JPH08237982A

JPH08237982A - スイッチ式リラクタンス形モータ及びスイッチ式リラクタンス形モータの起動方法

Info

Publication number: JPH08237982A
Application number: JP7058239A
Authority: JP
Inventors: Takayuki Sato; 貴之佐藤; Kentaro Fujibayashi; 謙太郎藤林
Original assignee: Fanuc Corp
Current assignee: Fanuc Corp
Priority date: 1995-02-23
Filing date: 1995-02-23
Publication date: 1996-09-13

Abstract

(57)【要約】【目的】アブソリュート型ロータリエンコーダを用い
ることなく、適正な始動を行うことができるスイッチ式
リラクタンス形モータ，及びスイッチ式リラクタンス形
モータの起動方法を提供する。【構成】駆動制御手段１０を備えたスイッチ式リラク
タンス形モータにおいて、モータのロータに、インクリ
メント型ロータリエンコーダと、ロータの所定位置で信
号を出力する位置信号出力手段とを設け、駆動制御手段
１０に、位置信号出力手段の信号に基づいてロータの基
準位置を検出する基準位置検出機能と、基準位置信号，
及びインクリメント信号に基づいて励磁相を制御する励
磁相制御機能を備えさせ、励磁コイルに励磁電流を投入
した後ロータの基準位置までは、開ループによる励磁電
流制御を行い、ロータの基準位置からは、閉ループによ
る励磁電流制御を行なってスイッチ式リラクタンス形モ
ータを起動させる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、スイッチ式リラクタン
ス形モータに関し、特に、該モータを駆動する機構及び
方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】スイッチ式リラクタンス形モータはステ
ータの励磁コイルに励磁電流を供給して、ステータ突極
歯を励磁し、ステータ突極歯に発生する磁気吸引力によ
ってロータの突極歯を引き寄せ回転力としてロータを回
転駆動するモータである。そのため、各相毎に励磁コイ
ルに励磁電流を供給するためのスイッチング素子を設
け、かつ、ロータの回転位置、すなわちロータの電気角
を検出器で検出し、検出した電気角に応じてスイッチン
グ素子を開閉させて励磁相を決めている。

【０００３】励磁コイルが正しくない場合には、充分な
トルクが得られなかったり、逆向きに回転を行うという
現象が生じる。励磁コイルを決定するにはロータ位置を
検出しなければならない。

【０００４】ロータリエンコーダとしては、アブソリュ
ート型とインクリメント型がある。アブソリュート型ロ
ータリエンコーダはロータの絶対位置を出力するエンコ
ーダであり、ロータの電気角を検出することができる。
一方、インクリメント型ロータリエンコーダはロータの
移動量を出力するエンコーダであり、ロータの累積移動
量を検出する。

【０００５】そこで、従来、モータの回転位置がそのま
ま検出できるアブソリュート型ロータリエンコーダをモ
ータ軸に取付け、このエンコーダからの回転位置信号に
基づいて励磁相を制御する方法が採られている。

【０００６】また、アブソリュート型ロータリエンコー
ダは高価であることから、所定回転角毎にパルスを出力
するインクリメント型ロータリエンコーダをモータ軸に
取付け、このエンコーダからの信号に基づいて電気角を
検出し、モータの励磁相を制御する方法も採用されてい
る。

【０００７】スイッチ式リラクタンス形モータの始動を
行う場合においても、ロータの電気角を知る必要がある
が、上記アブソリュート型ロータリエンコーダを使用す
る場合であれば、モータに電源を投入した時点での電気
角を知ることができる。しかし、上記インクリメント型
ロータリエンコーダを使用する場合には、始動時におけ
る電気角が不明であるため、ある特定の相のみを励磁
し、ロータが磁気エネルギー最小の位置（励磁相の突極
歯とロータの突極歯が合致する位置）に落ち着くのを待
って、その位置の電気角からモータを回転させるように
している。

【０００８】

【発明が解決しようとする課題】ロータの電気角を検出
するエンコーダとして、アブソリュート型ロータリエン
コーダを使用する場合には、始動時における電気角が検
出でき、モータを適切に制御することができるが、アブ
ソリュート型ロータリエンコーダは、装置が複雑とな
り、また、高価であるという問題点がある。

