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特表2024-506477ＳＲセルフセンシングのための電力ベースのパルス注入制御
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公表特許公報(A)
(11)【公表番号】
(43)【公表日】2024-02-14
(54)【発明の名称】ＳＲセルフセンシングのための電力ベースのパルス注入制御
(51)【国際特許分類】
H02P 25/089 20160101AFI20240206BHJP
【ＦＩ】
H02P25/089
【審査請求】未請求
【予備審査請求】未請求
(21)【出願番号】P 2023543003
(86)(22)【出願日】2021-12-21
(85)【翻訳文提出日】2023-07-25
(86)【国際出願番号】 US2021064474
(87)【国際公開番号】W WO2022159227
(87)【国際公開日】2022-07-28
(31)【優先権主張番号】17/154,832
(32)【優先日】2021-01-21
(33)【優先権主張国・地域又は機関】US
(81)【指定国・地域】
(71)【出願人】
【識別番号】391020193
【氏名又は名称】キャタピラー インコーポレイテッド
【氏名又は名称原語表記】ＣＡＴＥＲＰＩＬＬＡＲ ＩＮＣＯＲＰＯＲＡＴＥＤ
(74)【代理人】
【識別番号】110001243
【氏名又は名称】弁理士法人谷・阿部特許事務所
(72)【発明者】
【氏名】ガーデス、ジェシー レイ
(72)【発明者】
【氏名】ソーン、ジェームズ マイケル
(72)【発明者】
【氏名】カリル、アフメド
(72)【発明者】
【氏名】ワイ、ジャクソン
(72)【発明者】
【氏名】アブドゥル、サジャン
(72)【発明者】
【氏名】アシュファク、アマラ
【テーマコード（参考）】
5H501
【Ｆターム（参考）】
5H501AA20
5H501CC04
5H501DD09
5H501FF08
5H501HB07
5H501JJ03
5H501JJ04
5H501JJ17
5H501LL14
5H501LL22
5H501LL23
5H501LL27
5H501LL35
(57)【要約】
【課題】ＳＲセルフセンシングのための電力ベースのパルス注入制御
【解決手段】中高速および低トルクでのＳＲモータの回転子位置の電力ベースのセルフセンシングは、モータ電力と注入最大電力とを比較することにより、ＳＲモータ制御システムで実現される。モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して、位置電流パルスが固定子極に注入される。位置電流パルスによって生成された実際固定子電流と推定固定子電流とを比較し、実際固定子電流が推定固定子電流と等しくない場合、メモリに記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置に更新する。
【解決手段】中高速および低トルクでのＳＲモータの回転子位置の電力ベースのセルフセンシングは、モータ電力と注入最大電力とを比較することにより、ＳＲモータ制御システムで実現される。モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して、位置電流パルスが固定子極に注入される。位置電流パルスによって生成された実際固定子電流と推定固定子電流とを比較し、実際固定子電流が推定固定子電流と等しくない場合、メモリに記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置に更新する。
【特許請求の範囲】
【請求項1】
フレーム（１０２）と、前記フレーム（１０２）を支持する牽引システム（１０４）と、前記フレーム（１０２）に取り付けられた動力源（１０６）とを有する作業機械（１００）用の電気駆動システム（１０８）であって、固定子（２５０）および回転子（２５２）を有するスイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータ（２０６）と、
前記動力源（１０６）および前記ＳＲモータ（２０６）に動作可能に接続され、前記動力源（１０６）から前記ＳＲモータ（２０６）への電力伝達を制御するインバータ（２０８）と、
前記ＳＲモータ（２０６）および前記インバータ（２０８）に動作可能に接続されたコントローラ（２００）と、を含み、前記コントローラ（２００）は、
前記ＳＲモータ（２０６）によって出力されるモータ電力を計算し、
前記モータ電力を注入最大電力と比較し、
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも小さいことに応答して、前記ＳＲモータ（２０６）の固定子極（２５４）に注入される位置電流パルス（３０６）の位置電流に基づいて、前記ＳＲモータ（２０６）の推定固定子電流を決定して、前記回転子位置を推定し、
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも小さいことに応答して、前記インバータ（２０８）に、前記位置電流を有する位置電流パルス（３０６）を前記ＳＲモータ（２０６）の固定子極（２５４）に注入させ、
前記位置電流パルス（３０６）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定し、
前記実際固定子電流を前記推定固定子電流と比較し、
前記実際固定子電流が所定の誤差量よりも大きい誤差量だけ推定固定子電流に等しくないと判定したことに応答して、前記メモリ（２０４）に記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置と等しく設定するように構成される、電気駆動システム（１０８）。
【請求項2】
前記コントローラ（２００）は、前記ＳＲモータ（２０６）の回転子（２５２）の推定回転子速度を決定し、
前記推定回転子速度を注入最大回転子速度と比較し、
前記推定回転子速度が前記注入最大回転子速度よりも大きいと判定したことに応答して、前記モータ電力を計算するように構成される、請求項１に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項3】
前記コントローラ（２００）は、前記推定回転子速度が前記注入最大回転子速度よりも小さいと判定したことに応答して、前記モータ電力を計算するステップを省略するように構成される、請求項２に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項4】
前記コントローラ（２００）は、前記ＳＲモータ（２０６）の前記回転子（２５２）の前記推定回転子速度を決定し、
前記ＳＲモータ（２０６）のモータトルクを決定し、
