特表 2022-544937 モータユニットの制御方法およびかかる方法を実施するためのモータユニット

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公表特許公報(A)

(11)【公表番号】

(43)【公表日】2022-10-24

(54)【発明の名称】モータユニットの制御方法およびかかる方法を実施するためのモータユニット

(51)【国際特許分類】

   H02P 6/22 20060101AFI20221017BHJP

   H02P 6/16 20160101ALI20221017BHJP

【ＦＩ】

H02P6/22

H02P6/16

【審査請求】有

【予備審査請求】未請求

(21)【出願番号】P 2022508930

(86)(22)【出願日】2020-09-01

(85)【翻訳文提出日】2022-02-10

(86)【国際出願番号】 EP2020074317

(87)【国際公開番号】W WO2021047949

(87)【国際公開日】2021-03-18

(31)【優先権主張番号】102019213752.0

(32)【優先日】2019-09-10

(33)【優先権主張国・地域又は機関】DE

(81)【指定国・地域】

(71)【出願人】

【識別番号】519453607

【氏名又は名称】ヴィテスコ テクノロジーズ ジャーマニー ゲー・エム・ベー・ハー

【氏名又は名称原語表記】Ｖｉｔｅｓｃｏ Ｔｅｃｈｎｏｌｏｇｉｅｓ Ｇｅｒｍａｎｙ ＧｍｂＨ

【住所又は居所原語表記】Ｓｉｅｍｅｎｓｓｔｒａｓｓｅ １２，９３０５５ Ｒｅｇｅｎｓｂｕｒｇ，Ｇｅｒｍａｎｙ

(74)【代理人】

【識別番号】100114890

【弁理士】

【氏名又は名称】アインゼル・フェリックス＝ラインハルト

(74)【代理人】

【識別番号】100098501

【弁理士】

【氏名又は名称】森田 拓

(74)【代理人】

【識別番号】100116403

【弁理士】

【氏名又は名称】前川 純一

(74)【代理人】

【識別番号】100134315

【弁理士】

【氏名又は名称】永島 秀郎

(74)【代理人】

【識別番号】100162880

【弁理士】

【氏名又は名称】上島 類

(72)【発明者】

【氏名】エトガー イェリヒョウ

(72)【発明者】

【氏名】ミヒャエル ヴィンクラー

【テーマコード（参考）】

5H560

【Ｆターム（参考）】

5H560AA08

5H560BB04

5H560BB12

5H560DA07

5H560DB20

5H560HA09

5H560JJ19

5H560RR03

5H560UA02

5H560XA04

5H560XA05

(57)【要約】

本発明はモータユニット（２）の監視方法に関し、少なくとも以下のステップを含む。すなわち、スタートロータポジション（Ｓｔａｒｔ－ＲＰ）を検出するステップ、少なくとも１つの安全上問題のないポジション許容範囲（ＳＢ）を特定または設定するステップ、ロータ（４）のための少なくとも１つのポジションオフセット（ΔＲＰ）を、特定もしくは設定されたポジション許容範囲（ＳＢ）に応じて特定または設定するステップ、ロータ（４）のための目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）を、スタートロータポジション（Ｓｔａｒｔ－ＲＰ）とポジションオフセット（ΔＲＰ）とに基づき特定するステップ、目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）を、特定された目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）に基づき設定するステップ、目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）によってロータ（４）を設定された目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）に向かって回転させるために、モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）を生成してモータユニット（２）に適用するステップ、モータユニット（２）を制御する実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）を、モータコントローラ（６）とモータユニット（２）との間のインタフェース（ＳＳ）において検出するステップ、モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）によるロータ（４）の回転から結果として生じたロータ（４）の実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）を検出するステップ、および検出された実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）も、検出された実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）も、それらの検証のためにフィードバックするステップ。さらに本発明はモータユニット（２）に関する。

【特許請求の範囲】

【請求項1】

ロータ（４）およびステータ（３）を備えたモータユニット（２）の制御方法であって、当該方法は、
スタートロータポジション（Ｓｔａｒｔ－ＲＰ）を検出するステップと、
少なくとも１つの安全上問題のないポジション許容範囲（ＳＢ）を特定または設定するステップと、
前記ロータ（４）のための少なくとも１つのポジションオフセット（ΔＲＰ）を、特定もしくは設定された前記ポジション許容範囲（ＳＢ）に応じて特定または設定するステップと、
前記ロータ（４）のための目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）を、前記スタートロータポジション（Ｓｔａｒｔ－ＲＰ）と前記ポジションオフセット（ΔＲＰ）とに基づき特定するステップと、
目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）を、特定された前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）に基づき設定するステップと、
前記目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）によって前記ロータ（４）を設定された前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）に向かって回転させるために、モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）を生成して前記モータユニット（２）に適用するステップと、
前記モータユニット（２）を制御する実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）を、モータコントローラ（６）と前記モータユニット（２）との間のインタフェース（ＳＳ）において検出するステップと、
前記モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）による前記ロータ（４）の回転から結果として生じた前記ロータ（４）の実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）を検出するステップと、
検出された前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）も、検出された前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）も、それらの検証のためにフィードバックするステップと、
を含む、モータユニット（２）の制御方法。

【請求項2】

フィードバックされた前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）および／またはフィードバックされた前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）に基づき、安全信号（Ｓａｆｅ）および／またはエラー信号（Ｎｏｔ－ｓａｆｅ）を生成および／または出力および／または伝送する、請求項１記載の方法。

【請求項3】

第１の検証段階において、検出された前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）を前記目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）と比較し、前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）が設定された制御許容範囲（ＳＭ－ＴＢ）内に位置していれば、安全信号（Ｓａｆｅ）として第１の検証信号（ＶＳ１）を生成し、そうでなければ該第１の検証信号（ＶＳ１）の生成を行わず、または前記エラー信号（Ｎｏｔ－ｓａｆｅ）を生成する、請求項１または２記載の方法。

【請求項4】

第１の検証段階において、または前記第１の検証段階において、検出された前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）を前記目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）と比較し、前記実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）が設定された制御許容範囲または前記制御許容範囲（ＳＭ－ＴＢ）内に位置していれば、前記モータコントローラ（６）をアクティベートし、またはアクティベートしたままにし、そうでなければ前記モータコントローラ（６）をディアクティベートする、請求項１から３までのいずれか１項記載の方法。

