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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023174545
(43)【公開日】2023-12-07
(54)【発明の名称】モーター相電流再構成
(51)【国際特許分類】
H02P 21/14 20160101AFI20231130BHJP
【ＦＩ】
H02P21/14
【審査請求】未請求
【請求項の数】43
【出願形態】ＯＬ
【外国語出願】
(21)【出願番号】P 2023074987
(22)【出願日】2023-04-28
(31)【優先権主張番号】17/824,557
(32)【優先日】2022-05-25
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(71)【出願人】
【識別番号】501315784
【氏名又は名称】パワー・インテグレーションズ・インコーポレーテッド
(74)【代理人】
【識別番号】100125818
【弁理士】
【氏名又は名称】立原 聡
(72)【発明者】
【氏名】ジョン エマニュエル アティエンザ タン
(72)【発明者】
【氏名】エマニュエル ベレン アントニオ
(72)【発明者】
【氏名】ジャエビー マーク クイロズ カルデロン
(72)【発明者】
【氏名】ジョン ヘンリー レメンティラ プエンテ
【テーマコード（参考）】
5H505
【Ｆターム（参考）】
5H505AA04
5H505AA09
5H505DD06
5H505EE41
5H505GG04
5H505GG06
5H505HB01
5H505JJ04
5H505LL14
5H505LL22
5H505LL41
(57)【要約】 （修正有）
【課題】動作を実施するように構成された相電流再構成器を備える、モーター駆動システムのためのシステム制御装置を提供する。
【解決手段】動作は、固定子電流角度と、動作時にモーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、それぞれの相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された固定子電流角度に基づいて選択することと、それぞれの相電流に対するそれぞれの再構成スケーリングファクターを、選択された参照表から取得することと、複数のデバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された再構成スケーリングファクターから生成することと、再構成された相電流の大きさの値を出力することとを含む。
【選択図】図１Ａ
【解決手段】動作は、固定子電流角度と、動作時にモーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、それぞれの相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された固定子電流角度に基づいて選択することと、それぞれの相電流に対するそれぞれの再構成スケーリングファクターを、選択された参照表から取得することと、複数のデバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された再構成スケーリングファクターから生成することと、再構成された相電流の大きさの値を出力することとを含む。
【選択図】図１Ａ
【特許請求の範囲】
【請求項1】
モーター駆動システムのためのシステム制御装置であって、前記システム制御装置が、
相電流再構成器であって、
固定子電流角度と、動作時に前記モーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、
それぞれの相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された前記固定子電流角度に基づいて選択することと、
それぞれの前記相電流に対するそれぞれの再構成スケーリングファクターを、選択された前記参照表から取得することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された前記再構成スケーリングファクターから生成することと、
前記再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む動作を実施するように構成された、前記相電流再構成器と、
出力された前記再構成された相電流の大きさの値を受信するように、および、固定子の基準座標系のアルファ成分とベータ成分とを生成するように構成された基準座標系変換器と、
前記アルファ成分と前記ベータ成分とを受信するように、および、前記固定子電流角度の推定結果を演算するように、および、前記相電流再構成器に戻すように前記固定子電流角度の前記推定結果を提供するように構成された固定子電流角度推定部と、
前記再構成された相電流の大きさの値に基づいて複数の前記デバイスに対する制御信号を生成するように構成された制御信号生成器と、
を備える、システム制御装置。
相電流再構成器であって、
固定子電流角度と、動作時に前記モーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、
それぞれの相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された前記固定子電流角度に基づいて選択することと、
それぞれの前記相電流に対するそれぞれの再構成スケーリングファクターを、選択された前記参照表から取得することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された前記再構成スケーリングファクターから生成することと、
前記再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む動作を実施するように構成された、前記相電流再構成器と、
出力された前記再構成された相電流の大きさの値を受信するように、および、固定子の基準座標系のアルファ成分とベータ成分とを生成するように構成された基準座標系変換器と、
前記アルファ成分と前記ベータ成分とを受信するように、および、前記固定子電流角度の推定結果を演算するように、および、前記相電流再構成器に戻すように前記固定子電流角度の前記推定結果を提供するように構成された固定子電流角度推定部と、
前記再構成された相電流の大きさの値に基づいて複数の前記デバイスに対する制御信号を生成するように構成された制御信号生成器と、
を備える、システム制御装置。
【請求項2】
前記相電流再構成器が、前記固定子電流角度に応じてセクターとセクター角度とを特定する、
請求項１に記載のシステム制御装置。
請求項１に記載のシステム制御装置。
【請求項3】
前記相電流再構成器が、前記複数の参照表に対するインデックスを特定し、前記インデックスが、実質的に前記固定子電流角度と前記セクター角度との間の差である、
請求項２に記載のシステム制御装置。
請求項２に記載のシステム制御装置。
【請求項4】
前記複数の参照表が、第１の参照表と第２の参照表と第３の参照表とを含み、
前記第１の参照表と前記第２の参照表と前記第３の参照表とに記憶された前記再構成スケーリングファクターが、前記インデックスに応じたものである、
請求項３に記載のシステム制御装置。
前記第１の参照表と前記第２の参照表と前記第３の参照表とに記憶された前記再構成スケーリングファクターが、前記インデックスに応じたものである、
請求項３に記載のシステム制御装置。
【請求項5】
前記第１の参照表に記憶された前記再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと１２０度との和のサインを前記インデックスのサインで割ったものである、
請求項４に記載のシステム制御装置。
請求項４に記載のシステム制御装置。
【請求項6】
前記第２の参照表に記憶された前記再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと１２０度との差のサインを前記インデックスのサインで割ったものである、
請求項４に記載のシステム制御装置。
請求項４に記載のシステム制御装置。
【請求項7】
前記第３の参照表に記憶された前記再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスのサインを前記インデックスと１２０度との間の差のサインで割ったものである、
請求項４に記載のシステム制御装置。
請求項４に記載のシステム制御装置。
【請求項8】
前記複数の参照表が、第１の参照表と第２の参照表とを含み、前記第１の参照表と前記第２の参照表とに記憶された前記再構成スケーリングファクターが、前記インデックスに応じたものである、
請求項３に記載のシステム制御装置。
請求項３に記載のシステム制御装置。
【請求項9】
前記第１の参照表に記憶された前記再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと６０度との和のサインを６０度と前記インデックスとの間の差のサインで割ったものである、
請求項８に記載のシステム制御装置。
請求項８に記載のシステム制御装置。
【請求項10】
前記第２の参照表に記憶された前記再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスのサインを前記インデックスと６０度との和のサインで割ったものである、
請求項８に記載のシステム制御装置。
請求項８に記載のシステム制御装置。
【請求項11】
前記固定子電流角度推定部が、位相ロックループを含む、
請求項１に記載のシステム制御装置。
請求項１に記載のシステム制御装置。
【請求項12】
前記固定子電流角度推定部が、
前記ベータ成分と前記固定子電流角度のコサインとを受信するように構成された、および、前記ベータ成分と前記固定子電流角度の前記コサインとを乗じるように更に構成された第１の乗算器と、
前記アルファ成分と前記固定子電流角度のサインとを受信するように構成された、および、前記アルファ成分と前記固定子電流角度の前記サインとを乗じるように更に構成された第２の乗算器と、
前記第１の乗算器の出力から前記第２の乗算器の出力を減算するように構成された第１の算術演算素子と、
利得Ｋｐを使用して前記第１の算術演算素子の出力を増幅するように構成された第１の増幅器と、
利得Ｋｉを使用して前記第１の算術演算素子の前記出力を増幅するように構成された第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の出力を積分するように構成された第１の積分器と、
前記第１の増幅器の出力と前記第１の積分器の出力とを受信するように構成された第２の算術演算素子であって、前記第２の算術演算素子が、前記第１の増幅器の前記出力と前記第１の積分器の前記出力とを足し合わせる、前記第２の算術演算素子と、
前記第２の算術演算素子の出力を積分するように、および、前記固定子電流角度を提供するように構成された第２の積分器と、
を更に備える、
請求項１１に記載のシステム制御装置。
前記ベータ成分と前記固定子電流角度のコサインとを受信するように構成された、および、前記ベータ成分と前記固定子電流角度の前記コサインとを乗じるように更に構成された第１の乗算器と、
前記アルファ成分と前記固定子電流角度のサインとを受信するように構成された、および、前記アルファ成分と前記固定子電流角度の前記サインとを乗じるように更に構成された第２の乗算器と、
前記第１の乗算器の出力から前記第２の乗算器の出力を減算するように構成された第１の算術演算素子と、
利得Ｋｐを使用して前記第１の算術演算素子の出力を増幅するように構成された第１の増幅器と、
利得Ｋｉを使用して前記第１の算術演算素子の前記出力を増幅するように構成された第２の増幅器と、
前記第２の増幅器の出力を積分するように構成された第１の積分器と、
前記第１の増幅器の出力と前記第１の積分器の出力とを受信するように構成された第２の算術演算素子であって、前記第２の算術演算素子が、前記第１の増幅器の前記出力と前記第１の積分器の前記出力とを足し合わせる、前記第２の算術演算素子と、
前記第２の算術演算素子の出力を積分するように、および、前記固定子電流角度を提供するように構成された第２の積分器と、
を更に備える、
請求項１１に記載のシステム制御装置。
【請求項13】
前記アルファ成分と前記ベータ成分とに応じて、回転子フラックスベクトルの角度位置を表す回転子角度を出力するように構成された回転子位置推定部を更に備える、
請求項１に記載のシステム制御装置。
請求項１に記載のシステム制御装置。
【請求項14】
前記基準座標系変換器が、前記アルファ成分および前記ベータ成分を横軸成分および直軸成分に更に変換するように構成されており、前記横軸成分および前記直軸成分が、前記アルファ成分および前記ベータ成分の静止対回転座標系変換である、
請求項１に記載のシステム制御装置。
請求項１に記載のシステム制御装置。
【請求項15】
前記横軸成分と前記直軸成分とモーターの特性を表す入力とを受信するように構成された比例・積分器制御ブロックであって、前記比例・積分器制御ブロックが、前記モーターの前記特性に応じて、前記横軸成分を調節するための制御信号と前記直軸成分を調節するための制御信号とを出力するように構成された、前記比例・積分器制御ブロックと、
前記横軸成分を調節するための前記制御信号と前記直軸成分を調節するための前記制御信号とを受信するように、および、前記相電流の大きさを調節するための複数の制御信号を出力するように構成された第２の基準座標系変換器であって、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号が、前記横軸成分を調節するための前記制御信号および前記直軸成分を調節するための前記制御信号の変換であり、前記制御信号生成器が、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号を受信するように、および、複数の前記デバイスに対する複数の前記制御信号を出力するように更に構成された、前記第２の基準座標系変換器と、
を更に備える、請求項１４に記載のシステム制御装置。
前記横軸成分を調節するための前記制御信号と前記直軸成分を調節するための前記制御信号とを受信するように、および、前記相電流の大きさを調節するための複数の制御信号を出力するように構成された第２の基準座標系変換器であって、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号が、前記横軸成分を調節するための前記制御信号および前記直軸成分を調節するための前記制御信号の変換であり、前記制御信号生成器が、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号を受信するように、および、複数の前記デバイスに対する複数の前記制御信号を出力するように更に構成された、前記第２の基準座標系変換器と、
を更に備える、請求項１４に記載のシステム制御装置。
【請求項16】
前記回転子角度を受信するように構成された比例・積分器制御ブロックであって、前記比例・積分器制御ブロックが、モーターの前記特性と前記回転子角度とに応じて、横軸成分を調節するための制御信号と直軸成分を調節するための制御信号とを出力するように構成された、前記比例・積分器制御ブロックと、
前記横軸成分を調節するための前記制御信号と前記直軸成分を調節するための前記制御信号とを受信するように、および、前記相電流の大きさを調節するための複数の制御信号を出力するように構成された第２の基準座標系変換器であって、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号が、前記横軸成分を調節するための前記制御信号および前記直軸成分を調節するための前記制御信号の変換である、前記第２の基準座標系変換器と、
を更に備え、
前記制御信号生成器が、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号を受信するように、および、複数の前記デバイスに対する複数の前記制御信号を出力するように更に構成された、
請求項１３に記載のシステム制御装置。
前記横軸成分を調節するための前記制御信号と前記直軸成分を調節するための前記制御信号とを受信するように、および、前記相電流の大きさを調節するための複数の制御信号を出力するように構成された第２の基準座標系変換器であって、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号が、前記横軸成分を調節するための前記制御信号および前記直軸成分を調節するための前記制御信号の変換である、前記第２の基準座標系変換器と、
を更に備え、
前記制御信号生成器が、前記相電流の大きさを調節するための複数の前記制御信号を受信するように、および、複数の前記デバイスに対する複数の前記制御信号を出力するように更に構成された、
請求項１３に記載のシステム制御装置。
【請求項17】
モーターの複数の相電流を再構成するための方法であって、前記方法が、
第１の相電流検出信号と第２の相電流検出信号と第３の相電流検出信号とを受信することと、
固定子電流角度に応じて、角度の複数のセクターからセクターを選択することと、
選択された前記セクターに応じてセクター角度を特定することと、
前記第１の相電流検出信号、前記第２の相電流検出信号、および前記第３の相電流検出信号のうちの１つが利用可能であるか否かを判定することと、
前記セクターと、前記第１の相電流検出信号、前記第２の相電流検出信号、および前記第３の相電流検出信号のうちの１つが利用可能であるか否かを判定することとに応じて、参照表を選択することと、
前記固定子電流角度と前記セクター角度との間の差に応じてインデックスを特定することと、
前記インデックスに応じて、選択された前記参照表に記憶されたスケーリングファクターを選択することと、
選択された前記スケーリングファクターと特定された利用可能な相電流検出信号とに応じて、再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む、方法。
第１の相電流検出信号と第２の相電流検出信号と第３の相電流検出信号とを受信することと、
固定子電流角度に応じて、角度の複数のセクターからセクターを選択することと、
選択された前記セクターに応じてセクター角度を特定することと、
前記第１の相電流検出信号、前記第２の相電流検出信号、および前記第３の相電流検出信号のうちの１つが利用可能であるか否かを判定することと、
前記セクターと、前記第１の相電流検出信号、前記第２の相電流検出信号、および前記第３の相電流検出信号のうちの１つが利用可能であるか否かを判定することとに応じて、参照表を選択することと、
前記固定子電流角度と前記セクター角度との間の差に応じてインデックスを特定することと、
前記インデックスに応じて、選択された前記参照表に記憶されたスケーリングファクターを選択することと、
選択された前記スケーリングファクターと特定された利用可能な相電流検出信号とに応じて、再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む、方法。
【請求項18】
前記角度の複数のセクターが、実質的に前記固定子電流角度の６０度の増分であり、第０のセクター、第１のセクター、第２のセクター、第３のセクター、第４のセクター、および第５のセクターを含む、
請求項１７に記載の方法。
請求項１７に記載の方法。
【請求項19】
前記第１の相電流検出信号を第１の閾値と比較することと、
前記第２の相電流検出信号を第２の閾値と比較することと、
前記第３の相電流検出信号を第３の閾値と比較することと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
前記第２の相電流検出信号を第２の閾値と比較することと、
前記第３の相電流検出信号を第３の閾値と比較することと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項20】
前記第１の相電流検出信号が前記第１の閾値より大きいこと、および、第２の相電流が前記第２の閾値より大きいことを特定することと、
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが、実質的に前記第２の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号と前記第２の相電流検出信号との和であることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが、実質的に前記第２の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号と前記第２の相電流検出信号との和であることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項21】
前記第１の相電流検出信号が前記第１の閾値より大きいこと、および、第３の相電流が前記第３の閾値より大きいことを特定することと、
