JPS5932379A - 電気モータ駆動装置の接続および遮断回路装置 - Google Patents

電気モータ駆動装置の接続および遮断回路装置

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JPS5932379A
JPS5932379A JP58124871A JP12487183A JPS5932379A JP S5932379 A JPS5932379 A JP S5932379A JP 58124871 A JP58124871 A JP 58124871A JP 12487183 A JP12487183 A JP 12487183A JP S5932379 A JPS5932379 A JP S5932379A
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    • H02P7/00Arrangements for regulating or controlling the speed or torque of electric DC motors
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    • H02PCONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
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  • Control Of Direct Current Motors (AREA)

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 公知技術 本発明は、それぞれ1つの制御可能なスイッチ素子を介
して一方または他方の回転方向に対して、手動スイッチ
によりスイッチインできる駆動モータとしての直流−整
流子モータと、手動スイッチに接続できる入力側および
2つのスイッチ素子の制御端子にそれぞれ接続される出
力側を有する制御回路とを有する、2つの決められた終
位置まfcはそれらの間の電気モータ駆動装置の接続お
よび遮断回路装置に関する。
この種類の回路装置は例えば、自動車アンテナのアンテ
ナ入れ子管の出し入れのために、ま(7) たは自動車の窓開閉器あるいはサンルーフのために、即
ち可動部分で、その運動が2つの決められた終位置によ
り制限されている部分のために使用される。モータで駆
動されるアンテナのための公知の回路装置において、リ
レーはアンテナモータの投入接続のために電子時限素子
を介してラジオのスイッチインおよびスイッチオフで操
作されるので、ラジオのスイッチインの際アンテナ入れ
子管は完全に繰出さn、ラジオのスイッチオフの際には
再び完全に繰入れられる。電圧変動、温度変化および他
の障害量に基づいて、障害のない動作の際アンテナモー
タを完全に繰出しおよび完全に繰入れるのに必要な時間
を過ぎである時限の間接続されたままであるように、時
限素子が設計されなければならない。その際駆動モータ
および伝動装置を許容できる範囲で高く負荷するために
、アンテナ駆動装置内に摩擦クラッチを設けている。し
かしこのような処置は比較的経費がかかり、汚れまたは
凍結によシアンテナの出し入れが非常に遅れ(8) るので、予備時間が十分でなく、アンテナは部分的に繰
出された位置に留゛まる。予備時間を非常に大きくする
と通常の条件のもとでモータの長い遅れの時間が生じ、
この遅れの時間はアンテナの使用音を当惑させ、また機
械系統を不必要に多く負荷とする。
さらに、アンテナ駆動装置を終位置スイッチにより遮1
@シ、アンテナを繰出す際または繰入力、る際にその都
度の終位置に達した際にはじめて駆動装置が遮断さルる
ようにすることが公知である。しかしこのような構成の
際、アンテナが汚、ルまたは凍結のために完全に出し入
れできなくなり、駆動モータが過負荷によって損なわれ
るという危険がある。過負荷から保護する方策があって
もそルには割合高い経費がかかる。
その他スイッチは精密性を要求されるため高い機械的費
用がかかる。これらのスイッチはさらに磨滅および腐蝕
がおこり易いので、長期間にわたって申し分なく機能す
ることは保証されない。
発明の目的 本発明の目的は、整流子電動機を有する 電気駆動装置
を簡単な方法で過負荷から保護し、この駆動装置の2つ
の決められた終位置に達した後直接駆動装置を遮断する
ことができるようにすることである。
