(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
三相の電機子巻線を備える固定子（１１）と、界磁巻線及び界磁用の永久磁石の少なくとも一方を有する回転子（１２）と、を備え、前記電機子巻線は複数の巻線群（１３ａ，１３ｂ；１５ａ，１５ｂ）を有し、前記巻線群は前記巻線群ごとに設けられた実中性点（Ｍ１，Ｍ２；ＣＡ１〜ＣＡ３，ＣＢ１〜ＣＢ３）に接続されている複数のコイル（Ｌｕａ，Ｌｖａ，Ｌｗａ，Ｌｕｂ，Ｌｖｂ，Ｌｗｂ；Ｌ１ｕａ〜Ｌ１ｗａ，Ｌ１ｕｂ〜Ｌ１ｗｂ，Ｌ２ｕａ〜Ｌ２ｗａ，Ｌ２ｕｂ〜Ｌ２ｗｂ）を有し、前記界磁巻線及び前記界磁用の永久磁石は前記回転子の回転角度に対して非正弦波状の磁束特性を有する多重巻線型回転電機（１０）に適用され、前記回転角度に基づいて前記回転電機の制御を実施する回転電機の制御装置（４０）であって、
前記複数の巻線群のうち第１巻線群と、第２巻線群とは、位相差を有し、
第１仮想中性点（Ｎ１）と、その第１仮想中性点に接続された複数の抵抗体（Ｒｕａ，Ｒｖａ，Ｒｗａ；Ｒ１ｕａ，Ｒ１ｖａ，Ｒ１ｗａ）とを有し、前記第１巻線群に並列接続された第１抵抗回路（Ｒ１）と、
第２仮想中性点（Ｎ２）と、その第２仮想中性点に接続された複数の抵抗体（Ｒｕｂ，Ｒｖｂ，Ｒｗｂ；Ｒ２ｕａ，Ｒ２ｖａ，Ｒ２ｗａ）とを有し、前記第２巻線群に並列接続された第２抵抗回路（Ｒ２）と、を備え、
前記第１巻線群の前記実中性点の電圧と、前記第１抵抗回路の前記第１仮想中性点の電圧との差異を第１電圧差とするとともに、前記第２巻線群の前記実中性点の電圧と、前記第２抵抗回路の前記第２仮想中性点の電圧との差異を第２電圧差とし、
前記第１電圧差及び前記第２電圧差に基づいて、前記回転角度を検出する回転角度検出手段を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記電機子巻線は、前記複数のコイルとして、
Δ結線された三相のΔ部コイル（Ｌ１ｕａ〜Ｌ１ｗａ，Ｌ２ｕａ〜Ｌ２ｗａ）と、
前記Δ部コイル同士の接続点に接続され、前記Δ部コイルに発生する誘起電圧に応じた誘起電圧が発生する接続コイル（Ｌ１ｕｂ〜Ｌ１ｗｂ，Ｌ２ｕｂ〜Ｌ２ｗｂ）と、を有しており、
前記第１巻線群（１５ａ）の前記実中性点（ＣＡ１〜ＣＡ３）の電圧とは、前記第１巻線群を構成する前記Δ部コイル及び前記接続コイルの接続点の電圧であり、
前記第２巻線群（１５ｂ）の前記実中性点（ＣＢ１〜ＣＢ３）の電圧とは、前記第２巻線群を構成する前記Δ部コイル及び前記接続コイルの接続点の電圧であることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記第１巻線群と、前記第２巻線群とは、３０度の奇数倍の位相差を有し、
前記回転角度検出手段は、前記第１電圧差と、前記第２電圧差との比を算出し、その算出された比の逆正接を算出することで、前記回転角度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記第１巻線群と、前記第２巻線群とは、３０度の奇数倍の電気角をなし、
前記回転角度検出手段は、前記第１電圧差、及び、前記第２電圧差がそれぞれゼロクロスする場合に、前記回転角度を検出することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項５】
前記回転角度検出手段は、前記第１電圧差と、前記第２電圧差との差異がゼロクロスする場合に、前記回転角度を算出することを特徴とする請求項１又は２に記載の制御装置。
【請求項６】
三相の電機子巻線を備える固定子（１１）と、界磁巻線及び界磁用の永久磁石の少なくとも一方を有する回転子（１２）と、を備え、前記電機子巻線は複数の巻線群（１３ａ，１３ｂ）を有し、前記巻線群は前記巻線群ごとに設けられた実中性点（Ｍ１，Ｍ２）に接続されている複数のコイル（Ｌｕａ，Ｌｖａ，Ｌｗａ，Ｌｕｂ，Ｌｖｂ，Ｌｗｂ）を有し、前記界磁巻線及び前記界磁用の永久磁石は前記回転子の回転角度に対して非正弦波状の磁束特性を有する多重巻線型回転電機（１０）に適用され、前記回転角度に基づいて前記回転電機の制御を実施する回転電機の制御装置（４０）であって、
前記複数の巻線群のうち第１巻線群と、第２巻線群とは、位相差を有し、
前記第１巻線群に印加される電圧と、前記第２巻線群に印加される電圧とが等しいことを条件として、前記第１巻線群の前記実中性点（Ｍ１）の電圧と、前記第２巻線群の前記実中性点（Ｍ２）の電圧との差異に基づいて、前記回転角度を検出する回転角度検出手段を備えることを特徴とする制御装置。
【請求項７】
前記第１巻線群に印加される電圧と、前記第２巻線群に印加される電圧とが等しくなるように、前記第１巻線群及び前記第２巻線群のそれぞれに接続されたインバータ（ＩＮＶ１，ＩＮＶ２）を制御することを特徴とする請求項６に記載の制御装置。
【請求項８】
前記回転角度検出手段は、前記第１巻線群の前記実中性点の電圧と、前記第２巻線群の前記実中性点の電圧との差異がゼロクロスするタイミングに基づいて、前記回転角度を検出することを特徴とする請求項６又は７に記載の制御装置。
【請求項９】
三相の電機子巻線を備える固定子（１１）と、界磁巻線及び界磁用の永久磁石の少なくとも一方を有する回転子（１２）と、を備え、前記電機子巻線は複数の巻線群（１３ａ，１３ｂ）を有し、前記巻線群は前記巻線群ごとに設けられた実中性点（Ｍ１，Ｍ２）に接続されている複数のコイル（Ｌｕａ，Ｌｖａ，Ｌｗａ，Ｌｕｂ，Ｌｖｂ，Ｌｗｂ）を有し、前記界磁巻線及び前記界磁用の永久磁石は前記回転子の回転角度に対して非正弦波状の磁束特性を有する多重巻線型回転電機（１０）に適用され、前記回転角度に基づいて前記回転電機の制御を実施する回転電機の制御装置（４０）であって、
前記複数の巻線群のうち第１巻線群と、第２巻線群とは、位相差を有し、
前記第１巻線群の前記実中性点（Ｍ１）の電圧と、前記第２巻線群の前記実中性点（Ｍ２）の電圧との差異がゼロクロスするタイミングに基づいて、前記回転角度を検出する回転角度検出手段を備えることを特徴とする制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
同期回転電機を制御する回転電機の制御装置に関する。特に、回転子の回転角度の検出に関する。
【背景技術】
【０００２】
ブラシレスＤＣモータなどの同期回転電機における制御装置は、回転子の回転角度に基づいて、回転電機に供給される電圧を操作し、回転電機を制御する。同期回転電機の制御装置において、電機子巻線の中性点の周期的な電圧変化に基づいて、回転子の回転角度を検出する構成が知られている。例えば、特許文献１に記載の構成では、三相Ｙ結線された電機子巻線と並列に、三相Ｙ結線された抵抗回路を設けている。そして、電機子巻線の中性点の電圧と、抵抗回路の中性点の電圧との偏差に基づいて、電機子巻線に生じた誘起電圧を取得する。取得した誘起電圧に基づいて、回転子の回転角度を検出する構成としている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３４２４３０７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
