-
Die
vorliegende Erfindung betrifft eine Steuerungsvorrichtung für das Steuern
eines bürstenlosen
Motors, um eine Differenz zwischen einer aktuellen Drehzahl des
Motors und einer Ziel-Drehzahl desselben zu minimieren, wobei die
Differenz unvermeidbar erzeugt wird, wenn der Motor gedreht wird.
-
Zum
Antreiben von Lüftergebläsen für Klimaanlagen
in Kraftfahrzeugen und von Kühlgebläsen für Kühler von
Motorfahrzeugen sind bürstenlose
Motoren allgemein verwendet worden. Zum Steuern der bürstenlosen
Motoren wird üblicherweise
eine Steuerungsvorrichtung verwendet, die einen Mikrocomputer enthält.
-
Zum
Klären
der Ziele der vorliegenden Erfindung wird eine Klimaanlage für Kraftfahrzeuge,
die einen bürstenlosen,
durch eine bekannte Steuerungsvorrichtung gesteuerten Motor hat,
beschrieben, bevor eine ausführliche
Erläuterung
der vorliegenden Erfindung vorgenommen wird.
-
7 ist
ein Blockdiagramm der bekannten Klimaanlage in Kraftfahrzeugen,
die einen bürstenlosen
Motor 4 für
das Antreiben eines Lüftergebläses 4a verwendet.
Bezeichnet durch die Zahl 2 ist eine Klimatisierungssteuereinheit
für das
zentrale Steuern der Klimaanlage. Bezeichnet durch die Zahl 3 ist
eine Steuertafel, die einem Fahrer oder einem Passagier gestattet,
in die Steuereinheit 2 Anweisungen zum Festlegen der Temperatur
in einer Fahrzeugkabine einzugeben. In dem dargestellten Fall hat
die Steuertafel 3 einen Leistungsschalter und einen Temperatur-Steuerknopf.
Durch die Zahl 1 ist eine Steuereinrichtung für das Steuern
des Motors 4 bezeichnet. Die Steuerungsvorrichtung 1 weist
eine Verarbeitungseinheit 12, einen Antriebsabschnitt 13,
der einen Antriebsschaltkreis und Widerstände enthält, und sechs Feldwirkungs-Transistoren
(MOSFET) 14, wobei jeweils zwei auf eine Windung des Motors 4 angewandt
werden, auf. Bezeichnet durch das Zeichen 5 ist eine Batterie
und 6 ist ein Schaltkreis für das Zuführen einer Elektroenergie der
Batterie 5 in den Motor 4, wenn der Schaltkreislauf
auf EIN geschaltet ist. Der Schaltkreis 6 wird durch einen
Zündschalter
(nicht gezeigt) betätigt.
Im Folgenden wird eine Spannung der Elektroenergie, zugeführt von
der Batterie 5 durch den Schaltkreis 6, als „VCC-Spannung" bezeichnet.
-
Die
Steuertafel 3 versieht die Klimatisierungs-Steuereinheit 2 mit
einem Informationssignal, das die Position des Temperaturknopfes
repräsentiert,
d. h., eine Temperatur, die durch den Fahrgast gewünscht wird.
Zusätzlich
werden Informationssignale, die von verschiedenen Sensoren ausgegeben werden,
in die Steuereinheit 2 zugeführt, die Signale darstellen,
die die Temperatur in der Fahrzeugkabine, die Außenluft, die Menge der Solareinstrahlung usw.
repräsentieren.
Auf der Grundlage der empfangenen Informationssignale gibt die Steuereinheit 2 in die
Verarbeitungseinheit 12 ein Spannungssignal aus, das eine
gewünschte
Drehzahl des Motors 4 repräsentiert. Weil das Lüftergebläse 4a durch
den Motor 4 angetrieben wird, steuert die Drehzahl des
Motors 4 die Luftmenge, die aus einem Luftauslass in den
Fahrgastraum eingeblasen wird. Mittels eines analogen/digitalen
Konverters (A/D-Konverters) wird das Spannungssignal von der Steuereinheit 2 in
digitale Daten umgewandelt und in die Verarbeitungseinheit 12 für das Berechnen
eines Ziel-Drehzahlwertes des Motors 4 zugeführt. Der
Ziel-Drehzahlwert, berechnet durch die Verarbeitungseinheit 12,
sind Daten, die eine Funktion repräsentieren (die nachstehend
als „Eingangswert" (Din) bezeichnet
werden). Die Daten werden einer nachstehend beschriebenen Korrektur
unterworfen und werden genaue Impulssignalwerte, die für das Antreiben
des Motors 4 verwendet werden. Somit wird das Steuern des
bürstenlosen
Motors 4 ausgeführt,
indem der Klimatisierungs-Steuereinheit 2 gestattet wird,
den Ziel-Drehzahlwert (nämlich
den Eingangswert), der in die Steuerungsvorrichtung 1 geführt wird,
zu verändern.
