JP3168953B2 - 電気角検出装置およびその設計方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、同期モータにおけ
る電気角を検出する検出装置およびその設計方法に関
し、詳しくは回転子の回転位置の検出に専用のセンサを
用いない、いわゆるセンサレスで電気角を検出する技術
に関する。

【０００２】

【従来の技術】多相交流を巻線に流し、該巻線による磁
界と永久磁石による磁界との相互作用により回転子を回
転させる同期モータで、所望の回転トルクを得るために
は、回転子の位置、即ち電気角に応じて巻線に流す多相
交流を制御する必要がある。従来、センサレスで回転子
の電気角を検出する方法としては、巻線間に高周波電圧
を加え、巻線間の電圧波形から回転子電気角を検出する
装置が提案されている。これは、永久磁石を用いた同期
モータの場合、回転子の回転により巻線間に逆起電力が
生じることを利用したものである。一方、この装置は、
回転子が停止中や低回転中には、上記起電力は生じたと
しても非常に微少であるため、精度よく電気角を検出す
ることはできなかった。

【０００３】このような課題に鑑み、出願人は、回転子
が停止中または低回転中においても、精度良く回転子の
電気角を検出する装置を提案している（特開平７−１７
７７８８）。これは、モータの巻線間に電圧を印加し、
該印加された電圧に応じて流れる電流の挙動を検出する
ことにより、電気角を検出するものである。

【０００４】具体的に、電気角を検出する装置の一例を
示せば次の通りである。回転子角度に応じて磁気回路中
の磁気抵抗が変化する、いわゆる突極型の永久磁石型モ
ータの場合、回転子の電気角によって巻線のインダクタ
ンスが変化し、巻線に電圧を印加した場合の電流の挙動
が変化する。例えば、図６に示す通り、インダクタンス
が大きい程、電圧印加後、所定時間経過した時点での電
流値は小さくなる。両者の間には、理論的に求められる
関係が存在する。本出願人が提案していた上記電気角検
出装置は、かかる性質に着眼してなされたものであり、
インダクタンスと電気角との関係を予めテーブルとして
記憶しておき、検出された電流の挙動から算出されたイ
ンダクタンスに基づいて該テーブルを参照することによ
って電気角を求めるものである。上記検出装置において
電気角の検出を精度良く行うためには、印加した電圧と
該電圧に応じて流れる電流の挙動との関係を正確に把握
する必要がある。

【０００５】一方、同期モータの各巻線に電圧を印加す
る方法としては、各相毎にソース側とシンク側とを一組
にして設けられたスイッチング素子による駆動回路、い
わゆるインバータのスイッチングを制御して擬似的な多
相交流を印加する方法が採られる。インバータでは、各
相のソース側とシンク側のスイッチング素子が同時にオ
ンとなり回路が短絡するのを回避するため、通常、双方
のスイッチング素子がオフとなる状態を挟んでスイッチ
ングを行っている。従って、あるタイミングであるスイ
ッチング素子をオンにする制御信号をインバータに出力
した場合、実際に該スイッチング素子がオンになるまで
には、いわゆるデッドタイムと呼ばれる時間遅れが生じ
る。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】しかし、上記デッドタ
イムが生じている場合には、インバータに出力した制御
信号からモータ巻線にかかる電圧を正確に把握すること
が困難である。この結果、コイル巻線に印加した電圧に
応じて流れる電流の挙動に基づいてインダクタンスを算
出する方法では、インダクタンスを正確に算出すること
ができず、電気角の検出に誤差を生じていた。電気角の
検出誤差は、モータトルクおよび効率の低下を招き、ま
た不規則なトルク変動や振動を生じる等の弊害を生じる
おそれもあった。

【０００７】通常、インバータを用いた種々の機器にお
いては、デッドタイムによる影響を抑制して所望のタイ
ミングで電圧がモータ巻線に印加されるように、デッド
タイム分だけインバータへの出力信号を時間的に早め
る、いわゆるデッドタイム補正が採られている。また、
上記電気角検出装置においては、デッドタイムがない場
合に印加されるべき電圧に対して、デッドタイムを考慮
した補正を加えることにより現実にモータ巻線に印加さ
れている電圧を求める補正を採ることも考えられてい
た。しかし、デッドタイムはスイッチング素子に応じて
バラツキがあるため、これらの補正によりその影響を除
去しようとすれば、インバータ毎に個別の補正が必要と
なり、該補正を行うことは現実的には非常に困難であっ
た。更に、デッドタイムはインバータの温度や経年変化
等によっても変化するため、これらの補正によりデッド
タイムの影響を除去する方法では、電気角の検出誤差を
実用的な範囲に抑えることが困難であった。

【０００８】本発明は上記課題を解決するためになさ
れ、電流の挙動に基づいて電気角を検出する電気角検出
装置において、上記デッドタイムの影響を受けずに電気
角を検出できる技術を提供することを目的とする。

【０００９】

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】上
記課題の少なくとも一部を解決するために、本発明では
次の構成を採った。本発明の第１の電気角検出装置は、
各相毎にソース側とシンク側とを一組として設けられた
スイッチング素子のスイッチングにより生成された多相
交流を巻線に流し、該巻線による磁界と永久磁石による
磁界との相互作用により回転子を回転させる同期モータ
の電気角を検出する電気角検出装置であって、前記スイ
ッチング素子のスイッチングを制御する制御信号を出力
するスイッチング素子制御手段と、該スイッチング素子
制御手段による制御信号の出力に応じて、各相のソース
側のスイッチング素子とシンク側のスイッチング素子の
少なくとも一方がオフである条件下で該スイッチング素
子をスイッチングするスイッチング素子駆動手段と、該
印加した電圧に応じて巻線の所定の相に流れる電流の挙
動を、２回のタイミングで検出する電流検出手段と、前
記スイッチング素子駆動手段によるスイッチングがソー
ス側がオンでシンク側がオフである状態とソース側がオ
フでシンク側がオンである状態との間でスイッチングが
瞬時になされた場合に検出されるべき理想的な電流の挙
動を、前記２回のタイミングで検出された電流の挙動の
相互間に存在する所定の関係に基づいて算出する理想電
流算出手段と、該理想電流算出手段により算出された電
流の挙動に基づいて、前記モータの電気角を演算する電
気角演算手段とを備えることを備えることを要旨とす
る。

【００１０】ここで、スイッチングがソース側がオンで
シンク側がオフである状態とソース側がオフでシンク側
がオンである状態との間でスイッチングが瞬時になされ
た場合とは、ソース側がオンでシンク側がオフである第
１の状態からソース側がオフでシンク側がオンである第
２の状態へのスイッチングおよび第２の状態から第１の
状態へのスイッチングがそれぞれ瞬時になされた理想的
な場合を意味する。また、瞬時とは文字通りスイッチン
グに要する時間が値０であることを意味する。上記スイ
ッチング素子駆動手段はスイッチングの遅れ等を考慮し
て前記第１の状態と第２の状態の間にソース側、シンク
側の双方がオフとなる第３の状態を挟んでスイッチング
を行っているが、スイッチングが瞬時になされた理想的
な場合には、かかる第３の状態を挟まずにスイッチング
がなされることになる。

【００１１】かかる構成の電気角検出装置は、モータの
コイル巻線に印加した電圧に応じて巻線の所定の挙動を
２回のタイミングで検出する。このように検出された電
流の挙動の相互間および理想的な電流の挙動との間に
は、一般に所定の関係が成立する。上記構成による電気
角検出装置における理想電流算出手段は、かかる関係に
基づき、いわゆるデッドタイムなしでスイッチングがな
された場合の理想的な電流の挙動を算出することができ
る。従って、上記構成の電気角検出装置によれば、いわ
ゆるデッドタイムの影響を除去することができ、電気角
を精度よく検出することができる。

【００１２】２回のタイミングで検出された上記電流の
挙動には、理想的な電流の挙動に対する誤差が含まれて
いる。この誤差は、スイッチング素子のバラツキおよび
その温度や経年変化等に応じて変化するが、検出された
電流の挙動に存在する所定の関係は、一般にこれらの影
響を受けないものである。従って、上記構成の電気角検
出装置によれば、スイッチング素子のバラツキおよびそ
の温度や経年変化等の影響を受けることなく、いわゆる
デッドタイムの影響を除去することができる。

【００１３】なお、電圧の印加は、最初に、所定の相の
電位をプラスとし他の相をマイナスとする順方向電圧を
所定期間印加し、その後所定の相の電位をマイナスとし
他の相をプラスとする逆方向電圧を印加するものとして
もよいし、順方向電圧のみを印加するものとしてもよ
い。また、順方向電圧印加中または逆方向電圧印加中に
それぞれ平均電圧を制御するためのパルスを加えるもの
としてもよい。

【００１４】この場合における電流の検出は、順方向電
圧の印加が終了したときおよび逆方向電圧の印加が終了
した時に行うことが望ましいが、この他順方向電圧印加
中および逆方向電圧印加名中にそれぞれ１回行うものと
してもよいし、順方向電圧印加中または逆方向電圧印加
中に２回行うものとしてもよい。また、厳密にこれらの
電圧が印加されている期間内でなくてもよく、電圧印加
が終了した後、電流が減衰していない期間に電流を検出
するものとしてもよい。但し、実質的に電圧が印加され
ておらず、電流の挙動が変化しないような期間内におい
て２回検出しても無意味であることは当然である。

