JP2004072892A - 電気負荷駆動装置、電気負荷駆動方法、電気負荷の駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents

Abstract

【課題】複数の電気負荷のうち、一部の電気負荷が制御不能状態になっても他の電気負荷を動作可能な電気負荷駆動装置を提供する。
【解決手段】制御装置３０は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂと、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂと、電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴと、電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴと、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮとに基づいて、交流モータＭ１が制御不能か否かを判定し、電源Ｂの充電量が満充電量に達しているか否かを判定する。そして、制御装置３０は、交流モータＭ１が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達しているとき、昇圧コンバータ１２を停止するための停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンし続けるための維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【選択図】　　　　図１

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、複数の電気負荷を駆動する電気負荷駆動装置、電気負荷駆動方法、および複数の電気負荷の駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）および電気自動車（Ｅｌｅｃｔｒｉｃ　Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。また、電気自動車は、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。
【０００４】
このようなハイブリッド自動車または電気自動車においては、直流電源からの直流電圧を昇圧コンバータによって昇圧し、その昇圧した直流電圧がモータを駆動するインバータに供給されるようにすることも検討されている。
【０００５】
すなわち、ハイブリッド自動車または電気自動車向けに検討されているシステムは、図１４に示すモータ駆動装置を搭載している。図１４を参照して、モータ駆動装置３００は、直流電源Ｂと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２と、双方向コンバータ３１０と、電圧センサー３２０と、インバータ３３０とを備える。
【０００６】
直流電源Ｂは、直流電圧を出力する。システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置（図示せず）によってオンされると、直流電源Ｂからの直流電圧をコンデンサＣ１に供給する。コンデンサＣ１は、直流電源ＢからシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を双方向コンバータ３１０へ供給する。
【０００７】
双方向コンバータ３１０は、リアクトル３１１と、ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３と、ダイオード３１４，３１５とを含む。リアクトル３１１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタ３１２とＮＰＮトランジスタ３１３との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタ３１２のエミッタとＮＰＮトランジスタ３１３のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタ３１２のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタ３１３のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタ３１２，３１３のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード３１４，３１５が配置されている。
【０００８】
双方向コンバータ３１０は、制御装置（図示せず）によってＮＰＮトランジスタ３１２，３１３がオン／オフされ、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧して出力電圧をコンデンサＣ２に供給する。また、双方向コンバータ３１０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１によって発電され、インバータ３３０によって変換された直流電圧を降圧してコンデンサＣ１へ供給する。
【０００９】
コンデンサＣ２は、双方向コンバータ３１０から供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ３３０へ供給する。電圧センサー３２０は、コンデンサＣ２の両側の電圧、すなわち、双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｃを検出する。
【００１０】
インバータ３３０は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置（図示せず）からの制御に基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値によって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ３３０は、モータ駆動装置３００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置からの制御に基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して双方向コンバータ３１０へ供給する。
【００１１】
モータ駆動装置３００においては、双方向コンバータ３１０が昇圧動作を行なっている場合に交流モータＭ１が高速回転になると、双方向コンバータ３１０側から直流電源Ｂに印加されるモータ逆起電圧が双方向コンバータ３１０の出力電圧Ｖｃを超えない交流モータＭ１の位相に電流を流すことが行なわれる。
【００１２】
図１５は、出力電圧とモータ回転数との関係を示す。図１５を参照して、モータ逆起電圧は、直線ｋ１で示すようにモータ回転数に比例して高くなる。そして、モータ回転数が回転数ＭＲＮｋになり、モータ逆起電圧が出力電圧に近づくと、モータ逆起電圧が出力電圧を超えない交流モータＭ１の位相に電流を流す弱め界磁制御が行なわれる。この場合、モータ逆起電圧は、直線ｋ２で表わされ、モータ回転数が回転数ＭＲＮｋよりも増加しても、出力電圧よりも低い一定の値を保持する。
【００１３】
したがって、交流モータＭ１が制御可能な状態にある場合、交流モータＭ１の回転数が増加すると、上述した弱め界磁制御が行なわれる。
【００１４】
しかし、交流モータＭ１が制御不能な状態にある場合、交流モータＭ１の回転数が回転数ＭＲＮｋを超えると、モータ逆起電圧は、直線ｋ２に従って一定の値を保持せず、点線で示されるようにモータ回転数に比例して出力電圧よりも高くなる。
【００１５】
そうすると、交流モータＭ１は、発電動作となり、直流電源Ｂが充電される。この場合、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達していると、直流電源Ｂを過充電するため、直流電源Ｂが破損するおそれがある。
【００１６】
なお、交流モータＭ１が制御不能な状態になった場合、直流電源Ｂを過充電して直流電源Ｂが破損するのを防止する観点からシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオフすることが特許第３２１１６８７号に開示されている（ただし、電源電圧を昇圧する構成については言及されていない）。
【００１７】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、特許第３２１１６８７号に開示されている方法を図１４において説明したようなシステムに適用した場合、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオフすると、補機系３４０への電源供給が停止され、補機系３４０が動作できなくなるという問題が発生する。
【００１８】
すなわち、補機系３４０に含まれるＤＣ／ＤＣコンバータが停止するとブレーキやパワーステアリング等の制御ＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ　Ｃｏｎｔｒｏｌ　Ｕｎｉｔ）が電源低下により停止してしまうため、制動力の低下、またはハンドル操作が重くなるという問題が発生する。
【００１９】
また、高電圧を電源とする電動パワーステアリングが補機系３４０に接続されている場合、補機バッテリが正常であっても操舵力が低下するという問題が発生する。
【００２０】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、複数の電気負荷のうち、一部の電気負荷が制御不能状態になっても他の電気負荷を動作可能な電気負荷駆動装置を提供することである。
【００２１】
また、この発明の別の目的は、複数の電気負荷のうち、一部の電気負荷が制御不能状態になっても他の電気負荷を動作可能な電気負荷駆動方法を提供することである。
【００２２】
さらに、この発明の別の目的は、複数の電気負荷のうち、一部の電気負荷が制御不能状態になっても他の電気負荷を動作可能にする電気負荷の駆動をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００２３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、電気負荷駆動装置は、電源と、電圧変換器と、第１の電気負荷と、第２の電気負荷と、制御手段とを備える。
【００２４】
電源は、直流電圧を出力する。電圧変換器は、直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する。第１の電気負荷は、電圧変換器から出力された出力電圧によって駆動される。第２の電気負荷は、電源と電圧変換器との間に接続される。制御手段は、第１の電気負荷の異常時、電圧変換器を停止する。
【００２５】
好ましくは、制御手段は、電源が満充電であることを確認すると、電圧変換器を停止する。
【００２６】
好ましくは、電圧変換器は、少なくとも上アームおよび下アームを含むチョッパ回路からなる。
【００２７】
好ましくは、第２の電気負荷は、電圧変換器の停止期間中、電源から電力を受ける。
【００２８】
好ましくは、電気負荷駆動装置は、システムリレーをさらに備える。システムリレーは、電源と第２の電気負荷との間に接続される。そして、制御手段は、電圧変換器の停止期間中、システムリレーをオンし続ける。
【００２９】
好ましくは、第１の電気負荷は、発電機能を有するモータであり、制御手段は、モータが所定の高回転状態にあることを検出すると、電圧変換器を停止するための停止信号を生成し、その生成した停止信号を電圧変換器へ出力する。
