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JP7101902B2 - 交流回転機装置 - Google Patents

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JP7101902B2
JP7101902B2 JP2021548082A JP2021548082A JP7101902B2 JP 7101902 B2 JP7101902 B2 JP 7101902B2 JP 2021548082 A JP2021548082 A JP 2021548082A JP 2021548082 A JP2021548082 A JP 2021548082A JP 7101902 B2 JP7101902 B2 JP 7101902B2
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Description

本願は、交流回転機装置に関するものである。
エレベータ、電動パワーステアリング装置、電動車両等において、２系統の３相巻線を１つのステータに設けた２重３相モータを２台のインバータで駆動するシステムが普及している。そのシステムが普及する理由として、主に装置の大型化への対応、耐故障性(例えば、１系統が故障した場合におけるシステムの継続性)が挙げられる。
特許文献１には、第１系統の３相巻線を駆動制御する第１系統の制御回路と、第２系統の３相巻線を駆動制御する第２系統の制御回路との間で、相互通信を行い、相手方の制御回路の動作異常を検出する技術が開示されている。
例えば、特許文献１の図２２を参照すると、マスター側のｄｑ軸電流演算１４２、１４３から出力されたｄｑ軸電流Ｉｄ１、Ｉｑ１を、マスター側からスレーブ側へ送信し、スレーブ側の異常監視２９０において、マスター側の異常を監視すると共に、スレーブ側のｄｑ軸電流演算２４２、２４３から出力されたｄｑ軸電流Ｉｄ２、Ｉｑ２を、スレーブ側からマスター側へ送信し、マスター側の異常監視１９０にて、スレーブ側の異常を監視している。
国際公開２０１８／０８８４６５号
特許文献１(同文献における図２２及び段落[０１３９])に記載の異常監視部１９０、２９０による異常の監視では、それらの監視部に入力される値が正常時と異なる場合に異常と判定する。しかしながら、正常時と異なる要因として「他系統の制御回路の動作異常」と「相互通信の通信異常」との２つの要因があり、どちらの要因で異常になっているかの切り分けができない。よって、異常要因が「相互通信の通信異常」であり、「他系統の制御回路の動作異常」でない場合において、異常と判定される可能性があり、異常時の制御に切り替えられる可能性がある。
そこで、他系統の制御回路の動作停止を精度よく判定できる交流回転機装置が望まれる。
本願に係る交流回転機装置は、
第１系統の複数相の巻線と、第２系統の複数相の巻線を有する交流回転機と、
前記第１系統の複数相の巻線に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する第１系統のインバータと、
前記第２系統の複数相の巻線に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する第２系統のインバータと、
前記交流回転機の回転位置を検出するためのセンサであって、第１系統の励磁巻線、第１系統の２つの出力巻線、第２系統の励磁巻線、第２系統の２つの出力巻線を有し、第１系統と第２系統との間で磁気干渉が生じるレゾルバと、
前記第１系統の励磁巻線に第１周期の交流電圧を印加し、前記第１系統の２つの出力巻線から出力される第１系統の出力信号を検出し、前記第１系統の複数相の巻線に印加する第１系統の電圧指令を演算し、前記第１系統の電圧指令に基づいて、前記第１系統のインバータの複数のスイッチング素子をオンオフして、前記第１系統の複数相の巻線に電圧を印加する第１系統の制御回路と、
前記第２系統の励磁巻線に、前記第１周期とは異なる第２周期の交流電圧を印加し、前記第２系統の２つの出力巻線から出力される第２系統の出力信号を検出し、前記第２系統の出力信号に含まれる前記第２周期の成分に基づいて前記交流回転機の第２系統の角度を検出し、前記第２系統の角度に基づいて、前記第２系統の複数相の巻線に印加する第２系統の電圧指令を演算し、前記第２系統の電圧指令に基づいて、前記第２系統のインバータの複数のスイッチング素子をオンオフして、前記第２系統の複数相の巻線に電圧を印加する第２系統の制御回路と、を備え、
前記第１系統の制御回路は、前記第１系統の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、抽出した前記第２周期の成分に基づいて、前記第２系統の制御回路の動作が停止しているか否かを判定するものである。
本願に係る交流回転機装置によれば、第２系統の制御回路に動作異常が発生し、第２系統の励磁巻線に第２周期の交流電圧が印加されなくなると、磁気干渉により第１系統の出力信号に生じる第２周期の成分が低下する。また、第２系統の制御回路は、第２系統の出力信号に含まれる第２周期の成分に基づいて、交流回転機の第２系統の角度を検出できなくなり、第２系統の角度に基づいて、第２系統の複数相の巻線に印加する第２系統の電圧指令を演算できなくなり、第２系統の複数相の巻線に電圧を印加できなくなる。よって、レゾルバの磁気干渉を利用し、第１系統の出力信号から抽出した第２周期の成分に基づいて、第２系統の制御回路に動作停止が発生したか否かを精度よく判定することができる。
実施の形態１に係る交流回転機装置の概略構成図である。 実施の形態１に係る第１系統の３相巻線及び第２系統の３相巻線の模式図である。 実施の形態１に係るレゾルバの模式図である。 実施の形態１に係るレゾルバを軸方向に見た側面図である。 実施の形態１に係る第１系統の検出タイミングを説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る第１系統の制御回路のブロック図である。 実施の形態１に係る第１系統の制御回路のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る第１系統の処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る第１系統の処理を説明するための図である。 実施の形態１に係る第１系統の処理を説明するための図である。 実施の形態１に係る第１系統の除去処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る第２周期抽出処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る第２系統異常判定部の処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１に係る第１系統の電流指令値演算部の処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１に係る第２系統の制御回路のブロック図である。 実施の形態１に係る第２系統の制御回路のハードウェア構成図である。 実施の形態１に係る第２系統の処理を説明するためのタイムチャートである。 実施の形態１に係る第２系統の処理を説明するための図である。 実施の形態１に係る第２系統の処理を説明するための図である。 実施の形態１に係る第２系統の除去処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る第１周期抽出処理部のブロック図である。 実施の形態１に係る第１系統異常判定部の処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態１に係る第２系統の電流指令値演算部の処理を説明するためのフローチャートである。 実施の形態２に係る電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 その他の実施の形態に係るレゾルバの概略斜視図である。
１．実施の形態１
実施の形態１に係る交流回転機装置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装置の概略構成図である。交流回転機装置は、交流回転機１、レゾルバ２、第１系統のインバータ４Ａ、第２系統のインバータ４Ｂ、第１系統の制御回路６Ａ、及び第２系統の制御回路６Ｂ等を備えている。
１－１．交流回転機１
交流回転機１は、第１系統の複数相（本例では３相）の巻線Ｎ１と、第２系統の複数相（本例では３相）の巻線Ｎ２を有している。図２に示すように、第１系統の３相巻線Ｎ１は、Ｕ１相の巻線Ｃｕ１、Ｖ１相の巻線Ｃｖ１、Ｗ１相の巻線Ｃｗ１であり、第２系統の３相巻線Ｎ２は、Ｕ２相の巻線Ｃｕ２、Ｖ２相の巻線Ｃｖ２、Ｗ２相の巻線Ｃｗ２である。図２の例では、第１系統及び第２系統の３相巻線Ｎ１、Ｎ２は、Ｙ結線とされているが、Δ結線とされてもよい。第１系統及び第２系統の３相巻線Ｎ１、Ｎ２は、１つのステータに巻装されている。第１系統の３相巻線Ｎ１と第２系統の３相巻線Ｎ２との間に位相差（例えば、電気角で、３０＋６０×Ｈ度（Ｈは整数））が設けられてもよい。
ステータの径方向内側にはロータが設けられている。交流回転機１は、ロータに永久磁石が設けられた永久磁石同期回転機とされてもよいし、ロータに電磁石が設けられた巻線界磁同期回転機とされてもよいし、ロータに磁石が設けられていない誘導回転機又は同期リラクタンス回転機とされてもよい。以下で説明する例では、ロータに永久磁石が設けられた場合について説明する。
１－２．レゾルバ２
レゾルバ２は、交流回転機１のロータの回転位置を検出するためのセンサである。図３に示すように、レゾルバ２は、第１系統の励磁巻線１０Ａ、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａ（第１出力巻線１１１Ａ、第２出力巻線１１２Ａとも称す）、第２系統の励磁巻線１０Ｂ、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂ（第３出力巻線１１１Ｂ、第４出力巻線１１２Ｂとも称す）を有している。第１系統の巻線１０Ａ、１１１Ａ、１１２Ａと第２系統の巻線１０Ｂ、１１１Ｂ、１１２Ｂとの間で磁気干渉が生じる。すなわち、第１系統の励磁巻線１０Ａが発生した磁束により、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａだけでなく、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂにも、誘起電圧が生じ、第２系統の励磁巻線１０Ｂが発生した磁束により、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂだけでなく、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａにも、誘起電圧が生じる。
図４に示すように、第１系統の励磁巻線１０Ａ、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａ、第２系統の励磁巻線１０Ｂ、及び第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂは、同じ１つのレゾルバステータ１３に巻装されている。レゾルバステータ１３は、周方向に均等配置された１２個のティースＴＥ１からＴＥ１２を備えている。レゾルバステータ１３の径方向内側にレゾルバロータ１４が配置されている。レゾルバロータ１４は、交流回転機１のロータと一体回転するように、ロータの回転軸に取り付けられている。レゾルバロータ１４は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。突出部の径方向外側への突出高さは、レゾルバステータ１３及びレゾルバロータ１４間のギャップパーミアンスが、回転に応じて、正弦波状に変化するように形成されている。すなわち、レゾルバ２は、可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバとされている。本実施の形態は、５つの突出部が設けられており、軸倍角は５とされている。よって、ロータが機械角で１回転する毎に、電気角で５回転する。
図５に系統間の磁気干渉がないと仮定した例を示すように、第１系統の励磁巻線１０Ａに交流電圧ＶＲＡが印加されている状態で、ロータが回転すると、ロータの電気角での回転角度（ギャップパーミンアンス）に応じて第１系統の第１出力巻線１１１Ａに誘起される交流電圧Ｖ１Ａの振幅、及び第１系統の第２出力巻線１１２Ａに誘起される交流電圧Ｖ２Ａの振幅が正弦波状（又は余弦波状）に変化する。第１系統の第１出力巻線１１１Ａと第１系統の第２出力巻線１１２Ａとは、それらの交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、レゾルバステータ１３の周方向の位置に巻装されている。同様に、第２系統の第３出力巻線１１１Ｂと第２系統の第４出力巻線１１２Ｂとは、それらの誘起交流電圧の振幅が相互に電気角で９０度異なるように、レゾルバステータ１３の周方向の位置に巻装されている。
複数のティースに巻装された第１系統の励磁巻線１０Ａは、ティース間で直列に接続されており、直列に接続された第１系統の励磁巻線１０Ａの２つの端子が、後述する第１系統の制御回路６Ａに接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第１系統の第１出力巻線１１１Ａの２つの端子が、第１系統の制御回路６Ａに接続されている。ティース間で直列に接続された第１系統の第２出力巻線１１２Ａの２つの端子が、第１系統の制御回路６Ａに接続されている。直列に接続された第２系統の励磁巻線１０Ｂの２つの端子が、後述する第２系統の制御回路６Ｂに接続されている。同様に、ティース間で直列に接続された第２系統の第３出力巻線１１１Ｂの２つの端子が、第２系統の制御回路６Ｂに接続されている。ティース間で直列に接続された第２系統の第４出力巻線１１２Ｂの２つの端子が、第２系統の制御回路６Ｂに接続されている。
なお、突出部の数（軸倍角）及びティース数は、任意の数に設定されてもよい。第１系統の巻線及び第２系統の巻線は、周方向に２つに分割されて配置されてなくてもよく、周方向に分散して配置されてもよい。
１－３．第１系統のインバータ４Ａ
