JP2017060304A - 回転電機システムの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機の出力トルクに制約を与えることなく、インバータや３相巻線が高温状態となるのを抑制できる回転電機システムの制御装置を提供する。
【解決手段】回転電機が３相巻線を２系統有しており、マイコン３２０がインバータを制御するための制御モードを設定する制御モード設定部３９０を有する。制御モード設定部は、各系統のインバータの温度及び３相巻線の温度、同系統でのインバータの温度及び３相巻線の温度の相対関係、及び系統間での温度の相対関係に基づき、制御モードとして、インバータを２系統とも回転電機の出力特性に応じてＰＷＭ制御又は矩形波制御する特性優先モード、インバータを２系統ともＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する温度優先モード、２系統のインバータの一方を駆動させ、他方を停止させる片系継続モード、インバータを２系統とも停止させる安全優先モード、のいずれかを設定する。
【選択図】図３

Description

この明細書における開示は、２系統の３相巻線を有する回転電機と、３相巻線にそれぞれ対応して設けられ、直流電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換して対応する系統の３相巻線に印加する２系統のインバータと、を備えた回転電機システムを制御するための回転電機システムの制御装置に関する。

特許文献１には、回転電機（交流モータ）とインバータを備えた回転電機システム（モータ駆動システム）の制御装置が開示されている。回転電機システムは、３相巻線を１系統分有する回転電機と、３相巻線に対応して設けられた１系統分のインバータを備えた回転電機システムを制御する。この制御装置は、インバータの温度と３相巻線（交流モータ）の温度を取得し、これら温度の相対関係に応じて、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれかを優先的に実行する。

また、インバータの温度が許容温度を超えた場合に、インバータの制御を停止させる制御装置も知られている。

特開２０１０−２００５２７号公報

近年、冗長性、制御性向上などを目的とし、２系統の３相巻線を有する回転電機と、３相巻線にそれぞれ対応して設けられた２系統のインバータと、を備えた回転電機システムが提案されている。

このような回転電機システムの制御装置に、上記した制御方式を適用した場合、インバータ制御モードとして、インバータを２系統とも、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する第１モードと、所定値よりも高い温度である許容温度を超えた場合に設定され、インバータを２系統とも停止させる第２モードが考えられる。

したがって、第１モード設定時に温度がさらに上昇すると、第２モードを設定せざるを得ない。第２モードではインバータを２系統とも停止させるため、回転電機の出力トルクに制約を与えることになる。

本開示はこのような課題に鑑みてなされたものであり、回転電機の出力トルクに制約を与えることなく、インバータや３相巻線が高温状態となるのを抑制できる回転電機システムの制御装置を提供することを目的とする。

本開示は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、括弧内の符号は、ひとつの態様として後述する実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、技術的範囲を限定するものではない。

本開示のひとつは、２系統の３相巻線（２１３Ａ，２１３Ｂ）を有する回転電機（２００）と、２系統の３相巻線にそれぞれ対応して設けられ、直流電源（１０）から供給される直流電圧を交流電圧に変換して対応する系統の前記３相巻線に印加する２系統のインバータ（３２３Ａ，３２３Ｂ）と、を備えた回転電機システムの制御装置であって、
制御モードにしたがってインバータを制御するものであり、制御モードとして、インバータを２系統とも、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する温度優先モード、２系統のインバータの一方を駆動させ、他方を停止させる片系継続モード、インバータを２系統とも停止させる安全優先モードを含む制御部（３４０Ａ，３４０Ｂ、３７０）と、
各系統のインバータの温度及び各系統の３相巻線の温度をそれぞれ取得する温度取得部（３８０）と、
各系統のインバータの温度及び各系統の３相巻線の温度、同系統でのインバータの温度及び３相巻線の温度の相対関係、及び系統間での温度の相対関係に基づき、制御部が実行する制御モードを設定する制御モード設定部（３９０）と、
を備える。

これによれば、各系統のインバータ及び３相巻線の温度、同系統の相関関係、系統間の相関関係に基づき、片系継続モードを設定できる。このため、インバータを２系統とも停止させることなく、インバータや３相巻線が高温状態となるのを抑制できる。すなわち、回転電機の出力トルクに制約を与えることなく、高温状態となるのを抑制できる。

第１実施形態に係る制御装置一体型回転電機の概略構成を示す図である。 制御部の回路構成を示す図である。 マイコンが実行する機能を示した図である。 制御モード設定部が実行する制御モード設定処理を示すフローチャートである。 インバータ温度差、３相巻線温度差を説明するための図である。 Ａ系インバータに対する温度領域を説明するための図である。 Ａ系３相巻線に対する温度領域を説明するための図である。 Ａ系優先モード判定処理を示すフローチャートである。 Ａ系優先モードを設定するためのテーブルを示す図である。 ２系優先モード判定処理を示すフローチャートである。 ２系優先モードを設定するためのテーブルを示す図である。 温度優先モードにおける制御方式判定処理を示すフローチャートである。 片系継続モードにおける制御方式判定処理を示すフローチャートである。 片系継続モードにおける駆動系統判定処理を示すフローチャートである。

図面を参照しながら、複数の実施形態を説明する。複数の実施形態において、機能的に及び／又は構造的に対応する部分には同一の参照符号を付与する。

（第１実施形態）
先ず、図１に基づき、本実施形態に係る制御装置一体型回転電機１００の概略構成について説明する。図１に示すように、制御装置一体型回転電機１００は、回転電機２００と、回転電機２００の駆動を制御する制御部３００と、回転位置検出部４００と、を備えている。

回転電機２００は、たとえば、車両のエンジンを駆動するスタータ、エンジン出力をアシストするモータ、及び減速時にエネルギー回生を行うリジェネレータとしての機能を備えたＩＳＧ（Integrated Starter Generator）であり、ステータ２１０と、シャフト２２０と、ロータ２３０と、を有している。ステータ２１０は、円筒状のステータコアを有し、そのステータコアには、内壁から突出する複数の突極が形成されている。そして、それぞれの突極に、３相巻線２１３が巻きつけられている。３相巻線２１３は、３相のステータコイル、固定子巻線とも称される。この３相巻線２１３に位相がずれた交流電流を流すことにより、ステータ２１０は、ロータ２３０を回転させる回転磁界を発生する。本実施形態では、後述するように、２系統（２組）の３相巻線２１３を有している。

シャフト２２０は、ロータ２３０と一体的に形成され、ロータ２３０とともに回転する。図１では、その回転軸をＬと示している。シャフト２２０の一端側には、回転位置検出部４００の構成要素である磁石４１０が固定されている。また、シャフト２２０には、磁石４１０が固定された一端と反対の他端にプーリ２２１が固定されている。このため、シャフト２２０の回転とともにプーリ２２１も回転する。プーリ２２１には図示しないベルトが係合され、このベルトを介して、エンジンにシャフト２２０の回転運動が伝達される。

ロータ２３０は、ステータ２１０と同軸の円筒状の部材であり、ステータ２１０の内周側に配置されている。そして、ロータ２３０の軸を含む、中央の空洞部にシャフト２２０が挿入固定されている。ロータ２３０は、その内部にロータコイル２３２を有している。このロータコイル２３２に流れる電流により形成される磁界と、ステータ２１０により形成される回転磁界とが相互作用して、ロータ２３０に回転のモーメントが発生する。なお、ロータコイル２３２の代わりに、ロータ２３０に永久磁石を埋め込んだ構成を採用しても良い。

ステータ２１０とロータ２３０は、図１に示すように、モータケース２４０に収容されている。モータケース２４０には、回転軸Ｌに沿ってシャフト２２０を挿通するための挿通孔２４１が形成されている。挿通孔２４１には、シャフト２２０を回転可能に支持する軸受２４２が配置されている。

制御部３００は、回路基板３１０と、その回路基板３１０上に実装された、回転電機２００の駆動を制御するマイコン３２０や電源ＩＣ３２１などのチップ、回転位置検出部４００の構成要素である、ホール素子や磁気抵抗素子などの磁電変換素子４２０、及びその他の回路素子を有している。