【００３０】
好ましくは、電源、電圧変換器、第１および第２の電気負荷および制御手段は、車両に搭載される。
【００３１】
好ましくは、第２の電気負荷は、車載用の補機である。
好ましくは、補機は、車両の安全性を確保するために必要な補機である。
【００３２】
好ましくは、制御手段は、第１の電気負荷としてのモータの異常時、停止信号とシステムリレーをオンし続けるための維持信号とを発生し、発生した停止信号を電圧変換器へ出力し、発生した維持信号をシステムリレーへ出力する。
【００３３】
また、この発明によれば、電気負荷駆動方法は、電源から出力された直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される第１の電気負荷と、電源からの直流電圧によって駆動される第２の電気負荷とを駆動する電気負荷駆動方法であって、第１の電気負荷の異常を示す第１の信号を受ける第１のステップと、直流電圧を出力電圧へ変換する電圧変換器を停止するための第２の信号を第１の信号の受信後に電圧変換器へ出力する第２のステップとを含む。
【００３４】
好ましくは、電気負荷駆動方法は、電源と第２の電気負荷との間に接続されたシステムリレーをオンし続けるための第３の信号を第２の信号の出力後にシステムリレーへ出力する第３のステップをさらに含む。
【００３５】
好ましくは、電気負荷駆動方法は、電源の充電量を検出するための第４の信号を受ける第４のステップをさらに含む。そして、第２のステップにおいて、第２の信号は、第４の信号を受けた後に出力される。
【００３６】
また、この発明によれば、電源から出力された直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される第１の電気負荷と、電源からの直流電圧によって駆動される第２の電気負荷との駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、第１の電気負荷の異常を検出する第１のステップと、第１の電気負荷の異常検出に応じて、直流電圧を出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第２のステップと、電源から前記第２の電気負荷への電力供給を維持する第３のステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。
【００３７】
好ましくは、記録媒体に記録されたコンピュータに実行させるプログラムは、第２のステップにおいて、電源の満充電を確認した後に電圧変換器を停止する。
【００３８】
好ましくは、記録媒体に記録されたコンピュータに実行させるプログラムの第２のステップは、異常検出に応じて、電圧変換器を停止するための停止信号を発生する第１のサブステップと、電源の充電量を検出する第２のサブステップと、検出した充電量に基づいて電源が満充電であるか否かを判定する第３のサブステップと、電源が満充電であるとき停止信号を電圧変換器へ出力する第４のサブステップとを含む。
【００３９】
好ましくは、記録媒体に記録されたコンピュータに実行させるプログラムは、第３のステップにおいて、電源と第２の電気負荷との間に接続されたシステムリレーをオンし続けることにより第２の電気負荷への電力供給を維持する。
【００４０】
好ましくは、記録媒体に記録されたコンピュータに実行させるプログラムの第３のステップは、システムリレーをオンし続けるための維持信号を発生する第５のサブステップと、維持信号をシステムリレーへ出力する第６のサブステップとを含む。
【００４１】
したがって、この発明によれば、第１の電気負荷が制御不能になっても、第２の電気負荷を継続して動作できる。
【００４２】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００４３】
［実施の形態１］
図１を参照して、この発明の実施の形態１による電気負荷駆動装置１００は、直流電源Ｂと、電圧センサー１０Ａ，１３と、温度センサー１０Ｂと、電流センサー１１，２４と、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と、コンデンサＣ１，Ｃ２，Ｃ３と、昇圧コンバータ１２と、インバータ１４，６２と、制御装置３０と、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０と、補機負荷６１とを備える。
【００４４】
交流モータＭ１は、ハイブリッド自動車または電気自動車の駆動輪を駆動するためのトルクを発生するための駆動モータである。あるいは、このモータはエンジンにて駆動される発電機の機能を持つように、そして、エンジンに対して電動機として動作し、たとえば、エンジン始動を行ない得るようなものとしてハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。交流モータＭ２は、パワーステアリング用のモータである。
【００４５】
昇圧コンバータ１２は、リアクトルＬ１と、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２とを含む。リアクトルＬ１の一方端は直流電源Ｂの電源ラインに接続され、他方端はＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点、すなわち、ＮＰＮトランジスタＱ１のエミッタとＮＰＮトランジスタＱ２のコレクタとの間に接続される。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ラインとアースラインとの間に直列に接続される。そして、ＮＰＮトランジスタＱ１のコレクタは電源ラインに接続され、ＮＰＮトランジスタＱ２のエミッタはアースラインに接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２が接続されている。
【００４６】
インバータ１４は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースとの間に並列に設けられる。
【００４７】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００４８】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の永久磁石モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中性点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００４９】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン等の二次電池から成る。電圧センサー１０Ａは、直流電源Ｂから出力される電圧Ｖｂを検出し、その検出した電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。
【００５０】
温度センサー１０Ｂは、直流電源Ｂの温度Ｔｂを検出し、その検出した温度Ｔｂを制御装置３０へ出力する。電流センサー１１は、直流電源Ｂを充放電するときの電流ＢＣＲＴを検出し、その検出した電流ＢＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００５１】
システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からの信号ＳＥによりオン／オフされる。より具体的には、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、制御装置３０からのＨ（論理ハイ）レベルの信号ＳＥによりオンされ、制御装置３０からのＬ（論理ロー）レベルの信号ＳＥによりオフされる。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を昇圧コンバータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ供給する。
【００５２】
昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ１から供給された直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２へ供給する。より具体的には、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＵを受けると、信号ＰＷＵによってＮＰＮトランジスタＱ２がオンされた期間に応じて直流電圧を昇圧してコンデンサＣ２に供給する。
【００５３】
また、昇圧コンバータ１２は、制御装置３０から信号ＰＷＤを受けると、コンデンサＣ２を介してインバータ１４から供給された直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電する。
【００５４】
コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１４へ供給する。電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の電圧、すなわち、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃ（インバータ１４への入力電圧に相当する。以下同じ。）を検出し、その検出した出力電圧Ｖｃを制御装置３０へ出力する。
【００５５】
インバータ１４は、コンデンサＣ２から直流電圧が供給されると制御装置３０からの信号ＰＷＭＩに基づいて直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これにより、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生するように駆動される。また、インバータ１４は、電気負荷駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車の回生制動時、交流モータＭ１が発電した交流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＣに基づいて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００５６】
なお、ここで言う回生制動とは、ハイブリッド自動車または電気自動車を運転するドライバーによるフットブレーキ操作があった場合の回生発電を伴う制動や、フットブレーキを操作しないものの、走行中にアクセルペダルをオフすることで回生発電をさせながら車両を減速（または加速の中止）させることを含む。
【００５７】
電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出し、その検出したモータ電流ＭＣＲＴを制御装置３０へ出力する。
【００５８】
制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵから入力されたトルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮ、電圧センサー１０Ａからの電圧Ｖｂ、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｃ、および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、後述する方法により昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵとインバータ１４を駆動するための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００５９】