【請求項5】

前記制御許容範囲（ＳＭ－ＴＢ）を、前記目標制御パターン（Ｓｏｌｌ－ＳＭ）のための少なくとも１つまたは複数の制御上限値および／または少なくとも１つまたは複数の制御下限値に基づき決定する、請求項３または４記載の方法。

【請求項6】

第２の検証段階において、検出された前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）を前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）と比較し、検出された前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）が設定された前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）と等しく、かつ／または設定された安全上問題のない前記ポジション許容範囲（ＳＢ）内に位置していれば、安全信号（Ｓａｆｅ）として第２の検証信号（ＶＳ２）を生成し、そうでなければ該第２の検証信号（ＶＳ２）の生成を行わず、またはエラー信号（Ｎｏｔ－ｓａｆｅ）を生成する、請求項１から５までのいずれか１項記載の方法。

【請求項7】

第２の検証段階において、検出された前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）を前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）と比較し、検出された前記実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）が設定された前記目標ロータポジション（Ｓｏｌｌ－ＲＰ）と等しく、かつ／または設定された前記ポジション許容範囲（ＳＢ）内に位置していれば、前記モータコントローラ（６）をアクティベートし、またはアクティベートしたままにし、そうでなければ前記モータコントローラ（６）をディアクティベートし、またはエラー信号（Ｎｏｔ－ｓａｆｅ）を生成する、請求項１から６までのいずれか１項記載の方法。

【請求項8】

前記ロータ（４）のために設定される前記ポジション許容範囲（ＳＢ）を、少なくとも１つまたは複数のポジション上限値および／または少なくとも１つまたは複数のポジション下限値に基づき、決定および／または設定する、請求項１から７までのいずれか１項記載の方法。

【請求項9】

設定される前記ポジション許容範囲（ＳＢ）を決定するとき、および／または前記制御許容範囲（ＳＭ－ＴＢ）を決定するとき、ロータポジションセンサ（５）の測定公差、前記モータユニット（２）の製造公差、および／または前記ロータ（４）のポジション公差を、少なくとも１つの許容係数によって考慮する、請求項１から８までのいずれか１項記載の方法。

【請求項10】

前記ロータ（４）の運動方向を継続的に決定する、請求項１から９までのいずれか１項記載の方法。

【請求項11】

モータユニット（２）のモータコントローラ（６）を検査するための、請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法の使用。

【請求項12】

モータユニット（２）であって、少なくとも、
ステータ（３）およびロータ（４）と、
ロータポジション（ＲＰ）を検出するためのロータポジションセンサ（５）と、
前記ロータ（４）の回転運動のためのモータコントローラ（６）と、
を備えており、
前記モータコントローラ（６）は、モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）の適用により前記モータユニット（２）を制御および駆動し、さらに制御モジュール（７）が設けられており、該制御モジュール（７）は、前記モータコントローラ（６）の前段に接続されているか、または前記モータコントローラ（６）の一部であり、
前記モータコントローラ（６）および前記制御モジュール（７）は、前記モータユニット（２）の動作前または動作後または動作中、前記モータコントローラ（６）を請求項１から１０までのいずれか１項記載の方法に従い検査するように、場合によってはアクティベートまたはディアクティベートするように、構成されている、
モータユニット（２）。

【請求項13】

モータユニット（２）であって、少なくとも、
ステータ（３）およびロータ（４）と、
ロータポジション（ＲＰ）を検出するためのロータポジションセンサ（５）と、
前記ロータ（４）の回転運動のためのモータコントローラ（６）と、
を備えており、
前記モータコントローラ（６）は、モータ制御パターン（ＳＩ－ＳＭ）の適用により前記モータユニット（２）を制御および駆動し、さらに制御モジュール（７）が設けられており、該制御モジュール（７）は、前記モータコントローラ（６）の前段に接続されているか、または前記モータコントローラ（６）の一部であり、
前記制御モジュール（７）は、実際ロータポジション（Ｉｓｔ－ＲＰ）および／または実際制御パターン（Ｉｓｔ－ＳＭ）を前記モータコントローラ（６）にフィードバックする、
モータユニット（２）。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータユニットの制御方法およびかかる方法を実施するためのモータユニットに関する。

【0002】

従来技術から、たとえば電気機械の形態のモータユニットが公知である。たとえば電気機械は、アクチュエータおよびステータ－ロータユニットとして構成されている。

【0003】

電気機械、特にモータユニットは、たとえば車両においてその車両を駆動するために使用され、その際にこれを安全関連アプリケーションの一部とすることができる。車両における安全関連アプリケーションは、安全関連の誤動作が発生した場合に、安全な状態に移行させなければならない。たとえばＩＳＯ規格２６２６２という規格によれば、自動車における安全関連の電気／電子アプリケーションのために、複数の安全要件段階ＡＳＩＬ（Ａｕｔｏｍｏｔｉｖｅ Ｓａｆｅｔｙ Ｉｎｔｅｇｒｉｔｙ Ｌｅｖｅｌの略）が明記されている。

【0004】

本発明の基礎とする課題は、モータユニットの安全な制御を実現するモータユニットの新規の制御方法およびこの方法を実施するための改善されたモータユニットを提供することにある。

【0005】

この課題は方法については、本発明によれば請求項１に記載された特徴によって解決される。この課題はモータユニットについては、本発明によれば請求項１２または１３に記載された特徴によって解決される。

【0006】

従属請求項には本発明の有利な実施形態が記載されている。

【0007】

少なくともロータおよびステータを備えたモータユニットの制御方法において、最初にスタートロータポジションが検出される。次いで、ロータポジションについて少なくとも１つの安全上問題のないポジション許容範囲が設定および／または特定される。さらに、ロータについて少なくとも１つのポジションオフセットが、ポジション許容範囲に応じて設定もしくは特定される。この場合、ポジションオフセットは特に、設定または特定されたポジション許容範囲内で設定および／または特定され、したがってロータにおいて調整可能なポジションオフセットは、常にポジション許容範囲内に位置するようになる。たとえばポジションオフセットとして、角度値および／または方向の向きが設定または特定される。特に、ロータのための一定のポジションオフセットが、等しく維持される角度値および／または等しく維持される方向の向きの形態で設定または特定される。

