(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに磁気的に結合する複数の巻線組（１１、１２）を有する回転電機（１０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記巻線組の各相に対応して設けられる高電位側スイッチング素子（２１１〜２１３、２２１〜２２３）、および、前記高電位側スイッチング素子の低電位側に接続される低電位側スイッチング素子（２１４〜２１６、２２４〜２２６）を有し、前記巻線組ごとに設けられるインバータ部（２１、２２）と、
前記インバータ部を制御する制御部（４１〜４５）と、
を備え、
前記巻線組と、前記巻線組に対応して設けられる前記インバータ部とを系統とし、
前記制御部は、
前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する信号生成手段（４８）と、
前記高電位側スイッチング素子の高電位側を接続する上側母線（２１８、２２８）または前記低電位側スイッチング素子の低電位側を接続する下側母線（２１９、２２９）と対応する前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる故障であるショート故障が生じている場合、前記ショート故障が生じている前記系統である故障系統に流れる電流により、前記ショート故障が生じていない前記系統である正常系統に発生する電圧である外乱電圧を推定した値である外乱電圧推定値を演算する外乱電圧推定手段（６２、７１、７２）と、
前記外乱電圧推定値に応じ、前記正常系統への通電制御に係る正常系統電流指令値を演算する指令演算手段（５３、５５、５６、５７）と、
を有することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項２】
前記外乱電圧推定値は、前記正常系統の各相の電流検出値、および、前記回転電機の駆動に係る電流指令値と前記電流検出値とに基づいて演算される電圧指令値に基づいて演算されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
互いに磁気的に結合する複数の巻線組（１１、１２）を有する回転電機（１０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記巻線組の各相に対応して設けられる高電位側スイッチング素子（２１１〜２１３、２２１〜２２３）、および、前記高電位側スイッチング素子の低電位側に接続される低電位側スイッチング素子（２１４〜２１６、２２４〜２２６）を有し、前記巻線組ごとに設けられるインバータ部（２１、２２）と、
前記インバータ部を制御する制御部（４１〜４５）と、
を備え、
前記巻線組と、前記巻線組に対応して設けられる前記インバータ部とを系統とし、
前記制御部は、
前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する信号生成手段（４８）と、
前記高電位側スイッチング素子の高電位側を接続する上側母線（２１８、２２８）または前記低電位側スイッチング素子の低電位側を接続する下側母線（２１９、２２９）と対応する前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる故障であるショート故障が生じている場合、前記ショート故障が生じている前記系統である故障系統に流れる電流により、前記ショート故障が生じていない前記系統である正常系統に発生する電圧である外乱電圧を推定した値である外乱電圧推定値を演算する外乱電圧推定手段（６２、７１、７２）と、
前記外乱電圧推定値に応じ、前記正常系統への通電制御に係る正常系統指令値を演算する指令演算手段（５１、５３、５５、５６、５７）と、
を有し、
前記外乱電圧推定値は、前記回転電機の回転角速度に基づいて演算されることを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項４】
互いに磁気的に結合する複数の巻線組（１１、１２）を有する回転電機（１０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記巻線組の各相に対応して設けられる高電位側スイッチング素子（２１１〜２１３、２２１〜２２３）、および、前記高電位側スイッチング素子の低電位側に接続される低電位側スイッチング素子（２１４〜２１６、２２４〜２２６）を有し、前記巻線組ごとに設けられるインバータ部（２１、２２）と、
前記インバータ部を制御する制御部（４１〜４５）と、
を備え、
前記巻線組と、前記巻線組に対応して設けられる前記インバータ部とを系統とし、
前記制御部は、
前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する信号生成手段（４８）と、
前記高電位側スイッチング素子の高電位側を接続する上側母線（２１８、２２８）または前記低電位側スイッチング素子の低電位側を接続する下側母線（２１９、２２９）と対応する前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる故障であるショート故障が生じている場合、前記ショート故障が生じている前記系統である故障系統に流れる電流により、前記ショート故障が生じていない前記系統である正常系統に発生する電圧である外乱電圧を推定した値である外乱電圧推定値を演算する外乱電圧推定手段（６２、７１、７２）と、
前記外乱電圧推定値に応じ、前記正常系統への通電制御に係る正常系統指令値を演算する指令演算手段（５１、５３、５５、５６、５７）と、
を有し、
前記外乱電圧推定値は、前記正常系統の各相の電流検出値、および、前記回転電機の駆動に係る電流指令値と前記電流検出値とに基づいて演算される電圧指令値に基づいて演算され、
前記制御部は、前記外乱電圧推定値に基づき、前記故障系統に流れる電流である故障系統電流を推定した値である電流推定値を演算する電流推定手段（７５、７６）を有することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項５】
前記指令演算手段は、前記電流指令値を前記電流推定値で補正した補正後電流指令値に基づき、前記正常系統指令値を演算することを特徴とする請求項４に記載の回転電機制御装置。
【請求項６】
前記制御部は、前記電流推定値に基づき、前記故障系統の故障箇所を特定する故障箇所特定手段（７９）をさらに有することを特徴とする請求項４または５に記載の回転電機制御装置。
【請求項７】
前記信号生成手段は、前記ショート故障が生じているとき、前記故障系統の前記インバータ部の前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子を全てオフにする前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
【請求項８】
前記信号生成手段は、
前記上側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記高電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成し、
前記下側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記低電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
【請求項９】
それぞれの前記インバータ部とバッテリ（３０）との間に設けられ、前記制御部により開閉が制御される電源リレー（３１、３２）を備え、
前記信号生成手段は、
前記上側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記低電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成し、
前記下側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記高電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成し、
前記制御部は、前記故障系統に設けられる前記電源リレーを開とすることを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
【請求項１０】
互いに磁気的に結合する複数の巻線組（１１、１２）を有する回転電機（１０）の駆動を制御する回転電機制御装置であって、
前記巻線組の各相に対応して設けられる高電位側スイッチング素子（２１１〜２１３、２２１〜２２３）、および、前記高電位側スイッチング素子の低電位側に接続される低電位側スイッチング素子（２１４〜２１６、２２４〜２２６）を有し、前記巻線組ごとに設けられるインバータ部（２１、２２）と、
前記インバータ部を制御する制御部（４１〜４５）と、
それぞれの前記インバータ部とバッテリ（３０）との間に設けられ、前記制御部により開閉が制御される電源リレー（３１、３２）と、
を備え、
前記巻線組と、前記巻線組に対応して設けられる前記インバータ部とを系統とし、
前記制御部は、
前記高電位側スイッチング素子および前記低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する信号生成手段（４８）と、
前記高電位側スイッチング素子の高電位側を接続する上側母線（２１８、２２８）または前記低電位側スイッチング素子の低電位側を接続する下側母線（２１９、２２９）と対応する前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる故障であるショート故障が生じている場合、前記ショート故障が生じている前記系統である故障系統に流れる電流により、前記ショート故障が生じていない前記系統である正常系統に発生する電圧である外乱電圧を推定した値である外乱電圧推定値を演算する外乱電圧推定手段（６２、７１、７２）と、
前記外乱電圧推定値に応じ、前記正常系統への通電制御に係る正常系統指令値を演算する指令演算手段（５１、５３、５５、５６、５７）と、
を有し、
前記信号生成手段は、
前記上側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記低電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成し、
前記下側母線と前記巻線組のいずれかの相とが導通状態となる前記ショート故障が生じている場合、前記故障系統の前記高電位側スイッチング素子を全てオンにする前記制御信号を生成し、
前記制御部は、前記故障系統に設けられる前記電源リレーを開とすることを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項１１】
前記指令演算手段は、前記回転電機の駆動に係る電流指令値と前記正常系統の各相の電流検出値とに基づいて演算される電圧指令値を、前記外乱電圧推定値で補正して前記正常系統指令値を演算することを特徴とする請求項１〜１０のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、１つの電動機内に複数の巻線を有する多重巻線電動機を複数のインバータを用いて制御する多重巻線電動機の制御装置が知られている。例えば特許文献１では、各巻線の電流制御系間の干渉を補償し、非干渉化する制御が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−１５３５８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１では、例えばインバータを構成するスイッチング素子にショート故障が生じた場合の制御については、なんら言及されていない。