前記推定回転子速度に前記モータトルクを乗じることにより前記モータ電力を計算するように構成される、請求項１に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項5】
前記コントローラ（２００）は、前記メモリ（２０４）に記憶された推定回転子速度を読み取ることによって前記推定回転子速度を決定するように構成される、請求項４に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項6】
前記コントローラ（２００）は、前記モータ電力が前記注入最大電力よりも大きいことに応答して、前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入される指令電流パルス（３０４）の指令電流に基づいて、前記ＳＲモータ（２０６）の推定固定子電流を決定して、前記回転子位置を推定し、
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも大きいことに応答して、前記インバータ（２０８）に、前記指令電流を有する指令電流パルス（３０４）を前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入させ、
前記指令電流パルス（３０４）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定するように構成される、請求項１に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項7】
前記コントローラ（２００）は、前記指令電流パルス（３０４）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定するように構成される、請求項６に記載の電気駆動システム（１０８）。
【請求項8】
作業機械（１００）であって、フレーム（１０２）と、
前記フレーム（１０２）を支持する牽引システム（１０４）と、
前記フレーム（１０２）に取り付けられた動力源（１０６）と、
請求項１に記載の電気駆動システム（１０８）と、を含む、作業機械（１００）。
【請求項9】
スイッチングリラクタンス（ＳＲ）モータ（２０６）の回転子（２５２）の回転子位置をセルフセンシングするための方法であって、前記ＳＲモータ（２０６）によって出力されるモータ電力を計算するステップと、
前記モータ電力を注入最大電力と比較するステップと、
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも小さいことに応答して、前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入される位置電流パルス（３０６）の位置電流に基づいて、前記ＳＲモータ（２０６）の前記推定固定子電流を決定して、前記回転子位置を推定するステップと、
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも小さいことに応答して、前記位置電流を有する位置電流パルス（３０６）を前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入するステップと、
前記位置電流パルス（３０６）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定するステップと、
前記実際固定子電流を前記推定固定子電流と比較するステップと、
前記実際固定子電流が所定の誤差量よりも大きい誤差量だけ前記推定固定子電流と等しくないと判定したことに応答して、前記記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置と等しく設定するステップと、を含む、方法。
【請求項10】
前記ＳＲモータ（２０６）の前記回転子（２５２）の推定回転子速度を決定するステップと、前記推定回転子速度を注入最大回転子速度と比較するステップと、
前記推定回転子速度が前記注入最大回転子速度よりも大きいと判定したことに応答して、前記モータ電力を計算するステップを実行するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項11】
前記推定回転子速度が前記注入最大回転子速度よりも小さいと判定したことに応答して、前記モータ電力を計算するステップを省略するステップを含む、請求項１０に記載の方法。
【請求項12】
前記ＳＲモータ（２０６）の前記回転子（２５２）の推定回転子速度を決定するステップと、前記ＳＲモータ（２０６）の前記モータトルクを決定するステップと、を含み、
前記モータ電力を計算するステップは、前記推定回転子速度に前記モータトルクを乗じることを含む、請求項９に記載の方法。
【請求項13】
前記推定回転子速度を決定するステップは、前記メモリ（２０４）に記憶された推定回転子速度を読み取ることを含む、請求項１２に記載の方法。
【請求項14】
前記モータ電力が前記注入最大電力よりも大きいことに応答して、前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入される指令電流パルス（３０４）の指令電流に基づいて、前記ＳＲモータ（２０６）の推定固定子電流を決定して、前記回転子位置を推定するステップと、前記モータ電力が前記注入最大電力よりも大きいことに応答して、前記指令電流を有する指令電流パルス（３０４）を前記ＳＲモータ（２０６）の前記固定子極（２５４）に注入するステップと、
前記指令電流パルス（３０４）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定するステップと、を含む、請求項９に記載の方法。
【請求項15】
前記指令電流パルス（３０４）によって生成された前記ＳＲモータ（２０６）の実際固定子電流を決定するステップを含む、請求項１４に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、概して制御システムに関し、より具体的には、回転子位置セルフセンシングを有するスイッチトリラクタンスモータ制御システムに関する。
【背景技術】
【0002】
トラック式トラクタ、掘削機等のような多くの作業機械は、作業機械を位置間で再配置または移動させることを可能にする動力源に接続された変速機を含むことができる。省エネや化石燃料の使用回避への関心が高まる中、動力源としてモータを使うことが一般的になってきている。電気モータは、バッテリーなどのエネルギー源からの電気エネルギーを機械エネルギーに変換して作業機械を駆動する。
【0003】
