交流旋转电机的控制装置及电动助力转向装置的制作方法

本发明涉及一种交流旋转电机的控制装置以及使用该控制装置的电动助力转向装置。

背景技术：

专利文献1中示出了现有装置的示例。该电动助力转向装置中，即使构成功率转换单元的多个开关元件中的任意开关元件发生短路故障，也能持续辅助方向盘转向。

该电动助力转向装置包括设置于功率转换部与三相无刷电机之间的三个继电器即开闭器，控制部在开关元件中的任意开关元件发生短路故障时，利用某个继电器切断发生短路故障的开关元件与无刷电机之间的连接，经由功率转换部对无刷电机提供交流电。由此，能够对无刷电机提供两相交流电。因此，能够持续辅助方向盘转向。

另外，专利文献2中示出了其他现有装置的示例。该多相交流电动机的电动机控制装置在开关元件中的任意开关元件发生短路故障的情况下，由异常时电流控制单元来产生与异常状态相应的异常时电压指令，并由异常时电流控制单元执行电流控制以取代正常时电流控制单元。

该电动机控制装置中，异常时电流控制单元在电动机的旋转角度位于难以避免产生制动转矩的角度范围时，暂时性地对一个以上相的开关元件发出断开状态的指令。由此，能在难以避免产生制动转矩的区域内使制动转矩最小化，另外，还能在除此以外的区域内输出动力运行转矩。

另外，专利文献3中示出了其他现有装置的示例。控制装置具有具备多个绕组组的多相旋转电机及多个系统的功率转换器，在开关元件中的一个开关元件发生导通故障时，该控制装置使发生故障的系统的所有开关元件成为断开状态，停止由发生故障的系统对电动机进行的驱动，并对未发生故障的系统进行控制，以使得抵消在发生故障的系统中产生的制动转矩。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本专利特开2009-35155号公报

专利文献2：日本专利第4772116号公报

专利文献3：日本专利特开2011-78230号公报

技术实现要素：

发明所要解决的技术问题

在上述专利文献1那样的装置中，由于利用继电器来阻断开关元件的发生了短路故障的相，因此有一相成为开放状态。此时，所能输出的转矩在交流旋转电机每旋转一周时，在两个角度处成为零。因此，存在转矩脉动较大且在该角度下旋转电机的旋转容易减速的问题。

另外，在上述专利文献2那样的装置中，在交流旋转电机与功率转换器的连接路径上不具备继电器即开闭器，使功率转换器的开关元件的控制应对故障状态，从而还存在如下问题：虽然制动转矩得到了最小化，但无法使制动转矩为零。例如，如上述专利文献3的图19所示，在低速旋转下，如(a)那样，能使制动转矩几乎为零，但在高速旋转下，如(b)那样，制动转矩变大。

另外，在上述专利文献3那样的装置中，分别具备两个由绕组和功率转换器组成的系统，因此，存在装置尺寸变大且成本变高的问题。

本发明为解决上述问题而得以完成，其目的在于提供一种交流旋转电机的控制装置，其能抑制尺寸、成本，并且还能在开关元件发生短路故障，或功率转换器与绕组之间的路径发生接地或接电源故障的情况下，通过排除制动转矩且减少转矩为零的部位，来提高输出转矩。

解决技术问题的技术方案

本发明所涉及的交流旋转电机的控制装置包括：功率转换器，该功率转换器具有连接于交流旋转电机的多个开关元件，对交流旋转电机施加电压；开闭器，该开闭器对交流旋转电机与功率转换器的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元，该开关元件控制单元对开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元，该开闭器控制单元对开闭器的开闭进行控制，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，开闭器控制单元根据交流旋转电机的旋转信息来控制开闭器的开与闭。

发明效果

根据本发明，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，根据交流旋转电机的旋转信息来控制开闭器的开与闭，因此能够在不具备开闭器而产生制动转矩的动作区域内排除制动转矩，获得零以上的动力运行转矩。而且，由于不使发生故障的相的开闭器始终处于断开状态，而是根据交流旋转电机的旋转状态来使其闭合，因此能减少转矩变为零的角度。而且，无需具备两个由绕组、功率转换器构成的系统等而造成冗余，从而尺寸不会增大而能降低成本。由此，本发明的交流旋转电机的控制装置能起到以往没有的显著效果。

