JP2014079045A

JP2014079045A - 回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置

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Publication number: JP2014079045A
Application number: JP2012223991A
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Inventors: Jiro Hayashi; 二郎林
Original assignee: Denso Corp
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 2012-10-09
Filing date: 2012-10-09
Publication date: 2014-05-01
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Abstract

【課題】２つの巻線組間または２つのインバータ部間の短絡異常を的確に検出可能な回転電機制御装置を提供する。
【解決手段】制御部７０は、ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６のオンオフ作動を制御し第１インバータ部２０および第２インバータ部３０を制御することにより、モータ１０の駆動を制御する。制御部７０は、異常検出手段として機能することで、モータ１０の駆動制御を開始する前、第１インバータ部２０の上ＭＯＳ２１および第２インバータ部３０の下ＭＯＳ３４をオン制御したとき電流検出部４１〜４６により検出した相電流の値に基づき、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間の短絡異常を検出可能である。
【選択図】図１

Description

本発明は、回転電機の駆動を制御する回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。

従来、回転電機の駆動制御を開始する前、回転電機または回転電機制御装置の異常を検出する回転電機制御装置が知られている。例えば特許文献１には、回転電機の駆動制御を開始する前のイニシャルチェック時、インバータ部のスイッチング素子のショート故障およびプリドライバのショート故障を検出可能な回転電機制御装置が開示されている。この回転電機制御装置の制御対象は、２つの巻線組を有する回転電機である。そのため、インバータ部は、巻線組に対応するよう２つ設けられている。

特開２０１１−１３５６９２号公報

ところで、２つの巻線組間または２つのインバータ部間には、導電性の異物が付着すること等により短絡異常が生じることがある。しかしながら、特許文献１の回転電機制御装置では、当該短絡異常を的確に検出することができず、２つのインバータ部それぞれ単独では異常でないにもかかわらず、２つのインバータ部をいずれも制御停止せざるを得ない状況に陥るおそれがある。また、特許文献１の回転電機制御装置は、電動パワーステアリング装置に用いられる回転電機を制御対象としているため、当該回転電機を駆動できない場合、運転者の操舵をアシストすることができない。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、２つの巻線組間または２つのインバータ部間の短絡異常を的確に検出可能な回転電機制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。

本発明は、複数の相に対応する巻線から構成される２つの巻線組を有する回転電機を制御する回転電機制御装置であって、インバータ部と電流検出部と制御部とを備えている。インバータ部は、２つの巻線組毎に設けられている。インバータ部は、巻線の各相に対応し電源の高電位側に配置された高電位側スイッチング素子および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子を有している。インバータ部は、スイッチング素子がオンオフ作動することにより、電源から回転電機へ供給する電力を変換する。電流検出部は、２つのインバータ部それぞれに流れる相電流または２相電流を検出可能である。制御部は、スイッチング素子のオンオフ作動を制御しインバータ部を制御することにより、回転電機の駆動を制御する。

本発明では、制御部は、回転電機の駆動制御を開始する前、２つのインバータ部のうち一方の高電位側スイッチング素子および他方の低電位側スイッチング素子をオン制御したとき電流検出部により検出した電流の値に基づき、２つの巻線組間または２つのインバータ部間の短絡異常を検出可能な異常検出手段を有している。
このように、本発明では、制御部が異常検出手段を有するため、回転電機の駆動制御を開始する前のイニシャルチェック時等、２つの巻線組間または２つのインバータ部間の短絡異常を的確に検出することができる。

ところで、２つの巻線組間または２つのインバータ部間に短絡異常が生じても、それぞれのインバータ部自体は故障している訳ではなく正常である場合が多い。よって、本発明では、異常検出手段が短絡異常を検出した場合、例えば２つのインバータ部のいずれか一方のみで回転電機の駆動制御を行う、すなわち、他方による回転電機の駆動制御を停止することとすれば、回転電機の出力は低下するものの、回転電機の駆動制御を開始することはできる。

本発明の第１実施形態による回転電機制御装置を示す概略図。本発明の第１実施形態による回転電機制御装置を適用した電動パワーステアリング装置を示す概略図。本発明の第１実施形態の回転電機制御装置による異常検出に関する処理を示すフロー図。本発明の第１実施形態による回転電機制御装置の作動を説明するための図であって、（Ａ）は正常時の図、（Ｂ）は異常時の図。本発明の第２実施形態による回転電機制御装置を示す概略図。本発明の第２実施形態の回転電機制御装置による異常検出に関する処理を示すフロー図。本発明の第２実施形態による回転電機制御装置の作動を説明するための図であって、（Ａ）は正常時の図、（Ｂ）は異常時の図。