近年、車両用回転電機の磁気騒音の主原因となる反作用起磁力の６次成分を相互に打ち消すように、三相巻線を位相差３０度で二重に配置した二重巻線型回転電機が用いられている。この種の多重巻線型回転電機に対し、電機子巻線の中性点の周期的な電圧変化に基づいて、回転子の回転角度を検出する構成を適用する場合に、新たな手法の提案が望まれる。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、多重巻線型回転電機に対し、電機子巻線の中性点の周期的な電圧変化に基づいて、回転子の回転角度を検出する構成を適用する場合における新たな手法の提案を主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
第１の構成は、電機子巻線を備える固定子（１１）と、界磁巻線及び界磁用の永久磁石の少なくとも一方を有する回転子（１２）と、を備え、前記電機子巻線は複数の巻線群（１３ａ，１３ｂ；１５ａ，１５ｂ）を有し、前記巻線群は前記巻線群ごとに設けられた実中性点（Ｍ１，Ｍ２）に接続されている複数のコイル（Ｌｕａ，Ｌｖａ，Ｌｗａ，Ｌｕｂ，Ｌｖｂ，Ｌｗｂ；Ｌ１ｕａ〜Ｌ１ｗａ，Ｌ１ｕｂ〜Ｌ１ｗｂ，Ｌ２ｕａ〜Ｌ２ｗａ，Ｌ２ｕｂ〜Ｌ２ｗｂ）を有し、前記界磁巻線及び前記界磁用の永久磁石は前記回転子の回転角度に対して非正弦波状の磁束特性を有する多重巻線型回転電機（１０）に適用され、前記回転角度に基づいて前記回転電機の制御を実施する回転電機の制御装置（４０）であって、前記複数の巻線群のうち第１巻線群と、第２巻線群とは、位相差を有し、前記第１巻線群の前記実中性点の電圧と、前記第２巻線群の前記実中性点の電圧と、に基づいて、前記回転角度を検出する回転角度検出手段を備えることを特徴とする。
【０００７】
電機子巻線として複数の巻線群を有する回転電機において、第１巻線群の実中性点の電圧、及び、第２巻線群の実中性点の電圧に基づいて、回転電機の回転角度を検出する。具体的には、実中性点には、巻線群を構成する複数のコイルに対する印加電圧の平均値と、巻線群を構成する複数のコイルに生じる誘起電圧の平均値との差異に相当する電圧が印加される。誘起電圧は回転子の回転角度に応じて変化するため、実中性点の電圧に基づいて回転子の回転角度を算出することが可能である。さらに、本構成では、２つの互いに異なる実中性点電圧を用いて角度検出を実施する。これにより、例えば、角度検出の精度の向上や、回転電機の回転の一周期における角度検出の機会の増加といった効果を得ることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１実施形態の電気的構成を表す図。
【図２】第１実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【図３】誘起電圧と、実中性点電圧及び仮想中性点電圧の電圧差とを表す図。
【図４】第１巻線群及び第２巻線群における実中性点電圧及び仮想中性点電圧の電圧差ΔＶ１，ΔＶ２を表す図。
【図５】第１実施形態における回転角度の実際値と検出値との対応を表す図。
【図６】第２実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【図７】第１巻線群及び第２巻線群における実中性点電圧及び仮想中性点電圧の電圧差ΔＶ１，ΔＶ２を表す図。
【図８】第２実施形態における回転角度の実際値と検出値との対応を表す図。
【図９】第３実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【図１０】電圧差ΔＶ１及び電圧差ΔＶ２の電圧差を表す図。
【図１１】第３実施形態における回転角度の実際値と検出値との対応を表す図。
【図１２】第４実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【図１３】第１巻線群における実中性点電圧ＶＭ１と、第２巻線群における実中性点電圧ＶＭ２との電圧差を表す図。
【図１４】第５実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【図１５】第６実施形態における回転角度の取得方法を表すモデル図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機としてエンジンを備える車両に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、モータ１０は、多相多重巻線を有する回転電機であり、具体的には、三相２重巻線を有する同期モータである。本実施形態では、モータ１０として、スタータ及びオルタネータ（発電機）の機能を統合したＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を想定している。特に本実施形態では、エンジン２０の初回の始動に加えて、所定の自動停止条件が成立する場合にエンジン２０を自動停止させ、その後、所定の再始動条件が成立する場合にエンジン２０を自動的に再始動させるアイドリングストップ機能を実行する場合にも、モータ１０がスタータとして機能する。
【００１１】
モータ１０を構成するロータ１１（回転子）は、界磁用の永久磁石１４を備え、また、エンジン２０のクランク軸２０ａと動力伝達が可能とされている。本実施形態において、ロータ１１は、ベルト２１を介してクランク軸２０ａに連結（より具体的には直結）されている。
【００１２】
ロータ１１に設けられている界磁用の永久磁石１４は、ロータ１１の回転角度θに対して非正弦波状の磁束特性を有する。具体的には、永久磁石１４は、台形波着磁されている。また、永久磁石１４はロータ１１の表面に設けられており、モータ１０は、ＳＰＭＳＭ（Surface Permanent Magnet Synchronous Motor）である。なお、説明の簡略化のために、界磁用の永久磁石１４を２極として表しているが、これを変更して、４極や６極としてもよい。
【００１３】
モータ１０のステータ１２（固定子）には、２つの電機子巻線群（以下、第１巻線群１３ａ、第２巻線群１３ｂ）が巻回されている。第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとで電機子巻線を構成している。第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂとが３０度の位相差を有する。巻線群１３ａ，１３ｂに対して、ロータ１１が共通とされている。第１巻線群１３ａ及び第２巻線群１３ｂのそれぞれは、異なる中性点を有する三相巻線からなる。なお、本実施形態では、第１巻線群１３ａを構成する巻線のそれぞれのターン数Ｔ１と、第２巻線群１３ｂを構成する巻線のターン数Ｔ２とを等しく設定している。
【００１４】
モータ１０には、第１巻線群１３ａ及び第２巻線群１３ｂのそれぞれに対応した２つのインバータ（以下、第１インバータＩＮＶ１、第２インバータＩＮＶ２）が電気的に接続されている。詳しくは、第１巻線群１３ａには、第１インバータＩＮＶ１が接続され、第２巻線群１３ｂには、第２インバータＩＮＶ２が接続されている。第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２のそれぞれには、共通の直流電源である高圧バッテリ２２が並列接続されている。高圧バッテリ２２には、昇圧型ＤＣＤＣコンバータ２３によって昇圧された低圧バッテリ２４の出力電圧が印加可能とされている。低圧バッテリ２４（例えば、鉛蓄電池）の出力電圧は、高圧バッテリ２２（例えば、リチウムイオン蓄電池）の出力電圧よりも低く設定されている。
