(57)【要約】【課題】  巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による回転電機の脈動トルクの発生を抑えることができる回転電機装置の提供を代表的な課題とする。【解決手段】  上記課題は、永久磁石回転電機１に内蔵された磁極位置センサ１１の出力情報を補正するセンサ出力補正回路１５を備え、磁極位置センサ１１の出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて磁極位置センサ１１の出力情報を補正し、固定子巻線５が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くを磁極位置センサ１１の出力情報から除去することにより、解決できる。【選択図】図１
2007049862.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
可動磁極位置を検出するためのセンサを内蔵した電気機械と、
該電気機械の駆動を制御する制御装置と、
前記センサから出力された出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段とを有し、
前記センサ出力情報補正手段は、前記センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて前記センサの出力情報を補正し、この補正された出力情報をセンサ補正出力情報として前記制御装置に出力しており、
前記制御装置は、前記センサ補正出力情報から前記可動磁極位置の情報を得て前記電気機械に供給される電流を制御する
ことを特徴とする電気機械装置。
【請求項２】
請求項１に記載の電気機械装置において、
前記センサ出力補正情報は、任意の電流供給時における前記電気機械の負荷運転時において前記センサから出力された出力情報に含まれる前記供給電流の影響分と、前記電気機械に供給される電流の情報とに基づいて生成されたものである
ことを特徴とする電気機械装置。
【請求項３】
巻線を装着した鉄心により磁路が構成された固定子と、
複数の永久磁石により複数の磁極が構成された可動子と、
前記磁極の位置を検出するためのセンサとを有し、
前記鉄心は、
前記巻線が巻かれて前記磁路を構成する複数の磁路突極と、
前記センサを取り付けるために設けられた少なくとも１つのセンサ取付突極とを備えており、
前記複数の磁路突極及び前記センサ取付突極は、前記可動子に向かって突形状をなしており、
前記センサ取付突極は、突端の磁極中心における前記可動子との対向距離が、前記磁路突極の突端の磁極中心における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように形成されており、
前記センサは、前記センサ取付突極の突端における前記可動子との対向側と前記可動子との間の空隙に配置されて前記センサ取付突極の突端に固定されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
【請求項４】
請求項３に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁路突極には、前記センサ取付突極と前記可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段が施されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
【請求項５】
請求項４に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁気変動発生手段は、前記複数の磁路突極のうち、少なくとも１つの磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離が、他の磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように当該磁路突極を形成することにより、前記磁路突極に施される
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
【請求項６】
巻線を装着した鉄心により磁路が構成された固定子と、
複数の永久磁石により複数の磁極が構成された可動子と、
前記磁極の位置を検出するためのセンサとを有し、
前記鉄心は、
前記巻線が巻かれて前記磁路を構成する複数の磁路突極と、
前記センサを取り付けるために設けられた少なくとも１つのセンサ取付突極とを備えており、
前記磁路突極には、前記センサ取付突極と前記可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段が施されている
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
【請求項７】
請求項６に記載の磁極位置センサ内蔵電気機械において、
前記磁気変動発生手段は、前記複数の磁路突極のうち、少なくとも１つの磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離が、他の磁路突極の突端の極中心部分における前記可動子との対向距離よりも大きくなるように当該磁路突極を形成することにより、前記磁路突極に施される
ことを特徴とする磁極位置センサ内蔵電気機械。
【請求項８】
車両を駆動又は車載電気機器を駆動するための電動力を、車載電源の電力を用いて発生する車載電機システムにおいて、
前記電動力を発生するものであって、可動磁極位置を検出するためのセンサを内蔵した電気機械と、
該電気機械の駆動を制御する制御装置と、
前記センサから出力された出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段とを有し、
前記センサ出力情報補正手段は、前記センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて前記センサの出力情報を補正し、この補正された出力情報をセンサ補正出力情報として前記制御装置に出力しており、
前記制御装置は、
車載電源から供給された電力を所定の電力に変換して前記電気機械に供給する電力変換装置であって、
前記センサ補正出力情報から前記可動磁極位置の情報を得て前記電気機械に供給される電流を制御する
ことを特徴とする車載電機システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、機器内部に磁極位置センサを内蔵した電気機械、及びその電気機械を用いた電気機械装置、並びにその電気機械装置を搭載した車載電機システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
機器内部に磁極位置センサを内蔵した電気機械としては、例えば特許文献１に開示された永久磁石回転電機がある。特許文献１に開示された永久磁石回転電機では、回転子の磁極位置を検出するための磁極位置センサを固定子の磁極に内蔵し、回転子の磁極を形成する永久磁石の磁束を検知している。これにより、特許文献１に開示された永久磁石回転電機では、回転電機の小型化、磁極位置センサ取付後の磁極位置センサの位置合わの作業の省略を図っている。