以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
図１に示すように、本発明の第１実施形態による回転電機制御装置１は、回転電機としてのモータ１０を駆動制御するものである。回転電機制御装置１は、モータ１０とともに、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に採用される。

図２は、電動パワーステアリング装置９９を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置９９には、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２にトルクセンサ９４が設けられている。トルクセンサ９４は、運転者からハンドル９１を経由してステアリングシャフト９２に入力される操舵トルクを検出する。

ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置９９は、操舵アシストトルクを発生するモータ１０、当該モータ１０を駆動制御する回転電機制御装置１、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える減速ギア９３等を備える。モータ１０は、減速ギア９３を正逆回転させる。電動パワーステアリング装置９９は、上述のトルクセンサ９４、および、車速を検出する車速センサ９５を含む。
この構成により、電動パワーステアリング装置９９は、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクをモータ１０から発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。

モータ１０は、三相ブラシレスモータであり、電源としてのバッテリ８０の電力により駆動する。モータ１０は、図示しないロータおよびステータを有している。ロータは、円板状の部材であり、その表面または内部に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有している。ステータは、ロータを内部に収容するとともに、回転可能に支持している。ステータは、径内方向へ所定角度毎に突出する突出部を有し、この突出部に図１に示す巻線としてのコイル１１、コイル１２、コイル１３、コイル１４、コイル１５、および、コイル１６が巻回されている。コイル１１、コイル１２、および、コイル１３は、第１巻線組１８を構成している。また、コイル１４、コイル１５、および、コイル１６は、第２巻線組１９を構成している。第１巻線組１８及び第２巻線組１９が、特許請求の範囲における「２つの巻線組」に対応している。また、モータ１０には、回転位置を検出する位置センサ７９が設けられている。

回転電機制御装置１は、第１インバータ部２０、第２インバータ部３０、電流検出部４０および制御部７０等を備えている。
第１インバータ部２０は、３相インバータであり、第１巻線組１８のコイル１１、コイル１２、コイル１３のそれぞれへの通電を切り替えるべく、６つのスイッチング素子２１〜２６がブリッジ接続されている。スイッチング素子２１〜２６は、本形態においては、電界効果トランジスタの一種であるＭＯＳＦＥＴ（metal-oxide-semiconductor field-effect transistor）である。以下、スイッチング素子２１〜２６を、ＭＯＳ２１〜２６という。

３つのＭＯＳ２１〜２３は、ドレインが、バッテリ８０の正極側に接続された上母線２に結線されている。また、ＭＯＳ２１〜２３のソースが、それぞれＭＯＳ２４〜２６のドレインに接続されている。ＭＯＳ２４〜２６のソースは、バッテリ８０の負極側すなわちグランドに接続された下母線３に結線されている。
スイッチング素子対を構成するＭＯＳ２１とＭＯＳ２４との接続点は、コイル１１の一端に接続している。また、スイッチング素子対を構成するＭＯＳ２２とＭＯＳ２５との接続点は、コイル１２の一端に接続している。さらにまた、スイッチング素子対を構成するＭＯＳ２３とＭＯＳ２６との接続点は、コイル１３の一端に接続している。

第２インバータ部３０は、第１インバータ部２０と同様、３相インバータであり、第２巻線組１９のコイル１４、コイル１５、コイル１６のそれぞれへの通電を切り替えるべき、６つのスイッチング素子３１〜３６がブリッジ接続されている。スイッチング素子３１〜３６は、スイッチング素子２１〜２６と同様、ＭＯＳＦＥＴである。以下、スイッチング素子３１〜３６を、ＭＯＳ３１〜３６という。
３つのＭＯＳ３１〜３３は、ドレインが、バッテリ８０の正極側に接続された上母線４に結線されている。また、ＭＯＳ３１〜３３のソースが、それぞれＭＯＳ３４〜３６のドレインに接続されている。ＭＯＳ３４〜３６のソースは、バッテリ８０の負極側すなわちグランドに接続された下母線５に結線されている。

スイッチング素子対を構成するＭＯＳ３１とＭＯＳ３４との接続点は、コイル１４の一端に接続している。また、スイッチング素子対を構成するＭＯＳ３２とＭＯＳ３５との接続点は、コイル１５の一端に接続している。さらにまた、スイッチング素子対を構成するＭＯＳ３３とＭＯＳ３６との接続点は、コイル１６の一端に接続している。