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号と前記第３の相電流検出信号との和であることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第３の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第１の相電流検出信号と前記第３の相電流検出信号との和であることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第３の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項22】
前記第２の相電流検出信号が前記第２の閾値より大きいこと、および、第３の相電流が前記第３の閾値より大きいことを特定することと、
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第２の相電流検出信号と前記第３の相電流検出信号との和であることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第２の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第３の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
第１の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第２の相電流検出信号と前記第３の相電流検出信号との和であることを特定することと、
第２の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第２の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
第３の再構成された相電流の大きさが実質的に前記第３の相電流検出信号にマイナスを掛けたものであることを特定することと、
を更に含む、請求項１９に記載の方法。
【請求項23】
始動動作が完了しているか否かを判定することと、
前記始動動作が完了してない場合、前記固定子電流角度を特定するために、受信された回転子角度を使用することと、
前記始動動作が完了している場合、前記固定子電流角度に対して、受信された推定された固定子電流角度を使用することと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
前記始動動作が完了してない場合、前記固定子電流角度を特定するために、受信された回転子角度を使用することと、
前記始動動作が完了している場合、前記固定子電流角度に対して、受信された推定された固定子電流角度を使用することと、
を更に含む、請求項１７に記載の方法。
【請求項24】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第１の参照表を選択することと、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第１の参照表を選択することと、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項25】
前記第１の参照表に記憶された再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと１２０度との和のサインを前記インデックスのサインで割ったものである、
請求項２４に記載の方法。
請求項２４に記載の方法。
【請求項26】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項27】
前記第２の参照表に記憶された再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと１２０度との間の差のサインを前記インデックスのサインで割ったものである、
請求項２６に記載の方法。
請求項２６に記載の方法。
【請求項28】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第３の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第３の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項29】
前記第３の参照表に記憶された再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスのサインを前記インデックスと１２０度との間の差のサインで割ったものである、
請求項２８に記載の方法。
請求項２８に記載の方法。
【請求項30】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項31】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項32】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第３の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第３の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項33】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項34】
前記第１の参照表に記憶された再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスと６０度との和のサインを６０度と前記インデックスとの間の差のサインで割ったものである、
請求項３３に記載の方法。
請求項３３に記載の方法。
【請求項35】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項36】
前記第２の参照表に記憶された再構成スケーリングファクターが、実質的に前記インデックスのサインを前記インデックスと６０度との和のサインで割ったものである、
請求項３５に記載の方法。
請求項３５に記載の方法。
【請求項37】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第０のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第２のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第４のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第１の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項38】
前記セクターに応じて前記参照表を選択することが、
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
前記セクターが前記第１のセクターであって前記第１の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第３のセクターであって前記第２の相電流検出信号が利用可能である場合、または、前記セクターが前記第５のセクターであって前記第３の相電流検出信号が利用可能である場合、逆の第２の参照表を選択すること、
を更に含む、
請求項１８に記載の方法。
【請求項39】
モーターの複数の相電流を再構成するための方法であって、前記方法が、
固定子電流角度と、動作時にモーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、
それぞれの前記相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された前記固定子電流角度に基づいて選択することと、
それぞれの前記相電流に対するそれぞれの前記再構成スケーリングファクターを、選択された前記参照表から取得することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された前記再構成スケーリングファクターから生成することと、
前記再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む、方法。
固定子電流角度と、動作時にモーター駆動システムを駆動する複数のそれぞれのデバイスからの複数の相電流検出信号とを受信することと、
それぞれの前記相電流に対する再構成スケーリングファクターを記憶した複数の参照表の中から参照表を、受信された前記固定子電流角度に基づいて選択することと、
それぞれの前記相電流に対するそれぞれの前記再構成スケーリングファクターを、選択された前記参照表から取得することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの再構成された相電流の大きさの値を、取得された前記再構成スケーリングファクターから生成することと、
前記再構成された相電流の大きさの値を出力することと、
を含む、方法。
【請求項40】
前記複数の参照表の中から前記参照表を、受信された前記固定子電流角度に基づいて選択することが、
前記複数の相電流検出信号のうちのどの１つが利用可能であるかを特定することと、
受信された前記固定子電流角度と利用可能な前記複数の相電流検出信号のうちの１つとに基づいて前記複数の参照表の中から前記参照表を選択することと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
前記複数の相電流検出信号のうちのどの１つが利用可能であるかを特定することと、
受信された前記固定子電流角度と利用可能な前記複数の相電流検出信号のうちの１つとに基づいて前記複数の参照表の中から前記参照表を選択することと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
【請求項41】
前記複数の相電流検出信号のうちのどの１つが利用可能であるかを特定することが、
前記複数の相電流検出信号をそれぞれの閾値と比較することと、
前記相電流検出信号がそれぞれの前記閾値より大きい場合、前記相電流検出信号が利用可能であると特定することと、
を更に含む、
請求項４０に記載の方法。
前記複数の相電流検出信号をそれぞれの閾値と比較することと、
前記相電流検出信号がそれぞれの前記閾値より大きい場合、前記相電流検出信号が利用可能であると特定することと、
を更に含む、
請求項４０に記載の方法。
【請求項42】
それぞれの前記再構成スケーリングファクターを、選択された前記参照表から取得することが、
固定子電流角度に応じた角度の複数のセクターから、セクターを、受信された前記固定子電流角度から特定すること、
特定された前記セクターからセクター角度を特定することと、
前記固定子電流角度と前記セクター角度との間の差に応じて、インデックスを特定することと、
選択された前記参照表からそれぞれの前記再構成スケーリングファクターを取得するために前記インデックスを使用することと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
固定子電流角度に応じた角度の複数のセクターから、セクターを、受信された前記固定子電流角度から特定すること、
特定された前記セクターからセクター角度を特定することと、
前記固定子電流角度と前記セクター角度との間の差に応じて、インデックスを特定することと、
選択された前記参照表からそれぞれの前記再構成スケーリングファクターを取得するために前記インデックスを使用することと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
【請求項43】
複数の前記デバイスに対するそれぞれの前記再構成された相電流の大きさの値を、取得された前記再構成スケーリングファクターから生成することが、
前記複数の相電流検出信号のうちのどの１つが利用可能であるかを特定することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの前記再構成された相電流の大きさの値を生成するために、前記再構成スケーリングファクターに特定された利用可能な前記相電流検出信号を乗じることと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
前記複数の相電流検出信号のうちのどの１つが利用可能であるかを特定することと、
複数の前記デバイスに対するそれぞれの前記再構成された相電流の大きさの値を生成するために、前記再構成スケーリングファクターに特定された利用可能な前記相電流検出信号を乗じることと、
を更に含む、
請求項３９に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
[001] 本発明は概してモータードライバに関し、特に、ブラシレスＤＣモータードライバに関する。
【背景技術】
【0002】
[002] 例えば通気ファン、冷却システム、冷却器、食器洗い機、洗濯／乾燥機、および多くの他の白物家電／物品といった家庭用および産業用電化製品は、典型的には電源から機械的負荷までエネルギーを伝達する電動モーターを使用する。電動モーターを駆動するための電気エネルギーは、電源から（例えばＡＣ低周波電源から）電気エネルギーを取り出す駆動システムを通して提供される。電気エネルギーは電力コンバーターを通して処理され、所望の機械的な出力を達成するためにモーターに供給される所望の形態の電気エネルギーに変換される。モーターの所望の機械的な出力は、例えば、モーターの速度、トルク、またはモーターシャフトの位置であり得る。
【0003】
[003] モーターおよびモーターに関連した回路、例えばモータードライバがネットワーク負荷の大部分に相当する。モータードライバの機能、効率、サイズ、および価格は、これらの製品のサプライヤーが検討する、困難を伴い競争力に関連した要因である。モーター駆動部における電力コンバーターの機能は、モーターシャフトにおける所望の機械的な出力負荷の動き（例えば、スピン／力）のための、例えば電圧、電流、周波数、および位相といった入力電気信号をモーターに提供することを含む。一例における電力コンバーターは、ＤＣ入力を所望の電圧、電流、周波数、および位相のＡＣ出力に変換するインバーターであり得る。電力コンバーターの制御装置は、センサーブロックから受信された信号に応答してエネルギーの流れを調節する。モーターまたは電力コンバーターからの低出力の検出された信号は、実際の値を所望の値と比較することにより閉ループシステムにおいて制御装置に送信される。制御装置は、対象出力を維持するように実際の値を所望の値と比較して出力を調節する。
【0004】
[004] ブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モーターは、それらのより高い信頼性および効率の点から知られており、ブラシ付きＤＣおよびモーターに置き換わる、市場において一般的な選択肢となりつつある。それらは、例えば冷却器、空調機、真空掃除機、洗濯機／乾燥機、および他の白物物品といった家庭用電化製品、および、例えば電動ドリルまたは他の電動工具といった電力式工具において広く使用されている。ＢＬＤＣモーターは、典型的にはハーフブリッジスイッチャーモジュールの組み合わせとしてインバーターステージを含む電力コンバーターを必要とする。ハーフブリッジスイッチャーモジュールは、より小サイズでより高効率な小型構造を提供する集積回路の内部の電力スイッチと制御ブロックとを含み得る。
【発明の概要】
【0005】
[005] 以下の図を参照しながら、本発明の非限定的かつ非網羅的な実施形態が説明され、異なる図の中の同様の参照符号は、別段の指定がない限り同様の部分を示す。
【図面の簡単な説明】
【0006】
【発明を実施するための形態】
【0007】
[0018] 図面中の複数の図にわたり、対応する参照符号が対応するコンポーネントを示す。当業者は、図中の要素が簡潔かつ明確であるように描かれること、および、一定の縮尺で描かれているとは限らないことを理解する。例えば、図中の幾つかの要素の寸法は、本発明の様々な実施形態をより理解しやすくするために、他の要素より誇張される場合がある。更に、市販に適した実施形態において有用なまたは必要な、一般的だが良く理解される要素は、多くの場合、本発明に係るこれらの様々な実施形態の図が見づらくならないように、描かれない。
【0008】
[0019] 以下の説明では、本発明を十分に理解してもらうために、多くの特定の詳細事項が記載される。しかし、本発明を実施するために特定の詳細事項が使用されるとは限らないことが当業者に明らかである。他の例を挙げると、よく知られた材料または方法については、本発明が理解しにくくなるのを防ぐために、詳細には説明されていない。
【0009】
[0020] 本明細書中での、「一実施形態」、「実施形態」、「一例」、または「例」についての言及は、実施形態または例との関連で説明される特定の特徴、構造、または特性が本発明の少なくとも１つの実施形態に含まれることを意味する。したがって、本明細書中の様々な場所における「一実施形態において」、「実施形態において」、「一例」、または「例」といった表現の使用は、すべてが同じ実施形態または例に関連するとは限らない。更に、特定の特徴、構造、または特性は、１つまたは複数の実施形態または例において、任意の適切な組み合わせ、および／または部分的組み合わせで組み合わされてもよい。特定の特徴、構造、または特性は、説明される機能を提供する集積回路、電子回路、結合論理回路、または他の適切なコンポーネントに含まれてもよい。加えて、本明細書とともに提供される図が当業者への説明を目的としていること、および図面が一定の縮尺で描かれているとは限らないことが理解される。
【0010】
[0021] ブラシレスＤＣ（ＢＬＤＣ）モーターは、ブラシ付きＤＣおよびＡＣモーターを置き換えるための一般的な選択肢になりつつある。それらは例えば冷却器、空調機、真空掃除機、洗濯機／乾燥機、ファン、ポンプ、および他の白物物品といった家庭用電化製品、および、例えば電動ドリルまたは他の電動工具といった電力式工具において広く使用される。ＢＬＤＣモーターは典型的には１つまたは複数のハーフブリッジモジュールのインバーターステージを含む電力コンバーターを使用する。ハーフブリッジモジュールは概して電力スイッチ、ハーフブリッジ構成で結合されたハイ側電力スイッチおよびロー側電力スイッチ、および、電力スイッチをオンまたはオフに駆動するためのそれらのそれぞれのスイッチ制御装置を含む。ＢＬＤＣモーターのためのモーター駆動システムは更に概して、電力スイッチのオン切り替えとオフ切り替えとを制御するために、および、ひいてはＢＬＤＣモーターの回転子シャフトの所望の運動を制御するために、モーターの特性に関連した検出信号を受信する、および、ハーフブリッジモジュールに制御信号を送信するシステム制御装置を含む。
【0011】
[0022] 三相モーターは３つの巻線を伴う、Ｕ、Ｖ、およびＷと呼ばれる３つの端子を含む。巻線およびそれに伴う相は概して、それらに対応する端子により参照される。三相モーターのためのモーター駆動システムは、ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷというモーターの三相電流の大きさと方向とを制御するために、システム制御装置と３つのハーフブリッジモジュールとを使用する。システム制御装置は、例えば台形波またはサイン波コミュテーションといった幾つかの異なる制御スキームを使用し得る。台形波コミュテーションの場合、電流は一度に１ペアずつモーター端子を通して制御され、第３のモーターは端子的に電気的に接続解除される。しかし、モーター端子はペアでのみ制御されるので、モーターが制御され得るのは６つのディスクリートな方向しか存在しない。したがって、位置ずれがよく起こり、制御は低いモーター速度ではぎくしゃくし得る。サイン波コミュテーションは、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの形状がサイン波になるようにしながら３つのモーター巻線を駆動しようと試みる。迅速な過渡応答とともに、モーター位置と相電流との両方のフィードバック情報が概して、サイン波コミュテーションに必要である。しかし、高いモーター速度では、サイン波コミュテーションの過渡応答は十分ではない場合があり得、制御は高いモーター速度では大幅に劣化し得る。
【0012】
[0023] フィールド指向制御は、電流空間ベクトルと呼ばれることの多いベクトルとして相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの表現を利用するシステム制御装置により使用され得る別の制御スキームである。所与の巻線に対する電流空間ベクトルは、その巻線により生成された磁場を表す方向と、巻線を通る相電流に比例した大きさとをもつ。総固定子電流は、モーターの各巻線の各電流相ベクトルの和であるベクトルにより提示され得る。三相モーターの各電流空間ベクトルは実質的に１２０度（１２０°）離れている。
【0013】
