JP2011507466A - 振動モータを有する構成体及び振動モータを制御する方法 - Google Patents

Abstract

本発明は、振動モータ（１００）と、前記モータ（１００）を制御する制御回路（２０）と、振動プロセス中に、規定の測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は所定の測定位置（ｘＭ_１、ｘＭ_２及びｘＭ_３）における前記モータ（１００）の電気特性を決定するセンサー配列体（５）と、少なくとも前記電気特性及び前記モータ（１００）の一定の誘導性値（Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}）によって前記モータ（１００）の運動変数を決定するプロセッサ（２１）とを備え、前記制御回路（２０）は、作動状態において前記モータ（１００）を前記運動変数の関数として制御し、前記測定時間（ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３）又は前記測定位置（ｘＭ_１、ｘＭ_２及びｘＭ_３）は、異なる電流（ｌ）が前記モータ（１００）に通っていても、前記モータ（１００）の前記誘導性（Ｌ）が、少なくとも所定の電流間隔内（Ｉ_１、Ｉ_２）でおおよそ一定に保たれるように予め決定されている、構成体に関する。有利な実現によって、モータの誘導性の非直線性を考慮することができ、結果として振動振幅の制御が増加される。

Description

本発明は、振動モータを有する構成体及び振動モータ（直結伝動）を制御する方法に関し、モータの特性がモータを制御するために使用され、特に様々な電動機負荷において振幅の制御を安定させることに関する。

そのような構成体の１つ及びそのような方法の１つは独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号によって既知であり、それによると、振動モータの運動変数はモータに振動運動を開始するようにモータのコイルに電流が送り込まれる時点で決定される。モータの運動変数は、モータの将来的に必要な電力の供給を決定するために制御回路に使用される。

記載されている構成体及び記載されている方法の不利点は、モータの誘導性が一定に保たれると推測されていることである。しかし、実際には誘導性はモータの構成部品のお互いの位置、電流の消費量及び測定時の電流の変化に左右される。一次ではない誘導性を無視することは、特にモータが重荷重にさらされる場合、モータの制御が不安定になることに繋がること、又は制御が既定の振幅を生じることに繋がることがある。

米国特許第５，４２４，６３７号はどのようにしてアクチュエータコイル（actuator coil）のためにアクチェータアンカ（actuator anchor）の位置を決定するかを記載している。同時に、誘導性値（inductivity values）が、アンカ及びアクチュエータコイル電流の位置の関数として「参照テーブル」（“look-up table”）からのソフトウェア又は数学的方程式によって決定されることから、アクチュエータの誘導性特性を考慮することができる。

