JPH11196597A - モータ制御方法およびその回路 - Google Patents
モータ制御方法およびその回路Info
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- JPH11196597A JPH11196597A JP10287382A JP28738298A JPH11196597A JP H11196597 A JPH11196597 A JP H11196597A JP 10287382 A JP10287382 A JP 10287382A JP 28738298 A JP28738298 A JP 28738298A JP H11196597 A JPH11196597 A JP H11196597A
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- Japan
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- phase
- current
- phase coil
- period
- rise time
- Prior art date
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-
- H—ELECTRICITY
- H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
- H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
- H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
- H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
- H02P25/08—Reluctance motors
- H02P25/086—Commutation
- H02P25/089—Sensorless control
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Control Of Electric Motors In General (AREA)
- Control Of Motors That Do Not Use Commutators (AREA)
- Control Of Stepping Motors (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【目的】スイッチドリラクタンスモータの内部でロータ
位置を間接的に検出することにより制御するモータ制御
方法とその回路に関する。 【構成】 モータの第１位相コイルに電流を流し、そし
て電流が予め定めた２つのレベルの間で立ち上がる時間
を測定するステップを含む。電流立ち上がり時間は位相
イクダクタンス、即ちロータ位置に比例するので、測定
された電流立ち上がり時間が、モータ位相の導電期間が
ロータの位置とインフェーズにある、もしくはロータ位
置より遅れているかもしくは進んでいるかかどうかを決
定するために望みの電流立ち上がり時間に比較される。
連続する導電期間をロータ位置の位相に合わすために測
定立ち上がり時間に応答して第１位相コイルと第２位相
コイルの一つに電流を供給するステップをもつ。
位置を間接的に検出することにより制御するモータ制御
方法とその回路に関する。 【構成】 モータの第１位相コイルに電流を流し、そし
て電流が予め定めた２つのレベルの間で立ち上がる時間
を測定するステップを含む。電流立ち上がり時間は位相
イクダクタンス、即ちロータ位置に比例するので、測定
された電流立ち上がり時間が、モータ位相の導電期間が
ロータの位置とインフェーズにある、もしくはロータ位
置より遅れているかもしくは進んでいるかかどうかを決
定するために望みの電流立ち上がり時間に比較される。
連続する導電期間をロータ位置の位相に合わすために測
定立ち上がり時間に応答して第１位相コイルと第２位相
コイルの一つに電流を供給するステップをもつ。
Description
【発明の属する技術分野】本発明は、スイッチドリラク
タンスモータ制御（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａ
ｎｃｅ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｓ）に関し、特に
スイッチドリラクタンスモータの内部でロータ位置を間
接的に検出することによりスイッチドリラクタンスモー
タを制御するためのモータ制御方法とその回路に関す
る。
タンスモータ制御（ｓｗｉｔｃｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａ
ｎｃｅ ｍｏｔｏｒ ｃｏｎｔｒｏｌｓ）に関し、特に
スイッチドリラクタンスモータの内部でロータ位置を間
接的に検出することによりスイッチドリラクタンスモー
タを制御するためのモータ制御方法とその回路に関す
る。
【従来の技術】従来のスイッチドリラクタンスモータ
（ＳＲＭ）は、直径方向に対向する複数組のステータ極
と直径に対して対向する複数組のロータ極をもつロータ
を含む。捲線もしくはコイルは通常ステータ極の周囲に
配置され、そして直径に対して対向する任意の二つのス
テータ極の周囲の捲線は、多相ＳＲＭの一モータ位相を
定めるために直列もしくは並列に接続される。モータ位
相に関係する捲線は、位相コイルとして参照される。位
相コイルに電流を生成することにより、磁場が一組のス
テータ極の周囲に設定され、そして一組のロータ極をス
テータ極を整列するように引きつけるトルクが、生成さ
れる。位相コイルの電流は、ロータに一定のトルクを生
じさせるために予めきめられたシークエンスで生成され
る。電流が位相コイルに与えられる期間は、−−−そし
てロータ極はステータ極に整列させる−−−“アクティ
ブステージ”として知られ、もしくはモータ位相の導電
区間である。ある点において、−−−ロータ極がステー
タ極に整列する点、もしくは先にあるいくつかの点のい
ずれか−−−ロータ極に作用することによる負もしくは
ブレーキングトルクを避けるように位相コイルの電流を
整流することが望ましい。この“整流”が達成される
と、電流は、もはや位相コイルで生成されず、電流は位
相コイルから消えてもよい。電流が位相コイルから消失
することを許される期間は、モータ相の“非アクティフ
ステージ”として知られている。ロータに比較的に一定
のトルクを維持するために、−−−そしてモータ効率を
最適にするために−−−ロータの位置とアクティブステ
ージもしくは各モータ位相の導電区間の間に“インフェ
ーズ”を維持することが大切である。いいかえると、導
電区間が開始され、制御され、そしてロータがあらかじ
めきめられた回転位置に達する時に整流されることが大
切である。もし、導電区間がロータの位置に関して早す
ぎる、もしくは遅すぎて開始され、そして／もしくは整
流されなら、（即ち、導電区間がロータに“先行する”
もしくは“遅れる”）なら、ロータの一定トルクは維持
されないであろう、そしてモータは最大効率で動作しな
いであろう。従来のスイッチドリラクタンスモータは、
ロータ位置を連続的に検出し、そして応答して導電区間
を開始し、および／もしくは整流する制御信号を調整す
ることにより、モータ位相とロータ位置の間に“インフ
ェーズ”を維持しようとした。これらの従来のモータ
は、ロータ位置を検出するための様々な“直接的”およ
び”間接的”方法と手段を用いた。従来の直接検出手段
は、ロータに直接もしくはその近くに配置されたホール
効果センサと光学的センサを備えていた。これらの直接
センサは、かなりの空間を使うので、比較的に高価であ
り、そして信頼性がない。その間接検出方法と回路は、
直接センサのいくつかの欠点を克服した。しかし、従来
の間接検出方法と回路は、複雑で効果なハードウェアを
しばしば必要とした。さらに、従来の間接検出手段は、
それらがうまく動作するスピード範囲が制限されてい
た。そのため、上記の一つもしくはそれ以上の欠点を最
小もしくは除去するスイッチリラクタンスを制御するた
めの回路と方法が必要である。
（ＳＲＭ）は、直径方向に対向する複数組のステータ極
と直径に対して対向する複数組のロータ極をもつロータ
を含む。捲線もしくはコイルは通常ステータ極の周囲に
配置され、そして直径に対して対向する任意の二つのス
テータ極の周囲の捲線は、多相ＳＲＭの一モータ位相を
定めるために直列もしくは並列に接続される。モータ位
相に関係する捲線は、位相コイルとして参照される。位
相コイルに電流を生成することにより、磁場が一組のス
テータ極の周囲に設定され、そして一組のロータ極をス
テータ極を整列するように引きつけるトルクが、生成さ
れる。位相コイルの電流は、ロータに一定のトルクを生
じさせるために予めきめられたシークエンスで生成され
る。電流が位相コイルに与えられる期間は、−−−そし
てロータ極はステータ極に整列させる−−−“アクティ
ブステージ”として知られ、もしくはモータ位相の導電
区間である。ある点において、−−−ロータ極がステー
タ極に整列する点、もしくは先にあるいくつかの点のい
ずれか−−−ロータ極に作用することによる負もしくは
ブレーキングトルクを避けるように位相コイルの電流を
整流することが望ましい。この“整流”が達成される
と、電流は、もはや位相コイルで生成されず、電流は位
相コイルから消えてもよい。電流が位相コイルから消失
することを許される期間は、モータ相の“非アクティフ
ステージ”として知られている。ロータに比較的に一定
のトルクを維持するために、−−−そしてモータ効率を
最適にするために−−−ロータの位置とアクティブステ
ージもしくは各モータ位相の導電区間の間に“インフェ
ーズ”を維持することが大切である。いいかえると、導
電区間が開始され、制御され、そしてロータがあらかじ
めきめられた回転位置に達する時に整流されることが大
切である。もし、導電区間がロータの位置に関して早す
ぎる、もしくは遅すぎて開始され、そして／もしくは整
流されなら、（即ち、導電区間がロータに“先行する”
もしくは“遅れる”）なら、ロータの一定トルクは維持
されないであろう、そしてモータは最大効率で動作しな
いであろう。従来のスイッチドリラクタンスモータは、
ロータ位置を連続的に検出し、そして応答して導電区間
を開始し、および／もしくは整流する制御信号を調整す
ることにより、モータ位相とロータ位置の間に“インフ
ェーズ”を維持しようとした。これらの従来のモータ
は、ロータ位置を検出するための様々な“直接的”およ
び”間接的”方法と手段を用いた。従来の直接検出手段
は、ロータに直接もしくはその近くに配置されたホール
効果センサと光学的センサを備えていた。これらの直接
センサは、かなりの空間を使うので、比較的に高価であ
り、そして信頼性がない。その間接検出方法と回路は、
直接センサのいくつかの欠点を克服した。しかし、従来
の間接検出方法と回路は、複雑で効果なハードウェアを
しばしば必要とした。さらに、従来の間接検出手段は、
それらがうまく動作するスピード範囲が制限されてい
た。そのため、上記の一つもしくはそれ以上の欠点を最
小もしくは除去するスイッチリラクタンスを制御するた
