特許 7564615 回転電機の制御装置、プログラム、回転電機の制御方法

(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】2024-10-01

(45)【発行日】2024-10-09

(54)【発明の名称】回転電機の制御装置、プログラム、回転電機の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02M 7/48 20070101AFI20241002BHJP

【ＦＩ】

H02M7/48 M

H02M7/48 E

【請求項の数】 8

(21)【出願番号】P 2019204094

(22)【出願日】2019-11-11

(65)【公開番号】P2021078263

(43)【公開日】2021-05-20

【審査請求日】2022-10-26

(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】

【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

(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】眞貝 知志

(72)【発明者】

【氏名】石田 稔

【審査官】白井 孝治

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１６－１８１９４７（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１４－１９２９５０（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／１８０２３７（ＷＯ，Ａ１）

【文献】特開２０１８－０７４８８０（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－０１９３３０（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｍ ７／４２～ ７／９８

Ｈ０２Ｐ２７／００～２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う第１蓄電装置（４０）及び第２蓄電装置（４２）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される回転電機の制御装置（５０）であって、
前記回転電機システムは、
前記第１蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（２０）と、
前記第２蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１蓄電装置と前記第１インバータとを接続する第１接続線（ＬＥ１）に設けられる第１遮断スイッチ（６０）と、
前記第２蓄電装置と前記第２インバータとを接続する第２接続線（ＬＥ２）に設けられる第２遮断スイッチ（６２）と、を備え、
前記第１インバータ又は前記第２インバータのいずれか一方に異常が発生したか否かを判定する異常判定部と、
前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置のうち、前記異常が発生した側の蓄電装置を異常側蓄電装置とし、他方の蓄電装置を正常側蓄電装置とする場合、前記異常判定部により前記異常が発生したと判定されたときに、前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力を遮断する電力遮断部と、
前記電力遮断部により前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、前記正常側蓄電装置により前記回転電機の出力トルクを、当該遮断前における前記回転電機の出力トルク（ＴＥ）である遮断前トルク（ＴＳ）に維持できるか否かを、前記正常側蓄電装置の電圧に基づいて判定するトルク判定部と、
前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できると判定された場合に、前記回転電機の出力トルクを前記遮断前トルクに維持すべく、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、前記正常側蓄電装置に接続されるインバータである正常側インバータの電流指令値を変更する指令値変更部と、を備える回転電機の制御装置。

【請求項2】

前記正常側蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円（ＣＢ）とされており、
前記トルク判定部は、前記ｄｑ座標系において前記遮断前トルクと等しいトルクとなる点を結んだ等トルク線（ＬＢ）の一部が前記電圧制限楕円内に存在する場合に、前記遮断前トルクに維持できると判定し、前記等トルク線が前記電圧制限楕円内に存在しない場合に、前記遮断前トルクに維持できないと判定する請求項１に記載の回転電機の制御装置。

【請求項3】

前記指令値変更部は、前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できると判定された場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円内で前記等トルク線上の等トルク点（ＰＢ）の電流指令値に変更する請求項２に記載の回転電機の制御装置。

【請求項4】

前記指令値変更部は、
前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できないと判定された場合に、前記回転電機が高回転状態であるか否かを判定し、
前記回転電機が高回転状態でないと判定した場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円上において前記回転電機の出力トルクが最大となる最大トルク点（ＰＣ）の電流指令値に変更する請求項２または３に記載の回転電機の制御装置。

【請求項5】

前記指令値変更部は、前記回転電機が前記高回転状態であると判定した場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円内でｄ軸上のゼロトルク点（ＰＤ）の電流指令値に変更する請求項４に記載の回転電機の制御装置。

【請求項6】

前記制御装置は、
前記第１インバータ及び前記第２インバータのいずれか一方に前記異常が発生したと前記異常判定部により判定した場合に、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち前記異常が発生した異常側インバータにおいて、前記異常が発生した特定スイッチを特定するとともに、前記特定スイッチにオフ異常が発生したか、又はオン異常が発生したかを判定し、
前記特定スイッチに前記オフ異常が発生したと判定した場合に、前記第１遮断スイッチと前記第２遮断スイッチとのうち前記異常が発生した側の異常側スイッチをオフに切り替えるとともに、前記異常側インバータにおける前記上アームスイッチと前記下アームスイッチとのうち、前記特定スイッチを含むアーム側の全てのスイッチをオフに切り替え、前記特定スイッチを含まないアーム側の全てのスイッチをオンに切り替え、
前記特定スイッチに前記オン異常が発生したと判定した場合に、前記異常側スイッチをオフに切り替えるとともに、前記特定スイッチを含むアーム側の全てのスイッチをオンに切り替え、前記特定スイッチを含まないアーム側の全てのスイッチをオフに切り替える請求項１から請求項５までのいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。

【請求項7】

多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う第１蓄電装置（４０）及び第２蓄電装置（４２）と、を備える回転電機システム（１００）に適用されるプログラムであって、
前記回転電機システムは、
前記第１蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（２０）と、
前記第２蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１蓄電装置と前記第１インバータとを接続する第１接続線（ＬＥ１）に設けられる第１遮断スイッチ（６０）と、
前記第２蓄電装置と前記第２インバータとを接続する第２接続線（ＬＥ２）に設けられる第２遮断スイッチ（６２）と、を備え、
コンピュータに、
前記第１インバータ又は前記第２インバータのいずれか一方に異常が発生したか否かを判定する異常判定処理と、
前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置のうち、前記異常が発生した側の蓄電装置を異常側蓄電装置とし、他方の蓄電装置を正常側蓄電装置とする場合、前記異常判定処理により前記異常が発生したと判定されたときに、前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力を遮断する電力遮断処理と、
前記電力遮断処理により前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、前記正常側蓄電装置により前記回転電機の出力トルクを、当該遮断前における前記回転電機の出力トルク（ＴＥ）である遮断前トルク（ＴＳ）に維持できるか否かを、前記正常側蓄電装置の電圧に基づいて判定するトルク判定処理と、
前記トルク判定処理により前記遮断前トルクに維持できると判定された場合に、前記回転電機の出力トルクを前記遮断前トルクに維持すべく、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、前記正常側蓄電装置に接続されるインバータである正常側インバータの電流指令値を変更する指令値変更処理と、を実行させるプログラム。

