特許 5920290 モータ、およびモータの機械角検出方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5920290

(24)【登録日】2016年4月22日

(45)【発行日】2016年5月18日

(54)【発明の名称】モータ、およびモータの機械角検出方法

(51)【国際特許分類】

   H02K 29/00 20060101AFI20160428BHJP

   H02K 21/12 20060101ALI20160428BHJP

   H02P 6/16 20160101ALI20160428BHJP

   H02K 1/22 20060101ALI20160428BHJP

   H02K 3/18 20060101ALI20160428BHJP

【ＦＩ】

   H02K29/00 Z

   H02K21/12 M

   H02P6/00 321H

   H02K1/22 A

   H02K3/18 P

【請求項の数】9

【全頁数】24

(21)【出願番号】特願2013-158118(P2013-158118)

(22)【出願日】2013年7月30日

(65)【公開番号】特開2015-29383(P2015-29383A)

(43)【公開日】2015年2月12日

【審査請求日】2015年1月15日

(73)【特許権者】

【識別番号】000006622

【氏名又は名称】株式会社安川電機

(74)【代理人】

【識別番号】100089118

【弁理士】

【氏名又は名称】酒井 宏明

(72)【発明者】

【氏名】森本 進也

(72)【発明者】

【氏名】村上 宗司

(72)【発明者】

【氏名】バローチュ ノール アーメル

(72)【発明者】

【氏名】大戸 基道

(72)【発明者】

【氏名】クウォン ヨンチェオル

(72)【発明者】

【氏名】スル スン キ

【審査官】 マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】 国際公開第２０１３／０７３２６３（ＷＯ，Ａ１）

【文献】 国際公開第２００７／０４８２１１（ＷＯ，Ａ２）

【文献】 特開２００７−１０４７３８（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１２−２４４７８３（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｋ １／２２

Ｈ０２Ｋ ３／１８

Ｈ０２Ｋ ２１／１２

Ｈ０２Ｐ ６／１６

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータを制御する制御装置と
を備え、
前記モータは、複数の相ごとに複数のコイルがスロットに巻装され、前記各相につき、前記複数のコイルのうち１つの巻数が他と異なる固定子と、前記固定子と所定のエアギャップを介して対向配置され、コアの周方向に配置された複数の永久磁石により形成される複数の磁極のうち、少なくとも１つの磁気抵抗が他と異なる回転子とを備えており、
前記制御装置は、
前記回転子において指標となる指標磁極が前記固定子の前記各スロット上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておき、
前記モータの磁気突極性を利用して前記回転子の初期電気角位相を検出し、
前記初期電気角位相に基づいて、前記指標磁極を、任意の第１の相と一致する第１の位置に移動させ、前記第１の相に高周波信号を印加して第１のインダクタンスを測定し、
前記指標磁極を前記第１の位置と隣り合う第２の相に対応する第２の位置へ移動させ、当該第２の相に高周波信号を印加して第２のインダクタンスを測定し、
さらに、前記指標磁極を、前記第１の位置および第２の位置と異なる第３の相に対応する第３の位置へ移動させ、当該第３の相に高周波信号を印加して第３のインダクタンスを測定し、
複数の前記各位置において測定した第１〜第３のインダクタンスの大小関係と、記憶した前記インダクタンス特性とに基いて前記回転子の機械角を求める
ことを特徴とするモータの機械角検出方法。

【請求項2】

モータと、
前記モータを制御する制御装置と
を備え、
前記モータは、複数の相ごとに複数のコイルがスロットに巻装され、前記各相につき、前記複数のコイルのうち１つの巻数が他と異なる固定子と、前記固定子と所定のエアギャップを介して対向配置され、コアの周方向に配置された複数の永久磁石により形成される複数の磁極のうち、少なくとも１つの磁気抵抗が他と異なる回転子とを備えており、
前記制御装置は、
前記回転子において指標となる指標磁極が前記固定子の前記各スロット上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておき、
前記モータの磁気突極性を利用して前記回転子の初期電気角位相を検出し、
前記指標磁極を、任意の第１の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第１のインダクタンスを求め、
次いで、前記磁極の位置を、前記第１の相に隣り合う第２の相の位置に移動して高周波信号を印加して第２のインダクタンスを求め、
前記第１のインダクタンスと前記第２のインダクタンスの差分値と、前記記憶しているインダクタンス特性とに基づいて前記回転子の機械角を求める
ことを特徴とするモータの機械角検出方法。

【請求項3】

モータと、
前記モータを制御する制御装置と
を備え、
前記モータは、複数の相ごとに複数のコイルがスロットに巻装され、前記各相につき、前記複数のコイルのうち１つの巻数が他と異なる固定子と、前記固定子と所定のエアギャップを介して対向配置され、コアの周方向に配置された複数の永久磁石により形成される複数の磁極のうち、少なくとも１つの磁気抵抗が他と異なる回転子とを備えるとともに、前記回転子は、前記複数の磁極のうち、指標となる２つの指標磁極が点対象位置に設けられており、
前記制御装置は、
前記指標磁極が前記固定子の各前記スロット上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておき、
前記モータの磁気突極性を利用して前記回転子の初期電気角位相を検出し、
前記初期電気角位相が−１５０度から３０度の間、または３０度から２１０度の間の範囲の中で、前記２つの指標磁極のうち一方を第１の任意の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第１のインダクタンスを求め、
前記範囲の中で、他方の指標磁極を第２の任意の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第２のインダクタンスを求め、
前記第１のインダクタンスと前記第２のインダクタンスの差分値と前記記憶しているインダクタンス特性とに基づいて前記回転子の機械角を求める
ことを特徴とするモータの機械角検出方法。

【請求項4】

前記回転子は、
前記複数の磁極のうち少なくとも１つに含まれるコア部分に溝部が形成されている
ことを特徴とする請求項１または２に記載のモータの機械角検出方法。

【請求項5】

前記回転子は、
前記複数の磁極のうち少なくとも１つに含まれるコア部分に、複数の小孔が周方向に沿って形成されている
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモータの機械角検出方法。

【請求項6】

前記回転子は、
前記複数の磁極のうち、対向する１対の磁極に含まれるコア部分における前記エアギャップの広さが他と異なる
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモータの機械角検出方法。

