【誤訳訂正書】
【提出日】平成26年3月3日(2014.3.3)
【誤訳訂正１】
【訂正対象書類名】明細書
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【発明の詳細な説明】
【発明の名称】永久励磁型モータにおいて、センサレスでロータの位置を検出かつ修正するための方法及び装置。
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久励磁型モータにおいて、制御装置と電流形インバータを用いて、センサレスでロータの位置検出を監視かつ修正するための方法及び装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
永久励磁型同期電動機（ＰＭＳＭ）及びブレシレス直流モータは、ステータと、永久磁石を備えたロータとからなる。ステータの各相は、星型又は三角形型で相互接続されている。モータは、電流形インバータを用いて駆動される。これらのモータは、ロータ位置を算出し、各相に電流を流すドライブエレクロトロニクスを必要とする。
【０００３】
ロータ位置は、センサによって検出される。それゆえ、異なるホールセンサが用いられる。センサは、構成空間を必要とし、高いシステムコストを引き起こす。
【０００４】
その欠点を回避するために、センサレスのドライブ方法が用いられる。この方法は、大まかに２つのグループに分類される。１つ目のグループは、駆動することによって相に誘導される電圧を用いる方法である。システムに生じる欠点は、静止状態の場合に、位置情報を検出できないことにある。
【０００５】
２つ目のグループは、静止インダクタンスの変化に基づいている。静止インダクタンスの飽和は、永久磁石のロータ領域と、電流が誘導されたステータ領域とによって影響が及ぼされる。
【０００６】
コイルのインダクタンスは、無電流状態では、比透磁率に比例している。鉄で生じる飽和状況に基づいて、上昇する磁場とともに、比透磁率は減少し、又は、言い換えると、磁気抵抗は上昇している。その際、値のみで、方向なしに決定される。それから、ＢＬＤＣモータ用のロータ位置―インダクタンス依存関数が類推される。モータは、３つの相を有しているので、関数は、６０電気角互いにずれている。無通電状態で、ロータの磁石のＮ極とＳ極は、同じ効果を有している。それゆえ、インダクタンスの関数は、電気的な周期のために、２倍の周波数を備えている。このアンビギュイティが完全な位置情報のために解明されなければならない。それは、ステータ領域に電流励磁領域が重なりあっている。それゆえ、モータにおける飽和が上昇するか減少し、対応するインダクタンスが減少するか又は増加する。この効果は、同様に、モータの実際の通電がある場合に角の決定に影響が及び、かつ、誤差があって決定されるロータ位置を導く。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
請求項１及び８に記載された発明は、モータのインダクタンス比から決定されるロータ位置のアンビギュイティが、永久磁石励磁モータの場合に、簡単にセンサなしに分析（解決）でき、かつ、誤差があって決定される角度を必要な場合に修正することを課題としている。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
この課題は、請求項１及び８に記載された特徴によって解決される。
【０００９】
方法及び装置は、特に、永久励磁モータの場合に、モータのインダクタンス比から決定されるロータ位置のアンビギュイティは、簡単なセンサレスで解決され、誤差のある算出された角度は、必要な場合に修正可能である。
【００１０】
さらに、モータが駆動している間、ロータ位置は、インダクタンスに基づく検出装置を用いて検出される。さらに、監視／修正装置を介して、ロータの位置が、インダクタンスに基づく信号のアンビギュイティについて監視され、必要な場合に、生じた角度誤差が修正され、この場合、モータの電流は変化する。
【００１１】
さらに、装置において、駆動モータのロータの位置の検出装置は、監視／修正装置を介して、ロータの位置を監視するために、かつ、必要な場合にロータの位置を修正するために用いられ、制御装置と電流形インバータがモータと接続されていることによって、モータの電流が変更され、それによって、ステータのインダクタンスの電流依存が、修正するために用いられる。
【００１２】
