird.
Ferner wird gemäß dem dritten oder siebenden Aspekt der vorliegenden Erfindung ein Zeitintervall der physikalischen Betragserfassung geändert in Abhängigkeit von der Änderung der Änderungsrate, die als ein Index dient zum Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie. Wenn daher der physikalische Betrag sich plötzlich ändert, wird die Drehzahl des Motors in kurzen Zeitintervallen zu jeder Zeit angezeigt; und wenn der physikalische Betrag sich moderat ändert, wird die Drehzahl des Motors in langen Zeitintervallen eingezeigt. Beispielsweise kann eine Motorantriebssteuerung vorteilhaft durchgeführt werden, die schneller und geeigneter den Änderungszustand vorteilhaft berücksichtigt.
Wenn ferner gemäß dem achten Aspekt der vorliegenden Erfindung der erfaßte physikalische Betrag kleiner ist als ein vorbestimmter Schwellwert und die Drehzahl des Motors größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert, wird die Motorantriebssteuerung durchgeführt, sodaß eine Drehung des Motors allmählich verzögert wird. Daher wird der Motor nicht übermäßig angetrieben und die Drehung des Motors wird nicht plötzlich gestoppt. In dieser Weise kann die Lebensdauer des Motors geeignet verlängert werden.
Gemäß dem vierten oder neunten Aspekt der vorliegenden Erfindung wird die Antriebssteuerung für den Motor durchgeführt gemäß der Temperatur des wärmerzeugenden Elementes, der Änderung der Temperatur der Änderungsrate und dergleichen, um das Kühlgebläse zu betreiben. Aus diesem Grund kann eine gewünschte Kühloperation, die für die Temperaturänderung des wärmeerzeugenden Elementes geeignet ist, durchgeführt werden. Da die Last auf dem Lager des Motors, wie oben beschrieben, beträchtlich vermindert werden kann, kann die Lebensdauer des Kühlgebläses geeignet verlängert werden.

Claims

Antriebssteuerverfahren für einen Motor (6), der in einer Einstelleinrichtung (8) verwendet wird zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrages (T_n), mit folgenden Schritten: Erfassen des physikalischen Betrages (T_n) zu jeder vorbestimmten Zeitdauer (t_n); Speichern eines vorbestimmten Schwellwertes (A) des physikalischen Betrages (T_n), des physikalischen Betrages (T_n), der zu jeder vorbestimmten Zeitdauer (t_n) erfaßt wird, und einer berechneten Änderungsrate (K_n) und Drehzahl (R) des Motors (6) in vorbestimmten Speichereinrichtungen (4); Neuberechnen der Änderungsrate (K_n) auf der Basis des neu erfaßten physikalischen Betrages (T_n) und des physikalischen Betrages (T_n–1), der in der Speichereinrichtung (4) gespeichert und in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden ist; Berechnen einer Differenz (ΔK_n) zwischen der neu berechneten Änderungsrate (K_n) und der Änderungsrate (K_n–1), die in der Speichereinrichtung (4) gespeichert und in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten wird; Berechnen einer Differenz (K'_n) zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag (T_n) und dem Schwellwert (A), der in der Speichereinrichtung (4) gespeichert ist; Erkennen eines Änderungszustandes der Änderungsrate (K_n) auf der Basis der neu berechneten Änderungsrate (K_n), der Änderungsrate (K_n–1), die in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden und in der Speichereinrichtung (4) gespeichert ist, der Differenz (ΔK_n) zwischen den Änderungsraten und der Differenz (K'_n) zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag (T_n) und dem Schwellwert (A); Auswählen einer Drehzahl-Änderungskennlinie entsprechend dem Änderungs zustand der berechneten Änderungsrate (K_n) aus den Drehzahl-Änderungskennlinien des Motors (6); Steuern eines Antriebes des Motors (6) auf der Basis der ausgewählten Drehzahl-Änderungskennlinie.
Antriebssteuerverfahren für einen Motor (6) gemäß Anspruch 1, wobei die vorbestimmte Zeitdauer (t_n) so eingestellt wird, daß sie eine kurze Zeitdauer ist, wenn die Änderungsrate (K_n) sich plötzlich ändert, und die vorbestimmte Zeitdauer (t_n) so eingstellt wird, daß sie eine lange Zeitdauer ist, wenn die Änderungsrate (K_n) sich allmählich ändert.
Antriebssteuerverfahren für einen Motor (6) gemäß einem der Ansprüche 1 oder 2, wobei die Einstelleinrichtung ein Kühlgebläse (8) ist mit einem durch den Motor (6) gedrehten Gebläse (7), und der physikalische Betrag (T_n) eine Temperatur eines wärmeerzeugenden Elementes (1) ist, das durch das Kühlgebläse (8) gekühlt wird.
