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Die
vorliegende Erfindung besitzt eine Antriebsmaschinenstartvorrichtung
und insbesondere eine Antriebsmaschinenstartvorrichtung, die geeignet
ist, um eine Last des Kompressionstakts zu überwinden und in sicherer Weise
die Antriebsmaschinen zu starten.
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Um
einen Kolben über
ein oberes Totpunktzentrum in einem Kompressionstakt einer Antriebsmaschine
zu bewegen ist ein großes
Drehmoment erforderlich. Wenn daher die Antriebsmaschine aus einer
Position gestartet wird, in der der Kolben bei einem Kurbelwinkel
von etwa 90° vor
dem oberen Totpunktzentrum steht, kann der Kolben häufig aufgrund der
hohen Last nicht über
das obere Totpunktzentrum bewegt werden. Für einen Anlasser, welcher ein
Motor ist, der als Antriebsmaschinenstartvorrichtung verwendet wird,
ist ein Ausgangsdrehmoment erforderlich, das hoch genug ist, um
den Hochlastbereich des Kompressionstakts zu überwinden.
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Wenn
das Erfordernis, die Antriebsmaschine von einem solchen Hochlastbereich
oder von einem Bereich unmittelbar vor dem Hochlastbereich zu starten,
vermieden werden könnte,
wäre es
möglich,
den Kompressionstakt selbst mit einem Anlassermotor mit relativ
geringem Drehmoment zu überwinden.
Die
japanische Patentanmeldungsoffenlegung
Nr. H7-71350 offenbart eine Anlassvorrichtung, bei der ein
Kurbelwinkel zu der Zeit des Anlassens der Antriebsmaschine bestätigt wird,
eine vorläufige
Drehung einschließlich
der Rückwärtsdrehung
um einen vorbestimmten Drehwinkel oder eine vorbestimmte, dem Kurbelwinkel
entsprechende Zeit veranlasst wird und dann die normale Vorwärtsdrehung
veranlasst wird. Diese herangezogene Veröffentlichung offenbart auch
eine Anlassvorrichtung, bei der eine das Lastdrehmoment reduzierende
Richtung des Kurbelwinkels beurteilt wird, bevor die Drehung in
der Drehmomentreduzierrichtung veranlasst wird, und dann die normale
Vorwärtsdrehung
veranlasst wird.
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Diese
Anlassvorrichtung wird basierend auf dem Phänomen realisiert, dass eine
Reibungsfläche bedingt
durch das durch die Rückwärtsdrehung,
die die vorläufige
Drehung ist, vorgenommene Verteilen von Öl zu einer im Wesentlichen
dynamischen Reibungsfläche
gemacht wird, der Reibungskoeffizient verringert wird und das Lastmoment
reduziert wird. Verglichen mit einem Fall, bei dem die Antriebsmaschine
unmittelbar nach dem Geben des Anlassbefehls normal gedreht wird,
wird die Verbesserung der Anlassperformance erwartet.
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In
der obigen konventionellen Anlassvorrichtung kann die Verbesserung
der Anlassperformance in solchem Umfang erwartet werden, selbst
wenn ein Anlassmotor mit einem nicht so großen Anlassdrehmoment verwendet
wird. Jedoch ist diese Anlassvorrichtung nicht ausreichend zum Überwinden
des Hochlastbereichs des Kompressionstakts.
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Zudem
ist die Erfassungseinrichtung für
die Startposition essentiell notwendig, um den Kurbelwinkel als
eine Startposition zu bestätigen
und zum vorläufigen
Rückwärtsdrehen
nur um einen Drehwinkel oder für
eine Zeitdauer, die dem Kurbelwinkel entspricht, und dies ist nicht
vorzuziehen bei der Verwendung als allgemeine Anlassvorrichtungen.
Spesolll, wenn ein bürstenloser
Motor ohne Erfassungssensor eines Läufers als Anlassermotor verwendet wird,
ist es erforderlich, eine Antriebsmaschinenpositionserfassungseinrichtung
vorzusehen, wie sie in der
japanischen
Patentanmeldungsoffenlegung Nr. H7-71350 beschrieben wird.
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In
der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegung
Nr. H7-71350 darf der Motor, wenn die Vorwärtsdrehrichtung
die Lastmomentreduzierrichtung ist, wenn der Kurbelwinkel bestätigt wird,
unverändert
vorwärts
drehen. Abhängig
davon, ob die Antriebsmaschinendrehzahl, nachdem eine vorbestimmte
Zeit verstrichen ist, eine Schwellwertdrehzahl übersteigt, wird beurteilt,
ob das Anlassen erfolgreich ist oder fehlgeschlagen ist. Da jedoch
eine lange Zeit zum Beurteilen erforderlich ist, ob es möglich ist,
den Hochlastbereich zur Zeit der Vorwärtsdrehung zu überwinden,
gibt es ein Problem, dass es für den
Neustart, wenn das Anlassen fehlgeschlagen ist, zu lange Zeit erfordert.
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EP 1 233 175 A offenbart
einen Anlasser, eine Startsteuervorrichtung und eine Kurbelwinkelvorrichtung
und einen Kurbelwinkeldetektor. In dieser Startsteuervorrichtung
ist die Berechnung eines Absolutwinkels einer Kurbelwelle in einer
Antriebsmaschine basierend auf einem Zündreferenzsignal der Antriebsmaschine
und einem Kommutationspositions-Impulssignal
eines Anlassermotors offenbart. Der Anlassermotor wird auf der Basis
des Absolutwinkels gesteuert. Der Anlassermotor wird auf der Basis
des berechneten Absolutwinkels rückwärts gedreht
und die Kurbelwelle wird zu einem Explosionstakt temporär rückwärts gedreht
und darauf folgend normal gedreht, und hierdurch wird die Antriebsmaschine
gestartet. Eine Position oder eine Stufe der Antriebsmaschine wird
in Übereinstimmung
mit einem erfassten Kurbelwinkel hergeleitet.
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US 5,495,127 A offenbart
eine Antriebsmaschinenanlassvorrichtung, die Antriebsmaschinenvibrationen
und Geräusche
während
des Ankurbelns der Antriebsmaschine unterdrückt und den Verbrauch der elektrischen
Energie, die für
das Ankurbeln der Antriebsmaschine zugeführt wird, reduziert. Wenn eine
Antriebsmaschine mit dem Drehen beginnt zum Erzeugen ihres Drehmoments,
wird einem Anlassermotor zum Ankurbeln der Antriebsmaschine zugeführte elektrische
Energie graduell reduziert, so dass ein übermäßiges Ansteigen einer Summe
von von dem Anlassermotor und der Antriebsmaschine erzeugten Drehmomenten
verhindert werden kann. Eine Antriebssteuereinrichtung zum Antreiben
des Motors in Übereinstimmung
mit einer Anlasssolldrehzahl ist nicht erwähnt. Ein Motorbetrieb wird
veranlasst, wenn ein Zündschalter
eingeschaltet wird, die Antriebsmaschinen-Geschwindigkeit geringer ist als ein
oberer Schwellwert und Parameter gelesen sind. Wenn die Motorgeschwindigkeit
höher als
ein unterer Schwellwert ist, wird ein Erregungswinkel Schritt für Schritt
voreilen lassen, um das Ausgangsdrehmoment zu reduzieren. Wenn die
Motorgeschwindigkeit oberhalb des vorher erwähnten oberen Schwellwerts ist,
wird der Motorbetrieb gestoppt.
