DE19824201A1 - Überhitzungsschutzsystem von Schaltungsmodulen - Google Patents
Überhitzungsschutzsystem von SchaltungsmodulenInfo
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Description
Diese Erfindung betrifft ein Überhitzungsschutzsystem für ein Schaltungsmodul
zum Antrieb eines Verbrauchers und insbesondere, obwohl diese Erfindung nicht
darauf beschränkt ist, auf ein System zum Schutz von Schaltungseinrichtungen
innerhalb eines Schaltungseinrichtungsmoduls zum Stromwechsel durch Pha
senspulen eines Elektromotors. Beispielsweise wird ein Schaltungskreis zum An
trieb eines geschalteten Reluktanzmotors (nachfolgend abgekürzt als SR-Motor)
beschrieben werden. Ein geschalteter Reluktanzmotor hat üblicherweise einen
Rotor, der so konstruiert ist, daß die Pole nach außen ragen, und einen Stator,
der mit nach innen ragenden Polen konstruiert ist, wobei der Rotor einfach aus
einem Eisenkern besteht, während der Stator Spulen aufweist, die geballt um
jeden Pol gewunden sind. Bei dieser Art von SR-Motor wirken die Pole des Sta
tors als Elektromagnete und der Rotor wird durch seine Pole, die durch magneti
sche Kräfte des Stators angezogen werden, gedreht. Entsprechend kann der Ro
tor durch den Zustand der Anregung der Spulen, die um die Pole des Stators ge
wunden sind und die schrittweise entsprechend der Drehpositionen der Pole des
Rotors geschaltet werden, in eine gewünschte Richtung gedreht werden. Diese
Art von SR-Motor ist beispielsweise in der ungeprüften japanischen Patentan
meldung Nr. H.1-298940 offenbart.
In einem SR-Motor werden, wenn die Pole des Rotors sich in einer bestimmten
Drehposition befinden, die Ströme, die durch die Statorspulen geleitet werden,
geschaltet. Nach der Technik, die in der ungeprüften japanischen Patent-
Veröffentlichung Nr. H.1-298940 offenbart wird, wird ein Drehpositionssignal,
das sanfte Anstiege und Abfälle aufweist, erzeugt, und die Stromanstiege und
Stromabfalle werden, wenn die Ströme durch die Spulen an- und abgeschaltet
werden, durch Verwendung dieses Drehpositionssignals geglättet. Ebenfalls wer
den in den ungeprüften japanischen Patenten/Veröffentlichungen Nr. H.7-
274569, H. 298669 und H.8-172793 die Ströme, die durch einen Motor geleitet
werden, mit Hilfe einer PWM unter Verwendung eines H-Typ-Schaltungskreises
gesteuert, um die Anstiege und Abfälle des Stroms zu glätten, und, um Verknap
pungen des Drehmoments zu mindern, wird der Schaltungsmodus gesteuert.
Beispielsweise hat ein SR-Motorantriebssystem eines Elektrofahrzeugs, in dem
diese Art von SR-Motor benutzt wird, Phasenantriebe (im Falle eines Drei-
Phasen-Motors, drei), die Schaltungseinrichtungen und Durchgangsantriebe zum
Durchleiten von Strömen durch Phasenspulen beinhalten, Phasenstromsteue
rungen zum Erzeugen von Strommustern für die Phasen
(Zeitfolgestromverteilungen), die Phasendifferenzen zwischen den Phasen auf
weisen, sowie zum Durchleiten von Phasenströmen durch die Phasenspulen ent
sprechend diesen Mustern, und eine Systemsteuerung zur Erzeugung von Ziel
phasenströmen, die mit Drehmomentsmotorantriebsbefehlen und Drehmo
mentsbefehlen übereinstimmen, und zur Bereitstellung dieser an die Phasen
steuerungen. Die Schaltungseinrichtungen zum Leiten der Ströme durch die
Phasen sind in einem Modul vorgesehen und, um einen thermischen Ausfall der
Schaltungseinrichtungen zu vermeiden, ist ein Temperatursensor auf dem Schal
tungseinrichtungsmodul angebracht und jeder Phasenantrieb ist mit einem
Durchgangssignalabschaltkreis zum Abschalten eines An-Befehlsignals zu dem
entsprechenden Durchgangsantrieb versehen, wenn die durch den Sensor ermit
telte Temperatur über einen gesetzten Wert ansteigt. Stromsensoren zur Ermitt
lung der Ströme in den Phasenspulen und ein Überstrom ermittelnder Schalt
kreis sind ebenfalls vorgesehen, und wenn ein Spulenstrom unangemessen hoch
wird, wird ein Abschaltbefehlssignal in den Durchgangssignalabschaltkreis ein
gespeist und die Ströme aller Spulen werden abgeschaltet.
Der Temperatursensor ist jedoch in einer Position, die von den Schaltungsein
richtungen innerhalb des Moduls entfernt ist, und es erfordert Zeit, bis die Hitze
die durch die Schaltungseinrichtungen erzeugt wird, den Temperatursensor er
reicht, und zu Zeitpunkten, wenn die Menge der durch die Einrichtungen pro
duzierten Wärme groß ist, wie während einer Hochstromanregung und einer
niedrigen Motorgeschwindigkeit, wenn die Anregungszeit jeder Phase lang ist,
besteht die Gefahr, daß die Temperatur einer Einrichtung eine Temperaturgren
ze erreicht, die einen Grenzwert, bei welchem der Durchgangssignalabschaltkreis
arbeitet, überschreitet, auch wenn die ermittelte Temperatur des Temperatur
sensors den Grenzwert noch nicht erreicht hat, und die Schaltungseinrichtung
folglich, bevor der Durchgangssignalabschaltkreislauf den Durchgang aufgrund
der ermittelten Temperatur abschaltet, zusammenbricht. Wenn der Temperatur
grenzwert, an dem der Durchgangssignalabschaltkreis arbeitet, um dies zu ver
meiden, niedrig gesetzt wird, wird der Motorantrieb behindert.
Es ist deshalb eine erste Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die thermische
Zerstörung eines Schaltungseinrichtungsmoduls zum Durchleiten eines Stroms
durch einen Verbraucher zu verhindern, und es ist eine zweite Aufgabe der Er
findung, soviel Strom wie möglich dem Verbraucher bereitzustellen.
Um diese und andere Aufgaben zu ermöglichen, stellt die Erfindung bereit:
- 1. Überhitzungsschutzsystem, das umfaßt:
Temperaturermittlungseinrichtungen (TS, TDC) zum Ermitteln der Tempe ratur (INVT) von einem Schaltungsmodul (IPM), das einen Strom durch ei nen Verbraucher (1) leitet;
Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen einer Tempera turänderungsgeschwindigkeit (it1) einer Schaltungseinrichtung (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend einem Strom, der durch einen Verbraucher (1) geleitet wird, und zur Berechnung eines abgeschätzten Werts (IGBTT) der internen Temperatur des Schaltungsmoduls auf der Basis der berechneten Temperaturänderungsgeschwindigkeit (it1) und der ermit telten Temperatur (INVT); und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur eines Zielstromwertes der Stromsteuerungseinrichtungen (Stromsteuerung I) auf der Basis des durch die Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) abgeschätzten Wertes (IGBTT) zur Steuerung eines Stroms, der durch die Schaltungseinrichtung (18a, 18b) geleitet wird. (Um das Verständnis zu erleichtern, werden Bezugs zeichen der entsprechenden Elemente der bevorzugten Ausführungsformen, die in den beiliegenden Zeichnungen gezeigt und nachfolgend beschrieben werden, zum Bezug in runden Klammern aufgenommen.)
Entsprechend der Erfindung ist, da die Temperatur der Schaltungseinrich tung mit einer höheren Genauigkeit abgeschätzt wird, als bei einer Abschät zung der internen Temperatur, die nur auf einer Messung der Modultempe ratur mit Hilfe eines Sensors basiert, die Zuverlässigkeit des Überhitzungs schutzes hoch. Und, da die Strombegrenzungseinrichtungen (11) den Ziel stromwert zum Antrieb des Verbrauchers auf der Basis des abgeschätzten Werts (IGBTT) der internen Temperatur des Schaltungsmoduls korrigiert, beispielsweise mit Hilfe einer Korrektur, in welcher, wenn der abgeschätzte Wert (IGBTT) eine Grenztemperatur der Schaltungseinrichtung erreicht, die Zielstromgröße progressiv weiter erniedrigt wird, oder durch eine Korrektur, in welcher, wenn der abgeschätzte Wert (IGBTT) einen Schwellwert erreicht, die Zielstromgröße 0 gesetzt wird (d. h. der Durchgang ist abgeschaltet), kann so viel erforderlicher Laststrom wie möglich zur Verfügung gestellt werden, während weiterhin ein thermischer Schaden der Schaltungseinrich tung vermieden wird. - 2. Überhitzungsschutzsystem nach Anspruch 1, das weiterhin Stromüberwa chungseinrichtungen (2, 5) zum Ermitteln eines Laststroms oder eines Be fehlswerts für einen Stroms zu dem Verbraucher umfaßt, in welchem die Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) eine Temperaturwechselge schwindigkeit (it1) entsprechend den Stromwerten (WC1), die durch die Stromüberwachungseinrichtungen (2, 5) ermittelt worden sind, berechnen, wobei die Temperaturänderungsgeschwindigkeit einen positiven, hohen Wert hat, wenn der genannte Stromwert (WC1) hoch ist, und einen negativen niedrigen Wert hat, wenn der Stromwert niedrig ist. Während eine Schal tungseinrichtung erwärmt wird, wenn sie Strom durchleitet, wird die Wärme durch Wärmeverteilung auf das Modul abgeführt. Die Menge an Wärme, die durch die Schaltungseinrichtung erzeugt wird, hängt von dem Strom ab, der durch sie geleitet wird, und die Menge an Wärme, die von ihm entfernt wird, ist proportional zur Temperaturdifferenz zwischen der Schaltungseinrich tung und der Modulbasis. Wenn die erzeugte Wärme minus die entfernte Wärme einen positiven Wert ergibt, steigt die Temperatur der Einrichtung an und wenn dies einen negativen Wert ergibt, fallt die Temperatur der Ein richtung. Wenn der Strom hoch ist, ist die erzeugte Wärme minus die ent fernte Wärme positiv (Temperaturanstieg), und wenn der Strom niedrig ist, ist dies negativ (Temperaturabfall). Entsprechend der Maßgabe der Erfin dung, wie oben beschrieben, ist die Zuverlässigkeit des abgeschätzten Wertes (IGBTT) der internen Temperatur des Schaltungsmoduls hoch, da die Stromermittlungseinrichtungen (2, 5) die Temperaturänderungsgeschwin digkeit (it1) in Übereinstimmung mit diesem berechnen.
