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GEBIET DER TECHNOLOGIE
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Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf eine Antriebsvorrichtung eines Öffnungs-/Schließkörpers, z. B. ein Schiebedach, ein elektrisch betätigbares Fenster, usw. eines Motorfahrzeuges.
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HINTERGRUNDSTECHNOLOGIE
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Eine Schiebedacheinheit wird als ein Beispiel einer Antriebsvorrichtung eines Öffnungs-/Schließkörpers eines Motorfahrzeuges erläutert. In der Schiebedacheinheit ist eine Gleitplatte an einer Öffnung eines festen Daches angebracht und kann rückwärts und vorwärts bewegt werden, ein hinteres Ende der Gleitplatte kann nach oben und unten geneigt werden, und die Gleitplatte ist mit einem Schub-Zugkabel verbunden und wird dadurch angetrieben. Das Schub-Zugkabel wird durch Drehen eines Motors geschoben und gezogen, der ein Untersetzungsgetriebe aufweist, in einer normalen Richtung und in einer umgekehrten Richtung, so dass die Gleitplatte geöffnet und geschlossen werden kann.
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Ein Gleichstrombürstenmotor wird normalerweise als eine Antriebsquelle benutzt. Der Bürstenmotor wird durch Anlegen elektrischer Leistung über eine Bürste, einem Gleichrichterteil (Kommutator) und ein Relais angetrieben, und eine Umdrehungszahl des Motors wird durch Hall-ICs so erfasst, dass eine Position des Öffnens/Schließens des Körpers gesteuert wird.
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Im Falle eines Öffnungs-/Schließkörpers eines Motorfahrzeuges gibt es eine Möglichkeit des Stoppens des Öffnungs-/Schließkörpers auf halbem Weg, wenn ein Motor aufgrund z. B. eines Versagens gestoppt wird. Somit ist ein sogenannter ausfallsicherer Mechanismus so vorgesehen, dass er den Öffnungs-/Schließkörper zu einer sicheren Position bewegt, selbst wenn der Motor versagt. Bei der Schiebedacheinheit ist es z. B. nicht möglich, das Dach in dem offenen Zustand zu belassen, so dass das Dach durch manuelles Drehen von Übertragungszahnrädern und zwangsweise Drehen des Motors geschlossen werden kann.
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In diesen Tagen sind Geräusche um einen Motor gesenkt worden, und Verringern eines Gesamtgeräusches eines Motorfahrzeuges wird weiter verlangt. Ein Motorgeräusch kann auf ein erträgliches Niveau gesenkt werden durch Verringern der Drehzahl eines Bürstenmotors. Die Drehzahl muss jedoch zum Bewegen eines Öffnungs-/Schließkörpers bei hoher Geschwindigkeit vergrößert werden, so dass ein Reibungsgeräusch zwischen einer Bürste und einem Kommutator leicht erzeugt werden kann. Insbesondere in dem Fall, dass der Motor nahe einem Benutzer angetrieben wird, muss die Bewegungsgeschwindigkeit des Öffnungs-/Schließkörpers gesenkt werden, so dass das Motorgeräusch verringert wird.
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Zum Lösen des Problems ist ein bürstenloser Gleichstrommotor als eine Antriebsquelle der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers untersucht worden. In dem bürstenlosen Gleichstrommotor werden Magnetpolpositionen eines Rotormagneten erfasst, und elektrische Verbindung zu Statorspulen wird geschaltet, so dass eine Mehrzahl (z. B. drei) Magnetpolsensoren (Hall-ICs) vorgesehen wird. Im Falle des Benutzens eins bürstenlosen Motors kann die Drehzahl des Motors (Position) des Schiebedachs und Drehrichtung davon (die Bewegungsrichtung des Schiebedachs) auf der Grundlage von Erfassungssignalen der Hall-ICs gesteuert werden.