発明の利点 特許請求の範囲第1項に示された特徴を有する本発明の
回路装置は次の利点を有する。即ち、制御回路がモータ
の一定の定格負荷を越した際に発生する回転数減少を確
認してモータを迅速に自動的に遮断することにより、リ
ミットスイッチおよび層線クラッチを用いなくてすむ。
層線クラッチを省くことによりさらに次の利点が生じる
。即ち、アンテナ入れ子管が凍、結する低い温度の際に
アンテナを操作する際、クラッチにより制限されない上
昇したモータトルクを利用でき、このモータトルクが凍
結による障害を排除できる。
実施態様項に示された構成により特許請求の範囲第1項
記載のII、Y徴の有利な実施形態が可能である。その
際、アンテナ入れ子管からの実際に繰出した距離が駆1
11hモータの回転数から検出され、所望の場合には表
示され、また制御回路がモータ電流のりツゾルの周期期
間を検出し、一定の周期期間を越えた場合にリレーを介
してモータを遮断すると特に有利である。
同様に特に有利な実施形態は次のようにして得られる。
即ち、回路装置が動作の際まず平均回転数またはりツゾ
ルの平均周期期間を測定し、後続の測定のための遮断値
を検出するために記憶する。これによって回路装置は種
々の製品のモータ駆動される入れ子穴アンテナに適合す
る。
実施例の説明 本発明の実施例につき以下に図を用いて詳しく説明する
第1図において、自動車の、モータで駆動されるアンテ
ナの出し入れのための回路装置がスイッチ装置10内に
収容されている。この回路装置はプラス端子11を介し
て車載電源回路のプラス極に接続されている。入れ子穴
伸縮自(1′。
アンテナ13を駆動するための整流子モータ12はスイ
ッチ装置10の2つの出力端子14゜15に接続されて
いる。これらの端子14,15はモータ12の回転方向
を逆転させるために2つの切換スイッチに接続されてお
り、本実施例では切換スイッチとして働く2つのリレー
R1、R2の2つのリレーコンタクト11.12に接続
されており、これらのリレーコンタクトはそれぞれリレ
ーR1,R2の所属する巻線により操作される。ブレー
ク接点16.17は測定抵抗18を介してアースに接続
されておシ、メーク接点19.20はプラス端子11に
接続されている。さらにスイッチ装置10は制御線22
を介して入力端子21に接続されており、この制御線は
自動車ラジオ23のスイッチインと共にこの自動車ラジ
オに備えられているスイッチインコンタクト24を介し
てプラス電位に接続される。スイッチ装置10の他の2
つの入力端子25.26を介してさらに2極の切換スイ
ッチの出力側が接続されており、この切換スイッチを用
いて自動車ラジオ23のスイッチイン状態の際にアンテ
ナの繰出し長さを変えることができる。切換スイッチ2
7の、2つの回転可能な切換えコンタク)28.29は
アースに接続されている。切換スイッチ27は5つの切
換位置を有し、これらの切換位置の機能は後に説明する
。第1図では真中の切換位置を示している。
リレーnl、■(2の制御のために、マイクロノロセッ
サ30で実現される制御回路が設けられている。マイク
ロ70ロセツサ30はプラス端子11を介して給電電圧
を受取り、入力端子21を介して、自動車ラジオ23か
らアンテナ13の出し入れのための信号を受取る。リレ
ーR1、R2はマイクロプロセッサ30の出力側31.
32を介して切換えられる。マイクロノロセッサ30の
信号入力側34は信号変換器33を介してアンテナ駆動
のためのモータ12の給電回路において測定↓[(抗1
8に接続されている。
さらに切換スイッチ27は入力側端子25,26を介し
てマイクロノロセッサ30の入力側に接続されている。
第1図による回路装置の動作を第2図に基づいて詳しく
説明する。第2図にはアンテナが限界ストッパに達する
以前および以後のモータ12に対する電流10時間的経
過が示されている。
停止状態(Cおいて、即ち自動車ラジオ23がスイッチ
オフ状態の際(スイッチ24は開いている)、モータ1
2の端子14.15は短絡されている。実施例ではアン
テナ13は完全に繰出されている。ここでまず切換スイ
ッチ27が、第1の切換位置aに動かされ、それによっ
て切換コンタクト28.29は左の終位置へ旋回される
。この切換位置において2つの入力側端子25.26の
どちらも切換スイッチ27を介してアースに接地される
ことはない。ラジオ23のスイッチインと共にマイクロ
プロセッサ30は出力側31に制御電圧を送出し、この
制御電圧はリレーR1を励磁する。それによって所属す
