DE19824223A1

DE19824223A1 - Leistungs-Wechsel-Steuerung

Info

Publication number: DE19824223A1
Application number: DE19824223A
Authority: DE
Inventors: Masanori Sugiyama
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 1997-05-30
Filing date: 1998-05-29
Publication date: 1998-12-03
Anticipated expiration: 2018-05-30
Also published as: JPH10337083A; JP3697623B2; US5999431A; DE19824223B4

Description

Hintergrund der Erfindung

Diese Erfindung bezieht sich auf eine Leistungs-Wechsel-Steuerung zur Zufuhr von elektrischer Energie an eine elektrische Last. Insbesondere bezieht sich diese Erfindung auf einen Schaltkreis für eine Leistungs-Wechsel-Steuerung zur Zu fuhr von elektrischer Energie an einen geschalteten Reluktanzmotor.

Mit Bezug auf die Fig. 14a, 14b, 14c, 15a, 15b, 15c, 16a und 16b wird nunmehr ein Schaltkreis erklärt, der einen Energiezufuhrschaltkreis betrifft, der elektri sche Energie einem geschalteten Reluktanzmotor zuführt. Ein geschalteter Re luktanzmotor (im folgenden SR-Motor) umfaßt im allgemeinen einen Rotor, der nach außen ragende magnetische Pole aufweist sowie einen Stator, der nach in nen ragende magnetische Pole aufweist. Der Rotor beinhaltet einen lamellenarti gen Rumpf mit Stahlplatten. Der Stator beinhaltet Spulen, die sich um die ma gnetische Pole winden. Der Rotor des SR-Motors rotiert, wenn Pole des Rotors von den Polen des Stators angezogen werden. Dementsprechend müssen die Spulen einen elektrischen Strom in einer bestimmten Reihenfolge aufnehmen, die von der Winkelposition des Rotors abhängt, um den Rotor in eine erwünschte Richtung zu drehen. Beispielsweise ist ein solcher herkömmlicher SR-Motor in der japanischen Patentoffenlegungsschrift H01-298940 offenbart.

In dem herkömmlichen SR-Motor wechselt die magnetische Anziehung schnell aufgrund des Stroms, der von einer Spule zur anderen geschaltet wird, in Ab hängigkeit einer Position der Pole des Rotors. Die schnellen Wechsel der magne tischen Anziehung verursachen eine relativ große mechanische Vibration, die unerwünschtes Rauschen erzeugt.

Die japanische Veröffentlichung offenbart ein System, um ein Winkelpositions signal mit langsam ansteigenden und abfallenden Flanken zu erzeugen. Die Ver öffentlichung offenbart auch ein System, um elektrischen Strom den Statorspu len mit langsam ansteigenden und abfallenden Flanken zuzuführen, basierend auf ein solches Winkelpositionssignal. Durch solche langsamen Veränderungen des elektrischen Stroms kann die Vibration und das Rauschen reduziert werden. Jedoch kann in einem solchen herkömmlichen System die Vibrations- und Rauschverminderung unerheblich sein, wenn der Rotor langsam rotiert, weil die ansteigenden und abfallenden Flanken des zugeführten Stroms sich aufgrund des Winkelpositionssignals schnell ändern. Andererseits kann sich das Ausgangs drehmoment in dem herkömmlichen System verschlechtern, wenn der Rotor schnell rotiert, weil die Spulen den elektrischen Strom in einer kurzen Zeit auf nehmen und sich die ansteigenden und abfallenden Flanken des zugeführten Stroms langsam aufgrund des Winkelpositionssignals verändern. Wirkungsgrad und Ausgangsdrehmoment des SR-Motors können nicht ausreichend gut sein, wenn die Schaltzeit des Versorgungsstroms nicht auf der Basis der erwünschten Rotationsgeschwindigkeit und des Ausgangsdrehmoments geregelt wird.

Die japanischen Offenlegungsschriften Nr. H07-274569, H07-298669 und H08-172793 offenbaren Pulsbreitenmodulationsschaltkreise für den sanften Über gang des elektrischen Stroms, der dem Motor zugeführt wird, und eine Schalt modussteuerung zur Erhöhung des Ausgangsdrehmoments.

Z. B. führt ein "H"-förmiger Schaltkreis elektrische Leistung einer Spule 1a zu, die eine der drei Spulen eines Dreiphasenmotors ist. Der Schaltkreis beinhaltet das erste Schaltelement 18a, das zweite Schaltelement 18b, die erste Diode D1 und die zweite Diode D2. Der erste Schaltkreis 18a ist zwischen einem Ende ei ner elektrischen Spule 1a und der ersten Stromversorgungsleitung 18e geschal tet. Der zweite Schaltkreis 18b ist zwischen dem anderen Ende der elektrischen Spule 1a und der zweiten Stromversorgungsleitung 18f geschaltet. Die erste Di ode D1 ist zwischen einem Ende der elektrischen Spule 1a und der zweiten Stromversorgungsleitung 18f geschaltet, so daß ermöglicht wird, daß Gleich strom von der zweiten Stromversorgungsleitung 18f zu der elektrischen Spule 1a fließt. Die zweite Diode D2 ist zwischen dem anderen Ende der elektrischen Spule 1a und der ersten Stromversorgungsleitung 18e geschaltet, so daß ermög licht wird, daß Gleichstrom von der elektrischen Spule 1a zu der ersten Strom versorgungsleitung 18e fließt. Ein Stromsensor ermittelt die Menge an elektri schem Strom, die durch die elektrische Spule 1a fließt. Die Schaltelemente 18a und 18b werden angeschaltet, wenn der ermittelte Strom geringer ist als ein Zielwert (Vr1). Die Schaltelemente 18a und 18b werden ausgeschaltet, wenn der ermittelte Strom einen Zielwert (Vr2) überschreitet. D. h., daß wechselnde elek trische Leistung einer elektrischen Spule 1a zugeführt wird, basierend auf dem Vergleich zwischen dem ermittelten Strom und den Zielwerten (Vr1, Vr2).

Wie in Fig. 14(a) gezeigt, fließt ein elektrischer Strom durch die elektrische Spule 1a, wenn die Schaltelemente 18a und 18b angeschaltet werden. Demgegenüber, wie in Fig. 14(b) gezeigt, fließt ein elektrischer Rückkopplungsstrom durch die elektrische Spule 1a, wenn die Schaltelemente 18a und 18b ausgeschaltet wer den. Wie in Fig. 14(c) gezeigt, fließt ein stark wellenförmiger Strom durch die elektrische Spule 1a, wenn die Schaltelemente 18a und 18b wiederholt zusam men an- und ausgeschaltet werden. In dieser Anmeldung wird dieser Schaltmo dus "abruptes Wechseln" genannt. In dem abrupten Wechselmodus wird der Rückkopplungsstrom der ersten Stromversorgungsleitung 18e zugeführt, damit er schnell vermindert wird, wenn beide der Schaltelemente 18a und 18b ausge schaltet werden. In dieser Anordnung variiert der Strom stark als Antwort auf die Operation der Schaltelemente 18a und 18b. Somit kann die anziehende Kraft, die auf den Rotor ausgeübt wird, aufgrund des stark wellenförmigen elektrischen Stroms stark variiert werden.

Wie in Fig. 15(c) gezeigt, fließt ein weniger wellenförmiger Strom durch die elek trische Spule 1a, wenn Fig. 15(a) und Fig. 15(b) abwechselnd wiederholt werden. In Fig. 15(a) sind beide ersten und zweiten Schaltelemente 18a und 18b ange schaltet. Fig. 14(a) ist mit der Fig. 15(a) identisch. In Fig. 15(b) ist das erste Schaltelement 18a ausgeschaltet und das zweite Schaltelement 18b bleibt ange schaltet. Fig. 15(b) zeigt einen Zustand, wenn ein Strom, der durch die Spule 1a fließt, geringer ist als der zweite Zielwert (Vr2) und den ersten Zielwert über schreitet (Vr1). In dieser Anmeldung ist ein solcher Wechsel von Fig. 15(a) und 15(b) als "sanfter Wechsel" bezeichnet. Im sanften Wechselmodus wird der Rückkopplungsstrom langsam vermindert, wenn das erste Schaltelement 18a ausgeschaltet wird und das zweite Schaltelement 18b angeschaltet ist. Deshalb wird die Antriebskraft des SR-Motors und die radiale Anziehungskraft zwischen dem Rotor und dem Stator auch langsam vermindert. Demzufolge können weni ger Vibration und Rauschen im sanften Wechselmodus erzeugt werden.