【請求項8】

多相の巻線（１１）を有する回転電機（１０）と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う第１蓄電装置（４０）及び第２蓄電装置（４２）と、を備える回転電機システム（１００）に適用される回転電機の制御方法であって、
前記回転電機システムは、
前記第１蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータ（２０）と、
前記第２蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータ（３０）と、
前記第１蓄電装置と前記第１インバータとを接続する第１接続線（ＬＥ１）に設けられる第１遮断スイッチ（６０）と、
前記第２蓄電装置と前記第２インバータとを接続する第２接続線（ＬＥ２）に設けられる第２遮断スイッチ（６２）と、を備え、
前記第１インバータ又は前記第２インバータのいずれか一方に異常が発生したか否かを判定する異常判定ステップと、
前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置のうち、前記異常が発生した側の蓄電装置を異常側蓄電装置とし、他方の蓄電装置を正常側蓄電装置とする場合、前記異常判定ステップにより前記異常が発生したと判定されたときに、前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力を遮断する電力遮断ステップと、
前記電力遮断ステップにより前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、前記正常側蓄電装置により前記回転電機の出力トルクを、当該遮断前における前記回転電機の出力トルク（ＴＥ）である遮断前トルク（ＴＳ）に維持できるか否かを、前記正常側蓄電装置の電圧に基づいて判定するトルク判定ステップと、
前記トルク判定ステップにより前記遮断前トルクに維持できると判定された場合に、前記回転電機の出力トルクを前記遮断前トルクに維持すべく、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、前記正常側蓄電装置に接続されるインバータである正常側インバータの電流指令値を変更する指令値変更ステップと、を備える回転電機の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機の制御装置、プログラム及び回転電機の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、オープン巻線を有する回転電機を備える駆動システムが知られている。この駆動システムでは、例えば特許文献１に見られるように、回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第１端には第１インバータが接続されている。回転電機は、この第１インバータを介して第１電圧源に接続されており、第１インバータと第１電圧源との間に第１リレーが設けられている。また、回転電機を構成する各相の巻線の両端のうち第２端には第２インバータが接続されている。回転電機は、この第２インバータを介して第２電圧源に接続されており、第２インバータと第２電圧源との間に第２リレーが設けられている。

【0003】

上述した駆動システムでは、第１インバータ又は第２インバータのいずれかの相において、上アームスイッチと下アームスイッチとの双方がオンされる上下アーム短絡異常が検出された場合に、第１，第２リレーのうち上下アーム短絡異常が発生した短絡インバータと接続される短絡側リレーをオフする。これにより、短絡側リレーを介して短絡インバータと接続される短絡側電圧源に過電流が流れることを防ぐことができ、当該電圧源を保護することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【文献】特開２０１６－１２３２２３号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

短絡側リレーがオフされると、第１，第２電圧源のうち短絡側電圧源とは異なる１つの電圧源のみを用いて回転電機の駆動が継続される。特許文献１の技術では、１つの電圧源のみを用いて回転電機の駆動を継続する場合の問題について十分に検討がされていない。

【0006】

例えば、回転電機が高回転状態で駆動している際に、上下アーム短絡異常が発生することが考えられる。この場合に、１つの電圧源のみを用いて回転電機の駆動が継続され、例えば回転電機の出力トルクが急激に減少すると、第１，第２インバータのうち短絡インバータとは異なるインバータに含まれる上，下アームスイッチのオンオフの切り替えが複数回行われるチャタリングが発生する。この結果、回転電機の駆動を適正に継続できない問題が生じる。なお、このような問題は、上下アーム短絡異常に限られず、インバータに含まれる上，下アームスイッチがオフしたままとなるオフ異常、インバータに含まれる上，下アームスイッチ又はリレーがオンしたままとなるオン異常が発生する場合において、１つの電圧源のみを用いて回転電機の駆動を継続するときに共通の問題である。

【0007】

本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、インバータ又はリレーに異常が発生した場合でも、回転電機の駆動を適正に継続できる回転電機の制御装置、プログラム及び回転電機の制御方法を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための第１の手段は、多相の巻線を有する回転電機と、前記回転電機との間で電力の入出力を行う第１蓄電装置及び第２蓄電装置と、を備える回転電機システムに適用される回転電機の制御装置であって、前記回転電機システムは、前記第１蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が各相の巻線の両端のうち第１端に接続される第１インバータと、前記第２蓄電装置に接続され、直列接続された上アームスイッチと下アームスイッチとを相毎に有し、それら上アームスイッチと下アームスイッチとの接続点が前記各相の巻線の両端のうち第２端に接続される第２インバータと、前記第１蓄電装置と前記第１インバータとを接続する第１接続線に設けられる第１遮断スイッチと、前記第２蓄電装置と前記第２インバータとを接続する第２接続線に設けられる第２遮断スイッチと、を備え、前記第１インバータ及び前記第１遮断スイッチの少なくとも一方、又は前記第２インバータ及び前記第２遮断スイッチの少なくとも一方に異常が発生したか否かを判定する異常判定部と、前記第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置のうち、前記異常が発生した側の蓄電装置を異常側蓄電装置とし、他方の蓄電装置を正常側蓄電装置とする場合、前記異常判定部により前記異常が発生したと判定されたときに、前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力を遮断する電力遮断部と、前記電力遮断部により前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、前記回転電機の出力トルクを、当該遮断前における前記回転電機の出力トルクである遮断前トルクに維持すべく、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち、前記正常側蓄電装置に接続されるインバータである正常側インバータの電流指令値を変更する指令値変更部と、を備える。

【0009】

この構成では、第１インバータ及び第１スイッチの少なくとも一方、又は第２インバータ及び第２スイッチの少なくとも一方に異常が発生した場合に、第１蓄電装置及び前記第２蓄電装置のうち、異常が発生した側の異常側蓄電装置と回転電機との間における電力の入出力を遮断する。そして、異常側蓄電装置とは異なる正常側蓄電装置のみを用いて回転電機の駆動を継続する。この場合において、上記構成では、回転電機の出力トルクを回転電機の遮断前トルクに維持すべく、第１インバータ及び第２インバータのうち、正常側蓄電装置に接続される正常側インバータの電流指令値を変更する。これにより、異常側蓄電装置と回転電機との間の電力遮断による回転電機の出力トルクの減少を抑制でき、正常側インバータにおけるチャタリングの発生を抑制できる。この結果、回転電機の駆動を適正に継続できる。

【0010】

第２の手段では、前記電力遮断部により前記異常側蓄電装置と前記回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、前記正常側蓄電装置の電圧に基づいて、前記正常側蓄電装置により前記遮断前トルクに維持できるか否かを判定するトルク判定部を備え、前記指令値変更部は、前記トルク判定部の判定結果に基づいて、前記回転電機の出力トルクを前記遮断前トルクに維持すべく前記正常側インバータの電流指令値を変更する。

【0011】

異常側蓄電装置と回転電機との間における電力の入出力が遮断された場合に、正常側蓄電装置により遮断前トルクに維持できるか否かは、正常側蓄電装置の蓄電状態により変動する。第２の手段では、正常側蓄電装置の電圧に基づいて、正常側蓄電装置により遮断前トルクに維持できるか否かを判定する。正常側蓄電装置の電圧は、正常側蓄電装置の蓄電量に比例する。そのため、正常側蓄電装置の電圧を用いて、正常側蓄電装置により遮断前トルクに維持できるか否かを適正に判定できる。