第１系統のインバータ４Ａは、第１系統の３相巻線Ｎ１に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する。第１系統のインバータ４Ａは、第１系統の直流電源３Ａの直流電力と、第１系統の３相巻線Ｎ１に供給する交流電力とを変換する。
第１系統のインバータ４Ａは、第１系統の直流電源３Ａの正極端子に接続される正極側のスイッチング素子Ｓｐと、第１系統の直流電源３Ａの負極端子に接続される負極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、３相各相の巻線に対応して３セット設けている。そして、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、対応する相の巻線に接続される。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、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、第１系統の制御回路６Ａに接続されている。よって、各スイッチング素子は、第１系統の制御回路６Ａ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。
第１系統のインバータ４Ａは、第１系統の各相の巻線に流れる電流を検出するための第１系統の電流センサ５Ａを備えている。第１系統の電流センサ５Ａ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たホール素子等とされている。なお、第１系統の電流センサ５Ａは、各相のスイッチング素子の直列回路に直列接続されたシャント抵抗とされてもよい。
第１系統の直流電源３Ａは、第１系統のインバータ４Ａに直流電圧を出力する。第１系統の直流電源３Ａ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。
１－４．第２系統のインバータ４Ｂ
第２系統のインバータ４Ｂは、第２系統の３相巻線Ｎ２に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する。第２系統のインバータ４Ｂは、第２系統の直流電源３Ｂの直流電力と、第２系統の３相巻線Ｎ２に供給する交流電力とを変換する。
第２系統のインバータ４Ｂは、第２系統の直流電源３Ｂの正極端子に接続される正極側のスイッチング素子Ｓｐと、第２系統の直流電源３Ｂの負極端子に接続される負極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、３相各相の巻線に対応して３セット設けている。そして、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、対応する相の巻線に接続される。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、第２系統の制御回路６Ｂに接続されている。よって、各スイッチング素子は、第２系統の制御回路６Ｂ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。
第２系統のインバータ４Ｂは、第２系統の各相の巻線に流れる電流を検出するための第２系統の電流センサ５Ｂを備えている。第２系統の電流センサ５Ｂ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たホール素子等とされている。なお、第２系統の電流センサ５Ｂは、各相のスイッチング素子の直列回路に直列接続されたシャント抵抗とされてもよい。
第２系統の直流電源３Ｂは、第２系統のインバータ４Ｂに直流電圧を出力する。第２系統の直流電源３Ｂ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。第１系統の直流電源３Ａと第２系統の直流電源３Ｂとは、同じものとされてもよい。
１－５．第１系統の制御回路６Ａ
図６に示すように、第１系統の制御回路６Ａは、第１系統励磁印加部３０、第１系統出力信号検出部３１、第１系統角度演算部３２、第１系統電圧指令演算部３３、第１系統電圧印加部３４、及び第２系統異常検出部３５等の機能部を備えている。
第１系統の制御回路６Ａの各機能部３０～３５等の機能は、第１系統の制御回路６Ａが備えた処理回路により実現される。具体的には、第１系統の制御回路６Ａは、図７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、及び演算処理装置９０から外部に信号を出力する出力回路９３、及び外部装置５０とデータ通信を行う通信装置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、ＲＡＭ（Random Access Memory）及びＲＯＭ（Read Only Memory）等が備えられている。
入力回路９２には、第１系統の第１出力巻線１１１Ａ及び第２出力巻線１１２Ａ、第１系統の電流センサ５Ａ等の各種のセンサが接続されている。入力回路９２は、各出力巻線の出力電圧、センサ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には、第１系統の励磁巻線１０Ａが接続され、この励磁巻線に交流電圧ＶＲＡを印加するためのスイッチング素子等の駆動回路を備えている。また、出力回路９３には、第１系統のインバータ４Ａの複数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。通信装置９４は、外部装置５０と通信を行う。
そして、第１系統の制御回路６Ａが備える各機能部３０～３５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、出力回路９３、及び通信装置９４等の第１系統の制御回路６Ａ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、各機能部３０～３５等が用いる第１周期、第１系統除去処理間隔、第２周期抽出処理間隔、判定閾値等の設定データは、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。
１－５－１．第１系統の角度検出処理
＜第１系統励磁印加部３０＞
第１系統励磁印加部３０は、第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡを印加する。ただし、第１系統励磁印加部３０は、「”Ｈ”レベル（例えば５Ｖ）」と「”Ｌ”レベル（例えば０Ｖ）」の２値の電圧を交互に出力する第１周期ＴＡの矩形波信号を駆動回路により生成し、その出力をローパスフィルタ回路に入力し、ローパスフィルタ回路の出力を交流電圧ＶＲＡとして第１系統の励磁巻線１０Ａに印加してもよい。
＜第１系統出力信号検出部３１＞
第１系統出力信号検出部３１は、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａの出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを予め設定された検出タイミング（以下、第１系統の検出タイミングとも称す）で周期的に検出する。
本実施の形態では、第１系統出力信号検出部３１は、第１系統の励磁巻線１０Ａに印加される第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが最大値又は最小値（本例では、最大値）になるタイミングで、第１系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａを検出するように構成されている。すなわち、第１系統の検出タイミングは、第１周期ＴＡ毎のタイミングに設定されている。
＜第１系統角度演算部３２＞
図８に第１出力巻線１１１Ａの出力信号Ｖ１Ａの例を示すように、第１系統の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａの出力信号Ｖ１Ａ、Ｖ２Ａには、それぞれ、系統間の磁気干渉により、第２系統の励磁巻線１０Ｂに励磁された第２周期ＴＢの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢが重畳する。図８の上段のグラフに、第１出力巻線１１１Ａの出力信号Ｖ１Ａを示し、中段のグラフに、第１出力巻線１１１Ａの出力信号Ｖ１Ａに含まれる、第１系統の励磁巻線１０Ａの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡを示し、下段のグラフに、第１出力巻線１１１Ａの出力信号Ｖ１Ａに含まれる、第２系統の励磁巻線１０Ｂの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢを示す。第１出力巻線１１１Ａの出力信号Ｖ１Ａは、第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡと第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢとを合計した信号となる。本実施の形態では、第１周期ＴＡは、第２周期ＴＢよりも小さく設定されている。
ここで、図９及び図１０に、第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａの実測値の周波数解析結果を示す。図９の例は、第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが印加されている場合であり、図１０の例は、第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが印加されていない場合である。実測試験条件として、ＴＡ＝５０μｓ、ＴＢ＝１００μｓとなっている。図９及び図１０の横軸は周波数であり、縦軸は出力信号の振幅を示している。
図９の例では、第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａには、第１系統の励磁巻線１０Ａに印加された第１周期ＴＡの交流電圧に起因する第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡの他に、第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加された第２周期ＴＢの交流電圧に起因する第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢが干渉電圧として重畳している。図１０の例では、第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａには、第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡが重畳し、第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢが重畳しなくなる。このことは、第２出力巻線の出力信号Ｖ２Ａについても同様である。
よって、第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢが重畳した第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ及び第２出力巻線の出力信号Ｖ２Ａに基づいて、角度を算出すると検出誤差が生じる。そのため、角度の検出誤差を抑制するため、第１出力巻線の出力信号Ｖ１Ａ及び第２出力巻線の出力信号Ｖ２Ａから、第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢを除去する必要がある。
そこで、第１系統角度演算部３２は、第１系統の除去処理部３２１と、第１系統の除去処理後角度演算部とを備えている。第１系統の除去処理部３２１は、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓに対して、第２周期の成分を除去（低減）する第２周期成分の除去処理を行う。そして、第１系統の除去処理後角度演算部は、第２周期成分の除去処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆに基づいて第１系統の角度θ１を算出する。
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第２周期成分の除去処理を行うように構成されている。図８の下段のグラフに示すように、第１出力巻線の出力信号の第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢは、第２周期の半周期ＴＢ／２に第２周期ＴＢの整数倍を加算した周期（例えば、第２周期の半周期ＴＢ／２）で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。
そこで、第１系統の除去処理部３２１は、第２周期成分の除去処理として、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第１系統除去処理間隔ΔＴ１前の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算するように構成されている。第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、次式に示すように設定されている。ここで、Ｍは、０以上の整数である。本実施の形態では、Ｍ＝０に設定されており、第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、第２周期の半周期ＴＢ／２に設定されている。
ΔＴ１＝ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｍ ・・・（１）
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、次式に示すように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。ここで、Ｎは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｎ＝１に設定されており、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡの２倍値に設定されている。
ＴＢ＝ＴＡ×２×Ｎ ・・・（２）