スイッチトリラクタンス（ＳＲ）モータとして知られる電気モータの１種は、その頑丈で堅牢な構造により、上記作業機械などの様々な用途に広く使用されている。ＳＲモータは、回転子と、巻線を有する複数の固定子極を有する固定子とを含む。通常のブラシ付きＤＣモータタイプとは異なり、電力は回転子ではなく、ＳＲモータの固定子の巻線に伝送される。この構成では、電力を移動部品に伝送する必要がないので、機械設計を大幅に簡略化したが、さまざまな巻線に電力を伝送するために何らかのスイッチングシステムを使用する必要があるので、電気設計が複雑になる。ＳＲモータの中には、直接角度位置センサを用いることなく、固定子に対する回転子の位置を推定するセルフセンシング動作を有する制御システムを有するものもある。必要最小限のパッケージサイズ、高信頼性、低コストの必要性から、セルフセンシング動作は多くの用途において重要である。すべての動作速度で回転子の角度位置を正確に決定することは、モータの性能と効率に不可欠である。
【0004】
このようなセルフセンシング制御システムは、米国特許第１０，０７９，５６６号に記載されている。しかし、ＳＲモータの負荷が小さい中速および高速では、セルフセンシング制御システムが回転子の位置を推定するために回転子を回転させるために必要な電力が低いため、固定子に十分な電流が流れない可能性があり、その結果、正しいタイミングで固定子極の巻線に指令電流が伝達されない危険性が生じ、ＳＲモータの性能および効率に悪影響を及ぼす。したがって、中高速／低トルク動作中に正確なセルフセンシング動作を提供するＳＲモータの制御システムが依然として必要である。
【発明の概要】
【0005】
本開示の一態様では、作業機械が開示される。作業機械は、動力源と、固定子および回転子を有するＳＲモータと、動力源およびＳＲモータに動作可能に接続され、動力源からＳＲモータへの電力伝達を制御するインバータと、ＳＲモータおよびインバータに動作可能に接続されたコントローラとを含んでもよい。コントローラは、ＳＲモータによって出力されるモータ電力を計算し、モータ電力を注入最大電力と比較し、ＳＲモータの固定子極に注入される位置電流パルスの位置電流に基づいてＳＲモータの推定固定子電流を決定し、モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して回転子位置を推定するように構成されてもよい。コントローラはさらに、モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して、インバータに位置電流を有する位置電流パルスをＳＲモータの固定子極に注入させ、位置電流パルスによって生成されたＳＲモータの実際固定子電流を決定し、実際固定子電流を推定固定子電流と比較し、実際固定子電流が所定の誤差量よりも大きい誤差量だけ推定固定子電流に等しくないと判定したことに応答して、メモリに記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置と等しく設定するように構成されてもよい。
【0006】
本開示の別の態様では、ＳＲモータの回転子の回転子位置をセルフセンシングするための方法が開示される。この方法は、ＳＲモータによって出力されるモータ電力を計算するステップと、モータ電力を注入最大電力と比較するステップと、ＳＲモータの固定子極に注入される位置電流の位置電流に基づいてＳＲモータの推定固定子電流を決定するステップと、モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して回転子位置を推定するステップと、位置電流パルスをＳＲモータの固定子極に注入するステップと、位置電流パルスによって生成されるＳＲモータの実際固定子電流を決定するステップと、実際固定子電流を推定固定子電流と比較するステップと、実際固定子電流が所定の誤差量よりも大きい誤差量だけ推定固定子電流に等しくないと判定するステップと、記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置として設定するステップとを含んでもよい。
【0007】
本開示の別の態様では、作業機械用の電気駆動システムが開示される。作業機械は、フレームと、フレームを支持する牽引システムと、フレームに取り付けられた動力源とを有してもよい。電気駆動システムは、固定子および回転子を有するＳＲモータと、動力源およびＳＲモータに動作可能に接続され、動力源からＳＲモータへの電力伝達を制御するインバータと、ＳＲモータに動作可能に接続された電流センサと、ＳＲモータ、インバータおよび電流センサに動作可能に接続されたコントローラとを含んでもよい。コントローラは、ＳＲモータによって出力されるモータ電力を計算し、モータ電力を注入最大電力と比較し、モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して、ＳＲモータの固定子極に注入される位置電流の位置電流に基づいてＳＲモータの推定固定子電流を決定して回転子位置を推定し、モータ電力が注入最大電力よりも小さいことに応答して、インバータに位置電流を有する位置電流パルスをＳＲモータの固定子極に注入させ、電流センサからの電流センサ信号に基づいて位置電流パルスによって生成されるＳＲモータの実際固定子電流を決定し、実際固定子電流を推定固定子電流と比較し、実際固定子電流が所定の誤差量よりも大きい誤差量だけ推定固定子電流に等しくないと判定したことに応じて、メモリに記憶された推定回転子位置を新しい推定回転子位置として設定するように構成されてもよい。
【0008】
追加の態様は、本特許の請求項により限定される。
【図面の簡単な説明】
【0009】
【図1】本開示によるＳＲモータのＳＲセルフセンシングのための電力ベースのパルス注入制御が実施され得る例示的な作業機械の側面図である。
【発明を実施するための形態】
【0010】
本開示は、ＳＲモータ制御システムに関する。ＳＲモータ制御システムは、このようなＳＲモータ制御システムを使用するあらゆる機械に対しても汎用性を有する。「機械」という用語は、鉱業、建設、農業、輸送またはその他の産業のような、産業に関連する操作を行う機械を意味することができる。いくつかの例として、機械は、車両、バックホーローダ、コールドプレーナ、ホイールローダ、コンパクタ、フェラーバンチャー、林業機械、フォワーダ、収穫機、掘削機、産業用ローダ、ナックルブームローダ、マテリアルハンドラ、モーターグレーダ、パイプ敷設機、道路回収機、スキッドステアローダ、スキダー、テレハンドラー、トラクタ、ブルドーザ、トラクタショベルなどであり得る。さらに、１つ以上のツールを機械に接続し、本明細書で説明するスイッチトリラクタンスモータ制御システムに関連する電気モータを使用して制御することができる。
【0011】