【０００９】また、エンコーダとして、インクリメント
型ロータリエンコーダを使用する場合には、始動時にお
ける電気角が不明である。そのため、特定の相を励磁し
た後に落ち着くロータの回転位置によって電気角を求
め、その電気角によって駆動を行う駆動方法では、始動
時におけるモータの回転方向が特定しないという問題点
がある。

【００１０】そこで、本発明は前記した従来の問題点を
解決して、アブソリュート型ロータリエンコーダを用い
ることなく、適正な始動を行うことができるスイッチ式
リラクタンス形モータ，及びスイッチ式リラクタンス形
モータの起動方法を提供することを目的とする。

【００１１】

【課題を解決するための手段】本出願の第１の発明は、
スイッチ式リラクタンス形モータの起動方法において、
励磁コイルに励磁電流を投入した後ロータの基準位置ま
では、開ループによる励磁電流制御を行い、ロータの基
準位置からは、閉ループによる励磁電流制御を行なうこ
とによって、前記目的を達成するものである。

【００１２】本出願の第２の発明は、駆動制御手段を備
えたスイッチ式リラクタンス形モータにおいて、モータ
のロータに、インクリメント型ロータリエンコーダと、
ロータの所定位置で信号を出力する位置信号出力手段と
を設け、駆動制御手段に、位置信号出力手段の信号に基
づいてロータの基準位置を検出する基準位置検出機能
と、基準位置信号，及びインクリメント信号に基づいて
励磁相を制御する励磁相制御機能を備えるによって、前
記目的を達成するものである。

【００１３】本出願のコード信号は、モータの電気角を
角度範囲を持った領域に分割し、分割したそれぞれの該
電気角の角度範囲を特定するために、その角度範囲に対
応して符号を付したものであり、このコード信号を検出
することによって、モータがコード信号に対応する電気
角の範囲にあることを知ることができる。

【００１４】また、本出願の開ループによる励磁電流制
御は、パルスコーダからのロータのフィードバック制御
を行なわない励磁電流制御であり、一方、閉ループによ
る励磁電流制御は、パルスコーダからのロータのフィー
ドバック制御を行なう励磁電流制御である。

【００１５】本出願のロータの基準位置は、ロータに設
けた特定位置を検出すること、あるいはコード信号の切
り替わり位置を検出することによって得ることができ
る。また、本出願のコード信号としてグレイコードを用
いることができる。

【００１６】

【作用】スイッチ式リラクタンス形モータの駆動制御手
段は、はじめにロータからのフィードバックを行なわず
に開ループによって励磁コイルに励磁電流を供給する。
この励磁相の相順は励磁相制御機能が定める励磁相に従
って行う。ロータは、ロータとステータの初期位置にお
ける位置関係に応じて、設定した回転方向あるいはその
逆の方向に回転を開始する。設定した回転方向で回転を
開始した場合には、ロータはその回転方向のまま回転を
継続する。一方、設定した回転方向と反対方向に回転を
開始した場合には、ロータは逆回転してロータとステー
タが所定の位置関係となった後設定した回転方向の回転
方向を換え、その後は設定した回転方向の回転を継続す
る。

【００１７】本発明においては、基準位置検出機能がロ
ータに設けた特定位置を検出したり、あるいはコード信
号の切り替わり位置を検出することによってロータの基
準位置をするまで、励磁相制御機能は開ループによる励
磁制御を行なう。そして、励磁相制御機能は、基準位置
検出機能がロータの基準位置を検出した後、この基準位
置からインクリメント信号を順次カウントして、モータ
の電気角を求める。そして、開ループ制御から閉ループ
制御に切り換え、求めた電気角に基づいて閉ループ制御
による励磁制御を行なう。

【００１８】

【実施例】以下、本発明の実施例を図を参照しながら詳
細に説明する。

【００１９】（本発明の実施例の構成）図２は本発明を
実施例する一実施例のスイッチ式リラクタンス形モータ
の断面図である。

【００２０】図示するスイッチ式リラクタンス形モータ
の例では、ロータ２は４極を有し、ステータ１はＡ相，
Ｂ相，Ｃ相の３相でそれぞれ２つの突極歯３ａ，３
ａ’、３ｂ，３ｂ’、３ｃ，３ｃ’の６極で構成され、
突極歯３ａ，３ａ’にはＡ相の励磁コイル４ａが巻回さ
れ、突極歯３ｂ，３ｂ’にはＢ相の励磁コイル４ｂが巻
回され、突極歯３ｃ，３ｃ’にはＣ相の励磁コイル４ｃ
が巻回されている。なお、Ａ，Ａ’、Ｂ，Ｂ’、Ｃ，
Ｃ’は、Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の励磁コイル４ａ，４ｂ，４
ｃの端子である。