信号ＰＷＵは、昇圧コンバータ１２がコンデンサＣ１からの直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｃに変換する場合に昇圧コンバータ１２を駆動するための信号である。そして、制御装置３０は、昇圧コンバータ１２が直流電圧Ｖｂを出力電圧Ｖｃに変換する場合に、出力電圧Ｖｃをフィードバック制御し、出力電圧Ｖｃが指令された電圧指令Ｖｄｃｃｏｍになるように昇圧コンバータ１２を駆動するための信号ＰＷＵを生成する。信号ＰＷＵの生成方法については後述する。
【００６０】
また、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。この場合、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は信号ＰＷＭＣによってスイッチング制御される。これにより、インバータ１４は、交流モータＭ１で発電された交流電圧を直流電圧に変換して昇圧コンバータ１２へ供給する。
【００６１】
さらに、制御装置３０は、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号を外部のＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。これにより、交流モータＭ１が発電した交流電圧は、直流電圧に変換され、降圧されて直流電源Ｂに供給される。このため、本実施の形態における昇圧コンバータ１２は、昇圧機能だけでなく降圧機能をも備えるので、双方向コンバータと呼んでもよいが、昇圧のみ、あるいは降圧のみの公知のコンバータ（チョッパ型、あるいはトランスを用いたタイプなど）を適宜用いるようにしてもよいことはいうまでもない。
【００６２】
さらに、制御装置３０は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂ、および電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴに基づいて、後述する方法によって直流電源Ｂの充電量を検出する。そして、制御装置３０は、検出した充電量が直流電源Ｂの満充電量に達しているか否かを判定する。また、制御装置３０は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１の高速回転状態において交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。そして、制御装置３０は、交流モータＭ１が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達している場合、昇圧コンバータ１２を停止させるための停止信号ＳＴＰと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持する維持信号ＭＴＮとを生成し、その生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００６３】
さらに、制御装置３０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオン／オフするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００６４】
ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と昇圧コンバータ１２との間であって、ノードＮ１，Ｎ２に接続される。そして、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、直流電源Ｂからの直流電圧ＶｂをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２およびノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧Ｖｂを降圧してコンデンサＣ３へ供給する。
【００６５】
コンデンサーＣ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０からの直流電圧Ｖｂを平滑化し、その平滑化した直流電圧を補機負荷６１へ供給する。これにより、補機負荷６１は駆動される。補機負荷６１は、より具体的には、ブレーキ用の制御ＥＣＵである。
【００６６】
インバータ６２は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２と昇圧コンバータ１２との間のノードＮ１，Ｎ２にＤＣ／ＤＣコンバータ６０と並列に接続される。インバータ６２は、直流電源Ｂからの直流電圧ＶｂをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２およびノードＮ１，Ｎ２を介して受け、その受けた直流電圧Ｖｂを制御装置（パワーステアリング用のＥＣＵ、図示せず）からの制御に従って交流電圧に変換する。そして、インバータ６２は、変換した交流電圧を交流モータＭ２に供給し、交流モータＭ２を駆動する。交流モータＭ２は、パワーステアリング用のモータまたはエアコン用のモータである。
【００６７】
図２は、制御装置３０の機能ブロック図である。図２を参照して、制御装置３０は、モータトルク制御手段３０１と、電圧変換制御手段３０２と、オン／オフ制御手段３０３とを含む。
【００６８】
モータトルク制御手段３０１は、トルク指令値ＴＲ、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、モータ回転数ＭＲＮおよび昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃに基づいて、交流モータＭ１の駆動時、後述する方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵと、インバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフするための信号ＰＷＭＩとを生成し、その生成した信号ＰＷＵおよび信号ＰＷＭＩをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびインバータ１４へ出力する。
【００６９】
電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、ハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力する。
【００７０】
また、電圧変換制御手段３０２は、回生制動時、信号ＲＧＥを外部のＥＣＵから受けると、インバータ１４から供給された直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【００７１】
このように、昇圧コンバータ１２は、直流電圧を降圧するための信号ＰＷＤにより電圧を降下させることもできるので、双方向コンバータの機能を有するものである。
【００７２】
オン／オフ制御手段３０３は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂ、および電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴに基づいて、直流電源Ｂの充電量を後述する方法によって検出する。また、オン／オフ制御手段３０３は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮおよび電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１の高速回転状態において、交流モータＭ１が制御可能か否かを判定する。そして、オン／オフ制御手段３０３は、交流モータＭ１が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達しているとき、昇圧コンバータ１２を停止するための停止信号ＳＴＰと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持するための維持信号ＭＴＮとを生成し、その生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＤＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【００７３】
これにより、昇圧コンバータ１２が停止されても、直流電圧ＶｂをＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ供給することができ、補機負荷６１および交流モータＭ２を継続して動作させることができる。
【００７４】
図３は、モータトルク制御手段３０１の機能ブロック図である。図３を参照して、モータトルク制御手段３０１は、モータ制御用相電圧演算部４０と、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２と、インバータ入力電圧指令演算部５０と、フィードバック電圧指令演算部５２と、デューティー比変換部５４とを含む。
【００７５】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃ、すなわち、インバータ１４への入力電圧を電圧センサー１３から受け、交流モータＭ１の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴを電流センサー２４から受け、トルク指令値ＴＲを外部ＥＣＵから受ける。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、これらの入力される信号に基づいて、交流モータＭ１の各相のコイルに印加する電圧を計算し、その計算した結果をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ供給する。
【００７６】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から受けた計算結果に基づいて、実際にインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をオン／オフする信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４の各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８へ出力する。
【００７７】
これにより、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８は、スイッチング制御され、交流モータＭ１が指令されたトルクを出すように交流モータＭ１の各相に流す電流を制御する。このようにして、モータ駆動電流が制御され、トルク指令値ＴＲに応じたモータトルクが出力される。
【００７８】
一方、インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてインバータ入力電圧の最適値（目標値）、すなわち、電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【００７９】
