交流旋转电机控制装置以及具备其的电动助力转向装置的制作方法

本发明涉及一种在旋转位置传感器异常时能继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置以及具备交流旋转电机控制装置的电动助力转向装置。

背景技术：

通常，在控制交流旋转电机时，为了以对应于转子旋转位置的合适的相位来供应电流，需要编码器、旋转变压器、霍尔元件等旋转位置传感器。

因此，旋转位置传感器异常时便无法控制交流旋转电机，因而需要停止交流旋转电机。

从这一观点出发，提议有一种方法：即，在旋转位置传感器异常时不使用旋转位置传感器来推断转子的旋转位置，而切换到推断用于控制交流旋转电机的旋转位置信号(以下，称为控制角)的旋转位置，从而即便在位置传感器异常时仍然能够继续控制交流旋转电机。

例如，专利文献1中记载的现有交流旋转电机控制装置中，在旋转位置传感器异常时，将用于推断旋转位置的高频限制电压施加给交流旋转电机的绕组，基于与之相应的交流旋转电机的电流检测值，无需使用旋转位置传感器便能控制交流旋转电机。

此外，由于推断旋转位置需要一定的时间，在转移到根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时所产生的旋转位置不确定期间中，在刚转移到无传感器控制之后的期间内，将之前根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置用于无传感器控制中，从而解决该问题。

这里，旋转位置传感器的异常包括旋转位置传感器自身的异常、旋转位置传感器的信号线或供电线的断线异常。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2013-59258号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

专利文献1中记载的现有交流旋转电机控制装置将旋转位置推断用的电力供应给交流旋转电机，根据与之相应的交流旋转电机的响应来计算推断旋转位置，因此，旋转位置的推断需要一定时间，在转移至根据推断旋转位置来控制交流旋转电机的无传感器控制时，会产生旋转位置不确定期间。

因此，根据现有发明，在刚转移到无传感器控制后的期间内，将之前根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置用于无传感器控制。

但是，在旋转位置不确定期间中，如果交流旋转电机旋转，则旋转位置传感器信号成为异常前的旋转位置、与交流旋转电机的实际旋转位置不同，因此，该期间中交流旋转电机的控制中所使用的控制角与实际旋转位置存在不确定误差，该误差最大为180度。

此外，由于旋转位置传感器的异常是偶然发生的，因此，无法限定发生异常时交流旋转电机并不在旋转。

也就是说，即便控制角使用旋转位置传感器即将变为异常之前、根据旋转位置传感器的输出信号而获得的旋转位置，但从交流旋转电机控制装置判断旋转位置传感器为异常起到推断出旋转位置为止的期间是旋转位置不确定期间这一点不变，在该期间中无法根据合适的控制角控制交流旋转电机。

再者，从旋转位置传感器实际发生异常起、到交流旋转电机控制装置判断旋转位置传感器为异常为止需要时间，因此，旋转位置不确定期间会相应地延长。

另一方面，在旋转位置传感器发生异常前后，交流旋转电机的用途不变，力求获得同样的功能，因而以专利文献1所记载的现有交流旋转电机控制装置为代表，在转移至无传感器控制时供应给交流旋转电机的转矩轴上的电流和即将转移至无传感器控制前保持连续。因此，在旋转位置传感器即将发生异常之前，向交流旋转电机供应转矩轴电流，在转移至无传感器控制时，控制角和实际旋转位置的误差在90度以上的情况下，会产生反转矩，其作用于期望转矩的相反方向。

这里，关于反转矩的大小，控制角和实际旋转位置的误差越大，交流旋转电机的电流越大，则反转矩就越大。

此外，除上述旋转位置不确定期间以外，从开始推断旋转位置起、到计算出误差至少在90度以下的推断旋转位置为止的时间内，反转矩也会继续存在。

反转矩会使交流旋转电机开展非预期的动作，因此，会对顺利地转移至无传感器控制造成阻碍。

此外，如果交流旋转电机控制装置根据交流旋转电机的速度或者输出转矩的相应状态量来计算转矩轴电流指令，则反转矩所带来的阻碍会更大。

例如，在常规的电动助力转向装置的情况下，如果驾驶员的转向转矩变大，则交流旋转电机的转矩指令变大，其方向和转向转矩相同。

因此，在驾驶员进一步转动方向盘的状态下产生上述反转矩时，由于反转矩，驾驶员进一步转动方向盘所用的转向转矩会进一步增大，其结果为，转矩指令进一步变大，从而产生反转矩继续增大这一负面连锁反应。因此，驾驶员的不协调感增大。

再者，转移至无传感器控制时如果控制角和实际旋转位置的误差较大，则分别在不同于交流旋转电机的实际旋转轴的错误方向施加两个旋转轴上的期望电压，因而导致交流旋转电机产生非预期的电流。两个旋转轴上的电压越大，该电流越大。

因此，在控制角和实际旋转位置的误差较大，交流旋转电机的电流较大，交流旋转电机的感应电压即旋转速度较大时，会产生过电流，交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路可能会发生故障。

交流旋转电机或交流旋转电机的驱动电路发生故障时，不得不停止交流旋转电机，就无法转移至无传感器控制来继续驱动交流旋转电机。

本发明为解决上述问题开发而成，其目的在于，在旋转位置传感器异常时根据推断旋转位置来继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置中，降低转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障。

解决技术问题所采用的技术方案

本发明所涉及的交流旋转电机控制装置具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从所述传感器异常判断单元判断为异常起，在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，所述电力限制单元限制所述驱动电力。

或者具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在旋转位置传感器被判断为异常时，计算交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在传感器异常判断单元判断旋转位置传感器为异常时，基于推断旋转位置，向交流旋转电机供应电力，所述电力是电力限制单元所限制的驱动电力加上用于确保旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力；所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力。

或者具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；感应电压获取单元，其获取所述交流旋转电机的感应电压；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应所述电力限制单元所限制的所述驱动电力；所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元判断为异常起，限制所述驱动电力至少到所述交流旋转电机的所述感应电压变为规定值以下为止。

或者具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；感应电压获取单元，其获取所述交流旋转电机的感应电压；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应所述电力限制单元所限制的所述驱动电力；所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并限制所述驱动电力至少到所述交流旋转电机的所述感应电压变为规定值以下为止。

发明效果

根据本发明，在旋转位置传感器异常时根据推断旋转位置继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置以及具备交流旋转电机控制装置的电动助力转向装置中，在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时，限制交流旋转电机的驱动电力至少到经过推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间为止，因此，能够实现如下显著效果，即不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，这些效果是现有装置所不具有的。

此外，根据本发明，在旋转位置传感器异常时根据推断旋转位置继续驱动交流旋转电机的交流旋转电机控制装置以及具备交流旋转电机控制装置的电动助力转向装置中，在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时，限制交流旋转电机的驱动电力至少到交流旋转电机的感应电压变为规定值以下为止，因此，能够达到防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障的显著效果，该效果是现有装置所不具有的。

附图说明

图1是表示本发明实施方式1中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图2是表示本发明实施方式1中旋转位置推断单元9的构成的图。

图3是表示本发明实施方式1中d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的合成矢量和被供应d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的推断d-q轴以及实际d-q轴的相位关系的图。

图4是表示本发明实施方式1中d-q轴电流限制值idqlim的变化的图。

图5是表示本发明实施方式1中d-q轴电流限制值idqlim的变化的图。

图6是表示本发明实施方式1中d-q轴电流限制值idqlim的变化的图。

图7是表示本发明实施方式1中d-q轴电流限制值idqlim的变化的图。

图8是表示本发明实施方式2中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图9是表示本发明实施方式2中电力转换器14a的构成的图。

图10是表示本发明实施方式3中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图11是表示本发明实施方式3中电力转换器14b的构成的图。

图12是表示本发明实施方式4中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图13是表示本发明实施方式5中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图14是表示本发明实施方式5中旋转位置推断单元9d的构成的图。

图15是表示本发明实施方式6中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图16是表示本发明实施方式6中旋转位置推断单元9e的构成的图。

图17是表示本发明实施方式7中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图18是表示本发明实施方式8中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

图19是表示本发明实施方式8中旋转位置推断单元9f的构成的图。

图20是表示本发明实施方式8中施加于交流旋转电机1、方向盘34、传递轴37的转矩关系的机械等价结构图。

图21是表示本发明实施方式8中输出转矩高频Tmhf0和高频输出转矩Tmhf、以及被供应d-q轴上高频电流Aid、Aiq的推断d-q轴的相位关系的图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明实施方式1中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

使交流旋转电机1的两个旋转轴中的第1轴方向、与交流旋转电机1的转子磁通的相位方向相同，使两个旋转轴中的第2轴方向、与两个旋转轴中的第1轴正交，分别将第1轴表示为d轴，将第2轴表示为q轴。

在图中，交流旋转电机1具有三相绕组(U相、V相、W相)，利用施加于各绕组的交流电压进行驱动。

另外，交流旋转电机1由三相绕组构成，也可以由不同于三相绕组的绕组数构成。

旋转位置传感器2检测交流旋转电机1的旋转位置，经由信号线2a，将包括旋转位置信息在内的旋转位置信号输出到传感器异常判断单元3、旋转位置运算单元4。

传感器异常判断单元3基于旋转位置信号，检测旋转位置传感器2的异常，以预先设定的规定时间持续地检测出异常时，判断旋转位置传感器2为异常。传感器异常判断单元3将旋转位置传感器2的异常检测状态以及异常判断结果保存到异常判断信号中，并将异常判断信号输出到切换器5、电流限制单元6、旋转位置推断电力发生器8以及旋转位置推断单元9。

异常判断信号是在旋转位置传感器2没有被判断为异常时显示正常的信号，在旋转位置传感器2被判断为异常时显示异常的信号。

另外，为了防止虽然旋转位置传感器2正常，但由于旋转位置信号的噪声等原因而将旋转位置传感器误判断为异常这中情况，设置了传感器异常判断单元3判断旋转位置传感器2为异常所需的规定时间，该规定时间设定为不会误判断旋转位置传感器2的异常而能够确定异常的充分长的时间，并且设定为旋转位置传感器2实际发生异常时该异常的影响进入容许范围内所需的充分短的时间。

这里，传感器异常判断单元可以构成为检测出异常的累计次数在预先设定的规定次数以上时判断旋转位置传感器2为异常，检测出异常时将旋转位置传感器2判断为异常的方法不限。

例如，既可以包括表示从检测旋转位置传感器2异常、到判断为异常为止的期间的信号，又可以包括表示检测出旋转位置传感器2异常的时间的信号。

另外，传感器异常判断单元3可以根据众所周知的方法来判断旋转位置传感器2的异常。例如，旋转位置传感器2为旋转变压器时，通过对旋转变压器的信号线所导出的信号进行监视，便能检测旋转变压器的异常、信号线的断线异常、信号线的接地异常。

更具体而言，可以采用将旋转变压器和交流旋转电机控制装置之间的信号线2a经由上拉电阻连接到电源电位，或者经由下拉电阻连接到接地电位的构成。

该情况下，如果信号线2a断线，则该信号线2a不会导出来自旋转变压器的信号(正弦信号或余弦信号)，取而代之的是，该信号线2a被固定到电源电位或接地电位。

因此，传感器异常判断单元3可以通过判断信号线2a是否被固定到电源电位或接地电位，从而判断旋转变压器有无异常(包括信号线的异常)。

这里，旋转位置传感器2的异常判断可以采用其他方法，旋转位置传感器2也可以为旋转变压器以外的设备。

旋转位置运算单元4基于旋转位置传感器2输出的旋转位置信号，计算旋转位置θ。

切换器5基于异常判断信号，在异常判断信号显示为异常时选择推断旋转位置θe，在异常判断信号显示为正常时选择旋转位置θ，并作为控制角θc输出。

电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2异常、转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机1的无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

具体而言，电流限制单元6基于异常判断信号，利用设定为正值或零值的d-q轴电流限制值idqlim，限制用于驱动交流旋转电机1的电流指令即d-q轴上的电流指令id1*、iq1*(以下，统称为idq1*)的大小，并作为d-q轴上的电流指令id2*、iq2*(以下，统称为idq2*)输出。

具体为，当d轴上的电流指令id1*的绝对值大于d-q轴电流限制值idqlim时，则d轴上的电流指令id2*符号和d轴上的电流指令id1*相同，大小设为d-q轴电流限制值idqlim的值。

反之，当d轴上的电流指令id1*的绝对值在d-q轴电流限制值idqlim以下时，则d轴上的电流指令id2*和d轴上的电流指令id1*相同。

q轴上的电流指令iq2*和d轴上的电流指令id2*一样，基于q轴上的电流指令iq1*、d-q轴电流限制值idqlim计算得出。

不需要限制时，将d-q轴电流限制值idqlim设定为比交流旋转电机1的额定电流大的值。

关于利用电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*的方法，即d-q轴电流限制值idqlim的设定方法，将在后文阐述。