【００２１】この実施例では、突極歯の幅はロータ，ス
テータともに４５度（機械角）である。そして、ロータ
２の電気角θはロータの突極歯とＡ相の突極歯３ａ，３
ａ’との対向面積が最小となる位置（対向開始位置）を
０度とし、図面中右回りを電気角の正方向としており、
上記突極歯の対向面積が最大とする位置（突極歯が完全
に対向する位置）を１８０度、そして、ロータ２が回転
し再び対向面積が最小となる位置を電気角３６０度とし
ている。

【００２２】図１は、本発明の実施例をスイッチ式リラ
クタンス形モータの駆動制御を説明するためのブロック
構成図である。図１において、１０はモータの駆動制御
を行なうための駆動制御手段であり、２０はモータの回
転情報を出力するエンコーダであり、３０はモータ駆動
回路である。

【００２３】モータ駆動回路３０は従来と同様の構成で
あり、３１は整流回路、Ｃはコンデサであり、整流回路
３１の出力である直流電圧Ｖは各相のスイッチング素子
とダイオードＤの直列回路の両端に印加されるようにな
っている。Ａ相のスイッチング素子Ｇ１，Ｇ２をオンす
ることによって、整流回路３１、スイッチング素子Ｇ
１、電流検出用抵抗Ｒａ、Ａ相の励磁コイル４ａ、スイ
ッチング素子Ｇ２、整流回路３１の経路により電流が流
れ、Ａ相の励磁コイル４ａの励磁が行なわれる。同様
に、Ｂ相のスイッチング素子Ｇ３，Ｇ４をオンになる
と、電流検出用抵抗Ｒｂを介してＢ相の励磁コイル４ｂ
に電流が流れ、Ｂ相励磁コイル４ｂの励磁が行なわれ
る。また、Ｃ相のスイッチング素子Ｇ５，Ｇ６がオンに
なると、Ｃ相励磁コイル４ｃの励磁が行なわれる。

【００２４】エンコーダ２０は、モータのロータに取り
付けられ、ロータの回転に応じた信号を出力する。この
エンコーダ２０は、回転に応じたインクリメンタルなパ
ルス信号であるインクリメント信号と、ロータの基準位
置を求めるための信号とを出力するものであり、このロ
ータの基準位置を求めるための信号としてロータの特定
位置毎に出力される特定位置信号を出力する手段、ある
いはモータの電気角のある範囲を表すコード信号を出力
する手段により構成することができる。このコード信号
として任意の符号化信号を用いることができるが、本発
明の実施例はグレイコードを例として説明する。

【００２５】駆動制御手段１０は、エンコーダ２０と接
続してエンコーダの検出信号を入力し、該検出信号に基
づいて励磁制御のための処理を行い、モータ駆動回路３
０のスイッチング素子Ｇ１〜Ｇ６にスイッチイング制御
信号を出力する。駆動制御手段１０はプロセッサ１１を
備え、バス１５を介してＲＯＭ１２，ＲＡＭ１３，及び
インターフェース１４と接続している。ＲＯＭ１２は、
駆動制御手段１０全体を制御するためのシステムプログ
ラムや、回転方向を検出して回転調整を行なうためのプ
ログラムや、電気角を求めるプログラム等が格納されて
いる。ＲＡＭ１３は、一時的にデータを格納しておく記
憶手段であり、例えば、コード信号の切り替わりを検出
のためにエンコーダから読み取ったデータを格納してお
くメモリ１，メモリ２や、励磁相の切り替え角を保持し
ておくメモリ３を含んでいる。

【００２６】（本発明の実施例の第１の作用）次に、本
発明の実施例の第１の作用について、図３〜図１１を用
いて説明する。第１の作用は、モータの基準位置をロー
タの特定位置毎に出力される特定位置信号によって求め
る場合の動作であり、図４〜図７はロータの回転位置と
コード信号との関係を説明する図、図８〜図１０はコー
ド信号，基準位置，及び制御方法との関係を説明する図
であり、図１１はロータの特定位置によりモータの基準
位置を求める場合の駆動制御を説明するフローチャート
である。また、図３は励磁コイルの励磁順とロータの回
転方向との関係を説明する図である。なお、図３は、励
磁コイルにＡ相，Ｂ相，Ｃ相の順で励磁電流を供給し
て、ロータが時計回りに回転するよう設定した場合であ
り、ロータには同一位置を示す点を付して示している。

