JP6928108B2 - 制御システム及び制御方法 - Google Patents

Description

本出願は、２０１７年５月２４日に中国特許庁に提出された、出願番号が２０１７１０３７１６９０５であって、発明の名称が「制御システム及び制御方法」である中国特許出願に基づく優先権を主張するものであり、その全内容を本出願に参照により援用する。

本発明は、制御技術分野に関し、具体的には、モーターを制御するための制御方法及び制御システムに関する。

モーターは、被駆動装置又は部品に搭載され、モーターの起動時にモーターの実際の運転速度と設定速度とがずれて、それ以降の運転は設定速度に基づくため、大きな誤差が生じ、ひどい場合に、焼き付き現象が発生し、このような現象を回避するために、モーターの運転速度を制御する必要がある。

そこで、上記の技術的問題を解決するために、従来の技術を改良する必要がある。

本発明の目的は、モーターの運転速度を制御するための制御方法及び制御システムを提供することである。

上記の目的を達成するために、本発明はモーターを制御するための制御システムを提供し、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前回の平均値又は初期値と今回の前記デジタル信号を演算して、今回の平均値を取得し、
前記中央処理モジュールは、前記今回の平均値が第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを判断し、前記第１の閾値と前記第２の閾値が予め設定された速度に対応して設定され、前記今回の平均値が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にあると判断した場合、前記デジタル信号の読み取りを継続し、さもなければ、前記モーターの運転速度が予め設定された速度と一致しないと判断し、制御信号を送信する。

また、前記駆動制御モジュールは、コイルサンプリングホールド回路とＡＤＣ回路を含み、前記コイルサンプリングホールド回路はコイル電圧のサンプリングに使用され、前記ＡＤＣ回路は、サンプリングされたコイルの電圧信号を前記デジタル信号に変換してもよい。

また、前記駆動制御モジュールは、論理処理レジスタをさらに含み、前記論理処理レジスタは、前記ＡＤＣ回路によって変換されたデジタル信号を記憶するためのｂｅｍｆレジスタを含んでもよい。

また、前記論理処理レジスタは、ステッピングモーターのマイクロステップ値を記憶するためのマイクロステップレジスタをさらに含んでもよい。

また、前記論理処理レジスタは、前記コイルサンプリングホールド回路によるコイル電圧のサンプリングが前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていないときに行われるように、入力された基準クロックに基づいて、前記コイルサンプリングホールド回路にクロック信号を供給してもよい。

本発明は、モーターを制御するための制御方法をさらに提供し、前記制御方法は制御システムによって制御を行い、前記制御システムは、中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前記デジタル信号の今回の平均値を取得し、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
ステップａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀又は前回の平均値を読み取り、
ステップａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ステップａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(ａＢｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋ｂＢｅｍｆ_i)／(ａ＋ｂ)を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合に、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ステップａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxとの間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ステップａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

本発明は、モーターを制御するための制御方法をさらに提供し、前記制御方法は、制御システムによって制御を行い、前記制御システムは、中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前記デジタル信号の今回の平均値を取得し、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
ステップａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀又は前回の平均値を読み取り、
ステップａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ステップａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋Ｂｅｍｆ_i)／２を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ステップａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxとの間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ステップａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

また、前記制御方法は、ステップａ２の後に設けられるステップｂ３をさらに含み、
前記ステップｂ３は、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ３を実行してもよい。

また、前記制御方法は、ステップｂ３の後に設けられるステップｂ３１をさらに含み、
前記ステップｂ３１は、読み取られた前記デジタル信号と前回のデジタル信号との間には前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が１つ含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ３を実行し、さもなければ、ステップａ２を実行してもよい。

また、前記制御方法は、ステップａ１の後又はステップａ１の前に設けられるステップｂ２をさらに含み、
前記ステップｂ２は、前記モーターの共振区間を回避するように前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連する。

