JP2003111472A - グラウンド基準電圧制御された電気機械のためのスイッチング方法 - Google Patents

グラウンド基準電圧制御された電気機械のためのスイッチング方法

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JP2003111472A
JP2003111472A JP2002278934A JP2002278934A JP2003111472A JP 2003111472 A JP2003111472 A JP 2003111472A JP 2002278934 A JP2002278934 A JP 2002278934A JP 2002278934 A JP2002278934 A JP 2002278934A JP 2003111472 A JP2003111472 A JP 2003111472A
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サイード・エイ・ミア
Dennis B Skellenger
デニス・ビー・スケレンジャー
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P6/00—Arrangements for controlling synchronous motors or other dynamo-electric motors using electronic commutation dependent on the rotor position; Electronic commutators therefor
    • H02P6/14—Electronic commutators

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 トルク・リップルを低減し、むだ時間スイッ
チング方法を増強することによりモータ駆動システムの
性能を向上させる。 【解決手段】 正弦波状に励起されたＰＭ電気機械にお
いてむだ時間スイッチングするためのシステムは、ＰＭ
電気機械、該電気機械の位置を測定する位置センサ、及
び測定された位置情報を受け取る制御器を備える。該制
御器は、デューティ・サイクル指令を獲得し、デューテ
ィ・サイクル指令に応答して電気機械を駆動するよう構
成された上側スイッチング・デバイスへの第１の制御指
令信号及び下側スイッチング・デバイスへの第２の制御
指令信号を発生し、むだ時間を第１の制御指令に付与し
て上側及び下側スイッチング・デバイスが同時に導通状
態にないことを保証する各ステップを備える方法を実行
する。該むだ時間がターンオン遅れ及び進みターンオフ
を含む。

Description

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、正弦波状に励起さ
れたＰＭ電気機械のためのグラウンド基準化されたスイ
ッチング方法及び装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】電気式パワー・ステアリングは、通常燃
料の経済性を改善するため車両に用いられており、そし
て一部の車両では液圧式パワー・ステアリングをそれに
取り替え始めた。これがなされる一つの方法は、従来の
ステアリング・システムに固有の損失の低減又は排除に
よるものである。従って、電気式パワー・ステアリング
は、通常要求があったときのみパワーを必要とする。一
般に、そのようなシステムにおいては、電子制御器が、
小さいステアリング入力条件の下で又はステアリング入
力条件なしで、極めて小さいパワーしか必要としないよ
うに構成されている。従来のステアリング補助装置から
のこの著しい低減は、パワー及び燃料の節約の基礎であ
る。
【０００３】更に、正弦波磁界で励起される多相永久磁
石（ＰＭ）ブラシレス・モータは、台形波形磁界で励起
されたものと比較して、より低いトルク・リップル、雑
音及び振動を与える。理論的には、モータ制御器が正弦
波逆起電力（ＥＭＦ）の周波数及び位相と同じ周波数及
び位相を持つ多相正弦波電流を生成する場合、モータの
トルク出力は一定であり、トルク・リップルがゼロであ
ることが達成されるであろう。しかしながら、モータ設
計及び制御器の実現の実際的限界のため、常に純粋な正
弦波逆起電力（逆ＥＭＦ）及び電流波形からの偏りが存
在する。そのような偏りは、通常、様々な周波数及び大
きさにおける寄生トルク・リップル成分をもたらす。ト
ルク制御の様々な方法は、このトルク・リップルの大き
さ及び特性に影響を与えることができる。
【０００４】正弦波又は台形波形の逆ＥＭＦを持つ永久
磁石モータに対するトルク制御の１つの方法は、モータ
相電流を直接制御することにより行われる。この制御方
法は、電流モード制御として知られている。相電流は、
モータ相から活動状態で測定され、そして所望のプロフ
ィールと比較される。モータ相間の電圧は、所望の相電
流と測定される相電流との間の誤差を最小にするよう制
御される。しかしながら、電流モード制御は、複数の電
流センサと、それら電流センサからのフィードバックを
ディジタル化するためのＡ／Ｄチャネルとを必要とし、
それは相電流測定のためモータ相上に置かれるであろ
う。
【０００５】トルク制御の別の方法は電圧モード制御と
呼ばれている。電圧モード制御においては、モータ相電
圧はモータ磁束を正弦波状に維持するように制御され、
そして電流フィードバックではなくモータ逆ＥＭＦが用
いられる。電圧モード制御はまた、通常、トルク・リッ
プルを最小にしながら、モータの制御の精度を増大させ
る。電圧モード制御を用いた電気機械のための１つの応
用は、電気式パワー・ステアリング・システム（ＥＰ
Ｓ）である。
【０００６】電圧モード制御においては、相電圧ベクト
ルの振幅及び位相角は、モータ逆ＥＭＦ、位置及びモー
タ・パラメータ（例えば、抵抗、インダクタンス及び逆
ＥＭＦ定数）に基づいて計算される。相電圧の計算され
た位相及び振幅ベクトルに基づいた正弦波瞬時線間電圧
が、モータ相間に印加される。電圧の瞬時値は、パルス
幅変調（ＰＷＭ）電圧を印加することにより相間に実現
され、各ＰＷＭサイクルの間でのそのパルス幅変調（Ｐ
ＷＭ）電圧の平均は、モータのその位置で印加される所
望の瞬時電圧に等しい。
【０００７】Ｙ型接続されたモータで正弦波線間電圧従
って相電流を達成するため相電圧のプロフィールを形成
する様々な方法がある。従来のアプローチは、正弦波電
圧を相端子に印加するものである。この方法では、印加
される電圧のための基準は、ＤＣバス電圧の半分（ＶDC
／２）にある。別のアプローチは、グランド対相の方法
（ｐｈａｓｅ ｔｏ ｇｒｏｕｎｄ ｍｅｔｈｏｄ）で
あり、それは、電圧分解能を増大し、そしてスイッチン
グ損失を低減する。この方法では、相電圧は、（従来の
方法におけるようなＶDC／２の代わりに）電源グランド
に基準にされる。このグランド基準は、１電気サイクル
の間１２０電気角度にわたり各相端子にゼロ電圧を印加
することにより達成される。
【０００８】電圧モード制御された正弦波ＰＭ駆動に基
づくＥＰＳ駆動システムにおいては、全ブリッジ・パワ
ー・インバータ（逆変換装置）を用いて、パルス幅変調
（ＰＷＭ）電圧をモータ相間に印加する。図１及び図２
は、典型的なモータ制御回路を図示する。モータ駆動、
特にＥＰＳシステムは、グランド対相ＰＷＭ方法を用い
ている。この方法においては、相端子電圧（例えば、Ａ
