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Die
Erfindung betrifft eine Erregungssteuerungseinrichtung für eine Phasenspule
eines elektrischen Motors (z.B. eines geschalteten Reluktanzmotors).
Die Erregungssteuerungseinrichtung ist auf jede von mehreren Phasenspulen
(Phasenwicklungen) eines Stators des Motors anwendbar.
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Die
Druckschrift
EP 0 756
373 A1 offenbart eine Steuerungsschaltung für einen
geschalteten Reluktanzmotor. Dabei werden die Erregungseinschalt- und
-ausschaltwinkel durch einen Mikrocomputer berechnet.
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Die
Druckschrift
EP 0 774
828 A1 offenbart eine Erregungssteuerungseinrichtung. Dabei
werden mit Hilfe eines sogenannten normalisierten Rotorpositionszählwerts
Einschalt- und Ausschaltwinkel bestimmt.
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Die
Druckschrift WO 90/16 111 A1 offenbart eine Erregungssteuerungseinrichtung,
bei der ein Sägezahngenerator
verwendet wird, der eine Sägezahnspannung
erzeugt. Die gezeigten Vergleicher erfassen verschiedene Spannungspegel
dieser Sägezahnspannung.
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Die
Druckschrift
DE 38
13 130 A1 offenbart einen Digitalkommutator für einen
geschalteten Reluktanzantrieb, bei dem ebenfalls ein Mikrocomputer zur
Berechnung der Ein- und Ausschaltwinkel verwendet wird.
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Die
Erfinder der Erfindung haben eine Erregungssteuerungseinrichtung
für jede
mehrerer Phasenspulen des Stators des geschalteten Reluktanzmotors
entwickelt. Diese Erregungssteuerungseinrichtung ist weder ausgestellt
noch bekannt, und umfaßt:
einen
Winkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels eines Rotors des geschalteten
Reluktanzmotors,
einen Mikrocomputer zum Bekommen eines Paares Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung der Phasenspule gemäß einer
Drehgeschwindigkeit und einem Drehmoment des geschalteten Reluktanzmotors
aus einem Speicher, der mehrere Paare Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung gemäß verschiedenen
Drehgeschwindigkeiten und verschiedenen Drehmomenten speichert,
und zur Ausgabe eines der Anfang- und Abschlußwinkel als ausführbaren Anfangswinkel
der Erregung und des anderen Anfang- und Abschlußwinkels als ausführbaren
Abschlußwinkel
der Erregung aufgrund einer Entscheidung, daß sowohl der Anfangswinkel
größer oder kleiner
als der Abschlußwinkel
ist als auch in welche Richtung der Motor dreht,
einen ersten
Vergleichschaltkreis, der einen aus Mikrocomputer ausgegebenen,
ausführbaren
Anfangswinkel der Erregung mit dem aus dem Winkelsensor ausgegebenen
Drehwinkel des Rotors vergleicht, um ein erstes binäres Signal
auszugeben, wobei das erste binäre
Signal darstellt, ob der Drehwinkel größer als der Anfangswinkel der
Erregung ist,
einen zweiten Vergleichschaltkreis, der einen
aus dem Mikrocomputer ausgegebenen, ausführbaren Abschlußwinkel
der Erregung mit dem aus dem Winkelsensor ausgegebenen Drehwin kel
des Rotors vergleicht, um ein zweites binäres Signal auszugeben, wobei
das zweite binäre
Signal darstellt, ob der Drehwinkel kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist,
ein Binär-Signal-Verarbeitungsmittel
zum Verarbeiten der ersten und zweiten binären Signalen, die jeweils aus
den ersten und zweiten Vergleichschaltkreise ausgebend sind, um
ein drittes binäres
Signal auszugeben, das den Anfang und den Abschluß der Erregungen
der Phasenspule darstellt.