めの回路と方法が必要である。
【発明が解決しようとする課題】本発明は、スイッチド
リラクタンスモータのようなモータを制御するための回
路と方法を提供する。本発明の目的は、ロータ位置の非
間接的検出を使用するモータを制御するための回路と方
法を提供することである。本発明の他の目的は、従来の
回路と方法より搭載するハードウェアを少なくし、廉価
であるモータ制御回路と方法を提供する。さらに、本発
明の他の目的は、従来の回路と方法に比較してより広い
範囲のモータスピードで使用できるモータ制御回路と方
法を提供する。
リラクタンスモータのようなモータを制御するための回
路と方法を提供する。本発明の目的は、ロータ位置の非
間接的検出を使用するモータを制御するための回路と方
法を提供することである。本発明の他の目的は、従来の
回路と方法より搭載するハードウェアを少なくし、廉価
であるモータ制御回路と方法を提供する。さらに、本発
明の他の目的は、従来の回路と方法に比較してより広い
範囲のモータスピードで使用できるモータ制御回路と方
法を提供する。
【課題を解決するための手段】本発明に関係するモータ
制御方法は、第１位相コイルの電流が第１と第２の予め
きめられた電流レベルの間に立ち上がるように第１位相
コイルに電流を流し、立ち上がり時間期間を測定するス
テップを含む。本発明に関係する方法は、また、測定さ
れた立ち上がり時間期間に応答して第１位相コイルもし
くは第２位相コイルのいずれかに電流を供給するステッ
プを含む。本発明の方法は、モータ位相コイルの電流立
ち上がり時間は位相コイルのインダクタンスに直接に比
例する原理に基づくものである。位相コイルのインダク
タンスは、ロータ位置を表示するものであるので、電流
立ち上がり時間は、ロータ位置を示すものとしてまた使
用できる。測定電流立ち上がり時間は、導電区間とロー
タ位置の間の“インフェーズ”関係を示す望ましい電流
立ち上がり時間に比較できる。この比較は、導電区間と
ロータ位置の間の“インフェーズ”関係を生成するため
に、引き続く導電区間の開始もしくは整流を調整する制
御信号を生成するのに使用できる。本発明の一実施例に
おいて、導電区間の電流立ち上がり時間はサンプルされ
そして望みの値に比較される。本発明の他の実施例にお
いて、導電区間に続く１もしくはそれ以上のタイミング
区間の電流立ち上がり時間は、望みの値にサンプルさ
れ、そして比較される。本発明に関する回路は、モータ
の第１位相に電流を流すための手段を含む。提供手段
は、位相コイルおよび選択的にスイッチを閉じそして電
源に位相コイルを結合する信号を生成するマイクロコン
トローラの両方に備えられたスイッチを含む。本発明に
従う回路は、第１の位相コイルの電流が第１および第２
の予めきめられた間に立ち上げるように立ち上がり時間
区間を指示する立ち上がり信号を生成する立ち上がり時
間信号生成器を含む。立ち上がり時間信号生成器は、第
１位相コイルの測定電流レベルを第１と第２の予めきめ
られた電流レベルと比較する一組の比較器および立ち上
がり信号を出力するアンドゲートのような論理ゲートを
含む。電流は、つまり、立ち上がり時間信号に応答する
第１位相コイルもしくは第２位相コイルのいずれかに電
流を供給する手段を含む。本発明に関する回路および方
法は、モータを制御する従来の回路と方法をより良くし
た意味のある改良を提供する。本発明の回路と方法は、
ロータの位置を決定するために間接的もしくはセンサの
ない手段を利用する。従って、また、本発明の回路と方
法は、直接的検出手段に比較してサイズと費用の点でよ
り低コストである。従来の間接的検出手段に比べた時、
本発明の回路と方法は改良されている。なぜなら、本発
明の回路と方法は、ロータ位置の推定器として電流立ち
上がり時間に依存するので、−−−より複雑な位置推定
器よりむしろ−−−本発明の回路と方法は従来の間接的
検出手段より簡単であり、廉価である。さらに、本発明
の回路と方法は、従来の間接的検出手段に比べて、モー
タスピードの広い範囲に装備できる。これらおよび他の
特徴と目的は、以下の詳細な説明と例によりこの発明の
特徴を図示する図面により技術に習熟したものにあきら
かになる。
制御方法は、第１位相コイルの電流が第１と第２の予め
きめられた電流レベルの間に立ち上がるように第１位相
コイルに電流を流し、立ち上がり時間期間を測定するス
テップを含む。本発明に関係する方法は、また、測定さ
れた立ち上がり時間期間に応答して第１位相コイルもし
くは第２位相コイルのいずれかに電流を供給するステッ
プを含む。本発明の方法は、モータ位相コイルの電流立
ち上がり時間は位相コイルのインダクタンスに直接に比
例する原理に基づくものである。位相コイルのインダク
タンスは、ロータ位置を表示するものであるので、電流
立ち上がり時間は、ロータ位置を示すものとしてまた使
用できる。測定電流立ち上がり時間は、導電区間とロー
タ位置の間の“インフェーズ”関係を示す望ましい電流
立ち上がり時間に比較できる。この比較は、導電区間と
ロータ位置の間の“インフェーズ”関係を生成するため
に、引き続く導電区間の開始もしくは整流を調整する制
御信号を生成するのに使用できる。本発明の一実施例に
おいて、導電区間の電流立ち上がり時間はサンプルされ
そして望みの値に比較される。本発明の他の実施例にお
いて、導電区間に続く１もしくはそれ以上のタイミング
区間の電流立ち上がり時間は、望みの値にサンプルさ
れ、そして比較される。本発明に関する回路は、モータ
の第１位相に電流を流すための手段を含む。提供手段
は、位相コイルおよび選択的にスイッチを閉じそして電
源に位相コイルを結合する信号を生成するマイクロコン
トローラの両方に備えられたスイッチを含む。本発明に
従う回路は、第１の位相コイルの電流が第１および第２
の予めきめられた間に立ち上げるように立ち上がり時間
区間を指示する立ち上がり信号を生成する立ち上がり時
間信号生成器を含む。立ち上がり時間信号生成器は、第
１位相コイルの測定電流レベルを第１と第２の予めきめ
られた電流レベルと比較する一組の比較器および立ち上
がり信号を出力するアンドゲートのような論理ゲートを
含む。電流は、つまり、立ち上がり時間信号に応答する
第１位相コイルもしくは第２位相コイルのいずれかに電
流を供給する手段を含む。本発明に関する回路および方
法は、モータを制御する従来の回路と方法をより良くし
た意味のある改良を提供する。本発明の回路と方法は、
ロータの位置を決定するために間接的もしくはセンサの
ない手段を利用する。従って、また、本発明の回路と方
法は、直接的検出手段に比較してサイズと費用の点でよ
り低コストである。従来の間接的検出手段に比べた時、
本発明の回路と方法は改良されている。なぜなら、本発
明の回路と方法は、ロータ位置の推定器として電流立ち
上がり時間に依存するので、−−−より複雑な位置推定
器よりむしろ−−−本発明の回路と方法は従来の間接的
検出手段より簡単であり、廉価である。さらに、本発明
の回路と方法は、従来の間接的検出手段に比べて、モー
タスピードの広い範囲に装備できる。これらおよび他の
特徴と目的は、以下の詳細な説明と例によりこの発明の
特徴を図示する図面により技術に習熟したものにあきら
かになる。
【発明の実施の形態】図面を参照するが、各図において
同じ番号は同じ部品を表すのに使用され、図１と図２
は、従来のスイッチドリラクタンスモータ（ｓｗｉｔｃ
ｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）１０示
す。図示されたモータは、スイッチドリラクタンスモー
タを構成するが、ここに開示される発明は技術的に知ら
れた他のモータに適用できることが理解されるべきであ
る。モータ１０は、ロータアセンブリ１２とステータア
センブリ１４を含み、両者は軸１６の回りに同軸配置さ
れる。代表的なモータ位相１８は、点線の枠で示されて
いて、ここに他の２つのモータ位相は示されていない。
図示の実施例は、３つのモータ位相１８を含み、モータ
位相１８の数は多様であることが技術に習熟したものに
より理解されるであろう。ロータアセンブリ１２は、ロ
ータアセンブリ１２に接続された負荷（図示せず）を動
かすために備えられる。アセンブリ１２はシャフト２０
とシャフト２０の周囲に配置されたロータ２２を含む。
シャフト２０は負荷もしくは負荷に連動する他の手段の
いずれかを含む。シャフト２０は軸１６に沿って縦方向
に広がり、そして軸１６の回りに同軸配置される。ロー
タ２２は、シャフト２０の回転を与えるように備えら
れ、そして時計方向もしくは反時計方向の回転が可能で
ある。ロータ２２は鉄のような比較的に低磁気リラクタ
ンスのをもつ材料により構成される。ロータ２２は、軸
１６の回りに同軸配置され、そしてシャフト２０の鍵受
け溝（図示せず）の内側に配置されるスプラインもしく
はくさび（図示せず）を含む。ロータ２２は、直径方向
に対向する１組のロータ極ａ−ａ’、ｂ−ｂ’にのよう
に半径方向の外に拡がる複数のロータ極２４を含む。各
極２４は、断面において通常直角であり、そして一つも
しくはそれ以上の半径方向に拡がる公知の歯を含む。ロ
ータ２２の極２４の数は様々であることは技術に習熟し
たものに理解されるであろう。ステータアセンブリ１４
は、ロータアセンブリ１２の回転を生じるトルクを生成
するように備えられる。ステータアセンブリ１４は、鉄
のような比較的に低い磁気リラクタンスをもつ材料で構
成される複数の薄片２０を備える。アセンブリ１４は、
直径方向に対称のステータ極の組Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、
Ｃ−Ｃ’のような半径方向の内側に拡がる複数の極２８
を含む。ステータ極２８の各組は、ロータ１２のロータ
極２４の対応する組を引きつけるように備えられ、それ
によりロータアセンブリ１２の回転を生じる。極２８
は、通常、断面において直角であり、そして公知の１つ
もしくはそれ以上の内側に拡がる歯（図示せず）を含
む。極２８は、ステータアセンブリ１２の軸の長さに沿
って拡がり、そしてロータアセンブリ１２を受けるよう
に定められる内径３０を規定する。ステータ極２８の数
は様々であることが技術者に理解されるであろう。ロー
タアセンブリ１２の回転は、各ステータ極の組をそれぞ
れに囲む位相コイル３２、３２’、３２”の導電区間
を、予め与えた周期で開始し、そして後に整流すること
により生じる。位相コイル３２、３２’、３２”は、直
径方向に対向するステータ極２８に捲かれ、直列もしく
は並列に接続することにより形成される。位相コイル３
２、３２’、３２”のひとつに電流が流れ始める時、最
も近いロータ極の組は、励起された位相コイルが巻かれ
るステータ極の組に向かって磁気的に引きつけられる。
ステータ極の組を囲む位相コイルの導電区間の連続する
開始と整流により、比較的に一定のトルクが生成でき
る。図３を参照すると、本発明に関係するコイル３２の
電流を制御する回路３４が図示されている。回路３４
は、モータ１０のあるモータ位相１８に対する等価回路
を示す。制御装置４６のような回路３４の部分は多重モ
ータ相１８の部分を構成する。回路３４は、スイッチ３
６、３８、電流を位相コイル３２に与えるためのダイオ
ード４０、４２、駆動回路４４、そして制御装置４６の
ような手段を含む。本発明に従えば、回路３４は、次の
要素を含む。即ち、検出抵抗４８と増幅器５０のよう
