(57)【要約】【課題】磁極確定処理をより確実に行う。【解決手段】ステッピングモータ制御装置２３は、初期状態では、エンコーダ信号に基づいて、回転子位置Ｐが第１象限の固定子位置１〜４の何れかと正対しているものと仮定し、その仮定した固定子位置１〜４に固定子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流をＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する。このとき、ステッピングモータ制御装置２３は、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数を示すカウント値が０であれば、仮定した固定子位置を回転子位置Ｐが正対する位置として特定し、カウント値が１であれば、仮定した固定子位置の隣の固定子位置を回転子位置Ｐが正対する最終的な位置として特定する。【選択図】図２
2014057461.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転子と固定子巻線とを含む同期電動機を制御する同期電動機制御装置であって、
前記回転子の位置に応じてレベルを切り替えながら周期的な信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段から出力される信号のレベルに応じて定められる方向及び大きさの電流を前記固定子巻線に供給する制御を行う電流供給制御手段と、
前記電流供給制御手段による電流供給の制御において前記信号出力手段から出力される前記信号のレベルが、前記信号出力手段により出力される信号の周期により定められる前記回転子の回転方向の所定範囲内における第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置であると判定し、前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから所定回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数に対応する量だけ移動した第２の最終目標停止励磁位置であると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする同期電動機制御装置。
【請求項２】
前記判定手段は、前記電流供給制御手段による電流供給の制御において前記信号出力手段から出力される前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから前記所定回数を超える回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数を超える回数に対応する量だけ移動した第３の最終目標停止励磁位置であると判定することを特徴とする請求項１に記載の同期電動機制御装置。
【請求項３】
前記電流供給制御手段は、前記判定手段により前記回転子の位置が前記第１乃至第３の最終目標停止励磁位置であると判定された場合、前記回転子を回転移動させて前記回転子の位置を基準となる励磁位置にするために、前記固定子巻線に電流を供給する制御を行うことを特徴とする請求項２に記載の同期電動機制御装置。
【請求項４】
前記電流供給制御手段は、前記回転子の位置が基準となる励磁位置ではない場合に、前記回転子を直前とは逆方向に回転移動させて前記回転子の位置を基準となる励磁位置にするために、前記固定子巻線に電流を供給する制御を行うことを特徴とする請求項３に記載の同期電動機制御装置。
【請求項５】
回転子と固定子巻線とを含む同期電動機を制御する同期電動機制御装置による同期電動機制御方法であって、
前記回転子の位置に応じてレベルを切り替えながら周期的な信号を出力する信号出力ステップと、
前記信号出力ステップにおいて出力される信号のレベルに応じて定められる方向及び大きさの電流を前記固定子巻線に供給する制御を行う電流供給制御ステップと、
前記電流供給制御ステップにおける電流供給の制御の終了後に前記信号出力ステップにおいて出力される前記信号のレベルが、前記信号出力ステップにおいて出力される信号の周期により定められる前記回転子の回転方向の所定範囲内における第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置であると判定し、前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから所定回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数に対応する量だけ移動した第２の最終目標停止励磁位置であると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする同期電動機制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動機制御装置及び同期電動機制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、電動アクチュエータの動力源として使用されている駆動モータとして、同期電動機としてのステッピングモータを閉ループで使用することが提案されている。