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、一部にショート故障が生じた場合であっても、回転電機の駆動を適切に制御可能である回転電機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】
【０００５】
本発明の回転電機制御装置は、互いに磁気的に結合する複数の巻線組を有する回転電機の駆動を制御するものであって、巻線組ごとに設けられるインバータ部と、制御部と、を備える。
インバータ部は、巻線組の各相に対応して設けられる高電位側スイッチング素子、および、高電位側スイッチング素子の低電位側に接続される低電位側スイッチング素子を有する。
制御部は、インバータ部を制御する。
また、巻線組と、巻線組に対応して設けられるインバータ部とを「系統」とする。
【０００６】
制御部は、信号生成手段と、外乱電圧推定手段と、指令演算手段と、を有する。
信号生成手段は、高電位側スイッチング素子および低電位側スイッチング素子のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。
ここで、高電位側スイッチング素子の高電位側を接続する上側母線または低電位側スイッチング素子の低電位側を接続する下側母線と、対応する巻線組のいずれかの相とが導通状態となる故障をショート故障とする。また、ショート故障が生じている系統を故障系統とし、ショート故障が生じていない系統を正常系統とする。
【０００７】
外乱電圧推定手段は、ショート故障が生じている場合、故障系統に流れる電流により、正常系統に発生する電圧である外乱電圧を推定した値である外乱電圧推定値を演算する。
第１態様では、指令演算手段は、外乱電圧推定値に応じ、正常系統への通電制御に係る正常系統電流指令値を演算する。
第２態様〜第４態様では、指令演算手段は、外乱電圧推定値に応じ、正常系統への通電制御に係る正常系統指令値を演算する。第２態様では、外乱電圧推定値は、回転電機の回転角速度に基づいて演算される。第３態様では、外乱電圧推定値は、正常系統の各相の電流検出値、および、回転電機の駆動に係る電流指令値と電流検出値とに基づいて演算される電圧指令値に基づいて演算される。また、制御部は、外乱電圧推定値に基づき、故障系統に流れる電流である故障系統電流を推定した値である電流推定値を演算する電流推定手段を有する。第４態様では、それぞれのインバータ部とバッテリとの間に設けられ、制御部により開閉が制御される電源リレーを備える。信号生成手段は、上側母線と巻線組のいずれかの相とが導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統の低電位側スイッチング素子を全てオンにする制御信号を生成し、下側母線と巻線組のいずれかの相とが導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統の高電位側スイッチング素子を全てオンにする制御信号を生成する。制御部は、故障系統に設けられる電源リレーを開とする。
これにより、一部の系統にてショート故障が生じた場合であっても、故障系統に流れる電流の影響を受けることなく、正常系統を制御することができるので、正常系統を用いて回転電機を適切に駆動させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリング装置を示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態による回転電機制御装置の回路構成を示す回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による制御部を示すブロック図である。
【図４】本発明の第２実施形態による制御部を示すブロック図である。
【図５】本発明の第３実施形態による制御部を示すブロック図である。
【図６】本発明の第４実施形態による制御部を示すブロック図である。
【図７】本発明の第４実施形態による故障相判定処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第５実施形態による制御部を示すブロック図である。
【図９】本発明の第６実施形態による故障系統のインバータ部の制御を説明する説明図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明による回転電機駆動装置を図面に基づいて説明する。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）
本発明の第１実施形態による回転電機制御装置を図１〜図３に示す。本実施形態の回転電機制御装置１は、回転電機としてのモータ１０とともに、運転者によるステアリング操作を補助するための電動パワーステアリング装置５に適用される。
図１は、電動パワーステアリング装置５を備えるステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。ステアリングシステム９０は、ハンドル（ステアリングホイール）９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置５等から構成される。
【００１０】
ハンドル９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、運転者がハンドル９１を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられ、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が連結される。
【００１１】
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。
【００１２】
電動パワーステアリング装置５は、運転者によるハンドル９１の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ１０、当該モータ１０の駆動制御に用いられる回転電機制御装置１、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２またはラック軸９７に伝える減速ギア９等を備える。
モータ１０は、直流電源としてのバッテリ３０（図２参照）から電力が供給されることにより駆動し、減速ギア９を正逆回転させる。
【００１３】
図２に示すように、モータ１０は、３相ブラシレスモータであって、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。ロータは、円筒状の部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータには、巻線組１１、１２が巻回される。
第１巻線組１１は、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、および、Ｗ１コイル１１３から構成される。第２巻線組１２は、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、および、Ｗ２コイル１２３から構成される。
【００１４】
第１巻線組１１と第２巻線組１２とは、電気的には結合されていないが、同一のステータに巻回されており、モータ１０が構成する磁気回路により磁気的に結合されている。また、第１巻線組１１のＵ１コイル１１１と、第２巻線組１２のＵ２コイル１２１とは、位相が３０［°］ずらした位置に配置される。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。
【００１５】
回転電機制御装置１は、第１インバータ部２１、第２インバータ部２２、第１電流検出部２６、第２電流検出部２７、回転角センサ２９、第１電源リレー３１、第２電源リレー３２、第１コンデンサ３３、第２コンデンサ３４、駆動回路（プリドライバ）３５、および、制御部４１等を備える。
【００１６】
第１インバータ部２１は、６つのスイッチング素子（以下、「ＳＷ素子」と記載する。）２１１〜２１６を有し、第１巻線組１１のコイル１１１、１１２、１１３への通電を切り替える。
高電位側に設けられる高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のドレインは、第１上側母線２１８を経由してバッテリ３０の正極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３のソースは、低電位側に設けられる低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６のソースは、第１下側母線２１９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２１１、２１２、２１３と低電位側ＳＷ素子２１４、２１５、２１６との接続点は、それぞれ、Ｕ１コイル１１１、Ｖ１コイル１１２、Ｗ１コイル１１３の一端と接続される。
【００１７】
第２インバータ部２２は、６つのＳＷ素子２２１〜２２６を有し、第２巻線組１２のコイル１２１、１２２、１２３への通電を切り替える。
高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のドレインは、第２上側母線２２８を経由してバッテリ３０の正極側に接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３のソースは、低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のドレインと接続される。低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６のソースは、第２下側母線２２９を経由してバッテリ３０の負極側と接続される。高電位側ＳＷ素子２２１、２２２、２２３と低電位側ＳＷ素子２２４、２２５、２２６との接続点は、それぞれ、Ｕ２コイル１２１、Ｖ２コイル１２２、Ｗ２コイル１２３の一端と接続される。
【００１８】
本実施形態のＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６は、いずれもＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物絶縁効果トランジスタ）であるが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）やサイリスタ等としてもよい。
【００１９】
第１電流検出部２６は、電流検出素子２６１、２６２、２６３から構成される。電流検出素子２６１は、ＳＷ素子２１４の低電位側に設けられ、Ｕ１コイル１１１に通電される電流であるＵ１電流Ｉｕ１を検出する。電流検出素子２６２は、ＳＷ素子２１５の低電位側に設けられ、Ｖ１コイル１１２に通電される電流であるＶ１電流Ｉｖ１を検出する。電流検出素子２６３は、ＳＷ素子２１６の低電位側に設けられ、Ｗ１コイル１１３に通電される電流であるＷ１電流Ｉｗ１を検出する。電流検出素子２６１の検出値をＵ１電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、電流検出素子２６２の検出値をＶ１電流検出値Ｉｖ１＿ｓ、電流検出素子２６３の検出値をＷ１電流検出値Ｉｗ１＿ｓとする。
【００２０】