【0008】

次のステップにおいて、スタートロータポジションとポジションオフセットとに基づき目標ロータポジションが特定され、この目標ロータポジションに基づき目標制御パターンが設定され、この目標制御パターンからモータコントローラによりモータ制御パターンが生成されて、設定された目標ロータポジションに向かってロータを回転させるために、モータユニットに適用される。その際にこの方法によってさらに提案されるのは、モータコントローラとモータユニットとの間のインタフェースのところで、モータユニットを制御している実際制御パターンを検出する、ということである。さらに、実際制御パターンによるロータの回転から結果として生じた実際ロータポジションが検出され、その際、検出された実際制御パターンも検出された実際ロータポジションも、それらの検証のためにモータコントローラにフィードバックされる。

【0009】

本発明による方法によれば、安全上問題のないポジション許容範囲内に位置するロータポジションにロータが常に調整される、ということが安全かつ簡単に実現される。

【0010】

安全上問題のないポジション許容範囲とは特に、ロータについての最大運動範囲またはポジション許容範囲のことであると解され、この範囲内であれば、モータユニットが安全上危険な状態に陥ることなく、特にモータユニットの安全要件に該当する危険な状況を引き起こすことなく、ロータが運動することが許され、相応に制御される。安全上問題のないポジション許容範囲は、スタートロータポジションからのロータポジションの許容偏差に対する最大および最小の閾値または限界値によって明示されている。

【0011】

たとえば危険な状況によって、モータユニットまたはたとえばモータユニットのスイッチング素子など少なくとも個々の部品の故障、あるいは短絡が引き起こされるおそれがある。その際に不所望な大電流が流れ、それによってモータユニットの部品の加熱に至る可能性があり、その結果、モータユニットが損傷してしまうおそれがある。本発明による方法によって、かかる状況を十分に低減することができ、またはそれどころか回避することができる。かくして車両動作中の走行安全性の上昇が実現されている。さらに、危険な状況によってある変速段に意図せずに入ってしまったり、またはクラッチが不所望に閉じてしまったりする可能性があり、このようなこともこの方法によって低減することができ、またはそれどころか回避することができる。

【0012】

この場合、限界値をスタートロータポジションから対称または非対称に離れるようにすることができる。たとえばスタートロータポジションから対称に離れるようにする場合には、等しい大きさの最小および最大の限界値を設定または特定することができる。択一的に非対称に離れるようにする場合には、それぞれ異なる大きさの最小および最大の限界値を設定または特定することができる。該当するモータユニットのための安全上問題のないポジション許容範囲は、特にその限界値は、たとえばメモリに格納されている。

【0013】

１つの可能な実施形態によれば、ロータのために設定されるポジション許容範囲が、少なくとも１つまたは複数のポジション上限値および／または少なくとも１つまたは複数のポジション下限値に基づき、決定および／または設定される。たとえば、設定されるポジション許容範囲および／または制御許容範囲を決定するときに、ロータポジションセンサの測定公差、モータユニットの製造公差、および／またはロータのポジション公差が、少なくとも１つの許容係数によって考慮される。

【0014】

これに加えて提案されているのは、ロータの運動および／または運動方向が継続的に決定されることである。たとえば、実際ロータポジションも目下の実際ロータ運動の実際の方向の向きも継続的に、特に周期的に、たとえば１０ｍｓ間隔または５０ｍｓ間隔で、検出または特定される。ロータポジション値として、特に角度値および／または角度範囲値が特定される。たとえば２つのロータポジションの差異または偏差から、ロータの個々の運動方向、特に回転方向、が特定される。差異または偏差としてたとえば、スタートロータポジションと実際ロータポジションとの間の、および／または目標ロータポジションと実際ロータポジションとの間の、および／または２つの実際ロータポジションの間の、差分たとえば角度差分および／または距離差分が特定される。規定された最大回転数によって個々の逆方向が排除される。

【0015】

さらに本発明による方法によれば、モータユニットを稼働開始するたびに、機能の診断もしくは検査を実施することができる。特にモータユニットを稼働開始するたびに、ロータポジションを新たに特定する必要があり、その理由はたとえば、一定のロータ終了ポジションが規定されておらず、または規定することができないからである。

【0016】

スタートロータポジションを、たとえばモータユニットの始動前またはモータユニットの静止状態中またはモータユニットの動作状態中、ロータポジションセンサによって検出することができる。

【0017】

これに加えモータユニットは、少なくとも１つのモータコントローラを含む。モータコントローラは特に制御装置またはマイクロコンピュータであって、これはたとえばセンサ信号、アナログ信号、ディジタル信号などの入力信号を検出し、かつ／またはこれにそのような入力信号が供給され、その際、入力信号はモータコントローラによって、位置信号、情報信号、安全信号および／または閉ループ制御信号といった出力信号となるよう処理される。

【0018】

したがってモータコントローラおよび／またはモータコントローラの適応型制御モジュールには、入力信号としてたとえば少なくとも、検出されたスタートロータポジションと、特定または設定された安全上問題のないポジション許容範囲とが供給される。安全上問題のないポジション許容範囲および／または検出されたスタートロータポジションに基づき、モータコントローラによってロータのために、安全上問題のないポジション許容範囲内に位置するポジションオフセット、特に最大可能な正または負のポジションオフセット、が特定または設定される。この目的で制御モジュールが設けられており、このモジュールをモータコントローラの一部とすることができ、またはこのモジュールはモータコントローラの前段に適応的に接続されている。

【0019】

スタートロータポジションとポジションオフセットとに基づき、モータコントローラによって目標ロータポジションが特定され、これに基づき、ロータを制御するために関連づけられた目標制御パターンが生成され、その際、目標制御パターンによってロータが能動的に、設定された目標ロータポジションに向かって制御され動かされる。この場合に少なくとも、ロータの運動方向と、安全上問題のないポジション許容範囲の遵守とを監視することができる。特に、ロータポジション推移を監視することができる。ロータの制御はたとえば、モータユニットに組み込まれたステータの制御を介して実施される。

【0020】

たとえばモータユニットは、電気モータまたはアクチュエータ装置である。本発明による方法を用いることで、モータユニットにおいて誤りのあるまたは機能を果たさない制御を、たとえば規格ＩＳＯ２６２６２に従い、確実かつ早期に識別することができる。１つの実施形態によれば、モータユニットは三相交流モータである。択一的な実施形態によれば、モータユニットは直流モータ、特にいわゆるブラシレス直流モータ、である。

【0021】

１つの実施形態によれば、ロータポジションセンサはたとえば慣用の回転センサであり、たとえばロータリーエンコーダ、角度センサ、角度および／または方向を検出する角度発生器などである。

