JP5541404B2 - 回転位置検出装置および空気調和機 - Google Patents

回転位置検出装置および空気調和機 Download PDF

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Description

本発明は、回転位置検出装置および空気調和機に関し、特に永久磁石を有する電動機を制御する電動機制御装置に関する。
特許文献１では永久磁石同期モータを駆動するインバータが記載されており、モータの線間電圧に基づいてモータの回転位置を検出している。特許文献１では、相電圧を検出してこれらの相電圧に基づいて線間電圧を算出する。そしてこの線間電圧のゼロクロス点を検知し、モータの回転位置をこのゼロクロス点に対応した位置に決定する。
また本発明に関連する技術として特許文献２，３が開示されている。
特開２０１０−２３３３９０号公報 特開２０１１−１９３４８号公報 特許第２６０９８４０号公報
回転位置を検出するために線間電圧ではなく、相電圧の最小相を基準とした線間電圧を採用することを考える。そして特許文献１の技術を適用して、最小相を基準とした線間電圧と、予め定められた所定値との交点に基づいて、回転位置を検出する。
しかしながら、このような最小相を基準とした線間電圧は、インバータに入力される直流電圧、または、浮遊容量などの影響により、オフセットが生じえる。本願では、オフセットが生じる原因については不問であるものの、その一例について、以下に詳述する。
図２５は、オフセットが生じる理由を説明するための等価回路図である。図２５においては、直流線Ｌ１と直流線Ｌ２との間にコンデンサＣが示されている。コンデンサＣには、直流線Ｌ１側の電位を高電位とする直流電圧が充電される。この直流電圧は電圧型のインバータ１０に入力される。
いま、インバータ１０のスイッチング素子の全てが非導通である場合を考える。このとき、インバータ１０の等価回路は、スイッチング素子のそれぞれに逆並列に接続されるダイオードで構成されるダイオードブリッジとして表される。図２５においては、インバータ１０のうち二相分の構成が、一対のダイオードＤｕ１１，Ｄｕ１２と、一対のダイオードＤｖ１１，Ｄｖ１２とで等価的に示されている。
インバータ１０の出力側に設けられる電動機２０は、一対のダイオードＤｕ１１，Ｄｕ１２の間の出力端Ｐｕ１と、一対のダイオードＤｖ１１，Ｄｖ１２の間の出力端Ｐｖ１とに接続されており、等価的に直流電源として示されている。ここでは、電動機２０に誘起電圧が発生した状態を考慮するので、その誘起電圧を等価的に直流電源として把握しているのである。
この誘起電圧は、電圧検出部３０によって検出される。電圧検出部３０は、等価的に一対の抵抗３０１，３０２によって示されている。抵抗３０１，３０２は、例えば出力端Ｐｕ１と、直流線Ｌ２との間で直列に接続されている。電圧検出部３０は、例えば、抵抗３０２の両端電圧を検出値として出力する。
さて、インバータ１０のスイッチング素子の全てが非導通であるものの、実際には、これらのスイッチング素子（或いはこれに逆並列接続されるダイオード）を、電流ｉ１がわずかに流れる（図２５において破線の矢印参照）。この電流ｉ１は電圧検出部３０にも流れる。
一方で、電動機２０側において、誘起電圧が発生すると、出力端Ｐｕ１から電圧検出部３０を介して直流線Ｌ２へと電流ｉ２が流れる（図２５において一点鎖線の矢印参照）。
よって、電圧検出部３０で検出される電圧には、電流ｉ２によって抵抗３０２に生じる電圧降下のみならず、電流ｉ１によって抵抗３０２に生じる電圧降下が含まれる。この電流ｉ１によって生じる電圧降下がオフセットに相当する。このようなオフセットは、インバータ１０に入力する直流電圧の変動に応じて変動することになる。
図２５においては、二相について説明しているものの、三相であっても同様である。つまり、最小相を基準とした誘起電圧には、オフセットが生じる。
このように検出値にオフセットが生じるのに対して、この検出値との交点を形成する所定値は、予め定められた値であって、オフセットが生じない。したがってこれらの交点は、検出値に生じるオフセットに応じてずれる。よって回転位置の検出精度が低下する。
そこで、本発明は、たとえ最小相を基準とした線間電圧の検出にオフセットが生じたとしても、高い精度で回転位置を検出できる回転位置検出装置を提供することを提案する。
本発明にかかる回転位置検出装置（４）の第１の態様は、永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、前記電動機(2)の回転方向を特定する回転方向特定部(5)とを備え、前記回転方向特定部は、前記回転方向が所定方向であるときの前記第１線間誘起電圧(Vun)と類似する推定波形(Vun_N)と、検出された前記第１線間誘起電圧との類似度を算出し、前記類似度に基づいて前記回転方向を特定する。
本発明にかかる回転位置検出装置の第２の態様は、永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、前記電動機(2)の回転方向を特定する回転方向特定部(5)とを備え、前記回転方向特定部は、前記回転方向が所定方向であるときの前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とに対して加算および乗算の一方の演算を行って得られる波形と類似する推定波形(Vun_N)と、検出された前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とに対して前記演算を行って得られる波形との類似度を算出し、前記類似度に基づいて前記回転方向を特定する。
本発明にかかる回転位置検出装置の第３の態様は、永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する回転位置検出装置であって、誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)とを備え、前記巻線(21u,21v,21w)には複数の交流線(Pu,Pv,Pw)がそれぞれ接続され、前記交流線にはインバータ(2)に接続され、前記インバータは入力側で第１及び第２の直流線(L1,L2)に接続され、前記回転位置検出装置は、前記第１の直流線(L1,L2)と、前記第１の前記相電位(Vu)および前記第２の前記相電位(Vv)がそれぞれ印加される前記交流線の二つ(Pu,Pv)の各々とを接続する第１経路(31)及び第２経路(32)を有し、前記第１経路及び前記第２経路において前記第１の直流線と前記交流線の前記二つの各々との間の第１電圧(Vun1,Vun2)および第２電圧(Vvn1,Vvn2)をそれぞれ前記第１線間誘起電圧(Vun)及び前記第２線間誘起電圧(Vvn)として検出する電圧検出部(3)を更に備え、前記電圧検出部(3)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)が基準値(Vref)以上であるときに前記第１電圧(Vun1,Vun2)を第２所定値に制限し、前記第２線間誘起電圧(Vvn)が前記基準値(Vref)以上であるときに前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)を前記第２所定値に制限する検出電圧制限部(33,ZD11,ZD21)を備える。
本発明にかかる回転位置検出装置の第４の態様は、第３の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、第１線間誘起電圧(Vun)が閾値よりも大きいか否かを判断する第１判断と、前記検出部(431)が前記第２線間誘起電圧(Vvn)が前記閾値よりも大きいか否かを判断する第２判断とを繰り返し実行し、前記第１判断または前記第２判断において否定的な判断がなされるときに、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)とが互いに一致したか否かの判断を行ない、前記第１判断及び前記第２判断の両方にて肯定的な判断がなされるときには、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)とが互いに一致したか否かの判断を省略する。
本発明にかかる回転位置検出装置の第５の態様は、第３または第４の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記電圧検出部(3)は前記第１経路(31)及び前記第２経路(32)の各々において互いに直列に接続される分圧抵抗(R11,R12,R21,R22)を有し、前記第１経路及び前記第２経路における前記分圧抵抗(R12,R22)の電圧がそれぞれ前記第１電圧(Vun1)及び前記第２電圧(Vvn1)として採用される。
本発明にかかる回転位置検出装置の第６の態様は、永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したときの前記第１線間誘起電圧または前記第２線間誘起電圧の値に基づいて、前記電動機の回転方向を所定方向と特定する回転方向特定部(5)とを備える。
本発明にかかる回転位置検出装置の第７の態様は、第６の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、前記回転方向特定部(5)は、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧及び前記第２線間誘起電圧の一方の第１値(VunL,VvnL)と、前回に前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致したときの一方の第２値(VunK,VvnK)との大小関係に基づいて、前記回転方向を所定方向と特定する。
本発明にかかる回転位置検出装置の第８の態様は、第６の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、前記回転方向特定部(5)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とに対して加算および乗算の一方の演算を行なって得られる演算結果と、前回に前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧に対して加算および乗算の前記一方の演算を行なって得られる演算結果との大小関係に基づいて、前記回転方向を所定方向と特定する。
本発明にかかる回転位置検出装置の第９の態様は、第３の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)との大小関係の切り替わりを繰り返し検出し、前記回転位置検出装置は、前記第１電圧が前記第２電圧を超えて前記大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに、前記電動機(2)の回転方向を所定方向と特定し、前記第１電圧が前記第２電圧を下回って前記大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに前記回転方向を前記所定方向とは反対の方向と特定する回転方向特定部(5)を更に備える。
本発明にかかる回転位置検出装置の第１０の態様は、第３の態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、前記第１電圧(Vun1,Vun2)が前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)を超えるか否か、及び、前記第１電圧が前記第２電圧を下回るか否かを検出し、前記回転位置検出装置は、前記第１電圧(Vun1,Vun2)又は前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)の少なくともいずれか一方が前記第２所定値以下の閾値よりも小さく且つ前記第１電圧が前記第２電圧を超えたときに、前記電動機(2)の回転方向を所定方向と特定し、前記第１電圧又は前記第２電圧の少なくともいずれか一方が前記第２所定値以下の閾値よりも小さく且つ前記第１電圧が前記第２電圧を下回ったときに、前記回転方向を前記所定方向とは反対の方向と特定する回転方向特定部(5)を更に備える。
本発明にかかる回転位置検出装置の第１１の態様は、第１、第２、第６から第１１のいずれか一つの態様にかかる回転位置検出装置であって、前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、前記回転位置検出装置は、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致する複数の時点に基づいて前記電動機(2)の回転速度を算出する回転速度算出部(6)を更に有し、前記回転位置設定部(4)は、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致したときに設定される前記回転位置の前記推定値と、前記回転方向特定部(5)によって設定された前記回転方向と、前記回転速度算出部によって算出された前記回転速度と、前記回転位置の前記推定値が設定された時点から他の時点までの時間とに基づいて、前記他の時点における前記回転位置を算出する。
本発明にかかる空気調和機の第１の態様は、第１から第１１のいずれか一つの態様にかかる回転位置検出装置と、前記電動機(2)と、前記電動機によって駆動されるファンとを備える。
本発明にかかる回転位置検出装置（４）の第１，２，３，６の態様によれば、第１線間誘起電圧と第２線間誘起電圧とが互いに一致するときに回転位置を決定するので、たとえ第１線間誘起電圧と第２線間誘起電圧とに共通してオフセットが生じたとしても、その切り替わり時点は変動しない。よって回転位置の推定精度を高めることができる。
