(57)【要約】【課題】交流電動機の電流センサの異常を適切に検出可能である交流電動機の制御装置を提供する。【解決手段】２相制御電流算出部３１では、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを算出する。電流推定部３２では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。異常判定部４５では、監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆおよび制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆに基づき、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を検出する。電流選択部３５にて、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づいて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する監視停止モードと、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに基づいて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出するとともに制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を行う監視実行モードとを所定の周期で切り替える。これにより、電流センサ１２、１３の異常を適切に検出することができる。【選択図】  図３
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
インバータ（１１）によって印加電圧が制御される３相の交流電動機（２）の駆動を制御する交流電動機の制御装置（１０）であって、
前記交流電動機のいずれか１相である制御相に設けられる制御相電流センサ（１２）から制御相電流検出値を取得する制御相電流取得手段（３１、３２、４２）と、
前記交流電動機の前記制御相とは異なる１相である監視相に設けられる監視相電流センサ（１３）から監視相電流検出値を取得する監視相電流取得手段（４１、４３）と、
前記交流電動機の回転角を検出する回転角センサ（１４）から回転角検出値を取得する回転角取得手段（２３、３１、３２、４１、５１）と、
前記制御相電流検出値、前記監視相電流検出値および前記回転角検出値に基づき、２相制御電流値を算出する電流算出手段（３１）と、
前記制御相電流検出値および前記回転角検出値に基づき、制御用１相電流推定値を推定する電流推定手段（３２）と、
フィードバックされた前記２相制御電流値または前記制御用１相電流推定値に基づき、前記インバータに印加される電圧に係る電圧指令値を算出する電圧指令値算出手段（２２）と、
前記制御相電流検出値および前記回転角検出値に基づいて推定される監視相電流推定値、および、前記監視相電流検出値および前記回転角検出値に基づいて推定される制御相電流推定値の少なくとも一方を算出する他相電流推定手段（３２、４１）と、
前記監視相電流推定値と前記監視相電流検出値とを比較した第１比較結果、および、前記制御相電流推定値と前記制御相電流検出値とを比較した第２比較結果の少なくとも一方に基づき、前記制御相電流センサおよび前記監視相電流センサの少なくとも一方に異常が生じていることを検出する異常検出手段（４５）と、
前記２相制御電流値に基づいて前記電圧指令値を算出する監視停止モードと、前記制御用１相電流推定値に基づいて前記電圧指令値を算出するとともに前記異常検出手段による異常検出を行う監視実行モードと、を所定の周期で切り替える切替手段（３５）と、
を備えることを特徴とする交流電動機の制御装置。
【請求項２】
前記監視相電流推定値と前記監視相電流検出値との偏差である監視相偏差、または、前記制御相電流推定値と前記制御相電流検出値との偏差である制御相偏差に応じ、前記監視停止モードの期間を変更可能とすることを特徴とする請求項１に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項３】
前記回転角検出値に基づき、前記交流電動機の回転数を算出する回転数算出手段（５１）と、
前記回転数が所定の判定値以下であるか否かを判定する回転数判定手段（５３）と、
をさらに備え、
前記切替手段は、前記回転数が前記判定値以下であると判定された場合、前記監視実行モードを禁止し、前記監視停止モードに切り替えることを特徴とする請求項１または２に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項４】
前記回転角検出値に基づき、前記交流電動機の回転数を算出する回転数算出手段（５１）と、
前記回転数が急変したか否かを判定する回転数急変判定手段（５３）と、
をさらに備え、
前記切替手段は、前記回転数が急変したと判定された場合、前記監視実行モードを禁止し、前記監視停止モードに切り替えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項５】
前記交流電動機の駆動により発生するトルクに係るトルク指令値が急変したか否かを判定するトルク急変判定手段（５３）をさらに備え、
前記切替手段は、前記回転数が急変したと判定された場合、前記監視実行モードを禁止し、前記監視停止モードに切り替えることを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項６】
前記電流算出手段は、前記監視実行モードにおいて、前記２相制御電流値の演算を中止し、
前記電流推定手段は、前記監視停止モードにおいて、前記制御用１相電流推定値の演算を中止し、
前記他相電流推定手段は、前記監視停止モードにおいて、前記監視相電流推定値および前記制御相電流推定値の演算を中止することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項７】
前記電流算出手段は、前記監視実行モードにおいて、前記２相制御電流値の演算を中止し、
前記電流推定手段は、前記監視停止モードにおいて、前記制御用１相電流推定値の演算を中止するとともに、前記監視実行モードに切り替わる前の所定のタイミングから前記制御用１相電流推定値の演算を開始し、
前記他相電流推定手段は、前記監視停止モードにおいて、前記監視相電流推定値および前記制御相電流推定値の演算を中止するとともに、前記監視実行モードに切り替わる前記所定のタイミングから前記監視相電流推定値および前記制御相電流推定値の少なくとも一方の演算を開始することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項８】
前記電流算出手段は、前記監視実行モードまたは前記監視停止モードのいずれであっても前記２相制御電流値の演算を行い、
前記他相電流推定手段は、前記監視実行モードまたは前記監視停止モードのいずれであっても前記制御用１相電流推定値の演算を行い、
前記他相電流推定手段は、前記監視実行モードまたは前記監視停止モードのいずれであっても前記監視相電流推定値および前記制御相電流推定値の少なくとも一方の演算を行うことを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項９】
前記電流推定手段は、前回の演算で算出された前記制御用１相電流推定値の前記制御相の成分である電流基準値と前記制御相電流検出値とに基づいて算出される補正ベクトルをｄｑ軸平面上にて積算することにより、前記制御用１相電流推定値を算出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１０】
前記他相電流推定手段は、前記制御用１相電流推定値に基づき、前記監視相電流推定値を算出することを特徴とする請求項９に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１１】
前記他相電流推定手段は、前記監視相電流検出値および前記回転角検出値に基づく監視用１相電流推定値を算出し、前回の演算で算出された前記監視用１相電流推定値の前記監視相の成分である監視相電流基準値と前記監視相電流検出値とに基づいて算出される監視相補正ベクトルをｄｑ軸平面上にて積算することにより前記監視用１相電流推定値を算出し、算出された前記監視用１相電流推定値に基づき、前記制御相電流推定値を算出することを特徴とする請求項８または９に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１２】
前記電流推定手段は、前記制御相電流検出値および前記回転角検出値に加え、前記交流電動機の駆動に係る電流指令値に基づき、前記制御用１相電流推定値を算出することを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１３】
前記他相電流推定手段は、前記制御相電流検出値と前記回転角検出値とに加え、前記電流指令値に基づいて前記監視相電流推定値を算出することを特徴とする請求項１２に記載の交流電動機の制御装置。
【請求項１４】
前記他相電流推定手段は、前記監視相電流検出値と前記回転角検出値とに加え、前記電流指令値に基づいて前記制御相電流推定値を算出することを特徴とする請求項１２または１３に記載の交流電動機の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、交流電動機の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、低燃費、低排気エミッションの社会的要請から車両の動力源として交流電動機を搭載した電気自動車やハイブリッド自動車が注目されている。例えば、ハイブリッド自動車においては、二次電池等からなる直流電源と交流電動機とを、インバータ等で構成された電力変換装置を介して接続し、直流電源の直流電圧をインバータで交流電圧に変換して交流電動機を駆動するようにしたものがある。
【０００３】
また、交流電動機を電動車両等に搭載する場合、フェールセーフの観点から、電流センサ等に生じた異常を検出可能であるように構成することが望ましい。例えば特許文献１では、各相に設けられた電流センサの３相和が０にならない場合、電流制御ループの異常を検出している。
また特許文献２では、１相の電流値に基づく理想的な交流波形を得ることにより理想電流信号を算出し、理想電流信号と３相の電流信号とを比較し、両者に所定値以上の誤差がある場合、理想電流信号が異常であるとする技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平０６−２５３５８８５号公報
【特許文献２】特許第４９４２４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１のように電流センサを各相に設ける場合、例えば２相の検出値に基づいて交流電動機の駆動を制御し、残りの１相の検出値に基づいて電流センサの異常を検出することが考えられる。このとき、交流電動機の駆動を制御するための電流センサ（以下、「制御用の電流センサ」という。）と、電流センサの異常を検出するための電流センサ（以下、「監視用の電流センサ」という。）は、明確に区別されなければならない。なぜなら、電流検出値が所望の正弦波電流に一致するように高速にフィードバック制御されるシステム（例えば電動車両の主機モータ）においては、制御用の電流センサによって検出された電流検出値は、全て所望の正弦波電流になるように精密に制御され、制御用電流センサの電流検出値を電流センサの異常を検出に用いると、あたかも電流センサに異常がないように見えてしまうことが起こり得る。これを「電流フィードバックの干渉」と称する。
【０００６】
電流フィードバックの干渉を防止するには、少なくとも電流センサの異常検出の際には監視用の電流センサを電流フィードバックループから完全に独立させる必要があり、そのために交流電動機の駆動を制御するための制御用の電流センサと電流センサの異常を検出するための監視用の電流センサとを明確に区別する必要がある。このような場合、監視用の電流センサの異常を検出するための検出値は、いかに高速サンプリング高速フィードバック制御を行うシステムにおいても、電流フィードバックの外にあるためその制御速度に縛られることなく、より低速なサンプリング速度での検出が許容される。例えば、電流フィードバック制御に用いる制御用の電流センサのサンプリング周期は数百μｓｅｃに対し、監視用の電流センサのサンプリング周期は数ｍｓｅｃといった具合である。
【０００７】
一方、監視用の電流センサのサンプリング速度が低速でよいとしても、制御用の電流センサの検出値との比較や組み合わせにより電流センサの異常を検出する以上、検出精度や故障率、温度特性などの性能に差があると異常の検出精度を損なうおそれがある。そのため、監視用の電流センサは、制御用の電流センサと同等のものを設けざるを得ず、その結果，体格やコストが同等となるため、小型化や低コスト化の要求を満足する妨げとなる。
【０００８】
また特許文献２では、１相の電流値に基づき、理想的には各相の交流波形が１２０°ずつ位相のずれた状態であることを利用して、理想的な交流波形に合うように１相の電流値を単に１２０°遅らせて他相の電流値を推定している。これは特許文献２が２つの電流センサ間のゲイン誤差のみを問題としており、１相の電流センサ値を位相のみずらせばゲイン誤差が生じ得ないことに着目した技術である。このような方法で得られた理想電流信号は、実際の各相電流を精度よく反映した情報ではないので、電流センサの異常を適切に検出することはできない。また、特許文献２における異常検出においては、上述の電流フィードバックの干渉について、なんら考慮されていない。さらに、少なくとも異常検出を行うときには、制御用の電流センサと監視用の電流センサとが明確に区別された状態とする必要がある。しかしながら引用文献２では、これら点については言及されておらず、電流センサの異常を適切に検出できない蓋然性が高い。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電流センサを２相に設け、交流電動機の電流センサの異常を適切に検出可能である交流電動機の制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明の交流電動機の制御装置は、インバータによって印加電圧が制御される３相の交流電動機の駆動を制御する交流電動機の制御装置であって、制御相電流取得手段と、監視相電流取得手段と、回転角取得手段と、電流算出手段と、電流推定手段と、電圧指令値算出手段と、他相電流推定手段と、異常検出手段と、切替手段と、を備える。
【００１０】
制御相電流取得手段は、交流電動機のいずれか１相である制御相に設けられる制御相電流センサから制御相電流検出値を取得する。監視相電流取得手段は、交流電動機の制御相とは異なる１相である監視相に設けられる監視相電流センサから監視相電流検出値を取得する。回転角取得手段は、交流電動機の回転角を検出する回転角センサから回転角検出値を取得する。
【００１１】
電流算出手段は、制御相電流検出値、監視相電流検出値および回転角検出値に基づき、２相制御電流値を算出する。電流推定手段は、制御相電流検出値および回転角検出値に基づき、制御用１相電流推定値を算出する。電圧指令値算出手段は、フィードバックされた２相制御電流値または制御用１相電流推定値に基づき、インバータに印加される電圧に係る電圧指令値を算出する。
【００１２】
他相電流推定手段は、制御相電流検出値および回転角検出値に基づいて推定される監視相電流推定値、および、監視相電流検出値および回転角検出値に基づいて推定される制御相電流推定値の少なくとも一方を算出する。異常検出手段は、監視相電流推定値と監視相電流検出値とを比較した第１比較結果、および、制御相電流推定値と制御相電流検出値とを比較した第２比較結果の少なくとも一方に基づき、制御相電流センサおよび監視相電流センサの少なくとも一方に異常が生じていることを検出する。
【００１３】
切替手段は、２相制御電流値に基づいて電流指令値を算出する監視停止モードと、制御用１相電流推定値に基づいて電圧指令値を算出するとともに異常検出手段により異常検出を行う監視実行モードと、を所定の周期で切り替える。
【００１４】
本発明では、異常検出手段を備えているので、制御相電流センサおよび監視相電流センサの少なくとも一方に生じた異常を適切に検出することができる。また本発明では、異常を検出するための検出値を常時検出する必要がないことに着目し、電流センサを３相のうちの２相に設けている。そして、制御相および監視相の２相の電流検出値に基づく２相制御電流値を用いて電圧指令値を算出する監視停止モードと、制御相１相の電流検出値に基づく制御用１相電流推定値を用いて電圧指令値を算出するとともに制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常検出を行う監視実行モードとを所定の周期で切り替えている。