【0012】

具体的には、第３の手段で示すように、前記正常側蓄電装置の電圧を、前記回転電機に印加される電圧の電圧制限値とする場合に、前記回転電機のｄｑ座標系において前記回転電機に流れるｄ，ｑ軸電流により規定される楕円が電圧制限楕円とされており、前記トルク判定部は、前記ｄｑ座標系において前記遮断前トルクと等しいトルクとなる点を結んだ等トルク線の一部が前記電圧制限楕円内に存在する場合に、前記遮断前トルクに維持できると判定し、前記等トルク線が前記電圧制限楕円内に存在しない場合に、前記遮断前トルクに維持できないと判定することが好ましい。

【0013】

第４の手段では、前記指令値変更部は、前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できると判定された場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円内で前記等トルク線上の等トルク点の電流指令値に変更する。

【0014】

この構成では、遮断前トルクに維持できると判定された場合には、遮断前トルクに維持する場合の正常側インバータの電流指令値を、電圧制限楕円と等トルク線とを用いて定まる等トルク点の電流指令値に変更する。そのため、電圧制限楕円と等トルク線とを用いて、変更後の電流指令値を容易に設定することができる。

【0015】

第５の手段では、前記指令値変更部は、前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できないと判定された場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円上において前記回転電機の出力トルクが最大となる最大トルク点の電流指令値に変更する。

【0016】

この構成では、遮断前トルクに維持できないと判定された場合には、遮断前トルクに維持できない場合の正常側インバータの電流指令値を、電圧制限楕円上において回転電機の出力トルクが最大となる最大トルク点の電流指令値に変更する。そのため、遮断前トルクに維持できない場合でも、ある程度の出力トルクを確保することができる。また、異常側蓄電装置と回転電機との間の電力遮断による回転電機の出力トルクの減少を抑制でき、正常側インバータにおけるチャタリングの発生を好適に抑制できる。

【0017】

第６の手段では、前記指令値変更部は、前記トルク判定部により前記遮断前トルクに維持できないと判定された場合に、前記回転電機が高回転状態であるか否かを判定し、前記回転電機が前記高回転状態でない場合に、前記正常側インバータの電流指令値を前記最大トルク点の電流指令値に変更し、前記回転電機が前記高回転状態である場合に、前記正常側インバータの電流指令値を、前記電圧制限楕円内でｑ軸上のゼロトルク点の電流指令値に変更する。

【0018】

遮断前トルクに維持できない場合には、回転電機の回転を維持しながら回転電機の出力トルクを減少させるために、回転電機に発生させる出力トルクをゼロとすることが考えられる。この場合において、回転電機が高回転状態であるときには、回転電機の逆起電力が過大であることから、この逆起電力が第１インバータ等に印加されることを抑制するために、回転電機にｄ軸電流を流すことが好ましい。第６の手段では、遮断前トルクに維持できない場合であって、回転電機が高回転状態である場合の正常側インバータの電流指令値を、電圧制限楕円内でｄ軸上のゼロトルク点の電流指令値に変更する。これにより、回転電機の回転を維持しながら回転電機の出力トルクを減少させることができるとともに、回転電機の逆起電力を抑制できる。これにより、第１インバータ等に過大な逆起電力が印加されることを抑制でき、第１インバータ等を適正に保護できる。

【0019】

そして、回転電機が高回転状態でなくなった場合には、ゼロトルク点の電流指令値から最大トルク点の電流指令値に変更する。これにより、遮断前トルクからの回転電機の出力トルクの減少を好適に抑制できる。

【0020】

第７の手段では、前記異常判定部は、前記第１インバータ及び前記第２インバータのいずれか一方に前記異常が発生したと判定した場合に、前記第１インバータ及び前記第２インバータのうち前記異常が発生した異常側インバータにおいて、前記異常が発生した特定スイッチを特定するとともに、前記特定スイッチにオフ異常が発生したか、又はオン異常が発生したかを判定し、前記電力遮断部は、前記異常判定部により前記特定スイッチに前記オフ異常が発生したと判定された場合に、前記第１遮断スイッチと前記第２遮断スイッチとのうち前記異常が発生した側の異常側スイッチをオフに切り替えるとともに、前記異常側インバータにおける前記上アームスイッチと前記下アームスイッチとのうち、前記特定スイッチを含むアーム側の全てのスイッチをオフに切り替え、前記特定スイッチを含まないアーム側の全てのスイッチをオンに切り替え、前記異常判定部により前記特定スイッチに前記オン異常が発生したと判定された場合に、前記異常側スイッチをオフに切り替えるとともに、前記特定スイッチを含むアーム側の全てのスイッチをオンに切り替え、前記特定スイッチを含まないアーム側の全てのスイッチをオフに切り替える。

【0021】

この構成では、第１インバータ及び第２インバータのいずれか一方に異常が発生したと判定した場合に、第１インバータ及び第２インバータのうち異常が発生した異常側インバータにおいて、異常が発生した特定スイッチを特定するとともに、特定スイッチに発生した異常の種類を判定する。そして、判定した異常の種類によって、異常側インバータに含まれる上，下アームスイッチのオンオフを切り替える。これにより、特定スイッチに発生した異常の種類に応じて、異常側インバータを適正に中性点駆動することができ、回転電機の駆動を継続できる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】駆動システムの全体構成図。

【図2】変更処理の手順を示すフローチャート。

【図3】第２電圧制限楕円内に等トルク線の一部が存在する場合の電流指令値を示す図。

【図4】第２電圧制限楕円内に等トルク線が存在しない場合の電流指令値を示す図。

【図5】第２電圧制限楕円内に等トルク線が存在しない場合の電流指令値を示す図。

【図6】ｑ軸電流をゼロとした場合における角速度とｄ軸電流との関係を示す図。

【図7】第１インバータの上アームスイッチが異常となった場合における異常の種類とスイッチの切り替えとの関係を示す図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

以下、本発明に係る回転電機の制御装置を、車載の回転電機システム１００に適用した実施形態について、図面を参照しつつ説明する。

【0024】

図１に示すように、本実施形態に係る回転電機システム１００は、回転電機１０と、第１インバータ２０と、第２インバータ３０と、第１蓄電装置としての第１バッテリ４０と、第２蓄電装置としての第２バッテリ４２と、回転電機１０を制御対象とする制御装置５０と、を備えている。

【0025】

回転電機１０は、力行駆動及び回生駆動の機能を有し、具体的には、ＭＧ（Motor Generator）である。回転電機１０は、第１バッテリ４０及び第２バッテリ４２との間で電力の入出力を行うものである。具体的には、力行駆動時には、第１バッテリ４０及び第２バッテリ４２から入力される電力により駆動し、車両に推進力を付与し、回生駆動時には、車両の減速エネルギを用いて発電を行い、第１バッテリ４０及び第２バッテリ４２に電力を出力する。