本发明的上述以外的目的、特征、观点及效果通过参照附图并进行下述对本发明的详细说明来进一步阐明。

附图说明

图1是表示本发明的实施方式1的交流旋转电机的控制装置的框图。

图2是示出本发明的实施方式1中发生下侧故障时的模式I下的动力运行转矩区域及制动转矩区域(转矩区域映射)的图。

图3是示出本发明的实施方式1中发生下侧故障时的模式II下的动力运行转矩区域及电流流过故障相或产生制动转矩的区域(转矩区域映射)的图。

图4是表示本发明的实施方式1的U相开路状态下转矩与旋转角度之间的关系的图。

图5是示出本发明的实施方式1中发生上侧故障时的模式I下的动力运行转矩区域及制动转矩区域(转矩区域映射)的图。

图6是示出本发明的实施方式1中发生上侧故障时的模式II下的动力运行转矩区域及电流流过故障相或产生制动转矩的区域的图。

图7是表示本发明的实施方式1的开闭器控制单元的框图。

图8是表示本发明的实施方式1的开闭指令单元中开闭器的指令与模式及故障相之间的关系的图。

图9是表示本发明的实施方式1中发生下侧故障时所能实现的转矩的图。

图10是表示本发明的实施方式1中发生上侧故障时所能实现的转矩的图。

图11是表示本发明的实施方式2的交流旋转电机的控制装置的框图。

图12是表示本发明的实施方式2中模式II下的动力运行转矩区域及转矩为零的区域的图。

图13是表示本发明的实施方式2中发生上侧故障时所能实现的转矩的图。

图14是表示本发明的实施方式3的开闭器的结构的图。

图15是表示本发明的实施方式3的开闭器的结构的变形例的图。

图16是表示本发明的实施方式5中旋转速度与制动转矩的关系的图。

图17是表示本发明的实施方式6中示出相对于旋转角度的使用模式的转矩区域映射的图。

图18是表示本发明的实施方式7的开闭器的结构的图。

图19是表示本发明的实施方式9所涉及的电动助力转向装置的框图。

具体实施方式

实施方式1.

图1是表示本发明的实施方式1的交流旋转电机2的控制装置1与其周边结构的图。图1中，在控制装置1的周边具备交流旋转电机2及电源10。交流旋转电机2例如可以使用永磁体同步电动机、无刷电动机等一般已知的电动机。

控制装置1对具备U、V、W相这三相绕组的交流旋转电机(以下也成为电动机)2进行控制。控制装置1在检测电动机2的旋转信息的旋转检测单元7中计算电动机2的旋转角度及旋转速度。另外，控制装置1利用电流检测器CU、CV、CW来检测流过电动机2各相的电流。

控制装置1具备：电流控制单元31，该电流控制单元31根据相当于电动机2的输出转矩目标值的电流指令(也称作q轴电流指令)、电动机2各相的检测电流、旋转角度来决定三相电压指令；以及开关元件控制单元3，该开关元件控制单元3由开关元件驱动单元32来构成，该开关元件驱动单元32对来自电流控制单元31的三相电压指令进行PWM调制并对功率转换器4指示开关操作。另外，还包括功率转换器4，该功率转换器4从开关元件驱动单元32接收开关操作信号，实现由MOS－FET构成的开关元件UP、UN、VP、VN、WP、WN的斩波控制，从电源10对电动机2的各相提供电力。此外，电流控制单元31能够根据电流指令及电动机2各相的检测电流来决定三相电压指令，而并不一定需要电动机旋转角度。

电动机2利用从功率转换器4流向电动机2各相的电流来产生转矩。此外，电流检测器CU、CV、CW分别与各相的开关元件UP、UN、VP、VN、WP、WN串联配置。该实施方式1下，电流检测器CU、CV、CW串联配置于下侧开关元件UN、VN、WN的接地侧。另外，分别将二极管DUP、DUN、DVP、DVN、DWP、DWN与各开关元件UP、UN、VP、VN、WP、WN并联地配置。这是出于保护开关元件的目的而一般地进行配置。另外，控制装置1具备异常判断单元9，该异常判断单元9基于各相的检测电流、电动机旋转角度来判断短路故障部位。

