JP2005287294A - 電気モータの駆動制御のための方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ロータの位置確定のためのセンサ信号に欠陥が生じた場合に、確実でかつ信頼性の高い電気モータの継続動作が可能となるような方法を提供すること。
【解決手段】少なくとも１つのエラーセンサ信号の存在に依存して、電気モータを緊急時動作方法で駆動制御する。
【選択図】なし

Description

本発明は、電気モータ、特にＥＣモータの駆動制御のための方法であって、ロータを有しており、該ロータの位置と回転方向が電気的センサ信号によって検知され、検知されたセンサ信号はデシマル当量として読込まれ、ロータの回転がデシマル当量の所定のシーケンスによって検知され、電気モータの駆動制御がロータの位置と回転方向に依存して行われる形式の方法に関する。さらに本発明は、当該方法を実施するための装置にも関している。

ブラシレス電気モータの作動の際には、所望のモータトルクの形成のために、エラーのない電子的な転流を行うことが必要とされる。エラーのない電子的な転流は、様々なモータ巻線の正しい方向で正しい時点の通流を前提とする。

これに対しては、電気モータのロータの位置と回転方向をできるだけ正確に求めることが必要となってくるい。ロータの位置は特にホールセンサを使用することによって確定可能である。例えばホールセンサは、ロータの回転方向で相互にずらされて配設される。従ってロータの位置は、このホールセンサから供給されたホールセンサ信号パターンに基づいて一義的に定められるようになる。それによりロータの回転は、ホールセンサ信号の所定のシーケンスに相応する。

エラーのあるセンサ信号が存在するならば、これはロータの誤った位置確定につながる。このことは従来の転流のもとでは電気モータの誤った駆動制御を引き起し、そのためロータの運動が不可能となり、電気モータによる回転トルクの生成はできなくなる。

それ故このような障害を回避するためには、エラーのあるセンサ信号が発生した場合に、電気モータの電子的な転流を保証することが必要となり、それによって電気モータの継続動作が可能となる。

本発明の課題は、冒頭に述べたような方式の方法において、ロータの位置確定のためのセンサ信号に欠陥が生じた場合に、確実でかつ信頼性の高い電気モータの継続動作が可能となるように改善を行うことである。

前記課題は本発明により、電気モータ、特にＥＣモータの駆動制御のための方法であって、ロータを有しており、該ロータの位置と回転方向が電気的センサ信号によって検知され、検知されたセンサ信号は、デシマル当量として読込まれ、ロータの回転がデシマル当量の所定のシーケンスによって検知され、電気モータの駆動制御がロータの位置と回転方向に依存して行われる形式の方法において、少なくとも１つのエラーセンサ信号の存在に依存して、電気モータが緊急時動作方法で駆動制御されるようにして解決される。

本発明によれば、少なくとも１つのエラーのあるセンサ信号が発生した場合には、電気モータの緊急時駆動制御方法が実施される。それにより有利な方式で電気モータの電子的な転流が保証され、電気モータの継続動作が確実なものとなる。

ここで生じ得るセンサ信号のエラーとして特に以下のようなことが問題とされる：
−アース側への短絡
−アップ側（＋５ボルト又は＋１２ボルト）への短絡
−ケーブルの破断ないし中断
アース側への短絡の場合には、ホールセンサ信号がバイナリーコードの値“０”として（“steck low”）表わされ、アップ側への短絡の場合には、ホールセンサ信号がバイナリーコードの値“１”（“stuck high”）として表わされる。ケーブルの破断ないし中断の場合には、エラーホールセンサ信号は制御機器に依存して、バイナリーコードの“０”（“stuck low”）か若しくは“１”（“stuck high”）として表わされる。

本発明のさらなる改善構成によれば、検知されたシーケンスに、予め定められた期待値から外れている所定の値を有した少なくとも１つのデシマル当量が含まれている場合に、少なくとも２つのエラーセンサ信号が存在する。

センサ信号エラーが存在する場合の本発明による緊急時動作方法での電気モータの駆動制御は、まず前記シーケンスの識別を前提としている。

本発明によれば、ロータの回転のもとでそれぞれ検知されたセンサ信号パターンがバイナリーコードを介して所定のデシマル値を有するデシマル当量として読込まれ、これがそのつどの所定のロータ位置に対応付けられる。エラーのない転流が行われている正常な動作モードでは、このようにしてロータの回転が、デシマル当量からの所定のシーケンスによって検知され得る。このシーケンスは、デシマル値の所定の連続から形成され、正常なシーケンス若しくは正しいシーケンスと称される。

本発明によれば、エラー識別のために特定の特性量が検査される。例えばシーケンス長や、最後に正しく検知されたシーケンスから記憶された期待値から外れている、検知シーケンス内の所定の値の発生が検査される。

このエラー識別は、本発明によれば特に、読込まれたデシマル値のシーケンスと、期待値からの適正なシーケンスとの比較によって実施される。この場合はエラーのない正常な通常動作モードにおいて正しく検知された所定の数のデシマル当量が、所定の複数の期待値からの適正シーケンスとして記憶される。この複数の期待値からの適正シーケンスは、例えばバッファリングで記憶されてもよい。