[0024] フィールド指向制御（ＦＯＣ）の場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの電流空間ベクトルは、１２０度（１２０°）離れたＵ軸、Ｖ軸、およびＷ軸というモーター巻線の３軸基準座標系における固定子電流の表現を可能にする。３軸基準座標系における固定子電流ベクトルの表現は、クラーク変換を使用して９０度（９０°）離れたアルファ－軸（α軸）およびベータ－軸（β軸）という固定子の２軸基準座標系における固定子電流ベクトルの表現に変換され得る。固定子の２軸基準座標系における固定子電流ベクトルは、９０度（９０°）離れている直軸（ｄ軸）および横軸（ｑ軸）という回転子の回転する２軸基準座標系において更に表され得るが、パーク変換を使用して回転子に対して回転し得る。固定子電流ベクトルの直軸ｄ軸成分が回転子を回転させない圧縮力を生成するのに対し、固定子電流ベクトルの横軸ｑ軸成分はトルクを生成する。したがって、比例積分（ＰＩ）制御が、直軸成分を最小化するために、および、固定子電流ベクトルの横軸成分を最大化するために使用され得る。ＰＩ制御の出力は次に、固定子の固定の２軸基準座標系（９０°離れたα軸およびβ軸）に戻すように変換され、次にモーター巻線の３軸基準に戻すように変換される。したがって、ＦＯＣを使用するシステム制御装置は、低速では滑らかな動きを伴い得、高速では高効率の動作を伴い得る。しかし、ＦＯＣが使用される場合、システム制御装置は、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの全体を受信しなければならない。モーター駆動システムが相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷを測定するための１つの一般的な技術は、ハーフブリッジモジュールの各足のロー側スイッチと直列にシャント抵抗器を追加することである。例えば演算増幅器およびオフセットコンポーネントといった更なるコンポーネントが、システム制御装置が相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷを測定するために更に追加され、これは、非常に大きい物理的空間を使用し、コンポーネント数を増やし、システム全体のコストを上げる。
【0014】
[0025] 対照的に、ＢｒｉｄｇｅＳｗｉｔｃｈ（商標）ハーフブリッジモジュールは、ハーフブリッジモジュールのロー側スイッチを通って流れる電流に比例した、および従って相電流の一部に比例した相電流検出信号（ＩＰＨ）を提供する端子を含む。しかし、相電流検出信号の各々は、それらのそれぞれの検出された相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの一部、特に相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの負の部分を提供する。したがって、任意の所与の時点において、全ての三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷが、相電流検出信号から利用可能というわけではない場合があり得る。ＦＯＣを使用するために、相電流が、存在する少なくとも１つの相電流検出信号（ＩＰＨ）から再構成されなければならない。
【0015】
[0026] 相電流の再構成は、ｈｔｔｐｓ：／／ｗｗｗ．ｐｏｗｅｒ．ｃｏｍ／ｄｅｓｉｇｎ－ｓｕｐｐｏｒｔ／ｗｈｉｔｅｐａｐｅｒｓ／ｄｉｒｅｃｔ－ｕｓｅ－ｂｒｉｄｇｅｓｗｉｔｃｈ－ｃｕｒｒｅｎｔ－ｓｅｎｓｅ－ｓｉｇｎａｌ－ｏｕｔｐｕｔ－ｆｉｅｌｄ－ｏｒｉｅｎｔｅｄ－ｃｏｎｔｒｏｌ－ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ－ｄｃ－ｍｏｔｏｒｓにおいて２０１９年８月に公開されたＳ．ＢａｅｕｒｌｅおよびＭ．Ａｈｍｅｄを著者とする「Ｄｉｒｅｃｔ Ｕｓｅ ｏｆ ＢｒｉｄｇｅＳｗｉｔｃｈＴＭ Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｓｅｎｓｅ Ｓｉｇｎａｌ Ｏｕｔｐｕｔ ｉｎ Ｆｉｅｌｄ Ｏｒｉｅｎｔｅｄ Ｃｏｎｔｒｏｌ ｏｆ Ｂｒｕｓｈｌｅｓｓ ＤＣ Ｍｏｔｏｒｓ」と題する白書において説明されており、その全体が参照により本明細書に組み込まれる。しかし、白書において提案された再構成アルゴリズムは、再構成スケーリングファクターを生成するための三角関数計算および除算の組み合わせであり、これはシステム制御装置のために非常に大きい処理能力を必要とし得る。再構成された相電流は実質的に再構成スケーリングファクターと相電流検出信号との乗算結果である。例えば、例えば４８ＭＨｚ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ０マイクロ制御装置といったマイクロ制御装置が多くの場合モーター駆動システムのためのシステム制御装置のために使用される。これらのマイクロ制御装置は概して、約４８ＭＨｚの処理速度をもつ、約３２ｋＢ～２００ｋＢのフラッシュメモリ、約８ｋＢ～１６ｋＢのＲＡＭを含む。これらのマイクロ制御装置は、ＦＯＣを利用するために十分速い速度で電流再構成のための三角関数計算を実施することができない場合があり得る。例えば、白書の提案されている工程に従った相電流再構成は、典型的なモーター駆動システムとともに一般的に使用されるマイクロ制御装置に対して約８３６．６３μｓの処理時間がかかり得る。
【0016】
[0027] 例えばフィールド指向制御といった制御スキームの場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷを検出することは相電流の電流フィードバックを必要とする。幾つかの推定では、ハーフブリッジモジュールの外部にある全部で２９個のコンポーネントが、三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの電流フィードバックを提供するために使用される。対照的に、本開示の実施形態は、ハーフブリッジモジュールのロー側スイッチを通って流れる電流に比例した、および従って相電流の一部に比例した内部で検出された相電流検出信号（ＩＰＨ）を提供する端子を含むハーフブリッジモジュールを使用する。したがって、ハーフブリッジモジュール当たり１つの抵抗器が三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの電流フィードバックを提供することに使用され得、電流フィードバックのための外部コンポーネント数を９０パーセントぶん減らす。従来のシャント抵抗器の場合、相電流の全体が抵抗器を通って流れ、シャント抵抗器に起因した電力損失が非常に大きくなり得る。対照的に、内部で検出された相電流検出信号（ＩＰＨ）は相電流自体よりはるかに小さい値である。例えば、相電流が１アンペア（Ａ）であり得るのに対し、相電流検出信号は１００μＡであり得る。従来のシャント抵抗器が典型的には０．２２オームの抵抗器であるのに対し、１つの抵抗器は相電流検出信号を電圧値に変換するために概して１０ｋＯｈｍである。従来の抵抗器に起因した電力損失が約２２０ｍＷであるのに対し、ＩＰＨ相電流検出信号に起因した電力損失は約０．１ｍＷであり、電力損失の９９．９５％の改善がみられる。
【0017】
[0028] 本開示の実施形態は、相電流再構成のために使用される計算結果におけるパターンに気付いた。特に本開示の実施形態は、幾つかの反復パターンが６０度（６０°）ごとに発生することを認識した。したがって、３６０度（３６０°）の相電流は、実質的に６０度（６０°）の増分で６つのセクター（セクター０からセクター５）に区切られ得、反復パターンは固定子電流ベクトルの固定子電流角度Θαβに応じたものである。したがって、反復パターンは参照表により表され得、これが、相電流再構成のための処理時間を短くする計算結果のプリロードを可能にする。参照表は、固定子電流角度Θαβに応じてインデックスを付され得、適切な参照表の選択は、固定子電流角度Θαβと少なくとも１つの相電流検出信号（ＩＰＨ）とに応じたものであり得る。固定子電流角度Θαβは、固定子電流ベクトルのアルファ成分およびベータ成分から推定され得る。更に、参照表に記憶された値は再構成スケーリングファクターを表す。再構成された相電流は実質的に再構成スケーリングファクターと利用可能な相電流検出信号との乗算結果である。したがって、複雑な三角関数計算を実施する代わりに、システム制御装置は、モーターの相電流を再構成するために相電流検出信号（ＩＰＨ）と固定子電流角度Θαβとに応じて選択された複数の参照表を使用する。相電流が再構成された後、システム制御装置は、ハーフブリッジモジュールの様々なスイッチをオンに切り替えるために、およびオフに切り替えるために制御信号を提供するために、例えばＦＯＣといった制御スキームを実施し得る。上述のように、マイクロ制御装置は、固定子電流角度Θαβを更に特定するために更なる量の処理時間を含まずに、相電流再構成の三角関数計算を実施するために８３６．６３μｓ程度の処理時間がかかり得る。対照的に、参照表を使用する提示された開示の実施形態を使用するシステム制御装置は、相電流再構成を実施するために約２．６３μｓの処理時間がかかり得る。したがって、本開示の実施形態は、相電流再構成のための処理時間を短くし得、モーター駆動システムのためのフィールド指向制御を円滑化する。
【0018】
[0029] 図１Ａは、高電圧（ＨＶ）バス１０７に結合された、および、例えば三相モーターといったモーター１０４を駆動するためにシステム制御装置１０６を使用して制御される３つのハーフブリッジインバーターモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃを含む多相モーター駆動システム１００を示す。示されているように、各ハーフブリッジインバーターモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃ、および、システム制御装置１０６は帰路１１１を基準とする。各ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、モーター１０４の三相端子Ｕ、Ｖ、およびＷに結合される。モーター１０４の各相／足に対する電流は相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８と表記される。更に、各ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、システム制御装置１０２にそれらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表す相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０を出力するように構成される。一例において、システム制御装置１０２は、本開示の教示に従って、少なくとも１つの相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０から相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を特定し得る。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０が、第１の相電流検出信号ＩＰＨＵ、第２の相電流検出信号ＩＰＨＶ、および第３の相電流検出信号ＩＰＨＷと呼ばれ得るのに対し、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８は、第１の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、第２の相電流ＩＰＨＡＳＥＶ、および第３の相電流ＩＰＨＡＳＥＷと呼ばれ得ることが理解されなければならない。
【0019】
[0030] 各ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、それぞれ、ハーフブリッジ構成をとって電力コンバーターまたはインバーターとしてまとまって結合されたハイ側電力スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃとロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとを含む。ハイ側スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、および、ロー側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃは、それらのそれぞれのアンチパラレルダイオードを伴うｎ型金属－酸化物－半導体電界効果トランジスタとして示される。しかし、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）、バイポーラトランジスタ、注入促進ゲートトランジスタ（ＩＥＧＴ）、およびゲートターンオフサイリスタ（ＧＴＯ）といった他のトランジスタが使用され得ることが理解されなければならない。加えて、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、窒化ガリウム（ＧａＮ）半導体または炭化ケイ素（ＳｉＣ）半導体をベースとした電力スイッチとともに使用され得る。それらのそれぞれのハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃの各ハイ側スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃとロー側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとの間のハーフブリッジ中点端子ＨＢ１、ＨＢ２、ＨＢ３が、多相モーター１０４の三相端子Ｕ、Ｖ、Ｗに結合される。一例において、モーター１０４はブラシレス三相ＤＣモーターである。
【0020】
[0031] 各ハイスイッチ電力スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃのオン切り替えおよびオフ切り替えは、そのそれぞれのハイ側スイッチ制御装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃにより制御されるのに対し、各ロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのオン切り替えおよびオフ切り替えは、そのそれぞれのロー側スイッチ制御装置１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃにより制御される。スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃ、１１２ａ、１１２ｂ、および１１２ｃのスイッチング特性はモーター１０４へのエネルギーの流れを調節するために、それらのそれぞれのスイッチ制御装置により制御される。言い換えると、スイッチ制御装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃ、１１４ａ、１１４ｂ、および１１４ｃは、モーター１０４の目標動作を維持するためにモーター１０４への出力を調節する。動作時、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、ＨＶバス１０７により供給される電気エネルギーからモーター１０４に（所望の機械的な出力負荷の動きのために例えば電圧、電流、周波数、および位相といった）入力電気信号を提供する。一例において、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、および１０２ｃは、モーター１０４を目標動作に制御するために、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を制御する。
【0021】
[0032] ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各々が、それぞれ電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃを含む。示されているように、ロー側スイッチ制御装置１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃの各々が、それぞれの電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃを含む。電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、それらのそれぞれのロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃの電流を受信するように構成される。一例において、電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、それらのそれぞれのロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのドレイン電流を受信する。ロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのドレイン電流は、ロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃが伝導しているときの、それらのそれぞれのモーター相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表す。特に、電流検出回路１１５ａは、ロー側電力スイッチ１１０ａが伝導しているときの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６を表す。ロー側電力スイッチ１１０ａのドレイン電流を受信する。電流検出回路１１５ｂは、ロー側電力スイッチ１１０ｎが伝導しているときの相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２を表すロー側電力スイッチ１１０ｂのドレイン電流を受信する。電流検出回路１１５ｃはロー側電力スイッチ１１０ｃが伝導しているときの相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表すロー側電力スイッチ１１０ｃのドレイン電流を受信する。したがって、電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８のそれぞれの負の値を検出する。
【0022】
[0033] 各電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、１１５ｃは、それらのそれぞれの相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０を出力する。一例において、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は電流信号である。示される例において、正の位相電流は、ハーフブリッジモジュールからモーターに流れる電流として定義される。したがって、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値を表す。例えば、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６の負の値を表し、相電流検出信号ＩＰＨＶ１２４は相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２の負の値を表し、相電流検出信号ＩＰＨＷ１３０は相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値を表す。一例において、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の正の値に対して一定値であり得る。一例において、一定値は、実質的にゼロである。しかし、電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、および１１５ｃの幾つかの実施態様では、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、電流がロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃを通っていない場合でも、最小の非ゼロの出力値をもつ。しかし、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の検出された負の値に対して、正の値を提供することが理解されなければならない。したがって、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それぞれ、正の値の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８に対して実質的に一定であり、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値をそれぞれミラーリングする。
【0023】
[0034] システム制御装置１０６は、モーター１０４の動作を制御するために、ユーザー入力１３４から１つまたは複数のコマンド信号を受信するように構成される。例えば、システム制御装置１０６は、モーター１０４をオンに切り替えるために、およびモーター１０４の動作を開始させるために「オン」コマンドを受信し得、または逆に、モーター１０６の動作を停止させるために「オフ」コマンドを受信し得る。ユーザー入力１３４からの更なるコマンド信号は、例えば速度またはトルクといったモーター１０４の所望の機械的な出力を含み得る。更に、システム制御装置１０６は、モーター１０４の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表す相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０を受信するように更に結合される。システム制御装置１０６は、モーター１０４の所望の機械的な出力を制御するために、これらの相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０を使用する。