-
Um
dem bürstenlosen
Motor 4 zu gestatten, genau bei der Ziel-Drehzahl zu laufen,
ist es notwendig, die Drehzahl des Motors 4 in Abhängigkeit
zu dem Eingangswert (Din), geführt
in die Steuerungsvorrichtung 1, präzis zu steuern. Um mit einer Schwankung
der VCC-Spannung umzugehen, die durch eine Temperaturveränderung
der Batterie 5 verursacht wird, wird eine sogenannte „proportionale Steuerung" für das Steuern
des Motors 4 verwendet.
-
D.
h., die Spannung tritt an beiden Enden jeder Wicklung des Motors 4 auf,
wenn jeder der Feldwirkungs-Transistoren 14 EIN ist, und
die Spannungsschwankungen tendieren eine Stromschwankung in den
Wicklungen hervorzurufen. In der proportionalen Steuerung wird der
Eingangswert (Din) auf der Grundlage einer Abweichung zwischen der
gemessenen VCC-Spannung und einer Referenzspannung korrigiert. Diese
Korrektur wird nachstehend als „VCC-Spannungskorrektur" bezeichnet.
-
In
der Verarbeitungseinheit 12 wird der Eingangswert (Din)
abgeleitet und die VCC-Spannung wird der Stichprobenuntersuchung
unterzogen, um den VCC-Spannungswert „Vi" zu erhalten. Und, in einem VCC-Korrekturfaktor-Berechnungsabschnitt 12a der
Verarbeitungseinheit 12, wird ein VCC-Korrekturfaktor „Ma" durch Verwenden
der folgenden Gleichung (1) berechnet. VCC-Korrekturfaktor „Ma" = Vt/Vi (1) wobei:
Vt:
Referenz-VCC-Spannung (= 12,5 V), gespeichert in einem Referenzspannungs-Erzeugungsabschnitt 12b.
-
Der
VCC-Korrekturfaktor „Ma" wird in einen VCC-Korrekturabschnitt 12c der
Verarbeitungseinheit 12 geführt und durch Verwenden der
folgenden Gleichung (2) wird eine VCC-Spannungskorrektur in dem
Abschnitt 12c ausgeführt,
um einen Mittelwert (Dm) zu erhalten. Mittelwert = Eingangswert (Din) × Ma (2)
-
Nach
dem Korrigieren der VCC-Spannung wird eine Linearitäts-Korrektur
ausgeführt,
um die Drehzahl des Motors 4 zu veranlassen, eine Linearität in dem
Mittelwert (Dm) zu haben. D. h., wenn der Mittelwert (Dm) in einen
Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e der
Verarbeitungseinheit 12 geführt wird, wird ein Linearitäts-Korrekturfaktor „Mc", der dem Mittelwert
(Dm) entspricht, aus einer Linearitäts-Korrekturtafel 12d aufgesucht,
und durch Verwenden der folgenden Gleichung (3) wird ein Ausgangswert (Dout)
des Impulssignales, der in den Antriebsabschnitt 13 gerichtet
ist, berechnet. Ausgangswert
(Dout) = Dm × Mc (3)
-
Beim
Aufnehmen des Impulssignales mit dem Ausgangswert durch den Antriebsabschnitt 13 werden
die sechs Feld-Wirkungstransistoren 14 in gegebener Reihenfolge
EIN-geschaltet, um sie dadurch den Wicklungen des Motors 4 zuzuführen, um denselben
anzutreiben. Demzufolge wird in der Verarbeitungseinheit 12 das
Spannungssignal des Ziel-Drehzahlwertes für den Motor 4 für das Steuern der
Drehzahl des Motors 4 verarbeitet. Damit wird die Drehzahl
des bürstenlosen
Motors 4, d. h., die Menge der aus einem Luftauslass eingeblasenen
Luft, auf eine Zielmenge gesteuert, um zu der Klimatisierung in
dem Fahrgastraum beizutragen.
-
Wie
nachstehend beschrieben, werden in der bekannten Steuerungsvorrichtung
für den
bürstenlosen
Motor 4, der in einer Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug verwendet
wird, um den bürstenlosen Motor 4 bei
einer Ziel-Drehzahl anzutreiben, sowohl eine proportionale Steuerung
auf der Grundlage der Abweichung der Energiespannung, als auch eine Korrektur
für das
Verbessern der Linearität
der Drehzahl des bürstenlosen
Motors 4 praktisch ausgeführt.
