CN109964401B - 旋转电机的控制装置及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置 - Google Patents

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Abstract

构成为当开关元件切断故障判定单元判定开关元件切断切换单元的故障时，产生基于第1电枢绕组而产生的输出转矩、以及基于第2电枢绕组而产生的输出转矩，以使得彼此成为相反方向。

Description

旋转电机的控制装置及具备该旋转电机的控制装置的电动助 力转向装置
技术领域
本发明涉及具备多组电枢绕组的旋转电机的控制装置、及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置。
背景技术
以往，存在如下电动助力转向装置：构成为对驱动产生辅助转矩的旋转电机的开关元件的驱动停止功能的异常进行监视来检测潜在的故障，由此来避免旋转电机的异常动作并提高安全性(例如，参照专利文献1)。
在专利文献1所公开的现有的电动助力转向装置中，构成为在启动时对驱动旋转电机的开关元件进行驱动，并使用旋转电机的端子电压来确认如下情况，即：上述开关元件的驱动因作为检查用而从微机输出的切断信号而停止的情况。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利第5496257号公报
发明内容
发明所要解决的技术问题
根据专利文献1公开的现有的电动助力转向控制装置，在启动时的开关元件的驱动停止功能有无异常的确认中，对构成功率转换装置的桥式电路的开关元件逐个确认有无异常，以避免在旋转电机中产生输出转矩而导致方向盘发生自转的情况。然而，由于对开关元件逐个确认有无异常以使得不产生旋转电机的输出转矩，因此，为了判定开关元件的切断，需要设置对旋转电机的端子电压进行检测的端子电压检测单元。
本发明是为了解决现有的电动助力转向装置中的上述问题而完成的，其目的在于提供一种旋转电机的控制装置及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，能使确认开关元件的切断功能所需的结构简化。
解决技术问题所采用的技术方案
本发明所涉及的旋转电机的控制装置
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者，
使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向。
此外，本发明所涉及的旋转电机的控制装置
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1，将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off，并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]。
并且，本发明所涉及的电动助力转向装置包括：
旋转电机的控制装置，该旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制；以及旋转电机，该旋转电机由所述旋转电机的控制装置来控制，产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩，所述电动助力转向装置的特征在于，
所述旋转电机的控制装置包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者，
使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向。
此外，本发明所涉及的电动助力转向装置包括：
旋转电机的控制装置，该旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制；以及旋转电机，该旋转电机由所述旋转电机的控制装置来控制，产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩，所述电动助力转向装置的特征在于，
所述旋转电机的控制装置
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，所述旋转电机的控制装置包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1，将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off，并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]。
发明效果
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，该旋转电机的控制装置包括：电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，因此具有如下效果：在开关元件切断切换单元的故障判定前能设为抑制了输出转矩的状态，并且能得到使确认开关元件的切断功能所需的结构简化后的旋转电机的控制装置。
此外，根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其包括：电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]，因此，驱动状态下产生的输出转矩的合计与切断状态下产生的输出转矩的合计均降低，由此，即使更大的电流流过也能抑制在机械损耗内，能在不容易出现举动的状态下进行故障判定。
此外，根据具备本发明所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，其包括：旋转电机的控制装置，该旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制；以及旋转电机，该旋转电机由所述旋转电机的控制装置来控制，产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩，所述旋转电机的控制装置包括：电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，因此起到如下效果：在开关元件切断切换单元的故障判定前能设为抑制了输出转矩的状态，并且能使确认开关元件的切断功能所需的结构简化。
此外，根据具备本发明所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，所述旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其包括：电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1，将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off，并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]，因此，驱动状态下产生的输出转矩的合计与切断状态下产生的输出转矩的合计均降低，由此，即使更大的电流流过也能抑制在机械损耗内，能在不容易出现举动的状态下进行故障判定。
附图说明
图1是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的整体结构图。
图2是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的、电气角1周期中的流过第1电枢绕组的三相电流的说明图。
图3是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、电气角1周期中的针对第1电枢绕组的电压指令的说明图。
图4是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩的说明图。
图5是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩与机械损耗之间的关系的说明图。
图6是示出本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩的说明图。
图7是示出本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩与机械损耗之间的关系的说明图。
图8是示出本发明实施方式3所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩与机械损耗之间的关系的图。
具体实施方式
实施方式1.