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Das
durch die Antriebsmaschinenanlassvorrichtung der Erfindung gelöste Problem
ist es, die Antriebsmaschine möglicherweise
ohne nicht nötiges Verzögern mit
einer Antriebsmaschinenanlass- bzw. Startvorrichtung zu starten,
die imstande ist, einen Kolben zu einer Vorwärtsdreh-Startposition zu bewegen, bei der eine
große
Trägheitskraft
erhalten werden kann ohne das Bestätigen oder Erfassen einer Startposition,
und die imstande ist, die Antriebsmaschine mit einem Antriebsmaschinenstartmoment unter
Verwendung der großen
Trägheitskraft
von dieser Position zu starten.
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Ein
erstes Merkmal dieser Erfindung umfasst eine Antriebssteuereinrichtung
zum Antreiben des Motors gemäß einer
Anlasssolldrehzahl, wenn die folgenden zwei Bedingungen erfüllt sind,
in denen ein Anfangserregungsstrom durch den Motor fließen darf,
um die Antriebsmaschine vorwärts
drehen zu lassen, erfüllt
sind, ? eine erste Bedingung, in der die Drehgeschwindigkeit eine
erste Geschwindigkeit innerhalb einer ersten Zeitdauer beginnend
von dem Moment, wenn der Motor zu drehen beginnt, erreicht wird,
und eine zweite Bedingung, bei der eine zweite Geschwindigkeit,
die höher
ist als die erste Geschwindigkeit, erhalten wird, nachdem eine zweite Zeitdauer,
die länger
ist als die erste Zeitdauer, verstrichen ist.
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Gemäß dem ersten
Merkmal wird, wenn die Drehgeschwindigkeit des Motors die erste
Geschwindigkeit erreicht, die erste Bedingung, die das Starten des
Motors repräsentiert,
erfüllt.
Wenn dann die Antriebsmaschine mindestens mit der zweiten Geschwindigkeit
dreht, wird die zweite Bedingung erfüllt, dass die Antriebsmaschine
oder der Kolbentakt nicht bei der Hochlastposition ist, das heißt, der
Kolben sich über
die Hochlastposition bewegen könnte. Wenn
die zweite Bedingung erfüllt
ist, wird die Antriebsmaschine, da es möglich ist, unmittelbar zum Anlassen
der Antriebsmaschine zu beschleunigen, schlagartig beschleunigt
und dreht zur Zeit des Anlassens mit der Solldrehzahl.
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Selbst
wenn die Drehgeschwindigkeit durch einen geringen Anfangserregungsstrom
eingeschränkt
wird, ist es, da die zweite Geschwindigkeit erhalten wird, möglich, zuverlässig zu
beurteilen, dass der Kolben bzw. die Antriebsmaschine sich über den
Hochlastbereich bewegt hat.
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Ein
zweites Merkmal dieser Erfindung ist, dass der Aufbau der Antriebssteuereinrichtung
den Anfangserregungsstrom durch den Motor fließen lässt, um die Antriebsmaschine
rückwärts zu drehen, wenn
mindestens eine der beiden Bedingungen nicht erfüllt wird, und nachdem die Drehgeschwindigkeit einmal
erhöht
worden ist und dann die Drehgeschwindigkeit auf einen Wert gleich
oder niedriger als eine dritte Geschwindigkeit reduziert wird, die
Antriebssteuereinrichtung den Motor in Übereinstimmung mit der Anlasssolldrehzahl
vorwärts
antreibt.
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Wenn
die zweite Bedingung nicht erfüllt
ist, wird gemäß dem zweiten
Merkmal beurteilt, dass der Kolben sich in dem Hochlastbereich befindet
und die Antriebsmaschine wird rückwärts gedreht.
Da die Last reduziert wird, wenn die Antriebsmaschine von der Hochlastbereich
rückwärts gedreht
wird, ist es möglich,
den Motor zu einer Position rückwärts zu drehen,
bei der die Antriebsmaschinenlast weiter erhöht ist, das heißt, der
Motor wird rückwärts gedreht bis
zu der Position, bei der die Last zu der Zeit der Vorwärtsdrehung
weiter verringert ist. Es ist durch die Vorwärtsdrehung der Antriebsmaschine,
nachdem der Motor zu der Position bewegt worden ist, bei der die
Antriebsmaschine auf diese Weise unter Niedriglast gestartet werden
kann, möglich,
den Kolben mit Hilfe eines Motors mit geringem Drehmoment schlagartig über den
Hochlastbereich des Kompressionstakts hinaus zu bewegen und die
Antriebsmaschine zu der Anlassdrehzahl hin zu beschleunigen.
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Gemäß einer
bevorzugten Ausführungsform dieser
Erfindung ist der Motor ein bürstenloser
Motor, die Antriebsmaschinen-Anlassvorrichtung
hat Dreiphasenständerwicklungen
und ein Antreiben der Elektrizität
zum Fließen
durch zwei Phasen wird zugelassen, basierend auf einem Spannungssignal, welches
in eine Wicklung induziert wird, die nicht erregt wird, werden das
Drehpositionssignal und das Drehgeschwindigkeitssignal eines Läufers gebildet und
die Drehgeschwindigkeits-Erfassungseinrichtung
erfasst die Drehgeschwindigkeit des Motors basierend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal.
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Gemäß einer
anderen bevorzugten Ausführungsform
dieser Erfindung ist der Motor ein bürstenloser Motor, ein Drehpositionssignal
und ein Drehgeschwindigkeitssignal eines Läufers werden basierend auf
einer Differenz zwischen einem durch eine Ständerwicklung fließenden Stromausgangswert
und einem Strommesswert der Ständerwicklung
gebildet, und die Drehgeschwindigkeitserfassungseinrichtung erfasst
die Drehgeschwindigkeit des Motors basierend auf dem Drehgeschwindigkeitssignal.
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Gemäß jener
bevorzugten Ausführungsform ist
es, da die Drehgeschwindigkeit des Motors, das heißt, die
Drehgeschwindigkeit der Antriebsmaschine beim Anlassen, basierend
auf der Induktionsspannung der Wicklung oder dem der Wicklung zugeführten Strom
erfasst wird, möglich,
die Umkehrposition der Vorwärtsdrehung
und der Rückwärtsdrehung
des Motors basierend auf der Drehgeschwindigkeit zu erfassen, selbst
wenn kein Drehpositionssensor des Motors oder der Antriebsmaschine
vorgesehen ist.