しかし、同時にそのようなテーブル及び必要なソフトウェアは創作が容易でも安値でもないという不利点がある。

独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号 米国特許第５，４２４，６３７号

したがって、本発明の課題は、安値で製造でき、既知である不利点が避けられる、振動モータを有する構成体及び制御する方法を提供することである。

課題は、請求項１に記載の構成体及び請求項６に記載の方法により解決される。従属請求は、他の実施形態を記述する。

構成体は、作動状態では制御回路により制御される振動モータ（直結伝動）を有する。作動状態では、センサー配列体が振動プロセス中に既定の測定時間又は測定位置（すなわち、モータの「オフ」状態からの作動の間）におけるモータの電気特性（electric characteristic）を決定し、プロセッサが作動状態にあってモータの運動変数（movement variable）（例えば、ロータの速度）を少なくとも電気特性、並びに、測定時間及び測定位置は、異なる電流がモータに通っていても、モータの誘導性が、少なくとも特定の電流間隔（current interval）内でおおよそ一定に保たれるように予め決定されている、一定及び既定であるモータの誘導性値から決定する。同時に、測定時間及び測定位置は、一定の誘導性値から偏差を最小限にする最適化により決定される。特に、特定の電流間隔内では、遭遇した誘導性値の偏差は平均誘導性値の（すなわち、一定に保たれると推測された誘導性値の）１０％以上を超えるべきではなく、５％以上の偏差はより精密な制御を可能にし、２．５％以上の偏差はより良い制御を可能にし、１％以上の偏差は優れた制御を可能にする。おおよそ一定の誘導性値に至るべきである特定の電流間隔（Ｉ_１、Ｉ_２）では、一般的に手頃な電流の範囲にあり、その範囲はＩ_０＝０ＡからＩ_ｍａｘまでの範囲である。Ｉ_ｍａｘは特定のモータの関数であり、コイルの内部抵抗Ｒ、電圧源に既に提供される電圧及び運動により誘発される電圧に左右される。第１の間隔Ｉ_１の電流値（current value）は、電流が０から増加する場合、誘導性値は急速な電流の変化の結果、急速性も増加し、これはおおよそ一定の数値との最適化と不一致するため、電流の変化の信頼できる数値を得るために一時的な電流の変化を決定するための測定ｄＩ／ｄｔ≒ΔＩ／Δｔ＝（Ｉ（ｔ_ｂ）−Ｉ（ｔ_ａ））／（ｔ_ｂ−ｔ_ａ）が早急に行われることが必要となるため、通常は最高電流（maximum current）Ｉ_１≒１〜１０％Ｉ_ｍａｘの低めのパーセンテージである。電気特性から生じるモータの運動変数を決定するために、電流の変化を測定することは必要である。第２の間隔の電流値は約Ｉ_２≒１５〜８０％Ｉ_ｍａｘであり、この場合、最高電流に比べて高い電流における少量の増加はノイズに影響された数値に繋がる。よって、信頼性のある電流の変化は決定することができない。いくつかの実施形態がＩ_２≒１５〜５０％Ｉ_ｍａｘ、又はＩ_２≒２０〜４０％Ｉ_ｍａｘ又はＩ_２≒２０〜３０％Ｉ_ｍａｘの方程式を使用するのはこのためである。独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号に記載されているように、Ｉ＝（Ｉ（ｔ_ａ）＋／（ｔ_ｂ））／２及びｄＩ／ｄｔ≒ΔＩ／Δｔ＝（Ｉ（ｔ_ｂ）−Ｉ（ｔ_ａ））／（ｔ_ｂ−ｔ_ａ）に相当すると見なされ、既定の測定時間（独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号ではこれは不変の所定時間）を判定するため又は電流及び電流の変化を判定するための測定位置を決定するために、一般的には２つの測定がとられる。測定時間がｔ_ｘで事前設定されているのであれば、２つの測定をｔ_ａ＝ｔ_ｘ−Δｔ／２及びｔ_ｂ＝ｔ_ｘΔｔ／２の時間で行なうことができる。この場合、測られるべき変数の増加は２つの測定点の間であまり変わらないはずであるため、特にΔｔは測定システムの速度が原因となることがある。

一般的に振動モータは、永久磁石に接続されたロータを回転させ、確定した回転内に保つように、エネルギーが電磁石として機能するコイルを通して伝導されるようなシステムとして設定される。これによって、正しい量のエネルギーが常に正しい時に伝導させることが可能になり、よって、電動モータの運動を測定することは必要である。

振動モータ（例えば電動かみそりなどに使用されている直線振動直結伝動モータ）はロータが（例えば永久磁石として又は永久磁石を有するように）設定することができ、電流が間欠的に通るステータコイルに生成される磁界によって回転させられ、ロータが（例えば弾性力などの）リセット力（reset forces）によって開始位置に戻される、共振的に振動するシステム、例えば、一次的に振動するモータ又は軸の周りを振動するモータとして振動モータを設定することができる。ロータの寸法及びリセット力が共振周波数を決定する。振動振幅（oscillation amptitude）と関係なく、直流モータの場合のようにモータが負荷されても振動数が本質的に変わらないように、振動モータは常に同じ頻度で振動する。むしろ、振動振幅は削減される。もし電動機負荷が変化するならば、振動振幅及び／又は特定の時点でのロータ速度の知識により管理される制御によって、振動モータは同じ振動振幅にたもたれる。運動変数は（一般的にロータ速度及び／又は振動振幅）直接測定することができる。しかし、これはセンサー（例えばホールセンサー（Hall sensors））の追加が必要となり、よってコストの追加及び構造体積の追加が必要となる。それゆえ、振動モータの場合（独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号記載の振動モータのように）制御のために必要な運動変数は一般的にはステータコイルをセンサーとして使用することによってセンサーを使用せずに、間接的に測定される。例えば、コイルに加えられたモータ電圧及びコイルを通る電流はそこで測定され、ロータ速度はモータの誘導性の知識を用いて計算することができる。