永久励磁同期電動機（ＰＭＳＭ）及びブラシレス直流モータ（ＢＬＤＣ）は、ステータと、磁石を備えたロータからなる。ステータの各位相は、星型又は三角形型で設けられる。モータは、インバータを用いてされる。モータは、ロータ位置を算出し、各位相に電流を流す、ドライブエレクトロニクスを必要としている。とりわけ、センサレスのドライブ方法が用いられ、この場合、各相に印可される電圧の動作によって、又は、自身が変化するステータインダクタンスによって評価される。第１の場合、システムによって引き起こされる欠点が静止状態の誤った位置情報にある。第２の場合、ロータ位置を決定するために、ステータインダクタンスの飽和が、永久磁石のロータ領域及び電流によって引き起こされるステータ領域を通じて用いられる。
【００１３】
インダクタンスに基づく方法及び装置は、とりわけ、インダクタンスの変化であるロータ位置に依存する関数のアンビギュイティを解決する。このアンビギュイティは、モータ駆動の開始でたいてい起きる。モータが回転する間、これらの情報は通常記憶されている。位置検出がロータの位置を間違って算出した場合、又は、記憶されたデータが誤っている又は失いさえした場合、極端な場合、ロータが誤った方向に回転してしまう。
【００１４】
他方、ロータ位置は、通電によって影響を受ける。この通電によって、モータは、最適でない領域で駆動される。
【００１５】
方法及び装置は、好ましくは、電流変化の影響が、角度算出の上で、ステータのインダクタンスにおいて分析され、かつ、磁石の磁束の干渉は分析評価されることによって、観測／監視され、同様に修正される。そのため、ロータ位置又はインダクタンスに基づく信号のいずれかが検出される。
【００１６】
これより、この装置は、システムにおいて配置されるため、
―モータ電圧
―通電の位相角
―各相の電流
がそれぞれ適切に変更される。
【００１７】
この３つの変更の場合、ステータインダクタンスの電流依存、及び、それによって生じるインダクタンスに基づく信号又はロータ位置の変化が用いられる。装置の測定周期は、選択されるため、モータ駆動には、邪魔にならない。言い換えると、２つの測定の間の時間が明らかにモータ及びアプリケーションの回転周期（動特性）の下にある。
【００１８】
加えて、更に好ましい方法では、時間は速度に依存して最適化可能である。
【００１９】
本発明のされに好ましい実施形態は、請求項２乃至７及び請求項９乃至１２に記載されている。
【００２０】
有利な方法では、請求項２の更なる形態によれば、モータの駆動の間、監視又は修正するために、インダクタンス又はインダクタンス間の関係を用いて、ロータ位置が計算される。
【００２１】
請求項３の更なる形態によれば、監視及び修正するために、ステータインダクタンスの電流依存が、好ましい方法で用いられる。
【００２２】
請求項４の更なる形態によれば、監視及び修正するために、監視／修正装置を用いて、モータ電圧及びそれによって流れるモータ電流を変更させ、その結果、平均値で所定のモータ電圧が生じる。それにより、監視装置／修正装置は、ロータ位置の検出装置の応答を検知する。
【００２３】
請求項１０の更なる形態によれば、ロータ位置を監視するためのロータ位置の検出装置は、監視装置／修正装置と制御装置と接続される。この場合、監視／修正装置を用いて、モータ電圧を増加減少させ、その結果、平均値で所定の電圧が生じる。監視／修正装置は、更に、修正されたロータ位置を伝達するために、検出装置と相互接続され、その結果、監視／修正装置は、ロータ位置の検出装置の応答を検出する。
【００２４】
それゆえ、モータ電圧は変更される。このモータ電圧が増加減少することによって、平均値で所定のモータ電圧が生じる。モータの高い機械的な時定数により、回転モーメントの変更によって生成された角速度の変化は、ごくわずかである。検出装置は、ロータ位置検出の応答を検出する。
【００２５】
請求項５の更なる形態によれば、監視／修正するために、監視／修正装置を用いて、通電の位相位置がずらされる。そして、インダクタンスに基づく信号の振幅が検出される。
【００２６】
請求項１１の更なる形態によれば、ロータ位置の検出装置は、インダクタンスに基づく信号やロータ位置を伝達するために、監視／修正装置と接続され、この場合、監視及び修正するために、監視装置及び修正装置を用いて、位相位置がずらされ、それにより推測されるロータ位置がずらされる。更に、請求項１１の更なる形態によれば、監視／修正装置は、修正されたロータ位置を伝達するために、検出装置と相互接続されている。その上さらに、監視／修正装置は、変更されたロータ位置を伝達するために、制御装置と接続され、その結果、インダクタンスに基づく信号が検出される。
