(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力生成中のモータにおける不安定な望ましくない状態を特定して、軽減するための装置であって、
巻線（１１０）を備え、４つの動作象限を有するＤＣブラシレスモータ（１０１）と、
電源（１１６）を前記巻線（１１０）に結合するように構成された、並列の半Ｈブリッジを形成するように配置された複数のスイッチユニット（３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、３２２）をそなえるスイッチブリッジ（１１８）と、
前記複数のスイッチユニットを制御するように構成されたモータコントローラ（１２０）と、
前記ＤＣブラシレスモータ（１０１）が前記電源（１１６）に電力を供給しているとき、前記電源（１１６）の特性（２４４）に関して定義される装置内の望ましくない状態（２４２）を特定するように構成された非所望状態識別器（２４０）と、
前記非所望状態識別器（２４０）によって前記装置内の前記望ましくない状態（２４２）を特定することに応じて、前記望ましくない状態（２４２）を低減するように構成された非所望状態低減器（２５４）と
を備え、
前記ＤＣブラシレスモータ（１０１）が前記電源（１１６）に前記電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態（２４２）を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器（２４０）は、前記巻線（１１０）にかかる電圧（２４８）が、前記電源（１１６）の出力電圧（２４６）に関して定義される第１の電圧閾値（１３１０）よりも大きいときに、前記装置の前記望ましくない状態（２４２）を特定するように構成され、
前記装置内の前記望ましくない状態（２４２）の特定に応じて、前記望ましくない状態（２４２）を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器（２５４）は、前記装置の前記望ましくない状態（２４２）の特定に応じて、可変抵抗器（１３３０）を経由して前記巻線（１１０）の電流（２２４）を接地（３０４）に向けるように構成されており、かつ前記巻線（１１０）の前記電流（２２４）のレベル（１３３６）に応じて、前記可変抵抗器（１３３０）の抵抗（１３３２）を選択するように構成されており、
前記可変抵抗器（１３３０）は並列な複数の抵抗器を備え、
前記非所望状態低減器（２５４）は、前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線（１１０）の前記電流（２２４）が接地（３０４）に向けられて通過する、前記複数の抵抗器内の任意の数の抵抗器を選択するように更に構成されている、装置。
【請求項２】
前記第１の電圧閾値（１３１０）は前記電源（１１６）の前記出力電圧（２４６）にほぼ等しい、請求項１に記載の装置。
【請求項３】
前記第１の電圧閾値（１３１０）よりも小さい第２の電圧閾値（１３２０）について、前記非所望状態識別器（２４０）は、前記巻線（１１０）にかかる前記電圧（２４８）が第２の電圧閾値（１３２０）よりも小さいときを特定するように更に構成され、
前記非所望状態低減器（２５４）は、前記巻線（１１０）にかかる前記電圧（２４８）が前記第２の電圧閾値（１３２０）よりも小さいときを特定することに応じて、前記巻線（１１０）の前記電流（２２４）を接地（３０４）に向けることを停止するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項４】
前記モータコントローラ（１２０）は、デューティサイクルであって、その間に命令電流（２１６）に応じて前記電源（１１６）と前記巻線（１１０）との間に電流（２２４）を供給するように、前記スイッチブリッジ（１１８）内の複数のスイッチのうちのいくつかが閉じられるデューティサイクル（２２８）を制御するように構成されており、
前記ＤＣブラシレスモータ（１０１）が前記電源（１１６）に電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態（２４２）を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器（２４０）は、前記命令電流（２１６）が前記電源（１１６）の電流限界（２５２）よりも大きいときに前記装置の前記望ましくない状態（２４２）を特定するように構成されており、
前記装置内の前記望ましくない状態（２４２）の特定に応じて、前記望ましくない状態（２４２）を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器（２５４）は、前記命令電流（２１６）が前記電源（１１６）の前記電流限界（２５２）よりも大きいときに前記電源（１１６）の前記電流限界（２５２）に基づいて前記命令電流（２１６）を設定するように構成されている、請求項１に記載の装置。
【請求項５】
前記電源（１１６）の前記電流限界（２５２）は可変であり、
前記電源（１１６）はバッテリ（２０２８）を備え、
前記非所望状態識別器（２４０）は、前記バッテリ（２０２８）のセルバランサ回路（２０３２）からのフィードバックに基づいて前記電流限界（２５２）の値（２０３０）を選択するように更に構成されている、請求項４に記載の装置。
【請求項６】
前記装置は航空機（１０４）上にある、請求項１に記載の装置。
【請求項７】
４つの動作象限を有するＤＣブラシレスモータ（１０１）を制御する方法であって、
電源（１１６）をＤＣブラシレスモータ（１０１）の巻線（１１０）に結合するため、スイッチブリッジ（１１８）内の並列の半Ｈブリッジを形成するように配置された複数のスイッチユニットを制御すること、
前記巻線（１１０）にかかる電圧（２４８）が、前記電源（１１６）の出力電圧（２４６）に関して定義される第１の電圧閾値（１３１０）よりも大きいかどうかを決定（１８０６）して、前記ＤＣブラシレスモータの電力生成中における不安定性を特定すること、及び
前記巻線（１１０）にかかる前記電圧（２４８）が前記第１の電圧閾値（１３１０）よりも大きいという決定に応じて、可変抵抗器（１３３０）を経由して前記巻線（１１０）の電流（２２４）を接地（３０４）に向け（１８０８）て、前記ＤＣブラシレスモータの電力生成中における不安定性を軽減することを含み、前記方法はさらに、
前記巻線の前記電流のレベルに応じて、複数の抵抗器を備える前記可変抵抗器の抵抗を選択すること、
前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線（１１０）の前記電流（２２４）が接地（３０４）に向けられて通過する、前記複数の抵抗器内の任意の数の抵抗器を選択することとをさらに含む、方法。
【請求項８】
前記第１の電圧閾値（１３１０）は、前記電源（１１６）の前記出力電圧（２４６）に実質的に等しい、請求項７に記載の方法。
【請求項９】
前記第１の電圧閾値（１３１０）よりも小さい第２の電圧閾値（１３２０）について、前記巻線（１１０）にかかる前記電圧（２４８）が第２の電圧閾値（１３２０）よりも小さいときを決定すること（１８１０）、及び
前記巻線（１１０）にかかる前記電圧（２４８）が前記第２の電圧閾値（１３２０）よりも小さいときの決定（１８１０）に応じて、前記巻線（１１０）の前記電流（２２４）を接地（３０４）に向けることを停止すること（１８１２）を更に含む、請求項７に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は概して、電動モータ及び電動モータの制御に関する。より具体的には、本開示は、モータが電源に動力を供給しているときに不安定性を低減し、望ましくない電流レベルから電源を守るように電動モータを制御することに関する。
【背景技術】
【０００２】
航空機は、航空機上で様々な機能を実施するために、様々な電子デバイス及びシステムを用いうる。限定するわけではないが例としては、航空機上の電動モータは、飛行操縦翼面を移動させ、着陸ギアを上下させ、かつ、航空機上で他の機能を実施するために、使用されうる。航空機上の電動モータ、並びに他の電子システム及び電子デバイスのための電力は、航空機の電源系統によって提供されうる。
【０００３】
航空機上で、及び他の多くの応用向けに使用される電動モータの一種の例は、ブラシレスＤＣ電動モータである。この種のモータは、電子整流モータとしても知られている。ブラシレスＤＣ電動モータは、例えば、永久磁石型同期モータ、スイッチドリラクタンス・モータ、又は誘導モータを含む。ブラシレスＤＣ電動モータは、モータを駆動するための切換電力信号を供給するように制御されるインバータを経由して、直流（ＤＣ）電源によって駆動される。
【０００４】
例えば、ブラシレスＤＣモータは、回転する永久磁石、及び、ステータ巻線を含む固定された電機子を有する。電子コントローラが、モータを回転させ続けるために、巻線に提供された電力の位相を連続的に切り換える。コントローラは、モータ巻線に時限的な配電を提供するために、固体回路を用いうる。
【０００５】
ロータの回転を方向付けるため、ブラシレスＤＣモータのコントローラは、ステータ巻線に対するロータの配向を決定する何らかの手段を必要とする。一部のブラシレスＤＣモータは、ロータの位置を直接的に測定するために、ホール効果センサ又はロータリエンコーダを使用する。その他は、ロータの位置を推測するために、駆動されていない巻線における逆の起電力（ＥＭＦ）を測定する。この後者の種類のコントローラは、多くの場合、センサレスコントローラと呼ばれる。他のセンサレスコントローラは、ロータの位置を推測するために、磁石の位置によって引き起こされる巻線飽和を測定することが可能である。
【０００６】
ブラシレスＤＣモータのコントローラは、モータ巻線に向かうＤＣ電力の駆動を制御するために、二方向性の出力を提供しうる。出力は論理回路によって制御されうる。単純なコントローラは、いつ出力が進相されるべきかを決定するために、コンパレータを用いうる。より高度なコントローラは、加速、制御速度、及びモータ効率の微調整を管理するために、マイクロコントローラを用いうる。この種のモータコントローラは、電子速度コントローラと称されうる。
【０００７】
コントローラは、スイッチブリッジ内のスイッチを制御することによって、ＤＣモータの巻線に提供される電力を制御しうる。スイッチブリッジは、ＤＣ電源をＤＣモータの巻線に結合する。例えば、三相スイッチブリッジは、ＤＣ電源をＤＣモータの３つのモータ巻線に結合するための３つの並列の半Ｈブリッジを形成するよう配置された、６つのスイッチを有しうる。スイッチブリッジのスイッチは、モータ巻線の各々上でいずれかの方向に電流を駆動させるように、コントローラによって制御されうる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジは、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）のような固体スイッチ素子を使用して実装されうる。
【０００８】
ブラシレスＤＣモータの巻線内の電流を変調するようにスイッチブリッジ内のスイッチを制御するために、様々な方法が使用されうる。しかし、ブラシレスＤＣモータのモータ巻線内の電流を変調させるための既存の方法には様々な欠点及び限界がある。これらの欠点及び限界を克服する、ブラシレスＤＣモータの巻線内の電流を制御するための方法が求められている。
【０００９】
ブラシレスＤＣモータ内のロータは、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に回転するように制御されうる。モータの巻線内の電流は、時計回り又は反時計回りのいずれかの方向に、ロータへのトルクを生成するように制御されうる。巻線内の電流は、ある特定の時点において、ロータの回転の方向と同じ方向か、又はロータの回転の方向とは反対方向のいずれかである、ロータへのトルクを生成するように制御されうる。
【００１０】
ゆえに、ブラシレスＤＣモータの動作は、４つの象限を参照して説明されうる。例えば、動作の第１象限において、ロータは時計回り方向に回転していてよく、モータ巻線内の電流は、同じ時計回り方向にロータへのトルクを生成しうる。動作の第２象限において、ロータは反時計回り方向に回転していてよく、モータ巻線内の電流は、それとは反対の時計回り方向にロータへのトルクを生成しうる。動作の第３象限において、ロータは反時計回り方向に回転していてよく、モータ巻線内の電流は、同じ反時計回り方向にロータへのトルクを生成しうる。動作の第４象限において、ロータは時計回り方向に回転していてよく、モータ巻線内の電流は、それとは反対の反時計回り方向にロータへのトルクを生成しうる。
【００１１】
モータが動作の第２象限及び第４象限で動作しているときには、モータは電力を電源に戻すことができる。この場合、モータは回生している、或いは回生動作モードにある、と称されることがある。モータが回生しているときに起こりうる望ましくない状態を低減又は回避することが望ましい。例えば、モータが回生しているときに起こりうる不安定性を低減又は回避することが望ましい。また、モータが回生しているときを含め、モータが様々な象限で動作しているときには、モータと電源との間の望ましくない電流を低減又は回避することが望ましい。従って、一又は複数の上述の問題並びに起こりうる他の問題を勘案する、方法及び装置を有することが、望ましいだろう。
【発明の概要】
【００１２】
本開示の実施形態は、モータ、スイッチブリッジ、モータコントローラ、非所望状態識別器、及び非所望状態低減器を備える装置を提供する。モータは巻線を備える。スイッチブリッジは、電源を巻線に結合するように構成された複数のスイッチを備える。モータコントローラは複数のスイッチを制御するように構成されている。非所望状態識別器は、モータが電源に電力を供給しているときに、電源の特性に関して定義される、装置の望ましくない状態を特定するように構成されている。非所望状態低減器は、非所望状態識別器による装置での望ましくない状態の特定に応じて、望ましくない状態を低減するように構成されている。