相、Ｂ相又はＣ相）がグランドに基準化される。これ
は、１電気サイクルの間の各相にわたり１２０電気角度
の間ゼロ電圧を印加する（選択された１２０電気角度の
間特定の相をグランドにする）ことにより達成される。
相グラウンド化ＰＷＭ方法のための相電圧波形プロフィ
ールが、図３に示されている。
【０００９】電源２２に跨る可能性のある短絡回路がス
イッチング・デバイス３６、３８；４０、４２；及び４
４、４６（この場合ＭＯＳＦＥＴ）のターンオン（導
通）及びターンオフのタイミングにおける伝搬遅延及び
エラーから起きることを避けるため、特定のモータ相
（例えば、Ａ相、Ｂ相又はＣ相）に対する両方のスイッ
チング・デバイス３６、３８；４０、４２；及び４４、
４６がそれぞれの相に対してそれぞれのスイッチング・
デバイス、例えば３６及び３８にとっての遷移点で短い
時間間隔の間ターンオフ（非導通）にされる。両方のス
イッチング・デバイスがオフであるむだ時間（デッド・
タイム）は、モータ相に跨って印加された実効電圧に非
線形を生じさせ、それにより非線形入力指令の出力モー
タ・トルクに対する関係を持つ一層低いモータ・トルク
をもたらす。電圧及び引き続いての電流の損失が、モー
タの出力トルクを所望の又は指令された値より低くす
る。むだ時間はまた、そのむだ時間の効果が瞬時モータ
相電流振幅及び極性の関数であるので、著しいトルク・
リップルを生じさせる。このトルク・リップルの性質及
び振幅は、適用されたＰＷＭスイッチング方法に依存す
る。むだ時間を与えるため用いられた従来の方法は、全
ブリッジ・インバータ内の各スイッチのターンオンを小
さい時間間隔だけ遅らせるものである。Ａ相脚に対する
相脚内のスイッチング・デバイス、例えば３６及び３８
のデューティ・サイクル及び実効ゲート又は指令信号が
図４に示されている。相グラウンド化を有する従来のむ
だ時間スイッチング方法の影響は厳しく、非常に高いト
ルク・リップルが通常観察される。更に、三相モータ応
用に本来備わっている予測された１回転当たり６個のリ
ップルに加えて、１電気回転当たり３個のリップルがモ
ータ・トルクに導入される。
【００１０】１回転当たり３個のトルク・リップルは、
電圧がグラウンドから上昇を始めるにつれ相電圧の非線
形性により生じる。選択された相がグラウンドされる時
間の間に、選択された相脚内のそれぞれのより低い方の
スイッチング・デバイス３８、４２又は４６が継続して
導通するので、電圧の損失がない。電圧がグラウンドか
ら上昇し始めるとき、上側スイッチング・デバイス３
６、４０及び４４及び下側スイッチング・デバイス３
８、４２及び４６のそれぞれが対応する相脚においてス
イッチングし始めるので、むだ時間に起因した一定の電
圧損失が存在する。この電圧損失の効果は、電圧が増大
し始めるにつれますます小さくなる。この効果は、非常
に高い１回転当たり３個のトルク・リップルを生じさせ
た。図５Ａから図５Ｃは、従来のむだ時間・アプローチ
を用いたときのモータ相の意図した及び実効の電圧、モ
ータ・トルク及び相電流を示す。そのような動作条件に
おいて、５５ミリニュートンメートルの実効トルク・リ
ップルが、代表的実施形態により通常観察される。
【００１１】
【発明が解決しようとする課題】１回転当たり３個のト
ルク・リップルのピーク・トゥ・ピーク振幅が、小さい
むだ時間でさえ非常に高い場合がある。そのようなトル
ク・リップルは、ある一定の応用においては許容できな
いかも知れない。従って、トルク・リップルを低減し、
こうしてむだ時間・スイッチング方法を増強することに
よりモータ駆動システムの性能を向上させることが望ま
しい。
【００１２】
【課題を解決するための手段】正弦波状に励起されたＰ
Ｍ電気機械においてむだ時間スイッチングするためのシ
ステムが開示されている。このシステムは、ＰＭ電気機
械と、電気機械の位置を測定し且つ位置信号を送信する
よう構成された位置センサと、位置信号を受け取る制御
器とを備える。この制御器は、デューティ・サイクル指
令を獲得するステップと、デューティ・サイクル指令に
応答して、電気機械を駆動するよう構成された、上側ス
イッチング装置への第１の制御指令及び下側スイッチン
グ装置への第２の制御指令を発生するステップと、むだ
時間を前記第１の制御指令に付与して、上側スイッチン
グ装置及び下側スイッチング装置が同時には導通状態に
ないことを保証するステップとを備える方法を実行し、
そこにおいてむだ時間がターンオン遅れ及び進みターン
オフを備える。
【００１３】正弦波状に励起されたＰＭ電気機械におい
てむだ時間・スイッチングするための機械可読コンピュ
ータ・プログラム・コードを用いて符号化された記憶媒
体において、制御器に上記開示された方法を実行させる
命令を含む記憶媒体が開示されている。
【００１４】正弦波状に励起されたＰＭ電気機械におい
てむだ時間スイッチングするため搬送波に具現化された
コンピュータ・データ信号において、制御器に上記開示
された方法を実行させるよう構成されたコードを備える
コンピュータ・データ信号が開示されている。
【００１５】本発明は、ここで例として添付図面を参照
して説明され、類似の構成要素には幾つかの図面におい
て類似の番号が付されている。
【００１６】
【発明の実施の形態】ＰWＭモータ制御においてむだ時
間をスイッチングに付与するシステム及び方法が代表的
一実施形態の形で本明細書に開示されている。代表的一
実施形態において、むだ時間は、選択されたモータ相に
対して選択された上側スイッチング装置の制御装置に付
与される。上側スイッチング装置は、ＤＣバスの正端子
２２ｐとモータ相との間に接続されている。上側スイッ
チング装置のターンオンを遅らせ且つそのターンオフを
進ませることによりむだ時間制御を達成する。むだ時間
が下側スイッチング装置には付与されないので、従来の
スイッチングの場合明白に示されるような、相電流がグ
ラウンドから上昇する時点での非線形が現れない。従っ
て、電圧上昇の前又はその後で電圧の損失がないので、
１電気回転当たり３個のトルク・リップルがかなり低減
される。
【００１７】ここで、図面を詳細に参照すると、図１及
び図２は、本発明明細書に開示される代表的一実施形態
を実行するため用いられ得るＰＭモータ・システム１０
を図示し、そこにおいて参照番号１０は、全体的に、正
弦波状に励起されたＰＭ電気機械１２（例えば、モー
タ、以降はモータ１２と呼ぶ。）のトルクを制御するシ
ステムを示す。このシステムは、モータ１２、モータ・
ロータ位置エンコーダ１４、速度測定回路（又はアルゴ
リズム）１６、制御器１８、パワー回路又はインバータ
（逆変換装置）２０及び電源２２を含むが、それらに限
定されるものではない。制御器１８は、モータ１２に印
加されるとき所望のトルクが発生されるようにインバー
タ２０から必要な電圧を生成するよう構成され且つ接続
されている。これらの電圧はモータ１２の位置及び速度
に関係するので、ロータの位置及び速度が決定される。
モータ・ロータ位置エンコーダ１４は、モータ１２に接
続されて、θで示された、ロータの角度位置を検出す
る。モータ・ロータ位置エンコーダ１４は、回転位置を
光検出、磁界変化又は他の方法に基づいて感知し得る。
典型的な位置センサには、ポテンショメータ、リゾル
バ、シンクロ、エンコーダ及び類似のもの、並びに上記
のうちの少なくとも１つを備える組み合わせたものが含
まれる。モータ・ロータ位置エンコーダ１４は、ロータ
の角度位置を示す位置信号２４を出力する。
【００１８】ωmと示されたモータ速度が、測定され、