【０００３】
また、通常、ステッピングモータの場合には、その起動時に、回転子の位置に関係なく固定の励磁シーケンスが実行される。すなわち、起動時の初回励磁位置は固定であり、励磁安定点は電気角上で３６０°おきに存在することになる。そして、初回励磁後の回転子は現地点から近い励磁安定点へ引き込まれるように移動する。
【０００４】
また、ステッピングモータには固有の不安定点が存在する。例えば、ＰＭ型（Permanent Magnet Type）型ステッピングモータや、複合型（ＨＢ：Hybrid Type）ステッピングモータの場合、回転子の永久磁石によるディテントトルクの不安定点が存在する。
【０００５】
また、可変リラクタンス型（ＶＲ：Variable Reluctance Type）ステッピングモータや、ＨＢ型ステッピングモータの場合、固定子と回転子の小歯が１／２ピッチだけずれた位置での不安定点が存在する。これらは励磁電流の大きさや励磁する相に依存することなく存在するものであって、多相励磁した時の励磁安定点がこの不安定点と同位置であるとその安定度を損なう要因となる。
【０００６】
また、回転子に回転検出器を設けず開ループ駆動されるステッピングモータにおいても、起動時、任意位置へ励磁を行うと回転子はそこに移動し、微少時間振動する場合がある。
【０００７】
これらの問題に対しては、例えば、安定した立上動作を実現する方法や、更にその１回目の励磁時間を２回目より短くする方法、回転子の電気角検出のためにアブソリュートエンコーダを搭載する方法、回転子の電気角検出のためにＶＲレゾルバを搭載して１電気角あたりの絶対位置を検出して安定した初期駆動を行う方法、等が提案されている。そのような発明を開示するものとして、例えば、特許文献１、特許文献２等がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０００−３７０９０
【特許文献２】特開２００３−１８７３８
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、上述した従来の構成では、ステッピングモータの起動時に、励磁シーケンスが実行され、初回励磁後の回転子は現地点から近い励磁安定点へ引き込まれるように移動するが、回転子の位置が電気角上で励磁安定点から１８０°付近に離れており、且つ、ステッピングモータの配置により励磁に伴う回転子の回転方向と外力から生じる回転子の回転方向が同一である場合、磁極確定動作が失敗する可能性がある。具体的には、励磁を行うことで回転子が移動する際に発生する角加速度と重力加速度とによる付勢により目標とする励磁位置を越えてしまうことがある。
【００１０】
本発明は、問題点に鑑みてなされたものであり、磁極確定処理をより確実に行うことを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
目的を達成するために、本発明の第１の観点に係る同期電動機制御装置は、回転子と固定子巻線とを含む同期電動機を制御する同期電動機制御装置であって、
前記回転子の位置に応じてレベルを切り替えながら周期的な信号を出力する信号出力手段と、
前記信号出力手段から出力される信号のレベルに応じて定められる方向及び大きさの電流を前記固定子巻線に供給する制御を行う電流供給制御手段と、
前記電流供給制御手段による電流供給の制御において前記信号出力手段から出力される前記信号のレベルが、前記信号出力手段により出力される信号の周期により定められる前記回転子の回転方向の所定範囲内における第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置であると判定し、前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから所定回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数に対応する量だけ移動した第２の最終目標停止励磁位置であると判定する判定手段と、
を備えることを特徴とする。
【００１２】
前記判定手段は、前記電流供給制御手段による電流供給の制御において前記信号出力手段から出力される前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから前記所定回数を超える回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数を超える回数に対応する量だけ移動した第３の最終目標停止励磁位置であると判定するようにしてもよい。
【００１３】
前記電流供給制御手段は、前記判定手段により前記回転子の位置が前記第１乃至第３の最終目標停止励磁位置であると判定された場合、前記回転子を回転移動させて前記回転子の位置を基準となる励磁位置にするために、前記固定子巻線に電流を供給する制御を行うようにしてもよい。