【0024】
[0035] ユーザー入力１３４からのコマンド信号と相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０とに応答して、システム制御装置１０６は、ハイ側電力スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃとロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃとのオン切り替えとオフ切り替えとを制御するために、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２を、それぞれ、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃに出力する。一例において、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２は、適用可能なハーフブリッジモジュールのハイ側電力スイッチおよびロー側電力スイッチをオンに切り替えるための、またはオフに切り替えるためのコマンドを表す。別の例では、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２は、それぞれの電力スイッチのスイッチング特性も表し得る。スイッチング特性は、電力スイッチのオン期間、オフ期間、デューティ比（典型的には総スイッチング周期に対するスイッチのオン期間の比）、スイッチング周波数、または電力スイッチの単位時間当たりのパルス数を含み得る。更に、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２は、電圧信号または電流信号であり得る。
【0025】
[0036] 一例において、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２は、可変長のハイ持続期間およびロー持続期間をもつ方形パルス幅波形である。一例において、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２に対するハイ値は、それぞれのハイ側スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃをオンに切り替えること、および、それぞれのロー側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをオフに切り替えることに対応し得る。制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２に対するロー値は、それぞれのロー側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃをオンに切り替えること、および、それぞれのハイ側スイッチ１０８ａ、１０８ｂ、１０８ｃをオフに切り替えることに対応し得る。それぞれの受信された制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２に応答して、ハイ側スイッチ制御装置１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃがハイ側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのオン切り替えまたはオフ切り替えを駆動し、ロー側スイッチ制御装置１１４ａ、１１４ｂ、１１４ｃがロー側スイッチ１１２ａ、１１２ｂ、１１２ｃのオン切り替えまたはオフ切り替えを駆動する。
【0026】
[0037] システム制御装置１０６は本開示の実施形態による相電流再構成を更に実施する。上述のように、受信された相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、モーター１０４の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の一部を表す。一例において、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それぞれ、正の値の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８に対して実質的に一定であり、それぞれ、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値をミラーリングする。更に、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８は、互いに１２０度（１２０°）ぶんオフセットされ、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０も、互いに１２０度（１２０°）オフセットされる。したがって、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちの１つまたは複数が一定値に実質的に等しい、および、それらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８に関連した情報を提供しない時間部分が存在する。例えばフィールド指向制御といったシステム制御装置１０６により使用され得る幾つかの制御スキームは、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２を特定するために、全ての三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を使用する。したがって、本開示の実施形態において、システム制御装置１０６は、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちの１つまたは複数が例えばゼロまたは電流検出回路の最小出力といった一定値に実質的に等しいことに起因して、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８のうちの１つまたは複数に関連した情報が不足しているときに、相電流再構成を含む。
【0027】
[0038] 更に説明されるように、システム制御装置１０６は、固定子電流ベクトルの固定子電流角度Θαβおよび複数の参照表を使用して相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を再構成する。システム制御装置１０６は、固定子電流ベクトルのアルファ成分とベータ成分とから固定子電流角度Θαβを特定する固定子電流角度推定部を更に含む。幾つかのパターンが相電流再構成のために使用される複素三角方程式に対して実質的に６０度（６０°）ごとに繰り返される。したがって、３６０度（３６０°）の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８は、実質的に６０度（６０°）の増分で６つのセクター（セクター０からセクター５）に区切られ得、反復パターンは固定子電流角度Θαβに関連する。参照表はパターンを表すために使用され得、これが、相電流再構成のための複素三角関数計算結果のプリロードを可能にする。本開示の実施形態では、適切な参照表は、固定子電流ベクトルの推定された固定子電流角度Θαβと相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０とに応じて選択され得る。参照表自体は、固定子電流角度Θαβと固定子電流ベクトルのセクターとに関連してインデックスを付される。参照表自体は、それぞれの相電流を再構成するために使用される再構成スケーリングファクターを含む。１つの実施形態において、それぞれの相電流の再構成は、再構成スケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちの１つとに応じて実現される。
【0028】
[0039] 図１Ｂは、システム制御装置１０６に相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８を提供するように結合されたハーフブリッジモジュール１０２ａの一例を示す。同様に命名された、および番号付けされた要素が上述のように結合すること、および機能することが理解されなければならない。更に、ハーフブリッジモジュール１０２ａのみが図１Ｂに示されているが、示されている結合がハーフブリッジモジュール１０２ｂおよび１０２ｃに対しても使用され得ることが理解されなければならない。
【0029】
[0040] 相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は、システム制御装置１０６に対してハーフブリッジモジュール１０２ａにより出力された電流信号であり得る。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は、ロー側電力スイッチ１１０ａのドレイン電流および相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６の負の値を表す。抵抗器１２１が、帰路１１１と、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８を出力するハーフブリッジモジュール１０２ａの端子とに結合されている。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８の電流信号出力は、抵抗器１１７を介して電圧信号ＶＩＰＨＵ１２１に変換され得る。ハーフブリッジモジュール１０２ａのみが図１Ｂに示されているが、抵抗器が、ハーフブリッジモジュール１０２ｂ、１０２ｃにより出力された相電流検出信号を電圧信号に変換することに使用され得ることが理解されなければならない。
【0030】
[0041] 相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８のフィードバックを提供するための従来技術は、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの各足のロー側スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃと直列なシャント抵抗器の使用を含んでいた。検出された相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８をシステム制御装置が受信するために、例えば演算増幅器およびオフセットコンポーネントといった更なるコンポーネントが更に追加され、これは、非常に大きい物理的空間を使用し、コンポーネント数を増やし、システム全体のコストを高める。以前の解決策では、例えば、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃの外部にある全部で２９個のコンポーネントが、三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の電流フィードバックを提供するために使用される。対照的に、本開示の実施形態は、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃを含み、これらが、ロー側電力スイッチ１１０ａ、１１０ｂ、１１０ｃのドレイン電流を表した、および従って、それらのそれぞれの相電流に比例した相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０を出力する。したがって、ハーフブリッジモジュール１０２ａ、１０２ｂ、１０２ｃ当たり図１Ｂに示されている１つの抵抗器が三相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷのフィードバックを提供するために使用され得、電流フィードバックのための外部コンポーネント数を９０パーセントぶん減らす。従来のシャント抵抗器の場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６の全体がシャント抵抗器を通って流れるおよび電力損失が非常に大きくなり得る。対照的に、ハーフブリッジモジュール１０２ａにより内部から提供される相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６を表し、約１Ａの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６自体に比べてはるかに小さい値、約１００μＡである。したがって、従来のシャント抵抗器に起因した電力損失が約２２０ｍＷであり得るのに対し、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８に起因した電力損失は約０．１ｍＷであり得、電力損失の９９．９５％の改善が見られる。
【0031】
[0042] 図２Ａは、例示的な相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の図２００、および、対応する例示的な相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０の図２０１を示す。相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８は実質的にサイン関数であり、互いに１２０度（１２０°）ぶんシフトされる。例えば、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２は相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６から１２０度（１２０°）ぶんシフトされるのに対し、相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８は相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２から１２０度（１２０°）ぶんシフトされる。したがって、相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８は、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６から２４０度（２４０°）ぶんシフトされる。図２００と図２０１との両方のｘ軸が、時間と固定子電流角度Θαβとを表す。示されているように、固定子電流角度Θαβに対するゼロ度（０°）では、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６のピークの正の値に実質的に対応し、固定子電流角度Θαβに対する１２０度（１２０°）では、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２のピークの正の値に実質的に対応するのに対し、固定子電流角度Θαβに対する２４０度（２４０°）では、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８のピークの正の値に実質的に対応する。相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の各々は実質的に３６０度（３６０°）の周期を実質的にもつ。
【0032】
[0043] 相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値を表す。更に、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、それらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の正の値に対して実質的に一定である。一例において、一定値は実質的にゼロである。しかし、電流検出回路１１５ａ、１１５ｂ、および１１５ｃの幾つかの実施態様では、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は最小の非ゼロの出力値をもつ。したがって、一例において、一定値は非ゼロの出力値である。しかし、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の検出された負の値に対して、出力された相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は正であることが理解されなければならない。したがって、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、正の値の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８に対してそれぞれ実質的に一定値であり、それぞれ、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値をミラーリングする。
【0033】
[0044] 図２０１に示されるように、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８はゼロ度（０°）から９０度（９０°）まで実質的に一定値である。９０度（９０°）から２７０度（２７０°）の間、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は、９０度（９０°）から２７０度（２７０°）の間の相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６の負の値を実質的にミラーリングする。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８は、２７０度（２７０°）から４５０度（４５０°）まで実質的に一定値である。
【0034】
[0045] 同様に、相電流検出信号ＩＰＨＶ１２４は、３０度（３０°）から２１０度（２１０°）まで実質的に一定値であり、２１０度（２１０°）から３９０度（３９０°）の間の相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２の負の値を実質的にミラーリングする。相電流検出信号ＩＰＨＷ１３０は、１５０度（１５０°）から３３０度（３３０°）の間は実質的に一定値であり、３３０度（３３０°）から５１０度（５１０°）の間の相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値を実質的にミラーリングする。したがって、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、１８０度（１８０°）のセクションに対して実質的に一定値であり、１８０度（１８０°）のセクションに対してそれらのそれぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の負の値をミラーリングする。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０も実質的に３６０度（３６０°）の周期をもつ。
【0035】
[0046] セクター０から５が図２Ａに示されている。各セクターは実質的に固定子電流角度Θαβの６０度（６０°）の増分内にある。セクター０は、実質的に９０度（９０°）から１５０度（１５０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。セクター１は、実質的に１５０度（１５０°）から２１０度（２１０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。セクター２は、実質的に２１０度（２１０°）から２７０度（２７０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。セクター３は、実質的に２７０度（２７０°）から３３０（３３０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。セクター４は、実質的に３３０（３３０°）から３９０度（３９０）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。または言い換えると、セクター４は、実質的に３３０（３３０°）から３６０度（３６０°）の間の、およびゼロ度（０°）から３０度（３０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。セクター５は、実質的に３０度（３０°）から９０度（９０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応する。
【0036】
[0047] 図２Ｂは、図２Ａに示されているタイミング図に対応したベクトル図２０３を示す。図２Ｂにおける角度表示は、図２Ａに関連して更に示されている固定子電流角度Θαβ２３８に対応する。相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８は、それらのそれぞれの相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０とともに、電流空間ベクトルと呼ばれることの多いベクトルとして表され得る。所与の巻線に対する電流空間ベクトルは、その巻線により生成された磁場を表す方向と、巻線を通る相電流に比例した大きさとをもつ。総固定子電流は、モーターの各巻線の各電流相ベクトルの和であるベクトルにより提示され得る。三相モーターの各電流空間ベクトルは実質的に１２０度（１２０°）離れている。
