JP3668516B2 - ブラシレス直流電動機の速度制御方法およびブラシレス直流電動機 - Google Patents

Description

【０００１】
【産業上の利用分野】
本発明は、ブラシレス直流電動機の速度制御方法およびこの方法を実施するためのブラシレス直流電動機に関する。
【０００２】
【従来の技術】
ブラシレス直流電動機ではその速度を自動的に所定の外部条件に適応することがたびたび所望される。１つの例は、電動機がファンを駆動する場合に、測定された温度に速度を適合することである。センサを介して温度が測定される場合にはセンサが故障したり、センサへの接続路が断絶したりすることがあり、このよう場合には例えば冷却不足による損傷を回避するため、電動機を比較的高い回転数に自動的に保持することが必要である。もちろんこのような必要性および類似の必要性は非常に簡単で安価な手段によって満たされなければならない。というのは、高価で技術的に複雑な手段は、動作が確実であるにしても市場には受け入れられないからである。さらにこのような装置を電動機の内部に収容しなければならないという要請もしばしばあるが、このことは実現するのが技術的に困難である。
【０００３】
欧州公開特許第４２５４７９明細書から、（温度に依存して制御される）ファン用のブラシレス直流電動機において、温度の下降と共に出力段回路を比較的に長時間遮断し、これにより温度に反比例する、転流時点後の投入遅延を行うことが公知である。この基本思想の利点は、本発明でも適用される。これについては、前記欧州公開特許第４２５４７９明細書の第１８段、第１９〜３３行を参照されたい（この基本思想は、欧州公開特許第４２５４７９明細書より時間的に後で、ドイツ特許庁および欧州特許庁により新たに特許された。例えばドイツ連邦共和国特許公開３７８３９３１号明細書、またはドイツ連邦共和国特許第４０３２９８８号明細書参照。）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の基本的課題は、新規なブラシレス直流電動機の速度制御方法およびこの方法を実施するための新規な電動機を提供することである。さらなる視点において、本発明は、簡単な構成部品により所定の要求（例えば温度等の外部条件）に速度を適合制御することができるブラシレス直流電動機の速度制御方法、或いはその手段を提供することを課題とする。さらに、別の視点において、安全手段を備えた、速度制御方法、装置を提供せんとする。さらに別の視点として、簡単な共通の基本構造により、高度な制御を行う場合にも、単純なニーズの使用の場合にも、いずれも共通して適応できる、適合性の高いブラシレス直流電動機及びその制御方法を提供せんとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
［注記］本願において「転流」の語は一般に「整流」（Kommutierung）とも称される、モータコイルへの電流の切替の意味で用いる。また、請求の範囲に括弧内に付記した図面、参照符号、例示語句等は、理解を助けるためにすぎず、本発明を図示の態様に限定することを必ずしも意図しない。
上記の課題を解決するための手段として、本願の独立請求項１、５、７、８、９、１０及び１３に係る発明の特徴をここにまとめる：
（１） 請求項１に係る発明は、ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、（ａ）第１の所定のロータ位置の領域でパラメータを初期値にセットし、引き続き時間に依存して変化させるステップと、（ｂ）当該パラメータを別のパラメータと比較して、所定の比較基準の際に比較信号を形成するステップと、（ｃ）比較信号の開始時点と、第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置の時点との時間差または当該時間差に近似する値（以下まとめて「時間差」と称する）および当該時間差の符号を求めるステップと、（ｄ）当該時間差およびその符号に基づいて、所定のプログラムステップに従って、固定子電流を制御することを特徴とする。
（２） 請求項５に係る発明は、ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、ａ）所定の相の通電に先行する時間間隔で、２つの所定のロータ位置間でロータが回転するために必要とする持続時間を検出して記憶するステップと、ｂ）該所定の相に電流が通電しているとき、該通電の持続時間を所定のロータ位置から連続的に検出するステップと、ｃ）前記通電時間が、前記記憶された持続時間値より所定の時間間隔だけ短い持続時間に到達した際、当該相の通電を遮断するステップとを有することを特徴とする。
（３） 請求項７に係る発明は、積分制御器を有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、電動機がその速度に関して温度に依存して制御される電動機の場合において、温度が低いため回転数が低いとき、該積分制御器の積分ファクタの大きさを、所定の限界値を上回る際に比較的に低い値へ変更することを特徴とする。
（４） 請求項８に係る発明は、ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、ａ）所定のコイル巻線に通電する際、該通電開始時のロータ位置から該通電終了時のロータ位置までロータが回転するために必要とする持続時間を連続的に検出し、ｂ）前記持続時間を所定の閾値と比較し、ｃ）該持続時間が閾値を上回る場合、電動機を、プログラム制御により、所定の時間間隔の間無電流状態にし、ｄ）所定の時間間隔の経過後に、プログラム制御により、電動機の新たな起動を試みる、ことを特徴とする。
（５） 請求項９に係る発明は、固定子、ロータを有し、かつ回転数を制御するための装置を有するブラシレス直流電動機において、ａ）記憶素子が設けられており、該記憶素子ではロータが第１の所定の回転位置に達した際にそれぞれ信号が初期値にセットされ、引き続いて時間に依存して変化され、ｂ）比較素子が設けられており、該比較素子では第１の信号が第２の信号と比較され、所定の比較基準が満たされる際に比較信号が形成され、ここに該第２の信号は制御すべきパラメータに依存するものであり、ｃ）測定素子が設けられており、該測定素子により前記比較信号の開始時点と、ロータの第１の所定の回転位置に続く第２の所定の回転位置に到達する時点との時間差または当該時間差に近似する値（以下まとめて「時間差」と称する）およびその符号が検出され、ｄ）計算素子が設けられており、該計算素子により少なくとも１つの所定の規則に従い、前記時間差の大きさおよびその符号に基づいて、電動機を駆動するために用いる固定子電流が制御される、ことを特徴とする。
（６） 請求項１０に係る発明は、ロータ、固定子、電動機を制御するために使用され るマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の電動機電流の制御方法であって、ａ）第一のロータ位置と第二のロータ位置との間でロータが回転する間、プログラムループを何回も通過させるステップと、ｂ）各プログラムループの通過中、電動機電流を制御するための所定の条件が充足されているか否かが検査されるステップと、ｃ）該条件の充足後、該電動機電流が該条件に応じて変化されるステップを含むことを特徴とする。
（７） 請求項１３に係る発明は、ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、ａ）第一のロータ位置と第二のロータ位置との間でロータが回転するとき、プログラムループを連続的に通過させるステップと、ｂ）各プログラムループにおいて、該第一のロータ位置の経過から進行した持続時間が、所定の限界値より小さいか否かの条件が検査されるステップと、ｃ）該条件が最早充足されない場合、電動機の電流が遮断され、かつ警報信号が生成されるステップを含むこと、及び前記電動機の電流は、所定時間経過後再び投入され、又は前記電動機の始動後、転流過程の回数が計数され、かつ所定回数の転流過程の間、警報信号の生成が阻止されること、及び生成された警報信号が記憶されること、及び記憶された警報信号は、該警報信号の生成のための条件が充足されなくなったとき、プログラム制御により、消去されること、及び前記記憶された警報信号が、プログラム制御により、消去される前に、該記憶された警報信号を、プログラム制御により、消去して良いか否かを決定するプログラムの制御条件が検査されることを特徴とする。
【０００６】
本発明の一の視点によれば上記基本的課題は以下のようにして達成される。
【０００７】
（ａ）第１の所定のロータ位置（例：図１２：０゜又は３６０゜）、例えば第１の転流時点の領域でそれぞれパラメータ、例えばコンデンサにおける電圧を初期値にセットし、引き続き時間に依存して変化させるステップと、
【０００８】
（ｂ）当該パラメータを例えば制御変数、特に温度、に依存する別のパラメータと比較して、所定の比較基準の際に比較信号を形成するステップと、
【０００９】
（ｃ）比較信号の開始時点と、第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置（例：図１２：約１８０゜）の時点との時間差、例えば第１の転流時点に続く第２の転流時点との時間差、または当該時間差に近似する値および当該時間差の符号を求めるステップと、
【００１０】
（ｄ）当該時間差およびその符号に基づいて、少なくとも所定の規則に従って、固定子電流の投入および／または遮断を時間的に制御することにより解決される。（以下「基本的特徴」と称する。）
【００１１】
【作用】
このような方法は、とくに簡単な手段、例えば単純なマイクロプロセッサを用いて実現するのに適する。というのは、比較信号の発生と、第２の所定のロータ位置との間の時間差は、電動機が正常に運転している場合にはゼロを中心にして変動し、したがって小容量のカウンタにより高速に検出し、評価することができるからである。別の言い方をすれば、この時間差はすでに、所望の速度と実際の速度との差を表している。したがっていわゆる制御偏差、およびこの時間差がゼロになれば、電動機は所望の速度で回転することになる。この時間差がゼロでなければ、この時間差の符号が速度偏差の方向（過度に速い、または過度に遅い）を表し、その絶対値は制御偏差の大きさに対する尺度である。したがって簡単な評価が可能である。
【００１２】
【開示の概要】
以下の開示の概要は、本願発明の理解を助けるためのものであり、この概要に本発明を限定することを意図しないことを断わる。
【００１３】
この出願は一連の視点を含む。
【００１４】
（i）基本的には、電動機の転流をマイクロプロセッサを用い制御することに関する。マイクロプロセッサは、電動機が２つの転流信号間で回転するループ数を計算することによって時間を測定する。これらのループの例は図１６と図１７に示される。これらのループを旋回するには例えば１２５μｓかかり、次の転流が生じるまでに例えば定格速度においては例えば５０回のループをめぐることができるとする。この場合所望の電流に応じて、例えばループ４で電流が投入され、ループ４７で電流が遮断されるものとする。
【００１５】
（ii）本発明の基本原理は回転速度制御に適する。上述の（i）の例において、電動機が過度に速く回転する場合、電流は例えばループ６の時点に遅らせて投入され、電動機の回転数が低くすぎる場合、電流ループ２の時点に速めて投入されることができる。
【００１６】
（iii）速度測定は巧妙に解決される。そのための基本原理について図１を参照。
【００１７】
（iv）速度制御には計算過程が必要である。この計算過程は、２コイル巻線電動機の場合、電流空隙部で行うことができる。例えば図１２のステップ７０、７６、８０を参照。
【００１８】
（v）コイル電流を遮断するためには、誘導電圧が高い領域において先行する転流でのループ数か、先行する複数の転流での平均値、例えば５０ループを検出（ないし記憶）し、次の転流の際にはループ４７ですでに遮断する。これによりデジタル電流尾部抑圧（パルス立下りフランクの抑圧）ができる。
【００１９】
（vi）目標速度からの偏差を測定する間にすでに測定の終了時には新たな値を使用すことができるよう同時に制御器の比例値（Ｐ値）と積分値（Ｉ値）が変化される。図１２のステップ７４または図１３のステップ８９を参照。
【００２０】
（vii）本出願は、温度に依存して制御される制御器に対する適用を具体的展開とする。これは従来のＩＣに対する代替を意味する。
【００２１】
（viii）ブロッキング保護はソフトウエア的に解決可能である。（図１６：ステップＳ２１４，Ｓ２１６）
【００２２】
（ix）速度が過度に低い場合は警報が発令される。この警報は所望により記憶することができる。
【００２３】
（x）電動機はデジタルイネーブル信号Ｅ／Ａにより特別の駆動電力なしで投入・遮断することができる。（図１５のステップＳ１３１Ｓ１３２を参照）
【００２４】
（xi）本発明の実現化には簡単で安価なマイクロプロセッサを用いることができる。
【００２５】
【展開態様】
以下に本発明の上述の基本的特徴に基づいて可能な本発明の様々な展開態様について概略を示す。
【００２６】
とくに有利には本発明では、所定のロータ位置（例：図１２の０゜又は１８０゜）もしくは複数の所定のロータ位置の１つが比較信号の存在と時間的に一致した場合、または比較信号の発生直後に、記憶素子は初期値にセットされる。両方の手段とも簡単で確実な測定を行うことができる。しかし比較信号の発生直後にリセットするのが全体としては比較的良好な結果をもたらすように思える。
【００２７】
別の展開では、パラメータの変化の開始（これは時間に依存する）が所定のロータ位置に到達したこと、または複数の所定のロータ位置の１つに到達したことによりスタートされる。所定のロータ位置からスタートさせることにより、後続の評価が格段に容易になり、したがって本発明の方法が格段に簡単かつ高速に実施される。
【００２８】
本発明の方法ステップの経過をさらに強力に高速化する展開例では、比較信号の発生と第１の所定のロータ位置に続く第２のロータ位置との時間差を測定する間に、少なくとも１つの制御変数、例えば比例制御のＰ係数および／または積分制御のＩ係数が測定された時間差およびその符号に適合するように連続的に変化される（請求項２）。これによりこの時間差の経過後にはすでに変化されたパラメータが存在することになる。時間差の測定と制御変数の適合を順次連続して行うのではなく時間的に平行して行うことによって、測定の終了時にはすでに適合されたパラメータが存在し、引き続きただちに処理することができる。ブラシレス直流電動機では、１サイクルのすべての過程を有利には３６０°内で終了すべきであるから、このことは本発明の非常に重要で有利な実施例である。
【００２９】