该异常判断单元的结构例如可以使用国际公开WO2008/129658号公报中所示的异常检测单元及短路部位确定单元等。利用该异常判断单元9来检测功率转换器4、交流旋转电机2或其电连接路径中产生的短路故障，确定该短路故障部位，将该故障部位作为故障部位信号来进行输出。例如，在开关元件UP发生短路故障的情况下，或者，从开关元件UP到U相绕组为止的电连接路径与电源母线发生短路的情况下、即U相发生接电源故障的情况下，将UP这一信息作为信号进行输出。以开关元件UP、UN、VP、VN、WP、WN的短路故障、以及与其等效的故障、即从开关元件到电动机绕组为止的电连接路径与电源母线或接地侧母线之间的短路故障作为对象来进行检测，将该故障部位信号进行输出。

另外，电流控制单元31具备在未发生故障的正常时使用的正常时电流控制单元、以及在故障时使用的异常时电流单元。正常时控制单元可以由dq控制等公知的单元来构成，详细说明省略。异常时电流控制单元实施控制，以根据故障状态、旋转信息来切换控制结构，生成与故障、旋转状态最适合的电压指令。

开闭器5分别配置于将功率转换器4与电流旋转电机2的绕组相连的各相布线上，对于每个相，均由以MOS－FET形成的开闭元件UR、VR、WR、以及与各开闭元件UR、VR、WR并联设置的二极管DUR、DVR、DWR构成。也就是说，本实施方式的开闭器是由电子元件构成的电子开闭器。与机械式的开闭器相比，尺寸较小且价格较低。

开闭器控制单元6根据故障部位信号及旋转信息来控制开闭器5，对各相的开闭元件UR、VR、WR生成开或闭的指令，为了在故障时产生最优的转矩而控制各开闭元件UR、VR、WR的开与闭。

接着，对交流旋转电机2、功率转换器4的一相产生异常的情况进行说明，例如，电动机布线的U相、功率转换器的布线的U相、或将交流旋转电机与功率转换器相连的布线的U相与连接于电源负电位(也称为接地)的布线发生短路的异常，或者，U相的下侧开关元件UN发生短路的异常即U相接地的情况。

首先，对在U相下侧发生短路故障的情况下使所有相的开闭器均闭合时的输出转矩进行说明。将开闭器5、即所有相的开闭元件UR、VR、WR均闭合的状态称作模式I。如上述问题(技术问题的栏目)中记载的那样，此时的转矩分成能输出动力运行转矩的区域与产生制动转矩的区域。例如，如上述专利文献3的图19那样，在低速旋转下，如(a)那样，能使制动转矩几乎为零，但在高速旋转下，如(b)那样，制动转矩变大，且制动转矩所产生的角度范围也变大。该现象表现为图2所示那样的特性。也就是说，图2中对于电动机的旋转角度与旋转速度，显示点的区域表示成为制动转矩的区域，而其他白色区域表示成为动力运行转矩的区域。

接着，对在U相下侧发生短路故障的情况下仅使发生故障的相即U相的开闭器断开而将其他开闭器闭合时的输出转矩进行说明。将仅使故障相的开闭器断开的状态称为模式II。此时，成为与U相开路状态大致相近的状态。其中，与开闭元件UR并联连接的二极管DUR在二极管的电动机侧的电压低于接地时导通，因此不是完全U相开路状态。

利用图3说明此时的转矩。此时的输出转矩接近于U相开路状态，在粗实线所示的90度及270度处转矩变为零。此时的波形如上所述那样变成图4那样。二极管DUR在高速旋转时导通，因此显示点的区域中，产生制动转矩或在故障相有电流产生。粗实线与显示点的区域以外的白色区域是能输出动力运行转矩的区域。

关于在U相下侧发生短路故障的情况下所有相的开闭器均断开时的输出转矩，在所有区域转矩均为零。将使所有相的开闭器断开的状态称为模式III。

由此，能输出动力运行转矩的范围根据开闭器的开闭而变化，因此若使用该性质则能优化转矩。

以下总结示出上述定义的模式I、II、III。

模式I：将所有相的开闭器闭合的状态

模式II：仅使故障相的开闭器断开，其他相闭合的状态

模式III：将所有相的开闭器断开的状态

接着，对在U相下侧发生短路故障的情况下的开闭器控制单元6及开关元件控制单元3的动作进行说明。在产生上述异常的情况下，异常判断单元9将“U相下侧发生异常”这一故障部位信号提供给开关元件控制单元3及开闭器控制单元6。