【0037】
[0048] 相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、ＩＰＨＡＳＥＷの電流空間ベクトルは、モーター巻線の３軸基準座標系における固定子電流の表現を可能にする。モーター巻線の３軸基準座標系は、各々が１２０（１２０°）離れたＵ軸、Ｖ軸、およびＷ軸と一般的に呼ばれる。示されているように、Ｕ軸はゼロ度（０°）に対応し、Ｖ軸は１２０度（１２０°）に対応し、Ｗ軸は２４０度（２４０°）に対応する。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表すそれぞれの電流空間ベクトルに対する大きさを提供する。相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６を表す電流空間ベクトルの方向はゼロ度（０°）になり、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２を表す電流空間ベクトルの方向は１２０度（１２０°）になり相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８を表す電流空間ベクトルの方向は２４０度（２４０°）になる。相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の各々に対する個々の電流空間ベクトルは、固定子電流ベクトルＩαβ２３６を提供するためにまとめて足し合わされ得る。
【0038】
[0049] ３軸基準座標系、Ｕ軸、Ｖ軸、およびＷ軸における固定子電流ベクトルＩαβ２３６の表現は、固定子の２軸基準座標系における固定子電流ベクトルＩαβ２３６の表現に変換され得る。固定子の２軸基準座標系は、９０度（９０°）離れたアルファ軸（α軸）およびベータ軸（β軸）と一般的に呼ばれる。示されているように、アルファ軸（α軸）はゼロ度（０°）に対応するのに対し、ベータ軸（β軸）は９０度（９０°）に対応する。例えばクラーク変換といった３相から２相への変換が、３軸基準座標系（Ｕ軸、Ｖ軸、およびＷ軸）における固定子電流ベクトルＩαβ２３６の表現をアルファ軸（α軸）およびベータ軸（β軸）の２軸基準座標系に変換するために使用され得る。
【0039】
[0050] 図２Ｂは、大きさと方向とをもつ固定子電流ベクトルＩαβ２３６の一例を示す。方向は、アルファ軸（α軸）と固定子電流ベクトルＩαβ２３６との間の角距離である固定子電流角度Θαβにより規定され得る。固定子電流ベクトルＩαβ２３６は、アルファ成分ベクトルｉαとベータ成分ベクトルｉβとにより表され得る。アルファ成分ベクトルｉαが実質的にアルファ軸（α軸）上における固定子電流ベクトルＩαβ２３６の投影であるのに対し、ベータ成分ベクトルｉβは実質的にベータ軸（β軸）上における固定子電流ベクトルＩαβ２３６の投影である。アルファ成分とベータ成分との和は固定子電流ベクトルＩαβ２３６に実質的に等しい。
【0040】
[0051] 図２Ａと同様に、セクター０から５は、図２Ｂのベクトル図２０３ではシェーディングされた領域により示される。各セクターは、実質的に固定子電流角度Θαβの６０度（６０°）の増分内にある。セクター０は、実質的に９０度（９０°）から１５０度（１５０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、高密度の点で描かれた領域により示される。セクター１は、実質的に１５０度（１５０°）から２１０度（２１０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、低密度の点で描かれた領域により示される。セクター２は、実質的に２１０度（２１０°）から２７０度（２７０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、中程度の密度の点で描かれた領域により示される。セクター３は、実質的に２７０度（２７０°）から３３０（３３０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、高密度の点で描かれた領域により示される。セクター４は、実質的に３３０（３３０°）から３６０度（３６０°）の間の、および、ゼロ度（０°）から３０度（３０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、低密度の点で描かれた領域により示される。セクター５は、実質的に３０度（３０°）から９０度（９０°）の間の固定子電流角度Θαβに対応し、中程度の密度の点で描かれた領域により示される。
【0041】
[0052] 上述のように、固定子の２軸基準座標系における固定子電流ベクトルＩαβ２３６は、回転子の回転する２軸基準座標系により更に表され得る。回転子の回転する２軸基準座標系は、９０度（９０°）離れて固定子の２軸基準座標系に対して回転する直軸（ｄ軸）および横軸（ｑ軸）と一般的に呼ばれる。例えばパーク変換といった静止対回転座標系変換が、ｄ軸におけるその直軸成分およびｑ軸におけるその横軸成分の観点から固定子電流ベクトルＩαβ２３６を表すために使用され得る。固定子電流ベクトルＩαβ２３６の直軸成分は回転子を回転させない圧縮力を生成するのに対し、固定子電流ベクトルの横軸成分Ｉαβ２３６はトルクを生成する。直軸成分を最小化するために、および固定子電流ベクトルＩαβ２３６の横軸成分を最大化するために、比例積分（ＰＩ）制御が使用され得る。
【0042】
[0053] したがって、電流空間ベクトルとしての相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の表現は、システム制御装置１０６による例えばフィールド指向制御といった制御スキームの使用を可能にし得る。しかし、図２Ａに示されているように、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０は、同時に相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の全てに関連した情報を提供するわけではないものであり得る。例えば、実質的に１８０度（１８０）では、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８のみがその相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６を表し、したがって、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６に関連した情報のみがシステム制御装置１０６により利用可能である。したがって、本開示の実施形態において、システム制御装置１０６は相電流再構成を使用する。
【0043】
[0054] 実施形態では、システム制御装置１０６は、固定子電流ベクトルＩαβ２３６の固定子電流角度Θαβ２３８と複数の参照表とを使用して、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を再構成する。システム制御装置１０６は、固定子電流ベクトルＩαβ２３６のアルファ成分ｉαとベータ成分ｉβとから固定子電流角度Θαβ２３８を特定する固定子電流角度推定部を更に含む。相電流再構成のために、参照表が使用され得、および複素三角関数計算結果のプリロードを可能にする。１つの実施形態では、これらの複素三角関数計算結果は再構成スケーリングファクターを表す。本開示の実施形態では、適切な参照表は、固定子電流ベクトルＩαβ２３６の推定された固定子電流角度Θαβ２３８と、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちの１つとに応じて選択され得る。参照表自体は、固定子電流角度Θαβ２３８と固定子電流ベクトルＩαβ２３６のセクターとに関連してインデックスを付される。１つの実施形態では、参照表に記憶された値は再構成スケーリングファクターを表し、それぞれの相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８の再構成は実質的に、適切な参照表により提供される記憶された再構成スケーリングファクターと、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちの１つにより提供される大きさとの積である。
【0044】
[0055] 図３Ａは、本開示の教示による相電流再構成器３４０を含む１つの例示的なシステム制御装置３０６Ａを示す。システム制御装置３０６Ａはシステム制御装置１０６の一例であり、更に、同様に命名された、および番号付けされた要素は上述のように結合し、および機能する。システム制御装置３０６Ａは、相電流再構成器３４０、基準座標系変換器３４２、固定子電流推定部３４８、回転子位置推定部３７８、比例積分器（Ｐ－Ｉ）制御部３５０、基準座標系変換器３５２、および制御信号生成器３５４を含んだ状態で示される。基準座標系変換器３４２は、例えばクラーク変換器３４４といった３相から２相への変換器３４４、および、例えばパーク変換器３４６といった静止対回転座標系変換器３４６を含んだ状態で更に示される。図３Ａに示されているシステム制御装置３０６Ａが、ソフトウェアアーキテクチャ、ハードウェア設計、またはソフトウェアアーキテクチャとハードウェア設計との両方の組み合わせを表し得ることが理解されなければならない。図３Ａに示されているシステム制御装置３０６Ａは、モーター駆動システムのためのフィールド指向制御を実施するが、他の制御スキームが本開示の実施形態とともに使用されてもよいことが理解されなければならない。例えば、サイン波コミュテーションを使用するシステム制御装置は、本開示の実施形態とともに説明されている再構成された相電流の大きさを利用し得る。
【0045】
[0056] システム制御装置３０６Ａは相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０を受信し、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＯＬＷ１３２を出力する。示されているように、相電流再構成器３４０は、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０と推定された固定子電流角度Θαβ３３８とを受信する。相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、およびＩＰＨＷ１３０と推定された固定子電流角度Θαβ３３８とを受信したことに応答して、相電流再構成器３４０は、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６、ＩＰＨＡＳＥＶ１２２、およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８を再構成する。再構成された相電流は、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７として相電流再構成器３４０により出力される。１つの実施形態では、ｕ成分ｉｕ３５５は相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６の再構成された大きさを表し、ｖ成分ｉｖ３５６は相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２の再構成された大きさを表し、ｗ成分ｉｗ４５７は相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の再構成された大きさを表す。ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７は、第１の再構成された相電流の大きさｉｕ、第２の再構成された相電流の大きさｉｖ、および、第３の再構成された相電流の大きさｉｗと呼ばれ得ることが理解されなければならない。
【0046】
[0057] 相電流再構成器３４０は、再構成スケーリングファクターを表すプリロードされた値を含む少なくとも１つの参照表を含む。１つの実施形態では、再構成された相電流の大きさ、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７は実質的に、適切な記憶された再構成スケーリングファクターと、相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、またはＩＰＨＷ１３０のうちの１つにより提供される大きさとの乗算結果であり得る。各参照表は６０個の値を含み、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７の再構成スケーリングファクターに対して出力される適切な値の選択は、推定された固定子電流角度Θαβ３３８に応じたものである。更に、プリロードされた値は固定子電流角度Θαβ３３８に基づいて演算され、再構成スケーリングファクターを表す。したがって、参照表は固定子電流角度Θαβ３３８に関連してインデックスを付される。本開示の実施形態では、推定された固定子電流角度Θαβ３３８と相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０とに応じて、適切な参照表が選択され得る。更に説明されるように、推定された固定子電流角度Θαβ３３８と、受信された相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０のうちのどれが利用可能かとに応じて、参照表が選択され得る。受信された相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０がそれぞれ閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮより大きい場合、受信された相電流検出信号ＩＰＨＵ１１８、ＩＰＨＶ１２４、ＩＰＨＷ１３０が利用可能である、または存在すると考えられ得る。閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮは、第１の閾値ＵＭＩＮ、第２の閾値ＶＭＩＮ、および第３の閾値ＷＭＩＮと呼ばれ得ることが理解されなければならない。一例において、閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮの値は実質的に等しい。基準座標系変換器３４２は、モーター巻線の３軸基準座標系からの再構成された相電流の大きさ、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、およびｗ成分ｉｗ３５７を、回転子の回転する２軸基準座標系に関連した対応する直軸成分ｉｄ３６０および横軸成分ｉｑ３６１に変換する。示されているように、基準座標系変換器３４２の例えばクラーク変換器３４４といった３相から２相への変換器３４４が、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７を受信し、固定子の２軸基準座標系に関連したアルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを出力する。アルファ成分ｉα３５８およびベータ成分ｉβ３５９は、それぞれ、α軸およびβ軸における固定子電流ベクトルＩαβの投影の大きさである。１つの例示的な動作において、３相から２相への変換器３４４、クラーク変換器３４４は、ｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、およびｗ成分ｉｗ３５７にクラーク変換を実施して、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを出力する。
【0047】
[0058] 固定子電流角度推定部３４８は、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを受信し、推定された固定子電流角度Θαβ３３８を出力する。上述のように、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９との和は、固定子電流ベクトルＩαβ２３６をもたらす。したがって、固定子電流角度Θαβ３３８は、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とから導出され得る。一例において、および図４に関連して更に示されるように、位相ロックループ（ＰＬＬ）は、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とから推定された固定子電流角度Θαβ３３８を特定するために使用され得る。しかし、他の角度推定部が使用され得ることが理解されなければならない。例えばスタンダードＣライブラリを使用するアークタンジェント角度推定部または特別なハードウェアを使用するアークタンジェント角度推定部といったものがある。
【0048】
[0059] 回転子位置推定部３７８は、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを受信するように更に結合され、回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を出力する。一例において、回転子位置推定部３７８は、回転子フラックスベクトルの角度位置（例えば回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９）を特定する。本開示の一例において、システム制御装置３０６Ａはセンサーレスであり、回転子の位置を特定するために外部センサーを使用しない。したがって、システム制御装置３０６Ａは、回転子位置推定部３７８を含む。一例において、回転子位置推定部３７８は、基準座標系変換器３５２により生成された制御信号ｖα３８０およびｖβ３８１とともに、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とに応じて回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を特定する。更に説明されるように、制御信号ｖα３８０は、アルファ成分ｉα３５８を調節するために出力されるのに対し、制御信号ｖβ３８１はベータ成分ｉβ３５９を所望の値に調節するために出力される。しかし、本開示の実施形態が、外部回転子位置センサーにより実現され得ることが理解されなければならない。１つの実施形態では、回転子フラックスベクトルは、固定子電流ベクトルＩαβ２３６の後方に向かって実質的に９０度（９０°）である。
【0049】
[0060] 固定子電流角度推定部３４８は、より正確な推定された固定子電流角度Θαβ３３８を提供するために初期化するための時間を必要とし得る。特に固定子電流角度推定部３４８は、モーター駆動システムおよびシステム制御装置３０６Ａの始動動作中に初期化され得る。しかし、回転子フラックスベクトルは、固定子電流ベクトルＩαβ２３６の後方に向かって実質的に９０度（９０°）である。したがって、始動動作中に、相電流再構成器３４０は、固定子電流角度推定部３４８により提供される推定された固定子電流角度Θαβ３３８ではなく、固定子電流角度Θαβを特定するために回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を使用し得る。示される実施形態では、相電流再構成器３４０は、回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を受信する。始動動作中、相電流再構成器３４０は、固定子電流角度Θαβ３３８が実質的に回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９とプリセットオフセット角度Θａｎｇｌｅとの和であると特定する。一例において、プリセットオフセット角度Θａｎｇｌｅは、実質的に９０度（９０°）である。したがって、始動動作中、固定子電流角度Θαβ３３８はｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、およびｗ成分ｉｗ３５７を出力するために、所定の速度でゼロ度（０°）から３６０度（３６０°）の間で変化する。始動動作が完了した後、相電流再構成器３４０は、固定子電流角度推定部３４８により提供される推定された固定子電流角度Θαβ３３８を使用する。
【0050】
[0061] 例えばパーク変換器３４６といった静止対回転座標系変換器３４６は、固定子の固定の２軸基準座標系に対応したアルファ成分ｉα３５８、ベータ成分ｉβ３５９および回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を受信し、回転子の回転する２軸基準座標系に対応した直軸成分ｉｄ３６０と横軸成分ｉｑ３６１とを出力する。１つの例示的な動作において、例えばパーク変換器３４６といった静止対回転座標系変換器３４６は、直軸成分ｉｄ３６０と横軸成分ｉｑ３６１とを出力するために、アルファ成分ｉα３５８およびベータ成分ｉβ３５９にパーク変換を実施する。
【0051】
