特開 2024-134093 回転電機の制御装置、及びプログラム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024134093

(43)【公開日】2024-10-03

(54)【発明の名称】回転電機の制御装置、及びプログラム

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20240926BHJP

【ＦＩ】

H02P27/06

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023044200

(22)【出願日】2023-03-20

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】渡邉 一範

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB05

5H505CC04

5H505DD08

5H505HA10

5H505HB01

5H505LL22

5H505LL41

(57)【要約】

【課題】負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる回転電機の制御装置を提供する。
【解決手段】制御装置５０は、高圧蓄電池１１と、インバータ３０と、回転電機２０とを備えるシステム１０に適用される。制御装置５０は、スイッチを有し、スイッチのスイッチング制御により負荷電流を出力するスイッチング電源を備え、スイッチング電源から供給される負荷電流を電源として、回転電機２０を制御する複数の制御機能が動作するように構成されている。制御装置５０は、制御システム１０の外部に設けられた外部電源２１０から高圧蓄電池１１に充電する外部充電制御中であるとの条件、又は制御システム１０の外部に設けられた外部給電対象に高圧蓄電池１１から給電する外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、回転電機１０の制御機能を制限する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

蓄電部（１１）と、
前記蓄電部に接続されたインバータ（３０）と、
前記インバータに接続された電機子巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、を備えるシステム（１０）に適用される回転電機の制御装置（５０）において、
スイッチ（Ｑ，７０ｂ）を有し、前記スイッチのスイッチング制御により負荷電流を出力するスイッチング電源（６１～６３，７０）を備え、
前記スイッチング電源から供給される負荷電流を電源として、前記回転電機を制御する複数の制御機能が動作するように前記制御装置が構成されており、
前記システムの外部に設けられた外部電源（２１０）から前記蓄電部に充電する外部充電制御中であるとの条件、又は前記システムの外部に設けられた外部給電対象に前記蓄電部から給電する外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、複数の前記制御機能の少なくとも一部を制限する制限処理を行う制限部を備える、回転電機の制御装置。

【請求項2】

複数の前記制御機能のうち最大の負荷電流が前記スイッチング電源から供給される制御機能を特定機能とし、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記特定機能の消費電流を低減する処理を行う、請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項3】

複数の前記制御機能には、前記回転電機の電気角を検出する角度検出機能が含まれ、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記角度検出機能を停止する処理を行う、請求項２に記載の回転電機の制御装置。

【請求項4】

前記スイッチング電源から負荷電流が供給されることにより、交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部（５２）を備え、
前記システムは、前記回転電機の電気角に応じて前記励磁信号を変調し、変調した前記励磁信号を角度信号として出力する角度センサ（４０）を備え、
前記角度検出機能は、前記角度センサの角度信号に基づいて、前記回転電機の電気角を検出する機能であり、
前記制限部は、前記角度検出機能を停止する処理として、前記励磁信号生成部により前記励磁信号が生成されることを停止する処理を行う、請求項３に記載の回転電機の制御装置。

【請求項5】

前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）のスイッチング指令を生成するマイコン（５１）を備え、
前記マイコンは、前記制御機能として、前記回転電機を駆動するように前記スイッチング指令を生成する指令生成機能を有し、
前記制限部（４３）は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記マイコンの前記指令生成機能を停止する処理を行う、請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項6】

前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）の駆動回路（７１，７２）を備え、
前記駆動回路は、前記制御機能として、
前記駆動回路により前記上下アームスイッチをオンオフさせる駆動機能と、
前記駆動回路により前記上下アームスイッチをオフ状態に保持するオフ保持機能と、を有し、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記駆動回路が有する前記制御機能のうち前記オフ保持機能以外の機能を停止する処理を行う、請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項7】

前記スイッチング電源の負荷電流が流れる電気経路（Ｌ１～Ｌ５）と、
前記電気経路に設けられている遮断スイッチ（１２１～１２５）と、を備え、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記遮断スイッチをオフする、請求項１～６のいずれか１項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項8】

前記システムは、各相の前記電機子巻線の中性点に前記外部電源又は前記外部給電対象を接続可能とする外部充電機構（１２）を備え、
前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）のスイッチング指令を生成するマイコン（５１）を備え、
前記マイコンは、前記制御機能として、
前記回転電機を駆動するように前記スイッチング指令を生成する駆動機能と、
前記外部充電制御中に前記中性点を介して外部電源から入力される充電電力の電圧を昇圧する、又は前記外部給電制御中に前記中性点を介して前記給電対象へと供給する給電電力の電圧を降圧するように、前記スイッチング指令を生成する変圧機能と、を有し、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記変圧機能を継続しつつ、前記駆動機能を停止する処理を行う、請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項9】

蓄電部（１１）と、
前記蓄電部に接続されたインバータ（３０）と、
前記インバータに接続された電機子巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、を備えるシステム（１０）に適用される制御装置（５０）のプログラムにおいて、
前記制御装置は、スイッチ（Ｑ，７０ｂ）を有し、前記スイッチのスイッチング制御により負荷電流を出力するスイッチング電源（６１～６３，７０）を備え、
前記スイッチング電源から負荷電流が供給されることにより、前記回転電機を制御する複数の制御機能が動作するように前記制御装置が構成されており、
コンピュータ（５１）に、前記システムの外部に設けられた外部電源（２１０）から前記蓄電部に充電する外部充電制御中であるとの条件、又は前記システムの外部に設けられた外部給電対象に前記蓄電部から給電する外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、複数の前記制御機能の少なくとも一部を制限する制限処理を実行させる、プログラム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、蓄電部と、蓄電部に接続されたインバータと、インバータに接続された電機子巻線を有する回転電機とを備えるシステムに適用される回転電機の制御装置及びプログラムに関する。

【背景技術】

【0002】

この種の回転電機の制御装置としては、インバータが有する上下アームスイッチの駆動回路に給電するスイッチング電源を備えるものが知られている。この制御装置は、外部電源から蓄電部への外部充電制御中において、スイッチング電源を間欠的に作動させる。これにより、スイッチング電源のスイッチング制御に伴い発生するノイズの低減を図っている。このような技術の例として、特許文献１に開示された技術が挙げられる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０２２－１１８４１７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

外部電源から蓄電部への外部充電制御中において、スイッチング電源から駆動回路へと負荷電流が出力されることに起因して、ノイズが発生することが懸念される。例えば、スイッチング電源を間欠的に作動させる場合、動作停止期間において負荷電流の出力が停止されるものの、作動期間において負荷電流が出力されることに起因して、ノイズが発生することが懸念される。

【0005】

なお、スイッチング電源の負荷電流が供給される電力供給対象は、インバータが有するスイッチの駆動回路に限らず、その他の電気負荷であっても、同様の問題が生じる。

【0006】

本発明の主たる目的は、スイッチング電源の負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる回転電機の制御装置及びプログラムを提供することである。

【課題を解決するための手段】

【0007】

本発明は、
蓄電部と、
前記蓄電部に接続されたインバータと、
前記インバータに接続された電機子巻線を有する回転電機と、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置において、
スイッチを有し、前記スイッチのスイッチング制御により負荷電流を出力するスイッチング電源を備え、
前記スイッチング電源から供給される負荷電流を電源として、前記回転電機を制御する複数の制御機能が動作するように前記制御装置が構成されており、
前記システムの外部に設けられた外部電源から前記蓄電部に充電する外部充電制御中であるとの条件、又は前記システムの外部に設けられた外部給電対象に前記蓄電部から給電する外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、複数の前記制御機能の少なくとも一部を制限する制限処理を行う制限部を備える。

【0008】

制御装置は、前記スイッチング電源から供給される負荷電流を電源として、回転電機の制御機能を動作させる。この場合に、スイッチング電源の負荷電流が流れることに起因してノイズが発生することが懸念される。

【0009】

ところで、外部充電制御中又は外部給電制御中では、回転電機の制御に用いられる制御機能を継続させることが不要となる場合がある。

【0010】

そこで、本発明によれば、外部充電制御中であるとの条件、又は外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定された場合に、回転電機の制御機能が制限される。この場合、スイッチング電源から供給される負荷電流が低減される。これにより、負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0011】