【0026】

回転電機１０は、オープンデルタ型の３相の巻線１１を有する。巻線１１は、Ｕ相、Ｖ相、及び、Ｗ相の各相に対応した多相巻線である。回転電機１０のロータは、車両の駆動輪と動力伝達が可能なように接続されている。回転電機１０は、例えば同期機である。

【0027】

回転電機１０の各相の巻線１１の両端のうち第１端は、第１インバータ２０を介して、第１バッテリ４０に接続されている。第１バッテリ４０は、充放電可能な蓄電池であり、例えば複数のリチウムイオン蓄電池が直列接続された組電池である。なお、第１バッテリ４０は、他の種類の蓄電池であってもよい。

【0028】

第１インバータ２０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ２２（２２Ａ，２２Ｂ，２２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ２３（２３Ａ，２３Ｂ，２３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。各相において、上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３の接続点には、巻線１１の第１端が接続されている。なお、本実施形態では、スイッチ２２，２３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ２２，２３には、フリーホイールダイオード２４が逆並列にそれぞれ接続されている。

【0029】

また、各相の巻線１１の両端のうち第２端は、第２インバータ３０を介して、第２バッテリ４２に接続されている。第２バッテリ４２は、充放電可能な蓄電装置である。なお、第２バッテリ４２は、第１バッテリ４０と同一の種類の蓄電装置であってもよければ、異なる種類の蓄電装置であってもよい。

【0030】

第２インバータ３０は、高電位側のスイッチング素子である上アームスイッチ３２（３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ）、及び低電位側のスイッチング素子である下アームスイッチ３３（３３Ａ，３３Ｂ，３３Ｃ）の直列接続体が、並列に接続されて構成されている。各相において、上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３の接続点には、巻線１１の第２端が接続されている。なお、本実施形態では、スイッチ３２，３３として、電圧制御形の半導体スイッチング素子を用いており、より具体的にはＩＧＢＴを用いている。各スイッチ３２，３３には、フリーホイールダイオード３４が逆並列にそれぞれ接続されている。

【0031】

第１バッテリ４０の高電位側と第１インバータ２０の高電位側とは、第１電源線ＬＥ１により接続されており、第１バッテリ４０の低電位側と第１インバータ２０の低電位側とは、第１接地線ＬＧ１により接続されている。第１電源線ＬＥ１と第１接地線ＬＧ１との間には、第１コンデンサ２５が接続されている。また、第２インバータ３０の高電位側と第２バッテリ４２の高電位側とは、第２電源線ＬＥ２により接続されており、第２インバータ３０の低電位側と第２バッテリ４２の低電位側とは、第２接地線ＬＧ２により接続されている。第２電源線ＬＥ２と第２接地線ＬＧ２との間には、第２コンデンサ３５が接続されている。なお、本実施形態では、第１インバータ２０の高電位側と第２インバータ３０の高電位側とは接続線により接続されておらず、第１インバータ２０の低電位側と第２インバータ３０の低電位側とは、接続線により接続されていない。

【0032】

第１電源線ＬＥ１のうち第１コンデンサ２５と第１バッテリ４０との間に、第１遮断スイッチ６０が設けられている。また、第２電源線ＬＥ２のうち第２コンデンサ３５と第２バッテリ４２との間に、第２遮断スイッチ６２が設けられている。本実施形態では、これらのスイッチ６０，６２として、リレースイッチが用いられている。第１遮断スイッチ６０及び第２遮断スイッチ６２は、回転電機１０の駆動時において通常オンされている。なお、本実施形態において、第１電源線ＬＥ１が「第１接続線」に相当し、第２電源線ＬＥ２が「第２接続線」に相当する。

【0033】

制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ等からなる周知のマイクロコンピュータを備えている。制御装置５０は、各種信号を取得し、取得した情報に基づき、各種制御を実施する。

【0034】

具体的には、制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、第１バッテリ４０の第１電圧ＶＢ１を検出する第１電圧センサ５１、第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２を検出する第２電圧センサ５２、回転電機１０の各相の巻線１１に流れる電流ＩＢを検出する相電流センサ５３、及び回転電機１０の電気角θを検出する回転角センサ５４等から検出値を取得する。制御装置５０は、取得した検出値に基づき、回転電機１０の制御量をその指令値に制御すべく、第１インバータ２０及び第２インバータ３０を制御する。制御量は、例えば出力トルクＴＥである。

【0035】

具体的には、制御装置５０は、第１インバータ２０の制御において、デッドタイムを挟みつつスイッチ２２，２３を交互にオンとすべく、スイッチ２２，２３それぞれに対応する第１駆動信号ＳＧ１を、スイッチ２２，２３に出力する。第１駆動信号ＳＧ１は、スイッチ２２，２３のオン状態への切り替えを指示するオン指令と、オフへの切り替えを指示するオフ指令とのいずれかをとる。第２インバータ３０における第２駆動信号ＳＧ２についても同様である。

【0036】

また、制御装置５０は、取得した検出値に基づいて、第１インバータ２０及び第１遮断スイッチ６０の異常を判定する。第１インバータ２０の異常は、例えば第１インバータ２０に含まれるスイッチ２２，２３がオフしたままとなるスイッチ２２，２３のオフ異常や、スイッチ２２，２３がオンしたままとなるスイッチ２２，２３のオン異常である。また、第１遮断スイッチ６０の異常は、例えば第１遮断スイッチ６０がオフしたままとなる第１遮断スイッチ６０のオフ異常である。そして、判定した異常に基づいて、第１，第２遮断スイッチ６０，６２のオンオフを切り替えるべく、第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２を生成し、生成した第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２を第１，第２遮断スイッチ６０，６２に出力する。制御装置５０は、生成した第１，第２切替信号ＳＣ１，ＳＣ２に対応するように、第１，第２駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２を生成する。

【0037】

さらに、制御装置５０は、取得した第１バッテリ４０の第１電圧ＶＢ１に基づいて、第１バッテリ４０の第１残容量（例えばＳＯＣ）を算出し、取得した第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２に基づいて、第２バッテリ４２の第２残容量（例えばＳＯＣ）を算出する。そして、算出した第１残容量及び第２残容量に基づいて、第１，第２駆動信号ＳＧ１，ＳＧ２を生成する。

【0038】

ところで、本実施形態の回転電機システム１００では、例えば第１インバータ２０のいずれかの相において、上アームスイッチ２２にオン異常が発生し、上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３との双方がオンされる上下アーム短絡異常が発生することがある。この場合に、従来技術のように、第１遮断スイッチ６０と第２遮断スイッチ６２のうち、上下アーム短絡異常が発生した第１インバータ２０と接続される第１遮断スイッチ６０をオフすることができる。これにより、第１バッテリ４０に過電流が流れることを防ぐことができ、第１バッテリ４０を保護することができる。