【００１５】
第１インバータＩＮＶ１は、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相高電圧側スイッチＳＵｐ１，ＳＶｐ１，ＳＷｐ１と、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相低電圧側スイッチＳＵｎ１，ＳＶｎ１，ＳＷｎ１との直列接続体を３組備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相における上記直列接続体の接続点は、第１巻線群１３ａのＵ，Ｖ，Ｗ相の端子に接続されている。本実施形態では、各スイッチＳＵｐ１〜ＳＷｎ１として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。そして、各スイッチＳＵｐ１〜ＳＷｎ１にはそれぞれ、ダイオードＤＵｐ１〜ＤＷｎ１が逆並列に接続されている。なお、各ダイオードＤＵｐ１〜ＤＷｎ１は、各スイッチＳＵｐ１〜ＳＷｎ１のボディーダイオードであってもよい。また、各スイッチＳＵｐ１〜ＳＷｎ１としては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。
【００１６】
第２インバータＩＮＶ２は、第１インバータＩＮＶ１と同様に、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相高電圧側スイッチＳＵｐ２，ＳＶｐ２，ＳＷｐ２と、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相低電圧側スイッチＳＵｎ２，ＳＶｎ２，ＳＷｎ２との直列接続体を３組備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相における上記直列接続体の接続点は、第２巻線群１３ｂのＵ，Ｖ，Ｗ相の端子に接続されている。本実施形態では、各スイッチＳＵｐ２〜ＳＷｎ２として、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。そして、各スイッチＳＵｐ２〜ＳＷｎ２にはそれぞれ、ダイオードＤＵｐ２〜ＤＷｎ２が逆並列に接続されている。なお、各ダイオードＤＵｐ２〜ＤＷｎ２は、各スイッチＳＵｐ２〜ＳＷｎ２のボディーダイオードであってもよい。また、各スイッチＳＵｐ２〜ＳＷｎ２しては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。
【００１７】
インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の高電圧側の端子（各高電圧側スイッチのドレイン側の端子）には、高圧バッテリ２２の正極端子が接続されている。低電圧側の端子（各低電圧側スイッチのソース側の端子）には、高圧バッテリ２２の負極端子が接続されている。
【００１８】
本実施形態にかかる制御システムは、電圧センサ３１、及び、相電流検出部３２を備えている。電圧センサ３１は、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２の電源電圧を検出する。相電流検出部３２は、第１巻線群１３ａの各相電流（固定座標系における第１巻線群１３ａに流れる電流）と、第２巻線群１３ｂの各相電流を検出する。また、相電流検出部３３としては、例えば、カレントトランスや抵抗器を備えるものを用いることができる。
【００１９】
上記各種センサの検出値は、制御装置４０に取り込まれる。制御装置４０は、中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備え、メモリに格納されたプログラムをＣＰＵにて実行するソフトウェア処理手段である。制御装置４０は、モータ１０の制御量をその指令値に制御すべく、これら各種センサの検出値に基づき、第１インバータＩＮＶ１及び第２インバータＩＮＶ２を操作する操作信号を生成して出力する。ここで、力行時におけるモータ１０の制御量は、クランク軸２０ａに出力される出力トルクＴであり、その指令値は、トルク指令値Ｔ＊である。
【００２０】
さらに、本実施形態の制御装置４０は、「回転角度検出手段」として、第１巻線群１３ａの中性点の電圧、及び、第２巻線群１３ｂの中性点の電圧に基づいて、ロータ１１の回転角度θを取得する。そして、電圧センサ３１及び相電流検出部３２による検出値に加え、回転角度θに基づいて、モータ１０のベクトル制御を実施する。
【００２１】
図２に、制御装置４０による回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。
【００２２】
第１巻線群１３ａは、中性点Ｍ１（実中性点）に対し、コイルＬｕａ，Ｌｖａ，Ｌｗａが三相Ｙ結線されて構成されている。また、第２巻線群１３ｂは、中性点Ｍ２（実中性点）に対し、コイルＬｕｂ，Ｌｖｂ，Ｌｗｂが三相Ｙ結線されて構成されている。第１巻線群１３ａの実中性点Ｍ１と、第２巻線群１３ｂの実中性点Ｍ２とは、絶縁されている。
【００２３】
本実施形態では、第１巻線群１３ａと第１インバータＩＮＶ１との間に第１抵抗回路Ｒ１を設け、第２巻線群１３ｂと第２インバータＩＮＶ２との間に第２抵抗回路Ｒ２を設ける構成とする。抵抗回路Ｒ１は、第１仮想中性点Ｎ１と、その第１仮想中性点Ｎ１に接続された複数の抵抗体Ｒｕａ，Ｒｖａ，Ｒｗａとを備え、第１巻線群１３ａと並列接続されている。より具体的には、抵抗体Ｒｕａ，Ｒｖａ，Ｒｗａが三相Ｙ結線されることで構成されている。
【００２４】
同様に、抵抗回路Ｒ２は、第２仮想中性点Ｎ２と、その第２仮想中性点Ｎ２に接続された複数の抵抗体Ｒｕｂ，Ｒｖｂ，Ｒｗｂとを備え、第２巻線群１３ｂと並列接続されている。より具体的には、抵抗体Ｒｕｂ，Ｒｖｂ，Ｒｗｂが三相Ｙ結線されることで構成されている。
【００２５】
ここで、インバータＩＮＶ１と接続されている第１巻線群１３ａのＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子のそれぞれの端子電圧をＶＵ１，ＶＶ１，ＶＷ１とする。第１巻線群１３ａのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの誘起電圧をＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１とする。第１巻線群１３ａの実中性点Ｍ１の電圧をＶＭ１、第１抵抗回路Ｒ１の仮想中性点Ｎ１の電圧をＶＮ１とすると、中性点電圧ＶＭ１，ＶＮ１はそれぞれ、
ＶＭ１＝（１／３）（ＶＵ１−ＥＵ１＋ＶＶ１−ＥＶ１＋ＶＷ１−ＥＷ１）
ＶＮ１＝（１／３）（ＶＵ１＋ＶＶ１＋ＶＷ１）
となる。
つまり、中性点電圧ＶＮ１，ＶＭ１の電圧差ΔＶ１（第１電圧差）は、
ΔＶ１＝ＶＮ１−ＶＭ１＝（１／３）（ＥＵ１＋ＥＶ１＋ＥＷ１）
となる。
【００２６】
