(57)【要約】【課題】  異なる運転特性が要求される複数種のモータ用途のうちの一つにおいて、複数の異なるモータのうちの一つの性能を制御し最適化する制御回路または制御モジュールおよびこれを用いたモータ制御方法を提供する。【解決手段】  汎用モータ制御モジュールを利用したモータ運転制御方法は、モータ運転中に少なくとも１つのモータ運転判定基準をサンプリングし１０８、ＡＣ線路信号の所定の周期間隔において制御アルゴリズムを実行する１１６。アルゴリズムの実行が、周期間隔ごとに電子バルブにとっての着火角の解をもたらし、それによってモータの運転動作が制御される。この方法は、モータが所望の運転パラメータに従って機能するように各周期間隔の間に算出された着火角で電子バルブを着火させる１２０。【選択図】      図２
2004336993.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ異なるモータ性能パラメータを要求する複数の異なるモータ用途において使用される複数の異なるモータのいずれかの運転を単一の汎用モータ制御モジュールを使って制御するモータ運転制御方法において、
複数のモータの所与の１つのモータの運転中に、関連モータ入力を表すモータ運転判定基準の少なくとも１つをサンプリングするステップと、
ＡＣ線路信号の所定の周期間隔において汎用制御アルゴリズムを実行し、前記周期間隔ごとに前記モータを流れる電流を制御する電子バルブにとっての着火角の解を求めるステップと、
求められた着火角の解に従って前記電子バルブを前記周期間隔の間に着火させ、複数のモータ用途のうち予め決定した１つにおいて使用できるようにモータの運転を適合させるステップと、
を包含することを特徴とするモータ運転制御方法。
【請求項２】
前記制御アルゴリズムの実行が、
特定のモータ用途に特有のソフトコード化関数係数の少なくとも１つを使って前記制御アルゴリズムを実行するステップと、
可変入力としての前記モータ運転判定基準を使って前記制御アルゴリズムを実行するステップと、
を包含する、請求項１に記載のモータ運転制御方法。
【請求項３】
少なくとも１つのモータ運転判定基準のサンプリングが、トリガ位置、閉ループダイアル、開ループダイアル、前記モータを流れる電流、モータに印加される電圧およびモータ速度のうち少なくとも１つに関するセンサの読みを取得することを包含する、請求項１に記載のモータ運転制御方法。
【請求項４】
前記汎用モータ制御モジュールが前記複数のモータ用途の異なる１つにおいて前記モータと共に使用されるとき、修正された着火角の解に従って前記電子バルブを着火させ、前記異なるモータ用途の運転パラメータに従って前記モータの運転を適合させることを包含する、請求項１に記載のモータ運転制御方法。
【請求項５】
異なるモータ性能パラメータを要求する複数の異なるモータ用途において使用し得る複数の異なるモータのいずれかを制御する汎用モータ制御モジュールにおいて、
ハードコード化された汎用制御アルゴリズムを記憶すべく構成された第１のメモリデバイスと、
前記モータの運転を制御すべく前記複数のモータの所与の一つを流れる電流を制御する電子バルブにとっての着火角の解をＡＣ線路信号の予め決定された周期間隔において求めるために前記汎用制御アルゴリズムを実行すべく構成されたマイクロプロセッサと、
複数のモータ用途のうち特定の１つに特有の少なくとも１つのソフトコード化関数係数であって、前記制御アルゴリズム実行中に、前記特定のモータ用途の特有の運転パラメータに従って前記モータの運転を適合させるべく前記着火角の解を求めるのに使用されるソフトコード化関数係数を記憶すべく構成された第２のメモリデバイスと、
を包含することを特徴とする汎用モータ制御モジュール。
【請求項６】
前記複数のモータ用途のうち異なる１つの運転パラメータに従って前記モータの運転を適合させるべく、前記汎用モータ制御モジュールがその異なるモータ用途において前記モータと使用されるとき、前記着火角の解が修正される、請求項５に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項７】
前記マイクロプロセッサが、前記モータの運転中に少なくとも１つのモータ運転判定基準をサンプリングすべく構成されており、ここでダイナミシズムは関連モータ入力を表す、請求項５に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項８】