るリレーコンタクト11が切換えられてメーク接点20
に接続されるので、モータ電流1がプラス端子11から
リレーコンタクトr1を介してモータ12へ、さら(/
cそこからリレーコンタクトr2、リレー1(2のブレ
ーク接点16および測定抵抗18を介してアースへ流れ
る。その際測定抵抗18においてモータ電流に比例する
電圧降下が生じ、この電圧降下は信号変換器33にiJ
l[される。モータ12においてモータ電流が同転する
整流子を介してブラ/を通って流)Lるので、モータ電
流i I/CIJップルが現われ、このリップルは整流
子がモータのブラシを通過する際に生じる。このリップ
ルの周期の長さはモータ12の回転数に反比例し、周波
数はモータ12の回転数に比例する。測定抵抗18に接
続されている信号変換器33においてモータ電流のりツ
ゾルが検出され、相応するデジタルパルスがマイクロプ
ロセッサ300Å力側に供給さノ1.る。信号変換器3
3の出力側に現われるデジタルパルスはその際モータ電
流1のリップルと同じ周波数を有する。マイクロプロセ
ッサ30idモータ電流のりツプルの周期の長さを検出
する。この周期の長さはアンテナ13の出し入れに対し
て第2図に111で示されている。
アンテナが繰出さノして限界ストッパに達すると、モー
タ回転数はおおよそ零に移行し、モータ電流は上昇し、
モータ電流】のリップルはその周波数が著しく減少する
。従って相応してT2で示されている周期の長さは、ス
トッパに達した際に著しく長くなる。リップルの周波数
の減少即ちリップルの周期の長さが延びることは信号変
換器33を介してマイクロプロセッサ30により検出さ
れる。マイクロノロセッサ30において調節さハ、た、
周期の長さの、所定の固定値を超えた場合、即ちモータ
電流]のリップルの相応する周波数減少の際、マイクロ
ノロセッサ30は出力側31を介してリレーR1および
ひいて0ニモータ12を遮断する。
アンテナ全ストッパまで繰出す際にアンテナ駆動が損わ
れるのを回避するために、モータ電流回路r1..r2
を第1図に示されているように短絡することによって、
モータ12は即座に短絡制動によって停止される。回転
方向の逆転の際マイクロプロセッサ30は0.5秒の休
止時間の間止まるので、モータは前もって停止状態にな
る。
マイクロプロセッサ30はさらに、モータ電流1のリッ
プルの周波数によって信号変換器33に発生し、マイク
ロプロセッサの信号入力側34に現われるデシタルパル
スを計数する。アンテナの伸縮が止まるまでに信号入力
側34に入力される信号の数と予め与えられた値とを比
較することによってマイクロプロセッサ30fd、アン
テナ13が出し入れの際に限界ストッパに当たるかどう
か、またはそれ以前にアンテナが妨害されているかを検
出する。この妨害が例えば汚れまたは凍結による場合、
同様にモータ電流1のリップルの大きな周期期間に基づ
いてモータ12がまずマイクロノロセッサ3oにより遮
断される。ひき続きモータ12dマイクロゾロセツサ3
0によって相応するプログラムによ92回再びスイッチ
インされ、従ってモータ12は大きなトルクでスタート
し、妨害を排除しようとする。2度目も成功しない場合
にモータ12はマイクロプロセッサ30によって電絡的
に遮断される。相応する過程がラジオ23のスイッチオ
フの際に同様にして繰り返される。この場合プラス電位
が入力端子21から遮断され、従ってマイクロプロセッ
サ30は、アンテナを繰入れるために、出力側32を介
してリレーR2を接続する。
切換スイッチ27で、アンテナの繰出し長さを、場所的
な受信条件に適合するようにできる。
既に説明したように、切換スイッチ27が左へ第1切換
位置aに回転されるとアンテナは、ラジオ33のスイッ
チインで完全に繰出され、ラジオ33のスイッチオフで
完全に繰入れられる。
第1図に示されているように切換スイッチの切換位置が
真中の場合切換位置Cをとり、この切換位置の際ただス
イッチ装置10の入方端子26のみが切換スイッチ27
の接続コンタクト28を斤してアースに接地されている
。入力端子25はアースに接続されていないので、切換
スイッチ27の第2の切換位置はマイクロプロセッサ3
0により検出できる。切換スイッチ27の第2切換位置
(]においてラジ第23がスイッチイン状態の際マイク
ロプロセッサ30を介して、即ちまずマイクロプロセッ
サ30の出力側31を介してリレーRlが投入接続され
、ひき続き信号入力端34を庁してモータ電流1のパル
スを計数することによりモータ12の回転数が検出され
