(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示す、ゼロ電流信号を生成するステップと、
モータの回転角の基準位置を示す、位置基準信号を生成するステップと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するステップと、
それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するステップと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップと
を含み、
前記ゼロ電流信号を生成するステップが、
前記電動モータに結合された複数のハーフブリッジ回路をそれぞれ用いて、前記複数のモータ駆動信号を生成するステップであって、それぞれのハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成されるそれぞれの出力ノードとを備える、複数のモータ駆動信号を生成するステップと、
前記複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの前記第１または前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、前記検出するステップが、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードにおける電圧を検出するステップ、または
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードにおける電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと
を含み、
前記逆電流を検出するステップに従って、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る前記電流の前記ゼロクロスを示す前記ゼロ電流信号が生成され、
前記複数の変調信号を生成するステップが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、
最小値、最大値、および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係する、加算するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように、前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップとを含む、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法。
【請求項２】
前記位置基準信号を生成するステップが、
前記モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項３】
前記位置基準信号を生成するステップが、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項４】
前記位置基準信号を生成するステップが、
前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出するステップとを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項５】
前記逆電流を検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項１に記載の方法。
【請求項６】
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、
複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ（ｈｉｇｈ）状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー（ｌｏｗ）状態も有する、請求項１に記載の方法。
【請求項７】
複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成されたゼロ電流検出モジュールと、
モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するように構成された、変調信号生成モジュールと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するように構成された駆動回路と、
前記電動モータに結合され前記複数のモータ駆動信号を生成するように構成された、複数のハーフブリッジ回路であって、それぞれのハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のハーフブリッジ回路と、
高い電源電圧より高い出力ノードにおける電圧、または、
低い電源電圧より低い出力ノードにおける電圧
のうちの少なくとも１つを検出することによって、前記複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、
を備え、
前記ゼロ電流検出モジュールが、前記少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つを通る前記電流の前記ゼロクロスを示す前記ゼロ電流信号を生成するように構成され、
前記変調信号生成モジュールが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、
前記ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、前記位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、前記位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係し、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用される、合計モジュールと
を備える、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路。
【請求項８】
前記位置測定モジュールが、前記モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項７に記載の電子回路。
【請求項９】
前記位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項７に記載の電子回路。
【請求項１０】
前記位置基準信号を生成することが、
前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止することと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出することと
を含む、請求項７に記載の方法。
【請求項１１】
前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項７に記載の電子回路。
【請求項１２】
前記複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、
複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項７に記載の電子回路。
【請求項１３】
複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法であって、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示す、ゼロ電流信号を生成するステップと、
モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するステップと、
位相比較信号を生成するために前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するステップと、
それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するステップと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップと
を含み、
前記ゼロ電流信号を生成するステップが、
電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を用いてモータ駆動信号を生成するステップであって、前記ハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、
前記モータ駆動信号が生成される出力ノードとを備える、前記モータ駆動信号を生成するステップと、
前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、前記検出するステップが、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードにおける電圧を検出するステップ、または、
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードにおける電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと、
を含み、
前記逆電流を前記検出するステップに従って、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つを通る前記電流の前記ゼロクロスを示す前記ゼロ電流信号が生成され、