【００１３】
本開示の実施形態はまた、モータを制御する方法を提供する。スイッチブリッジの複数のスイッチは、電源をモータの巻線に結合するように制御されている。巻線にかかる電圧が、電源の出力電圧に関して定義される第１の電圧閾値よりも大きいかどうかが決定される。巻線の電流は、巻線にかかる電圧が第１の電圧閾値よりも大きいという決定に応じて、抵抗器を経由して接地に向けられる。
【００１４】
本開示の実施形態はまた、モータを制御する別の方法をもたらす。スイッチブリッジの複数のスイッチは、電源をモータの巻線に結合するように制御されている。電源と巻線との間に電流を供給するためのいくつかの複数のスイッチが閉じられている間のデューティサイクルは、電源と巻線との間の電流が電源に対する電流限界を超えないように、制限されている。
【００１５】
更に、本開示は下記の条項に従う実施形態を含む。
【００１６】
条項１．  巻線を備えるモータと、電源を前記巻線に結合するように構成された複数のスイッチを備えるスイッチブリッジと、前記複数のスイッチを制御するように構成されたモータコントローラと、前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記電源の特性に関して定義される装置内の望ましくない状態を特定するように構成された非所望状態識別器と、前記非所望状態識別器によって前記装置内の前記望ましくない状態を特定することに応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成された非所望状態低減器と、を備える装置。
【００１７】
条項２．  前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器は、前記巻線にかかる電圧が第１の電圧閾値よりも大きく、前記第１の電圧閾値が前記電源の出力電圧に関して定義されるとき、前記装置の前記望ましくない状態を特定するように構成され、前記装置内の前記望ましくない状態の特定に応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器は、前記装置の前記望ましくない状態の特定に応じて、抵抗器を経由して前記巻線の電流を接地に向けるように構成されている、条項１に記載の装置。
【００１８】
条項３．  前記第１の電圧閾値は前記電源の前記出力電圧にほぼ等しい、条項２に記載の装置。
【００１９】
条項４．  前記第１の電圧閾値よりも小さい第２の電圧閾値について、前記非所望状態識別器は、前記巻線にかかる前記電圧が第２の電圧閾値よりも小さいときを特定するように更に構成され、前記非所望状態低減器は、前記巻線にかかる前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも小さいときを特定することに応じて、前記巻線の前記電流を接地に向けることを停止するように構成されている、条項２に記載の装置。
【００２０】
条項５．  前記抵抗器は可変抵抗器で、前記非所望状態低減器は前記巻線の電流レベルに応じて可変抵抗器の抵抗を選択するように更に構成されている、条項２に記載の装置。
【００２１】
条項６．  前記抵抗器は並列な複数の抵抗器を備え、前記非所望状態低減器は、前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線の前記電流が接地に向けられて通過する前記複数の抵抗器内のいくつかの抵抗器を選択するように更に構成されている、条項５に記載の装置。
【００２２】
条項７．  前記モータコントローラは、デューティサイクルであって、その間に命令電流に応じて前記電源と前記巻線との間に電流を供給するように、スイッチブリッジ内のいくつかの複数のスイッチが閉じられるデューティサイクルを制御するように構成されており、前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器は、前記命令電流が前記電源の電流限界よりも大きいときに前記装置の前記望ましくない状態を特定するように構成されており、前記装置内の前記望ましくない状態の特定に応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器は、前記命令電流が前記電源の前記電流限界よりも大きいときに前記電源の前記電流限界に基づいて前記命令電流を設定するように構成されている、条項１に記載の装置。
【００２３】
条項８．  前記電源の前記電流限界は可変であり、前記電源はバッテリを備え、前記非所望状態識別器は、前記バッテリのセルバランサ回路からのフィードバックに基づいて前記電流限界の値を選択するように更に構成されている、条項７に記載の装置。
【００２４】
条項９．  前記装置は航空機上にある、条項１に記載の装置。
【００２５】
条項１０．  電源を前記モータの巻線に結合するためスイッチブリッジ内の複数のスイッチを制御すること、前記巻線にかかる電圧が、前記電源の出力電圧に関して定義される第１の電圧閾値よりも大きいかどうかを決定すること、及び前記巻線にかかる前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも大きいという決定に応じて、抵抗器を経由して前記巻線の電流を接地向けること、を含むモータを制御する方法。
【００２６】
条項１１．  前記第１の電圧閾値は、前記電源の前記出力電圧に実質的に等しい、条項１０に記載の方法。
【００２７】
条項１２．  前記第１の電圧閾値よりも小さい第２の電圧閾値について、前記巻線にかかる前記電圧が第２の電圧閾値よりも小さいときを決定すること、及び前記巻線にかかる前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも小さいときの決定に応じて、前記巻線の前記電流を接地に向けることを停止することを更に含む、条項１０に記載の方法。
【００２８】
条項１３．  前記抵抗器は可変抵抗器である、条項１０に記載の方法。
【００２９】
条項１４．  前記巻線の前記電流レベルに応じて、前記可変抵抗器の抵抗を選択することを更に含む、条項１３に記載の方法。
【００３０】
条項１５．  前記抵抗器は並列な複数の抵抗器を備え、前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線の前記電流が接地に向けられて通過するいくつかの前記複数の抵抗器を選択することを更に含む、条項１４に記載の方法。
【００３１】
条項１６．  電源を前記モータの巻線に結合するためスイッチブリッジ内の複数のスイッチを制御することを含む、モータを制御する方法であって、前記電源と前記巻線との間の電流が前記電源の電流限界を超えないように、前記電源と前記巻線との間に前記電流を供給するようにいくつかの複数のスイッチが閉じられている間のデューティサイクルは制限される、モータを制御する方法。
【００３２】
条項１７．  命令電流が前記電源の前記電流限界よりも大きいときを決定すること、前記命令電流が前記電源の電流限界よりも大きいとき、前記電源の前記電流限界に基づいて前記命令電流を設定すること、及び、前記命令電流に応じて前記デューティサイクルを制御することを更に含む、条項１６に記載の方法。
【００３３】
条項１８．  前記電源の前記電流限界は可変であり、前記電源はバッテリを備え、且つ前記電流限界の値は前記バッテリのセルバランサ回路からのフィードバックに基づいて選択される、条項１６に記載の方法。
【００３４】
条項１９．  前記電源と前記巻線との間の前記電流は、前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記モータと前記電源との間の電流である、条項１６に記載の方法。
【００３５】
条項２０．  前記電源と前記巻線との間の前記電流は、電力が前記電源から前記モータへ供給されているとき、前記モータと前記電源との間の電流である、条項１６に記載の方法。
【００３６】
これらの特性及び機能は、本開示の様々な実施形態で個別に実現可能であるか、又は、以下の説明及び図面を参照して更なる詳細が理解されうる、更に別の実施形態において組み合わされうる。
【００３７】
例示的な実施形態の特徴と考えられる新規の特性は、付随する特許請求の範囲に明記される。しかし、例示的な実施形態並びに好ましい使用モード、更なる目的及びそれらの特性は、添付図面を参照して、本開示の例示的な実施形態についての以下の詳細な説明を読むことにより、最もよく理解されるだろう。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】例示的な一実施形態による、モータ制御環境のブロック図を示す。
【図２】例示的な一実施形態による、モータコントローラのブロック図を示す。
【図３】例示的な一実施形態による、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図を示す。
【図４】例示的な一実施形態による、駆動構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図を示す。
【図５】例示的な一実施形態による、第１惰行構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図を示す。
【図６】例示的な一実施形態による、第２惰行構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図を示す。
【図７】例示的な一実施形態による、回生構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図を示す。
【図８】例示的な一実施形態による、モータに駆動電流及び惰行電流を提供する切換サイクルの切換タイミングを示す。
【図９】例示的な一実施形態による、モータに惰行電流のみを提供する切換サイクルの切換タイミングを示す。
【図１０】例示的な一実施形態による、モータに惰行電流及び回生電流を提供する切換サイクルの切換タイミングを示す。
【図１１】例示的な一実施形態による、モータに回生電流のみを提供する切換サイクルの切換タイミングを示す。
【図１２】例示的な一実施形態による、モータの動作の象限を示す。
【図１３】例示的な一実施形態による、非所望状態識別器及びモータ内の電流の不安定性を低減するための非所望状態低減器のブロック図を示す。
【図１４】例示的な一実施形態による、モータ巻線内の電流を接地に向けるためのスイッチブリッジ及びスイッチ及び抵抗器の概略的な回路図を示す。
【図１５】例示的な一実施形態による、離散値可変抵抗器の概略的な回路図を示す。
【図１６】例示的な一実施形態による、抵抗セレクタのブロック図を示す。
【図１７】例示的な一実施形態による、モータの巻線の電流を示す。
【図１８】例示的な一実施形態による、モータの不安定性を低減するためのプロセスのフロー図を示す。
【図１９】例示的な一実施形態による、可変抵抗器の抵抗を選択するためのプロセスのフロー図を示す。
【図２０】例示的な一実施形態による、モータの動作中の望ましくない電流から電源を保護するための、非所望状態識別器及び非所望状態低減器のブロック図を示す。
【図２１】例示的な一実施形態による、モータの動作中の望ましくない電流から電源を保護するための電流制御の波形図を示す。
【図２２】例示的な一実施形態による、モータの動作中の望ましくない電流から電源を保護するためのプロセスのフロー図を示す。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
種々の例示的な実施形態は、いくつかの異なる検討事項を認識し、かつ勘案している。本書でアイテムを参照する際に使用される「いくつかの」は、一又は複数のアイテムを意味する。例えば、「いくつかの異なる検討事項」は、一又は複数の異なる検討事項を意味する。
【００４０】
種々の例示的な実施形態は、モータが回生しているときの不安定性を保護することが望ましいことを認識し、且つ勘案している。モータが回生しているとき、スイッチブリッジ内のスイッチは、電力がスイッチブリッジを経由してモータから電源に逆供給されるように制御される。スイッチブリッジ内のスイッチは、スイッチ素子が閉じており、かつ、ダイオードがスイッチ素子に並列に接続され、第１方向と反対の第２方向に導電させるよう構成されている時に、第１方向に導電させるよう構成された、スイッチ素子を備える。
【００４１】
モータが回生しているとき、モータ巻線にかかる電圧は電源の電圧よりも高い値に達することがありうる。モータ巻線にかかる電圧が電源電圧よりも高いときには、スイッチブリッジ内でスイッチ素子と並列のダイオードは、制御不能な方法で導電する。スイッチブリッジ内の電流が制御不能なとき、電源を通ってモータの巻線を流れる電流は、暴走して許容できないほど高くなることがある。このような高電流は、モータ、スイッチブリッジ、又は電源の一又は複数に発生する矛盾又は損傷のリスクを高める。
【００４２】
種々の例示的な実施形態は、モータが回生しているときの不安定性を低減するためのシステム及び方法を提供する。例示的な一実施形態によれば、モータの巻線にかかる電圧が電圧閾値よりも大きいときに、切迫した不安定性が特定される。電圧閾値は、モータの電源の出力に関して定義されている。例えば、電圧閾値は電源の出力電圧にほぼ等しくなりうる。切迫した不安定性の特定に応じて、モータ巻線にかかる電圧を押し下げるため、モータ巻線の電流は抵抗器を経由して接地へ向けられる。抵抗器は可変抵抗器であってもよい。可変抵抗器の抵抗は、接地へ向けられる電流のレベルに基づいて選択されうる。可変抵抗器は、抵抗器の過熱を回避するため、抵抗器の温度に基づいて制御されてもよい。
【００４３】
種々の例示的な実施形態はまた、電源とモータの巻線との間の電流の流れはスイッチブリッジを経由して、場合によっては電源に望ましくない効果をもたらすことを認識し、且つ勘案している。例えば、モータが回生しているとき、電力はスイッチブリッジを介してモータからモータの電源に逆供給される。この場合、過大な電流がモータの電源に逆流すると、電源に不整合が発生する可能性がある。
【００４４】
