Hintergrund der Erfindung
Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft die Verbesserung eines Fehlerermittlungsverfahrens und
eine Fehlerermittlungseinheit einer Motorrotationssteuervorrichtung, und genauer betrifft sie
eine Fehlerermittlungseinheit einer Motorrotationssteuervorrichtung, von der ein Fehler sofort
ermittelt werden kann.
Beschreibung des Standes der Technik
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Im allgemeinen ist eine Motorrotationssteuervorrichtung mit einem Rotationsdetektor
ausgestattet, wie z.B. einer an dem Motor befestigten Codiervorrichtung.
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Der Rotationsdetektor gibt zwei Arten von Rotationserfassungssignalen (A, B) aus, die einen
Phasenunterschied (z.B. 90 Grad) und die gleiche Frequenz entsprechend der Motorrotation
haben.
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Die Zeitablaufdiagramme der FIG. 4 und 5 zeigen ein Beispiel der Rotationserfassungssignale
A ( A) und B ( B), und die Zeitablaufdiagramme zeigen die Zustände der
Rotationserfassungssignale wenn sich der Motor gegen den Uhrzeigersinn dreht (im folgenden "CCW-
Richtung" genannt), bzw. wenn er sich im Uhrzeigersinn dreht (im folgenden "CW-Richtung"
genannt).
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Diese Motorrotationssteuervorrichtung gibt ein Befehlssignal aus, das die Drehrichtung des
Motors vorgibt um den Motor zu einer Drehung zu veranlassen, und die Ist-Richtung (CCW-
Richtung oder CW-Richtung) der Motorrotation wird entsprechend dem Pegelunterschied
(Niedrig-Pegel oder Hoch-Pegel) des Rotationserfassungssignals B an der aufsteigenden
Flanke des Rotationserfassungssignals A erhalten (die Zeitpunkte (j) und (k) in FIG. 4, und die
Zeitpunkte (l) und (m) in FIG. 5), wodurch eine Drehung und Steuerung des Motors veranlaßt
wird.
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Bei einem gewöhnlichen Antrieb des Motors stimmt die Soll-Drehrichtung des Motors mit
der Ist-Drehrichtung desselben überein.
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Gemäß solch einer Motorrotationssteuervorrichtung, wie sie oben dargestellt wurde, wird dem
Motor rückwärts Antriebskraft zugeführt, indem die Soll-Drehrichtung geändert wird, wenn
die Drehrichtung des Motors geändert wird oder wenn der Motor gebremst wird, wobei die
Motorrotation nicht sofort von der aktuellen Ist-Drehrichtung umgekehrt werden kann. Wenn
die Drehrichtung geändert wird, oder wenn gebremst wird, wird daher erzwungen, daß die
Soll-Drehrichtung des Motors der Ist-Drehrichtung desselben entgegengesetzt ist.
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Unter Verwendung des Zeitablaufdiagramms von FIG. 6 läßt sich beispielsweise eine
Änderung der Drehrichtung des Motors wie folgt beschreiben. Falls die Soll-Drehrichtung des
Motors in die CW-Richtung geändert wird (der Zeitpunkt (g)), wenn sich der Motor in CCW-
Richtung dreht (die Zeitdauer von Zeitpunkt (f) bis (g)), wird dem Motor rückwärts
Antriebskraft zugeführt, und die Geschwindigkeit des Motors wird gesenkt (die Zeitdauer von
Zeitpunkt (g) bis (h)). Danach wird die Ist-Drehrichtung des Motors von der CCW-Richtung
in die CW-Richtung geändert (die Zeitdauer ab dem Zeitpunkt (h)).
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Daher ist in der oben genannten Zeitdauer (g) bis (h) die Ist-Drehrichtung des Motors der
Soll-Drehrichtung entgegengesetzt.
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Andererseits ist, wie gezeigt durch die gestrichelte Linie X in FIG. 6, die Zeitdauer, während
der die Ist-Drehrichtung des Motors der Soll-Drehrichtung entgegengesetzt ist, die Zeitdauer
(g) bis (i), wenn der Motor gebremst wird, als auch wenn die Drehrichtung geändert wird.