-
In
jüngster
Zeit ist es mit einer erhöhten
Anforderung an die Annehmlichkeit im Fahrgastraum notwendig geworden,
die Temperatur im Fahrgastraum mit einer viel höheren Genauigkeit zu steuern und
somit wird erfordert die Steuerung für den bürstenlosen Motor eine höhere Genauigkeit.
-
Jedoch
ist die bekannte Steuerungsvorrichtung infolge eines mechanischen
Energieverlustes des Motors 4 und einer Welligkeit in der
Spannungsquelle des Motors 4 unzureichend, um den bürstenlosen
Motor 4 mit genau gesteuerter Drehzahl zu schaffen. Tatsächlich ist
die Streuung, die in Übereinstimmung
mit der Drehzahl des Motors 4 erzeugt wird, unvermeidbar.
Für das
beseitigen eines solchen Nachteils sind verschiedene Maßnahmen
vorgeschlagen worden. Jedoch haben alle versagt, um ein befriedigendes
Ergebnis zu zeigen.
-
Das
Dokument des Standes der Technik
EP 0 739 085 A2 lehrt eine Steuereinrichtung
für einen Motor
mit magnetischen Widerstand, wobei ein aktuelles Drehzahlsignal
und ein Spannungsausgangssignal verwendet werden, um ein digital
kompensiertes Drehzahlsignal zu erzeugen, das für das Steuern des Motors verwendet
wird. Insbesondere ist eine digitale Schaltung vorgesehen, um die
Veränderungen
in der Gleichspannung, der Übertragungswegspannung, die
auf einen Motor mit magnetischem Widerstand übertragen wird, zu kompensieren.
Das digitale Spannungskompensationssystem nimmt periodisch Stichproben
der Gleichspannung, der Übertragungswegspannung,
und der aktuellen Rotordrehzahl, führt dann die Stichproben in
digitaler Form zu einer Mikrosteuerung, die einkompensiertes Drehzahlsignal
ableitet, um die Veränderungen
in der Gleichspannung, der Übertragungswegspannung,
zu kompensieren.
-
Überdies
lehrt das Stand der Technik-Dokument
US
4,893,942 einen elektrischen Nahrungs-Mixer mit einer Membran-Potentiometer-Steuerung,
die von der Berührung
durch einen Benutzer abhängig ist,
um die Drehzahl des Motors vom Mixer auszuwählen. Das Ausgangssignal des
Membran-Potentiometers ist mit einem Mikroprozessor mittels eines analog-zu-digital-Wandlers
gekoppelt. Das Membran-Potentiometer ist in der Lage eine unbegrenzte Anzahl
von Drehzahlauswahlsignalen innerhalb eines Arbeitsbereiches des
Potentiometers zu schaffen. Eine Verweistabelle ist für das Speichern
einer endlichen Menge von Drehzahldaten vorgesehen. Die Daten, die
gespeichert in der Verweistabelle die Drehzahl in dem Mixer-Motor
repräsentieren,
sind den jeweiligen bereichen der Motordrehzahl-Auswahlsignale aus
dem Membran-Potentiometer zugehörig.
Somit wird die unbegrenzte Anzahl der Drehzahlauswahlsignale, wie
durch das Membran-Potentiometer vorgesehen, in eine begrenzte Menge
von Daten durch das zugehörige,
in der Verweistabelle gespeicherte Drehzahlsignal, mit einem spezifischen Bereich
von Motordrehzahlsignalen von dem Potentiometer umgewandelt.
-
Das
Stand der Technik-Dokument
US 5,161,634 lehrt
ein Elektro-Fahrzeug, das bei einer Geschwindigkeit fährt, die
durch das Einstellen der Energiezuführung in einen Elektromotor
in Abhängigkeit
von einem Geschwindigkeits-Festlegungssignal von einer Geschwindigkeits-Festlegungsvorrichtung, die
einen Beschleunigerhebel und einen Gangwechselhebel enthält, gesteuert
wird. Dieses Fahrzeug weist eine erste Steuereinheit für das Herstellen
eines Ziel-Geschwindigkeitswertes auf der Grundlage eines Geschwindigkeits-Festlegungssignals,
eine zweite Steuereinheit zum Steuern des Elektromotors und einen
Drehzahl-Codierer für
das Erfassen einer aktuellen Fahrzeuggeschwindigkeit, aus der Drehzahl
des Elektromotors und dem Zuführen
der Fahrzeuggeschwindigkeit, zurück
in die erste und die zweite Steuereinheit, auf. Die erste Steuereinheit vergleicht
den Ziel-Geschwindigkeitswert und die aktuelle Geschwindigkeit und,
wenn er eine Differenz dazwischen einen vorbestimmten Wert überschreitet, verändert sich
der Ziel-Geschwindigkeitswert für
die Anwendung der zweiten Steuereinheit. Die zweite Steuereinheit
vergleicht den Ziel-Geschwindigkeitswert und die aktuelle Fahrzeuggeschwindigkeit
und bestimmt einen Betrag der Energiezuführung in den Elektromotor.