【００１５】上記発明においては、電流の挙動を２回の
タイミングで検出するものとしているが、３回以上電流
を検出するものとしてもよい。この場合に、検出された
電流値に応じて、検出精度がよいと思われる２つの検出
結果を電気角の算出に用いるものとすれば、電気角の検
出精度を更に向上することができる。また、３回以上検
出された電流の挙動の中から２つの電流の挙動を１組と
して複数組選択し、各組について電気角を求め、それら
の平均をとるものとしてもよい。

【００１６】ここで、上記電気角検出装置において、前
記理想電流算出手段における前記所定の関係は、前記２
回のタイミングにおいてそれぞれ検出された第１の電流
の挙動、第２の電流の挙動が各タイミングにおける理想
的な電流の挙動に対して有する誤差δ１、δ２が、電圧
の印加パターンに応じて前記各検出タイミングについて
それぞれ予め特定される係数と、検出される電流の挙動
がスイッチング素子のスイッチング１回当たりについて
生じる電流の理想的な挙動に対して有する誤差である単
位誤差との積で表される関係であり、前記理想電流算出
手段は、前記第１の電流の挙動と前記第２の電流の挙動
についての四則演算により、前記誤差δ１とδ２とを相
殺することによって前記理想的な電流の挙動を算出する
手段とすることが望ましい。

【００１７】一般に、上記誤差δ１および誤差δ２は、
スイッチング素子のスイッチング１回当たりについて生
じる電流の理想的な挙動と検出される電流の挙動との誤
差を単位誤差と呼ぶとすれば、該単位誤差と所定の係数
との積で表すことができる。しかも、この所定の係数
は、コイル巻線に印加する電圧の印加パターンに応じて
予め特定することができる。かかる関係に基づいて、上
記構成の電気角検出装置は、第１の電流の挙動と前記第
２の電流の挙動についての四則演算により、前記誤差δ
１とδ２とを相殺することによって前記理想的な電流の
挙動を算出する。この結果、いわゆるデッドタイムの影
響を除去することができ、電気角を精度よく検出するこ
とができる。また、比較的単純な演算である四則演算に
よりデッドタイムの影響を除去することができるため、
短時間で処理することが可能である。

【００１８】また、この場合において、前記電流検出手
段が検出する電流の挙動は、前記所定の相に流れる電流
の電流値であり、前記理想電流算出手段は、第１の検出
タイミングにおいて検出された電流値ａ１と、第２の検
出タイミングにおいて検出された電流値ａ２とを用い
て、電圧の印加パターンに応じて予め特定される既知量
である、巻線への電圧の印加を開始すべき制御信号の出
力から第１の検出タイミングまでに、前記所定の相のソ
ース側のスイッチング素子をオンにする回数と、前記所
定の相から他の相へ流れる順方向電流が流れている状態
において前記所定の相以外の相のソース側のスイッチン
グ素子をオフにする回数との総計であるｎと、前記制御
信号の出力から第２の検出タイミングまでに前記スイッ
チングが行われる回数の総計であるｍと、第１の検出タ
イミングにおける電流の理想値Ａ１に応じて第２の検出
タイミングにおける電流の理想値を与える関数Ｆ（Ａ
１）とに基づいて表される ｍ・ａ１−ｎ・ａ２＝ｍ・Ａ１−ｎ・Ｆ（Ａ１） なる方程式またはこれと等価な数式により、第１の検出
タイミングにおける電流の理想値Ａ１を算出する手段で
あり、前記電気角演算手段は、該理想値Ａ１に基づいて
電気角を演算することを要旨とすることもできる。

【００１９】かかる構成による電気角検出装置では、電
圧パルスを印加するための所定のスイッチング回数ｎ，
ｍに応じて定められる上記方程式またはこれと等価な数
式により電流の理想値を算出する。この結果、デッドタ
イムの影響を除去して電気角を精度よく検出することが
できる。また、電流の理想値を与える数式は、上述の通
り、所定のスイッチング回数に応じて定められる比較的
単純なものである。従って、電気角を検出時に印加する
電圧をモータの運転状態等に応じて変化させる必要があ
る場合でも比較的容易にデッドタイムの影響を除去する
ことができる。

【００２０】なお、第１の検出タイミングにおける電流
の理想値Ａ１に応じて第２の検出タイミングにおける電
流の理想値を与える関数Ｆ（Ａ１）は、電流を検出する
第１および第２のタイミングに応じて、種々定め得るも
のである。例えば、電圧の印加パターンを、最初に所定
期間、所定の相の電位をプラスとし、他の相をマイナス
とする順方向電圧を印加し、その後所定の相の電位をマ
イナスとし、他の相をプラスとする逆方向電圧を印加す
るものとした場合の関数Ｆ（Ａ１）は、次の通りであ
る。第１の検出タイミングを順方向電圧印加を終了した
時とし、第２の検出タイミングを逆方向電圧印加を終了
した時とすると、 関数Ｆ（Ａ１）＝Ａ１−Ｖ・ｔ２／Ｌ となる。ここで、Ｖは印加される電圧値であり、ｔ２は
逆方向電圧が印加されている時間であり、Ｌはコイル巻
線のインダクタンスである。また、第１の検出タイミン
グを順方向電圧の印加中とし、第２の検出タイミングを
順方向電圧の印加を終了した時とすると、 関数Ｆ（Ａ１）＝Ａ１＋Ｖ・ｔ２／Ｌ となる。

【００２１】なお、順方向電圧の印加が開始されてから
第１の検出タイミングまでの間に順方向電圧が印加され
ている時間をｔ１とすれば、Ａ１＝Ｖ・ｔ１／Ｌなる関
係があるから、上記関数Ｆ（Ａ１）からＶ、Ｌを消去し
た形としてもよい。また、第２の検出タイミングを、そ
こでの電流の理想値が値０となるように選択し、関数Ｆ
（Ａ１）＝０としてもよい。

【００２２】さらに、具体的には、前記スイッチング素
子制御手段は、所定の相を正電位とし他の相を負電位と
する順方向電圧印加状態と、所定の相を負電位とし他の
相を正電位とする逆方向電圧印加状態がそれぞれ時間ｔ
１だけ生じるように前記制御信号を出力する手段であ
り、前記電流検出手段は、所定の相に流れる電流につい
て前記順方向電圧印加状態の前後の変化量△ａ１を検出
し、前記逆方向電圧印加状態の前後の変化量△ａ２を検
出する手段であり、前記理想電流算出手段は、電圧の印
加パターンに応じて予め特定される既知量である、電流
の変化量△ａ１を検出する期間において、前記所定の相
のソース側のスイッチング素子をオンにする回数および
前記所定の相以外の相のソース側のスイッチング素子を
オフにする回数の総計ｎと、電流の変化量△ａ２を検出
する期間において、該スイッチングが行われる回数の総
計ｋとに基づいて表される △Ａ１＝（ｋ・△ａ１−ｎ・△ａ２）／（ｋ＋ｎ） なる数式またはこれと等価な数式により前記順方向電圧
印加状態の前後の電流の変化量の理想値△Ａ１を算出す
る手段であり、前記電気角演算手段は、該電流の変化量
△Ａ１に基づいて電気角を演算するものとすることも可
能である。

【００２３】かかる構成からなる電気角検出装置は、上
式またはこれと等価な数式に検出された電流変化量△ａ
１、△ａ２を代入することにより、順方向電圧印加状態
の前後の電流の変化量の理想値△Ａ１を算出することが
でき、△Ａ１の値に基づいて電気角を演算することがで
きる。この結果、デッドタイムの影響を除去して電気角
を精度良く検出することができる。また、この構成から
なる電気角検出装置によれば、電流の変化量に基づいて
電気角を検出しているため、初期電流が値０でないシフ
トした状態にあっても、電気角を精度よく検出すること
ができる。

【００２４】一方、本発明の電気角検出装置の設計方法
は、同期モータの巻線の各相毎にソース側とシンク側と
を一組として設けられたスイッチング素子のスイッチン
グにより、該モータの巻線の所定の相に電圧を印加し、
該印加した電圧に応じて該所定の相に流れる電流の挙動
を用いて、該同期モータの電気角を検出する電気角検出
装置の設計方法であって、印加した電圧に応じて巻線の
所定の相に流れる電流の挙動を検出する２回のタイミン
グを設定し、各タイミングにおいて検出された電流の挙
動が該タイミングにおける理想的な電流の挙動に対して
有する誤差を、電圧の印加パターンに応じて予め特定さ
れる係数と、検出される電流の挙動がスイッチング素子
のスイッチング１回当たりについて生じる電流の理想的
な挙動に対して有する誤差である単位誤差との積で表す
数式を求め、各タイミングにおける理想的な電流の挙動
の相関を示す数式を求め、上記数式を連立方程式として
解くことにより、前記検出された電流の挙動から理想的
な電流の挙動を算出する理想電流算出式を求め、該理想
電流算出式により算出された電流の挙動を、前記モータ
の電気角の検出に用いられる前記電流の挙動とすること
を要旨とする。

【００２５】先に述べた通り、電気角検出装置における
電気角の検出精度を向上するためには、デッドタイムの
影響を除去する必要があるが、この影響は、検出した電
流の挙動に基づく比較的単純な数式により除去すること
ができる。上記設計方法では、デッドタイムの影響がな
い理想的な電流の挙動と実際に検出される電流の挙動と
の間の誤差が、所定の単位誤差の関数で表されることに
鑑み、これらを該単位誤差を用いて表す。また、各検出
タイミング間に存在する相関を示す数式を求める。こう
することにより、各検出タイミングにおける理想値と単
位誤差を未知数とする連立方程式をたてることができる
ため、その理想値を求めることができる。こうして求め
られる理想電流算出式を用いれば、検出された電流の挙
動からデッドタイムの影響を除去可能な電気角検出装置
を設計することができる。なお、上記連立方程式をイン
ダクタンスを未知数として含むものとすることにより、
理想電流算出式を求めるまでなくインダクタンスを直接
求めるものとし、該算出結果を用いて電気角を算出する
ものとしてもよい。

