JP6625225B2 - 回転機の制御装置及び電動パワーステアリングの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、回転機の制御装置及び電動パワーステアリングの制御装置に関するものである。

電動パワーステアリング制御装置には、回転機を駆動する際の電圧の変動を低減するための平滑用コンデンサを備えるものがある。この平滑用コンデンサには徐々に電荷がチャージされるため、負荷側接点の電圧を用いて電源リレーの溶着検出を行う際には平滑用コンデンサにチャージされた電荷をディスチャージする必要がある。従来の電動パワーステアリング制御装置においては、溶着検出に要する時間を短縮するために平滑用コンデンサのディスチャージを行うディスチャージ回路を備えたものがあった（例えば、特許文献１参照）。また、直交回転二軸座標系（ｄ−ｑ座標系）におけるｑ軸（トルク成分）の電流指令値を０、ｄ軸（界磁成分）の電流指令値を所定の値とすることにより、特許文献１のようなディスチャージ回路を用いずに平滑用コンデンサのディスチャージを行うものがあった（例えば、特許文献２参照）。

特許３５１１５９３号公報（図１） 特開２０１２―１５３３５５号公報（図４）

昨今の電動パワーステアリング制御装置は、２組のインバータ回路を実装しているが、制御装置としての大きさは従来並みであることが要求されている。しかしながら、特許文献１のようにディスチャージ回路を実装することは制御装置の大型化を招くとともに、コスト上昇の原因となるという問題点がある。また、特許文献２ではｄ−ｑ座標系への変換及びｄ−ｑ座標系からの逆変換において、放電制御するために固定された回転角を用いているため、固定された回転角と実際の回転角との間に０次の角度誤差がある場合は、ｄ軸電流によってロストルクを超えるトルクが生じてハンドルを回転させる可能性があり、１次以上の角度誤差がある場合は、トルクリプルが生じる可能性があるという問題点がある。これらを防ぐためにｄ軸電流の絶対値を小さくするということが考えられるが、これはディスチャージ時間の長期化という問題を生じさせてしまう。

この発明は、上記のような問題点を解決するためになされたもので、装置全体の大型化を防ぎつつ、短時間で平滑用コンデンサをディスチャージできる回転機の制御装置及び電動パワーステアリングの制御装置を得るものである。

この発明の回転電機の制御装置は、第１巻線組及び第２巻線組を備えたステータを有する回転機の制御装置であって、直流電源からの電流を供給又は遮断するリレーと、直流電源から供給される電流の変動を抑制するコンデンサと、第１巻線組に流れる電流を指示する第１の制御指令及び第２巻線組に流れる電流を指示する第２の制御指令を生成する制御指令生成手段と、第１の制御指令から第１の電圧指令を演算するとともに、第２の制御指令から第２の電圧指令を演算する電圧演算手段と、第１の電圧指令に基づいて、第１巻線組に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、第２の電圧指令に基づいて、第２巻線組に電圧を印加する第２の電圧印加手段とを備え、コンデンサから第１巻線組に流れる電流によって生じるトルクとコンデンサから第２巻線組に流れる電流によって生じるトルクを互いに相殺させながら、コンデンサの電荷を放電制御するものである。

この発明の回転電機の制御装置によれば、コンデンサの電荷を回転機の第１巻線組及び第２巻線組に流し、第１巻線で生じるトルクと第２巻線で生じるトルクを相殺しながらコンデンサの放電制御を行うので、ディスチャージ回路は必要なく、ハンドルの回転等を防ぐためにより大きな放電電流を流すことが可能である。このため、装置の大型化を防ぎつつ、短時間で平滑用コンデンサをディスチャージできる。

この発明の回転機の制御装置を備えた電動パワーステアリングの制御装置を示す概略構成図である。 この発明の実施の形態１における回転機の制御装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態１における回転機の制御装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２における回転機の制御装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態２における回転機の制御装置の動作を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態２の他の例における回転機の制御装置を示す全体構成図である。 この発明の実施の形態３における回転機の制御装置の動作を示すフローチャートである。 ２つの巻線組を流れる電流の位相差が無い場合における電圧指令の電圧ベクトル図である。 ２つの巻線組を流れる電流の位相差がπ／３である場合における電圧指令の電圧ベクトル図及び各位相差における第２の電圧指令を示す図である。 ２つの巻線組を流れる電流の位相差がπ／６である場合における電圧指令の電圧ベクトル図及び各位相差における第２の電圧指令を示す図である。

実施の形態１．
以下に、本発明の実施の形態１を図１から図３に基づいて説明する。
図１は、この発明の回転機の制御装置を備えた電動パワーステアリングの制御装置を示す概略構成図であり、図２は、実施の形態１における回転機の制御装置を示す全体構成図である。電動パワーステアリングの制御装置１００は、図１に示すように制御ユニット１、すなわち回転機の制御装置と、回転機３とを備えている。運転手がハンドル９１によって車両のステアリング機構に操舵トルクを発生させると、トルク検出手段９２は、ハンドル軸９３に与えられた操舵トルクを検出し、トルク検出信号ＳＴを制御ユニット１に送信する。制御ユニット１は、トルク検出信号ＳＴから操舵トルクを取得し、この操舵トルクに応じて回転機３を回転制御し補助トルクＴＲを発生させる。補助トルクＴＲはギヤ９４を介してハンドル軸９３上に伝達され、車両の前輪９５のステアリング機構に供給される。なお、ここではギヤ９４を用いたが、チェーンを用いて補助トルクＴＲを伝達させてもよい。

制御ユニット１は、直流電源２から出力された電力を、第１の電圧印加手段７ａ及び第２の電圧印加手段７ｂにより交流に変換して回転機３を回転駆動するものである。回転機３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相にそれぞれ対応する巻線Ｕ１、巻線Ｖ１、巻線Ｗ１からなる第１巻線組Ｍ１と、巻線Ｕ２、巻線Ｖ２、巻線Ｗ２からなる第２巻線組Ｍ２を備えている。それぞれの巻線組において、各巻線組はそれぞれスター結線で相を結合している。これらの２つの巻線組によりステータ（図示なし）が構成され、回転機３は、このステータ（図示なし）と、ロータ（図示なし）と、ロータに固定された回転軸（図示なし）により構成されている。なお、以下の説明では、この発明を各巻線組が３相で、ロータに永久磁石が配置された永久磁石型同期交流回転機に適用した場合を例に説明するが、この発明は多相交流により回転駆動する回転機に対して使用することができるものであり、誘導機や界磁巻線型同期機であってもよい。また、本実施の形態では各相の巻線組はスター結線で相を結合しているが、デルタ結線で結合してもよい。

