JP2007274889A - サーボ制御方法及び装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 スピードの変動を低減し、これにより、ファンのスタートアップ時の騒音を低減するため、ファンの制御を変更することを課題とする。
【解決手段】 上記課題を解決するため、本発明は、スタートアップの開始からカウントする所定の期間の後にスピードを測定する少なくとも１つのステップを有するスタートアップ期間中に電子モータをサーボ制御する方法であって、前記測定されたスピードの値と所定の値との間の乖離を決定するステップからなる第１スタートアップと、当該第２ステップ中に前記乖離を低減するため、先行するスタートアップ期間中に決定された前記回路に基づき、前記モータに印加されるコマンドの少なくとも１つの期間パラメータが変更される第２スタートアップとを有し、前記期間パラメータは、コマンドが前記モータに印加される間の期間に関する方法を提供する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、スタートアップ時における電気モータの速度をサーボ制御する方法に関する。本発明はまた、当該方法を実現するサーボ制御システムを有する装置に関する。

新世代のデコーダ、特に高品位専用のデコーダは、新たな映像圧縮技術（ＭＰＥＧ４など）を処理し、衛星受信用のＤＶＢ−Ｓ２タイプ信号を復調し、ハードディスクの存在による新たな機能を提供する必要がある。これら新たな装置アイテムは、装置内部で実現される必要がある処理パワーとこれによるエネルギー消費の増大を生じさせる。このため、この新世代のデコーダに含まれる電子機器は、現在のデコーダより多くのエネルギーを消費する。このエネルギーは、集積回路及びチップカードやハードディスクなどの他の影響を被る素子の信頼性に最終的に悪影響を与える温度の上昇を引き起こす。この問題を解消するため、デコーダの開口部全体に外部からの新鮮な空気を吸入し、熱を抽出するファンを利用した設計とされる冷却システムが、デコーダに実現される。

ファンは、外部との交換を促進し、冷却を向上させるため、通気口の近傍に配置される。しかしながら、フルスピードでのファンの使用は騒音を生ずる。装置がテレビデコーダなどである場合、それは寝室に配置されているかもしれない。この場合、それはユーザのインを妨害してはならず、通常許容される最大閾値は、２５デシベルである。

音声レベルを低減するため、製造者は、ある時点におけるファンを制御し、それのスピードを実現されるべき所定のスピードに基づき変調する。温度プローブが、当該装置の各高温部分を高温地点に配置される。ある閾値を上回ると、ファンがオンされ、それのスピードは、当該閾値とプローブにより測定された温度との間の乖離に依存するようにされ、又は温度閾値を超えない限り、低スピードで常時オンされる。典型的には、ファンは装置のパワーアップ中にはアイドル状態に設定され、温度が５０度を超えると、ファンのスピードが加速される。複数の温度閾値を規定し、これらの閾値に基づき、あるコントロール値を送信することにより向上を図ることができる。その効果を制御するため、ファンは、ブレードの実際のスピードに応じた信号を発信するタコメータプローブを有している。ファン制御ユニットは、プローブからの信号を分析し、当該装置の内部スピードを調整する。この調整は、ＰＤＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ Ｉｎｔｅｇｒａｌ）タイプの自動制御により実行される。この有効な自動制御は、所定のスピードを実現するため、タコメータプローブにより測定される値に基づきファンに供給されるコマンドを調整することによって、スピードの正確な調整を可能にする。

いくつかの測定は、当該装置が特にスタートアップ時に騒音を生じさせることを示してきた。当該時点では、ファンはゼロのスピードから所定のスピードまで移行する。スタートアップは漸近的であることが重要であり、又は少なくともスタートアップにおけるスピードが安定状態における所定のスピード未満に留まり、大きな騒音を生じさせないようにするため、スタートアップが振動を生じさせないようにすることが重要である。いくつかのテストは、大きな振幅のスタートアップコマンドが適用されない場合、ファンはスタートせず、単に振動するだけであることを示した。しかしながら、スタートアップコマンドの延長された適用は、ファンの実際のスピードを過剰にし、その動作をより大きな音を発生させるものにさせる。このことは、その後にそれの所定のスピードを実現するため、ファンをスローダウンする必要があり、このスローダウンもまた大きな音を生じさせるという事実により補足される。

２００１年２月９日に公開された株式会社村田製作所による特開２００１−０３７２７４号公報は、パルセーション制御される電気モータを記載している（その図面を参照されたい）。最初のパワーアップ期間中、初期化パラメータが適用され、モータのスピードが測定される。モータのスピードが所定のスピード以下である場合、電圧値が増大される。所定の値が達成されるまで複数回上記処理を繰り返すことによって、所望のスピードを実現できる。その後、電圧パラメータが以降におけるすべてのパワーアップのために保存される。
特開２００１−０３７２７４号公報 米国特許４，６０５，８８８号公報 特開昭５８−００３５８２号公報 特開昭５５−０３４８２５号公報

