JP2021164344A - モータ駆動装置、モータ駆動方法、およびモータ駆動プログラム - Google Patents

Abstract

【解決手段】モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御するモータ制御部と、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する電流判定部と、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、モータ電流が閾値以下であることを条件として行う短絡制御部とを備えるモータ駆動装置を提供する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ駆動装置、モータ駆動方法、およびモータ駆動プログラムに関する。

特許文献１には、「モータの回転数が所定の回転数より大きい場合に、複数対のスイッチング素子のうち、直流電源の正極側に接続された全てのスイッチング素子をオンに、直流電源の負極側に接続された全てのスイッチング素子をオフにする第１のスイッチング制御と、複数対のスイッチング素子のうち、直流電源の負極側に接続された全てのスイッチング素子をオンに、直流電源の正極側に接続された全てのスイッチング素子をオフにする第２のスイッチング制御とを交互に行う」ことが記載されている（段落０００６）。
特許文献２には、「永久磁石同期モータの駆動装置においては、直流電源の直流電圧を入力とし、永久磁石同期モータに電圧を出力するインバータと、インバータに入力される直流電圧を検出する直流電圧検出手段と、インバータが出力する電圧を制御するインバータ制御手段を備え、インバータ制御手段は、直流電圧検出手段が検出する回生電圧の出力に基づいてインバータと永久磁石同期モータの線間を開放又は短絡の少なくともいずれかを行うようにインバータを制御する」ことが記載されている（段落０００６）。
特許文献３には、「駆動装置では、インバータをゲート遮断状態から三相オン状態に移行させる際には、各相について相電流を用いて上アームのダイオードに電流が流れていると判定したときに上アームのスイッチング素子をオンにすることにより、上アーム三相オン状態に移行させる、または、各相について相電流を用いて下アームのダイオードに電流が流れていると判定したときに下アームのスイッチング素子をオンにすることにより、下アーム三相オン状態に移行させる」ことが記載されている（段落０００８）。
［先行技術文献］
［特許文献］
［特許文献１］ 特開２０１２−６５４２５号公報
［特許文献２］ 特開２００９−２８４７４７号公報
［特許文献３］ 特開２０１８−１５２９８６号公報

モータが高負荷である状態において、上アーム側スイッチング素子または下アーム側スイッチング素子の全相短絡によるモータ巻線短絡を行うと、スイッチング素子に、通常のモータ駆動時に流れる電流を超える電流が過渡的に流れることがある。このような状態で上アームの全相短絡および下アームの全相短絡を切り替えると、大きなサージ電圧が発生する可能性がある。

本発明の第１の態様においては、モータ駆動装置を提供する。モータ駆動装置は、モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御するモータ制御部を備えてよい。モータ駆動装置は、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する電流判定部を備えてよい。モータ駆動装置は、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、モータ電流が閾値以下であることを条件として行う短絡制御部を備えてよい。

短絡制御部は、短絡動作において、モータ電流が閾値を超えることを条件として、切替を行わなくてよい。

電流判定部は、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子の全てのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定してよい。

短絡制御部は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度が基準温度以下であることを条件として、切替を行わなくてよい。

短絡制御部は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子の中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度が基準温度以下であることを条件として、切替を行わなくてよい。

電流判定部は、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度がより高い場合に、閾値をより高くしてよい。

電流判定部は、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子の中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度がより高い場合に、閾値をより高くしてよい。

電流判定部は、インバータとモータとの間の配線に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定してよい。

本発明の第２の態様においては、モータ駆動方法を提供する。モータ駆動方法においては、モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御することを含んでよい。モータ駆動方法においては、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定することを含んでよい。モータ駆動方法においては、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、モータ電流が閾値以下であることを条件として行うことを含んでよい。

本発明の第３の態様においては、コンピュータにより実行されるモータ駆動プログラムを提供する。モータ駆動プログラムは、コンピュータを、モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御するモータ制御部として機能させてよい。モータ駆動プログラムは、コンピュータを、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する電流判定部として機能として機能させてよい。モータ駆動プログラムは、コンピュータを、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、モータ電流が閾値以下であることを条件として行う短絡制御部として機能させてよい。

なお、上記の発明の概要は、本発明の必要な特徴の全てを列挙したものではない。また、これらの特徴群のサブコンビネーションもまた、発明となりうる。

本実施形態に係る電機システムの構成を示す。 本実施形態に係る電流判定部の構成の一例を示す。 本実施形態に係る下アーム制御信号生成部の一例を示す。 本実施形態に係る電機システムの動作例を示すタイミングチャートである。 本実施形態の変形例に係る電機システムの構成を示す。 本実施形態の変形例に係る電流判定部の構成の一例を示す。 本実施形態の変形例に係る電機システムの動作例を示すタイミングチャートである。 本実施形態の第２の変形例に係る電流判定部の構成の一例を示す。 本実施形態の第２の変形例に係る電機システムの動作例を示すタイミングチャートである。 本実施形態に係るコンピュータの構成の一例を示す。

