JP6967750B2 - モータ制御装置およびモータ制御装置の制御方法 - Google Patents
モータ制御装置およびモータ制御装置の制御方法 Download PDFInfo
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Description
この開示は、モータ制御装置およびモータ制御装置の制御方法に関する。
従来、直流電源の電力によりモータを制御するモータ制御装置が知られている。このようなモータ制御装置の一例として、特許文献１には、電池を電源として電圧形インバータを介して車両駆動用の永久磁石形同期電動機を駆動する電気自動車の電気システムが開示されている。この電気自動車の電気システムでは、車両走行中に電池からインバータに至る直流回路が開放されるような異常発生時に、インバータの上側アームまたは下側アームのスイッチング素子を一括してオンさせることにより、同期電動機の入力端子を短絡してインバータからの電力供給を停止するようになっている。
しかしながら、特許文献１の電気システムはモータ制御装置として改善の余地がある。
例えば、特許文献１の電気システムでは、異常が発生してインバータの上側アームまたは下側アームのスイッチング素子を一括してオンさせるという制御が行われているときに同期電動機の回転速度が低下すると、同期電動機に作用する回生トルクにより同期電動機の回転速度が急激に低下してしまう可能性がある。なお、異常が発生した場合にインバータの全スイッチング素子をオフさせるという制御を行うことが考えられる。しかしながら、異常が発生してインバータの全スイッチング素子をオフさせるという制御が行われているときに同期電動機の回転速度が上昇すると、同期電動機からインバータを経由して電池側に回生される電力により電源とインバータとを接続する電力線が過電圧（例えば法規制電圧を上回る電圧）となる可能性がある。このように、特許文献１の電気システムでは、同期電動機の急減速および電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を抑制することが困難である。
そこで、本開示では、さらなる改善を図ることが可能なモータ制御装置を提供する。
この開示は、直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置に関し、このモータ制御装置は、前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、制御部とを備えている。前記制御部は、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行い、前記異常判定により異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御を行い、前記異常判定により異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行う。前記制御部は、さらに、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、異常制御部と、を有する。前記異常制御部は、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部と、を有している。
また、この開示は、直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、該モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御部とを備え、前記異常制御部は、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部とを有している。
また、この開示は、直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、該モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御部とを備え、前記異常制御部は、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部とを有している。
また、この開示は、三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法に関し、このモータ制御装置の制御方法は、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行う異常判定ステップと、前記異常判定ステップにより異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御ステップと、前記異常判定ステップにより異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行う異常継続対応ステップと、を含む。このモータ制御装置の制御方法は、異常制御ステップを、さらに含み、前記異常制御ステップは、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む。
また、この開示は、三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定ステップと、前記異常判定ステップにおいて前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御ステップと、を含み、前記異常制御ステップは、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む。
また、この開示は、三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定ステップと、前記異常判定ステップにおいて前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御ステップと、を含み、前記異常制御ステップは、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む。
本開示の一態様に係るモータ制御装置およびモータ制御装置の制御方法は、さらなる改善を図ることができる。例えば、モータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
本開示の一態様に係るモータ制御装置は、直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、制御部と、を備えている。前記制御部は、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行い、前記異常判定により異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御を行い、前記異常判定により異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行う。
これにより、異常継続期間においてモータに作用するトルクに応じて三相短絡制御と全開放制御のうちのいずれか一方を行うことにより、モータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
また、前記制御部は、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行う異常判定部と、前記通常制御と前記三相短絡制御と前記全開放制御とを行うスイッチング制御部と、前記異常判定部により異常があると判定されるまで前記スイッチング制御部に前記通常制御を行わせ、前記異常継続期間において前記モータに作用するトルクに応じて該三相短絡制御と該全開放制御のいずれか一方を該スイッチング制御部に行わせる動作制御部と、を有していてもよい。
これにより、制御部における異常判定部、スイッチング制御部、および動作制御部の具体的な連動により、モータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
また、前記異常判定部は、前記スイッチング制御部および前記動作制御部とは別体のハードウェアにより構成され、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに異常があると判定すると異常検知信号を該動作制御部に出力してもよい。
これにより、異常判定部をハードウェアによって構成することにより、異常判定部をソフトウェアによって構成する場合よりも、異常判定部における異常判定を迅速に行うことができる。
また、前記動作制御部は、前記スイッチング制御部とは別体のハードウェアにより構成され、前記通常制御と前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか１つを行わせるための制御信号を該スイッチング制御部に出力してもよい。
これにより、動作制御部をハードウェアによって構成することにより、動作制御部をソフトウェアによって構成する場合よりも、動作制御部によるスイッチング制御部の制御を迅速に行うことができる。
また、前記制御部は、前記異常継続期間において、前記三相短絡制御が行われている場合に前記モータに作用するトルクが予め定められた第１トルク閾値を下回ると該三相短絡制御を終了して前記全開放制御を開始し、該全開放制御が行われている場合に該モータに作用するトルクが予め定められた第２トルク閾値を上回ると該全開放制御を終了して該三相短絡制御を開始してもよい。
これにより、異常継続期間においてモータに作用するトルクに応じて三相短絡制御と全開放制御とを相互に切り替えて行うことにより、モータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
また、前記センサは、前記モータに流れる相電流を検知する電流センサと、該モータの磁極位置を検知する磁極位置センサとを含み、前記制御部は、前記電流センサにより検知された前記相電流と前記磁極位置センサにより検知された前記磁極位置とに基づいて前記モータに作用するトルクを取得してもよい。
これにより、モータに作用するトルクを検知するトルクセンサを別途設ける必要がなくなる。
また、前記制御部は、前記通常制御において、前記モータの回転速度に応じて該モータに対して弱め界磁制御を実施し、前記異常判定により異常があると判定されると、前記モータに対する弱め界磁制御の実施の有無および該モータの回転速度のうち少なくとも一方に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を行ってもよい。
これにより、三相短絡制御と全開放制御のうちモータに対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータの回転速度のうち少なくとも一方に応じた制御を適切に行うことができる。
また、前記制御部は、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、異常制御部と、を有し、前記異常制御部は、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部と、を有していてもよい。
これにより、異常継続期間においてモータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制する効果に加えて、異常判定部により異常があると判定される前にモータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定部により異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
また、前記異常判定部は、前記通常制御部および前記異常制御部とは別体のハードウェアによって構成され、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定すると異常検知信号を出力し、前記通常制御部は、前記異常判定部により前記異常検知信号が出力されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御し、前記異常制御部は、前記異常判定部により前記異常検知信号が出力されると、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択して行ってもよい。
これにより、異常判定により異常があると判定された場合に、三相短絡制御と全開放制御のうち、モータの動作状態（具体的にはモータに対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータの回転速度のうち少なくとも一方）に応じた制御を、適切に行うことができる。
また、前記異常判定部は、前記３つのハイサイドスイッチング素子および前記３つのローサイドスイッチング素子の各々に対して該スイッチング素子が常にオン状態となる短絡異常であるか否かを判定し、前記異常制御部は、前記三相短絡制御において、前記ハイサイドスイッチング素子群および前記ローサイドスイッチング素子群のうち前記異常判定部により前記短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にするように構成されていてもよい。
これにより、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子および３つのローサイドスイッチング素子）に短絡異常が発生している場合であっても、三相短絡制御を正常に行うことができる。
また、前記異常判定部は、前記３つのハイサイドスイッチング素子および前記３つのローサイドスイッチング素子の各々に対して該スイッチング素子が常にオフ状態となる開放異常であるか否かを判定するように構成され、前記異常制御部は、前記三相短絡制御において、前記ハイサイドスイッチング素子群および前記ローサイドスイッチング素子群のうち前記異常判定部により前記開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にするように構成されていてもよい。
これにより、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子および３つのローサイドスイッチング素子）に開放異常が発生している場合であっても、三相短絡制御を正常に行うことができる。
本開示の一態様に係るモータ制御装置は、直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、該モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御部とを備えている。前記異常制御部は、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部とを有している。
これにより、異常判定部により異常があると判定される前にモータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定部により異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
本開示の一態様に係るモータ制御装置の制御方法は、三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行う異常判定ステップと、前記異常判定ステップにより異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御ステップと、前記異常判定ステップにより異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行う異常継続対応ステップと、を含む。
これにより、異常継続期間においてモータに作用するトルクに応じて三相短絡制御と全開放制御のうちのいずれか一方を行うことにより、モータの急減速および直流電源とインバータとを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
また、前記モータ制御装置の制御方法は、異常制御ステップをさらに含み、前記異常制御ステップは、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、をさらに含んでもよい。
これにより、三相短絡制御と全開放制御のうちモータに作用するトルクに応じた制御を行うことに加えて、異常判定ステップにより異常があると判定される前にモータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定ステップにより異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
本開示の一態様に係るモータ制御装置の制御方法は、三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定ステップと、前記異常判定ステップにおいて前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御ステップと、を含み、前記異常制御ステップは、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む。
これにより、異常判定ステップにより異常があると判定される前にモータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定ステップにより異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
以下、実施の形態について、図面を参照しながら具体的に説明する。
なお、以下で説明する実施の形態は、いずれも包括的または具体的な例を示すものである。以下の実施の形態で示される数値、形状、材料、構成要素、構成要素の配置位置及び接続形態、ステップ、ステップの順序などは、一例であり、本発明を限定する主旨ではない。また、以下の実施の形態における構成要素のうち、最上位概念を示す独立請求項に記載されていない構成要素については、任意の構成要素として説明される。また、各図は、模式図であり、必ずしも厳密に図示されたものではない。また、各図において、同じ構成部材については同じ符号を付している。
（実施形態１）