スピードの変動を低減し、これにより、ファンのスタートアップ時の騒音を低減するため、ファンの制御を変更することが必要とされる。

本発明は、スタートアップの開始からカウントする所定の期間の後にスピードを測定する少なくとも１つのステップを有するスタートアップ期間中に電子モータをサーボ制御する方法であって、
・前記測定されたスピードの値と所定の値との間の乖離を決定するステップからなる第１スタートアップと、
・当該第２ステップ中に前記乖離を低減するため、先行するスタートアップ期間中に決定された前記回路に基づき、前記モータに印加されるコマンドの少なくとも１つの期間パラメータが変更される第２スタートアップと、
を有し、前記期間パラメータは、コマンドが前記モータに印加される間の期間に関する方法に関する。

このように、先行するスタートアップ期間中に実行されるモータの動作の測定が、次のスタートアップを向上させることを可能にし、所定のスピードをより迅速に達成することを可能にする。上記変更は、少なくとも１つの期間パラメータの値を増減することから構成される。

第１の改良によると、本方法は、スタートアップコントロール値が決定されたスタートアップ期間に印加されるスタートアップステップを有する。スタートアップ期間は、第２スタートアップ中に乖離を低減するよう変更される。他の改良によると、本方法は、スタートアップコントロール値がスタートアップ期間に印加されるスタートアップステップを有する。スタートアップ値は、第２スタートアップ中に上記乖離を低減するよう変更される。他の改良によると、本方法は、スタートアップステップの後であって、モータのスピードがサーボ制御される調整ステップに先行する漸近ステップを有する。この漸近ステップ中に印加されるコントロール値は、所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値に等しい。このように、１つのスタートアップから他のスタートアップまで、システムは測定されたスピードの値と所定の値との間の乖離を可能な限り低減するため、１以上のパラメータを調整することができる。

他の改良によると、先行するスタートアップ期間中に決定される乖離が所定の値より大きい場合に限って、モータに印加されるコマンドのパラメータを変更する。このように、僅かな乖離については、訂正は適用されず、これにより、計算パワーの消費を回避することができる。他の改良によると、サーボ制御方法は、モータのスピードがサーボ制御される調整ステップの開始時に実行されるモータのスピードの振動を測定する。振動の振幅が所定の値を上回るとき、モータに印加されるコマンドの少なくとも１つのパラメータが変更される。パラメータの変更は、あとのスタートアップ期間中に振動の振幅を低減することを目的とされる。このように、可能性のある振動によって生じるノイズを低減することができる。他の改良によると、サーボ制御方法は、連続するスタートアップ期間中に異なるコントロール値を印加することによって、最小の振幅値を決定するステップを有する。決定された値は、最小振幅値に依存する。新たな最適値決定段階をトリガーし、これにより、計算時間を利用することなく、若干発散することができる。

他の改良によると、本方法は、スタートアップ開始時に当該装置内部の温度を測定するステップを有する。モータに印加されるコマンドのパラメータは、測定された温度に基づき変更される。このように、システムは、温度に基づきそれのスタートアップ期間中にファンの動作の変更を考慮する。他の改良によると、本方法はまた、第２モータのスタートアップを制御することを可能にする。各モータに対して、所定の値と測定されたスピードの値との間の乖離が決定される。パラメータの変更は、各モータに対して各スタートアップ時に交互に印加される。

本発明はまた、少なくとも１つの電気モータと、前記モータの回転スピードを制御する手段と、前記モータのスタートアップの所与の時点において測定された前記モータの回転スピードと所定のスピードとの間の乖離を測定する手段とを有する装置であって、前記制御手段は、後のスタートアップ中に測定される前記乖離を低減するよう前記後のスタートアップ期間中に前記モータに印加されたコマンドの期間パラメータの少なくとも１つを変更するため、前記測定された回路を考慮し、コマンドが印加される間に前記期間に関する期間パラメータが前記モータに印加される装置に関する。

本発明によると、スピードの変動を低減し、これにより、ファンのスタートアップ時の騒音を低減するため、ファンの制御を変更することが可能となる。

図１は、テレビデコーダなどの電子装置Ａの断面を示す。装置Ａは、電子回路２が配置されるプリント回路１を有する。ハードディスク３は、データ、特に長時間のオーディオビジュアル作品を格納することを可能にする。回路２及びディスク３は、大量のエネルギーを消費し、熱を発生する。例えば、装置Ａの中央ユニットは、約６ワットのエネルギーを放出する。典型的には、ＥＥＰＲＯＭ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌｌｙ Ｅｒａｓａｂｌｅ ａｎｄ Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）タイプの不揮発性メモリが、中央ユニットに接続される。このメモリは、スタートアップ期間中に使用されるデータの不揮発的な格納を可能にする。装置Ａの図１において灰色により描かれているゾーンは、他のゾーンより温度が高い。これらの高温ゾーンの１つに配置される温度プローブ４は、好ましくは最も大きなエネルギーを消費する回路近傍に配置され、当該温度に比例した電圧を供給する。ファン５は、装置Ａの開口から温風を抽出する。装置Ａの筐体において切り込まれた２つの通気口６は、新鮮な空気の２つの吸入口を提供する。曲線の矢印は、空気の流れの通過を示している。