【請求項7】

前記回転子は、
略Ｖ字形に配設された前記永久磁石により１つの磁極が形成される
ことを特徴とする請求項１〜３のいずれか１つに記載のモータの機械角検出方法。

【請求項8】

前記固定子は、
３相９スロットであり、
前記回転子は、
前記エアギャップに面する磁極総数が６である
ことを特徴とする請求項１〜７のいずれか１つに記載のモータの機械角検出方法。

【請求項9】

複数の相ごとに複数のコイルがスロットに巻装され、前記各相につき、前記複数のコイルのうち１つの巻数が他と異なる固定子と、
前記固定子と所定のエアギャップを介して対向配置され、コアの周方向に配置された複数の永久磁石により形成される複数の磁極のうち磁気抵抗が他と異なる指標磁極が、１８０度の間隔をあけて２つ設けられた回転子と
を備えることを特徴とするモータ。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

開示の実施形態は、モータ、モータシステムおよびモータの機械角検出方法に関する。

【背景技術】

【0002】

モータの回転を制御するために、回転子の位置を検出することが行われる。従来、モータの回転子の回転位置を検出するためには、エンコーダなどの位置検出器を用いることが一般的であった。しかし、省配線，省スペース，過酷な環境での信頼性の向上という観点から、エンコーダを用いることなく回転子の位置を検出する技術が模索されてきた。

【0003】

かかる技術の一例として、回転子の回転位置（機械角の変位による位置）の変化による固定子側のコイル巻線のインダクタンスの変化が、回転軸に取付けられた磁極部の磁気抵抗の変化に対応した値になることを利用したものがある。(例えば、特許文献１を参照)。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特開２０１０−１６６７１１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

しかしながら、上記特許文献１の技術では、あくまでも電気角を介した相対的な機械角しか推定できなかった。すなわち、特許文献１をはじめとする従来の技術では、回転子の絶対位置を示す絶対的な機械角を直接推定することはできなかった。

【0006】

実施形態の一態様は、上記に鑑みてなされたものであって、回転子の絶対的な機械角を推定可能なモータ、モータシステムおよびモータの機械角検出方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0007】

実施形態の一態様に係るモータの機械角検出方法は、モータと、前記モータを制御する制御装置と
を備え、前記モータは、複数の相ごとに複数のコイルがスロットに巻装され、前記各相につき、前記複数のコイルのうち１つの巻数が他と異なる固定子と、前記固定子と所定のエアギャップを介して対向配置され、コアの周方向に配置された複数の永久磁石により形成される複数の磁極のうち、少なくとも１つの磁気抵抗が他と異なる回転子とを備えており、前記制御装置は、前記回転子において指標となる指標磁極が前記固定子の前記各スロット上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておき、前記モータの磁気突極性を利用して前記回転子の初期電気角位相を検出し、前記初期電気角位相に基づいて、前記指標磁極を、任意の第１の相と一致する第１の位置に移動させ、前記第１の相に高周波信号を印加して第１のインダクタンスを測定し、前記指標磁極を前記第１の位置と隣り合う第２の相に対応する第２の位置へ移動させ、当該第２の相に高周波信号を印加して第２のインダクタンスを測定し、さらに、前記指標磁極を、前記第１の位置および第２の位置と異なる第３の相に対応する第３の位置へ移動させ、当該第３の相に高周波信号を印加して第３のインダクタンスを測定し、複数の前記各位置において測定した第１〜第３のインダクタンスの大小関係と、記憶した前記インダクタンス特性とに基いて前記回転子の機械角を求める。

【発明の効果】

【0008】

実施形態の一態様によれば、エンコーダを用いることなく回転子の回転位置を正確に推定することが可能となる。

【図面の簡単な説明】

【0009】

【図1】図１は、実施形態に係るモータシステムの概略構成を示すブロック図である。

【図2】図２は、同上のモータシステムが備えるモータの縦断面視による説明図である。

【図3】図３は、第１の実施形態に係るモータの横断面視による説明図である。

【図4】図４は、機械角を検出するための基礎データの一例となるグラフであり、モータの各相位置における高周波電圧印加に対する電流振幅を示す図である。

【図5】図５は、同上のモータの機械角の検出方法の一例の手順を示す説明図である。

【図6A】図６Ａは、同上のモータの機械角の検出方法の一例の手順前半を示す説明図である。

【図6B】図６Ｂは、同上のモータの機械角の検出方法の一例の手順後半を示す説明図である。

【図7A】図７Ａは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図7B】図７Ｂは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図7C】図７Ｃは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図8】図８は、第２の実施形態に係るモータの横断面視による説明図である。

【図9】図９は、第３の実施形態に係るモータの横断面視による説明図である。

【図10A】図１０Ａは、同上のモータの機械角の検出方法の一例の手順前半を示す説明図である。

【図10B】図１０Ｂは、同上のモータの機械角の検出方法の一例の手順後半を示す説明図である。

【図11】図１１は、機械角を検出するための基礎データの一例となるグラフであり、モータの各相の機械角に応じた電流の値を示す図である。

【図12A】図１２Ａは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図12B】図１２Ｂは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図12C】図１２Ｃは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【図12D】図１２Ｄは、同上のモータの回転子の移動を示す説明図である。

【発明を実施するための形態】

【0010】

以下、添付図面を参照して、本願の開示するモータ、モータシステムおよびモータの機械角検出方法の実施形態を詳細に説明する。ただし、以下の実施形態における例示で本発明が限定されるものではない。

【0011】

（第１の実施形態）
図１は、第１の実施形態に係るモータシステムの概略構成を示すブロック図である。図示するように、モータシステム１は、モータ１０と制御装置２０とを備える。制御装置２０は、回転子制御部２１（以下、単に「制御部２１」とする場合がある）、インダクタンス計測部２２（以下、単に「計測部２２」とする場合がある）、記憶部２３および機械角推定部２４を備える。

【0012】

図２は、同上のモータシステム１が備えるモータ１０の縦断面視による説明図、図３は、第１の実施形態に係るモータ１０の横断面視による説明図である。

【0013】

モータ１０は、回転軸１１の軸心Ａｘを中心に、円筒状の回転子コア１７ａおよび永久磁石１８を有する回転子１７と、この回転子１７とエアギャップ１９を介して対向配置される固定子１６とが同心円的に配置される。

【0014】

また、回転子１７は、図２に示すように、回転軸１１が軸受１４Ａ，１４Ｂにより、フレーム１２に締結されたブラケット１３Ａ，１３Ｂに回転可能に保持される。固定子１６は、その外周をフレーム１２により保持される。