読込まれるデシマル当量（これらは確実なエラー識別を保証するために記憶されなければならない）の数は、どのくらいの確実性のエラー識別手法が構築されるべきかに依存している。エラー識別に対する十分な確実性は、最後に適正に読込まれた多数のデシマル当量（約２倍のシーケンス長に相応）が記憶されている場合に得られる。このことは、エラーを含んで検知されたシーケンスが、適正に検知されたシーケンスよりも短いシーケンス長を有している場合に結果として生じる。そのため確実なエラー識別に対しては、２つの適正に検知されたシーケンス長を含み得るメモリスペースを備えたリングバッファで十分となる。例えばエラーのない通常動作においては、６つのデシマル当量のシーケンス長が現れ、最後に適正に読込まれた１２のデシマル値が記憶される。本発明によれば、このようにして読込まれたデシマル値に基づいて、少なくとも１つのエラーセンサ信号が確実に識別され得る。

有利には、検知されたシーケンスが４つのデシマル当量からなりかつ１つのデシマル当量が、予め定められた期待値から外れた所定の値を有している場合に、エラーセンサ信号の存在が識別される。

本発明による方法の有利な実施例によれば、この方法が、ロータの回転方向で相互に１２０°ずつずらされて３つのホールセンサＨ１，Ｈ２，Ｈ３が設けられているＥＣモータの駆動制御に用いられる。この場合ロータの回転のもとにそれぞれロータの所定の位置で現れる３つのホールセンサ信号が、所定のデシマル値を有するデシマル当量として読込まれる。ホールセンサＨ３の信号が値“４”として評価され、ホールセンサＨ２の信号が値“２”として評価され、ホールセンサＨ１の信号が値“１”として評価された場合に、エラーのない通常動作モード、ロータの回転のもとで、以下のテーブルに表わされている６つのデシマル当量（グレーベースの表示）からのシーケンスが読込まれる。：

このシーケンスは、通常のシーケンス若しくは適正シーケンスと称される。この適正シーケンスは、前記テーブルに示されている期待値（グレーベースの表示）を含んでおり、それらはエラーのない動作状態を特徴付けている。

ロータの回転のもとでは、それぞれ読込まれたデシマル当量がロータの位置を確定しており、そのため“状態”とも称される。

エラーのあるホールセンサ信号が存在している場合には、検知されたシーケンスは４つのデシマル当量しか含まない。この場合これらのうちの１つは、適正なシーケンスに対して直に識別可能なエラー値“０”若しくは“７”を有している。以下に示しているテーブル表示では、ホールセンサが前述した“stuck low”若しくは“stuck high”のエラーを有している場合に可能な個別のエラー状況において生じ得るシーケンスが示されている。この場合各状態の比較に対して、適正なシーケンスの相応の期待値が示されている。：

このテーブルからは、各個別の状況毎にデシマル当量から特徴付けられたシーケンスが生じているのがわかる。適正に検知された状態は、白い背景で表わされ、エラーを含んで検知された状態は、暗いグレーの背景で表わされている。この場合、明るいグレーの背景は、エラーを含んだ状態が直接的に識別できることを表わしており、暗いグレーの背景は、当該エラーが直接的には識別できないことを表わしている。さらに各ホールポジション毎に適正なシーケンスの相応の期待値も示されている。

さらにこの表からは、生じ得る各個別状況の１つのシーケンスにおいて２つの状態が繰返し誤って現れることもみてとれる。これらの状態は、いわゆる“重複状態”であり、これは直接には識別不能である（これらは例示的に表中で丸で囲って強調されている）。１つのシーケンスにおいて、同じデシマル値の２つのデシマル当量が順次連続して読込まれた場合には、“重複状態”が存在する。その場合には、当該の重複状態に含まれている２つの状態が相互に区別できず、状態の切替えが識別されない。それ故にこの重複状態は、１つの状態としてしか読込まれず、この場合は読込まれた状態の一方は正しく他方は誤りとなる。

以下に示すさらに別のテーブルは、前述のエラー状況において制御部から検知されたシーケンスが、直接識別不能な“重複状態”の考慮のもとで表わされている。：

６つのデシマル当量からなる適正なシーケンスに対する４つのデシマル当量のシーケンス長の外見上の短縮は、次のことによるものである。すなわち検知されたエラーシーケンスが２つのいわゆる“重複状態”を含み、それらがテーブル内でグレーに表わされ、制御部にとって直接識別できないことによる。

１つのシーケンス内で値“０”が現れれば、“stuck low”のエラー状況が存在する。シーケンスが値“７”を含んでいるならば、“stuck high”のエラー状況が存在する。

それにより、検知されたシーケンスが一度は値“０”若しくは“７”を含み、そのシーケンス長が４つのデシマル当量を有し、その場合に値“０”ないしは“７”が４つの検知されたデシマル当量毎に繰返し現れるならば、エラーを含んだセンサ信号が存在する。従って本発明によれば、エラーを含んだホールセンサ信号が簡単な形式で識別可能となる。