同様に、インバータＩＮＶ２と接続されている第２巻線群１３ｂのＵ相端子、Ｖ相端子、Ｗ相端子のそれぞれの端子電圧をＶＵ２，ＶＶ２，ＶＷ２とする。第２巻線群１３ｂのＵ相コイル、Ｖ相コイル、Ｗ相コイルのそれぞれの誘起電圧をＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２とする。第２巻線群１３ｂの実中性点Ｍ２の電圧をＶＭ２、第２抵抗回路Ｒ２の仮想中性点Ｎ２の電圧をＶＮ２とすると、中性点電圧ＶＭ２，ＶＮ２はそれぞれ、
ＶＭ２＝（１／３）（ＶＵ２−ＥＵ２＋ＶＶ２−ＥＶ２＋ＶＷ２−ＥＷ２）
ＶＮ２＝（１／３）（ＶＵ２＋ＶＶ２＋ＶＷ２）
となる。
つまり、中性点電圧ＶＮ２，ＶＭ２の電圧差ΔＶ２（第２電圧差）は、
ΔＶ２＝ＶＮ２−ＶＭ２＝（１／３）（ＥＵ２＋ＥＶ２＋ＥＷ２）
となる。
【００２７】
第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂとが３０度の位相差を有する結果、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１の６次成分（及び６ｎ次成分。ｎは２以上の自然数）と、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２の６次成分（及び６ｎ次成分）と、が打ち消しあう。このため、電圧差ΔＶ１，ΔＶ２として、誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１，ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２の３次成分が主に出力され、図３に示すように、電圧差ΔＶ１，ΔＶ２は、略台形波状の誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１，ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２に対し、３倍の周波数を有する略正弦波となる。
【００２８】
ここで、第１巻線群１３ａにおける誘起電圧ＥＵ１，ＥＵ１，ＥＷ１と、第２巻線群１３ｂにおける誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２とは、第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂと等しい位相差、即ち、３０度（電気角）の位相差を有する。電圧差ΔＶ１，ΔＶ２は、それぞれ基本波の３倍の基本周波数を有するため、図４に示すように、電圧差ΔＶ１と電圧差ΔＶ２との位相差は９０度となる。
【００２９】
つまり、電圧差ΔＶ１を、
ΔＶ１＝Ａｍｐ・ｓｉｎ３θ
として表すと、電圧差ΔＶ２は、
ΔＶ２＝Ａｍｐ・ｓｉｎ３（θ＋３０°）＝Ａｍｐ・ｓｉｎ（３θ＋９０°）＝Ａｍｐ・ｃｏｓ３θ
として表すことができる。なお、Ａｍｐは電圧差ΔＶ１，ΔＶ２の振幅である。つまり、電圧差ΔＶ１と電圧差ΔＶ２との比ΔＶ１／ΔＶ２は、
ΔＶ１／ΔＶ２＝ｓｉｎ３θ／ｃｏｓ３θ＝ｔａｎ３θ
となる。つまり、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２の逆正接を算出することで、連続値として３θを取得することができる。図５に、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２に基づいて算出される角度３θと、回転角度θの実際値（真値）θｒとを示す。
【００３０】
本実施形態の回転角度取得手段としての制御装置４０は、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２の逆正接（アークタンジェント）を算出する手段である逆正接算出部４１を備えている（図２）。逆正接算出部４１は、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２を算出し、その算出された比の逆正接を算出することで回転角度θを算出する。
ａｔａｎ（ΔＶ１／ΔＶ２）＝３θ
さらに、本実施形態では、制御装置４０の除算部４２が、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２の逆正接を１／３倍することで、回転角度θを取得する。
【００３１】
なお、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２及びモータ１０における接地電圧と、制御装置４０における接地電圧とは異なる。そこで、差動増幅回路（図示略）を介して、実中性点電圧ＶＭ１，ＶＭ２、及び、仮想中性点電圧ＶＮ１，ＶＮ２を制御装置４０に入力する。差動増幅回路の接地電圧と、制御装置４０の接地電圧とを共通とすることで、制御装置４０は、電圧差ΔＶ１，ΔＶ２をそれぞれ取得する。
【００３２】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００３３】
電機子巻線が三相巻線である構成の場合、電機子巻線には、正弦波状の誘起電圧の３次成分が発生する。そこで、誘起電圧の３次成分が発生しない仮想中性点Ｎ１，Ｎ２（抵抗回路の中性点）の電圧ＶＮ１，ＶＮ２と、巻線群１３ａ，１３ｂの実中性点Ｍ１，Ｍ２の電圧ＶＭ１，ＶＭ２との差異ΔＶ１，ΔＶ２を検出し、その検出値に基づいて、回転角度θを検出する構成とした。
【００３４】
第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂとが３０度の位相差を有する場合、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分（３θ）と、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分（３（θ＋３０°））は、９０度（３（θ＋３０°）−３θ＝９０°）の位相差を有する。そこで、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分と第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分の比を算出し、その算出結果の比の逆正接を算出することで、回転角度（回転角度θの３倍の値）を得ることができる。このように、本実施形態の構成によれば、６０度毎に回転角度θを取得する従来構成（特許第３４２４３０７号公報）と異なり、回転角度θを連続値として取得することが可能になる。回転角度θを連続値として取得することで、モータ１０に対する負荷が急激に変動した場合に生じる誤差を抑制し、電力効率の低下や振動騒音の悪化を抑制することが可能となる。
【００３５】
（第２実施形態）
図６に第２実施形態の制御装置４０aによる回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。なお、第２実施形態における電気的構成は図１に示した第１実施形態における電気的構成と共通である。本実施形態の「回転角度検出手段」としての制御装置４０ａは、電圧差ΔＶ１及び電圧差ΔＶ２がそれぞれゼロクロスする場合に、回転角度θの検出を実施する。
【００３６】
