(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定され、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする回転電機の制御装置。
【請求項２】
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ１と前記Ｔ２は、実質的に[Ｔ１＋Ｔ２＝０]を満たすように発生される、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項３】
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に［Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２＝０］を満たすように発生される、
ことを特徴とする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
【請求項４】
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定される、
ことを特徴とする回転電機の制御装置。
【請求項５】
前記Ｔ１と前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に［Ｔ２＝−（Ｔ１＋Ｔ１ｏｆｆ）／２］を満たすように発生される、
ことを特徴とする請求項４に記載の回転電機の制御装置。
【請求項６】
前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と前記Ｔ１ｏｆｆは、実質的に[｜Ｔ１−Ｔ１ｏｆｆ｜／２＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする請求項５に記載の回転電機の制御装置。
【請求項７】
前記第１の電機子巻線および前記第２の電機子巻線に印加された端子電圧を検出する電圧検出ユニットを有し、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された端子電圧に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項８】
前記スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出ユニットを有し、
スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された電流の値に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項９】
前記第１の電機子巻線および前記第２の電機子巻線を流れる電流を検出する電流検出ユニットを有し、
スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された電流の値に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から６のうちのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１０】
前記スイッチング素子遮断切替ユニットが、前記スイッチング素子を前記駆動状態から前記遮断状態に切り替えるとき、
前記電圧指令演算ユニットは、前記電流検出ユニットにより検出された前記電流の値を用いずに前記電圧指令を演算するように構成されている、
ことを特徴とする請求項８または９に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１１】
前記スイッチング素子遮断切替ユニットが、前記スイッチング素子を前記駆動状態から前記遮断状態に切り替えるとき、
前記電圧指令演算ユニットは、前記遮断状態における前記電圧指令として、前記切り替え前の前記駆動状態における前記電圧指令を用いるように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から９のうちのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
【請求項１２】
請求項１から１１のうちのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置と、前記回転電機の制御装置により制御され、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを発生する回転電機と、を備えた、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数組の電機子巻線を備えた回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、アシストトルクを発生する回転電機を駆動するスイッチング素子の駆動停止機能の異常を監視して潜在的な故障を検出することにより、回転電機の異常動作を回避して安全性を向上させるように構成された電動パワーステアリング装置が存在する（例えば、特許文献１参照）。【０００３】
特許文献１に開示された従来の電動パワーステアリング装置においては、起動時に回転電機を駆動するスイッチング素子を駆動し、チェック用としてマイコンから出力された遮断信号により前述のスイッチング素子の駆動が停止することを、回転電機の端子電圧を用いて確認するように構成されていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５４９６２５７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に開示された従来の電動パワーステアリング制御装置によれば、起動時におけるスイッチング素子の駆動停止機能の異常の有無の確認中に、回転電機に出力トルクが発生してハンドルが自転することのないように、電力変換装置を構成するブリッジ回路のスイッチング素子を１個ずつ異常の有無を確認するようにしている。しかしながら、回転電機の出力トルクが生じないようにスイッチング素子を１個ずつ異常の有無を確認するようにしているので、スイッチング素子の遮断を判定するために回転電機の端子電圧を検出する端子電圧検出ユニットを設ける必要があった。【０００６】
この発明は、従来の電動パワーステアリング装置における前述のような課題を解決するためになされたものであり、スイッチング素子の遮断機能の確認に要する構成を簡素化した回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング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】
この発明による回転電機の制御装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定され、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする。
【０００８】
また、この発明による回転電機の制御装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定される、
ことを特徴とする。【０００９】
更に、この発明による電動パワーステアリング装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定され、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする。
【００１０】
また、この発明による電動パワーステアリング装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置と、前記回転電機の制御装置により制御され、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを発生する回転電機と、を備えた、
電動パワーステアリング装置であって、
前記回転電機の制御装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定される、
ことを特徴とする。
【発明の効果】
【００１１】
この発明による回転電機の制御装置によれば、少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットとを備え、前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、前記電流指令または前記電圧指令が設定され、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生されているので、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを抑制した状態にすることができるとともに、スイッチング素子の遮断機能の確認に要する構成を簡素化した回転電機の制御装置を得ることができるという効果がある。
【００１２】
また、この発明による回転電機の制御装置によれば、少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットとを備え、前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、前記電流指令または前記電圧指令が設定されるので、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計のいずれも低減することで、より大きな電流を流してもメカニカルロス内に抑制でき、挙動に出にくい状態で故障判定ができる。【００１３】