【０００３】
【特許文献１】特開２００４−１５３９２４号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
自動車には、エンジンを動力源とした油圧機構によって駆動される車載補機が数多く搭載されている。その一方で自動車には、エンジン負荷軽減による燃費の向上や、エンジン排ガスの低減による耐環境性の向上などが要求されている。このため、最近では、回転電機やリニアモータなどの電気機械を車載補機の駆動源とする、いわゆる電動化が加速している。また、電動化は、車載補機の駆動によって消費されるエネルギーを、車載補機の動作時の電力消費のみとすることができ、所定の油圧を常時確保しなければならない油圧機構の消費エネルギーよりも小さくできる。
【０００５】
車載補機の駆動用電気機械としては、電動パワーステアリング装置やスロットルバルブなどのアクチュエータに代表されるように、小型軽量でかつ価格の点で有利な直流電動機が主流である。しかし、最近では、ネオジウム磁石などの高性能磁石の開発によって小型軽量，高効率化，保守点検不要の効果がある永久磁石ブラシレス電動機やリニアモータなどを車載補機の駆動用電気機械として採用する場合も多い。
【０００６】
永久磁石を用いた電気機械の駆動を制御する場合、その入力情報として可動の磁極位置の情報が必要になる。このため、永久磁石を用いた電気機械には、可動子の磁極位置を検出するための磁極位置センサが取り付けられている。磁極位置センサの取付箇所は電気機械の回転軸の端部とする場合が多いが、背景技術のように、電気機械の内部に内蔵する場合もある。
【０００７】
可動軸の端部に磁極位置センサを取り付ける電気機械では、磁極位置センサの取り付けによって電気機械の軸方向の一部分が占有される。このため、軸方向の長さと出力トルクが決定されている電気機械では、可動軸の端部に磁極位置センサを取り付ける場合、トルクを出力するために必要な鉄心部の軸方向の寸法が磁極位置センサの取り付けによって制限される。特に軸方向よりも径方向の寸法が大きい扁平な電気機械では、鉄心部の軸方向の寸法の制限によって、所定の軸方向の寸法のままで所定のトルクを出力することに限界が生じる。この解決策としては、鉄心部と磁極位置センサとの間隔を狭くし、鉄心部の軸方向端部から突出した巻線端部の近くに磁極位置センサを配置することが考えられる。しかし、巻線端部の近くに磁極位置センサを配置すると、巻線の作る漏洩磁束の影響を磁極位置センサが受け、センサ出力に誤差が生じる。この出力誤差は電気機械の脈動トルクとなって現れる。
【０００８】
巻線の作る漏洩磁束の影響は、鉄心部に磁極位置センサを内蔵する電気機械においても同様にある。このため、背景技術では、磁極位置センサを収納するスロットを固定子突極の可動子との対向表面に形成し、スロットの周方向両側に磁気バリアを形成している。しかし、背景技術のように、固定子突極の可動子との対向表面にスロットなどの切欠きを施すと、高い周期の磁気変動が磁気回路に生じ、その磁気変動の影響を磁極位置センサが受ける。また、鉄心部が軸方向に同じ形状であるので、背景技術のように、鉄心部に磁極位置センサを配置すると、特に軸方向に長い電気機械では、鉄心部におけるトルク非発生部の占める割合が大きくなり、発生トルクが低下する。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明は、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができる電気機械装置を提供する。
【００１０】
ここに、本発明は、電気機械に内蔵された磁極位置センサの出力情報を補正するセンサ出力情報補正手段を備え、磁極位置センサの出力情報を補正するためのセンサ出力補正情報に応じて磁極位置センサの出力情報を補正することを特徴とする。
【００１１】
このように、磁極位置センサの出力情報を補正する本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くを磁極位置センサの出力情報から除去できる。これにより、本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くが除去されたセンサ補正出力情報から可動磁極位置の情報を得て電気機械に供給される電流を制御できる。従って、本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができる。
【００１２】
また、本発明は、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができる電気機械を提供する。
【００１３】
ここに、本発明は、複数の磁路突極を備えた鉄心に、磁極位置センサを取り付けるためのセンサ取付突極を少なくとも一つ設け、センサ取付突極の突端の磁極中心における可動子との対向距離が、磁路突極の突端の磁極中心における可動子との対向距離よりも大きくなるようにセンサ取付突極を形成し、センサ取付突極の突端における可動子との対向側と可動子との間の空隙に磁極位置センサを配置して磁極位置センサをセンサ取付突極の突端に固定したことを特徴とする。
【００１４】
このように、磁極位置センサを固定する本発明によれば、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠きをセンサ取付突極に施すことなく、磁極位置センサをセンサ取付突極に固定することができる。これにより、本発明によれば、切欠きによって磁気回路に生じる高い周期の磁気変動を抑えることができ、磁気回路から磁極位置センサに及ぶ磁気変動を抑えることができる。従って、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができる。
【００１５】
さらに、本発明は、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができる電気機械を提供する。
【００１６】
ここに、本発明は、複数の磁路突極を備えた鉄心に、磁極位置センサを取り付けるためのセンサ取付突極を少なくとも一つ設け、センサ取付突極と可動子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させるための手段を磁路突極に施したことを特徴とする。
【００１７】
このように、センサ取付突極と回転子との磁気バランスにより生じる磁気変動とは逆相成分の磁気変動を発生させる本発明によれば、センサ取付突極を設けたことによって生じるコギングトルク、すなわち１可動当り可動磁極数と同数の振幅数を持つコギングトルクを低減できる。従って、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができる。
【００１８】
さらにまた、本発明は、上記電気機械装置或いは上記電気機械を搭載した車載電機システムを提供する。
【００１９】
車載電機システムとしては、電動ブレーキ装置，電動パワーステアリング装置，電子制御スロットル装置，電磁サスペンション装置，車両駆動装置などがある。
【発明の効果】
【００２０】
