JP2023183492A - 交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置 - Google Patents

Abstract

【課題】交流回転機が接続された機械機構の特性の影響を受けずに、回転センサにより検出したセンサ角度を補正する角度オフセットの設定値の異常の有無を判定することができる交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置を提供する。【解決手段】電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、異常判定用の電流設定値に設定してから判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、界磁電流の検出値の変化量に基づいて、角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する交流回転機の制御装置。【選択図】図２

Description

本願は、交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置に関するものである。

回転センサにより検出したセンサ角度には、オフセット的な誤差（角度オフセットと称す）が生じる場合があり、角度オフセットを補正する必要がある。特許文献１の技術では、角度オフセットが所望の値の場合に、ｄ軸電流を流すとモータが回転しないことを利用して、角度オフセットを増加減させたときのモータの回転の有無に基づいて角度オフセットを学習している。

特開２０２１－４０３７６号公報

しかし、特許文献１の技術では、角度オフセットが所望の値の場合にｄ軸電流を流してもモータは回転しないが、角度オフセットがπ／２である場合にｄ軸電流を流すと実際にはｑ軸電流のみが流れるため、高トルクが発生する。また、モータに接続されている回転体のイナーシャで回転速度が変化するため、ギヤのかみ合い状態によって回転速度の変化が異なり、角度オフセットの学習精度が悪化する。角度オフセットが一定値以内の場合には、摺動抵抗によってモータは回転しないため、学習可能な角度オフセットの不感帯が生じる。また、それらの影響を無視できるほどの大きなｄ軸電流を流すと、角度オフセットがπ／２である場合に、高トルクが発生して、大きな駆動力が生じるおそれがある。すなわち、特許文献１の技術では、モータが接続された機械機構の特性の影響を受けて、角度オフセットの設定誤差の影響が変動する。

そこで、本願は、交流回転機が接続された機械機構の特性の影響を受けずに、回転センサにより検出したセンサ角度を補正する角度オフセットの設定値の異常の有無を判定することができる交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置を提供することを目的とする。

本願に係る交流回転機の制御装置は、
界磁巻線及び電機子巻線を有する交流回転機を制御する交流回転機の制御であって、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出部と、
前記電機子巻線に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出部と、
回転センサの出力情報に基づいて、前記交流回転機のロータの電気角での角度であるセンサ角度を検出する角度検出部と、
角度オフセットを設定する角度オフセット設定部と、
前記角度オフセットにより前記センサ角度を補正して、制御用の角度を演算する角度演算部と、
前記制御用の角度を用い、前記電機子電流の検出値が電機子電流指令値に追従するように電機子電圧指令値を演算する電機子電流制御部と、
前記電機子電圧指令値に基づいて前記電機子巻線に電圧を印加する電機子電圧印加部と、
前記電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、前記異常判定用の電流設定値に設定してから判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する角度オフセット異常判定部と、
を備えたものである。

本願に係る車両用発電電動機装置は、
上記の交流回転機の制御装置と、
駆動力が車両の車輪に伝達される発電電動機である前記交流回転機と、を備えたものである。

本願に係る交流回転機の制御装置、及び車両用発電電動機装置によれば、電機子巻線と界磁巻線の間の相互インダクタンスにより、ｄ軸電流の変化により、界磁電流が変化することを利用し、異常判定用の電流設定値に設定したときの界磁電流の検出値の変化量を検出する。真の角度オフセットに対する角度オフセットの設定誤差に応じて、界磁電流の検出値の変化量が変動する。よって、界磁電流の検出値の変化量に基づいて、角度オフセットの設定誤差を判定し、角度オフセットの設定値の異常の有無を判定することができる。よって、交流回転機が接続された機械機構の特性の影響を受けずに、交流回転機の電気的特性を用いて、角度オフセットの設定値の異常の有無を判定することができ、異常判定の精度を向上させることができる。

実施の形態１に係る交流回転機、インバータ、コンバータ、及び制御装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る制御装置の概略ブロック図である。 実施の形態１に係る制御装置のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る角度オフセットの設定誤差を説明するための図である。 実施の形態１に係る異常判定用の電流設定値の設定時の挙動を説明するタイムチャートである。 実施の形態１に係る車両用発電電動機装置の概略構成図である。 実施の形態２に係る異常判定用の電流設定値の設定時の挙動を説明するタイムチャートである。

１．実施の形態１
実施の形態１に係る交流回転機の制御装置３０（以下、単に、制御装置３０と称す）について図面を参照して説明する。図１は、本実施の形態に係る交流回転機１、インバータ５、コンバータ９、及び制御装置３０の概略構成図である。

１－１．交流回転機１
交流回転機１は、界磁巻線４及び電機子巻線１２を備えている。交流回転機１は、ステータ１８と、ステータ１８の径方向内側に配置されたロータ１４と、を備えている。交流回転機１は、界磁巻線型の同期回転機とされている。ステータ１８の鉄心に、複数相の電機子巻線１２が巻装されている。ロータ１４の鉄心に界磁巻線４が巻装され、電磁石が設けられている。ロータ１４には永久磁石も設けられている。なお、永久磁石が設けられなくてもよい。

本実施の形態では、複数相の電機子巻線１２は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相の３相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗとされている。３相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗは、スター結線とされてもよいし、デルタ結線とされてもよい。

ロータ１４には、ロータ１４の角度（センサ角度）を検出する回転センサ１５が設けられている。回転センサ１５の出力信号は、制御装置３０に入力される。回転センサ１５には、ホール素子、レゾルバ、又はエンコーダ等の各種のセンサが用いられる。

１－２．直流電源２
直流電源２は、インバータ５及びコンバータ９に直流電圧Ｖｄｃを出力する。直流電源２として、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任意の機器が用いられる。直流電源２には、平滑コンデンサ３が並列接続されている。

１－３．インバータ５
インバータ５は、複数のスイッチング素子を有し、直流電源２と電機子巻線１２との間で電力変換を行う。インバータ５は、各相について、直流電源２の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子ＳＰと、直流電源２の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子ＳＮと、が直列接続された直列回路を設けている。各直列回路における２つのスイッチング素子の接続点が、対応する相の電機子巻線に接続される。３相各相の電機子巻線に対応して、３セットの直列回路が設けられている。