【００２７】図３の（ａ）〜図３の（ｄ）は、回転開始
時におけるロータの回転方向が設定した方向である場合
を示し、図３の（ｅ）〜図３の（ｈ）は、回転開始時に
おけるロータの回転方向が設定した方向と逆方向である
場合を示している。

【００２８】励磁コイルにＡ相，Ｂ相，Ｃ相の順で励磁
電流を供給する場合、回転開始時におけるロータとステ
ータの初期位置が図３の（ａ）の関係にあるとする。こ
のとき、開ループ電流制御によって励磁コイルのＡ相に
励磁電流を流すと、ロータはＡ相の励磁コイルに引かれ
て矢印の時計回りの方向に回転を開始する。次に図３の
（ｂ）で、励磁コイルのＢ相に励磁電流を流すと、ロー
タはＢ相の励磁コイルに引かれて矢印の時計回りの方向
に回転を続け、さらに、図３の（ｃ），（ｄ）で、励磁
コイルのＣ相，Ａ相に励磁電流を流すと、ロータはＣ
相，Ａ相の励磁コイルに引かれて矢印の時計回りの方向
に回転をさらに続行する。

【００２９】一方、励磁コイルに前記した場合と同様に
Ａ相，Ｂ相，Ｃ相の順で励磁電流を供給する場合、回転
開始時におけるロータとステータの初期位置が図３の
（ｅ）の関係にあるとする。このとき、励磁コイルのＡ
相に励磁電流を流すと、ロータはＡ相の励磁コイルに引
かれて矢印の反時計回りの方向に回転を開始し、図３の
（ｆ）に位置関係となる。次に励磁コイルのＢ相に励磁
電流を流すと、ロータはＢ相の励磁コイルに引かれて図
３の（ｅ）と反対方向の図３の（ｇ）中の矢印の時計回
りの方向に回転を始め、回転方向が反転する。さらに、
励磁コイルのＣ相，Ａ相に励磁電流を流すと、その後は
図３の（ｈ）及び前記した図３の（ａ）〜図の（ｄ）と
同様に設定した回転方向への回転運動を続ける。

【００３０】図４〜図７において、図中の円はロータ２
を表し、放射状の線はモータの電気角の範囲を表してい
る。この例では、ロータ２の電気角を１６等分して電気
角範囲１〜１６を形成している。このロータ２の電気角
の基準位置となる特定位置（図中の黒丸）を設定する。
このロータ２の特定位置は、検出手段２１によって検出
される。検出手段２１は特定位置を検出する特定位置検
出手段である。特定位置及び該特定位置を検出する特定
位置検出手段は、光学的手段，磁気的手段，静電容量的
手段等の種々の手段によって構成することができる。

【００３１】なお、図４〜図７では時計回り（図中の実
線の矢印）をモータの正の回転方向としている。

【００３２】図４に示すロータの位置において、スイッ
チ式リラクタンス形モータの励磁コイルに対して励磁電
流の供給を開始するものとする。このとき、励磁電流の
相順は、あらかじめ定めた回転方向（図中の矢印）とな
るよう設定しておく。

【００３３】図４に示す励磁電流の供給を開始時におけ
る位置では、特定位置検出手段２２は特定位置を検出し
ていない（図中では白丸によって表している）。励磁電
流の供給後、ロータ２が設定した回転方向に回転を開始
した場合には、ロータは図５に示すロータ位置となる。
図５においても、特定位置検出手段２２は特定位置を検
出していない（図中では白丸によって表している）た
め、基準位置を求めることはできない。

【００３４】さらに、励磁電流に供給を続けてロータの
回転を続行すると、図６のロータ位置の状態となる。図
６においては、特定位置検出手段２２は特定位置を検出
する（図中では黒丸によって表している）。この特定位
置をロータの基準位置とすることができ、これによっ
て、ロータの基準位置の検出を行なうことができる。