图1是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的整体结构的图。在图1中，本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置如下所述，构成为由控制单元1来控制旋转电机3。
直流电源2分别向第1电压施加单元7a和第2电压施加单元7b输出直流电压Vdc。直流电源2可由电池、DC-DC转换器、二极管整流器、PWM整流器等输出直流电压的所有设备中的任意设备来构成。
旋转电机3包括由U1相绕组、V1相绕组、W1相绕组的三相绕组构成的第1电枢绕组31、以及由U2相绕组、V2相绕组、W2相绕组的三相绕组构成的第2电枢绕组32，分别通过星形接线来结合各相绕组，并具备由这些三相绕组构成的定子(未图示)。旋转电机3由定子、转子(未图示)、以及固定于转子的转轴(未图示)构成。
另外，以下说明中，以将本发明适用于各电枢绕组为三相、且转子配置有永磁体的永磁体型同步交流旋转电机的情况为例进行了说明，但本发明也可以对通过多相交流来进行旋转驱动的旋转电机使用，也可以是感应电机、励磁绕组型同期电机。此外，这里分别将第1电枢绕组31、第2电枢绕组32设为了星形接线，但设为三角形接线来构成也能得到同样的效果。
电压指令运算单元6运算用于驱动旋转电机3的第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1并将其输出至第1开关信号生成单元15a，并且，运算第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2并将其输出至第2开关信号生成单元15b。
作为第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1的运算方法，使用电流反馈控制方式等，其中，通过比例积分控制来运算第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1，以使得电流指令与分别流过第1电枢绕组31的三相绕组的U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1之间的偏差为零。流过第1电枢绕组31的三相绕组的U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1使用例如后述的分流电阻等已有的电流检测单元来得到。另外，在前馈控制、使用了推定值的控制中，无需向电压指令运算单元6输入U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1。
作为第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2的运算方法，使用电流反馈控制方式等，其中，通过比例积分控制来运算第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2，以使得电流指令与分别流过第2电枢绕组32的三相绕组的U2相电流Iu2、V2相电流Iv2、W2相电流Iw2之间的偏差为零。流过第2电枢绕组32的三相绕组的U2相电流Iu2、V2相电流Iv2、W2相电流Iw2使用例如后述的分流电阻等已有的电流检测单元来得到。另外，在前馈控制、使用了推定值的控制中，无需向电压指令运算单元6输入U2相电流Iu2、V2相电流Iv2、W2相电流Iw2。
第1开关信号生成单元15a基于从电压指令运算单元6输出的第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1，通过脉宽调制(PWM调制)来输出具有与第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1相对应的脉宽的第1开关信号Qup1、Qvp1、Qwp1、Qun1、Qvn1、Qwn1。另外，当然也可以使用空间矢量调制、二相调制等公知的调制方法对第1电压指令Vu1、Vv1、Vw1进行调制，并根据调制后得到的电压Vu11、Vv11、Vw11来生成第1开关信号Qup1、Qvp1、Qwp1、Qun1、Qvn1、Qwn1。
第1电压施加单元7a基于第1开关信号Qup1、Qvp1、Qwp1、Qun1、Qvn1、Qwn1，对U相上桥臂开关元件20aU、V相上桥臂开关元件20aV、W相上桥臂开关元件20aW、U相下桥臂开关元件21aU、V相下桥臂开关元件21aV、W相下桥臂开关元件21aW进行开关，由此来将从直流电源2输入的直流电压转换成交流电压，并将电压施加至旋转电机3的第1电枢绕组31的三相绕组U1、V1、W1。U相上桥臂开关元件20aU、V相上桥臂开关元件20aV、W相上桥臂开关元件20aW、U相下桥臂开关元件21aU、V相下桥臂开关元件21aV、W相下桥臂开关元件21aW构成基于三相桥式电路的三相逆变器电路。
U相上桥臂开关元件20aU、V相上桥臂开关元件20aV、W相上桥臂开关元件20aW、U相下桥臂开关元件21aU、V相下桥臂开关元件21aV、W相下桥臂开关元件21aW使用例如将IGBT、双极型晶体管、MOS功率晶体管等开关元件与二极管反向并联连接而得到的功率模块。
第1电流检测单元22aU、22aV、22aW分别由与第1电压施加单元7a的U相下桥臂开关元件21aU、V相下桥臂开关元件21aV、W相下桥臂开关元件21aW分别串联连接的分流电阻构成，基于其端子间电压来检测U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1。
第2开关信号生成单元15b基于从电压指令运算单元6输出的第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2，通过脉宽调制(PWM调制)来输出具有与第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2相对应的脉宽的第2开关信号Qup2、Qvp2、Qwp2、Qun2、Qvn2、Qwn2。另外，当然也可以使用空间矢量调制、二相调制等公知的调制方法对第2电压指令Vu2、Vv2、Vw2进行调制，并根据调制后得到的电压Vu21、Vv21、Vw21来生成第2开关信号Qup2、Qvp2、Qwp2、Qun2、Qvn2、Qwn2。
第2电压施加单元7b基于第2开关信号Qup2、Qvp2、Qwp2、Qun2、Qvn2、Qwn2，对U相上桥臂开关元件20bU、V相上桥臂开关元件20bV、W相上桥臂开关元件20bW、U相下桥臂开关元件21bU、V相下桥臂开关元件21bV、W相下桥臂开关元件21bW进行开关，由此来将从直流电源2输入的直流电压转换成交流电压，并将电压施加至旋转电机3的第2电枢绕组32的三相绕组U2、V2、W2。
U相上桥臂开关元件20bU、V相上桥臂开关元件20bV、W相上桥臂开关元件20bW、U相下桥臂开关元件21bU、V相下桥臂开关元件21bV、W相下桥臂开关元件21bW构成基于三相桥式电路的三相逆变器电路。
U相上桥臂开关元件20bU、V相上桥臂开关元件20bV、W相上桥臂开关元件20bW、U相下桥臂开关元件21bU、V相下桥臂开关元件21bV、W相下桥臂开关元件21bW使用例如将IGBT、双极型晶体管、MOS功率晶体管等开关元件与二极管反向并联连接而得到的功率模块。
