(57)【要約】  位相差を有する第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、電流検出値に基づいて第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、第１の電圧指令と第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて第１の電流検出部による第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部とを有し、制御部は、第１巻線の電流を検出不可能な場合には、第２巻線の電流検出値に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算する。
2015125269.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
位相差を有する第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、
前記第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、
前記第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、
前記交流回転機の電流検出値に基づいて、第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、
前記第１の電圧指令に基づいて、前記第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記第２の電圧指令に基づいて、前記第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項２】
第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、
前記第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、
前記第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、
前記交流回転機の電流検出値に基づいて、位相差を有する第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、
前記第１の電圧指令に基づいて、前記第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記第２の電圧指令に基づいて、前記第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１の電圧指令を構成する３相の電圧を、大きい順に第１最大相電圧、第１中間相電圧、第１最小相電圧とした場合に、前記第１中間相電圧の大きさに基づいて、前記第１巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１中間相電圧が第１の所定値を超える場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１中間相電圧が第２の所定値未満の場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１最大相電圧と前記第１中間相電圧との差と、前記第１中間相電圧と前記第１最小相電圧との差のうち、少なくとも１つが第３の所定値未満の場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１の電圧指令の電圧位相角または前記第２の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第２の電流検出部による前記第２巻線の電流の検出可否を判定する第２の検出可否判定部
をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された際に、
前記第２の検出可否判定部により、前記第２巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算し、
前記第２の検出可否判定部により、前記第２巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２の電流に基づいて前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２の電圧指令を構成する３相の電圧を、大きい順に第２最大相電圧、第２中間相電圧、第２最小相電圧とした場合に、前記第２中間相電圧の大きさに基づいて、前記第２巻線の電流の検出可否を判定する
の交流回転機の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２中間相電圧が第２の所定値を超える場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２中間相電圧が第２の所定値未満の場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２最大相電圧と前記第２中間相電圧との差と、前記第２中間相電圧と前記第２最小相電圧との差のうち、少なくとも１つが第３の所定値未満の場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第１の電圧指令の電圧位相角または前記第２の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第２の電流検出部による前記第２巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部が前記第１巻線の電流を検出可能と判断し、かつ、前記第２の検出可否判定部が前記第２巻線の電流検出可能と判定した第１の場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流の和である和電流と、前記電流指令と、和電流ゲインとに基づいて、和電圧を演算し、かつ前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流の差である差電流と、差電流ゲインとに基づいて差電圧を演算し、
前記第１の検出可否判定部が前記第１巻線の電流を検出不可能と判定した第２の場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流と前記電流指令と前記和電流ゲインとに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第２の検出可否判定部が前記第２巻線の電流を検出不可能と判定した第３の場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と前記電流指令と前記和電流ゲインとに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第１の場合、前記第２の場合、および前記第３の場合のそれぞれにおいて、前記和電圧と前記差電圧に基づいて前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、前記第１の電圧指令、前記第２の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも１つに応じて、前記差電流ゲインを変更する
交流回転機の制御装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、前記第１の電圧指令、前記第２の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも１つに応じて、前記和電流ゲインを変更する
交流回転機の制御装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項１９】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項２０】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記位相差は、３０±６０×ｎ（ｎ：整数）である
交流回転機の制御装置。
【請求項２２】
請求項１から２１のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置を備え、
前記制御部は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを、前記交流回転機が発生するように、前記第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算する
電動パワーステアリングの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、制御周期を変更する必要なく、交流回転機の出力を向上できる交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来の三相ＰＷＭインバータ装置における相電流検出装置においては、制御周期Ｔｓｗは、位相指令値θ＊および電圧指令値Ｖ＊に応じて長短変化するようになっている。そして、位相指令値θ＊および電圧指令値Ｖ＊に応じて定まるゼロベクトル以外のいずれかの基本電圧ベクトルに対応するスイッチングモードの保持時間（ｔ１またはｔ２）が、インバータ主回路のデッドタイムｔｄｄとホールＣＴ９による電流検出に要する時間ｔｓｗとの和（ｔｄｄ＋ｔｓｗ）よりも長いときには、一定の短い制御周期Ｔｓｗが選択される。一方、スイッチングモードの保持時間が時間（ｔｄｄ＋ｔｓｗ）よりも短くなるときには、保持時間が時間（ｔｄｄ＋ｔｓｗ）よりも長くなるように、制御周期Ｔｓｗが長くされる例が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平３―２３０７６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。制御周期Ｔｓｗを長くすると、三相ＰＷＭインバータ装置から出力されるＰＷＭの周期（制御周期Ｔｓｗに等しい）が長くなり、ＰＷＭ周期の逆数で与えられるＰＷＭ周波数が低下する。三相ＰＷＭインバータの出力に交流回転機を接続すると、交流回転機に流れる電流には、ＰＷＭ周波数の成分が含まれる。このため、ＰＷＭ周波数が低下することにより電流に含まれるその成分の周波数も低下することによって、交流回転機から騒音が発生するいった課題が生じる。【０００５】
特に、電動パワーステアリング用に用いられる交流回転機は、静音性が求められ、ＰＷＭ周波数は、例えば、２０ｋＨｚ以上（可聴域超の周波数帯域）に設定される。ここで、電動パワーステアリング用に用いられる交流回転機に、特許文献１にあるような制御周期Ｔｓｗを長くする（ＰＷＭ周波数を下げる）方式を適用すると、ＰＷＭ周波数が２０ｋＨｚ未満となってしまう。この結果、交流回転機より騒音が発生し、電動パワーステアリングが搭載された車に乗っている人に、不快感を与えてしまうといった課題が生じる。【０００６】
本発明は、上記のような問題点を解決するためになされたものであり、制御周期を変更する必要なく交流回転機の出力を向上できる交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
本発明に係る交流回転機の制御装置は、位相差を有する第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、交流回転機の電流検出値に基づいて、第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、第１の電圧指令に基づいて、第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、第２の電圧指令に基づいて、第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、第１の電圧指令と第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、第１の電流検出部による第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部とを有し、制御部は、第１の検出可否判定部により、第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、第１の電流検出部によって検出された第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令を演算し、第１の検出可否判定部により、第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、第２の電流検出部によって検出された第２巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算するものである。【０００８】
また、本発明に係る電動パワーステアリングの制御装置は、本発明の交流回転機の制御装置を備え、制御部は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを、交流回転機が発生するように、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算するものである。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、第１の検出可否判定部が第１巻線の電流を検出可能と判定した場合、第１の電流検出部によって検出された第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令を演算し、第１の検出可否判定部が第１巻線の電流を検出不可能と判定した場合、第２の電流検出部によって検出された第２巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算するように構成したことによって、交流回転機の騒音を低減した状態で交流回転機の出力を向上できる、といった従来にない顕著な効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】本発明の実施の形態１における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２】本発明の実施の形態１における交流回転機の一例として用いられる３相交流回転機の構成を説明するための図である。
【図３】本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフ状態に応じた第１の電圧ベクトルと、第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流との関係を示した図である。
【図４】本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフ状態に応じた第２の電圧ベクトルと、第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流との関係を示した図である。
【図５】本発明の実施の形態１において、第１の電圧指令に基づく第１の電圧指令ベクトルと、第２の電圧指令に基づく第２の電圧指令ベクトルを示した説明図である。
【図６】本発明の実施の形態１における第１の電圧指令および第２の電圧指令の波形図である。
【図７】本発明の実施の形態１における第１の電圧印加部に関して、電圧指令と、各相上側アーム素子がオンする割合との関係を説明するための図である。
【図８】本発明の実施の形態１における第２の電圧印加部に関して、電圧指令と、各相上側アーム素子がオンする割合との関係を説明するための図である。
【図９】本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する動作説明図である。
【図１０】本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する、図９とは別の動作説明図である。
【図１１】本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する、図９、図１０とは別の動作説明図である。
【図１２】本発明の実施の形態１における第１の検出可否判定部の機能に関する説明図である。
【図１３】本発明の実施の形態１における第１の検出可否判定部の一連動作を示したフローチャートである。
【図１４】本発明の実施の形態２における第１の検出可否判定部の一連動作を示したフローチャートである。
【図１５】本発明の実施の形態２において、第３の所定値を０．１Ｖｄｃに設定した場合に、図１４の各ステップで記載した波形を示す図である。
【図１６】本発明の実施の形態４における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図１７】本発明の実施の形態５における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図１８】本発明の実施の形態５における半導体スイッチのオンオフ状態に応じた第１の電圧ベクトルと、第１巻線の電流との関係を示した図である。
【図１９】本発明の実施の形態５における半導体スイッチのオンオフ状態に応じた第２の電圧ベクトルと、第２巻線の電流との関係を示した図である。
【図２０】本発明の実施の形態５における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する動作説明図である。
【図２１】本発明の実施の形態５における第１の検出可否判定部の機能に関する説明図である。
【図２２】本発明の実施の形態５における第１の検出可否判定部の一連動作を示したフローチャートである。
【図２３】本発明の実施の形態６における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２４】本発明の実施の形態７における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２５】本発明の実施の形態８における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２６】本発明の実施の形態８における第２の検出可否判定部の一連動作を示したフローチャートである。
【図２７】本発明の実施の形態８における切替器の一連動作を示したフローチャートである。
【図２８】本発明の実施の形態９における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【図２９】本発明の実施の形態９において、差電流ゲインを、第１の電圧指令に基づいて変動させる状態を示した図である。