従来の技術と比較すると、本出願によって提供される制御システムは、モーターの運転を制御することができ、制御システムは、中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、中央処理モジュールは、モーターの運転状態に従って駆動信号を送信して、モーターの動作を制御し、モーターが動作しているときに、駆動制御モジュールは、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧をサンプリングし、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、制御システムは、デジタル信号を記憶して、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間にデジタル信号をリアルタイムで更新し、中央処理モジュールは、デジタル信号を読み取って、前回の平均値又は初期値と今回の前記デジタル信号との演算によって今回の平均値を取得し、中央処理モジュールは、今回の平均値が第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを判断し、上記の第１の閾値と第２の閾値が予め設定された速度に対応して設定されるものであり、さらに、判断結果に従って、モーターの運転速度が予め設定された速度と一致するかどうかを確定する。中央処理モジュールは、今回の平均値が閾値範囲内にあるかどうかを判断することによって、モーターの速度が予め設定された速度と一致するかどうかを判断し、これにより、運転速度をリアルタイムで監視することが実現され、モーター制御の精度が向上する。

制御システムの第１の実施形態の機能概略図を含む。 制御システムの第２の実施形態の機能概略図を含む。 図１又は図２における駆動制御モジュールの一実施形態の概略図を含む。 電圧が印加されていない相コイル電流と時間との対応関係の概略図を含む。 電圧が印加されていない相コイル電圧と時間との対応関係の概略図を含む。 モーターのａ相コイル及びｂ相コイルの電流と時間との対応関係の概略図である。 制御方法の第１の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第２の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第３の実施形態の概略フローチャートである。 制御方法の第４の実施形態の概略フローチャートである。

本発明の実施形態の技術的特徴及び利点について、添付の図面を参照して以下に詳細に説明する。

モーターは、コイルとローターを含み、制御システムは、モーターの運転を制御することができ、制御システムは、中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、中央処理モジュールは、モーターの運転状態に従って駆動信号を送信して、モーターの動作を制御し、モーターが動作しているときに、駆動制御モジュールは、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧をサンプリングし、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換する。制御システムは、デジタル信号を記憶して、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間にデジタル信号をリアルタイムで更新し、中央処理モジュールは、デジタル信号を読み取って、前回の平均値又は初期値と今回の前記デジタル信号の演算によって今回の平均値を取得し、中央処理モジュールは、今回の平均値が第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを判断し、上記の第１の閾値と第２の閾値が予め設定された速度に対応して設定されるものであり、さらに、判断結果に従って、モーターの運転速度が予め設定された速度と一致するかどうかを確定する。このように、今回の平均値が第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかによって、モーターの速度が予め設定された速度と一致するかどうかを判断することにより、運転速度をリアルタイムで監視でき、モーター制御の精度が向上する。

本発明のモーターは、電子膨張弁、電子ウォーターバルブ及び他のモーター駆動製品に適用することができ、以下、モーター、制御システム及び制御方法が電子膨張弁に適用されることについて詳細に説明する。本出願によって提供される制御システムについて、図１、図２及び図３を参照して詳細に説明する。

図１を参照すると、本実施形態では、制御システム２は、バス送受信モジュール２１、中央処理モジュール２２、駆動制御モジュール２３及び駆動モジュール２４を含み、電子膨張弁３は、モーター３１とバルブボディー３２を含み、制御システム２は、バス１とモーター３１を接続し、バス送受信モジュール２１は、バス１によって送信される制御信号を受信して中央処理モジュール２２に送信し、中央処理モジュール２２は、デジタル信号を読み取った後、方法演算を行い、モーター３１の運転状況を判断し、モーターが動作しているときに、駆動制御モジュール２３は、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧をサンプリングし、それをデジタル信号に変換して記憶する。もちろん、デジタル信号は他の位置に記憶されてもよい。駆動モジュール２４は、駆動制御モジュール２３によって送信される制御信号を受信して、モーター３１の電流供給及び停止を制御する。もちろん、上記のバス送受信モジュール２１は、ＬＩＮ送受信モジュールであってもよいし、ＣＡＮ送受信モジュール又はＰＷＭ通信モジュールなどの他の通信モジュールであってもよい。