更に、この発明による回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置によれば、少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置と、前記回転電機の制御装置により制御され、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを発生する回転電機と、を備えた電動パワーステアリング装置であって、前記回転電機の制御装置は、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットとを備え、前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、前記電流指令または前記電圧指令が設定され、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生されているので、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを抑制した状態にすることができるとともに、スイッチング素子の遮断機能の確認に要する構成を簡素化することができるという効果を奏する。
【００１４】
また、この発明による回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置によれば、前記回転電機の制御装置は、少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットとを備え、前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、前記電流指令または前記電圧指令が設定されるので、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計のいずれも低減することで、より大きな電流を流してもメカニカルロス内に抑制でき、挙動に出にくい状態で故障判定ができる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置を示す全体構成図である。
【図２】この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の、電気角１周期における第１の電機子巻線を流れる３相電流を示す説明図である。
【図３】この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角１周期における第１の電機子巻線に対する電圧指令を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」[ｄｅｇ]にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクを示す説明図である。
【図５】この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクとメカニカルロスの関係を示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクを示す説明図である。
【図７】この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」[ｄｅｇ]にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクとメカニカルロスの関係を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態３による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」[ｄｅｇ]にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクとメカニカルロスの関係を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の全体構成を示す図である。図１において、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置は、以下述べるように制御ユニット１により回転電機３を制御するように構成されている。
直流電源２は、第１の電圧印加ユニット７ａおよび第２の電圧印加ユニット７ｂに、それぞれ直流電圧Ｖｄｃを出力する。直流電源２は、バッテリー、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、ＰＷＭ整流器等の、直流電圧を出力する全ての機器のうちのいずれかの機器により構成され得る。
【００１７】
回転電機３は、Ｕ１相巻線、Ｖ１相巻線、Ｗ１相巻線の３相巻線からなる第１の電機子巻線３１と、Ｕ２相巻線、Ｖ２相巻線、Ｗ２相巻線の３相巻線からなる第２の電機子巻線３２を備えており、それぞれスター結線により各相巻線が結合され、これらの３相巻線により構成されたステータ（図示せず）を備えている。回転電機３は、ステータと、ロータ（図示せず）と、ロータに固定された回転軸（図示せず）により構成されている。
【００１８】
なお、以下の説明ではこの発明を、各電機子巻線が３相で、ロータに永久磁石を配置した永久磁石型同期交流回転電機に適用した場合を例に説明するが、この発明は、多相交流により回転駆動する回転電機に対して使用することができるものであり、誘導機や界磁巻線型同期機であっても良い。また、ここでは第１の電機子巻線３１、第２の電機子巻線３２をそれぞれスター結線としたが、デルタ結線にして構成しても同様の効果が得られる。
【００１９】
電圧指令演算ユニット６は、回転電機３を駆動するための第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算して第１のスイッチング信号生成ユニット１５ａへ出力するとともに、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算して第２のスイッチング信号生成ユニット１５ｂへ出力する。
【００２０】
第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１の演算方法としては、電流指令と、第１の電機子巻線３１の３相巻線をそれぞれ流れるＵ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１との偏差を零とすべく、比例積分制御によって第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算する電流フィードバック制御方式などを使用する。第１の電機子巻線３１の３相巻線を流れるＵ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１は、例えば後述するシャント抵抗など既存の電流検出ユニットを用いて得られる。なお、フィードフォワード制御や推定値を用いた制御では、電圧指令演算ユニット６へのＵ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１の入力は必須ではない。
【００２１】
第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２の演算方法としては、電流指令と、第２の電機子巻線３２の３相巻線をそれぞれ流れるＵ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、Ｗ２相電流Ｉｗ２との偏差を零とすべく、比例積分制御によって第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算する電流フィードバック制御方式などを使用する。第２の電機子巻線３２の３相巻線を流れるＵ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、Ｗ２相電流Ｉｗ２は、例えば後述するシャント抵抗など既存の電流検出ユニットを用いて得られる。なお、フィードフォワード制御や推定値を用いた制御では、電圧指令演算ユニット６へのＵ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、Ｗ２相電流Ｉｗ２の入力は必須ではない。
【００２２】
第１のスイッチング信号生成ユニット１５ａは、電圧指令演算ユニット６から出力された第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ変調）することによって第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に応じたパルス幅を持つ第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｎ１を出力する。なお、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に対して空間ベクトル変調や２相変調などの周知の変調方法を用いて変調した電圧Ｖｕ１１、Ｖｖ１１、Ｖｗ１１から第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｎ１を生成してもよいことはいうまでも無い。
【００２３】