前記マイクロプロセッサが、前記制御アルゴリズム実行中に前記モータ運転判定基準を前記制御アルゴリズムへの可変入力として利用すべく構成されている、請求項７に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項９】
前記モータ運転判定基準が、トリガ位置、閉ループダイアル、開ループダイアル、前記モータを流れる電流、前記モータに印加される電圧およびモータ速度のうち少なくとも１つに関するセンサの読みを包含する、請求項７に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項１０】
前記汎用モータ制御モジュールは、前記汎用モータ制御モジュールの製作に続いて、前記ソフトコード化関数係数を先ず前記第２のメモリデバイスで記憶できるようにすべく構成されている、請求項５に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項１１】
前記汎用モータ制御モジュールは、前記モータの運転パラメータが変更できるように前記ソフトコード化関数係数を先ず記憶するのに続いて、前記ソフトコード化関数係数を前記第２のメモリデバイスにおいて変更できるようにすべく構成されている、請求項１０に記載の汎用モータ制御モジュール。
【請求項１２】
複数のパワーツールのうち所与のいずれか１つに据え付けられた複数のモータのうち所与のいずれか１つの運転を制御すべく構成された汎用制御モジュールを包含するパワーツールにおいて、
前記汎用制御モジュールが、
ハードコード化された制御アルゴリズムを記憶すべく構成された第１のメモリデバイスと、
電子バルブにとっての着火角の解をＡＣ線路信号の予め決定された周期間隔ごとに求めるために前記制御アルゴリズムを実行すべく構成されたマイクロプロセッサと、
前記制御アルゴリズム実行中に使用される少なくとも１つの、前記パワーツールの運転パラメータに特有のものであるソフトコード化関数係数を記憶すべく構成された第２のメモリデバイスと、
を包含することを特徴とするパワーツール。
【請求項１３】
前記汎用モータ制御モジュールの製作に続いて、前記ソフトコード化関数係数が先ず前記第２のメモリデバイスで記憶できるように、前記汎用制御モジュールと外部デバイスとの間でデータを通信するための手段を包含する、請求項１２に記載のパワーツール。
【請求項１４】
前記モータの前記運転パラメータが変更できるように前記ソフトコード化関数係数を先ず記憶するのに続いて、前記ソフトコード化関数係数を前記第２のメモリデバイスにおいて変更できるようにするため、前記汎用制御モジュールが前記通信手段を介して前記外部デバイスと通信すべく構成されている、請求項１３に記載のパワーツール。
【請求項１５】
前記汎用制御モジュールと前記外部デバイスとの間の通信手段が前記パワーツールのための電力ケーブルである、請求項１３に記載のパワーツール。
【請求項１６】
前記マイクロプロセッサが、前記モータの運転中に少なくとも１つのモータ運転判定基準をサンプリングすべく構成されている、請求項１２に記載のパワーツール。
【請求項１７】
前記マイクロプロセッサが、前記制御アルゴリズム実行中に前記モータ運転判定基準を前記制御アルゴリズムへの入力として利用すべく構成されている、請求項１６に記載のパワーツール。
【請求項１８】
前記モータ運転判定基準が、トリガ位置、閉ループダイアル、開ループダイアル、モータを流れる電流、モータに印加される電圧およびモータ速度のうち少なくとも１つに関するセンサの読みを包含する、請求項１７に記載のパワーツール。
【請求項１９】
汎用制御モジュールを使って複数のモータ用途のいずれかにおいて複数のＡＣモータのいずれかを制御するＡＣモータ制御方法において、
前記モータのうち所与の１つをマイクロプロセッサを含む前記汎用制御モジュールに電気接続するステップと、
汎用制御アルゴリズムを、前記汎用制御モジュールに内蔵された電子メモリデバイスに記憶するステップと、
前記モータ用途のうち特定の１つに特有の関数係数の少なくとも１つを前記汎用制御モジュールに内蔵された書換え可能電子メモリデバイスに記憶するステップと、
前記モータの運転中に、関連モータ入力を表す少なくとも１つのモータ運転判定基準をサンプリングするステップと、