スイッチブリッジのスイッチ素子の切り換えのためのデューティサイクルは、電流が電源とモータとの間を流れる間の切換サイクルの一部を定義する。例示的な一実施形態によれば、デューティサイクルは、モータと電源との間の電流の流れが電源の電流限界を超えないように、モータと電源との間の電流の流れを制限するように制御されうる。電源の電流限界は固定されていてもよく、或いは可変であってもよい。例えば、電源はバッテリであってもよい。この場合、電流限界は、バッテリのセルバランサ回路からのフィードバックに基づいて設定されうる。
【００４５】
図１を見るに、例示的な一実施形態による、モータ制御環境のブロック図が描かれている。モータ制御環境１００は、プラットフォーム１０２上で動作するようモータ１０１を制御するために、実装されうる。プラットフォーム１０２は、その上でモータ１０１が動作しうる任意の固定された又は可動式の構造体でありうる。
【００４６】
モータ制御環境１００は、プラットフォーム１０２上で任意の適切な機能又は機能の組み合わせを実施するために、モータ１０１を動作させるよう構成されうる。限定するわけではないが例としては、プラットフォーム１０２は航空機１０４又は別のビークルでありうる。航空機１０４は、固定翼航空機、回転翼航空機、又は軽航空機でありうる。
【００４７】
いくつかの実施例では、航空機１０４はまた、有人又は無人でありうる。限定するわけではないが例としては、航空機１０４は、民間旅客機、貨物航空機、軍用航空機、政府専用機、私用航空機、或いは、任意の適切な課題又は任務、或いは課題又は任務の組み合わせを実施するよう構成された、他の任意の種類の航空機でありうる。更なる例としては、プラットフォーム１０２は、潜水艦、自動車、衛星、或いは、空気中、宇宙空間、地上、水面上、水中、又は、他の任意の媒体又は媒体の組み合わせの中を進行することが可能な他の任意のビークルでありうる。
【００４８】
モータ１０１は電動モータである。具体的には、モータ１０１はブラシレスＤＣモータ１０８を含みうる。限定するわけではないが例としては、モータ１０１は、ブラシレス永久磁石埋込型モータ、永久磁石型同期モータ、或いは、他の任意の適切な種類のブラシレスＤＣモータ１０８又は他の適切な電動モータを含みうる。
【００４９】
モータ１０１は、巻線１１０及びロータ１１２を備える。巻線１１０は、静止しており、かつ、モータステータを形成する。巻線１１０はコイルとも称されうる。ロータ１１２の回転を駆動するために、電力が巻線１１０に提供されうる。ゆえに、巻線１１０はモータ１０１の電機子を形成する。
【００５０】
ロータ１１２はロード１１４に結合されうる。ロード１１４は、ロータ１１２との任意の適切な直接接続又は間接接続を介して任意の様態で動きうる、任意の構造体でありうる。例えば、航空機１０４上では、ロード１１４は、飛行操縦翼面のための、着陸ギアのための、或いは、航空機１０４上で他の任意の適切な機能又は機能の組み合わせを実施するための、アクチュエータを含みうる。他の応用では、ロード１１４は、ポンプ、ビークル駆動トレイン、別の機能を実施するためのアクチュエータ、或いは、プラットフォーム１０２上の他の任意の適切なロード又はロードの組み合わせでありうる。
【００５１】
モータ１０１の電力は、ＤＣ電源１１６によって提供されうる。ＤＣ電源１１６は、任意の適切なＤＣ電力源を含みうる。限定するわけではないが例としては、航空機１０４上のＤＣ電源１１６は、交直電力変換器からＤＣ電力が提供される、ＤＣバスを含みうる。交直電力変換器の電力は、ＡＣバス上のＡＣ電力から提供されうる。ＡＣバス上のＡＣ電力は、航空機１０４上の発電機によって提供されうる。限定するわけではないが例としては、発電機は、航空機１０４のいくつかのエンジンによって駆動されうる。他の応用では、ＤＣ電源１１６は、電池、或いは他の任意の適切なＤＣ電力源又はＤＣ電力源の組み合わせといった、別の種類のＤＣ電源でありうる。
【００５２】
ＤＣ電源１１６は、スイッチブリッジ１１８を介して、モータ１０１の巻線１１０に結合される。スイッチブリッジ１１８は、多種多様な構成において開閉してＤＣ電源１１６を巻線１１０に接続するよう構成される、複数のスイッチを備える。スイッチブリッジ１１８内の複数のスイッチは、所望の様態でモータ１０１を動作させるために、巻線１１０に適切な構成の電力を提供するように制御されうる。スイッチブリッジ１１８内のスイッチの数及び配置は、モータ１０１内の巻線１１０の位相の数に依拠しうる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ１１８は、ＤＣ電源１１６を三相モータ内の三相巻線に結合するための、３つの並列の半Ｈブリッジを含む三相ブリッジでありうる。
【００５３】
モータコントローラ１２０は、所望の様態でモータ１０１の動作を制御するために、スイッチブリッジ１１８の切り換えを制御するよう構成されうる。特許請求の範囲を含む本出願では、スイッチブリッジの切り換えとは、スイッチブリッジ内の一又は複数のスイッチの開閉を表す。限定するわけではないが例としては、モータコントローラ１２０は、モータ１０１を制御するために、電流コマンド１２２、電流フィードバック１２４、及び回転フィードバック１２６を用いうる。
【００５４】
電流コマンド１２２は、モータ１０１の巻線１１０内の所望の電流を示しうる。限定するわけではないが例としては、電流コマンド１２２は、巻線１１０内の電流の所望の大きさ及び方向を示しうる。モータ１０１によって生成されたトルクは、モータ１０１の巻線１１０内の電流の関数である。従って、電流コマンド１２２は、トルクコマンド１２８と称されうる。
【００５５】
モータコントローラ１２０は、電流コマンド１２２を受信して、モータ１０１を始動させるか、モータ１０１を停止させるか、或いは、所望の方向に所望の速度でモータ１０１又はロード１１４を動作させうる。電流コマンド１２２は、任意の適切なソースから、任意の適切な形態で、モータコントローラ１２０に提供されうる。限定するわけではないが例としては、電流コマンド１２２は、モータ１０１又はロード１１４を制御するための一又は複数のより高レベルのコントローラから、モータコントローラ１２０によって受信されうる。かかるより高レベルのコントローラは、全自動化されたコントローラ、作業人員、又は機械コントローラと組み合わされた作業人員を含みうる。
【００５６】
電流フィードバック１２４は、モータ１０１の巻線１１０内の電流を特定しうる。電流フィードバック１２４によって特定される、モータ１０１の巻線１１０内の電流は、巻線１１０内の実際の電流と称されうる。好ましくは、電流フィードバック１２４は、巻線１１０の電流の大きさと方向の両方を特定する情報を含む。
【００５７】
電流フィードバック１２４は、任意の適切な電流センサ１３０によって提供されうる。電流センサ１３０は、所望の電流フィードバック１２４を提供するよう構成されうる、任意の数の適切なセンサを含みうる。限定するわけではないが例としては、モータコントローラ１２０は、電流フィードバック１２４が特定したモータ１０１の巻線１１０内の電流を、電流コマンド１２２で特定された所望の電流に合致させるように、適切な様態でスイッチブリッジ１１８の切り換えを制御するよう構成されうる。
【００５８】
回転フィードバック１２６は、モータ１０１のロータ１１２の回転を特定しうる。好ましくは、回転フィードバック１２６は、ロータ１１２の回転の方向と速度の両方を特定する情報を含む。回転フィードバック１２６は、任意の適切な回転センサ１３２によって提供されうる。回転センサ１３２は、所望の回転フィードバック１２６を提供するよう構成されうる、任意の数の適切なセンサを含みうる。
【００５９】
モータコントローラ１２０は、ハードウェア又はソフトウェアと組み合わされたハードウェアを使用して実装されうる。例えば、モータコントローラ１２０は、設定可能ハードウェア１３４、プログラマブルデバイス１３６、又はその両方を使用して実装されうる。設定可能ハードウェア１３４は、モータコントローラ１２０の一又は複数の機能を実施するよう設定可能なハードウェアを含みうる。プログラマブルデバイス１３６は、モータコントローラ１２０の一又は複数の機能を実装するようプログラミング可能な、任意のデバイスを含みうる。限定するわけではないが例としては、プログラマブルデバイス１３６は、プログラマブルマイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ、又は他のプログラマブルデバイスを含みうる。
【００６０】
プログラマブルデバイス１３６は、モータコントローラ１２０の一又は複数の機能を実装するために、プログラム指令１３８の形態のソフトウェア又はファームウェアを実行するよう構成されうる。プログラム指令１３８は、プログラマブルデバイス１３６による使用、又は、プログラマブルデバイス１３６への送信のために、任意の適切なコンピュータ可読記憶媒体１４０に記憶されうる。限定するわけではないが例としては、コンピュータ可読記憶媒体１４０は、コンピュータ可読記憶デバイス、又は、プログラム指令１３８を記憶するための他の任意の物理媒体を含みうる。コンピュータ可読記憶媒体１４０に記憶されたプログラム指令１３８は、コンピュータプログラム製品１４２を含みうる。
【００６１】
図１は、種々の例示的な実施形態が実装されうる様態に対する物理的又は構造的な限定を暗示することを、意図するものではない。図示された構成要素に加えて、それらに代えて、又は、それらに加えかつ代えて、他の構成要素が使用されうる。いくつかの例示的な実施形態では、一部の構成要素は不要となりうる。またブロックは、いくつかの機能的な構成要素を示すために提示されている。種々の例示的な実施形態において実装される時、これらのブロックのうちの一又は複数は、異なるブロックと組み合わされるか、又は、異なるブロックに分割されうる。
【００６２】
例えば、モータ１０１は、一よりも多いロードを駆動するために接続されうる。例示的な実施形態は、任意の応用又は動作環境における使用のための任意のサイズのモータを制御するために、使用されうる。限定するわけではないが例としては、例示的な実施形態は、自動車、飛行機、ボート、宇宙船、及び他のビークル上で使用されるモータを制御するために、使用されうる。限定するわけではないが例としては、例示的な実施形態は、宇宙船の指向性アンテナ、暖房、換気及び空調（ＨＶＡＣ）システム、航空機の翼及び胴体のリベット結合用のボーリング装置、及び他の応用向けのモータを制御するために、使用されうる。
【００６３】
図２を見るに、例示的な一実施形態による、モータコントローラのブロック図が描かれている。この例では、モータコントローラ２００は、図１のモータ１０１を制御するためのモータコントローラ１２０の一実行形態の例でありうる。
【００６４】
モータコントローラ２００は、スイッチブリッジ２０４内のスイッチの切り換えを制御することによって、所望の様態でモータ２０２の動作を制御するよう構成されうる。スイッチブリッジ２０４は、多種多様な構成において開閉して電源２０６をモータ２０２の巻線２０８に接続するよう構成される、複数のスイッチを備える。スイッチブリッジ２０４内のスイッチは、所望の様態でモータ２０２を動作させるために、巻線２０８に適切な構成の電力を提供するように制御されうる。スイッチブリッジ２０４内のスイッチの数及び配置は、モータ２０２内の巻線２０８の位相の数に依拠しうる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ２０４は、電源２０６を三相モータ内の三相巻線に結合するための、３つの並列の半Ｈブリッジを含む三相ブリッジでありうる。図３のスイッチブリッジ３００は、三相スイッチブリッジの例である。図１４のスイッチブリッジ１４００は、モータの単相巻線のスイッチブリッジの例である。
【００６５】
モータコントローラ２００は、フィードバックコントローラ２１０を含みうる。フィードバックコントローラ２１０は、命令回転２１２、実際の回転２１４、命令電流２１６、及び実際の電流２１８を受信するように構成されうる。命令回転２１２は、モータ２０２のロータ２２０の所望の回転を示しうる。例えば、命令回転２１２は、ロータ２２０の所望の方向及び回転速度を示しうる。実際の回転２１４は、ロータ２２０の回転の指示を含む。実際の回転２１２は、フィードバックコントローラ２１０へのフィードバックとして提供される。実際の回転２１４は、ロータ２２０の回転を特定するための任意の適切な回転センサ２２２を使用して特定されうる。
【００６６】
命令電流２１６は、モータ２０２の巻線２０８内の所望の電流を示しうる。例えば、命令電流２１６は、モータ２０２の巻線２０８内の電流２２４の所望の大きさ及び方向を示しうる。実際の電流２１８は、モータ２０２の巻線２０８内の電流２２４の指示を含む。実際の電流２１８は、フィードバックコントローラ２１０へのフィードバックとして提供される。実際の電流２１８は、任意の適切な電流センサ２２６によって示されうる。
【００６７】
フィードバックコントローラ２１０は、デューティサイクル２２８を生成する任意の適切な様態で実装されうる。デューティサイクル２２８は、電流が電源２０６とモータ２０２の巻線２０８との間を流れることができるように、スイッチブリッジ２０４内の適切なスイッチが閉じられている間、各切換サイクルの一部になっている。フィードバックコントローラ２１０によって提供されるデューティサイクル２２８はまた、切換サイクル２３０の特定された部分の間、電源２０６と巻線２０８との間の電流の流れの方向を特定しうる。
【００６８】
限定するわけではないが例としては、デューティサイクル２２８は、命令電流２１６がモータ２０２の巻線２０８内の実際の電流２１８よりも大きい又は小さいか否かということ、並びに、命令電流２１６とモータ２０２の巻線２０８内の実際の電流２１８との間の大きさの相違、の両方を示す、フィードバックコントローラ２１０からの単一値出力によって示されうる。例えば、デューティサイクル２２８の標示は、命令電流２１６が巻線２０８内の所望の電流２１８よりも大きい又は小さいか否かを示しうる。デューティサイクル２２８の絶対値は、命令電流２１６と実際の電流２１８との間の大きさの相違を示しうる。この場合、デューティサイクル２２８の値は、モータ２０２の巻線２０８内の実際の電流２１８が命令電流２１６に一致するときにゼロになりうる。