同じ意味で本発明の別の展開例も有利である。この展開例では、電動機の回転速度の過度に速い場合に少なくとも１つのパラメータ（例：Ｐ，Ｉ）がロータの第１の回転角度領域（例：図１３で１８０゜以降）で変化され、回転速度の過度に遅い場合に少なくとも１つのパラメータが前記第１の回転角度領域とは異なる第２の回転角度領域（例：図１２で１８０゜以前）で変化される（請求項３）。この展開例では、ロータの３６０°の回転中に使用できる時間を効率良く使用することができ、種々異なる回転角度領域に種々異なる計算ルーチンを割り当てることができる。そのための有利な実施の態様は次のとおりである。即ち、ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、少なくとも１つのパラメータを、回転数が過度に低いとき転流サイクルの終了時（ＫＯＭＭ＝Ｌ）に変化し（図１２）、回転数が過度に高いとき転流サイクルの開始時（ＫＯＭＭ＝Ｈ）に変化する（図１３）ことが好ましい。第１の回転角度領域の計算ルーチンを第２の角度領域の計算ルーチンに連動させ、この２つの計算ルーチンの一方を他方に対して優先させると有利である。通常は回転速度に対するルーチンが下位に置かれる。
【００３０】
単相電動機および二相電動機に対しては、例えば制御過程に対する調整量の算出のための計算ステップ、または速度降下の際の警報信号の計算をロータの少なくとも１つの所定の回転角位置領域内で行うと有利である。この所定の回転角位置領域では電動機の少なくとも１つのコイル巻線（相）が無電流状態であり、有利には電動機のすべてのコイル巻線（相）が無電流状態である。この方法は請求項６に従ってさらに有利に発展させることができる。即ち、ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、所定の回転位置領域では時間値間隔をおいて種々異なる計算ステップ、例えば調整量の計算（図１９）を実行し、回転数が下降した際に警報をトリガしなければならないか否かの検査を行う（図２０）ことが好ましい。
【００３１】
本発明の第２の視点において、別の速度制御方法が与えられる：即ちこの方法は、
【００３２】
ａ）所定の巻線の通電に先行する時間間隔において、２つの順次連続する転流時点間の間隔、または当該時間間隔にほぼ相応する値（以下、転流時間値と称する）を求めて記憶するステップと、
【００３３】
ｂ）所定の巻線の通電の際、当該通電持続時間をほぼ転流時点から連続的に検出するステップと、
【００３４】
ｃ）該転流時間値よりも所定の時間間隔だけ小さいものである通電の持続時間に達した際に、当該巻線の電流を遮断するステップとからなる。
【００３５】
この方法はとくに、電動機のロータが磁極間の狭いギャップを介して台形状に磁化される場合に適する。この方法によって電動機の回転ノイズが低減され、遮断時突入電流による障害が低減される。その際有利には前記の持続時間は、速度制御器の出力信号により変化される。これによりとくに静粛な電動機運転が得られ、個々の相に対する出力段トランジスタの領域に有利には通電の遮断過程を遅延する遅延手段を設けることができる。また、ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記所定の時間間隔（Ｄ）が一定であることが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記所定の時間間隔（Ｄ）が回転数制御器の出力信号により変化することが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、通電の遮断過程を遅延手段（図１４：３５、３６、３７、３８、１２３、１２４）により出力段トランジスタ（３３、３４）の領域で遅延することが好ましい。
【００３６】
本発明第３の視点において別の制御方法が与えられる。即ちこの方法は、
【００３７】
ａ）少なくとも部分的に少なくともロータの所定の第１回転角度領域（例：図１２の約１０〜１８０゜）で実行する過度に低い回転速度状態に対応するステップと（図１２、図１７）
【００３８】
ｂ）過度に高い回転速度状態に対応するステップであって、少なくとも部分的に少なくともロータの所定の第２回転角度領域（例：図１３の約１９０〜３６０゜）で実行され、この第２回転角度領域は第１回転角度領域とは異なるものである、ステップ（図１３、図１６）と、を含む。これによって、種々異なる経過を、ロータ回転の際に実行すべき経過に最適に適合することができる。そのための有利な展開形態は次のとおりである。即ち、ブラシレス直流電動機の制御方法は、更に、回転数が過度に低い状態と過度に高い状態に共通のステップ（図１９、図２０）を、少なくとも第３の所定の回転位置領域（図１２および図１３：０°〜約１０°および１８０°〜約１９０°）で実行し、該第３の回転位置領域は前記第１および第２の回転位置領域とは異なるものであることが好ましい。
【００３９】
本願の第４の視点として、請求項９に記載の構成により、回転速度が低い際に発生し、電動機の不規則状態に相当し、短時間で非常に高い積分ファクタを引き起こすような値を弁別することができる。即ち、
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、電動機がその速度に関して温度に依存して制御される電動機（２５）の場合において、温度が低いため回転数（ｎ）が低いとき、積分制御または比例−積分制御の積分ファクタ（Ｉ）の大きさを、限界値（図１９：Ｓ１）を上回る際に比較的に低い値（図１９：Ｒ１）へ変更することを特徴とする。この場合は相応する補助手段をトリガすることができる。このような補助手段は請求項４に記載されている。即ち、ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、第１の転流時点（図８：ｔ１７）に続く第２の転流時点（図８：ｔ１８）と、これに従って予測される比較信号（Ｕｄｉｆ）の発生時点との間の時間間隔（Ｔｄ）を検出する際に、当該検出された時間間隔（Ｔｄ）が２つの転流時点（図８：ｔ１７，ｔ１８）間の時間間隔にほぼ相応する場合に、電動機の回転数を比較的に高い値に切り替える（図１９：ステップｓ１６４，ｓ１６５）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記の場合には、制御しない電動機として電動機をフルパワーで駆動することが好ましい。
【００４０】
本願の第５の視点として、請求項１０に記載された構成によって、電動機がブロックされたか否かを識別することができ、ブロックされた場合には自動的に遮断が行われる。即ち、ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、ａ）所定のコイ ル巻線に通電する際、転流フェーズの持続時間（ＫＺ）を当該転流フェーズのほぼ開始時の転流から当該転流フェーズのほぼ終了時の転流まで連続的に検出し、ｂ）前記持続時間（ＫＺ）を所定の閾値（図１６および１７：Ｓ３）と比較し、ｃ）該持続時間（ＫＺ）が閾値（Ｓ３）を上回る場合、電動機を所定の時間間隔の間無電流状態にし（図１６：Ｓ２１４，Ｓ２１６；図１７：Ｓ２２８，Ｓ２３０）、ｄ）所定の時間間隔の経過後に電動機の新たな起動を試みることを特徴とする。この方法の有利な実施態様は次のとおりである。即ち、
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、所定の時間間隔の経過後に警報信号（ＡＬＡＲＭ）を発する（図２０：Ｓ１７６）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、転流フェーズの持続時間（ＫＺ）を１つ以上の相（３１、３２）について連続的に検出し、それぞれ閾値（Ｓ３）と比較することが好ましい。
【００４１】
第６の視点としては、プログラムループに所定の時間的長さを与えることによって過程の制御と同時に時間経過の測定も可能とするための、基本的方法手段が示されている。即ち、
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、転流フェーズの間、所定の時間長のプログラムループ（図１６、１７）を何回も通過させ、各通過をループカウンタ（ＫＺ）に記録することを特徴とする。これは請求項１１から１２等においてさらに展開され、簡単な構造の高速に動作するアルゴリズムによって多数の有利な解決手段が得られる。即ち、
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、転流フェーズが異なれば、ループ（図１６；図１７）は異なるプログラム構造を有することが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、ループカウンタ（ＫＺ）が転流フェーズの経過時に少なくとも１つの過程、例えば電流（Ｓ１３３）の投入、電流（Ｓ１３４）の遮断および最小回転数の監視（Ｓ２１２）の１種以上を行うことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、プログラムループが、制御偏差に相応する時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）を検出するための測定アルゴリズム（Ｓ１ ３７，Ｓ１３８，Ｓ１３９）を有することが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記測定アルゴリズムが、検出された時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）に制御パラメータ（Ｉ，Ｐ）を適合するためのステップ（Ｓ１３９；Ｓ１５３）を有していることが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記測定アルゴリズム（Ｓ１３９；Ｓ１５３）が分岐の形で、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の持続中だけ実行されるプログラムループに含まれていることが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、プログラムループを通過するための所要時間が、少なくとも分岐を通過するか否かにほとんど依存しないことが好ましい。
【００４２】
第７の視点として、冒頭に述べた基本的課題を解決するブラシレス直流電動機は、請求項１３に記載されている。即ち、
回転数（ｎ）を制御するための装置を有するブラシレス直流電動機は、ａ）記憶素子、例えばコンデンサ（Ｃ）が設けられており、該コンデンサ（Ｃ）ではロータが第１の所定の回転位置（図２１：ＫＺ＝０）に達した際にそれぞれ（ＵＣ）信号が初期値にセットされ、引き続いて時間に依存して変化され（図２１ｂ）、ｂ）比較素子（５７）が設けられており、該比較素子では第１の信号（ＵＣ）が第２の信号（図１：接続点５３の電位）と比較され、所定の比較基準が満たされる際に比較信号（Ｕｄｉｆ）が形成され、ここに該第２の信号は制御すべきパラメータ、例えば温度に依存するものであり、ｃ）測定素子（２０、ＫＺ）が設けられており、該測定素子により前記比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始時点（図６：ｔ１１；図８：ｔ１９）と、ロータの第１の所定の回転位置に続く第２の所定の回転位置（図６：ｔ１２；図８：ｔ１８）に到達する時点との時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）および符号が検出され、ｄ）計算素子（２０）が設けられており、該計算素子により少なくとも１つの所定の規則に従い、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の大きさおよびその符号に基づいて、電動機を駆動するために用いる固定子電流（ｉ１，ｉ２）の投入時点（図２１：ＫＺ＝ＰＩ）および／または遮断時点（図２１：ＫＺ＝ＫＺ ' ａｌｔ）が制御されることを特徴とする。このような電動機は非常に簡単な構成を有する。電動機の展開形態は次のとおりである。即ち、
ブラシレス直流電動機は、更に、記憶素子（Ｃ）が比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始直後に、または所定のロータ位置が比較信号（Ｕｄｉｆ）の存在と時間的に一致したときに初期値にリセットされる（図２１ｂ、左）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機は、更に、前記所定のロータ位置とは（以下、転流位置と称する）、電動機制御に用いる、回転位置に依存する信号（ＫＯＭＭ）が転流のために変化する位置をいうことが好ましい。
ブラシレス直流電動機は、更に、ロータの第１の所定の回転位置が第１の転流位置であり、ロータの第２の所定の回転位置が第１の転流位置に続く次の転流位置であることが好ましい。
ブラシレス直流電動機は、更に、ロータの第１の所定の回転位置が常に、電動機制御に用いる信号（ＫＯＭＭ）が所定のように例えばハイ（Ｈ）からロー（Ｌ）へ変化する転流位置であることが好ましい。
【００４３】
本発明のその他の特徴は、当初の他の請求項に示したとおりである。即ち、
電動機の回転速度が動作中に下方限界値を下回るか否かについて速度を監視するための装置を有するブラシレス直流電動機は、ａ）転流フェーズの持続時間（ＫＺ）を、当該転流フェーズのほぼ転流開始時から当該転流フェーズのほぼ転流終了時まで連続的に検出する装置と、ｂ）前記持続時間（ＫＺ）を所定の閾値（図１６、１７、２２、２３：Ｓ３）と比較するための装置と、ｃ）前記持続時間（ＫＺ）が閾値（Ｓ３）を上回るときに警報信号（ＡＬＡＲＭ）を形成するための装置とが設けられていることを特徴とする。
ブラシレス直流電動機は、更に、転流フェーズのほぼ持続中は、所定の時間長のプログラムループ（図２２、２３）を順次連続して何回も通過させ、各通過をカウンタ（ＫＺ）で検出して、転流フェーズの持続時間を検出することが好ましい。
ブラシレス直流電動機の監視方法は、ａ）所定のコイル巻線に電流が流れる際、転流フェーズの持続時間（ＫＺ）を当該転流フェーズのほぼ転流開始時から当該転流フェーズのほぼ転流終了時まで連続的に検出し、ｂ）当該持続時間（ＫＺ ）を所定の閾値（図１６，１７，２２，２３：Ｓ３）と比較し、ｃ）当該持続時間（ＫＺ）が前記閾値（Ｓ３）を上回るとき、場合により付加的なパラメータを考慮して、警報信号（ＡＬＡＲＭ）を発する（図２０：Ｓ１７６）ことを特徴とする。