开闭器控制单元6如图7所示那样构成，在映射选择单元61中根据故障部位信号来选择映射。此处，所谓的映射是指，如上述图2所示，针对旋转角度及旋转速度示出动力运行转矩的区域的关系图(也称作转矩区域映射)，使用表格等来安装即可。图2示出了U相下侧故障时的模式I即所有相的开闭器均闭合的状态，在U相上侧发生故障的情况下，如图5所示那样，成为180度反转的形状。

另外，在V相、W相发生故障的情况下，虽未图示，但分别成为错开120度、240度的特性。在U相下侧发生短路故障的情况下，选择表示将图2的所有相的开闭器闭合的模式I的可动力运行区域的映射。

接着，区域判断单元62参照映射选择单元选出的映射，根据旋转角度及旋转速度，来传递用于对开闭指令单元指令模式I、模式II、模式III的切换的模式指令。在U相下侧发生短路故障的情况下，根据模式I的转矩区域映射即图2，若旋转角度及旋转速度的动作点处于白色部分的可动力运行区域，则生成模式I的模式指令，即成为将所有相的开闭器闭合的状态。根据模式I的转矩区域映射即图2，若旋转角度及旋转速度的动作点处于显示点部分的制动转矩区域，则生成模式II的模式指令，即成为仅使故障相的开闭器断开的状态。

接着，接收到模式指令的开闭指令单元63根据图8所示的表，在模式指令为模式I的情况下，将所有相的开闭器闭合，在模式II的情况下，仅使故障相即U相断开，在模式III的情况下，将所有相的开闭器断开。此外，该示例中，未使用模式III。

此外，在模式I下，例如可对开关元件控制单元3使用专利文献2中示出的开关元件发生短路故障、一相中产生短路故障的情况下的异常时电流控制单元等的控制方法。该异常时电流控制单元使功率转换器4中的异常相的开关元件在断开状态下停止驱动，对于剩余的正常的两相继续控制，此外，输入相电流指令与检测电流之间的偏差，根据对正常相的电流偏差与异常相的电流偏差进行加减运算而得到的值，来生成异常时电压指令。模式II下，例如使用专利第4498353号中示出的异常时电流控制单元那样的控制单元即可。该异常时电流控制单元使功率转换器4中的异常相的开关元件在断开状态下停止驱动，对于剩余正常的两相继续控制，产生各相的电压指令，将该电压指令作为异常时电压指令进行输出，以满足发生异常的相以外的正常的各相的电压指令之和为零这一平衡条件，相电流指令根据与旋转角度相关的余弦的倒数而计算出，或者，根据旋转方向计算出以使得越接近转矩为零的角度相电流指令越大。能够分别实现与故障部位相适合的控制。

由此，模式I的制动转矩区域中不再存在旋转角度与旋转速度的动作点，从而能避免制动转矩。其结果是，整个区域中仅在旋转角度为270度时转矩为零，除此以外的区域，能输出动力运行转矩。也就是说，能输出图9那样的转矩而无关乎旋转速度。可知，与以往的专利文献1的方法相比，若采用专利文献1的装置，则如图4所示，存在两个转矩为零的角度，但在本实施方式的装置中，仅有一处，能够提高输出转矩。另外，在专利文献2的方法的情况下，只能输出与模式I相同的转矩并产生制动转矩，与此相对地，本实施方式能提高输出转矩。

此外，上述中，映射选择单元61选择了模式I的转矩区域映射，但也可以选择模式II的转矩区域映射。此时，在模式II的90度的粗线、显示点的区域及其附近有旋转动作点的情况下，若指令模式I，而除此以外的区域指令模式II，则能获得与上述相同的效果。

以下，对如下情况进行说明，即电动机布线的U相、功率转换器的布线的U相、或将交流旋转电机与功率转换器相连的布线的U相与连接于电源正电位(也称为电源电压)的布线发生短路的异常，或者，U相的上侧开关元件UP发生短路的异常即U相接电源的情况。

首先，在U相上侧发生短路故障的情况下，将所有相的开闭器均闭合时的输出转矩即U相上侧故障的模式I如图5所示。对于电动机的旋转角度及旋转速度，显示点的区域表示成为制动转矩的区域，而其他白色区域表示成为动力运行转矩的区域。接着，对在U相上侧发生短路故障的情况下仅使发生故障的相即U相的开闭器断开而将其他开闭器闭合的模式II时的输出转矩进行说明。此时，与开闭元件UR并联连接的二极管DUR在二极管的电动机侧的电压低于电源电压时导通，因此容易导通。