第2电流检测单元22bU、22bV、22bW分别由与第2电压施加单元7b的U相下桥臂开关元件21bU、V相下桥臂开关元件21bV、W相下桥臂开关元件21bW分别串联连接的分流电阻构成，基于其端子间电压来检测U2相电流Iu2、V2相电流Iv2、W2相电流Iw2。
当从启动时的初始检查或各种输入信号检测出异常时等，开关元件切断切换单元8强制地将第1电压施加单元7a中的U相上桥臂开关元件20aU、V相上桥臂开关元件20aV、W相上桥臂开关元件20aW、U相下桥臂开关元件21aU、V相下桥臂开关元件21aV、W相下桥臂开关元件21aW、以及第2电压施加单元7b中的U相上桥臂开关元件20bU、V相上桥臂开关元件20bV、W相上桥臂开关元件20bW、U相下桥臂开关元件21bU、V相下桥臂开关元件21bV、W相下桥臂开关元件21bW中的任意个从驱动状态切换为切断状态。
如后文中所阐述的那样，开关元件切断故障判定单元9基于电流或电压来判定开关元件切断切换单元8的故障。
检测信息检测单元10将旋转电机3的转子的旋转角度θ、转速ω或根据旋转角度而变化的检测信号等角度信息输出至角度运算单元11及转速运算单元12。
作为角度信息检测单元10，可以使用例如霍尔元件、TMR元件、GMR元件、旋转变压器等位置检测器、以及电磁式、磁电式、光电式等旋转检测器等。角度运算单元11基于由角度信息检测单元10得到的信号来运算转子的旋转角度，并向电压指令运算单元6进行输出。若由角度信息检测单元10所得到的信号为转速ω，则可以对转速ω进行积分等来运算转子的旋转角度。
转速运算单元12基于由角度信息检测单元10得到的信号来运算转子的转速，并向电压指令运算单元6进行输出。若由角度信息检测单元10得到的信号为角度，则可以对角度θ进行微分、或使用本次的角度的值与上一次的角度的值的差分等来计算转速。另外，在由角度信息检测单元10得到的信号存在误差的情况下，可以用公知的方法来对该信号进行校正。
接着，对在电气角“210”[deg]下利用开关元件切断故障判定单元9来判定开关元件切断切换单元8有无故障的方法进行说明。
图2是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的、电气角1周期中的流过第1电枢绕组的三相电流的说明图，纵轴为电流，横轴为电气角。在由d轴和q轴构成的旋转2轴坐标系中，当第1电枢绕组31的d轴电流Id1为“0”[A]、q轴电流Iq1为“10√3”[A]时，电气角“360”[deg]之间的U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1如图2所示。在图2中，在电气角“210”[deg]下，U1相电流Iu1和W1相电流Iw1为“5√2”[A]，V1相电流Iv1为“-10√2”[A]。此外，在转子轻微旋转的情况下，电压与电流的相位几乎没有差，因此，若将三相绕组的电阻值设为R，则三相电压指令Vu1、Vv1、Vw1由下述式(1)来给出。
【数学式1】
Figure GDA0002055490900000141
图3是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、电气角1周期中的针对第1电枢绕组的电压指令的说明图，纵轴为电压，横轴为电气角。由式(1)得出的三相电压指令Vu1、Vv1、Vw1如图3所示。
若在流过上述U1相电流Iu1、V1相电流Iv1、W1相电流Iw1的驱动状态下，由开关元件切断切换单元8将U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，则针对U1相绕组的施加电压成为中性点电压，在U1相中流过的电流从W1相绕组流入V1相绕组，U1相电流Iu1off成为“0”[A]，V1相电流Iv1off成为“-15/√2”[A]，W1相电流Iw1off成为“15/√2”[A]。
另外，以上说明中，将把第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为驱动状态的状态简称为“驱动状态”，将把第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态的状态简称为“切断状态”。
切断状态时针对各相绕组的施加电压Vu1off、Vv1off、Vw1off可由下述式(2)来表示。
【数学式2】
Figure GDA0002055490900000142
在dq轴电流与三相电流之间，下述式(3)成立，因此，切断状态下的d轴电流Id1off成为“15/2”[A]，q轴电流Iqloff成为
Figure GDA0002055490900000152
[A]。
【数学式3】
Figure GDA0002055490900000151
这里，若将极对数设为P、将磁通设为φ、将转矩常数设为Kt，则第1电枢绕组31处于驱动状态的情况下的输出转矩T1由下述式(4)来给出。这里，为了简化说明，设式(4)为无磁阻转矩的情况下的数学式，但即使是有磁阻转矩的情况，也毫无疑问地能得到同样的效果。
【数学式4】
T1＝PIq1φ＝KtIq1…式(4)
第1电枢绕组31处于切断状态的情况下的输出转矩T1off由下述式(5)来给出。
【数学式5】
T1off＝PIq1offφ＝KtIq1off…式(5)
另一方面，若将第2电枢绕组32的d轴电流设为Id2、将q轴电流设为Iq2，则第2电枢绕组32处于驱动状态的情况下的输出转矩T2由下述式(6)来给出。
【数学式6】
T2＝PIq2φ＝KtIq2…式(6)
此时，第1电枢绕组31与第2电枢绕组32处于驱动状态的情况下的旋转电机3的输出转矩Tall由下述式(7)来给出。
【数学式7】
Tall＝T1+T2＝Pφ(Iq1+Iq2)…式(7)
然后，第1电枢绕组31处于切断状态、第2电枢绕组32处于驱动状态的情况下的旋转电机3的输出转矩Tall_off由下述式(8)来给出。
【数学式8】
Tall_off＝T1off+T2＝Pφ(Iq1off+Iq2)…式(8)
第1电枢绕组31与第2电枢绕组32处于驱动状态的情况下的旋转电机3的输出转矩Tall是第1电枢绕组31的输出转矩T1与第2电枢绕组32的输出转矩T2之和，因此，当使第1电枢绕组31的输出转矩T1与第2电枢绕组32的输出转矩T2的关系满足下述式(9)时，驱动状态下的旋转电机3的输出转矩Tall成为“0”。
【数学式9】
T1+T2＝0…式(9)
图4是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩的说明图，纵轴表示转矩，横轴表示时刻。在上述电气角“210”[deg]的情况下，如图4所示，在时刻“0”至时刻“0.1”的期间内第1电枢绕组31和第2电枢绕组32均处于驱动状态，将第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1的绝对值与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2的绝对值设定为相等，输出转矩T1与输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall成为“0”。
在时刻“0.1”将第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，之后的期间该切断状态将持续。在该切断状态下，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1off与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall_off成为比“0”要小的值。