図１は、本開示によるＳＲモータ制御システムを含むことができる例示的な作業機械１００の図である。作業機械１００はトラック式トラクタとして示されているが、作業機械１００のスイッチトリラクタンスモータを制御可能なＳＲモータ制御システムを有する機械であってもよい。図示するように、作業機械１００は、フレーム１０２と、フレーム１０２を支持する牽引システム１０４と、フレーム１０２に支持された動力源１０６と、動力源１０６から牽引システム１０４にエネルギーを伝達するように構成された電気駆動システム１０８と、を備える。作業具１１０、例えば、図示のブレードに限定されないが、フレーム１０２に接続することができ、電気駆動システム１０８によって電力を供給することができる。作業機械１００は、動作室１１２をさらに含んでもよい。動力源１０６は、作業機械１００に電力を供給するとともに、電力駆動システム１０８の推進のための作動電力を供給するように構成されている。動力源１０６は、直流（ＤＣ）動力源、オットサイクルまたはディーゼルサイクルエンジンなどであってもよい。動力源１０６は、動作室１１２内のオペレータコントロール（図示せず）から制御信号を受信するように動作可能に配置されている。また、動力源１０６は、作業機械１００の他のシステムに電力を供給するように動作可能に構成されている。
【0012】
電気駆動システム１０８は、動作室１１２内のオペレータからの制御信号を介して作業機械１００を選択的に推進するために、動力源１０６と共に動作可能に構成され得る。電気駆動システム１０８は、牽引システム１０４に動作可能に接続され、牽引システム１２０は、車軸、駆動軸、変速機、および／または他のコンポーネントを介して作業機械１００に移動可能に接続され得る。いくつかの実装形態では、牽引システム１０４は、車輪駆動システムまたは地面に係合して作業機械１００を推進するように構成された任意の他のタイプの駆動システムも可能であるが、図示のトラック駆動システムの形態で提供することができる。
【0013】
いくつかの実装形態では、電気駆動システム１０８は、追加的にまたは代替的に、作業機械１００および電気駆動システム１０８に移動可能に接続され得る作業具１１０を選択的に動作させるように構成されてもよい。図示された作業具１１０はトラクタローダの形態で作業機械１００に取り付けられたブレードであるが、もちろん、他の実施形態では、様々なタスク、例えば、ドージング、ブラッシング、圧縮、採掘、整地、持ち上げ、引き裂き、耕起などのための任意の他の適切な作業具を含むことができる。上記したように、図１は、本開示によるＳＲモータおよびＳＲモータ制御システムを利用することができる作業機械１００の一例として提供される。他の例も可能であり、依然としてＳＲモータ制御システムを実装している理由は、図１に関連して説明したものとは異なる場合がある。
【0014】
図２は、本開示によるＳＲモータ制御システムを実装することができる電気駆動システム１０８のコンポーネントの例示的な構成図である。電気駆動システム１０８は、１つ以上のプロセッサ２０２およびメモリ２０４を有するコントローラ２００と、モータ２０６と、インバータ２０８と、複数のセンサ２１０とを含んでもよい。モータ２０６は、例えば、図３に示すＳＲモータ２０６であり、以下でより詳細に説明する。プロセッサ２０２は、ハードウェア、ファームウェア、またはハードウェアとソフトウェアの組み合わせで実装される。プロセッサ２０２は、中央処理装置（ＣＰＵ）、グラフィックス処理装置（ＧＰＵ）、加速処理装置（ＡＰＵ）、マイクロプロセッサ、マイクロコントローラ、デジタル信号プロセッサ（ＤＳＰ）、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ）、または他のタイプの処理コンポーネントであってもよい。いくつかの実装形態では、プロセッサ２０２は、機能を実行するようにプログラムされ得る１つ以上のプロセッサを含む。メモリ２０４は、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）、および／または、プロセッサ２０２によって使用されるための情報および／または命令を格納する他のタイプの動的または静的記憶デバイス（例えば、フラッシュメモリ、磁気メモリ、および／または光学メモリ）を含んでもよい。
【0015】
いくつかの実装形態では、コントローラ２００は、作業機械１００および／またはＳＲモータ２０６の電子制御ユニット（ＥＣＵ）、電子制御モジュール（ＥＣＭ）、および／または類似のものであってもよい。プロセッサ２０２は、インバータ２０８、ＳＲモータ２０６、および／または同様の動作を制御するなど、作業機械１００の１つ以上のコンポーネントを制御するための１つ以上の命令および／または指令を実行することができる。メモリ２０４は、プロセッサ２０２による実行のためのプログラムコードを記憶することができ、および／または、本開示によるＳＲモータ制御システムのためのプログラムコードのような、プロセッサ２０２によるそのようなプログラムコードの実行に関連するデータを記憶することができる。
【0016】
コントローラ２００は、作業機械１００の種々のコンポーネントから１つ以上の入力信号を受信し、（例えば、入力信号をプログラムの入力として使用してプログラムを実行することによって）１つ以上の入力信号に対して動作して１つ以上の出力信号を生成し、１つ以上の出力信号を作業機械１００の種々のコンポーネントに出力することができる。例えば、コントローラ２００は、ＳＲモータ２０６、インバータ２０８、１つ以上のセンサ２１０、および／または類似のものに電子的に（例えば、有線または無線で）接続されてもよい。コントローラ２００は、センサ２１０、オペレータ、および／または作業機械１００の他のシステムから入力を受信するように構成されている。コントローラ２００は、これらの入力に基づいて、必要に応じてＳＲモータ２０６に電力を供給するようにインバータ２０８に指令する。これには、本明細書で説明されるように、起動時のプライミング指令、動作中のスイッチング指令、およびＳＲモータ制御システムに必要な他の指令が含まれる。
【0017】
インバータ２０８は、動力源１０６およびＳＲモータ２０６に電気的に接続可能であり、コントローラ２００の指令に従ってＳＲモータ２０６に電流を供給する。いくつかの実装形態では、インバータ２０８は、動力源１０６から直流電流を受け取ることができ、コントローラ２００からのスイッチング指令に基づいて、スイッチングされた直流電流をＳＲモータ２０６に供給するために直流電流の位相を制御することができる。付加的にまたは代替的に、インバータ２０８は、回転位置センサを使用せずにＳＲモータ２０６の角度位置を決定することを可能にするために、ＳＲモータ２０６へのプライミング電圧および電流、または位置センシング電圧および電流の供給に関連する指令を受信することができる。いくつかの実装形態では、電流の各相は、独立して並列に制御されてもよい。当業者であれば、本明細書に示され、説明される制御機能は、コントローラ２００において集中されてもよく、コントローラ２００と他の「インテリジェント」デバイスとの間に分散されてもよいことを理解する。例えば、代替実施形態では、インバータ２０８は、コントローラ２００からの指令に応答してインバータ２０８の動作を制御するコントローラ（例えば、電流コントローラ、位相コントローラ等）を含んでもよい。このような変形例は発明者らによって想定されている。