前記複数の変調信号を生成するステップが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係する、加算するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、
前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップであって、それぞれの変調信号が、前記複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、生成するステップとを含む、多相モータを駆動する方法。
【請求項１４】
前記逆電流を検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１５】
前記モータ駆動信号が、
複数のパルス幅変調信号を含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項１３に記載の方法。
【請求項１６】
前記位置基準信号を生成するステップが、
前記モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１７】
前記位置基準信号を生成するステップが、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１８】
前記位置基準信号を前記生成するステップが、
前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、
逆起電力信号のゼロクロスによって前記時間窓中で前記基準位置を検出するステップと
を含む、請求項１３に記載の方法。
【請求項１９】
複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路であって、
前記複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成されたゼロ電流検出モジュールと、
モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、
位相比較信号を生成するために、前記ゼロ電流信号の位相を前記位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが前記位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するように構成された、変調信号生成モジュールと、
前記複数の変調信号に従って、前記複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するように構成された駆動回路と、
モータ駆動信号を生成するための電動モータに結合されたハーフブリッジ回路であって、前記ハーフブリッジ回路が、
直列結合された第１および第２のトランジスタと、
高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、
低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、
前記モータ駆動信号が生成される出力ノードと
を備える、ハーフブリッジ回路と、
前記高い電源電圧より高い前記出力ノードにおける電圧、または、
前記低い電源電圧より低い前記出力ノードにおける電圧
のうちの少なくとも１つを検出することによって、前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、
を備え、
前記ゼロ電流検出モジュールが、前記少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つを通る前記電流の前記ゼロクロスを示す前記ゼロ電流信号を生成するように構成され、
前記変調信号生成モジュールが、
前記複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、
最小値、最大値および前記最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、
前記ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、前記位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、前記位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、
前記最小値、前記最大値および前記最小値と最大値との間の前記複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、前記位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールであって、前記第２の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値が、前記第１の連続する鋸歯状ランプ信号の前記最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、前記調整時間が前記位相比較信号に関係し、前記調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つを生成するように前記ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、前記複数の変調信号のうちの前記少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用され、それぞれの変調信号が、前記複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、合計モジュールと
を備える、前記複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路。
【請求項２０】
前記検出するステップが、
前記第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ前記出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、前記逆電流を検出するステップを含む、請求項１９に記載の電子回路。
【請求項２１】
前記モータ駆動信号が、
複数のパルス幅変調信号を含み、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、および前記より高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、前記複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、前記低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、および前記より低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する、請求項１９に記載の電子回路。
【請求項２２】
前記位置測定モジュールが、前記モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項１９に記載の電子回路。
【請求項２３】
前記位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って前記位置信号を生成するようにさらに構成される、請求項１９に記載の電子回路。
【請求項２４】
前記電子回路が、前記モータが前記基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、前記複数のモータ巻線のうちの前記少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するように構成され、前記位置測定モジュールが、前記時間窓中で前記基準位置を示す前記位置基準信号を生成するように構成される、請求項１９に記載の電子回路。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に電動モータ制御回路に関し、より詳細には、電動モータに印加された駆動信号の位相の自動調整を提供することができ、電動モータの巻線のゼロ電流を検出することができる、電動モータ制御回路に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレス直流（ＢＬＤＣ）電動モータを制御および駆動するための回路が知られている。いくつかの構成では、この回路が電動モータを駆動する駆動信号の位相進みを与え、この位相進みは、電動モータの回転速度に関係し、または測定したモータの総電流に関係する。ただし、こうした回路は、位相進みと回転速度との１つの関係性または少数の関係性のみを提供することができる。加えて、外部構成部品およびモータ制御集積回路（ＩＣ）のピンは、電動モータごとの、または電動モータの用途ごとのパラメータを設定する必要があり得る。
【０００３】
いくつかの知られた電動モータ駆動回路は、２００９年９月１５日発行の米国特許第７，５９０，３３４号、２０１０年６月２９日発行の米国特許第７，７４７，１４６号、および２０１１年１０月１２日出願の米国特許出願第１３／２７１，７２３号において記載され、これらは全て参照によりその全体が本明細書に組み込まれ、本発明の譲受人に譲渡される。
【０００４】
ＢＬＤＣ電動モータは、異なる用途で使用されるとき速度に対して異なる効率挙動を示すことがある。たとえば、同一のＢＬＤＣ電動モータが、異なる用途で異なるファンブレード構成を用いて使用されることがある。異なるタイプのＢＬＤＣ電動モータが、速度に対して異なる効率挙動を示すこともある。
【０００５】