前記関数係数を前記制御アルゴリズムにおける一定の値として利用し、前記モータ運転判定基準を前記制御アルゴリズムにおける可変の入力値として利用した上で、前記制御アルゴリズムをＡＣ線路信号の所定の周期間隔において実行し、周期間隔ごとに電子バルブにとっての着火角の解を求めるステップと、
求められた着火角の解に従って前記電子バルブを周期間隔ごとに着火させ、前記特定のモータ用途に向けて前記モータの運転を適合させるステップと、
を包含することを特徴とするＡＣモータ制御方法。
【請求項２０】
前記制御アルゴリズムを記憶するステップが、前記汎用制御モジュール製作中に前記制御アルゴリズムを前記メモリデバイスに記憶することを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２１】
少なくとも１つの関数係数を記憶するステップが、前記汎用制御モジュール製作に続いて前記関数係数を前記書換え可能メモリデバイスに記憶することを包含する、請求項２０に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２２】
少なくとも１つのモータ運転判定基準をサンプリングするステップが、トリガ位置、閉ループダイアル、開ループダイアル、前記モータを流れる電流、前記モータに印加される電圧およびモータ速度のうち少なくとも１つに関するセンサの読みを取得することを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２３】
少なくとも１つの関数係数を記憶するステップが、異なる関数係数を、前記モータ用途のうち異なる１つに特有の関数係数となるように前記書換え可能メモリデバイスに記憶することを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２４】
少なくとも１つの関数係数を記憶するステップが、前記特定のモータ用途の前記運転パラメータを変更できるように異なる関数係数を前記書換え可能メモリデバイスに記憶することを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２５】
少なくとも１つの関数係数を記憶するステップが、前記関数係数を外部デバイスから前記汎用制御モジュールの書換え可能電子メモリデバイスに通信することを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【請求項２６】
前記汎用モータ制御モジュールが、前記複数のモータ用途のうち異なる１つの運転パラメータに従って前記モータの運転を適合させるべく、前記複数のモータ用途の異なる一つにおいて前記モータと共に使用されるとき、修正された着火角の解に従って前記電子バルブを着火させることを包含する、請求項１９に記載のＡＣモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般にモータの運転を制御するシステムおよび方法に関する。詳記するならば、本発明は、多様なモータ用途のいずれかにおいて多様なモータのいずれかと共に使用するのに適した汎用モータ制御モジュール、パワーツール、モータ運転制御方法およびＡＣモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
典型的に、モータは特定のモータを特定の用途において制御すべく構成された専用のアナログ回路またはディジタ回路によって制御される。例えば、或る専用回路がパワーのこぎり（ｓａｗ）用途において利用される特定のモータを制御するよう要求される一方、別の専用回路がドリル用途において利用される別のモータを制御するよう要求されるという具合である。あるいは更になお、或る専用回路がパワーのこぎり用途において利用されるモータを制御するよう要求される一方、別の回路がテーブルのこぎり用途において同じモータを利用するよう要求されるという具合である。通常、専用のアナログ制御回路またはディジタル制御回路は各々、相異なるコンポーネントで構成されることになる。これらのコンポーネントは、代表的に、モータごと、および、特定のモータ用途ごとに独特の運転特性プロファイルを作成するために相異なる値および／または制御ソフトウェアを有する。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