【００２７】
この場合、ロータ位置は変更され、又は言い換えると、通電の位相位置がずらされる。そして、インダクタンスに基づく信号の振幅が検出される。
【００２８】
請求項６の更なる形態によれば、監視／制御装置を用いて、インダクタンスに基づく信号が検出され、ＰＷＭが修正される。それと同時に、各位相の電流が適切に変化され、インダクタンスに基づく信号の応答が検出される。
【００２９】
それに加えて、請求項１２の更なる形態によれば、ロータ位置の検出装置は、インダクタンスに基づく信号を伝達するために、監視／修正装置と接続され、この場合、監視及び修正するために、インダクタンスに基づく信号が検出される。さらに、検出装置は、ロータ位置を伝達するために制御装置と相互接続されている。その上、監視／修正装置は制御装置と接続されているため、各位相の電流は、適切に変更され、この場合、制御装置の実際のスイッチング状態及びそれから導かれる変更された監視／修正装置のスイッチング状態が伝達される。更に、監視／修正装置は、修正値の伝達のために、検出装置と接続され、この場合、監視／修正装置において、インダクタンスに基づく信号と、独自に算出されたＰＷＭ（パルス幅変調）とから、適切な電流が、ＰＷＭパターンに統合される。
【００３０】
監視／修正装置は、その位置におけるＰＷＭを独自に算出しなければならない。それは、インダクタンスに基づく信号を検出する。このシステムは、位置において、適切な電流を各相に導かなければならない。
【００３１】
請求項７の更なる形態によれば、理想方法は、継続する電流を各相で変化させ、この各位相は、ロータの磁石の極と真向いに向かいあっている。通常のモータ駆動の場合、これらの各位相を通る電流が流れる。各位相で、電流を変更した場合、それぞれのインダクタンスにおいて最も大きい影響を生じさせる。電流によって生じる回転モーメントは、非常に小さい。適切な電流は、ＰＷＭパターンにわずかに加えられる。
【００３２】
インダクタンスの応答が検出され、かつ、評価される。ロータ位置の検出は、ＰＷＭパターンの変更によって変化する。それゆえ、修正装置は、無効電流の影響を補償するだろう。
【００３３】
本発明の実施例は、図で原理的に描かれ、以下、詳細に説明する。
【図面の簡単な説明】
【００３４】
【図１】永久励磁型モータの場合に、センサレスのロータ位置検出の監視と修正するための装置を示し、この場合、モータ電圧は変更される。
【図２】永久励磁モータの場合に、センサレスのロータ位置検出を監視及び修正するための装置を示し、この場合、通電の位相角は変更される。
【図３】永久励磁モータの場合に、センサレスのロータ位置検出を監視及び修正するための装置を示し、この場合、それぞれ１つの相電流は、適切に変更可能である。
【発明を実施するための形態】
【００３５】
以下の実施例において、永久励磁モータの場合に、センサレスのロータ位置検出の監視及び修正するための装置及び方法をより詳細に説明する。
【００３６】
永久励磁モータの場合に、センサレスのロータ位置検出を監視及び修正するための装置は、本質的に、駆動モータ３のロータ位置の検出装置４、５と、ロータ位置検出のアンビギュイティの解決のための監視／修正装置６と、算出されたロータ位置を修正するために必要な場合に、制御装置１と、モータ３を備えた電流形インバータ２とからなる。
【００３７】
永久励磁モータ３の場合に、センサレスのロータ位置検出を監視及び修正するための装置の場合に、駆動モータ３のロータ位置の検出装置４、５は、ロータ位置検出のアンビギュイティを解決するためであり、必要な場合にロータ位置を修正する監視／修正装置６を介して、制御装置１、電流形インバータ２、モータ３と相互接続され、この場合、モータ３の電流は変更され、それと同時に、修正するために、ステータのインダクタンスの電流依存が用いられる。
【００３８】
永久磁石モータの場合、モータの駆動の間、センサレスロータ位置検出の監視および修正するために、検出装置４、５を用いて、ロータの位置が検出され、ロータ位置検出のアンビギュイティが、監視／修正ユニット６を介して解決され、必要であれば修正される。この場合、モータの電流は変化する。
【００３９】
モータ３の駆動の間、ロータ位置は、インダクタンス又はインダクタンス間の関係の測定結果を用いて計算される。この場合、モータ３は、検知装置４、５の構成要素としてインダクタンスを決定する装置４と相互接続される。
【００４０】
インダクタンスに基づく信号から、この装置４は、ロータ位置を検出する装置５で、ロータ位置を識別する。この装置５は、同様に、検出装置４、５の構成要素である。