具体的には、本実施形態の構成は、第１巻線群１３ａの中性点電圧ＶＭ１と、第１抵抗回路Ｒ１の中性点電圧ＶＮ１が入力されるコンパレータＣｍｐ１を備えている。中性点電圧ＶＭ１が中性点電圧ＶＮ１より大きい場合、コンパレータＣｍｐ１からハイ状態の信号が、中性点電圧ＶＭ１が中性点電圧ＶＮ１より小さい場合、コンパレータＣｍｐ１からロー状態の信号が出力される。
【００３７】
また、本実施形態の構成は、第２巻線群１３ｂの中性点電圧ＶＮ２と、第２抵抗回路Ｒ２の中性点電圧ＶＭ２が入力されるコンパレータＣｍｐ２を備えている。これにより、中性点電圧ＶＮ２が中性点電圧ＶＭ２より大きい場合、コンパレータＣｍｐ２からハイ状態の信号が、中性点電圧ＶＮ２が中性点電圧ＶＭ２より小さい場合、コンパレータＣｍｐ２からロー状態の信号が入力される。
【００３８】
制御装置４０ａのゼロクロス検出部４３は、コンパレータＣｍｐ１，Ｃｍｐ２の出力信号に基づいて、電圧差ΔＶ１，ΔＶ２がそれぞれゼロクロスする時刻を取得する。即ち、ゼロクロス検出部４３は、コンパレータＣｍｐ１，Ｃｍｐ２の出力信号が、ハイからローに変化する時刻、及び、ローからハイに変化する時刻に基づいて、角度取得を行う。
【００３９】
図７に示すように、電圧差ΔＶ１及び電圧差ΔＶ２は、９０度の位相差を有するとともに、６０度毎にゼロクロスする。つまり、電圧差ΔＶ１及び電圧差ΔＶ２は、そのいずれか一方が３０度毎にゼロクロスする。そこで、制御装置４０ａは、図８に示すように、コンパレータＣｍｐ１，Ｃｍｐ２の出力信号の状態が変化する毎に、回転角度θの値を３０度ずつ増加させて、回転角度θの値を更新する。
【００４０】
各相の誘起電圧の３次成分は、電気角１２０度を１周期とし、その１周期において、２回ゼロクロスする。つまり、誘起電圧の３次成分がゼロクロスするタイミングに基づいて、６０度毎に離散値として回転角度θを検出することができる。ここで、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分と、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分とは、９０度の位相差を有する。このため、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分に基づいて、回転角度θが０度、６０度、１２０度、１８０度、２４０度、３００度であることを検出可能であり、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分に基づいて、回転角度θが３０度、９０度、１５０度、２１０度、２７０度、３３０度であることを検出可能である。つまり、３０度毎に回転角度θを検出することが可能となる。
【００４１】
（第３実施形態）
図９に第３実施形態の制御装置４０ｂによる回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。なお、第３実施形態における電気的構成は図１に示した第１実施形態における電気的構成と共通である。本実施形態の「回転角度検出手段」としての制御装置４０ｂは、電圧差ΔＶ１及び電圧差ΔＶ２との差異がゼロクロスする場合に、回転角度θの検出を実施する。
【００４２】
具体的には、本実施形態の構成は、電圧差ΔＶ１と、電圧差ΔＶ２とが入力されるコンパレータＣｍｐ３を備えている。電圧差ΔＶ１が電圧差ΔＶ２より大きい場合、コンパレータＣｍｐ３からハイ状態の信号が、電圧差ΔＶ１が電圧差ΔＶ２より小さい場合、コンパレータＣｍｐ３からロー状態の信号が出力される。
【００４３】
制御装置４０ｂのゼロクロス検出部４４は、コンパレータＣｍｐ３の出力信号に基づいて、電圧差ΔＶ１と電圧差ΔＶ２との差異がそれぞれゼロクロスする時刻を取得する。即ち、ゼロクロス検出部４４は、コンパレータＣｍｐ３の出力信号が、ハイからローに変化する時刻、及び、ローからハイに変化する時刻に基づいて、角度取得を行う。
【００４４】
図１０に示すように、電圧差ΔＶ１と電圧差ΔＶ２との差異は、６０度毎にゼロクロスする。そこで、制御装置４０ｂは、図１１に示すように、コンパレータＣｍｐ３の出力信号の状態が変化する毎に、回転角度θの値を６０度ずつ増加させて、回転角度θの値を更新する。
【００４５】
本実施形態の構成によれば、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分、及び、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分に生じるオフセット誤差の影響を打ち消すことができ、回転角度θの検出精度を向上させることができる。また、第２実施形態の構成と比べて、コンパレータの数を低減することができ、装置に用いる部品数を低減することができる。
【００４６】
（第４実施形態）
図１２に第４実施形態の制御装置４０ｃによる回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。なお、第４実施形態における電気的構成は図１に示した第１実施形態における電気的構成と共通である。本実施形態の「回転角度検出手段」としての制御装置４０ｃは、第１巻線群１３ａの実中性点Ｍ１の電圧ＶＭ１と、第２巻線群１３ｂの実中性点Ｍ２の電圧ＶＭ２との差異（ＶＭ１−ＶＭ２）に基づいて、回転角度θを検出する。
【００４７】
具体的には、本実施形態の構成では、電圧ＶＭ１と、電圧ＶＭ２とが入力されるコンパレータＣｍｐ４を備えている。電圧ＶＭ１が電圧ＶＭ２より大きい場合、コンパレータＣｍｐ４からハイ状態の信号が、電圧ＶＭ１が電圧ＶＭ２より小さい場合、コンパレータＣｍｐ４からロー状態の信号が出力される。
【００４８】
制御装置４０ｃのゼロクロス検出部４５は、コンパレータＣｍｐ４の出力信号に基づいて、電圧ＶＭ１と電圧ＶＭ２との差異がそれぞれゼロクロスする時刻を取得する。ゼロクロス検出部４５は、コンパレータＣｍｐ４の出力信号が、ハイからローに変化する時刻、及び、ローからハイに変化する時刻に基づいて、角度取得を行う。
【００４９】
図１３に示すように、電圧ＶＭ１と電圧ＶＭ２との差異は、６０度毎にゼロクロスする。そこで、制御装置４０ｃは、図１１と同様に、コンパレータＣｍｐ４の出力信号の状態が変化する毎に、回転角度θの値を６０度ずつ増加させて、回転角度θの値を更新する。
【００５０】
また、第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂとの間には３０度の位相差が存在する。このため、第１巻線群１３ａに電圧を印加するインバータＩＮＶ１の出力電圧と、第２巻線群１３ｂに電圧を印加するインバータＩＮＶ２の出力電圧との間にも３０度の位相差が存在することになる。ここで、インバータＩＮＶ１におけるスイッチＳＷの駆動パターンと、インバータＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンとは、それぞれ回転角度θが６０度変化する度に切り替えられる。つまり、回転角度θが６０度変化する期間のうち、半分はインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンが一致し、残りの半分はインバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンが異なることになる。
