DE19950144A1 - Motorantriebssteuervorrichtung und -Verfahren mit einer Motorstrombegrenzungsfunktion bei einer Motorblockierung - Google Patents
Motorantriebssteuervorrichtung und -Verfahren mit einer Motorstrombegrenzungsfunktion bei einer MotorblockierungInfo
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Abstract
Ein Gleichstrommotor (13) für eine Brennkraftmaschinen-Drosselklappensteuerung wird mit einem Motorstrom mit einem Tastverhältnis von 100% angetrieben, wenn eine Drosselklappe (12) von einer Drosselklappenposition zu einer anderen zu bewegen ist, oder wenn die Bewegung der Drosselklappe (12) zu bremsen ist. Der Motorstrom wird auf einen Begrenzungspegel (Vref) beschränkt, wenn der Motor blockiert, d. h., wenn der Motorstrom kontinuierlich den Begrenzungspegel für länger als eine vorbestimmte Zeitdauer (t38) überschreitet. Der Motor kann durch einen begrenzten Strom (Vref(H)) zu Anfangsstufen der Bewegung der Drosselklappe angetrieben werden und mit einem weiter begrenzten Strom (Vref(L)) angetrieben werden, wenn die Motorblockierung erfasst wird. Der Motorstrom wird endgültig abgeschaltet, wenn die Drosselklappe (12) sich nach Fortsetzung der Begrenzung des Motorstroms für länger als eine vorbestimmte Zeitdauer (t5) nicht zu der Soll-Position dreht.
Description
Die Erfindung betrifft eine Motorantriebssteuervorrichtung
und ein Motorantriebssteuerverfahren mit einer Motorbegren
zungsfunktion, die bzw. das bei einer Steuerung einer mit
einem Motor angetriebenen Drosselklappe einer Brennkraftma
schine angewendet werden kann.
Bei einer Steuervorrichtung für eine mit einem Motor ange
triebene Drosselklappe für Fahrzeuge wird ein Gleichstrom
motor an die Drosselklappe einer Brennkraftmaschine gekop
pelt. Der Motor wird mit elektrischem Strom (Motorstrom)
mit einem Tastverhältnis von 100% zum Startzeitpunkt des
Motorantriebs von einer Position zu einer anderen, damit
das Ansprechverhalten der Drosselklappe verbessert wird.
Der Motorstrom wird zeitweilig umgekehrt, damit der Motor
gebremst wird, so dass die Drosselklappe an einer Ziel-
Drosselklappenposition oder einem Ziel-Drosselklappenwinkel
gestoppt wird, wenn sich die Drosselklappe zu einer Positi
on in der Nähe der Ziel-Drosselklappenposition dreht. Der
Strom steigt übermäßig an, wenn der Motor aufgrund eines
Steckenbleibens von fremden Gegenständen in der Drossel
klappe blockiert. Zum Schutz der Halbleiterschaltelemente
wird der Strom unterbrochen, wenn auf der Grundlage des Zu
stands, dass die Drosselklappe sich nicht innerhalb einer
vorbestimmten Zeitdauer zu der Sollposition dreht, die Mo
torblockierung erfasst wird.
Der Motor neigt dazu, leicht zu blockieren, wenn Wasser auf
der Drosselklappe friert. Jedoch wird der Motor wieder nor
mal drehen, wenn der Motorstroms kontinuierlich zugeführt
wird, es sei denn, dass ein hoher Grad der Vereisung vor
liegt. Falls die Zeitdauer für die Motorblockierungserfas
sung kurz eingestellt ist, wird der Strom unnötigerweise
abgeschaltet, selbst wenn die Motorblockierung, wie im Fall
eines geringen Grads der Vereisung, minimal ist. Falls die
Zeitdauer für die Motorblockierungserfassung lang einge
stellt ist, sind Halbleiterschaltelemente von hoher Größe
und hohen Kosten erforderlich.
In dem US-Patent Nr. 5 712 550 wird ein Motorstrom auf un
terhalb eines vorbestimmten Pegels begrenzt, damit die Lei
stungskapazität und die Kosten der Halbleiterschaltelemente
verringert werden. Jedoch führt der Motorantrieb mit dem
begrenzten Motorstrom zu einem unzureichenden Antriebsmo
ment zum Starten des Motorantriebs von einer Rotationsposi
tion zu einer anderen sowie zu einer unzureichenden Brems
kraft zum Bremsen des Motors, wodurch das Ansprechverhalten
der Drosselklappe verschlechtert wird.
Daher liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, eine Motor
antriebssteuerungsvorrichtung und ein Motorantriebssteue
rungsverfahren bereitzustellen, die eine kontinuierliche
Zufuhr von Motorstrom bei Erfassung einer Motorblockierung
ermöglichen, ohne dass ein verschlechtertes Ansprechverhal
ten und eine erhöhte Größe und erhöhte Kosten der Schalt
elemente auftritt.
Diese Aufgabe wird durch eine Motorantriebsvorrichtung ge
mäß Patentanspruch 1 oder 2 und durch ein Motorantriebsver
fahren gemäß Patentanspruch 11 gelöst. Vorteilhafte Ausge
staltungen sind in den Unteransprüchen angegeben.
Erfindungsgemäß wird ein Motor mit einem hohem Motorstrom
für ein größeres Drehmoment während der Anfangsstufe des
Motorantriebs und danach mit einem geringem Motorstrom be
trieben, der geringer als der hohe Motorstrom ist. Da der
hohe Motorstrom lediglich für die Motorantriebsstartdauer
dient, ist eine Erhöhung der Größe und der Kosten der
Schaltelemente nicht erforderlich. Somit kann die Zufuhr
des Motorstroms für eine gewisse Zeitdauer als Gegenmass
nahme für die nominale (geringe) Motorblockierung fortge
setzt werden.
Erfindungsgemäß wird während des Motorbremsens der Motor
mit einem höheren Motorstrom für ein größeres Drehmoment
und danach mit einem geringem Motorstrom gebremst, der ge
ringer als der während des Motorbremsens zugeführte Motor
strom ist. Somit kann die Motorbremsleistungsfähigkeit ver
bessert werden, wobei die Erwärmung der Halbleiterschalte
lemente aufgrund der Verringerung des Motorstroms nach dem
Motorbremsen herabgesetzt werden kann.
Vorzugsweise werden der hohe Motorstrom und der geringe Mo
torstrom während des Motorantriebsstartvorgangs und des Mo
torbremsvorgangs jeweils auf vorbestimmte Pegel begrenzt.
Weiterhin wird der Motorstrom abgeschaltet, wenn ein durch
den Motor angetriebenes Steuerungsobjekt für mehr als eine
vorbestimmte Referenzzeitdauer die Zielposition nicht er
reicht.
Die Erfindung ist nachstehend anhand von Ausführungsbei
spielen unter Bezugnahme auf die beiliegende Zeichnung nä
her beschrieben. Es zeigen:
Fig. 1 eine schematische Darstellung einer Motorantriebs
steuervorrichtung, die bei einer elektronischen Drossel
klappensteuerung angewendet wird, gemäß einem ersten Aus
führungsbeispiel der Erfindung,
Fig. 2 ein Schaltbild einer Antriebssteuerschaltung gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel,
Fig. 3 Zeitverläufe, die den normalen Betrieb gemäß dem er
sten Ausführungsbeispiel darstellen,
Fig. 4 Zeitverläufe, die einen Motorblockierbetrieb gemäß
dem ersten Ausführungsbeispiel darstellen,
Fig. 5 ein Schaltbild einer Antriebssteuerschaltung, die
bei einer Motorantriebssteuervorrichtung gemäß einem zwei
ten Ausführungsbeispiel der Erfindung verwendet wird,
Fig. 6 Zeitverläufe, die einen normalen Betrieb gemäß dem
zweiten Ausführungsbeispiel darstellen, und
Fig. 7 Zeitverläufe, die einen Motorblockierbetrieb gemäß
dem zweiten Ausführungsbeispiel darstellen.