因此，如图6所示，关于此时的转矩，显示点的区域是二极管DUR导通的区域，产生制动转矩或在故障相有电流产生。粗实线与显示点的区域以外的白色区域是能输出动力运行转矩而故障相没有电流流过的区域。在U相上侧发生短路故障的情况下，所有相的开闭器均断开时的输出转矩在所有区域均为零。

对在U相上侧发生短路故障的情况下的开闭器控制单元及开关元件控制单元的动作进行说明。在产生上述异常的情况下，异常判断单元9将“U相上侧发生异常”这一故障部位信号提供给开关元件控制单元3及开闭器控制单元6。

在U相上侧发生短路故障的情况下，映射选择单元61选择将所有相的开闭器闭合的U相上侧故障的模式I的转矩区域映射(图5)。根据U相上侧故障的模式I的转矩区域映射，若旋转角度及旋转速度的动作点处于白色部分的可动力运行区域，则生成模式I的模式指令，即成为将所有相的开闭器闭合的状态。根据模式I的转矩区域映射即图5，若旋转角度及旋转速度的动作点处于显示点部分的制动转矩区域，则生成模式III的模式指令，即成为将所有相的开闭器断开的状态。此外，在模式III下，开关元件控制单元无需特别的动作，使所有开关元件断开即可。

由此，模式I的制动转矩区域中不再存在旋转角度与旋转速度的动作点，从而能避免制动转矩。其结果是，整个区域中仅在旋转角度处于图5的显示点的区域时转矩为零，在除此以外的区域，能输出动力运行转矩。若将以往专利文献1的装置应用于利用由MOS－FET及二极管构成的电子开闭器的图1那样的电路结构中，则开闭器的二极管容易导通，因此，容易产生制动转矩，输出转矩如专利文献3的图19那样，在高速旋转下，如(b)那样制动转矩变大。另一方面，根据本实施方式，如图10所示，能够完全排除制动转矩，从而能够提高输出转矩。另外，在专利文献2的方法的情况下，只能输出与模式I相同的转矩并产生制动转矩，与此相对地，本实施方式能提高输出转矩。

如上所述，本实施方式所涉及的交流旋转电机的控制装置包括：功率转换器，该功率转换器具有连接于交流旋转电机的多个开关元件，对交流旋转电机施加电压；开闭器，该开闭器对交流旋转电机与功率转换器的电连接路径进行开闭；开关元件控制单元，该开关元件控制单元对开关元件的开闭进行控制；以及开闭器控制单元，该开闭器控制单元对开闭器的开闭进行控制，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，所述开闭器控制单元根据旋转信息来控制开闭器的开与闭，因此，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，能够在容易产生制动转矩的动作区域，排除制动转矩，获得零以上的动力运行转矩，而且，不使发生故障的相的开闭器始终处于断开的状态，而根据旋转状态来进行闭合，因此能够减少转矩成为零的角度。另外，不仅能提高输出转矩，还能降低成本，无需具备两个由绕组、功率转换器构成的系统等而造成冗余，从而尺寸不会增大。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开关元件控制单元通过切换开关元件的开闭来控制电压，因此，能够根据开闭器的状态及故障内容来进行最优的异常时电流控制，从而能提高输出转矩。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元重复对发生故障的相进行开闭，而其它相维持连接状态，因此，能够仅在未产生制动转矩的旋转区域使用故障相，在除此以外的旋转区域通过未发生故障的两相来进行控制，从而能提高输出转矩。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元重复对所有相进行开闭，因此，能够仅在未产生制动转矩的旋转区域使用所有相，在除此以外的旋转区域断开所有相以排除制动转矩，从而能提高输出转矩。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元在将所有开闭器闭合的状态下无法动力运行时，将发生故障的相的开闭器断开，因此能够仅在可动力运行的旋转区域使用故障相，在除此以外的旋转区域通过未发生故障的两相来进行控制，从而能提高输出转矩。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元在将所有开闭器闭合的状态下无法动力运行时，将所有开闭器断开，因此能够仅在可动力运行的旋转区域使用所有相，在除此以外的旋转区域断开所有相以排除制动转矩，从而能提高输出转矩。

此外，开闭器是阻断单向电流即使用二极管的电子开闭器，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元构成为重复开闭器的开与闭，因此与使用机械式开闭器相比能减小尺寸，并能提高输出转矩。

此外，在本实施方式中，开闭器的二极管以从功率转换器朝向电动机的方向进行配置，但也可以以相反方向进行配置，该情况下，仅仅是上侧故障与下侧故障时的特性调换，与此相对应地，若开闭器控制单元也对称地调换动作，则能获得相同效果。

实施方式2.