【００５１】
そこで、図１３に示すように、制御装置４０ｃのスイッチパターン判定部４６は、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンが一致し、第１巻線群１３ａに印加される電圧と、第２巻線群１３ｂに印加される電圧とが等しいことを判定する。そして、ゼロクロス検出部４５は、スイッチパターン判定部４６によって、スイッチパターンが一致していると判定されたことを条件として、回転角度θを検出する。換言すると、制御装置４０ｃは、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンが異なり、第１巻線群１３ａに印加される電圧と、第２巻線群１３ｂに印加される電圧とが異なることを条件として、回転角度θの検出を禁止する。
【００５２】
以下、本実施形態の効果を述べる。
【００５３】
本実施形態の構成によれば、第１〜第３の実施形態の構成や従来技術の構成と異なり、抵抗回路を省略することができ、装置の体格の増加を抑制することができる。
【００５４】
第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとの間には３０度の位相差が存在する。このため、第１巻線群１３ａと第２巻線群１３ｂとに印加される電圧の間にも３０度の位相差が存在することになる。つまり、電圧ベクトル制御を実施する場合、第１巻線群１３ａに印加される電圧と第２巻線群１３ｂに印加される電圧とが、一致する期間と不一致になる期間とが３０度周期で繰り返されることになる。そこで、印加電圧が一致する期間において、誘起電圧に基づく回転角度の検出を実施する構成とすることで、回転角度θの検出の精度悪化を抑制することができる。
【００５５】
（第５実施形態）
図１４に第５実施形態の制御装置４０による回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。
【００５６】
本実施形態では、第１巻線群１５ａ及び第２巻線群１５ｂとして、Δ−Ｙ結線されたものを用いている。また本実施形態では、第１巻線群１５ａと第２巻線群１５ｂとが３０度の位相差を有する。
【００５７】
第１巻線群１５ａは、Δ結線された第１のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ１ｕａ，Ｌ１ｖａ，Ｌ１ｗａを備えている。第１巻線群１５ａは、さらに、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ１ｕｂ，Ｌ１ｖｂ，Ｌ１ｗｂを備えている。
【００５８】
第１のＵ相Δ部コイルＬ１ｕａ及び第１のＶ相Δ部コイルＬ１ｖａの接続点には、第１のＵ相接続コイルＬ１ｕｂの第１端が接続されている。このため、第１のＵ相Δ部コイルＬ１ｕａ、第１のＶ相Δ部コイルＬ１ｖａ及び第１のＵ相接続コイルＬ１ｕｂは、第１巻線群１５ａにおける第１実中性点ＣＡ１に対し、Ｙ結線されている。なお、第１のＵ相接続コイルＬ１ｕｂの第２端には、第１のＵ相高電圧側スイッチＳＵｐ１及び第１のＵ相低電圧側スイッチＳＵｎ１の接続点が接続されている。
【００５９】
第１のＶ相Δ部コイルＬ１ｖａ及び第１のＷ相Δ部コイルＬ１ｗａの接続点には、第１のＶ相接続コイルＬ１ｖｂの第１端が接続されている。このため、第１のＶ相Δ部コイルＬ１ｖａ、第１のＷ相Δ部コイルＬ１ｗａ及び第１のＶ相接続コイルＬ１ｖｂは、第１巻線群１５ａにおける第２実中性点ＣＡ２に対し、Ｙ結線されている。なお、第１のＶ相接続コイルＬ１ｖｂの第２端には、第１のＶ相高電圧側スイッチＳＶｐ１及び第１のＶ相低電圧側スイッチＳＶｎ１の接続点が接続されている。
【００６０】
第１のＵ相Δ部コイルＬ１ｕａ及び第１のＷ相Δ部コイルＬ１ｗａの接続点には、第１のＷ相接続コイルＬ１ｗｂの第１端が接続されている。このため、第１のＵ相Δ部コイルＬ１ｕａ、第１のＷ相Δ部コイルＬ１ｗａ及び第１のＷ相Δ部コイルＬ１ｗｂは、第１巻線群１５ａにおける第３実中性点ＣＡ３に対し、Ｙ結線されている。なお、第１のＷ相接続コイルＬ１ｗｂの第２端には、第１のＷ相高電圧側スイッチＳＷｐ１及び第１のＷ相低電圧側スイッチＳＷｎ１の接続点が接続されている。
【００６１】
一方、第２巻線群１５ｂは、Δ結線された第２のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ２ｕａ，Ｌ２ｖａ，Ｌ２ｗａを備えている。第２巻線群１５ｂは、さらに、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ２ｕｂ，Ｌ２ｖｂ，Ｌ２ｗｂを備えている。
【００６２】
第２のＵ相Δ部コイルＬ２ｕａ及び第２のＶ相Δ部コイルＬ２ｖａの接続点には、第２のＵ相接続コイルＬ２ｕｂの第１端が接続されている。このため、第２のＵ相Δ部コイルＬ２ｕａ、第２のＶ相Δ部コイルＬ２ｖａ及び第２のＵ相接続コイルＬ２ｕｂは、第２巻線群１５ｂにおける第１実中性点ＣＢ１に対し、Ｙ結線されている。なお、第２のＵ相接続コイルＬ２ｕｂの第２端には、第２のＵ相高電圧側スイッチＳＵｐ２及び第２のＵ相低電圧側スイッチＳＵｎ２の接続点が接続されている。
【００６３】
第２のＶ相Δ部コイルＬ２ｖａ及び第２のＷ相Δ部コイルＬ２ｗａの接続点には、第２のＶ相接続コイルＬ２ｖｂの第１端が接続されている。このため、第２のＶ相Δ部コイルＬ２ｖａ、第２のＷ相Δ部コイルＬ２ｗａ及び第２のＶ相接続コイルＬ２ｖｂは、第２巻線群１５ｂにおける第２実中性点ＣＢ２に対し、Ｙ結線されている。なお、第２のＶ相接続コイルＬ２ｖｂの第２端には、第２のＶ相高電圧側スイッチＳＶｐ２及び第２のＶ相低電圧側スイッチＳＶｎ２の接続点が接続されている。
【００６４】
第２のＵ相Δ部コイルＬ２ｕａ及び第２のＷ相Δ部コイルＬ２ｗａの接続点には、第２のＷ相接続コイルＬ２ｗｂの第１端が接続されている。このため、第２のＵ相Δ部コイルＬ２ｕａ、第２のＷ相Δ部コイルＬ２ｗａ及び第２のＷ相接続コイルＬ２ｗｂは、第２巻線群１５ｂにおける第３実中性点ＣＢ３に対し、Ｙ結線されている。なお、第２のＷ相接続コイルＬ２ｗｂの第２端には、第２のＷ相高電圧側スイッチＳＷｐ２及び第２のＷ相低電圧側スイッチＳＷｎ２の接続点が接続されている。
【００６５】
なお、本実施形態では、第１巻線群１５ａを構成する各Δ部コイルＬ１ｕａ，Ｌ１ｖａ，Ｌ１ｗａのターン数と、第２巻線群１５ｂを構成する各Δ部コイルＬ２ｕａ，Ｌ２ｖａ，Ｌ２ｗａのターン数とを等しく設定している。
【００６６】
本実施形態では、第１抵抗回路Ｒ１を構成する抵抗体の符号をＲ１ｕａ，Ｒ１ｖａ，Ｒ１ｗａとしている。また、第２抵抗回路Ｒ２を構成する抵抗体の符号をＲ２ｕａ，Ｒ２ｖａ，Ｒ２ｗａとしている。
【００６７】
本実施形態では、第１巻線群１５ａに対応して第１モータ抵抗回路Ｒｍ１が設けられている。第１モータ抵抗回路Ｒｍ１は、三相Ｙ結線された第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ１ｕｂ，Ｒ１ｖｂ，Ｒ１ｗｂを備えている。詳しくは、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ１ｕｂ，Ｒ１ｖｂ，Ｒ１ｗｂの第１端は、仮想中性点としての第１モータ中性点Ｎｍ１で接続されている。第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ１ｕｂ，Ｒ１ｖｂ，Ｒ１ｗｂの第２端には、第１，第２，第３中性点ＣＡ１，ＣＡ２，ＣＡ３が接続されている。