制御ユニット１において、直流電源２は、第１の電圧印加手段７ａ及び第２の電圧印加手段７ｂに直流電圧Ｖｄｃを出力する。この直流電源２としては、バッテリー、ＤＣ−ＤＣコンバータ、ダイオード整流器、ＰＷＭ整流器等、直流電圧を出力する全ての機器を含む。

リレー４は、直流電源２と平滑用コンデンサ５の間に接続されて、リレー制御手段８によって制御され、第１の電圧印加手段７ａ及び第２の電圧印加手段７ｂへの電力の供給及び遮断を行う。平滑用コンデンサ５は、直流電源２に並列に接続され、母線電流の変動を抑制して安定した直流電流を実現する。

制御指令生成手段１６は、電動パワーステアリングの通常動作中においてはトルク検出信号ＳＴを受信し、操舵トルクに応じた補助トルクＴＲを回転機３に発生させる制御指令Ｃを生成する。また、後述するディスチャージ制御、すなわち放電制御の実施中においては回転機３のトルクの発生を抑制しつつ銅損を発生させる制御指令Ｃを生成する。制御指令Ｃは、第１巻線組Ｍ１に流れる電流を制御する第１の制御指令及び第２巻線組Ｍ２に流れる電流を制御する第２の制御指令から構成される。なお、詳細は後述するが、本実施の形態では第１の制御指令及び第２の制御指令は、それぞれ回転二軸系の電流指令である。

電圧演算手段６は、制御指令生成手段１６から受信した制御指令Ｃより回転機３を駆動するための各電圧指令を演算する。ここで、第１の制御指令からは第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算して第１のスイッチング信号生成手段１５ａへ出力し、第２の制御指令からは第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算して第２のスイッチング信号生成手段１５ｂへ出力する。第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は、第１巻線組Ｍ１を構成する巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に対する電圧指令である。第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、第２巻線組Ｍ２を構成する巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に対する電圧指令である。

各電圧制御指令の演算方法としては、Ｖ／Ｆ制御などのフィードフォワード制御や、各巻線についての電流指令と各巻線を流れる電流との偏差に基づく比例積分制御などのフィードバック制御を用いることができる。Ｖ／Ｆ制御では、回転機３の角速度（周波数）指令ｆを設定した上で各電圧指令の振幅を決定する。比例積分制御では、回転機３に通流させる電流を決定する電流指令を制御指令Ｃとして設定し、各巻線に対する電流指令値と、各巻線を流れる電流との偏差をそれぞれ取得して、それぞれの偏差を零とすべく各巻線に対応する電圧指令を演算する。各巻線を流れる電流は、例えばシャント抵抗など既存の電流検出手段を用いて検出する。この比例積分制御において、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１は、第１巻線組Ｍ１に対する電流指令と巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１を流れる電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１との偏差によって演算する。第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２は、第２巻線組Ｍ２に対する電流指令と巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２を流れる電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２との偏差によって演算する。
なお、フィードバック制御である比例積分制御では各巻線を流れる電流を電圧演算手段６へ入力する必要があるが、フィードフォワード制御であるＶ／Ｆ制御では推定値を用いて制御を行うため、各巻線を流れる電流を電圧演算手段６へ入力する必要はない。

第１のスイッチング信号生成手段１５ａは、電圧演算手段６から出力された第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ変調）することにより、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１に応じたパルス幅を持つ第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｐ１、・・・Ｑｗｎ１を出力する。第２のスイッチング信号生成手段１５ｂも同様に、電圧演算手段６から出力された第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ変調）することにより、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に応じたパルス幅を持つ第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｐ２、・・・Ｑｗｎ２を出力する。なお、第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２に対して空間ベクトル変調や２相変調など公知の変調方法を用いて変調してから第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１及びＱｕｎ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｎ１、第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２及びＱｕｎ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｎ２を生成してもよいことはいうまでも無い。

第１の電圧印加手段７ａは、第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｖｐ１、Ｑｗｐ１及びＱｕｎ１、Ｑｖｎ１、Ｑｗｎ１に基づいて上アームのスイッチング素子２０ａＵ、２０ａＶ、２０ａＷ及び下アームのスイッチング素子２１ａＵ、２１ａＶ、２１ａＷをオンオフすることにより、直流電源２または平滑用コンデンサ５から入力された直流電圧を電力変換して回転機３の第１巻線組Ｍ１の各巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に電圧を印加する。また、第１の電圧印加手段７ａは、電流検出抵抗２２ａＵ、２２ａＶ、２２ａＷと、回転機３への電圧を供給及び遮断するリレー２３ａＵ、２３ａＶ、２３ａＷとを各相に備えている。
第２の電圧印加手段７ｂは、第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｖｐ２、Ｑｗｐ２及びＱｕｎ２、Ｑｖｎ２、Ｑｗｎ２に基づいて上アームのスイッチング素子２０ｂＵ、２０ｂＶ、２０ｂＷ及び下アームのスイッチング素子２１ｂＵ、２１ｂＶ、２１ｂＷをオンオフすることにより、直流電源２または平滑用コンデンサ５から入力した直流電圧を電力変換して回転機３の第２巻線組Ｍ２の各巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。また、第２の電圧印加手段７ｂは、電流検出抵抗２２ｂＵ、２２ｂＶ、２２ｂＷと、回転機３への電圧を供給及び遮断するリレー２３ｂＵ、２３ｂＶ、２３ｂＷとを各相に備えている。
なお、各スイッチング素子２０ａＵ〜２１ｂＷとしては、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ、ＭＯＳパワートランジスタ等の半導体スイッチとダイオードを逆並列に接続したものを用いている。

リレー制御手段８は、起動時の初期チェックあるいは各種入力信号から異常を検出したときなどに、第１の電圧印加手段７ａ及び第２の電圧印加手段７ｂへの電力の供給及び遮断を制御する。
角度情報検出手段１０は、回転機３の角度θ、回転速度ωあるいは角度によって変化する検出信号などの角度情報を角度演算手段１１及び回転速度演算手段１２へ出力する。角度情報検出手段１０としては、例えばホール素子、ＴＭＲ素子、ＧＭＲ素子、レゾルバなどの位置検出器や電磁式、磁電式、光電式などの回転検出器などを用いればよい。
角度演算手段１１は、角度情報検出手段１０で得られた信号に基づいて角度を演算し、電圧演算手段６へ出力する。角度情報検出手段１０で得られる信号が回転速度ωであれば、回転速度ωを積分するなどして演算すればよい。
回転速度演算手段１２は、角度情報検出手段１０で得られた信号に基づいて回転速度を演算し、電圧演算手段６へ出力する。角度情報検出手段１０で得られる信号が角度であれば、角度θを微分する、あるいは今回値と前回値の差分を用いるなどして回転速度を算出すればよい。
なお、角度情報検出手段１０で得られた信号に誤差がある場合には、公知の方法で補正してもよい。