【００１４】
前記電流供給制御手段は、前記回転子の位置が基準となる励磁位置ではない場合に、前記回転子を直前とは逆方向に回転移動させて前記回転子の位置を基準となる励磁位置にするために、前記固定子巻線に電流を供給する制御を行うようにしてもよい。
【００１５】
目的を達成するために、本発明の第２の観点に係る同期電動機制御方法は、回転子と固定子巻線とを含む同期電動機を制御する同期電動機制御装置による同期電動機制御方法であって、
前記回転子の位置に応じてレベルを切り替えながら周期的な信号を出力する信号出力ステップと、
前記信号出力ステップにおいて出力される信号のレベルに応じて定められる方向及び大きさの電流を前記固定子巻線に供給する制御を行う電流供給制御ステップと、
前記電流供給制御ステップにおける電流供給の制御の終了後に前記信号出力ステップにおいて出力される前記信号のレベルが、前記信号出力ステップにおいて出力される信号の周期により定められる前記回転子の回転方向の所定範囲内における第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置であると判定し、前記信号のレベルが前記第１の最終目標停止励磁位置に対応するレベルから所定回数切り替わったレベルである場合に、前記回転子の位置が前記第１の最終目標停止励磁位置から前記所定回数に対応する量だけ移動した第２の最終目標停止励磁位置であると判定する判定ステップと、
を含むことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、磁極確定動作をより確実に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】実施形態に係る電動アクチュエータシステムの概略構成を示す図である。
【図２】実施形態に係るステッピングモータ制御装置の構成を示す図である。
【図３】実施形態に係る固定子と回転子の電気角上での位置の一例を示す図である。
【図４】実施形態に係るステッピングモータ制御装置の磁極確定処理を示す第１のフローチャートである。
【図５】実施形態に係るステッピングモータ制御装置の磁極確定処理を示す第２のフローチャートである。
【図６】実施形態に係るステッピングモータ制御装置の磁極確定処理を示す第３のフローチャートである。
【図７】実施形態に係る特定固定子位置と回転子の移動方向及び移動量との対応関係のテーブルの一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態について図面を参照しながら詳細に説明する。
【００１９】
図１は、実施形態に係る電動アクチュエータシステム１００の概略構成を示す図である。図１に示す電動アクチュエータシステム１００は、ハウジング１、モータカバー３、ステッピングモータ５、ジョイント部材７、軸受部材８、ボールねじ９、軸受部材１０、ボールナット１１、中空ロッド１３、ロッド１５、エンコーダ２１及びステッピングモータ制御装置２３を含んで構成される。
【００２０】
ハウジング１にはモータカバー３が連結されている。モータカバー３内にはステッピングモータ５が収容・配置されている。ステッピングモータ５は、２相ＨＢ型ステッピングモータである。ステッピングモータ５は、円柱形の回転子６ｂ、と、回転子６ｂを所定間隔を隔てて収容するように配置される円筒形の固定子６ａと、回転子６ｂに連結された回転軸６ｃとを含んで構成される。本実施形態において、ステッピングモータ５は２相ＨＢ型ステッピングモータであり、固定子巻線としてＡ相巻線及びＢ相巻線（図示せず）が固定子６ａに巻き付けられている。
【００２１】
ステッピングモータ５の回転軸６ｃには、ジョイント部材７を介してボールネジ９が連結されている。ボールネジ９にはボールナット１１が螺合しており、ボールナット１１には中空ロッド１３が固着されている。また、中空ロッド１３の先端にはロッド１５が連結されている。また、ジョイント部材７は、軸受部材８、１０によって回転可能に支持されている。
【００２２】
ステッピングモータ５がステッピングモータ制御装置２３から供給される電流に応じて駆動すると、回転子６ｂ及び回転軸６ｃが回転し、更に、ボールネジ９が回転することにより、ボールネジ９の回転によってその回転を規制されているボールナット１１が軸方向に移動する。このボールナット１１の移動によって、中空ロッド１３、更にはロッド１５が軸方向に移動することになる。
【００２３】
エンコーダ２１は、磁気式であり、円板型のマグネットの外周面又はスラスト方向面に多極着磁が施されているとともに、その多極着磁部に対して微細なギャップを介して磁気抵抗素子等の磁気検出素子が対向・配置されている。そして、マグネットが回転することにより微細磁束の変化を磁気検出素子によって検出して多パルス信号として出力するものである。
【００２４】
