CN109964402A - 旋转电机控制装置及具备该旋转电机控制装置的电动助力转向装置 - Google Patents

Abstract

提供对确认开关元件的断开功能所需要的结构进行简化的旋转电机控制装置、及电动助力转向装置。一种旋转电机(3)的控制装置(1)，执行高电位侧强制断开，该高电位侧强制断开中在诊断对象相的绕组电流为正的驱动状态下，使前诊断对象相的高电位侧的开关元件强制断开，或执行低电位侧强制断开，该低电位侧强制断开中在诊断对象相的绕组电流为负的驱动状态下，使诊断对象相的所述低电位侧的开关元件强制断开，基于执行高电位侧强制断开或低电位侧强制断开时的、电流或电压的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

Description

旋转电机控制装置及具备该旋转电机控制装置的电动助力转 向装置

技术领域

本发明涉及旋转电机控制装置及具备该旋转电机控制装置的电动助力转向装置。

背景技术

下述专利文献1所记载的电动助力转向装置构成为启动时对驱动旋转电机的开关元件进行驱动，通过用于检测而从微机输出的断开信号，使用旋转电机的端子电压来对停止开关元件的驱动的情况进行确认。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利第5496257号

发明内容

发明所要解决的技术问题

然而，专利文献1所公开的电动助力转向装置中，对桥式电路的开关元件一个一个进行确认，从而在启动时的确认中不会发生电动机旋转及方向盘自转的情况。由于一个一个进行确认，因而需要用于判定开关元件的断开而设置旋转电机的端子电压的检测方法。

因此，希望对确认开关元件的断开功能所需要的结构进行简化的旋转电机控制装置、及电动助力转向装置。

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控制装置包括：逆变器，该逆变器包括多个开关元件，该多个开关元件在具有m相绕组(m为2以上的自然数)的旋转电机和直流电源之间进行功率转换；以及控制电路，该控制电路对所述开关元件进行导通断开控制，

所述逆变器串联连接有与所述直流电源的正极侧相连接的高电位侧的开关元件及与所述直流电源的负极侧相连接的低电位侧的开关元件，与所述m相的各相相对应地设置m组串联电路，该串联电路与各相的串联连接的连接点所对应的相的所述绕组相连接，

所述控制电路包括：电流指令运算部，该电流指令运算部对流过所述绕组的电流指令进行运算；电压指令运算部，该电压指令运算部基于所述电流指令对施加于所述绕组的电压指令进行运算；开关信号生成部，该开关信号生成部基于所述电压指令生成对所述开关元件进行导通断开的开关信号；元件断开部，该元件断开部分别将所述开关元件强制切换至断开状态；以及断开故障判定部，该断开故障判定部对所述元件断开部的故障进行判定，

所述断开故障判定部中，将所述m相内的一个相决定为诊断对象相，执行高电位侧强制断开，该高电位侧强制中断开对于所述开关元件未被强制断开的情况下，在流过所述诊断对象相的所述绕组的电流成为从所述逆变器流向所述绕组的方向即正的驱动状态下，向所述元件断开部发出指令使所述诊断对象相的所述高电位侧的开关元件强制断开，或执行低电位侧强制断开，该低电位侧强制断开中对于所述开关元件未被强制断开的情况下，在流过所述诊断对象相的所述绕组的电流成为从所述绕组流向所述逆变器的方向即负的驱动状态下，向所述元件断开部发出指令使所述诊断对象相的所述低电位侧的开关元件强制断开，

基于执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时的电流或电压的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

本发明所涉及的电动助力转向装置是包括上述旋转电机控制装置、上述旋转电机及

将所述旋转电机的驱动力传输至车辆的转向装置的驱动力传输机构的装置。

发明效果

根据本发明的旋转电机控制装置及电动助力转向装置，在诊断对象相的绕组中流过正的电流的状态下，对于诊断对象相的高电位侧的开关元件被断开的情况下，由于电流或电压产生变化，因此能基于执行高电位侧强制断开时的电流或电压的检测值来对元件断开部的故障进行判定。并且，在诊断对象相的绕组中流过负的电流的状态下，对于诊断对象相的低电位侧的开关元件被断开的情况下，由于电流或电压产生变化，因此能基于执行低电位侧强制断开时的电流或电压的检测值来对元件断开部的故障进行判定。因此，利用使旋转电机输出转矩的控制电路的结构，能对元件断开部的故障进行判定，并能够对用于确认开关元件的断开功能所需要的结构进行简化。

附图说明

图1是本发明的实施方式1所涉及的旋转电机及旋转电机控制装置的简要结构图。

图2是本发明的实施方式1所涉及的电动助力转向装置的简要结构图。

图3是本发明的实施方式1所涉及的控制电路的硬件结构图。

图4是本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的三相电流的时序图。

图5是本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的三相电压的时序图。

图6是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的开关元件的导通断开的组合的图。

图7是本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图8是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V7的情况的电流路径的电路图。

图9是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V1的情况的电流路径的电路图。

图10是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V0的情况的电流路径的电路图。

图11是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图12是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的电流路径的时序图。

图13是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图14是说明本发明的实施方式1所涉及的切换到断开状态时的三相电流及三相电压的变化的时序图。

图15是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图16是说明本发明的实施方式1所涉及的切换到断开状态时的三相电流及三相电压的变化的时序图。

图17是本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图18是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V7的情况的电流路径的电路图。

图19是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V4的情况的电流路径的电路图。

图20是说明本发明的实施方式1所涉及的断开前的驱动状态下的电压矢量V0的情况的电流路径的电路图。

图21是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图22是说明本发明的实施方式1所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图23是说明本发明的实施方式2所涉及的电流矢量的相位角的图。

图24是说明本发明的实施方式2所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的时序图。

图25是说明本发明的实施方式2所涉及的断开前的驱动状态下的三相电流的时序图。

图26是说明本发明的实施方式2所涉及的断开状态下的三相电流的时序图。

图27是说明本发明的实施方式2所涉及的断开前后的电流差的时序图。

图28是说明本发明的实施方式2所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的时序图。

图29是说明本发明的实施方式3所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的时序图。

图30是本发明的实施方式3所涉及的断开前的驱动状态下的三相电流的时序图。

图31是说明本发明的实施方式3所涉及的断开状态下的三相电流的时序图。

图32是说明本发明的实施方式3所涉及的断开前后的电流差的时序图。

图33是说明本发明的实施方式4所涉及的断开状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图34是说明本发明的实施方式4所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图35是说明本发明的实施方式4所涉及的断开状态下的开关元件的导通断开动作的时序图。

图36是说明本发明的实施方式4所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图37是说明本发明的实施方式4所涉及的断开状态下的电流路径的电路图。

图38是说明本发明的实施方式4所涉及的切换到断开状态时的三相电流及三相电压的变化的时序图。

图39是说明本发明的实施方式5所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的时序图。

图40是说明本发明的实施方式5所涉及的断开前的驱动状态下的三相电流的时序图。

图41是说明本发明的实施方式5所涉及的断开状态下的三相电流的时序图。

图42是说明本发明的实施方式5所涉及的断开前后的电流差的时序图。

图43是说明本发明的实施方式5所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的图。

图44是说明本发明的实施方式6所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令的设定的时序图。

图45是本发明的实施方式6所涉及的断开前的驱动状态下的三相电流的时序图。

图46是说明本发明的实施方式6所涉及的断开状态下的三相电流的时序图。

图47是说明本发明的实施方式6所涉及的断开前后的电流差的时序图。

具体实施方式

1.实施方式1

参照附图对实施方式1所涉及的旋转电机3的控制装置1(以下简称为控制装置1)进行说明。图1是本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的简要结构图。控制装置1包括：逆变器17，该逆变器17具备在旋转电机3和直流电源2之间进行功率转换的多个开关元件；以及控制电路4，该控制电路4对开关元件进行导通断开控制。

1-1.旋转电机3及逆变器17

旋转电机3具有m相绕组(m为2以上的自然数)。本实施方式中，设m＝3，并设置有第一相、第二相及第三相的绕组。以下，将第一相称为U相、第二相称为V相、第三相称为W相。三相绕组进行星形接线。

将旋转电机3设为具有设置了三相绕组的定子及设置了永磁体的转子的永磁体式同步旋转电机。另外，旋转电机3还可以是转子中未设置永磁体的感应机、或转子中设置有电磁体的励磁绕组型同步机。并且，三相绕组可以进行三角形接线。

转子中具备用于检测转子的旋转角度的角度检测传感器24。角度检测传感器24中，使用有霍尔元件、TMR元件、GMR元件、旋转变压器等位置检测器，及电磁式、磁电式、光电式等旋转检测器等。将角度检测传感器24的输出信号输入至控制装置4。

本实施方式中，如图2所示，电动助力转向装置60中组装有旋转电机3及控制装置1。即，将旋转电机3设为对车辆的转向装置的转向转矩进行辅助的电动助力转向装置的驱动用旋转电机，将控制装置1设为电动助力转向装置60的控制装置。驾驶员操作的方向盘61连结有转向轴62。转向轴62安装有对驾驶员的转向力进行检测的转矩传感器63。转向轴62通过中间轴64，与齿条轴65内的小齿轮66相连结。转向轮即前轮67a、67b的转向节臂68a、68b与连结于齿条轴65的连杆69a、69b相连接，通过齿条轴65的动作经由连杆69a、69b与转向节臂68a、68b传递至前轮67a、67b，从而对前轮67a、67b进行转向。旋转电机3经由齿轮与齿条轴65相连结，旋转电机3的旋转驱动力成为使齿条轴65动作的驱动力。

