JP2009240009A - 電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動機の低速回転時及び停止時に、ロータ位相差を検出するセンサを設けることなく、位相差変更部の異常を判定することができる電動機の制御装置を提供する。
【解決手段】電動機１のロータ位相差を変更して界磁制御を行う制御装置Ａ1に、電動機１の角速度ωが第１判定速度以下であるときに、電動機１に検出用電圧Δｖd，Δｖqを重畳し、該検出用電圧と該検出用電圧が重畳されているときに電流センサ７０，７１により検出される電流Ｉu_s，Ｉw_sとに基いて、インダクタンス推定値Ｌ_eを算出するインダクタンス推定値算出部８２と、位相差制御部９５によるロータ位相差変更部２７の制御が実行されているときに、ロータ位相差指令値θd_cに対応したインダクタンス目標値Ｌ_cと、インダクタンス推定値算出部８２によるインダクタンス推定値Ｌ_eとの偏差ΔＬに基いて、ロータ位相差変更部２７の異常を判定する第１の異常判定部８４とを備える。
【選択図】 図３

Description

本発明は、永久磁石界磁型の回転電動機の制御を、同心状に配置された二つのロータ間の位相差を変更することによって行う電動機の制御装置に関する。

従来より、永久磁石界磁型の回転電動機の回転軸の周囲に同心状に設けた第１ロータ及び第２ロータを備え、回転速度に応じて第１ロータと第２ロータの位相差（ロータ位相差）を変更することで、界磁弱め制御を行うようにした電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。

かかる従来の電動機においては、第１ロータと第２ロータが、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して接続されている。また、電動機が停止状態にあるときに、第１ロータに配置された永久磁石の磁極と第２ロータに配置された永久磁極の磁極の向きが同一となって界磁の磁束が最大となり、電動機の回転速度が高くなるに従って遠心力によりロータ位相差が拡大して、界磁の磁束が減少するように構成されている。

また、第１ロータと第２ロータを相対的に回転・保持する位相差変更機構を設けて、ロータ位相差を任意に設定する構成が提案されている（例えば、特許文献２参照）。そして、ロータ位相差を変更すると、これに応じて電動機の誘起電圧定数が変化する。そこで、例えば、いわゆるｄｑベクトル制御により電動機を制御するときに、以下の式（１）により電動機の誘起電圧定数を算出し、算出した誘起電圧定数をロータ位相差に変換して、ロータ位相差を推定することができる。

但し、Ｋe：誘起電圧定数、Ｖq：ｑ軸電機子の端子間電圧、ω：電動機の角速度、Ｌd：ｄ軸電機子のインダクタンス、Ｉd：ｄ軸電機子の通電電流、Ｒ：ｑ軸電機子の抵抗。

そして、例えば、位相差変更機構により設定した位相差と、上記式（１）により算出した誘起電圧定数Ｋeから推定したロータ位相差との偏差が大きくなっているときに、位相差変更機構が異常状態にあると判定することができる。この場合、ロータ位相差を検出するセンサを設けることなく、位相差変更機構が異常状態にあることを検知することができる。
特開２００２−２０４５４１号公報 特開２００７−２５９５５０号公報

上記式（１）により電動機の誘起電圧定数Ｋeを算出してロータ位相差を推定する場合、電動機の角速度ωが低くなって上記式（１）の分母がゼロに近くなると、誘起電圧定数Ｋeの算出誤差が大きくなる。そのため、上記式（１）により算出した誘起電圧定数Ｋeに基いてロータ位相差を推定することが困難になり、位相差変更機構の異常を判定することができなくなる。

そこで、本発明は、電動機が低速で回転している場合、及び電動機が停止している場合であっても、ロータ位相差を検出するセンサを設けることなく、電動機のロータ位相差を変更する位相差変更機構の異常を判定することができる電動機の制御装置を提供することを目的とする。

本発明は上記目的を達成するためになされたものであり、永久磁石による界磁を複数個有する第１ロータ及び第２ロータを、回転軸の周囲に同心状に配置した永久磁石界磁型の回転電動機の作動を、該第１ロータと該第２ロータとの位相差であるロータ位相差の変更を行って制御する電動機の制御装置に関する。

そして、前記電動機の角速度を検出する角速度検出手段と、前記ロータ位相差を変更するためのロータ位相差変更手段と、前記ロータ位相差が、所定の指令値に対応した目標ロータ位相差となるように、前記ロータ位相差変更手段を作動させるロータ位相差制御を実行するロータ位相差制御手段と、前記電動機の電機子の通電量を検出する電流検出手段と、前記電動機の電機子に所定期間において所定レベル電圧が変化する検出用電圧を重畳し、該検出用電圧と、該検出用電圧が重畳されているときに前記電流検出手段により検出される電流とに基いて、前記電動機のインダクタンスの推定値を求めるインダクタンス推定手段と、前記電動機の角速度が第１判定速度以下であって、前記ロータ位相差制御手段による前記ロータ位相差制御が実行されているときに、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記電動機のインダクタンスの推定値との偏差に基いて、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かを判定する第１の異常判定処理を実行する第１の異常判定手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、詳細は後述するが、前記電動機の角速度が前記第１判定速度以下である低速回転域であっても、前記インダクタンス推定手段により、前記電動機の電機子に前記検出用電圧を重畳して、前記検出用電圧と前記検出用電圧が印加されているときに前記電流検出手段により検出される電流とに基いて、前記電動機の電機子のインダクタンスを推定することができる。そして、前記電動機のロータ位相差と誘起電圧定数とインダクタンスとの間には相関関係がある。

そのため、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機の電機子のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段により求められた前記電動機の電機子のインダクタンスの推定値との偏差は、前記ロータ位相差変更手段が正常に作動して、前記ロータ位相差が前記目標ロータ位相差に維持されているときは小さくなる。それに対して、前記ロータ位相差変更手段が異常状態となっているときには、前記電動機のロータ位相差を前記目標ロータ位相差に維持することができなくなるため、前記電動機の電機子のインダクタンスの目標値と推定値との偏差が大きくなる。

そのため、前記第１の異常判定手段は、前記電動機の角速度が前記第１判定速度以下である低速回転域において、前記目標設定状態に対応した前記電動機の電機子のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段により推定された前記電動機の電機子のインダクタンスの推定値との偏差に基いて、前記ロータ位相差を検出するセンサを設けることなく、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かを判定することができる。