な、コイル３２の電流レベルを示す電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成するための手段、コイル３２の電流が予
めきめられた電流レベルを低と高レベルの間に生じるよ
うに立ち上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号
ＶT(A)を生成するための立ち上がり時間信号生成器５２
のような手段、そして論理ゲート５４、５６。モータ１
０のあるモータ位相が、図３では示されているが、モー
タ１０の他のモータ位相１８が実質的に似たような構成
を持つことが理解されるべきである。スイッチ３６、３
８は、コイル３２を励起し、そして励起を抑制するため
に位相コイル３２に電源５８を選択的に結合するように
備えられる。スイッチ３６、３８は、慣用的技術であ
り、良く知られた複数の形態の任意のものである。例え
ば、スイッチ３６、３８はＭＯＳＦＥＴにより構成され
る。スイッチ３６は、コイル３２に直列にコイル３２の
第１端子に接続される。スイッチ３８は、またコイル３
２に直列にコイル３２の第２端子に接続される。ダイオ
ード４０、４２は、コイル３２からの電流の消失を制御
し、特にコイル３２の電流を電源５８に戻すために備え
る。ダイオード４０、４２は慣用技術である。ダイオー
ド４０はスイッチ３６とコイル３２の直列結合に平行に
接続される。ダイオード４２はスイッチ３８とコイル３
２の直列結合に平行に接続される。スイッチ３６、３８
の一つが開かれ、そしてスイッチ３６、３８の他方が閉
じられる時、位相コイル３２の電流は、制御回路３４を
流れ、そして比較的にゆっくり消失する。例えば、もし
スイッチ３６が開かれ、そしてスイッチ３８が閉じられ
たら、電流は、スイッチ３８、ダイオード４２そしてコ
イル３２から構成される経路に沿って還流する。スイッ
チ３６、３８の双方が開いていた時、コイル３２の電流
は、電源５８、ダイオード４２、コイル３２、そしてダ
イオード４０から構成される経路に沿って電源５８に戻
るように急速に消失する。駆動回路４４は、回路３４の
部品の間の異なる許容性と要求を考慮した従来の方法
で、位相制御信号ＶC(A)の電圧レベルを調整するために
備えられる。駆動回路４４は、またコイル３２の導電区
間の間のあらかじめきめた高と低の間でコイル３２の中
の電流を制御するために備えられる。制御装置４６は、
各モータ位相１８の導電区間を開始しおよび整流するた
めに備えられる。特に、そして本発明に関係して、制御
装置４６は、各モータ位相１８の位相コイル３２、３
２’、３３”の測定された電流立ち上がり時間に応答し
て各モータ位相１８の導電区間を開始し、そして整流す
るのに備えられる。制御装置４６は、公知技術であり、
そしてディスクリート回路もしくはプログラマブルマイ
クロコントローラのいずれかで良い。制御装置４６は、
各モータ位相１８の導電区間の開始と整流を制御するた
めの位相制御信号ＶC(A)のような位相制御信号を生成す
る。制御装置４６は、以下に記す方法において、比較器
５２、５４により使用される高および低信号ＶU および
ＶL を生成する。検出抵抗４８は、コイル３２の電流レ
ベルを指示する信号を生成するために備えられ、そして
公知技術である。抵抗４８はスイッチ３８に接続される
１端子、および接地に接続された第２端子をもつ。様々
な慣用的なセンサが使用され、そして、例えばホール効
果センサが含まれる。増幅器５０は検出抵抗４８により
生成される信号を電流指示信号ＶSENSE(A)に変換するた
めに備えられる。増幅器５０は慣用技術である。立ち上
がり時間信号生成器５２はコイル３２の電流が予めきめ
られた低と高の電流レベルの間で立ち上げるために立ち
上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号ＶT(A)を
生成するために備えられる。信号生成器５２は、次の要
素を含む：電流指示信号ＶSENSE(A)を示す電流を高電流
レベル信号ＶU と比較するため、そしてそれぞれに応答
して比較信号ＶC1を生成するための比較器６０のような
手段、信号ＶSENSE(A)を指示する電流を低電流レベル信
号ＶL に比較し、そしてそれぞれに応答して比較器ＶC2
を生成するための比較器６２のような手段、位相制御信
号ＶC(A)およびＶC1とＶC2の比較信号に応答し、立ち上
がり時間信号ＶT(A)を生成するための論理ゲート６４の
ような手段。比較器６０、６２は、電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を高と低電流信号ＶU とＶL にそれぞれ比較す
る。比較器６０、６２は慣用技術である。比較器６０の
正入力は、それぞれ制御装置４６により生成された高電
流レベル信号ＶU に応答し、一方比較器６０の負入力
は、増幅器５０により生成された電流指示信号Ｖ
SENSE(A)に応答する。比較器６０はコイル３２の電流の
レベルが−−−電流指示信号ＶSENS E(A)により示される
−−−あらかじめきめた高電流レベルより−−−高電流
レベル信号ＶU により示される−−−小さいか大きいか
どうかを指示する比較信号ＶC1を出力する。比較器６２
の正入力６２は、増幅器５０により生成された電流指示
信号ＶSENSE(A)に応答し、一方、比較器６２の負入力
は、制御装置４６により生成された低電流レベル信号Ｖ
L に応答する。比較器６２は、コイル３２の電流のレベ
ルが−−−電流指示信号ＶSENSE(A)により指示される−
−−あらかじめきめた低レベルより−−−低電流レベル
信号ＶL により示される−−−大きいかどうかを示す比
較信号ＶC2を出力する。論理ゲート６４は、コイル３２
の電流があらかじめきめらた高および低レベル信号ＶU
とＶL の間で立ち上げるために必要な時間を示す立ち上
がり時間信号を生成するために備えられる。ゲート６４
は慣用技術であり、そしてＡＮＤゲートにより構成され
る。しかし、他のゲート構成が、本発明の精神から離れ
ることなく実行できる。ゲート６４は、位相制御信号Ｖ
C1とＶC2に応答する。論理ゲート５４は、モータ１０の
位相コイル３２、３２’、３２”の各々の電流があらか
じめ決められた高と低の電流レベルの間で立ち上がるた
めに必要な時間を示す組み合わされた立ち上がり信号Ｖ
T(ABC)を生成するために備えられる。そのように、ゲー
ト５４は、図示された実施例において３つのモータ位相
１８のおのおのにより生成された立ち上がり信号
ＶT(A)、ＶT(B)，ＶT(C)に応答する。ゲート５４は、慣
用技術であり、そしてＯＲゲートでよい。他のゲート構
成が本発明の精神から離れることなく実施できることが
理解されるべきである。論理ゲート５６は、立ち上がり
時間が導電レベルもしくは導電レベルの後の予めきめら
れた時間を生じるタイミング期間の間のいずれかにおい
て測定できる本発明の第２の実施例との関係で使用する
ために備えられる。ゲート５６は、立ち上がり信号Ｖ
SENSE(A)と制御装置４６により生成された選択信号ＶS
との組み合わせに応答する立ち上がり信号ＶT を生成す
る。選択信号ＶS は、測定された立ち上がり時間が、選
択された区間の間（例えば、導電区間の間もしくはタイ
ミング区間の間）にのみ制御装置４６に与えられること
を保証する。ゲート５６は慣用技術であり、そしてＡＮ
Ｄゲートを構成できる。しかし、再び、本発明の精神か
ら離れることなく他のゲート構成で実施できることが理
解されるべきである。図４Ａ−Ｂを参照すると、本発明
の回路と方法の基づく原理が説明される。公知のよう
に、位相インダクタンスは、ロータ位置を評価するよう
に使用される。図４Ａに示されるように、任意のモータ
位相１８において誘導的なレベルは対応する組のステー
タ極２８に近づくに従って線型的に増加する。ロータ極
２４とステータ極２８が整列した時、インダクタンスは
最大になり、そしてそれからロータ極２４がステータロ
ーラ極２８を通過して動くに従って線型に減少する。図
４Ｂに示されるように、同様の関係が、モータ１０の位
相コイルの２つの予め決められたレベルの間で電流が立
ち上がるために必要な時間とロータ位置の間で存在す
る。ロータ極２４がステータ極２８の対応する組に近づ
くに従って、電流が２つの予めきめられたレベルの間で
立ち上がるのに要する時間は線型に増加する。ロータ極
がステータ極に整列した時、最大時間が、電流が２つの
予め決められた時間の間で立ち上がるために必要であ
る。ロータ極がステータ極を過ぎて動くに従って、必要
な時間は線型に減少する。図４Ａ−Ｂに示されるよう
に、モータ位相コイルの電流が２つのレベルのあらかじ
めきめられたレベルの間で立ち上がるために必要な時間
は、直接に位相コイルのインダクタンスに比例する。結
果として、２つのあらかじめきめられたレベルの間の電
流の立ち上がり時間を測定することはロータ位置を推定
する。測定された立ち上がり時間は、モータ位相の導電
区間（もしくは電流立ち上がり時間）とロータ位置の間
の望ましい“インフェース”を指示する望ましい立ち上
がり時間にそれから比較される。もし、測定された立ち
上がり時間が望ましい立ち上がり時間と異なるなら、導
電区間はロータを遅らせもしくは進める。例えば、図４
Ｂの指定された点Ａは、モータ位相１０と特定の動作速
度におけるロータ位置の間の“インフェーズ”関係を確
立するための望ましい電流立ち上がり時間を示す。指定
された点ＢとＣは、モータ位相１８の位相コイルの電流
に対する測定された立ち上がり時間を示す。図４Ｂに示
されるように、点Ａ、Ｂ、およびＣは電流立ち上がり時
間プロファイルの正もしくは負の傾きのいずれかに落ち
る。公知技術として、一般的に比較的に低速度で動作す
るモータ１０のモータ位相１８に対する導電区間は、イ
ンダクションの正のスロープで始まりそして終了する。
それ故に、低速度において、望みの立ち上がり時間と測
定された立ち上がり時間は、電流立ち上がり時間プロフ
ァイルの正の傾きに落ちる。望ましい立ち上がり時間Ａ
より小さい立ち上がり時間Ｂのような電流立ち上がりは
電流が望まれるより早い二つのあらかじめきめられたレ
ベルの間で立ち上がることを指示し、そして、それ故に
導電区間がロータ位置を進めることを指示する。望まし
い立ち上がり時間Ａより大きい立ち上がり時間Ｃのよう
な電流立ち上がりは、２つの予めきめられた望ましいよ
り遅いレベルの間に立ち上がることを示し、そしてそれ
故に導電区間がロータ位置を遅らせることを指示する。
公知技術として、導電区間のスタートは、モータ速度が
増加するに従って、進まなければならない。これは、よ
り早く導電区間−−−インダクタンスの負の傾きにおい
て、を開始することにより達成される。結果として、望
ましいそして測定された立ち上がり時間は、図４Ｂに示
される電流立ち上がり時間プロファイルの負の傾きに見
いだされる。それゆえに、一度、モータが予めきめられ
た速度に到達すると、電流立ち上がり時間Ｂは、ロータ
位置を遅らせる導電区間を指示し、一方電流立ち上がり
時間Ｃは、ロータ位置を進める導電区間を指示する。上
記の発明回路を組み込むモータは、少なくとも、２つの
動作モードをもつ：スタートモードと走行モードであ
る。図５を参照すると、モータ１０をスタートする方法
が、詳細に説明される。その方法は、位相コイル３２、
３２’、３２”に電流を与え、および各位相コイルの電