Die Erfindung ist nachstehend ausführlich unter Bezug auf
die Ausführungsbeispiele einer Motorantriebssteuervorrich
tung beschrieben, die bei einer elektronischen Drosselklap
pensteuerung (Drosselklappenregelung) für Fahrzeugbrenn
kraftmaschinen verwendet wird. Dabei bezeichnen gleiche
oder ähnliche Bezugszeichen gleiche oder ähnliche Teile in
den Ausführungsbeispielen.
Nachstehend ist ein erstes Ausführungsbeispiel der Erfin
dung beschrieben.
Gemäß Fig. 1 ist eine Drosselklappe 12, die drehbar als ein
Steuerungsobjekt in einem Brennkraftmaschinen-Ansaugrohr 11
angeordnet ist, mit einem elektrisch angetriebenen Gleich
strommotor 13 gekoppelt. Die Drosselklappe 12 ist normaler
weise durch eine (nicht gezeigte) Rücksprungfeder in die
Schließrichtung vorgespannt, so dass die Drosselklappe 12
bei einem Fehler des Motorbetriebs auf eine geschlossene
Position bzw. Leerlaufposition zurückkehren kann. Somit
muss der Motor 13 ein Drehmoment zum Antrieb der Drossel
klappe 12 in die Öffnungsrichtung gegen die Rücksprungfeder
erzeugen. Da das Drehmoment des Motors 13 groß genug sein
sollte, um die Rotation der Drosselklappe 12 von deren sta
tionärer Position (beispielsweise der geschlossenen Position)
zu starten und den Motors 13 während der Motorrotation
zu bremsen, sollte der elektrische Strom für den Motor 13
während des Motorantriebstartbetriebs und des Motorbremsbe
triebs erhöht werden.
Ein Drosselklappensensor 14 ist mit der Drosselklappe 12
zur Erfassung einer Drosselklappenposition oder eines Dros
selklappenöffnungsgrades gekoppelt. Ein Beschleunigungssen
sor 17 ist mit einem Beschleunigungspedal (Gaspedal) 16 zur
Erfassung der Beschleunigungspedalposition oder des Be
schleunigungspedalhubs gekoppelt. Die Ausgangssignale des
Drosselklappensensors 14 und des Beschleunigungssensors 17
werden einer (nachstehend als Maschinensteuersteuerschal
tung bezeichnete) Brennkraftmaschinen-Steuerschaltung 15
zugeführt, die daraufhin die Drosselklappe 12 über den Mo
tor 13 als auch Zündungen und Brennkrafteinspritzungen der
Brennkraftmaschine steuert.
Die Maschinensteuerschaltung 15 erzeugt Antriebsbefehls
signale A1-A4 für eine Antriebssteuerschaltung 18 entspre
chend den Ausgangssignalen des Drosselklappensensors 14 und
des Beschleunigungssensors 17. Somit treibt die Antriebs
steuerschaltung 18 den Motor 13 an, damit die Drosselklappe
12 auf eine Zielposition entsprechend der erfassten Ist-
Position des Beschleunigungspedals gedreht wird.
Die Antriebssteuerschaltung 18 weist eine Antriebslogik
schaltung 19, der aus der Maschinensteuerschaltung 15 die
Antriebsbefehlssignale A1-A4 zugeführt werden, eine Voll
brücken- ("H-bridge") Ansteuerschaltung 20, die den Motor
13 antreibt, und eine Stromerfassungsschaltung 21 auf, die
einen Motorstrom, d. h. einen aus der Antriebsschaltung 20
dem Motor 13 zugeführten elektrischen Strom erfasst. Die
Antriebssteuerschaltung 18 ist zur Zufuhr des Motorstroms
ohne Begrenzung des Motorstroms während der Zeitdauer zum
Starten und zum Bremsen des Motors 13 sowie zur Begrenzung
des Motorstroms auf einen niedrigeren Pegel während der an
deren Zeitdauern, d. h., nach der Motorantriebsstartzeitdauer
und der Motorbremszeitdauer ausgelegt.
Falls beispielsweise der Motor 13 in der Motorantriebs
startzeitdauer blockiert, wird der Motorstrom begrenzt.
Falls die Blockierung des Motors 13 während des Strombe
grenzungsvorgangs nachläßt, wird die Strombegrenzung aufge
hoben. Jedoch bestimmt, falls die Drosselklappe 12 sich
nicht innerhalb einer vorbestimmten Zeitdauer zu der Ziel-
Drosselklappenposition dreht, die Maschinensteuerschaltung
15, dass der Motor blockiert und stoppt die Zufuhr des Mo
torstroms zu dem Motor 13.
Die Antriebssteuerschaltung 18 ist ausführlicher in Fig. 2
dargestellt. In der Antriebsschaltung 20 sind vier Halblei
terschaltelemente wie MOSFETs 22 bis 25 in einer Vollbrücke
(H-bridge, Vollbrücken-Gleichstromwandlerschaltung) ver
schaltet. Die positiven (+) und negativen (-) Anschlüsse
des Motors 13 sind jeweils mit einer Verbindung zwischen
den MOSFETs 22 und 25 sowie einer Verbindung zwischen den
MOSFETs 23 und 24 verbunden. Die obere Seite (MOSFETs 22
und 23) der Ansteuerschaltung 20 ist mit dem positiven (+)
Anschluss einer elektrischen Energiequelle 26 wie einer
Speicherbatterie 26 verbunden. Die unter Seite (MOSFETs 24
und 25) der Antriebsschaltung 20 ist mit dem negativen (-)
bzw. geerdeten Anschluss der Batterie 26 über die Stromer
fassungsschaltung 21 verbunden. Die Stromerfassungsschal
tung 21 weist einen Widerstand 27 und eine Differenzver
stärkerschaltung 28 auf. Das Ausgangssignal der Stromerfas
sungsschaltung 21, das den Fluss des Motorstroms in dem Mo
tor 13 angibt, wird der Antriebslogikschaltung 13 zuge
führt.
In der Antriebslogikschaltung 19 ist ein Vergleicher 30 zum
Vergleich des Ausgangssignals der Stromerfassungsschaltung
21 mit einem Referenzsignal Vref vorgesehen, das derart
eingestellt ist, dass es dem maximalen Begrenzungspegel des
Motorstroms entspricht. Insbesondere ist dieser Begren
zungspegel niedrig eingestellt, um die MOSFETs 22 bis 25
vor einem Durchbruch selbst unter der Bedingung zu schüt
zen, dass der Motorstrom für eine gewisse Zeitperiode wäh
rend einer Motorblockierung kontinuierlich fließt. Das
heißt, dass der Begrenzungspegel niedriger als der Pegel
des Motorstroms eingestellt ist, der zu dem Zeitpunkt eines
Motorantriebsstarts oder Motorbremsens auftritt.
Jedesmal, wenn der Motorstrom den Strombegrenzungspegel
überschreitet, erzeugt der Vergleicher 30 ein hochpegeliges
Ausgangssignal. Dieses Signal wird an Setzanschlüsse S von
RS-Speichergliedern (RS-latches) 31 und 32 der Rücksetz-
Setz-Bauart zugeführt, bei denen es sich um eine Bauart mit
vorrangigem Setzen (set-prioritzed type) handelt. Ausgangs
signale von Zeitgebern 33 und 34 werden an Rücksetzan
schlüsse der RS-Speicherglieder 31 und 32 eingegeben.