ブラシレス直流電動機の監視方法は、更に、転流フェーズのほぼ持続中は、所定の時間長のプログラムループ（図２２、２３）を順次連続して何回も通過させ、各ループ通過をカウンタ（ＫＺ）で検出して前記転流フェーズの持続時間を検出することが好ましい。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、（ａ）第１の所定のロータ位置の領域でパラメータを初期値にセットし、引き続き時間に依存して変化させるステップと、（ｂ）当該パラメータを別のパラメータと比較して、所定の比較基準の際に比較信号（Ｕｄｉｆ）を形成するステップと、（ｃ）比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始時点と、第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置の時点との時間差（Ｔｄ）または当該時間差に近似する値（Ｔｄ ' ）（以下まとめて「時間差」と称する場合がある。）および当該時間差の符号を求めるステップと、（ｄ）当該時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）およびその符号（ＲＥＧ）に基づいて、所定のプログラムステップ（図１６：Ｓ１３９；図１７：Ｓ１５３；図１６：Ｓ１６６）に従って、固定子電流（ｉ１，ｉ２）を制御することを特徴とする。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の検出中に、制御過程の制御パラメータの少なくとも１つを該測定された時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）および当該時間差の符号（ＲＥＧ）に連続的に適合させ、これにより当該時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の経過後には変化されたパラメータが存在するようにすることが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、ロータの第１の回転角度領域にて、少なくとも１つの制御パラメータを電動機の回転数が過度に高いときに変化し、前記第１の回転角度領域とは異なる、ロータの第２の回転角度領域にて、少なくとも１つの制御パラメータを回転数が過度に低いときに変化することが好 ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置と、これに従って予測される比較信号（Ｕｄｉｆ）の発生時点との間の時間間隔（Ｔｄ）を検出する際に、当該検出された時間間隔（Ｔｄ）が２つの転流時点（図８：ｔ１７，ｔ１８）間の時間間隔にほぼ相応する場合に、制御しない電動機として電動機をフルパワーで駆動することが好ましい。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、プログラムの所定の計算ステップを、少なくともロータの所定の回転位置領域内で実行し、当該回転位置領域では電動機の少なくとも１つの巻線が無電流状態であることを特徴とする。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、所定の回転位置領域では時間値間隔をおいて種々異なる計算ステップを実行し、回転数が過度に低い場合に警報をトリガしなければならないか否かの検査を行うことが好ましい。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、ａ）所定の相の通電に先行する時間間隔で、２つの所定のロータ位置間でロータが回転するために必要とする持続時間（図２１：ＫＺａｌｔ）を検出して記憶するステップと、ｂ）該所定の相に電流が通電しているとき、該通電の持続時間を所定のロータ位置から連続的に検出するステップと、ｃ）前記通電時間が、前記記憶された持続時間値（ＫＺａｌｔ）より所定の時間間隔（Ｄ）だけ短い持続時間（ＫＺ ' ａｌｔ）に到達した際、当該相の通電を遮断するステップとを有することが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記通電された相の遮断が、出力段トランジスタの領域に設けられた遅延手段（図１４：３５、３６、３７、３８、１２３、１２４）により遅延されることが好ましい。
積分制御器を有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、
電動機がその速度に関して温度に依存して制御される電動機（２５）の場合に おいて、温度が低いため回転数（ｎ）が低いとき、該積分制御器の積分ファクタ（Ｉ）の大きさを、所定の限界値（図１９：Ｓ１）を上回る際に比較的に低い値（図１９：Ｒ１）へ変更することを特徴とする。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、ａ）所定のコイル巻線に通電する際、該通電開始時のロータ位置から該通電終了時のロータ位置までロータが回転するために必要とする持続時間（ＫＺ）を連続的に検出し、ｂ）前記持続時間（ＫＺ）を所定の閾値（図１６および１７：Ｓ３）と比較し、ｃ）該持続時間（ＫＺ）が閾値（Ｓ３）を上回る場合、電動機を、プログラム制御により、所定の時間間隔の間無電流状態にし（図１６：Ｓ２１４，Ｓ２１６；図１７：Ｓ２２８，Ｓ２３０）、ｄ）所定の時間間隔の経過後に、プログラム制御により、電動機の新たな起動を試みることを特徴とする。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、プログラムが、電動機の作動中、プログラムループ（複数）を通過し、少なくとも１つのプログラムループが、制御偏差に相応する時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）を検出するための測定アルゴリズム（Ｓ１３７，Ｓ１３８，Ｓ１３９）を有し、該測定アルゴリズムが、検出された時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）に少なくとも１つの制御パラメータを適合するためのステップ（Ｓ１３９；Ｓ１５３）を有することを特徴とする。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記測定アルゴリズム（Ｓ１３９；Ｓ１５３）が分岐の形で、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の持続中だけ実行されるプログラムループに含まれていることが好ましい。
固定子、ロータを有し、かつ回転数（ｎ）を制御するための装置を有するブラシレス直流電動機は、ａ）記憶素子が設けられており、該記憶素子ではロータが第１の所定の回転位置（図２１：ＫＺ＝０）に達した際にそれぞれ信号が初期値にセットされ、引き続いて時間に依存して変化され、ｂ）比較素子が設けられており、該比較素子では第１の信号が第２の信号と比較され、所定の比較基準が満 たされる際に比較信号（Ｕｄｉｆ）が形成され、ここに該第２の信号は制御すべきパラメータに依存するものであり、ｃ）測定素子（２０、ＫＺ）が設けられており、該測定素子により前記比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始時点（図６：ｔ１１；図８：ｔ１９）と、ロータの第１の所定の回転位置に続く第２の所定の回転位置（図６：ｔ１２；図８：ｔ１８）に到達する時点との時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）およびその符号（ＲＥＧ）が検出され、ｄ）計算素子（２０）が設けられており、該計算素子により少なくとも１つの所定の規則に従い、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ ' ）の大きさおよびその符号（ＲＥＧ）に基づいて、電動機を駆動するために用いる固定子電流（ｉ１，ｉ２）が制御されることを特徴とする。
固定子、ロータを有し、かつ電動機の回転速度が動作中に下方限界値を下回るか否かについて速度を監視するための装置を有するブラシレス直流電動機は、ａ）２つの所定のロータ位置間でロータが回転するために必要とする持続時間（図２１：ＫＺａｌｔ）を連続的に検出する装置と、ｂ）前記持続時間（ＫＺ）を所定の閾値（図１６、１７、２２、２３：Ｓ３）と比較するための装置と、ｃ）前記持続時間（ＫＺ）が前記所定の閾値（Ｓ３）を上回るときに警報信号（ＡＬＡＲＭ）を形成するための装置とが設けられていることを特徴とする。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の電動機電流の制御方法は、ａ）第一のロータ位置と第二のロータ位置との間でロータが回転する間、プログラムループを何回も通過させるステップと、ｂ）各プログラムループの通過中、電動機電流を制御するための所定の条件が充足しているか否かが検査されるステップと、ｃ）該条件の充足後、該電動機電流が該条件に応じて変化されるステップを含むことを特徴とする。
電動機電流の制御方法は、更に、各プログラムループにおいて、前記第一のロータ位置の通過時から経過する時間を測定するための時間測定素子（ＫＺ）が所定の値（ＰＩ）に達したか否かが検査され（図１６：Ｓ１３３；図１７：Ｓ１４８）、この時点において、電流が電動機の１つの相（巻線）中に投入される（図１６：Ｓ１３６；図１７：Ｓ１５１）ことが好ましい。
電動機電流の制御方法は、更に、各プログラムループにおいて、前記第一のロ ータ位置（ＫＺ＝０）の通過時から経過する時間を測定するための時間測定素子（ＫＺ）が、ロータがその前の時間測定に際し所与の値の回転角度範囲の通過のために要した持続時間（ＫＺａｌｔ）または次の転流フェーズの持続時間に対する予測値としての持続時間（ＫＺａｌｔ）より短い所定の持続時間（ＫＺ’ａｌｔ）に達したか否かの条件が検査され（図１６：Ｓ１３４；図１７：Ｓ１４９）、この条件が充足された場合、電動機のその時電流が流れている巻線（相）中の電流の遮断が行われる（図１６：Ｓ１３５；図１７：Ｓ１５０；図２１）ことが好ましい。
ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法は、ａ）第一のロータ位置（図２１：ＫＺ＝０）と第二のロータ位置（図２１：ＫＺ＝ＫＺａｌｔ）との間でロータが回転するとき、プログラムループ（図２４ｂ）を連続的に通過させるステップと、ｂ）各プログラムループにおいて、該第一のロータ位置の通過から進行した持続時間（ＫＺ）が、所定の限界値（図１６、１７：Ｓ３）より小さいか否かの条件が検査されるステップと、ｃ）該条件が最早充足されない場合、電動機の電流が遮断され（図１６：Ｓ２１４；図１７：Ｓ２２８）、かつ警報信号が生成される（図１６、１７：１６２）ステップを含むことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記電動機の電流が、所定時間経過後（図１６：Ｓ２１６、図１７：Ｓ２２８）再び投入されることが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記電動機の始動後、転流過程の回数が計数され、かつ所定回数の転流過程の間、警報信号の生成が阻止される（図２０：Ｓ２４０、Ｓ２４２）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、生成された警報信号が記憶される（図２０：Ｓ１７６）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、記憶された警報信号は、該警報信号の生成のための条件が充足されなくなったとき、プログラム制御により、消去される（図２０：Ｓ２４４、Ｓ１７７）ことが好ましい。
ブラシレス直流電動機の速度制御方法は、更に、前記記憶された警報信号が、プログラム制御により、消去される（図２０：Ｓ１７７）前に、該記憶された警報信号を、プログラム制御により、消去して良いか否かを決定するプログラムの制御条件（図２０：Ｓ２４４）が検査されることが好ましい。
本発明の詳細および有利な実施例を以下、図面に基づいて説明する。なお、実施例および従属請求項は本発明の限定として理解すべきものではない。
【００４４】
【実施例】
図１は、本発明の基本原理を非常に抽象化して簡単に示す。２０によりマイクロプロセッサが示されている。マイクロプロセッサにはＲＯＭ２１が配属されている。ＲＯＭ２１には電動機２５の運転に必要な命令が記憶されている。これらの命令ないし命令によって制御される演算は以下にフローチャートに基づいて説明する。
【００４５】
図５は、本発明で使用することのできる型式１７１０３ＧＳのマイクロプロセッサの端子を示す。このマイクロプロセッサ２０はＲＯＭを有し、このＲＯＭは各１６ビットのワードに５１２ワード記憶することができる。したがってこのＲＯＭはここで別個に図示しない。このマイクロプロセッサに対する端子および参照符号は図５から直接理解することができるので、付加的に説明しない。図５の参照符号は図１でも使用されており、その説明には図５を参照することができる。このことは個々のポートの符号に対してもあてはまる。参照符号は型式１７１０３ＧＳに関連するものであり、これは４ビットのデータ幅を有する通常のマイクロプロセッサである。
【００４６】
図１の回路構成は、電動機２５を温度に依存して次のように制御ないし調整するために用いる。すなわち電動機が、温度が低い際には低い回転数ｎで回転し、温度が高い際には高い回転数で回転するよう制御するために用いる。このような電動機の公知の適用例は機器ファンの駆動がある。図２は温度に関する回転数の有利な経過を示すグラフである。この経過には付加的な説明は必要ない。電動機回転数ｎはここでは下方には値ｎｍｉｎで制限され、上方へは値ｎｍａｘに制限される。値ｎｍａｘは例えば機器ファンの場合、１４００から２８００ｒ．ｐ．ｍとすることができる。５０°Ｃ以上では通常、最大回転数が要求される。ここで最大回転数とは電動機２５の最大可能回転数であり、通常は制御されることはないが、本発明の枠内で制御することもできる。もちろん図１の回路構成は、一定速度に制御するのにも使用することができる。このためには温度センサとして機能する負抵抗温度係数（ＮＴＣ）抵抗２６を固定抵抗により置換しなければならない。
【００４７】
電動機２５の回転数が、例えば電動機の軸受損傷により下方限界値をさらに下回る場合、装置が警報信号を送出することが所望される。これにより、電動機がファンを駆動する場合にこのファンが少量の空気しか搬送しなくても過熱による損傷を防止できる。またこのような電動機は、その温度センサ２６（ここではＮＴＣ抵抗として構成されている）の損傷の際に自動的に回転数ｎｍａｘで回転することも所望される。これは例えば温度センサ２６への接続線路が断線した場合にあてはまる。これは図示の実施例では非常に低い回転数に対する信号がでることを意味する。かかる非常に低い回転数として使用される制御回路のロジックによれば回転数ｎｍｉｎに相当する信号が出ることになろう。これに対して、本発明では、回転数ｎｍａｘに対応する信号が出力される。また、さらにしばしば、電動機がブロックした場合に電動機電流の遮断されることが所望される。これは“ブロック保護”と称される。
【００４８】