ここで、ＭＯＳ２１〜２３を第１インバータ部２０における「高電位側スイッチング素子」といい、ＭＯＳ３１〜３３を第２インバータ部３０における「高電位側スイッチング素子」という。また、ＭＯＳ２４〜２６を第１インバータ部２０における「低電位側スイッチング素子」といい、ＭＯＳ３４〜３６を第２インバータ部３０における「低電位側スイッチング素子」という。以下、適宜「高電位側スイッチング素子」を「上ＭＯＳ」といい、「低電位側スイッチング素子」を「下ＭＯＳ」という。また、必要に応じて「Ｕ下ＭＯＳ２４」といった具合に、対応する相を併せて記載する。
このように、本実施形態では、回転電機制御装置１は、第１インバータ部２０および第２インバータ部３０の２つの系統のインバータを有している。以下、適宜、第１インバータ部２０の系統を「第１系統」、第２インバータ部３０の系統を「第２系統」という。

電流検出部４０は、電流検出部４１、電流検出部４２、電流検出部４３、電流検出部４４、電流検出部４５、および、電流検出部４６から構成されている。電流検出部４１は、Ｕ下ＭＯＳ２４とグランドとの間に設けられ、コイル１１に流れる電流を検出する。電流検出部４２は、Ｖ下ＭＯＳ２５とグランドとの間に設けられ、コイル１２に流れる電流を検出する。電流検出部４３は、Ｗ下ＭＯＳ２６とグランドとの間に設けられ、コイル１３に流れる電流を検出する。また、電流検出部４４は、Ｕ下ＭＯＳ３４とグランドとの間に設けられ、コイル１４に流れる電流を検出する。電流検出部４５は、Ｖ下ＭＯＳ３５とグランドとの間に設けられ、コイル１５に流れる電流を検出する。電流検出部４６は、Ｗ下ＭＯＳ３６とグランドとの間に設けられ、コイル１６に流れる電流を検出する。

本実施形態では、電流検出部４１〜４６にシャント抵抗を用いている。電流検出部４１〜４６によって検出された検出値（以下、「電流検出値」という。）は、制御部７０を構成するレジスタに記憶される。
なお、電流検出部４０および位置センサ７９から制御部７０への制御線は、煩雑になることを避けるため図１においては省略した。

図１に示すように、本実施形態では、回転電機制御装置１は、コンデンサ６１、６２をさらに備えている。コンデンサ６１は、上母線２と下母線３とを接続するよう設けられている。コンデンサ６２は、上母線４と下母線５とを接続するよう設けられている。コンデンサ６１、６２は、バッテリ８０からの電荷を蓄えることで、ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。

また、本実施形態では、回転電機制御装置１は、リレー５１〜５８をさらに備えている。リレー５１は、上母線２のバッテリ８０と第１インバータ部２０との間に設けられている。リレー５１は、オン状態のときバッテリ８０と第１インバータ部２０との間の電流の流れを許容し、オフ状態のときバッテリ８０と第１インバータ部２０との間の電流の流れを遮断する。リレー５２は、上母線４のバッテリ８０と第２インバータ部３０との間に設けられている。リレー５２は、オン状態のときバッテリ８０と第２インバータ部３０との間の電流の流れを許容し、オフ状態のときバッテリ８０と第２インバータ部３０との間の電流の流れを遮断する。

リレー５３、５４、５５は、それぞれ、第１インバータ部２０とコイル１１、１２、１３との間に設けられている。リレー５３、５４、５５は、それぞれ、オン状態のとき第１インバータ部２０とコイル１１、１２、１３との間の電流の流れを許容し、オフ状態のとき第１インバータ部２０とコイル１１、１２、１３との間の電流の流れを遮断する。
リレー５６、５７、５８は、それぞれ、第２インバータ部３０とコイル１４、１５、１６との間に設けられている。リレー５６、５７、５８は、それぞれ、オン状態のとき第２インバータ部３０とコイル１４、１５、１６との間の電流の流れを許容し、オフ状態のとき第２インバータ部３０とコイル１４、１５、１６との間の電流の流れを遮断する。
リレー５１〜５８は、後述する制御部７０により、オンオフ作動（状態）が制御される。