【0022】

本発明による方法を用いることで、モータユニットの制御を監視、診断することができ、モータユニットが常に安全な動作状態を遵守するように導くことができる。さらにこの方法によって、安全関連の誤動作のときにモータユニットを能動的にコントロールしながら、安全な動作状態に導くもしくは移行させることができる。特にこれによって、規格ＩＳＯ２６２６２の安全要件段階をＡＳＩＬ Ｃの段階まで満たすことができる。安全な動作状態は、安全上問題のないポジション許容範囲内で設定された目標ロータポジションに向かってロータが動かされる、特に移動させられ回転される、というようにして達成される。

【0023】

たとえばモータユニットの稼働開始時すなわち始動時、および／またはモータユニットの動作中、ロータ運動が監視される。この場合、本発明による方法を用いることで、モータユニットの安全な動作がスタートロータポジションおよび初期ロータ運動もしくはその後のロータ運動に応じて可能であるか否か、が有利には早期に識別される。

【0024】

さらなる態様によって提案されるのは、フィードバックされた実際制御パターンおよび／またはフィードバックされた実際ロータポジションに基づき、モータユニットのための安全信号が生成および／または出力および／または伝送される、ということである。安全信号はたとえば、警告信号、特に光学的および／または音響的な警告信号、工場への情報信号、および／またはモータコントローラのための制御信号であり、この制御信号によってたとえば、危険なロータポジションおよび／またはロータ制御が検出されたときにはモータコントローラがディアクティベートされ、または安全なロータポジションおよび／またはロータ制御が検出されたときにはモータコントローラがアクティベートおよび維持される。

【0025】

たとえば、目下のロータ運動が安全上問題ない目標ポジション許容範囲（目標ロータ運動範囲とも称する）を越えたことが特定され、それが場合によっては許容できないケースであれば、ロータの制御を安全信号によって中断することができる。つまり目標制御パターンにより設定されている要求された目標ロータ運動からの初期ロータ運動または実際ロータ運動の逸脱が特定されたならば、ロータの制御が中断される。かくして、安全上問題のないポジション許容範囲内に位置する目標ロータポジションによって、安全上問題のない検証され検査されコントロールされたポジションにロータがセットされる。さらなる誤動作が検出されなければ、ロータもしくはモータユニットを駆動することができ、その際にロータポジションは目標ロータポジションにセットされる。特に目標ロータポジションは、たとえばモータユニットの稼働開始時または動作中、ロータを制御するために特定された最適なロータポジションである。

【0026】

さらなる実施形態によれば、第１の検証段階において、検出された実際制御パターンが目標制御パターンと比較され、実際制御パターンが設定された制御許容範囲内に位置していれば、安全信号として第１の検証信号が生成され、そうでなければこの第１の検証信号の生成が行われない。

【0027】

第１の検証信号はたとえば、ロータの制御をアクティベートするアクティベーション信号である。第１の検証信号の生成が行われないことによって、ロータがディアクティベートされ、またはロータがディアクティベートされたままであることが保証される。エラー信号を生成することもできる。

【0028】

制御許容範囲はたとえば、制御パターンまたは制御プロフィルに対するスイッチング／ハードウェア／動作許容範囲であり、どのような公差（たとえば＋／－１％から＋／－３％まで）で制御信号／パルスを生成することが許されているのか、を記述している。制御許容範囲は安全上問題のない制御範囲であり、この制御範囲によって、生成された制御信号または制御パルスが上または下に向かう方向で（最大下方偏差および／または最大上方偏差により）制限される。制御許容範囲はたとえば、目標制御パターンのための少なくとも１つまたは複数の制御上限値および／または少なくとも１つまたは複数の制御下限値に基づき決定される。制御限界値はたとえば、モータコントローラのソフトウェア／ハードウェア公差、たとえば電子コンポーネントのスイッチング公差など、に依存する。

【0029】

択一的または付加的に、第１の検証段階において、または上述の第１の検証段階において、検出された制御パターンが目標制御パターンと比較され、その際、実際制御パターンが、設定された制御許容範囲内または上述の設定された制御許容範囲内に位置していれば、モータコントローラ、特に目標制御パターン、がアクティベートされるかまたはアクティベートされたままにされ、そうでなければモータコントローラ、特に目標制御パターン、がディアクティベート（たとえば中断）され、もしくはディアクティベートされたままにされる。

【0030】

さらなる態様によって提案されるのは、第２の検証段階において、検出された実際ロータポジションが目標ロータポジションと比較され、その際、検出された実際ロータポジションが設定された目標ロータポジションと等しく、かつ／または設定された安全上問題のないポジション許容範囲内に位置していれば、安全信号として第２の検証信号が生成され、そうでなければこの第２の検証信号の生成が行われず、またはエラー信号が生成される、ということである。

【0031】

第２の検証信号をたとえば同様に、ロータの制御をアクティベートするアクティベーション信号とすることができる。第２の検証信号の生成が行われないことによって、ロータをディアクティベートすることができ、またはロータがディアクティベートされたままであることを保証することができる。

【0032】

択一的または付加的に、第２の検証段階において、検出された実際ロータポジションが目標ロータポジションと比較され、その際、検出された実際ロータポジションが設定された目標ロータポジションと等しければ、かつ／または設定されたポジション許容範囲内に位置していれば、モータコントローラがアクティベートされ、またはアクティベートされたままにされ、特に目標制御パターンがアクティベートされ、またはアクティベートされたままにされ、そうでなければモータコントローラ、特に目標制御パターン、がディアクティベート（たとえば中断）され、もしくはディアクティベートされたままにされる。

【0033】

この方法のさらなる実施形態によれば、モータコントローラの機能が適用された制御パターンのフィードバック測定を介して検査される。特に制御パターンがフィードバック測定により検証される。モータコントローラ、特にその周辺装置、の適正な機能が、モータ終段で生じた制御パターンのフィードバック測定によって検査される。

【0034】

この方法の１つの実施形態によれば、制御パターンに応じてロータが能動的に制御された後、その結果として生じたロータの目下の動作実際ポジションが検出され、その際にこのポジションが特定された目標ロータポジションと比較される。センサ公差を考慮に入れて、実際ロータポジションと目標ロータポジションとの一致が特定されたならば、モータコントローラは検証済みと見なされる。

【0035】

モータユニットの上述の制御方法は特に、モータユニットの始動中、動作中または動作後、モータユニットのモータコントローラを検査および／または監視するために用いられる。