モータのノイズ、震動および効率は、種々の特性に影響される。１つのこうした特性は、モータの回転位置に対するモータ巻線に現れる電流の位相である。特にモータ速度が増大または減少するとき、電流の位相が、モータの基準回転位置に対してそれぞれ遅れるまたは進むことがある。高速のモータ速度では、モータ巻線の電流は、モータの基準位置に対して遅れる傾向があり得る。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
上記の観点から、モータ巻線電流とモータ回転位置との検出した位相差に従って決定される自動位相調整を有する電動モータ駆動信号を生成することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供することが望まれるはずである。
【０００７】
上記の観点から、たとえば電流のゼロクロスを検出することによって、モータ巻線の電流の位相を検出することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供することも望まれるはずである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、モータ巻線電流とモータ回転位置との検出した位相差に従って決定される自動位相調整を有する電動モータ駆動信号を生成することができる、電動モータ制御回路および関連する方法を提供する。
【０００９】
本発明は、たとえば電流のゼロクロスを検出することによって、モータ巻線の電流の位相を検出することができる、電動モータ制御回路および関連する方法も提供する。
【００１０】
本発明の一態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法が、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示す、ゼロ電流信号を生成するステップと、モータの回転角の基準位置を示す、位置基準信号を生成するステップと、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するステップと、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するステップと、複数の変調信号に従って、複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む。
【００１１】
いくつかの実施形態では、上記の方法が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。
【００１２】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む。
【００１３】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む。
【００１４】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、逆起電力信号のゼロクロスによって時間窓中で基準位置を検出するステップとを含む。
【００１５】
その方法のいくつかの実施形態では、複数の変調信号を生成するステップが、その複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、最小値、最大値、および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係する、加算するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するように、ルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップとを含む。
【００１６】
その方法のいくつかの実施形態では、ゼロ電流信号を生成するステップが、電動モータに結合された複数のハーフブリッジ回路をそれぞれ用いて、複数のモータ駆動信号を生成するステップであって、それぞれのハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードそれぞれと、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のモータ駆動信号を生成するステップと、複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの第１または第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップであって、その検出するステップが、高い電源電圧より高い出力ノードで電圧を検出するステップ、または、低い電源電圧より低い出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む、逆電流を検出するステップと、逆電流を検出するステップに従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップとを含む。
【００１７】
その方法のいくつかの実施形態では、逆電流を検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電力を検出するステップを含む。
【００１８】
その方法のいくつかの実施形態では、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、複数のパルス幅変調信号をそれぞれ含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ（ｈｉｇｈ）状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー（ｌｏｗ）状態も有する。
【００１９】
本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路が、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成された電流測定モジュールを含む。電子回路は、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールも含む。電子回路は、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する、複数の変調信号を生成するように構成された変調信号生成モジュールも含む。電子回路は、複数の変調信号に従って、複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するように構成された駆動回路も含む。
【００２０】
いくつかの実施形態では、上記の電子回路が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。
【００２１】
電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って、位置信号を生成するようにさらに構成される。
【００２２】
電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って、位置信号を生成するようにさらに構成される。
【００２３】
電子回路のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、逆起電力信号のゼロクロスによって時間窓中で基準位置を検出するステップとを含む。
【００２４】
電子回路のいくつかの実施形態では、変調信号生成モジュールが、複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係し、調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用される。
【００２５】
いくつかの実施形態では、電動モータに結合され複数のモータ駆動信号を生成するように構成された、複数のハーフブリッジ回路であって、それぞれのハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタそれぞれと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードそれぞれと、低い電源電圧を受信するための低電源電圧ノードそれぞれと、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが生成される出力ノードそれぞれとを備える、複数のハーフブリッジ回路と、高い電源電圧より高い出力ノードの電圧、または低い電源電圧より低い出力ノードの電圧のうちの少なくとも１つを検出することによって、複数のハーフブリッジ回路のうちの少なくとも１つの第１のトランジスタまたは第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された、少なくとも１つのコンパレータと、少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成された、プロセッサとを、電子回路がさらに備える。
【００２６】
電子回路のいくつかの実施形態では、検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電流を検出するステップを含む。
【００２７】
電子回路のいくつかの実施形態では、複数のモータ駆動信号のうちのそれぞれ１つが、複数のパルス幅変調信号それぞれを含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。
【００２８】