具体的には、Ｕ相の直列回路では、Ｕ相の高電位側のスイッチング素子ＳＰｕとＵ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｕとが直列接続され、２つのスイッチング素子ＳＰｕ、ＳＮｕの接続点がＵ相の電機子巻線Ｃｕに接続されている。Ｖ相の直列回路では、Ｖ相の高電位側のスイッチング素子ＳＰｖとＶ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｖとが直列接続され、２つのスイッチング素子ＳＰｖ、ＳＮｖの接続点がＶ相の電機子巻線Ｃｖに接続されている。Ｗ相の直列回路では、Ｗの高電位側のスイッチング素子ＳＰｗとＷ相の低電位側のスイッチング素子ＳＮｗとが直列接続され、２つのスイッチング素子ＳＰｗ、ＳＮｗの接続点がＷ相の電機子巻線Ｃｗに接続されている。

インバータ５の各スイッチング素子は、逆並列接続されたダイオードの機能を有している。例えば、各スイッチング素子には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ、逆並列接続された寄生ダイオードを有するＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、ゲート駆動回路等を介して、制御装置３０に接続されている。よって、各スイッチング素子は、制御装置３０から出力されるスイッチング信号によりオン又はオフされる。

電機子電流センサ８は、各相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗに流れる電流を検出する電流検出回路である。本実施の形態では、電機子電流センサ８は、各相のスイッチング素子の直列回路と電機子巻線とをつなぐ電線上に備えられている。各相の電機子電流センサ８の出力信号は、制御装置３０に入力される。電機子電流センサ８は、ホール素子、シャント抵抗等の電流センサとされている。なお、電機子電流センサ８は、各相のスイッチング素子の直列回路に直列接続されてもよい。

１－４．コンバータ９
コンバータ９は、スイッチング素子を有し、直流電源２と界磁巻線４との間で電力変換を行う。本実施の形態では、コンバータ９は、直流電源２の高電位側に接続される高電位側のスイッチング素子ＳＰと直流電源２の低電位側に接続される低電位側のスイッチング素子ＳＮとが直列接続された直列回路を２組設けたＨブリッジ回路とされている。第１組の直列回路２８における高電位側のスイッチング素子ＳＰ１と低電位側のスイッチング素子ＳＮ１との接続点が、界磁巻線４の一端に接続され、第２組の直列回路２９における高電位側のスイッチング素子ＳＰ２と低電位側のスイッチング素子ＳＮ２との接続点が、界磁巻線４の他端に接続される。

コンバータ９のスイッチング素子には、ダイオードが逆並列接続されたＩＧＢＴ、ダイオードが逆並列接続されたバイポーラトランジスタ、ＭＯＳＦＥＴ等が用いられる。各スイッチング素子のゲート端子は、ゲート駆動回路等を介して、制御装置３０に接続されている。よって、各スイッチング素子は、制御装置３０から出力されるスイッチング信号によりオン又はオフされる。

なお、第１組の直列回路２８の低電位側のスイッチング素子ＳＮ１をダイオードに置き換えたり、第２組の直列回路２９の高電位側のスイッチング素子ＳＰ２をダイオードに置き換えたりする等、コンバータ９を他の構成としてもよい。

界磁電流センサ６は、界磁巻線４を流れる電流である界磁電流Ｉｆを検出する電流検出回路である。本実施の形態では、界磁電流センサ６は、第２組の直列回路２９の低電位側のスイッチング素子ＳＮ２の低電位側の電線上に設けられている。界磁電流センサ６は、界磁電流Ｉｆを検出可能な他の個所に設けられてもよい。界磁電流センサ６の出力信号は、制御装置３０に入力される。界磁電流センサ６は、ホール素子、シャント抵抗等の電流センサとされている。

１－５．制御装置３０
制御装置３０は、インバータ５及びコンバータ９を介して、交流回転機１を制御する。制御装置３０は、図２に示すように、界磁電流検出部３１、電機子電流検出部３２、角度検出部３３、角度オフセット設定部３４、角度演算部３５、電機子電流制御部３６、電機子電圧印加部３７、界磁巻線電圧印加部３８、及び角度オフセット異常判定部３９等の機能部を備えている。制御装置３０の各機能は、制御装置３０が備えた処理回路により実現される。具体的には、制御装置３０は、図３に示すように、処理回路として、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等の演算処理装置９０（コンピュータ）、演算処理装置９０とデータのやり取りする記憶装置９１、演算処理装置９０に外部の信号を入力する入力回路９２、演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３、及び外部装置とデータ通信を行う通信回路９４等を備えている。

演算処理装置９０として、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）、ＩＣ（Integrated Circuit）、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）、各種の論理回路、及び各種の信号処理回路等が備えられてもよい。また、演算処理装置９０として、同じ種類のもの又は異なる種類のものが複数備えられ、各処理が分担して実行されてもよい。記憶装置９１として、演算処理装置９０からデータを読み出し及び書き込みが可能に構成されたＲＡＭ（Random Access Memory）、及び演算処理装置９０からデータを読み出し可能に構成されたＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。入力回路９２は、回転センサ１５、電機子電流センサ８、界磁電流センサ６等の各種のセンサ及びスイッチが接続され、これらセンサ及びスイッチの出力信号を演算処理装置９０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路９３は、インバータ５及びコンバータ９のスイッチング素子をオンオフ駆動するゲート駆動回路等の電気負荷が接続され、これら電気負荷に演算処理装置９０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。通信回路９４は、外部装置と通信を行う。

そして、制御装置３０が備える各制御部３１～３９等の各機能は、演算処理装置９０が、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されたソフトウェア（プログラム）を実行し、記憶装置９１、入力回路９２、及び出力回路９３等の制御装置３０の他のハードウェアと協働することにより実現される。なお、各制御部３１～３９等が用いる角度オフセットθｏｆｓ、異常判定用の電流設定値、判定期間Ｔｊ、異常判定値Ｔｈｊ等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置９１に記憶されている。以下、制御装置３０の各機能について詳細に説明する。

１－５－１．界磁電流検出部３１
界磁電流検出部３１は、界磁電流センサ６の出力信号に基づいて、界磁巻線４に流れる電流である界磁電流Ｉｆ＿ｄｅｔを検出する。

１－５－２．電機子電流検出部３２
電機子電流検出部３２は、電機子巻線に流れる電機子電流を検出する。本実施の形態では、電機子電流センサ８の出力信号に基づいて、３相の電機子巻線に流れる３相の電機子電流Ｉｕ＿ｄｅｔ、Ｉｖ＿ｄｅｔ、Ｉｗ＿ｄｅｔを検出する。なお、２相の電機子電流が検出され、残りの１相の電機子電流が、２相の電機子電流の検出値に基づいて算出されてもよい。