【0036】

特に、ロータの実際ロータポジションおよび実際制御パターンのフィードバック測定を介して、ロータの適正な運動実施が検査および監視される。実際ロータポジションは、制御パターンに相応するロータポジションであり、このポジションは、制御パターンに応じてステータを制御することによって達成される。実際ロータポジションは、ロータポジションセンサによって伝達される新たなセンサ信号をもたらし、したがってこれは新たなロータポジションに相応する。たとえば実際ロータポジションとは、適用された目標制御パターンに応じて制御された後にロータがとるポジションのことであると解される。ロータが目標ロータポジションに接近し、最初に特定されたポジション許容範囲内に存在するならば、運動実施はエラーなしと評価され、つまりは適正であると評価される。

【0037】

特に本発明による方法によれば、モータユニット全体の、特にモータコントローラ全体の、いわゆるイン・ザ・ループ・チェック（Ｉｎ－Ｔｈｅ－Ｌｏｏｐ－Ｃｈｅｃｋ）が実施可能である。さらに、適用された実際制御パターンのフィードバック測定によって、目標制御パターンの要求を満たすことができるか否か、が検査される。

【0038】

たとえば、目標ロータポジションおよび／または目標制御パターンなどの目標値、および／またはポジション許容範囲および／または制御許容範囲は、モータユニットに結合されたモータコントローラ内および／または診断ユニット内に格納されている。モータコントローラはこのために適切なソフトウェアを有することができ、すなわちポジション許容範囲、目標ロータポジション、目標制御パターンおよび／または制御許容範囲を生成するために適切なアプリケーションプログラムを有することができる。

【0039】

特にソフトウェアは、この方法を実施するようにコンフィギュレーションされている。ソフトウェアは、モータコントローラによって実施されるロータの制御を監視するように構成されている。特にソフトウェアは、モータコントローラ全体の制御、特にコントロール、を実施するように構成されている。ソフトウェアは、モータコントローラの周辺装置を介して、目標制御パターンをモータ端子に伝達し、ロータの実際運動方向ならびにポジション許容範囲の遵守を監視する。

【0040】

この方法の１つの可能な実施形態によって提案されるのは、目標ロータポジションとして角度値、特にたとえば＋３０°または＋６０°の角度値、が特定または設定され、ポジション許容範囲として角度範囲値、特に±３０°～±３５°の角度範囲値、が特定または設定される、ということである。たとえば角度範囲値は、ロータの検出されたスタートロータポジションを基準として±３０°～３５°の値となり、特に±１５°～２５°、好ましくは±２０°の値となる。たとえば、ロータの検出されたスタートロータポジションに基づき、１本の軸線が直線形状などで形成され、この軸線を中心に、ポジション許容範囲および／または目標ロータポジションを定義するための角度範囲が決定される。たとえば、スタートロータポジションの軸線は対称軸線を成している。

【0041】

この方法のさらなる実施形態によれば、特定された目標ロータポジションが、ロータを制御する目標制御パターンを特定するための基準ポジションとして用いられる。たとえば目標制御パターンは、ロータユニットを駆動するための制御情報を提供するコントロールスキーマである。この場合、制御情報は出力信号として、特に制御パルスとして、モータユニットに伝達される。かくしてロータを、目標制御パターンの設定に従い駆動することができる。たとえばステータはモータコントローラと結合されており、その際、モータコントローラはステータを制御する。

【0042】

目標制御パターンの特定およびその結果として生じた適用すべきモータ制御パターン（制御信号、制御パルス）の生成は、たとえばモータコントローラ内に組み込まれたソフトウェアによって実施される。特にソフトウェアは格納されたアルゴリズムを含み、その目的は、格納および／または特定された基準値、閾値または限界値および／または目標値を、たとえばポジションオフセットの値、ポジション許容範囲の限界値、この範囲内にある目標ロータポジションおよび／またはその結果として得られる目標制御パターンなどを、供給することである。

【0043】

この方法の１つの実施例によれば、ロータを制御するために、目標制御パターンがモータユニットのモータコントローラに伝送される。たとえばモータコントローラは、モータユニットを駆動するように構成された複数のハードウェア構成要素を含む。

【0044】

１つの実施形態によれば、目標制御パターンを用いて、動作電圧および／または電流の流れおよび／または回転数および／または回転速度および／または回転角度に関して、少なくとも１つのモータ制御パターンが、特に制御信号パターン／制御パルスパターンが、ロータを制御するために設定される。その際、モータ制御パターンに関する最大値および／または最小値といった範囲値を、つまりはモータユニットを駆動するための個々の要求を、設定することができる。この場合、最大限に許容される回転速度および／または動作電圧など、モータユニットの種々のパラメータが考慮される。たとえばロータの最適化された制御によって、モータユニットの効率、動作コスト、場合によっては生じる動作ノイズ、耐用年数およびエネルギー消費に作用が及ぼされる。たとえばステータ、たとえばそのステータ巻線、特にコイル、は最大許容電流で駆動され、またはそれには動作電圧が印加される。また、適用すべき動作電圧を特定するときには、ロータの回転速度も考慮することができる。特に制御パターンによって、ステータのための適切な電流の流れが、基準ポジションとして特定された目標ロータポジションに応じて調整される。

【0045】

さらに本発明は、上述の方法を実施するためのモータユニットに関する。特にこのモータユニットは車両の一部である。本発明によるモータユニットは少なくとも、ステータおよびロータと、ロータポジションを検出するためのロータポジションセンサと、ロータの回転運動のためのモータコントローラとを含み、その際にモータコントローラは、制御パターンの適用によりモータユニットを制御および駆動し、さらに制御モジュールが設けられており、この制御モジュールは、モータコントローラの前段に接続されているか、またはモータコントローラの一部であり、モータコントローラおよび制御モジュールは、モータユニットの動作前または動作後または動作中、モータコントローラを検査するように、場合によってはアクティベートまたはディアクティベートするように、構成されている。

【0046】

１つの発展形態によれば、モータユニットは制御モジュールを特に、少なくともロータに該当する動作状態を特定するための診断ユニットとして、含むことができる。診断ユニットはたとえば、ロータを制御する際にロータポジション推移を監視する目的で設けられている。

