JP2014176229A - 電力変換装置 - Google Patents

Abstract

【課題】系統間にて生じた短絡故障を適切に検出可能な電力変換装置を提供する。
【解決手段】電力変換装置１の第１インバータ部２０は、モータ１０の第１巻線組１８に対応して設けられる。第２インバータ部３０は、第２巻線組１９に対応して設けられる。制御部５０は、第１巻線組１８に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧Ｖ１と、第２巻線組１９に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧Ｖ２とが異なる値となるように、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２を演算する。また、制御部５０は、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、第１巻線組１８および第１インバータ部２０により構成される第１系統１００と第２巻線組１９および第２インバータ部３０により構成される第２系統２００とが短絡する系統間短絡故障を検出する。
【選択図】 図１

Description

本発明は、電力変換装置に関する。

従来、２台のインバータを並列運転する技術が知られている。例えば特許文献１では、２つのインバータを同じように動かし、２つのインバータの出力電流の大きさを比較することにより、インバータの故障を検出している。

特開平７−４６７６６号公報

特許文献１のように、複数のインバータを有している場合、１つのインバータに対応する構成を「系統」とすると、異なる系統間で短絡する系統間短絡故障が生じる虞がある。系統間短絡故障が生じると、短絡した点の電圧差に応じた短絡電流が流れる。しかしながら、特許文献１のように、２つのインバータを同じように動かしている場合、特に異なる系統の同相で短絡した場合、電圧差がないため、短絡電流が流れず、系統間短絡故障を検出できない。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、系統間短絡故障を検出可能な電力変換装置を提供することにある。

本発明は、回転電機の各相に対応する巻線から構成される第１巻線組および第２巻線組を有する回転電機の電力変換装置であって、第１インバータ部と、第２インバータ部と、電流検出部と、制御部と、を備える。第１インバータ部は、第１巻線組に対応して設けられる。第２インバータ部は、第２巻線組に対応して設けられる。電流検出部は、巻線の各相に通電される各相電流を検出する。制御部は、第１インバータ部の駆動に係る第１電圧指令信号、第２インバータ部の駆動に係る第２電圧指令信号、および、ＰＷＭ基準信号に基づき、第１インバータ部および第２インバータ部の駆動を制御する。

制御部は、電圧指令信号演算手段と、故障検出手段と、を有する。電圧指令信号演算手段は、第１巻線組に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧と第２巻線組に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧とが異なる値となるように、第１電圧指令信号および第２電圧指令信号を演算する。故障検出手段は、各相電流に基づき、第１巻線組および第１インバータ部により構成される第１系統と、第２巻線組および第２インバータ部により構成される第２系統とが短絡する系統間短絡故障を検出する。

第１系統と第２系統とが短絡する系統間短絡故障が生じていない場合、第１系統の各相電流の和および第２系統の各相電流の和は、理論上０となる。一方、第１系統と第２系統とが短絡する系統間短絡故障が生じた場合、短絡した箇所の電圧差に応じた短絡電流が流れ、第１系統の各相電流の和および第２系統の各相電流の和は、いずれも短絡電流に応じた値となる。ここで、短絡した箇所の電圧が等しいと、短絡電流が流れない。

そこで本発明では、第１中性点電圧と第２中性点電圧とが異なる値となるように第１電圧指令信号および第２電圧指令信号を演算する。そして、第１電圧指令信号に基づいて第１インバータ部を駆動し、第２電圧指令信号に基づいて第２インバータ部を駆動するので、第１系統に印加される電圧と第２系統に印加される電圧とが異なる。したがって、系統間短絡故障が生じた場合、短絡した箇所の電圧差に応じ、比較的大きな短絡電流が流れるので、各相電流に基づき、例えば各相電流の和を監視することにより、系統間短絡故障を検出することができる。

本発明の第１実施形態による電力変換装置の構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による電力変換装置を適用した電動パワーステアリングシステムを示す模式図である。 本発明の第１実施形態によるインバータ制御処理を説明するブロック図である。 本発明の第１実施形態によるデューティ変換部を説明するブロック図である。 本発明の第１実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態における短絡電流を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による故障検出処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態による故障検出処理を説明するフローチャートである。 本発明の第３実施形態による故障検出処理を説明するフローチャートである。 本発明の第４実施形態〜第８実施形態によるデューティ変換部を説明するブロック図である。 本発明の第４実施形態による変調処理を説明する説明図である。 本発明の第４実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。 本発明の第５実施形態による変調処理を説明する説明図である。 本発明の第５実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。 本発明の第６実施形態による変調処理を説明する説明図である。 本発明の第６実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。 本発明の第７実施形態による変調処理を説明する説明図である。 本発明の第７実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。 本発明の第８実施形態による第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を説明する説明図である。

以下、本発明による電力変換装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、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実施形態による電力変換装置１は、回転電機としてのモータ１０へ供給する電力を変換するものである。本実施形態では、図２に示すように、電力変換装置１は、モータ１０とともに、車両のステアリング操作をアシストするためのステアリングシステム９０に適用される。

図２に示すように、ステアリングシステム９０は、電動パワーステアリング装置２、ステアリングホイール（ハンドル）９１、および、ステアリングシャフト９２等を備える。運転者により操舵されるステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２に接続される。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。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タイヤ（ホイール）９８が回転可能に連結されている。これにより、運転者がステアリングホイール９１を回転させると、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の回転運動がピニオンギア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分、一対のタイヤ９８が操舵される。
ステアリングシャフト９２には、ステアリングホイール９１に加えられた操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。

電動パワーステアリング装置２は、電力変換装置１、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力するモータ１０、および、ギア８９等を備える。モータ１０は、ギア８９を正逆回転させる３相ブラシレスモータである。ギア８９は、モータ１０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝達する。これにより、電動パワーステアリング装置２は、ステアリングホイール９１の操舵方向および操舵トルクに応じた補助トルクをステアリングシャフト９２に伝達する。

モータ１０は、いずれも図示しないステータ、ロータ、および、シャフトを有する。ロータは、シャフトと共に回転する部材であり、その表面に永久磁石が貼り付けられ、磁極を有する。ステータは、ロータを内部に収容しており、ロータはステータ内部で回転可能に支持される。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Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、Ｗ１コイル１３、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５、および、Ｗ２コイル１６が巻回される。Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２およびＷ１コイル１３は、第１巻線組１８を構成し、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５およびＷ２コイル１６は、第２巻線組１９を構成している。本実施形態では、Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２、Ｗ１コイル１３、Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５およびＷ２コイル１６が「巻線」に対応する。
また、モータ１０には、回転位置θを検出する位置センサ７５が設けられる。

図１に示すように、電力変換装置１は、第１インバータ部２０、第２インバータ部３０、制御部５０等を備える。
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Ｕ１コイル１１、Ｖ１コイル１２およびＷ１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、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７０の正極側に接続され、ソースがそれぞれＭＯＳ２４〜２６のドレインに接続される。ＭＯＳ２４〜２６のソースは、バッテリ７０の負極側に接続される。
対になっているＭＯＳ２１とＭＯＳ２４との接続点は、Ｕ１コイル１１の一端に接続される。また、対になっているＭＯＳ２２とＭＯＳ２５との接続点は、Ｖ１コイル１２の一端に接続される。さらにまた、対になっているＭＯＳ２３とＭＯＳ２６との接続点は、Ｗ１コイル１３の一端に接続される。

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Ｕ２コイル１４、Ｖ２コイル１５およびＷ２コイル１６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、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ＭＯＳ３１〜３６は、ドレインがバッテリ７０の正極側に接続され、ソースがそれぞれＭＯＳ３４〜３６のドレインに接続される。ＭＯＳ３４〜３６のソースは、バッテリ７０の負極側に接続される。
対になっているＭＯＳ３１とＭＯＳ３４との接続点は、Ｕ２コイル１４の一端に接続される。また、対になっているＭＯＳ３２とＭＯＳ３５との接続点は、Ｖ２コイル１５の一端に接続される。さらにまた、対になっているＭＯＳ３３とＭＯＳ３６との接続点は、Ｗ２コイル１６の一端に接続される。