制御部７０は、回転電機制御装置１全体の制御を司るものであって、マイクロコンピュータ７７、図示しないレジスタ、駆動回路７８等で構成される。
制御部７０には、位置センサ７９、トルクセンサ９４および車速センサ９５が接続されている。これにより、制御部７０は、位置センサ７９によりモータ１０の回転位置であるモータ回転位置θ、トルクセンサ９４により操舵トルクＴｑ^*、車速センサ９５により車速Ｖｄｃを取得可能である。
ここで、制御部７０における通常時、すなわち、回転電機制御装置１が正常なときのモータ１０の駆動制御に関する処理を簡単に説明する。

制御部７０は、駆動フラグの状態に基づきリレー５１〜５８およびインバータ部（第１インバータ部２０または第２インバータ部３０）の作動を制御する。例えば第１系統の駆動フラグがオンの場合、制御部７０は、リレー５１、５３、５４、５５をオン制御し、第１インバータ部２０によりモータ１０の駆動を行う。一方、第１系統の駆動フラグがオフの場合、制御部７０は、リレー５１、５３、５４、５５をオフ制御し、第１インバータ部２０によるモータ１０の駆動を停止する。同様に、第２系統の駆動フラグがオンの場合、制御部７０は、リレー５２、５６、５７、５８をオン制御し、第２インバータ部３０によりモータ１０の駆動を行う。一方、第２系統の駆動フラグがオフの場合、制御部７０は、リレー５２、５６、５７、５８をオフ制御し、第２インバータ部３０によるモータ１０の駆動を停止する。通常（正常時）、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンに設定されている。

以下、第１インバータ部２０における処理を説明するが、第２インバータ部３０においても同様の処理が行われる。
制御部７０は、電流検出部４１〜４３により検出され、レジスタに記憶された電流検出値を読み込む。また、コイル１１の電流値Ｕ１、コイル１２の電流値Ｖ１、および、コイル１３の電流値Ｗ１を電流検出値から算出し、算出された三相電流Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、および位置センサ７９によって取得されたモータ回転位置θに基づき、ｄ軸電流検出値Ｉｄ及びｑ軸電流検出値Ｉｑを算出する。

また、制御部７０は、位置センサ７９によって取得されたモータ回転位置θ、トルクセンサ９４によって取得された操舵トルクＴｑ^*、車速センサ９５によって取得された車速Ｖｄｃに基づき、ｄ軸指令電流Ｉｄ^*およびｑ軸指令電流Ｉｑ^*を算出する。そして、制御部７０は、算出したｄ軸指令電流Ｉｄ^*およびｑ軸指令電流Ｉｑ^*と、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑとから、電流フィードバック制御演算を行い、ｄ軸指令電圧Ｖｄおよびｑ軸指令電圧Ｖｑを算出する。
また、制御部７０は、算出した指令電圧Ｖｄ、Ｖｑ、およびモータ回転位置θに基づき、三相電圧指令値であるＵ相指令電圧Ｖｕ^*、Ｖ相指令電圧Ｖｖ^*、および、Ｗ相指令電圧Ｖｗ^*を算出する。

また、制御部７０は、三相電圧Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*、および、コンデンサ電圧Ｖｃに基づき、デューティ指令信号であるＵ相デューティＤｕ、Ｖ相デューティＤｖおよびＷ相デューティＤｗを算出し、Ｕ相デューティＤｕ、Ｖ相デューティＤｖ、およびＷ相デューティＤｗをレジスタに書き込む。
そして、駆動回路７８において、デューティ指令信号とＰＷＭ基準信号とを比較することにより、ＭＯＳ２１〜２６のオンおよびオフの切り替えタイミングを制御する。

駆動回路７８によるＭＯＳ２１〜２６のオン／オフ制御により、各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のコイル（コイル１１、コイル１２、コイル１３）に対し、それぞれ、電圧が印加される。電圧ベクトルが連続的に変化することにより、各相のコイルに対し、正弦波の電圧が印加される。
各相のコイルに対し電圧が印加されると、各コイル（コイル１１、コイル１２、コイル１３）には、それぞれ、印加される電圧に応じた電流が流れる。これにより、モータ１０には、第１インバータ部２０（第１系統）によるトルク（Ｔｑ１）が生じる。また、第２インバータ部３０（第２系統）も第１インバータ部２０と同様に制御されるため、モータ１０には、第１インバータ部２０によるトルク（Ｔｑ１）と第２インバータ部３０によるトルク（Ｔｑ２）とを加算したトルク（Ｔｑ）が生じる。当該トルク（Ｔｑ）が、減速ギア９３を経由してステアリングシャフト９２に入力され、運転者の操舵を補助するためのアシストトルクとなる。