这里，利用设定为正值或零值的d-q轴电流限制值idqlim限制d-q轴上的电流指令id1*、iq1*的大小，但也可以利用设定为正值或负值的电流限制值进行限制，限制d-q轴上的电流指令id1*、iq1*的方法不限。

转矩检测单元7检测交流旋转电机1的输出转矩Tm，并输出到旋转位置推断单元9。

在异常判断信号显示为异常时，旋转位置推断电力发生器8生成d-q轴上的高频电流Aid、Aiq(以下，统称为Aidq)，并输出到旋转位置推断单元9、电力供应单元10。

在异常判断信号显示为正常时，d-q轴上的高频电流Aidq设为零。

但是，在容许旋转位置传感器2没有异常时由于高频电流叠加而产生的声音、振动等情况下，即便旋转位置传感器2没有显示为异常，也可以输出高频电流。

这里，d-q轴上的高频电流Aidq为同一振幅、频率互相正交的正弦波，如公式1所示。

公式1中A表示高频振幅，wh表示高频的角频率，t为时刻。

[公式1]

公式1

Aid＝Acos(wh×t)

Aiq＝Asin(wh×t)

为了在旋转位置推断单元9中计算推断旋转位置θe而供应d-q轴上的高频电流Aidq，高频振幅A设为确保d-q轴上的电流指令idq1*对交流旋转电机1的动作影响非常小者。

此外，为确保作为输出转矩Tm的高频分量即角频率wh分量的输出转矩高频Tmhf仅基于要叠加的d-q轴上的高频电流Aidq，将角频率wh设为比高频加法运算前d-q轴上的电流指令idq1*所包含的频率分量大非常多的值。

另外，在本实施方式1中，将d-q轴上的高频电流Aid、Aiq设为互相正交的正弦波，但也可以将d-q轴上的高频电流Aidq设为梯形波、矩形波、三角波、锯齿波等不同形状的波动，其种类不限。

在异常判断信号显示为异常时，旋转位置推断单元9基于d-q轴上的高频电流Aidq对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe。

电力供应单元10由高频叠加器11、电流控制器12、坐标转换器13、电力转换器14、电流检测器15构成，基于d-q轴上的电流指令idq2*、d-q轴上的高频电流aidqh*、控制角θc，将三相交流电压施加给交流旋转电机1，上述三相交流电压使得要供应给交流旋转电机1的d轴电流、q轴电流分别与将d-q轴上的电流指令idq2*加上d-q轴上的高频电流Aidq后所得的值一致。

接下来，对电力供应单元10的内部构成进行说明。

高频叠加器11对d-q轴上的电流指令id2*、iq2*分别加上d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，并作为d-q轴上的高频叠加电流指令id3*、iq3*(以下，统称为idq3*)输出。

电流控制器12基于d-q轴上的高频叠加电流指令id3*、iq3*以及d-q轴上的检测电流id、iq，运算d-q轴上的电压指令vd*、vq*(以下，统称为vdq*)，上述d-q轴上的电压指令vd*、vq*使得d-q轴上的检测电流id、iq分别与d-q轴上的高频叠加电流指令id3*、iq3*一致。

坐标转换器13基于控制角θc，将三相检测电流iu、iv、iw(以下，统称为iuvw)坐标转换为d-q轴上的检测电流idq，并输出到电流控制器12，此外，还基于控制角θc，将d-q轴上的电压指令vdq*转换为三相电压指令vu*、vv*、vw*(以下，统称为vuvw*)，并输出到电力转换器14。

电力转换器14将基于三相交流电压指令vuvw*的三相交流电压施加给交流旋转电机1。

电流检测器15对电力转换器14供应给交流旋转电机1的三相检测电流iuvw进行检测。

如上所述，电力供应单元10基于d-q轴上的电流指令idq2*、d-q轴上的高频电流Aidq、控制角θc，将应向交流旋转电机1供应d-q轴上的高频叠加电流指令idq3*的三相交流电压vuvw*施加给交流旋转电机1。

这里，如果控制角θc中存在相对于交流旋转电机1的旋转位置的误差，则坐标转换时会产生误差，d-q轴上的高频叠加电流指令idq3*会被供应给从交流旋转电机1的实际d-q轴起旋转控制角θc的误差后得到的直角坐标轴上。

图2是表示旋转位置推断单元9的构成的图。接下来，对旋转位置推断单元9的内部构成进行说明。

带通滤波器16从转矩检测单元7输出的输出转矩Tm中仅提取d-q轴上的高频电流Aidq的频率附近的信号，作为输出转矩高频Tmhf输出。

推断误差运算单元17基于d-q轴上的高频电流Aidq、输出转矩高频Tmhf，计算基于交流旋转电机1实际旋转位置的实际d-q轴、与基于推断旋转位置θe的推断d-q轴之间的位置差即旋转位置推断误差Δθ。

这里，推断误差运算单元17由乘法器19、积分器20、位置误差推断器21构成，乘法器19对d-q轴上的高频电流Aid、Aiq分别乘以输出转矩高频Tmhf，并输出d-q轴上的乘积Pd、Pq，积分器20在相当于d-q轴上的高频电流Aidq一个周期的区间分别对d-q轴上的乘积Pd、Pq进行时间积分，并输出d-q轴上的相关值Zd、Zq，位置误差推断器21将d轴上的相关值Zd除以q轴上的相关值Zq，对其结果的反正切进行运算，并作为旋转位置推断误差Δθ输出。

此外，推断误差控制单元18由PI控制器22构成，对旋转位置推断误差Δθ为零的推断旋转位置θe进行运算。

另外，推断误差控制单元18利用PI控制器22对推断旋转位置θe进行运算，但也可以例如对推断旋转位置的前一次运算值加上旋转位置推断误差Δθ进行补正，从而对推断旋转位置进行运算，其方法不限。

如上所述，旋转位置推断单元9基于转矩检测单元7输出的输出转矩Tm、由电力供应单元10供应给交流旋转电机1的d-q轴上的高频电流Aidq，对交流旋转电机1的推断旋转位置θe进行运算。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置在旋转位置传感器异常时向交流旋转电机供应高频电力，基于交流旋转电机的输出转矩中所包含的高频分量、以及对应于高频电力的高频分量，推断交流旋转电机的旋转位置，并基于该旋转位置控制交流旋转电机，在这种构成中，通过限制作为交流旋转电机驱动电力的d-q轴上的电流指令idq1*，能够消除在旋转位置传感器发生异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩或者过电流。

以下，对上述构成中异常判断信号显示为异常时旋转位置推断单元9推断交流旋转电机1的旋转位置的原理进行说明。

如上所述，在异常判断信号显示为异常时，电力供应单元10基于旋转位置推断单元9推断的推断旋转位置θe，将电力供应给交流旋转电机1，因此，d-q轴上的高频电流Aidq分别被供应给交流旋转电机1的推断d-q轴。

图3表示供应给推断d-q轴的d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的合成矢量和被供应d-q轴上的高频电流Aidq的推断d-q轴、以及基于交流旋转电机1实际旋转位置的实际d-q轴的相位关系，将推断d-q轴和实际d-q轴的相位差设为旋转位置误差Δθe。

由图2可知，供应到实际d-q轴上的高频电流Aidr、Aiqr(以下，统称为Aidqr)如公式2所示。

[公式2]

公式2

Aidr＝Acos(wh×t+Δθe)

Aiqr＝Asin(wh×t+Δθe)

因此，基于d-q轴上的高频电流Aidq的交流旋转电机1的输出转矩Tm＇如公式3所示。

这里，公式3中的Pm、Ld、Lq是表示交流旋转电机1的特性的值，Pm表示极对数，表示感应电压常数，Ld、Lq分别表示电感的d轴分量、q轴分量。

[公式3]

公式3

Tm′＝PmφAiqr+Pm(Ld-Lq)AidrAiqr

＝PmφAsin(wh×t+Δθe)+Pm(Ld-Lq)Acos(wh×t+Δθe)Asin(wh×t+Δθe)

＝APmφsin(wh×t+Δθe)+A²Pm(Ld-Lq)sin(2wh×t+2Δθe)

d-q轴上的高频电流Aidq的角频率wh比高频加法运算前d-q轴上的电流指令id1*、iq1*所包含的频率分量大非常多，因此，带通滤波器16计算的输出转矩高频Tmhf仅基于d-q轴上的高频电流Aid、Aiq。

因此，带通滤波器16从输出转矩Tm中提取d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的频率即角频率wh附近的分量，其输出的输出转矩高频Tmhf如公式4所示。

[公式4]

公式4

Tmhf＝APmφsin(wh×t+Δθe)

由公式1、公式4可知，q轴上的高频电流Aiq和输出转矩高频Tmhf的相位差为旋转位置误差Δθe。

也就是说，在推断d-q轴上叠加d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，计算q轴上的高频电流Aiq和输出转矩高频Tmhf的相位差，从而能够计算旋转位置推断误差Δθe。

因此，旋转位置推断单元9利用带通滤波器16仅提取输出转矩的角频率wh附近分量，计算输出转矩高频Tmhf，利用推断误差运算单元17，并基于输出转矩高频Tmhf分别和叠加于推断d-q轴的d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的互相关函数，计算输出转矩高频Tmhf和q轴上的高频电流Aiq的相位差，并作为旋转位置推断误差Δθ输出。

以下所示为推断误差运算单元17中旋转位置推断误差Δθ的计算过程。

首先，如公式5所示，利用乘法器19对公式4所表示的输出转矩高频Tmhf和公式1所表示的d轴上的高频电流Aid的乘积进行运算，利用积分器20进行时间积分，从而对输出转矩高频Tmhf和d轴上的高频电流Aid的互相关函数进行运算，计算d轴上的相关值Zd。

其中，旋转位置推断单元9会将公式1、4中的旋转位置误差Δθe作为旋转位置推断误差Δθ处理，将公式1、4的旋转位置误差Δθe替换为旋转位置推断误差Δθ。

[公式5]

另外，为了适当地计算输出转矩高频Tmhf和d轴上的高频电流Aid的相关关系，积分器20中积分区间需要为d-q轴上的高频电流Aid、Aiq周期的整数倍，但在本实施方式1中，为了提高d轴上的相关值Zd对输出转矩高频Tmhf的变动的响应性，将积分区间设为d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的一个周期，将公式5中的t2设为积分运算时刻中的当前时刻，t1如公式6所示。

[公式6]

公式6

同样，如公式7所示，利用乘法器19、积分器20对输出转矩高频Tmhf和q轴上的高频电流Aiq的互相关函数进行运算，计算q轴上的相关值Zq。

[公式7]

公式7

继而，如公式8所示，利用位置误差推断器21，将d轴的相关值Zd除以q轴相关值Zq，进行反正切运算，从而可以计算旋转位置推断误差Δθ。

[公式8]

公式8

根据该原理，推断误差运算单元17基于输出转矩高频Tmhf和d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，计算输出转矩高频Tmhf和q轴上的高频电流Aiq的相位差，并作为旋转位置推断误差Δθ输出。

进而，旋转位置推断单元9利用推断误差控制单元18中的PI控制器22，对推断误差运算单元17输出的旋转位置推断误差Δθ进行公式9所示的运算，并作为推断旋转位置θe，经由切换器5输出到电力供应单元10。

这里，公式9中的s为拉普拉斯算子，KP、KI为常数，为了确保PI控制器22计算出旋转位置推断误差Δθ为零的推断旋转位置θe，需要设定KP、KI。

[公式9]

公式9

如上所述，根据该旋转位置推断单元9，对交流旋转电机1的推断d-q轴供应d-q轴上的高频电流Aidq，基于所产生的输出转矩高频Tmhf和d-q轴上的高频电流Aidq，无需使用位置传感器便能推断转子的旋转位置。

这里，与d-q轴上的高频电流Aidq相应的交流旋转电机1的输出转矩高频Tmhf的产生不会受到交流旋转电机1的转速的影响，因此，无论交流旋转电机1的转速如何，旋转位置推断单元9都能推断交流旋转电机1的旋转位置，尤其是在低转速时、停止时，能够推断更高精度的旋转位置θ。

此外，可以明确，即便交流旋转电机1为隐极式，即交流旋转电机1的电感Ld和Lq一致时，由公式3所示的输出转矩Tm＇导出的输出转矩高频Tmhf也和公式4一样。

因此，无论交流旋转电机1有无凸极性，旋转位置推断单元9都可以推断交流旋转电机1的旋转位置。

进而，无论交流旋转电机1有无发生磁饱和，都会产生与d-q轴上的高频电流Aidq相应的交流旋转电机1的输出转矩高频Tmhf，因此，无论交流旋转电机1有无磁饱和，旋转位置推断单元9都能推断交流旋转电机1的旋转位置。