Einige herkömmliche Leistungssteuerungen wählen einen der abrupten und sanften Wechselmodi durch Bezug auf den zugeführten Stroms oder die Rotati onsbedingung des SR-Motors, um geringe Vibration und hohes Drehmoment zu erreichen. Z. B. offenbaren die japanischen Patentoffenlegungsschriften Nr. H07-274569, H07-298669 und H08-1722793 solche herkömmlichen Leistungssteue rungen.

Jedoch kann Hochfrequenzrauschen ein ermitteltes Signal beeinflussen, das durch den Stromsensor für eine elektrische Spule 1a erzeugt wird. Solches Hoch frequenzrauschen kann erheblich sein, wenn ein billiger und einfacher Sensor benutzt wird. Fig. 16(a) und 16(b) zeigen typische Hochfrequenzrausch- Zustände. Fig. 16(a) zeigt ein solches Rauschen im abrupten Wechselmodus. Fig. 16(b) zeigt ein solches Rauschen im sanften Wechselmodus. Im abrupten Wech selmodus wird relativ großes Rauschen erzeugt, weil der zugeführte Strom sich stark durch die Wechselsteuerung ändert. Die Schaltelemente können unerwar tet unmittelbar nach dem Anschalten durch ein solches Rauschen abgeschaltet werden, falls eine solche Wechselsteuerung auf den Zielwerten (Vr1, Vr2) wie oben erklärt basiert. Dieses Problem kann vergleichsweise öfter im abrupten Wechselmodus als im sanften Wechselmodus auftreten, da größeres Rauschen im abrupten Wechselmodus erzeugt werden kann. Der Wechselmodus kann durch das Rauschen für eine längere Zeitperiode beeinflußt werden, bis der Rückkopp lungsstrom geschwächt wird.

Zusammenfassung der Erfindung

Eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen neuen und verbesserten Positionssensor bereitzustellen.

Ferner ist es eine der Aufgaben dieser Erfindung, den durch das Rauschen verur sachten Schaltfehler im ermittelten Stromsignal zu reduzieren.

Die Leistungs-Wechsel-Steuerung der vorliegenden Erfindung kann umfassen:
eine Schaltvorrichtung (18a) zur Energiezufuhr an eine elektrische Last (1a);
einen Stromsensor (2) zum Ermitteln des elektrischen Stroms, der durch die elektrische Last (1a) fließt;
einen Vergleichsprüfer (16a, 30a) zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Zustandssignals (L, H), wobei das erste Zustandssignal (L) erzeugt wird, wenn der ermittelte Strom kleiner als ein Zielwert ist, und das zweite Zustandssignal (H) erzeugt wird, wenn der ermittelte Strom den Zielwert überschreitet;
eine Filtervorrichtung (23) zur Ausgabe von Signalen (k), identisch zum Ver gleichsprüfer (16a, 30a), nachdem der Vergleichsprüfer (16a, 30a) das gleiche Zu standssignal für eine Zeitperiode beibehalten hat;
eine Schaltsignalausgabevorrichtung (24-26) zum Abschalten der Schaltvorrich tung (18a), während die Filtervorrichtung (23) das zweite Zustandssignal (H) erzeugt.

In der obigen Anordnung kann die Filtervorrichtung das Rauschen entfernen, das eine kürzere Periode hat als die Filtervorrichtung. D. h., daß die Filtervor richtung (23) das Hochfrequenzrauschen aus dem Schaltsignal entfernt, das durch den Vergleichsprüfer erzeugt wird, um ein exaktes Schaltsignal entspre chend dem ermittelten elektrischen Strom zu erzeugen. Deshalb wird ein gerin gerer, durch das Hochfrequenzrauschen verursachter Schaltfehler erzeugt.

Es ist möglich, die Zeitperiode der Filtervorrichtung (23) in Abhängigkeit eines nachfolgenden Ausgangssignals des Vergleichsprüfers (16a, 30a) zu verändern. In einer bevorzugten Ausführungsform kann die Zeitperiode auf 10 oder 1,25 Mi krosekunden gesetzt sein, wenn das Ausgangssignal des Vergleichsprüfers (16a, 30a) von dem ersten Zustand (L) in den zweiten Zustand (H) ansteigt. Die Zeit periode ist auf 0 Mikrosekunden gesetzt, wenn das Ausgangssignal des Vergleich sprüfers (16a, 30a) von dem zweiten Zustand (H) in den ersten Zustand (L) ab fällt. Durch diese Festlegungen wird das Ausgangssignal der Filtervorrichtung (23) von dem ersten Zustand (L) in den zweiten Zustand (H) geschaltet, nachdem der Vergleichsprüfer (16a, 30a) das zweite Zustandsausgangssignal (H) über 10 oder 1,25 Mikrosekunden beibehält. Wenn der Vergleichsprüfer (16a, 30a) sein Ausgangssignal aufgrund von Hochfrequenzrauschen ändert, wechselt die Filter vorrichtung (23) ihr Ausgangssignal nicht, da solche Veränderungen des Ver gleichsprüfers (16a, 30a) sich nicht über 10 oder 1,25 Mikrosekunden hinaus ausdehnen. Andererseits kann das Ausgangssignal der Filtervorrichtung (23) auf den ersten Zustand (L) unmittelbar wechseln, nachdem der Vergleichsprüfer (16a, 39a) das erste Zustandssignal (L) erzeugt. Deshalb gibt es keine wesentliche Verzögerung für die Filtervorrichtung (23) bei der Erzeugung des ersten Zu standssignals (L). Das bedeutet eine geringere durch die Verzögerung der Filter vorrichtung (23) verursachte Abnahme der Wechselfrequenz.

Eine Leistungs-Wechsel-Steuerung der vorliegenden Erfindung kann auch um fassen:
eine erste Schaltvorrichtung (18a), zwischen dem einen Ende einer Last (1a) und einer ersten Stromversorgungsleitung (18e) geschaltet;
eine zweite Schaltungsvorrichtung (18b), zwischen dem anderen Ende der Last (1a) und einer zweiten Stromversorgungsleitung (18f) geschaltet;
eine erste Diode (18c), zwischen dem einen Ende der Last (1a) und der zweiten Stromversorgungsleitung (18f) geschaltet, wobei es die erste Diode ermöglicht, daß elektrischer Strom von der zweiten Stromversorgungsleitung (18f) zur Last (1a) fließt;
eine zweite Diode (18d), zwischen dem anderen Ende der Last und der ersten Stromversorgungsleitung (18e) geschaltet, wobei es die zweite Diode ermöglicht, daß der elektrische Strom von der Last (1a) zu der ersten Stromversorgungslei tung (18e) fließt;
Modus-Auswahl-Vorrichtungen (16a, 16b, 21) zur Erzeugung eines Modus- Auswahl-Signals (d), das entweder einen abrupten Wechselmodus oder einen sanften Wechselmodus auswählt, wobei die zweite Schaltvorrichtung (18b) in termittierend im abrupten Wechselmodus angeschaltet wird, und die zweite Schaltvorrichtung kontinuierlich im sanften Wechselmodus angeschaltet ist;
Detektionsvorrichtungen zum Ermitteln des elektrischen Stroms, der durch die Last (1a) fließt;
eine Vergleichsvorrichtung (16a, 30a) zum Erzeugen von entweder einem ersten Zustandssignal (L) oder einem zweiten Zustandssignal (H), wobei das erste Zu standssignal (L) erzeugt wird, wenn der ermittelte elektrische Strom kleiner als ein erwünschter Zustand ist, und das zweite Zustandssignal (H) erzeugt wird, wenn der ermittelte elektrische Strom den erwünschten Zustand überschreitet;
eine Filterzeit-Stellvorrichtung zum Einstellen einer Filterzeit auf entweder ei nen langen Zeitwert (10 Mikrosekunden) oder einen kurzen Zeitwert (1,25 Mi krosekunden), wobei der lange Zeitwert im abrupten Wechselmodus gesetzt wird, und der kurze Zeitwert im sanften Wechselmodus gesetzt wird;
Filtervorrichtungen zur Erzeugung des zweiten Zustandssignals (H), nachdem die Vergleichsvorrichtung das zweite Zustandssignal für eine Zeitperiode kon stant hält, die durch die Filterzeit-Stellvorrichtung festgesetzt ist; und
Schaltsignal-Erzeugungsvorrichtungen (24-26) zum Ausschalten eines oder bei der der ersten und zweiten Schaltungsvorrichtung (18a, 18b), während die Fil tervorrichtung das zweite Zustandssignal erzeugt, wobei die erste und die zweite Schaltvorrichtung (18a, 18b) beide im abrupten Wechselmodus ausgeschaltet sind, und wobei im sanften Wechselmodus die erste Schaltvorrichtung ausge schaltet und die zweite Schaltvorrichtung eingeschaltet ist.