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Der
von dem Winkelsensor bestimmte Drehwinkel des Rotors verändert sich,
wie in 7 und 8 gezeigt wird, wenn der
geschaltete Reluktanzmotor in einer normalen Drehrichtung betrieben
wird. Der von dem Winkelsensor bestimmte Drehwinkel des Rotors verändert sich,
wie in 9 und 10 gezeigt wird, wenn der
geschaltete Reluktanzmotor in eine entgegengesetzte Drehrichtung
betrieben wird. Die mehreren in dem Speicher gespeicherte Paare
Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung werden in der Annahme gewählt, daß der geschaltete Reluktanzmotor
in der normalen Drehrichtung betrieben wird. Ein Abschlußwinkel
der Erregung ist größer als ein
Anfangswinkel der Erregung hinsichtlich eines Paars von Anfang-
und Abschlußwinkeln
gemäß einer
Drehgeschwindigkeit und einem Drehmoment, wie in den 7 und 9 gezeigt wird. Ein anderer Anfangswinkel
der Erregung ist größer als
ein anderer Abschlußwinkel
der Erregung hinsichtlich eines anderen Paar Anfang- und Abschlußwinkel
gemäß einer
anderen Drehgeschwindigkeit und einem anderen Drehmoment, wie in
den 8 und 10 gezeigt wird. Nach der 7 fängt die Erregung der Spule an,
wenn der Drehwinkel des Rotors kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist und den Anfangswinkel der Erregung erreicht, während die
Erregung der Spule abschließt,
wenn der Drehwinkel des Rotors größer als der Anfangswinkel der
Erregung ist und den Abschlußwinkel
der Erregung erreicht.
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Nach
der 8 fängt die
Erregung der Spule an, wenn der Drehwinkel des Rotors größer als
der Abschlußwinkel
der Erregung ist und den Anfangswinkel der Erregung erreicht, während die
Erregung der Spule abschließt,
wenn der Drehwinkel des Rotors kleiner als der Anfangswinkel der
Erregung ist und den Abschlußwinkel
der Erregung erreicht. Nach der 9 fängt die
Erregung der Spule an, wenn der Drehwinkel des Rotors größer als
der Anfangswinkel der Erregung ist und den Abschlußwinkel
der Erregung erreicht, während
die Erregung der Spule abschließt,
wenn der Drehwinkel des Rotors kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist und den Anfangswinkel der Erregung erreicht. Nach
der 10 fängt die
Erregung der Spule an, wenn der Drehwinkel des Rotors kleiner als
der Anfangswinkel der Erregung ist und den Abschlußwinkel
der Erregung erreicht, während
die Erregung der Spule abschließt, wenn
der Drehwinkel des Rotors größer als
der Abschlußwinkel
der Erregung ist und den Anfangswinkel der Erregung erreicht.
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Ein
Mikrocomputer führt
eine Verarbeitung derart aus, daß die Erregungssteuerungseinrichtung die
obigen vier verschiedenen Erregungssteuerungen, die in den 7 bis 10 gezeigt werden, mit den im Speicher
gespeicherten mehreren Paaren von Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung durchführt, wobei
die mehreren Paare Anfang- und Abschlußwinkel der Erregung nach der
normalen Drehrichtung des geschalteten Drehstrom-Reluktanzmotors
ausgewählt
werden. Ein Paar ausführbarer
Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung wird gemäß einem
aus dem Speicher ausgegebenen Winkelpaar berechnet, aber die Ausrechnungsarbeiten
dauert eine bestimmte Zeit. Deswegen beschränkt sich eine maximale Drehgeschwindigkeit
auf eine langsamere Geschwindigkeit, um eine abnormale Erregung
der Spule zu vermeiden.
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Der
Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, eine Erregungssteuerungseinrichtung
zu schaffen, deren maximale Drehgeschwindigkeit ohne abnormale Erregung
gegenüber
der maximalen Drehgeschwindigkeit der obigen Erregungssteuerungseinrichtung
erhöht
ist. Um diese Aufgabe zu lösen,
wird eine Erregungssteuerungseinrichtung für jede von mehreren Phasenspulen
eines Stators eines elektrischen Motors geschaffen, die im Patentanspruch
1 bestimmt ist.
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Weitere
Merkmale und Vorteile der Erfindung werden aus der folgenden, auf
die Zeichnung Bezug nehmenden Beschreibung eines bevorzugten Ausführungsbeispiels
deutlich.