第１の電圧印加ユニット７ａは、第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｎ１に基づき、Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ａＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ａＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ａＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ａＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ａＷをオン／オフすることによって、直流電源２から入力した直流電圧を交流電圧に変換して回転電機３の第１の電機子巻線３１の３相巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に電圧を印加する。Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ａＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ａＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ａＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ａＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ａＷは、３相ブリッジ回路による３相インバータ回路を構成している。
【００２４】
Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ａＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ａＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ａＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ａＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ａＷは、例えば、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等のスイッチング素子とダイオードを逆並列に接続したパワーモジュールが用いられる。
【００２５】
第１の電流検出ユニット２２ａＵ、２２ａＶ、２２ａＷは、それぞれ第１の電圧印加ユニット７ａのＵ相下アームスイッチング素子２１ａＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ａＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ａＷにそれぞれ直列接続されたシャント抵抗により構成され、その端子間電圧に基づいてＵ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１を検出する。
【００２６】
第２のスイッチング信号生成ユニット１５ｂは、電圧指令演算ユニット６から出力された第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に基づいて、パルス幅変調（ＰＷＭ変調）することによって第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に応じたパルス幅を持つ第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｎ２を出力する。なお、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に対して空間ベクトル変調や２相変調などの周知の変調方法を用いて変調した電圧Ｖｕ２１、Ｖｖ２１、Ｖｗ２１から第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｎ２を生成してもよいことはいうまでも無い。
【００２７】
第２の電圧印加ユニット７ｂは、第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｎ２に基づき、Ｕ相上アームスイッチング素子２０ｂＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ｂＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ｂＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ｂＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ｂＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ｂＷをオン／オフすることによって、直流電源２から入力した直流電圧を交流電圧に変換して回転電機３の第２の電機子巻線３２の３相巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。
Ｕ相上アームスイッチング素子２０ｂＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ｂＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ｂＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ｂＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ｂＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ｂＷは、３相ブリッジ回路による３相インバータ回路を構成している。
【００２８】
Ｕ相上アームスイッチング素子２０ｂＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ｂＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ｂＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ｂＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ｂＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ｂＷは、例えば、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等のスイッチング素子とダイオードを逆並列に接続したパワーモジュールが用いられる。
【００２９】
第２の電流検出ユニット２２ｂＵ、２２ｂＶ、２２ｂＷは、それぞれ第２の電圧印加ユニット７ｂのＵ相下アームスイッチング素子２１ｂＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ｂＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ｂＷにそれぞれ直列接続されたシャント抵抗により構成され、その端子間電圧に基づいてＵ２相電流Ｉｕ２、Ｖ２相電流Ｉｖ２、Ｗ２相電流Ｉｗ２を検出する。
【００３０】
スイッチング素子遮断切替ユニット８は、起動時の初期チェックあるいは各種入力信号から異常を検出したときなどに、第１の電圧印加ユニット７ａにおけるＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ａＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ａＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ａＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ａＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ａＷと、第２の電圧印加ユニット７ｂにおけるＵ相上アームスイッチング素子２０ｂＵ、Ｖ相上アームスイッチング素子２０ｂＶ、Ｗ相上アームスイッチング素子２０ｂＷ、およびＵ相下アームスイッチング素子２１ｂＵ、Ｖ相下アームスイッチング素子２１ｂＶ、Ｗ相下アームスイッチング素子２１ｂＷと、のいずれかを駆動状態から強制的に遮断状態に切り替える。
【００３１】
スイッチング素子遮断故障判定ユニット９は、後述するように、電流あるいは電圧に基づいてスイッチング素子遮断切替ユニット８の故障を判定する。
【００３２】
角度情報検出ユニット１０は、回転電機３のロータの回転角度θ、回転速度ω、あるいは回転角度によって変化する検出信号などの、角度情報を角度演算ユニット１１および回転速度演算ユニット１２へ出力する。
角度情報検出ユニット１０としては、例えばホール素子、ＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子、レゾルバなどの位置検出器や電磁式、磁電式、光電式などの回転検出器などを用いることができる。角度演算ユニット１１は、角度情報検出ユニット１０で得られた信号に基づいてロータの回転角度を演算し、電圧指令演算ユニット６へ出力する。角度情報検出ユニット１０によって得られる信号が回転速度ωであれば、回転速度ωを積分するなどによりロータの回転角度を演算すればよい。
【００３３】