また、前記第１の異常判定手段は、前記第１の異常判定処理において、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記インダクタンスの推定値との偏差が、第１許容範囲外である状態が第１所定時間以上継続したとき、又は前記指令値の変更に応じて、変更後の前記指令値に対応した前記ロータ位相差制御が開始されてから第２所定時間が経過しても、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記電動機のインダクタンスの推定値との偏差が第２許容範囲内とならなかったときに、前記ロータロータ位相差変更手段が異常状態にあると判定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記ロータ位相差変更手段が異常状態であることを、前記電動機の電機子のインダクタンスの目標値と推定値との偏差が、前記第１許容範囲外である状態が前記第１所定時間以上継続したという判定条件、又は、前記位相差設定処理が開始されてから前記第２所定時間が経過しても、該偏差が前記第２許容範囲内とならなかったという判定条件により判定することができる。

また、前記目標ロータ位相差又は前記指令値に対応した前記電動機の誘起電圧定数と、前記電流検出手段により検出される通電量とに基いて、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値を算出するインダクタンス目標値算出手段を備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、詳細は後述するが、前記電動機のロータ位相差及び誘起電圧定数と、前記電動機のインダクタンスと、前記電動機の電機子の通電量との間には、相関関係がある。そのため、前記第１の異常判定手段は、前記目標ロータ位相差又は前記指令値に対応した前記電動機の誘起電圧定数と、前記電動機の電機子の通電量とに基いて、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機の電機子のインダクタンスの目標値を算出することができる。

また、前記角速度検出手段により検出される前記電動機の角速度と、前記電流検出手段により検出される通電量と、前記電動機の電機子に印加される電圧とに基いて、前記電動機の誘起電圧定数の推定値を求める誘起電圧定数推定手段と、前記電動機の角速度が前記第１判定速度よりも高い第２判定速度以上であって、前記ロータ位相差制御手段による前記ロータ位相差制御が実行されているときに、前記指令値に対応した前記電動機の誘起電圧定数の目標値と、前記誘起電圧定数推定手段による前記電動機の誘起電圧定数の推定値との偏差に基いて、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かを判定する第２の異常判定処理を実行する第２の異常判定手段とを備えたことを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記電動機の角速度が前記第２判定速度以上である高速回転域においては、前記第２の異常判定手段により、前記電動機の誘起電圧定数の目標値と推定値との差に基いて、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かが判定される。そして、この場合は、前記インダクタンス推定手段により、前記電動機の電機子に前記検出用電圧を重畳して前記電動機の電機子のインダクタンスを推定する処理は不要であるため、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあることを容易に判定することができる。

また、前記第１の異常判定手段は、前記電動機の角速度が前記第１判定速度以下であって前記第１の異常判定処理を実行しているときに、前記電動機の角速度が前記第１判定速度よりも高く前記第２判定速度よりも低い範囲に上昇したときには、前記第１の異常判定処理を継続し、前記第２の異常判定手段は、前記電動機の角速度が前記第２判定速度以上であって前記第２の異常判定処理を実行しているときに、前記電動機の角速度が前記第２判定速度よりも低く前記第１判定速度よりも高い範囲に低下したときには、前記第２の異常判定処理を継続することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記電動機の角速度が、前記第１判定速度以下の低速回転域から前記第２判定速度以上の高速回転域に移行するとき、及び前記第２判定速度以上の高速回転域から前記第１判定速度以下の低速回転域に移行するときに、ヒステリシスをもたせることができる。そして、これにより、前記電動機の角速度が前記第１判定速度付近又は前記第２判定速度付近で変動したときに、これに応じて、前記第１の異常判定手段による前記第１の異常判定処理と、前記第２の異常判定手段による前記第２の異常判定処理とが頻繁に切り換わって、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあることの判定が不安定になることを抑制することができる。

また、前記電動機をロータの磁束方向であるｑ軸上にあるｑ軸電機子と、ｑ軸と直交するｄ軸上にあるｄ軸電機子とを有する等価回路に変換して扱い、前記インダクタンス推定手段は、前記ｄ軸電機子と前記ｑ軸電機子とのうちの少なくともいずれか一方に、前記検出用電圧による電圧が印加されているときに、前記電流検出手段による検出電流に基いて算出された前記ｄ軸電機子の通電量と前記ｑ軸電流の通電量とのうちの少なくともいずれか一方に基いて、前記電動機のインダクタンスを推定することを特徴とする。

かかる本発明によれば、いわゆるｄｑベクトル制御により前記電動機の作動を制御するときに、前記ｄ軸電機子及び前記ｑ軸電機子のうちの少なくともいずれか一方に前記検出用電圧による電圧を印加することにより、前記電動機の電機子のインダクタンスを容易に推定することができる。

また、前記第１の異常判定手段は、前記第１の異常判定処理において、前記指令値が変更された時から、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差が変更後の前記指令値に対応した目標ロータ位相差に移行するまでの想定時間を経過した後に、該目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記インダクタンスの推定値との偏差が、第１許容範囲外である状態が第１所定時間以上継続したか否かを判断することを特徴とする。

かかる本発明によれば、前記指令値が大きく変更された時に、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差が変更されている途中で、前記第１の異常判定手段により前記第１の異常判定処理が実行されて、実際には異常状態となっていないにも拘わらず、前記電動機１の電機子のインダクタンスの目標値と推定値との偏差が前記第１所定値以上である状態が前記第１所定以上継続したとして、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあると誤って判定されることを防止することができる。

本発明の実施の形態について、図１〜図１２を参照して説明する。

先ず、図１及び図２を参照して、本実施の形態における電動機の構成を説明する。図１は、本実施の形態における電動機の要部の断面図、図２は図１に示した電動機の２つのロータ間の位相差を変更することによる効果の説明図である。

図１を参照して、電動機１は、２重ロータ構造のＤＣブラシレスモータであり、出力軸２、外ロータ１２、及び内ロータ１１を同軸に備えている。なお、外ロータ１２と内ロータ１１のいずれか一方が本発明の第１ロータに相当し、他方が本発明の第２ロータに相当する。

内ロータ１１においては、Ｎ極を回転軸２側とする永久磁石１１ａとＳ極を回転軸２側とする永久磁石１１ｂが、周方向に沿って等間隔に交互に配設されている。同様に、外ロータ１２においても、Ｎ極を回転軸２側とする永久磁石１２ａとＳ極を回転軸２側とする永久磁石１２ｂが、周方向に沿って等間隔に交互に配設されている。

また、電動機１は、内ロータ１１及び外ロータ１２に対する回転磁界を発生するための電機子１０ａを有するステータ１０を備えている。電動機１は、例えばハイブリッド車両や電動車両の駆動源として使用され、ハイブリッド車両に搭載されたときは、電動機及び発電機として動作する。