【0015】

回転子１７は、エアギャップ１９に面する表面上における磁極の総数（磁極数）が、少なくとも４以上であることが好ましい。ここでは、回転子１７は、エアギャップ１９に面する６つの磁極を有する。

【0016】

回転子１７は、図３に示すように、回転子コア１７ａ内に、一対の永久磁石１８，１８を略Ｖ字形に配設して形成した磁極が、周方向に６つ設けられる。すなわち、本実施形態に係る回転子１７は、総磁極数が６つの永久磁石内蔵型モータ（ＩＰＭ）である。

【0017】

６つの磁極のうち、少なくとも１つの磁気抵抗を他と異ならせている。磁気抵抗が他と異なる磁極を、回転子１７において指標となる指標磁極１８１とする。第１の実施形態における指標磁極１８１は、図３に示すように、コア部分に溝部１８２が形成された構成としている。

【0018】

すなわち、一対の永久磁石１８，１８が配設されて構成される磁極のうちの一つに、円周方向に所定間隔をあけて設けられた一対の溝部１８２，１８２を形成して指標磁極１８１としている。ここでは、回転子コア１７ａの周縁側に向かって広がる略Ｖ字形に配設された永久磁石１８，１８における各外側端部に対向する位置に溝部１８２が形成されている。なお、ここでは、指標磁極１８１を一つとしたが、複数個設けることもできる。

【0019】

各溝部１８２は、図示するように、鍵穴形状に形成される。すなわち、溝部１８２は、固定子コア１７ａの周縁から内部に切欠された方形溝部１８２ａと、この方形溝部１８２ａと連続する円形溝部１８２ｂとから形成される。ここでは、円形溝部１８２ｂの直径を、略正方形とした方形溝部１８２ａの一辺の長さよりも大としている。

【0020】

なお、溝部１８２の形状は、必ずしも鍵穴形状に限定されるものではない。適宜の形状とすることができる。また、回転子コア１７ａの周縁に連続する溝部１８２に代えて、回転子コア１７ａの周縁から離隔して形成される孔とすることもできる。そして、かかる孔の形状も適宜設計可能である。また、溝部１８２の数にしても、その配置にしても、適宜設計することは可能である。

【0021】

このように、本実施形態におけるモータ１０は、回転子コア１７ａの周方向に配置された複数の永久磁石１８により形成される複数の磁極のうち、磁気抵抗を他よりも大とした少なくとも１つの指標磁極１８１を有する。

【0022】

一方、固定子１６は、複数の相ごとに複数のコイル１６２がスロット１６１に巻装され、各相につき、複数のコイル１６２のうち１つの巻数が他と異なる。すなわち、本実施形態に係るモータ１０では、固定子１６が３相９スロットであり、Ａ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）相とＢ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）相とＣ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）相とが、それぞれ１２０度の位相で設けられる。

【0023】

そして、本実施形態に係る固定子１６は、図３に示すように、交流３相の各相において集中巻きされたコイル１６２のうち、Ａ相では相Ａ２、Ｂ相では相Ｂ１、Ｃ相では相Ｃ３の巻数をＮ２ターンとし、他をＮ１ターンとしている。

【0024】

また、図示するように、回転子１７を、機械的に、反時計回りに機械角１２０度（電気角で３６０度）間隔で、Ｓｅｃｔｏｒ１，２，３に区画し、各Ｓｅｃｔｏｒ１，２，３にそれぞれＮ２ターンのコイル１６２が存在するようにしている。なお、巻数を示すＮ１ターン、ン２ターンについては、例えば、３０ターン、６０ターンなど、両者が異なるように適宜な数に設定される。

【0025】

上述してきた構成により、磁束が溝部１８２の部分で通り難くなるため、固定子１６におけるスロット１６１の巻数と、回転子１７の指標磁極１８１との関係によって、インダクタンスが異なることになる。したがって、隣り合う相とのインダクタンスの差によって、機械角の検出が可能となる。

【0026】

このように、本実施形態に係るモータ１０は、回転子１７の磁極が磁気抵抗において非回転対称を有し、固定子１６は、スロット１６１へのコイル１６２の巻数において、非回転対称を有することになる。そのため、例えば、回転子１７が発生するエアギャップ１９中の磁束密度は、機械角３６０度を１周期とした場合に、指標磁極１８１の位置ごとに変化し、磁束の分布が回転子１７の周方向に回転対称でなくなる。

【0027】

かかる磁束密度の変化は、例えば、インダクタンスの変化として表れる。そして、このインダクタンスの変化は、高周波電圧の印加時には電流振幅を測定することにより、また、高周波電流の印加時には、電圧振幅を測定することにより検出することができる。したがって、インダクタンスを直接計算あるいは計測する必要はない。

【0028】

そのため、図１に示した制御装置２０のインダクタンス計測部２２では、高周波電圧の印加時における電流振幅を測定することによりインダクタンスの変化を検出している。

【0029】

ここで、図１〜図３に加え、図４および図５を用いて、機械角の検出方法について説明する。図４は、機械角を検出するための基礎データの一例となるグラフであり、本実施形態に係るモータ１０の各相位置における高周波電圧印加に対する電流振幅を示す図である。なお、この図４では、コイル１６２の巻数がＮ１＜Ｎ２である場合を条件としている。また、図５は、モータ１０の機械角の検出方法の一例の手順を示す説明図である。

【0030】

本実施形態のモータ１０における回転子１７の機械角の検出は、エンコーダなどの位置検出器を利用することなく実行することができる。すなわち、図１に示した制御装置２０により、回転子１７の機械角の検出が図５に示す手順で実行される。

【0031】

制御装置２０の記憶部２３は、図５の手順に入る前に、予め回転子１７の指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１に対応する位置にあるときのインダクタンス特性を記憶しておく。

【0032】

例えば、図４に示すように、回転子１７の位置を示す機械角と、高周波電圧の印加時における電流の実効値とを関係付けたデータをテーブル化するなどして記憶部２３に記憶させておく。図４では、指標磁極１８１が、各相に一致する位置にあるときに、高周波電圧を印加したときの電流の実効値を示す。図３および図４に示したＡ（Ａ１，Ａ２，Ａ３）相とＢ（Ｂ１，Ｂ２，Ｂ３）相とＣ（Ｃ１，Ｃ２，Ｃ３）相とは互いに対応している。なお、図４では電流の実効値を示しているが，電流の実効値の代わりに電流振幅のピーク値を用いても良い。