以下、対応する第１インバータ部２０および第１巻線組１８の組み合わせを「第１系統１００」とし、対応する第２インバータ部３０および第２巻線組１９の組み合わせを「第２系統２００」とする。
高電位側スイッチング素子であるＭＯＳ２１〜２３、３１〜３３を「上ＭＯＳ」、低電位側スイッチング素子であるＭＯＳ２４〜２６、３４〜３６を「下ＭＯＳ」という。また、必要に応じ、「Ｕ１上ＭＯＳ２１」といった具合に、対応する相および系統を併せて記載する。

電流検出部４０は、Ｕ１電流検出部４１、Ｖ１電流検出部４２、Ｗ１電流検出部４３、Ｕ２電流検出部４４、Ｖ２電流検出部４５、および、Ｗ２電流検出部４６から構成される。本実施形態では、電流検出部４１〜４６は、いずれもシャント抵抗である。
Ｕ１電流検出部４１は、Ｕ１下ＭＯＳ２４の低電位側に設けられる。Ｖ１電流検出部４２は、Ｖ１下ＭＯＳ２５の低電位側に設けられる。Ｗ１電流検出部４３は、Ｗ１下ＭＯＳ
２６の低電位側に設けられる。
Ｕ２電流検出部４４は、Ｕ２下ＭＯＳ３４の低電位側に設けられる。Ｖ２電流検出部４５は、Ｖ２下ＭＯＳ３５の低電位側に設けられる。Ｗ２電流検出部４６は、Ｗ２下ＭＯＳ３６の低電位側に設けられる。

コンデンサ４９は、バッテリ７０に対して並列に接続され、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、サージ電圧などのノイズ成分を抑制したりする。
制御部５０は、電力変換装置１全体の制御を司るものであって、マイコン５１、図示しないレジスタ、および、駆動回路５２等で構成される。

マイコン５１では、電流検出部４１〜４６の両端電圧に基づき、Ｕ１コイル１１に通電されるＵ１電流Ｉｕ１、Ｖ１コイル１２に通電されるＶ１電流Ｉｖ１、Ｗ１コイル１３に通電されるＷ１電流Ｉｗ１、Ｕ２コイル１４に通電されるＵ２電流Ｉｕ２、Ｖ２コイル１５に通電されるＶ２電流Ｉｖ２、および、Ｗ２コイル１６に通電されるＷ２電流Ｉｗ２を取得する。以下適宜、Ｕ１電流Ｉｕ１、Ｖ１電流Ｉｖ１、Ｗ１電流Ｉｗ１、Ｕ２電流Ｉｕ２、Ｖ２電流Ｉｖ２、および、Ｗ２電流Ｉｗ２を、「各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２」という。また、電流検出部４１〜４６の検出値である両端電圧を、適宜「ＡＤ値」という。
また、マイコン５１では、取得されたＵ１電流Ｉｕ１、Ｖ１電流Ｉｖ１、Ｗ１電流Ｉｗ１、Ｕ２電流Ｉｕ２、Ｖ２電流Ｉｖ２、および、Ｗ２電流Ｉｗ２等に基づき、モータ１０から所望のトルクが出力されるように、駆動回路５２を介して、ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６のオンオフ作動を制御する。

図３に示すように、マイコン５１は、３相２相変換部６２、制御器６３、２相３相変換部６４、デューティ変換部６５、信号出力部６６、および、故障検出部６９等を有する。
ここで、制御部５０における制御処理を説明する。
３相２相変換部６２では、電流検出部４０により検出されレジスタに記憶されたＡＤ値を読み込み、読み込まれたＡＤ値に基づき、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を演算する。そして、演算された各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２、および、位置センサ７５から取得されたモータ１０の回転位置θに基づき、ｄ軸電流検出値Ｉｄおよびｑ軸電流検出値Ｉｑを演算する。

制御器６３では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*およびｑ軸電流指令値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演算を行い、ｄ軸指令電圧値Ｖｄ^*およびｑ指令電圧値Ｖｑ^*を演算する。詳細には、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸電流検出値Ｉｄとの偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄ、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸電流検出値Ｉｑとの偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑを演算し、電流検出値Ｉｄ、Ｉｑを電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*に追従させるべく、電流偏差ΔＩｄ、ΔＩｑが０に収束するように指令電圧値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*を演算する。

２相３相変換部６４では、制御器６３にて演算された指令電圧値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*、および、モータ１０の回転位置θに基づき、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*を演算する。
デューティ変換部６５では、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*を、コンデンサ電圧Ｖｃに基づき、第１巻線組１８に印加される電圧に係る第１電圧指令信号としての第１デューティ指令信号Ｄ１１、および、第２巻線組１９に印加される電圧に係る第２電圧指令信号としての第２デューティ指令信号Ｄ１２に変換する。本実施形態では、第１デューティ指令信号Ｄ１１は、Ｕ１デューティＤｕ１１、Ｖ１デューティＤｖ１１およびＷ１デューティＤｗ１１から構成され、第２デューティ指令信号Ｄ１２は、Ｕ２デューティＤｕ１２、Ｖ２デューティＤｖ１２およびＷ２デューティＤｗ１２から構成される。以下適宜、Ｕ１デューティＤｕ１１、Ｖ１デューティＤｖ１１、Ｗ１デューティＤｗ１１、Ｕ２デューティＤｕ１２、Ｖ２デューティＤｖ１２、および、Ｗ２デューティＤｗ１２を、「各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１、Ｄｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２」という。

Ｕ１デューティＤｕ１１、Ｖ１デューティＤｖ１１およびＷ１デューティＤｗ１１は、位相の異なる正弦波信号である。また、Ｕ２デューティＤｕ１２、Ｖ２デューティＤｖ１２およびＷ２デューティＤｗ１２は、位相の異なる正弦波信号である。
本実施形態では、正弦波信号である各相デューティをＡｓｉｎδ＋Ｂとしたときのｓｉｎδの係数Ａを「振幅」とする。本実施形態では、各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１の振幅Ａ１１と、各相デューティＤｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２の振幅Ａ１２とは、等しいものとする。すなわち、Ａ１１＝Ａ１２とする。以下適宜、各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１の振幅Ａ１１を「第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１」といい、各相デューティＤｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２の振幅Ａ１２を「第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２」という。
なお、上記式中のＢ項は、後述のシフト量Ｍ１１、Ｍ１２に対応する値である。

Ｕ１デューティＤｕ１１は、Ｕ１コイル１１に印加される電圧に係る信号であり、Ｖ１デューティＤｖ１１は、Ｖ１コイル１２に印加される電圧に係る信号であり、Ｗ１デューティＤｗ１３は、Ｗ１コイル１３に印加される電圧に係る信号である。
また、Ｕ２デューティＤｕ１２は、Ｕ２コイル１４に印加される電圧に係る信号であり、Ｖ２デューティＤｖ１２は、Ｖ２コイル１５に印加される電圧に係る信号であり、Ｗ２デューティＤｗ１２は、Ｗ２コイル１６に印加される電圧に係る信号である。

図４に示すように、デューティ変換部６５は、振幅演算部６５１、および、シフト量演算部６５２から構成される。
振幅演算部６５１では、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*の振幅を演算する。
シフト量演算部６５２では、振幅演算部６５１にて演算された３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*の振幅に基づき、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*のシフト量を演算する。
そして、３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*、シフト量演算部６５２にて演算されたシフト量、および、コンデンサ電圧Ｖｃに基づき、各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１、Ｄｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２を演算し、レジスタに書き込む。
なお、各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１、Ｄｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２の詳細については、後述する。