以上説明した本発明によれば、巻線が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサの出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による電気機械の脈動トルクの発生を抑えることができるので、小型のために磁極位置センサを電気機械に内蔵した場合でも、正確な磁極位置による電気機械の駆動制御を行うことができる。従って、本発明によれば、小型で高性能な電気機械装置を提供できる。
【００２１】
また、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサの出力精度の低下を抑えることができるので、電気機械の駆動制御に用いられる磁極位置センサの出力情報として、精度の高い情報を制御装置に供給できる。従って、本発明によれば、内蔵した磁極位置センサにとって好適な電気機械を提供できる。
【００２２】
また、本発明によれば、内蔵された磁極位置センサの取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができるので、磁極位置センサを電気機械に内蔵しても電気機械の特性の低下を抑制できる。従って、本発明によれば、磁極位置センサを内蔵した高性能な電気機械を提供できる。
【００２３】
さらに、本発明によれば、上記電気機械装置或いは上記電気機械を搭載した車載電機システムを提供できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２４】
本発明の実施例を図面に基づいて説明する。
【００２５】
以下の実施例では、本発明の電気機械装置を用いた車載電機システムとして、高精度な制御が要求される電動ブレーキ装置を例に挙げて説明する。電動ブレーキ装置は、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を制動力として車輪に伝達するものである。
【００２６】
尚、以下に説明する電気機械装置の構成は、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を操舵力として車輪に伝達する電動パワーステアリング装置、車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力によって弁体を駆動し、内燃機関であるエンジンに供給される空気量の制御する電子制御スロットル装置，車載電源を構成する車載バッテリを電源として電動力を発生するリニアモータでダンパーを構成し，車体が受けるショックを吸収しながら車体を支えるバネの伸縮を減衰させるサスペンション装置，車載電源を構成する車載バッテリを電源とする回転電機で発生した電動力を車両の推進力として車輪に伝達する車両駆動装置などの車載電機システムにも適用可能である。
【００２７】
また、以下に説明する電気機械装置の構成は、工場などに設置された産業機器用の電機システム、或いは空気調和機や洗濯機など、家庭機器用の電機システムにも適用可能である。
【実施例１】
【００２８】
本発明の第１実施例を図１乃至図６に基づいて説明する。
【００２９】
まず、本実施例の永久磁石回転電機の構成について図４，図５を用いて説明する。
【００３０】
本実施例の永久磁石回転電機１は、回転磁極位置を検出するための磁極位置センサを内蔵した電気機械であって、回転磁界を発生する固定子２と、固定子２との磁気的作用により回転すると共に、固定子２の内周側に空隙を介して回転可能なように、固定子２に対向配置された回転子３とを備えている。
【００３１】
固定子２は、固定側の磁路を構成する固定子鉄心４と、通電により磁束を発生させる固定子巻線５とを備えている。
【００３２】
固定子鉄心４は、円筒状のヨ−ク部４１（又はコアバック部という）と、ヨーク部４１の内周表面から径方向内側（向心側）に突出し、ヨーク部４１の内周面に沿って軸方向に延びた複数の固定子突極４２，４４（又はティース部という）とを備えている。固定子突極４２はヨーク部４１の内周面に沿って周方向に等間隔で配置されている。周方向に隣接する１つの固定子突極４２間（Ｕ１＋固定子突極４２とＷ３＋固定子突極４２との間）には固定子突極４４が配置されている。本実施例では、固定子突極４２の各々に付された相記号（Ｕ，Ｖ，Ｗ）から明確なように、相毎に３つの固定子突極４２が周方向に連続して配列されて各相の固定子突極郡が形成され、Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相の順に固定子突極郡が周方向に配列されている。このような配列によれば、相毎に相巻線を連続して対応する固定子突極４２に巻くことができ、固定子巻線５のコイルエンド部における相巻線の結線数を減らせる。尚、相記号の次に付された番号は、各相に属する固定子突極４２の数を示し、番号の次に付された正負記号（＋，−）は、固定子突極４２に巻かれた相巻線に流れる電流の方向を示す。
【００３３】
また、固定子鉄心４は、板状の磁性部材（珪素鋼板）を軸方向に打ち抜いて形成した複数の板状の成型部材を軸方向に積層したものであり、ヨーク部４１に対応するコア片と固定子突極４２，４４に対応するコア片とを一体に製作するコア方式、或いはヨーク部４１に対応するコア片と固定子突極４２，４４に対応するコア片とを別々に（分割して）製作するコア方式のいずれかによって形成されている。前者のコア方式は、ヨーク部４１に対応する鉄心板部分と固定子突極４２，４４に対応する鉄心板部分とが一体になった複数の板状の成型部材を、板状の磁性部材を軸方向に打ち抜いて製作し、この製作した複数の板状の成型部材を積層して固定子鉄心４を製作するものである。後者のコア方式は、ヨーク部４１に対応する複数の板状の成型部材と固定子突極４２，４４に対応する複数の板状の成型部材とをそれぞれ別々に、板状の磁性部材を軸方向に打ち抜いて製作し、この製作した複数の板状の成型部材をそれぞれ積層して、ヨーク部４１に対応するコア片と固定子突極４２，４４に対応するコア片とをそれぞれ製作し、この後、ヨーク部４１に対応するコア片に、固定子突極４２，４４に対応するコア片を結合して固定子鉄心４を製作するものである。
【００３４】
複数の固定子突極４２のそれぞれには、絶縁部材（図示省略した巻線ボビン）を介して固定子巻線５の対応する相巻線が集中的に巻かれている。この集中巻は、固定子突極４２のコア片の４つの側面に対して巻線導体を複数巻回する巻線方式である。固定子鉄心４の固定子突極４４には固定子巻線５が巻かれていない。固定子突極４２，４４が周方向に配列されることにより、周方向に隣接する固定子突極４２間及び固定子突極４２−４４間には、固定子突極４２に巻かれた相巻線の直線部を収納するスロット４３が形成される。相巻線の２つの直線部を接続するコイルエンド部は固定子鉄心４の軸方向両端から軸方向外側に突出している。本実施例では、固定子巻線５の各相巻線をＹ字状に結線するスター結線方式を採用しているが、固定子巻線５の各相巻線を△状に結線するデルタ結線を採用しても構わない。
【００３５】
回転子３は、回転側の磁路を構成する回転子鉄心７と、回転磁極を構成する永久磁石６と、回転軸を構成するシャフト８とを備えている。
【００３６】