【図３０】本発明の実施の形態９において、和電流ゲインを、第１の電圧指令に基づいて変動させる状態を示した図である。
【図３１】本発明の実施の形態１０における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、本発明の交流回転機の制御装置および電動パワーステアリングの制御装置の好適な実施の形態につき図面を用いて説明する。
【００１２】
実施の形態１．
図１は、本発明の実施の形態１における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。また、図２は、本発明の実施の形態１における交流回転機の一例として用いられる３相交流回転機の構成を説明するための図である。図１に示した交流回転機１ａは、図２のように、中性点Ｎ１で接続された第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、および中性点Ｎ２で接続された第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２が、電気的に接続されることなく回転機の固定子に納められている３相交流回転機である。
【００１３】
なお、Ｕ１巻線とＵ２巻線、Ｖ１巻線とＶ２巻線、Ｗ１巻線とＷ２巻線のそれぞれには、３０度の位相差がある。図２では、交流回転機１ａとして、第１の３相巻線と第２の３相巻線がともにＹ結線の場合を例示しているが、本発明は、Δ結線の場合も適用可能である。
【００１４】
直流電源２ａは、第１の電圧印加部３ａに直流電圧Ｖｄｃ１を出力し、直流電源２ｂは、第２の電圧印加部３ｂに直流電圧Ｖｄｃ２を出力する。これらの直流電源２ａ、２ｂとしては、バッテリー、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、ＰＷＭ整流器等、直流電圧を出力する全ての機器が含まれる。また、直流電源２ａ、２ｂのいずれか１つを用いて、第１の電圧印加部３ａおよび第２の電圧印加部３ｂに直流電圧を出力する構成も、本発明の範囲に含まれる。
【００１５】
第１の電圧印加部３ａは、逆変換回路（インバータ）を用いて、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’をＰＷＭ変調し、半導体スイッチＳｕｐ１、Ｓｕｎ１、Ｓｖｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｐ１、Ｓｗｎ１（以下の説明では、これら６つの半導体スイッチを半導体スイッチＳｕｐ１〜Ｓｗｎ１と表現する）をオンオフする。これにより、第１の電圧印加部３ａは、直流電源２ａから入力した直流電圧Ｖｄｃ１を交流に電力変換して、交流回転機１ａの第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に、交流電圧を印加する。ここで、半導体スイッチＳｕｐ１〜Ｓｗｎ１としては、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等の半導体スイッチと、ダイオードを逆並列に接続したものを用いる。
【００１６】
第２の電圧印加部３ｂは、逆変換回路（インバータ）を用いて、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’をＰＷＭ変調し、半導体スイッチＳｕｐ２、Ｓｕｎ２、Ｓｖｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｐ２、Ｓｗｎ２（以下の説明では、これら６つの半導体スイッチを半導体スイッチＳｕｐ２〜Ｓｗｎ２と表現する）をオンオフする。これにより、第２の電圧印加部３ｂは、直流電源２ｂから入力した直流電圧Ｖｄｃ２を交流に電力変換して、交流回転機１ａの第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に、交流電圧を印加する。ここで、スイッチＳｕｐ２〜Ｓｗｎ２としては、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等の半導体スイッチと、ダイオードを逆並列に接続したものを用いる。
【００１７】
第１の電流検出部４ａは、シャント抵抗や計器用変流器（ＣＴ）等の電流センサを用いて、第１の電圧印加部３ａの直流母線を流れる電流Ｉｄｃ１を検出する。図３は、本発明の実施の形態１における半導体スイッチＳｕｐ１〜Ｓｗｎ１のオンオフ状態に応じた第１の電圧ベクトルＶ０（１）〜Ｖ７（１）と、第１の電圧印加部３ａの直流母線を流れる電流Ｉｄｃ１との関係を示した図である。なお、図３に示したＳｕｐ１〜Ｓｗｐ１は、「１」がスイッチオン、「０」がスイッチオフの状態をそれぞれ示すものとする。
【００１８】
第１の電流検出部４ａは、図３に示した関係に基づいて、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出する。なお、第１の電流検出部４ａは、Ｉｄｃ１より、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち２相分を検出し、残りの１相は、三相電流の和が零になることを利用して、演算によって求めてもよい。
【００１９】
第２の電流検出部４ｂは、シャント抵抗や計器用変流器（ＣＴ）等の電流センサを用いて、第２の電圧印加部３ｂの直流母線を流れる電流Ｉｄｃ２を検出する。図４は、本発明の実施の形態１における半導体スイッチＳｕｐ２〜Ｓｗｎ２のオンオフ状態に応じた第２の電圧ベクトルＶ０（２）〜Ｖ７（２）と、第２の電圧印加部３ｂの直流母線を流れる電流Ｉｄｃ２との関係を示した図である。なお、図４に示したＳｕｐ２〜Ｓｗｐ２は、「１」がスイッチオン、「０」がスイッチオフの状態をそれぞれ示すものとする。
【００２０】
第２の電流検出部４ｂは、図４に示した関係に基づいて、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する。なお、第２の電流検出部４ｂは、Ｉｄｃ２より、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２のうち２相分を検出し、残りの１相は、三相電流の和が零になることを利用して、演算によって求めてもよい。
【００２１】
また、図３に示した第１の電圧ベクトルにおける括弧内の数字（１）、および図４に示した第２の電圧ベクトルにおける括弧内の数字（２）は、第１の電圧ベクトルと第２の電圧ベクトルを判別するためのものであり、第１の電圧指令に基づく第１の電圧ベクトルには、（１）が付され、第２の電圧指令に基づく第２の電圧ベクトルには、（２）が付されている。
【００２２】
第１の検出可否判定部１２ａは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１巻線の電流が検出可能であるかを判定し、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１を出力する。
【００２３】
続いて、制御部５ａについて説明する。座標変換器６ａは、第１の電流検出部４ａより検出された第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を、交流回転機１ａの回転位置θに基づいて回転座標上の電流に変換し、回転二軸上における第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を演算する。
【００２４】
座標変換器６ｂは、第２の電流検出部４ｂより検出された第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を、交流回転機１ａの回転位置θに基づいて回転座標上の電流に変換し、回転二軸上における第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を演算する。
【００２５】
切替器７ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に基づいて、第１巻線の電流が検出可能と判定された場合には、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を、それぞれ回転二軸座標上の電流Ｉｄ’、Ｉｑ’として出力するように切り替えられる。また、切替器７ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に基づいて、第１巻線の電流が検出不可能と判定された場合には、第２巻線の電流Ｉｄ、Ｉｑを、それぞれ回転二軸座標上の電流Ｉｄ’、Ｉｑ’として出力するように切り替えられる。
【００２６】
減算器８ａは、交流回転機１ａのｄ軸電流指令Ｉｄ＊と、切替器７ａから出力された回転二軸座標上の電流Ｉｄ’との偏差ｄＩｄを演算する。また、減算器８ｂは、交流回転機１ａのｑ軸電流指令Ｉｑ＊と、切替器７ａから出力された回転二軸座標上の電流Ｉｑ’との偏差ｄＩｑを演算する。
【００２７】
制御器９ａは、Ｐ制御器やＰＩ制御器を用いて、偏差ｄＩｄを零に制御するように、回転二軸座標上の電圧指令Ｖｄを演算する。また、制御器９ｂは、Ｐ制御器やＰＩ制御器を用いて、偏差ｄＩｑを零に制御するように、回転二軸座標上の電圧指令Ｖｑを演算する。
【００２８】
座標変換器１０ａは、回転二軸座標上の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、交流回転機１ａの回転位置θに基づいて３相交流座標へ座標変換し、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算する。
【００２９】
また、座標変換器１０ｂは、回転二軸座標上の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑを、交流回転機１ａの回転位置θから３０度減算した位置θ−３０に基づいて３相交流座標へ座標変換し、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算する。
【００３０】
オフセット演算器１１ａは、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に対して、下式（１）〜（３）に示すように、オフセット電圧Ｖｏｆｓｅｔ１を加算し、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’として出力する。
Ｖｕ１’＝Ｖｕ１＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１    （１）
Ｖｖ１’＝Ｖｖ１＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１    （２）
Ｖｗ１’＝Ｖｗ１＋Ｖｏｆｆｓｅｔ１    （３）
【００３１】
オフセット演算器１１ｂは、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に対して、下式（４）〜（６）に示すように、オフセット電圧Ｖｏｆｓｅｔ２を加算し、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’として出力する。
Ｖｕ２’＝Ｖｕ２＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２    （４）
Ｖｖ２’＝Ｖｖ２＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２    （５）
Ｖｗ２’＝Ｖｗ２＋Ｖｏｆｆｓｅｔ２    （６）
【００３２】
第１の検出可否判定部１２ａは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１を出力する。
【００３３】
続いて、第１の電圧指令、第２の電圧指令と、第１の検出可否判定部１２ａの動作について、詳細に説明する。図５は、本発明の実施の形態１において、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づく第１の電圧指令ベクトルＶ１＊と、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づく第２の電圧指令ベクトルＶ２＊を示した説明図である。図５に示すように、第１の電圧指令ベクトルＶ１＊および第２の電圧指令ベクトルＶ２＊のそれぞれは、Ｕ（１）−Ｖ（１）−Ｗ（１）軸、Ｕ（２）−Ｖ（２）−Ｗ（２）軸を回転するベクトルとなる。
【００３４】
なお、図５に示したかっこ内の数字は、第１巻線に対応した軸と第２巻線に対応した軸を分けて示すためのものである。具体的には、（１）がついているＵ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）は、それぞれ第１巻線のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した軸を示しており、（２）がついているＵ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）は、それぞれ第２巻線のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した軸を示している。ここで、Ｕ（１）軸を基準とした場合の第１の電圧指令ベクトルＶ１＊と第２の電圧指令ベクトルＶ２＊との位相角は、ともにθｖであり、位相差はない。
【００３５】
図６は、本発明の実施の形態１における第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、および第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の波形図である。先の図５に示したＵ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）軸は、それぞれＵ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）軸に対し３０度位相が遅れている。従って、図６に示すように、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に比べて３０度位相が遅れる。
【００３６】
図６において、横軸は、Ｕ（１）軸を基準とした電圧位相角θｖである。よって、第１巻線と第２巻線に３０度の位相差を有する交流回転機１ａに対して、第１の電圧指令と第２の電圧指令は、３０度の位相差を有する。また、第１巻線と第２巻線に３０＋６０×Ｎ（Ｎ：整数）度の位相差を有する交流回転機に対しても、同様に、第１の電圧指令と第２の電圧指令は、３０＋６０×Ｎ度の位相差を有する。
【００３７】
図７は、本発明の実施の形態１における第１の電圧印加部３ａに関して、電圧指令と、各相上側アーム素子がオンする割合との関係を説明するための図である。図７（ａ）は、図６に示した第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１であり、座標変換器１０ａの出力である。また、図７（ｂ）は、オフセット演算器１１ａの出力である第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’であり、上式（１）〜（３）によって算出される。
【００３８】
なお、上式（１）〜（３）におけるオフセット電圧Ｖｏｆｓｅｔ１は、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１の最大値Ｖｍａｘ１、最小値Ｖｍｉｎ１を用いて、下式（７）で与えている。
Ｖｏｆｓｅｔ１＝−０．５（Ｖｍｉｎ１＋Ｖｍａｘ１）    （７）
【００３９】
ただし、第１の電圧印加部３ａが出力できる相電圧の電圧出力範囲は、０〜母線電圧Ｖｄｃ１である。従って、電圧出力範囲の幅を、第１の電圧印加部３ａが出力可能なＶｄｃ１以内とすべく、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’は、−０．５Ｖｄｃ１未満、０．５Ｖｄｃ１超となる場合には、それぞれ−０．５Ｖｄｃ１、０．５Ｖｄｃ１で制限されている。
【００４０】
また、Ｖｏｆｆｓｅｔ１として、上式（７）以外に、２相変調方式や３次高調波重畳方式として知られるような、他のオフセット電圧演算方法を用いてもよい。
【００４１】
図７（ｃ）は、第１の電圧印加部３ａにおける、各相上側アーム素子（Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１）がオンする割合を示すオンデューティＤｓｕｐ１、Ｄｓｖｐ１、Ｄｓｗｐ１である。これらのオンデューティＤｓｕｐ１、Ｄｓｖｐ１、Ｄｓｗｐ１は、それぞれＶｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’を用いて
Ｄｓｘｐ１＝０．５＋Ｖｘ１’／Ｖｄｃ１
より求める。ただし、ｘ＝Ｕ、Ｖ、Ｗである。例えば、Ｄｓｕｐ１が０．６のとき、第１の電圧印加部３ａは、スイッチング周期ＴｓｗにおいてＳｕｐ１のオン割合０．６とする。
【００４２】
ここで、第１の電圧印加部３ａにおいては、各相毎に、常時、上側アーム素子（Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１）と下側アーム素子（Ｓｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１）のいずれか一方がオンする。従って、各相上側アーム素子のオンデューティ（Ｄｓｕｐ１、Ｄｓｖｐ１、Ｄｓｗｐ１）と、下側アーム素子のオンデューティ（Ｄｓｕｎ１、Ｄｓｖｎ１、Ｄｓｗｎ１）との間には、下式（８）〜（１０）の関係がある。
Ｄｓｕｐ１＋Ｄｓｕｎ１＝１    （８）
Ｄｓｖｐ１＋Ｄｓｖｎ１＝１    （９）
Ｄｓｗｐ１＋Ｄｓｗｎ１＝１    （１０）
【００４３】
よって、例えば、Ｄｓｕｐ１が０．６の場合、上式（８）より、Ｄｓｕｎ１は０．４となる。以上より、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいた第１の電圧印加部３ａにおける各スイッチング素子のオンデューティが定まる。
【００４４】
図８は、本発明の実施の形態１における第２の電圧印加部３ｂに関して、電圧指令と、各相上側アーム素子がオンする割合との関係を説明するための図である。図８（ａ）は、図６に示した第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２であり、座標変換器１０ｂの出力である。また、図８（ｂ）は、オフセット演算器１１ｂの出力である第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’であり、上式（４）〜（６）によって算出される。
【００４５】