-
Das
Stand der Technik-Dokument
FR 2644015 betrifft
prinzipiell eine Steuerung für
einen bürstenlosen
Gleichstrom-Motor und eine Vorrichtung, die solch eine Steuerung
enthält.
Die Vorrichtung ist für
das Steuern eines bürstenlosen
Gleichstrom-Motors, der ein Modul für das Korrigieren der Drehzahlsteuersignale
als eine Funktion der Spannungszuführung enthält, vorgesehen. Somit wird
ein bürstenloser
Gleichstrom-Motor hergestellt, dessen Drehzahl unabhängig von
der Spannungszuführung ist.
Die Vorrichtung wird immer verwendet, wenn sich die Spannungszuführung in
einen bürstenlosen Gleichstrom-Motor
beträchtlich
verändert.
Sie betrifft demzufolge insbesondere eine Vorrichtung, die bürstenlose
Gleichstrom-Motoren, gespeist von Batterien, Zellen, Dynamos oder
Wechselstromgeneratoren, verbunden mit Gleichrichtern, enthält. Die
Vorrichtung betrifft noch genauer Infrarot-Bildaufnahmevorrichtungen,
die eine Aufnahmeapparatur haben, die durch eine kälteerzeugende
Vorrichtung, die einen Kompressor enthält, der durch einen bürstenlosen
Gleichstrom-Motor angetrieben wird, gekühlt wird.
-
Es
ist ein Ziel der vorliegenden Erfindung eine Steuerungsvorrichtung
für das
Steuern eines bürstenlosen
Motors zu schaffen, um die Differenz zwischen einer aktuel len Drehzahl
des Motors und der Ziel-Drehzahl desselben zu minimieren, wobei die
Steuerungsvorrichtung die Drehzahl des bürstenlosen Motors über den
gesamten Drehzahlbereich genau steuern kann.
-
Die
Aufgabe wird durch eine Steuerungsvorrichtung für das Steuern eines bürstenlosen
Motors gelöst,
um eine Differenz zwischen einer aktuellen Drehzahl des Motors und
einer Ziel-Drehzahl desselben entsprechend des unabhängigen Anspruchs
1 zu minimieren.
-
Bevorzugte Ausführungsbeispiele
sind in den abhängigen
Ansprüchen
niedergelegt.
-
Nachstehend
wird die vorliegende Erfindung in größerer Ausführlichkeit mittels eines bevorzugten Ausführungsbeispieles
in Verbindung mit den beigefügten
Zeichnungen veranschaulicht und erläutert. In den Zeichnungen,
wobei:
-
1 ein
funktionales Blockdiagramm einer Steuerungsvorrichtung für einen
bürstenlosen
Motor ist, der ein Ausführungsbeispiel
darstellt;
-
2 eine
Tabelle, die Umkehrfaktoren zeigt, die in der Steuerungsvorrichtung
des Ausführungsbeispieles
verwendet wird;
-
3 ein
Plan ist, der einen Wert-Korrekturfaktor „Mb" in Hinblick eines Eingangswertes „Din" und eines VCC-Spannungswertes „Vi" zeigt;
-
4 ein
Diagramm ist, das die Beziehung zwischen einem Mittelwert und dem
Eingangswert „Din" in verschiedenen
Werten der VCC-Spannung „Vi" zeigt;
-
5A ein
Diagramm ist, das eine vorteilhafte Charakteristik des vorliegenden
Ausführungsbeispiels
im Hinblick auf die Beziehung zwischen dem Eingangswert „Din" und einer aktuellen
Drehzahl des bürstenlosen
Motors zeigt;
-
5B ein
Diagramm ähnlich
zu 5A ist, das aber eine Charakteristik der bekannten
Steuerungsvorrichtung zeigt;
-
6 ein
Ablaufdiagramm ist, das programmierte Arbeitsschritte zeigt, die
in einem Computer, der in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel verwendet wird,
ausgeführt
werden; und
-
7 ein
Blockdiagramm einer bekannten Klimaanlage für ein Kraftfahrzeug ist, die
einen bürstenlosen
Motor für
das Antreiben eines Lüftergebläses verwendet.