固定子鉄心７は、板状の磁性部材（珪素鋼板）を軸方向に打ち抜いて形成した複数の板状の成型部材を軸方向に積層したものであり、シャフト８の外周に圧入され、シャフト８の外周表面上に嵌合された円筒状のものである。永久磁石６は、固定子鉄心７の外周面に沿って軸方向に延び、かつ径方向にＮ極とＳ極の磁極が形成された略かまぼこ状のものであり、回転子鉄心７の外周面に沿って周方向に等間隔で配置され、回転子鉄心７の外周表面上に接着剤を用いて固定されている。周方向に隣接する永久磁石６の極性は互いに逆極性になっている。永久磁石６には、回転電機の小型化，高効率化に最も寄与する希土類系磁石を用いている。永久磁石６の径方向シャフト側磁極は回転子鉄心７の外周と同心の円弧になっている。永久磁石６の径方向固定子側磁極は径方向シャフト側磁極の円弧とは非同心で、かつ空隙に向けて磁極中心が突出するような円弧になっている。このように、磁石の径方向の厚みが磁石の周方向両端部から磁石の周方向中央部に向かうにしたがって大きくなり、磁石の周方向中央部が最も空隙側に突出する磁石形状によれば、永久磁石６の空隙面の磁束密度分布を正弦波状にできる。シャフト８は回転子鉄心７の中心軸上に設けられものであり、回転子鉄心７の内周側が外周表面上に圧入などにより嵌合され、回転子鉄心７の軸方向両端部から軸方向外側に突出して、軸方向両端部に配置されたベアリング１０によって回転可能に支承されている。
【００３７】
尚、図示省略したが、複数の永久磁石６を外周側には、複数の永久磁石６を外周側から押え込む押え部材が設けられている。この部材は、回転子３の遠心力による永久磁石６の回転子鉄心７からの飛散を防止するために設けられた金属（例えばステンレス）製の円環状部材である。
【００３８】
固定子２は、ハウジングを構成するブラケット９によって固定子鉄心４の外周側の軸方向両端部が軸方向両側から挟み込まれることにより、ブラケット９の内側に保持されている。ブラケット９は、軸方向一方側端部が開放され、他方側端部が閉塞された円環状の部材である。シャフト８は、ブラケット９の閉塞面に固定されたベアリング１０によって回転可能に軸支されている。これにより、回転子３は、固定子２から回転可能に保持されていることになる。また、シャフト８はベアリング１０よりもさらに軸方向外側に突出しており、他機器との連結が可能になっている。
【００３９】
尚、本実施例では、固定子突極４２が９個、永久磁石６が１０個のいわゆる１０極９スロットの永久磁石回転電機１を例に挙げて説明した。永久磁石回転電機１としては、１０極９スロットと同比の磁極−スロット数のもの、１０極１２スロットのもの、１０極１２スロットと同比の磁極−スロット数のもの、８極９スロットのもの、８極９スロットと同比の磁極−スロット数のものを用いてもよい。
【００４０】
固定子突極４４の突端の回転子３との対向面（空隙面）は、固定子突極４２の突端の回転子３との対向面（空隙面）よりもヨーク部４１側に位置している。これにより、固定子突極４４の突端の内周面と回転子３の外周面との間の空隙寸法は、固定子突極４２の突端の内周面と回転子３の外周面との間の空隙寸法よりも大きい。固定子突極４４の突端の内周面と回転子３の外周面との間の空隙には、回転子３の回転磁極の位置を検出するための３つの磁極位置センサ１１が、それぞれに対して１２０度（電気角）の位相差を持つように、かつ反時計回りにＵ相用Ｈｕ，Ｖ相用Ｈｖ，Ｗ相用Ｈｗの順になるように、周方向に並設されている。磁極位置センサ１１はホール素子などの磁気感知素子であり、接着などの固定方法によって精度が確保できるように、固定子突極４４の内周表面上に取り付けられている。ここで、磁極位置センサ１１が３つ（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）あるのは、永久磁石回転電機１が３相の交流式同期機だからである。
【００４１】
尚、回転子３の外周面は、永久磁石６の最も固定子２側に突出した部分間を結んで形成される周面のことである。
【００４２】
磁極位置センサ１１は、永久磁石６の磁束が鎖交することにより正弦波状の信号を出力する。本実施例では、前述したように、永久磁石６がかまぼこ形状をしているので、磁極位置センサ１１の出力は回転子３の位置に応じたきれいな（歪のない）正弦波となる。磁極位置センサ１１から出力された正弦波信号を、例えばマイクロプロセッサに設けられたアナログ・デジタル（Ａ／Ｄ）変換器を介して取り込むことによって、回転子３の回転磁極の位置を検出できる。
【００４３】
尚、本実施例では、３つ（Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗ）の磁極位置センサ１１を１２０度（電気角）の間隔で配置した場合を例に挙げて説明した。磁極位置センサ１１の配置間隔としては６０度（電気角）でもよい。この場合、例えばＶ相用Ｈｖの磁極位置センサ１１の出力波形は１２０度（電気角）間隔配置の場合と同位相の正弦波形が出力され、Ｕ相用ＨｕとＷ相用Ｈｗの磁極位置センサ１１の出力波形は１２０度（電気角）間隔配置の場合とは位相が反転した（−を乗じた）逆位相の正弦波形が出力される。また、回転子３の磁極位置は、基本的には２つの磁極位置センサ１１を９０度（電気角）の間隔で配置した場合でも検出可能である。
【００４４】
次に、本実施例の永久磁石回転電機装置（永久磁石回転電機１の制御装置も含む電動駆動システム）の構成について図１を用いて説明する。
【００４５】
本実施例の永久磁石回転電機装置（アクチュエータ）は、被駆動体を駆動するための電動力を発生する永久磁石回転電機１と、永久磁石回転電機１の駆動電源を構成する直流電源１２と、永久磁石回転電機１に供給される電力を制御して駆動を制御する制御装置とを備えている。
【００４６】
永久磁石回転電機１は前述した通り構成されている。直流電源１２は直流電力の供給が可能なものであり、例えば自動車のように、直流電力の充放電が可能な蓄電装置に相当するものである。制御装置はインバータ装置であり、直流電源１２から供給された直流電力を所定の交流電力に変換してその交流電力を永久磁石回転電機１の固定子巻線５に供給している。
【００４７】
インバータ装置は、直流電源１２と固定子巻線５との間に電気的に接続された電力系のインバータ回路１４（電力変換回路）と、インバータ回路１４の動作を制御する制御回路とを備えている。
【００４８】
インバータ回路１４は、スイッチング用半導体素子（例えばＭＯＳ−ＦＥＴ：金属酸化膜半導体形電界効果トランジスタ，ＩＧＢＴ：絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）から構成されたブリッジ回路である。ブリッジ回路は、アームと呼ばれる直列回路が永久磁石回転電機１の相数分（本実施例では３相であるので３つ）電気的に並列に接続されて構成されている。各アームは、上アーム側のスイッチング用半導体素子と下アーム側のスイッチング用半導体素子とが電気的に直列に接続されて構成されている。各アームの高電位側回路端は直流電源２の正極側に電気的に接続され、低電位側回路端は直流電源２の負極側に電気的に接続されて接地されている。各アームの中点（上アーム側のスイッチング用半導体素子と下アーム側のスイッチング用半導体素子と間）は、固定子巻線５の対応する相巻線に電気的に接続されている。