次に、電動機１は、外ロータ１２と内ロータ１１の位相差であるロータ位相差を変更するために、外ロータ１２と内ロータ１１を相対的に回転させる位相可変機構（図示しない。遊星歯車等の差動機構により構成される。）を備えている。

そして、位相可変機構により、外ロータ１２と内ロータ１１の位相差は、少なくとも電気角で１８０度の範囲で進角側又は遅角側に変更することができ、電動機１の状態は、外ロータ１２の永久磁石１２ａ，１２ｂと内ロータ１１の永久磁石１１ａ，１１ｂが同極同士を対向して配置された界磁弱め状態と、外ロータ１２の永久磁石１２ａ，１２ｂと内ロータ１１の永久磁石１１ａ，１１ｂが異極同士を対向して配置された界磁強め状態との間で、適宜設定可能である。

図２（ａ）は界磁強め状態を示しており、外ロータ１２の永久磁石１２ａ，１２ｂの磁束Ｑ２と内ロータ１１の永久磁石１１ａ，１１ｂの磁束Ｑ１の向きが同一であるため、合成された磁束Ｑ３が大きくなる。一方、図３（ｂ）は界磁弱め状態を示しており、外ロータ１２の永久磁石１２ａ，１２ｂの磁束Ｑ２と内ロータ１１の永久磁石１１ａ，１１ｂの磁束Ｑ１の向きが逆であるため、合成された磁束Ｑ３が小さくなる。

そして、このように、外ロータ１２と内ロータ１１の位相差を変更して、界磁の磁束を増減させることにより、電動機１の誘起電圧定数Ｋeを変化させることができる。これにより、誘起電圧定数Ｋeが一定である場合に比べて、電動機１の出力及び回転数に対する運転可能領域を拡大することができる。

［第１の実施形態］次に、図３〜図８を参照して、本発明の第１の実施形態について説明する。図３は、第１の実施形態の電動機の制御装置Ａ1（以下、制御装置Ａ1という）の制御ブロック図である。

制御装置Ａ1は、電動機１を界磁方向をｄ軸としてｄ軸と直交する方向をｑ軸とした２相直流の回転座標系による等価回路に変換して扱い、外部から与えられるトルク指令値Ｔr_cに応じたトルクが電動機１から出力されるように、電動機１に対する通電量を制御する。

制御装置Ａ1は、ＣＰＵ、メモリ等により構成された電子ユニットであり、該ＣＰＵに所定の制御プログラムを実行させることによって、制御装置Ａ1は、本発明のロータ位相差制御手段、インダクタンス推定手段、インダクタンス目標値算出手段、第１の異常判定手段、誘起電圧定数推定手段、及び第２の異常判定手段として機能する。また、制御装置Ａ1は所定の制御サイクル毎に電動機１の制御処理を繰り返し実行する。

制御装置Ａ１は、トルク指令値Ｔr_cと電動機１の誘起電圧定数の推定値Ｋe_e（以下、誘起電圧定数推定値Ｋe_eという）と電動機１の角速度ωとに基づいて、ｄ軸側の電機子（以下、ｄ軸電機子という）の通電量（以下、ｄ軸電流という）の指令値であるｄ軸電流指令値Ｉd_cとｑ軸側の電機子（以下、ｑ軸電機子という）の通電量（以下、ｑ軸電流という）の指令値であるｑ軸電流指令値Ｉq_cとを算出する電流指令算出部５０、電流センサ７０，７１（本発明の電流検出手段に相当する）による電動機１の相電流の検出信号Ｉu_s，Ｉw_sと、レゾルバ７３により検出される外ロータ１２のロータ角度θm_sとに基づいて、３相／ｄｑ変換によりｄ軸電流検出値Ｉd_sとｑ軸電流検出値Ｉq_sとを算出する３相／ｄｑ変換部６１とを備えている。

なお、レゾルバ７３と、レゾルバ７３により検出されるロータ角度θm_sを微分して角速度ωを算出する微分器６３とにより、本発明の角速度検出手段が構成されている。

また、制御装置Ａ１は、ｄ軸電流指令値Ｉd_cの補正値ΔＩdaを求める界磁制御部５１と、ｑ軸電流指令値Ｉq_cの補正値ΔＩqaを求める電力制御部５５とを備えている。界磁制御部５１で決定される補正値ΔＩdaは、ｄ軸電機子の電圧とｑ軸電機子の電圧との合成ベクトルの大きさが電動機１の電源電圧Ｖdc（より詳しくは、後述するＰＭＷ演算部６２のインバータ回路の電源電圧）に応じた電圧円内に納まるようにするためのｄ軸電流の操作量（フィードバック操作量）を意味する。

補正値ΔＩdaは、前回の制御サイクルにおいて、後述する電流制御部５３等により決定されたｄ軸電圧指令値Ｖd_c及びｑ軸電圧指令値Ｖq_c（前回の制御サイクルで決定された値）との合成ベクトルの大きさと、電源電圧Ｖdcに応じて決定した目標値（電圧円の半径）との偏差に応じて、フィードバック制御により決定される。

電力制御部５５で決定される補正値ΔＩqaは、電動機１の運転時における永久磁石１１ａ〜１２ｂ（１１ａ，１１ｂ，１２ａ，１２ｂ）の温度変化と電機子１０ａの温度変化が、電動機１の出力トルクに及ぼす影響を補償するためのものである。永久磁石１１ａ〜１２ｂの温度が変化すると、一般にロータ位相差が一定であっても電動機１の誘起電圧定数が変化し、電機子１０ａのコイル抵抗（電機子１０ａを構成する巻線の抵抗）が変化する。このため、ｑ軸電流指令値Ｉq_cが一定であっても、永久磁石１１ａ〜１２ｂや電機子１０ａの温度変化の影響により、電動機１の出力トルクが変化する。

そこで、電力制御部５５は、この影響をｑ軸電流補正値ΔＩqaにより補償する。ｑ軸電流補正値ΔＩqaは、Ｕ相電流検出値Ｉu_s又はＷ相電流検出値Ｉw_sのサンプリング値から推定されるコイル抵抗や、後述する誘起電圧定数推定部９１で算出される誘起電圧定数推定値Ｋe_e等に基いて決定される。

加減算部５２は、ｄ軸電流指令値Ｉd_cからｄ軸電流検出値Ｉd_cを減じると共に、ｄ軸電流補正値ΔＩd_aを加えて、ｄ軸電流偏差ΔＩdを算出する。同様に、加減算部５６は、ｑ軸電流指令値Ｉq_cからｑ軸電流検出値Ｉq_sを減じると共に、ｑ軸電流補正値ΔＩq_qを加えて、ｑ軸電流偏差ΔＩqを算出する。