【0033】

図５の手順に移ると、制御装置２０の制御部２１は、先ず、初期電気角位相を検出する（ステップＳ１００）。検出した初期電気角位相は、記憶部２３に記憶される。なお、この初期電気角位相の検出は、モータ１０の磁気突極性を利用するものであり、例えば、高周波信号と、磁気飽和特性または磁気ヒステリシス特性などを利用した周知の検出方法で行うことができる。

【0034】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１を最も近い第１の相と一致する位置（電気角０，１２０，２４０度のいずれか）に移動させ、計測部２２は第１のインダクタンスを測定する（ステップＳ１１０）。例えば、制御装置２０は、図３において、電気角０度であり、かつＡ_１で示され、コイル１６２のターン数がＮ１の位置に指標磁極１８１を移動して第１のインダクタンスを測定する。

【0035】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１を、隣の第２の相と一致する位置に移動させ、計測部２２は第２のインダクタンスを測定する（ステップＳ１２０）。例えば、制御装置２０は、指標磁極１８１を、図３において、電気角１２０度であり、かつＢ₁で示され、コイル１６２のターン数がＮ２の位置に移動して第２のインダクタンスを測定する。

【0036】

さらに、制御部２１は、指標磁極１８１を、第３の相と一致する位置に移動させ、計測部２２が第３のインダクタンスを測定する（ステップＳ１３０）。例えば、制御装置２０は、図３において、電気角２４０度であり、かつＣ₁で示され、コイル１６２のターン数がＮ１の位置に指標磁極１８１を移動して第２のインダクタンスを測定する。その後、制御部２１は、処理をステップＳ１４０に移す。

【0037】

ステップＳ１４０において、制御部２１は、機械角推定部２４に、ステップＳ１１０，１２０，１３０で測定したインダクタンスと、記憶部２３に予め記憶されているインダクタンス特性とを比較させる。そして、機械角推定部２４は、測定した複数（ここでは３つ）のインダクタンスの値の大小関係と、図４に示されるインダクタンス特性とから、回転子１７の機械角を検出（推定）する（ステップＳ１５０）。例えば，ステップＳ１１０，１２０，１３０が，それぞれＡ相，Ｂ相，Ｃ相の位置で測定したとすれば，測定したインダクタンスのうち，第２のインダクタンスが最も大きい場合はＡ_１，Ｂ_１，Ｃ_１のいずれかであり，最後のステップＳ１３０の位置がＣ相であれば，求められる機械角はＣ_１，つまり８０度となる。

【0038】

このように、制御装置２０は、予め、回転子１７の指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１に対応する位置にあるときのインダクタンス特性を記憶しておくとともに、初期電気角位相を検出している。そのため、制御装置２０は、基礎データ（図４参照）を用い、検出したインダクタンスと比較することで、回転子１７の機械角を検出することができる。

【0039】

なお、図５に基く手順の中で、インダクタンスを測定するとした説明は、前述したように、高周波電圧の印加時における電流振幅を測定と読み替えることができる。

【0040】

上述してきたモータ１０の機械角検出方法は、制御装置２０により実行される以下のステップを有することになる。

【0041】

（ａ）回転子１７において指標となる指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておくステップ。（ｂ）モータ１０の磁気突極性を利用して回転子１７の初期電気角位相を検出するステップ。（ｃ）初期電気角位相に基いて、指標磁極１８１を、任意の第１の相と一致する第１の位置に移動させるステップ。（ｄ）第１の相に高周波信号を印加して第１のインダクタンスを測定するステップ。（ｅ）指標磁極１８１を第１の位置と隣り合う第２の相に対応する第２の位置へ移動させるステップ。（ｆ）第２の相に高周波信号を印加して第２のインダクタンスを測定するステップ。（ｇ）指標磁極１８１を、第１の位置および第２の位置と異なる第３の相に対応する第３の位置へ移動させるステップ。（ｈ）第３の相に高周波信号を印加して第３のインダクタンスを測定するステップ。（ｉ）複数の位置において測定した第１〜第３のインダクタンスの大小関係と、記憶したインダクタンス特性とに基いて回転子１７の機械角を求めるステップ。なお、（ｃ）のステップにおける、任意の第１の相としては、図５を用いて説明したように、移動量を少なくするため、例えば、最も近接する第１の相を選択することができる。

【0042】

図３に示した第１の実施形態に係るモータ１０における回転子１７の機械角の検出方法としては、図６Ａ，６Ｂの手順とすることもできる。この場合においても、図４に示すような基礎データを用いるとよい。以下、図６Ａ〜図７Ｃを用いて、回転子１７の機械角の検出方法の変形例を説明する。

【0043】

図６Ａは、モータ１０の機械角の検出方法の一例の手順前半を、図６Ｂは、手順後半を示す説明図である。また、図７Ａ〜図７Ｃは、モータ１０の回転子１７の移動を示す説明図である。なお、以下において、電気角をθｅで表したり、機械角をθｍで表したりする場合がある。

【0044】

なお、この場合においても、制御装置２０の記憶部２３は、図６Ａの手順に入る前に、予め回転子１７の指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１に対応する位置にあるときのインダクタンス特性を記憶しておく。

【0045】

そして、図６Ａの手順に移ると、制御装置２０の制御部２１は、先ず、初期電気角位相を検出する（ステップＳ２００）。なお、この場合でも、初期電気角位相の検出は前述した周知の検出方法で行うことができる。

【0046】

次いで、制御部２１は、検出した初期電気角位相が、第１の電気角位相（０〜１２０度）であるか否かを判定する（ステップＳ２１０）。第１の電気角位相であると判定された場合（ステップＳ２１０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、ステップＳ２２０の処理に移す。一方、第１の電気角位相ではないと判定された場合（ステップＳ２１０：Ｎｏ）、制御部２１は、処理をステップＳ２３０に移す。

【0047】

検出した初期電気角位相が、第１の電気角位相（０〜１２０度）の場合、制御部２１は、電気角０度に指標磁極１８１を移動する。そして、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_0）を検出する（ステップＳ２２０）。すなわち、制御装置２０は、電気角０度であり、指標磁極１８１がＡ_１，Ａ₂，Ａ₃のいずれかの位置にて高周波信号を印加することにより、第１のインダクタンスを測定することになる。

【0048】

次いで、制御部２１は、電気角１２０度に指標磁極１８１を移動し、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_120）を検出する（ステップＳ２２１）。すなわち、制御装置２０は、電気角１２０度であり、指標磁極１８１がＢ_１，Ｂ_２，Ｂ_３のいずれかで示される位置にて高周波信号を印加することにより、第２のインダクタンスを測定することになる。