【００４９】
インバータ回路１４と直流電源２との間には平滑用のコンデンサ２０が電気的に並列に接続されている。インバータ回路１４と固定子巻線５との間には電流センサ１３が設けられている。電流センサ１３は変流器などから構成されたものであり、各相に流れる交流電流を検出するためのものである。
【００５０】
制御回路は、インバータ回路１４のスイッチング用半導体素子の動作（オン・オフ）を入力情報に基づいて制御するものである。入力情報としては、永久磁石回転電機１に対する要求トルク（電流指令信号Ｉｓ）と、永久磁石回転電機１の回転子３の磁極位置θが入力されている。要求トルク（電流指令信号Ｉｓ）は、被駆動体に要求される要求量（例えば自動車では、運転者から車両に要求される加減速量（アクセル操作量））に応じて上位制御回路から出力された指令情報である。磁極位置θは、磁極位置センサ１１の出力から得られた検出情報である。
【００５１】
３つの磁極位置センサ１１から出力された出力信号は、電流センサ１３から出力された出力信号（固定子巻線５に供給される３相電流の検知信号）と共に、Ａ／Ｄ変換器（図示省略）によってセンサ出力補正回路１５に入力される。センサ出力補正回路１５は、電流センサ１３の出力信号から得られたセンサ出力情報に基づいてセンサ出力補正情報を生成し、このセンサ出力補正情報に基づいて、磁極位置センサ１１の出力信号から得られたセンサ出力情報を補正する。尚、センサ出力補正回路１５におけるセンサ出力情報の具体的な補正方法については後述する。
【００５２】
ここで、磁極位置センサ１１及び電流センサ１３から出力された出力信号には、パルス幅変調（ＰＷＭ：パルスワイドモジュレーション）による高周波分が含まれている。回転子３の磁極位置検出精度を向上させるためにはその高周波分を取り除く必要がある。そこで、本実施例では、センサ出力補正回路１５の入力側にフィルタ回路（図示省略）を設けてその高周波分を除去している。
【００５３】
補正されたセンサ出力情報はセンサ補正出力情報としてセンサ出力補正回路１５から３相２相変換回路１６に入力される。３相２相変換回路１６はセンサ補正出力情報を３相の値から２相の値に変換し、この変換に基づいて回転子３の磁極位置情報θを算出して出力する。
【００５４】
３相２相変換回路１６から出力された磁極位置情報θは変換回路１８に入力される。また、変換回路１８には、上位制御回路から出力された要求トルク（電流指令信号Ｉｓ）が入力されている。変換回路１８は、電流指令信号Ｉｓから得られた電流指令値を、３相２相変換回路１６から出力された磁極位置情報θに基づいて、固定子巻線５の各相の誘起電圧と同相の正弦波出力に応じた或いは位相シフトされた正弦波出力に応じた各相の電流指令値Ｉsu，Ｉsv，Ｉswに変換して出力する。変換回路１８から出力された各相の電流指令値Ｉsu，Ｉsv，Ｉswは、対応する相の電流制御系（ＡＣＲ）１７に入力される。また、各相の電流制御系（ＡＣＲ）１７には、対応する相の電流センサ１３から出力された出力信号Ｉfu，Ｉfv，Ｉfwが入力されている。各相の電流制御系（ＡＣＲ）１７は、対応する相の電流センサ１３の出力信号Ｉfu，Ｉfv，Ｉfwから得られた各相の電流値と、対応する相の電流指令値Ｉsu，Ｉsv，Ｉswに基づいて、対応する相のアームのスイッチング用半導体素子を駆動するための駆動信号を出力する。
【００５５】
各相の電流制御系（ＡＣＲ）１７から出力された駆動信号は、対応する相のアームを構成するスイッチング用半導体素子の制御端子に入力される。これにより、各スイッチング用半導体素子がオン・オフ動作し、直流電源１２から供給された直流電力が交流電力に変換され、固定子巻線５の対応する相巻線に供給される。
【００５６】
本実施例のインバータ装置では、固定子巻線５に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石６が作る磁束又は磁界の方向に対して直交するように、或いは位相シフト（固定子巻線５に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石６が作る磁束又は磁界の方向に対して９０度（電気角）以上進む）ように、固定子巻線５に流れる電流（各相巻線に流れる相電流）を常に形成している。これにより、本実施例の永久磁石回転電機装置では、無整流子（ブラシレス）の永久磁石回転電機１を用いて、直流機と同等の特性を得ることができる。尚、固定子巻線５に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石６が作る磁束又は磁界の方向に対して９０度（電気角）以上進むように、固定子巻線５に流れる電流（各相巻線に流れる相電流）を常に形成する制御を弱め界磁制御という。
【００５７】
従って、本実施例の永久磁石回転電機装置では、固定子巻線５に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石６が作る磁束又は磁界の方向に対して直交するように、固定子巻線５に流れる電流（各相巻線に流れる相電流）を回転子３の磁極位置に基づいて制御すれば、永久磁石回転電機１から連続的に最大トルクを出力できる。弱め界磁制御が必要な時には、固定子巻線５に流れる電流が作る電機子起磁力の合成ベクトルを、永久磁石６が作る磁束又は磁界の方向に対して９０度（電気角）以上進むように、固定子巻線５に流れる電流（各相巻線に流れる相電流）を回転子３の磁極位置に基づいて制御すればよい。
【００５８】
また、本実施例の永久磁石回転電機１では、固定子巻線５の各相巻線に誘起される電圧の波形が正弦波になる。これは、永久磁石回転電機１における永久磁石６の形状が図示したようにかまぼこ型であること、また、同相の固定子突極４２に巻かれた相巻線、例えばＵ１＋，Ｕ２−，Ｕ３＋の各固定子突極４２に巻かれた相巻線が永久磁石６に対して相互に位置的に同相、若しくは逆相よりずれた構成になっていることによる。このため、本実施例のインバータ装置では、その正弦波誘起電圧に対して、回転子３の磁極位置に応じた正弦波電流を固定子巻線５の各相巻線に１８０度（電気角）通電している。従って、本実施例の永久磁石回転電機装置では、永久磁石回転電機１の出力トルクの変動を小さく抑えることができる。
【００５９】
また、永久磁石回転電機１のインバータ制御に１８０度通電方式を用いた本実施例の回転電機装置では、１２０度通電方式のインバータ制御を用いた回転電機装置に比べて以下の利点がある。
【００６０】
（１）永久磁石回転電機１が被駆動体の位置決めに用いられる場合、永久磁石回転電機１の相切り換え時に生じるトルク脈動を抑えることができる。
【００６１】
（２）永久磁石回転電機１のトルク定数が回転子３の磁極位置により変化してインバータ制御が不安定になることを防止できる。
【００６２】
（３）１８０度の区間通電により、インバータ損失を低減し、永久磁石回転電機１の運転効率を向上できる。
【００６３】