【図1】第１実施形態に係る制御システムの全体構成図。

【図2】制御装置及びその周辺構成を示す図。

【図3】下アームドライバ等の構成を示す図。

【図4】マイコンの動作を停止する処理の一例を示す図。

【図5】マイコンが実行する制御の処理手順を示すフローチャート。

【図6】第２実施形態に係る制御装置の構成図。

【図7】第３実施形態に係る制御システムの全体構成図。

【図8】制御装置及びその周辺構成を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0012】

＜第１実施形態＞
以下、本開示に係る回転電機の制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の回転電機の制御装置は、電気自動車又はハイブリッド車等の電動車両に搭載されている。

【0013】

図１に示すように、制御システム１０は、高圧蓄電池１１と、回転電機２０と、インバータ３０とを備えている。高圧蓄電池１１は、充放電可能な２次電池であり、例えば百Ｖ以上となる端子電圧を有している。高圧蓄電池１１は、例えば、リチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池である。

【0014】

回転電機２０は、車載主機であり、そのロータが車両の駆動輪と動力伝達可能とされている。本実施形態では、回転電機２０は、ステータ巻線として星形結線された３相分の電機子巻線２１を備えている。回転電機２０は、例えば永久磁石同期機である。

【0015】

インバータ３０は、スイッチング操作により、高圧蓄電池１１から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、変換した交流電力を回転電機２０へと供給する電力変換回路である。インバータ３０は、上アームスイッチＳＷＨと下アームスイッチＳＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態において、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬは、電圧制御形の半導体スイッチング素子であり、より具体的には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）である。上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬには、フリーホイールダイオードである上，下アームダイオードＤＨ，ＤＬが逆並列に接続されている。なお、インバータ３０の各スイッチは、ＩＧＢＴに代えて、例えばＮチャネルＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）であってもよい。

【0016】

各上アームスイッチＳＷＨの高電位側端子であるコレクタには、バスバー等の正極母線３１Ｈを介して、高圧蓄電池１１の正極端子が接続されている。各下アームスイッチＳＷＬの低電位側端子であるエミッタには、バスバー等の負極母線３１Ｌを介して、高圧蓄電池１１の負極端子が接続されている。各相において、上アームスイッチＳＷＨ及び下アームスイッチＳＷＬの接続点は、電機子巻線２１の第１端に接続されている。各相の電機子巻線２１の第２端は、中性点で互いに接続されている。

【0017】

正極母線３１Ｈ及び負極母線３１Ｌには、それぞれ電源スイッチＳＭＲ（システムメインリレー）が設けられている。電源スイッチＳＭＲがオンされることにより、高圧蓄電池１１とインバータ３０とが電気的に接続され、電源スイッチＳＭＲがオフされることにより、高圧蓄電池１１とインバータ３０との間が電気的に遮断される。各電源スイッチＳＭＲは、制御システム１０が備える制御装置５０によって駆動されてもよいし、制御装置５０に対して上位の制御装置である上位ＥＣＵ４２（図２参照）によって駆動されてもよい。

【0018】

インバータ３０は、平滑コンデンサ３２を備えている。平滑コンデンサ３２は、正極母線３１Ｈのうち電源スイッチＳＭＲよりもインバータ３０側と、負極母線３１Ｌのうち電源スイッチＳＭＲよりもインバータ３０側とを電気的に接続している。なお、平滑コンデンサ３２は、インバータ３０の内部に設けられていてもよいし、外部に設けられていてもよい。

【0019】

制御システム１０は、角度センサ４０と、電流センサ４１とを備えている。角度センサ４０は、回転電機２０の電気角に応じた角度信号を出力する。本実施形態では、角度センサ４０はレゾルバである。電流センサ４１は、回転電機２０の各電機子巻線２１に流れる相電流のうち、少なくとも２相分の電流を検出し、電流信号を出力する。角度センサ４０の角度信号と、電流センサ４１の電流信号とは、制御装置５０に入力される。

【0020】

続いて、制御システム１０を構成する外部充電関連の構成について説明する。

【0021】

制御システム１０は、外部充電機構１２を備えている。外部充電機構１２は、インレット１３と、リレー１４とを含む。インレット１３は、リレー１４を介して、各母線３１Ｈ，３１Ｌのうち高圧蓄電池１１及びインバータ３０の間と、各相の電機子巻線２１の中性点とに接続されている。

【0022】

外部充電は、インレット１３が充電設備２００に電気的に接続された場合に実施される。充電設備２００は、外部電源２１０と、コネクタ２２０を備える。コネクタ２２０は、車両のインレット１３に接続可能に構成されている。外部電源２１０は、例えば、直流電源であるが、交流電源であってもよい。この場合、ＡＣ／ＤＣコンバータが必要となる。

【0023】

図２を用いて、制御装置５０の構成について説明する。制御装置５０は、マイコン５１を備えている。マイコン５１は、車両を走行させるための回転電機２０の駆動制御と、外部充電制御と、外部給電制御とを行う。マイコン５１は、各センサ４０，４１の検出値を入力するためのＡＤコンバータを備えている。

【0024】

回転電機２０の駆動制御は、回転電機２０の制御量（例えばトルク）を指令値に制御するための制御であって、インバータ３０が有する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御である。マイコン５１は、この駆動制御のために、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬを交互にオンするためのスイッチング指令を生成する。言い換えると、マイコン５１は、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの指令生成機能を実現する。スイッチング指令は、オン指令又はオフ指令である。

【0025】

外部充電制御は、車両の停車中において、充電設備２００から外部充電機構１２を介して高圧蓄電池１１に充電するための制御である。外部給電制御は、車両の停車中において、高圧蓄電池１１から外部充電機構１２を介して制御システム１０の外部に設けられた外部給電対象に給電する制御である。外部給電対象が住居等の建物の電気機器の場合における外部給電制御は、Ｖ２Ｈ（Vehicle to Home）とも呼ばれる。また、外部給電対象が、系統電源としての外部電源２１０である場合における外部給電制御は、Ｖ２Ｇ（Vehicle to Grid）とも呼ばれる。

【0026】

なお、図１には、リレー１４を介して、各相の電機子巻線２１の中性点とインレット１３とを電気的に接続した状態で、外部充電／給電を実行可能な構成が示されているが、この構成は必須ではない。以下、本実施形態では、リレー１４を介して、正極母線３１Ｈ及び負極母線３１Ｌとインレット１３とが電気的に接続された状態で、外部充電制御又は外部給電制御が行われる場合について説明する。

【0027】

上位ＥＣＵ４２は、車両の状態が外部充電／給電可能な状態であるか否かを判定し、その判定結果に応じて車両状態信号Ｓｇａを出力する。車両状態信号Ｓｇａは、Ｈｉレベルにより車両が外部充電／給電可能な状態であることを示し、Ｌｏｗレベルにより車両が通常状態であることを示す。具体的には、上位ＥＣＵ４２は、車両の車両側コネクタ２２と外部充電装置２５の外部コネクタ２６とが接続されていると判定した場合、Ｈｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを出力し、車両側コネクタ２２と外部コネクタ２６とが未接続であると判定した場合、Ｌｏｗレベルの車両状態信号Ｓｇａを出力する。

【0028】

マイコン５１は、上位ＥＣＵ４２の車両状態信号Ｓｇａを取得する。マイコン５１は、取得した車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定した場合、外部充電制御中又は外部給電制御中であると判定する。本実施形態において、マイコン５１は、外部充電制御中又は外部給電制御中において、電源スイッチＳＭＲをオンに維持する。一方、マイコン５１は、取得した車両状態信号ＳｇａがＬｏｗレベルであると判定した場合、回転電機２０の駆動制御を行う。

【0029】

ちなみに、マイコン５１、及び上位ＥＣＵ４２が有するマイコンは、プロセッサ（具体的にはＣＰＵ）を備えている。各マイコンが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェア及びそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、各マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、各マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、例えば、後述する図５等に示す処理のプログラムが含まれる。各マイコンにインストールされたプログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されるプログラムは、例えばＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介してダウンロード及び更新が可能である。