【0049】

その後、制御部２１は、処理を図６ＢのステップＳ２６０に移し、機械角推定部２４に、（I_120）−（I_0）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。ここで、I_shとは適宜定められた判定基準値である。

【0050】

（I_120）−（I_0）＞I_shであれば（ステップＳ２６０：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが４０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置と電気角０度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、指標磁極１８１が電気角０度と電気角１２０度がそれぞれ機械角０度と機械角４０度の位置にあるときである。これは、第１のインダクタンスを図３に示したように指標磁極１８１がＡ_１の位置で、第２のインダクタンスを図７Ａに示したように指標磁極１８１がＢ_１の位置で測定した場合に相当する。

【0051】

一方、（I_120）−（I_0）＞I_shでない場合（ステップＳ２６０：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_120）−（I_0）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ２６１）。

【0052】

そして、（I_120）−（I_0）＜−I_shであれば（ステップＳ２６１：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが１６０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置と電気角０度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、指標磁極１８１が電気角０度と電気角１２０度がそれぞれ機械角１２０度と機械角１６０度の位置である。これはつまり、指標磁極がそれぞれＡ_２とＢ_２の位置におけるインダクタンスを測定した場合に相当する。

【0053】

他方、（I_120）−（I_0）＜−I_shでない場合（ステップＳ２６１：Ｎｏ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが２８０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置と電気角０度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、指標磁極１８１が電気角０度と電気角１２０度がそれぞれ機械角２４０度と機械角２８０度の位置にあるときである。

【0054】

一方、ステップＳ２３０において、制御部２１は、初期電気角位相が、第２の電気角位相（１２０〜２４０度）であるか否かを判定する。そして、第２の電気角位相（１２０〜２４０度）であると判定された場合（ステップＳ２３０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、電気角１２０度に指標磁極１８１を移動する。そして、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_120）を検出する（ステップＳ２４０）。すなわち、制御装置２０は、電気角１２０度であり、指標磁極１８１がＢ_１，Ｂ_２，Ｂ_３のいずれかの位置にて高周波信号を印加することにより、第１のインダクタンスを測定することになる。

【0055】

次いで、制御部２１は、電気角２４０度に指標磁極１８１を移動し、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_240）を検出する（ステップＳ２４１）。すなわち、制御装置２０は、電気角２４０度であり、指標磁極１８１がＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３のいずれかの位置にて高周波信号を印加することにより、第２のインダクタンスを測定することになる。

【0056】

その後、制御部２１は、処理を図６ＢのステップＳ２７０に移し、機械角推定部２４に、（I_240）−（I_120）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。

【0057】

機械角推定部２４は、（I_240）−（I_120）＞I_shであれば（ステップＳ２７０：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが３２０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置と電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、機械角３２０度の位置である。

【0058】

一方、（I_240）−（I_120）＞I_shでない場合（ステップＳ２７０：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_240）−（I_120）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ２７１）。

【0059】

そして、（I_240）−（I_120）＜−I_shであれば（ステップＳ２７１：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが８０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置と電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、機械角８０度の位置である。これは、第１のインダクタンスを図７Ａの位置で、第２のインダクタンスを図７Ｂの位置で計測した場合に相当する。

【0060】

他方、（I_240）−（I_120）＜−I_shでない場合（ステップＳ２７１：Ｎｏ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが２００度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置と電気角１２０度（機械角４０度、１６０度、２８０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、機械角２００度の位置である。

【0061】

一方、ステップＳ２３０において、第１の電気角位相（０〜１２０度）でも第２の電気角位相（１２０〜２４０度）でもないと判定された場合（ステップＳ２３０：Ｎ０）、機械角推定部２４は、処理をステップＳ２５０に移す。

【0062】

すなわち、制御部２１は、第３の電気角位相（２４０〜３６０（０）度）であると判定し、電気角２４０度に指標磁極１８１を移動する。そして、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_240）を検出する（ステップＳ２５０）。すなわち、制御装置２０は、電気角２４０度であり、指標磁極１８１がＣ_１，Ｃ_２，Ｃ_３のいずれかの位置にて高周波信号を印加することにより、第１のインダクタンスを測定することになる。

【0063】

次いで、制御部２１は、電気角３６０（０）度に指標磁極１８１を移動し、計測部２２は、高周波信号を印加することにより、電流振幅（I_0（360））を検出する（ステップＳ２５１）。すなわち、制御装置２０は、電気角３６０度であり指標磁極１８１がＡ_１，Ａ_２，Ａ_３のいずれかの位置にて高周波信号を印加することにより、第２のインダクタンスを測定する。

【0064】

その後、制御部２１は、処理を図６ＢのステップＳ２８０に移し、機械角推定部２４は、（I_0）−（I_240）がI_shよりも大であるか否かを判定する。

【0065】

機械角推定部２４は、（I_0）−（I_240）＞I_shであれば（ステップＳ２８０：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが１２０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角０（３６０）度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置と電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、機械角１２０度の位置である。これは第１のインダクタンスを図７Ｂの位置，第２のインダクタンスを図７Ｃの位置で計測した場合に相当する。

【0066】

一方、（I_0）−（I_240）＞I_shでない場合（ステップＳ２８０：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_0）−（I_240）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ２８１）。

【0067】

そして、（I_0）−（I_240）＜−I_shであれば（ステップＳ２８１：Ｙｅｓ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角０（３６０）度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置と電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、機械角０度の位置である。

【0068】

他方、（I_0）−（I_240）＜−I_shでない場合（ステップＳ２８１：Ｎｏ）、基礎データ（図４参照）を参照することにより、機械角θｍが２４０度であるとする。すなわち、図４を見たとき、電気角０（３６０）度（機械角０度、１２０度、２４０度のいずれか）の位置と電気角２４０度（機械角８０度、２００度、３２０度のいずれか）の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、機械角２４０度の位置である。

【0069】

このように、変形例に係る機械角の検出方法では、指標磁極１８１の移動順番は問われず、最後に移動した位置によって機械角θｍが求まる。また、先の検出方法（図５参照）では、回転子１７を、機械角で最大１００度回転させる必要があるが、本検出方法では最大４０度でよい。また、本検出方法によれば、回転子１７を、特にＳｅｃｔｏｒ分けする必要もない。