【００２６】

【発明の実施の形態】

（１）実施例の構成 以下、本発明の実施の形態について、実施例を用いて説
明する。図１は、本発明の一実施例としての電気角検出
装置を含むモータ制御装置１０の概略構成を示すブロッ
ク図、図２は制御対象となっている三相同期モータ４０
の概略構成を示す説明図、図３はこの三相同期モータ４
０の固定子３０と回転子５０との関係を示す端面図であ
る。

【００２７】まず、図２を用いて、三相同期モータ４０
の全体構造について説明する。この三相同期モータ４０
は、固定子３０と回転子５０とこれらを収納するケース
６０とからなる。回転子５０は、外周に永久磁石５１な
いし５４が貼付されており、その軸中心に設けられた回
転軸５５を、ケース６０に設けられた軸受６１，６２に
より回転自在に軸支している。

【００２８】回転子５０は、無方向性電磁鋼板を打ち抜
いて成形した板状回転子５７を複数枚積層したものであ
る。この板状回転子５７は、図３に示すように、直交す
る位置に４箇所の突極７１ないし７４を備える。板状回
転子５７を積層した後、回転軸５５を圧入し、積層した
板状回転子５７を仮止めする。この電磁鋼板を素材とす
る板状回転子５７は、その表面に絶縁層と接着層が形成
されており、積層後所定温度に加熱され、接着層が溶融
することにより、固定される。

【００２９】こうして回転子５０を形成した後、回転子
５０の外周面であって、突極７１ないし７４の中間位置
に、永久磁石５１ないし５４を軸方向に亘って貼付す
る。永久磁石５１ないし５４は、回転子５０の半径方向
に磁化されており、その極性は隣り合う磁石同士が互い
に異なる磁極となっている。例えば、永久磁石５１は外
周面がＮ極であり、その隣の永久磁石５２は外周面がＳ
極となっている。この永久磁石５１，５２は、回転子５
０を固定子３０に組み付けた状態では、板状回転子５７
および板状固定子２０を貫く磁路Ｍｄを形成する（図３
破線参照）。

【００３０】固定子３０を構成する板状固定子２０は、
板状回転子５７と同じく無方向性電磁鋼板の薄板を打ち
抜くことで形成されており、図３に示すように、計１２
個のティース２２を備える。ティース２２間に形成され
たスロット２４には、固定子３０に回転磁界を発生させ
るコイル３２が巻回されている。尚、板状固定子２０の
外縁部には、固定用のボルト３４を通すボルト孔が設け
られているが、図３では図示を省略してある。

【００３１】固定子３０は、板状の板状固定子２０を積
層し互いに押圧した状態として、接着層を加熱・溶融す
ることで一応固定される。この状態で、コイル３２をテ
ィース２２に巻回して固定子３０を完成した後、これを
ケース６０に組み付け、ボルト孔に固定用のボルト３４
を通し、これを締め付けて全体を固定する。更に回転子
５０をケース６０の軸受６１，６２により回転自在に組
み付けることにより、この三相同期モータ４０は完成す
る。

【００３２】固定子３０のコイル３２に回転磁界を発生
するよう励磁電流を流すと、図３に示すように、隣接す
る突極および板状回転子５７，板状固定子２０を貫く磁
路Ｍｑが形成される。尚、上述した永久磁石５１により
形成される磁束が回転子５０を径方向に貫く軸をｄ軸と
呼び、固定子３０のコイル３２により形成される磁束が
回転子５０を径方向に貫く軸をｑ軸と呼ぶ。また、ｄ軸
が電気的にｑ軸に対してなす角を電気角と呼ぶ。図４に
本実施例の三相同期モータの等価回路を示す。図４に示
す通り、電気角は等価回路におけるＵ相コイルと磁極の
角度に相当する。

【００３３】次に、図１に従ってモータ制御装置１０の
構成について説明する。モータ制御装置１０は、外部か
らのトルク指令を受けて三相同期モータ４０の三相
（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）のモータ電流を制御する制御用ＥＣＵ
１００、三相同期モータ４０のＵ相電流Ａｕ、Ｖ相電流
Ａｖ、Ｗ相電流Ａｗを検出する電流センサ１０２、１０
３、１０４、検出された電流の高周波ノイズを除去する
フィルタ１０６、１０７、１０８、検出した電流値をデ
ィジタルデータに変換する３個のアナログディジタル変
換器（ＡＤＣ）１１２、１１３、１１４から構成されて
いる。

【００３４】制御用ＥＣＵ１００の内部には、図示する
ように、算術論理演算を行うマイクロプロセッサ（ＣＰ
Ｕ）１２０、このＣＰＵ１２０が行う処理や必要なデー
タを予め記憶したＲＯＭ１２２、処理に必要なデータ等
を一時的に読み書きするＲＡＭ１２４、計時を行うクロ
ック１２６等が設けられており、バスにより相互に接続
されている。このバスには、入力ポート１１６や出力ポ
ート１１８も接続されており、ＣＰＵ１２０は、これら
のポート１１６，１１８を介して、三相同期モータ４０
のＵ，Ｖ，Ｗの各相に流れる電流Ａｕ，Ａｖ，Ａｗを読
み込むことができる。

【００３５】また、制御用ＥＣＵ１００には、別途入力
されるトルク指令に基づいて決定されたモータの各相電
流Ａｕ，Ａｖ，Ａｗが得られるようモータの各コイル間
に電圧を印加する電圧印加部１３０が、その出力部に設
けられている。ＣＰＵ１２０からの制御出力Ｇｕ，Ｇ
ｖ，Ｇｗ，ＳＤが、この電圧印加部１３０に出力されて
おり、三相同期モータ４０の各コイルに印加される電圧
を外部から制御することが可能となっている。電圧印加
部１３０の詳細な構成を図５に基づいて説明する。

【００３６】電圧印加部１３０は、大きくはトランジス
タインバータ１３８、ソース側プリドライブ回路１３
２、シンク側プリドライブ回路１３４およびインタフェ
ース部１３６から構成されている。トランジスタインバ
ータ１３８においては、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとに主電源
のソース側およびシンク側に２つのトランジスタが一組
にして接続されており（図５のＴｕ＋，Ｔｕ−，Ｔｖ
＋，Ｔｖ−，Ｔｗ＋，Ｔｗ−）、各トランジスタにはフ
ライホイールダイオードがそれぞれ設けられている（図
５のＤｕ＋，Ｄｕ−，Ｄｖ＋，Ｄｖ−，Ｄｗ＋，Ｄｗ
−）。ソース側プリドライブ回路１３２は、トランジス
タインバータ１３８においてソース側のトランジスタ
（Ｔｕ＋，Ｔｖ＋，Ｔｗ＋）にゲート信号を入力するた
めの回路であり、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相ごとにトランジスタ
インバータ駆動用電源（＋Ｖ，−Ｖ）のソース側とシン
ク側にそれぞれ接続された２つのトランジスタにより構
成されている。シンク側プリドライブ回路１３４の構成
も同様である。また、ソース側プリドライブ回路１３２
およびシンク側プリドライブ回路１３４には、制御用Ｅ
ＣＵ１００からの制御信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗを両者に分
配して伝達するインタフェース部１３６が接続されてい
る。

【００３７】インタフェース部１３６の構成を、Ｕ相を
例に説明する。制御用ＥＣＵ１００からの信号線は、デ
ィレイ回路Ｄｌｙ＋およびアンドゲートＡｇ＋を介して
ソース側プリドライブ回路１３２に接続されている。ま
た、上記ディレイ回路Ｄｌｙ＋に至るまでに分岐され、
インバータＩｎｖ、ディレイ回路Ｄｌｙ−およびアンド
ゲートＡｇ−を介してシンク側プリドライブ回路１３４
にも接続されている。なお、上記ディレイ回路Ｄｌｙ
＋，Ｄｌｙ−は、入力される電圧がハイからローに変わ
るときには時間遅れなく信号を出力し、ローからハイに
変わる時には所定の時間（以下、デッドタイムと呼ぶ）
だけ遅れて信号を出力する特性を有しているものであ
る。

【００３８】上記アンドゲートＡｇ＋，Ａｇ−の他方の
入力には、全出力を瞬時にオフとするためのシャットダ
ウン信号（ロー・アクティブな信号である）を伝達する
線も接続されている。シャットダウン信号は、Ｖ，Ｗ相
に接続される各アンドゲートの一方にも、同様に入力さ
れる。シャットダウン信号（ＳＤ）がローである場合に
は、これらのアンドゲートの出力はすべてローとなるた
め、トランジスタインバータ１３８の全てのゲート信号
がローとなり、モータ４０には、一切電圧が印加されな
い状態となる。シャットダウン信号は通常ハイに維持さ
れているため、制御用ＥＣＵ１００から電圧印加部１３
０に出力された信号Ｇｕ，Ｇｖ，Ｇｗに応じて各アンド
ゲートの出力は決まる。以下、シャットダウン信号ＳＤ
はハイが出力されているものとして説明を進める。