なお、上式（４）〜（６）におけるオフセット電圧Ｖｏｆｓｅｔ２は、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の最大値Ｖｍａｘ２、最小値Ｖｍｉｎ２を用いて、下式（１１）で与えている。
Ｖｏｆｓｅｔ２＝−０．５（Ｖｍｉｎ２＋Ｖｍａｘ２）    （１１）
【００４６】
ただし、第２の電圧印加部３ｂが出力できる相電圧の電圧出力範囲は、０〜母線電圧Ｖｄｃ２である。従って、電圧出力範囲の幅を、第２の電圧印加部３ｂが出力可能なＶｄｃ２以内とすべく、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’は、−０．５Ｖｄｃ２未満、０．５Ｖｄｃ２超となる場合には、それぞれ−０．５Ｖｄｃ２、０．５Ｖｄｃ２で制限されている。
【００４７】
また、Ｖｏｆｆｓｅｔ２として、上式（１１）以外に、２相変調方式や３次高調波重畳方式として知られるような、他のオフセット電圧演算方法を用いてもよい。
【００４８】
図８（ｃ）は、第２の電圧印加部３ｂにおける、各相上側アーム素子（Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２）がオンする割合を示すオンデューティＤｓｕｐ２、Ｄｓｖｐ２、Ｄｓｗｐ２である。これらのオンデューティＤｓｕｐ２、Ｄｓｖｐ２、Ｄｓｗｐ２は、それぞれＶｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’を用いて
Ｄｓｘｐ２＝０．５＋Ｖｘ２’／Ｖｄｃ２
より求める。ただし、ｘ＝Ｕ、Ｖ、Ｗである。例えば、Ｄｓｕｐ２が０．６のとき、第２の電圧印加部３ｂは、スイッチング周期ＴｓｗにおいてＳｕｐ２のオン割合０．６とする。
【００４９】
ここで、第２の電圧印加部３ｂにおいては、各相毎に、常時、上側アーム素子（Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２）と下側アーム素子（Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２）のいずれか一方がオンする。従って、各相上側アーム素子のオンデューティ（Ｄｓｕｐ２、Ｄｓｖｐ２、Ｄｓｗｐ２）と、下側アーム素子のオンデューティ（Ｄｓｕｎ２、Ｄｓｖｎ２、Ｄｓｗｎ２）との間には、下式（１２）〜（１４）の関係がある。
Ｄｓｕｐ２＋Ｄｓｕｎ２＝１    （１２）
Ｄｓｖｐ２＋Ｄｓｖｎ２＝１    （１３）
Ｄｓｗｐ２＋Ｄｓｗｎ２＝１    （１４）
【００５０】
よって、例えば、Ｄｓｕｐ２が０．６の場合、上式（１２）より、Ｄｓｕｎ２は０．４となる。以上より、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいた第２の電圧印加部３ｂにおける各スイッチング素子のオンデューティが定まる。
【００５１】
図９は、本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する動作説明図である。具体的には、第１の電圧印加部３ａの半導体スイッチＳｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１、および第２の電圧印加部３ｂの半導体スイッチＳｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２のオンオフパターンと、第１の電流検出部４ａおよび第２の電流検出部４ｂにおけるスイッチング信号の周期Ｔｓｗの関係を示した図である。
【００５２】
なお、Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｎ１、Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２は、それぞれＳｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１、Ｓｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２と反転（１ならば０、０ならば１、ただしデッドタイム期間を除く）の関係にあるため、省略している。
【００５３】
図９においては、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に関して、大きい順に第１最大相電圧Ｅｍａｘ１、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１、第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１としたとき、下式（１５）〜（１７）の関係があるものとする。
Ｅｍａｘ１＝Ｖｕ１’    （１５）
Ｅｍｉｄ１＝Ｖｖ１’    （１６）
Ｅｍｉｎ１＝Ｖｗ１’    （１７）
【００５４】
同様に、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に関して、大きい順に第２最大相電圧Ｅｍａｘ２、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２、第２最小相電圧Ｅｍｉｎ２としたとき、下式（１８）〜（２０）の関係があるものとする。
Ｅｍａｘ２＝Ｖｕ１’    （１８）
Ｅｍｉｄ２＝Ｖｖ１’    （１９）
Ｅｍｉｎ２＝Ｖｗ１’    （２０）
【００５５】
時刻ｔ１（ｎ）において、Ｓｕｐ１、Ｓｕｐ２を１、かつＳｖｐ１、Ｓｗｐ１、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２を０とし、Δｔ１経過後の時刻ｔ２（ｎ）まで継続する。図３、図４より、時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）において、第１の電圧ベクトルは、Ｖ１（１）、第２の電圧ベクトルは、Ｖ１（２）である。時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）における、時刻ｔｓ１−１（ｎ）にて、Ｉｄｃ１を検出する。
【００５６】
ずらし時間Δｔ１は、第１の電圧印加部３ａや第２の電圧印加部３ｂのデッドタイム時間と、第１の電流検出部４ａがＩｄｃ１を検出する、あるいは第２の電流検出部４ｂがＩｄｃ２を検出するのに要する時間（例えば、検出波形に含まれるリンギングが収束するのに要する時間やサンプルホールドに要する時間）の和よりも長い時間に設定される。例えば、Δｔ１＝５μｓである。
【００５７】
図３より、時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）においては、第１の電圧ベクトルは、Ｖ１（１）であり、時刻ｔｓ１−１（ｎ）で検出されたＩｄｃ１は、Ｉｕ１に等しい。また、図４より、時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）においては、第２の電圧ベクトルは、Ｖ１（２）であり、時刻ｔｓ１−１（ｎ）で検出されたＩｄｃ２は、Ｉｕ２に等しい。
【００５８】
次に、時刻ｔ２（ｎ）において、Ｓｖｐ１、Ｓｖｐ２を１とし、そのスイッチングパターンを時刻ｔ３（ｎ）まで継続する。図３、図４より、時刻ｔ２（ｎ）〜ｔ３（ｎ）において、第１の電圧ベクトルは、Ｖ２（１）、第２の電圧ベクトルは、Ｖ２（２）となる。
【００５９】
時刻ｔｓ１−２（ｎ）にて、再度、Ｉｄｃ１、Ｉｄｃ２を検出する。ずらし時間Δｔ２は、ずらし時間Δｔ１と同様に、第１の電圧印加部３ａや第２の電圧印加部３ｂのデッドタイム時間と、第１の電流検出部４ａがＩｄｃ１を検出する、あるいは第２の電流検出部４ｂがＩｄｃ２を検出するのに要する時間の和よりも長い時間に設定される。一般的には、Δｔ１＝Δｔ２に設定される。
【００６０】
図３より、時刻ｔ２（ｎ）〜ｔ３（ｎ）においては、第１の電圧ベクトルは、Ｖ２（１）であり、時刻ｔｓ１−２（ｎ）で検出されたＩｄｃ１は、−Ｉｗ１に等しい。また、図４より、時刻ｔ２（ｎ）〜ｔ３（ｎ）においては、第２の電圧ベクトルは、Ｖ２（２）であり、時刻ｔｓ１−２（ｎ）で検出されたＩｄｃ２は、−Ｉｗ２に等しい。
【００６１】
以上より、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｗ１、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｗ２が検出できたので、三相電流の和が零なることを利用すると第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１（＝−Ｉｕ１−Ｉｗ１）、Ｉｗ１、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２（＝−Ｉｕ２−Ｉｗ２）、Ｉｗ２を検出できる。
【００６２】
そして、時刻ｔ３（ｎ）にて、Ｓｗｐ１、Ｓｗｐ２を１とする。Ｓｕｐ１〜Ｓｗｐ２のパルス幅（「１」を継続する時間）は、各スイッチに対応するオンデューティＤｓｕｐ１〜Ｄｓｗｐ２と、スイッチング周期Ｔｓｗとの乗算値によって定まる。
【００６３】
以上より、本実施の形態１では、第１最大相電圧Ｅｍａｘ１に対応する相の上側アーム素子のスイッチ、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相の上側アーム素子のスイッチ、第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１に対応する相の上側アーム素子のスイッチの順に、Δｔ１やΔｔ２だけ時刻をずらしてオンしている。そして、このようなスイッチングにより、図３に示す、Ｉｄｃ１から、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち、２相を検出できる２種類の第１の電圧ベクトルを形成し、図４に示す、Ｉｄｃ２から、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２のうち、２相を検出できる２種類の第２の電圧ベクトルを形成する。
【００６４】
しかしながら、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相の電圧指令値によっては、Ｉｄｃ１から第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち、２相を検出できる２種類の第１の電圧ベクトルを形成することができず、結果として、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出することができない場合がある。
【００６５】
図１０は、本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する、図９とは別の動作説明図であり、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出することができない場合を例示している。図１０では、Ｖｖ１’が小さく、Ｄｓｖｐ１・ＴｓｗがΔｔ２より小さくなった状態を示している。この状態では、時刻ｔ２（ｎ）でＳｖｐ１をオンすると、時刻ｔ３（ｎ）よりも前にオフしてしまい、第１の電圧ベクトルＶ２（１）がずらし時間Δｔ２の間で形成できない。
【００６６】
また、図１１は、本発明の実施の形態１における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する、図９、図１０とは別の動作説明図であり、図１０と同様に、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出することができない場合を例示している。図１１では、Ｖｖ１’が大きく、Ｄｓｖｐ１・ＴｓｗがＴｓｗ−Δｔ１より大きくなった状態を示している。この状態では、スイッチング周期Ｔｓｗが終了する時刻ｔ４（ｎ）でＳｖｐ１をオフした場合においても、時刻ｔ２（ｎ）よりも前で、Ｓｖｐ１をオンしなければ、Ｄｓｖｐ１・Ｔｓｗに対応したパルス幅が出せない。この結果として、Ｖ１（１）がΔｔ１の区間において形成できない。
【００６７】
第２の電圧印加部３ｂについても、同様に、図９において、Ｖｖ２’が小さい場合、Ｖ２（２）がずらし時間Δｔ２の間で形成できない。また、Ｖｖ２’が大きい場合、Ｖ１（２）がずらし時間Δｔ１の区間において形成できない。
【００６８】
この課題は、特許文献１に記載されたスイッチング周期（特許文献１における制御周期）Ｔｓｗを増大させることで解決できる。ずらし時間Δｔ１やずらし時間Δｔ２を固定時間とすると、Ｔｓｗを増大させることで、Ｔｓｗに占めるずらし時間Δｔ１やずらし時間Δｔ２の割合が低下する。このため、先に述べた中間相電圧が小さくＤｓｖｐ１が小さい場合や、中間相電圧が大きくＤｓｖｐ１が大きい場合にも、電流検出が可能となる。
【００６９】
しかしながら、Ｔｓｗを増大させると、Ｔｓｗの逆数で与えられるスイッチング周波数が低下し、その周波数が可聴域に入ると、スイッチング周波数成分の騒音が増大する課題が生じる。例えば、交流回転機１ａが電動パワーステアリング用モータの場合、スイッチング周波数が２０ｋＨｚ以上（可聴域の帯域外）に設定される。
【００７０】
これは、人間の可聴域が２０Ｈｚ〜２０ｋＨｚであり、２０ｋＨｚ以上（可聴域の帯域外）に設定することで、スイッチング周波数成分の音が人間の耳には聞えないからである。しかしながら、ずらし時間Δｔ１やずらし時間Δｔ２を確保するためにスイッチング周波数を２０ｋＨｚより低下させると、スイッチング周波数成分の音が人間の耳に聞こえてしまい、結果として騒音となってしまう。
【００７１】
また、この騒音を避けるために、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１を、ずらし時間Δｔ１やΔｔ２を確保できる範囲になるように、第１の電圧指令の振幅を制限してしまうと、交流回転機１ａに印加される電圧が制限され、交流回転機１ａにより、高い出力が発生できないといった別の課題が生じる。
【００７２】
本発明に話を戻す。図１２は、本発明の実施の形態１における第１の検出可否判定部１２ａの機能に関する説明図である。具体的には、第１の検出可否判定部１２ａは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相の電圧指令値、および第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２に対応する相の電圧指令値が、第１の所定値Ｖｓ１以下かつ第２の所定値Ｖｓ２以上の範囲か否かを判別することで、第１の電流検出器４ａが第１巻線の電流を検出可能か、あるいは第２の電流検出器４ｂが第２巻線の電流を検出可能かを判別する。
【００７３】
ここで、第１の中間相電圧Ｅｍｉｄ１や第２の中間相電圧Ｅｍｉｄ２がＶｓ１と等しければ、中間相電圧における上側アーム素子のＴｓｗにおけるオン時間が、Ｔｓｗ−Δｔ１に等しいことを意味している。従って、第１の所定値Ｖｓ１は、ずらし時間Δｔ１を確保できる上限値に相当する。
【００７４】
一方、第１の中間相電圧Ｅｍｉｄ１や第２の中間相電圧Ｅｍｉｄ２がＶｓ２と等しければ、中間相電圧における上側アーム素子のＴｓｗにおけるオン時間が、Δｔ２を確保できることを意味している。従って、第２の所定値Ｖｓ２は、ずらし時間Δｔ２を確保できる下限値に相当する。
【００７５】
図１２（ａ）は、図７（ｂ）に示した第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’を点線、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１を実線、第１の所定値Ｖｓ１および第２の所定値Ｖｓ２を一点鎖線で示す。ここでは、Ｖｓ１＝０．４Ｖｄｃ１、Ｖｓ２＝−０．４Ｖｄｃ１に設定する。
【００７６】
図１２（ｂ）は、第１の検出可否判定部１２ａの出力である。第１の検出可否判定部１２ａは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１が第１の所定値Ｖｓ１以下、かつ第２の所定値Ｖｓ２以上の範囲内か範囲外かを判別することで、第１巻線の電流が検出可能か否かを判別し、第１の所定値Ｖｓ１以下、かつ第２の所定値Ｖｓ２以上の範囲内であれば１、範囲外であれば０となる第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１を出力する。
【００７７】
図１２（ｃ）は、図８（ｂ）に示した第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’を点線、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２を実線、Ｖｓ１およびＶｓ２を一点鎖線で示している。図１２（ｄ）は、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第１の所定値Ｖｓ１以下、かつ第２の所定値Ｖｓ２以上の範囲内か範囲外かを判別する第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２であり、第１の所定値Ｖｓ１以下、かつ第２の所定値Ｖｓ２以上の範囲内であれば１、範囲外であれば０となる。
【００７８】
なお、この第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２は、後の実施の形態８〜１０で図２５、図２８、図３１を用いて説明する第２の検出可否判定部７０１ａの出力である。ただし、図１に示した通り、実施の形態１では第２の検出可否判定部は、用いないが、図１２では、説明用として記載している。
【００７９】
第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に着目すると、電圧位相角θｖで６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５、６）度近傍で０となる。第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２に着目すると、電圧位相角θｖで３０＋６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５）度近傍で０となる。よって、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１と第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２とでは、０となる電圧位相角θｖが互いに３０度ずれており、ｆｌａｇ＿１が０のとき、ｆｌａｇ＿２は１であり、逆に、ｆｌａｇ＿２が１のとき、ｆｌａｇ＿２は０である。
【００８０】