【0018】
センサ２１０は、作業機械１００の状態に関する情報を提供するセンサデバイスのセットを含んでもよい。例えば、センサ２１０は、ＳＲモータ２０６における電流を監視し、ＳＲモータ２０６のいくつかの相のそれぞれにおける電流に関する情報をコントローラ２００に通信する電流センサ２１２を含んでもよい。コントローラ２００によって実行されるＳＲモータ制御システムは、電流センサ２１２からの相電流の値に基づいて、位置センサを用いることなくＳＲモータ２０６の角度位置の推定値を決定し、角度位置の推定値に基づいてスイッチング指令を決定し、スイッチング指令を用いてＳＲモータ２０６の動作を制御することができる。センサ２１０は、他のセンサに加えて、次にＳＲモータ２０６の相電流を推定するために使用される磁束を推定するために使用される相電圧を検知するＤＣリンク電圧センサ２１４と、作業機械１００の動作に必要な任意の他のセンサ２１０とを含んでもよい。
【0019】
図３は、例示的なＳＲモータ２０６の動作コンポーネントを概略的に示す。ＳＲモータ２０６は、外側固定子２５０と内側回転子２５２とを含む。固定子２５０は、ＳＲモータ２０６のハウジング（図示せず）に対して静止したままであり、回転子２５２はその中で回転可能である。固定子２５０は、内面２５６の周りに周方向に間隔をおいて配置された複数の固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃを有する。図示するように、固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃは、径方向において互いに対向するように対をなして配置されている。ブラシ付きＤＣモータとは異なり、電力は回転子２５２ではなく固定子２５０に伝送されるため、機械的設計は単純化されるが、インバータ２０８が固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに順次電力を伝送するためにスイッチングシステムを必要とするため、電気的設計は複雑化される。固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃの各対は、回転子２５２を回転させるための磁界を生成するために、インバータ２０８から同相電流を受け取る対応する巻線（図示せず）を有する。図示の例では、固定子極２５４Ｂへの電流は固定子極２５４Ａへの電流と６０°位相が異なり、固定子極２５４Ｃへの電流は固定子極２５４Ａへの電流と１２０°位相が異なるがある。
【0020】
図示された実施形態における回転子２５２は、強磁性金属、合金、または他の材料で製造することができ、回転子軸２５８を中心に回転可能である。回転子２５２は、周囲および回転子軸２５８の周りに周方向に間隔をおいて配置された複数の回転子歯２６０Ａ、２６０Ｂを有する。回転子歯２６０Ａ、２６０Ｂは対をなして配置され、固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃで電流により生成する磁界と相互作用して、回転子歯２６０Ａ、２６０Ｂが固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに引き寄せられたり反発したりするとき、回転子軸２５８を中心とした回転子２５２の回転速度および回転方向を制御する。固定子２５０および回転子２５２の構成は例示的であり、当業者であれば、ＳＲモータ２０６は、回転子２５２の回転を制御するために固定子極２５４および回転子歯２６０の代替的な組み合わせを有してもよいことを理解する。本発明者らは、これらの代替的な組み合わせが、本開示による電力ベースのパルス注入制御とともに使用されることを期待することを理解する。
【0021】
ＳＲモータ２０６は、固定子２５０に対してインダクタンスが最大となる位置に回転子２５２が移動する傾向で動作する。一対の回転子歯２６０Ａ、２６０Ｂと一対の通電された固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃとの位置合わせにおいて、最大インダクタンスの位置が現れる。この磁気吸引は、回転子２５２を回転させ、最大インダクタンス位置に向かって移動させるトルクを発生する。固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃの各対に電力が伝送され、回転子２５２がそれに合わせて移動すると、次の固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃは、回転子２５２の移動を継続し、角運動量を維持するように順に通電される。このように、どの固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに通電しているか、通電していないか、どの相かを切り替えるこのパターンは、このようなモータの動作を複雑にする。ＳＲモータ２０６の適切な動作は、各固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃへの通電の適切なタイミングに依存する。このタイミングは、固定子２５０に対する回転子２５２の角度位置によって駆動される。
【0022】
図４は、特定の間隔で固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに電流を供給して、回転子２５２を図に示すように反時計回りに回転させることによってＳＲモータ２０６を制御することをグラフで示している。グラフ３００は、ＳＲモータ２０６が全負荷で低速動作している状態で、固定子極２５４Ａの巻線に伝導される電流Ｉに対する回転子２５２の角度位置θの関係を示している。固定子２５０および回転子２５２は、グラフ３００の下に、回転子２５２が４５°ずつ回転する系列で示されている。０°の位置では、回転子歯２６０Ａは固定子極２５４Ａに位置合わせられている。この位置では、回転子歯２６０Ａが固定子極２５４Ａと位置合わせられているので、固定子極２５４Ａと回転子２５２との間の機械インダクタンスＬは、インダクタンス曲線３０２上で最大インダクタンスＬ最大となる。回転子歯２６０Ａが固定子極２５４Ａから等距離にある場合、回転子歯２６０Ａが固定子極２５４Ａと位置合わせされていないように回転するので、インダクタンスＬは４５°回転後に最小インダクタンスＬ最小に達するまで減少する。ＳＲモータ２０６は、回転子２５２が最小インダクタンスＬ最小と最大インダクタンスＬ最大との間で回転している間、固定子極２５４Ａへの電流が回転子２５２に回転方向の駆動トルクを発生させる駆動トルク領域ＭＴＺにある。逆に、回転子２５２が最大インダクタンスＬ最大と最小インダクタンスＬ最小との間で回転している間、ＳＲモータ２０６は、固定子極２５４Ａへの電流が回転子２５２に回転方向とは逆方向の制動トルクを発生させる制動トルク領域ＲＴＺにある。当業者であれば、駆動トルク領域ＭＴＺおよび制動トルク領域ＲＴＺは方向依存性であり、ＳＲモータ２０６が逆方向に動作すると逆方向になることが理解される。回転子２５２は、回転子歯２６０Ａが固定子極２５４Ａに位置合わせられているときまたは位置合わせされていないときに、最大インダクタンスＨ最大と最小インダクタンスＨ最小との間のサイクルを継続する。