【００３９】インタフェース部１３６の機能を説明す
る。制御用ＥＣＵ１００が、Ｕ相の信号をローからハイ
に切り替えた場合、ソース側プリドライブ回路１３２の
アンドゲートＡｇ＋にはディレイ回路Ｄｌｙ＋によりデ
ッドタイム分だけ遅れて信号が出力され、その結果ソー
ス側プリドライブ回路１３２にデッドタイム分だけ遅れ
てハイの信号が出力される。従って、Ｕ相に上記信号が
入力されてからデッドタイム分だけ経過した後に、トラ
ンジスタインバータ１３８のソース側のトランジスタＴ
ｕ＋はオン状態となる。一方、シンク側プリドライブ回
路１３４には、上記信号はインバータＩｎｖで逆転して
伝達される。つまり、ディレイ回路Ｄｌｙ−にはハイか
らローに切り替わる信号が入力される。ディレイ回路は
先に述べた特性を有しているため、この場合は時間遅れ
なく該信号をアンドゲートＡｇ−に出力する。従って、
シンク側プリドライブ回路１３４には制御用ＥＣＵ１０
０からの信号入力とほぼ同時にローの信号が出力され、
トランジスタインバータ１３８のシンク側のトランジス
タＴｕ−はオフ状態となる。

【００４０】逆にＵ相の信号Ｇｕをハイからローに切り
替えた場合には、その信号の入力とほぼ同時にトランジ
スタインバータ１３８のソース側のトランジスタＴｕ＋
がオフ状態となり、デッドタイム分だけ遅れてシンク側
のトランジスタＴｕ−がオン状態となる。インタフェー
ス回路１３６は、上述のように、デッドタイムを設ける
ことにより、トランジスタインバータ１３８のソース側
トランジスタＴｕ＋およびシンク側トランジスタＴｕ−
が同時にオン状態にならないようにしているのである。
Ｖ，Ｗ相についても同様である。

【００４１】以上に示したモータ制御装置１０の構成の
内、電流センサ１０２〜１０４、フィルタ１０６〜１０
８、ＡＤＣ１１２〜１１４、電圧印加部１３０および制
御用ＥＣＵ１００が本発明にいう電気角検出装置に相当
する。

【００４２】（２）電気角検出の原理 次に、かかる構成の三相同期モータ４０およびこれを制
御するモータ制御装置１０において、回転子５０の電気
角を検出する原理について説明する。図４に示した三相
同期モータ４０の等価回路図のＵ相とＶＷ相間に所定の
電圧Ｅ１をステップ関数的に加えた場合、ここに流れる
電流Ａｕは、回路のインダクタンス成分Ｌにより定まる
過渡応答を示す。電圧Ｅ１はＵ相がプラス状態であり他
の相がマイナス状態となる方向に印加されている（これ
を順方向電圧と呼ぶ）。電圧Ｅ１を印加した際の過渡応
答の一例を示したのが、図６のグラフである。なお、回
路のインダクタンスＬは、その時の回転子５０の電気角
θの関数となっている。即ち、回転子５０が回転してい
ない状態（静止状態）にあるとすれば、この回転子５０
のｄ軸が電気的にｑ軸に対してなす角（電気角）によ
り、回路のインダクタンスＬは定まる。本実施例では、
回路のインダクタンスＬと電気角について、実測により
得られた関係がテーブル形式でＲＯＭ１２２に記憶され
ている。

【００４３】図４に示す等価回路において流れる電流
（以下、Ｕ相電流と呼ぶ）Ａｕ（ｔ１）は、電圧印加
中、即ち図６の区間Ｄ１においては次式（１）の応答を
示す。 Ａｕ（ｔ１）＝｛１−ｅｘｐ（−Ｒ・ｔ１／Ｌ）｝Ｅ１／Ｒ … （１） ここで、ｅｘｐは、指数関数を示し、Ｒは回路のインピ
ーダンスを、ｔ１は電圧印加後の経過時間を示す。ま
た、Ｌ／Ｒをモータの時定数Ｔｍという。

【００４４】式（１）によれば、電流の応答は厳密には
曲線状の変化を示すが、本実施例の電圧印加時間は、モ
ータ時定数Ｔｍに比して十分小さいため、本実施例にお
いては、電流変化は図６に示す通り直線で近似して取り
扱うことができる。つまり、ｔ１がモータ時定数Ｔｍよ
りも十分小さいという条件下で上式（１）をテーラー展
開することにより、上式（１）は次式（２）の形で扱う
ことができる。 Ａｕ（ｔ１）＝Ｅ１・ｔ１／Ｌ … （２）

【００４５】式（１）または式（２）より、電圧印加時
の電流Ａｕ（ｔ１）の挙動がインダクタンスＬに応じて
変化することが分かる。インダクタンスが小さい場合に
は、図６に示す通り、電圧印加期間終了時点でモータ電
流は電流値Ｉｍ１まで立ち上がる。これに対し、インダ
クタンスが大きい場合には、図６に示す通り、電流値Ｉ
ｍ１よりも小さい電流値Ｉｍ２までしか立ち上がらな
い。

【００４６】本実施例では、かかる特性に鑑み、電圧印
加終了時にモータ巻線に流れている電流を検出する。次
にこの電流値およびその他既知の諸量を式（１）または
式（２）に代入することにより、インダクタンスＬを算
出する。前述の通り、ＲＯＭ１２２には、テーブル形式
でインダクタンスＬと電気角の関係が記憶されているた
め、本実施例の電気角検出装置は、算出されたインダク
タンスＬに基づいてこのテーブルを参照することによ
り、電気角を求める。なお、上述の説明では、インダク
タンスの検出を電圧印加終了時の電流値Ｉｍ１，Ｉｍ２
に基づいて行うものとしているが、その他電流値Ａｕが
所定の値に達するまでに要する時間を用いるものとして
もよいし、電圧印加中（図６の区間Ｄ１）における電流
の変化率を用いるものとしてもよい。なお、上述の関係
式を用いるためには、回路に現実に電圧が印加された時
間および電圧値が既知である必要がある。

【００４７】本実施例では、電気角の検出精度を高める
ため、順方向電圧を印加して電流の挙動を検出した後、
その逆方向の電圧、即ちＵ相をマイナス状態としＶ，Ｗ
相をプラス状態とする電圧（以下、逆方向電圧と呼ぶ）
を印加して電流の挙動を検出している。図７に本実施例
における電圧の印加の様子を示す。

【００４８】図７のＧｕ，Ｇｖ，Ｇｗは、Ｕ，Ｖ，Ｗ相
について制御用ＥＣＵ１００から電圧印加部１３０に出
力される信号を表している。また、Ｇｕ＋はインタフェ
ース部１３６のアンドゲートＡｇ＋の出力、即ちトラン
ジスタインバータ１３８のＵ相のソース側トランジスタ
Ｔｕ＋のゲート信号を表し、Ｇｕ−はインタフェース部
１３６のアンドゲートＡｇ−の出力、即ちトランジスタ
インバータ１３８のＵ相のシンク側トランジスタＴｕ−
のゲート信号を表している。同様に、Ｇｖ＋，Ｇｗ＋は
Ｖ，Ｗ相のソース側トランジスタＴｕ＋，Ｔｗ＋のゲー
ト信号を表し、Ｇｖ−，Ｇｗ−はＶ，Ｗ相のシンク側ト
ランジスタＴｕ−，Ｔｗ−のゲート信号を表している。
Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは各トランジスタのスイッチングの結
果生じるＵ，Ｖ，Ｗ相の電位を示している。Ｕ相電流
は、Ｕ相からＶ，Ｗ相に流れる方向を正方向として、モ
ータ４０のコイル巻線に流れる電流の様子を示したもの
である。

【００４９】最初に、理解の容易のため、先に説明した
デッドタイムがない場合について説明する。これは、図
５においてディレイ回路Ｄｌｙ＋，Ｄｌｙ−が存在しな
い場合に該当し、トランジスタインバータ１３８の各ト
ランジスタは、制御用ＥＣＵ１００からの出力信号Ｇ
ｕ，Ｇｖ，Ｇｗに合わせて瞬時にオン・オフが切り替わ
る仮想的な場合に相当する。

【００５０】制御用ＥＣＵ１００からＧｕをハイにする
信号が出力されると（図７の領域ｂ）、その瞬間にＵ相
のソース側トランジスタＴｕ＋がオンとなり、シンク側
トランジスタＴｕ−がオフとなるため、図７のＶｕチャ
ートに示す通り、Ｕ相の電位がハイとなる。このとき、
Ｖ，Ｗ相の電位はローであるため、コイル巻線には順方
向電圧が印加されることになり、図７のＵ相電流のグラ
フに点線で示した通りＵ相電流が流れはじめる。図７の
領域ｃにおいても同様の状態が維持される。

【００５１】次に、制御用ＥＣＵ１００からＧｖ，Ｇｗ
をハイにする信号が出力されると（図７の領域ｄ，
ｅ）、Ｖ，Ｗ相のソース側のトランジスタＴｖ＋，Ｔｗ
＋がオンとなる結果、Ｖ，Ｗ相の電位がハイとなる。従
って、Ｕ相との電位差がなくなるが、よく知られている
通り、モータ４０のコイル３２にはこのとき電流を維持
しようとする、いわゆる誘導起電力が生じるため、Ｕ相
電流はそのまま維持される。厳密には、Ｕ相電流は徐々
に減衰していくが、領域ｄ，ｅは非常に短期間であるた
め、電流の減衰量は無視できる。

【００５２】Ｇｖ，Ｇｗにローの信号が入力されると
（領域ｆ，ｇ）、その瞬間に領域ｂ，ｃと同様、順方向
電圧が印加された状態となるため、Ｕ相電流値は再び上
昇する。その後、Ｇｕにローの信号が入力されると（領
域ｈ）、Ｕ相の電位が下がり、Ｖ，Ｗ相との電位差がな
い状態となる。この場合も、領域ｄ，ｅと同様、誘導起
電力によって、Ｕ相電流は維持される。