本実施形態において、エンコーダ２１は２つの信号（第１信号及び第２信号）を出力する。第１信号と第２信号の組み合わせは、微細磁束変化を検出する毎、換言すれば、回転子位置Ｐに正対する固定子位置が切り替わる毎に変化する。エンコーダ２１は、第１信号がハイレベルであり、第２信号がハイレベルとなる組み合わせ、第１信号がローレベルであり、第２信号がハイレベルとなる組み合わせ、第１信号がローレベルであり、第２信号がローレベルとなる組み合わせ、第１信号がハイレベルであり、第２信号がローレベルとなる組み合わせを、この順序で繰り返し周期的に出力する。なお、エンコーダ２１は、磁気式に限定されず、光学式エンコーダ等でもよい。
【００２５】
また、ステッピングモータ５は、ステッピングモータ制御装置２３によって制御されるように構成されている。すなわち、ステッピングモータ制御装置２３は、エンコーダ２１からの検出信号（エンコーダ信号）及び別途入力される指令信号に基づいて、ステッピングモータ５を制御する。また、ステッピングモータ制御装置２３は、ステッピングモータ５の起動時において、所定の起動制御を実行し、それによって、安定した起動特性を提供する。
【００２６】
図２は、ステッピングモータ制御装置２３の構成を示す図である。図２に示されるように、ステッピングモータ制御装置２３は、制御部１０２、メモリ１０４、モータドライバ回路１０６、電流センサ１０８、インタフェース（Ｉ／Ｆ）部１１０を備える。
【００２７】
制御部１０２は、例えばマイクロコンピュータにより構成される。制御部１０２は、メモリ１０４に記憶されたプログラムを実行し、メモリ１０４に記憶された各種データを処理することなどにより、ステッピングモータ制御装置２３の全体を制御する。制御部１０２は、電流制御手段としての電流供給制御部１２２と、判定手段としての判定部１２４との機能を有する。制御部１０２は、電動アクチュエータ内のエンコーダ２１を接続する。メモリ１０４は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。メモリ１０４は、各種情報を記憶する。
【００２８】
モータドライバ回路１０６は、ステッピングモータ５を接続する。モータドライバ回路１０６は、制御部１０２の制御により、ステッピングモータ５に対して電流を供給し、ステッピングモータ５の駆動を制御する。電流センサ１０８は、ステッピングモータ５を接続する。電流センサ１０８は、電動アクチュエータシステム１００の駆動時、換言すれば、ステッピングモータ５の駆動時においてステッピングモータ５に流れる電流の値を取得する。Ｉ／Ｆ部１１０は、制御部１０２の制御により、図示しない外部の機器との間でデータの送信及び受信を行う。
【００２９】
次に、ステッピングモータ制御装置２３の起動時の制御を説明する。本実施形態では、ステッピングモータ５は、電気角５０極対（５０電気角）であり、エンコーダ２１の分解能は８００である。すなわち、エンコーダ２１の１電気角（電気角３６０°）当りの分解能は１６になる。
【００３０】
図３は、ステッピングモータ制御装置２３の起動時の制御を説明するために用いる図であり、固定子６ａと回転子６ｂの１電気角上での位置の一例を示す図である。エンコーダ２１の１電気角当りの分解能に応じて、固定子６ａ及び回転子６ｂの位置は円周方向に１６分割されており、固定子６ａには円周方向に電気角０°の位置から順に右回りに電気角２２．５°毎に１〜１６の固定子位置を特定する番号が付与されている。また、エンコーダ２１が出力する第１信号及び第２信号の組み合わせが４通りであり、これら４通りの組み合わせを繰り返して周期的に出力することに対応して、固定子６ａの固定子位置１〜１６は４つずつ象限に分類されている。具体的には、固定子位置１〜４は第１象限、固定子６ａの固定子位置５〜８は第２象限、固定子６ａの固定子位置９〜１２は第３象限、固定子６ａの固定子位置１３〜１６は第４象限に、それぞれ分類されている。
【００３１】
また、本実施形態において、Ａ相巻線のみに正相の電流が供給されて回転子６ｂがロックされた場合、回転子６ｂの所定位置である回転子位置Ｐ（図３参照）は、電気角０°に対応する固定子６ａの固定子位置１と正対するものとする。
【００３２】
より具体的には、エンコーダ２１は、回転子６ｂの回転子位置Ｐが固定子６ａの固定子位置１、５、９、１３と正対する場合には第１信号がハイレベルであり、第２信号がハイレベルとなる組み合わせを出力し、回転子６ｂの回転子位置Ｐが固定子６ａの固定子位置２、６、１０、１４と正対する場合には第１信号がローレベルであり、第２信号がハイレベルとなる組み合わせを出力し、回転子６ｂの回転子位置Ｐが固定子６ａの固定子位置３、７、１１、１５と正対する場合には第１信号がローレベルであり、第２信号がローレベルとなる組み合わせを出力し、回転子６ｂの回転子位置Ｐが固定子６ａの固定子位置４、８、１２、１６と正対する場合には第１信号がハイレベルであり、第２信号がローレベルとなる組み合わせを出力するものとする。
【００３３】