第１および第２の態様によれば、更に回転方向を特定することができる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第３の態様によれば、交流線の誘起電圧を検出し、検出した誘起電圧から最小相の誘起電圧を抽出し、誘起電圧から最小相の誘起電圧を減算して線間誘起電圧を算出する場合に比して、簡単に（即ち演算なしに）第１線間誘起電圧及び第２線間誘起電圧を得ることができる。しかも、検出部および回転位置設定部で用いられる第１電圧及び第２電圧が所定値に制限されることになるので、検出部および回転位置設定部において大きい電圧（過電圧）が印加されることを回避できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第４の態様によれば、処理数を低減できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第５の態様によれば、第１線間誘起電圧及び第２線間誘起電圧よりも小さい第１電圧及び第２電圧を検出することができる。よって回転位置推定部の耐圧を低減できる。検出部および回転位置設定部で用いられる第１電圧及び第２電圧が所定値に制限されることになるので、検出部および回転位置設定部において大きい電圧（過電圧）が印加されることを回避できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第６の態様によれば、回転位置検出センサーなどを用いて回転方向を検知する場合に比べると、回転位置検出センサーは高価であるので、製造コストを低減できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第７の態様によれば、第１線間誘起電圧及び第２線間誘起電圧の一方同士を比較しているので、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値が閾値よりも低くなるときには適切に回転方向を特定できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第８の態様によれば、演算結果同士の差を第１線間誘起電圧同士の差および第２線間誘起電圧同士の差よりも大きくできるので、第１値と第２値との比較に誤りが生じにくい。
本発明にかかる回転位置検出装置の第９の態様によれば、第１線間誘起電圧と第２線間誘起電圧とがそれぞれ基準値を超える期間では、第１電圧および第２電圧が所定値を採る。このような場合、第１電圧が少なくとも２回連続して第２電圧を超える又は下回りえるところ、この場合であっても適切に回転方向を特定できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第１０の態様によれば、第１線間誘起電圧と第２線間誘起電圧とがそれぞれ基準値を超える期間では、第１電圧および第２電圧が所定値を採る。この場合であっても適切に回転方向を特定できる。
本発明にかかる回転位置検出装置の第１１の態様によれば、他の時点における回転位置の推定値を算出するので、電動機の始動制御に生かすことができる。
本発明にかかる空気調和機の第１の態様によれば、屋外に配置される室外機に設けられたファンは、電動機へと交流電圧を印加しなくても空気の流れ（風）によって回転する。このとき交流線には誘起電圧のみが現れるので線間誘起電圧を得やすい。
電動機制御装置の概念的な構成の一例を示す図である。 正転方向における誘起電圧の模式的な一例を示す図である。 正転方向における線間誘起電圧の模式的な一例を示す図である。 逆転方向における線間誘起電圧の模式的な一例を示す図である。 正転方向における線間誘起電圧の模式的な一例を示す図である。 逆転方向における線間誘起電圧の模式的な一例を示す図である。 回転位置検出部の動作の一例を示すフローチャートである。 回転位置検出部の動作の一例を示すフローチャートである。 電動機制御装置の概念的な構成の一例を示す図である。 正転方向における検出電圧の模式的な一例を示す図である。 逆転方向における検出電圧の模式的な一例を示す図である。 電動機制御装置の概念的な構成の一例を示す図である。 回転位置検出部の動作の一例を示すフローチャートである。 回転位置検出部と回転方向特定部の概念的な構成の一例を示す図である。 線間誘起電圧の演算的結果の模式的な一例を示す図である。 線間誘起電圧の演算的結果の模式的な一例を示す図である。 回転位置検出部と回転方向特定部の動作の一例を示すフローチャートである。 回転方向特定部の動作の一例を示すフローチャートである。 回転位置検出部と回転方向特定部の動作の一例を示すフローチャートである。 回転方向特定部の動作の一例を示すフローチャートである。 推定波形の模式的な一例を示す図である。 回転位置検出部と回転方向特定部と回転速度算出部との概念的な構成の一例を示す図である。 回転位置検出部と回転方向特定部と回転速度算出部との動作の一例を示すフローチャートである。 回転位置検出部と回転方向特定部と回転速度算出部との動作の一例を示すフローチャートである。 線間誘起電圧にオフセットが生じる理由を説明するための図である。 正転方向における線間誘起電圧の模式的な一例を示す図である。
第１の実施の形態．
図１に示すように、本電動機制御装置は電力変換部１と電動機２と回転位置検出部４とを備えている。
電力変換部１はその入力側で直流線Ｌ１，Ｌ２と接続され、その出力側で交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗと接続される。直流線Ｌ１，Ｌ２の間には直流電圧が印加される。この直流電圧は、例えば不図示のコンバータによって印加される。このコンバータは、例えば商用交流電源からの交流電圧を直流電圧に変換し、これを直流線Ｌ１，Ｌ２の間に印加する。このようなコンバータとしては、例えばダイオードブリッジによって形成されるダイオード整流回路を採用できる。商用交流電源の電圧は、例えば１００Ｖ，２００Ｖ，２２０Ｖ，４００Ｖのいずれかを採用できる。商用交流電源が単相交流電圧を出力する場合には、直流電圧は、商用交流電源の電圧の√２倍であり、それぞれ１４１Ｖ，２８３Ｖ,３１１Ｖ,５６６Ｖとなる。図１の例示では直流線Ｌ１，Ｌ２の間にコンデンサＣが設けられ、直流電圧を平滑する。電力変換部１は当該直流電圧を交流電圧へと変換して、これを交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに印加する。
交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗには電動機２が接続されており、この電動機２は電機子２１と界磁２２とを備えている。電機子２１は三相の電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを有し、電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗは交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗと接続される。電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗには電力変換部１からの三相交流電圧が印加される。これによって電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗに交流電流が流れ、界磁２２へと回転磁界を印加する。界磁２２は永久磁石を有し、電機子２１へと界磁磁束を供給する。そして界磁２２は電機子２１から回転磁界を受けて、電機子２１に対して相対的に回転する。
なお図１の例示では、三相の電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを有する電動機２を想定しているので、電力変換部１は三相の交流電圧を出力するものの、必ずしもこれに限らない。三相よりも大きいＮ相の電動機２を採用し、同様にＮ相の電力変換部１が採用されてもよい。また図１の例示では電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗはいわゆる星型結線により互いに接続されているものの、いわゆる三角結線によって互いに接続されても良い。
このような電動機駆動装置において、電動機２が回転した場合、電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗを通過する磁束が当該回転に基づいて変化する。これに伴って電機子巻線２１ｕ，２１ｖ，２１ｗにはそれぞれ当該回転に基づく誘導起電力が発生し、電動機２は交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗにそれぞれ相電位（以下、誘起電圧とも呼ぶ）Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを出力する（図２も参照）。
このような電動機２は例えばファン又はブロワなどの送風機に用いられる。例えば電動機２はヒートポンプ（空気調和機、給湯装置など）に搭載されるファン又は圧縮機を駆動してもよい。例えば屋外に配置される室外機に搭載されてファンを駆動する場合、電力変換部１が電動機２へと交流電圧を出力していない状態であっても、屋外の空気の流れ（風）によって回転する。したがって、このような電動機２を始動する際には電機子２１と界磁２２との相対的な回転位置（以下、電動機２の回転位置と呼ぶ）を検出する必要がある。もちろん外力によって回転されなくても圧縮機またはファンは慣性により回転するので、再びこれを回転させる場合にもその回転位置を検出する必要性がある。
回転位置検出部４は以下で説明する線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに基づいて、電動機２の回転位置を検出する。線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの基準電位として、誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗのうち最小相の誘起電圧を採用する。言い換えれば、線間誘起電圧Ｖｕｎは誘起電圧Ｖｕの基準電位に対する電位差であり、線間誘起電圧Ｖｖｎは誘起電圧Ｖｖの基準電位に対する電位差である。以下に詳細に説明する。
誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗは図２に例示するように電動機２の回転位置（電気角）に依存して変化する略正弦波形状を採る。
また図２では電動機２が正転方向に回転するときの誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗが例示される。正転方向では誘起電圧Ｖｖ，Ｖｗはそれぞれ誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖに対して１２０度進む。言い換えれば、このような回転方向を正転方向と定義している。
正転方向（図２）では、例えば回転位置が３０度から１５０度の範囲において誘起電圧Ｖｕが最小値を採るので、この範囲では最小相の誘起電圧は誘起電圧Ｖｕとなる。よってこの範囲では、線間誘起電圧Ｖｕｎは図３に例示するように零である。また回転位置が１５０度から２７０度の範囲では誘起電圧Ｖｖが最小相の誘起電圧であるので、この範囲では線間誘起電圧Ｖｕｎは誘起電圧Ｖｕと最小相の誘起電圧Ｖｖとの電位差であり、図３に例示するような波形を採る。他の範囲についても同様である。また線間誘起電圧Ｖｖｎは誘起電圧Ｖｖと最小相の誘起電圧との電位差であり、図３に例示する波形を採る。
回転方向が逆転方向であるときには、誘起電圧Ｖｖ，Ｖｗはそれぞれ誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖに対して１２０度遅れる。したがって、このときの線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎは図４に例示する波形を採る。
図３，４を参照して、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致する時点での回転位置は、回転方向によらずに１５０度又は３３０度を採る。しかも線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超える時点での回転位置は回転方向に依らずに１５０度を採り、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回る時点での回転位置は回転方向に依らずに３３０度を採る。よって、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致するときに回転位置を決定することができる。
回転位置検出部４は検出部４３１と設定部４３２とを備える。なおここでは、回転位置検出部４はマイクロコンピュータと記憶装置を含んで構成される。マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップ（換言すれば手順）を実行する。上記記憶装置は、例えばＲＯＭ(Read-Only-Memory)、ＲＡＭ(Random-Access-Memory)、書き換え可能な不揮発性メモリ（ＥＰＲＯＭ(Erasable-Programmable-ROM)等）、ハードディスク装置などの各種記憶装置の１つ又は複数で構成可能である。当該記憶装置は、各種の情報やデータ等を格納し、またマイクロコンピュータが実行するプログラムを格納し、また、プログラムを実行するための作業領域を提供する。なお、マイクロコンピュータは、プログラムに記述された各処理ステップに対応する各種手段として機能するとも把握でき、あるいは、各処理ステップに対応する各種機能を実現するとも把握できる。また、回転位置検出部４はこれに限らず、回転位置検出部４によって実行される各種手順、あるいは実現される各種手段又は各種機能の一部又は全部をハードウェアで実現しても構わない。またこの内容は、他の実施の形態で述べる回転方向特定部５および回転速度算出部６についても適用される。
検出部４３１は線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを入力し、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致したか否かを検出する。例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小を比較する公知の比較部を用いることで、これを検出できる。より詳細には、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わったときに、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致したと判断できる。