しかし、本開示に記載された構成体及びそれに相当する方法は、モータの電気特性により運動変数を間接的に決定する追加センサーで設定することもでき、この計算のためにはモータの誘導性が必要である。

本構成体の実施形態の１つでは、異なる振動振幅のため及び異なる振動振幅の場合、少なくとも興味のある電流間隔内ではモータの誘導性が、おおよそ一定に保たれるように、それぞれの場合における、測定時間及び測定位置は少なくとも２つの振動振幅のために予め決定されている。同時に、測定時間及び測定位置は、偏差値が最小限に抑えられた最適化により決定された。これは、全ての振動振幅の制御のために１つの、一定の誘導性値を次いで使用することを可能にする。

別の実施形態では、モータのステータコイルがセンサー配列体を形成する。

また更なる実施形態では、本構成体は測定時間及び／又は測定位置を記憶するためのメモリを有する。メモリは、加えて又は代わりとして、一定誘導性値を記憶するために使用することができる。

他の実施形態では、制御回路及び／又はプロセッサ及び／又はメモリは、スペースを節約するマイクロコントローラによって実現される。

振動モータを制御する方法は、
ａ）測定時間及び／又は測定位置は、たとえ異なる電流であっても、モータの誘導性が、少なくとも所定の電流間隔内でおおよそ一定に保たれるように選択される、（すなわち、誘導性は所与の電流間隔内の一定誘導性値により概算することができる）測定時間及び／又は測定位置は特に、一定の誘導性値から誘導性値の任意の偏差度を最小限に抑える最適化によって決定され、モータの電気特性を決定するためにモータの振動周期内の測定時間及び／又は測定位置を提供する工程と、
ｂ）測定時間及び／又は測定位置（モータの「オフ」状態からの作動）におけるモータの電気特性を測定する工程と、
ｃ）電気特性及び一定の誘導性値からモータの運動変数を計算する工程と、
ｄ）計算された運動変数と関連してモータを制御する工程と、を含む。

本方法の１つの実施形態では、それぞれの事例を提供する工程は、測定時間及び／又は測定位置は、たとえ異なる電流がモータに通っていても、モータの誘導性が、（少なくとも興味のある電流間隔内では）全ての振動振幅においておおよそ一定に保たれるように決定される、少なくとも２つの異なる振動振幅のための測定時間及び／又は測定位置を提供することを含む。この点においては、測定時間及び／又は測定位置は特に、一定の誘導性値から誘導性値の偏差度を最小限に抑える最適化によって決定される。

本発明は、本発明の構成体が使用される又は本発明の方法を実行するように構成された小型電動装置、とりわけ電動歯ブラシ又は電動かみそり、にも関する。

本発明は、代表的な実施形態の詳細な詳解及び図の参照によって下記に詳しく記述する。図は、
振動モータを有する本発明による構成体の実施形態の略図。 様々な振動振幅及び測定位置の電流消費量とモータの誘導性との関数関係の例示の図面。 異なる振動振幅を有するモータの振動周期中にある固定測定時間と測定位置との関係の図面。 固定測定時間での電流消費量及び必然的に様々な振動振幅の異なる所与の測定位置とモータの誘導性との関数関係の例示の図面。 異なる振動振幅を有するモータの振動周期と異なる測定時間での測定位置との関係の図面。 興味ある範囲の誘導性がおおよそ一定に保たれるようにそれぞれの事例の測定時間が選択された、様々な測定時間での電流消費量及び必然的に様々な振動振幅の所与の測定位置とモータの誘導性との関数関係の例示の図面。 記載された構成体を使用した例示の小型電動装置。