図４〜図６は、ステッピングモータ制御装置２３の磁極確定処理を示すフローチャートである。まず、制御部１０２内の判定部１２４は、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号（第１信号及び第２信号）のレベルに基づいて、回転子位置Ｐと正対する固定子６ａの固定子位置を特定する。上述したように、第１信号及び第２信号の組み合わせは４通りしかなく、象限単位で繰り返されるため、第１信号及び第２信号の組み合わせのみでは、どの象限の固定子位置と正対しているかまでは特定することができない。そこで、回転子位置Ｐが固定子６ａのうち、第１象限の固定子位置１〜４の何れかと正対しているものと仮定し、判定部１２４は、エンコーダ信号のレベルに基づいて、第１象限の固定子位置１〜４のうち、回転子位置Ｐと正対している固定子位置（第１の固定子位置）を特定する（ステップＳ１０１）。
【００３４】
具体的には、判定部１２４は、第１信号がハイレベルであり、第２信号がハイレベルとなる場合には、第１の固定子位置を固定子位置１と特定し、第１信号がローレベルであり、第２信号がハイレベルとなる場合には、第１の固定子位置を固定子位置２と特定し、第１信号がローレベルであり、第２信号がローレベルとなる場合には、第１の固定子位置を固定子位置３と特定し、第１信号がハイレベルであり、第２信号がローレベルとなる場合には、第１の固定子位置を固定子位置４と特定する。
【００３５】
次に、電流供給制御部１２２は、特定した第１の固定子位置に回転子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流をＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する（ステップＳ１０２）。
【００３６】
次に、制御部１０２内の判定部１２４は、ステップＳ１０２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後に、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数をカウントする（ステップＳ１０３）。なお、本実施形態では、回転子６ｂが図３の右回りとなる場合にはカウント値が減少し、左回りとなる場合にはカウント値が増加する。
【００３７】
ステップＳ１０２において第１の固定子位置に回転子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流供給が開始されると、判定部１２４は、カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１０４）。ここで、第１所定期間は、例えば１５０［ｍｓ］である。
【００３８】
カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続している場合（ステップＳ１０４：ＹＥＳ）、判定部１２４は、カウント値の増減が１であるか否かを判定する（ステップＳ１０５）。カウント値の増減が１である場合（ステップＳ１０５：ＹＥＳ）、判定部１２４は、ステップＳ１０１において特定した第１の固定子位置と、ステップＳ１０３におけるカウント値とに基づいて、回転子位置Ｐと正対している固定子位置（第２の固定子位置）を特定する（ステップＳ１０６）。一方、カウント値の増減が１でない場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０６の処理は行われず、後段の処理に移行する。
【００３９】
ステップＳ１０６では、具体的には、判定部１２４は、ステップＳ１０２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後のカウント値が増加方向にある場合には、第１の固定子位置から、左回りに１だけ移動させた固定子位置を第２の固定子位置として特定する。また、判定部１２４は、ステップＳ１０２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後のカウント値が減少方向にある場合には、第１の固定子位置から、右回りに１だけ移動させた固定子位置を第２の固定子位置として特定する。例えば、第１の固定子位置が２であり、カウント値が１増加した場合には、判定部１２４は、第２の固定子位置を１とする。また、第１の固定子位置が２であり、カウント値が１減少した場合には、判定部１２４は、第２の固定子位置を３とする。
【００４０】
一方、カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続していない場合（ステップＳ１０４：ＮＯ）、図５に示す動作に移行し、判定部１２４は、ステップＳ１０１において特定した第１の固定子位置と、ステップＳ１０３におけるカウント値とに基づいて、回転子位置Ｐと正対している固定子位置（第３の固定子位置）を特定する（ステップＳ１１１）。
【００４１】
