(57)【要約】【課題】電気駆動組立体が望ましくない量のトルクを発生している際に、一定の動作を電気駆動組立体のオペレーター又はユーザーがとることを可能にする。【解決手段】電気駆動組立体１０は、電気機械２８に伝達される電圧信号と所望トルク命令を使用することにより選択される電圧信号とを比較するとともにこの比較に基き電気駆動組立体１０の診断を行い且つ駆動組立体１０のユーザーへ肯定的なな表示を行う診断部分１８を有している。【選択図】　　図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク発生器、該トルク発生器に接続されたインバーター組立体、該インバーター組立体に接続された電流レギュレーター及び該電流レギュレーターに接続された制御器を有している、電気駆動組立体であって、
上記制御器がトルク要求信号を受け、上記制御器が該トルク要求信号に応答して、一定の値を選択し、そして、一定の振幅特性と一定の位相角特性を持つ電圧信号を上記インバーター組立体に発生させるのに有効な、上記インバーター組立体への信号を発生し、上記制御器が更に、上記電圧信号の上記特性の少なくとも一つを上記選択された一定の値と比較し、そして該比較に基き、望ましくないトルクの発生を示す信号を発生する、電気駆動組立体。
【請求項２】
上記一定値は電圧値からなる、請求項１記載の電気駆動組立体。
【請求項３】
上記一定値は位相角値からなる、請求項１記載の電気駆動組立体。
【請求項４】
上記電気駆動組立体は、上記制御器に接続され、該制御器により生成される上記信号により選択的に作動させられる肯定応答組立体を有する、請求項１記載の電気駆動組立体。
【請求項５】
上記信号は、上記電圧信号の上記少なくとも一つの特性と上記選択された一定値との差が所定値よりも大きいときにのみ、上記制御器により生成される、請求項１乃至４のいずれかに記載の電気駆動組立体。
【請求項６】
上記所定値は上記選択された一定値の約１０パーセントである、請求項５記載の電気駆動組立体。
【請求項７】
上記肯定応答組立体は、音響発生器を有する、請求項４乃至６のいずれかに記載の電気駆動組立体。
【請求項８】
上記肯定応答組立体は、視覚発生器を有する、請求項４乃至７のいずれかに記載の電気駆動組立体。
【請求項９】
所定のトルク要求を受け、該所定のトルク要求を用いて所定の電流値を発生するトルク・マップ部分と、上記所定のトルク要求を受け、該トルク要求を用いて所定の電圧値を発生するモデル部分と、上記所定の電流値と実質的に同じである値を持つ電流信号を受け、該所定の電流信号の受信に応答して、所定の第２電圧値を持つ第２電圧信号を発生する電流レギュレーターと、上記電流レギュレーターと上記モデル部分とに接続され、上記所定電圧値を上記所定第２電圧値と比較し、該比較に基き一定状態の存在を判定する診断部分とを有している、電気駆動組立体。
【請求項１０】
上記所定電圧値と上記所定第２電圧値との差が一定状態の閾値を越えるとき、上記一定状態が存在すると判定される、請求項９記載の電気駆動組立体。
【請求項１１】
上記一定閾値は上記所定電圧値の約１０％である、請求項１０記載の電気駆動組立体。
【請求項１２】
上記診断部分は望ましくない状態の肯定表示を行なう、請求項１１記載の電気駆動組立体。
【請求項１３】
上記肯定表示はライトの作動からなる、請求項１２記載の電気駆動組立体。
【請求項１４】
上記肯定表示は、音響機器の作動からなる、請求項１２記載の電気駆動組立体。
【請求項１５】
選択的に作動可能な機械を更に有し、
上記診断部分は、上記一定状態の検出に際し上記機械を不作動にする、請求項１２記載の電気駆動組立体。
【請求項１６】
一定のトルク要求を受け、該受けた一定トルク要求を用いて電圧命令を発生する形式の電気駆動組立体の一定動作状態の存在を判定する方法であって、
上記トルク要求を第２電圧命令に関連付ける工程、上記発生した電圧命令を上記第２電圧命令と比較する工程、該比較に基き上記電気駆動組立体の一定動作状態の存在を確認する工程及び該一定動作状態の存在が確認されると、上記電気駆動組立体を自動的に不作動にする工程を有している方法。
【請求項１７】
上記一定動作状態の存在を確認すると、肯定表示を行なう工程を更に有している、請求項１６記載の方法。
【請求項１８】
肯定表示を行なう上記工程は、ライトを作動させる工程を有している、請求項１７記載の方法。
【請求項１９】
肯定表示を行なう上記工程は、音響装置を作動させる工程を有している、請求項１７記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、電気駆動組立体が所望量のトルクを発生しているか否かを判定する診断方法と、その方法を組み込んだ電気駆動組立体とに関し、より具体的には、組立体が所望量のトルクを発生しているか否かを判定するために、一対の信号又は値を比較する電気駆動組立体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