図１３は、本発明の実施の形態１における第１の検出可否判定部１２ａの一連動作を示したフローチャートである。ステップＳ１０００ａにおいて、第１の検出可否判定部１２ａは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１を演算する。ステップＳ１０００ｂにおいて、第１の検出可否判定部１２ａは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１が第１の所定値Ｖｓ１以下であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」であればステップＳ１０００ｃへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ１０００ｅへ進む。
【００８１】
ステップＳ１０００ｃにおいて、第１の検出可否判定部１２ａは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１が第２の所定値Ｖｓ２以上であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」であればステップＳ１０００ｄへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ１０００ｅへ進む。
【００８２】
ステップＳ１０００ｄに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に１を代入する。一方、ステップＳ１０００ｅに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に０を代入する。
【００８３】
最終的に、第１の検出可否判定部１２ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が１のときには、第１巻線の電流が検出可能であると判定し、第１の巻線電流から求めた回転二軸上の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を、それぞれＩｄ’、Ｉｑ’として出力するように、切替器７ａを切り替える。一方、第１の検出可否判定部１２ａは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が０のときには、第１巻線の電流が検出不可能と判定し、第２の巻線電流から求めた回転二軸上の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を、それぞれＩｄ’、Ｉｑ’として出力するように、切替器７ａを切り替える。
【００８４】
以上のように、実施の形態１によれば、第１の電圧指令に基づいて第１の電流検出部４ａが第１巻線の電流を検出可能か判定している。そして、検出可能と判定した場合には、第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算し、検出不可能と判定した場合には、第２巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算するような構成を備えている。
【００８５】
このような構成を備えることで、特許文献１のようにスイッチング周期Ｔｓｗを長くすることなく、また、第１中間相電圧のずらし時間を確保するように第１の電圧指令の振幅を制限する必要もなく、第１の電圧指令および第２の電圧指令の振幅を大きくすることが可能となる。この結果、交流回転機１ａの低騒音を維持した状態で、高出力化が可能となる効果が得られる。
【００８６】
実施の形態２．
本実施の形態２では、先の実施の形態１における第１の検出可否判定部１２ａとは異なる処理により、第１巻線の電流を検出可能か否かを判断する第１の検出可否判定部１２ｂについて説明する。基本的には、先の実施の形態１における図１の構成と同じであり、図１中の第１の検出可否判定部１２ａが第１の検出可否判定部１２ｂに置き換わる点のみが異なっている。そこで、実施の形態１と異なる第１の検出可否判定部１２ｂを中心に説明する。
【００８７】
図１４は、本発明の実施の形態２における第１の検出可否判定部１２ｂの一連動作を示したフローチャートである。ステップＳ２０００ａにおいて、第１の検出可否判定部１２ｂは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’より、第１最大相電圧Ｅｍａｘ１、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１、第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１を求める。
【００８８】
ステップＳ２０００ｂにおいて、第１の検出可否判定部１２ｂは、第１最大相電圧と第１中間相電圧との差であるＥｍａｘ１−Ｅｍｉｄ１が、第３の所定値Ｖｓ３以上であるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ２０００ｃへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ２０００ｅへ進む。
【００８９】
ステップＳ２０００ｃにおいて、第１の検出可否判定部１２ｂは、第１中間相電圧と第１最小相電圧との差であるＥｍｉｄ１−Ｅｍｉｎ１が、第３の所定値Ｖｓ３以上であるか否かを判断し、「ＹＥＳ」であればステップＳ２０００ｄへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ２０００ｅへ進む。
【００９０】
ステップＳ２０００ｄに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ｂは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に１を代入する。一方、ステップＳ２０００ｅに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ｂは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に０を代入する。
【００９１】
ここで、第３の所定値Ｖｓ３は、ずらし時間Δｔ１またはΔｔ２と、スイッチング周期Ｔｓｗとの比に基づいて決めればよい。例えば、ずらし時間Δｔ１＝Δｔ２＝５μｓ、スイッチング周期Ｔｓｗとすると、第３の所定値Ｖｓ３は、Δｔ１／Ｔｓｗ・Ｖｄｃ＝０．１Ｖｄｃとなる。
【００９２】
図１５は、本発明の実施の形態２において、第３の所定値Ｖｓ３を０．１Ｖｄｃに設定した場合に、図１４の各ステップで記載した波形を示す図である。具体的には、図１５（ａ）は、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’である。図１５（ｂ）は、ステップＳ２０００ａに記した第１最大相電圧Ｅｍａｘ１、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１、第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１である。
【００９３】
図１５（ｃ）は、ステップＳ２０００ｂ、Ｓ２０００ｃにそれぞれ記した第１最大相電圧と第１中間相電圧との差であるＥｍａｘ１−Ｅｍｉｄ１および第１中間相電圧と第１最小相電圧との差であるＥｍｉｄ１−Ｅｍｉｎ１である。さらに、図１５（ｄ）は、ステップＳ２０００ｄ、Ｓ２０００ｅに記した第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１である。
【００９４】
以上のように、実施の形態２によれば、第１最大相電圧と第１中間相電圧との差、第１中間相電圧と第１最小相電圧との差をそれぞれ演算し、それらの値が第３の所定値未満となった場合に、第１巻線の電流を検出不可と判定している。このような判定処理によっても、先の実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【００９５】
なお、本実施の形態２では、オフセット演算器１１ａの出力である第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１の検出可否判定部１２ｂが第１巻線の電流の検出可否を判定した。しかしながら、オフセット演算器１１ａの出力である第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’の代わりに、オフセット演算器１１ａへの入力である第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を代入して演算しても、Ｅｍａｘ１−Ｅｍｉｄ１やＥｍｉｄ１−Ｅｍｉｎ１の演算結果は、同じとなる。従って、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を第１の検出可否判定部１２ｂに入力する構成とした場合にも、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて演算する場合と同等の効果が得られる。
【００９６】
実施の形態３．
本実施の形態３では、先の実施の形態１における第１の検出可否判定部１２ａあるいは先の実施の形態２における第１の検出可否判定部１２ｂとは異なる処理により、第１巻線の電流を検出可能か否かを判断する第１の検出可否判定部１２ｃについて説明する。基本的には、先の実施の形態１における図１の構成と同じであり、図１中の第１の検出可否判定部１２ａが第１の検出可否判定部１２ｃに置き換わる点のみが異なっている。そこで、実施の形態１、２と異なる第１の検出可否判定部１２ｃを中心に説明する。
【００９７】
第１の検出可否判定部１２ｃは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、電圧位相角θｖを、下式（２１）より演算し、電圧位相角θｖの領域に応じて、第１巻線の電流の検出可否を判定する。
【００９８】
【数１】
2015125269.tif 000003
【００９９】
先の実施の形態１では、電圧位相角θｖが、６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５、６）度近傍で、第１巻線の電流の検出ができないことを示した。そこで、第１の検出可否判定部１２ｃは、第１の電圧指令に基づく演算によって得たθｖが、６０×ｘ−α以上、６０×ｘ＋α（α：マージン）以下の範囲内にある場合には、第１巻線の電流を検出不可と判定し、ｆｌａｇ＿１として０を出力する。一方、第１の検出可否判定部１２ｃは、θｖが、この範囲外にある場合には、第１巻線の電流を検出可と判定し、ｆｌａｇ＿１として１を出力する。
【０１００】
なお、マージンαは、ずらし時間Δｔ１、Δｔ２や、第１の電圧指令の最大値等によって決定するが、３０度以内の大きさとして決定される。
【０１０１】
以上のように、実施の形態３によれば、第１の電圧指令の電圧位相角を演算し、電圧位相核の領域に応じて、第１巻線の電流の検出判定の可否を判定する構成を備えている。このような構成を用いることによっても、先の実施の形態１、２と同等の効果を得ることができる。
【０１０２】
なお、本実施の形態３では、オフセット演算器１１ａの出力である第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１の検出可否判定部１２ｃが第１巻線の電流の検出可否を判定した。しかしながら、オフセット演算器１１ａの出力である第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’の代わりに、オフセット演算器１１ａへの入力である第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を代入して演算しても、上式（２２）の演算結果は、同じとなる。従って、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を第１の検出可否判定部１２ｃに入力する構成とした場合にも、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて演算する場合と同等の効果が得られる。
【０１０３】
その他、回転二軸の電圧指令Ｖｄ、Ｖｑに基づいて電圧位相角θｖを求める方法など、電圧指令に基づいて電圧位相角θｖを求めたうえで、電圧位相角θｖに基づいて第１巻線の電流の検出可否を判定する方法は、すべて本発明に含まれる。
【０１０４】
実施の形態４．
本実施の形態４では、先の実施の形態１〜３における第１の検出可否判定部１２ａ、１２ｂ、１２ｃとは異なる処理により、第１巻線の電流を検出可能か否かを判断する第１の検出可否判定部１２ｄについて説明する。図１６は、本発明の実施の形態４における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。本実施の形態４では、第１の検出可否判定部１２ｄが、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’の代わりに、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて、第１巻線の電流の検出可否を判定している。そこで、実施の形態１〜３と異なる第１の検出可否判定部１２ｄを中心に説明する。
【０１０５】
図１６に示した第１の検出可否判定部１２ｄは、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて、電圧位相角θｖを、下式（２２）より演算し、電圧位相角θｖの領域に応じて、第１巻線の電流の検出可否を判定する。
【０１０６】
【数２】
2015125269.tif 000004
【０１０７】
先の実施の形態１では、電圧位相角θｖが、６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５、６）度近傍で、第１巻線の電流の検出ができないことを示した。そこで、第１の検出可否判定部１２ｄは、第２の電圧指令に基づく演算によって得たθｖが、６０×ｘ−α以上、６０×ｘ＋α（α：マージン）以下の範囲内にある場合には、第１巻線の電流を検出不可と判定し、ｆｌａｇ＿１として０を出力する。一方、第１の検出可否判定部１２ｄは、θｖが、この範囲外にある場合には、第１巻線の電流を検出可と判定し、ｆｌａｇ＿１として１を出力する。
【０１０８】
なお、マージンαは、ずらし時間Δｔ１、Δｔ２や、第１の電圧指令の最大値等によって決定するが、３０度以内の大きさとして決定される。
【０１０９】
以上のように、実施の形態４によれば、第２の電圧指令の電圧位相角を演算し、電圧位相核の領域に応じて、第１巻線の電流の検出判定の可否を判定する構成を備えている。このような構成を用いることによっても、先の実施の形態１〜３と同等の効果を得ることができる。
【０１１０】
なお、本実施の形態４では、オフセット演算器１１ｂの出力である第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて、第２の検出可否判定部１２ｄが第１巻線の電流の検出可否を判定した。しかしながら、オフセット演算器１１ｂの出力である第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’の代わりに、オフセット演算器１１ｂへの入力である第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を代入して演算しても、上式（２２）の演算結果は、同じとなる。従って、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を第１の検出可否判定部１２ｄに入力する構成とした場合にも、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて演算する場合と同等の効果が得られる。
【０１１１】
また、先の実施の形態３から得た第１の電圧指令に基づく電圧位相角θｖと、本実施の形態４から得た第２の電圧指令に基づく電圧位相角θｖとの平均を演算し、その平均化された電圧位相角θｖに基づいて、第１巻線の電流の検出可否を判定してもよい。この場合には、平均化されることによって、電圧位相角θｖに含まれるノイズ成分が抑制される効果を得ることができる。
【０１１２】
実施の形態５．
図１７は、本発明の実施の形態５における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。先の実施の形態１〜４と異なるのは、本実施の形態５では、第１の電流検出部４ａ、第２の電流検出部４ｂ、第１の検出可否判定部１２ａ（１２ｂ〜１２ｄ）の代わりに、第１の電流検出部４ｃ、第２の電流検出部４ｄ、第１の検出可否判定部１２ｅを備えて構成されている点である。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【０１１３】
本実施の形態５における第１の電流検出部４ｃは、シャント抵抗や計器用変流器（ＣＴ）等の電流センサを、第１の電圧印加部３ａの各相下側アーム素子（Ｓｕｎ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｎ１）に直列に設けられている。図１８は、本発明の実施の形態５における半導体スイッチＳｕｐ１〜Ｓｗｎ１のオンオフ状態に応じた第１の電圧ベクトルＶ０（１）〜Ｖ７（１）と、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１との関係を示した図である。なお、図１８に示したＳｕｐ１〜Ｓｗｐ１は、「１」がスイッチオン、「０」がスイッチオフの状態をそれぞれ示すものとする。第１の電流検出部４ｃは、図１８に示した関係に基づいて、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を個別に検出する。
【０１１４】
本実施の形態５では、各相下アーム素子に直列に電流センサを設ける構成としたので、下側アーム素子がオンしている相のみ、電流検出が可能である。例えば、第１の電圧ベクトルＶ１（１）の場合、オンしているスイッチは、Ｓｕｐ１、Ｓｖｎ１、Ｓｗｎ１である。従って、Ｕ１相は、上側アーム素子がオン、Ｖ１相およびＷ１相は、下側アーム素子がオンしているため、Ｖ１相を流れる電流Ｉｖ１、およびＷ１相を流れる電流Ｉｗ１のみが検出可能であり、Ｕ１相を流れる電流Ｉｕ１は検出不可能である。このため、Ｉｕ１は、Ｉｖ１とＩｗ１を用い、３相電流の和が零となることを利用して検出される。
【０１１５】
よって、第１の電圧ベクトルＶ１（１）のとき、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１相に設けられた電流センサに流れる電流Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓは、それぞれ０、−Ｉｖ１、−Ｉｗ１となる（図１８参照）。同様に、第１の電圧ベクトルがＶ３（１）、Ｖ５（１）における電流センサに流れる電流Ｉｕ＿ｓ、Ｉｖ＿ｓ、Ｉｗ＿ｓは、図１８に示すとおりである。