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KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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Es
zeigt:
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1 ein
Blockdiagramm von Funktionen wesentlicher Abschnitte der Antriebsmaschinenstartvorrichtung
gemäß einer
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung;
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2 eine
Seitenansicht eines Antriebsmaschinengenerators unter Verwendung
eines bürstenlosen
Motors als einen Anlassermotor;
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3 eine
Schnittansicht betrachtet entlang einer Linie V-V in 2;
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4 ein
Systemstrukturdiagramm der Antriebsmaschine;
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5 ein
Blockdiagramm von Funktionen wesentlicher Abschnitte eines sensorfreien
Antriebsabschnitts;
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6 ein
Zeitdiagramm des Gesamtbetriebs der Startsteuerung des Antriebsmaschinengenerators;
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7 ein
Ablaufdiagramm (Teil 1) der Startsteuerung des Antriebsmaschinengenerators;
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8 ein
Ablaufdiagramm (Teil 2) der Startsteuerung des Antriebsmaschinengenerators;
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9 ein
Zeitdiagramm wesentlicher Abschnitte der Startsteuerung;
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10 ein
Blockdiagramm einer Struktur einer Anlassermotorsteuervorrichtung
einer Modifikation; und
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11 ein
Ablaufdiagramm der Drehgeschwindigkeitssteuerung.
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Eine
Ausführungsform
der vorliegenden Erfindung wird detailliert unter Bezugnahme auf
die Zeichnungen erläutert. 2 ist
eine Seitenansicht eines Antriebsmaschinengenerators unter Verwendung
eines bürstenlosen
Motors als Anlassermotor. 3 ist eine
Schnittansicht betrachtet entlang der Linie V-V in 2.
Ein Antriebsmaschinengenerator 1 hat eine Viertaktverbrennungsmaschine 2 und
einen magnetischen Mehrpolgenerator 3. Der Generator 3 ist
ein Generatormotor und funktioniert auch als ein Motor. Details
davon werden später
beschrieben. Eine Kurbelwelle 4 der Antriebsmaschine 2 wird
von einem Lager 6 oder Ähnlichem
gestützt,
das an einer Seitenwand 5a eines Kurbelgehäuses 5 vorgesehen ist,
und in diesem Zustand erstreckt sich die Kurbelwelle 4 aus
der Antriebsmaschine 2 heraus. Ein ringförmiger Eisenkern 7 ist
an einem Randabschnitt einer an der Seitenwand 5a des Kurbelgehäuses 5 vorgesehenen
Nabe, der die Kurbelwelle 4 umgibt, mit Hilfe von Bolzen 80 befestigt.
Der Eisenkern 7 umfasst ein ringförmiges Joch 7a und 27 hervorstehende
Pole 7b, die radial aus dem Joch 7a herausragen. Zum
Bilden eines Ständers 8 werden
Dreiphasenwicklungen sequentiell abwechselnd um die hervorstehenden
Pole 7b gewickelt.
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Eine
geschmiedete Büchse
ist an einem Ende der Kurbelwelle 4 montiert. Ein Schwungrad 10, das
auch als ein Läuferjoch
dient, ist mit der Büchse 9 verbunden.
Das Schwungrad 10 umfasst einen Scheibenabschnitt 10a,
der durch Pressformen einer hochdehnbaren Stahlplatte in eine Form
gebildet wird, und einen zylindrischen Abschnitt 10b. Der Scheibenabschnitt 10a ist
an der Büchse 9 befestigt und
der zylindrische Abschnitt 10b ist derart montiert, dass
er eine Außenseite
der hervorstehenden Pole 7b des Eisenkerns 7 abdeckt.
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An
einer Innenrandfläche
des zylindrischen Abschnitts 10b des Schwungrads 10 sind 18 Neodymmagnete 11 mit
starker Magnetkraft entlang der Umfangsrichtung befestigt, hierdurch
den magnetischen Rotor bzw. Läufer 12 vom
Außenläufertyp
bildend. In dem Läufer 12 sind
die Magnete über
die Innenoberfläche
des zylindrischen Abschnitts 10b verstreut, um eine ausreichende
Masse sicherzustellen, und der Läufer 12 kann
die Funktion eines Schwungrads zeigen.
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Ein
Kühllüfter 13 ist
an dem Scheibenabschnitt 10a des Schwungrads 10 montiert.
Der Kühllüfter 13 hat
eine ringförmige
Platte 13a und eine Vielzahl von Blättern 13b, die sich
aus einer Seitenoberfläche
der Platte 13a entlang der Umfangsrichtung erstrecken.
Die Platte 13a ist an einer Außenfläche des Scheibenabschnitts 10a des
Schwungrads 10 montiert. Eine Lüfterabdeckung des Kühllüfters 13 bildet
einen Winddurchlass 14a, der sich von einer Seite des Schwungrads 10 zu
der Antriebsmaschine 2 hin erstreckt und durch den Kühlluft hindurchtritt.
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4 zeigt
ein Systemstrukturdiagramm des Antriebsmaschinengenerators 1.
Der Generator 3 wird durch die Antriebsmaschine 2 angetrieben,
um Dreiphasenwechselstrom zu erzeugen. Der Ausgangswechselstrom
des Generators 3 wird durch einen eine Gleichrichterschaltung
umfassenden Stromrichter 15 vollwellengleichgerichtet,
in dem eine Halbleitergleichrichtervorrichtung in einer Brückenform
zusammengebaut ist, und wird in Gleichstrom umgewandelt. Der Gleichstrom,
der von dem Stromrichter 15 ausgegeben wird, wird durch
eine Kondensatorglättungsschaltung 16 geglättet und wird
in einen Wechselrichter eingespeist und wird durch eine FET-Brückenschaltung,
die den Wechselrichter 17 bildet, in Wechselstrom mit vorbestimmter Frequenz
umgewandelt. Der von dem Wechselrichter 17 ausgegebene
Wechselstrom wird in ein Demodulationsfilter 18 eingegeben
und nur Niederfrequenzkomponenten (z. B. Netzfrequenz) treten durch
das Demodulationsfilter 18. Der Wechselstrom, der durch das
Demodulationsfilter 18 hindurchgetreten ist, wird durch
ein Relais 19 und eine Sicherung 20 zu einem Ausgangsanschluss 21 verbunden.
Das Relais 19 öffnet,
wenn die Antriebsmaschine 2 gestartet wird und schließt, nachdem
die Antriebsmaschine 2 in einen vorbestimmten Zustand dreht.