【0070】

上述してきたモータ１０の変形例に係る機械角検出方法は、制御装置２０により実行される以下のステップを有することになる。

【0071】

（ａ）回転子１７において指標となる指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておくステップ。（ｂ）モータ１０の磁気突極性を利用して回転子１７の初期電気角位相を検出するステップ。（ｃ）指標磁極１８１を、任意の第１の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第１のインダクタンスを求めるステップ。（ｄ）指標磁極１８１の位置を、第１の相に隣り合う第２の相の位置に移動して高周波信号を印加して第２のインダクタンスを求めるステップ。（ｅ）第１のインダクタンスと第２のインダクタンスの差分値と、記憶しているインダクタンス特性とに基づいて回転子１７の機械角を求めるステップ。なお、（ｃ）のステップにおける任意の第１の相としては、図６Ａを用いて説明したように、移動量を少なくするため、例えば、最も近接する第１の相を選択することができる。そして、（ｄ)のステップでは、次に近い位置として、第１の相に隣り合う第２の相の位置に移動する。

【0072】

（第２の実施形態）
図８は、第２の実施形態に係るモータ１０Ａの横断面視による説明図である。モータ１０Ａは、基本的には、図２および図３に示した第１の実施形態に係るモータ１０と同じ構成である。すなわち、モータ１０Ａがモータ１０と異なる点は、磁気抵抗が他よりも大きな指標磁極１８１の数と形状にある。

【0073】

図８に示すように、モータ１０Ａでは、指標磁極１８１が１８０度の間隔をあけて２つ設けられている。すなわち、２つの指標磁極１８１が点対称位置に設けられている。また、第１の実施形態に係るモータ１０では、溝部１８２の形成により指標磁極１８１が設けられていたが、第２の実施形態に係るモータ１０Ａでは、複数の小孔１８３が周方向に沿って形成されて指標磁極１８１が設けられる。その他の構成については、第１の実施形態に係るモータ１０と同じ構成であり、ここでの説明は省略する。

【0074】

このように、第２の実施形態に係るモータ１０Ａの回転子１７は、複数（６つ）の磁極のうち少なくとも１つに含まれるコア部分に、複数の小孔１８３が周方向に沿って形成されて指標磁極１８１とした構成になっている。なお、複数の小孔１８３に代えて、例えば弧状の長孔を設けることもできる。

【0075】

また、図示するように、回転子１７を、機械角１０度の位置を基点として、反時計回りに機械的に６０度（電気角で１８０度）間隔で、Ｓｅｃｔｏｒ１，２，３，４，５，６に区画している。

【0076】

そして、９つのスロット１６１に対し、反時計回りにＳｅｃｔｏｒ１にＮ２ターンのコイル１６２が、Ｓｅｃｔｏｒ２にＮ１ターンとＮ２ターンのコイル１６２が、Ｓｅｃｔｏｒ３にＮ１ターンのコイル１６２が設けられている。続いて、Ｓｅｃｔｏｒ４に２つのＮ１ターンのコイル１６２が、Ｓｅｃｔｏｒ５にＮ１ターンのコイル１６２が、Ｓｅｃｔｏｒ６にＮ２ターンとＮ１ターンのコイル１６２が設けられている。

【0077】

（第３の実施形態）
図９は、第３の実施形態に係るモータ１０Ｂの横断面視による説明図である。モータ１０Ｂは、基本的には、図８に示した第２の実施形態に係るモータ１０Ａと同じ構成である。モータ１０Ｂがモータ１０Ａと異なる点は、指標磁極１８１の形状にある。

【0078】

図９に示すように、モータ１０Ｂにおいても、モータ１０Ａと同じように指標磁極１８１が１８０度の間隔をあけて２つ設けられている。そして、モータ１０Ａでは、複数の小孔１８３の形成により指標磁極１８１が設けられていた。

【0079】

しかし、モータ１０Ｂでは、対向する１対の磁極に含まれるコア部分におけるエアギャップ１９の広さを他と異ならせて指標磁極１８１が設けられる。具体的には、指標磁極１８１のコア部分におけるエアギャップ１９の幅を、他の部分よりも広く形成し、磁気抵抗を大きくしている。なお、その他の構成については、第１、第２の実施形態と同じ構成であり、ここでの説明は省略する。

【0080】

次に、第２、第３の実施形態に係るモータ１０Ａ，１０Ｂの機械角の検出方法について、図１０Ａ〜図１２Ｄを用いて説明する。図１０Ａは、モータ１０Ａの機械角の検出方法の一例の手順前半を、図１０Ｂは手順後半を示す説明図である。また、図１１は、機械角を検出するための基礎データの一例となるグラフであり、モータ１０Ａの各相の機械角に応じた電流の値を示す図である。なお、この図１１では、コイル１６２の巻数がＮ１＜Ｎ２である場合を条件としている。そして、図１２Ａ〜図１２Ｄは、モータ１０Ａの回転子１７の移動を示す説明図である。なお、ここでは、第２の実施形態に係るモータ１０Ａを用いているが、第３の実施形態に係るモータ１０Ｂを用いることもできる。

【0081】

制御装置２０の記憶部２３は、図１０Ａの手順に入る前に、予め回転子１７の指標磁極１８１，１８１が固定子１６の各スロット１６１に対応する位置にあるときのインダクタンス特性を記憶しておく。

【0082】

そして、図１０Ａの手順に移ると、制御装置２０の制御部２１は、先ず、初期電気角位相を検出する（ステップＳ３００）。なお、この場合でも、初期電気角位相の検出は前述した周知の検出方法で行うことができる。

【0083】

次いで、制御部２１は、検出した初期電気角位相が、第１の電気角位相（３０〜１２０度）であるか否かを判定する（ステップＳ３１０）。第１の電気角位相であると判定された場合（ステップＳ３１０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、図１０Ｂに示すステップＳ３５０の処理に移す。一方、第１の電気角位相ではないと判定された場合（ステップＳ３１０：Ｎｏ）、制御部２１は、処理をステップＳ３２０に移す。

【0084】

ステップＳ３２０において、制御部２１は、検出した初期電気角位相が、第２の電気角位相（１２０〜２１０度）であるか否かを判定する。第２の電気角位相であると判定された場合（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、図１０Ｂに示すステップＳ３６０の処理に移す。一方、第２の電気角位相ではないと判定された場合（ステップＳ３２０：Ｎｏ）、制御部２１は、処理をステップＳ３３０に移す。

