(57)【要約】      （修正有）【課題】回転子磁石の製造ばらつきに起因するトルクリップルを低減するモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置１０３は、ホール信号を生成するホール増幅器１０８、転流ＰＷＭを生成する転流ロジック、転流ＰＷＭスイッチ１１０を有し、転流ロジックは、回転子上の非理想的な磁石の形状および位置（たとえば、非対称の磁石位置）を補正する合成転流信号を生成する工程を含み、および／またはモーターコイルの巻線インピーダンスによって引き起こされるタイミング遅延を補正する。【選択図】図１
2020099186.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の非対称の永久回転子磁石を有する回転子に結合された集積回路で、前記回転子に配置された前記複数の非対称の永久回転子磁石を補正する方法であって、当該方法は、
モーターコントローラーにおいて、磁気センサーに最も近い前記複数の非対称の永久回転子磁石の永久磁石の極性を示す前記磁気センサーの出力に基づいて、前記回転子の速度および加速度を計算する工程と、
前記磁気センサーの前記出力のタイミング情報と、前記回転子の前記計算された速度と、前記回転子の前記計算された加速度とに基づいて、各前記複数の非対称の永久回転子磁石の非理想的な形状および角度位置を計算する工程と、
複数の固定子コイルの電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する工程と、を含み、
前記合成転流信号は、前記回転子の前記複数の非対称の永久回転子磁石の計算された非理想的な形状および非理想的な角度位置を補正することを特徴とする方法。
【請求項２】
前記合成転流信号は、モーター巻線インピーダンス遅延を補正する請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記合成整流信号を生成する工程の前に、前記モーターコントローラーのメモリに巻線インピーダンス遅延情報を保存し、前記メモリから前記巻線インピーダンス遅延情報を読み取る工程と、
次の転流イベントが前記巻線インピーダンス遅延を補正するために開始される時間を計算する工程と、
をさらに含む請求項２に記載の方法。
【請求項４】
角度差を決定するために制御されるモーターの前記回転子の前記複数の非対称の永久回転子磁石間の計算された非理想的な相対的角度位置と、理想的な回転子の前記複数の非対称の永久回転子磁石間の理想的な相対的角度位置を比較する工程と、
前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度に基づいて、前記角度差をタイミング情報に変換する工程と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記計算された非理想的な回転子磁石の形状に前記理想的な回転子磁石の形状の角度最良適合を実行する工程と、
前記磁気センサーから検出された極性の次の理想的な変化までの時間を計算するために、得られる最良適合の角度位置を使用する工程と、をさらに含み、
前記検知された極性の前記理想的な変化の前記計算されたタイミングは、前記複数の固定子コイルの前記コイル電流を転流するために前記磁気センサーからの前記出力を直接使用するむしろ、前記複数の固定子コイルの前記電流を転流するために使用される請求項４に記載の方法。
【請求項６】
前記角度最良適合は、前記磁気センサーの前記出力から前記極性の検出された変化と、前記検出された変化の所望の位置との間の再帰最小二乗または最小平均二乗近似を使用して実行される請求項５に記載の方法。
【請求項７】
前記磁気センサーの前記出力から磁気極性の前記次の理想的な検出された変化までの時間は、前記合成転流信号を生成するために、追加のタイミング情報と組み合わされる請求項５に記載の方法。
【請求項８】
第１の条件セット下、前記磁気センサーからの情報を直接使用して、前記複数の固定子コイルの前記電流の転流を制御する工程と、
第２の条件セット下、前記合成転流信号を使用して、前記回転子の前記電流の転流を制御する工程と、をさらに含む請求項１に記載の方法。
【請求項９】
前記第２の条件セットは、前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度が、目標レベルの精度を達成する前記合成転流信号の範囲内にある条件を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１０】
前記第１の条件セットは、前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度が、目標レベルの精度を達成する前記合成転流信号の範囲内にない条件を含む請求項８に記載の方法。
【請求項１１】
回転子の複数の非対称の回転子磁石の位置を補正する合成転流信号を生成するシステムであって、該システムは、
前記回転子の回転中に磁気センサーから検出された磁気極性の変化の指示を出力するように構成された磁気センサー増幅器と、
一つまたは複数のメモリレジスタと、
一つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと、
前記システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックと、を含み、
前記転流ロジックは、
前記磁気センサー増幅器の前記出力に基づいて、前記回転子の速度および加速度を計算し、
前記検出された磁気極性の変化のタイミング情報と、前記回転子の前記計算された速度と、前記回転子の前記計算された加速度とに基づいて、前記回転子の各前記複数の非対称の回転子磁石の角度位置および形状を計算し、
複数の固定子コイルの電流の転流を制御するための、前記計算された角度位置に基づく合成転流信号を生成し、
前記一つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチを介して、前記合成転流信号を使用して、前記複数の固定子コイルの前記電流の転流を制御することを特徴とする合成転流信号を生成するシステム。
【請求項１２】
前記転流ロジックは、前記システムのプロセッサにより実行可能な命令を含み、
前記合成転流信号を生成する前に、モーターコントローラーのメモリに巻線インピーダンス遅延情報を保存し、前記メモリから前記巻線インピーダンス遅延情報を読み取り、
次の転流イベントが前記巻線インピーダンス遅延を補正するために開始される時間を計算し、
前記合成転流信号は、前記モーター巻線インピーダンス遅延を補正する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１３】
前記転流ロジックは、前記システムのプロセッサにより実行可能な命令を含み、
角度差を決定するために制御されているモーターの前記回転子の前記複数の非対称の永久回転子磁石間の計算された非理想的な相対的角度位置と、理想的な回転子の前記複数の非対称の永久回転子磁石間の理想的な相対的角度位置を比較し、前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度に基づいて、前記角度差をタイミング情報に変換し、
前記計算された非理想的な回転子磁石の形状に前記理想的な回転子磁石の形状の角度最良適合を実行し、その後、前記磁気センサーから検出された前記極性の次の理想的な変化までの時間を計算するために、得られる最良適合の角度位置を使用し、
前記検知された極性の前記理想的な変化の前記計算されたタイミングは、前記複数の固定子コイルの前記電流を転流するために前記磁石センサーからの前記出力を直接使用するよりむしろ、前記複数の固定子コイルの前記電流を転流するために使用される請求項１１に記載のシステム。
【請求項１４】
前記磁気センサーの前記出力から前記磁気極性の前記次の理想的な検出された変化までの前記時間は、前記合成転流信号を生成するために、追加のタイミング情報と組み合わされる請求項１３に記載のシステム。
【請求項１５】
前記転流ロジックは、前記システムのプロセッサにより実行可能な命令を含み、
第１の条件セット下で前記磁気センサーからの情報を直接使用して、前記複数の固定子コイルの前記電流の転流を制御し、第２の条件セット下で前記合成転流信号を使用して、前記回転子の前記電流の転流を制御する請求項１１に記載のシステム。
【請求項１６】
前記第２の条件セットは、前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための前記合成転流信号の範囲内にある条件を含む請求項１５に記載のシステム。
【請求項１７】
前記第１の条件セットは、前記回転子の前記計算された速度および前記回転子の前記計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための前記合成転流信号の範囲内にない条件を含む請求項１５に記載のシステム。
【請求項１８】
前記回転子は、単相モーター巻線構成に含まれる請求項１１に記載のシステム。
【請求項１９】
前記回転子は、多相モーター巻線構成に含まれる請求項１１に記載のシステム。
【請求項２０】
前記一つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと電子通信するブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーターをさらに含む請求項１１に記載のシステム。
【発明の詳細な説明】
【関連出願】
【０００１】
本出願は、２０１８年１２月１０日に出願された、「パルス幅変調ブラシレス直流モーターの位置補正転流」と題された米国仮特許出願第６２／７７７，６１８号、および、２０１９年４月５日に出願された、「ブラシレス直流モーターの位置補正転流」と題された米国特許仮出願第６２／８３０、２２２号の優先権を主張する。その出願の全ての内容はここに挿入される。
【背景技術】
【０００２】
この説明は、ブラシレス直流モーター用のモーターコントローラーを対象とする。特に、永久磁石のランダムな製造バリエーションおよびモーター内での配置を説明するために、および／または、モーターコイルの巻線インピーダンスによって引き起こされるタイミング遅延を説明するために、転流タイミングを調整するシステムと方法とが提供される。
【０００３】