逆变器17是在直流电源2和旋转电机3之间进行功率转换的直流交流转换装置。如图1所示，逆变器17与三相的各相相对应地设置有三组串联电路(腿)，该串联电路串联连接有与直流电源2的正极侧相连接的高电位侧的开关元件及与直流电源2的负极侧相连接的低电位侧的开关元件。而且，各相的高电位侧的开关元件和低电位侧的开关元件的连接点与对应的相的绕组相连接。具体而言，逆变器17包括：U相串联电路，该U相串联电路串联连接有U相的高电位侧的开关元件20U和U相的低电位侧的开关元件21U；V相串联电路，该V相串联电路串联连接有V相的高电位侧的开关元件20V和V相的低电位侧的开关元件21V；以及W相串联电路，该W相串联电路串联连接有W相的高电位侧的开关元件20W和W相的低电位侧的开关元件21W；

各开关元件使用有对二极管进行反向并联连接的元件。对于各开关元件，使用IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor：绝缘栅双极型晶体管)、双极型晶体管、MOSFET(Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor：金属氧化物半导体场效应晶体管)等。对各开关元件的栅极端子输入从控制电路4输出的开关信号Qup～Qwn，并对各开关元件进行导通断开。

各相的串联电路中，分别设置有作为电流传感器22的分流电阻22U、22V、22W。将各相的分流电阻22U、22V、22W的两端电位差被输入至控制电路4。各相的分流电阻22U、22V、22W与各相的低电位侧的开关元件21U、21V、21W的负极侧进行串联连接。另外，各相的分流电阻22U、22V、22W还可以与各相的高电位侧的开关元件20U、20V、20W的正极侧进行串联连接。或者，可以设置有对流过各相绕组和逆变器17的连接电线的电流进行检测的电流传感器以作为电流传感器22。设置有对施加于各绕组的电压进行检测的电压传感器23。

直流电源2向逆变器17输出直流电压Vdc。作为直流电源2，若是电池、DC-DC转换器、二极管整流器、PWM整流器等输出直流电压的设备，则无论是怎样的设备皆可。

1-2.控制电路4

控制电路4是通过控制逆变器17从而对旋转电机3进行控制的控制电路。如图1所示，控制电路4包括转矩指令运算部12、电流指令运算部5、电压指令运算部6、开关信号生成部7、元件断开部8、断开故障判定部9、旋转信息运算部10及电流检测部11等功能部。控制电路4所具备的各功能部5至12等由控制电路4所具备的处理电路来实现。具体而言，控制电路4如图3所示，作为处理电路，具备CPU(Central Processing Unit：中央处理单元)、DSP(Digital Signal Processor：数字信号处理器)等运算处理装置90(计算机)、与运算处理装置90进行数据交换的存储装置91、向运算处理装置90输入外部信号的输入电路92、及从运算处理装置90向外部输出信号的输出电路93等。作为存储装置91，具备构成为能从运算处理装置90读取并向运算处理装置90写入数据的RAM(Random Access Memory：随机存取存储器)、构成为能从运算处理装置90读取数据的ROM(Read Only Memory：只读存储器)等。输入电路92与各种传感器、开关相连接，具备将这些传感器、开关的输出信号输入至运算处理装置90的A/D转换器等。输出电路93与开关元件等电负载相连接，并包括将控制信号从运算处理装置90输出至这些电负载的驱动电路等。本实施方式中，输入电路92与电流传感器22、电压传感器23、角度检测传感器24、转矩传感器63等相连接。输出电路93与逆变器17(开关元件或开关元件的栅极驱动电路)等相连接。

然后，控制电路4所具备的各功能部5至12等的各功能通过运算处理装置90执行存储在ROM等存储装置91中的软件(程序)，并与存储装置91、输入电路92、及输出电路93等控制装置4的其它硬件进行协作来实现。另外，将各功能部5～12等所使用的设定数据作为软件(程序)的一部分存储于ROM等存储装置91。以下，对控制电路4的各功能进行详细说明。

1-2-1.控制电路4的基本结构

<旋转信息运算部10>

旋转信息运算部10对旋转电机3的旋转信息进行检测。旋转信息运算部10基于设置于转子的旋转轴的角度检测传感器24的输出信号，对转子的电气角θ及电气角速度进行检测。

<转矩指令运算部12>

转矩指令运算部12对使旋转电机3输出的转矩指令进行运算。本实施方式中，转矩指令运算部12基于由转矩传感器63的输出信号所检测出的转向转矩等，对辅助转向转矩的辅助转矩进行运算以作为转矩指令。

<电流指令运算部5>

电流指令运算部5对流向三相绕组的电流指令进行运算。本实施方式中，电流指令运算部5执行dq轴电流控制，该dq轴电流控制对在dq轴旋转坐标系表示流向三相绕组的电流的d轴电流指令Id*及对q轴电流指令Iq*进行运算。将dq轴旋转坐标设为由在旋转电机3的转子的磁通方向所确定的d轴、及与d轴相比在电气角前进π/2的方向所确定的q轴组成的旋转坐标。本实施方式中，将转子的磁通方向设为设置于转子的永磁体的N极的方向。将电气角θ设为以U相(第一相)绕组为基准的d轴的提前角(an advance angle)。即，当d轴位置与U相绕组位置相一致时，电气角θ成为0deg。

进行通常控制且该通常控制不进行后述的断开故障判定，在此情况下，电流指令运算部5对使旋转电机3输出由转矩指令运算部12计算出的转矩指令的转矩的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行运算。电流指令运算部5在通常控制时，按照最大转矩电流控制、弱磁控制、Id＝0控制及最大转矩磁通控制等电流矢量控制方法，来对dq轴电流指令值Id*、Iq*进行运算。

另一方面，在进行断开故障判定的情况下，电流指令运算部5对断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行设定。本实施方式中断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*构成为由断开故障判定部9发出指令，但电流指令运算部5也可以对其进行设定。

<电流检测部11>

电流检测部11基于电流传感器22的输出信号，对从逆变器17流向旋转电机3的各相绕组的三相电流Iu、Iv、Iw进行检测。电流检测部11基于电气角θ进行三相两相变换及旋转坐标变换，从而将流向各相绕组的三相电流Iu、Iv、Iw转换成由dq轴旋转坐标系表示的d轴电流Id和q轴电流Iq。

<电压指令运算部6>

电压指令运算部6基于电流指令对施加于绕组的电压指令进行运算。本实施方式中，进行通常控制且该通常控制不进行断开故障判定，在此的情况下，电压指令运算部6进行电流反馈控制，该电路反馈控制通过PI控制等使由dq轴旋转坐标系来表示施加于旋转电机3的电压的指令信号而得到的d轴电压指令Vd*及q轴电压指令Vq*产生变化，以使得dq轴电流Id、Iq接近dq轴电流指令Id*、Iq*。

另一方面，在进行断开故障判定的情况下，当对开关元件强制断开时，电压指令运算部6停止电流反馈控制，不使用电流的检测值来对断开故障判定用的d轴电压指令Vd*及q轴电压指令Vq*进行设定。根据该结构，如后面所述即使绕组电流通过开关元件的断开而产生变化，也能防止旋转电机3的输出转矩因电流反馈控制而产生变动。

本实施方式中，构成为即使是进行断开故障判定的情况下，在对开关元件强制断开前，电压指令运算部6进行电流反馈控制，使dq轴电压指令Vd*、Vq*产生变化，从而以使得dq轴电流Id、Iq接近断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*。然后，电压指令运算部6对在强制断开开关元件之前运算得到的dq轴电压指令Vd*、Vq*进行保持，当对开关元件强制断开时，将保持的值设定为dq轴电压指令Vd*、Vq*。根据该结构，能用保持断开前的电压指令的简单方法，使因断开而产生的电流变化的影响不出现在断开后的电压指令中。另外，这里说明了将不进行断开故障判定的通常控制设为电流反馈控制的情况，但作为前馈控制也能得到同样的效果。

或者，在进行断开故障判定的情况下，电压指令运算部6还可以构成为将断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*转换成断开故障判定用的d轴电压指令Vd*及q轴电压指令Vq*。例如，电压指令运算部6可以将各相绕组的电阻R与断开故障判定用的d轴电流指令Id*相乘后得到的值设定为断开故障判定用的d轴电压指令Vd*，将各相绕组的电阻R与断开故障判定用的q轴电流指令Iq*相乘后得到的值设定为断开故障判定用的q轴电压指令Vq*。

之后，电压指令运算部6基于电气角θ进行固定坐标转换及两相三相转换，从而将dq轴电压指令Vd*、Vq*转换为针对三相各相绕组的交流电压指令值即三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*。

