(57)【要約】【課題】確実にロータの回転位置を検出する回転位置検出装置を提供する。【解決手段】位置信号生成部１１２は、磁気センサ２０によって検出された漏洩磁束Ｈｕ（Ｈｖ，Ｈｗ）が第１のしきい値Ｈｔｈ１を一旦超えると、それ以降において、第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いて、漏洩磁束Ｈｕ（Ｈｖ，Ｈｗ）が第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていれば、対応するデジタル信号をＨレベルとし、漏洩磁束Ｈｕ（Ｈｖ，Ｈｗ）が第２のしきい値Ｈｔｈ２以下であれば、対応するデジタル信号をＬレベルとする。そして、位置信号生成部１１２は、その生成したデジタル信号をロータ２の位置信号Ｐｕ（Ｐｖ，Ｐｗ）として制御装置１０６へ出力する。【選択図】        図７
2004229344.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁コイルを含み、前記界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータの回転位置検出装置であって、
前記界磁コイルによって発生され、かつ、前記界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出部と、
前記磁気検出部から前記信号を受け、前記漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断したとき、前記信号を用いて前記回転子の位置信号を生成する位置信号生成部とを備える、モータの回転位置検出装置。
【請求項２】
前記所定のしきい値は、前記位置信号生成部が前記信号を雑音と区別することができる最小レベルの値である、請求項１に記載のモータの回転位置検出装置。
【請求項３】
前記界磁電流の実績値を検出する実績検出部をさらに備え、前記位置信号生成部は、前記実績検出部から前記実績値をさらに受け、前記実績値がもう１つの所定のしきい値を超えたとき、前記漏洩磁束が前記所定のしきい値を超えたと判断する、請求項１または請求項２に記載のモータの回転位置検出装置。
【請求項４】
前記位置信号生成部は、前記界磁電流が前記界磁コイルに流れ始めてから所定の時間が経過したとき、前記漏洩磁束が前記所定のしきい値を超えたと判断する、請求項１または請求項２に記載のモータの回転位置検出装置。
【請求項５】
前記磁気検出部は、
前記界磁コイルによって発生される第１の漏洩磁束を前記回転子と異なる部材を介して受け、前記第１の漏洩磁束に基づいて前記界磁極の位置を示す第２の漏洩磁束を生成する磁極生成部と、
前記磁極生成部から出力される前記第２の漏洩磁束を検出し、前記第２の漏洩磁束の大きさに応じたレベルの前記信号を出力する磁気検出素子とを含む、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータの回転位置検出装置。
【請求項６】
前記磁極生成部は、前記界磁極に対応した放射状の形状を有し、前記第１の漏洩磁束に対して前記界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて前記第２の漏洩磁束を放射状に出力する、請求項５に記載のモータの回転位置検出装置。
【請求項７】
請求項１から請求項６のいずれか１項に記載のモータの回転位置検出装置と、
前記モータを駆動する駆動回路と、
前記回転位置検出装置から受ける前記位置信号に基づいて前記駆動回路を制御する制御回路とを備えるモータ制御装置。
【請求項８】
界磁コイルを含み、前記界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータのモータ制御装置であって、
前記界磁コイルによって発生され、かつ、前記界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出部と、
前記モータを駆動する駆動回路と、
制御回路とを備え、
前記制御回路は、
前記磁気検出部から前記信号を受け、前記漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断したとき、前記信号を用いて前記回転子の位置信号を生成する位置信号生成部と、
前記位置信号生成部から受ける前記位置信号に基づいて前記駆動回路を制御する制御部とを含む、モータ制御装置。
【請求項９】
界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータにおけるモータ制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、
モータ始動時、前記界磁コイルに界磁電流を流す第１のステップと、
前記界磁コイルによって発生され、かつ、前記界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を発生する第２のステップと、
前記漏洩磁束が所定のしきい値を超えたか否かを判断する第３のステップと、
前記漏洩磁束が前記所定のしきい値を超えたと判断したとき、前記信号を用いて前記回転子の位置信号を生成する第４のステップと、
前記生成した位置信号に基づいて前記モータを駆動するための駆動信号を生成する第５のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体。
【請求項１０】
前記界磁電流の実績値を検出する第６のステップと、
前記検出された実績値がもう１つの所定のしきい値を超えたか否かを判断する第７のステップとをさらに記録し、
前記実績値が前記もう１つの所定のしきい値を超えたと判断されたとき、前記第３のステップにおいて前記漏洩磁束が前記所定のしきい値を超えたと判断する、請求項９に記載の記録媒体。
【請求項１１】
前記界磁電流が前記界磁コイルに流れ始めてから所定の時間が経過したか否かを判断する第６のステップをさらに記録し、
前記所定の時間が経過したと判断されたとき、前記第３のステップにおいて前記漏洩磁束が前記所定のしきい値を超えたと判断する、請求項９に記載の記録媒体。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、モータの回転位置検出装置、モータ制御装置、およびモータ制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関し、特に、界磁巻線型のモータであって、界磁巻線を有するロータから発生する磁束を磁気検出素子により検出することによって回転子の位置を検出するモータの回転位置検出装置、モータ制御装置、およびモータ制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来より、同期モータとしては、回転子（以下、「ロータ」とも称する。）に永久磁石を備え、その永久磁石による磁極と、固定電機子（以下、「ステータ」とも称する。）において発生する回転磁界との磁気作用によって回転する永久磁石型モータのほか、ロータに界磁コイルを備え、界磁コイルに界磁電流を流すことによってロータに発生する磁界の回転軸と垂直方向の成分と、ステータにおいて発生する回転磁界との磁気作用によって回転する界磁巻線型モータが一般に知られている。
【０００３】
これらのモータにおいては、ロータの回転位置を検出し、ロータの回転位置を示す位置信号に基づいてステータに電流を流すことによって上述した回転磁界を発生し、ロータを回転させる。したがって、モータ制御においては、ロータの回転位置を確実かつ正確に検出することが重要となる。
【０００４】