図３に戻り、信号出力部６６では、各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｖｗ１１と三角波信号であるＰＷＭ基準信号Ｐとを比較することにより、ＭＯＳ２１〜２６のオンオフ信号Ｕ１＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｕ１＿ＭＯＳ＿Ｌ、Ｖ１＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｖ１＿ＭＯＳ＿Ｌ、Ｗ１＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｗ１＿ＭＯＳ＿Ｌを演算し、駆動回路５２へ出力する。また、各相デューティＤｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２とＰＷＭ基準信号Ｐとを比較することにより、ＭＯＳ３１〜３６のオンオフ信号Ｕ２＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｕ２＿ＭＯＳ＿Ｌ、Ｖ２＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｖ２＿ＭＯＳ＿Ｌ、Ｗ２＿ＭＯＳ＿Ｈ、Ｗ２＿ＭＯＳ＿Ｌを演算し、駆動回路５２へ出力する。

オンオフ信号Ｕ１＿ＭＯＳ＿Ｈが出力されると、Ｕ１上ＭＯＳ２１がオン、Ｕ１下ＭＯＳ２４がオフとなるように制御され、オンオフ信号Ｕ１＿ＭＯＳ＿Ｌが出力されると、Ｕ１上ＭＯＳ２１がオフ、Ｕ２下ＭＯＳ２４がオンとなるように制御される。他の相および第２インバータ部３０についても同様である。

本実施形態では、信号出力部６６での処理は、マイコン５１内の電気回路で処理されるが、この処理は、ソフトウェアによる処理であっても、ハードウェアによる処理であっても、どちらでもよい。
故障検出部６９では、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、系統間短絡故障検出する。系統間短絡故障検出の詳細については、後述する。

ここで、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２の詳細について、図５に基づいて説明する。図５では、Ｕ相のデューティを実線、Ｖ相のデューティを破線、Ｗ相のデューティを一点鎖線で示す。以下の実施形態でも同様である。
本実施形態では、出力可能なデューティ範囲をコンデンサ電圧Ｖｃの０［％］〜１００［％］とすると、出力可能なデューティ範囲の下限値Ｒｍｉｎは０［％］であり、上限値Ｒｍａｘは１００［％］であり、中心値（以下、「出力中心値」という）Ｒｃは５０［％］である。そして、第１デューティ指令信号Ｄ１１の中心値である第１中心値Ｄｃ１１を出力中心値Ｒｃから下方向にシフトし、第２デューティ指令信号Ｄ１２の中心値である第２中心値Ｄｃ１２を出力中心値Ｒｃから上方向にシフトする。なお、第１中心値Ｄｃ１１および第２中心値Ｄｃ１２を出力中心値Ｒｃからシフトしたとしても、線間電圧が変わらなければ、第１巻線組１８および第２巻線組１９に印加される電圧は変わらない。

図５（ａ）、（ｂ）に示すように、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下の場合、第１デューティ指令信号Ｄ１１の最大値Ｄｍａｘ１１が出力中心値Ｒｃとなるように第１中心値Ｄｃ１１を下方向にシフトする。
また、第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下の場合、第２デューティ指令信号Ｄ１２の最小値Ｄｍｉｎ１２が出力中心値Ｒｃとなるように第２中心値Ｄｃ１２を上方向にシフトする。

図５（ｂ）に示すように、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］である場合、第１デューティ指令信号Ｄ１１の最大値Ｄｍａｘ１１が出力中心値Ｒｃとなるように第１中心値Ｄｃ１１を下方向にシフトした場合の最小値Ｄｍｉｎ１１は、下限値Ｒｍｉｎと一致する。このとき、第１デューティ指令信号Ｄ１１の中心値Ｄｃ１１は、出力中心値Ｒｃを基準として、出力可能なデューティ範囲の２５［％］分下側にシフトされている。すなわち、第１中心値Ｄ１１は、Ｒｃ−２５［％］＝２５［％］である。

また、第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］である場合、第２デューティ指令信号Ｄ１２の最小値Ｄｍｉｎ１２が出力中心値Ｒｃとなるように第２中心値Ｄｃ１２を上方向にシフトした場合の最大値Ｄｍａｘ１２は、上限値Ｒｍａｘと一致する。このとき、第２中心値Ｄｃ１２は、出力中心値Ｒｃを基準として、出力可能なデューティ範囲の２５［％］分上側にシフトされている。すなわち、第２中心値Ｄｃ１２は、Ｒｃ＋２５［％］＝７５［％］である。

図５（ｃ）に示すように、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第１デューティ指令信号Ｄ１１の最大値Ｄｍａｘ１１が出力中心値Ｒｃとなるように第１中心値Ｄｃ１１を下方向にシフトすると、第１デューティ指令信号Ｄ１１の最小値Ｄｍｉｎ１１が出力可能なデューティ範囲の下限値Ｒｍｉｎより小さくなり、出力電圧に歪みが生じる。そこで、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第１デューティ指令信号Ｄ１１の最小値Ｄｍｉｎ１１が出力可能なデューティ範囲の下限値Ｒｍｉｎと一致するように、第１中心値Ｄｃ１１を下方向にシフトする。

また、第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第２デューティ指令信号Ｄ１２の最小値Ｄｍｉｎ１２が出力中心値Ｒｃとなるように第２中心値Ｄｃ１２を上方向にシフトすると、第２デューティ指令信号Ｄ１２の最大値Ｄｍａｘ１２が出力可能なデューティ範囲の上限値Ｒｍａｘより大きくなり、出力電圧に歪みが生じる。そこで、第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第２デューティ指令信号Ｄ１２の最大値Ｄｍａｘ１２が出力可能なデューティ範囲の上限値Ｒｍａｘと一致するように、第２中心値Ｄｃ１２を上方向にシフトする。

すなわち、本実施形態では、振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、第１中心値Ｄｃ１１は、振幅Ａ１１が大きくなるにつれて出力中心値Ｒｃから離れる方向にシフトされる。また、振幅Ａ１１が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第１中心値Ｄｃ１１は、振幅Ａ１１が大きくなるにつれて出力中心値Ｒｃに近づく方向にシフトされる。
同様に、振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、第２中心値Ｄｃ１２は、振幅Ａ１２が大きくなるにつれて出力中心値Ｒｃから離れる方向にシフトされる。また、振幅Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第２中心値Ｄｃ１２は、振幅Ａ１２が大きくなるにつれて出力中心値Ｒｃに近づく方向にシフトされる。
換言すると、本実施形態では、第１中心値Ｄｃ１１の出力中心値Ｒｃからの第１シフト量Ｍ１１は、振幅Ａ１１に応じて可変であり、第２中心値Ｄｃ１２の出力中心値Ｒｃからの第２シフト量Ｍ１２は、振幅Ａ１２に応じて可変である。

なお、第１巻線組１８の各相に印加される電圧は、コンデンサ電圧Ｖｃに各相デューティＤｕ１１、Ｄｖ１１、Ｄｗ１１を乗じた値となる。また、第１巻線組１８の各相に印加される電圧の振幅は、コンデンサ電圧Ｖｃに振幅Ａ１１を乗じた値となる。さらにまた、第１巻線組１８に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧Ｖ１は、コンデンサ電圧Ｖｃに第１中心値Ｄｃ１１を乗じた値となる。
同様に、第２巻線組１９の各相に印加される電圧は、コンデンサ電圧Ｖｃに各相デューティＤｕ１２、Ｄｖ１２、Ｄｗ１２を乗じた値となる。また、第２巻線組１９の各相に印加される電圧の振幅は、コンデンサ電圧Ｖｃに振幅Ａ１２を乗じた値となる。さらにまた、第２巻線組１９に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧Ｖ２は、コンデンサ電圧Ｖｃに第２中心値Ｄｃ１２を乗じた値となる。

なお、図５（ａ）、（ｂ）に示すように、振幅Ａ１１、Ａ１２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、第１中心値Ｄｃ１１と第２中心値Ｄｃ１２との差は、振幅Ａ１１と振幅Ａ１２との和以上である。本実施形態では、第１中心値Ｄｃ１１と第２中心値Ｄｃ１２との差と、振幅Ａ１１と振幅Ａ１２との和と、等しい。
すなわち、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差は、第１巻線組１８の各相に印加される電圧の振幅と第２巻線組１９の各相に印加される電圧の振幅との和以上である。本実施形態では、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差と、第１巻線組１８の各相に印加される電圧の振幅と第２巻線組１９の各相に印加される電圧の振幅との和と、は等しい。