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Der
Generator 3 des Antriebsmaschinengenerators 1 ist
der Generatormotor, wie er oben beschrieben worden ist, und der
Generator 3 kann als ein Anlassermotor verwendet werden
zum Starten der Antriebsmaschine 2. Wenn der Generator 3 als der
Anlassermotor verwendet wird, wird der Generator 3 nachstehend
als ein Anlassermotor 3a bezeichnet. Für den Anlassermotor 3a ist
ein Anlassertreiber 22 vorgesehen. Um Strom zum Starten
der Antriebsmaschine 2 zu dem Anlassertreiber 22 zu
führen, sind
eine Gleichrichterschaltung 23 und eine Glättungsschaltung 24 vorgesehen.
Die Gleichrichterschaltung 23 ist mit einem Harmonischen-Filter 231 und
einem Stromrichter 232 versehen. Das Harmonischen-Filter 231 ist
mit dem Ausgangsanschluss 21 verbunden.
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Eine
Ausgangsseite des Generators 3 ist mit einer Einzelphasenenergiezufuhr 25 von
beispielsweise 200 V Wechselspannung verbunden und von der Energieversorgung 25 wird
ein Wechselstrom zugeführt,
wenn die Antriebsmaschine gestartet wird. Dieser Wechselstrom wird
in das Harmonischen-Filter 231 eingegeben
und die Harmonischen werden eliminiert und durch den Stromrichter 232 in
Gleichstrom umgewandelt und dann wird der Gleichstrom dem Anlassertreiber 22 als
Steuerenergiequelle über die
Glättungsschaltung 24 zugeführt.
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Eine
Ausgangsseite des Anlassertreibers 22 ist mit jeder Phase
der Dreiphasenwicklungen des Generators 3 über ein
Relais 26 verbunden. Das Relais 26 schließt, wenn
die Antriebsmaschine 2 gestartet wird und öffnet, wenn
die Antriebsmaschine in einen vorbestimmten Zustand dreht. Um die
Antriebsmaschine 2 zu starten, wird sequentiell an jede
Phase der Dreiphasenwicklungen des Generators 3 in einer
vorbestimmten Reihenfolge Strom zugeführt. Es ist ein Stromrichter 221 vorgesehen,
der ein Schaltelement (FET) zum sequentiellen Zuführen von
Strom zu den Wicklungen jeder Phase umfasst, eine CPU 222 und
ein sensorfreier Antriebsabschnitt 223 (der ein IC umfasst),
welcher keinen Sensor zum Erfassen einer Position des Läufers 12 verwendet.
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5 ist
ein Blockdiagramm zum Zeigen der Funktion eines wesentlichen Abschnitts
des sensorfreien Antriebsabschnitts 223. Wenn zwischen
zwei Phasen des Ständers 8 von
der Stromrichterschaltung 221 Energie zugeführt wird
und der Läufer
gedreht wird, erfasst ein Induktionsspannungsdetektor 27 eine
Schwingungsform eines Spannungssignals, welches zwischen einem Zwischenpunkt
und der verbleibenden Phase induziert wird. Ein Positionsdetektor 28 beurteilt
einen Positionszusammenhang, das heißt, die Drehposition zwischen
den Magneten des Läufers 18 und
den Phasen des Ständers 8 basierend
auf der erfassten Spannungsschwingungsform. Eine arithmetische Treiberschaltung 29 berechnet
einen Zyklus zum Antreiben der jeweiligen Schaltelemente des Stromrichters 221 basierend
auf den Positionszusammenhang zwischen den Phasen des Ständers 8 und
den Magneten des Läufers 12.
Ein Antriebsabschnitt 30 führt das Erregungssignal zu der
Stromrichterschaltung 221 basierend auf dem durch die arithmetische
Treiberschaltung 29 berechneten Zyklus.
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6 ist
ein Zeitdiagramm zum Zeigen des Gesamtbetriebs der Startsteuerung
des Antriebsmaschinengenerators 1. Zu dem Zeitpunkt t1
wird ein Startsignal einer elektrischen Steuereinheit (ECU) ansprechend
auf einen Antriebsmaschinenstartbefehl EIN-geschaltet. Nach einer
Bereitschaftszeit (z. B. eine Sekunde), werden die Relais 19 und 26 in
einen Steuermodus für
den Anlassermotor 3a zum Zeitpunkt t2 zum Zeitpunkt t2
für eine
Vorwärtsdrehung
des Anlassermotors 3a geschaltet. Wenn die Drehgeschwindigkeit
während
der Vorwärtsdrehung gleich
oder niedriger als ein vorbestimmter Wert wird, wird beurteilt,
dass die Antriebsmaschine einen Hochlastbereich erreicht und der
Anlassermotor 3a wird zum Zeitpunkt t3 rückwärts gedreht.
Während der
Vorwärtsdrehung
und Rückwärtsdrehung
wird der Anlassermotor 3a mit einem Anfangserregungsstrom
angetrieben, der kleiner ist als der Strom, der während des
normalen Betriebs immer zugeführt wird.
Durch Unterdrücken
der Drehgeschwindigkeit durch einen solchen kleinen Anfangserregungsstrom ist
es möglich,
leicht den Anlassermotor 3a bei einer Position anzuhalten,
bei der zu erwarten ist, dass ein ausreichendes Anlassdrehmoment
bei einem Hochlastbereich erhalten werden kann, das heißt, einer Position,
bei der der Motor 3a leicht über seine Drehrichtung während der
Vorwärtsdrehung
und der Rückwärtsdrehung
drehen kann, und es wird möglich,
die Reaktionskraft (die Reaktionskraft ist groß, wenn die Drehgeschwindigkeit
groß ist)
zu unterdrücken,
wenn die Antriebsmaschine noch nicht über die Hochlastposition gelangen
kann.
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Der
Anlassermotor 3a wird vorwärts und rückwärts gedreht und wenn die Kurbelwelle 4 an
einer Position positioniert wird, bei der erwartet wird, dass ein
ausreichender Anlassmoment erhalten werden kann, das heißt, zu einer
Zeit t4, wird die Beschleunigung des Anlassermotors 3a in
Vorwärtsdrehrichtung
gestartet. Während
der Vorwärtsdrehung
wird Strom, der höher
ist als der Anfangserregungsstrom, dem Anlassermotor 3a zugeführt.
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Wenn
der Anlassermotor 3a zu dem Zeitpunkt t5 eine Ankurbelsolldrehzahl
erreicht, wird die Drehgeschwindigkeit während des Ankurbelns beibehalten.
Die Antriebsmaschine wird zu dem Zeitpunkt t6 gezündet und
nach der Auslöseexplosion beginnt
die Drehzahl der Antriebsmaschine zuzunehmen, das Relais 19 wird
zum Zeitpunkt t7 geschlossen, das Relais 26 wird geöffnet und
der Steuermodus wird in einen Steuermodus des Generators 3 umgeschaltet.