図１は、振動式線形モータにした振動モータ１００の代表的な実施形態を例として示す略図である。このような線形モータは、例えば電動かみそりに使用されている。振動モータは、軸と関連して回転するように振動することもできる。図１に示された線形モータ１００は固定配置されたステータ１及びロータ２を有し、二重矢印３に示された方向に直線的な動きを実行することができる。あるいは、ステータ１の運動自由度はロータ２に従って設定することができ、すなわち、ステータ１は移動度がロータ２に相当するが他の点ではステータ１の機能的特性を持つ構成要素と交換できる。本発明の図面はこの点では単純化されているため、固定配置されたステータ１を有する代表的な実施形態を記載するためだけに下記に使用されている。この場合、ステータ１は「Ｅ」型に形成された鉄心４及び巻き針金ステータコイル（coiled wire stator coil）５から成る。ステータコイル５は鉄心４の中心桁６の周りに巻かれ、接続回線７を介して制御装置８に電気的に接続されている。ロータ２は２つの永久磁石９を有し，それぞれの極の１つが担体プレート（carrier plate）１０に接続され、両方が互いに近く、逆行性の向きに配置される。永久磁石９は、ほぼ鉄心４の中央梁６の前面にあるエアギャップ１１まで延びる。鉄心４と同様に、担体プレート１０は、それぞれの先端にコイルばね１２を有し、両側に接続された鉄性物質から成る。コイルばね１２の逆先端は、例えばロータ２が二重矢印３に示された方向に直線的な振動運動を実行することができるように線形モータを設置された小型電動装置のハウジングから、固定された状態で浮遊させられる。言うまでもなく、この直線振動直結伝動モータの実施形態は一例にすぎない。「振動モータ」という用語はその他すべての既知である又は提案されている直結伝動モータの実施形態を含むように意図されている。

振動モータの作動状態では、ステータコイル５を通る電流の流れは、磁界が鉄心４内で発生されるように、制御装置８の手段によって相当する制御により作り出される。磁界は永久磁石９（特に鉄心４の中央梁６の前表面のエリア）を影響し、図１に示されている形状の場合、ロータ２がステータ１に対して横向きに動くようにする。動きの方向は、ステータコイル５内の電流の流れの方向に依存する。ステータコイル５を通る電流の流れを変化させることによって電流の流れの方向も一般的に変化し、コイルばね１２の援助によってロータ２に直線的な振動運動を開始させることができる。

ステータコイル５を通る発生された電流の流れによってそれぞれの事例に希望された効果が得られるように、ステータコイル５の制御は制御装置８によってロータ２の動きと時間連動される。加えて、ステータコイル５から磁界によってロータ２に伝導されるエネルギーは、それぞれの事例のそれぞれの必要性に依存する。特に、このエネルギーは、ロータ２が変動負荷にさらされても振動振幅ができる限り一定に保たれるように測定される。変動負荷は、ステータコイル５を通る電流の流れの相当する変化によって平衡される。

記載された実施形態では、制御装置８は測定制御回路２０からなり、該測定制御回路２０によってモータの単振動の周期内で少なくとも１つの所与の測定時間における（又は１つの所与の測定位置における）モータの電気特性が測定される。電気特性はプロセッサ２１により、ステータコイル５の誘導性値からモータ運動変数に変換される。次いで、モータへの電流が運動変数に基づく測定及び制御回路２０により制御される。制御装置８は測定時間（又は測定位置）を記憶するための数値メモリ２２を有することができ、モータの誘導数値をメモリ２２に保存することもできる。

振動振幅を一定数値に保つためには、それぞれの場合における、振動振幅又は関連する計測を決定する必要がある。例えば、単振動の周期内に所与の測定時間でのロータ速度（測定位置は周期的な振動中の測定時間にはっきりと定めている（すなわちモータの「オフ」状態から起動する時））などの、実際の振動振幅又は関連する計測はモータの運動変数である。共振振動しているシステム内の振動周波数が既知であるため、振動振幅は測定時間でのロータ速度又は単振動の周期内の測定位置から決定できる。運動変数を決定するには、モータの電気特性（例えばステータコイル５内で動かされた永久磁石９に誘導された電圧Ｕ_Ｌ）が使用される。