第２電流検出部２７は、電流検出素子２７１、２７２、２７３から構成される。電流検出素子２７１は、ＳＷ素子２２４の低電位側に設けられ、Ｕ２コイル１２１に通電される電流であるＵ２電流Ｉｕ２を検出する。電流検出素子２７２は、ＳＷ素子２２５の低電位側に設けられ、Ｖ２コイル１２２に通電される電流であるＶ２電流Ｉｖ２を検出する。電流検出素子２７３は、ＳＷ素子２２６の低電位側に設けられ、Ｗ２コイル１２３に通電される電流であるＷ２電流Ｉｗ２を検出する。
本実施形態の電流検出素子２６１〜２６３、２７１〜２７３は、シャント抵抗である。
回転角センサ２９は、モータ１０の回転角を検出する。回転角センサ２９により検出されたモータ１０の電気角θは、制御部４１へ出力される。
【００２１】
第１電源リレー３１は、バッテリ３０から第１インバータ部２１への電力供給を遮断可能である。第２電源リレー３２は、バッテリ３０から第２インバータ部２２への電力供給を遮断可能である。電源リレー３１、３２は、ＳＷ素子２１１等と同様のＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやメカリレー等としてもよい。また、電源リレー３１をＭＯＳＦＥＴとする場合、バッテリ３０が誤って逆向きに接続された場合にダイオードを経由して逆向きの電流が流れるのを防ぐべく、ダイオードの向きが反対向きとなるように電源リレー３１、３２と直列に接続される図示しない逆接保護リレーを設けることが好ましい。
【００２２】
第１コンデンサ３３は、バッテリ３０および第１インバータ部２１と並列に接続される。第２コンデンサ３４は、バッテリ３０および第２インバータ部２２と並列に接続される。コンデンサ３３、３４は、電荷を蓄えることで、インバータ部２１、２２への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。
【００２３】
本実施形態では、第１巻線組１１、ならびに、第１巻線組１１の通電制御に係る第１インバータ部２１、第１電流検出部２６、第１電源リレー３１、および、第１コンデンサ３３を「第１系統１０１」とし、第２巻線組１２、ならびに、第２巻線組１２の通電制御に係る第２インバータ部２２第２電流検出部２６、第２電源リレー３２、および、第２コンデンサ３４を「第２系統１０２」とする。
【００２４】
制御部４１は、回転電機制御装置１全体の制御を司るものであり、各種演算を実行するマイクロコンピュータ等により構成される。制御部４１における各処理は、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であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部４１は、信号生成部４８を有する。信号生成部４８は、トルクセンサ９４から取得される操舵トルク、および、回転角センサ２９から取得される電気角θ等に基づき、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路（プリドライバ）３５を経由して、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のゲートに出力される。
制御部４１は、ＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のオンオフ作動を制御することにより、モータ１０の駆動を制御する。
後述の実施形態における制御部４２〜４５についても同様に信号生成部４８を有する。なお、図２においては、信号生成部４８以外の制御構成の詳細の記載を省略した。
【００２５】
ところで、第２系統１０２において、第２上側母線２２８と第２巻線組１２の各相とを電気的に切断することができず、略導通状態となる故障が生じることがある。また、第２下側母線２２９と第２巻線組１２の各相とを電気的に切断することができず、略導通状態となる故障が生じることがある。
このように、第２上側母線２２８または第２下側母線２２９と第２巻線組１２の各相とを電気的に切断することができず、略導通状態となる故障を、「ショート故障」とする。ショート故障には、ＳＷ素子２２１〜２２６自体が短絡する素子異常、配線間が短絡する配線異常、巻線の異常、制御部４１からの信号異常等が含まれる。
【００２６】
本実施形態では、第１巻線組１１と第２巻線組１２とが、磁気的に結合されている。また、ロータが磁石を有している。そのため、第２系統１０２にてショート故障が生じたとき、第１系統１０１にてモータ１０の駆動を継続すると、モータ１０の駆動により生じる誘起電圧により、第２巻線組１２にも電流が流れる。これに伴い、正常である第１系統１０１における制御が阻害される虞がある。第１系統１０１にてショート故障が生じた場合も同様であるので、以下、第２系統１０２にショート故障が生じた場合を例に説明し、第１系統１０１にショート故障が生じた場合の説明は省略する。後述の実施形態についても同様とする。
【００２７】
そこで本実施形態では、制御部４１は、ショート故障が生じた系統（以下、「故障系統」という。）に流れる電流の影響を考慮してショート故障が生じていない系統（以下、「正常系統」という。）を制御することにより、ショート故障が生じた場合であっても、モータ１０を適切に駆動させる。以下、正常系統を第１系統１０１とし、故障系統を第２系統１０２とする。
【００２８】
本実施形態では、例えば、コイル１２１〜１２３の端子電圧等に基づき、ショート故障が生じている相が特定されていることを前提とする。例えば電流検出素子２７１、２７２、２７３の中で大きな電流を検出した相をショート故障している相と特定し、端子電圧が略電源電圧である場合（すなわち、電源電圧を含む所定範囲内である場合）、当該相のコイル１２１〜１２３と第２上側母線２２８とがショート故障していると特定可能である。また例えば、端子電圧が略グランド電圧である場合（すなわち、グランド電圧を含む所定範囲内である場合）、当該相のコイル１２１〜１２３と第２下側母線２２９とがショート故障していると特定可能である。
【００２９】
制御部４１の詳細を図３に示す。図３中のモータ１０内部の線図は、電圧方程式を示している。電圧方程式の詳細については、後述の実施形態にて説明する。
図３では、第１系統１０１の制御に係る構成を記載しており、第２系統１０２も同様の制御構成を有するものとする。第２系統１０２が故障系統である場合、正常系統である第１系統１０１を制御することでモータ１０を駆動する。第２インバータ部２２については、全てのＳＷ素子２２１〜２２６および第２電源リレー３２をオフにする旨の制御をする。すなわち、信号生成部４８は、第２インバータ部２２のＳＷ素子２２１〜２２６を全てオフする旨の制御信号を生成する。第２実施形態〜第５実施形態についても同様とする。
【００３０】
図３に示すように、制御部４１は、指令演算部５１、第１電流推定器６１、第１外乱電圧推定器６２、および、トルク演算器６３を有する。
指令演算部５１は、３相２相変換部５１０、トルク補正部５１１、減算器５１２、５１３、制御器５１４、５１５、ｄｑ非干渉電圧演算部５１６、５１７、非干渉電圧補正部５１８、５１９、２相３相変換部５２０、および、外乱電圧補正部５２１、５２２、５２３を有する。ここで説明する指令演算部５１は、故障系統にショート故障が生じている場合の正常系統の指令を演算するものであって、回転電機制御装置１が正常である場合には、別途の処理にて指令演算が行われる。後述の実施形態の指令演算部についても同様である。
【００３１】
３相２相変換部５１０は、第１電流検出部２６により検出されたＵ１電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｖ１電流検出値Ｉｖ１＿ｓ、および、Ｗ１電流検出値Ｉｗ１＿ｓを、電気角θに基づいてｄｑ変換し、第１巻線組１１のｄ軸電流検出値Ｉｄ１＿ｓ、および、ｑ軸電流検出値Ｉｑ１＿ｓを演算する。ここで、ｄｑ軸の電流検出値Ｉｄ１＿ｓ、Ｉｑ＿１ｓは、３相の電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓを単にｄｑ変換した値であって、いずれも「電流検出値」の概念に含まれるものであり、適宜選択可能である。後述の外乱電圧推定値や電流推定値についても同様、３相の値とするか、ｄｑ軸の値とするかは、適宜選択可能である。
【００３２】
トルク補正部５１１は、トルク演算器６３で演算されたトルク補正値Ｉｑ＿ｃを、ｑ軸電流指令値Ｉｑ*に加算し、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑ**を演算する。
ｄ軸減算器５１２は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを演算する。本実施形態のｄ軸電流偏差ΔＩｄは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ*とフィードバックされるｄ軸電流検出値Ｉｄ１＿ｓとの偏差である。
ｑ軸減算器５１３は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを演算する。本実施形態のｑ軸電流偏差ΔＩｑは、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑ**とフィードバックされるｑ軸電流検出値Ｉｑ１＿ｓとの偏差である。
【００３３】
ｄ軸制御器５１４は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄが０に収束するように、ＰＩ演算等により基本ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*＿ｂを演算する。
ｑ軸制御器５１５は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑが０に収束するように、ＰＩ演算等により基本ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*＿ｂを演算する。
【００３４】
ｄｑ非干渉電圧演算部５１６は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑに基づき、ｄ軸非干渉化電圧Ｖｄ＿ｄｃを演算する。
ｄｑ非干渉電圧演算部５１７は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄに基づき、ｑ軸非干渉化電圧Ｖｑ＿ｄｃを演算する。
【００３５】
ｄ軸非干渉電圧補正部５１８は、基本ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*＿ｂからｄ軸非干渉化電圧Ｖｄ＿ｄｃを減算し、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*を演算する。
ｑ軸非干渉電圧補正部５１９は、基本ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*＿ｂにｑ軸非干渉化電圧Ｖｑ＿ｄｃを加算し、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*を演算する。
２相３相変換部５２０は、電気角θ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、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*、補正前Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*、および、補正前Ｗ相電圧指令値Ｖｗ*を演算する。
【００３６】