另外，电流控制器12动作，使得d-q轴上的检测电流id、iq分别与d-q轴上的高频叠加电流指令id3*、iq3*一致，因此，d-q轴上的高频叠加电流指令id3*、iq3*和d-q轴上的检测电流id、iq相等。

因此，旋转位置推断单元9基于电流指令即d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，计算推断旋转位置θe，但也可以从检测电流即d-q轴上的检测电流idq中提取角频率wh分量，计算d-q轴上的高频检测电流，并基于该d-q轴上的高频检测电流计算推断旋转位置θe，可以获得相同的效果。

但是，由于要计算d-q轴上的检测电流id、iq的角频率wh分量，运算量相应地增大，因此，如本实施方式1所示，旋转位置推断单元9基于电流指令即d-q轴上的高频电流Aidq计算旋转位置θ会在运算处理负荷方面更为有利。

此外，将电力供应单元10中要叠加的高频电力、以及旋转位置推断单元9中用于运算的高频电力设为电流，但也可以设为电压。

该情况下，电力供应单元10构成为，对d-q轴上的电压指令vd*、vq*加上d-q轴上的高频电压Avd、Avq，代替对d-q轴上的电流指令id2*、iq2*加上d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，旋转位置推断单元9可以不基于d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，而是基于d-q轴上的高频电压Avd、Avq来计算旋转位置θ。

但是，虽然q轴上的高频电流相位和输出转矩高频的相位始终一致，但是q轴上的电压中，随着交流旋转电机1的转速增大，由d轴方向交链磁通所产生的电压分量会增加，因此，交流旋转电机1的转速越大，q轴上的高频电压和输出转矩高频的相位差越大，旋转位置推断单元9计算的旋转位置θ会产生基于该相位差的误差。

因此，如本实施方式1所示，将电力转换器14中要叠加的高频电力、以及旋转位置推断单元中用于运算的高频电力设为电流，能够计算更高精度的旋转位置θ，效果较好。

此外，电力供应单元10中要叠加的高频电力、旋转位置推断单元9的运算中所使用的高频电力分别为d轴方向以及q轴方向的电力，但也可以使用对应于任意坐标系的电力，从而对推断旋转位置θe进行运算。

也就是说，例如电力供应单元10也可以构成为，在相对交流旋转电机1静止的坐标系即α-β轴上，叠加对应于α轴方向的α轴高频电流Aiα以及对应于β轴方向的β轴高频电流Aiβ。然后，旋转位置推断单元9可以基于输出转矩Tm、α轴高频电流Aiα、β轴高频电流Aiβ，对推断旋转位置θe进行运算。

该情况下，旋转位置推断电力发生器8产生同一振幅A、频率wh互相正交的正弦波即α-β轴高频电流Aiα、Aiβ，电力供应单元10使用切换器5输出的控制角θc，将α-β轴高频电流Aiα、Aiβ坐标转换为d-q轴上的高频电流Aid、Aiq，在高频叠加器11中，分别对d-q轴上的电流指令id2*、iq2*进行加法运算。

此外，旋转位置推断单元9进行与推断误差运算单元17相同的运算，从而能够计算静止坐标系α-β轴和实际d-q轴的相位差。

这里，静止坐标系α-β轴与实际d-q轴的相位差正是推断旋转位置θe。

也就是说，该情况下，不需要进行相当于推断误差控制单元18的相关运算，只开展与推断误差运算单元17相同的运算，即可计算推断旋转位置θe。

另外，电力供应单元10例如还可以构成为，对相对交流旋转电机1静止的坐标系上的u相电压指令vu*、v相电压指令vv*以及w相电压指令vw*，叠加各自的相位差为120度的u相高频电压Avu、v相高频电压Avv以及w相高频电压Avw。

然后，旋转位置推断单元9基于输出转矩Tm、u相高频电压Avu、v相高频电压Avv以及w相高频电压Avw，同样能够对推断旋转位置θe进行运算。

该情况下，和上述公式5所示的d轴相关值Zd一样，推断误差运算单元17分别对u相高频电压Avu、v相高频电压Avv以及w相高频电压Avw这三者与输出转矩高频Tmhf之间互相关函数进行运算，从而运算u相相关值Zu、v相相关值Zv以及w相相关值Zw。

进而，将u相相关值Zu、v相相关值Zv以及w相相关值Zw转换为正交的静止坐标系即α-β轴上所对应的α轴相关值Zα、β轴相关值Zβ，将α轴相关值Zα除以β轴相关值Zβ，对除法值(Zα/Zβ)的反正切进行运算，从而能够计算静止坐标系α-β轴和实际d-q轴的相位差即推断旋转位置θe。

此外，旋转位置推断单元9基于角频率wh即d-q轴上的高频电流Aidq以及输出转矩高频Tmhf，计算旋转位置推断误差Δθ，由公式3可知，也可以根据输出转矩Tm＇的角频率wh的2倍频率分量、与频率为角频率wh的2倍且相互正交的两个正弦波之间的相关关系，计算旋转位置推断误差Δθ。

该情况下，带通滤波器16可以从输出转矩中提取角频率wh的2倍频率分量，推断误差运算单元17不基于输出转矩高频Tmhf和d-q轴上的高频电流Aidq，而是基于输出转矩的角频率wh的2倍角频率分量、和频率为角频率wh的2倍且彼此正交的两个正弦波，来计算旋转位置推断误差Δθ。

接下来，对上述构成中电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*的方法进行说明。

如上所述，传感器异常判断单元3基于旋转位置信号，检测旋转位置传感器2的异常，在预先设定的规定时间中持续地检测出异常时，判断旋转位置传感器2为异常。

此外，从传感器异常判断单元3判断旋转位置传感器2为异常起，到旋转位置推断单元9计算推断旋转位置θe为止，利用电力供应单元10将d-q轴上的高频电流Aidq供应给交流旋转电机1，用转矩检测单元7检测与之相应的交流旋转电机1的输出转矩，并据此进行运算，需要开展这一系列的处理。

因此，从旋转位置传感器2发生异常起到旋转位置推断单元9计算推断旋转位置θe为止的期间是旋转位置不确定期间，在此期间，控制角θc相对于交流旋转电机1的实际旋转位置的误差最大为180度。

此外，为了确保旋转位置推断单元9计算推断旋转位置θe，需要利用带通滤波器16来从输出转矩Tm中提取d-q轴上的高频电流Aidq的频率分量即角频率wh附近的分量。在刚利用电力供应单元10对交流旋转电机1供应d-q轴上的高频电流Aidq后，即刚产生高频转矩后，到带通滤波器16从输出转矩中高精度地提取角频率wh分量为止，需要时间。

因此，从电力供应单元10开始供应d-q轴上的高频电流Aidq起，到旋转位置推断单元9计算高精度的推断旋转位置θe为止，需要相应于带通滤波器16的特性的规定时间。

进而，旋转位置推断单元9利用推断误差控制单元18中的PI控制器22，计算旋转位置推断误差Δθ为零的推断旋转位置θe，因此，相应于PI控制器22的特性，需要时间用于使旋转位置推断误差Δθ收敛为零。

在旋转位置推断单元9开始运算推断旋转位置θe的时刻的控制角θc相对于交流旋转电机1的实际旋转位置的误差越大，该时间越长。

在旋转位置推断单元9开始运算推断旋转位置θe的时刻，旋转位置不确定，因此，需要时间对最大180度的误差进行收敛。

即，旋转位置推断单元9刚开始计算推断旋转位置θe后，到旋转位置推断单元9计算与实际旋转位置的误差在90度以下、不会出现反转矩的推断旋转位置θe为止，需要相应于旋转位置推断单元9的特性的规定时间。

因此，从旋转位置传感器2发生异常起，到旋转位置推断单元9计算与实际旋转位置的误差在90度以下的推断旋转位置θe为止的期间内，将不为零的d-q轴上的电流指令idq1*供应给交流旋转电机1时，可能会产生反转矩。

进而，该期间的d-q轴上的电流指令idq1*较大，感应电压即交流旋转电机1的旋转速度较大时，可能会产生过电流。

因此，如下所示，通过在电流限制单元6中限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除转移至无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim如图4所示。

图4中的横轴表示时间，纵轴为d-q轴电流限制值idqlim。

此外，将传感器异常判断单元3检测旋转位置传感器2异常的时刻表示为t0，将传感器异常判断单元3判断旋转位置传感器2为异常的时刻，即异常判断信号由正常切换为异常的时刻表示为t1，将经过旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe和实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长时间后的时刻表示为t2。

由图4可知，在时刻t1之前，将d-q轴电流限制值idqlim设定为额定电流。

也就是说，在时刻t1之前，d-q轴上的电流指令idq1*没有受到限制。

这里，从时刻t0到t1的期间，传感器异常判断单元3检测旋转位置传感器2的异常，但该期间并未判断为异常，即为旋转位置传感器2的异常尚未确定。

也就是说，存在传感器异常判断单元3检测旋转位置传感器2的异常，但实际上还无法确定旋转位置传感器2为异常的情况。在这种情况下，如果设定为从时刻t0到t1的期间限制d-q轴上的电流指令idq1*，则即使旋转位置传感器2没有异常，但供应给交流旋转电机1的电流仍然会变动，并造成转矩变动。

因此，在本实施方式1中交流旋转电机控制装置从时刻t0到t1的期间不限制d-q轴上的电流指令idq1*。

此外，在时刻t1，将d-q轴电流限制值idqlim设定为零。

异常判断信号由正常切换为异常的时刻为t1，因此，时刻t1可以根据异常判断信号进行识别。

在时刻t1，使d-q轴电流限制值idqlim由额定电流急剧地减少到零，从而迅速地降低反向辅助(reverse assist)以及过电流。

从时刻t1到t2，将d-q轴电流限制值idqlim设定为零。

这里，将时刻t2识别为从时刻t1经过规定时间Δt12后的时刻。

时刻t2是旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长的时刻，因此，规定时间Δt12可以预先设定为根据公式10所示的运算公式计算出的值。

[公式10]

公式10

Δt12

＝(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)

+(开始推断旋转位置起到使误差收敛到90度以内的时间)

在本实施方式1中的交流旋转电机控制装置的情况下，(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)是利用电力供应单元10向交流旋转电机1供应d-q轴上的高频电流Aidq，用转矩检测单元7检测与之相应的交流旋转电机1的输出转矩，旋转位置推断单元9计算推断旋转位置θe为止的最长时间。

将各运算时间、将d-q轴上的高频电流Aidq供应给交流旋转电机1后，用转矩检测单元7进行检测的时间可以预先测定或者计算。

进而，作为最长时间，可以结合转矩检测单元7的个体差异、特性、老化导致的检测时间差异等硬件方面的差异，设定为相应值。

此外，(开始推断旋转位置起到使误差收敛到90度以内的时间)是旋转位置推断单元9基于旋转位置信号开始运算推断旋转位置θe起，到推断旋转位置θe和旋转位置之间的误差收敛到90度以内所需要的最长时间，主要取决于带通滤波器16的高频提取的响应时间以及PI控制器22的旋转位置推断误差的收敛响应性。该情况下，假设旋转位置推断单元9开始运算推断旋转位置θe时推断旋转位置θe与交流旋转电机1实际旋转位置的误差为180度这一最坏的情况，可以预先测定或者计算推断旋转位置θe的误差降低到90度的时间。

将d-q轴电流限制值idqlim设定为从时刻t2开始，随时间逐渐增加，最终达到额定电流。

因此，交流旋转电机1不会发生转矩剧变的情况，能够防止转矩剧变对交流旋转电机1负载装置的冲击、交流旋转电机1及负载装置的共振、摆动等问题。

但是，如果其斜率较小，恢复为交流旋转电机1原本所要求的转矩速度较慢，因此，可以根据交流旋转电机1的用途设计斜率。

如上所述，根据具备电流限制单元6的交流旋转电机控制装置，通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而能够消除旋转位置传感器2发生异常，转移至电力供应单元10根据推断旋转位置θe向交流旋转电机1供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

即，本发明实施方式1中的交流旋转电机控制装置特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常起到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力。

因此，能够实现如下显著效果，即，不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，这些效果是现有装置所不具有的。再者，所述交流旋转电机控制装置构成为，具备对所述交流旋转电机的输出转矩进行检测的转矩检测单元，所述旋转位置推断电力为高频电力，所述旋转位置推断单元基于所述输出转矩中所包含的高频分量、以及对应于所述高频电力的高频分量，计算所述推断旋转位置，从开始供应所述旋转位置推断电力起，到所述旋转位置推断单元计算不会出现反转矩、过电流的误差较小的推断旋转位置为止，需要时间，因此，不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，且相关效果更为显著。