【０１１６】
第１の電圧ベクトルがＶ２（１）、Ｖ４（１）、Ｖ６（１）の場合には、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち、１相しか検出できない。このため、３相分の電流を得ることはできない。
【０１１７】
第２の電流検出部４ｄは、シャント抵抗や計器用変流器（ＣＴ）等の電流センサを、第２の電圧印加部３ｂの各相下側アーム素子（Ｓｕｎ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２）に直列に設けられている。図１９は、本発明の実施の形態５における半導体スイッチＳｕｐ２〜Ｓｗｎ２のオンオフ状態に応じた第２の電圧ベクトルＶ０（２）〜Ｖ７（２）と、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２との関係を示した図である。なお、図１９に示したＳｕｐ２〜Ｓｗｐ２は、「１」がスイッチオン、「０」がスイッチオフの状態をそれぞれ示すものとする。第１の電流検出部４ｄは、図１９に示した関係に基づいて、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を個別に検出する。。
【０１１８】
各相下アーム素子に直列に電流センサを設ける構成としたので、下側アーム素子がオンしている相のみ、電流検出が可能である。例えば、第２の電圧ベクトルＶ１（２）の場合、オンしているスイッチは、Ｓｕｐ２、Ｓｖｎ２、Ｓｗｎ２である。従って、Ｕ２相は、上側アーム素子がオン、Ｖ２相およびＷ２相は、下側アーム素子がオンしているため、Ｖ２相を流れる電流Ｉｖ２、およびＷ２相を流れる電流Ｉｗ２のみが検出可能であり、Ｕ２相を流れる電流Ｉｕ２は検出不可能である。このため、Ｉｕ２は、Ｉｖ２とＩｗ２を用い、３相電流の和が零となることを利用して検出される。
【０１１９】
よって、第２の電圧ベクトルＶ１（２）のとき、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２相に設けられた電流センサに流れる電流Ｉｕ２＿ｓ、Ｉｖ２＿ｓ、Ｉｗ２＿ｓは、それぞれ０、−Ｉｖ２、−Ｉｗ２となる（図１９参照）。同様に、第２の電圧ベクトルがＶ３（２）、Ｖ５（２）における電流センサに流れる電流Ｉｕ２＿ｓ、Ｉｖ２＿ｓ、Ｉｗ２＿ｓは、図１９に示すとおりである。
【０１２０】
第２の電圧ベクトルがＶ２（２）、Ｖ４（２）、Ｖ６（２）の場合には、第１巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２のうち、１相しか検出できない。このため、３相分の電流を得ることはできない。
【０１２１】
図２０は、本発明の実施の形態５における半導体スイッチのオンオフパターン、および電流検出部におけるスイッチング信号の周期に関する動作説明図である。具体的には、第１の電圧印加部３ａの半導体スイッチＳｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１、および第２の電圧印加部３ｂの半導体スイッチＳｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２のオンオフパターンと、第１の電流検出部４ｃおよび第２の電流検出部４ｄにおけるスイッチング周期Ｔｓｗの関係を示した図である。
【０１２２】
図２０においては、先の図９の場合と同様に、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に関して、大きい順に第１最大相電圧Ｅｍａｘ１、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１、第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１としたとき、上式（１５）〜（１７）の関係があるものとする。
【０１２３】
同様に、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に関して、大きい順に第２最大相電圧Ｅｍａｘ２、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２、第２最小相電圧Ｅｍｉｎ２としたとき、上式（１８）〜（２０）の関係があるものとする。
【０１２４】
時刻ｔ１（ｎ）において、Ｓｕｐ１、Ｓｕｐ２を１、かつＳｖｐ１、Ｓｗｐ１、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２を０とし、Δｔ１経過後の時刻ｔ２（ｎ）まで継続する。図１８、図１９より、時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）において、第１の電圧ベクトルは、Ｖ１（１）、第２の電圧ベクトルはＶ１（２）である。時刻ｔ１（ｎ）〜ｔ２（ｎ）における、時刻ｔｓ１−１（ｎ）にて、第１巻線の電流を検出する。
【０１２５】
第１の電圧ベクトルは、Ｖ１（１）であるから、図１８より、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓは、それぞれＩｖ１、Ｉｗ１に等しく、Ｉｕ１は、Ｉｖ１とＩｗ１から３相電流の和が零となることを利用して求める。また、時刻ｔｓ１−１（ｎ）にて、第２巻線の電流を検出し、第２の電圧ベクトルは、Ｖ１（２）であるから、図１９より、Ｉｖ２＿ｓ、Ｉｗ２＿ｓは、それぞれＩｖ２、Ｉｗ２に等しく、Ｉｕ２は、Ｉｖ２とＩｗ２から３相電流の和が零となることを利用して求める。
【０１２６】
次に、時刻ｔ２（ｎ）において、Ｓｖｐ１、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ１、Ｓｗｐ２を１とする。Ｓｕｐ１〜Ｓｗｐ２のパルス幅（「１」を継続する時間）は、各スイッチに対応するオンデューティＤｓｕｐ１〜Ｄｓｗｐ２とスイッチング周期Ｔｓｗとの乗算値によって定まる。
【０１２７】
以上より、本実施の形態５では、上側アーム素子のスイッチを、第１最大相電圧Ｅｍａｘ１に対応する相をまずオンし、それからΔｔ１だけ時刻をずらして第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相および第１最小相電圧Ｅｍｉｎ１をオンしている。そして、このようなスイッチングにより、図１８に示す、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち、２相を検出できる第１の電圧ベクトル（Ｖ１（１）またはＶ３（１）またはＶ５（１））を形成し、図１９に示す、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２のうち、２相を検出できる第２の電圧ベクトル（Ｖ１（２）またはＶ３（２）またはＶ５（２））を形成する。
【０１２８】
しかしながら、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相の電圧指令値によっては、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１のうち、１相しか検出できない場合が生じる。このような場合を、図２０の例で説明する。Ｖｖ１が第１の所定値Ｖｓ１より大きい場合には、Ｄｓｖｐ１・ＴｓｗがＴｓｗ−Δｔ１より大きくなると、スイッチング周期Ｔｓｗが終了する時刻ｔ４（ｎ）でオフした場合においても、時刻ｔ２（ｎ）よりも前でオンしなければ、Ｄｓｖｐ１・Ｔｓｗに対応したパルス幅が出せない。この結果として、Δｔ１の区間においてＶ１（１）を形成できず、第１巻線の電流が検出できない。
【０１２９】
さらに、第２の電圧印加部３ｂについても、同様に、図２０において、Ｖｖ２’が第１の所定値Ｖｓ１より大きい場合には、ずらし時間Δｔ１の区間でＶ１（２）を形成できず、第２巻線の電流が検出できない。
【０１３０】
図２１は、本発明の実施の形態５における第１の検出可否判定部１２ｅの機能に関する説明図である。具体的には、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１に対応する相の電圧指令値および第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２に対応する相の電圧指令値が第１の所定値Ｖｓ１以下の範囲か否かを判別している。図２１（ａ）は、図７（ｂ）に示した第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’を点線、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１を実線、第１の所定値Ｖｓ１を一点鎖線で示す。先の実施の形態１の図１２と同様に、Ｖｓ１＝０．４Ｖｄｃ１に設定する。
【０１３１】
図２１（ｂ）は、第１の検出可否判定部１２ｅの出力である。第１の検出可否判定部１２ｅは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１が第１の所定値Ｖｓ１以下の範囲内か範囲外かを判別することで、第１巻線の電流が検出可能か否かを判定し、第１の所定値Ｖｓ１以下の範囲内であれば１、範囲外であれば０となる第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１を出力する。
【０１３２】
図２１（ｃ）は、図８（ｂ）に示した第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’を点線、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２を実線、Ｖｓ１を一点鎖線で示している。図２１（ｄ）は、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第１の所定値Ｖｓ１以下の範囲内か範囲外かを判別する第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２であり、第１の所定値Ｖｓ１以下の範囲内であれば１、範囲外であれば０となる。
【０１３３】
なお、この第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２は、後の実施の形態８〜１０で図２５、図２８、図３１を用いて説明する第２の検出可否判定部７０１ａの出力である。ただし、図１７に示した通り、実施の形態５では第２の検出可否判定部は、用いないが、図２１では、説明用として記載している。
【０１３４】
第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に着目すると、電圧位相角θｖで６０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍で０となる。第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２に着目すると、電圧位相角θｖで９０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍で０となる。よって、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１と第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２とでは、０となる電圧位相角θｖが互いに３０度ずれており、ｆｌａｇ＿１が０のとき、ｆｌａｇ＿２は１であり、逆に、ｆｌａｇ＿１が１のとき、ｆｌａｇ＿２は０である。
【０１３５】
図２２は、本発明の実施の形態５における第１の検出可否判定部１２ｅの一連動作を示したフローチャートである。ステップＳ４０００ａにおいて、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’に基づいて、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１を演算する。ステップＳ４０００ｂにおいて、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１中間相電圧Ｅｍｉｄ１が第１の所定値Ｖｓ１以下であるか否かを判定し、「ＹＥＳ」であればステップＳ４０００ｃへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ４０００ｄへ進む。
【０１３６】
ステップＳ４０００ｃに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に１を代入する。一方、ステップＳ４０００ｅに進んだ場合には、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１に０を代入する。
【０１３７】
最終的に、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が１のときには、第１巻線の電流が検出可能であると判定し、第１の巻線電流から求めた回転二軸上の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を、それぞれＩｄ’、Ｉｑ’として出力するように、切替器７ａを切り替える。一方、第１の検出可否判定部１２ｅは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が０のときには、第１巻線の電流が検出不可能と判定し、第２の巻線電流から求めた回転二軸上の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を、それぞれＩｄ’、Ｉｑ’として出力するように、切替器７ａを切り替える。
【０１３８】
以上のように、実施の形態５によれば、第１の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて第１巻線の電流を検出し、第２の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する構成を備えている。このような構成によっても、先の実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【０１３９】
また、ｆｌａｇ＿１は、電圧位相角θｖで６０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍で０となることを示した。そこで、実施の形態１から実施の形態３への変更点を参照することによって、第１の電流検出部が第１の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて、第１巻線の電流を検出する構成に対しても、第１の電圧指令から演算した電圧位相角θｖに基づいて、第１巻線の検出可否を判定することもできる。
【０１４０】
また、実施の形態１から実施の形態４への変更点を参照することによって、第１の電流検出部が第１の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて、第１巻線の電流を検出する構成に対しても、第２の電圧指令から演算した電圧位相角θｖに基づいて、第１巻線の検出可否を判定することもできる。
【０１４１】
また、本実施の形態５では、第１の電流検出部は、第１の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて第１巻線の電流を検出し、第２の電流検出部は、第２の電圧印加部の各相下側アーム素子を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する構成とした。しかしながら、第１の電流検出部は、第１の電圧印加部の３相中何れか２相の下側アーム素子を流れる電流に基づいて第１巻線の電流を検出し、第２の電流検出部は、第２の電圧印加部の３相中何れか２相の下側アーム素子を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する構成としても、同様に実施可能である。
【０１４２】
実施の形態６．
図２３は、本発明の実施の形態６における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。先の実施の形態１〜５と異なるのは、本実施の形態６では、第１巻線の電流を検出するのに第１の電流検出部４ａを用い、第２巻線の電流を検出するのに第２の電流検出部４ｄを用いている点である。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【０１４３】
本実施の形態６では、第１の電圧印加部３ａは、先の実施の形態１で述べた、図９のＳｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１に示すオンオフパターンを発生し、第２の電圧印加部３ｂは、先の実施の形態５で述べた、図２０のＳｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２に示すオンオフパターンを発生する。
【０１４４】
先の実施の形態１の図１２においては、第１の電流検出部４ａにより検出された、第１の電圧印加部３ａの直流母線を流れる電流に基づいて、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出する場合に、電圧位相角θｖで６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５、６）度近傍でｆｌａｇ＿１が０となり、第１巻線の電流を検出できないことを示した。
【０１４５】
また、先の実施の形態５の図２１においては、第２の電流検出部４ｄによって検出された、第２の電圧印加部３ｂの下アーム素子を流れる電流に基づいて、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する場合に、電圧位相角θｖで９０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍でｆｌａｇ＿２が０となり、第２巻線の電流を検出できないことを示した。
【０１４６】
よって、図２３のような構成を採用した場合にも、ｆｌａｇ＿１とｆｌａｇ＿２は、同時に０となることはなく、ｆｌａｇ＿１とｆｌａｇ＿２の少なくとも一方は、１である。このため、本実施の形態６の構成においても、先の実施の形態１〜５と同様に、ｆｌａｇ＿１が１の場合（すなわち、第１巻線の電流が検出可能な場合）には、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗに基づいて、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算し、ｆｌａｇ＿１が０の場合（すなわち、第１巻線の電流が検出不可能な場合）には、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づいて、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算することが可能である。