Ｕ相外乱電圧補正部５２１は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*にＵ相第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１を加算し、補正後Ｕ相電圧指令値Ｖｕ**を演算する。
Ｖ相外乱電圧補正部５２２は、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*にＶ相第１外乱電圧推定値Ｖｖ＿ｇ１を加算し、補正後Ｖ相電圧指令値Ｖｖ**を演算する。
Ｗ相外乱電圧補正部５２３は、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ*にＷ相第１外乱電圧推定値Ｖｗ＿ｇ１を加算し、補正後Ｗ相電圧指令値Ｖｗ**を演算する。
演算された補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**は、信号生成部４８（図２参照）に出力される。信号生成部４８では、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**に基づいて、ＳＷ素子２１１〜２１６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路３５（図２参照）を経由して、第１インバータ部２１に出力される。図３においては、信号生成部４８および駆動回路３５の記載を攻略した。後述の図４等も同様である。
【００３７】
第１電流推定器６１は、逆起電圧により故障系統に流れる故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆを推定した値である第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１を演算する。第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１は、電気角θ、および、電気角θの時間微分により演算される回転角速度ωに基づき、回路方程式を用いて演算される。回路方程式に替えて、予め記憶されるマップを用いたマップ演算により、第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１を演算してもよい。
第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１は、第１外乱電圧推定器６２およびトルク演算器６３に出力される。
【００３８】
第１外乱電圧推定器６２は、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆに流れる電流により正常系統に発生する外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを推定した値である第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１を演算する。第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１は、第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１に基づいて演算される。第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１は、式（１−１）〜（１−３）により演算される。なお、式中のＭは、磁気的に結合される第１巻線組１１と第２巻線組１２間に発生する相互インダクタンスである。また、式中のｓは、ラプラス変数である。
Ｖｕ＿ｇ１＝Ｍ×ｓ×Ｉｕ＿ｆ１−Ｍ×ｓ×Ｉｖ＿ｆ１    ・・・（１−１）
Ｖｖ＿ｇ１＝Ｍ×ｓ×Ｉｖ＿ｆ１−Ｍ×ｓ×Ｉｗ＿ｆ１    ・・・（１−２）
Ｖｗ＿ｇ１＝Ｍ×ｓ×Ｉｗ＿ｆ１−Ｍ×ｓ×Ｉｕ＿ｆ１    ・・・（１−３）
演算された第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１は、外乱電圧補正部５２１、５２２、５２３に出力される。
【００３９】
トルク演算器６３は、第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ１により生じるブレーキトルクＴｂを演算する。ブレーキトルクＴｂは、式（２）により演算される。なお、式中のＫｔは、トルク変換に係る係数である。
Ｔｂ＝Ｉｕ＿ｆ１×Ｋｔ×ｓｉｎθ＋Ｉｖ＿ｆ１×Ｋｔ×ｓｉｎ（θ−１２０）
＋Ｉｗ＿ｆ１×Ｋｔ×ｓｉｎ（θ＋１２０）    ・・・（２）
また、トルク演算器６３は、演算されたブレーキトルクＴｂを、ｑ軸電流に換算し、トルク補正値Ｉｑ＿ｃを演算する。
【００４０】
本実施形態では、外乱電圧補正部５２１、５２２、５２３は、第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１を電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に加算している。換言すると、指令演算部５１は、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇの分を補った補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算している、ともいえる。
また、トルク補正部５１１は、トルク補正値Ｉｑ＿ｃをｑ軸電流指令値Ｉｑ*に加算している。換言すると、指令演算部５１は、故障系統に流れる電流により生じるブレーキトルク分を補った補正後電流指令値Ｉｑ**を用いて補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算している、とも言える。
すなわち、一方の系統にショート故障が生じた場合であっても、故障系統に流れる電流の影響を補正して補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算することにより、正常系統を適切に制御可能である。
【００４１】
以上詳述したように、本実施形態の回転電機制御装置１は、互いに磁気的に結合する複数の巻線組１１、１２を有するモータ１０の駆動を制御するものであって、インバータ部２１、２２と、制御部４１と、を備える。
インバータ部２１、２２は、巻線組１１、１２ごとに設けられる。第１インバータ部２１は、第１巻線組１１の各相に対応して設けられる高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３、および、高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３の低電位側に接続される低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６を有する。第２インバータ部２２は、第２巻線組１２の各相に対応して設けられる高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３、および、高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３の低電位側に接続される低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６を有する。
制御部４１は、インバータ部２１、２２を制御する。詳細には、制御部４１は、インバータ部２１、２２のＳＷ素子２１１〜２１６、２２１〜２２６のオンオフ作動を制御する。
【００４２】
本実施形態では、巻線組１１、１２と、巻線組１１、１２に対応して設けられるインバータ部２１、２２とを「系統」とする。具体的には、第１巻線組１１と第１インバータ部２１とを第１系統１０１とし、第２巻線組１２と第２インバータ部２２とを第２系統１０２とする。
制御部４１は、信号生成部４８と、第１外乱電圧推定器６２と、指令演算部５１と、を有する。
信号生成部４８は、高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３、２２１〜２２３、および、低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６、２２４〜２２６のオンオフ作動を制御する制御信号を生成する。
【００４３】
ここで、高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３の高電位側を接続する第１上側母線２１８または低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６の低電位側を接続する第１下側母線２１９と、第１巻線組１１のいずれかの相とが導通状態となる故障をショート故障とする。同様に、高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３の高電位側を接続する第２上側母線２２８または低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６の低電位側を接続する第２下側母線２２９と、第２巻線組１２のいずれかの相とが導通状態となる故障をショート故障とする。なお、「導通状態」とは、完全に短絡している状態に限らず、上述の通り、電気的に切断できない程度に導通している状態も含まれるものとする。
また、ショート故障が生じている系統を故障系統とし、ショート故障が生じていない系統を正常系統とする。
【００４４】
第１外乱電圧推定器６２は、ショート故障が生じている場合、故障系統に流れる電流により、正常系統に発生する電圧である外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを推定した値である第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１を演算する。
指令演算部５１は、第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１に応じ、正常系統への通電に係る補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算する。
これにより、一部の系統にてショート故障が生じた場合であっても、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆの影響を受けることなく、正常系統を制御することができるので、正常系統を用いてモータ１０を適切に駆動させることができる。
【００４５】
指令演算部５１は、モータ１０の駆動に係る電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*と正常系統の各相の電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ＿１ｓとに基づいて演算される電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を、第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１で補正して、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算する。
これにより、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆの影響を受けることなく、より適切に正常系統を制御することができる。
【００４６】
第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１は、モータ１０の回転角速度ωに基づいて演算される。