-
In
Bezug auf die 1 bis 6 ist ein
Steuerungsvorrichtung für
das Steuern eines bürstenlosen
Motors gezeigt, der ein Ausführungsbeispiel
ist.
-
1 zeigt
ein funktionales Blockdiagramm einer Verarbeitungseinheit 11,
die in dem Ausführungsbeispiel
verwendet wird. Es ist zu beachten, dass die Verarbeitungseinheit 11,
die die vorerwähnte
bekannte Verarbeitungseinheit 12 ersetzt, in der Kraftfahrzeug-Klimaanlage
von 7 praktisch verwendet wird.
-
Zu
der vorerwähnten
Verarbeitungseinheit 12 ähnlich weist die Verarbeitungseinheit 11 in
dem gegenwärtigen
Ausführungsbeispiel
einen Referenzspannung-Erzeugungsabschnitt 12b, einen VCC-Korrekturfaktor-Berechnungsabschnitt 12a,
einen Abschnitt 12d zum Speichern einer Linearitäts-Korrekturtabelle
und einen Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e auf.
-
Zusätzlich weist
die Verarbeitungseinheit 11 außerdem einen Umwandlungsfaktor-Ableitungsabschnitt 11a auf,
der einen Umwandlungsfaktor, verwendet für das Umwandeln des VCC-Korrekturfaktors „Ma" auf der Grundlage
des Eingangswertes „Din", einen Abschnitt 11b,
der die Daten für
den Umwandlungsfaktor speichert, einen Korrekturfaktor-Umwandlungsabschnitt 11c,
der den VCC-Korrekturfaktor „Ma" auf der Grundlage
des ausgewählten
Umwandlungsfaktors umwandelt, und einen Wert-Korrekturabschnitt 11d,
der auf der Grundlage des Eingangswertes (Din) den Mittelwert (Dm),
gerichtet zu dem Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e,
ableitet.
-
Im Folgenden wird der
Betrieb beschrieben.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird ähnlich zu
der vorerwähnten
bekannten Steuerungsvorrichtung eine proportionale Steuerung auf der
Grundlage der Schwankung des VCC-Spannungswertes „Vi" ausgeführt. D.
h., in der Verarbeitungseinheit 11 ist der VCC-Spannungswert „Vi" einer analog/digital-Umwandlung
und dann Stichprobeerhebung unterworfen, wobei die Berechnung des VCC-Korrekturfaktors „Ma" auf der Grundlage
der Referenzspannung 12b und des VCC-Spannungswertes „Vi" ausgeführt wird.
-
Zu
derselben Zeit wird aus dem Spannungssignal, das aus der Klimatisierungssteuereinheit 2 abgegeben
wird, ein Eingangswert „Din" abgeleitet, der
einen Ziel-Drehzahlwert des bürstenlosen
Motors repräsentiert.
Der so abgeleitete Eingangswert „Din" wird den nachstehenden Verarbeitungen
unterworfen, um ein Funktionswert eines Impulssignals für das Antreiben
des Motors 4 zu werden.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel wird
der Eingangswert „Din" in den Umwandlungsfaktor-Auswahlabschnitt 11a geführt. In
diesem Abschnitt 11a wird auf der Grundlage des Eingangswertes „Din" ein Umwandlungsfaktor,
der für
das Umwandeln des VCC-Korrekturfaktors „Ma" notwendig ist, aus dem Umwandlungsfaktor-Speicherabschnitt 11b aufgenommen.
Der Umwandlungsfaktor-Speicherabschnitt 11b speichert solch
eine Tabelle, wie in der 2 gezeigt ist. Tatsächlich ist
solch eine Tabelle im ROM (Nur-Lese-Speicher) der Verarbeitungseinheit 11 gespeichert.
In der Tabelle bezeichnet „n" Identifikationsdaten „ID" und „Dmin" und „Dmax" bezeichnen die minimalen
und maximalen Funktionswerte jedes Bereichs des Eingangswertes „Din". Durch „An" wird ein erster
Umwandlungsfaktor bezeichnet, der mit dem VCC-Korrekturfaktor „Ma" multipliziert wird,
und durch „Bn" ist ein zweiter
Umwandlungsfaktor bezeichnet, der zu dem multiplizierten Ergebnis
addiert wird. Es ist zu beachten, dass diese ersten und zweiten
Faktoren „An" und „Bn" so bestimmt worden
sind, dass das aktuelle Drehzahlmerkmal genau ein Drehzahlmerkmal
erreichen kann, das gezeigt werden würde, wenn die VCC-Spannung
12,5 V ist. Für
diese Bestimmung wird die Korrektur der Funktion durch wiederholtes Drehen
des Motors 4 wiederholt ausgeführt.