（４）６０度の区間内を識別できるため、最小分解能を向上できる。このため、磁極位置センサ１１の出力を永久磁石回転電機１による被駆動体の位置制御に用いる場合（例えば永久磁石回転電機１の出力端に回転―直動変換装置を取り付け、永久磁石回転電機１の回転力を直動力に変換して被駆動体を直動させる際に、磁極位置センサ１１の出力を被駆動体の位置検出のための信号として利用する場合）、永久磁石回転電機１による被駆動体の位置決め精度を向上できる。
【００６４】
また、本実施例の回転電機装置では、磁極位置センサ１１として、磁気感知素子であるホール素子或いはホールＩＣを用いたので、レゾルバなどの磁極位置センサに対して簡単な構成でしかも安価に磁極位置検出が行える。
【００６５】
また、本実施例の回転電機装置では、ホール素子を固定子鉄心４に取り付けたので、誘起電圧とホール素子或いはホールＩＣの出力との間の位相調整作業を不要とし、磁極位置センサ１１の取付作業を容易にできる。
【００６６】
次に、本実施例の磁極位置センサ１１の出力補正について図２，図３を用いて説明する。
【００６７】
図２は、本実施例のセンサ出力補正回路１５の回路構成を示す。
【００６８】
センサ出力補正回路１５はマイクロコンピュータ（以下、「マイコン」と呼称する）により構成されている。センサ出力補正回路１５を構成するマイコンは、インバータ装置の制御回路を構成するマイコンとは別に設けられてもよい。また、インバータ装置の制御回路を構成するマイコンによってセンサ出力補正回路１５を構成してもよい。コスト低減を図る上では、後者が好ましい。
【００６９】
センサ出力補正回路１５には、磁極位置センサ１１及び電流センサ１３から出力された出力信号（アナログ信号）が入力される。磁極位置センサ１１及び電流センサ１３の出力信号はＡ／Ｄ変換器（図示省略）によってデジタル信号に変換される。これにより、磁極位置センサ１１のセンサ出力情報θo （波形データ）及び電流センサ１３のセンサ出力情報Ｉo （波形データ）を得ることができる。磁極位置センサ１１のセンサ出力情報θo はセンサ出力情報補正部５０に入力される。電流センサ１３のセンサ出力情報Ｉo はセンサ出力補正情報補正部５１に入力される。また、センサ出力補正情報補正部５１には、記憶部５２に予め格納されているセンサ出力補正基礎情報θabが入力される。センサ出力補正情報補正部５１は、電流センサ１３のセンサ出力情報Ｉo に応じてセンサ出力補正基礎情報θabを補正する。センサ出力補正情報補正部５１によって補正されたセンサ出力補正基礎情報θabはセンサ出力補正情報θa としてセンサ出力情報補正部５０に入力される。センサ出力情報補正部５０は、センサ出力補正情報θa に基づいて磁極位置センサ１１のセンサ出力情報θo を補正し、この補正された磁極位置センサ１１のセンサ出力情報θo をセンサ補正出力情報θaoとして３相２相変換回路１６に出力する。３相２相変換回路１６は、前述の通り、センサ補正出力情報θaoから磁極位置情報θを算出し、変換回路１８に出力する。
【００７０】
図３（ａ）は、無負荷で固定子巻線５に通電しない状態における磁極位置センサ１１の電気角度１サイクル分の出力波形を示す。図において縦軸は磁束密度（Ｔ）を、横軸は１サイクル分の電気角度（度）をそれぞれ示す。
【００７１】
ここで、各波形は以下の波形を示す。
【００７２】
波形Ｗu1：Ｕ相用Ｈｕの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗv1：Ｖ相用Ｈｖの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗw1：Ｗ相用Ｈｗの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗd1：波形Ｗu1，Ｗv1，Ｗw1を直交２軸に変換した時のｄ軸方向の出力波形
波形Ｗq1：波形Ｗu1，Ｗv1，Ｗw1を直交２軸に変換した時のｑ軸方向の出力波形
図から明らかなように、各相の磁極位置センサ１１は、隣り合う相のもの同士、電気角で１２０度の位相を持った同じ振幅の正弦波形を出力している。
【００７３】
図３（ｂ）は、負荷をかけて固定子巻線５に通電した状態における磁極位置センサ１１の電気角度１サイクル分の出力波形、磁極位置センサ１１の出力波形に含まれる固定子電流影響成分の電気角度１サイクル分の波形及び磁極位置センサ１１の補正後の電気角度１サイクル分の出力波形を示す。図において縦軸は磁束密度（Ｔ）を、横軸は１サイクル分の電気角度（度）をそれぞれ示す。また、左側の縦軸は、磁極位置センサ１１の出力波形及び磁極位置センサ１１の補正後の出力波形に対応する。右側の縦軸は、磁極位置センサ１１の出力波形に含まれる固定子電流影響成分の波形に対応する。左側の縦軸の桁よりも右側の縦軸の桁が小さく、１桁違う。
【００７４】
本実施例では、固定子巻線５への通電によって磁極位置センサ１１に与える影響を調べるために、永久磁石６を取り除いて固定子巻線５に同じ電流を流した時の磁極位置センサ１１の出力波形を有限要素解析により求めている。
【００７５】
ここで、各波形は以下の波形を示す。
【００７６】
波形Ｗu2：Ｕ相用Ｈｕの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗv2：Ｖ相用Ｈｖの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗw2：Ｗ相用Ｈｗの磁極位置センサ１１の出力波形
波形Ｗu3：波形Ｗu2 に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Ｗv3：波形Ｗv2に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Ｗw3：波形Ｗw2に含まれる固定子電流影響成分を示す波形
波形Ｗu4：波形Ｗu2から波形Ｗu3分を除去した補正後の出力波形
波形Ｗv4：波形Ｗv2から波形Ｗv3分を除去した補正後の出力波形
波形Ｗw4：波形Ｗw2から波形Ｗw3分を除去した補正後の出力波形
永久磁石が回転子の外周面にある、いわゆる表面磁石式の回転電機では磁束の線形性が保たれる。従って、固定子巻線５に供給された電流の影響を除去した磁極位置センサ１１の出力波形は、負荷時の磁極位置センサ１１の出力波形Ｗu2，Ｗv2，Ｗw2と、出力波形
Ｗu2，Ｗv2，Ｗw2含まれる固定子電流影響成分波形Ｗu3，Ｗv3，Ｗw3との差分である補正波形Ｗu4，Ｗv4，Ｗw4となる。これにより、ほぼ無負荷状態における磁極位置センサ１１の出力波形を出力できるので、磁極位置センサ１１の検出精度を向上させることができる。
【００７７】
図３（ｃ）は、負荷時において、磁極位置センサ１１の出力波形を補正した場合と補正しない場合とにおける算出角度と実際の角度との電気角度１サイクル分の誤差を波形で示す。図において縦軸は角度誤差（度）を、横軸は１サイクル分の電気角度（度）をそれぞれ示す。
【００７８】
ここで、各波形は以下の波形を示す。
【００７９】
波形Ｗ1：磁極位置センサ１１の出力波形を補正した時の誤差を示す波形
波形Ｗ2：磁極位置センサ１１の出力波形を補正しない時の誤差を示す波形
平均的な誤差は、無負荷時の場合では０.５６度（電気角）あるのに対して、負荷時で補正しない場合では０.９７度（電気角）となった。一方、負荷時で補正した場合では誤差は０.５７度（電気角）となった。これらの結果から明らかなように、本実施例では磁極位置センサ１１の検出精度を向上させることができる。