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Üblicherweise wurde als eine konventionelle Fehlerermittlungseinheit für eine
Motorrotationssteuervorrichtung ein Verfahren benutzt, das beurteilt, daß die
Motorrotationssteuervorrichtung nicht in Ordnung ist, wenn die Soll-Drehrichtung des Motors mit der
Ist-Drehrichtung zu anderen Zeiten nicht übereinstimmt, als zu denen, wenn die Drehrichtung geändert
oder der Motor gebremst wird, wie im obigen gezeigt.
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Als eines der Beispiele für die zuvor erwähnten Fehlerermittlungsverfahren läßt sich ein
Verfahren nennen, das die Übereinstimmung entsprechender Drehrichtungen beurteilt, nachdem
die vorgegebene Zeitdauer ΔT (die Zeitdauer (g) bis (h)) vom Zeitpunkt des Änderns der Soll-
Drehrichtung des Motors bei einer Änderung der Drehrichtung des Motors von der CCW-
Richtung in die CW-Richtung wie gezeigt in FIG. 6 bis zu dem Zeitpunkt, an dem die
vorgegebene Drehrichtung des Motors mit der Ist-Drehrichtung des Motors übereinstimmt,
vergangen ist.
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Bei dem konventionellen Verfahren ist es jedoch notwendig, mit der Beurteilung des Fehlers
zu warten, bis die Ist-Drehrichtung des Motors mit der Soll-Drehrichtung übereinstimmt,
nachdem die Soll-Drehrichtung des Motors geändert wurde. Daher hat das Verfahren den
Nachteil, daß jegliche Fehler der Motorrotationssteuervorrichtung in der Zwischenzeit nicht
erfaßt werden können.
Zusammenfassung der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung wurde gemacht, um die vorgenannten Problempunkte der
bekannten Technik zu überwinden.
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Es ist daher eine Aufgabe der Erfindung, eine Fehlerermittlungseinheit einer
Motorrotationssteuervorrichtung zu schaffen, durch die jeglicher Fehler der damit zusammenhängenden
Motorrotationssteuervorrichtung sofort erfaßt werden kann, auch direkt nachdem die Soll-
Drehrichtung des Motors geändert und diesem rückwärts Antriebskraft zugeführt wird.
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Gemäß einem Aspekt der Erfindung schafft diese ein Verfahren zum Ermitteln eines Fehlers
einer Motorrotationssteuervorrichtung, die mit einem Rotationsdetektor zum Erfassen der
Drehbewegung des Motors und einer Ist-Rotationsrichtungs-Detektoranordnung zum
Ermitteln der Ist-Drehrichtung des Motors anhand der Rotationserfassungssignale des
Rotationsdetektors versehen und so aufgebaut ist, daß dem Motor rückwärts Antriebskraft zugeführt
werden kann, indem ein Befehlssignal zur Vorgabe der Drehrichtung des Motors geändert
wird, wenn die Drehrichtung des Motors geändert oder der Motor gebremst wird, wobei
dieses Verfahren dadurch gekennzeichnet ist,
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daß die Ist-Drehrichtung des Motors mit der Soll-Drehrichtung des Befehlssignals verglichen
wird und die Drehzahl des Motors anhand des Rotationserfassungssignals des
Rotationsdetektors erfaßt wird, und
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daß die Motorrotationssteuervorrichtung als nicht in Ordnung befindlich beurteilt wird, falls
die Ist-Drehrichtung des Motors nicht mit der Soll-Drehrichtung des Befehlssignals
übereinstimmt und die anhand des Rotationserfassungssignals des Rotationsdetektors erhaltene
Drehzahl des Motors nicht abnimmt.