フィードバック電圧指令演算部５２は、電圧センサー１３からの昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃと、インバータ入力電圧指令演算部５０からの電圧指令Ｖｄｃｃｏｍとに基づいて、フィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂを演算し、その演算したフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂをデューティー比変換部５４へ出力する。
【００８０】
デューティー比変換部５４は、電圧センサー１０Ａからのバッテリ電圧Ｖｂと、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂとに基づいて、電圧センサー１３からの出力電圧Ｖｃを、フィードバック電圧指令演算部５２からのフィードバック電圧指令Ｖｄｃｃｏｍ＿ｆｂに設定するためのデューティー比を演算し、その演算したデューティー比に基づいて昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をオン／オフするための信号ＰＷＵを生成する。そして、デューティー比変換部５４は、生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２へ出力する。
【００８１】
なお、昇圧コンバータ１２の下側のＮＰＮトランジスタＱ２のオンデューティーを大きくすることによりリアクトルＬ１における電力蓄積が大きくなるため、より高電圧の出力を得ることができる。一方、上側のＮＰＮトランジスタＱ１のオンデューティーを大きくすることにより電源ラインの電圧が下がる。そこで、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のデューティー比を制御することで、電源ラインの電圧を直流電源Ｂの出力電圧以上の任意の電圧に制御可能である。
【００８２】
図４は、図２に示すオン／オフ制御手段３０３の機能ブロック図である。図４を参照して、オン／オフ制御手段３０３は、制御判定部３０３１と、充電量検出部３０３２と、充電量判定部３０３３と、信号発生部３０３４とを含む。
【００８３】
制御判定部３０３１は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ（すなわち、バッテリ電圧）と外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮとに基づいて、図１５に示すバッテリ電圧とモータ回転数との関係図を保持している。また、制御判定部３０３１は、電流センサー２４からモータ電流ＭＣＲＴを受ける。そして、制御判定部３０３１は、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮがモータ回転数ＭＲＮｋに達すると、交流モータＭ１は高速回転状態であると判定し、電流センサー２４から受けたモータ電流ＭＣＲＴに基づいて、交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。
【００８４】
より具体的には、制御判定部３０３１は、交流モータＭ１の高速回転状態において、モータ電流ＭＣＲＴが指令値に一致していない期間が所定の期間、継続していることを検出すると交流モータＭ１は制御不能であると判定し、それ以外の場合、交流モータＭ１は制御可能であると判定する。
【００８５】
すなわち、図５に示すように、制御判定部３０３１は、電流センサー２４から受けたモータ電流ＭＣＲＴがタイミングｔ１で指令値からずれ、タイミングｔ１から所定の期間Ｔｓｔｄ、経過後のタイミングｔ２までモータ電流ＭＣＲＴが指令値から継続してずれていることを検出すると、交流モータＭ１は制御不能であると判定する。また、制御判定部３０３１は、上記以外の場合、すなわち、モータ電流ＭＣＲＴが指令値からずれても、そのずれが所定の期間Ｔｓｔｄ、継続しなければ、交流モータＭ１は制御可能であると判定する。
【００８６】
そして、制御判定部３０３１は、交流モータＭ１が制御不能であると判定すると、信号ＮＣＴＬを生成して信号発生部３０３４へ出力し、交流モータＭ１が制御可能であると判定すると、信号ＡＣＴＬを生成して信号発生部３０３４へ出力する。
【００８７】
再び、図４を参照して、充電量検出部３０３２は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ（バッテリ電圧）と、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂ、および電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴに基づいて、直流電源Ｂの充電量を検出し、その検出した充電量を充電量判定部３０３３へ出力する。
【００８８】
充電量検出部３０３２は、電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴを積算し、その積算値に基づいて、直流電源Ｂの現在の容量ＳＯＣ（Ｓｔａｔｅ　Ｏｆ　Ｃｈａｒｇｅ）を推定する。そして、充電量検出部３０３２は、積算した積算値を温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂによって補正することにより直流電源Ｂの充電量を検出する。
【００８９】
電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴを積算した積算値を温度Ｔｂにより補正するのは、次の理由による。直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂおよび容量ＳＯＣは、図６に示す関係を満たす。すなわち、直流電圧Ｖｂと容量ＳＯＣとの関係は、直流電源Ｂの温度Ｔｂによって曲線ｋ３〜ｋ５のように変化する。
【００９０】
特に、容量ＳＯＣが満充電量の２０〜８０％の範囲にある場合の直流電圧Ｖｂと容量ＳＯＣとの関係は、直流電源Ｂの温度Ｔｂによって大きく変化する。したがって、電流ＢＣＲＴを積算した積算値は、電流ＢＣＲＴが直流電源Ｂから流れ出るときは直流電源Ｂから放電された容量を意味し、電流ＢＣＲＴが直流電源Ｂに供給されるときは直流電源Ｂが充電された容量を意味するので、積算値から推定した現在の容量ＳＯＣが満充電量の２０〜８０％の範囲に入るとき、その推定した現在の容量ＳＯＣが曲線ｋ１〜ｋ３のいずれの曲線上に位置するかを温度Ｔｂによって補正する必要があるからである。
【００９１】
充電量検出部３０３２は、図６に示す直流電圧Ｖｂと容量ＳＯＣとの関係を保持しており、電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴを積算し、その積算した積算値から推定した容量ＳＯＣを温度Ｔｂによって補正して直流電源Ｂの充電量を検出する。
【００９２】
再び、図４を参照して、充電量判定部３０３３は、充電量検出部３０３２からの充電量が満充電量に達しているか否かを判定し、充電量が満充電量に達しているとき、信号ＦＵＬを信号発生部３０３４へ出力し、充電量が満充電量に達していないとき、信号ＮＦＵＬを信号発生部３０３４へ出力する。
【００９３】
信号発生部３０３４は、制御判定部３０３１から信号ＮＣＴＬを受け、かつ、充電量判定部３０３３から信号ＦＵＬを受けたとき、停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮを生成する。そして、信号発生部３０３４は、生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、生成した維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。また、信号発生部３０３４は、制御判定部３０３１から信号ＮＣＴＬまたはＡＣＴＬを受けた場合において充電量判定部３０３３から信号ＮＦＵＬを受けたとき、または充電量判定部３０３３から信号ＦＵＬまたはＮＦＵＬを受けた場合において制御判定部３０３１から信号ＡＣＴＬを受けたとき、停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮを生成しない。
【００９４】
図７を参照して、高速回転状態において交流モータＭ１が制御不能状態になったときの電気負荷駆動装置１００における電気負荷の駆動動作について説明する。なお、図７に示すフローチャートは、交流モータＭ１が高速回転状態であることを前提としているので、オン／オフ制御手段３０３の制御判定部３０３１が交流モータＭ１の高速回転状態を検出するステップは省略されている。
【００９５】
電気負荷の駆動動作が開始されると、オン／オフ制御手段３０３において、制御判定部３０３１は、電流センサー２４からモータ電流ＭＣＲＴを受理する（ステップＳ１）。そして、制御判定部３０３１は、上述した動作によってモータ電流ＭＣＲＴが所定の期間Ｔｓｔｄ、指令値からずれているか否かを判定することにより、交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する（ステップＳ２）。そして、交流モータＭ１が制御不能でないと制御判定部３０３１が判定したとき、ステップＳ１，Ｓ２が繰返し行なわれる。
【００９６】
ステップＳ２において、交流モータＭ１は制御不能であると制御判定部３０３１が判定したとき、制御判定部３０３１は、信号ＮＣＴＬを生成して信号発生部３０３４へ出力する。そして、充電量検出部３０３２は、上述した動作に従って直流電源Ｂの充電量を検出し、その検出した充電量を充電量判定部３０３３へ出力する（ステップＳ３）。
【００９７】
そうすると、充電量判定部３０３３は、充電量検出部３０３２から受けた充電量に基づいて、直流電源Ｂの充電量が満充電量であるか否かを判定する（ステップＳ４）。そして、直流電源Ｂの充電量が満充電量でないと充電量判定部３０３３が判定したとき、ステップＳ３，Ｓ４が繰返し実行される。
【００９８】
ステップＳ４において、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達していると判定されたとき、充電量判定部３０３３は、信号ＦＵＬを生成して信号発生部３０３４へ出力する。
【００９９】
そして、信号発生部３０３４は、制御判定部３０３１からの信号ＮＣＴＬおよび充電量判定部３０３３からの信号ＦＵＬに応じて、停止信号ＳＴＰを生成し（ステップＳ５）、その生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力する（ステップＳ６）。昇圧コンバータ１２は、停止信号ＳＴＰに応じて停止される。そして、直流電源Ｂが過充電され、破損するのを防止できる。
【０１００】
また、信号発生部３０３４は、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオンを維持するための維持信号ＭＴＮを生成し（ステップＳ７）、その生成した維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する（ステップＳ８）。これにより、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２は、直流電源Ｂから直流電圧Ｖｂの供給を継続して続け、ブレーキの制御およびパワーステアリングの制御を継続できる。そして、一連の動作が終了する（ステップＳ９）。
【０１０１】
このように、交流モータＭ１が高速回転状態において制御不能になると、昇圧コンバータ１２が停止され、補機系への直流電圧Ｖｂの供給が継続される。これによって、ブレーキ用の制御ＥＣＵと、パワーステアリングまたはエアコン用のモータとを継続して動作させることができる。
【０１０２】