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Wenn der Magnetpolsensor oder -sensoren versagen, können die Magnetpolpositionen des Rotormagnets nicht erfasst werden, die elektrische Verbindung zum Erzeugen eines maximalen Drehmomentes kann nicht ausgeführt werden, und die Drehung des Motors wird destabilisiert. Wenn die Drehung des Motors destabilisiert wird, muss der Motor dringend zum Zwecke der Sicherheit gestoppt werden. Der Motor, der einmal gestoppt werden kann, kann nicht neu gestartet werden, da die Magnetpolpositionen des Rotormagnets nicht erfasst werden können. Daher wird bei dem herkömmlichen Motorfahrzeug der Öffnungs-/Schließkörper manuell mit einem inneren Handgriff nach dem dringenden Stoppen geschlossen, aber der innere Handgriff wird entfernt, so dass das innere Aussehen des Motorfahrzeuges verbessert wird, so dass ein anderes dringendes Antriebsmittel ungleich dem inneren Handgriff benötigt wird.
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Aus der
DE 199 28 101 C2 ist ein Verfahren zum Steuern fremdkraftbetätigter Fensterheber, Schiebedächer und/oder Schlösser in Kraftfahrzeugen bekannt, die von wenigsten einer Elektronik angesteuert werden und nach dem Erkennen eines Ausfalls von Teilen von Funktionen oder elektrischen oder elektronischen Komponenten in einen Notbetrieb übergehen, wobei bei einem Ausfall eines für den Elektronikbetrieb erforderlichen externen Taktgebers ein Mikrokontroller der Elektronik mit seinem internen Oszillator als Taktgeber weiterbetrieben wird und zumindest die sicherheitsrelevanten Funktionen wei-terhin für wenigstens eine definierten Mindestzeitraum zur Verfügung gestellt werden.
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Aus der
DE 198 09 628 A1 ist eine Antriebseinrichtung zum Bewegen eines Bauteils wie Fensterscheibe, Schiebedach, Sitz eines Fahrzeugs mit einem in zwei Drehrichtungen betreibbaren Elektromotor bekannt, der mindestens eine Spule und mindestens eine Motorstromleitung aufweist, und mit einer Sicherheitsschaltung, mindestens zum Stoppen des Elektromotors anlässlich einer Gefahr einer Verletzung eines Körperteils einer Person, mittels des bewegten Bauteils, in Abhängigkeit von einer Auswertung einer Änderung einer der Drehzahl des Elektromotors proportionalen Frequenz von Signalen aus Strom- oder Spannungsschwankungen in der Motorstromleitung, wobei der Elektromotor ein bürstenloser elektrisch kommutierter Mehrphasenmotor mit Feldspulen ist, der an eine Kommutierungsschaltung angeschlossen ist, und die Motorstromleitung eine mit einer Feldspule verbundene Leitung ist.
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Aus der
DE 196 31 861 C2 ist eine Vorrichtung zum Betreiben eines in einem Fahrzeug angeordneten Verstellantriebs bekannt, mit einer Steuerelektrode, die einen Automatikbetrieb steuert, mit zumindest einer Sensoreinrichtung, einer Bedieneinrichtung und einer Überwachungseinrichtung, wobei bei einer Fehlererkennung der Sensoreinrichtung während des Automatikbetriebs durch die Überwachungseinrichtung die Steuerelektronik einen Notbetrieb startet.
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Die vorliegende Erfindung wurde zum Lösen der oben beschriebenen Probleme entwickelt, und es ist eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers vorzusehen, die einen bürstenlosen Motor neu starten kann, ohne Magnetpolsensoren zu benutzen, und sicher einen Öffnungs-/Schließkörper in einer willkürlichen Richtung zu bewegen.
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Zum Erzielen der obigen Aufgabe ist eine Antriebsvorrichtung nach Anspruch 1 vorgesehen.
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Bei der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers kann die Steuereinheit das Phasenschaltsignal zum Verlängern der Zeitdauer der elektrischen Leistungszufuhr zu den ersten zwei Phasen der Dreiphasenstatorspulen erzeugen, die länger als jene der gewöhnlichen Drehung sind, von einer optionalen Stopposition, an der der Rotormagnet und ein Stator sich gegenseitig anziehen, wenn der bürstenlose Gleichstrommotor wieder gestartet wird, so dass der sensorlose Antrieb mit den ähnlichen Zeitdauern der elektrischen Leistungszufuhr für jede Drehung des Rotors ausgeführt wird.
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Bei der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers kann die Steuereinheit den sensorlosen Antrieb des Motors ausführen, während ein Öffnungs-/Schließschalter gedrückt wird.
