JP6599568B2 - センサレス整流またはセンサ付き整流を備える統合型モータドライバ／コントローラ - Google Patents

Description

電子整流式モータ（ＥＣＭ）は、制御可能にロータを回転させるために、ステータコイルに対する駆動電流の制御された印加によって駆動される。多くのＥＣＭでは、ロータは、ステータコイルを介して生成された磁場と相互に作用する１つ以上の永久磁石を含む。多くのＥＣＭでは、ステータコイルに印加される駆動電流は、ステータコイルをＤＣ電圧及び電気的アースに制御可能に接続及び切断するために制御ユニットによって制御される切替えアセンブリを介して生成される。

制御ユニットは、少なくとも部分的にロータ向き推定値に基づいて切替えアセンブリを制御する。ロータ向き推定値は、ステータコイルが、ロータに対して所望されるトルクを生じさせるために適切な磁場を生じさせるように切替えアセンブリが制御されることを保証するために使用される。ロータ向きを推定するための多くの異なる手法が存在する。

本開示に従った多様な実施形態を、図面を参照して説明する。

多くの実施形態に係る、複数の異なるタイプのＥＣＭのうちの任意の指定されたタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）を制御するように構成されるモータコントローラが、ＥＣＭと局所的に統合することができ、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）を介してモータ制御コマンドを受信することを示す簡略化された概略図である。 突出性のＥＣＭ及び非突出性のＥＣＭを比較する簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ホール効果センサ、モータエンコーダ、及びホイールエンコーダを有するＥＣＭのモータ整流チャートを示す。 多くの実施形態に係る、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成するホール効果センサ及びモータエンコーダを含むＥＣＭに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ホール効果センサ及びモータエンコーダを含むＥＣＭに接続され、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成する、ＥＣＭの外部のホイールエンコーダに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ホール効果センサを含むＥＣＭに接続され、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成する、ＥＣＭの外部のホイールエンコーダに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生じさせるホール効果センサを含むＥＣＭに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 特定のＥＣＭタイプのいくつかのサンプルに対する真のロータ電気角度の関数としての突出性インダクタンスデータのチャートを示す。 多くの実施形態に係る、突出性インダクタンス測定単独による例のロータ向き角度決定、ならびにホール効果センサ及びエンコーダ追跡による対応するロータ向き角度決定のチャートを示す。 多くの実施形態に係る、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成するモータエンコーダを含むＥＣＭに接続された図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、モータエンコーダを含むＥＣＭに接続され、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成する、ＥＣＭの外部のホイールエンコーダに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ＥＣＭに接続され、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用される出力を生成する、ＥＣＭの外部のホイールエンコーダに接続された、図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ロータ角度推定に誤差を有するＤＱ電圧及び電流の回路モデルを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、ロータ向きを推定し、ＥＣＭを制御するためにモータコントローラによって使用できる出力を生成するいずれのセンサも欠くＥＣＭに接続された図１のモータコントローラを示す簡略化された概略図である。 多くの実施形態に係る、図１の複数のモータコントローラを含む移動式駆動ユニットを利用する在庫システムの構成要素を示す。 図１の複数のモータコントローラを含み、図１５に示される在庫システムの特定の実施形態で利用し得る例の移動式駆動ユニットの構成要素を示す。 図１の複数のモータコントローラを含み、図１５に示される在庫システムの特定の実施形態で利用し得る例の移動式駆動ユニットの構成要素を示す。 図１の複数のモータコントローラを含み、図１５に示される在庫システムの特定の実施形態で利用し得る例の移動式駆動ユニットの構成要素を示す。 図１の複数のモータコントローラを含み、図１５に示される在庫システムの特定の実施形態で利用し得る例の移動式駆動ユニットの構成要素を示す。

以下の説明では多様な実施形態が説明される。説明の目的のため、特定の構成及び詳細が実施形態の完全な理解を提供するために記載される。しかしながら、具体的な詳細なしに実施形態を実施し得ることも当業者にとって明らかであろう。また、周知の特徴は、記述されている実施形態を不明瞭にしないために省略または簡略化し得る。

多くの実施形態では、モータコントローラは、複数の異なるタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）のうちの任意の指定された電子整流式モータを制御するように構成される。モータコントローラは、モータコントローラによって制御されるＥＣＭに取り付けられるように構成できる。多くの実施形態では、モータコントローラは、コントローラエリアネットワークバス（ＣＡＮＢＵＳ）インタフェースを含み、モータコントローラは該インタフェースを介して、モータコントローラにＥＣＭのステータコイルに供給される電流を制御させて、モータコマンドに従ってＥＣＭの動作を制御させるモータ駆動コマンドを受け取ることができる。多くの実施形態では、モータコントローラは、ＣＡＮＢＵＳインタフェースを介してＤＱ−フレーム電流コマンドを受け入れ、ＥＣＭの磁界方向制御を実行するように構成される。多くの実施形態では、モータコントローラは、異なるＥＣＭタイプによって生成されるロータ向きを示す信号に関して多種多様の異なるＥＣＭタイプに対応するロータ配向信号入力（例えば、ホール効果センサ入力、インクリメンタルエンコーダ入力）を含む。多くの実施形態では、モータコントローラは、逆ＥＭＦ波形の測定だけではなく、モータの誘導的性質の測定によってもセンサレスロータの角度決定を達成できる。多くの実施形態では、モータコントローラは、ＥＣＭを試験するだけではなく、それ自体を試験するようにも構成される。多くの実施形態では、モータコントローラは、ＣＡＮＢＵＳインタフェースを介して上位コントローラにすべてのセンサ情報を送信するように構成される。多くの実施形態では、モータコントローラは、カスタム通信プロトコルを使用し、ＣＡＮＢＵＳインタフェースを介して上位コントローラと通信するように構成される。多くの実施形態では、モータコントローラは、ＣＡＮＢＵＳインタフェースを介して受け取られた同調コマンドに応えて、モータコントローラの同調に対応するように構成される。多くの実施形態では、モータコントローラは、モータコントローラがいつ不安定であるのかを検出し、モータコントローラの自己防衛停止を達成するように構成される。

類似する参照番号が多様な図中で類似する要素を指す図面をここで参照すると、図１は、多くの実施形態に係る、ＥＣＭモータ１２のモータステータコイルに動作可能なように接続されて示されるモータコントローラ１０を概略的に示す。モータコントローラ１０は、入力分離アセンブリ１４、切替えアセンブリ１６、制御ユニット１８、フィードバックアセンブリ２０、及び入力電圧アセンブリ２２を含む。本明細書に説明するように、モータコントローラ１０は、ＥＣＭ１２を整流するために使用されるロータ向きを推定するためにモータコントローラ１０によって使用されるＥＣＭ１２によって生成される信号に関して、複数の異なるタイプのＥＣＭから任意の指定されたタイプのＥＣＭを制御するように構成される。

入力分離アセンブリ１４は、ＣＡＮＢＵＳ入力２４、＋５Ｖ ＩＳＯ入力２６、ＳＬＥＥＰ信号入力２８、ＢＲＡＫＥ信号入力３０、ＣＯＡＳＴ信号入力３２、及びＳＡＦＥ ＢＯＯＴ信号入力３４を含む。入力分離アセンブリ１４は、ＣＡＮＢＵＳ入力２４を制御ユニット１８と動作可能なように接続する分離したＣＡＮ送信機／受信機３６を含む。分離したＣＡＮ送信機／受信機３６の分離した（外部）側のための電力は、＋５Ｖ ＩＳＯ入力２６を介して外部で提供される。分離したＣＡＮ送信機／受信機３６は、ＣＡＮＢＵＳ入力２４から制御ユニット１８への、及び制御ユニット１８からＣＡＮＢＵＳ入力２４へのノイズの伝送を抑制するように構成される。また、入力分離アセンブリ１４は、スリープ信号入力２８、ブレーキ信号入力３０、コースト信号入力３２、及び安全ブート信号入力３４との間でのノイズの伝送を抑制するように構成される光分離アセンブリ３８も含む。以下により詳細に説明するように、多くの実施形態では、モータコントローラ１０は、制御されているＥＣＭモータ１２のタイプに関係なく、不変である通信プロトコルの一部であるＣＡＮＢＵＳ入力２４を介して受け取られるコマンドを用いて入力分離アセンブリ１４によって制御される。

ＣＡＮＢＵＳ入力２４を介して受け取られるモータ制御コマンドに加えて、モータコントローラ１０は、スリープ信号入力２８、ブレーキ信号入力３０、コースト信号入力３２、及び安全部ブート信号入力３４を介して受信される追加の直接的な制御信号に応える。多くの実施形態では、これらの他の入力信号は、切断がそれらを低に引くのと同じ結果を有するようにアクティブ低である。多くの実施形態では、ＳＬＥＥＰ信号は、ＣＯＡＳＴ信号に優る優先順位を有し、ＣＯＡＳＴ信号は、同様にＢＲＡＫＥ信号に優る優先順位を有し、ＢＲＡＫＥ信号は、最終的にＣＡＮバスコマンドに優る優先順位を有する。多くの実施形態では、これらの他の入力信号は、少なくとも５ｍＡの駆動が可能な約５Ｖの信号によって駆動できる。

ＳＬＥＥＰ信号は、制御ユニット１８の電力サイクルリセットを強制するための手段だけではなく、モータコントローラ１０への操作電力の供給を制御することによっても、モータコントローラ１０にソフト電源オフ制御を提供する。ＳＬＥＥＰ信号は、制御ユニット１８に強制的に新しいファームウェアをロードさせるために、モータコントローラ１０のファームウェアを更新後に循環できる。

ＳＬＥＥＰ信号が（該信号をＬＯＷに引くこと、または該信号を切断することのどちらかによって）アサートされるとき、モータコントローラ１０は、適切な期間（例えば、１００ミリ秒未満）内に完全電源切モードに入るように構成できる。ＳＬＥＥＰ信号がデアサートされる（ＨＩＧＨに引かれる）とき、モータコントローラ１０が完全に解除され、ＥＣＭ１２を駆動する準備が完了するにはより長い期間（例えば、最大で１秒）を要する場合がある。入力電圧アセンブリ２２は、起動し、安定化する必要がある一連の電源を含み、制御ユニット１８は、外部フラッシュからその完全なビットストリームをロードする必要があり、２つのリセットスーパバイザの連続遅延が期限切れになる必要があるため、より長い解除期間が発生する場合がある。

ＳＬＥＥＰモードでは、ＥＣＭは、惰性で動いてもよい（切替えアセンブリ１６のすべての電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）がオフである）。これに対する唯一の例外は、モータコントローラ１０につながる電池の＋ライン及び−ラインが互いに外部で短絡する場合であり、この場合モータコントローラ１０は、ＦＥＴ本体のダイオード伝導に起因するモータ制動を防ぐことができないことがある。

ＣＯＡＳＴ信号が（該信号をＬＯＷに引くこと、または該信号を切断することのどちからによって）アサートされるとき、制御ユニット１８は、６つすべてのＦＥＴをオフにするために切替えアセンブリ１６を制御する。さらに、切替えアセンブリ１６は、ＣＯＡＳＴ信号がアサートされるのに応えて停止モードに入る３つのゲートドライバＩＣを含む。ＣＯＡＳＴ信号がデアサートされる（ＨＩＧＨに引かれる）場合、制御ユニット１８は、それがＳＬＥＥＰ信号によってリセットされるまでラッチコースト（フリーホイール）状態にとどまるように構成できる。しかしながら、純粋なハードウェアにおけるバックアップＣＯＡＳＴ経路はアクティブではなくなる。

ＢＲＡＫＥ信号が（該信号をＬＯＷに引くこと、または該信号を切断することのどちらかによって）アサートされるとき、モータコントローラ１０は、適切な期間（例えば、３秒）制動アルゴリズムを実行し、続いて３つすべての低側のＦＥＴをオンにすることによってモータを連続的に短絡させる。制動アルゴリズムは、ＥＣＭ１２を制御停止にさせることを目的とする。３秒後の連続的な短絡は、停止後のＥＣＭ１２の回転を防ぐことを目的とする。制御ユニット１８は、制御ユニット１８が、ＳＬＥＥＰ信号を循環させることによってリセットされるまで、または電源が失われるまで、制動状態をラッチする。電池電力が失われても、１２ＶＨを介して電力が供給され、ＳＬＥＥＰがアサートされない（つまり、ＳＬＥＥＰがＯＰＥＮまたはＬＯＷではない）限り、制御ユニット１８は、制動機能（連続短絡が後に続く３秒間のアルゴリズム）を提供し続ける。任意の適切な制動アルゴリズムを利用できる。例えば、制御ユニット１８は、ＥＣＭ１２の減速を決定するために推定されたロータ向きを使用し、パルス状の低側ＦＥＴモータ短絡のデューティサイクルを制御して、ＥＣＭ１２の減速を最適レベルに制御できる。また、制御ユニット１８は、ＥＣＭ１２の各段階での切替えオフ状態が−ＥＣＭ１２の巻き線抵抗での運動エネルギー消散を最大限にし、ＥＣＭ１２から電力バスへのエネルギーの移送を最小限にするであろう−電流零点交差と一致するように、この切替えの位相角を調整できる。代わりに、制御ユニット１８は、電源喪失状況における制動中に可能な限り長くそれ自体に電力を供給するために回生を得るために位相角を調整できる。