如图4所示，在开关元件切断切换单元8的故障判定时，能将作为旋转电机3的输出转矩的Tall、Tall_off抑制为绝对值比第1电枢绕组31的输出转矩T1和第2电枢绕组32的输出转矩T2要小的值。因此，决定电流指令或电压指令，以使得满足上述式(9)，由此，即使第1电枢绕组31和第2电枢绕组32处于驱动状态且电流流过各自的电枢绕组，也能实现旋转电机3的转子不旋转的状态，能充分确保将第1电枢绕组31切换成切断状态前的驱动状态的时间，从而可以得到能稳定地对电流进行通电这一现有装置所没有的效果。
另外，能将第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1除以转矩常数Kt来决定第1电枢绕组31的q轴电流指令Iq1*，此外，能将第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2除以转矩常数Kt来决定第2电枢绕组32的q轴电流指令Iq2*。
当第1电枢绕组31的q轴电流指令Iq1*与第2电枢绕组32的q轴电流指令Iq2*的关系满足下述式(10)时，旋转电机3的输出转矩Tall成为“0”。通过设为满足式(10)的电流指令，从而能得到如下现有装置所没有的效果：即使在驱动状态下流过电流也能实现不旋转的状态。
【数学式10】
Iq1 *+Iq2 *＝0…式(10)
此外，在旋转电机3的转子轻微旋转的情况下，电流与电压大致成比例关系，因此，即使设为满足下述式(11)的电压指令，也能得到以往所没有的如下效果：即使第1电枢绕组31和第2电枢绕组32处于驱动状态且流过电流，也能实现转子不旋转的状态。
【数学式11】
Vq1+Vq2＝0…式(11)
在第1电枢绕组31与第2电枢绕组32的配置中没有相位差的情况下，为了流过相等的q轴电流，使相等的电流流过对应的相即可，因此，通过设为满足下述式(12)的电压指令，从而能得到现有装置所没有的如下效果：即使在第1电枢绕组31和第2电枢绕组32的驱动状态下流过电流，也能实现转子不旋转的状态。在第1电枢绕组31和第2电枢绕组32的配置的相位差为“60n”[deg](n为自然数)的情况下，也能通过使对应的相的电流一致从而得到同样的效果。
【数学式12】
Figure GDA0002055490900000181
在第1电枢绕组31与第2电枢绕组32的配置中存在“30”[deg]相位差的情况下，通过设为校正了其相位发生了偏移的量后的满足下述式(13)所示的关系式的电压指令，从而能得到现有装置所没有的如下效果：即使在第1电枢绕组31与第2电枢绕组32的驱动状态下流过电流，也能实现转子不旋转的状态。在第1电枢绕组31和第2电枢绕组32的配置的相位差为“30+60n”[deg](n为自然数)的情况下，也能通过使对应的相的电流一致从而得到同样的效果。
【数学式13】
Figure GDA0002055490900000182
另一方面，在通过齿轮及链条等安装于旋转电机3及旋转电机3的输出轴的机构中，存在机械损耗T1oss。若满足下述式(14)，则第1电枢绕组31与第2电枢绕组32的驱动状态下的旋转电机3的输出转矩在机械损耗以内，因此，旋转电机3的转子不旋转。
【数学式14】
|T1+T2|＜Tloss…式(14)
若输出转矩T1与输出转矩T2的符号相同，则旋转电机3的输出转矩变大，在机械损耗T1oss以内的余量变少，也就是说旋转电机3的输出转矩变得容易超过机械损耗T1oss，然而，若输出转矩T1与输出转矩T2的符号不同，则旋转电机3的输出转矩变小，在机械损耗以内的余量变大，也就是说旋转电机3的输出转矩变得不容易超过机械损耗T1oss。
图5是示出本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩的说明图，纵轴表示转矩，横轴表示时刻。在上述电气角“210”[deg]的情况下，如图5所示，在时刻“0”至时刻“0.1”的期间内第1电枢绕组31和第2电枢绕组32均处于驱动状态，将第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1的绝对值与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2的绝对值设定为相等，输出转矩T1与输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall成为“0”。
在时刻“0.1”将第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，之后的期间该切断状态将持续。在该切断状态下，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1off与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall_off成为比“0”要小的值。机械损耗T1oss始终存在于“+”侧与“-”侧，但可知驱动状态下的输出转矩Tall和切断状态下的输出转矩Tall_off均在机械损耗T1oss的绝对值以下。
由图5明确可知，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1、T1off及第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2各自的绝对值分别大于机械损耗T1oss，但两个电枢绕组所产生的转矩之和即作为旋转电机3的输出转矩的Tall、Tall_off的绝对值均小于机械损耗T1oss的绝对值，因此，旋转电机3的转子不旋转。即，决定电流指令或电压指令以使得输出转矩T1与输出转矩T2的符号成为相反，从而能得到现有装置所没有的如下效果：即使在驱动状态下流过电流，也能实现不旋转的状态。
通过与上述式(10)及式(11)同样的考虑方式，用于决定驱动状态下的旋转电机3的输出转矩在机械损耗以内的电流指令的关系式成为下述式(15)，用于决定电压指令的关系式成为下述式(16)。
【数学式15】
Figure GDA0002055490900000201
【数学式16】
Figure GDA0002055490900000202
如上述电气角“210”[deg]的示例所示那样，若在U1相电流Iul流过第1电枢绕组31的驱动状态下，由开关元件切断切换单元8将U相上桥臂开关元件20aU从驱动状态切换成切断状态，则不流过U1相电流。其结果是，使用由分流电阻22aU构成的电流检测单元而得到的电流发生变化，因此，能判定U相上桥臂开关元件20aU的开关元件切断切换单元的故障。
另外，实施方式1中，利用电流检测单元来检测流过低电位侧的开关元件、即下桥臂开关元件的电流，然而，也可以检测流过高电位侧的开关元件、即上桥臂开关元件的电流，此外，即使检测流过电枢绕组的电流也毫无疑问地能得到同样的效果。
第1电枢绕组31的端子电压在驱动状态下由上述式(1)给出，在切断状态下由上述式(2)给出，因此，旋转电机3的端子电压在第1电枢绕组31从驱动状态切换成切断状态时发生变化。
处于驱动状态的第1电枢绕组31的各相的端子电压之和由下述式(17)来给出。
【数学式17】