本発明による方法の有利な改善例によれば、ロータの回転方向が、読込まれたデシマル当量の順序に基づいて識別される。

また本発明による方法の別の有利な実施例によれば、検知されたシーケンスが２つのデシマル当量からなりかつ予め定められた期待値から外れた所定の値を有している場合には、２つの一様なエラーセンサ信号の存在が識別される。

またエラーを含んだ２つのホールセンサが一様に“stuck low”若しくは“stuck high”のエラーを有するならば、２つの一様なエラーセンサ信号が存在する。

可能な個々の状況に対してシーケンスがテーブル形式で実施され、これは２つの一様なエラーホールセンサの存在のもとで現れ得る。：

この表からみてとれるように、生じ得る各個別状況においてそれぞれのシーケンスにおいて適正な値は、適正シーケンスの相応の期待値からずれているエラーを含んだ値“０”/“７”と組合わされて現れる。その場合値“０”ないしは値“７”は、それぞれ第２の検知状態において繰返し現れる。

その他に検知されたシーケンスが、６つの期待値による適正なシーケンス長に対して、２つのデシマル当量の長さだけ短縮されて現れる。この出現可能なシーケンス長の短縮は、エラーを含んだシーケンスが直接識別不能な４つの状態を含んでいることに起因する。

このようにして本発明によれば、検知されたシーケンス長と、１つのシーケンス内でのエラーを含んだ値“０”若しくは“７”の出現に基づいて、２つの一様なエラーホールセンサの存在が確実に識別される。

さらに別の本発明の考察によれば、電気モータの少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する場合に、所定の値を有するデシマル量に対して形成される代替値を用いて駆動制御される。

本発明によれば、少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する場合に、検知されたシーケンス内に含まれデシマル値“０”若しくは“７”を伴って読込まれたエラーデシマル当量に対して１つの代替値が形成される。

この場合代替値は、例えば検知されたシーケンスと、メモリ内に記憶されている適正シーケンスの期待値との比較において確定することが可能である。

本発明によれば、有利には電気モータが緊急時動作方法において、検知されたシーケンス内で識別されたエラー値“０”若しくは“７”に対して形成される代替値を用いて駆動制御される。このことは、電気モータが、エラーを識別された状態においては代替値に従って駆動制御され、その他では適正に読込まれた状態のデシマル値に従って駆動制御されることを意味する。

このようにして、エラーのあるセンサ信号が存在する場合の緊急時動作手法において、電気モータの十分な転流が保証され、電気モータが引き続き確実に継続動作される。

本発明の別の有利な実施例によれば、前記代替値が計算によって算出される。

１つのシーケンスにおいてエラーのあるデシマル値“０”若しくは“７”が読込まれた場合において、本発明によれば、この状態に対して、シーケンス内に含まれる適正に読込まれた少なくとも１つのデシマル当量のデシマル値から代替値が算出される。

本発明によれば、エラーを含んだ状態に対する代替値がメモリ内に記憶されている適正シーケンスの期待値との比較によって確定できない場合に、本発明による計算方法により、代替値の算出が有利に実施できる。

例えばこの代替値は以下の式
ＥＷ＝７−Ｘ
に従って算出できる。この場合前記ＥＷは、代替値を表わし、前記Ｘは、シーケンスからの適正に検知されたデシマル当量のデシマル値を表わす。

本発明による方法のさらに別の実施例によれば、エラーのあるセンサ信号が存在する場合に、代替値が以下の式
ＥＷ＝７−Ｘ
に従って算出できる。この場合前記ＥＷは、代替値を表わし、前記Ｘは、適正に検知されたシーケンスからのデシマル当量のデシマル値を表わし、特性量Ｘは、予め定められた値を有するデシマル当量の後に検知されるシーケンスの数列において２つおいた次に読込まれる、デシマル当量のデシマル値に相応する。

次に本発明による方法を以下に例示的に示すテーブル表示に基づいて説明する。エラーセンサ信号が存在する場合には、そこにおいて生じ得る個別エラー状況のシーケンスに含まれるエラー値“０”ないし“７”に対して算出された代替値が呈示される。

例えばホールセンサＨ２がエラー値“stuck low”を有している場合、エラー値“０”に対して代替値が前記式ＷＥ＝７−Ｘに従って算出され、このケースでは特性量Ｘに対する値は“５”となる。この値“５”は２つおいた次に適正に読込まれるデシマル当量のデシマル値に相応している。ここでは直接識別可能な値“０”に続く“重複状態”が直接には識別できず、１つの状態として読込まれてしまうことに考慮しなければならない。従って、代替値に対しては、以下の計算式
ＥＷ＝７−５＝２
から値“２”が導き出される。この算出された代替値“２”は、検知されたシーケンスにおけるエラー値“０”に対応する、適正シーケンスの中の相応の期待値に等しい。

このようにして本発明によれば、他の個別エラー状況において読み込まれたシーケンスに含まれるエラー値“０”ないし“７”に対して代替値が算出され、この代替値はエラーのない動作モードにおける適正なシーケンスの相応の期待値に相応する。