【００１５】
すなわち本発明では、監視停止モードにて２相の電流検出値に基づく２相制御電流値を用いて高速かつ高精度に電流フィードバック制御を行っている一方、所定の周期で監視実行モードに切り替え、監視実行モードにおいては監視相電流検出値を電流フィードバック制御に用いず、制御用１相電流推定値を用いて電流フィードバック制御を行うことで、監視相電流検出値への電流フィードバック制御の干渉を防いだ上で電流センサの異常を検出するようにしている。
【００１６】
本発明では、推定値と検出値との比較結果に基づいて制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常検出を行っている。比較する検出値または推定値の一方は、電流フィードバック制御に用いていない監視相電流検出値そのもの、または、監視相電流検出値に基づく値であり、電流フィードバック制御の干渉を受けないので、適切に電流センサの異常を検出することができる。また、制御性能および異常検出の２つの要求を最小の電流センサの個数で両立することができる。さらに、電流センサの異常を検出するための監視用電流センサを独立した１相に設ける必要がなく、監視用電流センサを独立した１相に設ける場合と比較し、小型化、低コスト化することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態の電動機駆動システムの構成を示す模式図である。
【図２】本発明の第１実施形態の電動機制御装置の構成を示す模式図である。
【図３】本発明の第１実施形態の電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態の電流推定部の構成を示すブロック図である。
【図５】本発明の第１実施形態による電流推定を説明する説明図である。
【図６】本発明の第１実施形態による電流推定を説明する説明図である。
【図７】本発明の第１実施形態の電流フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の第１実施形態の切替判定処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の第２実施形態の電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第２実施形態の電流フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
【図１１】本発明の第３実施形態の電流フィードバック制御処理を示すフローチャートである。
【図１２】本発明の第３実施形態の切替判定処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第４実施形態の切替判定処理を示すフローチャートである。
【図１４】本発明の第５実施形態において回転数が大きい場合の電流推定を説明する説明図である。
【図１５】本発明の第５実施形態において回転数が小さい場合の電流推定を説明する説明図である。
【図１６】本発明の第５実施形態の電動機制御装置の構成を示すブロック図である。
【図１７】本発明の第５実施形態の切替判定処理を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第５実施形態の切り替えタイミングを説明する説明図である。
【図１９】本発明の第６実施形態による電流推定部の構成を説明するブロック図である。
【図２０】本発明の第６実施形態による電流推定を説明する説明図である。
【図２１】本発明の第７実施形態による電流推定方法を説明する説明図である。
【図２２】本発明の第８実施形態による電流推定部の構成を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明による交流電動機の駆動を制御する交流電動機の制御装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態による交流電動機２の制御装置としての電動機制御装置１０は、電動車両を駆動する電動機駆動システム１に適用される。
【００１９】
電動機駆動システム１は、交流電動機２、直流電源８、および、電動機制御装置１０等を備える。
交流電動機２は、例えば電動車両の駆動輪６を駆動するためのトルクを発生する電動機である。本実施形態の交流電動機２は、３相永久磁石式同期モータである。
電動車両には、ハイブリッド自動車、電気自動車、燃料電池車等、電気エネルギによって駆動輪６を駆動する車両が含まれるものとする。本実施形態の電動車両は、エンジン３を備えるハイブリッド車両であり、交流電動機２は、駆動輪６を駆動するためのトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン３により駆動されて発電可能な発電機としての機能を有する、所謂モータジェネレータである。
【００２０】
交流電動機２は、ギア４を介して車軸５に接続される。これにより、交流電動機２の駆動により生じるトルクは、ギア４を介して車軸５を回転させることにより、駆動輪６を駆動する。
直流電源８は、例えばニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池や電気二重層キャパシタ等、充放電可能な蓄電装置である。直流電源８は、電動機制御装置１０のインバータ１１（図２参照）と接続され、インバータ１１を介して交流電動機２と電力の授受可能に構成されている。
【００２１】
車両制御回路９は、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。車両制御回路９は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理により、電動車両全体を制御する。
【００２２】
車両制御回路９は、いずれも図示しないアクセルセンサからのアクセル信号、ブレーキスイッチからのブレーキ信号、および、シフトスイッチからのシフト信号等の各種センサやスイッチ等から信号を取得可能に構成されている。また、車両制御回路９では、取得されたこれらの信号等に基づいて車両の運転状態を検出し、運転状態に応じたトルク指令値ｔｒｑ*を電動機制御装置１０に出力する。また、車両制御回路９は、エンジン３の運転を制御する図示しないエンジン制御回路に対し、指令信号を出力する。
【００２３】
図２に示すように、電動機制御装置１０は、インバータ１１および制御部１５を備える。
インバータ１１には、交流電動機２の駆動状態や車両要求等に応じて、直流電源８の直流電圧を図示しない昇圧コンバータにより昇圧したシステム電圧ＶＨが印加される。また、インバータ１１は、ブリッジ接続される図示しない６つのスイッチング素子を有する。スイッチング素子には、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳ（Metal Oxide Semiconductor）トランジスタ、バイポーラトランジスタ等を用いることができる。スイッチング素子は、制御部１５の逆ｄｑ変換部２３から出力される電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*に基づいてオン／オフが制御される。これにより、インバータ１１は、交流電動機２に印加される３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗを制御する。交流電動機２は、インバータ１１により生成された３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが印加されることにより駆動が制御される。
【００２４】
ここで、交流電動機２の駆動制御について説明する。電動機制御装置１０は、回転角センサ１４が検出した電気角θｅに基づく交流電動機２の回転数Ｎおよび車両制御回路９からのトルク指令値ｔｒｑ*に応じて、交流電動機２を「電動機としての力行動作」により電力を消費し、または、「発電機としての回生動作」により電力を生成する。具体的には、回転数Ｎおよびトルク指令値ｔｒｑ*の正負によって、以下の４つのパターンで動作を切り替える。
＜１．正転力行＞  回転数Ｎが正でトルク指令値ｔｒｑ*が正のとき、電力消費。
＜２．正転回生＞  回転数Ｎが正でトルク指令値ｔｒｑ*が負のとき、発電。
＜３．逆転力行＞  回転数Ｎが負でトルク指令値ｔｒｑ*が負のとき、電力消費。
＜４．逆転回生＞  回転数Ｎが負でトルク指令値ｔｒｑ*が正のとき、発電。
【００２５】
回転数Ｎ＞０（正転）でトルク指令値ｔｒｑ*＞０である場合、または、回転数Ｎ＜０（逆転）でトルク指令値ｔｒｑ*＜０である場合、インバータ１１は、スイッチング素子のスイッチング動作により、直流電源８側から供給される直流電力を交流電力に変換してトルクを出力する（力行動作する）ように、交流電動機２を駆動する。
【００２６】
一方、回転数Ｎ＞０（正転）でトルク指令値ｔｒｑ*＜０である場合、または、回転数Ｎ＜０（逆転）でトルク指令値ｔｒｑ*＞０である場合、インバータ１１は、スイッチング素子のスイッチング動作により、交流電動機２が発電した交流電力を直流電力に変換し、直流電源８側へ供給することにより、回生動作する。
【００２７】
制御相電流センサ１２は、交流電動機２のいずれか１相に設けられる。本実施形態では、制御相電流センサ１２は、Ｗ相に設けられる。すなわち、本実施形態ではＷ相が「制御相」に対応する。制御相電流センサ１２は、制御相であるＷ相に通電される制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを検出し、制御部１５に出力する。
監視相電流センサ１３は、交流電動機２の制御相とは異なる１相に設けられる。本実施形態では、監視相電流センサ１３は、Ｖ相に設けられる。すなわち、本実施形態ではＶ相が「監視相」に対応する。監視相電流センサ１３は、監視相であるＶ相に通電される監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを検出し、制御部１５に出力する。
【００２８】
本実施形態では、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３は、該当する相に印加される電圧を検出し、電圧に基づいて電流を検出しているが、制御部１５により制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを取得可能であれば、どのような構成であってもよい。また、本実施形態では、制御相をＷ相とし、監視相をＶ相としているが、制御相および監視相が異なる相であれば、どの相としてもよい。
【００２９】
回転角センサ１４は、交流電動機２の図示しないロータ近傍に設けられ、電気角θｅを検出し、制御部１５に出力する。また、回転角センサ１４により検出される電気角θｅに基づき、交流電動機２のロータの回転数Ｎ（以下適宜、単に「交流電動機２の回転数Ｎ」という。）が算出される。本実施形態の回転角センサ１４は、レゾルバである。その他、回転角センサ１４は、ロータリエンコーダ等、他種のセンサでもよい。
【００３０】
制御部１５は、マイクロコンピュータ等により構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部１５は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理により、交流電動機２の動作を制御する。
【００３１】
図３に示すように、制御部１５は、電流指令値演算部２１、ＰＩ演算部２２、逆ｄｑ変換部２３、２相制御電流算出部３１、電流推定部３２、電流選択部３５、制御相電流推定部４１、制御相電流比較部４２、監視相電流比較部４３、および、異常判定部４５を有する。
電流指令値演算部２１は、車両制御回路９から取得されるトルク指令値ｔｒｑ*に基づき、交流電動機２の回転座標として設定される回転座標系（ｄ−ｑ座標系）におけるｄ軸電流指令値ｉｄ*、および、ｑ軸電流指令値ｉｑ*を演算する。本実施形態では、ｄ軸電流指令値ｉｄ*およびｑ軸電流指令値ｉｑ*は、予め記憶されているマップを参照することにより演算されるが、数式等から演算するように構成してもよい。
【００３２】
ＰＩ演算部２２は、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を算出する。詳細には、電流選択部３５からフィードバックされるｄ軸電流値ｉｄまたはｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔをｄ軸電流指令値ｉｄ*に追従させるべく、ｄ軸電流値ｉｄまたはｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔとの差を０に収束させるようにｄ軸電圧指令値ｖｄ*をＰＩ演算により算出する。同様に、電流選択部３５からフィードバックされるｑ軸電流値ｉｑまたはｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔをｑ軸電流指令値ｉｑ*に追従させるべく、ｑ軸電流値ｉｑまたはｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔとの差を０に収束させるようにｑ軸電圧指令値ｖｑ*をＰＩ演算により算出する。
【００３３】
逆ｄｑ変換部２３では、回転角センサ１４から取得される電気角θｅに基づき、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を、Ｕ相電圧指令値ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値ｖｖ*、および、Ｗ相電圧指令値ｖｗ*に変換する。
そして、インバータ１１のスイッチング素子は、Ｕ相電圧指令値ｖｕ*、Ｖ相電圧指令値ｖｖ*、および、Ｗ相電圧指令値ｖｗ*に基づいてオン／オフされる。これにより、インバータ１１により３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが生成され、この３相交流電圧が交流電動機２に印加されることにより、トルク指令値ｔｒｑ*に応じたトルクが出力されるように、交流電動機２の駆動が制御される。本実施形態では、３相交流電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが「印加電圧」に対応する。
【００３４】
２相制御電流算出部３１では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、ｄｑ変換によりｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑを算出する。２相制御電流算出部３１では、２相の電流検出値である制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づいてｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを算出している。したがって、ここで算出されるｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑは、実電流値である。
ここで、ｄｑ変換の一般式を式（１）に示す。
【００３５】
【数１】
2014073009.tif 000003
【００３６】
また、キルヒホッフの法則（式（２）参照）より算出される式（３）を、上記式（１）に代入すると、式（４）が得られる。
ｉｕ＋ｉｖ＋ｉｗ＝０  ・・・（２）
ｉｕ＝−ｉｖ−ｉｗ    ・・・（３）
【００３７】
【数２】
2014073009.tif 000004
【００３８】
式（４）に示すように、３相のうちの２相の電流値がわかれば、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑを算出可能であるので、他の相（本実施形態ではＵ相）の電流値を算出する必要はない。
【００３９】
電流推定部３２は、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づき、ｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔ、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出する。
【００４０】