Antriebssteuervorrichtung für einen Motor (6), der in einer Einstelleinrichtung (8) zum Einstellen eines vorbestimmten physikalischen Betrages (T_n) verwendet wird, mit: einer Erfassungseinrichtung (2) zum Erfassen des physikalischen Betrages (T_n) zu jeder vorbestimmten Zeitdauer (t_n); einer ersten Speichereinrichtung (4) zum Speichern einer Drehzahl-Änderungskennlinie des Motors (6), die bestimmt ist zum Einstellen des physikalischen Betrages (T_n) bezüglich der jeweiligen Änderungszustände einer Änderungsrate (K_n) des physikalischen Betrages (T_n); einer zweiten Speichereinrichtung (4) zum Speichern eines vorbestimmten Schwellwertes (A) des physikalischen Betrages (T_n), der durch die Erfassungseinrichtung (2) erfaßt wird, der Änderungsrate (K_n), die durch eine Berechnungseinrichtung (3) berechnet wird, und der Drehzahl des Motors (6), die durch ein erstes Anzeigesignal (R) angegeben wird; einer Berechnungseinrichtung (3) zum Lesen bzw. Auslesen des Schwellwertes (A), der in der zweiten Speichereinrichtung (4) gespeichert ist, des physikali schen Betrages (T_n–1), der in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden ist, der Änderungsrate (K_n), und der Drehzahl (R) des Motors (6), Neuberechnen der Änderungsrate (K_n) auf der Basis des physikalischen Betrages (T_n), der neu durch die Erfassungseinrichtung (2) erfaßt wird, und des ausgelesenen physikalischen Betrages (T_n–1), der in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden ist, Berechnen einer Differenz (ΔK_n) zwischen der neu berechneten Änderungsrate (K_n) und der ausgelesenen Änderungsrate (K_n–1), die in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten wurde, und einer Differenz (K'_n) zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag (T_n) und dem gelesenen Schwellwert (A), Auswählen der Drehzahl-Änderungskennlinie auf der Basis der berechneten Änderungsrate (K_n), der Differenz (ΔK_n) zwischen den Änderungsraten (K_n) und der Differenz (K'_n) zwischen dem neu erfaßten physikalischen Betrag (T_n) und dem ausgelesenen Schwellwert (A) und zum Ausgeben eines ersten Anzeigesignals, welches eine Drehzahl (R) des Motors (6) auf der Basis der gelesenen Drehzahl-Änderungskennlinie angibt; einer Motorrotations-Steuereinrichtung (5) zum Steuern der Rotation des Motors (6) auf der Basis des ersten Anzeigesignals, das von der Berechnungseinrichtung (3) ausgegeben wird.
Antriebssteuervorrichtung für einen Motor (6) gemäß Anspruch 4, wobei: das erste Anzeigesignal als eine neue Drehzahl (R') des Motors (6) ausgegeben wird, erhalten durch Addieren eines Änderungsbetrages (Δr) der Drehzahl des Motors (6) auf der Basis der ausgelesenen Drehzahl-Änderungskennlinie zu der Drehzahl (R) des Motors (6), die in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten wurde.
Antriebssteuervorrichtung für einen Motor (6) gemäß Anspruch 4 oder 5, wobei die Berechnungseinrichtang (3) eine Funktion der Ausgabe eines zweiten Anzeigesignals an die Erfassungseinrichtung (2) hat zum Einstellen der vorbestimmten Zeitdauer (t_n) als eine kurze Zeitdauer, wenn die Änderungsrate (K_n) sich plötzlich ändert, und zum Einstellen der vorbestimmten Zeitdauer (t_n) als eine lange Zeitdauer, wenn die Änderungsrate (K_n) sich allmählich ändert, und wobei die Erfassungseinrichtung (2) eine Erfassungseinrichtung ist zum Erfas sen des physikalischen Betrages (T_n) zur Zeit (t_n) basierend auf dem zweiten Anzeigesignals, das von der Berechnungseinrichtung (3) ausgegeben wird.
Antriebssteuervorrichtung für einen Motor (6) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 6, wobei, wenn der physikalische Betrag (T_n), der neu durch die Erfassungseinrichtung (2) erfaßt wird, kleiner ist als der Schwellwert (A), die Berechnungseinrichtung (3) den physikalischen Betrag (T_n–1) ausliest, der in der vorbestimmten Zeit (t_n–1) zuvor erhalten worden und in der zweiten Speichereinrichtung (4) gespeichert ist, neu die Änderungsrate (K_n) auf der Basis des neu erfaßten physikalischen Betrages (T_n) und des ausgelesenen physikalischen Betrages (T_n–1) berechnet, und die Drehzahl (R) des Motors ausliest, die in der vorbestimmten Zeitdauer (t_n–1) zuvor erhalten worden und in der zweiten Speichereinrichtung (4) gespeichert ist, und wobei, wenn die gelesene Drehzahl (R) des Motors (6) größer ist als ein vorbestimmter unterer Grenzwert (R₁), die Berechnungseinrichtung (3) das neue erste Anzeigesignal als eine neue Drehzahl – (R) des Motors (6) ausgibt, die erhalten wird durch Addieren eines Änderungsbetrages (Δr) einer vorbestimmten negativen Drehzahl zum Vermindern der Drehzahl (R) des Motors (6) zu der ausgelesenen Drehzahl des Motors.
Antriebssteuervorrichtung für einen Motor (6) gemäß einem der Ansprüche 4 bis 7, wobei die Einstelleinrichtung ein Kühlgebläse (8) ist mit einem Gebläse (7), welches durch den Motor (6) gedreht wird, und der physikalische Betrag (T_n) eine Temperatur eines wärmeerzeugenden Elementes (1) ist, das durch das Kühlgebläse (8) gekühlt wird.