図２は、好適な実施例によるサーボ制御システムを示す。この図は、測定値を受け取り、所定の値に基づき、コントロール値を決定する任意の調整システムに適用可能である。温度プローブ４とファン５は、管理ユニット７に接続される。管理ユニットは、スピードと温度の調整を専用に行うマイクロコントローラとすることが可能である。管理ユニット７はまた、中央ユニットの一部とすることが可能である。管理ユニット７は、温度プローブ４から供給される信号を受け付けるためのアナログ入力と、ファンのスピードを表す信号（当該信号は、一般に「タコ（Ｔａｃｈｏ）」と呼ばれる）を受け付けるためのデジタル入力と、ファン５を制御するためのコマンド出力とを少なくとも有する。安定状態では、マイクロコントローラ７は、プローブ４により供給される測定値に基づき、装置Ａの内部をある温度以下に維持するのに十分な新鮮な空気の流れを生じさせるため、ファンのスピードを決定する。

一実施例では、ファンは、それの回転スピードを直接規定するアナログ信号によって制御される。効果的には、管理ユニット７は、ＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）信号を提供する。これは、ローパスフィルタを利用することによってアナログ信号に変換され、モータの制御を可能にする周期的なデジタル信号である。その周波数は、典型的には一定とされ、それのデューティレシオは可変とされる。デューティレシオの当該変動は、モータのアナログ制御信号の振幅を変化させることを可能にする。一実施例では、ＰＷＭのデューティレシオは、８ビットにより符号化され、ＰＷＭの当該スケールにより、モータ制御範囲は約１２０〜２５５とされる。このため、ＰＷＭの１単位の変化は無視できないものであり、そのような変動を聴取可能である理由を説明するものである。典型的には、印加されるアナログＤＣ電圧は、０〜１２ボルトで変動され、５ボルト以下ではファンはスタートしないため、５〜１２ボルトが有効範囲となる。タコ信号はパルス信号であり、単位時間当たりのパルス数が、ファンの実際のスピードを決定する。

測定値は、デシベル数と与えられたスピードの間の相関を示している。このスピードの値は、ファンに実際に送られるコマンドがサーボ制御システムに依存するため、中間的なパラメータとなる。測定される音量はこのスピード値か生じたものである。ノイズが良好に制御されていると考えられるあるスピードについて、当該スピードから乖離した場合、ノイズは顕著に変更される。直接的に温度に基づきモータを制御する調整は、一定の温度を保証することができるが、スピードの変動は可聴的なものとなるであろう。ファンの制御は、ＰＩＤタイプのサーボ制御システムによって実行され、測定されたスピードと所定の値に基づき、サーボ制御システムはコントロール値を計算する。この所定のスピードは、装置Ａにおいて測定される温度に依存する。実験室で行われるテストを通じて、サーボ制御システムは、ファンにより生じるノイズがユーザに可聴な値、典型的には、２５デシベルを超えることになる最大スピードを知っている。パワーアップ時、デコーダが熱くなっていない場合、管理システムは、ファンを回転するのに十分な最小値をファンに送信し、その後、温度が上昇すると、サーボ制御システムは、温度を考慮した新たな値を計算する。

例えば、２５５から１２０の所定のスピードに対応するコントロール値をとる。スタートアップすると、このような値の印加は、回転のないファンの振動を生じさせ、空気の流れを生じさせないという事実に加えて、この振動は騒音を発生する。ファンの適切なスタートアップを保証するため、２５５から約１７０のスタートアップコントロール値を印加する必要がある。

本発明は、生成されるノイズを最小限にするため、以降のスタートアップのパラメータを変更するため、スタートアップ期間中にファンがどのように動作するかについて研究することからなる。

図３は、ファンをスタートさせ、それの所定のスピードに引き上げるための各種段階を示す。シンプルな実施例によると、当該システムは、調整段階に続くスタートアップ段階を有する。より詳細なモードでは、持続段階と漸増段階という２つの段階が、上記段階の間に加えられる。図３は、時間順に明示される４つの段階を有する最も詳細なモードを示す。最初の３つの段階は、ファンにおける一定のコントロール値により特徴付けされ、調整段階中のコントロール値は、測定値と所定値との間の乖離に基づき変更される。