- 3. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls, das umfaßt:
Temperaturermittlungseinrichtungen (TS, TDC) zum Ermitteln der Tempe ratur (INVT) eines Schaltungsmoduls (IPM) zum Durchleiten von Strömen durch Phasenspulen eines Elektromotors (1);
Temperatursabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen von Tempera turänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) von Schaltungseinrichtungen (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend den Strömen (WC1 bis WC 3), die durch die Phasenspulen (1a bis 1c) des Elektromotors geleitet werden, und Berechnung eines abgeschätzten Wertes (it1 bis it3) der inter nen Temperatur der Schaltungseinrichtungen von jeder Phase innerhalb des Schaltungsmoduls auf der Basis der berechneten Temperaturänderungsge schwindigkeiten (it1 bis it3) und der ermittelten Temperatur (INVT); und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur von Zielstromgrößen der Stromsteuerungseinrichtungen (Stromsteuerungen 1 bis 3) für die Steuerung der Ströme, die durch die Phasenspulen des Elektromotors (1) geleitet wer den, auf der Basis der abgeschätzten Temperaturwerte (It1 bis It3. Entspre chend dieser Maßgabe der Erfindung ist auch die Zuverlässigkeit der abge schätzten Temperaturwerte hoch, da die verschiedenen abgeschätzten Tem peraturwerte (it1 bis it3) für die Schaltungseinrichtungen von den verschie denen Phasen innerhalb des Schaltungsmoduls berechnet werden, und des halb ist die Zuverlässigkeit des Überhitzungsschutzes der Schaltungseinrich tung des Motorantriebs und der Motorantrieb selbst hoch. - 4. Überhitzungsschutzsystem nach 3, in welchem die Temperaturabschät zungseinrichtungen (11) den maximalen Wert der abgeschätzten Tempera turwerte (IT1 bis IT3) der Schaltungseinrichtung der Phasen als eine reprä sentative Temperatur (IGBTT) setzen und die Strombegrenzungseinrichtun gen (11) die Zielstromgröße der Stromsteuerungseinrichtungen (Stromsteuerungen 1 bis 3) zur Steuerung der Ströme, die durch die Phasen spulen des Elektromotors (1) geleitet werden, auf der Basis der repräsentati ven Temperatur (IGBTT) korrigiert. Entsprechend dieser Maßgabe der Er findung ist die Zuverlässigkeit des Überhitzungsschutzes des Motorantriebs hoch, da die Motorströme auf der Basis der maximalen Werte der abgeschätz ten Temperaturwerte (it1 bis it3) der Schaltungseinrichtungen der Phasen gesteuert werden.
- 5. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls nach 3, weiterhin umfas send Stromermittlungseinrichtungen (2 bis 4) zum Ermitteln der Ströme der Phasenspulen (1a bis 1c) des Elektromotors (1), wobei die Temperaturab schätzungseinrichtungen (11) die Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) entsprechend den Phasenstromwerten (TW1 bis TW3), die durch die Stromermittlungseinrichtungen (2 bis 4, 5) ermittelt werden, berechnet, wobei die Temperaturänderungsgeschwindigkeiten jeweils einen positiv ho hen Wert haben, wenn der entsprechende Stromwert hoch ist, und einen ne gativ niedrigen Wert haben, wenn der entsprechende Stromwert niedrig ist. Entsprechend dieser Maßgabe der Erfindung ist die Zuverlässigkeit des abge schätzten Wertes (IGBTT) der internen Temperatur des Schaltungsmoduls hoch, da die Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) in Überein stimmung mit Temperaturanstiegen und -abfällen der Schaltungseinrichtun gen berechnet werden.
Andere Aufgaben und Kennzeichen der Erfindung werden ersichtlich von der
nachfolgenden Beschreibung einer derzeit bevorzugten Ausführungsform und
von den beiliegenden Zeichnungen.
Fig. 1 ist ein Blockdiagramm, das die Anordnung einer bevorzugten Ausfüh
rungsform der Erfindung zeigt;
Fig. 2 ist ein Flußdiagramm, das einen Teil des Betriebs der CPU 11, die in
Fig. 1 gezeigt ist, zeigt;
Fig. 3 ist ein Flußdiagramm, das den verbleibenden Betriebsablauf der CPU
11, die in Fig. 1 gezeigt ist, zeigt;
Fig. 4 ist ein Flußdiagramm, das den Inhalt eines Taktgeberunterbrechungs
prozesses zeigt, der von der in Fig. 1 gezeigten CPU 11 in Intervallen
von 200 msec durchgeführt wird;
Fig. 5 ist ein Flußdiagramm, das den Inhalt eines Schritts, Berechnung der
Temperaturwechsel it1 bis it3 (93), die in Fig. 4 gezeigt sind, darstellt;
und
Fig. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel einer Wellenform der
Stromanregungsbefehle zum Antrieb eines SR-Motors 1, der in Fig. 1
gezeigt ist, darstellt.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist in Fig. 1 dargestellt. Die in
Fig. 1 gezeigt Apparatur stellt einen Hauptteil einer elektrischen Motoran
triebseinheit eines elektrischen Hybridfahrzeugs dar, in welchem eine Verbren
nungskraftmaschine und ein geschalteter Reluktanzmotor (nachfolgend als SR-
Motor bezeichnet) angebracht sind, die beide zum Antrieb der Fahrzeugräder
dienen. In diesem Beispiel ist ein SR-Motor 1 als elektrische Antriebsquelle vor
gesehen, und dieser SR-Motor 1 wird durch eine zentrale Recheneinheit (CPU)
11 einer elektrischen Systemsteuerung gesteuert. Zustandssignale und Anforde
rungssignale von einem Schubhebelschalter, einem Bremsschalter, einem Be
schleunigungsschalter und einem Beschleunigungsanforderungssensor werden in
die CPU 11 über eine Ein-Ausgabe-Schnittstelle (nicht gezeigt) der Systemsteue
rung eingespeist, und die CPU 11 steuert den SR-Motor 1 auf der Basis dieser
Informationen.
Der SR-Motor 1 besitzt die Spulen 1a, 1b, 1c der drei Phasen zu seinem Antrieb
und einen Winkelsensor 1d zur Überwachung der Drehposition (Winkel) seines
Rotors. Die drei Phasen der Spulen 1a, 1b und 1c sind mit den Motorantrieben
18 bzw. 19 und 20 verbunden und die Stromsensoren 2, 3 und 4 sind in einer
Leitungen, die die Spule 1a und den Antrieb 18 bzw. in der Leitung, die die Spule
1b und den Antrieb 19 sowie in der Leitung, die die Spule 1c und den Antrieb 20
miteinander verbinden, angebracht. Diese Stromsensoren 2, 3 und 4 geben
Spannungen, die proportional zu den tatsächlichen Strömen, die durch die Spu
len 1a, 1b, 1c fließen, als Stromsignale zu vergleichenden Schaltkreisen 16 (drei)
und integrierenden Schaltkreisen 5 (drei) aus. Diese Stromsignale sind rauschbe
freit mit einer kurzen Glättungszeitkonstanten und sind im wesentlichen äquiva
lent zu den augenblicklichen Werten. Die integrierenden Schaltkreise 5 generie
ren analoge Spannungen, die die über Zeitserien gemittelten Stromwerte der
Spulen ausdrücken und diese an einen A/D-Umwandlungseingang der CPU 11
einspeisen. Die Glättungszeitkonstanten der integrierenden Schaltkreise 5 sind
lang.
Die CPU 11 führt Stromkommandos (Zielströme) den Stromsteuerungen 1 bis 3
zu. Die Stromsteuerungen 1, 2 bzw. 3 steuern die Ströme, die durch die erste
Phasenspule 1a bzw. die zweite Phasenspule 1b und die dritte Phasenspule 1c
des SR-Motors 1 auf dem Weg über die Motorantriebe 18, 19 und 20 fließen.
Die Stromsteuerung 1 hat einen stromwellenformgenerierenden Schaltkreis 15,
eine Vergleichsschaltung 16 und einen das Ausgangssignal bestimmenden
Schaltkreis 17. Die Ausbildung und die Funktion der Stromsteuerungen 2 und 3
sind die gleichen wie bei der Stromsteuerung 1.