Die Filtervorrichtung (23) entfernt das Hochfrequenzrauschen mit einer relativ längeren Periode im abrupten Wechselmodus. Ferner entfernt die Filtervorrich tung (23) das Hochfrequenzrauschen mit einer relativ kürzeren Periode im sanf ten Wechselmodus. Somit kann die Filtervorrichtung (23) ein exaktes Schaltsi gnal entsprechend dem ermittelten elektrischen Strom erzeugen, so daß das Hochfrequenzrauschen keinen Schaltfehler verursachen kann.

Wie oben erklärt, ist eine Zeitperiode, die das Rauschen im abrupten Wechselmo dus beeinflußt, größer als eine Zeitperiode im sanften Wechselmodus. Falls die Zeiteinstellung für die Filtervorrichtung in einem Modus optimiert ist, kann des halb das Rauschen im anderen Modus nicht vollkommen entfernt werden oder der Wechselvorgang kann im anderen Modus, aufgrund der nicht angepaßten Filterfunktion, schlechter werden. Jedoch arbeitet die Filtervorrichtung in dieser Ausführungsform gut, da eine optimierte Zeiteinstellung basierend auf den Wechselmodi ausgewählt ist.

Kurze Beschreibung der Zeichnungen

Fig. 1 ist ein Schaltdiagramm für eine Ausführungsform der vor liegenden Erfindung;

Fig. 2 ist ein detailliertes Blockdiagramm, das einen der drei in Fig. 2 gezeigten Antriebsschaltkreise zeigt;

Fig. 3 ist ein detailliertes Blockdiagramm eines in Fig. 2 gezeigten Ausgangssignal-Unterscheidungsschaltkreises;

Fig. 4 ist ein Zeitdiagramm, das Eingangs- und Ausgangssignale eines Taktwählers und eines Filterschaltkreises zeigt;

Fig. 5 ist ein Zeitdiagramm eines in Fig. 3 gezeigten Anstiegsflan kendetektors;

Fig. 6 ist ein Zeitdiagramm, das Wellenformen der Zielströme für den SR-Motor zeigt;

Fig. 7 ist ein Zeitdiagramm, das Wellenformen des einem SR- Motor zugeführten Stroms unter verschiedenen Bedingun gen zeigt;

Fig. 8 ist ein Flußdiagramm, das eine Operation der CPU zeigt;

Fig. 9 ist eine Tabelle, die teilweise Information eines Stromplans zeigt, die in dem in Fig. 1 gezeigten Stromplanspeicher ge speichert ist;

Fig. 10 ist eine Tabelle, die teilweise Information eines Zielstrom plans zeigt, die im in Fig. 2 gezeigten Speicher gespeichert ist;

Fig. 11 ist ein Zeitdiagramm, das einen Strom, magnetischen Fluß und die Variation des magnetischen Flusses in einer typi schen Leistungssteuerung eines SR-Motors zeigt;

Fig. 12 ist ein Zeitdiagramm, das einen Strom, magnetischen Fluß und die Variation des magnetischen Flusses in einer lang samen Leistungssteuerung eines SR-Motors zeigt;

Fig. 13 ist eine Tabelle, die teilweise Information zeigt, die in einem in Fig. 1 gezeigten Wellenformspeicher gespeichert ist;

Fig. 14(a) und 14(b) sind Schaltdiagramme, die Ströme zeigen, die in einem ab rupten Wechselmodus fließen;

Fig. 14(c) ist ein Schaltdiagramm, das Wellenformen im abrupten Wechselmodus zeigt;

Fig. 15(a) und 15(b) sind Schaltdiagramme, die Ströme zeigen, die in einem sanf ten Wechselmodus fließen;

Fig. 16(a) und 16(b) zeigen typische Rauschzustände in abrupten und sanften Wechselmodi.

Bevorzugte Ausführungsformen

Fig. 1 zeigt die erste Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Die erste Ausführungsform ist ein Teil der Antriebseinheit des elektrischen Fahrzeugs. In dieser Ausführungsform ist ein SR-Motor 1 als Antriebsstromquelle enthalten. Der SR-Motor 1 wird mit einer ECU-Steuerung gesteuert. Die ECU-Steuerung steuert den geschalteten SR-Motor 1 basierend auf einem Schalthebel, einem Bremsschalter, einem Beschleunigungsschalter und einem Winkelpositionsdetek tor für den Beschleunigungsschalter. Elektrische Leistung wird von einer mitge nommenen Batterie zugeführt.

Der SR-Motor 1 enthält drei Phasenspulen 1a, 1b und 1c, um einen Rotor anzu treiben. Der SR-Motor 1 enthält auch einen Winkeldetektor 1d. Die Spulen 1a, 1b und 1c sind mit den Antrieben 18, 19 und 1A der ECU-Steuerung verbunden. Stromdetektoren 2, 3 und 4 sind um die Stromkabel herum bereitgestellt, die die Spulen 1a, 1b, 1c mit den Antrieben 18, 19, 1A verbinden. Die Stromsensoren 2, 3, 4 ermitteln die elektrischen Ströme, die durch die Spulen 1a, 1b und 1c fließen. Die vorliegenden Sensoren 2, 3, 4 erzeugen Spannungssignale S6 als Antwort auf die tatsächlichen elektrischen Ströme, die durch die Spulen 1a, 1b und 1c fließen.

Die ECU-Steuerung enthält eine CPU (Mikroprozessor) 11, eine Eingangs schnittstelle 12, einen Speicherchip 13a, der einen Stromplan speichert, einen Speicherchip 13b, der einen Wellenform-Plan speichert, eine Stromversorgung 14, einen Stromwellenformgenerator 15, einen Gleichheitsprüfer 16, einen Aus gangssignal-Unterscheidungsschaltkreis 17 und die Antriebe 18, 19 und 1A. Die ECU-Steuerung berechnet regelmäßig die gewünschte Rotationsrichtung, Rotati onsgeschwindigkeit und das Antriebsdrehmoment des SR-Motors 1. Die ECU- Steuerung steuert die Ströme, die den Spulen 1a, 1b und 1c des SR-Motors 1 zu geführt werden auf der Basis des berechneten Ergebnisses.

Der Winkeldetektor 1d erzeugt ein Elf-Bit-Binärsignal, das den Absolutbetrag des Drehwinkels des Rotors darstellt. Der Winkeldetektor 1d kann die Drehposi tion von 0 bis 360° mit einer Auflösung von 0,35° ermitteln.

Fig. 2 zeigt ein detailliertes Blockdiagramm eines in Fig. 1 gezeigten Leistungs steuerungsschaltkreises. Die ECU-Steuerung beinhaltet zwei weitere identische Leistungssteuerungsschaltkreise (nicht gezeigt) für die Spulen 1b und 1c, obwohl Fig. 2 nur einen Leistungssteuerungsschaltkreis für die Spule 1a zeigt.

Mit Bezug auf Fig. 2 ist ein Ende der Spule 1a mit der Hochspannungsleitung 18e über einen Schalttransistor 18a verbunden. Das andere Ende der Spule 1a ist mit der Niederspannungsleitung 18f über einen Schalttransistor 18b verbunden. Eine Diode 18c ist zwischen dem Emitter des Transistors 18a und der Nieder spannungsleitung 18f geschaltet. Eine Diode 18d ist zwischen dem Kollektor des Transistors 18b und der Hochspannungsleitung 18e geschaltet. Deshalb fließt ein elektrischer Strom zwischen den Spannungsleitungen 18e und 18f durch die Spule 1a, während beide Transistoren 18a und 18b angeschaltet sind. Demge genüber kann die Stromversorgung zu der Spule 1a gestoppt werden, wenn einer oder beide der Transistoren 18a und 18b ausgeschaltet sind.