【００４１】
装置は、システム内に配置されると、
―第１の実施例では、モータ電圧が
―第２の実施例では、通電位相角が、又は、
―第３の実施例では、個々のそれぞれの位相電流が適切に変更可能である。
【００４２】
モータ電圧の変化を用いる第１の実施例の装置の場合、ロータ位置を監視するロータ位置検出装置４、５は、監視／修正装置６及び制御装置１と接続され、この場合、監視／修正装置６を用いて、モータ電圧が増大したり減少したりし、その結果、平均値で、所定のモータ電圧が生じる。監視／修正装置６は、修正されたロータ位置を伝達するために、検出装置４、５と相互接続され、監視／修正装置６は、ロータ位置の検出装置４、５の応答が検出される。
【００４３】
図１は、永久励磁型モータ３の場合に、センサレスのモータ位置検出を監視及び修正するための装置を、電流形インバータ２を備えた原理図で示し、この場合、モータ電圧は変更される。
【００４４】
監視及び修正するために、監視及び修正装置６を用いて、モータ電圧が増加及び減少し、その結果、平均値で所定のモータ電圧が生じる。更に、監視／修正装置６を用いて、ロータ位置の検出装置４、５の応答が検出される。
【００４５】
通電の位相角の変化を用いた第２の実施例の装置の場合、インダクタンスに基づく信号及びロータ位置を伝達するために、ロータ位置の検出装置４、５は、監視／修正装置６と接続されており、この場合、監視／修正装置６を用いて、監視及び修正するために、位相位置とそれから推定されるロータ位置がずらされる。更に、修正されたロータ位置を伝達するために、監視／修正装置６は、検知装置４、５と相互接続されている。監視／修正装置６は、それだけでなく、修正されるロータ位置の伝達のために、制御装置１と接続され、この場合、インダクタンスに基づく信号の振幅が検出される。
【００４６】
図２は、永久励磁型モータ３の場合に、センサレスのロータ位置の検出を監視及び修正するために、電流インバータ２を用いた原理図をしめし、この場合、通電の位相角は変更される。
【００４７】
監視及び修正するために、監視／修正装置６は、通電の位相位置及びそれから推定されるロータ位置をずらし、インダクタンスに基づく信号の振幅が検知される。
【００４８】
位相電流の適切な変更を備えた第三の実施例の装置の場合、ロータ位置の検出装置４、５は、インダクタンスに基づく信号を伝達するために、監視／修正装置６と接続され、この場合、監視又は修正するために、インダクタンスに基づく信号が検知される。検出装置４、５は、ロータ位置を伝達するために、制御装置１と相互接続されている。監視／修正装置６は、制御装置と接続されているため、位相の電流が適切に変更され、この場合、制御装置１の実際のスイッチング状態と、監視／修正装置６の変更されたスイッチング状態とが伝達される。監視／修正装置６は、修正値の伝達のために、検出装置４、５と接続され、この場合、インダクタンスに基づく信号と別に計算されたＰＷＭとから成る監視―修正装置６内で、適切な電流が、ＰＷＭパターンに重畳される。
【００４９】
図３は、永久励磁型モータ３の場合に、センサレスのロータ位置の検出を監視及び修正するために、電流インバータ２を用いた原理図を示し、この場合、個々の位相電流は変更される。
【００５０】
監視／制御装置６を用いて、インダクタンスに基づく信号が検出され、ＰＷＭが修正される。それによって、位相の電流が適切に変更され、インダクタンスに基づく信号の応答が検出される。
【００５１】
これらの実施例の場合、各相の電流が適切に変更され、その各相に、ロータの磁極は直接に対向している。
【誤訳訂正２】
【訂正対象書類名】特許請求の範囲
【訂正対象項目名】全文
【訂正方法】変更
【訂正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
制御装置と電流形インバータとを有する永久励磁型モータでの、センサレスのロータ位置検出の監視及び修正のための方法において、
ロータ位置が、前記モータ（３）の駆動中にインダクタンスに基づく検出装置（４、５）を用いて検出され、
前記ロータ位置が、当該インダクタンスに基づく信号のアンビギュイティに関して監視／修正装置（６）によって監視され、必要なときに、発生する角度誤差が修正され、前記モータ（３）に通電する電流が変更されることを特徴とする方法。
【請求項２】
前記ロータ位置は、前記モータ（３）の駆動中に複数のインダクタンスを測定することによって、又は複数のインダクタンス間の関係を用いて算出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項３】