回転速度演算ユニット１２は、角度情報検出ユニット１０で得られた信号に基づいてロータの回転速度を演算し、電圧指令演算ユニット６へ出力する。角度情報検出ユニット１０で得られる信号が角度であれば、角度θを微分する、あるいは今回の角度の値と前回の角度の値の差分を用いるなどして回転速度を算出することができる。なお、角度情報検出ユニット１０で得られた信号に誤差がある場合には、周知の方法でその信号を補正するようにしてもよい。
【００３４】
次に、スイッチング素子遮断切替ユニット８の故障の有無を、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にてスイッチング素子遮断故障判定ユニット９により判定する仕方について説明する。
【００３５】
図２は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置の、電気角１周期における第１の電機子巻線を流れる３相電流を示す説明図であって、縦軸は電流、横軸は電気角である。ｄ軸とｑ軸からなる回転２軸座標系において、第１の電機子巻線３１のｄ軸電流Ｉｄ１が「０」[Ａ]、ｑ軸電流Ｉｑ１が「１０√３」[Ａ]であるとき、電気角「３６０」［ｄｅｇ］の間における、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１は、図２のように示される。図２において、電気角「２１０」［ｄｅｇ］では、Ｕ１相電流Ｉｕ１およびＷ１相電流Ｉｗ１は「５√２」[Ａ]、Ｖ１相電流Ｉｖ１は「−１０√２」[Ａ]である。また、ロータの微小回転では電圧と電流の位相はほとんど差が無いため、３相巻線の抵抗値をＲとすると３相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は下記の式（１）で与えられる。
【００３６】
【数１】
0006685427.tif 000002
【００３７】
図３は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角１周期における第１の電機子巻線に対する電圧指令を示す説明図であって、縦軸は電圧、横軸は電気角である。式（１）により得られた３相電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は、図３のように示される。
【００３８】
前述の、Ｕ１相電流Ｉｕ１、Ｖ１相電流Ｉｖ１、Ｗ１相電流Ｉｗ１が流れている駆動状態において、Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵをスイッチング素子遮断切替ユニット８により遮断状態にすると、Ｕ１相巻線への印加電圧は中性点電圧となり、Ｕ１相巻線に流れていた電流はＷ１相巻線からＶ１相巻線に流れ、Ｕ１相電流Ｉｕ１ｏｆｆは「０」[Ａ]、Ｖ１相電流Ｉｖ１ｏｆｆは「−１５／√２」［Ａ］、およびＷ１相電流Ｉｗ１ｏｆｆは「１５／√２」［Ａ］となる。
【００３９】
なお、以下の説明では、第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを駆動状態にした状態を、単に「駆動状態」と称し、第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態にした状態を、単に「遮断状態」と称する。
【００４０】
遮断状態のとき各相巻線への印加電圧Ｖｕ１ｏｆｆ、Ｖｖ１ｏｆｆ、Ｖｗ１ｏｆｆは、下記の式（２）で示すことができる。
【数２】
0006685427.tif 000003
【００４１】
ｄｑ軸電流と３相電流の間では、下記の式（３）が成り立つので、遮断状態におけるｄ軸電流Ｉｄ１ｏｆｆは「１５／２」［Ａ］、ｑ軸電流Ｉｑ１ｏｆｆは「１５√３／２」［Ａ］となる。
【数３】
0006685427.tif 000004
【００４２】
ここで、極対数をＰ、磁束をφ、トルク定数をＫｔとすると、第１の電機子巻線３１が駆動状態である場合の出力トルクＴ１は下記の式（４）で与えられる。ここでは説明を簡単にするため、式（４）はリラクタンストルクが無い場合の式としたが、リラクタンストルクがある場合であっても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【数４】
0006685427.tif 000005
【００４３】
第１の電機子巻線３１が遮断状態である場合の出力トルクＴ１ｏｆｆは下記の式（５）で与えられる。
【数５】
0006685427.tif 000006
【００４４】
一方、第２の電機子巻線３２のｄ軸電流をＩｄ２、ｑ軸電流をＩｑ２とすると、第２の電機子巻線３２が駆動状態である場合の出力トルクＴ２は下記の式（６）で与えられる。
【数６】
0006685427.tif 000007
【００４５】
このとき、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２が駆動状態である場合における回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、下記の式（７）で与えられる。
【数７】
0006685427.tif 000008
【００４６】
そして、第１の電機子巻線３１が遮断状態で、第２の電機子巻線３２が駆動状態である場合における回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、下記の式（８）で与えられる。
【数８】
0006685427.tif 000009
【００４７】
第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２が駆動状態である場合における回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、第１の電機子巻線３１の出力トルクＴ１と第２の電機子巻線３２の出力トルクＴ２の和であるので、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１と、第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２の関係が下記の式（９）をみたすとき、駆動状態における回転電機３の出力トルクＴａｌｌが「０」となる。
【数９】
0006685427.tif 000010
【００４８】
図４は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクを示す説明図であって、縦軸はトルク、横軸は時刻を示す。前述の電気角「２１０」［ｄｅｇ］の場合、図４に示すように、時刻「０」から時刻「０．１」の期間では第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２はともに駆動状態にあり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１の絶対値と第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２の絶対値は等しくなるように設定されており、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、「０」となる。
【００４９】
時刻「０．１」において第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態とし、以降の期間はその遮断状態が継続される。その遮断状態において、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１ｏｆｆと第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、「０」より小さな値となる。
【００５０】
図４に示すように、スイッチング素子遮断切替ユニット８の故障判定時には、回転電機３としての出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆを、第１の電機子巻線３１の出力トルクＴ１および第２の電機子巻線３２の出力トルクＴ２よりも絶対値の小さい値に抑制することができる。従って、前述の式（９）を満たすように電流指令または電圧指令を決定することで、第１の電機子巻線３１および第２の電機子巻線３２が駆動状態にあってそれぞれの電機子巻線に電流を流しているにもかかわらず、回転電機３のロータが回転しない状態を実現することができ、第１の電機子巻線３１を遮断状態へ切り替える前の駆動状態の時間を十分確保でき、電流を安定的に通電できるという従来の装置にない効果を得ることができる。
【００５１】
なお、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１を、トルク定数Ｋｔにより除算することで第１の電機子巻線３１のｑ軸電流指令Ｉｑ１＊を決定することができまた、第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２をトルク定数Ｋｔにより除算することで第２の電機子巻線３２のｑ軸電流指令Ｉｑ２＊を決定することができる。
【００５２】
第１の電機子巻線３１のｑ軸電流指令Ｉｑ１＊と第２の電機子巻線３２のｑ軸電流指令Ｉｑ２＊の関係が下記の式（１０）を満たすとき、回転電機３の出力トルクＴａｌｌが「０」となる。式（１０）をみたす電流指令にすることで、駆動状態において電流を流しているにも拘らず回転しない状態を実現できるという従来の装置にはない効果を得ることができる。
【数１０】
0006685427.tif 000011
【００５３】