【0047】

１つの発展形態によれば、モータユニットは、いわゆるイン・ザ・ループ・チェック（Ｉｎ－Ｔｈｅ－Ｌｏｏｐ－Ｃｈｅｃｋ）を実施するように構成されている。

【0048】

次に、本発明の実施例について図面を参照しながら詳しく説明する。

【図面の簡単な説明】

【0049】

【図1】少なくともロータおよびステータならびにモータコントローラおよび制御モジュールを含むモータユニットを備えた車両の１つの実施例を概略的に示す図である。

【図2】モータユニットの１つの実施例を種々の可能なロータポジションにあるロータと共に概略的に示す図である。

【図3】モータユニットの制御方法について概略的に示すブロック図である。

【図4】モータユニットを駆動するための方法の時間的な流れを示す図である。

【0050】

互いに対応する部分には、すべての図面において同じ参照番号が付されている。

【0051】

図１には、モータユニット２を備えた車両１の実施例が概略的に示されている。

【0052】

モータユニット２は、車両１を駆動するように、または少なくとも個々の車両構成要素を駆動するように、構成されている。たとえばモータユニット２は電気モータユニットである。たとえばモータユニット２はアクチュエータユニットまたは電気モータであり、特に直流モータである。

【0053】

モータユニット２は、ステータ３およびステータ３と結合されたロータ４を含む。特にステータ３およびロータ４は互いに磁気的に結合されており、その際にロータ４はステータ３の給電によって制御可能である。特に、ステータ３に電気エネルギーを印加したときに磁界が生成され、それによってロータ４を、相互の磁気的な吸引力と反発力とに基づき運動状態に移行させることができる。

【0054】

モータユニット２はさらにロータポジションセンサ５を含み、このセンサはロータポジションＲＰ、たとえばスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰおよび／または実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰ、を検出する。

【0055】

しかもモータユニット２は、モータコントローラ６および制御モジュール７を含み、制御モジュール７は、モータコントローラ６の前段に接続されているか、またはこれと適応的に結線されており、またはモータコントローラ６内に実装されている。

【0056】

モータコントローラ６および特に適応型制御モジュール７は、以下で説明するモータユニット２の制御方法を実施するように構成されている。

【0057】

この場合、最初に少なくとも１つの安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢが設定または特定される。特定もしくは設定されたポジション許容範囲ＳＢに応じて、ロータ４のための少なくとも１つのポジションオフセットΔＲＰが決定または設定される。

【0058】

次いで、スタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰとポジションオフセットΔＲＰとに基づき、ロータ４のための適応型制御モジュール７によって目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰが特定され、これに基づき目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭが決定され、これがモータコントローラ６に供給される。モータコントローラ６によって、目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭとに基づき、モータユニット２のためのモータ制御パターンＳＩ－ＳＭが生成され、ロータ４を設定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰに向かって回転させるために、モータユニット２に適用される。

【0059】

その後、次のステップにおいて、モータユニット２を制御している実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭと、この実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭによるロータ４の回転とから結果として生じた、ロータ４の実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰとが検出され、その検証のために適応型制御モジュール７にフィードバックされる。

【0060】

図２には、互いに磁気的に結合されているロータ４およびステータ３の１つの実施例が概略的に示されている。

【0061】

図示の実施例の場合、モータユニット２はたとえば直流モータである。たとえばモータユニット２はブラシレス直流モータである。特にモータユニットは三相で設計されている。

【0062】

ステータ３は、電気的にそれぞれ１２０°ずつずらされた３つのコイル３．１を備えたコイル装置を含む。ステータ３の内側に回転可能なロータ４が配置されている。たとえばロータ４は永久磁石４．１を含み、これは個々のコイル３．１の制御に応じて自身のロータ軸Ｘを中心に回転する。

【0063】

さらにモータユニット２は、ロータ４の静止位置または始動位置ではロータ４のスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰ、またはロータ４の動作中には実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰといったような、ロータポジションＲＰのうちの１つを検出するために、１つまたは複数のロータポジションセンサ５を含む。

【0064】

これに加え図２には、スタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰおよび実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰと対比させて、目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰが示されており、これはスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰとポジションオフセットΔＲＰとに基づき特定され、設定または特定された安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢ内にある。

【0065】

図３には、モータユニット２を駆動するための、特に開ループ制御および／または閉ループ制御するための、方法についてのブロック回路図が概略的に示されており、図４には、モータユニット２を駆動するための、特に開ループ制御および／または閉ループ制御するための、方法の時間的な流れＴが示されている。

【0066】

モータユニット２を駆動するための、特に開ループ制御および／または閉ループ制御するための、方法について、以下で詳しく説明する。

【0067】

モータユニット２は、モータユニット２を駆動するための、特に開ループ制御および／または閉ループ制御するための、モータコントローラ６を含む。特に、ステータ３を介してロータ４を制御するために、モータコントローラ６が設けられている。特にモータコントローラ６は、ステータ３およびロータ４を制御するように構成された複数の慣用のハードウェア構成要素を含み、たとえばパルス発生器と、半導体、特にトランジスタ段のようなドライバ段とを含む。特にステータ３のコイル３．１は、ロータ４を動かすように駆動され、たとえば電流信号によって励磁される。

【0068】

これに加えモータユニット２は、図示されているように、モータコントローラ６の前段に適応的に接続可能な制御モジュール７を含む。つまり制御モジュール７は、モータユニット２とモータコントローラ６との間に信号技術的に接続されている。択一的に制御モジュール７を、ソフトウェアモジュールとして、または電子回路として、モータコントローラ６内に実装することができる（詳しくは図示せず）。

【0069】

制御モジュール７は、モータコントローラ６を診断もしくは監視するための診断および／または監視ユニットとして形成されており、それ相応に構成されている。

【0070】

制御モジュール７はたとえば、モータコントローラ６に対する目標値設定のための信号処理装置７．１と、モータユニット２が安全な動作状態にあるのかまたは危険な動作状態にあるのか、モータユニット２の目下の状態を検証するための検証装置７．２とを含む。

【0071】

信号処理装置７．１は、入力側で少なくともロータポジションセンサ５およびメモリユニット８および／または入力ユニット９と結合されており、出力側でモータコントローラ６および検証装置７．２と結合されている。

【0072】

モータユニット２の安全な動作のために、モータユニット２の稼働開始前または始動前に、ロータ４のスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰが検出される。この目的で、ロータポジションセンサ５、たとえばホールセンサ、が、第１のステップＳ１においてスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰを測定し、これを信号処理装置７．１に供給する。メモリユニット８内に、たとえば安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢが格納されており、これは結合部を介して信号処理装置７．１に供給される。択一的にまたは付加的に、安全上危険のないポジション許容範囲ＳＢを、入力ユニット９を介して設定し、信号処理装置７．１に供給することもできる。