そして、特開平７−１３５７９４号公報には、ブラシレスモータにおいて、モータの運転電流もしくはロータの回転速度などの運転状態に応じて、ロータの回転位置検出時点からステータ巻線への通電の切換えを行なうまでの遅延時間を調節することによって、正確かつ確実なロータの位置検出を実現する方法が開示されている（特許文献１）。
【０００５】
【特許文献１】
特開平７−１３５７９４号公報明細書
【０００６】
【特許文献２】
特開昭６２−１８９６０号公報明細書
【０００７】
【発明が解決しようとする課題】
界磁コイルに界磁電流を流すことによって界磁極を生成する界磁巻線型モータにおいては、界磁電流の大きさによってロータに発生する磁界の大きさが変化し、それに応じて、位置検出装置としての磁気検出素子が検出する検出磁束の大きさが変化する。すなわち、モータ始動直後など、界磁電流が十分に立上がっていないときは、ロータに発生する磁界が小さく、検出磁束の値も小さくなる。
【０００８】
したがって、そのようなときは、磁気検出素子における信号のＳ／Ｎ比が小さくなり、ロータの位置検出が安定せず、回転位置を検出できない、あるいは回転位置を誤検出するという問題が発生する。
【０００９】
このような問題に対しては、上述した特開平７−１３５７９４号公報や特開昭６２−１８９６０号公報に記載された方法では対処することはできない。すなわち、これらの方法でも、界磁巻線型モータにおいて、界磁電流が小さいため磁気検出素子における検出磁束が小さいときは、回転位置を検出できない、あるいは回転位置を誤検出してしまう。
【００１０】
また、位置検出装置としての磁気検出素子がロータやステータに近接して配置され、ロータから発生する磁界の検出が行なわれる場合、磁気検出素子は、ステータから発生する磁界や、ステータおよびロータからのコイル発熱等による外乱の影響を大きく受ける。したがって、このような外乱によっても磁気検出素子における信号のＳ／Ｎ比が低下し、上述したように回転位置の検出不能あるいは誤検出を招くおそれがある。これに対して、様々な外乱を想定して検出位置の補正を行なうとすれば、高度かつ複雑な補正演算が必要となり、その結果、コストが増大する。
【００１１】
さらに、ロータやステータに近接して磁気検出素子が配置される場合、磁気検出素子によるセンシングを可能にするため、ロータにセンシング用の磁性体片を設けたり、また、界磁巻線型モータでは、界磁巻線の形状を変更したりする必要がある。したがって、センシング用にロータにおいて何らかの改造が必要であり、その結果、コストが増加する。
【００１２】
そこで、この発明は、かかる課題を解決するためになされたものであり、その目的は、確実にロータの回転位置を検出する回転位置検出装置を提供することである。
【００１３】
また、この発明の別の目的は、確実にロータの回転位置を検出し、その検出信号に基づいてモータを制御するモータ制御装置を提供することである。
【００１４】
さらに、この発明の別の目的は、確実にロータの回転位置を検出し、その検出信号に基づいてなされるモータ制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体を提供することである。
【００１５】
また、さらに、この発明の別の目的は、確実にロータの回転位置を検出し、かつ、低コストの回転位置検出装置を提供することである。
【００１６】
また、さらに、この発明の別の目的は、確実にロータの回転位置を検出し、その検出信号に基づいてモータを制御する、低コストのモータ制御装置を提供することである。
【００１７】
【課題を解決するための手段】
この発明によれば、モータの回転位置検出装置は、界磁コイルを含み、界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータの回転位置検出装置であって、界磁コイルによって発生され、かつ、界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出部と、磁気検出部から信号を受け、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断したとき、信号を用いて回転子の位置信号を生成する位置信号生成部とを備える。
【００１８】
好ましくは、所定のしきい値は、位置信号生成部が信号を雑音と区別することができる最小レベルの値である。
【００１９】
好ましくは、回転位置検出装置は、界磁電流の実績値を検出する実績検出部をさらに備え、位置信号生成部は、実績検出部から実績値をさらに受け、実績値がもう１つの所定のしきい値を超えたとき、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断する。
【００２０】
好ましくは、位置信号生成部は、界磁電流が界磁コイルに流れ始めてから所定の時間が経過したとき、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断する。
【００２１】
好ましくは、磁気検出部は、界磁コイルによって発生される第１の漏洩磁束を回転子と異なる部材を介して受け、第１の漏洩磁束に基づいて界磁極の位置を示す第２の漏洩磁束を生成する磁極生成部と、磁極生成部から出力される第２の漏洩磁束を検出し、第２の漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出素子とを含む。
【００２２】
好ましくは、磁極生成部は、界磁極に対応した放射状の形状を有し、第１の漏洩磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけて第２の漏洩磁束を放射状に出力する。
【００２３】
また、この発明によれば、モータ制御装置は、上述したいずれかの回転位置検出装置と、モータを駆動する駆動回路と、回転位置検出装置から受ける位置信号に基づいて駆動回路を制御する制御回路とを備える。
【００２４】
また、この発明によれば、モータ制御装置は、界磁コイルを含み、界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータのモータ制御装置であって、界磁コイルによって発生され、かつ、界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を出力する磁気検出部と、モータを駆動する駆動回路と、制御回路とを備え、制御回路は、磁気検出部から信号を受け、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断したとき、信号を用いて回転子の位置信号を生成する位置信号生成部と、位置信号生成部から受ける位置信号に基づいて駆動回路を制御する制御部とを含む。
【００２５】
また、この発明によれば、記録媒体は、界磁コイルに界磁電流を流すことによって形成される界磁極を有する回転子を備えるモータにおけるモータ制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取可能な記録媒体であって、モータ始動時、界磁コイルに界磁電流を流す第１のステップと、界磁コイルによって発生され、かつ、界磁極の位置を示す漏洩磁束を検出し、その検出した漏洩磁束の大きさに応じたレベルの信号を発生する第２のステップと、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたか否かを判断する第３のステップと、漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断したとき、信号を用いて回転子の位置信号を生成する第４のステップと、生成した位置信号に基づいてモータを駆動するための駆動信号を生成する第５のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録する。