１－５－３．角度検出部３３
角度検出部３３は、回転センサ１５の出力情報に基づいて、交流回転機のロータの電気角での角度であるセンサ角度θｓを検出する。センサ角度θｓは、Ｕ相の電機子巻線Ｃｕを基準にした、電気角でのロータの磁極（Ｎ極）の位置（角度）である。また、角度検出部３３は、センサ角度θｓに基づいて、電気角でのロータの角速度ωを検出する。なお、電気角は、ロータの機械角に磁石の極対数を乗算した角度になる。しかし、センサ角度θｓには、オフセット的な誤差があり、後述するように角度オフセットθｏｆｓにより補正される。

１－５－４．角度オフセット設定部３４
角度オフセット設定部３４は、角度オフセットθｏｆｓを設定する。角度オフセットθｏｆｓは、ＲＯＭ等の記憶装置９１に予め記憶されており、角度オフセット設定部３４は、記憶装置９１から角度オフセットθｏｆｓを読み出す。

１－５－５．角度演算部３５
角度演算部３５は、角度オフセットθｏｆｓによりセンサ角度θｓを補正して、制御用の角度θｃｎｔを演算する。本実施の形態では、次式に示すように、角度演算部３５は、センサ角度θｓに角度オフセットθｏｆｓを加算して制御用の角度θｃｎｔを演算する。

１－５－６．電機子電流制御部３６
電機子電流制御部３６は、制御用の角度θｃｎｔを用い、電機子電流の検出値が電機子電流指令値に追従するように電機子電圧指令値を演算する。

電機子電流制御部３６は、公知の各種の方法を用いて、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏ及びｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを算出する。例えば、電機子電流制御部３６は、公知のベクトル制御が用い、トルク指令値及び角速度ω等に基づいて、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏを算出する。トルク指令値は、制御装置３０の内部で演算されてもよいし、外部の制御装置から伝達されてもよい。

後述する角度オフセットの異常判定が行われる場合は、角度オフセット異常判定部３９により設定されたｄ軸の電流指令値Ｉｄｏ及びｑ軸の電流指令値Ｉｑｏが用いられる。

ｄ軸は、正の界磁電流Ｉｆを流したときに生じる磁束の方向（磁石のＮ極の方向）に定められ、ｑ軸は、ｄ軸に対して電気角で位相がπ／２異なる方向に定められる。本実施の形態では、制御用の角度θｃｎｔが磁石のＮ極の方向を表すため、ｄ軸は、制御用の角度θｃｎｔの方向に設定され、ｑ軸は、ｄ軸に対して回転方向に電気角で位相がπ／２進んだ方向に設定される。

電機子電流制御部３６は、３相の電機子電流の検出値Ｉｕ＿ｄｅｔ、Ｉｖ＿ｄｅｔ、Ｉｗ＿ｄｅｔを、制御用の角度θｃｎｔ（制御用の磁極位置θｃｎｔ）に基づいて、公知の３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄ軸の電流Ｉｄ＿ｄｅｔ及びｑ軸の電流Ｉｑ＿ｄｅｔに変換する。

電機子電流制御部３６は、それぞれ、ｄ軸及びｑ軸の電流の検出値Ｉｄ＿ｄｅｔ、Ｉｑ＿ｄｅｔがｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏに追従するように、公知のフィードバック制御によりｄ軸及びｑ軸の電機子電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを演算する。

そして、電機子電流制御部３６は、ｄ軸及びｑ軸の電機子電圧指令値Ｖｄｏ、Ｖｑｏを、制御用の角度θｃｎｔ（制御用の磁極位置θｃｎｔ）に基づいて、公知の固定座標変換及び２相３相変換を行って、３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを演算する。３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに対して空間ベクトル変調、２相変調等の公知の変調が加えられてもよい。

なお、電機子電流制御部３６は、制御用の角度θｃｎｔを用い、３相の電機子電流指令値Ｉｕｏ、Ｉｖｏ、Ｉｗｏを演算し、それぞれ、３相の電機子電流の検出値Ｉｕ＿ｄｅｔ、Ｉｖ＿ｄｅｔ、Ｉｗ＿ｄｅｔが３相の電機子電流指令値Ｉｕｏ、Ｉｖｏ、Ｉｗｏに追従するように、フィードバック制御により３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏを演算してもよい。

１－５－７．電機子電圧印加部３７
電機子電圧印加部３７は、電機子電圧指令値に基づいて電機子巻線に電圧を印加する。電機子電圧印加部３７は、３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏに基づいて、インバータが有する複数のスイッチング素子をオンオフして、３相の電機子巻線Ｃｕ、Ｃｖ、Ｃｗに電圧を印加する。電機子電圧印加部３７は、公知のキャリア比較ＰＷＭ又は空間ベクトルＰＷＭを用いる。

キャリア比較ＰＷＭが用いられる場合は、電機子電圧印加部３７は、キャリア波と３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏのそれぞれとを比較し、比較結果に基づいて、複数のスイッチング素子をオンオフするスイッチング信号を生成する。

空間ベクトルＰＷＭが用いられる場合は、電機子電圧印加部３７は、３相の電機子電圧指令値Ｖｕｏ、Ｖｖｏ、Ｖｗｏから電圧指令ベクトルを生成し、電圧指令ベクトルに基づいて、ＰＷＭ周期における７つの基本電圧ベクトルの出力時間配分を決定し、７つの基本電圧ベクトルの出力時間配分に基づいて、ＰＷＭ周期において各スイッチング素子をオンオフするスイッチング信号を生成する。

１－５－８．界磁巻線電圧印加部３８
界磁巻線電圧印加部３８は、界磁巻線４に電圧を印加する。界磁巻線電圧印加部３８は、コンバータ９が有するスイッチング素子をオンオフして、界磁巻線４に電圧を印加する。本実施の形態では、電機子電圧印加部３７は、トルク指令値及び角速度ω等に基づいて界磁電流指令値Ｉｆｏを設定し、界磁電流の検出値Ｉｆ＿ｄｅｔが界磁電流指令値Ｉｆｏに追従するように、界磁電圧指令値Ｖｆｏを演算し、界磁電圧指令値Ｖｆｏに基づいて、ＰＷＭ制御によりコンバータ９の複数のスイッチング素子をオンオフ制御する。