Der Vergleichsprüfer 16 umfaßt ferner analoge Vergleichsprüfer 16a und 16b. Der analoge Vergleichsprüfer 16a vergleicht eine erste Referenzspannung Vr1 mit einer tatsächlichen Spannung Vs6 des Signals S6, um ein Binärsignal S71 zu erzeugen. Die erste Referenzspannung Vr1 wird von dem Stromwellenform- Generator 15 zugeführt. Das Signal S6 wird von dem Stromdetektor 2 zugeführt. Der analoge Vergleichsprüfer 16b vergleicht auch eine zweite Referenzspannung Vr2 mit der tatsächlichen Spannung Vs6 des Signals S6, um ein Binärsignal S72 zu erzeugen. In dieser Ausführungsform ist die erste Referenzspannung Vr1 im mer kleiner als die zweite Referenzspannung Vr2 (Vr1 < Vr2).

Wenn das Signal S5 in dem hohen Zustand H ist, werden die Transistoren 18a und 18b des Antriebs 18 gemäß Tabelle 1 gesteuert, in Übereinstimmung mit der tatsächlichen Spannung Vs6 des Signals S6, der ersten Referenzspannung Vr1 und der zweiten Referenzspannung Vr2:

Tabelle 1

Fig. 14(a) und 15(a) stellen die obige Bedingung (i) dar. Fig. 14(b) stellt die obige Bedingung (ii) dar. Fig. 15(b) stellt die obige Bedingung (iii) dar. Im abrupten Wechselmodus werden die obigen Bedingungen (i) und (iii) abgewechselt. Im sanften Wechselmodus werden die obigen Bedingungen (i) und (ii) abgewechselt.

Wie oben erklärt, können in dieser Ausführungsform in Abhängigkeit von der tatsächlichen Spannung Vs6 die Transistoren 18a und 18b unabhängig vonein ander an-/ausgeschaltet werden.

Beim Einschalten der Transistoren 18a und 18b beginnt elektrischer Stromfluß durch die Spule 1a. Die Anstiegscharakteristik des Anfangsstroms wird durch die Zeitkonstante des Schaltkreises bestimmt und kann nicht gesteuert werden. Je doch hat diese Ausführungsform zwei Möglichkeiten, den elektrischen Stromfluß durch die Spule 1a abzuschneiden. Eine Möglichkeit besteht im Abschalten der Transistoren 18a und 18b zum gleichen Zeitpunkt. Die andere Möglichkeit be steht im Ausschalten des Transistors 18a und im Anlassen des Transistors 18b.

Die Abfallcharakteristik des elektrischen Stroms kann gewählt werden, da die Zeitkonstanten für die unterschiedlichen Möglichkeiten verschieden sind. D.h., daß der elektrische Strom scharf abfällt, wenn beide Transistoren 18a und 18b gleichzeitig ausgeschaltet werden. Der elektrische Strom fällt langsam ab, wenn der Transistor 18a ausgeschaltet wird und der Transistor 18b weiter angeschal tet bleibt.

Die tatsächliche Spannung Vs6 ist immer kleiner als die Referenzspannung Vr2 (Vs6 < Vr2), wenn die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 geringe Schwankungen aufweisen. Das liegt daran, weil ein Unterschied zwischen der Referenzspannung Vr1 und der tatsächlichen Spannung Vs6 nicht anwächst, während der elektri sche Strom langsam abfällt. Demzufolge ist in dieser Situation die Variation des elektrischen Stroms relativ klein. In dieser Ausführungsform können ferner die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 beim Schalten der Spule, die den elektrischen Strom aufnimmt, schnell wechseln. In dieser Situation kann die tatsächliche Spannung Vs6 größer sein als die Referenzspannung Vr2 (Vs6 < Vr2), falls der elektrische Strom langsam gemindert wird. Unter dieser Bedingung werden die beiden Transistoren 18a und 18b gleichzeitig abgeschaltet, so daß der elektrische Strom in Übereinstimmung mit den Referenzspannungen Vr1 und Vr2 schnell gemindert wird. Der elektrische Strom kann wieder langsam gewechselt werden, nachdem der Unterschied zwischen der Referenzspannung Vr1 und der tatsächli chen Spannung Vs6 klein geworden ist, da die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 in geringerem Maße gewechselt werden können.

In dieser Ausführungsform folgt der elektrische Strom den Referenzen mit ge ringerer Verzögerung. Des weiteren werden geringere Vibrationen und Rauschen durch den langsamen Wechsel des elektrischen Stroms erzeugt, da die Referenz spannungen Vr1 und Vr2 kleinere Schwankungen aufweisen.

Wie in Tabelle 1 gezeigt, schaltet der Ausgangssignal-Unterscheidungsschaltkreis 17 die Transistoren 18a und 18b selektiv ein und aus, in Übereinstimmung mit den Ausgangssignalen des Vergleichsprüfers 16a und 16b. Jedoch kann der Un terscheidungsschaltkreis 17 die Transistoren 18a und 18b aufgrund des Hochfre quenzrauschens unerwartet abschalten. Um solches unerwartetes Abschalten zu vermeiden, ist ein Filterschaltkreis 23 in dem Unterscheidungsschaltkreis 17 eingebaut.

Fig. 3 zeigt ein Schaltdiagramm des Unterscheidungsschaltkreises 17. Fig. 4 und 5 zeigen Signalzeitdiagramme von den verschiedenen Punkten des Unterschei dungsschaltkreises 17.

Das Ausgangssignal S71 des Vergleichsprüfers 16a wird dem Unterscheidungs schaltkreis 17 als ein Signal (a) zugeführt. Das Signal (a) wird durch den Wand ler 30a umgewandelt und dem ersten Flip-Flop 23a eines Filterschaltkreises 23 zugeführt. Der Filterschaltkreis 23 umfaßt fünf Flip-Flops 23a bis 23e und einen AND-Durchgang 23f (AND entspricht Boolscher Verknüpfung "und"). Die Flip- Flops 23a bis 23e werden als ein Schieberegister mit einem seriellen Eingang und vielfachen Ausgängen benutzt. Das gewandelte Signal S71 wird dem Schieberegi ster 23a bis 23e zugeführt und synchron in Übereinstimmung mit einem Schie betakt (e) verschoben.

Ein NAND-Durchgang 21 (NAND entspricht Boolscher Verknüpfung "und nicht") erhält das Ausgangssignals S71 von dem Vergleichsprüfer 16a und das Ausgangssignal S72 von dem Vergleichsprüfer 16b. Der NAND-Durchgang 21 erzeugt ein Niederzustandsmodussignal (d) unter der Bedingung (ii) der Tabelle 1. Das Niedrigzustandsmodussignal (d) wird einem AND-Durchgang 22b eines Taktwählers 22 zugeführt. Das Modussignal (d) wird durch den Wandler 22a ge wandelt und einem AND-Durchgang 22c zugeführt. Der AND-Durchgang 22c ist angeschaltet, wenn das Modussignal (d) im Niedrigzustand ist (unter der Bedin gung (ii) der Tabelle 1). Wenn der AND-Durchgang 22c angeschaltet ist, wird ein Vier-Megahertz-Taktimpuls (c) dem Schieberegister 23a bis 23e durch einen OR- Durchgang 22d zugeführt (OR entspricht Boolscher Verknüpfung "oder"). Der AND-Durchgang 22b ist angeschaltet, falls das Modussignal (d) in hohem Zu stand ist (unter der Bedingung (i) bis (iii) der Tabelle 1). Während der AND- Durchgang 22b angeschaltet ist, wird ein 500-Kilohertz-Taktimpuls dem Schie beregister 23a bis 23e über den OR-Durchgang 22d zugeführt.