回路基板３１０は、たとえば、一般的に知られたプリント基板である。マイコン３２０は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、レジスタ、及びＩ／Ｏポートなどを備えて構成されたマイクロコンピュータである。電源ＩＣ３２１は、マイコン３２０への電源供給を管理する機能を備えている。磁電変換素子４２０は、シャフト２２０の一端に設けられた磁石４１０に対向するように配置され、磁石４１０、すなわちロータ２３０の回転角度に応じた電気信号を出力する。これらの回路基板３１０、及び、回路基板３１０に実装されたマイコン３２０、電源ＩＣ３２１、磁電変換素子４２０は、筐体３３０に収容されている。また、筐体３３０はカバー３３１に収容されている。

筐体３３０の外部であって、カバー３３１の内面には、制御部３００の構成要素としてのスイッチング素子３２２が配置されている。このスイッチング素子３２２は、後述するインバータを構成するためのもので、たとえば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やＭＯＳＦＥＴなどで構成されている。そして、カバー３３１の外面であって、スイッチング素子３２２が配置された部分の近傍に放熱フィン３３２が配置されている。放熱フィン３３２は、おもにスイッチング素子３２２が発生した熱をカバー３３１の外部に放熱する役割を果たす。

次に、図２に基づき、制御部３００の構成について説明する。図２では、電源ＩＣ３２１の図示を省略している。また、便宜上、回転位置検出部４００、後述する電流センサ、温度センサからマイコン３２０への接続経路を省略して図示している。

図２に示すように、回転電機２００は、３相巻線２１３（ステータコイル）として、ＵＶＷ側の３相巻線２１３Ａと、ＸＹＺ側の３相巻線２１３Ｂと、を有している。このように、回転電機２００は２系統の３相巻線２１３（２１３Ａ，２１３Ｂ）を有している。以下において、２系統のうち、ＸＹＺ側をＡ系、ＵＶＷ側をＢ系と示す。また、Ａ系の構成要素には末尾に「Ａ」を付与し、Ｂ系の構成要素には末尾に「Ｂ」を付与する。２系統の３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂは、互いに電気角で略３０度の位相差をもつ位置関係で配置されている。

回転電機２００は、Ａ系のインバータ３２３Ａ及びＢ系のインバータ３２３Ｂを介して、たとえば１２Ｖもしくは４８Ｖの電圧を発生する車載バッテリ１０に接続されている。車載バッテリ１０には、平滑コンデンサ１２が並列に接続されており、車載バッテリ１０から供給される動作電圧の安定化が図られている。回転電機２００と２系統（２組）のインバータ３２３Ａ，３２３Ｂにより、回転電機システムが構成されている。よって、マイコン３２０が、回転電機の制御装置に相当する。また、車載バッテリ１０が、直流電源に相当する。

Ａ系のインバータ３２３Ａは、回転電機２００のＡ系の３相巻線２１３Ａの各相に対応して、それぞれ、直列接続された一対のスイッチング素子３２２を備えている。そして、一対のスイッチング素子３２２同士を接続する接続線から分岐する分岐線が、３相巻線２１３Ａの各相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）に接続されている。各スイッチング素子３２２には、それぞれ、ダイオードが逆並列に接続されている。

同じく、Ｂ系のインバータ３２３Ｂは、回転電機２００のＢ系の３相巻線２１３Ｂの各相に対応して、それぞれ、直列接続された一対のスイッチング素子３２２を備えている。そして、一対のスイッチング素子３２２同士を接続する接続線から分岐する分岐線が、３相巻線２１３Ｂの各相（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）に接続されている。各スイッチング素子３２２には、それぞれ、ダイオードが逆並列に接続されている。

制御装置一体型回転電機１００は、上記したように、回転電機２００の回転角θを検出する回転位置検出部４００を備えている。回転位置検出部４００は、たとえばレゾルバやアブソリュート型エンコーダのように、回転電機２００の回転位置（磁極位置）を絶対値として検出可能な回転センサを有している。回転センサは、所定角度毎に回転電機２００の回転角θ（ロータ角）を検出する。

制御装置一体型回転電機１００は、さらに、電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａ，３２４Ｂ〜３２６Ｂと、温度センサ３２７Ａ，３２７Ｂ，３２８Ａ，３２８Ｂと、を有している。

Ａ系の電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａは、回転電機２００のＡ系の３相巻線２１３Ａの各相を流れる電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗをそれぞれ検出する。Ｂ系の電流センサ３２４Ｂ〜３２６Ｂは、Ｂ系の３相巻線２１３Ｂの各相を流れる電流ｉｘ，ｉｙ，ｉｚをそれぞれ検出する。各電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａ，３２４Ｂ〜３２６Ｂとしては、たとえば３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂの各相と直列に接続されたシャント抵抗を採用することができる。なお、Ａ系、Ｂ系ともに、３相分の電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａ，３２４Ｂ〜３２６Ｂを用いる例を示したが、２相分の電流センサを用い、残りの１相に流れる電流を、３相の電流の総和がゼロになる関係から算出することもできる。

Ａ系の温度センサ３２７ＡはＡ系のインバータ３２３Ａの温度Ｔｉａを検出し、Ｂ系の温度センサ３２７Ｂは、Ｂ系のインバータ３２３Ｂの温度Ｔｉｂを検出する。すなわち、温度センサ３２７Ａ，３２７Ｂは、対応する系のスイッチング素子３２２の温度を検出する。一方、Ａ系の温度センサ３２８ＡはＡ系の３相巻線２１３Ａの温度Ｔｍａを検出し、Ｂ系の温度センサ３２８ＢはＢ系の３相巻線２１３Ｂの温度Ｔｍｂを検出する。

これら各センサの検出値は、マイコン３２０に入力される。マイコン３２０が、回転電機制御システムの制御装置に相当する。マイコン３２０は、これらのセンサの検出値に加え、図示しない上位ＥＣＵからトルク指令値を取得する。上位ＥＣＵは、たとえば、車速センサ、ブレーキペダルセンサ、アクセルペダルセンサなどの各種センサの検出信号に基づいて、マイコン３２０に対し、回転電機２００が発生すべきトルク指令値を指示する。マイコン３２０は、トルク指令値及びセンサの検出値に基づいて、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの動作を制御する制御信号を生成して出力する。なお、回転電機２００がリジェネレータとして機能すべきときには、上位ＥＣＵは、マイナスのトルク指令値を指示する。

次に、図３に基づき、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの制御信号の生成方法について説明する。図３の機能ブロック図は、マイコン３２０において実行される機能をブロックにより図示したものである。

図３に示すように、マイコン３２０は、Ａ系のインバータ３２３Ａに対する制御信号を生成するＡ系制御部３４０Ａと、Ｂ系のインバータ３２３Ｂに対する制御信号を生成するＢ系制御部３４０Ｂと、を有している。Ａ系制御部３４０ＡとＢ系制御部３４０Ｂとは基本構成が同じであるため、以下においては、Ａ系制御部３４０Ａの構成について説明する。また、図３では、Ｂ系制御部３４０Ｂの構成を簡略化して図示している。

Ａ系制御部３４０Ａは、ＰＷＭ制御部３５０Ａと、矩形波制御部３６０Ａと、を有している。ＰＷＭ制御部３５０Ａは、正弦波ＰＷＭ制御部として構成されている。ＰＷＭ制御部３５０Ａは、指令変換部３５１Ａと、座標変換部３５２Ａ，３５５Ａと、減算部３５３Ａと、電流Ｆ／Ｂ制御部３５４Ａと、ＰＷＭ信号発生部３５６Ａと、を有している。

マイコン３２０は、回転電機２００が発生すべきトルク指令値Ｔｒｑ^＊を上位ＥＣＵから受信する。すると、指令変換部３５１Ａは、予め作成されたマップなどに基づいて、トルク指令値Ｔｒｑ^＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を生成する。なお、公知のように、ｄｑ座標は、たとえば、回転子のＳ極からＮ極に向かう方向をｄ軸とし、そのｄ軸に垂直なｑ軸によって定義される回転座標である。