【0030】

制御装置５０は、励磁アンプ５２、角度インターフェース回路５３及び電流インターフェース回路５４を備えている。マイコン５１は、正弦波状の励磁信号を生成し、励磁アンプ５２に出力する。励磁アンプ５２は、マイコン５１から入力された励磁信号を増幅し、増幅した励磁信号を、角度センサ４０を構成するレゾルバステータに供給する。角度センサ４０のレゾルバステータでは、回転電機２０の電気角に応じて励磁信号が変調され、変調された励磁信号が角度信号として出力される。レゾルバステータから出力された角度信号は、角度インターフェース回路５３に入力される。角度インターフェース回路５３は、角度信号をマイコン５１に入力可能な信号に変換し、変換後の角度信号をマイコン５１に出力する。マイコン５１は、角度インターフェース回路５３からの角度信号に基づいて、回転電機２０の電気角を算出する。

【0031】

電流センサ４１から出力された電流信号は、電流インターフェース回路５４に入力される。電流インターフェース回路５４は、電流信号をマイコン５１に入力可能な信号に変換し、変換後の電流信号をマイコン５１に出力する。マイコン５１は、電流インターフェース回路５４から入力される信号に基づいて、相電流を算出する。なお、励磁アンプ５２、角度インターフェース回路５３及び電流インターフェース回路５４は、制御装置５０の低圧領域に設けられている。

【0032】

制御装置５０は、第１～第３電源６１～６３を備えている。第１～第３電源６１～６３は、制御装置５０の低圧領域に設けられている。制御システム１０は、低圧蓄電池６０を備えている。低圧蓄電池６０は、高圧蓄電池１１よりも出力電圧（具体的には定格電圧）が低い蓄電池であり、例えば鉛蓄電池である。

【0033】

第１電源６１は、低圧蓄電池６０の出力電圧ＶＢを昇圧することにより、第１電圧Ｖ１（例えば３０Ｖ）を生成する。第１電源６１は、第１電気経路Ｌ１を介して励磁アンプ５２に接続されている。この場合、第１電源６１の第１電圧Ｖ１は、励磁アンプ５２に供給される。これにより、励磁アンプ５２は、レゾルバステータに増幅した励磁信号を供給することが可能とされている。なお、励磁アンプ５２が、「励磁信号生成部」に相当する。本実施形態において、第１電源６１は、スイッチＱを有する昇圧チョッパ方式のスイッチング電源である。スイッチＱは、電圧制御型の半導体スイッチであり、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。第１電源６１は、出力電圧を第１電圧Ｖ１にフィードバック制御すべく、スイッチＱのデューティ比を設定すると共に、デューティ比に基づいてスイッチＱのスイッチング制御を行う。デューティ比は、スイッチＱの１スイッチング周期に対するオン期間の比率である。

【0034】

第２電源６２は、低圧蓄電池６０の出力電圧ＶＢを降圧することにより、第２電圧Ｖ２（例えば５Ｖ）を生成する。第２電源６２は、第２電気経路Ｌ２を介して角度インターフェース回路５３及び電流インターフェース回路５４に接続されている。この場合、第２電源６２の第２電圧Ｖ２は、角度インターフェース回路５３及び電流インターフェース回路５４に供給される。これにより、各インターフェース回路５３，５４は、各センサ４０，４１から出力された信号をマイコン５１に入力可能な信号に変換することが可能とされている。

【0035】

第３電源６１は、低圧蓄電池６０の出力電圧ＶＢを降圧することにより、第３電圧Ｖ３（例えば１．５Ｖ）を生成する。第３電源６１の第３電圧Ｖ３は、マイコン５１に供給される。これにより、マイコン５１は、各種制御を実行可能とされている。

【0036】

本実施形態において、第２，第３電源６２，６３は、中間電源６２ａ，６３ａと、後段電源６２ｂ，６３ｂとにより構成されている。各電源６２，６３の中間電源６２ａ，６３ａは、スイッチＱを有する降圧チョッパ方式のスイッチング電源である。第２電源６２の中間電源６２ａは、低圧蓄電池６０の出力電圧ＶＢを降圧して中間電圧（例えば６Ｖ）を生成し、第３電源６３の中間電源６３ａは、低圧蓄電池６０の出力電圧ＶＢを降圧して中間電圧（例えば２．５Ｖ）を生成する。各電源６２，６３の中間電源６２ａ，６３ａは、出力電圧を第１，第２電圧Ｖ２，Ｖ３にフィードバック制御すべく、スイッチＱのデューティ比を設定すると共に、デューティ比に基づいてスイッチＱのスイッチング制御を行う。

【0037】

各電源６２，６３の後段電源６２ｂ，６３ｂは、シリーズレギュレータやシャントレギュレータ等のリニアレギュレータである。第２電源６２の後段電源６２ｂは、中間電源６２ａの中間電圧を降圧して第２電圧Ｖ２を生成する。第３電源６３の後段電源６３ｂは、中間電源６３ａの中間電圧を降圧して第３電圧Ｖ３を生成する。なお、第２，第３電源６２，６３は、リニアレギュレータを含まないで構成されてもよい。

【0038】

制御装置５０は、絶縁電源７０、上アームドライバ７１及び下アームドライバ７２を備えている。絶縁電源７０及び上，下アームドライバ７１，７２は、制御装置５０の低圧領域と高圧領域との境界を跨いで、低圧領域及び高圧領域に設けられている。本実施形態において、上アームドライバ７１は、各上アームスイッチＳＷＨに対応して個別に設けられ、下アームドライバ７２は、各下アームスイッチＳＷＬに対応して個別に設けられている。このため、ドライバ７１，７２は合わせて６つ設けられている。絶縁電源７０は、３相の上アームドライバ７１それぞれに対して個別に設けられている上アーム絶縁電源と、３相の下アームドライバ７２に共通の下アーム絶縁電源とを備えている。なお、下アーム絶縁電源は、３相の下アームドライバ７２それぞれに対して個別に設けられていてもよい。

【0039】

図３に、下アーム絶縁電源を例にして絶縁電源７０の構成を示す。絶縁電源７０は、フライバック式のスイッチング電源である。絶縁電源７０は、トランス７０ａと、制御用スイッチ７０ｂと、電源制御部７０ｃと、出力ダイオード７０ｄと、出力コンデンサ７０ｅと、出力電圧検出部７０ｆとを備えている。制御用スイッチ７０ｂは、電圧制御型の半導体スイッチであり、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。

【0040】

トランス７０ａは、入力巻線及び出力巻線を有し、各巻線が共通のコアにより磁気結合している。トランス７０ａの入力巻線の第１端が、低圧蓄電池６０の正極端子に接続され、トランス７０ａの入力端子の第２端が、制御用スイッチ７０ｂのドレインに接続されている。制御用スイッチ７０ｂのソースが、低圧領域で接地されている。トランス７０ａの出力巻線の第１端が、出力ダイオード７０ｄのアノードに接続され、トランス７０ａの出力巻線の第２端が、下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。出力ダイオード７０ｄのカソードと、トランス７０ａの出力巻線の第２端とが、出力コンデンサ７０ｅを介して接続されている。出力コンデンサ７０ｅの電圧が、下アーム駆動電圧ＶｄＬとして下アームドライバ７２に供給される。

【0041】

出力電圧検出部７０ｆは、出力コンデンサ７０ｅの電圧を検出し、電源制御部７０ｃに伝達する。電源制御部７０ｃは、出力電圧検出部７０ｆの検出値を目標値にフィードバック制御すべく、制御用スイッチ７０ｂをオンオフする。具体的には、電源制御部７０ｃは、制御用スイッチ７０ｂの１スイッチング周期におけるオン時間の比率であるデューティ比を設定する。