それによって、電気モータはエラー状態“０”及び“７”において緊急時動作方法で適正に駆動制御し得る。

本発明による別の有利な実施例によれば、２つの一様なエラーセンサ信号が存在する場合に代替値が以下の式、
ＥＷ＝７−Ｘ
に従って算出される。この場合前記ＥＷは、代替値であり、前記Ｘは適正に検知されたシーケンスからのデシマル当量のデシマル値を表わし、特性量Ｘは、予め定められた値を有する値に対して逆相で読込まれるデシマル当量のデシマル値に相応する。

この本発明による原理を、以下に例示的に表わすテーブル表示に基づいて説明する。２つのエラーセンサ信号が存在している場合には、そこに生じ得る個別エラー状況のシーケンスに含まれるエラー値“０”ないし“７”に対して、算出された代替値が呈示される。

例えばホールセンサ信号Ｈ２とＨ１がエラー値“stuck low”を有している場合、エラー値“０”に対して代替値が、前記式ＷＥ＝７−Ｘに従って算出され、このケースでは特性量Ｘに対する値は“４”となる。この値“４”は、エラー値“０”に対して逆相に読込まれたデシマル当量のデシマル値に相応している。従って、代替値に対しては、以下の計算式
ＥＷ＝７−４＝３
から値“３”が導き出される。

このようにして本発明によれば、他の個別エラー状況においても、読込まれたシーケンス内に含まれるエラー値“０”ないし“７”に対して、代替値が算出される。この代替値は、エラーのない作動モードにおける適正なシーケンスの期待値に相応するものである。

それにより、当該電気モータは、エラーの生じている状態“０”及び“７”において緊急時動作方法にて適正に駆動制御が可能となる。

本発明のさらに別の有利な構成例によれば、検知されたシーケンスが２つのデシマル当量からなりかつ妥当性検査がエラーを示している場合に、２つの一様でないエラーセンサ信号の存在を識別することも可能である。

２つの一様でないエラーセンサ信号が存在しているならば、ホールセンサの一方はエラー“stuck low”を伴い、他方のホールセンサは、エラー“stuck high”を伴っている。このようなケースでは、検知されるシーケンスは相応する期待値からは外れていない、交互に繰り返し現れる２つの適正に読込まれたデシマル当量からなる。

このエラー状況においては、一義的に識別可能なエラー状態は存在しない。２つの適正に検知された状態の間の切換えのみが識別される。エラーの識別のためには、付加的な妥当性検査が必要である。この検査は所定の設定値を戻り方向に読出された値と比較し、ずれている場合にエラーを確定する。例えば妥当性検査は、当該電気モータによって駆動されるアクチュエータの調整移動量がわかり予め定められた調整位置に達したかどうかを検査することのできる所定の設定値を用いて電気モータを駆動制御するようにしてもよい。

以下のテーブルには、２つの一様でないエラーセンサ信号の存在する場合に生じ得る全ての個別エラー状況が表わされている。

この表から見て取れるように、シーケンスは２つの適正に検知された常に繰返される状態からなっている。１つの状態は、“１”，“２”若しくは“４”である（バイナリ１−ビット−状態）。第２の検知された状態は、値“３”，“５”若しくは“６”を有している（バイナリ２−ビット−状態）。

２つの検知された状態に基づいて、どのセンサ信号がエラー状態であるかを確定することができる。

１−ビット−状態“１”，“２”，“４”では、検知された状態に基づいて、どのセンサ信号がエラー“stuck high”を有しているかが識別される。：
検知された状態“１”：Ｈ１“stuck high”
検知された状態“２”：Ｈ２“stuck high”
検知された状態“４”：Ｈ３“stuck high”
値“３”，“５”，“６”を有する２−ビット−状態では、エラーのあるホールセンサ信号が以下の式、
Ｈ＝７−Ｄ
によって識別される。この場合前記Ｈは、障害のあるホールセンサ信号（Ｈ１，Ｈ２，Ｈ３）を表わし、前記Ｄは、検知された状態のデシマル値を表わす。それにより、
検知された状態“３”：Ｈ４“stuck low”
検知された状態“５”：Ｈ２“stuck low”
検知された状態“６”：Ｈ１“stuck low”
となる。

本発明による方法の改善例によれば、少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する場合に、電気モータの駆動制御が、少なくとも１つの検知された状態において可変の代替値を用いて予め定められた持続時間の時間間隔の中で行われる。

１つのホールセンサがエラー“stuck low”若しくは“stuck high”を有している場合には、ロータの一回転のもとで、エラーのない動作状態ではセンサが１つのパルスを供給するはずの位置において何もセンサ信号が送信されない。このことは、センサ信号の検知の際にシーケンス内でいわゆる“重複された状態”の発生を引き起す。それにより電気モータは、１つのシーケンスにおいて２から６の状態へ誤って駆動制御される。２つのホールセンサが障害を受けている場合には、電気モータの転流は４から６の状態に誤ったものとなる。