すなわち、電流推定部３２では、１相の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを推定している。図５に示すように、２相の電流検出値である制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いれば、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを直接算出可能である。しかしながら１相の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する場合、誤差ベクトルΔｉｅのＷ相成分である制御相推定誤差Δｉｗは算出可能であるものの、Ｗ相に直交する成分のβ軸推定誤差Δｉβは算出できない。
【００４１】
そこで本実施形態では、回転座標系であるｄｑ軸平面上でＷ相軸が相対的に回転することを利用し、制御相推定誤差Δｉｗを積算してｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近させることにより、１相の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づいて精度よくｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出している。
【００４２】
図４に示すように、電流推定部３２は、電流基準値算出部３２１、減算器３２２、ゲイン補正部３２３、制御相方向補正値算出部３２４、減算器３２５、他相電流推定部３２６、および、遅延素子３２７を有する。ここで、今回入力される電流検出値に基づく電流推定処理を第ｎ回目の処理とし、入力されるＷ相の電流検出値を「ｉｗ＿ｓｎｓ（ｎ）」、電気角を「θｅ（ｎ）」とし、この処理によって得られる電流推定値を「ｉ＃＿ｅｓｔ（ｎ）」（ただし、＃は、ｄ、ｑ、ｕ、ｖ、ｗ）のように表す。
【００４３】
電流基準値算出部３２１には、前回の演算で算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）が入力される。電流基準値算出部３２１では、前回の演算で算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）を、電気角θｅ（ｎ）を用いて逆ｄｑ変換し、Ｗ相成分である電流基準値ｉｗ＿ｂｆを算出する。
【００４４】
減算器３２２では、電流基準値ｉｗ＿ｂｆと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ（ｎ）との差分である制御相推定誤差Δｉｗを算出する。
ゲイン補正部３２３では、制御相推定誤差ΔｉｗにゲインＫを乗じ、補正後誤差ＫΔｉｗを算出する。なお、ゲインＫは、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに設けられたローパスフィルタ（以下、「ＬＰＦ」という。）の役割をなすものでありｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの変化を緩やかにするものである（詳細は後述）。Ｋの値は、そのＬＰＦの所望の時定数間の処理回数（時定数÷処理周期）をＫｌｐｆとすると、１／Ｋｌｐｆで表され、０＜Ｋ＜１の範囲となる。
【００４５】
制御相方向補正値算出部３２４では、Δｉｕ＝０、Δｉｖ＝０とし、補正後誤差ＫΔｉｗをｄｑ変換し、制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）を算出する。本実施形態では、制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）が「補正ベクトル」に対応する。以下、制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）をベクトルとして扱う場合、適宜「補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）」ということにする。
減算器３２５では、遅延素子３２７を経由してフィードバックされた前回のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）に対し制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）を減算し、ｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ）、および、ｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ）を算出する。なお、減算器３２５にて制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）を前回のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）に対して減算することが「補正ベクトルをｄｑ軸平面上にて積算する」ことに対応する。
また、算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ）は、遅延素子３２７を経由して電流基準値算出部３２１へフィードバックされる。
【００４６】
他相電流推定部３２６では、電気角θｅ（ｎ）に基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ）を逆ｄｑ変換し、３相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ（ｎ）、ｉｖ＿ｅｓｔ（ｎ）、ｉｗ＿ｅｓｔ（ｎ）を算出する。なお、必要に応じ、例えばＶ相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ（ｎ）のみを算出する、といった具合に、必要な相のみを演算するようにしてもよい。本実施形態では、監視相であるＶ相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ（ｎ）のみが算出される。
【００４７】
ここで、電流推定部３２における演算を表した漸化式を式（５）に示す。ただし、式中のθｗ（ｎ）＝θｅ（ｎ）＋１２０°である。また、式中のＫｃｏｓ（θｗ（ｎ））Δｉｗがｄ軸制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）に対応し、−Ｋｓｉｎ（θｗ（ｎ））Δｉｗがｑ軸制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）に対応する。
【００４８】
【数３】
2014073009.tif 000005
【００４９】
式（５）に示す漸化式をベクトル図で表現すると、図６（ａ）のようになる。ここで、本実施形態では、ゲインＫを０＜Ｋ＜１となるように設定しているので、図６（ｂ）に示すように、回転座標系であるｄｑ軸平面上において、Ｗ相軸が相対的に回転することを利用し、矢印ＹＩで示す補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算していくことにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔをｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近させている。これにより、制御相１相の電流検出値に基づき、精度よく電流推定を行うことができる。
【００５０】
ここで、ゲインＫは、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔがｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近する速度を律するためのフィルタ要素である。また、ゲインＫが大きすぎると、すなわち１に比較的近い値であると、誤差ベクトルΔｉｅ（図５参照）とＷ相軸とが直交に近くなってしまい、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを中心とする円周方向に動き、渦を描いてしまうため、漸近しにくくなってしまう。このような点を考慮し、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近しやすいようなゲインＫを０＜Ｋ＜１の範囲で適宜設定可能である。
【００５１】
図３に戻り、電流選択部３５では、ＰＩ演算部２２にフィードバックする電流値を、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑにするか、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔにするかを選択する。本実施形態では、電流選択部３５からＰＩ演算部２２にフィードバックする電流値を所定の周期で切り替える。フィードバックする電流値の切替の詳細については後述する。なお、以下適宜、ｄ軸電流値ｉｄおよびｑ軸電流値ｉｑをＰＩ演算部２２にフィードバックして交流電動機２を制御することを「２相制御」といい、ｄ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔおよびｑ軸電流推定値ｉｑ＿ｅｓｔをＰＩ演算部２２にフィードバックして交流電動機２を制御することを「１相制御」という。
【００５２】
制御相電流推定部４１では、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。制御相電流推定部４１における演算は、電流推定部３２と同様である。補足しておくと、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに替えて監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用い、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づいて算出されるｄｑ軸電流推定値が「監視用１相電流推定値」に対応し、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づいて算出されるｄｑ軸電流推定値の監視相の成分が監視相電流基準値ｉｖ＿ｂｆであり、監視相電流基準値にゲインＫを乗じた値であるＫΔｉｖをｄｑ変換にて算出される監視相方向補正値が「監視相補正ベクトル」に対応することになる。
【００５３】
制御相電流比較部４２では、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとを比較する。具体的には、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの差をＬＰＦ処理した値である制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆを算出する。この制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆが「第２比較結果」に対応する。
【００５４】
監視相電流比較部４３では、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとを比較する。具体的には、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの差をＬＰＦ処理した値である監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆ算出する。この監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆが「第１比較結果」に対応する。
【００５５】
ここで、各差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、Δｉｖ＿ｒｅｆに関し、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの差、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの差に対し、単純にＬＰＦ処理をすると、ゲイン誤差のような、偏差が正負に現われて平均するとゼロになってしまう場合を検出できない。この点に注目すれば、ＬＰＦ処理を行わなくてもよい。ただし、ノイズや瞬間的な外乱要因により値が急変した場合に誤検出の恐れがあるので、適切なフィルタをかけることが望ましい。さらには、電流の電気周波数とフィルタの時定数によっては、ゲイン誤差のような、偏差が正負に現われて平均すると見かけ上誤差が小さくなってしまう場合も検出できるように絶対値をとるとさらに良い。
【００５６】
異常判定部４５では、差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、Δｉｖ＿ｒｅｆに基づき、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を検出する。本実施形態では、差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、Δｉｖ＿ｒｅｆの少なくとも一方が異常判定閾値Ｒより大きい場合、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じていると判定する。制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じていると判定された場合、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じている旨の情報を車両制御回路９へ通知し、電動機制御装置１０による交流電動機２に駆動を停止する。
【００５７】
ここで、本実施形態の制御部１５における電流フィードバック制御処理を図７および図８に示すフローチャートに基づいて説明する。この電流フィードバック制御処理は、所定の間隔（例えば１００μｓｅｃ）で実行される。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、回転角センサ１４から交流電動機２の電気角θｅを取得する。
【００５８】
Ｓ１０２では、制御相電流センサ１２から制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを取得し、監視相電流センサ１３から監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを取得する。
Ｓ１０３では、２相制御電流算出部３１にて、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを算出する。
【００５９】
Ｓ１０４では、電流推定部３２にて、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出する。また、制御相電流推定部４１にて、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づき、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。
【００６０】
Ｓ１０５では、切替判定処理を実行する。
Ｓ１０５にて実行される切替判定処理の詳細を図８に基づいて説明する。
Ｓ１５１では、カウンタのカウント値Ｃをインクリメントする。
【００６１】
Ｓ１５２では、カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａよりも小さいか否かを判定する。２相／１相切替判定値Ａは、監視停止モードとして２相制御を継続する期間（例えば数十ｍｓｅｃ）に対応するカウント値とする。カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａ以上であると判定された場合（Ｓ１５２：ＮＯ）、Ｓ１５４へ移行する。カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａより小さいと判定された場合（Ｓ１５２：ＹＥＳ）、Ｓ１５３へ移行する。
【００６２】
Ｓ１５３では、監視停止モード、すなわち交流電動機２の制御を２相制御とする。ここでの具体的な処理としては、監視要求フラグをオフにする。監視要求フラグがオフである場合には、オフ状態を継続する。そして、切替判定処理を終了し、図７中のＳ１０６へ移行する。
【００６３】
カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａ以上であると判定された場合（Ｓ１５２：ＹＥＳ）に移行するＳ１５４では、監視実行モード、すなわち交流電動機２の制御を１相制御とするとともに、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を実行することとする。ここでの具体的な処理としては、本実施形態では、監視要求フラグをオンにする。監視要求フラグがオンである場合には、オン状態を継続する。
【００６４】