Das RS-Speicherglied 31 wird im Ansprechen auf das hochpe
gelige Signal des Vergleichers 30 gesetzt, das ein Über
schreiten des Begrenzungspegels (Vref) durch den Motorstrom
angibt, und führt aus dessen Ausgangsanschluss Q dem Zeit
geber 33 und einem UND-Gatter 39 ein hochpegeliges Aus
gangssignal zu. Der Zeitgeber 33 dient zur Einstellung ei
ner Aus-Zeitdauer zum zeitweiligen Abschalten der Zufuhr
des Motorstroms jedesmal dann, wenn der Motorstrom den Be
grenzungspegel während des Motorstrombegrenzungsbetriebs
überschreitet. Der Zeitgeber 33 startet eine Zeitzählung im
Ansprechen auf das zugeführte hochpegelige Ausgangssignal
und führt ein hochpegeliges Ausgangssignal aus dessen Aus
gangsanschluss einem Rücksetzanschluss R des RS-
Speicherglieds 31 zu, wenn die Zählzeit eine vorbestimmte
oder feste Referenzzeitdauer erreicht. Das RS-Speicherglied
31 gibt ein niedrigpegeliges Signal aus dessen Ausgangsan
schluss Q zu dem Zeitgeber 33 und dem UND-Gatter 39 aus.
Der Zeitgeber 33 wird im Ansprechen auf das angelegte nied
rigpegelige Ausgangssignal zurückgesetzt und erzeugt ein
niedrigpegeliges Signal aus dessen Ausgangsanschluss Q. So
mit erzeugt, da das RS-Speicherglied 31 und der Zeitgeber
33 einen geschlossenen Kreis bilden, das RS-Speicherglied
31 das hochpegelige Ausgangssignal für eine vorbestimmte
Zeitdauer jedesmal dann, wenn der Motorstrom den Begren
zungspegel im Verlauf des Strombegrenzungsbetriebs über
schreitet, so dass der Motorstrom zeitweilig auf null, wie
in Fig. 4 gezeigt, reduziert wird.
Das RS-Speicherglied 32 empfängt an dessen Rücksetzan
schluss R das Ausgangssignal des Ausgangsanschlusses Q des
Zeitgebers 34, der das Ausgangssignal von dessen Ausgangs
anschluss Q an den Eingangsanschluss T über eine Verzöge
rungsschaltung 35 und einen Inverter 36 empfängt. Somit in
vertiert, wenn der Zeitgeber 34 dessen Ausgangssignal auf
einen niedrigen Pegel an dessen Ausgangsanschluss Q inver
tiert, die Verzögerungsschaltung 35 nach einer Verzöge
rungszeitdauer auf einen niedrigen Pegel. Gleichzeitig wird
dem Eingangsanschluss T des Zeitgebers 34 aus dem Inverter
36 ein hochpegeliges Signal zugeführt. Somit startet der
Zeitgeber 34 eine Zeitzählung und gibt ein hochpegeliges
Ausgangssignal aus dessen Ausgangsanschluss Q aus, wenn die
Zählzeit eine vorbestimmte Zeitdauer t34 erreicht. Dieses
hochpegelige Signal wird durch die Verzögerungsschaltung 35
verzögert und dem Inverter 36 zugeführt, der daraufhin dem
Eingangsanschluss T des Zeitgebers 34 ein niedrigpegeliges
Signal zuführt. Der Zeitgeber 34 setzt im Ansprechen darauf
dessen Zeitzählvorgang zurück und invertiert dessen Aus
gangssignal an dem Ausgangsanschluss Q auf den niedrigen
Pegel. Da der Zeitgeber 34, die Verzögerungsschaltung 35
und der Inverter 36 einen geschlossenen Kreis bilden, er
zeugt der Zeitgeber 34 das hochpegelige Signal lediglich
während der Verzögerungszeitdauer der Verzögerungsschaltung
35 bei jeder vorbestimmten Zeitdauer t34, die wie in Fig. 3
gezeigt in dem Zeitgeber 34 eingestellt wird.
Das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluss Q des Zeitge
bers 34 wird an den Rücksetzanschluss R des RS-
Speicherglieds 32 und einem Takteingangssignal CK eines D-
Flip-Flops (DFF) 37 angelegt, bei dem ein Dateneingangsan
schluss D mit dem Ausgangsanschluss Q des RS-Speicherglieds
32 verbunden ist.
Wenn das RS-Speicherglied 32 an dessen Setzanschluss S aus
dem Vergleicher 30 ein hochpegelige Signal empfängt, das
ein Überschreiten des Begrenzungspegels durch den Motor
strom angibt, wird das RS-Speicherglied 32 zur Ausgabe ei
nes hochpegeligen Ausgangssignals aus dessen Ausgangsan
schluss Q zu dem Dateneingangsanschluss D des D-Flip-Flops
37 gesetzt. Weiterhin wird das RS-Speicherglied 32 im An
sprechen auf ein bei jeder vorbestimmten Zeitdauer t34 an
den Rücksetzanschluss R des RS-Speicherglieds 32 angelegten
hochpegeligen Signals des Zeitgebers 34 zurückgesetzt, wo
bei das RS-Speicherglied 32 aus dessen Ausgangsanschluss Q
dem Dateneinganganschluss D des D-Flip-Flops 37 ein nied
rigpegeliges Signal zuführt.
Das D-Flip-Flop 37 speichert und hält den an dessen Ein
gangsanschluss D angelegten Ausgangspegel des Ausgangsan
schlusses Q des RS-Speicherglieds 32 zu einem Zeitverlauf,
bei dem der an dem Takteingangsanschluss CK des D-Flip-
Flops 37 angelegte Ausgangspegel des Zeitgebers 34 sich von
niedrig auf hoch ändert. Das D-Flip-Flop erzeugt somit ei
nen Signalpegel, der dem gespeicherten Signalpegel ent
spricht, und gibt ihn zu einem Einganganschluss T eines
Zeitgebers 38 aus.
Da das RS-Speicherglied 32 und das D-Flip-Flop 37 wie vor
stehend beschrieben arbeiten, wird das hochpegelige Signal
aus dem Ausgangsanschluss Q des D-Flip-Flops 37 an den Ein
gangsanschluss T des Zeitgebers 38 angelegt.
Dabei ist die durch den Zeitgeber 34 definierte Zeitdauer
T34 länger eingestellt als die Summe der Zeitdauer der
zeitweiligen Abschaltung der Motorstromzufuhr aufgrund der
Tatsache, dass der Motorstrom während des Strombegrenzungs
betriebs den Begrenzungspegel überschreitet, und der Zeit
periode, in der die Motorstromzufuhr nach dem zeitweiligen
Abschalten erneut gestartet wird und den Begrenzungspegel
erneut überschreitet. Somit wird während des Strombegren
zungsbetriebs das Ausgangssignal an dem Ausgangsanschluss Q
des D-Flip-Flops 37 auf dem hohen Pegel beibehalten.
Der Zeitgeber 38 startet bei Empfang des hochpegeligen Si
gnals, das ein Überschreiten des Begrenzungspegels durch
den Motorstrom angibt, aus dem Ausgangsanschluss Q des D-
Flip-Flops 37 die Zeitzählung bzw. Zeitmessung, um die
Zeitdauern t1a und t2a zu messen bzw. zu zählen, in denen
der Motorstrom wie in Fig. 3 gezeigt den Begrenzungspegel
überschreitet. Wenn der Zeitgeber 38 seine Zeitzählung bzw.
Zeitmessung der Zeitdauer t38 (Fig. 4) abgeschlossen hat,
erzeugt der Zeitgeber 38 ein hochpegeliges Signal
(Strombegrenzungsbetrieb-Startsignal) und führt dieses aus
seinem Ausgangsanschluss Q dem UND-Gatter 39 zu. Der Zeit
geber 38 setzt einen Zeitzählbetrieb im Ansprechen auf das
niedrigpegelige Signal des D-Flip-Flops 37 zurück, das an
gibt, dass sich der Motorstrom unterhalb des Begrenzungspe
gels befindet, und führt ein niedrigpegeliges Signal aus
seinem Ausgangsanschluss Q dem UND-Gatter 39 zu.