<开关信号生成部7>

开关信号生成部7基于电压指令生成对开关元件进行导通断开的开关信号。开关信号生成部7基于三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*进行脉冲宽度调制控制(PWM(Pulse WidthModulation：脉宽调制)控制)，生成具有与三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*相应的占空比的脉冲宽度的开关信号Qup～Qwn。本实施方式中，开关信号生成部7如图7所示，分别对三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*、与具有直流电源2的直流电源Vdc的振动幅度并在载波周期Tc处振动的载波C1(三角波)进行比较，对于各相，在交流电压指令超过载波C1的情况下，生成使高电位侧的开关元件导通并使低电位侧的开关元件断开的开关信号。开关信号生成部7将开关信号Qup～Qwn输出至逆变器17，使逆变器17的各开关信号导通断开。另外，还可以基于对三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*使用空间矢量调制、两相调制等公知的调制方法进行调制而得到的三相电压指令来生成开关信号。

<元件断开部8>

元件断开部8是将各开关元件强制切换至断开状态的自动防故障机构。当从各种输入信号检测出异常等时，元件断开部8将与异常内容相对应的开关元件强制切换至断开状态。例如，在流过开关元件的电流为异常的情况下，对电流为异常的开关元件强制切换至断开状态，来防止从旋转电机3输出异常转矩的情况。并且，在进行后述的断开故障判定的情况下，元件断开部8按照断开故障判定部9的指令，将故障诊断对象所涉及的开关元件强制切换至断开状态。

元件断开部8具备断开电路，例如对于各开关元件，该断开电路对输入至栅极端子的开关信号强制断开，并使开关元件强制断开。断开电路具备断开用的开关元件，元件断开部8通过对断开用的开关元件进行导通断开，从而将开关元件强制切换至断开状态。

1-2-2.断开故障判定部9

断开故障判定部9对元件断开部8的故障进行判定。断开故障判定部9将三相内的一个相决定为诊断对象相，来执行断开故障判定，该断开故障判定中向元件断开部8发出指令，使诊断对象相的高电位侧或低电位侧的开关元件强制断开，并基于断开时的电流或电压的检测值对元件断开部8的故障进行判定。

断开故障判定部9在预先设定的判定执行条件成立的情况下，开始执行断开故障判定。本实施方式中，判定执行条件在启动时的初始检测期间等通常控制时的旋转电机3的转矩(本例中辅助转矩)的绝对值非常小的情况下成立。

断开故障判定部9在开始执行断开故障判定后，向电流指令运算部5指令发出断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*。将断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*被预先设定为使得旋转电机3的输出转矩不会变得过大的值(本例中为固定值)。例如，在开关元件的断开前及断开后的一方或两方中，将断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*被预先设定为使得旋转电机3的输出转矩变得比施加于转子的旋转轴的机械损耗转矩要小的值、或产生非常小的旋转的值。

然后，在断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的指令后、经过预先设定的等待期间后，在预先设定的判定期间中，断开故障判定部9向元件断开部8发出指令，使诊断对象相的高电位侧或低电位侧的开关元件强制断开。然后，断开故障判定部9基于开关元件的强制断开前后的电流或电压的变化，对元件断开部8的故障进行判定。

断开故障判定部9在判定为元件断开部8产生故障的情况下执行故障处理。故障处理设为故障灯的点亮、对向显示器等显示装置显示故障内容等故障信息对用户的通知处理、通常控制时的旋转电机3的输出转矩的停止或降低处理等。

本实施方式中，对断开故障判定部9执行使诊断对象相的高电位侧的开关元件断开的高电位侧强制断开的情况进行说明。

1-2-2-1.断开故障判定的原理

<流过诊断对象相的绕组的电流为正的情况>

首先，对流过诊断对象相的绕组的电流成为从逆变器17流向绕组的方向即正的驱动状态下的断开故障判定的原理进行说明。在断开前旋转电机3正进行旋转的状态下，当dq轴旋转坐标系中d轴电流流过10Arms、q轴电流流过0Arms时，三相电流Iu、Iv、Iw成为如图4那样。横轴是电气角θ。并且，由于在非常小的旋转中，电压和电流的相位几乎没有差别，因此三相电压Vu、Vv、Vw成为如图5那样。此处，rms是均方值平方根(root mean square：均方根)，表示有效值。

断开前的三相电压Vu、Vv、Vw根据三相各相的高电位侧的开关信号的导通占空比Du、Dv、Dw、与直流电源2的直流电压Vdc，表示如式(1)。此处，Du是U相的占空比，Dv是V相的占空比，W相的占空比。另外，(1-Du)、(1-Dv)、(1-Dv)成为三相各相的低电位侧的开关信号的导通占空比。因此，断开前的三相电压Vu、Vv、Vw成为与三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*相应的电压。

【数学式1】

数学式1

由于没有相同相的高电位侧的开关元件和低电位侧的开关元件同时导通的情况，因此在断开前的驱动状态下20U～21W的导通、断开的组合是图6的从电压矢量V0至V7的8种。

图4及图5中电气角θ是0deg，图7表示被设为诊断对象相的U相电流Iu为正的断开前的驱动状态下的、PWM载波1周期Tc的开关元件20U至21W的导通断开动作。从时刻t1到t2为止的电压矢量是V7，从时刻t2到t3为止的电压矢量是V1，从时刻t3到t4为止的电压矢量是V0，从时刻t4到t5为止的电压矢量是V1，从时刻t5到t6为止的电压矢量是V7，

在电压矢量V7处的电流的流路如图8。由于三相低电位侧的开关元件21U、21V、21W断开而没有了返回直流电源2的路径，因此通过U相的高电位侧的开关元件20U的电流通过U相绕组后，经由V相绕组、W相绕组而通过V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W，那之后再次返回U相的高电位侧的开关元件20U。

电压矢量V1中的电流的流路如图9那样。由直流电源2提供的电流通过U相的高电位侧的开关元件20U流向U相绕组后，经由V相绕组、W相绕组而通过V相及W相的低电位侧的开关元件21V、21W，那之后，返回直流电源2。

电压矢量V0中的电流的流路如图10那样。由于三相高电位侧的开关元件20U、20V、20W断开而没有了来自直流电源2的电源提供，因此通过U相的低电位侧的开关元件21U的电流通过U相绕组后，通过V相及W相的低电位侧的开关元件21V、21W，那之后，再次返回U相的低电位侧的开关元件21U。

由元件断开部8将U相的高电位侧的开关元件20U从驱动状态切换至断开状态，则PWM载波1周期Tc的开关元件20U至21W的导通断开动作成为如图11那样。在从时刻t3至t4以外的时刻，成为与断开前的驱动状态不同的电压矢量。

若考虑流通方向则从时刻t2至t3为止与从时刻t4至t5为止的电流的流向应该成为如图12那样，但由于U相电压Vu比V相电压Vv及W相电压Vw要大，而电流无法流过U相的低电位侧的开关元件21U的寄生二极管，因此电流不流入U相绕组。

若考虑流通方向则从时刻t1至t2为止与从时刻t5至t6为止的电流的流向应该成为图13那样，由于与流过寄生二极管的电流的方向相反，而无法流过U相的高电位侧的开关元件20U的寄生二极管，因此电流不流入U相绕组。

由此，图14表示在图4及图5中电气角θ是0deg、且U相电流为正的状态下，将U相的高电位侧的开关元件20U从断开前的驱动状态切换至断开状态时的三相电流及三相电压。在时刻0.1s，通过从断开前的驱动状态切换至断开状态，从而不会流过三相电流Iu、Iv、Iw。断开后的U相电压Vu成为未进行断开的情况下的V相电压Vv与W相电压Vw的平均值即中间点电压。本例中，V相电压Vv与W相电压Vw相等，因而U相电压Vu变成与V相电压Vv与W相电压Vw相等。

另外，对于V相电压Vv与W相电压Vw相等的情况，电流也不流向V相绕组及W相绕组，但对于V相电压Vv与W相电压Vw之间存在电位差的情况，电流从较高的一个相的绕组流向较低的一个相的绕组。作为一个示例，在V相电压Vv与W相电压Vw相比为高电位的情况下，如图15，通过V相的高电位侧的开关元件20V的电流从V相绕组经由W相绕组通过W相的高电位侧的开关元件20W后，返回V相的高电位侧的开关元件20V，电流从V相绕组流入W相绕组。

作为该情况的一个示例，图16表示在图4及图5中电气角θ是30deg时、将U相的高电位侧的开关元件20U从断开前的驱动状态切换至断开状态时的三相电流及三相电压。在时刻0.1s，通过从断开前的驱动状态切换至断开状态，从而无U相电流Iu流过，电流从V相绕组(V相电流Iv)流入W相绕组(W相电流Iw)。断开状态时的U相电压Vu成为未进行断开的情况下的V相电压Vv与W相电压Vw的中间电压。

如以上所说明的那样，如图5中电气角θ是0deg时那样，对于未进行断开的情况下在被设为诊断对象相的U相电流Iu为正的驱动状态下，若由元件断开部8将U相的高电位侧的开元件20U切换至断开状态，则无U相电流Iu流过。因此，在断开指令后、被设为诊断对象相的U相电流Iu变化为O的情况下，可判定为U相的高电位侧的开关元件20U被正常地断开，在断开指令后、U相电流Iu不变化为0的情况下，可判定为未被正常地断开、U相的高电位侧的开关元件20U的元件断开部8发生了故障。并且，根据断开指令后的、不是诊断对象相的V相电流Iv、W相电流Iw的变化也能对元件断开部8的故障进行判定。