-
In
dem Umwandlungsfaktor-Auswahlabschnitt 11a wird eine Bestimmung
bezüglich
zu dem Bereich der Umwandlungsfaktoren der Tabelle von 2 vorgenommen,
wobei der Eingangswert „Din" in Bezug zu „Dmin" und „Dmax" einbezogen wird
und auf der Grundlage des Ergebnisses werden die Identifikationsdaten „ID", die dem Bereich
entsprechen, bestimmt. Während
der Bestimmung der ID werden die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn", die den ID entsprechen,
ausgewählt
und dem Korrekturfaktor-Umwandlungsabschnitt 11c zugeführt. In
dem Abschnitt 11c wird der VCC-Korrekturfaktor „Ma" in einen Wert. Korrekturfaktor „Mb" durch Verwenden
der folgenden Gleichung (4) umgewandelt: Wert-Korrekturfaktor „Mb" = Ma × An + Bn (4)
-
D.
h., wenn der Wert-Korrekturfaktor „Mb" als eine lineare Funktion des VCC-Korrekturfaktors „Ma" repräsentiert
wird, repräsentieren
die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" jeweils den Gradient und die Abschnittskomponenten.
-
3 ist
ein dreidimensionaler Plan, der eine Beziehung zwischen dem Wert-Korrekturfaktor „Mb", dem Eingangswert „Din" und dem VCC-Spannungswert „Vi" zeigt. D. h., der
Plan zeigt verschiedene Wert-Korrekturfaktoren „Mb" mit dem Eingangswert „Din" und dem VCC-Spannungswert „Vi", die Variable sind.
-
In
dem Funktionskorrekturabschnitt 11d werden der Wert-Korrekturfaktor „Mb" und der Eingangswert „Din" zusammen multipliziert,
um einen Mittelwert „Dm" durch Verwenden
der folgenden Gleichung (5) abzuleiten: Mittelwert „Dm" = Din × Mb (5)
-
4 ist
ein Diagramm, das eine Beziehung zwischen dem Eingangswert „Din" und dem Mittelwert „Dm" in verschiedenen
Werten (nämlich
10 V, 12,5 V und 16 V) des VCC-Spannungswertes „Vi" zeigt. Zum Vergleich ist die Beziehung
in dem Fall der bekannten Steuerungsvorrichtung auch gezeigt. Es ist
zu beachten, dass wenn die VCC-Spannung „Vi" 12,5 V beträgt, das
vorliegende Ausführungsbeispiel und
die bekannte Steuerungsvorrichtung dieselbe Beziehung zeigen.
-
Wie
aus diesem Diagramm gesehen wird, in sowohl dem vorliegenden Ausführungsbeispiel,
als auch in der bekannten Steuerungsvorrichtung, wenn die VCC-Spannung „Vi" relativ hoch ist,
d. h., 16 V, der Eingangswert „Vi" so korrigiert, um
den Mittelwert „Dm" zu vermindern, während, wenn
die VCC-Spannung „Vi" relativ niedrig
ist, d. h., 10 V, der Eingangswert „Vi" so korrigiert wird, um den Mittelwert „Dm" zu erhöhen.
-
Jedoch
in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
werden die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" für das Umwandeln
des VCC-Korrekturfaktors „Ma" für jeden
Bereich (siehe 2) verwendet. Somit ist in sowohl
einem höheren Drehzahlbereich
des „Vi", die 16 V beträgt, als
auch in einem niedrigeren Drehzahlbereich des „Vi", die 10 V beträgt, der Mittelwert „Dm" etwas erhöht, wenn
mit dem der bekannten Steuerungsvorrichtung verglichen wird, und
sowohl in dem hohen Drehzahlbereich des „Vi", die 10 V beträgt, als auch einem niedrigeren
Drehzahlbereich des „Vi", die 16 V beträgt, der
Mittelwert „Dm" etwas vermindert,
wenn mit dem der bekannten Steuerungsvorrichtung verglichen wird.
-
D.
h., in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
kann durch die Drehzahl des bürstenlosen
Motors 4 die Funktion für
das Anzeigen der Ziel-Drehzahl des Motors 4 genau umgewandelt
werden.
-
Während der
Mittelwert „Dm" in der vorerwähnten Weise
abgeleitet wird, wird eine Linearitätskorrektur in dem Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e ausgeführt. D.
h., der Mittelwert „Dm" wird in den Abschnitt 12e geführt und
der Linearitäts-Korrekturfaktor „Mc", der dem Mittelwert „Dm" entspricht, wird
aus dem Linearitäts-Korrekturtabelle-Speicherabschnitt 12d aufgesucht.