进而，所述电力限制单元构成为，实施限制使得所述驱动电力急剧地减少到限制用的规定值，因此，能够迅速降低由误差较大的推断位置和较大的电流所致的反转矩以及过电流。

再者，所述电力限制单元构成为，实施限制使得所述驱动电力从限制用的规定值开始，随时间逐渐增加，因此，能够防止在使为了消除反转矩或防止过电流而加以限制的驱动电力恢复时，由于转矩剧变而对交流旋转电机负载装置的冲击、交流旋转电机及负载装置的共振、摆动等问题。

另外，在本实施方式1中，传感器异常判断单元3基于旋转位置信号，检测旋转位置传感器2的异常，以预先设定的规定时间持续地检测出异常时，判断旋转位置传感器2为异常，但也可以构成为基于旋转位置信号，在检测出旋转位置传感器异常时立即将旋转位置传感器2判断为异常。

即，该交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，至少从所述传感器异常判断单元判断为异常起、到所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，所述电力限制单元限制所述驱动电力，该情况也和本实施方式1中的交流旋转电机控制装置一样，能够实现如下显著效果，即不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，这些效果是现有装置所不具有的。

此外，旋转位置推断单元9基于向交流旋转电机1供应高频电流时针对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe，但也可以供应其他旋转位置推断用电力，利用其他方法计算推断旋转位置θe，其方法不限。

此外，时刻t2设为旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起、到使误差收敛到90度以内的时间)构成规定时间Δt12，但也可以将时刻t2设为旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入任意的规定误差以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起，到收敛到任意的规定误差以内的时间)构成规定时间Δt12。

控制角θc的误差在90度以下时，该误差越大，交流旋转电机1的转矩越小于期望转矩，误差为90～180度时，该误差越大，期望转矩相反方向的反转矩越大。

因此，在不仅不容许反转矩，也无法容许转矩减小的情况下，可以根据会出现无法容许的转矩的控制角θc与实际旋转位置的误差，设定规定误差。

此外，在容许一定程度的反转矩的情况下，可以根据会出现可容许的反转矩的控制角θc和实际旋转位置的误差，设定规定误差。

该情况下，(开始推断旋转位置起，到收敛到规定误差以内的时间)是旋转位置推断单元9基于旋转位置信号开始运算推断旋转位置θe起，推断旋转位置θe与旋转位置的误差收敛到规定误差以内所需的最长时间，假设旋转位置推断单元9开始运算推断旋转位置θe时、推断旋转位置θe和交流旋转电机实际旋转位置的误差为180度这一最坏的情况，可以预先测定或者计算推断旋转位置θe的误差降低到规定误差的时间。

此外，将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为从时刻t2起，随时间逐渐增加，但在转矩剧变的影响不成为问题，希望尽快恢复转矩时，也可以设定为从时刻t2开始急剧地增加d-q轴电流限制值idqlim。

此外，对于构成使电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim为零的规定时间Δt12的(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)、以及(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内的时间)，分别设定为可取的最长时间，但也可以构成为，根据条件将该条件下的最长时间切换为设定时间。

关于本实施方式1中使d-q轴电流限制值idqlim为零的规定时间Δt12，构成规定时间Δt12的(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)例如可能会根据转矩检测单元的温度特性而变动。

因此，例如可以检测转矩检测单元的温度，根据温度将该温度下(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)的最长时间切换为设定时间。

此外，电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim的设定如图4所示，但也可以如图5所示，设定为从时刻t0到t1的期间限制为零。

该情况下，传感器异常判断单元3不仅需要检测旋转位置传感器2有无异常，还需要输出旋转位置传感器2的异常检测状态，具体为旋转位置传感器2的异常检测持续时间。

如上所述，从时刻t0到t1的期间限制为零，从而能够消除从旋转位置传感器实际发生异常起，到传感器异常判断单元判断旋转位置传感器为异常为止的期间的反转矩以及过电流。

但是，在传感器异常判断单元检测旋转位置传感器的异常，实际上旋转位置传感器并无异常而发生误检测时，即使旋转位置传感器正常，但供应给交流旋转电机的电流仍然会发生变动，并造成转矩变动。

此外，如图6所示，也可以将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为，在开始限制时，随时间逐渐减少。

即，该电力限制单元也可以构成为，实施限制使得驱动电力随时间逐渐减少，直至达到限制用的规定值，该情况下，能够抑制交流旋转电机1的转矩剧变，因此，能够防止转矩剧变对交流旋转电机1负载装置的冲击、交流旋转电机1及负载装置的共振、摆动等问题。

但是，如果控制角和交流旋转电机1的实际旋转位置的误差较大，使之减少的斜率越小，反转矩以及过电流越大。

此外，如图7所示，也可以将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为零以外的值。

旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10根据推断旋转位置θe向交流旋转电机1供应电力的无传感器控制时，对供应给交流旋转电机1的电力进行限制，在此期间中控制角相对于交流旋转电机1的实际旋转位置的误差较大时，则可以降低反转矩，防止过电流，另一方面，控制角的误差较小时，原本应供应给交流旋转电机1的电力受到限制，因而导致功能性降低，存在这样一种权衡关系。

因此，可以根据交流旋转电机1的用途及性能，在可容许的反转矩、电流范围内任意地设定限制值。

此外，利用电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*，防止交流旋转电机1的反转矩以及过电流，但也可以限制相对交流旋转电机旋转或静止的任意坐标轴的电流指令，或者分别限制相对交流旋转电机静止的坐标系上的U、V、W各相的电流指令，电流限制单元中要限制的电流指令不限，可以是任意坐标轴的电流指令。

该情况下，与本实施方式1中利用电流限制单元6限制电流指令的方法同样地限制各坐标轴上的电流，从而无论限制哪个坐标轴上的电流指令，都能防止反转矩以及过电流，获得相同的效果。

但是，需要对电流限制单元所限制的电流加上旋转位置推断电力。

实施方式2.

在实施方式1中，旋转位置推断单元9基于向交流旋转电机1供应高频电流时针对输出转矩Tm的响应计算推断旋转位置θe，但推断旋转位置θe也可以根据其他方法计算。具体而言，也可以向交流旋转电机供应高频电力，基于交流旋转电机的所述检测电流中所包含的高频分量，计算推断旋转位置θe。

因此，在本实施方式2中，对于具备不同于旋转位置推断单元9的众所周知的旋转位置推断单元(例如，如专利第5069306号公报所记载)的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明，；所述旋转位置推断单元在向具有凸极性的交流旋转电机供应高频电流时，交流旋转电机的电感在两个旋转轴上的各成分不同导致电流不同，基于针对该电流的响应，计算推断旋转位置θe。

图8是表示本发明实施方式2中交流旋转电机控制装置的整体构成的图。

和实施方式1标注相同标号的构件表示相同或与之相当的构件。

旋转位置推断电力发生器8a将开关周期Tc的值输出到电力转换器14a，将三相高频电压Avu、Avv、Avw(以下，统称为Avuvw)输出到电力转换器14a。

这里，例如专利第5069306号公报所记载，开关周期Tc是比基于用于驱动交流旋转电机1的电流指令即d-q轴上的电流指令idq1*的三相交流电压指令vuvw*要短非常多的周期，结合交流旋转电机1的电特性、逆变器驱动而产生的电磁噪声的频率等，将该开关周期Tc预先设定为最佳值。

此外，三相高频电压Avuvw用于旋转位置推断单元9a推断旋转位置，其周期是与开关周期Tc的m倍(m为3以上的整数，设为3以上的原因如后文所述)相等的周期m·Tc，并且相位相异。

在异常判断信号显示为异常时，旋转位置推断单元9a基于施加三相高频电压Avuvw后对交流旋转电机1的电流的响应，计算推断旋转位置θe。

电力供应单元10a由高频叠加器11a、电流控制器12、坐标转换器13、电力转换器14a、电流检测器15构成，基于d-q轴上的电流指令idq2*、三相高频电压Avuvw、控制角θc，将要供应给交流旋转电机1的d轴电流、q轴电流分别与d-q轴上的电流指令idq2*一致的三相交流电压加上三相高频电压Avuvw，将所得电压施加给交流旋转电机1。

以下，对电力供应单元10a的内部构成进行说明。

高频叠加器11a分别对三相电压指令vu*、vv*、vw*加上三相高频电压Avu、Avv、Avw，并作为三相电压指令vu2*、vv2*、vw2*(以下，统称为vuvw2*)输出到电力转换器14a。

这里，如上所述将m设为3以上的整数的原因在于，m为1或2时，与开关周期Tc的m倍周期m·Tc相等的三相高频电压Avu、Avv、Avw的各相无法具有相位差，进而，无法利用旋转位置推断单元9a高精度地计算推断旋转位置θe。

如上所述，利用高频叠加器11a分别对三相电压指令vu*、vv*、vw*叠加三相高频电压Avu、Avv、Avw，并施加给交流旋转电机1。

该情况下，三相高频电压Avu、Avv、Avw的矢量和即电压矢量并非交变电压，而变为旋转电压。

另外，交变电压是指在三相交流电压1个周期中，将三相交流电压的各相矢量和即电压矢量施加于2个方向以下。

此外，旋转电压是指在三相交流电压1个周期中，将三相交流电压的各相矢量和即电压矢量施加于3个方向以上。

电流控制器12a基于d-q轴上的高频叠加电流指令id2*、iq2*以及d-q轴上的检测电流id、iq，对d-q轴上的检测电流id、iq分别与d-q轴上的高频叠加电流指令id2*、iq2*一致的d-q轴上的电压指令vd*、vq*(以下，统称为vdq*)进行运算，并输出到高频叠加器11a。

图9是表示电力转换器14a的构成的图。

电力转换器14a由脉宽调制控制器23和逆变器24构成。

脉宽调制控制器基于高频叠加器11a输出的三相电压指令vu2*、vv2*、vw2*和旋转位置推断电力发生器8a输出的开关周期Tc的值，产生经脉宽调制的逻辑信号Du、Dv、Dw。

逆变器24基于脉宽调制控制器23输出的逻辑信号Du、Dv、Dw，向交流旋转电机1的各绕组施加电压。

这里，作为脉宽调制控制方法，例如可以采用根据作为载波信号的三角波进行众所周知的脉宽调制控制方法。

该情况下，例如将三角波的周期设定为旋转位置推断电力发生器8a输出的开关周期Tc的2倍。

如上所述，电力转换器14a基于三相电压指令vu2*、vv2*、vw2*和开关周期Tc，将三相电压指令vu2*、vv2*、vw2*施加给交流旋转电机1。

这里，脉宽调制控制器23的逻辑信号Du、Dv、Dw也可以通过其他众所周知的方法计算。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置在旋转位置传感器异常时向交流旋转电机供应高频电力，基于交流旋转电机的所述检测电流中所包含的高频分量，推断交流旋转电机的旋转位置，并基于该旋转位置控制交流旋转电机，在这种构成中，能够消除在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩或者过电流。

这里，说明以下方法：即，旋转位置推断单元9a向交流旋转电机供应高频电力，基于交流旋转电机的所述检测电流中所包含的高频分量，运算推断旋转位置θe。

旋转位置推断单元9a可以根据专利第5069306号公报中所记载的众所周知的方法，向具有凸极性的交流旋转电机供应高频电流时，交流旋转电机的电感在两个旋转轴上的各分量不同导致电流不同，基于针对该电流的响应计算推断旋转位置θe即可。

另外，旋转位置推断单元9a基于针对以下情况下的电流的响应来计算推断旋转位置θe，上述情况是指，旋转位置推断电力发生器8a输出供旋转位置推断单元9a推断旋转位置、且周期是与开关周期Tc的m倍(m为3以上的整数，设为3以上的原因如后文所述)相等的周期m·Tc、且相位相异的三相高频电压Avuvw，并且三相高频电压Avuvw由电力供应单元10a所施加，计算推断旋转位置θe，但在向具有凸极性的交流旋转电机1供应高频电力时，电感在两个旋转轴上的各分量不同导致电流不同，也可以基于针对电流的响应，根据其他方法计算。

接下来，对上述构成中电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*的方法进行说明。

电流限制单元6根据与本发明实施方式1中电流限制单元6相同的方法，限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而能够消除转移至无传感器控制时的反转矩，防止过电流。在本实施方式2中的交流旋转电机控制装置的情况下，公式10中的(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)可以设定如下：即，利用电力供应单元10a向交流旋转电机1施加三相高频电压Avu、Avv、Avw，用电流检测器15检测与之相应的交流旋转电机1的三相检测电流iuvw，旋转位置推断单元9a计算推断旋转位置θe为止的最长时间。

此外，可以将(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内的时间)设定为利用旋转位置推断单元9a计算的推断旋转位置θe的误差降低到90度为止所需的最长时间。

如上所述，根据具备电流限制单元6的交流旋转电机控制装置，在向交流旋转电机供应高频电力，基于交流旋转电机的所述检测电流中所包含的高频分量计算推断旋转位置θe时，也能通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10a根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

即，本发明实施方式2中的交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力，所述交流旋转电机控制装置构成为，所述交流旋转电机具有凸极性，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述旋转位置推断电力为高频电力，所述旋转位置推断单元基于所述检测电流中所包含的高频分量，计算所述推断旋转位置，从开始供应所述旋转位置推断电力起，到所述旋转位置推断单元计算出不会出现反转矩、过电流的误差较小的推断旋转位置为止，需要时间，因此，不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，且相关效果更为显著。

实施方式3.