以上の構成において、平滑用コンデンサ５の電荷を放電（ディスチャージ）するディスチャージ制御を図３に示すフローチャートで実施する。
まず、ステップＳ１にて、リレー制御手段８からリレー４に対して開放指示する。
次に、ステップＳ２にて、制御指令生成手段１６は互いに逆相な第１の電流指令と第２の電流指令からなる制御指令Ｃを生成し、電圧演算手段６へ送信する。電圧演算手段６は制御指令Ｃに基づいて第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１及び第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２をそれぞれ演算し、第１のスイッチング信号生成手段１５ａ及び第２のスイッチング信号生成手段１５ｂに送信する。
ステップＳ３にて、リレー４の開放からｔ１時間経過したかをチェックする。ｔ１時間経過していれば、平滑用コンデンサ５の電荷がディスチャージできるのに十分な時間が経過したと判断し、処理を終了する。ｔ１時間経過していなければ、ステップＳ２の状態を保持して処理を続行する。

ここで、第１の電流指令は第１巻線組Ｍ１に対する電流指令であり、第２の電流指令は第２巻線組Ｍ２に対する電流指令である。また、詳細は後述するが、第１の電流指令と第２の電流指令は互いに逆相になっている。スイッチング信号生成手段１５a、１５ｂは、それぞれ第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１及び第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２から第１のスイッチング信号Ｑｕｐ１、Ｑｕｎ１、Ｑｖｐ１、・・・Ｑｗｎ１及び第２のスイッチング信号Ｑｕｐ２、Ｑｕｎ２、Ｑｖｐ２、・・・Ｑｗｎ２をそれぞれ生成し、第１の電圧印加手段７ａ及び第２の電圧印加手段７ｂにそれぞれ送信する。第１の電圧印加手段７aは、受信したスイッチング信号に基づいて、回転機３の第１巻線組Ｍ１の各巻線Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１に電圧を印加する。第２の電圧印加手段７ｂも同様に、受信したスイッチング信号に基づいて回転機３の第２巻線組Ｍ２の各巻線Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２に電圧を印加する。

次に、ステップＳ２に関して具体的に説明する。
回転二軸座標系において、第１の電流指令のｄ軸成分を第１のｄ軸電流指令Ｉｄ１、ｑ軸成分を第１のｑ軸電流指令Ｉｑ１、第２の電流指令のｄ軸成分を第２のｄ軸電流指令Ｉｄ２、ｑ軸成分を第２のｑ軸電流指令Ｉｑ２と表すと、回転機３の出力トルクＴは式（１）で与えられる。ここで、Ｐは極対数、φは磁束である。式（１）において、右辺第１項は第１の電流指令による第１巻線組Ｍ１の出力トルクであり、右辺第２項は第２の電流指令による第２巻線組Ｍ２の出力トルクを表している。

また、ステップＳ１後の平滑用コンデンサ５の静電容量をＣ、電荷をＱ、回転機３の回転速度ω、第１巻線および第２巻線の抵抗をＲとすると、静電エネルギＰｃ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（２）で与えられる。つまり、静電エネルギＰｃをトルク電力Ｐｔと銅損Ｐｌｏｓｓで消費することでディスチャージできる。

ディスチャージ制御を実施中に回転機３が回転しないようにするためには、出力トルクＴが０である必要がある。例えば、式（３）のように電流指令を与えればよい。

このとき出力トルクＴ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（４）となる。Ｉｑ１が０の場合には銅損Ｐｌｏｓｓが０となるため、Ｉｑ１≠０とすればよい。ｑ軸電流指令の絶対値を大きくすることで銅損を大きくでき、平滑用コンデンサ５の電荷をより速くディスチャージすることが可能である。

したがって、第１のｄ軸電流指令は０、第１のｑ軸電流指令はＩｑ（ただしＩｑ≠０）、第２のｄ軸電流指令は０、第２のｑ軸電流指令は−Ｉｑで与えることによって、第１巻線組Ｍ１に生じるトルクと第２巻線組Ｍ２に生じるトルクが相殺され、回転機３の出力トルクは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

ｑ軸電流指令の絶対値を大きくすると、第１巻線組Ｍ１の出力トルクと第２巻線組Ｍ２の出力トルクの位相が製造ばらつきや諸元差などでずれた場合に、ずれ分だけ回転機３の出力トルク発生すおそれがある。そこで、ばらつきがあっても出力トルクを小さくしつつ、銅損Ｐｌｏｓｓは大きくするために、式（５）のように電流指令を与えるとよい。

このとき出力トルクＴ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（６）となる。

ここで、第１の電流指令及び第２の電流指令のうち、一方の電流指令の電流ベクトルの絶対値が０の場合、式（５）より他方の電流指令の電流ベクトルの絶対値も０となり、銅損Ｐｌｏｓｓが０となるため、第１または第２の電流ベクトルの絶対値は０ではない必要がある。電流ベクトルの絶対値を大きくすると、銅損Ｐｌｏｓｓは大きくなり、平滑用コンデンサ５の電荷をより速くディスチャージすることが可能である。また、式（５）の場合、式（４）と異なりｄ軸電流も流すことで同じ銅損を得るために必要なｑ軸電流を抑制でき、それぞれの巻線組の出力トルクをより確実に低減することが可能である。したがって、第１のｄ軸電流指令はＩｄ（ただしＩｄ≠０）、第１のｑ軸電流指令はＩｑ（ただしＩｑ≠０）、第２巻線のｄ軸電流指令は−Ｉｄ、第２のｑ軸電流指令は−Ｉｑで与えることによって、ｑ軸電流の絶対値を抑制し、回転機３の出力トルクを０にしたままで銅損による静電エネルギの消費をより多くして、平滑用コンデンサの電荷をより速くディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

なお、特許文献２のようにｑ軸電流は流さずにｄ軸電流を所定値Ｉａだけ流す場合には、式（７）で電流指令を与えることになる。

このとき出力トルクＴ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（８）となるので、Ｉａの絶対値を大きくすることで回転機３に出力トルクを発生させることなく銅損を大きくでき、平滑用コンデンサ５の電荷をより速くディスチャージすることが可能である。

しかしながら、制御上のｄｑ軸と実機のｄｑ軸がδだけずれている場合には、式（９）となる。

このとき、出力トルクＴは式（１０）となる。つまり、角度誤差がある場合には、その誤差と電流絶対値に比例したトルクが出力されてしまう。

そこで、本実施の形態では式（１１）で与える。

この場合、制御上のｄｑ軸と実機のｄｑ軸がδだけずれている場合には、式（１２）となる。

このとき、出力トルクＴは式（１３）となる。つまり、角度誤差がある場合でも、その誤差で生じるトルクが逆相になるため、相殺できる。

したがって、第１のｄ軸電流指令はＩｄ（ただしＩｄ≠０）、第１のｑ軸電流指令は０、第２のｄ軸電流指令は−Ｉｄ、第２のｑ軸電流指令は０で与えることによって、角度誤差のためにｑ軸電流が流れてしまう場合でも出力トルクは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサ５の電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