在上述实施方式1中，开闭器5由MOS－FET及二极管这样的电子元件所形成的电子开闭器构成，但本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，本实施方式由机械式开闭器构成；以及包含上侧开关元件的短路故障在内的接电源故障时开闭器控制单元的动作不同。

图11示出了本实施方式的控制装置1。由于以机械式构成开闭器，因此无需具有与开闭器并联的二极管，所以通过断开开闭器，能阻断双向的电流。

与实施方式1相同，作为代表，对U相的短路故障进行说明。关于将所有相的开闭器闭合的状态即模式I，当然成为与实施方式1相同的状态。关于仅对于发生故障的U相断开开闭器的模式II，包含上侧的开关元件的短路故障在内的接电源故障时以及包含U相的下侧开关元件的短路故障在内的接地故障时，均示出相同特性，如图12所示，仅在90度及270度的粗实线部位转矩变为零，除此以外的部位能输出动力运行转矩。可知，由于将机械式开闭器的一相断开，因此变成一相开路时的转矩。其波形如图4所示。

对在U相上侧发生短路故障的情况下的开闭器控制单元6及开关元件控制单元3的动作进行说明。在产生上述异常的情况下，异常判断单元9将“U相上侧发生异常”这一故障部位信号提供给开关元件控制单元3及开闭器控制单元6。

在U相上侧发生短路故障的情况下，映射选择单元61选择将所有相的开闭器5闭合的U相上侧故障的模式I的转矩区域映射(图5)。根据U相上侧故障的模式I的转矩区域映射，若旋转角度及旋转速度的动作点处于白色部分的可动力运行区域，则生成模式I的模式指令，即成为将开闭器5的所有相闭合的状态。根据模式I的转矩区域映射即图5，若旋转角度及旋转速度的动作点处于显示点部分的制动转矩区域，则生成模式II的模式指令，即成为使故障相的开闭器断开的状态。

由此，模式I的制动转矩区域中不再存在旋转角度与旋转速度的动作点，从而能避免制动转矩。其结果是，整个区域中仅在旋转角度为90度时转矩为零，在除此以外的区域，能输出动力运行转矩。也就是说，能输出图13那样的转矩而无关乎旋转速度。可知，与以往的专利文献1的装置相比，若采用专利文献1的装置，则如图4所示，存在两个转矩为零的角度，但在本实施方式的装置中，仅有一处，能够提高输出转矩。另外，在专利文献2的方法的情况下，只能输出与模式I相同的转矩并产生制动转矩，与此相对地，本实施方式能提高输出转矩。

开闭器能阻断双向的电流，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元构成为重复开闭器的开与闭，因此能够使得转矩变为零的区域仅有一处，从而能提高输出转矩。

实施方式3.

在上述实施方式2中，开闭器5由机械式开闭器构成，而在本实施方式中，与实施方式1、实施方式2的不同点在于，对于各相使MOS－FET及二极管这样的电子开闭器方向相反且双重地进行串联，其他方面相同。

图14示出了本实施方式的控制装置1。由于以双重的电子式开闭器在双向上构成开闭器，因此通过断开开闭器，能阻断双向的电流。也就是说，能获得与使用机械式开闭器的实施方式2相同的效果。

另外，作为电子开闭器的配置变形例，也可以采用如图15所示那样的结构。对上侧开关元件串联地配置电子式开闭器，因此在上侧发生短路故障时，能够阻断双向的电流，能与图14同样地实现仅断开模式II中的故障相。因此，能获得同样的效果。

实施方式4.