異なるモータおよび異なる用途のために異なる専用制御回路を要求することは、製造コスト、エンジニアリング設計コスト、部品コスト、在庫コストおよび労働コストを大きく引き上げる。これが、現在に至るまで、異なるタイプの用途（例えばドリル、のこぎり、グラインダなど）の使用上のニーズを満たすべく容易に仕立てることのできる１つの“汎用”のモータ制御回路またはモータ制御モジュールを入手できなかった理由である。それゆえ、相異なる運転特性を要求する複数の異なるモータ用途のうち所与の１つにおいて複数の異なるモータのうち所与の１つの性能を制御、最適化すべく容易に適合させることのできる単一の制御回路または制御モジュールを入手する必要があった。
【課題を解決するための手段】
【０００４】
本発明の好ましい一実施態様では、汎用モータ制御モジュールを利用してモータの運転を制御するための方法を提供する。この方法は、モータ運転中に少なくとも１つのモータ運転判定基準（すなわち、１つの適切なダイナミックモータ入力）をサンプリングし、ＡＣ線路信号の所定の周期間隔において制御アルゴリズムを実行することを含む。アルゴリズムの実行が、周期間隔ごとに電子バルブにとっての着火角の解をもたらし、それによって、モータの運転動作が制御されることになる。加えて、この方法は、モータが所望の運転パラメータに従って機能するように各周期間隔の間に算出された着火角で電子バルブを着火させることを含む。
【０００５】
別の好ましい実施態様では、汎用モータ制御モジュールを提供する。汎用モータ制御モジュールは、ハードコード化された制御アルゴリズムを記憶するためのメモリデバイスを含む。また、ＡＣ線路信号の所定の周期間隔において電子バルブにとっての着火角の解を求めるべく制御アルゴリズムを実行するマイクロプロセッサが含まれる。汎用モータ制御モジュールは、加えて、制御アルゴリズム実行中に使用された少なくとも１つのソフトコード化関数係数を記憶する書換え可能メモリデバイスを含む。ソフトコード化関数係数は、制御モジュールが、複数のモータ用途（例えば相異なるパワーツール）のいずれか１つにおいて複数のモータのいずれか１つの運転を制御するのに適するように、特定のモータ用途に特有のものである。
【０００６】
本発明は、以下の詳細な説明と添付図面からより十分に理解されることになろう。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００７】
図１は、本発明の好ましい一実施態様による汎用モータ制御モジュール１０の単純化された回路図である。汎用モータ制御モジュール１０は、複数のモータ用途のいずれか１つにおいて使用される複数のモータのいずれか１つであってよいＡＣモータ１４に接続可能である。汎用モータ制御モジュール１０は、複数のモータ用途のいずれかにおいて複数のモータのいずれかの、例えばモータ１４などを制御できるようになっている。加えて、汎用モータ制御モジュール１０は、全体的に１８で表されたディジタル制御ユニットを含む。よって、汎用モータ制御モジュール１０は、用途に特有の制御または制御動作を作成するためにコンポーネント、コンポーネント値および／または制御ソフトウェアを変えることなく、複数のモータ用途のいずれかにおいて複数のモータのいずれかを制御するのに使用できるディジタル制御モジュールである。
【０００８】
例えば汎用モジュール１０は、高いギヤ比を有し、大きいトルクを発生させるヘビーデューティである１／２インチドリルのモータを制御するのに、または、相対的に低いギヤ比を有し、小さいトルクを発生させる１／４インチドリルのモータを制御するのに使用することができる。同様に、汎用モータ制御モジュール１０は、複数の用途において使用されるモータを制御するのに利用することができる。例えば、１つの特定モデルのモータが、それぞれ異なる運転パラメータを持つパワーのこぎり用途とドリルプレス用途の両方に使用された場合、汎用モータ制御モジュールは、モジュール１０と関連した電気コンポーネント、コンポーネント値または制御ソフトウェアのどれも変えることなく、パワーのこぎりとドリルプレスの両方においてモータを制御するのに使用することができる。
【０００９】