【０１４７】
以上のように、実施の形態６によれば、第１の電流検出部は、第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて第１巻線の電流を検出し、第２の電流検出部は、第２の電圧印加部の各相下アーム素子を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する構成を備えている。このような構成によっても、先の実施の形態１〜５と同等の効果を得ることができる。
【０１４８】
実施の形態７．
図２４は、本発明の実施の形態７における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。先の実施の形態１〜６と異なるのは、本実施の形態７では、第１巻線の電流を検出するのに第１の電流検出部４ｃを用い、第２巻線の電流を検出するのに第２の電流検出部４ｂを用いている点である。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【０１４９】
本実施の形態７では、第１の電圧印加部３ａは、先の実施の形態５で述べた、図２０のＳｕｐ１、Ｓｖｐ１、Ｓｗｐ１に示すオンオフパターンを発生し、第２の電圧印加部３ｂは、先の実施の形態１で述べた、図９のＳｕｐ２、Ｓｖｐ２、Ｓｗｐ２に示すオンオフパターンを発生する。
【０１５０】
先の実施の形態５の図２１においては、第１の電流検出部４ｃによって検出された、第１の電圧印加部３ａの各相下アーム素子を流れる電流に基づいて、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を検出する場合に、電圧位相角θｖで６０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍でｆｌａｇ＿１が０となり、第１巻線の電流を検出できないことを示した。
【０１５１】
また、先の実施の形態１の図１２においては、第２の電流検出部４ｂによって検出された、第２の電圧印加部３ｂの直流母線を流れる電流に基づいて、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を検出する場合に、電圧位相角θｖで３０＋６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５）度近傍でｆｌａｇ＿２が０となり、第２巻線の電流を検出できないことを示した。
【０１５２】
よって、図２４のような構成を採用した場合にも、ｆｌａｇ＿１とｆｌａｇ＿２は、同時に０となることはなく、ｆｌａｇ＿１とｆｌａｇ＿２の少なくとも一方は、１である。このため、本実施の形態７の構成においても、先の実施の形態１〜５と同様に、ｆｌａｇ＿１が１の場合（すなわち、第１巻線の電流が検出可能な場合）には、第１巻線の電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づいて、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算し、ｆｌａｇ＿１が０の場合（すなわち、第１巻線の電流が検出不可能な場合）には、第２巻線の電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づいて、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算することが可能である。
【０１５３】
以上のように、実施の形態７によれば、第１の電流検出部は、第１の電圧印加部の各相下アーム素子を流れる電流に基づいて第１巻線の電流を検出し、第２の電流検出部は、第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する構成を備えている。このような構成によっても、先の実施の形態１〜６と同等の効果を得ることができる。
【０１５４】
実施の形態８．
図２５は、本発明の実施の形態８における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。先の実施の形態１の構成と比較すると、本実施の形態８の構成は、第２の検出可否判定部７０１ａをさらに備えるとともに、制御部５ｂの内部構成が異なっている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【０１５５】
第２の検出可否判定部７０１ａは、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて、第２巻線の電流が検出可能であるかを判定する第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２を出力する。
【０１５６】
続いて、本実施の形態８における制御部５ｂについて、先の実施の形態１における制御部５ａからの変更点について説明する。本実施の形態８における切替器７ｂは、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１、第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２に基づいて、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２の中から、回転二軸上の電流Ｉｄ１’、Ｉｑ１’および回転二軸上の電流Ｉｄ２’、Ｉｑ２’を選択切り替えして出力する。
【０１５７】
減算器７０８ａは、交流回転機１ａのｄ軸電流指令Ｉｄ＊と切替器７ｂから出力された回転二軸上の電流Ｉｄ１’との偏差ｄＩｄ１を演算する。
減算器７０８ｂは、交流回転機１ａのｑ軸電流指令Ｉｑ＊と切替器７ｂから出力された回転二軸上の電流Ｉｑ１’との偏差ｄＩｑ１を演算する。
減算器７０８ｃは、交流回転機１ａのｄ軸電流指令Ｉｄ＊と切替器７ｂから出力された回転二軸上の電流Ｉｄ２’との偏差ｄＩｄ２を演算する。
減算器７０８ｄは、交流回転機１ａのｑ軸電流指令Ｉｑ＊と切替器７ｂから出力された回転二軸上の電流Ｉｑ２’との偏差ｄＩｑ２を演算する。
【０１５８】
制御器７０９ａは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、偏差ｄＩｄ１を零に制御するように、第１の電圧指令Ｖｄ１を演算する。
制御器７０９ｂは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、偏差ｄＩｑ１を零に制御するように、第１の電圧指令Ｖｑ１を演算する。
制御器７０９ｃは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、偏差ｄＩｄ２を零に制御するように、第２の電圧指令Ｖｄ２を演算する。
制御器７０９ｄは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、偏差ｄＩｑ２を零に制御するように、第２の電圧指令Ｖｑ２を演算する。
【０１５９】
座標変換器７１０ａは、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１と交流回転機１ａの回転位置θに基づいて、３相交流座標へ座標変換し、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算する。
座標変換器７１０ｂは、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２と交流回転機１ａの回転位置θから３０度減算した位置θ−３０に基づいて、３相交流座標へ座標変換し、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算する。
【０１６０】
先の実施の形態１において、第２の電流検出部４ｂが第２の電圧印加部３ｂの直流母線を流れる電流に基づいて第２巻線の電流を検出する場合に、第２の中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第１の閾値Ｖｓ１以下、かつ第２の閾値Ｖｓ２以上であるとき、第２巻線の電流を検出可能であり、第２の中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第１の閾値Ｖｓ１超、または第２の閾値Ｖｓ１未満ならば、第２巻線の電流を検出不可能であることを説明した。
【０１６１】
以上の説明に基づいて、本実施の形態８において新たに追加された第２の検出可否判定部７０１ａの機能について説明する。図２６は、本発明の実施の形態８における第２の検出可否判定部７０１ａの一連動作を示したフローチャートである。ステップＳ７０００ａにおいて、第２の検出可否判定部７０１ａは、第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に基づいて、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２を演算する。
【０１６２】
ステップＳ７０００ｂにおいて、第２の検出可否判定部７０１ａは、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第１の所定値Ｖｓ１以下であるか否かを判定するし、「ＹＥＳ」であればステップＳ７０００ｃへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ７０００ｅへ進む。
【０１６３】
ステップＳ７０００ｃにおいて、第２の検出可否判定部７０１ａは、第２中間相電圧Ｅｍｉｄ２が第２の所定値Ｖｓ２以上であるかを判定し、「ＹＥＳ」であればステップＳ７０００ｄへ進み、「ＮＯ」であればステップＳ７０００ｅへ進む。ステップＳ７０００ｄに進んだ場合には、第２の検出可否判定部７０１ａは、第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２に１を代入する。一方、ステップＳ７０００ｅに進んだ場合には、第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２に０を代入する。
【０１６４】
続いて、切替器７ｂの動作について、図２７を用いて説明する。図２７は、本発明の実施の形態８における切替器７ｂの一連動作を示したフローチャートである。切替器７ｂによる切り替え動作は、ステップＳ７１００ａにおける、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が１と等しいか否かの判定結果、およびステップＳ７１００ｂにおける、第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２が１と等しいか否かの判定結果により、ステップＳ７１００ｃ、Ｓ７１００ｄＳ７１００ｅに場合分けされる。
【０１６５】
ｆｌａｇ＿１が１に等しく、かつｆｌａｇ＿２が１と等しい場合には、ステップＳ７１００ｃに進み、Ｉｄ１’、Ｉｑ１’として、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を選択し、Ｉｄ２’、Ｉｑ２’として、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を選択し、出力する。
【０１６６】
ｆｌａｇ＿１が１に等しく、かつｆｌａｇ＿２が１と等しくない場合には、ステップＳ７１００ｄに進み、Ｉｄ１’、Ｉｑ１’として、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を選択し、Ｉｄ２’、Ｉｑ２’としても、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を選択し、出力する。
【０１６７】
ｆｌａｇ＿１が１に等しくない場合には、ｆｌａｇ＿２の値にかかわらず、ステップＳ７１００ｅに進み、Ｉｄ１’、Ｉｑ１’として、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を選択し、Ｉｄ２’、Ｉｑ２’としても、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を選択し、出力する。
【０１６８】
本実施の形態８において、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１は、電流指令Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とＩｄ１’、Ｉｑ１’を用いて、減算器７０８ａ、７０８ｂ、制御器７０９ａ、７０９ｂから求められる。よって、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１は、Ｉｄ１’、Ｉｑ１’に基づいて演算される。
【０１６９】
また、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、電流指令Ｉｄ＊、Ｉｑ＊とＩｄ２’、Ｉｑ２’を用いて、減算器７０８ｃ、７０８ｄ、制御器７０９ｃ、７０９ｄから求められる。よって、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、Ｉｄ２’、Ｉｑ２’に基づいて演算される。
【０１７０】
第１の検出可否判定部１２ａが第１巻線の電流を検出可能と判定し、かつ第２の検出可否判定部７０１ａが第２巻線の電流を検出可能と判定した場合（すなわち、ステップＳ７１００ｃに進んだ場合）には、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１をそれぞれＩｄ１’、Ｉｑ１’とし、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２をそれぞれＩｄ２’、Ｉｑ２’とするように切り替えて、切替器７ｂから出力される。よって、この場合には、第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令が演算され、第２巻線の電流に基づいて第２の電圧指令が演算されることとなる。
【０１７１】
また、第１の検出可否判定部１２ａが第１巻線の電流を検出不可能と判定した場合（すなわち、ステップＳ７１００ｅに進んだ場合）には、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２をそれぞれＩｄ１’、Ｉｑ１’とし、さらに第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２をそれぞれＩｄ２’、Ｉｑ２’とするように切り替えて、切替器７ｂから出力される。よって、この場合には、第２巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令が演算されることとなる。
【０１７２】
また、第１の検出可否判定部１２ａが第１巻線の電流を検出可能と判定し、かつ第２の検出可否判定部７０１ａが第２巻線の電流を検出不可能と判定した場合（すなわち、ステップＳ７１００ｄに進んだ場合）には、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１をそれぞれＩｄ１’、Ｉｑ１’とし、さらに第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１をそれぞれＩｄ２’、Ｉｑ２’とするように切り替えて、切替器７ｂから出力される。よって、この場合には、第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令が演算されることとなる。
【０１７３】
先の実施の形態１〜７では、第１巻線の電流が検出不可能な場合には、第２巻線の電流を用いて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算していた。これでは、図１２（ｂ）より、第１巻線の電流が検出不可能（ｆｌａｇ＿１＝０）な区間は、電圧位相角θｖで６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５）度近傍のみであり、第２巻線の電流を用いる区間が小さかった。
【０１７４】
一方、本実施の形態７では、第１の検出可否判定部１２ａに加えて、第２の検出可否判定部７０１ａを設けたことによって、図１２（ｄ）において、ｆｌａｇ＿２が１のときは、第２巻線の電流に基づいて第２の電圧指令を演算できる。よって、実施の形態１〜７の効果に加えて、第２巻線の電流の制御性能が向上し、交流回転機１ａより発生するトルクリップルや振動、騒音を低減できるといったさらなる効果を得ることができる。
【０１７５】
また、先の実施の形態２を参照することによって、第２の検出可否判定部７０１ａにおける、第２巻線の電流の検出可否判定方法として、第２最大相電圧と第２中間相電圧との差、第２中間相電圧と第２最小相電圧との差を演算し、それらの値が第３の所定値未満となった場合に、第２巻線の電流を検出不可と判定することもできる。
【０１７６】
また、先の実施の形態３、４を参照することによって、第１の電圧指令と第２の電圧指令の少なくとも一方から電圧位相角θｖを求め、第２巻線の電流の検出判定の可否を判定することによっても、先の実施の形態１と同等の効果を得ることができる。
【０１７７】
実施の形態９．
図２８は、本発明の実施の形態９における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。本実施の形態９の構成は、先の実施の形態８の構成と比較すると、制御部５ｂの代わりに制御部５ｃを用いている点が異なっている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。そこで、制御部５ｃについて、制御部５ｂからの変更点を中心に説明する。
【０１７８】
加算器８０１ａは、回転二軸上の電流Ｉｄ１’と回転二軸上の電流Ｉｄ２’との加算値（Ｉｄ１’＋Ｉｄ２’）を出力する。
加算器８０１ｂは、回転二軸上の電流Ｉｑ１’と回転二軸上の電流Ｉｑ２’との加算値（Ｉｑ１’＋Ｉｑ２’）を出力する。
減算器８０２ａは、回転二軸上の電流Ｉｑ１’を回転二軸上の電流Ｉｑ２’で減算した値（Ｉｄ１’−Ｉｄ２’）を出力する。
減算器８０２ｂは、回転二軸上の電流Ｉｑ１’を回転二軸上の電流Ｉｑ２’で減算した値（Ｉｑ１’−Ｉｑ２’）を出力する。
【０１７９】
乗算器８０３ａは、加算器８０１ａから出力された加算値（Ｉｄ１’＋Ｉｄ２’）をＫ１倍し、和電流Ｉｄ＿ｓｕｍとして出力する。ここで、Ｋ１は、０．５である。
乗算器８０３ｂは、加算器８０１ｂから出力された加算値（Ｉｑ１’＋Ｉｑ２’）をＫ１倍し、和電流Ｉｑ＿ｓｕｍを出力する。ここで、Ｋ１は、０．５である。