本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動する方法が、電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を用いてモータ駆動信号を生成するステップを含む。ハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、低い電源電圧を受信するための電源低電圧ノードと、モータ駆動信号が生成される出力ノードとを含む。その方法が、前記第１のトランジスタまたは前記第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を検出するステップも含む。その検出するステップが、高い電源電圧より高い出力ノードで電圧を検出するステップ、または、低い電源電圧より低い出力ノードで電圧を検出するステップのうちの少なくとも１つを含む。その方法は、逆電流を検出するステップに従って複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するステップも含む。
【００２９】
いくつかの実施形態では、上記の方法が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。
【００３０】
その方法のいくつかの実施形態では、逆電流を検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電力を検出するステップを含む。
【００３１】
その方法のいくつかの実施形態では、モータ駆動信号が、複数のパルス幅変調信号を含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。
【００３２】
いくつかの実施形態では、その方法が、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するステップと、位相比較信号を生成するためにゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するステップと、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するステップと、複数の変調信号に従って複数のモータ巻線への複数のモータ駆動信号を生成するステップとを含む。
【００３３】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータに近接して配置されたホールセンサを用いてホールセンサ信号を生成するステップを含む。
【００３４】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つに結合された逆起電力モジュールを用いて逆起電力信号を生成するステップを含む。
【００３５】
その方法のいくつかの実施形態では、位置基準信号を生成するステップが、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するステップと、逆起電力信号のゼロクロスによって時間窓中で基準位置を検出するステップとを含む。
【００３６】
その方法のいくつかの実施形態では、複数の変調信号を生成するステップが、その複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して、変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルを提供するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するステップと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するステップであって、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係する、加算するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために、調整した連続する鋸歯状ランプ信号を使用するステップと、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するステップであって、それぞれの変調信号が、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する、生成するステップとを含む。
【００３７】
本発明の別の態様によれば、複数のモータ巻線を有する多相モータを駆動するための電子回路が、モータ駆動信号を生成するための電動モータに結合されたハーフブリッジ回路を含む。ハーフブリッジ回路が、直列結合された第１および第２のトランジスタと、高い電源電圧を受信するための電源高電圧ノードと、低い電源電圧を受信するための低電源電圧ノードと、モータ駆動信号が生成される出力ノードとを含む。高い電源電圧より高い出力ノードの電圧、または、低い電源電圧より低い出力ノードの電圧のうちの少なくとも１つを検出することによって、第１または第２のトランジスタのうちの少なくとも１つを通過する逆電流を示す少なくとも１つのコンパレータ出力信号をそれぞれ生成するように構成された少なくとも１つのコンパレータも、電子回路がさらに含む。少なくとも１つのコンパレータ出力信号に従って、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つを通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号を生成するように構成されたプロセッサも、電子回路がさらに含む。
【００３８】
いくつかの実施形態では、上記の電子回路が、以下の１つまたは複数の態様を含むことができる。
【００３９】
電子回路のいくつかの実施形態では、検出するステップが、第１と第２のトランジスタが両方ともターンオフされる時間にのみ出力ノードで電圧をサンプリングすることによって、逆電流を検出するステップを含む。
【００４０】
電子回路のいくつかの実施形態では、モータ駆動信号が、複数のパルス幅変調信号を含み、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、高い電源電圧に最も近い定常状態の高値、およびより高い電源電圧より高い過渡の高値を含むハイ状態を有し、複数のパルス幅変調信号のうちのそれぞれ１つが、低い電源電圧に最も近い定常状態の低値、およびより低い電源電圧より低い過渡の低値を含むロー状態も有する。
【００４１】
いくつかの実施形態では、電子回路が、モータの回転角の基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成された位置測定モジュールと、位相比較信号を生成するために、ゼロ電流信号の位相を位置基準信号の位相と比較するように構成され、それぞれが位相比較信号の値に関係する位相を有する複数の変調信号を生成するように構成された変調信号生成モジュールとをさらに含む。
【００４２】
電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータに近接して配置されたホールセンサによって生成されたホール信号に従って位置信号を生成するようにさらに構成される。
【００４３】
電子回路のいくつかの実施形態では、位置測定モジュールが、モータ巻線に生成される逆起電力信号に従って位置信号を生成するようにさらに構成される。
【００４４】
電子回路のいくつかの実施形態では、電子回路が、モータが基準位置を実現している状態に最も近い時間窓中で、複数のモータ巻線のうちの少なくとも１つへのモータ駆動信号を停止するように構成され、位置測定モジュールが、時間窓中で基準位置を示す位置基準信号を生成するように構成される。
【００４５】
電子回路のいくつかの実施形態では、変調信号生成モジュールが、複数の変調信号のうちの少なくとも１つの形状に対応して変調の値が格納されるルック・アップ・テーブルと、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する、第１の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するように構成された、鋸歯状生成器と、ゼロ電流信号を表す信号を受信するように結合され、位置基準信号を表す信号を受信するように結合され、位相比較信号を表す信号を生成するように構成された、タイミング／位相エラー検出器と、最小値、最大値および最小値と最大値との間の複数の値を有する第２の連続する鋸歯状ランプ信号を生成するために、第１の連続する鋸歯状ランプ信号に、位相比較信号に関係する値を加算するように構成された合計モジュールとを備え、第２の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値が、第１の連続する鋸歯状ランプ信号の最小値および最大値から調整時間分の時間のシフトをし、調整時間が位相比較信号に関係し、調整した連続する鋸歯状ランプ信号が、複数の変調信号のうちの少なくとも１つを生成するようにルック・アップ・テーブルの値を順次参照するために使用され、複数の変調信号のうちの少なくとも１つとの既定の位相関係で少なくとも１つの他の変調信号を生成するためにも使用され、それぞれの変調信号が、複数のパルス幅変調（ＰＷＭ）信号のうちの１つにそれぞれ関係する。
【００４６】
前述の本発明の特徴ならびに本発明それ自体は、以下の図面の詳細な説明からより十分に理解されるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００４７】
【図１】変調信号生成モジュールを有し、電流測定モジュールを有する例示的なモータ制御回路のブロック図である。
【図２】特に、モータ制御回路がモータに正弦波駆動を提供するために使用されるときの図１の例示的なモータ制御回路に関連する種々の波形を示すグラフである。