【0085】

ステップＳ３３０において、制御部２１は、検出した初期電気角位相が、第３の電気角位相（２１０〜３００度）であるか否かを判定する。第３の電気角位相であると判定された場合（ステップＳ３３０：Ｙｅｓ）。制御部２１は、図１０Ｂに示すステップＳ３７０の処理に移す。一方、第３の電気角位相ではないと判定された場合（ステップＳ３３０：Ｎｏ）、制御部２１は、処理をステップＳ３４０に移す。このステップＳ３４０では、制御部２１は、検出した初期電気角位相が第４の電気角位相（３００〜３９０（３０）度）であると判断する。

【0086】

ところで、本検出方法は、Ｓｅｃｔｏｒを跨いでは機械角の検出ができないため、ステップＳ３１０以降の処理は、初期電気角位相が−１５０度から３０度の間（図８におけるＳｅｃｔｏｒ２またはＳｅｃｔｏｒ４またはＳｅｃｔｏｒ６）、または３０度から２１０度の間（図８におけるＳｅｃｔｏｒ１またはＳｅｃｔｏｒ３またはＳｅｃｔｏｒ５）の範囲の中という制限下で行うものとする。

【0087】

図１０Ｂに示すように、ステップＳ３５０では、すなわち、検出した初期電気角位相が、第１の電気角位相の場合、制御部２１は、一方の指標磁極１８１をθ１（電気角６０度）に移動させる。例えば、図１２Ａに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＡ_１とＮ２ターンのＢ_１のコイル１６２との間に位置し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＣ_２のコイル１６２と対向する位置をとる。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_1）を検出する。

【0088】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１，１８１をθ２（電気角１２０度）に移動させる。例えば、図１２Ｂに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ２ターンのＢ_１のコイル１６２と対向し、他方の指標磁極１８１は、２つのＮ１ターンのＣ_２，Ａ_３のコイル１６２，１６２の間に位置する。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_2）を検出する（ステップＳ３５１）。

【0089】

その後、制御部２１は、処理をステップＳ３５２に移し、機械角推定部２４に、（I_2）−（I_1）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。ここで、I_shとは適宜定められた判定基準値である。

【0090】

（I_2）−（I_1）＞I_shであれば（ステップＳ３５２：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが４０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角１２０度の位置と電気角６０度の位置とにおいて、インダクタンス差が正の傾きを取るのは、指標磁極１８１が機械角４０度（電気角１２０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ１）にあるときである。これは、指標磁極１８１，１８１が、図１２Ａ、図１２Ｂに示した位置である場合に相当する。

【0091】

一方、（I_2）−（I_1）＞I_shでない場合（ステップＳ３５２：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_2）−（I_1）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ３５３）。

【0092】

そして、（I_2）−（I_1）＜−I_shであれば（ステップＳ３５３：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが１６０度であるとする。すなわち、図１２を見たとき、電気角１２０度の位置と電気角６０度の位置とにおいて、インダクタンス差が負の傾きを取るのは、指標磁極１８１がる機械角１６０度（電気角１２０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ３）にあるときである。

【0093】

他方、（I_2）−（I_1）＜−I_shでない場合（ステップＳ３５３：Ｎｏ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが２８０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角１２０度の位置と電気角６０度の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、指標磁極１８１が機械角２８０度（電気角１２０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ５）にあるときである。

【0094】

一方、初期電気角位相が第２の電気角位相（１２０〜２１０度）であると判定された場合（ステップＳ３２０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、ステップＳ３６０において、指標磁極１８１，１８１をθ１（電気角１２０度）に移動させる。例えば、図１２Ｂに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ２ターンのＢ_１のコイル１６２と対向し、他方の指標磁極１８１は、２つのＮ１ターンのＣ_２，Ａ_３のコイル１６２，１６２の間に位置する。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_1）を検出する。

【0095】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１をθ２（電気角１８０度）に移動させる。例えば、図示しないが、一方の指標磁極１８１は、Ｎ２ターンのＢ_１とＮ１ターンのＣ_１のコイル１６２，１６２の間に位置し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＡ_３のコイル１６２に対向する位置をとる。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_2）を検出する（ステップＳ３６１）。

【0096】

その後、制御部２１は、処理をステップＳ３６２に移し、機械角推定部２４に、（I_2）−（I_1）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。

【0097】

（I_2）−（I_1）＞I_shであれば（ステップＳ３６２：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが３００度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角１８０度の位置と電気角１２０度の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、指標磁極１８１が、機械角３００度（電気角１８０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ５）にあるときである。

【0098】

一方、（I_2）−（I_1）＞I_shでない場合（ステップＳ３６２：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_2）−（I_1）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ３６３）。

【0099】

そして、（I_2）−（I_1）＜−I_shであれば（ステップＳ３６３：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが６０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角１８０度の位置と電気角１２０度の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、指標磁極１８１が機械角６０度（電気角１８０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ１）にあるときである。これは、指標磁極１８１，１８１が、図１２Ｂおよび段落[００９５]にて例示した位置（一方の指標磁極１８１は、Ｎ２ターンのＢ_１とＮ１ターンのＣ_１のコイル１６２，１６２の間に位置し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＡ_３のコイル１６２に対向する位置）である場合に相当する。

【0100】

他方、（I_2）−（I_1）＜−I_shでない場合（ステップＳ３６３：Ｎｏ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが１８０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角１８０度の位置と電気角１２０度の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、指標磁極１８１が機械角１８０度（電気角１８０度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ３）にあるときである。

【0101】

また、初期電気角位相が第３の電気角位相（２１０〜３００度）であると判定された場合（ステップＳ３３０：Ｙｅｓ）、制御部２１は、ステップＳ３７０において、指標磁極１８１，１８１をθ１（電気角２４０度）に移動させる。例えば、図１２Ｃに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＣ_１のコイル１６２と対向し、他方の指標磁極１８１は、２つのＮ１ターンのＡ_３，Ｂ_３のコイル１６２，１６２の間に位置する。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_1）を検出する。

【0102】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１をθ２（電気角３００度）に移動させる。例えば、図１２Ｄに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＣ_１とＮ２ターンのＡ_２のコイル１６２，１６２の間に位置し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＢ_３のコイル１６２に対向する位置をとる。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_2）を検出する（ステップＳ３７１）。

【0103】

その後、制御部２１は、処理をステップＳ３７２に移し、機械角推定部２４に、（I_2）−（I_1）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。