【００２６】
好ましくは、記録媒体は、界磁電流の実績値を検出する第６のステップと、検出された実績値がもう１つの所定のしきい値を超えたか否かを判断する第７のステップとをさらに記録し、実績値がもう１つの所定のしきい値を超えたと判断されたとき、第３のステップにおいて漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断する。
【００２７】
好ましくは、記録媒体は、界磁電流が界磁コイルに流れ始めてから所定の時間が経過したか否かを判断する第６のステップをさらに記録し、所定の時間が経過したと判断されたとき、第３のステップにおいて漏洩磁束が所定のしきい値を超えたと判断する。
【００２８】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２９】
［実施の形態１］
図１は、この発明の実施の形態１によるモータの構成を示す断面図である。
【００３０】
図１を参照して、モータ１は、ロータ２と、界磁コイル４と、ステータ６と、シャフト８と、軸受１０，１２と、ブラシ１４と、プーリ１６と、回転プレート１８と、磁気センサ２０とを備える。
【００３１】
ロータ２は、シャフト８に固定され、シャフト８が軸受１０，１２に支持されることによって回転自在な回転子である。ロータ２は、内部に界磁コイル４を含み、界磁コイル４に界磁電流が流れることによって界磁極が形成される。界磁コイル４に界磁電流が流れることによって発生する磁界は、シャフト８の回転軸に垂直な成分からなる主磁界と、シャフト８の軸方向成分からなる磁界とからなり、この主磁界とステータ６によって発生する回転磁界との磁気作用によって、ロータ２は回転する。また、シャフト８の軸方向成分からなる磁界によってシャフト８から回転プレート１８、ステータ６、およびシャフト８の他端へと流れる漏洩磁束Ｈは、後ほど述べるように、ロータ２の回転位置を検出するための検出磁束として用いられる。
【００３２】
界磁コイル４は、ロータ２に界磁極を発生させるための巻線であって、巻線に流れる界磁電流の大きさに応じた磁界を発生する。
【００３３】
ステータ６は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の３相巻線からなる固定電機子であって、３相交流電流が流れることによってロータ２に作用する回転磁界を発生させる。
【００３４】
シャフト８は、軸受１０，１２によって支持された回転軸である。シャフト８は、トルクの伝達に必要な所定の強度を有する材質であるとともに、後述するように、ロータ２から発生する漏洩磁束を容易に通過させる材質で構成される。
【００３５】
軸受１０，１２は、シャフト８を回転自在に固定する。ブラシ１４は、界磁コイル４と電気的に接続される整流子片と摺動接触し、外部からブラシ１４および整流子片を介して界磁コイル４に界磁電流が供給される。プーリ１６は、シャフト８と他の回転軸との間でトルクの伝達を行なう。
【００３６】
回転プレート１８は、シャフト８の一端に設けられ、シャフト８に固定されてロータ２と連動して回転する。回転プレート１８も、シャフト８と同様に、磁束を容易に通過させる材質で構成され、シャフト８から受ける漏洩磁束を放射状に伝達する。そして、回転プレート１８は、近接して配置される磁気センサ２０によってロータ２の回転位置を検出可能とするため、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有している。
【００３７】
磁気センサ２０は、磁束を検出可能な磁気検出素子であって、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応した３つのセンサを含む。これらのセンサは、たとえば、ホール素子や磁気抵抗素子などである。磁気センサ２０は、回転プレート１８に近接して配置され、回転プレート１８の半径方向に対しては、回転プレート１８からステータ６へ流れる漏洩磁束Ｈが最大となる位置に配置される。一方、磁気センサ２０は、回転プレート１８の回転方向に対しては、３つのセンサが電気角１２０度の間隔で配置される。そして、磁気センサ２０は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つのセンサによって各相に対応する漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをデジタル信号に変換して、その変換したデジタル信号を位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして出力する。
【００３８】
このモータ１においては、磁気センサ２０が漏洩磁束Ｈの変化を感知することによってロータ２の回転位置が検出されるのであるが、後述するように、モータ始動直後など界磁電流が十分に立上がっておらず、そのため磁気センサ２０によって検出される漏洩磁束Ｈが小さいときは、ロータ２の位置信号は生成されない。上述したように、検出磁束が小さいときは、磁気センサ２０における信号のＳ／Ｎ比が小さくなり、ロータ２の回転位置を誤検出するおそれがあるからである。そして、磁気センサ２０によって検出される漏洩磁束Ｈが十分なレベルを超えたことを条件として、ロータ２の位置信号が生成される。
【００３９】
また、このモータ１においては、ロータ２の回転位置を検出するために、漏洩磁束Ｈの変化を生成する回転プレート１８がシャフト８の端部に設けられている。すなわち、回転プレート１８は、シャフト８から受けて放射状に出力する漏洩磁束Ｈに対して、ロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱をつける。これによって、磁気センサ２０は、ロータ２が回転することによってロータ２の周囲に発生する磁界の変化を直接検出することなく、その磁界の変化が再現された回転プレート１８からの漏洩磁束Ｈを検出することによって、ロータ２の回転位置を検出することができる。
【００４０】
そして、こうすることによって、磁気センサ２０をロータ２およびステータ６から離して配置することが可能となり、磁気センサ２０がロータ２およびステータ６から受ける外乱は小さくなる。したがって、磁気センサ２０における信号のＳ／Ｎ比が向上し、その結果、ロータ２の位置信号が生成され始める検出磁束のレベル（しきい値）を低くすることができ、位置検出が開始されるまでの遅延時間が短縮される。
【００４１】
このモータ１においては、界磁コイル４に界磁電流が供給されると主磁束が発生し、ステータ６によって発生される回転磁界との磁気作用によってロータ２が回転するとともに、シャフト８の軸方向成分の磁界も発生し、シャフト８から回転プレート１８、ステータ６およびシャフト８の他端へと流れる一巡の漏洩磁束Ｈが発生する。
【００４２】
そして、上述したように、回転プレート１８は、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有し、回転プレート１８から放射状に出力される漏洩磁束Ｈは、ロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱を有しているので、これを磁気センサ２０が検出する。磁気センサ２０のＵ相、Ｖ相およびＷ相に対応する３つのセンサによって検出された漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、検出信号のＳ／Ｎ比が十分となる所定のしきい値を超えたとき、後述する位置信号生成部によって位置信号に変換され、図示されないモータ制御装置へ出力される。
【００４３】
図２は、図１に示した回転プレート１８の回転軸に垂直な断面図である。