【0042】

続いて、上，下アームドライバ７１，７２の構成、及び上，下アームドライバ７１，７２が有する機能ついて説明する。上，下アームドライバ７１，７２は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを駆動する駆動機能、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフ状態に維持するオフ保持機能、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの温度を検出する温度検出機能、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの過電流異常を検出する異常検出機能、及び過電流異常が発生した場合に上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを保護する保護機能を有している。ここでは、図３を用いて、下アームドライバ７２の構成及び機能について詳細に説明する。

【0043】

下アームドライバ７２は、下アームスイッチＳＷＬの駆動機能が動作するように構成されている。詳しくは、下アームドライバ７２は、下アーム駆動部８０と、第１絶縁伝達部８１とを備えている。下アーム駆動部８０は、高圧領域に設けられている。第１絶縁伝達部８１は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。第１絶縁伝達部８１は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、マイコン５１と下アーム駆動部８０との間で下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令を伝達する。

【0044】

本実施形態において、第１絶縁伝達部８１は、フォトカプラ８１ａ、付加抵抗体８１ｂ及び定電圧電源８１ｃを有する。定電圧電源８１ｃは、下アームドライバ７２内の高圧領域に設けられており、絶縁電源７０の出力電圧を電源として定電圧を生成する。フォトカプラ８１ａの低圧領域側には、マイコン５１から下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令が入力される。フォトカプラ８１ａの高圧領域側は、フォトトランジスタにより構成されている。フォトカプラ８１ａを構成するフォトトランジスタのコレクタは、付加抵抗体８１ｂを介して、定電圧電源８１ｃに接続されている。フォトカプラ８１ａを構成するフォトトランジスタのエミッタは、下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。下アーム駆動部８０は、下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令として、フォトカプラ８１ａを構成するフォトトランジスタのコレクタ側の電圧を取得する。下アーム駆動部８０は、取得したスイッチング指令に基づいて、下アームスイッチＳＷＬをオンオフする。なお、後述する第２～第３絶縁伝達部８２～８４は、第１絶縁伝達部８１と同様の構成である。

【0045】

下アームドライバ７２は、ゲート充電用の定電圧電源９０、充電スイッチ９１、充電抵抗体９２、放電スイッチ９３及び放電抵抗体９４を備えている。本実施形態では、充電スイッチ９１としてＰチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられ、放電スイッチ９３としてＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。

【0046】

ゲート充電用の定電圧電源９０には、充電スイッチ９１及び充電抵抗体９２を介して、下アームスイッチＳＷＬのゲートが接続されている。また、下アームスイッチＳＷＬのゲートには、放電抵抗体９４及び放電スイッチ９３を介して、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。充電スイッチ９１及び放電スイッチ９３のゲートは、下アーム駆動部８０に接続されている。なお、定電圧電源９０は、絶縁電源７０の出力電圧を電源として定電圧を生成する。

【0047】

下アーム駆動部８０は、取得した下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令がオン指令である場合、充電スイッチ９１をオンし、かつ放電スイッチ９３をオフする。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧がその閾値電圧以上となり、下アームスイッチＳＷＬがオン状態に切り替えられる。一方、下アーム駆動部８０は、取得した下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令がオフ指令である場合、充電スイッチ９１をオフし、かつ放電スイッチ９３をオンする。これにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート電圧がその閾値電圧未満となり、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態に切り替えられる。

【0048】

下アームドライバ７２は、下アームスイッチＳＷＬのオフ保持機能が動作するように、構成されている。詳しくは、下アームドライバ７２は、下アームオフ保持スイッチ９５を備えている。下アームオフ保持スイッチ９５は、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴである。下アームオフ保持スイッチ９５のドレインは、下アームスイッチＳＷＬのゲートに接続されており、下アームオフ保持スイッチ９５のソースは、下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。下アームオフ保持スイッチ９５のゲートは、下アーム駆動部８０に接続されている。

【0049】

下アーム駆動部８０は、下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令がオン指令である場合に、下アームオフ保持スイッチ９５をオフし、下アームスイッチＳＷＬのスイッチング指令がオフ指令である場合に、下アームオフ保持スイッチ９５をオンする。下アームスイッチＳＷＬのオフ指令中に、下アームオフ保持スイッチ９５がオンされることにより、下アームスイッチＳＷＬのゲート及びエミッタが短絡される。これにより、下アームスイッチＳＷＬのセルフターンオンの発生が抑制される。

【0050】

なお、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのセルフターンオンについて補助的に説明すると、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの寄生容量を介して上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲートに電荷が供給されることにより、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのゲート電圧がその閾値電圧Ｖｔｈ以上になり得る。この場合、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬをオフに維持したいにもかかわらず、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが誤ってオンに切り替えられてしまう現象であるセルフターンオンが発生し得る。ここで、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのセルフターンオンは、外部充電制御中又は外部給電制御中においても発生し得る。この点、外部充電制御中又は外部給電制御中においても、上，下アームドライバ７１，７２が有するオフ保持スイッチがオンされることにより、セルフターンオンの発生が抑制される。

【0051】

制御システム１０は、温度検出用の定電流源１００及び温度センサ１０１を備えている。定電流源１００は、絶縁電源７０の出力電圧を電源として定電流を生成する。温度センサ１０１は感温ダイオードを含み、感温ダイオードのアノード側が定電流源１００に接続され、感温ダイオードのカソード側が下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。下アームスイッチＳＷＬ、下アームダイオードＤＬ及び温度センサ１０１は、半導体モジュールとして一体化されている。下アームスイッチＳＷＬの温度と、温度センサ１０１における感温ダイオードの電圧降下量とは相関を有する。

【0052】

下アーム駆動部８０は、下アームスイッチＳＷＬの温度検出機能が動作するように構成されている。詳しくは、下アーム駆動部８０は、第１コンパレータ１０２及びキャリア生成部１０３を備えている。第１コンパレータ１０２の非反転入力端子には、温度センサ１０１における感温ダイオードのアノードの電圧が印加される。第１コンパレータ１０２の反転入力端子には、キャリア生成部１０３のキャリア信号が印加される。キャリア信号は、例えば三角波信号である。第１コンパレータ１０２は、非反転入力端子の入力信号と、キャリア信号との大小比較により、非反転入力端子の入力信号をパルス幅変調して出力する。これにより、第１コンパレータ１０２の出力信号は、非反転入力端子の入力信号に応じて、キャリア信号の１周期に対するＨｉレベルの期間の比率である時比率が変化する温度信号Ｔｐとなる。

【0053】

下アームドライバ７２は、第２絶縁伝達部８２を備えている。第２絶縁伝達部８２は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。第２絶縁伝達部８２は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、下アーム駆動部８０とマイコン５１との間で温度信号Ｔｐを伝達する。

【0054】

下アームドライバ７２は、下アームスイッチＳＷＬに流れる電流を検出可能なように構成されている。詳しくは、下アームドライバ７２は、異常検出用の定電流源１１０、検出用コンデンサ１１１及び検出用ダイオード１１２を備えている。定電流源１１０は、絶縁電源７０の出力電圧を電源として定電流を生成する。定電流源１１０は、検出用コンデンサ１１１の第１端に接続されている。検出用コンデンサ１１１の第２端には、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。

【0055】

検出用コンデンサ１１１の第１端には、検出用ダイオード１１２のアノードが接続されている。検出用ダイオード１１２のカソードは、下アームスイッチＳＷＬのコレクタに接続されている。つまり、検出用コンデンサ１１１から下アームスイッチＳＷＬに向かう方向が順方向となるように、検出用ダイオード１１２が接続されている。

【0056】

検出用コンデンサ１１１には、検出用ダイオード１１２のアノードと下アームスイッチＳＷＬのエミッタとの間の電圧である判定電圧Ｖｊｄが印加される。なお、下アームスイッチＳＷＬのコレクタエミッタ間の電圧をＶｃｅとし、検出用ダイオード１１２の順方向電圧をＶｆとして、判定電圧は、Ｖｊｄ＝Ｖｃｅ＋Ｖｆである。なお、上述した判定電圧Ｖｊｄに基づいて電流を検出する方式は、デサット検出方式と呼ばれる。

