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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-04-25
(45)【発行日】2024-05-08
(54)【発明の名称】電力変換装置
(51)【国際特許分類】
H02P 29/028 20160101AFI20240426BHJP
H02P 27/06 20060101ALI20240426BHJP
H02P 21/22 20160101ALI20240426BHJP
H02M 7/48 20070101ALI20240426BHJP
【ＦＩ】
H02P29/028
H02P27/06
H02P21/22
H02M7/48 M
【請求項の数】
11
(21)【出願番号】P 2020191214
(22)【出願日】2020-11-17
(65)【公開番号】P2022080186
(43)【公開日】2022-05-27
【審査請求日】2023-07-11
(73)【特許権者】
【識別番号】000004695
【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ
(73)【特許権者】
【識別番号】000004260
【氏名又は名称】株式会社デンソー
(74)【代理人】
【氏名又は名称】矢作 和行
(74)【代理人】
【識別番号】100121991
【弁理士】
【氏名又は名称】野々部 泰平
(74)【代理人】
【識別番号】100145595
【弁理士】
【氏名又は名称】久保 貴則
(72)【発明者】
【氏名】柏▲崎▼ 貴司
(72)【発明者】
【氏名】赤間 貞洋
(72)【発明者】
【氏名】塚本 康裕
(72)【発明者】
【氏名】岡田 浩幸
【審査官】安池 一貴
(56)【参考文献】
【文献】特開２０１６－１２３２２３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００８－２１１９１１（ＪＰ，Ａ）
【文献】国際公開第２０１９／１７１８３６（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開２０１８－１２２６１２（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開平１０－２５７６０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２０１６－１８１９４８（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開２００９－１９５０２６（ＪＰ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０２Ｐ ２９／０２８
Ｈ０２Ｐ ２７／０６
Ｈ０２Ｐ ２１／２２
Ｈ０２Ｍ ７／４８
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の前記巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、前記巻線に流れる電流をｄｑ座標系におけるｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）とに変換する座標変換部（４２）と、
少なくとも１相の前記変換回路に異常が発生した場合に、前記電源部と前記電力変換部とを通電可能に接続した電源スイッチ（２２）を開状態に移行させる開移行部（Ｓ１０６）と、
前記開移行部により前記電源スイッチが前記開状態に移行された状態で、前記電源スイッチと前記電力変換部との間に設けられたコンデンサ（２１）のコンデンサ電圧（Ｖｃ）が前記電源部の電源電圧（Ｖ０）を超えて上昇するように、前記ｑ軸電流のｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）を設定する電圧上昇部（Ｓ３０２）と、
前記開移行部により前記電源スイッチが前記開状態に移行された状態で、前記電圧上昇部により設定された前記ｑ軸電流指令値に応じて、残りの少なくとも２相の前記変換回路が前記巻線に電流を流すように前記電力変換部を制御する開制御部（Ｓ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４）と、
を備えている電力変換装置。
【請求項2】
前記開移行部は、前記モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた開閾値（Ｎｔｈ）よりも大きい場合に、前記電源スイッチを前記開状態に移行させる、請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項3】
前記開閾値は、少なくとも１相の前記変換回路に異常が発生した場合に、残りの少なくとも２相の前記変換回路が前記電源スイッチが閉状態にある状況で前記モータを駆動可能な回転数である、請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項4】
前記電圧上昇部は、前記コンデンサ電圧が前記電源電圧よりも大きいコンデンサ閾値（Ｖｈ）になるようにフィードバック制御により前記ｑ軸電流指令値を設定する、請求項１～３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項5】
前記コンデンサ閾値は、前記電力変換部への印加電圧の上限値である、請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項6】
前記開移行部により前記電源スイッチが前記開状態に移行された場合に、前記モータの回転数（Ｎｍ）が減少するようにｄ軸電流のｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を設定するｄ軸電流指令部（Ｓ３０１，Ｓ３１０）、を備えている請求項１～５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項7】
前記ｄ軸電流指令部は、前記モータの回転数に加えて前記コンデンサ電圧に応じて前記ｄ軸電流指令値を設定する、請求項６に記載の電力変換装置。
【請求項8】
前記モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた閉閾値（Ｎｔｈ）まで減少した場合に、前記電源スイッチを閉状態に移行させる閉移行部（Ｓ３１８）、を備えている請求項１～７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【請求項9】
前記モータの回転数が前記閉閾値まで減少した場合に、前記コンデンサ電圧が下降するように前記ｑ軸電流指令値を設定する電圧下降部（Ｓ３１１）、を備え、前記閉移行部は、前記電圧下降部により前記ｑ軸電流指令値が設定されて前記コンデンサ電圧が前記電源電圧まで下降した場合に、前記電源スイッチを前記閉状態に移行させる、請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項10】
前記電圧下降部は、前記コンデンサ電圧が前記電源電圧になるようにフィードバック制御により前記ｑ軸電流指令値を設定する、請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項11】
複数相の前記巻線に流れる電流の位相差（ＰＤ３）があらかじめ定められた基準値になるように前記電力変換部を制御する基準制御部（Ｓ１１３，Ｓ１１４）を備え、前記開制御部は、残りの２相の前記変換回路が前記巻線に流す電流の位相差を異常時位相差（ＰＤ２）として、前記異常時位相差が前記基準値から変更値に変更されるように前記電力変換部を制御する、請求項１～１０のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
この明細書における開示は、電力変換装置に関する。
【背景技術】
【0002】
特許文献１には、直流電力を交流電力に変換して３相モータに供給するインバータと、このインバータの制御を行う制御装置と、が搭載された車両について開示されている。インバータは、３相のそれぞれに設けられたアーム回路を有している。これらアーム回路においては、電源ライン側のスイッチング素子とアースライン側のスイッチング素子とが互いに直列に接続されている。各アーム回路における電源ライン側のスイッチング素子は互いに並列に接続され、各アーム回路におけるアースライン側のスイッチング素子は互いに並列に接続されている。
【0003】
制御装置は、インバータにおいてスイッチング素子の短絡が生じた場合に３相オン制御を行う。３相オン制御は、短絡が生じたスイッチング素子に並列に接続された全てのスイッチング素子をオン状態にする処理である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特開２００９－１９５０２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
しかしながら、上記特許文献１では、制御装置により３相オン制御が行われると、３相オン制御によりオンされたスイッチング素子に電流が流れる。このため、モータの逆起電力がある程度大きいと、オン状態のスイッチング素子等に流れる電流が大きくなってインバータが発熱する、ということが懸念される。例えば、モータの高出力化を図ると、モータの逆起電力が増加してインバータが発熱しやすくなると考えられる。
【0006】
本開示の主な目的は、電力変換部について異常発生に伴う発熱を抑制できる電力変換装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
この明細書に開示された複数の態様は、それぞれの目的を達成するために、互いに異なる技術的手段を採用する。また、特許請求の範囲およびこの項に記載した括弧内の符号は、一つの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示す一例であって、技術的範囲を限定するものではない。
【0008】
上記目的を達成するため、開示された１つの態様は、
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
巻線に流れる電流をｄｑ座標系におけるｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）とに変換する座標変換部（４２）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、電源部と電力変換部とを通電可能に接続した電源スイッチ（２２）を開状態に移行させる開移行部（Ｓ１０６）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電源スイッチと電力変換部との間に設けられたコンデンサ（２１）のコンデンサ電圧（Ｖｃ）が電源部の電源電圧（Ｖ０）を超えて上昇するように、ｑ軸電流のｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）を設定する電圧上昇部（Ｓ３０２）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電圧上昇部により設定されたｑ軸電流指令値に応じて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に電流を流すように電力変換部を制御する開制御部（Ｓ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４）と、
を備えている電力変換装置である。
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
巻線に流れる電流をｄｑ座標系におけるｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）とに変換する座標変換部（４２）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、電源部と電力変換部とを通電可能に接続した電源スイッチ（２２）を開状態に移行させる開移行部（Ｓ１０６）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電源スイッチと電力変換部との間に設けられたコンデンサ（２１）のコンデンサ電圧（Ｖｃ）が電源部の電源電圧（Ｖ０）を超えて上昇するように、ｑ軸電流のｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）を設定する電圧上昇部（Ｓ３０２）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電圧上昇部により設定されたｑ軸電流指令値に応じて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に電流を流すように電力変換部を制御する開制御部（Ｓ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４）と、
を備えている電力変換装置である。
【0009】
少なくとも１相の変換回路に異常が発生し、残りの少なくとも２相の変換回路によりモータが駆動される場合、モータの駆動に用いられる電圧が電源電圧のままになっていると、モータの逆起電力を管理する上でモータの回転磁界が不適な態様になることが懸念される。この場合、モータの逆起電力を適正に管理することが困難になると考えられる。
【0010】
これに対して、上記態様によれば、少なくとも１相の変換回路に異常が発生し、残りの少なくとも２相の変換回路がモータを駆動する場合、コンデンサ電圧が電源電圧を超えて上昇するようにｑ軸電流指令値が設定される。しかも、この場合、電源スイッチが開状態に移行されているため、コンデンサ電圧が電源電圧を超えて上昇しやすくなっている。そして、電源電圧よりも大きくなったコンデンサ電圧が電力変換部によりモータの駆動に用いられることで、モータの回転磁界の態様を改善できる。このため、モータの逆起電力を管理しやすくなる。モータの逆起電力を適正に管理できると、モータの逆起電力により電力変換部に過電流が流れて電力変換部が発熱するということが生じにくくなる。したがって、電力変換部について異常発生に伴う発熱を抑制できる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】第１実施形態における駆動システムの構成を示す図。
【図2】制御装置の電気的な構成を示すブロック図。
【図3】モータでの電流と磁界との関係を示す図。
【図4】３相制御により生じる回転磁界について説明するための図。
【図5】２相制御での位相差ＰＤ２が１２０度である場合の回転磁界について説明するための図。
【図6】２相制御での位相差ＰＤ２が６０度である場合の回転磁界について説明するための図。
【図7】２相制御での位相差ＰＤ２が３０度である場合の回転磁界について説明するための図。
【図8】２相制御での位相差ＰＤ２が９０度である場合の回転磁界について説明するための図。
【図9】２相制御での位相差ＰＤ２が１８０度である場合の回転磁界について説明するための図。
【図10】３相制御及び２相制御についてモータ回転数とトルクとの関係を示す図。
【図11】インバータ制御処理の手順を示すフローチャート。
【図12】閉処理の手順を示すフローチャート。
【図13】開処理の手順を示すフローチャート。
【図14】電流指令部の電気的な構成を示すブロック図。
【図15】インバータ異常が発生した場合についてモータのトルクの変化態様を示す図。
【図16】インバータ異常が発生した場合についてモータ回転数の変化態様を示す図。
【図17】第２実施形態における駆動システムの構成を示す図。
【図18】閉処理の手順を示すフローチャート。
【図19】開処理の手順を示すフローチャート。
【図20】第３実施形態における電流指令部の電気的な構成を示すブロック図。
【図21】第４実施形態における電流指令部の電気的な構成を示すブロック図。
【図22】別の駆動システムの構成を示す図。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下に、図面を参照しながら本開示を実施するための複数の形態を説明する。各形態において先行する形態で説明した事項に対応する部分には同一の参照符号を付して重複する説明を省略する場合がある。各形態において構成の一部のみを説明している場合は、構成の他の部分については先行して説明した他の形態を適用することができる。各実施形態で具体的に組み合わせが可能であることを明示している部分同士の組み合わせばかりではなく、特に組み合わせに支障が生じなければ、明示していなくても実施形態同士を部分的に組み合せることも可能である。
【0013】
＜第１実施形態＞
図１に示す駆動システム１０は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）、燃料電池車などの車両に搭載されている。駆動システム１０は、バッテリ１１、モータ１２、電力変換装置１３を有している。駆動システム１０は、モータ１２を駆動して車両の駆動輪を駆動するシステムである。
図１に示す駆動システム１０は、例えば電気自動車（ＥＶ）やハイブリッド自動車（ＨＶ）、燃料電池車などの車両に搭載されている。駆動システム１０は、バッテリ１１、モータ１２、電力変換装置１３を有している。駆動システム１０は、モータ１２を駆動して車両の駆動輪を駆動するシステムである。
【0014】
バッテリ１１は、充放電可能な２次電池で構成された直流電圧源であり、電力変換装置１３を介してモータ１２に電力を供給する電源部に相当する。２次電池は、たとえばリチウムイオン電池、ニッケル水素電池である。バッテリ１１は、インバータ３０に高電圧（たとえば数１００Ｖ）を供給する。
【0015】
モータ１２は、複数相の交流モータであり、例えば３相交流方式の回転電機である。モータ１２は、３相としてＵ相、Ｖ相、Ｗ相を有している。モータ１２は、車両の走行駆動源である電動機として機能する。モータ１２は、回生時に発電機として機能する。モータ１２は、電機子を形成する巻線１２ａと、界磁を形成する永久磁石とを有している。このモータ１２では、永久磁石を含んで回転子が構成され、巻線１２ａを含んで固定子が構成されている。３相モータであるモータ１２は、３相の巻線１２ａを有している。なお、３相の巻線１２ａが複数相の巻線に相当する。また、モータ１２はモータジェネレータや電動モータと称されることがある。
【0016】
モータ１２においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの巻線１２ａが所定の角度だけずらして配置されている。例えば、図３に示すように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの巻線１２ａが１２０度ずつずらして配置されている。
【0017】
図１に示す電力変換装置１３は、バッテリ１１とモータ１２との間で電力変換を行う。電力変換装置１３は、平滑コンデンサ２１、インバータ３０、制御装置４０を有している。
【0018】
平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１から供給される直流電圧を平滑化する。平滑コンデンサ２１は、高電位側の電力ラインであるＰライン２５と低電位側の電力ラインであるＮライン２６とに接続されている。Ｐライン２５はバッテリ１１の正極に接続され、Ｎライン２６はバッテリ１１の負極に接続されている。平滑コンデンサ２１の正極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｐライン２５に接続されている。また、平滑コンデンサ２１の負極は、バッテリ１１とインバータ３０との間において、Ｎライン２６に接続されている。平滑コンデンサ２１は、バッテリ１１に並列に接続されている。電力変換装置１３においては、Ｐライン２５、Ｎライン２６がバスバー等により形成されている。
【0019】
電力変換装置１３において、平滑コンデンサ２１とバッテリ１１との間には開閉器２２が設けられている。開閉器２２は、平滑コンデンサ２１とバッテリ１１とを通電可能に接続しており、電源スイッチに相当する。開閉器２２は、開状態と閉状態とに移行可能なスイッチやリレー等により形成されており、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに設けられている。Ｐライン２５においては、バッテリ１１の正極と平滑コンデンサ２１の正極との間に開閉器２２が設けられ、Ｎライン２６においては、バッテリ１１の負極と平滑コンデンサ２１の負極との間に開閉器２２が設けられている。開閉器２２が閉状態になると、バッテリ１１が平滑コンデンサ２１及びインバータ３０に電気的に接続される。開閉器２２が開状態になると、バッテリ１１が平滑コンデンサ２１及びインバータ３０から電気的に遮断される。
【0020】
開閉器２２は、基本的に、イグニッションスイッチ等の車両スイッチがオン状態である場合に閉状態になっており、車両スイッチがオフ状態である場合に開状態になっている。例えば、車両が走行状態にある場合には開閉器２２は基本的に閉状態になっている。なお、開閉器２２はシステムメインリレーやＳＭＲと称されることがある。また、開閉器２２については、閉状態が導通状態と称されることがあり、開状態が遮断状態と称されることがある。さらに、開閉器２２が閉状態にある場合、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１とが導通された状態にあり、開閉器２２が開状態にある場合、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との導通が遮断された状態にある。
【0021】