スタートアップ段階は、所定の期間Ｔ_Ｄｍｉｎ未満でない期間Ｔ_Ｄと大きなコントロール値Ｖ_Ｄとにより特徴付けされる。スタートアップ段階は、ファンのパワーアップにより開始される。デコーダのファンの一実現形態では、期間Ｔ_Ｄは約８００ミリ秒であり、スタートアップコントロール値は１７０〜２５５の間にあり、その時点から右にスタートアップが保証される。これらの値は、０．５ワットのパワーによる１２ボルトのファンに対して与えられるものである。当該段階の目的は、ファンのスタートアップを保証することである。当該段階の期間は、調整が引き継ぐ時点において最小のスピードエラーを取得するよう調整される。

第２段階である持続段階は、任意的なものである。それは、１００ミリ秒より大きな期間Ｔ_Ｃと、スタートアップ値Ｖ_Ｄと安定状態において所定のスピードを達成することを可能にする値との間の中間にあるコントロール値Ｖ_Ｃとによって特徴付けされる。特にシンプルな具体例によると、当該装置の製造中に計算される第１の値Ｖ_Ｃは、Ｖ_Ｄと所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値との平均である。当該段階の目的は、スピードの展開における不連続性を回避することである。この不連続性は、スタートアップ段階と次の段階との間の遷移におけるスピード曲線の中断を通じて見ることができるかもしれない。持続段階によって、曲線はなだらかになり、さらなるノイズの低減を可能にする。

第３段階である漸増段階もまた、任意的なものである。それは、典型的には１０００ミリ秒であるやや長い期間Ｔ_Ａと、１２８などの所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値と等しいコントロール値Ｖ_Ａとによって特徴付けされる。当該段階は、スタートアップ段階と組み合わせると、穏やかでノイズのない調整段階への遷移を提供するため、強く推奨される。実際、当該段階は、以降において最も小さな乖離により調整が実行され、当該時点におけるスピード曲線のタンジェントがほぼ水平に接近するように、ファンのスピードを所定のスピードに接近させることを可能にする。当該段階の終わりに、スピードは所定のスピードに接近し、調整はほんのわずかしかスピードを補正しなくて済むことになる。このようにして、スピードの変更によって生じるノイズを最小化することができる。

第４段階は、調整段階と呼ばれる。それは、サーボ制御システムの起動がモータの回転値を測定し、測定されたスピードが「名目値」と呼ばれる所定のスピードに最も接近するように、コントロール値を変更することからなることにより特徴付けされる。効果的には、所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値は、調整段階期間中におけるある期間経過後、所定のスピードが達成され、安定化が実現されるとき、すなわち、ｉｎｔｅｇｒａｌ、ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｉａｌ及びｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌの各部分が動かなくなるときにファンに印加される値である。

要約すると、上記３つの段階の特徴は、以下のようにまとめることができる。
・スタートアップ：スタートアップを保証するだけの値と期間
・持続：Ｖ_Ｄと所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値との間にある値と、遷移をスムーズにし、中断のノイズ効果を回避するための最小の期間
・漸近：所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値に等しい値と、なだらかな遷移を保証するための最も低い可能な上昇率と低いエラーにより調整段階に接近するのに十分な長さの期間
これらのパラメータに対して実行される訂正は、各段階の特徴に従っていることが必要であり、調整段階の開始時において、所定のスピードに関するスピードの誤差が小さくなるようにすることを目的とする。

各段階に対応して、制御モジュールは、以下の６つのパラメータの１以上を利用及び変更する。

Ｔ_Ｄ：スタートアップ段階の期間
Ｖ_Ｄ：スタートアップ段階中に印加される値
Ｔ_Ｃ：持続段階の期間
Ｖ_Ｃ：持続段階中に印加される値
Ｔ_Ａ：漸近段階の期間
Ｖ_Ａ：漸近段階中に印加される値
装置Ａの製造中、メーカーは、デフォルト値によりＥＥＰＲＯＭメモリを初期化する。最初のパワーアップ期間中、これらの値は、ファンの制御モジュールにより使用される。効果的には、このデフォルト値は最小値に規定される。すなわち、当該モジュールにより以降において実行される訂正は、ファンが所定のスピードを達成するように、時間を促進するコマンド又は期間の値を増大させることから構成される。その後、記録された値は、タコメータプローブにより測定されるファンの動作に基づき修正される。