又は計算され、あるいはそれらを組み合わせて得られ
る。典型的には、モータ速度ωmは、モータ・ロータ位
置エンコーダ１４により所定の時間間隔にわたり測定さ
れたモータ位置θの変化として計算される。例えば、モ
ータ速度ωmは、式ωm＝Δθ／Δｔからモータ位置θの
導関数として決定され得る。なお、Δｔはサンプリング
時間であり、Δθはサンプリング間隔の間の位置の変化
である。図において、速度測定回路１６は、ロータの速
度を決定して、速度信号２６を出力する。
【００１９】位置信号２４、速度信号２６及びトルク指
令信号２８が制御器１８に印加される。トルク指令信号
２８は、所望のモータ・トルク値を表す。制御器１８
は、全ての入力信号を処理して本明細書に示されたアル
ゴリズムでの処理に使用可能であるロータ位置値、モー
タ速度値、温度値及びトルク指令値をもたらす信号のそ
れぞれに対応する値を発生する。前述したもののような
測定信号がまた、希望する場合又は必要に応じて共通に
線形化され、補償され、及びフィルタリングされて、得
られた信号の特性を増強し又はその得られた信号の望ま
しくない特性を排除する。例えば、信号を線形化して、
処理速度を向上させ、又は信号の大きな動的範囲に対処
し得る。更に、周波数又は時間ベースの補償及びフィル
タリングを用いて、雑音を排除し、又は望ましくないス
ペクトル特性を避け得る。
【００２０】制御器１８は、位置信号２４、速度信号２
６、トルク指令信号２８及び他の固定のモータ・パラメ
ータ値を用いることにより、所望のトルクを生成するた
め必要とされる、電圧振幅Ｖref３０及びその相進み角
δを決定する。三相モータに対して、モータ逆ＥＭＦ
Ｅ→（なお、「Ｅ→」はＥの上に→を書いた記号を意味
する。）と同期している３つの正弦波基準信号を利用し
て、モータ入力電圧を発生する。制御器１８は、次の式
に従って、電圧振幅信号３０及び位置信号２４から相電
圧指令信号Ｖa、Ｖb及びＶcを決定することにより電圧
振幅Ｖref３０を３相に変換する。
【００２１】
【数１】Ｖa＝Ｖref＊Ｖph-Profil（θa） Ｖb＝Ｖref＊Ｖph-Profil（θb） Ｖc＝Ｖref＊Ｖph-Profil（θc） ここで、Ｖph-Profil（θa）、Ｖph-Profil（θb）、Ｖ
ph-Profil（θc）は、図３に示されるような３つのプロ
フィール電圧であり、次の式で示されるように正弦関数
から生成される。
【００２２】
【数２】Ｖph-Profil（θa）＝Ｓｉｎ（θa）−ｍｉｎ
[ｓｉｎ（θa）,ｓｉｎ（θb）,ｓｉｎ（θc）] Ｖph-Profil（θｂ）＝Ｓｉｎ（θb）−ｍｉｎ[ｓｉｎ
（θa）,ｓｉｎ（θb）,ｓｉｎ（θc）］ Ｖph-Profil（θc）＝Ｓｉｎ（θc）−ｍｉｎ[ｓｉｎ
（θa）,ｓｉｎ（θb）,ｓｉｎ（θc）］
【００２３】これらの関数を用いて、相グラウンド化相
電圧波形を発生する。これらの関数は、ラインからずれ
た正弦関数から発生され、そしてルックアップ・テーブ
ルのような表形式で格納され得て、又は上記の式を用い
て計算してもよい。θa、θb及びθcは、１２０電気角
度だけそれぞれシフトされた３つの相電圧角度である。
【００２４】位相進みを用いるモータ駆動システムにお
いて、相進み角δはまた、トルク又は速度に対する入力
信号の関数として計算され得る。相進み角δは、相電圧
ベクトルＶと、モータ１２が回転するにつれモータ１２
により発生される逆起電力（ＥＭＦ）ベクトルＥとの間
の角度として定義される。相電圧信号Ｖa、Ｖb及びＶ c
は、相進み角δだけ位相シフトされる。相電圧指令信号
Ｖa、Ｖb及びＶcを用いて、そして適切なパルス幅変調
（ＰＷＭ）技術を用いて、モータ・デューティ・サイク
ル指令Ｄa、Ｄb及びＤc３２を生成する。制御器１８の
モータ・デューティ・サイクル指令３２は、処理され
て、パワー回路又はインバータ２０の各スイッチング・
デバイスに印加されるオン／オフ制御指令信号になる。
なお、そのパワー回路又はインバータ２０は、電源２２
と結合され、モータ電圧指令信号に応答して被変調相電
圧信号３４をモータのステータ巻線に印加する。
【００２５】所定の関数及び所望の処理、並びにそれゆ
えの計算を実行（例えば、本明細書に示されたむだ時間
戦略アルゴリズム、モータ制御アルゴリズム及び類似の
ものの実行）するため、制御器１８は、プロセッサ、コ
ンピュータ、メモリ、記憶装置、レジスタ、タイミン
グ、割り込み、通信インタフェース及び入力／出力信号
インタフェース、並びに前述のうちの少なくとも１つを
備える組み合わせたものを含み得るが、それらに限定さ
れるものではない。例えば、制御器１８は、通信インタ
フェースからのそのような信号の正確なサンプリング及
び変換又は獲得を可能にするための信号入力フィルタリ
ングを含み得る。制御器１８は、その制御器１８に様々
な処理を実行させるよう構成されたソフトウエアを再帰
的に実行する、典型的にはディジタルであるコンピュー
タとして実現され得る。制御器１８の追加の特徴及びそ
の中でのある一定のプロセスは、本明細書の後の所で十
分に説明される。
【００２６】代表的一実施形態において、むだ時間をイ
ンバータ２０のスイッチングに付与するシステム及び方
法が開示され、それは、トルク・リップルを低減し、そ
れによりモータ制御システムの性能を向上させる。更
に、線形指令トルクを達成して出力トルク関係を平均化
するため、電圧の所望のデューティ・サイクルは、本明
細書の後の所で開示される線形化関数の一部としての所
望の変調指数（従って電圧振幅）の関数としてスケジュ
ーリングされる。制御器１８は、パラメータ、指令、処
理及び類似のものを決定する。制御器１８は、モータ相
電圧、所望のトルク指令２８及びモータ位置を含む入力
信号を受け取って、処理を促進し、その結果、各スイッ
チング・デバイス３６、３８、４０、４２、４４及び４
６への制御指令信号を含む１つ以上の出力信号を発生す
る。モータ相電圧信号３４の制御は、各スイッチング・
デバイス３６、３８、４０、４２、４４及び４６に対し
て、各対応モータ相のため、印加される制御指令信号を
備えるデューティ・サイクル指令３２、Ｄa、Ｄb及びＤ
cの操作により達成される。例えば、第１の制御指令が
上側スイッチング・デバイス、例えば３６に印加され、
そして第２の制御指令が下側スイッチング・デバイス、
例えば３８に印加される。第１の制御指令及び第２の制
御指令は、デューティ・サイクル指令３２、この場合Ｄ
aに応答する。
【００２７】ここで図２を参照すると、システム１０の
部分図が、開示された実施形態を実行するための構成要
素を含むよう図示されている。インバータ２０は、電源
２２の正側バス２２ｐ及び負側バス２２ｎに接続されて
いる。制御器１８は、インバータ２０を含み得るが、し
かしそれを含む必要がないことを認めることは注目すべ
きである。システムのハードウエア構成要素のそのよう
な構成は、目的を実現するためにのみ選択され得る。ハ
ードウエアとソフトウエアとの間での機能の多数の可能
性のある構成及び様々な割り当てが可能であることは明
白である。そのような特定の構成は、例示のみと考える
べきであり、この開示の範囲又は特許請求の範囲を限定
すると考えるべきでない。
【００２８】図２について続けると、インバータ２０
は、それぞれのモータ相の各々への電圧又はグラウンド
基準の印加を制御するための構成に配置されているスイ
ッチング・デバイス３６、３８、４０、４２、４４及び
４６から成る。代表的一実施形態におけるそのような構