流が低および高の電流レベルＶL とＶUのような２つの
あらかじめきめられたレベルの間で立ち上がる時間期間
ΔTA、ΔTBおよびΔTCそれぞれ測定するステップ６６、
６８、７０を含む。その方法は、さらに、電流立ち上が
り時間ΔTAと予めきめられたオフセット値ＫA との和の
合計を電流立ち上がり時間ΔTBに比較するステップ７２
を含む。電流立ち上がり時間ΔTAとオフセット値ＫA の
和の合計が電流立ち上がり時間ΔTBのより大きいなら、
その方法は、電流立ち上がり時間ΔT(B)と予めきめられ
たオフセット値ＫBとの和の合計を電流立ち上がり時間
ΔT(C)に比較するステップ７４を含む。もし、電流立ち
上がり時間ΔTBとオフセットＫB の和の合計が電流立ち
上がり時間ΔTCより大きいなら、その方法はコイル３
２’を励起するステップ７６を含む。一方、もし、電流
立ち上がり時間ΔTBとオフセット値ＫB の和の合計が電
流立ち上がり時間ΔTCより小さいか等しければ、その方
法は、コイル３２を励起するステップ７８を含む。ステ
ップ７２に戻って、もし電流立ち上がり時間ΔTAとオフ
セット値ＫA の和の合計が電流立ち上がり時間ΔTBより
小さいか等しければ、その方法は、電流立ち上がり時間
ΔTCと予めきめられたオフセット値ＫC との和の合計を
電流立ち上がり時間ΔTAに比較するステップ８０を含
む。もし、電流立ち上がり時間ΔTCとオフセット値ＫC
の和の合計が電流立ち上がり時間ΔTAより大きいなら、
その方法は、コイル３２”を励起するステップ８２を含
む。一方、電流立ち上がり時間ΔTCとオフセット値ＫC
との和の合計が電流立ち上がり時間ΔTAより小さいか等
しいなら、その方法は、コイル３２’を励起するステッ
プ８４を含む。ＫA 、ＫB およびＫC は、動作する特定
のモータ１０に依存することが特に注目されるべきであ
る。ここで、図６Ａ−Ｄを参照して、本発明に従うモー
タ制御方法を説明する。この方法は、コイル３２、３
２’および３２”の一つが上記のように設定されたスタ
ートアルゴリズムに従って励起された後に生じるモータ
の走行モードの間にモータ１０を制御するのに使用され
る。図６Ａを参照すると、本発明に従うモータ１０を制
御する方法は、モータ１０の第１位相コイル３２に電流
を供給するステップ８６を含む。図７Ａを参照すると、
制御装置４６により生成された位相制御信号ＶC(A)が高
論理レベルに遷移する時、電流がコイル３２に与えられ
る。図６Ａを再び参照すると、本発明に従う方法は、さ
らに、位相コイル３２の電流があらかじめきめられた第
１と第２のそれぞれの電流レベルＶL とＶU の間に生じ
るように立ち上がり時間期間を測定するステップ８８を
さらに含む。図６Ｂを参照すると、ステップ８８は、コ
イル３２の電流レベルを検出するサブステップ９２を含
む。図３に示されるように、回路３４で電流が検出抵抗
４８を使用して測定される。それから、増幅器５０は、
抵抗４８により検出される電流レベルに応答し、および
それを指示する図７Ｂに示される電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成する。図６Ｂを再び参照すると、ステッ
プ８８は、さらにコイル３２の電流レベルを予めきめら
れた高電流レベルＶU およびあらかじめきめられた低電
流レベルＶL と比較し、そしてそれぞれ比較信号ＶC1、
ＶC2を生成するサブステップ９４を含む。図７Ｃに示さ
れるように、比較信号ＶC1は、コイル３２の電流レベル
が、−−−ＶSENSE(A)により指示されるように−−−高
電流レベルＶU より小さい時には、いつも高論理レベル
を推定する。図７Ｄに示されるように、比較信号Ｖ
C2は、コイル３２の電流レベルが、−−−ＶSENSE(A)に
より指示されるように−−−低電流レベルＶL より大き
い時には、いつも高論理レベルを推定する。図６Ｂを再
び参照すると、ステップ８８は、コイル３２に流れる電
流が予めきめられた低および高電流レベルＶL とＶU の
間に生じるように立ち上がり時間期間ΔT(A)を指示する
立ち上がり信号期間ΔT(A)を生成するサブステップ９６
を含む。図７Ｅに示されるように、立ち上がる時間信号
ＶT(A)は、コイル３２の電流レベルが、低および高電流
レベルの間で立ち上がる期間においてのみ高論理レベル
を推測し、そして位相制御信号ＶC(A)は高論理レベルを
維持する。図６Ａをふたたび参照すると、本発明に従う
方法は、位相コイル３２もしくは他の位相コイルの−−
−位相コイル３２’もしくは位相コイル３２”のような
−−−いづれかに、立ち上がり時間信号ＶT(A)により指
示される立ち上がり時間期間ΔT(A)に応答して、最終的
に電流を供給するステップ９０を含む。ここで図６Ｃを
参照すると、ステップ９０は、立ち上がり時間期間Δ
T(A)に応答した位相期間値Ｐ’をドライブするサブステ
ップ９８を含む。位相期間値Ｐ’は、モータ１０の一つ
もしくはそれ以上の位相１８に関係した時間期間を示
す。図１０Ａ−Ｄを参照すると、ある与えられた実施例
において、位相期間値Ｐ’は、位相コイル３２のような
一つの位相コイルにおける導電区間１３４の開始と、コ
イル３２’のような他の位相コイルにおける導電区間１
３６の開始の間に位相区間期間Δt1を構成する。あるい
は、位相期間値Ｐ’は同じ位相コイルにおける第１およ
び第２の導電区間、もしくは位相コイルの中の導電区間
の開始と整流の間の期間を示す。与えられた実施例にお
いて、位相期間値Ｐ’は次の式を使用して求められる。 Ｐ’＝Ｐ＋／−Ｋ（ΔT(A)−ΔTD） ここに、Ｐは電流立ち上がり時間が測定されているモー
タ位相１８に関係する実在の位相期間値を示し、Ｋはモ
ータ１０を安定化し、そしてその遷移条件の間にその動
作維持するためのゲインを示し、ΔTDは望ましい立ち上
がり時間値を示す。図４Ｂを参照して、上記のように、
望ましい立ち上がり時間ΔTDは、ロータ位置と電流立ち
上がり時間が測定されているモータ位相１８の導電区間
の間の“インフェーズ”関係の指示である。図６Ｄに示
されるように、そして上記の式に反映されるように、サ
ブステップ９８は、立ち上がり時間誤差値を得るために
測定される立ち上がり期間ΔT(A)を望みの立ち上がり期
間ΔTDに比較するサブステップ１０２を含む。あたえら
れた一実施例において、この比較は、測定された立ち上
がり時間期間ΔT(A)から望ましい立ち上がり期間ΔTDを
減算することにより達成される。サブステップ９８は、
さらに位相期間値Ｐ’を得るために位相期間値Ｐから立
ち上がり時間誤差値を減算するサブステップ１０４を含
む。図４Ａ−Ｂを参照して上記のように説明したが、望
みの立ち上がり時間ΔTDと測定された立ち上がり時間期
間ΔT(A)の間の関係は、一度モータ１０が予めきめられ
た動作速度に達すると変化し、そしてモータ１０の各モ
ータ位相１８に対する区間は、モータ位相１８に対する
インダクタンスの負の傾きで開始される。結果として、
一度モータ１０があらかじめきめられた速度に到達する
と、サブステップ９８は、さらに、位相期間値Ｐ’を得
るために位相期間値Ｐに立ち上がり誤差時間値を加える
サブステップ１０６を含む。図６Ａと図６Ｃを再び参照
すると、ステップ９０は、位相期間値Ｐ’に応答する最
終的に位相コイル３２もしくは他の位相コイルの電流を
制御するサブステップ１００を含む。制御装置４６は、
モータ位相の中の導電区間を開始および／もしくは整流
するために位相期間値Ｐ’に応答するＶC(A)のような位
相制御信号を生成し、そして導電区間をロータの位置と
の関係で“インフェーズ”する。例えば、もし、Ｐがコ
イル３２と３２’の導電区間の開始の間に位相区間期間
を示すなら、Ｐ’はコイル３２’と３２”の導電区間の
開始の間の位相区間期間を示し、そしてコイル３２の電
流の立ち上がり時間ΔT(A)は、コイル３２の導電区間は
ロータ位置を遅らせることを指示し、それから、位相区
間値Ｐ’は、上記の式を使用して位相期間値Ｐより小さ
くなるであろう。結果として、コイル３２”の導電区間
は、そうでなければそれがもつより早く開始され、そし
てロータ位置の位相に送られるであろう。図８Ａ−Ｄを
参照すると、本発明に関係する方法の第２の実施例が説
明される。図９Ａと図９Ｂを参照すると、本発明の第２
の実施例に関係してモータ１０を制御する方法は、導電
区間１１２の間にモータ１０の第１位相コイルに電流を
与え、そして導電時間区間１１２の終了の後にあらかじ
め与えられた期間の時間ｔを開始するタイミング期間１
１４の間にコイル３２に電流を供給するるステップ１０
８、１１０を含む。図９Ａに示されるように、制御装置
４６により生成された位相制御信号ＶC(A)が高論理レベ
ルに遷移する時、電流は導電区間１１２とタイミング区
間１１４の間に与えられる。図８Ａをふたたび参照する
と、本発明に関係する方法は、さらに位相コイル３２の
電流が、第１と第２の予めきめられた電流レベルＶL と
ＶU の間で、それぞれがタイミング時間の間に立ち上が
る立ち上がり時間区間を測定するステップ１１６をさら
に含む。図８Ｂを参照すると、ステップ１１６は、コイ
ル３２の電流のレベルを検出するサブステップ１１８を
含む。図３に示されるように、電流３４の中で電流が検
出抵抗４８を使用して測定される。増幅器５０は、それ
から、抵抗４８により検出される電流レベルに応答し、
そして指示する図９Ｂで示される電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成する。図８Ｂを再び参照すると、ステッ
プ１１６は、さらにコイル３２の電流レベルをあらかじ
めきめられた高電流レベルＶUとあらかじめきめられた
低電流レベルＶL に比較し、そしてそれぞれに応答して
比較信号ＶC1とＶC2を生成するサブステップ１２０を含
む。図９Ｃに示すように、比較信号ＶC1は、コイル３２
の電流レベルは、−−−ＶSENSE(A)により示されるよう
に−−−高電流レベルより小さい時はいつも高論理レベ
ルを推定する。図９Ｄに示されるように、比較信号ＶC2
は、コイル３２の電流レベルが−−−ＶSE NSE(A)により
示されるように−−−低電流レベルＶL より大きい時
は、いつでも、高論理レベルを推定する。図８Ｂを再び
参照すると、ステップ１１６は、コイル３２の電流が区
間１１４の間に予め決められた低および高電流レベルの
間で立ち上がるための立ち上がり時間期間ΔT(A)を指示
する立ち上がり時間信号ＶT(A)を生成するサブステップ
１２２を含む。図９Ｅに示されるように、立ち上がり信
号ＶT(A)は、コイル３２の電流レベルが、タイミングイ
ンターバルの間に予め定めた低および高電流レベルの間
で立ち上がる期間のみ高論理信号を推定し、そして位相
制御信号ＶC(A)が高論理レベルを維持する。これは、導
電区間１１２とタイミンク区間１１４の双方の間に生じ
るので、制御装置４６で生成された選択信号ＶS が論理
ゲート５６に関係して、タイミング区間１１４から得ら
れた測定された立ち上がり時間のみが制御装置４６に与
えられることを保証するために使用される（図３に最善
が示される）。図９Ｆに図示されるように、選択信号Ｖ
ｓは、タイミング区間１１４の開始において、高論理状
態を推定する。選択信号Ｖｓはそれから立ち上がり時間
信号ＶT(A)の立ち下がりエッジに応答して、低論理レベ
ルに遷移する。もし、多重タイミング期間１１４が導電