并且，如上所述，U相的高电位侧的开关元件20U的断开状态中，U相电压Vu成为V相电压Vv及W相电压Vw的中间电压。因此，利用三相各相的高电位侧的开关信号的导通占空比Du、Dv、Dw、与直流电源2的直流电压Vdc，将U相的高电位侧的开关元件20U的断开时的三相电压Vu、Vv、Vw表示为式(2)。

【数学式2】

数学式2

因此，在被正常地断开的情况下，被设为诊断对象相的U相电压Vu从未进行断开的情况下的式(1)变化为断开时的式(2)。另一方面，在未被正常地断开的情况下，U相电压Vu相比与U相电压指令Vu*相应的电压不产生变化。另外，与是否被正常地断开无关，不是诊断对象相的V相电压Vv及W相电压Vw相比与电压指令Vv*、Vw*相应的电压不产生变化。因此，对于未进行断开的情况下在被设为诊断对象相的U相电流Iu为正的驱动状态下，在断开控制后、U相电压Vu从与U相电压指令Vu*相应的电压变化成不是诊断对象的V相电压Vv及W相电压Vw的中间电压的情况下，可判定U相的高电位侧的开关元件20U已被正常地断开，在断开控制后、U相电压Vu保持为与U相电压指令Vu*相应的电压而不变成中间电压的情况下，可判定为未被正常地断开、U相的高电位侧的开关元件20U的元件断开部8发生了故障。

并且，在被正常地断开的情况下，三相电压Vu、Vv、Vw的平均值Vave从对未进行断开的情况下的式(1)的三相电压Vu、Vv、Vw进行平均而得到的式(3)变化成对断开时的式(2)的三相电压Vu、Vv、Vw进行平均而得到的式(4)。另一方面，未被正常地断开的情况下，相比未进行断开的情况下的式(3)的三相电压Vu、Vv、Vw的平均值Vave不产生变化。

【数学式3】

数学式3

【数学式4】

数学式4

因此，在未进行断开的情况下在U相电流Iu为正的驱动状态下，对断开控制后、三相绕组的端子电压的和或平均值、或三相绕组的中间点的电压发生变化的情况下，可判定U相的高电位侧的开关元件20U被正常地断开，在断开控制后、三相绕组的端子电压的和或平均值、或三相绕组的中间点的电压不发生变化的情况下，可判定为未被正常地断开、U相的高电位侧的开关元件20U的元件断开部8发生了故障。

<流过诊断对象相的绕组的电流为负的情况>

接着，对流过诊断对象相的绕组的电流是从绕组流向逆变器17的方向即为负的驱动状态进行说明。图17表示图4及图5中电气角θ是180deg，被设为诊断对象相的流过U相绕组的U相电流Iu为负的断开前的驱动状态下的、PWM载波1周期Tc的开关元件20U至21W的导通断开动作。从时刻t1到t2为止的电压矢量是V7，从时刻t2到t3为止的电压矢量是V4，从时刻t3到t4为止的电压矢量是V0，从时刻t4到t5为止的电压矢量是V4，从时刻t5到t6为止的电压矢量是V7。

在电压矢量V7处的电流的流向如图18那样。由于三相低电位侧的开关元件21U、21V、21W断开而没有返回直流电源2的路径，因此通过V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W的电流通过V相绕组及W相绕组后，经过U相绕组而通过U相的高电位侧的开关元件20U，那之后，再次返回V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W。

在电压矢量V4处的电流的流向如图19。由直流电源2提供的电流通过V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W流向V相绕组及W相绕组之后，经由U相绕组而通过W相的低电位侧的开关元件21U，那之后，返回直流电源2。

电压矢量V0中的电流的流向如图20。由于三相高电位侧的开关元件20U、20V、20W断开而没有来自直流电源2的电源提供，因此通过V相及W相的低电位侧的开关元件21V、21W的电流通过V相绕组及W相绕组后，经过U相绕组而通过U相的低电位侧的开关元件21U，然后，再次返回V相及W相的低电位侧的开关元件21V、21W。

由元件断开部8将U相的高电位侧的开关元件20U从驱动状态切换至断开状态，则PWM载波1周期Tc的开关元件20U至21W的导通断开动作成为如图21那样。在从时刻t1至t2为止与从时刻t5至t6为止的期间，成为与断开前的驱动状态不同的电压矢量。

从该时刻t1至t2为止与从时刻t5至t6为止的电流的流向如图22那样。U相的高电位侧及低电位侧的开关元件20U、21U均为断开，但考虑电流的流通方向，则电流可流过U相的高电位侧的开关元件20U的寄生二极管。V相电压Vv及W相电压Vw比U相电压Vu要大，因而通过V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W的电流通过V相绕组及W相绕组后，经由U相绕组而通过U相的高电位侧的开关元件20U的寄生二极管，然后，再次返回V相及W相的高电位侧的开关元件20V、20W。即，存在是否通过U相的高电位侧的开关元件20U的寄生二极管的不同，但能实现与图18相同的电路。

由此，图4及图5中电气角θ是180deg、U相电流Iu为负的状态下，即使由元件断开部8将U相的高电位侧的开关元件20U从断开前的驱动状态切换至断开状态，U相电流Iu以从断开前的驱动状态起也几乎没有变化的方式流过。由于没有状态变化，因此难以对元件断开部8的故障进行判定。

因此，为了对U相的高电位侧的开关元件20U的元件断开部8的故障进行判定，在未进行断开的情况下，在U相电流Iu为正的驱动状态下，向元件断开部8发出指令来对U相的高电位侧的开关元件20U切换至断开状态即可。

1-2-2-2.断开故障判定部9的断开故障判定处理

基于以上说明的断开故障判定的原理，断开故障判定部9构成为以下说明那样。在由元件断开部8未将开关元件进行强制断开的情况下，在流过诊断对象相的绕组的电流为正的驱动状态下，断开故障判定部9向元件断开部8发出指令来执行使诊断对象相的高电位侧的开关元件强制断开的高电位侧强制断开。此处，将从逆变器17流入绕组的电流的方向设为正。断开故障判定部9执行断开故障判定，该断开故障判定中基于执行高电位侧强制断开时的电流或电压的检测值对元件断开部8的故障进行判定。

本实施方式中，对基于电流来判定故障的情况构成如下。即，在执行高电位侧强制断开后、对于流过诊断对象相的绕组的电流变化成0的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行高电位侧强制断开后、流过诊断对象相的绕组的电流不变化成0的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

另一方面，对基于电压来判定故障的情况构成如下。即，在执行高电位侧强制断开后、施加于诊断对象相的绕组的电压变化成施加于除诊断对象相以外的相的绕组的电压的平均值的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行高电位侧强制断开后、施加于诊断对象相的绕组的电压不变化成施加于除诊断对象相以外的相的绕组的电压的平均值的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

或者，在执行高电位侧强制断开后、三相绕组的端子电压的和或平均值、或者三相绕组的中间点的电压产生变化的情况下，断开故障判定部9可判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行高电位侧强制断开后、三相绕组的端子电压的和或平均值、或者三相绕组的中间点的电压不产生变化的情况下，断开故障判定部9可判定诊断对象相的高电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

根据施加于三相绕组的电压Vu、Vv、Vw的电位的相对关系来决定流过各绕组的电流的流入方向。未进行断开的情况下流入诊断对象相的绕组的电流为正的驱动状态变成未进行断开的情况下施加于诊断对象相的绕组的电压比施加于三相绕组的电压Vu、Vv、Vw的平均值(中间点电压)要大的驱动状态。

因此，断开故障判定部9可以构成为对于开关元件未被强制断开的情况，在诊断对象相的绕组的施加电压比三相绕组的施加电压Vu、Vv、Vw的平均值要大的驱动状态下，执行高电位侧强制断开。此处，作为三相绕组的施加电压Vu、Vv、Vw，可以使用针对三相绕组的施加电压指令即三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*。

本实施方式中，将旋转电机3设为电动助力转向装置的驱动用的旋转电机，旋转电机3的输出转矩经由齿轮或链条等传输至转向轴62，成为对转向转矩进行辅助的辅助转矩。旋转电机3的转矩脉动或自转转矩等有可能会给驾驶员带来不快感。在流入旋转电机3的电流量为异常的情况下，要停止开关元件的驱动，但在元件断开部8故障的情况下，存在不切换至断开状态而输出驾驶员不要求的转矩的问题。如本实施方式那样，通过对旋转电机3的控制装置适用于电动助力转向控制装置，从而可对元件断开部8的故障进行判定、避免旋转电机3的异常动作并能提高安全性。

2.实施方式2

对实施方式2所涉及的控制装置1进行说明。与上述实施方式1相同的构成部分省略说明。本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的基本的结构与实施方式1相同，但与电流指令运算部5设定的断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定方法不同。

<断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定原理>

首先，对本实施方式所涉及的断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定原理进行说明。如图23所示，将合成d轴电流Id及q轴电流Iq后得到的电流矢量I相对于q轴的相位角设为β。另外，对于d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*也同样。