在实施方式1中，旋转位置推断单元9基于向交流旋转电机1供应高频电流时针对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe，但也可以根据其他方法计算推断旋转位置。

具体而言，也可以供应使交流旋转电机的绕组短路的电压，基于交流旋转电机的检测电流，计算推断旋转位置θe。

此外，也可以构成为具备初始推断旋转位置推断单元，用于计算旋转位置推断单元计算的推断旋转位置θe的初始值，即刚切换为无传感器控制后使用的值，根据各个旋转位置推断单元，限制交流旋转电机的驱动电力，从而消除切换为无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

该情况下，与旋转位置推断单元9计算误差较小的推断旋转位置θe所用时间相比，初始旋转推断单元能以较短时间计算误差较小的旋转位置，因此，可以将为消除反转矩或防止过电流而限制驱动电力的时间设定为较短，交流旋转电机能够更快地输出期望的转矩。

因此，在本实施方式3中，除实施方式1中的旋转位置推断单元9以外，还具备初始推断旋转位置推断单元，用于计算旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe的初始值，对这种交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明。

再者，对于具备不同于旋转位置推断单元9的众所周知的旋转位置推断单元(例如，如专利第3636340公报所记载)的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明，施加使交流旋转电机的绕组短路的旋转位置推断电力即电压，所述旋转位置推断单元根据此时交流旋转电机的电流，并基于交流旋转电机的绕组短路时交流旋转电机的电压和电流的关系，计算推断旋转位置。

图10是表示本发明实施方式3中交流旋转电机控制装置的整体构成的图，和实施方式1标注相同标号的构件表示相同或与之相当的构件。

电流限制单元6b和电流限制单元6一样，利用d-q轴电流限制值idqlim限制d-q轴上的电流指令idq1*，并作为d-q轴上的电流指令idq2*输出。

关于d-q轴电流限制值idqlim的设定方法，将在后文阐述。

接下来，对电力供应单元10b的内部构成进行说明。

电力转换器14b针对交流旋转电机1的各相，基于输入的栅极信号G，施加电压。

图11是表示电力转换器14b的内部构成的图。

电力转换器14b具有半导体开关38～43，半导体开关38、41、39、42、40、43各对分别串联连接，串联连接的半导体开关38、41、39、42、40、43各对并联连接到生成电位差Ed的直流电压源44。

连接半导体开关38、41的中点Pu连接到交流旋转电机1的U相，连接半导体开关39、42的中点Pv连接到交流旋转电机1的V相，连接半导体开关40、43的中点Pw连接到交流旋转电机1的W相。

此外，各半导体开关38～43中绝缘栅双极型晶体管(IGBT)Q1～Q6和二极管D1～D6分别对应地并联连接，二极管的正向朝向直流电压源44的正极侧。

施加于该IGBT Q1～Q6栅极的栅极信号使各IGBT Q1～Q6导通/截止。

栅极信号生成器27输出驱动用栅极信号Gd，用于向交流旋转电机1施加三相电压指令vuvw*。

这里，驱动用栅极信号Gd可以根据众所周知的方法计算，例如，与本发明实施方式2中的脉宽调制控制器23同样地，计算对三相电压指令vuvw*进行脉宽调制后的逻辑信号Duvw，基于逻辑信号Duvw，计算用于使对应于交流旋转电机1的各相的半导体开关38～43导通/截止的栅极信号。

电力限制单元28限制驱动用栅极信号Gd，从而消除旋转位置传感器2异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

具体而言，在从异常判断信号显示为异常起，到初始旋转位置推断单元26计算初始推断旋转位置θe0为止的规定时间Δt120内，关断驱动用栅极信号Gd，输出推断用栅极信号Ge。之后，关断推断用栅极信号Ge，输出驱动用栅极信号Gd。

初始旋转位置推断电力发生器25在异常判断信号显示为异常时，将初始旋转位置推断单元26推断旋转位置用的推断用栅极信号Ge输出到电力供应单元10b。

初始旋转位置推断单元26基于三相检测电流iuvw，对初始推断旋转位置θe0进行运算，并输出到旋转位置推断单元9b。

旋转位置推断单元9b和旋转位置推断单元9的不同之处仅在于，计算的推断旋转位置θe的初始值使用初始旋转位置推断单元26输出的初始推断旋转位置θe。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置在旋转位置传感器异常时，供应使交流旋转电机绕组短路的电压，基于交流旋转电机的检测电流，推断交流旋转电机的旋转位置，并基于该旋转位置控制交流旋转电机，在这种构成中，能够消除在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩或者过电流。

这里，针对初始旋转位置推断电力发生器25输出推断用栅极信号Ge，初始旋转位置推断单元26运算初始推断旋转位置θe0的方法进行说明。

该方法也可以采用专利第3636340公报中记载的众所周知的方法。

初始旋转位置推断电力发生器25在异常判断信号显示为异常时使电力转换器14b的半导体开关38～43全部导通，从而使交流旋转电机1所有相的定子绕组短路。

即，初始旋转位置推断电力发生器25经由电力供应单元10b，将用于使交流旋转电机短路的电力供应给交流旋转电机1。

此外，使交流旋转电机1所有相的定子绕组短路后，初始旋转位置推断单元26可以基于由于经过规定时间t0后的感应电压而流动的三相检测电流iuvw，计算交流旋转电机1的旋转速度以及初始推断旋转位置θe0。

如上所述，供应使交流旋转电机的绕组短路的旋转位置推断电力即电压，初始旋转位置推断单元26基于此时交流旋转电机的检测电流，计算初始推断旋转位置θe0。

另外，初始旋转位置推断单元26根据专利第3636340公报所记载的众所周知的方法对初始推断旋转位置θe0进行运算，但并不限定于此，也可以根据其他方法，基于交流旋转电机的绕组短路时交流旋转电机的电压和电流的关系，对初始推断旋转位置θe0进行运算。

接下来，对上述构成中电流限制单元6b以及电力限制单元28限制交流旋转电机的驱动电力的方法进行说明。

如上所述，在从异常判断信号显示为异常起，到经过规定时间Δt120为止的期间，电力限制单元28关断驱动用栅极信号Gd，输出推断用栅极信号Ge。

之后，关断推断用栅极信号Ge，输出驱动用栅极信号Gd。这里，初始旋转位置推断单元26基于经过规定时间t0后的三相检测电流iuvw，计算初始推断旋转位置θe0，即，规定时间Δt120是从异常判断信号显示为异常起，初始旋转位置推断电力发生器25供应用于使交流旋转电机短路的电力，并经过规定时间t0为止的已知时间。

此外，电流限制单元6b可以根据和本发明实施方式1中电流限制单元6相同的方法，限制d-q轴上的电流指令idq1*。

从原理上来说，初始旋转位置推断单元26计算的初始推断旋转位置θe，其推断精度受到限制。

换言之，初始推断旋转位置θe和实际旋转位置的误差在规定误差Δθ0以下，从原理上来说，规定误差Δθ0应是90度以下的值。

因此，旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差从一开始就在90度以下，在规定误差Δθ0以下。

即，可以将经过旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长时间后的时刻，即t2设为初始旋转位置推断单元26计算初始推断旋转位置θe的时刻，将规定时间Δt12设定为和规定时间Δt120相同的值。

如上所述，根据具备电流限制单元6b以及电力限制单元28的交流旋转电机控制装置，供应使交流旋转电机的绕组短路的电压，基于交流旋转电机的检测电流计算推断旋转位置θe时，也能通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10b根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

此外，在具备初始推断旋转位置推断单元，用于计算旋转位置推断单元计算的推断旋转位置θe的初始值，即刚切换为无传感器控制后使用的值的情况下，也能通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10a根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

即，本发明实施方式3中的交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力，由于其构成为，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述旋转位置获取推断电力是使所述交流旋转电机的绕组短路的电压，所述旋转位置推断单元基于所述检测电流计算所述推断旋转位置，因此，初始旋转推断单元能以较短时间计算误差较小的旋转位置，从而可以将为消除反转矩或防止过电流而限制驱动电力的时间设定为较短，交流旋转电机能够更快地输出期望的转矩。

另外，在本实施方式3中，时刻t2设为旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下即规定误差Δθ0所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内即规定误差Δθ0的时间)构成规定时间Δt12，但也可以将时刻t2设为旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入小于规定误差Δθ0的、任意的规定误差以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起，收敛到小于规定误差Δθ0的、任意的规定误差以内的时间)构成规定时间Δt12。该情况下，将时刻t2设定如下：即，从初始旋转位置推断单元26计算出初始推断旋转位置θe的时刻起，经过旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差由规定误差Δθ0状态收敛到任意的规定误差所需的最长时间后的时刻，预先测定或者计算旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe的误差降低到任意的规定误差的时间，从而可以预先设定时刻t2、以及规定时间Δt12。

实施方式4.

在实施方式3中，供应使交流旋转电机1的绕组短路的电压时，初始旋转位置推断单元26基于交流旋转电机的检测电流，计算初始推断旋转位置θe0，但是，当交流旋转电机的旋转速度较低时，交流旋转电机的感应电压变小，从原理上来说旋转位置的推断精度会降低。

因此，在本实施方式4中，对于具备众所周知的旋转位置推断单元(例如，专利第4271397号公报所记载)的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明，在向交流旋转电机供应会磁饱和的电压时，所述旋转位置推断单元基于供应给交流旋转电机的电压和电流的关系，计算交流旋转电机的旋转速度较低时精度较高的初始推断旋转位置θe0。

图12是表示本发明实施方式4中交流旋转电机控制装置的整体构成的图，和实施方式1至3标注相同标号的构件，表示相同或与之相当的构件。

电流限制单元6c和电流限制单元6b一样，利用d-q轴电流限制值idqlim限制d-q轴上的电流指令idq1*，并作为d-q轴上的电流指令idq2*输出。

关于d-q轴电流限制值idqlim的设定方法，将在后文阐述。

接着，构成电力供应单元10c的电流检测器15c在初始旋转位置推断电力发生器25c输出的触发信号Tr的上升沿时刻，检测交流旋转电机1各相的电流，并输出到坐标转换器13、初始旋转位置推断单元26c。

电流限制单元28c和本发明实施方式3中的电力限制单元28一样，限制驱动用栅极信号Gd，从而消除旋转位置传感器2异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

具体而言，在从异常判断信号显示为异常起，到初始旋转位置推断单元26c计算初始推断旋转位置θe0为止的规定时间Δt120内，关断驱动用栅极信号Gd，输出推断用栅极信号Ge。

之后，关断推断用栅极信号Ge，输出驱动用栅极信号Gd。

初始旋转位置推断电力发生器25c在异常判断信号显示为异常时，将相应于电压矢量指令V的推断用栅极信号Ge输出到电力供应单元10c，同时将触发信号Tr输出到电力供应单元10c，所述电压矢量指令V用于初始旋转位置推断单元26c推断旋转位置。

初始旋转位置推断单元26基于三相检测电流iuvw，对初始推断旋转位置θe0进行运算，并输出到旋转位置推断单元9b。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置在旋转位置传感器异常时，向交流旋转电机供应会磁饱和的电压时，基于供应给交流旋转电机的电压和电流的关系，推断交流旋转电机的旋转位置，并基于该旋转位置控制交流旋转电机，在这种构成中，能够消除在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩或者过电流。