【００３５】このロータの基準位置を検出した後は、基
準位置とインクリメント信号とによって電気角を求め、
閉ループによる励磁制御を開始する。

【００３６】また、スイッチ式リラクタンス形モータの
励磁コイルに対して励磁電流の供給を開始した時、前記
図３に示したように、ロータとステータの位置関係によ
っては設定した回転方向と逆方向に回転を始める場合が
ある。図７は、この逆回転の場合を示している。図７中
の破線の矢印で示すようにロータが逆方向に回転を始め
ると、ロータとステータの位置関係が所定位置となるま
で、この逆方向の回転を続け、その後は同じ励磁コイル
励磁順のまま回転方向を逆転し、設定した回転方向の回
転を開始する。そして、特定位置検出手段２２は前記図
５に位置で特定位置を検出し、この位置から閉ループに
よる励磁制御を行なうことができる。

【００３７】次に、図８〜図１０を用いて、基準位置と
制御方法との関係を説明する。図８〜図１０において、
ロータ１回転を例えば１６分割するとともに各区分の電
気角範囲に１から１６の符号を付した直線で示す。

【００３８】図８は、分割区分とロータの位置Ａ，Ｂ，
Ｃの位置（図中の白抜きの矢印）及び特定位置（図中の
黒丸）との関係を示している。ロータの位置Ａは励磁開
始時の位置を示し、ロータの位置Ｂは励磁開始後の次の
電気角範囲での位置を示し、ロータの位置Ｃは特定位置
検出時の位置を示している。

【００３９】図９は励磁開始時における状態を示してお
り、前記図４に対応している。励磁開始時でのロータの
位置は電気角範囲５で示され、太い矢印の回転方向に回
転を行うものとする。この時点では、未だ特定位置を検
出していないため電気角は求められていない。電気角を
求めるための位置信号は、検出した特定位置を基準位置
とし、この基準位置からインクリメント信号をカウント
することよって求められる。そのため、この基準位置を
求めるまでの区間では、開ループ制御によって励磁制御
を行なう。

【００４０】そして、この開ループ制御による回転を続
け、基準位置が求められた以後においては、この基準位
置を基にインクリメント信号をカウントしてロータの位
置信号を求める。そして、この位置信号から電気角を求
め、スイッチ式リラクタンス形モータの通常の制御であ
る閉ループ制御を行なう。

【００４１】また、図１０は励磁開始時のロータの回転
方向が逆方向の場合を示しており、前記図７に対応して
いる。励磁開始時でのロータの位置は電気角範囲５で示
され、始めに逆回転方向に回転を行うものとする。前記
図３で示したように、ロータは逆回転の途中で回転方向
を反転して設定回転方向への回転を始める。この後、前
記図９と同じ状態となり、基準位置の検出までは開ルー
プ制御を行い、基準位置を検出した後は閉ループ制御を
行なう。

【００４２】次に、前記図４〜図１０で説明したロータ
の特定位置によりモータの基準位置を求める場合の駆動
制御について、図１１のフローチャートを用いて説明す
る。

【００４３】なお、以下のフローチャートでは、ステッ
プＳの符号に従って説明する。

【００４４】はじめに、開ループ制御によって励磁コイ
ルに励磁電流を供給する励磁の相順を、回転方向に応じ
て設定する（ステップＳ１）。そして、設定した励磁の
相順に従って、励磁コイルに励磁電流を供給する。（ス
テップＳ２）。このとき、特定位置検出手段２１の出力
の有無を判定する。特定位置検出手段２１がロータの特
定位置を検出し、モータの電気角の基準となる基準位置
が検出されている場合には、この基準位置を原点としイ
ンクリメント信号を累積してカウントすることによって
電気角を求めることができる（ステップＳ３）。

【００４５】ステップＳ３において、基準信号を検出す
るまでは、ロータは設定方向に回転中かあるいは逆方向
に回転中である。逆方向に回転している場合には、前記
したようにいずれ設定方向への回転を始める。そこで、
ステップＳ３では、基準信号が検出されるまで、特定位
置検出手段２１の出力信号を観察することになる。

【００４６】そして、基準信号が検出されると、ステッ
プＳ４において、基準位置を原点とし、インクリメント
信号をカウントして電気角を求め、ステップＳ５におい
て、この求めた電気角により閉ループ制御によって励磁
制御を行なう。