【図３】特に、モータ制御回路がモータに正弦波駆動を提供するために使用されるときの図１の例示的なモータ制御回路に関連する種々の波形を示し、また電流信号と位置基準信号との位相差を示す別のグラフである。
【図４】図１の例示的なモータ制御回路の変調信号生成モジュールとして使用され得る例示的な変調信号生成モジュールのブロック図である。
【図５】図５は、図１の例示的なモータ制御回路の例示的なハーフブリッジ出力段を示し、また動作の異なる位相のモータ巻線電流の方向を示すブロック図である。図５Ａは、図１の例示的なモータ制御回路の例示的なハーフブリッジ出力段を示し、また動作の異なる位相のモータ巻線電流の方向を示すブロック図である。
【図６】モータ巻線に関連する波形、特に、正弦波電流、モータ巻線の正弦波駆動に関連する変調波形、および変調波形に従ってモータを駆動するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を示すグラフである。
【図７】図６のＰＷＭ信号の正および負の状態の詳細を示す挿絵である。
【図７Ａ】電動モータに印加されたＰＷＭ駆動信号を示し、またＰＷＭ駆動信号に関連する正弦波電流示すグラフである。
【図８】変調信号生成モジュールを有し、ゼロ電流検出モジュールとして電流測定モジュールを有する別の例示的なモータ制御回路のブロック図である。
【図９】特にモータへの台形波駆動が使用されるとき、その波形からモータ巻線のゼロ電流が検出され得るような、種々の波形を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００４８】
本発明について説明する前に、いくつか導入として概念および技術を説明する。本明細書で使用する、用語「変調波形（ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ  ｗａｖｅｆｏｒｍ）」は、包絡線または別の信号の特徴的な機能、たとえばパルス幅変調（ＰＷＭ）信号を説明するために使用される。
【００４９】
図１を参照すると、例示的モータ制御回路１０２が電動モータ１０４に結合される。
【００５０】
モータ１０４は、３つの巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃを含むように示され、各巻線がそれぞれ等価回路として示されることが多いこの３つの巻線は、レジスタと直列また逆起電力源と直列のインダクタを有する。たとえば、巻線Ａ、１０４ａは、レジスタ１３１と直列かつ逆起電力源ＶＡ、１３６と直列のインダクタ１３０を含むように示される。逆起電力源ＶＡ、１３６の電圧は、電流が関連する巻線に流れているとき直接の観察は可能でないが、関連する巻線を通る電流がゼロのときは直接の観察が可能である。
【００５１】
通常、モータ巻線をわたる、たとえば、巻線Ａ、１４０ａをわたる電圧は、次の式によって決定される。
ＶｏｕｔＡ−Ｖｃｏｍｍｏｎ＝ＶＡ＋ＩＲ＋ＬｄＩ／ｄｔ
式中、
ＶｏｕｔＡ＝巻線Ａの１つの端部の観察可能な電圧
Ｖｃｏｍｍｏｎ＝巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃの接合点の電圧
Ｒ＝レジスタ１３１の抵抗
Ｌ＝インダクタ１３０のインダクタンス
Ｉ＝巻線を通る電流
ＶＡ＝逆起電力電圧
したがって、巻線１０４ａを通る電流がゼロの場合、ＶｏｕｔＡ＝ＶＡであり、これは観察可能な電圧であることが分かるであろう。
【００５２】
モータ制御回路１０２は、モータ制御回路１０２の外側から、外部要求速度信号（ｅｘｔｅｒｎａｌ  ｓｐｅｅｄ  ｄｅｍａｎｄ  ｓｉｇｎａｌ）１０６を受信するように結合された要求速度生成器（ｓｐｅｅｄ  ｄｅｍａｎｄ  ｇｅｎｅｒａｔｏｒ）１０７を含む。外部要求速度信号１０６は、種々のフォーマットのうちの１つでなされ得る。通常、外部要求速度信号１０６は、モータ制御回路１０２の外側からリクエストされるモータ１０４の速度を示す。
【００５３】
要求速度生成器１０７は、要求速度信号１０７ａを生成するように構成される。パルス幅変調（ＰＷＭ）生成器１０８は、要求速度信号１０７ａを受信するように結合され、ＰＷＭ信号１０８ａを生成するように構成され、そのＰＷＭ信号の最大デューティサイクルは、要求速度信号１０７ａによって制御される。ＰＷＭ生成器１０８は、変調信号生成モジュール１４６から、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを受信するようにも結合される。ＰＷＭ信号１０８ａは、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃに従って、変調特性（すなわち、相関時変デューティサイクル）を用いて生成される。変調波形および関連するＰＷＭ信号について、図６に併せて以下でより十分に説明する。
【００５４】
モータ制御回路１０２は、ＰＷＭ信号１０８を受信するように結合され、３つのハーフブリッジ回路１１２／１１４、１１６／１１８、１２０／１２２として配列された６つのトランジスタ１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２を駆動するために、ＰＷＭゲート駆動信号１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃ、１１０ｄ、１１０ｅ、１１０ｆを生成するように構成された、ゲート駆動回路１１０も含む。６つのトランジスタ１１２、１１４、１１６、１１８、１２０、１２２は、ノード１０２ｄ、１０２ｃ、１０２ｂでそれぞれ、３つのモータ駆動信号ＶｏｕｔＡ、ＶｏｕｔＢ、ＶｏｕｔＣ、それぞれ１２４、１２６、１２８を供給するように飽和状態で動作する。
【００５５】
モータ制御回路１０２は、位置測定モジュール１４２も含むことができ、位置測定モジュール１４２は、逆起電力信号（複数可）を受信するように結合され得る（たとえば、モータ巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃが駆動されない、また巻線電流がそれぞれゼロである時間に、直接観察可能な逆起電力信号を含む、モータ駆動信号１２４、１２６、１２８のうちの１つまたは複数を受信するように結合され得る）か、ホール素子（図示せず）からのホール素子信号を受信するように結合され得る。位置測定モジュール１４２は、モータ１０４の回転基準位置を示す位置基準信号１４２ａを生成するように構成される。
【００５６】
モータ制御回路１０２は、モータ駆動信号１２４、１２６、１２８のうちの１つを受信するように結合され得る電流測定モジュール１４４も含むことができる。電流測定モジュール１４４は、モータ巻線のうちの１つまたは複数を通る電流のゼロクロスを示すゼロ電流信号１４４ａを生成するように構成される。例示的な電流測定モジュールについては、図８に併せて以下でさらに詳細に説明する。
【００５７】
変調信号生成モジュール１４６は、位置基準信号１４２ａおよびゼロ電流信号１４４ａを受信するように結合される。変調信号生成モジュール１４６は、位置基準信号１４２ａとゼロ電流信号１４４ａとの位相差に従って、変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃの位相を変化させるように構成される。例示的な変調信号生成モジュール１４６については、図４に併せて以下で説明する。
【００５８】
モータ制御回路１０２は、ノード１０２ａで、モータ電圧ＶＭＯＴまたは簡単にＶＭ、を受信するように結合され、このモータ電圧は、上位のトランジスタ１１２、１１６、１２０がターンオンする時間中にトランジスタ１１２、１１６、１２０を通じてモータに供給され得る。トランジスタ１１２、１１６、１２０がターンオンし、モータ１０４に電流を供給中のとき、これらのトランジスタを通じて小さい電圧降下（たとえば０．１ボルト）があり得ることが理解されよう。
【００５９】
上記の説明のように、モータ制御回路１０２は、モータ１０４の検知した回転位置に関して、駆動信号１２４、１２６、１２８のタイミングすなわち位相を自動的に調整することができる。
【００６０】
ここで図２を参照すると、グラフ２００、２２０、２４０および２６０は、横軸の目盛りが任意単位の時間単位である。グラフ２００、２２０、２４０は、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。グラフ２６０は、縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。
【００６１】
信号２０２は、モータ１０４が回転中であるときの図１のモータ１０４のモータ巻線のうちの１つ（たとえば、巻線Ａ、１０４ａ）の逆起電力信号（すなわち、電圧信号）を表す。逆起電力電圧２０２は、通常正弦波である。
【００６２】
図１のモータ制御回路１０２のいくつかの実施形態では、逆起電力信号２０２のゼロクロスが、モータ１０４の基準回転位置を識別するために位置測定モジュール１４２によって使用され得る。時間２０８での逆起電力信号２０２のゼロクロスが、逆起電力信号２０２が生成されるモータ巻線を通過するゼロ電流と同時またはほぼ同時に起こることが望ましい。こうした関係性が、最も効率的なモータ動作をもたらす。
【００６３】
モータ制御回路１０２のいくつかの実施形態では、モータ１０４の回転位置を検出するために、逆起電力信号が使用されない。代わりに、ホール素子が、モータ１０４の周囲に位置され、ホール素子信号２２２、２２４、２２６がモータ１０４が回転するときに生成される。この信号２２２、２２４、２２６が、モータ１０４の回転位置を表すことが明らかであろう。特質上、ホール素子信号２２２、２２４、２２６の遷移部のいずれも逆起電力信号２０２のゼロクロスと整合しないことが分かるであろう。それでも、時間２０８は、ホール素子信号２２２、２２４、２２６によって、この信号の２２２、２２４、２２６の特定の遷移部の中間、たとえば半分として識別され得る。