モータコイルに加えられる電圧Ｕ_Ｍは、コイルのオーム抵抗での電圧の低下、自己誘導電圧Ｕ_Ｌ及び運動誘導電圧Ｕ_ｉの合計の積である。これは、一般的にキルヒホッフの電圧法則でも表現できる。

ここで、ｌはコイルを通る電流であり、Ｒはコイルのオーム抵抗であり、ψは結合電磁流量であり、ｘはロータの位置であり、ｔは時間である。∂ψ／∂Ｉ＝Ｌ＝ｃｏｎｓｔ．は一定の誘導性を仮定するために用いられる。一定の誘導性の仮定の有用性は限られていて、例えば高電動機負荷での制御の不安定性に繋がり得る。周知であるように、誘導性Ｌは一定ではなく、非線形及び変異の誘導性Ｌ_diff（Ｉ）＝∂ψ／∂Ｉを考慮する必要がある。また、∂ψ／∂_ｘ＝ｋ_Ｍがモータ定数（motor constant）として特定される。

独国特許出願公開第１０２２９３１９Ａ１号は特性と運動変数との関係を記載している。この関係は文書を参照することにより文書に併合されたと見なされるべきである。ステータコイル５に加えられる電圧Ｕ_Ｍは、ステータコイル５のオーム抵抗で低下する電圧Ｕ_Ｒと、自己誘導電圧Ｕ_Ｌと、永久磁石９に誘導される電圧Ｕ_ｉとの合計の積である。
Ｕ_Ｍ＝Ｕ_Ｒ＋Ｕ_Ｌ＋Ｕ_ｉ＝Ｒ・ｌ＋Ｌ・ｄｌ／ｄｔ＋ｖ・ｋ_Ｍ

同時に、オーム抵抗で低下する電圧Ｕ_ＲはステータコイルＲの抵抗値及び電流ｌの積から計算される。誘導電圧Ｕ_ｉはロータ速度ｖ、比例定数及びモータ定数ｋ_Ｍの積であり、同時に自己誘導電圧Ｕ_Ｌは所定の測定時間でのモータの誘導性Ｌ及び一時的な電流の変化ｄｌ／ｄｔの積から得られる。モータの誘導性は、Ｌモータの電流消費量ｌ、測定時間ｔ及び／又は明らかに関連している測定位置ｘ（モータの「オフ」状態からの起動）、そして一時的な電流の変化ｄｌ／ｄｔによって異なる。
Ｕ_Ｌ＝Ｌ（ｌ，ｄｌ／ｄｔ，ｔ ｂｚｗ．ｘ）・ｄｌ／ｄｔ

変数が既知であるなら、ロータ速度ｖはステータコイル５で低下する電圧Ｕ_Ｍの測定から決定され得る。同時に、従来の応用では誘導性Ｌは一定に保たれると推測されが、ある状況では（ある電動機負荷）制御の不安定に繋がった。原則としては、誘導性Ｌは電流消費量ｌ、測定時間ｔ及び／又は測定位置ｘ、そして電流の変化ｄｌ／ｄｔの関数として計算することができ、次いで「参照テーブル」から読み出すこと若しくは誘導性Ｌを多項式近似又は似たような手順によって計算することができる。後者の場合は、近似関数の係数のみが記憶され、「参照テーブル」全体は記憶されない。しかし、この２つの手順は「参照テーブル」を記憶するため又は近似関数を計算するための更なる構成部品（メモリ、プロセッサ）が必要となる。しかし、必要となるメモリ及び／又はプロセッサは低コスト又はスペースを節約する様式で製造することができない。よって、「参照テーブル」又は近似関数の不利点を避ける代替手段が下記に記載されている。この点において、測定位置及び／又は測定時間は、モータの誘導性Ｌが（少なくとも興味ある間隔内では）電流消費量ｌが変化してもおおよそ一定に保たれるように、本質的に選択される。その後、特別に選択された測定時間及び／又は測定位置のため、１つの一定の誘導性値Ｌ＝ｃｏｎｓｔで作動を続けることができる。結果として、「参照テーブル」又は多項式近似のための、大きなメモリ又はプロセッサが必要ない。結果として、いくつもの振動振幅を安定させるためにこの手順が使用されるならば、測定時間及び／又は測定位置モータの誘導性Ｌが全ての振動振幅について（少なくとも興味ある間隔内では）電流消費量ｌが変化してもおおよそ一定に保たれるように選択され、それぞれの振動振幅は単振動の周期内で相当する測定時間又は測定位置が指定される。測定時間及び／又は測定位置を最適化するには、例えば既知の最適化アルゴリズムなどが、平均誘導性値からの二次偏差を最小限に抑えるために、使用できる。そのために、モータの誘導性は、様々なパラメーター（例えば測定時間及び／又は測定位置、電流消費量及び振動振幅など）において適した試験台で測定され、その測定された数値は最適化に使用される。