【００６９】
限定するわけではないが例としては、フィードバックコントローラ２１０は、比例積分コントローラ、又は、命令電流２１２と実際の電流２１４との間の相違に対して命令電流２１６を決定するための、他の任意の適切なコントローラを含みうる。フィードバックコントローラ２１０は、比例積分コントローラ、又は、命令電流２１６と実際の電流２１８との間の相違に対してデューティサイクル２２８を決定するための、他の任意の適切なコントローラを含みうる。フィードバックコントローラ２１０によって生成されるデューティサイクル２２８は、スイッチコントローラ２３２に提供される。
【００７０】
スイッチコントローラ２３２は、デューティサイクル２２８を実装するため、スイッチブリッジ２０４内のスイッチを開閉させるための、適切な制御信号を発生させるよう構成される。スイッチコントローラ２３２は、切換サイクル２３０に基づいてスイッチブリッジ２０４内のスイッチの切り換えを制御するように構成されうる。切換サイクル２３０の期間は、任意の適切な様態で選択されうる。スイッチコントローラ２２３は、スイッチブリッジ２０４が駆動２３４、惰行２３６又は回生２２２向けに構成される各切換サイクル２３０の一部を制御するため、各切換サイクル２３０のスイッチブリッジ２０４内のスイッチを制御することによって、デューティサイクル２２８を実装しうる。
【００７１】
スイッチブリッジ２０４内のスイッチが駆動２３４向けに構成されている時、電源２０６は、巻線２０８内の電流２２４の大きさを増すために、モータ２０２の巻線２０８を超えて接続される。駆動２３４は、モータ２０２の巻線２０８内の発生電流２２４とも称されうる。
【００７２】
スイッチブリッジ２０４内のスイッチは、惰行２３６向けにスイッチブリッジ２０４を構成するために、スイッチブリッジ２０４を通じてモータ２０２の巻線２０８を短絡させるよう構成されうる。惰行２３６において、巻線２０８内の電流２２４は比較的一定に保たれうる。例えば、惰行２３６において、モータ２０２の巻線２０８内の電流２２４は、スイッチブリッジ２０４内及び巻線２０８内で、抵抗及び類似の減損によってのみ減少しうる。
【００７３】
スイッチブリッジ２０４内のスイッチが回生２３８のために構成されているとき、電源２０６は、巻線２０８内のエネルギーを電源２０６に戻すため、モータ２０２の巻線２０８を超えて接続される。回生２３８において、モータ２０２の巻線２０８内の電流２２４の大きさは比較的迅速に低減する。
【００７４】
スイッチコントローラ２３２は、フィードバックコントローラ２１０からのデューティサイクル２２８に基づいて、駆動２３４、惰行２３６、又は回生２３８向けにスイッチブリッジ２０４を構成しうる。例えば、フィードバックコントローラ２１０からのデューティサイクル２２８は、モータ２０２の巻線２０８内の所望の電流が巻線２０８内の実際の電流２１８よりも大きいことを示しうる。この場合、スイッチコントローラ２３２は、巻線２０８内の電流２２４を増大させるために、切換サイクル２３０の少なくとも一部分の間、駆動２３４向けにスイッチブリッジ２０４を構成するように、スイッチブリッジ２０４内のスイッチを制御しうる。
【００７５】
駆動２３４、惰行２３６、又は回生２３８向けにスイッチブリッジ２０４を構成するように制御されるスイッチブリッジ２０４内のスイッチは、モータの巻線内の電流の所望の方向に依拠して異なりうる。換言すると、駆動２３４、惰行２３６、又は回生２３８向けにスイッチブリッジ２０４を構成するように制御されるスイッチブリッジ２０４内のスイッチは、モータの動作の象限に依拠して異なりうる。
【００７６】
非所望状態識別器２４０は、モータコントローラ２００によって、モータ２０２の動作中に望ましくない状態２４２の発生を特定するように構成されている。望ましくない状態２４２は、モータコントローラ２００、モータ２０２、スイッチブリッジ２０２、及び電源２０６のうちの一又は複数に望ましくない影響を及ぼしうる任意の状態を含みうる。例えば、望ましくない状態２４２は、電源２０６の特性２４４に関して定義されうる。
【００７７】
電源２０６の１つの特性２４４は出力電圧２４６である。モータ２０２が回生しているとき、巻線２０８にかかる電圧２４８は電源２０６の出力電圧２４６よりも大きくなることがある。電源２０６の出力電圧２４６よりも大きい、巻線２０８にかかる電圧２４８は、巻線２０８に望ましくない大きな不安定な電流を引き起こしうる。電源２０６の出力電圧２４６よりも大きい、巻線２０８の電圧２４８から生ずる不安定性は、望ましくない状態２４２の一例である。この場合、望ましくない状態２４２は、電源２０６の出力電圧２４６と巻線２０８にかかる電圧２４８とを比較する４ことによって、非所望状態識別器２４０によって特定されうる。巻線２０８にかかる電圧２４８は、適切な電圧センサ２５０を使用して決定されうる。
【００７８】
電源２０６の電流限界２５２は、電源２０６の別の特性２４４である。電源２０６に供給される電流が電流限界２５２よりも大きい場合には、電源２０６の不整合が起こりうる。したがって、モータ２０２が回生２３８しているとき、電源２０６の電流限界２５２よりも大きい巻線２０８の電流２２４は、望ましくない状態２４２の別の例である。
【００７９】
非所望状態低減器２５４は、望ましくない状態２４２を低減又は回避するための適切な措置が取れるように構成されうる。例えば、非所望状態低減器２５４は、巻線２０８にかかる電圧２４８が電源２０６の出力電圧２４６を上回っているという決定に応じて、巻線２０８にかかる電圧２４８を低減するため、巻線２０８の電流２２４を接地に向けるように構成されうる。別の例として、非所望状態低減器２５４は、電源２０６に供給される電流２２４が電源２０６の電流限界２５２よりも大きいという決定に応じて、電源２０６に供給される巻線２０８上の電流２２４を低減するため、デューティサイクル２２８を制御するように構成されうる。
【００８０】
図２は、種々の例示的な実施形態が実装されうる様態に対する物理的又は構造的な限定を暗示することを、意図するものではない。図示されたコンポーネントに加えて、代えて、又は加え及び代えて他のコンポーネントを使用することができる。いくつかの例示的な実施形態では、一部の構成要素は不要となりうる。またブロックは、いくつかの機能的な構成要素を示すために提示されている。種々の例示的な実施形態において実装される時、これらのブロックのうちの一又は複数は、異なるブロックと組み合わされるか、又は、異なるブロックに分割されうる。
【００８１】
図３を見るに、例示的な一実施形態による、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図が描かれている。この例では、スイッチブリッジ３００は、図１のスイッチブリッジ１１８、及び図２のスイッチブリッジ２０４の一実装形態の例である。
【００８２】
スイッチブリッジ３００は、線３０２のＤＣ電力及び接地３０４に接続される。スイッチブリッジ３００は、線３０２のＤＣ電力をモータの巻線３０６、巻線３０８、及び巻線３１０に結合するよう構成されうる。
【００８３】
この例では、スイッチブリッジ３００に接続されるモータは、相Ａの巻線３０６、相Ｂの巻線３０８、相Ｃの巻線３１０を含む三相モータである。本明細書では、矢印３０７、矢印３０９、及び矢印３１１によってそれぞれ示される方向の、巻線３０６、巻線３０８、及び巻線３１０内の電流は、正電流又は正方向の電流と称されうる。矢印３０７、矢印３０９、及び矢印３１１と反対の方向の、巻線３０６、巻線３０８、及び巻線３１０内の電流は、負電流又は負方向の電流と称されうる。
【００８４】
スイッチブリッジ３００は、３つの並列の半Ｈブリッジを形成するよう配置されたスイッチユニット３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、及び３２２を備える。スイッチユニット３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、及び３２２は、固体回路素子を使用して実装されうる。限定するわけではないが例としては、スイッチユニット３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、及び３２２は、金属酸化膜半導体電界効果トランジスタ（ＭＯＳＦＥＴ）、絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、或いは、他のトランジスタ又はトランジスタの組み合わせを使用して、実装されうる。スイッチユニット３１２、３１４、３１６、３１８、３２０、及び３２２は、スイッチ素子であって、スイッチ素子が閉じており、かつ、ダイオードがスイッチ素子に並列に接続され、第１方向と反対の第２方向に導電させるよう構成されている時に、第１方向に導電させるよう構成された、スイッチ素子を備えうる。
【００８５】
スイッチユニット３１２は、線３０２とＡ相向けの巻線３０６との間に接続される。スイッチユニット３１２は、スイッチＡＨ３２４とダイオード３２６とを備える。スイッチＡＨ３２４は、閉じている時には、線３０２から巻線３０６に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３２６は、スイッチＡＨ３２４と並列であり、かつ、スイッチＡＨ３２４の反対方向に電流を導通させる。
【００８６】
スイッチユニット３１４は、線３０２とＢ相向けの巻線３０８との間に接続される。スイッチユニット３１４は、スイッチＢＨ３２８とダイオード３３０とを備える。スイッチＢＨ３２８は、閉じている時には、線３０２から巻線３０８に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３３０は、スイッチＢＨ３２８と並列であり、かつ、スイッチＢＨ３２８の反対方向に電流を導通させる。
【００８７】
スイッチユニット３１６は、線３０２とＣ相向けの巻線３１０との間に接続される。スイッチユニット３１６は、スイッチＣＨ３３２とダイオード３３４とを備える。スイッチＣＨ３３２は、閉じている時には、線３０２から巻線３１０に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３３４は、スイッチＣＨ３３２と並列であり、かつ、スイッチＣＨ３３２の反対方向に電流を導通させる。
【００８８】
スイッチユニット３１８は、Ａ相向けの巻線３０６と接地３０４との間に接続される。スイッチユニット３１８は、スイッチＡＬ３３６とダイオード３３８とを備える。スイッチＡＬ３３６は、閉じている時には、巻線３０６から接地３０４に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３３８は、スイッチＡＬ３３６と並列であり、かつ、スイッチＡＬ３３６の反対方向に電流を導通させる。
【００８９】
スイッチユニット３２０は、Ｂ相向けの巻線３０８と接地３０４との間に接続される。スイッチユニット３２０は、スイッチＢＬ３４０とダイオード３４２とを備える。スイッチＢＬ３４０は、閉じている時には、巻線３０８から接地３０４に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３４２は、スイッチＢＬ３４０と並列であり、かつ、スイッチＢＬ３４０の反対方向に電流を導通させる。
【００９０】
スイッチユニット３２２は、Ｃ相向けの巻線３１０と接地３０４との間に接続される。スイッチユニット３２２は、スイッチＣＬ３４４とダイオード３４６とを備える。スイッチＣＬ３４４は、閉じている時には、巻線３１０から接地３０４に向かう方向に電流を導通させる。ダイオード３４６は、スイッチＣＬ３４４と並列であり、かつ、スイッチＣＬ３４４の反対方向に電流を導通させる。
【００９１】
例示的な一実施形態により、スイッチブリッジ３００内のスイッチは、巻線３０６、巻線３０８、及び巻線３１０内の電流を制御するように、インパルス幅変調を使用して制御されうる。巻線３０６、巻線３０８、又は巻線３１０のうちの１つの中の、正方向又は負方向のいずれかの既存電流について、スイッチブリッジ３００は、線３０２のＤＣ電力から既存電流を駆動するか、スイッチブリッジ３００内の既存電流を惰行させるか、又は、既存電流を回生して線３０２に戻すよう、構成されうる。スイッチブリッジ３００はまた、モータの動作の象限を変化させるために、巻線３０６、巻線３０８、及び巻線３１０内の電流を反転させるように制御されうる。
【００９２】
スイッチブリッジ３００は、様々な例示的実施形態の動作をより明白に説明するために提示されている、一般的なスイッチブリッジ構造体の一例である。図３は、スイッチブリッジが種々の例示的な実施形態により実装されうる様態に対する物理的又は構造的な限定を暗示することを、意図するものではない。スイッチブリッジは、種々の例示的な実施形態により、図３の例に示されている部品とは異なる部品の組み合わせを用いて実装されうる。
【００９３】
例えば、ＩＧＢＴを使用して実装されたスイッチブリッジについては、ＩＧＢＴはボディダイオードを有しないことから、スイッチブリッジのスイッチユニット内のダイオードは別々の素子として提供される必要がありうる。ＭＯＳＦＥＴを使用して実装されたスイッチブリッジについては、ＭＯＳＦＥＴの内蔵ボディダイオードが使用されうる。ＭＯＳＦＥＴがスイッチに使用されれば、別々の環流ダイオードは必要なくなる。ＭＯＳＦＥＴスイッチと直列の別々のダイオードも、必要ではないが、一部の応用においては使用されうる。
【００９４】
図４から図７を見るに、例示的な一実施形態による、モータの巻線内の電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するための、図３のスイッチブリッジ３００の様々な構成が描かれている。図４から図７の例示的な構成は、動作の第１象限で動作しているモータの一連の巻線内で電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するためのものである。動作の他の象限について、モータの他の巻線内の電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するためのスイッチブリッジの切換構成は、本書に提示される詳細な説明及び例示的な実施形態の例に基づいて、当業者には既知となろう。