また、回転電機３のロータが微小回転の場合には、電流と電圧はほぼ比例関係にあるため、下記の式（１１）を満たす電圧指令にすることでも、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２が駆動状態にあって電流を流しているにもかかわらずロータの回転しない状態を実現できるという従来にはない効果を得ることができる。
【数１１】
0006685427.tif 000012
【００５４】
第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の配置に位相差が無い場合には、等しいｑ軸電流を流すためには対応する相に等しい電流を流せばよいので、下記の式（１２）を満たす電圧指令にすることで、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の駆動状態において電流を流しているにもかかわらずロータの回転しない状態を実現することができる、という従来の装置にない効果を得ることができる。第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の配置の位相差が「６０ｎ」［ｄｅｇ］（ｎは自然数）の場合にも、対応する相の電流を合わせることで同様の効果を得ることができる。
【数１２】
0006685427.tif 000013
【００５５】
第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の配置に「３０」［ｄｅｇ］の位相差がある場合には、その位相がずれている分だけ補正した下記の式（１３）に示す関係式を満たす電圧指令とすることで、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の駆動状態において電流を流しているにもかかわらずロータの回転しない状態を実現できる、という従来の装置にない効果を得ることができる。第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の配置の位相差が「３０＋６０ｎ」［ｄｅｇ］（ｎは自然数）の場合にも、対応する相の電流を合わせることで同様の効果を得ることができる。
【数１３】
0006685427.tif 000014
【００５６】
一方、回転電機３および回転電機３の出力軸にギヤおよびチェーンなどで取り付けられた機構にはメカニカルロスＴｌｏｓｓが存在する。下記の式（１４）を満たせば、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２の駆動状態における回転電機３の出力トルクがメカニカルロス以内となるため、回転電機３のロータは回転しない。
【数１４】
0006685427.tif 000015
【００５７】
出力トルクＴ１と出力トルクＴ２の符号が同じであれば、回転電機３の出力トルクが大きくなりメカニカルロスＴｌｏｓｓ以内となる余裕が少なくなる、つまり回転電機３の出力トルクがメカニカルロスＴｌｏｓｓを超えやすくなるが、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２の符号が異なれば、回転電機３の出力トルクが小さくなりメカニカルロスＴｌｏｓｓ以内となる余裕が大きくなる、つまり回転電機３の出力トルクがメカニカルロスＴｌｏｓｓを超え難くなる。
【００５８】
図５は、この発明の実施の形態１による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクを示す説明図であって、縦軸はトルク、横軸は時刻を示す。前述の電気角「２１０」［ｄｅｇ］の場合、図５に示すように、時刻「０」から時刻「０．１」の期間では第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２はともに駆動状態にあり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１の絶対値と第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２の絶対値は等しくなるように設定されており、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、「０」となる。
【００５９】
時刻「０．１」において第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態とし、以降の期間はその遮断状態が継続される。その遮断状態において、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１ｏｆｆと第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、「０」より小さな値となる。メカニカルロスＴｌｏｓｓは、「＋」側と「−」側に常時存在するが、駆動状態における出力トルクＴａｌｌおよび遮断状態における出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、いずれもメカニカルロスＴｌｏｓｓの絶対値以下となることがわかる。
【００６０】
図５から明らかなように、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１、Ｔ１ｏｆｆ、および第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２は、それぞれ絶対値がメカニカルロスＴｌｏｓｓよりも大きいが、２つの電機子巻線によるトルクの和である回転電機３としての出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆは、ともに絶対値がメカニカルロスＴｌｏｓｓの絶対値より小さくなるため、回転電機３のロータは回転しない。つまり、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２の符号が逆になるように電流指令または電圧指令を決定することで、駆動状態において電流を流しているにも拘らず回転しない状態を実現できるという、従来の装置にない効果を得ることができる。
【００６１】
前述の式（１０）および式（１１）と同様の考え方で、駆動状態における回転電機３の出力トルクがメカニカルロス以内となる電流指令を決定するための関係式は下記の式（１５）となり、電圧指令を決定するための関係式は下記の式（１６）となる。
【数１５】
0006685427.tif 000016
【数１６】
0006685427.tif 000017
【００６２】
前述の電気角「２１０」[ｄｅｇ]の例で示したように、第１の電機子巻線３１にＵ１相電流Ｉｕ１が流れている駆動状態において、スイッチング素子遮断切替ユニット８によりＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを駆動状態から遮断状態へ切り替えると、Ｕ１相電流が流れなくなる。その結果、シャント抵抗２２ａＵにより構成された電流検出ユニットを用いて得られる電流が変化するため、Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵのスイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定することができる。
【００６３】
なお、実施の形態１では、低電位側のスイッチング素子、つまり下アームスイッチング素子、に流れる電流を電流検出ユニットにより検出するようにしたが、高電位側のスイッチング素子、つまり上アームスイッチング素子に流れる電流を検出するようにしてもよく、さらに、電機子巻線を流れる電流を検出するようにしても同様の効果が得られることはいうまでもない。
【００６４】
第１の電機子巻線３１の端子電圧は、駆動状態では前述の式（１）、遮断状態では前述の式（２）で与えられるので、回転電機３の端子電圧は、第１の電機子巻線３１が駆動状態から遮断状態に切り替わったときに変化する。
【００６５】
駆動状態にある第１の電機子巻線３１の各相の端子電圧の和は、下記の式（１７）で与えられる。
【数１７】
0006685427.tif 000018
【００６６】
遮断状態にある第１の電機子巻線３１の各相の端子電圧の和は、下記の式（１８）で与えられる。
【数１８】
0006685427.tif 000019
【００６７】
したがって、スイッチング素子遮断故障判定ユニット９は、回転電機３の端子電圧、端子電圧の和、平均値、または中性点電圧に基づいて、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定することができる。
【００６８】
なお、遮断状態での３相電流は駆動状態での３相電流から変化するため、電圧指令演算ユニット６において検出電流値をフィードバックして電圧指令を演算すると、電流指令との偏差が大きいため比例積分制御をすると電圧指令が最大値まで成長する懸念がある。そこで、遮断状態では検出電流値をフィードバックせずに電圧指令を演算することで、遮断による電流変化の影響が次の電圧指令に出ないようにすることができる。
【００６９】
また、スイッチング素子遮断切替ユニット８により遮断状態に切り替え指示をする前の駆動状態の電圧指令を、遮断状態に切り替えを指示した後も保持することで、簡単なユニットで遮断による電流変化の影響が次の電圧指令に出ないようにすることできる。
【００７０】
なお、以上の説明は、第１の電機子巻線３１に電力を供給する第１の電圧印加ユニット７ａのＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態にして、Ｕ相上アームスイッチング素子２０ａＵの故障を判定する場合について述べたが、第１の電圧印加ユニット７ａの他のすべてのスイッチング素子、および第２の電機子巻線３２に電圧を印加する第２の電圧印加ユニット７ｂのすべてのスイッチング素子についても、前述と同様に、例えば順次に、故障を判定することができる。