本実施の形態では、角度オフセット異常判定部３９により異常判定が行われる場合は、界磁巻線電圧印加部３８は、界磁電圧指令値Ｖｆｏを０に設定するなどして、界磁巻線７に印加される界磁電圧Ｖｆを０に設定する。

１－５－９．角度オフセット異常判定部３９
＜電圧方程式を用いた式導出＞
以下で、角度オフセットθｏｆｓの異常判定原理について説明する。交流回転機の電圧方程式は、式（２）で与えられる。なお、式（２）は、角度オフセットθｏｆｓの設定誤差が無い真のｄｑ軸についての式である。

ここで、ωは、電気角での角速度であり、Ｒａは、電機子巻線の抵抗値であり、ｓは、ラプラス演算子であり、Ｌｄは、ｄ軸の電機子巻線の自己インダクタンスであり、Ｌｑは、ｑ軸の電機子巻線の自己インダクタンスであり、Ｌｍｄは、電機子巻線と界磁巻線の間の相互インダクタンスであり、Ｒｆは、界磁巻線の抵抗値であり、Ｌｆは、界磁巻線のインダクタンスであり、φｆ０は、永久磁石による鎖交磁束である。Ｖｄは、電機子巻線に印加されるｄ軸の電機子電圧であり、Ｖｑは、電機子巻線に印加されるｑ軸の電機子電圧であり、Ｖｆは、界磁巻線に印加される界磁電圧である。Ｉｄは、電機子巻線に流れるｄ軸の電流であり、Ｉｑは、電機子巻線に流れるｑ軸の電流であり、Ｉｆは、界磁巻線に流れる界磁電流である。

角速度ωが低い場合は、誘起電圧成分に係る角速度ωの項を無視できるので、式（２）は式（３）のように簡素化できる。

真のｄｑ軸における真のｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏｔ、Ｉｑｏｔに対するｄ軸及びｑ軸の電流Ｉｄ、Ｉｑの応答は、式（４）で与えられる。

ここで、ωｃは、ｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏからｄ軸及びｑ軸の電流の検出値Ｉｄ＿ｄｅｔ、Ｉｑ＿ｄｅｔまでの電流制御系の伝達関数のカットオフ周波数（応答周波数ともいう）であり、時定数Ｔｃの逆数である（ωｃ＝１／Ｔｃ）。

界磁電圧Ｖｆを０に設定し、式（４）を式（３）に代入し、界磁電流Ｉｆについて整理すると、式（５）が得られる。例えば、界磁電圧Ｖｆを０に設定するために、コンバータ９の高電位側のスイッチング素子ＳＰ１及びＳＰ２がオフにされ、低電位側のスイッチング素子ＳＮ１及びＳＮ２がオフされる。なお、多くの場合において、界磁電流の電流制御系のカットオフ周波数は、電機子電流の電流制御系のカットオフ周波数ωｃよりも低いため、コンバータ９のスイッチング素子のオンオフ状態を長期間保持することは必須では無い。

式（５）に示すように、電機子巻線と界磁巻線の間の相互インダクタンスＬｍｄにより、ｄ軸の電流の変化により、界磁電流Ｉｆが変化する。

＜異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１の設定による界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１＞
真の角度オフセットδに対する角度オフセットθｏｆｓの設定値の誤差がΔθｅｒｒである場合には、図４に示すように、真のｄｑ軸と制御用のｄｑ軸が誤差Δθｅｒｒだけずれる。制御用のｄｑ軸におけるｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏ、Ｉｑｏと、真のｄｑ軸における真のｄ軸及びｑ軸の電流指令値Ｉｄｏｔ、Ｉｑｏｔとの関係は、式（６）の第２式及び第３式のようになる。このとき、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１に設定し、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを、異常判定用のｑ軸の電流設定値Ｉｑ１としての０に設定すると、真のｄｑ軸における真のｄ軸の電流指令値Ｉｄｏｔは、式（６）の第５式になる。

式（６）の第５式の真のｄ軸の電流指令値Ｉｄｏｔを式（５）に代入すると、式（７）が得られる。したがって、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒがある場合には、界磁電流Ｉｆは、式（７）のように、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒ、及び異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１を用いて表すことができる。

ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを０からＩｄ１にステップ変化させたときの界磁電流Ｉｆの時間応答は、式（８）で与えられる。

よって、異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１にステップ変化させてから判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１は、式（９）で与えられる。

一方、次式に示すように、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒが０である場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０は、式（１０）で与えられる。

式（９）及び式（１０）に示すように、異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１を設定した場合に、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０に対して、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒがある場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１は、ｃｏｓΔθｅｒｒ倍に変化する。

図５に、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒがπ／６であり、Ｉｄ１が－１５０［Ａ］であり、ωｃが１００［ｒａｄ／ｓ］である場合の、各ｄ軸電流、各ｑ軸電流、及び界磁電流の変化を示したものである。判定開始タイミングである時間ｔ＝０で、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏが、０から－１５０［Ａ］（Ｉｄ１）にステップ変化されている。ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏは、ｄ軸のステップ変化にかかわらず０［Ａ］に設定されている。ｄ軸の電流の検出値Ｉｄ＿ｄｅｔは、ステップ変化後、電機子電流制御系のカットオフ周波数ωｃの応答性で、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏに追従している。なお、ここでは、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、０からステップ変化させているが、０では無い初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０から異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１にステップ変化させてもよい。この場合は、式（１０）の右辺第１式の異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１の代わりに、式（１０）の右辺第２式に示すように、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０から異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１にステップ変化させた場合のステップ変化量ΔＩｄ１（以下、異常判定用のｄ軸電流のステップ変化量ΔＩｄ１と称す）（ΔＩｄ１＝Ｉｄ１－Ｉｄ１０）が用いられる。

一方、真のｄ軸の電流Ｉｄｔは、ｄ軸の電流の検出値Ｉｄ＿ｄｅｔにｃｏｓΔθｅｒｒを乗算した値になっており、真のｑ軸の電流Ｉｑｔは、ｄ軸の電流の検出値Ｉｄ＿ｄｅｔに－ｓｉｎΔθｅｒｒを乗算した値になっている。