Der AND-Durchgang 23f des Filterschaltkreises 23 erzeugt das Hochzustands signal nur, wenn alle der mehrfachen Ausgangssignale des Schieberegisters 23a bis 23e im hohen Zustand sind. Der fünfte Taktimpuls schaltet das Ausgangs signal des letzten Flip-Flops 23e in den hohen Zustand, nachdem das Ausgangs signal des Wandlers 30a in den hohen Zustand gewechselt ist. Demzufolge wird das Ausgangssignal des AND-Durchgangs 23f vom niedrigen Zustand in den ho hen Zustand geschaltet, wenn der Wandler 30a das Hochzustands- Ausgangssignal für eine Zeitperiode von fünf Taktimpulsen beibehält. D.h., daß der Filterschaltkreis 23 eine Zeitverzögerung hat, die der Zeitperiode von fünf Taktimpulsen entspricht. Im abrupten Wechselmodus (iii) der Tabelle 1 ist eine solche Zeitverzögerung 10 Mikrosekunden = (5 Impulse) × 1/(500 Kilohertz). Im sanften Wechselmodus (ii) der Tabelle 1 ist eine solche Zeitverzögerung 1,25 Mi krosekunden = (5 Impulse) × 11(4 Megahertz).

Im abrupten Wechselmodus (iii) wird das Ausgangssignal des Filterschaltkreises 23 von dem niedrigen Zustand in den hohen Zustand geschaltet, nachdem das Ausgangssignal des Wandlers 30a für 10 Mikrosekunden im hohen Zustand ge halten worden ist. Das Hochfrequenzrauschen kann das Ausgangssignal nicht in den hohen Zustand schalten, da das Hochfrequenzrauschen das Ausgangssignal des Wandlers 30a nicht in dem hohen Zustand für die Verzögerungsperiode von 10 Mikrosekunden halten kann. Demzufolge kann das Hochfrequenzrauschen unbeachtet bleiben und kann nicht durch den Filterschaltkreis 23 gehen.

Ein Schaltvorgang des sanften Wechselmodus (ii) ist der gleiche wie im abrupten Wechselmodus (iii) bis auf die Verzögerungsperiode. Im sanften Wechselmodus (ii) beträgt die Verzögerungsperiode 1,25 Mikrosekunden, was kürzer ist als die Periode im abrupten Wechselmodus (iii).

Das Ausgangssignal (k) des AND-Durchgangs 23f wird in den niedrigen Zustand geschaltet, wenn der Wandler 30a das Hochzustandssignal dem AND-Durchgang 23f zuführt. D.h., daß es keine Verzögerung zum Anschalten der Transistoren 18a und 18b gibt. Der Filterschaltkreis 23 stellt eine notwendige Verzögerung zum Ausschalten der Transistoren 18a und 18b bereit, so daß die Transistoren 18a und 18b sich nicht aufgrund des Hochfrequenzrauschens ausschalten kön nen. Demgegenüber stellt der Filterschaltkreis 23 keine Verzögerung zum Ein schalten der Transistoren 18a und 18b bereit.

Das Ausgangssignal (k) des Filterschaltkreises 23 geht durch einen OR- Durchgang 24 und einen NOR-Durchgang 26 (NOR entspricht Boolscher Ver knüpfung "oder nicht"). Das Ausgangssignal (k) wird durch den NOR-Durchgang 26 gewandelt und wird zu einem Antriebssignal (o) für den Transistor 18a. Der Transistor 18a schaltet sich ein, wenn das Antriebssignal (o) in seinem hohen Zustand ist. Der NOR-Durchgang 26 erhält das gewandelte Signal S5 zur Steue rung der elektrischen Leistung, die die erste Phasenspule 1a aufnimmt. Das ge wandelte Signal S5 wird von dem Stromwellenformgenerator 15 durch den Wandler 30b zugeführt. Das gewandelte Signal S5 ist in dem niedrigen Zustand während der Periode, in welcher der ersten Phasenspule 1a Leistung zugeführt wird. Demgegenüber ist das gewandelte Signal S5 im hohen Zustand während der Periode, in welcher der ersten Phasenspule 1a keine Leistung zugeführt wird. Das Ausgangssignal (o) des NOR-Durchgangs 36 geht in den hohen Zustand, um den Transistor 18a anzuschalten, während das gewandelte Signal S5 und ein Ausgangssignal (n) des OR-Durchgangs 24 im niedrigen Zustand sind.

Wenn das Ausgangssignal (o) des NOR-Durchgangs 26 in den hohen Zustand übergeht (Transistor 18a) an, wird ein Flip-Flop 29a eines Flankenanstiegsdetek tors 29 in den hohen Zustand synchron mit einem Vier-Megahertz-Takt gesetzt.

Das Hochzustandssignal wird vom Anschluß Q des Flip-Flops 29a einem AND- Durchgang 29c über einen Wandler 29d zugeführt. Das Ausgangssignal (m) des AND-Durchgangs 29c ist beispielsweise das Ausgangssignal des Flankenan stiegsdetektors 29, das in den hohen Zustand geht, synchronisiert mit dem Vier- Megahertz-Takt. Das Hochzustandssignal (m) wird Lösch-Anschlüssen CLR des Schieberegisters 23a bis 23e zugeführt. Das Schieberegister 23a bis 23e wird zu rückgesetzt, wenn das Hochzustandssignal (m) den Lösch-Anschlüssen CLR zu geführt wird, so daß der Filterschaltkreis 23 initialisiert wird. Nach dem Initiali sieren gehen alle Ausgangssignale des Schieberegisters 23a bis 23e in den niedri gen Zustand. Dementsprechend wird der Unterscheidungsschaltkreis 17 wieder die Verzögerungsperiode von fünf Taktimpulsen messen, wenn das Hochzu standssignal den Filterschaltkreis 23 zugeführt wird.

Ein Ausgang Q eines Flip-Flops 25 wird in den hohen Zustand durch das Aus gangssignal (k) des Filterschaltkreises (23) gesetzt, wenn das Signal (k) in den hohen Zustand übergeht. Danach wird der Ausgang Q des Flip-Flops 25 in den niedrigen Zustand durch einen 15-Kilohertz-Taktimpuls zurückgesetzt. Falls das Ausgangssignal (k) in den niedrigen Zustand zwischen zwei sequentiellen Impul sen des 15-Kilohertz-Taktes geschaltet wird, hält das Ausgangssignal (n) des OR- Durchgangs 24 den hohen Zustand, bis der nachfolgende Impuls des 15- Kilohertz-Taktes ankommt, da das Ausgangssignal des Q-Anschlusses logisch zum Ausgangssignal (k) des Filterschaltkreises 23 hinzuaddiert wird. D.h., daß das Ausgangssignal (n) in dem hohem Zustand gehalten wird, bis zur Ankunft des nachfolgenden Impulses des 15-Kilohertz-Taktes. Jedoch ist das Ausgangs signal (n) des OR-Durchgangs 24 mit dem Ausgangssignal (k) des Filterschalt kreises 23 synchronisiert, falls das Ausgangssignal (k) sich über den nachfolgen den Impuls des 15-Kilohertz-Taktes erstreckt.

D.h., daß das Hochzustands-Ausgangssignal (k) verzögert wird, so daß das Nied rigzustands-Ausgangssignal (n) ausgedehnt wird, wenn das Hochzustands- Ausgangssignal (k) des Filterschaltkreises 23 kürzer ist als eine Periode des 15- Kilohertz-Taktimpulses und beide Anstiegs- und Abfallsflanken des Ausgangs signals (k) zwischen zwei sequentiellen Impulsen des 15-Kilohertz-Taktes auftre ten. Jedoch wird das Niedrigzustands-Ausgangssignal (n) nicht ausgedehnt, son dern folgt dem Ausgangssignal (k), wenn die Anstiegsflanke des Ausgangssignals (k) vor dem nachfolgenden Taktimpuls ist und wenn die Abfallsflanke des Aus gangssignals (k) nach dem nachfolgenden Taktimpuls ist. Die Antriebssignale (o) = (k) werden mit dem 15-Kilohertz-Takt synchronisiert, so daß es vermieden wird, daß die Wechselfrequenz des Transistors 18a aufgrund der Verzögerungs steuerung in Übereinstimmung mit dem 15-Kilohertz-Takt variiert. In dieser Ausführungsform wird weniger Rauschen erzeugt, und die Wechselfrequenz wird nicht zu groß, da sich die Wechselfrequenz bei ungefähr 15 Kilohertz stabilisiert, was höher ist als die akustische Frequenz.