Die durch den Zeitgeber 38 definierte Zeitdauer t38 dient
zur Bestimmung eines Zeitverlaufes zum Starten des Strombe
grenzungspegels, wenn die Motorantriebsstartdauer oder die
Motorbremsdauer lange anhält. Somit ist die Zeitdauer t38
ein wenig länger als die Motorantriebsstartdauer oder die
Motorbremsdauer unter normalen Bedingungen, d. h. unter der
Bedingung, dass keine Blockierung vorliegt, eingestellt.
Somit gelangt wie in Fig. 3 gezeigt die Ist-
Drosselklappenposition nahe an der Soll-
Drosselklappenposition und wird der Motorantriebsstart oder
das Motorbremsen unter der normalen Bedingung abgeschlos
sen, bevor die Zählzeitdauer t1a oder t2a die Zeitdauer t38
erreicht. Folglich wird der Motorstrom nicht begrenzt, so
dass der Motor 13 ohne Motorstrombegrenzung gestartet und
begrenzt wird. Somit wird während des Motorantriebsstartbe
triebs und des Motorbremsbetriebs ein schnelles Ansprech
verhalten der Drosselklappe 12 erreicht.
Das UND-Gatter 39 erzeugt ein hochpegeliges Ausgangssignal
lediglich dann, wenn die Ausgangssignalpegel des Zeitgebers
38 und des RS-Speicherglieds 31 beide hoch sind. Somit wird
während des normalen Betriebs (Fig. 3) der Ausgangspegel
des UND-Gatters 39 niedrig (L-Pegel) gehalten. Jedoch wird
er lediglich für die Zeitdauer des zeitweiligen Abschaltens
der Stromzufuhr im Ansprechen auf jeden Anstieg des Motor
stroms über den Begrenzungspegel (Fig. 4) auf den hohen Pe
gel (H-Pegel) invertiert.
Das Ausgangssignal des UND-Gatters 39 wird an ODER-Gatter
40 und 41 und außerdem über einen Inverter 42 an UND-Gatter
43 und 44 angelegt. Die Antriebsbefehlssignale A1-A4 werden
aus der Maschinensteuerschaltung 15 an die ODER-Gatter 40,
41 und die UND-Gatter 43, 44 angelegt. Ausgangssignale der
ODER-Gatter 40 und 41 werden über eine Schutzsteuerschal
tung 45 und Vor-Treiber (pre-drivers, Vorstufentreiber) 46
und 47 an die Gates der oberen MOSFETs 22 und 23 angelegt.
Somit schalten die oberen MOSFETs 22 und 23 dann ein, wenn
die oberen Antriebsbefehlssignals A1 und A2 jeweils hoch
sind. Weiterhin schalten die MOSFETs 22 und 23 ein, wenn
der Ausgangspegel des UND-Gatters 39 hoch ist, d. h., wenn
die Motorstromzufuhr zeitweilig im Strombegrenzungsbetrieb
abgeschaltet wird, so dass die in den Spulen des Motors 13
verbleibende Energie über einen Freilaufpfad
(Zirkulationspfad) 50 während der Zeitdauer des zeitweili
gen Abschaltens des Motorstroms freilaufen (zirkulieren)
kann.
Die Ausgangssignale der UND-Gatter 43 und 44 werden über
die Schutzschaltung 45 und Vor-Treiber 48 und 49 in den
Gattern der unteren MOSFETs 24 und 25 zugeführt. Somit
schalten die MOSFETs 24 und 25 ein, wenn sich die unteren
Antriebsbefehlssignale A3 und A4 auf dem hohen Pegel befin
den und sich das Ausgangssignal des Inverters 42 auf dem
hohen Pegel befindet. Während des normalen Betriebs wird
wie in Fig. 3 gezeigt das Ausgangssignal des UND-Gatters 39
niedrig gehalten und wird das Ausgangssignal des Inverters
42 auf dem hohen Pegel beibehalten. Folglich gelangen die
Antriebsbefehlssignale A3 und A4 durch die UND-Gatter 43
und 44 ohne Signalpegelveränderungen und schalten die MOS
FETs 24 und 25 zur Zufuhr des Motorstroms zu dem Motor 13
ein, wenn die Antriebsbefehlssignale A3 und A4 sich auf dem
hohen Pegel befinden.
Während des Motorstrombegrenzungsbetriebs gemäß Fig. 4 wird
das Ausgangssignal des UND-Gatters 39 lediglich während des
zeitweiligen Abschaltens des Motorstroms im Ansprechen auf
jeden Anstieg des Motorstroms über den Begrenzungspegel auf
den hohen Pegel invertiert. Somit wird das Ausgangssignal
des Inverters 42 während derselben Zeitdauer auf den nied
rigen Pegel invertiert. Folglich ändern sich die Ausgangs
signale der UND-Gatter 43 oder 44 jedesmal dann auf den
niedrigen Pegel, wenn der Motorstrom den Begrenzungspegel
überschreitet, selbst unter der Bedingung, dass das untere
Antriebsbefehlssignal A3 oder A4 sich auf dem hohen Pegel
befindet. Somit wird der MOSFET 24 oder 25 jedesmal dann
zeitweilig ausgeschaltet, wenn der Motorstrom den Begren
zungspegel überschreitet, so dass der Motorstrom derart be
grenzt wird, dass er niedriger als der Begrenzungspegel
ist.
Die Schutzsteuerschaltung 45 weist verschiedene Logikschal
tungen auf, um einen kontinuierliches Fluss eines übermäßi
gen Stroms durch den Motor 13 aufgrund des Einschaltens der
MOSFETs 22 bis 25 zu verhindern, die an beiden Anschlüssen
des Motors 13 angeschlossen sind, und um ein Ausschalten
der MOSFETs 22 bis 25 zu erzwingen, wenn der übermäßige
Strom kontinuierlich fließt.
Der Betrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter der
normalen Bedingung (keine Motorblockierung) ist nachstehend
ausführlich unter Bezug auf Fig. 3 beschrieben.
Solange wie sich die Drosselklappe 12 während der Zeitdauer
t0 in der stationären Position befindet, behält die Maschi
nensteuerschaltung 15 das Antriebsbefehlssignal A1 auf dem
hohen Pegel und ändert die Antriebsbefehlssignale A3 auf
den hohen und auf den niedrigen Pegel bei einem Tastver
hältnis, das entsprechend der Drosselklappenposition zu
diesem Zeitpunkt bestimmt wird. Somit wird der MOSFET 22
eingeschaltet gehalten, während der MOSFET 24 wechselweise
mit dem bestimmten Tastverhältnis ein- und ausgeschaltet
wird. Der Motorstrom fließt in die durch den Pfeil B in
Fig. 2 angegebene Vorwärtsrichtung, damit die Öffnungsposi
tion der Drosselklappe 12 gegen die Rücksprungfeder beibe
halten wird.
Während der Zeitdauer t0 wird das Antriebsbefehlssignal A2
jedesmal dann auf den hohen Pegel geändert, wenn das An
triebsbefehlssignal A3 sich auf den niedrigen Pegel ändert.
Somit schaltet der MOSFET 23 jedesmal dann ein, wenn der
MOSFET 24 ausschaltet, so dass die in der Spule des Motors
13 verbleibende elektromagnetische Energie durch den Frei
laufpfad 50 zirkulieren kann.