Dann wird durch das Verwenden der folgenden Gleichung (6) der Ausgangswert „Dout" abgeleitet. Ausgangswert „Dout" = Dm × Mc (6)
-
Aus
dem Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e wird
ein Impulssignal der Ausgangsfunktion „Dout" zum Antreiben des bürstenlosen Motors 4 durch
den Antriebsabschnitt 13 (siehe 7) ausgegeben.
-
Wie
bereits weiter oben in dem vorliegenden Ausführungsbeispiel beschrieben,
werden die Reihen der Operationen von der Stichprobeerhebung des
Spannungssignals (das die Ziel-Drehzahl des Motors 4 repräsentiert)
aus der Klimatisierungs-Steuereinheit 2 zu dem aktuellen
Antreiben des bürstenlosen
Motors 4 fortlaufend nacheinander ausgeführt. Somit
kann die Drehzahl des bürstenlosen
Motors 4 durch einen erweiterten Drehzahlbereich genau
ausgeführt
werden.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel werden
die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" des Umwandlungsfaktor-Speicherabschnittes 11b vorher
als Daten gespeichert, um eine unvermeidbare Differenz zwischen
der Ziel-Drehzahl des Motors 4 und der aktuellen Drehzahl
desselben zu minimieren. Demzufolge besteht in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
keine Notwendigkeit, sich eine Maßnahme zu überlegen, um eine unvermeidbare
Streuung der aktuellen Drehzahl des Motors 4, die durch
einen mechanischen Energieverlust des Motors 4 und eine
Welligkeit in der Spannungsquelle des Motors 4 verursacht
würde,
zu entfernen oder zumindest zu minimieren. Dies enthält eine
verbesserte Steuerung des bürstenlosen Motors 4 und
ruft somit eine verbesserte Steuerung für die Luftmenge hervor, die
aus dem Auslass in die Fahrzeugkabine geblasen wird.
-
Da
das vorliegende Ausführungsbeispiel praktisch
die Umwandlungsfaktortabelle verwendet, die zwei Zonen hat, vorgesehen
für die
ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn", wird die Kombination von ihnen leicht
erreicht und folglich wird ein angemessener Umwandlungsfaktor leicht abgeleitet.
-
In
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
ist der gesamte Bereich des Eingangswertes „Din" der Umwandlungsfaktortabelle gleichmäßig geteilt.
Folglich, ...
-
Im
Folgenden wird die vorteilhafte Wirkung, zugehörig durch das vorliegende Ausführungsbeispiel,
in Bezug auf die 5A beschrieben. Zur Erleichterung
des Verständnisses
zeigt die 5B, die auch vorhanden ist,
eine Wirkung, die der bekannten Steuerungsvorrichtung von 7 zugehörig ist.
-
Wie
aus der 5B gesehen, entspricht in der
bekannten Steuerungsvorrichtung die tatsächliche Drehzahl des bürstenlosen
Motors nicht genau dem Eingangswert „Din". Die kommt daher, weil eine unvermeidbare
Welligkeit der VCC-Spannung „Vi" auftritt.
-
Während, wie
aus der 5A gesehen, in dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
die aktuelle Drehzahl des bürstenlosen
Motors dem Eingangswert „Din", insbesondere innerhalb
eines bestimmten Bereiches von der Eingangsfunktion von 10% zu der von
70% genau entspricht. D. h., selbst wenn sich die VCC-Spannung „Vi" in dem Bereich zwischen
10 V, 12,5 V und 16 V verändert,
zeigt die aktuelle Drehzahl des Motors 4 keine Streuung
in dem bestimmten Bereich. D. h., in Übereinstimmung mit dem vorliegenden
Ausführungsbeispiel
kann die aktuelle Drehzahl des bürstenlosen
Motors 4 dem Ein gangswert „Din", der die Ziel-Drehzahl des bürstenlosen
Motors 4 repräsentiert,
genau entsprechen.
-
Es
ist zu beachten, dass die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" von jedem Bereich
der Tabelle von 2 so bestimmt werden, dass wenn
der VCC-Korrekturfaktor „Ma" 1 (eins) ist, d.
h., wenn die VCC-Spannung „Vi" gleich zu der Referenzspannung „Vt" ist, der Wert-Korrekturfaktor "Mb" 1 (eins) ist. D.
h., 12,5 V werden als eine Referenzspannung für die VCC-Spannung verwendet
und die ersten und zweiten Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" werden so bestimmt, um dem zu der VCC-Spannung
zugehörigen
Drehzahlmerkmal zu entsprechen. Demzufolge wird, wie aus der 5A gesehen,
selbst wenn sich die VCC-Spannung „Vi" verändert,
eine Drehzahl, die festgelegt wird, wenn die VCC-Spannung „Vi" gleich zu der Referenzspannung „Vt" ist, genau erhalten.