電動機２５は有利には永久磁石ロータ２７を有する。このロータはロータ位置センサ２８、例えばホールＩＣを制御する。センサ２８は、わかり易くするため図１に２度示されている。これの出力信号ＫＯＭＭはマイクロプロセッサ２０の相応する入力側（ポート）７に供給される。この信号ＫＯＭＭは電流ｉ１とｉ２の転流（切替）を電動機２５の２つの固定子巻線相３１ないし３２に対し制御する。
【００４９】
図６および図７に例として示されたように、ローレベルのロータ位置信号（ＫＯＭＭ＝Ｌ）により相３１だけを投入することができ（電流ｉ１）、ハイレベルのロータ位置信号（ＫＯＭＭ＝Ｈ）により相３２だけを投入することができる（電流ｉ２）。電流ｉ１とｉ２の投入持続時間は温度センサ２６の温度と電動機２５の負荷に依存する。これについて以下に説明する。
【００５０】
電流ｉ１ないしｉ２を図示のように制御するために、２つのｎｐｎ電力トランジスタ３３、３４が用いられる。これらトランジスタのベースはそれぞれ１つの抵抗３５ないし３６を介してマイクロプロセッサ２０の出力側（ポート）１１ないし１０と接続されている。これら出力側は動作時に駆動信号ｏｕｔ１ないしｏｕｔ２をそれぞれ出力する。さらにトランジスタ３３、３４のそれぞれのコレクタとベースとの間にはコンデンサ３７ないし３８が接続されている。これらコンデンサは該当する抵抗３５ないし３６と共に、該当するトランジスタ３３または３４の遮断の際の遅延素子として用いられる。
【００５１】
これについては図３を参照する。図３は全負荷時、すなわち最大速度の際の電流ｉ１とｉ２を示す。
【００５２】
図３には転流時点がｔａとｔｂにより示されている。電流ｉ１が転流時点ｔａの直前で初めて遮断され、コンデンサ３７が使用されていなければ、遮断電流ピーク４０が生じ、電動機は大きなノイズを発生する。
【００５３】
これに対して電流ｉ１が、転流時点ｔａよりも時間間隔Ｄ（誇張して示してある）だけ前の時点で遮断され、ＲＣ結合体３５、３７が使用されていれば、破線で図示した電流経過４２が生じ、電動機２５は格段に静かに回転する。同じことが回路上は対称であるので、電流ｉ２に対してもあてはまる。２つの手段は本発明によれば、電動機２５の静かな回転を達成するために有利に組み合わされる。
【００５４】
時間間隔Ｄは同じようにして、制御器により回転数に依存して変化することができる。これは後で値ＰＩについて詳細に説明する（例えば図２１ｄ）。このために例えば算出された値ＰＩの半分を電流投入の前の遅延に使用し、残りの半分を可変値Ｄとして早期の遮断のために使用する。これにより電動機は最適化され、電動機の回転ノイズがさらに格段に低減される。したがってむしろ正弦波状に磁化されたロータ２７を有する電動機に適する。
【００５５】
ロータ２７は有利には、磁極間の狭いギャップを介して台形状に磁化され、これにより相応する台形状の逆起電力（Gegen-EMK）を得ることができる（逆起電力は誘導電圧とも称される）。この手段によって作用効率が改善され、同様にノイズが低減される。図３の電流ｉ１，ｉ２は、ロータ２７がこのように磁化された電動機で測定されたものである。（このような狭い磁極ギャップを介しての台形状の磁化は場合により、電動機製造の現場用語では「矩形状の磁化」とも称される。）
【００５６】
２つのコイル巻線３１、３２を有する図示の構成に対する有利な電動機構造を説明するためには、ドイツ連邦共和国特許第２３４６３８０号明細書かまたはドイツ連邦共和国特許第２２２５４４２号明細書による同様のエヤギャップを有する電動機を参照することができる。ここでは、ａｓｒ−ダイジェストの応用駆動技術に対する定義（１９７７年２７から３１頁）による２パルス電動機が取り扱われる。この電動機は本発明の枠内で単巻線に構成することができ、その際にはただ１つのコイル巻線を制御するためにブリッジ回路が必要である。前記のａｓｒ刊行物を参照のこと。
【００５７】
同じようにして本発明は他の形式のブラシレス電動機、例えば３巻線或いは３相（dreistraengig）、３パルス電動機でも（例として挙げるだけだが）使用することができる。しかし２パルス、２巻線（zweistraengig）電動機による図示の構成はとくに簡単で有利である。というのはこの電動機は最少の構成素子しか必要ないからである。このことはとくにファンや類似の適用、例えばレーザプリンタのスキャナに対してあてはまる。
【００５８】
マイクロプロセッサ２０のアラーム出力側９にはｎｐｎトランジスタ４４が接続されている。このトランジスタのコレクタには、回転数ｎ（図３）が過度に低くなったときに警報信号を聴覚的または視覚的に出力するためにベルまたは警報ランプを接続することができる。しばしばこの信号はユーザにより内部でさらに、例えば該当の機器で、処理される。
【００５９】
図２に示すように、Ｔａ（例えば２０°Ｃ）とＴｂ（例えば５０°Ｃ）との間の温度領域では回転数は温度の上昇と共に上昇しなければならない。すなわち、この領域では所定の温度値Ｔ＊により所定の回転数ｎ＊が生じる。したがって温度Ｔ＊はここでは回転数ｎ＊に対する回転数目標値として作用し、したがってここで回転数制御が行われる。
【００６０】
そのためには、この所望の回転数ｎ＊（目標Ｓｏｌｌ回転数とも称する）と実際の回転数（実際Ｉｓｔ回転数とも称する）との差を形成しなければならない。この差を制御偏差とも称する。
【００６１】
デジタル回転数制御器では制御偏差が通常、デジタルで計算される。しかしこのことは高価であり、比較的長い時間を必要とする。本発明では制御偏差が有利にはアナログで計算される。これにより、この計算中にすでに制御過程に対する計算ステップを実行させることができ、この制御過程を非常に高速化することができる。さらに本発明によればデータ幅の小さなマイクロプロセッサを使用することができる。というのは、デジタル計算過程に大きな計算容量を備えたカウンタが必要ないからである。これは本発明の重要な利点である。
【００６２】
図１に示された回路は正の線路４５と負の線路４６を有し、これら線路間には例えば２４Ｖの電圧が印加され、電動機２５は図示のように線路に直接接続されている。抵抗４８とツェナーダイオード４９を介して、線路５０には例えば＋５Ｖの制御電圧が形成される。この線路５０には前置抵抗５２と、接続点５３を介してＮＴＣ抵抗２６が接続されている。ＮＴＣ抵抗の他方の端子は線路４６、すなわちアースに接続されている。簡単にわかるように、接続点５３の電位は温度が低下すると高くなる。なぜならＮＴＣ抵抗２６の抵抗値がＮＴＣに基づき増大するからである。マイクロプロセッサ２０と後で説明するコンパレータ５７もこの制御電圧に接続されている。しかしこれは図面を複雑にしないため図１には図示されていない。
【００６３】
ＮＴＣ抵抗２６への線路が個所５４または個所５５で断線すると、このことは温度の激しい低下と同じ作用を有する。すなわちこの場合、接続点５３の電位は線路５０の電位値（高電位）に跳ね上がる。
【００６４】
接続点５３はコンパレータ５７の反転入力側（−）に接続されている。コンパレータの出力側５８はマイクロプロセッサ２０のポート６に接続されており、これは図５にＤＩＦＦにより示されている。コンパレータ５７の出力側５８には運転時に電圧Ｕｄｉｆ（これは後で説明する）が発生するから、この電圧を用いて制御偏差（前の定義による）を容易に検出することができる。
【００６５】
線路５０にはさらに充電抵抗６２と接続点６３を介してコンデンサＣが接続されている。接続点６３はコンパレータ５７の非反転入力側およびマイクロプロセッサ２０のポート１３と接続されている。このポート１３にはマイクロプロセッサ２０の内部でｎｐｎトランジスタ６５が接続されており、このトランジスタ６５はマイクロプロセッサ２０の命令により制御することができる。
【００６６】
図１の動作
すでに説明したように、トランジスタ６５が相応の命令により導通制御されるときトランジスタ６５はコンデンサＣを放電する。このような放電時に、マイクロプロセッサ２０のポート１３（図５にＥＮＴＬＡＤで示されている）は低電位、すなわちＥＮＴＬＡＤ＝Ｌを受け取る。コンデンサＣが反対に充電されるとき、ポート１３には高電位、すなわちＥＮＴＬＡＤ＝Ｈが印加される。ＥＮＴＬＡＤ＝Ｌのとき、記憶素子として用いるコンデンサＣは初期値にセットされる。すなわちほとんど完全な放電状態となる。これはロータ２７の所定の第１の回転位置で行われ、これは（本実施例では）ロータ位置センサ２８の出力信号ＫＯＭＭを介して測定される。ここで説明する必要はないが、ロータ位置はその他種々の手法で測定することができる。例えばセンサがなくてもコイル巻線３１、３２の電圧および／または電流から直接測定することもできる。しかしホールＩＣの信号ＫＯＭＭにより技術的に簡単な検出が可能であり、これを使用するのが有利である。というのはこの信号はロータの転流個所で急激に高い値（Ｈ）から低い値（Ｌ）へ、またはその反対に変化するからである。ロータ回転の際にどの程度の頻度でこれが生じるかはロータの極数に依存する。図１に非常に簡単に示した２極ロータ２７の場合、この急激に変化する個所は相互に１８０°離れている。これは電動機の転流個所である。４極ロータの場合このような個所は１回転で４つであり、６極ロータの場合は６つとなる。比較的に少ない極数が本発明の枠内では有利である。なぜならマイクロプロセッサ２０が比較的に長い計算時間を使用することができ、低速のマイクロプロセッサを使用することができるからである。
【００６７】
本実施例では信号ＥＮＴＬＡＤが転流後の短時間でＨにセットされることを述べておく。図２１（Ｃ）参照。この時点も所定のロータ位置に相当する。
【００６８】
本実施例ではこの回路は、コンデンサＣの充電が、信号ＫＯＭＭがＨからＬへ移行した後にだけスタートできるように構成されている。図６はこれを、電動機の回転数ｎが所望の回転数ｎ＊（図２）よりも低い場合について示す。所望の回転数ｎ＊は温度センサ（ＮＴＣ抵抗）２６での瞬時温度Ｔ＊に相応し、したがって電動機回転数に対する目標値ｎ＊である。
【００６９】
信号ＫＯＭＭがＨからＬへ図６の時点ｔ１０でこのように変化することにより、ポート１３の信号ＥＮＴＬＡＤはＨにセットされ、コンデンサＣは抵抗６２を介して充電される。この場合の充電はｅ関数に従って行われる（もちろん線形の充電も可能である）。これによりコンデンサＣの電圧ＵＣは図６ｃに示すように上昇し、時点ｔ１１で接続点６３の電位は接続点５３の電位の高さＵ５３に達する。後者の電位は温度センサ２６の瞬時温度Ｔ＊に相当し、したがって電動機回転数に対する目標値ｎ＊である。
【００７０】
接続点５３と６３の電位が等しければ、コンパレータ５７の出力側５８はＬからＨへ切り替わり、ここで信号電圧Ｕｄｉｆを得る。この信号電圧は図６ｂに示されている。
【００７１】
有利には信号電圧Ｕｄｉｆ＝Ｈにより直後にプログラム経過でＥＮＴＬＡＤ＝Ｌにセットされる。図２１参照。すなわち、コンデンサＣは引き続きただちに再び放電される。これによりＵｄｉｆは針状パルスの形状を有する。このように放電をただちに行うことにより非常に静かな電動機回転が得られる。
【００７２】
しかし信号電圧Ｕｄｉｆを次の転流個所までＨに保持しておくこともできる。この場合は、Ｕｄｉｆ＝ＨであるときにＫＯＭＭがＬからＨへ、またはＨからＬへ変化すると、ＥＮＴＬＡＤ＝Ｌがセットされ、コンデンサＣは再び（マイクロプロセッサ２０の）トランジスタ６５を介して放電される。このことはこの場合、図６の時点ｔ１２で生じる。以下の説明は、信号電圧Ｕｄｉｆの発生後ただちにコンデンサＣの放電が行われる有利な変形実施例に関連するものである。信号電圧Ｕｄｉｆはこの変形実施例では（後のフローチャート参照）信号電圧Ｕｄｉｆａｌｔ＝Ｈの形で一時記憶される。これにより信号電圧Ｕｄｉｆからの情報がコンデンサＣの放電後に失われることがない。
【００７３】
制御偏差の測定は次のように行われる。コンデンサＣの充電がスタートされた転流個所ｔ１０から次の転流個所ｔ１２までに、この（次の）転流個所ｔ１２（またはこれの近傍の個所）からＵｄｉｆの開始、すなわち時点ｔ１１までの時間差Ｔｄを測定するのである。ここでは回転数が過度に低いので、時点ｔ１１はｔ１２の前にあり、この時間Ｔｄは負として測定される。負のＴｄは回転数が過度に低いことを意味し、Ｔｄの絶対値はどの程度回転数が過度に低いかを表す。相応にしてこの場合、巻線相３１ないし３２を流れる電流ｉ１（図６ｄ）および電流ｉ２（図６ｅ）のパルス幅は回転数を上昇させるために比較的に大きくされる。
【００７４】
このことが基本的にどのように行われるのかを図１２が示す。図１２（Ａ）信号ＫＯＭＭを２極電動機２７につき３６０°のほぼ１回転にわたって示す。図１２（Ｂ）は上記に説明した信号電圧Ｕｄｉｆを回転速度が過度に遅い場合について示す。すなわち、制御偏差は−Ｔｄである。
【００７５】
図１２の７０に示されているように、完全な１回転の最初の角度で値ＰＩが計算される。ここでＰＩは比例−積分制御のためのものである。この計算は比例制御に対する計数値Ｐ（ファクタ）と積分制御に対する計数値Ｉ（ファクタ）とから、例えば式ＰＩ＝Ｉ＋２Ｐに従って行われる。ここで係数ＩとＰは電動機の先行する回転から存在しており、相応のメモリに記憶されている（電動機の起動の際には、相応する値がＩとＰに対して初期化の際に設定される。）
【００７６】
この値ＰＩは図示のように、計算フェーズの終了後何度で（相３１を流れる）電流ｉ１が投入されるかを定める。これは図１２の７２に示されている。ＰＩが大きければこの電流のパルス幅は小さくなる。通電の開始はｔ１により示してある。この時間的制御は、電流ｉ１を投入すべきときにマイクロプロセッサ２０の出力側９の出力信号ｏｕｔ１をＨにすることによって達成される。
【００７７】
次にこの電流は例えば１１０°の回転角度の間流れ、ここでは角度１８０°に相応する転流位置に達する前に遮断される。すなわちこの転流位置よりも角度Ｄだけ前に遮断される。この値Ｄは数度である。これは固定子電流の遮断の際に突入電流を回避するために行われる。
【００７８】
信号電圧Ｕｄｉｆの開始と共に制御偏差−Ｔｄに対する時間測定は開始し、この測定は次の転流位置まで、すなわち１８０°まで行われる。
【００７９】
電動機は過度に緩慢に回転しているから、すでにこの時間間隔Ｔｄの間にＰおよびＩの値が低減される。この低減は、Ｔｄが長ければ長いほど大きく低減される。これは図１２の７４に示されている（制御器がＰ制御器だけであれば、もちろんＰについての値だけが変化される）。このＰＩ値の低減をどのように行うかは、図１７に基づいて後で詳細に説明する。
【００８０】
回転位置１８０°、すなわちＴｄの測定終了時には、ＰおよびＩに対してすでに更新された値（これまでよりも小さな値）が存在しており、例えば１８０°から１９０°の回転角度領域でこの更新された値から新たな値ＰＩ＊が計算される。これは図１２の７６に示されている。この計算は以下、図１９で詳細に説明する。この値ＰＩ＊は、７８に示したように、電流ｉ２の相３２での投入時点ｔ２を定め、したがってこの電流ｉ２は例えば１２０°の間、即ち電流ｉ１よりも長い時間流れる。電流ｉ２も値Ｄだけ次の転流位置（これは３６０°にある）よりも前で終了する。電流ｉ２は比較的に長い回転角度の間流れるから、ロータ２７には比較的に長時間トルクが発生し、電動機は比較的に高速になる。すなわち、回転数ｎは値ｎ＊に近づく。