【0039】

第１遮断スイッチ６０がオフされた後は、第２バッテリ４２のみを用いて回転電機１０の駆動が継続される。この場合に、第２インバータ３０に含まれるスイッチ３２，３３に出力される第２駆動信号ＳＧ２によっては、回転電機１０の駆動を適正に継続できない。

【0040】

例えば、回転電機１０が高回転状態で駆動している際に、上下アーム短絡異常が発生することが考えられる。この場合に、第２バッテリ４２のみを用いて回転電機１０の駆動が継続されるとともに、第２インバータ３０に含まれるスイッチ３２，３３に出力される第２駆動信号ＳＧ２が、第１遮断スイッチ６０がオフされる前の第２駆動信号ＳＧ２に維持されると、回転電機１０の出力トルクＴＥが急激に減少する。これにより、スイッチ３２，３３のオンオフの切り替えが複数回行われるチャタリングが発生すると、回転電機１０の駆動を適正に継続できない。

【0041】

そこで、本実施形態の回転電機システム１００では、回転電機１０の出力トルクＴＥを、第１遮断スイッチ６０がオフされる前の回転電機１０の出力トルクＴＥである遮断前トルクＴＳに維持すべく、スイッチ３２，３３に出力される第２駆動信号ＳＧ２を変更する変更処理を実施する。これにより、第１遮断スイッチ６０がオフされることによる回転電機１０の出力トルクＴＥの減少を抑制でき、第２インバータ３０におけるチャタリングの発生を抑制できる。この結果、回転電機１０の駆動を適正に継続できる。なお、第２インバータ３０において上下アーム短絡異常が検出された場合、及び第１インバータ２０又は第２インバータ３０に他の異常が検出された場合についても同様である。

【0042】

図２に、本実施形態の変更処理のフローチャートを示す。制御装置５０は、回転電機１０の駆動時に、所定の制御周期毎に変更処理を繰り返し実施する。

【0043】

変更処理を開始すると、まずステップＳ１０～Ｓ１６において、回転電機システム１００のうち第１インバータ３０及び第１遮断スイッチ６０の少なくとも一方、又は第２インバータ３０及び第２遮断スイッチ６２の少なくとも一方に異常が発生したか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ１０～Ｓ１４の処理が「異常判定部」に相当する。

【0044】

具体的には、まずステップＳ１０において、相電流センサ５３から取得された電流ＩＢに基づいて、回転電機システム１００に異常が発生したか否かを判定する。

【0045】

第１，第２インバータ２０，３０に含まれるスイッチ２２，２３，３２，３３のオン異常による過電流や、スイッチ２２，２３，３２，３３及び第１，第２遮断スイッチ６０，６２のオフ異常による電流遮断が発生していない場合に、取得された電流ＩＢが規定電流範囲内となる。この場合、ステップＳ１０で否定判定し、変更処理を終了する。

【0046】

一方、過電流や電流遮断が発生した場合に、取得された電流ＩＢが規定電流範囲外となる。この場合、ステップＳ１０で肯定判定し、続くステップＳ１２において、第１，第２電圧センサ５１，５２から取得された第１，第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２に基づいて、異常が発生した機器は、第１，第２インバータ２０，３０であるか否かを判定する。

【0047】

第１，第２遮断スイッチ６０，６２のオフ異常により、第１，第２バッテリ４０，４２と第１，第２インバータ２０，３０との間の電力遮断が発生した場合に、第１，第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２の脈動が抑制される。この場合、ステップＳ１２で否定判定し、ステップＳ１６に進む。

【0048】

一方、電力遮断が発生していない場合に、第１，第２インバータ２０，３０に含まれるスイッチ２２，２３，３２，３３のオンオフの切り替えにより第１，第２電圧ＶＢ１，ＶＢ２が脈動する。この場合、ステップＳ１２で肯定判定し、続くステップＳ１４において、異常が発生したインバータは、第１インバータ２０であるか否かを判定する。ステップＳ１４で肯定判定すると、ステップＳ１８において、第１遮断スイッチ６０をオフし、ステップＳ２２～Ｓ３０に進む。一方、ステップＳ１４で否定判定すると、ステップＳ２０において、第２遮断スイッチ６２をオフし、ステップＳ３２～Ｓ４０に進む。

【0049】

つまり、ステップＳ１８，Ｓ２０では、回転電機システム１００に異常が発生したと判定した場合に、第１バッテリ４０と第２バッテリ４２とのうち、異常が発生した側のバッテリと回転電機１０との間における電力の入出力を遮断する。なお、本実施形態において、ステップＳ１８，Ｓ２０の処理が「電力遮断部」に相当する。

【0050】

続くステップＳ２２～Ｓ３０では、異常が発生したスイッチ２２，２３を特定するとともに、その異常がオフ異常であるかオン異常であるかを判定する。つまり、ステップＳ２２～Ｓ３０では、第１，第２インバータ２０，３０のうち異常が発生したスイッチを含むインバータである異常側インバータが第１インバータ２０である場合に、この第１インバータ２０において、各スイッチ２２，２３のうち異常が発生したスイッチである特定スイッチを特定する。また、特定スイッチにオフ異常が発生したか、又はオン異常が発生したかを判定する。

【0051】

具体的には、まずステップＳ２２において、異常が発生したスイッチは、上アームスイッチ２２であるか否かを判定する。ステップＳ２２で肯定判定すると、ステップＳ２４において、上アームスイッチ２２に発生した異常がオフ異常であるか否かを判定する。また、ステップＳ２２で否定判定すると、ステップＳ２６において、下アームスイッチ２３に発生した異常がオフ異常であるか否かを判定する。

【0052】

ステップＳ２２～Ｓ２６では、例えば相電流センサ５３から取得された電流ＩＢの大きさや向きの他、第１，第２インバータ２０，３０の駆動方法に基づいて判定を実施する。駆動方法には、例えばＰＷＭ駆動や中性点駆動が存在する。ここで、ＰＷＭ駆動は、回転電機１０への出力電圧の目標値である目標電圧と、三角波信号等のキャリア信号との大小比較に基づいて、各相の上，下アームスイッチの状態を制御する駆動である。また、中性点駆動は、該当するインバータの上，下アームスイッチの少なくとも一方をオン状態に維持する駆動である。

【0053】

上アームスイッチ２２にオフ異常が発生した場合、ステップＳ２４で肯定判定し、ステップＳ２８において、上アームスイッチ２２をオフに切り替えるとともに、下アームスイッチ２３をオンに切り替え、ステップＳ４４～Ｓ５４に進む。つまり、ステップＳ２８では、上アームスイッチ２２にオフ異常が発生したと判定した場合に、第１遮断スイッチ６０と第２遮断スイッチ６２とのうち、異常が発生した側のスイッチである第１遮断スイッチ６０をオフに切り替える。そして、第１インバータ２０における上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３のうち、異常が発生した上アームスイッチ２２を含む全ての相の上アームスイッチ２２をオフに切り替え、全ての相の下アームスイッチ２３をオンに切り替える（図７参照）。