直流（ＤＣ）モーターのトルクとモーション（motion）は、回転子の永久磁極と、固定子の電磁極との間の吸引力および反発力の結果である。トルクは、回転子極と固定子極との間の磁場強度、モーターの形状、および回転子と固定子の相対的な角度位置の作用である。固定子コイルの制御に対する回転子の磁石の向きと極性は、所望の回転方向と連動して、固定子極の必要な極性を決定する。このように、モーターの動きは、固定子コイルによって制御される。そして、固定子コイルは、一方向の電流によって通電され、次に方向を逆にすることで通電されたとき、回転子を推進する交番磁界を生成する。回転子が回転すると、固定子の電磁石の必要な極性が北（Ｎ）から南（Ｓ）へ変化し、そして再び戻って絶えず変化する。それにより、回転子が同じ方向に回転し続けることができる。複数の極ペアが固定子に使用されるいくつかのモーター巻線構成では、固定子極の極性は、Ｎ、Ｓ、およびオフ（固定子巻線電流なし）の３つの設定を有する。磁気吸引力と反発力に基づくモーション（運動）の原理は、使用する永久磁石と電磁石の数にかかわらず、およびモーター巻線構成にかかわらず、すべてのブラシレスＤＣモーターで同じである。ここでの説明の例は、２つの永久磁石極ペアと、２つの電磁石極ペアとを備えた単（１）相モーター巻線構成用である。しかし、この概念は、多相モーター巻線構成と、任意の数の固定子および回転子極ペアにも適用する。
【０００４】
電磁石の極性の変化は、転流として知られている。ブラシ付きＤＣモーターでは、これは、スプリットリング整流子を使用して機械的に行われる。ブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モーターでは、電子スイッチを使用して、電流、および磁極の向きを逆にする。転流中の電源の短絡を避けるために、一方向に流れる巻線電流がオフになる時と、電流が他の方向にオンになる時との間に短い転流デッドタイムがある。このデッドタイムは、ブラシ付きモーターのスプリットリング整流子に機械的に作成されたギャップとは対照的に、ＢＬＤＣモーターで電子的に達成される。
【０００５】
多くのＤＣモーターアプリケーションでは、モーターの各回転の間のトルクの変動を減らし、モーターに供給される所定量の電力のトルクを増加（たとえば最適化）することが望ましい。この目的のために、固定子コイル巻線が転流イベント（事象）の間でどのように通電されるかの多くのバリエーションが提案されている。これらは、パルス幅変調（ＰＷＭ）およびパルス振幅変調速度制御技術のバリエーションを含む。
【０００６】
効果的な（例えば、最適な）転流は、モーターの全体的なパフォーマンスにとっても有益である。転流イベントのタイミングは、転流イベントの間に固定子コイルにエネルギーを供給するために使用される方法と同じくらい有益である。効果的な（例えば、最適な）転流タイミングは、固定子コイルに対する回転子磁石の角度位置を正確に検出することを伴う。ブラシレスＤＣモーターでは、固定子に対する回転子磁石の位置は、通常、固定子に取り付けられた磁気ホール効果センサーを使用して検出される。他の種類のセンサーを使用して、磁場と永久磁石の位置とを検出してもよい。この例では、ホール効果センサーが使用される。しかし、ここで説明されている方法は、使用されるセンサーの種類に依存しない。回転子磁石がホール効果センサーを通過すると、ホール効果センサーの出力は、最も近い回転子磁石の極性（ＮまたはＳ）を示す信号を出力する。ホール増幅器は、センサーに最も近い磁石の極性に応じて、ホール効果センサー信号を論理（ロジック）１または０に変換する回路である。磁気極性の情報は、固定子巻線を通る電流方向をいつ反転させるかを決定する際に使用される。回転子の位置を検出するために使用される他の方法は、光センサー、および「センサーレス」技術を含む。その技術は、固定子巻線への回転子の動きによって誘導される磁束（flux）リンケージまたは逆起電力（ＥＭＦ）をモニターする。
【０００７】
これらの種々の回転子の位置検出技術のすべては、回転子が理想的な形状で完全に製造され、モーターコイルの巻線インピーダンスによるタイミング遅延がない限り、機能する。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００８】
回転子と固定子が理想的な形状に完全に製造される場合、すべての回転子と固定子の極の磁気吸引力と反発力は、共に働き、同じ方向の回転を同時に促進する。しかしながら、一般的な製造上の欠陥および／または公差は、非対称、または回転子磁石の形状不良、または回転子磁石の非理想的な配置を生じる。たとえば、様々なサイズの磁石および／または回転子の非対称位置に取り付けられた磁石がある。様々な回転子形状の結果、回転子上の磁気境界／エッジの位置は、１０〜１５度も変化する。これにより、モーターの１回転のいくつかの角度位置で、回転子磁石と固定子コイルとの間の位置がずれる。回転子と固定子の極のすべての組み合わせは、一方向の運動を促進するために、共に機能することを目的としているが、位置ずれにより、いくつかの極ペアが意図しないブレーキつながる（例えば、回転の特定の角度位置でモーターの方向を停止または逆にしようとする）。これにより、不要な振動とノイズとともに、モーターからトルクリップルが発生する。回転子の磁石の非対称性は、モーターの寿命全体を短縮し、望ましい以上のエネルギー損失を引き起こす。
【０００９】
固定子コイルの巻線インピーダンスが理想的である場合、モーター巻線の電流の方向が実際に反転する時までに、巻線電流を転流するために必要な電圧をアサートする間に遅延はない。実際に、電気モーターのモーター巻線の電気インピーダンス（巻線のインダクタンスと抵抗からの寄与を含む）は、巻線の電流が変化する前の時間遅延に寄与する。転流イベントが開始された瞬間、この時間遅延により、モーター巻線の電磁石は極性を変化することを一時的に妨げられる。この遅延間隔の間、回転子とそれに取り付けられた永久磁石の角度位置は、固定子電磁石に対して誤った相対極性で進み続ける。これにより、巻線電流が実際に方向を変えるまで、モーターの一時的な意図しないブレーキを引き起こす。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は、上記の欠点を認識し、回転子の非理想的な磁石サイズおよび位置、および／または非理想的な巻線インピーダンスを考慮することにより、モーター制御を改善する方法を開発した。本説明の一実施形態では、ＢＬＤＣを制御する方法は、回転子磁石の位置の誤差を電子的に補正／補償（相殺）する合成転流信号を生成する工程を含む。一例では、合成転流信号は、モーター巻線の電気インピーダンスを追加的または代替的に補正する（compensate）。その方法は、ＢＬＤＣモーターの位置に応じて、ＢＬＤＣモーターの所望の速度に応じて、合成転流信号を調整する工程をさらに含む。
【発明の効果】
【００１１】
様々な形状（geometry）の回転子磁石の非理想的な配置を補正することにより、回転子の磁石を固定子の電磁石と数学的に整列させる。それにより、回転子位置の計算に使用される補正係数（correction factors）を提供する。巻線インピーダンスの他の補正係数は、計算され、および／またはメモリに保存される。巻線インピーダンスと、磁石のサイズおよび／または位置の補正工程に加えて、不均一なＰＷＭパルス列は、個々のパルスがパルス幅を変動する工程（例えば、調整可能）を有するように、転流間隔中に適用される。一例では、パルス列は、より短い持続期間（duration）の最初の数個のパルスと、その後、転流間隔が続くにつれて増加する持続期間のパルスを含む。最後に、パルス持続期間は、転流間隔の終わりに向かって減少する。そのようなパルス列調整は、少なくともいくつかの条件の間の回転中、回転子磁石の位置を考慮し、均一なトルク出力で効率的な転流を可能にする。
【００１２】
一例では、ＰＷＭ信号を使用してＢＬＤＣモーターの平均速度を制御することが望ましい。ＰＷＭ波形を使用して、固定子コイルを電源に接続するスイッチを制御する。これは、モーター両端の平均電圧が、ＰＷＭデューティサイクルに電源の電圧を掛けた値に等しくなるように行われる。ＰＷＭ制御信号は、パルス列である。信号のデューティサイクルは、期間で割った高い平均時間として定義される。ＰＷＭ制御信号の周期は、通常、モーターの回転周期よりもはるかに小さくなるように選択される。したがって、多くのＰＷＭパルスは、モーターの１回転内に均等に分散して発生する。他の方法は、モーター（パルス振幅変調や、モーターに供給される電力を変化させる他の技術を含む）の速度を制御するために使用される。これらの様々な速度制御技術は、転流イベント間でモーターにエネルギーを戦略的に（例えば、最適に）付与する方法に焦点を当てる。本明細書に記載の発明は、転流イベントの有効な（例えば、最適な）タイミングを含む。そして、その発明は、独立しており、転流イベント間でエネルギーがモーターにどのように伝達されるかということを変える様々な速度制御技術に適合する。ここで提供される説明は、４つの回転子極と４つの固定子極とを備えた１相モーターで使用される。しかし、説明されている技術は、すべての回転子極、固定子極、および巻線構成に適用される。
【００１３】
本明細書の上記の利点および他の利点、ならびに特徴は、単独でまたは添付の図面と関連して、以下の詳細な説明から容易に明らかになる。
【００１４】
上記の概要は、詳細な説明でさらに説明される概念の選択を簡略化した形で紹介するために提供されることを理解されたい。クレームされた主題の重要なまたは本質的な特徴を特定することを意図するものではない。その範囲は、詳細な説明に続く特許請求の範囲によって一意的に定義される。さらに、クレームされた主題は、上記または本開示の任意の部分で指摘された欠点を解決する実施形態に限定されない
【図面の簡単な説明】
【００１５】
本開示の主題は、添付の図面を参照して、非限定的な実施形態の以下の詳細な説明を読むことにより、よりよく理解される。
【００１６】
【図１】図１は、ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーターシステムにおけるモーター制御集積回路（ＩＣ）の例の詳細なブロック図である。
【００１７】
【図２】図２は、図１の転流ロジックブロックをより詳細に示すブロック図である。
【００１８】
【図３】図３は、回転子上に対称的に配置された永久磁石を有する４極回転子の簡略化された断面図を示す実施形態を示す。
【００１９】
【図４】図４は、図３の回転子とともに、図１のモーター制御ＩＣの一実施形態を示すブロック図である。
【００２０】
【図５】図５は、回転子上に非対称的に配置された永久磁石を有する４極回転子の簡略化された断面図を示す別の実施形態である。
【００２１】
【図６】図６は、図５の回転子とともに、図１のモーター制御ＩＣの別の実施形態を示すブロック図である。
【００２２】
【図７】図７は、回転子が反時計回りに回転している例について、ホール効果センサーおよび回転子の角度位置に対する巻線インピーダンス遅延の関係を示す。