設定部４３２は、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致した時点での電動機２の回転位置の推定値を所定値（例えば１５０度又は３３０度）に設定する。即ち、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えたときに、当該回転位置の推定値を、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｕｎを超えた時点での回転位置として予め定められる値（ここでは１５０度）に決定する。また線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回ったときに、当該回転位置の推定値を、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回った時点での回転位置として予め定められる値（ここでは３３０度）に決定する。なお回転位置の検出は、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えたときのみ実行されてもよく、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回ったときのみ実行されてもよい。もちろん、その両方において回転位置を検出してもよい。両方において回転位置を検出すれば、より細やかに回転位置を検出できる。
以上のように、本回転位置検出部４によれば、電動機２の回転方向によらずに回転位置を検出することができる。しかも線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致することを回転位置検出のトリガとしている。よって、たとえ線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに共通してオフセットが生じた場合であっても、大小関係が切り替わる時点は変化しない。このようなオフセットは例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを検出する検出部（後述）のオフセットである。したがって当該オフセットによる回転位置の検出精度の低下を抑制できる。換言すれば、回転位置の検出精度を向上することができる。
また本回転位置検出方法によれば、誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗではなく線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを用いている。誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを用いる場合、これらの基準電位は電動機２の中性点の電位となる。したがって、誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを検出するために中性点の電位を出力可能な電動機２を採用するか、或いは仮想的に電動機２の中性点の電位を作成する必要がある。前者では採用可能な電動機２に制限がかかり、後者であれば回路構成が複雑となる。一方で本回転位置検出方法によれば、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを用いているので、中性点の電位を出力できない電動機２にも適用可能であり、また回路設計が容易である。
また、特許文献１のように、線間電圧と予め決められた所定値との交点を算出する場合には次の問題も発生する。すなわち、電動機２の回転速度が小さいと、線間電圧の最大値も小さくなる。そして、線間電圧の最大値が所定値よりも小さくなると、線間電圧と所定値との交点が存在しないので、交点を算出できない。一方、本実施の形態では、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係の切り替わり（交点）を検出するので、このような事態を回避できる。
上述の例では、二つの線間誘起電圧として、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを採用している。ただしこれに限らず、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎ，Ｖｗｎのうち任意の二つを採用すればよい。なお線間誘起電圧Ｖｗｎは、誘起電圧Ｖｗの、最小相の誘起電圧に対する電位差である。
表１は線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｗｎと回転位置との関係と、線間誘起電圧Ｖｖｎ，Ｖｗｎと回転位置との関係とを示す。
Figure 0005541404
上述の例では二つの線間誘起電圧を採用しているものの、三つの線間誘起電圧を採用してもよい。三つの線間誘起電圧を採用すれば、誘起電圧の１周期中におけるこれらの交点が増えるので、回転位置をより細かく検出できる。
上述の例では、最小相の誘起電圧を基準とした誘起電圧が線間誘起電圧として採用された。しかしながら最大相の誘起電圧を基準とした誘起電圧が線間誘起電圧として採用されてもよい。図５，６は最大相の誘起電圧を基準とした線間誘起電圧Ｖｕｐ，Ｖｖｐが示されている。ただし図５は正転方向における線間誘起電圧Ｖｕｐ，Ｖｖｐを示し、図６は逆転方向における線間誘起電圧Ｖｕｐ，Ｖｖｐを示す。図５，６から理解できるように、回転位置検出部４は、線間誘起電圧Ｖｕｐが線間誘起電圧Ｖｖｐを超えるときに回転位置の推定値を１５０度に決定し、線間誘起電圧Ｖｕｐが線間誘起電圧Ｖｖｐを下回るときに回転位置の推定値を３３０度に決定する。
なお図５，６の例示では、線間誘起電圧Ｖｕｐ，Ｖｖｐは負の値を示しているが、演算を容易にすべく、これらの絶対値を用いてもよい。
以下では線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを用いた例について説明する。ただし、二相以上の線間誘起電圧のいずれを用いても良い点、及び、最大相を基準とした線間誘起電圧を用いても良い点については、以下のいずれの態様（他の実施の形態を含む）であっても適用可能である。
＜線間誘起電圧の検出＞
図１の例示では、電力変換部１は電圧形インバータである。より詳細には電力変換部１はスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ，Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎと、ダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐ，Ｄｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎとを備える。スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎ（ｘはｕ，ｖ，ｗを代表する、以下同様）は例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタなどであって、直流線Ｌ１，Ｌ２の間で互いに直列に接続される。ダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎはそれぞれスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎと並列に接続され、直流線Ｌ２側にアノードを有する。また交流線Ｐｘがそれぞれスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎの間の点に接続される。
なおスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎが逆導通（直流線Ｌ２から直流線Ｌ１へと向う導通）可能であれば、ダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎは必須要件ではない。例えば寄生ダイオードを有するＭＯＳ電界効果トランジスタをスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎとして採用する場合は、ダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎは不要である。
これらのスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎは、互いに排他的に導通するように制御される。スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎの両方が導通すると、直流線Ｌ１，Ｌ２がスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎを介して短絡し、これにより、スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎに大電流が流れるからである。そして、これらのスイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎが適切に制御されることにより、電力変換部１は直流電圧を交流電圧に変換することができる。
また図１の例示では、線間誘起電圧を検出する電圧検出部３が設けられている。電圧検出部３は、誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖがそれぞれ印加される交流線Ｐｕ，Ｐｖの各々と、直流線Ｌ２とを接続する経路３１，３２を有し、その経路３１，３２において交流線Ｐｕ，Ｐｖの各々と直流線Ｌ２との間の電圧をそれぞれ線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎとして検出する。なお実際には、図２５を参照して説明した直流電圧に基づくオフセットが電圧検出部３の検出値に含まれるものの、ここでは簡単のために、まずオフセットを無視して説明する。オフセットについては、後にノイズの一種として扱って説明をおこなう。
また電力変換部１が制御されて交流電圧を交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗに出力している状態では、電圧検出部３は適切に線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを検出できないので、電圧検出部３は、電力変換部１が交流電圧を出力しない状態で線間誘起電圧を検出する。つまり、スイッチング素子Ｓｘｐ，Ｓｘｎの全てが非導通となるように制御した状態で、線間誘起電圧を検出する。
電力変換部１が交流電圧を出力しない状態で電動機２が回転する要因は、例えば外力又は慣性である。つまり、電力変換部１が交流電圧を出力しない状態でも、例えば外力によって電動機２は回転しえる。また電動機２が外力によって回転している状態でその外力が消失しても慣性により電動機２はしばらく回転し続ける。或いは、電力変換部１が交流電圧を出力していた状態からその出力を停止すれば、電動機２は慣性によりしばらく回転し続ける。
図１の例示では電圧検出部３は分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２を備える。分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２は経路３１において互いに直列に接続される。分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２は経路３２において互いに直列に接続される。
このような電圧検出部３において、誘起電圧Ｖｗが最小相の誘起電圧である期間では、線間誘起電圧Ｖｕｎは、経路３１、直流線Ｌ２およびダイオードＤｗｎを介した交流線Ｐｕ，Ｐｗの間に印加される。このときダイオードＤｗｎには順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よって分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の一組の両端電圧は、誘起電圧Ｖｕと最小相の誘起電圧Ｖｗとの電位差たる線間誘起電圧Ｖｕｎとほぼ一致する。同様に、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の一組の両端電圧は、誘起電圧Ｖｖと最小相の誘起電圧Ｖｗの電位差たる線間誘起電圧Ｖｖｎとほぼ一致する。
また誘起電圧Ｖｖが最小相の誘起電圧である期間では、線間誘起電圧Ｖｕｎは経路３１、直流線Ｌ２およびダイオードＤｖｎを介した交流線Ｐｕ，Ｐｖの間に印加される。このときダイオードＤｖｎには順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よってこのとき、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の一組の両端電圧は線間誘起電圧Ｖｕｎとほぼ一致する。一方、直流線Ｌ２と交流線Ｐｖとの電位は互いにほぼ等しいので、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の一組の両端電圧はほぼ零である。この期間では線間誘起電圧Ｖｖｎは零であるので、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の一組の両端電圧は線間誘起電圧Ｖｕｎとほぼ一致する。
誘起電圧Ｖｕが最小相の誘起電圧である期間は、線間誘起電圧Ｖｖｎは経路３２、直流線Ｌ２およびダイオードＤｕｎを介した交流線Ｐｕ，Ｐｖの間に印加される。このときダイオードＤｕｎには順方向に電圧が印加されるので、その電圧はほぼ零である。よってこのとき、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の一組の両端電圧は線間誘起電圧Ｖｖｎとほぼ一致し、また分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の一組の両端電圧は線間誘起電圧Ｖｕｎとほぼ一致する。
したがって分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２に印加される電圧は線間誘起電圧Ｖｕｎと対応し、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２に印加される電圧は線間誘起電圧Ｖｖｎと対応する。よってこれらの電圧を検出することで線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを検出することができる。