【0054】

一方、上アームスイッチ２２にオン異常が発生した場合、ステップＳ２４で否定判定し、ステップＳ３０において、上アームスイッチ２２をオンに切り替えるとともに、下アームスイッチ２３をオフに切り替え、ステップＳ４４～Ｓ５４に進む。つまり、ステップＳ３０では、上アームスイッチ２２にオン異常が発生したと判定した場合に、第１遮断スイッチ６０と第２遮断スイッチ６２とのうち、異常が発生した側のスイッチである第１遮断スイッチ６０をオフに切り替える。そして、第１インバータ２０における上アームスイッチ２２と下アームスイッチ２３のうち、異常が発生した上アームスイッチ２２を含む全ての相の上アームスイッチ２２をオンに切り替え、全ての相の下アームスイッチ２３をオフに切り替える（図７参照）。

【0055】

また、下アームスイッチ２３にオフ異常が発生した場合、ステップＳ２６で肯定判定し、ステップＳ３０に進む。また、下アームスイッチ２３にオン異常が発生した場合、ステップＳ２６で否定判定し、ステップＳ２８に進む。

【0056】

また、ステップＳ３２～Ｓ４０では、異常が発生したスイッチ３２，３３を特定するとともに、その異常がオフ異常であるかオン異常であるかを判定する。具体的には、まずステップＳ３２において、異常が発生したスイッチは、上アームスイッチ３２であるか否かを判定する。ステップＳ３２で肯定判定すると、ステップＳ３４において、上アームスイッチ３２に発生した異常がオフ異常であるか否かを判定する。また、ステップＳ３２で否定判定すると、ステップＳ３６において、下アームスイッチ３３に発生した異常がオフ異常であるか否かを判定する。

【0057】

上アームスイッチ３２にオフ異常が発生した場合、ステップＳ３４で肯定判定し、ステップＳ３８において、上アームスイッチ３２をオフに切り替えるとともに、下アームスイッチ３３をオンに切り替え、ステップＳ６４～Ｓ７４に進む。つまり、ステップＳ３８では、上アームスイッチ３２にオフ異常が発生したと判定した場合に、第１遮断スイッチ６０と第２遮断スイッチ６２とのうち、異常が発生した側のスイッチである第２遮断スイッチ６２をオフに切り替える。そして、第２インバータ３０における上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３のうち、異常が発生した上アームスイッチ３２を含む全ての相の上アームスイッチ３２をオフに切り替え、全ての相の下アームスイッチ３３をオンに切り替える。

【0058】

一方、上アームスイッチ３２にオン異常が発生した場合、ステップＳ３４で否定判定し、ステップＳ４０において、上アームスイッチ３２をオンに切り替えるとともに、下アームスイッチ３３をオフに切り替え、ステップＳ６４～Ｓ７４に進む。つまり、ステップＳ４０では、上アームスイッチ２２にオン異常が発生したと判定した場合に、第１遮断スイッチ６０と第２遮断スイッチ６２とのうち、異常が発生した側のスイッチである第２遮断スイッチ６２をオフに切り替える。そして、第２インバータ３０における上アームスイッチ３２と下アームスイッチ３３のうち、異常が発生した上アームスイッチ３２を含む全ての相の上アームスイッチ３２をオンに切り替え、全ての相の下アームスイッチ３３をオフに切り替える。

【0059】

また、下アームスイッチ３３にオフ異常が発生した場合、ステップＳ３６で肯定判定し、ステップＳ４０に進む。また、下アームスイッチ３３にオン異常が発生した場合、ステップＳ３６で否定判定し、ステップＳ３８に進む。

【0060】

ステップＳ４４～Ｓ５４では、回転電機１０の出力トルクＴＥを遮断前トルクＴＳに維持すべく、異常が発生していない側の第２バッテリ４２に接続される第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを変更する。ここで、第１遮断スイッチ６０がオフされる直前とは、例えば、異常判定した制御周期の１つ前、又は数個前を意味する。

【0061】

具体的には、まずステップＳ４４において、第２電圧センサ５２から取得された第２電圧ＶＢ２に基づいて、遮断前トルクＴＳに維持できるか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ４４，Ｓ６４の処理が「トルク判定部」に相当する。

【0062】

ここで、遮断前トルクＴＳの維持判定について、図３～図５を用いて説明する。図３には、第１バッテリ４０の第１電圧ＶＢ１と第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２との加算値を回転電機１０に印加される電圧の電圧制限値ＶＲとする場合に、回転電機１０のｄｑ座標系において、回転電機１０に流れる電流ＩＢにより定まる回転電機１０の電流ベクトルのｄ軸成分（以下、ｄ軸電流）Ｉｄ及びｑ軸成分（以下、ｑ軸電流）Ｉｑにより規定される楕円である第１電圧制限楕円ＣＡが記載されている。第１電圧制限楕円ＣＡは、第１バッテリ４０及び第２バッテリ４２により回転電機１０への電力供給が可能な場合において、回転電機１０に流すことができる電流ベクトルの範囲である。

【0063】

また、図３には、回転電機１０に流れる単位大きさあたりの電流ベクトルに対して回転電機１０の出力トルクＴＥが最大となるｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑから定まる最大トルク最小電流曲線ＬＡが記載されている。図３に矢印ＹＡ（破線）で示すように、本実施形態では、第１バッテリ４０及び第２バッテリ４２により回転電機１０への電力供給が可能な場合において、回転電機１０には第１電圧制限楕円ＣＡと最大トルク最小電流曲線ＬＡとの交点ＰＡで定まる電流ベクトルが流れている。つまり、この交点ＰＡで定まる電流ベクトルが流れる場合の出力トルクＴＥが遮断前トルクＴＳである。図３には、出力トルクＴＥが遮断前トルクＴＳと等しくなるｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑから定まる等トルク線ＬＢが記載されている。

【0064】

第１遮断スイッチ６０のオフにより、第２バッテリ４２のみから回転電機１０に電力供給されるようになると、電圧制限値ＶＲの低下により、電圧制限楕円が第１電圧制限楕円ＣＡから第２電圧制限楕円ＣＢへと縮小する。ここで第２電圧制限楕円ＣＢは、第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２を電圧制限値ＶＲとする場合に規定される電圧制限楕円である。ステップＳ４２では、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢの一部が存在するか否かを判定することにより、回転電機１０の出力トルクを遮断前トルクＴＳに維持できるか否かを判定する。

【0065】

第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢの一部が存在する場合、遮断前トルクＴＳに維持できると判定する。この場合、ステップＳ４４で肯定判定し、続くステップＳ５０において、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢ内で等トルク線ＬＢ上の等トルク点ＰＢ（図３参照）の電流指令値ＩＫに変更し、変更処理を終了する。ここで電流指令値ＩＫは、ある出力トルクＴＥを生成するためのｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの制御目標値である。