図２を参照して、回転プレート１８は、ロータ２の界磁極に対応して放射状の形状を有する。図２においては、１６極からなるロータ２に対応して８個の凸部が放射状に設けられており、回転プレート１８を放射状に流れる磁束は、これら８個の凸部から集中して出力される。すなわち、回転プレート１８から出力される磁束は、ロータ２の界磁極に対応した磁束密度の強弱がつけられて回転プレート１８から放射状に出力される。
【００４４】
図３は、この発明によるモータにおけるロータの構成を説明する図である。なお、図３においては、ロータの構成が概念的に示されており、図２に示した回転プレート１８の極数と対応していないが、実際には、ロータの極数と回転プレートの極数は一致する。
【００４５】
図３を参照して、ロータは、部材２ａと部材２ｂとからなり、それらが組み合わされ、内部に界磁コイルが含まれる。そして、界磁コイルにより発生される磁界によって、部材２ａはＮ極に、部材２ｂはＳ極に磁化される。これによって、円周方向にＮ，Ｓ極が交互に多数形成され、ロータに界磁極が形成される。また、シャフト８内には、界磁コイルによって、「Ｓ」で示される側から「Ｎ」で示される側へ向かう方向に磁界が発生する。
【００４６】
図４は、図１に示したモータ１を制御するモータ制御装置１００の概略ブロック図である。
【００４７】
図４を参照して、モータ制御装置１００は、直流電源Ｂと、キャパシタＣ１と、インバータ１０２と、位置検出装置１０４と、制御装置１０６とを備える。
【００４８】
インバータ１０２は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００４９】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４からなり、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５からなり、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６からなる。また、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のソース−ドレイン間には、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して導通方向が逆方向になるようにダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００５０】
各相アームの中間点は、モータ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、モータ１は、３相の同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５１】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン、鉛等の二次電池からなる。キャパシタＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１０２へ供給する。
【００５２】
位置検出装置１０４は、図１に示した回転プレート１８および磁気センサ２０によって各相に対応する漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出する。そして、位置検出装置１０４は、検出信号のＳ／Ｎ比が十分となる所定のしきい値を漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが一旦超えたとき、それ以降において、検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号をロータ２（図示せず）の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【００５３】
制御装置１０６は、位置検出装置１０４から受けるロータ２の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいて、インバータ１０２に含まれるＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の各々を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成し、その生成した駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子へ出力する。
【００５４】
なお、上述したように、位置検出装置１０４は、検出する漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが所定のしきい値を超えるまでは位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成しないため、モータが始動し、界磁電流が流れ始めてから位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいてステータ６に電流が流れ始めるまで、遅れが生じる。しかしながら、ステータ電流の応答性は、界磁電流の応答性より一般に十分大きいため、このステータ電流の通電遅れがモータ１の応答性に対して大きな影響を与えることはない。
【００５５】
さらに、上述したように、このモータ１においては、磁気センサ２０がロータ２およびステータ６から離れた位置に配置されるため、磁気センサ２０が受ける外乱は小さい。そこで、十分なＳ／Ｎ比を確保するために設定される上述の所定のしきい値を低くすることができるため、ステータ電流の通電遅れを極力抑えることができる。したがって、この点からも、このモータ１の応答性が阻害されることはない。
【００５６】
図５は、図１に示した磁気センサ２０の回転軸に垂直な方向の配置図である。なお、図５においては、磁気センサ２０の配置を概念的に説明するために模式的に示されている。
【００５７】
図５を参照して、磁気センサ２０は、３つのホール素子２０ａ〜２０ｃを含む。ホール素子２０ａ〜２０ｃは、それぞれ回転プレート１８から出力される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、検出磁束の大きさに応じた電圧を発生する。そして、磁気センサ２０は、その電圧を後述する位置信号生成部へ出力する。
【００５８】
ホール素子２０ａは、Ｕ相の配置方向に対して角度θをなすように配置される。そして、ホール素子２０ｂ，２０ｃも、ホール素子２０ａと同じように配置される。そして、ホール素子２０ａ〜２０ｃは、それぞれ電気角が１２０度の間隔で配置される。
【００５９】
図６は、図４に示した位置検出装置１０４を機能的に説明する機能ブロック図である。図６を参照して、位置検出装置１０４は、磁気検出部１１０と、位置信号生成部１１２とを含む。
【００６０】
磁気検出部１１０は、図１に示した回転プレート１８および磁気センサ２０からなる。磁気センサ２０は、回転プレート１８から出力される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗをそれぞれ図５に示した３つのホール素子２０ａ〜２０ｃによって検出し、その検出した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを位置信号生成部１１２へ出力する。
【００６１】