ＳＡＦＥ ＢＯＯＴ信号入力３４が（該信号をＬＯＷに引くこと、または該信号を切断することのどちらかによって）アサートされるとき、制御ユニットは、メモリから回復モードファームウェア画像をロードする。したがって、ＳＡＦＥ ＢＯＯＴ信号は、例えば制御ユニット１８のファームウェアの更新失敗からの回復等、任意の適切な状況で制御ユニット１８をリブートするために使用できる。

また、制御ユニット１８は（ＥＣＭ１２がエンコーダを具備するとき）ＥＣＭ１２からのエンコーダ出力を監視し、一貫性チェックを実行するように構成される。多くの実施形態では、制御ユニット１８が欠陥のあるエンコーダを検出し、制動が命令される場合、制御ユニット１８は、３秒後に連続短絡が続く開ループモータ−短絡デューティサイクルプロファイルを実行する。また、制御ユニット１８は、（損傷を受けたＦＥＴのような）適切な制動を防ぐ場合があるいくつかの障害状況がないか監視し、係る状況を検出したことに応えて制動の代わりに惰力で回るためにＥＣＭ１２を制御するように構成できる。

切替えアセンブリ１６は、ゲートドライバ４０、６つの電力ＦＥＴ４２、及び電流センサ４４、４６を含む。６つの電力ＦＥＴ４２は、ＥＣＭ１２のステータモータコイル（位相Ａコイル、位相Ｂコイル、及び位相Ｃコイル）のバス電圧または対地電圧への接続を制御して、ＥＣＭ１２の動作を制御するためにゲートドライバ４０を介して制御される。電流センサ４４、４６は、それぞれ位相Ｂコイル及び位相Ｃコイルの電流を測定する。位相Ａコイルでの電流は、位相Ｂコイル及び位相Ｃコイルの電流の合計の負数として計算される。ゲートドライバ４０は、ＣＡＮＢＵＳを介して受け取られたモータ駆動コマンドに従って、及び他の入力信号（つまり、ＳＬＥＥＰ信号、ＢＲＡＫＥ信号、ＣＯＡＳＴ信号）に従ってＥＣＭ１２のステータコイルに電流を供給するために制御ユニット１８によって制御される。

制御ユニット１８は、分離されたＣＡＮ送信機／受信機３６、ＢＲＡＫＥ信号入力３０、ＣＯＡＳＴ信号入力３２、ＳＡＦＥ ＢＯＯＴ信号入力３４、切替えアセンブリ１６のゲートドライバ４０、及びフィードバックアセンブリ２０と動作可能なように結合される。制御ユニット１８は、任意の適切な制御電子回路（例えば、適切なフィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ））を含む場合がある。

フィードバックアセンブリ２０は切替えアセンブリ１６から、バス電圧及び５ボルトのレシオメトリック電圧だけではなく、位相Ａステータコイル及び位相Ｂステータコイルのそれぞれの電流、位相Ａ、位相Ｂ、及び位相Ｃステータコイルのそれぞれの電圧も示すアナログフィードバック信号を受信する。切替えアセンブリ１６からのアナログフィードバック信号は、アナログ−デジタル変換器４８を介して、制御ユニット１８に供給される対応するデジタル信号に変換される。また、フィードバックアセンブリ２０は、ロータ向きを示す信号（例えば、エンコーダ信号（複数可）、ホールセンサ信号）及び熱スイッチ信号を含んだ一連の異なる信号の任意の適切な組み合わせをＥＣＭ１２から受信するように構成される。ＥＣＭ１２からのフィードバック信号は、信号調整５０によって処理され、処理された信号は制御ユニット１８に供給される。また、フィードバックアセンブリ２０は、モータステータの内部のサーモスタットを通して１ｋＨｚの方形波信号を通過させるために使用される熱スイッチのＩＮ信号及びＯＵＴ信号を送信及び受信するように構成される。このサーモスタットが開くと、モータコントローラ１０はＥＣＭ１２の動作を停止し、ＣＡＮＢＵＳを介して、熱スイッチが開いたことを報告する。

入力電圧アセンブリ２２は、ＥＣＭ１２及びモータコントローラ１０に電力を供給する際に使用するための適切な直流電圧（例えば、電池からの３０〜４８ＶＤＣ電圧）を受け取る。入力電圧アセンブリ２２は、受け取った入力電圧をフィルタリングし、モータコントローラ１０及びＥＣＭ１２からのノイズの上流伝送を防ぐためにＥＭＩ／ＥＭＣフィルタ５２を含む。入力電圧アセンブリ２２は、分散型モータバスキャパシタンスアセンブリ５４と、ＥＭＩ／ＥＭＣフィルタ５２と分散型モータバスキャパシタンスアセンブリ５４との間で一時的に抵抗を結合することによって、モータコントローラ１０の初期の起動中に分散型モータバスキャパシタンスアセンブリ５４への電流の流れを一時的に制限するプレチャージアセンブリ５６とを含む。入力電圧アセンブリ２２は、３０〜４８ボルトのＤＣ入力電圧を受け取り、１２ボルトＤＣを出力する第１の電圧降下変換器５８、１２ボルトＤＣを受け取り、５ボルトＤＣを出力する第２の電圧降下変換器６０、５ボルトＤＣを受け取り、３．３ボルトＤＣを出力する第３の電圧降下変換器６２、及び５ボルトＤＣを受け取り、１．２ボルトＤＣを出力する第４の電圧降下変換器６４を含んだ一連の電圧降下変換器をさらに含む。

ベクトル正弦駆動／磁界方向制御エンジン
ＥＣＭ１２を駆動するために制御ユニット１８が利用する基本的な技術は、２つの共通した名前、つまりベクトル正弦駆動（ＶＳＤ）または磁界方向制御（ＦＯＣ）により知られている。これらの名前は、この制御方法に従った入力コマンドが、その振幅が、ＥＣＭ１２の３相ステータコイルに駆動されるモータロータ角度の正弦波電流関数の振幅を表す２要素電流ベクトルであるという事実を反映している。３つの位相は、すべて相互に互いから位相が１２０°ずれており、電流ベクトルコマンドの角度に依存する位相オフセットによってロータ角度からオフセットされるシヌソイドで駆動される。

隙間の周囲の回りの各点でのＥＣＭ１２のロータとステータ間の小さい隙間における局所磁場ベクトルは、命令された電流ベクトルの振幅及び方向だけではなくロータ角度の関数でもある。デカルト座標で考えると、（Ｑ−軸と呼ばれる）ベクトルの一方の成分は、隙間の中の永久磁場に対して直交または直角位相（したがってＱ）である。他方の成分は、恒久的な磁場と平行または一方向に配列されている（したがってＤ）。

Ｑ成分は、トルク生成の大半を担っている（ＥＣＭ１２のロータが磁石の分布で放射対称性であり、その極性を無視する、及び鉄の場合トルク生成のすべて−これは「非突出性」とも呼ばれる）。Ｄ成分は、ステータコイルを通過する総磁束を強めるまたは弱めるかのどちらかであり、これが、モータ端子電圧の「逆ＥＭＦ」部分を担う。したがって、Ｑ成分は、トルクを制御するために使用できる。一方、Ｄ成分は、ロータ回転速度の関数でもあるモータ端子電圧を削減または増加させるために使用できる。

図２は、突出性ＥＣＭ及び非突出性ＥＣＭを比較する簡略化された概略図である。突出性は、ロータが回転するのに伴うロータからステータへの任意の放射状構造に沿った総磁気有効空隙の変動から成り立っている。有効空隙は、実際の空隙、またはすでに飽和し、空気または真空と同様のｄＢ／ｄＨを示す永久磁石材料のどちらかである場合がある。ＥＣＭ１２が「突出性」である（つまり、軸からステータまでの放射状の線分が、ロータ角度が変化するにつれ、いろいろな割合の鉄または電気鋼対永久磁石材料または空気を通過することを意味する）場合、次いで正のＤ電流成分は、磁気抵抗（ステータにおける電磁石コイルへのロータ鉄の引力）のためにＥＣＭ１２によって生成されるトルクを増加させることができる。すべてのＥＣＭで、負のＤ成分は、ＥＣＭ１２が、利用可能な電源電圧がそれ以外の場合可能にするよりも速く回転できるようにするために使用できる。非突出性のＥＣＭでは、Ｄ−軸電流はトルクに影響を与えず、この場合、負のＤ電流だけしか優位点を有していない。

用語「突出性の」または「突出性」は、（ただ１つの方法ではないが）いくつかの点は突き出て（「突出」している）、他は突き出ないように、この効果を達成する方法のうちの１つが、ロータの表面に切欠きを切削することからくる。永久磁石材料はすでに磁気的に飽和しているので、磁束密度（Ｂ場）対磁場（Ｈ場）の導関数の意味では、それは空気のように働き、したがって切欠きの代わりに、突出性も、磁石配置での隙間によって達成できる。突出性は、ロータが回転するにつれ、モータの周囲の各点で変化する総有効「空隙」を生じさせる任意の配置によって生じる。したがって、突出性は、ロータが回転するとき、相線の対の間で測定されるインダクタンスの変動としても現れる。

モータコントローラ１０は、３つのモータ相電流を検知するために２つのホール効果電流センサ４４、４６を使用する。キルヒホッフの電流法則（ＫＣＬ）は、３つすべての電流の合計がゼロとなることを必要とするため、ＥＣＭ１２は、３つの相線の他に、巻き線の中にまたは巻き線の外に追加の電流経路を有していないので、２つのセンサは３つの電流測定には十分である。２つの直接的に測定される相電流は、Ｂ及びＣとして知られる。Ａ電流は、Ｂ電流及びＣ電流の合計の負数として計算される。

モータコントローラ１０は、制御ユニット１８の論理によって「パーククラーク変換」を実行する。制御ユニット１８は、ロータ角度推定値を提示するだけではなく、Ｂ及びＣの測定された電流を採取し、Ｄ軸及びＱ軸の測定電流を計算する。上記に説明したことをより簡潔な形で繰り返して言うと−これらのＤ電流及びＱ電流は、ステータの実際の物理的な電流の磁場の、基準のフレームの中への突出を表し、該基準のフレームはロータと同期して回転し、これによりＤ電流及びＱ電流は、実際の物理的なステータコイルが作り出すのと同じ空隙磁場を作り出すために、ロータの概念上のコイルで流れる必要があるであろう概念上の電流である。

測定されたＤ電流及びＱ電流は、比例積分（ＰＩ）補償器による２つの負フィードバック閉ループコントローラへのフィードバック入力として送られる。これらのコントローラは、Ｄ軸電流設定点及びＱ軸電流設定点も受け入れ、出力としてＤ軸電圧信号及びＱ軸電圧信号を生じさせる。これらの信号は、モータコントローラ１０の本電源（電池）電圧のほんの一部としてのＤ軸及びＱ軸の電圧制御の努力の成果である。電圧ベクトルは、次いで振幅変調Ｍ及び角度Θ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}として、矩形／デカルト座標から極座標に変換される。ロータ角度及びΘ_{ｃｏｎｔｒｏｌ}は、次いでΘ_{ｏｕｔｐｕｔ}を生じさせるために加えられる。

空間ベクトル変調（ＳＶＭ）は、位相ごとに１つ、Ｍ、Θ_{ｏｕｔｐｕｔ}電圧ベクトルから３パルス幅変調（ＰＷＭ）デューティサイクルパーセンテージに変換するための標準的な方法である。制御ユニット１８は、３つの正弦波電圧を単に合成する代わりに、その対の差異がシヌソイドである正弦波（つまり、位相対位相の電圧が依然として正弦関数である）が、その対地ピーク位相電圧はわずかにそれよりも低い波形を合成し、その差異が同じであろう３つのシヌソイドのためであろう。これは、ゼロではない３つの対地位相電圧の平均を犠牲にして、同じバス電圧のためにより大きい線間電圧シヌソイドを合成できるようにし、これは特定の用途にとって重大な不利益とはならない場合がある。モータコントローラ１０は、２つのヌルベクトルを有する交互に逆転するデューティサイクルとして知られる特定の形のＳＶＭを使用する。制御ユニット１８は、切替えアセンブリ１６の低側及び高側のＭＯＳＦＥＴ４２を制御するために、３つのデューティサイクル数をＰＷＭ駆動信号に変換する３相ＰＷＭモジュールを含む。