【0057】

下アーム駆動部８０は、下アームスイッチＳＷＬの異常検出機能が動作するように構成されている。詳しくは、下アーム駆動部８０は、第２コンパレータ１１３及び異常検出用の定電圧源１１４を備えている。検出用コンデンサ１１１の第１端は、第２コンパレータ１１３の非反転入力端子に接続されている。第２コンパレータ１１３の反転入力端子は、定電圧源１１４の正極端子に接続されている。定電圧源１１４の負極端子は下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。

【0058】

定電圧源１１４は、下アームスイッチＳＷＬのエミッタに対して所定電圧だけ高い電圧を、第２コンパレータ１１３の反転入力端子に印加する。定電圧源１１４の所定電圧は、下アームスイッチＳＷＬに過電流が生じていないときにおける下アームスイッチＳＷＬのコレクタエミッタ間の電圧Ｖｃｅと、検出用ダイオード１１２の順方向電圧Ｖｆとの和よりも高く設定されている。この場合、第２コンパレータ１１３は、判定電圧Ｖｊｄが所定電圧未満である場合、下アームスイッチＳＷＬに過電流が生じていないと判定し、Ｌｏｗレベルの異常信号ＦＬを出力する。一方、第２コンパレータ１１３は、判定電圧Ｖｊｄが所定電圧以上である場合、下アームスイッチＳＷＬに過電流が生じていると判定し、Ｈｉレベルの異常信号ＦＬを出力する。

【0059】

下アームドライバ７２は、第３絶縁伝達部８３を備えている。第３絶縁伝達部８３は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。第３絶縁伝達部８３は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、下アーム駆動部８０とマイコン５１との間で異常信号ＦＬを伝達する。

【0060】

下アームドライバ７２は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの保護機能が動作するように構成されている。詳しくは、下アームドライバ７２は、ソフト遮断スイッチ９６及びソフト遮断抵抗体９７を備えている。本実施形態では、ソフト遮断スイッチ９６としてＮチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられている。下アームスイッチＳＷＬのゲートには、ソフト遮断抵抗体９７及びソフト遮断スイッチ９６を介して、下アームスイッチＳＷＬのエミッタが接続されている。ソフト遮断抵抗体９７の抵抗値は、放電抵抗体９４の抵抗値よりも大きい。

【0061】

下アーム駆動部８０は、異常信号ＦＬがＨｉレベルである場合に、充電スイッチ９１、放電スイッチ９３及びオフ保持スイッチ９５をオフすると共に、ソフト遮断スイッチ９６をオンする。これにより、下アームスイッチＳＷＬのターンオフに伴って発生するサージ電圧が抑制されつつ、下アームスイッチＳＷＬがオフ状態に切り替えられ、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの保護が図られる。

【0062】

なお、上アームドライバ７１の構成は、下アームドライバ７２と基本的には同じである。そのため、上アームドライバ７１は、下アームドライバ７２と同様に、上アームスイッチＳＷＨを駆動する駆動機能、上アームスイッチＳＷＨをオフ状態に維持するオフ保持機能、上アームスイッチＳＷＨの温度を検出する温度検出機能、上アームスイッチＳＷＨの過電流異常を検出する異常検出機能及び上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの保護機能を有する。

【0063】

ここで、制御装置５０は、第１～第３電源６１～６３及び絶縁電源７０から供給される負荷電流を電源として、回転電機２０の各種制御機能が動作するように構成されている。具体的には、第１電源６１から励磁アンプ５２に負荷電流が供給され、かつ第２電源６２から角度インターフェース回路５３に負荷電流が供給されることにより、制御装置５０の角度検出機能が動作する。第２電源６２から電流インターフェース回路５４に負荷電流が供給されることにより、制御装置５０の相電流検出機能が動作する。第３電源６３からマイコン５１に負荷電流が供給されることにより、マイコン５１の指令生成機能が動作する。絶縁電源７０から上，下アームドライバ７１，７２に負荷電流が供給されることにより、上，下アームドライバ７１，７２の駆動機能、オフ保持機能、温度検出機能、異常検出機能及び保護機能が動作する。

【0064】

ところで、外部充電制御中又は外部給電制御中において、スイッチング電源である各電源６１，６２ａ，６３ａ，７０の負荷電流が流れることに起因して、ノイズが発生することが懸念される。

【0065】

この点、外部充電制御又は外部給電制御が行われている状況では、制御装置５０が有する各種制御機能のうち一部を継続することが不要となり得る。そこで、制御装置５０は、制御装置５０が有する各種機能を制限する制限処理を行う。以下では、制限処理を実行するための構成について説明する。

【0066】

制御装置５０は、第１～第５遮断スイッチ１２１～１２５を備えている。第１，第２遮断スイッチ１２１，１２２は、マイコン５１により駆動される。第３～第５遮断スイッチ１２３～１２５は、上，下アームドライバ７１，７２により駆動される。第１～第５遮断スイッチ１２１～１２５は、各電源６１～６３，７０の負荷電流が流れる電気経路に設けられている。具体的には、第１遮断スイッチ１２１は、第１電気経路Ｌ１に設けられている。第２遮断スイッチ１２２は、第２電気経路Ｌ２に設けられている。

【0067】

第３，第４遮断スイッチ１２３，１２４は、上，下アームドライバ７１，７２それぞれに個別に設けられている。下アームドライバ７２を例にして説明すると、図３に示すように、第３遮断スイッチ１２３は、第１絶縁伝達部８１の定電圧電源８１ｃからフォトカプラ８１ａへと電流を供給する第３電気経路Ｌ３に設けられている。第４遮断スイッチ１２４は、異常検出用の定電流源１１０から検出用コンデンサ１１１へと電流を供給する第４電気経路Ｌ４に設けられている。

【0068】

第５遮断スイッチ１２５は、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの温度センサ１０１に対応して個別に設けられている。下アームスイッチＳＷＬを例にして説明すると、図３に示すように、第５遮断スイッチ１２５は、温度検出用の定電流源１００から温度センサ１０１へと電流を供給する第５電気経路Ｌ５に設けられている。

【0069】

なお、第１～第５遮断スイッチ１２１～１２５は、リレー又は半導体スイッチング素子であり、オンされることにより双方向の電流の流通を許容し、オフされることにより双方向の電流の流通を遮断する。

【0070】

マイコン５１は、上位ＥＣＵ４２から取得した車両状態信号Ｓｇａを上，下アームドライバ７１，７２に伝達する。下アームドライバ７２を例にして説明すると、図３に示すように、下アームドライバ７２は、第４絶縁伝達部８４を備えている。第４絶縁伝達部８４は、低圧領域と高圧領域との境界を跨いで低圧領域及び高圧領域に設けられている。第４絶縁伝達部８４は、低圧領域及び高圧領域の間を電気的に絶縁しつつ、下アーム駆動部８０とマイコン５１との間で車両状態信号Ｓｇａを伝達する。下アーム駆動部８０は、車両状態信号Ｓｇａとして、第４絶縁伝達部８４の出力信号を取得する。下アーム駆動部８０は、取得した車両状態信号Ｓｇａに基づいて、車両の状態が通常状態であるか外部充電状態であるかを認識する。

【0071】

マイコン５１は、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定した場合、上述した制御装置５０が有する制御機能を制限する制限処理を行う。本実施形態では、マイコン５１は、制限処理として、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの指令生成機能と、励磁アンプ５２及び角度インターフェース回路５３の角度検出機能と、電流インターフェース回路５４の相電流検出機能と、上，下アームドライバ７１，７２が有する機能のうちオフ保持機能以外の機能とを制限する。

【0072】

具体的には、マイコン５１は、Ｈｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを取得した場合、制限処理として以下の処理を実行する。すなわち、マイコン５１は、
・各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令の生成を停止する処理と、
・励磁信号の生成を停止する処理と、
・第１電気経路Ｌ１に設けられている第１遮断スイッチ１２１をオフする処理と、
・第２電気経路Ｌ２に設けられている第２遮断スイッチ１２２をオフする処理と、
・上位ＥＣＵ４２から取得したＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを、上，下アームドライバ７１，７２に伝達する処理と、
を実行する。