ここで、系統間短絡故障について、図６に基づいて説明する。
電力変換装置１およびモータ１０が正常である場合、Ｕ１コイル１１に通電されるＵ１電流Ｉｕ１、Ｖ１コイル１２に通電されるＶ１電流Ｉｖ１、および、Ｗ１コイル１３に通電されるＷ１電流Ｉｗ１の和は、０になる。同様に、Ｕ２コイル１４に通電されるＵ２電流Ｉｕ２、Ｖ２コイル１５に通電されるＶ２電流Ｉｖ２、および、Ｗ２コイル１６に通電されるＷ２電流Ｉｗ２の和は、０になる。以下、Ｕ１電流Ｉｕ１、Ｖ１電流Ｉｖ１およびＷ１電流Ｉｗ１の和を、「第１系統３相和Ｉｔ１」といい、Ｕ２電流Ｉｕ２、Ｖ２電流Ｉｖ２およびＷ２電流Ｉｗ２の和を「第２系統３相和Ｉｔ２」という。

一方、電力変換装置１およびモータ１０において、第１系統１００と第２系統２００とが短絡する系統間短絡故障が生じた場合、短絡した点の電圧差に応じた短絡電流Ｉｓが系統間に流れる。例えば、第１系統１００のＵ１点と第２系統２００のＵ２点とが短絡した場合であって、Ｕ１点の電圧がＵ２点の電圧より大きい場合、２点鎖線で示すように、Ｕ１点とＵ２点との電圧差に応じた短絡電流Ｉｓが流れる。系統間に短絡電流Ｉｓが流れると、各相電流の和は、短絡電流Ｉｓに相当する値となる。具体的には、第１系統３相和Ｉｔ１、および、第２系統３相和Ｉｔ２の一方がＩｓとなり、他方が−Ｉｓとなる。図６の例でいえば、高電圧側である第１系統３相和Ｉｔ１が−Ｉｓとなり、低電圧側である第２系統３相和Ｉｔ２がＩｓとなる。

ここで、第１インバータ部２０と第２インバータ部３０とを同じように駆動した場合、具体的には同じデューティ指令信号に基づいて駆動した場合、同相の電圧は略等しくなる。例えば図１中の点Ｕ１と点Ｕ２の電圧は略等しくなる。そのため、点Ｕ１と点Ｕ２とが短絡するような同相での系統間短絡故障が生じたとしても、電圧差が小さいため、短絡電流Ｉｓが小さい。この場合、第１系統３相和Ｉｔ１および第２系統３相和Ｉｔ２は、略０となり、正常時との切り分けが困難である。Ｖ相同士の短絡、Ｗ相同士の短絡についても同様である。

そこで本実施形態では、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２とが異なる値となるように、第１デューティ指令信号Ｄ１１を下方向にシフトし、第２デューティ指令信号Ｄ１２を上方向にシフトしている。そして、第１インバータ部２０を第１デューティ指令信号Ｄ１１に基づいて駆動し、第２インバータ部３０を第１デューティ指令信号Ｄ１１とは異なる第２デューティ指令信号Ｄ１２に基づいて駆動しているので、第１系統１００に印加される電圧と、第２系統２００に印加される電圧とが異なる。そのため、第１系統１００と第２系統２００とが短絡した場合、電圧差に応じた比較的大きな短絡電流Ｉｓが流れる。なお、Ｕ１点とＵ２点のように、同相が短絡した場合であって、電圧が異なるので、短絡電流Ｉｓが流れる。したがって、この短絡電流Ｉｓを検出することにより、系統間短絡故障を検出することができる。
本実施形態では、第１系統３相和Ｉｔ１および第２系統３相和Ｉｔ２に基づき、系統間短絡故障を検出している。

系統間短絡故障検出処理を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部５０のマイコン５１にて所定の間隔にて実行される。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」で示す。）では、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が、判定閾値Ｅ１より大きいか否かを判断する。判定閾値Ｅ１は、電流検出部４０等のばらつきを考慮し、０より大きい値に設定される。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が、判定閾値Ｅ１より大きい場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行する。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が、判定閾値Ｅ１以下である場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、系統間短絡故障は生じていないと判定し、本処理を終了する。なお、系統間短絡故障以外の異常については、別処理にて検出することが望ましい。電力変換装置１に系統間短絡故障以外の異常がなく正常である場合、第１デューティ指令信号Ｄ１１に基づいて第１インバータ部２０のＭＯＳ２１〜２６のオンオフ作動を制御し、第２デューティ指令信号Ｄ１２に基づいて第２インバータ部３０のＭＯＳ３１〜３６のオンオフ作動を制御することにより、第１系統１００および第２系統２００の２系統によりモータ１０の駆動を制御する。

第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が判定閾値Ｅ１より大きいと判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）に移行するＳ１０３では、電力変換装置１に異常が生じていると判定する。本実施形態では、系統間短絡故障が生じていると判定する。

Ｓ１０４では、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の一方の駆動を停止し、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の他方の駆動を継続することにより、第１系統１００または第２系統２００の１系統によりモータ１０の駆動を継続する。すなわち、系統間短絡故障が生じた場合、一方の系統によるバックアップ駆動とする。

例えば、第１インバータ部２０の駆動を停止し、第２インバータ部３０の駆動を継続する場合、信号出力部６６は、第１インバータ部２０の全てのＭＯＳ２１〜２６をオフする信号を出力する。もちろん第１インバータ部２０の駆動を継続し、第２インバータ部３０の駆動を停止してもよい。この場合、信号出力部６６は、第２インバータ部３０の全てのＭＯＳ２１〜２６をオフする信号を出力する。

また、例えば第２系統２００の１系統によりモータ１０の駆動を継続する場合、第１系統１００の駆動停止による不足トルク分を第２系統２００にて補うように、第２系統２００における出力を正常時より高めるようにしてもよいし、正常時と同様に第２系統２００を駆動するようにしてもよい。

本実施形態では、振幅Ａ１１、Ａ１２が、出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合（図５（ａ）、（ｂ）参照）、第１中心値Ｄｃ１１と第２中心値Ｄｃ１２との差は、振幅Ａ１１と振幅Ａ１２との和と等しい。第１中心値Ｄｃ１１と第２中心値Ｄｃ１２との差が振幅Ａ１１、Ａ１２の和以上であれば、第１デューティ指令信号Ｄ１１と第２デューティ指令信号Ｄ１２とが重複しないので、第１系統１００に印加される電圧と第２系統２００に印加される電圧とは、相や位相によらず、常に異なる値となり、短絡箇所や位相によらず、系統間短絡故障を検出することができる。
なお、振幅Ａ１１、Ａ１２が、出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合（図５（ｃ）参照）、第１中心値Ｄｃ１１と第２中心値Ｄｃ１２との差は、振幅Ａ１１、Ａ１２の和より小さいため、第１デューティ指令信号Ｄ１１と第２デューティ指令信号Ｄ１２とが重複する。そのため、短絡箇所によっては、電圧差が小さく短絡電流Ｉｓが０に近い値となる位相があるが、当該位相を除き、系統間短絡故障を検出することができる。

以上説明したように、（１）本実施形態は、モータ１０の各相に対応するＵ１コイル１１とＶ１コイル１２とＷ１コイル１３とから構成される第１巻線組１８、および、Ｕ２コイル１４とＶ２コイル１５とＷ２コイル１６とから構成される第２巻線組１９を有するモータ１０の電力変換装置１であって、第１インバータ部２０と、第２インバータ部３０と、制御部５０と、を備える。第１インバータ部２０は、第１巻線組１８に対応して設けられる。第２インバータ部３０は、第２巻線組１９に対応して設けられる。制御部５０は、第１インバータ部２０の駆動に係る第１デューティ指令信号Ｄ１１、および、第２インバータ部３０の駆動に係る第２デューティ指令信号Ｄ１２、および、ＰＷＭ基準信号Ｐに基づき、第１インバータ部２０および第２インバータ部３０の駆動を制御する。