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Gemäß einem anderen Aspekt der Erfindung schafft diese außerdem eine
Fehlerermittlungseinheit einer Motorrotationssteuervorrichtung, die mit einem Rotationsdetektor zum Erfassen
der Drehbewegung des Motors und einer Ist-Rotationsrichtungs-Detektoranordnung zum
Ermitteln der Ist-Drehrichtung des Motors anhand der Rotationserfassungssignale des
Rotationsdetektors versehen und so aufgebaut ist, daß dem Motor rückwärts Antriebskraft
zugeführt werden kann, indem ein Befehlssignal zur Vorgabe der Drehrichtung des Motors
geändert wird, wenn die Drehrichtung des Motors geändert wird oder der Motor gebremst wird,
wobei die Fehlerermittlungseinheit gekennzeichnet ist durch
eine Drehzahl-Erfassungsanordnung zum Erfassen der Drehzahl des Motors anhand des
Rotationserfassungssignals des Rotationsdetektors, und
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eine Fehlerbeurteilungseinrichtung zum Beurteilen, daß die Motorrotationssteuervorrichtung
nicht in Ordnung ist, falls die Ist-Drehrichtung des Motors nicht mit der Soll-Drehrichtung des
Befehlssignals übereinstimmt und die mittels der Drehzahl-Erfassungsanordnung erfaßte
Drehzahl des Motors nicht abnimmt.
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Wenn eine Fehlerermittlungseinheit der Motorrotationssteuervorrichtung wie oben erwähnt
aufgebaut ist, kann beurteilt werden, daß die Motorrotationssteuervorrichtung nicht in
Ordnung ist, falls die durch die Ist-Rotationsrichtungs-Detektoranordnung erhaltene
Ist-Drehrichtung des Motors nicht mit der Soll-Drehrichtung des Befehlssignals übereinstimmt und die
anhand des Drehzahl-Erfassungssignals des Drehzahldetektors erfaßte Drehzahl des Motors
nicht abnimmt.
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Daher kann solch ein Fehler der Motorrotationssteuervorrichtung (z.B. ein Kabelbruch oder
Kurzschluß des Rotationsdetektors und ein Defekt eines Antriebstransistors, etc.), da die
Motordrehzahl nicht abnimmt, obwohl dem Motor durch Änderung der Soll-Drehrichtung des
Befehlssignals rückwärts Antriebskraft zugeführt wurde, sofort erfaßt werden, ohne daß die
Zeitdauer ΔT vergeht, nachdem die Drehrichtung geändert wurde.
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Die folgende Beschreibung unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen ist hilfreich
für ein besseres Verständnis der Erfindung.
Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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FIG. 1 ist ein Blockdiagramm, das eine Fehlerermittlungseinheit einer
Motorrotationssteuervorrichtung gemäß einer der bevorzugten Ausführungsformen der Erfindung
zeigt,
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FIG. 2 ist ein Flußdiagramm, das ein Beispiel der Fehlerermittlungsverarbeitung der
Fehlerermittlungseinheit zeigt,
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FIG. 3 ist ein Zeitablaufdiagramm, das ein Beispiel für die Rotationserfassungssignale des
Rotationsdetektors der Fehlerermittlungseinheit zeigt,
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FIG. 4 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Rotationserfassungssignale A und B des
Rotationsdetektors zeigt, wenn sich der durch die Motorrotationssteuervorrichtung
gesteuerte Motor in der CCW-Richtung dreht,
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FIG. 5 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Rotationserfassungssignale A und B des
Rotationsdetektors zeigt, wenn sich der Motor in der CW-Richtung dreht, und
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FIG. 6 ist ein Zeitablaufdiagramm, das die Änderungen der Motordrehzahl zeigt, wenn die
Drehrichtung der Motorrotationssteuervorrichtung geändert und der Motor gebremst
wird.
Detaillierte Beschreibung der bevorzugten Ausführungsformen
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Wie gezeigt in FIG. 1, ist die Motorrotationssteuervorrichtung 1 mit einem Rotationsdetektor
3 versehen, der aus einer an dem Motor 2 befestigten Codiervorrichtung, etc. besteht.
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Der Rotationsdetektor 3 gibt zwei Arten von Rotationserfassungssignalen (A, B) aus, die eine
Phasendifferenz, z.B. 90 Grad, und gleiche Frequenz entsprechend der Drehung des Motors 2
haben.