図１は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成を例示している。このモータ制御装置１０は、直流電源２の電力により三相交流式のモータ３を制御するように構成されている。この例では、モータ３は、電気車両の駆動輪（図示を省略）を駆動するように構成されている。この電気車両には、モータ３と駆動輪との間において動力を伝達する動力伝達機構（図示を省略）が設けられている。動力伝達機構は、例えば、ディファレンシャルギアやドライブシャフトにより構成されている。モータ３の回転力は、動力伝達機構を経由して駆動輪に伝達される。これと同様に、駆動輪の回転力は、動力伝達機構を経由してモータ３に伝達される。なお、動力伝達機構を経由せずにモータ３と電気車両の駆動輪とが直結されていてもよい。
図１は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成を例示している。このモータ制御装置１０は、直流電源２の電力により三相交流式のモータ３を制御するように構成されている。この例では、モータ３は、電気車両の駆動輪（図示を省略）を駆動するように構成されている。この電気車両には、モータ３と駆動輪との間において動力を伝達する動力伝達機構（図示を省略）が設けられている。動力伝達機構は、例えば、ディファレンシャルギアやドライブシャフトにより構成されている。モータ３の回転力は、動力伝達機構を経由して駆動輪に伝達される。これと同様に、駆動輪の回転力は、動力伝達機構を経由してモータ３に伝達される。なお、動力伝達機構を経由せずにモータ３と電気車両の駆動輪とが直結されていてもよい。
また、この例では、モータ３は、永久磁石モータにより構成されている。例えば、モータ３は、埋込磁石同期モータ（IPMSM）や表面磁石同期モータ（SPMSM）などによって構成されている。なお、モータ３は、ブラシレスモータによって構成されていてもよい。直流電源２は、例えば、リチウムイオン電池によって構成されていてもよい。
この例では、モータ制御装置１０は、インバータ１１と、平滑キャパシタ１２と、センサ２０と、制御部３０とを備えている。
〔インバータ〕
インバータ１１は、スイッチング動作により直流電源２から供給された直流電力を三相の交流電力に変換して、その交流電力をモータ３に供給するように構成されている。具体的には、インバータ１１は、３つのハイサイドスイッチング素子（第１，第２，第３ハイサイドスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、３つのローサイドスイッチング素子（第１，第２，第３ローサイドスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）とを有している。
インバータ１１は、スイッチング動作により直流電源２から供給された直流電力を三相の交流電力に変換して、その交流電力をモータ３に供給するように構成されている。具体的には、インバータ１１は、３つのハイサイドスイッチング素子（第１，第２，第３ハイサイドスイッチング素子Ｓ１，Ｓ２，Ｓ３）と、３つのローサイドスイッチング素子（第１，第２，第３ローサイドスイッチング素子Ｓ４，Ｓ５，Ｓ６）とを有している。
３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３は、モータ３の３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線（第１，第２，第３出力線ＬＯｕ，ＬＯｖ，ＬＯｗ）と直流電源２の正極に接続される電源線ＬＰとの間にそれぞれ接続されている。例えば、ハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などによって構成されている。また、ハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されたものであってもよい。
３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６は、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗと直流電源２の負極に接続される接地線ＬＧとの間にそれぞれ接続されている。例えば、ローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）や絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）などによって構成されている。また、ローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６は、ワイドバンドギャップ半導体を用いて構成されたものであってもよい。
なお、この例では、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のそれぞれに還流ダイオードが並列に接続されている。これらの還流ダイオードは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に寄生する寄生ダイオードであってもよいし、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６とは別体に構成されたダイオード素子であってもよい。
〔平滑キャパシタ〕
平滑キャパシタ１２は、電源線ＬＰと接地線ＬＧとの間に接続され、電源線ＬＰに印加される電源電圧ＶＰを平滑化するように構成されている。具体的には、平滑キャパシタ１２は、電源電圧ＶＰのリップルの低減やサージ電圧の吸収などを行うように構成されている。例えば、平滑キャパシタ１２は、電解コンデンサやフィルムコンデンサによって構成されている。
平滑キャパシタ１２は、電源線ＬＰと接地線ＬＧとの間に接続され、電源線ＬＰに印加される電源電圧ＶＰを平滑化するように構成されている。具体的には、平滑キャパシタ１２は、電源電圧ＶＰのリップルの低減やサージ電圧の吸収などを行うように構成されている。例えば、平滑キャパシタ１２は、電解コンデンサやフィルムコンデンサによって構成されている。
〔センサ〕
センサ２０は、インバータ１１のスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するように構成されている。この例では、モータ制御装置１０には、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗにそれぞれ対応する３つの電流センサ（第１，第２，第３電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）や磁極位置センサ２２などの各種センサが設けられている。
センサ２０は、インバータ１１のスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するように構成されている。この例では、モータ制御装置１０には、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗにそれぞれ対応する３つの電流センサ（第１，第２，第３電流センサ２１ｕ，２１ｖ，２１ｗ）や磁極位置センサ２２などの各種センサが設けられている。
３つの電流センサ２１ｕ〜２１ｗは、モータ３に流れる３つの相電流（Ｕ相電流ｉｕとＶ相電流ｉｖとＷ相電流ｉｗ）をそれぞれ検知するように構成されている。例えば、電流センサ２１ｕ〜２１ｗは、シャント抵抗によって構成されていている。
磁極位置センサ２２は、モータ３の磁極位置θｅを検知するように構成されている。
〔制御部〕
制御部３０は、センサ２０により検知された情報や外部から入力された制御指令などに基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されている。例えば、制御部３０は、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。
制御部３０は、センサ２０により検知された情報や外部から入力された制御指令などに基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されている。例えば、制御部３０は、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。
この例では、制御部３０には、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと、磁極位置センサ２２により検知されたモータ３の磁極位置θｅと、電源電圧ＶＰと、モータ３の目標トルク（例えば電気車両のアクセルペダルの操作量に応じたトルク）を示すトルク指令Ｔｅとが入力される。
また、制御部３０は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つに対して異常判定を行う。この例では、制御部３０は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の全部に対して異常判定を行う。なお、異常判定については、後で詳しく説明する。
また、制御部３０は、異常判定により異常があると判定されるまで通常制御を行う。通常制御では、制御部３０は、センサ２０により検知された情報に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。具体的には、制御部３０は、モータ３のトルクがトルク指令Ｔｅに示された目標トルクとなるように電流センサ２１ｕ〜２１ｗや磁極位置センサ２２などの各種センサからの検知信号（具体的には３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗをそれぞれ流れる相電流ｉｕ〜ｉｗとモータ３の磁極位置θｅ）に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。
この例では、制御部３０は、通常制御において、モータ３の回転速度に応じてモータ３に対して弱め界磁制御を実施するように構成されている。具体的には、制御部３０は、通常制御において、モータ３の回転速度が予め定められた高回転閾値を上回る場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施し、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施しないように構成されている。なお、高回転閾値は、モータ３の回転により発生する逆起電力が直流電源２の電源電圧と同等となるときのモータ３の回転速度よりも低い回転速度に設定されている。
なお、この例では、制御部３０は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得するように構成されている。具体的には、制御部３０は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅを微分することによりモータ３の回転速度を算出する。
また、制御部３０は、異常判定により異常があると判定されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行う。三相短絡制御では、制御部３０は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする。全開放制御では、制御部３０は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする。
この例では、制御部３０は、異常判定により異常があると判定されると、モータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行うように構成されている。具体的には、制御部３０は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合またはモータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に、三相短絡制御を行い、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されておらず且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に、全開放制御を行うように構成されている。なお、回転速度閾値は、高回転閾値（弱め界磁制御の実施の要否の判定基準となる回転速度）と同一の回転速度であってもよいし、高回転閾値と異なる回転速度であってもよい。
また、制御部３０は、異常判定により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）において、モータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行う。具体的には、制御部３０は、異常継続期間において、三相短絡制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが予め定められた第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回ると、三相短絡制御を終了して全開放制御を開始する。また、制御部３０は、異常継続期間において、全開放制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが予め定められた第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回ると、全開放制御を終了して三相短絡制御を開始する。なお、第１トルク閾値Ｔｔｈ１と第２トルク閾値Ｔｔｈ２については、後で詳しく説明する。
なお、この例では、制御部３０は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得（推定）するように構成されている。具体的には、制御部３０は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを導出し、そのｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを下記の式に代入することによってモータ３に作用するトルクＴｅｔを導出する。
上記の式において、“ｎｐｏｌｅ”はモータ３の極対数を示し、“φａ”は電機子鎖交磁束を示し、“Ｌｄ”はｄ軸インダクタンスを示し、“Ｌｑ”はｑ軸インダクタンスを示している。
〔制御部の構成〕
図１に示すように、この例では、制御部３０は、異常判定部３１と、スイッチング制御部３２と、動作制御部３３とを有している。すなわち、異常判定部３１とスイッチング制御部３２と動作制御部３３は、ソフトウェアにより実現されており、制御部３０の機能の一部を構成している。
図１に示すように、この例では、制御部３０は、異常判定部３１と、スイッチング制御部３２と、動作制御部３３とを有している。すなわち、異常判定部３１とスイッチング制御部３２と動作制御部３３は、ソフトウェアにより実現されており、制御部３０の機能の一部を構成している。
〔異常判定部〕
異常判定部３１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに対して異常判定を行うように構成されている。この例では、異常判定部３１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０との全部に対して異常判定を行う。なお、異常判定部３１（制御部３０）は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の異常を以下のように判定するものであってもよい。
異常判定部３１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに対して異常判定を行うように構成されている。この例では、異常判定部３１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０との全部に対して異常判定を行う。なお、異常判定部３１（制御部３０）は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の異常を以下のように判定するものであってもよい。
〈直流電源の異常判定〉
例えば、異常判定部３１は、電源電圧ＶＰを入力し、電源電圧ＶＰに基づいて直流電源２の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、電源電圧ＶＰが予め定められた電源電圧閾値を上回る場合に、直流電源２に異常があると判定する。
例えば、異常判定部３１は、電源電圧ＶＰを入力し、電源電圧ＶＰに基づいて直流電源２の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、電源電圧ＶＰが予め定められた電源電圧閾値を上回る場合に、直流電源２に異常があると判定する。
〈モータおよびインバータの異常判定〉
また、異常判定部３１は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗを入力し、相電流ｉｕ〜ｉｗに基づいてモータ３およびインバータ１１の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、３つの相電流ｉｕ〜ｉｗの位相差が正常範囲（例えば１２０°±αの範囲、αは１２０°よりも小さい）を逸脱している場合に、モータ３およびインバータ１１に異常があると判定する。
また、異常判定部３１は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗを入力し、相電流ｉｕ〜ｉｗに基づいてモータ３およびインバータ１１の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、３つの相電流ｉｕ〜ｉｗの位相差が正常範囲（例えば１２０°±αの範囲、αは１２０°よりも小さい）を逸脱している場合に、モータ３およびインバータ１１に異常があると判定する。
〈センサの異常判定〉
また、異常判定部３１は、センサ２０（この例では電流センサ２１ｕ〜２１ｗと磁極位置センサ２２）の出力を入力し、センサ２０の出力に基づいてセンサ２０の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、センサ２０の出力が最大レベル（または最小レベル）で一定となっている期間の長さが予め定められた正常期間長さよりも長い場合に、センサ２０に異常があると判定する。なお、一般的に、センサ２０に断線などの異常が発生した場合、そのセンサ２０の出力は、最大レベル（または最小レベル）で一定となる。