座標変換部３５２Ａは、回転位置検出部４００によって検出された回転電機２００の回転角θを用いて、電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａにより検出された３相巻線２１３Ａの各相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗを、ｄ−ｑ座標系に変換し、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。

減算部３５３Ａは、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊とｄ軸電流Ｉｄとの偏差であるｄ軸偏差ΔＩｄ（ΔＩｄ＝Ｉｄ^＊−Ｉｄ）を算出する。また、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とｑ軸電流Ｉｑとの偏差であるｑ軸偏差ΔＩｑ（ΔＩｑ＝Ｉｑ^＊−Ｉｑ）を算出する。

電流Ｆ／Ｂ制御部３５４Ａは、ｄ軸偏差ΔＩｄ及びｑ軸偏差ΔＩｑの各々についてＰＩ（比例積分）演算を行うことにより制御偏差を算出し、その制御偏差に応じたｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊を生成する。すなわち、電流Ｉｄ，Ｉｑを電流指令値Ｉｄ^＊，Ｉｑ^＊に近づけるように、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊を生成する。なお、フィードバック制御はＰＩ制御に限定されない。たとえばＰＩＤ制御を採用することもできる。

座標変換部３５５Ａは、回転電機２００の回転角θを用いて、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ^＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ^＊を、３相交流座標系のＵ相，Ｖ相，Ｗ相の各相電圧指令Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊に変換する。

ＰＷＭ変調部２６０は、各相電圧指令Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊と搬送波との比較に基づいて、インバータ３２３Ａを駆動するための制御信号（ＰＷＭ信号）を生成する。この制御信号は、後述する制御モード切替部に出力される。なお、搬送波は、所定周波数の三角波やのこぎり波によって構成される。

一方、矩形波制御部３６０Ａは、電力演算部３６１Ａと、トルク演算部３６２Ａと、減算部３６３Ａと、電圧位相制御部３６４Ａと、矩形波発生部３６５Ａと、矩形波信号発生部３６６Ａと、を有している。

電力演算部３６１Ａは、電流センサ３２４Ａ〜３２６Ａにより検出された各相の電流ｉｕ，ｉｖ，ｉｗと、矩形波発生部３６５Ａにより生成された各相電圧指令Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊とにより、回転電機２００への供給電力Ｐを算出する。なお、供給電力Ｐは、各相の電流と電圧指令とを乗算した総和である。

トルク演算部３６２Ａは、電力演算部３６１Ａによって算出された供給電力と、回転電機２００の回転角θから算出される角速度ωとを用いて、実際のトルクを示すトルク推定値Ｔｒｑを算出する。トルク推定値は、供給電力Ｐを角速度ωで除算することで算出される。なお、電力演算部３６１Ａ及びトルク演算部３６２Ａに代えてトルクセンサを配置し、このトルクセンサの検出値を用いることもできる。

減算部３６３Ａは、トルク指令値Ｔｒｑ^＊とトルク推定値Ｔｒｑとの偏差であるトルク偏差ΔＴｒｑ（ΔＴｒｑ＝Ｔｒｑ^＊−Ｔｒｑ）を算出する。

電圧位相制御部３６４Ａは、トルク偏差ΔＴｒｑについてＰＩ演算を行なうことにより制御偏差を算出し、その制御偏差に応じて矩形波電圧の位相φｖを設定する。具体的には、正トルク発生（Ｔｒｑ^＊＞０）時には、トルク不足時には電圧位相を進める一方で、トルク過剰時には電圧位相を遅らせるとともに、負トルク発生（Ｔｒｑ^＊＜０）時には、トルク不足時には電圧位相を遅らせる一方で、トルク過剰時には電圧位相を進める。

矩形波発生部３６５Ａは、電圧位相制御部３６４Ａによって設定された電圧位相φｖにしたがって、矩形波パルスである各相電圧指令Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊を発生する。

矩形波信号発生部３６６Ａは、各相電圧指令Ｖｕ^＊，Ｖｖ^＊，Ｖｗ^＊に基づいて、インバータ３２３Ａを駆動するための制御信号を生成する。この制御信号も、後述する制御モード切替部に出力される。インバータ３２３Ａが、上記制御信号に従ったスイッチング動作を行なうことにより、電圧位相φｖにしたがう矩形波パルスが、回転電機２００のＵＶＷ各相電圧として印加される。

さらにマイコン３２０は、図３に示すように、制御モード切替部３７０と、温度取得部３８０と、制御モード設定部３９０と、を有している。

制御モード切替部３７０は、制御モード設定部３９０によって設定される制御モードにてインバータ３２３Ａ，３２３Ｂが制御されるように、Ａ系制御部３４０ＡとＢ系制御部３４０Ｂとによる制御、さらには、ＰＷＭ制御部３５０Ａと矩形波制御部３６０Ａとによる制御を切り替える。たとえば、インバータ３２３ＡをＰＷＭ制御、インバータ３２３Ｂを停止させる場合、制御モード切替部３７０は、Ａ系制御部３４０Ａのうち、ＰＷＭ制御部３５０Ａにより生成された制御信号（ＰＷＭ信号）をインバータ３２３Ａに出力する。一方、インバータ３２３Ｂには、スイッチング素子３２２をオフさせる制御信号をインバータ３２３Ｂに出力する。

本実施形態において、Ａ系制御部３４０Ａ、Ｂ系制御部３４０Ｂ、及び制御モード切替部３７０が、制御部に相当する。Ａ系制御部３４０のＰＷＭ制御部３５０Ａ及び矩形波制御部３６０Ａと、Ｂ系制御部３５０のＰＷＭ制御部及び矩形波制御部は、それぞれトルク指令値Ｔｒｑ^＊に基づいて制御信号を生成する。制御モード切替部３７０は、制御モード設定部３９０により設定される制御モードに応じた制御信号を選択して出力する。すなわち、Ａ系制御部３４０Ａ、Ｂ系制御部３４０Ｂ、及び制御モード切替部３７０は、制御モードにしたがってインバータ３２３Ａ，３２３Ｂを制御する。

温度取得部３８０は、温度センサ３２７Ａ，３２７Ｂにより検出された各系のインバータ３２３Ａ，３２３Ｂの温度Ｔｉａ，Ｔｉｂと、温度センサ３２８Ａ，３２８Ｂにより検出された各系の３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂの温度Ｔｍａ，Ｔｍｂと、をそれぞれ取得する。

制御モード設定部３９０は、各系のインバータ温度及び各系の３相巻線温度、同系でのインバータ温度と３相巻線温度との相対関係、及び系間での温度の相対関係に基づき、制御モードを設定する。制御モード設定部３９０は、制御モードとして、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂを、回転電機２００の出力特性に応じたＰＷＭ制御又は矩形波制御の制御方式で制御する特性優先モード、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂを、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する温度優先モード、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの一方を駆動させ、他方を停止させる片系継続モード、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂをともに停止させる安全優先モードを設定可能である。

次に、図４〜図１４に基づき、制御モード設定部３９０が実行する制御モード設定処理について説明する。

図４に示すように、制御モード設定部３９０は、所定時間毎に、ポーリング処理又は割込み処理として、制御モード設定処理を開始する（ステップＳ１０）。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ａ系の温度センサ３２７Ａから、Ａ系のインバータ３２３Ａの温度Ｔｉａを取得する（ステップＳ２０）。そして、図５に示すように、制御モード設定部３９０は、Ａ系のインバータ３２３Ａ用に予め設定された基準温度Ｔｉａｓと、取得した温度Ｔｉａとの差分であるＡ系インバータ温度差ΔＴｉａを算出する（ステップＳ３０）。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ａ系の温度センサ３２８Ａから、Ａ系の３相巻線２１３Ａの温度Ｔｍａを取得する（ステップＳ４０）。そして、図５に示すように、制御モード設定部３９０は、Ａ系の３相巻線２１３Ａ用に予め設定された基準温度Ｔｍａｓと、取得した温度Ｔｍａとの差分であるＡ系３相巻線温度差ΔＴｍａを算出する（ステップＳ５０）。なお、基準温度Ｔｉａｓ，Ｔｍａｓは、マイコン３２０が内蔵するＲＯＭ、又は、マイコン３２０とは別に制御部３００に設けられた不揮発性メモリに記憶されている。なお、図５では、基準温度Ｔｍａｓが基準温度Ｔｉａｓよりも高い温度とされているが、これに限定されるものではない。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ａ系インバータ温度差ΔＴｉａ及びＡ系３相巻線温度差ΔＴｍａに基づき、Ａ系として優先する制御モードの判定処理を行う（ステップＳ６０）。