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Die Motorrotationssteuervorrichtung 1 ist aus einem Steuerabschnitt 4 aufgebaut, der aus
einem Mikrocomputer CPU (Zentraleinheit), etc. besteht. Mit dem Steuerabschnitt 4 sind eine
Motorantriebs-Steuerschaltung 5 zum Antreiben und Steuern des Motors 2, sowie
Ausgangsleitungen 6 und 7 zum Übertragen der Rotationserfassungssignale A ( A) und B ( B) des
Rotationsdetektor 3 verbunden.
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Wenn sich der Motor 2 in der CCW-Richtung oder der CW-Richtung dreht, werden die
Rotationserfassungssignale A und B wie gezeigt in den Zeitablaufdiagrammen von FIG. 4 und FIG.
5 über die Ausgangsleitungen 6 bzw. 7 in den Steuerabschnitt 4 eingegeben.
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Die Motorrotationssteuervorrichtung 1 gibt das Befehlssignal aus, um die Drehrichtung des
Motors 2 vorzugeben, um den Motor 2 zu drehen, wodurch der Antrieb und die Steuerung des
Motors 2 veranlaßt werden, wobei die Ist-Drehrichtung (CCW-Richtung oder CW-Richtung)
der Motors 2 entsprechend des Pegelunterschieds (Niedrig- oder Hoch-Pegel) des
Rotationserfassungssignals B an der aufsteigenden Flanke (gezeigt an den Zeitpunkten (j), (k) in FIG. 4
und an den Zeitpunkten (l), (m) in FIG. 5, und im folgenden "aufsteigende Flanke" genannt)
von dem Niedrig-Pegel zu dem Hoch-Pegel des Rotationserfassungssignals A erhalten wird.
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Eine Anordnung zum Ausführen einer Funktion, um die Ist-Drehrichtung des Motors 2 zu
erhalten, ist ein Beispiel für die Ist-Rotationsrichtungs-Detektoranordnung.
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Die Motorrotationssteuervorrichtung 1 ändert das Befehlssignal bei einer Änderung der
Drehrichtung des Motors 2 oder beim Abbremsen des Motors, wodurch bewirkt wird, daß
dem Motor 2 rückwärts Antriebskraft zugeführt wird.
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Wie anhand von FIG. 6 erklärt wird, ist daher die Ist-Drehrichtung des Motors 2 während der
Zeitdauer ΔT vom Zeitpunkt (g) bis (h) bei einer Änderung der Drehrichtung des Motors 2
bzw. während der Zeitdauer vom Zeitpunkt (g) bis (i) beim Abbremsen des Motors 2 der Soll-
Drehrichtung entgegengesetzt.
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Der grundlegende Aufbau der Fehlerermittlungseinheit 8 der Motorrotationssteuervorrichtung
1 ist fast der gleiche, wie der der obigen Motorrotationssteuervorrichtung 1.
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Der Aufbau der obigen Fehlerermittlungseinheit 8 unterscheidet sich jedoch von dem der
Motorrotationssteuervorrichtung 1 insofern, als die unten gezeigte
Fehlerermittlungsverarbeitung ausgeführt werden kann.
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Im folgenden wird unter Bezugnahme auf das Flußdiagramm von FIG. 2 und die
Zeitablaufdiagramme von FIG. 3 und FIG. 6 die Fehlerermittlungsverarbeitung der
Fehlerermittlungseinheit 8 der Motorrotationssteuervorrichtung 1 in der Reihenfolge der Schritte S1, S2, ...
beschrieben. Außerdem werden die Details der obigen Fehlerermittlungsverarbeitung als ein
Programm in einem (nicht veranschaulichten) Speicher in dem Steuerabschnitt 4
vorgespeichert.
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Unter der Annahme, daß sich der Motor 2 durch Ausgabe der Rotationsbefehlssignale der
CCW-Richtung von dem Steuerabschnitt 4 (die Zeitdauer von (f) bis (g) in FIG. 6) in der
CCW-Richtung dreht, so wird die aufsteigende Flanke des Rotationserfassungssignals A
erfaßt, z.B. zum Zeitpunkt (b) in FIG. 3 (Schritt S1).