【００７１】
以上述べたこの発明の実施の形態１による回転電機の制御装置を用いて、操舵トルクを補助するトルクを発生させる電動パワーステアリングを構成することができる。周知のように、電動パワーステアリングが発生する出力トルクは、ギヤあるいはチェーンなどを介して車両のハンドル軸上に伝達され、トルクリップルあるいは自転トルクなどユーザに不快感を与える動作となることがある。これに対してこの発明の実施の形態１による回転電機の制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替える指示をしたときに発生する出力トルクをメカニカルロス以内とすることで、ユーザの不快感を低減できるという従来に無い効果を得ることができる。
【００７２】
実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態１では、スイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替え指示する前の駆動状態において、回転電機３の出力トルクＴａｌｌを「０」として回転電機の挙動変化を抑制する方法について述べたが、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置では、遮断状態における回転電機３の出力トルクＴａｌｌを「０」として回転電機の挙動変化を抑制するように構成されている。その他の構成は、実施の形態１の場合と同様である。
【００７３】
遮断状態に切り替えた後でスイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定する場合、誤判定を防止するために、複数回故障の判定動作を行ない、故障条件の成立時にカウントアップするカウンタのカウント値が、所定のしきい値以上になると故障としての判定を確定させることが多い。遮断状態における回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、第１の電機子巻線３１の出力トルクＴ１＿ｏｆｆと第２の電機子巻線３２の出力トルクＴ２の和であるので、出力トルクＴ１＿ｏｆｆと出力トルクＴ２の関係が下記の式（１９）を満たすとき、駆動状態における回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは「０」となる。
【数１９】
0006685427.tif 000020
【００７４】
図６は、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクを示す説明図であって、縦軸はトルク、横軸は時刻を示す。前述の電気角「２１０」［ｄｅｇ］の場合、図６に示すように、時刻「０」から時刻「０．１」の期間では第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２はともに駆動状態にあり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１の絶対値は、第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２の絶対値より大きくなるように設定されており、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、「０」より大きくなっている。
【００７５】
時刻「０．１」において第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態とし、以降の期間はその遮断状態が継続される。その遮断状態において、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１ｏｆｆと第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、「０」となる。
【００７６】
図６に示すように、スイッチング素子遮断切替ユニット８の故障判定時には、回転電機３としての出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆを、第１の電機子巻線３１の出力トルクＴ１および第２の電機子巻線３２の出力トルクＴ２よりも絶対値の小さい値に抑制することができる。従って、前述の式（１９）を満たすように電流指令または電圧指令を決定することで、第１の電機子巻線３１が遮断状態にあって第２の電機子巻線３２が駆動状態にありそれぞれの電機子巻線に電流を流しているにもかかわらず、回転電機３のロータが回転しない状態を実現することができ、第１の電機子巻線３１を遮断状態へ切り替えた後に故障確定までの時間を十分に確保できるという従来の装置にない効果を得ることができる。
【００７７】
一方、下記の式（２０）を満たせば、遮断状態における回転電機３の出力トルクがメカニカルロス以内となるため回転電機３は回転しない。
【数２０】
0006685427.tif 000021
【００７８】
図７は、この発明の実施の形態２による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」［ｄｅｇ］にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクとメカニカルロスの関係を示す説明図であって、縦軸はトルク、横軸は時刻を示す。前述の電気角「２１０」［ｄｅｇ］の場合、図７に示すように、時刻「０」から時刻「０．１」の期間では第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２はともに駆動状態にあり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１の絶対値と第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２の絶対値は等しくなるように設定されており、出力トルクＴ１と出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌは、「０」となる。
【００７９】
時刻「０．１」において第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態とし、以降の期間はその遮断状態が継続される。その遮断状態において、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１ｏｆｆと第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、「０」となる。メカニカルロスＴｌｏｓｓは、「＋」側と「−」側に常時存在するが、駆動状態における出力トルクＴａｌｌおよび遮断状態における出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、いずれもメカニカルロスＴｌｏｓｓの絶対値以下となることがわかる。
【００８０】
したがって、出力トルクＴ１、Ｔ１ｏｆｆおよび出力トルクＴ２は、それぞれ絶対値がメカニカルロスＴｌｏｓｓよりも大きいが、２つの電機子巻線によるトルクの和である回転電機３としての出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆは、ともに絶対値がメカニカルロスＴｌｏｓｓの絶対値より小さくなるため、回転電機３のロータは回転しない。つまり、出力トルクＴ１ｏｆｆと出力トルクＴ２の符号が逆になるように電流指令または電圧指令を決定することで、遮断状態において電流を流しているにも拘らず回転しない状態を実現できるという、従来の装置にない効果を得ることができる。
【００８１】
以上述べたこの発明の実施の形態２による回転電機の制御装置を用いて、操舵トルクを補助するトルクを発生させる電動パワーステアリングを構成することができる。周知のように、電動パワーステアリングが発生する出力トルクは、ギヤあるいはチェーンなどを介して車両のハンドル軸上に伝達され、トルクリップルあるいは自転トルクなどユーザに不快感を与える動作となることがある。これに対してこの発明の実施の形態１による回転電機の制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替える指示をしたときに発生する出力トルクをメカニカルロス以内とすることで、ユーザの不快感を低減できるという従来に無い効果を得ることができる。
【００８２】
実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３による回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置について説明する。実施の形態１では、スイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替える指示を行う前の駆動状態において、回転電機の挙動変化を抑制するように構成され、また、実施の形態２ではスイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替える指示をした後の遮断状態において、回転電機の挙動変化を抑制するように構成されていたが、この発明の実施の形態３では、駆動状態および遮断状態の双方における回転電機の挙動変化を抑制するように構成されている。その他の構成は、実施の形態１または実施の形態２の場合と同様である。