【００５３】次に逆方向電圧を印加した場合について説
明する。領域ｊにおいて、Ｇｖ，Ｇｗにハイの信号が入
力されると、モータ４０には逆方向電圧が印加される。
従って、それまで維持されていたＵ相電流は減少してい
く。但し、電流値が正であるため、Ｕ相からＶ，Ｗ相に
電流が流れていることに変わりはない。このとき、Ｕ相
のソース側トランジスタＴｕ＋はオフとなっており、電
流が流れないため、シンク側トランジスタＴｕ−に並列
に設けられたフライホイールダイオードＤｕ−を経由し
て主電源のシンク側から電流が流れ出す（図５の回路図
参照）。同様にＶ，Ｗ相もソース側のトランジスタＴｖ
＋，Ｔｗ＋に並列に設けられたフライホイールダイオー
ド（Ｄｖ＋，Ｄｗ＋）を経由して主電源のソース側に電
流が流れ込む。

【００５４】次に、Ｇｕにハイの信号が出力されると
（領域ｌ，ｍ）、誘導起電力によりＵ相電流が維持さ
れ、Ｇｕにローの信号が出力されると（領域ｎ，ｏ）Ｕ
相電流は再び減少する。そして、Ｇｖ，Ｇｗにローの信
号が出力された時点（領域ｐ）で電流値は値０に戻る。
以上がデッドタイムがない場合の電圧および電流の様子
であり、領域ｈにおいて電流値を測定すれば、電圧が印
加された時間（領域ｂ，ｃ，ｆ，ｇに相当する時間）お
よび電圧値が既知であるため、先に述べた方法によりモ
ータ４０のインダクタンスを算出することができる。

【００５５】なお、順方向電圧の印加中にＧｖ，Ｇｗに
ハイの信号を出力しているのは（領域ｄ，ｅ）、コイル
巻線に印加される電圧の平均値を制御するためである。
従って、印加する電圧値および時間に応じて、上記信号
の出力を削除したり、回数を増やしたりしてもよい。

【００５６】以上が、本実施例における電気角検出の原
理であり、本出願人が先行技術（特開平７−１７７７８
８）において開示した検出原理と同じものである。デッ
ドタイムの影響がない場合には、上記原理に基づいて電
気角を精度よく検出することができる。次に、本実施例
に特徴的な部分であるデッドタイムの影響を除去する処
理を含めて、電気角を検出する電気角検出装置およびそ
の設計方法について説明する。

【００５７】（３）電流値に対するデッドタイムの影響 本実施例における具体的な処理方法を説明する前に、デ
ッドタイムの影響について図７を用いて説明する。デッ
ドタイムがある場合の電流の様子を図７のＵ相電流のグ
ラフ中に実線で示す。Ｇｕにハイの信号が出力されると
（領域ｂ）、Ｕ相のシンク側トランジスタＴｕ−はその
瞬間にオフとなるが（図７のＧｕ−）、ソース側トラン
ジスタＴｕ＋はすぐにはオンとならず、デッドタイム経
過した後の領域ｃにおいて、初めてオンとなる（図７の
Ｇｕ＋）。従って、Ｕ相電流も領域ｃで流れ始める。デ
ッドタイムがない場合に比べて、領域ｂの分（図７Ｖｕ
のハッチング部分）だけ順方向電圧が不足したことにな
る。

【００５８】領域ｄにおいて、Ｇｖ，Ｇｗにハイの信号
が出力されると、Ｖ，Ｗ相のシンク側のトランジスタＴ
ｖ−、Ｔｗ−はその瞬間にオフとなる（図７のＧｖ−，
Ｇｗ−）。この結果、Ｕ相とＶ，Ｗ相間には主電源に相
当する電圧が印加されないようになるため、Ｕ相電流は
先に述べた誘導起電力によって維持される。このとき、
Ｖ，Ｗ相に流れ込んだ電流はそれぞれソース側トランジ
スタＴｖ＋，Ｔｗ＋に並列に備えられたフライホイール
ダイオードＤＶ＋，Ｄｗ＋を経由して流れるのである。
上位信号の出力からデッドタイム分だけ経過した後、
Ｖ，Ｗ相のソース側トランジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋のゲー
ト信号Ｇｖ＋，Ｇｗ＋がハイとなるが（領域ｅ）、引き
続きフライホイールダイオードＤＶ＋，Ｄｗ＋を経由し
て電流が流れる状態には変わりない。また、この状態
は、再び、Ｇｖ，Ｇｗにローの信号が出力され（領域
ｆ）、Ｖ，Ｗ相のソース側のトランジスタＴｖ＋，Ｔｗ
＋のゲート信号Ｇｖ＋，Ｇｗ＋がローとなっても変化し
ない。この信号の出力からデッドタイム経過して（領域
ｇ）、Ｖ，Ｗ相のシンク側のトランジスタＴｖ−、Ｔｗ
−がオンになると、Ｕ相には再び順方向電圧が印加され
ることになるため、電流値は増加する。つまり、デッド
タイムがない場合に比べて、領域ｆの分（図７Ｖｖ，Ｖ
ｗのハッチング部分）だけ順方向電圧が不足したことに
なる。

【００５９】その後、Ｇｕにローの信号が出力されると
（領域ｈ）、Ｕ相のソース側トランジスタＴｕ＋がオフ
となり、誘導起電力によりＵ相電流が維持される。図７
のＵ相電流のグラフに示す通り、デッドタイムがない場
合（点線）に比べて、電流値（実線）は低い値となって
いる。

【００６０】次に逆方向電圧が印加された場合について
説明する。Ｇｖ，Ｇｗにハイの信号が出力されると（領
域ｊ）、図７に示す通り、Ｖ，Ｗ相のシンク側トランジ
スタＧｖ−，Ｇｗ−はその瞬間にオフとなる。この結
果、電流はＵ相のシンク側トランジスタＴｕ−に並列に
設けられたフライホイールダイオードＤｕ−を経由して
主電源のシンク側から流れ出た電流は、Ｖ，Ｗ相のソー
ス側トランジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋に並列に設けられたフ
ライホイールダイオードＤｖ＋，Ｄｗ＋を経由して主電
源のソース側に流れ込むようになる。従って、Ｖ，Ｗ相
のソース側トランジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋がオンになって
いない状態でも、Ｕ相には逆方向電圧が印加された状態
となり、電流値は減少していく。上記信号の出力からデ
ッドタイム分だけ経過した後、Ｖ，Ｗ相のソース側トラ
ンジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋がオンとなっても（領域ｋ）、
この状態に変わりはない。

【００６１】その後、Ｇｕにハイの信号が出力されると
（領域ｌ）、その瞬間にＵ相のシンク側トランジスタＴ
ｕ−がオフとなる。しかし、上述の通り、Ｕ相電流は既
にＵ相のシンク側トランジスタＴｕ−に並列に設けられ
たフライホイールダイオードＤｕ−を経由して流れてい
る。シンク側トランジスタＴｕ−がオフとなってもこの
状態は変わらず、電流は減少し続ける。上記信号の出力
からデッドタイム分だけ経過した後、Ｕ相のソース側ト
ランジスタＴｕ＋がオンになると（領域ｍ）、Ｕ，Ｖ，
Ｗ相の電位差がなくなるため、誘導起電力によりＵ相電
流が維持されるようになる。つまり、デッドタイムがな
い場合に比べて領域ｌ（図７Ｖｕのハッチング）の分だ
け順方向電圧が不足したことになる。

【００６２】その後、Ｇｕにローの信号が出力されると
（領域ｎ）、領域ｌと同じ状態に戻るため、Ｕ相電流は
再び減少する。この状態は、Ｕ相のシンク側トランジス
タＴｕ−のゲート信号Ｇｕ−がハイとなっても（領域
ｏ）変化しない。なお、領域ｏにおいてＵ相電流は負の
値となり、電流はＶ，Ｗ相から流出してＵ相に流れ込む
ようになる。従って、続いてＧｖ，Ｇｗにローの信号が
出力されると（領域ｐ）、誘導起電力によりＵ相電流は
維持される。図７のグラフから分かる通り、デッドタイ
ムがない場合と異なり、逆方向電圧の印加が終了した時
点でＵ相電流値は値０にならない。

【００６３】以上に説明した通り、デッドタイムがある
場合には、デッドタイムがない場合と電流の挙動が相違
するため、領域ｈ等において検出された電流値を単純に
用いてインダクタンスひいては電気角を算出したので
は、誤差が含まれることになる。

【００６４】（４）本実施例の電気角検出装置の設計方
法 本実施例における電気角検出装置の設計方法として、上
記デッドタイムの影響を除去して電気角を精度良く検出
する電気角検出装置の設計方法について説明する。最初
に、デッドタイムによりＵ相電流値に生じる誤差につい
て説明する。電圧が印加されている際の電流変化率（図
７におけるＵ相電流のグラフの傾きに相当する）は、デ
ッドタイムの有無により相違しない。従って、領域ｂの
終了時点でデッドタイムの有無によりＵ相電流に生じる
誤差を単位誤差△ｉとすると、図７のＶｕまたはＶｖ，
Ｖｗ中に示したハッチング部分１カ所につき、△ｉずつ
電流値の誤差が増大していくことが分かる。図７の場合
は、領域ｆの終了時点でデッドタイムがある場合の電流
値はデッドタイムがない場合の電流値に比べて２・△ｉ
だけ低くなり、領域ｌの終了時点では、３・△ｉだけ低
くなる。また、単位誤差△ｉは、デッドタイムをｄｔと
すると、先に述べた式（２）を用いて、△ｉ＝Ｅ１・ｄ
ｔ／Ｌと表すことができる。Ｅ１はコイル巻線に印加さ
れる電圧値、Ｌはコイル巻線のインダクタンスを表して
いる。