各スタートアップ後、ファンの制御モジュールは、タコメータプローブの測定によりファンの動作を分析する。タコメータプローブは、中央ユニットの内部カウンタに接続される。このカウンタが、ファンの回転の１／４回転毎にインクリメントされる。当該モジュールは、２つのカウンタ値の乖離を計算することによって、２つの測定値の間のファンの平均スピードを測定する。本発明のシンプルな一実施例によると、カウンタ測定はスタートアップ、持続及び漸近の各段階の終了時に実行され、その後の調整段階中には、当該測定は、例えば、毎秒などに実行される。ファンの動作のより詳細な分析が所望され、測定のための時間が利用可能である場合、当該モジュールは、典型的には、１００ミリ秒毎など、最初の３つの段階において定期的な間隔により測定を実行することができる。測定のための時間間隔を短縮することは、瞬間的なスピード測定に接近することを可能にする。

第１実施例によると、測定されるスピード値は、スタートアップ、持続又は漸近の各段階の少なくとも１つの期間を変化させる。各スタートアップ時に、スタートアップ段階の期間は決定された値“ＰＡＳ”に従って増減させることができる。“ＰＡＳ”値は、決定された段階の期間中に適用される期間の変動が漸近段階の終了時に測定されるスピード誤差において１単位の変動を生じさせるように計算される。このように、１つのスタートアップから他のものへの変化は、過剰に大きなものとはならない。デコーダのファンの一実施例では、ＰＡＳ値は５ミリ秒に固定される。持続段階のパラメータは、所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値に基づくだけでなく、測定されたスピード値に基づき調整される。

測定された誤差に従って、サーボ制御システムは、各段階に関する条件に従いながら、少なくとも１つの期間を変化させる。好適な実施例によると、スタートアップ段階の期間は、漸近段階の終了時に測定されたスピードと所定の値との間の乖離Δに基づき変動する。この時点で乖離Δが大きい場合、調整をトリガーすることは、可聴的な振動を生じさせる危険があり、これがスタートアップ段階の時間を調整することが好ましい理由である。これにより、スタートアップ段階の終了時におけるスピードはより大きなものとなり、調整段階の開始時における乖離Δは低減する。タコメータプローブがスピードの瞬間的な値を提供する場合、少なくとも調整段階に開始時に測定された乖離は、第１段階のパラメータの少なくとも１つの訂正を生じさせる。

一実施例によると、タコメータプローブはカウンタに接続され、カウンタの値がサーボ制御システムによって読み出される。スピードは、直近の値とその１つ前の値との間の乖離（Δ_ｉ−Δ_ｉ−１）を直近の時間区間の値により除算することによって計算される。例えば、タコメータプローブがファンの回転の各１／４回転においてパルスを送信する場合、所定のスピードは、毎秒２００の１／４回転となりうる。当該実現形態によると、測定されたスピードは与えられた時間レンジにおける平均スピードとなる。例えば、最後から２番目の測定において、瞬間的な乖離は６であり、調整段階の開始に対応する最後の測定では、乖離は０であると仮定する。このとき、これら２つの測定の間の期間における乖離は３となり、最終的に、当該期間の終了時の実際のスピードは、正確に所定のスピードとなる。従って、非ゼロの乖離の存在は、必ずしも漸近段階の終わりに、スピードが所定のものに正確にはならないことを意味するものでない。このため、トリガー又はパラメータの訂正を可能にする閾値を確立することが好ましい。本システムは、測定されたスピードと所定のスピードとの間の乖離と閾値Ｓとを比較し、当該乖離がＳより小さい場合、サーボ制御システムは訂正を実行する。典型的には、毎秒２００の１／４回転のオーダの所定のスピードによりデコーダにおいて実現されるファンに対して、閾値Ｓは毎秒３の１／４回転である。従って、調整段階の開始時に測定されたスピードと所定のスピードとの間の乖離Δが、毎秒３の１／４回転に近い場合、次のスタートアップ期間中には訂正は実行されない。乖離Δが正である場合、すなわち、測定されたスピードが所定のスピード未満である場合、訂正はＰＡＳ値をスタートアップ期間に追加することにより行われるように、訂正は両方向に実行される。反対のケースでは、ＰＡＳ値はスタートアップ期間から導かれる。当該閾値は、スタートされるモータに基づき実験室で固定され、装置ＡのＥＥＰＲＯＭメモリに書き込まれる。

一改良によると、Ｔ_Ｄの値が調整段階の開始時においてわずかな乖離となるようにするよう決定されると、システムは、スタートアップに続くステップと調整段階との間の接続の後の振動の存在を検索する。付帯的には、調整のない段階からある段階へのスイッチ又はＰＩＤタイプ調整が完全に機能し、振動をトリガーするかもしれない。振動の振幅ＡＭＰを測定するため、調整段階の最初の数秒の間、振動の振幅及び存在を検出するため、スピード測定が行われる。典型的には、例えば、最初の１６秒の間には、毎秒１回の測定が行われる。測定された値と所定の値との間の乖離の絶対値が一緒に加算される。振幅ＡＭＰを表す合計が所定値ＡＭＰ_ｍａｘより大きい場合、システムは振幅値を低減するための訂正ステップを実行する。