続くＳ１５５では、カウント値Ｃが１相／２相切替判定値Ｂより大きいか否かを判定する。１相／２相切替判定値Ｂは、２相／１相切替判定値との差が、監視実行モードとして２相制御および異常検出を行う期間（例えば数ｍｓｅｃ）に対応するカウント値となるように設定する。カウント値Ｃが１相／２相切替判定値Ｂ以下であると判定された場合（Ｓ１５５：ＮＯ）、Ｓ１５６の処理を行わず、切替判定処理を終了し、図７中のＳ１０６へ移行する。カウント値Ｃが１相／２相切替判定値Ｂより大きいと判定された場合（Ｓ１５５：ＹＥＳ）、Ｓ１５６へ移行する。
Ｓ１５６では、カウント値Ｃをリセットする。また、監視要求フラグをオフし、切替判定処理を終了し、図７中のＳ１０６へ移行する。
【００６５】
図７に戻り、切替判定処理後に移行するＳ１０６では、監視要求があるか否かを判断する。本実施形態では、監視要求フラグがセットされている場合、監視要求があると判断する。監視要求があると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、すなわち監視要求フラグがセットされている場合、Ｓ１０８へ移行する。Ｓ１０６にて肯定判断された場合に実行されるＳ１０８およびＳ１０９の処理が「監視実行モード」に対応する。監視要求がないと判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、すなわち監視要求フラグがセットされていない場合、Ｓ１０７へ移行する。本実施形態では、Ｓ１０６にて否定判断された場合に実行されるＳ１０７が「監視停止モード」に対応する。
Ｓ１０７では、電流選択部３５において、ＰＩ演算部２２にフィードバックする電流として、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いて２相制御電流算出部３１にて算出されたｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを選択する。
【００６６】
監視要求があると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）に移行するＳ１０８では、電流選択部３５において、ＰＩ演算部２２にフィードバックする電流として、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いて電流推定部３２にて算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを選択する。
【００６７】
Ｓ１０９では、異常判定部４５にて、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常判定を行う。制御相電流比較部４２にて算出された制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、または、監視相電流比較部４３にて算出された監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆの少なくとも一方が異常判定閾値Ｒより大きい場合、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じていると判定し、電流センサ異常フラグをセットする。
【００６８】
Ｓ１１０では、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じているか否かを判断する。本実施形態では、電流センサ異常フラグに基づいて判断する。制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３に異常が生じていないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、すなわち電流センサ異常フラグがセットされていない場合、Ｓ１１２へ移行する。制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じていると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、すなわち電流センサ異常フラグがセットされていない場合、Ｓ１１１へ移行する。
【００６９】
Ｓ１１１では、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じている旨の情報を車両制御回路９へ通知し、電動機制御装置１０による交流電動機２に駆動を停止する。
【００７０】
Ｓ１１０にて否定判断された場合、または、Ｓ１０７に続いて移行するＳ１１２では、ＰＩ演算部２２にて、電流選択部３５からフィードバックされたｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑ、または、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに基づくＰＩ演算を行い、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を算出する。
Ｓ１１３では、逆ｄｑ変換部２３にて、電気角θｅに基づき、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を逆ｄｑ変換し、３相電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*を算出する。
Ｓ１１４では、３相電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*をインバータ１１へ出力する。そして、インバータ１１では、３相電圧指令値ｖｕ*、ｖｖ*、ｖｗ*に基づいてスイッチング素子のオン／オフが制御されることにより、３相交流電圧が生成され、この３相交流電圧が交流電動機２に印加されることにより、交流電動機２の駆動が制御される。
【００７１】
以上詳述したように、本実施形態の電動機制御装置１０は、インバータ１１によって印加電圧ｖｕ、ｖｖ、ｖｗが制御される３相の交流電動機２の駆動を制御する。制御部１５では、以下の処理が実行される。
交流電動機２のいずれか１相である制御相（本実施形態ではＷ相）に設けられる制御相電流センサ１２から制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを取得し、交流電動機２の制御相とは異なる１相である監視相（本実施形態ではＶ相）に設けられる監視相電流センサ１３から監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを取得する（図７中のＳ１０２）。また、交流電動機２の回転角を検出する回転角センサ１４から電気角θｅを取得する（Ｓ１０１）。
【００７２】
２相制御電流算出部３１では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを算出する（Ｓ１０３）。電流推定部３２では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する（Ｓ１０４）。そしてＰＩ演算部２２では、フィードバックされたｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑ、または、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに基づき、電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する（Ｓ１１２）。
【００７３】
電流推定部３２では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づいて推定される監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出し、制御相電流推定部４１では、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づいて推定される制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する（Ｓ１０９）。異常判定部４５では、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとを比較した監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆ、および、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとを比較した制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆの少なくとも一方に基づき、制御相電流センサ１２または監視相電流センサ１３の異常を検出する（Ｓ１０９）。
【００７４】
本実施形態では、電流選択部３５にて、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づいて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する監視停止モードと、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに基づいて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出するとともに制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を行う監視実行モードとを所定の周期で切り替える（Ｓ１０５）。
【００７５】
本実施形態では、異常判定部４５を備えているので、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を適切に検出することができる。本実施形態では、異常検出するための検出値を常時検出する必要がないことに着目し、制御相（Ｗ相）および監視相（Ｖ相）の電流検出値である制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づくｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを用いて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する監視停止モードと、制御相（Ｗ相）１相の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づくｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを用いて電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出するとともに制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を行う監視実行モードとを所定の周期で切り替えている。換言すると、本実施形態では、監視相電流センサ１３から取得される監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを、「監視用」に用いるだけでなく、「制御用」にも用いている。そして、監視相電流センサ１３から取得される監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを「監視用」として用いる期間と「制御用」として用いる期間を適宜切り替えている、ということである。
【００７６】
これにより、監視停止モードにて２相の電流検出値である制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づくｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを用いて高速かつ高精度に電流フィードバック制御を行っている。一方、所定の周期で監視実行モードに切り替え、監視実行モードにおいては監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを電流フィードバック制御に用いず、１相の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いて電流フィードバック制御を行うことで、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓへの電流フィードバック制御の干渉を防いだ上で制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を検出するようにしている。本実施形態では、推定値と検出値との比較結果である差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、Δｉｖ＿ｒｅｆに基づいて制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を行っている。比較する検出値または推定値の一方は、電流フィードバック制御に用いていないために電流フィードバックループから独立した監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓそのもの、または、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づく制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔであり、電流フィードバック制御の干渉を受けない。
【００７７】
具体的には、制御相電流推定部４１にて推定される制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔは、１相制御時に電流推定部３２におけるｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの演算に用いられていない監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓに基づいて算出されるため、電流フィードバックの干渉を受けない。また、監視相電流比較部４３における比較に用いられる監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓも、電流フィードバックの干渉を受けない、ということである。
【００７８】
これにより、電流センサの異常、詳細には制御相電流センサ１２または監視相電流センサ１３の少なくとも一方に異常が生じていることを適切に検出することができる。また、制御性能および異常検出の２つの要求を最小の電流センサの個数で両立することができ、電流センサの異常を検出するための監視用の電流センサを独立した１相に設ける必要がなく、監視用の電流センサを独立した１相に設ける場合と比較し、小型化、低コスト化することができる。
また、本実施形態では、２つの差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、Δｉｖ＿ｒｅｆに基づいて制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を検出しているので、より適切に異常を検出することができる。
【００７９】
本実施形態では、２相制御電流算出部３１は、監視実行モードまたは監視停止モードのいずれであっても、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を行う。また、電流推定部３２は、監視実行モードまたは監視停止モードのいずれであっても、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔの演算を行う。同様に、制御相電流推定部４１は、監視実行モードまたは監視停止モードのいずれであっても、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの演算を行う。
【００８０】
すなわち本実施形態では、２相制御を行っている監視停止モード中においても、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの演算を行っている。そのため、本実施形態の電流推定部３２における演算方法のように、フィルタ系を含む演算であってもｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとの誤差が小さい状態が維持される。これにより、監視停止モードから監視実行モードに切り替わったとき、すなわち２相制御から１相制御に切り替わったとき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとの誤差に起因して交流電動機２の制御が不安定になるのを抑制することができる。
【００８１】