乗算器８０４ａは、減算器８０２ａから出力された減算値（Ｉｄ１’−Ｉｄ２’）をＫ２倍し、差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄを出力する。ここで、Ｋ２は、０．５である。
乗算器８０４ｂは、減算器８０２ｂから出力された減算値（Ｉｑ１’−Ｉｑ２’）をＫ２倍し、差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｑを出力する。ここで、Ｋ２は、０．５である。
【０１８０】
減算器８０５ａは、交流回転機１ａのｄ軸電流指令Ｉｄ＊と和電流Ｉｄ＿ｓｕｍとの偏差ｄＩｄ＿ｓｕｍを演算する。
減算器８０５ｂは、交流回転機１ａのｑ軸電流指令Ｉｑ＊と和電流Ｉｑ＿ｓｕｍとの偏差ｄＩｑ＿ｓｕｍを演算する。
【０１８１】
制御器８０６ａは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、それら制御器の比例ゲインＫｐｄ＿ｓｕｍと偏差ｄＩｄ＿ｓｕｍの乗算値に基づいて、偏差ｄＩｄ＿ｓｕｍを零に制御するように、和電圧Ｖｄ＿ｓｕｍを出力する。
制御器８０６ｂは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、それら制御器の比例ゲインＫｐｑ＿ｓｕｍと偏差ｄＩｑ＿ｓｕｍの乗算値に基づいて、偏差ｄＩｑ＿ｓｕｍを零に制御するように、和電圧Ｖｑ＿ｓｕｍを出力する。
【０１８２】
制御器８０６ｃは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、それら制御器の比例ゲインＫｐｄ＿ｄｅｌｔａと偏差ｄｅｌｔａ＿ｄＩｄの乗算値に基づいて、差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄを零に制御するように、差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｄを出力する。
制御器８０６ｄは、Ｐ制御器やＰＩ制御器などを用いて、それら制御器の比例ゲインＫｐｑ＿ｄｅｌｔａと偏差ｄｅｌｔａ＿ｄＩｑの乗算値に基づいて、差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｑを零に制御するように、差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｑを出力する。
【０１８３】
加算器８０７ａは、和電圧Ｖｄ＿ｓｕｍと差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｄとを加算した値を第１の電圧指令Ｖｄ１として出力する。
加算器８０７ｂは、和電圧Ｖｑ＿ｓｕｍと差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｑとを加算した値を第１の電圧指令Ｖｑ１として出力する。
減算器８０８ａは、和電圧Ｖｄ＿ｓｕｍを差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｄで減算した値を第２の電圧指令Ｖｄ２として出力する。
減算器８０８ｂは、和電圧Ｖｑ＿ｓｕｍを差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｑで減算した値を第２の電圧指令Ｖｑ２として出力する。
【０１８４】
続いて、本実施の形態９における制御部５ｃの動作を詳細に説明する。
第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２がともに１である場合（すなわち、第１巻線の電流、第２巻線の電流がともに検出可能と判定された場合）には、回転二軸上の電流Ｉｄ１’、Ｉｑ１’は、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１に等しく、回転二軸上の電流Ｉｄ２’、Ｉｑ２’は、第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２に等しい。
【０１８５】
よって、和電流Ｉｄ＿ｓｕｍ、Ｉｑ＿ｓｕｍ、および差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｉｑは、それぞれ下式（２３）〜（２６）のようになる。
Ｉｄ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｄ１’＋Ｉｄ２’）
＝Ｋ１×（Ｉｄ１＋Ｉｄ２）        （２３）
Ｉｑ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｑ１’＋Ｉｑ２’）
＝Ｋ１×（Ｉｑ１＋Ｉｑ２）        （２４）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ＝Ｋ２×（Ｉｄ１’−Ｉｄ２’）
＝Ｋ２×（Ｉｄ１−Ｉｄ２）    （２５）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｑ＝Ｋ２×（Ｉｑ１’−Ｉｑ２’）
＝Ｋ２×（Ｉｑ１−Ｉｑ２）    （２６）
【０１８６】
よって、和電流は、第１の電流検出部４ａによって検出された第１巻線の電流と、第２の電流検出部４ｂによって検出された第２巻線の電流との和で表され、差電流は、第１の電流検出部４ａによって検出された第１巻線の電流と、第２の電流検出部４ｂによって検出された第２巻線の電流との差で表される。
【０１８７】
和電流Ｉｄ＿ｓｕｍ、Ｉｑ＿ｓｕｍと、和電流ゲインに基づいて、和電圧Ｖｄ＿ｓｕｍ、Ｖｑ＿ｓｕｍが演算され、差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｉｑと、差電流ゲインに基づいて差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｖｑが演算される。さらに、加算器８０７ａ、８０７ｂおよび減算器８０８ａ、８０８ｂによって、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１、および第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２が演算される。
【０１８８】
ここで、交流回転機１ａの第１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１と、第２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２は、電気的に接続されていないが、磁気的に互いに結合されている。従って、第２の３相巻線には、第１巻線の電流の微分値と、第１巻線と第２巻線間の相互インダクタンスとの積に比例する電圧が発生する。一方、第１の３相巻線には、第２巻線の電流の微分値と、第１巻線と第２巻線間の相互インダクタンスとの積に比例する電圧が発生する。すなわち、第１巻線と第２巻線は、磁気的に干渉している。
【０１８９】
これに対し、本実施の形態９においては、和電流、差電流に基づいて、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１、および第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２が演算されている。この結果、第１巻線の電流と第２巻線の電流がともに検出可能な場合には、第１巻線の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１は、第１の電流検出部４ａによって検出された第１巻線の電流に加えて、第２の電流検出部４ｂによって検出された第２巻線の電流も考慮して演算される。
【０１９０】
同様に、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、第２の電流検出部４ｂによって検出された第２巻線の電流に加えて、第１の電流検出部４ａによって検出された第１巻線の電流も考慮して演算される。従って、本実施の形態９の構成を備えることで、第１巻線と第２巻線の磁気的な干渉に対して、より安定な制御系を構築できる。
【０１９１】
次に、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が０、かつ第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２が１である場合（すなわち、第１巻線の電流が検出不可能、かつ第２巻線の電流が検出可能と判定された場合）には、先の図２７で示したように、回転二軸上の電流Ｉｄ１’、Ｉｑ１’は、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１に等しく、回転二軸上の電流Ｉｄ２’、Ｉｑ２’も第２巻線の電流Ｉｄ２、Ｉｑ２に等しい。
【０１９２】
よって、和電流Ｉｄ＿ｓｕｍ、Ｉｑ＿ｓｕｍおよび差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｉｑは、それぞれ下式（２７）〜（３０）のようになる。
Ｉｄ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｄ１’＋Ｉｄ２’）
＝Ｋ１×（２×Ｉｄ２）        （２７）
Ｉｑ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｑ１’＋Ｉｑ２’）
＝Ｋ１×（２×Ｉｑ２）        （２８）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ＝Ｋ２×（Ｉｄ１’−Ｉｄ２’）
＝０                      （２９）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｑ＝Ｋ２×（Ｉｑ１’−Ｉｑ２’）
＝０                      （３０）
【０１９３】
上式（２７）〜（３０）より、和電流は、第２の電流検出部４ｂによって検出された第２巻線の電流で表され、差電流は、０となる。よって、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、第２巻線の電流と和電流ゲインに基づいて演算される。
【０１９４】
次に、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１が１、かつ第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２が０である場合（すなわち、第１巻線の電流が検出可能、かつ第２巻線の電流が検出不可能と判定された場合）には、先の図２７で示したように、回転二軸上の電流Ｉｄ１’、Ｉｑ１’は、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１に等しく、また回転二軸上の電流Ｉｄ２’、Ｉｑ２’も、第１巻線の電流Ｉｄ１、Ｉｑ１に等しい。
【０１９５】
よって、和電流Ｉｄ＿ｓｕｍ、Ｉｑ＿ｓｕｍおよび差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｉｑは、それぞれ下式（３１）〜（３４）のようになる。
Ｉｄ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｄ１’＋Ｉｄ２’）
＝Ｋ１×（２×Ｉｄ１）        （３１）
Ｉｑ＿ｓｕｍ＝Ｋ１×（Ｉｑ１’＋Ｉｑ２’）
＝Ｋ１×（２×Ｉｑ１）        （３２）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ＝Ｋ２×（Ｉｄ１’−Ｉｄ２’）
＝０                      （３３）
ｄｅｌｔａ＿Ｉｑ＝Ｋ２×（Ｉｑ１’−Ｉｑ２’）
＝０                      （３４）
【０１９６】
上式（３１）〜（８−３４）より、和電流は、第１の電流検出部４ａによって検出された第１巻線の電流で表され、差電流は、０となる。よって、第１の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、第１巻線の電流と和電流ゲインに基づいて演算される。
【０１９７】
ここで、第１の検出可否判定部１２ａがｆｌａｇ＿１として０を出力した場合には、上式（２９）、（３０）より、また、第２の検出可否判定部７０１ａがｆｌａｇ＿２として０を出力した場合には、上式（３３）、（３４）より、差電流は０に設定される。このため、差電流に差電圧ゲインを乗算した差電圧も、零となる。そこで、差電圧ｄｅ；ａｔａ＿Ｖｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｖｑを０に設定し、差電流から差電圧を演算するまでの減算器８０２ａ、８０２ｂ、乗算器８０４ａ、８０４ｂ、制御器８０６ｃ、８０６ｄを省略してもよい。
【０１９８】
また、差電流ゲインＫｐｄ＿ｄｅｌｔａ、Ｋｐｑ＿ｄｅｌｔａを、第１の電圧指令、第２の電圧指令、和電圧、または交流回転機１ａの回転速度の少なくとも一つに基づいて変動させることによって、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１、第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２の０から１、または１から０への切替時における差電流ｄｅｌｔａ＿Ｉｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｉｑの脈動による差電圧ｄｅｌｔａ＿Ｖｄ、ｄｅｌｔａ＿Ｖｑへの脈動を低減させることができる。
【０１９９】
図２９は、本発明の実施の形態９において、差電流ゲインを、第１の電圧指令に基づいて変動させる状態を示した図である。図２９では、差電流ゲインＫｐｄ＿ｄｅｌｔａ、Ｋｐｑ＿ｄｅｌｔａを、第１の電圧指令の振幅Ｖ１に応じて変動させる場合を例示している。第１の電圧指令の振幅Ｖ１が、閾値Ｖｓａ１以下の場合には、差電流ゲインＫｐｄ＿ｄｅｌｔａ、Ｋｐｑ＿ｄｅｌｔａを、それぞれＫｐｄ＿ｄｅｌｔａ１、Ｋｐｑ＿ｄｅｌｔａ１として一定値としている。一方、、第１の電圧指令の振幅Ｖ１がＶｓａ１超の場合には、直線上に低減させている。閾値Ｖｓａ１および直線の傾きは、発生する脈動レベルに応じて決定すればよい。ここで、第１の電圧指令の振幅Ｖ１は、下式（３５）によって求めればよい。
【０２００】
【数３】
2015125269.tif 000005
【０２０１】
また、上式（３５）の平方根の演算によって、制御部５ｃとして演算を行うＣＰＵの演算負荷が大きくなる場合には、図２９の横軸を、振幅の２乗に設定することもできる。また、図２９の横軸を、下式（３６）で与えられる第２の電圧指令の振幅Ｖ２や、下式（３７）で与えられる和電圧の振幅Ｖ＿ｓｕｍを用いる、あるいはＶ１、Ｖ２、Ｖ＿ｓｕｍを組み合わせて用いてもよい。
【０２０２】
【数４】
2015125269.tif 000006
【０２０３】
和電流ゲインＫｐｄ＿ｓｕｍ、Ｋｐｑ＿ｓｕｍを第１の電圧指令、第２の電圧指令、和電圧の少なくとも一つに基づいて変動させることによって、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２の切替時における和電流Ｉｄ＿ｓｕｍ、ｄｅｌｔａ＿ｓｕｍの脈動による和電圧Ｖｄ＿ｓｕｍ、Ｖｑ＿ｓｕｍへの脈動を低減させることができる。
【０２０４】
図３０は、本発明の実施の形態９において、和電流ゲインを、第１の電圧指令に基づいて変動させる状態を示した図である。図３０では、和電流ゲインＫｐｄ＿ｓｕｍ、Ｋｐｑ＿ｓｕｍを、第１の電圧指令の振幅Ｖ１に応じて変動させる場合を例示している。第１の電圧指令の振幅Ｖ１が、閾値Ｖｓａ１以下の場合には、和電流ゲインＫｐｄ＿ｓｕｍ、Ｋｐｑ＿ｓｕｍを、それぞれＫｐｄ＿ｓｕｍ１、Ｋｐｑ＿ｓｕｍ１として一定値としている。一方、第１の電圧指令の振幅Ｖ１がＶｓａ１超の場合には、直線上に低減させている。閾値Ｖｓａ１および直線の傾きは、発生する脈動レベルに応じて決定すればよい。
【０２０５】
また、図２９では横軸を第１の電圧指令の振幅Ｖ１としているが、この横軸を、上式（３６）で与えられる第２の電圧指令の振幅Ｖ２、上式（３７）で与えられる和電圧の振幅Ｖ＿ｓｕｍ、またはＶ１、Ｖ２、Ｖ＿ｓｕｍを組み合わせたものを用いてもよい。また、第１の電圧指令、第２の電圧指令、和電圧の振幅に限らず、実効値に応じて切り替えてもよい。
【０２０６】
また、図２９、図３０の横軸を、交流回転機１ａの回転速度に設定し、速度に関する所定の閾値以下では、和電流ゲインや差電流ゲインを一定とし、所定の閾値超では、和電流ゲインや差電流ゲインを速度に応じて下げるように構成してもよく、同様の効果を得られる。
【０２０７】
実施の形態１０．
図３１は、本発明の実施の形態１０における交流回転機の制御装置の全体構成を示す図である。本実施の形態１０の構成では、先の実施の形態９に対して、第１の電流検出部４ａを第１の電流検出部４ｃに置き換え、かつ第２の電流検出部４ｂを第２の電流検出部４ｄに置き換えている。そこで、この相違点を中心に、以下に説明する。
【０２０８】
先の実施の形態９における図２８の構成では、第１の電流検出部４ａ、第２の電流検出部４ｂを用いている。このため、先の図１２に示したように、電圧位相角θｖが６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５）度近傍で、第１の電流検出部４ａによる第１巻線の電流の検出が不可能となり、電圧位相角θｖが３０＋６０×ｘ（ｘ：０、１、２、３、４、５）度近傍で、第２の電流検出部４ｂによる第２巻線の電流の検出が不可能となる。
【０２０９】
これに対して、本実施の形態１０では、第１の電流検出部４ｃ、第１の電流検出部４ｄを用いている。これにより、図２１に示したように、電圧位相角θｖが６０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍で、第１の電流検出部４ｃによる第１巻線の電流の検出が不可能となり、電圧位相角θｖが９０＋１２０×ｘ（ｘ：０、１、２）度近傍で、第２の電流検出部４ｄによる第２巻線の電流の検出が不可能となる。この結果、本実施の形態１０によれば、先の実施の形態９に比べて、第１、第２の電流検出部のうちの一方で電流検出が不可能となる電圧位相区間を少なくすることができる。
【０２１０】
よって、第１巻線の電流と第２巻線の電流がともに検出可能な割合が増える。この結果、第１巻線の電圧指令Ｖｄ１、Ｖｑ１は、第１の電流検出部によって検出された第１巻線の電流に加えて、第２の電流検出部によって検出された第２巻線の電流も考慮して演算される割合が増える。同様に、第２の電圧指令Ｖｄ２、Ｖｑ２は、第２の電流検出部によって検出された第２巻線の電流に加えて、第１の電流検出部によって検出された第１巻線の電流も考慮して演算される割合が増える。これにより、実施の形態９の構成に比べ、第１巻線と第２巻線の磁気的な干渉に対してより安定な制御系を構築できるとという効果を得る。