電気駆動組立体（電器駆動アッセンブリー）は、トルクの選択的な発生を必要とする広範囲な用途で、利用されている。そのような用途には、これに限定されるものではないが、物品の製造や製作又は選択的な推進力の発生等が挙げられる。このような電気駆動組立体においては、要求量のトルクを供給していることを確実なものとすることが望ましい。
【０００３】
所望量のトルクが電気駆動組立体により発生される傾向を高める制御の一つとして、電気機械又はトルク発生器に先に伝えられ且つ電気機械の要求トルクを表示する計測信号を受信する電流レギュレーターを使用することが挙げられる。具体的には、電流レギュレーターは、この受信した信号を、現在要求されている又は命令されているトルクを表す第２信号から減算する。レギュレーターは、この差若しくは演算子を用いて、電気機械に伝えられるトルク制御信号を生成するのに用いられ、一定量の所望トルクを電気機械に発生させるのに有効な電圧信号を生成（発生）する。そのため、電流レギュレーターは、所望量のトルクを電気機械に発生させやすい。
【０００４】
しかしながら、この制御は望ましくないトルクの発生の傾向を減少させるが、望ましくない動作の可能性を完全に無くしはしない。電流レギュレーターは電気駆動組立体の動作特性を特定したり又はユーザーに知らせたりしないため、この制御はまた、そのような望ましくない動作が、電気駆動組立体のオペレーター又はユーザーにより適時認識されることを確実にしない。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
本発明は、電気駆動組立体が望ましくない量のトルクを発生している際に、一定の動作を電気駆動組立体のオペレーター又はユーザーがとることを可能にするため、電気駆動組立体により発生されるトルクの量の比較的効率的な判定と、電気駆動組立体の動作状態を表示する肯定表示又は診断応答信号の選択的な生成とを可能とする。
【０００６】
【課題を解決するための手段】
従来の駆動組立体の前述の欠点のいくつか又は全てを解消する一定の特徴／特性を持つ電気駆動組立体が提供される。
【０００７】
本発明は、電気駆動組立体が所望量のトルクを供給しているか否かを迅速且つ効率的に判定する方法を提供する。
【０００８】
加えて、一定量のトルクを選択的に発生し、更に、組立体が望ましくない態様でトルクを発生しているとき、肯定表示（肯定的な表示）又は正帰還信号（正のフィードバック信号）を発生する電気駆動組立体が提供される。
【０００９】
本発明を限定するものではない実施形態の内容によれば、電気駆動組立体が提供される。具体的には、電気駆動組立体は、トルク発生器と、該トルク発生器に接続されたインバーター組立体と、該インバーター組立体に接続された電流レギュレーターと、該電流レギュレーターに接続された制御器とを有し、該制御器はトルク要求信号を受け、上記制御器は該トルク要求信号に応答して一定の値を選択するとともに、一定の振幅特性と一定の位相角特性を持つ電圧信号を上記インバーター組立体に発生（生成）させるのに有効な、上記インバーター組立体への信号を発生（生成）し、上記制御器は更に、上記電圧信号の上記特性の少なくとも一つを上記選択された一定の値と比較し、該比較に基いて望ましくないトルクの発生を示す信号を発生する。
【００１０】
本発明を限定するものではない第２の実施形態によれば、電気駆動組立体が提供され、該電器駆動組立体は、所定のトルク要求を受け、該所定のトルク要求を用いて所定の電流値を発生するトルク・マップ部分と、上記所定のトルク要求を受け、該トルク要求を用いて所定の電圧値を発生（生成）するモデル部分と、上記所定の電流値と実質的に同じ値を持つ電流信号を受け、該所定の電流信号の受信に応答して、所定の第２電圧値を持つ第２電圧信号を発生（生成）する電流レギュレーターと、上記電流レギュレーターと上記モデル部分とに接続され、上記所定電圧値を上記所定第２電圧値と比較し、該比較に基いて一定状態の存在を判定する診断部分とを備えている。
【００１１】
本発明を限定するものではない第３の実施形態によれば、一定のトルク要求を受け、該受けた一定トルク要求を用いて電圧命令を発生（生成）する形式の電気駆動組立体の一定動作状態の存在を判定する方法が提供される。具体的には、この方法は、上記トルク要求を第２電圧命令に関連付ける工程と、上記発生した電圧命令を上記第２電圧命令と比較する工程と、該比較に基いて上記電気駆動組立体の一定動作状態の存在を確認する工程と、該一定動作状態の存在が確認されたときに、上記電気駆動組立体を自動的に不作動にする工程とを有している。
【００１２】
本発明の特徴及び利点は、添付の図面を参照して本発明の好ましい実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより明らかとなろう。
【００１３】
【発明の実施の形態】