Ein Startsignal der ECU wird aufrechterhalten bis zum Zeitpunkt
t8 (zum Beispiel 10 Sekunden von dem Zeitpunkt t1), aber wenn die
Antriebsmaschinendrehzahl eine vorbestimmte Drehzahl (z. B. 1500
U/Min) erreicht bis zum Zeitpunkt t8, wird beurteilt, dass die Startoperation
fehlgeschlagen ist nach der Einleitungsexplosion, und das Startsignal wird
nach einer vorbestimmten Zeit (z. B. 10 Sekunden) wieder EIN-geschaltet.
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Eine
Position, bei der die Vorwärtsdrehung und
Rückwärtsdrehung
zum Betreiben des Anlassermotors 3a bei einer Position,
bei der erwartet wird, dass ausreichendes Anlassmoment erhalten
werden kann, gestoppt wird, wird beurteilt, wenn die Drehgeschwindigkeit
des Anlassermotors 3a gleich oder geringer als ein festgelegter
Wert ist. Die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a kann
beispielsweise basierend auf dem Zyklus der Induktionsspannungsschwingungsform
berechnet werden.
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7 und 8 sind
Ablaufdiagramme der Startsteuerung des Antriebsmaschinengenerators 1 und 9 ist
ein Zeitdiagramm der Startsteuerung. In Schritt S1 der 7 wird
beurteilt, ob ein Antriebsmaschinenstartbefehl eingegeben wird.
Wenn der Antriebsmaschinenstartbefehl eingegeben wird, wird die
Prozedur weitergeführt
zu Schritt S2 und der Anlassermotor 3a wird gedreht, um
die Antriebsmaschine 2 in der Vorwärtsdrehrichtung anzutreiben.
Im Schritt S3 wird beurteilt, of die Zeit T1 als eine erste Zeitdauer
(z. B. 0,3 Sekunden) verstrichen ist nach dem Starten der Vorwärtsdrehung
der Antriebsmaschinen des Schrittes S2. Die Zeit T1 ist die Zeit, während der
beurteilt wird, ob es notwendig ist, die Erregung des Anlassermotors 3a in
der Vorwärtsrichtung
beizubehalten. Im Schritt S4 wird beurteilt, ob der Anlassermotor 3a das
Drehen beginnt durch Beurteilen, ob die Drehgeschwindigkeit des
Anlassermotors 3a gleich oder höher ist als eine Startabschlussgeschwindigkeit
(z. B. 33 U/min), welches eine erste Geschwindigkeit ist.
Wenn die Drehgeschwindigkeit nicht gleich oder höher als die Startabschlussgeschwindigkeit
wird, bis die Zeit T1 abgelaufen ist, wird der Erregungsbetrieb
des Anlassermotors 3a in der Vorwärtsdrehrichtung gestoppt und
die Prozedur wird weitergeführt
zum Schritt S11 und die Rückwärtsdrehung
des Anlassermotors 3a wird gestartet wie durch den Pfeil
i in 9 gezeigt.
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Wenn
die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a gleich oder
höher wird
als die Startabschlussgeschwindigkeit, wird ein Ergebnis im Schritt S4
eine Bestätigung
und die Prozedur wird weitergeführt
zu Schritt S5. Im Schritt S5 wird der Anlassermotor 3a vorwärts gedreht
und wird derart gesteuert, dass die Geschwindigkeit zu einer Vorwärtsdreh-Sollgeschwindigkeit
(z. B. 230 U/min) konvergiert zur Positionierung. Im Schritt S6
wird beurteilt, ob die Zeit T2 als eine zweite Zeitdauer (z. B.
0,5 Sekunden) verstrichen ist nach dem Start der Vorwärtsdrehung
im Schritt S5. Die Zeit T2 ist die Zeit, während der beurteilt wird, ob
die Positionierung und die Rückwärtsdrehung
benötigt
werden oder nicht. Die Prozedur wird weitergeführt zum Schritt S7, bis die Zeit
T2 verstrichen ist.
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In
Schritt S7 wird beurteilt, ob die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a auf
eine Rückwärtsdrehungsbeurteilungsgeschwindigkeit
(z. B. 75% der vorangehenden maximalen Geschwindigkeit), die eine
zweite Geschwindigkeit ist, reduziert ist. Mit dieser Beurteilung
wird beurteilt, ob die Geschwindigkeit in nachteiliger Weise reduziert
wird, wenn der Kurbelwinkel in der Nähe der Hochlastposition vor
dem oberen Totpunktzentrum ist. Wenn die Drehgeschwindigkeit nicht
reduziert wird (Nein bei Schritt S7), bis die Zeit T2 verstrichen
ist, das heißt, wenn
Schritt S6 bestätigt
wird, wird beurteilt, dass die Antriebsmaschine sich in einem Niedriglastbereich hinter
dem oberen Totpunktzentrum befindet und die Beschleunigung in diesem
Zustand möglich
ist. Daher wird in diesem Fall der Drehmodus des Anlassermotors 3a nicht
zur Rückwärtsdrehung
umgeschaltet und die Prozedur wird weitergeführt zum Schritt S23, der in 8 gezeigt
ist, um die Vorwärtsdrehung
mit einer Geschwindigkeit zu beschleunigen, die wie durch einen
Pfeil ii in 9 angedeutet, gesteuert wird.
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Wenn
die Drehgeschwindigkeit auf eine Umpolungsbeurteilungsgeschwindigkeit
reduziert wird, ist ein Ergebnis im Schritt S7 bestätigend und
die Prozedur wird weitergeführt
zum Schritt S8, und die Vorwärtsdrehung
des Anlassermotors 3a wird durch Steuern der Bremse gestoppt.
Wenn die Zeit T3 (z. B. 0,2 Sekunden), die zum Beurteilen des Stopps
dient, abgelaufen, das heißt,
wenn Schritt S9 bestätigt
wird, oder wenn die Drehgeschwindigkeit gleich oder kleiner wird
als eine Drehgeschwindigkeit (z. B. 23 U/min), wie durch ein Symbol
iv in 9 angedeutet), bei der beurteilt wird, dass die
Drehung gestoppt ist, das heißt,
Bestätigung
im Schritt S10, wird beurteilt, dass der Anlassermotor 3a nicht
weiter normal gedreht wird und die Prozedur wird fortgeführt zum Schritt
S11.
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Im
Schritt S11 wird der Anlassermotor 3a rückwärts gedreht zum Drehen der
Antriebsmaschine 2 in Rückwärtsrichtung.