这里，针对初始旋转位置推断电力发生器25c输出推断用栅极信号Ge，初始旋转位置推断单元26c运算初始推断旋转位置θe0的方法进行说明。

该方法也可以采用专利第4271397公报中记载的众所周知的方法。

如上所述，初始旋转位置推断电力发生器25在异常判断信号显示为异常时，将相应于电压矢量指令V的推断用栅极信号Ge输出到电力供应单元10c。

这里，电压矢量指令V具有9个开关模式“0”～“8”，各开关模式“0”～“8”通过导通的IGBTQ1～Q6的组合，定义如下，并与输出的推断用栅极信号Ge相对应。

开关模式：导通的IGBTQ1～Q6的组合

“0”：无

“1”：Q1、Q5、Q6

“2”：Q1、Q2、Q6

“3”：Q4、Q2、Q6

“4”：Q4、Q2、Q3

“5”：Q4、Q5、Q3

“6”：Q1、Q5、Q3

“7”：Q1、Q2、Q3

“8”：Q4、Q5、Q6

分别与各开关模式“1”～“8”相对应的电压矢量V1～V8分别是各具有60度的相位差、大小相等的电压矢量。

初始旋转位置推断电力发生器25根据众所周知的方法，在不会磁饱和范围内的充分短的时间内，依次将对应于规定的电压矢量V的规定的推断用栅极信号Ge输出到电力限制单元28，在各电压矢量施加结束后，将触发信号Tr输出到电流检测器15c，电流检测器15c在触发信号Tr的上升沿时刻对三相检测电流iuvw进行采样，并输出到初始旋转位置推断单元26c，借此，初始旋转位置推断单元26c基于三相检测电流iuvw，计算0～180度之间的旋转位置。进而，以会磁饱和的施加时间施加相应于三相检测电流iuvw的电压矢量，利用该电压矢量的绝对值的大小关系，判断180度的旋转位置关系，从而计算在全角范围内确定了唯一旋转位置的初始推断旋转位置θe0。

另外，初始旋转位置推断单元26c根据专利第4271397号公报所记载的众所周知的方法对初始推断旋转位置θe0进行运算，但并不限定于此，也可以根据其他方法，在向交流旋转电机供应会磁饱和的电压时，基于供应给交流旋转电机的电压和电流的关系，进行初始推断旋转位置θe0的运算。

接下来，对上述构成中电流限制单元6c以及电力限制单元28限制交流旋转电机的驱动电力的方法进行说明。

如上所述，在从异常判断信号显示为异常起，到经过规定时间Δt120为止的期间，电力限制单元28c关断驱动用栅极信号Gd，输出推断用栅极信号Ge。之后，关断推断用栅极信号Ge，输出驱动用栅极信号Gd。

这里，初始旋转位置推断单元26c在规定的时刻施加规定的电压矢量指令V，并基于在规定的时刻采样的三相检测电流iuvw，计算初始推断旋转位置θe0，即，规定时间Δt120是从异常判断信号显示为异常起，到初始旋转位置推断单元26c计算初始推断旋转位置θe0为止的已知时间。

此外，电流限制单元6b可以根据和本发明实施方式3中电流限制单元6b相同的方法，限制d-q轴上的电流指令idq1*。从原理上来说，初始旋转位置推断单元26c计算的初始推断旋转位置θe，其推断精度受到限制。换言之，初始推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差在规定误差Δθ0以下，从原理上来说，规定误差Δθ0是90度以下的值。

因此，旋转位置推断单元9c计算的初始推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差从一开始就在90度以下，在规定误差Δθ0以下。即，可以将经过旋转位置推断单元9c计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长时间后的时刻，即t2设为初始旋转位置推断单元26c计算初始推断旋转位置θe0的时刻，将规定时间Δt12设定为和规定时间Δt120相同的值。

如上所述，根据具备电流限制单元6c以及电力限制单元28c的交流旋转电机控制装置，向交流旋转电机供应会磁饱和的电压，基于供应给交流旋转电机的电压和电流的关系，计算推断旋转位置θe时，也能通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10c根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

即，本发明实施方式4中的交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力，由于其构成为，具备获取所述交流旋转电机的检测电流的电流检测单元，所述电力限制单元供应所述交流旋转电机的绕组会磁饱和的旋转位置推断电力，所述旋转位置推断电力是所述交流旋转电机的绕组磁饱和的电力，所述旋转位置推断单元基于所述交流旋转电机的电压和电流的关系，计算所述推断旋转位置，因此，在交流旋转电机的旋转速度较低时，初始旋转推断单元能以较短时间计算误差较小的旋转位置，从而可以将为消除反转矩或防止过电流而限制驱动电力的时间设定为较短，交流旋转电机能够更快地输出期望的转矩。

另外，在本实施方式4中，时刻t2设为旋转位置推断单元9c计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下即规定误差Δθ0所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内即规定误差Δθ0的时间)构成规定时间Δt12，但也可以将时刻t2设为旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入小于规定误差Δθ0的、任意的规定误差以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起，收敛到小于规定误差Δθ0的、任意的规定误差以内的时间)构成规定时间Δt12。该情况下，将时刻t2设定如下：即，从初始旋转位置推断单元26c计算出初始推断旋转位置θe的时刻开始，经过旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差由规定误差Δθ0状态收敛到任意的规定误差所需的最长时间后的时刻，预先测定或者计算旋转位置推断单元9b计算的推断旋转位置θe的误差降低到任意的规定误差的时间，从而可以预先设定时刻t2、以及规定时间Δt12。

实施方式5.

在实施方式1中，旋转位置推断单元9基于向交流旋转电机1供应高频电流时针对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe，但是当交流旋转电机的旋转速度大于d-q轴上的高频电流Aidq的频率时，旋转位置的推断精度会降低。

因此，在本实施方式4中，交流旋转电机的旋转速度较低时，基于向交流旋转电机1供应高频电流时对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe并输出，旋转速度较高时，根据高速旋转时可以计算高精度的推断旋转位置的其他方法，计算推断旋转位置θe并输出，针对这种交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明。

即，旋转位置推断单元根据多种方法推断旋转位置，对于具备这种旋转位置推断单元的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明。

图13是表示本发明实施方式5中交流旋转电机控制装置的整体构成的图，和实施方式1标注相同标号的构件，表示相同或与之相当的构件。

电流限制单元6d和电流限制单元6一样，利用d-q轴电流限制值idqlim限制d-q轴上的电流指令idq1*，并作为d-q轴上的电流指令idq2*输出。

关于d-q轴电流限制值idqlim的设定方法，将在后文阐述。

接下来，对图14所示的旋转位置推断单元9b的内部构成进行说明。

推断误差控制单元18d和本发明实施方式1中的推断误差控制单元18同样地对推断旋转位置进行运算，并作为第一推断旋转位置θe1输出。

感应电压推断单元29基于电力供应单元10输出的d-q轴上的电压指令vdq*和d-q轴上的检测电流idq，根据使用自适应观测器以及积分器的众所周知的方法(例如，专利第4672236号公报所记载)，推断交流旋转电机1所产生的感应电压，并对第2推断旋转位置θe2进行运算。

这里，旋转速度越高，交流旋转电机的感应电压值越大，电压误差对感应电压的影响越小。

因此，感应电压推断单元29计算的第2推断旋转位置θe2在旋转速度较高时具有较高精度。

位置切换器30基于推断误差控制单元18d输出的第1推断旋转位置θe1、感应电压推断单元29输出的第2推断旋转位置θe2、以及后述速度推断器31输出的推断旋转速度we，输出推断旋转位置θe。

即，在推断旋转速度we低于规定值时，位置切换器30选择第1推断旋转位置θe1，在推断旋转速度we在规定值以上时，选择第2推断旋转位置θe2，并将所选择的旋转位置作为推断旋转位置θe输出。

另外，关于该规定值，可以结合第1推断旋转位置θe1以及第2推断旋转位置θe2相对于旋转速度的精度，预先规定。

速度推断器31对位置切换器30输出的推断旋转位置θe进行微分处理，从而对交流旋转电机1的推断旋转速度we进行运算，并输出到位置切换器30。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置在旋转位置传感器异常时，根据多种方法推断交流旋转电机的旋转位置，基于该旋转位置控制交流旋转电机，在这种构成中，能够消除在转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩或者过电流。

另外，感应电压推断单元29根据专利第4672236号公报所记载的、使用自适应观测器以及积分器的众所周知的方法进行第2推断旋转位置θe2的运算，但并不限定于此，也可以根据其他方法，基于感应电压的推断，对第2推断旋转位置θe2进行运算。

接下来，对上述构成中电流限制单元6d限制交流旋转电机的驱动电力的方法进行说明。

电流限制单元6d根据和本发明实施方式1中电流限制单元6相同的方法，限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而能够消除转移至无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

在本实施方式5中的交流旋转电机控制装置的情况下，公式(10)中(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)可以设定为如下所述时间，即：和本发明实施方式1中的电流限制单元6一样，利用电力供应单元10向交流旋转电机1供应d-q轴上的高频电流Aidq，用转矩检测单元7检测与之相应的交流旋转电机1的输出转矩，旋转位置推断单元9d中的推断误差控制单元18d计算第1推断旋转位置θe1为止的最长时间。

此外，可以将(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内的时间)设定为如下两个最长时间中更长的时间，即：利用旋转位置推断单元9d中的推断误差控制单元18d计算的第1推断旋转位置θe1的误差降低到90度为止所需的最长时间，以及利用旋转位置推断单元9d中的感应电压推断单元29计算的第2推断旋转位置θe2的误差降低到90度为止所需的最长时间。

这里，关于利用感应电压推断单元29计算的第2推断旋转位置θe2的误差降低到90度为止所需的最长时间，可以根据构成感应电压推断单元29的自适应观测器、积分器的收敛特性，假设开始运算第2推断旋转位置θe2时的第2推断旋转位置θe2和交流旋转电机实际旋转位置的误差为180度这一最坏的情况，预先测定或者计算第2推断旋转位置θe2的误差降低到90度的时间。

进而，作为最长时间，还可以设定为假设施加给交流旋转电机的电压相对于供应给交流旋转电机的电源电压而言饱和时的值。

如上所述，根据具备电流限制单元6d的交流旋转电机控制装置，利用多种方法计算交流旋转电机的推断旋转位置θe时，也能通过限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而消除旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10c根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

实施方式6.

在实施方式1中，从时刻t1起、到经过规定时间Δt12为止，将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为零，从而消除切换为无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流；但如果转移至无传感器控制时反转矩在用途上不会出现问题，则交流旋转电机控制装置也可以在交流旋转电机的感应电压变为规定值以下，即交流旋转电机的旋转速度变为规定值以下之前，将d-q轴电流限制值idqlim设定为零，从而防止过电流。

因此，在本实施方式4中，对具备如下所述电流限制单元的交流旋转电机控制装置中，防止切换为无传感器控制时的过电流的方法进行说明；所述电流限制单元在感应电压变为规定值以下，即交流旋转电机的旋转速度变为规定值以下之前，将用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为零。

图15是表示本发明实施方式6中交流旋转电机控制装置的整体构成的图，和实施方式1至5标注相同标号者，表示相同或与之相当的内容。

在异常判断信号显示为异常时，电流限制单元6e基于旋转位置推断单元9e输出的推断旋转速度we，利用d-q轴电流限制值idqlim限制d-q轴上的电流指令idq1*，并作为d-q轴上的电流指令idq2*输出。

关于d-q轴电流限制值idqlim的设定方法，将在后文阐述。

接下来，对图16所示的旋转位置推断单元9e的内部构成进行说明。旋转位置推断单元9e和旋转位置推断单元9d的不同之处仅在于，旋转位置推断单元9d和速度推断器31将推断速度we输出到旋转位置推断单元9e的外部。

根据以上构成，该交流旋转电机控制装置基于交流旋转电机的感应电压，限制交流旋转电机的驱动电力即d-q轴上的电流指令idq1*，从而防止旋转位置传感器发生异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的过电流。

接下来，对上述构成中电流限制单元6e基于推断旋转速度we限制交流旋转电机的驱动电力的方法进行说明。

在控制角与实际旋转位置的误差较大，交流旋转电机的电流较大，交流旋转电机的感应电压较大时，换言之，旋转速度较大时，会产生过电流。

因此，可以采用如下构成：在不会产生过电流的、交流旋转电机的感应电压最大值，即旋转位置误差最大，d-q轴上的电流指令idq1*最大时，预先计算不会产生过电流的旋转速度最大值即规定值，从异常判断信号由正常切换为异常的时刻t1开始，仅限推断旋转速度we在规定值以上时，将d-q轴电流限制值idqlim设为零，推断旋转速度we在规定值以下时，随时间逐渐增加d-q轴电流限制值idqlim。

但是，考虑到在感应电压变为规定值以下之前，推断旋转位置θe的误差进入90度以下所需的充分长的时间即本发明实施方式1中所示的规定时间Δt12会先经过。因此，从时刻t1开始，可以在交流旋转电机的感应电压在规定值以上且规定时间Δt12内，将d-q轴电流限制值idqlim设定为零，在交流旋转电机的感应电压在规定值以下，或者经过规定时间Δt12后，随时间逐渐增加d-q轴电流限制值idqlim，可以将用于防止过电流的d-q轴电流限制值idqlim为零的时间设为所需的最短时间。

如上所述，根据具备电流限制单元6e的交流旋转电机控制装置，可以基于交流旋转电机的感应电压，限制交流旋转电机的驱动电力，从而防止旋转位置传感器发生异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的过电流。即，本发明实施方式6的交流旋转电机控制装置特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；感应电压获取单元，其获取所述交流旋转电机的感应电压；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应所述电力限制单元所限制的所述驱动电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并限制所述驱动电力至少到所述交流旋转电机的所述感应电压变为规定值以下为止。

因此，能够实现如下显著效果，即不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，这些效果是现有装置所不具有的。

另外，在本实施方式6中，传感器异常判断单元3基于旋转位置信号，检测旋转位置传感器2的异常，以预先设定的规定时间持续地检测出异常时，判断旋转位置传感器2为异常，但也可以构成为基于旋转位置信号，在检测出旋转位置传感器异常时立即将旋转位置传感器2判断为异常。

即，该交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常判断单元，其判断所述旋转位置传感器的异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；感应电压获取单元，其获取所述交流旋转电机的感应电压；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应所述电力限制单元所限制的所述驱动电力，从所述传感器异常判断单元判断为异常起，所述电力限制单元限制所述驱动电力至少到所述交流旋转电机的所述感应电压变为规定值以下为止，该情况也和本实施方式6中的交流旋转电机控制装置一样，能够实现如下显著效果，即不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，这些效果是现有装置所不具有的。

实施方式7.