位置信号生成部１１２は、磁気検出部１１０から受ける漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号の大きさが予め定められた所定のしきい値を超えたとき、その漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの各々の検出信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号をそれぞれ位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして出力する。具体的には、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第１のしきい値Ｈｔｈ１を一旦超えると、それ以降において、第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いて、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていれば、対応するデジタル信号をＨレベルとし、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２以下であれば、対応するデジタル信号をＬレベルとする。そして、その生成したデジタル信号をそれぞれロータ２の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【００６２】
ここで、第１のしきい値Ｈｔｈ１は、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号のＳ／Ｎ比が十分確保されるしきい値であり、第２のしきい値Ｈｔｈ１は、磁気検出部１１０から受けるアナログ信号の検出信号をデジタル信号の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに変換するためのしきい値である。なお、第１および第２のしきい値は、同じ値であってもよいし、異なる値であってもよい。
【００６３】
図７は、検出される漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。なお、図７においては、Ｕ相に対応する漏洩磁束Ｈｕ、およびそれに対応する位置信号Ｐｕについて示されている。また、第１および第２のしきい値Ｈｔｈ１，Ｈｔｈ２の大小関係については、第１のしきい値Ｈｔｈ１が第２のしきい値Ｈｔｈ２よりも大きい場合が示されている。
【００６４】
図７を参照して、時刻Ｔ１において、ロータ２の界磁コイル４に界磁電流が流れ始め、それに応じて漏洩磁束Ｈｕが発生し、その発生した漏洩磁束Ｈｕが磁気センサ２０によって検出される。
【００６５】
時刻Ｔ２において、磁気センサ２０によって検出された漏洩磁束Ｈｕの検出値は、第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えるが、第１のしきい値Ｈｔｈ１を超えていないため、位置信号生成部１１２は、位置信号Ｐｕを生成しない。すなわち、位置信号生成部１１２は、位置信号ＰｕをＨレベルで出力しない。
【００６６】
時刻Ｔ３において、漏洩磁束Ｈｕの検出値が第２のしきい値Ｈｔｈ２を超え、時刻Ｔ４において、その検出値がさらに第１のしきい値Ｈｔｈ１を超えると、位置信号生成部１１２は、位置信号Ｐｕを生成する。時刻Ｔ４においては、漏洩磁束Ｈｕの検出値は第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えているため、位置信号生成部１１２は、位置信号ＰｕをＨレベルで出力する。
【００６７】
そして、漏洩磁束Ｈｕの検出値が第１のしきい値Ｈｔｈ１を超えた時刻Ｔ４以降においては、位置信号生成部１１２は、第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いてアナログ信号である漏洩磁束Ｈｕの検出値をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｐｕとして出力する。
【００６８】
図８は、図４に示したモータ制御装置１００における主な信号のタイミングチャートである。
【００６９】
図８を参照して、磁気センサ２０は、ホール素子２０ａ〜２０ｃによって検出される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの変化に応じて、電気角が０〜１８０度、１２０〜３００度、ならびに電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でそれぞれＨレベルになる位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを制御装置１０６へ出力する。
【００７０】
そして、磁気センサ２０から位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを受けた制御装置１０６は、その受けた位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗをそれぞれ駆動信号Ｄｒ１，Ｄｒ２，Ｄｒ３として生成し、また、位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの反転信号をそれぞれ駆動信号Ｄｒ４，Ｄｒ５，Ｄｒ６として生成する。
【００７１】
すなわち、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００７２】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が１８０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が６０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００７３】
その結果、図示しないが、モータ１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定の電気角で変化し、磁気センサ２０によって検出された位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに基づいてモータ１が駆動される。
【００７４】
なお、これまでに述べたように、検出される漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗのレベルが十分でなく、Ｓ／Ｎ比が十分でない検出信号に基づいて生成される位置信号は、回転位置を正確に示していない可能性が高く、そのような位置信号に基づいてモータ１を制御することは誤動作を招くおそれがあり、モータ１の制御性能が劣化する。しかしながら、この実施の形態１では、信頼できる検出信号に基づいて位置信号を生成し、その位置信号を用いてモータ１を制御するので、モータ１の制御性能が劣化することがない。
【００７５】
そして、ステータ電流の応答性は、界磁電流の応答性より一般に十分大きいため、ステータ電流の通電遅れは、モータ１の応答性に大きな影響を与えることはなく、さらに、この実施の形態１では、磁気センサ２０をロータ２およびステータ６から離れた位置に配置できるモータ構成としたことから、磁気センサ２０が受ける外乱は小さく、これによって上述した第１のしきい値Ｈｔｈ１のレベルを低くすることも可能であり、これによってステータ電流の通電遅れを極力小さくすることも可能である。
【００７６】
なお、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１８０度の範囲で電流をモータ１の各相に流すように、それぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図８に示す通電方式は１８０度矩形波通電方式と呼ばれる。
【００７７】
図９は、実施の形態１によるモータ１のモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【００７８】