【0023】
回転子２５２の反時計回り方向の回転は、駆動トルク領域ＭＴＺにおいて固定子極２５４Ａに指令電流Ｉ指令が伝達されることにより維持される。ＳＲモータ２０６を動作させるために必要な指令トルクＴ指令および指令電流Ｉ指令は、オペレータの入力および作業機械１００における現在の動作状態に基づいて、コントローラ２００のＳＲモータ制御システムによって決定され得る。回転子２５２が４５°位置を通過すると、回転子歯２６０Ａは固定子極２５４Ａからさらに離れるように回転し、回転子歯２６０Ｂは固定子極２５４Ａに向かって回転する。コントローラ２００は、回転子２５２が指令電流オン位置θオンに達すると、指令電流オフ位置θオフまでインバータ２０８に固定子極２５４Ａの巻線に指令電流パルス３０４を伝導させ、回転子歯２６０Ｂを固定子極２５４Ａに引き寄せる磁界を発生させる。コントローラ２００は、指令電流Ｉ指令の値と、位置θオンとθオフとの間の滞留期間とを必要に応じて制御することにより、回転子２５２の角速度ωを増加させるか、減少させるか、または一定に保つかを制御する。ＳＲモータ２０６の速度と負荷を一定に保つと、ほぼ９０°間隔で同様の指令電流パルス３０４が現れる。固定子極２５４Ｂ、２５４Ｃは、固定子極２５４Ａへの指令電流パルス３０４とそれぞれ６０°および１２０°位相が異なる指令電流パルス３０４によって同様に制御される。当業者であれば、コントローラ２００は、指令電流パルス３０４のタイミング、持続時間、および極性を変化させて、回転子２５２の回転を加速、減速または反転させ、ＳＲモータ２０６の動作を制御することが理解される。
【0024】
ＳＲモータ２０６の効率的な動作は、回転子２５２の回転中に正しい指令電流オン位置θオンで指令電流パルス３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃが開始されるように、回転子２５２の位置を知ることに依存する。従来技術のＳＲモータ２０６の中には、固定子２５０に対する回転子２５２の位置を検出するために位置センサを使用するものがあるが、セルフセンシング動作は、ＳＲモータ２０６の最小パッケージサイズ、高信頼性、および低コストの必要性から、様々な用途に重要である。ＳＲモータ２０６の信頼性が高く正確な位置センシングは、低コストで高性能なＳＲ作業機械駆動を開発するための重要なステップである。回転子２５２の角度位置ωをセルフセンシングするための１つの戦略は、位置電流Ｉ位置を有する位置電流パルス３０６を、指令電流パルス３０４が固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃによって生成されない注入ウィンドウＩＷの間に固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに注入することを含む。位置電流パルス３０６のタイミングは、メモリ２０４に記憶された推定回転子位置θ推定および推定回転子速度ω推定に基づいている。次に、位置電流パルス３０６の時点での推定回転子位置θ推定に対して、対応するステータ極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃを流れる推定固定子電流Ｉ推定が、オブザーバベースの推定アプローチを使用して決定される。位置電流パルス３０６の位置電流Ｉ位置は、電流センサ２１２によって測定された電流の測定可能な変化を引き起こすのに十分な大きさを有することができるが、セルフセンシング回転子位置θの利点を超える、ＳＲモータ２０６の性能に影響を及ぼすのに十分なほど著しい、回転子２５２上の寄生制動トルクを生じさせない。コントローラ２００は、推定固定子電流Ｉ推定を電流センサ２１２から受信した実際固定子電流Ｉ実際と比較して誤差信号を生成する。誤差信号は、後続の指令電流パルス３０４のタイミングをとるためにメモリ２０４に記憶され得る回転子２５２の更新された推定回転子位置θ推定および更新された推定回転子速度ω推定を計算するために使用される。
【0025】
推定回転子位置θ推定を決定する戦略は、低速では良好に動作するが、高い動作速度では困難になる可能性がある。ＳＲモータ２０６のより高い動作速度での固定子極２５４Ａのグラフ３００を示す図５に示すように、指令電流オン回転子位置θオンは、指令電流パルス３０４が適切な回転子位置θでの指令電流Ｉ指令に到達して、対応する回転子歯２６０Ａ、２６０Ｂを固定子極２５４Ａに引き寄せることができるように、制動トルク領域ＲＴＺ内に現れる。指令電流オン回転子位置θオンの場所およびタイミングにより、位置電流パルス３０６の注入ウィンドウＩＷの機会が大幅に減少または排除される。図５Ａは、図４の回転子速度ωよりも約５倍大きい回転子速度ωを表すために回転子位置軸が時間軸に変更されたグラフ３００を示す。この図は、位置電流パルス３０６を注入する時間を、位置電流パルス３０６を注入する回転子位置θの範囲とともに大幅に短縮することができることを示している。
【0026】
図６は、既知の位置セルフセンシング戦略のグラフ３２０である。グラフ３２０は、例示的なＳＲモータ２０６のモータ速度ωとモータトルクＴとの関係を表す。電力曲線３２２は、モータトルクＴと回転子速度ωとの組み合わせについて、ＳＲモータ２０６の最大動作電力Ｐ最大を表す。ＳＲモータ２０６は、最大出力トルクＴ最大を有する低速域３２２Ｌと、モータトルクＴにモータ速度ωを乗じたものに等しい一定の最大出力を有する中速または中間速域３２２Ｍと、電流が完全にゼロになることがなく、中速域３２２Ｍとは異なる機械電力曲線形状をもたらす高速域３２２Ｈまたは連続伝導領域と、を有する。例示的なＳＲモータ２０６では、速度ベースの注入セルフセンシング領域３２４において、上記の位置セルフセンシングを低速域３２２Ｌから注入最大回転子速度ω注入最大まで実行することができる。注入最大回転子速度ω注入最大を超えると、モータ位置のセルフセンシングは、主指令電流パルス３０４Ａ、３０４Ｂ、３０４Ｃに基づいて、測定されたインダクタンスＨまたは磁束流量を評価するのと同様の戦略を用いて、主電流ベースのセルフセンシング領域３２６で実行され得る。