Im Schritt S12 wird beurteilt, ob die Zeit T4 (z. B. 0,3 Sekunden)
verstrichen ist nach dem Start der Rückwärtsdrehung des Motors vom Schritt
S11. Die Zeit T4 ist die Beurteilungszeit, während der die Vorwärtsdrehung
zur Rückwärtsdrehung
verschoben wird, wobei die Drehgeschwindigkeit gesteuert wird. Wenn
die Geschwindigkeit eine Start-Abschlussgeschwindigkeit erreicht
(z. B. 33 U/min), bevor die Zeit T4 verstrichen ist, wird ein Ergebnis
des Schrittes S13 bestätigend
und die Prozedur wird weitergeführt
zum Schritt S14. Wenn die Geschwindigkeit nicht gleich oder höher wird
als die Startabschlussgeschwindigkeit, selbst wenn die Zeit T4 verstrichen
ist, wird der Schritt fortgeführt
zu S20 zum Beschleunigen in Vorwärtsrichtung
wir durch einen Pfeil iii in 9 angedeutet.
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Im
Schritt S14 wird der Anlassermotor 3a rückwärts gedreht, wobei die Drehgeschwindigkeit gesteuert
wird. Im Schritt S15 wird beurteilt, ob die Zeit T5 (z. B. 0,5 Sekunden)
verstrichen ist nach dem Start der Rückwärtsdrehung des Schrittes S14.
Die Zeit T5 ist die Zeit, während
der beurteilt wird, ob die Rückwärtsdrehung
des Anlassermotors 3a gestoppt werden sollte. Die Prozedur
wird fortgeführt
zum Schritt S16, bis die Zeit T5 verstrichen ist. Im Schritt S16
wird beurteilt, ob die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a auf
eine Umpolbeurteilungsgeschwindigkeit als eine dritte Geschwindigkeit
(z. B. 75% der vorangehenden Maximalgeschwindigkeit) reduziert ist.
Mit dieser Beurteilung wird beurteilt, ob die Antriebsmaschinenbelastung
zugenommen hat und der Kurbelwinkel die Hochlastposition vor dem oberen
Totpunktzentrum erreicht (in Entsprechung zu einer Position hinter
dem oberen Totpunktzentrum in der Vorwärtsdrehrichtung).
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Wenn
die Zeit T5 verstrichen ist (bestätigend im Schritt S15) oder
wenn die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a reduziert
wird (bestätigend
in Schritt S16), wird die Prozedur weitergeführt zum Schritt S17 und die
Rückwärtsdrehung
des Anlassermotors 3a wird durch das Steuern der Bremse
gestoppt. Wenn die Zeit T6 (z. B. 0,2 Sekunden) zum Beurteilen des
Stoppens verstrichen ist, das heißt, bestätigend im Schritt S18, oder
wenn die Drehgeschwindigkeit auf eine Geschwindigkeit reduziert wird,
bei der beurteilt wird, dass die Drehung gestoppt ist, das heißt, bestätigend im
Schritt S19 (z. B. wird die Drehgeschwindigkeit gleich oder niedriger als
23 U/min) wie durch ein Symbol v in 9 angegeben),
wird die Prozedur weitergeführt
zum Schritt S20, der in 8 gezeigt ist, um die Vorwärtsdrehrichtung
des Anlassermotors 3a zu beschleunigen.
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Im
Schritt S20 in 8 wird die Vorwärtsdrehrichtung
beschleunigt. Die Geschwindigkeit wird nach dem Positionieren während der
Vorwärtsdrehrichtung
nicht gesteuert, während
ein Stromwert festgehalten wird und die Vorwärtsdrehrichtung beschleunigt
wird. Wenn die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a gleich
der Steuerstartgeschwindigkeit wird (z. B. 198 U/min) wie durch
ein Symbol vi in 9 angegeben), wird der Drehmodus
zu dem geschwindigkeitsgesteuerten Vorwärtsdrehmodus verschoben. Ein
Anfangssteuersollwert wird beispielsweise auf 331 U/min festgelegt.
Dieser Steuersollwert (Sollwert der Regelung) wird erhöht mit einem
vorbestimmten Verhältnis
(z. B. 3.300 U/min·s).
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Im
Schritt S21 wird beurteilt, wie die Begrenzungszeit T7 einer Beschleunigung
mit konstantem Strom abgelaufen ist. Im Schritt S22 wird beurteilt,
ob die Geschwindigkeit gleich oder höher als die Steuerstartgeschwindigkeit
wird. Wenn die Zeit T6 verstrichen ist oder die Drehgeschwindigkeit
des Anlassermotors 3a gleich oder höher wird als die Steuerstartgeschwindigkeit,
wird die Prozedur weitergeführt zum
Schritt S23 und die Geschwindigkeit wird in Übereinstimmung mit dem Steuersollwert
gesteuert. Da der Steuersollwert graduell erhöht wird, wird die tatsächliche
Drehgeschwindigkeit auch graduell erhöht. Im Schritt S24 wird beurteilt,
ob die Drehgeschwindigkeit eine Ankurbelgeschwindigkeit (z. B. 800
U/min) erreicht. Wenn die Drehgeschwindigkeit erhöht wird
und ein Ergebnis des Schrittes S24 bestätigend ist, wird der Steuersollwert
zum Aufrechterhalten der Drehgeschwindigkeit bei der Ankurbelgeschwindigkeit
auf eine Ankurbelgeschwindigkeit festgelegt und die Anlasssequenz
ist abgeschlossen. Wenn die Geschwindigkeit nicht die Sollgeschwindigkeit
erreicht, selbst wenn die vorbestimmte Zeit T8 verstrichen ist,
nachdem die Geschwindigkeitssteuerung im Schritt S23 begonnen worden
ist vorzuziehen, zu beurteilen, dass ein Fehler vorgefallen ist, und
die Anlassoperation wird gestoppt. Das heißt, wenn ein Ergebnis im Schritt
S23a bestätigend
ist, wird die Anlassoperation gestoppt und die Prozedur dieses Ablaufdiagramms
ist abgeschlossen.
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1 ist
ein Blockdiagramm zum Zeigen von Funktionen wesentlicher Abschnitte
der Antriebsmaschinenstart- und Positionierungsoperationen. Eine Schwingungsform
der Induktionsspannung, die durch den Induktionsspannungsdetektor 27 erfasst wird,
wird in einen Motordrehgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 31 eingegeben.
Der Motordrehgeschwindigkeitsberechnungsabschnitt 31 berechnet
eine Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a basierend
auf dem Zyklus der Induktionsspannung. Ein Maximalgeschwindigkeitsspeicherabschnitt 32 speichert
eine Maximalgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a zwischen,
welche zuvor von der Startsteuerung erfasst worden ist. Die Maximalgeschwindigkeit
wird gelöscht,
wenn die Drehrichtung geändert
wird. Ein Geschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 33 vergleicht
eine momentane Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a und
eine vorbestimmte Umpolungsbeurteilungsgeschwindigkeit (z. B. 75%
der Maximalgeschwindigkeit) miteinander, und wenn die momentane
Drehgeschwindigkeit gleich oder niedriger als die Umpolungsbeurteilungsgeschwindigkeit ist,
gibt der Geschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 33 ein Geschwindigkeitsreduktionserfassungssignal an
einen Vorwärts/Rückwärts-Drehsteuerabschnitt 34 aus.