Das Ausgangssignal (n) des OR-Durchgangs 24 wird dem Transistor 18b als ein EIN/AUS-Antriebssignal (p) über einen AND-Durchgang 27 und einen NOR- Durchgang 28 zugeführt. Das Hochzustands-Ausgangssignal (n) erzeugt das Niedrigzustands-Antriebssignal (o), das den Transistor 18a ausschaltet. Im sanf ten Wechselmodus (ii) in Tabelle 1 wird der Transistor 18a aufgrund des Nied rigzustands-Ausgangssignals (o) ausgeschaltet, jedoch bleibt der Transistor 18b durch das Hochzustands-Ausgangssignals (p) angeschaltet aufgrund des Niedrig- Zustands-Modussignals (d), das dem AND-Durchgang 27 zugeführt wird.

Im übrigen wird in dieser Ausführungsform eine Abfallgeschwindigkeit des elek trischen Stroms auf die andere Abfallgeschwindigkeit geschaltet, die auf den Ausgangssignalen S71 und S72 des Vergleichsprüfers 16 basiert. Jedoch neigt ein solches Schalten dazu, etwas Verzögerung von der exakten Schaltzeit zu haben. Idealerweise sollte die Abfallgeschwindigkeit schneller sein, wenn der Zielstrom schnell abfällt. Jedoch kann das Signal S72 nicht auf den niedrigen Zustand (Transistoren 18a und 18b aus) geschaltet werden, wenn der tatsächliche Strom sich nicht ausreichend von dem Zielstrom unterscheidet. Deshalb kann ein sol ches Schalten der Signale S71 und S72 etwas Verzögerung haben, so daß der tat sächliche Strom nicht dem Zielstrom folgen kann, wenn der Zielstrom schnell wechselt.

In dieser Ausführungsform kann demzufolge die Abfallgeschwindigkeit ungeach tet des tatsächlichen Stroms (Vs6) durch die Steuerung des Signals S5 erhöht werden. D. h., daß die Transistoren 18a und 18b zur Erhöhung der Abfallge schwindigkeit des tatsächlichen Stroms ungeachtet der Signale S71 und S72 aus geschaltet werden, wenn das Signal S5 in den niedrigen Zustand übergeht.

In Fig. 2 erzeugt der Stromwellenformgenerator 15 zwei Arten von Referenz spannungen Vr1, Vr2 und ein Binärsignal S5. Die Referenzspannungen Vr1, Vr2 und das Binärsignal S5 werden auf der Basis der Information erzeugt, die in den RAMs 15a, 15b und 15c gespeichert ist. Die Speicher 15a und 15b speichern Acht-Bit-Daten in jeder Adresse. Der Speicher 15c speichert Ein-Bit-Daten in jeder Adresse. Die Speicher 15a und 15b liefern die Acht-Bit-Daten an D/A- Wandler 15e und 15f. Das durch den D/A-Wandler 15e gewandelte analoge Signal ist die Referenzspannung Vr2 nach der Verstärkung durch einen Verstärker 15g. Das durch den D/A-Wandler 15f gewandelte analoge Signal ist die Referenzspan nung Vr1 nach Verstärkung durch einen Verstärker 15h. Ferner wird ein analo ges Signal S1 durch eine CPU 11 erzeugt und zu den Eingangssignalen der Ver stärker 15g und 15h hinzuaddiert. Die CPU 11 kann die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 durch die Steuerung des Zustands des analogen Signals S1 anpas sen. Die durch den Speicher 15c erzeugten Ein-Bit-Daten werden zum Signal S5, das durch den AND-Durchgang 15i geht. Ein Start/Stop-Signal S3 wird auch dem AND-Durchgang 15i zugeführt. Das Signal S3 ist immer im hohen Zustand, wenn der SR-Motor 1 rotiert. Deshalb ist das Signal S5 identisch mit dem Ausgangs signal des Speichers 15c, während der SR-Motor 1 rotiert.

Die Speicher 15a, 15b und 15c enthalten viele Adressen. Jede Adresse entspricht einer der Winkelpositionen des Rotors. In dieser Ausführungsform entspricht jede Adresse 0,5° der Winkelpositionen. Ein Adreß-Decoder 15d erzeugt Adreß- Informationen basierend auf dem Positionssignal S9, das durch den Winkelde tektor 1d ermittelt wird. Die Adreß-Information wird gleichzeitig den Adreß eingängen der Speicher 15a, 15b und 15c zugeführt. Dementsprechend werden die Speicher 15a, 15b und 15c die gespeicherten Daten sequentiell ausgeben, in Übereinstimmung mit den Winkelpositionen des Rotors, während der SR-Motor 1 rotiert. Somit können die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 an jeder Winkel position des Rotors verändert werden.

Fig. 6 zeigt Wellenformen des Zielstroms, der den drei Spulen 1a, 1b, 1c des SR- Motors 1 zugeführt werden. In dieser Ausführungsform speichern die Speicher 15a und 15b Information wie in Fig. 10 gezeigt, um die Zielströme zu erzeugen. Das heißt, die Zielwerte für die Spulen 1a, 1b, 1c werden in jeder Adresse gespei chert, die jeder Winkelposition entspricht (z. B. jedes halbe Grad). Die gespei cherte Information in dem Speicher 15a ist etwas unterschiedlich von derjenigen in dem Speicher 15b, so daß Vr1 immer kleiner als Vr2 ist (Vr2 < Vr1), da die ge speicherte Information in den Speichern 15a und 15b den Referenzspannungen Vr1 und Vr2 entspricht. Wie oben erklärt, folgt der elektrische Strom durch die Spule 1a der Referenzspannung Vr1. Deshalb kann der elektrische Strom durch die Spule 1a fließen, wie in Fig. 6 gezeigt, indem man die Zielwellenform in den Speichern 15a und 15b als die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 speichert.

In dieser Ausführungsform muß der elektrische Strom einer der Spulen 1a, 1b und 1c nach jeweils 30° zugeführt werden, wie in Fig. 6 gezeigt. Die Signale S71 und S72 können auch für eine solche Stromzufuhrsteuerung verwendet werden, indem man die Wellenformen der entsprechenden Phasen in den Speichern 15a und 15b speichert. D. h., daß die CPU 11 keine solche zusätzliche Stromzufuhr steuerung ausführen muß.

Aufgrund des Speichers 15c wird eine Information "1" in den meisten der Adres sen gespeichert, um das Hochzustands-Signal S5 zu erzeugen. Jedoch ist zur Er zeugung des Niedrigzustands-Signals S5 (z. B. Transistor 18a, 18b aus) die ande re Information "0" in bestimmten Adressen gespeichert, die den Winkelpositio nen entsprechen, bei denen die Referenzspannungen Vr1 und Vr2 schnell abfal len müssen. D. h., daß das Signal S5 vor dem Schalten des Signals S72 in den niedrigen Zustand geschaltet wird, in Übereinstimmung mit der gespeicherten Information in dem Speicher 15c und an den vorbestimmten Positionen, bei de nen der elektrische Strom schnell abfallen muß. Solche vorbestimmten Positio nen können z. B. den Winkelpositionen entsprechen, bei denen die Referenz spannungen Vr1 und Vr2 abzufallen beginnen. Dementsprechend kann in dieser Ausführungsform eine Antwort auf den elektrischen Strom ohne zeitliche Verzö gerung geändert werden, so daß der tatsächliche elektrische Strom den Zielstrom präzise folgen kann.

Die Speicher 15a, 15b und 15c können die Information simultan lesen und schreiben. Die Speicher 15a, 15b und 15c sind mit der CPU 11 durch die Daten leitungen S2 verbunden. Die CPU 11 erneuert die gespeicherte Information in den Speichern 15a, 15b und 15c, falls erforderlich.

Mit Bezug auf Fig. 8 wird eine Operation der CPU 11 erklärt. Ein Initialisie rungsprozeß wird nach dem Einschalten (Strom an) in Schritt 61 ausgeführt. Bei der Initialisierung setzt die CPU 11 die internen Speicher, Zeitgeber und Inter rupts auf die Anfangsmodi. Die CPU 11 überprüft ferner das gesamte System und führt die nachfolgenden Schritte aus, falls keine Fehlfunktion festgestellt wird.