開閉器２２には、この開閉器２２を開閉駆動させる駆動部が設けられている。開閉器２２と制御装置４０とは電気的に接続されている。制御装置４０は、この駆動部の駆動制御を行うことで開閉器２２に開動作や閉動作を行わせる。制御装置４０は、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに設けられた各開閉器２２をまとめて開閉させるように、開閉器２２の開閉駆動を行う。
【0022】
本実施形態では、開閉器２２が電力変換装置１３に含まれているが、開閉器２２は、電力変換装置１３に含まれていなくてもよい。例えば、開閉器２２は、電力変換装置１３とバッテリ１１との間に設けられていてもよい。また、開閉器２２は、Ｐライン２５だけに設けられていてもよい。すなわち、開閉器２２は、Ｐライン２５及びＮライン２６のうち少なくともＰライン２５に設けられていればよい。
【0023】
電力変換装置１３には、バッテリ電圧センサ２３及びコンデンサ電圧センサ２４が設けられている。バッテリ電圧センサ２３は、バッテリ１１の電圧を検出するセンサであり、バッテリ１１の電圧に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。バッテリ電圧センサ２３は、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１との間に設けられており、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに接続されている。コンデンサ電圧センサ２４は、平滑コンデンサ２１の電圧を検出するセンサであり、平滑コンデンサ２１の電圧に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。コンデンサ電圧センサ２４は、平滑コンデンサ２１とインバータ３０との間に設けられており、Ｐライン２５及びＮライン２６のそれぞれに接続されている。
【0024】
インバータ３０は、ＤＣ－ＡＣ変換回路である。インバータ３０は、開閉器２２を介してバッテリ１１とモータ１２とを接続している。インバータ３０は、バッテリ１１からモータ１２に供給される電力を直流から交流に変換する電力変換を行う。インバータ３０は、３相インバータであり、３相のそれぞれについて電力変換を行う。インバータ３０は電力変換部に相当する。インバータ３０は、制御装置４０によるスイッチング制御に応じて直流電圧を交流電圧に変換し、モータ１２に出力する。モータ１２は、インバータ３０からの交流電圧に応じて所定の回転トルクを発生するように動作する。インバータ３０は、車両の回生制動時に、駆動輪からの回転力を受けてモータ１２が発生した交流電圧を、制御装置４０によるスイッチング制御に応じて直流電圧に変換し、バッテリ１１や平滑コンデンサ２１に対して出力する。インバータ３０は、バッテリ１１及び平滑コンデンサ２１とモータ１２との間で双方向の電力変換を行う。
【0025】
インバータ３０は、３相の変換回路３１を有している。変換回路３１は、１相について電力変換を行う。変換回路３１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて個別に設けられている。これら変換回路３１は、モータ１２に対して互いに並列に接続されている。変換回路３１は、Ｈブリッジ回路である。インバータ３０においては、３相分である３つのＨブリッジ回路が並列に接続されている。
【0026】
変換回路３１は、第１アーム回路３２及び第２アーム回路３５を有している。これらアーム回路３２，３５は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれにおいて設けられている。第１アーム回路３２は、巻線１２ａの一端に接続されており、第２アーム回路３５は、巻線１２ａの他端に接続されている。第１アーム回路３２と第２アーム回路３５とは、巻線１２ａを介して接続されている。アーム回路３２，３５はいずれも、Ｐライン２５とＮライン２６とにかけ渡されている。Ｐライン２５は、バッテリ１１の正極側と、第１アーム回路３２の高電位側と、第２アーム回路３５の高電位側とを接続している。Ｎライン２６は、バッテリ１１の負極側と、第１アーム回路３２の低電位側と、第２アーム回路３５の低電位側とを接続している。なお、第１アーム回路３２が第１レグと称され、第２アーム回路３５が第２レグと称されることがある。
【0027】
第１アーム回路３２は、上アーム３２ａ及び下アーム３２ｂを有している。上アーム３２ａと下アーム３２ｂは、上アーム３２ａをＰライン２５側として、Ｐライン２５とＮライン２６との間で直列接続されている。上アーム３２ａと下アーム３２ｂとの接続点は、モータ１２における対応する相の巻線１２ａに出力ライン２７ａを介して接続されている。第１アーム回路３２及び出力ライン２７ａは、モータ１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対して設けられている。第１アーム回路３２は、上アーム３２ａ及び下アーム３２ｂを３つずつ有している。
【0028】
アーム３２ａ，３２ｂは、アームスイッチ３３及びダイオード３４をそれぞれ有している。アームスイッチ３３は半導体素子等のスイッチング素子により形成されている。このスイッチング素子は、ゲートを有するトランジスタであり、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴである。本実施形態では、例えばアームスイッチ３３がｎチャネル型のＩＧＢＴにより形成されている。ダイオード３４は、還流用のダイオードであり、アームスイッチ３３に逆並列に接続されている。アーム３２ａ，３２ｂにおいては、ダイオード３４のカソードがアームスイッチ３３のコレクタに接続され、アノードがエミッタに接続されている。なお、アーム３２ａ，３２ｂにおいて、アームスイッチ３３及びダイオード３４が１つの半導体素子により構成されていてもよく、複数の半導体素子により形成されていてもよい。
【0029】
第２アーム回路３５は、第１アーム回路３２と同様の構成になっている。第２アーム回路３５は、上アーム３５ａ及び下アーム３５ｂを有している。上アーム３５ａと下アーム３５ｂは、上アーム３５ａをＰライン２５側として、Ｐライン２５とＮライン２６との間で直列接続されている。上アーム３５ａと下アーム３５ｂとの接続点は、モータ１２における対応する相の巻線１２ａに出力ライン２７ｂを介して接続されている。第２アーム回路３５及び出力ライン２７ｂは、モータ１２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれに対して設けられている。第２アーム回路３５は、上アーム３５ａ及び下アーム３５ｂを３つずつ有している。
【0030】
第２アーム回路３５のアーム３５ａ，３５ｂは、第１アーム回路３２のアーム３２ａ，３２ｂと同様の構成になっている。アーム３５ａ，３５ｂは、アームスイッチ３６及びダイオード３７をそれぞれ有している。アームスイッチ３６は半導体素子等のスイッチング素子により形成されている。このスイッチング素子は、アームスイッチ３３と同様に、ゲートを有するトランジスタであり、例えばＩＧＢＴやＭＯＳＦＥＴである。本実施形態では、例えばアームスイッチ３６がｎチャネル型のＩＧＢＴにより形成されている。ダイオード３７は、還流用のダイオードであり、アームスイッチ３６に逆並列に接続されている。アーム３５ａ，３５ｂにおいては、ダイオード３７のカソードがアームスイッチ３６のコレクタに接続され、アノードがエミッタに接続されている。なお、アーム３５ａ，３５ｂにおいて、アームスイッチ３６及びダイオード３７が１つの半導体素子により構成されていてもよく、複数の半導体素子により形成されていてもよい。
【0031】
インバータ３０においては、３相分の変換回路３１のそれぞれの第１アーム回路３２を有する部分が第１インバータ部３８になっている。インバータ３０においては、３相分の変換回路３１のそれぞれの第２アーム回路３５を有する部分が第２インバータ部３９になっている。第１インバータ部３８と第２インバータ部３９とは、モータ１２の巻線１２ａ、Ｐライン２５及びＮライン２６を介して互いに接続されている。
【0032】
第１インバータ部３８においては、３相分の第１アーム回路３２のそれぞれの上アーム３２ａを有する部分が第１上アーム群３８ａになっている。第１インバータ部３８においては、３相分の第１アーム回路３２のそれぞれの下アーム３２ｂを有する部分が第１下アーム群３８ｂになっている。第２インバータ部３９においては、３相分の第２アーム回路３５のそれぞれの上アーム３５ａを有する部分が第２上アーム群３９ａになっている。第２インバータ部３９においては、３相分の第２アーム回路３５のそれぞれの下アーム３５ｂを有する部分が第２下アーム群３９ｂになっている。
【0033】
変換回路３１においては、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの巻線１２ａに複数ずつアームスイッチ３３，３６が接続されている。１相の巻線１２ａには、第１アーム回路３２の２つのアームスイッチ３３と、第２アーム回路３５の２つのアームスイッチ３６とが接続されている。アームスイッチ３３，３６は変換スイッチに相当する。１相の巻線１２ａには４つの変換スイッチが接続されている。また、第１アーム回路３２のアームスイッチ３３が第１スイッチに相当し、第２アーム回路３５のアームスイッチ３６が第２スイッチに相当する。
【0034】
平滑コンデンサ２１は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの第１アーム回路３２及び第２アーム回路３５に対して並列に接続されている。平滑コンデンサ２１は、アーム回路３２，３５のアームスイッチ３３，３６に対して通電可能に接続されている。平滑コンデンサ２１はコンデンサに相当する。
【0035】
制御装置４０は、例えばＥＣＵであり、インバータ３０の駆動を制御する。ＥＣＵは、Electronic Control Unitの略称である。制御装置４０は、例えばプロセッサ、メモリ、Ｉ／Ｏ、これらを接続するバスを備えるマイクロコンピュータ（以下、マイコン）を主体として構成される。制御装置４０は、メモリに記憶された制御プログラムを実行することで、インバータ３０の駆動に関する各種の処理を実行する。ここで言うところのメモリは、コンピュータによって読み取り可能なプログラム及びデータを非一時的に格納する非遷移的実体的記憶媒体（non-transitory tangible storage medium）である。また、非遷移的実体的記憶媒体は、半導体メモリ又は磁気ディスクなどによって実現される。
【0036】
制御装置４０は、車両に搭載された統合ＥＣＵなどの上位ＥＣＵから入力される信号や、回転センサ２９などの各種センサから入力される信号を用いて駆動指令を生成する。そして、制御装置４０は、この駆動指令に応じてアームスイッチ３３，３６にオン駆動やオフ駆動を行わせる。アームスイッチ３３，３６は、オン状態とオフ状態とに移行可能になっており、オン駆動に伴ってオン状態に移行し、オフ駆動に伴ってオフ状態に移行する。アームスイッチ３３，３６については、オン状態が閉状態に相当し、オフ状態が開状態に相当する。
【0037】
制御装置４０には、各種センサとして、バッテリ電圧センサ２３、コンデンサ電圧センサ２４、電流センサ２８、回転センサ２９が電気的に接続されている。なお、これらセンサ２３，２４，２８，２９は駆動システム１０に含まれている。これらセンサ２３，２４，２８，２９のうち電圧センサ２３，２４及び電流センサ２８は電力変換装置１３に含まれている。
【0038】
電流センサ２８は、モータ１２に流れる電流を検出する電流検出部である。電流センサ２８は、３相の巻線１２ａのそれぞれに流れる電流に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。電流センサ２８は、例えば出力ライン２７ａ，２７ｂの少なくとも一方に対して設けられている。電流センサ２８は、出力ライン２７ａ，２７ｂを流れる電流を検出することで巻線１２ａを流れる電流を検出する。電流センサ２８は、巻線１２ａに流れる電流を所定のサンプリング周期で離散的にサンプリングし、離散信号を検出信号として出力する。なお、巻線１２ａに流れる電流は電機子電流と称されることがある。
【0039】
回転センサ２９は、モータ１２に設けられており、モータ１２の回転数を検出する回転検出部である。回転センサ２９は、モータ１２の回転数に応じた検出信号を制御装置４０に対して出力する。回転センサ２９は、例えばエンコーダやレゾルバなどを含んで構成されている。
【0040】
図２に示す制御装置４０は、インバータ３０を介してモータ１２のベクトル制御を行う。ベクトル制御では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相により示される３相交流座標を、ｄ軸及びｑ軸により示されるｄｑ座標に変換する。ｄｑ座標は、例えば回転子のＳ極からＮ極に向かう方向をｄ軸とし、このｄ軸に直交する方向をｑ軸として、これらｄ軸及びｑ軸によって定義される回転座標である。
【0041】
制御装置４０は、機能ブロックとして、電流指令部４１、３相２相変換部４２、ｄ軸減算部４３、ｑ軸減算部４４、電流制御部４５、２相３相変換部４６を有している。これら機能ブロックは、少なくとも１つのＩＣ等によりハードウェア的に構成されていてもよく、プロセッサによるソフトウェアの実行とハードウェアとの組み合わせにより実行されていてもよい。
【0042】
３相２相変換部４２には、電流センサ２８により検出されたＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗが入力される。これら相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、モータ１２において各相の巻線１２ａを実際に流れる電流の検出値である。なお、制御装置４０は、電流センサ２８の検出信号を用いて各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを取得する電流取得部を有している。この電流取得部は３相２相変換部４２に含まれていてもよい。
【0043】
３相２相変換部４２には、回転センサ２９により検出されたモータ回転数Ｎｍが入力される。このモータ回転数Ｎｍは、モータ１２の実際の回転数を示す検出値である。モータ回転数Ｎｍは、例えば単位時間当たりのモータ１２の回転数であり、回転速度を示す値である。
【0044】
３相２相変換部４２は、３相交流座標系のＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗをｄｑ座標に座標変換して、ｄｑ座標系のｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。ｄ軸電流Ｉｄはｄｑ座標においてｄ軸方向の成分であり、ｑ軸電流Ｉｑはｄｑ座標においてｑ軸方向の成分である。３相２相変換部４２は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに加えてモータ回転数Ｎｍを用いてｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。例えば、３相２相変換部４２は、モータ回転数Ｎｍを基準として、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄｑ座標に変換してｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑはｄ軸減算部４３に入力される。
【0045】
なお、３相２相変換部４２が座標変換部に相当する。また、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、検出値である各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを座標変換した実電流であるとして、実ｄ軸電流や実ｑ軸電流と称されることがある。さらに、ｄ軸電流Ｉｄが界磁電流と称され、ｑ軸電流が駆動電流と称されることがある。３相２相変換部４２は、ｕｖｗ／ｄｑ変換部と称されることがある。
【0046】
電流指令部４１は、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑのそれぞれについて目標にするべき値をｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として設定する。電流指令部４１により設定された指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がｄ軸減算部４３に入力され、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊がｑ軸減算部４４に入力される。電流指令部４１には、モータ１２が発生するべき回転トルクとしてトルク指令値が上位ＥＣＵからの信号として入力される。電流指令部４１は、バッテリ１１からモータ１２への電力供給が行われている場合などに、トルク指令値に応じて指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を設定する。
【0047】
ｄ軸減算部４３は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流Ｉｄとの偏差をｄ軸電流偏差として算出する。ｑ軸減算部４４は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流Ｉｑとの偏差をｑ軸電流偏差として算出する。これらｄ軸電流偏差及びｑ軸電流偏差は電流制御部４５に入力される。
【0048】
電流制御部４５は、ｄｑ座標系について、ｄ軸電流偏差及びｑ軸電流偏差がゼロになるようにｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。電流制御部４５は、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸電流指令値Ｉｄ＊に一致するように且つｑ軸電流Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に一致するようにフィードバック制御を行ってｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。電流制御部４５は、フィードバック制御として例えばＰＩ制御を行う。ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊は２相３相変換部４６に入力される。
【0049】
２相３相変換部４６は、ｄｑ座標系のｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を３相交流座標に座標変換して、３相座標系のＵ相電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊及びＷ相電圧指令値Ｖｗ＊を算出する。これら電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊は、３相の巻線１２ａのそれぞれに出力するべき電圧値であり、駆動指令に含まれる情報である。これら電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を含む駆動指令がインバータ３０に入力される。なお、２相３相変換部４６はｄｑ／ｕｖｗ変換部と称されることがある。
【0050】
次に、モータ１２にて生じる回転磁界ＭＦＲについて説明する。
【0051】
図３に示すように、モータ１２では、電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにより磁界ＭＦｕ，ＭＦｖ，ＭＦｗが生じる。モータ１２では、Ｕ相の巻線１２ａとＶ相の巻線１２ａとＷ相の巻線１２ａとが互いに１２０度ずらして配置されている。これにより、Ｕ相電流Ｉｕにより生じるＵ相磁界ＭＦｕと、Ｖ相電流Ｉｖによる生じるＶ相磁界ＭＦｖと、Ｗ相電流Ｉｗにより生じるＷ相磁界ＭＦｗとは、互いに１２０度ずれた状態になる。図３等では、磁界ＭＦｕ，ＭＦｖ，ＭＦｗをベクトルとして矢印で図示する。
【0052】
制御装置４０は、インバータ３０に異常が発生していない場合、インバータ３０の３相制御を行う。３相制御では、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの制御が行われる。３相制御では、図４に示すように、３相電流である電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの位相差ＰＤ３が１２０度になるようにインバータ３０の制御が行われる。この１２０度が基準値に相当する。電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの位相差ＰＤ３が１２０度になると、磁界ＭＦｕ，ＭＦｖ，ＭＦｗの位相差も１２０度になる。磁界ＭＦｕ，ＭＦｖ，ＭＦｗを合成した合成磁界ＭＦＳは、電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの位相に応じて向きが変化する。その一方で、合成磁界ＭＦＳの大きさは、電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの位相が変化してもほぼ同じであり、変化しにくくなっている。電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの位相変化に伴う合成磁界ＭＦＳの回転軌跡を回転磁界ＭＦＲと称すると、回転磁界ＭＦＲは円又はほぼ円の形状になる。なお、本実施形態では、円又はほぼ円の形状を円状と称する。
【0053】