ステータのインダクタンスの電流依存が、当該監視及び修正のために使用されることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項４】
前記監視／修正装置（６）による当該監視又は修正のため、所定の電圧値が、その平均値で生成されるように、モータ電圧及びモータ電流が変更され、
前記監視／修正装置（６）が、前記ロータ位置の検知装置（４、５）の応答を検出することを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記監視／修正装置（６）による当該監視又は修正のため、通電の位相位置がずらされ、
前記インダクタンスに基づく信号の振幅が検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記インダクタンスに基づく信号が、前記監視／修正装置（６）によって検出され、ＰＷＭ（パルス幅変調）が修正されることによって、各相の電流が適切に変更され、
前記インダクタンスに基づく信号の応答が検出されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項７】
電流が、ロータの磁石に対向している各相ごとに適切に変更されることを特徴とする請求項１に記載の方法。
【請求項８】
永久励磁型モータでの、センサレスのロータ位置検出の監視及び修正のための装置において、
駆動されるモータ（３）のロータ位置の検出装置（４、５）が、ロータ位置検出のアンビギュイティを監視し、必要なときにロータ位置を修正するための監視／修正装置（６）と、制御装置（１）と、電流形インバータ（２）とを介して前記モータ（３）に相互接続されていて、
前記モータ（３）に通電する電流が変更され、ステータのインダクタンスの電流依存が、当該修正のために使用されることを特徴とする装置。
【請求項９】
前記ロータ位置の前記検出装置（４、５）は、インダクタンスを検知するための装置（４）と、当該インダクタンスに基づく信号から前記ロータ位置を決定する装置（５）とから成ることを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１０】
前記ロータ位置の前記検出装置（４、５）は、前記ロータ位置を伝達するために前記監視／修正装置（６）と前記制御装置（１）とに接続されていて、所定のモータ電圧が、その平均値で生成されるように、前記モータ電圧は、前記監視／修正装置（６）によって増減されること、及び
前記監視／修正装置（６）は、当該修正されたロータ位置を伝達するために前記検知装置（４、５）に相互接続されている結果、前記監視／修正装置（６）は、前記ロータ位置の前記検知装置（４、５）の応答を検出して評価することを特徴とする請求項８に記載の装置。
【請求項１１】
前記ロータ位置の前記検出装置（４、５）は、前記インダクタンスに基づく信号と前記ロータ位置とを伝達するために前記監視／修正装置（６）に接続されていて、前記監視／修正装置（６）による監視及び修正のため、通電の位相位置がずらされること、
前記監視／修正装置（６）は、当該修正されたロータ位置を伝達するために前記検知装置（４、５）に相互接続されていること、及び
前記監視／修正装置（６）は、当該変更されたロータ位置を伝達するために前記制御装置（１）に接続されている結果、前記インダクタンスに基づく信号の振幅が検出されることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。
【請求項１２】
前記ロータ位置の前記検知装置（４、５）は、前記インダクタンスに基づく信号を伝達するために前記監視／修正装置（６）に接続されていて、前記インダクタンスに基づく信号は、当該監視及び修正のために検出されること、
前記検知装置（４、５）は、前記ロータ位置を伝達するために前記制御装置（１）に相互接続されていること、
電流が、相ごとに適切に変更されるように、前記監視／修正装置（６）が、前記制御装置（１）に接続されていて、当該接続では、前記制御装置（１）の実際のスイッチング状態と、前記監視／修正装置（６）の変更されたスイッチング状態とが伝達されること、及び
前記監視／修正装置（６）は、当該修正値を伝達するために前記検知装置（４、５）に接続されていて、前記監視／修正装置（６）内では、前記インダクタンスに基づく信号と、別に計算されたＰＷＭ（パルス幅変調）とから、適切な電流が、ＰＷＭパターンに重畳されることを特徴とする請求項８又は９に記載の装置。