このように設定すると、式（２）を式（１）に代入した次式に示すように、第１系統除去処理間隔ΔＴ１は、第１周期ＴＡの整数倍となる。
ΔＴ１＝ＴＡ×（Ｎ＋２×Ｎ×Ｍ） ・・・（３）
よって、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓの内、第１周期ＴＡの整数倍前後の値が加算される。よって、図８に示すように、加算される２つの第１周期の成分は、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になるため、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡ、Ｖ２Ａ＿ＴＡの２倍値に相当する。
Ｖ１Ａ＿Ｆ≒２×Ｖ１Ａ＿ＴＡ
Ｖ２Ａ＿Ｆ≒２×Ｖ２Ａ＿ＴＡ ・・・（４）
第１系統の除去処理部３２１は、例えば、図１１に示すように構成される。第１系統の除去処理部３２１は、第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓを第１系統除去処理間隔ΔＴ１だけ遅延して出力する第１遅延器３２１１を備えており、第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓと、第１遅延器３２１１の出力Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第２周期成分の除去処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆを算出する。同様に、第１系統の除去処理部３２１は、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓを第１系統除去処理間隔ΔＴ１だけ遅延して出力する第２遅延器３２１２を備えており、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓと、第２遅延器３２１２の出力Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄとを加算して、第２周期成分の除去処理後の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆを算出する。
そして、第１系統の除去処理後角度演算部は、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆに基づいて第１系統の角度θ１を算出するように構成されている。
この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が反転している２つの第２周期の成分が加算され、２つの第２周期の成分が互いに打ち消される。よって、加算後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆ、Ｖ２Ａ＿Ｆでは、第２周期の成分が除去される。そして、第２周期の成分を除去された後の検出値に基づいて、精度よく第１系統の角度θ１を算出することができる。
本実施の形態では、第１系統の除去処理後角度演算部は、次式に示すように、第２周期成分の除去処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆと、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆとの比の、アークタンジェント（逆正接関数）を算出することにより、第１系統の角度θ１を算出する。また、第１系統の角度θ１に基づいて、角速度も算出される。
θ１＝ｔａｎ－１（Ｖ１Ａ＿Ｆ／Ｖ２Ａ＿Ｆ） ・・・（５）
１－５－２．第１系統の電圧印加処理
第１系統電圧指令演算部３３は、第１系統の角度θ１に基づいて、第１系統の３相巻線Ｎ１に印加する第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆを演算する。そして、第１系統電圧印加部３４は、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆに基づいて、第１系統のインバータ４Ａの複数のスイッチング素子をオンオフして、第１系統の３相巻線Ｎ１に電圧を印加する。
本実施の形態では、第１系統の角度θ１に同期して回転するｄｑ軸回転座標系上の電流フィードバック制御により、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆを算出するように構成されている。第１系統電圧指令演算部３３は、電流指令値演算部３３１、電流制御部３３２、電流座標変換部３３３、及び電圧座標変換部３３４を備えている。
ｄｑ軸回転座標は、ロータの磁束方向に定めたｄ軸、及びｄ軸より電気角でπ／２進んだ方向に定めたｑ軸からなる回転座標とされている。本実施の形態では、ロータの磁束方向は、ロータに設けられた永久磁石のＮ極の向きとされている。
図６に示すように、電流指令値演算部３３１は、ｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆを算出する。電流指令値演算部３３１は、後述する第２系統異常検出部３５により第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定されている場合は、交流回転機に出力させるトルク指令Ｔａｌｌに、正常時の第１系統の分担率を乗算し、第１系統のトルク指令Ｔ１を算出する。正常時の第１系統の分担率は、１より小さい値（例えば、０．５）に設定される。電流指令値演算部３３１は、第１系統のトルク指令Ｔ１、電源電圧、及び角速度等に基づいて、最大トルク電流制御、弱め磁束制御、及びＩｄ＝０制御などの電流ベクトル制御方法に従って、第１系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ、Ｉｑ１＿ｒｅｆを算出する。本実施の形態では、トルク指令Ｔａｌｌは、外部装置５０から伝達される。トルク指令Ｔａｌｌは、分担後の正常時の第１系統のトルク指令であってもよい。トルク指令Ｔａｌｌは、Ｉｄ＝０制御のｑ軸電流指令であってもよい。トルク指令Ｔａｌｌは、電流指令値演算部３３１内で演算されてもよい。
電流座標変換部３３３は、第１系統の電流センサ５Ａにより検出した第１系統の各相の巻線に流れる電流検出値Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を、第１系統の角度θ１に基づいて、３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸回転座標系で表した第１系統のｄ軸電流検出値Ｉｄ１及びｑ軸電流検出値Ｉｑ１に変換する。
電流制御部３３２は、第１系統のｄ軸電流検出値Ｉｄ１及びｑ軸電流検出値Ｉｑ１が、ｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆに近づくように、ＰＩ制御等により、第１系統のｄ軸電圧指令Ｖｄ１＿ｒｅｆ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ１＿ｒｅｆを変化させるフィードバック制御を行う。
電圧座標変換部３３４は、第１系統のｄ軸電圧指令Ｖｄ１＿ｒｅｆ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ１＿ｒｅｆを、第１系統の角度θ１に基づいて、固定座標変換及び２相３相変換を行って、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆに変換する。３相電圧指令に対して、各種の変調が加えられてもよい。
第１系統電圧印加部３４は、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆに基づいて、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により第１系統のインバータ４Ａが有する複数のスイッチング素子をオンオフする。第１系統電圧印加部３４は、３相電圧指令のそれぞれとキャリア波とを比較することにより、各相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。キャリア波は、直流電圧の振幅を有し、キャリア周波数で振動する三角波とされている。第１系統電圧印加部３４は、電圧指令がキャリア波を上回った場合は、スイッチング信号をオンし、電圧指令がキャリア波を下回った場合は、スイッチング信号をオフする。正極側のスイッチング素子Ｓｐには、スイッチング信号がそのまま伝達され、負極側のスイッチング素子Ｓｎには、スイッチング信号を反転させたスイッチング信号が伝達される。各スイッチング信号は、ゲート駆動回路を介して、第１系統のインバータ４Ａの各スイッチング素子のゲート端子に入力され、各スイッチング素子をオン又はオフさせる。
１－５－３．第２系統の異常検出
第２系統の制御回路６Ｂに動作異常が生じ、第２系統の３相巻線Ｎ２に電圧が印加されなくなると、交流回転機１の出力トルクが低下する。そのため、第１系統の制御回路６Ａは、第２系統の制御回路６Ｂの動作異常を検知した場合に、何らかの対応を取ることが望ましい。一方、第２系統の制御回路６Ｂの動作異常を検知するために、特許文献１のように相互通信を行う通信回路等の、異常検知のための異常検知回路を設けることが考えられる。しかし、異常検知回路に異常が生じる場合があり、その場合は、第２系統の制御回路６Ｂが正常に３相巻線に電圧を印加しているに関わらず、第２系統の制御回路６Ｂに電圧印加動作の異常が生じたと判定される可能性がある。そこで、本願では、異常検知のための特別な回路を設けることなく、レゾルバ２の磁気干渉を利用し、第２系統の制御回路６Ｂの電圧印加動作の異常を精度よく検出するように構成されている。
そこで、第２系統異常検出部３５は、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓから第２周期ＴＢの成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢを抽出し、抽出した第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢに基づいて、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止しているか否かを判定する。
ＣＰＵの動作異常等により、第２系統の制御回路６Ｂに動作異常が生じると、第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが印加されなくなる。第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが印加されなくなると、磁気干渉により第１系統の出力信号に生じる第２周期ＴＢの成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢが低下する。また、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の出力信号に含まれる第２周期ＴＢの成分に基づいて、交流回転機の第２系統の角度θ２を検出できなくなり、第２系統の角度θ２に基づいて、第２系統の３相巻線Ｎ２に印加する第２系統の電圧指令を演算できなくなり、第２系統の３相巻線Ｎ２に電圧を印加できなくなる。よって、レゾルバ２の磁気干渉を利用し、第１系統の出力信号から抽出した第２周期ＴＢの成分に基づいて、第２系統の制御回路６Ｂに電圧印加の動作停止が発生したか否かを精度よく判定することができる。
＜第２周期成分の抽出処理＞
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第２周期成分の抽出処理を行うように構成されている。図８の例では、第１周期ＴＡが第２周期ＴＢよりも小さく設定されている。図８の中段のグラフに示すように、第１の出力巻線の出力信号に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＡは、第１周期ＴＡの整数倍の周期（例えば、第１周期ＴＡ）で、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になる。よって、第１周期ＴＡの整数倍の周期だけ前後する２つの第１系統の出力信号を相互に減算すれば、第１周期ＴＡの成分を相互に打ち消すことができ、第２周期ＴＢの成分を抽出することができる。
そこで、第２系統異常検出部３５は、第２周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓから、今回の検出タイミングよりも第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１前の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄｅを減算するように構成されている。第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１は、次式に示すように、第１周期ＴＡの整数倍に設定されている。ここで、Ｏは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｏ＝１に設定されており、第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１は、第１周期ＴＡに設定されている。
ΔＴｅ１＝ＴＡ×Ｏ ・・・（６）
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、式（２）に示すように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。よって、式（２）を式（６）に代入した次式に示すように、第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１は、第２周期の半周期ＴＢ／２のＯ／Ｎ倍となる。本実施の形態のようにＯ／Ｎを奇数に設定すると、第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１は、第２周期の半周期ＴＢ／２の奇数倍になる。
ΔＴｅ１＝ＴＢ／２×（Ｏ／Ｎ） ・・・（７）