電流制御部５３は、加減算部５２で算出されたｄ軸電流偏差ΔＩdを０に近づけるように、ＰＩ制御則（比例・積分制御則）等のフィードバック制御則により、ｄ軸電機子の指令電圧値であるｄ軸電圧指令値Ｖd_cを決定する。同様に、電流制御部５３は、加減算部５６で算出されたｑ軸電流偏差ΔＩqを０に近づけるように、ＰＩ制御則等のフィードバック制御則により、ｑ軸電機子の指令電圧値であるｑ軸電圧指令値Ｖq_cを決定する。

なお、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cとｑ軸電圧指令値Ｖq_cとを決定するときに、ｄ軸電流偏差ΔＩdから求められるｄ軸電圧指令値と、ｑ軸電流偏差ΔＩqから求められるｑ軸電圧指令値とに、ｄ軸とｑ軸の間で干渉し合う速度起電力の影響を打ち消すための非干渉成分を付加して、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cとｑ軸電圧指令値Ｖq_cを求めることが好ましい。

さらに、制御装置Ａ1は、ｄ軸電圧指令値Ｖd_c及びｑ軸電圧指令値Ｖq_cと、レゾルバ７２により検出される電動機１のロータ角度θm_sとから、ｄｑ−３相変換によりＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各相の相電圧指令値Ｖu_c，Ｖv_c，Ｖw_cを求めるｄｑ−３相変換部６０、及び、相電圧指令値Ｖu_c，Ｖv_c，Ｖw_cに応じて、電動機１の各相の電機子にＰＷＭ制御によりインバータ回路（図示省略）を介して通電するＰＷＭ演算部６２を備えている。

なお、ｄｑ−３相変換は、ｄ軸電圧指令値Ｖd_c及びｑ軸電圧指令値Ｖq_cの組を、ロータ角度θm_s（電気角での出力軸２の回転角度）に応じた変換行列に座標変換する処理である。

また、制御装置Ａ1は、トルク指令値Ｔr_cと角速度ωと電源電圧Ｖdcとに応じて、電動機１のロータ位相差の指令値θd_c（以下、ロータ位相差指令値θd_cという。本発明の指令値、及び指令値に対応した目標ロータ位相差に相当する）を決定するロータ位相差指令算出部９０を備えている。

ロータ位相差指令算出部９０は、トルク指令値Ｔr_c，角速度ω，電源電圧Ｖdcという３つの要素と、ロータ位相差指令値θd_cとの間の相関関係を規定したマップ（Ｔr_c，ω，Ｖdc／θd_cマップ）に、Ｔr_c，ω，Ｖdcを適用して、ロータ位相差指令値θd_cを求める。

このＴr_c，ω，Ｖdc／Ｋe_eマップは、実験やコンピュータシミュレーション等に基いて作成されたものであり、そのデータはメモリに保持されている。なお、マップではなく、トルク指令値Ｔr_c，角速度ω，電源電圧Ｖdcという３つの要素を入力して、ロータ位相差指令値θd_cを出力する相関式を用いて、ロータ位相差指令値θd_cを算出するようにしてもよい。

また、制御装置Ａ1は、ロータ位相差指令値θd_cと、ｄ軸電流指令値Ｉd_c及びｑ軸電流指令値Ｉq_cとに基づいて、ロータ位相差指令値θd_cに対応する電動機１のインダクタンスの目標値Ｌ_c（以下、インダクタンス目標値Ｌ_cという）を算出するインダクタンス目標値算出部８３（本発明のインダクタンス目標値算出手段に相当する）、電流センサ７０，７１による検出電流Ｉu_s，Ｉw_sとロータ角度θm_sとに基いて、電動機１のインダクタンスの推定値Ｌ_e（以下、インダクタンス推定値Ｌ_eという）を算出するインダクタンス推定値算出部８２（本発明のインダクタンス推定手段に相当する）、インダクタンスの目標値と推定値との偏差ΔＬ（＝Ｌ_c−Ｌ_e）を算出する減算器８１、及び偏差ΔＬによりロータ位相差変更部２７（位相可変機構２６及びアクチュエータ２５により構成される。本発明のロータ位相差変更手段に相当する。）の異常を判定する第１の異常判定部８４（本発明の第１の異常判定手段に相当する）を備えている。

さらに、制御装置Ａ1は、電動機１の角速度ωとｄ軸電流検出値Ｉd_s及びｑ軸電流検出値Ｉq_sとｄ軸電圧指令値Ｖd_c及びｑ軸電圧指令値Ｖq_cとに基いて、電動機１の誘起電圧定数推定値Ｋe_eを算出する誘起電圧定数推定部９１（本発明の誘起電圧定数推定手段に相当する）、誘起電圧定数推定値Ｋe_eに対応するロータ位相差の推定値θd_e（以下、ロータ位相差推定値θd_eという）を算出する位相差推定部９２、ロータ位相差目標値θd_cとロータ位相差推定値θd_eとの偏差Δθdを算出する減算器９３、この偏差Δθdに基いてロータ位相差変更部２７が異常状態にあるか否か判定する第２の異常判定部９４（本発明の第２の異常判定手段に相当する）、第１の異常判定部８４と第２の異常判定部９４の判定結果に応じて、異常対処処理を実行する異常判定切換部８５、及び電動機１のロータ位相差がロータ位相差指令値θd_cに応じた目標ロータ位相差となるように、アクチュエータ２５を介して位相可変機構２６を作動させるロータ位相差制御を実行するロータ位相差制御部９５（本発明のロータ位相差制御手段に相当する）を備えている。

誘起電圧定数推定部９１は、以下の式（２）により、誘起電圧定数推定値Ｋe_eを算出する。

但し、Ｋe_e：誘起電圧定数推定値、Ｖq_c：ｑ軸電圧指令値、ω：電動機１の角速度、Ｌd：ｄ軸電機子のインダクタンス（固定値）、Ｒ：ｑ軸電機子の抵抗値（固定値）、Ｉd_s：ｄ軸電流検出値、Ｉq_s：ｑ軸電流検出値。

次に、図４〜図６（ｂ）を参照して、インダクタンス目標値算出部８３によるインダクタンス目標値Ｌ_cの算出方法と、インダクタンス推定値算出部８２によるインダクタンス推定値Ｌ_eの算出方法について説明する。