【００８１】
例えば３６０°から３７０°の角度領域（０°から１０°に相当する）で値ＰＩを、ＰおよびＩに対して記憶された値（この値は変化していない）から新たに計算することができる。しかし本発明の有利な実施例では警報監視も行われる。すなわち固有の計算プログラムにより、回転数ｎが下方限界値よりも低いか否かが検出され、低い場合には警報が発せられる。これは図１２の８０に示されており、図２０で以下詳細に説明する。
【００８２】
これに続いて、７６で計算された値ＰＩ＊がさらに用いられ時点ｔ３が定められる。この時点ｔ３で電流ｉ１が投入される。これは図１２の８２で説明した。
【００８３】
この過程は繰り返される。すなわち新たに信号Ｕｄｉｆが形成される。この信号はこの場合比較的後に発生する。というのは回転数がやや上昇しているからであり、したがって−Ｔｄの絶対値は小さくなる。ＰおよびＩに対する値は変化される。すなわち、さらに縮小され、新たな値ＰＩがすでに詳細に説明したように計算される。
【００８４】
このようにしてロータ回転の種々異なる区間に種々異なる計算ステップが割り当てられる。すなわちロータ２７の位置が、マイクロプロセッサ２０が瞬時に何を計算し何を測定するかを定める。別の言い方をすれば、ロータ位置が瞬時のプログラム経過を制御する。
【００８５】
図７は、電動機２５が所望の回転数で回転するとき何が生じるのかを示す。すなわちここでは電動機回転数ｎは所望の回転数ｎ＊と等しい。
【００８６】
この場合でもコンデンサＣの充電がスタートされ、その後、例えば図７（Ｃ）の時点ｔ１４で信号ＫＯＭＭはＨからＬへ変化する。次に電圧ＵＣは上昇し、時点ｔ１５の直前で接続点５３の電圧Ｕ５３に達する。この時点ｔ１５でＫＯＭＭはＬからＨへ変化する。この時点ｔ１５から時間Ｔｄが測定される。しかしＵｄｉｆの上昇縁が時点ｔ１５と実質的に一致するから、Ｔｄ＝０である。すなわち、制御偏差は存在しない。
【００８７】
この場合、ＰおよびＩに対する値は正しく、したがって変化されない。すなわち、図１２の７２で説明した間隔ＰＩは後続の電流パルスでも変化されないままである。
【００８８】
動作時において、電動機はほぼこの状態で回転する。すなわち電動機２５が回転し、センサ２６の温度が変化しないとき、ＰおよびＩに対する値はわずかしか変化しない。温度に応じてここでは比較的短い電動機電流パルスｉ１とｉ２が生じる。これは図７（Ｄ）と（Ｅ）に示されている。
【００８９】
図８は回転数ｎが所望の回転数ｎ＊よりも高いときに何が生じるかを示す。これは例えば（冬に窓が開放されて）突然冷たい空気が吸入され、これによりセンサ２６の抵抗値が急激に上昇する場合である。
【００９０】
この場合のコンデンサＣの充電は時点ｔ１７でスタートされ、このときに信号ＫＯＭＭはＨからＬへ移行する。Ｔｄの測定は、ほぼ信号ＫＯＭＭが再びＬからＨへ移行する時点ｔ１８から行われる。
【００９１】
信号Ｕｄｉｆはこの場合、時点ｔ１９で初めて発生する。この時点ｔ１９はｔ１８より時間的に後にある。すなわちＴｄはここでは正である。正の符号は電動機が過度に高速で回転していることを意味し、Ｔｄの絶対値は、電動機がどの程度過度に高速に回転しているかを示す。したがってこの場合、電動機電流ｉ１とｉ２のパルス幅を短くしなければならない。これは図１３に示すように行われる。
【００９２】
図１２と同じように図１３は、（Ａ）に示すように３６０°の完全なロータ回転の際の経過を示す。角度位置は左側で１８０°から開始している。中央で角度位置は３６０°＝０°に達し、右側で新たに１８０°である。すなわち回転はそこで終了する。
【００９３】
図１２では回転数は過度に低かった。したがってＴｄを、ＫＯＭＭ＝Ｌである０°から１８０°の時間間隔で測定しなければならなかった。
【００９４】
図１３では回転数は過度に高い。したがってＴｄをＫＯＭＭ＝Ｈである１８０°から３６０°の時間間隔で測定しなければならない。
【００９５】
図１３でも開始時、すなわち１８０°の直後の角度領域で、例えば１０°の回転中に値ＰＩがＰおよびＩに対して存在する値から計算される。これは図１２ですでに説明したように行われる。これは図１３では８５で説明されており、図１９のルーチンにより行われる。
【００９６】
この値ＰＩは引き続き電流ｉ２の投入時点ｔ１を定める。これは図１３の８７に示されている。
【００９７】
ｔ１のこの計算と同時にここでは値Ｔｄ’が測定される。この値はＴｄより少し短い。というのは測定は計算フェーズ８５の終了により初めて開始するからである。これは図１３から明らかである。これは場合によりプログラムで補償することができる。というのは計算フェーズ８５の持続時間は既知であり、値Ｔｄ’を測定する場合でも装置は非常に満足できるように機能するからである。
【００９８】
電動機は過度に高速に回転しているから、ＰおよびＩの値は過度に小さく、したがってこれらの値をＴｄ’の持続時間中に増大しなければならない。これはＴｄ’が長ければ長いほど大きく増大する。したがってＴｄ’の終了時にはすでにＰおよびＩについて高められた値が得られる。これらの値は回転数を相応してわずか低下させるのに適する。これは図１３の８９に説明されており、図１６に示されたルーチンにより行われる。
【００９９】
図１２では負のＴｄの測定（ステップ７４）は時点ｔ１の計算（ステップ７２）とは時間的に別個に行われるが、図１３ではステップ８７と８９は時間的に平行して経過しなければならない。したがってここでは別の制御アルゴリズムが必要である。コンデンサＣの充電は定義通り、信号ＫＯＭＭがＨからＬへ変化するときにスタートされる、すなわち図１２と図１３では転流位置３６０°＝０°でスタートされるから、「回転数が過度に低い」場合に対するアルゴリズムは有利には、ＫＯＭＭ＝Ｌである回転角度領域で経過し、「回転数が過度に高い」場合に対するアルゴリズムは有利には、ＫＯＭＭ＝Ｈである回転角度領域で経過する。これは図１２と図１３に夫々示されている。
【０１００】
なお、コンデンサＣの充電がＫＯＭＭがＬからＨへ移行するときにスタートされれば、すなわち１８０°の転流位置でスタートされれば、「回転数が過度に低い」場合に対するアルゴリズムはＫＯＭＭ＝Ｈであるときに経過し、「回転数が過度に高い」場合に対するアルゴリズムはＫＯＭＭ＝Ｌであるときに経過することとなる。このことは電動機の対称性から生じる。この変形実施例は、図示しないが多くの場合有利である。
【０１０１】
同じようにＴｄの測定はロータ回転の別の位置で行うこともできる。すなわち、例えばホールセンサ２８がロータ２７に対して相対的にロータの別の個所にあっても、これは時間Ｔｄの測定およびその符号に対して何ら問題ではない。重要なことは、ロータ回転の所定位置で適切な信号がコンデンサＣの充放電の（すなわち充電開始および放電開始に対する）制御ないしＴｄの測定に対して存在することである。電流ｉ１とｉ２はもちろんロータの所定の回転角度領域でだけ流れることが許される。すなわち、すでに述べた逆起電力が高い回転角度領域でだけ流れることが許される。そしてホールＩＣ２８が、これら電流が正しい回転角度領域で流れるように調整されていれば、その出力信号ＫＯＭＭは２つの機能を満たす。すなわちａ）転流制御とｂ）制御偏差の測定である。
【０１０２】
図１３に戻る。３６０°＝０°の直後の領域で、例えば０°から１０°の領域で、前もって更新されたＰとＩの値から新たなＰＩ＊が計算される。この新たなＰＩ＊の値はここでは先行するＰＩの値よりも大きい。これは図１３の９２に示されている。このために図１９のルーチンが用いられる。
【０１０３】
引き続き電流投入時点ｔ２が新たな値ＰＩ＊に基づいて計算される。電流ｉ２は１３０°の回転角度の間に流れ、一方電流ｉ１は１２０°の回転角度の間だけ流れる。（もちろん実際にはこの差は格段に小さい。しかし比較的に大きな差を用いることにより図表示を見やすくしている。）
【０１０４】
電流ｉ２も電流ｉ１もすでに説明した理由から、間隔Ｄだけ転流位置（３６０°ないし１８０°）よりも前に遮断される。これはプログラムステップＳ１３１（図１５）で考慮される。
【０１０５】
転流位置１８０°（図１３の右側）に続いて９６では、警報を発しなければならないか否か、または値ＰＩを新たに計算することができるか否かを計算することができる。ここではこの値ＰＩは変化しないままに留まる。というのは、図１３の９８で説明するように新たな測定値Ｔｄが存在しないからである。
【０１０６】
したがって重要なことは、Ｔｄの測定がＰおよびＩに対する値の更新と平行して経過することであり、場合により測定を引き続いて複数の電流パルスに対して、新たな測定が行われるまで使用することができる。ロータの１回転または２回転の経過では大きな速度変化は生じない。
【０１０７】
図９は温度が非常に低い場合を示す。この場合、接続点５３の電位Ｕ５３は非常に高く、電圧ＵＣはこの電位に、電動機の数回転後に初めて到達する。すなわち、Ｔｄは正の値であり非常に大きい。このことは許容されない非常に低い電動機回転数ｎに相応する。この場合制御器は比例制御に切り替え、例えば１４００ｒ．ｐ．ｍ．の下方回転数を保持する。電流パルスｉ１とｉ２はこの場合、非常に短い。
【０１０８】
図１０は温度センサ２６が、例えば個所５４と５５の断線により故障している場合を示す。この場合電位Ｕ５３は非常に高く、電圧ＵＣはこの電位Ｕ５３に到達することはない。この場合装置を最大回転数に切り替える。これは図１０（Ｄ）と（Ｅ）に象徴的に示されている。すなわち、固定子電流パルスｉ１、ｉ２はその最大可能長を得る。
【０１０９】
図１１はもう一度概略的に種々の場合を示す。
【０１１０】
図１１（Ｂ）は電動機が非常に過度に緩慢に回転する場合を示す。したがってＴｄは負であり、大きな絶対値を有する。
【０１１１】
図１１（Ｃ）は電動機がやや過度に緩慢に回転する場合でを示す。Ｔｄは負であるが、絶対値は図１１ｂと比較して小さい。
【０１１２】
図１１（Ｄ）では電動機は正しい回転数ｎ＝ｎ＊で回転している。ここでは電圧Ｕｄｉｆは信号ＫＯＭＭ＝Ｈの領域にあり、Ｔｄは値０を有する。
【０１１３】
図１１（Ｅ）は電動機がやや過度に高速に回転する場合を示す。Ｔｄはここでは正であり、比較的小さな値を有する。
【０１１４】
図１１（Ｆ）では電動機は非常に過度に高速に回転している。ここではＴｄは正であり、大きな絶対値を有する。
【０１１５】
図１１（Ｇ）ではセンサが故障している。Ｔｄは非常に高い値を有するか、または無限の値を有する。すなわち、Ｕｄｉｆは恒常的に値０を保持する。この状態の評価はマイクロプロセッサ２０により行われ、これにより電動機２８は最大回転数に切り替えられる。
【０１１６】
実際には、コンパレータ５７（図１）を有する回路はｎｐｎトランジスタ１００とｐｎｐトランジスタ１０２により実現することができる。これは図４に示されている。図１に示されたのと同じ部材は、図４でも同じ参照符号が付されている。したがってもう一度説明することはしない。
【０１１７】
トランジスタ１００のベースは接続点６３と接続され、エミッタは接続点５３と接続されており、コレクタはトランジスタ１０２のベースと接続されている。トランジスタ１０２のエミッタは抵抗１０３を介して正電圧と接続されており、そのコレクタは抵抗１０４を介してアースに接続されている。抵抗１０４の両側からは運転時に電圧Ｕｄｉｆを取り出すことができる。
【０１１８】
図１４はさらに詳細を示す回路を示す。コンパレータに関してはこの回路装置は図４の回路を使用している。それ以外は図１の回路と同じものを含む。したがって同じ部材には図１と図４で同じ参照符号が付してある。これらの部材については再度説明しない。
【０１１９】
正の線路４５（例えば２４Ｖまたは４８Ｖの駆動電圧）から電子構成部材への線路にはここではダイオード１０８が接続されており、このダイオードは誤って接続した際（「誤極性」と称する）に遮断し、電子回路の破壊を阻止する。ホールＩＣ２８の給電のためにツェナーダイオード１０９と前置抵抗１１０が設けられている。
【０１２０】
マイクロプロセッサ２０の端子１と２には、例えば６ＭＨｚのクロック発生器１１２が接続されている。ポート７と線路５０との間には抵抗１１４が接続されている。この抵抗はホールＩＣ２８のいわゆるプルアップ抵抗である。
【０１２１】
マイクロプロセッサ２０のリセット端子（ポート３）は接続点１１４と接続されている。接続点１１４は抵抗１１５を介して正の線路５０と接続されており、コンデンサ１１６を介して負の線路４６と接続されている。
【０１２２】
電動機の起動時にコンデンサ１１６は放電され、したがって接続点１１４はまず電位０Ｖ、すなわちロー信号Ｌを有する。このロー信号Ｌによりマイクロプロセッサ２０の起動初期化が行われる。これは後のステップＳ１３０に説明されている。引き続きコンデンサ１１６が充電され、ポート３の信号はＨになる。これにより初期化が終了する。
【０１２３】
ポート１４と１５の電位は電動機の最少回転数を定める。すなわち図２の値ｎｍｉｎを定める。これは抵抗１１８、１１９と正の線路５０ないし負の線路４６への図示の接続によって達成される。
【０１２４】
ポート４は負の線路４６と接続されている。ポート１２の電位（ＨまたはＬ）は警報遅延ＡＶＺ（０または１０秒）の持続時間を定める。実施例ではポート５と１２は線路５０（＋）に接続されている。Ｅ／Ａポート５により電動機２５のデジタル制御が可能である。すなわち、このポートがＬになれば電動機は停止し、Ｈになれば（図１４に示すように）電動機は回転する。これにより低い電圧信号によって電動機を起動することができる。
【０１２５】
電動機２５と直列にプラス側で正の抵抗温度係数を有するＰＴＣ抵抗１２１が、電動機のブロックの際の安全器（ヒューズ）として接続されており、マイナス側には低抵抗の抵抗１２２が接続されており、この抵抗は切換過程に対して有利である。コンデンサ３７、３８に夫々並列にツェナーダイオード１２３、１２４がマイクロプロセッサ２０を電動機巻線３１、３２からの過電圧から保護するために接続されている。
【０１２６】
作用はすでに図１および図４に基づいて説明し、抵抗１１５とコンデンサ１１６を用いた起動時の初期化も同様にすでに説明した。マイクロプロセッサ２０に対しては図５も参照すべきである。図５は個々のポートの使用される象徴符号を表す。
【０１２７】
次に図１５から図２０に図示の過程に対するフローチャートを詳細に説明する。（なおこれらのプログラムの詳細ステップについては本発明の開示に基づき、さらに適宜の変更が容易に可能であり、本発明は図示のフローチャートに限定されない。）
【０１２８】