In dem Fall, dass die Soll-Drosselklappenposition mit der
Bewegung des Beschleunigungspedals 16 verändert wird,
treibt die Maschinensteuerschaltung 15 während der Zeitdauer
t1 den Motor 13 mit einem Motorstrom mit einem Tastver
hältnis von 100% an, damit sich die Ist-
Drosselklappenposition der Soll-Drosselklappenposition in
einer kurzen Zeitdauer annähert. Das heißt, dass während
dieser Motorantriebsstartzeitdauer t1 die Antriebsbefehls
signale A1 und A3 auf dem hohen Pegel gehalten werden, da
mit die MOSFETs 22 und 24 kontinuierlich eingeschaltet
sind, so dass der Motor 13 mit einem in Vorwärtsrichtung
(B) fließenden Motorstrom mit einem Tastverhältnis von 100%
angetrieben wird. Somit wird das Antriebsstartdrehmoment
zur Beschleunigung der Rotationsgeschwindigkeit der Dros
selklappe 12 erhöht. Während dieser Zeitdauer t1 wird der
Strombegrenzungsbetrieb nicht bewirkt, da die Zählzeit t1a
des Zeitgebers 38, d. h. die Zeitdauer, in der der Motor
strom den Begrenzungspegel überschreitet, nicht die Zeit
dauer t38 erreicht, die den Zeitverlauf zum Starten des
Strombegrenzungsbetriebs definiert.
Wenn sich die Ist-Drosselklappenposition in der Zeitdauer
t1 in einer vorbestimmten Reichweite zu der Soll-
Drosselklappenposition ändert, startet die Maschinensteuer
schaltung 15 ein Bremsen des Motors 13 zum Stoppen der
Drosselklappe 12 an der Soll-Position. In der Bremszeitdau
er t2 werden die MOSFETs 23 und 25 beide kontinuierlich
eingeschaltet, damit der Motor 13 mit einem Motorstrom mit
einem Tastverhältnis von 100% in umgekehrte Richtung ange
trieben wird, die durch den Pfeil C in Fig. 2 angegeben
ist. Somit wird die Bremskraft des Motors 13 zum Stoppen
der Drosselklappe 12 an der Soll-Drosselklappenposition in
nerhalb einer kurzen Zeitdauer erhöht. In dieser Zeitdauer
t2 wird der Strombegrenzungsbetrieb nicht bewirkt, da die
Zählzeit t2a des Zeitgebers 38, d. h. die Bremszeitdauer, in
der der Motorstrom den Begrenzungspegel überschreitet, die
Zeitdauer t38 nicht erreicht, die den Zeitverlauf zum Star
ten des Strombegrenzungsbetriebs definiert. Solange wie die
Drosselklappe 12 während der Zeitdauer t3 an der Soll-
Position gehalten wird, wird der Motor 13 in derselben Wei
se wie in der Zeitdauer t0 mit dem durch das Tastverhältnis
gesteuerten Motorstrom angetrieben.
Der Betrieb gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel unter der
Motorblockierungsbedingung ist nachstehend unter Bezug auf
Fig. 4 beschrieben. Dabei ist angenommen, dass der Motor zu
einem Zeitpunkt tx unmittelbar nach Starten des Antriebs
des Motors 13 blockiert.
Wenn der Motor 13 blockiert, wird die Drosselklappe 12
nicht mehr zu der Soll-Drosselklappenposition gedreht,
selbst wenn der Motor 13 mit dem Motorstrom mit einem
Tastverhältnis von 100% für eine gewisse Zeitdauer ange
trieben wird. Somit fließt der den Begrenzungspegel über
schreitende Motorstrom kontinuierlich für eine längere
Zeitdauer als während des normalen Betriebs (Fig. 3) in dem
Motor 13. Falls die durch den Zeitgeber 38 gemessene Zeit
dauer t1a, in der die Zufuhr des den Begrenzungspegel über
schreitenden Motorstroms anhält, die Zeitdauer t38 über
schreitet, wird der Strombegrenzungsbetrieb in der nachste
hend beschriebenen Weise bewirkt.
Wenn die Zählzeit t1a des Zeitgebers 38 die zum Starten des
Strombegrenzungsbetriebs eingestellte Zeitdauer t38 er
reicht, erzeugt der Zeitgeber 38 ein hochpegeliges Aus
gangssignal. Das UND-Gatter 39 erzeugt das hochpegelige
Ausgangssignal lediglich während der Zeitdauer, in der das
Ausgangssignal des RS-Speicherglieds 31 sich auf dem hohen
Pegel befindet, d. h. lediglich für die Zeitdauer des zeit
weiligen Abschaltens des Motorstroms. Somit wird das hoch
pegelige Signal des UND-Gatters 39 durch den Inverter 42
auf das niedrigpegelige Signal invertiert, das an das UND-
Gatter 43 anzulegen ist. Jedesmal, wenn der Motorstrom den
Begrenzungspegel überschreitet, wird das Ausgangssignal des
UND-Gatters 43 zeitweilig auf den niedrigen Pegel verän
dert, selbst wenn sich das Antriebsbefehlssignal A3 auf dem
hohen Pegel befindet. Somit wird währen des Strombegren
zungsbetriebs der MOSFET 24 jedesmal dann, wenn der Motor
strom den Begrenzungspegel überschreitet, zeitweilig ausge
schaltet, damit der Motorstrom begrenzt wird, um niedriger
als der Begrenzungspegel zu werden.
In diesem Strombegrenzungsbetrieb wird das Ausgangssignal
des ODER-Gatters 41 während des Ausschaltens des MOSFETs 24
auf den hohen Pegel invertiert. Somit wird der MOSFET 23
eingeschaltet, damit die Energie in der Spule des Motors 13
durch den Freilaufpfad 50 zirkulieren (umlaufen) kann.
Falls die Motorblockierung verschwindet und die Drossel
klappe 12 nahe an der Soll-Drosselklappenposition während
dieses Strombegrenzungsbetriebs gedreht wird, wird die Mo
torstromsteuerung auf die Motorbremsstromsteuerung verän
dert. Wenn die Motorsteuerung zum Bremsen gestartet wird,
verringert sich der Motorstrom zeitweilig unter den Begren
zungspegel. Das Ausgangssignal des D-Flip-Flops ändert sich
auf den niedrigen Pegel, und der Zeitgeber 38 wird zurück
gesetzt und erzeugt das niedrigpegelige Signal. Somit wird
der Strombegrenzungsbetrieb gelöscht. Der Motor 13 wird mit
einem Motorstrom mit Tastverhältnis von 100% in der umge
kehrten Richtung (C) zum Bremsen der Drosselklappe 12 ange
trieben.
Falls die Drosselklappe 12 sich nicht nahe zu der Soll-
Drosselklappenposition dreht, selbst wenn der Strombegren
zungsbetrieb fortgesetzt wird, schaltet die Maschinensteu
erschaltung 15 endgültig die Stromzufuhr zu dem Motor 13 in
der nachstehend beschriebenen Weise ab. Die Maschinensteu
erschaltung 15 misst die Zeitdauer, in der die Differenz
zwischen der Soll-Drosselklappenposition und der Ist-
Drosselklappenposition kontinuierlich eine vorbestimmte Re
ferenz überschreitet. Falls die gemessene Zeitdauer eine
vorbestimmte Zeitdauer t4 erreicht, bestimmt die Maschinen
steuerschaltung 15 dies als Motorblockierung und ändert al
le Ansteuersignalpegel auf den niedrigen Pegel. Somit wird
die Stromzufuhr zu dem Motor 13 abgeschaltet.