また、異常判定部３１は、センサ２０（この例では電流センサ２１ｕ〜２１ｗと磁極位置センサ２２）の出力を入力し、センサ２０の出力に基づいてセンサ２０の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、センサ２０の出力が最大レベル（または最小レベル）で一定となっている期間の長さが予め定められた正常期間長さよりも長い場合に、センサ２０に異常があると判定する。なお、一般的に、センサ２０に断線などの異常が発生した場合、そのセンサ２０の出力は、最大レベル（または最小レベル）で一定となる。
〈スイッチング素子の短絡異常の判定〉
また、この例では、異常判定部３１は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の各々に対してそのスイッチング素子が常にオン状態となる短絡異常であるか否かを判定するように構成されている。なお、異常判定部３１は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の短絡異常を以下のように判定するものであってもよい。
また、この例では、異常判定部３１は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の各々に対してそのスイッチング素子が常にオン状態となる短絡異常であるか否かを判定するように構成されている。なお、異常判定部３１は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の短絡異常を以下のように判定するものであってもよい。
例えば、異常判定部３１は、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗにそれぞれ印加される３つの相電圧（Ｕ相電圧ＶｕとＶ相電圧ＶｖとＷ相電圧Ｖｗ）と電源電圧ＶＰと接地電圧ＶＧとを入力し、これらの３つの相電圧Ｖｕ〜Ｖｗと電源電圧ＶＰと接地電圧ＶＧとに基づいてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の短絡異常を判定する。
具体的には、異常判定部３１は、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１をオフ状態にすべき期間において電源電圧ＶＰと第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１に対応するＵ相電圧Ｖｕとの差が異常値（例えば第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１がオフ状態となっているときの電源電圧ＶＰとＵ相電圧Ｖｕとの差に相当する正常値よりも小さい値）である場合に、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が短絡異常であると判定し、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１をオフ状態にすべき期間において電源電圧ＶＰと第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１に対応するＵ相電圧Ｖｕとの差が正常値である場合に、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が短絡異常ではないと判定する。なお、第２および第３ハイサイドスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３についても同様である。
また、異常判定部３１は、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４をオフ状態にすべき期間において第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４に対応するＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差が異常値（例えば、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４がオフ状態となっているときのＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差に相当する正常値よりも小さい値）である場合に、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４が短絡異常であると判定し、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４をオフ状態にすべき期間において第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４に対応するＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差が正常値である場合に、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４が短絡異常ではないと判定する。なお、第２および第３ローサイドスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６についても同様である。
また、異常判定部３１は、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に対する短絡異常の判定結果に基づいてインバータ１１の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がある場合に、インバータ１１に異常があると判定する。
〈スイッチング素子の開放異常の判定〉
また、この例では、異常判定部３１は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の各々に対してそのスイッチング素子が常にオフ状態となる開放異常であるか否かを判定するように構成されている。なお、異常判定部３１は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の開放異常を以下のように判定するものであってもよい。
また、この例では、異常判定部３１は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の各々に対してそのスイッチング素子が常にオフ状態となる開放異常であるか否かを判定するように構成されている。なお、異常判定部３１は、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の開放異常を以下のように判定するものであってもよい。
例えば、異常判定部３１は、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗにそれぞれ印加される３つの相電圧（Ｕ相電圧ＶｕとＶ相電圧ＶｖとＷ相電圧Ｖｗ）と電源電圧ＶＰと接地電圧ＶＧとを入力し、これらの３つの相電圧Ｖｕ〜Ｖｗと電源電圧ＶＰと接地電圧ＶＧとに基づいてスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の開放異常を判定する。
具体的には、異常判定部３１は、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１をオン状態にすべき期間において電源電圧ＶＰと第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１に対応するＵ相電圧Ｖｕとの差が異常値（例えば第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１がオン状態となっているときの電源電圧ＶＰとＵ相電圧Ｖｕとの差に相当する正常値よりも大きい値）である場合に、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が開放異常であると判定し、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１をオン状態にすべき期間において電源電圧ＶＰと第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１に対応するＵ相電圧Ｖｕとの差が正常値である場合に、第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が開放異常ではないと判定する。なお、第２および第３ハイサイドスイッチング素子Ｓ２，Ｓ３についても同様である。
また、異常判定部３１は、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４をオン状態にすべき期間において第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４に対応するＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差が異常値（例えば、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４がオン状態となっているときのＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差に相当する正常値よりも大きい値）である場合に、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４が開放異常であると判定し、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４をオフ状態にすべき期間において第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４に対応するＵ相電圧Ｖｕと接地電圧ＶＧとの差が正常値である場合に、第１ローサイドスイッチング素子Ｓ４が開放異常ではないと判定する。なお、第２および第３ローサイドスイッチング素子Ｓ５，Ｓ６についても同様である。
また、異常判定部３１は、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に対する開放異常の判定結果に基づいてインバータ１１の異常を判定する。具体的には、異常判定部３１は、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に開放異常であると判定されたスイッチング素子がある場合に、インバータ１１に異常があると判定する。
〔スイッチング制御部〕
スイッチング制御部３２は、通常制御と三相短絡制御と全開放制御とを行うように構成されている。また、スイッチング制御部３２は、通常制御において、モータ３の回転速度に応じてモータ３に対して弱め界磁制御を実施するように構成されている。具体的には、スイッチング制御部３２は、通常制御において、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施し、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施しないように構成されている。
スイッチング制御部３２は、通常制御と三相短絡制御と全開放制御とを行うように構成されている。また、スイッチング制御部３２は、通常制御において、モータ３の回転速度に応じてモータ３に対して弱め界磁制御を実施するように構成されている。具体的には、スイッチング制御部３２は、通常制御において、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施し、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合に、モータ３に対して弱め界磁制御を実施しないように構成されている。
〈スイッチング制御部の構成例〉
図２は、スイッチング制御部３２の構成を例示している。スイッチング制御部３２は、座標変換部３０１と、電流指令生成部３０２と、電流制御部３０３と、座標逆変換部３０４と、ＰＷＭ信号生成部３０５と、弱め界磁制御部３０６とを有している。
図２は、スイッチング制御部３２の構成を例示している。スイッチング制御部３２は、座標変換部３０１と、電流指令生成部３０２と、電流制御部３０３と、座標逆変換部３０４と、ＰＷＭ信号生成部３０５と、弱め界磁制御部３０６とを有している。
座標変換部３０１は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいて、モータ３のｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑを導出する。
電流指令生成部３０２は、トルク指令Ｔｅに基づいてｄ軸電流指令値ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値ｉｑ＊を導出する。具体的には、電流指令生成部３０２は、トルク指令Ｔｅに正弦値（ｓｉｎθ）を乗算してｄ軸電流指令値ｉｄ＊を導出し、トルク指令Ｔｅに余弦値（ｃｏｓθ）を乗算してｑ軸電流指令値ｉｑ＊を導出する。
電流制御部３０３は、座標変換部３０１により導出されたｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑと電流指令生成部３０２により導出されたｄ軸電流指令値ｉｄ＊およびｑ軸電流指令値ｉｑ＊とに基づいて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を導出する。具体的には、電流制御部３０３は、ｄ軸電流ｉｄとｄ軸電流指令値ｉｄ＊との差およびｑ軸電流ｉｑとｑ軸電流指令値ｉｑ＊との差がそれぞれ小さくなるように、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を導出する。
座標逆変換部３０４は、電流制御部３０３により導出されたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊およびｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊と磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいて、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊とＶ相電圧指令値Ｖｖ＊とＷ相電圧指令値Ｖｗ＊を導出する。
ＰＷＭ信号生成部３０５は、座標逆変換部３０４により導出されたＵ相電圧指令値Ｖｕ＊とＶ相電圧指令値Ｖｖ＊とＷ相電圧指令値Ｖｗ＊に基づいて、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ供給される６つのゲート信号を生成する。具体的には、ＰＷＭ信号生成部３０５は、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊とＶ相電圧指令値Ｖｖ＊とＷ相電圧指令値Ｖｗ＊に基づいて６つのゲート信号をＰＷＭ制御する。
弱め界磁制御部３０６は、モータ３の回転速度に基づいて弱め界磁制御の実施の要否を判定する。具体的には、弱め界磁制御部３０６は、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合に弱め界磁制御の実施が必要であると判定し、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合に弱め界磁制御の実施が不要であると判定する。そして、弱め界磁制御を実施する場合、弱め界磁制御部３０６は、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊が負となるように電流指令生成部３０２の動作を制御する。一方、弱め界磁制御を実施しない場合、弱め界磁制御部３０６は、電流指令生成部３０２の制御を解除する。
なお、この例では、スイッチング制御部３２（具体的には弱め界磁制御部３０６）は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得するように構成されている。
〔動作制御部〕
動作制御部３３は、異常判定部３１による異常判定の結果に応じてスイッチング制御部３２の動作を制御するように構成されている。なお、動作制御部３３の動作は、異常判定により異常があると判定されるまで行われる動作（通常動作）と、異常判定により異常があると判定された場合に行われる動作（異常発生対応動作）と、異常判定により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）に行われる動作（異常継続対応動作）とに大別される。
動作制御部３３は、異常判定部３１による異常判定の結果に応じてスイッチング制御部３２の動作を制御するように構成されている。なお、動作制御部３３の動作は、異常判定により異常があると判定されるまで行われる動作（通常動作）と、異常判定により異常があると判定された場合に行われる動作（異常発生対応動作）と、異常判定により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）に行われる動作（異常継続対応動作）とに大別される。
〈通常動作〉
動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されるまで、スイッチング制御部３２に通常制御を行わせるように構成されている。
動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されるまで、スイッチング制御部３２に通常制御を行わせるように構成されている。
〈異常発生対応動作〉
また、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。この例では、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されると、モータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。具体的には、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合またはモータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に、スイッチング制御部３２に三相短絡制御を行わせ、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されておらず且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に、スイッチング制御部３２に全開放制御を行わせるように構成されている。