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Den
Vorwärts/Rückwärts-Drehsteuerabschnitt 34 stoppt
der Anlassermotor 3a und führt eine Umpolungsanweisung
zu dem Antriebsabschnitt 30 ansprechend auf das Geschwindigkeitsreduktionserfassungssignal
zu. Der Vorwärts/Rückwärts-Drehsteuerabschnitt 34 gibt
einen Steuersollwert (Sollwert) zur Zeit der Vorwärtsdrehung
und der Rückwärtsdrehung
in die arithmetische Antriebsschaltung 29 gemeinsam mit
der Umpolungsanweisung an. Die arithmetische Antriebsschaltung 29 berechnet
einen Zyklus zum Antreiben eines Schaltelements 221, um die
Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors auf diesen Steuersollwert
zu steuern. Der Anlassermotor 3a wird derart gesteuert,
dass der Anlassermotor 3a bei einer Geschwindigkeit dreht,
die durch einen Antriebszyklus des Schaltelements 221 bestimmt
wird.
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Ein
Sofortstartbeurteilungsabschnitt 36 überwacht für eine vorbestimmte Zeit, ob
es das Geschwindigkeitsreduktionserfassungssignal von dem Geschwindigkeitsbeurteilungsabschnitt 33 in
der Vorwärtsdrehrichtung
zu der Zeit des Startbetriebs gibt. Wenn der Sofortstartbeurteilungsabschnitt 36 kein Geschwindigkeitsreduktionserfassungssignal,
selbst nachdem die vorbestimmte Zeit abgelaufen ist erfasst, d.
h., wenn er beurteilt, dass der Anlassermotor 3a bei einer
vorbestimmten Geschwindigkeit (zweiten Geschwindigkeit) gedreht
wird, gibt der Sofortstartbeurteilungsabschnitt 36 ein
Beschleunigungsvorwärtsdrehbefehlssignal
an einen Start/Vorwärts-Drehtsteuerabschnitt 37 ein.
Der Start/Vorwärts-Drehsteuerabschnitt 37 gibt
eine Vorwärtsdrehanweisung
an den Antriebsabschnitt 30 ansprechend auf dieses Signal
und gibt einen Steuersollwert (Sollwert) für das Beschleunigen der Vorwärtsdrehrichtung
an die arithmetische Antriebsschaltung 29. Mit dieser Operation
ist es möglich,
die Vorwärtsdrehrichtung
zum Positionieren beizubehalten, wenn die Last gering ist, und unmittelbar
den Startbetrieb zu starten. Ein Stromzufuhrabschnitt 35 führt den
Anfangserregungsstrom und den Startstrom zu dem Anlassermotor 3a zu
der Zeit des Positionierens daraufhin zu der Zeit des Beschleunigens
der Vorwärtsdrehrichtung
zu.
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In Übereinstimmung
mit dieser Ausführungsform
wird die Antriebsmaschine zuerst vorwärts zu einer Position gedreht,
bei der die Antriebsmaschinenbelastung erhöht wird und dann wird die Antriebsmaschine
rückwärts gedreht
und wieder gestoppt bei einer Position, bei der die Antriebsmaschinenbelastung
verringert ist. Aus dieser Position wird die Vorwärtsdrehgeschwindigkeit
schlagartig bis zu einem Wert beschleunigt, bei dem ein Ankurbeln
ausgeführt werden
kann. Durch Stoppen der Drehung bei der Position, bei der die Antriebsmaschinenbelastung
auf diese Weise erhöht
ist, wird die Belastung bei der darauf folgenden Umpolung zur Vorwärtsdrehung
reduziert und demnach ist es leicht, die Vorwärtsdrehung zu beschleunigen.
Daher kann durch Zuführen des
Anlassstroms nach dem Positionieren durch die Vorwärtsdrehung
und Rückwärtsdrehung
die Trägheitskraft
verwendet werden und es ist möglich,
leicht über
den Kompressionstakt zu gelangen und die Ankurbeloperation auszuführen.
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In
der obigen Ausführungsform
wird die Drehgeschwindigkeit des Motors basierend auf dem Zyklus
der Induktionsspannung des Anlassermotors berechnet. Wenn der Anlassermotor
durch ein unten gezeigtes Verfahren gesteuert wird, ist es möglich, die
Drehgeschwindigkeit durch den der Stationärwicklung des Anlassermotors
zugeführten
Strom zu berechnen.
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10 ist
ein Blockdiagramm und zeigt eine Struktur einer Anlassermotorsteuervorrichtung
gemäß einer
Modifikation. In der folgenden Erläuterung wird die Achse des
durch entlang einem Außenrand des
Läufers 12 des
Anlassermotors 3a vorgesehenen Magneten 11 gebildeten
magnetischen Flusses, der durch den Läufer 12 in eine Durchmesserrichtung hindurchtritt,
d-Achse genannt. Diese Achse des durch die Ständerspule gebildeten magnetischen Flusses,
der durch den Läufer 12 in
der Durchmesserrichtung hindurchtritt, wird q-Achse genannt. Durch Vektorzerlegungsstrom
der Schichten in den Richtungen der d- und q-Achse wird der Betrieb
des Anlassermotors 3a erfasst und die Steuerung wird basierend
auf dem vektorzerlegten Strom ausgeführt.
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In 10 umfasst
die Anlassermotor-Steuervorrichtung einen Stromsollwertberechnungsabschnitt 41,
einen Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlungsabschnitt 42, einen
Pulsbreitenmodulations- bzw. PWM-Steuerabschnitt 43, einen
Stromrichterabschnitt 221, der ein Schaltelement umfasst,
einen Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlungsabschnitt 44 und
einen Drehwinkelschätzabschnitt 45.
Der Stromsollwert-Berechnungsabschnitt 41 berechnet
einen q-Ausgangsstromwert basierend auf einem q-Achsenstromsollwert,
der basierend auf dem Rückwärtsdrehungssollwert
mit einem Strom (q-Achsenstrommesswert),
der tatsächlich
dem Anlassermotor 3a zugeführt wird, bestimmt wird. Der
Stromsollwert-Berechnungsabschnitt 41 berechnet
auch basierend auf dem D-Achsenstrommesswert
und einer durch den Drehwinkelschätzabschnitt 45 geschätzten Drehgeschwindigkeit
einen d-Achsen-Stromausgangswert. Der q-Achsen-Stromausgangswert und der d-Achsen-Stromausgangswert
werden in den Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlungsabschnitt 42 und
den Drehwinkelschätzabschnitt 45 eingegeben.
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Der
Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlungsabschnitt 42 wandelt die
Eingangsgröße in Dreiphasen-PWM-Daten
(Dreiphasen-Pulsbreitenmodulations-Daten)
um und gibt diese an den PWM-Steuerabschnitt 43 aus.