成は、電源２２の正側バス２２ｐと対応する下側スイッ
チング・デバイス３８、４２及び４６との間に接続され
た３個の上側スイッチング・デバイス３６、４０及び４
４を備え、上記対応する下側スイッチング・デバイス３
８、４２及び４６はまた、電源２２の基準グラウンド又
は負側バス２２ｎに接続されている。更に、モータ相の
それぞれ、例えば、Ａ相、Ｂ相及びＣ相は、上側スイッ
チング・デバイス３６、４０及び４４のそれぞれと下側
スイッチング・デバイス３８、４２及び４６のそれぞれ
との間の共通点に接続されている。例えば、Ａ相は、上
側スイッチング・デバイス３６と下側スイッチング・デ
バイス３８との間に接続されている。更に、制御器１８
は、オン／オフ指令信号を備えるデューティ・サイクル
指令３２をスイッチング・デバイス３６、３８、４０、
４２、４４及び４６のそれぞれへ適切な間隔で与えて、
各スイッチング・デバイス３６、３８、４０、４２、４
４及び４６のターンオン（導通）及びターンオフ（非導
通）を制御する。この構成を用い且つ適切なスイッチン
グ・デバイス３６、３８、４０、４２、４４及び４６を
制御することで、制御器１８は、各モータ相への電圧の
印加を調整し得る。代表的一実施形態において、スイッ
チング・デバイス３６、３８、４０、４２、４４及び４
６がＭＯＳＦＥＴであることを認めることは注目すべき
である。しかしながら、デバイス及び構造の多数のタイ
プ及びスタイルが、機械化されたスイッチ、リレー、ト
ランジスタ、ＳＣＲ、トライアック、ＧＴＯ、光又は赤
外線スイッチング・デバイス、及び上記のうちの少なく
とも１つを備える組み合わせを含む類似のものを含むが
これらに限定されるものではないスイッチング・デバイ
スの実現のため可能であることは明白である筈である。
【００２９】図２に戻り、そして前に説明したように、
システムは、電力をモータ１２に印加するためＰＷＭ技
術を用いている。図３で分かることができるように、相
電圧のプロフィール形成機能は、１２０電気角度にわた
ってゼロの値を有し得て、従って、ゼロ電圧が、それぞ
れのモータ相に跨ってこの間隔の間印加される。この間
隔の間のそれぞれの相のＰＷＭデューティ・サイクルは
ゼロであり、従って、インバータ２０の選択されたスイ
ッチング・デバイスがターンオンされて、モータ１２の
それぞれの巻線をグラウンド又は電源２２の負側バス２
２ｎに接続する。電気的回転サイクルと機械的回転サイ
クルとの間の関係がモータ１２の極数を２で除した数の
係数だけ異なっていることに注目すべきである。例え
ば、代表的一実施形態を用いて説明されるように６極モ
ータ設計においては、電気的周波数と機械的周波数とは
３の係数だけ異なる。電気的サイクルは１機械的サイク
ル当たり３回繰り返すので、電気的位置（例えば、基準
遷移）の関数として発生される信号は、実際に、機械的
サイクル上で３つの僅かに異なる点を表すことも注目す
べきである。更に、代表的一実施形態におけるモータ１
２に対して、電気的サイクル同士が互いに実質的に同一
であることを認めることは注目すべきである。
【００３０】前に述べたように、インバータ２０は、モ
ータ１２の選択された相をグラウンドに選択された条件
の下で接続するよう構成され得る。代表的一実施形態に
おいては、むだ時間は、選択されたモータ相、例えば
Ａ、Ｂ又はＣに対して、選択された上側スイッチング・
デバイス、例えば、３６、４０及び４４の制御信号に付
与される。上側スイッチング・デバイス、例えば、３
６、４０及び４４は、ＤＣバスの正端子２２ｐとそれぞ
れのモータ相との間に接続される。むだ時間は、スイッ
チング・デバイス３６、４０及び４４（図２）のみに与
えられる。スイッチング・デバイス３６、４０及び４４
のそれぞれのターンオンを遅らせ且つそれぞれのターン
オフを進めることにより、代表的一実施形態のむだ時間
制御が達成される。
【００３１】ここで図４から図６を参照すると、代表的
一実施形態と従来の方法との比較が示されている。図６
は、新しいむだ時間方法を用いて、各相に対して、イン
バータ２０の上側及び下側のスイッチング・デバイス３
６，３８；４０，４２；及び４４，４６のそれぞれに対
するデューティ・サイクル指令３２と制御指令又はゲー
ト信号の例示的タイミング図を図示する。デューティ・
サイクル指令３２のスイッチング遷移で付与されるむだ
時間がここで上側スイッチング・デバイス３６、４０及
び４４のみに対する制御指令の一部であることを認める
ことは注目すべきである。ターンオン遅れ５０として実
行されるむだ時間は、従来のスイッチングの実行、例え
ば図４において用いられたそれと類似する。しかしなが
ら、従来のスイッチングの上側スイッチング・デバイ
ス、例えば、３６から下側スイッチング・デバイス、例
えば、３８への遷移でのターンオフ遅延５２（図４参
照）は、上側スイッチング・デバイス、例えば、３６に
対する制御指令に付与された進みターンオフ５４と置換
され、それにより、下側スイッチング・デバイス３８、
４２及び４６のための制御指令に対していずれの遅延又
は整形を与える必要性を排除する。従って、下側スイッ
チング・デバイス３８、４２及び４６のための制御指令
はデューティ・サイクル指令３２の単純な反転を備え得
ることは明白な筈である。また、下側スイッチング・デ
バイス３８、４２及び４６に付与されるむだ時間がない
ので、前に論述し且つ相電圧が従来のスイッチングを用
いた場合明白に示されたようたグラウンドから上昇する
時点における非線形性が現れないことは明白である。従
って、電圧上昇の前又はその後に電圧の損失がないの
で、１電気回転当たり３個のトルク・リップルはかなり
低減される。選択されたむだ時間の持続時間はまた、制
御指令、スイッチング・デバイス３６、３８；４０、４
２；４４、４６、及び制御器１８に用いられる電子回路
及び類似のもの、並びに動作においてスイッチング・デ
バイスを遅延させることをもたらす任意の他の構成要素
の伝搬及び動作遅延に依存する。代表的一実施形態にお
いては、４００ナノ秒のターンオン遅れ及び進みターン
オフが用いられている。スイッチング・デバイス（例え
ば、３６、３８、４０、４２、４４及び４６のうちの１
つ又はそれより多くのもの）の遷移に対して、ターンオ
フのプロセスにおいて特定のスイッチング・デバイス
（例えば、３６、３８、４０、４２、４４及び４６）
は、次のスイッチング・デバイス（例えば、３６、３
８、４０、４２、４４及び４６のうちの別のもの）が導
通を開始する前に完全にオフ（非導通）であることを確
実にするため保証をすべきであることを認めるべきであ
る。選択されたむだ時間は、制御器１８、又はインバー
タ２０のスイッチング・デバイス（例えば、３６、３
８、４０、４２、４４及び４６）と関連した電子回路に
おけるいずれかの変化により変更され得る。
【００３２】図７Ａから図７Ｃは、代表的一実施形態を
用いた、印加された実効相電圧、モータ・トルク及び相
電流を示す。大部分の動作点で電圧上昇点から離れてい
るモータ電流の方向が負である時点まで電圧の損失がな
いことを知ることができる。電流の方向が負である時間
の間に、電流は、下側スイッチを介してか、又は上側ス
イッチング・デバイスがオフ（導通してない）場合上側
スイッチング・デバイス、例えば３６、４０及び４４の
本体ダイオードを介してかのいずれかを介して流れる。
従って、上側スイッチング・デバイスにおけるむだ時間
は、選択されたモータ相に跨る電圧に影響を及ぼさない
（ダイオード降下を無視する。）。図８Ａ及び図８Ｂ