【００４７】（本発明の実施例の第２の作用）次に、本
発明の実施例の第２の作用について、図１２〜図１８を
用いて説明する。第２の作用は、モータの基準位置をグ
レイコード等のコード信号の検出による電気角範囲の切
り替わり位置によって求める場合の動作であり、図１２
〜図１４はロータの回転位置とコード信号との関係を説
明する図、図１５〜図１７はコード信号，基準位置検
出，及び制御方法との関係を説明する図であり、図１８
はグレイコードの検出による電気角範囲の切り替わり位
置によりモータの基準位置を求める場合の駆動制御を説
明するフローチャートである。

【００４８】図１２〜図１４において、前記図４〜図７
と同様に、図中の円はロータ２を表し、放射状の線はモ
ータの電気角を１６等分した電気角範囲１〜１６を示し
ている。そして、各電気角範囲はグレイコードによって
符号化されている。なお、図中では、電気角範囲４，
５，６のみに斜線等の模様を付して示している。このロ
ータ２のグレイコードは、検出手段２２によって検出さ
れる。なお、図１２〜図１４では時計回り（図中の実線
の矢印）をモータの正の回転方向としている。

【００４９】図１２に示すロータの位置において、スイ
ッチ式リラクタンス形モータの励磁コイルに対して励磁
電流の供給を開始するものとする。このとき、励磁電流
の相順は、あらかじめ定めた回転方向（図中の矢印）と
なるよう設定しておく。この回転開始時におけるロータ
の位置ａは、グレイコード検出手段２２によって、電気
角範囲５として検出される。この電気角範囲５は、３６
０度を１６等分した２２．５度の角度範囲を有している
ため、検出されるロータ位置はこの２２．５度の角度内
の何れかに止まり、角度を特定することはできない。

【００５０】励磁電流の供給によって、ロータ２が設定
した回転方向に回転を開始した場合には、ロータは図１
３に示すロータ位置ｂとなる。図１３において、グレイ
コード検出手段２２により検出されるグレイコードは電
気角範囲６を示している。なお、このグレイコードの変
化によって、ロータの回転方向の検出を行なうことがで
きる。電気角範囲とグレイコードとは一対一の関係とな
るよう設定してあるため、図１２及び図１３に示すよう
に、検出されるグレイコードの変化により、電気角範囲
が５から６に変化したことが分かり、この電気角範囲の
変化は、ロータが設定した回転方向に回転したことを示
している。また、逆に、検出されるグレイコードの変化
により、電気角範囲が逆方向に変化している場合には、
ロータが逆方向に回転していることが分かる。

【００５１】そして、その変化の境界位置によってロー
タの特定の位置を定めることができる。例えば、図中の
電気角範囲５と電気角範囲６との境界位置は、ロータの
回転において特定される位置であり、この特定位置をロ
ータの基準位置とすることができ、これによって、ロー
タの基準位置の検出を行なうことができる。したがっ
て、この場合には、ロータの１回転中に１６個の特定位
置が存在することになる。

【００５２】このロータの基準位置を検出した後は、基
準位置とインクリメント信号とによって電気角を求め、
閉ループによる励磁制御を開始することができる。

【００５３】また、スイッチ式リラクタンス形モータの
励磁コイルに対して励磁電流の供給を開始した時、ロー
タとステータの位置関係によっては設定した回転方向と
逆方向に回転を始める場合がある。図１４は、この逆回
転の場合を示している。図１４中の一点鎖線の矢印で示
すようにロータが逆方向に回転を始めると、ロータはロ
ータとステータとの位置関係で決まる所定位置から回転
方向を反転させ、設定し回転方向での回転を始める。そ
して、その回転中においてグレーコードの変化を検出す
ると、該変化が生じる境界位置を基準位置とし、基準位
置とインクリメント信号とによって電気角を求め、閉ル
ープによる励磁制御を開始することができる。

【００５４】次に、図１５〜図１７を用いて、コード信
号，基準位置検出，及び制御方法との関係を説明する。
図１５〜図１７において、ロータ１回転中のグレイコー
ドを１から１６の符号を付した直線で示している。

【００５５】図１５は、グレイコードとロータの位置
ａ，ｂの位置（図中の白抜きの矢印）との関係を示して
いる。ロータの位置ａは励磁開始時の位置を示し、ロー
タの位置ｂは励磁開始後の次の電気角範囲での位置を示
している。