図２は、様々な振動振幅

においての様々なモータポジションｘ_１、ｘ_２及びｘ_３でのモータの電流消費量ｌに対してモータの誘導性Ｌの（原則的な）関数的傾向を表している。誘導性Ｌは特に、モータポジションｘ（この場合、「オフ」状態からのロータの起動）に大きく左右されることが明らかである。電動かみそりなどに使用されている直線振動直結伝動モータの振動振幅の場合、典型的な数値はおおよそ

である。

図３は、モータポジションｘを様々な振動振幅

の時間ｔの関数とした、関数的傾向を表している。同時に、関数ｆ_１、ｆ_２及びｆ_３は振動振幅

のモータポジションの傾向に相当する_。同時に、時間Ｔは振動周期が実行される振動の持続時間に相当し、共振振動している直線モータにおいては、全ての振動振幅

が同じである_。３／１６Ｔでは、測定時間ｔ_ｘは陽振動の最高に従い、振動の零位点は４／１６Ｔで達成される。

それゆえ、図３に表されているように、様々な振動振幅

におけるモータの電気特性は直線モータの単振動の周期内で似た相対時間ｔ_ｘで決定される。異なる絶対の測定位置（すなわち測定時間ｔｘにモータが必ずある位置）ｘ_Ｍ１、ｘ_Ｍ２及びｘ_Ｍ３のため_、様々の振動振幅において所与の電流消費量ｌの場合、大いに異なる誘導性値Ｌに繋がる。一定に保たれると推測される誘導性Ｌは、電気特性（例えば、ステータコイルで低下する電圧Ｕ_Ｍ）からの運動変数（例えば、ロータの速度ｖ）の計算にも、相当する誤差があることに繋がる。ある場合では、これはモータが制御を失い、大きな回転機負荷を相応に正された電力供給に平衡させることができないことを意味する。その後、制御回路が不安定になる。この問題は、制御回路が１つの振動振幅の場合のみではなく、複数の異なる振動振幅が制御回路により安定した状態に保たれることが求められると、より重大になる。

一定の測定時間ｔ_ｘ＝３／１６Ｔでの所定の振動振幅

は、ｘ_Ｍ１＝０．３８ｍｍ、ｘ_Ｍ２＝０．５３ｍｍ及びｘ_Ｍ３＝０．６５ｍｍ測定位置（すなわちロータの運動）に繋がる。

図４は、様々な関数的傾向が固定測定時間ｔ_１＝ｔ_２＝ｔ_３＝ｔ_ｘで測定される時に異なる振動振幅

に適用する電流消費量ｌに対してモータの誘導性Ｌの関数的傾向の例を表し、これは測定時間での異なる測定位置ｘ_Ｍ１、ｘ_Ｍ２及びｘ_Ｍ３に繋がる。変化する電流消費量ｌ及び異なる振動振幅

の場合、大いに異なる誘導性値Ｌが優先され、異なる電流消費ｌ及び異なる振動振幅

で誘導性Ｌが一定に保たれると推測する理由はないことが明らかである_。
この問題を避けるために、制御のより良い安定性を保障するために、様々な振動振幅

のために選択された測定時間ｔが同一ではないが_、それぞれの振動振幅について（一般的に異なる）相当する測定時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３が，（少なくともおおよそ）定数としての誘導性Ｌを推測して選択されることが望ましい。図５はこれを明白にする。図５は図３のように、３つの異なる振動振幅