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Die Zeitdauer (T1), d.h. der Zyklus des Rotationserfassungssignals A zwischen der am letzten
Zeitpunkt erfaßten aufsteigenden Flanke (der Zeitpunkt (a) in FIG. 3) des
Rotationserfassungssignals A und der oben erfaßten aufsteigenden Flanke (der Zeitpunkt (b)), wird ermittelt,
wodurch eine Steuerung der Drehzahl des Motors 2 bewirkt wird (Schritt S2).
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Eine Anordnung zum Ausführen einer Funktion zum Ermitteln der Drehzahl des Motors 2
anhand des Rotationserfassungssignals A des zuvor erwähnten Rotationsdetektors 3 ist ein
Beispiel der Drehzahl-Steueranordnung.
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Dann wird in Schritt S3 beurteilt, ob das Rotationserfassungssignal B einen Niedrig-Pegel hat
oder nicht, indem die aufsteigende Flanke des zuvor erwähnten Rotationserfassungssignals A
erfaßt wurde, und die Ist-Drehrichtung des Motors kann entsprechend der Ergebnisse dieser
Beurteilung ermittelt werden.
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Wenn in diesem Fall der Pegel des Rotationserfassungssignals B niedrig ist (Schritt S3), wird
nämlich der Wert eines Kennzeichens in der zuvor erwähnten CPU auf 1 gesetzt (Schritt S4).
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Dann wird beurteilt, ob das obige Kennzeichen 1 ist oder nicht (Schritt S5). Falls das
Kennzeichen einen Wert von 1 hat, wird dann beurteilt, daß die Ist-Drehrichtung des Motors 2 die
CCW-Richtung ist, und das Programm geht über zum nächsten Schritt. Das bedeutet, daß ein
zur Verwirklichung des Ausführens der Schritte S3 bis S5 und S9 vorgesehenes Programm
die Ist-Rotationsrichtungs-Detektoranordnung darstellt.
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Ferner wird dann in Schritt S6 beurteilt, ob die oben erfaßte Ist-Drehrichtung des Motors 2
mit der mittels eines Befehlssignals vorgegebenen Soll-Drehrichtung des Motors 2
übereinstimmt.
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Wenn die Ist-Drehrichtung und die durch das obige Befehlssignal vorgegebene
Soll-Drehrichtung die CCW-Richtung ist, und diese sich miteinander in Übereinstimmung befinden (Schritt
S6), wird beurteilt, daß die Motorrotationssteuervorrichtung 1 normal arbeitet, und die
Drehung des Motors 2 wird so fortgesetzt, wie sie ist.
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Falls nun die durch das Befehlssignal vorgegebene Soll-Drehrichtung des Motors 2 z.B. von
der CCW-Richtung in die CW-Richtung geändert wird (der Zeitpunkt (g) in FIG. 6 und der
Zeitpunkt (c) in FIG. 3), wird die aufsteigende Flanke des Rotationserfassungssignals A wie in
der obigen Beschreibung erfaßt (Schritt S1) (der Zeitpunkt (e) in FIG. 3), und die Zeitdauer
(T2) zwischen der oben erfaßten aufsteigenden Flanke (der Zeitpunkt (b)) des
Rotationserfassungssignals A und der hier erfaßten aufsteigenden Flanke (der Zeitpunkt (e)) wird ermittelt,
wodurch eine Steuerung der Drehzahl des Motors 2 verursacht wird (Schritt S2)(Die
Drehzahlsteueranordnung).
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Die Verarbeitung in den Schritten S3 und S4 wird wie oben beschrieben ausgeführt, wodurch
die Ist-Drehrichtung (CCW-Richtung) des Motors 2 erhalten wird (Schritt S5). Da zu diesem
Zeitpunkt die obige Soll-Drehrichtung die CW-Richtung ist, stimmt die obige
Ist-Drehrichtung (CCW-Richtung) mit der Soll-Drehrichtung (CW-Richtung) nicht überein (Schritt S6).