これにより、オープン制御にて、比較的簡単な演算により、適切に外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを推定することができる。
【００４７】
本実施形態では、信号生成部４８は、ショート故障が生じているとき、故障系統のインバータ部である第２インバータ部２２の高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３および低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６の全てをオフにする制御信号を生成する。これにより、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを可及的小さくすることができる。
本実施形態では、指令演算部５１が「指令演算手段」に対応し、第１外乱電圧推定器６２が「外乱電圧推定手段」に対応し、信号生成部４８が「信号生成手段」に対応する。また、第１外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ１、Ｖｖ＿ｇ１、Ｖｗ＿ｇ１が「外乱電圧推定値」に対応し、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**が「正常系統指令値」に対応する。
【００４８】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図４に基づいて説明する。
本実施形態の制御部４２は、指令演算部５３、第２外乱電圧推定器７１、バンドパスフィルタ７３、第２電流推定器７５、３相２相変換部７７を有する。
指令演算部５３は、３相２相変換部５１０、電流指令値補正部５３１、５３２、減算器５３３、５３４、制御器５１４、５１５、ｄｑ非干渉電圧演算部５１６、５１７、非干渉電圧補正部５１８、５１９、２相３相変換部５２０、および、外乱電圧補正部５４１、５４２、５４３を有する。
【００４９】
ｄ軸電流指令値補正部５３１は、第２電流推定器７５にて推定される第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を３相２相変換部７７にてｄｑ変換した値であるｄ軸第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２をｄ軸電流指令値Ｉｄ*に加算し、補正後ｄ軸電流指令値Ｉｄ**を演算する。
ｑ軸電流指令値補正部５３２は、第２電流推定器７５にて推定される第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を３相２相変換部７７にてｄｑ変換した値であるｑ軸第２電流推定値Ｉｑ＿ｆ２をｑ軸電流指令値Ｉｑ*に加算し、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑ**を演算する。
【００５０】
ｄ軸減算器５３３は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを演算する。本実施形態のｄ軸電流偏差ΔＩｄは、補正後ｄ軸電流指令値Ｉｄ**とフィードバックされるｄ軸電流検出値Ｉｄ１＿ｓとの偏差である。
ｑ軸減算器５３４は、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを演算する。本実施形態のｑ軸電流偏差ΔＩｑは、補正後ｑ軸電流指令値Ｉｑ**とフィードバックされるｑ軸電流検出値Ｉｑ１＿ｓとの偏差である。
【００５１】
Ｕ相外乱電圧補正部５４１は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ*にＵ相第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２を加算し、補正後Ｕ相電圧指令値Ｖｕ**を演算する。
Ｖ相外乱電圧補正部５４２は、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ*にＶ相第２外乱電圧推定値Ｖｖ＿ｇ２を加算し、補正後Ｖ相電圧指令値Ｖｖ**を演算する。
Ｗ相外乱電圧補正部５４３は、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ*にＷ相第２外乱電圧推定値Ｖｗ＿ｇ２を加算し、補正後Ｗ相電圧指令値Ｖｗ**を演算する。
【００５２】
第２外乱電圧推定器７１は、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆに流れる電流により正常系統に発生する外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを推定した値である第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２を演算する。第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２は、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*、電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓ、および、回転角速度ωに基づき、電圧方程式を用いて演算される。
【００５３】
多重巻線モータであるモータ１０の３相の電圧方程式は、式（３−１）〜（３−３）で表される。
Ｖｕ１＝Ｒ×Ｉｕ１＋Ｌ×ｓ×Ｉｕ１
＋Ｍ×ｓ×Ｉｕ２−Ｍ×ｓ×Ｉｖ２＋ω×φｕ１    ・・・（３−１）
Ｖｖ１＝Ｒ×Ｉｖ１＋Ｌ×ｓ×Ｉｖ１
＋Ｍ×ｓ×Ｉｖ２−Ｍ×ｓ×Ｉｗ２＋ω×φｖ１    ・・・（３−２）
Ｖｗ１＝Ｒ×Ｉｗ１＋Ｌ×ｓ×Ｉｗ１
＋Ｍ×ｓ×Ｉｗ２−Ｍ×ｓ×Ｉｕ２＋ω×φｗ１    ・・・（３−３）
【００５４】
式中の記号は、以下の通りである。
Ｖｕ１：Ｕ１コイル１１１の電圧
Ｖｖ１：Ｖ１コイル１１２の電圧
Ｖｗ１：Ｗ１コイル１１３の電圧
Ｒ：抵抗
Ｌ：自己インダクタンス
Ｍ：相互インダクタンス
ω：電気角速度
φｕ１、φｖ１、φｗ１：電機子鎖交磁束
【００５５】
外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを式（４−１）〜（４−３）とする。
Ｖｕ＿ｇ＝Ｍ×ｓ×Ｉｕ＿ｆ    ・・・（４−１）
Ｖｖ＿ｇ＝Ｍ×ｓ×Ｉｕ＿ｆ    ・・・（４−２）
Ｖｗ＿ｇ＝Ｍ×ｓ×Ｉｕ＿ｆ    ・・・（４−３）
なお、図４のモータ１０内は、式（３−１）〜（３−３）、および、式（４−１）〜（４−３）を線図で表している。他の図３等も同様である。
【００５６】
また、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２は、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*、電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓ、および、回転角速度ωから、式（５−１）〜（５−３）で演算することができる。
Ｖｕ＿ｇ２＝Ｖｕ*−（Ｒ×Ｉｕ１＿ｓ＋Ｌ×ｓ×Ｉｕ１＿ｓ＋ω×φｕ１）
・・・（５−１）
Ｖｒ＿ｇ２＝Ｖｖ*−（Ｒ×Ｉｖ１＿ｓ＋Ｌ×ｓ×Ｉｖ１＿ｓ＋ω×φｖ１）
・・・（５−２）
Ｖｗ＿ｇ２＝Ｖｗ*−（Ｒ×Ｉｗ１＿ｓ＋Ｌ×ｓ×Ｉｗ１＿ｓ＋ω×φｗ１）
・・・（５−３）
【００５７】
第２外乱電圧推定器７１で推定される第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２には、温度特性の影響、電流検出の誤差、ノイズ、および、出力電圧の誤差も含まれる。そのため、本実施形態では、これらの検出誤差等の影響を低減すべく、バンドパスフィルタ７３をかける。これにより、所望の周波数成分の第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２を取り出すことができる。バンドパスフィルタ７３の周波数特性は電気角速度に応じて可変としてもよい。後述のバンドパスフィルタ７４についても同様である。以下、バンドパスフィルタ７３から出力される値を、単に「第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２」とする。
バンドパスフィルタ７３から出力される第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２は、外乱電圧補正部５４１、５４２、５４３にて、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に加算され、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**が演算される。
【００５８】
第２電流推定器７５では、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆを推定した値である第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を演算する。第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２は、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２に基づいて演算される。第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２は、式（６）を前提とし、式（７−１）、（７−２）、（７−３）から演算できる。
Ｉｕ＿ｆ２＋Ｉｖ＿ｆ２＋Ｉｗ＿ｆ２＝０    ・・・（６）
Ｉｕ＿ｆ２＝（Ｖｕ＿ｇ−Ｖｗ＿ｇ）／（３×Ｍ×ｓ）    ・・・（７−１）
Ｉｖ＿ｆ２＝（Ｖｖ＿ｇ−Ｖｕ＿ｇ）／（３×Ｍ×ｓ）    ・・・（７−２）
Ｉｗ＿ｆ２＝（Ｖｗ＿ｇ−Ｖｖ＿ｇ）／（３×Ｍ×ｓ）    ・・・（７−３）
【００５９】
本実施形態では、３相モデルにて第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２および第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を演算しているので、ｄｑ軸間の干渉を考慮する必要がない。また、式（６）に示すように３相和＝０を用いることで、演算を簡略化することができる。
推定された第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２は、３相２相変換部７７にてｄｑ変換される。３相２相変換部７７にて演算された第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２は、電流指令値補正部５３１、５３２に出力される。
【００６０】
本実施形態では、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２は、正常系統の各相の電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ２＿ｓ、および、モータ１０の駆動に係る電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*と電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ２＿ｓとに基づいて演算される電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づいて演算される。