【００６４】
信号２４２、２４４、２４６は、上述の図１の変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを表す。変調波形２４２、２４４、２４６は、モータ１０４を駆動するためのＰＷＭ信号を生成するために使用される。変調波形２４２、２４４、２４６とＰＷＭ信号との通信については、図６に併せて以下でより十分に説明する。
【００６５】
変調波形２４２は、図１の巻線Ａ、１０４ａに関連し、通常、その巻線と関連する逆起電力信号２０２と整合することが認識されよう。他の変調波形２４４、２４６は、図１のモータ１０４の他の巻線Ｂ、巻線Ｃそれぞれ１０４ｂ、１０４ｃに関連する。
【００６６】
信号２６２、２６４、２６６は、図１のモータの巻線Ａ、巻線Ｂ、巻線Ｃそれぞれ１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃに現れる電流を表す。モータ巻線の実際の電流信号は、信号２６２、２６４、２６６で示すものより複雑となり得ることが理解されよう。ただし、電流信号２６２、２６４、２６６は、３つのモータ巻線を通る、時間に対する平均電流を表す。モータ巻線Ａ、１０４ａの電流２６２が、通常逆起電力信号２０２と同位相であることが理解されよう。ただし、図３と併せて以下でより十分に説明するが、電流信号２６２と関連する逆起電力信号２０２との位相差がある可能性がある。
【００６７】
モータ１０４の電気的回転は、６つの状態、または時間間隔、２０１ａ、２０１ｂ、２０１ｃ、２０１ｄ、２０１ｅ、２０１ｆに分割され得る。
【００６８】
ここで図３を参照すると、グラフ３００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ３００は、縦軸の目盛りも任意単位の電圧および電流の単位である。グラフ３２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ３２０も、目盛りが任意単位の電圧の単位である縦軸を含む。
【００６９】
信号３０４は、図１の巻線Ａ、１０４ａの電流信号を表す。したがって、信号３０４は、図２の信号２６２に対応する。信号３０２は、図１の巻線Ａ、１０４ａの逆起電力信号１３６を表す。したがって、信号３０２は、図２の信号２０２に対応する。信号３０２、３０４のゼロクロスが明らかであろう。時間差３０８は、逆起電力信号３０２のゼロクロスと電流信号３０４のゼロクロスとの時間差を示す。したがって、時間差３０８は、回転位置基準（すなわち、逆起電力信号３０２のゼロクロス）と関連するモータ巻線を通過するゼロ電流との時間差を表す。
【００７０】
信号３０６は、モータ１０４が回転速度を加速中、またはモータ１０４が高速で回転中の時間間隔の間の図１の巻線Ａ、１０４ａの電流信号を表す。相対的に位相がシフトしたことが分かるであろう。電流信号３０６のゼロクロスは、逆起電力信号３０２のゼロクロスに対して遅延する。逆起電力信号３０２のゼロクロスは、モータ１０４の基準回転位置を示す。電流信号３０６のゼロクロスは、モータ巻線Ａ、１０４ａを通るゼロ電流を表す。ゼロクロスは時間および位相が一致することが望ましい。時間が一致しないとモータのノイズおよび震動が増加し、モータの効率が低下することになる。
【００７１】
変調波形３２２は、図２の変調波形２４２と同一または類似のものである。したがって、モータが加速中または速く回転中のとき、電流信号３０６は、変調波形３２２に対して遅延することが分かるであろう。電流信号３０６のゼロクロスが、モータ１０４の回転基準位置を示す、逆起電力信号３０２のゼロクロスと同時に起こるまたはほぼ同時に起こるように、電流信号３０６を進めるために、変調波形３２２を進める（すなわち、変調波形３２２を左へ動かす）ことが望ましい。
【００７２】
通常、図１の変調信号生成モジュール１４６は、逆起電力信号３０２および電流信号３０４、３０６が表すところの、受信した回転位置基準信号１４２ａおよびゼロ電流信号１４４ａに従って、様々な変調波形１４６ａ、１４６ｂ、１４６ｃを進めるか遅延させることができる。
【００７３】
図２および図３と併せて上記で説明したものなど従来型の正弦波モータ駆動信号に関しては、図１に併せて上記で説明した理由で、モータ巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちのそれぞれ１つが常に駆動されているので、逆起電力信号３０２のゼロクロスを観察および検出をすることが容易にできるわけではない。逆起電力信号を観察するためには、モータ巻線への駆動信号を少なくとも瞬間的に停止する必要がある。したがって、いくつかの実施形態では、正弦波モータ駆動信号構成を用いて、モータ１０４の巻線１０４ａ、１０４ｂ、１０４ｃのうちの少なくとも１つへの正弦波駆動信号が、逆起電力信号のゼロクロスを観察するために小さい時間窓の間停止され得る。この目標のために、図１のモータ制御回路１０２では、制御信号１４２ｂが、位置測定モジュール１４２によってゲートドライバ１１０に供給される。
【００７４】
ここで図４を参照すると、変調信号生成モジュール４０２が、図１の変調信号生成モジュール１４６として使用され得る。
【００７５】
変調信号生成モジュール４０２は、検出した位置基準信号４１４および検出したゼロ電流信号４１８を受信するように結合される。検出した位置基準信号４１４は、図１の位置基準信号１４２ａと同一または類似のものとすることができる。検出したゼロ電流信号４１８は、図１のゼロ電流信号１４４ａと同一または類似のものとすることができる。
【００７６】
上記の説明のように、検出した位置基準信号４１４は、巻線への正弦波駆動が停止される間の短い時間間隔を使用することによって、正弦波駆動波形を使用して逆起電力信号のゼロクロスに併せて生成され得る。他の実施形態では、検出した位置基準信号４１４が、図Ａのモータ１０４の周囲に配置されたホール素子および関連するホール素子信号に併せて生成され得る。
【００７７】
変調信号生成モジュール４０２は、固定高周波数を有するシステムクロック信号４１６を受信するようにも結合される。
【００７８】
いわゆる、「シータランプ生成器」４０４が、検出した位置基準信号４１４およびシステムクロック信号４１６を受信するように結合される。シータランプ生成器４０４は、未調整シータ信号４０４ａを生成するように構成され、未調整シータ信号４０４ａは、定期的に終端の値（ｔｅｒｍｉｎａｌ  ｖａｌｕｅ）に達しゼロにリセットするランプ信号を表す一連の値からなるデジタル信号とすることができる。ランプ信号のリセット時間は、検出した位置基準信号４１４が示す位置基準に関して固定され（すなわち、モータ１０４の固定された回転位置）る。
【００７９】
動作中、シータランプ生成器４０４が、システムクロック遷移部の数をカウントすることによって測定され、検出した位置基準信号４１４によって識別された位置基準間の時間間隔を識別することができる。言い換えれば、シータランプ生成器４０４が、１つの電気的回転によりモータ１０４が回転するのにかかる時間（すなわち、システムクロック信号４１６の遷移部の数）を識別することができる。シータランプ生成器４０４は、システムクロック４１６の遷移部の識別した数を、固定のスカラ量たとえば２５６で除すことができる。したがって、モータの電気的な回転運動は２５６の部分に分割され得る。したがって、クロック信号４０２が、モータの１つの電気的回転運動中たとえば２５６の遷移部を実現する周波数を有することができる。クロック信号４０２は、未調整のシータ信号４０４ａのランプ値がインクリメントされ、未調整のシータ信号４０４ａ内に出力される速度を生成するために、シータランプ生成器４０４によって生成され使用され得る。したがって、「未調整の」シータ信号４０４ａのランプ信号のゼロへのリセットは、モータの電気的回転運動につき１回実現され、たとえばランプでの２５６ステップとすることができることが理解されよう。
【００８０】
タイミング／位相エラー検出器４１０は、検出したゼロ電流信号４１８を受信するように結合され、検出した位置基準信号４１４を受信するように結合され、クロック信号４０２を受信するように結合される。
【００８１】
タイミング／位相エラー検出器４１０は、検出した位置基準信号４１４によって識別された位置基準と、検出したゼロ電流信号４１８によって識別されたゼロ電流クロスとの時間差（すなわち、位相差）を識別するように構成される
再び簡単に図３を参照すると、言い換えれば、タイミング／位相エラー検出器４１０は、電流信号３０４または３０６のゼロクロスと逆起電力信号３０２のゼロクロスとの時間差を識別するように動作可能である。
【００８２】
図４を参照すると、タイミング／位相エラー検出器４１０は、エラー信号４１０ａを生成するように構成され、いくつかの実施形態では、このエラー信号は、識別された時間（すなわち位相）差を表すデジタル値とすることができる。
【００８３】
比例積分微分器（ＰＩＤ）、または他の実施形態では比例積分器（ＰＩ）が、エラー信号４１０ａを受信するように結合され、基本的には、調整信号４１２ａを生成するためにエラー信号４１０ａをフィルタにかけるように構成され得る。いくつかの実施形態では、調整信号４１２ａが、タイミング／位相エラー検出器４１０によって識別された時間差に比例するデジタル値とすることができる。
【００８４】
合計モジュール４０６は、未調整のシータ信号４０４ａ（すなわち、固定位相でのリセットランプ信号を表すデジタル値のシーケンシャルセット）を受信するように結合され、調整信号４１２ａを受信するように結合され、シータ信号４０６ａを生成するように構成される。
【００８５】