駆動システム１０では、回転磁界ＭＦＲが円状になっていると、制御装置４０が電力変換装置１３の制御を正常に行うことができる。例えば、制御装置４０は、モータ１２の逆起電力が大きくなりすぎないように制御することができる。また、制御装置４０は、モータ１２のトルクリプルが発生しないように制御することができる。このように、制御装置４０による電力変換装置１３の制御性を高めることができる。
【0054】
駆動システム１０では、車両走行時などにバッテリ１１からの電力供給によりモータ１２が駆動回転している状態で、インバータ３０の異常であるインバータ異常が発生した場合、インバータ異常に伴って２次的な異常が発生することが懸念される。例えば、インバータ異常としては、アームスイッチ３３，３６が意図せずにオンされる短絡異常や、アームスイッチ３３，３６が意図せずにオフされる開放異常がある。短絡異常が発生した場合、アームスイッチ３３，３６が意図せずにオン状態に移行し、意図せずにオン状態のまま保持されると考えられる。開放異常が発生した場合、アームスイッチ３３，３６が意図せずにオフ状態に移行し、意図せずにオフ状態のまま保持されると考えられる。本実施形態では、どちらかというと開放異常よりも短絡異常の方が発生しにくいスイッチング素子によりアームスイッチ３３，３６が形成されている。
【0055】
インバータ３０において短絡異常や開放異常が発生した場合、アームスイッチ３３，３６が制御装置４０の指令通りに動作しないという制御破綻が起きることが懸念される。制御破綻が起きると、駆動システム１０において２次的な異常が発生しやすくなる。例えば、モータ１２の逆起電力により電圧センサ２３，２４等の補機類や平滑コンデンサ２１の過電圧が生じると、これら補機類や平滑コンデンサ２１にて２次的な異常が発生しやすくなる。モータ１２の逆起電力によりインバータ３０に過電流が流れると、このインバータ３０にて２次的な異常が発生しやすくなる。
【0056】
本実施形態では、インバータ３０において１相の変換回路３１に異常が発生した場合、残った２相の変換回路３１が巻線１２ａに流す電流が制御装置４０により制御される。制御装置４０は、変換回路３１に異常が発生していない残り２相について電流を制御するために２相制御を行う。２相制御は、インバータ異常が発生した場合に行われる異常時制御と称されることがある。２相制御では、残った２相の電流により２相の磁界が生じ、２相の磁界により合成磁界ＭＦＳ及び回転磁界ＭＦＲが形成される。２相制御について、残った２相の電流の位相差ＰＤ２が成り行きで１２０度のままになっていると回転磁界ＭＦＲが楕円状になる、という知見が試験等により得られた。回転磁界ＭＦＲが楕円状になるということは、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつくということである。回転磁界ＭＦＲの扁平率が大きいほど、位相による合成磁界ＭＦＳの大きさのばらつきが大きくなる。なお、位相差ＰＤ２が異常時位相差に相当する。
【0057】
例えば、インバータ３０のＷ相に異常が発生し、Ｗ相の巻線１２ａへの通電が停止された場合、２相制御では、残ったＵ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖの制御が行われる。この２相制御では、図５に示すように、Ｕ相電流ＩｕとＶ相電流Ｉｖとの位相差ＰＤ２が１２０度のままになっていると、回転磁界ＭＦＲが楕円状になる。
【0058】
これに対して、２相制御での位相差ＰＤ２が変更された場合、回転磁界ＭＦＲの形状が変化する、という知見が試験等により得られた。この知見によれば、この場合の回転磁界ＭＦＲは、３相制御により生じる回転磁界ＭＦＲに比べて、どの位相についても小さくなる。Ｗ相の巻線１２ａへの通電が停止された場合を例示して、残ったＵ相電流ＩｕとＶ相電流Ｉｖとの位相差ＰＤ２と回転磁界ＭＦＲの形状との関係について説明する。
【0059】
図６に示すように、２相制御での位相差ＰＤ２を６０度に変更した場合、３相制御と同様に、回転磁界ＭＦＲは円状になる。この場合、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつかずに揃っている。このように位相差ＰＤ２が６０度である場合は、位相による合成磁界ＭＦＳの大きさのばらつきが、位相差ＰＤ２が１２０度である場合に比べて小さくなっている。一方で、回転磁界ＭＦＲの大きさは、３相制御による回転磁界ＭＦＲの大きさよりも小さくなっている。具体的には、１／√３になっている。
【0060】
図７に示すように、位相差ＰＤ２を３０度に変更した場合、位相差ＰＤ２が１２０度のままである場合と同様に、回転磁界ＭＦＲは楕円状になる。位相差ＰＤ２が３０度である場合の回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度のままである場合に比べて、扁平率が小さく、円に近い形状になっている。また、位相差ＰＤ２が３０度である場合の回転磁界ＭＦＲは、３相制御により生じる回転磁界ＭＦＲに比べて、どの位相についても小さくなっている。
【0061】
図８に示すように、位相差ＰＤ２を９０度に変更した場合、位相差ＰＤ２を３０度に変更した場合と同様に、回転磁界ＭＦＲは楕円状になる。位相差ＰＤ２が９０度である場合の回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度のままである場合、及び位相差ＰＤ２が３０度である場合のいずれに比べても、扁平率が小さく、円に近い形状になっている。また、位相差ＰＤ２が９０度である場合の回転磁界ＭＦＲは、３相制御により生じる回転磁界ＭＦＲに比べて、どの位相についても小さくなっている。
【0062】
図９に示すように、位相差ＰＤ２を１８０度に変更した場合、回転磁界ＭＦＲは１つの方向にだけ延びた形状になっている。位相差ＰＤ２が１８０度である場合、位相差ＰＤ２が１２０度のままになっている場合よりも回転磁界ＭＦＲの扁平率が更に大きくなっている。また、位相差ＰＤ２が１８０度である場合の回転磁界ＭＦＲは、３相制御により生じる回転磁界ＭＦＲに比べて、どの位相についても小さくなっている。
【0063】
本実施形態では、２相制御で位相差ＰＤ２が１２０度のままである場合に比べて、回転磁界ＭＦＲの扁平率が小さく円に近い形状になるように、制御装置４０が位相差ＰＤ２を設定して２相制御を行う。例えば、制御装置４０は、位相差ＰＤ２を６０度に設定して位相差ＰＤ２が６０度に変更されるように２相制御を行う。この６０度が変更値に相当する。なお、回転磁界ＭＦＲの扁平率が小さくなることが、回転磁界ＭＦＲの態様が改善したことになる。
【0064】
ただし、上述したように、２相制御により生じる回転磁界ＭＦＲは、３相制御により生じる回転磁界ＭＦＲに比べて小さくなる。このため、モータ回転数Ｎｍが高回転域にある場合には、２相制御により生じる回転磁界ＭＦＲの大きさが不足して、電力変換装置１３がモータ１２を駆動できず、モータ１２において正トルクではなく負トルクが生じることが懸念される。
【0065】
高回転域は、モータ回転数Ｎｍがあらかじめ定められた回転閾値Ｎｔｈよりも大きい領域である。回転閾値Ｎｔｈは、バッテリ１１からの供給電力によりモータ１２の２相制御が行われている状態で、モータ回転数Ｎｍのうちモータ１２の負トルクが生じない値である。本実施形態では、モータ１２の負トルクが生じないモータ回転数Ｎｍのうち最大値を回転閾値Ｎｔｈにしている。このため、回転閾値Ｎｔｈは、モータ１２のトルクがゼロになっている場合のモータ回転数Ｎｍである。モータ１２については、トルクがゼロになっている状態をゼロトルクと称する。正トルクは力行トルクと称されることがあり、負トルクは回生トルクと称されることがある。
【0066】
図１０に示すように、モータ１２に対する３相制御が位相差ＰＤ３を１２０度として行われている場合は、回転閾値Ｎｔｈより大きい高回転域においても、モータ１２にて正トルクが生じている。一方、モータ１２に対する２相制御が位相差ＰＤ２を６０度として行われている場合は、回転閾値Ｎｔｈよりも大きい高回転域において、モータ１２では負トルクが生じやすい。この場合、モータ１２の逆起電力により補機類や平滑コンデンサ２１の過電圧が生じることが考えられる。また、この場合、モータ１２の逆起電力によりインバータ３０に過電流が流れてインバータ３０が発熱することが考えられる。
【0067】
そこで、制御装置４０は、モータ回転数Ｎｍが高回転域にある場合には、３相制御の場合に比べて巻線１２ａへの印加電圧が高い値まで上昇するように電圧上昇制御を行う。この電圧上昇制御では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０よりも高くなるようにインバータ３０の制御が行われる。コンデンサ電圧Ｖｃは平滑コンデンサ２１の両端電圧である。バッテリ電圧Ｖ０はバッテリ１１の電圧であり、電源電圧に相当する。
【0068】
制御装置４０は、電圧上昇制御に加えて、無効電力制御及び電圧下降制御を行う。無効電力制御では、モータ回転数Ｎｍが高回転域よりも小さくなるようにインバータ３０の制御が行われる。電圧下降制御では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０まで下降するようにインバータ３０の制御が行われる。モータ回転数Ｎｍが高回転域にある場合、制御装置４０は、２相制御と共に電圧上昇制御、電圧下降制御及び無効電力制御を行う。なお、無効電力制御は、モータ回転数Ｎｍを減少させる回転減少制御と称されることがある。
【0069】
制御装置４０は、インバータ３０の制御を行うためのインバータ制御処理を行う。３相制御、２相制御、電圧上昇制御、電圧下降制御及び無効電力制御は、インバータ制御処理により行われる。インバータ制御処理ついて、図１１～図１３のフローチャートを参照しつつ説明する。制御装置４０は、インバータ制御処理を所定周期で繰り返し実行する。制御装置４０は、インバータ制御処理の各ステップを実行する機能を有している。
【0070】
図１１において、ステップＳ１０１では、インバータ異常が発生したか否かを判定する。ここでは、制御装置４０からの駆動指令に従ってインバータ３０の駆動に異常があるか否かを判定する。例えば、電流センサ２８などの各種センサの検出信号とインバータ３０への駆動指令とを比較し、この比較結果を用いてインバータ３０の駆動状態を判定する。
【0071】
インバータ異常が発生していない場合、通常処理としてステップＳ１１１～Ｓ１１４の処理を行う。通常処理のうちステップＳ１１３，Ｓ１１４が３相制御を行う３相制御処理である。通常処理において、ステップＳ１１１では、トルク指令値に応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ステップＳ１１２では、トルク指令値に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。なお、ステップＳ１１１，Ｓ１１２を実行する機能は電流指令部４１に含まれている。
【0072】
Ｖｕ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ）…式１
Ｖｖ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ－１２０°）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ－１２０°）…式２
Ｖｗ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ＋１２０°）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ＋１２０°）…式３
３相制御処理において、ステップＳ１１３では３相電圧指令を行う。ここでは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する。この算出には、例えば式１～式３を用いる。式１～式３のθは、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの位相差である。式２及び式３では、基準値が１２０度であることを示している。
Ｖｖ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ－１２０°）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ－１２０°）…式２
Ｖｗ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ＋１２０°）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ＋１２０°）…式３
３相制御処理において、ステップＳ１１３では３相電圧指令を行う。ここでは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する。この算出には、例えば式１～式３を用いる。式１～式３のθは、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの位相差である。式２及び式３では、基準値が１２０度であることを示している。
【0073】
ステップＳ１１４では、スイッチ駆動を行う。ここでは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に応じた駆動指令を生成し、この駆動指令を含む指令信号をインバータ３０に対して出力する。例えば、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とキャリアとを比較し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについてパルス状の駆動指令を生成する。キャリアは、三角波や鋸波、矩形波などの搬送波である。これにより、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれにおいて変換回路３１のアームスイッチ３３，３６を個別に駆動させる。なお、制御装置４０におけるステップＳ１１３，Ｓ１１４を実行する機能が基準制御部に相当する。
【0074】
上記ステップＳ１０１について、インバータ異常が発生した場合、ステップＳ１０２に進む。ステップＳ１０２では、インバータ３０において異常が発生した相を異常相と称し、３相のいずれの相が異常相であるのかを取得する。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて、ステップＳ１０１と同様に、各種センサの検出信号とインバータ３０への駆動指令とを比較する。そして、その比較結果を用いて、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて、変換回路３１の駆動に異常があるか否かを判定する。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの変換回路３１において、アームスイッチ３３，３６の短絡異常や開放異常が発生しているか否かを判定する。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち、変換回路３１にて異常が発生していると判断した相を異常相とする。なお、２つ以上の相について変換回路３１に異常が発生ししていると判断した場合には、複数の相を異常相として取得する。
【0075】
異常相については、変換回路３１が有する全てのアームスイッチ３３，３６について短絡異常及び開放異常のいずれが生じているのかを判定する。例えば、変換回路３１が有する全てのアームスイッチ３３，３６を個別に駆動させ、その駆動結果を用いて、アームスイッチ３３，３６での異常の有無や種類を取得する。異常相の変換回路３１が有するアームスイッチ３３，３６のうち、異常が発生していると判断したスイッチを異常スイッチとする。２つ以上のアームスイッチ３３，３６に異常が発生していると判断した場合には、異常スイッチが２つ以上あることになる。
【0076】
ステップＳ１０３では、２相制御を行うか否かを判定する。ここでは、インバータ３０において異常相が２つ以上あるか否かを判定する。換言すれば、２相制御を実行可能であるか否かを判定する。異常相が２つ以上ある場合、２相制御を実行することができないとして、ステップＳ１１０に進む。また、異常相の変換回路３１について、異常スイッチが複数あるか否かを判定する。これも、２相制御を実行可能であるか否かを判定することになる。異常スイッチが２つ以上ある場合についても、２相制御を実行することができないとして、ステップＳ１１０に進む。
【0077】
ステップＳ１１０では、退避処理を行う。この退避処理は、モータ１２に対して３相制御及び２相制御のいずれも行わない処理である。退避処理として、例えばモータ１２の駆動を停止する停止処理を行う。この停止処理では、全オフ処理やＡＳＣ処理を行う。全オフ処理では、インバータ３０が有する全てのアームスイッチ３３，３６に対してオフ指令を出力する。これにより、インバータ３０において異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６がオフ状態に移行する。
【0078】
ＡＳＣ処理では、制御装置４０がインバータ３０に対してアクティブショートサーキットを行う。以下、アクティブショートサーキットをＡＳＣと称する。具体的には、上アーム群３８ａ，３９ａ及び下アーム群３８ｂ，３９ｂのうち一方に対してオフ指令を出力し、他方に対してオン指令を出力する。これにより、上アーム群３８ａ，３９ａ及び下アーム群３８ｂ，３９ｂのうち一方の全てのアームスイッチ３３，３６がオン状態に移行し、他方の全てのアームスイッチ３３，３６がオフ状態に移行する。この状態をＡＳＣ状態と称する。
【0079】
上記ステップＳ１０３について、２相制御を行う場合、ステップＳ１０４に進む。ステップＳ１０４では、回転センサ２９の検出信号を用いてモータ回転数Ｎｍを取得する。ステップＳ１０５では、モータ回転数Ｎｍがあらかじめ定められた回転閾値Ｎｔｈより大きいか否かを判定する。上述したように、回転閾値Ｎｔｈは、モータ回転数Ｎｍのうち、バッテリ電圧Ｖ０で２相制御が行われている状態でモータ１２がゼロトルクになる値である。回転閾値Ｎｔｈは、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０においてメモリ等の記憶部に記憶されている。
【0080】
モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きくない場合、ステップＳ１０８に進み、開閉器２２を閉状態にする。ここでは、開閉器２２の駆動部に対して閉信号を出力する。これにより、開閉器２２が開状態にある場合には開閉器２２が閉状態に移行し、既に開閉器２２が閉状態にある場合にはそのまま閉状態が保持される。いずれの場合でも、バッテリ１１から開閉器２２を介して電力変換装置１３及びモータ１２に電力が供給される。
【0081】
ステップＳ１０９では、閉処理を行う。閉処理については、図１２に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【0082】
図１２に示すように、閉処理では、２相制御を行うための準備処理として、ステップＳ２０１，Ｓ２０２の処理を行う。準備処理において、ステップＳ２０１では、トルク指令値に応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ステップＳ２０２では、トルク指令値に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。なお、ステップＳ２０１，Ｓ２０２を実行する機能は電流指令部４１に含まれている。
【0083】
閉処理では、ステップＳ２０３～Ｓ２０５が２相制御を行う２相制御処理である。ステップＳ２０３～Ｓ２０５では、３相のうち異常相を除く２相について電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されるようにインバータ３０を制御する。制御装置４０におけるステップＳ２０３～Ｓ２０５の処理を実行する機能が位相変更部に相当する。また、位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されることが、位相差ＰＤ２が基準値から変更値に変更されることに相当する。
【0084】
Ｖｕ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ－βｕ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ－βｕ）…式４
Ｖｖ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ－１２０°－βｖ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ－１２０°－βｖ）…式５
Ｖｗ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ＋１２０°－βｗ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ＋１２０°－βｗ）…式６
２相制御処理において、ステップＳ２０３では２相電圧指令を行う。ここでは、３相制御と同様に、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する。ただし、２相制御では、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の算出に例えば式４～式６を用いる。式４～式６のθは、式１～式３と同様に、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの位相差である。式５及び式６では、式２及び式３と同様に、基準値が１２０度であることを示している。