使用电流矢量的有效值Irms、及电流矢量的相位角β，将d轴电流Id及q轴电流Iq表示为式(5)。

【数学式5】

数学式5

对于式(5)的dq轴电流Id、Iq，进行基于电气角θ的两相三相转换及固定坐标转换，则得到式(6)所示的三相电流Iu、Iv、Iw。

【数学式6】

数学式6

将各相的绕组的电阻设为R，则用于得到式(6)的三相电流Iu、Iv、Iw的三相电压Vu、Vv、Vw如式(7)所示。

【数学式7】

数学式7

断开前的驱动状态下，与三相电压指令相应的、式(7)的三相电压被施加于三相绕组，但将被设为诊断对象相的U相的高电位侧的开关元件20U切换至断开状态时，施加于三相绕组的三相电压Vu＿off、Vv＿off、Vw＿off成为如式(8)。

【数学式8】

数学式8

其结果是，将U相的高电位侧的开关元件20U切换至断开状态时的三相电流Iu＿off、Iv＿off、Iw＿off由式(9)给出，对式(9)的三相电流进行基于电气角θ的三相两相转换及旋转坐标转换而得到的、断开状态的d轴电流Id＿off、q轴电流Iq＿off成为式(10)。

【数学式9】

数学式9

【数学式10】

数学式10

断开前的驱动状态的旋转电机3的输出转矩T由极对数P及磁通φ与式(5)的q轴电流Iq相乘而得，并由式(11)给出。

【数学式11】

数学式11

U相的高电位侧的开关元件20U的断开状态的旋转电机3的输出转矩Toff通过极对数P及磁通φ与式(10)的q轴电流Iq＿off相乘而得，并由式(12)给出。

【数学式12】

数学式12

断开前的驱动状态的输出转矩T和断开状态的输出转矩Toff的输出转矩差Tdiff由式(13)给出。

【数学式13】

数学式13

<第1结构>

首先，对设定本实施方式所涉及的dq轴电流指令Id*、Iq*的第一结构进行说明。振动的输出转矩差Tdiff的绝对值较大的情况下，当为断开状态时旋转电机3有可能会旋转，因此振动的输出转矩差Tdiff的绝对值越小则在旋转电机3的动作中越不易体现。式(13)中，相位角β为±π/2时，cosβ成为0，输出转矩差Tdiff以0为中心正负均等地振动，输出转矩差Tdiff的绝对值成为最小值。因此，电流矢量I的相位角β为±π/2时，即断开前的q轴电流Iq成为0，d轴电流Id成为除0以外的值时，输出转矩差Tdiff成为最小。

因此，本实施方式的第一结构中，在进行断开故障判定的情况下，电流指令运算部5将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*设定为0，将断开故障判定用的d轴电流指令Id*设定为除0以外的值。根据该结构，能将断开前的驱动状态和断开状态的输出转矩差Tdiff的绝对值设为最小，从而在旋转电机3的动作中能不易体现断开前后的输出转矩差。

<第2结构>

接着，对设定本实施方式所涉及的dq轴电流指令Id*、Iq*的第二结构进行说明。如第一结构的那样，图4表示有d轴电流Id是10Arms的固定值、q轴电流Iq是0Arms的情况下的三相电流Iu、Iv、Iw。该情况下，作为诊断对象相的U相电流Iu成为正，执行U相的高电位侧强制断开的期间仅是电气角θ从-π/2变成π/2的期间(从270deg至360deg及从0deg至90deg的期间)，从而限定对能执行U相的高电位侧强制断开的期间。这一点从式(6)中将相位角β设定为±π/2的情况下的、U相电流Iu的计算式中也能得以理解。

因此，为了扩大U相电流Iu为正的间隔，如图24那样设定d轴电流指令Id*、q轴电流指令Iq*即可。此时，断开前的驱动状态中的三相电流Iu、Iv、Iw成为如图25那样，U相的高电位侧的开关元件的断开状态下的三相电流Iu、Iv、Iw成为如图26那样。如图25所示，在除±π/2(90deg、270deg)以外的电气角θ，U相电流Iu变得比0大，在几乎所有角度可执行U相的高电位侧强制断开。

此时，断开前的驱动状态和断开状态的U相电流的电流差Iu＿diff、q轴电流的电流差Iq＿diff成为如图27那样，与输出转矩差成正比的q轴电流的电流差Iq＿diff被收纳于±5Arms的范围内，能使输出转矩差得到抑制。

因此，电流指令运算部5构成为将第i相决定为诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角θ，当执行高电位侧强制断开时，电气角θ处在从-π/2+2π(i-1)/m至π/2+2π(i-1)/m之间，在此情况下，将d轴电流指令Id*设定为正值，除此以外的情况下，将d轴电流指令Id*设定为负值。另外，电流指令运算部5将q轴电流指令Iq*设定为0。

如上所述，本实施方式中，设置有m＝3的三相绕组，将i＝1的第一相设为U相，将i＝2的第二相设为V相，将i＝3的第三相设为W相。如图28所示，将i＝1的U相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从-π/2至π/2之间(从270deg至360deg及从0deg至90deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为正值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为负值。将i＝2的V相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从π/6至7π/6之间(从30deg至210deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为正值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为负值。将i＝3的W相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从5π/6至11π/6之间(从150deg至330deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为正值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为负值。

3.实施方式3

对实施方式3所涉及的控制装置1进行说明。与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但与电流指令运算部5设定的断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定方法不同。

实施方式2中，电流指令运算部5将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*设定为0，将断开故障判定用的d轴电流指令Id*设定为除0以外的值。然而，如图25所示，被设为诊断对象相的U相电流Iu在电气角θ为±π/2(90deg、270deg)的情况下成为0Arms，即使执行U相的高电位侧强制断开也不能进行断开故障判定。本实施方式中，将U相电流Iu设为正的固定值，从而即使是上述的电气角θ也能利用U相的高电位侧强制断开来进行断开故障判定。

因此，当将第i相决定为诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角θ，并执行高电位侧强制断开时，电流指令运算部5使用被设定为从-π至0之间的值的相位调整常数K，对断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行设定，以使得对d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行合成而得到的电流矢量相对于q轴的相位角β成为K+2π(i-1)/m-θ。该情况下，电流指令运算部5如式(14)所示对断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行设定。

【数学式14】

数学式14

如上所述，在设置有m＝3的三相绕组，且将诊断对象相决定为i＝1的第一相即U相的情况下成为β＝K-θ，将诊断对象相决定为i＝2的第二相即V相的情况下成为β＝K+2π/3-θ，将诊断对象相决定为i＝3的第三相即W相的情况下成为β＝K+4π/3-θ。对于各相，若将相位角β代入式(6)，则得到式(15)，该式(15)中表示将U相设为诊断对象相时的U相电流Iu＿t、将V相设为诊断对象相时的V相电流Iv＿t、将W相设为诊断对象相时的W相电流Iw＿t。由于将相位调整常数K设定为从-π至0之间的值，因而各诊断对象相的电流Iu＿t、Iv＿t、Iw＿t成为正值。

【数学式15】

数学式15

图29表示将诊断对象相决定为i＝1的第一相即U相且将相位调整常数K设定为-π/2的情况下的、断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*，图30表示图29的情况下断开前的驱动状态时的三相电流Iu、Iv、Iw，图31表示图29的情况下断开U相的高电位侧的开关元件时的三相电流Iu、Iv、Iw。如图30所示，断开前的驱动状态下，在所有的电气角θ中，U相电流Iu成为10Arms的正值，可执行U相的高电位侧强制断开的断开故障判定。如图31所示，由于断开状态下U相电流Iu成为0Arms，因而根据电流变化能较容易地判定元件断开部8的故障。并且，由于故障诊断相的绕组电流为固定值，因而故障判定的阈值的设计变得较容易，可使故障判定精度得以提高。

将相位调整常数K设定为-π/2的情况如从图29至图31所示，在各自的电气角θ中，通过将电流矢量设为所希望的方向(本例中，U相的高电位侧)，从而能消除不必要的方向分量，能降低电流矢量的绝对值。

图29至图31的情况下，断开前的驱动状态和断开状态的U相电流的电流差Iu＿diff、q轴电流的电流差Iq＿diff如图32所示。与输出转矩差成正比的q轴电流的电流差Iq＿diff的绝对值在电气角θ是90deg及270deg时成为最大。

例如，当电气角θ是90deg时，断开前的驱动状态下的q轴电流Iq成为变为最大绝对值的-10Arms，断开状态下的q轴电流Iq成为0Arms。若将对q轴电流Iq换算为旋转电机3的输出转矩的转矩常数设为Kt，则断开前的驱动状态的输出转矩T成为-10√3Kt，断开状态的输出转矩Toff成为0。

另一方面，旋转电机3、及用齿轮及链条等安装于旋转电机3的输出轴的转矩传输机构中，存在机械损耗Tloss。本实施方式中，将机械损耗转矩Tloss设为将旋转电机3的输出转矩传输至转向轴62的转矩传输机构的机械损耗转矩。通过将断开前的驱动状态的输出转矩T设为机械损耗转矩Tloss以内，从而能维持旋转电机3不旋转的状态。

因此，电流指令运算部5构成为将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*的绝对值设定为将机械损耗转矩Tloss的绝对值除以转矩常数Kt后得到的值以下。根据该结构，在旋转电机3不旋转的状态下，能执行断开故障判定。另外，可以构成为预先使存储装置91存储机械损耗转矩Tloss，当对q轴电流指令Iq*进行运算时进行读取。