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Bei der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers kann die Steuereinheit den Motor stoppen und den sensorlosen Antrieb ausführen, wenn die Steuereinheit wiederholt anomale Logiken während einer vorgeschriebenen Anzahl von der ersten Erfassung erfasst.
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EFFEKTE DER ERFINDUNG
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Bei der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers der vorliegenden Erfindung wird der bürstenlose Gleichstrommotor als die Antriebsquelle benutzt; im Vergleich mit der Antriebsvorrichtung, die den Bürstenmotor aufweist, kann die Antriebsvorrichtung der vorliegenden Erfindung harte Geräusche verringern, die erzeugt werden, während der Öffnungs-/Schließkörper bewegt wird, und weist weiter folgende Effekte auf.
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Die Steuereinheit bestimmt, dass der Sensor versagt hat, und stoppt zeitweilig den Antrieb des bürstenlosen Gleichstrommotors, wenn die Steuereinheit die anomale Logik als das Erfassungsmuster der Magnetpolsensoren erfasst, und die Motortreibereinheit schaltet von dem Sensorantrieb zu dem sensorlosen Antrieb auf der Grundlage eines Befehls. Zu der Zeit erzeugt die Motortreibereinheit das Phasenschaltsignal zum Verlängern von einem von elektrischen Verbindungsmustern zum Ausführen des sensorlosen Antriebs, so dass der Öffnungs-/Schließkörper sicher in eine vorgeschriebene Richtung bewegt werden kann ohne Heraustreten und Stoppen des Motors.
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KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
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1 ist ein Blockschaltbild einer Antriebsvorrichtung eines Öffnungs-/Schließkörpers.
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2 ist eine Erläuterungsansicht eines bürstenlosen Dreiphasengleichstrommotors.
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3A und 3B sind Zeitablaufdiagramme von Sensorerfassungssignalen und elektrischen Verbindungsmustern von Statorspulen für Sensorantrieb.
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4 ist eine Erläuterungsansicht von Sensorerfassungssignalen eines versagenden Sensors.
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5 ist ein Flussdiagramm einer Motorsteuertätigkeit zum Ausführen von Sensorantrieb.
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6 ist ein Flussdiagramm einer Motorsteuertätigkeit zum Ausführen von sensorlosem Antrieb.
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7 ist eine Erläuterungsansicht von elektrischen Verbindungsmustern der Statorspulen zum Ausführen des sensorlosen Antriebs.
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8 ist ein Flussdiagramm einer elektrischen Verbindungssteuertätigkeit zum Ausführen des sensorlosen Antriebs.
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9 ist ein Zeitablaufdiagramm zum Erfassen einer anomalen Logik.
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BEVORZUGTE AUSFÜHRUNGSFORMEN DER ERFINDUNG
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Bevorzugte Ausführungsformen einer Antriebsvorrichtung eines Öffnungs-/Schließkörpers, die sich auf die vorliegende Erfindung beziehen, werden nun im Einzelnen unter Bezugnahme auf die begleitenden Zeichnungen beschrieben. Die vorliegende Erfindung kann weit angewendet werden auf viele Arten von Antriebsvorrichtungen eines Öffnungs-/Schließkörpers, bei denen jeweils ein Öffnungs-/Schließkörper (z. B. Schiebedach, Sonnenschirm, elektrisch betätigtes Fenster eines Motorfahrzeuges) durch einen Motor geöffnet und geschlossen wird.
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Zum Beispiel weist eine Antriebsvorrichtung eines Schiebedachs auf ein Ausgangszahnrad, das durch einen Motor gedreht wird, ein gezahntes Kabel (ein Kabel mit einer Spiralzahnrille), das in Eingriff mit dem Ausgangszahnrad steht, und eine Gleitplatte, die mit einem Druckzugmittel verbunden ist, z. B. einem Kunststoffriemen, und die Antriebsvorrichtung öffnet und schließt eine Öffnung eines festen Daches durch Gleiten der Gleitplatte zwischen einer volloffenen Position und einer vollgeschlossenen Position, und Neigen eines hinteren Endes nach oben an der vollgeschlossenen Position. Bei der Schiebedachantriebsvorrichtung wird ein bürstenloser Dreiphasengleichstrommotor geeignet als eine Antriebsquelle benutzt.