界磁電流の検出値Ｉｆ＿ｄｅｔは、ステップ変化後、約０．０２［ｓ］経過するまでは単調増加するが、それ以降は減少に転じる。これは、式（８）及び式（９）の第２項の影響が大きくなってくるためである。第２項に係る界磁巻線のインダクタンスＬｆは、界磁電流Ｉｆの大きさによって変化するため、第２項の影響が大きくなる前の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆを検出することが望ましい。よって、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆを演算する判定期間Ｔｊが、電機子電流制御系のカットオフ周波数ωｃの逆数である時定数Ｔｃ（Ｔｃ＝１／ωｃ）よりも短い期間に設定されるとよい。

角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒが０であると仮定した場合の界磁電流Ｉｆ０は、界磁電流の検出値Ｉｆ＿ｄｅｔに、１／ｃｏｓΔθｅｒｒを乗算した値になる。よって、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒが０で無い場合は、界磁電流の検出値Ｉｆ＿ｄｅｔは、設定誤差が無い場合の界磁電流Ｉｆ０よりも小さくなる。よって、判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１が、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０よりも小さくなれば、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒが０でないと判定できる。

＜異常判定＞
そこで、角度オフセット異常判定部３９は、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、異常判定用の電流設定値に設定してから判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出し、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１に基づいて、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

この構成によれば、電機子巻線と界磁巻線の間の相互インダクタンスＬｍｄにより、ｄ軸電流の変化により、界磁電流Ｉｆが変化することを利用し、異常判定用の電流設定値に設定したときの界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出する。真の角度オフセットδに対する角度オフセットθｏｆｓの設定誤差Δθｅｒｒの余弦値に応じて、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１が変動する。よって、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１に基づいて、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒの大きさを判定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定することができる。

角度オフセット異常判定部３９は、判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１の絶対値が、異常判定値Ｔｈｊより小さい場合に、角度オフセットθｏｆｓの設定値に異常があると判定し、判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１の絶対値が、異常判定値Ｔｈｊ以上である場合に、角度オフセットθｏｆｓの設定値に異常がないと判定する。

この構成によれば、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１の絶対値を、異常判定値Ｔｈｊと比較する簡単な処理により、異常の有無を判定できる。

異常判定値Ｔｈｊは、角度オフセットθｏｆｓの設定値に誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０の絶対値よりも小さい値に設定されている。

この構成によれば、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０を基準に異常判定値Ｔｈｊを設定することにより、異常判定の精度を高めることができる。

例えば、式（９）及び式（１０）から、式（１１）に示すように、異常判定値Ｔｈｊは、異常と判定したい角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒｊｄｇの余弦値を、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０の絶対値に乗算した値に予め設定されればよい。なお、各種のばらつきも考慮されて異常判定値Ｔｈｊが設定されてもよい。

異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１が可変である場合は、角度オフセット異常判定部３９は、設定した異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１に基づいて、式（１０）を用い設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０を算出し、式（１１）を用いて、異常判定値Ｔｈｊを設定してもよい。

本実施の形態では、角度オフセット設定部３４は、異常判定用の電流設定値として固定値を用いる。この構成によれば、電機子電流指令値をステップ変化させた後の、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出することができ、異常判定の精度を高めることができる。

本実施の形態では、角度オフセット異常判定部３９は、判定開始タイミングで、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０から、異常判定用の電流設定値としての固定値の異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１にステップ的に変化させ、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを０のまま変化させない。角度オフセット異常判定部３９は、異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１にステップ的に変化させてから判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出する。

そして、角度オフセット異常判定部３９は、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１に基づいて、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

式（１０）に示したように、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏをステップ変化量ΔＩｄ１だけステップ変化させた場合に、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒにより、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０に対して、実際の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１が、ｃｏｓΔθｅｒｒ倍に変化する。よって、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１により、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒの大きさを判定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定することができる。

また、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏが０に設定されているので、真のｑ軸の電流Ｉｑｔの絶対値が０から大きくなることを抑制し、真のｑ軸の電流Ｉｑｔに比例する出力トルクの絶対値が０から増加することを抑制できる。なお、異常判定用のｑ軸の電流設定値が０以外の値に設定されてもよい。

ここで、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０が０に設定されるとよい。０に設定することで、異常判定時の電流消費量、トルクの発生量を少なくすることができる。なお、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０は０以外の値に設定されてもよい。

角度オフセット異常判定部３９は、異常判定用のｄ軸の電流設定値Ｉｄ１として負の固定値を設定する。この構成によれば、図５に示したように、界磁電流Ｉｆを、通常制御と同じ正の方向に変化させることができる。よって、通常制御の界磁電流の検出構成を用いて、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を精度よく検出できる。

角度オフセット異常判定部３９は、判定期間Ｔｊを、電機子電流指令値から電機子電流の検出値までの伝達関数のカットオフ周波数ωｃの逆数である時定数Ｔｃよりも短い期間に設定する。

図５を用いて説明したように、ステップ変化後の経過時間が時定数Ｔｃよりも長くなると、界磁巻線のインダクタンスＬｆの影響が大きくなり、界磁巻線のインダクタンスＬｆは、界磁電流Ｉｆにより変動する。よって、判定期間Ｔｊを時定数Ｔｃよりも短い期間に設定することにより、界磁巻線のインダクタンスＬｆの影響が大きくなる前の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出することができ、異常判定の精度を高めることができる。

角度オフセット異常判定部３９は、交流回転機が回転停止状態である場合に、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

この構成によれば、式（３）を用いて説明したように、交流回転機の角速度ωが低い場合に、誘起電圧成分に係る角速度ωの項を無視できるので、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１の検出精度、及び異常判定値Ｔｈｊの設定精度を向上できる。なお、交流回転機が回転停止状態でなくてもよく、角速度ωが判定角速度よりも低い場合に、異常判定が行われてもよい。

角度オフセット異常判定部３９は、界磁電圧Ｖｆ（本例では、界磁電圧指令値Ｖｆｏ）を０に設定している状態で、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

この構成よれば、界磁電圧Ｖｆによる界磁電流Ｉｆの変化が無いので、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１の検出精度を高め、異常判定の精度を向上できる。