は、従来の方法を用いたモータ駆動システムと開示され
た実施形態のそれぞれの低トルク・レベル（約０．０２
ニュートン−メートル）でのトルク試験結果を示す。ト
ルク・リップルが代表的実施形態の方法にとってほぼ３
０％低減されていることを知ることができる。図９Ａ及
び図９Ｂは、従来の方法を用いたモータ駆動システムと
開示された実施形態のそれぞれの高トルク・レベル（約
１ニュートン−メートル）でのトルク試験結果を示す。
トルク・リップルの低減は、同様に高トルク・レベルで
３０％より多い。
【００３３】出力トルクに対して指令された線形化は、
線形化プロセスにおいて、所望のデューティ・サイクル
を変調指数の関数として修正することにより達成され
る。Ｍｏｄ＿Ｉｄｘ３１と示された変調指数は、モータ
相に印加された正弦波電圧の予期された又は指令された
大きさに比例した変数である。同様に、それはまた、図
１に示されるようにＶref３０に比例する。代表的実施
形態の有利な特徴は、下側スイッチング・デバイス３
８、４２及び４６からのデューティ・サイクルの損失が
ないので、デューティ・サイクル３２における増大のみ
が線形トルク関係を達成するため必要とされる。更に、
計算されたデューティ・サイクルへのオフセットの追加
は、トルク指令の出力に対する関係を線形化するが、し
かしそれは、トルク・リップルをある一定の動作範囲で
もたらすことが決定された。従って、代表的一実施形態
においては、動作範囲全体にわたってトルク・リップル
をその最低可能値に保持しながら良好な線形性を生じる
方法が開示されている。開示された方法は、大きさ指令
又は変調指数３１を入力として用いて、線形化オフセッ
トの発生と、調整された大きさ指令とを制御する。次い
で、これら２つの変数を組み合わせて用いて、所望のト
ルク・リップル及び線形性を達成する。
【００３４】図１０は、この代表的実施形態の実現ブロ
ック図を示す。代表的一実施形態においては、制御器１
８において決定されたような大きさ指令又は変調指数３
１は、それぞれのスイッチング・デバイス３６、３８、
４０、４２、４４及び４６に印加される制御指令信号を
備える前述のデューティ・サイクル指令３２、Ｄa、Ｄb
及びＤcを発生する前に、調整されそしてスケジューリ
ングされる。大きさ指令又は変調指数３１は、入力とし
て印加され、ルックアップ・テーブル６０での線形化オ
フセット６２の発生、及びルックアップ・テーブル７０
での調整された大きさ指令７２の発生を制御する。次い
で、これら２つの変数を組み合わせて、ＰＷＭプロセス
８０への入力として用いて、低減されたトルク・リップ
ルを持つ所望のモータ・トルクを達成するデューティ・
サイクル指令３２、Ｄa、Ｄb及びＤcを定式化する。
【００３５】任意の所与の大きさ指令又は変調指数３１
に対して、同じ類似の平均トルク出力を生成するであろ
う調整された大きさ指令７２及び線形化オフセット６２
の幾つかの組み合わせがあることが認められるであろ
う。しかしながら、また、調整された大きさ指令７２及
び線形化オフセット６２の組み合わせにおける少数の値
しか低いトルク・リップルをもたらさない。更にまた、
大きさ指令又は変調指数３１が増大されるにつれ、調整
された大きさ指令７２又は線形化オフセット６２におけ
る急なジャンプ又は過渡事象がないことを保証すること
が望ましい。そのような過渡事象は、制御器１８の部分
対部分変動性を可能にしないであろうルックアップ・テ
ーブルをもたらすであろう。従って、それぞれが滑らか
な遷移を有する、線形化オフセット６２の値と調整され
た大きさ指令７２の値との有利な組み合わせを見つける
ため、その２つの値の多数の組み合わせがマップされ
る。
【００３６】図１１は、調整された大きさ指令７２又は
線形化オフセット６２とそれぞれに対するその結果生じ
るトルク・リップルとの組み合わせの３次元表示を示
す。図におけるマッピングから明らかなように、トルク
・リップルの低減又は最小化は、調整された大きさ指令
７２及び線形化オフセット６２の適切な組み合わせによ
り達成され得る。トルク・データの平均を用いて、線形
化オフセット６２と調整された大きさ指令７２との組み
合わせが選定され、同じトルク・レベル出力を達成した
が、しかし動作をより低いトルク・リップル状況に拘束
するであろう。図１１における破線（赤線）は、この選
択的組み合わせの結果を示す。最終的線形化を達成する
ためルックアップ・テーブル６０及び７０の中で用いら
れた線形化オフセットの値及び調整された大きさ指令の
値が、図１２のグラフに示されている。
【００３７】また、下側スイッチング・デバイス３８、
４２及び４６の制御がもはやいずれの遅延又は処理を要
求しないので、その下側スイッチング・デバイス３８、
４２及び４６の制御がここで単純化されることを認める
のは有益である。下側スイッチング・デバイスのための
制御指令信号は、ここで、まさに所望のデューティ・サ
イクルの反転であるよう単純化される。更に、誘発され
たトルク・リップルを低減するための実効的な方法を提
供することに加えて、むだ時間方式に対する修正が本明
細書に開示されている。更に、代表的実施形態は、従来
のスイッチング方法を超えたトルク・リップルの低減を
保証するので、モータへの電流の高調波が低減され、そ
れからの電磁干渉関心及び問題が低減される。
【００３８】最後に、開示された実施形態の更に別の特
徴は、それが既存の構成において実現されることがで
き、そして既存の構成は、追加の回路又はアルゴリズム
なしで従来のスイッチングを実行する。
【００３９】説明された各主要システムはまた、この開
示に直接関連しない追加の機能及び能力を含んでよい。
なお、その追加の機能及び能力は本明細書で説明する必
要がない。更に、本明細書で用いられているように、信
号の接続及びインタフェースは、電気的、光学的、又は
無線を含み且つディジタル形式、変調される形式、又は
そうしない形式及び類似のもの並びにそれらの組み合わ
せのいずれの形式を含む信号又はデータを転送すること
ができる任意の形式を物理的に取り得て、そして有線、
無線、光ファイバ及び類似のもの及びそれらの組み合わ
せを含むような様々な実現技術を用い得る。また、ルッ
クアップ・テーブル及びいずれのフィルタは、マルチプ
ライヤ（乗算器、逓倍器）、変調器、スケジューラ又は
利得、スケーリング及び類似のもの、並びに上記のうち
の少なくとも１つ含む組み合わせの形式又はそれらを含
む形式を取り得て、それらは、動的であるよう構成さ
れ、そしてまた他のパラメータの関数であり得る。
【００４０】前述した要領で、ＰＭ電気機械のためのモ
ータむだ時間スイッチング方式が単純化され且つ向上さ
れ得る。それにより、モータ性能が向上し、且つトルク
・リップルが低減する。開示された発明は、コンピュー
タ又はコントローラにより実行されるプロセス及びそれ
らのプロセスを実行する装置の形式で具現化されること
ができる。本発明はまた、フロッピー・ディスケット
（登録商標）、ＣＤ−ＲＯＭ、ハード・ドライブ、又は
任意の他のコンピュータ可読記憶媒体のような有形媒体
に具現化された命令を含むコンピュータ・プログラム・
コードの形式で具現化されることができ、そこにおい
て、コンピュータ・プログラム・コードがコンピュータ
又はコントローラにロードされそしてそのコンピュータ
又はコントローラにより実行されるとき、コンピュータ
は、本発明を実行する装置に成る。本発明はまた、例え
ば、記憶媒体に格納され、コンピュータ又はコントロー
ラにロードされ及び／又はそのコンピュータ又はコント