【０２１１】
なお、上述した実施の形態１〜１０では、第１巻線と第２巻線を有する交流回転機を制御対象として説明したが、本発明は、このような交流回転機に限定されるものではない。第３巻線以上の第Ｎ巻線（Ｎ：３以上の整数）を有する交流回転機に対しても、実施の形態１〜１０で述べた第１巻線、第２巻線をそれぞれ第１巻線、第２〜Ｎ巻線と置き換えることで、本発明による制御方法をそのまま適用できる。
【０２１２】
また、上述した実施の形態１〜１０では、３０度の位相差を持つ第１の３相巻線と第２の３相巻線を有する交流回転機を制御対象として説明したが、本発明は、このような交流回転機に限定されるものではない。位相差が３０＋６０×Ｎ（Ｎ：整数）を持つ第１の３相巻線と第２の３相巻線を有する交流回転機、あるいは第１の３相巻線と第２の３相巻線に位相差を有しない交流回転機に対しても、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’と第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に位相差を設けることで、本発明による制御方法を適用できる、
【０２１３】
例えば、位相差３０度のとき、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’と第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’は、先の図１２と同様となる。この結果、第１の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿１と第２の検出可否判定信号ｆｌａｇ＿２が同時に０となることはなく、本発明における制御方法が適用可能である。
【０２１４】
また、交流回転機の制御装置を備えた電動パワーステアリングの制御に対して、実施の形態１〜１０で述べた交流回転機の制御装置を適用することが可能である。電動パワーステアリング装置では、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを、交流回転機が発生するように、第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算する制御部が必要である。
【０２１５】
そして、このような電動パワーステアリングの制御部として、本発明のよる交流回転機の制御装置を適用することで、スイッチング周期Ｔｓｗを維持した状態で、振幅の高い第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算することが可能となる。この結果、スイッチング周期の逆数で与えられるスイッチング周波数を可聴域から外し、静音性を維持した状態で、同一体積比で、より高出力なステアリング系を構築することが可能となる。換言すると、同一出力比を得るために、装置をより小型化することが可能となり、搭載性の良いステアリング系が実現できる効果を得ることができる。
【図１】
2015125269.tif 000007
【図２】
2015125269.tif 000008
【図３】
2015125269.tif 000009
【図４】
2015125269.tif 000010
【図５】
2015125269.tif 000011
【図６】
2015125269.tif 000012
【図７】
2015125269.tif 000013
【図８】
2015125269.tif 000014
【図９】
2015125269.tif 000015
【図１０】
2015125269.tif 000016
【図１１】
2015125269.tif 000017
【図１２】
2015125269.tif 000018
【図１３】
2015125269.tif 000019
【図１４】
2015125269.tif 000020
【図１５】
2015125269.tif 000021
【図１６】
2015125269.tif 000022
【図１７】
2015125269.tif 000023
【図１８】
2015125269.tif 000024
【図１９】
2015125269.tif 000025
【図２０】
2015125269.tif 000026
【図２１】
2015125269.tif 000027
【図２２】
2015125269.tif 000028
【図２３】
2015125269.tif 000029
【図２４】
2015125269.tif 000030
【図２５】
2015125269.tif 000031
【図２６】
2015125269.tif 000032
【図２７】
2015125269.tif 000033
【図２８】
2015125269.tif 000034
【図２９】
2015125269.tif 000035
【図３０】
2015125269.tif 000036
【図３１】
2015125269.tif 000037
【手続補正書】
【提出日】平成28年12月27日(2016.12.27)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０００７
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０００７】
本発明に係る交流回転機の制御装置は、３０度±６０度×Ｎ（Ｎ：整数）の位相差を有する第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、交流回転機の電流検出値に基づいて、３０度±６０度×Ｎの位相差を有する第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、第１の電圧指令に基づいて、第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、第２の電圧指令に基づいて、第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、第１の電圧指令と第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、第１の電流検出部による第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部とを有し、制御部は、第１の検出可否判定部により、第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、第１の電流検出部によって検出された第１巻線の電流に基づいて第１の電圧指令を演算し、第１の検出可否判定部により、第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、第２の電流検出部によって検出された第２巻線の電流に基づいて第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算するものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０１】
以上のように、実施の形態３によれば、第１の電圧指令の電圧位相角を演算し、電圧位相角の領域に応じて、第１巻線の電流の検出判定の可否を判定する構成を備えている。このような構成を用いることによっても、先の実施の形態１、２と同等の効果を得ることができる。
【手続補正３】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０１０９
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０１０９】
以上のように、実施の形態４によれば、第２の電圧指令の電圧位相角を演算し、電圧位相角の領域に応じて、第１巻線の電流の検出判定の可否を判定する構成を備えている。このような構成を用いることによっても、先の実施の形態１〜３と同等の効果を得ることができる。
【手続補正４】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】０２１２
【補正方法】変更
【補正の内容】
【０２１２】
また、上述した実施の形態１〜１０では、３０度の位相差を持つ第１の３相巻線と第２の３相巻線を有する交流回転機を制御対象として説明したが、本発明は、このような交流回転機に限定されるものではない。位相差が３０＋６０×Ｎ（Ｎ：整数）を持つ第１の３相巻線と第２の３相巻線を有する交流回転機、あるいは第１の３相巻線と第２の３相巻線に位相差を有しない交流回転機に対しても、第１の電圧指令Ｖｕ１’、Ｖｖ１’、Ｖｗ１’と第２の電圧指令Ｖｕ２’、Ｖｖ２’、Ｖｗ２’に位相差を設けることで、本発明による制御方法を適用できる。
【手続補正５】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
３０±６０×Ｎ（Ｎ：整数）の位相差を有する第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、
前記第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、
前記第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、
前記交流回転機の電流検出値に基づいて、３０±６０×Ｎ（Ｎ：整数）の位相差を有する第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、
前記第１の電圧指令に基づいて、前記第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記第２の電圧指令に基づいて、前記第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項２】
第１巻線と第２巻線を含む交流回転機と、
前記第１巻線の電流を検出する第１の電流検出部と、
前記第２巻線の電流を検出する第２の電流検出部と、
前記交流回転機の電流検出値に基づいて、３０±６０×Ｎ（Ｎ：整数）の位相差を有する第１の電圧指令と第２の電圧指令を演算する制御部と、
前記第１の電圧指令に基づいて、前記第１巻線に電圧を印加する第１の電圧印加部と、
前記第２の電圧指令に基づいて、前記第２巻線に電圧を印加する第２の電圧印加部と、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する第１の検出可否判定部と
を有し、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、
前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１の電圧指令を構成する３相の電圧を、大きい順に第１最大相電圧、第１中間相電圧、第１最小相電圧とした場合に、前記第１中間相電圧の大きさに基づいて、前記第１巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１中間相電圧が第１の所定値を超える場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項５】
請求項３または４に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１中間相電圧が第２の所定値未満の場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項６】
請求項３に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１最大相電圧と前記第１中間相電圧との差と、前記第１中間相電圧と前記第１最小相電圧との差のうち、少なくとも１つが第３の所定値未満の場合に、前記第１巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項７】
請求項１または２に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の検出可否判定部は、前記第１巻線を構成する３相のうちの１相を基準軸として電圧位相角を規定した場合に、前記第１の電圧指令の電圧位相角または前記第２の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第１の電流検出部による前記第１巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項８】
請求項１から７のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令の少なくとも１つに基づいて、前記第２の電流検出部による前記第２巻線の電流の検出可否を判定する第２の検出可否判定部
をさらに有し、
前記制御部は、前記第１の検出可否判定部により、前記第１巻線の電流を検出可能と判定された際に、
前記第２の検出可否判定部により、前記第２巻線の電流を検出不可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流に基づいて前記第１の電圧指令および前記第２の電圧指令を演算し、
前記第２の検出可否判定部により、前記第２巻線の電流を検出可能と判定された場合には、前記第１の電流検出部によって検出された第１の電流に基づいて前記第１の電圧指令を演算し、前記第２の電流検出部によって検出された第２の電流に基づいて前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項９】
請求項８に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２の電圧指令を構成する３相の電圧を、大きい順に第２最大相電圧、第２中間相電圧、第２最小相電圧とした場合に、前記第２中間相電圧の大きさに基づいて、前記第２巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１０】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２中間相電圧が第２の所定値を超える場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１１】
請求項９または１０に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２中間相電圧が第２の所定値未満の場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１２】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第２最大相電圧と前記第２中間相電圧との差と、前記第２中間相電圧と前記第２最小相電圧との差のうち、少なくとも１つが第３の所定値未満の場合に、前記第２巻線の電流を検出不可と判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１３】
請求項９に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第２の検出可否判定部は、前記第１巻線を構成する３相のうちの１相を基準軸として電圧位相角を規定した場合に、前記第１の電圧指令の電圧位相角または前記第２の電圧指令の電圧位相角に応じて、前記第２の電流検出部による前記第２巻線の電流の検出可否を判定する
交流回転機の制御装置。
【請求項１４】
請求項８から１３のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、
前記第１の検出可否判定部が前記第１巻線の電流を検出可能と判断し、かつ、前記第２の検出可否判定部が前記第２巻線の電流検出可能と判定した第１の場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流の和である和電流と、電流指令と、和電流ゲインとに基づいて、和電圧を演算し、かつ前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流の差である差電流と、差電流ゲインとに基づいて差電圧を演算し、
前記第１の検出可否判定部が前記第１巻線の電流を検出不可能と判定した第２の場合には、前記第２の電流検出部によって検出された前記第２巻線の電流と前記電流指令と前記和電流ゲインとに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第２の検出可否判定部が前記第２巻線の電流を検出不可能と判定した第３の場合には、前記第１の電流検出部によって検出された前記第１巻線の電流と前記電流指令と前記和電流ゲインとに基づいて、前記和電圧を演算し、かつ前記差電流または前記差電圧を零に設定し、
前記第１の場合、前記第２の場合、および前記第３の場合のそれぞれにおいて、前記和電圧と前記差電圧に基づいて前記第１の電圧指令と前記第２の電圧指令を演算する
交流回転機の制御装置。
【請求項１５】
請求項１４に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、前記第１の電圧指令、前記第２の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも１つに応じて、前記差電流ゲインを変更する
交流回転機の制御装置。
【請求項１６】
請求項１４または１５に記載の交流回転機の制御装置において、
前記制御部は、前記第１の電圧指令、前記第２の電圧指令、前記和電圧、前記交流回転機の回転速度の少なくとも１つに応じて、前記和電流ゲインを変更する
交流回転機の制御装置。
【請求項１７】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項１８】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項１９】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項２０】
請求項１から１６のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置において、
前記第１の電流検出部は、前記第１の電圧印加部の下側アーム素子を流れる電流に基づいて前記第１巻線の電流を検出し、
前記第２の電流検出部は、前記第２の電圧印加部の直流母線を流れる電流に基づいて前記第２巻線の電流を検出する
交流回転機の制御装置。
【請求項２１】
請求項１から２０のいずれか１項に記載の交流回転機の制御装置を備え、
前記制御部は、ステアリング系の操舵トルクを補助するトルクを、前記交流回転機が発生するように、前記第１の電圧指令および第２の電圧指令を演算する
電動パワーステアリングの制御装置。
【国際調査報告】
2015125269.tif 000038
2015125269.tif 000039