先ず、図４（ａ），図４（ｂ）及び図６（ｂ）を参照して、インダクタンス目標値算出部８３によるインダクタンス目標値Ｌ_cの算出方法について説明する。図４（ａ）は、縦軸をｄ軸電機子のインダクタンスＬdに設定し、横軸をｄ軸電流Ｉdに設定して、電動機１のロータ位相差θdを０度，３０度，６０度、９０度、１２０度、１５０度、１８０度に設定したときの、ＬdとＩdの関係を示したものである。図４（ａ）に示した対応関係から、電動機１の位相差θdとｄ軸電流Ｉdの組に対して、対応するｄ軸電機子のインダクタンスＬdが定まることが分る。

同様に、図４（ｂ）は、縦軸をｑ軸電機子のインダクタンスＬqに設定し、横軸をｑ軸電流Ｉqに設定して、電動機１の位相差θdを０度，３０度，６０度，９０度，１２０度，１５０度，１８０度に設定したときの、ＬqとＩqの関係を示したものである。図４（ｂ）に示した対応関係から、電動機１のロータ位相差θdとｑ軸電流Ｉqの組に対して、対応するｑ軸電機子のインダクタンスＬqが定まることが分る。

そこで、インダクタンス目標値算出部８３は、図６（ｂ）に示したように、ロータ位相差目標値θd_cとｄ軸電流指令値Ｉd_c及びｑ軸電流指令値Ｉq_cとを、上述した図４（ａ），図４（ｂ）の対応関係をテーブル化した参照テーブル（Look up Table）１１０に適用して、対応するｄ軸インダクタンス目標値Ｌd_cとｑ軸インダクタンス目標値Ｌq_cとを求める。そして、インダクタンス目標値算出部８３は、ｄ軸インダクタンス目標値Ｌd_cとｑ軸インダクタンス目標値Ｌq_cの合成値をインダクタンス目標値Ｌ_c（＝√（Ｌd_c²＋Ｌq_c²））として算出する。

次に、インダクタンス推定値算出部８２によるインダクタンス推定値Ｌ_eの算出方法について説明する。図３を参照して、インダクタンス推定値算出部８２は、検出用電圧重畳部８０により、加算器５４においてｄ軸検出用電圧Δｖdを重畳すると共に、加算器５７においてｑ軸検出用電圧Δｖqを重畳する。

ここで、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqの具体的な出力パターンとしては、例えば図５（ａ）に示したように、周期Ｔにおける出力電圧Ｘの総和が０となるように設定される。また、図５（ｂ）に示したように、連続する周期の出力を反転（Ｘ，−Ｘ）させることによって、周波数ｆ（＝１／Ｔ）の周波数成分を打ち消して、周波数ｆに偏ったノイズの発生を抑制することができる。

また、図５（ｃ）に示したように、周波数成分を順次打ち消すように出力電圧を変調させる出力パターンとすることで、特定の周波数に偏ったノイズの発生を抑制する効果をさらに高めることができる。

ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqを、ｄ軸電機子とｑ軸電機子に重畳したときの電圧方程式は、以下の式（３）で表される。

但し、Ｖd：ｄ軸検出用電圧Δｖdを重畳する前のｄ軸電圧、Ｖq：ｑ軸検出用電圧Δｖqを重畳する前のｑ軸電圧、Ｌd：ｄ軸電機子のインダクタンス、Ｌq：ｑ軸電機子のインダクタンス、ｓ：微分演算子、Ｉd：ｄ軸電流、Ｉq：ｑ軸電流。

上記式（３）を変形すると、以下の式（４）が得られる。

ここで、以下の式（５）〜式（７）のように定義すると、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqを重畳したときの上記式（４）を、以下の式（８）の形にまとめて表すことができる。

但し、Δｖd(i)：ｄ軸検出用電圧Δｖdのｉ番目の制御サイクルにおける値、Δｖq(i)：ｑ軸検出用電圧Δｖqのｉ番目の制御サイクルにおける値。

但し、Ｖd(i)：ｄ軸電圧のｉ番目の制御サイクルにおける値、Ｖq(i)：ｑ軸電圧のｉ番目の制御サイクルにおける値。

但し、Ｉd(i)：ｄ軸電流のｉ番目の制御サイクルにおける値、Ｉq(i)：ｑ軸電流のｉ番目の制御サイクルにおける値。

そして、以下の式（９）を定義して、上記式（８）の両辺に擬似逆行列（Ｃ^tＣ）^-1Ｃをかけると、以下の式（１０）が得られる。

ここで、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqは、上述したように電圧の総和が０となるように設定されている。すなわち、ΣΔＶdq(i)＝０なので、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqが重畳されている間のＶdq(i)が一定であれば、上記式（１０）の左辺の第２項において、以下の式（１１）が成り立つ。

従って、トルク指令値Ｔr_cに応じて電流制御部５３で決定されるｄ軸電圧Ｖd及びｑ軸電圧ＶqによるＶdq(1)，Ｖdq(2)，…は無視することができ、上記式（１０）は以下の式（１２）の形になる。

この場合、電流制御部５３は、トルク指令値Ｔr_cに応じたｄ軸電圧Ｖdとｑ軸電圧Ｖqの更新を、検出用電圧Δｖdqの平均が０になるタイミングで行なえばよい。

なお、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqの出力パターンは、予め決定してメモリに保持しておけばよい。また、上記式（１２）における左辺の（Ｃ^tＣ）^-1Ｃ^tの計算値も、ｄ軸検出用電圧Δｖdとｑ軸検出用電圧Δｖqの出力パターンにより算出して、予めメモリに保持しておくことができる。

図６（ａ）は、上記式（１２）に従ったブロック図であり、インダクタンス推定値算出部８２は、このブロック図に示した処理を行なってインダクタンス推定値Ｌ_eを算出する。すなわち、インダクタンス推定値算出部８２は、電流センサ７０，７１による相電流の検出値Ｉu_sとＩw_sの今回と前回の制御サイクルにおける値の差分を、減算器１０４，１０５により算出する。

そして、インダクタンス推定値算出部８２は、この差分を３相−ｄｑ変換部１０１によりｄｑ座標値に変換し、変換値（dＩd，dＩq）を除算器１０２で１制御サイクルの時間（dt）で除する。さらに、インダクタンス推定値算出部８２は、乗算器１０３により、この変換値（dＩd，dＩq）に擬似逆行列（Ｃ^tＣ）^-1Ｃ^tを乗じて、ｄ軸電機子のインダクタンス推定値の逆数１／Ｌd_eとｑ軸電機子のインダクタンス推定値の逆数１／Ｌq_eとを算出する。そして、インダクタンス推定値算出部８２は、Ｌd_eとＬq_eの合成値をインダクタンス推定値Ｌ_e（＝√（Ｌd_e²＋Ｌq_e²））として算出する。