Eine Batterie PB auf dem Fahrzeug, die die Gleichstromenergiequelle zum An
trieb des Elektromotors darstellt, hat einen Hochspannungsausgang von ungefähr
288V, und die Spannung der Batterie PB ist, wenn das Antriebsenergieversor
gungsrelais PR angeschaltet ist, an die Motorantriebsversorgungsleitungen ange
legt. Ein Kondensator Cap und ein Widerstand Res zum Absorbieren von Wellen
sind an die Versorgungsleitungen angeschlossen. Da der Motorantriebsstrom
hoch ist, mehrere hundert A, ist die Kapazität des Kondensators CAP groß, unge
fahr 8100 F. Der Widerstand des Widerstands Res ist hoch, um den Energiever
brauch zu reduzieren, und die Entladungszeitkonstante des parallelen Schalt
kreises des Kondensators Cap und des Widerstands Res ist bemerkenswert groß.
Deshalb bleibt die Spannung des Kondensators Cap (die Motorantriebsversor
gungskabelspannung), wenn das Antriebsenergieversorgungsrelais PR abge
schaltet wird, während die Motorantriebe 18, 19 und 20 alle ausgeschaltet sind,
für eine lange Zeitspanne auf einem hohen Wert erhalten. Um diese Spannung in
einer kurzen Zeit, wie weiter unten diskutiert werden wird, abzubauen, wird das
Antriebsenergieversorgungsrelais PR angeschaltet und die CPU 11 der System
steuerung gibt dann ein Stromdurchlaßkommando an die Stromsteuerungen 1, 2
und 3 aus und macht dadurch die Motorantriebe 18, 19 und 20 stromdurchlas
send und veranlaßt die Ladung des Kondensators Cap sich über die Spulen Ia,
1b, 1c des SR-Motors 1 zu entladen.
Abgetrennt vom Antriebsenergieversorgungsstromkreis sind ebenfalls eine
Steuerungsenergieversorgungsbatterie CB und ein Steuerungsenergieversor
gungsstromkreis 14 vorgesehen. Der Energieversorgungsstromkreis 14 beinhal
tet einen Konstantspannungsstromkreis, der einen extrem niedrigen Energie
verbrauch hat, direkt mit der Batterie CB verbunden ist und normalerweise eine
konstante Spannung in die CPU 11 einspeist, und eine Konstantspan
nungsstromkreis, der einen relativ großen Energieverbrauch hat und der, wenn
ein Steuerungsenergieversorgungsrelais CR eingeschaltet ist, mit der Batterie CB
verbunden ist, und eine konstante Steuerungsspannung zu den Stromsteuerun
gen 1 bis 3, zu (einer Steuerungsspannungsverbindung der) den Motorantrieben
18, 19 und 20 und zu verschiedenen Detektoren und Überwachungsschaltkreisen
zuführt.
Eine Betriebsspannung ist ständig an die CPU 11 angelegt, unabhängig davon,
ob das Steuerungsenergieversorgungsrelais CR an ist oder nicht. Wenn ein Fahr
zeugenergieversorgungsausschlagsignal Vss, das angibt, ob ein Zündschalter
VSC, der auf dem Fahrzeug angebracht ist, von einem niedrigen Zustand L, der
angibt, daß der Zündungsschalter VSC aus ist, zu einem hohen Zustand H, der
angibt, daß dieser an ist, wechselt, schaltet die CPU 11 das Steuerungsenergie
versorgungsrelais CR und das Antriebsenergieversorgungsrelais PR an. Wenn
das Fahrzeugenergieversorgungsausschlagsignal VSs von H (VSC an) zu L (VSC
aus) wechselt, schaltet die CPU 11 das Antriebsenergieversorgungsrelais PR aus,
stellt auf digital um und liest die Ausgangsspannung eines isolierenden Span
nungsumwandlungsschaltkreises VCT, und gibt, falls diese über einem gesetzten
Wert ist, einen Stromdurchlaßbefehl an die Stromsteuerungen 1 bis 3. Wenn die
Ausgangsspannung des isolierenden Spannungsumwandlungsschaltkreises VCT
unter den gesetzten Wert sinkt, stoppt die CPU 11 den Stromdurchlaß der
Stromsteuerungen 1 bis 3 und schaltet das Steuerungsenergieversorgungsrelais
CR aus.
Der isolierende Spannungsumwandlungsschaltkreis VCT beinhaltet einen Span
nungstrennungswiderstandsschaltkreis zum Teilen der Spannung des Kondensa
tors Cap, einen Vergleichsschaltkreis zum Vergleichen einer Trennspannung, die
demgemäß mit einer Sägezahnwelle erhalten wird und dabei in einen PWM-Puls
(Leistungsverhältnis) umgewandelt wird, einen Photokoppler zum isolierenden
Übertragen des PWM-Pulses und einen Pulsweiten-Spannungsumwand
lungsschaltkreis zum Umwandeln des isolierend übertragenen Pulses in eine
analoge Spannung, wobei die analoge Spannung, die mit Hilfe des Pulsweiten-
Spannungsumwandlungsschaltkreises produziert wurde, an einen A/D-
Umwandlungseingang der CPU 11 zugerührt wird. Wenn das Antriebsenergie
versorgungsrelais PR an ist, wenn die Energieversorgungsspannungsinformation
notwendig ist oder nach einer vorbestimmten Zeitspanne, schaltet die CPU 11
von analog auf digital um und liest den analogen Spannungsausgang des isolie
renden Spannungsumwandlungsschaltkreises VCT ein. Und wenn es das An
triebsenergieversorgungsrelais PR ausschaltet, schaltet die CPU 11 von analog
auf digital um und liest erneut diese analoge Spannung ein und weist die Strom
steuerungen 1 bis 3 an, Strom durch den SR-Motor 1 zu leiten bis der Span
nungswert, der eingelesen wird, unter einen gesetzten Wert abfällt.
Während des stationären Antriebszustands des Elektromotors 1 (während das
Antriebsenergieversorgungsrelais PR an ist) berechnet die CPU 11 der System
steuerung schrittweise die erforderliche Richtung, eine Antriebsgeschwindigkeit
und ein Antriebsdrehmoment des SR-Motors 1 auf der Basis der Informationen,
die von dem Schubhebel, dem Bremsschalter, dem Beschleunigungsschalter und
dem Beschleunigungsanforderungssensor eingegeben werden, und auf der Basis
der Ergebnisse dieser Berechnung steuert sie die Ströme, die durch die Spulen
1a, 1b und 1c des SR-Motors 1 fließen.
Der Winkelsensor gibt ein 11-Bit-Binär-Signal aus, das einen absoluten Winkel
wert von 0° bis 360° anzeigt. Die minimale Auflösung des ermittelten Winkels ist
0,5°. Auf der Basis der am wenigsten bedeutsamen zwei Bit des Signals, das von
dem Winkelsensor 1d ausgegeben wird, ermittelt die CPU 11 die Drehrichtung
des Rotors des SR-Motors 1 (Uhrzeigersinn CW oder Gegenuhrzeigersinn CCW)
und erzeugt ein Richtungsüberwachungssignal S11, das einen Wert H (1) hat,
wenn die Drehrichtung des Rotors CW ist, und einen Wert L(0), wenn sie CCW
ist, speichert dies in einem Register und fährt dies dem den Ausgang bestim
menden Schaltkreis 17 zu.
Ein Ende der ersten Phasenspule 1a des SR-Motors 1 ist mit der Hochpotential
leitung der Energieversorgung über einen Schaltungstransistor (IGBT) 18a ver
bunden, und das andere Ende der Spule 1a ist mit der Niedrigpotentialleitung
der Energieversorgung über einen Schaltungstransistor (IGBT) 18b verbunden.
Eine Diode ist zwischen dem Emitter des Transistors 18a und der Niedrigpoten
tialleitung angeschlossen, und eine Diode ist zwischen dem Emitter des Transi
stors 18b und der Hochpotentialleitung angeschlossen. Auf diese Weise wird, falls
die Transistoren 18a und 18b beide angeschaltet sind (stromdurchlassend ge
schaltet) ein Antriebsstrom durch die Spule 1a geleitet, und falls entweder einer
oder beide der Transistoren 18a und 18b abgeschaltet sind (nicht stromdurchlas
send geschaltet), ist die Versorgung der Spule 1a mit Elektrizität gestoppt.
Die CPU 11 führt dem den Ausgang bestimmenden Schaltkreis 17 ein modus
spezifizierendes Signal S5 zu, das wenn die erforderliche Drehrichtung des SR-
Motors 1, die durch die CPU auf Basis der Informationen, die von dem Schubhe
bel, dem Bremsschalter, dem Beschleunigungsschalter und dem Beschleuni
gungsanforderungssensor bestimmt werden, und die tatsächliche Drehrichtung,
die von der CPU 11 selbst abgeleitet wird, übereinstimmen, d. h. wenn der Rotor
des Motors in die gleiche Richtung dreht wie erforderlich, H (das bedeutet, daß
sanftes Wechseln möglich ist) ist, und das, wenn sie in entgegengesetzten Rich
tungen sind, L (d. h. das sanftes Wechseln unmöglich ist und hartes Wechseln
festgelegt wird) ist.
Der den Ausgang bestimmende Schaltkreis 17 der Stromsteuerung 1 gibt ein Er
gebnis, das er von dem entsprechenden Vergleichsschaltkreis 16 erhalten hat und
das eine erste Vergleichsspannung Vr1, die durch den entsprechenden stromwel
lenform-generierenden Schaltkreis 15 ausgegeben wird, mit der Spannung des
Stromsignals des Stromsensors 2 vergleicht, als Binärsignal S71 an einen Durch
gangsantrieb des Motorantriebs 18 zum Übermitteln an den Transistor 18a aus,
und gibt ein Ergebnis, das er von dem Vergleichsschaltkreis 16 erhält und das
eine zweite Referenzspannung Vr2, die durch den stromwellenform
generierenden Schaltkreis 15 ausgegeben wird, mit der Spannung des Stromsi
gnals des Stromsensors 2 vergleicht, als Binärsignal S72 an den Durchgangsan
trieb zum Übermitteln an den Transistor 18b aus. In dieser bevorzugten Ausfüh
rungsform, wird die Beziehung Vr1<Vr2 immer beibehalten.