【００６５】次に電流値を検出する２回のタイミングを
設定する。本実施例では、後のインダクタンス算出に都
合のよいタイミングを選択するものとし、第１の検出タ
イミングとして領域ｈにおいて電流値を検出する。第２
の検出タイミングとして逆電圧の印加を終了したタイミ
ングを選択し、領域ｐにおいて電流値を検出する。電流
検出のタイミングは、これらのタイミングに限定される
ものではなく、例えば、順方向電圧が印加されている途
中に２回検出するものとしてもよいし、逆方向電圧が印
加されている途中に２回検出するものとしてもよい。

【００６６】上記タイミングで電流を検出する場合、第
１の検出タイミグすなわち領域ｈにおいて検出した電流
値をａ１、第２の検出タイミングすなわち領域ｐにおい
て検出した電流値をａ２とし、各タイミングにおいてデ
ッドタイムが存在しない場合に検出されるべき電流値
（以下、理想値と呼ぶ）をそれぞれＡ１、Ａ２とする
と、先に述べた単位誤差△ｉを用いて表される次式
（３）の関係が成立する。 ａ１＝Ａ１−ｎ・△ｉ ａ２＝Ａ２−ｍ・△ｉ ・・・（３） ここで、ｎは、巻線への電圧の印加を開始すべき制御信
号の出力（領域ｂ）から第１の検出タイミング（領域
ｈ）までに、Ｕ相のソース側のトランジスタＴｕ＋をオ
ンにする回数（例えば、領域ｃ）と、Ｕ相からＶ，Ｗ相
へ流れる順方向電流が流れている状態においてＶ，Ｗ相
のソース側のトランジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋をオフにする
回数（例えば、領域ｆ）との総計である。本実施例で
は、図７に示す通り、ｎ＝２となる。領域ｄ，ｅにおけ
るＧｖ，Ｇｗへのハイの信号入力がなければ、ｎ＝１と
なる。また、Ｇｖ，Ｇｗへのハイの信号入力が２回以上
行われる場合には、その回数に応じてｎ≧３となる。一
方、ｍは、巻線への電圧の印加を開始すべき制御信号の
出力（領域ｂ）から第２の検出タイミング（領域ｐ）ま
でに前記スイッチングが行われる回数の総計である。本
実施例では、図７に示す通り、領域ｂ，ｆ，ｌが上記ス
イッチングに該当するため、ｍ＝３となる。領域ｐで
は、Ｖ，Ｗ相のソース側トランジスタＴｖ＋，Ｔｗ＋が
オフとなっているが、Ｕ相電流が順方向に流れていない
ため、上記スイッチングには該当しない。なお、領域
ｌ，ｍにおけるＧｕへのハイの信号入力がなければｍ＝
ｎとなる。また、Ｇｕへのハイの信号入力が２回以上行
われる場合には、その回数に応じてｍ≧３となる。

【００６７】領域ｈ，ｐにおける電流の理想値Ａ１、Ａ
２については、先に示した式（２）に基づいて、それぞ
れ次の関係式（４）が成立する。 Ａ１＝Ｅ１・ｔ１／Ｌ Ａ２＝Ａ１−Ｅ１・ｔ２／Ｌ ＝Ａ１（１−ｔ２／（ｔ１・Ｌ）） ・・・（４） ここで、Ｅ１はコイル巻線に印加される電圧の絶対値で
あり、Ｌはコイル巻線のインダクタンスである。また、
ｔ１は順方向電圧印加状態を生じるような制御信号が出
力されている時間であり、ｔ２は逆方向電圧状態を生じ
るような制御信号が出力されている時間である。図７に
基づいて具体的に説明すれば、ｔ１は領域ｂ〜領域ｇま
での時間ではなく、これらの時間から領域ｄ，ｅの時間
を引いた分に相当する時間である。また、ｔ２は領域ｊ
〜領域ｏまでの時間から領域ｌ，ｍの時間を引いた分に
相当する時間である。なお、図７から分かる通り、本実
施例ではＡ２＝０である。

【００６８】上式（３）、（４）における未知数は、Ａ
１，Ａ２，Ｌ，△ｉの４つである。その他の諸量は、電
流の検出値ａ１，ａ２およびＧｕ，Ｇｖ，Ｇｗの信号パ
ターンから決定される値ｎ，ｍ，ｔ１，ｔ２，Ｅ１であ
るため既知である。従って、式（３）（４）中の４つの
式を連立方程式として解けば、上記４つの未知数を一義
的に算出することができる。インダクタンスの算出に最
も重要となる電流値Ａ１について、算出結果を示せば次
式（５）となる。 Ａ１＝（ｍ・ａ１−ｎ・ａ２） ／（ｍ−ｎ＋ｎ・ｔ２／ｔ１） ・・・（５） また、上記連立方程式（３）、（４）によれば、コイル
巻線のインダクタンスＬを次式（６）の形で直接求める
ことができる。 Ｌ＝Ｅ１・ｔ１／Ａ１ ＝Ｅ１・ｔ１・（ｍ−ｎ＋ｎ・ｔ２／ｔ１） ／（ｍ・ａ１−ｎ・ａ２） ・・・（６） 従って、インダクタンスを算出する際に、先に述べた式
（２）に代えて、検出された電流値ａ１，ａ２を用いた
上式（６）を用いるものとすれば、デッドタイムの影受
けずにインダクタンスを算出することができる。この結
果に基づいて、インダクタンスと電気角の関係を記憶し
たテーブルを参照するものとすれば、電気角をデッドタ
イムの影響なく検出できる電気角検出装置を設計するこ
とができる。

【００６９】上式（４）において、第２の検出タイミン
グにおける電流の理想値Ａ２は、第１の検出タイミング
における電流の理想値Ａ１の関数として与えられる。該
関数をＦ（Ａ１）とすれば、本実施例においては、 Ｆ（Ａ１）＝Ａ１（１−ｔ２／（ｔ１・Ｌ）） である。この関数Ｆ（Ａ１）は、電流を検出する第１お
よび第２のタイミングに応じて、種々定め得るものであ
る。例えば、第１の検出タイミングを順方向電圧の印加
中とし、第２の検出タイミングを順方向電圧の印加を終
了した時とすると、 Ｆ（Ａ１）＝Ａ１（１＋ｔ２／（ｔ１・Ｌ）） となる。また、Ａ１＝Ｖ・ｔ１／Ｌなる関係があるか
ら、上記関数Ｆ（Ａ１）からＶ、Ｌを消去した形とする
こともできる。Ｆ（Ａ１）がどのような形式の関数であ
っても、上式（３）、（４）を連立させることにより、
電流の理想値Ａ１を一義的に算出することができる。

【００７０】以上説明した設計方法においては、電流値
を検出するものとしているが、その他電流の変化量を検
出するものとしてもよい。例えば、順方向電圧を印加す
る前後における電流の変化量△ａ１（図７の領域ａから
領域ｈまでの電流の変化量）と、逆方向電圧を印加する
前後における電流の変化量△ａ２（図７の領域ｉから領
域ｐまでの電流変化量）を検出するものとしてもよい。
このとき、それぞれの電流の変化量の理想値を△Ａ１、
△Ａ２とすると、上式（３）（４）に代えて、次式
（７）が成立する。 △ａ１＝△Ａ１−ｎ・△ｉ △ａ２＝△Ａ２−ｋ・△ｉ △Ａ１＝Ｅ１・ｔ１／Ｌ △Ａ２＝−Ｅ１・ｔ２／Ｌ ・・・（７） ここで、ｋは電流の変化量△ａ２を検出する期間におい
て、Ｕ相のソース側のスイッチング素子をオンにする回
数およびＶ，Ｗ相以外の相のソース側のスイッチング素
子をオフにする回数の総計であり、先に示したｎ，ｍを
用いて表せばｋ＝ｍ−ｎである。この場合も、上式
（７）を連立方程式として解くことにより、電流変化量
の理想値△Ａ１、△Ａ２およびインダクタンスＬを次式
（８）の通り、一義的に算出することができる。 △Ａ１＝（ｋ・△ａ１−ｎ・△ａ２） ／（ｋ＋ｎ・ｔ２／ｔ１） Ｌ＝Ｅ１・ｔ１／△Ａ１ ＝Ｅ１・ｔ１・（ｋ＋ｎ・ｔ２／ｔ１） ／（ｋ・△ａ１−ｎ・△ａ２） ・・・（８） 従って、インダクタンスを算出する際に、上式（５）、
（６）に代えて、上式（８）を用いるものとしても、デ
ッドタイムの影受けずにインダクタンスを算出すること
ができる。この結果に基づいて、インダクタンスと電気
角の関係を記憶したテーブルを参照するものとすれば、
電気角をデッドタイムの影響なく検出できる電気角検出
装置を設計することができる。

【００７１】（５）電気角検出装置の処理内容 上で述べた設計方法により設計された本実施例における
電気角検出ルーチンについて図８を用いて説明する。図
８に示した電気角検出ルーチンは、制御用ＥＣＵ１００
に備えられたＣＰＵ１２０が実行するルーチンである。