図９を参照して、モータ１が始動すると（ステップＳ１）、制御装置１０６は、ロータ２の界磁コイル４に界磁電流の通電を開始する（ステップＳ２）。界磁コイル４に界磁電流が流れると、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが発生し、磁気センサ２０は、その発生した漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出する（ステップＳ３）。位置信号生成部１１２は、磁気センサ２０によって検出された漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出値を第１のしきい値Ｈｔｈ１と比較し、その検出値が第１のしきい値を超えたと判断されるまでステップＳ５へは進まない（ステップＳ４）。
【００７９】
位置信号生成部１１２は、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出値が第１のしきい値Ｈｔｈ１を超えたと判断すると、第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いて、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成する（ステップＳ５）。そして、位置信号生成部１１２は、その生成した位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを制御装置１０６へ出力する。
【００８０】
制御装置１０６は、位置信号生成部１１２から位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを受けると、その受けた位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを用いてモータ１の駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する（ステップＳ６）。そして、制御装置１０６は、その生成した駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をインバータ１０２へ出力する。
【００８１】
なお、図９に示すフローチャートにおける各ステップの処理は、実際には、それらの処理をプログラムとして記録したＲＯＭ（Ｒｅａｄ  Ｏｎｌｙ  Ｍｅｍｏｒｙ）を備えたマイクロプロセッサ（Ｍｉｃｒｏｐｒｏｃｅｓｓｏｒ）によって行なわれる。すなわち、各ステップを備えるプログラムがＲＯＭから読出され、その読出されたプログラムに従って上述した処理が行なわれる。したがって、ＲＯＭは、図９に示すフローチャートにおける各ステップからなるプログラムを記録したコンピュータ（マイクロプロセッサ）読取可能な記録媒体に相当する。
【００８２】
また、回転プレート１８は、界磁極に対応した磁束密度の強弱を設けるために放射状の形状を有するものとしたが、回転プレート１８はそのような形状のものに限られることはなく、放射状に出力する磁束に対して界磁極に対応した磁束密度の強弱をつけることができるものであればよい。たとえば、円盤の回転方向に透磁率の異なる材質を交互配置するなどしてもよい。
【００８３】
以上のように、実施の形態１によれば、雑音の影響を受けないレベルを漏洩磁束の検出値が超えたときに位置信号を生成するようにしたので、雑音によりロータの回転位置を誤検出することがない。したがって、モータを誤制御することがなく、安定したモータ制御が実現される。
【００８４】
また、このモータは、シャフトの端部に回転プレートを備え、シャフトおよび回転プレートを介して流れる漏洩磁束を回転プレートに近接して配置した磁気センサによって検出するようにしたので、磁気センサをロータおよびステータから離れた位置に配置することができる。したがって、磁気センサにおける外乱雑音のレベルは低く、モータの応答性が向上する。
【００８５】
さらに、ロータから必然的に発生する漏洩磁束を検出磁束として用いるので、ロータに磁性体片を組込んだり、界磁コイルの巻線形状を変更するなど、ロータの改造が不要となる。その結果、ロータの体積が増加することがなく、また、製造コストを抑えることができる。
【００８６】
［実施の形態２］
実施の形態１では、漏洩磁束が所定のしきい値を超えた後、位置信号の生成が開始された。界磁コイルから発生する漏洩磁束の大きさ（平均値）は、その界磁コイルに流れる界磁電流の大きさに依存することから、実施の形態２では、界磁電流の通電が開始され、界磁電流が所定のしきい値を超えた後、位置信号の生成が開始される。
【００８７】
実施の形態２によるモータの機械的な構成は、図１に示した実施の形態１によるモータ１の構成と同じである。また、実施の形態２におけるモータ制御装置１００Ａの構成は、図４に示した実施の形態１におけるモータ制御装置１００の構成において、位置検出装置１０４に代えて位置検出装置１０４Ａを備える。
【００８８】
図１０は、実施の形態２における位置検出装置１０４Ａを機能的に説明する機能ブロック図である。図１０を参照して、位置検出装置１０４Ａは、磁気検出部１１０と、位置信号生成部１１２Ａと、電流センサ１１４とを含む。
【００８９】
電流センサ１１４は、図１に示した界磁コイル４に流れる界磁電流Ｉｆを検出し、その検出した界磁電流Ｉｆを位置信号生成部１１２Ａへ出力する。
【００９０】
位置信号生成部１１２Ａは、検出された漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび界磁電流Ｉｆの検出値をそれぞれ磁気検出部１１０および電流センサ１１４から受け、界磁電流Ｉｆが予め定められた所定のしきい値を超えたとき、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの各々の検出信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号をそれぞれ位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして出力する。具体的には、界磁電流Ｉｆが所定のしきい値を超えると、上述した第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いて、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていれば、対応するデジタル信号をＨレベルとし、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２以下であれば、対応するデジタル信号をＬレベルとする。そして、その生成したデジタル信号をそれぞれロータ２の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【００９１】
ここで、界磁電流Ｉｆの所定のしきい値は、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号のＳ／Ｎ比が十分確保されるしきい値である。すなわち、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの大きさは、界磁電流Ｉｆの大きさに依存するため、界磁電流Ｉｆがあるレベルを超えたときは、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗも十分に大きく、検出信号のＳ／Ｎ比は、十分大きな値となる。
【００９２】
図１１は、実施の形態２によるモータにおける界磁電流および漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。なお、図１１においては、Ｕ相に対応する漏洩磁束Ｈｕ、およびそれに対応する位置信号Ｐｕについて示されている。