Ｖｖ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ－１２０°－βｖ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ－１２０°－βｖ）…式５
Ｖｗ＊＝Ｖｄ＊ｃｏｓ（θ＋１２０°－βｗ）－Ｖｑ＊ｓｉｎ（θ＋１２０°－βｗ）…式６
２相制御処理において、ステップＳ２０３では２相電圧指令を行う。ここでは、３相制御と同様に、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する。ただし、２相制御では、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の算出に例えば式４～式６を用いる。式４～式６のθは、式１～式３と同様に、３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと３相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとの位相差である。式５及び式６では、式２及び式３と同様に、基準値が１２０度であることを示している。
【0085】
式４～式６のβｕ，βｖ，βｗは、２相制御において２相の電流の位相差ＰＤ２が６０度になるように、２相の電圧の位相を変更するための値である。これらβｕ，βｖ，βｗは、２相の電流について変更する位相が同じ値になるように設定される。例えば、インバータ３０において異常相がＵ相である場合、Ｖ相電流Ｉｖが３０度だけ遅角し、Ｗ相電流Ｉｗが３０度だけ進角するように、βｕ，βｖ，βｗを設定する。後述するように、異常相のＵ相についてはＵ相電流Ｉｕが流れないように２相制御を行うため、Ｕ相電流Ｉｕの位相は無視してβｕ，βｖ，βｗを設定する。なお、Ｕ相電流Ｉｕの位相が変わらないようにβｕ，βｖ，βｗを設定してもよい。
【0086】
例えば、インバータ３０において異常相がＶ相である場合、Ｗ相電流Ｉｗが３０度だけ遅角し、Ｕ相電流Ｉｕが３０度だけ進角するように、βｕ，βｖ，βｗを設定する。異常相のＶ相電流Ｉｖの位相は無視してβｕ，βｖ，βｗを設定する。例えば、インバータ３０において異常相がＷ相である場合、Ｕ相電流Ｉｕが３０度だけ遅角し、Ｖ相電流Ｉｖが３０度だけ進角するように、βｕ，βｖ，βｗを設定する。異常相のＷ相電流Ｉｗの位相は無視してβｕ，βｖ，βｗを設定する。
【0087】
ステップＳ２０４では、スイッチ駆動を行う。ここでは、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊に応じた駆動指令を生成する。例えば、３相制御と同様に、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊とキャリアとを比較し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについてパルス状の駆動指令を生成する。なお、３相制御とは異なり、駆動指令を含む指令信号をインバータ３０に対して出力する処理は、次のステップＳ２０５にて行う。
【0088】
ステップＳ２０５では、異常相オフ駆動を行う。ここでは、インバータ３０の異常相について、変換回路３１において異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６をオフ駆動させるための駆動指令を生成する。そして、異常相だけについて、ステップＳ２０４にて生成した駆動指令を本ステップＳ２０５にて生成した駆動指令に更新する。その後、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて駆動指令を含む指令信号をインバータ３０に対して出力する。これにより、異常相の変換回路３１では、異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６がオフ状態に移行する。このため、異常相の変換回路３１に接続された巻線１２ａへの通電がアームスイッチ３３，３６により遮断される。異常相でない２相の変換回路３１については、駆動指令に応じてアームスイッチ３３，３６がオンオフされる。
【0089】
なお、制御装置４０におけるステップＳ２０３の処理を実行する機能が電圧指令部に相当する。また、ステップＳ２０５の処理を実行する機能が遮断実行部及び変換開放部に相当する。
【0090】
上記ステップＳ１０５について、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きい場合、ステップＳ１０６に進み、開閉器２２を開状態にする。ここでは、開閉器２２の駆動部に対して開信号を出力する。これにより、開閉器２２が閉状態にある場合には開閉器２２が開状態に移行し、既に開閉器２２が開状態にある場合にはそのまま開状態が保持される。いずれの場合でも、バッテリ１１から電力変換装置１３及びモータ１２への電力供給が開閉器２２により遮断される。なお、制御装置４０におけるステップＳ１０６の処理を実行する機能が開移行部に相当する。また、回転閾値Ｎｔｈが開閾値に相当する。
【0091】
ステップＳ１０７では、開処理を行う。開処理については、図１３に示すフローチャートを参照しつつ説明する。
【0092】
図１３に示す開処理では、まず、ステップＳ３０１～Ｓ３０９の処理を行う。ステップＳ３０９では、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下であるか否かを判定する。そして、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下になるまでステップＳ３０１～Ｓ３０９の処理を繰り返し行う。
【0093】
ステップＳ１０６にて開閉器２２を開状態にした後、１回目のステップＳ３０１～Ｓ３０５では、閉処理のステップＳ２０１～Ｓ２０５と同じ処理を行う。例えば、ステップＳ３０１では、閉処理のステップＳ２０１と同様に、トルク指令値に応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ステップＳ３０２では、閉処理のステップＳ２０２と同様に、トルク指令値に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。
【0094】
ステップＳ３０３～Ｓ３０５は、閉処理において２相制御を行う２相制御処理である。ステップＳ３０３～Ｓ３０５による２相制御処理は、後述する電圧上昇処理と共に実行される処理である。ステップＳ３０３～Ｓ３０５では、３相のうち異常相を除く２相について電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されるようにインバータ３０を制御する。制御装置４０におけるステップＳ３０３～Ｓ３０５の処理を実行する機能が、開処理での開制御部に相当する。
【0095】
ステップＳ３０３では、閉処理のステップＳ２０３と同様に２相電圧指令を行う。ステップＳ３０４では、閉処理のステップＳ２０４と同様にスイッチ駆動を行う。ステップＳ３０５では、閉処理のステップＳ２０５と同様に異常相オフ駆動を行う。
【0096】
ステップＳ３０６では、コンデンサモードを設定する。コンデンサモードは、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の設定にコンデンサ電圧Ｖｃを用いる、というモードである。ステップＳ３０８と２回目以降のステップＳ３０２とが、コンデンサモードで電圧上昇制御を行う電圧上昇処理である。また、ステップＳ３０８と２回目以降のステップＳ３０１とが、コンデンサモードで無効電力制御を行う無効電力処理である。なお、ステップＳ３０６では、まだコンデンサモードが設定されていない場合には新たにコンデンサモードを設定する。既にコンデンサモードが設定されていた場合にはコンデンサモードを継続する。
【0097】
２回目以降のステップＳ３０２では、コンデンサ電圧Ｖｃに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するために電圧変更部５３を用いる。２回目以降のステップＳ３０１では、コンデンサ電圧Ｖｃ及びモータ回転数Ｎｍに応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定するために無効電力変更部を用いる。
【0098】
まず、電圧変更部５３について説明する。図１４に示すように、制御装置４０は電圧変更部５３を有している。電圧変更部５３は、電流指令部４１に含まれた機能ブロックであり、トルク指令値ではなくコンデンサ電圧Ｖｃに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。電圧変更部５３は、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ指令値Ｖｃ＊に一致するようにフィードバック制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。
【0099】
電圧変更部５３は、コンデンサ減算部５４及びコンデンサ制御部５５を有している。コンデンサ減算部５４には、記憶部から読み込まれたコンデンサ指令値Ｖｃ＊と、コンデンサ電圧センサ２４により検出されたコンデンサ電圧Ｖｃとが入力される。コンデンサ減算部５４は、コンデンサ指令値Ｖｃ＊とコンデンサ電圧Ｖｃとの偏差をコンデンサ偏差として算出する。このコンデンサ偏差はコンデンサ制御部５５に入力される。
【0100】
コンデンサ制御部５５は、コンデンサ偏差がゼロになるようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。コンデンサ制御部５５は、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ指令値Ｖｃ＊に一致するようにフィードバック制御を行ってｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。コンデンサ制御部５５は、フィードバック制御として例えばＰＩ制御を行う。コンデンサ制御部５５により設定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、ｑ軸減算部４４に入力される。なお、コンデンサ減算部５４及びコンデンサ制御部５５は、電圧変更部５３に含まれた機能ブロックである。
【0101】
次に、無効電力変更部について説明する。制御装置４０は、図示しない無効電力変更部を有している。無効電力変更部は、電流指令部４１に含まれた機能ブロックであり、トルク指令値ではなくコンデンサ電圧Ｖｃ及びモータ回転数Ｎｍに応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。無効電力変更部は、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ指令値Ｖｃ＊に一致するように且つモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈに一致するように、フィードバック制御によりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。
【0102】
無効電力変更部では、例えば、コンデンサ偏差を算出し、且つモータ回転数Ｎｍと回転閾値Ｎｔｈとの偏差をモータ偏差として算出する。そして、コンデンサ偏差及びモータ偏差の両方がゼロになるようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊のフィードバック制御を行う。このフィードバック制御としては例えばＰＩ制御が用いられる。そして、無効電力変更部で設定されたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊はｄ軸減算部４３に入力される。
【0103】
図１３の説明に戻り、ステップＳ３０６にてコンデンサモードを設定した後、ステップＳ３０７では、各種情報を検出する。例えば、コンデンサ電圧センサ２４の検出信号を用いてコンデンサ電圧Ｖｃを取得する。また、回転センサ２９の検出信号を用いてモータ回転数Ｎｍを取得する。
【0104】
ステップＳ３０８では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にあらかじめ定められたコンデンサ上限値Ｖｈを代入する。コンデンサ上限値Ｖｈは、例えば平滑コンデンサ２１の最大許容電圧や定格電圧に応じて設定されている。コンデンサ上限値Ｖｈは、インバータ３０のインバータ上限値以下の値になっている。一方で、コンデンサ上限値Ｖｈは、バッテリ電圧Ｖ０よりも大きい値になっている。インバータ上限値は、インバータ３０に印加される電圧の上限値であり、例えばインバータ３０の定格値や最大許容電圧に応じて設定されている。コンデンサ上限値Ｖｈは、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０においてメモリ等の記憶部に記憶されている。
【0105】
なお、インバータ上限値をインバータ３０の耐電圧値と称することもできる。インバータ３０の耐電圧値としては、インバータ３０において最も耐電圧値の低い部品や機器の耐電圧値が設定されている。例えば、インバータ３０において最も耐電圧値の低い部品がアームスイッチ３３，３６であれば、アームスイッチ３３，３６の定格値や最大許容電圧に応じて耐電圧値が設定され、この耐電圧値に応じてコンデンサ上限値Ｖｈが設定されている。
【0106】
上述したように、ステップＳ３０９では、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下であるか否かを判定する。モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下でない場合、ステップＳ３０１に戻る。
【0107】
２回目以降のステップＳ３０２では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にコンデンサ上限値Ｖｈが代入された状態で、電圧変更部５３によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。具体的には、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。なお、制御装置４０における２回目以降のステップＳ３０２の処理を実行する機能が電圧上昇部に相当する。また、コンデンサ上限値Ｖｈがコンデンサ閾値に相当する。
【0108】
２回目以降のステップＳ３０１では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にコンデンサ上限値Ｖｈが代入された状態で、無効電力変更部によりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。具体的には、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに一致するように、且つモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈに一致するように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。すなわち、コンデンサ電圧Ｖｃが上昇するように且つモータ回転数Ｎｍが減少するように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。この算出にはフィードバック制御が用いられる。なお、制御装置４０における２回目以降のステップＳ３０１の処理を実行する機能がｄ軸電流指令部に相当する。ｄ軸電流指令部は無効電力制御部や回転減少部と称されることがある。
【0109】
一方、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下である場合、まず、ステップＳ３１０～Ｓ３１７の処理を行う。ステップＳ３１７では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０以下であるか否かを判定する。そして、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０以下になるまでステップＳ３１０～Ｓ３１７の処理を繰り返し行う。
【0110】
ステップＳ３０９にてモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下であると判定された後、１回目のステップＳ３１０～Ｓ３１４では、２回目以降のステップＳ３０１～Ｓ３０５と同じ処理を行う。例えば、ステップＳ３１０では、２回目以降のステップＳ３０１と同様に、コンデンサ電圧Ｖｃ及びモータ回転数Ｎｍに応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定する。ステップＳ３１１では、２回目以降のステップＳ３０２と同様に、コンデンサ電圧Ｖｃに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。
【0111】
ステップＳ３１２～Ｓ３１４は、閉処理において２相制御を行う２相制御処理である。ステップＳ３１２～Ｓ３１４による２相制御処理は、後述する電圧下降処理と共に実行される処理である。ステップＳ３１２～Ｓ３１４では、３相のうち異常相を除く２相について電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されるようにインバータ３０を制御する。制御装置４０におけるステップＳ３１２～Ｓ３１４の処理を実行する機能が、開処理での開制御部に相当する。
【0112】
ステップＳ３１２では、ステップＳ３０３と同様に２相電圧指令を行う。ステップＳ３１３では、ステップＳ３０４と同様にスイッチ駆動を行う。ステップＳ３１４では、ステップＳ３０５と同様に異常相オフ駆動を行う。
【0113】
ステップＳ３１０～Ｓ３１７においては、既にステップＳ３０６によりコンデンサモードが設定された状態になっている。ステップＳ３１６と２回目以降のステップＳ３１１とが、コンデンサモードで電圧下降制御を行う電圧下降処理である。また、ステップＳ３１６と２回目以降のステップＳ３１０とが、コンデンサモードで無効電力制御を行う無効電力処理である。
【0114】
ステップＳ３１５では、ステップＳ３０７と同様に各種情報を取得する。ただし、ステップＳ３１５では、コンデンサ電圧Ｖｃ及びモータ回転数Ｎｍに加えて、バッテリ電圧センサ２３の検出信号を用いてバッテリ電圧Ｖ０を取得する。ステップＳ３１６では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にバッテリ電圧Ｖ０を代入する。
【0115】
上述したように、ステップＳ３１７では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０以下であるか否かを判定する。コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０以下である場合、ステップＳ３１０に戻る。
【0116】
２回目以降のステップＳ３１１では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にバッテリ電圧Ｖ０が代入された状態で、電圧変更部５３によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。具体的には、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。なお、制御装置４０における２回目以降のステップＳ３１１の処理を実行する機能が電圧下降部に相当する。
【0117】
２回目以降のステップＳ３１０では、コンデンサ指令値Ｖｃ＊にバッテリ電圧Ｖ０が代入された状態で、無効電力変更部によりｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。具体的には、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に一致するように、且つモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈに一致するように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。すなわち、コンデンサ電圧Ｖｃが下降するように且つモータ回転数Ｎｍが減少するように、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する。なお、制御装置４０における２回目以降のステップＳ３１０の処理を実行する機能がｄ軸電流指令部に相当する。
【0118】
一方、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０である場合、ステップＳ３１８に進む。ステップＳ３１８では、モータ回転数Ｎｍ及びコンデンサ電圧Ｖｃの両方が十分に低下したとして、開閉器２２を開状態から閉状態に移行させる。ここでは、開閉器２２の駆動部に対して閉信号を出力する。これにより、バッテリ１１から電力変換装置１３及びモータ１２への電力供給が再び行われる。ステップＳ３１９では、ステップＳ３０６にて設定していたコンデンサモードを解除する。なお、制御装置４０におけるステップＳ３１８の処理を実行する機能が閉移行部に相当する。また、回転閾値Ｎｔｈが閉閾値に相当する。
【0119】
次に、インバータ異常が発生した場合のモータ１２のトルクの変化態様について、図１５を参照しつつ説明する。ここでは、インバータ異常として、制御装置４０が２相制御を実行可能な態様の異常が発生した場合を想定する。
【0120】