【0073】

各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令の生成が停止され、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬの指令生成機能が停止されると共に、励磁信号の生成が停止される。これにより、マイコン５１の消費電流が低減され、第３電源６３からマイコン５１へ供給される負荷電流が低減される。なお、マイコン５１は、車両状態信号Ｓｇａを取得する処理等のその他の処理を実行してもよい。この場合、マイコン５１が有する制御機能が制限される。

【0074】

マイコン５１における励磁信号の生成が停止されることにより、励磁アンプ５２による励磁信号を増幅させる動作が停止される。また、第１遮断スイッチ１２１がオフされることによっても、励磁アンプ５２による励磁信号を増幅させる動作が停止される。第２遮断スイッチ１２２がオフされることにより、角度インターフェース回路５３の動作が停止される。これにより、角度検出機能が停止される。この場合、第１電源６１から励磁アンプ５２へ供給される負荷電流が低減され、第２電源６２から角度インターフェース回路５３へ供給される負荷電流が低減される。

【0075】

第２電気経路Ｌ２に設けられている第２遮断スイッチ１２２がオフされることにより、電流インターフェース回路５４の動作が停止される。これにより、相電流検出機能が停止される。この場合、第２電源６２から電流インターフェース回路５４へ供給される負荷電流が停止される。

【0076】

上，下アームドライバ７１，７２は、マイコン５１からＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを受信した場合に、オフ保持機能を継続しつつ、駆動機能、温度検出機能、異常検出機能及び保護機能を停止する。この場合、絶縁電源７０から供給される負荷電流が低減される。以下では、下アームドライバ７１を例にして、具体的に説明する。

【0077】

下アームドライバ７２は、マイコン５１からＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを受信した場合に、オフ保持スイッチ９５をオンすると共に、充電スイッチ９１、放電スイッチ９３及びソフト遮断スイッチ９６をオフする。また、下アームドライバ７２は、第３遮断スイッチ１２３をオフし、第１絶縁伝達部８１の定電圧電源８１ｃからフォトカプラ８１ａへの電流の供給を停止する。これにより、下アームスイッチＳＷＬのオフ保持機能が継続されつつ、駆動機能が停止される。

【0078】

下アームドライバ７２は、マイコン５１からＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを受信した場合に、第２コンパレータ１１３の動作を停止し、異常検出用の定電圧源１１４による所定電圧の生成を停止する。また、下アームドライバ７２は、第４遮断スイッチ１２４をオフする。これにより、異常検出機能及び保護機能が停止される。

【0079】

下アームドライバ７２は、マイコン５１からＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを受信した場合に、第１コンパレータ１０２の動作を停止し、キャリア生成部１０３によるキャリア信号の生成を停止する。また、下アームドライバ７２は、第５遮断スイッチ１２５をオフする。これにより、温度検出機能が停止される。

【0080】

なお、図４には、第１コンパレータ１０２の動作を停止する構成の一例を示す。第１コンパレータ１０２は、内部回路１０２ａ、定電圧電源１０２ｂ及び停止スイッチ１０２ｃを備えている。内部回路１０２ａの正極端子は、停止スイッチ１０２ｃを介して定電圧電源１０２ｂに接続され、内部回路１０２ａの負極端子は、下アームスイッチＳＷＬのエミッタに接続されている。定電圧電源１０２ｂは、絶縁電源７０の出力電圧を電源として定電圧を生成する。内部回路１０２ａは、定電圧電源１０２ｂから電圧が供給されることにより、非反転入力端子の入力信号及び反転入力端子の入力信号の大小比較に応じて温度信号Ｔｐを出力する。停止スイッチ１０２ｃは、例えば半導体スイッチング素子であり、オンされることにより双方向の電流の流通を許容し、オフされることにより双方向の電流の流通を遮断する。下アームドライバ７２は、マイコン５１からＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを受信した場合に、停止スイッチ１０２ｃをオフする。これにより、第１コンパレータ１０２の動作が停止される。なお、第２コンパレータ１１３の動作を停止する構成も、第１コンパレータ１０２と同様に構成することが可能である。

【0081】

図５に、マイコン５１により実行される制御の処理手順を示す。この制御は所定周期ごとに繰り返し実行される。

【0082】

ステップＳ１０では、上位ＥＣＵ４２から入力される車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであるか否かを判定する。ステップＳ１０において肯定判定した場合、ステップＳ１１に進む。一方、ステップＳ１０において否定判定した場合、ステップＳ１３に進む。

【0083】

ステップＳ１１では、制限処理として、Ｈｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを上，下アームドライバ７１，７２に伝達する。この場合、各アームドライバ７１，７２は、上述したように、上，下アームドライバ７１，７２が有する機能のうちオフ保持機能以外の機能を停止する。

【0084】

ステップＳ１２では、制限処理として、指令生成機能、角度検出機能及び電流検出機能を停止する。本実施形態では、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令の生成を停止し、励磁信号の生成を停止すると共に、第１，第２遮断スイッチ１２１，１２２をオフする。ステップＳ１３では、外部充電制御又は外部給電制御を行う。この場合、電源スイッチＳＭＲをオンに維持する。なお、ステップＳ１１，Ｓ１２の処理が「制限部」に相当する。

【0085】

ステップＳ１４では、回転電機２０の駆動制御を行う。この場合、制御装置５０が有する各種制御機能の制限を行わない。

【0086】

以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。

【0087】

車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、制御装置５０が有する回転電機２０の制御機能が制限される。この場合、各電源６１，６２，７０から励磁アンプ５２、角度インターフェース回路５３、電流インターフェース回路５４及び上，下アームドライバ７１，７２へと供給される負荷電流が低減される。これにより、例えば、各電源６１，６２，７０により生成される電力が低減され、スイッチング電源のスイッチング制御に伴い発生するノイズを低減することができる。また、例えば、負荷電流の低減に伴い制御装置５０のスイッチング電源以外の部分に流れる電流が低減されるため、ノイズ発生の要因となる磁束の発生を抑制することができる。その結果、各電源６１，６２，７０の負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる。

【0088】

外部充電制御中又は外部給電制御中では、回転電機２０を駆動させないため、回転電機２０の電気角を検出する角度検出機能を継続させることが不要となる。そこで、本実施形態によれば、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、角度検出機能が停止される。これにより、第１電源６１から励磁アンプ５２へと供給される負荷電流を的確に低減でき、負荷電流に起因して発生するノイズを的確に低減することができる。

【0089】

車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、上，下アームドライバ７１，７２が有する制御機能のうちオフ保持機能以外の機能が停止される。この場合、オフ保持機能が継続されることにより、外部充電制御中又は外部給電制御中において上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが意図せずオンすることを抑制できる。また、上，下アームドライバ７１，７２のオフ保持機能以外の機能として、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを駆動する駆動機能、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの温度を検出する温度検出機能、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬの過電流異常を検出する異常検出機能、及び過電流異常が発生した場合に上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬを保護する保護機能が停止される。これにより、絶縁電源７０から上，下アームドライバ７１，７２へと供給される負荷電流を低減することができる。その結果、外部充電制御中又は外部給電制御中に上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬが意図せずオンすることを抑制しつつ、絶縁電源７０の負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる。

【0090】

車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、第１～第５遮断スイッチ１２１～１２５がオフされる。これにより、励磁アンプ５２、角度インターフェース回路５３、電流インターフェース回路５４及び上，下アームドライバ７１，７２の電力供給経路に流れる電流が遮断される。これにより、各電源６１，６２，７０から励磁アンプ５２、角度インターフェース回路５３、電流インターフェース回路５４及び上，下アームドライバ７１，７２へと供給される負荷電流を的確に低減することができる。