Der PWM-Steuerabschnitt 43 berechnet den EIN/AUS-Tastgrad
der Schaltelemente der Stromrichterschaltung 221 basierend
auf den PWM-Daten und gibt ein EIN/AUS-Signal in die Stromrichterschaltung 221 ein.
Die Stromrichterschaltung 221 erfasst den Strom jeder Phase
und gibt diesen in den Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlungsabschnitt 44 ein.
Der q-Achsenstrommesswert und der d-Achsenstrommesswert, die von
dem Dreiphasen/Zweiphasenwandlungsabschnitt 44 ausgegeben
werden, werden in den Drehwinkelschätzabschnitt 45 und
den Stromsollwertberechnungsabschnitt 41 eingegeben.
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Der
Drehwinkelschätzabschnitt
45 schätzt den
Drehwinkel (Rad) und die Drehgeschwindigkeit (Rad/s) basierend auf
der Abweichung zwischen dem letzten q-Achsen-Stromausgangswert und d-Achsen-Stromausgangswert,
und zwischen dem momentanen q-Achsen-Strommesswert und dem d-Achsen-Strommesswert.
Der Drehwinkel wird dem Zweiphasen/Dreiphasen-Umwandlungsabschnitt
42 und
dem Dreiphasen/Zweiphasen-Umwandlungsabschnitt
44 zugeführt und
die Drehgeschwindigkeit wird dem Stromsollwertberechnungsabschnitt
41 zugeführt. Der
Drehwinkelschätzabschnitt
45 kann
eine Struktur haben, wie sie beispielsweise in der
japanischen Patentanmeldungsoffenlegung Nr.
H8-308286 offenbart ist.
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In
der Steuerung des Startens dieser Ausführungsform können die
Drehgeschwindigkeitsinformation des Anlassermotors 3a,
die zum Vorwärtsdrehen und
Rückwärtsdrehen
zum Positionieren der Kurbelwelle 4 verwendet werden, und
die beschleunigte Vorwärtsdrehung
zum Anlassen basierend auf der durch den Drehwinkelschätzabschnitt 45 geschätzten Drehgeschwindigkeit
bestimmt werden.
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11 ist
ein Ablaufdiagramm der Drehgeschwindigkeits-Steuerung durch den q-Achsenstrom. In 11 wird
eine Differenz zwischen einem Motordrehgeschwindigkeitssollwert
und einer geschätzten Drehgeschwindigkeit
in Schritt S30 berechnet. Im Schritt S31 wird basierend auf der
im Schritt S30 berechneten Geschwindigkeitsdifferenz der q-Achsen-Stromausgangswert
berechnet. Eine Rechengleichung, die derart festgelegt wird, dass
der q-Achsen-Stromausgangswert erhöht wird, wenn die Geschwindigkeitsdifferenz
größer wird,
wird verwendet. Im Schritt S32 wird der d-Achsen-Stromausgangswert
basierend auf dem q-Achsen-Strommesswert und der momentanen Drehgeschwindigkeit
berechnet. Eine Rechengleichung, die derart festgelegt wird, dass
der d-Achsen-Stromausgangswert erhöht wird, wenn der q-Achsenstrommesswert
und die Momentandrehgeschwindigkeit größer sind, wird verwendet. Im
Schritt S33 wird ein PWM-Signal, das zum Steuern der Stromrichterschaltung 221 verwendet
wird, durch den q-Achsen-Stromausgangswert bestimmt
und der d-Achsen-Stromausgangswert wird ausgegeben. In dieser Steuerung
wird durch den d-Achsenstrom
eine Phasenabweichung des q-Achsenstroms erzeugt. Durch diese Phasenabweichung wird
durch den Ankerreaktionseffekt eine Entmagnetisierungswirkung erzeugt
und das Feld des Anlassermotors 3a wird reduziert. Daher
wird die Drehgeschwindigkeit des Anlassermotors 3a zu der
Solldrehgeschwindigkeit gesteuert.
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Wie
aus der obigen Erläuterung
ersichtlich, wird gemäß der Erfindung
der Ansprüche
1 bis 3 bestimmt, dass die Drehgeschwindigkeit des Motors nicht
reduziert wird, und es wird beurteilt, dass die Antriebsmaschinendrehposition
oder Kolbenposition nicht in dem Hochlastbereich in der Nähe des oberen Kompressionstotpunktzentrums
angeordnet ist. Wenn sich die Antriebsmaschine demnach nicht in dem
Hochlastbereich befindet, wird die Antriebsmaschine leicht vorwärts gedreht
und es ist möglich,
die Antriebsmaschine schlagartig zu der Ankurbelgeschwindigkeit
hin zu beschleunigen.
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Gemäß der Erfindung
ist es, wenn beurteilt wird, dass die Antriebsmaschine sich im Hochlastbereich
befindet, möglich,
die Antriebsmaschine zu einem Hochlastbereich der entgegengesetzten
Seite unter Verwendung der Trägheitskraft
durch Rückwärtsdrehung
von dem vorangehenden Hochlastbereich zu verschieben und die Drehposition
der Antriebsmaschine zu einer Position zu bewegen, bei der die Trägheitskraft
für die
Vorwärtsdrehung
in ausreichender Weise erhalten werden kann. Daher ist es in der
darauf folgenden Vorwärtsdrehung
vom Hochlastbereich aus möglich,
bei Ausnutzung einer großen
Trägheitskraft
gemeinsam mit dem Startstrom schlagartig über den Hochlastbereich vor
dem oberen Totpunktzentrum des Kompressionstaktes zu gelangen und
die Antriebsmaschine zu einer Ankurbelgeschwindigkeit zu beschleunigen.
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In Übereinstimmung
mit der Erfindung des Anspruchs 1 ist es ohne die Verwendung eines
Positionserfassungssensors möglich,
in zuverlässiger Weise
zu beurteilen, ob die Antriebsmaschine sich in dem Hochlastbereich
befindet, wenn die Motordrehgeschwindigkeit bei einem Pegel gleich
oder oberhalb eines vorbestimmten Werts beibehalten wird oder wenn
die Motordrehgeschwindigkeit auf einen vorbestimmten Wert reduziert
wird, und es ist nicht erforderlich, die Startposition des Motors
zu bestätigen
oder zu erfassen.
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Ferner
wird gemäß der Erfindung
der Ansprüche
2 und 3 die Drehgeschwindigkeit des Motors, das heißt, die
Drehgeschwindigkeit der Antriebsmaschine zu der Zeit des Anlassbetriebs
basierend auf der Induktionsspannung der Wicklung oder dem der Wicklung
zugeführten
Strom erfasst und es ist möglich,
die Umpolposition der Vorwärtsdrehung und
der Rückwärtsdrehung
des Motors ohne das Vorsehen eines Rotationspositionssensors für den Motor oder
die Antriebsmaschine basierend auf der Rotationsgeschwindigkeit
zu bestimmen.