また、本実施形態では、電流推定部３２では、前回の演算で算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの制御相成分である電流基準値ｉｗ＿ｂｆと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとに基づいて算出される制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ、ｉｑ＿ｃｒｒをｄｑ軸平面上にて積算することによりｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。より詳細には、本実施形態ではｄｑ軸平面上にて制御相方向の制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ、ｉｑ＿ｃｒｒを積算している。
【００８２】
また、電流推定部３２では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔに基づき、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出する。
さらにまた、制御相電流推定部４１では、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓおよび電気角θｅに基づく監視用１相電流推定値（ｄｑ軸電流推定値）を算出し、前回の演算で算出された監視用１相制御電流値の監視相成分である監視相電流基準値ｉｖ＿ｂｆと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとに基づいて算出される監視相補正ベクトルをｄｑ軸平面上にて積算することにより監視用１相電流推定値を算出し、算出された監視用１相電流推定値に基づき、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。
【００８３】
本実施形態では、ｄｑ軸平面上で制御相が回転することに着目し、交流電動機２の回転に伴って回転する制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ、ｉｑ＿ｃｒｒを用いることにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを精度よく算出することができる。本実施形態では、交流電動機２は、ハイブリッド車両や電動車両の主機に適用されており、交流電動機２を精度よく制御することにより、異常なトルクの発生によるドライバビリティ（以下、「ドラビリ」という。）の悪化や電動機制御装置１０を構成する各種素子の異常や故障の発生を抑制することができる。
【００８４】
本実施形態では、制御部１５が「制御相電流取得手段」、「監視相電流取得手段」、「回転角取得手段」、「電流算出手段」、「電流推定手段」、「電圧指令値算出手段」、「他相電流推定手段」、「異常検出手段」、「切替手段」を構成する。詳細には、２相制御電流算出部３１、電流推定部３２および制御相電流比較部４２が「制御相電流取得手段」を構成する。制御相電流推定部４１、監視相電流比較部４３が「監視相電流取得手段」を構成する。ＰＩ演算部２２、２相制御電流算出部３１、電流推定部３２、および、制御相電流推定部４１が「回転角取得手段」を構成する。また、２相制御電流算出部３１が「電流算出手段」を構成し、電流推定部３２が「電流推定手段」を構成し、ＰＩ演算部２２が「電圧指令値算出手段」を構成する。さらに、電流推定部３２および制御相電流推定部４１が「他相電流推定手段」を構成し、異常判定部４５が「異常判定手段」を構成し、電流選択部３５が「切替手段」を構成する。
【００８５】
また、図７中のＳ１０２が「制御相電流取得手段」および「監視相電流取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０１が「回転角取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０３が「電流算出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０４が「電流推定手段」および「他相電流推定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１１２が「電圧指令値算出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０９が「異常検出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１０７およびＳ１０８が「切替手段」の機能としての処理に相当する。
【００８６】
本実施形態では、電気角θｅが「回転角検出値」に対応し、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑが「２相制御電流値」に対応し、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔが「制御用１相電流推定値」に対応し、監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆが「第１比較結果」に対応し、制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆが「第２比較結果」に対応する。
【００８７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による交流電動機の制御装置を図９および図１０に基づいて説明する。
本発明の第２実施形態では、２相制御時には電流推定部３２における電流推定処理を行わず、１相制御時には２相制御電流算出部３１におけるｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を行わない点が第１実施形態と異なっているので、この点を中心に説明し、その他の構成等の説明は省略する。
図９に示すように、異常判定部４５による異常判定を行う場合、すなわち監視要求がある場合、２相制御電流算出部３１によるｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を中止し、異常判定を行わない場合、すなわち監視要求がない場合、電流推定部３２による電流推定処理を中止する。
【００８８】
ここで、本実施形態における電流フィードバック処理を図１０に基づいて説明する。
Ｓ２０１、Ｓ２０２の処理は、図７中のＳ１０１、１０２の処理と同様であるので説明を省略する。
Ｓ２０２にて、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを取得した後、Ｓ２０３へ移行する。Ｓ２０３の処理は、図７中のＳ１０５の処理と同様である。すなわち、本実施形態では、切替判定処理の前に、２相制御電流算出部３１におけるｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑ、および、電流推定部３２におけるｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ等の算出を行っていない。
なお、Ｓ２０３の処理は、Ｓ１０５の処理と同様であるので、説明を省略する。
【００８９】
Ｓ２０４では、監視要求があるか否かを判断する。判断方法は、図７中のＳ１０６と同様である。監視要求があると判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０７へ移行する。本実施形態では、Ｓ２０４にて肯定判断された場合に実行されるＳ２０８およびＳ２０９が「監視実行モード」に対応する。監視要求がないと判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２０５へ移行する。本実施形態では、Ｓ２０４にて否定判断された場合に実行されるＳ２０６が「監視停止モード」に対応する。
【００９０】
Ｓ２０５は、Ｓ１０３と同様であり、２相制御電流算出部３１にてｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを算出する。
Ｓ２０６は、Ｓ１０７と同様であり、電流選択部３５において、ＰＩ演算部２２にフィードバックする電流として、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いて２相制御電流算出部３１にて算出されたｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを選択する。
【００９１】
異常判定要求があると判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）に移行するＳ２０７は、Ｓ１０４と同様であり、電流推定部３２にてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出し、制御相電流推定部４１にて制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。
Ｓ２０８は、Ｓ１０８と同様であり、電流選択部３５にて、ＰＩ演算部２２にフィードバックする電流として、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いて電流推定部３２にて算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを選択する。
Ｓ２０９〜Ｓ２１４の処理は、Ｓ１０９〜Ｓ１１４の処理と同様であるので、説明を省略する。
【００９２】
本実施形態では、２相制御電流推定部３１は、監視実行モードにおいて、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を中止する。また、電流推定部３２は、監視停止モードにおいて、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔの演算を中止する。同様に、制御相電流推定部４１では、監視停止モードにおいて、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの演算を中止する。
【００９３】
すなわち本実施形態では、監視要求がある場合にｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、および、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの演算を行っており、監視要求がない場合にはｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、および、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの演算を行っていない。また、監視要求がない場合にｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を行っており、監視要求がある場合にはｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を行っていない。
【００９４】
これにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔ、および、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を常時行う場合と比較し、演算負荷を低減し、リソースを節約することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９５】
本実施形態では、図１０中のＳ２０２が「制御相電流取得手段」および「監視相電流取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０１が「回転角取得手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０５が「電流算出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０７が「電流推定手段」および「他相電流推定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２１２が「電圧指令値算出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０９が「異常検出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ２０６およびＳ２０８が「切替手段」の機能としての処理に相当する。
【００９６】
（第３実施形態）
第３実施形態は、第２実施形態の変形例である。第３実施形態による電流フィードバック処理を図１１および図１２に基づいて説明する。
第１実施形態で説明したように、電流推定部３２において、フィルタ系の演算を行っているため、演算開始直後のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔは、必ずしも実際のｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑと一致していないことがある。そのため、本実施形態では、２相制御から１相制御に切り替える前の所定のタイミングからｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの演算を開始している。
【００９７】
本実施形態では、図１１に示す電流フィードバック処理全体としては、Ｓ２０５とＳ２０６の間にＳ２１５およびＳ２１６が追加されている点と、Ｓ２０３の切替判定処理が異なっている。ここではこの点を中心に説明し、他の構成等の説明は省略する。
【００９８】
まず、切替判定処理を図１２に基づいて説明する。本実施形態の切替判定処理では、Ｓ１５２とＳ１５３との間にＳ１５７、Ｓ１５８が追加されている。カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａより小さいと判断された場合（Ｓ１５２：ＹＥＳ）に移行するＳ１５７では、カウント値Ｃが直前判定値Ａ１より大きいか否かを判断する。直前判定値Ａ１は、２相／１相切替判定値Ａより小さい値であり、２相／１相切替判定値Ａと直前判定値Ａ１との差は、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔがｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近し、推定精度が高まるのに要する時間に応じて設定される。カウント値Ｃが直前判定値Ａ１以下であると判断された場合（Ｓ１５７：ＮＯ）、Ｓ１５８の処理を行わず、Ｓ１５３に移行する。カウント値Ｃが直前判定値Ａ１より大きいと判断された場合（Ｓ１５７：ＹＥＳ）、Ｓ１５８へ移行する。
Ｓ１５８では、１相切替直前フラグをセットし、Ｓ１５３へ移行する。本実施形態では、カウント値Ｃが直前判定値Ａ１となるタイミングが「監視実行モードに切り替わる前の所定のタイミング」に対応している。
【００９９】
続いて、図１１に追加されたＳ２１５およびＳ２１６について説明する。
Ｓ２０５の後に移行するＳ２１５では、監視実行モード、すなわち１相制御への切替直前か否かを判断する。本実施形態では、１相切替直前フラグがセットされているか否かに基づいて判断する。１相制御への切替直前ではないと判断された場合（Ｓ２１５：ＮＯ）、すなわち１相切替直前フラグがセットされていない場合、Ｓ２１６の処理を行わず、Ｓ２０６へ移行する。１相制御への切替直前であると判断された場合（Ｓ２１５：ＹＥＳ）、Ｓ２１６へ移行する。
Ｓ２１６は、図７中のＳ１０４と同様の処理であり、電流推定部３２にてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔおよび監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出し、制御相電流推定部４１にて制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。
【０１００】
本実施形態では、２相制御電流算出部３１は、監視実行モードにおいて、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を中止する。また、電流推定部３２は、監視停止モードにおいて、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔおよび監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔの算出を中止するとともに、監視実行モードに切り替わる前の所定のタイミングからｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔおよび監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔの演算を開始する（Ｓ２１６）。同様に、制御相電流推定部４１では、監視停止モードにおいて、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの算出を中止するとともに、監視実行モードに切り替わる所定のタイミングから制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの算出を開始する（Ｓ２１６）。