次に、図７を参照して、異常判定切替部８５による第１の異常判定部８４と第２の異常判定部９４の異常判定の切替条件について説明する。異常判定切替部８５は、電動機１の角速度ωがω_K以上であるときに、第２の異常判定部９４に演算許可信号Ｃokを出力して、第２の異常判定部９４による誘起電圧定数推定値Ｋe_eに基く第２の異常判定処理を実行させる。

また、異常判定切替部８５は、電動機１の角速度ωがω_L以下であるときに、第１の異常判定部８４に演算許可信号Ｃokを出力して、第１の異常判定部８４によるインダクタンス推定値Ｌ_eに基く第１の異常判定処理を実行させる。

そして、異常判定切替部８５は、電動機１の角速度ωがω_j1（本発明の第１判定速度に相当する）以下であるときは、第１の異常判定部８４による異常判定結果により異常対処処理を行い、電動機１の角速度ωがω_j2（本発明の第２判定速度に相当する）以上であるときには、第２の異常判定部９４による異常判定結果により異常対処処理を行う。

そして、電動機１の角速度ωがω_j1以下であって、第１の異常判定部８４による異常判定処理が行われているときは、角速度がωがω_j2以上となるまで、第１の異常判定部８４による異常判定結果を継続して採用する。一方、電動機１の角速度ωがω_j2以上であって、第２の異常判定部９４による異常判定結果を採用しているときには、角速度ωがω_j1以下となるまで、第２の異常判定部９４による異常判定結果を継続して採用する。

このように、第１の異常判定部８４による第１の異常判定処理の結果と第２の異常判定部９４による第２の異常判定処理の結果の採用の切替条件に、図７の斜線部分のヒステリシスをもたせることによって、第１の異常判定部８４による第１の異常判定処理の結果と第２の異常判定部９４による第２の異常判定処理の結果の切替が頻繁に行なわれて、異常判定が不安定になることを防止することができる。

次に、図８に示したフローチャートに従って、第１の異常判定部８４によるロータ位相差変更部２７の異常判定処理について説明する。図８のＳＴＥＰ１で、第１の異常判定部８４は、異常判定切替部８５から演算許可信号Ｃokが出力されているか否かを判断する。そして、演算許可信号Ｃokが出力されているときはＳＴＥＰ２に進み、演算許可信号Ｃokが出力されていないときにはＳＴＥＰ６に分岐して処理を終了する。

ＳＴＥＰ２で、第１の異常判定部８４は、ロータ位相差指令値θd_cの変化があったか否かを判断し、変化があったときにはＳＴＥＰ１０に分岐してＴ1タイマ（Ｔ1をタイムアップまでの計時時間とするタイマ）をスタートさせてＳＴＥＰ６進む。ここで、Ｔ1は、ロータ位相差指令値θd_cが変更された時から、ロータ位相差制御部９５によるロータ位相差制御によって、ロータ位相差変更部２７の作動により電動機１が変更後のロータ位相差指令値θd_cに対応する状態に移行するなるまでに要する想定時間よりも若干長く設定される。

一方、ロータ位相差指令値θd_cの変化がなかったときにはＳＴＥＰ３に進み、第１の異常判定部８４は、Ｔ1タイマがタイムアップしたか否かを判断する。そして、Ｔ1タイマがタイムアップしていなかったときは、ＳＴＥＰ６に分岐して処理を終了する。また、Ｔ1タイマがタイムアップしていたとき、すなわち、ロータ位相差変更部２７が正常に動作しているならば、電動機１がロータ位相差指令値θd_cに対応する状態となっていると想定されるときには、ＳＴＥＰ４に進む。

ＳＴＥＰ４で、第１の異常判定部８４は、インダクタンス目標値算出部８３により算出されたインダクタンス目標値Ｌ_cと、インダクタンス推定値算出部８２により算出されたインダクタンス推定値Ｌ_eとの偏差ΔＬが、予め設定された第１許容範囲内（Ｌa≦ΔＬ≦Ｌb）にあるか否かを判断する。

そして、偏差ΔＬが第１許容範囲内にないときはＳＴＥＰ２０に分岐し、第１の異常判定部８４は、Ｔ2タイマ（Ｔ2をタイムアップまでの計時時間とするタイマ）をスタートさせる。なお、過去の制御サイクルにおいて既にＴ2タイマをスタートさせていたときには、Ｔ2タイマを継続して作動させる。

ここで、Ｔ2は、偏差ΔＬが第１許容範囲内（Ｌa≦ΔＬ≦Ｌb）にない状態がＴ2以上継続したときに、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあると判定するためのものであり、本発明の第１所定時間に相当する。

次のＳＴＥＰ２１で、第１の異常判定部８４は、Ｔ2タイマがタイムアップしているか否かを判断する。そして、Ｔ2がタイムアップしていたときはＳＴＥＰ２２に進んで、異常切替部８５に対して異常報知を行なった後、ＳＴＥＰ６に進んで処理を終了する。一方、ＳＴＥＰ２１でＴ2タイマがタイムアップしていなかったときには、ＳＴＥＰ６に分岐して処理を終了する。第１の異常判定部８４から異常報知を受けた異常判定切替部８５は、異常対処処理として、車両の走行停止、電動機１の運転範囲の制限等を行なう。

なお、本実施形態では、インダクタンスの目標値と推定値との偏差ΔＬが第１許容範囲から外れた状態がＴ2以上継続したことを条件として、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあると判断したが、他の条件を用いてもよい。例えば、ロータ位相差指令値θd_cが変更された時（この変更に応じて、ロータ位相差制御部９５により、ロータ位相差変更部２７を変更後のロータ位相差指令値θd_cに対応する位置に作動させるロータ位相差制御が開始される）から、所定時間（本発明の第２所定時間に相当する）が経過しても、インダクタンス目標値Ｌ_cとインダクタンス推定値Ｌ_eとの偏差ΔＬが第２許容範囲内とならなかったときに、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあると判断するようにしてもよい。

また、第２の異常判定部９４によるロータ位相差変更部２７の第２の異常判定処理は、図８のＳＴＥＰ４におけるインダクタンスの目標値と推定値との偏差ΔＬを、ロータ位相差指令値θd_cとロータ位相差推定値θd_eとの偏差Δθdに置き換え、Δθdの許容範囲とタイマの計時時間Ｔ1，Ｔ2を設定したものとなり、処理手順は同様となる。そのため、第２の異常判定部９４による処理については、説明を省略する。