ローラにより実行され、又は電気的配線又はケーブリン
グ、光ファイバ又は電磁放射を介するようなある伝送媒
体を介して伝送されることのいずれにせよ、コンピュー
タ・プログラム・コードの形式で具現化されることがで
き、そこにおいてコンピュータ・プログラム・コードが
コンピュータにロードされそしてそのコンピュータによ
り実行されるとき、コンピュータは、本発明を実行する
装置に成る。汎用マイクロプロセッサ上で実行されたと
き、コンピュータ・プログラム・コード・セグメント
は、マイクロプロセッサを特定の論理回路を生成するよ
う構成する。
【００４１】本発明が代表的一実施形態を参照して説明
されたが、本発明の範囲を逸脱することなく、様々な変
化を行い得て、また均等物がその構成要素に代替され得
ることが当業者に理解されるであろう。更に、本発明の
本質的な範囲から離れることなく本発明の教示に対して
特定の状況又はマテリアルを適合させるため多くの変更
を行い得る。従って、本発明はこの発明を実行するため
意図された最良モードとして開示された特定の実施形態
に制限されないで、本発明は特許請求の範囲内に入る全
ての態様を含むことを意図するものである。
【図面の簡単な説明】
【図１】電圧モード制御されたＰＭモータ駆動システム
を示す図である。
【図２】代表的一実施形態のＰＭモータ制御システムの
部分図を図示する。
【図３】相グラウンド化ＰＷＭ技術の相電圧プロフィー
ルを図示する。
【図４】従来のスイッチングに用いられているデューテ
ィ・サイクルと制御信号とのタイミング関係の図であ
る。
【図５Ａ】従来のスイッチングに対するデューティ・サ
イクル信号対時間の時間関係を示す。
【図５Ｂ】従来のスイッチングに対するモータ・トルク
対時間の時間関係を示す。
【図５Ｃ】従来のスイッチングに対するモータ駆動応答
対時間の時間関係を示す。
【図６】代表的一実施形態のため採用されたデューティ
・サイクルと制御信号とのタイミング関係の図を示す。
【図７Ａ】代表的一実施形態におけるスイッチングに対
するデューティ・サイクル信号対時間の時間関係を示
す。
【図７Ｂ】代表的一実施形態におけるスイッチングに対
するモータ・トルク対時間の時間関係を示す。
【図７Ｃ】代表的一実施形態におけるスイッチングに対
するモータ駆動応答対時間の時間関係を示す。
【図８Ａ】従来の方法を低トルク・レベルで用いるモー
タ駆動システムのトルク試験結果を示す。
【図８Ｂ】代表的一実施形態を低トルク・レベルで用い
るモータ駆動システムのトルク試験結果を示す。
【図９Ａ】従来の方法を高トルク・レベルで用いるモー
タ駆動システムのトルク試験結果を示す。
【図９Ｂ】代表的一実施形態を高トルク・レベルで用い
るモータ駆動システムのトルク試験結果を示す。
【図１０】線形化の代表的一実施形態の実現のブロック
図を図示する。
【図１１】それぞれに対する大きさ指令、調整された大
きさ指令及び線形化オフセット、及びその結果生じるト
ルク・リップルの組み合わせの３次元表示である。
【図１２】代表的一実施形態に用いられている、調整さ
れた大きさ指令及び線形化オフセット値を図示する。
【符号の説明】
１０ ＰＭモータ・システム １２ ＰＭ電気機械 １４ モータ・ロータ位置エンコーダ １６ 速度測定回路（又はアルゴリズム） ２０ パワー回路又はインバータ（逆変換装置） ２２ 電源 ３６、４０、４４ 上側スイッチング・デバイス ３８、４２、４６ 下側スイッチング・デバイス ６０、７０ ルックアップ・テーブル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 デニス・ビー・スケレンジャー アメリカ合衆国ミシガン州48768，ヴァッ サー，ルプレヒト・ロード 5838 Ｆターム(参考） 5H560 AA10 BB12 DA07 DB20 EB01 EC01 RR01 TT15 UA05 XA12

Claims (76)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項１】 デューティ・サイクル指令を獲得するス
    テップと、 前記デューティ・サイクル指令に応答して、前記電気機
    械を駆動するよう構成されたインバータの上側スイッチ
    ング装置への第１の制御指令信号及び前記インバータの
    下側スイッチング装置への第２の制御指令信号を発生す
    るステップと、 むだ時間を前記第１の制御指令信号に付与して、前記上
    側スイッチング装置及び前記下側スイッチング装置が同
    時には導通状態にないことを保証するステップとを備
    え、 前記むだ時間がターンオン遅れ及び進みターンオフを備
    える、正弦波状に励起されたＰＭ電気機械のためのグラ
    ウンド基準スイッチングの方法。
  2. 【請求項２】 前記デューティ・サイクル指令は、位置
    信号、トルク指令信号及び位相進み値のうちの少なくと
    も１つに応答する、請求項１記載の方法。
  3. 【請求項３】 前記ターンオン遅れは、前記デューティ
    ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の指
    令されたターンオンの選択された遅れを含む、請求項１
    記載の方法。
  4. 【請求項４】 前記進みターンオフは、前記デューティ
    ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の指
    令されたターンオフの選択された進みを備える、請求項
    ３記載の方法。
  5. 【請求項５】 前記ターンオン遅れは、前記デューティ
    ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の指
    令されたターンオフの選択された進みを備える、請求項
    １記載の方法。
  6. 【請求項６】 前記むだ時間は、前記電気機械のトルク
    ・リップルを低減するよう構成されている、請求項１記
    載の方法。
  7. 【請求項７】 前記むだ時間は、前記電気機械の電磁干
    渉を低減するよう構成されている、請求項１記載の方
    法。
  8. 【請求項８】 前記ターンオン遅れは、前記上側スイッ
    チング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択さ
    れる、請求項１記載の方法。
  9. 【請求項９】 前記ターンオン遅れが４００ナノ秒であ
    る、請求項８記載の方法。
  10. 【請求項１０】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項８記載の方法。
  11. 【請求項１１】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項１０記載の方法。
  12. 【請求項１２】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項１記載の方法。
  13. 【請求項１３】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項１２記載の方法。
  14. 【請求項１４】 前記デューティ・サイクル指令は、大
    きさ指令に応答する線形化プロセスに応答する、請求項
    １記載の方法。