この発明においては、インバータ１４は、第１の電気負荷を構成し、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０、コンデンサＣ３、補機負荷６１、およびインバータ６２は、第２の電気負荷を構成する。そして、この発明は、第１の電気負荷としてのインバータ１４に接続された交流モータＭ１が制御不能になっても、直流電源Ｂから第２の電気負荷への電力の供給を継続し、第２の電気負荷を駆動し続けることを特徴とする。
【０１０３】
特に、第２の電気負荷がブレーキ用の制御ＥＣＵおよびパワーステアリング用のモータを駆動するインバータからなる場合、この発明は、第１の電気負荷としてのインバータ１４に接続された交流モータＭ１が制御不能になっても、電気負荷駆動装置が搭載された車両の安全性を確保する電気負荷を継続して動作させることを特徴とする。
【０１０４】
再び、図１を参照して、電気負荷駆動装置１００における全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、制御装置３０は、信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，２へ出力し、システムリレーＳＲ１，２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧ＶｂをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ出力する。
【０１０５】
電圧センサー１０Ａは、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０へ出力する。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の出力電圧Ｖｃを検出し、その検出した出力電圧Ｖｃを制御装置３０へ出力する。さらに、電流センサー１１は、直流電源Ｂから流出または流入する電流ＢＣＲＴを検出して制御装置３０へ出力し、温度センサー１０Ｂは直流電源Ｂの温度Ｔｂを検出して制御装置３０へ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴを検出して制御装置３０へ出力する。そして、制御装置３０は、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ、およびモータ回転数ＭＲＮを受ける。
【０１０６】
そうすると、制御装置３０は、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩをインバータ１４へ出力する。さらに、制御装置３０は、インバータ１４が交流モータＭ１を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ、トルク指令値ＴＲ、およびモータ回転数ＭＲＮに基づいて、上述した方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１０７】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＵに応じて、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０からの信号ＰＷＭＩによって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを発生する。
【０１０８】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを降圧してコンデンサＣ３に供給する。コンデンサＣ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０から受けた直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を補機負荷６１へ供給する。これにより、補機負荷６１が駆動される。
【０１０９】
さらに、インバータ６２は、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを制御装置（図示せず）からの制御に従って交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を交流モータＭ２に供給する。これにより、交流モータＭ２が駆動される。
【０１１０】
このように、電気負荷駆動装置１００が通常動作を行なっている状態において、交流モータＭ１の回転数ＭＲＮが上昇し、回転数ＭＲＮｋに達すると、制御装置３０は、交流モータＭ１の高速回転状態を検出し、上述した動作によって交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。
【０１１１】
そして、交流モータＭ１は制御不能状態であると判定したとき、制御装置３０は、停止信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０は、維持信号ＭＴＮを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。昇圧コンバータ１２は、停止信号ＳＴＰに応じて停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、維持信号ＭＴＮに応じて、オン状態が継続される。そして、直流電源Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ直流電圧Ｖｂを供給し続ける。
【０１１２】
これによって、直流電源Ｂが過充電され、破損するのを防止できる。また、ブレーキ、パワーステアリング等のハイブリッド自動車または電気自動車にとって重要な機能を維持できる。
【０１１３】
また、電気負荷駆動装置１００が通常動作を行なっている状態において、電気負荷駆動装置１００が搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、制御装置３０は、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣを生成してインバータ１４へ出力し、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１１４】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣに応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧を受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０１１５】
なお、オン／オフ制御手段３０３における電気負荷の駆動制御は、実際にはＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ　Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ　Ｕｎｉｔ）によって行なわれ、ＣＰＵは、図７に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ　Ｏｎｌｙ　Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図７に示すフローチャートに従って電気負荷の駆動を制御する。したがって、ＲＯＭは、図７に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１１６】
上述したように、オン／オフ制御手段３０３における電気負荷の駆動制御は、実際にはＣＰＵ、すなわち、集積回路（ＬＳＩ）によって行なわれる。したがって、この発明による電気負荷駆動方法は、オン／オフ制御手段３０３の機能を有する集積回路（ＬＳＩ）に入出力する信号を用いて表現することができる。
【０１１７】
図８を参照して、集積回路（ＬＳＩ）７０は、オン／オフ制御手段３０３の機能を内蔵しており、電流センサー２４からモータ電流ＭＣＲＴを受け、電圧センサー１０Ａから直流電圧Ｖｂを受け、温度センサー１０Ｂから温度Ｔｂを受け、電流センサー１１から電流ＢＣＲＴを受ける。
【０１１８】
そして、集積回路７０は、停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。したがって、電流ＢＣＲＴ、温度Ｔｂ、直流電圧Ｖｂ、モータ電流ＭＣＲＴ、停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮを用いて電気負荷駆動方法を表現することができる。
【０１１９】
図９を参照して、この発明による電気負荷駆動方法について説明する。駆動方法がスタートすると、集積回路７０は、電流センサー２４からモータ電流ＭＣＲＴを受理する（ステップＳ１０）。また、集積回路７０は、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂおよび電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴを受理する（ステップＳ１１）。
【０１２０】
そして、集積回路７０は、モータ電流ＭＣＲＴの受理に応じて、上述したように、交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。また、集積回路７０は、直流電圧Ｖｂ、温度Ｔｂおよび電流ＢＣＲＴの受理に応じて、上述したように、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達しているか否かを判定する。
【０１２１】
交流モータＭ１が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達していないとき、集積回路７０は、停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し（ステップＳ１２）、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する（ステップＳ１３）。これにより、昇圧コンバータ１２は停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、オン状態が継続される。そして、一連の動作が終了する（ステップＳ１４）。
【０１２２】
停止信号ＳＴＰは、昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２を停止するための信号であるため、より具体的には、０Ｖの電圧からなる。また、維持信号ＭＴＮは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を継続する信号であるため、より具体的には、正の電圧からなる。さらに、モータ電流ＭＣＲＴは、交流モータＭ１に流れる交流電流であるため、より具体的には、正または負の電流からなる。さらに、電流ＢＣＲＴは、直流電源Ｂに流れ込む電流、または直流電源Ｂから流れ出る電流であるため、より具体的には、正または負の電流からなる。さらに、温度Ｔｂは、直流電源Ｂの温度であるため、より具体的には、室温から８０℃程度の範囲の温度である。さらに、直流電圧Ｖｂは、直流電源Ｂから出力される直流電圧であるため、より具体的には、正の電圧である。
【０１２３】
したがって、電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂが、ある集積回路に入力されている場合に、電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂの具体的な値が上述した値である場合、その集積回路は、この発明におけるオン／オフ制御手段３０３の機能を内蔵した集積回路７０と同じ機能を有する集積回路である。