図２を参照すると、本実施形態では、制御システム２は、バス送受信モジュール２１、中央処理モジュール、駆動制御モジュール２３、及び駆動モジュール２４を含み、中央処理モジュールは、自動車熱管理中央処理モジュール２２に集積され、自動車熱管理中央処理モジュール２２は、駆動制御モジュール２３に制御信号を送信する他、自動車の他の装置にも制御信号を送信し、このように中央処理モジュールを設置することによって、空間が節約され、制御システムの接続が簡略化される。バス送受信モジュール２１は、ＬＩＮバス又は／及びＣＡＮバス１によって送信される制御信号を受信して、自動車熱管理中央処理モジュール２２に送信し、その中、バス送受信モジュール２１は、例えばＰＷＭ通信モジュールなどの他の通信モジュールであってもよい。

図３は、駆動制御モジュール２３の一実施形態の概略図であり、本実施形態では、駆動制御モジュール２３は、コイルサンプリングホールド回路２３１、ＡＤＣ回路２３２、及び論理処理レジスタ２３３を含む。コイルサンプリングホールド回路２３１は、モーターのコイルａとコイルｂとのうち一方を現在の電圧サンプリング源として交互に選択する。即ち、サンプリングを開始するときに、現在の電圧サンプリング源としてコイルａを選択し、次に使用するときに、現在の電圧サンプリング源としてコイルｂを選択し、このように交互にサンプリングすると、選択されたコイルの両端の電圧が、それにサンプリングされてＡＤＣ回路２３２に出力され、ＡＤＣ回路２３２はアナログ信号をデジタル信号に変換して出力し、論理処理レジスタ２３３は、ＡＤＣ回路２３２によって変換されたデジタル信号を記憶するｂｅｍｆレジスタ２３４を含み、ＡＤＣ回路２３２によって変換されたデジタル信号はｂｅｍｆレジスタ２３４で相応して更新され、論理処理レジスタ２３３は、入力された基準クロックに基づいて、コイルサンプリングホールド回路２３１によるコイル電圧のサンプリングがモーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に行われるように、クロック信号をコイルサンプリングホールド回路２３１に供給することができる。

論理処理レジスタ２３３は、マイクロステップレジスタ２３５をさらに含み、当該マイクロステップレジスタ２３５に保存された値は、現在のモーターが運転されているマイクロステップ値であり、当該マイクロステップレジスタにおける値を読み取ることで、現在のモーター運転がどのマイクロステップ位置にあるかを判断することができ、モーターステッピングモード設定値が１６マイクロステップの場合(即ち、１フルステップは１６マイクロステップに分割される場合)、当該レジスタ値の範囲は０から６３になり、当該範囲は４フルステップ、即ち、１駆動サイクルに対応し、ステッピングモード設定値が変更される場合、当該レジスタ範囲は相応して変更できる。

駆動制御モジュール２３は、モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていない当該相コイルの電圧をサンプリングし、当該相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、当該期間に、駆動制御モジュール２３はコイルの電圧を複数回サンプリングし、サンプリング回数はモーター速度とサンプリング頻度に依存し、通常、モーター速度が大きいほど、サンプリング頻度が大きいほど、コイル電圧へのサンプリング回数は多くなり、毎回のコイル電圧サンプリング値はｂｅｍｆレジスタ２３４にリアルタイムで更新される。