ステップＳ６０の処理を実行するに当たり、Ａ系のインバータ３２３Ａに対して、図６に示すように、閾値温度Ｔ１ｉａ，Ｔ２ｉａ，Ｔ３ｉａにより区画された、連続する４つの温度領域、具体的には特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域が設定されている。閾値温度Ｔ１ｉａが最も低い温度であり、閾値温度Ｔ３ｉａが最も高い温度であり、Ｔ１ｉａ＜Ｔ２ｉａ＜Ｔ３ｉａとなっている。そして、閾値温度Ｔ１ｉａ未満の温度領域が特性優先領域、閾値温度Ｔ１ｉａ以上閾値温度Ｔ２ｉａ未満が温度優先領域、閾値温度Ｔ２ｉａ以上閾値温度Ｔ３ｉａ未満が片系継続領域、閾値温度Ｔ３ｉａ以上が安全優先領域となっている。すなわち、温度レベルの低い順に特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域となっている。

特性優先領域は、最も温度レベルの低い領域であり、２系のインバータ３２３Ａ，３２３Ｂとも、回転電機２００の出力特性に応じたＰＷＭ制御又は矩形波制御の制御方式で制御する特性優先制御モードに対応している。以下、特性優先制御モードを特性優先モードとも称する。特性優先モードが設定されると、予め設定された回転電機２００の回転数と出力トルクとの対応関係を示すマップに基づき、ＰＷＭ制御又は矩形波制御する。すなわち、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか一方に固定するモードではなく、出力特性に応じたＰＷＭ制御又は矩形波制御が可能なモードである。

温度優先領域は、３番目に温度レベルの高い領域であり、インバータ３２３Ａ，３２３ＢをともにＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する温度優先制御モードに対応している。以下、温度優先制御モードを温度優先モードとも称する。インバータ３２３Ａの温度Ｔｉａが高い場合、ＰＷＭ制御から矩形波制御に切り替えることで、スイッチング損失を低減し、インバータ３２３Ａの温度Ｔｉａを低下させることができる。このため、インバータ３２３Ａの温度優先領域に対応する温度優先モードは、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂをともに矩形波制御方式で制御するモード、すなわち６相を矩形波制御方式で制御するモードである。

片系継続領域は、２番目に温度レベルの高い領域であり、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの一方を駆動させ、他方を停止させる片系継続制御モードに対応している。以下、片系継続制御モードを片系継続モードとも称する。温度優先領域よりも温度レベルの高い領域であるため、インバータ３２３Ａの片系継続領域に対応する片系継続モードは、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの一方を矩形波制御方式で制御し、他方を停止させるモード、すなわち３相を矩形波制御方式で制御するモードである。

安全優先領域は、最も温度レベルの高い領域であり、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂをともに停止させる安全優先停止モードに対応している。以下、安全優先停止モードを安全優先モードとも称する。

また、Ａ系の３相巻線２１３Ａに対しても、図７に示すように、閾値温度Ｔ１ｍａ，Ｔ２ｍａ，Ｔ３ｍａにより区画された、特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域が設定されている。閾値温度はＴ１ｍａ＜Ｔ２ｍａ＜Ｔ３ｍａの関係を満たし、温度レベルの低い順に特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域となっている。

３相巻線２１３Ａに対して設定される特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域も、インバータ３２３Ａに対して設定される特性優先領域、温度優先領域、片系継続領域、安全優先領域と同様に設定されている。異なる点は、３相巻線２１３Ａの温度優先領域に対応する温度優先モードは、インバータ３２３Ａ，３２３ＢをともにＰＷＭ制御方式で制御するモード、すなわち６相をＰＷＭ制御方式で制御するモードである。また、３相巻線２１３Ａの片系継続領域に対応する片系継続モードは、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの一方をＰＷＭ制御方式で制御し、他方を停止させるモード、すなわち３相をＰＷＭ制御方式で制御するモードである。これは、３相巻線２１３Ａの温度Ｔｍａが高い場合、矩形波制御からＰＷＭ制御に切り替えることで、矩形波制御時よりも通電時間を短くし、３相巻線２１３Ａの温度Ｔｍａを低下させることができるからである。

制御モード設定部３９０は、ステップＳ６０のＡ系優先モード判定を、図８に示すようにして行う。先ず、制御モード設定部３９０は、インバータ温度差ΔＴｉａが、閾値温度Ｔ３ｉａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６００）。すなわち、インバータ温度差ΔＴｉａが最も温度レベルの高い安全優先領域に属するか否かを判定する。したがって、ステップＳ６００でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードを、安全優先モードと判定する（ステップＳ６０１）。

ステップＳ６００でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ温度差ΔＴｉａが、閾値温度Ｔ２ｉａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０２）。すなわち、インバータ温度差ΔＴｉａが２番目に温度レベルの高い片系継続領域に属するか否かを判定する。したがって、ステップＳ６０２でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードを、矩形波制御方式の片系継続モードと判定する（ステップＳ６０３）。

ステップＳ６０２でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ温度差ΔＴｉａが、閾値温度Ｔ１ｉａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０４）。すなわち、インバータ温度差ΔＴｉａが３番目に温度レベルの高い温度優先領域に属するか否かを判定する。したがって、ステップＳ６０４でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードを、矩形波制御方式の温度優先モードと判定する（ステップＳ６０５）。一方、ステップＳ６０４でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、インバータ温度差ΔＴｉａが最も温度レベルの低い特性優先領域に属するとして、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードを、特性優先モードと判定する（ステップＳ６０６）。上記ステップＳ６００〜Ｓ６０６により、制御モード設定部３９０は、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードを判定する。

次いで、制御モード設定部３９０は、３相巻線温度差ΔＴｍａが、閾値温度Ｔ３ｍａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０７）。すなわち、３相巻線温度差ΔＴｍａが最も温度レベルの高い安全優先領域に属するかを判定する。したがって、ステップＳ６０７でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードを、安全優先モードと判定する（ステップＳ６０８）。

ステップＳ６０７でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線温度差ΔＴｍａが、閾値温度Ｔ２ｍａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６０９）。すなわち、３相巻線温度差ΔＴｍａが２番目に温度レベルの高い片系継続領域に属するかを判定する。したがって、ステップＳ６０９でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードを、ＰＷＭ制御方式の片系継続モードと判定する（ステップＳ６１０）。

ステップＳ６０９でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線温度差ΔＴｍａが、閾値温度Ｔ１ｍａ以上であるか否かを判定する（ステップＳ６１１）。すなわち、３相巻線温度差ΔＴｍａが３番目に温度レベルの高い温度優先領域に属するか否かを判定する。したがって、ステップＳ６１１でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードを、矩形波制御方式の温度優先モードと判定する（ステップＳ６１２）。一方、ステップＳ６１１でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、３相巻線温度差ΔＴｍａが最も温度レベルの低い特性優先領域内にあるとして、３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードを、特性優先モードと判定する（ステップＳ６１３）。上記ステップＳ６０７〜Ｓ６１３により、制御モード設定部３９０は、３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードを判定する。

次いで、制御モード設定部３９０は、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードと３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードとを比較し、Ａ系が優先する制御モードを判定する。本実施形態では、インバータ３２３Ａ側が優先する制御モードと３相巻線２１３Ａ側が優先する制御モードとの対応関係を示すテーブルより、Ａ系が優先する制御モードを判定する（ステップＳ６１４）。図９は、上記テーブルを示している。