并且，电流指令运算部5构成为设定q轴电流指令Iq*，以使得开关元件未被强制断开的情况下的旋转电机3的输出转矩T、与开关元件被强制断开的情况下的旋转电机3的输出转矩Toff的输出转矩差Tdiff的绝对值成为施加于转子的旋转轴的机械损耗转矩Tloss的绝对值以下。根据该结构，能防止因断开前后所产生的输出转矩变化而使旋转电机3旋转的情况。

来自式(13)的断开前的驱动状态和断开状态的输出转矩差Tdiff的绝对值的最大值由式(16)给出。因此，电流指令运算部5设定电流矢量的有效值Irms以使得由式(16)计算的输出转矩差Tdiff的绝对值的最大值成为机械损耗Tloss的绝对值以下，并使用设定的电流矢量的有效值Irms，基于式(5)对q轴电流指令Iq*进行设定。

【数学式16】

数学式16

另外，由于断开状态下的三相电流成为如图31，因而若电压指令运算部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，因而可能会导致电压指令变化到最大值为止。如上述的实施方式1所说明的那样，电压指令运算部6构成为断开故障判定中，进行断开之后，停止电流反馈控制，不使用电流的检测值来对断开故障判定用的d轴电压指令Vd*及q轴电压指令Vq*进行设定。因此，能防止在断开后通过电流反馈控制而增加旋转电机3的输出转矩的情况。

并且，如上述实施方式1所说明的那样，电压指令运算部6构成为保持对开关元件强制断开之前运算得到的dq轴电压指令Vd*、Vq*，并在对开关元件强制断开时，将保持的值设定为dq轴电压指令Vd*、Vq*。根据该结构，能用保持断开前的电压指令的简单方法，使因断开而产生的电流变化的影响不出现在断开后的电压指令中。

4.实施方式4

对实施方式4所涉及的控制装置1进行说明。与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但在断开故障判定中，与执行使诊断对象相的低电位侧的开关元件强制断开的低电位侧强制断开这一点不同。

首先，对执行低电位侧强制断开的情况下的断开故障判定的原理进行说明。以将诊断对象相设定为U相的情况作为示例进行说明。与实施方式1相同，在断开前旋转电机3正进行旋转的状态下，当d轴电流流过10Arms、q轴电流流过0Arms时，三相电流Iu、Iv、Iw成为如图4那样。并且，由于在非常小的旋转中，电压和电流的相位几乎没有差别，因此三相电压Vu、Vv、Vw成为如图5。

在图4及图5中电气角θ是0deg、且被设为诊断对象相的U相电流Iu为正的断开前的驱动状态下，若将U相的低电位侧的开关元件21U切换值断开状态，则PWM载波1周期Tc的开关元件20U～21W的导通断开动作成为如图33所示那样。在从时刻t3至t4的时刻内，成为与图7所示的断开前的驱动状态不同的电压矢量。

从该时刻t3至t4为止的电流的流向成为如图34那样。U相的高电位侧及低电位侧的开关元件20U、21U均为断开，但考虑电流的流通方向，则可能通过U相的低电位侧的开关元件21U的寄生二极管。由于U相电压Vu比V相电压Vv及W相电压Vw要大，因此通过U相的低电位侧的开关元件21U的寄生二极管后的电流在通过U相绕组之后，经由V相绕组及W相绕组而通过V相及W相的低电位侧的开关元件21V、21W，然后，再次返回U相的低电位侧的开关元件21U。即，虽然存在是否通过U相的低电位侧的开关元件21U的寄生二极管的不同，但能实现与图10相同的电路。

由此，图4及图5中电气角θ是0deg、且U相电流Iu为正的状态下，即使由元件断开部8将U相的低电位侧的开关元件21U从断开前的驱动状态切换至断开状态，U相电流Iu从断开前的驱动状态起也几乎没有变化地流过。由于没有状态变化，因此难以对元件断开部8的故障进行判定。

另一方面，在图4及图5中电气角θ是180deg、且被设为诊断对象相的U相电流Iu为负的断开前的驱动状态下，若将U相的低电位侧的开关元件21U切换成断开状态，则PWM载波1周期Tc的开关元件20U～21W的导通断开动作如图35所示那样。在时刻t2至t5的时刻内，成为与图17所示的断开前的驱动状态不同的电压矢量。

若考虑流通方向则从时刻t2至t3为止与从时刻t4至t5为止的电流的流向应该成为如图36那样，但由于V相电压Vv及W相电压Vw比U相电压Vu要大，电流无法流过U相的高电位侧的开关元件20U的寄生二极管，因此电流不流向U相绕组。

若考虑流通方向则从时刻t3至t4为止的电流的流向应该成为图37那样，由于与流过寄生二极管的电流的方向相反，因此，无法流过U相的高电位侧的开关元件21U的寄生二极管，电流不流向U相绕组。

由此，图38表示在图4及图5中电气角θ是180deg、且U相电流为负的状态下，将U相的低电位侧的开关元件21U从断开之前的驱动状态切换至断开状态时的三相电流及三相电压。在时刻0.1s，通过从断开前的驱动状态切换至断开状态，从而无三相电流Iu、Iv、Iw流过。断开状态时的U相电压Vu成为未进行断开的情况下的V相电压Vv与W相电压Vw的平均值即中间点电压。本例中，V相电压Vv与W相电压Vw相等，因而U相电压Vu变成与V相电压Vv与W相电压Vw相等。

另外，对于V相电压Vv与W相电压Vw相等的情况，电流也不流向V相绕组及W相绕组，但在V相电压Vv与W相电压Vw之间存在电位差的情况下，电流从较高的一个相的绕组流向较低的一个相的绕组。V相电压Vv相比W相电压Vw为高电位的情况下，通过V相的高电位侧的开关元件20V的电流从V相绕组经由W相绕组并通过W相的高电位侧的开关元件20W之后，返回V相的高电位侧的开关元件20V，电流从V相绕组流入W相绕组。

由此，如图4及图5中电气角θ是180deg时那样，在未进行断开的情况下，在被设为诊断对象相的U相电流Iu为负的驱动状态下，若由元件断开部8将U相的低电位侧的开关元件21U切换至断开状态，则无U相电流Iu流过。因此，在断开指令后、被设为诊断对象相的U相电流Iu变化为O的情况下，可判定为U相的低电位侧的开关元件21U被正常地断开，在断开指令后、U相电流Iu不变化为0的情况下，可判定为未被正常地断开、且U相的低电位侧的开关元件21U的元件断开部8发生了故障。并且，根据断开指令后的、不是诊断对象相的V相电流Iv、W相电流Iw的变化也能对元件断开部8的故障进行判定。

并且，在未进行断开的情况下，在U相电流Iu为负的驱动状态下，在断开控制后、三相绕组的端子电压的和或平均值或三相绕组的中间点的电压发生变化的情况下，可判定U相的低电位侧的开关元件21U被正常地断开，在断开控制后、三相绕组的端子电压的和或平均值或三相绕组的中间点的电压不发生变化的情况下，可判定为未被正常地断开、且U相的低电位侧的开关元件21U的元件断开部8发生了故障。

因此，为了对U相的低电位侧的开关元件21U的元件断开部8的故障进行判定，在未进行断开的情况下，在U相电流Iu为负的驱动状态下，向元件断开部8发出指令来将U相的高电位侧的开关元件20U切换至断开状态即可。

因此，本实施方式中，在开关元件未由元件断开部8被强制断开的情况下，在流过诊断对象相的绕组的电流为负的驱动状态下，断开故障判定部9向元件断开部8发出指令来执行使诊断对象相的低电位侧的开关元件强制断开的低电位侧强制断开。此处，将从绕组流入逆变器17的电流的方向设为负。断开故障判定部9执行断开故障判定，该断开故障判定中基于执行低电位侧强制断开时的电流或电压的检测值，对元件断开部8的故障进行判定。

本实施方式中，基于电流来判定故障的情况构成如下。即，在执行低电位侧强制断开后、流过诊断对象相的绕组的电流变化为0的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行低电位侧强制断开后、流过诊断对象相的绕组的电流不变化为0的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

另一方面，基于电流来判定故障的情况构成如下。即，在执行低电位侧强制断开后、施加于诊断对象相的绕组的电压变化为施加于除诊断对象相以外的相的绕组的电压的平均值的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行低电位侧强制断开后、施加于诊断对象相的绕组的电压不变化为施加于除诊断对象相以外的相的绕组的电压的平均值的情况下，断开故障判定部9判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

或者，在执行低电位侧强制断开后、三相绕组的端子电压的和或平均值或者三相绕组的中间点的电压发生了变化的情况下，断开故障判定部9可判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为正常，在执行低电位侧强制断开后、三相绕组的端子电压的和或平均值或者三相绕组的中间点的电压不发生变化的情况下，断开故障判定部9可判定诊断对象相的低电位侧的开关元件的元件断开部8为异常。

根据施加于三相绕组的电压Vu、Vv、Vw的电位的相对关系来决定流过各相绕组的电流的流入方向。在未被断开的情况下，流入诊断对象相的绕组的电流为负的驱动状态成为未被断开的情况下施加于诊断对象相的绕组的电压比施加于三相绕组的电压Vu、Vv、Vw的平均值(中间点电压)要小的驱动状态。