角度オフセット異常判定部３９は、電機子電圧指令値の変調率が１未満である場合に、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

電機子電圧指令値の変調率が１以上になり、直流電圧Ｖｄｃに対して電機子電圧指令値の電圧飽和が生じると、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒの大きさに応じて、電流制御系のカットオフ周波数ωｃ及び時定数Ｔｃが変動する。そのため、電機子電圧指令値の変調率が１未満である場合に、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定することにより、判定精度を向上できる。

角度オフセット異常判定部３９は、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無の情報を制御装置３０の他の機能部、又は外部の制御装置に伝達する。例えば、異常が有る場合は、制御装置３０は、交流回転機１の制御を停止したり、交流回転機１の出力トルクを低下させたり、角度オフセットθｏｆｓを再設定したりする。また、ユーザは、異常情報により、交流回転機１をメンテナンスすることができる。

＜車両用発電電動機装置＞
本実施の形態に係る交流回転機１の用途は、特に限定されるものではないが、例えば、交流回転機１が、車両用発電電動機装置を構成する場合を説明する。車両用発電電動機装置は、交流回転機の制御装置３０と、駆動力が車両の車輪に伝達される発電電動機である交流回転機１とを備えている。

例えば、図６に示すように、車両は、内燃機関１０２を備えており、交流回転機１は、プーリ及びベルト機構１０５を介して、内燃機関１０２のクランク軸に連結されている。交流回転機１の回転軸は、内燃機関１０２及び変速装置１０４を介して車輪１０３に連結される。交流回転機１は、電動機として機能し、内燃機関１０２の補機として、車輪１０３の駆動力源となると共に、発電機として機能し、内燃機関１０２の回転を利用して発電を行う。交流回転機１は、内燃機関１０２と変速装置１０４との間に設けられてもよいし、変速装置１０４内に設けられてもよい。また、内燃機関１０２が設けられなくてもよい。

また、アイドルリングストップ車においては、交流回転機１の駆動トルクによって内燃機関１００の再始動を行う。角度オフセット異常判定部は、角度オフセットの設定値に異常があると判定した場合は、内燃機関の制御装置に、異常情報を伝達し、アイドリングストップの実行を停止させる。

２．実施の形態２
実施の形態２に係る制御装置３０について図面を参照して説明する。上記の実施の形態１と同様の構成部分は説明を省略する。本実施の形態に係る交流回転機１、及び制御装置３０等の基本的な構成は実施の形態１と同様である。しかし、実施の形態２では、角度オフセット異常判定部３９における異常判定用の電流設定値の設定方法が実施の形態１と異なる。

本実施の形態では、角度オフセット設定部は、異常判定用の電流設定値として固定の傾きで変化する値を用いる。すなわち、電機子電流指令値にランプ入力を与える。

異常判定用の電流設定値として、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１で変化する値に設定し、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを、０に設定すると、真のｄｑ軸における真のｄ軸の電流指令値Ｉｄｏｔは、式（１２）の第２式になる。

よって、判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１は、式（９）を変形した式（１３）で与えられる。

また、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒが０である場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０は、式（１０）を変形した式（１４）で与えられる。

図７に、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒがπ／６であり、ＲＩｄ１が－３０００［Ａ／ｓ］であり、ωｃが１００［ｒａｄ／ｓ］である場合の、各ｄ軸電流、各ｑ軸電流、及び界磁電流の変化を示したものである。判定開始タイミングである時間ｔ＝０で、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏが、０から、異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１でランプ変化されている。ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏは、ｄ軸のランプ変化にかかわらず０［Ａ］に設定されている。ステップ変化する図５に対して電流制御系の時定数Ｔｃを大きくしたような波形になり、界磁電流Ｉｆが単調増加する期間が長くなっている。なお、ここでは、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、０からランプ変化させているが、０では無い初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０から、異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１でランプ変化させても同様に考えられる。

本実施の形態では、角度オフセット異常判定部３９は、異常判定用の電流設定値として固定の傾きで変化する値を用いる。この構成によれば、電機子電流指令値をランプ変化させた後、緩やかに変化する界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出することができ、異常判定の精度を高めることができる。

本実施の形態では、角度オフセット異常判定部３９は、判定開始タイミングで、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０から、異常判定用の電流設定値としての固定の異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１で変化する値に変化させ、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏを０のまま変化させない。角度オフセット異常判定部３９は、ｄ軸の電流指令値Ｉｄｏを異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１で変化させ始めてから判定期間Ｔｊの経過後の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を検出する。

そして、角度オフセット異常判定部３９は、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１に基づいて、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

式（１４）に示したように、異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１を設定した場合に、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒにより、設定誤差が無い場合の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１０に対して、実際の界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１が、ｃｏｓΔθｅｒｒ倍に変化する。よって、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１により、角度オフセットの設定誤差Δθｅｒｒの大きさを判定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定することができる。

ここで、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０が０に設定されるとよい。０に設定することで、異常判定時の電流消費量、トルクの発生量を少なくすることができる。なお、初期の異常判定用のｄ軸電流値Ｉｄ１０は０以外の値に設定されてもよい。

また、ｑ軸の電流指令値Ｉｑｏが０に設定されているので、真のｑ軸の電流Ｉｑｔの絶対値が０から大きくなることを抑制し、真のｑ軸の電流Ｉｑｔに比例する出力トルクの絶対値が０から増加することを抑制できる。なお、異常判定用のｑ軸の電流設定値が０以外の値に設定されてもよい。

角度オフセット異常判定部３９は、異常判定用のｄ軸の電流傾きＲＩｄ１として負の固定値を設定する。この構成によれば、図７に示したように、界磁電流Ｉｆを、通常制御と同じ正の方向に変化させることができる。よって、通常制御の界磁電流の検出構成を用いて、界磁電流の検出値の変化量ΔＩｆ１を精度よく検出できる。

角度オフセット異常判定部３９は、判定期間Ｔｊを、電機子電流指令値から電機子電流の検出値までの伝達関数のカットオフ周波数ωｃの逆数である時定数Ｔｃよりも長い期間に設定してもよい。ランプ変化させているので、界磁電流Ｉｆが単調変化する期間を、時定数Ｔｃよりも長くすることができ、判定期間Ｔｊを時定数Ｔｃよりも長い期間に設定できる。