ロータ角度推定の概要
モータコントローラ１０は、ロータ角度を推定するために使用できるＥＣＭ１２による信号の生成に関して、さまざまな異なるタイプのＥＣＭのいずれかを制御するように構成可能である。制御ユニット１８に実装されたベクトル正弦駆動／磁界方向制御（ＶＳＤ／ＦＯＣ）エンジンは、回転角度の適切な推定値に依存する。制御ユニット１８は、次の３つの項で詳説するように、３つの方法のうちのいずれか１つでこのロータ角度推定値を生じさせるように（例えば、モータタイプデータ値のプログラミングにより）構成できる。

ホール効果センサ及びインクリメンタルエンコーダの信号によるロータ角度推定
図３は、ホール効果センサ及びホイールエンコーダを有するＥＣＭのモータ整流チャートを示す。ホール効果センサ及びエンコーダを有するＥＣＭの場合、制御ユニット１８は、モータのホール効果センサの現在の状態に基づいて初期のロータ角度推定値をロードする。ホール効果センサは、ロータの主永久磁石または補助の小さい磁石のいずれかを使用してロータ角度を検知し、それを３ビットデジタル数に変換するデジタル（オン／オフ）磁場センサである。３ビット数の考えられる状態の８つの中から、それらのうちの６つが有効な「ホール状態」であり、そのそれぞれは、３６０°の回転のうちの特定の６０°幅のセグメントを示す。モータロータの物理的、機械的な回転につき１度繰り返すこのホール状態３ビット数の代わりに、それはモータの電気回転サイクルにつき１度繰り返す。ＥＣＭ１２の設計に応じて、物理的な回転につき任意の正の整数の電気サイクルがある場合がある。２つの（電気サイクル／物理サイクル）の間の比率は、ロータ上の永久磁石の「極−対」の数に等しい。これは、ロータ上の「極」の数の半分である。

いったん初期の角度推定値がロードされると、それは、既存のホール状態に対応するセグメントが６０°幅であるという事実のため、最高でも＋／−３０°の誤差を有する。（存在する場合）インクリメンタルエンコーダの出力は、標準的な直角位相復号を使用して復号され、角度推定値は、エンコーダが、ロータが回転したことをどのようにして示すのかに従ってインクリメントまたはデクリメントされる。

ホール状態が変化するとき、制御ユニット１８は「前の」ホール状態及び「後の」ホール状態を知っているため、制御ユニット１８は次いで正確なロータ角度を知る。つまり、実際の角度はこれらの２つの状態の間のまさに境界上にある。これは、単に角度推定値を、この境界がモータの構築で発生する角度とともにロードすることによって角度推定値を更新するために使用される。図４は、モータコントローラ１０と、ホール効果センサ、及びロータ向きを推定しＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するモータエンコーダを含むＥＣＭ１２との間の電気的な接続を概略的に示す。図５は、モータコントローラ１０と、ホール効果センサ及びモータエンコーダを含むＥＣＭ１２との間の電気的接続、ならびにロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成する、ＥＣＭ１２の外部のホイールエンコーダへの電気的接続を概略的に示す。ホイールエンコーダは、駆動輪、またはＥＣＭ１２によって回転する、ＥＣＭ１２の外部の他の適切な部材に取り付けることができる。図６は、モータコントローラ１０と、ホール効果センサを含むＥＣＭ１２との間の電気的接続、及びロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するＥＣＭ１２の外部の、ホイールエンコーダに対する電気的接続を概略的に示す。

ホールセンサだけが存在する場合、このモードは、電気サイクルごとにほぼ６−角度−目盛りを生じさせる。エンコーダデータがない場合、ロータの回転速度は、隣接するホール状態変化の間の期間に基づいて推定され、ホール状態変化の間のロータ位置推定値を更新するために使用することができる。図７は、モータコントローラ１０と、ロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するために、ホール効果センサだけを含むＥＣＭ１２との間の電気的接続を概略的に示す。ホールセンサ及びモータロータインクリメンタルエンコーダが存在する場合には、推定されたロータ角度は大幅に精緻化される。ホールセンサが存在しない場合には、このモードは使用できない。

突出性を加えた、インクリメンタルエンコーダ信号によるロータ角度推定
図８は、特定のＥＣＭタイプのいくつかのサンプルのための真のロータ電気角度の関数としての突出性インダクタンスデータのチャートを示す。インクリメンタルエンコーダが存在する場合、次いで別のソースから初期のロータ角度推定値だけを得る必要があり、次いでエンコーダはそこから前方へロータ向きを完全に追跡できる。モータコントローラ１０は、特定の予測可能且つ一貫性のある突出性特性を有するＥＣＭのために初期のロータ角度推定値を生成するように構成できる。

モータコントローラ１０は、以下の手法を使用し、モータインダクタンス対ロータ角度の変動を測定するように構成される。最初に、制御ユニット１８は、切替えアセンブリ１６を制御して、既知の振幅及び位相１００Ｈｚ正弦波電圧をモータ位相に印加する。印加された正弦波電圧は、正弦曲線状に時間的に変化するＤ電圧またはＱ電圧を、直交から極への変換に、次いでＳＶＭモジュール及びＰＷＭモジュールにより前方へ入力することによって生成される。結果として生じるＤ軸及びＱ軸の電流が測定される。このすべては、実際の物理的なロータが、１００Ｈｚの振動に対してその慣性によって動かず、ＶＳＤエンジンによって使用されるロータ角度が、制御ユニット１８によって使用される関数の大部分の場合ゼロである固定された既知の値である状態で行われる。

Ｄ軸及びＱ軸の電圧コマンドは電源電圧に比例し、電流測定値は絶対であるので、制御ユニット１８は、測定された供給電圧に基づいて補償する。補償は、測定された供給電圧に従って未処理のＤ軸及びＱ軸の電圧シヌソイド振幅を調整し、電源が３０ボルトから５０ボルトの間で変化するときにほぼ一定の電圧駆動を生じさせることによって達成される。

Ｄ軸及びＱ軸電流測定値は、同相であり、駆動電圧シヌソイドに対して直角位相であり、次いで１００Ｈｚ以上の周波数成分の残部を除去するために低域フィルタにかけられる単位正弦関数及び余弦関数で乗算することによって同期復調される。これは、ＩＱ復調または「ロックイン」検出として知られる標準的な技術である。直角位相成分はインダクタンスを表す。一方、同相の成分はＡＣ抵抗を表す。多くの実施形態では、制御ユニット１８はインダクタンス成分だけを使用する。これらの測定値は、図８に示される曲線のような曲線をたどる。横軸は、実際の真のロータ電気角度であり、縦軸は、２つの測定のそれぞれの結果である（下部曲線は、電圧励振がＤ軸に印加され、Ｄ軸電流が測定されている状態であり、上部曲線は、励振がＤ軸上にあるが、Ｑ軸電流が測定としてである）。

制御ユニット１８は、縦軸（測定値）をインデックスとするルックアップテーブルの形でＥＣＭ１２の適用可能なタイプ（複数可）のインダクタンス関数を記憶し、測定されたインダクタンス成分に対応する考えられるロータ角度の集合を得るためにルックアップを実行するように構成される。これらのルックアップテーブルの結果を、測定値のすべてに基づいてどの曲線のどの部分を使用するのかを選ぶ決定木とともに使用して、制御ユニット１８は２つのロータ角度推定値に到達する。これらの突出性インダクタンス関数のすべては、１８０°の対称性を示し、したがって１８０°離れている２つのロータ角度を区別するために使用できないため、２つの結果として生じる考えられるロータ角度推定値がある。

モータコントローラ１０は、小さいロータ運動を生じさせるほど十分に長い期間だけ、２つのロータ角度推定値のうちの１つを使用し、Ｑ軸に沿って既知のＤＣ電圧を印加することによって初期のロータ向き推定値を識別するための最終的な曖昧性の除去を実行する。印加されたＤＣ電圧は、結果として生じるＤＣ Ｑ軸電流を誘発し、使用された角度推定値が正しい場合、これが正の（右回りの）トルクを生じさせる。使用された角度推定値が正しい場合、次いで使用された角度推定値は保持され、使用される。使用された角度推定値が正しくない場合、使用された角度推定値は１８０°反転される。識別された最終角度推定値は、次いでリアルタイム推定値を保持するレジスタにロードされ、ロータ角度がその後変化するにつれ、インクリメンタルエンコーダカウントによってやはり更新される。図９は、突出性インダクタンス測定単独で決定された例の初期のロータ向き角度、ならびにホール効果センサ及びエンコーダの追跡によって決定された対応するロータ向き角度推定値を比較するチャートを示す。図１０は、モータコントローラ１０と、ロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するモータエンコーダを含むＥＣＭ１２との間の電気的接続を概略的に示す。図１１は、モータコントローラ１０と、モータエンコーダを含むＥＣＭ１２との間の電気的接続、及びロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するＥＣＭ１２の外部の、ホイールエンコーダに対する電気的接続を概略的に示す。図１２は、モータコントローラ１０とセンサレスＥＣＭ１２との間の電気的接続、及びロータ向きを推定し、ＥＣＭ１２を制御するためにモータコントローラ１０によって使用される出力を生成するＥＣＭ１２の外部の、ホイールエンコーダに対する電気的接続を概略的に示す。

逆起電力のみによるロータ角度推定
制御ユニット１８がロータ角度を推定するために有する最終的な方法は、モータをベースにしたセンサをまったく必要としないが、低速で高トルク負荷にさらされないＥＣＭのためだけに有効であってよい。この最終的な方法は、逆ＥＭＦロータ位置追跡として知られ、位相周波数検出器（Ｄ軸電圧からの位相情報及びＱ軸電圧からの周波数情報を有するＰＦＤ）付きの位相ロックループ（ＰＬＬ）の形に基づいている。位相は、ここではロータ角度を意味し、周波数はモータロータの電気的な回転数を意味する。

最初に、モータコントローラ１０は、既知のパターンで位相を励起することによってロータを既知の初期角度にさせる。これは、ＥＣＭ１２を、粗分解能のステッピングモータのように作動させる。ロータの初期の位置決めは、モータに対する負荷が、ロータの再位置決めを可能にするほど軽いことを必要とする。

この初期の既知の角度から、制御ユニット１８は、（ａ）モータの逆起電力（ＢＥＭＦ）定数で除算される、モータに電流を駆動するために必要とされるＱ軸電圧からロータ速度を推定し、（ｂ）ロータ角度の変化を得るために速度を数値積分し、（ｃ）Ｄ−軸のＢＥＭＦ結合をゼロに駆動しようと試みることで段階的な位相調整を行うことによってロータ位置を追跡する。Ｄ−軸ＢＥＭＦ結合は、誘導交差結合及び抵抗の期間を差し引いた完全なＤ−軸電圧である。図１３は、ロータ角度を追跡するために制御ユニット１８によって利用される手法で誤差がある、ＤＱ電圧及び電流の回路モデルを示す簡略化された概略図である。制御ユニット１８は、（Ｑ−軸電圧から）推定されたロータ速度を取り、Ｑ−軸電流を駆動して所望される速度を達成する比例積分（ＰＩ）速度制御ループを利用する。図１４は、モータコントローラ１０とセンサレスＥＣＭ１２との間の電気的接続を概略的に示す。