汎用モータ制御モジュール１０は更に、電力ケーブル（ｃｏｒｄ：図示せず）を介してＡＣ電源に、ＡＣ本線（ｍａｉｎｓ）ノード２０ａおよび中立線（ｎｅｕｔｒａｌ）ノード２０ｂにおいて接続可能である。汎用モータ制御モジュール１０の制御回路１８は、電力をマイクロコントローラ２６に供給する電源装置２２を含む。マイクロコントローラ２６は、例えばトライアック、電界効果形トランジスタ（ＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、シリコン制御整流素子（ＳＣＲ）、または様々な電圧制御デバイスなどの電子バルブ３４を制御すべくプログラムされたマイクロプロセッサ３０を含む。マイクロコントローラ２６は、適当などんなマイクロコントローラであってもよい。特に制御回路１８との併用に適したマイクロコントローラの１つが、ＡＴＭＥＬ社（カリフォルニア州サンホゼ）の市販するマイクロコントローラＡＴ２６である。モータ１４の運転を制御するため、マイクロコントローラ２６は、電子バルブ３４の動作を制御することによってＡＣモータ１４に加えられる電圧のレベル（ａｍｏｕｎｔ）を制御する。
【００１０】
制御回路１８は更に、シャント抵抗器３８と、抵抗器４６、４８、５０およびクランピングダイオード５２、５４からなる分圧回路４２とを含む。マイクロコントローラ２６は、シャント抵抗３８にかかる電圧を増幅するのに使用される増幅器５６を含み、その電圧が、電子バルブ３４とモータ１４を通流する電流を測定するためにマイクロコントローラ２６によって使用される。分圧回路４２は、回線６２を介してマイクロコントローラ２６に結合している。抵抗器４６、４８、５０は、ＡＣ電源電圧をマイクロコントローラ２６によって使用できる電圧レベルに分割し、クランピングダイオード５２、５４は、ＡＣ電源電圧に電圧スパイクが生じた場合にマイクロコントローラ２６を損傷から守る。マイクロコントローラ２６は、ＡＣ電源からの分割された電圧を分圧回路４２経由で測定することによってＡＣ零通過を検知する。あるいは代わりに、マイクロコントローラ２６は、サブシステムによって提供されたディジタル信号を監視することによってＡＣ零通過を検知することができ、この場合は、ディジタル信号がＡＣ電圧の零通過を表すことになる。制御回路１８はまた、マイクロコントローラ２６の“ポート（ｐｏｒｔ）１”および“ポート（ｐｏｒｔ）２”における電圧入力を条件づけるのに使用される1対のプルアップ抵抗器５８、６０を含む。
【００１１】
通常、汎用モータ制御モジュール１０は、マイクロコントローラ２６および電子バルブ３４の制御入力３４ａに加えられた制御信号を介して、ＡＣ電流波形またはＡＣ電圧波形の零通過に関して所定の周期間隔でモータ電流を入り切りすることによってモータ１４の運転を制御する。前記周期間隔は、ＡＣ波形と同期で現れるように作られ、度数を単位とする導通角の形で測定される。この導通角が、電子バルブ３４を着火させ、それで、電気エネルギーをモータ１４に送るＡＣ波形内部のポイントを特定する。例えば、半サイクル当たり１８０°の導通角であれば、これは、中断のない交流全部がモータ１４に加えられるように電子バルブ３４が着火される全導通の状況に相当する。すなわち、ＡＣ入力信号の半サイクルの間ずっと電流が電子バルブ３４を流れるように電子バルブ３４が着火させられるということである。同様に、９０°の導通角であれば、これは、所与の半サイクルの真ん中で電源電圧をモータ１４に印加し始めることに相当し、それゆえ、有効エネルギーのほぼ半分がモータに送られるように電子バルブ３４が着火される。９０°未満の導通角であれば、これは、より少ない量のエネルギーしかモータ１４に送られないように所与の半サイクルの後半で電子バルブ３４が着火される状況に相当する。導通角は、電子バルブ３４が着火させられるポイントを特定するものであるから、ここでは、導通角のことを電子バルブ３４の着火角とも呼ぶ。
【００１２】
汎用モータ制御モジュール１０は、モータ制御スイッチ６４、例えばツールオン／オフスイッチが閉位置（すなわち“オン”位置）にあるとき、モータ１４の運転を制御し、それにより、電流がモータ１４を流れることができるようにしている。好ましい一実施態様では、制御回路１８は、ＡＣ線路電圧の半サイクルごとに電子バルブ３４にとっての着火角の解を求める。あるいは代わりに、制御回路１８は、全サイクルごと、１．５サイクルごと、２サイクルごと、または半サイクルの倍数をベースにしたＡＣ線路電圧信号の所定の周期間隔ごとに着火角の解を求めることもできる。モータ１４が所望の仕方で働くように半サイクルごとに着火角の解を求めるためには、モータ１４の運転中に様々な関連入力、すなわちモータ運転判定基準を測定する。