【０１０１】
本実施形態では、監視実行モードに切り替える前の所定のタイミングから、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの演算を行っている。これにより、監視停止モードから監視実行モードに切り替わったとき、すなわち２相制御から１相制御に切り替わったとき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとの誤差を小さくすることができるので、１相制御に切り替わったときにｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとの誤差に起因して交流電動機２の制御が不安定になるのを抑制することができる。
【０１０２】
また、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔ、および、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑの演算を常時行う場合と比較し、演算負荷を低減し、リソースを節約することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による交流電動機の制御装置を図１３に基づいて説明する。本実施形態は、第１実施形態と切替判定処理のみが異なっているので、この点を中心に説明し、他の構成等についての説明は省略する。
本実施形態の切替判定処理は、第１実施形態の切替判定処理のＳ１５６の後にＳ１６０〜Ｓ１６２が追加されている。Ｓ１５１〜Ｓ１５６の処理は第１実施形態と同様である。
【０１０４】
Ｓ１５６の後に移行するＳ１６０では、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの偏差である制御相偏差、および、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの偏差である監視相偏差を算出する。制御相偏差としては、制御相電流比較部４２にて算出される制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆとする。監視相偏差としては、監視相電流比較部４３にて算出される監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆとする。
【０１０５】
Ｓ１６１では、制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆおよび監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆが、偏差判定閾値Ｔより大きいか否かを判断する。偏差判定閾値Ｔは、異常判定に係る異常判定閾値Ｒより小さい値に設定される。すなわちＴ＜Ｒである制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆおよび監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆが偏差判定閾値Ｔ以下である場合（Ｓ１６１：ＮＯ）、Ｓ１６２の処理を行わず、切替判定処理を終了する。制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆおよび監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆの少なくとも一方が偏差判定閾値Ｔより大きい場合（Ｓ１６１：ＹＥＳ）、Ｓ１６２へ移行する。
Ｓ１６２では、２相制御を行う期間に係る２相／１相切替判定値Ａを変更値Ａ２に変更する。本実施形態の変更値Ａ２は、２相／１相切替判定値Ａより小さい値である。すなわち、Ａ２＜Ａである。
【０１０６】
本実施形態では、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの偏差である監視相偏差、または、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの偏差である推定相偏差に応じ、監視停止モードの期間を変更可能としている。詳細には、監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆおよび制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆの少なくとも一方が、偏差判定閾値Ｔより大きい場合（Ｓ１６１：ＹＥＳ）、監視停止モードの期間を短くする（Ｓ１６２）。
【０１０７】
すなわち本実施形態では、監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆおよび制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆの少なくとも一方が、偏差判定閾値Ｔより大きく、異常判定閾値Ｒ以下である場合、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３に異常が生じているとは判定されないものの、偏差が生じ始めているため、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の少なくとも一方の異常の発生が近い可能性がある。そのため、２相／１相切替判定値Ａを変更値Ａ２に変更することにより、異常検出を行わない監視停止モードの期間を短くすることにより、異常検出の頻度を高めている。これにより、より適切に制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常を検出することができると同時に、偏差が小さいと判断されるときには、監視停止モード、すなわち２相制御モードの期間を長く取ることが可能となるので、より制御性能を高めることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１０８】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による交流電動機の制御装置を図１４〜図１８に基づいて説明する。
図６で説明したように、電流推定部３２では、回転座標系であるｄｑ軸平面上において、Ｗ相軸が相対的に回転することを利用し、矢印ＹＩで示す補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算していくことにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔをｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに漸近させている。
【０１０９】
ここで、図１４および図１５では、（ａ）→（ｂ）→（ｃ）のように、ｄｑ軸平面上にてＷ相軸が回転していく様子を説明している。
図１４に示すように、電気角θｅの角度移動量Δθｅが比較的大きい状態、すなわち交流電動機２の回転数Ｎが大きい場合、図示しない誤差ベクトルΔｉｅ（図５参照）のＷ相成分である制御相推定誤差Δｉｗが大きいので、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔがｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに収束していく収束量が大きい。
【０１１０】
一方、図１５に示すように、電気角θｅの角度移動量Δθｅが比較的小さい状態、すなわち交流電動機２の回転数Ｎが小さい場合、図示しない誤差ベクトルΔｉｅのＷ相成分である制御相推定誤差Δｉｗが小さく、誤差ベクトルΔｉｅ（図５参照）とＷ相軸とが直交角に近いので、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔがｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに収束していく収束量が小さい。そのため、交流電動機２の回転数Ｎが小さい場合、回転数Ｎが大きい場合と比較して、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪いことがある。
また、回転数Ｎやトルク指令値ｔｒｑ*が急変した場合にも、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞がある。
【０１１１】
そこで本実施形態では、交流電動機２の回転数Ｎが小さい場合、監視実行モードを禁止し、監視停止モードとして２相制御に切り替えている。同様に、回転数Ｎが急変した場合、および、トルク指令値ｔｒｑ*が急変した場合、監視実行モードを禁止し、監視停止モードとして２相制御に切り替えている。
【０１１２】
具体的には、図１６に示すように、本実施形態の制御部１５には、回転数算出部５１および回転数／トルク判定部５３が追加されている。
回転数算出部５１では、回転角センサ１４から取得される電気角θｅに基づき、交流電動機２の回転数Ｎを算出する。
【０１１３】
回転数／トルク判定部５３では、回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きいか否かを判定する。上述の通り、例えば、モータロック時等、回転数Ｎが小さいとき、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓからｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを推定する推定精度が悪化することがわかってきた。また、制御部１５内では、各種の値は離散値で表現されるため、交流電動機２が完全に停止していなくても、ある低回転の範囲では推定精度が悪化する虞がある。そこで本実施形態では、回転数Ｎが所定の判定値Ｘ以下である場合、２相制御としている。ここで、回転数Ｎの判定値Ｘは、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が良好となる回転数に適宜設定可能であり、例えば１５００ｒｐｍとする。なお、回転数Ｎの判定値Ｘは、極対数によっても異なるので、極対数を考慮して適宜設定される。
【０１１４】
また、回転数／トルク判定部５３では、回転数Ｎが急変したか否かを判定する。さらにまた、回転数／トルク判定部５３では、トルク指令値ｔｒｑ*が急変したか否かを判定する。回転数Ｎまたはトルク指令値ｔｒｑ*が急変した場合には、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞があるので、本実施形態では２相制御とする。回転数Ｎの急変判定は、例えば前回値と今回値との差（すなわち変化の傾き）が閾値より大きい場合、急変したと判定する。また、例えば所定期間（例えば数１０ｍｓｅｃ）の最大値と最小値との差や、移動平均の所定期間の最大値と最小値との差等に基づいて判定してもよい。トルク指令値ｔｒｑ*の急変判定についても同様である。
【０１１５】
ここで、本実施形態による切替判定処理を図１７に基づいて説明する。なお、電流フィードバック処理の全体は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。
図７中のＳ１０４に続いて実行される切替判定処理において、Ｓ１７１は、図８中のＳ１５１と同様であるので説明を省略する。
【０１１６】
Ｓ１７２では、カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａよりも小さいか否かを判定する。２相／１相切替判定値Ａは、２相制御を継続する期間（例えば数十ｍｓｅｃ）に対応するカウント値とする。カウント値Ｃが２相／１相切替判定値Ａより小さいと判断された場合（Ｓ１７２：ＹＥＳ）、Ｓ１７６へ移行する。カウント値Ｃが２相／１相切替判定値以上であると判断された場合（Ｓ１７２：ＹＥＳ）、Ｓ１７３へ移行する。
【０１１７】
Ｓ１７３では、電気角θｅに基づき、交流電動機２の回転数Ｎを算出する。
Ｓ１７４では、回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きいか否かを判断する。回転数Ｎが所定の判定値Ｘ以下であると判断された場合（Ｓ１７４：ＮＯ）、Ｓ１７７へ移行する。回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きいと判断された場合（Ｓ１７４：ＹＥＳ）、Ｓ１７５へ移行する。
【０１１８】
Ｓ１７５では、回転数Ｎが急変したか否かを判断する。回転数Ｎが急変したと判定された場合（Ｓ１７５：ＹＥＳ）、Ｓ１７７へ移行する。回転数Ｎが急変していないと判定された場合（Ｓ１７５：ＮＯ）、Ｓ１７６へ移行する。
Ｓ１７６では、トルク指令値ｔｒｑ*が急変したか否かを判定する。トルク指令値ｔｒｑ*が急変したと判定された場合（Ｓ１７６：ＹＥＳ）、Ｓ１７７へ移行する。トルク指令値ｔｒｑ*が急変していないと判定された場合（Ｓ１７６：ＮＯ）、Ｓ１７８へ移行する。
【０１１９】
Ｓ１７７では、監視実行モードを禁止し、Ｓ１７８へ移行する。すなち、１相制御を中止するとともに、制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を中止する。
Ｓ１７８〜Ｓ１８１の処理は、図８中のＳ１５３〜Ｓ１５６の処理と同様なので説明を省略する。
【０１２０】
図１８に示すように、本実施形態では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞のある範囲、すなわち回転数Ｎが判定値Ｘ以下の範囲では、２相制御を行っている。回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きい範囲では、２相／１相切替判定値Ａに対応する期間は監視停止モードであって２相制御とし、１相／２相切替判定値Ｂに対応する期間は監視実行モードであって１相制御とするとともに制御相電流センサ１２および監視相電流センサ１３の異常検出を行っている。図１８では、回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きくなったとき、監視停止モードが先に実行されているが、この順番を反対とし、回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きくなったとき、先に監視実行モードを実行するようにしてもよい。
また、図１８中には示していないが、回転数Ｎが所定の判定値Ｘより大きい場合であっても、回転数Ｎまたはトルク指令値ｔｒｑ*が急変した場合には、監視実行モード（１相制御＋異常検出）であったとしても、適宜監視停止モード（２相制御）に切り替える。
【０１２１】
本実施形態では、回転数算出部５１は、電気角θｅに基づき、交流電動機２の回転数Ｎを算出する。また、回転数／トルク判定部５３では、回転数Ｎが所定の判定値Ｘ以下であるかを判定し（Ｓ１７４）、電流選択部３５は、回転数Ｎが所定の判定値Ｘ以下であると判断された場合（Ｓ１７４：ＮＯ）、監視実行モードを禁止し（Ｓ１７７）、監視停止モードに切り替える（Ｓ１７８）。ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞のある低回転時には、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを用いず、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いてｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを直接算出し、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づいて算出される電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*に基づいて交流電動機２を制御するので、交流電動機２の制御性の悪化をより防ぐことができる。
【０１２２】