次に、本実施形態の回転電機制御装置１による異常検出の仕方について説明する。
本実施形態では、制御部７０は、図３に示す一連の処理Ｓ１００により、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間の短絡異常を検出することができる。

制御部７０は、車両のイグニッションキーがオンになると、すなわち、回転電機制御装置１に通電されると、処理Ｓ１００を実行する。Ｓ１００は、上述の制御部７０によるモータ１０の駆動制御に関する処理の前に実行される。すなわち、Ｓ１００は、モータ１０の駆動制御の開始前に行われるイニシャルチェック処理の１つである。なお、制御部７０は、処理Ｓ１００の実行時、リレー５１〜５８をオン制御する。

Ｓ１０１では、制御部７０は、異常検出フラグおよび駆動フラグの初期設定を行う。ここで、異常検出フラグとは、制御部７０が短絡異常を検出したことを示すフラグである。具体的には、制御部７０は、異常検出フラグをオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグをオンに設定する。Ｓ１０１の後、処理はＳ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、制御部７０は、第１系統すなわち第１インバータ部２０の３つの上ＭＯＳ（２１、２２、２３）のうち１つのＭＯＳをオン制御する。本実施形態では、上ＭＯＳ２１をオン制御する。

Ｓ１０３では、制御部７０は、第２系統すなわち第２インバータ部３０の３つの下ＭＯＳ（３４、３５、３６）のうち１つのＭＯＳをオン制御する。本実施形態では、下ＭＯＳ３４をオン制御する。
Ｓ１０４では、制御部７０は、第１系統の相電流を読み込む。すなわち、電流検出部４１、４２、４３により、第１系統のＵ相電流Ｕ１、Ｖ相電流Ｖ１、Ｗ相電流Ｗ１を読み込む。

Ｓ１０５では、制御部７０は、第２系統の相電流を読み込む。すなわち、電流検出部４４、４５、４６により、第２系統のＵ相電流Ｕ２、Ｖ相電流Ｖ２、Ｗ相電流Ｗ２を読み込む。
Ｓ１０６では、制御部７０は、Ｕ１、Ｖ１、Ｗ１、Ｕ２、Ｖ２、Ｗ２のいずれか１つが所定値より大きいか否かを判定する。本実施形態では、Ｕ２が所定値より大きいか否かを判定する。Ｕ２が所定値より大きい場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、処理はＳ１０７へ移行する。一方、Ｕ２が所定値以下の場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。

Ｓ１０７では、制御部７０は、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間に短絡異常が生じていると判断し、異常検出フラグをオンにする。
Ｓ１０８では、制御部７０は、第１系統または第２系統いずれかの駆動フラグをオフにする。本実施形態では、第２系統の駆動フラグをオフにする。Ｓ１０８の後、処理は一連の処理Ｓ１００を抜ける。
このように、制御部７０は、一連の処理Ｓ１００において、特許請求の範囲における「異常検出手段」として機能する。

制御部７０は、一連の処理Ｓ１００の後、モータ１０の駆動制御を開始する。例えば制御部７０は、短絡異常を検出しなかった場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンのため、第１インバータ部２０および第２インバータ部３０によりモータ１０の駆動制御を開始する。一方、短絡異常を検出した場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、異常検出フラグはオン、第１系統の駆動フラグはオン、第２系統の駆動フラグはオフのため、第１インバータ部２０のみによりモータ１０の駆動制御を開始する。

次に、図４に基づき本実施形態の回転電機制御装置１の作動例を説明する。
（正常時）
回転電機制御装置１の正常時、すなわち、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間に短絡異常が生じていないときの作動例を図４（Ａ）に示す。

イグニッションキーがオンになったとき（ｔ０）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４はオフ、Ｕ１およびＵ２は０、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフである。
制御部７０がＳ１０１を実行すると（ｔ１）、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンになる。
制御部７０がＳ１０２、Ｓ１０３を実行すると（ｔ２）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４がオン状態になる。

ｔ２以降、Ｕ１およびＵ２は０のため、制御部７０は、短絡異常を検出することなく、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンのままである。よって、制御部７０は、一連の処理Ｓ１００（イニシャルチェック）の後、第１インバータ部２０および第２インバータ部３０によりモータ１０の駆動制御を開始する。