以下、発明の実施の形態を通じて本発明を説明するが、以下の実施形態は特許請求の範囲にかかる発明を限定するものではない。また、実施形態の中で説明されている特徴の組み合わせの全てが発明の解決手段に必須であるとは限らない。

図１は、本実施形態に係る電機システム１００の構成を示す。電機システム１００は、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ＳＷｗの全相短絡（全オン）および複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ＳＷｚの全相短絡（全オン）を交互に切り替える短絡動作において、スイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であることを条件として上下アームの間の全相短絡の切り替えを可能とする。これにより、電機システム１００は、スイッチング素子に大きな電流が流れている状態でスイッチング素子をオンからオフに切り替えることによってスイッチング素子の耐圧を超えるサージ電圧が発生するのを防ぐことができる。

電機システム１００は、モータＭ１と、インバータ１０５と、磁極位置検出器１１２と、電流検出器１１４と、モータ駆動装置１３０とを備える。モータＭ１は、一例として３相の永久磁石（ＰＭ：Ｐｅｒｍａｎｅｎｔ Ｍａｇｎｅｔ）モータである。これに代えて、モータＰＭは、異なる相数を有してもよく、電力の供給を受けて回転する他の種類のモータであってもよい。

インバータ１０５は、モータＭ１に接続され、モータＭ１を駆動する。インバータ１０５は、電源Ｖ２と、リレーＲｙｐと、リレー状態検出器１１０と、平滑コンデンサＣ１と、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗと、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚとを有する。電源Ｖ２は、インバータ１０５の直流母線における正側および負側の間に接続されて、モータＭ１に供給する電力を発生する。

リレーＲｙｐは、電源Ｖ２と、平滑コンデンサＣ１およびスイッチング素子ＳＷｕ〜ｚで構成されるインバータ本体との間に設けられる。リレーＲｙｐは、電源Ｖ２を平滑コンデンサＣ１およびインバータ本体と接続するか否かを、外部から入力されるリレーオン信号Ｒｙ＿ＯＮに応じて切り替える。

リレー状態検出器１１０は、リレーＲｙｐの両側の端子に接続され、リレーＲｙｐが正常に動作しているか否かを検出する。本実施形態に係るリレー状態検出器１１０は、リレーオン信号Ｒｙ＿ＯＮを入力し、リレーオン信号Ｒｙ＿ＯＮがリレーＲｙｐのオンを指示している期間の間にリレーＲｙｐが切断状態である場合に、リレーＲｙｐが異常であることを示すリレー状態信号Ｆｐ（例えば論理Ｈ）を出力する。リレー状態検出器１１０は、リレーＲｙｐの両端子の間に微弱電流が流れるか否かを検出することによりリレーＲｙｐがオン状態となっているか否かを検出してもよく、リレーＲｙｐの両端子の間の電位差が誤差範囲内であるか否かを検出することによりリレーＲｙｐがオン状態となっているか否かを検出してもよい。このようなリレー状態検出器１１０は、リレーＲｙｐがオンとならないことの他に、リレーＲｙｐ自体が脱落していることも検出可能である。

平滑コンデンサＣ１は、リレーＲｙｐよりもインバータ本体側において正側および負側の直流母線間に接続される。平滑コンデンサＣ１は、直流母線電圧を安定化させると共に、インバータ本体側へと供給する電流の変動を吸収する。

上アーム側スイッチング素子ＳＷｕおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘは、各々がＩＧＢＴまたはＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子であってよい。上アーム側スイッチング素子ＳＷｕおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘは、正側の直流母線および負側の直流母線の間に平滑コンデンサＣ１と並列にこの順に主端子間が接続され、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘの間にモータＭ１の第１相端子（Ｕ相端子）が接続される。上アーム側スイッチング素子ＳＷｖおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｙと、上アーム側スイッチング素子ＳＷｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｚとは、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘと同様に直流母線間に主端子間が接続され、上アーム側スイッチング素子ＳＷｖおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｙの間にモータＭ１の第２相端子（Ｖ相端子）、上アーム側スイッチング素子ＳＷｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｚの間にモータＭ１の第３相端子（Ｗ相端子）が接続される。

各上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび各下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚは、スイッチング素子本体に逆接続されたフリーホイールダイオードを有してよい。ここで、各上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび各下アーム側スイッチング素子ｘ〜ｚがＭＯＳＦＥＴの場合、フリーホイールダイオードは、寄生ダイオードであってもよい。