【００７２】電気角検出ルーチンが開始されると、ＣＰ
Ｕ１２０は、まず初期電流値ａ０の検出を行う（ステッ
プＳ１００）。具体的には、Ｕ相に流れる電流値に応じ
て電流センサ１０２から出力される信号をフィルタ１０
６およびＡＤＣ１１２を介して入力ポート１１６より読
み込むのである。次にＣＰＵ１２０は、順方向電圧の印
加を開始する（ステップＳ１０５）。具体的には、電圧
印加部１３０に対し、Ｕ相電圧を制御する信号Ｇｕにハ
イの信号を出力する。電圧を印加するパターンは、図７
に示した通りである。この結果、Ｕ相には、図７のグラ
フの領域ｃに示した通り、電流が流れ始める。

【００７３】ＣＰＵ１２０は、この後、サンプリングタ
イムが経過するのを待つ（ステップＳ１１０）。サンプ
リングタイムは、図７の領域ｂ〜領域ｇまでの時間に相
当する。フローチャートには示していないが、図７に示
すように、Ｖ，Ｗ相に平均電圧を制御するための電圧パ
ルスを出力するものとしてもよい。実際には、ＣＰＵ１
２０は、モータ４０の種々の制御ルーチンに合わせて定
期的に割り込み処理をかけることにより、電気角検出ル
ーチンを実行している。従って、ここにいうサンプリン
グタイムとは、この割り込み間隔の整数倍で表されるタ
イミングである。なお、本実施例では、一定の時間が経
過した時点で割り込み処理をかけるものとしているが、
順方向電圧の印加開始から後で説明する電流検出までの
経過時間が特定できるものであれば、１パッケージのあ
るタスクが終了したタイミング等必ずしも一定の時間間
隔とはならないタイミングをサンプリングタイムとして
もよい。

【００７４】サンプリングタイムが経過した後、ＣＰＵ
１２０は電流値ａ１を検出し、順方向電圧の印加を停止
する（ステップＳ１１５）。電流値の検出と、電圧の印
加停止はいずれが先であっても構わない。また、図７に
示す通り、電圧の印加を停止してもしばらく電流値は維
持されるため、電圧の印加を停止してから電流が減衰し
ない程度の期間経過した後に電流値ａ１を検出するもの
としてもよい。こうしてステップＳ１００およびＳ１１
５において検出された電流値ａ０，ａ１により、順方向
電圧を印加する前後の電流変化量△ａ１（＝ａ１−ａ
０）を算出することができる。

【００７５】次のステップで、ＣＰＵ１２０はＵ相に逆
方向の電圧を印加する（ステップＳ１２０）。具体的に
は、電圧印加部１３０に対し、Ｇｕにローの信号を出力
し、Ｇｖ，Ｇｗにハイの信号を出力する。逆方向電圧の
印加は、順方向電圧の印加停止後、Ｕ相電流が減衰しな
い程度の時間を開けて開始される。この時間は、電気角
検出処理に要する時間を短縮する観点から短い程好まし
いため、ステップＳ１１５における電流値ａ１の検出が
順方向電圧の印加停止と同時に行える場合には、その直
後から逆方向電圧を印加するものとしてもよい。図７の
Ｕ相電流のグラフ（領域ｊ）に示した通り、逆方向電圧
の印加の開始とともにＵ相電流は減少していく。

【００７６】逆方向電圧の印加を開始した後、ＣＰＵ１
２０は、サンプリングタイムの経過を待つ（ステップＳ
１２５）。フローチャートには示していないが、図７に
示すように、Ｕ相に平均電圧を制御するための電圧パル
スを出力するものとしてもよい。サンプリングタイム
は、ステップＳ１１０と同様、ＣＰＵ１２０が割り込み
処理を行う間隔の整数倍で表されるタイミングである。
本実施例では、後の計算の容易のため、ステップＳ１１
０とＳ１２５におけるサンプリングタイムは同一の時間
に設定してあるが、両者は異なるものとしてもよい。

【００７７】サンプリングタイムが経過した時点で、Ｃ
ＰＵ１２０は電流値ａ２を検出し、逆方向電圧の印加を
停止する（ステップＳ１３０）。電流値の検出タイミン
グと、電圧の印加停止タイミングの関係は、ステップＳ
１１５の説明で述べた種々の関係を採りうる。こうして
ステップＳ１１５およびＳ１３０において検出された電
流値ａ１，ａ２により、逆方向電圧を印加する前後の電
流変化量△ａ２（＝ａ２−ａ１）を算出することができ
る。電流変化量△ａ２はこの場合、負の値となる。

【００７８】次に、ＣＰＵ１２０は検出された電流変化
量△ａ１，△ａ２を用いて電流変化量の理想値△Ａ１を
算出する（ステップＳ１３５）。電流変化量の理想値△
Ａ１は、上式（８）にｎ＝２，ｋ＝１，ｔ２＝ｔ１を代
入して得られる次式（９）に基づいて算出される。 △Ａ１＝（△ａ１−２△ａ２）／３ ・・・（９） ＣＰＵ１２０は、この結果を用いて電気角を算出する
（ステップＳ１４０）。つまり、先に説明した式（２）
を用いてインダクタンスＬを算出し、電気角とインダク
タンスを記憶したテーブルを参照することによって電気
角を求めるのである。こうして電気角を算出したところ
で、ＣＰＵ１２０は電気角検出ルーチンを一終了する。

【００７９】なお、電気角とインダクタンスを記憶した
テーブルの形式によっては、Ｕ相電流を検出しただけで
は、電気角が０〜２πの範囲で一義的に求まらない場合
もある。かかる場合には、図７に示した電気角検出ルー
チンをＶ相についても実行することにより電気角を検出
し、Ｕ相電流に基づく電気角の検出結果とＶ相電流に基
づく電気角の検出結果とを比較すれば、電気角を０〜２
πの範囲で一義的に求めることができる。

【００８０】以上に示した実施例によれば、デッドタイ
ムの影響を除去して電気角を精度よく検出することがで
きる。実際に本実施例による電気角検出装置により電気
角を検出した実験結果を図９に示す。図９は、モータ４
０の回転子５０がゆっくりと回転している場合におい
て、時間を横軸にとり、電気角を縦軸にとって、従来の
電気角検出装置により電気角を検出した結果を示してい
る。図９に実線で表したのこぎり刃状のグラフが検出さ
れた電気角を表している。電気角は０度から３６０度ま
で徐々に増大し、３６０度に達すると値は不連続的に０
度になるため、このようなのこぎり刃状のグラフとなる
のである。なお、実験装置としてのモータ４０は厳密に
は一定の角速度で回転していないため、電気角は直線的
に増加する訳ではない。図９に点線で示したグラフは回
転角センサにより検出された電気角と電気角の真値との
誤差を表している。誤差は、図９中の横軸を０とし、検
出された電気角の方が真値よりも大きい場合には正の値
として、小さい場合には負の値として表されている。従
来の電気角検出装置による電気角の検出誤差範囲は、図
９に示した通り、大きい値となっていることが分かる。

【００８１】次に同様の実験結果を本実施例の電気角検
出装置について示したものが、図１０のグラフである。
図１０に示す通り、本実施例の電気角検出装置により検
出された電気角の検出誤差範囲は、図９に示した誤差範
囲に比べて半分以下の値に激減していることが分かる。
このように本実施例における電気角検出装置によれば、
デッドタイムの影響を受けずに非常に精度良く電気角を
検出することができる。

【００８２】また、本実施例では、２回のタイミングで
検出された電流変化量に基づいて、電流変化量の理想値
△Ａ１を算出している（ステップＳ１３５）。つまり、
デッドタイムに応じて制御用ＥＣＵ１００から電圧印加
部３０への信号出力を変化させる等の複雑な制御をする
ことなく、容易にデッドタイムの影響を除去することが
できる。しかも、電流変化量の理想値の算出式（９）
は、デッドタイム自身に依存する形ではないため、電圧
印加部１３０のインタフェース部１３６を構成する素子
のバラツキ、温度変化および経年変化等によりデッドタ
イムの長さが変化しても、その影響を受けずに安定して
精度良く電気角を検出することができる。さらに、電流
変化量に基づいて電気角を算出するものとしているた
め、電気角検出時に微少な電流がＵ相に流れている場合
や、温度ドリフト等により電流センサ１０２に検出誤差
が生じている場合等、初期電流値ａ０が値０になってい
ない場合であっても精度良く電気角を検出することがで
きる利点もある。

【００８３】なお、上述の実施例においては、ステップ
Ｓ１３５において一旦、電流変化量の理想値△Ａ１を求
めてから、次のステップＳ１４０で電気角を算出するも
のとしている。かかる方法を採用することにより、従来
の電気角検出装置における電気角検出ルーチンの先頭に
図８のステップＳ１００〜Ｓ１３５に相当する処理を付
加するだけで容易に本実施例の電気角検出装置を実現す
ることができる。

【００８４】一方、上式（８）にｎ＝２，ｋ＝１，ｔ２
＝ｔ１を代入して得られる次式（１０）により、コイル
巻線のインダクタンスＬを直接算出するものとしてもよ
い。 Ｌ ＝３・Ｅ１・ｔ１／（△ａ１−２△ａ２） ・・・（１０） この場合、従来の電気角検出装置における電気角検出ル
ーチンについてコイル巻線のインダクタンスを算出する
部分を上式（１０）に変更する必要が生じるが、上の実
施例による電気角検出ルーチンよりもシンプルな構成で
電気角を検出することができるようになり、電気角検出
の処理速度を向上できる。