また、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。この例では、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定されると、モータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。具体的には、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合またはモータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に、スイッチング制御部３２に三相短絡制御を行わせ、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されておらず且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に、スイッチング制御部３２に全開放制御を行わせるように構成されている。
〈異常継続対応動作〉
また、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）において、モータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。具体的には、動作制御部３３は、異常継続期間において、三相短絡制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回ると、スイッチング制御部３２が三相短絡制御を終了して全開放制御を開始するようにスイッチング制御部３２の動作を制御する。また、動作制御部３３は、異常継続期間において、全開放制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回ると、スイッチング制御部３２が全開放制御を終了して三相短絡制御を開始するようにスイッチング制御部３２の動作を制御する。
また、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）において、モータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されている。具体的には、動作制御部３３は、異常継続期間において、三相短絡制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回ると、スイッチング制御部３２が三相短絡制御を終了して全開放制御を開始するようにスイッチング制御部３２の動作を制御する。また、動作制御部３３は、異常継続期間において、全開放制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回ると、スイッチング制御部３２が全開放制御を終了して三相短絡制御を開始するようにスイッチング制御部３２の動作を制御する。
なお、この例では、動作制御部３３は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得するように構成されている。また、動作制御部３３は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得（推定）するように構成されている。例えば、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２の座標変換部３０１（図２参照）により導出されたｄ軸電流ｉｄおよびｑ軸電流ｉｑに基づいてモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得する。
〔三相短絡制御における挙動〕
次に、図３を参照して三相短絡制御における挙動について説明する。図３は、三相短絡制御が行われている場合においてモータ３に作用するトルクＴｅｔとモータ３の回転速度との関係を例示している。三相短絡制御が行われている場合、モータ３には回生トルクが作用する。この回生トルクは、負の値を有するトルク（すなわちモータ３の回転方向に対して逆方向に作用するトルク）であり、図３に示すように、モータ３の回転速度が低くなるに連れてモータ３に作用するトルクＴｅｔ（負の値を有する回生トルク）の絶対値が次第に大きくなる傾向にある。そのため、三相短絡制御が行われている場合にモータ３の回転速度が低下する（例えば電気車両の車速が低下する）と、モータ３に作用する回生トルク（負の値を有するトルクＴｅｔ）によりモータ３の回転速度が急激に低下してしまう可能性がある。
次に、図３を参照して三相短絡制御における挙動について説明する。図３は、三相短絡制御が行われている場合においてモータ３に作用するトルクＴｅｔとモータ３の回転速度との関係を例示している。三相短絡制御が行われている場合、モータ３には回生トルクが作用する。この回生トルクは、負の値を有するトルク（すなわちモータ３の回転方向に対して逆方向に作用するトルク）であり、図３に示すように、モータ３の回転速度が低くなるに連れてモータ３に作用するトルクＴｅｔ（負の値を有する回生トルク）の絶対値が次第に大きくなる傾向にある。そのため、三相短絡制御が行われている場合にモータ３の回転速度が低下する（例えば電気車両の車速が低下する）と、モータ３に作用する回生トルク（負の値を有するトルクＴｅｔ）によりモータ３の回転速度が急激に低下してしまう可能性がある。
図３の例では、モータ３の回転速度が第１回転速度Ｒ１を下回ると、モータ３の回転速度の低下に対するモータ３に作用するトルクＴｅｔ（負の値を有する回生トルク）の絶対値の増加の割合（回生トルクの増加率）が高くなっている。そして、この例では、三相短絡制御から全開放制御への切り換えの判定基準となる第１トルク閾値Ｔｔｈ１は、モータ３の回転速度が第１回転速度Ｒ１であるとき（すなわちモータ３に作用する回生トルクの増加率が高くなるとみなせるとき）にモータ３に作用するトルクの値に設定されている。
〔全開放制御における挙動〕
次に、図４を参照して全開放制御における挙動について説明する。図４は、全開放制御が行われている場合においてモータ３に作用するトルクＴｅｔとモータ３の回転速度との関係を例示している。全開放制御が行われている場合、モータ３の回転速度が高くなるに連れてモータ３の誘起電圧が高くなる傾向にある。そのため、全開放制御が行われている場合にモータ３の回転速度が上昇する（例えば下り坂などにより電気車両の車速が上昇する）と、モータ３からインバータ１１を経由して直流電源２側に回生される電力により直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線（電源線ＬＰと接地線ＬＧ）が過電圧（例えば法規制電圧を上回る電圧）となる可能性がある。
次に、図４を参照して全開放制御における挙動について説明する。図４は、全開放制御が行われている場合においてモータ３に作用するトルクＴｅｔとモータ３の回転速度との関係を例示している。全開放制御が行われている場合、モータ３の回転速度が高くなるに連れてモータ３の誘起電圧が高くなる傾向にある。そのため、全開放制御が行われている場合にモータ３の回転速度が上昇する（例えば下り坂などにより電気車両の車速が上昇する）と、モータ３からインバータ１１を経由して直流電源２側に回生される電力により直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線（電源線ＬＰと接地線ＬＧ）が過電圧（例えば法規制電圧を上回る電圧）となる可能性がある。
なお、モータ３の回転速度の上昇に伴ってモータ３の誘起電圧が高くなりモータ３の誘起電圧が直流電源２の電圧を上回ると、図４に示すように、モータ３に作用するトルクＴｅｔが大きくなる。図４の例では、モータ３の回転速度が第２回転速度Ｒ２を上回ると、モータ３に作用するトルクＴｅｔが大きくなっている。そして、この例では、全開放制御から三相短絡制御への切り換えの判定基準となる第２トルク閾値Ｔｔｈ２は、モータ３の回転速度が第２回転速度であるとき（すなわちモータ３の誘起電圧が直流電源２の電圧を上回るとみなせるとき）にモータ３に作用するトルクの値に設定されている。
また、図４より、モータ３の回転速度が第２回転速度Ｒ２を上回ると、モータ３に作用するトルクＴｅｔが大きく変動する。その結果、もし、全開放制御が行われたまま、下り坂などにより電気車両の車速が上昇し、モータ３の回転速度が上昇すると、トルクＴｅｔの変動に起因した振動が電気車両に発生する。したがって、振動を避けるために、乗員にとってほとんど振動を感じない第２トルク閾値Ｔｔｈ２を設定し、この第２トルク閾値Ｔｔｈ２を超えるトルクＴｅｔが発生すれば、動作制御部３３は全開放制御から三相短絡制御へ切り換える。これにより、モータ３のトルクＴｅｔと回転速度との関係は図３のようになり、下り坂が継続してモータ３の回転速度がさらに上昇しても、トルクＴｅｔの変動はほとんど起こらず、振動を抑制できる。
なお、図４において、もしモータ３の第２回転速度Ｒ２を閾値として、回転速度に基づいて動作制御部３３が全開放制御から三相短絡制御へ切り換えると、回転速度の検出誤差により、第２トルク閾値Ｔｔｈ２を超えてから切り換える場合がある。したがって、電気車両の振動を乗員がほとんど感じないように抑制するためには、モータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて、全開放制御と三相短絡制御のいずれか一方を行うようにすればよい。
〔弱め界磁制御の切り換え動作〕
次に、図５を参照して、スイッチング制御部３２の通常制御における弱め界磁制御の切り換え動作について説明する。この切り換え動作は、異常判定部３１により異常があると判定されるまで繰り返し行われる。
次に、図５を参照して、スイッチング制御部３２の通常制御における弱め界磁制御の切り換え動作について説明する。この切り換え動作は、異常判定部３１により異常があると判定されるまで繰り返し行われる。
〈ステップＳ１１〉
まず、スイッチング制御部３２（具体的には弱め界磁制御部３０６）は、モータ３の回転速度を取得する。この例では、スイッチング制御部３２は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を算出する。そして、スイッチング制御部３２は、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合にはステップＳ１２へ進み、そうでない場合にはステップＳ１３へ進む。
まず、スイッチング制御部３２（具体的には弱め界磁制御部３０６）は、モータ３の回転速度を取得する。この例では、スイッチング制御部３２は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を算出する。そして、スイッチング制御部３２は、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合にはステップＳ１２へ進み、そうでない場合にはステップＳ１３へ進む。
〈ステップＳ１２〉
モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合、スイッチング制御部３２は、モータ３に対して弱め界磁制御を実施する。例えば、スイッチング制御部３２は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいて、モータ３のｄ軸電流が負となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ供給される６つのゲート信号をＰＷＭ制御してインバータ１１のスイッチング動作を制御する。このように負のｄ軸電流を流すことにより、電機子反作用による減磁効果を利用してｄ軸方向の磁束を減少させることができる。これにより、モータ３の回転により発生する逆起電力を低減することができるので、モータ３の回転速度を上昇させることができる。
モータ３の回転速度が高回転閾値を上回る場合、スイッチング制御部３２は、モータ３に対して弱め界磁制御を実施する。例えば、スイッチング制御部３２は、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいて、モータ３のｄ軸電流が負となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ供給される６つのゲート信号をＰＷＭ制御してインバータ１１のスイッチング動作を制御する。このように負のｄ軸電流を流すことにより、電機子反作用による減磁効果を利用してｄ軸方向の磁束を減少させることができる。これにより、モータ３の回転により発生する逆起電力を低減することができるので、モータ３の回転速度を上昇させることができる。
〈ステップＳ１３〉
一方、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合、スイッチング制御部３２は、モータ３に対する弱め界磁制御を解除する。例えば、スイッチング制御部３２は、モータ３に対して最大トルク電流制御などの他の同期制御が実施されるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ供給される６つのゲート信号をＰＷＭ制御してインバータ１１のスイッチング動作を制御する。
一方、モータ３の回転速度が高回転閾値を上回らない場合、スイッチング制御部３２は、モータ３に対する弱め界磁制御を解除する。例えば、スイッチング制御部３２は、モータ３に対して最大トルク電流制御などの他の同期制御が実施されるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にそれぞれ供給される６つのゲート信号をＰＷＭ制御してインバータ１１のスイッチング動作を制御する。
〔異常発生対応動作〕
次に、図６を参照して、動作制御部３３の異常発生対応動作について説明する。この異常発生対応動作は、異常判定部３１により異常があると判定されたときに行われる。
次に、図６を参照して、動作制御部３３の異常発生対応動作について説明する。この異常発生対応動作は、異常判定部３１により異常があると判定されたときに行われる。
〈ステップＳ２１〉
まず、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されているか否かを判定する。例えば、スイッチング制御部３２（具体的には弱め界磁制御部３０６）は、モータ３に対する弱め界磁制御を実施している場合に、弱め界磁制御を実施していることを示すフラグ（以下「弱め界磁フラグ」と記載）を立てた状態にし、モータ３に対する弱め界磁制御を解除すると弱め界磁フラグを降ろした状態にする。そして、動作制御部３３は、弱め界磁フラグに基づいてモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無を判定する。モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合（例えば弱め界磁フラグが降ろされている場合）にはステップＳ２３へ進み、そうでない場合にはステップＳ２２へ進む。
まず、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されているか否かを判定する。例えば、スイッチング制御部３２（具体的には弱め界磁制御部３０６）は、モータ３に対する弱め界磁制御を実施している場合に、弱め界磁制御を実施していることを示すフラグ（以下「弱め界磁フラグ」と記載）を立てた状態にし、モータ３に対する弱め界磁制御を解除すると弱め界磁フラグを降ろした状態にする。そして、動作制御部３３は、弱め界磁フラグに基づいてモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無を判定する。モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合（例えば弱め界磁フラグが降ろされている場合）にはステップＳ２３へ進み、そうでない場合にはステップＳ２２へ進む。
〈ステップＳ２２〉
次に、動作制御部３３は、モータ３の回転速度を取得する。この例では、動作制御部３３は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を算出する。そして、動作制御部３３は、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合にはステップＳ２３へ進み、そうでない場合にはステップＳ２４へ進む。なお、回転速度閾値は、例えば図３に基づいて、モータ３に作用するトルクＴｅｔの絶対値の増加の割合が高くならない回転速度、すなわち、第１回転速度Ｒ１であってもよい。
次に、動作制御部３３は、モータ３の回転速度を取得する。この例では、動作制御部３３は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を算出する。そして、動作制御部３３は、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合にはステップＳ２３へ進み、そうでない場合にはステップＳ２４へ進む。なお、回転速度閾値は、例えば図３に基づいて、モータ３に作用するトルクＴｅｔの絶対値の増加の割合が高くならない回転速度、すなわち、第１回転速度Ｒ１であってもよい。
〈ステップＳ２３〉
モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合、または、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合、動作制御部３３は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御が行われるようにスイッチング制御部３２を制御する。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の全部がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合、または、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合、動作制御部３３は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御が行われるようにスイッチング制御部３２を制御する。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の全部がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
〈ステップＳ２４〉