Demzufolge ist es in der Klimatisierungs-Steuereinheit 2 auf
der Grundlage des Merkmals, das festgelegt wird, wenn die Referenzspannung „Vt" 12,5 V ist, nicht
notwendig, einen Eingangswert „Din", der die Ziel-Drehzahl
des bürstenlosen
Motors 4 repräsentiert,
abzuleiten.
-
Im
Folgenden werden die programmierten Betriebsschritte, die in der
Verarbeitungseinheit 11 ausgeführt werden, in Bezug auf das
in der 6 gezeigte Ablaufdiagramm beschrieben.
-
Zuerst
wird in einem Schritt S1 auf der Grundlage der VCC-Spannung „Vi" und der Referenzspannung „Vt" der VCC-Korrekturfaktor „Ma" abgeleitet.
-
Dann
werden in einem Schritt S2 auf der Grundlage des Eingangswertes „Din", der von der Klimatisierungs-Steuereinheit 2 ausgegeben
wird, die Identifikationsdaten „ID" aus der Tabelle (siehe 2),
die in dem Umwandlungsfaktor-Speicherabschnitt 11b gespeichert
sind, aufgenommen.
-
In
dem Schritt S3 werden auf der Grundlage der so aufgenommenen Identifikationsdaten „ID" die ersten und zweiten
Umwandlungsfaktoren „An" und „Bn" ausgewählt.
-
In
dem Schritt S4 wird aus dem „Ma", „An" und „Bn" der Wert-Korrekturfaktor „Mb" unter Verwenden
der Gleichung (4) berechnet.
-
In
dem Schritt S5 wird aus „Din" und „Mb" der Mittelwert „Dm" unter Verwenden
der Gleichung (5) berechnet.
-
In
dem Schritt S6 wird aus der Linearitäts-Korrekturtabelle in dem
Abschnitt 12d der Linearitäts-Korrekturfaktor „Mc", der dem Mittelwert „Dm" entspricht, aufgesucht.
-
Dann,
in einem Schritt S7, wird aus „Dm" und „Mc" der Ausgangswert „Dout" durch Verwenden
der Gleichung (6) berechnet.
-
Auf
der Grundlage des so geschaffenen Ausgangswertes „Dout" wird ein Impulssignal
zum Antreiben des bürstenlosen
Motors 4 durch den Antriebsabschnitt 13 erzeugt.
-
Es
ist zu beachten, dass in der Verarbeitungseinheit 11, der
VCC-Korrekturfaktor-Berechnungsabschnitt 12a, der Umwandlungsfaktor-Ableitungsabschnitt 11a,
der Korrekturfaktor-Umwandlungsabschnitt 11c, der Funktions-/Korrekturabschnitt 11d und
der Linearitäts-Korrekturabschnitt 12e durch
eine Software, ausgeführt
durch einen entsprechenden Computer, vorgesehen sind. Die Referenz-Spannung
in dem abschnitt 12b, die Umwandlungsfaktor-Tabelle in
dem Abschnitt 11b und die Linearitäts-Korrekturtabelle in dem
abschnitt 12d sind in dem ROM (nämlich in dem Nur-Lese-Speicher) des
Computers gespeichert. Mit dieser Anordnung wird die Anzahl der
logischen Schaltkreise des Computers reduziert, um dadurch dem Motor 4 zu
gestatten, eine einfache Verdrahtung und folglich eine ausreichende
Wärmeableitung
zu haben.
-
Wenn
ein bürstenloser
Motor, der durch die Steuerungsvorrichtung gesteuert wird, auf ein
Lüftergebläse eines
Kraftfahrzeugmotors angewandt wird, kann die Kühlwirkung des Gebläses genau
gesteuert werden.
-
Wie
bereits hierin oben beschrieben, wird in der Steuerungsvorrichtung
des vorliegenden Ausführungsbeispieles
die Ziel-Drehzahl durch praktisches Verwenden von Umwandlungsfaktordaten
korrigiert, die vorgesehen sind, um die unvermeidbare Differenz
zwischen der Ziel-Drehzahl des bürstenlosen Motors
und der aktuellen Drehzahl desselben zu minimieren. Somit wird in
dem vorliegenden Ausführungsbeispiel
eine unvermeidbare Streuung der aktuellen Drehzahl des bürstenlosen
Motors, die durch einen mechanischen Energieverlust des Motors und eine
Welligkeit in der Spannungsquelle des Motors auftreten würde, minimiert,
so dass die aktuelle Drehzahl des Motors genau ist und in einem
verbreiterten Drehzahlbereich tatsächlich gesteuert wird.