本発明による方法に対しては、“重複された状態”のエラー部分と適正な部分が既知である状況が利用される。“重複された状態”のエラー部分が、状態“０”ないし“７”の前後に規則的に現れる。さらに既に前述したようにエラーのある検知シーケンスは、６つの状態からなる適正なシーケンス長に比べて、４つの状態のみの短縮されたシーケンス長しか有さない。それ故に例えば本発明によれば、検知されたシーケンスとメモリに記憶されている相応の適正シーケンスの期待値との比較から、“重複された状態”のエラー部分が求められる。

適正な状態とエラー状態との間の移行の時点だけが未知である。

それ故に本発明によればさらに、“重複された状態”において、誤った駆動制御の周期が時間測定またはカウンタを用いて短縮される。このことは、電気モータの駆動制御が当該状態において所定の持続時間の後に行われることによって達成される。

さらに本発明によれば、このエラー状況において“重複状態”のそれぞれの障害部分に対する代替値が定められる。

例えば“重複状態”の発生の際に、電気モータは最後に適正に検知された状態切換えの測定持続時間の後で代替値を用いて駆動制御され得る。

このようにして明らかに良好な電気モータの転流がこのようなエラー状況においても達成できる。前提となる一定のロータ回転数のもとでは、完全に正しい駆動制御が可能である。

本発明の別の有利な実施例によれば、エラーセンサ信号が存在しかつ同じデシマル値を有する２つの状態が検知された場合に、電気モータの駆動制御が可変の代替値を用いて２つの時間間隔の中で行われる。この場合前述の持続時間は、最後に適正に検知された状態の持続時間に相応する。

以下に示すテーブルには、エラーセンサ信号が存在する場合に生じ得る全ての個別エラー状況において、障害状態に対して、すなわち“重複状態”と状態“０”ないし“７”に対して本発明により算出される代替値ＥＷが呈示されている。

この状況においては４つの状態のみが各シーケンスにおいて検知される。

以下では本発明による方法を、ホールセンサＨ４がエラー“stuck low”を有し、ホールセンサはエラー“stuck high”を有するケースで説明する。

“重複状態”“２”と“１”ないしは“３”と“５”（濃いグレーの背景）は、直接識別できない。本発明によれば、そのつど検知された状態の持続時間、すなわち２つの状態切換えの間の時間周期が測定される。“重複状態”が発生した場合には、最後に検知された状態の持続時間に従って電気モータが算出された代替値でもって駆動制御される。例えば状態“１”から状態“３”への状態切換えの間の時間周期と、状態“３”から状態“２”への状態切換えの間の時間周期が測定される。状態“３”から状態“２”への状態切換えの後では、カウンタがスタートされる。最後に検知された状態“３”に対して測定された持続時間の後では、電気モータの駆動制御が、本発明によって障害のある状態“２”に対して以下の式
ＥＷ＝７−Ｘ＝７−１＝６
に従って算出された代替値を用いて行われる。この場合前記Ｘは、デシマル値“０”若しくは“７”を有するデシマル当量の後のシーケンスの数列において２つおいた次に検知される、デシマル当量のデシマル値に相応する。

本発明によれば、検知された各状態の持続時間が、連続的に測定される。このようにして目下のロータの回転数変化が考慮され得る。

本発明による形式では、この代替値が、検知された状態とメモリに記憶されている適正なシーケンスの相応の代替値との比較からも確定できる。

本発明によれば有利には、２つのエラーセンサ信号が存在する場合に、電気モータの駆動制御が検知された各状態において、可変の代替値を用いて３つの時間間隔の中で行われる。この場合の持続時間は、最後に検知された状態の持続時間のそれぞれ１/３に相応する。

このエラー状況においては２つの一様なエラーセンサ信号か２つの一様でないエラーセンサ信号が存在する。

まずここでは本発明による方法を、２つの一様なエラーセンサ信号が存在するケースでの例に基づいて説明する。

Ｈ４及びＨ２のエラー状況“stuck low”と、Ｈ２及びＨ１のエラー状況“stuck high”は、以下の表に例示的に表わされている。

このシーケンスは識別可能な２つの状態のみを含む。そのことから検知された状態は、常に値“０”か“７”を有する。前記表に呈示されている適正シーケンスの期待値との比較によって、２つの検知される状態がそれぞれ１/３は適正で２/３はエラーを含むことが示される。

この場合本発明によれば、検知された状態の誤って識別された部分が、エラーのあるシーケンスの検知された状態とメモリに記憶されている適正なシーケンスの相応の期待値との比較と設定方向を用いて適正に識別される。ロータの回転方向の設定は必要である。なぜならこのエラー状況においてロータの回転方向は識別できないからである。

さらに本発明によれば、適正なシーケンスの３つの状態に相応する、エラーシーケンスの最後に検知された状態の持続時間が測定される。この検出された持続時間を用いて、後続する３つの状態において電気モータの駆動制御が補正される。この場合各検知状態においてそれぞれ事前に検知された状態の持続時間の１/３の後で電気モータが、適正なシーケンスのそのつどの状態に相応する期待値を用いて駆動制御される。この場合そのつどの状態に相応する期待値は、検知された状態とメモリに記憶されている適正なシーケンスの期待値との比較によって確定され得る。