  15. 【請求項１５】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットを発生するため前記大きさ指令のスケジューリング
    を含む、請求項１４記載の方法。
  16. 【請求項１６】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    １５記載の方法。
  17. 【請求項１７】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項１５記載の方法。
  18. 【請求項１８】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    １７記載の方法。
  19. 【請求項１９】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項１４記載の方法。
  20. 【請求項２０】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    １９記載の方法。
  21. 【請求項２１】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットと調整された大きさ指令とを組み合わせるステップ
    を含む、請求項１４記載の方法。
  22. 【請求項２２】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを低減するよう構成されている、請
    求項１４記載の方法。
  23. 【請求項２３】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを最小にするよう構成されている、
    請求項２２記載の方法。
  24. 【請求項２４】 前記ターンオン遅れは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオンの選択された遅れを含む、請求項
    ２記載の方法。
  25. 【請求項２５】 前記進みターンオフは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオフの選択された進みを備える、請求
    項２４記載の方法。
  26. 【請求項２６】 前記むだ時間は、前記電気機械のトル
    ク・リップルを低減するよう構成されている、請求項２
    ５記載の方法。
  27. 【請求項２７】 前記むだ時間は、前記電気機械の電磁
    干渉を低減するよう構成されている、請求項２６記載の
    方法。
  28. 【請求項２８】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項２７記載の方法。
  29. 【請求項２９】 前記ターンオン遅れは４００ナノ秒で
    ある、請求項２８記載の方法。
  30. 【請求項３０】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項２８記載の方法。
  31. 【請求項３１】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項３０記載の方法。
  32. 【請求項３２】 前記デューティ・サイクル指令は、大
    きさ指令に応答する線形化プロセスに応答する、請求項
    ３１記載の方法。
  33. 【請求項３３】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを低減するよう構成されている、請
    求項３２記載の方法。
  34. 【請求項３４】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットを発生するため前記大きさ指令のスケジューリング
    を含む、請求項３２記載の方法。
  35. 【請求項３５】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項３４記載の方法。
  36. 【請求項３６】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットと調整された大きさ指令とを組み合わせるステップ
    を含む、請求項３５記載の方法。
  37. 【請求項３７】 ＰＭ電気機械と、 前記電気機械のロータ位置を測定し且つ位置信号を送信
    するよう構成された位置センサと、 前記位置信号を受け取る制御器とを備え、 前記制御器は、 デューティ・サイクル指令を獲得するステップと、 前記デューティ・サイクル指令に応答して、前記電気機
    械を駆動するよう構成された、上側スイッチング装置へ
    の第１の制御指令信号及び下側スイッチング装置への第
    ２の制御指令信号を発生するステップと、 むだ時間を前記第１の制御指令信号に付与して、前記上
    側スイッチング装置及び前記下側スイッチング装置が同
    時には導通状態にないことを保証するステップとを備え
    るプロセスを実行し、 前記むだ時間はターンオン遅れ及び進みターンオフを含
    む、正弦波状に励起されたＰＭ電気機械においてむだ時
    間スイッチングするためのシステム。
  38. 【請求項３８】 前記デューティ・サイクル指令は、位
    置信号、トルク指令信号及び位相進み値のうちの少なく
    とも１つに応答する、請求項３７記載のシステム。
  39. 【請求項３９】 前記ターンオン遅れは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオンの選択された遅れを含む、請求項
    ３７記載のシステム。
  40. 【請求項４０】 前記進みターンオフは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオフの選択された進みを含む、請求項
    ３９記載のシステム。
  41. 【請求項４１】 前記ターンオン遅れは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオフの選択された進みを含む、請求項
    ３７記載のシステム。
  42. 【請求項４２】 前記むだ時間は、前記電気機械のトル
    ク・リップルを低減するよう構成されている、請求項３
    ７記載のシステム。
  43. 【請求項４３】 前記むだ時間は、前記電気機械の電磁
    干渉を低減するよう構成されている、請求項３７記載の
    システム。
  44. 【請求項４４】 前記ターンオン遅れは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項３７記載のシステム。
  45. 【請求項４５】 前記ターンオン遅れは４００ナノ秒で
    ある、請求項４４記載のシステム。
  46. 【請求項４６】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項４４記載のシステム。
  47. 【請求項４７】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項４６記載のシステム。
  48. 【請求項４８】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項３７記載のシステム。
  49. 【請求項４９】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項４８記載のシステム。