［第２の実施形態］次に、図９を参照して、本発明の第２の実施形態について説明する。第２の実施形態の電動機の制御装置Ａ2（以下、制御装置Ａ2という）は、上述した第１の実施形態の制御装置Ａ1のロータ位相差指令算出部９０に変えて誘起電圧定数指令算出部９６を備え、また、誘起電圧定数の指令値Ｋe_c（以下、誘起電圧定数指令値Ｋe_cという。本発明の指令値に相当する）と誘起電圧定数推定値Ｋe_eとの偏差ΔＫeに基いてロータ位相差変更部２７が異常状態にあるか否かを判定する第２の異常判定処理を実行する第２の異常判定部９７（本発明の第２の異常判定手段に相当する）を備えたものである。

また、ロータ位相差制御部９５は、ロータ位相差指令値θd_cに代えて、誘起電圧定数指令値Ｋe_cに基いてアクチュエータ指令値ＬＳ_cを出力する。この場合、誘起電圧定数指令値Ｋe_cに対応するロータ位相差が、本発明の目標ロータ位相差となる。なお、第１の実施形態の制御装置Ａ1と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

電動機１のロータ位相差と誘起電圧定数との間には、ロータ位相差が大きくなるに従って誘起電圧定数が小さくなる相関関係があるので、誘起電圧定数指令算出部９６は、ロータ位相差指令算出部９０と同様にして、トルク指令値Ｔr_c、電動機１の角速度ω、及び電源電圧Ｖdcに応じた誘起電圧定数指令値Ｋe_cを算出する。

そして、減算器９３により、誘起電圧定数指令値Ｋe_cと誘起電圧定数推定部９１で算出された誘起電圧定数推定値Ｋe_eとの偏差ΔＫeが算出され、第２の異常判定部９７は、偏差ΔＫeが許容範囲（本発明の第１許容範囲に相当する）から外れた状態がＴ1以上継続したとき、又は誘起電圧定数指令値Ｋe_cが変更された時から所定時間（本発明の第２所定時間に相当する）が経過しても偏差ΔＫeが許容範囲（本発明の第２許容範囲に相当する）内に入らなかったときに、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあると判定する。

［第３の実施形態］次に、図１０を参照して、本発明の第３の実施形態について説明する。第３の実施形態の電動機の制御装置Ａ3（以下、制御装置Ａ3という）は、上述した第２の実施形態の制御装置Ａ2のインダクタンス推定値算出部８２に変えて、インダクタンス推定値算出部８６を備えたものである。なお、第２の実施形態の制御装置Ａ2と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

インダクタンス推定値算出部８６は、電流センサ７０，７０による相電流検出値Ｉu_s，Ｉw_sに代えて、３相−ｄｑ変換されたｄ軸電流検出値Ｉd_s，ｑ軸電流検出値Ｉq_sを用いてインダクタンス推定値Ｌ_eを算出する。図１１は、この場合の上記式（１２）に従ったブロック図であり、インダクタンス推定値算出部８６は、このブロック図に示した処理を行なってインダクタンス推定値Ｌ_eを算出する。

すなわち、インダクタンス推定値算出部８６は、３相−ｄｑ変換部６１から出力されるｄ軸電流検出値Ｉd_s及びｑ軸電流検出値Ｉq_sの今回と前回の制御サイクルにおける値の差分を、減算器１２０，１２１により算出する。

そして、インダクタンス推定値算出部８６は、この差分（dＩd，dＩq）を除算器１２２で１制御サイクルの時間（dt）で除する。さらに、インダクタンス推定値算出部８６は、乗算器１２３により、擬似逆行列（Ｃ^tＣ）^-1Ｃ^tを乗じて、ｄ軸電機子のインダクタンス推定値の逆数１／Ｌd_eとｑ軸電機子のインダクタンスの推定値の逆数１／Ｌq_eとを算出する。そして、Ｌd_eとＬq_eの合成値をインダクタンス推定値Ｌ_e（＝√（Ｌd_e²＋Ｌq_e²））として算出する。

［第４の実施形態］次に、図１２を参照して、本発明の第４の実施形態について説明する。第４の実施形態の電動機の制御装置Ａ4は、上述した第２の実施形態の制御装置Ａ2のインダクタンス目標値算出部８３に代えて、インダクタンス目標値算出部８７を備えたものである。なお、第２の実施形態の制御装置Ａ2と同様の構成については、同一の符号を付して説明を省略する。

インダクタンス目標値算出部８７は、ｄ軸電流指令値Ｉd_cとｑ軸電流指令値Ｉq_cに代えて、ｄ軸電流検出値Ｉd_sとｑ軸電流検出値Ｉq_sを用いてインダクタンス目標値Ｌ_cを算出する。ここで、電流制御部５３により、ｄ軸電流指令値Ｉd_cと補正値ΔＩdaの和と、ｄ軸電流検出値Ｉd_sとの偏差ΔＩdが０に近付くようにｄ軸電流が制御されると共に、ｑ軸電流指令値Ｉq_cと補正値ΔＩqaの和と、ｑ軸電流検出値Ｉq_sとの偏差ΔＩqが０に近付くようにｑ軸電流が制御される。

そして、補正値ΔＩdaはｄ軸電流指令値Ｉd_cに対して微小であり、補正値ΔＩqaはｑ軸電流指令値Ｉq_cに対して微小である。そのため、ｄ軸電流指令値Ｉd_c≒ｄ軸電流検出値Ｉd_s、ｑ軸電流指令値Ｉq_c≒ｑ軸電流検出値Ｉq_cとなり、インダクタンス目標値算出部８７は、ｄ軸電流検出値Ｉd_sとｑ軸電流検出値Ｉq_sとを用いて、インダクタンス目標値Ｌ_cを算出することができる。

なお、上述した第１〜第４の実施形態の制御装置Ａ1〜Ａ4においては、電動機１のインダクタンスとして、ｄ軸電機子のインダクタンスＬdとｑ軸電機子のインダクタンスＬqを合成したインダクタンス目標値Ｌ_c及びインダクタンス推定値Ｌ_eを用いて、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあるか否かを判定した。しかし、他の形態として、ｄ軸電機子のインダクタンスＬdやその逆数、或いはｑ軸電機子やその逆数のインダクタンスを用いてもよい。また、合成値の逆数（１／Ｌ_c，１／Ｌ_e）を用いて、ロータ位相差変更部２７が異常状態にあるか否かを判定してもよい。

また、上述した第１〜第４の実施形態では、本発明の電動機の制御装置として、電動機１を２相直流の回転座標であるｄｑ座標系による等価回路に変換して扱う制御装置Ａ1〜Ａ4を示したが、２相交流の固定座標系であるαβ座標系による等価回路に変換して扱う場合等、他の制御形態においても本発明の適用が可能である。