【0091】

＜第１実施形態の変形例＞
・リレー１４を介して、各相の電機子巻線２１の中性点とインレット１３とが電気的に接続された状態で、外部充電／給電が行われてもよい。この場合に、マイコン５１は、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング制御を行う。このスイッチング制御は、例えば、外部電源２１０の出力電圧を昇圧して高圧蓄電池１１に供給したり、平滑コンデンサ３２の電圧を降圧して外部給電対象に給電したりするために行われる制御である。言い換えると、マイコン５１は、外部充電制御中に中性点を介して外部電源２１０から入力される充電電力の電圧を昇圧する、又は外部給電制御中に中性点を介して給電対象へと供給する供給電力の電圧を降圧するように、スイッチング指令を生成する変圧機能が動作可能に構成されている。そのため、本実施形態では、マイコン５１は、外部充電制御中又は外部給電制御中にスイッチング制御を実行するための制御機能を継続しつつ、その他の制御機能を制限する。具体的には、マイコン５１は、先の図５のステップＳ１１の処理を行わず、ステップＳ１２において角度検出機能を停止する処理のみ実行する。この場合、相電流検出機能、変圧機能、上，下アームドライバ７１，７２の各種制御機能は継続される。

【0092】

本実施形態によれば、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルである場合において、相電流検出機能、マイコン５１の変圧機能、上，下アームドライバ７１，７２の各種制御機能が継続される。これにより、インバータ３０の入出力電圧を変圧するためのスイッチング制御が実行可能とされる。一方で、角度検出機能が停止されることにより、第１，第２電源６１，６２の負荷電流が低減される。その結果、外部充電制御中又は外部給電制御中においてインバータ３０の入出力電圧を変圧するためのスイッチング制御を実行しつつ、負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる。

【0093】

・励磁アンプ５２に入力される励磁信号を生成するのは、マイコン５１に限らない。励磁信号を生成するための信号生成回路を、マイコン５１とは別に設けてもよい。この場合、マイコン５１は、先の図５のステップＳ１２において、信号生成回路の動作を停止させることにより、角度検出機能を停止してもよい。

【0094】

＜第２実施形態＞
以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。

【0095】

外部充電制御中又は外部給電制御中では、回転電機２０を駆動させないため、マイコン５１の動作を継続させることが不要となる。そこで、本実施形態では、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであるに、制限処理として、マイコン５１の動作が停止される。本実施形態では、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであるに、マイコン５１がリセットされることにより、マイコン５１の動作が停止される。マイコン５１のリセットは、マイコン５１のリセット端子の電圧レベルをＬｏｗレベルとすることにより実行可能である。

【0096】

なお、図６には、マイコン５１をリセットする構成の一例を示す。制御装置５０は、リセット回路４３（「制限部」に相当）を備えている。リセット回路４３は、マイコン５１のリセット端子Ｔｒにリセット信号Ｓｇｂを出力する回路である。リセット信号Ｓｇｂは、Ｌｏｗレベルによりマイコン５１をリセットする旨を伝達し、Ｈｉレベルによりマイコン５１のリセットを解除する旨を伝達する信号である。なお、図６において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0097】

リセット回路４３は、リセット用の定電圧電源４３ａ、リセット抵抗体４３ｂ及びリセットスイッチ４３ｃを備えている。定電圧電源４３ａはリセット抵抗体４３ｂの第１端に接続され、リセット抵抗体４３ｂの第２端はリセットスイッチ４３ｃの高電位側端子に接続されている。リセットスイッチ４３ｃの低電位側端子は接地されている。リセットスイッチ４３ｃは、例えば半導体スイッチング素子であり、上位ＥＣＵ４２の車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルである場合にオンされ、車両状態信号ＳｇａがＬｏｗレベルである場合にオフされる。マイコン５１のリセット端子Ｔｒには、リセット信号Ｓｇｂとして、リセット抵抗体４３ｂ及びリセットスイッチ４３ｃの間の電圧が入力される。マイコン５１のリセット端子Ｔｒに、Ｌｏｗレベルのリセット信号Ｓｇｂが入力された場合、マイコン５１がリセットされる。一方、マイコン５１のリセット端子Ｔｒに、Ｈｉレベルのリセット信号Ｓｇｂが入力された場合、マイコン５１のリセットが解除される。なお、上位ＥＣＵ４２の車両状態信号Ｓｇａが、マイコン５１のリセット端子Ｔｒに直接入力され、車両状態信号Ｓｇａの電圧レベルに応じてマイコン５１がリセットされる構成とすることも可能である。

【0098】

本実施形態によれば、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、マイコン５１がリセットされ、マイコン５１の動作が停止される。これにより、第３電源６３からマイコン５１へと供給される負荷電流を的確に低減することができ、負荷電流が流れることに伴い発生するノイズを的確に低減することができる。

【0099】

＜第３実施形態＞
制御装置５０は、１モータ制御システムに適用されることに限らず、２モータ制御システムに適用されてもよい。詳しくは、図７に示すように、２モータ制御システムは、第１回転電機２０ａ及び第１インバータ３０ａの組と、第２回転電機２０ｂ及び第２インバータ３０ｂの組とを備える。第１回転電機２０ａのロータ及び第２回転電機２０ｂのロータは、動力分割機構を介して駆動輪や車載主機としてのエンジンのクランクシャフトに連結されている。第１回転電機２０ａは、第１インバータ３０ａに接続され、エンジンのクランクシャフトに初期回転を付与するスタータや、車載機器に給電するための発電機等の役割を果たす。一方、第２回転電機２０ｂは、第２インバータ３０ｂに接続され、車載主機等の役割を果たす。なお、図７において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0100】

外部充電機構１２のリレー１４は、第２回転電機２０ｂが有する電機子巻線２１のいずれかにおける第２インバータ３０ｂ側と、第２インバータ３０ｂの負極母線とに接続されている。第１回転電機２０ａが有する各相の電機子巻線２１の中性点と、第２回転電機２０ｂが有する各相の電機子巻線２１の中性点とは、接続配線３３を介して接続されている。接続配線３３には、接続スイッチ３４が設けられている。なお、接続スイッチ３４は、リレー又は半導体スイッチング素子であり、オンされることにより双方向の電流の流通を許容し、オフされることにより双方向の電流の流通を遮断する。接続スイッチ３４は、例えば制御装置５０又は上位ＥＣＵ４２により駆動される。

【0101】

図８に示すように、制御装置５０は、第１インバータ３０ａが有する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令を生成する第１マイコン５１ａと、第２インバータ３０ｂが有する各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令を生成する第２マイコン５１ｂとを備えている。なお、図８において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0102】

本実施形態では、外部充電制御中において、第１回転電機２０ａ及び第１インバータ３０ａは、外部電源２１０の出力電圧を昇圧する昇圧回路として用いられる。この場合、第１マイコン５１ａは、外部電源２１０の出力電圧を昇圧して高圧蓄電池１１に供給するために、第１インバータ３０ａのスイッチング指令を生成する。また、外部給電制御において、第１回転電機２０ａ及び第１インバータ３０ａを、平滑コンデンサ３２の電圧を降圧して外部給電対象に給電するための降圧回路として用いることも可能である。外部充電制御中又は外部給電制御中において、第１マイコン５１ａにより昇圧制御又は降圧制御を行うためのスイッチング指令が生成される場合、第１マイコン５１ａの変圧機能が継続される。

【0103】

リセット回路４３のリセット信号Ｓｇｂは、第２マイコン５１ｂのリセット端子Ｔｒに入力される。この場合、リセット信号ＳｇｂがＬｏｗレベルである場合に、第２マイコン５１ｂがリセットされる。これにより、第２マイコン５１ｂの動作が停止される。一方、第１マイコン５１ａにはリセット信号Ｓｇｂが入力されないため、第１マイコン５１ａの変圧機能が継続される。

【0104】

本実施形態によれば、２モータ制御システムにおいて車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルである場合に、第２マイコン５１ｂの動作が停止され、第３電源６３から第２マイコン５１ｂへと供給される負荷電流が低減される。この場合、各回転電機２０ａ，２０ｂの駆動制御中に比べて、第３電源６３から各マイコン５１ａ，５１ｂへと供給される負荷電流を低減することができる。また、第１マイコン５１ａの変圧機能が継続されるため、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルである場合に、第１インバータ３０ａの入出力電圧を変圧するためのスイッチング制御が実行可能とされる。その結果、外部充電制御中又は外部給電制御中においてインバータ３０の入出力電圧を変圧するためのスイッチング制御を継続しつつ、負荷電流が流れることに起因して発生するノイズを低減することができる。