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Es
zeigen:
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1 ein
Blockdiagramm einer Erregungssteuerungseinrichtung für eine Phasenspule
eines elektrischen Motors gemäß einem
Ausführungsbeispiel
der Erfindung,
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2 ein
Diagramm eines Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis der 1,
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3 ein
Zeitablaufdiagramm einer Funktion des Schaltkreises der 2,
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4 ein
anderes Zeitablaufdiagramm einer Funktion des Schaltkreis der 2,
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5 ein
weiters Zeitablaufdiagramm einer Funktion des Schaltkreis der 2,
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6 ein
weiters Zeitablaufdiagramm einer Funktion des Schaltkreis der 2,
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7 ein
Zeitablaufdiagramm einer Erregung- und NichtErregungssteuerung der
Phasenspule des elektrischen Motors,
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8 ein
anderes Zeitablaufdiagramm einer Erregung- und Nicht-Erregungssteuerung
der Phasenspule des elektrischen Motors,
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9 ein
weiteres Zeitablaufdiagramm einer Erregung- und Nicht-Erregungssteuerung
der Phasenspule des elektrischen Motor, und
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10 ein
weiteres Zeitablaufdiagramm einer Erregung- und Nicht-Erregungssteuerung
der Phasenspule des elektrischen Motor.
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1 zeigt
einen wesentlicher Teil einer Erregungssteuerungseinrichtung eines
Ausführungsbeispiels
der Erfindung. Ein geschalteter Drehstrom-Reluktanzmotor ist mit
ersten, zweiten und dritten Phasenspulen (Phasenwicklungen) versehen. Die
Erregungssteuerungseinrichtung ist auf die erste Phasenspule anwendbar.
Die zweite und dritten Phasenspule wird jeweils von einer Erregungssteuerungseinrichtung
gesteuert, die die gleiche Konstruktion wie die Erregungssteuerungseinrichtung
für die erste
Phasenspule aufweist. Ein Mikrocomputer, ein Speicher zum Speichern
mehrerer Paare Anfang- und Abschlußwinkel der Erregung der Phasenspule und
ein Winkelsensor zur Bestimmung eines Drehwinkels eines Rotors des
Motors werden im allgemeinen für
jede Erregungssteuerungseinrichtung benutzt. Der geschaltete Drehstrom-Reluktanzmotor wird
als Antriebsquelle eines elektrischen Fahrzeugs benutzt.
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Die
Erregungssteuerungseinrichtung CON für die erste Phasenspule CL1
weist hauptsächlich den
Winkelsensor RAS, den Speicher ROM, den Mikrocomputer CPU, einen
stromwellenformgenerierenden Schaltkreis (Stromwellenform-Erzeugungsschaltkreis)
IPGC, einen Vergleichsschaltkreis ICMP, einen Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis
ANDC und einen Treiber für
die ersten Phasenspule CL1 auf. Der Winkelsen sor RAS bestimmt einen
Drehwinkel des Rotors des geschalteten Drehstrom-Reluktanzmotors
und gibt den Drehwinkel als Digitalsignal S1 zu dem Mikrocomputer
CPU, einem Adreßdecoder ASD
und einem Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis EDDC aus. Der
Adreßdecoder
ASD und der Schaltkreis EDDC sind im stromwellenform-generierenden
Schaltkreis IPGC enthalten. Der Speicher ROM umfaßt die mehreren
Paare Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung und mehrere Stromwellenformen, die beide verschiedenen
Drehgeschwindigkeiten und Drehmomenten entsprechen. Jede der mehreren
Stromwellenformen entspricht Daten, die Standard-Stromwerte sind, mit denen die erste
Phasenspule CL1 bei einem jeweiligem Drehwinkel des Rotors erregt
werden soll.