図１５に示すタイミングｔ１は、インバータ異常が発生したタイミングである。タイミングｔ１以前は、制御装置４０により通常の３相制御が行われており、モータ１２のトルクがトルク指令値に近い値に保たれている。インバータ異常が発生するタイミングｔ１の直前においては、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下になっている。このため、インバータ異常の発生に伴って制御装置４０により閉処理で２相制御が開始されている。開閉器２２は、タイミングｔ１以前及び以降のいずれにおいても閉状態になっている。
【0121】
タイミングｔ１にてインバータ異常が発生した後に、制御装置４０により位相差ＰＤ２が成り行きの１２０度のままで２相制御が行われた場合、モータ１２のトルクはトルク指令値を跨ぐように大きく変動している。一方、タイミングｔ１にてインバータ異常が発生した後に、制御装置４０により位相差ＰＤ２が６０度に変更されて２相制御が行われた場合、位相差ＰＤ２が１２０度の場合に比べて、トルクの変動が小さくなっている。この場合、モータ１２のトルクは、３相制御でのトルクに比べると全体的に小さい値になっている。ただし、上述したようにモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈ以下になっているため、モータ１２では正トルクが生じやすくなっている。
【0122】
次に、インバータ異常が発生した場合のモータ回転数Ｎｍの変化態様について、図１６を参照しつつ説明する。ここでは、図１５と同様に、インバータ異常として、制御装置４０が２相制御を実行可能な態様の異常が発生した場合を想定する。
【0123】
図１６に示すタイミングｔ１１は、インバータ異常が発生したタイミングである。タイミングｔ１１以前は、制御装置４０により通常の３相制御が行われている。インバータ異常が発生するタイミングｔ１１の直前においては、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈよりも大きくなっている。また、コンデンサ電圧Ｖｃはバッテリ電圧Ｖ０とほぼ同じになっている。このため、インバータ異常の発生に伴って、制御装置４０により開処理で２相制御が開始され、開閉器２２は閉状態から開状態に移行している。また、インバータ異常の発生に伴って、開処理では２相制御と共に無効電力制御が開始される。
【0124】
タイミングｔ１１以降は、開処理において２相制御と共に電圧上昇制御が行われることにより、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに向けて上昇している。また、タイミングｔ１１以降は、モータ回転数Ｎｍが減少している。モータ回転数Ｎｍの減少は、２相制御の開始に伴ってモータ１２のトルクが減少したことに加えて、無効電力制御が実行されていることで生じている。モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きく、且つコンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈより小さい状態では、モータ１２にて負トルクが生じやすい。
【0125】
タイミングｔ１１の後、タイミングｔ１２では、上昇していたコンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに達している。タイミングｔ１２以降も電圧上昇制御が継続されることにより、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに保たれている。一方で、タイミングｔ１２以降も無効電力制御が継続されることなどにより、モータ回転数Ｎｍは回転閾値Ｎｔｈに向けて減少し続けている。コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈになっている状態では、モータ回転数Ｎｍがある程度小さくなることでモータ１２がゼロトルクになりやすい。
【0126】
タイミングｔ１２の後、タイミングｔ１３では、減少していたモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈに達している。タイミングｔ１３以降は、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈまで減少したことに伴って、開処理において電圧上昇制御に代えて電圧下降制御が行われる。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに向けて下降している。一方で、タイミングｔ１３以降も無効電力制御が継続されることなどにより、モータ回転数Ｎｍは回転閾値Ｎｔｈに保たれている。モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈになっている状態では、モータ１２にて正トルクが生じやすくなっている。
【0127】
タイミングｔ１３の後、タイミングｔ１４では、減少していたコンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に達している。それに伴って、開閉器２２が開状態から閉状態に移行されている。タイミングｔ１４以降は、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０まで減少したため、閉処理での２相制御が行われる。
【0128】
なお、タイミングｔ１４の後、再びモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きくなった場合は、制御装置４０により開閉器２２が再び開状態に移行される。そして、制御装置４０により再び開処理での２相制御が開始される。再びモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きくなる場合としては、例えば車両が下り坂を走行することなどが考えられる。
【0129】
＜構成群Ａ＞
ここまで説明した本実施形態によれば、１相の変換回路３１に異常が発生し、残った２相の変換回路３１によりモータ１２が駆動される場合、閉処理での２相制御において電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更される。位相差ＰＤ２を１２０度から６０度に変更することで、モータ１２の回転磁界ＭＦＲの形状を円に近づけることができる。この場合、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつくということが生じにくくなり、モータ１２の逆起電力が位相によってばらつくということが生じにくくなる。このため、特定の位相でモータ１２の逆起電力が過剰に大きくなってインバータ３０に過電流が流れ、それに伴ってインバータ３０が発熱する、ということが生じにくくなる。したがって、インバータ３０について異常発生に伴う発熱を抑制できる。
ここまで説明した本実施形態によれば、１相の変換回路３１に異常が発生し、残った２相の変換回路３１によりモータ１２が駆動される場合、閉処理での２相制御において電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更される。位相差ＰＤ２を１２０度から６０度に変更することで、モータ１２の回転磁界ＭＦＲの形状を円に近づけることができる。この場合、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつくということが生じにくくなり、モータ１２の逆起電力が位相によってばらつくということが生じにくくなる。このため、特定の位相でモータ１２の逆起電力が過剰に大きくなってインバータ３０に過電流が流れ、それに伴ってインバータ３０が発熱する、ということが生じにくくなる。したがって、インバータ３０について異常発生に伴う発熱を抑制できる。
【0130】
駆動システム１０においては、回転磁界ＭＦＲの形状を円に近づけることが、回転磁界ＭＦＲの態様を改善することになる。このため、２相制御において位相差ＰＤ２を変更することにより、回転磁界ＭＦＲの態様を改善できる。また、駆動システム１０においては、モータ１２の逆起電力が位相によってばらつかないようにすることが、モータ１２の逆起電力を適正に管理することになる。このため、回転磁界ＭＦＲの態様を改善することにより、モータ１２の逆起電力を適正に管理できる。
【0131】
本実施形態とは異なり、例えば、１相の変換回路３１に異常が発生した場合に２相制御での位相差ＰＤ２が成り行きで１２０度のままに保たれる構成を想定する。この構成では、２相制御により生じる回転磁界ＭＦＲが楕円状になり、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつき、モータ１２の逆起電力も位相によってばらつく。例えば、特定の位相で逆起電力が過剰に大きくなる場合には、この位相においてインバータ３０に過電流が流れてインバータ３０が発熱することが懸念される。
【0132】
駆動システム１０においては、モータ１２の逆起電力が位相によってばらつくことで、モータ１２の逆起電力を適正に管理することが困難になる。そして、回転磁界ＭＦＲが楕円状になることは、モータ１２の逆起電力を管理する上で不適な態様になることである。
【0133】
また、上記のように位相差ＰＤ２が１２０度のままに保たれる構成では、合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつくことに起因して、トルクリプルが悪化することや、モータ１２に対する制御装置４０の制御性が悪化することなどが懸念される。これに対して、本実施形態によれば、上述したように、位相差ＰＤ２が変更されることで合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつきにくくなっている。このため、トルクリプルや制御性の悪化を抑制できる。このようにトルクリプルや制御性の悪化を抑制することで、ドライバビリティを高めることができる。
【0134】
インバータ異常の発生に対して、２相制御ではなく退避処理でＡＳＣが行われた場合、モータ１２と平滑コンデンサ２１との通電が遮断された状態になる。このため、モータ１２の逆起電力が平滑コンデンサ２１に供給されることが規制される。ただし、モータ１２の逆起電力による電流が、上アーム群３８ａ，３９ａ及び下アーム群３８ｂ，３９ｂのうち、オン指令を受けた方のアームスイッチ３３，３６を流れる。ここで、モータ１２の高出力化が図られると、モータ１２にて発生する界磁磁束である鎖交磁束が増加する。このため、ＡＳＣが行われた状態では、オン状態になっているアームスイッチ３３，３６を流れる電流が鎖交磁束に比例して増加する。したがって、アームスイッチ３３，３６を流れる電流によりインバータ３０において発生する熱が過剰に大きくなることが懸念される。この結果、インバータ３０の冷却が発熱に追い付かなくなるという「熱成立しない状態」になってしまう。
【0135】
これに対して、本実施形態によれば、上述したように、位相差ＰＤ２を６０度に変更した上で２相制御が行われる。このため、オン状態になっているアームスイッチ３３，３６に流れる電流が過剰に増加するということが抑制される。したがって、インバータ３０が「熱成立しない状態」になることを抑制できる。
【0136】
本実施形態では、インバータ３０において変換回路３１がＨブリッジ回路になっている。すなわち、インバータ３０において、第１インバータ部３８が巻線１２ａの一端に接続され、第２インバータ部３９が巻線１２ａの他端に接続されている。この構成では、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ及びＷ相電流Ｉｗのそれぞれを制御装置４０により個別に制御することができる。このため、１相の変換回路３１に異常が発生した場合に、制御装置４０が残り２相の変換回路３１を対象として２相制御を行うことにより、モータ１２を駆動できる。
【0137】
本実施形態とは異なり、例えば、Ｈブリッジ回路ではない変換回路が巻線１２ａの一端だけに接続され、巻線１２ａの他端によりＹ結線が形成された構成を想定する。この構成では、３相の電流の総和がゼロになるという制約があり、Ｕ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流Ｉｖ、Ｗ相電流Ｉｗを制御装置４０により個別に制御するということが困難である。このため、インバータ３０において１相の変換回路に異常が発生した場合、仮に、制御装置４０が残り２相の変換回路を制御してモータ１２を駆動したとしても、トルクリプルや制御性が悪化し、モータ１２を適正に駆動することが困難である。
【0138】
本実施形態によれば、インバータ３０の異常相について、変換回路３１において異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６がオフ駆動される。これにより、インバータ３０の異常相について、変換回路３１に接続された巻線１２ａへの通電が遮断される、という構成を実現できる。この構成では、変換回路３１や巻線１２ａに電流が流れるということが生じにくくなっている。このように、制御装置４０が２相制御を行う場合に、インバータ３０の異常相に意図しない電流が流れにくくなっているため、２相制御によるモータ１２の制御精度を高めることができる。
【0139】
本実施形態によれば、２相制御において位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されると、回転磁界ＭＦＲが円状になる。この構成では、合成磁界ＭＦＳが位相によってばらつくということが生じにくくなる。このため、モータ１２の逆起電力が位相によってばらつくことや、トルクリプルの悪化、制御性の悪化などを抑制できる。
【0140】
本実施形態によれば、制御装置４０においては、２相制御において位相差ＰＤ２が６０度になるように電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が設定されている。このため、１相の変換回路３１に異常が発生した場合に、残り２相の変換回路３１により電流の位相差ＰＤ２を６０度にすることが可能になる。
【0141】
本実施形態によれば、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を設定する場合に３相制御と２相制御とで式１～式３と式４～式６とが２相３相変換部４６にて使い分けられる。この場合、単に３相制御と２相制御とで演算式を使い分けることで、２相制御において位相差ＰＤ２を変更することが可能になるため、演算負荷を低減できる。本実施形態とは異なり、例えば、２相３相変換部４６において、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を設定するための機能ブロックが３相制御と２相制御とで別々に設けられた構成では、これら機能ブロックを構築するための記憶容量が必要になってしまう。これに対して、本実施形態によれば、２相制御と３相制御とで演算式を使い分ければよく、演算のための機能ブロックを設ける必要がない。したがって、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の演算について、制御装置４０の記憶容量を低減できる。
【0142】
本実施形態によれば、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きくない場合に閉処理での２相制御が行われる。このため、閉処理での２相制御について、モータ１２を駆動するには回転磁界ＭＦＲの大きさが不足してモータ１２の逆起電力が発生し、インバータ３０に過電流が流れる、ということを回避できる。
【0143】
＜構成群Ｂ＞
本実施形態によれば、１相の変換回路３１に異常が発生し、残った２相の変換回路３１によりモータ１２が駆動される場合、電圧上昇処理により、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定される。しかも、この場合、既に開閉器２２が開状態に移行されているため、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇しやすくなっている。そして、バッテリ電圧Ｖ０よりも大きくなったコンデンサ電圧Ｖｃがインバータ３０を介してモータ１２の駆動に用いられることで、回転磁界ＭＦＲの態様を改善できる。このため、モータ１２の逆起電力を管理しやすくなる。モータ１２の逆起電力を適正に管理できると、モータ１２の逆起電力によりインバータ３０に過電流が流れてインバータ３０が発熱するということが生じにくくなる。したがって、インバータ３０について異常発生に伴う発熱を抑制できる。
本実施形態によれば、１相の変換回路３１に異常が発生し、残った２相の変換回路３１によりモータ１２が駆動される場合、電圧上昇処理により、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定される。しかも、この場合、既に開閉器２２が開状態に移行されているため、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇しやすくなっている。そして、バッテリ電圧Ｖ０よりも大きくなったコンデンサ電圧Ｖｃがインバータ３０を介してモータ１２の駆動に用いられることで、回転磁界ＭＦＲの態様を改善できる。このため、モータ１２の逆起電力を管理しやすくなる。モータ１２の逆起電力を適正に管理できると、モータ１２の逆起電力によりインバータ３０に過電流が流れてインバータ３０が発熱するということが生じにくくなる。したがって、インバータ３０について異常発生に伴う発熱を抑制できる。
【0144】
バッテリ電圧Ｖ０がインバータ３０によりモータ１２の駆動に用いられている状況では、２相制御が行われている場合にモータ１２にて正トルクが生じるモータ回転数Ｎｍが、３相制御が行われている場合に比べて小さい回転数になる。すなわち、２相制御により駆動可能なモータ１２の最高回転数は、３相制御により駆動可能なモータ１２の最高回転数よりも小さくなっている。このため、モータ回転数Ｎｍが高回転域にある場合、２相制御ではモータ１２を駆動することができず、モータ１２の逆起電力が生じやすくなってしまう。
【0145】
これに対して、本実施形態によれば、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きい場合に、開閉器２２が開状態に移行されて電圧上昇処理が行われる。このため、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈよりも大きいことで、モータ１２の駆動に用いられる電圧が不足してモータ１２にて負トルクが生じる、ということを回避できる。換言すれば、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈよりも大きい高回転域にあるにもかかわらず、開閉器２２を開状態に移行させる処理と、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇させる処理とが行われない、ということを回避できる。したがって、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きいことでモータ１２の逆起電力が生じるということを抑制できる。
【0146】
本実施形態によれば、回転閾値Ｎｔｈは、閉処理での２相制御によりモータ１２を駆動可能な回転数である。すなわち、回転閾値Ｎｔｈは、開閉器２２が閉状態にある状況でモータ１２にて負トルクが生じない回転数である。このため、バッテリ電圧Ｖ０では２相制御でモータ１２を駆動できないほどにモータ回転数Ｎｍが大きいにもかかわらず、開閉器２２を開状態に移行させる処理と、コンデンサ電圧Ｖｃを対象とした電圧上昇処理とが行われない、ということを回避できる。したがって、２相制御でモータ１２を駆動するにはバッテリ電圧Ｖ０が不足していることに起因してモータ１２の逆起電力が生じるということを抑制できる。
【0147】
本実施形態によれば、開処理での電圧上昇処理において、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈまで上昇するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定される。そして、制御装置４０では、ｑ軸電流Ｉｑがｑ軸電流指令値Ｉｑ＊に一致するようにベクトル制御が行われる。このため、コンデンサ電圧Ｖｃをコンデンサ上限値Ｖｈまでより確実に上昇させることができる。
【0148】
本実施形態によれば、コンデンサ上限値Ｖｈは、インバータ３０への印加電圧の上限値であるインバータ上限値である。このため、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇することでインバータ３０への過電圧が生じる、ということを回避できる。したがって、モータ１２の逆起電力によりインバータ３０の過電流が生じること、及びコンデンサ電圧Ｖｃによるインバータ３０への過電圧が生じること、の両方を抑制できる。また、コンデンサ電圧Ｖｃがインバータ上限値よりも大きい値にならないことで、無効電力制御に必要な電流が低減される。このため、無効電力制御により生じるインバータ３０での損失やモータ１２での損失を低減できる。
【0149】
本実施形態によれば、開処理での無効電力処理では、モータ回転数Ｎｍが減少するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が設定されている。このため、１相の変換回路３１に異常が発生した場合に、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きい状況であれば、無効電力制御によりモータ回転数Ｎｍを積極的に減少させることができる。この場合、モータ回転数Ｎｍが減少して回転閾値Ｎｔｈに達するまでに要する時間の短縮を図ることができる。
【0150】