磁極位置検出器１１２は、モータＭ１の磁極位置を検出する。磁極位置検出器１１２は、一例として、モータＭ１の回転子に設けられた永久磁石からの磁場を検出することによって、モータＭ１の現在の回転角θＭを検出する回転角度を検出する回転速度センサまたは回転角センサ等であってよい。

１または複数の電流センサ１１４は、モータＭ１に対して接続される１または複数の配線の一部または全てに設けられ、インバータ１０５内の各相のスイッチング素子とモータＭ１との間の配線に流れるモータ電流を検出する。電流センサ１１４は、ＣＴ（Ｃｕｒｒｅｎｔ Ｔｒａｎｓｆｏｒｍｅｒ）方式等の、測定対象の配線とは非接触で電流を測定する電流センサであってよい。

ここで、各相の電流センサ１１４は、対応する相の上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子のうち、オン状態のスイッチング素子に流れるモータ電流を測定することができる。例えば、ｕ相の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕがオン、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘがオフの場合には、ｕ相の電流センサ１１４は、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕとモータＭ１との間に流れる電流に応じた電圧で表される電流測定値ｉｕを計測することができる。また、ｕ相の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕがオフ、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘがオンの場合には、ｕ相の電流センサ１１４は、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘとモータＭ１との間に流れる電流に応じた電圧で表される電流測定値ｉｕを計測することができる。

なお、電機システム１００は、他の手段を用いて上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚに流れるモータ電流を検出してもよい。例えば、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚがセンスエミッタ端子を有する場合には、電機システム１００は、センスエミッタ端子に流れる電流の大きさに基づいて、対応するスイッチング素子に流れるモータ電流の大きさを検出してもよい。

モータ駆動装置１３０は、インバータ１０５に接続されて、インバータ１０５を制御する。モータ駆動装置１３０は、モータ制御部１４０と、電流判定部１４５と、短絡条件判定部１５０と、短絡制御部１５５と、アーム制御信号生成部１６０ａ〜ｂと、アーム駆動部１７０ａ〜ｂとを有する。

モータ制御部１４０は、磁極位置検出器１１２および１または複数の電流検出器１１４に接続され、インバータ１０５が有する複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚを制御する。モータ制御部１４０は、モータ制御用のマイクロコントローラ若しくはプロセッサ等のＣＰＵ、またはＣＰＵを含むコンピュータ等によって実現されてよい。これに代えて、モータ制御部１４０は、ハードウェア回路によって実現されてもよい。モータ制御部１４０は、モータＭ１を駆動するトルクを指定するモータ制御指令を受け取り、１または複数の電流検出器１１４によって検出される各相のモータ電流の測定値に基づいて、モータ制御指令に応じたトルクを発生させるようにモータＭ１を駆動させるためのゲート駆動指令Ｇｕ＿Ｌ１、Ｇｖ＿Ｌ１、Ｇｗ＿Ｌ１、Ｇｘ＿Ｌ１、Ｇｙ＿Ｌ１、およびＧｚ＿Ｌ１を生成して出力する。Ｇｕ＿Ｌ１、Ｇｖ＿Ｌ１、Ｇｗ＿Ｌ１、Ｇｘ＿Ｌ１、Ｇｙ＿Ｌ１、およびＧｚ＿Ｌ１は、順に上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ、上アーム側スイッチング素子ＳＷｖ、上アーム側スイッチング素子ＳＷｗ、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ、下アーム側スイッチング素子ＳＷｙ、および下アーム側スイッチング素子ＳＷｚに対応するゲート駆動指令である。本実施形態において、モータ制御部１４０は、モータ制御指令によって指定されたトルクでモータＭ１を回転させるための３相交流電流を発生させることをインバータ１０５に指示するゲート駆動指令を出力する。

また、本実施形態において、モータ制御部１４０は、短絡制御部１５５に接続され、異常が発生し短絡動作中であることを示すフェイル信号Ｆ＿Ｆａｉｌ（論理Ｈでフェイル）を受け取る。これを受けて、モータ制御部１４０は、短絡動作中には上記に関わらずゲート駆動指令Ｇｕ〜ｚ＿Ｌ１を論理Ｌとして通常動作による３相交流駆動を停止し全スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚの制御を短絡制御部１５５に委ねる。

電流判定部１４５は、１または複数の電流検出器１１４に接続され、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する。電流判定部１４５の判定結果は、短絡動作において複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗの全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの全オンを切り替え可能か否かを判断する条件の少なくとも１つとして用いられる。

本実施形態において、電流判定部１４５は、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの全てのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する。ここで、スイッチング素子に流れるモータ電流が大きいほど、スイッチング素子がオンからオフへと切り替わる場合に発生するサージ電圧が高くなるので、全てのスイッチング素子がほぼ同一の特性を有する場合には、全てのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であればオンからオフへの切り替え時に発生するサージ電圧を耐圧以下に抑えることができる。