【００８３】
第１の電機子巻線３1の駆動状態における回転電機３の出力トルクＴａｌｌは前述の式（７）で与えられ、遮断状態における出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは前述の式（８）で与えられ、［Ｔａｌｌ≠Ｔａｌｌ＿ｏｆｆ]である。これに対して、第１の電機子巻線３1の駆動状態と遮断状態のいずれの場合においても回転電機３の出力トルクの絶対値が等しくなる、つまり[｜Ｔａｌｌ｜＝｜Ｔａｌｌ＿ｏｆｆ｜]となるようにするためには、下記の式（２１）を満たすようにすればよい。
【数２１】
0006685427.tif 000022
【００８４】
このとき、駆動状態における出力トルクＴａｌｌおよび遮断状態における出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは式（２２）で与えられる。
【数２２】
0006685427.tif 000023
【００８５】
図８は、この発明の実施の形態３による回転電機の制御装置における、電気角「２１０」[ｄｅｇ]にて駆動状態から遮断状態への切り替え時の出力トルクとメカニカルロスの関係を示す図であって、縦軸はトルク、横軸は時刻を示す。前述の電気角「２１０」［ｄｅｇ］の場合、図８に示すように、時刻「０」から時刻「０．１」の期間では、第１の電機子巻線３１と第２の電機子巻線３２はともに駆動状態にあり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１と第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２は、式（２１）を満足するように設定されている。
【００８６】
したがって、式（２２）にも示すとおり、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１と第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆの絶対値がひとしくなり、［Ｔａｌｌ＝Ｔａｌｌ＿ｏｆｆ］である。
【００８７】
次に、時刻「０．１」において第１の電機子巻線３１のＵ相上アームスイッチング素子２０ａＵを遮断状態とし、以降の期間はその遮断状態が継続される。その遮断状態において、第１の電機子巻線３１による出力トルクＴ１ｏｆｆと第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２との和である回転電機３の出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、式（２２）に示す値となり、その絶対値はＴａｌｌに等しい。
【００８８】
メカニカルロスＴｌｏｓｓは、「＋」側と「−」側に常時存在し、出力トルクＴ１、Ｔ１ｏｆｆおよび出力トルクＴ２は、それぞれ絶対値がメカニカルロスＴｌｏｓｓよりも大きいが、駆動状態における出力トルクＴａｌｌおよび遮断状態における出力トルクＴａｌｌ＿ｏｆｆは、いずれもメカニカルロスＴｌｏｓｓの絶対値より小さくなり、回転電機３のロータは回転しない。このように、メカニカルロスＴｌｏｓｓまでの余裕代を駆動状態と遮断状態で等しく設定できるため、前述の図５および図７と比較すると、メカニカルロスＴｌｏｓｓに出力トルクＴａｌｌ、Ｔａｌｌ＿ｏｆｆの絶対値が達するまでの余裕を大きくすることができる。
【００８９】
前述のように、駆動状態と遮断状態における出力トルクの絶対値が等しいため、下記の式（２３）をみたすことで駆動状態と遮断状態のいずれの場合にも回転電機３の挙動変化を抑制できる、という従来の装置にない効果を得ることができる。
【数２３】
0006685427.tif 000024
【００９０】
なお、式（２１）では、[Ｔａｌｌ＝−Ｔａｌｌ＿ｏｆｆ]となるように第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２を決定したが、この出力トルクＴ２を[−Ｔ１]と[−Ｔ１ｏｆｆ]との間の値とすることでも、回転電機３の挙動変化を低減することが可能である。この場合には第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２は[０＜ｋ＜１]を満たす定数ｋを用いて下記の式（２４）を満たすようにすればよい。
【数２４】
0006685427.tif 000025
【００９１】
例えば、第１の電機子巻線３１の駆動状態の出力トルクＴ１が「０」［Ｎｍ］の場合であれば、駆動状態と遮断状態における出力トルクは下記の式（２５）のように表すことができ、駆動状態および遮断状態での回転電機３の出力トルクを低減することができる。
【数２５】
0006685427.tif 000026
【００９２】
また、例えば、第１の電機子巻線３１の遮断状態の出力トルクＴ１ｏｆｆが「０」［Ｎｍ］の場合であれば、駆動状態と遮断状態における出力トルクは下記の式（２６）のようにも表わすことができ、駆動状態および遮断状態での回転電機３の出力トルクを低減することができる。
【数２６】
0006685427.tif 000027
【００９３】
つまり、第２の電機子巻線３２による出力トルクＴ２が[−Ｔ１]より大きく[−Ｔ１ｏｆｆ]未満である、または[−Ｔ１ｏｆｆ]より大きく[−Ｔ１]未満である、となるように電流指令または電圧指令を決定することで、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計のいずれも低減することができ、より大きな電流を流してもメカニカルロスより小さい出力トルクに抑制することが可能となり、電流を流しているにもかかわらず、ロータが回転しない状態を実現することができる、という従来の装置にない効果を得ることができる。
【００９４】
以上述べたこの発明の実施の形態３による回転電機の制御装置を用いて、操舵トルクを補助するトルクを発生させる電動パワーステアリングを構成することができる。周知のように、電動パワーステアリングが発生する出力トルクは、ギヤあるいはチェーンなどを介して車両のハンドル軸上に伝達され、トルクリップルあるいは自転トルクなどユーザに不快感を与える動作となることがある。これに対してこの発明の実施の形態１による回転電機の制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットがスイッチング素子を遮断状態に切り替える指示をしたときに発生する出力トルクをメカニカルロス以内とすることで、ユーザの不快感を低減できるという従来に無い効果を得ることができる。
【００９５】
以上述べたこの発明の実施の形態１から３による回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置は、下記の発明のうち少なくとも一つを具体化したものである。
（１）少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定され、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを抑制した状態にすることで挙動に出にくい状態を実現できる。
【００９６】
（２）前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ１と前記Ｔ２は、実質的に[Ｔ１＋Ｔ２＝０]を満たすように発生される、
ことを特徴とする上記（１）に記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを相殺した状態にすることで挙動に出ない状態を実現できる。
【００９７】
（３）前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に［Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２＝０］を満たすように発生される、
ことを特徴とする上記（１）に記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを相殺した状態にすることで挙動に出ない状態を実現できる。
【００９８】
（４）少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定される、
ことを特徴とする回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計のいずれも低減することで、より大きな電流を流してもメカニカルロス内に抑制でき、挙動に出にくい状態で故障判定ができる。
【００９９】
（５）前記Ｔ１と前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に［Ｔ２＝−（Ｔ１＋Ｔ１ｏｆｆ）／２］を満たす、
ことを特徴とする上記（４）に記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計の符号を逆にすることで、より大きな電流を流してもメカニカルロス内に抑制でき、挙動に出ない状態で故障判定ができる。
【０１００】
（６）前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と前記Ｔ１ｏｆｆは、実質的に[｜Ｔ１−Ｔ１ｏｆｆ｜／２＜Ｔｌｏｓｓ]を満たす、
ことを特徴とする上記（５）に記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、出力トルクの合計をメカニカルロス内に抑制することで挙動に出ない状態を保つことができる。
【０１０２】