Alternativ dazu kann die Maschinensteuerschaltung 15 derart
verschaltet sein, dass sie das Ausgangssignal des Zeitge
bers 38 empfängt, wie in Fig. 1 und 2 durch eine gepunk
tete Linie angedeutet. Dieses Ausgangssignal ist ein Strom
begrenzungs-Überwachungssignal. Die Zeitdauer, in der sich
dieses Überwachungssignal auf dem hohen Pegel befindet, was
den Strombegrenzungsbetrieb angibt, kann gemessen werden,
so dass die Maschinensteuerschaltung 15 die Stromzufuhr zu
dem Motor 13 durch Ändern aller Antriebsbefehlssignale auf
den niedrigen Pegel abschalten kann. Obwohl die Motorstrom
zufuhr wie vorstehend beschrieben und in Fig. 4 gezeigt ge
steuert wird, wenn der Motor zu dem Zeitpunkt des Motoran
triebsstartens blockiert, wird die Motorstromzufuhr in ähn
licher Weise gesteuert, wenn der Motor zum Zeitpunkt eines
Motorbremsens blockiert.
Gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel wird der Motor ohne
Begrenzung des Motorstroms innerhalb der Antriebsstartzeit
dauer (oder Bremszeitdauer) gestartet (oder abgebremst),
die ein wenig länger als die normale Antriebsstartzeitdauer
(oder normale Bremszeitdauer) eingestellt ist. Daher kann
das Antriebsstartdrehmoment (oder die Bremskraft) zur Ver
besserung des Ansprechverhaltens der Drosselklappe 12 stär
ker als in dem Fall der Begrenzung des Motorstroms von Be
ginn des Motorantriebsstartens (oder Bremsens) an erhöht
werden.
Weiterhin wird, wenn der Motorstrom kontinuierlich den Be
grenzungspegel für länger als die vorbestimmte Zeitdauer
t38 während der Zeitdauer des Motorantriebsstartens (oder
Motorbremsens) überschreitet, der Motorstrom auf einen
niedrigeren Pegel begrenzt. Somit kann zur Verringerung der
Wärmeerzeugung der MOSFETs 22 bis 25 der in den MOSFETs 22
bis 25 fließende Strom auf einen niedrigeren Pegel begrenzt
werden. Folglich kann die Motorstromzufuhr für eine längere
Zeitdauer bis zu einem gewissen Ausmaß fortgesetzt werden,
damit die geringe (nominale) Blockierung des Motors 13
durch kontinuierliches Anlegen des Antriebsdrehmoments be
seitigt werden. Weiterhin können die Größe und Kosten der
MOSFETs 22 und 25 entsprechend der Verringerung der Wärme
erzeugung derselben verringert werden.
Nachstehend ist ein zweites Ausführungsbeispiel beschrie
ben.
Dieses Ausführungsbeispiel ist auf eine Vorrichtung gerich
tet, bei der der Motor 13 ein ausreichendes Drehmoment be
reitstellen kann. Daher wird der während der Zeitdauer des
Motorantriebsstartens (oder Motorbremsens) zugeführte Mo
torstrom auf einen hohen Pegel begrenzt, der die Leistungs
fähigkeit des Motorantriebsstartens (oder -bremsens) nicht
verringern wird. Jedoch wird, wenn eine Motorblockierung
wahrscheinlich ist, der Motorstrom auf einen niedrigen Pe
gel nach der Motorantriebsstartzeitdauer begrenzt.
Gemäß diesem Ausführungsbeispiel ist wie in Fig. 5 gezeigt
eine Referenzsignalschalterschaltung 51 in der Antriebslo
gikschaltung 19 vorgesehen, damit das an den Vergleicher 30
angelegte Referenzsignal Vref zwischen einem hochpegeligen
Vref(H) für einen hohen Begrenzungspegel und einem niedrig
pegeligen Vref(L) für den niedrigen Strombegrenzungspegel
geschaltet werden kann. Die Schalterschaltung 51 weist drei
zwischen einer Stromversorgung Vcc und Masse in Reihe ge
schaltete Widerstände 52 bis 54 auf. Ein Transistor 55 ist
über den masseseitigen Widerstand 54 geschaltet, und die
Verbindung zwischen den Widerständen 52 und 53 ist mit dem
Vergleicher 30 verbunden.
Der Ausgang des RS-Speicherglieds 31 ist direkt mit den
ODER-Gattern 40 und 41 ohne Führung durch das UND-Gatter
(39 in Fig. 2) und über den Inverter 42 mit den UND-Gattern
43 und 44 verbunden. Der Ausgangsanschluss des Zeitgebers
38 ist mit dem Transistor 55 zum Schalten des Referenzsi
gnals Vref verbunden.
Das zweite Ausführungsbeispiel arbeitet normalerweise wie
in Fig. 6 gezeigt. Das heißt, dass, da der Zeitgeber 38
normalerweise die Erzeugung des niedrigpegeligen Signals
fortsetzt, der Transistor 55 ausgeschaltet gehalten wird.
Folglich wird das Referenzsignal Vref auf das hochpegelige
Vref(H) gehalten, das wie nachstehend beschrieben bestimmt
wird.
Vref(H) = Vcc × (R53 + R54)/(R52 + R53 + R54)
Wenn das Beschleunigungspedal 16 stärker durchgetreten
wird, wird der Motorantriebsstartbetrieb in derselben Weise
wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel bewirkt, bis sich
die Ist-Drosselklappenposition der Soll-
Drosselklappenposition annähert. Der Motorstrom mit einem
Tastverhältnis von 100% wird dem Motor 13 während der An
fangsstufe der Antriebszeitdauer t1 zugeführt. Jedoch er
zeugt das RS-Speicherglied 31 das hochpegelige Signal nur
während der durch den Zeitgeber 33 bestimmten Zeitdauer je
desmal dann, wenn der Motorstrom den durch das hohe Refe
renzsignal Vref(H) bestimmten hohen Begrenzungspegel über
schreitet. Dieses hochpegelige Ausgangssignal wird durch
den Inverter 42 auf den niedrigen Pegel invertiert und dem
UND-Gatter 43 zugeführt. Folglich wird das Ausgangssignal
des UND-Gatters 43 zeitweilig auf den niedrigen Pegel je
desmal dann geändert, wenn der Motorstrom den hohen Begren
zungspegel überschreitet, selbst wenn das Antriebsbefehls
signal A3 auf dem hohen Pegel liegt. Somit wird der MOSFET
24 zeitweilig zur Begrenzung des Motorstroms ausgeschaltet,
damit dieser durch das verringerte Tastverhältnis niedriger
als der hohe Begrenzungspegel wird.
Während dieses Strombegrenzungsbetriebs zirkuliert die in
der Spule des Motors 13 verbleibende elektromagnetische
Energie durch den Freilaufpfad 50 durch Einschalten des
MOSFETs 23, wenn der MOSFET 24 ausgeschaltet wird.
Wenn die Drosselklappe 12 zu einer Position innerhalb des
vorbestimmten Bereichs zu der Soll-Drosselklappenposition
gedreht wird, wird der Motorstrom zum Motorbremsen inver
tiert. Das heißt, dass während der Anfangsstufe der
Bremszeitdauer t2 dem Motor 13 der Motorstrom mit einem
Tastverhältnis von 100% zugeführt wird. Jedoch erzeugt das
RS-Speicherglied 31 das hochpegelige Signal nur während der
durch den Zeitgeber 33 bestimmten Zeitdauer jedesmal dann,
wenn der Motorstrom den durch das hohe Referenzsignal
Vref(H) bestimmten hohen Begrenzungspegel überschreitet.
Somit wird in derselben Weise wie in der Antriebszeitdauer
t1 der Motorstrom zeitweilig zur Begrenzung des Motorstroms
abgeschaltet, damit er niedriger als der hohe Begrenzungs
pegel wird.
Nach Drehen der Drosselklappe 12 zu der Soll-
Drosselklappenposition wird während der Zeitdauer t3 dem
Motor 13 in derselben Weise wie in der Zeitdauer t0 der Mo
torstrom mit einem Tastverhältnis entsprechend der Drossel
klappenposition zur Beibehaltung der Drosselklappe 12 an
der Sollposition zugeführt.