【００６８】
本実施形態では、第２巻線群１５ａに対応して第２モータ抵抗回路Ｒｍ２が設けられている。第２モータ抵抗回路Ｒｍ２は、三相Ｙ結線された第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ２ｕｂ，Ｒ２ｖｂ，Ｒ２ｗｂを備えている。詳しくは、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ２ｕｂ，Ｒ２ｖｂ，Ｒ２ｗｂの第１端は、仮想中性点としての第２モータ中性点Ｎｍ２で接続されている。第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ２ｕｂ，Ｒ２ｖｂ，Ｒ２ｗｂの第２端には、第１，第２，第３中性点ＣＢ１，ＣＢ２，ＣＢ３が接続されている。
【００６９】
ここで、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ１ｕｂ，Ｌ１ｖｂ，Ｌ１ｗｂの第２端の電圧をＶＵ１，ＶＶ１，ＶＷ１とする。また、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ１ｕａ，Ｌ１ｖａ，Ｌ１ｗａの誘起電圧をＥＵＴ１，ＥＶＴ１，ＥＷＴ１とし、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ１ｕｂ，Ｌ１ｖｂ，Ｌ１ｗｂの誘起電圧をＥＵＰ１，ＥＶＰ１，ＥＷＰ１とする。本実施形態では、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ１ｕａ，Ｌ１ｖａ，Ｌ１ｗａの誘起電圧ＥＵＴ１，ＥＶＴ１，ＥＷＴ１と、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ１ｕｂ，Ｌ１ｖｂ，Ｌ１ｗｂの誘起電圧ＥＵＰ１，ＥＶＰ１，ＥＷＰ１とが以下のように表される。
ＥＵＴ１＝α・ＥＵ１
ＥＶＴ１＝α・ＥＶ１
ＥＷＴ１＝α・ＥＷ１
ＥＵＰ１＝（１−α）・ＥＵ１
ＥＶＰ１＝（１−α）・ＥＶ１
ＥＷＰ１＝（１−α）・ＥＷ１
各電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１は、略台形波状の誘起電圧である。第１のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ１ｕｂ，Ｌ１ｖｂ，Ｌ１ｗｂには、、第１のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ１ｕａ，Ｌ１ｖａ，Ｌ１ｗａに発生する誘起電圧に応じた誘起電圧が発生する。ここで係数αは、Δ部コイルのターン数Ｎｔｍと、接続コイルのターン数Ｎｔｓとを用いて以下のように表される。
α＝Ｎｔｓ／（Ｎｔｍ＋Ｎｔｓ）
また、第１Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ１ｕｂ，Ｒ１ｖｂ，Ｒ１ｗｂにおける電位差をＶｕａ，Ｖｖａ、Ｖｗａとする。ここで、第１モータ中性点Ｎｍ１の電圧ＶＣ１，第１抵抗回路Ｒ１の仮想中性点Ｎ１の電圧ＶＮ１は、
ＶＣ１＝（１／３）［ＶＵ１−Ｖｕａ−（１−α）ＥＵ１
＋ＶＶ１−Ｖｖａ−（１−α）ＥＶ１
＋ＶＷ１−Ｖｗａ−（１−α）ＥＷ１］
ＶＮ１＝（１／３）（ＶＵ１＋ＶＶ１＋ＶＷ１）
となる。上記電圧ＶＣ１において、例えばＵ相についての「ＶＵ１−Ｖｕａ−（１−α）ＥＵ１」は、第１モータ中性点Ｎｍ１から、第１Ｕ相抵抗体Ｒ１ｕｂ及び第１実中性点ＣＡ１を介して第１のＵ相接続コイルＬ１ｕｂの第２端までの電位差を示す。
【００７０】
第１モータ中性点Ｎｍ１と、第１抵抗回路Ｒ１の仮想中性点Ｎ１の電圧ＶＮ１との電位差は、
ΔＶ１＝ＶＮ１−ＶＣ１＝（１／３）（１−α）
×［（ＥＵ１＋ＥＶ１＋ＥＷ１）＋（Ｖｕａ＋Ｖｖａ＋Ｖｗａ）］
＝（１／３）（１−α）（ＥＵ１＋ＥＶ１＋ＥＷ１）
となる。ここでは、「Ｖｕａ＋Ｖｖａ＋Ｖｗａ＝０」の関係を用いた。
【００７１】
同様に、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ２ｕｂ，Ｌ２ｖｂ，Ｌ２ｗｂの第２端の電圧をＶＵ２，ＶＶ２，ＶＷ２とする。また、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ２ｕａ，Ｌ２ｖａ，Ｌ２ｗａの誘起電圧をＥＵＴ２，ＥＶＴ２，ＥＷＴ２とし、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ２ｕｂ，Ｌ２ｖｂ，Ｌ２ｗｂの誘起電圧をＥＵＰ２，ＥＶＰ２，ＥＷＰ２とする。本実施形態では、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ２ｕａ，Ｌ２ｖａ，Ｌ２ｗａの誘起電圧ＥＵＴ２，ＥＶＴ２，ＥＷＴ２と、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ２ｕｂ，Ｌ２ｖｂ，Ｌ２ｗｂの誘起電圧ＥＵＰ２，ＥＶＰ２，ＥＷＰ２とが以下のように表される。
ＥＵＴ２＝α・ＥＵ２
ＥＶＴ２＝α・ＥＶ２
ＥＷＴ２＝α・ＥＷ２
ＥＵＰ２＝（１−α）・ＥＵ２
ＥＶＰ２＝（１−α）・ＥＶ２
ＥＷＰ２＝（１−α）・ＥＷ２
各電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２は、略台形波状の誘起電圧である。第２のＵ，Ｖ，Ｗ相接続コイルＬ２ｕｂ，Ｌ２ｖｂ，Ｌ２ｗｂには、、第２のＵ，Ｖ，Ｗ相Δ部コイルＬ２ｕａ，Ｌ２ｖａ，Ｌ２ｗａに発生する誘起電圧に応じた誘起電圧が発生する。
【００７２】
また、第２Ｕ，Ｖ，Ｗ相抵抗体Ｒ２ｕｂ，Ｒ２ｖｂ，Ｒ２ｗｂにおける電位差をＶｕｂ，Ｖｖｂ、Ｖｗｂとする。ここで、第２モータ中性点Ｎｍ２の電圧ＶＣ２，第２抵抗回路Ｒ２の仮想中性点Ｎ２の電圧ＶＮ２は、
ＶＣ２＝（１／３）［ＶＵ２−Ｖｕｂ−（１−α）ＥＵ２
＋ＶＶ２−Ｖｖｂ−（１−α）ＥＶ２
＋ＶＷ２−Ｖｗｂ−（１−α）ＥＷ２］
ＶＮ２＝（１／３）（ＶＵ２＋ＶＶ２＋ＶＷ２）
となる。このため、第２モータ中性点Ｎｍ２と、第２抵抗回路Ｒ２の仮想中性点Ｎ２の電圧ＶＮ２との電位差は、
ΔＶ２＝ＶＮ２−ＶＣ２＝（１／３）（１−α）
×［（ＥＵ２＋ＥＶ２＋ＥＷ２）＋（Ｖｕｂ＋Ｖｖｂ＋Ｖｗｂ）］
＝（１／３）（１−α）（ＥＵ２＋ＥＶ２＋ＥＷ２）
となる。ここでは、「Ｖｕｂ＋Ｖｖｂ＋Ｖｗｂ＝０」の関係を用いた。
【００７３】
ここで、電位差ΔＶ１における各誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１の和について、３相の平衡関係が維持される３ｎ次成分以外の和はゼロとなる。このため、電位差ΔＶ１として、上記第１実施形態と同様に、誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１の３次成分が主に出力され、電圧差ΔＶ１は、略台形波状の誘起電圧ＥＵ１，ＥＶ１，ＥＷ１に対し、３倍の周波数を有する略正弦波となる。