なお、電圧演算手段６で使用する角度には、角度情報検出手段１０にて生じる誤差が存在し、例えば回転ｎ次の成分を含む場合がある。電圧演算手段６では、この角度を用いて回転二軸座標系と静止３相座標系の間で変換しており、この角度誤差によってトルクリプルが生じる。ディスチャージ制御を実施中には、電圧演算手段６で、固定の角度で制御することで、回転ｎ次の角度誤差によって生じるトルクリプルを抑制できるという従来に無い効果を得ることができる。

また、第１巻線組Ｍ１と第２巻線組Ｍ２で出力トルクを相殺して挙動に出ないように電流指令を決定しても、２つの巻線組の諸元差によって実際には出力トルクが０とはならない場合もある。回転機３の出力軸を介して外部にトルクが伝達するには、出力軸がねじれてから後のことであるため、外部にトルクが伝達されない程度の出力トルクとなるようにディスチャージ制御の実行と停止を切り替えてもよい。例えば、１００ｕｓ間ディスチャージ制御を実行、その後２００ｕｓ間ディスチャージ制御を停止、その後１００ｕｓ間ディスチャージ制御を実行、・・・とするように一定の時間間隔を空けながら断続的にディスチャージ制御を実行すれば、外部にトルクが伝わる前にディスチャージ制御を停止できる。つまり、所定の頻度でディスチャージ制御を実施することで、外部への伝達トルクを抑制しつつ平滑用コンデンサをディスチャージさせるという従来に無い効果を得ることができる。

また、トルクリプルあるいは自転トルクの発生を抑制することで、図１に示した電動パワーステアリングの制御装置１００において、ディスチャージ制御の実施がユーザに不快感を与えることを防ぐ効果がある。

実施の形態２．
以下に、本発明の実施の形態２を図４から図６に基づいて説明する。なお、図１から図３と同一または相当部分については同一符号を付し、その説明を省略する。
図４は、この発明の実施の形態２による回転機の制御装置の全体構成を示す図である。
実施の形態１と共通する部分に関しては説明を省略する。実施の形態２は、実施の形態１における制御ユニットがリレー４及び平滑用コンデンサ５を備えていたのに対し、第１のリレー４ａ、第２のリレー４ｂ、及び第１の平滑用コンデンサ５ａ、第２の平滑用コンデンサ５ｂを備えている点が異なる。第１のリレー４ａは、直流電源２と第１の平滑用コンデンサ５ａの間に接続されて、リレー制御手段８によって制御され、第１の電圧印加手段７ａへの電力の供給および遮断を行う。第１の平滑用コンデンサ５ａは、直流電源２に並列に接続され、母線電流の変動を抑制して安定した直流電流を実現する。第２のリレー４ｂは、直流電源２と第２の平滑用コンデンサ５ｂの間に接続されて、リレー制御手段８によって制御され、第２の電圧印加手段７ｂへの電力の供給および遮断を行う。第２の平滑用コンデンサ５ｂは、直流電源２に並列に接続され、母線電流の変動を抑制して安定した直流電流を実現する。

以上の構成において、第１の平滑用コンデンサ５ａおよび第２の平滑用コンデンサ５ｂの電荷を放電（ディスチャージ）するディスチャージ制御は、図５に示すフローチャートで実施する。
まず、ステップＳ１１にて、リレー制御手段８から第１のリレー４ａおよび第２のリレー４ｂに対して開放指示する。
次に、ステップＳ１２にて、制御指令生成手段１６は互いに逆相な第１の電流指令と第２の電流指令からなる制御指令Ｃを生成し、電圧演算手段６へ送信する。電圧演算手段６は制御指令Ｃに基づいて第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１及び第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を演算し、第１のスイッチング信号生成手段１５ａ及び第２のスイッチング信号生成手段１５ｂにそれぞれ送信する。
ステップＳ１３にて、リレー４の開放からｔ１時間経過したかをチェックする。ｔ１時間経過していれば、第１の平滑用コンデンサ５ａ及び第２の平滑用コンデンサ５ｂの電荷がディスチャージできるのに十分な時間が経過したと判断し、処理を終了する。ｔ１時間経過していなければ、ステップＳ１２の状態を保持して処理を続行する。
なお、実施の形態１と同様に、第１の電流指令は第１巻線組Ｍ１に対する電流指令であり、第２の電流指令は第２巻線組Ｍ２に対する電流指令である。

下記では、ステップＳ１２に関して具体的に説明する。
例えば、式（５）のように電流指令を与えると、出力トルクＴは第１巻線の出力トルクと第２巻線の出力トルクで相殺されて式（１４）のように０となる。

ステップＳ１１後の平滑用コンデンサ５ａの静電容量をＣ１、電荷をＱ１、平滑用コンデンサ５ｂの静電容量をＣ２、電荷をＱ２、回転機３の回転速度ω、第１巻線および第２巻線の抵抗をＲとすると、平滑用コンデンサ５ａの静電エネルギＰｃ１、第１巻線組Ｍ１のトルク電力Ｐｔ１、第１巻線組の銅損Ｐｌｏｓｓ１、平滑用コンデンサ５ｂの静電エネルギＰｃ２、第２巻線組Ｍ２のトルク電力Ｐｔ２、第２巻線組の銅損Ｐｌｏｓｓ２は式（１５）で与えられる。

出力トルクＴが相殺されるようにｑ軸電流指令を与えた場合には、式（１５）のように第１巻線組Ｍ１と第２巻線組Ｍ２とでトルク電力Ｐｔ１、Ｐｔ２が逆相になる。高速回転時には第１巻線または第２巻線のトルク電力のいずれかが回生側となるので、平滑用コンデンサの静電エネルギが増加する側に働く。つまり、銅損と相殺する側になるが、式（１６）に示すように銅損による静電エネルギの減少が回生による静電エネルギの増加を上回れば平滑用コンデンサの電荷はディスチャージされるので、回転速度ωが式（１７）を満たせばよい。

したがって、ｑ軸電流指令を０でない値とした場合に、一方は（銅損＋力行のトルク電力）だけ静電エネルギを消費することで銅損のみよりも速くディスチャージできるとともに、回転速度が式（１７）を満たす所定値以下であれば、他方でも（銅損−回生のトルク電力）だけ静電エネルギを消費することでディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。なお、ここでは第１巻線組Ｍ１で回生が起こっていると仮定しているが、第２巻線組Ｍ２で回生が起こっても同様である。また、ここでは式（１７）で回転速度の範囲を示したが、式（３）で電流指令を与える場合には式（１８）を満たす所定値以下とすれば同様の効果を得ることができる。