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Ein
Hauptschalter wird eingeschaltet, wenn das elektrische Fahrzeug
betrieben wird. Als Antwort auf das Einschalten des Hauptschalters
gibt der Mikrocomputer CPU ein Löschungsimplus-Signal
(Reset-Impulssignal) S2 und ein binäres Signal S3 zu dem Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis
EDDC aus, wobei nach einer Entscheidung über die Anwesenheit des abnormalen
Zustand das binäre
Signal S3 eine Anwesenheit eines abnormalen Zustand darstellt. Ein
hoher Pegel des binären
Signal S3 stellt eine Abwesenheit des abnormalen Zustand dar, während ein
niedriger Pegel des binären Signal
S3 die Anwesenheit des abnormalen Zustands darstellt. Wenn die Entscheidung über die
Anwesenheit des abnormalen Zustands die Abwesenheit des abnormalen
Zustands ergibt, berechnet der Mikrocomputer CPU ein Soll-Drehmoment
des geschalteten Drehstrom-Reluktanzmotors
aufeinanderfolgend aufgrund einer Information S0, die von einem Schalthebel,
einem Bremsschalter, einem Beschleunigungsschalter und einem Beschleunigungsauslösungssensor
erhalten wird. Der Mikrocomputer CPU rechnet eine Drehgeschwindigkeit
(Drehzahl) aufeinanderfolgend aufgrund des aus dem Winkelsensor RAS
ausgegebenen Digitalsignal S1 aus. Der Mikrocomputer CPU erhält ein Paar
Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung und eine Stromwellenform, die dem ausgerechneten Drehmoment
und der ausgerechneten Drehgeschwindigkeit entsprechen, aus dem
Speicher ROM. Der Mikrocomputer CPU gibt den Anfangswinkel der Erregung
als Digitalsignal S4 und den Abschlußwinkel der Erregung als Digitalsignal
S5 zu dem Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis EDDC aus. Der
Mikrocomputer CPU gibt die Stromwellenform als Digitalsignal S6 zu
einem Speicher RAM im stromwellenform-generierenden Schaltkreis
IPGC aus. Der Mikrocomputer CPU erzeugt auch ein Paar Anfang- und
Abschlußwinkel
und eine Stromwellenform für
die zweiten Phasenspule, so daß ein
Paar Anfang- und Abschlußwinkel
und eine Stromwellenform für
die erste Phasenspule um einen ersten bestimmten Verschiebungswinkel
verschoben wird. Der Mikrocomputer CPU erzeugt gleichfalls ein Paar
Anfang- und Abschlußwinkel
und eine Stromwellenform für
die dritten Phasenspule, so daß ein
Paar Anfang- und Abschlußwinkel
und eine Stromwellenform für
die erste Phasenspule um einen zweiten bestimmten Verschiebungswinkel
verschoben wird. Der erste und der zweite Verschiebungswinkel werden
aufgrund der Polanzahl des geschalteten Drehstrom-Reluktanzmotors entschieden.
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Die
Stromwellenform als Digitalsignal S6, das aus dem Mikrocomputer
ausgegeben wird und dem Speicher RAM im stromwellenformgenerierenden
Schaltkreis IPGC zugeführt
wird, ist in einer Adresse des Speichers RAM gespeichert, wobei
die Adresse dem Drehwinkel des Rotors entspricht. Das Digitalsignal
S6 entspricht nämlich
einem Standard-Stromwert gemäß einem
Drehwinkel des Rotors.
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Der
Drehwinkel des Rotors als Digitalsignal S1, das aus dem Winkelsensor
RAS ausgegeben wird und dem Adreßdecoder ASD zugeführt wird, wird
an einer Adresse des Speichers RAM gespeichert. Jedesmal, wenn sich
ein von dem Winkelsensor erfaßter
Drehwinkel des Rotors ändert,
bekommt der stromwel lenform-generierenden Schaltkreis IPGC einen
Standard-Stromwert
gemäß einem
Drehwinkel des Rotor aus dem Speicher RAM. Der Schaltkreis IPGC
wandelt das Digitalsignal in ein Analogsignal S7 mittels eines Digital/Analog-Wandlers
D/A um und gibt das Analogsignal S7 zu dem Vergleichschaltkreis
ICMP über
einem Ausgabepuffer BUF aus. Der Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis EDDC
erzeugt ein binäres
Signal S8, das entweder die Erregung oder die Nicht-Erregung der Spule
CL1 darstellt, aufgrund der Digitalsignale S1 bis S5, um das binäre Signal
S8 zu dem Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis
ANDC und einem Transistor IGBTL von zwei Transistoren (Bipolartransistoren
mit isoliertem Gate) IGBTU und IGBTL auszugeben. Die Transistoren
IGBTU und IGBTL sind in dem Treiber DR1 enthalten. Ein hoher Pegel
des binären Signals
S8 bedeutet eine Erregung der Spule CL1, während ein niedriger Pegel des
binären
Signals S8 keine Erregung der Spule CL1 bedeutet.