【００５６】図１６は励磁開始時における状態を示して
おり、前記図１２に対応するものである。励磁開始時で
のグレイコード検出手段２２は電気角範囲５を検出し、
太い矢印の回転方向に回転を行なっているものとする。
この時点では、未だ基準位置を設定できないため電気角
を求めることができない。電気角を求めるために、電気
角範囲の境界位置を検出する。そして、該境界位置を基
準位置とし、この基準位置からインクリメント信号をカ
ウントすることよって電気角を求めることができる。そ
のため、この基準位置を求めままでの区間では、開ルー
プ制御によって励磁制御を行なう。

【００５７】そして、この開ループ制御による回転を続
け、グレイコードが変化し、電気角範囲の境界位置が求
められた以後においては、この基準位置を基にインクリ
メント信号をカウントしてロータの位置信号を求める。
そして、この位置信号から電気角を求め、スイッチ式リ
ラクタンス形モータの通常の制御である閉ループ制御を
行なう。

【００５８】また、図１７は励磁開始時のロータの回転
方向が逆方向の場合を示しており、前記図１４に対応す
るものである。グレイコード検出手段２２は、励磁開始
時に電気角範囲５に対応するグレイコードを検出し、次
に電気角範囲４に対応するグレイコードを検出する。こ
のグレイコードの変化は、ロータが逆方向に回転してい
ることを示している。ロータは前記したようにロータと
ステータとの位置関係で決まる所定位置から回転方向を
反転させ、設定し回転方向での回転を始める。

【００５９】ロータは設定回転方向あるいは逆回転方向
に回転している間に、グレイコードの変化を検出するこ
とになる。そこで、このグレイコードの変化を検出した
とき、このグレイコードの境界位置を基準位置とする。
そして、基準位置とインクリメント信号とによって電気
角を求め、閉ループ制御を行なう。

【００６０】次に、前記図１２〜図１７で説明したロー
タの特定位置によりモータの基準位置を求める場合の駆
動制御について、図１８のフローチャートを用いて説明
する。なお、以下のフローチャートでは、ステップＴの
符号に従って説明する。

【００６１】はじめに、開ループ制御によって励磁コイ
ルに励磁電流を供給する励磁の相順を、回転方向に応じ
て設定する（ステップＴ１）。そして、設定した励磁の
相順に従って、励磁コイルに励磁電流を供給する。（ス
テップＴ２）。

【００６２】励磁電流の供給によって、ロータは何れか
の方向に回転を開始し、グレイコード検出手段２２は、
ロータの回転位置に応じて電気角範囲を表すグレイコー
ドを出力している。

【００６３】以下のステップＴ３からステップＴ６の工
程によって、グレイコードの変化を検出し、基準位置を
求める。

【００６４】はじめに、プロセッサ１１は、グレイコー
ド検出手段２２からのグレイコードを読み取り、ＲＡＭ
１３中のメモリ１にそのデータを格納し、駆動開始時に
おけるロータの電気角範囲を求め（ステップＴ３）、所
定のタイミイグの後ＲＡＭ１３中のメモリ２の内容をク
リアするとともに、メモリ１に格納してあったデータを
メモリ２の転送し、さらにメモリ１の内容をクリアする
（ステップＴ４）。グレイコード検出手段２２は、ロー
タの回転に従ってグレイコードの読み取りを行ない、そ
の読み取ったデータをメモリ１に格納し（ステップＴ
５）、これによって、メモリ１に最新の電気角範囲のデ
ータが格納され、メモリ２に１所定タイミング前の電気
角範囲のデータが格納する。

【００６５】次に、メモリ１とメモリ２に格納されてい
る電気角範囲のデータを比較し、電気角範囲のデータに
変化があるか否かの判定を行なう（ステップＴ６）。

【００６６】ステップＴ６における判定で、データに変
化がない場合には、今回のタイミングと前回タイミング
の電気角範囲のデータは同じであってロータは同じ電気
角範囲内にあり、グレイコードの変化はない。そこで、
ステップＴ６の判定でデータに変化が生じるまで、前記
ステップＴ３からステップＴ５の処理を繰り返す。

【００６７】ステップＴ６の判定でデータに変化がある
場合には、今回のタイミングと前回タイミングのの電気
角範囲のデータが異なり、ロータは隣接する電気角範囲
内にあることを示しており、グレイコードの変化点を通
過したことを示している。

【００６８】そこで、ステップＴ７でこの電気角範囲の
境界を基準位置とし、基準位置を原点としてインクリメ
ント信号をカウントして電気角を求め、ステップＴ８に
おいて、この求めた電気角により閉ループ制御によって
励磁制御を行なう。