これにより、故障した相を特定しなくても、正常系統の電流検出値Ｉｄ１＿ｓ、Ｉｑ＿１ｓを用いて、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを適切に推定することができる。
【００６１】
制御部４２は、第２電流推定器７５を有する。
第２電流推定器７５は、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２に基づき、故障系統に流れる電流である故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆを推定した値である第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を演算する。
これにより、正常系統の電流検出値Ｉｕ１＿ｓ、Ｉｖ１＿ｓ、Ｉｗ１＿ｓに基づいて演算される第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２に基づき、適切に故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆを推定することができる。
【００６２】
指令演算部５３は、電流指令値Ｉｄ*、Ｉｑ*を第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２で補正した補正後電流指令値Ｉｄ**、Ｉｑ**に基づき、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算する。
これにより、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆに起因するブレーキトルクを正常系統にて補うことができるので、両系統を合算したときのトルク変動を低減することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６３】
本実施形態では、指令演算部５３が「指令演算手段」に対応し、第２外乱電圧推定器７１が「外乱電圧推定手段」に対応し、第２電流推定器７５が「電流推定手段」に対応する。また、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２が「外乱電圧推定値」に対応し、３相の第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２、および、ｄｑ軸の第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２が「電流推定値」に対応する。その他は上記実施形態と同様である。
【００６４】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図５に基づいて説明する。第２実施形態では、３相の電圧方程式を用いているのに対し、本実施形態では、ｄｑ軸の電圧方程式を用いている点が異なる。３相モデルに替えて、ｄｑ軸モデルとすることで、演算式の数を低減することができる。
図５に示すように、制御部４３は、指令演算部５５、第２外乱電圧推定器７２、バンドパスフィルタ７４、および、第２電流推定器７６を有する。
指令演算部５５は、３相２相変換部５１０、電流指令値補正部５３１、５３２、減算器５３３、５３４、制御器５１４、５１５、ｄｑ非干渉電圧演算部５１６、５１７、非干渉電圧補正部５１８、５１９、外乱電圧補正部５５１、５５２、および、２相３相変換部５５３を有する。
【００６５】
ｄ軸外乱電圧補正部５５１は、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*に、第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２を加算し、補正後ｄ軸電圧指令値Ｖｄ**を演算する。
ｑ軸外乱電圧補正部５５２は、ｑ軸電圧指令値Ｖｑ*に、第２外乱電圧推定値Ｖｑ＿ｇ２を加算し、補正後ｑ軸電圧指令値Ｖｑ**を演算する。
２相３相変換部５５３は、電気角θに基づき、補正後ｄ軸電圧指令値Ｖｄ**および補正後ｑ軸電圧指令値Ｖｑ**を逆ｄｑ変換し、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*を演算する。信号生成部４８は、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**に替えて、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に基づいて制御信号を生成する。後述の第５実施形態についても同様である。
【００６６】
第２外乱電圧推定器７２は、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆに流れる電流により正常系統に発生するｄｑ軸の外乱電圧Ｖｄ＿ｇ、Ｖｑ＿ｇを推定した値である第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２を演算する。第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２は、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*、および、３相２相変換部５１０にてｄｑ変換された電流検出値Ｉｄ１＿ｓ、Ｉｑ１＿ｓ、および、回転角速度ωに基づき、電圧方程式を用いて演算される。
【００６７】
多重巻線モータであるモータ１０のｄｑ軸の電圧方程式は、式（８−１）、（８−２）で表される。式中のＶｄ１は、第１巻線組１１のｄ軸電圧であり、Ｖｑ１は、第１巻線組１１のｑ軸電圧である。また、式中のＩｄ１は、第１巻線組１１のｄ軸電流であり、Ｖｑ１は、第１巻線組１１のｑ軸電流である。
Ｖｄ１＝Ｒ×Ｉｄ１＋Ｌ×ｓ×Ｉｄ１−ω×Ｌ×Ｉｑ１
＋Ｍ×ｓ×Ｉｄ２−ω×Ｍ×Ｉｑ２    ・・・（８−１）
Ｖｑ１＝Ｒ×Ｉｑ１＋Ｌ×ｓ×Ｉｑ１＋ω×Ｌ×Ｉｄ１
＋Ｍ×ｓ×Ｉｑ２＋ω×Ｍ×Ｉｄ２＋ω×φ１    ・・・（８−２）
【００６８】
ｄｑ軸の外乱電圧Ｖｄ＿ｇ、Ｖｑ＿ｇを式（９−１）、（９−２）とする。
Ｖｄ＿ｇ＝Ｍ×ｓ×Ｉｄ＿ｆ−ω×Ｍ×Ｉｑ＿ｆ    ・・・（９−１）
Ｖｑ＿ｇ＝Ｍ×ｓ×Ｉｑ＿ｆ＋ω×Ｍ×Ｉｄ＿ｆ    ・・・（９−２）
【００６９】
また、外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２は、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*、電流検出値Ｉｄ１＿ｓ、Ｉｑ１＿ｓ、および、回転角速度ωから、式（１０−１）、（１０−２）で演算することができる。
Ｖｄ＿ｇ２
＝Ｖｄ*−（Ｒ×Ｉｄ１＿ｓ＋Ｌ×ｓ×Ｉｄ１＿ｓ−ω×Ｌ×Ｉｑ１＿ｓ）
・・・（１０−１）
Ｖｑ＿ｇ２
＝Ｖｑ*−（Ｒ×Ｉｑ１＿ｓ＋Ｌ×ｓ×Ｉｑ１＿ｓ＋ω×Ｌ×Ｉｄ１＿ｓ＋ω×φ）
・・・（１０−２）
【００７０】
外乱電圧推定器７２で推定される外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２には、第２実施形態と同様の誤差が含まれるので、バンドパスフィルタ７４をかけることにより、所望の周波数成分を取り出す。以下、バンドパスフィルタ７４から出力される値を、単に「外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２」とする。
バンドパスフィルタ７４から出力される外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２は、外乱電圧補正部５５１、５５２にて、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*に加算される。そして、補正後ｄ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*が演算される。
【００７１】
第２電流推定器７６は、故障系統電流Ｉｄ＿ｆ、Ｉｑ＿ｆを推定した値である第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２を演算する。第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ３は、第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２に基づいて演算される。第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２は、式（１０−１）、（１０−２）の連立方程式を解くことで、式（１１−１）、（１１−２）から演算できる。
Ｉｄ＿ｆ２＝（−ω×Ｍ×Ｖｄ＿ｇ２＋Ｍ×ｓ×Ｖｑ＿ｇ２）
／（Ｍ2×ｓ2＋ω2×Ｍ2）    ・・・（１１−１）
Ｉｑ＿ｆ２＝（ω×Ｍ×Ｖｑ＿ｇ２＋Ｍ×ｓ×Ｖｄ＿ｇ２）
／（Ｍ2×ｓ2＋ω2×Ｍ2）    ・・・（１１−２）
推定されたｄｑ軸の第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２は、電流指令値補正部５３１、５３２に出力される。本実施形態では、第２電流推定器７６にて、ｄｑ軸の第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２を演算しているので、第２実施形態における３相２相変換部７７を省略可能であり、制御構成を簡素化することができる。
【００７２】
本実施形態は、第２実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、指令演算部５５が「指令演算手段」に対応し、第２外乱電圧推定器７２が「外乱電圧推定手段」に対応し、第２電流推定器７６が「電流推定手段」に対応する。また、第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２が「外乱電圧推定値」に対応し、第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２が「電流推定値」に対応し、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*が「正常系統指令値」に対応する。その他については、上記実施形態と同様である。
【００７３】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図６および図７に基づいて説明する。
図６に示すように、制御部４４は、指令演算部５６、第１電流推定器６１、トルク演算器６３、第２外乱電圧推定器７１、バンドパスフィルタ７３、第２電流推定器７５、および、故障相判定器７９を有する。
【００７４】
指令演算部５６は、３相２相変換部５１０、トルク補正部５１１、減算器５１２、５１３、制御器５１４、５１５、ｄｑ非干渉電圧演算部５１６、５１７、非干渉電圧補正部５１８、５１９、２相３相変換部５２０、および、外乱電圧補正部５４１、５４２、５４３を有する。
指令演算部５６は、電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*に、第２外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２を加算して、補正後電圧指令値Ｖｕ**、Ｖｖ**、Ｖｗ**を演算する点を除き、第１実施形態の指令演算部５１と同様である。
【００７５】
本実施形態では、第２電流推定器７５で推定される第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を用い、故障相判定器７９にて、ショート故障が生じている箇所を特定する。