（７）前記第１の電機子巻線および前記第２の電機子巻線に印加された端子電圧を検出する電圧検出ユニットを有し、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された端子電圧に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（６）のうちのいずれか一つに記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、通常制御で使用する電圧検出器を用いて故障を判定することで、追加回路を設ける必要がなくコスト低減が可能である。
【０１０３】
（８）前記スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出ユニットを有し、
スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された電流の値に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする請求項１から７のうちのいずれか一つに記載の回転電機の制御装置。
前記スイッチング素子を流れる電流を検出する電流検出ユニットを有し、
スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された電流の値に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（６）のうちのいずれか一つに記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、通常制御で使用するシャント抵抗を用いて故障を判定することで、追加回路を設ける必要が無くコスト低減が可能である。
【０１０４】
（９）前記第１の電機子巻線および前記第２の電機子巻線を流れる電流を検出する電流検出ユニットを有し、
スイッチング素子遮断故障判定ユニットは、前記検出された電流の値に基づいて前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（６）のうちのいずれか一つに記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、通常制御で使用する電流検出器を用いて故障を判定することで、追加回路を設ける必要が無くコスト低減が可能である。
【０１０５】
（１０）前記スイッチング素子遮断切替ユニットが、前記スイッチング素子を前記駆動状態から前記遮断状態に切り替えるとき、
前記電圧指令演算ユニットは、前記電流検出ユニットにより検出された前記電流の値を用いずに前記電圧指令を演算するように構成されている、
ことを特徴とする上記（８）または（９）に記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、遮断状態では検出電流のフィードバックを停止することで、遮断による電流変化が電圧指令に影響を及ぼさないようにできる。
【０１０６】
（１１）前記スイッチング素子遮断切替ユニットが、前記スイッチング素子を前記駆動状態から前記遮断状態に切り替えるとき、
前記電圧指令演算ユニットは、前記遮断状態における前記電圧指令として、前記切り替え前の前記駆動状態における前記電圧指令を用いるように構成されている、
ことを特徴とする上記（１）から（９）のうちのいずれか一つに記載の回転電機の制御装置。
この発明による回転電機の制御装置によれば、駆動状態の最終値を保持することで、簡単なユニットで遮断による電流変化が電圧指令に影響を及ぼさないようにできる。
【０１０７】
（１２）少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置と、前記回転電機の制御装置により制御され、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを発生する回転電機と、を備えた、
電動パワーステアリング装置であって、
前記回転電機の制御装置は、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが、前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となる、または
前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクと、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクとは、互いに逆方向となるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定され、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２、前記回転電機の回転軸に加わるメカニカルロスをＴｌｏｓｓとしたとき、
前記Ｔ１と、前記Ｔ１ｏｆｆと前記Ｔ２は、実質的に[｜Ｔ１＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]または[｜Ｔ１ｏｆｆ＋Ｔ２｜＜Ｔｌｏｓｓ]を満たすように発生される、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
この発明による電動パワーステアリング装置によれば、スイッチング素子遮断切替ユニットの故障判定前に出力トルクを抑制した状態にすることができるとともに、スイッチング素子の遮断機能の確認に要する構成を簡素化することができるという効果を奏する。
【０１０８】
（１３）少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置と、前記回転電機の制御装置により制御され、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを発生する回転電機と、を備えた、
電動パワーステアリング装置であって、
前記回転電機の制御装置は、
少なくとも第１の電機子巻線および第２の電機子巻線を有する回転電機を制御する回転電機の制御装置であって、
直流電源からの直流電圧を交流電圧に変換して前記第１の電機子巻線と前記第２の電機子巻線に電圧を印加する電圧印加ユニットと、
前記回転電機に対する電流指令に基づいて電圧指令を演算するように構成された電圧指令演算ユニットと、
電圧指令演算ユニットにより演算された前記電圧指令に基づいて、前記電圧印加ユニットを構成するスイッチング素子を駆動するスイッチング信号を出力するように構成されたスイッチング信号生成ユニットと、
前記スイッチング素子を駆動状態から遮断状態に切り替えるように構成されたスイッチング素子遮断切替ユニットと、
前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するように構成されたスイッチング素子遮断故障判定ユニットと、
を備え、
前記スイッチング素子遮断故障判定ユニットが前記スイッチング素子遮断切替ユニットの故障を判定するとき、
前記スイッチング素子が駆動状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１、前記スイッチング素子が遮断状態にある前記第１の電機子巻線に基づく出力トルクをＴ１ｏｆｆ、前記第２の電機子巻線に基づいて発生される出力トルクをＴ２としたとき、
前記Ｔ２は、［−Ｔ１］より大きく［−Ｔ１ｏｆｆ］未満である、または［−Ｔ１ｏｆｆ］より大きく［−Ｔ１］未満であるように、
前記電流指令または前記電圧指令が設定される、
ことを特徴とする電動パワーステアリング装置。
この発明による電動パワーステアリング装置によれば、駆動状態で生じる出力トルクの合計と遮断状態で生じる出力トルクの合計のいずれも低減することで、より大きな電流を流してもメカニカルロス内に抑制でき、挙動に出にくい状態で故障判定ができる。
【０１０９】
尚、この発明は、前述の実施の形態１から実施の形態３による回転電機の制御装置、およびその回転電機の制御装置を備えた電動パワー＾ステアリング装置に限定されるものではなく、この発明の趣旨を逸脱しない範囲において、実施の形態１、および３の構成を適宜組み合わせたり、その構成に一部変形を加えたり、構成を一部省略することが可能である。
【産業上の利用可能性】
【０１１０】
この発明による回転電機の制御装置は、永久磁石型同期交流回転電機等の回転電機の制御装置、ひいては、その回転電機を用いる分野に利用することができる。また、この発明による回転電機の制御装置を備えた電動パワーステアリング装置は、その電動パワーステアリング装置を用いる自動車等の車両の分野に利用することができる。
【符号の説明】
【０１１１】
１  制御ユニット、２  直流電源、３  回転電機、６  電圧指令演算ユニット、７ａ  第１の電圧印加ユニット、７ｂ  第２の電圧印加ユニット、８  スイッチング素子遮断切替ユニット、９  スイッチング素子遮断故障判定ユニット、１０  角度情報検出ユニット、１１  角度演算ユニット、１２  回転速度演算ユニット、１５ａ  第１のスイッチング信号生成ユニット、１５ｂ  第２のスイッチング信号生成ユニット、３１  第１の電機子巻線、３２  第２の電機子巻線。
【図１】
0006685427.tif 000028
【図２】
0006685427.tif 000029
【図３】
0006685427.tif 000030
【図４】
0006685427.tif 000031
【図５】
0006685427.tif 000032
【図６】
0006685427.tif 000033
【図７】
0006685427.tif 000034
【図８】
0006685427.tif 000035