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Der
Treiber DR1 weist außer
den Transistoren IGBTU und IGBTL Dioden D1 und D2 auf. Der Transistor
IGBTU ist zwischen einem Ende der Spule CL1 und einer Hochpotentialleitung
einer Gleichstromversorgung geschaltet, während der Transistor IGBTL
zwischen einem anderen Ende der Spule CL1 und einer Niedrigpotentialleitung
der Gleichstromversorgung geschaltet ist. Die Diode D1 ist zwischen dem
einen Ende der Spule CL1 und der Niedrigpotentialleitung der Gleichstromversorgung
geschaltet, während
die Diode D2 zwischen dem anderen Ende der Spule CL1 und der Hochpotentialleitung
der Gleichstromversorgung geschaltet ist. Ein Stromsensor IS ist
an einer Leitung vorgesehen, die das eine Ende der Spule CLI mit
dem Transistor IGBTU verbindet, um einen durch die Spule CL1 fließenden gegenwärtigen Strom
zu bestimmen. Der Stromsensor IS gibt ein Analogsignal S9, das den
gegenwärtigen Stromwert
darstellt, an den Vergleichschaltkreis ICMP aus. Der Vergleichschaltkreis
ICMP vergleicht das Analogsignal S7, das der Standard-Stromwert darstellt,
der zu der Spule CL1 zugeführt
werden soll, mit dem Analogsignal S9. Der Vergleichschaltkreis ICMP
gibt ein binäres
Signal S10 zu dem Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis ANDC aus, wobei
das binäre
Signal S10 darstellt, ob der gegenwärtige Stromwert kleiner als
die Standard-Stromwert ist. Ein hoher Pegel des binären Signals
S10 bedeutet, daß der
gegenwärtige
Stromwert kleiner als der Standard-Stromwert ist, während ein niedriger Pegel des binären Signal
S10 bedeutet, daß der
gegenwärtige Stromwert
größer als
der Standard-Stromwert ist.
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Der
Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis ANDC weist eine UND-Tor-Funktion auf
und verarbeitet die binäre
Signale S8 und S11, um ein binäres Signal
S11 zu bilden. Der Schaltkreis ANDC gibt das binäre Signal S11 zu dem Transistor
IGBTU des Treibers DR1 aus. Der Transistor IGBTU ist eingeschaltet,
wenn das binäre
Signal S11 auf hohem Pegel ist, während der Transistor IGBTU
ausgeschaltet ist, wenn das binäre
Signal S11 auf niedrigem Pegel ist. Der Transistor IGBTL ist eingeschaltet,
wenn das binäre
Signal S8 auf hohem Pegel ist, während
der Transistor IGBTL ausgeschaltet, wenn das binäre Signal S8 auf niedrigem
Pegel ist. Die Transistoren IGBTU und IGBTL sind beide ausgeschaltet,
wenn das binäre
Signal S8 auf dem niedrigen Pegel ist, wodurch kein Strom durch
die Spule CL1 fließt.
Wenn das binäre
Signal S10 auf hohem Pegel ist, ist das binäre Signal S11 auch auf hohem
Pegel ist. Deshalb, wenn die binäre
Signalen S8 und S10 jeweils auf dem hohen Pegel sind, sind die Transistoren
IGBTU und IGBTL beide eingeschaltet, wodurch ein Strom durch die
Spule CL1 fließt.
Wenn das binäre
Signal S10 auf niedrigem Pegel ist, ist das binäre Signal S11 auch auf niedrigem
Pegel. Deshalb ist der Transistor IGBTL auf eingeschaltet wenn das
binäre
Signal S8 auf dem hohen Pegel ist, während der Transistor IGBTU
auf AUS geschaltet ist, wenn das binäre Signalen S10 bei dem niedrigen
Pegel ist, wodurch kein Strom durch die Spule CL1 fließt. Es nähert sich nämlich der
gegenwärtige
Stromwert dem Standard-Stromwert durch abwechselnder Wiederholung des
Ein- und Ausschaltens des Transistors IGBTU aufgrund der Änderung
des Pegels des binären
Signals S10 an, solange das binäre
Signal S8 auf dem hohen Pegel bleibt (der Transistor IGBTL eingeschaltet
ist).