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Eine Struktur einer Antriebsvorrichtung eines Öffnungs-/Schließkörpers eines Motorfahrzeuges wird schematisch unter Bezugnahme auf ein Blockschaltbild von 1 erläutert. Lieferspannung (z. B. 12 V) einer elektrischen Leistungsquelle des Motorfahrzeugs, z. B. Batterie, Kraftstoffzelle wird herabgewandelt und zu einer Steuereinheit (CPU) 1 geliefert.
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Die CPU 1 steuert die Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers, die einen Öffnungs-/Schließkörper antreibt, z. B. ein Schiebedach und einen Antriebssteuerabschnitt 2 eines Öffnungs-/Schließkörpers aufweist, der eine Geschwindigkeit und eine Position des Öffnungs-/Schließkörpers steuert, und einen Steuerabschnitt 3 eines Drehmagnetfeldes (Dreiphasen-PWM-Steuerabschnitt), der Drehmagnetfelder eines Motors erzeugt. Die CPU 1, die den Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers und den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes enthält, sind nämlich auf einem Chip gebildet. Ein Startsignal wird der CPU 1 von z. B. einem Schalter einer Betätigungstafel eingegeben, und der Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers startet einen bürstenlosen Gleichstrommotor 5, der als eine Antriebsquelle wirkt, über den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes und eine Motorantriebseinheit (Vorbenutzer) 4. Die von der Batteriespannung herabgewandelte Spannung wird zu der Motorantriebseinheit 4 geliefert. Eine Schutzschaltung 6 hindert einen Überstrom, dass er durch den Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers und den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes geht.
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Der Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers weist einen nichtflüchtigen Speicher (z. B. EEPROM) auf. Steuerdaten, z. B. Positionen des Öffnungs-/Schließkörpers, die volloffene Position und die vollgeschlossene Position davon, eine Geschwindigkeitsverringerungsposition davon, eine Drehzahl des Motors sind in dem nichtflüchtigen Speicher gespeichert, und die Steuerdaten können aktualisiert werden, wenn notwendig. Zum Beispiel werden Positionsdaten der vorherigen Zeit aus dem nichtflüchtigen Speicher ausgelesen, wenn die Leistungsquelle eingeschaltet wird oder eine Antriebsvorrichtung wieder gestartet wird, und eine gegenwärtige Position des Öffnungs-/Schließkörpers wird in den nichtflüchtigen Speicher geschrieben, wenn ein Spannungsabfall der Leistungsquelle erfasst wird.
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Die Motortreibereinheit 4 gibt ein Phasenschaltsignal (Treiberspannung) an Statorspulen 8 des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 über eine Treiberschaltung (Dreiphasenbrückenschaltung) 7 ein, die einen FET (Feldeffekttransistor), UH, UL, VH, VL, WH, WL oder ein Schaltelement (z. B. Transistor, IGBT) enthält, auf der Grundlage eines Phasenschaltsignals, das durch den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes erzeugt ist.
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Erfassungspulssignale mit drei Phasen werden an den Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers und den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes von Magnetpolsensoren 9 eingegeben, von denen jeder durch ein elektromagnetisches Wandelelement (z. B. Hall-Element, Hall-IC, MR-Sensor) aufgebaut ist und für den bürstenlosen Gleichstrommotor 5 vorgesehen ist.
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Der Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers überwacht eine Bewegungsgeschwindigkeit des Öffnungs-/Schließkörpers (Drehzahl des Motors) und Pulszahl der Phasenschaltsignale auf der Grundlage von Steuerprogrammen, und er bewirkt, dass der Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes das Phasenschaltsignal wieder erzeugt, wenn die Bewegungsgeschwindigkeit (Drehzahl des Motors) langsamer oder schneller ist. Weiter erzeugt der Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers Positionsdaten des Öffnungs-/Schließkörpers durch Benutzen der Dreiphasenerfassungspulssignale.