Wenn ein Phasenanregungsbefehlssignal S5, das durch den stromwellenform
erzeugenden Schaltkreis 15 erzeugt wird, im hohen Zustand H (eine erste Pha
senanregung anzeigend) ist, werden die Zustände der Transistoren 18a und 18b
des Antriebs 18 entsprechend dem Größenverhältnis zwischen der Spannung Vs6
des Stromsignals des Stromsensors 2 und den Referenzspannungen Vr1 und Vr2
auf eine von drei Kombinationen gesetzt, wie sie in Tabelle 1 gezeigt sind.
Tabelle 1
Die abwechselnd sich wiederholenden Kombinationen [1] und [4] stellen das har
te Wechseln dar, und die sich abwechselnd wiederholenden Kombinationen [1]
und [2] stellen das sanfte Wechseln dar. Der Fall [3], bei dem Vr1<Vs6<=Vr2
ist, ist ein Fall, in welchem normalerweise der Status in den Zustand gebracht
würde, daß 18a: aus, 18b: an ist, wie in [2], doch da die Drehrichtung des Rotors
des SR-Motors 1 entgegengesetzt zu der spezifierten Richtung ist, ist dies abge
ändert worden, so daß 18a: aus, 18b: aus ist, um eine Zerstörung der Transisto
ren 18a, 18b zu verhindern.
Wie oben ausgeführt, können die Transistoren 18a, 18b entweder beide an oder
beide aus, sowie einer an und der andere aus sein, und welcher dieser Zustände
vorausgesetzt wird, wird dadurch bestimmt, ob die Höhe der Spannung Vs6 des
Stromsignals des Stromsensors 2 kleiner ist als Vr1, zwischen Vr1 und Vr2 liegt,
oder größer als Vr2 ist und, wenn er zwischen Vr1 und Vr2 ist, ob die Drehrich
tung des Rotors des Motors die gleiche wie die spezifizierte Richtung ist oder
nicht.
Wenn das Phasenanregungsbefehlssignal S5 in seinem niedrigen Zustand L (d. h.
daß die Nichtanregung der ersten Phase angeordnet ist)ist, werden beide Transi
storen 18a, 18b ungeachtet des Status der Signale S71, S72, die von dem Ver
gleichsschaltkreis 16 ausgegeben werden, abgeschaltet.
Die Anstiegscharakteristik (Geschwindigkeit des Anstiegs) des Stroms, der durch
die Spule 1a fließt, wenn die Transistoren 18a, 18b beide angeschaltet sind, wird
durch die Schaltkreiszeitkonstanten bestimmt und kann nicht durch die Steue
rung verändert werden. Wenn der Strom jedoch abgeschaltet wird, ergibt sich ein
Unterschied in der Abklingcharakteristik (Geschwindigkeit der Abnahme) des
Stroms zwischen den Zuständen, wenn die Transistoren 18a, 18b beide abge
schaltet sind, und wenn der Transistor 18a abgeschaltet ist und der Transistor
18b angeschaltet bleibt, und folglich ist es möglich die Geschwindigkeit des
Stromabfalls durch diese Schaltung einzustellen. So ist, wenn die Transistoren
18a, 18b beide abgeschaltet sind, der Wechsel im Strom schnell, und wenn der
Transistor 18a abgeschaltet ist, aber der Transistor 18b angeschaltet bleibt, der
Wechsel im Strom langsam.
Wenn es nahezu keinen Wechsel in den Zielstromwerten (Vr1, Vr2) gibt, sogar
wenn die Stromabfallgeschwindigkeit gering ist, bleibt, da die Abweichung zwi
schen dem Referenzzustand (Vr1) und dem Zustand des tatsächlichen Stromflus
ses (Vs6) nicht ansteigt, der Zustand Vs6<Vr2 immer erhalten. Deshalb ist zu
diesem Zeitpunkt die Stromschwankungsamplitude klein. Wenn, wie zu Zeiten
des Schaltens der Phase der angeregten Spule die Zielstromwerte (Vr1, Vr2) ge
ändert werden, steigt, falls die Stromabklingrate niedrig ist, Vs6<Vr2 an. In die
sem Fall steigt die Stromabklingrate, da die zwei Transistoren 18a, 18b beide
abgeschaltet sind, an und der Strom folgt den Zielwerten (Vr1, Vr2) und ändert
sich schnell. Falls der Wechsel der Zielwerte aufhört, da die Abweichung zwi
schen der Referenzspannung Vr1 und der Stromhöhe Vs6 klein wird, wird die
Stromabklingrate wieder langsam. Auf diese Weise wird nicht nur die Nachfolge
verzögerung des Stroms im Bezug auf Wechsel in den Zielwerten verhindert,
sondern auch, wenn Veränderungen in den Zielwerten klein sind, da die Strom
veränderungsrate langsam ist, das Auftreten von Vibrationen und Rauschen un
terdrückt.
Wenn die Stromabklinggeschwindigkeit durch die oben erwähnten Signale S71
und S72, die durch den den Ausgang bestimmenden Schaltkreis 17 ausgegeben
werden, geschaltet ist, besteht im Zeitablauf dieser Schaltung eine Tendenz, daß
die tatsächliche Schaltung etwas später stattfindet als zum idealen Zeitpunkt.
Das bedeutet, daß idealerweise der Stromabfall schnell gemacht wird, wenn die
Zielwerte plötzlich abfallen, daß aber, da das Signal S72 tatsächlich nicht auf den
Wert L kommt, wenn die Stromabweichung nicht groß wird, chronologisch eine
Verzögerung entsteht. Folglich besteht, wenn die Zielwerte sich sehr schnell ver
ändern, mit der automatischen Wechselgeschwindigkeitsschaltung, die nur durch
die Signale S71, S72 bewirkt wird, eine Möglichkeit, daß der Strom nicht ausrei
chend gut den Zielwerten folgt.
Um dies zu überwinden, ist es in dieser bevorzugten Ausführungsform durch
Steuerung des Phasenanregungsbefehlssignals S5 möglich, die Stromabfallge
schwindigkeit unabhängig von der Größe des Stroms (Vs6) zu steigern. Das
heißt, daß, wenn das Signal S5 auf seinem niedrigen Zustand L gebracht ist, die
Transistoren 18a, 18b unabhängig von den Signalen S71, S72 gleichzeitig ausge
hen und folglich die Stromabfallgeschwindigkeit ansteigt.
Der stromwellenform-generierende Schaltkreis 15 gibt die zwei Referenzspan
nungen Vr1, Vr2 und das Phasenanregungsbefehlssignal S5 aus. Die Referenz
spannungen Vr1, Vr2 und das Phasenanregungsbefehlssignal S5 werden entspre
chend auf der Basis von Informationen, die in Speichern (RAM) 15b, 15a und 15c
(nicht gezeigt) innerhalb des stromwellenform-generierenden Schaltkreis 15 ge
speichert werden, erzeugt. Die Speicher 15b bzw. 15a und 15c speichern 8-Bit-
(15a,b) bzw. 1-Bit-Daten (15c) in jeder Adresse. 8-Bit-Daten, die aus dem Spei
cher 15a ausgelesen werden, werden in eine analoge Spannung, durch einen Di
gital-Analog-Umwandler 15e (nicht gezeigt) innerhalb des stromwellenform
generierenden Schaltkreises 15 umgewandelt, werden durch einen Verstärker
15g (nicht gezeigt) innerhalb des stromwellenform-generierenden Schaltkreises
15 geleitet und werden zur Referenzspannung Vr2. In ähnlicher Weise werden
die 8-Bit-Daten, die aus dem Speicher 15b ausgelesen werden, in eine analoge
Spannung durch einen Digital-Analog-Wandler umgewandelt, durch einen Ver
stärker geleitet und werden zur Referenzspannung Vr1. Die 1-Bit-Daten, die
durch den Speicher 15c ausgegeben werden, werden zum Phasenanregungsbe
fehlssignal S5.
Die obenerwähnten Speicher 15b, 15a und 15c (nicht gezeigt) besitzen jeweils
viele Adressen, und jede Adresse ist mit einer Drehposition (Winkel) (in 1°-
Einheiten) des Rotors R verbunden. Ein Adressenkodierer des stromwellenform
generierenden Schaltkreises 15 erzeugt Adreßinformationen aus einem Signal,
das die Drehposition des Rotors, ermittelt durch den Winkelsensor 1d, ausdrückt.
Diese Adresseninformation wird gleichzeitig in Adresseneingabeanschlüsse der
drei Speicher 15b, 15a und 15c eingegeben. Folglich geben, wenn der SR-Motor 1
sich dreht, die Speicher 15b, 15a und 15c schrittweise die Daten aus, die in den
Adressen entsprechend zu den Drehpositionen des Rotors gespeichert sind. Auf
diese Weise verändert sich der Status der Referenzspannungen Vr1, Vr2 und des
Phasenanregungsbefehlssignals S5 mit der Drehposition des Rotors.