[0062] Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は直軸成分ｉｄ３６０と横軸成分ｉｑ３６１とを受信し、制御信号ｖｄ３６２と制御信号ｖｑ３６３とを出力する。Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は、ユーザー入力１３４を更に受信する。１つの実施形態では、ユーザー入力１３４は、例えばモーターの速度、トルク、または位置といった、モーターの所望の機械的な出力を表す。一例において、ユーザー入力１３４はモーターのトルクを表し得る。直軸成分ｉｄ３６０がモーターの圧縮力を表すのに対し、横軸成分ｉｑ３６１はモーターのトルクを表す。Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は、直軸成分ｉｄ３６０および横軸成分ｉｑ３６１に対して１つずつとして、２つのＰ－Ｉ制御装置を使用し得る。動作時、Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０の１つのＰ－Ｉ制御装置は、直軸成分ｉｄ３６０が所望の値に調節されるように、制御信号ｖｄ３６２に対する値を特定する。したがって、制御信号ｖｄ３６２は、所望の値への直軸成分ｉｄ３６０の調節を表す。１つの実施形態では、Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は、実質的にゼロまで直軸成分ｉｄ３６０を最小化する。Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０の他方のＰ－Ｉ制御装置は、横軸成分ｉｑ３６１がユーザー入力１３４により示されるモーターの所望のトルクに調節されるように、制御信号ｖｑ３６３に対する値を特定する。したがって、制御信号ｖｑ３６３は、所望の値への横軸成分ｉｑ３６１の調節を表す。
【0052】
[0063] 基準座標系変換器３５２は制御信号ｖｄ３６２と制御信号ｖｑ３６３とを受信し、制御信号ｖＵ３６４と制御信号ｖＶ３６５と制御信号ｖＷ３６６とを出力する。基準座標系変換器３５２は、回転子の回転する２軸基準座標系の制御信号ｖｄ３６２および制御信号ｖｑ３６３を、モーター巻線の３軸基準座標系の対応する制御信号ｖＵ３６４、制御信号ｖＶ３６５、および制御信号ｖＷ３６６に変換する。一例において、基準座標系変換器３５２は、制御信号ｖＵ３６４と制御信号ｖＶ３６５と制御信号ｖＷ３６６とを出力するために、逆パーク変換を実施した後、逆クラーク変換を実施し得る。しかし、制御信号ｖｄ３６２と制御信号ｖｑ３６３とから、対応する制御信号ｖＵ３６４、制御信号ｖＶ３６５、および制御信号ｖＷ３６６を特定するための他の技術が存在することが理解されなければならない。例えば、空間ベクトル変調も使用され得る。一例において、制御信号ｖＵ３６４は、（例えば相電流ＩＰＨＡＳＥＵの大きさといった）ｕ成分ｉＵ３５５を調節するための値を表し、制御信号ｖＶ３６５は、（例えば相電流ＩＰＨＡＳＥＶの大きさといった）ｖ成分ｉＶ３５６を調節するための値を表し、制御信号ｖＷ３６６は、（例えば相電流ＩＰＨＡＳＥＷの大きさといった）ｗ成分ｉＷ３５７を調節するための値を表す。基準座標系変換器３４２と同様に、基準座標系変換器３５２は回転子の回転する２軸基準座標系から固定子の２軸基準座標系への２ステップ変換を実施した後、モーター巻線の３軸基準座標系への変換を実施することが理解されなければならない。したがって、基準座標系変換器３５２は、所望の値にアルファ成分ｉα３５８を調節するための値を表す制御信号ｖα３８０と、所望の値にベータ成分ｉβ３５９を調節するための値を表す制御信号ｖβ３８１とを生成する。
【0053】
[0064] 制御信号生成器３５４は、制御信号ｖＵ３６４、ｖＶ３６５、およびｖＷ３６６を受信し、それに応答して、それらのそれぞれのハーフブリッジモジュールに制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２を出力する。例えば、制御信号生成器３５４は、制御信号ｖＵ３６４に応答して制御信号ＣＴＲＬＵ１２０を出力し、制御信号ｖＶ３６５に応答して制御信号ＣＴＲＬＶ１２６を出力し、制御信号ｖＷ３６６に応答して制御信号ＣＴＲＬＷ１３２を出力し得る。動作時、制御信号生成器３５４は、制御信号ｖＵ３６４、ｖＶ３６５、およびｖＷ３６６に応答して、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２を出力するためにパルス幅変調（ＰＷＭ）を実施し得る。一例において、制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２は、可変長のハイ持続期間およびロー持続期間をもつ方形パルス幅波形である。制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２に対するロー値は、それぞれのハイ側スイッチをオンに切り替えること、および、それぞれのロー側スイッチをオフに切り替えることに対応し得る。制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２に対するハイ値は、それぞれのロー側スイッチをオンに切り替えること、および、それぞれのハイ側スイッチをオフに切り替えることに対応し得、または逆も同様である。制御信号ＣＴＲＬＵ１２０、ＣＴＲＬＶ１２６、およびＣＴＲＬＷ１３２のハイセクションとローセクションとの持続期間は、制御信号ｖＵ３６４、ｖＶ３６５、およびｖＷ３６６を受信したことに応答して演算され得る。
【0054】
[0065] 一例において、システム制御装置３０６Ａ、相電流再構成器３４０、および固定子電流角度推定部３４８は、例えば４８ＭＨｚ Ｃｏｒｔｅｘ－Ｍ０マイクロ制御装置といった、コンピュータ実行可能命令を実行する特別な論理回路またはマイクロ制御装置により実現され得る。これらのマイクロ制御装置は概して、約４８ＭＨｚの処理速度をもつ、約３２ｋＢ～２００ｋＢのフラッシュメモリ、約８ｋＢ～１６ｋＢのＲＡＭを含む。例えば、ソフトウェアは、システム制御装置３０６Ａのために使用されるマイクロ制御装置をプログラムするために使用され得る。
【0055】
[0066] 図３Ｂは、本開示の教示による相電流再構成器３４０を含む別の例示的なシステム制御装置３０６Ａを示す。システム制御装置３０６Ｂはシステム制御装置１０６の一例であり、システム制御装置３０６Ａと多くの類似性を共有し、同様に命名された、および番号付けされた要素は上述のように結合し、および機能する。しかし、少なくとも１つの違いは、システム制御装置３０６Ｂが疑似フィールド指向制御を実施すること、および、基準座標系変換器３４２に対する静止対回転変換が存在しないことである。しかし、相電流再構成器３４０および固定子電流角度推定部３４８が、図３Ａに関連して既に説明されているように結合すること、および機能することが理解されなければならない。
【0056】
[0067] 基準座標系変換器３４２例えばクラーク変換器といった３相から２相への変換器３４４を含む。示されているように、３相から２相への変換器３４４は、再構成された相電流の大きさを表すｕ成分ｉｕ３５５、ｖ成分ｉｖ３５６、および、ｗ成分ｉｗ３５７を受信し、固定子の２軸基準座標系に関連したアルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを出力する。アルファ成分ｉα３５８およびベータ成分ｉβ３５９は、それぞれ、α軸およびβ軸における固定子電流ベクトルＩαβの投影の大きさである。固定子電流角度推定部３４８は、アルファ成分ｉα３５８とベータ成分ｉβ３５９とを受信し、推定された固定子電流角度Θαβ３３８を出力する。
【0057】
[0068] 図３Ａに示されている例示的なシステム制御装置３０６Ａでは、Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は、横軸成分ｉｑ３６１と直軸成分ｉｄ３６０とを受信する。しかし、図３Ｂに示されているシステム制御装置３０６Ｂでは、Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９を受信する。上述のように、回転子位置推定部３７８が回転子フラックスベクトルの角度位置（例えば回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９）を特定する。図３Ｂに示される例では、Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０はモーターの横軸成分の調節を表すユーザー入力１３４に応じて制御信号ｖｑ３６３を特定する。モーターの直軸成分の調節を表す制御信号ｖｄ３６２は、実質的にゼロである。Ｐ－Ｉ制御ブロック３５０は更に、回転子角度Θｒｏｔｏｒ３７９に応じてモーターの速度を推定し、および調節する。
【0058】
[0069] 図４は、固定子電流角度推定部３４８の一例である固定子電流角度推定部４４８を示し、同様に命名された、および番号付けされた要素が上述のように結合すること、および機能することが理解されなければならない。固定子電流角度推定部４４８は、乗算器４６７、乗算器４６８、算術演算素子４６９、増幅器ＫＰ４７０、増幅器Ｋｉ４７１、積分器４７２、算術演算素子４７３、積分器４７５、コサイン４７６、およびサイン４７７を含んだ状態で示されている。
【0059】
[0070] 固定子電流角度推定部４４８は、固定子電流ベクトルＩαβのアルファ成分ｉα４５８とベータ成分ｉβ４５９とを受信し、推定された固定子電流角度Θαβ４３８を出力する。乗算器４６７は、ベータ成分ｉβ４５９と推定された固定子電流角度Θαβ４３８のコサインとを受信するように結合されている。乗算器４６７の出力は、実質的にベータ成分ｉβ４５９と推定された固定子電流角度Θαβ４３８のコサインとの乗算結果であり、または、数学的には、ｉβｃｏｓ（Θαβ）である。乗算器４６８は、アルファ成分ｉα４５８と推定された固定子電流角度Θαβ４３８のサインとを受信するように結合され、その出力は、実質的にアルファ成分ｉα４５８と推定された固定子電流角度Θαβ４３８のサインとの乗算結果であり、または数学的には、ｉαｓｉｎ（Θαβ）である。
【0060】
[0071] 乗算器４６７および乗算器４６８の出力は算術演算素子４６９において受信される。示されているように、算術演算素子４６９は減算を実施し、乗算器４６７と４６８との出力の間の差を出力し、または数学的には、ｉβｃｏｓ（Θαβ）－ｉαｓｉｎ（Θαβ）である。増幅器４７０および４７１は、算術演算素子４６９の出力を受信するように、および、それぞれその利得ＫＰおよびＫｉ倍だけ算術演算素子４６９の出力を増幅するように結合されている。積分器４７２は、増幅器Ｋｉの出力を受信し、および積分する。
【0061】
[0072] 算術演算素子４７３は、増幅器４７０と積分器４７２との出力を受信するように結合されている。示されているように、算術演算素子４７３は加算器であり、その出力は、増幅器４７０および積分器４７２の出力の和である。積分器４７５は、算術演算素子４７３の出力を受信し、および積分するように結合されている。積分器４７５の出力は、推定された固定子電流角度Θαβ４３８である。コサインブロック４７６は、推定された固定子電流角度Θαβ４３８を受信するように、および、乗算器４６７に固定子電流角度Θαβ４３８のコサインを出力するように結合されている。同様に、サインブロック４７７は、推定された固定子電流角度Θαβ４３８を受信するように、および乗算器４６８に固定子電流角度Θαβ４３８のサインを出力するように結合されている。
【0062】
[0073] 図５Ａは、システム制御装置による相電流再構成の１つの例示的な方法のフロー図５００を示す。例示的な工程は、例えば図３に示されている相電流再構成器といった、本明細書に従ってプログラムされた相電流再構成器により実施され得る。ｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷがそれぞれ、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ、ＩＰＨＡＳＥＶ、およびＩＰＨＡＳＥＷに対する再構成された相電流の大きさを表すことが理解されなければならない。
【0063】
[0074] ブロック５０５では、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷが受信される。工程は判断ブロック５１０に進む。判断ブロック５１０では、相電流検出信号ＩＰＨＵが閾値ＵＭＩＮと比較され、相電流検出信号ＩＰＨＶが閾値ＶＭＩＮと比較される。相電流検出信号ＩＰＨＵが閾値ＵＭＩＮより大きく、および、相電流検出信号ＩＰＨＶがＶＭＩＮより大きい場合、工程はブロック５１３に進む。ブロック５１３では、相電流の再構成された大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが、相電流検出信号ＩＰＨＵおよびＩＰＨＶにより特定され得る。ブロック５１３では、ｕ成分ｉＵは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＵの負の値（ｉＵ＝－ＩＰＨＵ）であり、ｖ成分ｉＶは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＶの負の値（ｉＶ＝－ＩＰＨＶ）であり、ｗ成分ｉＷは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＵと相電流検出信号ＩＰＨＶとの和（ｉＷ＝ＩＰＨＵ＋ＩＰＨＶ）である。工程は次にブロック５５５に進み、特定された再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが出力される。
【0064】
[0075] 相電流検出信号ＩＰＨＵまたは相電流検出信号ＩＰＨＶのいずれかまたは両方が、それらのそれぞれの閾値ＵＭＩＮまたはＶＭＩＮ未満である場合、工程は判断ブロック５１５に進む。判断ブロック５１５では、相電流検出信号ＩＰＨＵが閾値ＵＭＩＮと比較され、相電流検出信号ＩＰＨＷが閾値ＷＭＩＮと比較される。相電流検出信号ＩＰＨＵが閾値ＵＭＩＮより大きく、および、相電流検出信号ＩＰＨＷがＷＭＩＮより大きい場合、工程はブロック５１８に進む。ブロック５１８では、相電流の再構成された大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが、相電流検出信号ＩＰＨＵおよびＩＰＨＷにより特定され得る。ブロック５１８では、ｕ成分ｉＵは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＵの負の値であり（ｉＵ＝－ＩＰＨＵ）、ｗ成分ｉＷは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＷの負の値であり（ｉＷ＝－ＩＰＨＷ）、および、ｖ成分ｉＶは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＵと相電流検出信号ＩＰＨＷとの和（ｉＶ＝ＩＰＨＵ＋ＩＰＨＷ）である。工程は次にブロック５５５に進み、特定された再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが出力される。
【0065】
[0076] 相電流検出信号ＩＰＨＵまたは相電流検出信号ＩＰＨＷのいずれかまたは両方がそれらのそれぞれの閾値ＵＭＩＮまたはＷＭＩＮ未満である場合、工程は判断ブロック５２０に進む。判断ブロック５２０では、相電流検出信号ＩＰＨＶが閾値ＶＭＩＮと比較され、相電流検出信号ＩＰＨＷが閾値ＷＭＩＮと比較される。相電流検出信号ＩＰＨＶが閾値ＶＭＩＮより大きく、および、相電流検出信号ＩＰＨＷがＷＭＩＮより大きい場合、工程はブロック５２３に進む。ブロック５２３では、相電流の再構成された大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが、相電流検出信号ＩＰＨＶおよびＩＰＨＷにより特定され得る。ブロック５１８では、ｖ成分ｉＶは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＶの負の値（ｉＶ＝－ＩＰＨＶ）であり、ｗ成分ｉＷは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＷの負の値であり（ｉＷ＝－ＩＰＨＷ）、ｕ成分ｉＵは実質的に相電流検出信号ＩＰＨＶと相電流検出信号ＩＰＨＷとの和である（ｉＵ＝ＩＰＨＶ＋ＩＰＨＷ）。工程は次にブロック５５５に進み、特定された再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷが出力される。
【0066】
[0077] 閾値ＵＭＩＮ、閾値ＶＭＩＮ、および閾値ＷＭＩＮはオフセット閾値であり、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷの存在を確認するために使用される閾値である。１つの実施形態では、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷは、電流がハーフブリッジモジュールのロー側電力スイッチを通って流れないときでも最小定数値をもつ。したがって、閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、およびＷＭＩＮは、最小定数値を無視するために選択され得る。更に、閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、およびＷＭＩＮは、ノイズ除去のために使用され得る。一例において、閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮの値は実質的に等しい。
【0067】
[0078] 相電流検出信号ＩＰＨＶまたは相電流検出信号ＩＰＨＷのいずれかまたは両方それらのそれぞれの閾値ＶＭＩＮまたはＷＭＩＮ未満である場合、工程は判断ブロック５２５に進む。工程が判断ブロック５２５に進んだ場合、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちの１つが、それらのそれぞれの閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮより大きいのに対し、他の２つの相電流検出信号がそれらのそれぞれの閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、またはＷＭＩＮ未満である。相電流検出信号のうちの１つのみがそれらのそれぞれの閾値より大きい場合は、相電流再構成器は相電流を再構成するために、および、再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷを特定するために、参照表と推定された固定子電流角度Θαβとを使用する。
【0068】
[0079] 判断ブロック５２５では、モーター駆動システムに対する始動動作が完了しているか否かが判定される。始動動作が完了していない場合、工程はブロック５３０に進み、相電流再構成器は、固定子電流角度Θαβを特定するために、回転子角度Θｒｏｔｏｒとプリセットオフセット角度Θｏｆｆｓｅｔとを受信する。一例において、固定子電流角度Θαβは、実質的に回転子角度Θｒｏｔｏｒとプリセットオフセット角度Θｏｆｆｓｅｔとの和であり、または数学的には、Θαβ＝Θｒｏｔｏｒ＋Θｏｆｆｓｅｔである。プリセットオフセット角度Θｏｆｆｓｅｔは、実質的に９０度（９０°）であり得、回転子フラックスベクトルが固定子電流ベクトルの後方にある角距離を表す。回転子角度Θｒｏｔｏｒとプリセットオフセット角度Θｏｆｆｓｅｔとから特定された固定子電流角度Θαβは、相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷを再構成するために相電流再構成器により使用される。始動動作が完了している場合、工程はブロック５３５に進み、相電流再構成器が固定子電流角度推定部から推定された固定子電流角度Θαβを受信する。推定された固定子電流角度Θαβは相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、およびｗ成分ｉＷを再構成するために相電流再構成器により使用される。
【0069】
[0080] ブロック５３０または５３５から、工程はブロック５４０に進む。ブロック５４０では、相電流再構成器が、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどれが利用可能かを特定する。言い換えると、相電流再構成器は、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷのうちのどれが、そのそれぞれの閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、およびＷＭＩＮより大きいかを特定する。相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどれが存在すると特定された場合でも、それに対応した再構成された相電流の大きさｉＵ、ｉＶ、またはｉＷは実質的に利用可能な相電流信号の負の値である。例えば、相電流検出信号ＩＰＨＵが存在する場合、それに対応したｕ成分ｉＵ（例えば再構成された相電流の大きさ）は、実質的に相電流検出信号ＩＰＨＵにマイナスを掛けたものであり、または数学的には、ｉＵ＝－ＩＰＨＵである。相電流検出信号ＩＰＨＶが存在する場合、それに対応したｖ成分ｉＶ（例えば再構成された相電流の大きさ）は実質的に相電流検出信号ＩＰＨＶにマイナスを掛けたものであり、または数学的には、ｉＶ＝－ＩＰＨＶである。相電流検出信号ＩＰＨＷが存在する場合、それに対応したｗ成分ｉＷ（例えば再構成された相電流の大きさ）は実質的に相電流検出信号ＩＰＨＷにマイナスを掛けたものであり、または数学的には、ｉＷ＝－ＩＰＨＷである。利用可能な相電流検出信号が特定された、および、対応する再構成された相電流の大きさが特定されたされた後、工程はブロック５４５に進む。