【００８０】
以上のことから本実施例では、固定子巻線５に任意の電流を流した時の磁極位置センサ１１の出力波形に含まれる電気角度１サイクル分の固定子電流影響成分情報をセンサ出力補正基礎情報θabとして記憶部５２に格納している。そして、本実施例では、センサ出力補正情報補正部５１において、格納された固定子電流影響成分情報を電流センサ１３の出力情報に基づいて補正し、この補正された固定子電流影響成分情報をセンサ出力補正情報θa としてセンサ出力情報補正部５０に出力している。すなわち固定子電流影響成分情報を得た時の固定子電流情報（例えば１００Ａ）に対する電流センサ１３の出力情報（例えば５０Ａ）との比率（例えば０.５ ）を固定子電流影響成分情報に掛けて固定子電流影響成分情報を補正して出力している。そして、本実施例では、センサ出力情報補正部５０において、磁極位置センサ１１のセンサ出力情報θo を、補正された固定子電流影響成分情報に基づいて補正し、これをセンサ補正出力情報θaoとして出力している。
【００８１】
尚、無負荷時の電気角で２サイクルの周期を有する誤差は、固定子突極４４の回転子鉄心７に対する空隙長が固定子突極４２の回転子鉄心７に対する空隙長より大きいために生じる磁気変動（結果としてコギングトルクが発生する）によって生じるものであると考えられる。
【００８２】
このような場合も、固定子突極４４による影響成分の情報をセンサ出力補正回路１５に格納して磁極位置センサ１１の出力情報を適宜補正することにより、磁極位置センサ１１の検出精度をより向上させることができる。
【００８３】
以上説明した本実施例によれば、磁極位置センサ１１の出力情報を補正するセンサ出力補正回路１５を備えたので、固定子巻線５が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くを磁極位置センサ１１の出力情報から除去できる。これにより、本実施例によれば、固定子巻線５が作る漏洩磁束の影響による誤差分の全て或いは誤差分の多くが除去されたセンサ補正出力情報θaoから磁極位置情報θを得て永久磁石回転電機１に供給される電流を制御できる。従って、本実施例によれば、固定子巻線５が作る漏洩磁束の影響による磁極位置センサ１１の出力誤差を低減し、その出力誤差の影響による永久磁石回転電機１の脈動トルクの発生を抑えることができる。よって、本実施例によれば、小型のために磁極位置センサ１１を固定子巻線５の近傍に配置した場合でも、正確な磁極位置による永久磁石回転電機１の駆動制御を行うことができるので、小型で高性能な回転電機装置を提供できる。
【００８４】
また、本実施例によれば、固定子突極４４の突端の磁極中心における回転子鉄心７との対向距離が、固定子突極４２の突端の磁極中心における回転子鉄心７との対向距離よりも大きくなるように固定子突極４４を形成し、固定子突極４４の突端における回転子鉄心７との対向側と回転子鉄心７との間の空隙に磁極位置センサ１１を配置して磁極位置センサ１１を固定子突極４４の突端に固定したので、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠き或いは溝などの加工を固定子突極４４に施すことなく、磁極位置センサ１１を固定子突極
４４に固定することができる。これにより、本実施例によれば、固定子突極４４の加工によって、磁気回路に生じる高い周期の磁気変動を抑えることができ、磁気回路から磁極位置センサ１１に及ぶ磁気変動を抑えることができる。従って、本実施例によれば、内蔵された磁極位置センサ１１の取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による磁極位置センサ１１の出力精度の低下を抑えることができる。よって、本実施例によれば、永久磁石回転電機１の駆動制御に用いられる磁極位置センサ１１の出力情報として、精度の高い出力情報をインバータ装置に供給できるので、内蔵した磁極位置センサ１１にとって好適な永久磁石回転電機１を提供できる。
【００８５】
また、本実施例によれば、上記のように、磁気回路に磁気変動を生じさせる切欠き或いは溝などの加工を固定子突極４４に施すことがないので、位置センサ配置部のトルク非発生部の占める割合が小さく、固定子突極４４に加工を施した場合に比べて、回転電機の発生するトルクを大きくできる。上記構成は、軸方向に同じ鉄心形状を有しかつ軸方向に長い回転電機にとって特に好適である。
【００８６】
尚、本実施例では、磁極位置センサ１１を固定子突極４４の空隙面に配置し、永久磁石６の磁気漏洩を検知するようにした場合を例に挙げて説明した。永久磁石６の磁気漏洩を検知する箇所としては永久磁石６の軸方向端部であってもよく、磁極位置センサ１１を固定子突極４４の空隙面に配置した場合と同様の効果を得ることができる。
【００８７】
次に、本実施例の回転電機装置が適用された電動ブレーキシステムの構成について図６を用いて説明する。
【００８８】
本実施例の電動ブレーキシステム（以下、「ＥＢシステム」という）が搭載される自動車は、内燃機関であるエンジンから出力された駆動力を変速機Ｔ／Ｍ及び差動機構ＤＥＦを介して左右の前輪駆動軸に伝達し、前輪を回転駆動し、車両を走行させる前輪駆動車である。本実施例のＥＢシステムは左右の前輪設けられている。
【００８９】
尚、本実施例では、ＥＢシステムを前輪に設置した場合を例に挙げて説明する。ＥＢシステムの設置箇所としては後輪或いは前後輪であってもよい。
【００９０】
自動車において車軸１０２はアーム１０１によって支持されている。車軸１０２にはディスクロータ１０３が設けられている。ディスクロータ１０３の両側には、軸方向に移動可能に支承されたブレーキパッド１０７が設けられている。ブレーキパッド１０７はディスクロータ１０３の回転面を両側から挟み込むように設けられている。ブレーキ力は、ブレーキパッド１０７がディスクロータ１０３の回転面を両側から押圧することによって発生する。
【００９１】
ブレーキパッド１０７は永久磁石回転電機１の回転トルクをもって動作する。永久磁石回転電機１の回転トルクは、永久磁石６を備えた回転電機回転部１１０を介して動力変換機構（回転−直動変換機構）１０５に伝達され、直動力に変換される。直動力は、支持機構１０９，１１１によって移動可能に支持されたピストン１０８に推進力として与えられる。ピストン１０８は、与えられた推進力によってブレーキパッド１０７を動作させ、ディスクロータ１０３の回転面を両側から押圧する。
【００９２】
永久磁石回転電機１は、支持体によって移動可能に支承された制動力発生装置（キャリパ）を構成するキャリパ本体部１０４の内部に配置されている。キャリパ本体部１０４の片側端部には、ブレーキパッド１０７を跨ぐように、キャリパ本体部１０４から延設したキャリパ爪部１０６が設けられている。
【００９３】
永久磁石回転電機１は、図示省略した制御装置によって制御されている。ＥＢシステムは、車載用のバッテリを電源としている。制御装置はインバータ装置であり、ブレーキ制御装置からのトルク指令に基づいて、永久磁石回転電機１の出力トルクが目標トルクとなるように、車載バッテリから供給された直流電力を多相の交流電力に変換し、永久磁石回転電機１に供給している。ブレーキ制御装置は、ブレーキペダルの踏込量，車両の運転状態などの信号を入力とし、この入力信号から前輪の各輪の必要制動力を演算し、この演算された必要制動力を永久磁石回転電機１のトルク指令値に変換して、インバータ装置に出力する。