（異常時）
回転電機制御装置１の異常時、すなわち、例えば第１巻線組１８と第２巻線組１９との間に短絡異常が生じているときの作動例を図４（Ｂ）に示す。
イグニッションキーがオンになったとき（ｔ０）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４はオフ、Ｕ１およびＵ２は０、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフである。
制御部７０がＳ１０１を実行すると（ｔ１）、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンになる。
制御部７０がＳ１０２、Ｓ１０３を実行すると（ｔ２）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４がオン状態になる。

第１巻線組１８と第２巻線組１９との間に短絡異常が生じているため、ｔ２以降、Ｕ２の値が上昇する。
ｔ３でＵ２が所定値より大きくなると（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、制御部７０は、短絡異常を検出し、異常検出フラグをオンにする（Ｓ１０７）。これにより、第２系統の駆動フラグがオフになる（Ｓ１０８）。よって、制御部７０は、一連の処理Ｓ１００（イニシャルチェック）の後、第１インバータ部２０のみによりモータ１０の駆動制御を開始する。
なお、本実施形態では、イグニッションキーがオフされると、異常検出フラグ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフになる。

以上説明したように、本実施形態では、制御部７０は、異常検出手段として機能することで、モータ１０の駆動制御を開始する前、２つのインバータ部（２０、３０）のうち一方（２０）の高電位側スイッチング素子（２１、２２、２３）および他方（３０）の低電位側スイッチング素子（３４、３５、３６）をオン制御したとき電流検出部（４１〜４６）により検出した相電流の値に基づき、２つの巻線組（１８、１９）間または２つのインバータ部（２０、３０）間の短絡異常を検出可能である。
このように、本実施形態では、制御部７０が異常検出手段を有する（異常検出手段として機能する）ため、モータ１０の駆動制御を開始する前、すなわち、イニシャルチェック時、２つの巻線組（１８、１９）間または２つのインバータ部（２０、３０）間の短絡異常を的確に検出することができる。

ところで、２つの巻線組（１８、１９）間または２つのインバータ部（２０、３０）間に短絡異常が生じても、それぞれのインバータ部（２０、３０）自体は故障している訳ではなく正常である場合が多い。よって、本実施形態では、制御部７０（異常検出手段）が短絡異常を検出した場合、２つのインバータ部（２０、３０）の一方（２０）のみでモータ１０の駆動制御を行う、すなわち、他方（３０）によるモータ１０の駆動制御を停止するため、モータ１０の出力は低下するものの、モータ１０の駆動制御を開始することはできる。したがって、上述のような短絡異常が生じても、電動パワーステアリング装置９９により、運転者の操舵をアシストすることができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による回転電機制御装置について、図５〜７に基づき説明する。
図５に示すように、第２実施形態では、第１実施形態における電流検出部４１、電流検出部４２および電流検出部４３に替えて、電流検出部４７が設けられている。また、第１実施形態における電流検出部４４、電流検出部４５および電流検出部４６に替えて、電流検出部４８が設けられている。

電流検出部４７は、下母線３に設けられ、第１系統に流れる２相電流を検出する。一方、電流検出部４８は、下母線５に設けられ、第２系統に流れる２相電流を検出する。
次に、本実施形態の回転電機制御装置による異常検出の仕方について説明する。
本実施形態では、制御部７０は、図６に示す一連の処理Ｓ２００により、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間の短絡異常を検出することができる。

制御部７０は、車両のイグニッションキーがオンになると、すなわち、回転電機制御装置に通電されると、処理Ｓ２００を実行する。Ｓ２００は、Ｓ１００と同様、上述の制御部７０によるモータ１０の駆動制御に関する処理の前に実行される。すなわち、Ｓ２００は、モータ１０の駆動制御の開始前に行われるイニシャルチェック処理の１つである。なお、制御部７０は、処理Ｓ２００の実行時、リレー５１〜５８をオン制御する。

Ｓ２０１、Ｓ２０２、Ｓ２０３は、Ｓ１０１、Ｓ１０２、Ｓ１０３と同様のため、説明を省略する。
Ｓ２０４では、制御部７０は、第１系統の２相電流を読み込む。すなわち、電流検出部４７により、第１系統の２相電流Ｘを読み込む。
Ｓ２０５では、制御部７０は、第２系統の２相電流を読み込む。すなわち、電流検出部４８により、第２系統の２相電流Ｙを読み込む。