【0027】
主電流ベースの位置セルフセンシングのための方法は、ＳＲモータ２０６への最小電流を必要とする。非常に低いトルク負荷および中高速の回転子速度では、負荷を駆動するために必要な電力は比較的低く、回転子速度ωは低い指令電流Ｉ指令で維持することができる。回転子２５２を回転させるのに必要な指令電流Ｉ指令は、注入、測定、および比較のプロセスのために適切に動作するには低すぎる可能性があり、コントローラ２００が回転子２５２の位置を決定することができない不感帯を生じさせる。ＳＲモータ２０６を最適に動作させるためには、低トルク／中高速の状態下での低電力要件であっても、回転子位置θに関する最新の情報を保持することが望ましい。
【0028】
本開示によるＳＲモータ２０６のためのＳＲモータ制御システムは、コントローラ２００によって実装することができ、ＳＲモータ２０６が中高速かつ低トルクで動作しているときに推定回転子位置θ推定を決定するように構成される。図７に示すように、グラフ３２０の位置セルフセンシング戦略は、ＳＲモータ２０６が低トルク負荷を駆動する注入最大回転子速度ω注入最大よりも大きい推定回転子速度ω推定で主電流ベースのセルフセンシング領域３２６から切り取った電力ベースの注入セルフセンシング領域３２８を含むように変更される。電力ベースの注入セルフセンシング領域３２８は、以下でさらに議論されるように、コントローラ２００が位置電流パルス３０６を注入することができる注入最大電力Ｐ注入最大を示すセルフセンシング電力曲線３３０によって定義される。ＳＲモータ２０６が動作しているときに、ＳＲモータ２０６を制御するための指令トルクＴ指令とメモリ２０４に記憶された推定回転子速度ω推定との積としてモータ電力Ｐモータを計算することができる。推定回転子速度ω推定が注入最大回転子速度ω注入最大よりも大きく、モータ電力Ｐモータが注入最大モータ電力Ｐ注入最大よりも小さい場合、推定モータ位置θ推定は、固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃにおける位置電流パルス３０６を用いて決定することができる。
【0029】
図８は、ＳＲモータ２０６が低い回転子速度ωおよび低いトルクＴで動作することができる固定子極２５４Ａのグラフ３４０を示す。モータ速度ωモータが注入最大回転子速度ω注入最大よりも小さい場合、またはモータ電力Ｐモータが注入最大モータ電力Ｐ注入最大よりも小さい場合、位置電流パルス３０６を用いて位置セルフセンシングを行うことができる。現在のモータ動作状態が注入セルフセンシング領域３２４、３２８のいずれかにある場合、上記したように、位置電流パルス３０６は注入ウィンドウＩＷの間に注入される。位置電流パルス３０６は、同様にして固定子極２５４Ｂ、２５４Ｃに注入される。
【0030】
固定子極２５４Ａのグラフ３４０は、ＳＲモータ２０６のトルクが低い中高回転子速度ωＭについて図９に示されている。指令電流Ｉ指令が高トルクの場合よりも低いので、指令電流パルス３０４の指令電流オン回転子位置θオンは、制動トルク領域ＲＴＺの後半で現れる可能性がある。指令電流パルス３０４の後の注入は、位置電流パルス３０６を注入するのに十分な大きさの注入ウィンドウＩＷの機会をもたらす。この機会は、図９Ａに示されるグラフ３４０の時間領域バージョンにおいても明らかである。
【産業上の利用可能性】
【0031】
図１０は、本開示によるＳＲモータ制御システムの一部として実装され得る例示的なＳＲ回転子位置セルフセンシングルーチン４００を示す。ルーチン４００は、図７のグラフ３２０に示すように、低回転子速度および低電力動作状態でのセルフセンシング注入ベースの回転子位置センシングを可能にすることができる。ルーチン４００は、ブロック４０２で開始することができ、ブロック４０２では、コントローラ２００は、ＳＲモータ２０６の回転子２５２の推定回転子速度ω推定を決定してもよい。上記したいくつかの実施形態では、推定回転子位置θ推定が最後に更新されてメモリ２０４に記憶されると、推定回転子速度ω推定が予め計算されてもよい。これらの実装形態では、記憶された推定回転子速度ω推定は、ルーチン４００のためにメモリ２０４から取得されてもよい。他の実装形態では、推定回転子速度ω推定は、電流センサ２１２からの信号のデータ、または回転速度センサ（図示せず）などの他のセンサ２１０から提供されるデータなどの利用可能なデータからリアルタイムで決定されてもよい。
【0032】
ブロック４０２において推定回転子速度ω推定が取得または計算された後、制御はブロック４０４に進み、推定回転子速度ω推定と注入最大回転子速度ω注入最大とを比較することにより、速度ベースの注入セルフセンシング領域３２４においてＳＲモータ２０６が作動しているか否かを判定してもよい。推定回転子速度ω推定が注入最大回転子速度ω注入最大よりも小さい場合、ＳＲモータ２０６は速度ベースの注入セルフセンシング領域３２４で動作し、位置電流パルス３０６を注入して、現在の推定回転子速度ω推定が正確であるか否かを判定してもよい。この場合、ルーチンは、ＳＲモータ２０６が電力ベースの注入セルフセンシング領域３２８内で動作しているか否かを判定するステップをバイパスして、注入ベースの回転子位置セルフセンシングのステップに進んでもよい。
【0033】
推定回転子速度ω推定が注入最大回転子速度ω注入最大よりも大きい場合、ＳＲモータ２０６は中高回転子速度ωを有し、速度ベースの注入セルフセンシング領域３２４では動作しない。逆に、ＳＲモータ２０６は、主電流ベースのセルフセンシング領域３２６または電力ベースの注入セルフセンシング領域３２８で動作する。中高回転子速度ωでは、制御はブロック４０６に進み、ブロック４０６では、ＳＲモータ２０６の現在のモータ電力Ｐモータは、ブロック４０２において以前に決定された推定回転子速度ω推定に指令トルクＴ指令を乗じることによって決定される。
【0034】