動作中、シータ信号４０６ａは、未調整のシータ信号４０４ａのようなリセットランプ信号であるが、この信号のため、ランプ信号のリセット時間が、調整信号４１２ａの値に従って、時間的な移動がなされ、すなわち位相が調整されることが理解されるべきである。
【００８６】
変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８は、シータ信号４０６ａを受信するように結合される。変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８は、１つまたは複数の変調プロファイルたとえば図２の変調プロファイル２４２を表す値をその中に格納するように構成される。
【００８７】
動作中、シータ信号４０６ａは、変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８内に格納された変調信号の値の間でシーケンス処理を行うために使用される。シータ信号４０６ａのリセット部が表す、シータ信号４０６ａの位相は、検出した位置基準信号４１４内の識別された位置基準と検出したゼロ電流信号４１８内の識別されたモータ巻線の電流のゼロクロスとの時間差に従って、調整可能である。したがって、変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８によって生成された変調信号４０８ａの位相、すなわちタイミングは、調整可能である。
【００８８】
変調プロファイルルック・アップ・テーブルおよびプロセッサ４０８のプロセッサ部は、他の固定位相での他の変調プロファイル４０８ｂ、４０８ｃ、たとえば図２の変調プロファイル２４４、２４６を自動的に生成することができ、これらの変調プロファイルは、変調プロファイル４０８ａ、たとえば図２の変調プロファイル２４２に相対的な固定位相とすることができる。
【００８９】
モータ巻線を通る電流を検出するための例示的な回路および方法について、図５〜図８に併せて以下で説明する。ただし、モータ巻線を通過するゼロ電流を検出するために他の方法が使用され得ることが理解されるべきである。
【００９０】
ここで図５を参照すると、３つのハーフブリッジ回路５０２、５０４、５０６が、図１の３つのハーフブリッジ回路１１２／１１４、１１６／１１８、１２０／１２２に対応し、３つのモータ巻線を駆動することを示す。ハーフブリッジ回路５０２を通りモータ巻線のうちの１つを通る電流を、番号（１）、（２）および（３）で識別される点線（ｄａｓｈｅｄ  ｌｉｎｅ）で示す。電流１、電流２および電流３は、モータ巻線の電流信号が正極性である間すなわち図２の電流信号２６２の正部分の間のハーフブリッジ回路５０２を通る別々の時間の電流を示す。電流１は、上位のＦＥＴがオンであるときを示し、電流３は、下位のＦＥＴオンであるときを示し、電流２は、両方のＦＥＴがターンオフされるときを示す。電流２は、下位のＦＥＴの内在するダイオードを通過し、したがって、電圧ＶｏｕｔＡ（図１の信号１２４参照）が、ハーフブリッジ５０２の２つのＦＥＴがターンオフされるとき始まるグランドより約０．７ボルト低い電圧を実現し、下位のＦＥＴがターンオンするときグランド電圧に戻ることが理解されよう。したがって、グランドより低くなりグランドに戻る電圧ＶｏｕｔＡを検出することによって、ハーフブリッジ回路５０２を通り関連するモータ巻線を通る実際のゼロ電流が識別され得ることが理解されよう。
【００９１】
ここで図５Ａを参照すると、図５と同様の素子が同様の参照記号で示され、ハーフブリッジ回路５０２を通りモータ巻線のうちの１つを通る電流を、番号（１）、（２）および（３）で識別される点線で再び示す。電流１、電流２および電流３は、モータ巻線の電流信号が負極性である間、すなわち図２の電流信号２６２の負部分の間、ハーフブリッジ回路５０２を通る別々の時間の電流を示す。電流１は、上位のＦＥＴがオンであるときを示し、電流３は、下位のＦＥＴオンであるときを示し、電流２は、両方のＦＥＴがターンオフされるときを示す。電流２は、上位のＦＥＴの内在するダイオードを通過し、したがって、電圧ＶｏｕｔＡが、ハーフブリッジ５０２の２つのＦＥＴがターンオフされるとき始まる電圧ＶＭより約０．７ボルト高い電圧を実現し、上位のＦＥＴがターンオンするとき電圧ＶＭに戻ることが理解されよう。したがって、電圧ＶＭより高くなり電圧ＶＭに戻る電圧ＶｏｕｔＡを検出することによって、ハーフブリッジ回路５０２を通り関連するモータ巻線を通る実際のゼロ電流が識別され得ることが理解されよう。
【００９２】
ここで図６を参照すると、グラフ６００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。グラフ６２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。グラフ６４０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りが任意単位の電圧の単位である。
【００９３】
信号６０２は、正弦波駆動信号が使用されるときのモータ巻線Ａの電流信号を表す。電流信号６０２は、図２の電流信号２６２と同一または類似のものとすることができる。上記の説明のように、ＰＷＭ駆動信号が使用されるとき、電流信号６０２は、より複雑に現れることがあるが、信号６０２は、通常巻線Ａを通る平均電流を表す。電流信号は、時間６０６、６０８でゼロクロスがある。
【００９４】
変調信号６２２は、図２の変調信号２４２と同一または類似のものとすることができる。変調信号６２２は、６つの時間間隔または位相を有し、そのうちの４つを６０４ａ、６０４ｂ、６０４ｃ、６０４ｄと示す。
【００９５】
ＰＷＭ信号６４２は、変調波形６２２に従って生成され、変調波形６２２の値に従って、変調波形６２２のピーク６２２ａ、６２２ｂの時間に高いデューティサイクル６４２ａ、６４２ｂの時間を有し、変調波形６２２の他の部分の時間に低いデューティサイクルの時間を有することができる。ＰＷＭ信号６４２は、正弦波駆動のために、図１のモータ１０４のモータ巻線Ａ、１０４ａに実際に印加される信号とすることができる。
【００９６】
ここで図７を参照すると、ＰＷＭパルス７０２、７０２’は、図６の電流信号６０２の負極性部分中のＰＷＭパルス６４２を示す。ＰＷＭパルス７０４は、図６の電流信号６０２の正極性部分中のＰＷＭパルス６４２を示す。
【００９７】
ＰＷＭパルス７０２、７０２’は、立上り部または過渡部７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’および定常状態部７０２ａ、７０２ａ’を有する。図５および図５Ａに併せた上記の検討によれば、ハーフブリッジの両方のトランジスタたとえばＦＥＴが、ターンオフされるとき、関連するモータ巻線に現れる電圧ＶｏｕｔＡは、モータ巻線の電流の極性すなわち電流信号６０２の極性に応じて、一時的にモータ電圧ＶＭより高くまたはグランドより低くなることが理解されよう。ＰＷＭ信号７０２、７０４、７０２’のそれぞれの主要な遷移部が、両方のＦＥＴがターンオフされる、でなければ両方のＦＥＴが同時にターンオンするかもしれない間、短い時間間隔分先行して、モータ電圧ＶＭとグランドの間で短絡することになることも理解されよう。したがって、２つのＦＥＴがターンオフされるとき、過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’が、結果として生じる。過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’は、短い時間間隔たとえば約５００ナノ秒間生じ得る。
【００９８】
過渡電圧信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向は、電流信号６０２のゼロクロスがそれぞれ生じるのと同時、すなわち時間６０６、６０８に、方向を変化させることが明らかであろう。したがって、過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向の変化の検出が、関連するモータ巻線のゼロ電流を識別するために使用され得る。
【００９９】
ここで図７Ａを参照すると、グラフ７２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りは任意単位の電圧の単位である。グラフ７４０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位であり、縦軸の目盛りは任意単位の電流の単位である。
【０１００】
信号７２２は、図６のＰＷＭ信号６４２を表すが、図７の過渡部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｃ、７０４ｄ、７０２ｂ’、７０２ｃ’と同様の過渡信号部を示す。信号７４２は、図６の電流信号６０２と同一または類似のものとすることができる。
【０１０１】
時間ｔ１〜ｔ９は、過渡信号部中に生じる。図５および図５Ａに併せた上記の検討から、モータ巻線を駆動する、関連するハーフブリッジ回路の両方のＦＥＴがターンオフされるとき、過渡信号部が生じることが明らかであろう。
【０１０２】
図５、図５Ａおよび図７に併せて上記で説明した理由で、時間ｔ６で、過渡信号部が、電流信号７４２のゼロクロスと同時にまたはほぼ同時に向きを変化させる。したがって、過渡信号部の向きの変化が、モータ巻線のゼロ電流クロスを検出するために使用され得る。特に、時間ｔ１〜ｔ５で過渡信号部が、モータ電圧ＶＭより高く上がる。反対に、時間ｔ６〜ｔ９で過渡信号部は、グランドより低くなる。過渡信号部の別の変化または向き（図示せず）は、電流信号７４２の次のゼロクロスで生じ、次のゼロクロスを検出するためにも使用され得る。
【０１０３】