一方、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回る場合、動作制御部３３は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が行われるようにスイッチング制御部３２を制御する。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群がオン状態となるとともに他方のスイッチング素子群がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
一方、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回る場合、動作制御部３３は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が行われるようにスイッチング制御部３２を制御する。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群がオン状態となるとともに他方のスイッチング素子群がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
〔三相短絡制御と全開放制御の特徴〕
異常判定部３１により異常があると判定された場合（例えば電気車両の走行中に直流電源２が失陥するという異常が発生した場合）に全開放制御が行われると、モータ３のステータコイルに蓄積された電力がスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に逆並列接続された還流ダイオードを経由して平滑キャパシタ１２に供給されて平滑キャパシタ１２が充電され、その結果、平滑キャパシタ１２の端子間電圧が上昇することになる。この平滑キャパシタ１２の端子間電圧の上昇は、モータ３の回転速度が高くなるほど大きくなる傾向にある。すなわち、異常判定部３１により異常があると判定されて全開放制御が行われている場合、モータ３の回転速度が高くなるほど、直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線（電源線ＬＰおよび接地線ＬＧ）に印加される電圧が高くなり、直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線が過電圧となる可能性が高くなる。
異常判定部３１により異常があると判定された場合（例えば電気車両の走行中に直流電源２が失陥するという異常が発生した場合）に全開放制御が行われると、モータ３のステータコイルに蓄積された電力がスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に逆並列接続された還流ダイオードを経由して平滑キャパシタ１２に供給されて平滑キャパシタ１２が充電され、その結果、平滑キャパシタ１２の端子間電圧が上昇することになる。この平滑キャパシタ１２の端子間電圧の上昇は、モータ３の回転速度が高くなるほど大きくなる傾向にある。すなわち、異常判定部３１により異常があると判定されて全開放制御が行われている場合、モータ３の回転速度が高くなるほど、直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線（電源線ＬＰおよび接地線ＬＧ）に印加される電圧が高くなり、直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線が過電圧となる可能性が高くなる。
一方、異常判定部３１により異常があると判定された場合（例えば電気車両の走行中に直流電源２が失陥するという異常が発生した場合）に三相短絡制御が行われると、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗが互いに小さい抵抗（スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオン抵抗）を経由して接続された状態となり、その結果、３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗをそれぞれ流れる３つの相電流ｉｕ〜ｉｗが瞬時的に増加することになる。この相電流ｉｕ〜ｉｗの瞬時的な増加は、モータ３の回転速度が低くなるほど大きくなる傾向にある。
したがって、異常判定部３１により異常があると判定されたときのモータ３の回転速度が比較的に高い場合に三相短絡制御を行う一方で、異常判定部３１により異常があると判定されたときのモータ３の回転速度が比較的に低い場合に全開放制御を行うことにより、直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線（電源線ＬＰおよび接地線ＬＧ）の過電圧と相電流ｉｕ〜ｉｗの瞬時的な増加の両方を効果的に抑制することができる。
〔異常継続対応動作〕
次に、図７を参照して、動作制御部３３の異常継続対応動作について説明する。この異常継続対応動作は、異常判定部３１により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）に繰り返し行われる。
次に、図７を参照して、動作制御部３３の異常継続対応動作について説明する。この異常継続対応動作は、異常判定部３１により異常があると判定された後の期間（異常継続期間）に繰り返し行われる。
〈ステップＳ２５〉
まず、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われているか否かを判定する。スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われている場合にはステップＳ２６へ進み、そうでない場合にはステップＳ２８へ進む。
まず、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われているか否かを判定する。スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われている場合にはステップＳ２６へ進み、そうでない場合にはステップＳ２８へ進む。
〈ステップＳ２６〉
三相短絡制御が行われている場合、動作制御部３３は、モータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回るか否かを判定する。モータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回る場合にはステップＳ２７へ進む。
三相短絡制御が行われている場合、動作制御部３３は、モータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回るか否かを判定する。モータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回る場合にはステップＳ２７へ進む。
〈ステップＳ２７〉
三相短絡制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回ると、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２が三相短絡制御を終了して全開放制御を開始するようにスイッチング制御部３２を制御する。
三相短絡制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第１トルク閾値Ｔｔｈ１を下回ると、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２が三相短絡制御を終了して全開放制御を開始するようにスイッチング制御部３２を制御する。
〈ステップＳ２８〉
一方、スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われていない場合（すなわちスイッチング制御部３２において全開放制御が行われている場合）、動作制御部３３は、モータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回るか否かを判定する。モータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回る場合にはステップＳ２９へ進む。
一方、スイッチング制御部３２において三相短絡制御が行われていない場合（すなわちスイッチング制御部３２において全開放制御が行われている場合）、動作制御部３３は、モータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回るか否かを判定する。モータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回る場合にはステップＳ２９へ進む。
〈ステップＳ２９〉
全開放制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回ると、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２が全開放制御を終了して三相短絡制御を開始するようにスイッチング制御部３２を制御する。
全開放制御が行われている場合にモータ３に作用するトルクＴｅｔが第２トルク閾値Ｔｔｈ２を上回ると、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２が全開放制御を終了して三相短絡制御を開始するようにスイッチング制御部３２を制御する。
〔実施形態１による効果〕
以上のように、異常判定により異常があると判定された後の異常継続期間においてモータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行うことにより、モータ３の急減速および直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
以上のように、異常判定により異常があると判定された後の異常継続期間においてモータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行うことにより、モータ３の急減速および直流電源２とインバータ１１とを接続する電力線の過電圧の両方を効果的に抑制することができる。
また、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいてモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得（推定）することにより、モータ３に作用するトルクを検知するトルクセンサ（図示を省略）を別途設ける必要がなくなる。
また、異常判定により異常があると判定された場合に、モータ３の動作状態（具体的にはモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方）に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を行うことにより、三相短絡制御と全開放制御のうちモータ３の動作状態に応じた制御を適切に行うことができる。
また、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得（算出）することにより、モータ３の回転速度を検知する回転速度センサ（図示を省略）を省略することができる。
また、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０との全部に対して異常判定を行うことにより、直流電源２に異常が発生した場合だけでなく、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに異常が発生した場合にモータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御とを選択的に行うことができる。これにより、直流電源２の異常による電力線（電源線ＬＰと接地線ＬＧ）の過電圧だけでなく、直流電源２やモータ３やインバータ１１やセンサ２０の異常による電力線の過電圧を抑制することができる。
（実施形態１の変形例）
なお、図６に示した動作制御部３３の異常発生対応動作においてステップＳ２２が省略されていてもよい。すなわち、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定された場合に、モータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。具体的には、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に、三相短絡制御をスイッチング制御部３２に行わせ、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に、全開放制御をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。
なお、図６に示した動作制御部３３の異常発生対応動作においてステップＳ２２が省略されていてもよい。すなわち、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定された場合に、モータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。具体的には、動作制御部３３は、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に、三相短絡制御をスイッチング制御部３２に行わせ、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に、全開放制御をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。
また、図６に示した動作制御部３３の異常発生対応動作においてステップＳ２１が省略されていてもよい。すなわち、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常があると判定された場合に、モータ３の回転速度に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。具体的には、動作制御部３３は、モータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に、三相短絡制御をスイッチング制御部３２に行わせ、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に、全開放制御をスイッチング制御部３２に行わせるように構成されていてもよい。
（実施形態２）
図８は、実施形態２によるモータ制御装置１０の構成を例示している。実施形態２によるモータ制御装置１０は、実施形態１によるモータ制御装置１０と比べて、制御部３０の構成が異なっている。実施形態２によるモータ制御装置１０のその他の構成は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成と同様となっている。
図８は、実施形態２によるモータ制御装置１０の構成を例示している。実施形態２によるモータ制御装置１０は、実施形態１によるモータ制御装置１０と比べて、制御部３０の構成が異なっている。実施形態２によるモータ制御装置１０のその他の構成は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成と同様となっている。
図８に示すように、実施形態２では、異常判定部３１は、スイッチング制御部３２および動作制御部３３とは別体のハードウェアにより構成されている。そして、異常判定部３１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つに対して異常判定を行い、異常判定において異常があると判定すると異常検知信号Ｓ３１を動作制御部３３に出力する。動作制御部３３は、異常判定部３１により異常検知信号Ｓ３１が出力されるまで、スイッチング制御部３２に通常制御を行わせる。また、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常検知信号Ｓ３１が出力されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせる。そして、動作制御部３３は、動作制御部３３は、異常判定部３１により異常検知信号Ｓ３１が出力された後の期間（異常継続期間）において、モータ３に作用するトルクＴｅｔに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をスイッチング制御部３２に行わせる。
なお、実施形態２における動作制御部３３の通常動作（異常検知信号Ｓ３１が出力されるまで行われる動作）と異常発生対応動作（異常検知信号Ｓ３１が出力された場合に行われる動作）と異常継続対応動作（異常検知信号Ｓ３１が出力された後の期間に行われる動作）は、実施形態１における動作制御部３３の通常動作と異常発生対応動作と異常継続対応動作とそれぞれ同様となっている。
また、図８に示すように、実施形態２では、動作制御部３３は、スイッチング制御部３２とは別体のハードウェアにより構成され、通常制御と三相短絡制御と全開放制御のいずれか１つを行わせるための制御信号Ｓ３３をスイッチング制御部３２に出力する。スイッチング制御部３２は、動作制御部３３により出力された制御信号Ｓ３３に応答して通常制御と三相短絡制御と全開放制御のいずれか１つを行う。
なお、実施形態２では、スイッチング制御部３２は、例えば、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。そして、実施形態２におけるスイッチング制御部３２の動作は、実施形態１におけるスイッチング制御部３２の動作と同様となっている。
〔実施形態２による効果〕
以上のように、異常判定部３１をハードウェアによって構成することにより、異常判定部３１をソフトウェアによって構成する場合よりも、異常判定部３１における異常判定を迅速に行うことができる。
以上のように、異常判定部３１をハードウェアによって構成することにより、異常判定部３１をソフトウェアによって構成する場合よりも、異常判定部３１における異常判定を迅速に行うことができる。
また、動作制御部３３をハードウェアによって構成することにより、動作制御部３３をソフトウェアによって構成する場合よりも、動作制御部３３によるスイッチング制御部３２の制御を迅速に行うことができる。
なお、実施形態２において、異常判定部３１と動作制御部３３とが一体に形成されていてもよい。すなわち、異常判定部３１と動作制御部３３とが１つのハードウェアによって構成されていてもよい。