【００６９】

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
アブソリュート型ロータリエンコーダを用いることな
く、適正な始動を行うことができるスイッチ式リラクタ
ンス形モータ，及びスイッチ式リラクタンス形モータの
起動方法を提供することができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の実施例をスイッチ式リラクタンス形モ
ータの駆動制御を説明するためのブロック構成図であ
る。

【図２】本発明を実施例する一実施例のスイッチ式リラ
クタンス形モータの断面図である。

【図３】本発明の励磁コイルの励磁順とロータの回転方
向との関係を説明する図である。

【図４】本発明の実施例の第１の作用についてロータの
回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図５】本発明の実施例の第１の作用についてロータの
回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図６】本発明の実施例の第１の作用についてロータの
回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図７】本発明の実施例の第１の作用についてロータの
回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図８】本発明の実施例の第１の作用についてコード信
号，基準位置，及び制御方法との関係を説明する図であ
る。

【図９】本発明の実施例の第１の作用についてコード信
号，基準位置，及び制御方法との関係を説明する図であ
る。

【図１０】本発明の実施例の第１の作用についてコード
信号，基準位置，及び制御方法との関係を説明する図で
ある。

【図１１】本発明の実施例の第１の作用についてロータ
の特定位置によりモータの基準位置を求める場合の駆動
制御を説明するフローチャートである。

【図１２】本発明の実施例の第２の作用についてロータ
の回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図１３】本発明の実施例の第２の作用についてロータ
の回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図１４】本発明の実施例の第２の作用についてロータ
の回転位置とコード信号との関係を説明する図である。

【図１５】本発明の実施例の第２の作用についてコード
信号，基準位置検出，及び制御方法との関係を説明する
図である。

【図１６】本発明の実施例の第２の作用についてコード
信号，基準位置検出，及び制御方法との関係を説明する
図である。

【図１７】本発明の実施例の第２の作用についてコード
信号，基準位置検出，及び制御方法との関係を説明する
図である。

【図１８】本発明の実施例の第２の作用についてグレイ
コードの検出による電気角範囲の切り替わり位置により
モータの基準位置を求める場合の駆動制御を説明するフ
ローチャートである。

【符号の説明】

１０駆動制御手段１１ＭＰＵ１２ＲＯＭ１３ＲＡＭ２０エンコーダ３０モータ駆動回路

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】スイッチ式リラクタンス形モータの起動
方法において、励磁コイルに励磁電流を投入した後ロー
タの基準位置までは、開ループによる励磁電流制御を行
い、ロータの基準位置からは、閉ループによる励磁電流
制御を行なうことを特徴とするスイッチ式リラクタンス
形モータの起動方法。
【請求項２】前記ロータの基準位置は、ロータに設け
た特定位置を検出することにより求めることを特徴とす
る請求項１記載のスイッチ式リラクタンス形モータの起
動方法。
【請求項３】前記ロータの基準位置は、ロータに設け
たコード信号の切り替わり位置を検出することを特徴と
する請求項１記載のスイッチ式リラクタンス形モータの
起動方法。
【請求項４】前記コード信号はグレイコードであるこ
とを特徴とする請求項１記載のスイッチ式リラクタンス
形モータの起動方法。
【請求項５】駆動制御手段を備えたスイッチ式リラク
タンス形モータにおいて、モータのロータは、インクリ
メント型ロータリエンコーダと、ロータの所定位置で信
号を出力する位置信号出力手段とを備え、前記駆動制御
手段は、前記位置信号出力手段の信号に基づいてロータ
の基準位置を検出する基準位置検出機能と、基準位置信
号，及びインクリメント信号に基づいて励磁相を制御す
る励磁相制御機能を備えることを特徴とするスイッチ式
リラクタンス形モータ。
【請求項６】前記位置信号出力手段は、ロータに設け
た特定位置を検出することを特徴とする請求項５記載の
スイッチ式リラクタンス形モータ。
【請求項７】前記位置信号出力手段は、ロータに設け
たコード信号の切り替わり位置を検出することを特徴と
する請求項５記載のスイッチ式リラクタンス形モータ。
【請求項８】前記コード信号はグレイコードであるこ
とを特徴とする請求項５記載のスイッチ式リラクタンス
形モータ。