因此，断开故障判定部9可以构成为在开关元件未被强制断开的情况下，在诊断对象相的绕组的施加电压比三相绕组的施加电压Vu、Vv、Vw的平均值要小的驱动状态下，执行低电位侧强制断开。此处，作为三相绕组的施加电压Vu、Vv、Vw，可以使用针对三相绕组的施加电压指令即三相电压指令Vu*、Vv*、Vw*。

与上述实施方式1相同，通过对旋转电机3的控制装置适用于电动助力转向装置的控制装置，从而可进行元件断开部8的故障的判定，避免旋转电机3的异常动作并能提高安全性。

5.实施方式5

对实施方式5所涉及的控制装置1进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但诊断对象相的低电位侧的开关元件被断开这一点，与电流指令运算部5设定的断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定方法不同。

<第1结构>

首先，对设定本实施方式所涉及的dq轴电流指令Id*、Iq*的第一结构进行说明。在式(13)所示的、断开前的驱动状态的输出转矩T与断开状态的输出转矩Toff的输出转矩差Tdiff的绝对值较大的情况下，当成为断开状态时旋转电机有可能旋转，因此振动的输出转矩差Tdiff的绝对值越小则在旋转电机3的动作中越不易体现。根据式(13)，当相位角β为±π/2时输出转矩差Tdiff的绝对值成为最小。因此，电流矢量I的相位角β为±π/2时，即断开前的q轴电流Iq成为0，d轴电流Id成为除0以外的值时，输出转矩差Tdiff成为最小。

因此，本实施方式的第一结构中，与上述的实施方式2的第一结构相同，在进行断开故障判定的情况下，电流指令运算部5将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*设定为0，将断开故障判定用的d轴电流指令Id*设定为除0以外的值。根据该结构，能将断开前的驱动状态和断开状态的输出转矩差Tdiff的绝对值设为最小，能在旋转电机3的动作中不易体现断开前后的输出转矩差。

<第2结构>

接着，对设定本实施方式所涉及的dq轴电流指令Id*、Iq*的第二结构进行说明。如第一结构那样，图4表示了d轴电流Id是10Arms的固定值、q轴电流Iq是0Arms的情况下的三相电流Iu、Iv、Iw。该情况下，作为诊断对象相的U相电流Iu成为负，执行U相的低电位侧强制断开的期间仅是电气角θ从π/2变成3π/2的期间(从90deg至270deg的期间)，可对能执行U相的低电位侧强制断开的期间进行限定。这一点从式(6)中将相位角β设定为±π/2的情况下的U相电流Iu的计算式中也能得以理解。

因此，为了扩大U相电流Iu成为负的间隔，如图39那样设定d轴电流指令Id*、q轴电流指令Iq*即可。此时，断开前的驱动状态下的三相电流Iu、Iv、Iw如图40那样，U相的低电位侧的开关元件的断开状态下的三相电流Iu、Iv、Iw如图41那样。如图40所示，在除了±π/2(90deg、270deg)以外的电气角θ处，U相电流Iu变成比0小，在几乎所有角度处可执行U相的低电位侧强制断开。

此时，断开前的驱动状态和断开状态的U相电流的电流差Iu＿diff、q轴电流的电流差Iq＿diff如图42那样，与输出转矩差成正比的q轴电流的电流差Iq＿diff被收纳于±5Arms的范围内，能使输出转矩差得到抑制。

因此，电流指令运算部5构成为将第i相被决定为诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角，当执行低电位侧强制断开时，电气角θ处在从-π/2+2π(i-1)/m至π/2+2π(i-1)/m之间的情况下，将d轴电流指令Id*设定为负值，除此以外的情况下，将d轴电流指令Id*设定为正值。另外，电流指令运算部5将q轴电流指令Iq*设定为0。

如上所述，本实施方式中，设置有m＝3的三相绕组，将i＝1的第一相设为U相，将i＝2的第二相设为V相，将i＝3的第三相设为W相。如图43所示，在将i＝1的U相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从-π/2至π/2之间(从270deg至360deg及从0deg至90deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为负值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为正值。在将i＝2的V相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从π/6至7π/6之间(从30deg至210deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为负值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为正值。在将i＝3的W相决定为诊断对象相的情况下，当电气角θ处在从5π/6至11π/6之间(从150deg至330deg的期间)时，电流指令运算部5将d轴电流指令Id*设定为负值，除此以外时将d轴电流指令Id*设定为正值。

6.实施方式6

对实施方式6所涉及的控制装置1进行说明。对与上述实施方式1相同的结构部分省略说明。本实施方式所涉及的旋转电机3及控制装置1的基本结构与实施方式1相同，但诊断对象相的低电位侧的开关元件被断开这一点，与电流指令运算部5设定的断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*的设定方法不同。

实施方式5中，电流指令运算部5将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*设定为0，将断开故障判定用的d轴电流指令Id*设定为除0以外的值。然而，如图40所示，在电气角θ为±π/2(90deg、270deg)的情况下，被设为诊断对象相的U相电流Iu成为0Arms，不能进行U相的低电位侧强制断开。本实施方式中，将U相电流Iu设为负的固定值，以使得即使在上述的电气角θ处也能执行U相的低电位侧强制断开。

因此，当将第i相决定为诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角θ，并执行高电位侧强制断开时，电流指令运算部5使用设定为从0至π之间的值的相位调整常数K，对断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行设定，以使得对d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行合成而得到的电流矢量相对于q轴的相位角β成为K+2π(i-1)/m-θ。该情况下，电流指令运算部5如式(14)所示对断开故障判定用的d轴电流指令Id*及q轴电流指令Iq*进行设定。

如上所述，设置有m＝3的三相绕组，在将诊断对象相决定为i＝1的第一相即U相的情况下β＝K-θ，在将诊断对象相决定为i＝2的第二相即V相的情况下β＝K+2π/3-θ，在将诊断对象相决定为i＝3的第三相即W相的情况下β＝K+4π/3-θ。如上述式(15)表示了将U相设为诊断对象相时的U相电流Iu*、将V相设为诊断对象相时的V相电流Iv*、将W相设为诊断对象相时的W相电流Iw*。由于将相位调整常数K设定为从0至π之间的值，因此各诊断对象相的电流Iu*、Iv*、Iw*成为负值。

图44表示了将诊断对象相决定为i＝1的第一相即U相、将相位调整常数K设定为π/2的情况下的、断开故障判定用的dq轴电流指令Id*、Iq*，图45表示了图44的情况下断开前的驱动状态时的三相电流Iu、Iv、Iw，图46表示了图44的情况下断开U相的低电位侧的开关元件时的三相电流Iu、Iv、Iw。如图45所示，在断开前的驱动状态下，在所有的电气角θ中，U相电流Iu成为-10Arms的负值，可执行U相的低电位侧强制断开。如图46所示，由于在断开状态下U相电流Iu为0Arms，因而从电流变化能较容易地判定元件断开部8的故障。并且，由于故障诊断相的绕组电流为固定值，因而故障判定的阈值的设计变得较容易，可使故障判定精度得以提高。

对将相位调整常数K设定为π/2的情况如从图44至图46所示，在各自的电气角θ中，通过将电流矢量设为所希望的方向(本例中，U相的高电位侧)，从而能消除不必要的方向分量，能降低电流矢量的绝对值。

在图44至图46的情况下，断开前的驱动状态和断开状态的U相电流的电流差Iu＿diff、q轴电流的电流差Iq＿diff如图47所示那样。与输出转矩差成正比的q轴电流的电流差Iq＿diff的绝对值在电气角θ是90deg及270deg时成为最大。

例如，当电气角θ是90deg时，断开前的驱动状态下的q轴电流Iq成为作为最大绝对值的10Arms，断开状态下的q轴电流Iq成为0Arms。若将对q轴电流Iq换算为旋转电机3的输出转矩的转矩常数设为Kt，则断开前的驱动状态的输出转矩T成为10√3Kt，断开状态的输出转矩Toff成为0。

另一方面，旋转电机3、及用齿轮和链条等安装于旋转电机3的输出轴的转矩传输机构中，存在机械损耗Tloss。本实施方式中，将机械损耗转矩Tloss设为对旋转电机3的输出转矩传输至转向轴62的转矩传输机构的机械损耗转矩。通过将断开前的驱动状态的输出转矩T设为机械损耗转矩Tloss以内，从而能保持旋转电机3不旋转的状态。

因此，电流指令运算部5构成为将断开故障判定用的q轴电流指令Iq*的绝对值设定为将机械损耗转矩Tloss的绝对值除以转矩常数Kt后得到的值以下。根据该结构，在旋转电机3不旋转的状态下，能执行断开故障判定。另外，可以设为预先使存储装置91存储机械损耗转矩Tloss，当对q轴电流指令Iq*进行运算时进行读取。

并且，电流指令运算部5构成为设定q轴电流指令Iq*，以使得开关元件未被强制断开的情况下的旋转电机3的输出转矩T、与开关元件被强制断开的情况下的旋转电机3的输出转矩Toff的输出转矩差Tdiff的绝对值成为施加于转子的旋转轴的机械损耗转矩Tloss的绝对值以下。根据该结构，能防止因断开前后所产生的输出转矩变化而使旋转电机3旋转的情况。

电流指令运算部5设定电流矢量的有效值Irms以使得由式(16)计算的输出转矩差Tdiff的绝对值的最大值成为机械损耗Tloss的绝对值以下，并使用设定的电流矢量的有效值Irms，基于式(5)对q轴电流指令Iq*进行设定。