また、回転している状態ではディスチャージ制御を実施中の電荷減少速度が平滑用コンデンサ５ａと平滑用コンデンサ５ｂで異なるので、減少速度の大小を入れ替えると平滑用コンデンサ５ａと平滑用コンデンサ５ｂの電荷の差を緩和できる。つまり、ディスチャージ制御中に第１の電流指令と第２の電流指令の位相を入れ替えるように制御指令生成手段１６を設定することにより、放電効果の均等化を図れるという従来に無い効果を得ることができる。
なお、本実施の形態２においても、実施の形態１と同様に式（１１）に示す電流指令を与えることで同様の効果を得られることはいうまでも無い。

次に、実施の形態２の他の例について説明する。図６は、実施の形態２の他の例による回転機の制御装置の全体構成を示す図である。図６に示す制御ユニット１は、第１のリレー後電圧検出手段１３ａと、第２のリレー後電圧検出手段１３ｂと、リレー故障判定手段１４をさらに備えている。
第１のリレー後電圧検出手段１３ａは、直流電源２に対して第１のリレー４ａより後ろの電圧であるリレー後電圧、すなわち負荷側接点の電圧を検出し、リレー故障判定手段１４へ出力する。
第２のリレー後電圧検出手段１３ｂは、直流電源２に対して第２のリレー４ｂより後ろの電圧であるリレー後電圧、すなわち負荷側接点の電圧を検出し、リレー故障判定手段１４へ出力する。
リレー故障判定手段１４は、第１のリレー後電圧検出手段１３ａおよび第２のリレー後電圧検出手段１３ｂで得られたリレー後電圧に基づいてリレーの故障を判定する。

第１のリレー４ａは正常、第２のリレー４ｂは短絡故障している場合、リレー制御手段８により開放状態を指示された状態では、第１のリレー４ａは開放、第２のリレー４ｂは短絡状態となる。その状態でディスチャージ制御を実施すると、第１の平滑用コンデンサ５ａの電荷はディスチャージされるが、第２の平滑用コンデンサ５ｂの電荷は直流電源２からの供給が停止されていないためディスチャージされない。つまり、第１のリレー後電圧検出手段１３ａによって得られる電圧は直流電源２に対して十分に低下するが、第２のリレー後電圧検出手段１３ｂによって得られる電圧は直流電源２の電圧と同等程度となる。したがって、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージすべくディスチャージ制御を実施した後にリレー故障判定手段１４によって故障判定を実施することで、第１のリレー４ａ及び第２のリレー４ｂの故障を検出することができる。また、リレー後電圧を用いることで、例えばリレー後電圧検出手段によって得られる電圧が所定値以上であれば故障という簡単な判定方法で第１のリレー４ａおよび第２のリレー４ｂの短絡故障を検出することができる。ここではリレー後電圧により故障判定を実施したが、巻線を流れる電流など別の検出値を用いて故障判定を実施してもよい。

なお、制御ユニット１の起動時にディスチャージ制御の後にリレーの故障判定を行うと、ディスチャージが完了するまで待機する時間が必要となる。このため、シャットダウン時にディスチャージ制御を実施するように電圧演算手段６を構成しておけば、シャットダウン時に自動的にディスチャージ制御が実施され、平滑用コンデンサの電荷の一部又は全部が放電される。この結果、起動時のディスチャージ制御では残りの電荷のみ放電させればよくなるため、起動時のディスチャージに要する時間を短縮される。

実施の形態３．
以下に、本発明の実施の形態３を図７に基づいて説明する。
実施の形態１及び実施の形態２では、第１巻線組Ｍ１で生じる出力トルクと第２巻線組Ｍ２で生じる出力トルクを相殺しつつ、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージしたが、第１の電圧印加手段７ａまたは第２の電圧印加手段７ｂのいずれかが例えば故障によって動作せず、第１巻線組Ｍ１または第２巻線組Ｍ２のいずれか一方が正常に動作しないときには相殺効果を得られない。本実施の形態３では、図２の構成において一方の電圧印加手段が動作しないときのディスチャージ制御の方法を説明する。ここでは第２の電圧印加手段７ｂが動作しない場合を説明するが、第１の電圧印加手段７ａが動作しない場合も同様である。

図７は、実施の形態３におけるディスチャージ制御を示すフローチャートである。
まず、ステップＳ２１にて、リレー制御手段８からリレー４に対して開放指示する。
次に、ステップＳ２２にて、制御指令生成手段１６は、第１の電流指令からなる制御指令Ｃを生成し、電圧演算手段６へ送信する。電圧演算手段６は制御指令Ｃに基づいて第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１を演算し、第１のスイッチング信号生成手段１５ａに送信する。ここで、第１の電流指令は、回転二軸系におけるｄ軸成分である第１のｄ軸電流指令Ｉｄ１がＩｄ１≠０、ｑ軸成分である第１のｑ軸電流指令ＩｑがＩｑ＝０となっている。
ステップＳ２３にて、リレー４の開放からｔ１時間経過したかをチェックする。ｔ１時間経過していれば、平滑用コンデンサ５の電荷がディスチャージできるのに十分な時間が経過したと判断し、処理を終了する。ｔ１時間経過していなければ、ステップＳ２の状態を保持して処理を続行する。

次に、ステップＳ２２に関して具体的に説明する。
リラクタンストルクがある場合には出力トルクＴは式（１９）で与えられる。ここで、Ｐは極対数、φは磁束、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスである。

ステップＳ２１後の平滑用コンデンサ５の静電容量をＣ、電荷をＱ、回転機３の回転速度ω、第１巻線組Ｍ１の抵抗をＲとすると、静電エネルギＰｃ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（２０）で与えられる。つまり、静電エネルギＰｃをトルク電力Ｐｔと銅損Ｐｌｏｓｓで消費することでディスチャージできる。

ディスチャージ制御を実施中に回転機３が回転しないようにするためには、出力トルクＴが０である必要がある。例えば、式（２１）のように電流指令を与えればよい。

このとき出力トルクＴ、トルク電力Ｐｔ、銅損Ｐｌｏｓｓは式（２２）となる。ｄ軸電流指令の絶対値を大きくすることで銅損を大きくでき、平滑用コンデンサ５の電荷をより速くディスチャージすることが可能である。

したがって、第１巻線組Ｍ１および第２巻線組Ｍ２のいずれか一方が異常な場合には、ディスチャージ制御時に、正常側巻線のｄ軸電流指令はＩｄ（ただしＩｄ≠０）、ｑ軸電流指令は０で与えることによって、出力トルクは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。
しかしながら、制御上のｄｑ軸と実機のｄｑ軸がδだけずれている場合には、式（２３）となる。