区間１１２の間で使用されるなら、選択信号Ｖｓが立ち
上がり時間測定に使用するためにどのタイミング区間１
１４を使用すべきかを選択するために使用されることが
注目されるべきである。図８Ａを再び参照すると、本発
明に従う方法は、立ち上がり時間信号ＶT(A)により指示
される立ち上がり時間信号ΔT(A)に応答する位相コイル
３２もしくは他の位相コイル−−位相コイル３２’もし
くは位相コイル３２”のような−−−に電流を供給する
ステップを含む。図８Ｃを参照すると、ステップ１２４
は立ち上がり時間期間ΔT(A)に応答する位相期間値Ｐ’
を導くサブステップ１２６を含む。位相期間値Ｐ’はモ
−タ１０の一つもしくはそれ以上のモ−タ位相に関係す
る時間期間を示す。図１０Ａ─Ｄを参照すると、位相コ
イル３２のような一つの位相コイルの導電区間１３４の
開始とコイル３２’のような他の位相コイルの導電区間
１３４の開始条件の間の位相区間期間Δt1を構成する。
第２の設定された実施例において，位相期間値Ｐ’は，
位相コイル３２のような一位相コイルのタイミング区間
の開始、および他の位相コイルのタイミング区間１４０
の開始の間の位相区間期間Δt2を構成する。あるいは、
位相期間値Ｐ’は、第１と第２の導電区間もしくは同じ
位相コイルにおけるタイミング区間の間の期間、もしく
は導電区間の開始と整流の間の期間、もしくは位相コイ
ルの中のタイミング区間を表わす。与えられた実施例に
おいて、位相期間値Ｐ’は、次の式を使用して得られ
る。 Ｐ’＝Ｐ＋Ｋ（ΔT(A)＋ΔTD） ここに、Ｐは電流立ち上がり時間が測定されるモ−タ位
相１８に関係する実際の位相期間値、Ｋはモ、タ１０を
安定化するのに選択されるゲインを表し、そして遷移条
件の間にその動作を維持し、ΔTDは望みの立ち上がり時
間を表わす。図４Ｂを参照して上記のことを説明する
時、望みの立ち上がり時間ΔTDは、電流立ち上がり時間
が測定されるモ−タ位相１８に対するロ−タ位置と導電
区間の間の“インフェーズ”を指示する。図８Ｄに示さ
れるように、そして上記に定義された式で考察されるよ
うに、サブステップ１２６は立ち上がり時間値を得るた
めに測定された立ち上がり時間期間ΔT(A)を望ましい立
ち上がり時間期間ΔTDに比較するサブステップ１２６を
含む。与えられた実施例において、この比較は、測定さ
れた立ち上がり時間期間ΔT(A)から望ましい立ち上がり
期間ΔTDを減算することにより達成される。サブステッ
プ１２６は、位相期間値Ｐ’を得るために位相期間値Ｐ
に立ち上がり時間誤差値を加算するサブステップ１３０
をさらに含む。上記に説明された第１方法の実施例と違
って、立ち上がり時間誤差値は、位相期間値Ｐに必ず加
えられる。これは、インダクタンスの正の傾斜の端部に
おいてもしくはその近くにおいて通常、導電区間１１２
は整流されるからである。タイミング区間１１４を開始
することにより導電区間１１２の端の後の予めきめられ
た時間期間ｔは、コイル３２のインダクタンスの負の傾
斜の間に生じるようにできる。望ましい立ち上がり時間
と測定立ち上がり時間が 立ち上がり時間電流プロファ
イルの負の傾きにおいて常に生じるので、立ち上がり誤
差値は常に位相期間値Ｐに加えられる。図８Ａと８Ｃを
再び参照すると、ステップ１２４は、最終的に位相コイ
ル３２もしくは位相期間値Ｐ’に応答する他の位相コイ
ルの電流を制御するサブステップ１３２を含む。制御装
置４６はモータ位相の中の導電区間を開始および／もし
くは整流するために位相期間値Ｐ’に応答してＶC(A)の
ような位相制御信号を生成し，そしてロータの位置に関
係する“インフェ−ズ”に導電区間をもたらす。例え
ば、もし、Ｐが、コイル３２と３２’の導電区間の開始
の間の位相期間を示すなら、コイル３２の電流の立ち上
がり時間ΔT(A)が、コイルの位相区間がロータの位置を
遅らせることを指示すものであるなら、その時、位相期
間値Ｐ’は、上記の式を使用する位相期間値より小さい
であろう。結果として、コイル３２”に導電区間は、そ
うでなければ、ロータの位置に位相をもち、そしてもた
らされるより早く開始されるであろう。本発明が、上記
の望ましい実施例で特に示されそして説明されたが、様
々な変更および修正が、本発明の精神と範囲を逸脱する
ことなく発明においてなされることが技術に熟達したも
のによりなされることが理解できるであろう。
同じ番号は同じ部品を表すのに使用され、図１と図２
は、従来のスイッチドリラクタンスモータ（ｓｗｉｔｃ
ｈｅｄ ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ ｍｏｔｏｒ）１０示
す。図示されたモータは、スイッチドリラクタンスモー
タを構成するが、ここに開示される発明は技術的に知ら
れた他のモータに適用できることが理解されるべきであ
る。モータ１０は、ロータアセンブリ１２とステータア
センブリ１４を含み、両者は軸１６の回りに同軸配置さ
れる。代表的なモータ位相１８は、点線の枠で示されて
いて、ここに他の２つのモータ位相は示されていない。
図示の実施例は、３つのモータ位相１８を含み、モータ
位相１８の数は多様であることが技術に習熟したものに
より理解されるであろう。ロータアセンブリ１２は、ロ
ータアセンブリ１２に接続された負荷（図示せず）を動
かすために備えられる。アセンブリ１２はシャフト２０
とシャフト２０の周囲に配置されたロータ２２を含む。
シャフト２０は負荷もしくは負荷に連動する他の手段の
いずれかを含む。シャフト２０は軸１６に沿って縦方向
に広がり、そして軸１６の回りに同軸配置される。ロー
タ２２は、シャフト２０の回転を与えるように備えら
れ、そして時計方向もしくは反時計方向の回転が可能で
ある。ロータ２２は鉄のような比較的に低磁気リラクタ
ンスのをもつ材料により構成される。ロータ２２は、軸
１６の回りに同軸配置され、そしてシャフト２０の鍵受
け溝（図示せず）の内側に配置されるスプラインもしく
はくさび（図示せず）を含む。ロータ２２は、直径方向
に対向する１組のロータ極ａ−ａ’、ｂ−ｂ’にのよう
に半径方向の外に拡がる複数のロータ極２４を含む。各
極２４は、断面において通常直角であり、そして一つも
しくはそれ以上の半径方向に拡がる公知の歯を含む。ロ
ータ２２の極２４の数は様々であることは技術に習熟し
たものに理解されるであろう。ステータアセンブリ１４
は、ロータアセンブリ１２の回転を生じるトルクを生成
するように備えられる。ステータアセンブリ１４は、鉄
のような比較的に低い磁気リラクタンスをもつ材料で構
成される複数の薄片２０を備える。アセンブリ１４は、
直径方向に対称のステータ極の組Ａ−Ａ’、Ｂ−Ｂ’、
Ｃ−Ｃ’のような半径方向の内側に拡がる複数の極２８
を含む。ステータ極２８の各組は、ロータ１２のロータ
極２４の対応する組を引きつけるように備えられ、それ
によりロータアセンブリ１２の回転を生じる。極２８
は、通常、断面において直角であり、そして公知の１つ
もしくはそれ以上の内側に拡がる歯（図示せず）を含
む。極２８は、ステータアセンブリ１２の軸の長さに沿
って拡がり、そしてロータアセンブリ１２を受けるよう
に定められる内径３０を規定する。ステータ極２８の数
は様々であることが技術者に理解されるであろう。ロー
タアセンブリ１２の回転は、各ステータ極の組をそれぞ
れに囲む位相コイル３２、３２’、３２”の導電区間
を、予め与えた周期で開始し、そして後に整流すること
により生じる。位相コイル３２、３２’、３２”は、直
径方向に対向するステータ極２８に捲かれ、直列もしく
は並列に接続することにより形成される。位相コイル３
２、３２’、３２”のひとつに電流が流れ始める時、最
も近いロータ極の組は、励起された位相コイルが巻かれ
るステータ極の組に向かって磁気的に引きつけられる。
ステータ極の組を囲む位相コイルの導電区間の連続する
開始と整流により、比較的に一定のトルクが生成でき
る。図３を参照すると、本発明に関係するコイル３２の
電流を制御する回路３４が図示されている。回路３４
は、モータ１０のあるモータ位相１８に対する等価回路
を示す。制御装置４６のような回路３４の部分は多重モ
ータ相１８の部分を構成する。回路３４は、スイッチ３
６、３８、電流を位相コイル３２に与えるためのダイオ
ード４０、４２、駆動回路４４、そして制御装置４６の
ような手段を含む。本発明に従えば、回路３４は、次の
要素を含む。即ち、検出抵抗４８と増幅器５０のよう
な、コイル３２の電流レベルを示す電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成するための手段、コイル３２の電流が予
めきめられた電流レベルを低と高レベルの間に生じるよ
うに立ち上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号
ＶT(A)を生成するための立ち上がり時間信号生成器５２
のような手段、そして論理ゲート５４、５６。モータ１
０のあるモータ位相が、図３では示されているが、モー
タ１０の他のモータ位相１８が実質的に似たような構成
を持つことが理解されるべきである。スイッチ３６、３
８は、コイル３２を励起し、そして励起を抑制するため
に位相コイル３２に電源５８を選択的に結合するように
備えられる。スイッチ３６、３８は、慣用的技術であ
り、良く知られた複数の形態の任意のものである。例え
ば、スイッチ３６、３８はＭＯＳＦＥＴにより構成され
る。スイッチ３６は、コイル３２に直列にコイル３２の
第１端子に接続される。スイッチ３８は、またコイル３
２に直列にコイル３２の第２端子に接続される。ダイオ
ード４０、４２は、コイル３２からの電流の消失を制御
し、特にコイル３２の電流を電源５８に戻すために備え
る。ダイオード４０、４２は慣用技術である。ダイオー
ド４０はスイッチ３６とコイル３２の直列結合に平行に
接続される。ダイオード４２はスイッチ３８とコイル３
２の直列結合に平行に接続される。スイッチ３６、３８
の一つが開かれ、そしてスイッチ３６、３８の他方が閉
じられる時、位相コイル３２の電流は、制御回路３４を
流れ、そして比較的にゆっくり消失する。例えば、もし
スイッチ３６が開かれ、そしてスイッチ３８が閉じられ
たら、電流は、スイッチ３８、ダイオード４２そしてコ
イル３２から構成される経路に沿って還流する。スイッ
チ３６、３８の双方が開いていた時、コイル３２の電流
は、電源５８、ダイオード４２、コイル３２、そしてダ
イオード４０から構成される経路に沿って電源５８に戻
るように急速に消失する。駆動回路４４は、回路３４の
部品の間の異なる許容性と要求を考慮した従来の方法
で、位相制御信号ＶC(A)の電圧レベルを調整するために
備えられる。駆動回路４４は、またコイル３２の導電区
間の間のあらかじめきめた高と低の間でコイル３２の中
の電流を制御するために備えられる。制御装置４６は、
各モータ位相１８の導電区間を開始しおよび整流するた
めに備えられる。特に、そして本発明に関係して、制御
装置４６は、各モータ位相１８の位相コイル３２、３
２’、３３”の測定された電流立ち上がり時間に応答し
て各モータ位相１８の導電区間を開始し、そして整流す
るのに備えられる。制御装置４６は、公知技術であり、
そしてディスクリート回路もしくはプログラマブルマイ
クロコントローラのいずれかで良い。制御装置４６は、
各モータ位相１８の導電区間の開始と整流を制御するた