ここでは、様々な関連入力のことを“ダイナミシズム”と呼び、閉ループダイアル、開ループダイアル、運転中のモータ１４を通流する電流量、運転中のモータ１４にかかる電圧、モータ１４によって提供されるトルクの量、およびモータ１４の速度を含むが、これだけに限るものではない。例えば、第１の入力５８ａが、閉ループダイアル信号であっても、タコメータ信号であっても、他のどんなダイナミシズム信号であってもよい。同様に、第２の入力５８ｂが、モータ速度信号であっても、開ループダイアル信号であっても、他のどんなダイナミシズム信号であってもよい。ダイナミシズムは、着火角の解の計算に影響を及ぼす何らかのモータ運転値またはモータ運転パラメータを含む。運転中にダイナミシズムが変化するにつれて、後続の半サイクルごと、または半サイクルをベースにした他の周期間隔ごとの着火角の解も変化することになる。
【００１３】
モータ１４の運転中にＡＣ線路信号の半サイクルごと、またはその倍数のサイクルごとに着火角の解を求めるため、マイクロプロセッサ３０は、マイクロコントローラ２６に内蔵された不揮発性メモリデバイス６６に記憶された汎用着火角制御アルゴリズムを実行する。メモリデバイス６６は、例えばリードオンリーメモリ（ＲＯＭ）デバイス、フラッシュメモリデバイス、またはワンタイムプログラマブル（ＯＴＰ）デバイスであってよい。あるいは代わりに、メモリデバイス６６は、マイクロコントローラ２６に対して外部の汎用モータ制御モジュール１０に内蔵されていてもよい。好ましい一実施態様では、ジェネリック着火角アルゴリズムは、汎用モータ制御モジュール１０の製作中にメモリデバイス６６でハードコード化される。すなわち、ジェネリックアルゴリズムは、汎用モータ制御モジュール１０を製作するプロセスの一部として不揮発性メモリデバイス６６に記憶され、これが一度メモリデバイス６６に記憶されると、変更または修正することができない。よって、ジェネリックアルゴリズムは、複数のモータのいずれか、例えばモータ１４が汎用モータ制御モジュール１０によって制御される複数のモータ用途のいずれかにとっての着火角の解を求めるのに適用できる。詳記するならば、ジェネリックアルゴリズムは、内部に汎用モータ制御モジュール１０を取り付けたモータのいずれか、例えばモータ１４が、特に特定のモータ用途のために要求されたパラメータに従って働くように、モータ１４にとっての着火角の解を求める。
【００１４】
マイクロプロセッサ３０は、入力としてダイナミシズムを使ってジェネリックアルゴリズムを実行し、それで、特定のモータ１４および特定のモータ用途に特有の着火角の解を求める。一般に、ジェネリックアルゴリズムは、次の方程式によって表すことができる。
着火角の解＝ｆ（ダイナミシズム）
【００１５】
例えば、好ましい一実施態様では、ジェネリックアルゴリズムは、次の方程式によってより詳細に表すことができる。
着火角の解＝ｆ（ｆ（スイッチ位置）＋（ｆ（ダイアル設定１）＋
ｆ（ダイアル設定２）＋ｆ（電流）＋ｆ（電圧）＋ｆ（タコメータ）＋．．．
ｆ（ダイナミシズムｎ））
ここで、“スイッチ位置”はモータ制御スイッチ６４の位置を指し、“ダイアル設定１”は閉ループ所望速度を指し、“ダイアル設定２”は開ループ着火角固定を指し、“電流”はモータ１４を流れる電流の量を指し、“電圧”はモータ１４にかかる電圧の値を指し、“タコメータ”はモータの回転速度を表す。モータ制御スイッチ６４は、モータ１４の運転状態を制御する。すなわち、モータ制御スイッチ６４が開位置にあるとき、モータ１４は“運転オフ”の状態にあり、他方、モータ制御スイッチ６４が閉位置にあるとき、モータ１４は“運転オン”の状態にある。
【００１６】
マイクロコントローラ２６は、各ダイナミシズムにとって適当なセンサまたは検知回路（図示されていない）を使ってダイナミシズムをサンプリングし、ＡＣ線路電圧の半サイクルごとに電子バルブ３４にとって固有の着火角の解を求めるため、マイクロプロセッサ３０を使ってジェネリックアルゴリズムを実行する。加えて、ジェネリックアルゴリズムは、書換え可能メモリデバイス６８に記憶された少なくとも１つのソフトコード化関数係数を使って、モータ１４がこのモータ１４の特定の用途に特有の運転パラメータに従って機能するように着火角の解を求める。一般に、所与の用途の運転パラメータは、ジェネリックアルゴリズムの実行において２つ以上の関数係数の使用を強化することになる。書換え可能メモリデバイス６８は、データを記憶し、読み取り、変更できるようにする適当なメモリデバイス、例えば、フラッシュメモリ、データ消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＰＲＯＭ）または電気的データ消去可能な読み取り専用メモリ（ＥＥＰＲＯＭ）のどれであってもよい。