在实施方式1中，从时刻t1起、到经过规定时间Δt12为止，将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为零，从而消除切换为无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

如果基于交流旋转电机的旋转速度，计算期望的旋转速度指令和旋转速度的偏差变为零的交流旋转电机驱动电力，当推断旋转位置与旋转位置的误差在90度以上时，计算的驱动电力和期望的驱动电力符号相反，不会收敛，会继续存在反转矩。

因此，这种情况下，限制驱动电力从而消除反转矩的方法会切断导致反转矩继续的正反馈，效果更加显著。

因此，在本实施方式7中，驱动电流运算单元基于推断旋转速度计算交流旋转电机的驱动电流，对于具备这种驱动电流运算单元的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流的方法进行说明。

图17是表示本发明实施方式7中交流旋转电机控制装置的整体构成的图，和实施方式1至6标注相同标号的构件，表示相同或与之相当的构件。

旋转速度运算单元32对控制角θc进行微分处理，并作为控制速度wc输出到驱动电流运算单元33。

即，异常判断信号显示为正常时，控制速度wc是基于旋转位置传感器2输出的旋转位置信号的速度，异常判断信号显示为异常时，控制速度wc是基于旋转位置推断单元9输出的推断旋转位置θe的推断速度，控制速度wc表示交流旋转电机1的旋转速度。

驱动电流运算单元33基于旋转速度指令w*和控制速度wc，计算使得控制速度wc和旋转速度指令w*相一致的d-q轴上的电流指令idq1*。

具体而言，应用众所周知的积分控制，即对旋转速度指令w*和控制速度wc的偏差乘以规定的增益，将积分值设为d-q轴上的电流指令idq1*。

另外，也可以应用其他方法进行使得控制速度wc和旋转速度指令w*一致的d-q轴上的电流指令idq1*的运算。

如上所述，具备驱动电流运算单元的交流旋转电机控制装置能够消除切换为无传感器控制时的反转矩或者防止过电流，所述驱动电流运算单元基于推断旋转速度计算交流旋转电机的驱动电流。

这里，切换为无传感器控制后，如果推断旋转位置和交流旋转电机的实际旋转位置的误差在90度以上，则通过驱动电流运算单元计算的d-q轴上的电流指令idq1*会沿期望方向的相反方向供应给交流旋转电机的实际d-q轴，产生反转矩。

即，控制速度wc和旋转速度指令w*方向相反，旋转速度指令w*和控制速度wc的偏差变大。

其结果为，驱动电流运算单元33运算的d-q轴上的电流指令idq1*会变为更大值，反转矩进一步增大。

以下相同，反转矩变大，导致旋转速度指令w*和控制速度wc的偏差更大，反转矩会进一步增大，会产生这样一种负面连锁反应。

因此，在具备驱动电流运算单元的交流旋转电机控制装置中，消除切换为无传感器控制时的反转矩的操作能够消除切换为无传感器控制后，推断旋转位置和交流旋转电机的实际旋转位置的误差在90度以上时，驱动电流运算单元33所致的反转矩的增大，因而效果更加显著，所述驱动电流运算单元基于推断旋转速度计算交流旋转电机的驱动电流。

本发明实施方式7中的交流旋转电机控制装置的特征在于，具备：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力，所述交流旋转电机控制装置构成为，具备计算所述驱动电力的驱动电力运算单元和计算所述交流旋转电机的旋转速度的旋转速度运算单元，所述驱动电力运算单元基于所述旋转速度，计算所述驱动电力，切换为无传感器控制后，如果推断旋转位置和交流旋转电机的实际旋转位置的误差在90度以上，由于驱动电流运算单元，作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩会进一步增大，因此，不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，且相关效果更为显著。

另外，在本实施方式7中，构成为具备驱动电流运算单元，基于推断旋转速度计算交流旋转电机的驱动电流，但也可以构成为基于与旋转速度相应的其他状态量，计算驱动电流。

即，可以构成为驱动电力运算单元基于与所述交流旋转电机的旋转速度相应的状态量，计算所述驱动电力，可以获得相同的效果。

例如，在经由齿轮、传递轴将交流旋转电机1的输出转矩传递到负载装置的构成中，也可以构成为，检测负载装置侧的旋转速度wL，驱动电流运算单元基于旋转速度指令wL*和旋转速度wL，计算使得旋转速度wL和旋转速度指令wL*相一致的d-q轴上的电流指令idq1*。

实施方式8.

上述实施方式对交流旋转电机控制装置进行了说明，也可以利用该交流旋转电机控制装置产生辅助转向转矩的转矩，构成电动助力转向装置。

根据其用途，电动助力转向装置要求具备高安全性及可靠性。

近年来，电动助力转向装置所具备的交流旋转电机不断推进高输出化，除小型、中型车辆外，更促进了重量较大的大型车辆也搭载电动助力转向装置，电动助力转向装置的交流旋转电机的输出转矩呈现增大的趋势。

搭载于大型车辆的电动助力转向装置中，交流旋转电机突然停止，或者在搭载了高输出的交流旋转电机时，出现作用于期望的辅助转矩相反方向的反转矩时，由于该转矩较大，驾驶员的异样感会进一步增大，其功能性会显著降低。

再者，在常规的电动助力转向装置的情况下，交流旋转电机的辅助转矩方向和转向转矩相同，驾驶员的转向转矩越大，辅助转矩就越大，因此，在驾驶员进一步转动方向盘的情况下，产生这种反转矩时，由于反转矩，驾驶员进一步转动方向盘所用的转向转矩会进一步增大，其结果为，辅助转矩进一步变大，从而会持续反转矩增大、驾驶员感受到异样这一状态，产生这种负面连锁反应。

因此，将实施方式1所示的交流旋转电机控制装置应用于电动助力转向装置时，相关效果会更加显著，实施方式1所示的交流旋转电机控制装置能降低旋转位置传感器发生异常，转移至根据推断旋转位置控制交流旋转电机的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，继续驱动交流旋转电机。

图18是表示本发明实施方式8中电动助力转向装置的整体构成的图，和上述实施方式1标注相同标号的构件，表示相同或与之相当的构件。

驾驶员左右旋转方向盘34，进行前轮35的转向。

齿轮36将交流旋转电机1的输出转矩传递到传递轴37。

传递轴37将传递来的交流旋转电机1的输出转矩传递到方向盘34以及前轮35，辅助驾驶员转向。

转矩检测单元7f检测作用于方向盘34和齿轮36之间的传递轴37的轴转矩作为输出转矩Tm，并将输出转矩Tm输出到旋转位置推断单元9f、驱动电流运算单元33f。

驱动电流运算单元33f基于输出转矩Tm，计算辅助驾驶员转向的、供应给交流旋转电机1的d-q轴上的电流指令idq1*。

图19表示旋转位置推断单元9f的内部构成。

旋转位置推断单元9f的推断误差运算单元17f中的位置误差推断器21f将积分器20输出的所述积分值Zd除以所述积分值Zq，由所得结果的反正切运算出位置，由该位置减去规定值θ0，作为旋转位置推断误差Δθ输出。

旋转位置推断单元9f和本发明实施方式1中的旋转位置推断单元9的不同之处仅在于，减去规定值θ0这一点。

这里，所述实施方式1中的交流旋转电机控制装置中，其转矩检测单元7直接在交流旋转电机1的输出轴上检测输出转矩，而根据本实施方式3中的电动助力转向装置的构成，存在如下问题：转矩检测单元7f检测的输出转矩和交流旋转电机的输出轴上的转矩存在取决于转矩频率的规定相位差。

因此，在位置误差推断器21f中减去与该相位差相当的规定值θ0，从而计算考虑到了该相位差的推断旋转位置θe。

另外，将电力供应单元10中要叠加的所述d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的频率设为充分高于驾驶员转向转矩Th的频率的规定值。

根据这种构成，旋转位置推断单元9f能够基于转矩检测单元7f检测的输出转矩Tm，计算旋转位置θ，电动助力转向装置无需使用位置传感器，便能在交流旋转电机1的所有动作范围内进行稳定的驾驶员转向辅助。

以下，针对上述构成中旋转位置推断单元9f中的推断误差运算单元17f计算旋转位置推断误差Δθ的原理进行说明。

图20通过机械等价结构表示施加于交流旋转电机1、方向盘34、传递轴37的转矩关系，图中的Jm、Jh分别表示交流旋转电机1、方向盘34的惯性矩，C、K表示传递轴37的衰减系数、弹簧常数，Tm0、Th分别表示交流旋转电机1的输出轴上的交流旋转电机1的输出转矩、驾驶员的转向转矩，G表示齿轮36的齿轮比。

如图所示，输出转矩Tm、Tm0、转向转矩Th的关系如公式11所示。

[公式11]

公式11

这里，在电力供应单元10a中要叠加的所述d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的频率是充分高于转向转矩Th的频率的值，因此，将输出转矩Tm0的角频率wh分量设为输出转矩高频Tmhf0，仅将公式11表示为角频率wh分量，则如公式12所示。

[公式12]

公式12

公式12中的G、Jm、C、K是表示齿轮36、交流旋转电机1、传递轴37的机械特性的常数，可以判断出输出转矩高频Tmhf0和Tmhf的相位差仅取决于d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的频率。

这里，d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的频率为规定值，因此，输出转矩高频Tmhf0和Tmhf为规定的相位差θ0。

也就是说，表示交流旋转电机1的输出轴，即交流旋转电机1的实际d-q轴的所述输出转矩高频Tmhf0和转矩检测单元7f检测的输出转矩Tm的高频分量即高频输出转矩Tmhf、以及被供应d-q轴上的高频电流Aid、Aiq的推断d-q轴的相位关系可以如图21所示。

因此，推断误差运算单元17f中的位置误差推断器21f中，首先根据和所述实施方式中的位置误差推断器21相同的方法，进行高频输出转矩Tmhf和所述q轴上的高频电流Aiq的相位差的运算，并减去规定的相位差θ0，从而可以获得实际d-q轴和推断d-q轴的相位差即旋转位置推断误差Δθ。

如上所述，转矩检测单元7f检测的输出转矩和交流旋转电机1的输出轴上的输出转矩存在规定的相位差时，由位置误差推断器21根据积分器20的各输出的关系，并根据反正切函数计算出位置，由该位置减去规定的相位差，借此，旋转位置推断单元9f可以计算旋转位置推断误差Δθ，从而可以计算推断旋转位置θe。

接着，针对驱动电流运算单元33f计算辅助驾驶员转向的、供应给交流旋转电机1的d-q轴上的电流指令idq1*的方法进行说明。

常规的电动助力转向装置设定为，驾驶员的转向转矩越大，交流旋转电机1的辅助转矩越大。

即，驾驶员的转向转矩Th可以表示为公式13所示。

这里，公式13中的Ka是基于电动助力转向装置所要求的辅助转矩而设定的规定值。

[公式13]

公式13

Tm0＝KaTh

将公式13代入公式11，则变为公式14所示。

[公式14]