図１の例示では、電圧検出部３は経路３１における分圧抵抗（例えば直流線Ｌ２側の分圧抵抗Ｒ１２）の電圧Ｖｕｎ１を線間誘起電圧Ｖｕｎとして検出し、経路３２における分圧抵抗（例えば直流線Ｌ２側の分圧抵抗Ｒ２２）の電圧Ｖｕｎ２を線間誘起電圧Ｖｖｎとして検出する。これによって、より小さい電圧値で線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを検出することができる。なお分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の分圧比と分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の分圧比との差は小さいことが望ましい。これらの差が生じると、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｕｎ２の大小関係の切り替わる時点と、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係の切り替わる時点との間に差が生じるからである。
以上のように、電圧検出部３は直流線Ｌ２と、交流線Ｐｕ，Ｐｖの各々とを接続する経路３１，３２を有しているので、これらの経路３１，３２における電圧を線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎとして検出することができる。
またコンデンサＣが設けられる場合であれば電圧検出部３はコンデンサＣに電圧が充電された状態で線間誘起電圧を検出することが望ましい。コンデンサＣとダイオードＤｘｐ，Ｄｘｎとを経由して交流線Ｐｕ，Ｐｖ，Ｐｗが短絡すれば、経路３１，３２に電流が流れにくいからである。
このような電圧検出部３によれば、例えば次の場合に比べて簡単に線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを得ることができる。即ち、誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを検出し、検出した誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗから最小相の誘起電圧を抽出し、検出した誘起電圧Ｖｕ，Ｖｖから当該最小相の誘起電圧を減算して線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを算出する場合に比べて、簡単に線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを得ることができる。
なお最大相を基準とした線間誘起電圧Ｖｕｐ，Ｖｖｐを採用する場合は、電圧検出部３は、交流線Ｐｕ，Ｐｖの各々と直流線Ｌ１との間の電圧を検出すればよい。
また図１の例示では、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｕｎ２は例えばそれぞれアナログ／デジタル変換部４１，４２でデジタル信号に変換されて検出部４３１に入力される。
＜回転位置検出部の具体的な動作の一例＞
図７は回転位置検出部４が実行する動作の具体的な一例を示している。図７で示される一連の処理は例えば所定周期（以下では演算周期と呼ぶ）毎に繰り返し実行される。まずステップＳ１にて、検出部４３１は現在の状態が状態Ａであるのか状態Ｂであるのかを検知する。ここでいう状態Ａとは線間誘起電圧Ｖｕｎ（或いは電圧Ｖｕｎ１、以下、本実施の形態において同様）が線間誘起電圧Ｖｖｎ（或いは電圧Ｖｖｎ１、以下、本実施の形態において同様）よりも大きい状態である。また状態Ｂとは線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎよりも小さい状態である。かかる判断は、例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを比較する公知の比較部の比較結果に基づいて実行される。
次にステップＳ２にて、検出部４３１は現在の状態が前回の状態と一致するかどうかを判断する。前回の状態とは、前回に回転位置の推定値を決定したときの状態である。つまり前回の状態とは、前回に線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わった後の状態である。
ステップＳ２にて肯定的な判断がなされれば動作を終了する。つまり、現在の状態が前回の状態から変化していなければ、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わっていないとして動作を終了するのである。
一方でステップＳ２にて否定的な判断がなされれば、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わったことを意味する。よってこのとき、ステップＳ３にて設定部４３２は回転位置の推定値を決定する。この推定値の決定は、例えば図８に示される一連の処理によって実行される。
まずステップＳ３１において設定部４３２は現在の状態が状態Ａか状態Ｂかを判断する。現在の状態が状態Ｂであることは、大小の状態が状態Ａから状態Ｂへと切り替わったこと、即ち線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回ったことを意味する。よってステップＳ３１にて現在の状態が状態Ｂであると判断されると、ステップＳ３２にて設定部４３２は回転位置を例えば３３０度に決定する（図３，４も参照）。一方、現在の状態が状態Ａであることは、大小の状態が状態Ｂから状態Ａへと切り替わったこと、即ち線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えたことを意味する。よってステップＳ３１にて現在の状態が状態Ａであると判断されると、ステップＳ３３において、設定部４３２は回転位置を例えば１５０度に決定する（図３，４も参照）。
再び図７を参照して、ステップＳ３の次にステップＳ４にて、設定部４３２は現在の状態を保存して動作を終了する。よって次の演算周期で実行されるステップＳ２では、この現在の状態が前回の状態として採用される。
第２の実施の形態．
第２の実施の形態では、電圧検出部３は、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが所定の基準値以上であるときに、検出電圧を所定値に制限する検出電圧制限部を備える。
例えば図９に示すように、電圧検出部３は、図１の電圧検出部３と比較して保護回路３３を更に備える。検出電圧制限部の一例たる保護回路３３は、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが基準値以上であるときに、所定値の電圧を回転位置検出部４に出力する。つまり、保護回路３３は回転位置検出部４に所定値（以下、上限値とも呼ぶ）を超える電圧が印加されることを回避する。よって保護回路３３は回転位置検出部４を過電圧から保護することができる。
保護回路３３は例えばダイオードＤ１，Ｄ２とツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２とを有する。ダイオードＤ１は、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の間の点と、直流電源Ｅ１との間に設けられ、直流電源Ｅ１側にカソードを有する。ダイオードＤ２は、分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の間の点と、直流電源Ｅ１との間に設けられ、直流電源Ｅ１側にカソードを有する。ダイオードＤ１，Ｄ２は、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が直流電源Ｅ１の電圧よりも高いときに導通して、直流電源Ｅ１側へと電流を流す。これによって、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｕｎ２を直流電源Ｅ１の電圧とほぼ等しい値にクランプすることができる。
ツェナーダイオードＺＤ１は、分圧抵抗Ｒ１２と並列に接続され、直流線Ｌ２側にアノードを有する。ツェナーダイオードＺＤ２は、分圧抵抗Ｒ２２と並列に接続され、直流線Ｌ２側にアノードを有する。ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２は、各々に印加される電圧が自身のツェナー電圧を超えると導通し、その電圧をツェナー電圧に維持する。よって、電圧Ｖｕ１，Ｖｕ２をそのツェナー電圧にクランプできる。
ツェナーダイオードＺＤ１，ＺＤ２のツェナー電圧は例えば５Ｖであり、直流電源Ｅ１の電圧も例えば５Ｖである。よって線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが基準値以上となることで分圧抵抗Ｒ１２，Ｒ２２の各々の電圧が５Ｖを超える期間では、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｕｎ２は上限値に制限されて回転位置検出部４に出力される。なお、ダイオードＤ１とツェナーダイオードＺＤ１との両方が設けられる必要はなく、いずれか一方が設けられれば良い。ただし、ダイオードＤ１は応答性に優れるので、線間誘起電圧が基準値を超えたときに速やかにクランプできる。一方で、ツェナーダイオードＺＤ１は経路３１に電流を流すことができるので、検出経路に電流を流しながら電圧Ｖｕｎ１を制限できる。ダイオードＤ２とツェナーダイオードＺＤ２についても同様である。
また図１の例示ではフィルタ３４が設けられている。フィルタ３４は電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ２のノイズを抑制する。
このような電圧検出部３によって検出される電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の波形は例えば図１０，１１に示すような波形となる。図１０，１１ではいずれも線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値が基準値Ｖｒｅｆ（図３，４も参照）を超える場合の電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が例示される。また図１０は正転方向での電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１を示し、図１１は逆転方向での電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１を示している。
図３，１０及び図４，１１を参照して、線間誘起電圧Ｖｕｎが零である期間には電圧Ｖｕｎ１も零である。線間誘起電圧Ｖｕｎが零から基準値Ｖｒｅｆまでの間では電圧Ｖｕｎ１は線間誘起電圧Ｖｕｎと同様の波形を採り、線間誘起電圧Ｖｕｎが基準値Ｖｒｅｆ以上である期間では電圧Ｖｕｎ１は上限値（例えば５Ｖ）を採る。電圧Ｖｖｎ１についても同様である。
このような電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１において、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えるときには線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超える（図３，１０を参照）。よって回転位置検出部４は、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えるときに、その時点における回転位置の推定値を例えば１５０度に決定する。一方で、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回るときには線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回る（図４，１１参照）。よって回転位置検出部４は、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回るときに、その時点における回転位置の推定値を例えば３３０度に決定する。
したがって本電圧検出部３を用いた場合であっても、回転方向によらずに回転位置を適切に検出することができる。
図１２は、第２の実施の形態にかかる電圧検出部３の他の一例の概念的な構成を示している。電圧検出部３は分圧抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４とツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１とを備えている。
分圧抵抗Ｒ１３とツェナーダイオードＺＤ１１とは経路３１において互いに直列に接続され、分圧抵抗Ｒ２３とツェナーダイオードＺＤ２１とは経路３２において互いに直列に接続される。ツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１は、分圧抵抗Ｒ１３，Ｒ２３に対してそれぞれ直流線Ｌ２側に設けられ、直流線Ｌ２側にアノードを有する。分圧抵抗Ｒ１４は、分圧抵抗Ｒ１３とツェナーダイオードＺＤ１１との間の点と、直流電源Ｅ１との間に設けられ、分圧抵抗Ｒ２４は、分圧抵抗Ｒ２３とツェナーダイオードＺＤ２１との間の点と、直流電源Ｅ１との間に設けられる。
電圧検出部３は分圧抵抗Ｒ１３とツェナーダイオードＺＤ１１との間の点の電圧Ｖｕｎ２を線間誘起電圧Ｖｕｎとして検出し、分圧抵抗Ｒ２３とツェナーダイオードＺＤ２１との間の点の電圧Ｖｖｎ２を線間誘起電圧Ｖｖｎとして検出する。
このような電圧検出部３において、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが基準値Ｖｒｅｆを超えることでツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１が導通する期間では、ツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１のツェナー電圧が電圧Ｖｕｎ２，Ｖｖｎ２として検出される。言い換えれば、ツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１が検出電圧制限部として機能する。