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Die von der Batteriespannung heruntergewandelte Spannung und ein elektrischer Strom werden zu der CPU 1 geliefert, und Eingangssignale, die durch einen Betriebsschalter oder eine serielle Verbindung (Verbindung mit anderen Einheiten in dem Fahrzeug über ECU) eingegeben werden, werden daran über eine externe Schnittstelle 10 eingegeben. Die CPU 1 bewirkt, dass der Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes Drehmagnetfelder erzeugt, so dass der bürstenlose Gleichstrommotor 5 gestartet wird, der als die Antriebsquelle wirkt, über die Motorantriebseinheit (Vorbenutzer) 4 auf der Grundlage der eingegebenen Signale und Daten, die von dem Antriebssteuerabschnitt 2 des Öffnungs-/Schließkörpers gesendet sind, z. B. die Bewegungsgeschwindigkeit und die Position des Öffnungs-/Schließkörpers. In dem Fall der Schiebedachantriebsvorrichtung werden ein Dachantriebskabel, das mit der Gleitplatte über eine Untersetzungseinheit verbunden ist, und der Kunststoffriemen (Schubzugmittel) durch Starten des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 geschoben und gezogen.
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Folgend wird die Struktur des bürstenlosen Gleichstrommotors 5 unter Bezugnahme auf 2 erläutert.
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Zum Beispiel kann ein bürstenloser Dreiphasengleichstrommotor vom Typ des inneren Rotors mit vier Polen/sechs Spalten als der bürstenlose Gleichstrommotor 5 benutzt werden. Ein Statorkern 11 ist zum Beispiel ein laminierter Kern, und sechs Statorzacken 12 erstrecken sich radial nach innen. Eine Statorspule 8 ist auf jeden der Statorzacken 12 gewickelt. Ein Rotor 13 ist in einem Raum vorgesehen, der durch den Statorkern 11 eingeschlossen ist. Durch Verwenden des Motors vom Typ des inneren Rotors, dessen Rotor einen kleinen Durchmesser aufweist, kann die Trägheit klein gemacht werden, Geräusche können aufgrund von weniger Rotationsvibration verringert werden, und ein Prozess zum Auswuchten des Rotors 13 kann weggelassen werden. Drei Magnetpolsensoren 9, von denen jeder durch das elektromagnetische Wandelelement dargestellt ist (z. B. Hall-Element, Hall-IC, MR-Sensor) und dem Rotor 13 zugewandt ist, sind in der Nähe einer äußeren Kante des Rotors vorgesehen. Die Magnetpolsensoren 9 sind auf einer Sensorplatte 15 vorgesehen, die senkrecht zu einer Motorwelle 14 angeordnet ist. Die Sensorplatte 15 ist elektrisch mit einer Steuerschaltung auf einer Steuerplatte, nicht gezeigt, verbunden. Es sei angemerkt, dass der bürstenlose Gleichstrommotor 5 nicht auf den Motor mit vier Polen/sechs Spalten begrenzt ist, zum Beispiel kann ein Motor mit acht Polen/zwölf Spalten verwendet werden.
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Als nächstes wird ein gewöhnlicher Sensorantrieb der Antriebsvorrichtung des Öffnungs-/Schließkörpers und ein sensorloser Antrieb, der ausgeführt wird, wenn ein Hall-IC versagt, erläutert.
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3 zeigt Zeitablaufdiagramme von Ausgangsmustern a–f der Magnetpolsensoren 9, wenn ein Rotormagnet 16 mit vier Magnetpolen um einen mechanischen Winkel von 180° durch den gewöhnlichen Sensorantrieb gedreht wird. Der Rotormagnet 16 wird in der Richtung zum Öffnen des Öffnungs-/Schließkörpers gedreht, und die Magnetpolsensoren 9 (Hall-ICs: C1, C2 und C3), die mit einer Phasenverschiebung von 120° angeordnet sind, erzeugen Erfassungssignale (Hall-Signale). Bei der vorliegenden Ausführungsform ist der Motor ein Vierpolmotor, so dass jeder der Magnetpolsensoren 9 zwei Pulse pro Drehung erzeugt, und Pulse der drei Phasen werden mit einer Phasenverschiebung eines elektrischen Winkels von 120° (in dem Motor, ein elektrischer Winkel von 360° = mechanischer Winkel von 180°) erzeugt.