短絡条件判定部１５０は、リレーオンＲｙ＿ＯＮ信号およびリレー状態信号Ｆｐを入力し、インバータ１０５を短絡動作させるべき短絡条件が満たされるか否かを判定する。そして、短絡条件判定部１５０は、短絡条件が満たされる場合に、短絡動作をすることを短絡制御部１５５に指示する。本実施形態において、短絡条件判定部１５０は、リレーＲｙｐが正常に動作していないこと、すなわちリレーオン信号Ｒｙ＿ＯＮがオン状態を指示しているにも関わらずリレー状態信号Ｆｐが切断状態であることを条件（十分条件）として短絡条件が満たされると判定する。

ここで、モータＭ１の回転中にリレーＲｙｐが故障または脱落する等により電源Ｖ２と平滑コンデンサＣ１との間が遮断されると、モータＭ１からの還流によって平滑コンデンサＣ１が過度に充電され、直流母線間の電圧が異常に上昇してしまう可能性がある。短絡条件判定部１５０は、これを防止するために、リレーＲｙｐが正常に動作していないことを条件として短絡条件が満たされると判定する。これに代えて、またはこれに加えて、短絡条件判定部１５０は、他の条件が満たされる場合に短絡条件が満たされると判定してもよい。例えば、短絡条件判定部１５０は、直流母線間の電圧が最大許容電圧を超えたことを条件として短絡条件が満たされるとしてもよい。

短絡制御部１５５は、電流判定部１４５および短絡条件判定部１５０に接続される。短絡制御部１５５は、短絡条件判定部１５０から短絡動作をすることを指示されたことに応じて、インバータ１０５を短絡動作させる制御を行う。本実施形態において、短絡制御部１５５は、全ての上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗを全オンするか否かを指示する上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮ（論理Ｈで全オン）と、全ての下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚを全オンするか否かを指示する下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮ（論理Ｈで全オン）と、異常が発生し短絡動作中であることを示すフェイル信号Ｆ＿Ｆａｉｌ（論理Ｈでフェイル）とを出力する。

短絡動作を行わない場合、短絡制御部１５５は、上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮおよび下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮを論理Ｌとし、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのいずれも全オンにしないことを指示する。短絡動作を行う場合、短絡制御部１５５は、上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮおよび下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮを交互に論理Ｈとすることにより、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗの全オンおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの全オンを交互に切り替える制御を行う。

ここで、短絡制御部１５５は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗの全オンと複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの全オンとの間の切替を、モータ電流が閾値以下であることを条件として行う。また、短絡制御部１５５は、短絡動作において、モータ電流が閾値を超えることを条件として、切替を行わないようにする。

上アーム制御信号生成部１６０ａおよび下アーム制御信号生成部１６０ｂ（「アーム制御信号生成部１６０」とも示す。）は、モータ制御部１４０および短絡制御部１５５に接続される。上アーム制御信号生成部１６０ａは、モータ制御部１４０から上アーム側のゲート駆動指令Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ１を受け、短絡制御部１５５から上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮを受けて、通常動作中（ｕｖｗ＿ＯＮ＝Ｌ）の場合にはゲート駆動指令Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ１をゲート駆動指令Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ２として出力し、短絡動作中（Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ１＝Ｌ）の場合には上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮをゲート駆動指令Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ２として出力する。

同様に、下アーム制御信号生成部１６０ｂは、モータ制御部１４０から下アーム側のゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ１を受け、短絡制御部１５５から下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮを受けて、通常動作中（ｘｙｚ＿ＯＮ＝Ｌ）の場合にはゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ１をゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ２として出力し、短絡動作中（Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ１＝Ｌ）の場合には下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮをゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ２として出力する。

上アーム駆動部１７０ａおよび下アーム駆動部１７０ｂ（「アーム駆動部１７０」とも示す。）は、上アーム制御信号生成部１６０ａおよび下アーム制御信号生成部１６０ｂに接続される。上アーム駆動部１７０ａは、上アーム制御信号生成部１６０ａから受け取るゲート駆動指令Ｇｕ〜ｗ＿Ｌ２を、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗの基準電位（すなわち図中ｕ〜ｗ点の電位）が基準電位となるようにそれぞれ絶縁して増幅し、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗのゲートＧｕ〜ｗへと供給する。下アーム駆動部１７０ｂは、下アーム制御信号生成部１６０ｂから受け取るゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ２を増幅して、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのゲートＧｘ〜ｚへと供給する。ここで、ゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ２が負側の直流母線を基準電位とする場合、これらのゲート駆動指令の絶縁は不要である。