【0105】

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0106】

・外部充電制御又は外部給電制御中に行われる処理としては、第１実施形態、第２実施形態及び第３実施形態で説明した処理のうちいずれか１つが実行されればよい。すなわち、各スイッチＳＷＨ，ＳＷＬのスイッチング指令の生成を停止する処理と、励磁信号の生成を停止する処理と、第１電気経路Ｌ１に設けられている第１遮断スイッチ１２１をオフする処理と、第２電気経路Ｌ２に設けられている第２遮断スイッチ１２２をオフする処理と、上位ＥＣＵ４２から取得したＨｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを、上，下アームドライバ７１，７２に伝達する処理と、マイコン５１のリセット処理とのうちいずれか１つが、マイコン５１又はリセット回路４３により実行されればよい。

【0107】

本実施形態では、角度検出機能、相電流検出機能、指令生成機能及び上，下アームドライバ７１，７２が有する制御機能のうち最大の負荷電流がスイッチング電源から供給される機能を特定機能とし、特定機能の消費電流が低減されるように、外部充電制御又は外部給電制御中の処理が行われる。

【0108】

例えば、特定機能がマイコン５１の指令生成機能である場合、外部充電制御又は外部給電制御中の処理として、マイコン５１によりスイッチング指令の生成が停止される処理や、リセット回路４３によりマイコン５１の動作が停止される処理が行われる。これにより、マイコン５１の指令生成機能の消費電流が低減される。なお、各制御機能が継続されることによりスイッチング電源から供給される負荷電流の大きさに鑑みて、角度検出機能や上，下アームドライバ７１，７２が有する各種制御機能を特定機能としてもよい。

【0109】

本実施形態によれば、車両状態信号ＳｇａがＨｉレベルであると判定された場合に、マイコン５１の指令生成機能の消費電流が低減される。この場合、第３電源６３は、出力電圧を第３電圧Ｖ３にフィードバック制御する際に設定するスイッチＱのデューティ比を小さくする。これにより、第３電源６３の負荷電流が低減される。ここで、マイコン５１の指令生成機能は、複数の制御機能のうち最大の負荷電流がスイッチング電源から供給される制御機能であるため、指令生成機能の消費電流が低減されることにより、第３電源６３からマイコン５１へと供給される負荷電流を的確に低減できる。

【0110】

・外部充電制御又は外部給電制御中において、上述した各処理のうち少なくとも２つが実行されてもよい。

【0111】

・上，下アームドライバ７１，７２は、Ｈｉレベルの車両状態信号Ｓｇａを取得した場合に、駆動機能、温度検出機能、異常検出機能及び保護機能を停止することに代えて、駆動機能、温度検出機能、異常検出機能及び保護機能のうち１つ、２つ又は３つを停止してもよい。

【0112】

・上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬに流れる電流を検出するのに、デサット検出方式を採用することに代えて、上，下アームスイッチＳＷＨ，ＳＷＬのコレクタエミッタ間に流れる電流に比例して流れるセンス電流を検出してもよい。

【0113】

・低圧蓄電部及び高圧蓄電部は、蓄電池に限らず、例えばコンデンサ（電気二重層コンデンサ）であってもよい。

【0114】

・制御装置が搭載される移動体は、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。

【0115】

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【0116】

・以下、上述した各実施形態から抽出される特徴的な構成を記載する。
［構成１］
蓄電部（１１）と、
前記蓄電部に接続されたインバータ（３０）と、
前記インバータに接続された電機子巻線（２１）を有する回転電機（２０）と、を備えるシステム（１０）に適用される回転電機の制御装置（５０）において、
スイッチ（Ｑ，７０ｂ）を有し、前記スイッチのスイッチング制御により負荷電流を出力するスイッチング電源（６１～６３，７０）を備え、
前記スイッチング電源から供給される負荷電流を電源として、前記回転電機を制御する複数の制御機能が動作するように前記制御装置が構成されており、
前記システムの外部に設けられた外部電源（２１０）から前記蓄電部に充電する外部充電制御中であるとの条件、又は前記システムの外部に設けられた外部給電対象に前記蓄電部から給電する外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、複数の前記制御機能の少なくとも一部を制限する制限処理を行う制限部を備える、回転電機の制御装置（５０）。
［構成２］
複数の前記制御機能のうち最大の負荷電流が前記スイッチング電源から供給される制御機能を特定機能とし、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記特定機能の消費電流を低減する処理を行う、構成１に記載の回転電機の制御装置。
［構成３］
複数の前記制御機能には、前記回転電機の電気角を検出する角度検出機能が含まれ、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記角度検出機能を停止する処理を行う、構成１又は２に記載の回転電機の制御装置。
［構成４］
前記スイッチング電源から負荷電流が供給されることにより、交流の励磁信号を生成する励磁信号生成部（５２）を備え、
前記システムは、前記回転電機の電気角に応じて前記励磁信号を変調し、変調した前記励磁信号を角度信号として出力する角度センサ（４０）を備え、
前記角度検出機能は、前記角度センサの角度信号に基づいて、前記回転電機の電気角を検出する機能であり、
前記制限部は、前記角度検出機能を停止する処理として、前記励磁信号生成部により前記励磁信号が生成されることを停止する処理を行う、構成３に記載の回転電機の制御装置。
［構成５］
前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）のスイッチング指令を生成するマイコン（５１）を備え、
前記マイコンは、前記制御機能として、前記回転電機を駆動するように前記スイッチング指令を生成する指令生成機能を有し、
前記制限部（４３）は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記マイコンの前記指令生成機能を停止する処理を行う、構成１～４のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。
［構成６］
前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）の駆動回路（７１，７２）を備え、
前記駆動回路は、前記制御機能として、
前記駆動回路により前記上下アームスイッチをオンオフさせる駆動機能と、
前記駆動回路により前記上下アームスイッチをオフ状態に保持するオフ保持機能と、を有し、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記駆動回路が有する前記制御機能のうち前記オフ保持機能以外の機能を停止する処理を行う、構成１～５のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。
［構成７］
前記スイッチング電源の負荷電流が流れる電気経路（Ｌ１～Ｌ５）と、
前記電気経路に設けられている遮断スイッチ（１２１～１２５）と、を備え、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記遮断スイッチをオフする、構成１～６のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。
［構成８］
前記システムは、各相の前記電機子巻線の中性点に前記外部電源又は前記外部給電対象を接続可能とする外部充電機構（１２）を備え、
前記インバータが有する上下アームスイッチ（ＳＷＨ，ＳＷＬ）のスイッチング指令を生成するマイコン（５１）を備え、
前記マイコンは、前記制御機能として、
前記回転電機を駆動するように前記スイッチング指令を生成する駆動機能と、
前記外部充電制御中に前記中性点を介して外部電源から入力される充電電力の電圧を昇圧する、又は前記外部給電制御中に前記中性点を介して前記給電対象へと供給する給電電力の電圧を降圧するように、前記スイッチング指令を生成する変圧機能と、を有し、
前記制限部は、前記外部充電制御中であるとの条件、又は前記外部給電制御中であるとの条件が成立したと判定した場合に、前記制限処理として、前記変圧機能を継続しつつ、前記駆動機能を停止する処理を行う、構成１～７のいずれか１つに記載の回転電機の制御装置。

【符号の説明】

【0117】

１０…制御システム、１１…高圧蓄電池、２０…回転電機、２１…電機子巻線、３０…インバータ、５０…制御装置、５１…マイコン、５２…励磁アンプ、５３…角度インターフェース回路、５４…電流インターフェース回路、６１～６３…第１～第３電源、７１，７２…上，下アームドライバ、２１０…外部電源。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】