In der Praxis wird, um Ströme, die die Wellenform, wie in Fig. 6 gezeigt, aufwei
sen, durch die Spulen der drei Phasen zu leiten, die Information eines Anre
gungsplans in den Speichern 15a und 15b bereitgehalten. Das heißt, daß in jeder
der Adressen, die mit jeweils einer Drehposition (in diesem Beispiel alle 0,50) ver
bunden sind, ein Zielwert des Stroms, der in dieser Position gesetzt werden soll,
gespeichert ist. Da die Information in den Speichern 15a und 15b mit den Refe
renzspannungen Vr2 bzw. Vr1 korrespondieren, unterscheidet sich der Inhalt
des Speichers 15a und der Inhalt des Speichers 15b leicht, so daß die Beziehung
Vr2<Vr1 erfüllt wird. Da, wie oben beschrieben, die Höhe des Stromflusses
durch die Spule 1a wechselt, so daß sie der Referenzspannung Vr1 folgt, ist es
möglich, durch Speicherung der Wellenform des Stroms, die durch die Spule 1a
geleitet werden soll, als Referenzspannungen Vr1, Vr2 in den Speichern 15b und
15a den Stromfluß so, wie in Fig. 6 gezeigt, zu machen.
In dieser bevorzugten Ausführungsform ist es zum Anregen/Nicht-Anregen der
Spulen 1a, 1b, 1c der drei Phasen notwendig, daß zu jeder Zeit, zu der der Rotor
sich um 30° dreht, geschaltet wird, wie dies in Fig. 6 gezeigt ist, aber durch die
Art der Wellenform, die in Fig. 6 gezeigt ist, und in den Speichern 15b und 15a
gespeichert ist, kann diese Anregungs-/Nicht-Anregungs-Schaltung alle 30° auch
automatisch durch die Signale S71, S72 ausgeführt werden. Das heißt, es ist
nicht notwendig, daß die CPU 11 Anregungs-/Nicht-Anregungs-Schaltungen der
Spulen ausführt.
Im Speicher 15c wird die Information "1" entsprechend dem hohen Zustand H
des Phasenanregungsbefehlssignals S5 in den meisten der Adressen bereitgehal
ten, wohingegen in Adressen, die Winkeln entsprechen, an denen die Zielstrom
größen (Vr1, Vr2) plötzlich abfallen, die Information "0" (erzwungene Abschalt
information) entsprechend dem niedrigen Zustand L des Phasenanregungsbe
fehlssignals S5 bereitgehalten wird. Das heißt, daß bei Drehpositionen, wie an
einem Punkt, an dem die Zielstromwerte (Vr1, Vr2) abzufallen beginnen, wo die
Steigung der Abnahme der Zielstromwerte steil ist und vorausgesagt werden
kann, daß es besser sein würde, die Stromwechselgeschwindigkeit zu steigern,
anstelle auf das automatische Umschalten, das durch das Signal S72 bewirkt
wird, zu warten, das Signal S5 auf seinen niedrigen Wert L durch die Informati
on, die in dem Speicher 15c gespeichert ist, geschaltet wird und die Stromwech
selgeschwindigkeit damit zwangsweise erhöht wird. Auf diese Weise ist es mög
lich, eine Zeitverzögerung, die bei der Schaltung der Stromwechselgeschwindig
keit entsteht, zu vermeiden und der Strom folgt noch besser den Zielwerten.
Die Speicher 15b, 15a und 15c sind beschreibbar und lesbar und das Schreiben
und Lesen kann gleichzeitig ausgeführt werden. Die Speicher 15b, 15a und 15c
sind über eine Signalleitung an die CPU 11 angeschlossen und die CPU 11 er
neuert den Inhalt der Speicher 15b, 15a und 15c, falls notwendig.
Der Betrieb der CPU 11 ist im Überblick in den Fig. 2 und 3 gezeigt. Wie zu
nächst in Fig. 2 zu sehen ist, wird, wenn die Energieversorgung angeschaltet
wird (und eine Betriebsspannung von der Batterie CB und dem Energieversor
gungsschaltkreis 14 an die CPU 11 angelegt wird) in einem Schritt 51 die Initia
lisierung ausgeführt. Das heißt, die Initialisierung der Speicher innerhalb der
CPU 11 und das Setzen des Modi der internen Zeitgeber, Unterbrecher und so
weiter wird ausgeführt, und dann wird die Systemdiagnose durchgeführt und,
falls keine Unregelmäßigkeiten vorliegen, fährt die CPU 11 mit dem nächsten
Schritt fort.
Im Schritt 52 wird der Status der Signale, die durch den Schubhebel, den Brems
schalter, den Zündungsschalter VSC, den Beschleunigungsschalter und den Be
schleunigungsanforderungssensor ausgegeben werden, über eine Eingabeschnitt
stelle 12 eingelesen, die Antriebsspannung Vp (die analoge Ausgangsspannung
des isolierenden Spannungsumwandlungsschaltkreises VCT) wird eingelesen und
diese Zustandsdaten und Spannungswerte werden in einem internen Speicher
bereitgehalten.
Danach wird in Schritt 53 das Ein/Aus des Zündungsschalters VSC (H/L des Aus
schlagsignals Vss) überprüft, und, falls es auf An ist (H), wird in Schritt 54 mit
Bezug auf die Daten des Registers Fvac (1, falls der Zündungsschalter VSC be
reits an war, 0, falls nicht) bestimmt, ob dies einen Wechsel von Aus zu An be
gründet oder nicht. Wenn bestimmt wird, daß dies ein Wechsel von Aus zu An
ist, wird in den Schritten 55 und 56 mit Bezug auf den Datenzustand Normali
tät/Abnormalität geprüft und, falls der Status unormal ist, wird das Steuerungs
energieversorgungsrelais CR angeschaltet, der Wert 1 in das Register Fvac ge
schrieben und eine Bereitschaftsanzeige leuchtet auf (Schritte 57 bis 60). Nach
dem Einschalten wird das Wort "Schritt" angezeigt werden und die Schrittnum
mer wird geschrieben werden.
Als nächstes wird ein Temperaturüberwachungssignal (eine analoge Spannung)
eines Temperatursensors TS, der an ein Schaltgerätemodul EPM, das den Mo
torantrieb bildet, angebracht ist, in ein Digitalsignal umgewandelt und eingele
sen (61). Im folgenden wird ein Wert, der die digitalen Daten des Temperatu
rüberwachungssignales ausdrückt, als INVT ausgedrückt werden. Die ermittelte
Temperatur INVT wird dann mit 1000 (eine Konstante zur Berechnung) multi
pliziert und dieses Produkt wird in Register (individuelle Temperaturregister)
IT1 bis IT3 für die Phasenantriebe 18, 19 und 20 geschrieben. Ebenso wird die
Überwachungstemperatur INVT in ein entsprechendes Temperaturregisters
IGBTT (62, 63) geschrieben. Nachfolgend werden die Daten der individuellen
Temperaturregister IT1, IT2 und IT3 als abgeschätzte Temperaturwerte der
Schalteinrichtungen der Phasenantriebe 18, 19 und 20 angesehen; jedoch ent
spricht 1/1000 des Werts, der durch die Daten angegeben wird, der Einheit °C.
Die Daten der repräsentativen Temperaturregister IGBTT werden als repräsen
tative Werte eines Satzes von abgeschätzten Temperaturen (drei) der Schal
tungseinrichtungen der Motorantriebe 18, 19 und 20 angesehen und der Wert,
der durch diese Daten ausgedrückt wird, ist noch in der Einheit von °C.
Nachfolgend wird ein 200 msec-Zeitgeber, der eine Zeitgrenze von 200 msec hat,
gestartet (64) und Unterbrechungsprozesse, die dem Taktgeber nach Erreichen
seiner Zeitgrenze folgen, werden erlaubt (65).
Es wird nun der Inhalt dieser Unterbrechungsprozesse unter Hinweis auf Fig. 4
beschrieben werden. Wenn der 200 msec-Zeitgeber seine Zeitgrenze erreicht,
startet die CPU 11 den 200 msec-Zeitgeber (91) erneut, liest das Temperatursi
gnal des Temperatursensors TS ein, wandelt in digital um und liest Signale
(analoge Spannungen) von den integrierenden Schaltkreisen 5, die den Zeitfol
gendurchschnitt der Phasenströme ausdrücken, ein (92). Im Nachfolgenden wer
den die so eingelesenen Phasenstromdaten einfach die Phasenströme TW1 bis
TW3 genannt. Dann werden Temperaturänderungen (Temperaturänderungen,
die während der 200 msec auftreten, d. h. Temperaturänderungsgeschwindigkeit)
it1 bis it3, die den Phasenströmen TW1 bis TW3 entsprechen, berechnet (93).
Dies wird in Fig. 5 gezeigt.
Entsprechend Fig. 5 wird hier zuerst die Berechnung einer Temperaturänderung
it1 für die Transistoren 18a, 18b der ersten Phasenspule zusammen mit der
Überprüfung des ersten Stromsensors 2 durchgeführt (931). Das heißt, daß zu
erst geprüft wird, ob der erste Phasenstrom TW1 einen Wert aufweist, der im
Wesentlichen mit dem ersten Phasenzielstrom, der durch die CPU zum strom
wellenformgenerierenden Stromkreis 15 zugeführt wird (931a), übereinstimmt
und daß, wenn er weitgehend unterschiedlich ist, eine "1" (unnormal) in das
Register FDE1 zur Speicherung der Unregelmäßigkeitsdaten des ersten Phasen
stromsystems geschrieben wird (931e) und der Temperaturänderung iT1 wird
der Wert 0 zugeteilt (931f). In diesem Fall schreitet das Verfahren zur
"Berechnung von it2" voran (932).