数値例をあげると、当該具体例では、瞬間的なスピードを利用し、すなわち、ある期間の平均値を計算することなく測定される。複数回のスタートアップ後に、１２８のコントロール値、２の閾値及び２０のＡＭＰ_ｍａｘ値を検討すると、８１０ｍｓのＴＤ値に対して１２６のスピードが達成され、閾値２により規定される範囲内となる。その後、システムは振動の測定を促す。測定された振幅値は、閾値を上回る３２となり、これにより、振動の最小値を求める検索ステップをトリガーする。

振動の最小値の検索ステップは、装置Ａにより実行される一連の実験測定値に基づく。サーボ制御システムは、各スタートアップ期間中に異なるＴ_Ｄ値を印加し、毎回新しいＡＭＰ値を計算し、最終的に、これらの値の１つがその他のものに関して最小値を構成するかテストする。最適値の実験的な決定は、既知の技術に従って実行される。

一連のスタートアップ期間中に、システムは以下の値を測定すると仮定する。

このようなテーブルから、システムは、Ｔ_Ｄ＝７９５に対して、調整段階の開始時の測定が許容できる範囲内にあり、当該段階の接続により生成される振動が最小の振幅を有することを容易に導く。このため、次のスタートアップに対して選択されるのは、Ｔ_Ｄ＝７９５となる。効果的には、最適値が決定されると、ＡＭＰ_ｍａｘの値が再計算される。例えば、ＡＭＰ_ｍａｘの値は、システムが最適値に対応するコントロール値を印加するときに測定される振幅の和の１．５倍となるよう規定される。このように、システムは、新たな最適値決定段階をトリガーすることなく、従って計算時間を利用することなく、若干異なるものとなる。新たな訂正が促されるのは、乖離が大きくなり過ぎたとき（上記の例では、１．５倍）に限られる。

以降のスタートアップ期間では、システムは、Δ値が閾値Ｓより大きくなく、測定値ＡＭＰがＡＭＰ_ｍａｘを超えないことを検証する。その反対のケースでは、振動最小値の検索ステップが促される。

他の改良によると、パラメータはまたパワーアップ時の装置の温度に依存する。ファンの目的は、装置Ａの内部を冷却することである。典型的には、システムは、３つの温度範囲に対応する３つのコントロール値を規定する。ファンの動作は温度に基づき変動する。熱いか否かに依存して、期間Ｔ_ｉにおける１つの同一のコントロール値Ｖ_ｉについて、達成されるスピードは同一とはならない。典型的には、熱いときは、同一のコントロール値に対して、ファンのスピードは上昇する。温度を考慮するため、サーボ制御システムは３つの温度範囲を規定する。パワーアップ時に測定される各温度範囲について、ファンの動作が分類され、異なるパラメータを使用することによって、スタートアップが実行される。

シンプルな実施例によると、制御モジュールは、ＥＥＰＲＯＭメモリからスタートアップ時に測定された温度範囲に対応するパラメータグループを読み込む。メモリに記録されているデータは、以下のタイプのテーブルに含まれている。

装置Ａは、メーカーによって規定された３つのグループのデフォルト値を有し、その後、制御モジュールが測定された温度に対応してパラメータグループを変更する。効果的には、各グループの温度範囲は、当該装置の温度調整に対するものと同一である。このように、温度に依存する所定の値が、６つのスタートアップパラメータの決定について考慮される。

一変形は、メモリに１つのグループのみのパラメータを維持し、スタートアップ時に測定される温度に基づき、それを１以上のパラメータを変更するための式と関連付けることから構成される。初期的には、本システムは、パラメータを読み込み、その後、それを温度に基づき修正する。

一般にファンやモータのメーカーは、製品の特徴において、温度に基づき応答性の曲線を伝送することが可能である。このような情報がない場合、実験室でそれは確定される。この決定ステップは、温度範囲内及び１つのターゲットスピードに対してデコーダを使用し、パラメータの温度の値と訂正係数の値の関連性のリストを計算することから構成される。スタートアップ期間Ｔ_Ｄなどの１つのみのパラメータによって規定されるスタートアップ又はシンプルなケースでは、曲線Ｔ_Ｄ＝ｆ（ｔ°，Ｖ_ｃｏｎｓ）を確定することが可能である。ここで、ｔ°は温度であり、Ｖ_ｃｏｎｓはファンの所定の値に対応するコントロール値である。関数ｆ（ｔ°，Ｖ_ｃｏｎｓ）は、効果的には、次数Ｎの多項式タイプのものである。テストは、次数１の等式が第１の近似として十分であることを示しており、このため、等式は、Ｔ_Ｄ＝ａ×ｔ°_ｉ＋ｂであり、多項式の２つの係数はＥＥＰＲＯＭに格納される。次のスタートアップ期間中、システムは、Ｔ_Ｄ値を計算するため、Ｖ_ｃｏｎｓを決定し、温度ｔ°_ｉを測定する。より正確な調整のため、次数２の等式が好ましい。