故障監視
基本的なモータ駆動機能を超えて、モータコントローラ１０は、例えば、温度過上昇、超過速度、及び過電圧の保護等のさまざまな故障監視を実行するように構成される。多くの実施形態では、モータコントローラ１０は、命令された総電流が、フォールドバック電流制限によって現在電流制限（ＰＣＬ）以下のままであることを保証するように構成される。フォールドバック電流制限は、高命令電流状況での急速な熱損傷から切替えアセンブリ１６のＭＯＳＦＥＴ及びＥＣＭ１２を保護する。フォールドバック電流制限保護は、２つのプログラム可能定数−スパイク電流制限及び連続電流制限−だけではなく現在電流制限（ＰＣＬ）と呼ばれる値も維持することによって達成される。命令された総ＤＱ電流（ｓｑｒｔ（Ｉｄ＾２＋Ｉｑ＾２））が連続電流制限以下のままである限り、ＰＣＬは、連続電流制限よりも高いスパイク電流制限値にとどまる。命令された電流が連続電流制限を超えるとき、ＰＣＬは、連続制限を超える過剰命令電流のアンペアごとに、毎秒０．２アンペアの速度で引き下げられる。言い換えると、ＰＣＬが減少する速度は、毎秒０．２＊（ｓｑｒｔ（Ｉｄ＾２＋Ｉｑ＾２）−ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ＿ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｌｉｍｉｔ）アンペアである。ＰＣＬは連続電流制限に到達すると、ＰＣＬは減少を停止する。同様に、命令された電流が連続電流制限以下であるとき、ＰＣＬは毎秒０．２＊（ｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓ＿ｃｕｒｒｅｎｔ＿ｌｉｍｉｔ−ｓｑｒｔ（Ｉｄ＾２＋Ｉｑ＾２））アンペアの速度で上昇する。

時間の各瞬間で、命令された電流（ｓｑｒｔ（Ｉｄ＾２＋Ｉｑ＾２）がＰＣＬ未満である場合、命令された電流はＰＩ電流コントローラ設定点に送られる。しかしながら、命令された電流がＰＣＬを超える場合には、Ｄ−軸コマンドは変更されずに送られるが、Ｑ−軸コマンドは、Ｉｄ及びＩｑがそれぞれ命令されたＩｄ及びＩｑである、ｓｑｒｔ（ＰＣＬ＾２−Ｉｄ＾２）＊ｓｉｇｎ（Ｉｑ）に削減される。これが虚数を生じさせる場合には、Ｉｑはゼロに設定され、ＩｄはＰＣＬに等しく設定される。

フォールドバック電流制限は、（ＤＱ電流ベクトルのユークリッドノルムという意味で）命令された総電流がつねにＰＣＬにとどまるまたはＰＣＬ以下のままとなることを保証する。弱め磁界を実行するためにＤ−軸を使用するとき、Ｄ−軸電流が、削減されているＱ−軸電流に比較して削減されると、それがモータを駆動する能力により有害な影響を有するであろうため、Ｄ−軸が優先される。

また、モータコントローラ１０は、ＰＩコントローラが不安定である、またはそれ以外の場合、電流に命令された値をたどらせない電流制御故障がないか監視するように構成される。制御ユニット１８は、時間の各瞬間に、電流誤差ベクトルの１−ノルムである、合計ａｂｓ（Ｉｄ−Ｉｄ＿ｃｍｄ）＋ａｂｓ（Ｉｑ−Ｉｑ＿ｃｍｄ）を計算することによってこれを行う。これは、次いで適切な時間定数（例えば、１００ミリ秒）で一次低域通過フィルタに送り込まれる。この出力が事前に設定された閾値を超える場合、次いでモータコントローラ１０は、すべての電流の流れを遮断し、ＣＡＮＢＵＳを介して電流制御故障を宣言する。

例の実施態様−在庫管理システム
図１５は、在庫システム１１０の内容を示す。在庫システム１１０は、管理モジュール１１５、１つ以上の移動式駆動ユニット１２０、１つ以上の在庫ホルダ１３０、及び１つ以上の在庫ステーション１５０を含む。移動式駆動ユニット１２０は、管理モジュール１１５によって伝達されるコマンドに応えて、作業空間１７０の中の点の間で在庫ホルダ１３０を輸送する。各在庫ホルダ１３０は、１つ以上のタイプの在庫品目を保管する。結果として、在庫システム１１０は、在庫システム１１０からの在庫品目の入力、処理、及び／または削除、ならびに在庫品目に関係する他のタスクの完了を容易にするために、作業空間１７０の中の位置の間で在庫品目を移動できる。

管理モジュール１１５は、在庫システム１１０の適切な構成要素にタスクを割り当て、タスクを完了する上で多様な構成要素の動作を調整する。これらのタスクは、在庫品目の移動及び処理だけではなく、在庫システム１１０の構成要素の管理及び保守にも関係してよい。例えば、管理モジュール１１５は、作業空間１７０の部分を、移動式駆動ユニット１２０用の駐車空間、移動式駆動ユニット電池の予定された充電もしくは交換、空の在庫ホルダ１３０の保管、または在庫システム１１０及びその多様な構成要素によって支援される機能性と関連付けられたあらゆる他の動作として割り当ててよい。管理モジュール１１５は、これらのタスクを実行するために在庫システム１１０の構成要素を選択し、適切なコマンド及び／データを選択した構成要素に伝達してこれらの動作の完了を容易にしてよい。単一の個別の構成要素として図１５に示されているが、管理モジュール１１５は、複数の構成要素を表してよく、移動式駆動ユニット１２０の部分または在庫システム１１９の他の要素を表すまたは含んでよい。結果として、特定の移動式駆動ユニット１２０と、以下に説明する管理モジュール１１５との間の相互作用のいずれかまたはすべては、特定の実施形態では、その移動式駆動ユニット１２０と１つ以上の他の移動式駆動ユニット１２０との間のピアツーピア通信を表してよい。

移動式駆動ユニット１２０は、作業空間１７０の中の場所の間で在庫ホルダ１３０を移動する。移動式駆動ユニット１２０は、在庫ホルダ１３０及び／または在庫システム１１０の他の要素の特徴及び構成に基づいて、在庫システム１１０での使用に適したあらゆる装置または構成要素を表してよい。在庫システム１１０の特定の実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、作業空間１７０を自由にあちこちに移動させるように構成された独立した電源内蔵型の装置を表す。係る在庫システムの例は、「ＳＹＳＴＥＭ ＡＮＤ ＭＥＴＨＯＤ ＦＯＲ ＰＯＳＩＴＩＯＮＩＮＧ Ａ ＭＯＢＩＬＥ ＤＲＩＶＥ ＵＮＩＴ」と題する２０１５年７月２１日に発行された米国特許第９，０８７，３１４号、及び「ＭＥＴＨＯＤ ＡＮＤ ＳＹＳＴＥＭ ＦＯＲ ＴＲＡＮＳＰＯＲＴＩＮＧ ＩＮＶＥＮＴＯＲＹ ＩＴＥＭＳ」と題する、２０１２年１０月２日に発行された米国特許第８，２８０，５４７号に開示され、その全体的な開示が参照により本明細書に援用される。代替実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、作業空間１７０を横断する行路、レール、ケーブル、クレーンシステム、または他の誘導もしくは支援要素に沿って在庫ホルダ１３０を移動させるように構成された追跡在庫システムの要素を表す。係る実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、例えば動力式レール等の誘導要素への接続を通して電力及び／支援を受け取ってよい。さらに、在庫システム１１０の特定の実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、作業空間１７０の中で及び／または作業空間１７０の別々の部分の間で移動させるための代替運搬設備を利用するように構成されてよい。移動式駆動ユニット１２０の例の実施形態の内容及び動作を、図１６〜図１９に関して以下にさらに説明する。

さらに、移動式駆動ユニット１２０は、選択された在庫ホルダ１３０を識別する情報を受け取るために、移動式駆動ユニット１２０の位置を送信するために、または動作中に管理モジュール１１５または移動式駆動ユニット１２０によって使用される任意の他の適切な情報を交換するために管理モジュール１１５と通信できてよい。移動式駆動ユニット１２０は、無線で、移動式駆動ユニット１２０と管理モジュール１１５との間の有線接続を使用し、及び／または任意の他の適切な方法で管理モジュール１１５と通信してよい。一例として、移動式駆動ユニット１２０の特定の実施形態は、８０２．１１ブルートゥース（登録商標）規格または赤外線通信協会（ＩｒＤＡ）規格、または任意の他の適切な無線通信プロトコルを使用し、管理モジュール１１５と及び／または互いと通信してよい。別の例として、追跡在庫システム１１０では、移動式駆動ユニット１２０が移動する行路または他の誘導要素は、移動式駆動ユニット１２０と在庫システム１１０の他の構成要素との間の通信を容易にするために結線されてよい。さらに、上述したように、管理モジュール１１５は、個々の移動式駆動ユニット１２０の構成要素を含んでよい。したがって、本説明及び続く特許請求の範囲のために、管理モジュール１１５と特定の移動式駆動ユニット１２０との間の通信は、特定の移動式駆動ユニット１２０の構成要素間の通信を表してよい。一般に、移動式駆動ユニット１２０は、在庫システム１１０の構成及び特徴に基づいて任意の適切な方法で、動力を供給され、推進され、制御されてよい。

在庫ホルダ１３０は在庫品目を保管する。特定の実施形態では、在庫ホルダ１３０は、複数の収納箱を含み、各収納箱は１つ以上のタイプの在庫品目を保持できる。在庫ホルダ１３０は、移動式駆動ユニット１２０によって運ぶ、回転する、及び／またはそれ以外の場合、移動することができる。特定の実施形態では、在庫ホルダ１３０は、在庫ホルダ１３０を移動させるとき、移動式駆動ユニット１２０によって提供される駆動力を補足するために追加の駆動力を提供してよい。

さらに、特定の実施形態では、在庫品目１４０は、在庫ホルダ１３０の中のまたは在庫ホルダ１３０上のフックまたはバー（不図示）からぶら下がってもよい。一般に、在庫ホルダ１３０は、在庫ホルダ１３０の中に及び／または在庫ホルダ１３０の外面上に任意の適切な方法で在庫品目１４０を保管してよい。

さらに、各在庫ホルダ１３０は複数の面を含んでよく、各箱は、在庫ホルダ１３０の１つ以上の面を通じてアクセスできてよい。例えば、特定の実施形態では、在庫ホルダ１３０は４つの面を含む。係る実施形態では、２つの面の角に位置する箱は、それらの２つの面のどちらかを通じてアクセスできてよい。一方、他の箱のそれぞれは、４つの面のうちの１つの開口部を通してアクセスできる。移動式駆動ユニット１２０は、特定の面及びその面と関連付けられた箱をオペレータまたは在庫システム１１０の他の構成要素に提示するために適切なときに在庫ホルダ１３０を回転させるように構成されてよい。

在庫品目は、自動化された在庫システム１１０での保管、取り出し、及び／または処理に適切な任意の物体を表す。説明のために、「在庫品目」は、在庫システム１１０に保管される特定のタイプの任意の１つ以上の物体を表す場合がある。したがって、在庫ホルダ１３０が現在そのタイプの１つ以上のユニットを保持している場合、特定の在庫ホルダ１３０は、現在、特定の在庫品目を「保管している」。一例として、在庫システム１１０は、施設の通信販売倉庫を表してよく、在庫品目は倉庫施設に保管される商品を表してよい。動作中、移動式駆動ユニット１２０は、カスタマへの配達のために梱包される順序で要求される１つ以上の在庫品目を含む在庫ホルダ１３０、または出荷のための在庫品目の集められた集合体を含むパレットを運搬する在庫ホルダ１３０を取り出してよい。さらに、在庫システム１１０の特定の実施形態では、完了した注文を含む箱はそれ自体在庫品目を表す場合がある。

特定の実施形態では、在庫システム１１０は、１つ以上の在庫ステーション１５０を含んでもよい。在庫ステーション１５０は、在庫品目に関係する特定のタスクの完了のために指定された場所を表す。係るタスクは、在庫ホルダ１３０からの在庫品目の除去、在庫ホルダ１３０への在庫品目の導入、在庫ホルダ１３０内の在庫品目の集計、在庫品目の（例えば、パレットサイズのグループまたはケースサイズのグループから個々の在庫品目への）解体、在庫ホルダ１３０間での在庫品目の統合、及び／または任意の他の適切な方法での在庫品目の処理もしくは取り扱いを含んでよい。特定の実施形態では、在庫ステーション１５０は、在庫品目に関係する特定のタスクを作業空間１７０の中で完了できる物理的な場所を表すに過ぎない場合がある。代替実施形態では、在庫ステーション１５０は、物理的な場所と、例えば在庫システム１１０内での、及び在庫システム１１０の中からの在庫品目の流れを監視するためのスキャナ、管理モジュール１１５と通信するための通信インタフェース、及び／または任意の他の適切な構成要素等、在庫品目を処理するまたは取り扱うための任意の適切な設備の両方を表す場合がある。在庫ステーション１５０は、人間のオペレータによって完全にまたは部分的に制御される場合もあれば、完全に自動化される場合もある。さらに、在庫ステーション１５０の人間のオペレータまたは自動オペレータは、在庫システム１１０の動作の一部として、在庫品目を梱包する、集計する、または移送する等の在庫品目に対する特定のタスクを実行できてよい。