よって、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓの内、第２周期の半周期ＴＢ／２の奇数倍前後の値が減算される。よって、図８の下段のグラフに示すように、減算される２つの第２周期の成分は、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転するため、減算処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅ、Ｖ２Ａ＿Ｆｅは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢの２倍値に相当する。
Ｖ１Ａ＿Ｆｅ≒２×Ｖ１Ａ＿ＴＢ
Ｖ２Ａ＿Ｆｅ≒２×Ｖ２Ａ＿ＴＢ ・・・（８）
第２系統異常検出部３５は、図１２に示すような第２周期抽出処理部３５１を備えている。第２周期抽出処理部３５１は、第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓを第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１だけ遅延して出力する第１抽出遅延器３５１１を備えており、第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓから、第１抽出遅延器３５１１の出力Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄｅを減算して、第２周期成分の抽出処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅを算出する。同様に、第２周期抽出処理部３５１は、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓを第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１だけ遅延して出力する第２抽出遅延器３５１２を備えており、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｓから、第２抽出遅延器３５１２の出力Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄｅを減算して、第２周期成分の抽出処理後の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆｅを算出する。
そして、第２周期抽出処理部３５１は、第２周期成分の抽出処理後の第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅ、Ｖ２Ａ＿Ｆｅに基づいて、第２周期の成分の振幅を算出する第２周期振幅演算部３５１３を備えている。
本実施の形態では、上述したように、第１出力巻線の出力信号の位相と第２出力巻線の出力信号の位相が、電気角で９０度異なるように構成されている。よって、第２周期成分の抽出処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅと、第２周期成分の抽出処理後の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆｅとは、正弦波（ｓｉｎθ）と余弦波（ｃｏｓθ）との関係になる。よって、正弦波の２乗値と余弦波の２乗値との和は１になるので（ｓｉｎθ２＋ｃｏｓθ２＝１）、正弦波の２乗値と余弦波の２乗値とを加算することで、第２周期成分の振幅の２乗値を算出することができる。
そこで、第２周期振幅演算部３５１３は、次式に示すように、第２周期成分の抽出処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅの２乗値と、第２周期成分の抽出処理後の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆｅの２乗値とを加算して、第２周期成分の振幅値Ａｍｐ２（振幅の２乗値）を算出する。
Ａｍｐ２＝Ｖ１Ａ＿Ｆｅ２＋Ｖ２Ａ＿Ｆｅ２ ・・・（９）
＜第２系統の制御回路の動作停止判定＞
第２系統異常検出部３５は、第２系統異常判定部を備えている。第２系統異常判定部は、第１系統の出力信号から抽出した第２周期の成分の振幅に基づいて、第２系統の制御回路の動作が停止しているか否かを判定する。
図１３のフローチャートに示すように、ステップＳ０１で、第２系統異常判定部は、第２周期成分の振幅値Ａｍｐ２が、第２周期成分用の判定閾値Ｖｔｈ２よりも大きいか否かを判定し、大きい場合はステップＳ０２に進み、大きくない場合はステップＳ０３に進む。ステップＳ０２で、第２系統異常判定部は、第２系統異常判定フラグＳｔｏｐ２を０に設定し、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定する。一方、ステップＳ０３で、第２系統異常判定部は、第２系統異常判定フラグＳｔｏｐ２を１に設定し、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定する。
１－５－４．第２系統の異常検出時の第１系統のトルク増加
第１系統電圧印加部３４は、第２系統異常検出部３５により第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定されている場合は、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定されている場合よりも、第１系統の３相巻線Ｎ１による出力トルクが増加するように、第１系統の電圧指令を変化させる。
第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止し、第２系統の３相巻線Ｎ２がトルクを出力しなくなると、交流回転機１全体の出力トルクが低下する。上記の構成のように、第２系統の制御回路６Ｂの動作停止が判定された場合に、第２系統の制御回路６Ｂの動作停止が判定されていない正常時よりも、第１系統の３相巻線Ｎ１による出力トルクを増加させるので、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止したとしても、交流回転機１全体の出力トルクの低下を抑制することができる。
第２系統の制御回路６Ｂの動作停止の判定時は、電流指令値演算部３３１は、交流回転機に出力させるトルク指令Ｔａｌｌに、異常時の第１系統の分担率を乗算し、第１系統のトルク指令Ｔ１を算出する。異常時の第１系統の分担率は、正常時の第１系統の分担率よりも大きい値（例えば、１．０）に設定される。上述したように、電流指令値演算部３３１は、第１系統のトルク指令Ｔ１、電源電圧、及び角速度等に基づいて、第１系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ、Ｉｑ１＿ｒｅｆを算出する。そして、上述した正常時と同様に、第１系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ、Ｉｑ１＿ｒｅｆに基づいて、電流フィードバック制御が行われ、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆが算出され、各スイッチング素子がオンオフされる。
図１４のフローチャートを用いて、トルク指令Ｔａｌｌが、正常時のＩｄ＝０制御の第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ１で与えられる場合の例を説明する。ステップＳ１１で、電流指令値演算部３３１は、第２系統異常判定部により第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定されているか否かを判定し、停止していると判定されていない場合は、ステップＳ１２に進み、停止していると判定されている場合は、ステップＳ１３に進む。第２系統異常判定フラグＳｔｏｐ２が０である場合は、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定され、第２系統異常判定フラグＳｔｏｐ２が１である場合は、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定される。
正常判定時は、ステップＳ１２で、電流指令値演算部３３１は、第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ１を第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆにそのまま設定し、第１系統のｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆを０に設定する。異常判定時は、ステップＳ１３で、電流指令値演算部３３１は、第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ１に異常時の増加率Ｋ１を乗算した値を第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆに設定し、第１系統のｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆを０に設定する。異常時の増加率Ｋ１は、１よりも大きい値（例えば、２）に設定されている。異常時の増加率Ｋ１又は異常時の第１系統の分担率は、交流回転機の冷却性能、巻線及びスイッチング素子の上限電流、永久磁石の減磁抑制等を考慮して設定される。
１－６．第２系統の制御回路６Ｂ
図１５に示すように、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統励磁印加部４０、第２系統出力信号検出部４１、第２系統角度演算部４２、第２系統電圧指令演算部４３、第２系統電圧印加部４４、及び第１系統異常検出部４５等の機能部を備えている。
第２系統の制御回路６Ｂの各機能部４０～４５等の機能は、第２系統の制御回路６Ｂが備えた処理回路により実現される。具体的には、第２系統の制御回路６Ｂは、図１６に示すように、処理回路として、ＣＰＵ等の演算処理装置８０（コンピュータ）、演算処理装置８０とデータのやり取りする記憶装置８１、演算処理装置８０に外部の信号を入力する入力回路８２、及び演算処理装置８０から外部に信号を出力する出力回路８３、及び外部装置５０とデータ通信を行う通信装置８４等を備えている。
演算処理装置８０として、ＡＳＩＣ、ＩＣ、ＤＳＰ、ＦＰＧＡ、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８０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８１として、ＲＡＭ及びＲＯＭ等が備えられている。
入力回路８２には、第２系統の第３出力巻線１１１Ｂ及び第４出力巻線１１２Ｂ、第２系統の電流センサ５Ｂ等の各種のセンサが接続されている。入力回路８２は、各出力巻線の出力電圧、センサの出力信号を演算処理装置８０に入力するＡ／Ｄ変換器等を備えている。出力回路８３には、第２系統の励磁巻線１０Ｂが接続され、この励磁巻線に交流電圧ＶＲＢを印加するためのスイッチング素子等の駆動回路を備えている。また、出力回路８３には、第２系統のインバータ４Ｂの複数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８０から制御信号を出力する駆動回路等を備えている。通信装置８４は、外部装置５０と通信を行う。
そして、第２系統の制御回路６Ｂが備える各機能部４０～４５等の各機能は、演算処理装置８０が、ＲＯＭ等の記憶装置８１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８１、入力回路８２、出力回路８３、及び通信装置８４等の第２系統の制御回路６Ｂ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、各機能部４０～４５等が用いる第２周期、第１周期抽出処理間隔、第２系統除去処理間隔、判定閾値等の設定データは、ソフトウェア（プログラム）の一部として、ＲＯＭ等の記憶装置８１に記憶されている。
１－６－１．第２系統の角度検出処理
＜第２系統励磁印加部４０＞
第２系統励磁印加部４０は、第２系統の励磁巻線１０Ｂに第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢを印加する。ただし、第２系統励磁印加部４０は、「”Ｈ”レベル（例えば５Ｖ）」と「”Ｌ”レベル（例えば０Ｖ）」の２値の電圧を交互に出力する第２周期ＴＢの矩形波信号を駆動回路により生成し、その出力をローパスフィルタ回路に入力し、ローパスフィルタ回路の出力を交流電圧ＶＲＢとして第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加してもよい。
＜第２系統出力信号検出部４１＞
第２系統出力信号検出部４１は、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを予め設定された検出タイミング（以下、第２系統の検出タイミングとも称す）で周期的に検出する。
本実施の形態では、第２系統出力信号検出部４１は、第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加される第２周期ＴＢの交流電圧ＶＲＢが最大値又は最小値（本例では、最大値）になるタイミングで、第２系統の２つの出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂを検出するように構成されている。すなわち、第２系統の検出タイミングは、第２周期ＴＢ毎のタイミングに設定されている。
＜第２系統角度演算部４２＞
図１７に第３出力巻線１１１Ｂの出力信号Ｖ１Ｂの例を示すように、第２系統の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂの出力信号Ｖ１Ｂ、Ｖ２Ｂには、それぞれ、系統間の磁気干渉により、第１系統の励磁巻線１０Ａに励磁された第１周期ＴＡの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡが重畳する。図１７の上段のグラフに、第３出力巻線１１１Ｂの出力信号Ｖ１Ｂを示し、中段のグラフに、第３出力巻線１１１Ｂの出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第２系統の励磁巻線１０Ｂの磁束により誘起された第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢを示し、下段のグラフに、第３出力巻線１１１Ｂの出力信号Ｖ１Ｂに含まれる、第１系統の励磁巻線１０Ａの磁束により誘起された第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡを示す。第３出力巻線１１１Ｂの出力信号Ｖ１Ｂは、第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢと第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡとを合計した信号となる。本実施の形態では、第１周期ＴＡは、第２周期ＴＢよりも小さく設定されている。