ここで図１を参照すると、本発明の好ましい実施形態の内容に従い製作された電気駆動組立体１０が示されている。具体的には、電気駆動組立体１０は、格納されたプログラムの制御の下に動作し、例えば、これに限定されるものではないが、市販のプロセッサー組立体から構成することができる制御器１２を有している。制御器１２は、トルク・マップ部分１４と、モデル部分１６と、検証又は一貫性／診断部分１８とを含んでいる。これらの部分１４，　１６，　１８はそれぞれ、ソフトウェア内で実現することができ、そして、制御器１２の中に存在して動作するものとでき、そしてまた、これに限定するものではないが、実施形態の一つにおいては、診断部分１８は、制御器１２の外部に存在しても良いことが判るはずである。更に、制御器１２は、エネルギー源（図示せず）に物理的にそして通信可能に接続され得て、本発明の方法に従い、出力バス５０に沿ってエネルギー源にエネルギーを選択的に出力させるのに有効であることが理解されるはずである。
【００１４】
電気駆動組立体１０は更に、電流レギュレーター２０と、パルス幅モジュレーター又はパルス幅変調組立体２２と、バス（母線）２５によりパルス幅変調組立体２２に接続されているインバーター２４と、インバーター２４に接続されている電気機械又はトルク発生器２８とを含んでいる。この機械２８は、選択的に移動可能なシャフト又は部材２９を有し、そして、本発明を限定するものではない実施形態の一つにおいては、通常のモーター組立体により構成することができる。トルク・マップ部分１４及びモデル部分１６は入力バス３１に通信可能に接続され、そして、インバーター２４とパルス幅組立体２２は協働して「インバーター組立体」を構成している。
【００１５】
具体的には、動作中に、電気機械２８が電力を受ける、エネルギーを与えられる又はバス２７を用いて電気機械２８に伝達される電気エネルギーを受けることにより作動されると、部材２９は選択的に回転し、それにより、トルクを発生する。図に示すように、電流レギュレーター２０は、バス５２によりパルス幅モジュレーター２２へ物理的に且つ伝達可能に接続され、また、バス５０により制御器１２に物理的に且つ伝達可能に接続されている。制御器１２は更に、バス３１の使用によりトルク要求信号を受けるように構成され、また、診断又は応答信号発生部分１８を介してバス５２へ物理的且つ電気的に接続されている。本発明を限定するものではない実施形態においては、組立体１０は機械２８を含むものとせず、種々のトルク発生機械へ選択的に作動可能に取り付けることができるものであってもよい。
【００１６】
具体的には、トルク・マップ部分１４は、これに限定されるものではないが、例えば、バス３１上に現れる信号３３により表されるトルクの大きさなどの所望又は要求トルク量を、電気機械２８によりこのような所望量のトルクを発生するのに必要とされる（例えば、伝達されることが必要とされる）一定の大きさの電流に関連付ける、テーブルを有する（例えば、格納された所望量のトルクのそれぞれが、それ特有に関連付けられた電流量を持つ）。限定するものではない実施形態においては、このテーブルは、電気機械２８を試験又は校正することにより生成することができる。トルク・マップ・テーブル内に存在しないトルク値を持つトルク命令信号３３を受けた場合には、それを用いて補完演算処理により電流値が選択される。つまり、実際に記憶された最も近い上下のトルク値に関連付けられた電流値を用いて、受信信号３３についての電流値を選択する。入力トルク信号３３の値に「最も近い」記憶トルク値がトルク・マップ部分１４の中で選択されても良く、この選択され記憶されたトルク値に関連付けられた電流値は後述の方法で用いられる。
【００１７】
モデル部分１６は、これに限定されるものではないが、例えば、信号３３により表されるトルク量などの所望又は要求トルク量をそれぞれ、電気機械２８が所望の大きさのトルクを発生するために電流レギュレーター２０から出力されることが要求される一定の電圧に関連付けるテーブルを構成している（例えば、所望量のトルクのそれぞれが、それに各々関連付けられた電圧値を持つ）。限定するものではない実施形態の一つにおいては、このテーブルは、電流レギュレーター２０及び電気機械２８を試験又は校正することにより生成され得る。信号３３により表されるような、モデル部分１６内に存在しないトルク要求信号は、補完演算により電圧信号を選択するために用いられる。つまり、実際に記憶された最も近い上下のトルク値に関連付けられた電圧値を用いて、受信信号３３についての電圧値を選択する。入力トルク信号３３の値に「最も近い」記憶トルク値がトルク・マップ部分１４の中で選択されても良く、この選択され記憶されたトルク値に関連付けられた電圧値は後述の方法で用いられる。
【００１８】