上記のサンプリング過程は、図４、図５及び図６と併せて以下で説明する。

図６を参照すると、図６における、第１の期間Ｔ_a0(対応するマイクロステップ値が０である)と第２の期間Ｔ_b0(対応するマイクロステップ値が１６である)はそれぞれ、ａ、ｂ相コイルに電圧が印加されていない期間に対応し、当該コイル電圧のサンプリングが当該期間に発生する。このようにして、マイクロステップが０であるときの電圧サンプリング値、即ち、第１の期間Ｔ_a0の最後の電圧サンプリング値は第２の時間Ｔ_b0まで、ｂｅｍｆレジスタ２３４に保存され、第１の期間Ｔ_a0は、図４に示す第１の時刻Ｔ₁と第２の時刻Ｔ₂との間の期間に対応し、駆動制御モジュール２３は、第１の時刻Ｔ₁と第２の時刻Ｔ₂との間で、コイル電圧を連続的にサンプリングし、それを更新してｂｅｍｆレジスタ２３４に保存する。図５に示すように、本実施形態では、モーターの速度に従って、最初のサンプリングはＳ１０、最後のサンプリングはＳ２７であり、サンプリングの回数は１８回であり、毎回サンプリング値は、更新されて、ｂｅｍｆレジスタ２３４に保存され、第２の時刻Ｔ₂以降、ｂｅｍｆレジスタは最後のサンプリング値を第２の期間Ｔ_b0の開始時刻まで保存し、図６に示すように、第１の期間Ｔ_a0の終了時刻から第２の時間Ｔ_b0の開始時刻までの間、ｂｅｍｆレジスタ２３４は最後のサンプリング値を保存する。

図５に示すように、最初のサンプリングＳ１０から第１８回のサンプリングＳ２７は第１の期間Ｔ_a0内に発生し、当該期間は、マイクロステップレジスタ２３５の同じマイクロステップ値に対応する。モーターステッピングモード設定値が１６マイクロステップである場合、マイクロステップレジスタ２３５の対応値の範囲は０から６３であってもよく、当該範囲は４フルステップ、即ち、１駆動周期に対応し、当該マイクロステップ値はそれぞれ、０、１６、３２、４８であり、マイクロステップ値が０である場合に、図４に示す第１の時刻Ｔ₁と第２の時刻Ｔ₂との間の期間に対応する。

図４を参照すると、コイルへの電圧の印加を停止したばかりのとき、即ち、第１の時刻Ｔ₁に、コイルの電流は直ちにゼロにはならず、第１の時刻Ｔ₁から遅延時刻Ｔ_decay時刻までの間のコイル電圧がコイルの実際の逆起電力ではないという問題があり、このように、論理処理レジスタ２３３に遅延モジュール２３６を集積することができ、中央処理モジュール２２が遅延時刻Ｔ_decayの後に、駆動制御モジュール２３からデジタル信号ｂｅｍｆ_iを読み取るようにし、サンプリングされたコイルの電圧が実際の逆起電力により近くなり、さらに、制御の信頼性を向上させる。ステップｂ３を利用してもよく、中央処理モジュールがデジタル信号を読み取る時刻が第２の時刻Ｔ₂の後になるようにし、サンプリングされたコイルの電圧が実際の逆起電力により近くなり、さらに、制御の信頼性を向上させる。

本出願の実施例の制御方法は、図７、図８、図９及び図１０と併せて以下で説明する。

図７を参照すると、制御方法の第１の実施形態では、モーターの実際の運転速度が設定速度と一致するかどうかを判断することができ、予め設定された速度に従って初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を設定し、第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxはそれぞれ、モーター設定速度に対応するデジタル信号の最小値及び最大値に対応し、制御方法は以下のステップを含む。

ａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max、及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を読み取り、
ａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(ａＢｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋ｂＢｅｍｆ_i)／(ａ＋ｂ)を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxにより形成される区間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