ブロック４０６でモータ電力Ｐモータが決定された後、制御はブロック４０８に進み、ブロック４０８では、計算されたモータ電力Ｐモータを注入最大電力Ｐ注入最大と比較し、ＳＲモータ２０６がセルフセンシング領域３２６、３２８のうちのどの領域で動作しているかを決定する。モータ電力Ｐモータが注入最大電力Ｐ注入最大よりも大きい場合、ＳＲモータ２０６はセルフセンシング電力曲線３３０上で、かつ主電流ベースのセルフセンシング領域３２６で動作する。この場合、制御は、ブロック４０８からブロック４１０に進み、ブロック４１０では、コントローラ２００は、回転子２５２を駆動するために固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃによって出力される指令電流パルス３０４の指令電流Ｉ指令に基づいて推定固定子電流Ｉ推定を決定する。推定固定子電流Ｉ推定は、上記したオブザーバベースの推定方法、または指令電流パルス３０４の間にＳＲモータ２０６を流れる電流を決定するための他の任意の適切な方法を使用して、コントローラ２００によって決定してもよい。ブロック４１０が推定固定子電流Ｉ推定を決定した場合、制御はブロック４１２に進んでもよく、ブロック４１２では、コントローラ２００は、指令電流オン回転子位置θオンでインバータ２０８に指令電流パルス３０４を対応する固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに注入させ、指令電流オフ回転子位置θオフで指令電流Ｉ指令をカットオフさせる。
【0035】
ブロック４１０でモータ電力Ｐモータが注入最大電力Ｐ注入最大よりも小さい場合、ＳＲモータ２０６はセルフセンシング電力曲線３３０の下で、かつ電力ベースの注入セルフセンシング領域３２８で動作する。これらの状態では、制御はブロック４１０からブロック４１４に進み、ブロック４１４では、コントローラ２００は、推定回転子位置ω推定を決定するために、固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃによって出力される位置電流パルス３０６の位置電流Ｉ指令に基づいて推定固定子電流Ｉ推定を決定する。推定固定子電流Ｉ推定は、上記したオブザーバベースの推定方法、または位置電流パルス３０６の間にＳＲモータ２０６に流れる電流を決定するための他の任意の適切な方法を使用して、コントローラ２００によって決定してもよい。ブロック４１４が、推定固定子電流Ｉ推定を決定した場合、制御は、ブロック４１６に進んでもよく、ブロック４１６では、コントローラ２００は、インバータ２０８に、注入ウィンドウＩＷ内で位置電流パルス３０６を対応する固定子極２５４Ａ、２５４Ｂ、２５４Ｃに注入させる。
【0036】
ブロック４１２において指令電流パルス３０４が注入された後であっても、ブロック４１６において位置電流パルス３０６が注入された後であっても、制御はブロック４１８に進んでもよく、ブロック４１８では、コントローラ２００は、電流パルス３０４、３０６の間にＳＲモータ２０６を流れる実際固定子電流Ｉ実際を決定する。実際固定子電流Ｉ実際は、上記したように、電流センサ２１２によって検出されてコントローラ２００に伝導される電流であってもよい。代替の実施形態では、実際電流Ｉ実際は、他の既知の方法によって決定されてもよい。ブロック４１８で実際電流Ｉ実際が決定された後、制御はブロック４２０に進んでもよく、ブロック４２０では、コントローラ２００は、実際電流Ｉ実際を推定電流Ｉ推定と比較してもよい。上記したように、電流比較は誤差信号を生成することができる。生成された誤差信号が、ブロック４２０において、電流Ｉ実際、Ｉ推定が等しいか、または許容誤差範囲内であることを示す場合、制御は、メモリ２０４に記憶された推定回転子位置θ推定を更新することなくブロック４０２に戻り、ルーチン４００における回転子位置セルフセンシングの次のサイクルを開始してもよい。生成された誤差信号が、電流Ｉ実際、Ｉ推定が等しくなく、かつ、その差がブロック４２０における許容誤差範囲よりも大きいことを示す場合、制御はブロック４２２に進んでもよく、ブロック４２２では、メモリ２０４に記憶された推定回転子位置θ推定を、実際固定子電流Ｉ実際によって示される新しい推定回転子位置θ推定に更新する。誤差信号は、回転子２５２の新しい推定回転子位置θ推定および新しい推定回転子速度ω推定を計算するために使用され、これら２つの値は、後続の指令電流パルス３０４のタイミングをとるためにメモリ２０４に記憶されてもよい。推定回転子位置θ推定がメモリ２０４に記憶された後、制御はブロック４０２に戻って、ルーチン４００における回転子位置セルフセンシングの次のサイクルを開始してもよい。
【0037】
本開示によるＳＲモータ制御システムは、土工設備、建設、農業、鉱業などを含むがこれらに限定されない多くの異なる産業に適用することができる。より具体的には、本明細書で開示される電力ベースの注入回転子位置セルフセンシング戦略は、ＳＲモータ駆動作業機械の最小パッケージサイズ、高信頼性および低コストの必要性から、回転子位置セルフセンシングが望ましい様々な用途において重要である。ＳＲモータの信頼性が高く正確な回転子位置センシングは、低コストで高性能なＳＲ作業機械駆動を開発するための重要なステップである。本明細書で示され説明されているＳＲモータ制御システムは、非常に低いトルク負荷および中高回転子速度を有する低電力動作状態に信頼性および精度を拡張し、このような低電力動作状態では、ＳＲモータ２０６を運転するために必要な指令電流Ｉ指令が推定回転子位置θ推定を決定するには低すぎる可能性があり、以前に知られている制御戦略において不感帯を生じさせていた。本開示のＳＲモータ制御システムは、ＳＲモータ２０６を動作条件の範囲全体にわたって確実に動作させるためのより完全な制御範囲を提供する。
【0038】
前述では、多くの異なる実装形態の詳細な説明が述べられているが、法的保護範囲は、本特許の末尾に記載された特許請求の範囲によって定義されることを理解すべきである。詳細な説明は例示としてのみ解釈されるべきであり、考えられるすべての実装形態を説明することは不可能ではないにしても非現実的であるため、考えられるすべての実装形態を説明するものではない。現在の技術またはこの特許の出願日以降に開発された技術を使用して、多くの代替実装形態を実施することができ、それらは依然として保護範囲を定義する特許請求の範囲内に含まれるものとする。
【0039】
また、用語が本明細書で明示的に定義されていない限り、用語の意味は、明示的であるか暗示的であるかを問わず、その単純な意味または一般的な意味に限定されることは意図されておらず、そのような用語は（特許請求の範囲の文言を除いて）本特許の何れかの部分においてなされた記述に基づく限定的な範囲であると解釈されるべきではないことを理解されるべきである。ある程度、本特許の末尾にある特許請求の範囲に記載されたいずれの用語も、本明細書において単一の意味と一致する方法で言及されている限りにおいて、読者を混乱させないように明確にするためにのみ行われており、そのような請求項の用語は、暗黙的またはその他の理由により、その単一の意味に限定されることを意図していない。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図5A】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図9A】
【図10】
【国際調査報告】