故障相判定器７９における故障相判定処理を図７に示すフローチャートに基づいて説明する。故障相判定処理は、故障相判定器７９にて、所定の周期で実行される。なお、故障相判定処理の演算周期は、指令演算部５６の演算周期と同じでもよいし、指令演算部５６の演算周期よりも長い周期としてもよい。
【００７６】
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。）では、Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈは、所定値としてもよいし、モータ１０の回転数または回転角速度ωが大きくなるほど、絶対値が大きくなるように、可変にしてもよい。負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈについても同様である。Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、Ｕ相正側故障カウンタをインクリメントする。以下、正側故障カウンタを、図７中では、「＋カウンタ」と記載する。
【００７７】
Ｓ１０３では、Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、Ｖ相正側故障カウンタをインクリメントする。
【００７８】
Ｓ１０５では、Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行する。Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が正側の短絡判定閾値Ｉ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。
Ｓ１０６では、Ｗ相正側故障カウンタをインクリメントする。
【００７９】
Ｓ１０７では、Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満か否かを判断する。Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０７：ＮＯ）、Ｓ１０９へ移行する。Ｕ相第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１０７：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行する。
Ｓ１０８では、Ｕ相負側故障カウンタをインクリメントする。以下、負側故障カウンタを、図７中では、「−カウンタ」と記載する。
【００８０】
Ｓ１０９では、Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満か否かを判断する。Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、Ｓ１１１へ移行する。Ｖ相第２電流推定値Ｉｖ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。
Ｓ１１０では、Ｖ相負側故障カウンタをインクリメントする。
【００８１】
Ｓ１１１では、Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満か否かを判断する。Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１３へ移行する。Ｗ相第２電流推定値Ｉｗ＿ｆ２が負側の短絡判定閾値−Ｉ＿ｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、Ｓ１１０へ移行する。
Ｓ１１２では、Ｗ相負側故障カウンタをインクリメントする。
【００８２】
Ｓ１１３では、Ｕ相正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｕ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下である判断された場合（Ｓ１１３：ＮＯ）、Ｓ１１５へ移行する。Ｕ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１１３：ＹＥＳ）、Ｓ１１４へ移行する。
Ｓ１１４では、Ｕ２コイル１２１と第２上側母線２２８とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｕ＋故障フラグＦｌｇＵ＋をオンにする。
【００８３】
Ｓ１１５では、Ｖ相正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｖ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下である判断された場合（Ｓ１１５：ＮＯ）、Ｓ１１７へ移行する。Ｖ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１１５：ＹＥＳ）、Ｓ１１６へ移行する。
Ｓ１１６では、Ｖ２コイル１２２と第２上側母線２２８とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｖ＋故障フラグＦｌｇＶ＋をオンにする。
【００８４】
Ｓ１１７では、Ｗ相正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｗ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下である判断された場合（Ｓ１１７：ＮＯ）、Ｓ１１９へ移行する。Ｗ相の正側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１１７：ＹＥＳ）、Ｓ１１８へ移行する。
Ｓ１１８では、Ｗ２コイル１２３と第２上側母線２２８とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｗ＋故障フラグＦｌｇＷ＋をオンにする。
【００８５】
Ｓ１１９では、Ｕ相負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｕ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下である判断された場合（Ｓ１１９：ＮＯ）、Ｓ１２１へ移行する。Ｕ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１１９：ＹＥＳ）、Ｓ１２０へ移行する。
Ｓ１２０では、Ｕ２コイル１２１と第２下側母線２２９とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｕ−故障フラグＦｌｇＵ−をオンにする。
【００８６】
Ｓ１２１では、Ｖ相負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｖ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下であると判断された場合（Ｓ１２１：ＮＯ）、Ｓ１２３へ移行する。Ｖ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１２１：ＹＥＳ）、Ｓ１２２へ移行する。
Ｓ１２２では、Ｖ２コイル１２２と第２下側母線２２９とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｖ−故障フラグＦｌｇＶ−をオンにする。
【００８７】
Ｓ１２３では、Ｗ相負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいか否かを判断する。Ｗ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂ以下である判断された場合（Ｓ１２３：ＮＯ）、本処理を終了する。Ｗ相の負側故障カウンタのカウント値が判定値Ｂより大きいと判断された場合（Ｓ１２３：ＹＥＳ）、Ｓ１２４へ移行する。
Ｓ１２４では、Ｗ２コイル１２３と第２下側母線２２９とが略導通状態となる異常が生じていると判定し、Ｗ−故障フラグＦｌｇＷ−をオンにする。
【００８８】
これにより、第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２に基づき、ショート故障が生じている相である故障相を適切に特定することができる。特定された故障相に係る情報である故障フラグＦｌｇＵ＋、ＦｌｇＶ＋、ＦｌｇＷ＋、ＦｌｇＵ−、ＦｌｇＶ−、ＦｌｇＷ−は、第１電流推定器６１に出力される。
第１電流推定器６１では、故障相判定器７９から出力されたＦｌｇＵ＋、ＦｌｇＶ＋、ＦｌｇＷ＋、ＦｌｇＵ−、ＦｌｇＶ−、ＦｌｇＷ−に基づいて特定される故障相の情報を用い、第１電流推定値Ｉｕ＿ｆ１、Ｉｖ＿ｆ１、Ｉｗ＿ｆ２を演算する。
【００８９】
なお、ショート故障が生じていることが特定されており、かつ、全ての故障フラグＦｌｇＵ＋、ＦｌｇＶ＋、ＦｌｇＷ＋、ＦｌｇＵ−、ＦｌｇＶ−、ＦｌｇＷ−がオフである場合、信号異常に起因するショート故障であって、ＳＷ素子２２１〜２２６自体は正常であると特定できる。例えば、第２系統１０２側の制御全体を止めることで、ＳＷ素子２２１〜２２６をオフすることができ、コイル１２１〜１２３と上側母線２２８または下側母線２２９とを切断可能であれば、逆起電圧による故障系統への通電は起こらない。したがって正常系統は、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇの影響を受けない。この場合、トルク補正値Ｉｑ＿ｃ、および、外乱電圧推定値Ｖｕ＿ｇ２、Ｖｖ＿ｇ２、Ｖｗ＿ｇ２をゼロとしてもよい。また、正常系統における指令演算を、正常時と同様の処理としてもよい。
【００９０】
本実施形態の制御部４４は、故障相判定器７９を有する。故障相判定器７９は、第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２に基づき、故障系統の故障箇所を特定する。
これにより、第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２に基づき、故障箇所を適切に特定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、指令演算部５６が「指令演算手段」に対応し、故障相判定器７９が「故障箇所特定手段」に対応する。その他については、上記実施形態と同様である。
【００９１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を図８に基づいて説明する。
図８に示すように、制御部４５は、指令演算部５７、第１電流推定器６１、トルク演算器６３、第２外乱電圧推定器７２、バンドパスフィルタ７４、第２電流推定器７６、２相３相変換部７８、および、故障相判定器７９を有する。
指令演算部５７は、３相２相変換部５１０、トルク補正部５１１、減算器５１２、５１３、制御器５１４、５１５、ｄｑ非干渉電圧演算部５１６、５１７、非干渉電圧補正部５１８、５１９、外乱電圧補正部５５１、５５２、および、２相３相変換部５５３を有する。
【００９２】
本実施形態では、第３実施形態と同様、外乱電圧補正部５５１、５５２にて、電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*に第２外乱電圧推定値Ｖｄ＿ｇ２、Ｖｑ＿ｇ２加算して補正後電圧指令値Ｖｄ**、Ｖｑ**を演算する。また、補正後電圧指令値Ｖｄ**、Ｖｑ**を２相３相変換部５５３にて逆ｄｑ変換して電圧指令値Ｖｕ*、値Ｖｖ*、Ｖｗ*を演算する。この点を除き、本実施形態の指令演算部５７は、第１実施形態の指令演算部５１と同様である。