【００９５】
図４を見るに、例示的な一実施形態による、駆動構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図が描かれている。この例では、スイッチブリッジ４００は、図３のスイッチブリッジ３００の例示的な一構成である。
【００９６】
この例では、スイッチブリッジ４００の駆動構成は、スイッチＡＨ３２４とスイッチＢＬ３４０とを閉じることを含む。スイッチＡＨ３２４とスイッチＢＬ３４０を閉じることにより、電流４０２が、線３０２から、閉じたスイッチＡＨ３２４を通り、矢印３０７の正方向にＡ相向けの巻線３０６を通り、閉じたスイッチＢＬ３４０を通り、接地３０４へと流れることになる。矢印３０７の方向の巻線３０６内の既存の正電流を想定すると、電流４０２は、巻線３０６内の既存電流を駆動し、それによって、巻線３０６内の電流を増大させることになる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ４００の駆動構成は、巻線３０６内の矢印３０７の正方向の電流を増大させるべきであるというモータコントローラからの指示に応じて、使用されうる。
【００９７】
ここで図５を見るに、例示的な一実施形態による、第１惰行構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図が描かれている。この例では、スイッチブリッジ５００は、図３のスイッチブリッジ３００の別の例示的な構成である。
【００９８】
この例では、スイッチＡＨ３２４は、スイッチブリッジ５００の惰行構成を提供するために閉じている。矢印３０７の方向の巻線３０６内の既存の正電流を想定すると、閉じたスイッチＡＨ３２４は、巻線３０６内の既存電流のために、スイッチブリッジ５００を通じて短絡を創出する。結果としてもたらされるスイッチブリッジ５００内の電流５０２は、巻線３０６から、スイッチユニット３１４内のダイオード３３０を通り、閉じたスイッチＡＨ３２４を通って、矢印３０７の正方向で巻線３０６に戻るように流れる。巻線３０６内の既存電流は、スイッチブリッジ５００が惰行構成である場合、比較的一定に保たれうる。
【００９９】
スイッチブリッジ５００が惰行構成である場合、巻線３０６内の既存電流の減少は、スイッチブリッジ５００、及び、巻線３０６と巻線３０８の中の抵抗及び類似の減損により、比較的少量でありうる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ５００の惰行構成は、巻線３０６内の矢印３０７の正方向の電流を現在のレベルに維持すべきであるというモータコントローラからの指示に応じて、使用されうる。
【０１００】
図６を見るに、例示的な一実施形態による、第２惰行構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図が描かれている。この例では、スイッチブリッジ６００は、図３のスイッチブリッジ３００の別の例示的な構成である。
【０１０１】
この例では、スイッチＢＬ３４０は、スイッチブリッジ６００の惰行構成を提供するために閉じている。矢印３０７の方向の巻線３０６内の既存の正電流を想定すると、閉じたスイッチＢＬ３４０は、巻線３０６内の既存電流のために、スイッチブリッジ６００を通じて短絡を創出する。結果としてもたらされるスイッチブリッジ６００内の電流６０２は、巻線３０６から、閉じたスイッチＢＬ３４０を通り、スイッチユニット３１８内のダイオード３３８を通って、矢印３０７の正方向で巻線３０６に戻るように流れる。巻線３０６内の既存電流は、スイッチブリッジ６００が惰行構成である場合、比較的一定に保たれうる。
【０１０２】
スイッチブリッジ６００が惰行構成である場合、巻線３０６内の既存電流の減少は、スイッチブリッジ６００、及び、巻線３０６と巻線３０８の中の抵抗及び類似の減損により、比較的少量でありうる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ６００の惰行構成は、巻線３０６内の矢印３０７の正方向の電流を現在のレベルに維持すべきであるというモータコントローラからの指示に応じて、使用されうる。
【０１０３】
図５のスイッチブリッジ５００、及び図６のスイッチブリッジ６００の惰行構成は、巻線３０６内で矢印３０７の正方向に電流を惰行させるための、代替的な構成である。例示的な一実施形態により、両方の代替的な構成は、巻線３０６内で矢印３０７の方向に正電流を惰行させることが求められる切換サイクル中に、使用されうる。例えば、巻線３０６内の正電流を惰行させることが求められる切換サイクル中に、切換サイクルの一部分について、図５のスイッチブリッジ５００の惰行構成を実装するためにスイッチＡＨ３２４は閉じ、かつ、スイッチＢＬ３４０は開きうる。切換サイクルの別の部分において、図６のスイッチブリッジ６００の惰行構成を実装するために、次いでスイッチＡＨ３２４は開き、かつ、スイッチＢＬ３４０は閉じうる。
【０１０４】
この様態での異なる惰行構成間の切り換えにより、惰行電流を伝導する負担が、各切換サイクルで、スイッチブリッジの種々の構成要素間で分担される。従って、この様態での異なる惰行構成間の切り換えは、惰行電流の伝導から生じる、スイッチブリッジ内の構成要素の望ましくない加熱を低減しうる。
【０１０５】
図７を見るに、例示的な一実施形態による、回生構成の、モータ内の電流を制御するためのスイッチブリッジの概略的な回路図が描かれている。この例では、スイッチブリッジ７００は、図３のスイッチブリッジ３００の別の例示的な構成である。
【０１０６】
この例では、スイッチブリッジ７００の回生構成は、スイッチブリッジ７００内のスイッチ全てを開くことを含む。矢印３０７の方向の巻線３０６内の既存の正電流を想定すると、スイッチブリッジ７００内のスイッチ全てを開くことで、回生電流７０２をもたらすことになる。
【０１０７】
回生電流７０２は、接地３０４から、ダイオード３３８を通り、矢印３０７の正方向に巻線３０６を通り、ダイオード３３０を通って、線３０２に向かう方向に流れる。回生電流７０２は、巻線３０６内のエネルギーを、線３０２を介してＤＣ電源へと戻し、それによって、巻線３０６内の電流を低減させる。限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ７００の回生構成は、巻線３０６内の矢印３０７の正方向の電流を減少させるべきであるというモータコントローラからの指示に応じて、使用されうる。
【０１０８】
図８から図１０を見るに、例示的な一実施形態による、モータの巻線内の電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するように、スイッチブリッジ内のスイッチを制御するための、様々な切換サイクルにおける切換タイミングが図示されている。図８から図１０の例示的な切換サイクルは、動作の第１象限で動作しているモータの一連の巻線内の電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するためのものである。動作の他の象限について、モータの他の巻線内の電流を駆動し、惰行させ、かつ回生するように、スイッチブリッジ内のスイッチを制御するための切換サイクルは、本書に提示される詳細な説明及び例示的な実施形態の例に基づいて、当業者には既知となろう。図８から図１０の特定のスイッチに対する言及は、図３のスイッチブリッジ３００内の対応するスイッチに対する言及となる。
【０１０９】
図８を見るに、例示的な一実施形態による、モータに駆動電流及び惰行電流を提供する切換サイクルの切換タイミングを図示している。この例では、切換サイクル８００は、図２のスイッチブリッジ２０４内、又は図３のスイッチブリッジ３００内のスイッチを制御するためのスイッチコントローラ２３２に実装された、切換サイクル２３０の一実行形態の例でありうる。
【０１１０】
切換サイクル８００は、三角波８０２を参照して規定されうる。三角波８０２の周波数が、切換サイクル８００の周波数を規定しうる。例示的な一実施形態により、スイッチブリッジ内のスイッチは、モータコントローラによって規定される所望の駆動電流、惰行電流、及び回生電流をモータの巻線に提供するために、各切換サイクル中に開閉しうる。従って、三角波８０２の周波数はまた、スイッチブリッジ内のスイッチの切換周波数を規定しうる。三角波８０２の周波数、従って切換サイクル８００の周波数は、任意の適切な様態で選択されうる。
【０１１１】
この例では、三角波８０２に対する線８０４の位置が、切換サイクル８００中の、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨの切り換えのタイミングを規定しうる。例えば、スイッチＡＨは、三角波８０２が下降し、線８０４と交わる点８０８において閉じうる。スイッチＡＨは、三角波８０２が上昇し、線８０４と交わる点８１０において開きうる。同様に、三角波８０２に対する線８０６の位置が、切換サイクル８００中の、スイッチブリッジ内のスイッチＢＬの切り換えのタイミングを規定しうる。例えば、スイッチＢＬは、三角波８０２が下降し、線８０６と交わる点８１２において開きうる。スイッチＢＬは、三角波８０２が上昇し、線８０６と交わる点８１４において閉じうる。
【０１１２】
理解されるように、三角波８０２に対する線８０４及び線８０６の位置は、各切換サイクル中にどれだけの時間、スイッチブリッジが、モータの巻線内の電流を駆動し、惰行させ、又は回生するよう構成されるかを、規定しうる。従って、三角波８０２に対する線８０４及び線８０６の位置は、モータ巻線内の所望の電流を実現するように、モータコントローラによって適切に調整されうる。限定するわけではないが例としては、三角波８０２に対する線８０４及び線８０６の位置は、図２のフィードバックコントローラ２１０のようなフィードバックコントローラからの出力に応じて、調整されうる。
【０１１３】
この例では、切換サイクル８００の全期間は、時点ｔ１から時点ｔ６までにわたりうる。時点ｔ１から時点ｔ２までの時間間隔８１６において、スイッチブリッジ内のスイッチＢＬは閉じており、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨは開いている。従って、時間間隔８１６において、スイッチブリッジは、図６に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。スイッチＡＨは時点ｔ２に閉じる。時点ｔ２から時点ｔ３までの時間間隔８１８において、スイッチＢＬとスイッチＡＨの両方が閉じている。従って、時間間隔８１８において、スイッチブリッジは、図４に示すように、電流を駆動するように構成されうる。
【０１１４】
スイッチＢＬは時点ｔ３に開く。時点ｔ３から時点ｔ４までの時間間隔８２０において、スイッチＢＬは開いており、スイッチＡＨは閉じている。従って、時間間隔８２０において、スイッチブリッジは、図５に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。時点ｔ４に、スイッチＢＬは再び閉じる。時点ｔ４から時点ｔ５までの時間間隔８２２において、スイッチＢＬとスイッチＡＨの両方が閉じており、スイッチブリッジは再び、時間間隔８１８においてと同様に、駆動向けに構成される。時点ｔ５に、スイッチＡＨが開く。時点ｔ５から時点ｔ６までの時間間隔８２４において、スイッチＢＬは閉じ、スイッチＡＨは開いており、スイッチブリッジは再び、時間間隔８１６においてと同様に、惰行向けに構成される。
【０１１５】
この例では、スイッチブリッジは、切換サイクル８００中のおよそ半分の時間にわたり、電流を駆動するように構成される。切換サイクル８００中の残りの半分の時間中、スイッチブリッジは惰行向けに構成される。従って、限定するわけではないが例としては、切換サイクル８００のデューティサイクルは、５０％デューティサイクル又は＋５０％デューティサイクルと称されうる。
【０１１６】
フィードバックコントローラからの出力は、１から−１までの範囲内の単一の符号付きの値として、スイッチブリッジ内のスイッチを切り換えるための所望のデューティサイクルを規定しうる。この場合、限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ内のスイッチは、フィードバックコントローラからの０．５という出力値に応じて、切換サイクル８００について説明したように制御されうる。
【０１１７】
図９を見るに、例示的な一実施形態による、モータに惰行電流のみを提供する切換サイクルの切換タイミングを図示している。この例では、切換サイクル９００は、図２のスイッチブリッジ２０４内、又は図３のスイッチブリッジ３００内のスイッチを制御するためのスイッチコントローラ２３２に実装された、切換サイクル２３０の一実行形態の例でありうる。
【０１１８】
この例では、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨの切り換えのタイミングを規定する線８０４と、スイッチブリッジ内のスイッチＢＬの切り換えのタイミングを規定する線８０６の両方が、三角波８０２の頂点までの中間に位置付けられている。この場合、切換サイクル９００中に、スイッチＢＬが開くのと同時にスイッチＡＨは閉じ、かつ、スイッチＡＨが開くのと同時にスイッチＢＬは閉じる。スイッチＡＨ及びＢＬの各々は、切換サイクル９００の期間中、一回開閉する。
【０１１９】
従って、この例では、切換サイクル９００中のおよそ半分の時間にわたり、スイッチＢＬは閉じ、スイッチＡＬは開いている。この時間中、スイッチブリッジは、図６に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。切換サイクル９００中の残りの半分の時間にわたり、スイッチＢＬは開き、スイッチＡＬは閉じている。この時間中、スイッチブリッジは、図５に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。