図９に示すテーブルでは、インバータ温度差ΔＴｉａが属する温度領域の温度レベルと、３相巻線温度差ΔＴｍａが属する温度領域の温度レベルとが一致しない場合、温度レベルが高い温度領域に対応する制御モードが、Ａ系で優先する制御モードとして設定されている。また、温度レベルが安全優先領域又は特性優先領域で一致する場合、一致する温度領域に対応する制御モードが、Ａ系で優先する制御モードとして設定されている。また、温度レベルが片系継続領域又は温度優先領域で一致する場合、すなわち優先する制御モードが片系継続モード又は温度優先モードで一致する場合、制御方式が異なるため、後述するステップでいずれかの制御方式を判定可能なように、Ａ系で優先する制御モードが設定されている。具体的には、制御方式が矩形波／ＰＷＭの温度優先モード、制御方式が矩形波／ＰＷＭの片系継続モードと設定されている。

このため、制御モード設定部３９０は、温度レベルが片系継続領域又は温度優先領域で一致する場合を除いて、ステップＳ６１４でＡ系が優先する制御モードを判定することができる。具体的には、インバータ温度差ΔＴｉａが属する温度領域の温度レベルと、３相巻線温度差ΔＴｍａが属する温度領域の温度レベルとが一致しない場合、温度レベルが高い温度領域に対応する制御モードを、Ａ系で優先する制御モードとして判定する。また、温度レベルが安全優先領域又は特性優先領域で一致する場合、一致する温度領域に対応する制御モードを、Ａ系で優先する制御モードとして判定する。

次いで、制御モード設定部３９０は、インバータ温度差ΔＴｉａと３相巻線温度差ΔＴｍａとの差分Ａ（Ａ＝ΔＴｉａ−ΔＴｍａ）を算出する（ステップＳ６１５）。この差分Ａが、第１差分に相当する。

次いで、制御モード設定部３９０は、ステップＳ６１４で判定した制御モードが、制御方式の選択が必要な矩形波／ＰＷＭの温度優先モードであるか否かを判定する（ステップＳ６１６）。ステップＳ６１６でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、ステップＳ６１５で算出した差分Ａ＝０であるか否か、すなわちインバータ温度差ΔＴｉａと３相巻線温度差ΔＴｍａが一致するか否かを判定する（ステップＳ６１７）。

ステップＳ６１７でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ６１８）。前回、たとえば矩形波制御方式の温度優先モードを設定した場合、今回の判定結果を、矩形波制御方式の温度優先モードとする。一方、ステップＳ６１７でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａがゼロよりも大きいか否か、すなわちインバータ温度差ΔＴｉａが３相巻線温度差ΔＴｍａよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６１９）。

ステップＳ６１９でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、温度差の大きいインバータ３２３Ａ側を優先し、Ａ系で優先する制御モードを矩形波制御方式の温度優先モードと判定する（ステップＳ６２０）。一方、ステップＳ６１９でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、温度差の大きい３相巻線２１３Ａ側を優先し、Ａ系で優先する制御モードをＰＷＭ制御方式の温度優先モードと判定する（ステップＳ６２１）。

ステップＳ６１６でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ６１８，Ｓ６２０，Ｓ６２１の実行後、制御モード設定部３９０は、ステップＳ６１４で判定した制御モードが、制御方式の選択が必要な矩形波／ＰＷＭの片系継続モードであるか否かを判定する（ステップＳ６２２）。ステップＳ６２２でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、ステップＳ６１７同様、差分Ａ＝０であるか否かを判定する（ステップＳ６２３）。

ステップＳ６２２でＹＥＳ判定の場合、ステップＳ６１８同様、制御モード設定部３９０は、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ６２４）。一方、ステップＳ６２２でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、ステップＳ６１９同様、差分Ａがゼロよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ６２５）。

ステップＳ６２５でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、温度差の大きいインバータ３２３Ａ側を優先し、Ａ系で優先する制御モードを矩形波制御方式の片系継続モードと判定する（ステップＳ６２６）。一方、ステップＳ６２５でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、温度差の大きい３相巻線２１３Ａ側を優先し、Ａ系で優先する制御モードをＰＷＭ制御方式の片系継続モードと判定する（ステップＳ６２６）。

このように、制御モード設定部３９０は、温度レベルが片系継続領域又は温度優先領域で一致し、且つ、温度差が一致しない場合、温度差が大きい方の温度領域に対応する制御方式の制御モードを、系統が優先する制御モードとして判定する。また、温度レベルが片系継続領域又は温度優先領域で一致し、且つ、温度差も一致する場合、判定した制御方式の制御モードを系統が優先する制御モードとする。ステップＳ６２２でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ６２４，Ｓ６２６，Ｓ６２７の実行後、制御モード設定部３９０は、一連の処理を終了する。

図４に戻り、ステップＳ６０が終了すると、制御モード設定部３９０は、Ｂ系についても、Ａ系についてのステップＳ２０〜Ｓ６０と同様の処理を実行する。すなわち、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の温度センサ３２７Ｂから、Ｂ系のインバータ３２３Ｂの温度Ｔｉｂを取得する（ステップＳ７０）。そして、図示を省略するが、制御モード設定部３９０は、Ｂ系のインバータ３２３Ｂ用に予め設定された基準温度Ｔｉｂｓと、取得した温度Ｔｉｂとの差分であるＢ系インバータ温度差ΔＴｉｂを算出する（ステップＳ８０）。なお、ステップＳ３０，Ｓ８０が、第１算出部に相当する。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の温度センサ３２８Ｂから、Ｂ系の３相巻線２１３Ｂの温度Ｔｍｂを取得する（ステップＳ９０）。そして、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の３相巻線２１３Ｂ用に予め設定された基準温度Ｔｍｂｓと、取得した温度Ｔｍｂとの差分であるＢ系３相巻線温度差ΔＴｍｂを算出する（ステップＳ１００）。ステップ５０，Ｓ１００が、第２算出部に相当する。

なお、基準温度Ｔｉｂｓ，Ｔｍｂｓも、マイコン３２０が内蔵するＲＯＭ、又は、マイコン３２０とは別に制御部３００に設けられた不揮発性メモリに記憶されている。なお、図５では、基準温度Ｔｉｂｓ，Ｔｍｂｓの高低の関係は特に限定されない。また、Ａ系の基準温度Ｔｉａｓ，ＴｍａｓとＢ系の基準温度Ｔｉｂｓ，Ｔｍｂｓとの高低の関係も特に限定されない。たとえば、基準温度Ｔｉａｓ，Ｔｉｂｓを互いに同じ温度とし、基準温度Ｔｍａｓ，Ｔｍｂｓを互いに同じ温度としてもよい。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ｂ系インバータ温度差ΔＴｍａ及びＢ系３相巻線温度差ΔＴｍｂに基づき、Ｂ系として優先する制御モードの判定処理を行う（ステップＳ１１０）。この判定処理は、Ａ系の判定処理（ステップＳ６０）と同じである。したがって、Ｂ系についても図９に示したようなテーブルを用いる。また、温度優先モードと矩形波制御モードにおいて、制御方式を選択するために、制御モード設定部３９０が、インバータ温度差ΔＴｉｂと３相巻線温度差ΔＴｍｂとの差分Ｂ（Ｂ＝ΔＴｉｂ−ΔＴｍｂ）を算出する。この差分Ｂが、第２差分に相当する。ステップＳ６０のうちのステップＳ６００〜Ｓ６１３の処理、及び、ステップＳ１１０のうちの上記ステップＳ６００〜Ｓ６１３に対応する処理が、第１判定部に相当する。さらには、ステップＳ６０のうちのステップＳ６１４〜Ｓ６２７の処理、及び、ステップＳ１１０のうちの上記ステップＳ６１４〜Ｓ６２７に対応する処理が、第２判定部に相当する。