【００１７】
好ましい一実施態様では、関数係数は、汎用モータ制御モジュール１０の製作に続いて、また、汎用モータ制御モジュールが特定の用途において実装されるのに続いて、書換え可能メモリデバイス６８に記憶される。例えば、汎用モータ制御モジュール１０がハンマドリルのモータ１４を制御するのに利用される場合、ハンマドリルの運転パラメータに特有の関数係数は、ハンマドリルが汎用モータ制御モジュール１０を含めて組み立てを完了するまで、書換え可能メモリデバイス６８に記憶されない。従って、ハンマドリルが汎用モータ制御モジュール１０を含めて組み立てられた後、マイクロコントローラ２６と通信できる外部デバイス（図示されていない）が、書換え可能メモリデバイス６８において関数係数をプログラム（記憶）するのに使用される。外部デバイスは、何らかの適当なデータ伝送手段を介して関数係数を書換え可能メモリデバイス６８に通信する。例えば、関数係数は、外部デバイスからハンマドリルの電力ケーブルを介して書換え可能メモリデバイス６８に伝送できる。外部デバイスは、データ伝送可能なコンピュータ利用デバイス、例えばラップトップコンピュータ、ハンドヘルドコンピュータまたは他のプログラミングデバイスのどれであってもよい。あるいは代わりに、モジュール１０は、その製作後に、但し、その特定の用途において実装される直前にプログラムされてもよい。
【００１８】
関数係数を取り込むジェネリックアルゴリズムからは更に、次の方程式によって表される通り、ダイナミシズムの積と関連の関数係数の積との総和によって微分式を導き出すことができる。
着火角の解＝ｆ（スイッチ位置）＊（（ダイアル設定１＊Ｃ１）＋
（ダイアル設定２＊Ｃ２）＋（電流＊Ｃ３）＋（電圧＊Ｃ４）＋
（タコメータ＊Ｃ５）．．．（ダイナミシズムｎ＊Ｃｎ））
ここで、“スイッチ位置”の値は、モータ制御スイッチ６４が閉（すなわち“オン”）位置にあるとき、一（１）に等しく、モータ制御スイッチ６４が開（すなわち“オフ”）位置にあるとき、零（０）に等しい。加えて、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３、Ｃ４、Ｃ５．．．は、モータ１４の特定用途に特有の関数係数で、これで、モータ１４は特定用途の所望の運転パラメータに従って働くことになる。
【００１９】
よって、特定のダイナミシズムが所与の用途において電子バルブ３４にとっての着火角の解に影響を及ぼさないものとすれば、その特定のダイナミシズムの関数係数は零（０）になる。例えば、開ループ制御が望ましい用途において汎用モータ制御モジュール１０を実装する場合は、上のジェネリックアルゴリズムにおけるＣ２、Ｃ３、Ｃ４およびＣ５が零（０）になる。ところが、閉ループ制御が望ましい用途において汎用モータ制御モジュール１０を実装する場合、当該用途において利用されるタコメータが存在しなければ、Ｃ１、Ｃ２、Ｃ３およびＣ４が、所望の運転パラメータに従ってモータ１４を運転すべく算出された値を持ち、Ｃ５が零（０）になる。
【００２０】
それゆえ、好ましい一実施態様では、マイクロプロセッサ３０がＡＣ電源の半サイクルごとにジェネリックアルゴリズムを実行し、そこで、所与の半サイクルごとに、書換え可能メモリデバイス６８に記憶された関数係数をアルゴリズムにおける一定の値として利用し、ダイナミシズムを入力変数として利用した上で、電子バルブ３４にとっての着火角の解を求める。あるいは代わりに、マイクロコントローラ２６が、半サイクルごとにジェネリックアルゴリズムを実行するのでなく、半サイクルの倍数をベースにしてジェネリックアルゴリズムを実行してもよい。この場合、算出された着火角の解は各々、２つ以上の連続する半サイクルごとに電子バルブ３４を着火させるのに利用されることになる。すなわち、ジェネリックアルゴリズムの実行によって得られた着火角の解をベースにして電子バルブ３４は半サイクルごとに着火されることになるけれども、ジェネリックアルゴリズムが半サイクルまたはその倍数のサイクルごとに実行されることにはならない、ということである。
【００２１】