以上、実施形態１、２の説明では、制御部３０（スイッチング制御部３２と動作制御部３３）が磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得する場合を例に挙げたが、モータ３の回転速度を検知する回転速度センサ（図示を省略）がモータ制御装置１０に設けられていてもよい。そして、制御部３０（スイッチング制御部３２と動作制御部３３）は、回転速度センサにより検知された回転速度を入力することでモータ３の回転速度を取得するように構成されていてもよい。
また、実施形態１、２の説明では、制御部３０（動作制御部３３）が電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅとに基づいてモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得する場合を例に挙げたが、モータ３に作用するトルクを検知するトルクセンサ（図示を省略）がモータ制御装置１０に設けられていてもよい。そして、制御部３０（動作制御部３３）は、トルクセンサにより検知されたトルクを入力することでモータ３に作用するトルクＴｅｔを取得するように構成されていてもよい。
また、実施形態１、２および変形例を適宜組み合わせて実施してもよい。以上の実施形態および変形例は、本質的に好ましい例示であって、この発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
（実施形態３）
図９は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態３によるモータ制御装置４０は、実施形態１によるモータ制御装置１０の制御部３０を制御部５０で置き換えて構成されている。実施形態３によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成と同様となっている。
図９は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態３によるモータ制御装置４０は、実施形態１によるモータ制御装置１０の制御部３０を制御部５０で置き換えて構成されている。実施形態３によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態１によるモータ制御装置１０の構成と同様となっている。
〔制御部〕
制御部５０は、センサ２０により検知された情報や外部から入力された制御指令などに基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されている。例えば、制御部５０は、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。
制御部５０は、センサ２０により検知された情報や外部から入力された制御指令などに基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されている。例えば、制御部５０は、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。
この例では、制御部５０には、電流センサ２１ｕ〜２１ｗにより検知された相電流ｉｕ〜ｉｗと、磁極位置センサ２２により検知されたモータ３の磁極位置θｅと、電源電圧ＶＰと、モータ３の目標トルク（例えば電気車両のアクセルペダルの操作量に応じたトルク）を示すトルク指令Ｔｅとが入力される。
また、この例では、制御部５０は、異常判定部５１と、通常制御部５２と、異常制御部５３とを有している。すなわち、異常判定部５１と通常制御部５２と異常制御部５３は、ソフトウェアにより実現されており、制御部５０の機能の一部を構成している。
〔異常判定部〕
異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに対して異常判定を行うように構成されている。この例では、異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０との全部に対して異常判定を行う。なお、異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の異常を、実施形態１によるモータ制御装置１０の異常判定部３１と同様にして判定してもよい。
異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに対して異常判定を行うように構成されている。この例では、異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０との全部に対して異常判定を行う。なお、異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の異常を、実施形態１によるモータ制御装置１０の異常判定部３１と同様にして判定してもよい。
〔通常制御部〕
通常制御部５２は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、センサ２０により検知された情報に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。具体的には、通常制御部５２は、モータ３のトルクがトルク指令Ｔｅに示された目標トルクとなるように電流センサ２１ｕ〜２１ｗや磁極位置センサ２２などの各種センサからの検知信号（具体的には３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗをそれぞれ流れる相電流ｉｕ〜ｉｗとモータ３の磁極位置θｅ）に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。
通常制御部５２は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、センサ２０により検知された情報に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。具体的には、通常制御部５２は、モータ３のトルクがトルク指令Ｔｅに示された目標トルクとなるように電流センサ２１ｕ〜２１ｗや磁極位置センサ２２などの各種センサからの検知信号（具体的には３つの出力線ＬＯｕ〜ＬＯｗをそれぞれ流れる相電流ｉｕ〜ｉｗとモータ３の磁極位置θｅ）に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御する。
この例では、通常制御部５２は、図５で説明した実施形態１の制御部３０による弱め界磁制御動作と同様にして、モータ３の回転速度に応じてモータ３に対して弱め界磁制御を実施するように構成されている。
〔異常制御部〕
異常制御部５３は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択して行う。三相短絡制御では、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする。全開放制御では、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする。
異常制御部５３は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されると、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択して行う。三相短絡制御では、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする。全開放制御では、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする。
この例では、異常制御部５３は、図６で説明した実施形態１の制御部３０による異常発生対応動作と同様にして、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択して行うように構成されている。
三相短絡制御と全開放制御の特徴については、実施形態１で説明したとおりである。異常判定部５１により異常があると判定されたときのモータ３の回転速度が比較的に高い場合に三相短絡制御を行う一方で、異常判定部５１により異常があると判定されたときのモータ３の回転速度が比較的に低い場合に全開放制御を行うことにより、平滑キャパシタ１２の端子間電圧の上昇と相電流ｉｕ〜ｉｗの瞬時的な増加の両方を効果的に抑制することができる。
〔三相短絡制御の詳細〕
次に、図１０を参照して、異常制御部５３による三相短絡制御の詳細について説明する。
次に、図１０を参照して、異常制御部５３による三相短絡制御の詳細について説明する。
〈ステップＳ３１〉
まず、異常制御部５３は、異常判定部５１による異常判定の結果に基づいて、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）の中に異常判定部３１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子があるか否かを判定する。６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がある場合には、ステップＳ３２へ進み、そうでない場合には、ステップＳ３３へ進む。
まず、異常制御部５３は、異常判定部５１による異常判定の結果に基づいて、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）の中に異常判定部３１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子があるか否かを判定する。６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がある場合には、ステップＳ３２へ進み、そうでない場合には、ステップＳ３３へ進む。
〈ステップＳ３２〉
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がある場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にする。例えば、異常判定部５１により第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が短絡異常であると判定された場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオン状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオフ状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がある場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にする。例えば、異常判定部５１により第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が短絡異常であると判定された場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオン状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオフ状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
〈ステップＳ３３〉
一方、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がない場合、異常制御部５３は、異常判定部５１による異常判定の結果に基づいて、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）の中に異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子があるか否かを判定する。６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に開放異常であると判定されたスイッチング素子がある場合には、ステップＳ３４へ進み、そうでない場合には、ステップＳ３５へ進む。
一方、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がない場合、異常制御部５３は、異常判定部５１による異常判定の結果に基づいて、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）の中に異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子があるか否かを判定する。６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に開放異常であると判定されたスイッチング素子がある場合には、ステップＳ３４へ進み、そうでない場合には、ステップＳ３５へ進む。
〈ステップＳ３４〉
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に開放異常であると判定されたスイッチング素子がある場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にする。例えば、異常判定部５１により第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が開放異常であると判定された場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオフ状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオン状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に開放異常であると判定されたスイッチング素子がある場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にする。例えば、異常判定部５１により第１ハイサイドスイッチング素子Ｓ１が開放異常であると判定された場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオフ状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオン状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
〈ステップＳ３５〉
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がなく且つ開放異常であると判定されたスイッチング素子もない場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち予め定められたスイッチング素子群をオン状態にする。例えば、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がなく且つ開放異常であると判定されたスイッチング素子もない場合に三相短絡制御においてオン状態にすべきスイッチング素子群としてローサイドスイッチング素子群が予め定められている場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオフ状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオン状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がなく且つ開放異常であると判定されたスイッチング素子もない場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち予め定められたスイッチング素子群をオン状態にする。例えば、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の中に短絡異常であると判定されたスイッチング素子がなく且つ開放異常であると判定されたスイッチング素子もない場合に三相短絡制御においてオン状態にすべきスイッチング素子群としてローサイドスイッチング素子群が予め定められている場合、異常制御部５３は、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３がオフ状態となるとともに３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６がオン状態となるように、６つのスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に供給されるゲート信号を制御する。
〔実施形態３による効果〕
以上のように、直流電源２だけでなく、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０とに対して異常判定を行うことにより、直流電源２に異常が発生した場合だけでなく、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに異常が発生した場合にモータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御とを選択的に行うことができる。これにより、直流電源２の異常による電力線（電源線ＬＰと接地線ＬＧ）の過電圧だけでなく、直流電源２やモータ３やインバータ１１やセンサ２０の異常による電力線の過電圧を抑制することができる。
以上のように、直流電源２だけでなく、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０とに対して異常判定を行うことにより、直流電源２に異常が発生した場合だけでなく、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに異常が発生した場合にモータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御とを選択的に行うことができる。これにより、直流電源２の異常による電力線（電源線ＬＰと接地線ＬＧ）の過電圧だけでなく、直流電源２やモータ３やインバータ１１やセンサ２０の異常による電力線の過電圧を抑制することができる。
また、三相短絡制御において３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にすることにより、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）に短絡異常が発生している場合であっても三相短絡制御を正常に行うことができる。