Bei Blockierung des Motors arbeitet das zweite Ausführungs
beispiel wie in Fig. 7 dargestellt. Dabei sei angenommen,
dass der Motor zu dem Zeitpunkt tx unmittelbar nach Starten
des Antriebs des Motors 13 blockiert.
Wenn der Motor 13 blockiert, wird die Drosselklappe 12
nicht zu der Soll-Drosselklappenposition gedreht, selbst
wenn der Motor 13 mit einem auf den hohen Begrenzungspegel
begrenzten Begrenzungsstrom angetrieben wird. Somit wird,
falls die durch den Zeitgeber 38 gezählte bzw. gemessene
Zeitdauer t1a, in der die Zufuhr des den hohen Begrenzungs
pegel überschreitenden Motorstroms anhält, der Strombegren
zungsbetrieb in der nachstehend beschriebenen Weise zur Be
grenzung des Motorstroms auf den niedrigen Begrenzungspegel
bewirkt.
Wenn die Zählzeit t1a des Zeitgebers 38 die Zeitdauer t38
erreicht, erzeugt der Zeitgeber 38 ein hochpegeliges Aus
gangssignal. Der Transistor 55 schaltet im Ansprechen auf
dieses hochpegelige Signal ein, damit der Widerstand 54
überbrückt wird. Somit wird das Referenzsignal Vref auf das
niedrige Referenzsignal Vref(L) umgeschaltet, das dem nied
rigen Begrenzungspegel entspricht und wie nachstehend be
schrieben definiert ist.
Vref(L) = Vcc × R53/(R52 + R53)
Dieser niedrige Begrenzungspegel ist derart eingestellt,
dass kein Durchbruch der MOSFETs 22 bis 25 erzeugt wird,
selbst wenn der Motorstrom mit diesem niedrigen Begren
zungspegel kontinuierlich dem Motor 13 zugeführt wird.
Somit erzeugt, wenn das Referenzsignal Vref auf das niedri
ge Referenzsignal Vref(L) umgeschaltet wird, das RS-
Speicherglied 31 das hochpegelige Signal nur während der
durch den Zeitgeber 33 bestimmten Zeitdauer jedesmal dann,
wenn der Motorstrom den niedrigen Begrenzungspegel über
schreitet. Dieses hochpegelige Signal wird durch den Inver
ter 42 auf ein niedrigpegeliges Signal invertiert und dem
UND-Gatter 43 zugeführt. Somit wird der MOSFET 24 zeitwei
lig jedesmal dann ausgeschaltet, wenn der Motorstrom den
niedrigen Begrenzungspegel überschreitet, damit der Motor
strom auf unterhalb des niedrigen Begrenzungspegel be
schränkt wird. Der MOSFET 23 wird eingeschaltet, damit die
in dem Motor 13 verbliebene elektromagnetische Energie
durch den Freilaufpfad 50 zirkulieren kann, wenn der MOSFET
24 ausgeschaltet wird.
Falls die Drosselklappe 12 sich nach kontinuierlicher Zu
fuhr des Motorstroms, der auf den niedrigen Begrenzungspe
gel begrenzt ist, nicht zu der Soll-Drosselklappenposition
gedreht werden kann, wird der Motorstrom in ähnlicher Weise
wie gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel abgeschaltet. Ob
wohl die Motorstromzufuhr wie vorstehend beschrieben und in
Fig. 7 gezeigt gesteuert wird, wenn der Motor zu dem Zeit
punkt des Motorantriebsstartens blockiert, wird die Motor
stromzufuhr in ähnlicher Weise gesteuert, wenn der Motor
zum Zeitpunkt eines Motorbremsens blockiert.
Das zweite Ausführungsbeispiel stellt ähnliche Vorteile wie
unter Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel beschrieben
bereit.
Gemäß den vorstehend beschriebenen Ausführungsbeispielen
kann die Motorstromsteuerung durch einen programmierten Mi
krocomputer anstelle der festverdrahteten Antriebslogik
schaltung 19 bewirkt werden. Weiterhin kann der Motorstrom
in zwei oder mehr Stufen entsprechend der Zeitdauer be
grenzt werden, in der die Motorblockierung anhält. Die MOS
FETs 22 bis 25 können durch andere Schaltelemente ersetzt
werden. Außerdem kann die Motorstromsteuerung lediglich auf
den Motorantriebsstartbetrieb oder den Motorbremsbetrieb
angewendet werden. Die Motorantriebssteuerung kann nicht
nur auf die Steuerung der Drosselklappe einer Brennkraftma
schine sondern ebenfalls bei andere Vorrichtungen angewen
det werden.
Wie vorstehend beschrieben wurde, wird ein Gleichstrommotor
13 für eine Brennkraftmaschinen-Drosselklappensteuerung mit
einem Motorstrom mit einem Tastverhältnis von 100% ange
trieben, wenn eine Drosselklappe 12 von einer Drosselklap
penposition zu einer anderen zu bewegen ist, oder wenn die
Bewegung der Drosselklappe 12 zu bremsen ist. Der Motor
strom wird auf einen Begrenzungspegel Vref beschränkt, wenn
der Motor blockiert, d. h., wenn der Motorstrom kontinuier
lich den Begrenzungspegel für länger als eine vorbestimmte
Zeitdauer t38 überschreitet. Der Motor kann durch einen be
grenzten Strom Vref(H) zu Anfangsstufen der Bewegung der
Drosselklappe angetrieben werden, und mit einem weiter be
grenzten Strom Vref(L) angetrieben werden, wenn die Motor
blockierung erfasst wird. Der Motorstrom wird endgültig ab
geschaltet, wenn die Drosselklappe 12 sich nach Fortsetzung
der Begrenzung des Motorstroms für länger als eine vorbe
stimmte Zeitdauer (t5) nicht zu der Soll-Position dreht.
Claims (15)
1. Motorantriebsvorrichtung für einen Motor mit
einer Einrichtung (20) zur Zufuhr eines elektrischen Motorstroms zu einem Motor (13), damit der Motor in Rotation versetzt wird, und
einer Einrichtung (19) zur Steuerung des Motorstroms auf einen ersten Pegel während einer Zeitdauer zum Starten eines Antriebs des Motors sowie zur Steuerung des Motor stroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, nach der Zeitdauer zum Starten des Antriebs.
einer Einrichtung (20) zur Zufuhr eines elektrischen Motorstroms zu einem Motor (13), damit der Motor in Rotation versetzt wird, und
einer Einrichtung (19) zur Steuerung des Motorstroms auf einen ersten Pegel während einer Zeitdauer zum Starten eines Antriebs des Motors sowie zur Steuerung des Motor stroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, nach der Zeitdauer zum Starten des Antriebs.
2. Motorantriebsvorrichtung für einen Motor mit
einer Einrichtung (20) zur inversen Zufuhr eines elek trischen Motorstroms zu einem Motor (13), damit der Motor in einem Vorwärtsrotationsbetrieb des Motors gebremst wird, und
einer Einrichtung (19) zur Steuerung des Motorstroms auf einen ersten Pegel während einer Zeitdauer zum Bremsen des Motors in dem Vorwärtsrotationsbetrieb, und zur Steue rung des Motorstroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, nach der Zeitperiode zum Bremsen des Motors.
einer Einrichtung (20) zur inversen Zufuhr eines elek trischen Motorstroms zu einem Motor (13), damit der Motor in einem Vorwärtsrotationsbetrieb des Motors gebremst wird, und
einer Einrichtung (19) zur Steuerung des Motorstroms auf einen ersten Pegel während einer Zeitdauer zum Bremsen des Motors in dem Vorwärtsrotationsbetrieb, und zur Steue rung des Motorstroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, nach der Zeitperiode zum Bremsen des Motors.
3. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der erste Pegel unbegrenzt ist und der zweite Pegel
auf einen festen Wert (Vref) begrenzt ist.
4. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2,
wobei der erste Pegel auf einen ersten festen Wert
(Vref(H)), und der zweite Pegel auf einen zweiten festen
Wert (Vref(L)) begrenzt ist.
5. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 4, wobei die Motorstromzufuhreinrichtung eine Vielzahl
von Schaltelementen (22 bis 25) aufweist, die in einer
Vollbrückenschaltung verschaltet sind.
6. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 5, mit einer Einrichtung (21) zur Erfassung des Motor
stroms, wobei der erfasste Motorstrom der Motorstromsteuer
einrichtung zugeführt wird, damit ein Zeitverlauf zum Än
dern des Motorstroms von dem ersten Pegel auf den zweiten
Pegel bestimmt wird.
7. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 6 mit
einer Einrichtung (34 bis 38) zum Messen einer Zeit dauer der Zufuhr des Motorstroms auf dem zweiten Pegel, so dass die Motorstromsteuereinrichtung die Zufuhr des Motor stroms durch die Motorstromzufuhreinrichtung abschaltet, wenn die gemessene Zeitdauer eine feste Zeitdauer (t5) überschreitet.
einer Einrichtung (34 bis 38) zum Messen einer Zeit dauer der Zufuhr des Motorstroms auf dem zweiten Pegel, so dass die Motorstromsteuereinrichtung die Zufuhr des Motor stroms durch die Motorstromzufuhreinrichtung abschaltet, wenn die gemessene Zeitdauer eine feste Zeitdauer (t5) überschreitet.
8. Motorantriebsvorrichtung nach einem der Ansprüche 1
bis 7, wobei der Motor ein Gleichstrommotor ist und mit ei
ner Drosselklappe einer Brennkraftmaschine gekoppelt ist.
9. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 8, mit
einer Einrichtung (5) zur Erzeugung von Motorantriebs befehlssignalen entsprechend einer Ist- Beschleunigungspedalposition und einer Ist- Drosselklappenposition, wobei die Motorantriebsbefehls signale der Motorstromsteuereinrichtung zugeführt werden, damit die Ist-Drosselklappenposition zu einer Soll- Drosselklappenposition gesteuert wird, die entsprechend der Ist-Beschleunigungspedalposition bestimmt wird.
einer Einrichtung (5) zur Erzeugung von Motorantriebs befehlssignalen entsprechend einer Ist- Beschleunigungspedalposition und einer Ist- Drosselklappenposition, wobei die Motorantriebsbefehls signale der Motorstromsteuereinrichtung zugeführt werden, damit die Ist-Drosselklappenposition zu einer Soll- Drosselklappenposition gesteuert wird, die entsprechend der Ist-Beschleunigungspedalposition bestimmt wird.
10. Motorantriebsvorrichtung nach Anspruch 9, wobei
die Motorstromsteuereinrichtung die Versorgung des Motors
mit dem Motorstrom durch die Motorstromzufuhreinrichtung
unterbindet, wenn eine Differenz zwischen der Ist-
Drosselklappenposition und der Soll-Drosselklappenposition
eine feste Differenz länger als eine feste Zeitdauer konti
nuierlich überschreitet.
11. Motorantriebsverfahren für ein durch einen elek
trischen Motor angetriebenes Steuerungsobjekt, mit den
Schritten
Zuführen eines Motorstroms auf einem ersten Pegel zu einem Motor (13), damit ein Steuerungsobjekt (12) von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt wird,
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des Motorstroms auf dem ersten Pegel, und
Verringern des Motorstroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, wenn die gemessene Zeitdauer eine Referenzzeitdauer überschreitet, die länger als eine normale Zeitdauer eingestellt ist, in der das Steuerungsobjekt normalerweise von der ersten Position zu der zweiten Position bewegt wird.
Zuführen eines Motorstroms auf einem ersten Pegel zu einem Motor (13), damit ein Steuerungsobjekt (12) von einer ersten Position zu einer zweiten Position bewegt wird,
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des Motorstroms auf dem ersten Pegel, und
Verringern des Motorstroms auf einen zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, wenn die gemessene Zeitdauer eine Referenzzeitdauer überschreitet, die länger als eine normale Zeitdauer eingestellt ist, in der das Steuerungsobjekt normalerweise von der ersten Position zu der zweiten Position bewegt wird.
12. Motorantriebsverfahren nach Anspruch 11 mit den
Schritten
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des verringerten Mo torstroms auf dem zweiten Pegel und
Abschalten des verringerten Motorstroms, wenn die ge messene Zeitdauer des verringerten Motorstroms kontinuier lich den zweiten Pegel länger als eine Referenzzeitdauer überschreitet.
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des verringerten Mo torstroms auf dem zweiten Pegel und
Abschalten des verringerten Motorstroms, wenn die ge messene Zeitdauer des verringerten Motorstroms kontinuier lich den zweiten Pegel länger als eine Referenzzeitdauer überschreitet.
13. Motorantriebsverfahren nach Anspruch 11 oder 12
mit den Schritten
Umkehren der Richtung des Motorstroms zum Bremsen des Motors, wenn das Steuerungsobjekt zu einer Position inner halb einer vorbestimmten Reichweite zu dem zweiten Steue rungsobjektposition bewegt wird,
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des umgekehrten Mo torstroms auf dem ersten Pegel und
Verringern des umgekehrten Motorstroms auf den zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, wenn die ge messene Zeitdauer des umgekehrten Motorstroms eine Refe renzzeitdauer überschreitet, die länger als eine normale Zeitdauer eingestellt ist, in der das Steuerungsobjekt nor malerweise gebremst wird.
Umkehren der Richtung des Motorstroms zum Bremsen des Motors, wenn das Steuerungsobjekt zu einer Position inner halb einer vorbestimmten Reichweite zu dem zweiten Steue rungsobjektposition bewegt wird,
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des umgekehrten Mo torstroms auf dem ersten Pegel und
Verringern des umgekehrten Motorstroms auf den zweiten Pegel, der niedriger als der erste Pegel ist, wenn die ge messene Zeitdauer des umgekehrten Motorstroms eine Refe renzzeitdauer überschreitet, die länger als eine normale Zeitdauer eingestellt ist, in der das Steuerungsobjekt nor malerweise gebremst wird.
14. Motorantriebsverfahren nach Anspruch 13 mit den
Schritten
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des verringerten um gekehrten Motorstroms auf den zweiten Pegel, und
Abschalten des verringerten Motorstroms, wenn die ge messene Zeitdauer, in der der verringerte umgekehrten Mo torstroms den zweiten Pegel kontinuierlich überschreitet, die Referenzzeitdauer überschreitet.
Messen einer Zeitdauer der Zufuhr des verringerten um gekehrten Motorstroms auf den zweiten Pegel, und
Abschalten des verringerten Motorstroms, wenn die ge messene Zeitdauer, in der der verringerte umgekehrten Mo torstroms den zweiten Pegel kontinuierlich überschreitet, die Referenzzeitdauer überschreitet.
15. Motorantriebsverfahren nach einem der Ansprüche 11
bis 14, wobei das Steuerungsobjekt eine Drosselklappe einer
Brennkraftmaschine ist.
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP32824998A JP3724964B2 (ja) | 1998-11-18 | 1998-11-18 | モータ駆動装置 |
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DE19950144A1 true DE19950144A1 (de) | 2000-05-25 |
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ID=18208111
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19950144A Withdrawn DE19950144A1 (de) | 1998-11-18 | 1999-10-18 | Motorantriebssteuervorrichtung und -Verfahren mit einer Motorstrombegrenzungsfunktion bei einer Motorblockierung |
Country Status (3)
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