以下では本発明による方法を、前記表に含まれているＨ２とＨ１のエラー状況“stuck high”に基づいて例示的に説明する。ここでは状態“７”から状態“３”への状態切換えと、状態“３”から状態“７”への状態切換えとの間の時間周期が測定される。測定された持続時間は、検知されたエラー状態の持続時間に相応し、それは３つの識別されない状態を含む。状態“３”から状態“７”への最後に検知された状態切換えの後で、カウンタがスタートされ、前述の測定された持続時間の最初の１/３において、電気モータが適正なシーケンスの相応の期待値“６”でもって駆動制御され、２番目の１/３において適正なシーケンスの相応の期待値“４”で駆動制御され、さらに最後の１/３において適正なシーケンスの相応の期待値“５”で駆動制御される。状態“７”から状態“３”への後続する検知された状態切換えの後では、当該方法は類似の形態で相応する代替値を用いて、場合によっては最後に検知された状態に対して測定された可変の持続時間でもって続けられる。その際本発明によればさらに、各検知された状態の持続時間が連続的に測定され、それによって目下のロータの回転数変動が考慮され得る。

以下の表では、本発明による緊急時動作方法が時系列のもとで、Ｈ４とＨ２が“stuck high”である場合のエラー状況を例にして概略的に表わされている。この場合矩形面で表わされている各検知状態の水平方向の長さは、その持続時間を表わしている。

前記表の中の最初の行には、適正なシーケンスが示されている。２番目の行には、発生したエラー状況のもとで検知されたシーケンスが表わされている。３番目の行には、本発明による緊急時動作方法が示されており、そこでは電気モータが直接識別可能なエラー状態“０”ないし“７”において代替値で駆動制御されている。さらに４番目の行には、電気モータがそれぞれ検知された状態の中で適正なシーケンスの相応の期待値を用いて時間測定なしで駆動制御される緊急時動作方法が表わされている。最後の行には、時間測定を共ったそれぞれ検知された状態の本発明による緊急時動作方法が示されており、ここでは最後に検知された状態の持続時間のそれぞれ１/３に相応する持続時間を伴う時間間隔の中で、適正なシーケンスの相応する期待値を用いた電気モータの駆動制御が表わされている。この表示ではローターの回転数が一定していることが前提となっている。

前記表示からは、最初の行に示されている適正シーケンスとの比較から、本発明による緊急時動作方法が、一定のロータ回転数を前提にして２つの一様なエラーセンサ信号が発生した場合に電気モータの適正な転流が保証されることがわかる。

２つの一様でないエラーセンサ信号が存在する場合には、検知されたシーケンスは、交互に繰返し現れる２つの適正状態だけを含む。

それ故に本発明によれば有利には、電気モータが、検知された状態の持続時間の１/３の長さに従って適正なシーケンスの期待値に相当する代替値で駆動制御される。この場合ロータの時事の回転数変化を考慮するために、それぞれ検知された状態の持続時間が連続的に測定される。

それにより、２つの一様でないエラーセンサ信号が発生した場合においても、電気モータの良好な駆動制御が緊急時動作方法で達成され、電気モータが確実に継続動作される。

本発明によれば、本発明のさらなる改善例において、２つの一様でないエラーセンサ信号が発生した場合に、障害を受けた“２−ビット−状態”に対する代替値が、障害を受けていないセンサ信号の数価に相応し、障害を受けた“１−ビット−状態”に対する代替値は、障害を受けた２つのセンサ信号の数価の和に相応する。

以下にテーブル形式で表わす表には、２つの一様でないエラーセンサ信号が発生した場合に全ての生じ得る個別エラー状況に対して、障害を受けている状態に対して本発明により定められる代替値が表示されている。

以下では例示的にＨ４が“stuck high”及びＨ２が“stuck low”であるエラー状況に基づいて本発明による方法を説明する。

この表からは、発生しているエラー状況のシーケンスにおいて、交互に繰返される２つの適正な状態“４”及び“５”のみが検知されているのがわかる。

状態“５”は、２−ビット−状態に相応し、状態“４”は、１−ビット−状態に相応する。

このエラー状況において本発明によれば、２つの状態に対して代替値が用いらる緊急時動作方法が実施可能である。すなわちこの場合２−ビット−状態“５”においては、代替値が、障害を受けていないセンサ信号の数価によって定められる（ＥＷ＝Ｈ１＝１）。

１−ビット−状態“４”に対しては、代替値は、２つの信号Ｈ３＝４とＨ２＝２の数価の和から算出され、それによってこの代替値は、
ＥＷ＝４＋２＝６
となる。

本発明による方法の別の改善実施例によれば、当該の電気モータによって駆動されるアクチュエータの位置の確定に対してインクリメント式の距離測定が用いられ、その場合デシマル当量の各切換えは、１つのインクリメントとして計数される。少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在している場合には、デシマル当量の各切換え毎にインクリメント距離測定のインクリメントの計数が修正される。