【００２３】
【図８】図８は、回転子の磁石サイズおよび／または位置の変動、ならびに巻線インピーダンス遅延を補正する方法の実施形態のフローチャートである。
【図９】図９は、回転子の磁石サイズおよび／または位置の変動、ならびに巻線インピーダンス遅延を補正する方法の実施形態のフローチャートである。
【００２４】
【図１０】図１０は、合成転流信号がいつ有効になるかを制御する方法の実施形態のフローチャートである。
【００２５】
【図１１】図１１は、合成転流波形による補正の前後で、従来のＰＷＭ速度制御を使用する実際のＢＬＤＣモーターの電流波形を比較するオシロスコーププロットを示す。図１１は、補正されていないモーターの第１のプロットと、モーター巻線インピーダンス用に補正されたモーターの第２のプロットとを示す。
【図１２】図１２は、合成転流波形による補正の前後で、従来のＰＷＭ速度制御を使用する実際のＢＬＤＣモーターの電流波形を比較するオシロスコーププロットを示す。図１２は、モーター巻線インピーダンスと非対称の回転子磁石の形状の両方のために補正されたモーターのプロットを示す。
【００２６】
【図１３】図１３は、従来のＰＷＭ速度制御を使用した実際のＢＬＤＣモーターの電流波形を比較するオシロスコーププロットを示す。上部のプロットは、非理想的に製造された回転子磁石に起因する電流波形を示す。下部のプロットは、同じＰＷＭ速度制御方法を使用して同じ速度で動く、正確に同じＢＬＤＣモーターの電流波形を示す。これは、合成転流信号を使用して回転子磁石の非対称性を補正する。
【００２７】
【図１４】図１４は、図１の転流ロジックブロックの別の実施形態を示す。
【００２８】
【図１５】図１５は、回転子の磁石サイズおよび／または位置の変動を補正する方法の別の実施形態を示す。
【００２９】
【図１６】図１６は、図１の転流ロジックブロックの別の実施形態を示す。
【００３０】
【図１７】図１７は、巻線インピーダンス遅延を補正する方法の別の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
図１は、ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーター１０２に電気的に接続されたモーター制御装置（コントローラー）１０３内のモーター制御集積回路１００を備えたモーターシステム１０１の例示的な用途のブロック図を示す。モーターコントローラー１０３およびモーター１０２は、図１では別個のシステムコンポーネントとして示されているが、モーターコントローラー１０３は、様々な実施形態において、モーター１０２に直接統合されてもよいことが理解される。一例では、ＢＬＤＣモーター１０２は、冷却ファンであるが、任意のＢＬＤＣモーターであってもよい。冷却ファンの用途では、温度センサー（図示せず）は、ファンの望ましい速度を表す速度制御信号の形で、モーター制御集積回路（ＩＣ）１００にシステムの温度を報告する。モーター１０２は、図１に示すように、北をＮ、南をＳとラベル付けした極を有する２つの極ペアを有する永久磁石回転子１０２ａを含む。一般に、任意の数の極ペアが使用され、任意の固定子巻線構成が使用される。それは、図１に示されるような１相およびその他の多相構成を含む。モーター／回転子の動きは、固定子コイルによって制御される。固定子コイルは、電流の流れによって通電され、電気供給が停止されると、回転子を推進する交番磁界を生成する。回転子が回転すると、ホール効果センサー１０６に最も近い回転子の磁極は、ＮからＳに推移し、再び戻る。
【００３２】
ホール効果センサー１０６は、シングルエンドされるか、差動出力を有する。図１において、出力は、シングルエンドされ、ホールとラベル付けされた信号である。回転子が回転しているとき、ホール信号は、ホール増幅器１０８によって増幅され、論理１または０のいずれかに変換される。それは、ホール効果磁気センサーに対して最も近い位置にあるＮ極またはＳ極の回転子磁石として、モーター制御ＩＣ１００によって解釈される。増幅されたホール信号は、タコ（Tach）（タコメータ）ピンのオープンドレイン出力として、ＩＣからピンアウトされる。回転子が回転し、回転子上の永久磁石が磁気センサーを通過すると、タコ信号は、論理値１と０との間で切り替わる。これが発生する速度は、内部クロックブロック１３０と、実際の速度ブロック１３２とによってモニターされるようなモーターの速度を示す。
【００３３】
転流ＰＷＭスイッチ１１０は、電源（ＶＤＤとラベル付け）およびグランドにファンのモーター巻線を接続する。モーター制御ＩＣ１００は、転流ロジックブロック１１２とともに、固定子巻線の電流を転流するための転流ＰＷＭスイッチ１１０とホール効果センサー１０６とからの磁極情報を使用する。転流スイッチ１１０は、図１に示される１相モーター用のＨブリッジとして構成されて示されている。しかし、転流スイッチ１１０は、異なるコイル巻線構成と、異なる数の固定子極および回転子極とのために異なるように構成されてもよい。転流ＰＷＭスイッチ１１０は、例示目的のために、モーター制御ＩＣ１００に統合されるように示されている。しかし、転流ＰＷＭスイッチ１１０は、ＩＣの外部にあってもよい。一実施形態では、モーター制御ＩＣ１００と、回転子および固定子巻線と共にホール効果センサー１０６とは、冷却ファン内にすべて物理的に含まれる。
【００３４】
転流ロジック１１２は、ホール増幅器出力の極性情報をデコードする。そして、整粒ロジック１１２は、転流ＰＷＭ（この例では、Ｈブリッジ）スイッチがいつオンになり、どのスイッチがオンになるかを決定するために、そして、最終的には固定子巻線の電流の方向を決定するために使用される。
【００３５】
固定子巻線は、グラウンドへの転流ＰＷＭスイッチ１１０を介して、電源に接続される。電源電圧とグランドは、それぞれ、ＶＤＤとＧＮＤとラベル付けされる。Ｈブリッジ構成により、巻線電流の方向を反転させることができる。これにより、固定子の磁極の極性が反転する。回転子が回転すると、固定子巻線電流の反転は、転流（commutation）として知られている。転流中に電源がグランドに短絡することを避けるため、１ペアのみのスイッチを一度にオンにすることができる。転流として知られる小さな遅延、すなわち、スイッチの１つのペアがオフになる時と、スイッチの他のペアがオンになる時との間の遅延がある。Ｈブリッジの出力ピンは、モーター巻線１と２用のＷ１とＷ２とラベル付けされている。
【００３６】
一実施形態では、制御ＩＣは、モーターの安全のために組み込まれたいくつかの劣化保護機能を提供する。図１は、ＰＷＭジェネレータ／出力イネーブルブロック１２０を含む。このＰＷＭジェネレータ／出力イネーブルブロック１２０は、劣化条件が存在しない場合にのみ、電流を導くために転流ＰＷＭスイッチにＰＷＭ入力を提供する。劣化の条件が発生した場合、ＰＷＭジェネレータ／出力イネーブルブロック１２０は、モーター制御ＩＣ１００のスイッチをオフにし、固定子巻線への電流を無効化する。図１の例では、モーターを無効にすることができる４つの劣化条件（回転子ロック、熱過負荷、低電圧、および電流過負荷）が検出される。回転子ロック検出ブロック１２２は、ホール増幅器出力をモニターし、回転子速度を測定するための内部クロックを使用する。回転子速度が事前設定されたしきい値を下回ると、回転子を停止する妨害物があり、安全でない電流レベルが巻線において増大する前にモーターが無効化されることを保証する。モーター制御ＩＣ１００は、熱保護ブロック１２４内に位置する独自の熱センサーを有する。モーター制御ＩＣ１００は、通常、モーター内に位置するため、ＩＣ温度は、モーター温度の指標である。ＩＣの温度がしきい値温度を超えると、モーターは、無効化される。最後に、固定子巻線電流は、過電流保護（ＯＣＰ）ピンと、グランドとの間の抵抗器で検出される。過電流保護ブロック１２６は、固定子巻線電流をモニターする。電流が所定の安全限界を超えると、モーターは無効化される。低（under）電圧ブロック１２８は、電圧供給ＶＤＤピンが推奨動作条件を下回った場合に、電流がモーター巻線に供給されることを防止する。
【００３７】
速度制御入力は、モーターの所望の速度（例えば、所望の速度ブロック１３４により示される）をモーター制御ＩＣ１００に伝える。任意の閉サーボ制御ブロック１３６は、破線で示される。回転子が回転すると、内部クロックおよびタイマー１３０は、ホール増幅器１０８によって検出されるようなモーターの実際の速度をモニターする。サーボ制御ブロック１３６は、モーターの実際の速度が最大選択（例えば、所望の速度）ブロック１３４の出力によって定義されるようなモーターの所望の速度に等しくなるまで、ＰＷＭジェネレータ／出力イネーブルブロック１２０への入力を動的に調整することができる。閉ループ制御が使用されない場合、最大選択（例えば、所望の速度）ブロック１３４の出力は、ＰＷＭ発生器１２０に直接送られる。速度制御信号は、直流（ＤＣ）電圧、デジタル制御ワードまたはＰＷＭ信号の形態である。それぞれは、冷却ファンの望ましい速度を表す。
【００３８】
ＰＷＭジェネレータ／出力イネーブルブロック１２０のパルス幅変調（ＰＷＭ）発生器部は、モーター巻線全体の平均電圧を設定するために、スイッチ１１０へのＰＷＭデューティサイクルを調整する。回転子が回転すると、モーター制御ＩＣ１００は、内部クロック１３０と実際の速度ブロック１３２とを使用して、モーターの実際の速度を決定する。モーターの実際の速度に関する知識は、モーターの実際の速度が所望の速度と等しくなるまで、ＰＷＭデューティサイクルを調整するために、閉ループ形式で使用される。任意の種類の速度基準、温度などが測定され、モーターの所望の速度を確立するために使用される。
【００３９】
図２は、図１の転流ロジックブロック１１２の詳細なブロック図を示す。これらのブロックは、ホール増幅器出力を取得し、合成転流信号（例えば、非一時的合成転流信号）を生成する。その合成転流信号は、回転子磁石の形状（geometry）と非理想的な巻線インピーダンスの製造上の欠陥を説明する（account for）。本明細書で説明されるように、非理想的な形状（shape）は、コンポーネントの所望の（例えば、理想的な）形状に正確に適合しない形状である。例えば、コンポーネントの形状は、コンポーネントの製造中に発生する望ましくない寸法のばらつき（例えば、製造上の欠陥、異常など）を有する。例えば、特定の製造技術は、望ましくない寸法のばらつきを生じる比較的大きな寸法公差を有する。図２のブロックは、動作が実行される転流ロジックブロック１１２および／またはモジュール（例えば、メモリに保存されているプロセッサ実行可能命令、関連するプロセッサ／ロジックユニット、メモリレジスタなどの処理モジュール）によって、実行される異なる動作を表す。より一般的には、図２および他の図に関して本明細書で説明されるブロックは、例えば、モーターコントローラーにおいて、プロセッサ、処理回路などによって実行可能なメモリに保存された命令を含む。したがって、ブロックは、１つまたは複数の物理デバイスまたは物理デバイスの構成要素を含む。しかし、本明細書で説明する命令の特徴（aspects）は、通信媒体（例えば、電磁信号、光信号などの形態の制御コマンド）によって代替的に伝えられる。その通信媒体は、有限の期間、物理デバイスによって保持されない。さらに、制御コマンド、信号などは非一時的である。メモリデバイスは、取り外し可能なデバイスおよび／または組み込みデバイスを含む。詳述するために、メモリは、とりわけ、半導体メモリ、光学メモリ、および／または磁気メモリを含む。さらに、メモリは、不揮発性、揮発性、静的、動的、読み取り／書き込み、読み取り専用、ランダムアクセスなどを含む。