Ｓ２０６では、制御部７０は、Ｘ、Ｙのいずれかが所定値より大きいか否かを判定する。本実施形態では、Ｙが所定値より大きいか否かを判定する。Ｙが所定値より大きい場合（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、処理はＳ２０７へ移行する。一方、Ｙが所定値以下の場合（Ｓ２０６：ＮＯ）、処理は一連の処理Ｓ２００を抜ける。

Ｓ２０７では、制御部７０は、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間に短絡異常が生じていると判断し、異常検出フラグをオンにする。
Ｓ２０８では、制御部７０は、第１系統または第２系統いずれかの駆動フラグをオフにする。本実施形態では、第２系統の駆動フラグをオフにする。Ｓ２０８の後、処理は一連の処理Ｓ２００を抜ける。
このように、制御部７０は、一連の処理Ｓ２００において、特許請求の範囲における「異常検出手段」として機能する。
一連の処理Ｓ２００の後の制御部７０の作動は、一連の処理Ｓ１００の後の制御部７０の作動と同様のため、説明を省略する。

次に、図７に基づき本実施形態の回転電機制御装置の作動例を説明する。
（正常時）
回転電機制御装置の正常時、すなわち、第１巻線組１８と第２巻線組１９との間、または、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０との間に短絡異常が生じていないときの作動例を図７（Ａ）に示す。

イグニッションキーがオンになったとき（ｔ０）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４はオフ、ＸおよびＹは０、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフである。
制御部７０がＳ２０１を実行すると（ｔ１）、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンになる。
制御部７０がＳ２０２、Ｓ２０３を実行すると（ｔ２）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４がオン状態になる。

ｔ２以降、ＸおよびＹは０のため、制御部７０は、短絡異常を検出することなく、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンのままである。よって、制御部７０は、一連の処理Ｓ２００（イニシャルチェック）の後、第１インバータ部２０および第２インバータ部３０によりモータ１０の駆動制御を開始する。

（異常時）
回転電機制御装置の異常時、すなわち、例えば第１巻線組１８と第２巻線組１９との間に短絡異常が生じているときの作動例を図７（Ｂ）に示す。
イグニッションキーがオンになったとき（ｔ０）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４はオフ、ＸおよびＹは０、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフである。
制御部７０がＳ２０１を実行すると（ｔ１）、異常検出フラグはオフ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオンになる。
制御部７０がＳ２０２、Ｓ２０３を実行すると（ｔ２）、上ＭＯＳ２１および下ＭＯＳ３４がオン状態になる。
第１巻線組１８と第２巻線組１９との間に短絡異常が生じているため、ｔ２以降、Ｙの値が上昇する。

ｔ３でＹが所定値より大きくなると（Ｓ２０６：ＹＥＳ）、制御部７０は、短絡異常を検出し、異常検出フラグをオンにする（Ｓ２０７）。これにより、第２系統の駆動フラグがオフになる（Ｓ２０８）。よって、制御部７０は、一連の処理Ｓ２００（イニシャルチェック）の後、第１インバータ部２０のみによりモータ１０の駆動制御を開始する。
なお、本実施形態では、第１実施形態と同様、イグニッションキーがオフされると、異常検出フラグ、第１系統および第２系統の駆動フラグはオフになる。

以上説明したように、本実施形態では、制御部７０は、異常検出手段として機能することで、モータ１０の駆動制御を開始する前、２つのインバータ部（２０、３０）のうち一方（２０）の高電位側スイッチング素子（２１、２２、２３）および他方（３０）の低電位側スイッチング素子（３４、３５、３６）をオン制御したとき電流検出部（４７、４８）により検出した２相電流の値に基づき、２つの巻線組（１８、１９）間または２つのインバータ部（２０、３０）間の短絡異常を検出可能である。

（他の実施形態）
上述の実施形態では、短絡異常に関するイニシャルチェック時、第１系統の上ＭＯＳ（２１）および第２系統の下ＭＯＳ（３４）をオン制御し、短絡異常を検出する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１系統の上ＭＯＳ（２２または２３）および第２系統の下ＭＯＳ（３５または３６）をオン制御することとしてもよい。また、第１系統の下ＭＯＳ（２４、２５または２６）および第２系統の上ＭＯＳ（３１、３２または３３）をオン制御し、短絡異常を検出することとしてもよい。なお、この場合、短絡異常が生じているとき、第１系統の下ＭＯＳ（２４、２５または２６）および第２系統の上ＭＯＳ（３１、３２または３３）をオン制御すると、下ＭＯＳ（２４、２５または２６）の下母線３側に電流が流れる。