でのモータポジションｘを時間ｔの関数とした関数的傾向を表す。最適化プロセスはこれでそれぞれの振動振幅について異なる測定時間ｔ_１、ｔ_２、及びｔ_３を定める。図５では、振動振幅

の電気特性は測定時間ｔ_１で決定され、その後、モータは測定位置にある。

また、振動振幅

の電気特性は測定時間ｔ_２で決定され、その後、モータは測定位置

にある。そして振動振幅

の電気特性は測定時間ｔ_３で決定され、その後、モータは測定位置

にある。この代表的な図面では、測定位置

は隣り合わせにはなく、正確な測定位置（及び／又は測定時間）はそれぞれのモータの問題である。測定時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３は（特に最適化によって可能となる時）測定位置

が合致するように選択できる。図２で明らかなように、消費電流ｌと振動振幅との関数従属性は似た測定時間ｔ_ｘの場合よりもすでに大幅に少ない。

図６は、モータの誘導性Ｌの関数従属性に対して様々な測定位置

が様々な振動振幅

のためにそれぞれ測定時間ｔ_１、ｔ_２、及びｔ_３の選択により決定された様々な測定位置

におけるモータの電流消費量ｌを例として表す。測定時間ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３、したがって様々な測定位置

はモータの誘導性Ｌが異なる電流消費量ｌでも少なくとも興味ある領域（この場合、電流消費間隔ｌ_１〜ｌ_２の間）で本質的に一定に保たれるように（すなわちＬ≒ｃｏｎｓｔ．）選択（特に最適化）される。すると、一定の誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}は、電気特性から運動変数を計算するのに使用できる。図６は、全ての振動振幅においての一定誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}は電流間隔内の誘導性値の平均値として決定されることを、点線によって表す。誘導性値は、特に所与のパラメーター（例えば振動振幅及び電流消費量）を測定することによって決定され、次いで一定誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}を決定する基準として使用される。最適化によって、様々の振動振幅

の測定時間ｔ_１、ｔ_２、及びｔ_３は、異なる測定位置

が生じるように決定することができる。様々な振動振幅

の測定時間の選択を最適化することによって_、定数としての誘導性Ｌを推測して、制御の不安定に同時に繋がらずに、運動変数を計算するのに使用し得る。記載された方法及び相当する構成体は、振動振幅が１つのみの場合でも制御の安定性を増加させるために使用し得る。一定誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}はメモリに保存し（図１の２２番参照）、モータの運動変数を計算するためにメモリから読み出し得る。

電動かみそり部門のモータの測定位置の例では、指示される振動振幅

の測定位置（すなわちロータの運動）に繋がる。（測定時間は正弦関数より決定し得る）モータの誘導性は（電動かみそりに使用されているような代表的な直線振動直結伝動モータの場合）この場合、おおよそＬ＝２７０μＨであり、Ｉ_１＝１．０Ａ〜Ｉ_２＝４．５Ａの電流間隔内で全ての振動振幅においておおよそ一定であった。同時に、ｌ_１は最高電流及びシステム・ベース可能性（system-based possibility）の約５％であり、ｌ_２は最高電流の約２３％であった。約２％の安定度が得られた。この接続では、Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}＝２７０μＨは不安定性又は間違って調整された振動振幅に繋がらずに、一定誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}として使用し得る。

換言してまとめると、所定の振動モータ又は１つ以上の振動振幅において、電流消費量が変化してもモータの誘導性値Ｌがおおよそ一定に保たれるように、そして更にモータの運動変数が一定誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}により電気特性から計算し得るように、それぞれの場合における、測定時間又は測定位置が予め測定で決定されることが望ましい。