一般的に、１つの予め設定された速度は、１つのデジタル信号Ｂｅｍｆ_iに対応し、当該速度に対応するデジタル信号Ｂｅｍｆ_iに誤差範囲が与えられ、例えば、誤差範囲はプラスまたはマイナス１０％範囲以内であり、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min＝０．９Ｂｅｍｆ_i、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max＝１．１Ｂｅｍｆ_iであり、毎回サンプリングされたデジタル信号に対応する今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ ｉが[Ｂｅｍｆ_min,Ｂｅｍｆ_max]区間内にあれば、モーターの実際の運転速度と設定速度とが一定の誤差範囲内で一致することを示し、さもなければ、モーターの運転速度は異常である。モーターの実際の速度が設定速度と一致しないことが検出された場合、スクリーンに表示するか、又は警告提示する。当該制御方法を採用することによって、モーターの起動中にモーターの実際の運転速度をリアルタイムで監視し、問題を適時に発見して解決し、制御の精度を向上させることができる。もちろん、誤差の割合は、制御精度及びシステム運転能力に従って他の数値に設定することもでき、例えば、システム稼働能力が十分である場合に、５％−２０％の間に設定してもよい。

図８は、制御方法の第２の実施形態であり、モーターの実際の運転速度が設定速度と一致するかどうかを判断することができ、予め設定された速度に従って初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を設定し、第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxはそれぞれ、モーター設定速度に対応するデジタル信号の最小値と最大値に対応し、制御方法は以下のステップを含む。

ａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max、及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を読み取り、
ａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋Ｂｅｍｆ_i)／２を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxにより形成される区間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

本実施形態と第１の実施形態との違いは、本実施形態では、前回の平均値の係数及び今回のデジタル信号の係数をいずれも１に設定し、今回の平均数を取得することであり、これにより、システムの演算をより簡単にし、システムの占有を減少させ、システムの運転速度を向上させる。

図９は、制御方法の第３の実施形態であり、モーターの実際の運転速度が設定速度と一致するかどうかを判断し、予め設定された速度に従って初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を設定し、第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxはそれぞれ、モーター設定速度に対応するデジタル信号の最小値及び最大値に対応し、制御方法は以下のステップを含む。

ａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max、及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を読み取り、
ａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ｂ３、前記デジタル信号Ｂｅｍｆ_iが読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ３を実行し、
ａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋Ｂｅｍｆ_i)／２を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxにより形成される区間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

第２の実施形態との主な違いは、前記デジタル信号Ｂｅｍｆ_iが読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ３を実行するステップｂ３を含むことであり、ステップｂ３の設置によって、中央処理モジュール２２によってｂｅｍｆレジスタから読み取られるコイルの電圧が逆起電力とマッチングしない場合を排除し、さらに、制御の信頼性を向上させる。

もちろん、本実施形態は、第２の実施形態に基づいて説明したが、ステップｂ３は第１の実施形態にも適用することができ、本実施形態と同じ技術的問題を解決し、同じ技術的効果を得ることができる。

図１０は、制御方法の第４の実施形態であり、モーターの実際の運転速度が設定速度と一致するかどうかを判断することができ、予め設定された速度に従って初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を設定し、第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxはそれぞれ、モーター設定速度に対応するデジタル信号の最小値及び最大値に対応し、制御方法は以下のステップを含む。

ａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_min、第２の閾値Ｂｅｍｆ_max、及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀を読み取り、
ａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_iを読み取り、
ｂ３、前記デジタル信号Ｂｅｍｆ_iが読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ３を実行し、
ｂ３１、読み取られた前記デジタル信号と前回のデジタル信号との間には前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が１つ含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ３を実行し、さもなければ、ステップａ２を実行し、
ａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i＝(Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1＋Ｂｅｍｆ_i)／２を計算し、ｉは読み取り回数であって、 ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_i-1は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ₀であり、
ａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_iが第１の閾値Ｂｅｍｆ_minと第２の閾値Ｂｅｍｆ_maxにより形成される区間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
ａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する。