めの位相制御信号ＶC(A)のような位相制御信号を生成す
る。制御装置４６は、以下に記す方法において、比較器
５２、５４により使用される高および低信号ＶU および
ＶL を生成する。検出抵抗４８は、コイル３２の電流レ
ベルを指示する信号を生成するために備えられ、そして
公知技術である。抵抗４８はスイッチ３８に接続される
１端子、および接地に接続された第２端子をもつ。様々
な慣用的なセンサが使用され、そして、例えばホール効
果センサが含まれる。増幅器５０は検出抵抗４８により
生成される信号を電流指示信号ＶSENSE(A)に変換するた
めに備えられる。増幅器５０は慣用技術である。立ち上
がり時間信号生成器５２はコイル３２の電流が予めきめ
られた低と高の電流レベルの間で立ち上げるために立ち
上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号ＶT(A)を
生成するために備えられる。信号生成器５２は、次の要
素を含む：電流指示信号ＶSENSE(A)を示す電流を高電流
レベル信号ＶU と比較するため、そしてそれぞれに応答
して比較信号ＶC1を生成するための比較器６０のような
手段、信号ＶSENSE(A)を指示する電流を低電流レベル信
号ＶL に比較し、そしてそれぞれに応答して比較器ＶC2
を生成するための比較器６２のような手段、位相制御信
号ＶC(A)およびＶC1とＶC2の比較信号に応答し、立ち上
がり時間信号ＶT(A)を生成するための論理ゲート６４の
ような手段。比較器６０、６２は、電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を高と低電流信号ＶU とＶL にそれぞれ比較す
る。比較器６０、６２は慣用技術である。比較器６０の
正入力は、それぞれ制御装置４６により生成された高電
流レベル信号ＶU に応答し、一方比較器６０の負入力
は、増幅器５０により生成された電流指示信号Ｖ
SENSE(A)に応答する。比較器６０はコイル３２の電流の
レベルが−−−電流指示信号ＶSENS E(A)により示される
−−−あらかじめきめた高電流レベルより−−−高電流
レベル信号ＶU により示される−−−小さいか大きいか
どうかを指示する比較信号ＶC1を出力する。比較器６２
の正入力６２は、増幅器５０により生成された電流指示
信号ＶSENSE(A)に応答し、一方、比較器６２の負入力
は、制御装置４６により生成された低電流レベル信号Ｖ
L に応答する。比較器６２は、コイル３２の電流のレベ
ルが−−−電流指示信号ＶSENSE(A)により指示される−
−−あらかじめきめた低レベルより−−−低電流レベル
信号ＶL により示される−−−大きいかどうかを示す比
較信号ＶC2を出力する。論理ゲート６４は、コイル３２
の電流があらかじめきめらた高および低レベル信号ＶU
とＶL の間で立ち上げるために必要な時間を示す立ち上
がり時間信号を生成するために備えられる。ゲート６４
は慣用技術であり、そしてＡＮＤゲートにより構成され
る。しかし、他のゲート構成が、本発明の精神から離れ
ることなく実行できる。ゲート６４は、位相制御信号Ｖ
C1とＶC2に応答する。論理ゲート５４は、モータ１０の
位相コイル３２、３２’、３２”の各々の電流があらか
じめ決められた高と低の電流レベルの間で立ち上がるた
めに必要な時間を示す組み合わされた立ち上がり信号Ｖ
T(ABC)を生成するために備えられる。そのように、ゲー
ト５４は、図示された実施例において３つのモータ位相
１８のおのおのにより生成された立ち上がり信号
ＶT(A)、ＶT(B)，ＶT(C)に応答する。ゲート５４は、慣
用技術であり、そしてＯＲゲートでよい。他のゲート構
成が本発明の精神から離れることなく実施できることが
理解されるべきである。論理ゲート５６は、立ち上がり
時間が導電レベルもしくは導電レベルの後の予めきめら
れた時間を生じるタイミング期間の間のいずれかにおい
て測定できる本発明の第２の実施例との関係で使用する
ために備えられる。ゲート５６は、立ち上がり信号Ｖ
SENSE(A)と制御装置４６により生成された選択信号ＶS
との組み合わせに応答する立ち上がり信号ＶT を生成す
る。選択信号ＶS は、測定された立ち上がり時間が、選
択された区間の間（例えば、導電区間の間もしくはタイ
ミング区間の間）にのみ制御装置４６に与えられること
を保証する。ゲート５６は慣用技術であり、そしてＡＮ
Ｄゲートを構成できる。しかし、再び、本発明の精神か
ら離れることなく他のゲート構成で実施できることが理
解されるべきである。図４Ａ−Ｂを参照すると、本発明
の回路と方法の基づく原理が説明される。公知のよう
に、位相インダクタンスは、ロータ位置を評価するよう
に使用される。図４Ａに示されるように、任意のモータ
位相１８において誘導的なレベルは対応する組のステー
タ極２８に近づくに従って線型的に増加する。ロータ極
２４とステータ極２８が整列した時、インダクタンスは
最大になり、そしてそれからロータ極２４がステータロ
ーラ極２８を通過して動くに従って線型に減少する。図
４Ｂに示されるように、同様の関係が、モータ１０の位
相コイルの２つの予め決められたレベルの間で電流が立
ち上がるために必要な時間とロータ位置の間で存在す
る。ロータ極２４がステータ極２８の対応する組に近づ
くに従って、電流が２つの予めきめられたレベルの間で
立ち上がるのに要する時間は線型に増加する。ロータ極
がステータ極に整列した時、最大時間が、電流が２つの
予め決められた時間の間で立ち上がるために必要であ
る。ロータ極がステータ極を過ぎて動くに従って、必要
な時間は線型に減少する。図４Ａ−Ｂに示されるよう
に、モータ位相コイルの電流が２つのレベルのあらかじ
めきめられたレベルの間で立ち上がるために必要な時間
は、直接に位相コイルのインダクタンスに比例する。結
果として、２つのあらかじめきめられたレベルの間の電
流の立ち上がり時間を測定することはロータ位置を推定
する。測定された立ち上がり時間は、モータ位相の導電
区間（もしくは電流立ち上がり時間）とロータ位置の間
の望ましい“インフェース”を指示する望ましい立ち上
がり時間にそれから比較される。もし、測定された立ち
上がり時間が望ましい立ち上がり時間と異なるなら、導
電区間はロータを遅らせもしくは進める。例えば、図４
Ｂの指定された点Ａは、モータ位相１０と特定の動作速
度におけるロータ位置の間の“インフェーズ”関係を確
立するための望ましい電流立ち上がり時間を示す。指定
された点ＢとＣは、モータ位相１８の位相コイルの電流
に対する測定された立ち上がり時間を示す。図４Ｂに示
されるように、点Ａ、Ｂ、およびＣは電流立ち上がり時
間プロファイルの正もしくは負の傾きのいずれかに落ち
る。公知技術として、一般的に比較的に低速度で動作す
るモータ１０のモータ位相１８に対する導電区間は、イ
ンダクションの正のスロープで始まりそして終了する。
それ故に、低速度において、望みの立ち上がり時間と測
定された立ち上がり時間は、電流立ち上がり時間プロフ
ァイルの正の傾きに落ちる。望ましい立ち上がり時間Ａ
より小さい立ち上がり時間Ｂのような電流立ち上がりは
電流が望まれるより早い二つのあらかじめきめられたレ
ベルの間で立ち上がることを指示し、そして、それ故に
導電区間がロータ位置を進めることを指示する。望まし
い立ち上がり時間Ａより大きい立ち上がり時間Ｃのよう
な電流立ち上がりは、２つの予めきめられた望ましいよ
り遅いレベルの間に立ち上がることを示し、そしてそれ
故に導電区間がロータ位置を遅らせることを指示する。
公知技術として、導電区間のスタートは、モータ速度が
増加するに従って、進まなければならない。これは、よ
り早く導電区間−−−インダクタンスの負の傾きにおい
て、を開始することにより達成される。結果として、望
ましいそして測定された立ち上がり時間は、図４Ｂに示
される電流立ち上がり時間プロファイルの負の傾きに見
いだされる。それゆえに、一度、モータが予めきめられ
た速度に到達すると、電流立ち上がり時間Ｂは、ロータ
位置を遅らせる導電区間を指示し、一方電流立ち上がり
時間Ｃは、ロータ位置を進める導電区間を指示する。上
記の発明回路を組み込むモータは、少なくとも、２つの
動作モードをもつ：スタートモードと走行モードであ
る。図５を参照すると、モータ１０をスタートする方法
が、詳細に説明される。その方法は、位相コイル３２、
３２’、３２”に電流を与え、および各位相コイルの電
流が低および高の電流レベルＶL とＶUのような２つの
あらかじめきめられたレベルの間で立ち上がる時間期間
ΔTA、ΔTBおよびΔTCそれぞれ測定するステップ６６、
６８、７０を含む。その方法は、さらに、電流立ち上が
り時間ΔTAと予めきめられたオフセット値ＫA との和の
合計を電流立ち上がり時間ΔTBに比較するステップ７２
を含む。電流立ち上がり時間ΔTAとオフセット値ＫA の
和の合計が電流立ち上がり時間ΔTBのより大きいなら、
その方法は、電流立ち上がり時間ΔT(B)と予めきめられ
たオフセット値ＫBとの和の合計を電流立ち上がり時間
ΔT(C)に比較するステップ７４を含む。もし、電流立ち
上がり時間ΔTBとオフセットＫB の和の合計が電流立ち
上がり時間ΔTCより大きいなら、その方法はコイル３
２’を励起するステップ７６を含む。一方、もし、電流
立ち上がり時間ΔTBとオフセット値ＫB の和の合計が電
流立ち上がり時間ΔTCより小さいか等しければ、その方
法は、コイル３２を励起するステップ７８を含む。ステ
ップ７２に戻って、もし電流立ち上がり時間ΔTAとオフ
セット値ＫA の和の合計が電流立ち上がり時間ΔTBより
小さいか等しければ、その方法は、電流立ち上がり時間
ΔTCと予めきめられたオフセット値ＫC との和の合計を
電流立ち上がり時間ΔTAに比較するステップ８０を含
む。もし、電流立ち上がり時間ΔTCとオフセット値ＫC
の和の合計が電流立ち上がり時間ΔTAより大きいなら、
その方法は、コイル３２”を励起するステップ８２を含
む。一方、電流立ち上がり時間ΔTCとオフセット値ＫC
との和の合計が電流立ち上がり時間ΔTAより小さいか等
しいなら、その方法は、コイル３２’を励起するステッ
プ８４を含む。ＫA 、ＫB およびＫC は、動作する特定
のモータ１０に依存することが特に注目されるべきであ
る。ここで、図６Ａ−Ｄを参照して、本発明に従うモー
タ制御方法を説明する。この方法は、コイル３２、３
２’および３２”の一つが上記のように設定されたスタ
ートアルゴリズムに従って励起された後に生じるモータ
の走行モードの間にモータ１０を制御するのに使用され
る。図６Ａを参照すると、本発明に従うモータ１０を制
御する方法は、モータ１０の第１位相コイル３２に電流
を供給するステップ８６を含む。図７Ａを参照すると、
制御装置４６により生成された位相制御信号ＶC(A)が高
論理レベルに遷移する時、電流がコイル３２に与えられ
る。図６Ａを再び参照すると、本発明に従う方法は、さ
らに、位相コイル３２の電流があらかじめきめられた第
１と第２のそれぞれの電流レベルＶL とＶU の間に生じ
るように立ち上がり時間期間を測定するステップ８８を
さらに含む。図６Ｂを参照すると、ステップ８８は、コ
イル３２の電流レベルを検出するサブステップ９２を含
む。図３に示されるように、回路３４で電流が検出抵抗
４８を使用して測定される。それから、増幅器５０は、
抵抗４８により検出される電流レベルに応答し、および