【００４０】
回転子が動き始めると、エッジ検出ブロック２０２は、図１のホール増幅器１０８の出力でホールエッジ（磁気ホール効果センサーにより検知される極性の変化）を検出する。ホールエッジカウンターブロック２０４は、連続するエッジ間の時間を検出する。これは、各ホールエッジについて繰り返される。記録された時間は、２０６、２０８、および２１０のメモリレジスタに保存される。システム（例えば、転流ロジック１１２）は、Ｎ個のメモリレジスタを含み、および／またはそうでなければ、Ｎ個のメモリレジスタへのアクセスを有する。回転子上の各Ｎ永久磁石に１つのメモリレジスタがある。これは、ブロック２１２で実行される回転子の完全な１回転の時間を計算するために十分なタイミング情報を提供する。完全な１回転の時間は、検出されたホールエッジごとに更新される。ブロック２１２および２１４の２つのメモリレジスタＳ１およびＳ０は、完全な１回転の時間の２つの最新の計算を記憶する。これは、回転子の速度および加速度計算ブロック２２０に、回転子の速度および加速度を計算するために使用可能な情報を提供する。速度と加速度の情報は、ブロック２１８で実行されるように、すべての回転子Ｎ磁石の角度位置情報を同時に計算するために、すべての回転子Ｎ磁石のホールエッジ間の時間と組み合わさられる。所望または理想の回転子磁石の角度位置形状（geometry）は、ブロック２１６に保存される。ブロック２１６の所望または理想の回転子磁石の角度位置形状は、ブロック２２２で測定された形状と比較される。測定された形状に対する理想的な形状の角度最良適合（best fit）もブロック２２２で実行される。ブロック２２２で計算された測定された磁石位置と、理想的な磁石位置との間の角度差Δｉは、速度と加速度に基づいて、ブロック２２４でタイミング情報に変換される。
【００４１】
ブロック２３０は、巻線インピーダンス遅延情報を含むメモリルックアップテーブルである。このメモリは、巻線インピーダンスの事前情報で事前にプログラムされ、および／または、メモリは、任意のブロック２３２によりプログラムされる。このブロック２３２は、モーターに電力が供給された後、モーター巻線インピーダンス測定を行う。巻線インピーダンスメモリテーブル２３０は、巻線インピーダンス遅延の値を表す単一のエントリを含む。異なるモータータイプ、および／または負荷条件に対して、異なるモーター速度で巻線インピーダンスを異なるように補正することが望ましい場合、メモリテーブル２３０は、複数の値を含む。
【００４２】
ブロック２２４は、合成転流波形の最新のホールエッジから次のエッジまでの時間を計算する。この計算への入力は、ブロック２１８からの角度位置情報、および、ブロック２２２からの回転子永久磁石の最良適合の角度位置情報である。入力は、ブロック２２０からの回転子の速度および加速度と、ブロック２３０からの巻線インピーダンス遅延／角度調整と、ブロック２２６からの他の追加のタイミング調整とを含む。ブロック２２４からの計算は、タイマーに保存され、ブロック２２８をラッチする。ブロック２２８は、合成転流信号を生成する。合成転流信号は、ホール増幅器出力からのホール効果センサー情報を直接使用する代わりに、モーター巻線電流を転流するために使用される。
【００４３】
ブロック２２４に入る入力のすべてを使用して、合成転流波形の次の所望のホールエッジを計算する。または、入力のサブセットを使用する。機能セット選択（feature set selection）ブロック２３４は、ブロック２２４へのどの入力が計算で使用されるかを選択し、同じＩＣからの異なる機能を可能にする。これにより、エンドユーザーに柔軟性を持たせ、機能を有効および無効にすることにより、同じＩＣを有する複数のＩＣ製品がメーカーによって提供されることができる。
【００４４】
図３は、互いに同一の形状を有する対称的に配置された永久磁石を備えた回転子３００の簡略化された断面図を示す実施形態である。磁石間の位置は、位置３０２ａ、３０２ｂ、３０２ｃ、および３０２ｄで、等間隔になっている。図示の例では、４つの回転子磁石は、互いに等距離に配置される。θは、回転子上の任意の２つの磁極インターフェース間の回転子角度（例えば、検知された磁気極性の変化を生成する回転子位置間の角度）を説明する。同一または実質的に等しいサイズおよび／または寸法を有する、対称的に間隔をあけられた２対の磁極を有する回転子は、図３の回転子３００によって示される。θは、３６０°／４または９０°に等しい。
【００４５】
図４は、対称的に配置され、対称的な大きさの永久磁石とともに、図３の回転子３００に結合されたモーター制御ＩＣ１００の実施形態のブロック図を示す。図４に図示された例は、図１のモーター制御ＩＣ１００と共に示されている。しかし、開示の範囲から逸脱することなく、図１のモーター制御ＩＣ１００の１つまたは複数のコンポーネントが変更または除去され、１つまたは複数の追加のコンポーネントがモーター制御ＩＣに含まれることが理解されるべきである。図４に示すように、ホール増幅器１０８の出力は、ホール効果センサー１０６に最も近い磁極がＮからＳに遷移し、回転子が回転すると再び戻るときに報告する。
【００４６】
ここで図５を参照すると、図５は、非対称形状の永久磁石を備えた例示的な回転子５００の簡略断面図の別の実施形態を示している。これにより、図示のように、回転子上の位置５０２ａ、５０２ｂ、５０２ｃ、および５０２ｄの磁石間に非対称的および非理想的な間隔の位置が生じる。上述のように、永久回転子磁石は、一例では、回転子内に非対称に配置されてもよく、または、別の例では、様々な形状を有する磁石でもよい。さらに他の例では、永久回転子磁石は、互いに対して非対称な位置と、互いからの不規則な／異なる形状とを有する組み合わせであってもよい。可変磁石形状および／または配置を有する回転子がモーターに配置される場合、図６に示されるように、ホール増幅器１０８の出力は、対称に配置された同一の磁石を有する回転子（例えば、図３および図４に示される）に予想されるのと同じ時間、回転子の永久磁石の磁極を検出しない。回転子磁石のそのような物理的差異は、位置の誤差を補正して、モーターからより均一なトルクと改善された（例えば、最適な）性能を成し遂げる。各磁極は、位置決めまたはサイズ／寸法のばらつきを含むため、回転子上の各磁石は、ホール効果センサーによって決定されるような位置のばらつきを補正するために、個々の補正係数(compensation factor)を関連付ける。例えば、上述したように、ホール増幅器出力の立ち上がりエッジと、立ち下りエッジとは、時間ｔ１、ｔ２、ｔ３、ｔ４でエッジ検出される。図６の例における磁石の不規則な形状および／または配置により、絶対的な回転子の位置は、立ち上がりエッジと立ち下がりエッジで正確に知られていない。しかしながら、ホールエッジ間の測定時間を検出する。そして、その測定時間は、各磁石の角度補正係数（補正係数を決定するための例示的なアルゴリズムは、図８および９に関して以下で説明される）を決定するために、回転子速度および加速度に基づくホールエッジ間の期待された（例えば、図３および４に関して上述したように、磁石が回転子上に対称的に配置される構成に基づく）時間と比較される。各補正係数（回転子の各永久磁石に１つ。各補正係数は、回転子の隣接する永久磁石間の角度に関連付けられる）が一旦計算されると、補正係数は、測定される非理想的なモーター形状に関する理想的な回転子形状の最良適合の角度位置の計算に使用される。
【００４７】
図７は、固定子電磁石の極性に関する回転子の角度位置と、ホールセンサー１０６の位置との６つの異なる組み合わせのモーター１０２を示す。これらの組み合わせは、モーター巻線インピーダンス遅延および以前の解決策によって引き起こされる問題を示すために使用される。説明のために、図７は、回転子が反時計回りに回転している例に関する。７００ａでは、回転子と固定子の磁極の極性は、それぞれ、北と南のためにＮとＳとラベル付けされている。極が反発するように、反対の極は引き付け合う。これにより、７００ａの回転子が反時計回りに回転する。回転子は、７００ｂに示す位置に達するまで、反時計回りに回転し続ける。理想的には、この位置で、ホールセンサー１０６は、回転子のＮからＳへの極性の変化を検出する。これにより、制御ＩＣが起動し、固定子巻線電流の方向を転流（リバース）する。それにより、７００ｃに示すように、固定子の電磁石の極性が変化する。磁石の極性は、７００ｃにおいて、回転を引き起こさないほどである。しかし、回転子の角運動量により、回転子は、この角度をわずかに超えて移動する。この角度は、反時計回りの回転を促進し続ける磁石をもたらす。実際のＢＬＤＣモーターは、転流が開始される時と、固定子コイルの非理想的なインピーダンスによって引き起こされる巻線において電流が実際に反転する時との間に時間遅延を有する。７００ａのホール効果センサー１０６が回転子磁石の極性の変化を検出すると、回転子は、回転子電磁石が７００ｄおよび７００ｅに示すように極性を変化する前に、時間τ（巻線インピーダンス時間遅延に等しい）の間回転し続ける。角度θ（実際の転流が行われる前に回転子が回転し続ける）は、モーター巻線の時定数τを角速度ωに掛けた値に等しい。この時間τの間、固定子電磁石の極性は、回転子永久磁石に対して間違った極性を有し、反時計回りの代わりに、時計回りの回転を促進する。これにより、モーターが１回転あたりｎ回ブレーキをかける。ここで、ｎは、回転子極の数である。この問題に対する以前の解決策は、７００ｆに示すように、角度θａｄｖだけホール効果センサーを進めることである。通常、進み角θａｄｖは、回転子の最大角速度ωｍａｘを補正するように設定される。この解決策の欠点は、それが１つの速度でしか機能しないことである。結果として、モーターの性能は、他の回転子速度での望ましくないブレーキにより、電力消費と振動の点で依然として低下する。本明細書で説明するシステムおよび方法は、必要に応じて、ホール効果センサーを物理的に進める必要性を排除し、すべてのモーター速度でモーター巻線インピーダンスを補正することができる。したがって、本説明は、合成転流信号を生成する転流ロジックブロックを有するＩＣを含む。