図１５はステップＳ１３０で電動機の起動時の過程、すなわち起動時に抵抗１１５とコンデンサ１１６により開始されるパワーオンリセット（図１４で説明した）を示す。ここではマイクロプロセッサ２０の種々のポートが問い合わされる。すなわち図５でのポートＡＴＳとさらにポートＳＥＮが問い合わされる。ポートＡＴＳは警報回転数（例えば１２００ｒ．ｐ．ｍ．）を出力し（ＨかまたはＬで）、ポートＳＥＮは回転数が再び正常に戻ったときに警報信号を再び解除して良いのか否か、または警報信号を記録しなければならないか否かを出力する。さらにポートＮＧ０とポートＮＧ１が問い合わされる。これらのポートは共に最小回転数ｎｍｉｎを例えば１４００ｒ．ｐ．ｍ．に設定する。さらにすでに説明した値Ｅ／Ａが問い合わされる。この値は電動機が回転すべきか、または停止しべきかを指示する。値ＮＧ０とＮＧ１は引き続きデコードされ、最小回転数、例えば１２０単位に対する値ＫＺＭＩＮが得られる。（この値が大きければ大きいほど回転数は低い。）
【０１２９】
さらに以下のレジスタがセットされる。
【０１３０】
ＳＥＮＳＡＢがＬに；
【０１３１】
ＰＩが低い値、例えば０に；
【０１３２】
ＫＺａｌｔが高い値、例えば２５５に；
【０１３３】
Ｉが低い値、例えば０に；
【０１３４】
ＰＺが最大値、ここでは例えば１５に；
【０１３５】
ＵｄｉｆａｌｔがＨに；
【０１３６】
ＳＥＮＳＡＢ＝Ｌは、センサ断線（センサ接続の遮断）が存在しないことを意味する。すなわち図１でセンサ２６への線路に個所５４または５５での断線が存在しない。ＳＥＮＳＡＢ＝Ｈは最大回転数を意味し、これにより制御が作用しないようにされる。すなわち、ここではＰＩ＝０にセットされる。図１９のステップＳ１６５参照。
【０１３７】
ＰＩは制御器の調整量である。図２１（Ｄ）に示すように、この調整量はいつ電動機電流を投入するかを定める。転流カウンタＫＺが計数状態ＰＩ、つまり調整量に達して初めて、電流ｉ１（またはｉ２）が投入される。ＰＩが大きければ、電流は後で投入され、したがってパワーが小さくなる。ＰＩが小さければ、電流は早期に投入され、パワーは大きくなる。
【０１３８】
ＫＺａｌｔは転流カウンタＫＺに対する計数値である。（転流カウンタＫＺはマイクロプロセッサ２０−図５−の一部であり、したがって特別には図示しない。）図２１（Ｄ）からわかるように、、転流カウンタＫＺは、計算フェーズ１２８（図１２の７０または８０で説明してある）が終了した場合、転流の直後に計数を開始する。転流カウンタがＰＩまで計数すれば、カウンタは当該の相を投入し、電動機電流が流れる。転流カウンタが値ＫＺ’ａｌｔに達すると、カウンタはこの電流を再び遮断する。ここにＫＺ’ａｌｔの値は値Ｄだけ（たとえは４単位だけ）ＫＺａｌｔよりも小さい。
【０１３９】
続いて転流カウンタＫＺはさらに次の転流まで計数し、値ＫＺを測定する。すなわち、ＫＺ＝０から次の転流（図２１（Ａ）のｔ３０）までの持続時間を測定する。この値は、これが過度に高い場合、ロータのブロックを示す指示として用いられる。これについては後で説明する。次にこの値ＫＺは、次の転流フェーズの持続時間に対する予測値としてレジスタＫＺａｌｔに値ＫＺａｌｔとして記憶される。値ＫＺａｌｔに対しては、ＫＺに対して測定された直前の多数の値の平滑平均（浮動平均moving average）を用いることも有利である。なぜなら電動機回転はまだ静かだからである。この変形実施例はフローチャートには示されていない。というのは当業者にはその実現は容易だからである。
【０１４０】
ステップＳ１３０でＫＺａｌｔが設定される。というのは、測定から値がまだ得られないからである。
【０１４１】
Ｉは回転数制御器の積分係数であり、これはスタート時に設定しなければならない。
【０１４２】
ＰＺは検査カウンタの計数状態である。図１８参照。
【０１４３】
ＰＺ＝１５は、最初の測定の後ただちに新たなＰＩの値が計算され、かつ警報計算は後で初めて行われることを確実にする。
【０１４４】
起動遅延ＡＶＺにより、例えば起動後１０秒間は信号ＡＬＡＲＭが発せらされないようになる。図２０参照。
【０１４５】
Ｕｄｉｆａｌｔは、ＫＯＭＭ＝Ｌの間に値Ｕｄｉｆ＝Ｈが発生したとき、Ｈにセットされるレジスタ値である。これはＫＯＭＭ＝Ｈの場合にＩおよびＰの値の変化を阻止するが、ＫＯＭＭ＝Ｌの場合は阻止しない。したがってこの値はスタート時にＨにセットされる。というのは、スタート時には回転数が過度に低く、したがってＰおよびＩをＫＯＭＭ＝Ｌの場合に変化（小さくする）させなければならないからである。
【０１４６】
続いてマイクロプロセッサ２０はステップＳ１３１に移行する。このステップは転流変化ごとに通過する。ここですでに説明した値ＫＺａｌｔ（図２１（Ｄ））から値Ｄが減算される。値ＫＺａｌｔは各転流ごとに、ＫＺ＝０とｔ３０との間の間隔として、または各転流の際に新たに計算されるすでに説明した平滑平均として得られる。値Ｄは例えば４単位である。上記の減算により値ＫＺ’ａｌｔが得られる。この値は限界値として転流カウンタＫＺにセットされる。これによりこの値に達した際には電流が遮断される。さらに転流カウンタＫＺはステップＳ１３１でゼロにリセットされる。これによりカウンタは再び最初から、すなわちＫＺ＝０から計数し、制御器の比例係数ＰはＰ＝０にセットされる。これは図２１（Ｄ）に示されている。
【０１４７】
ステップＳ１３２では、イネーブル信号Ｅ／Ａ（ポート５）がＨであるか否かが検査される。Ｈである場合だけ、電動機は始動することができる。それ以外の場合、プログラムはステップＳ１３１に戻る。これにより電動機をコンピュータで制御することができる。
【０１４８】
ステップＳ２０１では、信号ＫＯＭＭがＨであるかまたはＬであるかが検査される。ＫＯＭＭ＝Ｈであれば、プログラムはステップＳ２０２で、信号Ｕｄｉｆａｌｔ＝Ｈであるか否かを検査する。これがＨであれば、符号信号ＲＥＧがステップＳ２０３で−１にセットされ、プログラムはさらに図１６のルーチンに進む。ＲＥＧ＝−１は、回転数が過度に低く、したがって図１６のルーチンでパラメータＩとＰの変化が阻止されることを意味する。
【０１４９】
Ｕｄｉｆａｌｔ＝Ｌであれば、ステップＳ２０４でＲＥＧ＝＋１にセットされ、プログラムは同様に図１６のルーチンに進む。ＲＥＧ＝＋１は、回転数が過度に高く、したがって図１６のルーチンでＩおよびＰのパラメータ（ファクタ）を、Ｔｄに対して測定された値に応じて増大できることを意味する。
【０１５０】
ステップＳ２０１で信号ＫＯＭＭ＝Ｌであれば、プログラムはステップＳ２０５に進む。そこでは、Ｕｄｉｆａｌｔ＝Ｈであるか否かが検査される。Ｈであれば、ステップＳ２０６でＲＥＧ＝＋１がセットされ（回転数が過度に高い）、プログラムはさらに図１７のルーチンへ進む。この場合そこでＩおよびＰのパラメータの変化は阻止される。
【０１５１】
ステップＳ２０５での回答が否であれば、プログラムはステップＳ２０７に進む。ここではＲＥＧ＝−１がセットされる。すなわち、回転数は過度に低い。そしてプログラムはさらに図１７のルーチンへ進む。ここではＩおよびＰのパラメータをＴｄに対して測定された値に応じて小さくすることができる。
【０１５２】
図１６および図１７に対する注意として、そこに図示されたループは、転流カウンタＫＺを変化させることにより（ステップＳ１４３ないしＳ１５４）付加的に時間測定にも関係することを述べておく。このことは、各ループ通過はどの経路であれ、同じ長さの時間を要することを前提とする。このことは所定のそれ自体比較的短いループ通過にＮＯＰ命令を充填することにより達成される。ＮＯＰ命令は時間だけを消費して何の作用も及ぼさないものである。このＮＯＰ命令はこれらのフローチャートには図示されていない。しかしここで最適機能は、各ループ経過ができるだけ同じ長さであることを前提とすることを述べておく。したがって図１６のループ通過の持続時間は図１７のループ通過の持続時間に相当する。これによりＫＺに対する値を直接比較することができる。なお、図２２と図２３にはこのＮＯＰ命令を含む場合を示す。
【０１５３】
図１６はＫＯＭＭ＝Ｈに対するルーチンを示す。このルーチンは、電動機が過度に高速に回転する場合図１３の処理を実行する。すなわち、係数ＰとＩはここでは電動機が過度に高速に回転するときだけ増大される。
【０１５４】
ステップＳ１３３では、（マイクロプロセッサ２０の）転流カウンタＫＺが値ＰＩに達したか否かが検査される。図２１（Ｄ）参照。達していれば、電流ｉ２が投入される。ステップＳ１３４では、転流カウンタが値ＫＺ’ａｌｔに達したか否かが検査され、達していれば電流ｉ２は再び遮断される。
【０１５５】
ｏｕｔ２＝Ｌは電流ｉ２が遮断されていることを意味し、ｏｕｔ２＝Ｈは電流ｉ２が投入されていることを意味する。同じことがｏｕｔ１に対してもあてはまる。
【０１５６】
したがってステップＳ１３５は、両方の電流ｉ１とｉ２が遮断されていることを意味し、Ｓ１３６はｉ２が投入されている、すなわち相３２に電流が流れていることを意味する。
【０１５７】
Ｓ１３７では、Ｕｄｉｆ＝Ｌか否かが検査される。図１１（Ｄ），（Ｅ），（Ｆ）参照。Ｕｄｉｆ＝Ｌであれば、（ＫＯＭＭ＝Ｈのとき）Ｔｄが測定され、したがってＰおよびＩの値がステップＳ１３９で変化される。しかしこの変化は、Ｕｄｉｆａｌｔ＝Ｌであるときだけ、すなわち、ＫＯＭＭ＝Ｌの際に回転数が過度に低いことが前に検出されなければ、行われそして、これがステップＳ１３８で検査される。（回転数が過度に低い場合は、ＰおよびＩの値は図１７のルーチンによってのみ変化される。）
【０１５８】
さらにステップＳ２１０では第３の条件として、ＲＥＧ＝＋１か否かが検査され、その場合だけプログラムはさらにステップＳ１３９、すなわち「測定フェーズ」へ進む。このステップでは、値ＩとＰがＴｄの持続時間中だけ変化される。
【０１５９】
ステップＳ１３７，Ｓ１３８およびＳ２１０での結果がＹＥＳであれば、ステップＳ１３９で係数Ｉが値Ｘだけ、例えば値３だけ高められ、係数ＰはＹだけ、例えば値１だけ高められる。Ｉは最大２５５まで高めることができ、Ｐは最大１５まで高めることができる。これらの値は常に、説明が無味乾燥にならないよう例としてあげるだけである。ＵｄｉｆａｌｔはＳ１３９ではＬに留まったままである。レジスタＥＮＴＬＡＤはＬにセットされる。
【０１６０】
Ｓ１３７でＵｄｉｆがＨであれば、すなわちＴｄの測定が終了すれば（図１１参照）、ステップＳ１４０でＵｄｉｆａｌｔはＨに、ＳＥＮＳＡＢはＬにセットされ、プログラムは直接ステップＳ１４３へ進む。ここで転流カウンタＫＺは値１だけ高められる。同じことがＳ１３８でＵｄｉｆａｌｔ＝Ｈであり、Ｓ２１０でＲＥＧ＝−１であるときにもあてはまる。
【０１６１】
Ｓ１３９にステップＳ１４１が続く。ここではＩ＝２５５か否か、すなわち最大値であるか否かが検査される。これは図１１（Ｇ）の場合、すなわちセンサ断線の場合を意味する。したがってこの場合は、Ｓ１４２でレジスタＳＥＮＳＡＢ（断線を示す）がＨにセットされる。これにより後で電動機が最大回転数に切り替えられる。Ｉ＜２５５であれば、プログラムは直接Ｓ１４３に進む。
【０１６２】
Ｓ１４２の後、Ｓ１４３で転流カウンタＫＺが同様に１だけ高められる。
【０１６３】
この後ステップＳ２１２で、（マイクロプロセッサ２０の）転流カウンタＫＺの到達した値が閾値Ｓ３（例えば値２６０を有することができる）より小さいか否かが検査される。小さければプログラムはステップＳ１４４へ進む。しかしＫＺが閾値Ｓ３を上回れば、すなわち電動機が極端に緩慢に回転するか、または停止（ロータ２７がブロックされている）していれば、プログラムはステップＳ２１４へ進む。ここで両方の相３１と３２の電流が遮断される。次にＳ２１６で例えば３秒の待機が行われる。すなわち電動機は３秒間無電流状態となる。そしてプログラムはさらに図２０のステップＳ１６２へ進む。ここでは場合により、警報が発される。これに続いて電動機の電流が新たに投入される。すなわち、約３秒の待ち時間の後に自動的に新たな起動を試行する。これにより電動機が過熱することがなくなり、ブロック原因が除去されたあとすぐにまた回転する。
【０１６４】
ステップＳ２１２で回答がＹＥＳであれば、続いてステップＳ１４４で信号ＫＯＭＭが変化したか否かが検査される。変化していなければ、プログラムは本ループのステップＳ１３３に戻る。信号ＫＯＭＭが変化していれば、プログラムはさらに図１８のルーチンＤへ進む。
【０１６５】
図１７は、ＫＯＭＭ＝Ｌの場合に対する図１５の続きを示す。このルーチンＣは図１２のように実行される。このルーチンでは測定過程、すなわちＩとＰの変化は電動機が過度に緩慢である場合にだけ行われる。図２１は例としてこのルーチンの経過を示す。
【０１６６】
ステップＳ１４７でマイクロプロセッサ２０の出力端子１３はＨにセットされ、ＥＮＴＬＡＤ＝Ｈとなる。図２１（Ｃ）はＥＮＴＬＡＤ＝Ｈの際にコンデンサＣの充電がスタートし、したがって電圧ＵＣ（図２１ｂ）が上昇するのを示す。
【０１６７】
図２１（Ｃ）が示すように、信号ＥＮＴＬＡＤは、信号ＫＯＭＭの変化（ＨからＬへ）から少し時間をおいて初めてＨにセットされる。この時間間隔は計算フェーズ１２８図２１（Ｄ）の時間間隔に相応する。この計算フェーズは図１９と図２０に基づいて説明される。信号ＥＮＴＬＡＤのＬからＨへの変化は、前もってＫＯＭＭがＨからＬへ変化している場合だけ行われる。すなわちこの変化は図１７のルーチンの一部である。
【０１６８】
ステップＳ１４８はＳ１３３に相応する。
【０１６９】
ステップＳ１４９はＳ１３４に相応する。
【０１７０】
ステップＳ１５０はＳ１３５に相応する。
【０１７１】
ステップＳ１５１はＳ１３６に相応する。（但しＳ１５１で電流ｉ１が投入される点が異なる。図１６でのこれらステップの相応する説明を参照。）
【０１７２】
Ｓ１５２でＵｄｉｆがＨか否かが検査される。これは図１１（Ｂ），（Ｃ），（Ｄ）に相応する。すなわち、ＴｄはＵｄｉｆがＨになる時から初めて測定される。ＵｄｉｆがＨであれば、次にステップＳ２２２でＲＥＧ＝−１であるか否かが検査される（ステップＳ２０７参照）。すなわち、回転数が過度に低いか否かが検査される。そうであれば、Ｓ１５３で積分係数Ｉが値Ｘ（例えば３）だけ低減され、比例係数Ｐが値Ｙ（例えば１）だけ増加される。そしてＵｄｉｆａｌｔはＨにセットされる。これにより以下、ＫＯＭＭ＝ＬであればステップＳ１３９は実行されず、ＥＮＴＬＡＤはＬにセットされる。すなわち、（図２１（Ｂ），（Ｃ）に示すように）ＵＣが値Ｕ５８に達するとコンデンサＣはすぐにまた充電される。これには、トランジスタ６５（図１）を介した放電に対して十分な時間を使用できるという利点がある。ここで信号Ｕｄｉｆａｌｔは引き続いて信号Ｕｄｉｆに対する代用となる。
【０１７３】
ステップＳ１５２においてＵｄｉｆ＝Ｌであれば、プログラムはステップＳ２２４へ進み、そこでＵｄｉｆａｌｔ＝Ｈであるか否かが検査される。ＨであればプログラムはステップＳ２２２へ進み、ＨでなければステップＳ１５４へ進む。Ｓ１５４では転流カウンタＫＺが値１だけ高められる。引き続いてステップＳ２２６で、ＫＺが閾値Ｓ３（例えば２６０）より小さいか否かが検査され、小さければステップＳ１５５へ進む。小さくなければステップＳ２２８およぶＳ２３０そしてＳ１６２へ進む。ステップＳ２２８は図１６のステップＳ２１４に相応する。ステップＳ２３０は図１６のステップＳ２１６に相応する。したがってそこでの説明を参照されたい。