Vsum＝Vu1+Vv1+Vw1…式(17)
处于切断状态的第1电枢绕组31的各相的端子电压之和由下述式(18)来给出。
【数学式18】
Figure GDA0002055490900000211
因此，开关元件切断故障判定单元9能基于旋转电机3的端子电压、端子电压之和、平均值或中性点电压来判定开关元件切断切换单元的故障。
另外，由于切断状态下的三相电流从驱动状态下的三相电流变化而来，因此，若在电压指令运算单元6中对检测电流值进行反馈并运算电压指令，则由于与电流指令的偏差较大，因而若进行比例积分控制则有可能导致电压指令增大到最大值。因此，在切断状态下运算电压指令而不对检测电流值进行反馈，由此能使得因切断而引起的电流变化的影响不出现在下个电压指令中。
此外，在指示了切换成切断状态后也保持由开关元件切断切换单元8指示切换成切断状态前的驱动状态的电压指令，由此，能通过简单的单元使得因切断而引起的电流变化的影响不出现下个电压指令中。
另外，以上说明中，阐述了如下情况，即：将向第1电枢绕组31供电的第1电压施加单元7a的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，来判定U相上桥臂开关元件20aU的故障，然而，对于第1电压施加单元7a的其他所有开关元件、以及向第2电枢绕组32施加电压的第2电压施加单元7b的所有开关元件，也可以与上述同样地，例如依次对故障进行判定。
能使用上述本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置，来构成产生对转向转矩进行辅助的转矩的电动助力转向装置。众所周知，电动助力转向装置所产生的输出转矩经由齿轮或链条等传递到车辆的方向盘轴上，有时成为转矩脉动或自转转矩等给用户带来不适感的动作。与此相对地，根据搭载了本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，通过将开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态时所产生的输出转矩设为在机械损耗以内，从而能得到以往所没有的如下效果：能降低用户的不适感。
实施方式2.
接着，对本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置、以及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置进行说明。实施方式1中，对如下方法进行了阐述，即：在开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态前的驱动状态下，将旋转电机3的输出转矩Tall设为“0”来抑制旋转电机的工作变化，但在本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置中，构成为将切断状态下的旋转电机3的输出转矩Tall设为“0”来抑制旋转电机的工作变化。其它结构与实施方式1的情况相同。
在切换成切断状态后判定开关元件切断切换单元的故障的情况下，为了防止误判定，多采用如下方式来确定，即：进行多次故障的判定动作，若在故障条件成立时增加计数的计数器的计数值在规定的阈值以上，则判定为故障。切断状态下的旋转电机3的输出转矩Tall_off是第1电枢绕组31的输出转矩T1_off与第2电枢绕组32的输出转矩T2_off之和，因此，当输出转矩T1_off与输出转矩T2的关系满足下述式(19)时，驱动状态下的旋转电机3的输出转矩Tall_off成为“0”。
【数学式19】
T1off+T2＝0…式(19)
图6是示出本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩的说明图，纵轴表示转矩，横轴表示时刻。在上述电气角“210”[deg]的情况下，如图6所示，在时刻“0”至时刻“0.1”的期间内第1电枢绕组31和第2电枢绕组32均处于驱动状态，将第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1的绝对值设定为比第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2的绝对值要大，输出转矩T1与输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall变得大于“0”。
在时刻“0.1”将第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，之后的期间该切断状态将持续。在该切断状态下，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1off与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall_off成为“0”。
如图6所示，在开关元件切断切换单元8的故障判定时，能将作为旋转电机3的输出转矩的Tall、Tall_off抑制为绝对值比第1电枢绕组31的输出转矩T1和第2电枢绕组32的输出转矩T2要小的值。因此，决定电流指令或电压指令，以使得满足上述式(19)，由此，即使第1电枢绕组31处于切断状态、第2电枢绕组32处于驱动状态且电流流过各自的电枢绕组，也能实现旋转电机3的转子不旋转的状态，从而能得到现有装置所没有的如下效果：能充分确保将第1电枢绕组31切换成切断状态后到故障确定为止的时间。
另一方面，若满足下述式(20)，则切断状态下的旋转电机3的输出转矩在机械损耗以内，因此旋转电机3不旋转。
【数学式20】
|T1off+T2|＜Tloss…式(20)
图7是示出本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩与机械损耗的关系的说明图，纵轴表示转矩，横轴表示时刻。在上述电气角“210”[deg]的情况下，如图7所示，在时刻“0”至时刻“0.1”的期间内第1电枢绕组31和第2电枢绕组32均处于驱动状态，将第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1的绝对值与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2的绝对值设定为相等，输出转矩T1与输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall成为“0”。
在时刻“0.1”将第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，之后的期间该切断状态将持续。在该切断状态下，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1off与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall_off成为“0”。机械损耗T1oss始终存在于“+”侧与“-”侧，但可知驱动状态下的输出转矩Tall和切断状态下的输出转矩Tall_off均在机械损耗T1oss的绝对值以下。