実施の形態１と同様に、角度オフセット異常判定部３９は、交流回転機が回転停止状態である場合に、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。なお、交流回転機が回転停止状態でなくてもよく、角速度ωが判定角速度よりも低い場合に、異常判定が行われてもよい。

実施の形態１と同様に、角度オフセット異常判定部３９は、界磁電圧Ｖｆ（本例では、界磁電圧指令値Ｖｆｏ）を０に設定している状態で、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

角度オフセット異常判定部３９は、電機子電圧指令値の変調率が１未満である場合に、電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無を判定する。

＜転用例＞
（１）上記の各実施の形態では、交流回転機は、車両用の発電電動機である場合を例に説明した。しかし、交流回転電機は、車両以外の各種の装置の駆動力源に用いられてもよい。

（２）上記の各実施の形態では、３相の電機子巻線が設けられる場合を例として説明した。しかし、電機子巻線の相数は、複数相であれば、２相、４相等の任意の数に設定されてもよい。

（３）上記の各実施の形態では、１組の３相の電機子巻線及びインバータが設けられる場合を例として説明した。しかし、２組以上の複数相の電機子巻線及びインバータが設けられてもよい。例えば、いずれか１つの組の複数相の電機子巻線及びインバータについて、電機子電流指令値が異常判定用の電流設定値に設定され、角度オフセットθｏｆｓの設定値の異常の有無が判定されてもよい。

＜本願の諸態様のまとめ＞
以下、本願の諸態様を付記としてまとめて記載する。

（付記１）
界磁巻線及び電機子巻線を有する交流回転機を制御する交流回転機の制御であって、
前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出部と、
前記電機子巻線に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出部と、
回転センサの出力情報に基づいて、前記交流回転機のロータの電気角での角度であるセンサ角度を検出する角度検出部と、
角度オフセットを設定する角度オフセット設定部と、
前記角度オフセットにより前記センサ角度を補正して、制御用の角度を演算する角度演算部と、
前記制御用の角度を用い、前記電機子電流の検出値が電機子電流指令値に追従するように電機子電圧指令値を演算する電機子電流制御部と、
前記電機子電圧指令値に基づいて前記電機子巻線に電圧を印加する電機子電圧印加部と、
前記電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、前記異常判定用の電流設定値に設定してから判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する角度オフセット異常判定部と、
を備えた交流回転機の制御装置。

（付記２）
前記角度オフセット異常判定部は、前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値が、異常判定値より小さい場合に、前記角度オフセットの設定値に異常があると判定し、前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値が、前記異常判定値以上である場合に、前記角度オフセットの設定値に異常がないと判定する付記１に記載の交流回転機の制御装置。

（付記３）
前記異常判定値は、前記角度オフセットの設定値に誤差が無い場合の前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値よりも小さい値に設定されている付記２に記載の交流回転機の制御装置。

（付記４）
前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用の電流設定値として固定値を用いる付記１から３のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記５）
正の前記界磁電流を流したときに生じる磁束の方向をｄ軸とし、前記ｄ軸に対して電気角で位相がπ／２異なる方向をｑ軸とし、
前記電機子電流制御部は、前記制御用の角度に基づいて前記ｄ軸及び前記ｑ軸を設定し、前記電機子電流指令値として、ｄ軸の電流指令値及びｑ軸の電流指令値を設定し、
前記角度オフセット異常判定部は、前記ｄ軸の電流指令値を、初期の異常判定用のｄ軸電流値から、前記異常判定用の電流設定値としての固定値の異常判定用のｄ軸の電流設定値にステップ的に変化させ、前記ｑ軸の電流指令値を０のまま変化させず、
前記ｄ軸の電流指令値を、前記異常判定用のｄ軸の電流設定値にステップ的に変化させてから前記判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する付記１から４のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記６）
前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用のｄ軸の電流設定値として負の固定値を設定する付記５に記載の交流回転機の制御装置。

（付記７）
前記角度オフセット異常判定部は、前記判定期間を、前記電機子電流指令値から前記電機子電流の検出値までの伝達関数のカットオフ周波数の逆数である時定数よりも短い期間に設定する付記４から６のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記８）
前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用の電流設定値として固定の傾きで変化する値を用いる付記１から３のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記９）
正の前記界磁電流を流したときに生じる磁束の方向をｄ軸とし、前記ｄ軸に対して電気角で位相がπ／２異なる方向をｑ軸とし、
前記電機子電流制御部は、前記制御用の角度に基づいて前記ｄ軸及び前記ｑ軸を設定し、前記電機子電流指令値として、ｄ軸の電流指令値及びｑ軸の電流指令値を設定し、
前記角度オフセット異常判定部は、前記ｄ軸の電流指令値を、初期の異常判定用のｄ軸電流値から、前記異常判定用の電流設定値としての固定の異常判定用のｄ軸の電流傾きで変化する値に変化させ、前記ｑ軸の電流指令値を０のまま変化させず、
前記ｄ軸の電流指令値を、前記異常判定用のｄ軸の電流傾きで変化させ始めてから前記判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する付記１から３、及び８のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１０）
前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用のｄ軸の電流傾きとして負の固定値を設定する付記９に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１１）
前記界磁巻線に電圧を印加する界磁巻線電圧印加部を更に備え、
前記角度オフセット異常判定部は、前記界磁巻線電圧印加部が前記界磁巻線への印加電圧を０に設定している状態で、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定し、異常の有無を判定する付記１から１０のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１２）
前記角度オフセット異常判定部は、前記電機子電圧指令値の変調率が１未満である場合に、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定する付記１から１１のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１３）
前記角度オフセット異常判定部は、前記交流回転機が回転停止状態である場合に、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定する付記１から１２のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１４）
前記初期の異常判定用のｄ軸電流値は、０に設定される付記５又は９に記載の交流回転機の制御装置。

（付記１５）
付記１から１４のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置と、
駆動力が車両の車輪に伝達される発電電動機である前記交流回転機と、を備えた車両用発電電動機装置。

（付記１６）
前記交流回転機の駆動力により内燃機関の再始動が行われ、
前記角度オフセット異常判定部は、前記角度オフセットの設定値に異常があると判定した場合は、前記内燃機関の制御装置に、アイドリングストップの実行を停止させる付記１５に記載の車両用発電電動機装置。