図７は、記載された構成体を使用した又は記載された方法を実行するように構成された、代表的な小型電気装置２００、この場合は電動かみそり、を表す。電動かみそりとして実現された小型電気装置２００は、既知の様式でトリミング・スクリーン（trimming screen）からはみ出る毛髪が下部のブレードにカット又はせん断されるように下部のブレードをトリミング・スクリーンに接触するように作動させる直線振動直結伝動モータを含む、シェービング・ヘッド（shaving head）２０１を有する。記載された振動モータを制御する構成体は、このような小型電気装置２００に使用及び／又は小型電気装置２００は記載された方法を実行するように構成され得る。

Claims (9)

1. ・振動モータ（１００）と、
   ・前記モータ（１００）を制御する制御回路（２０）と、
   ・振動プロセス中に、既定の測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は既定の測定位置
   

   

   における前記モータ（１００）の電気特性を決定するセンサー配列体（５）と、
   ・少なくとも前記電気特性及び前記モータ（１００）の一定の誘導性値（Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}）によって前記モータ（１００）の運動変数を決定するプロセッサ（２１）とを備え、
   前記制御回路（２０）は、作動状態において前記モータ（１００）を前記運動変数の関数として制御し、
   前記測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は前記測定位置
   

   

   は、異なる電流（Ｉ）が前記モータ（１００）に通っていても、前記モータ（１００）の前記誘導性（Ｌ）が少なくとも所定の電流間隔内（Ｉ_１、Ｉ_２）でおおよそ一定に保たれるように予め決定されている、構成体。
2. 前記モータ（１００）の少なくとも２つの振動振幅
   

   

   のそれぞれの場合における、測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は前記測定位置
   

   

   が予め決定されており、
   前記モータ（１００）に異なる電流（Ｉ）が通っていても、前記測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は前記測定位置
   

   

   に関して前記モータ（１００）の前記誘導性（Ｌ）が、少なくとも所定の電流間隔内（Ｉ_１、Ｉ_２）でおおよそ一定に保たれる、請求項１に記載の構成体。
3. 前記センサー配列体（５）が、前記モータ（１００）のステータコイルから形成される、請求項１又は２に記載の構成体。
4. 前記構成体が、前記測定時間（ｔ_１、ｔ_２及びｔ_３）又は前記測定位置
   

   

   を保存するためのメモリ（２２）を有する、請求項１〜３のいずれか一項に記載の構成体。
5. 前記制御回路（２０）及び／又は前記プロセッサ（２１）及び／又は前記数値メモリ（２２）は、マイクロコントローラによって実現される、請求項１〜４のいずれか一項に記載の構成体。
6. 振動モータ（１００）を制御する方法であって、前記方法は、
   ・前記モータ（１００）に異なる電流（Ｉ）が通っていても、前記モータ（１００）の前記誘導性（Ｌ）が少なくとも所定の電流間隔内（Ｉ_１、Ｉ_２）でおおよそ一定に保たれるように前記モータ（１００）の電気特性を決定するために、前記モータ（１００）の振動周期内に測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は測定位置
   

   

   を提供する工程と、
   ・前記測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は前記測定位置
   

   

   における前記電気特性を測定する工程と、
   ・前記電気特性及び一定と推測される誘導性値Ｌ_{ｃｏｎｓｔ}から前記モータ（１００）の運動変数を計算する工程と、
   ・運動変数の関数として前記モータ（１００）を制御する工程と、を含む、方法。
7. 前記モータ（１００）の少なくとも２つの所定の振動振幅
   

   

   のそれぞれの場合における、測定時間（ｔ_１、ｔ_２、ｔ_３）又は測定位置
   

   

   は、前記モータ（１００）に異なる電流（Ｉ）が通っていても、前記モータ（１００）の前記誘導性（Ｌ）が、少なくとも所定の電流間隔内（Ｉ_１、Ｉ_２）でおおよそ一定に保たれるように提供される、請求項６に記載の方法。
8. 小型電気装置（２００）、とりわけ歯ブラシ又はかみそりであって、請求項１〜５のいずれか一項に記載の構成体を有する、小型電気装置（２００）。
9. 小型電気装置（２００）、とりわけ歯ブラシ又はかみそりであって、請求項６又は７に記載の方法を実行するように構成された、小型電気装置（２００）。

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