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Der
Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis EDDC wird im folgenden
unter Bezug auf 2 hinsichtlich seiner Konstruktion
erklärt. Der
Schaltkreis EDDC umfaßt
einen schrittimpuls-generierenden Schaltkreis (Schrittimpuls-Erzeugungsschaltkreis)
CK, Signalspeicher (Latch) RCH1, RCH2 und RCH3, Vergleicher (Komparatoren) CMP1,
CMP2 und CMP3, UND-Tore (AND-gate) AND1, AND2, AND3 und AND4, ODER-Tore (OR-gate) OR1
und OR2, Inverter INVI und INV2 sowie einen Flip-Flop-Schaltkreis
FDC. Der schrittimpulsgenerierende Schaltkreis CK gibt ein Schrittimpulssignal
mit bestimmter Frequenz (z.B. 16 MHz) aus. Die Signalspeicher RCH1,
RCH2 und RCH3 speichern jeweils das Digitalsignal S1, S4 und S5 synchron
mit dem Abfallen des Schrittimpulssignals zwischen, wonach die Signalspeicher
RCH1, RCH2 und RCH3 jeweils das zwischengespeicherte Digitalsignal
S1, S4 und S5 ausgeben. Der Vergleicher CMP1 gibt ein binäres Signal
S12 aufgrund eines Vergleichs zwischen den zwischengespeicherten
Digitalsignalen S4 und S5 aus. Das binäre Signal S12 stellt dar, ob
das zwischengespeicherte Signal S5 größer als das zwischengespeicherte
Signal S4 ist. Ein hoher Pegel des Signals S12 bedeutet, daß das zwischengespeicherte
Signal S5 größer als
das zwischengespeicherte Signal S4 ist. Der Vergleicher CMP2 gibt
ein binäres
Signal S13 aufgrund eines Vergleichs zwischen den zwischengespeicherten
Digitalsignalen S1 und S4 aus. Das binäre Signal S13 stellt dar, ob
das zwischengespeicherte Signal S1 größer als das zwischengespeicherte
Signal S4 ist. Ein hoher Pegel des Signals S13 bedeutet, daß das zwischengespeicherte
Signal S1 größer als
das zwischengespeicherte Signal S4 ist.
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Der
Vergleicher CMP3 gibt ein binäres
Signal S14 aufgrund eines Vergleichs zwischen den zwischengespeicherten
Digitalsignale S1 und S5 aus. Das binäre Signal S14 stellt dar, ob
das zwischengespeicherte Signal S1 kleiner als das zwischengespeicherte
Signal S5 ist. Ein hoher Pegel des Signals S14 bedeutet, daß das zwischengespeicherte
Signal S1 kleiner als das zwischengespeicherte Signal S5 ist. Das
binäre
Signal S13 wird einer von zwei Eingangsklemmen des UND-Tors AND1
und einer von zwei Eingangsklemmen des ODER-Tors OR1 zugeführt. Das binäre Signal
S14 wird der anderen Eingangsklemme des UND-Tors AND1 und der anderen
Eingangsklemme des ODER-Tors OR1 zugeführt. Das binäre Signal
S12 wird einer von zwei Eingangsklemmen des UND-Tors AND2 und dem
Inverter INV2 zuführend.
Ein Ausgangssignal des Inverter INV2 wird einer von zwei Eingangsklemmen
des UND-Tors AND3 zugeführt.
Ein binäres
Ausgangssignal des UND-Tors AND1 wird der anderen Eingangsklemmen
des UND-Tors AND2 zugeführt.
Ein binäres Ausgangssignal
des ODER-Tors OR1 wird der anderen Eingangsklemmen des UND-Tors
AND3 zugeführt.
Ein binäres
Ausgangssignal des UND-Tors AND2 und ein binäres Ausgangssignal des UND-Tors
AND3 werden einem Paar Eingangsklemmen des ODER-Tors OR2 zugeführt. Ein
binäres Ausgangssignal
des ODER-Tors OR2 wird einer Eingangsklemme D des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC zugeführt.
Ein Ausgangssignal des schrittimpuls-generierenden Schaltkreises
CK wird durch den Inverter INV1 invertiert, wonach das invertierte
Ausgangssignal einer Schrittimpuls-Eingangklemme C des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC zugeführt
wird. Das aus dem Mikrocomputer CPU ausgegebene Löschungsimplus-Signal
S2 wird einer Löschungsimplus-Eingangsklemme
CLR des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC zugeführt.