本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。

１ 交流回転機、４ 界磁巻線、１２ 電機子巻線、１５ 回転センサ、３０ 交流回転機の制御装置、３１ 界磁電流検出部、３２ 電機子電流検出部、３３ 角度検出部、３４ 角度オフセット設定部、３５ 角度演算部、３６ 電機子電流制御部、３７ 電機子電圧印加部、３８ 界磁巻線電圧印加部、３９ 角度オフセット異常判定部、Ｉｄ１ 異常判定用のｄ軸の電流設定値、Ｉｄｏ ｄ軸の電流指令値、Ｉｆ＿ｄｅｔ 界磁電流の検出値、Ｉｑｏ ｑ軸の電流指令値、Ｔｃ 時定数、Ｔｊ 判定期間、ΔＩｆ１ 界磁電流の検出値の変化量、θｃｎｔ 制御用の角度、θｏｆｓ 角度オフセット、θｓ センサ角度、ωｃ カットオフ周波数

Claims (16)

1. 界磁巻線及び電機子巻線を有する交流回転機を制御する交流回転機の制御であって、
   前記界磁巻線に流れる界磁電流を検出する界磁電流検出部と、
   前記電機子巻線に流れる電機子電流を検出する電機子電流検出部と、
   回転センサの出力情報に基づいて、前記交流回転機のロータの電気角での角度であるセンサ角度を検出する角度検出部と、
   角度オフセットを設定する角度オフセット設定部と、
   前記角度オフセットにより前記センサ角度を補正して、制御用の角度を演算する角度演算部と、
   前記制御用の角度を用い、前記電機子電流の検出値が電機子電流指令値に追従するように電機子電圧指令値を演算する電機子電流制御部と、
   前記電機子電圧指令値に基づいて前記電機子巻線に電圧を印加する電機子電圧印加部と、
   前記電機子電流指令値を異常判定用の電流設定値に設定し、前記異常判定用の電流設定値に設定してから判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する角度オフセット異常判定部と、
   を備えた交流回転機の制御装置。
2. 前記角度オフセット異常判定部は、前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値が、異常判定値より小さい場合に、前記角度オフセットの設定値に異常があると判定し、前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値が、前記異常判定値以上である場合に、前記角度オフセットの設定値に異常がないと判定する請求項１に記載の交流回転機の制御装置。
3. 前記異常判定値は、前記角度オフセットの設定値に誤差が無い場合の前記界磁電流の検出値の変化量の絶対値よりも小さい値に設定されている請求項２に記載の交流回転機の制御装置。
4. 前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用の電流設定値として固定値を用いる請求項１に記載の交流回転機の制御装置。
5. 正の前記界磁電流を流したときに生じる磁束の方向をｄ軸とし、前記ｄ軸に対して電気角で位相がπ／２異なる方向をｑ軸とし、
   前記電機子電流制御部は、前記制御用の角度に基づいて前記ｄ軸及び前記ｑ軸を設定し、前記電機子電流指令値として、ｄ軸の電流指令値及びｑ軸の電流指令値を設定し、
   前記角度オフセット異常判定部は、前記ｄ軸の電流指令値を、初期の異常判定用のｄ軸電流値から、前記異常判定用の電流設定値としての固定値の異常判定用のｄ軸の電流設定値にステップ的に変化させ、前記ｑ軸の電流指令値を０のまま変化させず、
   前記ｄ軸の電流指令値を、前記異常判定用のｄ軸の電流設定値にステップ的に変化させてから前記判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する請求項１に記載の交流回転機の制御装置。
6. 前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用のｄ軸の電流設定値として負の固定値を設定する請求項５に記載の交流回転機の制御装置。
7. 前記角度オフセット異常判定部は、前記判定期間を、前記電機子電流指令値から前記電機子電流の検出値までの伝達関数のカットオフ周波数の逆数である時定数よりも短い期間に設定する請求項４に記載の交流回転機の制御装置。
8. 前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用の電流設定値として固定の傾きで変化する値を用いる請求項１に記載の交流回転機の制御装置。
9. 正の前記界磁電流を流したときに生じる磁束の方向をｄ軸とし、前記ｄ軸に対して電気角で位相がπ／２異なる方向をｑ軸とし、
   前記電機子電流制御部は、前記制御用の角度に基づいて前記ｄ軸及び前記ｑ軸を設定し、前記電機子電流指令値として、ｄ軸の電流指令値及びｑ軸の電流指令値を設定し、
   前記角度オフセット異常判定部は、前記ｄ軸の電流指令値を、初期の異常判定用のｄ軸電流値から、前記異常判定用の電流設定値としての固定の異常判定用のｄ軸の電流傾きで変化する値に変化させ、前記ｑ軸の電流指令値を０のまま変化させず、
   前記ｄ軸の電流指令値を、前記異常判定用のｄ軸の電流傾きで変化させ始めてから前記判定期間の経過後の前記界磁電流の検出値の変化量を検出し、前記界磁電流の検出値の変化量に基づいて、前記角度オフセットの設定値の異常の有無を判定する請求項１に記載の交流回転機の制御装置。
10. 前記角度オフセット異常判定部は、前記異常判定用のｄ軸の電流傾きとして負の固定値を設定する請求項９に記載の交流回転機の制御装置。
11. 前記界磁巻線に電圧を印加する界磁巻線電圧印加部を更に備え、
    前記角度オフセット異常判定部は、前記界磁巻線電圧印加部が前記界磁巻線への印加電圧を０に設定している状態で、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定し、異常の有無を判定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。
12. 前記角度オフセット異常判定部は、前記電機子電圧指令値の変調率が１未満である場合に、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。
13. 前記角度オフセット異常判定部は、前記交流回転機が回転停止状態である場合に、前記電機子電流指令値を前記異常判定用の電流設定値に設定する請求項１から１０のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置。
14. 前記初期の異常判定用のｄ軸電流値は、０に設定される請求項５又は９に記載の交流回転機の制御装置。
15. 請求項１から１０のいずれか一項に記載の交流回転機の制御装置と、
    駆動力が車両の車輪に伝達される発電電動機である前記交流回転機と、を備えた車両用発電電動機装置。
16. 前記交流回転機の駆動力により内燃機関の再始動が行われ、
    前記角度オフセット異常判定部は、前記角度オフセットの設定値に異常があると判定した場合は、前記内燃機関の制御装置に、アイドリングストップの実行を停止させる請求項１５に記載の車両用発電電動機装置。

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