Wenn der erste Phasenstrom TW1 ein Wert ist, der im Wesentlichen mit dem
ersten Zielphasenstrom übereinstimmt, wird das Register FDE1 gelöscht (931b),
und ein Temperaturwechsel it1 entsprechend dem ersten Phasenstrom TW1 wird
berechnet (931c). Wie unten in Tabelle 2 gezeigt ist, werden die Temperaturän
derungen it1 entsprechend den Strömen TW1 in eine Referenzdatentabelle für die
Berechnung geschrieben.
Tabelle 2
Wenn der Wert des ersten Phasenstroms TW1 der gleiche ist wie einer der Werte
des Stroms TW1 (A) in der Referenzdatentabelle, liest die CPU 11 direkt die
Temperaturänderung entsprechend zu diesem Wert aus. Wenn der Wert nicht in
der Tabelle erscheint, liest die CPU 11 die nächsten beiden Stromwerte und ihre
entsprechende Temperaturänderung aus und berechnet eine Temperaturände
rung entsprechend dem ersten Phasenstrom TW1 durch Interpolation oder Ex
trapolation (falls der Strom 700A überschreitet) (931c). Der berechnete Wert
wird in ein Register it1 (931d) geschrieben.
Der Inhalt der Berechnung der Temperaturänderungen it2 und it3 entsprechend
dem zweiten Phasenstrom TW2 und dem dritten Phasenstrom TW3 (932, 933) ist
ähnlich zu dem, der in dem Fall der ersten Phase oben beschrieben wurde.
Als nächstes wird aus den Registern FDE 1 bis FDE 3 bestimmt, ob es eine Un
regelmäßigkeit in einem der Ströme von 1 bis 3 (934) gibt und, falls einer von
diesen unnormal ist, wird ein Sensorfehler ausgegeben (angezeigt) (935). Falls
keiner unnormal ist, wird die Sensorfehlerausgabe gelöscht (die Anzeige wird
zurückgesetzt) (936).
Wenn wir nun zu Fig. 4 zurückgehen, die CPU 11 bezieht sich nach der
"Berechnung der Temperaturänderungen it1 bis it3", die oben beschrieben wur
de (93) auf eine Motorgeschwindigkeit, die durch ein Pulsunterbrechungsverfah
ren, das als Antwort auf einen Abfall bei den am wenigsten bedeutsamen Bit
(binäres Signal, oder Puls) der Daten, die den Überwachungswinkel des Winkel
sensors 1d ausdrücken, berechnet wird, und überprüft, ob diese unterhalb 10
Umdrehungen pro Minute (ob es also eine niedrige Geschwindigkeit) ist (94).
Wenn die Motorgeschwindigkeit niedriger als 10 Umdrehungen pro Minute ist,
besteht die Möglichkeit, daß die Phasenanregungszeit lang ist und der Anre
gungsstrom ebenfalls hoch ist. Das heißt, es kann erwartet werden, daß die Tem
peraturanstiegsgeschwindigkeit hoch sein wird. In diesem Fall werden die Daten
der individuellen Temperaturregister IT1, IT2 und IT3 durch den Wert des Hö
heren aus einer Summe Iti+iti, die durch Addition der Temperaturänderungen
iti (i = 1 bis 3), die über 200 msec berechnet wurden, mit ihren vorliegenden Wer
ten (die Werte, die 200 msec früher berechnet wurden) Iti (i = I bis 3) zu diesem
Zeitpunkt erhalten wird, und aus einem Produkt, das durch Multiplikation der
Überwachungstemperatur INVT mit 1000, die in die individuellen Temperatur
register Iti (i = 1 bis 3) geschrieben ist, erhalten wird, aktualisiert (95). Um ein
Überfließen oder Unterfließen der abgeschätzten Werte, die auf diese Weise be
rechnet werden, zu unterdrücken, werden die Datenwerte eines jeden der indivi
duellen Temperaturregister Iti überprüft und falls es unterhalb -5000 ist, werden
die Daten des Registers mit Daten, die -5000 anzeigen, überschrieben, und falls
es über 150 000 ist, wird es mit 150 000 überschrieben (96). Ebenso wird das re
präsentative Temperaturregister IGBTT durch Überschreiben mit Daten, die
1/1000 des maximalen Werts der Daten der individuellen Temperaturregister IT1
bis IT3 aufweisen, erneuert (97).
Das oben beschriebene Verfahren wird durchgeführt, wenn die Motorgeschwin
digkeit eine niedrige Geschwindigkeit von 10 Umdrehungen pro Minute oder
darunter ist. Wenn die Motorgeschwindigkeit 10 Umdrehungen pro Minute
(nachfolgend als Polgeschwindigkeit ausgedrückt) überschreitet, werden die Da
ten in den individuellen Temperaturregistern IT1 bis IT3 alle durch Überschrei
ben mit einem Produkt, das durch Multiplikation der Überwachungstemperatur
INVT mit 1000 erhalten wird, erneuert (98). Dann wird in der gleichen Weise wie
in Schritt 98 das Verfahren zum Unterdrücken eines Überschreitens und Unter
schreitens der abgeschätzten Werte durchgeführt (99) und in diesem Fall wird
das repräsentative Temperaturregister IGBTT durch Überschreiben mit der
Überwachungstemperatur INVT erneuert (100). Das oben beschriebene Verfah
ren ist Bestandteil des Unterbrechungsverfahrens, das in einem Zeitabschnitt
von 200 msec ausgeführt wird.
Wenn das oben beschriebene Unterbrechungsverfahren erlaubt worden ist (65 in
Fig. 2), fährt die CPU 11 mit der stationären Zustandssteuerung des SR-Motors,
die in Fig. 3 gezeigt ist, fort und durchläuft anschließend einen stationären Zu
standssteuerungskreislauf mit den Schritten 52, 53, 54 aus Fig. 2, den Schritten
66 bis 74 aus Fig. 3 und zurück zu Schritt 52 aus Fig. 2 bis der Zündungsschalter
VSC abgeschaltet wird, und während dieser Zeit wird das obenbeschriebene Un
terbrechungsverfahren in einem Zeitabschnitt von 200 msec wiederholt.
In Schritt 66 aus Fig. 3 schreitet das Verfahren, wenn ein Wechsel in einigen der
in Schritt 2 überwachten Zustände eingetreten ist, von Schritt 66 zu Schritt 67
fort. Wenn kein Wechsel eingetreten ist, fährt das Verfahren von Schritt 66 mit
Schritt 68 fort.
Im Schritt 67 wird auf der Basis der in Schritt 52 ermittelten Zustände eine er
forderliche Antriebsrichtung (spezifizierte Richtung) des SR-Motors 1 bestimmt
und ein Zielwert des Antriebsdrehmoments wird bestimmt. Wenn beispielsweise
eine Beschleunigungsanforderung, die durch den Beschleunigungsanforderungs
sensor ermittelt wird, zugenommen hat, wird der Zielwert des Antriebsdrehmo
ments ebenfalls erhöht. Hier wird ebenfalls eine Drehmomentänderungsmarke
gesetzt, die eine Änderung in dem Zieldrehmoment anzeigt.
In Schritt 68 wird die Geschwindigkeit des SR-Motors 1 berechnet. In dieser be
vorzugten Ausführungsform mißt die CPU 11, da die (11 Bit) Winkel-
Ermittlungsdaten des Winkelsensors 1d in Übereinstimmung mit der Drehung
des Rotors des SR-Motors wechseln und der Zeitabschnitt dieses Wechsels umge
kehrt proportional zu der Drehgeschwindigkeit des Motors ist, die Periode, mit
der das mindestbedeutsame Bit durch Pulsunterbrechungsverfahren wechselt,
und berechnet die Geschwindigkeit des Motors auf der Basis der gemessenen
Zeitabschnitte in Schritt 68. Daten der berechneten Motorgeschwindigkeit wer
den im internen Speicher gespeichert.
Wenn eine Änderung in der Rotationsgeschwindigkeit des SR-Motors 1 aufgetre
ten ist, fahrt das Verfahren von Schritt 69 aus mit Schritt 71 fort, und wenn kei
ne Änderung in der Geschwindigkeit aufgetreten ist, fährt das Verfahren mit
Schritt 70 fort. In Schritt 70 wird der Status der Drehmomentänderungsmarke
überprüft, und wenn die Marke gesetzt worden ist, d. h. wenn eine Änderung in
dem Zieldrehmoment aufgetreten ist, fahrt das Verfahren mit Schritt 71 fort,
und wenn keine Änderung im Drehmoment aufgetreten ist, wird ein Stromkor
rekturkoeffizient Kt entsprechend den Daten in dem repräsentiven Temperatur
register IGBTT berechnet (74a), der berechnete Koeffizient wird mit einem be
rechneten Zielstrom (73) multipliziert und zur Einspeisung in die Stromsteue
rungen 1 bis 3 bereitgehalten und die erhaltenen Produktdaten werden in die
Stromsteuerungen 1 bis 3 eingespeist (74b), woraufhin das Verfahren zu Schritt
52 zurückkehrt.