Im Schritt 62 liest und speichert die CPU 11 die Information von einem Schalt hebel, einem Bremsschalter, einem Beschleunigungsschalter und einem Be schleunigungsauslösungssensors. Im Schritt 63 entscheidet die CPU, ob sich et was im Schritt 62 verändert hat. Die CPU 11 führt Schritt 64 aus, falls sich etwas verändert hat. Die CPU 11 führt Schritt 65 aus, falls sich nichts verändert hat.

Im Schritt 64 legt die CPU 11 eine Zielantriebsrichtung und ein Zielantriebs drehmoment des SR-Motors 1 fest, auf der Basis der im Schritt 62 gespeicherten Information. Z. B. wird das Zielantriebsdrehmoment erhöht, falls der Beschleu nigungsauslösungssensor einen Beschleunigungsbefehl des Fahrers ermittelt hat. Ferner wird eine Drehmomentmodifikationsmarke gesetzt, um einen Wechsel des Zieldrehmoments anzuzeigen.

Im Schritt 65 wird eine Winkelgeschwindigkeit des SR-Motors 1 ermittelt. In die ser Ausführungsform werden Elf-Bit-Winkelpositionsdaten von dem Winkelsen sor 1d zugeführt. Die CPU 11 berechnet die Rotationsgeschwindigkeit des Rotors auf der Basis einer Periode der Wechsel der niedrigen Bits der Elf-Bit- Winkeldaten, da der periodische Wechsel der Winkeldaten umgekehrt proportio nal zu der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors ist. Die berechnete Rotationsge schwindigkeit wird in dem internen Speicher der CPU 11 gespeichert.

Schritt 68 wird nach Schritt 66 ausgeführt, falls sich die Rotationsgeschwindig keit geändert hat. Schritt 67 wird nach Schritt 66 ausgeführt, falls sich die Rota tionsgeschwindigkeit nicht geändert hat. Im Schritt 67 wird die Drehmoment modifikationsmarke überprüft. Schritt 68 wird nach Schritt 67 ausgeführt, falls die Drehmomentmodifikationsmarke nicht gesetzt worden ist. Andernfalls führt die CPU 11 den Schritt 62 nochmals aus.

Im Schritt 68 wird Information von einem Stromplanspeicher 13a bereitgestellt. Im Schritt 69 wird Information von einem Wellenformspeicher 13b bereitgestellt. In dieser Ausführungsform sind der Stromplanspeicher 13a und der Wellenform speicher 13b ROM-Speicher. Der Stromplanspeicher 13a speichert die in Fig. 9 gezeigte Information. Der Wellenformspeicher 13b speichert die in Fig. 13 gezeig te Information.

Wie in Fig. 9 gezeigt, speichert der Stromplanspeicher 13a viele Daten C_nm, die den vielfältigen Zieldrehmomenten und Rotationsgeschwindigkeiten entsprechen (n: eine Spalte, die einem Zieldrehmoment entspricht; m: eine Zeile, die einer Rotationsgeschwindigkeit entspricht). Alle Daten C_nm beinhalten einen "Strom an"-Winkel, einen "Strom aus"-Winkel und einen Zielstrom. Z. B. entspricht ein Datensatz C₃₄ einem Zieldrehmoment von 20_Nm und einer Rotationsgeschwindig keit von 50° Umdrehungen pro Minute. Der Datensatz C₃₄ enthält einen "Strom an"-Winkel von 52,5°, einen "Strom aus"-Winkel von 82,5° und einen Zielstrom von 200 Ampere. D. h., daß die Spule 1a einen Strom von 200 Ampere aufnimmt, bei den Winkelpositionen von 52,5° bis 82,5°, wohingegen die Spule 1a einen elek trischen Strom an den anderen Positionen innerhalb eines Bereichs von 0 bis 90° aufnimmt (z. B. von 0 bis 52,5° und von 82,5 bis 90°).

In dieser Ausführungsform kann der Zielstrom keine Rechteckswelle erzeugen. Anstatt der Rechteckswelle hat der Zielstrom langsame Übergänge an den An stiegs- und Abfallsflanken. Diese Wellenform ist in dem Wellenformplanspeicher 13b gespeichert.

Wie in Fig. 13 gezeigt, sind viele Daten D_1n und D_2n (n: Reihennummer, die der Rotationsgeschwindigkeit entspricht) in dem Wellenformplanspeicher 13b ge speichert. Die Daten D_1n sind Leistungserhöhungswinkel, die notwendigen Win keln entsprechen, um den elektrischen Strom von einem niedrigen Zustand (0 Ampere) zu einem hohen Zustand (200 Ampere) zu erhöhen. Die Daten D_2n sind Leistungsabfallswinkel, die notwendigen Winkeln entsprechen, um den elektri schen Strom von dem hohen Zustand (200 Ampere) zu dem niedrigen Zustand (0 Ampere) herabzusetzen.

Z. B. wird der Zielstrom langsam von dem Leistungsanstiegswinkel D_1n zum "Strom an"-Winkel von 52,5° erhöht, wenn die Daten C₃₄ aus Fig. 9 benutzt wer den. Der Zielstrom beträgt 100% am "Strom an"-Winkel. Demgegenüber fällt der Zielstrom langsam von dem Leistungsabfallswinkel D_2n zu dem "Strom aus"- Winkel von 82,5° ab. Der Zielstrom wird 0 am "Strom aus"-Winkel.

Die Daten D_1n und D_2n des Wellenformspeichers 13b sind vorbestimmte Winkel, um einen bestimmten Übergangsbereich für den Anstieg und Abfall des Ziel stroms übereinstimmend mit der Rotationsgeschwindigkeit festzusetzen. D. h., es werden geeignete Daten D_1n und D_2n festgelegt, um Vibration und Rauschen ausreichend zu reduzieren und nicht den Wirkungsgrad zu sehr zu verschlech tern. Die Vibration und das Rauschen werden deutlicher aufgrund einer größeren Ableitung des wechselnden magnetischen Flusses, falls die Stromveränderungen so groß sind. Demgegenüber wird Antriebsdrehmoment und Wirkungsgrad ent scheidend verschlechtert, falls die Übergangsbereiche zu groß sind. Insbesondere werden Zeitperioden bestimmt, die den "Strom an"- und "Strom aus"-Winkeln entsprechen, die größer sind als eine halbe Periode der fundamentalen Frequenz (der Resonanzfrequenz) des SR-Motors 1. Dadurch werden weniger Vibration und Rauschen erzeugt, da eine Vibrationsfrequenz, die durch wechselnde Erre gungen erzeugt wird, geringer wird als die fundamentale Frequenz des SR- Motors 1.

Im Schritt 69, in Fig. 8 gezeigt, ist ein Datensatz D_1n und D_2n von dem Wellen formplanspeicher 13b übereinstimmend mit der Rotationsgeschwindigkeit aus gewählt. Die ausgewählten Daten von dem Wellenformplanspeicher 13b werden der CPU 11 zugeführt. Z. B., wie in Fig. 13 gezeigt, werden die Daten D₁₄ und D₂₄ ausgewählt und der CPU 11 zugeführt, wenn die Rotationsgeschwindigkeit 500 Umdrehungen pro Minute beträgt.

Im Schritt 6A werden neue Daten erzeugt und in dem in Fig. 10 gezeigten Ziel stromplan gespeichert, basierend auf den Daten C_nm, D_1n und D_2n, die in den Schritten 68 und 69 erhalten worden sind. Auf der Basis des neuen Zielstrom plans wird die CPU 11 die Speicher 15a, 15b und 15c des Stromwellenformgene rators 15 (in Fig. 2 gezeigt) aktualisieren (oder überschreiben). Obwohl Fig. 2 nur einen Satz von Speichern 15a, 15b und 15c für eine Spule 1a zeigt, werden die Speicher für die anderen Spulen 1b und 1c auch aktualisiert.