与实施方式1的不同点在于，上述实施方式1中在包含下侧开关元件的短路故障在内的接地故障时由开闭器控制单元进行的动作，其他方面相同。

在实施方式1中，映射选择单元选择模式I的转矩区域映射，但在本实施方式4中，在包含下侧开关元件的短路故障在内的接地故障时，选择模式II的转矩区域映射(图3)。区域判断单元62生成模式指令以在模式II的转矩区域映射中显示点的区域存在旋转动作点的情况下，指令模式III，而在除此以外的区域指令模式II。

由此，在包含下侧开关元件的短路故障在内的接地故障时，仅在图3的显示点部分因模式III而使转矩成为零，而在大部分的旋转区域，则能够得到如图4所示那样的仅两处转矩成为零的输出转矩，从而能提高输出转矩。

在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元构成为发生故障的相维持断开的状态，而其它相重复开闭，因此能在将故障相的开闭器断开的状态下提高输出转矩。

此外，在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元在发生故障的相断开的状态下无法动力运行时，将所有开闭器断开，因此能够大致仅在能动力运行的旋转区域使用故障相以外的相，而在除此以外的旋转区域断开所有相，排除制动转矩，从而能提高输出转矩。

实施方式5.

在上述实施方式1中，开闭器控制单元6基于旋转角度及旋转速度这两个旋转信息来生成模式指令。在本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，构成为仅将旋转速度用作为旋转信息来生成模式指令；以及并不构成为对各相分别开闭开闭器，而是简单地构成为同时对所有相进行开闭，其他方面相同。

U相发生故障时模式I的转矩区域映射中显示点部分所产生的制动转矩在旋转速度越大的情况下越大，其关系如图16所示。根据该图16，在旋转速度比ωB要小的区域，制动转矩较小，在最大值的一半以下。因此，在低速区域使用模式I，在高速区域使用模式III，从而能够在低速区域大致输出动力运行转矩，而在高速区域能避免制动成为主导，能使转矩成为零。

接下来，对开闭器控制单元的动作进行说明。映射选择单元选择图16，在区域判断单元中将旋转速度与旋转速度阈值ωB进行比较，并生成模式指令，以使得在旋转速度较小时，指令模式I，在旋转速度较大时，指令模式III。

由此，能够在低速区域，如专利文献3的图19的(a)那样，大致输出动力运行转矩，而在高速区域,能避免如(b)那样制动成为主导的情况，能使转矩成为零。由此，具有能提高输出转矩的效果。不仅如此，由于仅使用模式I及模式III，因此构成为同时将开闭器的所有相切换为开或闭即可，从而具有如下效果：能够简化从开闭指令单元对开闭器进行指令的布线的结构等。

另外，由于仅以交流旋转电机的旋转速度作为旋转信息，因此具有如下效果：能够简化开闭器控制单元的结构及开闭器的结构，并提高输出转矩。

此外，在上述为止的本实施方式5中，开闭器控制单元6基于旋转检测单元7所检测出的旋转速度，生成模式指令，而旋转检测单元7也可以不检测旋转速度，而构成为推定或检测交流旋转电机2的感应电压，将增益乘以感应电压，与旋转速度同样地处理。关于感应电压的计算，可以使用电流偏差、电压等一般已知的方法。感应电压与旋转速度趋于大致成比例，因此能获得与上述相同的效果。

实施方式6.

在上述实施方式1中，开闭器控制单元6基于旋转角度及旋转速度这两个旋转信息来生成模式指令。在本实施方式中，与实施方式1的不同点在于，仅将旋转速度用作为旋转信息来生成模式指令，其他方面相同。

实施方式1中，在区域判断单元62中，基于旋转速度和旋转角度，判断处于模式I的转矩区域映射上的制动转矩区域还是动力运行区域，但在本实施方式中，如图17右侧所示那样，仅基于旋转角度来选择模式指令。图17中，确定设为模式II或模式III的角度区域，以与显示点的制动转矩区域相接并将其包含在内。

在包含下侧开关元件的短路故障在内的接地故障时，映射选择单元61选择图17(a)，区域判断单元生成模式指令，以在确定为与显示点的制动转矩区域相接并将其包含在内的区域存在旋转角度时，指令模式II，在除此以外的区域，指令模式I。

在包含上侧开关元件的短路故障在内的接电源故障时，映射选择单元61选择图17(b)，区域判断单元生成模式指令，以在确定为与显示点的制动转矩区域相接并将其包含在内的区域存在旋转角度时，指令模式II，在除此以外的区域，指令模式I。

通过采用上述结构，与实施方式1的不同点仅在于，图17中显示点的区域与和该区域相接且由虚线包围的区域之差，因此能够获得与实施方式1几乎相同的效果。

实施方式7.