作業空間１７０は、移動式駆動ユニット１２０が移動できる、及び／または在庫ホルダ１３０を保管できる在庫システム１１０と関連付けられた区域を表す。例えば、作業空間１７０は、在庫システム１１０が動作する通信販売倉庫の作業場のすべてまたは一部を表してよい。いくつかの実施形態では、作業空間１７０は、複数の作業場、及びランプ、エレベータ、コンベヤのなんらかの組み合わせを含む、ならびに／または他の装置が、複数の作業場間での移動式駆動ユニット１２０及び／もしくは在庫システム１１０の他の構成要素の移動を容易にするために設けられる。図１５は、説明のために、作業空間１７０が、固定され、所定の、有限の物理的な空間を含む在庫システム１１０の実施形態を示すが、在庫システム１１０の特定の実施形態は、可変寸法及び／または任意の幾何学形状である作業空間１７０の中で動作するように構成される移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０を含んでよい。図１５は、作業空間１７０が建物に完全に囲まれている在庫システム１１０の特定の実施形態を示しているが、代替実施形態は、作業空間１７０の一部もしくはすべてが屋外に、（貨物船等の）車両の中に位置する、またはそれ以外の場合、任意の固定構造によって制約されていない作業空間１７０を利用してよい。

動作中、管理モジュール１１５は、特定のタスクを完了するために適切な構成要素を選択し、関連するタスクの完了をトリガするために選択した構成要素にタスク割り当て１１８を送信する。各タスク割り当て１１８は、特定の構成要素によって完了される１つ以上のタスクを定義する。これらのタスクは、在庫品目の取り出し、保管、補充、及び集計、ならびに／または移動式駆動ユニット１２０、在庫ホルダ１３０、在庫ステーション１５０、及び在庫システム１１０の他の構成要素の管理に関連してよい。構成要素及び完了するタスクに応じて、特定のタスク割り当て１１８は、対応するタスクと関連付けられた場所、構成要素、及び／もしくは処置、ならびに／または割り当てられたタスクを完了する際に関連する構成要素が使用する他の適切な情報を識別してよい。

特定の実施形態では、管理モジュール１１５は、管理モジュール１１５が在庫システム１１０の他の構成要素から、及び／または管理モジュール１１５と通信している外部構成要素から受け取る在庫要求に部分的に基づいてタスク割り当てを生成する。これらの在庫要求は、在庫システム１１０の中に保管された、または保管される在庫品目に関係する、完了される特定の動作を識別し、任意の適切な形式の通信を表してよい。例えば、特定の実施形態では、在庫要求は、カスタマによって購入され、カスタマへの出荷のために在庫システム１１０から取り出される特定の在庫品目を指定する出荷命令を表してよい。管理モジュール１１５は、係る在庫要求とは関係なく、在庫システム１１０の全体的な管理及び保守の一部として、タスク割り当て１１８を生成してもよい。例えば、管理モジュール１１５は、特定のイベントの発生に応えて（例えば、移動式駆動ユニット１２０が駐車する空間を要求することに応えて）所定のスケジュールに従って（例えば、毎日の起動ルーチンの一部として）または在庫システム１１０の構成及び特徴に基づいた任意の適切なときに、タスク割り当て１１８を生成してよい。１つ以上のタスク割り当て１１８の生成後、管理モジュール１１５は、対応するタスクの完了のために、生成されたタスク割り当て１１８を適切な構成要素に送信する。関連する構成要素は、次いでその割り当てられたタスクを実行する。

特に移動式駆動ユニット１２０に関して、管理モジュール１１５は、特定の実施形態で、選択した移動式駆動ユニット１２０のための１つ以上の目的地を識別するタスク割り当て１１８を伝達する。管理モジュール１１５は、選択した移動式駆動ユニット１２０の場所もしくは状態、選択した移動式駆動ユニット１２０が以前に割り当てられたタスクを完了している旨の表示、所定のスケジュール、及び／または任意の他の適切な考慮事項に基づいて関連するタスクを割り当てるために、移動式駆動ユニット１２０を選択してよい。これらの目的地は、管理モジュール１１５が実行中である在庫要求、または管理モジュール１１５が達成しようと試みている管理目的と関連付けられてよい。例えば、タスク割り当ては、取り出す在庫ホルダ１３０の場所、訪問する在庫ステーション１５０、移動式駆動ユニット１２０が別のタスクを受け取るまで駐車する必要がある保管場所、または全体としての在庫システム１１０もしくは在庫システム１１０の個々の構成要素の構成、特徴、及び／または状態に基づいて適切な任意の他のタスクと関連付けられた場所を定義してよい。例えば、特定の実施形態では、係る決定は、特定の在庫品目の人気、特定の在庫ステーション１５０の要員配置、特定の移動式駆動ユニット１２０に現在割り当てられているタスク、及び／または任意の他の適切な考慮事項に基づいてよい。

これらのタスクを完了することの一部として、移動式駆動ユニット１２０は、作業空間１７０の中で在庫ホルダ１３０とドッキングし、在庫ホルダ１３０を輸送してよい。移動式駆動ユニット１２０は、ドッキング時、移動式駆動ユニット１２０が在庫ホルダ１３０に結合される及び／または在庫ホルダ１３０を支持し、作業空間１７０の中で在庫ホルダ１３０を移動させることができるように、在庫ホルダ１３０に接続すること、在庫ホルダを持ち上げること、及び／もしくはそれ以外の場合任意の他の適切な方法で在庫ホルダ１３０と相互に作用することによって、在庫ホルダ１３０とドッキングしてよい。以下の説明は、特定の方法でドッキングするように構成される移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０の特定の実施形態に焦点を当てているが、移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０の代替実施形態は、移動式駆動ユニット１２０が作業空間１７０の中で在庫ホルダ１３０を移動できるようにするために適切な任意の方法でドッキングするように構成されてよい。さらに、以下に注記するように、特定の実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、在庫ホルダ１３０のすべてまたは部分を表す。係る実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、在庫ホルダ１３０を輸送する前に在庫ホルダ１３０とドッキングしない場合がある、及び／または移動式駆動ユニット１２０はそれぞれ、特定の在庫ホルダ１３０と継続的にドッキングされたままの場合もある。

在庫システム１１０の適切な構成要素が割り当てられたタスクを完了する一方、管理モジュール１１５は、在庫システム１１０が利用可能な空間、設備、人的資源、及び他の資源の効率的な使用を保証するために関連する構成要素と相互に作用してよい。係る相互作用の１つの具体的な例として、管理モジュール１１５は、特定の実施形態では、作業空間１７０の中で移動するときに移動式駆動ユニット１２０がとる経路を計画すること、及び割り当てられたタスクを完了するために作業空間１７０の特定の一部分の使用を特定の移動式駆動ユニット１２０に割り当てることを担う。係る実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、タスクを割り当てられることに応えて、タスクと関連付けられた特定の目的地への経路を要求してよい。さらに、以下の説明は、移動式駆動ユニット１２０が管理モジュール１１５から経路を要求する１つ以上の実施形態に焦点を当てているが、移動式駆動ユニット１２０は、代替実施形態では独自の経路を生成してよい。

在庫システム１１０の構成要素は、管理モジュール１１５に、その現在の状態、それらが相互に作用している在庫システム１１０の他の構成要素、及び／または在庫システム１１０の動作に関連する他の条件に関する情報を提供してよい。これにより、管理モジュール１１５が、アルゴリズムパラメータを更新する、方針を調整する、またはそれ以外の場合その意思決定を修正して、動作状態の変化もしくは特定のイベントの発生に応えるために関連する構成要素からのフィードバックを利用できる。

さらに、管理モジュール１１５は、在庫システム１１０の構成要素の動作の多様な態様を管理するように構成されてよいが、特定の実施形態では、構成要素自体も、その動作の特定の態様に関係する意思決定を担い、それによって管理モジュール１１５に対する処理負荷を削減してよい。

したがって、在庫システム１１０の多様な構成要素の場所、現在の状態、及び／または他の特徴の知識、ならびに現在完了されているすべてのタスクの認識に基づいて、管理モジュール１１５は、タスクを生成し、システムリソースの使用を割り振り、それ以外の場合、システム全体の観点から動作を最適化するように個々の構成要素によるタスクの完了を指示できる。さらに、集中したシステム全体の管理と局所化された構成要素に特有の意思決定の両方の組み合わせに依存することにより、在庫システム１１０の特定の実施形態は、在庫システム１１０の動作の多様な態様を効率的に実行するためのいくつかの技術を支援できる場合がある。結果として、管理モジュール１１５の特定の実施形態は、以下に説明する１つ以上の管理技法を実施することにより、在庫システム１１０の効率を強化し得る、及び／または他の操作上の利点を提供し得る。

図１６〜図１９は、移動式駆動ユニット１２０の特定の実施形態の構成要素をより詳細に説明する。特に、図１６〜図１８は、例の移動式駆動ユニット１２０の正面図及び側面図を含む。移動式駆動ユニット１２０は、ドッキングヘッド２１０、駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び制御モジュール２７０を含む。さらに、移動式駆動ユニット１２０は、移動式駆動ユニット１２０、在庫ホルダ１３０、及び／または在庫システム１１０の他の適切な要素の場所を検出または決定するように構成された１つ以上のセンサを含んでよい。示されている実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、位置センサ２４０、ホルダセンサ２５０、障害物センサ２６０、及び識別信号送信機２６２を含む。

ドッキングヘッド２１０は、移動式駆動ユニット１２０の特定の実施形態では、在庫ホルダ１３０に移動式駆動ユニット１２０を結合する、及び／または移動式駆動ユニット１２０が在庫ホルダ１３０にドッキングされるとき在庫ホルダ１３０を支持する。ドッキングヘッド２１０は、さらに移動式駆動ユニット１２０が、例えば在庫ホルダ１３０を持ち上げる、在庫ホルダ１３０を推進する、在庫ホルダ１３０を回転させる、及び／または任意の他の適切な方法で在庫ホルダ１３０を移動させることによって在庫ホルダ１３０を操作できるようにする。また、ドッキングヘッド２１０は、在庫ホルダ１３０の係る操作を容易にするために、例えばリブ、スパイク、及び／またはひだ等、構成要素の任意の適切な組み合わせを含んでもよい。例えば、特定の実施形態では、ドッキングヘッド２１０は、移動式駆動ユニット１２０が在庫ホルダ１３０にドッキングされる間、在庫ホルダ１３０の一部分に当接する高摩擦部分を含んでよい。係る実施形態では、ドッキングヘッド２１０の高摩擦部分と在庫ホルダ１３０の表面との間で生じる摩擦力が、ドッキングヘッド２１０がそれぞれ移動し、回転するとき、在庫ホルダ１３０の並進運動及び回転運動を誘発してよい。結果として、移動式駆動ユニット１２０は、ドッキングヘッド２１０を独立してまたは全体として移動式駆動ユニット１２０の移動の一環として移動または回転させることによって在庫ホルダ１３０を操作できる場合がある。

駆動モジュール２２０は、移動式駆動ユニット１２０、及び移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０がドッキングされるとき、在庫ホルダ１３０を推進する。駆動モジュール２２０は、移動式駆動ユニット１２０を推進するように作動する構成要素の任意の適切な集合体を表してよい。例えば、示されている実施形態では、駆動モジュール２２０は、１対の電動車輪２２４、及び１対の安定車輪２２６を含む。１つの電動車輪２２４は、移動式駆動ユニット１２０の片側に位置し、１つの安定車輪２２６は、移動式駆動ユニット１２０の各端部に配置される。電動車輪２２４のそれぞれは、本明細書に説明するように、ＥＣＭ１２を含む関連付けられた駆動ユニット２２５及び関連付けられた統合モータコントローラ１０によって駆動される。

ドッキングアクチュエータ２３０は、移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０のドッキングを容易にするために在庫ホルダ１３０に向かってドッキングヘッド２１０を移動させる。また、ドッキングアクチュエータ２３０は、ドッキングを容易にするために、他の適切な方法でドッキングヘッド２１０の位置または向きを調整できる場合がある。ドッキングアクチュエータ２３０は、ドッキングヘッド２１０を移動させるまたはそれ以外の場合ドッキングヘッド２１０の位置もしくは向きを調整するために、移動式駆動ユニット１２０及び在庫ホルダ１３０の構成に基づいて任意の適切な構成要素を含んでよい。例えば、示されている実施形態では、ドッキングアクチュエータ２３０は、ドッキングヘッド２１０の中心に取り付けられた電動シャフト（不図示）を含む。電動シャフトは、在庫ホルダ１３０とドッキングするために、必要に応じてドッキングヘッド２１０を持ち上げるよう作動する。多くの実施形態では、ドッキングアクチュエータ２３０は、本明細書に説明するように、電動シャフト及び統合モータコントローラ１０と駆動結合された、関連付けられたＥＣＭ１２を含む。