【００９３】
図１１を参照して、時刻Ｔ１において、ロータ２の界磁コイル４に界磁電流が流れ始め、それに応じて漏洩磁束Ｈｕが発生し、その発生した漏洩磁束Ｈｕが磁気センサ２０によって検出される。
【００９４】
時刻Ｔ２において、電流センサ１１４によって検出された界磁電流Ｉｆが所定のしきい値Ｉｆｔｈを超えると、位置信号生成部１１２Ａは、位置信号Ｐｕを生成する。なお、時刻Ｔ２においては、漏洩磁束Ｈｕの検出値は、第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていないため、位置信号生成部１１２Ａは、位置信号ＰｕをＬレベルで出力する。
【００９５】
そして、時刻Ｔ３において、漏洩磁束Ｈｕの検出値が第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えると、位置信号生成部１１２Ａは、位置信号ＰｕをＨレベルで出力し、以降、漏洩磁束Ｈｕの検出値と第２のしきい値Ｈｔｈ２との大小関係に応じて位置信号Ｐｕが生成される。
【００９６】
図１２は、実施の形態２によるモータのモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【００９７】
図１２を参照して、この処理フローは、図９に示した実施の形態１における処理フローにおいて、ステップＳ３，Ｓ４に代えてステップＳ３ａ，Ｓ４ａからなり、その他のステップは同じである。以下、図９に示した実施の形態１におけるフローチャートと異なるステップＳ３ａ，Ｓ４ａについて説明する。
【００９８】
ステップＳ２において界磁電流の通電が開始されると、磁気センサ２０および電流センサ１１４は、発生する漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび界磁電流Ｉｆをそれぞれ検出する（ステップＳ３ａ）。位置信号生成部１１２Ａは、電流センサ１１４によって検出された界磁電流Ｉｆの検出値を所定のしきい値Ｉｆｔｈと比較し、その検出値が所定のしきい値Ｉｆｔｈを超えたと判断されるまでステップＳ５へは進まない（ステップＳ４ａ）。一方、ステップＳ４ａにおいて、界磁電流Ｉｆの検出値が所定のしきい値Ｉｆｔｈを超えたと判断されると、ステップＳ５へ進む。
【００９９】
以上のように、実施の形態２によれば、漏洩磁束の検出値が雑音の影響を受けないように、界磁電流が所定のしきい値を超えたときに位置信号を生成するようにしたので、この実施の形態２によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１００】
［実施の形態３］
実施の形態３では、界磁電流の立上がり時間を考慮し、界磁電流の通電が開始されてから所定の時間が経過した後、位置信号の生成が開始される。
【０１０１】
実施の形態３によるモータの機械的な構成は、図１に示した実施の形態１によるモータ１の構成と同じである。また、実施の形態３におけるモータ制御装置１００Ｂの構成は、図４に示した実施の形態１におけるモータ制御装置１００の構成において、位置検出装置１０４に代えて位置検出装置１０４Ｂを備える。そして、実施の形態３における位置検出装置１０４Ｂの構成は、図６に示した実施の形態１における位置検出装置１０４の構成において、位置信号生成部１１２に代えて位置信号生成部１１２Ｂを含む。
【０１０２】
位置信号生成部１１２Ｂは、界磁電流の通電が開始されてからの時間を計時し、所定時間経過後、磁気検出部１１０から受ける漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号をそれぞれ位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして出力する。具体的には、界磁電流の通電が開始されてから所定時間Ｔｄが経過すると、上述した第２のしきい値Ｈｔｈ２を用いて、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていれば、対応するデジタル信号をＨレベルとし、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが第２のしきい値Ｈｔｈ２以下であれば、対応するデジタル信号をＬレベルとする。そして、その生成したデジタル信号をそれぞれロータ２の位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗとして制御装置１０６へ出力する。
【０１０３】
ここで、所定時間Ｔｄは、漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗの検出信号のＳ／Ｎ比が十分なものとなるのに必要な時間である。すなわち、界磁電流の通電開始後、界磁電流の立上がりとともに漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗも大きくなり、検出信号のＳ／Ｎ比が十分大きくなるのに必要な所定時間Ｔｄの経過後、位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗの出力が開始される。
【０１０４】
図１３は、実施の形態３によるモータにおける界磁電流および漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。なお、図１３においては、Ｕ相に対応する漏洩磁束Ｈｕ、およびそれに対応する位置信号Ｐｕについて示されている。
【０１０５】
図１３を参照して、時刻Ｔ１において、ロータ２の界磁コイル４に界磁電流が流れ始め、それに応じて漏洩磁束Ｈｕが発生し、その発生した漏洩磁束Ｈｕが磁気センサ２０によって検出される。
【０１０６】
界磁電流Ｉｆの通電が開始された時刻Ｔ１から所定時間Ｔｄが経過した時刻Ｔ２において、位置信号生成部１１２Ｂは、位置信号Ｐｕの生成を開始する。なお、時刻Ｔ２においては、漏洩磁束Ｈｕの検出値は、第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えていないため、位置信号生成部１１２Ｂは、位置信号ＰｕをＬレベルで出力する。
【０１０７】
そして、時刻Ｔ３において、漏洩磁束Ｈｕの検出値が第２のしきい値Ｈｔｈ２を超えると、位置信号生成部１１２Ｂは、位置信号ＰｕをＨレベルで出力し、以降、漏洩磁束Ｈｕの検出値と第２のしきい値Ｈｔｈ２との大小関係に応じて位置信号Ｐｕが生成される。
【０１０８】
図１４は、実施の形態３によるモータのモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【０１０９】
図１４を参照して、この処理フローは、図９に示した実施の形態１における処理フローにおいて、ステップＳ４に代えてステップＳ４ｂからなり、その他のステップは同じである。以下、図９に示した実施の形態１におけるフローチャートと異なるステップＳ４ｂについて説明する。
【０１１０】
ステップＳ２において界磁電流Ｉｆの通電が開始され、ステップＳ３において磁気センサ２０により漏洩磁束Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが検出されると、界磁電流の通電開始から所定時間Ｔｄが経過したと判断されるまでステップＳ５へは進まない（ステップＳ４ｂ）。一方、ステップＳ４ｂにおいて、界磁電流Ｉｆの通電開始から所定時間Ｔｄが経過したと判断されると、ステップＳ５へ進む。
【０１１１】