本実施形態によれば、開処理での無効電力処理では、コンデンサ電圧Ｖｃに応じてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が設定されている。このため、１相の変換回路３１に異常が発生した場合に、無効電力制御によりコンデンサ電圧Ｖｃの上昇及び下降の両方を積極的に行うことができる。例えば、コンデンサ電圧Ｖｃを上昇させる場合には、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに達するまでに要する時間の短縮を図ることができる。また、コンデンサ電圧Ｖｃを下降させる場合には、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に達するまでに要する時間の短縮を図ることができる。
【0151】
本実施形態によれば、開処理においてモータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈまで減少した場合に、開閉器２２が閉状態に移行されて開処理が終了する。このため、バッテリ電圧Ｖ０によりモータ１２を適正に駆動できるほどにモータ回転数Ｎｍが減少したにもかかわらず、開閉器２２が閉状態に移行せず、バッテリ１１からの電力によりモータ１２の駆動を行うことができない、ということを回避できる。
【0152】
開処理が終了する場合に、コンデンサ電圧Ｖｃとバッテリ電圧センサ２３とが異なっていると、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１とを循環する循環電流が発生しやすい。これに対して、本実施形態によれば、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０まで減少したことを条件に、開閉器２２が閉状態に移行される。このため、バッテリ１１と平滑コンデンサ２１とを流れる循環電流の発生を抑制できる。
【0153】
本実施形態によれば、開処理での２相制御において電流の位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更される。これにより、閉処理での２相制御と同様に、モータ１２の回転磁界ＭＦＲの形状を円に近づけることができる。したがって、開処理では、モータ回転数Ｎｍを減少させる処理、コンデンサ電圧Ｖｃを上昇させる処理、及びコンデンサ電圧Ｖｃを下降させる処理と共に、インバータ３０について異常発生に伴う発熱を抑制するように２相制御を行うことができる。
【0154】
＜第２実施形態＞
上記第１実施形態では、アームスイッチ３３，３６と巻線１２ａとが直接的に接続されていたが、第２実施形態では、アームスイッチ３３，３６の少なくとも一方と巻線１２ａとが巻線スイッチ５９を介して接続されている。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第１実施形態では、アームスイッチ３３，３６と巻線１２ａとが直接的に接続されていたが、第２実施形態では、アームスイッチ３３，３６の少なくとも一方と巻線１２ａとが巻線スイッチ５９を介して接続されている。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0155】
図１７に示すように、電力変換装置１３は巻線スイッチ５９を有している。巻線スイッチ５９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの変換回路３１において第２アーム回路３５のアームスイッチ３６と巻線１２ａとを通電可能に接続している。第２アーム回路３５のアームスイッチ３６と巻線１２ａとは巻線スイッチ５９を介して接続されている。一方で、第１アーム回路３２のアームスイッチ３３と巻線１２ａとは巻線スイッチ５９を介さずに直接的に接続されている。
【0156】
巻線スイッチ５９は、半導体素子等のスイッチング素子により形成されている。巻線スイッチ５９は、開状態と閉状態とに移行可能なスイッチやリレー等により形成されており、出力ライン２７ｂに設けられている。Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの変換回路３１では、巻線スイッチ５９が閉状態にある場合、アーム回路３２，３５と巻線１２ａと通電が可能になっている。一方、巻線スイッチ５９が開状態にある場合、アーム回路３２，３５と巻線１２ａとの通電が遮断されている。
【0157】
なお、巻線スイッチ５９は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれの変換回路３１において第１アーム回路３２のアームスイッチ３３と巻線１２ａとを通電可能に接続していてもよい。巻線スイッチ５９は、アームスイッチ３３，３６の少なくとも一方と巻線１２ａとを接続していればよい。この構成では、巻線スイッチ５９が出力ライン２７ａに設けられている。
【0158】
巻線スイッチ５９には、この巻線スイッチ５９を開閉駆動させる駆動部が設けられている。巻線スイッチ５９と制御装置４０とは電気的に接続されている。制御装置４０は、この駆動部の駆動制御を行うことで巻線スイッチ５９に開動作や閉動作を行わせる。制御装置４０は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて巻線スイッチ５９を個別に開閉させることが可能になっている。
【0159】
制御装置４０は、インバータ制御処理の閉処理において巻線スイッチ５９の駆動制御を行う。ここでは、本実施形態の閉処理について、図１８のフローチャートを参照しつつ説明する。
【0160】
図１８において、ステップＳ２０１～Ｓ２０５では、上記第１実施形態と同様の処理を行う。ステップＳ２０５の後、ステップＳ４０１では、通電遮断を行う。ここでは、インバータ３０の異常相について巻線スイッチ５９を開動作させる。インバータ３０の異常相について、巻線スイッチ５９が閉状態である場合には、この巻線スイッチ５９が閉状態から開状態に移行する。一方、既に巻線スイッチ５９が開状態になっている場合には、この巻線スイッチ５９が開状態に保持される。いずれの場合でも、インバータ３０の異常相について巻線１２ａへの通電が遮断される。なお、制御装置４０におけるＳ４０１の処理を実行する機能は、位相変更部、遮断実行部及び巻線開放部に相当する。
【0161】
閉処理においては、インバータ３０の異常相について巻線１２ａへの通電が巻線スイッチ５９により遮断された状態で、２相制御として２回目以降のステップＳ２０３～Ｓ２０５が行われる。なお、ステップＳ４０１にて通電遮断が行われる場合には、ステップＳ２０５の異常相オフ駆動が行われなくてもよい。これは、異常相について変換回路３１にて異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６をオフ駆動させなくても、巻線１２ａへの通電が巻線スイッチ５９により遮断されるためである。
【0162】
制御装置４０は、閉処理と同様に、開処理において巻線スイッチ５９の駆動制御を行う。ここでは、本実施形態の開処理について、図１９のフローチャートを参照しつつ説明する。
【0163】
図１９において、ステップＳ３０１～Ｓ３０５では、上記第１実施形態と同様の処理を行う。ステップＳ３０５の後、ステップＳ５０１では、通電遮断を行う。また、ステップＳ３０６～Ｓ３１４では、上記第１実施形態と同様の処理を行い、ステップＳ３１４の後、ステップＳ５０２では、通電遮断を行う。これらステップＳ５０１，Ｓ５０２では、いずれも閉処理でのステップＳ４０１と同様に、インバータ３０の異常相について、巻線スイッチ５９を開動作させる。なお、制御装置４０におけるＳ５０１，Ｓ５０２の処理を実行する機能は、位相変更部、遮断実行部及び巻線開放部に相当する。
【0164】
開処理においては、インバータ３０の異常相について巻線１２ａへの通電が巻線スイッチ５９により遮断された状態で、２相制御として２回目以降のステップＳ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４が行われる。なお、ステップＳ５０１，Ｓ５０２にて通電遮断が行われる場合には、ステップＳ３０５，Ｓ３１４の異常相オフ駆動が行われなくてもよい。これは、閉処理と同様に、異常相について変換回路３１にて異常スイッチを除く全てのアームスイッチ３３，３６をオフ駆動させなくても、巻線１２ａへの通電が巻線スイッチ５９により遮断されるためである。
【0165】
本実施形態によれば、閉処理及び開処理のいずれにおいても、異常相の変換回路３１による巻線１２ａへの通電が巻線スイッチ５９により遮断される。このため、インバータ異常の種類がアームスイッチ３３，３６の短絡異常だったとしても、異常スイッチを通じて意図せずに巻線１２ａに電流が流れるということを巻線スイッチ５９により確実に回避できる。したがって、インバータ異常の発生に伴って２相制御が行われている場合に、異常相について意図せずに巻線１２ａに電流が流れることで制御破綻が起きる、ということを抑制できる。
【0166】
インバータ異常が発生した場合、異常相について全てのアームスイッチ３３，３６がオフ状態になっていても、ダイオード３４，３７を通じて巻線１２ａに循環電流が流れることが懸念される。この場合、２相制御で位相差ＰＤ２が１２０度から６０度に変更されたとしても、異常相について循環電流が流れてモータ１２の回転磁界ＭＦＲが円状になりにくい。すなわち、２相制御により生じる合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつきやすい。
【0167】
これに対して、本実施形態によれば、異常相について巻線スイッチ５９が開状態に移行されるため、ダイオード３４，３７と巻線１２ａとを流れる循環電流が遮断される。このため、異常相について循環電流が流れてモータ１２の回転磁界ＭＦＲが円状にならないということを抑制できる。すなわち、２相制御により生じる合成磁界ＭＦＳの大きさが位相によってばらつくということを抑制できる。
【0168】
本実施形態では、どちらかというと短絡異常よりも開放異常の方が発生しにくいスイッチング素子によりアームスイッチ３３，３６が形成されている。このように、インバータ異常として開放異常よりも短絡異常が発生しやすい電力変換装置１３においては、２相制御での制御破綻を抑制する上では、異常相について巻線１２ａへの通電を巻線スイッチ５９により強制的に遮断することが好ましい。
【0169】
なお、本実施形態では、図１１に示すインバータ制御処理のステップＳ１０３において、２相制御を行うか否かの判定として、第１アーム回路３２及び第２アーム回路３５のそれぞれに異常スイッチが１つずつ含まれているか否かの判定を行ってもよい。例えば、異常相について、アーム回路３２，３５のそれぞれに異常スイッチが１つずつ含まれている場合には、２相制御を行うとして、ステップＳ１０４に進み、ステップＳ１０７の開処理やステップＳ１０９の閉処理を行う。アーム回路３２，３５のそれぞれに異常スイッチが１つずつ含まれていても、上述したように、開処理及び閉処理において巻線スイッチ５９を開動作させることで、これら異常スイッチを通じて意図せずに巻線１２ａに電流が流れることを回避できる。
【0170】
＜第３実施形態＞
上記第１実施形態では、電圧変更部５３がコンデンサ電圧Ｖｃに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。これに対して、第３実施形態では、電圧変更部５３がモータ１２の状態に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第１実施形態では、電圧変更部５３がコンデンサ電圧Ｖｃに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。これに対して、第３実施形態では、電圧変更部５３がモータ１２の状態に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第１実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0171】
図２０に示すように、制御装置４０は、機能ブロックとしてモータ温度取得部６１を有している。モータ温度取得部６１は、上位ＥＣＵや各種センサから入力された信号を用いて、モータ１２の温度であるモータ温度Ｔｍを検出値として取得する。例えば、温度を検出するサーミスタ等の温度センサがモータ１２の周囲に設けられており、モータ温度取得部６１は、この温度センサからの検出信号を用いてモータ温度Ｔｍを算出して取得する。なお、モータ温度取得部６１は、検出値としての各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗや各相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗなどを用いてモータ温度Ｔｍを推定して取得してもよい。また、モータ温度取得部６１は、ｄ軸電流Ｉｄやｑ軸電流Ｉｑ、ｄ軸電圧Ｖｄ、ｑ軸電圧Ｖｑなどを用いてモータ温度Ｔｍを推定して取得してもよい。
【0172】
上記第１実施形態と同様に、電圧変更部５３は、図１３に示す開処理において２回目以降のステップＳ３０２，Ｓ３１１にてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するための機能ブロックである。
【0173】
電圧変更部５３は、モータ回転数Ｎｍ及びモータ温度Ｔｍに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。モータ回転数Ｎｍ及びモータ温度Ｔｍは、モータ１２の状態を示すモータ情報である。モータ温度取得部６１により取得されたモータ温度Ｔｍは電圧変更部５３に入力される。電圧変更部５３には、モータ温度Ｔｍに加えてモータ回転数Ｎｍが入力される。このモータ回転数Ｎｍは、図１３に示す開処理においてステップＳ３０７，Ｓ３１５にて取得された値である。電圧変更部５３は、モータ回転数Ｎｍ及びモータ温度Ｔｍからｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するために、相関マップ６３を用いてフィードフォワード制御を行う。
【0174】
相関マップ６３は、モータ回転数Ｎｍとモータ温度Ｔｍとｑ軸電流Ｉｑとコンデンサ電圧Ｖｃとの相関関係を示す相関情報である。相関マップ６３は、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０の記憶部に記憶されている。なお、相関マップ６３には、少なくともモータ回転数Ｎｍとモータ温度Ｔｍとｑ軸電流Ｉｑとをパラメータとしてこれらパラメータの相関関係が含まれていれより。すなわち、相関マップ６３のパラメータにはコンデンサ電圧Ｖｃが含まれていなくてもよい。相関マップ６３は相関情報と称されることがある。
【0175】
相関マップ６３としては、モータ回転数Ｎｍやモータ温度Ｔｍに対して、モータ１２の逆起電力が発生する可能性が高いｑ軸電流Ｉｑの情報を含むマップや、モータ１２の逆起電力が発生しない可能性が高いｑ軸電流Ｉｑの情報を含むマップなどがある。図１３に示す開処理では、相関マップ６３として、ステップＳ３０２とステップＳ３１１とでは異なるマップを用いる。例えば、ステップＳ３０２にて用いる相関マップ６３には、コンデンサ電圧Ｖｃを上昇させるためのｑ軸電流Ｉｑに関する情報が含まれている。このため、ステップＳ３０２を含む電圧上昇処理が実行されることで、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに向けて上昇する。一方、ステップＳ３１１にて用いる相関マップ６３には、コンデンサ電圧Ｖｃを下降させるためのｑ軸電流Ｉｑに関する情報が含まれている。このため、ステップＳ３１１を含む電圧下降処理が実行されることで、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に向けて下降する。
【0176】
本実施形態によれば、電圧変更部５３は、相関マップ６３を用いてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するため、フィードバック制御を行う必要がない。このため、開処理の電圧上昇処理や電圧下降処理においてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する処理について応答性を高めることができる。これにより、コンデンサ電圧Ｖｃを管理する上で、コンデンサ電圧Ｖｃの増減やモータ回転数Ｎｍの変化に対する制御装置４０の応答性を高めることができる。
【0177】
本実施形態によれば、モータ回転数Ｎｍ及びモータ温度Ｔｍに応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定される。このため、モータ１２の逆起電力がモータ回転数Ｎｍ及びモータ温度Ｔｍの両方に応じて変化することを利用して、モータ１２の逆起電力を適正に管理できる。
【0178】
＜第４実施形態＞
上記第１実施形態では、電圧変更部５３がフィードバック制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。上記第３実施形態では、電圧変更部５３がフィードフォワード制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。これに対して、第４実施形態では、電圧変更部５３がフィードバック制御及びフィードフォワード制御の両方によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第２実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１、第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
上記第１実施形態では、電圧変更部５３がフィードバック制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。上記第３実施形態では、電圧変更部５３がフィードフォワード制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定していた。これに対して、第４実施形態では、電圧変更部５３がフィードバック制御及びフィードフォワード制御の両方によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。本実施形態で特に説明しない構成、作用、効果については上記第２実施形態と同様である。本実施形態では、上記第１、第３実施形態と異なる点を中心に説明する。
【0179】
図２１に示すように、電圧変更部５３は、第１実施形態と同様に、コンデンサ制御部５５がフィードバック制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。このようにフィードバック制御により設定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第１指令値と称する。また、電圧変更部５３は、第３実施形態と同様に、相関マップ６３を用いてフィードフォワード制御によりｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。このようにフィードフォワード制御により設定されたｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を第２指令値と称する。
【0180】
電圧変更部５３は総合設定部６５を有している。総合設定部６５には、フィードバック制御により設定された第１指令値と、フィードフォワード制御により設定された第２指令値とが入力される。総合設定部６５は、第１指令値及び第２指令値の両方を用いてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定する。総合設定部６５が設定したｑ軸電流指令値Ｉｑ＊は、第１指令値及び第２指令値から総合的に設定された総合指令値であり、ｄ軸減算部４３に入力される。
【0181】
総合設定部６５は、例えば、第１指令値と第２指令値との平均値を算出し、この平均値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊として設定する。なお、総合設定部６５は、第１指令値及び第２指令値のうち一方を優先的に用いてｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定してもよい。例えば、総合設定部６５は、コンデンサ電圧Ｖｃについて管理精度と応答性とのいずれを優先するのかを判定し、管理精度を優先すると判断した場合にフィードバック制御により算出された第１指令値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊としてそのまま設定する。一方、総合設定部６５は、応答性を優先すると判断した場合にフィードフォワード制御により算出された第２指令値をｑ軸電流指令値Ｉｑ＊としてそのまま設定する。
【0182】
＜他の実施形態＞
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。例えば、開示は、実施形態において示された部品、要素の組み合わせに限定されず、種々変形して実施することが可能である。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示は、実施形態に追加可能な追加的な部分をもつことができる。開示は、実施形態の部品、要素が省略されたものを包含する。開示は、一つの実施形態と他の実施形態との間における部品、要素の置き換え、または組み合わせを包含する。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示される技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味および範囲内での全ての変更を含むものと解されるべきである。