駆動モジュール２２０は、任意の適切な方法で移動式駆動ユニット１２０を推進するように構成されてよい。例えば、示されている実施形態では、電動車輪２２４は、第１の方向で回転して、順方向で移動式駆動ユニット１２０を推進するよう作動する。また、電動車輪２２４は、第２の方向で回転して、逆方向で移動式駆動ユニット１２０を推進するように作動する。また、示されている実施形態では、駆動モジュール２２０は、互いとは異なる方向で電動車輪２２４を回転させることによって、または互いとは異なる速度で電動車輪２２４を回転させることによって移動式駆動ユニット１２０を回転させるように構成される。

位置センサ２４０は、任意の適切な方法で移動式駆動ユニット１２０の場所を決定するために適切な１つ以上のセンサ、検出器、または他の構成要素を表す。例えば、特定の実施形態では、在庫システム１１０と関連付けられた作業空間１７０は、作業空間１７０のすべてまたは一部分をカバーする２次元グリッド上で点を記すいくつかの基準マークを含む。係る実施形態では、位置センサ２４０は、位置センサ２４０がカメラの視野の中で基準マークを検出できるようにするために、例えばカメラ、ならびに適切にプログラミングされたデジタルシグナルプロセッサ等の適切な画像及び／またはビデオ処理構成要素を含んでよい。制御モジュール２７０は、位置センサ２４０が基準マークを検出するとき、位置センサ２４０が更新する場所情報を記憶してよい。結果として、位置センサ２４０は、移動式駆動ユニット１２０の場所の正確な表示を維持するために、及び作業空間１７０の中で移動するときにナビゲーションに役立つために基準マークを利用してよい。

ホルダセンサ２５０は、在庫ホルダ１３０を検出するため、及び／または絶対位置としてもしくは移動式駆動ユニット１２０に対する位置として、在庫ホルダ１３０の場所を任意の適切な方法で決定するために適した１つ以上のセンサ、検出器、または他の構成要素を表す。ホルダセンサ２５０は、在庫ホルダ１３０の特定の一部分、または全体として在庫ホルダ１３０の場所を検出できる場合がある。移動式駆動ユニット１２０は、次いで在庫ホルダ１３０とドッキングするまたはそれ以外の場合相互に作用するために検出した情報を使用してよい。

障害物センサ２６０は、移動式駆動ユニット１２０が移動できる１つ以上の異なる方向に位置する物体を検出できる１つ以上のセンサを表す。障害物センサ２６０は、移動式駆動ユニット１２０の移動の方向に位置する物体を検出するために適切な光学タイプ、レーダタイプ、ソナータイプ、感圧タイプ、及び／または他のタイプの検出装置を含む、任意の適切な構成要素及び技術を利用してよい。特定の実施形態では、障害物センサ２６０は、障害物を識別するために及び適切な是正措置を講じて移動式駆動ユニット１２０が障害物及び／または他の物体と衝突するのを防ぐために制御モジュール２７０によって使用されるために、障害物センサ２６０が検出する物体を説明する情報を制御モジュール２７０に送信してよい。

また、障害物センサ２６０は、示されている移動式駆動ユニット１２０の近傍で動作している他の移動式駆動ユニット１２０によって送信される信号を検出してもよい。例えば、在庫システム１１０の特定の実施形態では、１つ以上の移動式駆動ユニット１２０が、駆動識別信号を送信する識別信号送信機２６２を含んでよい。駆動識別信号は、他の移動式駆動ユニット１２０に対して、駆動識別信号を送信する物体が、事実上、移動式駆動ユニットであることを示す。識別信号送信機２６２は、受取人に対して、送信側装置が移動式駆動ユニット１２０であることを示す、赤外線信号、紫外線信号、音声信号、可視光信号、無線信号、及び／または他の適切な信号を送信できてよい。

さらに、特定の実施形態では、障害物センサ２６０は、他の移動式駆動ユニット１２０によって送信される状態情報を検出することもできてよい。例えば、特定の実施形態では、識別信号送信機２６２は、送信された識別信号に、移動式駆動ユニット１２０に関係する状態情報を含むことができてよい。状態情報は、送信側の移動式駆動ユニット１２０の位置、速度、方向、及び制動能力を含んでよいが、これに限定されるものではない。特定の実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、他の移動式駆動ユニットによって送信される状態情報を使用して、それらの他の移動式駆動ユニットと近接して動作するときに衝突を回避してよい。

制御モジュール２７０は、駆動モジュール２２０及びドッキングアクチュエータ２３０の動作を監視及び／または制御する。また、制御モジュール２７０は、位置センサ２４０及びホルダセンサ２５０等のセンサから情報を受け取り、この情報に基づいて駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び／または移動式駆動ユニット１２０の他の構成要素の動作を調整してもよい。さらに、特定の実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、在庫システム１１０の管理装置と通信するように構成されてよく、制御モジュール２７０は移動式駆動ユニット１２０に送信されたコマンドを受け取り、移動式駆動ユニット１２０の適切な通信構成要素を利用し、管理装置に情報を送り返してよい。制御モジュール２７０は、説明した機能性を提供するのに適した任意の適切なハードウェア及び／またはソフトウェアを含んでよい。特定の実施形態では、制御モジュール２７０は、説明した機能性を提供するようにプログラミングされた汎用マイクロプロセッサを含む。さらに、制御モジュール２７０は、ドッキングアクチュエータ２３０、駆動モジュール２２０、位置センサ２４０、及び／もしくはホルダセンサ２５０のすべてまたは部分を含んでもよく、ならびに／または移動式駆動ユニット１２０のこれらの要素のいずれかと構成要素を共用してよい。

さらに、特定の実施形態では、制御モジュール２７０は、上述した駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び／または移動式駆動ユニット１２０の他の構成要素を収容する装置から物理的に別個である構成要素に位置するハードウェア及びソフトウェアを含んでよい。例えば、特定の実施形態では、在庫システム１１０で動作中の各移動式駆動ユニット１２０は、駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び移動式駆動ユニット１２０の他の適切な構成要素を収容する装置と通信しているサーバ上で動作している（ここでは「駆動エージェント」と呼ぶ）ソフトウェアプロセスと関連付けられてよい。この駆動エージェントは、タスクを要求し、受け取ること、ルートを要求し、受け取ること、移動式駆動ユニット１２０と関連付けられた状態情報を送信すること、及び／またはそれ以外の場合、駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び移動式駆動ユニット１２０の他の適切な構成要素を物理的に収容する装置の代わりに、管理モジュール１１５及び在庫システム１１０の他の構成要素と相互に作用することを担ってよい。結果として、本明細書及び以下に続く特許請求の範囲のために、用語「移動式駆動ユニット」は、移動式駆動ユニット１２０の代わりに説明した機能性を提供するが、駆動モジュール２２０、ドッキングアクチュエータ２３０、及び／または上述の移動式駆動ユニット１２０の他の構成要素とは物理的に別個の装置に位置してよいエージェントプロセス等のソフトウェア及び／またはハードウェアを含む。

図１６〜図１８は、特定の構成要素を含み、特定の方法で動作するように構成された移動式駆動ユニット１２０の特定の実施形態を示すが、移動式駆動ユニット１２０は、在庫ホルダ３０を輸送する及び／または在庫ホルダ３０の輸送を促進するように構成された任意の適切な構成要素及び／または構成要素の集合体を表してよい。別の例として、移動式駆動ユニット１２０は、１つ以上のクレーンアセンブリが、特定の在庫ホルダ１３０とドッキングするために適切な位置にワイヤまたはレールのネットワークの中で移動できる天井クレーンシステムの部分を表してよい。在庫ホルダ１３０とドッキングした後、クレーンアセンブリは次いで、割り当てられたタスクを完了するために在庫ホルダ１３０を持ち上げ、在庫を別の場所に移動してよい。

図１９は、各ＥＣＭ１２と統合された複数のモータコントローラ１０を含む例の移動式駆動ユニット１２０の構成要素を示す。示されている実施形態では、移動式駆動ユニット１２０は、電動駆動輪２２４、持ち上げアクチュエータ２３０、及び回転アクチュエータ２３２のそれぞれ１つに、２つの駆動ユニット２２５を含む。２つの駆動ユニット２２５、持ち上げアクチュエータ２３０、及び回転アクチュエータ２３２のそれぞれは、本明細書に説明するように、ＥＣＭ１２及び関連付けられた統合モータコントローラ１０を含む。モータコントローラ１０のそれぞれは、ＣＡＮＢＵＳを介して制御モジュール２７０と通信可能に結合される。明示的に示されていないが、モータコントローラ１０のそれぞれへの他の入力接続のそれぞれは、制御モジュール２７０から対応する制御信号を受信するために制御モジュール２７０と適切に結合できる。本明細書に説明するように、移動式駆動ユニット１２０で利用される２つ以上のタイプのＥＣＭ１２がある場合があり、制御ユニット１８は、（例えば制御ユニット１８内でのＥＣＭモータタイプデータビットのプログラミングにより）それぞれのＥＣＭ１２によって生成されるロータ位置信号のタイプに従ってそれぞれのＥＣＭ１２を制御し、利用されるＥＣＭのタイプに関わりなく、共通のコマンドプロトコルを使用し、ＣＡＮＢＵＳを介して制御モジュール２７０とインタフェースを取るように構成できる。

ＣＡＮインタフェースプロトコル
モータコントローラ１０は、モータ制御コマンドをモータコントローラ１０に提供するために使用されるＣＡＮインタフェースプロトコルに対する更新を許可するように構成される。モータコントローラ１０にインストールされている現在のＣＡＮインタフェースプロトコルバージョンの識別を可能にするために、モータコントローラ１０は、現在インストールされているＣＡＮインタフェースプロトコルに対応するプロトコルバージョン情報を送信することによってプロトコル識別要求コマンドに応えるように構成される。

モータコントローラ１０は、ＣＡＮＢＵＳを介してモータ制御コマンドを受け入れるように構成される。駆動モータコマンドは、モータコントローラ１０がそれによりＥＣＭ１２を操作する新しいＩｄ電流設定点及びＩｑ電流設定点を設定する。無効モータコマンドの結果、モータコントローラ１０は、ＥＣＭ１２をフリーホイールモードにする。実行診断コマンドの結果、モータコントローラ１０は、診断シーケンスを実行し、切替えアセンブリ１６のＦＥＴは、切替えアセンブリ１６の機能性及びＥＣＭ１２の特定の態様に特に焦点を当ててモータコントローラ１０の機能性を評価するために診断シーケンスで操作される。例えば、ＦＥＴ４２が、開いている位相Ｂ及び位相Ｃの両方に接続された状態で、位相ＡはＶｂｕｓに接続され、位相のそれぞれの電圧は、すべての位相がＶｂｕｓ電圧を有する（障害なし）のか、それとも位相のいずれかを高に引くことができない（障害）のかを確かめるためにチェックされる。同様に、位相Ａは接地に接続することができ、位相のそれぞれの電圧は、すべての位相が対地電圧を有するのか（障害なし）、それとも位相のいずれかを低に引くことができない（障害）のかを確かめるためにチェックされる。診断シーケンスによって生成される場合がある潜在的な障害メッセージは、位相Ａを低に引くことができない、位相Ａを高に引くことができない、位相Ａが低で詰まっている、位相Ａを無効にできない、位相Ｂを低に引くことができない、位相Ｂを高に引くことができない、位相Ｂが低で詰まっている、位相Ｂを無効にできない、位相Ｃを低に引くことができない、位相Ｃを高に引くことができない、位相Ｃが低で詰まっている、位相Ｃを無効にできない、及び一般的な故障を含む。一般的な故障は、なんらかの理由で診断を実行できなかったことを意味する。１つの考えられる理由は、３相がモータ巻き線を通して互いと接続されていないことであり、これは１つ以上の位相がアクティブに駆動された位相に従うことができないときに検出される。