具体的には、判定部１２４は、ステップＳ１０２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後のカウント値が増加方向にある場合には、第１の固定子位置から、左回りにカウント値の増加分だけ移動させた固定子位置を第３の固定子位置として特定する。また、判定部１２４は、ステップＳ１０２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後のカウント値が減少方向にある場合には、第１の固定子位置から、右回りにカウント値の減少分だけ移動させた固定子位置を第３の固定子位置として特定する。例えば、第１の固定子位置が２であり、カウント値が２増加した場合には、判定部１２４は、第３の固定子位置を１６とする。また、第１の固定子位置が２であり、カウント値が２減少した場合には、判定部１２４は、第３の固定子位置を４とする。
【００４２】
次に、電流供給制御部１２２は、特定した第３の固定子位置に回転子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流をＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する（ステップＳ１１２）。
【００４３】
次に、制御部１０２内の判定部１２４は、ステップＳ１１２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後に、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数をカウントする（ステップＳ１１３）。
【００４４】
ステップＳ１１２において第３の固定子位置に回転子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流供給が開始されると、判定部１２４は、カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続したか否かを判定する（ステップＳ１１４）。
【００４５】
カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続していない場合（ステップＳ１１４：ＮＯ）、判定部１２４は、ステップＳ１１１〜ステップＳ１１４の動作の繰り返し回数（リトライ回数）が所定回数（例えば１０回）になったか否かを判定する（ステップＳ１１５）。リトライ回数が所定回数以上である場合（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、一連の動作が終了する。一方、リトライ回数が所定回数未満である場合（ステップＳ１１５：ＮＯ）、ステップＳ１１１以降の動作が繰り返される。なお、２度目以降のステップＳ１１１においては、判定部１２４は、第１の固定子位置を現時点の第３の固定子位置に置き換え、その現時点の第３の固定子位置と、前回のステップＳ１１１において現時点の第３の固定子位置を特定した後にエンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数のカウント値とに基づいて、回転子位置Ｐと正対している新たな第３の固定子位置を特定する。
【００４６】
また、ステップＳ１０５において、カウント値の増減が１でないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０６において、第２の固定子位置が特定された場合、又は、ステップＳ１１４において、カウント値の増減が２以上とならない期間が第１所定期間以上継続したと判定された場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）には、図６に示す動作に移行し、電流供給制御部１２２は、回転子位置Ｐと正対するものとして特定した特定固定子位置と、図７に示すテーブルとに基づいて、回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させるための回転子６ｂの移動方向及び移動量を特定する（ステップＳ１２１）。
【００４７】
ここで、特定固定子位置とは、図４のステップＳ１０５においてＮＯとなってステップＳ１２１に移行した場合には、ステップＳ１０１において特定した第１の固定子位置であり、図４のステップＳ１０６において第２の固定子位置が特定されてステップＳ１２１に移行した場合には、その第２の固定子位置であり、図５のステップＳ１１４においてＹＥＳとなってステップＳ１２１に移行した場合には、ステップＳ１１１において最新に特定した第３の固定子位置である。
【００４８】
図７に示すテーブルは、特定固定子位置と回転子６ｂの移動方向及び移動量との対応関係を示している。ここで移動量１は電気角２２．５°に相当、換言すれば、固定子６ａにおける固定子位置１つ分の範囲に相当する。また、回転子６ｂが移動量１だけ移動する毎に、エンコーダ２１が出力する第１信号及び第２信号の組み合わせが変化する。例えば、特定固定子位置が５である場合、回転子６ｂを右回りとする場合には移動量は１２であり、左回りとする場合には移動量は４である。図７に示す移動量は、特定固定子位置から固定子位置１までの最短の移動量が電気角９０°未満である場合には、その最短の移動量に１電気角（電気角３６０°）加えた移動量となっている。
【００４９】