  50. 【請求項５０】 前記制御器は、前記上側スイッチング
    装置及び前記下側スイッチング装置から成るインバータ
    を含む、請求項３７記載のシステム。
  51. 【請求項５１】 前記デューティ・サイクル指令は、大
    きさ指令に応答する線形化プロセスに応答する、請求項
    ３７記載のシステム。
  52. 【請求項５２】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットを発生するため前記大きさ指令のスケジューリング
    を含む、請求項５０記載のシステム。
  53. 【請求項５３】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    ５２記載のシステム。
  54. 【請求項５４】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項５２記載のシステム。
  55. 【請求項５５】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    ５４記載のシステム。
  56. 【請求項５６】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項５１記載のシステム。
  57. 【請求項５７】 前記スケジューリングは、前記大きさ
    指令に応答するルックアップ・テーブルである、請求項
    ５６記載のシステム。
  58. 【請求項５８】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットと調整された大きさ指令とを組み合わせるステップ
    を含む、請求項５１記載のシステム。
  59. 【請求項５９】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを低減するよう構成されている、請
    求項５１記載のシステム。
  60. 【請求項６０】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを最小にするよう構成されている、
    請求項５９記載のシステム。
  61. 【請求項６１】 前記ターンオン遅れは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオンの選択された遅れを含む、請求項
    ３８記載のシステム。
  62. 【請求項６２】 前記進みターンオフは、前記デューテ
    ィ・サイクル指令に関して前記上側スイッチング装置の
    指令されたターンオフの選択された進みを含む、請求項
    ６１記載のシステム。
  63. 【請求項６３】 前記むだ時間は、前記電気機械のトル
    ク・リップルを低減するよう構成されている、請求項６
    ２記載のシステム。
  64. 【請求項６４】 前記むだ時間は、前記電気機械の電磁
    干渉を低減するよう構成されている、請求項６３記載の
    システム。
  65. 【請求項６５】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項６４記載のシステム。
  66. 【請求項６６】 前記ターンオン遅れは４００ナノ秒で
    ある、請求項６５記載のシステム。
  67. 【請求項６７】 前記進みターンオフは、前記上側スイ
    ッチング装置の動作において伝搬遅延を超えるよう選択
    される、請求項６５記載のシステム。
  68. 【請求項６８】 前記進みターンオフは４００ナノ秒で
    ある、請求項６７記載のシステム。
  69. 【請求項６９】 前記デューティ・サイクル指令は、大
    きさ指令に応答する線形化プロセスに応答する、請求項
    ６８記載の方法。
  70. 【請求項７０】 前記線形化プロセスは、前記電気機械
    のトルク・リップルを低減するよう構成されている、請
    求項６９記載のシステム。
  71. 【請求項７１】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットを発生するため前記大きさ指令のスケジューリング
    を含む、請求項６９記載のシステム。
  72. 【請求項７２】 前記線形化プロセスは、調整された大
    きさ指令を発生するため前記大きさ指令のスケジューリ
    ングを含む、請求項７１記載のシステム。
  73. 【請求項７３】 前記線形化プロセスは、線形化オフセ
    ットと調整された大きさ指令とを組み合わせるステップ
    を含む、請求項７２記載のシステム。
  74. 【請求項７４】 デューティ・サイクル指令を獲得する
    ステップと、 前記デューティ・サイクル指令に応答して、前記電気機
    械を駆動するよう構成されたインバータの上側スイッチ
    ング装置への第１の制御指令信号及び前記インバータの
    下側スイッチング装置への第２の制御指令信号を発生す
    るステップと、 むだ時間を前記第１の制御指令信号に付与して、前記上
    側スイッチング装置及び前記下側スイッチング装置が同
    時には導通状態にないことを保証するステップとを備
    え、 前記むだ時間がターンオン遅れ及び進みターンオフを含
    む、電気式パワー・ステアリング・システムのＰＭ電気
    機械における低減されたトルク・リップルのためのグラ
    ウンド基準スイッチング方法。
  75. 【請求項７５】 デューティ・サイクル指令を獲得する
    ステップと、 前記デューティ・サイクル指令に応答して、前記電気機
    械を駆動するよう構成されたインバータの上側スイッチ
    ング装置への第１の制御指令信号及び前記インバータの
    下側スイッチング装置への第２の制御指令信号を発生す
    るステップと、 むだ時間を前記第１の制御指令信号に付与して、前記上
    側スイッチング装置及び前記下側スイッチング装置が同
    時には導通状態にないことを保証するステップとを備え
    る方法を制御器に実行させる命令を含み、 前記むだ時間がターンオン遅れ及び進みターンオフを備
    える、正弦波状に励起されたＰＭ電気機械のためのグラ
    ウンド基準化されたスイッチングのための機械可読コン
    ピュータ・プログラム・コードを用いて符号化された記
    憶媒体。
  76. 【請求項７６】 デューティ・サイクル指令を獲得する
    ステップと、 前記デューティ・サイクル指令に応答して、前記電気機
    械を駆動するよう構成されたインバータの上側スイッチ
    ング装置への第１の制御指令信号及び前記インバータの
    下側スイッチング装置への第２の制御指令信号を発生す
    るステップと、 むだ時間を前記第１の制御指令信号に付与して、前記上
    側スイッチング装置及び前記下側スイッチング装置が同
    時には導通状態にないことを保証するステップとを備え
    る方法を制御器に実行させるよう構成されたコードを備
    え、 前記むだ時間がターンオン遅れ及び進みターンオフを備
    える、 正弦波状に励起されたＰＭ電気機械のためのグラウンド
    基準化されたスイッチングのため搬送波に具現化された
    コンピュータ・データ信号。
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