另外，断开状态下的三相电流如图46那样，若在电压指令运算部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，因而可能会导致电压指令变化到最大值为止。如上述的实施方式1所说明的那样，电压指令运算部6构成为断开故障判定中，进行断开之后，停止电流反馈控制，不使用电流的检测值而对断开故障判定用的d轴电压指令Vd*及q轴电压指令Vq*进行设定。因此，能防止在断开后通过电流反馈控制而增加旋转电机3的输出转矩的情况。

并且，如上述实施方式1所说明的那样，电压指令运算部6构成为保持对开关元件强制断开之前运算得到的dq轴电压指令Vd*、Vq*，并在对开关元件强制断开时，将保持的值设定为dq轴电压指令Vd*、Vq*。根据该结构，能用保持断开前的电压指令的简单方法，使因断开而产生的电流变化的影响不出现在断开后的电压指令中。

另外，从上述的实施方式1至6中，以将旋转电机3设为电动助力转向装置的驱动用的旋转电机，将控制装置1设为电动助力转向装置60的控制装置的情况作为示例进行了说明。然而，还可以将旋转电机3设为对车轮进行驱动的旋转电机等除电动助力转向装置60以外的设备的驱动力源，还可以将控制装置1设为使旋转电机3输出所需要的驱动力的旋转电机3的控制装置，或设为除电动助力转向装置60以外的设备的控制装置。

另外，本发明可以在其发明范围内对各实施方式进行自由组合，或者对各实施方式适当地进行变形、省略。

标号说明

1 旋转电机控制装置

2 直流电源

3 旋转电机

4 控制电路

5 电流指令运算部

6 电压指令运算部

7 开关信号生成部

8 元件断开部

9 断开故障判定部

10 旋转信息运算部

11 电流检测部

12 转矩指令运算部

17 逆变器

60 电动助力转向装置

Id* d轴电流指令

Iq* q轴电流指令

Kt 转矩常数

Tloss 机械损耗转矩

β 相位角

θ 电气角

Claims (15)

1.一种旋转电机控制装置，其特征在于，包括：

逆变器，该逆变器包括多个开关元件，该多个开关元件在m相绕组(m为2以上的自然数)的旋转电机和直流电源之间进行功率转换；以及

控制电路，该控制电路对所述开关元件进行导通断开控制，

所述逆变器串联连接有与所述直流电源的正极侧相连接的高电位侧的开关元件及与所述直流电源的负极侧相连接的低电位侧的开关元件，与所述m相的各相相对应地设置m组串联电路，该串联电路与各相的串联连接的连接点所对应的相的所述绕组相连接，

所述控制电路包括：

电流指令运算部，该电流指令运算部对流向所述绕组的电流指令进行运算；

电压指令运算部，该电压指令运算部基于所述电流指令对施加于所述绕组的电压指令进行运算；

开关信号生成部，该开关信号生成部基于所述电压指令生成对所述开关元件进行导通断开的开关信号；

元件断开部，该元件断开部分别将所述开关元件强制切换至断开状态；以及

断开故障判定部，该断开故障判定部对所述元件断开部的故障进行判定，

所述断开故障判定部将所述m相内的一个相决定为诊断对象相，

执行高电位侧强制断开，该高电位侧强制断开中在所述开关元件未被强制断开的情况下，在流过所述诊断对象相的所述绕组的电流是从所述逆变器流向所述绕组的方向即正的驱动状态下，向所述元件断开部发出指令以使所述诊断对象相的所述高电位侧的开关元件强制断开，或执行低电位侧强制断开，该低电位侧强制断开中在所述开关元件未被强制断开的情况下，在流过所述诊断对象相的所述绕组的电流是从所述绕组流向所述逆变器的方向即负的驱动状态下，向所述元件断开部发出指令以使所述诊断对象相的所述低电位侧的开关元件强制断开，

基于执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时的电流或电压的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

2.如权利要求1所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

在所述开关元件未被强制断开的情况下，在所述诊断对象相的所述绕组的施加电压比所述m相绕组的施加电压的平均值要大的驱动状态下，所述断开故障判定部执行所述高电位侧强制断开，或在所述开关元件未被强制断开的情况下，在所述诊断对象相的所述绕组的施加电压比所述m相绕组的施加电压的平均值要小的驱动状态下，所述断开故障判定部执行所述低电位侧强制断开。

3.如权利要求1或2所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电流指令运算部执行dq轴电流控制，该dq轴电流控制中在由所述旋转电机的转子的磁通方向所确定的d轴及比所述d轴前进π/2的方向所确定的q轴组成的dq轴旋转坐标系上，对d轴电流指令及q轴电流指令进行运算，

当执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时，将所述q轴电流指令设定为零，将所述d轴电流指令设定为除零以外的值。

4.如权利要求3所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

将第i相决定为所述诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角，

当执行所述高电位侧强制断开时，在所述电气角处于-π/2+2π(i-1)/m至π/2+2π(i-1)/m之间的情况下，所述电流指令运算部将所述d轴电流指令设定为正值，在除此以外的情况下，所述电流指令运算部将所述d轴电流指令设定为负值，

当执行所述低电位侧强制断开时，在所述电气角处于-π/2+2π(i-1)/m至π/2+2π(i-1)/m之间的情况下，所述电流指令运算部将所述d轴电流指令设定为负值，在除此以外的情况下，所述电流指令运算部将所述d轴电流指令设定为正值。

5.如权利要求1或2所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电流指令运算部执行dq轴电流控制，该dq轴电流控制中在由所述旋转电机的转子的磁通方向所确定的d轴及比所述d轴前进π/2的方向所确定的q轴组成的dq轴旋转坐标系上，对d轴电流指令及q轴电流指令进行运算，

将第i相决定为所述诊断对象相，将以第一相的绕组为基准的d轴的提前角设为电气角θ，

当执行所述高电位侧强制断开时，使用被设定为-π至0之间的值的相位调整常数K来对所述d轴电流指令及所述q轴电流指令进行设定，以使得对所述d轴电流指令及所述q轴电流指令进行合成而得到的电流矢量相对于所述q轴的相位角成为K+2π(i-1)/m-θ，

当执行所述低电位侧强制断开时，使用被设定为0至π之间的值的相位调整常数K来对所述d轴电流指令及所述q轴电流指令进行设定，以使得所述电流矢量相对于所述q轴的相位角成为K+2π(i-1)/m-θ。

6.如权利要求5所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

当执行所述高电位侧强制断开时，所述电流指令运算部使用被设定为-π/2的所述相位调整常数K，

当执行所述低电位侧强制断开时，所述电流指令运算部使用被设定为π/2的所述相位调整常数K。

7.如权利要求1至6的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电流指令运算部执行dq轴电流控制，该dq轴电流控制中在由所述旋转电机的转子的磁通方向所确定的d轴及比所述d轴前进π/2的方向所确定的q轴组成的dq轴旋转坐标系上，对d轴电流指令及q轴电流指令进行运算，

当执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时，将所述q轴电流指令的绝对值设定为通过将施加于所述旋转电机的转子的旋转轴的机械损耗转矩的绝对值除以将所述q轴电流指令换算为所述旋转电机的输出转矩的转矩常数而得到的值以下。

8.如权利要求1至7的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电流指令运算部执行dq轴电流控制，该dq轴电流控制中在由所述旋转电机的转子的磁通方向所确定的d轴及比所述d轴前进π/2的方向所确定的q轴组成的dq轴旋转坐标系上，对d轴电流指令及q轴电流指令进行运算，

对所述q轴电流指令进行设定，以使得所述开关元件未被强制断开的情况下的所述旋转电机的输出转矩、与所述开关元件被强制断开的情况下的所述旋转电机的输出转矩之间的输出转矩差的绝对值成为施加于所述旋转电机的转子的旋转轴的机械损耗转矩的绝对值以下。

9.如权利要求1至8的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述断开故障判定部基于执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时施加于所述绕组的电压的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

10.如权利要求1至8的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述断开故障判定部基于执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时流过所述高电位侧的开关元件的电流的检测值、或流过所述低电位侧的开关元件的电流的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

11.如权利要求1至8的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述断开故障判定部基于执行所述高电位侧强制断开或所述低电位侧强制断开时流向所述绕组的电流的检测值，对所述元件断开部的故障进行判定。

12.如权利要求1至11的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电压指令运算部在强制断开所述开关元件后，不使用电流的检测值而对所述电压指令进行运算。

13.如权利要求1至12的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

所述电压指令运算部对在强制断开所述开关元件之前运算得到的所述电压指令进行保持，当对所述开关元件强制断开时，将所保持的值设定为所述电压指令。

14.如权利要求1至13的任一项所述的旋转电机控制装置，其特征在于，

将所述旋转电机设为对车辆的转向装置的转向转矩进行辅助的电动助力转向装置的驱动用旋转电机，

所述控制电路在执行通常控制时，使所述旋转电机输出对车辆的转向装置的转向转矩进行辅助的转矩。

15.一种电动助力转向装置，其特征在于，包括：

如权利要求1至14的任一项所述的旋转电机控制装置；

所述旋转电机；以及

驱动力传输机构，该驱动力传输机构将所述旋转电机的驱动力传输至车辆的转向装置。