変形した実施例によると、管理ユニットは、スタートアップ期間を一定に維持し、オンされると、ファンに印加されるスタートアップ値を変化させる。制御モジュールは、決定された期間の後に取得されるスピード値を分析し、それから当該スタートアップ値を増大、減少又は維持する必要があるか推定する。適用される原理は、管理システムが変更するのは、期間でなくスタートアップ値であるという点を除いて、上述したものと同じである。この値は、それ以下ではファンの回転が保証されない最小のスタートアップ値未満となることはない。期間を変更することと、当該値を変更することの２つの変形を組み合わせることが可能である。

一実施例によると、デコーダは２つのファン、すなわち、第１ファンＶ１と第２ファンＶ２とを有する。図４は、当該実施例を示す。第２ファンＶ２は、ハードディスク２０の専用のものであり、破線により示されるように、装置Ａの下方から新鮮な空気を吸入し、それを当該ファンを受け付ける煙突２２によってチムニー（ｃｈｉｍｎｅｙ）により拡張されるサポート２１に囲まれたハードディスク２０に直接送出することを可能にする。抽出に利用される第１ファンＶ１は、装置Ａの筐体の左側に固定される。この第１ファンは、プロセッサ、メモリ、復調器、後調整、供給など使用される電子回路によってデコーダ１において消費されるエネルギーを抽出する。デコーダにおいて十分な圧力を維持することによって、破線によって示されるように、一方から新鮮な空気を取り入れ、他方の側からそれを抽出することによる抽出に利用されるファンＶ１は、筐体内部で素子に対して吹くファンが冷却するのと同様に、空気の流れを導く必要を回避する。

同じスタートアップ原理が、各ファンに適用され、同一の管理ユニットが利用される。本実施例による管理ユニットは、図５に示される。管理ユニットは、２つのＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ Ｗｉｄｔｈ Ｍｏｄｕｌａｔｏｒ）信号生成装置を所有する。発信されるＰＷＭ信号は、集積回路によってアナログ信号に変換される。これらのアナログ信号は、ファンを制御する。マイクロコントローラはまた、各ファンの各１／４回転によってトリガーされるパルスを正確に測定することを可能にする２つの“入力キャプチャ（Ｉｎｐｕｔ Ｃａｐｔｕｒｅ）”入力を有する。同一の管理ユニットによるファンの制御は、各自の回転スピードを考慮した２つのファンによって生成されるノイズの合計を正確に確認し、これにより、ノイズの合計が許容値を上回ることを回避することを可能にする。あるケースでは、管理ユニットは１つのみの“入力キャプチャ”入力を有し、この場合、管理ユニットは各タコメータ入力とスイッチの２つのコンタクトにリンクさせ、中央コンタクトが“入力キャプチャ”入力にリンクされる。当該構成によると、ファンの１つのスピードが同時に解析可能となる。この場合、最初のスタートアップ期間中、ファンのスピードが考慮され、当該第１ファンに対して新たな期間が計算される。このように、一方のファンと他方のファンの値が交互に計算され、次のオンに対して適用される。当該構成では、他方に引き継ぐ前に３つの段階と１つの調整段階においてスタートアップを有し、同じことを実行し、その後、調整段階が交互にされることが好ましい。特に調整段階の終わりにおいて、上述した方法によって、ファンが１つしかない場合に関してスピードの再測定前の時間が２倍となる事実によって増幅される乖離を回避するのに、スピードは十分正確なものとなる。

当業者は、本発明の適用範囲から逸脱することなく、他の多数の具体的形態に本発明を適応させることができるであろう。特に、サーボ制御システムは、それがファンとして機能するか否かに関係なく、電気モータのスタートアップに適応することが可能である。このため、本実施例は例示的なものであって、添付した請求項の範囲により規定される範囲内で変更可能である。

図１は、本発明の好適な実施例による電子装置の断面を示す。 図２は、好適な実施例によるサーボ制御システムを示す。 図３は、ファンの動作と各段階を示すタイムチャートである。 図４は、本発明の一実施例による装置の図である。 図５は、本発明の一実施例によるファンの制御回路の図である。

符号の説明

１ プリント回路
２ 電子回路
３ ハードディスク
４ 温度プローブ
５ ファン
６ 通気口
７ 管理ユニット

Claims (16)