因此，输出转矩T1、T1off及输出转矩T2各自的绝对值分别大于机械损耗T1oss，但两个电枢绕组所产生的转矩之和即作为旋转电机3的输出转矩的Tall、Tall_off的绝对值均小于机械损耗T1oss的绝对值，因此，旋转电机3的转子不旋转。即，决定电流指令或电压指令以使得输出转矩T1off与输出转矩T2的符号成为相反，从而能得到现有装置所没有的如下效果：即使在切断状态下流过电流，也能实现不旋转的状态。
能使用上述本发明实施方式2所涉及的旋转电机的控制装置，来构成产生对转向转矩进行辅助的转矩的电动助力转向装置。众所周知，电动助力转向装置所产生的输出转矩经由齿轮或链条等传递到车辆的方向盘轴上，有时成为转矩脉动或自转转矩等给用户带来不适感的动作。与此相对地，根据搭载了本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，通过将开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态时所产生的输出转矩设为在机械损耗以内，从而能得到以往所没有的如下效果：能降低用户的不适感。
实施方式3.
接着，对本发明实施方式3所涉及的旋转电机的控制装置、以及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置进行说明。实施方式1中，构成为在开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态前的驱动状态下抑制旋转电机的工作变化，此外，实施方式2中，构成为在开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态后的切断状态下抑制旋转电机的工作变化，但在本发明实施方式3中，构成为抑制驱动状态及切断状态双方下的旋转电机的工作变化。其它结构与实施方式1或实施方式2的情况相同。
第1电枢绕组31的驱动状态下的旋转电机3的输出转矩Tall由上述式(7)给出，切断状态下的输出转矩Tall_off由上述式(8)给出，[Tall≠Tall_off]。与此相对地，为了使旋转电机3的输出转矩的绝对值不论在第1电枢绕组31处于驱动状态还是切断状态的情况下均相等、即成为[|Tall|＝|Tall_off|]，使得满足下述式(21)即可。
【数学式21】
Figure GDA0002055490900000251
此时，驱动状态下的输出转矩Tall及切断状态下的输出转矩Tal l_off由式(22)来给出。
【数学式22】
Figure GDA0002055490900000261
图8是示出本发明实施方式3所涉及的旋转电机的控制装置中的、在电气角“210”[deg]下从驱动状态向切断状态切换时的输出转矩与机械损耗的关系的说明图，纵轴表示转矩，横轴表示时刻。在上述电气角“210”[deg]的情况下，如图8所示，在时刻“0”至时刻“0.1”的期间内，第1电枢绕组31与第2电枢绕组32均处于驱动状态，设定为第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2满足式(21)。
因此，也如式(22)所示那样，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tall、Tall_off的绝对值相等，[Tall＝Tall_off]。
接着，在时刻“0.1”将第1电枢绕组31的U相上桥臂开关元件20aU设为切断状态，之后的期间该切断状态将持续。在该切断状态下，第1电枢绕组31所产生的输出转矩T1off与第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2之和即旋转电机3的输出转矩Tal l_off成为式(22)所示的值，其绝对值与Tall相等。
机械损耗Tloss始终存在于“+”侧与“-”侧，输出转矩T1、T1off及输出转矩T2各自的绝对值分别大于机械损耗Tloss，但驱动状态下的输出转矩Tall及切断状态下的输出转矩Tall_off均小于机械损耗Tloss的绝对值，旋转电机3的转子不旋转。由此，能将到机械损耗Tloss为止的余量在驱动状态与切断状态下设定为相等，因此，若与上述图5和图7进行比较，则能使输出转矩Tall、Tall_off的绝对值达到机械损耗Tloss为止的余量增大。
如上所述，由于驱动状态与切断状态下的输出转矩的绝对值相等，因此，通过满足下述式(23)，从而能得到现有装置所没有的如下效果：不论在处于驱动状态还是切断状态的情况下，均能抑制旋转电机3的工作变化。
【数学式23】
Figure GDA0002055490900000271
另外，式(21)中，决定第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2以使得成为[Tall＝-Tall_off]，但将该输出转矩T2设为[-T1]与[-T1off]之间的值也能降低旋转电机3的工作变化。该情况下，第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2使用满足[0＜k＜1]的常数k来满足下述式(24)即可。
【数学式24】
T2＝-kT1-(1-k)T1off…式(24)
例如，在第1电枢绕组31的驱动状态的输出转矩T1为“0”[Nm]的情况下，驱动状态与切断状态下的输出转矩可以如下述式(25)那样来表示，能降低驱动状态与切断状态下的旋转电机3的输出转矩。
【数学式25】
Figure GDA0002055490900000272
此外，例如，在第1电枢绕组31的切断状态的输出转矩T1off为“0”[Nm]的情况下，驱动状态与切断状态下的输出转矩也可以如下述式(26)那样来表示，能降低驱动状态与切断状态下的旋转电机3的输出转矩。
【数学式26】
Figure GDA0002055490900000273
即，决定电流指令或电压指令，以使得第2电枢绕组32所产生的输出转矩T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]，由此，驱动状态下产生的输出转矩的合计以及切断状态下产生的输出转矩的合计均能降低，即使更大的电流流过也能抑制为比机械损耗要小的输出转矩，从而能得到现有装置所没有的如下效果：即使流过电流，也能实现转子不旋转的状态。
能使用上述本发明实施方式3所涉及的旋转电机的控制装置，来构成产生对转向转矩进行辅助的转矩的电动助力转向装置。众所周知，电动助力转向装置所产生的输出转矩经由齿轮或链条等传递到车辆的方向盘轴上，有时成为转矩脉动或自转转矩等给用户带来不适感的动作。与此相对地，根据搭载了本发明实施方式1所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，通过将开关元件切断切换单元指示将开关元件切换成切断状态时所产生的输出转矩设为在机械损耗以内，从而能得到以往所没有的如下效果：能降低用户的不适感。
上述本发明实施方式1至3所涉及的旋转电机的控制装置、以及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置是对下述发明中的至少一个进行具体化而得到的。
(1)一种旋转电机的控制装置，对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者，
使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过在开关元件切断切换单元的故障判定前设为抑制了输出转矩的状态，从而能实现不容易出现在工作中的状态。