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Als nächstes wird eine Phasenschalttätigkeit des bürstenlosen Dreiphasengleichstrommotors 5 mit Bezugnahme auf 3A und 3B erläutert, die schematische Ansichten und Zeitablaufdiagramme von Sensoren oder elektrischen Verbindungsmustern sind. Ausgangssignale für drei Phasen, die gegenseitig mit dem elektrischen Winkel von 120 ° verschoben sind (in dem Motor, ein elektrischer Winkel von 360° = ein mechanischer Winkel von 180°), werden an die Statorspulen 8 eingegeben, d. h. zwei einer U-Phase, einer V-Phase und einer W-Phase. Wenn zum Beispiel die Ausgangssignale der Magnetpolsensoren 9 gleich C1 = H (hoch), C2 = L (niedrig) und C3 = H (hoch) sind (siehe 3A), wird die elektrische Leistung zu einer VH-Phase und einer UL-Phase der Statorspulen 8 geliefert (siehe 3B). Wenn andererseits die Ausgangssignale der Magnetpolsensoren 9 gleich C1 = H (hoch), C2 und C3 = L (niedrig) sind (siehe 3A), wird die elektrische Leistung zu einer WH-Phase und der UL-Phase der Statorspulen 8 geliefert (siehe 3B).
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Als nächstes wird der sensorlose Antrieb, der ausgeführt wird, wenn der Magnetpolsensor 9 (z. B. der Hall-IC C3) versagt, erläutert.
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In Ausgangsmustern a–f, die in 4 gezeigt sind, wenn der Hall-IC C3 versagt, ist das Sensorausgangssignal gleich L (niedrig) oder H (hoch)) ohne Bezugnahme auf die Drehposition des Rotormagneten 16. Daher sind die Ausgangssignale aller Sensoren C1, C2 und C3 gleich L (niedrig) (oder H (hoch)), so dass eine anomale Logik erfasst wird (siehe 4f).
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In 9 erfasst die CPU 1 eine anomale Logik (z. B. alle der Hall-ICs C1, C2 und C3 sind hoch) vorgeschriebene Male; z. B. in dem Fall, dass die Logik wiederholt geprüft wird, N mal (N ≥ 1, N ist eine natürliche Zahl), und die anomale Logik wird das N-te Mal erfasst, der Motor wird gestoppt, und der sensorlose Antrieb wird ausgeführt. Mit diesem Verfahren können Erfassungsfehler, die durch mechanische Vibration und Geräusche verursacht werden, weggelassen werden, so dass die Antriebszuverlässigkeit verbessert werden kann.
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Wenn die anomale Logik erfasst wird, bestimmt die CPU 1, dass der Magnetsensor 9 versagt hat und stoppt zeitweilig den bürstenlosen Gleichstrommotor 5, und dann wird der Antrieb des Öffnungs-/Schließkörpers von dem Sensorantrieb zu dem sensorlosen Antrieb geschaltet, wenn ein Befehl eingegeben wird durch Drehen eines Öffnungs-/Schließschalters. Wenn der bürstenlose Gleichstrommotor 5 durch den sensorlosen Antrieb wieder gestartet wird, erzeugt die Motorantriebseinheit 4 ein Phasenschaltsignal zum Verlängern von einem der elektrischen Verbindungsmuster. Mit dieser Tätigkeit kann der Öffnungs-/Schließkörper sicher in eine willkürliche Richtung bewegt werden, ohne herauszutreten und den Motor 5 zu stoppen.
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Positionsdaten des Öffnungs-/Schließkörpers, die durch die CPU 1 erzeugt werden, sind 12 Muster pro Drehung, und sie werden durch Zählen einer steigenden Kante und einer nachlaufenden Kante von jedem der drei Phasenerfassungspulse gewonnen, die von den Magnetsensoren 9 ausgegeben werden.
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Ein Flussdiagramm zum Steuern des Motors für den Sensorantrieb ist in 5 gezeigt.