【０１７４】
Ｓ１５５では信号ＫＯＭＭが変化しているか否かが検査される。変化していなければ、プログラムはステップＳ１４７へ戻る。ＫＯＭＭが変化していれば、プログラムは図１８のルーチンＤへさらに進む。
【０１７５】
図１８は図１６または図１７に続いて生じることを示す。Ｓ１６０で検査カウンタＰＺ（Ｓ１３０参照）が値１だけ高められる。このカウンタは常に１５まで計数し、値０に戻る。
【０１７６】
したがってＳ１６１ではＰＺ＝１５か否かが検査される。ＰＺ＝１５であれば、ＡＬＡＲＭに対するルーチン１６２（図２０）が実行され、そうでなけれな値ＰＩの計算のためのルーチン１６３（図１９）が実行される。両方のルーチンとも計算フェーズ１２８で実行される。すなわち、それぞれ転流の直後に行われる。これにより所望のように、電流ｉ１ないしｉ２の投入遅延は小さくなる。したがってこれらのルーチンは、図１２および図１３と関連して、常に０°から約１０°の回転位置領域および１８０°から約１９０°の回転位置領域でアクティブとなる。これらの領域では電動機はいずれにしろ無電流状態でなければならない。両方のルーチンは有利には時間的に同じ長さである。このことは前に説明したＮＯＰ命令によって達成することができる。
【０１７７】
図１９のステップＳ１６４でレジスタＳＥＮＳＡＢ＝Ｈか否か（センサ断線か否か）が検査される。図１６のＳ１４２参照。ＨであればＳ１６５で値ＰＩがゼロにセットされる。これにより後続の図１６または図１７で、電流がＫＺ＝０の際にはすでに投入されるようになる。すなわち電動機は最大出力、最大回転数で回転する。すなわちセンサ断線（図１：個所５４または５５での断線）により、電動機は通常の非制御電動機のように動作する。
【０１７８】
Ｕｄｉｆがいずれかの時点でＨになれば、ＳＥＮＳＡＢは再びＬにセットされ（図１６のＳ１４０）、引き続き次式に従って
ＰＩ＝Ｉ＋２Ｐ
値ＰＩが求められる。図２１（Ｄ）参照。
【０１７９】
Ｓ１６７では、係数Ｉが閾値Ｓ１、例えば２４０よりも大きいか否かが検査される。大きければ、Ｓ１６８で係数Ｉが値Ｒ１、例えば２０８にリセットされる。これにより、回転数が低いときに警報の出力されるのが阻止される。すなわち、Ｉに対するカウンタがこの場合には値２５５に達することができない。なぜなら、リセットによりカウンタの計数状態は人為的に低い値に保持されるからである。（Ｉ＝２５５に達した場合には、すでに説明したように、ＰＩが０にセットされ、電動機は最大回転数で回転する。）
【０１８０】
係数Ｉが閾値Ｓ１より小さければ、係数は変化しないままステップＳ１６９に進み（Ｉはそのまま不変）、さらにＳ１７０へ至る。
【０１８１】
Ｓ１７０ではアナログ的に値ＰＩが負であるか否かが検査され、負であればこの値はＳ１７１でゼロにリセットされ、その他の場合は変化しないままであり（Ｓ１７２）、Ｓ１７３に進む。
【０１８２】
Ｓ１７３では、回転数ｎが下方限界値（図２：ｎｍｉｎ）より大か否か、および係数ＩがＫＺＭＩＮより大きいか否かが検査される（図１５のＳ１３０参照）。
【０１８３】
回答が否定の場合は、プログラムは直接ステップＳ１３１へ戻る。
【０１８４】
上回っている場合、制御器はステップＳ１７４でＰ制御に移行する。すなわち、値ＰＩは、２×ＫＺＭＩＮ−ＫＺにセットされる。このようにして回転数ｎが下方限界値ｎｍｉｎ（図２）を下回ることが阻止される。
【０１８５】
ルーチン１６３により計算された値ＰＩは引き続いて図１６および／または図１７で、場合により複数の順次連続するサイクルで使用される。これは図１２および図１３に説明されている。すなわち、プログラムはステップＳ１３１（図１５）へ戻る。
【０１８６】
図２０は警報ルーチンを示す。ステップＳ２４０で警報遅延ＡＶＺに対する値が値１だけ低減され、引き続いてＳ２４２でＡＶＺ＝０か否かが検査される。０のである場合は、プログラムはＳ１７５へ進む。そこで値ＫＺが、ＫＺＭＩＮと閾値Ｓ２（例えば値４６を有することができる）との和よりも大きいか否かが検査される。この和は例えば１２００ｒ．ｐ．ｍ．の回転数に相応する。この和を越えていれば、マイクロプロセッサ２０の出力側１４（ＡＬＡＲＭ）がＨにセットされ（ステップＳ１７６）、警報が発される。和を越えていなければプログラムはステップＳ２４４へ進み、ここでマイクロプロセッサ２０の出力側４（ＳＥＮ）がＨか否か検査される。Ｈであれば、セットされた警報は消去されずにさらに記憶される。Ｈでなければ信号ＡＬＡＲＭはリセット、すなわち消去される（ステップＳ１７７）。
【０１８７】
Ｓ２４２でＡＶＺが０を越えていれば（ＡＶＺの最小値は０である）、プログラムはそこから直接ステップＳ１３１（図１５）へ戻る。これはＳＥＮ＝Ｈの場合およびステップＳ１７６またはＳ１７７の後も同じである。
【０１８８】
図１６および図１７の説明の際のすでに詳しく述べたように、図１６および図１７のプログラムループは時間測定にも使用する。すなわちこれらのループは、１ループのそれぞれの通過がどの経路を通っても同じ時間がかかるように構成されており、そのためこれらのループを用いて時間測定を行うことができる。ここで図１６および図１７のループの通過時間はできるだけ同じである。このことはＮＯＰ命令をそれがなければ短くなる個所に挿入することによって達成される。（ＮＯＰ＝Ｎｏ ｏｐｅｒａｔｉｏｎ；ＮＯＰ命令はプログラム経過を時間的に遅延させる以外には何の作用も及ぼさない。もちろんＮＯＰ命令の代わりに、電動機の回転に影響を及ぼさない別の形式の命令を使用することもできる。）ＮＯＰ命令の使用は図２２と図２３に示されている。図２２はＮＯＰ命令に至るまで図１６と同じであり、図２３はＮＯＰ命令に至るまで図１７と同じである。したがって図１６と図１７からの部分はここで説明しない。
【０１８９】
図２２ではステップＳ１３３のイエス出力と接続点２４９との間にＮＯＰ命令が挿入されている。ＮＯＰ命令はステップＳ１３４と同じ持続時間を有し、これによってステップＳ１３３のイエスとノーに対する出力信号は接続点２５２までで同じ通過持続時間を有するようになる。
【０１９０】
ステップＳ１３８のノー出力とステップＳ２１０のノー出力との間にはＮＯＰ命令Ｓ２５４がある。このＮＯＰ命令の持続時間はＳ２１０の持続時間に相応する。
【０１９１】
ステップＳ２１０のノー出力とステップＳ１３９のノー出力との間には複数のＮＯＰ命令Ｓ２５６がある。この命令の持続時間はステップＳ１３９の持続時間に相応する。（複数のＮＯＰ命令を通過することによって相応に長い時間遅延が得られる。）
【０１９２】
ステップＳ１４１のノー出力とステップＳ１４３の入力との間にはＮＯＰ命令Ｓ２５８がある。これの持続時間はステップＳ１４２の持続時間に相応する。
【０１９３】
したがって図２２のループは、それぞれの場合でどのステップを通過するかに関係なく各通過に同じ時間を必要とする。
【０１９４】
図２３はＮＯＰ命令に至るまで図１７と同じである。したがって図１７からの部分は新たに説明しない。図２３では、ステップＳ１４８のイエス出力と接続点２６０との間にＮＯＰ命令Ｓ２６２が挿入されている。この命令はステップＳ１４９と同じ持続時間を有し、これによりステップＳ１４８の出力信号イエスとノーは接続点２６４までの通過に同じ持続時間を有するようになる。
【０１９５】
ステップＳ１５２のイエス出力と接続点２６６との間にはＮＯＰ命令２６８がある。これの持続時間はステップＳ２２４の持続時間に相応する。
【０１９６】
ステップＳ２２２のノー出力、すなわち接続点２７０とステップＳ１５３の出力２７２との間にはＮＯＰ命令Ｓ２７４があり、これらのこれらの組合せた持続時間はステップＳ１５３の持続時間に相応する。
【０１９７】
図２３のループは、個々の場合にどのステップを通過するかには関係なくどの経路を通っても各通過に常に同じ時間を必要とすることがわかる。
【０１９８】
すでに説明したように、図２２のループに対する通過時間は図２３のループに対する通過時間と同じである。このことは、図２２でステップＳ１４４のイエス出力とステップＳ１３３の入力との間に１つまたは複数のＮＯＰ命令を挿入するか、または択一的に図２３でステップＳ１５５のイエス出力とステップＳ１４７の入力と間に挿入することによって達成される。
【０１９９】
もちろん図２２と図２３のループに対する通過時間はできるだけ短くすべきである。このことはマイクロプロセッサ２０のクロック周波数に依存している。６ＭＨｚのクロック周波数のマイクロプロセッサ１７１０３ＧＳを使用する場合、以下の時間が生じる。
【０２００】
図２２または図２３のループ（５０命令）の通過時間：１３３μｓ
【０２０１】
図１９のループ（３８命令）の通過時間：１０２μｓ
【０２０２】
図２０のループ（３５命令）の通過時間：９３μｓ
【０２０３】
図２４は概念的に、転流過程の経過時における複数ループの通過を示す。図２４（Ａ）には転流信号ＫＯＭＭが示されている（図２１（Ａ）に類似）。時点ｔ２７０では、図１８のステップＳ１６０で計数状態ＰＺ＝１３に達していたことが前提とされる。したがって、計算フェーズ７０（図１２参照）では図１９の値ＰＩの計算が続く。
【０２０４】
計算フェーズ７０に続いて、図２３のループ通過が行われる。そして例えばＰＩに対して値１に達していれば電流ｉ１が最初のループ通過後、時点ｔ２７２で投入される。この電流はループ通過の終了後（ｎ−ｘ）時点ｔ２７４で遮断される。すなわち、転流信号ＫＯＭＭが変化する前に遮断される。このことはすでに詳細に説明したのでここでは繰り返さない。変数ｘは図２４では値１を有する。すなわち電流ｉ１は最後から２番目のループ後に遮断される。
【０２０５】
時点ｔ２７６で転流信号ＫＯＭＭはＨに変化し、図１８では計数状態ＰＺ＝１４に達する。したがって計算フェーズ７６（図１２参照）では新たに図１９に従い値ＰＩが計算され、この値ＰＩに従って時点ｔ２７８で電流ｉ２が投入される。すなわち例えば、図２２の最初のループ通過後にＰＩに対して値１が生じていれば投入される。電流ｉ２はループ通過の終了後（ｎ−ｘ）時点ｔ２８０で遮断される。すなわち時間的に信号ＫＯＭＭの変化の前に遮断される。このことはすでに詳しく説明したのでここでは繰り返さない。（図１６のステップＳ１３４とＳ１３５；図１７のステップＳ１４９とＳ１５０）。変数ｘはここでは例として値１を有する。すなわち電流ｉ２は最後から２番目のループの終了後に遮断される。
【０２０６】
時点ｔ２８２で信号ＫＯＭＭ（図２４（Ａ））はＬに変化する。図１８では同時に計数状態ＰＺ＝１５に達する。このことは引き続く計算フェーズ８０（図１２参照）で警報信号が図２０に従って計算されることを意味する。この場合続いて図２３のループが新たに通過される。値ＰＩはこの場合計算フェーズ７６から変化されずに引き継がれる。これは図１２で説明したのと同じである。
【０２０７】
したがって転流カウンタＫＺは、図２２または図２３のループの通過される数を計数し、そこから順次連続する転流時点間の時間間隔、例えば時点ｔ２７０，ｔ２７６，ｔ２８２等間の時間間隔を近似的に検出する。各ループは所定の持続時間を有しているから、転流カウンタＫＺは時間を測定する。
【０２０８】
計算フェーズ７０、７６、８０等は所定の持続時間を有する。すなわち、電動機の回転数の上昇と共に、これに比例する成分は２つの転流信号間の（例えばｔ２７０とｔ２７６の間、図２４）持続時間において増大する。このことは有利である。計算フェーズは無電流状態を生ぜしめる。このことは、２パルス電動機の場合にとくに有利であり、とくに回転数が高いとき、したがって電流ｉ１とｉ２の振幅が大きいときに有利である。例えば図２４（Ｃ）で電流ｉ１の振幅が、この電流が転流時点ｔ２７６では０まで低下しないほど大きい場合、このことは別に問題とはならない。なぜなら、この電流ｉ１は計算フェーズ７６の終了時までに値０に達していれば良いからである。というのは、早くてもこの時点で初めて電流ｉ２を投入することができるからである。（電流ｉ１とｉ２は同時に流れてはならない。というのは、これにより過度に強い火花ノイズと電動機ノイズが発生することがあり、電動機の効率が悪化するからである。これによりまた高い制動トルクも発生することとなる。）同じことが電流ｉ２に対してもあてはまる。電流ｉ２は計算フェーズ８０内で初めて値０に達していればよい。
【０２０９】
すでに数値例で示したように、計算フェーズ７０、７６、８０等の持続時間は、ＰＩ値の計算（図１９）または警報計算（図２０）を実行するか否かに応じて多少異なることができる。計算フェーズの持続時間の差は通常、数μｓのオーダである。したがってこれは電動機の回転には何の影響も及ぼさない。しかし所望により、計算フェーズをＮＯＰ命令を用いて同じ長さにすることもできる。
【０２１０】
これにたいして、図２２と図２３のループの通過時間はできるだけ正確に同じ時間でなければならない。なぜならループ通過は転流カウンタＫＺで加算されるので、小さな差も和形成の際に加算され、電動機の不安定な回転を引き起こすからである。例えば図２２のループ通過と図２３のループ通過との差が３μｓであれば、ループはそれぞれ５０回通過するので、５０×３μｓ＝１５０μｓの時間差が生じ、これは１回の完全なループ通過の持続時間以上に相応することとなる。このような誤差は電動機の静粛な回転が所望される場合には回避しなければならない。
【０２１１】
図２５は、電動機が最大回転数に設定されている際の図１と類似の回路を示す。従ってこの回路では回転数制御は行われない。マイクロプロセッサ２０の入力端子６は抵抗２８６を介してマイナス線路４６と接続されている。このことはＵｄｉｆ＝０の恒常値、すなわちセンサ２６への線路が個所５４または５５で断線した場合に相応する。この場合、電動機は制御されずに最大回転数で回転する。すなわち、図１９のステップＳ１６５でＰＩ＝０にセットされ、電動機電流はそれぞれの計算フェーズ７０、７６、８０等の終了直後に流れる（図１２と図２４）。
【０２１２】
しかし電動機の他の機能は図２５の場合とそのままで変化しない。すなわち電動機を駆動電力を用いずほぼ無電力で（leistungslos）投入および遮断することができる（図１５のステップｓ１３２）。また警報機能は図２０に基づいて説明したのと変わらずに動作し、ブロック保護も同様である（図１６のステップＳ２１４，Ｓ２１６；図１７のステップＳ２２８，Ｓ２３０）。図５で説明した入力ＮＧ０，ＮＧ１により種々の警報回転数をプログラミングすることができる。入力ＳＥＮ（図５）により図２０に従って警報記憶をプログラミングし、入力ＡＴＳにより警報遅延をプログラミングすることができる。したがってこの場合マイクロプロセッサ２０は転流、ブロック保護および警報監視を行うが、回転数制御は省略される。電動機の回転はこの場合、駆動電圧と電動機の巻線構成により設定される。この変形実施例は多くの場合十分であり、安価な選択的構成であることが示されている。とりわけ、警報監視とブロック保護に関しては、両方とも電動機の転流を制御するマイクロプロセッサが併せて行うので有利である。