1. スタートアップの開始からカウントする所定の期間の後にスピードを測定する少なくとも１つのステップを有するスタートアップ期間中に電子モータをサーボ制御する方法であって、
   前記測定されたスピードの値と所定の値との間の乖離を決定するステップからなる第１スタートアップと、
   当該第２ステップ中に前記乖離を低減するため、先行するスタートアップ期間中に決定された前記回路に基づき、前記モータに印加されるコマンドの少なくとも１つの期間パラメータが変更される第２スタートアップと、
   を有し、
   前記期間パラメータは、コマンドが前記モータに印加される間の期間に関する方法。
2. 各スタートアップは、スタートアップコントロール値がスタートアップ期間に印加され、前記スタートアップ値は、前記第２スタートアップ中に前記乖離を低減するよう変更されるスタートアップステップを有する、請求項１記載の方法。
3. 各スタートアップは、該スタートアップステップの後に持続ステップを有し、
   前記持続ステップ中に印加されるコントロール値は、前記スタートアップ値と前記所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値との間にある、請求項２記載の方法。
4. 前記モータのスピードがサーボ制御される調整ステップに先行する漸近ステップを有し、
   前記漸近ステップ中に印加されるコントロール値は、前記所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値に等しい、請求項１乃至３何れか一項記載の方法。
5. 前記モータに印加されるコマンドの期間パラメータは、先行するスタートアップ期間中に決定された前記乖離が所定の値より大きい場合に限って、変更される、請求項１乃至４何れか一項記載の方法。
6. 前記モータのスピードがサーボ制御される調整ステップ中に、前記モータのスピードの振動を測定するステップを有し、
   前記モータに印加されるコマンドの少なくとも１つの期間パラメータが、前記振動の振幅が所定の値を上回るとき、変更され、
   前記期間パラメータの変更は、次のスタートアップ中に前記振動の振幅を低減するためのものである、請求項１乃至５何れか一項記載の方法。
7. 前記スタートアップの開始時に前記装置内部の温度を測定するステップを有し、
   前記スタートアップ期間中に前記モータに印加されるコマンドの期間パラメータは、前記測定された温度に基づき同様に変更される、請求項１乃至６何れか一項記載の方法。
8. 第２モータによって実行されるスタートアップと、各モータに対して前記測定されるスピードの値と所定の値との間の乖離を決定するステップとを有し、
   前記期間パラメータの変更は、各スタートアップにおいて各モータに交互に印加される、請求項１乃至７何れか一項記載の方法。
9. 少なくとも１つの電気モータと、
   前記モータの回転スピードを制御する手段と、
   前記モータのスタートアップの所与の時点において測定された前記モータの回転スピードと所定のスピードとの間の乖離を測定する手段と、
   を有する装置であって、
   前記制御手段は、後のスタートアップ中に測定される前記乖離を低減するよう前記後のスタートアップ期間中に前記モータに印加されたコマンドの期間パラメータの少なくとも１つを変更するため、前記測定された回路を考慮し、コマンドが印加される間に前記期間に関する期間パラメータが前記モータに印加される装置。
10. 前記制御手段は、第２スタートアップ中に前記乖離を低減するため変更されるスタートアップコントロール値をスタートアップ期間中に印加する、請求項９記載の装置。
11. 前記制御手段は、前記スタートアップ期間の後の持続期間中に、前記所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値と前記スタートアップ値との間のコントロール値を印加する、請求項９記載の装置。
12. 前記制御手段は、前記モータのスピードがサーボ制御される通常期間に先行する漸近期間中に、前記所定のスピードを達成することを可能にするコントロール値に等しいコントロール値を印加する、請求項９記載の装置。
13. 前記制御手段は、先行するスタートアップ期間中に決定された乖離が所定の値より大きい場合、前記モータに印加するコマンドの期間パラメータを変更する、請求項９乃至１２何れか一項記載の装置。
14. 前記モータのスピードがサーボ制御される調整期間中に前記モータのスピードの振動を測定する手段を有し、
    前記制御手段は、前記振動の振幅が所定の値を上回る場合、前記モータに印加されるコマンドの少なくとも１つの期間パラメータを変更し、
    前記期間パラメータの変更は、後のスタートアップ中に前記振動の振幅を低減するためのものである、請求項９乃至１３何れか一項記載の装置。
15. 前記モータのスタートアップ時の当該装置の内部の温度を測定する手段を有し、
    前記制御手段は、前記測定された温度に基づき前記モータに印加されるコマンドの期間パラメータを変更する、請求項９乃至１４何れか一項記載の装置。
16. 少なくとも２つのモータを有し、
    前記測定手段が、各モータについて所定の値と前記測定されたスピードの値との間の乖離を決定し、
    前記制御手段は、前記各モータに対して前記印加される期間パラメータの少なくとも１つを交互に変更する、請求項９乃至１５何れか一項記載の装置。

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