１つ又は２つのセンサ信号が障害を受けた場合には、シーケンスの中で直接識別可能なエラー値“０”及び“７”の他に、直接識別できない“重複状態”も発生し得る。既に前述したように、これらの状態は相互に区別がなく、状態の切換えは識別できない。そのため１つの状態として読込まれる。従来のインクメント式距離測定では、各デシマル当量の読み込みが１つのインクリメントとして計数されていたので、このような“重複状態”が発生した場合には、既述したように１つの状態切換えは識別されず、従ってそのつど１つのインクリメントは計数されなかった。つまりこのインクリメント式距離測定は、“重複状態”の発生毎に、１つのインクリメントが計数されないエラーを含むものであった。

１つのエラーセンサ信号が存在する場合には、シーケンス中の“重複状態”は、エラー値“０”ないし“７”の読み込み前後に発生する。２つのエラーセンサ信号が発生する場合には、既に前述したように６つの状態のうちの２つの状態のみが各シーケンスにおいて識別される。それ故にこのようなエラー状況においては、インクリメント距離測定におけるインクリメントの計数を、例えば付加的な識別されないインクリメントの計数によって修正する必要がある。

それ故に本発明によれば有利には、１つのエラーセンサ信号が発生した場合に、予め定められた値に対する各切換えと予め定められた値からの各切換えの際に２つのインクリメントが計数される。

１つのエラーセンサ信号が存在する場合、適正なシーケンスの６つのデシマル当量から４つのみが検知される。このことは次のようなことに理由づけられる。すなわち、各シーケンスの中には２つの“重複状態”が含まれ、それらは直接識別できず、この場合それらはそれぞれエラー値“０”又は“７”の読み込み前後に現れ、後者は一義的に識別可能であることである。

それ故に本発明によれば、インクリメント距離測定が緊急時動作方法において、状態“０”若しくは“７”への状態切換え毎、及び状態“０”若しくは“７”からの状態切換え毎に、２つのインクリメントの計数によって修正がなされる。この場合残りの検知された状態においては、エラーのない動作形式でのように通常の方法によって各状態切換え毎に１つのインクリメントの計数が行われる。

以下の表示には、エラーのない通常時動作モードの場合と緊急時動作方法での場合のインクリメント距離測定が比較して表わされている。

前記表示からみてとれるのは、緊急時動作方法が、＋／−１インクリメントのインクリメント距離測定の精度で導かれていることである。

当該方法のさらに別の有利な実施例によれば、２つのエラーセンサ信号が存在する場合に、デシマル当量の各読み込み毎に３つのインクリメントが計数される。

２つの一様なエラーセンサ信号か若しくは２つの一様でないエラーセンサ信号が存在する場合には、各シーケンス毎にエラーのない動作モード中に存在する６つの状態のうちから２つだけが検知される。なぜなら各シーケンスには直接識別不能な４つの状態が含まれるからである。

本発明によれば、このようなエラー状況において、検知された各状態切換えのもとでインクリメント距離測定の３つのインクリメントが計数される。このようにしてインクリメントの計数の中で識別されない状態切換えが考慮される。

以下の表示は、エラーのない通常時動作モードの場合と、２つの一様なエラーセンサ信号のもとでの緊急時動作方法の場合のインクリメント距離測定が比較して表わされている。

前記表示の比較でも、緊急時動作方法において、インクリメント距離測定の精度が＋／−１インクリメントによって達成されている。

当該方法が基礎としている課題は、ロータを備えた電気モータと、ロータの位置と回転方向の確定のための電子的センサ信号パターンの検知と記憶並びに評価のための装置を有する計算機ユニットまたは制御ユニットと、ロータの位置と回転方向を検知するためのセンサ手段とが含まれている電気モータの駆動制御ための装置において、電気モータが、計算機ユニット又は制御ユニットによって、ロータの位置と回転方向に依存して駆動制御可能であり、前記計算機ユニット又は制御ユニットは、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在を識別するための装置を有しており、前記電気モータは、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在に依存して緊急動作方法で駆動制御できるように構成されて解決されている。

有利には、前記電気モータは、当該電気モータによって駆動可能なアクチュエータの位置を確定するインクリメント距離測定部を有しており、前記計算機ユニット又は制御ユニット内に、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在に依存してインクリメントの計数を修正する装置を含んでいる。

Claims (19)