制御部５０は、デューティ変換部６５、および、故障検出部６９を有する。
デューティ変換部６５は、第１巻線組１８に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧Ｖ１と、第２巻線組１９に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧Ｖ２とが異なる値となるように、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２を演算する。

故障検出部６９は、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、第１巻線組１８および第１インバータ部２０により構成される第１系統１００と第２巻線組１９および第２インバータ部３０により構成される第２系統２００とが短絡する系統間短絡故障を検出する。

第１系統１００と第２系統２００とが短絡する系統間短絡故障が生じていない場合、第１系統３相和Ｉｔ１および第２系統３相和Ｉｔ２は、理論上０となる。一方、第１系統１００と第２系統２００とが短絡する系統間短絡故障が生じた場合、短絡した箇所の電圧差に応じた短絡電流Ｉｓが流れ、第１系統３相和Ｉｔ１および第２系統３相和Ｉｔ２は、いずれも短絡電流Ｉｓに応じた値となる。ここで、短絡した箇所の電圧が等しいと、短絡電流Ｉｓは流れない。

そこで、本実施形態では、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２とが異なる値となるように第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２を演算する。そして、第１デューティ指令信号Ｄ１１に基づいて第１インバータ部２０を駆動し、第２デューティ指令信号Ｄ１２に基づいて第２インバータ部３０を駆動するので、第１系統１００に印加される電圧と第２系統２００に印加される電圧とが異なる。したがって、系統間短絡故障が生じた場合、短絡した箇所の電圧差に応じ、比較的大きな短絡電流Ｉｓが流れるので、各相電流に基づき、例えば３相和を監視することにより、系統間短絡故障を検出することができる。

（２）デューティ変換部６５では、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差が、第１巻線組１８の各相に印加される電圧の振幅と第２巻線組１９の各相に印加される電圧の振幅の和以上となるように、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２を演算する。本実施形態では、特に、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が、出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差と、第１巻線組１８の各相に印加される電圧の振幅と第２巻線組１９の各相に印加される電圧の振幅の和とが等しい。

これにより、第１巻線組１８の各相に印加される電圧と第２巻線組１９の各相に印加される電圧とが常に異なる値となり、比較的大きな短絡電流Ｉｓが流れるので、系統間短絡故障をより確実に検出することができる。また、第１巻線組１８および第２巻線組１９に印加される線間電圧が正弦波状となり、リップル電流の発生を抑制することができる。

（３）故障検出部６９では、第１巻線組１８の各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１の和である第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と、第２巻線組１９の各相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２の和である第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値と、の和に基づき、系統間短絡故障を検出する。具体的には、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が、判定閾値Ｅ１より大きい場合、系統間短絡故障が生じていると判定する。これにより、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、適切に系統間短絡故障を検出することができる。

（４）また、制御部５０は、系統間短絡故障が検出された場合、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の一方の駆動を停止し、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の他方の駆動を継続する。これにより、系統間短絡故障が生じた場合でも、モータ１０の駆動を継続することができる。特に、本実施形態では、電力変換装置１およびモータ１０は、電動パワーステアリング装置９０に適用されているので、運転者による操舵のアシストを継続することができる。なお、バックアップ駆動時には、正常時とは操舵フィーリングを正常時とは異ならせる、或いは、ウォーニングランプの点灯等により、故障が生じていることを運転者に通知するように構成することが望ましい。

（５）デューティ変換部６５では、第１デューティ指令信号Ｄ１１の中心値である第１中心値Ｄｃ１１を、出力可能なデューティ範囲の中心値である出力中心値Ｒｃの下側とし、第２デューティ指令信号Ｄ１２の中心値である第２中心値Ｄｃ１２を、出力中心値Ｒｃの上側とする。これにより、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差を大きくすることができ、系統間短絡故障が生じた場合の短絡電流Ｉｓを大きくできるので、系統間短絡故障を適切に検出できる。

（６）第１中心値Ｄｃ１１と出力中心値Ｒｃとの差である第１シフト量Ｍ１１は、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１に応じて可変とする。また、第２中心値Ｄｃ１２と出力中心値との差である第２シフト量Ｍ１２は、第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２に応じて可変とする。これにより、振幅Ａ１１、Ａ１２に応じて、出力電圧に歪みが生じない範囲で、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差を大きくすることが可能であり、系統間短絡故障が生じた場合の短絡電流Ｉｓを大きくできるので、系統間短絡故障を適切に検出できる。

ところで、出力中心値Ｒｃからのシフト量が大きくなると、上ＭＯＳ２１〜２３、３１〜３３がオンされている時間と、下ＭＯＳ２４〜２６、３４〜３６がオンされている時間と、の差が大きくなる。対になる上ＭＯＳ２１〜２３、３１〜３３と、下ＭＯＳ２４〜２６、３４〜３６とで、オンされている時間が異なると、熱損失に偏りが生じる。

（７）そこで、出力中心値Ｒｃから下側にシフトされる第１デューティ指令信号Ｄ１１の最大値Ｄｍａｘ１１を出力中心値Ｒｃとし、出力中心値Ｒｃから上側にシフトされる第２デューティ指令信号Ｄ１２の最小値Ｄｍｉｎ１２を出力中心値Ｒｃとする。本実施形態では、特に、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が、出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、このように構成している。
これにより、第１デューティ指令信号Ｄ１１と第２デューティ指令信号Ｄ１２とが重複しない範囲で、出力中心値Ｒｃからのシフト量Ｍ１１、Ｍ１２を可及的小さくすることにより、ＭＯＳ２１〜２６、３１〜３６の熱損失の偏りを抑制している。

（８）また、出力中心値Ｒｃから下側にシフトされる第１デューティ指令信号Ｄ１１の最小値Ｄｍｉｎ１１を出力可能なデューティ範囲の下限値Ｒｍｉｎとし、出力中心値Ｒｃから上側にシフトされる第２デューティ指令信号Ｄ１２の最大値Ｄｍａｘ１２を出力可能なデューティ範囲の上限値Ｒｍａｘとする。本実施形態では、特に、第１デューティ指令信号Ｄ１１の振幅Ａ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２の振幅Ａ１２が、出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、このように構成している。
これにより、出力電圧に歪みがない範囲で、第１中性点電圧Ｖ１と第２中性点電圧Ｖ２との差を可及的大きくしているので、系統間短絡故障が生じた場合の短絡電流Ｉｓが大きくなり、系統間短絡故障を適切に検出することができる。

本実施形態では、制御部５０が「電圧指令信号演算手段」、および、「故障検出手段」を構成する。詳細には、デューティ変換部６５が「電圧指令信号演算手段」を構成し、故障検出部６９が「故障検出手段」を構成する。
また、図７中のＳ１０１〜Ｓ１０３が「故障検出手段」の機能としての処理に相当する。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図８に基づいて説明する。
本実施形態は、系統間短絡検出処理が異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態による系統間短絡検出処理を図８に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部５０のマイコン５１にて所定の間隔にて実行される。

Ｓ２０１、Ｓ２０２の処理は、図７のＳ１０１、Ｓ１０２と同様である。
第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が、判定閾値Ｅ１より大きいと判断された場合（Ｓ２０１：ＹＥＳ）に移行するＳ２０３では、電力変換装置１に異常が生じていると判定する。本実施形態では、例えば一方の系統にて過電流が生じている可能性を考慮し、この段階では系統間短絡故障であるとは特定しない。

Ｓ２０４では、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きく、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２以下、または、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２以下であり、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きいか否かを判断する。判定閾値Ｅ２は、判定閾値Ｅ１の１／２に設定される。

Ｓ２０４での判断処理は、系統間短絡故障か、一方の系統の過電流かを切り分ける処理である。Ｓ２０４は、Ｓ２０１にて肯定判断された場合に移行するステップであるので、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値との和が判定閾値Ｅ１より大きい。検出誤差等を無視すれば、系統間短絡故障が生じている場合、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値と第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値とは等しくなる。そのため、系統間短絡故障が生じている場合、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値および第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値は、共に判定閾値Ｅ２より大きくなる。