【００４８】
図８および図９は、それぞれ、回転子の磁石サイズおよび／または磁石位置の変動、およびモーター巻線のインピーダンスを補正するための方法８００および９００の例のフローチャートを示す。例えば、図１、図４、図６、およびその組み合わせのモーター制御集積回路１００は、方法８００と９００を実行する。方法は、回転子が静止ホール効果センサーを通過するときのホール増幅器出力のエッジ間の時間を記録する工程を含む。タイミング情報は、モーターの全回転のために記録され、保存される。回転子の速度と加速度は、回転子の全回転に基づいて計算され、ホールエッジごとに更新される。回転子の速度と加速度がわかると、回転子上のすべての永久磁石の相対的な角度位置は、ホールエッジ間の記録時間に基づいて、同時に計算される。速度と加速度をチェックして、角度位置の正確な計算がなされたことを確認する。回転子磁石の角度位置が決定されると、回転子磁石の相対的位置は、完全に製造された回転子の理想的な磁石位置と再び比較される。差がある場合、角度の差Δｉは、回転子上の各磁石に対して保存される。次いで、測定される回転子の磁石位置に対する理想的な回転子の所望の（例えば、最適な）角度位置が計算される。一例では、非理想的なホールエッジの位置と、理想的なホールエッジの位置との間の再帰的最小二乗（ＲＬＳ）近似を使用して、最良適合が見つけられる。最小平均二乗のような他の最適アルゴリズムも使用される。理想的な回転子の最良適合の角度位置が判明したら、角度位置は、角度をタイミング情報に変換するために、速度および加速度情報と組み合わせられる。このタイミング情報をモーター巻線インピーダンス遅延情報と一緒に使用して、合成転流波形を生成する。これは、ホール効果センサー情報を直接使用する代わりに、固定子巻線電流を転流するために使用される。
【００４９】
図８および図９を組み合わせて、非対称の回転子磁石およびモーター巻線インピーダンスを補正し、合成転流波形を作成する方法８００および９００の実施形態のフローチャートを形成する。８０４で、この方法は、回転子が動き始めた後、最初のホールエッジを検出するために、ホール増幅器出力を常にモニターする工程を含む。図８を参照して述べたように、一度ホールエッジが検出されると、ホールエッジが既に発生している場合、（前のホールエッジから）現在のホールエッジに到達するまでに時間がかかる。時間を測定し８０６、８０８で、回転子上のＮ永久磁石に対応するＮメモリ位置の１つに保存する。決定ブロック８１０に示されるように、方法は、モーターの全回転（例えば、３６０度回転）が起こったことを確認するために、ホールエッジの量をカウントする工程を含む。モーターの完全な回転（rotation）／回転（revolution）の時間を測定するために、十分なホールエッジが検出されていない場合（例えば８１０、で「ＮＯ」）、方法は８０４に戻り、ホール増幅器出力のモニターとホールエッジの検出を続ける。モーターの完全な回転／回転の時間を測定するために、十分なホールエッジが検出された場合（例えば、８１２で「ＹＥＳ」）、方法は８１２に進み、完全な１回転の時間に基づいて速度を計算する。速度は、１回転後に８１２で計算される。なぜなら、速度計算は、タイミング測定が全回転の整数倍に基づいている場合、回転子磁石の非対称性の影響を受けないからである。速度計算は、８１２でメモリに保存される。メモリポインタは、８１４で示されるように更新される。２つの別々の速度計算は、加速度を計算するために使用される。判断ブロック８１６に示すように、方法は、８１８で加速度計算を実行する前に、２つの速度測定値がメモリに保存されることを確認する工程を含む。加速度を計算するために実行される十分な回転速度計算がない場合（例えば、８１６で「ＮＯ」）、方法は、８０４に戻り、ホール増幅器出力のモニターとホールエッジの検出とを続ける。加速度を計算するために実行される十分な回転速度計算がある場合（例えば、８１６で「ＹＥＳ」）、方法は、８１８に進み、上記のような加速度計算を実行する。決定ブロック８２０に示すように、方法は、速度と加速度が正確な合成転流波形を作成するために許容範囲内にあることを確認するチェック工程を含む。速度および加速度が許容範囲内にある場合（例えば、８２０で「ＹＥＳ」）、方法は、図９のブロック９０８に進む。速度および加速度が許容範囲内にない場合（例えば、８２０で「ＮＯ」）、方法は、８０４に戻り、ホール増幅器出力のモニターおよびホールエッジの検出を継続する。
【００５０】
図９は、図８で始まったフローチャートの後半である。図９のブロック９０８に到達するために、３つのことが発生した。１．ホールエッジ間の時間は、全回転で感知されたすべての磁石についてメモリに保存される。２．最新のホールエッジに基づく回転子の速度計算は、正確であると判断される。３．最新のホールエッジに基づく回転子の加速度計算は、正確であると判断される。３つの条件すべてを使用して、検出されたホールエッジのタイミングに基づいて、すべての回転子のＮ磁石の正確な角度位置計算を同時に行う。これは、方法９００の９０８で実行される。
【００５１】
９１０で、方法は、計算された回転子の磁石位置を理想的な磁石位置と比較する工程を含む。測定された位置に対する理想的な磁石位置の角度位置の最良適合は、再帰的最小二乗法を使用して実行される。他の最適アルゴリズム（例えば、最小平均二乗など）も使用される。
【００５２】
９１２において、方法は、すべての回転子のＮ磁石Δｉの所望の（例えば、理想的な）位置に対する測定された回転子の磁石位置の角度位置の差を生成する工程を含む。９１４で、方法は、各ホールエッジの異なる補正係数Δｉをメモリに保存する工程を含む。９１６で、方法は、速度と加速度に基づいて、理想的なホールエッジから調整された時間差にこの角度位置差を変換する工程を含む。
【００５３】
９１８で、方法は、メモリルックアップテーブルから巻線インピーダンスタイミング調整を見つける工程を含む。そのメモリルックアップテーブルは、速度、モータータイプ、および／または負荷条件に基づいている。９２０で、方法は、どのタイミング調整が合成転流波形の生成に使用されるかを選択するために機能選択ブロックを使用する工程を含む。そのタイミング調整は、モーター巻線インピーダンスのタイミング調整、最適な回転子磁石調整、および／または他の任意の所望のタイミング調整を含む。９２２で、最新の検出されたホールエッジから合成転流波形の次のエッジまでの時間は、現在の速度と加速度に基づいて計算される。９２４で、計算は、ホール増幅器出力を直接使用する代わりに、モーター巻線電流を転流するために使用される転流波形を合成するために使用される。合成された転流波形（例えば、非一時的な合成転流信号）は、モーター制御に使用される。したがって、方法は、モーターを駆動するためにＰＷＭ信号を使用し、合成整流信号を使用して、ＰＷＭスイッチを調整する工程をさらに含む。合成転流波形は継続的に更新されるので、９２６で、方法は、ホール増幅器出力のモニターと、ホールエッジの検出とを続けるために、図８のブロック８０４に戻る。
【００５４】
図１０は、合成転流波形がいつ有効になるかということを制御する方法１０００の例のフローチャートである。特別な使用上の注意（precautions）は、劣化（故障）条件の間、および電力がモーターに最初に供給されるとき、使用される。
【００５５】
１００２で、起動条件またはリセット条件で、電力は、モーター（および図１のモーター制御ＩＣ１００などのモーター制御ＩＣ）に供給される。１００４で、リセット信号の出力は、合成転流信号を無効にする。
【００５６】
１００６で、方法は、回転子の速度を決定するために、ホール増幅器を常にモニターする工程を含む。１００８で、方法は、十分なホールエッジが計算を行うために発生したかどうかを判定する工程を含む。回転子が所定の速度より速く回転していない場合（例えば、計算を行うために十分なホールエッジがない場合、１００８で「ＮＯ」）、方法は、１００４に戻り、完全な計算を行うことができるように、そのような時間までホール増幅器出力をモニターする。計算を行うために十分なホールエッジが検出された場合（例えば、１００８で「ＹＥＳ」）、１０１０に示すように、方法は、ホール増幅器を再度モニターする工程を含む。１０１２で、方法は、回転子の速度と加速度が正確な計算を行うためのものである（例えば、計算の目標レベルの精度を達成できる）かどうかを判定する工程を含む。回転子の速度と加速度が、合成転流信号の正確な範囲内にない場合（例えば、１０１２で「ＮＯ」）、合成波形は無効のままである。方法は、１０１０に戻って、ホール増幅器の出力をモニターし続ける。
【００５７】
回転子の速度と加速度が合成転流信号の正確な範囲内にある場合（例えば、１０１２で「ＹＥＳ」）、方法は、１０１４に進み、合成転流信号（例えば、転流が位置補正される）を有効にする工程を含む。１０１６で、ＤＡＣ出力を有効にした後、方法は、回転子の速度を決定するために、ホール増幅器出力をモニターする工程を含む。１０１８で、方法は、合成転流波形が正確に生成されているかどうかを判定する工程を含む。回転子の速度と加速度が、合成転流信号の正確な範囲内にある場合（例えば、１０１８で「ＹＥＳ」）、ＤＡＣは有効なままである。そして、方法は、１０１６に戻り、ホール増幅器出力のモニターを続ける。回転子の速度と加速度が、合成転流信号の正確な範囲内にない場合（例えば、１０１８で「ＮＯ」）、方法は、１００４に戻る。合成転流波形は、無効になる。
【００５８】
劣化条件は、回転子の完全な停止につながる。１０２０において、劣化条件が検出される。方法は、１００４に進む。合成転流波形は、無効になる。そのような例では、劣化または障害条件は、方法１０００を開始するための割り込みコマンドとして機能する。したがって、劣化のすべての条件は、回転子が再び回転を開始し、回転子の速度および加速度が合成転流波形を再度有効にできるようになるまで、合成転流波形を自動的に無効にする。したがって、合成転流波形は、様々な動作条件（劣化条件、起動条件、および／またはリセット条件を含む）に応答して無効にされ、その後、モーターの動作を保証するために再度有効にされる。
【００５９】