また、回転数／トルク判定部５３では、回転数Ｎが急変したか否かを判定する（Ｓ１７５）。電流選択部３５は、回転数Ｎが急変したと判定された場合（Ｓ１７５：ＹＥＳ）、監視実行モードを禁止し（Ｓ１７７）、監視停止モードに切り替える（Ｓ１７８）。これにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞のある回転数Ｎの急変時にも、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを用いず、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いてｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを直接算出し、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づいて算出される電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*に基づいて交流電動機２を制御するので、交流電動機２の制御性の悪化をより防ぐことができる。
【０１２３】
さらに、回転数／トルク判定部５３では、交流電動機２の駆動により発生するトルクに係るトルク指令値ｔｒｑ*が急変したか否かを判定する。電流選択部３５は、トルク指令値ｔｒｑ*が急変したと判定された場合（Ｓ１７６：ＹＥＳ）、監視実行モードを禁止し（Ｓ１７７）、監視停止モードに切り替える（Ｓ１７８）。これにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの推定精度が悪化する虞のあるトルク指令値ｔｒｑ*の急変時にも、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを用いず、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓおよび監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いてｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑを直接算出し、ｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑに基づいて算出される電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*に基づいて交流電動機２を制御するので、交流電動機２の制御性の悪化をより防ぐことができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【０１２４】
本実施形態では、制御部１５が「回転数算出手段」、「回転数判定手段」、「回転数急変判定手段」、「トルク急変判定手段」を構成する。詳細には、回転数算出部５１が「回転角取得手段」、「回転数算出手段」を構成し、回転数／トルク判定部５３が「回転数判定手段」、「回転数急変判定手段」、「トルク急変判定手段」を構成する。
また、図１７中のＳ１７３が「回転数算出手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１７４が「回転数判定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１７５が「回転数急変判定手段」の機能としての処理に相当し、Ｓ１７６が「トルク急変判定手段」の機能としての処理に相当する。
【０１２５】
（第６実施形態）
第６実施形態は、電流推定部３２における演算方法のみが異なっているので、この点を中心に説明し、他の構成等の説明は省略する。
第1実施形態では、制御相方向の補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算することによりｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｓｅｔのｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑへの収束性を高めていた。換言すると、上記実施形態では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを制御相の方向に補正していた。本実施形態では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔのｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑへの収束性を高めるべく、制御相に直交する方向にも補正している。
【０１２６】
詳細には、図１９に示すように、電流推定部３２は、さらに直交方向補正値算出部３２８を有している。本実施形態の電流推定部３２における演算を表した漸化式を式（６）に示し、式（６）に示す漸化式をベクトル図で表現すると、図２０のようになる。
【０１２７】
【数４】
2014073009.tif 000006
【０１２８】
本実施形態では、制御相方向補正値算出部３２４にて制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）を算出し、減算器３２５にて、遅延素子３２７を経由してフィードバックされた前回のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）に対し減算することでＷ相方向に補正されたｄｑ軸電流暫定推定値ｉｄ＿ｅｓｔ’（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ’（ｎ）を算出する。ｄｑ軸電流暫定推定値ｉｄ＿ｅｓｔ’（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ’（ｎ）は、第１実施形態のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ）と同様である。
【０１２９】
直交方向補正値算出部３２８では、制御相に直交する成分のβ軸推定誤差Δｉβを式（７）に基づいて推定する。また、β軸推定誤差Δｉβを用い、ｄｑ変換により直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）を算出する（式（８）参照）。
減算器３２９では、算出された直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）を用い、ｄｑ軸電流暫定推定値ｉｄ＿ｅｓｔ’（ｎ）、ｉｑ＿ｅｓｔ’（ｎ）に対し減算することでｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する（式（６）参照）。
【０１３０】
本実施形態では、電流推定部３２では、前回の演算で算出されたｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの制御相成分である電流基準値ｉｗ＿ｂｆと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとに基づいて算出される制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）および直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）をｄｑ軸平面上にて積算することによりｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。より詳細には、本実施形態では制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）および制御相に直交する方向の直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）が合成された補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）をｄｑ軸平面上にて積算している。
【０１３１】
この方法では、直交する方向にも補正できるが、直交方向の補正量は電気角の変化量から算出するため回転数の低い領域では精度が悪化する虞があるため、回転数の低い領域では２相制御としている。
これにより、交流電動機２の回転に伴って回転する制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）および直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）を用いることにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを精度よく算出することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
第６実施形態の電流推定方法は、上記第１実施形態〜第５実施形態のいずれの実施形態の電流推定方法としてもよい。
【０１３２】
本実施形態では、制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）と直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）とを合成した合成ベクトルが「補正ベクトル」に対応する。また、減算器３２５、３２９にて制御相方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ（ｎ）および直交方向補正値ｉｄ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）、ｉｑ＿ｃｒｒ＿β（ｎ）をｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ（ｎ−１）、ｉｑ＿ｅｓｔ（ｎ−１）に対して減算することが「補正ベクトルをｄｑ軸平面上にて積算する」ことに対応する。
【０１３３】
（第７実施形態）
第７実施形態および第８実施形態は、電流推定部３２における演算方法のみが異なっているので、この点を中心に説明し、他の構成等の説明は省略する。
上記実施形態では、補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算することによりｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出した。第７実施形態では、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*を用いてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。
【０１３４】
本実施形態では、式（１）のＷ相電流として制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを用いる。また、Ｕ相電流ｉｕおよびＶ相電流ｉｖとして、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*の逆ｄｑ変換により算出される３相電流指令値であるＵ相電流指令値ｉｕ*およびＶ相電流指令値ｉｖ*を用いる。また、Ｕ相電流指令値ｉｕ*またはＶ相電流指令値ｉｖ*の一方を用い、他方において３相和＝０を維持させる方法でもよい。
【０１３５】
ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*を用いた電流推定について、図２１に基づいて説明する。図２１（ａ）は、制御相であるＷ相軸をα軸とし、Ｗ相軸に直交する方向をβ軸とする座標系を示しており、このαβ軸座標系は、回転座標系である図示しないｄｑ軸座標系において相対的に回転する。制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*とからｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出すると、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*とｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとの偏差Ｄは、必ず制御相方向（この例ではＷ軸方向）となる。したがって、図３中のＰＩ演算部２２におけるＰＩ演算において、電圧操作は実際の制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づくため、信頼性の高いＷ相軸方向にしかなされず、比較的信頼性の低いそれ以外の方向（Ｕ相軸方向、Ｖ相軸方向）には電圧操作が行われない。従って、電流推定値の推定誤差によって誤って異常な電圧を出力することを防止でき、安全に運転可能である。
【０１３６】
そこで、図２１（ｂ）に示すように、回転座標系であるｄｑ軸平面上において、交流電動機２の回転に伴って破線矢印で示すＷ相軸が相対的に回転することを利用し、電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｔｓを電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*に一致させるためにあるべき電圧に漸近させていく。したがって、センサ周期（例えば１００μｓｅｃ）ごとの角度移動量Δθｅがある程度以上の大きさであれば、換言すると回転数Ｎが所定の判定値以上であれば、電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*が所望の値に漸近していくので、交流電動機２を精度よく制御することができる。
なお、図２１（ｂ）中において、矢印ＹＶは、ＰＩ演算にて算出される電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*のＩ項の挙動を示している。また、記号「×」は、Ｐ項も含んだ電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を示している。
【０１３７】
（第８実施形態）
第８実施形態では、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*を用いて制御相基準電流位相φを算出し、制御相基準電流位相φに基づいてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。
図２２に示すように、本実施形態の電流推定部３２は、制御相基準電流位相検知部３０１、他相推定部３０２、および、ｄｑ変換部３０３を有する。
【０１３８】
制御相基準電流位相検知部３０１は、逆ｄｑ変換部３１１および位相検知部３１２を有する。
まず、逆ｄｑ変換部３１１では、電気角θｅを用い、ｄ軸電流指令値ｉｄ*およびｑ軸電流指令値ｉｑ*を逆ｄｑ変換することにより、Ｕ相電流指令値ｉｕ*およびＶ相電流指令値ｉｖ*を算出する。
【０１３９】
位相検知部３１２では、逆ｄｑ変換部３１１にて算出されたＶ相電流指令値ｉｖ*、おおび、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づき、制御相基準電流位相φを算出する。ここで、制御相であるＷ相軸をα軸、α軸に直交する方向をβ軸とすると、α軸電流ｉαおよびβ軸電流ｉβは、式（９）、（１０）のように表される。
【０１４０】
【数５】
2014073009.tif 000007
【０１４１】
なお、式（１０）は、制御相であるＷ相の成分を含ませるべく、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓを含むように、キルヒホッフの法則を用いて変形してもよい。制御相であるＷ相の成分を含ませることにより、推定精度が向上する。
制御相基準電流位相φは、α軸電流ｉαおよびβ軸電流ｉβを用い、以下の式（１１）のように表される。
【０１４２】
【数６】
2014073009.tif 000008
【０１４３】
他相推定部３０２は、位相検知部３１２にて算出された制御相基準電流位相φ、および、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓに基づき、推定相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔを算出する（式（１２）参照）。なお、式（１２）中のＩａは、振幅であるが、最終的には含まれない係数であるので、演算する必要はない。
【数７】
2014073009.tif 000009
【０１４４】
ｄｑ変換部３０３では、推定相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔ、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、ｄｑ変換によりｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。
【０１４５】