それを指示する図７Ｂに示される電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成する。図６Ｂを再び参照すると、ステッ
プ８８は、さらにコイル３２の電流レベルを予めきめら
れた高電流レベルＶU およびあらかじめきめられた低電
流レベルＶL と比較し、そしてそれぞれ比較信号ＶC1、
ＶC2を生成するサブステップ９４を含む。図７Ｃに示さ
れるように、比較信号ＶC1は、コイル３２の電流レベル
が、−−−ＶSENSE(A)により指示されるように−−−高
電流レベルＶU より小さい時には、いつも高論理レベル
を推定する。図７Ｄに示されるように、比較信号Ｖ
C2は、コイル３２の電流レベルが、−−−ＶSENSE(A)に
より指示されるように−−−低電流レベルＶL より大き
い時には、いつも高論理レベルを推定する。図６Ｂを再
び参照すると、ステップ８８は、コイル３２に流れる電
流が予めきめられた低および高電流レベルＶL とＶU の
間に生じるように立ち上がり時間期間ΔT(A)を指示する
立ち上がり信号期間ΔT(A)を生成するサブステップ９６
を含む。図７Ｅに示されるように、立ち上がる時間信号
ＶT(A)は、コイル３２の電流レベルが、低および高電流
レベルの間で立ち上がる期間においてのみ高論理レベル
を推測し、そして位相制御信号ＶC(A)は高論理レベルを
維持する。図６Ａをふたたび参照すると、本発明に従う
方法は、位相コイル３２もしくは他の位相コイルの−−
−位相コイル３２’もしくは位相コイル３２”のような
−−−いづれかに、立ち上がり時間信号ＶT(A)により指
示される立ち上がり時間期間ΔT(A)に応答して、最終的
に電流を供給するステップ９０を含む。ここで図６Ｃを
参照すると、ステップ９０は、立ち上がり時間期間Δ
T(A)に応答した位相期間値Ｐ’をドライブするサブステ
ップ９８を含む。位相期間値Ｐ’は、モータ１０の一つ
もしくはそれ以上の位相１８に関係した時間期間を示
す。図１０Ａ−Ｄを参照すると、ある与えられた実施例
において、位相期間値Ｐ’は、位相コイル３２のような
一つの位相コイルにおける導電区間１３４の開始と、コ
イル３２’のような他の位相コイルにおける導電区間１
３６の開始の間に位相区間期間Δt1を構成する。あるい
は、位相期間値Ｐ’は同じ位相コイルにおける第１およ
び第２の導電区間、もしくは位相コイルの中の導電区間
の開始と整流の間の期間を示す。与えられた実施例にお
いて、位相期間値Ｐ’は次の式を使用して求められる。 Ｐ’＝Ｐ＋／−Ｋ（ΔT(A)−ΔTD） ここに、Ｐは電流立ち上がり時間が測定されているモー
タ位相１８に関係する実在の位相期間値を示し、Ｋはモ
ータ１０を安定化し、そしてその遷移条件の間にその動
作維持するためのゲインを示し、ΔTDは望ましい立ち上
がり時間値を示す。図４Ｂを参照して、上記のように、
望ましい立ち上がり時間ΔTDは、ロータ位置と電流立ち
上がり時間が測定されているモータ位相１８の導電区間
の間の“インフェーズ”関係の指示である。図６Ｄに示
されるように、そして上記の式に反映されるように、サ
ブステップ９８は、立ち上がり時間誤差値を得るために
測定される立ち上がり期間ΔT(A)を望みの立ち上がり期
間ΔTDに比較するサブステップ１０２を含む。あたえら
れた一実施例において、この比較は、測定された立ち上
がり時間期間ΔT(A)から望ましい立ち上がり期間ΔTDを
減算することにより達成される。サブステップ９８は、
さらに位相期間値Ｐ’を得るために位相期間値Ｐから立
ち上がり時間誤差値を減算するサブステップ１０４を含
む。図４Ａ−Ｂを参照して上記のように説明したが、望
みの立ち上がり時間ΔTDと測定された立ち上がり時間期
間ΔT(A)の間の関係は、一度モータ１０が予めきめられ
た動作速度に達すると変化し、そしてモータ１０の各モ
ータ位相１８に対する区間は、モータ位相１８に対する
インダクタンスの負の傾きで開始される。結果として、
一度モータ１０があらかじめきめられた速度に到達する
と、サブステップ９８は、さらに、位相期間値Ｐ’を得
るために位相期間値Ｐに立ち上がり誤差時間値を加える
サブステップ１０６を含む。図６Ａと図６Ｃを再び参照
すると、ステップ９０は、位相期間値Ｐ’に応答する最
終的に位相コイル３２もしくは他の位相コイルの電流を
制御するサブステップ１００を含む。制御装置４６は、
モータ位相の中の導電区間を開始および／もしくは整流
するために位相期間値Ｐ’に応答するＶC(A)のような位
相制御信号を生成し、そして導電区間をロータの位置と
の関係で“インフェーズ”する。例えば、もし、Ｐがコ
イル３２と３２’の導電区間の開始の間に位相区間期間
を示すなら、Ｐ’はコイル３２’と３２”の導電区間の
開始の間の位相区間期間を示し、そしてコイル３２の電
流の立ち上がり時間ΔT(A)は、コイル３２の導電区間は
ロータ位置を遅らせることを指示し、それから、位相区
間値Ｐ’は、上記の式を使用して位相期間値Ｐより小さ
くなるであろう。結果として、コイル３２”の導電区間
は、そうでなければそれがもつより早く開始され、そし
てロータ位置の位相に送られるであろう。図８Ａ−Ｄを
参照すると、本発明に関係する方法の第２の実施例が説
明される。図９Ａと図９Ｂを参照すると、本発明の第２
の実施例に関係してモータ１０を制御する方法は、導電
区間１１２の間にモータ１０の第１位相コイルに電流を
与え、そして導電時間区間１１２の終了の後にあらかじ
め与えられた期間の時間ｔを開始するタイミング期間１
１４の間にコイル３２に電流を供給するるステップ１０
８、１１０を含む。図９Ａに示されるように、制御装置
４６により生成された位相制御信号ＶC(A)が高論理レベ
ルに遷移する時、電流は導電区間１１２とタイミング区
間１１４の間に与えられる。図８Ａをふたたび参照する
と、本発明に関係する方法は、さらに位相コイル３２の
電流が、第１と第２の予めきめられた電流レベルＶL と
ＶU の間で、それぞれがタイミング時間の間に立ち上が
る立ち上がり時間区間を測定するステップ１１６をさら
に含む。図８Ｂを参照すると、ステップ１１６は、コイ
ル３２の電流のレベルを検出するサブステップ１１８を
含む。図３に示されるように、電流３４の中で電流が検
出抵抗４８を使用して測定される。増幅器５０は、それ
から、抵抗４８により検出される電流レベルに応答し、
そして指示する図９Ｂで示される電流指示信号Ｖ
SENSE(A)を生成する。図８Ｂを再び参照すると、ステッ
プ１１６は、さらにコイル３２の電流レベルをあらかじ
めきめられた高電流レベルＶUとあらかじめきめられた
低電流レベルＶL に比較し、そしてそれぞれに応答して
比較信号ＶC1とＶC2を生成するサブステップ１２０を含
む。図９Ｃに示すように、比較信号ＶC1は、コイル３２
の電流レベルは、−−−ＶSENSE(A)により示されるよう
に−−−高電流レベルより小さい時はいつも高論理レベ
ルを推定する。図９Ｄに示されるように、比較信号ＶC2
は、コイル３２の電流レベルが−−−ＶSE NSE(A)により
示されるように−−−低電流レベルＶL より大きい時
は、いつでも、高論理レベルを推定する。図８Ｂを再び
参照すると、ステップ１１６は、コイル３２の電流が区
間１１４の間に予め決められた低および高電流レベルの
間で立ち上がるための立ち上がり時間期間ΔT(A)を指示
する立ち上がり時間信号ＶT(A)を生成するサブステップ
１２２を含む。図９Ｅに示されるように、立ち上がり信
号ＶT(A)は、コイル３２の電流レベルが、タイミングイ
ンターバルの間に予め定めた低および高電流レベルの間
で立ち上がる期間のみ高論理信号を推定し、そして位相
制御信号ＶC(A)が高論理レベルを維持する。これは、導
電区間１１２とタイミンク区間１１４の双方の間に生じ
るので、制御装置４６で生成された選択信号ＶS が論理
ゲート５６に関係して、タイミング区間１１４から得ら
れた測定された立ち上がり時間のみが制御装置４６に与
えられることを保証するために使用される（図３に最善
が示される）。図９Ｆに図示されるように、選択信号Ｖ
ｓは、タイミング区間１１４の開始において、高論理状
態を推定する。選択信号Ｖｓはそれから立ち上がり時間
信号ＶT(A)の立ち下がりエッジに応答して、低論理レベ
ルに遷移する。もし、多重タイミング期間１１４が導電
区間１１２の間で使用されるなら、選択信号Ｖｓが立ち
上がり時間測定に使用するためにどのタイミング区間１
１４を使用すべきかを選択するために使用されることが
注目されるべきである。図８Ａを再び参照すると、本発
明に従う方法は、立ち上がり時間信号ＶT(A)により指示
される立ち上がり時間信号ΔT(A)に応答する位相コイル
３２もしくは他の位相コイル−−位相コイル３２’もし
くは位相コイル３２”のような−−−に電流を供給する
ステップを含む。図８Ｃを参照すると、ステップ１２４
は立ち上がり時間期間ΔT(A)に応答する位相期間値Ｐ’
を導くサブステップ１２６を含む。位相期間値Ｐ’はモ
−タ１０の一つもしくはそれ以上のモ−タ位相に関係す
る時間期間を示す。図１０Ａ─Ｄを参照すると、位相コ
イル３２のような一つの位相コイルの導電区間１３４の
開始とコイル３２’のような他の位相コイルの導電区間
１３４の開始条件の間の位相区間期間Δt1を構成する。
第２の設定された実施例において，位相期間値Ｐ’は，
位相コイル３２のような一位相コイルのタイミング区間
の開始、および他の位相コイルのタイミング区間１４０
の開始の間の位相区間期間Δt2を構成する。あるいは、
位相期間値Ｐ’は、第１と第２の導電区間もしくは同じ
位相コイルにおけるタイミング区間の間の期間、もしく
は導電区間の開始と整流の間の期間、もしくは位相コイ
ルの中のタイミング区間を表わす。与えられた実施例に
おいて、位相期間値Ｐ’は、次の式を使用して得られ
る。 Ｐ’＝Ｐ＋Ｋ（ΔT(A)＋ΔTD） ここに、Ｐは電流立ち上がり時間が測定されるモ−タ位
相１８に関係する実際の位相期間値、Ｋはモ、タ１０を
安定化するのに選択されるゲインを表し、そして遷移条
件の間にその動作を維持し、ΔTDは望みの立ち上がり時
間を表わす。図４Ｂを参照して上記のことを説明する
時、望みの立ち上がり時間ΔTDは、電流立ち上がり時間
が測定されるモ−タ位相１８に対するロ−タ位置と導電
区間の間の“インフェーズ”を指示する。図８Ｄに示さ
れるように、そして上記に定義された式で考察されるよ
うに、サブステップ１２６は立ち上がり時間値を得るた
めに測定された立ち上がり時間期間ΔT(A)を望ましい立
ち上がり時間期間ΔTDに比較するサブステップ１２６を
含む。与えられた実施例において、この比較は、測定さ
れた立ち上がり時間期間ΔT(A)から望ましい立ち上がり
期間ΔTDを減算することにより達成される。サブステッ
プ１２６は、位相期間値Ｐ’を得るために位相期間値Ｐ
に立ち上がり時間誤差値を加算するサブステップ１３０
をさらに含む。上記に説明された第１方法の実施例と違
って、立ち上がり時間誤差値は、位相期間値Ｐに必ず加
えられる。これは、インダクタンスの正の傾斜の端部に
おいてもしくはその近くにおいて通常、導電区間１１２
は整流されるからである。タイミング区間１１４を開始
することにより導電区間１１２の端の後の予めきめられ
た時間期間ｔは、コイル３２のインダクタンスの負の傾
斜の間に生じるようにできる。望ましい立ち上がり時間