In Schritt 71 werden Daten von einem Stromplanspeicher (nicht gezeigt) einge
speist und im darauffolgenden Schritt 72 werden Daten von einem Wellenform
planspeicher (nicht gezeigt) eingegeben. In dieser bevorzugten Ausführungsform
bestehen der Stromplanspeicher und die Wellenformplanspeicher aus Nur-Lese-
Speichern (ROM), in welchem verschiedene Daten vorgespeichert werden. Im
Stromplanspeicher werden viele Daten Cnm (n: Wert eine Spalte entsprechend
dem Drehmoment, m: Wert einer Reihe entsprechend der Geschwindigkeit), die
mit verschiedenen Zieldrehmomenten und verschiedenen Geschwindigkeiten
(Motordrehgeschwindigkeiten) verbunden sind, gespeichert, und in jedem Satz
Daten Cnm sind ein Anregungs-An-Winkel, ein Anregungs-Aus-Winkel und ein
Zielstromwert enthalten. Beispielsweise ist der Inhalt des Datensatzes C34, wenn
das Drehmoment 20 [Nm] beträgt und die Geschwindigkeit 500 Umdrehungen
pro Minute ist, gleich 52,5°, 82,5° und 200 [A] (Zielstrom). Das bedeutet, daß in
einem Bereich der Drehpositionen von 0° bis 90° ein Strom von 200A über dem
Bereich von 52,5° bis 82,5° durch eine bestimmte Spule geleitet werden soll und
der Strom über dem Bereich von 0° bis 52,5° und 82,5° bis 90° abgeschaltet wer
den soll. Im Schritt 71 wird ein Satz von Daten Cnm, die in Übereinstimmung
mit dem Drehmoment und der Geschwindigkeit zu diesem Zeitpunkt ausgewählt
worden ist, eingegeben.
Der Zielwert des Stroms, der tatsächlich durch die Spulen geleitet wird, ändert
sich jedoch nicht in einer üblichen rechtwinkligen Wellenform, sondern wird
vielmehr als Wellenform angenommen, die sanfte Anstiege und Abfälle hat. Diese
Wellenform wird auf der Basis des Wellenformplanspeichers bestimmt. Im Wel
lenformplanspeicher werden viele Daten D1n und D2n (n: Wert einer Reihe ent
sprechend der Geschwindigkeit), die mit verschiedenen Geschwindigkeiten
(Motordrehgeschwindigkeiten) verbunden sind, gespeichert. Der Datensatz D1n
ist ein Anstiegsanforderungswinkel und zeigt einen Winkel, über den der Strom
von einem niedrigen Wert (0[A]) auf einen hohen Wert (z. B. 200[A]), die Ziel
stromgröße) angehoben werden soll. Der Datensatz D2n ist ein Abfallanforde
rungswinkel und zeigt einen Winkel, über den der Strom von einem hohen Wert
(z. B. 200[A]) auf einen niedrigen Wert (0[A]) abgesenkt werden soll. Wenn bei
spielsweise der Datensatz C34 des Stromplanspeichers benutzt wird, wird die
Wellenform des Zielstromwertes so geändert, daß der Anstieg des Zielstromwer
tes aus einer Position mit einem Winkel D1n vor dem Anregungs-An-Winkel von
52,5° gestartet wird, und der Strom steigt sanft bis er 100% bei 52,5° erreicht,
und der Abfall von dem Zielstromwert wird von einer Position mit einem Winkel
D2n vor dem Anregungs-Aus-Winkel von 82,5° aus gestartet und der Zielstrom
wert wird sanft gewechselt, so daß der Abfall bei 82,5° beendet ist.
Die Datensätze D1n, D2n des Wellenformplanspeichers sind vorbestimmt, so daß
der Strom zu optimalen Zeitpunkten (Winkeln) bei jeder Geschwindigkeit
(Umdrehung pro Minute) ansteigt und fällt. Das heißt, wenn die Anstiege und
Abfälle zu schnell sind, werden die differentiellen Werte des magnetischen Flus
ses zum Zeitpunkt des Abschaltens der Magnetisierung groß und die Vibration
und der Lärm nehmen zu, und wenn die Anstiege und Abfälle zu langsam sind,
fällt das Antriebsdrehmoment deutlich ab, und der Antriebswirkungsgrad fällt
ebenso ab und entsprechend können solche Werte wie Vibration und Lärm gut
unterdrückt werden, und es gibt ebenfalls einen kleinen Verlust an Antriebswir
kungsgrad, wenn die Werte als D1n, D2n gesetzt sind. Im Besonderen werden
auch die Anstiegszeit entsprechend zu D1n und die Abfallzeit entsprechend zu
D2n beide größer gemacht als die Halbperiode der charakteristischen Frequenz
(Resonanzfrequenz) des SR-Motors 1. Wenn dies gemacht wird, ist die Vibrati
onsfrequenz, die beim Anregungsschalten entsteht, kleiner als die charakteristi
sche Frequenz des SR-Motors 1 und folglich wird Resonanz verhindert und Vi
bration und Rauschzustände werden unterdrückt.
In Schritt 72 wird ein Satz Daten D1n, D2n entsprechend der Geschwindigkeit
zu dieser Zeit aus dem Wellenformplanspeicher 13b ausgewählt und diese Daten
werden in die CPU 11 eingegeben. Beispielsweise werden, wenn die Geschwin
digkeit [Umdrehungen pro Minute] 500 beträgt, die Datensätze D14 und D24
ausgewählt und eingegeben.
Im nachfolgenden Schritt 73 werden auf der Basis der Datensätze Cnm, die im
Schritt 71 eingegeben werden und Datensätze D1n, D2n, die im Schritt 72 einge
geben werden, die Anregungsplandaten erzeugt, das Korrekturverfahren von
Schritt 74 wird auf diese Stromdaten angewandt und die Daten aus den Spei
chern 15b, 15a und 15c des stromwellenform-generierenden Schaltkreises 15
werden dann entsprechend diesem neuesten Anregungsplan aktualisiert
(überschrieben). Natürlich werden die Anregungsplandaten nicht in die Speicher
15b, 15a und 15c des stromwellenform-generierenden Schaltkreises 15 nur für
die erste Phase geschrieben, sondern es wird vielmehr für jede der drei Phasen
ein Anregungsplan erzeugt und das Korrekturverfahren aus Schritt 74 wird dar
auf angewandt und die Ergebnisse für jede Phase werden zu dem stromwellen
form-generierenden Schaltkreis der entsprechenden Phase geschrieben.
In der Praxis werden die Anregungspläne in der folgenden Weise erzeugt. Im
Falle der dritten Phase wird der Zielstromwert einer Winkelposition A1, die
durch Subtraktion des Anstiegsanforderungswinkels D1n vom Anregungs-An-
Winkel Aon, der in dem Datensatz Cnm enthalten ist, erhalten wird, auf 0 ge
setzt, der Strom bei der Position des Anregungs-An-Winkels Aon wird auf den
Zielstromwert (z. B. 200[A]), der in dem Datensatz Cnm enthalten ist, gesetzt und
zwischen den Winkelpositionen A1 und Aon werden die Daten so interpoliert,
daß die zwei Positionen mit einer glatt ansteigenden Kurve verbunden werden.
Das heißt, daß Werte, die sich einer solchen Kurve annähern, durch Berechnung
für jede 0,5° des Rotorwinkels erhalten werden und diese zu Zielstromwerten für
diese Winkel gemacht werden. Ahnlich wird, bei einer Winkelposition A2, die
durch Subtraktion des erforderlichen Abfallanforderungswinkels D2n von dem
Anregungs-Aus-Winkel Aoff, der im Datensatz Cnm enthalten ist, erhalten wird,
die Zielstromgröße auf die Zielstromgröße, die in dem Datensatz Cnm (z. B.
200[A]) enthalten ist, gesetzt, die Zielstromgröße wird auf 0 gesetzt bei der Posi
tion des Anregungs-Aus-Winkels Aoff und zwischen den Winkelpositionen A2
und Aoff werden die Daten so interpoliert, daß die zwei Positionen mit einer glatt
abfallenden Kurve verbunden werden. Das heißt, daß Werte, die sich einer sol
chen Kurve annähern, durch Berechnung für jede 0,5° des Rotorwinkels erhalten
werden, und daß diese zu den Zielstromgrößen für diese Winkel gemacht werden.
Bei Winkelpositionen, die sich von den obengenannten unterscheiden, wird 0 als
die Zielstromgröße eingetragen.
Für die erste Phase und die zweite Phase werden Anregungspläne, die durch
Verschieben der Daten des Anregungsplans der dritten Phase um 30 bzw. 60°
erhalten werden, benutzt.
In dieser bevorzugten Ausführungsform muß die CPU 11, da die Ströme, die
durch die Spulen fließen auf der Basis der Anregungspläne, die in den stromwel
lenform-generierenden Schaltkreisen der entsprechenden Phasen geschrieben
sind, kontrolliert werden, nur einen Anregungsplan in jeden der stromwellen
form-generierenden Schaltkreise schreiben und die Schaltung der Anregung der
Spulen wird automatisch durch die Schaltkreise entsprechend diesen Plänen
ausgeführt. Unmittelbar bevor die Anregungspläne in die phasenstromwellen
form-generierenden Schaltkreise geschrieben werden, wird ein Korrekturkoeffi
zient Kt entsprechend den Daten in dem repräsentativen Temperaturregister
IGBTT berechnet (74a) und das Produkt der Anregungsplandaten, multipliziert
mit dem Korrekturkoeffizienten Kt wird als Anregungsplan in die stromwellen
form-generierenden Schaltkreise geschrieben (74b). Dieser Korrekturkoeffizient
Kt ist 0, d. h. Durchgang ausgeschaltet, wenn der repräsentative Wert IGBTT 90°
oder darüber ist, 1, wenn er weniger als 70°C ist, und ein Wert, der in umgekehr
tem Verhältnis zu dem repräsentativen Wert IGBTT von 1 auf 0 abnimmt, wenn
der repräsentative Wert zwischen 70°C und 90°C ist. Bei dieser bevorzugten Aus
führungsform entspricht 90°C einem konventionellen Durchgangs-Aus-
Schwellwert, und dies ist ein relativ hoher Wert. Da bei niedrigen Geschwindig
keiten, bei denen ein Risiko für die Schaltungstransistoren 18a, 18b innerhalb
des Moduls IPM zum Erleiden eines thermischen Schadens besteht, wird der re
präsentative Wert IGBTT nicht nur auf der Basis der ermittelten Temperatur
INVT des Temperatursensors TS bestimmt, sondern auch auf der Basis der in
dividuellen Temperatur, die durch die Werte IT1 bis IT3 für die Transistoren der
entsprechenden Phasen innerhalb des Moduls, die auf der Basis von abgeschätz
ten Temperaturwechseln in Zeitspannen von 200 msec berechnet und aktuali
siert werden, abgeschätzt werden, wobei die Zuverlässigkeit der Abschätzung der
Temperatur innerhalb des Moduls höher ist, als wenn nur die ermittelte Tempe
ratur INVT benutzt wird, und mit den repräsentativen Werten zwischen 70°C
und 90°C wird ein Motorantrieb, der einen thermischen Schaden vermeidet und
ebenfalls soviel im Strom wie möglich dem Motor zur Verfügung stellt, durchge
führt und die Zuverlässigkeit dieses Motorantriebs ist hoch.