また、上述の実施形態では、第１インバータ部２０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、リレー５１、５３、５４、５５をオフ制御する例を示した。また、第２インバータ部３０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、リレー５２、５６、５７、５８をオフ制御する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、第１インバータ部２０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、リレー５１、または、リレー５３、５４および５５のいずれかをオフ制御することとしてもよい。また、第２インバータ部３０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、リレー５２、または、リレー５６、５７および５８のいずれかをオフ制御することとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、リレー５３、５４、５５に替えて、各相の巻線（１１、１２、１３）間の電流の流れを許容または遮断可能なリレーを第１巻線組１８の中性点に設けることとしてもよい。また、リレー５６、５７、５８に替えて、各相の巻線（１４、１５、１６）間の電流の流れを許容または遮断可能なリレーを第２巻線組１９の中性点に設けることとしてもよい。

また、本発明の他の実施形態では、上述のリレーを備えないこととしてもよい。この構成で第１インバータ部２０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、第１インバータ部２０のすべてのＭＯＳ（２１〜２６）をオフ制御すればよい。また、第２インバータ部３０によるモータ１０の駆動制御を停止する場合、第２インバータ部３０のすべてのＭＯＳ（３１〜３６）をオフ制御すればよい。

また、上述の実施形態では、制御部が短絡異常を検出すると、第２インバータ部３０による回転電機の駆動制御を停止する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、制御部は、短絡異常を検出すると、第１インバータ部２０による回転電機の駆動制御を停止することとしてもよい。
また、本発明の他の実施形態では、回転電機は、三相以外の多相回転電機であってもよい。
本発明による回転電機制御装置は、電動パワーステアリング装置の回転電機に限らず、他の装置に用いられる回転電機の制御装置として適用することができる。
このように、本発明は、上記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態で実施可能である。

１・・・・回転電機制御装置
１０・・・モータ（回転電機）
１８・・・第１巻線組（巻線組）
１９・・・第２巻線組（巻線組）
１１、１２、１３、１４、１５、１６・・・コイル（巻線）
２０・・・第１インバータ部（インバータ部）
３０・・・第２インバータ部（インバータ部）
２１、２２、２３、３１、３２、３３・・・スイッチング素子（高電位側スイッチング素子）
２４、２５、２６、３４、３５、３６・・・スイッチング素子（低電位側スイッチング素子）
４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８・・・電流検出部
７０・・・制御部（異常検出手段）
８０・・・バッテリ（電源）

Claims

複数の相に対応する巻線（１１、１２、１３、１４、１５、１６）から構成される２つの巻線組（１８、１９）を有する回転電機（１０）を制御する回転電機制御装置（１）であって、
２つの前記巻線組毎に設けられ、前記巻線の各相に対応し電源（８０）の高電位側に配置された高電位側スイッチング素子（２１、２２、２３、３１、３２、３３）および低電位側に配置された低電位側スイッチング素子（２４、２５、２６、３４、３５、３６）によりスイッチング素子対をなす複数のスイッチング素子（２１、２２、２３、２４、２５、２６、３１、３２、３３、３４、３５、３６）を有し、前記スイッチング素子がオンオフ作動することにより、前記電源から前記回転電機へ供給する電力を変換するインバータ部（２０、３０）と、
２つの前記インバータ部それぞれに流れる相電流または２相電流を検出可能な電流検出部（４１、４２、４３、４４、４５、４６、４７、４８）と、
前記スイッチング素子のオンオフ作動を制御し前記インバータ部を制御することにより、前記回転電機の駆動を制御する制御部（７０）と、を備え、
前記制御部は、前記回転電機の駆動制御を開始する前、２つの前記インバータ部のうち一方の前記高電位側スイッチング素子および他方の前記低電位側スイッチング素子をオン制御したとき前記電流検出部により検出した電流の値に基づき、２つの前記巻線組間または２つの前記インバータ部間の短絡異常を検出可能な異常検出手段（７０）を有していることを特徴とする回転電機制御装置。
前記制御部は、前記異常検出手段が前記短絡異常を検出した場合、２つの前記インバータ部のいずれか一方のみで前記回転電機の駆動制御を行うことを特徴とする請求項１に記載の回転電機制御装置。
請求項１または２に記載の回転電機制御装置と、
運転者の操舵を補助するためのアシストトルクを発生する前記回転電機と、
を備える電動パワーステアリング装置（９９）。