図１１および１２は、実際のＢＬＤＣモーターの電流波形を比較する使用事例のオシロスコーププロットを示す。そのＢＬＤＣモーターは、固定子巻線のインピーダンスに起因する巻線遅延と、回転子磁石の形状と位置の非対称性につながる製造上の欠陥を有する。プロットは、タコ（タコメータ）ピンの出力としてピン接続された増幅ホール信号も表示する。回転子が回転するので、タコ信号は、論理１と０との間で切り替わる。これらのプロットで使用される４極モーターの場合、モーターの４分の１回転に対して、タコに低から高または高から低の１つの遷移がある。タコエッジが発生する速度は、モーターの速度を示す。横軸は、時間を表す。全く同じモーターは、プロット１１００ａ、１１００ｂ、および１２００に使用された。３つのプロットすべてのモーターの速度は同じである。そして、転流イベント間でモーターの巻線に通電するために使用されるＰＷＭ技術は同じである。３つのプロット間の唯一の違いは、ホール効果センサーの位置と、転流波形が生成される方法である。
【００６０】
図１１のプロット１１００ａは、非対称の回転子磁石および巻線インピーダンス遅延について補正されていない場合（例えば、本開示による合成転流波形が適用されない場合）のモーターの電流波形を示す。図１１のプロット１１００ｂは、巻線インピーダンス遅延のみのための合成転流波形を使用して補正された場合の同じモーターの電流波形を示す。最後に、図１２のプロット１２００は、巻線インピーダンス遅延と非対称磁石の両方の合成転流波形を使用して補正された場合の同じモーターの電流波形を示す。
【００６１】
プロット１１００ａは、以前の解決策のモーター巻線電流プロットを示す。ホール効果センサーは、図７に関して上述したように、回転子の最大角速度ωｍａｘで巻線インピーダンス遅延を補正するために、角度θａｄｖだけ前進する。転流波形は、ホール効果センサー出力から直接取得される。この解決策の欠点は、角度の進み角θａｄｖが１つの角速度で巻線インピーダンスの時間遅延を適切に補正することのみである。ωｍａｘ未満の速度で、ホール効果センサーの進み角により、時間が進みすぎる。そして、巻線インピーダンスの遅延は、過剰に補正される。プロット１１００ａで、モーターの速度はωｍａｘ未満であり、巻線インピーダンスの遅延は過剰に補正され、性能の最適化につながらない。
【００６２】
プロット１１００ｂは、プロット１１００ａで使用したのと同じ速度で動作する全く同じモーターでのモーター巻線電流のプロットを示す。プロット１１００ｂで、ホール効果センサーの位置は、変更された。そのため、進み角θａｄｖは０である。合成転流波形は、ホール効果センサーの角度を進め、ホール効果センサーの出力を直接使用して、巻線電流を転流する代わりに、巻線電流を転流するために使用され、巻線インピーダンスを補正するために使用される。単一の時定数は、巻線インピーダンス遅延を補正するために、図２のメモリテーブル２３０で使用された。時定数τは、式θａｄｖ＝ωｍａｘ・τを使用して選択される。その結果、最大速度ωｍａｘで、モーターは、ホール効果センサーが機械的に前進したときと同じように動作した。このアプローチの利点は、モーター巻線インピーダンスの遅延がモーター速度によって変化せず、モーターが他の（この例では遅い）速度で適切に補正されたままになることである。この例では、プロット１１００ｂで、モーターが同じ速度で動作していたとしても、ピーク電流は約２５％少なく、全体の消費電力はプロット１１００ａに比べて約５％少ない。
【００６３】
図１１のプロット１１００ａおよび１１００ｂは、回転子磁石の様々な形状に対応するピーク振幅を変化させた電流波形を示す。ずれ（misalignment）により、いくつかの固定子と回転子の組み合わせは、所望の方向への回転を促進する代わりに、回転子磁石間の界面近くでモーターを制動する。これにより、ピーク電流は、理想的に製造された回転子の予想されるそれよりも高くなる。ずれによって引き起こされる上記の制動は、無駄なエネルギーおよびモーター巻線の発熱、そして、望ましくないトルク変動ももたらす。
【００６４】
プロット１１００ｂとは対照的に、図１２（プロット１２００）は、有効にされた図２の角度最良適合ブロック２２２および巻線インピーダンスブロック２３０の両方を有する電流波形のオシロスコーププロットを示す。ブロック２２２を有効にすることにより、合成転流波形のエッジのタイミングが調整されて、回転子磁石の様々な形状と位置を補正する。プロット１２００の生成に使用されるモーターの速度は、プロット１１００ａおよび１１００ｂの速度と同じである。同じＰＷＭ技術は、モーターの速度を設定するために使用される。モーターのピーク電流の変動は、１２００で最小化される。磁石エッジ付近での不要な制動の効果の最小化のため、同じ速度でモーターを運転するために必要なピーク電流が減少する。プロット１２００で、全体の消費電力は、プロット１１００ｂと比較して、さらに３％削減される。
【００６５】
図１３は、実際のＢＬＤＣモーターの電流波形を比較する他の使用事例のオシロスコープのプロットを示す。そのＢＬＤＣモーターは、回転子磁石の形状と位置の非対称性につながる製造上の欠陥を有する。グラフは、タコ（タコメータ）ピンに出力としてピン接続された増幅器ホール信号も表示する。回転子が回転するので、タコ信号は、論理１と０との間で切り替わる。これらのプロットで使用される４極モーターの場合、モーターの４分の１回転に対して、タコに低から高または高から低の１つの遷移がある。タコエッジが発生する速度は、モーターの速度を示す。両方のオシロスコーププロットの３番目のトレースは、使用されず、無視される。横軸は、時間を表す。全く同じモーターは、プロット１３００ａと１３００ｂの両方で使用された。両方のプロットのモーターの速度は同じである。転流イベント間にモーターの巻線に通電するために使用されるＰＷＭ技術は同じである。唯一の違いは、プロット１３００ａで、合成整流信号が無効になり、ホール増幅器出力がモーター電流を整流するために直接使用されることである。１３００ｂでは、合成整流信号は、有効化された。
【００６６】
図１３のプロット１３００ａは、回転子磁石の様々な形状に対応する様々なピーク振幅を有する電流波形を示す。ずれにより、いくつかの固定子と回転子の組み合わせは、所望の方向への回転を促進する代わりに、回転子磁石間の界面近くでモーターを制動する。これにより、ピーク電流は、理想的に製造された回転子の予想されるそれよりも高くなる。ずれによって引き起こされる上記の制動は、無駄なエネルギーおよびモーター巻線の発熱、そして、望ましくないトルク変動ももたらす。
【００６７】
これに対し、図１３の下部のプロット１３００ｂは、プロット１３００ａを生成するために使用されるものと全く同じＢＬＤＣモーターの電流波形のオシロスコーププロットを示す。合成転流信号は、回転子磁石の様々な磁石形状および位置を補正できる。プロット１３００ａおよび１３００ｂの生成に使用されるモーターの速度は同じである。同じＰＷＭ技術は、プロット１３００ａおよび１３００ｂのモーターの速度を設定するために使用された。モーター電流波形のピーク電流の変動は、プロット１３００ｂで最小化される。磁石エッジ付近での不要な制動の効果の最小化のため、同じ速度でモーターを動作させるために必要なピーク電流も減少する。
【００６８】
図１４は、転流ロジックブロック１１２の別の実施形態を示す。図１４に示す転流ロジックブロックは、図２に示される転流ロジックブロック１１２と多くの類似点を共有する。そのため、重複する説明は、簡潔のために省略される。図１４に示すように、転流ロジックブロック１１２は、合成転流信号を生成するときに磁石の非対称性を考慮する。しかし、図１４に示された転流ロジックブロック１１２は、巻線インピーダンス遅延を考慮しない。それにもかかわらず、前述のように、巻線インピーダンス遅延と磁石の非対称性の両方を考慮した実施形態が想定されている。
【００６９】
図１５は、回転子の磁石サイズおよび／または磁石位置の変動を補正するための別のフローチャートを示す。図１５のフローチャートは、図９に示されるフローチャートと多くの類似点を共有する。そのため、重複する説明は、簡潔のために省略される。方法は、９２０で、合成転流波形に含まれる他のタイミング調整を追加する工程を含む。
【００７０】
図１６は、転流ロジックブロック１１２の別の実施形態を示す。図１６に示される転流ロジックブロックは、図２に示す転流ロジックブロック１１２と多くの類似点を共有する。そのため、重複する説明は、簡潔のために省略される。図１６に示された転流ブロック１１２は、合成転流信号を生成する際、巻線インピーダンス遅延を考慮する。しかしながら、転流ブロックは、磁石の非対称性を考慮しない。
【００７１】
図１７は、モーター巻線のインピーダンスを補償するための別のフローチャートを示す。図１７のフローチャートは、図９に示すフローチャートと多くの類似点を共有する。そのため、重複する説明は、簡潔のために省略される。方法は、９２０で、合成転流波形に含まれる他のタイミング調整を追加する工程を含む。
【００７２】
本発明を以下の段落でさらに説明する。一態様では、複数の非対称の永久回転子磁石を有する回転子に結合された集積回路で、回転子上に配置された複数の非対称の永久回転子磁石を補正する方法が提供される。その方法は、モーターコントローラーで、磁気センサーに最も近い複数の非対称の永久回転子磁石の永久磁石の極性を示す磁気センサーの出力に基づいて、回転子の速度と加速度を計算する工程を含む。また、その方法は、磁気センサー出力のタイミング情報、回転子の計算された速度、および回転子の計算された加速度に基づいて、複数の非対称の永久回転子磁石のそれぞれについての非理想的な形状（shape）および角度位置を計算する工程を含む。そして、方法は、複数の固定子コイルの電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する工程を含む。この合成転流信号は、回転子上の複数の非対称の永久回転子磁石の計算された非理想的な形状と、非理想的な角度位置とを補正する。
【００７３】
別の態様では、回転子上の複数の非対称の回転子磁石の位置を補正する合成転流信号を生成するシステムが提供される。このシステムは、回転子の回転中に磁気センサーから検出された磁気極性の変化の表示を出力するように構成された磁気センサー増幅器と、１つまたは複数のメモリレジスタと、１つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックとを含む。その転流ロジックは、磁気センサー増幅器の出力に基づいて、回転子の速度と加速度を計算し、検出された磁気極性の変化のタイミング情報、回転子の計算された速度、および回転子の計算された加速度に基づいて、回転子上の複数の非対称の回転子磁石のそれぞれの角度位置および
を計算し、複数の固定子コイルの電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する。合成転流信号は、計算された角度位置に基づいている。そして、転流ロジックは、１または複数の転流およびパルス幅変調スイッチを介して、合成転流信号を使用して複数の固定子コイルの電流の転流を制御する。