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Die CPU 1 erfasst Magnetpolsignale, die von den Hall-ICs gesendet sind, mit der Drehung des Motors (Schritt S1), und überprüft, ob es eine anomale Logik in dem Magnetpollogiken gibt oder nicht (Schritt S2). Wenn keine anomale Logik erfasst wird, werden stromtragende Phasen geschaltet (Schritt S3), und Dreiphasen-PWM-Signale, die durch den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes erzeugt worden sind (siehe 1), werden an den Motor über den Vorbenutzer 4 (Schritt S4) eingegeben. Wenn eine anomale Logik in den Magnetpollogiken in Schritt S2 erfasst wird, wird der Motor 5 gestoppt (Schritt S5), und eine Treibersteuerroutine des Antriebssteuerabschnittes 2 des Öffnungs-/Schließkörpers (siehe 1) wird zu dem sensorlosen Antrieb geschaltet (Schritt S6).
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Ein Flussdiagramm des Steuerns des Motors für den sensorlosen Antrieb ist in 6 gezeigt.
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Die CPU 1 misst eine Zeitdauer elektrischer Verbindung für jede Phase durch einen eingebauten Zeitgeber, und Phasenänderung wird ausgeführt, wenn eine vorbestimmte Zeitdauer abläuft. Wenn die gemessene Zeitdauer die vorgeschriebene Zeitdauer überschreitet (S11), setzt die CPU 1 den Zeitgeber zurück (Schritt S12), und dann werden die stromtragenden Phasen geändert zum Schalten des elektrischen Verbindungsmusters (Schritt S13). Dreiphasen-PWM-Signale, die durch den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes erzeugt worden sind (siehe 1) für den sensorlosen Antrieb werden nämlich an den Motor über den Vorbenutzer 4 eingegeben (Schritt S14).
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Die elektrischen Verbindungsmuster a–g für den sensorlosen Antrieb sind in 7 gezeigt.
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Die CPU 1 erzeugt das Phasenschaltsignal so, dass eines der elektrischen Verbindungsmuster der Dreiphasenstatorspulen 8 verlängert wird. Wenn der bürstenlose Motor wieder gestartet wird, erzeugt die CPU 1 das Phasenschaltsignal, so dass die elektrischen Verbindungsmuster der ersten zwei Phasen der Dreiphasenstatorspulen 8 verlängert werden, die länger als jene der gewöhnlichen Drehung sind, von einer optionalen Stopposition, an der der Rotormagnet 16 und der Statorkern 11 (die Statorzacken 12) sich gegenseitig anziehen. Dann wird der sensorlose Antrieb mit den gleichen elektrischen Verbindungsmustern für jede eine Drehung des Rotors 13 ausgeführt.
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Das elektrische Verbindungsmuster wird nämlich von 12 Mustern pro Umdrehung für den Sensorantrieb zu 14 Mustern pro Umdrehung geändert, wie in 7 gezeigt ist; die elektrische Leistung wird zum Beispiel zu der VH-Phase und der UL-Phase der Statorspulen 8 während der Zeitdauer von zwei Mustern geliefert (z. B. die elektrischen Verbindungsmuster a und b), was von dem Zeitgeber gezählt wird. Mit dieser Tätigkeit werden die Positionen der Magnetpole des Rotormagneten 16, die den Statorzacken 12 zugewandt sind, stabilisiert, so dass der Motor 5 stabil angetrieben werden kann ohne Heraustreten. Von der elektrischen Leistung wird zu der WH-Phase und der UL-Phase als das dritte Muster geliefert (das elektrische Verbindungsmuster c), wird die Phasenänderung jedes Mal ausgeführt, wenn der Zeitgeber ein Muster zählt. Wenn das siebte Muster (das elektrische Verbindungsmuster g) beendet ist, werden die elektrischen Verbindungsmuster von dem ersten Muster (das elektrische Verbindungsmuster a) zu dem siebten Muster (das elektrische Verbindungsmuster g) wiederholt, so dass der Öffnungs-/Schließkörper, der zeitweilig gestoppt worden ist, in der vorgeschriebenen Richtung bewegt werden kann und die Öffnung des festen Daches geöffnet (oder geschlossen) werden kann. Der sensorlose Antrieb wird mit den gleichen elektrischen Verbindungsmustern für jede Drehung des Rotors 13 ausgeführt; selbst, wenn sich der Rotor 13 nicht mit folgender Phasenschaltsignale drehen kann, die die Phasen der Statorspulen 8 ändern bei der ersten Rotation, startet der Rotor zu drehen, wenn der Rotormagnet 16 und die Statorzacken 18 magnetisch bei der gleichen Drehung oder später ausgeglichen werden, so dass der Öffnungs-/Schließkörper sicher geöffnet und geschlossen werden kann. Die CPU 1 führt den sensorlosen Antrieb des Motors aus, während der Öffnungs-/Schließschalter gedrückt wird. Der Öffnungs-/Schließkörper wird häufig in die Richtung zum Schließen bewegt, aber manchmal in die Richtung zum Öffnen, so dass z. B. ein umgekipptes Fahrzeug verlassen werden kann. Daher wird der Schalter benutzt zum Öffnen oder Schließen des Öffnungs-/Schließkörpers.