次いで、制御モード設定部３９０は、Ａ系が優先する制御モードとＢ系が優先する制御モードとを比較し、２系で優先する制御モードを判定する（ステップＳ１２０）。図１０は、ステップＳ１２０の処理内容を示している。ステップＳ１２０が、第３判定部に相当する。

図１０に示すように、制御モード設定部３９０は、Ａ系が優先する制御モードとＢ系が優先する制御モードとの対応関係を示すテーブルより、２系で優先する制御モードを判定する（ステップＳ１２００）。図１１は、上記テーブルを示している。図９で示したテーブル及び図８に示す判定処理により、各系で優先する制御モードは、大別すると、特性優先モード、温度優先モード、片系継続モード、安全優先モードの４つであり、細分化すると、特性優先モード、矩形波制御方式の温度優先モード、ＰＷＭ制御方式の温度優先モード、矩形波制御方式の片系継続モード、ＰＷＭ制御方式の片系継続モード、安全優先モードの６つである。

図１１に示すテーブルでは、上記した６つの制御モードの組み合わせにより、２系で優先する制御モードが設定されている。このテーブルでは、一方が安全優先モードの場合、又は、制御モードが一致せず、且つ、いずれも片系継続モードではない場合、対応する温度領域の温度レベルが高い方の制御モードが、２系統で優先する制御モードとして設定されている。たとえば、Ａ系が安全優先モードであり、Ｂ系が矩形波制御方式の片系継続モードの場合、Ａ系の方が温度レベルが高いため、安全優先モードが２系統で優先する制御モードとして設定されている。また、Ａ系が特性優先モードであり、Ｂ系がＰＷＭ制御方式の温度優先モードの場合、Ｂ系の方が温度レベルが高いため、ＰＷＭ制御方式の温度優先モードが２系統で優先する制御モードとして設定されている。

また、制御モードが一致せず、且つ、一方が片系継続モードで他方が特性優先モード又は温度優先モードの場合、片系継続モードであって他方の系統の制御方式となるように、２系統で優先する制御モードが設定されている。たとえば、Ａ系が特性優先制御方式の特性優先モードであり、Ｂ系が矩形波制御方式の片系継続モードの場合、温度レベルが高いＢ系のインバータ３２３Ｂを停止させるため、Ａ系を特性優先制御方式で制御する片系継続モードが設定されている。このＡ系特性優先方式の片系継続モードは、Ｂ系インバータ３２３Ｂを停止させ、回転電機２００の出力特性に応じてＡ系のインバータ３２３ＡをＰＷＭ制御又は矩形波制御するモードである。また、Ａ系が矩形波制御方式の片系継続モードであり、Ｂ系が矩形波制御方式の温度優先モードの場合、温度レベルの高いＡ系のインバータ３２３Ａを停止させるため、Ｂ系を矩形波制御方式で制御する片系継続モードが設定されている。また、Ａ系がＰＷＭ制御方式の温度優先モードであり、Ｂ系が矩形波制御方式の片系継続モードの場合、温度レベルの高いＢ系のインバータ３２３Ｂを停止させるため、Ａ系をＰＷＭ制御方式で制御する片系継続モードが設定されている。

また、制御モードが、特性優先モード、矩形波制御方式の温度優先モード、ＰＷＭ制御方式の温度優先モード、又は安全優先モードで一致する場合、一致する制御モードが、２系統で優先する制御モードとして設定されている。

また、制御モードが、温度優先モード又は片系継続モードとして一致するものの制御方式が矩形波制御とＰＷＭ制御とで異なる場合、後述するステップでいずれかの制御方式を判定（選択）可能なように、２系で優先する制御モードが設定されている。たとえば、Ａ系が矩形波制御方式の片系継続モード、Ｂ系がＰＷＭ制御方式の片系継続モードの場合、Ａ系を矩形波制御するＡ系矩形波の片系継続モード、又は、Ｂ系をＰＷＭ制御する片系継続モードであることを示すＡ系矩形波／Ｂ系ＰＷＭの片系継続モードが設定されている。また、Ａ系がＰＷＭ制御方式の温度優先モード、Ｂ系が矩形波制御方式の温度優先モードの場合、制御方式がＰＷＭ／矩形波の温度優先モードが設定されている。

また、制御モードが矩形波制御方式の片系継続モード又はＰＷＭ制御方式の片系継続モードで一致する場合、後述するステップでどちらの系を駆動させ、残りの系を停止させるのか判定可能なように、２系で優先する制御モードが設定されている。たとえば、２系とも矩形波制御方式の片系継続モードの場合、Ａ系を矩形波制御する片系継続モード、又は、Ｂ系を矩形波制御する片系継続モードであることを示すＡ／Ｂ矩形波制御方式の片系継続モードが設定されている。

以上により、制御モード設定部３９０は、温度優先モードで制御方式の選択が必要な場合、片系継続モードで制御方式の選択が必要な場合、及び片系継続モードで駆動系と停止系の選択が必要な場合を除いて、ステップＳ１２００で２系が優先する制御モードを判定することができる。具体的には、２系の一方が安全優先モードの場合、又は、制御モードが一致せず、且つ、いずれも片系継続モードではない場合、対応する温度領域の温度レベルが高い方の制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定することができる。また、制御モードが一致せず、且つ、一方が片系継続モードで他方が特性優先モード又は温度優先モードの場合、片系継続モードであって他方の系統の制御方式となるように、２系統で優先する制御モードを判定することができる。さらに、制御モードが、特性優先モード、矩形波制御方式の温度優先モード、ＰＷＭ制御方式の温度優先モード、又は安全優先モードで一致する場合、一致する制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定することができる。

ステップＳ１２００が終了すると、制御モード設定部３９０は、図１０に示すように、温度優先モードにおける制御方式判定処理を実行する（ステップＳ１２２０）。図１２は、ステップＳ１２２０の処理内容を示している。

図１２に示すように、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、制御方式が矩形波／ＰＷＭの温度優先モードであるか否かを判定する（ステップＳ１２２１）。以下においては、制御方式が矩形波／ＰＷＭの温度優先モードを、６相：矩形波／ＰＷＭとも示す。

ステップＳ１２２１でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２２２）。そして、ステップＳ１２２２でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２２３）。たとえば前回の判定結果が矩形波制御方式の温度優先モードの場合、今回の判定結果を矩形波制御方式の温度優先モードとする。一方、ステップＳ１２２２でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２２４）。

ステップＳ１２２４でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分が大きい系であるＡ系の制御モードを優先し、矩形波制御方式の温度優先モード（６相：矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２２５）。一方、ステップＳ１２２４でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の制御モードを優先し、ＰＷＭ制御方式の温度優先モード（６相：ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２２６）。

ステップＳ１２２１でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２２３，Ｓ１２２５，Ｓ１２２６の実行後、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、制御方式がＰＷＭ／矩形波の温度優先モード（６相：ＰＷＭ／矩形波）であるか否かを判定する（ステップＳ１２２７）。ステップＳ１２２７でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２２２同様、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２２８）。そして、ステップＳ１２２８でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２２９）。

一方、ステップＳ１２２９でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２２４同様、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２３０）。ステップＳ１２３０でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分が大きい系であるＡ系の制御モードを優先し、ＰＷＭ制御方式の温度優先モード（６相：ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２３１）。一方、ステップＳ１２３０でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の制御モードを優先し、矩形波制御方式の温度優先モード（６相：矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２３２）。

ステップＳ１２２７でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２２９，Ｓ１２３１，Ｓ１２３２の実行後、制御モード設定部３９０は、一連の処理を終了する。

図１０に戻り、ステップＳ１２２０が終了すると、制御モード設定部３９０は、片系継続モードにおける制御方式判定処理を実行する（ステップＳ１２４０）。図１３は、ステップＳ１２４０の処理内容を示している。

図１３に示すように、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、制御方式がＡ系矩形波／Ｂ系ＰＷＭの片系継続モードであるか否かを判定する（ステップＳ１２４１）。以下においては、片系継続モードでは、３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂの一方、すなわち３相を駆動させるため、制御方式がＡ系矩形波／Ｂ系ＰＷＭの片系継続モードを、３相：Ａ系矩形波／Ｂ系ＰＷＭとも示す。