このとき、出力トルクＴは式（２４）となる。つまり、角度誤差がある場合には、その誤差と電流絶対値に比例したトルクが出てしまう。一方、回転機３および回転機３の出力軸にギヤおよびチェーンなどで取り付けられた機構にはメカロスが存在する。このメカロス以内であれば、回転機３は回転しないため、式（２４）の出力トルクＴがメカロス以内になるようなＩｂを決定する。なお、メカロスは予めメカロス記憶部（図示なし）に記憶させておき、ｄ軸電流指令を生成する際に読みだすことで式（２４）の出力トルクＴがメカロス以内になるようなＩｂの範囲を求めればよい。

また、一般的にｄ軸インダクタンスＬｄとｑ軸インダクタンスＬｑとではｑ軸インダクタンスＬｑの方が大きいため、出力トルクＴを低減するためには磁石トルク成分とリラクタンストルク成分の符号が逆となるようにＩｂ＞０とするとよい。
このように、第１巻線および第２巻線のいずれか一方が異常な場合に、ディスチャージ制御時の回転二軸座標系における電流指令として、正常側巻線のｄ軸電流指令をＩｄ（ただしＩｄ≠０）、ｑ軸電流指令を０で与えることによって、出力トルクが０またはメカロス以内の状態で駆動することができるという従来に無い効果を得ることができる。

実施の形態４．
以下に、本発明の実施の形態５を図８〜図１０に基づいて説明する。
実施の形態１〜３では、ディスチャージ制御の際に、制御指令生成手段１６が互いに逆相の電流指令を出力することで第１巻線組Ｍ１の出力トルクと第２巻線組Ｍ２の出力トルクを相殺したが、実施の形態４では、電圧演算手段６が逆相の電圧指令を出力する。第１の電圧指令のｄ軸成分をＶｄ１、ｑ軸成分をＶｑ１、第２の電圧指令のｄ軸成分をＶｄ２、ｑ軸成分をＶｑ２とすると、逆相で指示した場合には式（２５）が成り立つ。

Ｖｄ１、Ｖｑ１、Ｖｄ２、Ｖｑ２に対して式（２６）の電圧方程式が成り立つ。

Ｉｄ１、Ｉｑ１、Ｉｄ２，Ｉｑ２は、ωが微小な領域において式（２７）で与えられる。

つまり、第１の電圧指令と第２の電圧指令を逆相で指示すると、第１巻線組Ｍ１と第２巻線組Ｍ２には逆相の電流が流れる。つまり、第１の電流指令と第２の電流指令を逆相で指示した場合と同様の効果を得られる。したがって、ディスチャージ制御の際には、第１の電圧指令と第２の電圧指令を逆相で指示することによって、出力トルクＴは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。以下、第１巻線組Ｍ１を流れる電流と第２巻線組Ｍ２を流れる電流の位相差が無い場合、π／３の場合、π／６の場合のそれぞれについて説明する。

（位相差が無い場合）
この場合、第１の電圧指令に基づく第１の電圧指令ベクトルＶ１＊と第２の電圧指令に基づく第２の電圧指令ベクトルＶ２＊は、それぞれＵ（１）−Ｖ（１）−Ｗ（１）軸、Ｕ（２）−Ｖ（２）−Ｗ（２）軸において図８に示すように表すことができる。かっこ内の数字は、第１巻線組Ｍ１に対応した軸と第２巻線組Ｍ２に対応した軸を分けて示すためのものであり、（１）がついているＵ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）はそれぞれ第１巻線組Ｍ１のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した軸、（２）がついているＵ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）はそれぞれ第２巻線組Ｍ２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応した軸を示している。ここで、Ｕ（１）軸を基準とした第１の電圧指令ベクトルＶ１＊の位相角はθｖ１、第２の電圧指令ベクトルＶ２＊の位相角はθｖ２である。ここで、Ｕ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）軸はそれぞれＵ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）軸と一致しているので、θｖ２＝θｖ１＋πとなるように電圧指令ベクトルを逆相で指示したい場合には、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２はそれぞれ第１の電圧指令Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１と逆相の値とすればよい。

図８において、Ｖ１＊はＵ（１）軸と−Ｗ（１）軸の間にあるため、Ｖｖ１を０としてＶｕ１とＶｗ１によって表現することが可能である。
Ｖ２＊は−Ｕ（２）軸とＷ（２）軸の間にあるため、Ｖｖ２を０としてＶｕ２とＶｗ２によって表現することが可能である。３相電圧指令の和は０なので、式（２８）が成り立つ。

Ｖｕ２とＶｗ２が、式（２９）のようにＶｕ１とＶｗ１と逆相の値とすることで、第１の電圧指令ベクトルＶ１＊と第２の電圧指令ベクトルＶ２＊を逆相で指示することができる。

したがって、第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令をＶａとしたとき、第１の電圧指令におけるＢ相の電圧指令を−Ｖａ、第２の電圧指令におけるＡ相の電圧指令を−Ｖａ、第２の電圧指令におけるＢ相の電圧指令をＶａとすることで、出力トルクは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

第１の電圧指令におけるＶ相の電圧指令Ｖｖ１を０とするには、第１の電圧印加手段７ａのＶ相の上アームのスイッチング素子２０ａＶおよび下アームのスイッチング素子２１ａＶをオフすればよく、また。第２の電圧指令におけるＶ相の電圧指令Ｖｖ２を０とするには、第２の電圧印加手段７ｂのＶ相の上アームのスイッチング素子２０ｂＶおよび下アームのスイッチング素子２１ｂＶをオフすればよい。つまり、第１の電圧印加手段では上アームのスイッチング素子のうちＡ相をオン（上アームのスイッチング素子２０ａＵをオン）、下アームのスイッチング素子のうちＢ相をオン（下アームのスイッチング素子２１ａＷをオン）、それ以外のスイッチング素子をオフし、第２の電圧印加手段では下アームのスイッチング素子のうちＡ相をオン（下アームのスイッチング素子２１ｂＵをオン）、上アームスのイッチング素子のうちＢ相をオン（上アームのスイッチング素子２０ｂＷをオン）、それ以外のスイッチング素子をオフすることによって、それぞれ２相のアームを用いて出力トルクは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

なお、第１の電圧指令におけるＶ相の電圧指令Ｖｖ１を０とするために第１巻線組Ｍ１への接続を遮断すべくリレー２３ａＶをオフしてもよく、第２の電圧指令におけるＶ相の電圧指令Ｖｖ２を０とするために第２巻線組Ｍ２への接続を遮断すべくリレー２３ｂＶをオフしてもよい。この場合も同様の効果が得られることはいうまでも無い。また、上アームおよび下アームのスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障をしている相がある場合、第１のスイッチング信号生成手段１５ａまたは第２のスイッチング信号生成手段１５ｂは、開放故障している相の故障していない側のアームのスイッチング素子をオフした状態で故障していない相のスイッチング素子のオン／オフ操作によって、開放故障している相の影響無く出力トルクＴは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