一方、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが基準値Ｖｒｅｆを下回ることでツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１が導通しない期間においては、分圧抵抗Ｒ１３，Ｒ１４で分圧された電圧（＜ツェナー電圧）が電圧Ｖｕｎ２として検出され、分圧抵抗Ｒ２３，Ｒ２４で分圧された電圧（＜ツェナー電圧）が電圧Ｖｖｎ２として検出される。
よって、かかる電圧検出部３によって検出される電圧Ｖｕｎ２，Ｖｖｎ２も図１０，１１と同様の波形を有する。ただし、電圧Ｖｕｎ２，Ｖｖｎ２の上限値はツェナーダイオードＺＤ１１，ＺＤ２１のツェナー電圧であり、下限値は分圧抵抗Ｒ１３，Ｒ１４，Ｒ２３，Ｒ２４で分圧された電圧である。
しかしながらこのような相違があったとしても、電圧Ｖｕｎ２が電圧Ｖｖｎ２を超えるときの回転位置は、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えるときの回転位置と同じ１５０度である。同様に電圧Ｖｕｎ２が電圧Ｖｖｎ２を下回るときの回転位置は、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回るときの回転位置と同じ３３０度である。よって回転位置検出部４は、電圧Ｖｕｎ２が電圧Ｖｖｎ２を超えるときに回転位置の推定値を１５０度に決定し、電圧Ｖｕｎ２が電圧Ｖｖｎ２を下回るときに回転位置の推定値を３３０度に決定する。
以上のように、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値が基準値Ｖｒｅｆよりも大きい場合であっても回転位置検出部４へと過電圧が印加されることを防止でき、しかも回転方向に依らずに回転位置を検出することができる。
また図９の電圧検出部３を採用する場合、分圧抵抗Ｒ１１，Ｒ１２の分圧比（＝Ｒ１２／（Ｒ１１＋Ｒ１２））および分圧抵抗Ｒ２１，Ｒ２２の分圧比（＝Ｒ２２／（Ｒ２１＋Ｒ２２）を高めることができる。なぜなら電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が増大したとしてもその最大値は保護回路３３によって決められた上限値であるので、回転位置検出部４を保護しつつ回転位置を検出できるからである。そして当該分圧比を高めれば、電動機２の回転速度が低くて線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値が小さい場合であっても、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１を高めることができる。そして電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が小さければノイズの影響などを受けやすいところ、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１を高めることができるので、回転速度が低い場合の回転位置の推定精度を向上することができる。
＜回転位置検出部の具体的な動作の一例＞
図１３は回転位置検出部４が実行する動作の具体的な一例を示している。この一連の処理は例えば演算周期毎に繰り返し実行される。まずステップＳＴ１にて検出部４３１は電圧Ｖｕｎ１（或いは電圧Ｖｕｎ２、以下同様）が閾値よりも大きいかどうかを判断する。この閾値は予め設定され、例えば上限値よりもわずかに小さい値に設定される。肯定的な判断がなされれば、ステップＳＴ２にて検出部４３１は電圧Ｖｖｎ１（或いは電圧Ｖｖｎ２、以下同様）が閾値よりも大きいかどうかを判断する。
ステップＳＴ２にて肯定的な判断がなされれば、ステップＳＴ３にて回転位置検出部４は現在の状態を飽和状態として保存し、動作を終了する。電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の両方が上限値を採る飽和期間（図１０，１１も参照）では電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係が切り替わらない。よって現在の状態が飽和状態であれば後述のステップを実行せずに終了するのである。これによって処理数を低減することができる。
ステップＳＴ１又はステップＳＴ２にて否定的な判断がなされると、ステップＳＴ４にて検出部４３１は現在の状態を検知する。ステップＳＴ１，ＳＴ２の両方で否定的な判断がなされているので、現在の状態は状態Ａ，Ｂのいずれかである。次にステップＳＴ５にて検出部４３１は現在の状態が直前の演算周期における現在の状態と一致しているかどうかを判断する。
ステップＳＴ５において肯定的な判断がなされれば動作を終了する。つまり現在の状態が直前の演算周期における状態と一致すれば、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係が切り替わっていないとして動作を終了するのである。一方でステップＳＴ５において否定的な判断がなされれば、ステップＳＴ６にて検出部４３１は直前の演算周期における現在の状態が飽和状態であるかどうかを判断する。肯定的な判断がなされればステップＳＴ７にて検出部４３１は現在の状態（状態Ａ，Ｂのいずれか）を保存し、動作を終了する。つまり直前の現在の状態が飽和状態であれば電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係が切り替わっていないとして、現在の状態を更新した上で動作を終了するのである。
ステップＳＴ６にて否定的な判断がなされれば、ステップＳＴ８にて設定部４３２は回転位置の推定値を決定する。この推定値の決定は例えば図８に示す一連の処理によって実行される。次にステップＳＴ９にて設定部４３２は現在の状態（状態Ａ，Ｂのいずれか）を保存し、動作を終了する。
なお、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１のいずれか一方が上限値を採る第１期間では、飽和期間と同じく、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係が切り替わらない（図１０も参照）。よって、この第１期間においてもステップＳＴ４〜ＳＴ７を実行せずにステップＳＴ３を実行してもよい。つまり、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ２の両方が上限値を採らない第２期間でのみステップＳＴ４〜ＳＴ７を実行してもよい。しかしながら、例えば第２期間が演算周期よりも短い場合には、回転位置検出部４は第２期間において複数回動作できずに、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係を適切に検出できない。一方で図１３の動作によれば、たとえ第２期間が演算周期よりも短くても、第１期間と第２期間との和が演算周期よりも十分に長ければ、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係の切り替わりを検出できる。よって演算周期を第２期間よりも短くする必要がなく、回転位置検出部４として処理速度を遅い安価な処理装置を採用できる。
第３の実施の形態．
第３の実施の形態では回転方向を特定する。第１の実施の形態と異なる点として本電動機駆動装置には図１４に示す回転方向特定部５が更に設けられる。回転方向特定部５は、線間誘起電圧が互いに一致したことを検出部４３１から受け取り、また線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの少なくともいずれか一方を受け取る。
回転方向特定部５は、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致したときの線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの少なくともいずれか一方の値に基づいて回転方向を所定方向と特定する。以下、詳細に説明する。
図３に示すように正転方向においては、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えるとき（回転位置が１５０度であるとき）の線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎは比較的小さな値（例えば零）を採る。以下では、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えるときの線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎをそれぞれ線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫと呼ぶ。また図４に例示するように逆転方向では、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫは比較的大きな値を採る。
つまり、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えるときの回転位置は回転方向に依らずに予め定められる値（例えば１５０度）を採るのに対して、そのときの線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫの値は回転方向によって相違する。したがって、回転方向特定部５は線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫに基づいて回転方向を特定する。
また図３に示すように正転方向においては、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回るとき（回転位置が３３０度であるとき）の線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎは比較的大きな値を採る。なお以下では、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回るときの線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎをそれぞれ線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬと呼ぶ。また図４に例示するように逆転方向では、線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬは比較的小さな値（例えば零）を採る。
つまり、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回るときの回転位置は回転方向に依らずに予め定められる値（例えば３３０度）を採るのに対して、そのときの線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの値は回転方向によって相違する。したがって、回転方向特定部５は線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫに替えて、若しくは線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫと共に、線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬに基づいて回転方向を特定してもよい。
＜回転方向の特定方法の第１具体例＞
回転方向特定部５は、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを超えたときに、線間誘起電圧ＶｕｎＫ（或いは線間誘起電圧ＶｖｎＫ、以下同様））と所定の閾値とを比較する。所定の閾値は例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最小値（ほぼ零）よりも大きな値である。そして、線間誘起電圧ＶｕｎＫが所定の閾値よりも大きければ回転方向特定部５は回転方向を、線間誘起電圧ＶｕｎＫが閾値よりも大きいときの回転方向として予め定められる方向（ここでは逆転方向）と特定し、線間誘起電圧ＶｕｎＫが閾値よりも小さければ回転方向をその反対方向（ここでは正転方向）と特定する。なお閾値を最小値に近づけるほど、線間誘起電圧Ｖｕｎの最大値が小さい場合（つまり回転速度が小さい場合）であっても、回転方向を特定することができる。
或いは回転方向特定部５は、線間誘起電圧Ｖｕｎが線間誘起電圧Ｖｖｎを下回ったときに、その線間誘起電圧ＶｕｎＬ（或いは線間誘起電圧ＶｖｎＬ、以下同様）と所定の閾値とを比較してもよい。そして、線間誘起電圧ＶｕｎＬが所定の閾値よりも大きければ、回転方向特定部５は回転方向を正転方向と特定し、線間誘起電圧ＶｕｎＬが閾値よりも小さければ、回転方向を逆転方向と特定する。
＜回転方向の特定方法の第２具体例＞
図３に示すように正転方向では、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫは線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬよりも小さい。また図４に示すように逆転方向では、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫは線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬよりも大きい。
そこで回転方向特定部５は、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬとの大小関係、若しくは線間誘起電圧ＶｖｎＫ，ＶｖｎＬの大小関係に基づいて回転方向を特定してもよい。
より詳細には回転方向特定部５は、例えば線間誘起電圧ＶｕｎＫが線間誘起電圧ＶｕｎＬよりも小さいときに、回転方向を、線間誘起電圧ＶｕｎＫが線間誘起電圧ＶｕｎＬよりも小さいことに対応して予め定められる方向（ここでは正転方向）に特定する。また回転方向特定部５は、線間誘起電圧ＶｕｎＫが線間誘起電圧ＶｕｎＬよりも大きいときに、回転方向を、線間誘起電圧ＶｕｎＫが線間誘起電圧ＶｕｎＬよりも大きいことに対応して予め定められる方向（ここでは逆転方向）に特定する。なお線間誘起電圧ＶｖｎＫ，ＶｖｎＬを用いる場合でも同様である。