【０２１３】
もちろんその他の変更や変形も可能である。制御偏差を計算するためのアナログ装置は同じ基本原理に従い動作するデジタル装置により置換することができる。この場合は記憶素子として例えば、温度に依存する所定の限界値に達したときに信号Ｕｄｉｆを送出するカウンタを使用することができる。基本原理はまったく同じである。しかしアナログ測定が現在のところ有利である。なぜならその方が格段に簡単であり、例えば温度等に対してアナログ／デジタル変換器が必要ないからである。
【０２１４】
２極ロータ２７に対する前記の実施例では、回転位置値が機械的角度、例えば１８０°として表されたがこれは、電気角にも相当する。しかし２以上の磁極対を有するロータでは、この値は電気的角度、例えば１８０°の代わりに１８０°ｅｌ（電気角）により置換しなければならない。これは電動機の当業者にとっては自明のことである。
【０２１５】
【発明の効果】
本発明の第１の視点において、その基本的特徴により、ブラシレス直流電動機の簡単な手段によって実施可能な新規な速度制御方法およびこの方法を実施するための電動機が得られる。この基本的特徴は、とくに簡単な手段、例えば単純なマイクロプロセッサを用いて実現するのに適する。というのは、比較信号の発生と、第２の所定のロータ位置との間の時間差は、電動機が正常に運転している場合にはゼロを中心にして変動し、したがって小容量のカウンタにより高速に検出し、評価することができるからである。別の言い方をすれば、この時間差はすでに、所望の速度と実際の速度との差を表している。したがっていわゆる制御偏差、およびこの時間差がゼロになれば、電動機は所望の速度で回転することになる。この時間差がゼロでなければ、この時間差の符号が速度偏差の方向（過度に速い、または過度に遅い）を表し、その絶対値は制御偏差の大きさに対する尺度である。したがって簡単な評価が可能である。
【０２１６】
請求項２以下に、基本的特徴のさらなる展開態様を示し、基本的特徴は、これらの展開の基礎を与えることにも意義がある。主な請求項の作用効果については、「展開態様」の欄にて概略説明したのでここでは省く。さらに詳細な従属請求項の効果については、実施例を参照されたい。
【０２１７】
以上の展開態様より明らかな通り、本発明は、簡単な基本構成に基づいて回転速度制御を行うことができ、さらに安全対策（警報、最低回転数確保等）が可能となるばかりでなく、回転制御が必要な用途と、そうでない簡単な用途（フル回転でよい）の場合とで、共通の基本構造を採用できる。即ち品種の多様化に対応できるという大きな利点がある。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明のブラシレス直流電動機の有利な実施例の基本回路図である。
【図２】温度に応じて制御されるファンにおいて得ようとする回転数経過と温度との関係を示す線図である。
【図３】図１の電動機における最大回転数時の固定子電流経過と、転流時点ｔａないしｔｂに達する前の間隔Ｄで有利な電流遮断を行った電流経過を示す線図である。
【図４】図１の一部の変形実施例の回路図である。
【図５】有利な実施例で使用されるマイクロプロセッサの詳細を示す図である。
【図６】電動機が所望の速度よりの低い速度で回転する場合に対する波形経過を示す線図である。
【図７】電動機が所望の速度（目標回転数）で回転する場合に対する、図６と同様の線図である。
【図８】電動機が過度に高速に回転する場合に対する、図６および図７と同様の線図である。
【図９】電動機が許容最小速度で回転する場合に対する、図６から図８と同様の線図である。
【図１０】温度センサが故障した場合、またはその接続線路が断線した場合に対する、図６から図９と同様の線図である。
【図１１】種々異なる場合に対する信号Ｕｄｉｆの対称線図であり、ここでｎは瞬時の回転数およびｎ＊は所望の回転数である。
【図１２】どのように、ロータの回転位置に依存して種々の計算過程（ルーチン）をマイクロプロセッサにより処理すべきかを回転数が過度に低い場合について説明する概略図である。
【図１３】回転数が過度に高い場合の、図１２と同様の概略図である。
【図１４】種々の有利な詳細を有する有利な実施例の回路図である。
【図１５】マイクロプロセッサの初期化の際に実行される経過のフローチャートである。
【図１６】図１３を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１７】図１２を実行するためのルーチンを示すフローチャートである。
【図１８】図１６および図１７のルーチンにそれぞれつながるルーチンのフローチャートである。
【図１９】速度制御または電動機回転数制御のための調整量ＰＩを計算するためのルーチンのフローチャートである。
【図２０】警報信号を計算するためのルーチンのフローチャートである。
【図２１】図１５から図１９のフローチャートを説明するための波形図である。
【図２２】図１６と同様のフローチャートであるが、ＮＯＰ命令が追加されている。
【図２３】図１７と同様のフローチャートであるが、ＮＯＰ命令が追加されている。
【図２４】順次連続する転流相で実行される過程を説明するための図１２と同様の線図である。
【図２５】電動機をその最大速度でのみ駆動すべき場合、すなわち速度制御は行われず、警報機能、ブロック保護、および特別の駆動電力を必要としない起動および遮断は図１と同じように動作する場合に対する、図１と同様の回路図である。この場合プログラム経過は図１の場合と同じで変化しない。
【符号の説明】
２０ マイクロプロセッサ
２１ ＲＯＭ
２５ 電動機
２６ センサ（例：温度、ＮＴＣ抵抗）
２８ 回転位置センサ

Claims (13)

1. ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、
   （ａ）第１の所定のロータ位置の領域でパラメータを初期値にセットし、引き続き時間に依存して変化させるステップと、
   （ｂ）当該パラメータを別のパラメータと比較して、所定の比較基準の際に比較信号（Ｕｄｉｆ）を形成するステップと、
   （ｃ）比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始時点と、第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置の時点との時間差（Ｔｄ）または当該時間差に近似する値（Ｔｄ’）（以下まとめて「時間差」と称する）および当該時間差の符号を求めるステップと、
   （ｄ）当該時間差（Ｔｄ，Ｔｄ'）およびその符号（ＲＥＧ）に基づいて、所定のプログラムステップ（図１６：Ｓ１３９；図１７：Ｓ１５３；図１９：Ｓ１６６）に従って、固定子電流（ｉ１，ｉ２）を制御することを特徴とする、
   ブラシレス直流電動機の速度制御方法。
2. 前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ'）の検出中に、制御過程の制御パラメータの少なくとも１つを該測定された時間差（Ｔｄ，Ｔｄ'）および当該時間差の符号（ＲＥＧ）に連続的に適合させ、これにより当該時間差（Ｔｄ，Ｔｄ'）の経過後には変化されたパラメータが存在するようにする、請求項１記載の方法。
3. ロータの第１の回転角度領域にて、少なくとも１つの制御パラメータを電動機の回転数が過度に高いときに変化し、
   前記第１の回転角度領域とは異なる、ロータの第２の回転角度領域にて、少なくとも１つの制御パラメータを回転数が過度に低いときに変化する、請求項２記載の方法。
4. 第１の所定のロータ位置に続く第２の所定のロータ位置と、これに従って予測される比較信号（Ｕｄｉｆ）の発生時点との間の時間間隔（Ｔｄ）を検出する際に、当該検出された時間間隔（Ｔｄ）が２つの転流時点（図８：ｔ１７，ｔ１８）間の時間間隔にほぼ相応する場合に、制御しない電動機として電動機をフルパワーで駆動する
   、請求項１〜３までのいずれか１項記載の方法。
5. ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、
   ａ）所定の相の通電に先行する時間間隔で、２つの所定のロータ位置間でロータが回転するために必要とする持続時間（図２１：ＫＺａｌｔ）を検出して記憶するステップと、
   ｂ）該所定の相に電流が通電しているとき、該通電の持続時間を所定のロータ位置から連続的に検出するステップと、
   ｃ）前記通電時間が、前記記憶された持続時間値（ＫＺａｌｔ）より所定の時間間隔（Ｄ）だけ短い持続時間（ＫＺ'ａｌｔ）に到達した際、当該相の通電を遮断するステップと
   を有する、ブラシレス直流電動機の速度制御方法。
6. 前記通電された相の遮断が、出力段トランジスタの領域に設けられた遅延手段（図１４：３５、３６、３７、３８、１２３、１２４）により遅延される、請求項５記載の方法。
7. 積分制御器を有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、
   電動機がその速度に関して温度に依存して制御される電動機（２５）の場合において、温度が低いため回転数（ｎ）が低いとき、該積分制御器の積分ファクタ（Ｉ）の大きさを、所定の限界値（図１９：Ｓ１）を上回る際に比較的に低い値（図１９：Ｒ１）へ変更する、ブラシレス直流電動機の速度制御方法。
8. ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、
   ａ）所定のコイル巻線に通電する際、該通電開始時のロータ位置から該通電終了時のロータ位置までロータが回転するために必要とする持続時間（ＫＺ）を連続的に検出し、
   ｂ）前記持続時間（ＫＺ）を所定の閾値（図１６および１７：Ｓ３）と比較し、
   ｃ）該持続時間（ＫＺ）が閾値（Ｓ３）を上回る場合、電動機を、プログラム制御により、所定の時間間隔の間無電流状態にし（図１６：Ｓ２１４，Ｓ２１６；図１７：Ｓ２２８，Ｓ２３０）、
   ｄ）所定の時間間隔の経過後に、プログラム制御により、電動機の新たな起動を試みる、
   ことを特徴とする、ブラシレス直流電動機の速度制御方法。
9. 固定子、ロータを有し、かつ回転数（ｎ）を制御するための装置を有するブラシレス直流電動機において、
   ａ）記憶素子が設けられており、該記憶素子ではロータが第１の所定の回転位置（図２１：ＫＺ＝０）に達した際にそれぞれ信号が初期値にセットされ、引き続いて時間に依存して変化され、
   ｂ）比較素子が設けられており、該比較素子では第１の信号が第２の信号と比較され、所定の比較基準が満たされる際に比較信号（Ｕｄｉｆ）が形成され、ここに該第２の信号は制御すべきパラメータに依存するものであり、
   ｃ）測定素子（２０、ＫＺ）が設けられており、該測定素子により前記比較信号（Ｕｄｉｆ）の開始時点（図６：ｔ１１；図８：ｔ１９）と、ロータの第１の所定の回転位置に続く第２の所定の回転位置（図６：ｔ１２；図８：ｔ１８）に到達する時点との時間差または当該時間差に近似する値（以下まとめて「時間差」と称する）（Ｔｄ，Ｔｄ'）およびその符号（ＲＥＧ）が検出され、
   ｄ）計算素子（２０）が設けられており、該計算素子により少なくとも１つの所定の規則に従い、前記時間差（Ｔｄ，Ｔｄ'）の大きさおよびその符号（ＲＥＧ）に基づいて、電動機を駆動するために用いる固定子電流（ｉ１，ｉ２）が制御される、ことを特徴とするブラシレス直流電動機。
10. ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の電動機電流の制御方法であって、
    ａ）第一のロータ位置と第二のロータ位置との間でロータが回転する間、プログラムループを何回も通過させるステップと、
    ｂ）各プログラムループの通過中、電動機電流を制御するための所定の条件が充足されているか否かが検査されるステップと、
    ｃ）該条件の充足後、該電動機電流が該条件に応じて変化されるステップ
    を含むことを特徴とする電動機電流の制御方法。
11. 各プログラムループにおいて、前記第一のロータ位置の通過時から経過する時間を測定するための時間測定素子（ＫＺ）が所定の値（ＰＩ）に達したか否かが検査され（図１６：Ｓ１３３；図１７：Ｓ１４８）、
    この時点において、電流が電動機の１つの相（巻線）中に投入される（図１６：Ｓ１３６；図１７：Ｓ１５１）
    ことを特徴とする請求項１０に記載の制御方法。
12. 各プログラムループにおいて、前記第一のロータ位置（ＫＺ＝０）の通過時から経過する時間を測定するための時間測定素子（ＫＺ）が、ロータがその前の時間測定に際し所与の値の回転角度範囲の通過のために要した持続時間（ＫＺａｌｔ）ないしは次の転流フェーズの持続時間に対する予測値としての持続時間（ＫＺａｌｔ）より短い所定の持続時間（ＫＺ’ａｌｔ）に達したか否かの条件が検査され（図１６：Ｓ１３４；図１７：Ｓ１４９）、
    この条件が充足された場合、電動機のその時電流が流れている巻線（相）中の電流の遮断が行われる（図１６：Ｓ１３５；図１７：Ｓ１５０；図２１）
    ことを特徴とする請求項１０又は１１に記載の制御方法。
13. ロータ、固定子、電動機を制御するために使用されるマイクロプロセッサ及び該マイクロプロセッサに配属されるプログラムを有するブラシレス直流電動機の速度制御方法であって、
    ａ）第一のロータ位置（図２１：ＫＺ＝０）と第二のロータ位置（図２１：ＫＺ＝ＫＺａｌｔ）との間でロータが回転するとき、プログラムループ（図２４ｂ）を連続的に通過させるステップと、
    ｂ）各プログラムループにおいて、該第一のロータ位置の経過から進行した持続時間（ＫＺ）が、所定の限界値（図１６、１７：Ｓ３）より小さいか否かの条件が検査されるステップと、
    ｃ）該条件が最早充足されない場合、電動機の電流が遮断され（図１６：Ｓ２１４；図１７：Ｓ２２８）、かつ警報信号が生成される（図１６、１７：１６２）ステップ
    を含むこと、
    及び
    前記電動機の電流は、所定時間経過後（図１６：Ｓ２１６、図１７：Ｓ２２８）再び投入され、又は
    前記電動機の始動後、転流過程の回数が計数され、かつ所定回数の転流過程の間、警報信号の生成が阻止される（図２０：Ｓ２４０、Ｓ２４２）こと、
    及び
    生成された警報信号が記憶される（図２０：Ｓ１７６）こと、
    及び
    記憶された警報信号は、該警報信号の生成のための条件が充足されなくなったとき、プログラム制御により、消去される（図２０：Ｓ２４４、Ｓ１７７）こと、
    及び
    前記記憶された警報信号が、プログラム制御により、消去される（図２０：Ｓ１７７）前に、該記憶された警報信号を、プログラム制御により、消去して良いか否かを決定するプログラムの制御条件（図２０：Ｓ２４４）が検査されること
    を特徴とする速度制御方法。

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