いくつかの実施形態では、回路（たとえば、図８の下部に示すコンパレータ８０８、８１０を参照）が、時間ｔ１〜ｔ９でまたはその付近でのみ、またそれ以降の他の類似の時間で、信号過渡部を検出するために信号ＶｏｕｔＡ７２２をサンプリングするように動作可能であり得る。両方のＦＥＴが、時間ｔ１〜ｔ９およびそれ以降の類似の時間で一時的にターンオフされるので、それらの時間を知ることができる。他の実施形態では、信号７２２が、過渡信号部を検出するために連続してサンプリングされ得る。
【０１０４】
いくつかの実施形態では、過渡信号部の向きの変化が、２つのコンパレータを用いて検出され得る。電流信号７４２の両方のゼロクロスが検出され得る。ただし、他の実施形態では、１つのコンパレータが、高く上がるか低く下がるかどちらかの過渡信号部の存在または不在を検出するために使用され得る。さらに、電流信号７４２の両方のゼロクロスは、１つのコンパレータを用いて検出され得る。
【０１０５】
ここで図８を参照すると、図１と同様の素子が同様の参照記号で示され、ゼロ電流検出モジュール８０２が、図１の電流測定モジュール１４４と同一または類似のものとすることができる。
【０１０６】
ゼロ電流検出モジュール８０２は、選択可能スイッチ８０４を介して３つのモータ巻線に結合された第１のコンパレータ８０８を含むことができる。ゼロ電流検出モジュール８０２は、選択可能スイッチ８０６を介して３つのモータ巻線に結合された第２のコンパレータ８１０も含むことができる。第１のコンパレータ８０８は、モータ電圧ＶＭと等しいまたは近い基準電圧を受信するように結合され得る。第２のコンパレータ８１０は、グランドと等しいまたは近い基準電圧を受信するように結合され得る。
【０１０７】
第１のコンパレータ８０８は、モータ電圧より高くなる選択したモータ巻線の電圧を表す出力信号８０８ａを生成するように構成される。第２のコンパレータ８１０は、グランドより低くなる選択したモータ巻線の電圧を示す出力信号８１０ａを生成するように構成される。したがって、動作中、第１のコンパレータ８０８は、正弦波モータ駆動に関連する図７のＰＷＭ信号の正の過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’を検出するように動作可能である。同様に、動作中、第２のコンパレータ８１０は、正弦波モータ駆動に関連する図７のＰＷＭ信号の負の過渡信号部７０４ｂ、７０４ｃを検出するように動作可能である。上記の説明のように、これらの信号部のエッジは、関連するモータ巻線のゼロ電流クロスを識別するために使用され得る。
【０１０８】
ゼロ電流検出モジュール８０２は、出力信号８０８ａ、８１０ａを受信するように結合され、出力信号８０８ａ、８１０ａのうちの選択した１つを表す信号８１２ａを生成し出力するように構成された、マルチプレクサ８１２も含むことができる。
【０１０９】
マルチプレクサ８１２は、変調信号生成モジュール１４６から制御信号１４６ｄを受信するように結合され得る。スイッチ８０４、８０６は、変調信号生成モジュール１４６から他の制御信号（図示せず）を受信するように結合され得る。
【０１１０】
変調信号生成モジュール１４６は、モータ巻線のうちの１つまたは複数のゼロ電流クロスを識別するために種々のタイプの論理を使用することができる。たとえば、図７および図７Ａに併せた上記の検討によれば、ＰＷＭ正弦波モータ駆動信号の場合、出力信号８０８ａ、８１０ａは、ＰＷＭ信号６４２の過渡信号部７０２ｂ、７０２ｃ、７０４ｂ、７０４ｃ、７０２ｂ’、７０２ｃ’の方向の変化を識別するために使用され得る。基本的には、過渡信号部の特定の方向の検出がなされるたびに、マルチプレクサ８１２が他のコンパレータを調べるために切り替えることができる。
【０１１１】
いくつかの実施形態では、コンパレータ８０８、８１０に信号を供給するために、スイッチが使用されず、１つのモータ巻線のみが使用される。いくつかの実施形態では、１つのコンパレータのみが使用され、マルチプレクサ８１２は必要ない。モータ巻線の電圧が、モータ電圧ＶＭより高くおよび／またはグランドより低くなるときを検出する、上記で説明した技術を使用することによって、モータ巻線を通る電流のゼロクロスを識別するために、種々の異なるタイプの論理が、変調信号生成モジュール１４６によって使用され得る。
【０１１２】
ここで図９を参照すると、グラフ９００は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。縦軸の目盛りが任意単位の電流の単位である。グラフ９００は、縦軸の目盛りも任意単位の電流の単位である。グラフ９２０は、横軸の目盛りが任意単位の時間の単位である。グラフ９２０は、縦軸の目盛りも任意単位の電圧の単位である。
【０１１３】
信号９０４は、上記で説明した正弦波モータ駆動信号に対して、台形波モータ駆動を表す。信号９０４は、モータ巻線の台形波電流信号を表す。
【０１１４】
電圧波形９２２は、１００％のモータ駆動のためにモータ巻線に印加された実際の電圧を表すことが理解されよう。１００％のモータ駆動に対して、信号９２２が、１００％のデューティサイクルを用いてＶＭの電圧（モータ電圧）を実現し、他の時間にゼロとなる。１００％より少ない異なる台形波モータ駆動（図示せず）に対しては、１００％駆動信号９２２が、ＶＭの電圧を実現する時間間隔中に、異なる台形波モータドライブが、１００％より少ない異なるモータ駆動に従って、デューティサイクルをもつパルス幅変調を有するパルス幅変調信号を供給する。
【０１１５】
モータの電気的回転の時間は、６つの状態に分かれることができ、その状態のうちの４つ９０２ａ、９０２ｂ、９０２ｃ、９０２ｄのみを示す。他の２つの状態中の信号は、明らかであろう。モータ巻線のうちのそれぞれ１つは、モータ駆動信号９２２と同様だが、位相をシフトした、位相のうちの異なる１つで始まるようなモータ駆動信号を受信する。
【０１１６】
台形波駆動を用いて、モータ巻線に印加された駆動信号は、第１の位相９０２ａ中でゼロであり、第４の位相９０２ｄ中でもゼロである。したがって、第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０２ｄ中に、電流信号９０４が、信号部９０４ａと信号部９０４ｂ中のゼロ電流を実現する。ゼロ電流は、モータ巻線の誘導的挙動のために第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０２ｄの開始時にすぐには実現されない。図１に併せて上記で説明した理由で、巻線に印加された駆動電圧がゼロであり、電流減衰がゼロであるとき、巻線をわたる逆起電力電圧が直接観察可能となる。
【０１１７】
図５および図５Ａに併せて上記でより十分に説明した理由で、信号部９２２ａ中で、モータ巻線の信号９２２が、ＶＭ＋Ｖｄの電圧を実現し、信号部９２２ｄ中で、信号９２２が、−Ｖｄの電圧を実現する。信号部９０４ａ、９０４ｄ中でゼロ電流を検出する例示的な方法について、図５および図５Ａに併せて上記で説明した。この目標のために、信号９２２の部分９２２ａ、９２２ｄが、図５、図５Ａおよび図８に併せて上記で説明したものなどの回路および技術を使用して、ゼロ巻線電流を検出するために使用され得る。
【０１１８】
第１の位相９０２ａおよび第４の位相９０４ｄの一部の間、特に、電圧信号９２２の点線部分９２２ｂ、９２２ｅ中、逆起電力電圧が直接観察可能である。電圧信号９２２の部分９２２ｂ、９２２ｅ中、また部分９２２ａ、９２２ｄ中も、関連するモータに駆動信号が全く印加されない。上記の説明のように、モータ巻線の誘導的挙動により、モータ巻線を通る電流が駆動信号９２２の部分９２２ｂ、９２２ｅ中のみでゼロ電流を実現することになる。
【０１１９】
上記の検討から、台形波駆動を用いて、また６つの駆動状態を使用して、それぞれのモータ巻線が駆動されてない実質的な時間間隔があり、たとえば、モータ巻線は、モータの電気的回転の６分の１（すなわち６０度）を共に占有する信号部９２２ａ、９２２ｂに関連する時間間隔中、また、モータの電気的回転の別の６分の１（すなわち６０度）を共に占有する信号部９２２ｄ、９２２ｅに関連する時間間隔中に駆動されてない。モータ巻線を通る電流は、過渡信号部９２２ａ、９２２ｄの端部で、すなわち信号部９２２ｂ、９２２ｅ中にゼロになる。信号部９２２ｂ、９２２ｅ中、逆起電力電圧が直接観察可能である。したがって、モータ巻線が連続的に駆動される上記で説明した正弦波駆動と違って、６つの状態の台形波駆動構成を用いると、端部がゼロ巻線電流を示すような過渡信号部９２２ａ、９２２ｄを検出するため、または、モータ回転位置を示す信号部９２２ｂ、９２２ｅ中にゼロ電流を検出するために、モータ駆動が巻線に全く印加されない間、時間窓を別個に生成する必要がない。
【０１２０】
本明細書で引用された全ての文献は、その全体が、参照により本明細書に組み込まれる。
【０１２１】
本特許の主題である、様々な概念、構造および技術を例証するのに役立つ、好ましい実施形態について説明してきたが、これらの概念、構造および技術を組み込む他の実施形態が使用されてもよいことが、ここで当業者には明らかとなるであろう。したがって、本特許の範囲は説明した実施形態に限定されるべきではなく、むしろ以下の特許請求の範囲の趣旨および範囲によってのみ限定されるべきであることが提示される。
【図１】
0006429777.tif 000002
【図２】
0006429777.tif 000003
【図３】
0006429777.tif 000004
【図４】
0006429777.tif 000005
【図５】
0006429777.tif 000006
【図６】
0006429777.tif 000007
【図７】
0006429777.tif 000008
【図７Ａ】
0006429777.tif 000009
【図８】
0006429777.tif 000010
【図９】
0006429777.tif 000011