公式14

即，转矩检测单元7f输出的输出转矩Tm可以视作是与转向转矩Th有相关关系的值。

因此，交流旋转电机1的输出转矩如公式15所示，驱动电流运算单元33可以计算公式16所示的d-q轴上的电流指令idq1*。这里，公式15中的Ka’是基于Ka和电动助力转向装置所要求的辅助转矩而设定的规定值，公式16中的Kt表示交流旋转电机1的转矩常数。

[公式15]

公式15

Tm0＝Ka'Tm

[公式16]

公式16

id1*＝0

如上所述，驱动电流运算单元33f可以计算适用于电动助力转向装置的d-q轴上的电流指令idq1*，该d-q轴上的电流指令idq1*确保交流旋转电机1的输出转矩方向和转向转矩相同，驾驶员的转向转矩越大，输出转矩就越大。

此外，电流限制单元6根据和实施方式1中电流限制单元6相同的构成，限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而能够消除转移至无传感器控制时的反转矩，防止过电流。

将d-q轴电流限制值idqlim设定为随时间逐渐增加，最终达到额定电流。

因此，交流旋转电机1不会发生转矩剧变的情况，能够防止转矩剧变对交流旋转电机负载装置的冲击、交流旋转电机1及负载装置的共振、摆动等问题。

但是，如果其斜率较小，恢复为交流旋转电机1原本所要求的转矩速度较慢，因此，可以根据交流旋转电机1的用途设计斜率。

如上所述，利用该电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而能够降低旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10a根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

也就是说，可以获得如下所述的电动助力转向装置，即利用电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*，从而降低旋转位置传感器2发生异常，切换为电力供应单元10a根据推断旋转位置θe向交流旋转电机供应电力的无传感器控制时的反转矩，或者防止过电流。

即，本实施方式8中的电动助力转向装置的特征在于，由具备如下部件的交流旋转电机控制装置构成：交流旋转电机；旋转位置传感器，其检测所述交流旋转电机的旋转位置；传感器异常检测单元，其以规定的判断时间持续地检测出所述旋转位置传感器异常时，判断所述旋转位置传感器为异常；旋转位置推断单元，其在所述旋转位置传感器被判断为异常时，计算所述交流旋转电机的推断旋转位置；电力限制单元，其对为驱动所述交流旋转电机而供应的驱动电力进行限制；以及电力供应单元，其在所述传感器异常判断单元判断所述旋转位置传感器为异常时，基于所述推断旋转位置，向所述交流旋转电机供应电力，所述电力是所述电力限制单元所限制的所述驱动电力加上用于确保所述旋转位置推断单元推断旋转位置而供应的旋转位置推断电力，所述电力限制单元从所述传感器异常判断单元检测异常到判断为异常为止，开始限制所述驱动电力，并至少在所述推断旋转位置的推断误差进入规定范围内所需的规定时间中，限制所述驱动电力。

作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩会给驾驶员带来异样感，并显著降低其功能性，因此，电动助力转向装置能够实现如下显著效果，即不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障。

进而，所述电力限制单元构成为，限制所述驱动电力使得供应给交流旋转电机的电流变为零，因此，能够将由误差较大的推断位置和较大的电流所致的反转矩以及会造成过电流的大电流抑制到最小。

再者，在电动助力转向装置的情况下，交流旋转电机1输出的转矩如公式15所示，其方向和转向转矩相同，被设定为驾驶员的转向转矩越大，输出转矩就越大，因此，在驾驶员进一步转动方向盘34的情况下，产生这种反转矩时，由于反转矩，驾驶员进一步转动方向盘34所用的转向转矩会进一步增大，其结果为，辅助转矩进一步变大，因此，反转矩增大，驾驶员的异样感变大，且这一状态会持续存在，产生这种负面连锁反应。

利用电流控制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*以降低反转矩时，该效果会更加显著。

即，该电动助力转向装置构成为，具备所述交流旋转电机控制装置和转矩检测单元，所述交流旋转电机控制装置具备计算所述驱动电力的驱动电力运算单元，所述转矩检测单元检测施加于方向盘的转向转矩，所述驱动电力运算单元基于与所述交流旋转电机的输出转矩相应的状态量即所述转向转矩，计算所述驱动电力，切换为无传感器控制后，如果推断旋转位置和交流旋转电机的实际旋转位置的误差在90度以上，由于驱动电流运算单元，作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩会进一步增大，因此，不仅能减小异常发生前后交流旋转电机同样要求具备的转矩大小，还能使转矩减小的期间达到最短，并消除作用于交流旋转电机的期望转矩相反方向的反转矩，或者防止过电流导致交流旋转电机以及交流旋转电机的驱动电路出现故障，且相关效果更为显著。

再者，电动助力转向装置在交流旋转电机1的输出转矩剧增的情况下，施加的转向转矩会突然减少。

如果在行驶过程中发生这种转向转矩突然减少的情况，会妨碍驾驶员对车辆进行预期的转向，驾驶员会感到异样。

因此，在电流限制单元6中将用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为从时刻t2开始随时间逐渐增加时，在电动助力转向装置中相关效果会更加显著。

另外，在本实施方式8中，旋转位置推断单元9f基于向交流旋转电机1供应高频电流时针对输出转矩Tm的响应，计算推断旋转位置θe，但推断旋转位置θe也可以根据其他方法计算，其方法不限。

此外，时刻t2设为旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe与实际旋转位置的误差进入90度以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内的时间)构成规定时间Δt12，但也可以将时刻t2设为旋转位置推断单元9计算的推断旋转位置θe和实际旋转位置的误差进入任意的规定误差以下所需的充分长的时刻，由(开始推断旋转位置起，收敛到任意的规定误差以内的时间)构成规定时间Δt12。

控制角θc的误差在90度以下时，该误差越大，交流旋转电机1的转矩越小于期望转矩，误差为90～180度时，该误差越大，期望转矩相反方向的反转矩越大。

因此，在不仅不容许反转矩，也无法容许转矩减小的情况下，可以根据会出现无法容许的转矩的控制角θc与实际旋转位置的误差，设定规定误差。

此外，在容许一定程度的反转矩的情况下，可以根据会出现可容许的反转矩的控制角θc与实际旋转位置的误差，设定规定误差。

该情况下，(开始推断旋转位置起，收敛到规定误差以内的时间)是旋转位置推断单元9f基于旋转位置信号开始推断旋转位置θe的运算起，推断旋转位置θe与旋转位置的误差收敛到规定误差以内所需的最长时间，假设旋转位置推断单元9f开始推断旋转位置θe的运算时推断旋转位置θe与交流旋转电机实际旋转位置的误差为180度这一最坏的情况，可以预先测定或者计算推断旋转位置θe的误差降低到规定误差的时间。

此外，设定为电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim从时刻t2开始，随时间逐渐增加，但在转矩剧变的影响不成为问题，希望尽快恢复转矩时，也可以设定为从时刻t2开始急剧地增加d-q轴电流限制值idqlim。

此外，对于构成使电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim为零的规定时间Δt12的(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)、以及(开始推断旋转位置起、使误差收敛到90度以内的时间)，分别设定为可取的最长时间，但也可以构成为，根据条件，将该条件下的最长时间切换为设定时间。关于本实施方式8中使d-q轴电流限制值idqlim为零的规定时间Δt12，构成规定时间Δt12的(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)例如可能会根据转矩检测单元的温度特性而变动。

因此，例如可以检测转矩检测单元的温度，根据温度将该温度下(从供应旋转位置推断电力起、到计算推断旋转位置为止的时间)的最长时间切换为设定时间。

此外，电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim的设定如图4所示，但也可以如图5所示，设定为从时刻t0到t1的期间限制为零。

该情况下，传感器异常判断单元3不仅需要输出旋转位置传感器有无异常，还需要输出旋转位置传感器2的异常检测状态，具体为旋转位置传感器2的异常检测持续时间。如上所述，从时刻t0到t1的期间限制为零，从而能够降低从旋转位置传感器2发生异常起，到传感器异常判断单元判断旋转位置传感器2为异常为止的期间的反转矩以及过电流。

但是，如上所述，传感器异常判断单元3正在检测旋转位置传感器2的异常，实际上旋转位置传感器2并无异常时，虽然旋转位置传感器2没有异常，但供应给交流旋转电机的电流仍然会发生变动，并造成转矩变动。

此外，如图6所示，也可以将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为，在开始限制时随时间逐渐减少。

电动助力转向装置在交流旋转电机1的输出转矩骤减的情况下，施加的转向转矩会突然增加。

如果在行驶过程中发生这种转向转矩突然增加的情况，会妨碍驾驶员对车辆进行预期的转向，驾驶员感到的异样会逐渐增大。

因此，在电流限制单元6中将用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为从时刻t2开始随时间逐渐减少时，在电动助力转向装置中相关效果会更加显著。但是，如果控制角和交流旋转电机的实际旋转位置的误差较大，减少的斜率越小，反转矩越大。

此外，如图7所示，也可以将电流限制单元6中用于限制d-q轴上的电流指令idq1*的限制值即d-q轴电流限制值idqlim设定为零以外的值。

例如，如果电动助力转向装置所具备的交流旋转电机以及交流旋转电机控制装置不会因转移至无传感器控制时的大电流而出现故障，也可以将d-q轴电流限制值idqlim的下限值设定为交流旋转电机额定电流的10％以下。

即，该电力限制单元也可以构成为限制所述驱动电力，使得供应给交流旋转电机的电流在交流旋转电机额定电流的10％以下。

在常规的电动助力转向装置中，如上所述，转向转矩越大，交流旋转电机输出的辅助转矩就越大，转向转矩为5Nm左右时即达到交流旋转电机的额定转矩，辅助转矩则达到上限值。

即，转向转矩为5Nm时，需要和交流旋转电机额定电流相当的辅助转矩，换言之，可以说转向转矩5Nm是人们能够舒适地转向的上限值。

因此，如果反转矩在5Nm以下，人们可以进行预期的车辆转向，且不会对行驶造成阻碍，该值相当于常规电动助力转向装置中交流旋转电机额定转矩的10％以下。

转移至无传感器控制时，对供应给交流旋转电机的电力进行限制，在此期间控制角和交流旋转电机的实际旋转位置的误差较大时，该限制操作可以降低反转矩，防止过电流，另一方面，控制角的误差较小时，原本应供应给交流旋转电机的电力受到限制，导致其功能性降低，存在这样一种权衡关系。

因此，在电动助力转向装置中，通过将d-q轴电流限制值idqlim的下限值设定为交流旋转电机额定电流的10％，从而在转移至无传感器控制时，可以将控制角和交流旋转电机的实际旋转位置的误差较大时的反转矩控制在容许范围内，并且可以将控制角的误差较小时辅助转矩的降低控制在最小限度，可以获得最佳的功能性。

此外，利用电流限制单元6限制d-q轴上的电流指令idq1*，防止交流旋转电机1的反转矩以及过电流，但也可以限制相对交流旋转电机旋转或静止的任意坐标轴的电流指令，或者分别限制相对交流旋转电机静止的坐标系上的U、V、W各相的电流指令，电流限制单元中要限制的电流指令不限，可以是任意坐标轴的电流指令。该情况下，和本实施方式1中利用电流限制单元6限制电流指令的方法一样，限制各坐标轴上的电流，借此，无论限制哪一坐标轴上的电流指令，都能防止反转矩以及过电流，获得相同的效果。但是，需要对电流限制单元所限制的电流加上旋转位置推断电力。

此外，图18以电动助力转向系统为例进行了说明，但方向盘34也可以替换为方向盘以外的惯性矩，作为电动助力转向系统以外的所谓双惯性系统而为人们所熟知的控制装置，自然也能获得相同的效果。

另外，本发明在其发明范围内能够自由地组合各实施方式，或者对各实施方式进行优化、变形、省略。

标号说明

1交流旋转电机、2旋转位置传感器、2a信号线、

3传感器异常判断单元、4旋转位置运算单元、5切换器、

6电流限制单元、7转矩检测单元、

8旋转位置推断电力发生器、9旋转位置推断单元、

10电力供应单元、11高频叠加器、12电流控制器、

13坐标转换器、14电力转换器、15电流检测器、

16带通滤波器、17推断误差运算单元、

18推断误差控制单元、19乘法器、20积分器、

21位置误差推断器、22PI控制器、23脉宽调制控制器、

24逆变器、25初始旋转位置推断电力发生器、

26初始旋转位置推断单元、27栅极信号生成器、

28电力限制单元、29感应电压推断单元、30位置切换器、

31速度推断器、32旋转速度运算单元、

33驱动电流运算单元、34方向盘、35前轮、36齿轮、

37传递轴、38～43半导体开关、44直流电压源。