また、三相短絡制御において３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にすることにより、６つのスイッチング素子（３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６）に開放異常が発生している場合であっても三相短絡制御を正常に行うことができる。
また、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択することにより、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０の少なくとも１つに異常が発生した場合に三相短絡制御と全開放制御のうちモータ３の動作状態に応じた制御を適切に行うことができる。
また、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得（算出）することにより、モータ３の回転速度を検知する回転速度センサ（図示を省略）を省略することができる。
（実施形態３の変形例）
なお、図６に示した異常制御部５３による動作においてステップＳ２２が省略されていてもよい。すなわち、異常制御部５３は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御部５３は、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に三相短絡制御を選択し、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
なお、図６に示した異常制御部５３による動作においてステップＳ２２が省略されていてもよい。すなわち、異常制御部５３は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御部５３は、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に三相短絡制御を選択し、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
また、図６に示した異常制御部５３による動作においてステップＳ２１が省略されていてもよい。すなわち、異常制御部５３は、モータ３の回転速度に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御部５３は、モータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に三相短絡制御を選択し、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
（実施形態４）
図１１は、実施形態４によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態４によるモータ制御装置４０は、実施形態３によるモータ制御装置４０と比べて、制御部５０の構成が異なっている。実施形態４によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成と同様となっている。
図１１は、実施形態４によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態４によるモータ制御装置４０は、実施形態３によるモータ制御装置４０と比べて、制御部５０の構成が異なっている。実施形態４によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成と同様となっている。
図１１に示すように、実施形態４の制御部５０は、実施形態３の制御部５０と比べて、異常制御部５３の構成が異なっている。実施形態４の制御部５０のその他の構成は、実施形態３の制御部５０の構成と同様となっている。
〔異常制御部〕
実施形態４の異常制御部５３は、異常制御選択部５３１と、異常制御実行部５３２とを有している。
実施形態４の異常制御部５３は、異常制御選択部５３１と、異常制御実行部５３２とを有している。
〈異常制御選択部〉
異常制御選択部５３１は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択する。
異常制御選択部５３１は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択する。
この例では、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無およびモータ３の回転速度のうち少なくとも一方に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されている。具体的には、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合またはモータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に、三相短絡制御を選択し、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されておらず且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に、全開放制御を選択するように構成されている。
なお、この例では、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２と同様に、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得するように構成されている。具体的には、異常制御選択部５３１は、磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅを微分することによりモータ３の回転速度を算出する。
〈異常制御実行部〉
異常制御実行部５３２は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されると、三相短絡制御と全開放制御のうち異常制御選択部５３１により選択された制御を行う。
異常制御実行部５３２は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されると、三相短絡制御と全開放制御のうち異常制御選択部５３１により選択された制御を行う。
また、この例では、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御において、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にするように構成されている。
また、この例では、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御において、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち異常判定部５１により開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にするように構成されている。
〔異常制御選択部による動作〕
次に、図１２を参照して、異常制御選択部５３１による動作について説明する。この異常制御選択部５３１による動作は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで繰り返し行われる。
次に、図１２を参照して、異常制御選択部５３１による動作について説明する。この異常制御選択部５３１による動作は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで繰り返し行われる。
〈ステップＳ４１〉
まず、図６に示したステップＳ２１と同様に、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御が実施されているか否かを判定する。モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合には、ステップＳ４３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ４２へ進む。
まず、図６に示したステップＳ２１と同様に、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御が実施されているか否かを判定する。モータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合には、ステップＳ４３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ４２へ進む。
〈ステップＳ４２〉
次に、図６に示したステップＳ２２と同様に、異常制御選択部５３１は、モータ３の回転速度を取得し、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合には、ステップＳ４３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ４４へ進む。なお、回転速度閾値は、図６と同様に、第１回転速度Ｒ１であってもよい。
次に、図６に示したステップＳ２２と同様に、異常制御選択部５３１は、モータ３の回転速度を取得し、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回るか否かを判定する。モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合には、ステップＳ４３へ進み、そうでない場合には、ステップＳ４４へ進む。なお、回転速度閾値は、図６と同様に、第１回転速度Ｒ１であってもよい。
〈ステップＳ４３〉
通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合、または、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御を選択する。例えば、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうちどちらの制御が選択されているのかを識別するためのフラグ（以下「処理フラグ」と記載）を降ろした状態にする。すなわち、処理フラグが立っている場合には、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が選択されていることになり、処理フラグが降ろされている場合には、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御が選択されていることになる。
通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合、または、モータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御を選択する。例えば、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうちどちらの制御が選択されているのかを識別するためのフラグ（以下「処理フラグ」と記載）を降ろした状態にする。すなわち、処理フラグが立っている場合には、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が選択されていることになり、処理フラグが降ろされている場合には、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御が選択されていることになる。
〈ステップＳ４４〉
一方、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回る場合、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御を選択する。例えば、異常制御選択部５３１は、処理フラグを立てた状態にする。
一方、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されており且つモータ３の回転速度が回転速度閾値を上回る場合、異常制御選択部５３１は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御を選択する。例えば、異常制御選択部５３１は、処理フラグを立てた状態にする。
〔異常制御実行部による動作〕
次に、図１３を参照して、異常制御実行部５３２による動作について説明する。この異常制御実行部５３２による動作は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されたときに行われる。
次に、図１３を参照して、異常制御実行部５３２による動作について説明する。この異常制御実行部５３２による動作は、異常判定部５１により直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定されたときに行われる。
〈ステップＳ５１〉
まず、異常制御実行部５３２は、異常制御選択部５３１により三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が選択されているか否か（例えば処理フラグが立っているか否か）を判定する。異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されている場合（処理フラグが立っている場合）には、ステップＳ５２へ進み、そうでない場合には、ステップＳ５３へ進む。
まず、異常制御実行部５３２は、異常制御選択部５３１により三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御が選択されているか否か（例えば処理フラグが立っているか否か）を判定する。異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されている場合（処理フラグが立っている場合）には、ステップＳ５２へ進み、そうでない場合には、ステップＳ５３へ進む。
〈ステップＳ５２〉
異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されている場合、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御を行う。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群がオン状態となるとともに他方のスイッチング素子群がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。なお、異常制御実行部５３２による三相短絡制御の詳細は、図１０に示した異常制御部５３による三相短絡制御の詳細と同様であってもよい。
異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されている場合、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御と全開放制御のうち三相短絡制御を行う。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３からなるハイサイドスイッチング素子群および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群がオン状態となるとともに他方のスイッチング素子群がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。なお、異常制御実行部５３２による三相短絡制御の詳細は、図１０に示した異常制御部５３による三相短絡制御の詳細と同様であってもよい。
〈ステップＳ５３〉
一方、異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されていない場合（すなわち全開放制御が選択されている場合）、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御を行う。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の全部がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
一方、異常制御選択部５３１により三相短絡制御が選択されていない場合（すなわち全開放制御が選択されている場合）、異常制御実行部５３２は、三相短絡制御と全開放制御のうち全開放制御を行う。これにより、３つのハイサイドスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ３および３つのローサイドスイッチング素子Ｓ４〜Ｓ６の全部がオフ状態となり、インバータ１１のスイッチング動作が停止する。
〔実施形態４による効果〕
以上のように、異常判定部５１により異常があると判定される前にモータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定部５１により異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
以上のように、異常判定部５１により異常があると判定される前にモータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択しておくことができるので、異常判定部５１により異常があると判定された場合に三相短絡制御または全開放制御を迅速に行うことができる。
（実施形態４の変形例）
また、図１２に示した異常制御選択部５３１による動作においてステップＳ４２が省略されていてもよい。すなわち、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に三相短絡制御を選択し、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
また、図１２に示した異常制御選択部５３１による動作においてステップＳ４２が省略されていてもよい。すなわち、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によるモータ３に対する弱め界磁制御の実施の有無に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御選択部５３１は、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されている場合に三相短絡制御を選択し、通常制御部５２によりモータ３に対する弱め界磁制御が実施されていない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