Der Flip-Flop-Schaltkreises
FDC gibt das seiner Eingangsklemme D zugeführte binäre Signal aus einer Ausgangsklemme
Q des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC synchron mit dem Abfallen des invertierten Schrittimpulssignals
aus. Ein aus dem Flip-Flop-Schaltkreis
FDC ausgegebenes, binäres Signal
wird einer von zwei Eingangsklemmen des UND-Tors AND4 zugeführt. Das
aus dem Mikrocomputer CPU ausgegebene, binäre Signal S3 wird der anderen
Eingangsklemmen des UND-Tors AND4 zugeführt. Das UND-Tor AND4 gibt
das binäre
Signal S8 aus. Das Löschungsimplus-Signal
(Reset-Impulssignal) S2 wird der Löschungsimplus-Eingangsklemme
CLR des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC zugeführt, wodurch
das aus der Ausgangsklemme Q ausgegebene, binäre Signal einmal auf einem
niedrigen Pegel entsprechend dem Einschalten des Hauptschalters geschaltet
wird, wenn das elektrische Fahrzeug betrieben wird bzw. gestartet
wird.
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Hinsichtlich
des Ausführungsbeispiels
von den 1 und 2 stellt
der UND-Tor AND4 zwangsläufig
die Erregung der Spule CL1 ab, wenn der abnormale Zustand aufgrund
der Entscheidung über
die Anwesenheit des abnormalen Zustands festgestellt wird. Deshalb
wird das aus dem UND-Tor AND4 ausgegebene, binäre Signal S8 als Anfang- und
Abschlußsignal
der Erregung dem Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis ANDC und dem Treiber
DR1 zugeführt.
Wenn die Erregung der Spule CL1 zwangsläufig trotz der Anwesenheit
des abnormalen Zustands nicht abgestellt werden soll, wird der UND-Tor
AND4 ausgelassen, und das aus dem Flip-Flop-Schaltkreis FDC ausgegebene,
binäre
Signal als Anfang- und Abschlußsignal
der Erregung wird direkt dem Ausgabe-Entscheidungsschaltkreis ANDC
und zu dem Treiber DR1 zugeführt.
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Die
Vergleicher CMP1, CMP2 und CMP3 entsprechen jeweils einem ersten,
einem zweiten und einem dritten Vergleichsmittel des Anspruchs 1 der
Erfindung. Ein Binär-Signal-Verarbeitungsmittels des
Anspruchs 1 umfaßt
den schrittimpuls-generierenden Schaltkreis CK, die UND-Tore AND1,
AND2 und AND3, die ODER-Tore OR1 und OR2, die Inverter INV1 und
INV2 sowie den Flip-Flop-Schaltkreis FDC.
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3 zeigt Änderungen
der Ausgangssignale der Vergleicher CMP1, CMP2 und CMP3, der UND-Toren
AND1, AND2 und AND3, der ODER-Toren OR1 und OR2, der Inverter INV1
und INV2 sowie des Flip-Flop-Schaltkreises FDC, wenn der geschaltete
Drehstrom-Reluktanzmotor in eine normale Drehrichtung betrieben
ist und wenn der Anfangswinkel der Erregung kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist. 3 zeigt Änderungen der Ausgangssignale
der Vergleicher CMP1, CMP2 und CMP3, der UND-Toren AND1, AND2 und
AND3, der ODER-Toren OR1 und OR2, der Inverter INV1 und INV2 sowie des
Flip-Flop-Schaltkreises
FDC, wenn der geschaltete Drehstrom-Reluktanzmotor in die normale Drehrichtung
betrieben ist und wenn der Anfangswinkel der Erregung größer als
der Abschlußwinkel
der Erregung ist. 5 zeigt Änderungen der Ausgangssignale
der Vergleicher CMP1, CMP2 und CMP3, der UND-Toren AND1, AND2 und
AND3, der ODER-Toren OR1 und OR2, der Inverter INV1 und INV2 sowie des
Flip-Flop-Schaltkreises
FDC, wenn der geschaltete Drehstrom-Reluktanzmotor in die entgegengesetzte
Drehrichtung betrieben ist und wenn der Anfangswinkel der Erregung
kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist. 6 zeigt Änderungen der Ausgangssignale
der Vergleicher CMP1, CMP2 und CMP3, der UND-Toren AND1, AND2 und
AND3, der ODER-Toren OR1 und OR2, der Inverter INV1 und INV2 sowie
des Flip-Flop-Schaltkreises
FDC, wenn der geschaltete Drehstrom-Reluktanzmotor in die entgegengesetzte
Drehrichtung betrieben ist und wenn der Anfangswinkel der Erregung
größer als
der Abschlußwinkel
der Erregung ist. In der 3 bis 6 ist das
Ausgangssignal des Flip-Flop-Schaltkreises FDC gleich wie das binären Signal
S8, solange der Mikrocomputer CPU das binäre Signal S3 mit dem hohem
Pegel ausgibt.