図２は、本実施形態に係る電流判定部１４５の構成の一例を示す。電流判定部１４５は、閾値発生部２０５と、複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路２２０とを有する。閾値発生部２０５は、正の閾値電圧Ｖｒｅｆおよび負の閾値電圧−Ｖｒｅｆを発生する。これらの閾値電圧は、電流閾値に相当する大きさのモータ電流が流れたときに電流センサ１１４によって出力される電流測定値の電圧に相当する。

コンパレータ２１０ｕＬは、正側端子に負の閾値電圧−Ｖｒｅｆ、負側端子にｕ相の電流検出器１１４を流れるモータ電流に応じた電流測定値ｉｕを入力し、電流測定値ｉｕ＜−Ｖｒｅｆの場合に論理Ｈ、電流測定値ｉｕ≧−Ｖｒｅｆの場合に論理ＬをＯＲ回路２２０へと出力する。コンパレータ２１０ｕＨは、正側端子にｕ相の電流検出器１１４を流れるモータ電流に応じた電流測定値ｉｕ、負側端子に正の閾値電圧Ｖｒｅｆを入力し、電流測定値ｉｕ＞Ｖｒｅｆの場合に論理Ｈ、電流測定値ｉｕ≦Ｖｒｅｆの場合に論理ＬをＯＲ回路２２０へと出力する。ｖ相のコンパレータ２１０ｖＨおよびコンパレータ２１０ｖＬと、ｗ相のコンパレータ２１０ｗＨおよびコンパレータ２１０ｗＬとは、ｖ相およびｗ相について同様の比較を行って比較結果をＯＲ回路２２０へと出力する。

ＯＲ回路２２０は、コンパレータ２１０ｕ〜ｗＨおよびコンパレータ２１０ｕ〜ｗＬからの比較結果の論理和をとり、モータ電流の判定結果として出力する。ここで、ＯＲ回路２２０は、コンパレータ２１０ｕ〜ｗＨおよびコンパレータ２１０ｕ〜ｗＬのいずれもが論理Ｌを出力した場合、すなわち−Ｖｒｅｆ≦電流測定値ｉｕ≦Ｖｒｅｆ、−Ｖｒｅｆ≦電流測定値ｉｖ≦Ｖｒｅｆ、かつ−Ｖｒｅｆ≦電流測定値ｉｗ≦Ｖｒｅｆの場合に論理Ｌを出力し、電流測定値ｉｕ、ｉｖ、およびｉｗのいずれかが−ＶｒｅｆからＶｒｅｆまでの範囲から外れた場合には論理Ｈを出力する。したがって、ＯＲ回路２２０は、ｕ相、ｖ相、およびｗ相のモータ電流の大きさ（絶対値）がいずれも閾値以下である場合にその旨を示す論理Ｌの判定結果を短絡制御部１５５へと出力することができる。

なお、短絡動作中、スイッチング素子がオフ状態の場合にはモータ電流は実質的に流れないが、電流判定部１４５は、スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚのうち、オン状態のスイッチング素子のみについて、スイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定するようにしてもよい。また、電流判定部１４５は、各スイッチング素子に対して固有の閾値を設定してもよい。これにより、耐圧が高いスイッチング素子に対しては、モータ電流の閾値を大きく設定することも可能となる。

以上において、電流閾値は、短絡動作中に上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗの全オンおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの全オンを切り替えたときにスイッチング素子ＳＷｕ〜ｚに印加される電圧が、スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚの最大定格電圧以下となるように決定されてよい。ここで、電流判定部１４５は、正の閾値電圧Ｖｒｅｆおよび負の閾値電圧−Ｖｒｅｆを設定するための設定レジスタ等の閾値設定回路を有してよく、採用するスイッチング素子ＳＷｕ〜ｚの品種および特性等に応じて正の閾値電圧Ｖｒｅｆおよび負の閾値電圧−Ｖｒｅｆの適切な値の設定を受けてもよい。

図３は、本実施形態に係る下アーム制御信号生成部１６０ｂの一例を示す。下アーム制御信号生成部１６０ｂは、ゲート駆動指令Ｇｘ＿Ｌ１と下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮとの論理和を、ゲート駆動指令Ｇｘ＿Ｌ２として下アーム駆動部１７０ｂに出力し、ゲート駆動指令Ｇｙ＿Ｌ１と下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮとの論理和を、ゲート駆動指令Ｇｙ＿Ｌ２として下アーム駆動部１７０ｂに出力し、ゲート駆動指令Ｇｚ＿Ｌ１と下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮとの論理和を、ゲート駆動指令Ｇｚ＿Ｌ２として下アーム駆動部１７０ｂに出力する。これにより下アーム制御信号生成部１６０ｂは、通常動作中にモータ制御部１４０が出力するゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ１と、短絡動作中に短絡制御部１５５が出力する下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮとを合成したゲート駆動指令Ｇｘ〜ｚ＿Ｌ２を出力する。なお、上アーム制御信号生成部１６０ａは、下アーム制御信号生成部１６０ｂと同様の構成をとるので説明を省略する。