【０１２０】
スイッチブリッジはゆえに、切換サイクル９００におけるほぼ全ての時間にわたり、電流を惰行させるように構成される。従って、限定するわけではないが例としては、切換サイクル９００のデューティサイクルは、０％デューティサイクルと称されうる。フィードバックコントローラからの出力は、１から−１までの範囲内の単一の符号付きの値として、スイッチブリッジの切り換えのための所望のデューティサイクルを規定しうる。この場合、限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ内のスイッチは、フィードバックコントローラからの０という出力値に応じて、切換サイクル９００について説明したように制御されうる。
【０１２１】
図１０を見るに、例示的な一実施形態による、モータに惰行電流及び再生電流を提供する切換サイクルの切換タイミングを図示している。この例では、切換サイクル１０００は、図２のスイッチブリッジ２０４内、又は図３のスイッチブリッジ３００内のスイッチを制御するためのスイッチコントローラ２３２に実装された、切換サイクル２３０の一実行形態の別の例でありうる。前述の例においてと同様に、三角波８０２に対する線８０４及び線８０６の位置が、切換サイクル１０００における、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨ及びＢＬの切り換えのタイミングをそれぞれ規定しうる。
【０１２２】
この例では、切換サイクル１０００の全期間は、時点ｔ１から時点ｔ５までにわたりうる。時点ｔ１から時点ｔ２までの時間間隔１００２において、スイッチブリッジ内のスイッチＢＬは閉じており、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨは開いている。従って、時間間隔１００２において、スイッチブリッジは、図６に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。スイッチＢＬは、三角波８０２が下降し、線８０６と交わる時点ｔ２において開く。
【０１２３】
時点ｔ２から時点ｔ３までの時間間隔１００４において、スイッチＢＬとスイッチＡＨの両方が開いている。従って、時間間隔１００４において、スイッチブリッジは、図７に示すように、電流を回生するよう構成されうる。スイッチＡＨは、三角波８０２が下降し、線８０４と交わる時点ｔ３において閉じる。時点ｔ３から時点ｔ４までの時間間隔１００６において、スイッチＢＬは開いており、スイッチＡＨは閉じている。従って、時間間隔１００６において、スイッチブリッジは、図５に示すように、電流を惰行させるように構成されうる。三角波８０２が上昇し、線８０４と交わる時に、時点にｔ４おいて、スイッチＡＨは開く。時点ｔ４から時点ｔ５までの時間間隔１００８において、スイッチＢＬとスイッチＡＨの両方が開いており、スイッチブリッジは再び、時間間隔１００４においてと同様に回生向けに構成される。
【０１２４】
この例では、スイッチブリッジは、切換サイクル１０００におけるおよそ半分の時間にわたり、電流を回生するよう構成される。切換サイクル１０００における残りの半分の時間中、スイッチブリッジは惰行向けに構成される。回生電流は、モータ内の駆動電流と反対方向である。従って、限定するわけではないが例としては、切換サイクル１０００のデューティサイクルは、−５０％デューティサイクルと称されうる。
【０１２５】
フィードバックコントローラからの出力は、１から−１までの範囲内の単一の符号付きの値として、スイッチブリッジの切り換えのための所望のデューティサイクルを規定しうる。この場合、限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ内のスイッチは、フィードバックコントローラからの−０．５という出力値に応じて、切換サイクル１０００に関して説明したように制御されうる。
【０１２６】
図１１を見るに、例示的な一実施形態による、モータに回生電流のみを提供する切換サイクルの切換タイミングを図示している。この例では、切換サイクル１１００は、図２のスイッチブリッジ２０４、又は図３のスイッチブリッジ３００内のスイッチを制御するためのスイッチコントローラ２３２に実装された、切換サイクル２３０の一実行形態の別の例でありうる。
【０１２７】
図８から図１０の例示的な切換サイクルは、動作の第１象限で動作しているモータの一連の巻線内の電流を制御するためのものである。対照的に、切換サイクル１１００は、モータが動作の第４象限で動作している時に、モータの同じ一連の巻線内の電流を制御するための切換サイクルの一例である。
【０１２８】
動作の第４象限における駆動、惰行、及び回生向けの巻線内の電流の方向は、動作の第１象限における駆動、惰行、及び回生向けの巻線内の電流の方向と反対になりうる。従って、動作の第４象限において切換サイクル中に制御されるスイッチブリッジ内のスイッチは、第１象限におけるモータ動作のための電流と反対方向である、第４象限におけるモータ動作のための所望の駆動電流、惰行電流及び回生電流を提供するために、動作の第１象限において切換サイクル中に制御されるスイッチブリッジ内のスイッチとは異なりうる。
【０１２９】
例えば、図８から図１０では、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨ及びＢＬは、第１象限で動作しているモータ向けにモータ巻線内の電流を制御するために、切換サイクル中に制御される。対照的に、スイッチブリッジ内のスイッチＡＨ及びＢＬは、第４象限で動作しているモータ向けに同じ巻線内の電流を制御するために、切換サイクル１１００中に制御される。
【０１３０】
この例では、三角波８０２に対する線１１０４の位置が、切換サイクル１１００中の、スイッチブリッジ内のスイッチＡＬの切り換えのタイミングを規定しうる。例えば、スイッチＡＬは、三角波８０２が下降し、線１１０４と交わる時に閉じてよく、三角波８０２が上昇し、線１１０４と交わる時に開きうる。同様に、三角波８０２に対する線１１０６の位置が、切換サイクル１１００中の、スイッチブリッジ内のスイッチＢＨの切り換えのタイミングを規定しうる。例えば、スイッチＢＨは、三角波８０２が上り、線１１０６と交わる時に閉じてよく、三角波８０２が下降し、線１１０６と交わる時に開きうる。
【０１３１】
ゆえに、三角波８０２に対する線１１０４及び線１１０６の位置は、スイッチブリッジが、各切換サイクル中のどれだけの時間、モータの巻線内の電流を駆動し、惰行させ、又は回生するよう構成されるかを、規定しうる。従って、三角波８０２に対する線１１０４及び線１１０６の位置は、モータ巻線内の所望の電流を実現するように、モータコントローラによって適切に調整されうる。限定するわけではないが例としては、三角波８０２に対する線１１０４及び線１１０６の位置は、図２のフィードバックコントローラ２１０のようなフィードバックコントローラからの出力に応じて、調整されうる。
【０１３２】
この例では、線１１０４及び線１１０６は、三角波８０２が線１１０４及び１１０６と決して交わらないように、三角波８０２の対向する頂点に位置付けられる。この場合、スイッチＡＬ及びＢＨは、両方とも、切換サイクル１１００全体を通じて開いたままに保たれうる。従って、スイッチブリッジは、切換サイクル１１００全体にわたり、モータ巻線内に回生電流のみを提供するように構成されうる。
【０１３３】
動作の第４象限におけるモータの動作中のモータ巻線内の電流は、動作の第１象限におけるモータの動作中のモータ巻線内の電流と反対方向である。従って、動作の第４象限におけるモータの動作中の巻線内の回生電流は、動作の第１象限におけるモータの動作中の巻線内の駆動電流と、同じ方向である。従って、限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジが切換サイクル１１００のほぼ全ての時間にわたりモータ巻線内の電流を回生するよう構成される、切り換えサイクル１１００のデューティサイクルは、１００％デューティサイクルと称されうる。
【０１３４】
フィードバックコントローラからの出力は、１から−１までの範囲内の単一の符号付きの値として、スイッチブリッジ内のスイッチを切り換えるための所望のデューティサイクルを規定しうる。この場合、限定するわけではないが例としては、スイッチブリッジ内のスイッチは、フィードバックコントローラからの１という出力値に応じて、動作の第４象限におけるモータの動作中に、切換サイクル１１００について説明したように制御されうる。
【０１３５】
図１２を見るに、例示的な一実施形態による、モータの動作の象限が図示されている。この例では、モータの動作の象限１２００は、図１のモータ１０１の動作の象限の例でありうる。動作の象限１２００は、モータの回転速度、及びモータ巻線内の電流を参照して規定されうる。
【０１３６】
この例では、モータの回転速度は、水平軸１２０２を参照して特定される。限定するわけではないが例としては、モータの回転速度は、分毎の回転数（ＲＰＭ）で、又は、いかに速くロータが回転しているかを示すための他の任意の適切な単位を使用して、表されるロータの速度でありうる。
【０１３７】
水平軸１２０２上の点１２０６におけるモータの回転速度はゼロである。従って、水平軸１２０２上の点１２０６は、モータがいずれの方向にも回転していない状態に対応する。
【０１３８】
水平軸１２０２上の点１２０６よりも右側の点は、第１回転方向のモータの回転に対応する。水平軸１２０２上の点１２０６よりも更に右側の点は、第１回転方向のより速いモータの回転に対応する。限定するわけではないが例としては、水平軸１２０２上の点１２０６よりも右側の点は、時計回り方向のモータの回転に対応しうる。水平軸１２０２上の点１２０６よりも右側の点は、正の数によって特定されうる。従って、第１回転方向のモータの回転は、正回転と称されうる。
【０１３９】
水平軸１２０２上の点１２０６よりも左側の点は、第２回転方向のモータの回転に対応する。水平軸１２０２上の点１２０６よりも更に左側の点は、第２回転方向のより速いモータの回転に対応する。第２回転方向は、第１回転方向に対して反対の回転の方向と称されうる。
【０１４０】
同様に、第１回転方向は、第２回転方向に対して反対の回転の方向と称されうる。限定するわけではないが例としては、水平軸１２０２上の点１２０６よりも左側の点は、反時計回り方向のモータの回転に対応しうる。水平軸１２０２上の点１２０６よりも左側の点は、負の数によって特定されうる。従って、第２回転方向のモータの回転は、負回転と称されうる。
【０１４１】
この例では、モータの巻線内の電流は、垂直軸１２０７を参照して特定される。限定するわけではないが例としては、モータ巻線内の電流は、任意の適切な電流の単位を使用して特定されうる。モータによって生成されたトルクの方向及び大きさは、モータ巻線内の電流の方向及び大きさによって、直接的に変動しうる。方向及び大きさによって、直接的に変動しうる。従って、モータ巻線内の電流はまた、任意の適切なトルクの単位を使用して特定されうる。この場合、モータによって生成されたトルクは、垂直軸１２０７を参照して特定されてよく、動作の象限１２００は、モータの回転速度及びモータによって生成されたトルクを参照して規定されうる。
【０１４２】
垂直軸１２０７上の点１２０６における、モータ巻線内の電流、及びモータによって生成されたトルクは、ゼロである。従って、垂直軸１２０７上の点１２０６は、モータ巻線内のいずれの方向の電流にも、及び、モータにより生成されたいずれの方向のトルクにも、対応しない。
【０１４３】
垂直軸１２０７上の点１２０６よりも上方の点は、モータ巻線内の第１電流方向の電流、及び、モータによって生成された第１回転方向のトルクに対応する。垂直軸１２０７上の点１２０６よりも更に上方の点は、第１電流方向のより大きな電流、及び、第１回転方向のより大きなトルクに対応する。限定するわけではないが例としては、垂直軸１２０７上の点１２０６よりも上方の点は、時計回り方向のトルクに対応しうる。垂直軸１２０７上の点１２０６よりも上方の点は、正の数によって特定されうる。従って、第１電流方向の電流は正電流又は正方向の電流と称されてよく、第１回転方向のトルクは正トルクと称されうる。
【０１４４】
垂直軸１２０７上の点１２０６よりも下方の点は、モータ巻線内の第２電流方向の電流、及び、モータにより生成された第２回転方向のトルクに対応する。垂直軸１２０７上の点１２０６よりも更に下方の点は、第２電流方向のより大きな電流、及び、第２回転方向のより大きなトルクに対応する。第２電流方向は、第１電流方向に対して反対の電流の方向と称されうる。
【０１４５】
同様に、第１電流方向は、第２電流方向に対して反対の電流の方向と称されうる。限定するわけではないが例としては、垂直軸１２０７上の点１２０６よりも下方の点は、反時計回り方向のトルクに対応しうる。垂直軸１２０７上の点１２０６よりも下方の点は、負の数によって特定されうる。従って、第２電流方向の電流は負電流又は負方向の電流と称されてよく、第２回転方向のトルクは負トルクと称されうる。
【０１４６】
モータが第１回転方向に回転しており、かつ、第１回転方向のトルクを生成するためにモータの巻線内の電流が第１電流方向である時に、モータは象限１（１２０８）において動作していてよい。従って、この例では、象限１（１２０８）におけるモータの動作は、正回転、正電流及び正トルクを特徴としうる。
【０１４７】
モータが第２回転方向に回転しており、かつ、第１回転方向のトルクを生成するためにモータの巻線内の電流が第１電流方向である時に、モータは象限２（１２１０）において動作していてよい。従って、この例では、象限２（１２１０）におけるモータの動作は、負回転、正電流及び正トルクを特徴としうる。
【０１４８】
モータが第２回転方向に回転しており、かつ、第２回転方向のトルクを生成するためにモータの巻線内の電流が第２電流方向である時に、モータは象限３（１２１２）において動作していてよい。従って、この例では、象限３（１２１２）におけるモータの動作は、負回転、負電流及び負トルクを特徴としうる。