Wie in Fig. 10 gezeigt, ist der Zielstrom 0 Ampere bei der Winkelposition A1 für die dritte Phasenspule 1c. Die Winkelposition A1 entspricht dem "Strom an"- Winkel Aon abzüglich des Winkels D_1n (A1 = Aon - D_1n). Beim "Strom an"- Winkel Aon wird der Zielstrom durch die Daten C_nm bestimmt (z. B. 200 Am pere). Die CPU 11 berechnet dazwischenliegende Zielwerte von jeweils 0,5°, so daß die Zielströme langsam und sanft von der Winkelposition A1 zum "Strom an"-Winkel Aon ansteigen. Ahnlich wird der Zielstrom durch die Daten C_nm (z. B. 200 Ampere) für eine Winkelposition A2 bestimmt. Die Winkelposition A2 ent spricht dem "Strom aus"-Winkel Aoff abzüglich des Winkels D_2n (A2 = Aoff - D_2n). Am "Strom aus"-Winkel Aoff beträgt der Zielstrom 0 Ampere. Die CPU 11 berechnet dazwischenliegende Zielwerte nach jeweils 0,5°, so daß die Zielströme langsam und sanft von der Winkelposition A2 zum "Strom aus"-Winkel Aoff ab fallen. Die CPU 11 speichert 0 Ampere für den Rest der Winkelpositionen.

Für die anderen Spulen 1a und 1b benutzt die CPU 11 identische Daten mit 30° und 60°-Phasenverschiebungen, um die Zielstrompläne zu erneuern.

Fig. 10 zeigt nur die Daten (Vr1), die in den Speicher 15b geschrieben werden. Die Daten (Vr2) haben einen etwas größeren Wert als die Daten (Vr1) und wer den ähnlich erneuert und in dem Speicher 15a gespeichert.

In dieser Ausführungsform werden Ströme, die durch die Spulen 1a, 1b und 1c fließen durch die in den Speichern 15a, 15b und 15c gespeicherten Daten gesteu ert. Dementsprechend ändert die ECU-Steuerung die Erregungen für die Spulen 1a, 1b und 1c ohne einen zusätzlichen Schaltkreis, da die CPU 11 die Zielstrom pläne für die Spule 1a, 1b und 1c berechnet und in den Speichern 15a, 15b und 15c speichert.

Wie in Fig. 8 gezeigt, wiederholt die CPU 11 die obigen Schritte 62 bis 6A. Die Schritte 66-67-62 werden ausgeführt, während die Rotationsgeschwindigkeit und das Drehmoment des SR-Motors 1 konstant ist. Die Schritte 68-69-6A-6B werden ausgeführt, um die in 15a, 15b und 15c gespeicherten Zielstrompläne zu verän dern, wenn die Rotationsgeschwindigkeit und/oder das Drehmoment des SR- Motors 1 geändert worden ist.

Claims

1. Leistungs-Wechsel-Steuerung, die umfaßt:
eine Schaltvorrichtung (18a) zur Energiezufuhr an eine elektrische Last (1a);
einen Stromsensor (2) zum Ermitteln des elektrischen Stroms, der durch die elektrische Last (1a) fließt;
einen Vergleichsprüfer (16a, 30a) zur Erzeugung eines ersten und eines zweiten Zustandssignals (L/H), wobei das erste Zustandssignal (L) erzeugt wird, wenn der ermittelte Strom kleiner ist als ein Zielwert, und das zweite Zustandssignal (H) erzeugt wird, wenn der ermittelte Strom den Zielwert überschreitet;
eine Filtervorrichtung (23) zur Ausgabe von Signalen (k) identisch zum Vergleichsprüfer (16a, 30a), nachdem der Vergleichsprüfer das gleiche Zu standssignal für eine Zeitperiode beibehalten hat;
eine Schaltsignalausgabevorrichtung (24-26) zum Abschalten der Schalt vorrichtung (18a), während die Filtervorrichtung (23) das zweite Zustands signal (H) erzeugt.

2. Leistungs-Wechsel-Steuerung nach Anspruch 1, gekennzeichnet da durch, daß die Filtervorrichtung eine Zeitstellvorrichtung umfaßt, um die Zeitperiode auf der Basis des Ausgangssignals des Vergleichsprüfers zu ver ändern.

3. Leistungs-Wechsel-Steuerung nach Anspruch 1, die ferner umfaßt:
einen Flankendetektor, um die Filtervorrichtung beim Anschalten der Schaltvorrichtung zu initialisieren.

4. Leistungs-Wechsel-Steuerung nach Anspruch 1, wobei die Schaltsignal- Ausgabevorrichtung ferner umfaßt:
einen Taktsignalgenerator zur Erzeugung eines periodischen Signals; eine Synchronisationsvorrichtung zum Verzögern der auszuschaltenden Schaltvorrichtung in einer synchronisierten Weise mit dem periodischen Si gnal, das durch den Taktsignalgenerator erzeugt wird.

5. Leistungs-Wechsel-Steuerung, die umfaßt:
eine erste Schaltvorrichtung (18a), zwischen dem einen Ende einer Last (1a) und einer ersten Stromversorgungsleitung (18e) geschaltet;
eine zweite Schaltvorrichtung (18b), zwischen dem anderen Ende der Last (1a) und einer zweiten Stromversorgungsleitung (18f) geschaltet;
eine erste Diode (18c), zwischen dem einen Ende der Last (1a) und der zwei ten Stromversorgungsleitung (18f) geschaltet, wobei es die erste Diode er möglicht, daß der elektrische Strom von der zweiten Stromversorgungslei tung (18f) zur Last (1a) fließt;
eine zweite Diode (18d), zwischen dem anderen Ende der Last und der er sten Stromversorgungsleitung (18e) geschaltet, wobei es die zweite Diode ermöglicht, daß der elektrische Strom von der Last (1a) zu der ersten Stromversorgungsleitung (18e) fließt;
Modus-Auswahl-Vorrichtungen (16a, 16b, 21) zur Erzeugung eines Modus- Auswahl-Signals (d), das entweder einen abrupten Wechselmodus oder ei nen sanften Wechselmodus auswählt, wobei die zweite Schaltvorrichtung (18b) intermittierend im abrupten Wechselmodus angeschaltet wird, und die zweite Schaltvorrichtung kontinuierlich im sanften Wechselmodus an geschaltet ist;
Detektionsvorrichtungen zum Ermitteln des elektrischen Stroms, der durch die Last (1a) fließt;
eine Vergleichsvorrichtung (16a, 30a) zum Erzeugen von entweder einem ersten Zustandssignal (L) oder einem zweiten Zustandssignal (H), wobei das erste Zustandssignal (L) erzeugt wird, wenn der ermittelte elektrische Strom kleiner als ein erwünschter Zustand ist, und das zweite Zustands signal (H) erzeugt wird, wenn der ermittelte elektrische Strom den er wünschten Zustand überschreitet;
eine Filterzeit-Stellvorrichtung zum Einstellen einer Filterzeit auf entweder einen langen Zeitwert oder einen kurzen Zeitwert, wobei der lange Zeitwert im abrupten Wechselmodus gesetzt wird, und der kurze Zeitwert im sanften Wechselmodus gesetzt wird;
Filtervorrichtungen zur Erzeugung des zweiten Zustandssignals (H), nach dem die Vergleichsvorrichtung das zweite Zustandssignal für eine Zeitperi ode konstant hält, die durch die Filterzeit-Stellvorrichtung festgesetzt ist;
und
Schaltsignal-Erzeugungsvorrichtungen (24, 26) zum Ausschalten eines oder beider der ersten und zweiten Schaltvorrichtung (18a, 18b), während die Filtervorrichtung das zweite Zustandssignal erzeugt (H), wobei die erste und die zweite Schaltvorrichtung (18a, 18b) beide im abrupten Wechselmo dus ausgeschaltet sind, und wobei im sanften Wechselmodus die erste Schaltvorrichtung ausgeschaltet und die zweite Schaltvorrichtung einge schaltet ist.

6. Leistungs-Wechsel-Steuerung nach Anspruch 5, die ferner umfaßt:
einen Flankendetektor zum Initialisieren der Filtervorrichtung beim An schalten der ersten Schaltvorrichtung.

7. Leistungs-Wechsel-Steuerung nach Anspruch 5, wobei die Schaltsignal- Erzeugungsvorrichtung ferner umfaßt:
eine Taktsignalerzeugungsvorrichtung zum Erzeugen eines periodischen Signals;
eine Synchronisationsvorrichtung zum Verzögern der ersten auszuschal tenden Schaltvorrichtung in einer synchronisierten Weise mit dem periodi schen Signal, das durch die Taktsignal-Erzeugungs-Vorrichtung erzeugt wurde.