すなわち、判定閾値Ｅ１を第１の判定閾値とし、判定閾値Ｅ２を第２の判定閾値とすれば、「第１巻線組の各相電流の和の絶対値と、第２巻線組の各相電流の和の絶対値と、の和が、第１の判定閾値より大きい場合であって、第１巻線組の各相電流の和の絶対値および第２巻線組の各相電流の和の絶対値が共に第１の判定閾値より小さい値である第２の判定閾値より大きい場合、系統間短絡故障が生じていると判定する」ということである。なお、第２の判定閾値は、第１の判定閾値の１／２であることが好ましい。

一方、どちらか一方の系統の過電流の場合、過電流が生じていない正常系統の３相和は、検出誤差等を無視すれば、理論上０となるので、判定閾値Ｅ２以下となる。
すなわち、「第１巻線組の各相電流の和の絶対値と、第２巻線組の各相電流の和の絶対値と、の和が、第１の判定閾値より大きい場合であって、第１巻線組の各相電流の和の絶対値および第２巻線組の各相電流の和の絶対値の一方が第２の判定閾値より大きく、他方が第２の判定閾値以下である場合、各相電流の和の絶対値が第２の判定閾値より大きい系統の過電流であると判定する」ということである。
したがって、Ｓ２０４の判断処理にて、系統間短絡故障か、一方の系統の過電流かを切り分けることができる。

第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きく、かつ、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きい場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、Ｓ２１０へ移行する。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きく、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２以下、または、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２以下であり、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きいと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、Ｓ２０５へ移行する。

Ｓ２０５では、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値の和の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きいか否かを判断する。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、Ｓ２０８へ移行する。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きいと判断された場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、Ｓ２０６へ移行する。

Ｓ２０６では、第１系統１００の過電流と判定する。
Ｓ２０７では、第１系統１００の駆動を停止し、第２系統２００による駆動を継続する。これにより過電流が生じている第１系統１００を使用せず、正常である第２系統２００によりモータ１０の駆動を継続することができる。

第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２以下であると判断された場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、すなわち第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きい場合に移行するＳ２０８では、第２系統２００の過電流と判定する。
Ｓ２０９では、第２系統２００の駆動を停止し、第１系統１００による駆動を継続する。これにより、過電流が生じている第２系統２００を使用せず、正常である第１系統１００によりモータ１０の駆動を継続することができる。

第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きく、かつ、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きい場合（Ｓ２０４：ＮＯ）に移行するＳ２１０では、系統間短絡故障であると判定する。

Ｓ２１１では、図７のＳ１０４と同様、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の一方の駆動を停止し、第１インバータ部２０または第２インバータ部３０の他方を駆動することにより、モータ１０の駆動を継続する。すなわち、系統間短絡故障が生じた場合、一方の系統によるバックアップ駆動とする。

本実施形態では、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、系統間短絡故障か、一方の系統の過電流かを適切に判定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態では、図８中のＳ２０１〜Ｓ２０４、Ｓ２１０が「故障検出手段」の機能としての処理に相当する。

（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図９に基づいて説明する。
本実施形態は、系統間短絡検出処理が異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態による系統間短絡検出処理を図９に示すフローチャートに基づいて説明する。この処理は、制御部５０のマイコン５１にて所定間隔にて実行される。

Ｓ３０１では、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ３より大きく、かつ、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ３より大きいか否かを判断する。ここでの判定閾値Ｅ３は、第２実施形態の判定閾値Ｅ２と同じ値とするが、異なる値であってもよい。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ３より大きく、かつ、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ３より大きい場合（Ｓ３０１：ＹＥＳ）、Ｓ３０３へ移行する。第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値および第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値の少なくとも一方が判定閾値Ｅ３以下である場合、Ｓ３０２へ移行する。
Ｓ３０２〜Ｓ３０４は、図７のＳ１０２〜Ｓ１０４と同様である。

本実施形態では、第１巻線組１８の各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１の和である第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値、および、第２巻線組１９の各相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２の和である第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値に基づき、系統間短絡故障が生じていることを検出する。具体的には、第１系統３相和Ｉｔ１の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きく、かつ、第２系統３相和Ｉｔ２の絶対値が判定閾値Ｅ２より大きい場合、系統間短絡故障が生じていると判定する。このように構成しても、各相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づき、適切に系統間短絡故障を検出することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
なお、本実施形態では、図８中のＳ３０１〜Ｓ３０３が「故障検出手段」の機能としての処理に相当する。

（第４実施形態〜第８実施形態）
第１実施形態〜第３実施形態では、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２が正弦波信号である例を説明した。第４実施形態〜第８実施形態は、第１デューティ指令信号Ｄ１１および第２デューティ指令信号Ｄ１２を正弦波信号から変調した場合の例である。すなわち、第４実施形態〜第８実施形態のデューティ変換部６５は、図１０に示すように、振幅演算部６５１およびシフト量演算部６５２に加え、変調処理部６５３を有している。変調処理部６５では、基準となる基準正弦波の波形を変調する変調処理を行っている。

以下の実施形態において、出力可能なデューティ範囲は、第１実施形態と同様であり、出力可能なデューティ範囲の下限値をＲｍｉｎ、上限値をＲｍａｘ、出力中心値をＲｃとする。
また、各実施形態において、第４実施形態であれば、第１デューティ指令信号Ｄ４１、第２デューティ指令信号Ｄ４２といった具合に、第１デューティ指令信号Ｄｎ１、第２デューティ指令信号Ｄｎ２（ｎは実施形態の番号）とする。各相デューティ、および、中心値、最小値、最大値、振幅、シフト量も同様に記載する。なお、第１デューティ指令信号Ｄｎ１が「第１電圧指令信号」に対応し、第２デューティ指令信号Ｄｎ２が「第２電圧指令信号」に対応する。

なお、第４実施形態〜第８実施形態においては、第１デューティ指令信号Ｄｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２は変調されており正弦波信号ではない。以下の実施形態では、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の最大値Ｄｍａｘｎ１と最小値Ｄｍｉｎｎ１との差を２で除した値を「振幅」とみなす。なお、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の中心値Ｄｃｎ１と最大値Ｄｍａｘｎ１または最小値Ｄｍｉｎｎ１との差を「振幅」とみなしてもよい。第２デューティ指令信号Ｄｎ２についても同様である。

また、第４実施形態〜第８実施形態においては、上記実施形態と同様、第１デューティ指令信号Ｄｎ１を下側にシフトし、第２デューティ指令信号Ｄｎ２を上側にシフトする。また、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の振幅Ａｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２の振幅Ａｎ２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下の場合、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の最大値Ｄｍａｘｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２の最小値Ｄｍｉｎｎ２が出力中心値Ｒｃとなるように、第１デューティ指令信号Ｄｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２をシフトする。

また、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の振幅Ａｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２の振幅Ａｎ２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい場合、第１デューティ指令信号Ｄｎ１の最小値Ｄｍｉｎｎ１が出力可能なデューティ範囲の下限値Ｒｍｉｎとなるように第１デューティ指令信号Ｄｎ１をシフトする。また、第２デューティ指令信号Ｄｎ２の最大値Ｄｍａｘｎ２が出力可能なデューティ範囲の上限値Ｒｍａｘとなるように第２デューティ指令信号Ｄｎ２をシフトする。

（第４実施形態）
本発明の第４実施形態による変調処理を図１１および図１２に基づいて説明する。
本実施形態では、変調処理部６５３における変調処理として、図１１に示す超過デューティ補正処理を行っている。超過デューティ補正処理では、図１１（ａ）に示す基準となる基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗにおいて、基準最大値Ｓｍａｘおよび基準最小値Ｓｍｉｎを超えた値に基づき、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを変調した変調信号Ｄｕ４、Ｄｖ４、Ｄｗ４を演算している。具体的には、基準最小値Ｓｍｉｎを下回る相のデューティから基準最小値Ｓｍｉｎを減算した値を、他の相のデューティから減算する。また、基準最大値Ｓｍａｘを上回る相のデューティから基準最大値Ｓｍａｘを減算した値を、他の相のデューティから減算する。演算された変調信号Ｄｕ４、Ｄｖ４、Ｄｗ４は、図１１（ｂ）に示すようになる。
なお、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗの振幅は、変調信号のＤｕ４、Ｄｖ４、Ｄｗ４の振幅の２／（√３）＝約１．１５４倍となっている。