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In
den 2, 3 und 5 ist das
jede Ausgangssignal (das Signal S12) des Vergleichers CMP1 immer
auf dem hohen Pegel, denn der Abschlußwinkel der Erregung ist größer als
der Anfangswinkel. Der UND-Tor AND3 bekommt das Signal S12 mit dem
niedrigen Pegel wegen des Inverter INV2. Das UND-Tor AND3 gibt nämlich immer ein Signal mit
niedrigem Pegel ohne Rücksicht
auf das Ausgangssignal des ODER-Tors OR3 aus. Das UND-Tor AND2 bekommt
das Signal S12 mit dem hohen Pegel und gibt ein Signal mit hohem
Pegel aus, wenn das UND-Tor AND1 ein Signal mit hohem Pegel ausgibt.
Das UND-Tor AND1 kann das Signal mit dem hohen Pegel ausgeben, wenn
die Signale S13 und S14 beide auf hohem Pegel sind. Die Ausgangssignale
der UND-Tore AND2 und AND3 werden dem ODER-Tor OR2 zugeführt und das UND-Tor AND2 steuert
eigentlich die Erregung der Spule CL1, wenn der Abschlußwinkel
größer als
der Anfangswinkel der Erregung ist. In den 2, 4 und 6 ist
das Ausgangssignal (das Signal S12) des Vergleicher CMP1 immer bei
dem niedrigen Pegel, denn der Abschlußwinkel der Erregung ist kleiner
als der Anfangswinkel. Das UND-Tor AND2 bekommt das Signal S12 mit
dem niedrigen Pegel. Das UND-Tor AND2 gibt nämlich immer ein Signal mit
niedrigem Pegel ohne Rücksicht
auf das Ausgangssignal des UND-Tor AND1 aus. Das UND-Tor AND3 bekommt das
Signal S12 mit dem hohen Pegel wegen des Inverters INV2 und gibt
ein Signal mit hohem Pegel aus, wenn das ODER-Tor OR1 ein Signal
mit hohem Pegel ausgibt. Das ODER-Tor OR1 kann das Signal mit dem
hohen Pegel ausgeben, wenn eines der Signale S13 und S14 auf hohem
Pegel ist. Die Ausgangssignale der UND-Tore AND2 und AND3 werden
dem ODER-Tor OR2 zugeführt
und das UND-Tor AND3 steuern eigentlich die Erregung der Spule CL1, wenn
der Abschlußwinkel
kleiner als der Anfangswinkel der Erregung ist.
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Der
Mikrocomputer bekommt ein Paar Anfang- und Abschlußwinkel
der Erregung vom Speicher RAM und gibt nur dieses zu dem Erregung/Nicht-Erregung-Entscheidungsschaltkreis EDDC
aus, wie in der 2 gezeigt wird, wodurch die
in den 7 bis 10 gezeigte, gewünschte Erregung-
und Nicht-Erregungsteuerung
erfolgt wird. Der Mikrocomputer CPU entscheidet nicht, ob der Anfangswinkel
der Erregung größer oder
kleiner als der Abschlußwinkel
der Erregung ist, und auch nicht, in welche Richtung der geschaltete
Drehstrom-Reluktanzmotor
dreht. Deswegen ist die maximale Drehgeschwindigkeit nicht auf einem
niedrigen Niveau beschränkt,
und eine abnormale Erregung ist vermeidbar. Die Erfindung ist auf
anderen elektrischen Motoren außer
dem geschalteten Drehstrom-Reluktanzmotor anwendbar.
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Eine
Erregungssteuerungseinrichtung für eine
Phasenspule eines elektrischen Motors umfaßt einen ersten, zweiten und
dritten Vergleicher zum Vergleich von jeweils zwei von einem Erregung-Anfangwinkel,
Erregung-Abschlußwinkel
und Drehwinkel des Motors, und zur Ausgabe eines ersten, zweiten
und dritten binären
Signals aufgrund des Vergleichs sowie ein Binär-Signal-Verarbeitungsschaltkreis
zum Verarbeiten des ersten, zweiten und dritten binären Signals.
Der Binär-Signal-Verarbeitungsschaltkreis
gibt ein viertes binäres
Signal aus, das einen Anfang und einen Abschluß der Erregung darstellt.