(2)如上述(1)所述的旋转电机的控制装置，在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
产生所述T1与所述T2，以使得在实质上满足[T1+T2＝0]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过在开关元件切断切换单元的故障判定前设为抵消了输出转矩的状态，从而能实现不出现在工作中的状态。
(3)如上述(1)所述的旋转电机的控制装置，在将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
产生所述T1off与所述T2，以使得在实质上满足[T1off+T2＝0]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过在开关元件切断切换单元的故障判定前设为抵消了输出转矩的状态，从而能实现不出现在工作中的状态。
(4)一种旋转电机的控制装置，对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，驱动状态下产生的输出转矩的合计与切断状态下产生的输出转矩的合计均降低，由此，即使更大的电流流过也能抑制在机械损耗内，能在不容易出现在工作中的状态下进行故障判定。
(5)如上述(4)所述的旋转电机的控制装置，所述T1、所述T1off和所述T2在实质上满足[T2＝-(T1+T1off)/2]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过将驱动状态下产生的输出转矩的合计与切断状态下产生的输出转矩的合计的符号设为相反，从而即使更大的电流流过也能抑制在机械损耗内，能在不容易出现在工作中的状态下进行故障判定。
(6)如上述(5)所述的旋转电机的控制装置，在将施加于所述旋转电机的转轴的机械损耗设为Tloss时，
所述T1与所述T1off在实质上满足[|T1-T1off|/2＜Tloss]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过将输出转矩的合计抑制在机械损耗内，从而能确保不出现在工作中的状态。
(7)如上述(1)至(6)的任一项所述的旋转电机的控制装置，在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2、并将施加于所述旋转电机的转轴的机械损耗设为Tloss时，
所述T1、所述T1off和所述T2在实质上满足[|T1+T2|＜Tloss]或[|T1off+T2|＜Tloss]。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过将输出转矩的合计抑制在机械损耗内，从而能确保不出现举动的状态。
(8)如上述(1)至(7)的任一项所述的旋转电机的控制装置，具有电压检测单元，该电压检测单元对施加于所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组的端子电压进行检测，
所述开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述端子电压来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，利用在通常控制中使用的电压检测器来判定故障，由此无需设置追加电路，能降低成本。
(9)如上述(1)至(7)的任一项所述的旋转电机的控制装置，具有电流检测单元，该电流检测单元检测在所述开关元件中流过的电流，
开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述电流的值来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，利用在通常控制中使用的分流电阻来判定故障，由此无需设置追加电路，能降低成本。
(10)如上述(1)至(7)的任一项所述的旋转电机的控制装置，具有电流检测单元，该电流检测单元检测在所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组中流过的电流，
开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述电流的值来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，利用在通常控制中使用的电流检测器来判定故障，由此无需设置追加电路，能降低成本。
(11)如上述(9)或(10)所述的旋转电机的控制装置，当所述开关元件切断切换单元将所述开关元件从所述驱动状态切换为所述切断状态时，
所述电压指令运算单元构成为运算所述电压指令，而不使用由所述电流检测单元检测出的所述电流的值。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过在切断状态下停止检测电流的反馈，从而能使因切断而引起的电流变化不对电压指令造成影响。
(12)如上述(1)至(10)的任一项所述的旋转电机的控制装置，当所述开关元件切断切换单元将所述开关元件从所述驱动状态切换为所述切断状态时，
所述电压指令运算单元构成为使用所述切换前的所述驱动状态下的所述电压指令来作为所述切断状态下的所述电压指令。
根据本发明所涉及的旋转电机的控制装置，通过保持驱动状态的最终值，从而能利用简单的单元使因切断而引起的电流变化不对电压指令造成影响。
(13)一种电动助力转向装置，包括：旋转电机的控制装置，该旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制；以及旋转电机，该旋转电机由所述旋转电机的控制装置来控制，产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩，所述电动助力转向装置的特征在于，
所述旋转电机的控制装置包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者，
使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向。
根据本发明所涉及的电动助力转向装置，起到如下效果：在开关元件切断切换单元的故障判定前能设为抑制了输出转矩的状态，并且能使确认开关元件的切断功能所需的结构简化。
(14)一种电动助力转向装置，包括：旋转电机的控制装置，该旋转电机的控制装置对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制；以及旋转电机，该旋转电机由所述旋转电机的控制装置来控制，产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩，所述电动助力转向装置的特征在于，
所述旋转电机的控制装置
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]。
根据本发明所涉及的电动助力转向装置，驱动状态下产生的输出转矩的合计与切断状态下产生的输出转矩的合计均降低，由此，即使更大的电流流过也能抑制在机械损耗内，能在不容易出现在工作中的状态下进行故障判定。
另外，本发明并不限于上述实施方式1至实施方式3所涉及的旋转电机的控制装置以及具备该旋转电机的控制装置的电动助力转向装置，可在不脱离本发明主旨的范围内，对实施方式1与3的结构进行适当组合、对其结构施加部分变形、或省略结构的一部分。