ることによって、アンテナ13は半分繰出さ力、でいる
位置にされる。信号パルスの一定の数が信号入力側34
でマイクロプロセッサ30により検出されると直ちに、
出力側31を介してリレー)(1は遮断され、それによ
ってモータ12は遮断される。アンテナが半分繰出され
る際に、信号入力側で遮断に必要な数のパ・・− ルスに達しているように、マイクロプロセッサ30はプ
ログラムされている。切換スイッチ27が前に第1切換
位置aにあって、ラジオ23をスイッチインした後に初
めて第1図のように第2切換位置Cに切換えられる場合
、マイクロプロセッサ30の相応するプログラムにより
アンテナ13は再び半分の位置−まで繰入れられる。
カセットレコーダの使用の際にアンテナ13がラジオ2
3のスイッチインでもって繰出されないようにする場合
、切換スイッチ27は一番右の第6切換位置eに回転さ
れ、その結果入力端子25.26は切換スイッチ27の
接続コンタクト28.29を介してアースに接続される
切換位置は入力端子25.26に介してマイクロプロセ
ッサ30により検出される。相応するプログラムによっ
て、ラジオ23のスイッチインの際にアンテナ13が確
実に繰出されなくなる。それに対してラジオ23がスイ
ッチインされている際に切換スイッチ27が右へ第3切
換位置eに回転されると、マイクロプロセッサリ−30
は出力側32を介してリレーR2を接続し、従ってアン
テナ13は繰入れられる。
切換スイッチ27はさらに2つの切換位置す。
dが設けてあり、この2つの切換位置はそれぞi″L切
換位置aとCの間、およびCとeの間にある。この2つ
の切換位置を介してアンテナ13はその都度歩進的に繰
出され、または繰入れられる。切換スイッチはその際ま
ず第1図のように第2装置Cをとる。スイッチインされ
たラジオ23の際アンテナ13は半分まで繰出される。
切換スイッチ27が短時間圧へ切換位置すへ移動すると
、それによって入力端子26のアースとの接続は切換ス
イッチ27の切換コンタクト28′fr:介して4断さ
ハ、る。それによってマイクロプロセッサ30は出力側
31を介してリレー1(1を接イ洸し、アンテナ13は
さらに繰出される。アンテナ13の移動距離は再びマイ
クロプロセッサを介して信号入力端34で検出される。
マイクロプロセッサ30により予め与えられたされる場
合、マイクロプロセッサ30はリレーR1を再び遮断す
る。それに対して切換スイッチ27がこの切換位置で固
定保持されると、アンテナ13は完全に繰出される。そ
れに対してアンテナをさらに繰入れる場合、切換スイッ
チ27は短時間布へ第2切換位置dへ回転される。
それによって入力側端子25も短時間切換コンタクト2
9を介してアースに接続され、このことはマイクロプロ
セッサ30により検出される。
マイクロプロセッサ30は出力側32(f−介してリレ
ーR2を接続し、アンテナは一定の長さだけ繰入れられ
、ひき続きマイクロプロセッサ30はモータ12を遮断
する。それに対して切換スイッチ27がこの第2切換位
置に固定保持されると、アンテナ13は完全に繰入れら
れる。
このようにして、送信機の近くの領域において、また送
信機が遠い場合にも、可変のアンテナ長さにより自動車
ラジオ23の受信機条件を調節された送信機に適合させ
ることができる。
種々の型の駆動装置の際駆動モータ12の負荷は本質的
に周囲の温度にも依存するので、駆動モータ12の投入
接続と共にまず例えば1秒の第1期間の後に測定抵抗1
8と信号変換器33とを介してモータ電流]の平均リッ
プルを検出することによって、マイクロプロセッサとし
て実現される制御装置30は学習可能に構成される。検
出さ′J1.た値は記憶されて、その都度丁度測定さr
tた値と比較される。連続して測定される周期期間が、
記憶されている値の予め与えられた割合全超過すると、
モータ12はリレーR1,R2を介して遮断される。そ
れによって、種々のモ・−夕電流の型、駆動装置、種々
の周囲の条件、駆動装置の老枯化および汚れ、および全
駆動装置の製造上のばらつきによる、モータ電流1のリ
ップルにおける周波数のずれを除去することが可能であ
る。実施例の場合マイクロプロセッサ30は、先に検出
された平均周期期間を50係超過した際にはじめてモー
タ12が遮10fさノ1.るように、プログラムされて
いる。
本発明\はここに示された実施例に制限されない。とい
うのは、モータで駆動されるアンテナのかわりに、例え
ばサンルーフ、窓ガラスのような、往復運動する自動車
の他の装置も同様にして制御できるからである。モータ