変調信号Ｄｕ４、Ｄｖ４、Ｄｗ４を振幅Ａ４１、Ａ４２に応じてシフト量を変化させた第１デューティ指令信号Ｄ４１および第２デューティ指令信号Ｄ４２は、図１２に示すようになる。なお、図５と同様、（ａ）は振幅Ａ４１、４２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］未満の例、（ｂ）は振幅Ａ４１、Ａ４２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］の例、（ｃ）は振幅Ａ４１、Ａ４２が出力可能なデューティ範囲の２５［％］より大きい例である。以下の実施形態も同様である。

本実施形態の変調処理は、上記第１実施形態〜第３実施形態のいずれの系統間短絡故障検出処理と組み合わせてもよい。以下の実施形態についても同様である。
第４実施形態〜第８実施形態では、第１デューティ指令信号Ｄｎ１および第２デューティ指令信号Ｄｎ２を正弦波信号から変調している。これにより、電圧利用率を向上することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第５実施形態）
本発明の第５実施形態による変調処理を図１３および図１４に基づいて説明する。
本実施形態では、変調処理部６５３における変調処理として、図１３に示す最大最小デューティ均等化処理を行っている。ここでは、以下の式（１）〜（３）に基づき、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗに基づき、変調信号Ｄｕ５、Ｄｖ５、Ｄｗ５を演算している。なお、基準正弦波の最大値をＤｍａｘ、基準正弦波の最小値をＤｍｉｎとする。

Ｄｕ５＝Ｄｕ−（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／２ ・・・（１）
Ｄｖ５＝Ｄｖ−（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／２ ・・・（２）
Ｄｗ５＝Ｄｗ−（Ｄｍａｘ−Ｄｍｉｎ）／２ ・・・（３）
上記（１）〜（３）により算出された変調信号Ｄｕ５、Ｄｖ５、Ｄｗ５は、図１３（ｂ）のようになる。

また、変調信号Ｄｕ５、Ｄｖ５、Ｄｗ５を振幅Ａ５１、Ａ５２に応じてシフト量を変化させた第１デューティ指令信号Ｄ５１および第２デューティ指令信号Ｄ５２は、図１４に示すようになる。
最大最小デューティ均等化処理を行い、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを変調することにより、電圧利用率を向上することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第６実施形態）
本発明の第６実施形態による変調処理を図１５および図１６に基づいて説明する。
本実施形態では、変調処理部６５３における変調処理として、図１５に示すように、１相のデューティを基準最小値Ｓｍｉｎに固定する２相変調（以下、「下べた２相変調」という。）処理を行っている。本実施形態では、図１５（ａ）に示す基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗにおいて、最も小さい相のデューティが基準最小値Ｓｍｉｎとなるように、最も小さい相のデューティから基準最小値Ｓｍｉｎを減算した値を、全ての相から減算している。下べた２相変調により演算された変調信号Ｄｕ６、Ｄｖ６、Ｄｗ６は、図１５（ｂ）に示すようになる。

また、変調信号Ｄｕ６、Ｄｖ６、Ｄｗ６を振幅Ａ６１、Ａ６２に応じてシフト量を変化させた第１デューティ指令信号Ｄ６１および第２デューティ指令信号Ｄ６２は、図１６に示すようになる。
下べた２相変調処理を行い、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを変調することにより、電圧利用率を向上することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第７実施形態）
本発明の第７実施形態による変調処理を図１７および図１８に基づいて説明する。
本実施形態では、変調処理部６５３における変調処理として、図１７に示すように、１相のデューティを基準最大値Ｓｍａｘに固定する２相変調（以下、「上べた２相変調」という。）処理を行っている。本実施形態では、図１７（ａ）に示す基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗにおいて、最も大きい相のデューティが基準最大値Ｓｍａｘとなるように、最も大きい相のデューティから基準最大値Ｓｍａｘを減算した値を、全ての相から減算している。上べた２相変調により演算された変調信号Ｄｕ７、Ｄｖ７、Ｄｗ７は、図１７（ｂ）に示すようになる。

また、変調信号Ｄｕ７、Ｄｖ７、Ｄｗ７を振幅Ａ７１、７２に応じてシフト量を変化させた第１デューティ指令信号Ｄ７１および第２デューティ指令信号Ｄ７２は、図１８に示すようになる。
上べた２相変調処理を行い、基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗを変調することにより、電圧利用率を向上することができる。また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（第８実施形態）
本発明の第８実施形態による変調処理を図１９に基づいて説明する。
本実施形態では、変調処理部６５３における変調処理として、第１デューティ指令信号Ｄ８１を第６実施形態で説明した下べた２相変調し、第２デューティ指令信号Ｄ８２を第７実施形態で説明した上べた２相変調としている。
このようにしても電圧利用率を向上することができる。

また、本実施形態では、第１デューティ指令信号Ｄ８１において、変調前の正弦波信号である基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗにおける最も小さい相のデューティが基準最小値Ｓｍｉｎとなるように、最も小さい相のデューティから基準最小値Ｓｍｉｎを減じた値を全ての相のデューティから減算している。また、第２デューティ指令信号Ｄ８２において、変調前の正弦波信号である基準正弦波Ｄｕ、Ｄｖ、Ｄｗにおける最も大きい相のデューティが基準最大値Ｓｍａｘとなるように、最も大きい相のデューティから基準最大値Ｓｍａｘを減じた値を全ての相から減算している。

すなわち、下側にシフトする第１デューティ指令信号Ｄ８１を下べた２相変調とし、上側にシフトする第２デューティ指令信号Ｄ８２を上べた２相変調とすることにより、第１巻線組１８に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧Ｖ１と第２巻線組１９に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧Ｖ２との差を大きくすることができる。これにより、短絡電流Ｉｓが大きくなるので、系統間短絡故障を適切に検出することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
（ア）上記実施形態では、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号における、振幅および位相は等しかった。他の実施形態では、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号の振幅および位相は、異なっていてもよい。

（イ）上記実施形態では、第１デューティ指令信号を出力中心値から下側にシフトし、第２デューティ指令信号を上側にシフトした。他の実施形態では、第１中性点電圧と第２中性点電圧とが異なっていれば、例えば第１デューティ指令信号または第２デューティ指令信号の一方を出力中心値からシフトするようにしてもよい。また、第１デューティ指令信号のシフト量と第２デューティ指令信号のシフト量とが異なっていてもよい。

（ウ）上記実施形態では、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号は、振幅に応じてシフト量が可変であった。他の実施形態では、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号のシフト量は、振幅によらず一定としてもよい。
例えば、振幅によらず、第１デューティ指令信号の最小値が出力可能なデューティ範囲の下限値となり、第２デューティ指令信号の最大値が出力可能なデューティ範囲の最大値となるようにしてもよい。このように構成すれば、第１中性点電圧と第２中性点電圧の差を可及的大きくできるので、短絡電流が大きくなり、系統間短絡故障を適切に検出することができる。

また例えば、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号の振幅が出力可能なデューティ範囲の２５［％］以下である場合、下側にシフトされる第１デューティ指令信号の中心値を出力可能なデューティ範囲の２５［％］に固定し、上側にシフトされる第２デューティ指令信号の中心値を出力可能なデューティ範囲の７５［％］に固定してもよい。また、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号の振幅が２５［％］より大きい場合、第１デューティ指令信号の最小値を出力可能なデューティ範囲の下限値、第２デューティ指令信号の最大値を出力可能なデューティ範囲の上限値としてもよい。