ここで、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓが０Ａになるとき、或いは、制御相基準電流位相φの正接ｔａｎ（φ）が無限大になるとき、式（１２）において、０で乗算する「ゼロ掛け」が生じる。また、制御相基準電流位相φの正接ｔａｎ（φ）が０となるとき、式（１２）において、および０で除算する「ゼロ割り」が生じてしまう。そのため、推定相電流推定値ｉｕ＿ｅｓｔが変動してしまう虞がある。そのため、ゼロクロス範囲内である場合、「ゼロ掛け」、「ゼロ割り」をマスクするようなゼロクロス補正処理を行ってもよい。ゼロクロス補正処理としては、例えばｄ軸電流偏差およびｑ軸電流偏差を強制的に０Ａとすることで、ｄ軸電流指令値ｖｄ*、および、ｑ軸電圧指令値ｖｑ*を固定する。或いは、ｄ軸電圧指令値ｖｄ*およびｑ軸電圧指令値ｖｑ*を前回値に保持することによって直接固定してもよい。
このように制御相基準電流位相φを用いてｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出した場合も、第７実施形態と同様、図２１（ｂ）に示すように、電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*が所望の値に漸近していくので、交流電動機２を精度よく制御することができる。
【０１４６】
なお、ここではＵ相電流を推定する例を説明したが、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓから監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを推定する方法も同様である。また、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓを用いてＵ相電流またはＷ相電流（制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔ）を推定する方法も同様であるので、説明を省略する。また、制御相電流推定部４１においても同様の演算が行われるものとする。
【０１４７】
本実施形態では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓと電気角θｅに加え、電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*に基づいて監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔを算出する。また、監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓと電気角θｅに加え、電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*に基づいて制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔを算出する。
【０１４８】
また、第７実施形態および第８実施形態では、電流推定部３２は、交流電動機２の駆動に係るｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓ、および、電気角θｅに基づき、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを算出する。また、ＰＩ演算部２２は、回転座標系であるｄｑ軸平面上で回転する制御相（本実施形態ではＷ相）方向であるｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*とｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとの偏差Ｄを積算することにより、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔがｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*に一致するような電圧指令値ｖｄ*、ｖｑ*を算出する。
【０１４９】
第７実施形態および第８実施形態では、制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓと電気角θｅに基づいて電流推定する際にｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*を基準とすることで、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔを精度よく算出することができる。これにより、第７実施形態および第８実施形態においても、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、本実施形態では、なお、第４実施形態および第５実施形態においては、ｄｑ軸電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*が「電流指令値」に対応する。
第７実施形態または第８実施形態の電流推定方法は、上記第１実施形態〜第５実施形態のいずれの実施形態の電流推定方法としてもよい。
【０１５０】
（他の実施形態）
（ア）上記実施形態では、２相制御電流値であるｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの算出方法として、補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算する方法と、電流指令値ｉｄ*、ｉｑ*を用いる方法について説明した。他の実施形態では、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔ、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔ、および、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔは、どのような方法で算出してもよい。ここで、交流電動機の制御装置を、例えばハイブリッド車や電動自動車の主機のように高速、高精度に制御する必要があるシステムに適用する場合、上記実施形態の推定方法のように、ベクトル制御に必要な２次元量を精度よく推定することが求められる。
また、上記実施形態では、制御相電流推定部における演算方法と、電流推定部における演算方法は同じであったが、異なる方法で演算してもよい。
【０１５１】
（イ）他の実施形態では、補正ベクトル（Δｉｄ、Δｉｑ）を積算する電流推定方法において、ｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔの演算における初期値を直前のｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑにしてもよい。これにより、１相制御に切り替わった際のｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとの誤差を小さくすることができるので、当該誤差に起因して交流電動機の制御が不安定になるのを抑制することができる。
【０１５２】
（ウ）上記実施形態では、回転角センサは電気角θｅを検出し、制御部へ出力した。他の実施形態では、回転角センサは機械角θｍを検出し、制御部へ出力し、制御部の内部にて電気角θｅに換算してもよい。また、電気角θｅに替えて、機械角θｍを「回転角検出値」としてもよい。さらにまた、回転数Ｎは、機械角θｍに基づいて算出してもよい。
【０１５３】
（エ）上記実施形態では、交流電動機の駆動が低回転領域か否かを回転数Ｎに基づいて判定した。他の実施形態では、回転数Ｎに替えて、電気周波数に基づいて判定してもよい。例えば、交流電動機の極対数が４である場合、上記実施形態にて例示した判定値の回転数１５００ｒｐｍは、電気周波数１００Ｈｚに対応するので、この電気周波数に基づいて判定する、といった具合である。
【０１５４】
（オ）上記実施形態では、制御相電流比較部にて制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとを比較した制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆ、および、監視相電流比較部にて監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとを比較した監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆに基づいて制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常を検出した。
【０１５５】
他の実施形態では、監視相電流比較部を省略し、制御相電流比較部による制御相差分参照値Δｉｗ＿ｒｅｆのみに基づいて電流センサの異常検出を行ってもよい。制御相電流比較部にて用いられる制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔの演算を行う制御相電流推定部の演算結果は、電流フィードバック制御に用いられていない。そのため、電流フィードバック制御の干渉を受けることがないので、制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常を適切に検出することができる。
【０１５６】
さらに他の実施形態では、制御相電流推定部および制御相電流比較部を省略し、監視相電流比較部により監視相差分参照値Δｉｖ＿ｒｅｆのみに基づいて制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常検出を行ってもよい。これにより、制御相電流センサおよび監視相電流センサの異常検出に係る演算量を低減することができる。
【０１５７】
（カ）上記第４実施形態および第５実施形態では、２相制御電流算出部および電流推定部による演算を常時行っていた。他の実施形態では、第２実施形態のように異常判定要求がある場合には２相制御電流算出部により演算を中止し、異常判定要求がない場合には電流推定部により電流推定処理を中止するように構成してもよい。
【０１５８】
また上記第４実施形態および第５実施形態では、第３実施形態のように、２相制御から１相制御に切り替える前の所定のタイミングから電流推定部による演算を開始してもよい。これにより、上記実施形態と同様の効果を奏する。なお、第４実施形態と第３実施形態とを組み合わせた場合、直前判定値Ａ１および変更値Ａ２は、いずれも２相／１相切替判定値Ａより小さい値であれば、直前判定値Ａ１および変更値Ａ２の大小関係は問わず、等しい値でもよいし、異なる値でもよいが、変更値Ａ２＜直前判定値Ａ１が望ましい。
もちろん、第４実施形態と第５実施形態を組み合わせて実行してもよい。
【０１５９】
（キ）上記第４実施形態では、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの制御相偏差、または、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの監視相偏差が生じている場合、監視停止モードである２相制御の期間を短くした。他の実施形態では、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの制御相偏差、または、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの監視相偏差が生じている場合、監視実行モードである１相制御および異常検出の期間を長くするようにしてもよい。すなわち、１相制御および異常検出を行う期間に係る１相／２相切替判定値をＢより大きい変更値Ｂ１に変更してもよい。ここで１相制御および異常検出を行う期間を長くすることは、相対的に２相制御を行う期間を短くするということであり、「制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの制御相偏差、または、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの監視相偏差が生じている場合、監視停止期間を短くする」ということである。また、監視停止モードである２相制御の期間を短くし、監視実行モードである１相制御および異常検出の期間を長くしてもよい。
【０１６０】
また、他の実施形態では、制御相電流推定値ｉｗ＿ｅｓｔと制御相電流検出値ｉｗ＿ｓｎｓとの偏差、または、監視相電流推定値ｉｖ＿ｅｓｔと監視相電流検出値ｉｖ＿ｓｎｓとの偏差の大きさに応じ、例えば偏差が大きくなるにしたがって監視停止モードの期間が短くなるように、変更値Ａ２を可変としてもよい。もちろん、変更値Ｂ１を可変としてもよい。
さらに、制御相偏差および監視相偏差が小さい場合、または制御相偏差および監視相偏差が生じていない場合、監視実行モードを長くするようにしてもよい。
【０１６１】
（ク）上記第５実施形態について、図１７中のＳ１７４、Ｓ１７５、Ｓ１７６について、少なくとも１つの判断処理を行えばよく、他の判断処理は省略してもよい。
【０１６２】
（ケ）上記実施形態では、電流センサが３相のうちの２相に設けられている例について説明した。他の実施形態では、電流センサが３相に設けられており、いずれか１相にて異常が生じており、異常が生じていない２相で制御を行う場合において、上記電流フィードバック処理を行うようにしてもよい。その場合、異常が生じていない２相のうちの一方を制御相とみなし、他方を監視相とみなせばよい。なお、３相のうちの１相に生じた異常の検出方法や、異常が生じた相の特定方法は、どのような方法であってもよい。
【０１６３】
（コ）交流電動機の印加電圧を制御するインバータは、電流フィードバック制御がなされる制御方法であれば、どのような方法で制御されてもよい。例えば、正弦波ＰＷＭ制御モード、過変調ＰＷＭ制御モード、および、矩形波制御モード等を適宜切り替えて制御されるように構成することができる。なお、矩形波制御モードは、電圧の位相しか制御できず、トルクフィードバック制御である場合もあるが、フィードバックするトルクは電流から推定されるものであるため、広義での「電流フィードバック制御」と捉えることができる。
【０１６４】
（サ）上記実施形態では、２相制御電流値をｄｑ軸電流値ｉｄ、ｉｑとし、制御用１相電流推定値をｄｑ軸電流推定値ｉｄ＿ｅｓｔ、ｉｑ＿ｅｓｔとした。他の実施形態では、２相制御電流値および制御用１相電流推定値は、電流フィードバック制御に利用可能な電流値であれば、ｄｑ軸電流に限らず、各相電流や他の軸に基づく電流値としてもよい。なお、「制御用１相電流推定値」は、電流フィードバック制御に用いるために１相の電流検出値から推定された電流推定値を示すものである。また、「監視用１相電流推定値」は、電流センサの異常検出を行うために１相の電流検出値から推定された電流推定値を示すものである。
【０１６５】
（シ）上記実施形態では、交流電動機は、３相永久磁石式同期モータであったが、他の実施形態では、誘導モータやその他の同期モータであってもよい。また、上記実施形態の交流電動機は、電動機としての機能および発電機としての機能を併せ持つ所謂モータジェネレータであったが、他の実施形態では、発電機としての機能を持たない電動機であってもよい。
【０１６６】
交流電動機は、エンジンに対して電動機として動作し、エンジンの始動を行うように構成されていてもよい。また、エンジンを設けなくてもよい。さらに、交流電動機を複数設けてもよいし、複数の交流電動機における動力を分割する動力分割機構等をさらに設けてもよい。
（ス）本発明による交流電動機の制御装置は、上記実施形態のようにインバータと交流電動機を一組のみ設けたシステムに限らず、インバータと交流電動機を二組以上設けたシステムに適用してもよい。また、１台のインバータに複数台の交流電動機を並列接続させた電車等のシステムに適用してもよい。
また、交流電動機の制御装置は、電動車両に適用されていたが、電動車両以外に用いてもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。
【符号の説明】
【０１６７】
１・・・電動機駆動システム
２・・・交流電動機
１０・・・電動機制御装置（制御装置）
１１・・・インバータ
１２・・・制御相電流センサ
１３・・・監視相電流センサ
１４・・・回転角センサ
１５・・・制御部（制御相電流取得手段、監視相電流取得手段、回転角取得手段、電流算出手段、電流推定手段、電圧指令値算出手段、他相電流推定手段、異常検出手段、切替手段、回転数算出手段、回転数判定手段、回転数急変判定手段、トルク急変判定手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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