【００９３】
２相３相変換部７８は、第２電流推定器７６にて演算されるｄｑ軸の第２電流推定値Ｉｄ＿ｆ２、Ｉｑ＿ｆ２を逆ｄｑ変換し、３相の第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２を演算する。演算された第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２は、故障相判定器７９に出力される。
故障相判定器７９では、第４実施形態と同様、第２電流推定値Ｉｕ＿ｆ２、Ｉｖ＿ｆ２、Ｉｗ＿ｆ２に基づいて、ショート故障が生じている箇所を特定する。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、指令演算部５７が「指令演算手段」に対応する。その他については、上記実施形態と同様である。
【００９４】
（第６実施形態）
本発明の第６実施形態を図９に基づいて説明する。図９は、第２巻線組１２、第２インバータ部２２、バッテリ３０、および、第２電源リレー３２以外の記載を省略した。また、図９（ａ）においては、第２電源リレー３２の記載も省略した。また、図９では、一点鎖線で示すＷ相の低電位側ＳＷ素子２２６がショート故障している例を示しており、オンされるＳＷ素子を実線、オフされるＳＷ素子を破線で記す。
本実施形態では、故障系統の制御を説明する。ここでは、正常系統の制御構成が第１実施形態と同様である場合を例に説明するが、第２実施形態〜第５実施形態の制御構成としてもよい。
【００９５】
図９に示すように、故障系統の第２インバータ部２２において、１つのＳＷ素子２２６がショート故障している状態にて、第１系統１０１を用いてモータ１０を駆動することにより、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆが流れると、電気１次の周期で脈動電流が流れる。
脈動電流に伴う外乱電圧を推定するためには、外乱電圧推定器６２の応答性が脈動電流に対して十分に速い必要がある。しかしながら、外乱電圧推定器６２の応答性には、制御周期、電流検出部２６、２７や回転角センサ２９等のノイズレベルで、限界がある。そこで本実施形態では、故障系統である第２系統１０２の第２インバータ部２２のＳＷ素子２２１〜２２６を制御することで、脈動電流の周波数を下げる。
【００９６】
図９（ａ）に示すように、ショート故障したＳＷ素子２２６と同電位に接続される全相のＳＷ素子２２４〜２２６をオンにする。なお、ショート故障したＳＷ素子が高電位側の素子であれば、高電位側の全相のＳＷ素子２２１〜２２３をオンにする。
ショート故障したＳＷ素子２２６と同電位側に接続される全相のＳＷ素子２２４〜２２６をオンにする場合、制御部４１から、低電位側の全相のＳＷ素子２２４、２２５、２２６をオンする旨の信号を出力することが望ましい。また、生じているショート故障がＳＷ素子２２６自体のショート故障であって、ＳＷ素子２２６をオンする旨の信号を出力せずともオン状態となっていれば、残りの２相のＳＷ素子２２４、２２５をオンする旨の信号を出力するようにしてもよい。残りの２相をオンにする旨の信号を出力することも、「信号生成手段が、上側母線と巻線組のいずれかの相とが導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統の高電位側スイッチング素子を全てオンにする制御信号を生成する」、または、「下側母線と巻線組のいずれかの相とが導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統の低電位側スイッチング素子を全てオンにする制御信号を生成する」の概念に含まれるものとする。
これにより、故障系統の３相に略正弦波の電流が流れるので、ｄ軸電流およびｑ軸電流が略一定となる。すなわち、電流の脈動が抑制される。
【００９７】
また、図９（ｂ）に示すように、ショート故障したＳＷ素子２２６と異なる電位に接続される全相のＳＷ素子２２１〜２２３をオンにするようにしてもよい。なお、ショート故障したＳＷ素子が高電位側の素子であれば、低電位側の全相のＳＷ素子２２４〜２２６を全相オンにする。
このとき、ショート故障が生じている相は、上下のＳＷ素子がオン状態となるため、第２電源リレー３２を開にする必要がある。なお、図９（ａ）のように、同電位側のＳＷ素子を全相オンにする場合は、第２電源リレー３２の状態は、開閉どちらでもよい。
ショート故障したＳＷ素子２２６と異なる電位に接続されるＳＷ素子２２１〜２２３をオンすることにより、３相の抵抗が揃うため、より電流の脈動を抑制することができる。
【００９８】
図９にて説明したように、ショート故障したＳＷ素子と同電位の全相、または、異なる電位の全相をオン制御することにより、故障系統の全てのＳＷ素子をオフする場合と比較し、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇが全体的に大きくなるが、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇの変動は小さくなる。本実施形態では、正常系統にて外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇを補う制御を行っているので、外乱電圧Ｖｕ＿ｇ、Ｖｖ＿ｇ、Ｖｗ＿ｇの変動を抑えることにより、制御性が向上する。
【００９９】
本実施形態では、信号生成部４８（図２参照）は、第２上側母線２２８と第２巻線組１２と導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統のインバータ部である第２インバータ部２２の高電位側ＳＷ素子２２１〜２２３を全てオンにする制御信号を生成する。
また、信号生成部４８は、第２下側母線２２９と第２巻線組１２と導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統のインバータ部である第２インバータ部２２の低電位側ＳＷ素子２２４〜２２６を全てオンにする制御信号を生成する。
これにより、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆの脈動を低減することができる。
【０１００】
回転電機制御装置１は、それぞれのインバータ部２１、２２とバッテリ３０との間に設けられ、制御部４１により開閉が制御される電源リレー３１、３２を備える。
信号生成部４８は、第２上側母線２２８と第２巻線組１２と導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統のインバータ部である第２インバータ部２２の低電位側ＳＷ素子２１４〜２１６を全てオンにする。
また、信号生成部４８は、第２下側母線２２９と第２巻線組１２と導通状態となるショート故障が生じている場合、故障系統のインバータ部である第２インバータ部２２の高電位側ＳＷ素子２１１〜２１３を全てオンにする。
さらにまた、制御部４１は、故障系統に設けられる第２電源リレー３２を開とする。
これにより、故障系統電流Ｉｕ＿ｆ、Ｉｖ＿ｆ、Ｉｗ＿ｆの脈動をより低減することができる。
【０１０１】
（他の実施形態）
（ア）外乱電圧推定値、電流推定値
上記実施形態では、回転角速度に基づき、回路方程式を用いて推定される故障系統に流れる電流に係る電流推定値を「第１電流推定値」とし、第１電流推定値に基づいて推定される外乱電圧を「第１外乱電圧」とした。また、正常系統の電流検出値および電圧指令値に基づき、電圧方程式を用いて推定される外乱電圧を「第２外乱電圧推定値」とし、第２外乱電圧推定値に基づいて推定される故障系統に流れる電流に係る電流推定値を「第２電流推定値」とした。補足として、第１電流推定値および第２電流推定値は、同様の故障系統電流を推定しているが、演算方法が異なるため、便宜上、「第１」、「第２」を付して区別している。外乱電圧推定値についても同様である。
他の実施形態では、故障系統電流および外乱電圧の推定方法は、上記実施形態にて説明した演算に限らず、どのような方法で推定してもよい。
【０１０２】
（イ）指令演算手段
第２実施形態等では、電流指令値補正部にて、第２電流推定値に基づいて電流指令値が補正され、外乱電圧補正部にて、第２外乱電圧推定値に基づいて電圧指令値が補正される。他の実施形態では、電圧指令値補正部、または、外乱電圧補正部の一方を省略してもよい。
補足として、「指令演算手段が（外乱電圧推定値に基づいて演算された）電流推定値に基づいて電流指令値を補正する」ことは、「指令演算手段が、外乱電圧推定値に応じ、正常系統への通電制御に係る正常系統指令値を演算する」という概念に含まれる。また、「指令演算手段が電流推定値に基づいて電流指令値を補正する」ことは、故障系統のトルクを正常系統にて補っている、と捉えることもできる。
もちろん、「指令演算手段が、外乱電圧推定値に基づいて電圧指令値を補正する」ことも、「指令演算手段が、外乱電圧に応じ、正常系統への通電に係る正常系統指令値を演算する」という概念に含まれる。
【０１０３】
（ウ）電流検出素子
上記実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗であって、低電位側ＳＷ素子の低電位側に設けられる。他の実施形態では、電流検出素子は、シャント抵抗に限らず、例えばホールＩＣ等であってもよい。また、他の実施形態では、電流検出素子を、高電位側ＳＷ素子の高電位側、または、巻線組とインバータ部との間等、低電位側ＳＷ素子の低電位側以外の箇所に設けてもよい。
【０１０４】
（エ）回転電機
上記実施形態では、巻線組が２組設けられ、これに対応してインバータ部等も２組設けられる。他の実施形態では、巻線組の数は、３組以上であってもよい。
上記実施形態では、第１巻線組と第２巻線組とは、各相の位相が３０［°］ずれて配置される。他の実施形態では、巻線組の配置は、どのようであってもよい。巻線の配置が異なっていても、系統間の相互インダクタンスの現れ方が異なるものの、同様の計算にて、外乱電圧や故障系統電流を推定可能である。
【０１０５】
上記実施形態では、回転電機は、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、回転電機は、３相に限らず、４相以上としてもよい。また、ブラシレスモータに限らず、どのようなモータとしてもよい。また、回転電機は、モータに限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
上記実施形態では、回転電機は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、回転電機駆動装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
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】
【０１０６】
１・・・回転電機制御装置
１０・・・モータ（回転電機）
１１、１２・・・巻線組
２１、２２・・・インバータ
４１〜４５・・・制御部
４８・・・信号生成部（信号生成手段）
５１、５３、５５、５６、５７・・・指令演算部（指令演算手段）
６２・・・第１外乱電圧推定器（外乱電圧推定手段）
７１、７２・・・第２外乱電圧推定器（外乱電圧推定手段）
７５、７６・・・第２電流推定器（電流推定手段）
【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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