本実施形態は、第３の実施形態と比較すると、ステップｂ３１が追加され、読み取られた前記デジタル信号と前回のデジタル信号との間には前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が１つ含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ３を実行し、さもなければ、ステップａ２を実行する。１つのデジタル信号Ｂｅｍｆ_iは、中央処理モジュール２２によって複数回読み取られて、また重複して利用される可能性があるので、制御速度が遅くなる。いずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間に、中央処理モジュールによって複数回読み取られたデジタル信号Ｂｅｍｆ_iは、一つの有效値として記録されることによって、複数回読み取られたデジタル信号Ｂｅｍｆ_iが１回だけ使用されることを確保し、さらに、モーターの運転速度が予め設定された速度と一致するかどうかを判断し、当該方法は、デジタル信号が重複利用されるという問題を回避することができ、モーター制御の信頼性及び效率を向上させる。

もちろん、本実施形態は、第３の実施形態に基づいて説明したが、ステップｂ３は第１の実施形態にも適用することができ、本実施形態と同じ技術的問題を解決し、同じ技術的効果を得ることができる。

モーターの属性及びモーターの運転速度によると、通常、モーターは一定のモーターの共振区間を有し、モーターの正常な運転を確保するために、通常、ステップａ１の後又はステップａ１の前にステップｂ２をさらに含み、前記ステップｂ２は前記モーターの共振区間を回避するように前記モーターの速度を制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連する。

当該モーター速度の制御方法は多くの場面に適用することができ、本発明の前記モーター速度制御方法を使用してモーターの実際の速度と設定速度とが一定の誤差範囲内で一致するかどうかを判定することは、全て本発明の保護範囲内に含まれ、本発明の前記中央処理モジュールと前記駆動制御モジュールを使用してモーターを駆動するとともに、本発明の前記モーター速度制御方法を使用してモーター速度運転状態を制御及び検出する装置は、全て本発明の保護範囲内に含まれる。

なお、上記の実施例は本発明を説明するためのものにすぎず、本発明に記載された技術案を限定することを意図するものではないことに留意されたい。本明細書は、上記の実施例を参照して本発明について詳細に説明したが、当業者であれば、依然として本発明を修正又は等価的に置換することができ、本発明の精神及び範囲から逸脱することなく全ての技術案及びその改良が本発明の請求項の範囲内に含まれるべきであることを理解することができる。

Claims (10)