また、図１２に示した異常制御選択部５３１による動作においてステップＳ４１が省略されていてもよい。すなわち、異常制御選択部５３１は、モータ３の回転速度に応じて、三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよい。具体的には、異常制御選択部５３１は、モータ３の回転速度が予め定められた回転速度閾値を上回る場合に三相短絡制御を選択し、モータ３の回転速度が回転速度閾値を上回らない場合に全開放制御を選択するように構成されていてもよい。
（実施形態５）
図１４は、実施形態５によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態５によるモータ制御装置４０は、実施形態３によるモータ制御装置４０と比べて、制御部５０の構成が異なっている。実施形態５によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成と同様となっている。
図１４は、実施形態５によるモータ制御装置４０の構成を例示している。実施形態５によるモータ制御装置４０は、実施形態３によるモータ制御装置４０と比べて、制御部５０の構成が異なっている。実施形態５によるモータ制御装置４０のその他の構成は、実施形態３によるモータ制御装置４０の構成と同様となっている。
図１４に示すように、実施形態５では、異常判定部５１は、通常制御部５２および異常制御部５３と別体のハードウェアによって構成されている。この例では、通常制御部５２および異常制御部５３は、制御処理部５５に含まれている。制御処理部５５は、例えば、ＣＰＵなどの演算処理部と、演算処理部を動作させるためのプログラムや情報などを記憶するメモリなどの記憶部と、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６にゲート信号を供給してスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６のオンオフを制御するゲートドライブＩＣなどの駆動回路とによって構成されている。すなわち、この例では、通常制御部５２と異常制御部５３は、ソフトウェアにより実現されており、制御処理部５５の機能の一部を構成している。
実施形態５では、異常判定部５１は、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定すると異常検知信号Ｓ５１を出力するように構成されている。
また、実施形態５では、通常制御部５２は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されるまで、センサ２０により検知された情報に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されている。実施形態５の通常制御部５２による動作（異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されるまで行われる動作）は、実施形態３の通常制御部５２による動作（異常判定部５１により異常があると判定されるまで行われる動作）と同様となっている。
そして、実施形態５では、異常制御部５３は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されると、モータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択して行うように構成されている。実施形態５の異常制御部５３による動作（異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力された後に行われる動作）は、実施形態１の異常制御部５３による動作（異常判定部５１により異常があると判定された後に行われる動作）と同様となっている。
なお、実施形態５の制御部５０のその他の構成は、実施形態３の制御部５０の構成と同様となっている。
〔実施形態５による効果〕
以上のように、異常判定部５１をハードウェアによって構成することにより、異常判定部５１をソフトウェアによって構成する場合よりも、異常判定部５１における異常判定を迅速に行うことができる。
以上のように、異常判定部５１をハードウェアによって構成することにより、異常判定部５１をソフトウェアによって構成する場合よりも、異常判定部５１における異常判定を迅速に行うことができる。
なお、実施形態５の構成を実施形態４に適用してもよい。すなわち、実施形態４において、異常判定部５１は、通常制御部５２および異常制御部５３と別体のハードウェアによって構成され、直流電源２とモータ３とインバータ１１とセンサ２０のうち少なくとも１つが異常であると判定すると異常検知信号Ｓ５１を出力するように構成されていてもよい。
通常制御部５２は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されるまで、センサ２０により検知された情報に基づいてインバータ１１のスイッチング動作を制御するように構成されていてもよい。そして、異常制御部５３は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されると、モータの動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択して行うように構成されていてもよい。
具体的には、異常制御選択部５３１は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力される前に、モータ３の動作状態に応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方を選択するように構成されていてもよいし、異常制御実行部５３２は、異常判定部５１により異常検知信号Ｓ５１が出力されると、三相短絡制御と全開放制御のうち異常制御選択部５３１により選択された制御を行うように構成されていてもよい。
以上、実施形態３、４、５の説明では、制御部５０（通常制御部５２と異常制御部５３）が磁極位置センサ２２により検知された磁極位置θｅに基づいてモータ３の回転速度を取得する場合を例に挙げたが、モータ３の回転速度を検知する回転速度センサ（図示を省略）がモータ制御装置４０に設けられていてもよい。そして、制御部５０（通常制御部５２と異常制御部５３）は、回転速度センサにより検知された回転速度を入力することでモータ３の回転速度を取得するように構成されていてもよい。
また、実施形態３、４、５および変形例を適宜組み合わせて実施してもよく、さらには、実施形態１、２および変形例を適宜組み合わせて実施してもよい。
例えば、実施形態３、４、５によるモータ制御装置４０は、異常判定部３１により異常があると判定された場合に、モータ３の動作状態に応じてあらかじめ選択しておいた三相短絡制御また全開放制御を行った後、実施形態１、２で説明した異常継続対応動作として、モータ３に作用するトルクに応じて三相短絡制御と全開放制御のいずれか一方をさらに行ってもよい。
以上の実施形態は、本質的に好ましい例示であって、この発明、その適用物、あるいはその用途の範囲を制限することを意図するものではない。
以上説明したように、この開示は、モータ制御装置として有用である。
１０、４０ モータ制御装置
２ 直流電源
３ モータ
１１ インバータ
１２ 平滑キャパシタ
２０ センサ
２１ｕ〜２１ｗ 電流センサ
２２ 磁極位置センサ
３０、５０ 制御部
３１、５１ 異常判定部
３２ スイッチング制御部
３３ 動作制御部
５２ 通常制御部
５３ 異常制御部
５３１ 異常制御選択部
５３２ 異常制御実行部
５５ 制御処理部
ＬＰ 電源線
ＬＧ 接地線
ＬＯｕ〜ＬＯｗ 出力線
２ 直流電源
３ モータ
１１ インバータ
１２ 平滑キャパシタ
２０ センサ
２１ｕ〜２１ｗ 電流センサ
２２ 磁極位置センサ
３０、５０ 制御部
３１、５１ 異常判定部
３２ スイッチング制御部
３３ 動作制御部
５２ 通常制御部
５３ 異常制御部
５３１ 異常制御選択部
５３２ 異常制御実行部
５５ 制御処理部
ＬＰ 電源線
ＬＧ 接地線
ＬＯｕ〜ＬＯｗ 出力線
Claims (13)
- 直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、
該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、
前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、
制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行い、
前記異常判定により異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御を行い、
前記異常判定により異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行い、
前記制御部は、さらに、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、
異常制御部と、を有し、
前記異常制御部は、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部と、を有している、
モータ制御装置。 - 前記制御部は、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行う異常判定部と、
前記通常制御と前記三相短絡制御と前記全開放制御とを行うスイッチング制御部と、
前記異常判定部により異常があると判定されるまで前記スイッチング制御部に前記通常制御を行わせ、前記異常継続期間において前記モータに作用するトルクに応じて該三相短絡制御と該全開放制御のいずれか一方を該スイッチング制御部に行わせる動作制御部と、を有している、
請求項１に記載のモータ制御装置。 - 前記異常判定部は、前記スイッチング制御部および前記動作制御部とは別体のハードウェアにより構成され、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに異常があると判定すると異常検知信号を該動作制御部に出力する、
請求項２に記載のモータ制御装置。 - 前記動作制御部は、前記スイッチング制御部とは別体のハードウェアにより構成され、前記通常制御と前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか１つを行わせるための制御信号を該スイッチング制御部に出力する、
請求項２または３に記載のモータ制御装置。 - 前記制御部は、前記異常継続期間において、前記三相短絡制御が行われている場合に前記モータに作用するトルクが予め定められた第１トルク閾値を下回ると該三相短絡制御を終了して前記全開放制御を開始し、該全開放制御が行われている場合に該モータに作用するトルクが予め定められた第２トルク閾値を上回ると該全開放制御を終了して該三相短絡制御を開始する、
請求項１〜４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 - 前記センサは、前記モータに流れる相電流を検知する電流センサと、該モータの磁極位置を検知する磁極位置センサとを含み、
前記制御部は、前記電流センサにより検知された前記相電流と前記磁極位置センサにより検知された前記磁極位置とに基づいて前記モータに作用するトルクを取得する、
請求項１〜５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 - 前記制御部は、
前記通常制御において、前記モータの回転速度に応じて該モータに対して弱め界磁制御を実施し、
前記異常判定により異常があると判定されると、前記モータに対する弱め界磁制御の実施の有無および該モータの回転速度のうち少なくとも一方に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を行う、
請求項１〜６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 - 前記異常判定部は、前記通常制御部および前記異常制御部とは別体のハードウェアによって構成され、前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定すると異常検知信号を出力し、
前記通常制御部は、前記異常判定部により前記異常検知信号が出力されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御し、
前記異常制御部は、前記異常判定部により前記異常検知信号が出力されると、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択して行う、
請求項１に記載のモータ制御装置。 - 前記異常判定部は、前記３つのハイサイドスイッチング素子および前記３つのローサイドスイッチング素子の各々に対して該スイッチング素子が常にオン状態となる短絡異常であるか否かを判定し、
前記異常制御部は、前記三相短絡制御において、前記ハイサイドスイッチング素子群および前記ローサイドスイッチング素子群のうち前記異常判定部により前記短絡異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオン状態にするように構成されている、
請求項１に記載のモータ制御装置。 - 前記異常判定部は、前記３つのハイサイドスイッチング素子および前記３つのローサイ
ドスイッチング素子の各々に対して該スイッチング素子が常にオフ状態となる開放異常であるか否かを判定するように構成され、
前記異常制御部は、前記三相短絡制御において、前記ハイサイドスイッチング素子群および前記ローサイドスイッチング素子群のうち前記異常判定部により前記開放異常であると判定されたスイッチング素子を含むスイッチング素子群をオフ状態にするように構成されている、
請求項１に記載のモータ制御装置。 - 直流電源の電力により三相交流式のモータを制御するモータ制御装置であって、
前記モータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と前記直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、
前記インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサと、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定部と、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御部と、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、該モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御部とを備え、
前記異常制御部は、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択部と、
前記異常判定部により前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定されると、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択部により選択された制御を行う異常制御実行部とを有している、
モータ制御装置。 - 三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つに対して異常判定を行う異常判定ステップと、
前記異常判定ステップにより異常があると判定されるまで、前記センサにより検知された情報に基づいて前記インバータのスイッチング動作を制御する通常制御ステップと、
前記異常判定ステップにより異常があると判定された後の異常継続期間において、前記モータに作用するトルクに応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を行う異常継続対応ステップと、を含み、
異常制御ステップを、さらに含み、
前記異常制御ステップは、
前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、
前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む、
モータ制御装置の制御方法。 - 三相交流式のモータの３つの入力端子にそれぞれ接続される３つの出力線と直流電源の正極に接続される電源線との間にそれぞれ接続される３つのハイサイドスイッチング素子と、該３つの出力線と該直流電源の負極に接続される接地線との間にそれぞれ接続される３つのローサイドスイッチング素子とを有するインバータと、該インバータのスイッチング動作の制御に用いられる情報を検知するセンサとを備えたモータ制御装置の制御方法であって、
前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサとに対して異常判定を行う異常判定ステップと、
前記異常判定ステップにおいて前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記モータの動作状態に応じて、前記３つのハイサイドスイッチング素子からなるハイサイドスイッチング素子群および前記３つのローサイドスイッチング素子からなるローサイドスイッチング素子群のうち一方のスイッチング素子群をオン状態にするとともに他方のスイッチング素子群をオフ状態にする三相短絡制御と該ハイサイドスイッチング素子群および該ローサイドスイッチング素子群の全部をオフ状態にする全開放制御のいずれか一方を選択して行う異常制御ステップと、を含み、
前記異常制御ステップは、
前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定される前に、前記モータの動作状態に応じて前記三相短絡制御と前記全開放制御のいずれか一方を選択する異常制御選択ステップと、
前記異常判定ステップにより前記直流電源と前記モータと前記インバータと前記センサのうち少なくとも１つが異常であると判定された場合に、前記三相短絡制御と前記全開放制御のうち前記異常制御選択ステップにより選択された制御を行う異常制御実行ステップと、を含む、
モータ制御装置の制御方法。
Priority Applications (2)
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