図４は、本実施形態に係る電機システムの動作例を示すタイミングチャートである。本図のタイミングチャートは、横軸に時間の経過、縦方向にフェイル信号Ｆ＿Ｆａｉｌ、インバータ１０５の各相電流ｉｕ、ｉｖ、ｉｗ、電流判定部１４５が出力するモータ電流の判定結果（図中「短絡アーム切替許可」）、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗのゲート電圧Ｇｕ〜Ｇｗ、および、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのゲート電圧Ｇｘ〜Ｇｚの時間変化波形を示す。

リレーＲｙｐが健全であり正常にリレーオンしている間、短絡制御部１５５は、フェイル信号Ｆ＿Ｆａｉｌを論理Ｌとする。この場合、モータ制御部１４０は、通常動作を行い、アーム制御信号生成部１６０ａ〜ｂおよびアーム駆動部１７０ａ〜ｂを介して上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗのゲートＧｕ〜Ｇｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのゲートＧｘ〜ｚをＰＷＭ（パルス幅変調）制御してモータＭ１を駆動する。この間、全てのスイッチング素子ＳＷｕ〜ｚには閾値以下の大きさのモータ電流が流れ、電流判定部１４５は短絡アームの切り替えを許可する旨を示す論理Ｌの判定結果を出力する。

リレーＲｙｐの故障または脱落等によりリレーオン信号Ｒｙ＿ＯＮが論理Ｈかつリレー状態信号Ｆｐが論理Ｈとなると、短絡条件判定部１５０は、短絡条件が成立したと判定し、短絡動作を行うことを短絡制御部１５５に指示する。これに応じて、短絡制御部１５５は、フェイル信号Ｆ＿Ｆａｉｌを論理Ｈとし、短絡動作を開始する。短絡動作中、短絡制御部１５５は、上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮおよび下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮを交互に論理Ｈとし、論理Ｈとしない側のアーム全相オン指令は論理Ｌとする。これにより、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗのゲートＧｕ〜ｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのゲートＧｘ〜ｚは交互に論理Ｈとなり、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚは交互に全オンとなる。

なお、短絡制御部１５５は、全相短絡するアームの切り替えを、モータ電流の基本周期で行ってよい。これに代えて、短絡制御部１５５は、全相短絡するアームの切り替えを、磁極位置検出器１１２が検出するモータＭ１の回転周期または回転周期の相数倍等のような、モータＭ１の回転周期に基づく周期で行ってもよい。また、短絡制御部１５５は、全相短絡するアームの切り替えを、予め設定された固定周期で行ってもよく、スイッチング素子ＳＷｕ〜ＳＷｚのうちオン状態のスイッチング素子の温度が基準温度以上になったことに応じて適応的に行ってもよい。

ここで、スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚの少なくとも１つに流れるモータ電流の大きさが電流閾値を超えると、電流判定部１４５は、全相短絡するアームの切り替えを禁止する旨を示す論理Ｈの判定結果を出力する。短絡制御部１５５は、全相短絡するアームの切り替えタイミングとなった場合においても、切り替えが禁止されている間は全相短絡するアームを切り替えないようにする。

以上に示した電機システム１００によれば、短絡動作において、スイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であることを条件として全相短絡するアームを切り替えを許可し、モータ電流が閾値を超えることを条件として全相短絡するアームの切り替えを禁止する。これにより、電機システム１００は、スイッチング素子に流れる電流が大きく、スイッチング素子をオンからオフに切り替えたことに応じてそのスイッチング素子の耐圧を超えるサージ電圧が発生する可能性がある場合に、全相短絡するアームの切り替えを禁止してスイッチング素子を保護することができる。

図５は、本実施形態の変形例に係る電機システム５００の構成を示す。電機システム５００は、図１に示した電機システム１００の変形例であるから、以下相違点を除き説明を省略する。

一般に、スイッチング素子は、温度が低くなるほど耐圧が低下することが知られている。また、スイッチング素子の中には、ＩＧＢＴ等のように、温度が低くなるほどターンオフ時間が短くなるものがある。スイッチング素子は、オン状態で流れている電流Ｉをターンオフ時間の間に遮断して０とするのであるから、ターンオフ時間が短くなるほど過渡的な電流変化量ｄＩ／ｄｔが大きくなる。ここで、スイッチング素子に接続される回路のインダクタンスをＬとすると、スイッチング素子のターンオフ時にこの回路にＶ＝Ｌ・ｄＩ／ｄｔの起電力が発生してサージ電圧の原因となるから、温度が低いほどスイッチング素子に大きなサージ電圧が印加されることになる。