と測定立ち上がり時間が 立ち上がり時間電流プロファ
イルの負の傾きにおいて常に生じるので、立ち上がり誤
差値は常に位相期間値Ｐに加えられる。図８Ａと８Ｃを
再び参照すると、ステップ１２４は、最終的に位相コイ
ル３２もしくは位相期間値Ｐ’に応答する他の位相コイ
ルの電流を制御するサブステップ１３２を含む。制御装
置４６はモータ位相の中の導電区間を開始および／もし
くは整流するために位相期間値Ｐ’に応答してＶC(A)の
ような位相制御信号を生成し，そしてロータの位置に関
係する“インフェ−ズ”に導電区間をもたらす。例え
ば、もし、Ｐが、コイル３２と３２’の導電区間の開始
の間の位相期間を示すなら、コイル３２の電流の立ち上
がり時間ΔT(A)が、コイルの位相区間がロータの位置を
遅らせることを指示すものであるなら、その時、位相期
間値Ｐ’は、上記の式を使用する位相期間値より小さい
であろう。結果として、コイル３２”に導電区間は、そ
うでなければ、ロータの位置に位相をもち、そしてもた
らされるより早く開始されるであろう。本発明が、上記
の望ましい実施例で特に示されそして説明されたが、様
々な変更および修正が、本発明の精神と範囲を逸脱する
ことなく発明においてなされることが技術に熟達したも
のによりなされることが理解できるであろう。
【図１】図１は従来のスイッチドリラクタンスモータの
分解組み立て図である。
分解組み立て図である。
【図２】図２は従来のスイッチドリラクタンスモータの
断面図である。
断面図である。
【図３】図３は本発明に従う回路を示す組合せ図とブロ
ック図である。
ック図である。
【図４】図４Ａ−４Ｂは、電流立ち上がり、インダクタ
ンスおよびロータ位置の間の関係を示すタイミング図で
ある。
ンスおよびロータ位置の間の関係を示すタイミング図で
ある。
【図５】図５は本発明に関係する回路を組み込むモータ
をスタートする方法を示すフローチャートである。
をスタートする方法を示すフローチャートである。
【図６Ａ】図６Ａは本発明に従うモータを制御する方法
の第１の組合せを示すフローチャートである。
の第１の組合せを示すフローチャートである。
【図６Ｂ】図６Ｂは本発明に従うモータを制御する方法
の第１の組合せを示すフローチャートである。
の第１の組合せを示すフローチャートである。
【図６Ｃ】図６Ｃは本発明に従うモータを制御する方法
の第１の組合せを示すフローチャートである。
の第１の組合せを示すフローチャートである。
【図６Ｄ】図６Ｄは本発明に従うモータを制御する方法
の第１の組合せを示すフローチャートである。
の第１の組合せを示すフローチャートである。
【図７】図７Ａ−Ｅは、本発明に従うモータを制御する
方法の第１の組合せに関係する時間にわたる図３の回路
の電圧と電流レベルを示すタイミング図である。
方法の第１の組合せに関係する時間にわたる図３の回路
の電圧と電流レベルを示すタイミング図である。
【図８Ａ】図８Ａは、本発明に従うモータを制御する方
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
【図８Ｂ】図８Ｂは、本発明に従うモータを制御する方
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
【図８Ｃ】図８Ｃは、本発明に従うモータを制御する方
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
【図８Ｄ】図８Ｄは、本発明に従うモータを制御する方
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
法の第２の組合せを示すフローチャートである。
【図９】図９Ａ−Ｇは、本発明に従うモータを制御する
方法の第２の実施例に関係する時間にわたる図３の回路
の電圧と電流レベルを示すタイミング図である。
方法の第２の実施例に関係する時間にわたる図３の回路
の電圧と電流レベルを示すタイミング図である。
【図１０】図１０Ａ−Ｄは、本発明に従う回路の内部の
時間にわたる電圧と電流レベルを示すタイミング図であ
る。
時間にわたる電圧と電流レベルを示すタイミング図であ
る。
１０ スイッチドリラクタンスモータ １２ ロータアセンブリ １４ ステータアセンブリ １８ モータ位相 ２０ シャフト ２２ ロータ ２４ ロータ極 ２８ ステータ極 ３２、３２’、３２” 位相コイル
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ラマニ、アー、カルパティ アメリカ合衆国ミシガン州48103、アン・ アーバ、ノーマン・プレイス・＃４ 1116 番 (72)発明者 デイヴィド、シー、ルータ アメリカ合衆国ミシガン州48176、セイリ ーン、ヘリティジ・ドライヴ 1031番
Claims (20)
- 【請求項１】 モータの第１位相コイルに電流を供給す
る第１供給ステップと、 該第１位相コイルの該電流が第１と第２の予めきめられ
た電流レベルの間で立ち上がるための立ち上がり期間を
測定する測定ステップと、 該立ち上がり期間に応答して該モータの該第１位相コイ
ルと第２位相コイルの一つに電流を供給する第２供給ス
テップとを含むモータ制御方法。 - 【請求項２】 該測定ステップは、 該第１位相コイルの該電流レベルを検出するサブステッ
プと、 該電流のレベルを該第１の予めきめられた電流レベルに
比較する第１比較サブステップと、 該電流レベルを該第２のあらかじめ決められた電流レベ
ルに比較する第２比較サブステップと、 該立ち上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号を
生成するサブステップと、を含む請求項１に記載のモー
タ制御方法。 - 【請求項３】 該第２供給ステップは、 該立ち上がり時間期間に応答して第１位相期間を導出す
る導出サブステップと、 該第１位相期間値に応答して該１位相コイルの電流を制
御する制御サブステップと、を含む請求項１に記載のモ
ータ制御方法。 - 【請求項４】 該導出サブステップは、 該立ち上がり時間誤差値を得るために該立ち上がり時間
期間を望みの立ち上がり時間期間に比較する比較サブス
テップと、 該第１位相期間値を得るために第２位相期間値から該立
ち上がり時間誤差を減算する減算サブステップと、を含
む請求項３に記載のモータ制御方法。 - 【請求項５】 該導出サブステップは、 立ち上がり時間誤差値を得るために該立ち上がり時間期
間を望みの立ち上がり時間期間に比較する比較サブステ
ップと、 該第１位相期間値を得るために該第１時間誤差値を第２
位相期間に加算する加算サブステップと、を含む請求項
３に記載のモータ制御方法。 - 【請求項６】 該第１位相期間値は、該一つの位相コイ
ルの第１の導電区間の開始と他の位相コイルの第２の導
電区間の開始の間の期間を構成する請求項３に記載のモ
ータ制御方法。 - 【請求項７】 該第１位相期間値は、該一つの位相コイ
ルの第１タイミング区間の開始と他の位相コイルの第２
タイミング区間の開始の間の期間を構成する請求項３に
記載のモータ制御方法。 - 【請求項８】 該制御サブステップは該第１位相期間値
に応答する該一つの位相コイルの導電区間を整流するサ
ブステップを含む請求項３に記載のモータ制御方法。 - 【請求項９】 第１導電区間の間に該モータの第１位相
コイルに電流を供給する第１供給ステップと、 該第１導電区間が終了した後のタイミング区間の間に該
第１位相コイルに電流を供給する第２供給ステップと、 該タイミング区間の間の第１と第２の予めきめられた電
流位相コイルの間で該第１位相コイルが立ち上がるよう
に立ち上がり時間期間を測定する測定ステップと、 該立ち上がり時間期間に応答して該モータの該第１位相
コイルと該第２位相コイルの一つに電流を供給する第３
供給ステップと、を含むモータを制御するモータ制御方
法。 - 【請求項１０】 該タイミング期間は、該第１導電区間
の終了の後、予めきめられた時間の期間を開始する請求
項９に記載のモータ制御方法。 - 【請求項１１】 該測定ステップは、 該第１位相コイルの該電流レベルを検出する検出サブス
テップと、 該第１の予めきめられた電流レベルを比較する第１比較
サブステップと、 該電流レベルを該第２のあらかじめきめられた電流レベ
ルに比較する第２比較サブステップと、 該立ち上がり時間期間を指示する立ち上がり時間信号を
生成する生成サブステップと、を含む請求項９に記載の
モータ制御方法。 - 【請求項１２】 該第３供給ステップは、 立ち上がり位相期間値に応答する第１位相期間値を導出
する導出サブステップと、 該第１位相期間値に応答する第１位相コイルの電流を制
御する制御サブステップと、を含む請求項９に記載のモ
ータ制御方法。 - 【請求項１３】 該導出サブステップは、 立ち上がり時間誤差値を得るために立ち上がり期間を望
みの立ち上がり時間期間に比較する比較サブステップ
と、 該第１位相期間値を得るために該立ち上がり時間誤差値
を第２位相立ち上がり期間値に加算する加算サブステッ
プと、を含む請求項１２に記載のモータ制御方法。 - 【請求項１４】 該第１位相期間値は、該１つの位相コ
イルの第１導電区間の開始と他の位相コイルの第２導電
区間の開始を構成する請求項１２に記載のモータ制御方
法。 - 【請求項１５】 該第１位相期間値は、該１つの位相コ
イルの第１タイミング区間の開始と他の位相コイルの第
２タイミング区間の開始の間の期間を構成する請求項１
２に記載のモータ制御方法。 - 【請求項１６】 該制御サブステップは、該第１位相期
間値に応答する１つの位相コイルの導電期間を整流する
サブステップを含む請求項１２に記載のモータ制御方
法。 - 【請求項１７】 モータ制御回路において、 該モータの第１位相コイルに電流を供給する第１供給手
段と、 該第１の位相コイルの該電流が第１と第２のあらかじめ
きめられた電流レベルの間で立ち上がるために立ち上が
り期間を示す立ち上がり時間信号を生成する立ち上がり
時間信号生成器と、 該立ち上がり信号に応答して該モータの第１の位相コイ
ルと第２の位相コイルの一つに電流を供給する第２供給
手段と、を備えたモータ制御回路。 - 【請求項１８】 該第１の位相コイルの電流レベルを検
出する電流センサを備え、該立ち上がり時間信号は該電
流センサに応答する請求項１７に記載のモータ制御回
路。 - 【請求項１９】 該立ち上がり時間信号生成器は、 該第１の位相コイルの該電流のレベルを該第１の予めき
められた電流レベルに比較する第１の比較器と、 該第１の位相コイルの該電流のレベルを該第２の予めき
められた電流レベルに比較する第２の比較器と、 該第１と第２の比較器に応答する該立ち上がり時間信号
を生成する論理ゲートと、を含む請求項１７に記載のモ
ータ制御回路。 - 【請求項２０】 該第２供給手段は、 該一つの位相コイルの一サイドに置かれた第１のスイッ
チと、 該一つの位相コイルの他のサイドに置かれた第２のスイ
ッチと、 該立ち上がり信号に応答する該第１と第２のスイッチを
制御するマイクロ制御装置と、を含む請求項１７に記載
のモータ制御回路。
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| US09/100733 | 1998-06-19 |
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