（位相差がｎπ／３（ｎは０以上の整数）の場合）
位相差がπ／３場合、図９（ａ）に示すように、位相差が無い場合の−Ｗ（２）軸がＵ（２）軸に、−Ｕ（２）軸がＶ（２）軸に、−Ｖ（２）軸がＷ（２）軸にそれぞれ置き換えられる。また、第１巻線を流れる電流と第２巻線を流れる電流の位相差がｎπ／３（ｎは０以上の整数）となる場合にθｖ２＝θｖ１＋πとなるように電圧指令ベクトルを逆相で指示するには、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を、それぞれ図９（ｂ）で示す値にすればよい。

（位相差が（π／６＋ｎπ／３（ｎは０以上の整数））の場合）
位相差がπ／６の場合、図１０（ａ）で示すようにＵ（２）、Ｖ（２）、Ｗ（２）軸はそれぞれＵ（１）、Ｖ（１）、Ｗ（１）軸とπ／６だけずれている。図１０（ａ）において、第１の電圧指令ベクトルＶ１＊は、Ｕ（１）軸と−Ｗ（１）軸の間にあるため、Ｖｖ１を０としてＶｕ１とＶｗ１によって表現することが可能である。第２の電圧指令ベクトルＶ２＊は、−Ｕ（２）軸上にあり、電流はいずれかの相の上アームを通って第２巻線組Ｍ２へ流れ、いずれかの相の下アームを通って直流電源２あるいは平滑用コンデンサ５に流れるため、第２の電圧指令におけるＶ相の電圧指令Ｖｕ２のみを印加することはできない。つまり、位相差がπ／６の場合には２相のスイッチング素子の操作で逆相の電圧指令ベクトルを生成することができず、式（２８）のように第１の電圧指令Ｖｕ１およびＶｗ１を与えたとき、第２の電圧指令Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２を式（３０）で与えて実現する。

したがって、第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令をＶａとしたとき、第１の電圧指令におけるＢ相の電圧指令を−Ｖａ、Ａ相の電圧指令およびＢ相の電圧指令の合成ベクトルと一致する第２の電圧指令におけるＣ相の電圧指令を−２Ｖａ／√３、第２の電圧指令におけるＤ相およびＥ相の電圧指令をＶａ／√３とすることで、一方の巻線組で電流を流さない相が存在する状態で出力トルクＴを０にするとともに銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサ５の電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。また、位相差が（π／６＋ｎπ／３（ｎは０以上の整数））の場合には、図１０（ｂ）に示すように第２の電圧指令を与えることで同様の効果を得ることができる。

また、上アームおよび下アームのスイッチング素子の少なくとも一方が開放故障をしている相がある場合には、開放故障している相を、電圧指令を０とする相にすることによって、第１のスイッチング信号生成手段１５ａまたは第２のスイッチング信号生成手段１５ｂは、開放故障している相の故障していない側のアームのスイッチング素子をオフした状態で故障していない相のスイッチング素子のオン／オフ操作によって、開放故障している相の影響無く出力トルクＴは０のままで銅損分だけ静電エネルギを消費して、平滑用コンデンサの電荷をディスチャージできるという従来に無い効果を得ることができる。

また、ここではＶｕ１とＶｗ１を用いた場合について説明したが、他の組合せでも同様の効果が得られることはいうまでも無い。

また、上記実施の形態では巻線組の数が２つの場合について説明したが、巻線組の数はこれに限られるものではない。巻線組の数が３つ以上の場合でも、巻線組の数が偶数であれば互いにトルクを相殺し合う巻線組のペアを構成すればよい。巻線組の数が奇数であれば、ディスチャージ制御時にはペアを構成する巻線組のみに電流を流して互いにトルクを相殺させ、回転機３全体にトルクが発生することを防げばよい。

なお、この発明は、その発明の範囲内において、各実施の形態を自由に組み合わせたり、各実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１ 制御ユニット（回転機の制御装置）、２ 直流電源、３ 回転機、４、４ａ、４ｂ リレー、５、５ａ、５ｂ 平滑用コンデンサ、６ 電圧演算手段、７ａ、７ｂ 電圧印加手段、１３ リレー後電圧検出手段、１４ リレー故障判断手段、１６ 制御指令生成手段、２０ａＵ、２０ａＶ、２０ａＷ、２０ｂＵ、２０ｂＶ、２０ｂＷ 上アームのスイッチング素子、２１ａＵ、２１ａＶ、２１ａＷ、２１ｂＵ、２１ｂＶ、２１ｂＷ 下アームのスイッチング素子、９２ トルク検出手段、１００ 電動パワーステアリングの制御装置、Ｕ１、Ｕ２、Ｖ１、Ｖ２、Ｗ１、Ｗ２ 巻線、Ｍ１ 第１巻線組、Ｍ２ 第２巻線組、Ｃ 制御指令、Ｖ１＊、Ｖ２＊ 電圧指令ベクトル、ＳＴ トルク検出信号、ＴＲ 補助トルク

Claims (26)