【0104】

（I_2）−（I_1）＞I_shであれば（ステップＳ３７２：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが２２０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角３００度の位置と電気角２４０度の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、指標磁極１８１が、機械角２２０度（電気角３００度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ４）にあるときである。

【0105】

一方、（I_2）−（I_1）＞I_shでない場合（ステップＳ３７２：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_2）−（I_1）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ３７３）。

【0106】

そして、（I_2）−（I_1）＜−I_shであれば（ステップＳ３７３：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが３４０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角３００度の位置と電気角２４０度の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、指標磁極１８１が機械角３４０度（電気角３００度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ６）にあるときである。

【0107】

他方、（I_2）−（I_1）＜−I_shでない場合（ステップＳ３７３：Ｎｏ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが１００度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角３００度の位置と電気角２４０度の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、指標磁極１８１が機械角１００度（電気角３００度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ２）にあるときである。これは、指標磁極１８１，１８１が、図１２Ｃ、図１２Ｄに示した位置である場合に相当する。

【0108】

また、初期電気角位相が第４の電気角位相（３００〜３９０（３０）度）である場合（ステップＳ３４０）、制御部２１は、ステップＳ３８０において、指標磁極１８１，１８１をθ１（電気角３００度）に移動させる。例えば、図１２Ｄに示すように、一方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＣ_１とＮ２ターンのＡ_２のコイル１６２，１６２との間に位置し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＢ_３のコイル１６２に対向した位置をとる。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_1）を検出する。

【0109】

次いで、制御部２１は、指標磁極１８１をθ２（電気角０度）に移動させる。例えば、図示しないが、一方の指標磁極１８１は、Ｎ２ターンのＡ_２のコイル１６２に対向し、他方の指標磁極１８１は、Ｎ１ターンのＢ_３とＮ２ターンのＣ_３のコイル１６２，１６２の間に位置する。かかる位置において、計測部２２は高周波信号を印加して、電流振幅（I_2）を検出する（ステップＳ３８１）。

【0110】

その後、制御部２１は、処理をステップＳ３８２に移し、機械角推定部２４に、（I_2）−（I_1）がI_shよりも大であるか否かを判定させる。

【0111】

（I_2）−（I_1）＞I_shであれば（ステップＳ３８２：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが１２０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角０度の位置と電気角３００度の位置とにおけるインダクタンス差が正の傾きを取るのは、指標磁極１８１が、機械角１２０度（電気角３６０（０）度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ２）にあるときである。

【0112】

一方、（I_2）−（I_1）＞I_shでない場合（ステップＳ３８２：Ｎｏ）、機械角推定部２４は、（I_2）−（I_1）が−I_shよりも小であるか否かを判定する（ステップＳ３８３）。

【0113】

そして、（I_2）−（I_1）＜−I_shであれば（ステップＳ３８３：Ｙｅｓ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが２４０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角０度の位置と電気角３００度の位置とにおけるインダクタンス差が負の傾きを取るのは、指標磁極１８１が機械角２４０度（電気角３６０（０）度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ４）にあるときである。

【0114】

他方、（I_2）−（I_1）＜−I_shでない場合（ステップＳ３８３：Ｎｏ）、基礎データ（図１１参照）を参照することにより、機械角θｍが０度であるとする。すなわち、図１１を見たとき、電気角０度の位置と電気角３００度の位置とにおけるインダクタンス差が殆ど無く、傾きがゼロに近い、すなわち、差分の絶対値がI_shよりも小さいのは、指標磁極１８１が機械角０度（電気角３６０（０）度）の位置（Ｓｅｃｔｏｒ６）にあるときである。

【0115】

上述してきたモータ１０Ａ，１０Ｂの機械角検出方法は、制御装置２０により実行される以下のステップを有することになる。

【0116】

（ａ）回転子１７において、複数の磁極のうち、点対象位置に設けられた指標となる２つの指標磁極１８１が固定子１６の各スロット１６１上にある場合のインダクタンス特性を予め記憶しておくステップ。（ｂ）モータ１０Ａ，１０Ｂの磁気突極性を利用して回転子１７の初期電気角位相を検出するステップ。（ｃ）初期電気角位相が−１５０度から３０度の間、または３０度から２１０度の間の範囲の中で、２つの指標磁極１８１の一方を第１の任意の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第１のインダクタンスを求めるステップ。（ｄ）ステップ（ｃ）の範囲の中で、他方の指標磁極１８１を第２の任意の相の位置に移動して高周波信号を印加することによって第２のインダクタンスを求めるステップ。（ｅ）第１のインダクタンスと第２のインダクタンスの差分値と記憶しているインダクタンス特性とに基づいて回転子１７の機械角を求めるステップ。なお、ステップ（ｃ）における第１の任意の相としては、初期電気角位相に最も近い相を選択することができる。また、ステップ（ｄ）における第２の任意の相としては、初期電気角位相から１８０度の位置に最も近い相を選択することができる。

【0117】

上述してきたモータ１０，１０Ａ，１０Ｂ、モータシステム１およびモータ１０，１０Ａ，１０Ｂの機械角検出方法によれば、回転子１７の絶対位置を直接推定することが可能となる。

【0118】

上述した機械角の検出方法では、指標磁極１８１が２つあり、Ｓｅｃｔｏｒも６つあるため、機械角を検出するための回転子１７の必要な回転量を半減することができる。

【0119】

以上、実施形態および変形例を通して本発明を説明してきたが、モータ１０，１０Ａ，１０Ｂの種類や、モータ１０，１０Ａ，１０Ｂの極数やスロット数などは適宜設定することができる。

【0120】

上述した実施形態のさらなる効果や変形例は、当業者によって容易に導き出すことができる。このため、本発明のより広範な態様は、以上のように表しかつ記述した特定の詳細および代表的な実施形態に限定されるものではない。したがって、添付の特許請求の範囲およびその均等物によって定義される総括的な発明の概念の精神または範囲から逸脱することなく、様々な変更が可能である。

【符号の説明】

【0121】

１ モータシステム
１０ モータ
１６ 固定子
１７ 回転子
１７ａ 回転子コア
１８ 永久磁石
２０ 制御装置
２１ 回転子制御部
２２ インダクタンス計測部
２３ 記憶部
２４ 機械角推定部
１６１ スロット
１６２ コイル
１８１ 指標磁極
１８２ 溝部
１８３ 小孔

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6A】

【図6B】

【図7A】

【図7B】

【図7C】

【図8】

【図9】

【図10A】

【図10B】

【図11】

【図12A】

【図12B】

【図12C】

【図12D】