【００８５】また、上記実施例においては、電流の変化
量に基づいて電気角を算出しているが、電流値に基づい
て電気角を算出するものとしてもよい。このような電気
角検出装置では、図８のフローチャートにおいて初期電
流値ａ０の検出（ステップＳ１００）が不要となる。ま
た、検出された電流値ａ１，ａ２に基づいて電流変化量
△ａ１，△ａ２を算出する演算も不要となる。ステップ
Ｓ１３５では、式（５）にｎ＝２，ｍ＝３，ｔ１＝ｔ２
を代入して得られる次式（１１）に基づいて、電流の理
想値Ａ１を算出するものとすればよい。 Ａ１＝（３・ａ１−２・ａ２）／３ ・・・（１１） また、式（６）にそれぞれ値を代入して、コイル巻線の
インダクタンスＬを次式（１２）の形で直接求めるもの
としてもよい。 Ｌ ＝３・Ｅ１・ｔ１／（３・ａ１−２・ａ２） ・・・（１２） このような電気角検出装置によれば、デッドタイムの影
響を受けずに精度よく電気角を検出することはもちろ
ん、先に述べた実施例に比較して電気角検出ルーチンに
おける演算量を減らすことができ、処理時間の短縮を図
ることができる。従って、初期電流値ａ０が値０となる
ことが保障されている場合には、かかる態様による電気
角検出装置が有効となる。

【００８６】以上、本発明の種々の実施例について説明
してきたが、本発明はこれらに限定されるものではな
く、その要旨を逸脱しない範囲で、種々の形態による実
施が可能である。

【図面の簡単な説明】

【図１】モータ制御装置１０の概略構成を示すブロック
図である。

【図２】三相同期モータ４０の概略構成を示す説明図で
ある。

【図３】三相同期モータ４０の固定子３０と回転子５０
との関係を示す端面図である。

【図４】三相同期モータ４０の等価回路図である。

【図５】電圧印加部１３０の構成を示す回路図である。

【図６】コイル巻線の電圧および電流の様子を示すグラ
フである。

【図７】Ｕ相に印加される電圧およびＵ相電流の様子を
示すグラフである。

【図８】電気角検出ルーチンの流れを示すフローチャー
トである。

【図９】従来の電気角検出装置による電気角検出結果を
比較したグラフである。

【図１０】本実施例の電気角検出装置による電気角検出
結果を比較したグラフである。

【符号の説明】 １０…モータ制御装置 ２０…板状固定子 ２２…ティース ２４…スロット ３０…固定子 ３２…コイル ３４…ボルト ３６…ボルト孔 ４０…三相同期モータ ５０…回転子 ５１，５２，５３，５４…永久磁石 ５５…回転軸 ５７…板状回転子 ６０…ケース ６１，６２…軸受 ７１，７２，７３，７４…突極 １００…制御用ＥＣＵ １０２，１０３，１０４…電流センサ １０６，１０７，１０８…フィルタ １１２，１１３，１１４…ＡＤＣ １１６…入力ポート １１８…出力ポート １２０…ＣＰＵ １２２…ＲＯＭ １２４…ＲＡＭ １２６…クロック １３０…電圧印加部 １３２…ソース側プリドライブ回路 １３４…シンク側プリドライブ回路 １３６…インタフェース部 １３８…トランジスタインバータ

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.⁷，ＤＢ名) H02P 5/00,6/00,7/00

Claims (5)

(57)【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 各相毎にソース側とシンク側とを一組と
   して設けられたスイッチング素子のスイッチングにより
   生成された多相交流を巻線に流し、該巻線による磁界と
   永久磁石による磁界との相互作用により回転子を回転さ
   せる同期モータの電気角を検出する電気角検出装置であ
   って、 前記スイッチング素子のスイッチングを制御する制御信
   号を出力するスイッチング素子制御手段と、 該スイッチング素子制御手段による制御信号の出力に応
   じて、各相のソース側のスイッチング素子とシンク側の
   スイッチング素子の少なくとも一方がオフである条件下
   で該スイッチング素子をスイッチングするスイッチング
   素子駆動手段と、 該印加した電圧に応じて巻線の所定の相に流れる電流の
   挙動を、２回のタイミングで検出する電流検出手段と、 前記スイッチング素子駆動手段によるスイッチングがソ
   ース側がオンでシンク側がオフである状態とソース側が
   オフでシンク側がオンである状態との間でスイッチング
   が瞬時になされた場合に検出されるべき理想的な電流の
   挙動を、前記２回のタイミングで検出された電流の挙動
   の相互間に存在する所定の関係に基づいて算出する理想
   電流算出手段と、 該理想電流算出手段により算出された電流の挙動に基づ
   いて、前記モータの電気角を演算する電気角演算手段と
   を備える電気角検出装置。
2. 【請求項２】 請求項１記載の電気角検出装置であっ
   て、 前記理想電流算出手段における前記所定の関係は、 前記２回のタイミングにおいてそれぞれ検出された第１
   の電流の挙動、第２の電流の挙動が各タイミングにおけ
   る理想的な電流の挙動に対して有する誤差δ１、δ２
   が、 電圧の印加パターンに応じて前記各検出タイミングにつ
   いてそれぞれ予め特定される係数と、検出される電流の
   挙動がスイッチング素子のスイッチング１回当たりにつ
   いて生じる電流の理想的な挙動に対して有する誤差であ
   る単位誤差との積で表される関係であり、 前記理想電流算出手段は、 前記第１の電流の挙動と前記第２の電流の挙動について
   の四則演算により、前記誤差δ１とδ２とを相殺するこ
   とによって前記理想的な電流の挙動を算出する手段であ
   る電気角検出装置。
3. 【請求項３】 請求項２記載の電気角検出装置であっ
   て、 前記電流検出手段が検出する電流の挙動は、前記所定の
   相に流れる電流の電流値であり、 前記理想電流算出手段は、 第１の検出タイミングにおいて検出された電流値ａ１
   と、第２の検出タイミングにおいて検出された電流値ａ
   ２とを用いて、 電圧の印加パターンに応じて予め特定される既知量であ
   る、 巻線への電圧の印加を開始すべき制御信号の出力から第
   １の検出タイミングまでに、前記所定の相のソース側の
   スイッチング素子をオンにする回数と、前記所定の相か
   ら他の相へ流れる順方向電流が流れている状態において
   前記所定の相以外の相のソース側のスイッチング素子を
   オフにする回数との総計であるｎと、 前記制御信号の出力から第２の検出タイミングまでに前
   記スイッチングが行われる回数の総計であるｍと、 第１の検出タイミングにおける電流の理想値Ａ１に応じ
   て第２の検出タイミングにおける電流の理想値を与える
   関数Ｆ（Ａ１）とに基づいて表される ｍ・ａ１−ｎ・ａ２＝ｍ・Ａ１−ｎ・Ｆ（Ａ１） なる方程式またはこれと等価な数式により、第１の検出
   タイミングにおける電流の理想値Ａ１を算出する手段で
   あり、 前記電気角演算手段は、該理想値Ａ１に基づいて電気角
   を演算する電気角検出装置。
4. 【請求項４】 請求項２記載の電気角検出装置であっ
   て、 前記スイッチング素子制御手段は、所定の相を正電位と
   し他の相を負電位とする順方向電圧印加状態と、所定の
   相を負電位とし他の相を正電位とする逆方向電圧印加状
   態がそれぞれ時間ｔ１だけ生じるように前記制御信号を
   出力する手段であり、 前記電流検出手段は、所定の相に流れる電流について 前記順方向電圧印加状態の前後の変化量△ａ１を検出
   し、 前記逆方向電圧印加状態の前後の変化量△ａ２を検出す
   る手段であり、 前記理想電流算出手段は、 電圧の印加パターンに応じて予め特定される既知量であ
   る、 電流の変化量△ａ１を検出する期間において、前記所定
   の相のソース側のスイッチング素子をオンにする回数お
   よび前記所定の相以外の相のソース側のスイッチング素
   子をオフにする回数の総計ｎと、 電流の変化量△ａ２を検出する期間において、該スイッ
   チングが行われる回数の総計ｋとに基づいて表される △Ａ１＝（ｋ・△ａ１−ｎ・△ａ２）／（ｋ＋ｎ） なる数式またはこれと等価な数式により前記順方向電圧
   印加状態の前後の電流の変化量の理想値△Ａ１を算出す
   る手段であり、 前記電気角演算手段は、該電流の変化量△Ａ１に基づい
   て電気角を演算する電気角検出装置。
5. 【請求項５】 同期モータの巻線の各相毎にソース側と
   シンク側とを一組として設けられたスイッチング素子の
   スイッチングにより、該モータの巻線の所定の相に電圧
   を印加し、該印加した電圧に応じて該所定の相に流れる
   電流の挙動を用いて、該同期モータの電気角を検出する
   電気角検出装置の設計方法であって、 印加した電圧に応じて巻線の所定の相に流れる電流の挙
   動を検出する２回のタイミングを設定し、 各タイミングにおいて検出された電流の挙動が該タイミ
   ングにおける理想的な電流の挙動に対して有する誤差
   を、電圧の印加パターンに応じて予め特定される係数
   と、検出される電流の挙動がスイッチング素子のスイッ
   チング１回当たりについて生じる電流の理想的な挙動に
   対して有する誤差である単位誤差との積で表す数式を求
   め、 各タイミングにおける理想的な電流の挙動の相関を示す
   数式を求め、 上記数式を連立方程式として解くことにより、前記検出
   された電流の挙動から理想的な電流の挙動を算出する理
   想電流算出式を求め、 該理想電流算出式により算出された電流の挙動を、前記
   モータの電気角の検出に用いられる前記電流の挙動とす
   る、同期モータの電気角検出装置の設計方法。