Daher geht die Verarbeitung über zum nächsten Schritt, bei dem in Schritt S7 beurteilt wird,
ob die Drehzahl des Motors 2 abnimmt wird oder nicht.
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Da dem Motor 2 wie gezeigt in FIG. 3 rückwärts Antriebskraft zugeführt wird, indem durch
das obige Befehlssignal die Soll-Drehrichtung geändert wird, und die Drehzahl des Motors 2
gesenkt wird, wodurch veranlaßt wird, daß die obige Zeitdauer T1 kürzer als die Zeitdauer T2
wird (d.h. T1 < T2) (Schritt S7), wird zu diesem Zeitpunkt bestätigt, daß die Drehzahl des
Motors 2 gesenkt wird. Dadurch wird beurteilt, daß die Motorrotationssteuervorrichtung 1
normal arbeitet, und ferner wird die Drehung des Motors 2 fortgesetzt.
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Falls jedoch die Drehzahl des Motors 2 nicht gesenkt wird, obschon die Soll-Drehrichtung mit
dem obigen Befehlssignal geändert wurde, das heißt wenn z.B. die Zeit T2 die Dauer vom
Zeitpunkt (b) bis (d) ist, wie gezeigt als eine gestrichelte Linie Y, und wenn die Zeitdauer T1
gleich der oder größer als die Zeitdauer T2 ist (d.h. T1 ≥ T2) (Schritt S7), wird beurteilt, daß
diese Motorrotationssteuervorrichtung 1 nicht in Ordnung ist. Der Steuerabschnitt 4 hält dann
zwangsweise mittels der Motorantriebs-Steuerschaltung 5 den Motor 2 an (Schritt S8).
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Daher kann die Fehlerermittlungseinheit 8 dieser Motorrotationssteuervorrichtung 1 Fehler
wie z.B. Kabelbruch, Kurzschluß des Rotationsdetektors 3, einen Defekt an einem Transistor
der Motorantriebs-Steuerschaltung 5, etc. der Motorrotationssteuervorrichtung 1 auch dann
erfassen, wenn die durch das Rotationsbefehlssignal des Motors 2 vorgegebene
Soll-Drehrichtung des Motors 2 gerade von der CCW-Richtung in die CW-Richtung geändert wurde (z.B.
zum Zeitpunkt (d)).
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Eine Anordnung zum Ausführen einer Funktion zum Beurteilen, daß die
Motorrotationssteuervorrichtung 1 nicht in Ordnung ist, falls die Ist-Drehrichtung (CCW-Richtung) des
Motors 2 nicht mit der durch das Befehlssignal vorgegebenen Soll-Drehrichtung (CW-
Richtung) übereinstimmt, und die Drehzahl des Motors 2 nicht gesenkt wurde
(Zeitdauer T1 ≥ Zeitdauer T2), ist ein Beispiel für eine Fehlerbeurteilungseinrichtung.
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Die Schritte S9 und S10 zeigen außerdem die Verarbeitung, wenn die Ist-Drehrichtung des
Motors 2 die CW-Richtung ist. In diesem Fall sind die Schritte S5, S7 und S8 vollkommen
die gleichen, wie bei der Verarbeitung, wenn im obigen Fall die Ist-Drehrichtung des Motors
2 die CCW-Richtung ist. Daher wird hier die Beschreibung dieser Schritte ausgelassen.
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Gemäß der Fehlerermittlungseinheit der Motorrotationssteuervorrichtung entsprechend der
bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann jeglicher Fehler der
Motorrotationssteuervorrichtung sofort erfaßt werden, ohne abzuwarten, bis die obige Ist-Drehrichtung des Motors
mit der Soll-Drehrichtung nach einem Umschalten übereinstimmt, auch direkt nachdem die
durch ein Befehlssignal vorgegebene Soll-Drehrichtung des Motors geändert und dem Motor
rückwärts Antriebskraft zugeführt wird.