ここで、図１８及び図１９に、第３出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂの実測値の周波数解析結果を示す。図１８の例は、第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが印加されている場合であり、図１９の例は、第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが印加されていない場合である。実測試験条件として、ＴＡ＝５０μｓ、ＴＢ＝１００μｓとなっている。図１８及び図１９の横軸は周波数であり、縦軸は出力信号の振幅を示している。
図１８の例では、第３出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂには、第２系統の励磁巻線１０Ｂに印加された第２周期ＴＢの交流電圧に起因する第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢの他に、第１系統の励磁巻線１０Ａに印加された第１周期ＴＡの交流電圧に起因する第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡが干渉電圧として重畳している。図１９の例では、第３出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂには、第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢが重畳し、第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡが重畳しなくなる。このことは、第４出力巻線の出力信号Ｖ２Ｂについても同様である。
よって、第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡが重畳した第３出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ及び第４出力巻線の出力信号Ｖ２Ｂに基づいて、角度を算出すると検出誤差が生じる。そのため、角度の検出誤差を抑制するため、第３出力巻線の出力信号Ｖ１Ｂ及び第４出力巻線の出力信号Ｖ２Ｂから、第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡを除去する必要がある。
そこで、第２系統角度演算部４２は、第２系統の除去処理部４２１と、第２系統の除去処理後角度演算部とを備えている。第２系統の除去処理部４２１は、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓに対して、第１周期の成分を除去（低減）する第１周期成分の除去処理を行う。そして、第２系統の除去処理後角度演算部は、第１周期成分の除去処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２系統の角度θ２を算出する。
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第１周期成分の除去処理を行うように構成されている。図１７の下段のグラフに示すように、第３出力巻線の出力信号の第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡは、第１周期ＴＡの整数倍の周期（例えば、第１周期ＴＡ）で、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になる。
そこで、第２系統の除去処理部４２１は、第１周期成分の除去処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓから、今回の検出タイミングよりも第２系統除去処理間隔ΔＴ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄを減算するように構成されている。第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、次式に示すように設定されている。ここで、Ｐは、１以上の整数である。本実施の形態では、Ｐ＝１に設定されており、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第１周期ＴＡに設定されている。
ΔＴ２＝ＴＡ×Ｐ ・・・（１０）
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、式（２）に示したように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。本実施の形態では、第２周期ＴＢは、第１周期ＴＡの２倍値に設定されている。
このように設定すると、式（２）を式（１０）に代入した次式に示すように、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第２周期の半周期ＴＢ／２のＰ／Ｎ倍となる。本実施の形態のようにＰ／Ｎを奇数に設定すると、第２系統除去処理間隔ΔＴ２は、第２周期の半周期ＴＢ／２の奇数倍になる。
ΔＴ２＝ＴＢ／２×（Ｐ／Ｎ） ・・・（１１）
よって、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓの内、第２周期の半周期ＴＢ／２の奇数倍前後の値が減算される。よって、図１７の下段のグラフに示すように、減算される２つの第２周期の成分は、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転するため、減算処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆは、それぞれ、検出値に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢ、Ｖ２Ｂ＿ＴＢの２倍値に相当する。
Ｖ１Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ１Ｂ＿ＴＢ
Ｖ２Ｂ＿Ｆ≒２×Ｖ２Ｂ＿ＴＢ ・・・（１２）
第２系統の除去処理部４２１は、例えば、図２０に示すように構成される。第２系統の除去処理部４２１は、第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第１遅延器４２１１を備えており、第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓから、第１遅延器４２１１の出力Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄを減算して、第１周期成分の除去処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆを算出する。同様に、第２系統の除去処理部４２１は、第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓを第２系統除去処理間隔ΔＴ２だけ遅延して出力する第２遅延器４２１２を備えており、第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓから、第２遅延器４２１２の出力Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄを減算して、第１周期成分の除去処理後の第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆを算出する。
そして、第２系統の除去処理後角度演算部は、減算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆに基づいて第２系統の角度θ２を算出するように構成されている。
この構成によれば、互いにプラスマイナスの符号が同じ同等の値となっている２つの第１周期の成分が減算処理され、２つの第１周期の成分が互いに打ち消される。よって、減算後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆ、Ｖ２Ｂ＿Ｆでは、第１周期の成分が除去される。そして、第１周期の成分を除去された後の検出値に基づいて、精度よく第２系統の角度θ２を算出することができる。
本実施の形態では、第２系統の除去処理後角度演算部は、次式に示すように、第１周期成分の除去処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆと、第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆとの比の、アークタンジェント（逆正接関数）を算出することにより、第２系統の角度θ２を算出する。また、第２系統の角度θ２に基づいて、角速度も算出される。
θ２＝ｔａｎ－１（Ｖ１Ｂ＿Ｆ／Ｖ２Ｂ＿Ｆ） ・・・（１３）
１－６－２．第２系統の電圧印加処理
第２系統電圧指令演算部４３は、第２系統の角度θ２に基づいて、第２系統の３相巻線Ｎ２に印加する第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆを演算する。そして、第２系統電圧印加部４４は、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆに基づいて、第２系統のインバータ４Ｂの複数のスイッチング素子をオンオフして、第２系統の３相巻線Ｎ２に電圧を印加する。
本実施の形態では、第２系統の角度θ２に同期して回転するｄｑ軸回転座標系上の電流フィードバック制御により、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆを算出するように構成されている。第２系統電圧指令演算部４３は、電流指令値演算部４３１、電流制御部４３２、電流座標変換部４３３、及び電圧座標変換部４３４を備えている。
電流指令値演算部４３１は、ｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆを算出する。電流指令値演算部４３１は、後述する第１系統異常検出部４５により第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定されている場合は、交流回転機に出力させるトルク指令Ｔａｌｌに、正常時の第２系統の分担率を乗算し、第２系統のトルク指令Ｔ２を算出する。正常時の第２系統の分担率は、１より小さい値（例えば、０．５）に設定される。電流指令値演算部４３１は、第２系統のトルク指令Ｔ２、電源電圧、及び角速度等に基づいて、電流ベクトル制御方法に従って、第２系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ、Ｉｑ２＿ｒｅｆを算出する。本実施の形態では、トルク指令Ｔａｌｌは、外部装置５０から伝達される。トルク指令Ｔａｌｌは、分担後の正常時の第２系統のトルク指令であってもよい。トルク指令Ｔａｌｌは、Ｉｄ＝０制御のｑ軸電流指令であってもよい。トルク指令Ｔａｌｌは、電流指令値演算部４３１内で演算されてもよい。
電流座標変換部４３３は、第２系統の電流センサ５Ｂにより検出した第２系統の各相の巻線に流れる電流検出値Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を、第２系統の角度θ２に基づいて、３相２相変換及び回転座標変換を行って、ｄｑ軸回転座標系で表した第２系統のｄ軸電流検出値Ｉｄ２及びｑ軸電流検出値Ｉｑ２に変換する。
電流制御部４３２は、第２系統のｄ軸電流検出値Ｉｄ２及びｑ軸電流検出値Ｉｑ２が、ｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ及びｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆに近づくように、ＰＩ制御等により、第２系統のｄ軸電圧指令Ｖｄ２＿ｒｅｆ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ２＿ｒｅｆを変化させるフィードバック制御を行う。
電圧座標変換部４３４は、第２系統のｄ軸電圧指令Ｖｄ２＿ｒｅｆ及びｑ軸電圧指令Ｖｑ２＿ｒｅｆを、第２系統の角度θ２に基づいて、固定座標変換及び２相３相変換を行って、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆに変換する。３相電圧指令に対して、各種の変調が加えられてもよい。
第２系統電圧印加部４４は、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆに基づいて、ＰＷＭ制御により第２系統のインバータ４Ｂが有する複数のスイッチング素子をオンオフする。第２系統電圧印加部４４は、３相電圧指令のそれぞれとキャリア波とを比較することにより、各相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。各スイッチング信号は、ゲート駆動回路を介して、第２系統のインバータ４Ｂの各スイッチング素子のゲート端子に入力され、各スイッチング素子をオン又はオフさせる。
１－６－３．第１系統の異常検出
上述した第２系統の異常検出と同様に、異常検知のための特別な回路を設けることなく、レゾルバ２の磁気干渉を利用し、第１系統の制御回路６Ａの電圧印加動作の異常を精度よく検出するように構成されている。
そこで、第１系統異常検出部４５は、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓから第１周期ＴＡの成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡを抽出し、抽出した第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡに基づいて、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止しているか否かを判定する。