在上述实施方式2或3中，构成为在各相具备能阻断双向电流的开闭器5，本实施方式中，构成为仅在三相中的两相具备该开闭器5。另外，开闭器控制单元6与实施方式2及3的不同点在于，不使用模式II，而是切换模式I与模式III，其他方面相同。

开闭器5构成为：仅在两相具备图18(a)中的能阻断双向电流的机械式开闭器或图18(b)中的以二极管方向相对的方式双重化的电子式开闭器。即使仅在两相具备开闭器，若将其全部断开，则也能阻断三相的电流。

开闭器控制单元6与实施方式2及3相同，在映射选择单元61中选择模式I的转矩区域映射，判断旋转状态是否处于显示点的制动转矩区域，而在处于制动转矩区域时，生成模式指令以成为模式III。

通过采用上述结构，能够以仅在两相具备开闭器这样简单的结构来排除制动转矩，能最大限度地输出动力运行转矩，提高输出转矩。

实施方式8.

在上述实施方式5中，开闭器控制单元6采用简易的结构，仅以旋转速度为旋转信息来生成模式指令，并将开闭器5的所有相同时进行开闭，另外，在模式I下，在开关元件控制单元3中利用异常时电流控制单元来提高输出转矩，而在本实施方式中，在模式I下，开关元件控制单元3构成为停止所有开关元件。其他方面相同。

由此，成为如下状态：虽然无法输出动力运行转矩，但在低速旋转区域中，如专利文献2的图7(b)所示，在旋转一圈中部分地产生制动转矩。该制动转矩作为脉动出现于电动机的动作中，因此具有如下效果：电动机的使用者能知道发生故障这一情况。由于是低速，因此制动转矩的大小较小，另外，在高速旋转时，转移至模式III，从而能阻断电流，因此能去除制动转矩。

在功率转换器、交流旋转电机或其之间的路径发生故障的情况下，开闭器控制单元根据旋转信息来控制开闭器的开与闭，开关元件控制单元构成为将开关元件固定为断开，因此，能够获得如下效果：在将输出转矩保持大致为零的状态下，通知故障。

实施方式9.

图19示出了本发明的实施方式9，示出将上述的实施方式中所示的交流旋转电机的控制装置适用于汽车的电动助力转向装置的一个示例。

图19是本发明的实施方式9的电动助力转向装置的简要结构图。

由未图示的驾驶员施加于方向盘101的转向力通过转向轴103，经由齿条小齿轮104传递至齿条，从而使车轮105旋转。交流旋转电机2经由电动机减速齿轮102与转向轴103连结。交流旋转电机2所产生的转矩(以下也称为辅助力)经由电动机减速齿轮102被传递至转向轴103，以减小驾驶员在转向时所要施加的转向力。

转矩检测单元106对由驾驶员将方向盘101转向从而施加于转向轴103的转向转矩与交流旋转电机2所产生的转矩的混合转矩进行检测，以作为输出转矩。控制装置1根据转矩检测单元106所检测出的输出转矩，决定交流旋转电机2所提供的辅助力的方向及大小，并对流过旋转电机的电流进行控制，以产生该辅助力。

控制装置1使用上述实施方式中的任意一个。具备电流指令生成单元107，该电流指令生成单元107基于转矩检测单元106所检测出的输出转矩，来计算电流指令。

在电动助力转向装置中，若在行驶过程中发生故障的情况下停止控制，则驾驶员会感受到较大的不适感，因此，通过尽可能地持续控制从而能降低不适感。优选为，尽管产生了某种故障，为了尽可能地持续良好的控制，确定产生故障的部位。

根据本实施方式9的电动助力转向装置，通过简单的结构，在功率转换器、交流旋转电机或其电连接路径发生故障的情况下，由开闭器控制单元根据旋转信息来控制开闭器的开与闭，因此能够排除制动转矩，提高输出转矩，降低驾驶员所感受到的不适感。

此外，在上述实施方式中，将开闭器配置于电动机的功率转换器一侧，但也可以配置于电动机内部、例如绕组的中性点附近，作为电连接路径是等效的，因此能获得与上述相同的作用。

本发明可以在其发明范围内对各实施方式自由地进行组合，或对各实施方式进行适当的变形、省略。