【０１２４】
そして、上述した電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂが集積回路７０に入力され、その後、停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮが集積回路７０から出力される場合、集積回路７０が電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂに基づいて判定した、「交流モータＭ１が制御不能であること」および「直流電源Ｂの充電量が満充電量に達していること」の２つの条件が満たされている場合である。
【０１２５】
したがって、集積回路７０へ電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂを入力し、その後、集積回路７０から停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮを受けることは、「交流モータＭ１が制御不能であること」および「直流電源Ｂの充電量が満充電量に達していること」の２つの条件が満たされ、この２つの条件が満たされたことに応じて、昇圧コンバータ１２を停止する停止信号ＳＴＰおよびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持する維持信号ＭＴＮを集積回路７０から受けることに相当する。
【０１２６】
つまり、集積回路７０が電流ＢＣＲＴ、モータ電流ＭＣＲＴ、直流電圧Ｖｂおよび温度Ｔｂを受理し、その後、停止信号ＳＴＰおよび維持信号ＭＴＮをそれぞれ昇圧コンバータ１２およびシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力することは、交流モータＭ１が制御不能状態にあり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達している場合、昇圧コンバータ１２を停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を継続して電気負荷駆動装置１００を駆動することに相当する。
【０１２７】
なお、ステップＳ１０において、所定の期間Ｔｓｔｄ、指令値からずれたモータ電流ＭＣＲＴは、交流モータＭ１の異常を示す信号を構成する。
【０１２８】
また、電流ＢＣＲＴ、温度Ｔｂおよび直流電圧Ｖｂは、電源の充電量を検出するための信号を構成する。
【０１２９】
さらに、上記においては、交流モータＭ１が制御不能状態にあり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達している場合に、昇圧コンバータ１２を停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持すると説明したが、この発明においては、交流モータＭ１が制御不能状態にあれば、直流電源Ｂの充電量が満充電量か否かに拘わらず、昇圧コンバータ１２を停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を継続するようにしてもよい。
【０１３０】
実施の形態１によれば、電気負荷駆動装置は、交流モータが制御不能状態にあり、かつ、直流電源の充電量が満充電量に達しているとき、交流モータを駆動するインバータに直流電圧を供給する昇圧コンバータを停止し、直流電源の直流電圧を補機系に供給し続けるように制御する制御手段を備えるので、メインの電気負荷が制御不能状態になっても、他の電気負荷を継続して動作させることができる。
【０１３１】
［実施の形態２］
図１０を参照して、実施の形態２による電気負荷駆動装置１００Ａは、電気負荷駆動装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、電流センサー２８およびインバータ３１を電気負荷駆動装置１００に追加したものであり、その他は電気負荷駆動装置１００と同じである。
【０１３２】
なお、コンデンサＣ２は、昇圧コンバータ１２からの出力電圧ＶｃをノードＮ３，Ｎ４を介して受け、その受けた出力電圧Ｖｃを平滑化してインバータ１４のみならずインバータ３１にも供給する。また、電流センサー２４は、モータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ａへ出力する。さらに、インバータ１４は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１に基づいてコンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動し、信号ＰＷＭＣ１に基づいて交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。
【０１３３】
インバータ３１は、インバータ１４と同じ構成から成る。そして、インバータ３１は、制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２に基づいて、コンデンサＣ２からの直流電圧を交流電圧に変換して交流モータＭ３を駆動し、信号ＰＷＭＣ２に基づいて交流モータＭ３が発電した交流電圧を直流電圧に変換する。電流センサー２８は、交流モータＭ３の各相に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ａへ出力する。
【０１３４】
制御装置３０Ａは、直流電源Ｂからの出力電圧Ｖｂを電圧センサー１０Ａから受け、モータ電流ＭＣＲＴ１，ＭＣＲＴ２をそれぞれ電流センサー２４，２８から受け、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃ（すなわち、インバータ１４，３１への入力電圧）を電圧センサー１３から受け、トルク指令値ＴＲ１，ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２を外部ＥＣＵから受ける。そして、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によりインバータ１４が交流モータＭ１を駆動するときにインバータ１４のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。
【０１３５】
また、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によりインバータ３１が交流モータＭ３を駆動するときにインバータ３１のＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８をスイッチング制御するための信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。
【０１３６】
さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４または３１が交流モータＭ１またはＭ３を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３７】
さらに、制御装置３０Ａは、回生制動時に交流モータＭ１が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ１、または交流モータＭ３が発電した交流電圧を直流電圧に変換するための信号ＰＷＭＣ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１または信号ＰＷＭＣ２をそれぞれインバータ１４またはインバータ３１へ出力する。この場合、制御装置３０Ａは、インバータ１４または３１からの直流電圧を降圧して直流電源Ｂを充電するように昇圧コンバータ１２を制御する信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１３８】
さらに、制御装置３０Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂ、および電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴに基づいて、上述した方法によって直流電源Ｂの充電量を検出する。そして、制御装置３０Ａは、検出した充電量が直流電源Ｂの満充電量に達しているか否かを判定する。また、制御装置３０Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ１および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、交流モータＭ１の高速回転状態において交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。さらに、制御装置３０Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ２および電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、交流モータＭ３の高速回転状態において交流モータＭ３が制御不能か否かを判定する。そして、制御装置３０Ａは、交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達している場合、昇圧コンバータ１２を停止させるための停止信号ＳＴＰと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持する維持信号ＭＴＮとを生成し、その生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０１３９】
さらに、制御装置３０Ａは、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２をオンするための信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０１４０】
このように、電気負荷駆動装置１００Ａには、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｃによって駆動される２つの交流モータＭ１，Ｍ３が接続されているが、交流モータＭ１，Ｍ３のうち、一方は、エンジンの回転に連動して発電機としての機能を有するものである。
【０１４１】
図１１を参照して、制御装置３０Ａは、モータトルク制御手段３０１Ａ、電圧変換制御手段３０２Ａおよびオン／オフ制御手段３０３Ａを含む。モータトルク制御手段３０１Ｃは、モータ電流ＭＣＲＴ１，２、トルク指令値ＴＲ１，２、モータ回転数ＭＲＮ１，２、直流電圧Ｖｂおよび出力電圧Ｖｃに基づいて信号ＰＷＭＩ１，２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２を、それぞれ、インバータ１４，３１へ出力する。また、モータトルク制御手段３０１Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１４２】
電圧変換制御手段３０２Ａは、電気負荷駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、信号ＰＷＭＣ１，２および信号ＰＷＤを生成し、その生成した信号ＰＷＭＣ１，２をそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１４３】