そこで、本変形例に係る電機システム５００は、スイッチング素子の温度が低い場合には、スイッチング素子に流れる電流がより小さくても全相短絡するアームの切り替えを禁止できるようにする。これを実現するために、電機システム５００は、スイッチング素子の温度を測定し、図１の電流判定部１４５に対応する電流判定部５４５が用いる閾値Ｖｒｅｆをスイッチング素子の温度に応じて調整する。

電機システム５００は、モータＭ１と、インバータ５０５と、磁極位置検出器５１２と、電流検出器５１４と、モータ駆動装置５３０とを備える。モータＭ１、磁極位置検出器５１２、および電流検出器５１４は、図１のモータＭ１、磁極位置検出器１１２、および電流検出器１１４とそれぞれ同様であるから説明を省略する。

インバータ５０５は、電源Ｖ２と、リレーＲｙｐと、リレー状態検出器５１０と、平滑コンデンサＣ１と、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗと、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚとを有する。これらの部材は、図１の電源Ｖ２と、リレーＲｙｐと、リレー状態検出器１１０と、平滑コンデンサＣ１と、上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗと、下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚとそれぞれ同様であるから説明を省略する。本変形例に係るインバータ５０５は、スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚにそれぞれ付加された複数の温度センサ５１１を更に有する。スイッチング素子ＳＷｕに付加された温度センサ５１１は、スイッチング素子ＳＷｕの温度に応じた温度検出信号ｔｅｍｐ＿ｕを出力する。他のスイッチング素子ＳＷｖ〜ｚについても同様である。このようにして、複数の温度センサ５１１は、スイッチング素子ＳＷｕ〜ｚの温度に応じた温度検出信号ｔｅｍｐ＿ｕ〜ｚを出力する。

モータ駆動装置５３０は、モータ制御部５４０と、電流判定部５４５と、短絡条件判定部５５０と、温度決定部５５２と、短絡制御部５５５と、アーム制御信号生成部５６０ａ〜ｂと、アーム駆動部５７０ａ〜ｂとを有する。モータ制御部５４０、短絡条件判定部５５０、短絡制御部５５５、アーム制御信号生成部５６０ａ〜ｂ、およびアーム駆動部５７０ａ〜ｂは、図１のモータ制御部１４０、短絡条件判定部１５０、短絡制御部１５５、アーム制御信号生成部１６０ａ〜ｂ、およびアーム駆動部１７０ａ〜ｂとそれぞれ同様であるから説明を省略する。

温度決定部５５２は、複数の温度センサ５１１に接続され、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度に応じた温度検出信号を電流判定部５４５へと出力する。本変形例において、温度決定部５５２は、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度に対応する温度検出信号を電流判定部５４５へと出力する。一例として、温度決定部５５２は、ゲート駆動指令Ｇｕ〜ｚ＿Ｌ２を入力し、これらの指令によってオンすることを指示されたスイッチング素子の温度検出信号のうち最小の温度検出信号を電流判定部５４５へと出力する。温度決定部５５２の出力を短絡動作にしか用いない場合には、温度決定部５５２は、上アーム全相オン指令ｕｖｗ＿ＯＮおよび下アーム全相オン指令ｘｙｚ＿ＯＮを入力し、これらの指令によってオンすることを指示されたスイッチング素子の温度検出信号のうち最小の温度検出信号を電流判定部５４５へと出力してもよい。

また、各相の上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子が同一の放熱板等に取り付けられてほぼ同じ温度となる場合には、電機システム５００は、各相の上アーム側スイッチング素子および下アーム側スイッチング素子の温度を共通の温度センサ５１１を用いて測定し、各相の温度センサ５１１からの温度検出信号の最小値を温度決定部５５２から電流判定部５４５へと出力してよい。また、全スイッチング素子が同一の放熱板等に取り付けられてほぼ同じ温度となる場合には、電機システム５００は、全スイッチング素子の温度を共通の温度センサ５１１を用いて測定して温度センサ５１１からの温度検出信号を電流判定部５４５へと供給してもよい。

電流判定部５４５は、１または複数の電流検出器５１４に接続され、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する。電流判定部５４５の機能は図１の電流判定部１４５とほぼ同様であるが、本変形例に係る電流判定部５４５は、温度決定部５５２から入力する温度検出信号に応じて、全相短絡をするアームの切り替えを許容するモータ電流の閾値を調整する機能を更に有する。

図６は、本実施形態の変形例に係る電流判定部５４５の構成の一例を示す。電流判定部５４５は、閾値発生部６０５と、複数のコンパレータ６１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ６１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路６２０とを有する。複数のコンパレータ６１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ６１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路６２０とは、図２に示した複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路２２０とそれぞれ同様であるから説明を省略する。