【０１４９】
モータが第１回転方向に回転しており、かつ、第２回転方向のトルクを生成するためにモータの巻線内の電流が第２電流方向である時に、モータは象限４（１２１４）において動作していてよい。従って、この例では、象限４（１２１４）におけるモータの動作は、正回転、負電流及び負トルクを特徴としうる。
【０１５０】
象限１（１２０８）及び象限３（１２１２）において、モータ巻線内の電流は、モータの回転の方向と同じ方向のトルクを生成する。従って、象限１（１２０８）及び象限３（１２１２）において、モータによって生成されたトルクは、モータの回転を支援する。象限１（１２０８）及び象限３（１２１２）におけるモータの動作は、牽引と称されうる。象限１（１２０８）と象限３（１２１２）において動作しているモータの回転の方向は逆である。従って、象限３（１２１２）は、象限１（１２０８）に対する動作の逆牽引象限と称されうる。象限１（１２０８）は、象限３（１２１２）に対する動作の逆牽引象限と称されうる。
【０１５１】
象限２（１２１０）及び象限４（１２１４）において、モータ巻線内の電流は、モータの回転の方向と反対の方向のトルクを生成する。従って、象限２（１２１０）及び象限４（１２１４）において、モータによって生成されたトルクは、モータの回転を妨害する。象限２（１２１０）及び象限４（１２１４）におけるモータの動作は、制動と称されうる。
【０１５２】
一例において、線１２１６は、複数の動作の象限１２００においてモータが動作する際の回転の速度、巻線電流、及びモータのトルクの変化を示す。モータの動作は、象限１（１２０８）において始まりうる。線分１２１８は、正方向のモータ巻線内の電流の、比較的大幅な初期増大を示している。電流のこの比較的大幅な増大は、それに対応する、第１回転方向のトルクの大幅な増大を生成し、モータに第１回転方向の回転を開始させる。
【０１５３】
線分１２２０は、巻線内の正電流、ひいては第１回転方向のトルクが、維持されて、第１回転方向のモータの回転速度を、所望の惰行速度まで加速させうることを示している。線分１２２０は、モータの回転が開始した後の、モータの回転速度が所望の惰行速度まで加速されるにつれて、正電流の大きさ、ひいては第１回転方向に生成されるトルクが漸減しうることを示している。線分１２２２は、モータの回転速度が所望の惰行速度で維持されている際に、モータ巻線内の正電流の大きさ、ひいては第１回転方向に生成されるトルクが、更に減少しうることを示している。
【０１５４】
点１２２４において、モータの動作は、象限１（１２０８）から象限４（１２１４）へと変化する。線分１２２６は、負方向のモータ巻線内の電流の、比較的大幅な増大を示している。負電流のこの比較的大幅な増大は、それに対応する、第２回転方向のトルクの大幅な増大を生成する。モータによって生成されたトルクは、ここで、モータの回転を妨害し、モータに制動を開始させる。
【０１５５】
線分１２２８は、巻線内の負電流、ひいては第２回転方向のトルクが、維持されて、第１回転方向のモータの回転速度を低減させることを示している。線分１２２８は、制動中にモータの回転速度が減少するについて、負電流の大きさ、ひいては第２回転方向に生成されるトルクが漸減しうることを示している。
【０１５６】
点１２３０において、モータの動作は、象限４（１２１４）から象限３（１２１２）へと変化する。点１２３０において、モータの回転の方向は、第１回転方向から第２回転方向へと反転する。線分１２３２は、巻線内の負電流、ひいては第２回転方向に生成されるトルクが、維持されて、第２回転方向のモータの回転速度を加速させうることを示している。
【０１５７】
図１３を見るに、例示的な一実施形態による、非所望状態識別器及びモータ内の電流の不安定性を低減するための非所望状態低減器のブロック図が描かれている。非所望状態識別器１３００及び非所望状態低減器１３０２はそれぞれ、図２において非所望状態識別器２４０及び非所望状態低減器２５４の実装の例でありうる。
【０１５８】
非所望状態識別器１３００は、巻線１３０８にかかる電圧１３０６が第１の電圧閾値１３１０よりも大きいとき、望ましくない状態を特定するように構成されている。巻線１３０８にかかる電圧１３０６は、適切な電圧センサ１３１２を使用して特定されうる。第１の電圧閾値１３１０は、電源１３１６の出力電圧１３１４に関して定義されうる。限定するわけではないが例としては、第１の電圧閾値１３１０は、電源１３１６の出力電圧１３１４にほぼ等しくなりうる。電源１３１６の出力電圧１３１４は、適切な電圧センサ１３１８を使用して特定されうる。
【０１５９】
非所望状態識別器１３００はまた、巻線１３０８にかかる電圧１３０６が第２の電圧閾値１３２０よりも小さいときを特定するように構成されうる。第２の電圧閾値１３２０は、第１の電圧閾値１３１０よりも小さい。
【０１６０】
非所望状態低減器１３０２は、スイッチ１３２２及び抵抗器１３２４を含みうる。スイッチ１３２２は適切な固体スイッチでありうる。非所望状態低減器１３０２は、非所望状態識別器１３００によって特定された望ましくない状態に応じて、スイッチ１３２２を閉じて巻線１３０８の電流１３２６を抵抗器１３２４を経由して接地に向けるように構成されうる。非所望状態低減器１３０２は、巻線１３０８にかかる電圧１３０６が第２の電圧閾値１３２０よりも小さいとき、スイッチ１３２２を開けて電流１３２６を抵抗器１３２４を経由して接地１３２８に向けることを停止するように構成されうる。
【０１６１】
抵抗器１３２４は、可変抵抗器１３３０を含みうる。この場合、抵抗器１３２４の抵抗１３３２は、巻線１３０８の電流１３２６のレベル１３３６に基づいて、抵抗セレクタ１３３４によって設定されうる。例えば、巻線１３０８の電流１３２６の高いレベル１３３６に応じて、抵抗セレクタ１３３４によって高い抵抗１３３２が選択されうる。巻線１３０８の電流１３２６のレベル１３３６は、適切な電流センサ１３３８を使用して特定されうる。
【０１６２】
可変抵抗器１３３０は複数の抵抗器を含みうる。この場合、抵抗セレクタ１３３４は、可変抵抗器１３３０中の抵抗器の過熱を回避するため、複数の抵抗器の温度に基づいて、適切な抵抗１３３２を提供するため、複数の抵抗器の数を選択しうる。可変抵抗器１３３０中の抵抗器の温度は、適切な温度センサ１３４０を使用して決定されうる。
【０１６３】
図１４を見るに、例示的な一実施形態による、モータ巻線内の電流を接地に向けるためのスイッチブリッジ及びスイッチ及び抵抗器の概略的な回路図が描かれている。スイッチ１４０２と抵抗器１４０４とは、それぞれ、図１３のスイッチ１３２２と抵抗器１３２４との例でありうる。
【０１６４】
この例では、スイッチブリッジ１４００は、モータの巻線１４０６を
端子１４０８と接地１４１０との間に接続された電源に結合するように構成されている。巻線１４０６内の電流は、スイッチ１４０２が閉じられているとき、抵抗器１４０４を経由して接地１４１０へ向けられる。ダイオード１４１２は、スイッチブリッジ１４００とスイッチ１４０２との間に接続され、スイッチ１４０２が閉じられるとき、スイッチ１４０２による電源の短絡を回避する。
【０１６５】
図１５を見るに、例示的な一実施形態による、離散値可変抵抗器の概略的な回路図が描かれている。可変抵抗器１５００は、図１３の可変抵抗器１３３０の一実装態様の一例である。
【０１６６】
可変抵抗器１５００は、並列に接続された４つの抵抗器１５０２、１５０４、１５０６、及び１５０８を含む。スイッチ１５１０、１５１２、１５１４、及び１５１６はそれぞれ、抵抗器１５０２、１５０４、１５０６、及び１５０８と直列に接続されている。例示的な一実施形態による可変抵抗器は、４個よりも多い又は少ない抵抗器及びスイッチを有しうる。抵抗器１５０２、１５０４、１５０６、及びは同一であってもよく、或いは異なっていてもよい。可変抵抗器１５００の抵抗は、スイッチ１５１０、１５１２、１５１４、及び１５１６のうちの適切な１つを閉じることによって選択される。
【０１６７】
図１６を見るに、例示的な一実施形態による、抵抗セレクタのブロック図が描かれている。抵抗セレクタ１６００は、図１３の抵抗セレクタ１３３４の一実装態様の一例である。この例では、抵抗セレクタ１６００は、図１５の可変抵抗器１５００によって提供される抵抗を選択するように構成される。
【０１６８】
抵抗セレクタ１６００は、命令電流１６０４とモータの巻線内の実際の電流１６０６との間の差分に基づいて、選択された抵抗１６０２を決定するように構成されうる。選択された抵抗１６０２は、抵抗器スイッチコントローラ１６０８に提供されうる。抵抗器スイッチコントローラ１６０８は、並列に接続された複数の抵抗器を備える可変抵抗器中のいくつかの抵抗器を選択するスイッチを制御するため、制御信号１６１０を生成するように構成されうる。
【０１６９】
抵抗器スイッチコントローラ１６０８は、選択された抵抗１６０２を提供するには、複数の抵抗器のどれを使用すべきかを選択するため、可変抵抗器中の複数の抵抗器に関する温度情報１６１２を使用するように構成されうる。温度情報１６１２は、可変抵抗器中の抵抗器の過熱を回避するために使用される抵抗器を選択するように使用されうる。温度情報１６１２は、過熱のリスクに基づいて使用すべき或いは使用すべきでない可変抵抗器中の抵抗器を特定するように使用されてもよく、これによって、可変抵抗器中の使用可能な抵抗１６１４に影響を及ぼしうる。使用可能な抵抗１６１４は、選択された抵抗１６０２を決定するため、抵抗セレクタ１６００に提供され、抵抗セレクタ１６００によって使用されてもよい。
【０１７０】
図１７を見るに、例示的な一実施形態による、モータの巻線内の電流が図示されている。例えば、線１７００は、図１３の巻線１３０８内の電流１３２６を示しうる。
【０１７１】
この例では、モータは時点０から時点ｔ１まで、象限１で動作している。象限１では、モータは駆動しており、モータの電流は正である。時点ｔ１で、モータは制動を開始するように命令される。これに応じて、モータコントローラはスイッチブリッジを制御して、モータ巻線内の電流を逆転させる。その結果、時点ｔ２で、モータは象限４での動作を開始する。象限４では、モータは回生し、モータ内の電流は負になる。
【０１７２】
モータが象限４で回生しているとき、モータ巻線にかかる電圧は時点ｔ３での電源電圧よりも高くなり、結果的に望ましくない電流スパイク１７０６をもたらす。例示的な一実施形態では、モータ巻線にかかる電圧が電源電圧よりも高まる望ましくない状態は、時点ｔ３で特定され、それに応じて巻線内の電流は抵抗器を経由して接地へ向けられる。この場合、巻線内の電流は線分１７０８によって示されるように、十分に制御された状態に留まる。
【０１７３】
次に図１８を見るに、例示的な一実施形態による、モータの不安定性を低減するためのプロセスのフロー図が示されている。例えば、プロセス１８００は、図１３の非所望状態識別器１３００及び非所望状態低減器１３０２によって実行されうる。
【０１７４】
プロセス１８００は電源の出力電圧を特定することによって開始されうる（操作１８０２）。電源によって電力供給されているモータのモータ巻線にかかる電圧も特定される（操作１８０４）。次いで、モータ巻線にかかる電圧が電源の出力電圧よりも大きいかどうかが決定される（操作１８０６）。プロセス１８００は、モータ巻線にかかる電圧が電源の出力電圧よりも大きいという決定が操作１８０６で行われるまで、操作１８０２で電源の出力電圧を特定すること、及び操作１８０４でモータ巻線にかかる電圧を特定することを反復しうる。
【０１７５】
巻線にかかる電圧が電源の出力電圧よりも大きいという決定に応じて、モータ巻線内の電流は抵抗器を経由して接地へ向けられる（操作１８０８）。次いで、モータ７巻線にかかる電圧が第２の電圧閾値よりも小さいかどうかが決定される（操作１８１０）。モータ巻線内の電流は、操作１８１０でモータ巻線にかかる電圧が第２の電圧閾値よりも小さいと決定されるまで、操作１８０８で抵抗器を経りも小さいと決定されるまで、操作１８０８で抵抗器を経由して接地へ向けられ続けられうる。第２の電圧閾値は電源の出力電圧よりも小さくなりうる。限定するわけではないが例としては、第２の電圧閾値は、電源の出力電圧よりも約２０ボルト低く、或いは電源の出力電圧よりも他の適切な値だけ低くなりうる。モータ巻線にかかる電圧が第２の電圧閾値よりも小さい決定されると、モータ巻線の電流を接地に向けることを停止（操作１８１２）してもよく、その後プロセスは終了する。
【０１７６】
図１９を見るに、例示的な一実施形態による、可変抵抗器の抵抗を選択するプロセスのフロー図が示されている。例えば、プロセス１９００は、図１３の抵抗セレクタ１３３４によって実施され得る。
【０１７７】
プロセス１９００は、モータの巻線の電流レベルを特定することによって開始されうる（操作１９０２）。可変抵抗器内の複数の抵抗器の温度は特定されうる（操作１９０４）。次いで、可変抵抗器内のいくつかの複数の抵抗器は、モータ巻線内の電流のレベル及び抵抗器の温度に基づいて選択され（操作１９０６）、その後プロセスは終了する。
【０１７８】
図２０を見るに、例示的な一実施形態による、モータの動作中の望ましくない電流から電源を保護するための非所望状態識別器及び非所望状態低減器のブロック図を示す。非所望状態識別器２０００及び非所望状態低減器２００２はそれぞれ、図２の非所望状態識別器２４０及び非所望状態低減器２５４の一実装態様の一例である。
【０１７９】
非所望状態識別器２０００は、モータと電源２００６との間の電流の流れが電源２００６の電流限界２００８よりも大きい、望ましくない状態２００４を特定するように構成されている。例えば、望ましくない状態２００４は、モータの巻線に対する命令電流２０１０が電流限界２００８よりも大きいときと特定される。限定するわけではないが例としては、命令電流２０１０はブロック２０１２で、モータに対する命令回転２０１４とモータに対する実際の回転２０１６との差分に基づいて決定されうる。
【０１８０】