【0070】
[0081] ブロック５４５では、適切なセクターが選択される。図２Ａおよび図２Ｂを参照して既に述べられているように、３６０度（３６０°）の期間が、実質的に６０度（６０°）の増分で６つのセクターにセクション分けされ得る。セクターは、ブロック５３０または５３５から提供された特定された、または推定された固定子電流角度Θαβの値に応じて選択される。例えば、８５度（８５°）に等しい固定子電流角度Θαβはセクター５に対応する。
【0071】
[0082] 一例において、セクター０は、９０度（９０°）から１４９度（１４９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター１は、１５０度（１５０°）から２０９度（２０９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター２は、２１０度（２１０°）から２６９度（２６９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター３は、２７０度（２７０°）から３２９度（３２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター４は、３３０（３３０°）から３６０度（３５９°）までの、および、ゼロ度（０°）から２９度（２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター５は、３０度（３０°）から８９度（９０°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。
【0072】
[0083] セクターが特定された後、セクター角度Θｓｅｃｔｏｒが更に特定され得る。セクター角度Θｓｅｃｔｏｒは、反時計回り方向からセクターにおいて最初に発生する角度に対応する。更に説明されるように、固定子電流角度Θαβはセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとともに、適切な参照表に対するインデックスΘｉｎｄｅｘを特定するために使用される。インデックスΘｉｎｄｅｘは参照表において再構成スケーリングファクターを表すどの記憶された値が適切なｕ／ｖ／ｗ成分に対して使用されるかを特定するために使用される。セクターおよび対応するセクター角度Θｓｅｃｔｏｒは、次の表１に示されている。
【表1】
【0073】
[0084] セクターが特定された後、セクターと、固定子電流角度Θαβと、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどの１つが利用可能かとに応じて、適切な参照表が選択され得る。図６Ａおよび図７Ａは、相電流再構成のための適切な参照表を特定するための例を示す。相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちの１つのみが利用可能であるので、利用可能ではない他の２つのモーター巻線に対して２つの参照表が選択されることが理解されなければならない。
【0074】
[0085] 工程は次にブロック５５０に進む。固定子電流角度Θαβはセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとともに、再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、および／またはｗ成分ｉＷに対する再構成スケーリングファクターを表す記憶された値を特定するために、適切な参照表に対するインデックスΘｉｎｄｅｘを特定するために使用される。後述のように、インデックスΘｉｎｄｅｘは固定子電流角度Θαβとセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとの間の差であり、または数学的には、Θｉｎｄｅｘ＝Θαβ－Θｓｅｃｔｏｒである。
【0075】
[0086] 例えば、相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、それぞれ相電流ＩＰＨＡＳＥＶおよびＩＰＨＡＳＥＷに対応した相電流の大きさｖ成分ｉＶおよびｗ成分ｉＷを再構成するために使用されるスケーリングファクターを特定するために、参照表が選択される。固定子電流角度Θαβから特定されたセクターに応じて、両方の参照表が選択される。更に、固定子電流角度Θαβが８５度（８５°）である場合、セクターはセクター５であり、セクター角度Θｓｅｃｔｏｒは３０度（３０°）であり、インデックスΘｉｎｄｅｘは５５度（５５°）である。したがって、５５度（５５°）のインデックスΘｉｎｄｅｘが、相電流の大きさｖ成分ｉＶおよびｗ成分ｉＷを再構成するために使用されるそれらの対応する参照表におけるスケーリングファクターに対する位置を特定するために使用される。
【0076】
[0087] スケーリングファクターが選択された後、工程はブロック５５３に進み、再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶおよびｗ成分ｉＷがスケーリングファクターと、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどれが利用可能かとから特定される。対応する相電流検出信号が利用可能ではない再構成された相電流の大きさに対して、再構成された相電流の大きさは実質的に、適切な参照表から選択されたスケーリングファクターと利用可能な相電流検出信号との乗算結果であることが理解されなければならない。例えば、相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である、および、相電流検出信号ＩＰＨＶおよびＩＰＨＷが利用可能ではない場合、再構成された相電流の大きさｖ成分ｉＶおよびｗ成分ｉＷは実質的に、適切なスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。例えば、再構成された相電流の大きさｖ成分ｉＶは実質的に、ステップ５５０から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。同様に、再構成された相電流の大きさｗ成分ｉｗは実質的に、ステップ５５０から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵは、相電流検出信号ＩＰＨＵにマイナスを掛けたものに対応し、または数学的には、ｉＵ＝－ＩＰＨＵである。
【0077】
[0088] 再構成された相電流の大きさｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、および／またはｗ成分ｉＷが特定された後、工程はブロック５５５に進み、相電流再構成器はｕ成分ｉＵ、ｖ成分ｉＶ、および／またはｗ成分ｉＷを出力する。ｕ成分ｉｕは相電流ＩＰＨＡＳＥＵの大きさを表し、ｖ成分ｉｖは相電流ＩＰＨＡＳＥＶの大きさを表し、ｗ成分ｉｗは相電流ＩＰＨＡＳＥＷの大きさを表すことが理解されなければならない。
【0078】
[0089] 図６Ａは、固定子電流角度Θαβと、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどの１つが利用可能かとに応じて再構成参照表を選択するための１つの例示的な工程を示す表６００を示す。上述のように、セクターおよびセクター角度Θｓｅｃｔｏｒは固定子電流角度Θαβから特定される。セクターが特定された後、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷのうちのどれが利用可能であるかに応じて、適切な参照表が選択される。言い換えると、相電流再構成器は、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷのうちのどれがそのそれぞれの閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、およびＷＭＩＮより大きいかを特定する。
【0079】
[0090] 示される例において、セクター０は、９０度（９０°）から１４９度（１４９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター１は、１５０度（１５０°）から２０９度（２０９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター２は、２１０度（２１０°）から２６９度（２６９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター３は、２７０度（２７０°）から３２９度（３２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター４は、３３０（３３０°）から３６０度（３５９°）までの、および、ゼロ度（０°）から２９度（２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター５は、３０度（３０°）から８９度（９０°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。
【0080】
[0091] ９０度から１４９度（９０°～１４９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター０に対応した１行目を参照する。セクター０に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＷを再構成するために、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ａが使用される。上述のように、ｗ成分ｉｗは相電流ＩＰＨＡＳＥＷ１２８の大きさを表し、および、実質的に参照表Ａから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。更に、相電流ＩＰＨＡＳＥＶを再構成するために、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ｂが使用され、ｖ成分ｉｖは相電流ＩＰＨＡＳＥＶの大きさを表し、および、実質的に参照表Ｂから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。
【0081】
[0092] セクター０に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵを再構成するために、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために、参照表Ａ’が使用され、ｕ成分ｉＵは相電流ＩＰＨＡＳＥＵの大きさを表し、および、実質的に参照表Ａ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。更に、相電流ＩＰＨＡＳＥＶを再構成するために、ｖ成分ｉｖに対する値を特定するために、参照表Ｂ’が使用され、ｖ成分ｉｖは相電流ＩＰＨＡＳＥＶの大きさを表し、および、実質的に参照表Ｂ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。
【0082】
[0093] 図６Ａに示されているように、１つの実施形態では、相電流再構成器は３つの参照表、すなわち参照表Ａ、Ｂ、およびＣを使用する。これらの参照表は、第１の参照表（Ａ）、第２の参照表（Ｂ）および第３の参照表（Ｃ）とも呼ばれ得る。表６００は参照表Ａ’、Ｂ’およびＣ’を更に示す。これらの参照表は、逆の第１の参照表（Ａ’）、逆の第２の参照表（Ｂ’）、および、逆の第３の参照表（Ｃ’）とも呼ばれ得る。参照表Ａ’、Ｂ’、およびＣ’は実質的に参照表Ａ、Ｂ、およびＣに対応するが、参照表Ａ、Ｂ、およびＣとは逆にインデックスを付されている。上述のように、参照表に対するインデックスΘｉｎｄｅｘは、実質的に固定子電流角度Θαβとセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとの間の差であり、または数学的には、Θｉｎｄｅｘ＝Θαβ－Θｓｅｃｔｏｒである。したがって、インデックスΘｉｎｄｅｘは６０個の値をもち、０度から５９度まで（０°～５９°）変化する。
【0083】
[0094] 例えば、相電流の大きさを再構成するためのスケーリングファクターを表す予め記憶された値は、ゼロ度（０°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置で参照表Ａに記憶されている。同じ予め記憶された値が参照表Ａ’では逆に記憶されている。例えば、予め記憶された値は参照表Ａ’では５９度（５９°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されている。予め記憶された値は１度（１°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置で参照表Ａに記憶されている。同じ予め記憶された値が、参照表Ａ’では５８度（５８°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されており、他も同様である。このインデックス処理は、参照表Ｂ’との間で参照表Ｂに対して同様であり、参照表Ｃおよび参照表Ｃ’に対しても同様である。
【0084】
[0095] セクター０に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵを再構成するために、ｕ成分ｉｕの値を特定するために参照表Ｃが使用され、ｕ成分ｉＵは相電流ＩＰＨＡＳＥＵの大きさを表し、および、実質的に参照表Ｃから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。更に、相電流ＩＰＨＡＳＥＷを再構成するために、ｗ成分ｉｗに対する値を特定するために、参照表Ｃ’が使用され、ｗ成分ｉｗは相電流ＩＰＨＡＳＥＷの大きさを表し、および、実質的に参照表Ｃ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター０では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＵおよびＩＰＨＷだからである。
【0085】
[0096] １５０度から２０９度まで（１５０°～２０９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター１に対応した表６００の行２を参照する。セクター１に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ｃが使用され、ｗ成分ｉＷは実質的に参照表Ｃから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。更に、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ｃ’が使用され、ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｃ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。
【0086】
[0097] セクター１に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、相電流ＩＰＨＡＳＥＵを再構成するために、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために、参照表Ｂが使用される。更に、相電流ＩＰＨＡＳＥＶを再構成するために、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ａが使用される。セクター１に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために、参照表Ｂ’が使用され、および、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために、参照表Ａ’が使用される。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター１では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＵだからである。
【0087】
[0098] ２１０度から２６９度まで（２１０°～２６９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター２に対応した表６００の行３を参照する。セクター２に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ａ’が使用される。ｗ成分ｉＷは実質的に、参照表Ｂ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果であり、ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ａ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。セクター２に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ａが使用され、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂが使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ａから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果であり、ｗ成分ｉｗは実質的に、参照表Ｂから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0088】
[0099] セクター２に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃが使用される。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター２では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＵおよびＩＰＨＶだからである。
【0089】
[00100] ２７０から３２９まで（２７０°～３２９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター３に対応した表６００の行４を参照する。セクター３に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕの値を特定するために参照表Ｃが使用され、ｗ成分ｉｗに対する値を特定するために参照表Ｃ’が使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｃから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果であり、ｗ成分ｉｗは実質的に、参照表Ｃ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0090】
[00101] セクター３に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ａが使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂが使用される。セクター３に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ａ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂ’が使用される。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター３では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＶだからである。
【0091】