1. 第１巻線組及び第２巻線組を備えたステータを有する回転機の制御装置であって、
   直流電源からの電流を供給又は遮断するリレーと、
   前記直流電源から供給される電流の変動を抑制するコンデンサと、
   前記第１巻線組に流れる電流を指示する第１の制御指令及び前記第２巻線組に流れる電流を指示する第２の制御指令を生成する制御指令生成手段と、
   前記第１の制御指令から第１の電圧指令を演算するとともに、前記第２の制御指令から第２の電圧指令を演算する電圧演算手段と、
   前記第１の電圧指令に基づいて、前記第１巻線組に電圧を印加する第１の電圧印加手段と、
   前記第２の電圧指令に基づいて、前記第２巻線組に電圧を印加する第２の電圧印加手段とを備え、
   前記コンデンサから前記第１巻線組に流れる電流によって生じるトルクと前記コンデンサから前記第２巻線組に流れる電流によって生じるトルクを互いに相殺させながら、前記コンデンサの電荷を放電制御することを特徴とする回転機の制御装置。
2. 前記第１の制御指令及び前記第２の制御指令は、それぞれ回転二軸座標系の第１の電流指令及び第２の電流指令であって、前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令は、互いに逆相であることを特徴とする請求項１に記載の回転機の制御装置。
3. 前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令におけるｄ軸電流指令及びｑ軸電流指令が、それぞれ非零であることを特徴とする請求項２に記載の回転機の制御装置。
4. 前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令におけるｄ軸電流指令がそれぞれゼロ、ｑ軸電流指令がそれぞれ非零であることを特徴とする請求項２に記載の回転機の制御装置。
5. 前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令におけるｄ軸電流指令がそれぞれ非零、ｑ軸電流指令がそれぞれゼロであることを特徴とする請求項２に記載の回転機の制御装置。
6. 前記回転機が回転している場合において、前記電圧演算手段は、前記回転と逆方向のトルクを発生させる巻線組を流れる電流による銅損が前記回転機の回転による回生電力より大きくなる場合に前記コンデンサを放電制御することを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
7. 前記回転機の回転速度を検出する回転速度検出手段をさらに備え、前記回転機の回転速度が、放電制御時の銅損による前記コンデンサの静電エネルギの減少と回生による前記コンデンサの静電エネルギの増加とが等しくなる回転速度未満のときに放電制御を実施することを特徴とする請求項１から６のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
8. 前記回転機が回転している場合において、前記制御指令生成手段は、前記コンデンサの放電中に前記第１の電流指令及び前記第２の電流指令の位相を入れ替えることを特徴とする請求項２から５のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
9. 前記コンデンサは、前記第１巻線組に対応する第１のコンデンサ及び前記第２巻線組に対応する第２のコンデンサであって、前記第１のコンデンサは前記第１の電圧印加手段と並列に接続されて前記第１巻線組に電流を流すことで放電制御され、前記第２のコンデンサは前記第２の電圧印加手段と並列に接続されて前記第２巻線組に電流を流すことで放電制御されることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
10. 前記第１巻線組または前記第２巻線組のいずれか一方が異常な場合に、正常な巻線組に対する電流指令におけるｄ軸電流指令を非零、ｑ軸電流指令をゼロとすることを特徴とする請求項１から９のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
11. 前記第１巻線組または前記第２巻線組のいずれか一方が異常な場合に、前記正常な巻線組に対する電流指令におけるｄ軸電流指令を正値とすることを特徴とする請求項１０に記載の回転機の制御装置。
12. 前記制御指令生成手段は、前記正常な巻線組に対する電流指令におけるｄ軸電流指令を設定し、前記正常な巻線組を流れる電流によって発生するトルクを、前記回転機及び前記回転機を接続する機構のメカロス以下とすることを特徴とする請求項１０または１１に記載の回転機の制御装置。
13. 前記電圧演算手段は、前記放電制御の実施中に前記回転機の角度を一定として演算を行うことを特徴とする請求項１から１２のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
14. 前記第１の電圧指令及び前記第２の電圧指令は、それぞれ回転二軸座標系の電圧指令であって、互いに逆相であることを特徴とする請求項１に記載の回転機の制御装置。
15. 前記第１巻線組を流れる電流と前記第２巻線組を流れる電流の位相差がｎπ／３（ｎは０以上の整数）である場合に、
    前記第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令をＶａとしたとき、
    前記第１の電圧指令におけるＢ相の電圧指令を−Ｖａ、
    前記第２の電圧指令におけるＣ相の電圧指令を−Ｖａ、
    前記第２の電圧指令におけるＤ相の電圧指令をＶａとする
    ことを特徴とする請求項１４に記載の回転機の制御装置。
16. 前記第１巻線組を流れる電流と前記第２巻線組を流れる電流の位相差が（π／６＋ｎπ／３）（ｎは０以上の整数））である場合に、
    前記第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令をＶａ、前記第１の電圧指令におけるＢ相の電圧指令を−Ｖａとしたとき、
    前記第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令およびＢ相の電圧指令の合成ベクトルと一致する前記第２の電圧指令におけるＣ相の電圧指令を−２Ｖａ／√３、
    前記第２の電圧指令におけるＤ相及びＥ相の電圧指令値をＶａ／√３とする
    ことを特徴とする請求項１４に記載の回転機の制御装置。
17. 前記第１巻線組を流れる電流と前記第２巻線組を流れる電流の位相差が（π／６＋ｎπ／３）（ｎは０以上の整数）である場合に、
    前記第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令をＶａ、前記第１の電圧指令におけるＢ相の電圧指令を−Ｖａとしたとき、
    前記第１の電圧指令におけるＡ相の電圧指令およびＢ相の電圧指令の合成ベクトルと一致する前記第２の電圧指令におけるＣ相の電圧指令を２Ｖａ／√３、
    前記第２の電圧指令におけるＤ相及びＥ相の電圧指令を−Ｖａ／√３とする
    ことを特徴とする請求項１４に記載の回転機の制御装置。
18. 前記第１の電圧印加手段は、上アームのスイッチング素子のうちＡ相をオン、下アームのスイッチング素子のうちＢ相をオン、前記上アームのスイッチング素子のＡ相及び前記下アームのスイッチング素子のＢ相以外のスイッチング素子をオフとし、
    前記第２の電圧印加手段は、前記第１の電圧印加手段で得られる電圧ベクトルと逆相の電圧ベクトルを得るようにスイッチング素子をオンまたはオフすることを特徴とする請求項１５から１７のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
19. 前記第１の電圧印加手段又は前記第２の電圧印加手段において、上アーム及び下アームのスイッチング素子のうち少なくとも一方が開放故障している相がある場合に、
    前記第１の電圧印加手段又は前記第２の電圧印加手段は、前記開放故障しているスイッチング素子を有するアームと同相かつ反対側のアームのスイッチング素子をオフとすることを特徴とする請求項１８に記載の回転機の制御装置。
20. 前記リレーの開閉を制御するリレー制御手段をさらに備え、前記放電制御は前記リレーを開放した状態で実施することを特徴とする請求項１から１９のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
21. 前記リレーの負荷側接点の電圧に基づいて前記リレーの故障を判定するリレー故障判定手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から２０のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
22. 前記リレー故障判定手段は、前記コンデンサの放電制御の後に前記リレーの故障を判定することを特徴とする請求項２１に記載の回転機の制御装置。
23. 前記電圧演算手段は、予め定められた時間間隔を空けながら断続的に前記コンデンサの放電制御を行うことを特徴とする請求項１から２２のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
24. 前記電圧演算手段は、シャットダウン時に前記コンデンサの放電制御を行うことを特徴とする請求項１から２３のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
25. 前記第１の電圧指令に基づいて第１のスイッチング信号を生成し、該第１のスイッチング信号を前記第１の電圧印加手段に出力する第１のスイッチング信号生成手段、及び前記第２の電圧指令に基づいて第２のスイッチング信号を生成し、該第２のスイッチング信号を前記第２の電圧印加手段に出力する第２のスイッチング信号生成手段をさらに備えたことを特徴とする請求項１から２４のいずれか１項に記載の回転機の制御装置。
26. 請求項１から２５のいずれか１項に記載の回転機の制御装置と、
    車両の操舵トルクを検出して、前記回転機の制御装置にトルク検出信号を送信するトルク検出手段と、
    前記回転機の制御装置により制御され、前記操舵トルクを補助する補助トルクを発生させる回転機と
    を備えたことを特徴とする電動パワーステアリングの制御装置。

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