オン／オフ制御手段３０３Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、温度センサー１０Ｂからの温度Ｔｂ、および電流センサー１１からの電流ＢＣＲＴに基づいて、上述した方法によって直流電源Ｂの充電量を検出する。そして、オン／オフ制御手段３０３Ａは、検出した充電量が直流電源Ｂの満充電量に達しているか否かを判定する。
【０１４４】
また、オン／オフ制御手段３０３Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ１および電流センサー２４からのモータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、交流モータＭ１の高速回転状態において交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。さらに、オン／オフ制御手段３０３Ａは、電圧センサー１０Ａからの直流電圧Ｖｂ、外部ＥＣＵからのモータ回転数ＭＲＮ２および電流センサー２８からのモータ電流ＭＣＲＴ２に基づいて、交流モータＭ３の高速回転状態において交流モータＭ３が制御不能か否かを判定する。
【０１４５】
そして、オン／オフ制御手段３０３Ａは、交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能であり、かつ、直流電源Ｂの充電量が満充電量に達している場合、昇圧コンバータ１２を停止させるための停止信号ＳＴＰと、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２のオン状態を維持する維持信号ＭＴＮとを生成し、その生成した停止信号ＳＴＰを昇圧コンバータ１２へ出力し、維持信号ＭＴＮをシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。
【０１４６】
図１２を参照して、モータトルク制御手段３０１Ａは、モータトルク制御手段３０１と同じ構成からなる（図３参照）。ただし、モータトルク制御手段３０１Ａは、２つのトルク指令値ＴＲ１，２，２つのモータ電流ＭＣＴ１，２およびモータ回転数ＭＲＮ１，２に基づいて、信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１，２および信号ＰＷＵに基づいてインバータ１４，３１および昇圧コンバータ１２を制御する点がモータトルク制御手段３０１と異なる。
【０１４７】
モータ制御用相電圧演算部４０は、昇圧コンバータ１２の出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１、およびトルク指令値ＴＲ１に基づいて交流モータＭ１の各相に印加する電圧を計算し、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ２、およびトルク指令値ＴＲ２に基づいて交流モータＭ３の各相に印加する電圧を計算する。そして、モータ制御用相電圧演算部４０は、計算した交流モータＭ１またはＭ３用の電圧をインバータ用ＰＷＭ信号変換部４２へ出力する。
【０１４８】
インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ１用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ１を生成してインバータ１４へ出力する。また、インバータ用ＰＷＭ信号変換部４２は、モータ制御用相電圧演算部４０から交流モータＭ３用の電圧を受けると、その受けた電圧に基づいて信号ＰＷＭＩ２を生成してインバータ３１へ出力する。
【０１４９】
インバータ入力電圧指令演算部５０は、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはトルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２）に基づいて電圧指令Ｖｄｃｃｏｍを演算し、その演算した電圧指令Ｖｄｃｃｏｍをフィードバック電圧指令演算部５２へ出力する。
【０１５０】
フィードバック電圧指令演算部５２およびデューティー比変換部５４については、実施の形態１において説明したとおりである。
【０１５１】
図１３を参照して、オン／オフ制御手段３０３Ａは、オン／オフ制御手段３０３の制御判定部３０３１を制御判定部３０３１Ａに代えたものであり、その他は、オン／オフ制御手段３０３と同じである。
【０１５２】
制御判定部３０３１Ａは、電圧センサー１０Ａから直流電圧Ｖｂを受け、外部ＥＣＵからモータ回転数ＭＲＮ１，２を受け、電流センサー２４からモータ電流ＭＣＲＴ１を受け、電流センサー２８からモータ電流ＭＣＲＴ２を受ける。
【０１５３】
そして、制御判定部３０３１Ａは、直流電圧Ｖｂおよびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１が高速回転状態にあることを検出し、直流電圧Ｖｂおよびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法によって交流モータＭ３が高速回転状態にあることを検出する。
【０１５４】
制御判定部３０３１Ａは、交流モータＭ１が高速回転状態にあることを検出したとき、モータ電流ＭＣＲＴ１に基づいて、上述した方法によって交流モータＭ１が制御不能か否かを判定する。また、制御判定部３０３１Ａは、交流モータＭ３が高速回転状態にあることを検出したとき、モータ電流ＭＣＲＴ３に基づいて、上述した方法によって交流モータＭ３が制御不能か否かを判定する。
【０１５５】
そして、制御判定部３０３１Ａは、交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能であると判定したとき、信号ＮＣＴＬを生成して信号発生部３０３４へ出力し、交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能でないとき、信号ＡＣＴＬを生成して信号発生部３０３４へ出力する。
【０１５６】
高速回転状態において交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能状態になったときの電気負荷駆動装置１００Ａにおける電気負荷の駆動動作は、図７に示すフローチャートのステップＳ１を、２つのモータ電流ＭＣＲＴ１，２を受理するステップに変更し、ステップＳ２を、受理した２つのモータ電流ＭＣＲＴ１，２に基づいて、交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能か否かを判定するステップに変更したものであり、その他は、図７に示すフローチャートと同じである。
【０１５７】
また、電気負荷駆動装置１００Ａの駆動方法は、図９に示すフローチャートのステップＳ１０を、２つのモータ電流ＭＣＲＴ１，２を受理するステップに変更したものであり、その他は、図９に示すフローチャートと同じである。
【０１５８】
再び、図１０を参照して、電気負荷駆動装置１００Ａにおける全体動作について説明する。全体の動作が開始されると、制御装置３０Ａは、信号ＳＥを生成してシステムリレーＳＲ１，２へ出力し、システムリレーＳＲ１，２がオンされる。直流電源Ｂは直流電圧をシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２を介して昇圧コンバータ１２、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ出力する。
【０１５９】
電圧センサー１０Ａは、直流電源Ｂから出力される直流電圧Ｖｂを検出し、その検出した直流電圧Ｖｂを制御装置３０Ａへ出力する。また、電圧センサー１３は、コンデンサＣ２の両端の出力電圧Ｖｃを検出し、その検出した出力電圧Ｖｃを制御装置３０Ａへ出力する。さらに、電流センサー１１は、直流電源Ｂから流出または流入する電流ＢＣＲＴを検出して制御装置３０Ａへ出力し、温度センサー１０Ｂは直流電源Ｂの温度Ｔｂを検出して制御装置３０Ａへ出力する。さらに、電流センサー２４は、交流モータＭ１に流れるモータ電流ＭＣＲＴ１を検出して制御装置３０Ａへ出力し、電流センサー２８は、交流モータＭ３に流れるモータ電流ＭＣＲＴ２を検出して制御装置３０Ａへ出力する。そして、制御装置３０Ａは、外部ＥＣＵからトルク指令値ＴＲ１，２、およびモータ回転数ＭＲＮ１，２を受ける。
【０１６０】
そうすると、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１、トルク指令値ＴＲ１およびモータ回転数ＭＲＮ１に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ１を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ１をインバータ１４へ出力する。また、制御装置３０Ａは、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ２、トルク指令値ＴＲ２およびモータ回転数ＭＲＮ２に基づいて、上述した方法により信号ＰＷＭＩ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭＩ２をインバータ３１へ出力する。さらに、制御装置３０Ａは、インバータ１４（または３１）が交流モータＭ１（またはＭ３）を駆動するとき、直流電圧Ｖｂ、出力電圧Ｖｃ、モータ電流ＭＣＲＴ１（またはＭＣＲＴ２）、トルク指令値ＴＲ１（またはＴＲ２）、およびモータ回転数ＭＲＮ１（またはＭＲＮ２）に基づいて、上述した方法により昇圧コンバータ１２のＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２をスイッチング制御するための信号ＰＷＵを生成し、その生成した信号ＰＷＵを昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１６１】
そうすると、昇圧コンバータ１２は、信号ＰＷＵに応じて、直流電源Ｂからの直流電圧を昇圧し、その昇圧した直流電圧をノードＮ３，Ｎ４を介してコンデンサＣ２に供給する。そして、インバータ１４は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ１によって交流電圧に変換して交流モータＭ１を駆動する。また、インバータ３１は、コンデンサＣ２によって平滑化された直流電圧を制御装置３０Ａからの信号ＰＷＭＩ２によって交流電圧に変換して交流モータＭ３を駆動する。これによって、交流モータＭ１は、トルク指令値ＴＲ１によって指定されたトルクを発生し、交流モータＭ３は、トルク指令値ＴＲ２によって指定されたトルクを発生する。
【０１６２】
また、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０は、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを降圧してコンデンサＣ３に供給する。コンデンサＣ３は、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０から受けた直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧を補機負荷６１へ供給する。これにより、補機負荷６１が駆動される。
【０１６３】
さらに、インバータ６２は、直流電源Ｂからの直流電圧Ｖｂを制御装置（図示せず）からの制御に従って交流電圧に変換し、その変換した交流電圧を交流モータＭ２に供給する。これにより、交流モータＭ２が駆動される。
【０１６４】
このように、電気負荷駆動装置１００Ａが通常動作を行なっている状態において、交流モータＭ１および／またはＭ３の回転数ＭＲＮ１および／またはＭＲＮ２が上昇し、回転数ＭＲＮｋに達すると、制御装置３０Ａは、交流モータＭ１および／またはＭ３の高速回転状態を検出し、上述した動作によって交流モータＭ１および／またはＭ３が制御不能か否かを判定する。