1. モーターを制御するための制御システムであって、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
   前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
   前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
   前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前回の平均値又は初期値と今回の前記デジタル信号を演算して、今回の平均値を取得し、
   前記中央処理モジュールは、前記今回の平均値が第１の閾値と第２の閾値との間にあるかどうかを判断し、前記第１の閾値と前記第２の閾値が予め設定された速度に対応して設定され、前記今回の平均値が前記第１の閾値と前記第２の閾値との間にあると判断した場合、前記デジタル信号の読み取りを継続し、さもなければ、前記モーターの運転速度が予め設定された速度と一致しないと判断し、制御信号を送信する、
   ことを特徴とする制御システム。
2. 前記駆動制御モジュールは、コイルサンプリングホールド回路とＡＤＣ回路を含み、前記コイルサンプリングホールド回路は、コイル電圧のサンプリングに使用され、
   前記ＡＤＣ回路は、サンプリングされたコイルの電圧信号を前記デジタル信号に変換する、
   ことを特徴とする請求項１に記載の制御システム。
3. 前記駆動制御モジュールは、論理処理レジスタをさらに含み、前記論理処理レジスタは前記ＡＤＣ回路によって変換されたデジタル信号を記憶するためのｂｅｍｆレジスタを含む、
   ことを特徴とする請求項１又は２に記載の制御システム。
4. 前記論理処理レジスタは、ステッピングモーターのマイクロステップ値を記憶するためのマイクロステップレジスタをさらに含む、
   ことを特徴とする請求項３に記載の制御システム。
5. 前記論理処理レジスタは、前記コイルサンプリングホールド回路によるコイル電圧のサンプリングが前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていないときに行われるように、入力された基準クロックに基づいて、前記コイルサンプリングホールド回路にクロック信号を供給する、
   ことを特徴とする請求項３又は４に記載の制御システム。
6. モーターを制御するための制御方法であって、前記制御方法は制御システムによって制御を行い、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
   前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
   前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
   前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前記デジタル信号の今回の平均値を取得し、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
   ステップａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_ｍｉｎ、第２の閾値Ｂｅｍｆ_ｍａｘ及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_０又は前回の平均値を読み取り、
   ステップａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_ｉを読み取り、
   ステップａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉ＝(ａＢｅｍｆａｖｅｒ_ｉ-１＋ｂＢｅｍｆ_ｉ)／(ａ＋ｂ)を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉ-１は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_０であり、
   ステップａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉが第１の閾値Ｂｅｍｆ_ｍｉｎと第２の閾値Ｂｅｍｆ_ｍａｘとの間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
   ステップａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する、
   ことを特徴とする制御方法。
7. モーターを制御するための制御方法であって、前記制御方法は制御システムによって制御を行い、前記制御システムは中央処理モジュールと駆動制御モジュールを含み、
   前記モーターが動作しているときに、前記駆動制御モジュールは前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をサンプリングし、前記電圧が印加されていないモーター相コイルの電圧をデジタル信号に変換し、
   前記制御システムは、前記デジタル信号を記憶し、前記モーターのいずれかの相コイルに電圧が印加されていない期間に、前記デジタル信号をリアルタイムで更新し、
   前記中央処理モジュールは、前記デジタル信号を読み取って、前記デジタル信号の今回の平均値を取得し、前記制御方法を実行し、前記制御方法は以下のステップを含み、
   ステップａ１、第１の閾値Ｂｅｍｆ_ｍｉｎ、第２の閾値Ｂｅｍｆ_ｍａｘ及び初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_０又は前回の平均値を読み取り、
   ステップａ２、デジタル信号Ｂｅｍｆ_ｉを読み取り、
   ステップａ３、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉ＝(Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉ-１＋Ｂｅｍｆ ｉ)／２を計算し、ｉは読み取り回数であって、ｉ＝１、２……であり、ｉ＝１である場合、Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉ-１は初期値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_０であり、
   ステップａ４、今回の平均値Ｂｅｍｆａｖｅｒ_ｉが第１の閾値Ｂｅｍｆ_ｍｉｎと第２の閾値Ｂｅｍｆ_ｍａｘとの間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ５を実行し、
   ステップａ５、モーター運転速度が予め設定された速度と一致しないと判定して、制御信号を送信する、
   ことを特徴とする制御方法。
8. 前記制御方法は、ステップａ２の後に設けられるステップｂ３をさらに含み、
   前記ステップｂ３は、前記デジタル信号が読み取られた時刻が前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間にあるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ２に戻り、さもなければ、ステップａ３を実行する、
   ことを特徴とする請求項６又は７に記載の制御方法。
9. 前記制御方法は、ステップｂ３の後に設けられるステップｂ３１をさらに含み、
   前記ステップｂ３１は、読み取られた前記デジタル信号と前回のデジタル信号との間には前記モーターのいずれかの相の前記コイルに電圧が印加されていない期間が１つ含まれるかどうかを判断し、そうであれば、ステップａ３を実行し、さもなければ、ステップａ２を実行する、
   ことを特徴とする請求項８に記載の制御方法。
10. 前記制御方法は、ステップａ１の後又はステップａ１の前に設けられるステップｂ２をさらに含み、
    前記ステップｂ２は、前記モーターの共振区間を回避するように前記モーターの速度を
    制御し、前記モーターの共振区間に対応する速度は前記モーター自体の属性に関連する、
    ことを特徴とする請求項９に記載の制御方法。

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