電流のりツノルに対する大きな測定信号は低抵抗の1j
11]定抵抗18のかわりに電流変換器を使用して得る
ことができる。さらにリレーR1,R2のかわ9に相応
する切換出力に設計された半導体を用いることができろ
。切換スイッチ27のかわりには、ポテンショメータあ
るいはポテンショメータを有するスイッチを使用するこ
とができ、その位置は制御回路30により検出され、ま
た制御回路に対してアンテナ13または他の駆動装置の
繰出し長さを予め与える。さらに回路装置30は、検出
されたアンテナの位置あるいは繰出し長さを発光ダイオ
ード列を介して表示するようにすることができる。手で
繰り返しスイッチインすることによる故障または凍結の
際のアンテナ駆動装置の破損を回避するために、制御回
路がそのような異常な動作状態を検知すると表示−信号
を送出し、必要な場合には同時に長期間最終的に駆動を
遮断することができる。
【図面の簡単な説明】
第1図はモータ駆動されるアンテナの出し入れのための
本発明による回路装置の回路略図、第2図はアンテナが
限界ストッパに達した際のモータ電流の時間的経過の波
形図を示す。 10・・・スイッチ装置、12・・・整流子モータ、1
3・・・入力、子式伸縮自在アンテナ、16.17・・
・ブレーク接点、18・・・測定抵抗、19.20・・
・メーク接点、23・・・自動車ラジオ、27・・・切
換スイッチ、28.29・・・切換コンタクト、30・
・・マイクロプロセッサ、33・・・信号変換器、R1
,R2・・・リレー、rl、r2・・・リレーコンタク
ト。 第1頁の続き 0発 明 者 ユールゲン・ヴ工−ゼマイヤードイッ連
邦共和国ニュールンベ ルク°クロスターヴ工−り122 @発明者  ハンスーヨアヒム・ラダントドイッ連邦共
和国ベルリン19ア ンゲルスブルガー・アレー41

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1、 それぞれ1つの制御可能なスイッチ素子を介して
    一方または他方の回転方向に対して、手動スイッチによ
    りスイッチインできる駆動モータとしての直流−整流子
    モータと、手動スイッチに接続できる入力側および2つ
    のスイッチ素子の制御端子にそれぞれ接続される出力側
    を有する制御回路とを有する、2つの決められた終位置
    またはそれらの間の電気モータ駆動装置の接続および遮
    断回路装置において、制御回路(30)の信号入力側(
    34)が駆動モータ(12)の回転数を検出するために
    測定素子(18)に接続されておシ、制御回路(30)
    がモータの外部の機械的制動により生ずる所定の回転数
    の減少の際に駆動モータ(12)を遮断することを特徴
    とする電気モータ駆動装置の接続および遮断回路装置。 2、測定素子(18)が駆動モータ(12)の給電回路
    中にあり、モータ電流(1)のリップルを検出し、信号
    交換器(33)e介してパルスを制御回路(30)に供
    給し、該パルスの周波数が駆動モータ(12)の回転数
    に比例している特許請求の範囲第1項記載の電気モータ
    駆動装置の接続および遮断回路装置。 6、測定素子(18)がモータに直列接続されている測
    定抵抗であり、該測定抵抗が信号変換器(33)に接続
    されている特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 4、測定素子(18)がモータ(12)に直列接続され
    ている電流交換器である特許請求の範囲第1項記載の回
    路装置。 5、制御回路(30)が信号変換器(33)を介してモ
    ータ電流(1)のりッゾルの平均周期期間(T1)を検
    出して記憶し、この周期期間を予め与えられた割合だけ
    超過した際スイッチ素子(R1,R2)を介してモータ
    を遮断する特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 6 駆動装置が自動車の人名−子式伸縮自在アンテナ(
    13)を、自動車ラジオ(23)のスイッチインおよび
    スイッチオンの際、2つの終位置のうちの一方の位置に
    繰入れまたは繰出してそこで停止させる特許請求の範囲
    第1項記載の回路装置。 Z アンテナが完全に繰出されていない、または完全に
    繰入名、られていない位置で遮断した後、側内1回路(