【0066】

一方、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢが存在しない場合、遮断前トルクＴＳに維持できないと判定する。この場合、ステップＳ４４で否定判定し、続くステップＳ４８において、回転電機１０が高回転状態であるか否かを判定する。ここで高回転状態とは、回転電機１０の角速度ωが閾値ωｔｈ（図６参照）よりも大きいことを意味し、回転電機１０の角速度ωは、回転角センサ５４から取得される回転電機１０の電気角θに基づいて算出される。

【0067】

回転電機１０の角速度ωが閾値ωｔｈ以下であり、回転電機１０が低回転状態である場合には、ステップＳ４８で肯定判定する。この場合、続くステップＳ５２において、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢ上において回転電機１０の出力トルクＴＥが最大となる最大トルク点ＰＣ（図４参照）の電流指令値ＩＫに変更し、変更処理を終了する。

【0068】

一方、回転電機１０の角速度ωが閾値ωｔｈよりも大きく、回転電機１０が高回転状態である場合には、ステップＳ４８で否定判定する。この場合、続くステップＳ５４において、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢ内でｑ軸上のゼロトルク点ＰＤ（図５参照）の電流指令値ＩＫに変更し、変更処理を終了する。

【0069】

つまり、ステップＳ４８～Ｓ５４では、ステップＳ４４の判定結果に基づいて、遮断前トルクＴＳに維持すべく第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを変更する。なお、本実施形態において、ステップＳ４８～５４，Ｓ６８～Ｓ７４の処理が「指令値変更部」に相当する。

【0070】

なお、ステップＳ６４～Ｓ７４の処理は、ステップＳ４４～Ｓ５４の処理と略同一の処理であるため、重複した説明を省略する。つまり、ステップＳ６４では、第１電圧センサ５１から取得された第１電圧ＶＢ１に基づいて、回転電機１０の出力トルクを遮断前トルクＴＳに維持できるか否かを判定する。また、ステップＳ６８～Ｓ７４では、ステップＳ６４の判定結果に基づいて、遮断前トルクＴＳに維持すべく第１インバータ２０の電流指令値ＩＫを変更する。

【0071】

一方、異常が発生した機器が第１，第２遮断スイッチ６０，６２である場合、ステップＳ１６において、異常が発生した遮断スイッチが、第１遮断スイッチ６０であるか否かを判定する。ステップＳ１６で肯定判定すると、ステップＳ３０に進み、ステップＳ１６で否定判定すると、ステップＳ４０に進む。異常が発生した機器が第１，第２遮断スイッチ６０，６２である場合、この第１，第２遮断スイッチ６０，６２の異常により、第１，第２バッテリ４０，４２のうち異常が発生した側のバッテリと回転電機１０との間における電力の入出力が遮断される。なお、ステップＳ１６で肯定判定した場合に、ステップＳ２８に進んでもよければ、ステップＳ１６で否定判定した場合に、ステップＳ３８に進んでもよい。

【0072】

続いて、図３～図５を用いて、変更処理をより具体的に説明する。図３では、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢの一部が存在する状況が示されている。この場合、図３に矢印ＹＢ（実線）で示すように、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫが等トルク点ＰＢの電流指令値ＩＫに変更される。

【0073】

本実施形態では、等トルク点ＰＢとして、第２電圧制限楕円ＣＢ内かつ等トルク線ＬＢ上において、交点ＰＡに最も近い点を等トルク点ＰＢとして設定する。これにより、ｄ軸電流Ｉｄの絶対値の増大を抑制でき、第２バッテリ４２の電力消費を抑制できる。

【0074】

図４，図５では、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢが存在しない状況が示されている。このうち、図４では、図５に比べて第１電圧制限楕円ＣＡが小さく、第１遮断スイッチ６０がオフされる前の回転電機１０が低回転状態である状況が示されている。また、図５では、図４に比べて第１電圧制限楕円ＣＡが大きく、第１遮断スイッチ６０がオフされる前の回転電機１０が高回転状態である状況が示されている。

【0075】

図４に示すように、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢが存在せず、回転電機１０が低回転状態である場合、図４に矢印ＹＣ（実線）で示すように、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫが最大トルク点ＰＣの電流指令値ＩＫに変更される。

【0076】

ここで、最大トルク点ＰＣの求め方について、図４を用いて説明する。図４には、遮断前トルクＴＳから出力トルクＴＥを減少させた等トルク線を作成した場合に、初めて第２電圧制限楕円ＣＢに当接した特定等トルク線ＬＣが記載されている。最大トルク点ＰＣを求める場合には、この特定等トルク線ＬＣを求め、第２電圧制限楕円ＣＢと特定等トルク線ＬＣとの交点を、最大トルク点ＰＣとして設定する。

【0077】

また、図５に示すように、第２電圧制限楕円ＣＢ内に等トルク線ＬＢが存在せず、回転電機１０が高回転状態である場合、図５に矢印ＹＤ（実線）で示すように、第２インバータ３０の電流指令値ＩＫがゼロトルク点ＰＤの電流指令値ＩＫに変更される。

【0078】

本実施形態では、ゼロトルク点ＰＤとして、第２電圧制限楕円ＣＢ内において、ｄ軸電流Ｉｄが最も小さい点をゼロトルク点ＰＤとして設定する。これにより、回転電機１０の逆起電力を抑制でき、第１インバータ２０等に過大な逆起電力が印加されることを抑制できる。

【0079】

ここで、ゼロトルク点ＰＤにおけるｄ軸電流Ｉｄは、式１～式４を用いて以下のように示される。式１には、回転電機１０のｄｑ座標系において回転電機１０に印加される電圧のｄ軸成分（以下、ｄ軸電圧）Ｖｄ及びｑ軸成分（以下、ｑ軸電圧）Ｖｑと、第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２との関係が示されている。

【0080】

【数1】

本実施形態では、ｄ軸電圧Ｖｄが、回転電機１０のｄ軸電流Ｉｄ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、鎖交磁束成分Ψａ、及び角速度ωを用いて式２のように表され、ｑ軸電圧Ｖｑは、回転電機１０のｑ軸電流Ｉｑ、ｑ軸インダクタンスＬｑ、及び角速度ωを用いて式３のように表される。