[00102] ３３０から３５９までの、および、ゼロ度から２９度まで（３３０°～３５９°；０°～２９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター４に対応した表６００の行５を参照する。セクター４に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂが使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ａが使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｂから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果であり、ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ａから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。セクター４に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂ’が使用され、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ａ’が使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｂ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果であり、ｗ成分ｉｗは実質的に、参照表Ａ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0092】
[00103] セクター４に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃが使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃ’が使用される。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター４では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＷおよびＩＰＨＶだからである。
【0093】
[00104] ３０度から８９度まで（３０°～８９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター５に対応した表６００の行６を参照する。セクター５に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｃが使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｃ’から選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果であり、ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｃから選択されたスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。
【0094】
[00105] セクター５に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ａ’が使用される。セクター５に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ａが使用され、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｂが使用される。しかし、６００のこれらのセクションはグレーアウトされており、その理由は、概してセクター５では、利用可能なものは相電流検出信号ＩＰＨＷだからである。
【0095】
[00106] したがって、固定子電流角度Θαβに応じて、セクターおよびセクター角度Θｓｅｃｔｏｒが特定され得、および、利用不可能な他の相電流の大きさを再構成するために、利用可能な相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷに応じて、適切な参照表およびスケーリングファクターが選択される。
【0096】
[00107] 図６Ｂは、相電流を再構成するための参照表Ａ、Ｂ、およびＣの内容を示す別の表６０１を示す。上述のように、参照表は参照表における予め記憶された値の位置を示すためにインデックスΘｉｎｄｅｘを使用する。一例において、予め記憶された値は相電流の大きさを再構成するために使用されるスケーリングファクターを表す。更に、予め記憶された値は、インデックスΘｉｎｄｅｘに基づいて更に演算される。インデックスΘｉｎｄｅｘは、実質的に固定子電流角度Θαβとセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとの間の差であり、または数学的には、Θｉｎｄｅｘ＝Θαβ－Θｓｅｃｔｏｒである。したがって、インデックスΘｉｎｄｅｘは６０個の値を含み、０度から５９度まで（０°～５９°）変化する。
【0097】
[00108] 参照表Ａ、Ｂ、およびＣの各々がインデックスΘｉｎｄｅｘの異なる値に対応した値を記憶している。一例において、参照表Ａ、Ｂ、およびＣの各々が、６０度のインデックスΘｉｎｄｅｘに対して１度の増分で値を記憶している。参照表Ａに対して、スケーリングファクターを表す記憶された値の各々が、インデックスΘｉｎｄｅｘと１２０度との和のサインを、インデックスΘｉｎｄｅｘのサインで割ったものに実質的に等しく、または数学的には次のとおりである。
【数1】
【0098】
[00109] 参照表Ｂに対して、スケーリングファクターを表す記憶された値の各々は、インデックスΘｉｎｄｅｘと１２０度との差のサインを、インデックスΘｉｎｄｅｘのサインで割ったものに実質的に等しく、または数学的には、次のとおりである。
【数2】
【0099】
[00110] 参照表Ｃに対して、スケーリングファクターを表す記憶された値の各々は、インデックスΘｉｎｄｅｘのサインを、インデックスΘｉｎｄｅｘと１２０度との差のサインで割ったものに実質的に等しく、または数学的には次のとおりである。
【数3】
【0100】
[00111] 参照表Ａ’、Ｂ’、およびＣ’は実質的に参照表Ａ、Ｂ、およびＣに対応しているが、参照表Ａ、Ｂ、およびＣとは逆にインデックスを付されている。例えば、予め記憶された値が、ゼロ度（０°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置で参照表Ａに記憶されている。同じ予め記憶された値が参照表Ａ’において逆に記憶されている。例えば、予め記憶された値は、参照表Ａ’では５９度（５９°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されている。予め記憶された値が、１度（１°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置において参照表Ａに記憶されている。同じ予め記憶された値が、参照表Ａ’では５８度（５８°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されており、他も同様である。このインデックス処理は、参照表Ｂ’との間で参照表Ｂに対しても同様であり、参照表Ｃおよび参照表Ｃ’も同様である。
【0101】
[00112] 上述のように、本開示の実施形態は相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷを使用し、これが、従来の相電流フィードバックに比べてコンポーネント数、コスト、電力損失の全体的な低減を円滑化する。加えて、参照表の使用は相電流再構成について、より速い処理速度を可能にする。
【0102】
[00113] 図７Ａは、固定子電流角度Θαβと相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、またはＩＰＨＷのうちのどの１つが利用可能かとに応じて再構成参照表を選択するための別の例示的な工程を示す表７００を示す。本開示の実施形態では、各セクターに対して、交差し、および実質的に互いに逆の関係にある２つの相電流が存在するのに対し、他の相電流は逆極性をもつ。例えば、セクター０では、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６とＩＰＨＡＳＥＷ１２８とが交差し、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２が、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８と逆極性である。セクター１では、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２とＩＰＨＡＳＥＷ１２８とが交差し、相電流ＩＰＨＡＳＥＵ１１６が、相電流ＩＰＨＡＳＥＶ１２２およびＩＰＨＡＳＥＷ１２８と逆極性であり、他も同様である。更に、「偶数」セクター（セクター０、２、および４）では、交差している相電流は極性が負であり、「奇数」セクター（セクター１、３、および５）では、交差している相電流は極性が正である。したがって、別のパターンが認識されており、図６Ａおよび図６Ｂを参照して使用される３つの参照表は、参照表Ｅおよび参照表Ｄと呼ばれる２つの参照表に簡略化され得る。
【0103】
[00114] 上述のように、セクターおよびセクター角度Θｓｅｃｔｏｒが固定子電流角度Θαβから特定される。セクターが特定された後、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷのうちのどれが利用可能であるかに応じて適切な参照表が選択される。言い換えると、相電流再構成器は相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、およびＩＰＨＷのうちのどれがそのそれぞれの閾値ＵＭＩＮ、ＶＭＩＮ、およびＷＭＩＮより大きいかを特定する。
【0104】
[00115] 示される例において、セクター０は、９０度（９０°）から１４９度（１４９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター１は、１５０度（１５０°）から２０９度（２０９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター２は、２１０度（２１０°）から２６９度（２６９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター３は、２７０度（２７０°）から３２９度（３２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター４は、３３０（３３０°）から３６０度（３５９°）まで、および、ゼロ度（０°）から２９度（２９°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。セクター５は、３０度（３０°）から８９度（９０°）までの固定子電流角度Θαβに対応する。
【0105】
[00116] ９０度から１４９度（９０°～１４９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター０に対応した１行目を参照する。セクター０は偶数であり、したがって、相電流を再構成するために参照表ＥとＥ’とが使用される。セクター０に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｖ成分ｉＶに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅ’が使用され、ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｅ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。セクター０に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅが使用され、ｖ成分ｉｖは実質的に参照表Ｅからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。
【0106】
[00117] 図７Ａは、参照表Ｅ、Ｅ’および参照表Ｄ、Ｄ’の選択を示す。参照表ＥとＤは、第１の参照表（Ｅ）および第２の参照表（Ｄ）とも呼ばれ得る。参照表Ｅ’およびＤ’は、それぞれ、実質的に参照表ＥおよびＤに対応しているが、参照表ＥおよびＤとは逆にインデックスを付されている。参照表Ｅ’およびＤ’は、逆の第１の参照表（Ｅ’）および逆の第２の参照表（Ｄ’）とも呼ばれ得る。上述のように、参照表に対するインデックスΘｉｎｄｅｘは実質的に固定子電流角度Θαβとセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとの間の差であり、または数学的には、Θｉｎｄｅｘ＝Θαβ－Θｓｅｃｔｏｒである。したがって、一例において、インデックスΘｉｎｄｅｘは６０個の値を含み、０度から５９度まで（０°～５９°）変化する。
【0107】
[00118] 例えば、スケーリングファクターを表す予め記憶された値はゼロ度（０°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置で参照表Ｅに記憶されている。同じ予め記憶された値が、参照表Ｅ’では逆に記憶されている。例えば、予め記憶された値は参照表Ｅ’では５９度（５９°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されている。予め記憶された値は、１度（１°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置において参照表Ｅに記憶されている。同じ予め記憶された値は、参照表Ｅ’では５８度（５８°）におけるインデックスΘｉｎｄｅｘに対応する位置に記憶されており、他も同様である。このインデックス処理は参照表ＤおよびＤ’に対しても同様である。
【0108】
[00119] １５０度から２０９度まで（１５０°～２０９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター１に対応した表７００の行２を参照する。セクター１は奇数であり、したがって、相電流を再構成するために参照表ＤおよびＤ’が使用される。セクター１に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄが使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄ’が使用される。ｗ成分ｉＷは実質的に、参照表Ｄからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｄ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。
【0109】
[00120] ２１０度から２６９度まで（２１０°～２６９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター２に対応した表７００の行３を参照する。セクター２は偶数であり、したがって、参照表ＥおよびＥ’が使用される。セクター２に対して相電流検出信号ＩＰＨＵが利用可能である場合、ｗ成分ｉＷに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅが使用される。ｗ成分ｉＷは実質的に、参照表Ｅからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＵとの乗算結果である。セクター２に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅ’が使用される。ｗ成分ｉｗは実質的に、参照表Ｅ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0110】
[00121] ２７０から３２９まで（２７０°～３２９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター３に対応した表７００の行４を参照する。セクター３は奇数であり、したがって、相電流を再構成するために参照表ＤおよびＤ’が使用される。セクター３に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄが使用され、ｗ成分ｉｗに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄ’が使用される。ｕ成分ｉＷは実質的に、参照表Ｄからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｄ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0111】
[00122] ３３０から３５９までの、および、ゼロ度から２９度まで（３３０°～３５９°；０°～２９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター４に対応した表７００の行５を参照する。セクター４は偶数であり、したがって、参照表ＥおよびＥ’が使用される。セクター４に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅ’が使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｅ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。セクター４に対して相電流検出信号ＩＰＨＶが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｅが使用される。ｕ成分ｉｕは実質的に、参照表Ｅからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＶとの乗算結果である。
【0112】
[00123] ３０度から８９度まで（３０°～８９°）の固定子電流角度Θαβに対するセクター５に対応した表７００の行６を参照する。セクター５は奇数であり、したがって、相電流を再構成するために参照表ＤおよびＤ’が使用される。セクター５に対して相電流検出信号ＩＰＨＷが利用可能である場合、ｕ成分ｉｕのスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄ’が使用され、ｖ成分ｉｖに対するスケーリングファクターを特定するために参照表Ｄが使用される。ｗ成分ｉＷは実質的に、参照表Ｄ’からのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。ｖ成分ｉｖは実質的に、参照表Ｄからのスケーリングファクターと相電流検出信号ＩＰＨＷとの乗算結果である。
【0113】
[00124] したがって、固定子電流角度Θαβに応じて、セクターおよびセクター角度Θｓｅｃｔｏｒが特定され得、利用不可能な他の相電流を再構成するために、相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷのうちのどれが利用可能であるかに応じて、適切な参照表およびスケーリングファクターが選択される。
【0114】
[00125] 図７Ｂは、相電流を再構成するための参照表ＤおよびＥの内容を示す別の表７０１を示す。上述のように、参照表は参照表における予め記憶された値の位置を示すためにインデックスΘｉｎｄｅｘを使用する。更に、相電流の大きさを再構成するために使用されるスケーリングファクターを表す予め記憶された値は、更に、インデックスΘｉｎｄｅｘに基づいて演算される。インデックスΘｉｎｄｅｘは、実質的に固定子電流角度Θαβとセクター角度Θｓｅｃｔｏｒとの間の差であり、または数学的には、Θｉｎｄｅｘ＝Θαβ－Θｓｅｃｔｏｒである。したがって、一例において、インデックスΘｉｎｄｅｘは６０個の値を含み、０度から５９度まで（０°～５９°）変化する。
【0115】
[00126] 参照表ＥおよびＤの各々は記憶された６０個の値を含み、記憶された値の各々がインデックスΘｉｎｄｅｘの６０個の値のうちの１つに対応している。表Ｅに対して、スケーリングファクターを表す記憶された値の各々は、インデックスΘｉｎｄｅｘと６０度との和のサインを、６０度とインデックスΘｉｎｄｅｘとの間の差のサインで割ったものに実質的に等しく、または数学的には次のとおりである。
【数4】
【0116】
[00127] 参照表Ｄに対して、スケーリングファクターを表す記憶された値の各々は、インデックスΘｉｎｄｅｘのサインを、インデックスΘｉｎｄｅｘと６０度との和のサインで割ったものに実質的に等しく、または数学的に次のとおりである。
【数5】
【0117】
[00128] 上述のように、本開示の実施形態は従来の相電流フィードバックに比べてコンポーネント数、コスト、電力損失の全体的な低減を円滑化する相電流検出信号ＩＰＨＵ、ＩＰＨＶ、ＩＰＨＷを使用する。加えて、参照表の使用が、相電流再構成のための、より速い処理速度を可能にする。
【0118】
[00129] 本発明に関して示される例についての上述の説明は、要約で説明される事項を含め、網羅的であることを意図したものではなく、開示される形態そのものへの限定であることを意図したものでもない。本発明の特定の実施形態および例が本明細書において例示を目的として説明されるが、本発明のより広い趣旨および範囲から逸脱せずに様々な同等な変更が可能である。実際、具体的で例示的な電圧、電流、周波数、出力範囲値、時間などが説明のために提示されること、および本発明の教示による他の実施形態および例において他の値が使用されてもよいことが理解される。
【図1A】
【図1B】
【図2A】
【図2B】
【図3A】
【図3B】
【図4】
【図5】
【図6A】
【図6B】
【図7A】
【図7B】
【外国語明細書】