ＣＰＵの動作異常等により、第１系統の制御回路６Ａに動作異常が生じると、第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが印加されなくなる。第１系統の励磁巻線１０Ａに第１周期ＴＡの交流電圧ＶＲＡが印加されなくなると、磁気干渉により第２系統の出力信号に生じる第１周期ＴＡの成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡが低下する。また、第１系統の制御回路６Ａは、第１系統の出力信号に含まれる第１周期ＴＡの成分に基づいて、交流回転機の第１系統の角度θ１を検出できなくなり、第１系統の角度θ１に基づいて、第１系統の３相巻線Ｎ１に印加する第１系統の電圧指令を演算できなくなり、第１系統の３相巻線Ｎ１に電圧を印加できなくなる。よって、レゾルバ２の磁気干渉を利用し、第２系統の出力信号から抽出した第１周期ＴＡの成分に基づいて、第１系統の制御回路６Ａに動作停止が発生したか否かを精度よく判定することができる。
＜第１周期成分の抽出処理＞
本実施の形態では、以下で説明する原理に基づいて、第１周期成分の抽出処理を行うように構成されている。図１７の例では、第１周期ＴＡが第２周期ＴＢよりも小さく設定されている。図１７の中段のグラフに示すように、第２の出力巻線の出力信号に含まれる第２周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＢは、第２周期の半周期ＴＢ／２に第２周期ＴＢの整数倍を加算した周期（例えば、第２周期の半周期ＴＢ／２）で、位相が反転し、プラスマイナスの符号が反転する。よって、第２周期の半周期ＴＢ／２に第２周期ＴＢの整数倍を加算した周期だけ前後する２つの第２系統の出力信号を相互に加算すれば、第２周期ＴＢの成分を相互に打ち消すことができ、第１周期ＴＡの成分を抽出することができる。
そこで、第１系統異常検出部４５は、第１周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄｅとを加算するように構成されている。第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２は、次式に示すように設定されている。ここで、Ｑは、０以上の整数である。本実施の形態では、Ｑ＝０に設定されており、第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２は、第２周期の半周期ＴＢ／２に設定されている。
ΔＴｅ２＝ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｑ ・・・（１４）
本実施の形態では、第２周期ＴＢは、式（２）に示したように、第１周期ＴＡの偶数倍に設定されている。よって、式（２）を式（１４）に代入した次式に示すように、第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２は、第１周期ＴＡの整数倍となる。
ΔＴ２ｅ＝ＴＡ×（Ｎ＋２×Ｎ×Ｑ） ・・・（１５）
よって、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓの内、第１周期ＴＡの整数倍前後の値が加算される。よって、図１７の下段のグラフに示すように、加算される２つの第１周期の成分は、位相が同じであり、プラスマイナスの符号が同じ同等の値になるため、加算処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｆｅは、それぞれ、検出値に含まれる第１周期の成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡの２倍値に相当する。
Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ≒２×Ｖ１Ｂ＿ＴＡ
Ｖ２Ｂ＿Ｆｅ≒２×Ｖ２Ｂ＿ＴＡ ・・・（１６）
第１系統異常検出部４５は、図２１に示すような第１周期抽出処理部４５１を備えている。第１周期抽出処理部４５１は、第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓを第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２だけ遅延して出力する第１抽出遅延器４５１１を備えており、第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓから、第１抽出遅延器４５１１の出力Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄｅを減算して、第１周期成分の抽出処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅを算出する。同様に、第１周期抽出処理部４５１は、第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓを第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２だけ遅延して出力する第２抽出遅延器４５１２を備えており、第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｓから、第２抽出遅延器４５１２の出力Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄｅを減算して、第１周期成分の抽出処理後の第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆｅを算出する。
そして、第１周期抽出処理部４５１は、第１周期成分の抽出処理後の第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｆｅに基づいて、第１周期の成分の振幅を算出する第１周期振幅演算部４５１３を備えている。
本実施の形態では、上述したように、第３出力巻線の出力信号の位相と第４出力巻線の出力信号の位相が、電気角で９０度異なるように構成されている。よって、第１周期成分の抽出処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅと、第１周期成分の抽出処理後の第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆｅとは、正弦波（ｓｉｎθ）と余弦波（ｃｏｓθ）との関係になる。よって、正弦波の２乗値と余弦波の２乗値との和は１になるので（ｓｉｎθ２＋ｃｏｓθ２＝１）、正弦波の２乗値と余弦波の２乗値とを加算することで、第１周期成分の振幅の２乗値を算出することができる。
そこで、第１周期振幅演算部４５１３は、次式に示すように、第１周期成分の抽出処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅの２乗値と、第１周期成分の抽出処理後の第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆｅの２乗値とを加算して、第１周期成分の振幅値Ａｍｐ１（振幅の２乗値）を算出する。
Ａｍｐ１＝Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ２＋Ｖ２Ｂ＿Ｆｅ２ ・・・（１７）
＜第１系統の制御回路の動作停止判定＞
第１系統異常検出部４５は、第１系統異常判定部を備えている。第１系統異常判定部は、第２系統の出力信号から抽出した第１周期の成分の振幅に基づいて、第１系統の制御回路の動作が停止しているか否かを判定する。
図２２のフローチャートに示すように、ステップＳ３１で、第１系統異常判定部は、第１周期成分の振幅値Ａｍｐ１が、第１周期成分用の判定閾値Ｖｔｈ１よりも大きいか否かを判定し、大きい場合はステップＳ３２に進み、大きくない場合はステップＳ３３に進む。ステップＳ３２で、第１系統異常判定部は、第１系統異常判定フラグＳｔｏｐ１を０に設定し、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定する。一方、ステップＳ３３で、第１系統異常判定部は、第１系統異常判定フラグＳｔｏｐ１を１に設定し、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定する。
１－６－４．第１系統の異常検出時の第２系統のトルク増加
第２系統電圧印加部４４は、第１系統異常検出部４５により第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定されている場合は、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定されている場合よりも、第２系統の３相巻線Ｎ２による出力トルクが増加するように、第２系統の電圧指令を変化させる。
第１系統の制御回路６Ａの動作が停止し、第１系統の３相巻線Ｎ１がトルクを出力しなくなると、交流回転機１全体の出力トルクが低下する。上記の構成のように、第１系統の制御回路６Ａの動作停止が判定された場合に、第１系統の制御回路６Ａの動作停止が判定されていない正常時よりも、第２系統の３相巻線Ｎ２による出力トルクを増加させるので、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止したとしても、交流回転機１全体の出力トルクの低下を抑制することができる。
第１系統の制御回路６Ａの動作停止の判定時は、電流指令値演算部４３１は、交流回転機に出力させるトルク指令Ｔａｌｌに、異常時の第２系統の分担率を乗算し、第２系統のトルク指令Ｔ２を算出する。異常時の第２系統の分担率は、正常時の第２系統の分担率よりも大きい値（例えば、１．０）に設定される。上述したように、電流指令値演算部４３１は、第２系統のトルク指令Ｔ２、電源電圧、及び角速度等に基づいて、第２系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ、Ｉｑ２＿ｒｅｆを算出する。そして、上述した正常時と同様に、第２系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ、Ｉｑ２＿ｒｅｆに基づいて、電流フィードバック制御が行われ、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆが算出され、各スイッチング素子がオンオフされる。
図２３のフローチャートを用いて、トルク指令Ｔａｌｌが、正常時のＩｄ＝０制御の第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ２で与えられる場合の例を説明する。ステップＳ４１で、電流指令値演算部４３１は、第１系統異常判定部により第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定されているか否かを判定し、停止していると判定されていない場合は、ステップＳ４２に進み、停止していると判定されている場合は、ステップＳ４３に進む。第１系統異常判定フラグＳｔｏｐ１が０である場合は、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定され、第１系統異常判定フラグＳｔｏｐ１が１である場合は、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定される。
正常判定時は、ステップＳ４２で、電流指令値演算部４３１は、第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ２を第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆにそのまま設定し、第２系統のｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆを０に設定する。異常判定時は、ステップＳ４３で、電流指令値演算部４３１は、第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ＿ｔｒ２に異常時の増加率Ｋ２を乗算した値を第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆに設定し、第２系統のｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆを０に設定する。異常時の増加率Ｋ２は、１よりも大きい値（例えば、２）に設定されている。異常時の増加率Ｋ２又は異常時の第２系統の分担率は、交流回転機の冷却性能、巻線及びスイッチング素子の上限電流、永久磁石の減磁抑制を考慮して設定される。
２．実施の形態２
次に、実施の形態２に係る交流回転機装置について説明する。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装置の基本的な構成及び処理は実施の形態１と同様であるが、交流回転機１が、車両の操舵装置を駆動する電動操舵トルクを出力する電動パワーステアリング装置用の交流回転機とされている点が実施の形態１と異なる。
図２４に、電動パワーステアリング装置の概略構成図を示す。交流回転機装置が電動パワーステアリング装置に組み込まれている。交流回転機１のロータの回転軸は、駆動力伝達機構６１を介して車輪６２の操舵装置６３に連結される。例えば、電動パワーステアリング装置は、運転者が左右に回転するハンドル６４と、ハンドル６４に連結されて、ハンドル６４による操舵トルクを車輪６２の操舵装置６３に伝達するシャフト６５と、シャフト６５に取り付けられ、ハンドル６４による操舵トルクＴｓを検出するトルクセンサ６６と、交流回転機１の回転軸をシャフト６５に連結するウォームギヤ機構等の駆動力伝達機構６１と、を備えている。トルクセンサ６６の出力信号は、第１系統の制御回路６Ａ（入力回路９２）及び第２系統の制御回路６Ｂ（入力回路８２）に入力される。
＜正常時の制御＞
第１系統の制御回路６Ａ及び第２系統の制御回路６Ｂは、第１系統の制御回路６Ａ及び第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定している場合は、電動操舵トルクを、第１系統の３相巻線Ｎ１及び第２系統の３相巻線Ｎ２に分担させて出力させる。