【００７４】
別の態様では、ブラシレスＤＣモーターに結合された集積回路を有するブラシレスＤＣモーターのモーター巻線インピーダンス遅延を補正する方法が提供される。この方法は、モーターコントローラーで、磁気センサーに最も近い非対称の永久回転子磁石の永久磁石の極性を示す磁気センサーの出力に基づいて、回転子の速度と加速度を計算する工程を含む。また、この方法は、メモリルックアップテーブルに巻線インピーダンス遅延情報を保存すし、メモリルックアップテーブルから巻線インピーダンス遅延情報を読み取る工程を含む。方法は、巻線インピーダンス遅延を補正するために、次の転流イベントが開始されるときまでの時間を計算する工程と、固定子コイルの電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する工程とを含む。合成転流信号は、モーター巻線インピーダンス遅延を補正する。
【００７５】
別の態様では、ブラシレスＤＣモーターのモーター巻線インピーダンス遅延を補正し、永久磁石回転子に結合された集積回路で合成転流波形を作成する方法が提供される。この方法は、回転子の回転の各極性のために、極性の変化を検出するために磁気センサーの出力をモニターする工程と、検出された各極性の変化のために、前に検出された極性変化からまたは回転子の始動から、次の極性変化に到達するまでにかかる各時間を保存する工程と、回転子の複数の回転の各回転の回転時間に基づいて、回転子の速度を計算する工程とを含む。方法はまた、回転子の複数の回転のそれぞれについて計算された速度に基づいて、回転子の加速度を計算する工程を含む。さらに方法は、メモリルックアップテーブルから巻線インピーダンス遅延調整を読み取る工程と、巻線インピーダンス遅延調整に基づいて合成転流波形を生成する工程と、合成転流波形を使用して、回転子電流を選択的に転流する工程とを含む。
【００７６】
別の態様では、ブラシレスＤＣモーターのモーター巻線インピーダンス遅延を補正する合成転流信号を生成するシステムが提供される。システムは、回転子の回転中に磁気センサーから検出された磁気極性の変化を示す信号を出力するように構成された磁気センサー増幅器と、１つまたは複数のメモリレジスタと、１つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックとを含む。その転流ロジックは、磁気センサー増幅器の出力に基づいて、回転子の速度と加速度を計算し、メモリルックアップテーブルに巻線インピーダンス遅延情報を保存し、メモリルックアップテーブルから巻線インピーダンス遅延情報を読み取る。またシステムは、固定子の電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する。その合成転流信号は、巻線インピーダンス遅延情報に基づいている。そして、システムは、１または複数の転流パルス幅変調スイッチを介して、合成転流信号を使用して固定子の電流の転流を制御する。
【００７７】
さらに別の態様では、回転子上の回転子磁石の位置を補正する合成転流信号を生成するシステムが提供される。このシステムは、回転子の回転中に磁気センサーから検出された磁気極性の変化を示す信号を出力するように構成された磁気センサー増幅器と、１つまたは複数のメモリレジスタと、１つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックとを含む。転流ロジックは、磁気センサー増幅器の出力に基づいて、回転子の速度と加速度を計算する。転流ロジックは、検出された磁気極性の変化のタイミング情報と、回転子の計算された速度と、回転子の計算された加速度とに基づいて、回転子上の複数の非対称の回転子磁石のそれぞれの角度位置および形状を計算する。転流ロジックは、固定子の電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する。その合成転流信号は、計算された角度位置に基づいている。そして、転流ロジックは、１または複数の転流パルス幅変調スイッチを介して、合成転流信号を使用して固定子の電流の転流を制御する。
【００７８】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、合成転流信号は、モーター巻線インピーダンス遅延を補正する。
【００７９】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、合成転流信号を生成する工程の前に、モーターコントローラー内のメモリに巻線インピーダンス遅延情報を保存し、モーターコントローラー内のメモリから巻線インピーダンス遅延情報を読み取る工程と、次の転流イベントが巻線インピーダンス遅延を補正するために開始される時間（期間）を計算する工程とをさらに含む。
【００８０】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、角度差を決定するために制御されるモーターの回転子の複数の非対称の永久回転子磁石間の計算された非理想的な相対的角度位置と、理想的な回転子の複数の非対称の永久回転子磁石間の理想的な相対的角度位置を比較する工程と、回転子の計算された速度と回転子の計算された加速度に基づいて、角度差をタイミング情報に変換する工程とをさらに含む。
【００８１】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、計算された非理想的な回転子磁石の形状（geometry）に対する理想的な回転子磁石の形状の角度最良適合を実行する工程と、次に、磁気センサーまたはセンサーから検知された極性の次の理想的な変化までの時間を計算するために、得られる最良適合の角度位置を使用する工程とを含む。検知された極性の理想的な変化の計算されたタイミングは、複数の固定子コイルのコイル電流を直接転流するために磁気センサーまたはセンサーから出力を使用するよりむしろ、複数の固定子コイルの電流を転流するために使用される。
【００８２】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、角度最良適合は、磁気センサー出力から検出された極性の変化と、検出された変化の所望の位置との間の再帰的最小二乗または最小二乗近似を使用して実行される。
【００８３】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、磁気センサー出力から磁気極性の次の理想的な検出された変化までの時間は、追加のタイミング情報と組み合わされて、合成転流信号を生成する。
【００８４】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、第１の条件セットの下で、磁気センサーからの情報を直接使用して複数の固定子コイルの電流の転流を制御する工程と、第２の条件のセット下で、合成転流信号を使用する回転子の電流の転流を制御する工程とをさらに含む。
【００８５】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第２の条件セットは、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための合成転流信号の範囲内にある条件を含む。
【００８６】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第１の条件セットは、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための合成転流信号の範囲内にない条件を含む。
【００８７】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、転流ロジックは、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む。合成転流信号を生成する前に、転流ロジックは、モーターコントローラー内のメモリに巻線インピーダンス遅延情報を保存し、モーターコントローラー内のメモリから巻線インピーダンス遅延情報を読み取る。そして、次の転流イベントが巻線インピーダンス遅延を補正するために開始される時間を計算する。ここで、合成転流信号は、モーター巻線インピーダンス遅延を補正する。
【００８８】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、転流ロジックは、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む。その転流ロジックは、角度差を決定するために制御されているモーターの回転子上の複数の非対称の永久回転子磁石の間の計算された非理想的な相対的角度と、理想的な回転子の複数の非対称の永久回転子磁石間の理想的な相対的角度位置を比較し、回転子の計算された速度と回転子の計算された加速度に基づいて、角度差をタイミング情報に変換する。そして、転流ロジックは、計算された非理想的な回転子磁石の形状に理想的な回転子磁石の形状の角度最良適合を実行し、磁気センサーまたはセンサーから検出された極性の次の理想的な変化までの時間を計算するために結果として得られる最良適合な角度位置を使用する。検知された極性の理想的な変化の計算されたタイミングは、複数の固定子コイルの電流を転流するために磁石センサーまたはセンサーからの出力を直接使用するよりむしろ、複数の固定子コイルの電流を転流するために使用される。
【００８９】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、磁気センサー出力からの磁気極性の次の理想的な検出された変化までの時間は、追加のタイミング情報と組み合わされて、合成転流信号を生成する。
【００９０】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、転流ロジックは、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む。転流ロジックは、第１の条件セット下、磁気センサーからの情報を直接使用して複数の固定子コイルの電流の転流を制御し、第２の条件セット下、合成転流信号を使用して回転子の電流の転流を制御する。
【００９１】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第２の条件セットは、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための合成転流信号の範囲内にある条件を含む。