このような回転方向の特定方法によれば、予め閾値を設定する必要がない。また第１具体例では回転速度が低くて線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値が閾値よりも低くなるときには適切に回転方向を特定できない。第２具体例においてはこのような事態を回避できる。
＜線間誘起電圧の演算＞
第２具体例では線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬの比較が行われる。ここでは、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫを加算又は乗算して得られる演算結果と、線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの当該演算結果とを比較する。
図１５には正転方向における線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを加算して得られる演算結果が示されており、図１６には正転方向における線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎを乗算して得られる演算結果が示されている。なお演算は、加算又は乗算のみによらず、加算と乗算とを用いても良く、さらに任意の係数の加算又は乗算を用いても良い。
図１５から理解できるように正転方向において、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫの和は線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの和よりも小さい。これは、正転方向では線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫがそれぞれ線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬよりも小さいからである。一方で逆転方向では線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫはそれぞれ線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬよりも大きい（図４参照）ので、和（ＶｕｎＫ＋ＶｖｎＫ）は和（ＶｕｎＬ＋ＶｖｎＬ）よりも大きい。したがって、回転方向特定部５は和（ＶｕｎＫ＋ＶｖｎＫ）が和（ＶｕｎＬ＋ＶｖｎＬ）よりも小さいときに回転方向を正転方向と特定し、和（ＶｕｎＫ＋ＶｖｎＫ）が和（ＶｕｎＬ＋ＶｖｎＬ）よりも大きいときに逆転方向と特定する。
また図１６から理解できるように、正転方向において線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫの積は線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの積よりも小さい。一方で逆転方向では積（ＶｕｎＫ・ＶｖｎＫ）は積（ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬ）よりも大きい。したがって、回転方向特定部５は積（ＶｕｎＫ・ＶｖｎＫ）が積（ＶｕｎＬ・ＶｖｎＬ）よりも小さいときに回転方向を正転方向と特定し、積（ＶｕｎＫ・ＶｖｎＫ）が積（ＶｕｎＬ・ＶｖｎＬ）よりも大きいときに逆転方向と特定してもよい。
さて、電動機２の回転速度が小さいときには線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの最大値は小さい。よってこの場合、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬの差ΔＶ（図３，４参照）も小さい。したがって線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＬの比較に誤りが生じやすい。一方、本回転方向特定部５によれば、比較結果に誤りが生じにくい。なぜなら線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫの和と線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの和との差ΔＳＵＭは、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬの差ΔＶよりも大きく、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｖｎＫの積と線間誘起電圧ＶｕｎＬ，ＶｖｎＬの積との差ΔＭＵＬも、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬの差ΔＶよりも大きいからである。
したがって、線間誘起電圧ＶｕｎＫ，ＶｕｎＬを比較する場合に比べて、比較結果に誤りが生じにくい。
＜第２具体例についての具体的な動作の一例＞
図１７は回転位置検出部４および回転方向特定部５が実行する動作の具体的な一例を示す。図１７の一連の処理は演算周期毎に繰り返し実行される。この一連の処理では図７の一連の処理と比較してステップＳ５が追加される。またステップＳ４では現在の状態に加えて線間誘起電圧Ｖｕｎが記録される。
ステップＳ５は、ステップＳ２にて否定的な判断がなされたとき、即ち線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わったときに実行される。ステップＳ５はステップＳ３と前後して或いは並行して実行される。ステップＳ５では回転方向特定部５が回転方向を特定する。具体的な動作の一例は図１８に示すとおりである。まずステップＳ５１にて、回転方向特定部５は現在の状態が状態Ａ，Ｂのどちらであるかを判断する。ステップＳ５１にて現在の状態が状態Ｂであると判断されれば、ステップＳ５２にて回転方向特定部５は現在の線間誘起電圧Ｖｕｎ（≒ＶｕｎＬ）が前回の線間誘起電圧Ｖｕｎ（≒ＶｕｎＫ）よりも小さいかどうかを判断する。肯定的な判断がなされればステップＳ５４にて回転方向特定部５は回転方向が逆転方向であると特定する。否定的な判断がなされればステップＳ５５にて回転方向特定部５は回転方向が正転方向であると特定する。
ステップＳ５１にて現在の状態が状態Ａであると判断されれば、ステップＳ５３にて回転方向特定部５は現在の線間誘起電圧Ｖｕｎ（≒ＶｕｎＫ）が前回の線間誘起電圧Ｖｕｎ（≒ＶｕｎＫ）よりも小さいかどうかを判断する。肯定的な判断がなされればステップＳ５５を実行し、否定的な判断がなされればステップＳ５４を実行する。
第４の実施の形態．
第４の実施の形態においても回転方向を特定する。第２の実施の形態と異なる点として本電動機駆動装置には図１４に例示する回転方向特定部５が更に設けられる。ただし、ここでは図１０，１１に示すように電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１（或いは電圧Ｖｕｎ２，Ｖｖｎ２、本実施の形態において同様）として上限値が検出される場合について考慮する。よって、回転方向特定部５には線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎとして電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が入力される。
＜回転方向の特定方法の第３具体例＞
図１０に示すように正転方向では、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えるときがあるものの、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回るときはない。より詳細には状態Ｂ（Ｖｕｎ１＜Ｖｖｎ１）から状態Ａ（Ｖｕｎ１＞Ｖｖｎ１）への切り替えが生じるものの、状態Ｂから状態Ａへの切り替えは生じない。したがって回転方向特定部５は、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えて大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに、回転方向を、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を連続して超えることに対応して予め定められる方向（ここでは正転方向）と特定する。
また図１１に示すように逆転方向では、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回るときがあるものの、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えるときはない。言い換えれば、状態Ａから状態Ｂへの切り替えが生じるものの、その逆の切り替えは生じない。したがって回転方向特定部５は、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回って大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに、回転方向を、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を連続して下回ることに対応して予め定められる方向（ここでは逆転方向）と特定する。
＜回転方向の特定方法の第４具体例＞
上述のように正転方向では、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が上限値に制限される場合には状態Ｂから状態Ａへの切り替えのみが生じる。そこで、回転方向特定部５は、電圧Ｖｕｎ１又は電圧Ｖｖｎ１が上限値を採ったことがあり且つ電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えたときに、回転方向を、これに対応して予め定まる方向（ここでは正転方向）に特定する。
より詳細には、回転方向特定部５は電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が上限値を採るかどうかを判断し、肯定的な判断がなされたときに所定のフラグを活性化させて記録する。そしてこのフラグが活性している状態で、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を超えたときに回転方向を正転方向と特定する。
また上述のように逆転方向では、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が上限値に制限される場合には状態Ａから状態Ｂへの切り替えのみが生じる。そこで、回転方向特定部５は、電圧Ｖｕｎ１又は電圧Ｖｖｎ１が上限値を採ったことがあり且つ電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回ったときに、回転方向を、これに対応して予め定まる方向（ここでは逆転方向）に特定する。
より詳細には、回転方向特定部５は電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が上限値を採るかどうかを判断し、肯定的な判断がなされたときに所定のフラグを活性化させて記録する。そしてこのフラグが活性している状態で、電圧Ｖｕｎ１が電圧Ｖｖｎ１を下回ったときに回転方向を逆転方向と特定する。
＜回転方向の特定方法の第５具体例＞
なお、図１０，１１に示すように、状態がそれぞれ飽和状態、状態Ａおよび状態Ｂとなる期間の順序は、回転方向によって相違する。即ち正転方向では、状態Ｂ、状態Ａ及び飽和状態がこの順で現れ、逆転方向では状態Ａ、状態Ｂ及び飽和状態がこの順で現れる。したがって、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１が上限値を採ったことがある場合に、回転方向特定部５は状態の変化に基づいて回転方向を特定することができる。そこで、電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の一方が上限値を採ったことを検出し、その旨をフラグとして記録する。そして、当該フラグが記録されている状態で、例えば状態が飽和状態から状態Ｂへと変化したこと、状態が状態Ｂから状態Ａへと変化したこと、又は状態が状態Ａから飽和状態へと変化したこと、を検知したときに、回転方向を正転方向と特定する。また当該フラグが記録された状態で、状態が飽和状態から状態Ａへと変化したこと、状態が状態Ａから状態Ｂへと変化したこと、又は状態が状態Ｂから飽和状態へと変化したこと、を検知したときに、回転方向を逆転方向と特定することができる。
また、状態Ａ、状態Ｂ及び飽和状態の登場順序を検出して回転方向を特定してもよい。例えば状態Ａ、状態Ｂ及び飽和状態がこの順で繰り返し現れることを検出したときに、回転方向を逆転方向と特定してもよい。同様に、例えば状態Ｂ、状態Ａ及び飽和状態がこの順で繰り返し現れることを検出したときに、回転方向を正転方向と特定してもよい。
＜第３具体例における回転位置検出部および回転方向特定部の具体的な動作の一例＞
図１９は回転位置検出部４および回転方向特定部５が実行する動作の具体的な一例である。この一連の処理は図９の電圧検出部３が採用された場合の動作の一例である。図１３のフローと比較して、ステップＳＴ１０が追加される。またステップＳＴ９では現在の状態に加えて線間誘起電圧Ｖｕｎが記録される。
ステップＳＴ１０はステップＳＴ６において否定的な判断がなされたとき、即ち電圧Ｖｕｎ１，Ｖｖｎ１の大小関係が切り替わったときに実行される。ステップＳＴ１０はステップＳＴ８と前後して或いは並行して実行される。ステップＳＴ１０においては回転方向特定部５が回転方向を特定する。具体的な動作の一例は図２０に示すとおりである。ステップＳＴ１０１，ＳＴ１０４〜ＳＴ１０７はそれぞれ図１８のステップＳ５１〜Ｓ５５と同じであるので繰り返しの説明を避ける。
ステップＳＴ１０２はステップＳＴ１０１において現在の状態が状態Ｂ（Ｖｕｎ１＜Ｖｖｎ１）であると判断されたときに実行される。ステップＳＴ１０２では、回転方向特定部５は前回の現在の状態が状態Ａ，Ｂのどちらであるかを判断する。前回の状態が状態Ｂである（即ち現在の状態と同じである）と判断されれば、ステップＳＴ１０６にて回転方向特定部５は回転方向を逆転方向であると判断する。つまり状態Ａから状態Ｂへの切り替わりが連続することを以って、回転方向を逆転方向であると判断する。