本実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａ（電流指令値演算部３３１）は、トルクセンサ６６の出力信号に基づいて、運転者の操舵トルクＴｓを検出する。そして、第１系統の制御回路６Ａは、操舵トルクＴｓに基づいて、操舵トルクＴｓを補助するための第１系統の電動操舵トルクを算出する。本実施の形態では、電動操舵トルクとしてＩｄ＝０制御のｑ軸電流指令が算出される。例えば、第１系統の制御回路６Ａは、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定している場合は、式（１８）に示すように、操舵トルクＴｓに、正常時の第１系統の係数Ｋａ１を乗算して、第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆを算出する。なお、第１系統のｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆは、０に設定される。
Ｉｄ１＿ｒｅｆ＝０
Ｉｑ１＿ｒｅｆ＝Ｋａ１×Ｔｓ ・・・（１８）
また、第２系統の制御回路６Ｂ（電流指令値演算部４３１）は、トルクセンサ６６の出力信号に基づいて、運転者の操舵トルクＴｓを検出する。そして、第２系統の制御回路６Ｂは、操舵トルクＴｓに基づいて、操舵トルクＴｓを補助するための第２系統の電動操舵トルクを算出する。本実施の形態では、電動操舵トルクとしてＩｄ＝０制御のｑ軸電流指令が算出される。例えば、第２系統の制御回路６Ｂは、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定している場合は、式（１９）に示すように、操舵トルクＴｓに、正常時の第２系統の係数Ｋａ２を乗算して、第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆを算出する。なお、第２系統のｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆは、０に設定される。
Ｉｄ２＿ｒｅｆ＝０
Ｉｑ２＿ｒｅｆ＝Ｋａ２×Ｔｓ ・・・（１９）
正常時の第１系統の係数Ｋａ１及び第２系統の係数Ｋａ２は、同じ値でも異なる値でもよく、車両の走行速度に応じて変化されてもよい。また、電流指令の演算に、公知の安定化補償制御が用いられてもよい。
＜異常時の制御＞
第１系統の制御回路６Ａは、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定している場合は、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していないと判定している場合よりも、電動操舵トルクを第１系統の３相巻線Ｎ１に分担させて出力させる分担率が増加するように、第１系統の電圧指令を変化させる。第２系統の制御回路６Ｂは、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定している場合は、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していないと判定している場合よりも、電動操舵トルクを第２系統の３相巻線Ｎ２に分担させて出力させる分担率が増加するように、第２系統の電圧指令を変化させる。
本実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａ（電流指令値演算部３３１）は、第２系統の制御回路６Ｂの動作が停止していると判定している場合は、式（２０）に示すように、操舵トルクＴｓに、正常時の第１系統の係数Ｋａ１及び異常時の増加率Ｋ１を乗算して、第１系統のｑ軸電流指令Ｉｑ１＿ｒｅｆを算出する。なお、第１系統のｄ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆは、０に設定される。異常時の増加率Ｋ１は、１より大きい値（例えば、２）に設定される。
Ｉｄ１＿ｒｅｆ＝０
Ｉｑ１＿ｒｅｆ＝Ｋ１×Ｋａ１×Ｔｓ ・・・（２０）
また、第２系統の制御回路６Ｂ（電流指令値演算部４３１）は、第１系統の制御回路６Ａの動作が停止していると判定している場合は、式（２１）に示すように、操舵トルクＴｓに、正常時の第２系統の係数Ｋａ２及び異常時の増加率Ｋ２を乗算して、第２系統のｑ軸電流指令Ｉｑ２＿ｒｅｆを算出する。なお、第２系統のｄ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆは、０に設定される。異常時の増加率Ｋ２は、１より大きい値（例えば、２）に設定される。
Ｉｄ２＿ｒｅｆ＝０
Ｉｑ２＿ｒｅｆ＝Ｋ２×Ｋａ２×Ｔｓ ・・・（２１）
そして、実施の形態１と同様に、第１系統の制御回路６Ａにおいて、式（１８）又は式（２０）により算出された第１系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ１＿ｒｅｆ、Ｉｑ１＿ｒｅｆに基づいて、電流フィードバック制御が行われ、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆが算出され、第１系統の各スイッチング素子がオンオフされる。また、実施の形態１と同様に、第２系統の制御回路６Ｂにおいて、式（１９）又は式（２１）により算出された第２系統のｄｑ軸電流指令Ｉｄ２＿ｒｅｆ、Ｉｑ２＿ｒｅｆに基づいて、電流フィードバック制御が行われ、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆが算出され、第２系統の各スイッチング素子がオンオフされる。
この構成によれば、第１系統又は第２系統の制御回路の異常時も、電動操舵トルクの低下を抑制でき、車輪の操舵性能が悪化することを抑制できる。
なお、交流回転機装置が組み込まれる電動パワーステアリング装置は、運転者のハンドル操作なしに、自動的に操舵を行う自動運転用の装置であってもよい。
〔その他の実施の形態〕
最後に、本願のその他の実施の形態について説明する。なお、以下に説明する各実施の形態の構成は、それぞれ単独で適用されるものに限られず、矛盾が生じない限り、他の実施の形態の構成と組み合わせて適用することも可能である。
（１）上記の各実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａは、第２周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓから、今回の検出タイミングよりも第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１前の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄｅを減算する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の制御回路６Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓから第２周期ＴＢの成分Ｖ１Ａ＿ＴＢ、Ｖ２Ａ＿ＴＢを抽出する処理であれば、どのような処理が行われてもよい。例えば、第１系統の制御回路６Ａは、第２周期成分の抽出処理として、第１周期の成分を低減し、第２周期の成分を通過するハイパスフィルタ処理、ローパスフィルタ処理、又はバンドパスフィルタ処理等のフィルタ処理を行うように構成されてもよい。
（２）上記の各実施の形態では、第２系統の制御回路６Ｂは、第１周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄｅとを加算する場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓから第１周期ＴＡの成分Ｖ１Ｂ＿ＴＡ、Ｖ２Ｂ＿ＴＡを抽出する処理であれば、どのような処理が行われてもよい。例えば、第２系統の制御回路６Ｂは、第１周期成分の抽出処理として、第２周期の成分を低減し、第１周期の成分を通過するハイパスフィルタ処理、ローパスフィルタ処理、又はバンドパスフィルタ処理等のフィルタ処理を行うように構成されてもよい。
（３）上記の各実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａは、式（９）に示したように、第２周期成分の抽出処理後の第１出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｆｅの２乗値と、第２周期成分の抽出処理後の第２出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ａ＿Ｆｅの２乗値とを加算して、第２周期成分の振幅値Ａｍｐ２を算出するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１系統の制御回路６Ａは、第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値から抽出した第２周期成分の振幅を算出する処理であれば、どのような処理を行ってもよい。例えば、第１系統の制御回路６Ａは、第２周期成分の抽出処理後の２つの値Ｖ１Ａ＿Ｆｅ、Ｖ２Ａ＿Ｆｅのそれぞれから、所定期間の最大値及び最小値を検出し、最大値と最小値との差から振幅を算出してもよい。また、第１系統の制御回路６Ａは、第２周期成分の抽出処理後の２つの値Ｖ１Ａ＿Ｆｅ、Ｖ２Ａ＿Ｆｅの一方から振幅を算出してもよく、双方から振幅を算出し、その平均値を算出してもよい。
（４）上記の各実施の形態では、第２系統の制御回路６Ｂは、式（１７）に示したように、第１周期成分の抽出処理後の第３出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅの２乗値と、第１周期成分の抽出処理後の第４出力巻線の出力信号の検出値Ｖ２Ｂ＿Ｆｅの２乗値とを加算して、第１周期成分の振幅値Ａｍｐ１を算出するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値から抽出した第１周期成分の振幅を算出する処理であれば、どのような処理を行ってもよい。例えば、第２系統の制御回路６Ｂは、第１周期成分の抽出処理後の２つの値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｆｅのそれぞれから、所定期間の最大値及び最小値を検出し、最大値と最小値との差から振幅を算出してもよい。また、第２系統の制御回路６Ｂは、第１周期成分の抽出処理後の２つの値Ｖ１Ｂ＿Ｆｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｆｅの一方から振幅を算出してもよく、双方から振幅を算出し、その平均値を算出してもよい。
（５）上記の各実施の形態では、第１周期ＴＡが、第２周期ＴＢよりも小さく設定されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第１周期ＴＡが、第２周期ＴＢよりも大きく設定されてもよい。この場合は、レゾルバに係る第１系統の信号処理と第２系統の信号処理とが上記の実施の形態１と入れ替わる。具体的には、第１系統の制御回路６Ａ（第２系統異常検出部３５）は、第２周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓ、Ｖ２Ａ＿Ｓと、今回の検出タイミングよりも第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１前の検出タイミングで検出した第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ａ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ａ＿Ｓｏｌｄｅとを加算して、第１系統の出力信号から第２周期の成分を抽出するように構成される。第２周期抽出処理間隔ΔＴｅ１は、次式に示すように設定される。ここで、Ｑは、０以上の整数であり、例えば、Ｑ＝０に設定される。
ΔＴｅ１＝ＴＡ／２＋ＴＡ×Ｑ ・・・（２２）
また、第２系統の制御回路６Ｂ（第１系統異常検出部４５）は、第１周期成分の抽出処理として、今回の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓ、Ｖ２Ｂ＿Ｓから、今回の検出タイミングよりも第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２前の検出タイミングで検出した第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値Ｖ１Ｂ＿Ｓｏｌｄｅ、Ｖ２Ｂ＿Ｓｏｌｄｅを減算して、第２系統の出力信号から第１周期の成分を抽出するように構成される。第１周期抽出処理間隔ΔＴｅ２は、次式に示すように設定される。ここで、Ｏは、１以上の整数であり、例えば、Ｏ＝１に設定される。
ΔＴ２ｅ＝ＴＢ×Ｏ ・・・（２３）
また、この場合は、第１周期ＴＡは、次式に示すように、第２周期ＴＢの偶数倍に設定されてもよい。ここで、Ｎは、１以上の整数であり、例えば、Ｎ＝１に設定される。
ＴＡ＝ＴＢ×２×Ｎ ・・・（２４）
（６）上記の各実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａは、第１系統の出力信号から抽出した第２周期の成分に基づいて、第２系統の制御回路６Ｂの動作停止を判定し、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の出力信号から抽出した第１周期の成分に基づいて、第１系統の制御回路６Ａの動作停止を判定するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、特許文献１のように、第１系統の制御回路６Ａと第２系統の制御回路６Ｂとの間の相互通信により、相互の動作確認も追加的に行ってもよい。この場合は、相互通信により、相手方の制御回路の動作異常を検出した場合であっても、上記の実施の形態のように第１周期の成分又は第２周期の成分から相手方の制御回路の動作停止を判定できない場合は、相互通信を行う通信装置に異常があると判定できる。
（７）上記の各実施の形態では、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の出力信号から抽出した第１周期の成分に基づいて、第１系統の制御回路６Ａの動作停止を判定するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、第２系統の制御回路６Ｂは、第２系統の出力信号から第１周期の成分を抽出せず、第１系統の制御回路６Ａの動作停止を判定しないように構成されてもよい。