    30)がモータ(12)をさらに数回再度投入接続する
    特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 8、 信号変換器(33)はモータ電流0)のりップル
    により生じろデジタルパルスを制御回路の制量入力側(
    34)に送出する特許請求の範囲第1項記載の回路装置
    。 9 制御回路(30)が、信号変換器(33)に発生し
    たデシタルパルスをアンテナの繰出した長さの尺度とし
    て計数する特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 (6) 10  制御回路(30)は計数されたパルスが予め選
    択された数になると駆動装置を遮断する特許請求の範囲
    第1項記載の回路装置。 11、制御回路によシ検出されたアンテナ(13)の位
    置が表示される特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 12、制御回路(30)が他方の入力・測(25゜26
    )を介して、アンチ、)−(13)の変化可能な繰出し
    長さ用のスイッチ(27)に接続されている特許請求の
    範囲第1項記載の回路装置。 16、スイッチ(27)が、スイッチインされているラ
    ジオの際第1切換位置(a)において、制御回路(30
    )を介してアンテナ(13)を完全に繰出された位置に
    する特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 14、スイッチ(27)が、スイッチインされたラジオ
    (23)の際第2切換位置(c)において、制御回路(
    30)を介してアンテナ(13)を部分的に繰出された
    位置にする特許請(4) 求の範囲第1項記載の回路装置。 15、スイッチ(27)が、スイッチインされたラジオ
    (23)の際第6切換位置(e)において、制御回路(
    30)を斤してアンテナ(13)を繰入れられた位置に
    させないしその位置に保つ特許請求の範囲第1項記載の
    回路装置0 16、スイッチ(27)が、スイッチインされたラジオ
    (23)の際第1切換位置(b)において、制御回路(
    30)を介してアンテナ(13)をその都度一定の長さ
    だけさらに繰出し、第2切換位置(a)において一定の
    長さだけ繰入れる特許請求の範囲第1項記載の回路装置
    。 1Z  スイッチ(27)がロータリスイッチとして形
    成されており、ロータリスイッチは中間切換位置(c)
    を有し、その両側にはまず切換位置(b、d)、そして
    さらに係止切換位置(a、 e)を有している特許請求
    の範囲第1項記載の回路装置。 18.2つの切換位置(b、d)のうち1つの位置にス
    イッチ(27)を短時間繰作する際、制御回路(30)
    はモータを投入接続し、この制御回路はモータの回転即
    ちモータ電流(i)のりツプルの周波数から信号変換器
    (33)によって発生されるデジタルパルスを計数し、
    所定の数に達するとモータ(12)′!il−遮断する
    特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 19 スイッチ(27)がポテンショメータを設けてお
    シ、このポテンショメーターの位置が制御回路(30)
    にアンテナ(13)の繰出し長さを予め決める特許請求
    の範囲第1項記載の回路装置。 20、制御回路(30)がモータ(12)を、回転方向
    逆転の際、予め与えられた休止時間後に投入接続する特
    許請求の範囲第1項記載の回路装置。 21、制御回路(30)がマイクロプロセッサの部分で
    ある特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 22、制御装置(30)が異常な動作状態(回転数、リ
    ップルの、回期期間、電流)を検出すると表示−信号を
    送出する特許請求の範囲第1項記載の回路装置。 23  回路装置が動作中にまず平均回転数またはりツ
    プルの平均周期期間を測定し、後続する測定に対して遮
    断値を検出するために記憶する特許請求の範囲第1項記
    載の回路装置。
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