【０１６５】
そして、交流モータＭ１および／またはＭ３は制御不能状態であると判定したとき、制御装置３０Ａは、停止信号ＳＴＰを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。また、制御装置３０Ａは、維持信号ＭＴＮを生成してシステムリレーＳＲ１，ＳＲ２へ出力する。昇圧コンバータ１２は、停止信号ＳＴＰに応じて停止し、システムリレーＳＲ１，ＳＲ２は、維持信号ＭＴＮに応じて、オン状態が継続される。そして、直流電源Ｂは、ＤＣ／ＤＣコンバータ６０およびインバータ６２へ直流電圧Ｖｂを供給し続ける。
【０１６６】
これによって、直流電源Ｂが過充電され、破損するのを防止できる。また、ブレーキ、パワーステアリング等のハイブリッド自動車または電気自動車にとって重要な機能を維持できる。
【０１６７】
また、電気負荷駆動装置１００Ａが通常動作を行なっている状態において、電気負荷駆動装置１００Ａが搭載されたハイブリッド自動車または電気自動車が回生制動モードに入ったことを示す信号ＲＧＥを外部ＥＣＵから受けると、制御装置３０Ａは、その受けた信号ＲＧＥに応じて、信号ＰＷＭＣ１，２を生成してそれぞれインバータ１４，３１へ出力し、信号ＰＷＤを生成して昇圧コンバータ１２へ出力する。
【０１６８】
そうすると、インバータ１４は、交流モータＭ１が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ１に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。また、インバータ３１は、交流モータＭ３が発電した交流電圧を信号ＰＷＭＣ２に応じて直流電圧に変換し、その変換した直流電圧をコンデンサＣ２を介して昇圧コンバータ１２へ供給する。そして、昇圧コンバータ１２は、コンデンサＣ２からの直流電圧をノードＮ３，Ｎ４を介して受け、その受けた直流電圧を信号ＰＷＤによって降圧し、その降圧した直流電圧を直流電源Ｂに供給する。これにより、交流モータＭ１またはＭ３によって発電された電力が直流電源Ｂに充電される。
【０１６９】
上記においては、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｃによって駆動される交流モータが２個の場合について説明したが、この発明においては、昇圧コンバータ１２からの出力電圧Ｖｃによって駆動される交流モータは、３個以上であってもよい。
【０１７０】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、電気負荷駆動装置は、複数の交流モータのうち、すくなくとも１つの交流モータが制御不能状態にあり、かつ、直流電源の充電量が満充電量に達しているとき、複数の交流モータを駆動するインバータに直流電圧を供給する昇圧コンバータを停止し、直流電源の直流電圧を補機系に供給し続けるように制御する制御手段を備えるので、メインの電気負荷が制御不能状態になっても、他の電気負荷を継続して動作させることができる。
【０１７１】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１による電気負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図３】図２に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図４】図２に示すオン／オフ制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図５】モータ電流のタイミングチャートである。
【図６】電池電圧とＳＯＣとの関係図である。
【図７】この発明による電気負荷の駆動制御を説明するためのフローチャートである。
【図８】図４に示すオン／オフ制御手段の機能を果たす集積回路の平面図である。
【図９】この発明による電気負荷駆動方法を説明するためのフローチャートである。
【図１０】実施の形態２による電気負荷駆動装置の概略ブロック図である。
【図１１】図１０に示す制御装置の機能ブロック図である。
【図１２】図１１に示すモータトルク制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１３】図１１に示すオン／オフ制御手段の機能を説明するための機能ブロック図である。
【図１４】従来のモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図１５】出力電圧とモータ回転数との関係図である。
【符号の説明】
１０Ａ，１３，３２０　電圧センサー、１０Ｂ　温度センサー、１１，２４，２８　電流センサー、１２　昇圧コンバータ、１４，３１，６２，３３０　インバータ、１５　Ｕ相アーム、１６　Ｖ相アーム、１７　Ｗ相アーム、３０，３０Ａ　制御装置、４０　モータ制御用相電圧演算部、４２　インバータ用ＰＷＭ信号変換部、５０　インバータ入力電圧指令演算部、５２　フィードバック電圧指令演算部、５４　デューティー比変換部、６０　ＤＣ／ＤＣコンバータ、６１　補機負荷、７０　集積回路、１００，１００Ａ，３００　電気負荷駆動装置、３０１，３０１Ａ　モータトルク制御手段、３０２，３０２Ａ　電圧変換制御手段、３０３，３０３Ａ　オン／オフ制御手段、３１０　双方向コンバータ、３０３１，３０３１Ａ　制御判定部、３０３２　充電量検出部、３０３３　充電量判定部、３０３４　信号発生部、Ｂ　直流電源、ＳＲ１，ＳＲ２　システムリレー、Ｃ１〜Ｃ３　コンデンサ、Ｌ１，３１１　リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８，３１２，３１３　ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８，３１４，３１５　ダイオード、Ｎ１〜Ｎ４　ノード、Ｍ１〜Ｍ３　交流モータ。

Claims (18)

1. 直流電圧を出力する電源と、
   前記直流電圧の電圧レベルを変えて出力電圧を出力する電圧変換器と、
   前記電圧変換器から出力された出力電圧によって駆動される第１の電気負荷と、
   前記電源と前記電圧変換器との間に接続された第２の電気負荷と、
   前記第１の電気負荷の異常時、前記電圧変換器を停止する制御手段とを備える電気負荷駆動装置。
2. 前記制御手段は、前記電源が満充電であることを確認すると、前記電圧変換器を停止する、請求項１に記載の電気負荷駆動装置。
3. 前記電圧変換器は、少なくとも上アームおよび下アームを含むチョッパ回路からなる、請求項１または請求項２に記載の電気負荷駆動装置。
4. 前記第２の電気負荷は、前記電圧変換器の停止期間中、前記電源から電力を受ける、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の電気負荷駆動装置。
5. 前記電源と前記第２の電気負荷との間に接続されたシステムリレーをさらに備え、
   前記制御手段は、前記電圧変換器の停止期間中、前記システムリレーをオンし続ける、請求項４に記載の電気負荷駆動装置。
6. 前記第１の電気負荷は、発電機能を有するモータであり、
   前記制御手段は、前記モータが所定の高回転状態にあることを検出すると、前記電圧変換器を停止するための停止信号を生成し、その生成した停止信号を前記電圧変換器へ出力する、請求項１または請求項５に記載の電気負荷駆動装置。
7. 前記電源、前記電圧変換器、前記第１および第２の電気負荷および前記制御手段は、車両に搭載される、請求項１から請求項６のいずれか１項に記載の電気負荷駆動装置。
8. 前記第２の電気負荷は、車載用の補機である、請求項７に記載の電気負荷駆動装置。
9. 前記補機は、車両の安全性を確保するために必要な補機である、請求項８に記載の電気負荷駆動装置。
10. 前記制御手段は、前記第１の電気負荷としてのモータの異常時、前記停止信号と前記システムリレーをオンし続けるための維持信号とを発生し、前記発生した停止信号を前記電圧変換器へ出力し、前記発生した維持信号を前記システムリレーへ出力する、請求項９に記載の電気負荷駆動装置。
11. 電源から出力された直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される第１の電気負荷と、前記電源からの前記直流電圧によって駆動される第２の電気負荷とを駆動する電気負荷駆動方法であって、
    前記第１の電気負荷の異常を示す第１の信号を受ける第１のステップと、
    前記直流電圧を前記出力電圧へ変換する電圧変換器を停止するための第２の信号を前記第１の信号の受信後に前記電圧変換器へ出力する第２のステップとを含む、電気負荷駆動方法。
12. 前記電源と前記第２の電気負荷との間に接続されたシステムリレーをオンし続けるための第３の信号を前記第２の信号の出力後に前記システムリレーへ出力する第３のステップをさらに含む、請求項１１に記載の電気負荷駆動方法。
13. 前記電源の充電量を検出するための第４の信号を受ける第４のステップをさらに含み、
    前記第２のステップにおいて、前記第２の信号は、前記第４の信号を受けた後に出力される、請求項１１または請求項１２に記載の電気負荷駆動方法。
14. 電源から出力された直流電圧を変換した出力電圧によって駆動される第１の電気負荷と、前記電源からの前記直流電圧によって駆動される第２の電気負荷との駆動をコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
    前記第１の電気負荷の異常を検出する第１のステップと、
    前記第１の電気負荷の異常検出に応じて、前記直流電圧を前記出力電圧に変換する電圧変換器を停止する第２のステップと、
    前記電源から前記第２の電気負荷への電力供給を維持する第３のステップとをコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
15. 前記第２のステップにおいて、前記電源の満充電を確認した後に前記電圧変換器を停止する、請求項１４に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
16. 前記第２のステップは、
    前記異常検出に応じて、前記電圧変換器を停止するための停止信号を発生する第１のサブステップと、
    前記電源の充電量を検出する第２のサブステップと、
    前記検出した充電量に基づいて前記電源が満充電であるか否かを判定する第３のサブステップと、
    前記電源が満充電であるとき前記停止信号を前記電圧変換器へ出力する第４のサブステップとを含む、請求項１５に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
17. 前記第３のステップにおいて、前記電源と前記第２の電気負荷との間に接続されたシステムリレーをオンし続けることにより前記第２の電気負荷への電力供給を維持する、請求項１４から請求項１６のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
18. 前記第３のステップは、
    前記システムリレーをオンし続けるための維持信号を発生する第５のサブステップと、
    前記維持信号を前記システムリレーへ出力する第６のサブステップとを含む、請求項１７に記載のコンピュータに実行させるプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。

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