【0183】
＜構成群Ａ＞
上記各実施形態において、２相制御等の異常時制御において位相差が変更される変更値は６０度でなくてもよい。位相差の変更値は、位相差ＰＤ２が１２０度のままになっている場合に比べて、モータ１２の回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になる値であればよい。例えば、２相制御においては、位相差ＰＤ２が１２０度の場合に比べて回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になる変更値として、例えば３０度や９０度などが挙げられる。例えば図７に示すように、位相差ＰＤ２が３０度に設定された場合、回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度の場合よりも円に近い形状になる。また、図８に示すように、位相差ＰＤ２が９０度に設定された場合、回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度の場合よりも円に近い形状になる。位相差ＰＤ２を３０度や９０度に変更する場合には、位相差ＰＤ２が３０度や９０度になるように式４～式６のβｕ，βｖ，βｗを設定すればよい。なお、回転磁界ＭＦＲが円状になる位相差ＰＤ２としては、６０度に加えて、６０度から若干増減した値も挙げられる。
上記各実施形態において、２相制御等の異常時制御において位相差が変更される変更値は６０度でなくてもよい。位相差の変更値は、位相差ＰＤ２が１２０度のままになっている場合に比べて、モータ１２の回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になる値であればよい。例えば、２相制御においては、位相差ＰＤ２が１２０度の場合に比べて回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になる変更値として、例えば３０度や９０度などが挙げられる。例えば図７に示すように、位相差ＰＤ２が３０度に設定された場合、回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度の場合よりも円に近い形状になる。また、図８に示すように、位相差ＰＤ２が９０度に設定された場合、回転磁界ＭＦＲは、位相差ＰＤ２が１２０度の場合よりも円に近い形状になる。位相差ＰＤ２を３０度や９０度に変更する場合には、位相差ＰＤ２が３０度や９０度になるように式４～式６のβｕ，βｖ，βｗを設定すればよい。なお、回転磁界ＭＦＲが円状になる位相差ＰＤ２としては、６０度に加えて、６０度から若干増減した値も挙げられる。
【0184】
上記各実施形態において、２相制御等の異常時制御では、少なくとも２相の電流について変更する位相が同じ値にならなくてもよい。例えば、２相制御であれば、位相差ＰＤ２を１２０度から６０度に変更する場合、２相の電流について変更する位相が３０度ずつにならなくてもよい。例えば、２相の電流の一方について変更する位相を６０度として、他方については位相を変更しなくてもよい。
【0185】
上記各実施形態において、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を設定する場合に、３相制御と２相制御とで共通の演算式が用いられてもよい。例えば、３相制御と２相制御とのいずれにおいても式４～式６が用いられる構成とする。３相制御において式４～式６を用いる場合には、βｕ，βｖ，βｗにゼロを代入して電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が算出される。２相制御においては、上記第１実施形態と同様に、式４～式６を用いて電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊が算出される。
【0186】
上記各実施形態において、２相３相変換部４６が、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出するための機能ブロックとして、３相制御にて用いる機能ブロックと、２相制御にて用いる機能ブロックとを別々に有していてもよい。また、２相３相変換部４６は、式１～式６などの演算式に代えて又は加えてマップなどの相関情報や関数などを用いて、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出してもよい。
【0187】
上記各実施形態において、２相制御等の異常時制御では、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊のうち異常相についての電圧指令値を算出しなくてもよい。例えば、異常相については電圧指令値にゼロを代入してもよい。また、異常相については、電圧指令値を算出した後に、駆動指令を生成しなくてもよい。例えば、常にゼロの信号を駆動指令としてもよい。
【0188】
上記各実施形態において、モータ回転数Ｎｍに関係なく閉処理での２相制御が行われてもよい。例えば、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈより大きい場合及び大きくない場合の両方において、閉処理にて２相制御が行われてもよい。すなわち、開処理が行われなくてもよい。
【0189】
上記各実施形態において、閉処理の２相制御では、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の設定に用いる指令トルクが変更されてもよい。例えば、電流指令部４１は、バッテリ電圧Ｖ０によるモータ１２の駆動で生じるトルクの最大値が指令トルクより小さいか否かを判定する。そして、最大値が指令トルクより小さい場合、その最大値を指令トルクに代入して指令トルクを変更する。これにより、閉処理の２相制御において、モータ１２にて生じるトルクが指令トルクに到達することができない状況を解消できる。
【0190】
上記各実施形態において、モータ１２は、複数相の交流モータであれば、４相以上の交流モータでもよい。モータ１２が４相以上の交流モータである場合、電力変換装置１３には４相以上のインバータ３０が設けられる。このインバータ３０においては、４相以上のそれぞれの相に対応する変換回路３１が設けられている。インバータ制御処理においては、１相以上の変換回路３１に異常が発生した場合に、異常が発生していない変換回路３１が２相以上残っていれば、これら２相以上の変換回路３１を対象として異常時制御が行われてもよい。例えば、４相モータを駆動する電力変換装置１３において、１相の変換回路３１に異常が発生した場合、残った３相の変換回路３１を対象とした３相制御が行われる。
【0191】
２相以上の変換回路を対象とした異常時制御においては、残った２相以上の電流の位相差が成り行きの値になっている場合に比べて、モータ１２の回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になるように残った２相以上の電流の位相差が変更される。例えば、モータ１２及びインバータ３０のそれぞれが４相である駆動システムにおいて、１相の変換回路３１に異常が発生した場合、残った３相の変換回路３１により異常時制御が行われる場合を想定する。この異常時制御では、残った３相の電流の位相差が成り行きの値になっている場合に比べて、モータ１２の回転磁界ＭＦＲが円に近い形状になるように残った３相の電流の位相差が変更される。
【0192】
＜構成群Ｂ＞
上記各実施形態において、開処理の電圧上昇処理では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定されていればよい。例えば、コンデンサ上限値Ｖｈが平滑コンデンサ２１の最大許容電圧や定格電圧に関係なく設定されていてもよい。また、コンデンサ電圧Ｖｃがあらかじめ定められた所定電圧値に一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定されてもよい。同様に、開処理の無効電力処理では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が設定されていればよい。
上記各実施形態において、開処理の電圧上昇処理では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定されていればよい。例えば、コンデンサ上限値Ｖｈが平滑コンデンサ２１の最大許容電圧や定格電圧に関係なく設定されていてもよい。また、コンデンサ電圧Ｖｃがあらかじめ定められた所定電圧値に一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が設定されてもよい。同様に、開処理の無効電力処理では、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０を超えて上昇するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が設定されていればよい。
【0193】
上記各実施形態において、開処理を行うか否かの判定基準になる回転閾値Ｎｔｈは、モータ１２にて生じるトルクに関係なく、あらかじめ定められた値でもよい。また、回転閾値Ｎｔｈは、コンデンサ電圧Ｖｃやモータ温度Ｔｍなどに応じて設定されていてもよい。
【0194】
上記各実施形態において、開処理を行うか否かの判定を行うパラメータとして、モータ回転数Ｎｍではなく、モータ１２のトルクや、コンデンサ電圧Ｖｃ、モータ温度Ｔｍなどが用いられてもよい。例えば、バッテリ電圧Ｖ０によるモータ１２の駆動で生じるトルクの最大値が指令トルクより小さいか否かを判定する。そして、最大値が指令トルクよりも小さい場合には、閉処理ではなく開処理を行う。
【0195】
上記各実施形態において、開処理の２相制御では、位相差ＰＤ２を変更する処理が行われなくてもよい。例えば、開処理のステップＳ３０３，Ｓ３１２では、位相差ＰＤ２が成り行きの１２０度のままになるように２相電圧指令が行われてもよい。例えば、電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊の設定に、３相制御と同様に式１～式３が用いられてもよい。
【0196】
上記各実施形態において、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定するステップＳ３０１，Ｓ３１０の処理のうち、２回目以降の処理だけでなく、全ての処理がｄ軸電流指令部に相当するように開処理が行われてもよい。例えば、ステップＳ３０１について、ステップＳ３０６～Ｓ３０８と同じ処理がステップＳ３０１よりも前の段階で行われる構成とする。このステップＳ３０１では、２回目以降の処理と同様に、１回目の処理で、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに一致するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が算出される。
【0197】
ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するステップＳ３０２の処理のうち、２回目以降の処理だけでなく、全ての処理が電圧上昇部に相当するように開処理が行われてもよい。例えば、ステップＳ３０６～Ｓ３０８と同じ処理がステップＳ３０２よりも前の段階で行われる構成とする。このステップＳ３０２では、２回目以降の処理と同様に、１回目の処理で、コンデンサ電圧Ｖｃがコンデンサ上限値Ｖｈに一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が算出される。
【0198】
ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を設定するステップＳ３１１の処理のうち、２回目以降の処理だけでなく、全ての処理が電圧下降部に相当するように開処理が行われてもよい。例えば、ステップＳ３１５，Ｓ３１６と同じ処理がステップＳ３１１よりも前の段階で行われる構成とする。このステップＳ３１１では、２回目以降の処理と同様に、１回目の処理で、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０に一致するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊が算出される。
【0199】
上記各実施形態において、コンデンサ上限値Ｖｈは、インバータ３０の耐電圧や駆動システム１０の耐電圧値に応じて設定されていてもよい。駆動システム１０については、それぞれの定格値や最大許容電圧に応じて、駆動システム１０への印加電圧の上限値が耐電圧値として設定されている。駆動システム１０において最も耐電圧の低い部品や機器の耐電圧値が駆動システム１０の耐電圧値として設定されている。
【0200】
上記各実施形態において、開処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がモータ回転数Ｎｍ及びコンデンサ電圧Ｖｃのいずれにも関係なく、指令トルクに応じて設定されてもよい。また、開処理では、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊がモータ回転数Ｎｍ及びコンデンサ電圧Ｖｃのうちモータ回転数Ｎｍだけに応じて設定されてもよい。例えば、開処理のステップＳ３０１，Ｓ３１０において、コンデンサ電圧Ｖｃには関係なく、モータ回転数Ｎｍが回転閾値Ｎｔｈに一致するようにｄ軸電流指令値Ｉｄ＊が設定されてもよい。
【0201】
上記各実施形態において、開閉器２２を開閉するための判定基準である開閾値と閉閾値とは、いずれも回転閾値Ｎｔｈになっているのではなく、異なる値になっていてもよい。例えば、開閾値が閉閾値より大きい値に設定されていてもよい。この構成では、インバータ異常の発生に伴って開処理を開始した時のモータ回転数Ｎｍよりも、開処理を終了して閉処理を開始する時のモータ回転数Ｎｍの方が小さくなる。このため、モータ回転数Ｎｍが大きいことに起因してモータ１２にて逆起電力が発生する、ということを確実に抑制できる。
【0202】
上記各実施形態において、開処理においては、コンデンサ電圧Ｖｃとバッテリ電圧Ｖ０とが同じになっていない状態で開閉器２２が閉状態に移行されてもよい。例えば、コンデンサ電圧Ｖｃがバッテリ電圧Ｖ０より所定値だけ小さくなった場合に開閉器２２が閉状態に移行される構成とする。この構成では、開閉器２２が閉状態に切り替えられた場合に、バッテリ電圧Ｖ０が小さいことに起因してモータ１２にて逆起電力が発生する、ということを確実に抑制できる。
【0203】
上記各実施形態において、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、フィードフォワード制御により算出されてもよい。また、電流指令値Ｉｄ＊，Ｉｑ＊は、マップ等の相関情報や関数などにより算出されてもよい。
【0204】
上記各実施形態において、電源スイッチと電力変換部との間に設けられたコンデンサとしては、平滑コンデンサ２１の他にＹコンデンサなどが挙げられる。電力変換装置１３がＹコンデンサを有する構成としては、例えば、Ｙコンデンサが開閉器２２とインバータ３０との間においてＰライン２５やＮライン２６に接続された構成が挙げられる。
【0205】
＜共通＞
上記各実施形態において、複数相の巻線１２ａのそれぞれに流れる電流を個別に制御可能であれば、変換回路３１は複数相のそれぞれについて個別に設けられていなくてもよい。例えば、インバータ３０が有する複数相の変換回路３１について、アーム回路３２，３５のうち一方が少なくとも２相で共通化されていてもよい。図２２に示すように、３相分の変換回路３１について、アーム回路３２，３５のうち第２アーム回路３５がＵ相、Ｖ相、Ｗ相で共通化された構成としてもよい。この構成では、第１アーム回路３２がＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて個別に設けられている。このため、第１アーム回路３２は、インバータ３０に３つ含まれているのに対して、第２アーム回路３５は、インバータ３０に１つだけ設けられている。
上記各実施形態において、複数相の巻線１２ａのそれぞれに流れる電流を個別に制御可能であれば、変換回路３１は複数相のそれぞれについて個別に設けられていなくてもよい。例えば、インバータ３０が有する複数相の変換回路３１について、アーム回路３２，３５のうち一方が少なくとも２相で共通化されていてもよい。図２２に示すように、３相分の変換回路３１について、アーム回路３２，３５のうち第２アーム回路３５がＵ相、Ｖ相、Ｗ相で共通化された構成としてもよい。この構成では、第１アーム回路３２がＵ相、Ｖ相、Ｗ相のそれぞれについて個別に設けられている。このため、第１アーム回路３２は、インバータ３０に３つ含まれているのに対して、第２アーム回路３５は、インバータ３０に１つだけ設けられている。
【0206】
この構成でも、第１アーム回路３２のアームスイッチ３３に異常が発生した場合に、２相制御を行うことが可能である。例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち１相について第１アーム回路３２のアームスイッチ３３に異常が発生した場合、制御装置４０が、残った２相の第１アーム回路３２のアームスイッチ３３を制御対象として２相制御を行う。この場合、第１アーム回路３２のアームスイッチ３３のオンオフに合わせて、第２アーム回路３５のアームスイッチ３６がオンオフされることが好ましい。
【0207】
アーム回路３２，３５のうち一方が少なくとも２相で共通化された構成では、共通化によって減った分のアーム回路３２，３５についてコスト負担を低減できる。例えば、３相分の変換回路３１について、アーム回路３２，３５のうち一方が３相で共通化された構成では、共通化によって減った２相分のアーム回路３２，３５についてコスト負担を低減できる。
【0208】
上記第１実施形態において、開処理での２回目以降のステップＳ３０２，Ｓ３１１では、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊があらかじめ定められた特定値に設定されてもよい。特定値は、試験やシミュレーション等により取得された情報であり、制御装置４０の記憶部に記憶されている。例えば、ステップＳ３０２を含む電圧上昇処理では、特定値が、モータ回転数Ｎｍなどのモータ１２の運転状態に関係なく、モータ１２が回生する値に設定される。すなわち、特定値は、コンデンサ電圧Ｖｃが上昇する値に設定される。一方、ステップＳ３１１を含む電圧下降処理では、特定値が、モータ１２の運転状態に関係なく、モータ１２が力行する値に設定される。すなわち、特定値は、コンデンサ電圧Ｖｃが下降する値に設定される。
【0209】
上記各実施形態において、変換回路３１において発生する異常としては、アームスイッチ３３，３６の短絡異常や開放異常の他に、アームスイッチ３３，３６に接続された配線の断線や短絡などが挙げられる。
【0210】
上記各実施形態において、電流センサ２８は、巻線１２ａを流れる電流を３相の全てについて検出していなくてもよい。例えば、電流センサ２８が３相のうち２相について検出信号を出力し、制御装置４０の電流算出部が検出信号に対応した２相について各相電流を算出し、残り１相の各相電流については２相の各相電流から推定してもよい。
【0211】
上記各実施形態において、制御装置４０は、少なくとも１つのコンピュータを含む制御システムによって提供される。制御システムは、ハードウェアである少なくとも１つのプロセッサ（ハードウェアプロセッサ）を含む。ハードウェアプロセッサは、下記（ｉ）、（ｉｉ）、又は（ｉｉｉ）により提供することができる。
【0212】
（ｉ）ハードウェアプロセッサは、ハードウェア論理回路である場合がある。この場合、コンピュータは、プログラムされた多数の論理ユニット（ゲート回路）を含むデジタル回路によって提供される。デジタル回路は、プログラム及びデータの少なくとも一方を格納したメモリを備える場合がある。コンピュータは、アナログ回路によって提供される場合がある。コンピュータは、デジタル回路とアナログ回路との組み合わせによって提供される場合がある。
【0213】
（ｉｉ）ハードウェアプロセッサは、少なくとも１つのメモリに格納されたプログラムを実行する少なくとも１つのプロセッサコアである場合がある。この場合、コンピュータは、少なくとも１つのメモリと、少なくとも１つのプロセッサコアとによって提供される。プロセッサコアは、例えばＣＰＵと称される。メモリは、記憶媒体とも称される。メモリは、プロセッサによって読み取り可能な「プログラム及びデータの少なくとも一方」を非一時的に格納する非遷移的かつ実体的な記憶媒体である。
【0214】
（ｉｉｉ）ハードウェアプロセッサは、上記（ｉ）と上記（ｉｉ）との組み合わせである場合がある。（ｉ）と（ｉｉ）とは、異なるチップの上、又は共通のチップの上に配置される。
【0215】
すなわち、制御装置４０が提供する手段及び機能の少なくとも一方は、ハードウェアのみ、ソフトウェアのみ、又はそれらの組み合わせにより提供することができる。
【0216】
上記各実施形態では、モータ１２において、界磁を形成する永久磁石を含んで固定子が構成されていてもよく、電機子を形成する巻線１２ａを含んで回転子が構成されていてもよい。
【0217】
上記各実施形態において、電力変換装置１３が搭載された車両としては、乗用車やバス、建設作業車、農業機械車両などがある。また、車両は移動体の１つであり、電力変換装置１３が搭載される移動体としては、車両の他に電車や飛行機などある。電力変換装置１３としては、インバータ装置やコンバータ装置などがある。このコンバータ装置としては、交流入力直流出力の電源装置、直流入力直流出力の電源装置、交流入力交流出力の電源装置などがある。