工业上的实用性
本发明所涉及的旋转电机的控制装置可以利用于永磁型同步交流旋转电机等旋转电机的控制装置，进而可以利用于使用了该旋转电机的领域。此外，具备了本发明所涉及的旋转电机的控制装置的电动助力转向装置可以利用于使用了该电动助力转向装置的汽车等车辆的领域。
标号说明
1 控制单元
2 直流电源
3 旋转电机
6 电压指令运算单元
7a 第1电压施加单元
7b 第2电压施加单元
8 开关元件切断切换单元
9 开关元件切断故障判定单元
10 角度信息检测单元
11 角度运算单元
12 转速运算单元
15a 第1开关信号生成单元
15b 第2开关信号生成单元
31 第1电枢绕组
32 第2电枢绕组

Claims (13)

1.一种旋转电机的控制装置，
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，或者，
使得所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组而产生的输出转矩、与基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩彼此成为相反方向，
在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2、并将施加于所述旋转电机的转轴的机械损耗设为Tloss时，
产生所述T1、所述T1off和所述T2，以使得在实质上满足[|T1+T2|＜Tloss]或[|T1off+T2|＜Tloss]。
2.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
产生所述T1与所述T2，以使得在实质上满足[T1+T2＝0]。
3.如权利要求1所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
在将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
产生所述T1off与所述T2，以使得在实质上满足[T1off+T2＝0]。
4.一种旋转电机的控制装置，
对至少具有第1电枢绕组和第2电枢绕组的旋转电机进行控制，其特征在于，包括：
电压施加单元，该电压施加单元将来自直流电源的直流电压转换成交流电压，并向所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组施加电压；
电压指令运算单元，该电压指令运算单元构成为基于针对所述旋转电机的电流指令来运算电压指令；
开关信号生成单元，该开关信号生成单元构成为基于由电压指令运算单元运算出的所述电压指令，输出对构成所述电压施加单元的开关元件进行驱动的开关信号；
开关元件切断切换单元，该开关元件切断切换单元构成为将所述开关元件从驱动状态切换为切断状态；以及
开关元件切断故障判定单元，该开关元件切断故障判定单元构成为对所述开关元件切断切换单元的故障进行判定，
当所述开关元件切断故障判定单元判定所述开关元件切断切换单元的故障时，
设定所述电流指令或所述电压指令，以使得在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、并将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2时，
所述T2大于[-T1]且小于[-T1off]、或大于[-T1off]且小于[-T1]。
5.如权利要求4所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
产生所述T1、所述T1off和所述T2，以使得在实质上满足[T2＝-(T1+T1off)/2]。
6.如权利要求5所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
在将施加于所述旋转电机的转轴的机械损耗设为Tloss时，
产生所述T1与所述T1off，以使得在实质上满足[|T1-T1off|/2＜Tloss]。
7.如权利要求4至6的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
在将所述开关元件处于驱动状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1、将所述开关元件处于切断状态下的基于所述第1电枢绕组的输出转矩设为T1off、将基于所述第2电枢绕组而产生的输出转矩设为T2、并将施加于所述旋转电机的转轴的机械损耗设为Tloss时，
产生所述T1、所述T1off和所述T2，以使得在实质上满足[|T1+T2|＜Tloss]或[|T1off+T2|＜Tloss]。
8.如权利要求1至7的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
具有电压检测单元，该电压检测单元对施加于所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组的端子电压进行检测，
所述开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述端子电压来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
9.如权利要求1至7的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
具有电流检测单元，该电流检测单元检测在所述开关元件中流过的电流，
开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述电流的值来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
10.如权利要求1至7的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
具有电流检测单元，该电流检测单元检测在所述第1电枢绕组和所述第2电枢绕组中流过的电流，
开关元件切断故障判定单元构成为基于检测出的所述电流的值来判定所述开关元件切断切换单元的故障。
11.如权利要求9或10所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
当所述开关元件切断切换单元将所述开关元件从所述驱动状态切换为所述切断状态时，
所述电压指令运算单元构成为运算所述电压指令，而不使用由所述电流检测单元检测出的所述电流的值。
12.如权利要求1至10的任一项所述的旋转电机的控制装置，其特征在于，
当所述开关元件切断切换单元将所述开关元件从所述驱动状态切换为所述切断状态时，
所述电压指令运算单元构成为使用所述切换前的所述驱动状态下的所述电压指令来作为所述切断状态下的所述电压指令。
13.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：
如权利要求1至12的任一项所述的旋转电机的控制装置；以及由所述旋转电机的控制装置来控制、并产生对车辆驾驶员的转向进行辅助的辅助转矩的旋转电机。
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