非所望状態低減器２００２は、モータと電源２００６との間の電流が電源２００６の電流限界２００８を超えないように、モータを制御するためのデューティサイクル２０１８を制御するように構成されている。例えば、デューティサイクル２０１８は、ブロック２０２０で、命令電流２０２２とモータの巻線内の実際の電流２０２４との差分に基づいて決定されうる。非所望状態低減器２００２は、非所望状態識別器２０００によって特定される望ましくない状態２００４に応じて、電流限界２００８に基づいて命令電流２０２２を設定しうる。そうでない場合には、命令電流２０１０はデューティサイクル２０１８の決定に使用されうる。
【０１８１】
電源２００６の電流限界２００８は可変２０２６であってもよい。例えば、電源２００６はバッテリ２０２８を含みうる。この場合、電流限界２００８の値２０３０は、バッテリ２０２８のセルバランサ回路２０３２からのフィードバックを使用して決定されうる。
【０１８２】
図２１を見るに、例示的な一実施形態による、モータの動作中に望ましくない電流から電源を保護するための電流制御の波形図が描かれている。この例では、線２１００はモータの巻線に対する命令電流を示し、線２１０２はモータの巻線の実際の電流を示している。
【０１８３】
時点０の前では、モータは駆動しており、モータのデューティサイクルは約１０％の範囲内でほぼ安定的に維持されている。時点０では、モータは急制動するように命令される。これに応じて、命令電流は方向を反転する。デューティサイクルは、逆方向に１００％変更され、巻線内の電流の向きを可能な限り迅速に変更する。この例では、命令電流はモータの電源の電流限界までに制限される。
【０１８４】
破線部２１０４は、命令電流の大きさが電源の電流限界によって制限されなかった場合には、さらに大きくなりうることを示している。この場合、巻線内の電流の大きさは、破線部２１０６で示したように、電源の電流限界を超えうる。
【０１８５】
図２２を見るに、例示的な一実施形態による、モータの動作中に望ましくない電流から電源を保護するためのプロセスのフロー図が描かれている。例えば、プロセス２２００は、図２０の非所望状態識別器２０００及び非所望状態低減器２００２によって実行されうる。
【０１８６】
プロセス２２００は、モータに対する命令電流を特定することによって開始される（操作２２０２）。電源の電流限界も特定される（操作２２０４）。次いで、命令電流が電源の電流限界よりも大きいかどうかが決定される（操作２２０６）。操作２２０２で特定された命令電流が電源の電流限界よりも大きい、という操作２２０６での決定に応じて、命令電流は電源の電流限界に等しく設定される。モータ巻線内の電流を制御するためのデューティサイクルは次いで、命令電流を使用して制御され（操作２２１０）、その後プロセスは終了する。
【０１８７】
種々の例示的な実施形態は、全面的にハードウェアの実施形態、全面的にソフトウェアの実施形態、又は、ハードウェアエレメントとソフトウェアエレメントの両方を包含する実施形態という形態をとりうる。いくつかの実施形態は、限定するわけではないが例としては、ファームウェア、常駐ソフトウェア、及びマイクロコードといった形態を含むが、それらに限定されるわけではない、ソフトウェアで実装される。
【０１８８】
また更に、種々の実施形態は、指令を実行するコンピュータ或いは任意のデバイス又はシステムにより使用される、若しくはそれらと通信可能な、プログラムコードを提供する、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体からアクセス可能な、コンピュータプログラム製品の形態をとりうる。この開示の目的のために、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読記憶媒体は概して、指令を実行するシステム、装置、又はデバイスにより使用されるか、若しくは、それらと通信可能なプログラムを、包含するか、記憶するか、通信するか、伝播するか、又は伝送することが可能な、任意の有形装置でありうる。
【０１８９】
コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体は、限定するわけではないが例としては、電子的な、磁気的な、光学的な、電磁的な、赤外的な、又は半導体のシステムであるか、或いは伝播媒体でありうる。コンピュータ可読媒体の非限定的な例は、半導体メモリ又は固体メモリ、磁気テープ、取外し可能なコンピュータディスケット、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読出し専用メモリ（ＲＯＭ）、剛性磁気ディスク、及び光ディスクを含む。光ディスクは、コンパクトディスク−読出し専用メモリ（ＣＤ−ＲＯＭ）、コンパクトディスク−読出し／書込み（ＣＤ−Ｒ／Ｗ）、及びＤＶＤを含みうる。
【０１９０】
更に、コンピュータ使用可能媒体又はコンピュータ可読媒体は、コンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードがコンピュータ上で実行される時に、このコンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードの実行により、コンピュータが、通信リンクを通じて別のコンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードを伝送するように、コンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードを包含又は記憶しうる。この通信リンクは、限定するわけではないが例としては、物理的又は無線の媒体を使用しうる。
【０１９１】
コンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードを記憶及び／又は実行するのに好適なデータ処理システムは、システムバスのような通信ファブリックを通じて直接的又は間接的にメモリ素子に結合された、一又は複数のプロセッサを含むことになる。メモリ素子は、プログラムコード、大容量記憶装置、及び、コードの実行中に大容量記憶装置からコードが読み出されうる回数を低減するために、少なくともいくつかのコンピュータ可読プログラムコード又はコンピュータ使用可能プログラムコードの一時的記憶を提供するキャッシュメモリの、実際の実行中に用いられる、ローカルメモリを含みうる。
【０１９２】
入出力デバイスすなわちＩ／Ｏデバイスは、直接的にか、又は間にあるＩ／Ｏコントローラを通すかのいずれかで、システムに結合されうる。これらのデバイスは、限定するわけではないが例としては、キーボード、タッチスクリーンディスプレイ、及びポインティングデバイスを含みうる。データ処理システムが、間にある私的又は公的なネットワークを通じて他のデータ処理システム、或いは遠隔のプリンタ又は記憶デバイスに結合されるようになることを可能にするために、種々の通信アダプタもシステムに結合されうる。モデム及びネットワークアダプタといった非限定的な例は、現在利用可能な種類の通信アダプタのうちのいくつかにすぎない。
【０１９３】
種々の例示的な実施形態の説明は、例示及び説明を目的として提示されており、完全な説明であること、又は開示された形態の実施形態に限定することを、意図しているわけではない。当業者には、多くの修正例及び変形例が明白となろう。更に、種々の例示的な実施形態は、他の例示的な実施形態と比較して、異なる特性を提供しうる。選択された一又は複数の実施形態は、実施形態の原理、実際の適用を最もよく説明するため、及び、他の当業者が、想定される特定の用途に適する様々な修正例を伴う様々な実施形態の開示内容を理解することを可能にするために、選ばれ、かつ説明されている。
また、本願は以下に記載する態様を含む。
（態様１）
巻線を備えるモータと、
電源を前記巻線に結合するように構成された複数のスイッチをそなえるスイッチブリッジと、
前記複数のスイッチを制御するように構成されたモータコントローラと、
前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記電源の特性に関して定義される装置内の望ましくない状態を特定するように構成された非所望状態識別器と、
前記非所望状態識別器によって前記装置内の前記望ましくない状態を特定することに応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成された非所望状態低減器と
を備える装置。
（態様２）
前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器は、前記巻線にかかる電圧が第１の電圧閾値よりも大きく、前記第１の電圧閾値が前記電源の出力電圧に関して定義されるとき、前記装置の前記望ましくない状態を特定するように構成され、
前記装置内の前記望ましくない状態の特定に応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器は、前記装置の前記望ましくない状態の特定に応じて、抵抗器を経由して前記巻線の電流を接地に向けるように構成されている、
態様１に記載の装置。
（態様３）
前記第１の電圧閾値は前記電源の前記出力電圧にほぼ等しい、態様２に記載の装置。
（態様４）
前記第１の電圧閾値よりも小さい第２の電圧閾値について、前記非所望状態識別器は、前記巻線にかかる前記電圧が第２の電圧閾値よりも小さいときを特定するように更に構成され、
前記非所望状態低減器は、前記巻線にかかる前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも小さいときを特定することに応じて、前記巻線の前記電流を接地に向けることを停止するように構成されている、態様２に記載の装置。
（態様５）
前記抵抗器は可変抵抗器で、
前記非所望状態低減器は前記巻線の前記電流のレベルに応じて、前記可変抵抗器の抵抗を選択するように更に構成されている、態様２に記載の装置。
（態様６）
前記抵抗器は並列な複数の抵抗器を備え、
前記非所望状態低減器は、前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線の前記電流が接地に向けられて通過する前記複数の抵抗器内のいくつかの抵抗器を選択するように更に構成されている、態様５に記載の装置。
（態様７）
前記モータコントローラは、デューティサイクルであって、その間に命令電流に応じて前記電源と前記巻線との間に電流を供給するように、スイッチブリッジ内のいくつかの複数のスイッチが閉じられるデューティサイクルを制御するように構成されており、
前記モータが前記電源に電力を供給しているとき、前記装置内の前記望ましくない状態を特定するように構成されていることにおいて、前記非所望状態識別器は、前記命令電流が前記電源の電流限界よりも大きいときに前記装置の前記望ましくない状態を特定するように構成されており、
前記装置内の前記望ましくない状態の特定に応じて、前記望ましくない状態を低減するように構成されていることにおいて、前記非所望状態低減器は、前記命令電流が前記電源の前記電流限界よりも大きいときに前記電源の前記電流限界に基づいて前記命令電流を設定するように構成されている、態様１に記載の装置。
（態様８）
前記電源の前記電流限界は可変であり、
前記電源はバッテリを備え、
前記非所望状態識別器は、前記バッテリのセルバランサ回路からのフィードバックに基づいて前記電流限界の値を選択するように更に構成されている、態様７に記載の装置。
（態様９）
前記装置は航空機上にある、態様１に記載の装置。
（態様１０）
電源をモータの巻線に結合するためスイッチブリッジ内の複数のスイッチを制御すること、
前記巻線にかかる電圧が、前記電源の出力電圧に関して定義される第１の電圧閾値よりも大きいかどうかを決定すること、及び
前記巻線にかかる前記電圧が前記第１の電圧閾値よりも大きいという決定に応じて、抵抗器を経由して前記巻線の電流を接地に向けること
を含むモータを制御する方法。
（態様１１）
前記第１の電圧閾値は、前記電源の前記出力電圧に実質的に等しい、態様１０に記載の方法。
（態様１２）
前記第１の電圧閾値よりも小さい第２の電圧閾値について、前記巻線にかかる前記電圧が第２の電圧閾値よりも小さいときを決定すること、及び
前記巻線にかかる前記電圧が前記第２の電圧閾値よりも小さいときの決定に応じて、前記巻線の前記電流を接地に向けることを停止することを更に含む、態様１０に記載の方法。
（態様１３）
前記抵抗器は可変抵抗器である、態様１０に記載の方法。
（態様１４）
前記巻線の前記電流のレベルに応じて、前記可変抵抗器の抵抗を選択することを更に含む、態様１３に記載の方法。
（態様１５）
前記抵抗器は並列な複数の抵抗器を備え、
前記複数の抵抗器の温度に基づいて、前記巻線の前記電流が接地に向けられて通過するいくつかの前記複数の抵抗器を選択することを更に含む、態様１４に記載の方法。
【図１】
0006393321.tif 000002
【図２】
0006393321.tif 000003
【図３】
0006393321.tif 000004
【図４】
0006393321.tif 000005
【図５】
0006393321.tif 000006
【図６】
0006393321.tif 000007
【図７】
0006393321.tif 000008
【図８】
0006393321.tif 000009
【図９】
0006393321.tif 000010
【図１０】
0006393321.tif 000011
【図１１】
0006393321.tif 000012
【図１２】
0006393321.tif 000013
【図１３】
0006393321.tif 000014
【図１４】
0006393321.tif 000015
【図１５】
0006393321.tif 000016
【図１６】
0006393321.tif 000017
【図１７】
0006393321.tif 000018
【図１８】
0006393321.tif 000019
【図１９】
0006393321.tif 000020
【図２０】
0006393321.tif 000021
【図２１】
0006393321.tif 000022
【図２２】
0006393321.tif 000023