（エ）上記第４実施形態〜第７実施形態では、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を同じ変調処理にて変調していた。他の実施形態では、第８実施形態のように、第１デューティ指令信号および第２デューティ指令信号を、異なる変調処理にて変調してもよい。変調処理の組み合わせは、どのようであってもよい。また、第１デューティ指令信号または第２デューティ指令信号の一方を変調し、他方を変調しなくてもよい。

（オ）上記実施形態では、３相電圧指令値のシフト量を演算後、各相デューティを演算した。他の実施形態では、３相電圧指令値から各相デューティを演算後、各相デューティのシフト量を演算してもよい。
（カ）上記実施形態では、第１インバータ部および第２インバータ部は、共通のＰＷＭ基準信号を用いて駆動制御された。他の実施形態では、ＰＷＭ基準信号は、系統毎に異なってもよい。

（キ）上記実施形態では、電流検出部は、シャント抵抗により構成された。他の実施形態では、ホール素子等、どのようなものを用いてもよい。また、電流検出部は、各相電流が検出可能であれば、例えば上ＭＯＳの高電位側や、巻線組の各相端子等、どこに設けてもよい。
ところで、電流検出部としてシャント抵抗を採用する場合、厳密に言うと、全ての上ＭＯＳがオフになる期間、または、全ての下ＭＯＳがオフになる期間を確保する必要がある。また、リギングが収束する時間、ＭＯＳのオン／オフ切り換えを行わないホールド時間を確保する必要がある。上記実施形態では、出力可能なデューティ範囲を０［％］〜１００［％］として説明したが、他の実施形態では、電流検出部にて電流を検出するのに要する時間に基づき、出力可能なデューティ範囲を適宜設定してもよい。
また、ブートストラップ方式のゲート駆動回路では、所定周期毎に全ての下ＭＯＳをオンする必要がある。そのため、出力可能なデューティ範囲の上限値を１００％にすることができない。そこで、ゲート駆動回路構成に基づいて出力可能なデューティ範囲の上限値を決定してもよい。

（ク）上記実施形態では、２系統のインバータ部が１つのモータを駆動したが、他の実施形態では、２系統のインバータ部が、それぞれ別のモータを駆動するように構成してもよい。
（ケ）上記実施形態では、巻線組およびインバータ部を２つずつ備える２系統で構成された。他の実施形態では３系統以上としてもよい。例えば、系統Ｘの巻線組およびインバータ部を「第１巻線組」、「第１インバータ部」とみなし、系統Ｙの巻線組およびインバータ部を「第２巻線組」、「第２インバータ部」とみなす。また、系統Ｙの巻線組およびインバータ部を「第１巻線組」、「第１インバータ部」とみなし、系統Ｚの巻線組およびインバータ部を「第２巻線組」、「第２インバータ部」とみなす、といった具合である。

（コ）上記実施形態では、インバータ部を構成するスイッチング素子は、ＭＯＳＦＥＴであった。他の実施形態では、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）や、トランジスタ、サイリスタや、その他どのようなものであってもよい。

（サ）上記実施形態では、回転電機は３相ブラシレスモータであった。他の実施形態では、３相ブラシレスモータに限らず、どのようなモータであってもよい。また、回転電機は、モータ（電動機）に限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
（シ）上記実施形態では、モータは電動パワーステアリング装置に適用された。他の実施形態では、電動パワーステアリング装置以外の車両補機や、車両主機等、どのような装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１・・・電力変換措置
１０・・・回転電機
１８・・・第１巻線組
１９・・・第２巻線組
２０・・・第１インバータ部
３０・・・第２インバータ部
４０・・・電流検出部
５０・・・制御部（電圧指令信号演算手段、信号出力手段、故障検出手段）

Claims (11)

1. 回転電機（１０）の各相に対応する巻線（１１〜１６）から構成される第１巻線組（１８）および第２巻線組（１９）を有する回転電機の電力変換装置（１）であって、
   前記第１巻線組に対応して設けられる第１インバータ部（２０）と、
   前記第２巻線組に対応して設けられる第２インバータ部（３０）と、
   前記巻線の各相に通電される各相電流を検出する電流検出部（４０）と、
   前記第１インバータ部の駆動に係る第１電圧指令信号、前記第２インバータ部の駆動に係る第２電圧指令信号、および、ＰＷＭ基準信号に基づき、前記第１インバータ部および前記第２インバータ部の駆動を制御する制御部（５０）と、
   を備え、
   前記制御部は、
   前記第１巻線組に印加される電圧の平均値である第１中性点電圧と前記第２巻線組に印加される電圧の平均値である第２中性点電圧とが異なる値となるように、前記第１電圧指令信号および前記第２電圧指令信号を演算する電圧指令信号演算手段（６５）と、
   前記各相電流に基づき、前記第１巻線組および前記第１インバータ部により構成される第１系統（１００）と、前記第２巻線組および前記第２インバータ部により構成される第２系統（２００）とが短絡する系統間短絡故障を検出する故障検出手段（６９）と、
   を有することを特徴とする電力変換装置。
2. 前記電圧指令信号演算手段は、前記第１中性点電圧と前記第２中性点電圧との差が、前記第１巻線組の各相に印加される電圧の振幅と前記第２巻線組の各相に印加される電圧の振幅との和以上となるように、前記第１電圧指令信号および前記第２電圧指令信号を演算することを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
3. 前記故障検出手段は、前記第１巻線組の前記各相電流の和の絶対値と、前記第２巻線組の前記各相電流の和の絶対値と、の和に基づき、系統間短絡故障を検出することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
4. 前記故障検出手段は、前記第１巻線組の前記各相電流の和の絶対値、および、前記第２巻線組の前記各相電流の和の絶対値に基づき、系統間短絡故障が生じていることを検出することを特徴とする請求項１または２に記載の電力変換装置。
5. 前記制御部は、前記故障検出手段により前記系統間短絡故障が検出された場合、前記第１インバータ部または前記第２インバータ部の一方の駆動を停止し、前記第１インバータ部または前記第２インバータ部の他方の駆動を継続することを特徴とする請求項１〜４のいずれか一項に記載の電力変換装置。
6. 前記電圧指令信号演算手段は、前記第１電圧指令信号および前記第２電圧指令信号の少なくとも一方を正弦波信号から変調することを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載の電力変換装置。
7. 前記電圧指令信号演算手段は、
   前記第１電圧指令信号または前記第２電圧指令信号の一方において、変調前の正弦波信号における最も小さい相のデューティが基準最小値となるように、前記最も小さい相のデューティから前記基準最小値を減じた値を全ての相のデューティから減算し、
   前記第１電圧指令信号または前記第２電圧指令信号の他方において、変調前の正弦波信号における最も大きい相のデューティが基準最大値となるように、前記最も大きい相のデューティから前記基準最大値を減じた値を全ての相から減算することを特徴とする請求項６に記載の電力変換装置。
8. 前記電圧指令信号演算手段は、
   前記第１電圧指令信号の中心値である第１中心値を、出力可能なデューティ範囲の中心値である出力中心値の下側とし、
   前記第２電圧指令信号の中心値である第２中心値を、前記出力中心値の上側とすることを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載の電力変換装置。
9. 前記電圧指令信号演算手段は、
   前記第１中心値と前記出力中心値との差である第１シフト量は、前記第１電圧指令信号の振幅に応じて可変とし、
   前記第２中心値と前記出力中心値との差である第２シフト量は、前記第２電圧指令信号の振幅に応じて可変とすることを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
10. 前記電圧指令信号演算手段は、
    前記出力中心値から下側にシフトされる前記第１電圧指令信号の最大値を前記出力中心値とし、
    前記出力中心値から上側にシフトされる前記第２電圧指令信号の最小値を前記出力中心値とすることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
11. 前記電圧指令信号演算手段は、
    前記出力中心値から下側にシフトされる前記第１電圧指令信号の最小値を出力可能なデューティ範囲の下限値とし、
    前記出力中心値から上側にシフトされる前記第２電圧指令信号の最大値を出力可能なデューティ範囲の上限値とすることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。

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