ステップＳ１２４１でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２４２）。そして、ステップＳ１２４２でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２４３）。一方、ステップＳ１２４２でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２４４）。

ステップＳ１２４４でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ａ系とＢ系とで制御方式が異なるため、差分が大きい系であるＡ系の制御モードを優先し、Ａ系を駆動系とし、Ｂ系を停止させる矩形波制御方式の片系継続モード（３相：Ａ系矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２４５）。一方、ステップＳ１２４４でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の制御モードを優先し、Ｂ系を駆動系とし、Ａ系を停止させるＰＷＭ制御方式の片系継続モード（３相：Ｂ系ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２４６）。

ステップＳ１２４１でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２４３，Ｓ１２４５，Ｓ１２４６の実行後、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、制御方式がＡ系ＰＷＭ／Ｂ系矩形波の片系継続モード（３相：Ａ系ＰＷＭ／Ｂ系矩形波）であるか否かを判定する（ステップＳ１２４７）。ステップＳ１２４７でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２４８）。そして、ステップＳ１２４８でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２４９）。

一方、ステップＳ１２４９でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２５０）。ステップＳ１２５０でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ａ系とＢ系とで制御方式が異なるため、差分が大きい系であるＡ系の制御モードを優先し、Ａ系を駆動系とし、Ｂ系を停止させるＰＷＭ制御方式の片系継続モード（３相：Ａ系ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２５１）。ステップＳ１２５０でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系の制御モードを優先し、Ｂ系を駆動系とし、Ａ系を停止させる矩形波制御方式の片系継続モード（３相：Ｂ系矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２５２）。

ステップＳ１２４７でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２４９，Ｓ１２５１，Ｓ１２５２の実行後、制御モード設定部３９０は、一連の処理を終了する。

図１０に戻り、ステップＳ１２４０が終了すると、制御モード設定部３９０は、片系継続モードにおける駆動系統判定処理を実行する（ステップＳ１２６０）。図１４は、ステップＳ１２６０の処理内容を示している。

図１４に示すように、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、駆動系がＡ／Ｂ系で制御方式が矩形波の片系継続モードであるか否かを判定する（ステップＳ１２４１）。以下においては、駆動系がＡ／Ｂ系で制御方式が矩形波の片系継続モードを、３相：Ａ／Ｂ系矩形波とも示す。

ステップＳ１２６１でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２６２）。そして、ステップＳ１２６２でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２６３）。一方、ステップＳ１２６２でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２６４）。

ステップＳ１２６４でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分が大きい系であるＡ系を停止させ、Ｂ系を駆動系とする矩形波制御方式の片系継続モード（３相：Ｂ系矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２６５）。一方、ステップＳ１２６４でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系を停止させ、Ａ系を駆動系とする矩形波制御方式の片系継続モード（３相：Ａ系矩形波）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２６６）。

ステップＳ１２６１でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２６３，Ｓ１２６５，Ｓ１２６６の実行後、制御モード設定部３９０は、ステップＳ１２００で判定した制御モードが、駆動系がＡ／Ｂ系で制御方式がＰＷＭの片系継続モード（３相：Ａ／Ｂ系ＰＷＭ）であるか否かを判定する（ステップＳ１２６７）。そして、ステップＳ１２６７でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａと差分Ｂが一致するか否かを判定する（ステップＳ１２６８）。ステップＳ１２６８でＹＥＳ判定の場合、前回設定した制御方式の制御モードを、今回の判定結果とする（ステップＳ１２６９）。

一方、ステップＳ１２６８でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分Ａが差分Ｂよりも大きいか否かを判定する（ステップＳ１２７０）。ステップＳ１２７０でＹＥＳ判定の場合、制御モード設定部３９０は、差分が大きい系であるＡ系を停止させ、Ｂ系を駆動系とするＰＷＭ制御方式の片系継続モード（３相：Ｂ系ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２７１）。一方、ステップＳ１２７０でＮＯ判定の場合、制御モード設定部３９０は、Ｂ系を停止させ、Ａ系を駆動系とする矩形波制御方式の片系継続モード（３相：Ａ系ＰＷＭ）を、２系で優先する制御モードと判定する（ステップＳ１２７２）。

ステップＳ１２６７でＮＯ判定の場合、又は、ステップＳ１２６９，Ｓ１２７１，Ｓ１２７２の実行後、制御モード設定部３９０は、一連の処理を終了する。

図４に戻り、ステップＳ１２６０（ステップＳ１２０）が終了すると、制御モード設定部３９０は、上記処理により判定した制御モードを、制御モード切替部３７０に出力することで、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの制御モードとして設定する（ステップＳ１３０）。これにより、制御モード切替部３７０は、設定された制御モードに応じた制御信号をインバータ３２３Ａ，３２３Ｂに出力する。たとえばＡ系を駆動系とする矩形波制御方式の片系継続モードの場合、インバータ３２３Ａに矩形波制御部３６０Ａの制御信号を出力し、インバータ３２３Ｂにはスイッチング素子３２２をオフさせる制御信号を出力する。

次に、本実施形態の効果について説明する。

本実施形態によれば、制御モード設定部３９０が、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの温度、３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂの温度、同系統の相関関係、系統間の相関関係に基づき、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂの制御モードとして、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂとも同一の制御方式で制御する温度優先モード、一方の系を駆動させ、他方の系を停止させる片系継続モード、２系統とも停止させる安全優先モードを設定できる。したがって、温度優先モード設定時に、温度が上昇しても、いきなり安全優先モードを設定するのではなく、片系継続モードを設定することができる。このため、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂを２系統とも停止させることなく、インバータ３２３Ａ，３２３Ｂや３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂが高温状態となるのを抑制できる。すなわち、回転電機２００の出力トルクに制約を与えることなく、高温状態となるのを抑制できる。また、車両において、回転電機２００の運転の継続性により、燃費を向上することもできる。

特に本実施形態では、制御モード設定部３９０が、上記制御モードに加えて、インバータ３３Ａ，３２３Ｂをともに、回転電機２００の出力特性に応じたＰＷＭ制御又は矩形波制御の制御方式で制御する特性優先モードを設定することができる。インバータ３２３Ａ，３２３Ｂ及び３相巻線２１３Ａ，２１３Ｂの温度Ｂに余裕があるときには、特性優先モードが設定されるため、燃費を向上することができる。

また、Ａ系及びＢ系の制御モードがともに片系継続モードで制御方式も一致する場合、差分が大きい系を停止させることができる。たとえば差分Ａが大きい場合、Ａ系のインバータ３２３Ａを停止させ、Ｂ系のインバータ３２３Ｂを駆動させることができる。したがって、より温度状態が厳しいインバータ３２３Ａを停止させることでインバータ３２３Ａが過度に高温状態になるのを抑制しつつ、回転電機２００の出力トルクを確保することができる。

この明細書の開示は、例示された実施形態に制限されない。開示は、例示された実施形態と、それらに基づく当業者による変形態様を包含する。たとえば、開示は、実施形態において示された要素の組み合わせに限定されない。開示は、多様な組み合わせによって実施可能である。開示される技術的範囲は、実施形態の記載に限定されない。開示されるいくつかの技術的範囲は、特許請求の範囲の記載によって示され、さらに特許請求の範囲の記載と均等の意味及び範囲内でのすべての変更を含むものと解されるべきである。

回転電機２００が、ＩＳＧとして、エンジンを始動するスタータ、あるいはエンジンの出力をアシストするモータの役割を果たす例について説明したが、回転電機２００の駆動対象はエンジンに限定されるものではない。