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8 ist ein Flussdiagramm einer Motorsteuertätigkeit für den sensorlosen Antrieb. Wenn ein Benutzer einen Befehl zum Starten des sensorlosen Antriebs eingibt, werden Dreiphasen-PWM-Signale, die durch den Steuerabschnitt 3 des Drehmagnetfeldes der CPU 1 (siehe 1) erzeugt worden sind, an den Motor über den Vorbenutzer 4 eingegeben. Treiberspannung wird an die Statorspulen 8 mit dem N-ten (erstes bis siebtes) elektrisches Verbindungsmuster angelegt (Schritt S21). Wenn die Spannung an die Statorspulen 8 angelegt wird, startet der Zeitgeber zu zählen, und der gezählte Wert wird geprüft, ob der Wert einen vorgeschriebenen Kommunikationswert überschreitet oder nicht (Schritt S22). Wenn der Zählwert geringer als der vorgeschriebene Kommunikationswert ist, geht die Steuertätigkeit zu einem Schritt S27, so dass bestätigt wird, wenn der Benutzer den Startbefehl eingibt oder nicht.
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Wenn der gezählte Wert größer als der vorgeschriebene Kommunikationswert ist, wird das elektrische Verbindungsmuster von dem N-ten (erstes bis siebtes) Muster zu dem N + 1-ten Muster geändert (Schritt S23). Als nächstes prüft die Steuertätigkeit, ob das gegenwärtige Verbindungsmuster das siebte Verbindungsmuster ist oder nicht (Schritt S24); wenn das gegenwärtige Verbindungsmuster nicht das siebte Verbindungsmuster ist, geht de Steuertätigkeit zu einem Schritt S27; und wenn der Startbefehl des Benutzers weiter anhält, wird die elektrische Leistung zu dem N-ten Muster geliefert, bis der gezählte Wert des Zeitgebers den vorgeschriebenen Kommunikationswert erreicht.
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Wenn das gegenwärtige Verbindungsmuster das siebte Verbindungsmuster ist, kehrt das elektrische Verbindungsmuster zu dem N-ten = ersten Muster zurück (Schritt S25), und der Zeitgeber wird zurückgesetzt (Schritt S26). Wenn der Startbefehl des Benutzers (durch den Schalter eingegeben) gelöscht wird, wird die Drehung des Motors 5 gestoppt (Schritt S27). Durch den oben beschriebenen sensorlosen Antrieb kann der bürstenlose Motor, dessen Magnetpolsensor versagt hat, wieder gestartet werden, und der Öffnungs-/Schließkörper kann zu einer gewünschten Position durch Betätigen des Schalters bewegt werden.
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Zusätzlich zu der Geräuschverringerung durch die bürstenlose Struktur werden Drehmomentschwankungen des Motors beschränkt, und Drehvibrationen davon werden verringert durch Durchlassen eines sinusförmigen Stromes oder eines pseudosinusförmigen Stromes durch die Statorspulen 8, so dass der Motor weiter beruhigt werden kann. Weiter können in dem Fall, dass der Rotormagnet 16 ein schrägmagnetisierter oder sinusförmig magnetisierter ist in der radialen Richtung, Drehmomentschwankungen und Stottern verringert werden, so dass Drehvibration verringert werden kann, der Motor kann weiter beruhigt werden durch Kombinieren des Verfahrens des Durchlassens des sinusförmigen Stromes oder des pseudosinusförmigen Stromes durch die Statorspulen 8.