以上のように、実施の形態３によれば、漏洩磁束の検出値が雑音の影響を受けないように、界磁電流の通電開始後、界磁電流の立上がり時間を考慮して、漏洩磁束の検出信号のＳ／Ｎ比が十分なものとなる所定時間の経過後から位置信号を生成するようにしたので、この実施の形態３によっても、実施の形態１と同様の効果が得られる。
【０１１２】
なお、上述した実施の形態１〜３において、モータは、電圧を発生する同期発電機であってもよい。すなわち、この発明は、界磁巻線型の回転機において適用することができ、その回転機は、トルクを発生する同期電動機でも、電圧を発生する同期発電機であってもよい。
【０１１３】
そして、上述した実施の形態によるモータは、たとえば、ハイブリッド自動車に搭載され、その駆動モータまたは発電機として用いることができる。ハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源と、インバータと、インバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０１１４】
ハイブリッド自動車においては、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力を得る。また、モータは、エンジンと連結されており、ハイブリッド自動車の通常走行時、エンジンのクランク軸の回転力を電気エネルギーに変換するとともに、ハイブリッド自動車の回生制動時、駆動輪の回転力をエンジンのクランク軸を介して受け、その受けた回転力を電気エネルギーに変換する。
【０１１５】
また、ハイブリッド自動車のようにモータを走行の動力源とはしないが、車両が交差点の赤信号などで停車した場合にエンジンを停止し、発進すべきタイミングにてエンジンを自動で始動するエコノミーランニングシステム（エンジン自動停止・始動システム）におけるエンジン始動用のモータとしても、この発明のモータを用いることができる。特にこのシステムにおいては、モータの停止および始動が頻繁になされるため、この発明によるモータによって、モータ始動時のモータ制御の安定性が向上する。
【０１１６】
また、上記においては、位置検出装置１０４，１０４Ａ，１０４Ｂは、それぞれ位置信号生成部１１２，１１２Ａ，１１２Ｂによって位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成して制御装置１０６へ出力するものとしたが、位置検出装置から検出磁束の大きさに応じた電圧信号（アナログ信号）を制御装置１０６へ出力し、制御装置１０６において位置信号Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗを生成するようにしてもよい。
【０１１７】
また、モータ制御装置１００，１００Ａ，１００Ｂにおける制御装置１０６の通電方式は、１８０度矩形波通電方式としているが、１８０度矩形波通電方式よりも電流利用率の高い１２０度矩形波通電方式と呼ばれる通電方式で制御してもよい。なお、１８０度矩形波通電方式は、１２０度矩形波通電方式と比べて電圧利用率が高い制御方式である。
【０１１８】
また、インバータ１０２は、直流電源Ｂからの直流電圧を受けるとして説明したが、この発明においては、インバータ１０２は、直流電源からの直流電圧を昇圧した直流電圧を受けてもよい。
【０１１９】
すなわち、直流電源Ｂが出力する直流電圧よりも電圧レベルが低い直流電圧を出力する直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを直流電源Ｂに代えて設ける。直流電源Ｂ１は、直流電圧を昇圧コンバータに出力する。そして、昇圧コンバータは、直流電圧を昇圧してキャパシタＣ１に供給する。
【０１２０】
さらに、上記においては、インバータ１０６は、ＭＯＳトランジスタにより構成されると説明したが、これに代えてＮＰＮトランジスタであってもよい。
【０１２１】
今回開示された実施の形態は、すべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【０１２２】
【発明の効果】
この発明によれば、漏洩磁束の検出値が所定のしきい値を超えたときに位置信号を生成するようにしたので、漏洩磁束が小さいときに顕著となる雑音によりロータの回転位置を誤検出することがない。したがって、モータを誤制御することがなく、安定したモータ制御が実現される。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態１によるモータの構成を示す断面図である。
【図２】図１に示す回転プレートの回転軸に垂直な断面図である。
【図３】この発明によるモータにおけるロータの構成を説明する図である。
【図４】図１に示すモータを制御するモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図５】図１に示す磁気センサの回転軸に垂直な方向の配置図である。
【図６】図４に示す位置検出装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図７】検出される漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図８】図４に示すモータ制御装置における主な信号のタイミングチャートである。
【図９】実施の形態１によるモータのモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【図１０】実施の形態２における位置検出装置を機能的に説明する機能ブロック図である。
【図１１】実施の形態２によるモータにおける界磁電流および漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図１２】実施の形態２によるモータのモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【図１３】実施の形態３によるモータにおける界磁電流および漏洩磁束と生成される位置信号との関係を示すタイミングチャートである。
【図１４】実施の形態３によるモータのモータ始動時におけるモータ制御のフローチャートである。
【符号の説明】
１  モータ、２  ロータ、２ａ，２ｂ  部材、４  界磁コイル、６  ステータ、８  シャフト、１０，１２  軸受、１４  ブラシ、１６  プーリ、１８  回転プレート、２０  磁気センサ、２０ａ〜２０ｃ  ホール素子、１００，１００Ａ，１００Ｂ  モータ制御装置、１０２  インバータ、１０４，１０４Ａ，１０４Ｂ  位置検出装置、１０６  制御装置、１１０  磁気検出部、１１２，１１２Ａ，１１２Ｂ  位置信号生成部、１１４  電流センサ、Ｂ  直流電源、Ｃ１  キャパシタ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６  ＭＯＳトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６  ダイオード、Ｈ  漏洩磁束。
【図１】
2004229344.tif 000003
【図２】
2004229344.tif 000004
【図３】
2004229344.tif 000005
【図４】
2004229344.tif 000006
【図５】
2004229344.tif 000007
【図６】
2004229344.tif 000008
【図７】
2004229344.tif 000009
【図８】
2004229344.tif 000010
【図９】
2004229344.tif 000011
【図１０】
2004229344.tif 000012
【図１１】
2004229344.tif 000013
【図１２】
2004229344.tif 000014
【図１３】
2004229344.tif 000015
【図１４】
2004229344.tif 000016