ステップＳＴ１０２にて前回の状態が状態Ａである、即ち現在の状態とは異なると判断されれば、ステップＳＴ１０４を実行する。つまり、状態Ａから状態Ｂへの切り替わりと状態Ｂから状態Ａへの切り替わりとの両方が生じる場合は、電圧Ｖｕｎ１が上限値を採らないとして、第３の実施の形態と同じ処理を実行して回転方向を特定する。
ステップＳＴ１０３はステップＳＴ１０１において現在の状態が状態Ａであると判断されたときに実行される。ステップＳＴ１０３では、回転方向特定部５は前回の状態が状態Ａ，Ｂのどちらであるかを判断する。前回の状態が状態Ａである（即ち現在の状態と同じ）と判断されれば、ステップＳＴ１０７にて回転方向特定部５は回転方向を正転方向と判断する。つまり状態Ｂから状態Ａへの切り替わりが連続することを以って回転方向を正転方向と判断する。
ステップＳＴ１０３にて前回の状態が状態Ｂである（即ち現在の状態とは異なる）と判断されれば、ステップＳＴ１０５を実行する。つまり、ステップＳＴ１０２と同様に、状態Ｂから状態Ａへの切り替わりと状態Ｂから状態Ａへの切り替わりとの両方が生じる場合は、電圧Ｖｕｎ１が上限値を採らないとして、第３の実施の形態と同じ処理を実行して回転方向を特定する。
第５の実施の形態．
第５の実施の形態においても回転方向を特定する。第１又は第２の実施の形態と異なる点として本電動機駆動装置には図１３に例示する回転方向特定部５が更に設けられる。
第５の実施の形態では、回転方向特定部５は、回転方向が正転方向であるときの線間誘起電圧と類似する波形（以下、正転推定波形と呼ぶ）を生成し、当該正転推定波形と検出された線間誘起電圧との正転類似度を算出する。そして当該正転類似度に基づいて回転方向を特定する。例えば正転類似度が所定値よりも高いときに回転方向を正転方向と特定し、正転類似度が所定値よりも小さいときに回転方向を逆転方向と特定する。
正転推定波形は例えば理想的な線間誘起電圧であって、図３に例示するとおりである。この正転推定波形の形状（振幅、周期および位相を除く）は例えば予め不図示の記録媒体に記録される。よって、線間誘起電圧の振幅、位相および周期を検出できれば、記録媒体に記録された形状に基づいて正転推定波形を生成することができる。
線間誘起電圧の振幅、位相および周期は次のようにして求められる。上述のように線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わる複数の時点のうち、隣り合う二者はそれぞれ１５０度および３３０度を採る。よって当該複数の時点に基づいて周期と位相の情報を得ることができる。また振幅は例えば検出された線間誘起電圧の最大値として求めることができる。或いは、周期と電動機２の機器定数により周知の式により求めることができる。したがって回転方向特定部５は、記録媒体に記録された形状と、振幅、周期および位相の情報とから正転推定波形を生成することができる。なお正転推定波形は関数で表されても構わない。
そして回転方向特定部５は正転類似度を算出する。正転類似度についての評価関数Ａ１は例えば次式のいずれかを採用できる。
Ａ１＝∫｜Ｖｕｎ−Ｖｕｎ_Ｎ｜ｄｔ ・・・（１）
Ａ１＝∫（Ｖｕｎ−Ｖｕｎ_Ｎ）２ｄｔ ・・・（２）
ここで、Ｖｕｎ＿Ｎは線間誘起電圧Ｖｕｎについての正転推定波形である。なおここでは線間誘起電圧Ｖｕｎについての評価関数Ａ１を採用しているものの、線間誘起電圧Ｖｖｎについての正転推定波形と、検出された線間誘起電圧Ｖｖｎとに基づく評価関数Ａ１を採用しても良い。
積分期間としては任意の期間を採用することができるものの、例えば、線間誘起電圧Ｖｕｎの周期に応じた値（例えば１周期、半周期、２倍周期、など）を採用できる。このような値は、上述のようにして求めた周期に基づいて決定できる。或いは、例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わってから、次に大小関係が切り替わるまでの期間を、積分期間として採用してもよい。或いは、例えば予め決められた期間を、積分期間として採用しても良い。予め積分期間を決めるときには、電動機２の回転速度（線間誘起電圧の周期）が採り得る範囲を考慮して、決めることが望ましい。
このような評価関数Ａ１は、検出された線間誘起電圧Ｖｕｎが正転推定波形Ｖｕｎ＿Ｎに近いほど小さい値を採る。よって回転方向特定部５は評価関数Ａ１が所定値よりも小さいときに、即ち正転類似度が所定値よりも高いときに、回転方向を正転方向と特定する。また回転方向特定部５は評価関数Ａ１が所定値よりも高いときに、即ち正転類似度が所定値よりも低いときに回転方向特定部５は回転方向を逆転方向と特定する。
また正転推定波形は必ずしも図３に例示する波形に限らない。正転推定波形は正転方向における線間誘起電圧と概形が類似していれば良い。概形が類似した推定波形とは、例えば線間誘起電圧が下限値を採るときに下限値を採り、線間誘起電圧が下限値に比べて大きい値をとるときに下限値によりも大きい値を採ればよい。例えば正転推定波形は図２１に例示する矩形波であってもよい。
また検出した線間誘起電圧と正転推定波形との正転類似度に限らず、検出した線間誘起電圧と逆転推定波形との逆転類似度を採用しても良い。或いは正転類似度と逆転類似度との両方を採用してもよい。この場合について詳述する。
回転方向特定部５は正転推定波形のみならず逆転推定波形も生成する。逆転推定波形の生成は正転推定波形の生成と同様であるので繰り返しの説明は避ける。逆転類似度についての評価関数Ａ２は例えば次式のいずれかを採用できる。
Ａ２＝∫｜Ｖｕｎ−Ｖｕｎ_Ｉ｜ｄｔ ・・・（３）
Ａ２＝∫（Ｖｕｎ−Ｖｕｎ_Ｉ）２ｄｔ ・・・（４）
ここで、Ｖｕｎ＿Ｉは線間誘起電圧Ｖｕｎについての逆転推定波形である。積分期間は式（１），（２）で採用する積分期間と同じである。
そして回転方向特定部５は、評価関数Ａ１が評価関数Ａ２よりも小さいときに、即ち正転類似度が逆転類似度よりも高いときに、回転方向を正転方向と特定してもよい。また回転方向特定部５は、評価関数Ａ１が評価関数Ａ２よりも大きいときに、即ち正転類似度が逆転類似度よりも低いときに、回転方向特定部５は回転方向を逆転方向と特定してもよい。
このような回転方向の特定によれば、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに共通してノイズが生じたとしても、評価関数Ａ１，Ａ２に対して同様の誤差として現れるので、評価関数Ａ１，Ａ２の大小関係は変化しにくい。よって回転方向の特定精度を向上できる。
なお線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに共通して生じるノイズの一つとしては、図２５を参照して説明したオフセットが挙げられる。図２６に示すように、このオフセットＶｏｆは電圧検出部３によって検出される線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに共通して生じる。また図２６では、オフセットＶｏｆは時間によらずに一定を示しているものの、実際には直流電圧の変動に応じて変動する。よって、このオフセットＶｏｆは、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに対して共通に生じるノイズとして振舞う。
また線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎに対して加算および乗算のいずれか一方の演算を行って得られる波形を推定波形として採用してもよい。例えば正転時の線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの和は図１５のように示される。よってこの波形を正転時の正転推定波形Ｖ＿Ｎとして採用する。そして、評価関数Ａ１として次式のいずれかを採用する。
Ａ１＝∫｜Ｖｕｎ＋Ｖｖｎ−Ｖ_Ｎ｜ｄｔ ・・・（５）
Ａ１＝∫（Ｖｕｎ＋Ｖｖｎ−Ｖ_Ｎ）２ｄｔ ・・・（６）
この場合であっても、評価関数Ａ１が所定値よりも小さいときに、即ち正転類似度が所定値よりも大きいときに、回転方向は逆転方向と特定し、その逆のときに回転方向は正転方向であると特定すればよい。
なお電動機２が理想的な波形で逆転方向に回転しているときの評価関数Ａ１は、式（１）よりも式（５）のほうが大きい値（おおよそ２倍）を採り、電動機２が理想的な波形で正転方向に回転しているときには評価関数Ａ１は零を採る。よって、電動機２が正転方向に回転するときの評価関数Ａ１と、電動機２が逆転方向に回転するときの評価関数Ａ１の差は、式（１）よりも式（５）のほうが大きい。当該差が大きいほど回転方向を区別しやすいので、式（１）よりも式（５）による評価関数Ａ１を採用するほうが、電動機２の回転方向を特定しやすい。同様に、式（２）よりも式（６）による評価関数Ａ１を採用するほうが、電動機２の回転方向を特定しやすい。
また例えば正転時の線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの積は図１６のように示される。よってこの波形を正転時の正転推定波形Ｖ＿Ｎとして採用してもよい。そして、評価関数Ａ１として次式のいずれかを採用する。
Ａ１＝∫｜Ｖｕｎ＊Ｖｖｎ−Ｖ_Ｎ｜ｄｔ ・・・（７）
Ａ１＝∫（Ｖｕｎ＊Ｖｖｎ−Ｖ_Ｎ）２ｄｔ ・・・（８）
この場合であっても、評価関数Ａ１が所定値よりも小さいときに、即ち正転類似度が所定値よりも大きいときに、回転方向は逆転方向と特定し、その逆のときに回転方向は正転方向であると特定すればよい。
なお電動機２が理想的な波形で逆転方向に回転しているときの評価関数Ａ１は、式（１）よりも式（７）のほうが大きい値（おおよそ４倍）を採り、電動機２が理想的な波形で正転方向に回転しているときには評価関数Ａ１は零を採る。よって、電動機２が正転方向に回転するときの評価関数Ａ１と、電動機２が逆転方向に回転するときの評価関数Ａ１の差は、式（１）よりも式（７）のほうが大きい。したがって、式（１）よりも式（７）による評価関数Ａ１を採用するほうが、電動機２の回転方向を特定しやすい。同様に、式（２）よりも式（８）による評価関数Ａ１を採用するほうが、電動機２の回転方向を特定しやすい。
なお、正転類似度によらず逆転類似度を採用してもよい。また正転類似度と逆転類似度の両方を採用し、正転類似度と逆転類似度との大小関係に基づいて回転方向を特定してもよい。
第６の実施の形態．
第６の実施の形態では、第１または第２の実施の形態で説明したように決定された回転位置以外の回転位置の推定値を算出する。
図２２に例示するように、第６の実施の形態では更に回転速度算出部６が設けられる。回転速度算出部６には、線間誘起電圧Ｖｕｎ（或いは電圧Ｖｕｎ１，Ｖｕｎ２、以下、本実施の形態において同様）と、線間誘起電圧Ｖｖｎ（或いは電圧Ｖｖｎ１，Ｖｖｎ２、以下、本実施の形態において同様）とが互いに一致する旨の通知を、検出部４３１から受け取る。そして、回転速度算出部６は、例えば線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致する複数の時点の間の期間を計時し、当該期間に基づいて電動機２の回転速度｜ω｜を算出する。なお当該期間は周知のタイマ回路などを用いて計時することができる。
また回転位置検出部４は、回転方向特定部５から回転方向Ｄを受け取り、回転速度算出部６から回転速度｜ω｜を受け取る。
そして回転位置検出部４は、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎが互いに一致するときに決定される回転位置の推定値θｓ（ここでは１５０度または３３０度）と、回転方向Ｄと、回転速度｜ω｜と、回転位置の推定値が決定された時点から他の時点までの時間ｔとに基づいて、当該他の時点における回転位置の推定値θｅを算出する。なお、この時間ｔは周知のタイマ回路などを用いて計時することができる。
回転方向Ｄが正転方向であるときには回転位置の推定値θｅは次式で表される。
θｅ＝θｓ＋｜ω｜・ｔ ・・・（９）
また回転方向Ｄが逆転方向であるときには回転位置の推定値θｅは次式で表される。
θｅ＝θｓ−｜ω｜・ｔ ・・・（１０）
回転位置検出部４は式（９）（１０）を用いて推定値θｅを算出する。
＜具体的な動作の一例＞
図２３は回転位置検出部４、回転方向特定部５及び回転速度算出部６が実行する動作の具体的な一例である。ただしこの一連の処理は第１の実施の形態のようにして回転位置の推定値θｓを決定し、第３の実施の形態のようにして回転方向Ｄを特定する場合の一例である。この一連の処理は演算周期毎に繰り返し実行される。
まずステップＳＰ１にて、検出部４３１は現在の状態が状態Ａ，Ｂのいずれであるのかを検知する。次に、ステップＳＰ２にて検出部４３１は現在の状態が前回の状態と一致するかどうかを判断する。否定的な判断がなされると、即ち線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わると、ステップＳＰ３にて回転速度算出部６は周期カウンタ値が予め定められた閾値よりも大きいかどうかを判断する。この周期カウンタ値は時間の経過と共にカウントされる周知のカウンタ回路の出力値であり、後述のように例えばステップＳＰ１１にて加算される。
ステップＳＰ３にて否定的な判断がなされれば、ステップＳＰ４にて回転速度算出部６は回転速度を零と推定する。ステップＳＰ３にて肯定的な判断がなされれば、ステップＳＰ５〜ＳＰ７を実行する。ステップＳＰ５〜ＳＰ７の実行順序は任意であり、またステップＳＰ５〜ＳＰ７は互いに並行して実行されてもよい。
ステップＳＰ５では設定部４３２が回転位置の推定値θｓを決定する。この処理は、例えば図８に示す一連の処理によって実行される。ステップＳＰ６では回転方向特定部５が回転方向を特定する。この処理は、例えば図１８に示す一連の処理によって実行される。ステップＳＰ７では回転速度算出部６が回転速度｜ω｜を算出する。例えば回転速度算出部６は周期カウンタ値を読み取ることで、前回に線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わったときからの時間ｔを把握し、これに基づいて回転速度｜ω｜を算出する。例えば図３，４では、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係は１回転周期あたりに２回切り替わるので、回転速度｜ω｜は１／（２ｔ）[ｒｐｓ]（時間ｔは周期カウンタから得られる）で表される。
ステップＳＰ４が実行された後、又はステップＳＰ５〜ＳＰ７の全てが実行された後には、ステップＳＰ８，ＳＰ９が実行される。ステップＳＰ８，ＳＰ９の実行順序は任意であり、またステップＳＰ８，ＳＰ９は互いに並行して実行されてもよい。