【００７４】
同様に、電位差ΔＶ２における各誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２の和について、３相の平衡関係が維持される３ｎ次成分以外の和はゼロとなる。このため、電位差ΔＶ２として、誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２の３次成分が主に出力され、電圧差ΔＶ２は、略台形波状の誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２に対し、３倍の周波数を有する略正弦波となる。
【００７５】
ここで、第１巻線群１５ａにおける誘起電圧ＥＵ１，ＥＵ１，ＥＷ１と、第２巻線群１５ｂにおける誘起電圧ＥＵ２，ＥＶ２，ＥＷ２とは、上記第１実施形態と同様に、３０度の位相差を有する。電圧差ΔＶ１，ΔＶ２は、それぞれ基本波の３倍の基本周波数を有するため、先の図４に示すものとなる。
【００７６】
したがって、電圧差ΔＶ１を「Ａｍｐ・ｓｉｎ３θ」として表すと、上記第１実施形態と同様に、電圧差ΔＶ２は「Ａｍｐ・ｃｏｓ３θ」として表すことができる。このため、電圧差ΔＶ１と電圧差ΔＶ２との比ΔＶ１／ΔＶ２は「ｔａｎ３θ」となり、上記第１実施形態と同様に、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２に基づいて、回転角度θを算出できる。
【００７７】
（第６実施形態）
図１５に第６実施形態の制御装置４０ｃによる回転角度θの取得方法を表すモデル図を示す。
【００７８】
上記第４実施形態では、第１巻線群１３ａに電圧を印加するインバータＩＮＶ１の出力電圧と、第２巻線群１３ｂに電圧を印加するインバータＩＮＶ２の出力電圧との間に３０度の位相差が存在するように、各インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を構成するスイッチを制御した。本実施形態では、インバータＩＮＶ１の出力電圧とインバータＩＮＶ２の出力電圧との間の位相差が０となるように、各インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２を構成するスイッチを制御する。すなわち、インバータＩＮＶ１を構成するスイッチの駆動パターンと、インバータＩＮＶ２を構成するスイッチの駆動パターンとが同一とされる。なお、駆動パターンとしては、種々のものを用いることができる。具体的には例えば、駆動パターンとして、３相１８０°通電方式によって定められる駆動パターンを用いることができる。この駆動パターンは、各相のそれぞれについて、高電圧側スイッチと低電圧側スイッチとが電気角１８０°毎に交互にオン操作されてかつ、高電圧側スイッチのオフ操作への切り替えが相毎に電気角で互いに１２０°ずらされる駆動パターンである。
【００７９】
本実施形態によれば、インバータＩＮＶ１，ＩＮＶ２におけるスイッチＳＷの駆動パターンが常に一致し、第１巻線群１３ａに印加される電圧と、第２巻線群１３ｂに印加される電圧とが常に等しくなる。このため、ゼロクロス検出部４５において、先の図１３に示した回転角度θの検出が禁止される制約をなくすことができる。
【００８０】
（他の実施形態）
・先の図６，図９において、電圧ＶＭ１，ＶＭ２を、上記第５実施形態の電圧ＶＣ１，ＶＣ２に変更してもよい。
【００８１】
・上記第５実施形態において、Δ部コイルの誘起電圧の位相と、接続コイルの誘起電圧の位相とがずれることがある。この場合であっても、回転角度θを検出することができる。
【００８２】
・第１実施形態において、第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとの位相差を３０度としたが、これを変更し、３０度の奇数倍の位相差を有する構成に変更してもよい。例えば、第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとの位相差を９０度とする構成としてもよい。この場合、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分と、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分とは、２７０度の位相差を有する。このため、電圧差の比ΔＶ１／ΔＶ２の逆正接を算出すると、−３θが取得できる。
【００８３】
・第２実施形態において、第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとの位相差を３０度としたが、これを変更し、３０度の奇数倍の位相差を有する構成に変更してもよい。例えば、第１巻線群１３ａと、第２巻線群１３ｂとの位相差を９０度とする構成としてもよい。この場合、第１巻線群１３ａに生じる誘起電圧の３次成分と、第２巻線群１３ｂに生じる誘起電圧の３次成分とは、２７０度の位相差を有する。
【００８４】
・上記実施形態では、永久磁石型同期モータとしたが、これを変更し、ロータに界磁巻線を備える巻線界磁型同期モータとしてもよい。
【００８５】
・ロータ１１の表面に永久磁石１４を設けるＳＰＭＳＭに代えて、ロータの内部に永久磁石を埋め込んだＩＰＭＳＭ（Interior Permanent Magnet Synchronous Motor）であってもよい。
【００８６】
・三相の電機子巻線を設ける構成としたが、これを変更してもよい。例えば、５相の電機子巻線を設ける構成としてもよい。
【００８７】
・電機子巻線として、第１巻線群１３ａ及び第２巻線群１３ｂの２つの巻線群のみを備える構成としたがこれを変更してもよい。即ち、「回転角度検出手段」は、３以上の巻線群を備えるモータの回転角度を検出するものであって、その巻線群のうち２つの巻線群の実中性点電圧に基づいてモータの回転角度を検出するものであってもよい。
【符号の説明】
【００８８】
１０…モータ、１１…ロータ（回転子）、１２…ステータ（固定子）、１３ａ…第１巻線群、１３ｂ…第２巻線群、１４…永久磁石、４０…制御装置、Ｌｕａ，Ｌｕｂ，Ｌｖａ，Ｌｖｂ，Ｌｗａ，Ｌｗｂ…コイル、Ｍ１，Ｍ２…実中性点。
【図１】
0006693319.tif 000002
【図２】
0006693319.tif 000003
【図３】
0006693319.tif 000004
【図４】
0006693319.tif 000005
【図５】
0006693319.tif 000006
【図６】
0006693319.tif 000007
【図７】
0006693319.tif 000008
【図８】
0006693319.tif 000009
【図９】
0006693319.tif 000010
【図１０】
0006693319.tif 000011
【図１１】
0006693319.tif 000012
【図１２】
0006693319.tif 000013
【図１３】
0006693319.tif 000014
【図１４】
0006693319.tif 000015
【図１５】
0006693319.tif 000016