【0218】
＜構成群Ａの特徴＞
本明細書にて開示された構成には、下記のように構成群Ａの特徴が含まれている。
本明細書にて開示された構成には、下記のように構成群Ａの特徴が含まれている。
【0219】
［特徴Ａ１］
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により、直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
複数相の巻線に流れる電流の位相差（ＰＤ３）が基準値になるように電力変換部を制御する基準制御部（Ｓ１１３，Ｓ１１４）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流の位相差を異常時位相差（ＰＤ２）として、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する位相変更部（Ｓ２０３～Ｓ２０５，Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）と、
を備えている電力変換装置。
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により、直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
複数相の巻線に流れる電流の位相差（ＰＤ３）が基準値になるように電力変換部を制御する基準制御部（Ｓ１１３，Ｓ１１４）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流の位相差を異常時位相差（ＰＤ２）として、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する位相変更部（Ｓ２０３～Ｓ２０５，Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）と、
を備えている電力変換装置。
【0220】
［特徴Ａ２］
位相変更部は、
異常が発生した変換回路に接続された巻線への通電を遮断する遮断実行部（Ｓ２０５，Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）を有している、特徴Ａ１に記載の電力変換装置。
位相変更部は、
異常が発生した変換回路に接続された巻線への通電を遮断する遮断実行部（Ｓ２０５，Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）を有している、特徴Ａ１に記載の電力変換装置。
【0221】
［特徴Ａ３］
位相変更部により異常時位相差が基準値から変更値に変更された場合、異常時位相差が基準値のままである場合に比べて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流による回転磁界（ＭＦＲ）が円に近い形状になる、特徴Ａ１又はＡ２に記載の電力変換装置。
位相変更部により異常時位相差が基準値から変更値に変更された場合、異常時位相差が基準値のままである場合に比べて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流による回転磁界（ＭＦＲ）が円に近い形状になる、特徴Ａ１又はＡ２に記載の電力変換装置。
【0222】
［特徴Ａ４］
変更値は、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流による回転磁界（ＭＦＲ）が円状になる値である、特徴Ａ１～Ａ３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
変更値は、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に流す電流による回転磁界（ＭＦＲ）が円状になる値である、特徴Ａ１～Ａ３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0223】
［特徴Ａ５］
モータは、３相の巻線を有する３相モータであり、
電力変換部は、３相の変換回路を有しており、
基準制御部は、基準値を１２０度として電力変換部を制御し、
位相変更部は、１相の変換回路に異常が発生した場合に、変更値を６０度として電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
モータは、３相の巻線を有する３相モータであり、
電力変換部は、３相の変換回路を有しており、
基準制御部は、基準値を１２０度として電力変換部を制御し、
位相変更部は、１相の変換回路に異常が発生した場合に、変更値を６０度として電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ４のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0224】
［特徴Ａ６］
位相変更部は、
異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように、巻線への印加電圧の指令値である電圧指令値（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を設定する電圧指令部（Ｓ２０３）、を有している特徴Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
位相変更部は、
異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように、巻線への印加電圧の指令値である電圧指令値（Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊）を設定する電圧指令部（Ｓ２０３）、を有している特徴Ａ１～Ａ５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0225】
［特徴Ａ７］
位相変更部は、
変換回路において巻線の一端に接続された第１スイッチ（３３）と巻線の他端に接続された第２スイッチ（３６）とのうち一方に異常が発生した場合に、変換回路に異常が発生したとして電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
位相変更部は、
変換回路において巻線の一端に接続された第１スイッチ（３３）と巻線の他端に接続された第２スイッチ（３６）とのうち一方に異常が発生した場合に、変換回路に異常が発生したとして電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ６のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0226】
［特徴Ａ８］
位相変更部は、
異常が発生した変換回路について、第１スイッチ及び第２スイッチの少なくとも一方と巻線とを接続する巻線スイッチ（５９）を開状態に移行させる巻線開放部（Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）、を有している特徴Ａ７に記載の電力変換装置。
位相変更部は、
異常が発生した変換回路について、第１スイッチ及び第２スイッチの少なくとも一方と巻線とを接続する巻線スイッチ（５９）を開状態に移行させる巻線開放部（Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２）、を有している特徴Ａ７に記載の電力変換装置。
【0227】
［特徴Ａ９］
位相変更部は、
変換回路において巻線に接続された複数の変換スイッチ（３３，３６）の少なくとも１つに異常が発生した場合に、残りの変換スイッチの全てを開状態に移行させる変換開放部（Ｓ２０５）、を有している特徴Ａ１～Ａ８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
位相変更部は、
変換回路において巻線に接続された複数の変換スイッチ（３３，３６）の少なくとも１つに異常が発生した場合に、残りの変換スイッチの全てを開状態に移行させる変換開放部（Ｓ２０５）、を有している特徴Ａ１～Ａ８のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0228】
［特徴Ａ１０］
位相変更部は、モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた回転閾値（Ｎｔｈ）以下である場合に、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の電力変換装置。
位相変更部は、モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた回転閾値（Ｎｔｈ）以下である場合に、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する、特徴Ａ１～Ａ９のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0229】
＜構成群Ｂの特徴＞
本明細書にて開示された構成には、下記のように構成群Ｂの特徴が含まれている。
本明細書にて開示された構成には、下記のように構成群Ｂの特徴が含まれている。
【0230】
［特徴Ｂ１］
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
巻線に流れる電流をｄｑ座標系におけるｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）とに変換する座標変換部（４２）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、電源部と電力変換部とを通電可能に接続した電源スイッチ（２２）を開状態に移行させる開移行部（Ｓ１０６）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電源スイッチと電力変換部との間に設けられたコンデンサ（２１）のコンデンサ電圧（Ｖｃ）が電源部の電源電圧（Ｖ０）を超えて上昇するように、ｑ軸電流のｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）を設定する電圧上昇部（Ｓ３０２）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電圧上昇部により設定されたｑ軸電流指令値に応じて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に電流を流すように電力変換部を制御する開制御部（Ｓ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４）と、
を備えている電力変換装置。
電源部（１１）から複数相の巻線（１２ａ）を有するモータ（１２）に供給される電力を、複数相の巻線のそれぞれに接続された複数相の変換回路（３１）を有する電力変換部（３０）により直流から交流に変換する電力変換装置（１３）であって、
巻線に流れる電流をｄｑ座標系におけるｄ軸電流（Ｉｄ）とｑ軸電流（Ｉｑ）とに変換する座標変換部（４２）と、
少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、電源部と電力変換部とを通電可能に接続した電源スイッチ（２２）を開状態に移行させる開移行部（Ｓ１０６）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電源スイッチと電力変換部との間に設けられたコンデンサ（２１）のコンデンサ電圧（Ｖｃ）が電源部の電源電圧（Ｖ０）を超えて上昇するように、ｑ軸電流のｑ軸電流指令値（Ｉｑ＊）を設定する電圧上昇部（Ｓ３０２）と、
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された状態で、電圧上昇部により設定されたｑ軸電流指令値に応じて、残りの少なくとも２相の変換回路が巻線に電流を流すように電力変換部を制御する開制御部（Ｓ３０３～Ｓ３０５，Ｓ３１２～Ｓ３１４）と、
を備えている電力変換装置。
【0231】
［特徴Ｂ２］
開移行部は、モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた開閾値（Ｎｔｈ）よりも大きい場合に、電源スイッチを開状態に移行させる、特徴Ｂ１に記載の電力変換装置。
開移行部は、モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた開閾値（Ｎｔｈ）よりも大きい場合に、電源スイッチを開状態に移行させる、特徴Ｂ１に記載の電力変換装置。
【0232】
［特徴Ｂ３］
開閾値は、少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、残りの少なくとも２相の変換回路が電源スイッチが閉状態にある状況でモータを駆動可能な回転数である、特徴Ｂ２に記載の電力変換装置。
開閾値は、少なくとも１相の変換回路に異常が発生した場合に、残りの少なくとも２相の変換回路が電源スイッチが閉状態にある状況でモータを駆動可能な回転数である、特徴Ｂ２に記載の電力変換装置。
【0233】
［特徴Ｂ４］
電圧上昇部は、コンデンサ電圧が電源電圧よりも大きいコンデンサ閾値（Ｖｈ）になるようにフィードバック制御によりｑ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
電圧上昇部は、コンデンサ電圧が電源電圧よりも大きいコンデンサ閾値（Ｖｈ）になるようにフィードバック制御によりｑ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ１～Ｂ３のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0234】
［特徴Ｂ５］
コンデンサ閾値は、電力変換部への印加電圧の上限値である、特徴Ｂ４に記載の電力変換装置。
コンデンサ閾値は、電力変換部への印加電圧の上限値である、特徴Ｂ４に記載の電力変換装置。
【0235】
［特徴Ｂ６］
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された場合に、モータの回転数（Ｎｍ）が減少するようにｄ軸電流のｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を設定するｄ軸電流指令部（Ｓ３０１，Ｓ３１０）、を備えている特徴Ｂ１～Ｂ５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
開移行部により電源スイッチが開状態に移行された場合に、モータの回転数（Ｎｍ）が減少するようにｄ軸電流のｄ軸電流指令値（Ｉｄ＊）を設定するｄ軸電流指令部（Ｓ３０１，Ｓ３１０）、を備えている特徴Ｂ１～Ｂ５のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0236】
［特徴Ｂ７］
ｄ軸電流指令部は、モータの回転数に加えてコンデンサ電圧に応じてｄ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ６に記載の電力変換装置。
ｄ軸電流指令部は、モータの回転数に加えてコンデンサ電圧に応じてｄ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ６に記載の電力変換装置。
【0237】
［特徴Ｂ８］
モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた閉閾値（Ｎｔｈ）まで減少した場合に、電源スイッチを閉状態に移行させる閉移行部（Ｓ３１８）、を備えている特徴Ｂ１～Ｂ７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
モータの回転数（Ｎｍ）があらかじめ定められた閉閾値（Ｎｔｈ）まで減少した場合に、電源スイッチを閉状態に移行させる閉移行部（Ｓ３１８）、を備えている特徴Ｂ１～Ｂ７のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【0238】
［特徴Ｂ９］
モータの回転数が閉閾値まで減少した場合に、コンデンサ電圧が下降するようにｑ軸電流指令値を設定する電圧下降部（Ｓ３１１）、を備え、
閉移行部は、電圧下降部によりｑ軸電流指令値が設定されてコンデンサ電圧が電源電圧まで下降した場合に、電源スイッチを閉状態に移行させる、特徴Ｂ８に記載の電力変換装置。
モータの回転数が閉閾値まで減少した場合に、コンデンサ電圧が下降するようにｑ軸電流指令値を設定する電圧下降部（Ｓ３１１）、を備え、
閉移行部は、電圧下降部によりｑ軸電流指令値が設定されてコンデンサ電圧が電源電圧まで下降した場合に、電源スイッチを閉状態に移行させる、特徴Ｂ８に記載の電力変換装置。
【0239】
［特徴Ｂ１０］
電圧下降部は、コンデンサ電圧が電源電圧になるようにフィードバック制御によりｑ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ９に記載の電力変換装置。
電圧下降部は、コンデンサ電圧が電源電圧になるようにフィードバック制御によりｑ軸電流指令値を設定する、特徴Ｂ９に記載の電力変換装置。
【0240】
［特徴Ｂ１１］
複数相の巻線に流れる電流の位相差（ＰＤ３）が基準値になるように電力変換部を制御する基準制御部（Ｓ１１３，Ｓ１１４）を備え、
開制御部は、残りの２相の変換回路が巻線に流す電流の位相差を異常時位相差（ＰＤ２）として、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する、特徴Ｂ１～Ｂ１０のいずれか１つに記載の電力変換装置。
複数相の巻線に流れる電流の位相差（ＰＤ３）が基準値になるように電力変換部を制御する基準制御部（Ｓ１１３，Ｓ１１４）を備え、
開制御部は、残りの２相の変換回路が巻線に流す電流の位相差を異常時位相差（ＰＤ２）として、異常時位相差が基準値から変更値に変更されるように電力変換部を制御する、特徴Ｂ１～Ｂ１０のいずれか１つに記載の電力変換装置。
【符号の説明】
【0241】
＜構成群Ａ＞
１１…電源部としてのバッテリ、１２…モータ、１２ａ…巻線、１３…電力変換装置、３０…電力変換部としてのインバータ、３１…変換回路、３３…第１スイッチ及び変換スイッチとしてのアームスイッチ、３６…第２スイッチ及び変換スイッチとしてのアームスイッチ、５９…巻線スイッチ、ＰＤ２…異常時位相差としての位相差、ＰＤ３…位相差、ＭＦＲ…回転磁界、Ｖｕ＊…Ｕ相電圧指令値、Ｖｖ＊…Ｖ相電圧指令値、Ｖｗ＊…Ｗ相電圧指令値、Ｓ１１３，Ｓ１１４…基準制御部、Ｓ２０３…位相変更部及び電圧指令部、Ｓ２０４…位相変更部、Ｓ２０５…位相変更部、遮断実行部及び変換開放部、Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２…位相変更部、遮断実行部及び巻線開放部。
１１…電源部としてのバッテリ、１２…モータ、１２ａ…巻線、１３…電力変換装置、３０…電力変換部としてのインバータ、３１…変換回路、３３…第１スイッチ及び変換スイッチとしてのアームスイッチ、３６…第２スイッチ及び変換スイッチとしてのアームスイッチ、５９…巻線スイッチ、ＰＤ２…異常時位相差としての位相差、ＰＤ３…位相差、ＭＦＲ…回転磁界、Ｖｕ＊…Ｕ相電圧指令値、Ｖｖ＊…Ｖ相電圧指令値、Ｖｗ＊…Ｗ相電圧指令値、Ｓ１１３，Ｓ１１４…基準制御部、Ｓ２０３…位相変更部及び電圧指令部、Ｓ２０４…位相変更部、Ｓ２０５…位相変更部、遮断実行部及び変換開放部、Ｓ４０１，Ｓ５０１，Ｓ５０２…位相変更部、遮断実行部及び巻線開放部。
【0242】
＜構成群Ｂ＞
１１…電源部としてのバッテリ、１２…モータ、１２ａ…巻線、１３…電力変換装置、２１…コンデンサとしての平滑コンデンサ、２２…電源スイッチとしての開閉器、３０…電力変換部としてのインバータ、３１…変換回路、４２…座標変換部としての３相２相変換部、Ｉｄ…ｄ軸電流、Ｉｄ＊…ｄ軸電流指令値、Ｉｑ…ｑ軸電流、Ｉｑ＊…ｑ軸電流指令値、Ｎｍ…回転数としてのモータ回転数、Ｎｔｈ…開閾値及び閉閾値としての回転閾値、ＰＤ２…異常時位相差としての位相差、ＰＤ３…位相差、Ｖ０…電源電圧としてのバッテリ電圧、Ｖｃ…コンデンサ電圧、Ｖｈ…コンデンサ閾値としてのコンデンサ上限値、Ｓ１０６…開移行部、Ｓ１１３，Ｓ１１４…基準制御部、Ｓ３０１…ｄ軸電流指令部、Ｓ３０２…電圧上昇部、Ｓ３０３～Ｓ３０５…開制御部、Ｓ３１０…ｄ軸電流指令部、Ｓ３１１…電圧下降部、Ｓ３１２～Ｓ３１４…開制御部、Ｓ３１８…閉移行部、Ｓ５０１，Ｓ５０２…位相変更部。
１１…電源部としてのバッテリ、１２…モータ、１２ａ…巻線、１３…電力変換装置、２１…コンデンサとしての平滑コンデンサ、２２…電源スイッチとしての開閉器、３０…電力変換部としてのインバータ、３１…変換回路、４２…座標変換部としての３相２相変換部、Ｉｄ…ｄ軸電流、Ｉｄ＊…ｄ軸電流指令値、Ｉｑ…ｑ軸電流、Ｉｑ＊…ｑ軸電流指令値、Ｎｍ…回転数としてのモータ回転数、Ｎｔｈ…開閾値及び閉閾値としての回転閾値、ＰＤ２…異常時位相差としての位相差、ＰＤ３…位相差、Ｖ０…電源電圧としてのバッテリ電圧、Ｖｃ…コンデンサ電圧、Ｖｈ…コンデンサ閾値としてのコンデンサ上限値、Ｓ１０６…開移行部、Ｓ１１３，Ｓ１１４…基準制御部、Ｓ３０１…ｄ軸電流指令部、Ｓ３０２…電圧上昇部、Ｓ３０３～Ｓ３０５…開制御部、Ｓ３１０…ｄ軸電流指令部、Ｓ３１１…電圧下降部、Ｓ３１２～Ｓ３１４…開制御部、Ｓ３１８…閉移行部、Ｓ５０１，Ｓ５０２…位相変更部。
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【図6】
【図7】
【図8】
【図9】
【図10】
【図11】
【図12】
【図13】
【図14】
【図15】
【図16】
【図17】
【図18】
【図19】
【図20】
【図21】
【図22】