ステップＳＰ８では回転方向特定部５が線間誘起電圧Ｖｕｎを保存し、ステップＳＰ９では回転速度算出部６が周期カウンタ値を初期化する。
一方で、ステップＳＰ２にて肯定的な判断がなされれば、ステップＳＰ１０にて設定部４３２は式（９）又は式（１０）に基づいて回転位置の推定値θｅを算出する。つまり、線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わらないときには、式（９）又は式（１０）による回転位置の算出が行われる。
そして、ステップＳＰ８，ＳＰ９の両方が実行された後に、又はステップＳＰ１０の実行後に、ステップＳＰ１１にて周期カウンタ値が加算される。
＜具体的な動作のほかの一例＞
図２４は回転位置検出部４、回転方向特定部５及び回転速度算出部６が実行する動作の具体的な一例である。ただし、この一連の処理は第２の実施の形態のようにして回転位置の推定値θｓを決定し、第４の実施の形態のようにして回転方向Ｄを特定する場合の一例である。この一連の処理は演算周期ごとに繰り返し実行される。
ステップＳＰ２１〜ＳＰ２７の処理は図１９のステップＳＴ１〜ＳＴ７と同じであるので説明を省略する。ステップＳＰ２６にて否定的な判断がなされれば、ステップＳＰ２８にて、回転速度算出部６は周期カウンタ値が予め定められた閾値よりも大きいかを判断する。
ステップＳＰ２８にて否定的な判断がなされれば、ステップＳＰ２９にて回転速度算出部６は回転速度を零と推定する。ステップＳＰ２８にて肯定的な判断がなされれば、ステップＳＰ３０〜ＳＰ３２を実行する。ステップＳＰ３０〜ＳＰ３２の実行順序は任意であり、またステップＳＰ３０〜ＳＰ３２は互いに並行して実行されてもよい。
ステップＳＰ３０では設定部４３２が回転位置の推定値θｓを決定する。この処理は、例えば図８に示す一連の処理によって実行される。ステップＳＰ３１では回転方向特定部５が回転方向を特定する。この処理は、例えば図１９に示す一連の処理によって実行される。ステップＳＰ３２では回転速度算出部６が回転速度｜ω｜を算出する。この処理は、例えば図２３に示すステップＳＰ７と同じである。
ステップＳＰ２９が実行された後、又は、ステップＳＰ３０〜ＳＰ３２の全てが実行された後には、ステップＳＰ３３，ＳＰ３４が実行される。ステップＳＰ３３，ＳＰ３４の実行順序は任意であり、またステップＳＰ３３，ＳＰ３４は互いに並行して実行されてもよい。ステップＳＰ３３，ＳＰ３４はそれぞれ図２３に示すステップＳＰ８，ＳＰ９と同じである。
ステップＳＰ２５にて肯定的な判断がなされたとき、又はステップＳＰ２３若しくはステップＳＰ２７が実行されたときには、ステップＳＰ３５にて、設定部４３２は式（９）又は式（１０）に基づいて回転位置の推定値θｅを算出する。つまり線間誘起電圧Ｖｕｎ，Ｖｖｎの大小関係が切り替わらないときには、式（９）又は式（１０）による回転位置の算出が行われる。
そして、ステップＳＰ３３，ＳＰ３４の両方が実行された後に、又はステップＳＰ３５の実行後に、ステップＳＰ３６にて周期カウンタ値が加算される。
なお、回転位置検出部４の全部の機能もしくは一部の機能は、デジタル回路によって実現されてもよく、或いは、アナログ回路によって実現されても良い。回転方向特定部５および回転速度算出部６についても同様である。
１ 電圧形インバータ
２ 電動機
３ 電圧検出部
４ 回転位置検出部
５ 回転方向特定部
６ 回転速度算出部
２１ 電機子
２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ 巻線
２２ 界磁
３１，３２ 経路
４３１ 検出部
４３２ 設定部
Ｌ１，Ｌ２ 直流線
Ｒ１１，Ｒ１２，Ｒ２１，Ｒ２２ 分圧抵抗
ＺＤ１１，ＺＤ２１ ツェナーダイオード

Claims (12)

  1. 永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、
    誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、
    前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、
    前記電動機(2)の回転方向を特定する回転方向特定部(5)と
    を備え、
    前記回転方向特定部は、
    前記回転方向が所定方向であるときの前記第１線間誘起電圧(Vun)と類似する推定波形(Vun_N)と、検出された前記第１線間誘起電圧との類似度を算出し、
    前記類似度に基づいて前記回転方向を特定する、回転位置検出装置。
  2. 永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、
    誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、
    前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、
    前記電動機(2)の回転方向を特定する回転方向特定部(5)と
    を備え、
    前記回転方向特定部は、
    前記回転方向が所定方向であるときの前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とに対して加算および乗算の一方の演算を行って得られる波形と類似する推定波形(Vun_N)と、検出された前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とに対して前記演算を行って得られる波形との類似度を算出し、
    前記類似度に基づいて前記回転方向を特定する、回転位置検出装置。
  3. 永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する回転位置検出装置であって、
    誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、
    前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と
    を備え、
    前記巻線(21u,21v,21w)には複数の交流線(Pu,Pv,Pw)がそれぞれ接続され、前記交流線にはインバータ(2)に接続され、前記インバータは入力側で第１及び第２の直流線(L1,L2)に接続され、
    前記回転位置検出装置は、
    前記第１の直流線(L1,L2)と、前記第１の前記相電位(Vu)および前記第２の前記相電位(Vv)がそれぞれ印加される前記交流線の二つ(Pu,Pv)の各々とを接続する第１経路(31)及び第２経路(32)を有し、前記第１経路及び前記第２経路において前記第１の直流線と前記交流線の前記二つの各々との間の第１電圧(Vun1,Vun2)および第２電圧(Vvn1,Vvn2)をそれぞれ前記第１線間誘起電圧(Vun)及び前記第２線間誘起電圧(Vvn)として検出する電圧検出部(3)
    を更に備え、
    前記電圧検出部(3)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)が基準値(Vref)以上であるときに前記第１電圧(Vun1,Vun2)を第２所定値に制限し、前記第２線間誘起電圧(Vvn)が前記基準値(Vref)以上であるときに前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)を前記第２所定値に制限する検出電圧制限部(33,ZD11,ZD21)を備える、回転位置検出装置。
  4. 前記検出部(431)は、
    第１線間誘起電圧(Vun)が閾値よりも大きいか否かを判断する第１判断と、前記検出部(431)が前記第２線間誘起電圧(Vvn)が前記閾値よりも大きいか否かを判断する第２判断とを繰り返し実行し、
    前記第１判断または前記第２判断において否定的な判断がなされるときに、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)とが互いに一致したか否かの判断を行ない、
    前記第１判断及び前記第２判断の両方にて肯定的な判断がなされるときには、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)とが互いに一致したか否かの判断を省略する、請求項３に記載の回転位置検出装置。
  5. 前記電圧検出部(3)は前記第１経路(31)及び前記第２経路(32)の各々において互いに直列に接続される分圧抵抗(R11,R12,R21,R22)を有し、前記第１経路及び前記第２経路における前記分圧抵抗(R12,R22)の電圧がそれぞれ前記第１電圧(Vun1)及び前記第２電圧(Vvn1)として採用される、請求項３または４に記載の回転位置検出装置。
  6. 永久磁石を含む界磁(22)と、三相以上の巻線(21u,21v,21w)を含む電機子(21)とを有し、前記界磁と前記電機子とが相対的に回転する電動機(2)の回転位置を検出する装置であって、
    誘導起電力によって前記電機子が出力する相電位(Vu,Vv,Vw)のうち、最小相及び最大相のいずれか一つを基準電位とし、第１の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第１線間誘起電圧(Vun)と、前記第１の前記相電位以外の第２の前記相電位の前記基準電位に対する電位差である第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したか否かを検出する検出部(431)と、
    前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致した時点での前記電動機の回転位置の推定値を第１所定値に設定する回転位置設定部(432)と、
    前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致したときの前記第１線間誘起電圧または前記第２線間誘起電圧の値に基づいて、前記電動機の回転方向を所定方向と特定する回転方向特定部(5)と
    を備える、回転位置検出装置。
  7. 前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、
    前記回転方向特定部(5)は、
    前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧及び前記第２線間誘起電圧の一方の第１値(VunL,VvnL)と、前回に前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致したときの一方の第２値(VunK,VvnK)との大小関係に基づいて、前記回転方向を所定方向と特定する、請求項６に記載の回転位置検出装置。
  8. 前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、
    前記回転方向特定部(5)は、
    前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とに対して加算および乗算の一方の演算を行なって得られる演算結果と、前回に前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致するときの前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧に対して加算および乗算の前記一方の演算を行なって得られる演算結果との大小関係に基づいて、前記回転方向を所定方向と特定する、請求項６に記載の回転位置検出装置。
  9. 前記検出部(431)は、前記第１電圧(Vun1,Vun2)と前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)との大小関係の切り替わりを繰り返し検出し、
    前記回転位置検出装置は、
    前記第１電圧が前記第２電圧を超えて前記大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに、前記電動機(2)の回転方向を所定方向と特定し、前記第１電圧が前記第２電圧を下回って前記大小関係が切り替わる現象が少なくとも２回連続するときに前記回転方向を前記所定方向とは反対の方向と特定する回転方向特定部(5)を更に備える、請求項３に記載の回転位置検出装置。
  10. 前記検出部(431)は、前記第１電圧(Vun1,Vun2)が前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)を超えるか否か、及び、前記第１電圧が前記第２電圧を下回るか否かを検出し、
    前記回転位置検出装置は、
    前記第１電圧(Vun1,Vun2)又は前記第２電圧(Vvn1,Vvn2)の少なくともいずれか一方が前記第２所定値以下の閾値よりも小さく且つ前記第１電圧が前記第２電圧を超えたときに、前記電動機(2)の回転方向を所定方向と特定し、前記第１電圧又は前記第２電圧の少なくともいずれか一方が前記第２所定値以下の閾値よりも小さく且つ前記第１電圧が前記第２電圧を下回ったときに、前記回転方向を前記所定方向とは反対の方向と特定する回転方向特定部(5)
    を更に備える、請求項３に記載の回転位置検出装置。
  11. 前記検出部(431)は、前記第１線間誘起電圧(Vun)と前記第２線間誘起電圧(Vvn)とが互いに一致するか否かを繰り返し検出し、
    前記回転位置検出装置は、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致する複数の時点に基づいて前記電動機(2)の回転速度を算出する回転速度算出部(6)を更に有し、
    前記回転位置設定部(4)は、前記第１線間誘起電圧と前記第２線間誘起電圧とが互いに一致したときに設定される前記回転位置の前記推定値と、前記回転方向特定部(5)によって設定された前記回転方向と、前記回転速度算出部によって算出された前記回転速度と、前記回転位置の前記推定値が設定された時点から他の時点までの時間とに基づいて、前記他の時点における前記回転位置を算出する、請求項１，２，６から１０のいずれか一つに記載の回転位置検出装置。
  12. 請求項１から１１のいずれか一つに記載の回転位置検出装置と、
    前記電動機(2)と、
    前記電動機によって駆動されるファンと
    を備える、空気調和機。
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