次に、電流供給制御部１２２は、回転子６ｂにステップＳ１２１において特定した移動方向及び移動量に応じた回転をさせ、回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させるために、固定子電流ベクトルの電流をＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する（ステップＳ１２２）。ここで、移動量が２以上である場合には、電流供給制御部１２２は、固定子電流ベクトルの電流を切り替えながらＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する。
【００５０】
次に、制御部１０２内の判定部１２４は、ステップＳ１２２における固定子電流ベクトルの電流供給が開始された後に、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数をカウントする（ステップＳ１２３）。
【００５１】
次に、判定部１２４は、カウント値が、ステップＳ１２１において特定した移動量に対応するカウント値のプラスマイナス３以内の値であるか否かを判定する（ステップＳ１２４）。上述したように、回転子６ｂが移動量１だけ移動する毎に、エンコーダ２１が出力する第１信号及び第２信号の組み合わせが変化する。従って、ステップＳ１２１において特定した移動量に対応するカウント値とは、回転子６ｂが右回りとなる場合にはステップＳ１２１において特定した移動量そのものであり、回転子６ｂが左回りとなる場合にはステップＳ１２１において特定した移動量に−１を乗じた値である。
【００５２】
ステップＳ１２１において特定した移動量に対応するカウント値のプラスマイナス３以内の値でない場合（ステップＳ１２４：ＮＯ）、判定部１２４は、ステップＳ１２２〜ステップＳ１２４の動作の繰り返し回数（リトライ回数）が所定回数（例えば１０回）になったか否かを判定する（ステップＳ１２５）。リトライ回数が所定回数以上である場合（ステップＳ１２５：ＹＥＳ）、一連の動作が終了する。一方、リトライ回数が所定回数未満である場合（ステップＳ１２５：ＮＯ）、電流供給制御部１２２は、回転子位置Ｐと正対するものとして特定した特定固定子位置と、図７に示すテーブルとに基づいて、回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させるための回転子６ｂの移動方向及び移動量を特定する（ステップＳ１２６）。但し、電流供給制御部１２２は、回転子６ｂの移動方向については、直前に特定した移動方向とは逆方向とする。その後、ステップＳ１２２以降の動作が繰り返される。
【００５３】
一方、ステップＳ１２１において特定した移動量に対応するカウント値のプラスマイナス３以内の値である場合（ステップＳ１２４：ＹＥＳ）、電流供給制御部１２２は、ステップＳ１２２における固定子電流ベクトルの電流の切り替えを完了した状態での電流供給を第２所定期間（例えば５０［ｍｓ］）維持する（ステップＳ１２７）。
【００５４】
その後、判定部１２４は、エンコーダ信号のレベルに基づいて、回転子位置Ｐと正対していると見なすことができる最終的な固定子位置（最終固定子位置）を特定する（ステップＳ１２８）。回転子位置Ｐが最終固定子位置に正対する場合、回転子６ｂは、最終目標とする停止励磁位置にある。
【００５５】
具体的には、回転子位置Ｐは固定子６ａにおける固定子位置１の近傍と正対している可能性が高いことに鑑み、判定部１２４は、第１信号がハイレベルであり、第２信号がハイレベルとなる場合には、最終固定子位置を固定子位置１と特定し、第１信号がローレベルであり、第２信号がハイレベルとなる場合には、最終固定子位置を固定子位置２と特定し、第１信号がハイレベルであり、第２信号がローレベルとなる場合には、最終固定子位置を固定子位置１６と特定する。一方、第１信号がローレベルであり、第２信号がローレベルとなる場合には、固定子位置１とは移動量２つ分隔てた固定子位置３又は固定子位置１５と見なすことも可能であるが、正確性を欠くため、判定部１２４は、特定不能とする。
【００５６】
次に、判定部１２４は、最終固定子位置が特定不能であったか否かを判定する（ステップＳ１２９）。特定不能でない場合（ステップＳ１２９：ＮＯ）には、一連の動作が終了する。一方、特定不能であった場合（ステップＳ１２９：ＹＥＳ）、ステップＳ１２５における、リトライ回数が所定回数になったか否かの判定以降の動作が繰り返される。
【００５７】
なお、ステップＳ１２１〜ステップＳ１２７の動作を経ずに、ステップＳ１０５において、カウント値の増減が１でないと判定された場合（ステップＳ１０５：ＮＯ）、ステップＳ１０６において、第２の固定子位置が特定された場合、又は、ステップＳ１１４において、カウント値の増減が２以上とならない期間が所定期間以上継続したと判定された場合（ステップＳ１１４：ＹＥＳ）には、直接にステップＳ１２８の動作が行われて、最終固定子位置が特定されてもよい。
【００５８】