動作に際し、所望トルクの一定量を特定する信号３３は、電気駆動組立体１０のユーザー又はオペレーターにより入力されて、制御器１２に伝達される。それから、入力信号３３は、トルク・マップ部分１４へアクセスするために用いられ、それにより、電気機械２８に所望量のトルクを発生させるために電気機械２８へ伝達される必要がある電流の一定量又は一定値を選択するのに用いられる。トルク要求信号３３はまたモデル部分１６へ入力され、そして、モデル部分１６は、受信したトルク要求信号３３を用いて、所望量のトルクを発生するのに必要な、電流レギュレーター２０から出力されることが要求される電圧値を選択し、そして／又は、その値を持つ電圧信号を生成する。
【００１９】
トルク・マップ部分１４から選択された電流値に等しい値を持つ電流信号は、エネルギー源（不図示）から提供され、そして、バス５０の使用により電流レギュレーター２０へ伝達される。それから、電流レギュレーター２０は、受信した電流信号を用いて電圧信号を発生（生成）し、バス５２を用いることによりその電圧信号をパルス幅モジュレーター２２に伝達する。それから、パルス幅モジュレーター２２は受けた電圧信号を変調し、バス２５を用いることによりその変調電圧信号をインバーター２４へ伝達する。
【００２０】
それから、インバーター２４は、バス２７を使用することにより受信した電圧信号を電気機械２８へ加え、それにより、所望量のトルクを電気機械２８に発生させるのに有効な電流信号を生成（発生）する。インバーター２４から出力された電流信号はまた、バス２７により電流レギュレーター２０へ伝達され、それにより、電流レギュレーター２０が次に受けた電流信号がこの信号により調整されるのを確実なものとすることができ、その結果、電気機械２８からの望ましくないトルクの発生を効率的に修正する。加えて、電流レギュレーター２０により生成される電圧信号は、バス５２を用いて診断部分１８へ伝達され、そこにおいてその値がモデル部分１６により特定／生成された電圧値と比較される。これらの比較された値が少なくとも一定量異なるときに、肯定応答組立体（正のフィードバックアッセンブリー）を作動させ、そして、組立体１０のオペレーター又はユーザーに対して組立体１０内で一定の動作状態（例えば、望ましくない大きさのトルクが発生しているという状態）が起こっていることを知らせるのに有効な、選択的に起動可能又は作動可能な肯定応答組立体への診断信号が、制御器１２により生成（発生）される。そのような肯定応答組立体の例には、これに限定されるものではないが、選択的に起動可能なライト組立体（ライトアッセンブリー）及び／又は選択的に起動可能な音響組立体（音響アッセンブリー）が挙げられる。それに加えて又はその代わりに、組立体１０がそのような動作状態にあるときに、制御器１２は電気機械２８を自動的に（つまり、ユーザーの介入なしで）不作動にしても良い。限定するものではない実施形態の一つにおいては、この一定量は、モデル部分１６から特定される電圧値と電流レギュレーター２０が生成（発生）する信号の電圧値との間の差が、モデル部分１６により特定又は選択された値の約１０％に等しいときに、存在する（現れる）。また、他の閾値を用いても良い。このようにして、ユーザーは、機械２８からの望ましくない量のトルクの発生の肯定的な表示を与えられ、電気機械２８は自動的に（ユーザーの介入なしで）不作動にされ得る。これに限定されるものではないが、電気機械２８を自動的に不作動にするのに用いられ得る方法の一つとして、バス５０を用いることにより、電気エネルギーが電気機械２８へ供給されるのを制御器１２に防止させることが挙げられる。
【００２１】
本発明は上述の構造又は方法に限定されるものではなく、更に請求項で述べられた本発明の思想及び範囲から逸脱することなしに、種々の変更及び改良がなされ得ることが理解されるはずである。更に、これに限定するものではないが、他の実施形態においては、モデル部分１６内に存在するデータはまた、電圧の位相角形式のデータからなっても良く、そして、電流レギュレーター２０から得られモデル部分１６へ伝達されるデータもまた、電圧角度データからなっても良い。更に、これに限定するものではないが、別の実施形態においては、制御器１２は、一定の望ましくない調和振動部品又は組立体１８の一定量の不平衡を（例えば、振動センサー（図示せず）を用いることにより）特定することにより、望ましくない量のトルクの発生を推定し、それにより、モデル部分１６に対する必要性を無くしても良い。これに限定するものではないが、この「不平衡検出」実施形態においては、電流レギュレーター２０に必要とされる電流命令を判定するために、トルク・マップ部分１４を依然用いることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の好ましい実施形態の内容に従い製作された電気駆動組立体のブロック図である。
【符号の説明】
１０　電気駆動組立体
１２　制御器
１４　トルク・マップ部分
１６　モデル部分
１８　診断部分
２０　電流レギュレーター
２４　インバーター組立体
２８　トルク発生器
【図１】
2004005658.tif 000003