【0073】

第２のステップＳ２において、ロータ４のロータポジションＲＰについての安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢに応じて、信号処理装置７．１によって、可能なポジションオフセットΔＲＰが特定される。これに加え、特定されたポジションオフセットΔＲＰと検出されたスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰとに基づき、信号処理装置７．１によって目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰが特定され、検証装置７．２およびモータコントローラ６に供給される。このため信号処理装置７．１が、出力側でモータコントローラ６および検証装置７．２と結合されている。

【0074】

目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰに基づき信号処理装置７．１によって、さらに第２のステップＳ２において目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭが特定され、これに基づきモータ制御パターンＳＩ－ＳＭがモータコントローラ６によって生成され、ロータ４を設定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰに向かって回転させるために、モータユニット２に適用される。

【0075】

モータ制御パターンＳＩ－ＳＭによって、ロータ４は設定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰに向かって能動的に制御され、その際にロータ４の少なくとも１つの運動方向およびポジション許容範囲ＳＢの遵守が監視される。モータ制御パターンＳＩ－ＳＭはモータユニット２の相ごとに、該当する磁界について該当するコイル３．１を制御するために関連づけられた制御パターンを含む。

【0076】

これに加え、モータコントローラ６を診断および監視するために、目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰおよび目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭが、検証装置７．２に供給される。

【0077】

図示の実施例によれば、ロータ４の運動方向、特に回転方向Ｒ、が図２および図３において矢印によって示されている。

【0078】

第３のステップＳ３において、モータコントローラ６とモータユニット２との間のインタフェースＳＳのところで、モータユニット２を制御している実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭが検出される。しかも、制御を行っている実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭに基づきロータ４の回転から結果として生じた実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが、ロータポジションセンサ５によって検出される。

【0079】

モータコントローラ６および／またはモータユニット２の目下の状態を検証するために、検出された実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰおよび実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭが、第３のステップＳ３においてフィードバックされ、このフィードバックは、それらが第３のステップＳ３において、たとえば検証装置７．２に、またはモータコントローラ６の相応のモジュールに、供給されるようにして行われる。

【0080】

特に、ロータ４を目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭによって制御することで、ロータポジション推移が監視され、その際、ポジション許容範囲ＳＢの許容できない超過が目前に迫っていることが特定されたならば、ロータ４の制御が中断される。したがってたとえばモータユニット２の稼働開始時に、モータユニット２の始動を監視することができる。しかもロータ運動をモータユニット２の動作中も継続的に、ポジション許容範囲ＳＢの遵守について監視することができる。

【0081】

第４のステップＳ４においてたとえば、フィードバックされた実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭおよび／またはフィードバックされた実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰに基づき、安全信号Ｓａｆｅ、Ｎｏｔ－ｓａｆｅが生成および／または出力および／または伝送される。

【0082】

この目的でたとえば、第１の検証段階において検証装置７．２によって、検出されフィードバックされた実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭが目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭと比較され、その際、実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭが設定された制御許容範囲ＳＭ－ＴＢ内に位置していれば、安全信号Ｓａｆｅとして第１の検証信号ＶＳ１が生成され、そうでなければ第１の検証信号ＶＳ１の生成が行われず、またはエラー信号Ｎｏｔ－ｓａｆｅが生成される。

【0083】

第１の検証信号ＶＳ１はたとえば、ロータ４の制御をアクティベートするアクティベーション信号である。第１の検証信号ＶＳ１の生成が行われない、またはエラー信号Ｎｏｔ－ｓａｆｅが生成されることによって、ロータ４がディアクティベートされ、またはロータ４がディアクティベートされたままであることが保証される。

【0084】

制御許容範囲ＳＭ－ＴＢはたとえば、モータ制御パターンＳＩ－ＳＭまたは制御プロフィルに対するスイッチング／ハードウェア／動作許容範囲であり、慣用のパルス発生器によりどのような公差（たとえば＋／－１％から＋／－３％まで）で制御信号／パルスを生成することが許されているのか、を記述している。よって、制御許容範囲ＳＭ－ＴＢは安全上問題のない制御範囲であり、この制御範囲によって、生成された制御信号または制御パルスが上または下に向かう方向で（最大下方偏差および／または最大上方偏差により）制限される。

【0085】

択一的にまたは付加的に検証装置７．２を、第４のステップＳ４において、特に第１の検証段階において、検出されフィードバックされた実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭを目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭと比較するように構成することができ、その際、実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭが制御許容範囲ＳＭ－ＴＢ内に位置していれば、モータコントローラ６がアクティベートされるかまたはアクティベートされたままにされ、そうでなければモータコントローラ６がディアクティベート（たとえば中断）される。

【0086】

上述の概要説明部分ですでに説明したように、制御許容範囲ＳＭ－ＴＢを、目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭのための少なくとも１つまたは複数の制御上限値および／または少なくとも１つまたは複数の制御下限値に基づき、決定することができる。

【0087】

これに加え第４のステップＳ４において、検証装置７．２によって第２の検証段階が実施され、この段階において、検出されフィードバックされた実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと比較され、その際、検出された実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが設定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと等しく、かつ設定された安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢ内に位置していれば、安全信号Ｓａｆｅとして第２の検証信号ＶＳ２が生成され、そうでなければ第２の検証信号ＶＳ２の生成が行われず、またはエラー信号Ｎｏｔ－ｓａｆｅが生成される。

【0088】

択一的にまたは付加的に検証装置７．２を、第４のステップＳ４において、特に第２の検証段階において、検出された実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰを目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと比較するように構成することができ、その際、検出された実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが設定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと等しく、かつ設定されたポジション許容範囲ＳＢ内に位置していれば、モータコントローラ６がアクティベートされるかまたはアクティベートされたままにされ、そうでなければモータコントローラ６がディアクティベート（たとえば中断）され、またはエラー信号Ｎｏｔ－ｓａｆｅが生成される。

【0089】

ロータ４の常に安全な運動のために設定されるポジション許容範囲ＳＢをたとえば、少なくとも１つまたは複数のポジション上限値および／または少なくとも１つまたは複数のポジション下限値に基づき、決定および／または設定することができる。設定されるポジション許容範囲ＳＢを決定するときにも、制御許容範囲ＳＭ－ＴＢを決定するときにも、ロータポジションセンサ５の測定公差、モータユニット２の製造公差、および／またはロータ４のポジション公差を、少なくとも１つの許容係数によって考慮することができる。