【００９４】
本実施例によれば、磁極位置センサを内蔵した永久磁石回転電機１とセンサ出力補正回路とを備えた、小型で高性能な回転電機装置をＥＢシステムに適用したので、ＥＢシステムを小型軽量，高精度，高応答にできる。
【００９５】
また、ＥＢシステムの小型軽量化によれば、従来の油圧機構によるブレーキシステムよりも小型軽量化になり、車両のバネ下加重の増加による乗り心地の低下を抑えることができ、さらには車両の燃費向上にも寄与できる。
【００９６】
尚、以上の説明では、本実施例の回転電機装置をＥＢシステムに適用した場合を例に挙げて説明した。本実施例の回転電機装置は、エンジンなどの動力機器の回転力を変速する自動マニュアルトランスミッションのクラッチ駆動用アクチュエータとしても適用可能であり、小型軽量，高精度な自動マニュアルトランスミッションシステムを提供できる。さらに、本実施例の回転電機装置の制御方式として１８０度通電方式を採用すれば、さらなる小型軽量，高精度を実現できる。
【実施例２】
【００９７】
本発明の第２実施例を図７に基づいて説明する。
【００９８】
図７は本実施例の永久磁石回転電機の構成を示す。図４と同じ部分には同じ符号を付してその説明を省略する。
【００９９】
固定子巻線５が巻かれた固定子突極４２の９極と、その影響下にある永久磁石６によって構成された回転磁極の８極との間には、それらの最小公倍数であるコギングトルク、すなわち１回転当り７２サイクルのコギングトルクが発生する。コギングトルクはサイクル数が大きいほど小さくなる。従って、固定子突極４２と、その影響下にある永久磁石６との関係において発生するコギングトルクは小さい。しかし、固定子巻線５が巻かれていない固定子突極４４の１極と、永久磁石６によって構成された回転磁極の１０極との間においては最小公倍数が１０、すなわち１回転当り１０サイクル（回転磁極数と同じサイクル数）の大きなコギングトルクが発生する。このため、永久磁石回転電機１のトータルのコギングトルクが大きくなる。
【０１００】
そこで、本実施例では、固定子突極４４と永久磁石６との間において発生する、１回転当り永久磁石６の極数サイクルを有するコギングトルクの成分とは逆相成分のコギングトルクを、固定子突極４２とその影響下にある永久磁石６との間において発生させ、固定子突極４４と永久磁石６との間において発生する、１回転当り永久磁石６の極数サイクルを有するコギングトルクの成分が低減するように、そのコギングトルクの成分を逆相成分のコギングトルクによって打ち消し、永久磁石回転電機１のトータルのコギングトルクを低減している。
【０１０１】
具体的には、Ｖ２−固定子突極４２の突端の回転子３との対向面（空隙面）が、他の固定子突極４２の突端の回転子３との対向面（空隙面）よりもヨーク部４１側に位置するように、Ｖ２−固定子突極４２の突端の内周面と回転子３の外周面との間の空隙寸法を、他の固定子突極４２の突端の内周面と回転子３の外周面との間の空隙寸法よりも大きくしている。これにより、本実施例では、逆相成分のコギングトルクを発生する磁気変動を発生させることができ、固定子突極４４と永久磁石６との間において発生する、１回転当り永久磁石６の極数サイクルを有するコギングトルクの成分を低減でき、永久磁石回転電機１のトータルのコギングトルクを低減できる。
【０１０２】
従って、本実施例によれば、内蔵された磁極位置センサ１１の取付構造に起因して生じる磁気変動を低減し、その磁気変動の影響による脈動トルクの発生を抑えることができるので、磁極位置センサ１１を永久磁石回転電機１に内蔵しても永久磁石回転電機１の特性の低下を抑制できる。よって、本実施例によれば、磁極位置センサ１１を内蔵した高性能な永久磁石回転電機１を提供できる。
【０１０３】
本実施例では、１個の固定子突極４２で逆相成分のコギングトルクを発生させたが、複数の固定子突極４２でバランスさせて逆相成分のコギングトルクを発生させるようにしても構わない。
【０１０４】
尚、本実施例では、固定子突極４２で逆相成分のコギングトルクを発生させる場合について例を挙げて説明をした。固定子突極４４と永久磁石６との間において発生する、１回転当り永久磁石６の極数サイクルを有するコギングトルクを低減させる方法としては、固定子突極４４の磁極の幅（隣接する固定子突極４２に最も近接する部分間の幅）を適正に調整し、コギングトルクを低減してもよい。
【０１０５】
以上の２つの実施例では、固定子巻線５が巻かれていない固定子突極４４を備えた固定子２に磁極位置センサ１１を取り付けた場合を例に挙げて説明したが、固定子巻線５を有する固定子突極４２のみを備えた固定子２に磁極位置センサ１１を配置するようにしてもよい。この場合、磁極位置センサ１１の配置としては、固定子突極４２間に配置してもよいし、固定子突極４２の突端と回転子３との間の空隙に配置してもよい。尚、固定子突極４２の突端と回転子３との間の空隙に磁極位置センサ１１を配置する場合において、永久磁石回転電機１のトルクの低下を最小限とするためには、磁極位置センサ１１の配置する軸方向の区間のみ、固定子突極４２の突端と回転子３との間の空隙を大きくするようにすればよい。
【０１０６】
また、以上の２つの実施例では、内転型の永久磁石回転電機を例に挙げて説明した。永久磁石回転電機としては外転型でもよい。
【０１０７】
さらに、以上の２つの実施例では、固定子巻線の巻線方式として集中巻を例に挙げて説明した。固定子巻線の巻線方式としては分布巻でもよい。
【０１０８】
さらにまた、以上の２つの実施例では、ホール素子或いはホールＩＣによって構成された磁極位置センサを例に挙げて説明した。磁極位置センサとしては他の磁気抵抗効果素子などを用いてもよい。このような場合であっても、以上の２つの実施例で説明した効果を達成できる。
【図面の簡単な説明】
【０１０９】
【図１】本発明の第１実施例である回転電機装置の構成を示す回路ブロック図。
【図２】図１のセンサ出力補正回路の構成を示すブロック図。
【図３】図１の回転電機装置の動作原理を示す波形図。
【図４】図１の回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。
【図５】図１の回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。
【図６】図１の回転電機装置を搭載した電動ブレーキ装置の構成を示す部分断面図。
【図７】本発明の第２実施例である回転電機装置を構成する永久磁石回転電機の構成を示す断面図。
【符号の説明】
【０１１０】
１…永久磁石回転電機、２…固定子、３…回転子、４…固定子鉄心、５…固定子巻線、６…永久磁石、１１…磁極位置センサ、１５…センサ出力補正回路、４２，４４…固定子突極。
【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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