【００９２】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第１の条件セットは、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、目標レベルの精度を達成するための合成転流信号の範囲内にない条件を含む。
【００９３】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、回転子は、単相モーター巻線構成に含まれる。
【００９４】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、回転子は、多相モーター巻線構成に含まれる。
【００９５】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、１つまたは複数の転流パルス幅変調スイッチと電子通信するブラシレス直流（ＢＬＤＣ）モーターをさらに含む。
【００９６】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、磁気センサー出力のタイミング情報、回転子の計算された速度、および回転子の計算された加速度に基づいて、各永久回転子磁石の形状および角度位置を計算する工程をさらに含む。また方法は、理想的な回転子の永久回転子磁石間の相対的角度位置を、角度差を決定するために制御されるモーターの回転子の永久回転子磁石間の計算された相対的角度位置と比較する工程と、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度に基づいて、角度差をタイミング情報に変換する工程とを含む。
【００９７】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、計算された非理想的な回転子磁石の形状に理想的な回転子磁石の形状の角度最良適合を実行する工程と、次に、磁気センサーまたはセンサーから検出された極性の次の理想的な変化までの時間を計算するために結果の最良適合の角度位置を使用する工程とを含む。検出された極性の理想的な変化の計算されたタイミングは、固定子コイル電流を転流するために磁石センサーまたはセンサーからの出力を直接使用するよりむしろ、固定子コイルの電流を転流する巻線インピーダンス遅延情報とともに使用される。
【００９８】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、角度最良適合は、磁気センサー出力から検出された極性の変化と、これらの変化の理想的な位置との間の再帰的最小二乗または最小二乗近似を使用して実行される。
【００９９】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、磁気センサー出力から磁気極性の次の理想的な検出された変化までの時間は、追加のタイミング情報と組み合わされて、合成転流信号を生成する。
【０１００】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、第１の条件下で磁気センサーからの情報を直接使用して固定子の電流の転流を制御する工程と、第２の条件下で合成整流信号を使用して回転子の電流の転流を制御する工程とをさらに含む。
【０１０１】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第２の条件は、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、正確である合成転流信号の範囲内にある条件を含む。
【０１０２】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、第１の条件は、回転子の計算された速度および回転子の計算された加速度が、正確である合成転流信号の範囲内にない条件を含む。
【０１０３】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、方法は、非理想的な非対称の回転子磁石を補正する工程をさらに含む。方法は、回転子の複数の回転のそれぞれについて、検出された各極性変化に到達するのにかかる各時間、回転子について計算された各速度、および回転子について計算された加速度に基づいて、非対称の回転子磁石の位置の角度位置情報を計算する工程をさらに含む。方法は、各非対称の回転子磁石のそれぞれの位置の角度位置情報と、各非対称の回転子磁石のそれぞれの理想的な位置との間の角度差を表す検出された各極性変化で、角度補正係数を生成および保存する工程を含む。方法は、角度補正係数を次の理想的な極性変化に対する調整された角度時間差に変換する工程と、巻線インピーダンス遅延調整および調整された角度時間差に基づいて、合成転流波形を生成する工程と、合成転流波形を使用して、回転子電流を選択的に転流する工程とをさらに含む。
【０１０４】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックをさらに含む。転流ロジックは、システムのプロセッサによって実行可能な命令を含む転流ロジックへの追加および非理想的な非対称の回転子磁石を補正する。転流ロジックは、検出された磁気極性の変化のタイミング情報と、回転子の計算された速度と、回転子の計算された加速度とに基づいて、回転子上の複数の非対称の回転子磁石のそれぞれの角度位置および形状を計算する。また、転流ロジックは、各非対称の回転子磁石のそれぞれの位置の角度位置情報と、各非対称の回転子磁石のそれぞれの理想的な位置の角度位置情報との間の角度の差を表す検出された各極性変化で、角度補正係数を計算して保存する。転流ロジックは、理想的な回転子磁石の形状と位置に対する複数の非対称の回転子磁石の最適な角度を計算する。転流ロジックは、速度と加速度に基づいて、角度の最良適合をタイミング調整に変換する。転流ロジックは、固定子の電流の転流を制御するための合成転流信号を生成する。合成転流信号は、巻線インピーダンス遅延情報と、角度の最良適合タイミング情報とに基づく。
【０１０５】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、モーター制御集積回路を含む。
【０１０６】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、複数の非対称の回転子磁石が配置された回転子をさらに含む。
【０１０７】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、回転子は、単相モーター巻線構成に含まれる。
【０１０８】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、回転子は、多相モーター巻線構成に含まれる。
【０１０９】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、モーター制御集積回路を含む。
【０１１０】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、モーター制御集積回路を含む。
【０１１１】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、複数の非対称の回転子磁石が配置された回転子をさらに含む。
【０１１２】
態様のいずれかまたは態様の組み合わせにおいて、システムは、複数の非対称の回転子を有する回転子をさらに含む。
【０１１３】
ここに含まれる制御および推定ルーチンの例は、様々なシステム構成で使用できることに注意されたい。本明細書で開示される制御方法およびルーチンは、実行可能な命令として非一時的メモリに保存され、ツーリング装置によって実行される。本明細書で説明する特定のルーチンは、イベント駆動型、割り込み駆動型、マルチタスク処理、マルチスレッド処理などの任意の数の処理ストラテジーの１つまたは複数を表してもよい。したがって、示されている様々な作用、動作、および／または機能は、示されている順序で実行され、並行して実行され、または、場合によっては省略される。同様に、処理の順序は、本明細書で説明される例示的な実施形態の特徴および利点を達成するために必ずしも必要ではないが、例示および説明を容易にするために提供される。例示されている作用、操作、および／または機能の１つまたは複数は、使用されている特定のストラテジーに応じて繰り返し実行される。さらに、記述された作用、動作、および／または機能は、システム内のコンピューター可読記憶媒体の非一時的メモリにプログラムされるコードをグラフィカルに表す。記述された作用は、様々なコンポーネントを含むシステムで命令を実行することによって実行される。
【０１１４】
本明細書で開示される構成およびルーチンは本質的に例示であり、これらの特定の実施形態は、多くの変形が可能であるため、限定的な意味で考慮されるべきではないことが理解される。例えば、上記の技術は、航空宇宙産業、建設産業、海事産業などの広範囲の製造分野に適用されることができる。本開示の主題は、様々なシステムおよび構成、ならびに、本明細書で開示される他の特徴、機能、および／または特性のすべての新規かつ非自明なコンビネーションおよびサブコンビネーションを含む。
【０１１５】
以下の特許請求の範囲は、新規かつ非自明と見なされる特定のコンビネーションおよびサブコンビネーションを特に指摘する。これらの請求項は、「an」要素または「第１（a first）」要素またはそれらの同等物を指す場合がある。そのようなクレームは、２つ以上のそのような要素を必要とすることも除外することもなく、１つまたは複数のそのような要素の組み込みを含むと理解されるべきである。開示された特徴、機能、要素、および／または性質の他のコンビネーションおよびサブコンビネーションは、本請求項の補正を通じて、または、本出願または関連出願における新しい請求項の提示を通じて、請求される。そのような請求項は、元の請求項の範囲よりも広い、狭い、等しい、または異なるかに関係なく、本開示の主題内に含まれるものとみなされる。
【図１】
2020099186.tif 000003
【図２】
2020099186.tif 000004
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
2020099186.tif 000009
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【外国語明細書】
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【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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