【0090】

ポジション許容範囲ＳＢによってたとえば、ロータ４の安全上問題のない運動範囲が定義され、その際、ロータ４は、たとえば規格ＩＳＯ２６２６２による安全要件に該当する危険な状況を引き起こすことなく、ポジション許容範囲ＳＢ内において運動可能である。特にポジション許容範囲ＳＢは、稼働開始時、始動時および／または動作中にロータ４が運動可能な運動許容範囲を表している。ポジション許容範囲ＳＢは、たとえば角度範囲として定義されている。

【0091】

ロータ４の目下の運動、特に変位および回転について、同じことが当てはまる。つまり本発明による方法によって保証されるのは、ロータ４の目下の変位はポジション許容範囲ＳＢ内でのみ実施されることが許される、ということである。これに加え本発明によって提案されるのは、ポジション許容範囲ＳＢの許容できない超過が目前に迫っていることが特定されたときにはロータ４の制御が停止される、ということである。

【0092】

これに対し検証装置７．２によって、目下の実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰがポジション許容範囲ＳＢ内に位置していることが特定されたならば、場合によってはセンサ公差、製造公差、および／または制御公差も考慮しながら、目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭに従って実施されるロータ４の制御が、安全であると検証されたものと見なされる。モータユニット２は、安全関連システムとして引き続き動作させることが許される。

【0093】

これに加えこの方法によって提案されるのは、ロータ４の運動方向を継続的に決定することである。運動方向を決定できるよう、特にロータポジションＲＰ、特に実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが継続的に検出される。２つの実際ポジションＩｓｔ－ＲＰの差異から、ロータ４の個々の運動方向、特に回転方向、を特定することができる。

【0094】

たとえば、スタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰにおけるロータ４の角度位置ψは、２５０°と等しい値となる。

【0095】

これに加え、ロータ４のための安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢが決定される。たとえば安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢは、たとえば２２０°～２８０°の角度範囲値内で設定される。

【0096】

安全上問題のないポジション許容範囲ＳＢと検出されたスタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰとに基づき、たとえば＋２０°といった可能なポジションオフセットΔＲＰが決定される。

【0097】

スタートロータポジションＳｔａｒｔ－ＲＰと特定されたポジションオフセットΔＲＰとから、ロータ４が安全にとり得る目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰが特定され、これはたとえば
Ｓｏｌｌ－ＲＰ＝Ｓｔａｒｔ－ＲＰ＋ΔＲＰ
＝２５０°＋２０°
Ｓｏｌｌ－ＲＰ＝２７０°
に従い２７０°の値となる。

【0098】

目下の実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰのフィードバックに基づき、ポジション許容範囲ＳＢ外のロータポジションＲＰが特定され、それによってモータコントローラ６がディアクティベートされる。これに対し、目下の実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰがポジション許容範囲ＳＢ内に位置しているならば、モータコントローラ６がアクティベートされ、またはアクティベートのまま維持され、ロータ４を変位させることができる。

【0099】

モータコントローラ６は、詳しくは図示されていない態様で慣用のパルス幅変調ユニットを含む。たとえばパルス幅変調ユニットは、モータコントローラ６のハードウェア構成要素を制御するように構成されている。たとえばモータ制御パターンＳＩ－ＳＭは、パルス幅変調ユニットを介してモータコントローラ６のハードウェア構成要素に伝達される。ハードウェアは、設定されたモータ制御パターンＳＩ－ＳＭに基づき、モータユニット２の制御を実施する。

【0100】

さらにモータユニット２は、慣用のモータ制御器、特にＰＩ制御器、を含み、これは比例積分制御器としても知られている。ＰＩ制御器を、モータコントローラ６の一部とすることができ、または信号処理装置７．１の一部とすることもでき、さらにＰＩ制御器は、出力調整量としてロータ４の実際回転数を含み、基準量として目標回転数を含む。本発明による方法は、モータ制御器およびモータコントローラ６の前段に適応的に接続されており、モータコントローラ６の危険な状態が実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭのフィードバックを介して特定されると、かつ／またはモータユニット２の危険な状態が実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰのフィードバックを介して特定されると、モータ制御器およびモータコントローラ６をディアクティベートする。

【0101】

１つの発展形態によって提案されるのは、実際制御パターンＩｓｔ－ＳＭおよび／または実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰのフィードバックを介して、ロータ４の稼働開始時または動作中または動作後、適正な運動の実施について検査され、その際、目標制御パターンＳｏｌｌ－ＳＭに応じたロータ４の制御後、結果として生じたロータ４の目下の実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰが検出され、これが特定された目標ロータポジションＳｏｌｌ－ＲＰと比較される、ということである。つまりモータ制御パターンＳＩ－ＳＭの適用後にロータポジションセンサ５が検出した実際ロータポジションＩｓｔ－ＲＰのフィードバックおよび特にフィードバック測定を介して、たとえばコイル３．１の適正な制御、特に給電、に応じたモータユニット２の適正な運動の実施について、検査することができる。

【符号の説明】

【0102】

１ 車両
２ モータユニット
３ ステータ
３．１ コイル
４ ロータ
４．１ 永久磁石
５ ロータポジションセンサ
６ モータコントローラ
７ 制御モジュール
７．１ 信号処理装置
７．２ 検証装置
８ メモリユニット
９ 入力ユニット
ΔＲＰ ポジションオフセット
Ｉｓｔ－ＳＭ 実際制御パターン
Ｉｓｔ－ＲＰ 実際ロータポジション
Ｎｏｔ－Ｓａｆｅ エラー信号
Ｒ 回転方向
ＲＰ ロータポジション
Ｓａｆｅ 安全信号
ＳＢ ［安全上問題のない］ポジション許容範囲
ＳＩ－ＳＭ ［適用された］モータ制御パターン
ＳＭ－ＴＢ 制御許容範囲
Ｓｏｌｌ－ＳＭ 目標制御パターン
Ｓｏｌｌ－ＲＰ 目標ロータポジション
Ｓｔａｒｔ－ＲＰ スタートロータポジション
ＳＳ インタフェース
Ｓ１～Ｓ４ ステップ
Ｔ 時間推移
ＶＳ１ 第１の検証信号
ＶＳ２ 第２の検証信号

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【国際調査報告】