Unter nochmaligem Hinweis auf Fig. 2 fährt das Verfahren, wenn das Signal Vss,
das in Schritt 52 eingelesen wird und den An/Aus-Zustand des Zündungsschal
ters VSC anzeigt, zu L (aus) wechselt, von Schritt 53 zu Schritt 75 fort und das
Antriebsenergieversorgungsrelais PR wird, da hier die Daten des Registers Fvsc 1
sind (Antriebsenergieversorgungsrelais PR an), ausgeschaltet (76). Es wird dann
überprüft, ob die Antriebsenergieversorgungsspannung Vp (die Ausgangsspan
nung des isolierenden Spannungsumwandlungskreises VCT) weniger als 1V be
trägt (77), und, falls es über ein 1V ist, werden Phasenzielstromwerte berechnet,
die im wesentlichen nicht zum Rotieren des Motors, aber nichtsdestoweniger
zum Entladen des Kondensators Cap innerhalb von 150 msec führen, und in die
stromwellenformgenerierenden Schaltkreise eingespeist (82).
Wenn die Spannung des Kondensators Cap als Ergebnis des Durchflusses von
Strom durch den Motor unter IV fällt, schreibt die CPU 11 eine Zielstromgröße
von 0A in jedes Phasenregister (77, 78) und speist dies in die Stromsteuerungen
1 bis 3 ein, um den Stromdurchfluß durch den Motor zu stoppen (79). Es schaltet
dann das Steuerungsenergieversorgungsrelais CR aus (80), löscht das Register
Fvsc (81) und steht anschließend bereit, bis der Zündungsschalter VSC durch
einen Durchgang durch die Schritte 52, 53, 75 und 52 wieder eingeschaltet wird.
In dem oben beschriebenen bevorzugten Ausführungsbeispiel werden die Ströme
der Spulen 1a bis 1c der Phasen des Elektromotors 1 durch Stromsensoren 2 bis
4 bestimmt und die Temperaturen werden auf der Basis dieser ermittelten Strö
me abgeschätzt; die Erfindung kann jedoch auch so ausgeführt sein, daß eine
Konstruktion, in welcher die Temperaturen auf der Basis von Anregungsbe
fehlströmen von den Stromsteuerungen 1 bis 3 zu den Phasenspulen 1a bis 1c
bestimmt werden, vorgesehen ist. In diesem Fall können beispielsweise bei der
"Berechnung der Temperaturänderungen it1 bis it3" des oben erwähnten
Schritts 93 die Stromdaten, die in die Stromsteuerungen 1 bis 3 in Schritt 74b
(Fig. 3) eingespeist werden, als Stromwerte WC1 bis WC3 benutzt werden.
Claims (5)
1. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls, das umfaßt:
Temperaturermittlungseinrichtungen zum Ermitteln der Temperatur von einem Schaltungsmodul, das einen Strom durch einen Verbraucher (1) leitet;
Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen einer Tempera turänderungsgeschwindigkeit (it1) einer Schaltungseinrichtung (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend einem Strom, der durch einen Verbraucher (1) geleitet wird, und zur Berechnung eines abgeschätzten Werts der internen Temperatur des Schaltungsmoduls auf der Basis der be rechneten Temperaturänderungsgeschwindigkeit (it1) und der ermittelten Temperatur; und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur eines Zielstromwerts der Stromsteuerungseinrichtungen auf der Basis des durch die Temperaturab schätzungseinrichtungen (11) abgeschätzten Wertes zur Steuerung eines Stroms, der durch die Schaltungseinrichtung geleitet wird.
Temperaturermittlungseinrichtungen zum Ermitteln der Temperatur von einem Schaltungsmodul, das einen Strom durch einen Verbraucher (1) leitet;
Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen einer Tempera turänderungsgeschwindigkeit (it1) einer Schaltungseinrichtung (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend einem Strom, der durch einen Verbraucher (1) geleitet wird, und zur Berechnung eines abgeschätzten Werts der internen Temperatur des Schaltungsmoduls auf der Basis der be rechneten Temperaturänderungsgeschwindigkeit (it1) und der ermittelten Temperatur; und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur eines Zielstromwerts der Stromsteuerungseinrichtungen auf der Basis des durch die Temperaturab schätzungseinrichtungen (11) abgeschätzten Wertes zur Steuerung eines Stroms, der durch die Schaltungseinrichtung geleitet wird.
2. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls nach Anspruch 1, das
weiterhin Stromüberwachungseinrichtungen (2, 5) zum Ermitteln eines Last
stroms oder eines Befehlswerts für einen Strom zu dem Verbraucher umfaßt,
in welchem die Temperaturabschätzungseinrichtungen (11) eine Tempera
turwechselgeschwindigkeit (it1) entsprechend den Stromwerten, die durch
die Stromüberwachungseinrichtungen (2, 5) ermittelt worden sind, berech
nen, wobei die Temperaturänderungsgeschwindigkeit einen positiven, hohen
Wert hat, wenn der genannte Stromwert hoch ist, und einen negativen nied
rigen Wert hat, wenn der genannte Stromwert niedrig ist.
3. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls, das umfaßt:
Temperaturermittlungseinrichtungen zum Ermitteln der Temperatur eines Schaltungsmoduls zum Durchleiten von Strömen durch Phasenspulen eines Elektromotors (1);
Temperatursabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen von Tempera turänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) von Schaltungseinrichtungen (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend den Strömen, die durch die Phasenspulen (1a bis 1c) des Elektromotors geleitet werden, und Berechnung eines abgeschätzten Wertes der internen Temperatur der Schal tungseinrichtung von jeder Phase innerhalb des Schaltungsmoduls auf der Basis der berechneten Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) und der ermittelten Temperatur; und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur von Zielstromgrößen der Stromsteuerungseinrichtungen für die Steuerung der Ströme, die durch die Phasenspulen des Elektromotors (1) geleitet werden, auf der Basis der abge schätzten Temperaturwerte, die durch die Temperaturabschätzungseinrich tungen berechnet werden.
Temperaturermittlungseinrichtungen zum Ermitteln der Temperatur eines Schaltungsmoduls zum Durchleiten von Strömen durch Phasenspulen eines Elektromotors (1);
Temperatursabschätzungseinrichtungen (11) zum Berechnen von Tempera turänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) von Schaltungseinrichtungen (18a, 18b) innerhalb des Schaltungsmoduls entsprechend den Strömen, die durch die Phasenspulen (1a bis 1c) des Elektromotors geleitet werden, und Berechnung eines abgeschätzten Wertes der internen Temperatur der Schal tungseinrichtung von jeder Phase innerhalb des Schaltungsmoduls auf der Basis der berechneten Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis it3) und der ermittelten Temperatur; und
Strombegrenzungseinrichtungen (11) zur Korrektur von Zielstromgrößen der Stromsteuerungseinrichtungen für die Steuerung der Ströme, die durch die Phasenspulen des Elektromotors (1) geleitet werden, auf der Basis der abge schätzten Temperaturwerte, die durch die Temperaturabschätzungseinrich tungen berechnet werden.
4. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls nach Anspruch 3, da
durch gekennzeichnet, daß die Temperaturabschätzungseinrichtungen (11)
den maximalen Wert der abgeschätzten Temperaturwerte der Schaltungs
einrichtung der Phasen als eine repräsentative Temperatur setzen und die
Strombegrenzungseinrichtungen (11) die Zielstromgröße der Stromsteue
rungseinrichtungen zur Steuerung der Ströme, die durch die Phasenspulen
des Elektromotors geleitet werden, auf der Basis der repräsentativen Tempe
ratur korrigiert.
5. Überhitzungsschutzsystem eines Schaltungsmoduls nach Anspruch 3, wei
terhin umfassend Stromermittlungseinrichtungen (2 bis 4) zum Ermitteln
der Ströme der Phasenspulen (1a bis 1c) des Elektromotors oder der Befehls
größen für Ströme zu den Phasenspulen, wobei die Temperaturabschät
zungseinrichtungen (11) die Temperaturänderungsgeschwindigkeiten (it1 bis
it3) entsprechend zu den Phasenstromwerten, die durch die Stromermitt
lungseinrichtungen (2 bis 4, 5) ermittelt werden, berechnet, wobei die Tem
peraturänderungsgeschwindigkeiten jeweils einen positiv hohen Wert ha
ben, wenn der entsprechende Stromwert hoch ist, und einen negativ niedri
gen Wert haben, wenn der entsprechende Stromwert niedrig ist.
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