1. 電気モータ、特にＥＣモータの駆動制御のための方法であって、
   ロータを有しており、該ロータの位置と回転方向が電気的センサ信号によって検知され、検知されたセンサ信号は、デシマル当量として読出され、ロータの回転がデシマル当量の所定のシーケンスによって検知され、電気モータの駆動制御がロータの位置と回転方向に依存して行われる形式の方法において、
   少なくとも１つのエラーセンサ信号の存在に依存して、電気モータが緊急時動作方法で駆動制御されるようにしたことを特徴とする方法。
2. 前記シーケンスに予め定められた期待値から外れた所定の値を有するデシマル当量が含まれている場合には、少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する、請求項１記載の方法。
3. 前記シーケンスが４つのデシマル当量からなりかつ１つのデシマル当量が予め定められた期待値から外れた所定の値を有している場合には、少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する、請求項２記載の方法。
4. ロータの回転方向は、読込まれたデシマル当量の順序に基づいて識別される、請求項３記載の方法。
5. 前記シーケンスが２つのデシマル当量からなりかつ１つのデシマル当量が予め定められた期待値から外れた所定の値を有している場合には、２つの一様なエラーセンサ信号が存在する、請求項２記載の方法。
6. 少なくとも１つのエラーセンサ信号の存在のもとで、電気モータが、予め定められた値を有するデシマル当量に対して形成された代替値によって駆動制御される、請求項１から５いずれか１項記載の方法。
7. 前記代替値は、計算によって算出される、請求項６記載の方法。
8. エラーセンサ信号が存在する場合に、前記代替値が以下の式、
   ＥＷ＝７−Ｘ
   に従って算出され、
   この場合前記ＥＷは、代替値を表わし、
   前記Ｘは、適正に検知されたシーケンスからのデシマル当量のデシマル値を表わし、
   前記特性量Ｘは、予め定められた値を有するデシマル当量の後に検知されるシーケンスの数例において２つおいた次に読込まれるデシマル当量のデシマル値に相応する、請求項７記載の方法。
9. ２つの一様なエラーセンサ信号が存在する場合に、前記代替値が以下の式、
   ＥＷ＝７−Ｘ
   に従って算出され、
   この場合前記ＥＷは、代替値を表わし、
   前記Ｘは、適正に検知されたシーケンスからのデシマル当量のデシマル値を表わし、
   前記特性量Ｘは、予め定められた値を有するデシマル当量に対して逆相に読込まれるデシマル当量のデシマル値に相応する、請求項７記載の方法。
10. 検知されたシーケンスが２つの適正に読込まれたデシマル当量からなりかつ妥当性検査がエラーを示す場合に、２つの一様でないエラーセンサ信号が存在する、請求項１記載の方法。
11. 少なくとも１つのエラーセンサ信号が存在する場合に、電気モータの駆動制御が、少なくとも１つの検知された状態の中で可変の代替値を用いて所定の持続時間を有する時間間隔の中で行われる、請求項１から１０いずれか１項記載の方法。
12. エラーセンサ信号が存在しかつ２つの状態が同じデシマル値を用いて検知される場合に、電気モータの駆動制御が可変の代替値を用いて２つの時間間隔の中で行われ、この場合前述の時間間隔は、それぞれ最後に適正に検知された状態の持続時間に相応する、請求項１１記載の方法。
13. ２つのエラーセンサ信号が存在する場合に、電気モータの駆動制御が、それぞれ検知された状態の中で可変の代替値を用いて３つの時間間隔の中で行われ、その場合の持続時間は、最後に検知された状態の持続時間のそれぞれ１/３に相応する、請求項１１記載の方法。
14. ２つの一様でないエラーセンサ信号が存在する場合に、電気モータが、障害を受けた２−ビット−状態においては、障害のないセンサ信号の数価に相応する代替値を用いて駆動制御され、障害を受けた１−ビット−状態においては、障害を受けた２つのセンサ信号の数価の和に相応する代替値が用いられる、請求項１３記載の方法。
15. 電気モータによって駆動可能なアクチュエータの位置の確定のためのインクリメント距離測定において、各デシマル当量の変更が、１つのインクリメントとして計数され、少なくとも１つのエラーセンサ信号の存在のもとでインクリメント距離測定のインクリメントの計数が修正される、請求項１から１４いずれか１項記載の方法。
16. エラーセンサ信号が存在する場合に、予め定められた値から値への各変更毎に２つのインクリメントが計数される、請求項１５記載の方法。
17. ２つのエラーセンサ信号が存在する場合に、デシマル当量の各変更毎に３つのインクリメントが計数される、請求項１５記載の方法。
18. 請求項１から１７いずれか１項に記載の方法を実施するための装置であって、
    ロータを備えた電気モータと、
    ロータの位置と回転方向の確定のための電子的センサ信号パターンの検知と記憶並びに評価のための装置を有する計算機ユニットまたは制御ユニットと、
    ロータの位置と回転方向を検知するためのセンサ手段とが含まれている形式の装置において、
    電気モータが、計算機ユニット又は制御ユニットによって、ロータの位置と回転方向に依存して駆動制御可能であり、
    前記計算機ユニット又は制御ユニットは、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在を識別するための装置を有しており、
    前記電気モータは、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在に依存して緊急動作方法で駆動制御できるように構成されていることを特徴とする装置。
19. 前記電気モータは、当該電気モータによって駆動可能なアクチュエータの位置を確定するインクリメント距離測定部を有しており、前記計算機ユニット又は制御ユニットは、少なくとも１つのセンサ信号エラーの存在に依存してインクリメントの計数を修正する装置を含んでいる、請求項１８記載の装置。