２重ロータを備えたＤＣブラシレスモータの構成図。 外ロータと内ロータの位相差を変更することによる効果の説明図。 第１の実施形態の電動機の制御装置の制御ブロック。 ロータ位相差θdとｄ軸電機子のインダクタンスＬd及びｄ軸電流Ｉdとの相関関係、及びロータ位相差θdとｑ軸電機子のインダクタンスＬq及びｑ軸電流Ｉqとの相関関係を示した説明図。 検出用電圧の出力パターンの説明図。 インダクタンス推定値算出部、及びインダクタンス目標値算出部の演算ブロック図。 誘起電圧定数による判定処理とインダクタンスによる判定処理の切り換え条件の説明図。 第１の異常判定部によるロータ位相差変更部の異常判定処理のフローチャート。 第２の実施形態の電動機の制御装置の制御ブロック図。 第３の実施形態の電動機の制御装置の制御ブロック図。 第３の実施形態におけるインダクタンス推定値算出部の演算ブロック図。 第４の実施形態の電動機の制御装置の制御ブロック図。

符号の説明

１…電動機、２…電動機の回転軸、１０…ステータ、１１…内ロータ、１１ａ，１１ｂ…永久磁石、１２…外ロータ、１２ａ，１２ｂ…永久磁石、２５…アクチュエータ、２６…遊星歯車機構、２７…ロータ位相差変更部、５０…電流指令算出部、５３…電流制御部、８０…検出用電圧重畳部、８３…インダクタンス目標値算出部、８２…インダクタンス推定値算出部、８４…第１の異常判定部、８５…異常判定切替部、９１…誘起電圧定数推定部、９２…位相差推定部、９４…第２の異常判定部、９５…ロータ位相差制御部。

Claims (7)

1. 永久磁石による界磁を複数個有する第１ロータ及び第２ロータを、回転軸の周囲に同心状に配置した永久磁石界磁型の回転電動機の作動を、該第１ロータと該第２ロータとの位相差であるロータ位相差の変更を行って制御する電動機の制御装置であって、
   前記電動機の角速度を検出する角速度検出手段と、
   前記ロータ位相差を変更するためのロータ位相差変更手段と、
   前記ロータ位相差が、所定の指令値に対応した目標ロータ位相差となるように、前記ロータ位相差変更手段を作動させるロータ位相差制御を実行するロータ位相差制御手段と、
   前記電動機の電機子の通電量を検出する電流検出手段と、
   前記電動機の電機子に所定期間において所定レベル電圧が変化する検出用電圧を重畳し、該検出用電圧と、該検出用電圧が重畳されているときに前記電流検出手段により検出される電流とに基いて、前記電動機のインダクタンスの推定値を求めるインダクタンス推定手段と、
   前記電動機の角速度が第１判定速度以下であって、前記ロータ位相差制御手段による前記ロータ位相差制御が実行されているときに、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記電動機のインダクタンスの推定値との偏差に基いて、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かを判定する第１の異常判定処理を実行する第１の異常判定手段とを備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
2. 請求項１記載の電動機の制御装置において、
   前記第１の異常判定手段は、前記第１の異常判定処理において、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記インダクタンスの推定値との偏差が、第１許容範囲外である状態が第１所定時間以上継続したとき、又は前記指令値の変更に応じて、変更後の前記指令値に対応した前記ロータ位相差制御が開始されてから第２所定時間が経過しても、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記電動機のインダクタンスの推定値との偏差が第２許容範囲内とならなかったときに、前記ロータロータ位相差変更手段が異常状態にあると判定することを特徴とする電動機の制御装置。
3. 請求項１又は請求項２記載の電動機の制御装置において、
   前記目標ロータ位相差又は前記指令値に対応した前記電動機の誘起電圧定数と、前記電流検出手段により検出される通電量とに基いて、前記目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値を算出するインダクタンス目標値算出手段を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
4. 請求項１から請求項３のうちいずれか１項記載の電動機の制御装置において、
   前記角速度検出手段により検出される前記電動機の角速度と、前記電流検出手段により検出される通電量と、前記電動機の電機子に印加される電圧とに基いて、前記電動機の誘起電圧定数の推定値を求める誘起電圧定数推定手段と、
   前記電動機の角速度が前記第１判定速度よりも高い第２判定速度以上であって、前記ロータ位相差制御手段による前記ロータ位相差制御が実行されているときに、前記指令値に対応した前記電動機の誘起電圧定数の目標値と、前記誘起電圧定数推定手段による前記電動機の誘起電圧定数の推定値との偏差に基いて、前記ロータ位相差変更手段が異常状態にあるか否かを判定する第２の異常判定処理を実行する第２の異常判定手段とを備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
5. 請求項４記載の電動機の制御装置において、
   前記第１の異常判定手段は、前記電動機の角速度が前記第１判定速度以下であって前記第１の異常判定処理を実行しているときに、前記電動機の角速度が前記第１判定速度よりも高く前記第２判定速度よりも低い範囲に上昇したときには、前記第１の異常判定処理を継続し、
   前記第２の異常判定手段は、前記電動機の角速度が前記第２判定速度以上であって前記第２の異常判定処理を実行しているときに、前記電動機の角速度が前記第２判定速度よりも低く前記第１判定速度よりも高い範囲に低下したときには、前記第２の異常判定処理を継続することを特徴とする電動機の制御装置。
6. 請求項１から請求項５のうちいずれか１項記載の電動機の制御装置において、
   前記電動機をロータの磁束方向であるｑ軸上にあるｑ軸電機子と、ｑ軸と直交するｄ軸上にあるｄ軸電機子とを有する等価回路に変換して扱い、
   前記インダクタンス推定手段は、前記ｄ軸電機子と前記ｑ軸電機子とのうちの少なくともいずれか一方に、前記検出用電圧による電圧が印加されているときに、前記電流検出手段による検出電流に基いて算出された前記ｄ軸電機子の通電量と前記ｑ軸電流の通電量とのうちの少なくともいずれか一方に基いて、前記電動機のインダクタンスを推定することを特徴とする電動機の制御装置。
7. 請求項２記載の電動機の制御装置において、
   前記第１の異常判定手段は、前記第１の異常判定処理において、前記指令値が変更された時から、前記ロータ位相差変更手段により前記ロータ位相差が変更後の前記指令値に対応した目標ロータ位相差に移行するまでの想定時間を経過した後に、該目標ロータ位相差に対応した前記電動機のインダクタンスの目標値と、前記インダクタンス推定手段による前記インダクタンスの推定値との偏差が、第１許容範囲外である状態が第１所定時間以上継続したか否かを判断することを特徴とする電動機の制御装置。

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