ダイナミシズムは可変であるから、算出された着火角の解は、モータ１４の運転中に、この運転中のモータ１４に対する負荷要求の変化と、内部にモータ１４を据え付けたデバイスの機能設定の変化とによって変化することになる。例えば、モータ１４の負荷要求が運転中に変化すると、モータ１４によって使用されている電流および／または電圧のダイナミシズムは変化し、そこで、ＡＣモータ１４によって必要とされる電力の変化を補償する方向で着火角の解が変えられることになる。加えて、例えばパワードリルの速度設定をユーザが変えると、関連のダイナミシズムが変化し、それで、ジェネリックアルゴリズムの実行によって得られた着火角の解が変えられることになる。
【００２２】
ここで述べた様々な好ましい実施態様において、汎用モータ制御モジュール１０は上に示したジェネリックアルゴリズムを実行すると述べたけれども、述べた特定のアルゴリズムは例示に過ぎないことを察知されたい。その通り、例示のアルゴリズムについての記述は、本発明による汎用モータ制御モジュール１０の実装において使用され得るアルゴリズムについて全部を言い尽くしてはいない。従って、上で述べたアルゴリズムは、本発明の範囲から逸脱することなく、当業者によって変えられることがあり得る。
【００２３】
図２は、本発明の好ましい一実施態様による汎用モータ制御モジュール１０（図１に示した）の動作全般を示すフローチャート１００である。汎用モータ制御モジュール１０の実際の応用において、半サイクルまたはその倍数のサイクルごとに、マイクロコントローラ２６は先ず、ステップ１０４に示す通り、電子バルブ３４の着火の基準を獲得すべくＡＣ電圧電源の零通過と同期させる。次に、マイクロコントローラ２６は、ステップ１０８に示す通り、マイクロプロセッサ３０を使ってダイナミシズムのすべて、またはいずれか１つをサンプリングする。マイクロプロセッサ３０はそこで、ステップ１１２に示す通り、書換え可能メモリデバイス６８からソフトコード化関数係数を検索する。関数係数を検索した後、マイクロプロセッサ３０は、ステップ１１６に示す通り、ダイナミシズムおよび関数係数を取込んでジェネリックアルゴリズムを実行し、それで、所与の周期間隔、例えば半サイクルごとに電子バルブにとっての着火角の解を求める。マイクロプロセッサ３０は次に、ステップ１２０に示す通り、電子バルブ３４を所与の周期間隔で、算出された着火角において着火させ、それで、モータ１４が、このモータ１４の特定用途の運転パラメータに従って運転されるようにする。
【００２４】
ジェネリックアルゴリズムはメモリデバイス６６でハードコード化されると上で述べたけれども、代替の好ましい実施態様では、ジェネリックアルゴリズムは、例えばメモリデバイス６８などの書換え可能メモリデバイスでソフトコード化される。よって、この実施態様では、汎用モータ制御モジュール１０の製作に続いて、この汎用モータ制御モジュール１０にジェネリックアルゴリズムをプログラムすることができる。加えて、ジェネリックアルゴリズムを書換え可能メモリデバイスに記憶することにより、ジェネリックアルゴリズムの修正が望ましいとされるときに随時、外部プログラミングデバイスを使ってその修正を行うことができる。
【００２５】
加えて、ここで述べた様々な好ましい実施態様において汎用モータ制御モジュール１０のマイクロコントローラ実装を開示したけれども、汎用モータ制御モジュールは他の形のディジタル回路も利用してよいことを理解されたい。すなわち、汎用モータ制御モジュール１０の制御回路１８は、上で述べた通り、ダイナミシズムをサンプリングし、ジェネリックアルゴリズムを実行するのに適した何らかの電気デバイスおよび半導体デバイスを含むことができる。例えば、制御回路１８は、別個のディジタル論理集積回路、または特定の用途のための集積回路（ＡＳＩＣ）、またはその組み合わせであってよい。
【００２６】
以上、本発明を様々な実施態様に則して述べたが、当業者は、本発明が請求項の主旨および請求項の範囲の中で修正を加えて実施し得ることを認識するであろう。
【図面の簡単な説明】
【００２７】
【図１】本発明の好ましい一実施態様による汎用モータ制御モジュールの単純化された回路図である。
【図２】図１に示した汎用モータ制御モジュールの動作全般を示すフローチャートである。
【図１】
2004336993.tif 000003
【図２】
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