（８）上記の各実施の形態では、レゾルバ２は、図４に示すように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。すなわち、レゾルバ２は、図２５に模式図を示すように、第１の励磁巻線１０Ａ及び第１の２つの出力巻線１１１Ａ、１１２Ａは、第１のレゾルバステータ１３Ａに巻装され、第２の励磁巻線１０Ｂ及び第２の２つの出力巻線１１１Ｂ、１１２Ｂは、第２のレゾルバステータ１３Ｂに巻装されているものでもよい。同図において、第１のレゾルバステータ１３Ａと第２のレゾルバステータ１３Ｂとは、互いに軸方向に隣接して配置され、第１の巻線と第２の巻線との間で磁気干渉が生じる。なお、図２５において、第１系統のレゾルバステータ１３Ａのティース及び巻線、第２系統のレゾルバステータ１３Ｂのティース及び巻線は、図示を省略している。第１のレゾルバステータ１３Ａ及び第２のレゾルバステータ１３Ｂは同軸上に、軸方向に隣接して配置され、第１のレゾルバステータ１３Ａ及び第２のレゾルバステータ１３Ｂの径方向内側には、一体的に形成されたレゾルバロータ１４が配置されている。レゾルバロータ１４は、外周部に周方向に均等配置された複数の突出部を備えている。第１のレゾルバステータ１３Ａの径方向内側に位置するロータの部分と、第２のレゾルバステータ１３Ｂの径方向内側に位置するロータの部分とは、同じ突出部の形状を有している。なお、第１のレゾルバステータ１３Ａの径方向内側のロータの部分と、第２のレゾルバステータ１３Ｂの径方向内側のロータの部分とは、突出部の形状及び数が異なっていてもよく、一体回転するように連結された別体であってもよい。
（９）上記の各実施の形態では、第１系統の制御回路６Ａ（第１系統電圧指令演算部３３）は、第１系統の角度θ１に同期して回転するｄｑ軸回転座標系上の電流フィードバック制御により、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆを算出し、第２系統の制御回路６Ｂ（第２系統電圧指令演算部４３）は、第２系統の角度θ２に同期して回転するｄｑ軸回転座標系上の電流フィードバック制御により、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆを算出するように構成されている場合を例に説明した。しかし、本願の実施の形態はこれに限定されない。
すなわち、第１系統の制御回路６Ａ（第１系統電圧指令演算部３３）は、第１系統の角度θ１に基づいて、第１系統の３相電圧指令Ｖｕ１＿ｒｅｆ、Ｖｖ１＿ｒｅｆ、Ｖｗ１＿ｒｅｆを演算すれば、どのような演算方法を用いてもよい。例えば、第１系統の制御回路６Ａは、正弦波、矩形波等の周期的に変化する交流信号の位相を、第１系統の角度θ１に応じて変化させてもよい。
また、第２系統の制御回路６Ｂ（第２系統電圧指令演算部４３）は、第２系統の角度θ２に基づいて、第２系統の３相電圧指令Ｖｕ２＿ｒｅｆ、Ｖｖ２＿ｒｅｆ、Ｖｗ２＿ｒｅｆを演算すれば、どのような演算方法を用いてもよい。例えば、第２系統の制御回路６Ｂは、正弦波、矩形波等の周期的に変化する交流信号の位相を、第２系統の角度θ２に応じて変化させてもよい。
（１０）上記の実施の形態２では、交流回転機１は、電動パワーステアリング装置用の交流回転機である場合を例に説明した。しかし、交流回転機１は、車輪の駆動力源となる車両用の交流回転機、又はエレベータの駆動用の交流回転機等の各種の用途の交流回転機とされてもよい。
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、２ レゾルバ、４Ａ 第１系統のインバータ、４Ｂ 第２系統のインバータ、６Ａ 第１系統の制御回路、６Ｂ 第１系統の制御回路、１０Ａ 第１系統の励磁巻線、１０Ｂ 第２系統の励磁巻線、１１１Ａ 第１出力巻線、１１２Ａ 第２出力巻線、１１１Ｂ 第３出力巻線、１１２Ｂ 第４出力巻線、Ａｍｐ１ 第１周期成分の振幅値、Ａｍｐ２ 第２周期成分の振幅値、Ｎ１ 第１系統の３相巻線、Ｎ２ 第２系統の３相巻線、ＴＡ 第１周期、ＴＢ 第２周期、ΔＴｅ１ 第２周期抽出処理間隔、ΔＴｅ２ 第１周期抽出処理間隔、θ１ 第１系統の角度、θ２ 第２系統の角度

Claims (8)

  1. 第１系統の複数相の巻線と、第２系統の複数相の巻線を有する交流回転機と、
    前記第１系統の複数相の巻線に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する第１系統のインバータと、
    前記第２系統の複数相の巻線に電圧を印加するための複数のスイッチング素子を有する第２系統のインバータと、
    前記交流回転機の回転位置を検出するためのセンサであって、第１系統の励磁巻線、第１系統の２つの出力巻線、第２系統の励磁巻線、第２系統の２つの出力巻線を有し、第１系統と第２系統との間で磁気干渉が生じるレゾルバと、
    前記第１系統の励磁巻線に第１周期の交流電圧を印加し、前記第１系統の２つの出力巻線から出力される第１系統の出力信号を検出し、前記第１系統の複数相の巻線に印加する第１系統の電圧指令を演算し、前記第１系統の電圧指令に基づいて、前記第１系統のインバータの複数のスイッチング素子をオンオフして、前記第１系統の複数相の巻線に電圧を印加する第１系統の制御回路と、
    前記第２系統の励磁巻線に、前記第１周期とは異なる第２周期の交流電圧を印加し、前記第２系統の２つの出力巻線から出力される第２系統の出力信号を検出し、前記第２系統の出力信号に含まれる前記第２周期の成分に基づいて前記交流回転機の第２系統の角度を検出し、前記第２系統の角度に基づいて、前記第２系統の複数相の巻線に印加する第２系統の電圧指令を演算し、前記第２系統の電圧指令に基づいて、前記第２系統のインバータの複数のスイッチング素子をオンオフして、前記第２系統の複数相の巻線に電圧を印加する第２系統の制御回路と、を備え、
    前記第１系統の制御回路は、前記第１系統の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、抽出した前記第２周期の成分に基づいて、前記第２系統の制御回路の動作が停止しているか否かを判定する交流回転機装置。
  2. 前記第１系統の制御回路は、前記第１系統の出力信号に含まれる前記第１周期の成分に基づいて前記交流回転機の第１系統の角度を検出し、前記第１系統の角度に基づいて、前記第１系統の電圧指令を演算し、
    前記第２系統の制御回路は、前記第１系統の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、抽出した前記第２周期の成分に基づいて、前記第１系統の制御回路の動作が停止しているか否かを判定する請求項１に記載の交流回転機装置。
  3. 前記第１系統の制御回路は、前記第２系統の制御回路の動作が停止していると判定している場合は、前記第２系統の制御回路の動作が停止していないと判定している場合よりも、前記第１系統の複数相の巻線による出力トルクが増加するように、前記第１系統の電圧指令を変化させ、
    前記第２系統の制御回路は、前記第１系統の制御回路の動作が停止していると判定している場合は、前記第１系統の制御回路の動作が停止していないと判定している場合よりも、前記第２系統の複数相の巻線による出力トルクが増加するように、前記第２系統の電圧指令を変化させる請求項２に記載の交流回転機装置。
  4. 前記交流回転機は、車両の操舵装置を駆動する電動操舵トルクを出力する電動パワーステアリング装置用の交流回転機であり、
    前記第１系統の制御回路及び前記第２系統の制御回路は、前記第１系統の制御回路及び前記第２系統の制御回路の動作が停止していないと判定している場合は、前記電動操舵トルクを、前記第１系統の複数相の巻線及び第２系統の複数相の巻線に分担させて出力させ、
    前記第１系統の制御回路は、前記第２系統の制御回路の動作が停止していると判定している場合は、前記第２系統の制御回路の動作が停止していないと判定している場合よりも、前記電動操舵トルクを前記第１系統の複数相の巻線に分担させて出力させる分担率が増加するように、前記第１系統の電圧指令を変化させ、
    前記第２系統の制御回路は、前記第１系統の制御回路の動作が停止していると判定している場合は、前記第１系統の制御回路の動作が停止していないと判定している場合よりも、前記電動操舵トルクを前記第２系統の複数相の巻線に分担させて出力させる分担率が増加するように、前記第２系統の電圧指令を変化させる請求項２に記載の交流回転機装置。
  5. 前記第１系統の制御回路は、抽出した前記第２周期の成分の振幅が、第２周期成分用の判定閾値よりも大きい場合に、前記第２系統の制御回路の動作が停止していると判定し、抽出した前記第２周期の成分の振幅が、前記第２周期成分用の判定閾値よりも大きくない場合に、前記第２系統の制御回路の動作が停止していないと判定し、
    前記第２系統の制御回路は、抽出した前記第１周期の成分の振幅が、第１周期成分用の判定閾値よりも大きい場合に、前記第１系統の制御回路の動作が停止していると判定し、抽出した前記第１周期の成分の振幅が、前記第１周期成分用の判定閾値よりも大きくない場合に、前記第１系統の制御回路の動作が停止していないと判定する請求項２から４のいずれか一項に記載の交流回転機装置。
  6. 前記第１系統の２つの出力巻線である第１出力巻線及び第２出力巻線は、出力信号の位相が電気角で相互に９０度異なるように設けられ、
    前記第２系統の２つの出力巻線である第３出力巻線及び第４出力巻線は、出力信号の位相が電気角で相互に９０度異なるように設けられ、
    前記第１系統の制御回路は、前記第１出力巻線の出力信号から前記第２周期の成分を抽出すると共に、前記第２出力巻線の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、抽出した前記第１出力巻線の前記第２周期の成分の２乗値と、抽出した前記第２出力巻線の前記第２周期の成分の２乗値と、を加算して、第２周期成分の振幅値を算出し、前記第２周期成分の振幅値が、第２周期成分用の判定閾値よりも大きい場合に、前記第２系統の制御回路の動作が停止していると判定し、前記第２周期成分の振幅値が、前記第２周期成分用の判定閾値よりも大きくない場合に、前記第２系統の制御回路の動作が停止していないと判定し、
    前記第２系統の制御回路は、前記第３出力巻線の出力信号から前記第１周期の成分を抽出すると共に、前記第４出力巻線の出力信号から前記第１周期の成分を抽出し、抽出した前記第３出力巻線の前記第１周期の成分の２乗値と、抽出した前記第４出力巻線の前記第１周期の成分の２乗値と、を加算して、第１周期成分の振幅値を算出し、前記第１周期成分の振幅値が、第１周期成分用の判定閾値よりも大きい場合に、前記第１系統の制御回路の動作が停止していると判定し、前記第１周期成分の振幅値が、前記第１周期成分用の判定閾値よりも大きくない場合に、前記第１系統の制御回路の動作が停止していないと判定する請求項２から５のいずれか一項に記載の交流回転機装置。
  7. 前記第１周期が前記第２周期よりも小さく設定されている場合は、
    前記第１系統の制御回路は、今回の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値から、今回の検出タイミングよりも第２周期抽出処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値を減算して、前記第１系統の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、前記第２周期抽出処理間隔は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ×Ｏ（Ｏは、１以上の整数）に設定されており、
    前記第２系統の制御回路は、今回の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値と、今回の検出タイミングよりも第１周期抽出処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値とを加算して、前記第２系統の出力信号から前記第１周期の成分を抽出し、前記第１周期抽出処理間隔は、前記第２周期をＴＢとして、ＴＢ／２＋ＴＢ×Ｑ（Ｑは、０以上の整数）に設定されており、
    前記第１周期が前記第２周期よりも大きく設定されている場合は、
    前記第１系統の制御回路は、今回の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値と、今回の検出タイミングよりも第２周期抽出処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第１系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値とを加算して、前記第１系統の出力信号から前記第２周期の成分を抽出し、前記第２周期抽出処理間隔は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ／２＋ＴＡ×Ｑ（Ｑは、０以上の整数）に設定されており、
    前記第２系統の制御回路は、今回の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値から、今回の検出タイミングよりも第１周期抽出処理間隔前の検出タイミングで検出した前記第２系統の２つの出力巻線の出力信号の検出値を減算して、前記第２系統の出力信号から前記第１周期の成分を抽出し、前記第１周期抽出処理間隔は、前記第２周期をＴＢとして、ＴＢ×Ｏ（Ｏは、１以上の整数）に設定されている請求項２から６のいずれか一項に記載の交流回転機装置。
  8. 前記第１周期が前記第２周期よりも小さく設定されている場合は、
    前記第２周期は、前記第１周期をＴＡとして、ＴＡ×２×Ｎ（Ｎは、１以上の整数）に設定されており、
    前記第１周期が前記第２周期よりも大きく設定されている場合は、
    前記第１周期は、前記第２周期をＴＢとして、ＴＢ×２×Ｎ（Ｎは、１以上の整数）に設定されている請求項７に記載の交流回転機装置。
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