以上説明したように、本実施形態では、ステッピングモータ制御装置２３は、初期状態では、エンコーダ信号に基づいて、回転子位置Ｐが第１象限の固定子位置１〜４の何れかと正対しているものと仮定し、その仮定した固定子位置１〜４に固定子位置Ｐが正対するために必要となる固定子電流ベクトルの電流をＡ相巻線及びＢ相巻線の少なくとも何れかに供給する。このとき、ステッピングモータ制御装置２３は、エンコーダ２１から出力されるエンコーダ信号のレベルの切り替え回数を示すカウント値が０であれば、仮定した固定子位置を回転子位置Ｐが正対する位置として特定し、カウント値が１であれば、仮定した固定子位置の隣の固定子位置を回転子位置Ｐが正対する最終的な位置として特定する。
【００５９】
このような励磁確定処理が行われることで、一度のＡ相巻線及びＢ相巻線に対する固定子電流ベクトルの電流供給の開始から終了までの間における回転子の移動量（回転量）を電気角９０°以内とすることが可能となる。このため、回転子６ｂが移動する際に発生する角加速度は小さくなり、その角加速度と重力加速度とによる付勢により目標とする励磁位置を越えてしまうことを防止することができる。特に、電動アクチュエータシステムを垂直置きとし、ロッド１５と当該ロッド１５に取り付けられる部材とからなる可動部が鉛直方向の下りに移動可能である場合には、回転子６ｂが移動する際に発生する角加速度が大きいと、その角加速度と重力加速度とによる付勢とが大きくなり、目標とする励磁位置を越えてしまう場合があるが、本実施形態では、回転子の移動量（回転量）を電気角９０°以内として角加速度を抑えることができるため、励磁位置を越えてしまうことを防止することができ、磁極確定処理をより確実に行うことができる。
【００６０】
また、カウント値が２以上である場合には、仮定が誤りであったとみなし、ステッピングモータ制御装置２３は、仮定した固定子位置からカウント値に応じた移動量だけ移動させた新たな固定子位置を特定する処理を繰り返し、回転子位置Ｐが正対する最終的な位置を特定する。このため、仮定に誤りがあったとしても磁極確定処理を確実に行うことができる。
【００６１】
また、上述の磁極確定処理の後に、図７に示すようなテーブルを用いて、回転子６ｂに電気角で９０°以上の回転を行わせて回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させることができるため、回転子６ｂに回転の障害となる何らかの拘束が生じているか否かを判断可能である。更には、回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させることができない場合には、回転子６ｂに、直前とは逆方向に電気角で９０°以上の回転を行わせて回転子位置Ｐを固定子位置１に正対させることができるため、回転子６ｂに回転の障害となる何らかの拘束が生じているか否かの判断の確実性を向上させることができる。
【００６２】
以上、実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
【００６３】
上述した実施形態では、回転子６ｂに拘束が生じているか否かを判定するために、回転子６ｂに電気角で９０°以上の回転を行わせたが、回転角度はこれに限定されない。例えば、上述した実施形態では、第１の固定子位置から電気角で前後に１カウントずれた第２の固定子位置についても正当な固定子位置として特定している、換言すれば、固定子位置の特定において回転子位置Ｐが固定子６ａにおける電気角で最大６７．５°の範囲に正対すれば磁極を確定することができる。このような場合には、回転子６ｂに拘束が生じているか否かを判定するために、磁極確定において回転子６ｂに容認されるずれの角度、すなわち、電気角で６７．５°以上の回転を行わせればよい。
【００６４】
また、実施形態では、ステッピングモータ５は、２相ＨＢ型ステッピングモータとしたが、ＶＲ型ステッピングモータ、ＰＭ型ステッピングモータ等に対しても同様に本発明を適用可能である。また、ステッピングモータ５の相数に関しても限定されるものではなく、単相、２相、３相、４相、５相等の様々な構成にも本発明を適用可能である。また、ステッピングモータに限らずＤＣブラシレスモータなどの同期電動機にも適用可能である。
【００６５】
本発明は、本発明の広義の精神と範囲を逸脱することなく、様々な実施形態及び変形が可能とされるものである。上述した実施形態は、本発明を説明するためのものであり、本発明の範囲を限定するものではない。
【符号の説明】
【００６６】
１  ハウジング
３  モータカバー
５  ステッピングモータ
６ａ  固定子
６ｂ  回転子
６ｃ  回転軸
７  ジョイント部材
８  軸受部材
９  ボールねじ
１０  軸受部材
１１  ボールナット
１３  中空ロッド
１５  ロッド
２１  エンコーダ
２３  ステッピングモータ制御装置
１００  アクチュエータシステム
１０２  制御部
１０４  メモリ
１０６  モータドライバ回路
１０８  電流センサ
１１０  Ｉ／Ｆ部
１２２  電流供給制御部
１２４  判定部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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