【0081】

【数2】

【数3】

そのため、ｑ軸電流Ｉｑがゼロとなるゼロトルク点ＰＤのｄ軸電流Ｉｄは、式１～式３を用いて式４のように表される。

【0082】

【数4】

図６に示すように、ゼロトルク点ＰＤにおけるｄ軸電流Ｉｄは、角速度ωが大きくなるほど小さくなり、角速度ωの増大により一定の値（－Ψａ／Ｌｄ）に収束する。

【0083】

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。

【0084】

・本実施形態では、第１インバータ２０及び第１遮断スイッチ６０の少なくとも一方に異常が発生した場合に、第１バッテリ４０と回転電機１０との間における電力の入出力を遮断する。そして、第２バッテリ４２のみを用いて回転電機１０の駆動を継続する。この場合において、本実施形態では、回転電機１０の出力トルクＴＥを遮断前トルクＴＳに維持すべく、第２バッテリ４２に接続される第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを変更する。これにより、第１バッテリ４０と回転電機１０との間の電力遮断による回転電機１０の出力トルクＴＥの減少を抑制でき、第２インバータ３０におけるチャタリングの発生を抑制できる。この結果、回転電機１０の駆動を適正に継続できる。

【0085】

・第１バッテリ４０と回転電機１０との間における電力の入出力が遮断された場合に、第２バッテリ４２により回転電機１０の出力トルクＴＥを遮断前トルクＴＳに維持できるか否かは、第２バッテリ４２の蓄電状態により変動する。本実施形態では、第２バッテリ４２の第２電圧ＶＢ２に基づいて、第２バッテリ４２により遮断前トルクＴＳに維持できるか否かを判定する。第２電圧ＶＢ２は、第２バッテリ４２の蓄電状態に比例する。そのため、第２電圧ＶＢ２を用いて、第２バッテリ４２により遮断前トルクＴＳに維持できるか否かを適正に判定できる。

【0086】

・本実施形態では、遮断前トルクＴＳに維持できると判定された場合には、遮断前トルクＴＳに維持する場合の第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢと等トルク線ＬＢとを用いて定まる等トルク点ＰＢの電流指令値ＩＫに変更する。そのため、第２電圧制限楕円ＣＢと等トルク線ＬＢとを用いて、変更後の電流指令値ＩＫを容易に設定することができる。

【0087】

・一方、遮断前トルクＴＳに維持できないと判定された場合には、遮断前トルクＴＳに維持できない場合の第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢ上において回転電機１０の出力トルクＴＥが最大となる最大トルク点ＰＣの電流指令値ＩＫに変更する。そのため、遮断前トルクＴＳに維持できない場合でも、ある程度の出力トルクＴＥを確保することができる。また、第１バッテリ４０と回転電機１０との間の電力遮断による回転電機１０の出力トルクＴＥの減少を抑制でき、第２インバータ３０におけるチャタリングの発生を好適に抑制できる。

【0088】

・遮断前トルクＴＳに維持できない場合には、回転電機１０の回転を維持しながら回転電機１０の出力トルクＴＥを減少させるために、回転電機１０に発生させる出力トルクＴＥをゼロとすることが考えられる。この場合において、回転電機１０が高回転状態であるときには、回転電機１０の逆起電力が過大であることから、この逆起電力が第１インバータ２０等に印加されることを抑制するために、回転電機１０にｄ軸電流Ｉｄを流して弱め界磁を実施することが好ましい。本実施形態では、遮断前トルクＴＳに維持できない場合であって、回転電機１０が高回転状態である場合の第２インバータ３０の電流指令値ＩＫを、第２電圧制限楕円ＣＢ内でｑ軸上のゼロトルク点ＰＤの電流指令値ＩＫに変更する。これにより、回転電機１０の回転を維持しながら回転電機１０の出力トルクＴＥを減少させることができるとともに、回転電機１０の逆起電力を抑制できる。これにより、第１インバータ２０等に過大な逆起電力が印加されることを抑制でき、第１インバータ２０等を適正に保護できる。

【0089】

そして、回転電機１０が低回転状態となった場合には、ゼロトルク点ＰＤの電流指令値ＩＫから最大トルク点ＰＣの電流指令値ＩＫに変更する。これにより、遮断前トルクＴＳからの回転電機１０の出力トルクＴＥの減少を好適に抑制できる。

【0090】

・本実施形態では、第１インバータ２０に異常が発生したと判定された場合に、この第１インバータ２０において、異常が発生したスイッチ２２，２３を特定するとともに、特定したスイッチ２２，２３に発生した異常の種類を判定する。そして、判定した異常の種類によって、第１インバータ２０に含まれるスイッチ２２，２３のオンオフ状態を切り替える。これにより、発生した異常の種類に応じて、第１インバータ２０を中性点制御することができ、回転電機１０の駆動を継続できる。なお、本実施形態の上記効果は、第２インバータ３０及び第２遮断スイッチ６２の少なくとも一方に異常が発生した場合にも同様に得ることができる。

【0091】

（その他の実施形態）
なお、上記実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0092】

・回転電機１０としては、３相のものに限らず、２相のものまたは４相以上のものであってもよい。第１インバータ２０と第２インバータ３０としては、回転電機１０が有する相数分の上，下アームスイッチの直列接続体を備えるインバータであればよい。

【0093】

・第１蓄電装置及び第２蓄電装置としては、バッテリに限られず、キャパシタであってもよい。

【0094】

・第１インバータ２０と第２インバータ３０とが備えるスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えばＭＯＳＦＥＴであってもよい。この場合、スイッチに逆接続されるダイオードとしてＭＯＳＦＥＴのボディダイオードを用いることができ、ＭＯＳＦＥＴとは別にフリーホイールダイオード２４，３４を用いる必要がない。

【0095】

・本実施形態では、等トルク点ＰＢとして、第２電圧制限楕円ＣＢ上かつ等トルク線ＬＢ上において、交点ＰＡに最も近い点を選択したが、これに限られない。第２電圧制限楕円ＣＢよりも内側で等トルク線ＬＢ上の点であってもよい。また、第２電圧制限楕円ＣＢ上かつ等トルク線ＬＢ上において、交点ＰＡから最も遠い点を選択してもよい。この場合でも、交点ＰＡに最も近い点と同様に、第２電圧制限楕円ＣＢと等トルク線ＬＢとを用いて、変更後の電流指令値ＩＫを容易に設定することができる。

【0096】

・本実施形態では、ゼロトルク点ＰＤとして、第２電圧制限楕円ＣＢ上においてｄ軸電流Ｉｄが最も小さい点を選択したが、これに限られない。第２電圧制限楕円ＣＢよりも内側でｑ軸上の点であってもよい。但し、第２電圧制限楕円ＣＢ上においてｄ軸電流Ｉｄが最も小さい点を選択することで、第２電圧制限楕円ＣＢを用いて、変更後の電流指令値ＩＫを容易に設定することができる。

【0097】

・本開示に記載の制御装置及びその手法は、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装置及びその手法は、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装置及びその手法は、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。

【符号の説明】

【0098】

１１…巻線、２０…第１インバータ、３０…第２インバータ、４０…第１バッテリ、４２…第２バッテリ、５０…制御装置、６０…第１遮断スイッチ、６２…第２遮断スイッチ、１００…回転電機システム、ＬＥ１…第１電源線、ＬＥ２…第２電源線、ＴＥ…出力トルク、ＴＳ…遮断前トルク。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】