モータコントローラ１０は、ＣＡＮＢＵＳを介して追加の障害を通信するように構成できる。これらの追加の障害は、過電圧障害（例えば、１０ｍｓフィルタリングされた電池電圧測定値が６０ボルトを超えた）、不足電圧障害（例えば、１０ｍｓフィルタリングされた電池電圧測定値が２０ボルトを下回った）、温度過上昇障害（例えば、ＦＥＴ／プリント基板温度過上昇センサが１００度（摂氏）を超えることを示した）、モータ熱スイッチ開障害（例えば、モータコントローラ１０がモータ熱スイッチループの導通の損失を検出した）、電流制御障害（例えば、１００ｍｓフィルタリングされたＲＭＳ電流追跡誤差が１０Ａを超え、これは、電流フィードバック制御が不安定であることを示す場合がある）、超過速度障害（例えば、ロータ角度推定器によって決定されたモータロータ速度が事前に設定された最大ロータ速度を超えた）、一般的な障害（例えば、任意の他の内部障害）、及びパラメータ無効障害（例えば、前回のリブート以来プログラミングされていない、または無効値）を含む場合がある。

したがって、明細書及び図面は、限定的な意味ではなく例示的な意味で考えられるべきである。しかしながら、特許請求の範囲に示されるように、本開示のより広い精神及び範囲から逸脱することなく、それらに様々な修正及び変更が行われてもよいことが明白である。

他の変形形態は、本開示の趣旨内にある。したがって、開示された技術は多様な修正形態及び代替構成の影響を受けやすいが、その特定の示される実施形態が図面に示され、上記に詳細に説明されている。しかしながら、本開示を開示された特定の１つ以上の形に限定する意図はなく、逆に意図は、添付の特許請求の範囲によって定義される本開示の精神及び範囲に入るすべての修正形態、代替的な構成、及び均等物を包含することを意図することが理解されるべきである。

開示される実施形態を説明する文脈における（特に以下の特許請求の範囲の文脈における）用語「ａ」、「ａｎ」、及び「ｔｈｅ」ならびに同様の指示語の使用は、本明細書において別段の指示がない限り、または文脈に明らかに矛盾するものでない限り、単数及び複数の双方を網羅すると解釈される。用語「ｃｏｍｐｒｉｓｉｎｇ（含む）」、「ｈａｖｉｎｇ（有する）」、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ（含む）」、及び「ｃｏｎｔａｉｎｉｎｇ（含む）」は、他に述べられない限り、制限がない用語（すなわち、「ｉｎｃｌｕｄｉｎｇ，ｂｕｔ ｎｏｔ ｌｉｍｉｔｅｄ ｔｏ（それに限定されないが含む）」を意味する）として解釈されることになる。用語「接続される」は、仲介する何かが存在する場合であっても、部分的または全体的に中に含まれ、取り付けられ、または共に結合されるものとして解釈されることになる。本明細書における値の範囲の記載は、本明細書で他に示されない限り、その範囲内にある各々の別個の値を個々に指す簡略方法としての役割を果たすことが意図されるにすぎず、各々の別個の値は、それが本明細書で個々に記載されたように本明細書に組み込まれる。本明細書で説明される全ての方法は、本明細書で他に示されない限り、またはコンテキストによって明確に相反しない限り、いずれかの適切な順序で実行されてもよい。本明細書で提供されるいずれか及び全ての例、または例示的な言語（例えば、「など」）は、本開示の実施形態をより良く示すことを意図しているにすぎず、他に特許請求されない限り、本開示の範囲を限定しない。本明細書におけるいずれの言語も本開示の実施に必須である任意の非請求の要素として解釈されるべきではない。

フレーズ「Ｘ、Ｙ、またはＺのうちの少なくとも１つ」などの選言的言語は、他に特に述べられない限り、項目、用語などがＸ、Ｙ、もしくはＺ、またはそれらのいずれかの組み合わせ（例えば、Ｘ、Ｙ、及び／またはＺ）のいずれかであってもよいことを全体的に示すために使用されるものとしてコンテキスト内で理解されることを意図している。よって、そのような選言的言語は、概して、存在する各々に対しＸのうちの少なくとも１つ、Ｙのうちの少なくとも１つ、またはＺのうちの少なくとも１つを特定の実施形態が必要とすることを意図しておらず、そのように暗に意味されるべきではない。

本開示を実施するための発明者らにとって既知の最良の形態を含む、本開示の好ましい実施形態が本明細書で説明される。それらの好ましい実施形態の変形は、前述の説明を読むと当業者にとって明らかになることができる。発明者らは、そのような変形を必要に応じて採用する当業者を予期し、発明者らは、本開示が特に本明細書で説明される以外に実施されることを意図している。したがって、本開示は、適用可能な法によって許容されるように、以下に添付される特許請求の範囲に記載される主題の全ての修正及び同等物を含む。さらに、それらの全ての考えられる変形における上記説明された要素のいずれかの組み合わせは、本明細書で他に示されない限り、またはコンテキストによって明確に相反しない限り、本開示に含まれる。

本明細書で引用される出願公開、特許出願、特許を含む全ての参考文献は、各々の参考文献が参照によって個々に且つ具体的に組み込まれるものと示され、その全体が本明細書で示されているのと同じ程度に参照によって本明細書に組み込まれる。

本開示の実施形態は、以下の条項を鑑みて説明できる。

１．少なくとも３つの異なるタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）のうちの任意の指定された電子整流式モータを制御するように構成されたモータコントローラであって、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）接続と、ＥＣＭの位相Ａステータコイル、前記ＥＣＭの位相Ｂステータコイル、及び前記ＥＣＭの位相Ｃステータコイルを通る電流の流れを制御するように構成された切替えアセンブリと、前記位相Ｂステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｂ電流センサと、前記位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｃ電流センサと、前記ＥＣＭのロータの向きを検知するように構成された１つ以上のホールセンサを含む、前記ＥＣＭに応えてホールセンサによって生成される出力を受け取るように構成された前記１つ以上のホールセンサ入力、及び前記ロータの向きを検知するように構成された１つ以上のエンコーダを含む、前記ＥＣＭに応えて前記１つ以上のエンコーダによって生成される出力を受け取るように構成された前記１つ以上のエンコーダ入力を含むロータ向き信号入力と、前記ＣＡＮ接続、前記ロータ向き信号入力、前記位相Ｂ電流センサ、前記位相Ｃ電流センサ、及び前記切替えアセンブリと動作可能なように結合された制御ユニットであって、前記ＣＡＮ接続を介してＤ軸及びＱ軸電流コマンドを受け取り、前記ＣＡＮ接続を介して少なくとも３つの異なるタイプのＥＣＭのうちの１つを指定するデータを受け取り、メモリに前記指定されたＥＣＭを記憶し、前記少なくとも３つの異なるタイプのＥＣＭが、ａ）ロータ向きを検知するように構成された１つ以上のホールセンサを含むＥＣＭ、ｂ）ロータ向きを検知するように構成された１つ以上のエンコーダを含むＥＣＭ、及びｃ）ロータ向きを検知するように構成されたあらゆるセンサを含まないＥＣＭを含み、ａ）前記１つ以上のホールセンサによって生成された前記出力、ｂ）前記１つ以上のエンコーダによって生成された前記出力、またはｃ）前記位相Ｂ電流センサ及び前記位相Ｃ電流センサからの出力のうちの少なくとも１つに基づいて推定されたロータ向きを使用し、前記Ｄ軸及びＱ軸電流コマンドに従って前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成された前記制御ユニットと、を備える前記モータコントローラ。

２．前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたブレーキ入力であって、前記制御ユニットが、前記ブレーキ入力を介して受信されたブレーキ信号に応えて、前記ロータの回転に抵抗する制動モードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成された前記ブレーキ入力と、前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたスリープ入力であって、前記制御ユニットが、前記モータコントローラが前記スリープ入力を介して受信されたスリープ信号に応えて５ミリアンペア未満の入力電流を有するスリープモードに入るように構成されている前記スリープ入力と、前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたコースト入力であって、前記制御ユニットが、前記コースト入力を介して受信されたコースト信号に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成された前記コースト入力、または前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続された安全ブート入力であって、前記制御ユニットが、前記安全ブート入力を介して受信された安全ブート信号に応えて前記ＥＣＭを操作しないために前記切替えアセンブリを制御するように構成された前記安全ブート入力とのうちの少なくとも１つをさらに含む、条項１に記載のモータコントローラ。

３．前記制御ユニットが、前記ＣＡＮ接続を介してコマンドを受け取り、前記指定されたＥＣＭタイプの不変条件である前記ＣＡＮ接続を介して応答を出力するよう構成される、条項１に記載のモータコントローラ。

４．前記制御ユニットが、ライン間逆起電力（ＥＭＦ）が前記ＥＣＭを駆動するために使用される電池電圧を超えるとき、限られたモータ駆動のために弱め界磁を利用するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、条項１に記載のモータコントローラ。

５．複数の異なるタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）のうちの任意の指定された電子整流式モータを制御するように構成されたモータコントローラであって、
操作コマンド接続と、ＥＣＭの位相Ａステータコイル、前記ＥＣＭの位相Ｂステータコイル、及び前記ＥＣＭの位相Ｃステータコイルを通る電流を制御するように構成された切替えアセンブリと、ロータ向き信号入力と、前記操作コマンド接続、前記ロータ向き信号入力、及び前記切替えアセンブリと動作可能なように結合された制御ユニットであって、前記操作コマンド接続を介してモータ操作コマンドを受け取り、複数の異なるタイプのＥＣＭのうちの１つを指定するデータを受け取り、前記複数の異なるタイプのＥＣＭが、ａ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のホールセンサを含むＥＣＭ、ｂ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のエンコーダを含むＥＣＭ、及びｃ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された任意のセンサを含まないＥＣＭのうちの少なくとも２つを含み、ａ）前記１つ以上のホールセンサを含む前記指定されたＥＣＭタイプに応えて前記１つ以上のホールセンサによって生成される出力、ｂ）１つ以上のエンコーダを含む前記指定されたＥＣＭに応えて前記１つ以上のエンコーダによって生成される前記出力、またはｃ）任意のセンサを含まない前記指定されたＥＣＭタイプに応える位相Ｂ電流センサ及び位相Ｃ電流センサからの出力のうちの少なくとも２つに基づいて推定されたロータ向きを使用し、前記モータ操作コマンドに従って前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成されている前記制御ユニットとを備える、前記モータコントローラ。

６．前記制御ユニットが、前記ＥＣＭのインダクタンスを測定し、前記測定されたＥＣＭインダクタンスに基づいて初期ロータ向きを選択することによって、初期ロータ向きを推定するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

７．前記操作コマンド接続が、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）接続を備え、前記制御ユニットが、前記ＣＡＮ接続を介してコマンドを受け取り、前記指定されたＥＣＭタイプの不変条件である前記ＣＡＮ接続を介して応答を出力するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

８．前記制御ユニットが、ブレーキ信号入力を介して受信されたブレーキ信号に応えて前記ロータの回転に抵抗する制動モードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

９．前記制御ユニットが、前記モータコントローラが、スリープ入力を介して受信されたスリープ信号に応えて５ミリアンペア未満の入力電流を有するスリープモードに入るように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１０．前記制御ユニットが、コースト信号入力を介して受信されたコースト信号に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１１．前記制御ユニットが、安全ブート入力を介して受信された安全ブート信号に応えてメモリから回復モードファームウェア画像をロードするように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１２．前記制御ユニットが、ライン間逆起電力（ＥＭＦ）が、前記ＥＣＭを駆動するために使用される電池電圧を超えるとき、限られたモータ駆動のために弱め界磁を利用するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１３．前記位相Ｂステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された前記位相Ｂ電流センサ、及び前記位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された前記位相Ｃ電流センサをさらに備え、前記制御ユニットが、ロータ向きを示す出力を生成するように構成された任意のセンサを含まない、前記指定されたＥＣＭタイプに応えて前記位相Ｂ電流センサ及び前記位相Ｃ電流センサからの前記出力に基づいてロータ向きを推定するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１４．前記制御ユニットが、周期心拍信号について前記操作コマンド接続を監視し、前記周期心拍信号のうちの１つ以上の不発生に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するように構成される、条項５に記載のモータコントローラ。