ＰＷＭ制御部３５０Ａとして正弦波ＰＷＭ制御部の例を示したが、ＰＷＭ制御部３５０Ａが、正弦波ＰＷＭ制御部と過変調ＰＷＭ制御部とを有する構成を採用することもできる。過変調ＰＷＭ制御方式は、正弦波ＰＷＭ制御方式よりも基本波成分の振幅を大きくする制御方式であり、矩形波制御方式は回転電機２００に印加される矩形波電圧の位相を制御することによりトルクを制御するモードで、過変調ＰＷＭ制御方式よりも基本波成分の振幅を大きくすることができる。たとえばＰＷＭ制御方式の温度優先モードが判定された後、たとえば閾値温度によって、正弦波ＰＷＭ制御方式及び過変調ＰＷＭ制御方式のいずれか一方を選択してもよい。

２００…回転電機、
２１３，２１３ａ，２１３Ｂ…３相巻線、
３２０…マイコン、
３２３，３２３Ａ，３２３Ｂ…インバータ、
３２７Ａ，３２７Ｂ，３２８Ａ，３２８Ｂ…温度センサ、
３５０Ａ…ＰＷＭ制御部、
３６０Ａ…矩形波制御部、
３７０…制御モード切替部、
３８０…温度取得部、
３９０…制御モード設定部

Claims (7)

1. ２系統の３相巻線（２１３Ａ，２１３Ｂ）を有する回転電機（２００）と、２系統の前記３相巻線にそれぞれ対応して設けられ、直流電源（１０）から供給される直流電圧を交流電圧に変換して対応する系統の前記３相巻線に印加する２系統のインバータ（３２３Ａ，３２３Ｂ）と、を備えた回転電機システムの制御装置であって、
   制御モードにしたがって前記インバータを制御するものであり、前記制御モードとして、前記インバータを２系統とも、ＰＷＭ制御及び矩形波制御のいずれか同じ制御方式で制御する温度優先モード、２系統の前記インバータの一方を駆動させ、他方を停止させる片系継続モード、前記インバータを２系統とも停止させる安全優先モードを含む制御部（３４０Ａ，３４０Ｂ、３７０）と、
   各系統の前記インバータの温度及び各系統の前記３相巻線の温度をそれぞれ取得する温度取得部（３８０）と、
   各系統の前記インバータの温度及び各系統の前記３相巻線の温度、同系統での前記インバータの温度及び前記３相巻線の温度の相対関係、及び系統間での温度の相対関係に基づき、前記制御部が実行する前記制御モードを設定する制御モード設定部（３９０）と、
   を備える回転電機システムの制御装置。
2. 前記制御部は、前記制御モードとして、前記インバータを２系統とも、前記回転電機の出力特性に応じたＰＷＭ制御又は矩形波制御の制御方式で制御する特性優先モードを含む請求項１に記載の回転電機システムの制御装置。
3. 前記制御モード設定部は、
   前記インバータの温度と、前記インバータに対応して予め設定された基準温度との差分であるインバータ温度差を、系統ごとに算出する第１算出部（Ｓ３０，Ｓ８０）と、
   前記３相巻線の温度と、前記３相巻線に対応して予め設定された基準温度との差分である３相巻線温度差を、系統ごとに算出する第２算出部（Ｓ５０，Ｓ１００）と、
   各系統の前記インバータ及び前記３相巻線ごとに、連続する４つの温度領域として、最も温度レベルの高い領域であり、前記安全優先モードに対応する安全優先領域、２番目に温度レベルの高い領域であり、前記片系継続モードに対応する片系継続領域、３番目に温度レベルの高い領域であり、前記温度優先モードに対応する温度優先領域、最も温度レベルの低い領域であり、前記特性優先モードに対応する特性優先領域が予め設定されており、各系統の前記インバータ温度差及び前記３相巻線温度差がいずれの前記温度領域に属するかにより、各系統の前記インバータ及び前記３相巻線が優先する制御モードをそれぞれ判定する第１判定部（Ｓ６０，Ｓ６００〜Ｓ６１３，Ｓ１１０）と、
   同系統の前記インバータ温度差が属する前記温度領域と前記３相巻線温度差が属する前記温度領域との比較により、各系統が優先する制御モードを判定する第２判定部（Ｓ６０，Ｓ６１４〜Ｓ６２７，Ｓ１１０）と、
   各系統が優先する前記制御モードの比較により、２系統で優先する制御モードを判定する第３判定部（Ｓ１２０）と、
   前記第３判定部の判定結果を、前記制御部が実行する前記制御モードとして設定する設定部（Ｓ１３０）と、
   を有する請求項２に記載の回転電機システムの制御装置。
4. 前記インバータの前記温度領域のうち、
   前記片系継続領域に対応する前記片系継続モードは、矩形波制御方式の片系継続モードであり、
   前記温度優先領域に対応する前記温度優先モードは、矩形波制御方式の温度優先モードであり、
   前記３相巻線の前記温度領域のうち、
   前記片系継続領域に対応する前記片系継続モードは、ＰＷＭ制御方式の片系継続モードであり、
   前記温度優先領域に対応する前記温度優先モードは、ＰＷＭ制御方式の温度優先モードである請求項３に記載の回転電機システムの制御装置。
5. 前記第２判定部は、同系統の前記インバータ温度差が属する温度領域と前記３相巻線温度差が属する温度領域とを比較し、
   温度レベルが一致しない場合、温度レベルが高い前記温度領域に対応する前記制御モードを、各系統が優先する制御モードとして判定し、
   温度レベルが前記安全優先領域又は前記特性優先領域で一致する場合、一致する前記温度領域に対応する前記制御モードを、各系統が優先する制御モードとして判定し、
   温度レベルが前記片系継続領域又は前記温度優先領域で一致し、且つ、温度差が一致しない場合、温度差が大きい方の前記温度領域に対応する前記制御モードを、各系統が優先する制御モードとして判定し、
   温度レベルが前記片系継続領域又は前記温度優先領域で一致し、且つ、温度差が一致する場合、前回判定した前記制御モードを各系統が優先する制御モードとして判定する請求項４に記載の回転電機システムの制御装置。
6. 前記第３判定部は、各系統が優先する前記制御モードを比較し、
   一方が前記安全優先モードの場合、又は、前記制御モードが一致せず、且つ、いずれも前記片系継続モードではない場合、対応する温度領域の温度レベルが高い方の前記制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定し、
   前記制御モードが一致せず、且つ、一方が前記片系継続モードで他方が前記特性優先モード又は前記温度優先モードの場合、片系継続モードであって前記他方の制御方式となるように、２系統で優先する制御モードを判定し、
   前記制御モードが、前記特性優先モード、矩形波制御方式の前記温度優先モード、ＰＷＭ制御方式の前記温度優先モード、又は前記安全優先モードで一致する場合、一致する前記制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定し、
   前記制御モードが、前記温度優先モード又は前記片系継続モードとして一致するものの制御方式が矩形波制御とＰＷＭ制御とで異なり、且つ、一方の系統における前記インバータ温度差と前記３相巻線温度差との差分である第１差分と、他方の系統における前記インバータ温度差と前記３相巻線温度差との差分である第２差分とが一致しない場合、差分の大きい系統が優先する前記制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定し、
   前記制御モードが、前記温度優先モード又は前記片系継続モードとして一致するものの制御方式が矩形波制御とＰＷＭ制御とで異なり、且つ、前記第１差分と前記第２差分とが一致する場合、前回判定した前記制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定し、
   前記制御モードが矩形波制御方式の前記片系継続モード又はＰＷＭ制御方式の前記片系継続モードで一致し、且つ、前記第１差分と前記第２差分とが異なる場合、差分の大きい系統を停止させ、差分の小さい系統を一致する前記制御モードで制御するように、２系統で優先する制御モードを判定し、
   前記制御モードが矩形波制御方式の前記片系継続モード又はＰＷＭ制御方式の前記片系継続モードで一致し、且つ、前記第１差分と前記第２差分とが一致する場合、前回判定した前記制御モードを、２系統で優先する制御モードとして判定する請求項４又は請求項５に記載の回転電機システムの制御装置。
7. 前記回転電機システムの制御装置は、前記回転電機及び前記インバータと一体に形成される請求項１〜６いずれか１項に記載の回転電機システムの制御装置。

Images