１５．在庫管理システムであって、在庫品目を保管するように構成された在庫ホルダと、前記在庫ホルダを輸送するように構成された移動式駆動ユニットであって、前記移動式駆動ユニットを推進するように構成された駆動輪、前記在庫ホルダを持ち上げるように構成された持ち上げプラットフォーム、前記持ち上げプラットフォームに接続され、前記持ち上げプラットフォームを持ち上げるよう作動する持ち上げアクチュエータ、前記持ち上げプラットフォームを回転させるよう作動する回転アクチュエータ、第１の電子整流式モータ（ＥＣＭ）及び前記第１のＥＣＭに動作可能なように接続された第１のＥＣＭコントローラを備える第１の統合駆動アセンブリであって、前記第１のＥＣＭが前記駆動輪と駆動結合され、前記第１のＥＣＭコントローラが前記第１のＥＣＭコントローラによって受け取られた第１のＤ軸及びＱ軸電流コマンドに従って前記第１のＥＣＭのステータコイルを通る電流の流れを制御するように構成されている、前記第１の統合駆動アセンブリ、第２のＥＣＭ及び前記第２のＥＣＭに動作可能なように接続された第２のＥＣＭコントローラを備える第２の統合駆動アセンブリであって、前記第２のＥＣＭが前記持ち上げプラットフォームと駆動結合され、前記第２のＥＣＭコントローラが、前記第２のＥＣＭコントローラによって受け取られた第２のＤ軸及びＱ軸電流コマンドに従って前記第２のＥＣＭのステータコイルを通る電流の流れを制御するように構成されている、前記第２の統合駆動アセンブリ、第３のＥＣＭ及び前記第３のＥＣＭに動作可能なように接続された第３のＥＣＭコントローラを備える第３の統合駆動アセンブリであって、前記第３のＥＣＭが前記回転アクチュエータと駆動結合され、前記第３のＥＣＭコントローラが、前記第３のＥＣＭコントローラによって受け取られた第３のＤ軸及びＱ軸電流コマンドに従って前記第３のＥＣＭのステータコイルを通る電流の流れを制御するように構成されている前記第３の統合駆動アセンブリを備える移動式駆動ユニットと、前記第１のＥＣＭコントローラ、前記第２のＥＣＭコントローラ、及び前記第３のＥＣＭコントローラと通信可能に結合されたコントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）と、前記ＣＡＮと結合され、前記ＣＡＮを介して前記第１のＥＣＭコントローラに前記第１のＤ軸及びＱ軸電流コマンドを少なくとも送信することによって前記第１の統合駆動アセンブリの動作を制御し、前記ＣＡＮを介して前記第２のＥＣＭコントローラに前記第２のＤ軸及びＱ軸電流コマンドを少なくとも送信することによって前記第２の統合駆動アセンブリの動作を制御し、前記ＣＡＮを介して前記第３のＥＣＭコントローラに前記第３のＤ軸及びＱ軸電流コマンドを少なくとも送信することによって前記第３の統合駆動アセンブリの動作を制御するように構成された制御ユニットと、前記移動式駆動ユニットに、前記在庫ホルダを持ち上げる、移動する、または回転させるのうちの少なくとも１つを行うように少なくとも命令するように構成された管理モジュールとを備える、前記在庫管理システム。

１６．前記第１の、第２の、及び第３のＥＣＭコントローラのそれぞれが同じ構成を有し、前記それぞれのＥＣＭコントローラによって制御される複数の異なるタイプのＥＣＭのうちの１つを指定するようにプログラム可能であり、前記複数の異なるタイプのＥＣＭが、ａ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のホールセンサを含むＥＣＭ、ｂ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のエンコーダを含むＥＣＭ、及びｃ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された任意のセンサを含まないＥＣＭのうちの少なくとも２つを含む、条項１５に記載の在庫管理システム。

１７．前記第３のＥＣＭが、前記第１のＥＣＭまたは前記第２のＥＣＭのうちの少なくとも１つのタイプとは異なるタイプの前記複数のＥＣＭのうちの異なるタイプである、条項１６に記載の在庫管理システム。

１８．前記第１の、第２の、及び第３のＥＣＭコントローラのそれぞれが、前記それぞれのＥＣＭのうちの位相Ｂステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｂ電流センサ、及び前記それぞれのＥＣＭのうちの位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｃ電流センサを備え、前記第１の、第２の、及び第３のＥＣＭコントローラのそれぞれが、いずれのセンサも含まない前記指定されたＥＣＭタイプに応えて、前記位相Ｂ電流センサ及び前記位相Ｃ電流センサからの出力に基づいてロータ向きを推定するように構成される、条項１６に記載の在庫管理システム。

１９．前記第１の、第２の、及び第３のＥＣＭコントローラのそれぞれが、ブレーキ信号入力を介して受信されたブレーキ信号に応えて前記それぞれの駆動輪の回転に抵抗する制動モードで前記それぞれのＥＣＭを操作する、スリープ入力を介して受信されたスリープ信号に応えて５ミリアンペア未満の入力電流を有するスリープモードに入る、コースト信号入力を介して受信されたコースト信号に応えて前記それぞれの駆動輪の自由回転を可能にするコーストモードで前記それぞれのＥＣＭを操作する、安全ブート入力を介して受信された安全ブート信号に応えてメモリから回復モードファームウェア画像をロードする、またはライン間逆起電力（ＥＭＦ）が前記それぞれのＥＣＭを駆動するために使用された電池電圧を超えるとき、限られたモータ駆動のために弱め界磁を利用する、のうちの少なくとも１つを実行するように構成される、条項１５に記載の在庫管理システム。

２０．前記第１の、第２の、及び第３のＥＣＭコントローラのそれぞれが、周期心拍信号について前記ＣＡＮを監視し、前記周期心拍信号のうちの１つ以上の不発生に応えて前記それぞれの駆動輪の自由回転を可能にするコーストモードで前記それぞれのＥＣＭを操作するように構成される、条項１５に記載の在庫管理システム。

Claims (14)

1. 少なくとも３つの異なるタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）のうちの任意の指定された電子整流式モータを制御するように構成されたモータコントローラであって、
   コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）接続と、
   ＥＣＭの位相Ａステータコイル、前記ＥＣＭの位相Ｂステータコイル、及び前記ＥＣＭの位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を制御するように構成された切替えアセンブリと、
   前記位相Ｂステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｂ電流センサと、
   前記位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された位相Ｃ電流センサと、
   前記ＥＣＭのロータの向きを検知するように構成された前記１つ以上のホールセンサを含む、前記ＥＣＭに応えて前記ホールセンサによって生成される出力を受け取るように構成された１つ以上のホールセンサと、
   前記ロータの向きを検知するように構成された１つ以上のエンコーダを含む、前記ＥＣＭに応えて前記１つ以上のエンコーダによって生成される出力を受け取るように構成された１つ以上のエンコーダ入力と、
   を含むロータ向き信号入力と、
   前記ＣＡＮ接続、前記ロータ向き信号入力、前記位相Ｂ電流センサ、前記位相Ｃ電流センサ、及び前記切替えアセンブリと動作可能なように結合された制御ユニットであって、
   前記ＣＡＮ接続を介してＤ軸及びＱ軸電流コマンドを受け取り、
   前記ＣＡＮ接続を介して少なくとも３つの異なるタイプのＥＣＭのうちの１つを指定するデータを受け取り、メモリに前記指定されたＥＣＭを記憶し、前記少なくとも３つの異なるタイプのＥＣＭが、ａ）ロータ向きを検知するように構成された１つ以上のホールセンサを含むＥＣＭ、ｂ）ロータ向きを検知するように構成された１つ以上のエンコーダを含むＥＣＭ、及びｃ）ロータ向きを検知するように構成された任意のセンサを含まないＥＣＭを含み、
   ａ）前記１つ以上のホールセンサによって生成される前記出力、ｂ）前記１つ以上のエンコーダによって生成される前記出力、またはｃ）前記位相Ｂ電流センサ及び前記位相Ｃ電流センサからの出力の内の少なくとも１つに基づいて、前記Ｄ軸及びＱ軸電流コマンドに従って前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御する
   ように構成される前記制御ユニットと
   を備える、前記モータコントローラ。
2. さらに、
   前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたブレーキ入力であって、前記制御ユニットが、前記ブレーキ入力を介して受信されたブレーキ信号に応えて前記ロータの回転に抵抗する制動モードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、前記ブレーキ入力と、
   前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたスリープ入力であって、前記制御ユニットが、前記モータコントローラが、前記スリープ入力を介して受信されたスリープ信号に応えて５ミリアンペア未満の入力電流を有するスリープモードに入るように構成される、前記スリープ入力と、
   前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続されたコースト入力であって、前記制御ユニットが、前記コースト入力を介して受信されたコースト信号に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、前記コースト入力と、または
   前記制御ユニットに動作可能なように、及び前記ＣＡＮ接続とは無関係に接続された安全ブート入力であって、前記制御ユニットが、前記安全ブート入力を介して受信された安全ブート信号に応えて前記ＥＣＭを操作しないために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、前記安全ブート入力と
   のうちの少なくとも１つを備える、請求項１に記載のモータコントローラ。
3. 前記制御ユニットが、前記ＣＡＮ接続を介してコマンドを受け取り、前記指定されたＥＣＭタイプの不変条件である前記ＣＡＮ接続を介して応答を出力するよう構成される、請求項１に記載のモータコントローラ。
4. 前記制御ユニットが、ライン間逆起電力（ＥＭＦ）が前記ＥＣＭを駆動するために使用される電池電圧を超えるとき、限られたモータ駆動のために弱め界磁を利用するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、請求項１に記載のモータコントローラ。
5. 複数の異なるタイプの電子整流式モータ（ＥＣＭ）のうちの任意の指定された電子整流式モータを制御するように構成されたモータコントローラであって、
   操作コマンド接続と、
   ＥＣＭの位相Ａステータコイル、前記ＥＣＭの位相Ｂステータコイル、及び前記ＥＣＭの位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を制御するように構成された切替えアセンブリと、
   ロータ向き信号入力と、
   前記操作コマンド接続、前記ロータ向き信号入力、及び前記切替えアセンブリと動作可能なように結合された制御ユニットであって、
   前記操作コマンド接続を介してモータ動作コマンドを受け取り、
   複数の異なるタイプのＥＣＭのうちの１つを指定するデータを受け取り、前記複数の異なるタイプのＥＣＭが、ａ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のホールセンサを含むＥＣＭ、ｂ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された１つ以上のエンコーダを含むＥＣＭ、及びｃ）ロータ向きを示す出力を生成するように構成された任意のセンサを含まないＥＣＭのうちの少なくとも２つを含み、
   ａ）前記１つ以上のホールセンサを含む前記指定されたＥＣＭタイプに応えて前記１つ以上のホールセンサによって生成される前記出力、ｂ）前記１つ以上のエンコーダを含む前記指定されたＥＣＭタイプに応えて１つ以上のエンコーダによって生成される前記出力、またはｃ）任意のセンサを含まない前記指定されたＥＣＭタイプに応える位相Ｂ電流センサ及び位相Ｃ電流センサからの出力のうちの少なくとも２つに基づいて推定されたロータ向きを使用し、前記モータ動作コマンドに従って前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御する
   ように構成される前記制御ユニットと
   を備える、前記モータコントローラ。
6. 前記制御ユニットが、前記ＥＣＭのインダクタンスを測定し、前記測定されたＥＣＭインダクタンスに基づいて初期ロータ向きを選択することによって、初期ロータ向きを推定するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
7. 前記操作コマンド接続が、コントローラエリアネットワーク（ＣＡＮ）接続を備え、
   前記制御ユニットが、前記ＣＡＮ接続を介してコマンドを受け取り、前記指定されたＥＣＭタイプの不変条件である前記ＣＡＮ接続を介して応答を出力するよう構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
8. 前記制御ユニットが、ブレーキ信号入力を介して受信されたブレーキ信号に応えて前記ロータの回転に抵抗する制動モードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
9. 前記制御ユニットが、前記モータコントローラが、スリープ入力を介して受信されたスリープ信号に応えて５ミリアンペア未満の入力電流を有するスリープモードに入るように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
10. 前記制御ユニットが、コースト信号入力を介して受信されたコースト信号に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
11. 前記制御ユニットが、安全ブート入力を介して受信された安全ブート信号に応えてメモリから回復モードファームウェア画像をロードするように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
12. 前記制御ユニットが、ライン間逆起電力（ＥＭＦ）が前記ＥＣＭを駆動するために使用される電池電圧を超えるとき、限られたモータ駆動のために弱め界磁を利用するために前記切替えアセンブリを制御するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
13. 前記位相Ｂステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された前記位相Ｂ電流センサ、及び前記位相Ｃステータコイルを通って流れる電流を測定するように構成された前記位相Ｃ電流センサをさらに備え、前記制御ユニットが、ロータ向きを示す出力を生成するように構成された任意のセンサを含まない、前記指定されたＥＣＭタイプに応えて前記位相Ｂ電流センサ及び前記位相Ｃ電流センサからの前記出力に基づいてロータ向きを推定するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。
14. 前記制御ユニットが、周期心拍信号について前記操作コマンド接続を監視し、前記周期心拍信号のうちの１つ以上の不発生に応えて前記ロータの自由回転を可能にするコーストモードで前記ＥＣＭを操作するように構成される、請求項５に記載のモータコントローラ。