閾値発生部６０５は、温度決定部５５２から入力される温度検出信号ｔｅｍｐ＿ｍｉｎおよびリファレンス電圧Ｖｒｅｆ'に基づいて、正の閾値電圧Ｖｒｅｆおよび負の閾値電圧−Ｖｒｅｆを発生する。一例として閾値発生部６０５は、正の閾値電圧をＶｒｅｆ＝Ｖｒｅｆ'＋α・ｔｅｍｐ＿ｍｉｎとし、負の閾値電圧を正の閾値電圧Ｖｒｅｆの反転値とする演算を行う。ここで、αは正の係数であり、温度上昇に対して電流閾値をどの程度増加させるかを定めるパラメータである。これにより、閾値発生部６０５は、オンからオフに切り替えるスイッチング素子の温度に応じて、全相短絡のアームを切り替えてよいモータ電流の上限閾値を補正することができる。より具体的には、閾値発生部６０５は、温度決定部５５２からの温度検出信号が示す温度がより高い場合に、電流閾値をより高くすることができる。

図７は、本実施形態の変形例に係る電機システム５００の動作例を示すタイミングチャートである。図７のタイミングチャートは、図４のタイミングチャートにおける「電流閾値（正側）」および「電流閾値（負側）」に代えて、温度決定部５５２および閾値発生部６０５による「補正された電流閾値（正側）」および「補正された電流閾値（負側）」を用いたものである。

本図のタイミングチャートにおいては、短絡動作中においてオン状態のスイッチング素子の温度が低く、正側および負側の電流閾値の大きさ（絶対値）が、図４のタイミングチャートにおける正側および負側の電流閾値の大きさよりも小さい。このため、本図のタイミングチャートにおいては、図４のタイミングチャートと比較して、全相短絡するアームの切り替えを禁止している期間の割合が大きくなっている。

以上に示した電機システム５００によれば、オンからオフに切り替えるスイッチング素子の温度が高い場合に、スイッチング素子の温度が低い場合よりも全相短絡のアームを切り替えてよいモータ電流の上限閾値を増加させることができる。これにより、低温時におけるスイッチング素子の耐圧低下およびサージ電圧の増加に対してスイッチング素子を保護しつつ、スイッチング素子の温度が高くなった後は全相短絡のアームの切り替え可能な期間を増やすことができる。

図８は、本実施形態の第２の変形例に係る電流判定部８４５の構成の一例を示す。本変形例においては、電機システム５００は、電流判定部５４５に代えて電流判定部８４５を備える構成をとる。このように変更した電機システム５００における、電流判定部８４５以外の部材については、図５の電機システム５００と同様の機能および構成をとるから、以下相違点を除き説明を省略する。

電流判定部８４５は、１または複数の電流検出器５１４に接続され、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する。ここで、電流判定部８４５は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度が基準温度以下であることを条件として、全相短絡するアームの切り替えを禁止する旨を示す論理Ｈの判定結果を出力する。これにより、短絡制御部５５５は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度が基準温度以下であることを条件として、切替を行わないようにすることができる。

電流判定部８４５は、閾値発生部８０５と、複数のコンパレータ８１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ８１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路８２０と、ＮＯＴ回路８３０と、コンパレータ８４０と、ＮＡＮＤ回路８５０とを有する。閾値発生部８０５と、複数のコンパレータ８１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ８１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路８２０とは、図２に示した閾値発生部２０５と、複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＨおよび複数のコンパレータ２１０ｕ〜ｗＬと、ＯＲ回路２２０とそれぞれ同様であるから説明を省略する。

図２に関連して示したように、図２のＯＲ回路２２０に対応するＯＲ回路８２０は、ｕ相、ｖ相、およびｗ相のモータ電流の大きさ（絶対値）がいずれも閾値以下である場合にその旨を示す論理Ｌの判定結果を出力する。ＮＯＴ回路８３０は、ＯＲ回路８２０の出力を反転し、ｕ相、ｖ相、およびｗ相のモータ電流の大きさ（絶対値）がいずれも閾値以下である場合に論理Ｈを出力する。

コンパレータ８４０は、温度決定部５５２からの温度検出信号ｔｅｍｐ＿ｍｉｎを正側端子に入力し、基準温度に応じた閾値電圧Ｖｒｅｆ＿ｔｅｍｐを負側端子に入力する。これによりコンパレータ８４０は、温度決定部５５２が決定した温度が基準温度を超える場合（すなわちｔｅｍｐ＿ｍｉｎ＞Ｖｒｅｆ＿ｔｅｍｐ）に論理Ｈ、基準温度以下の場合（すなわちｔｅｍｐ＿ｍｉｎ≦Ｖｒｅｆ＿ｔｅｍｐ）に論理Ｌを出力する。

ＮＡＮＤ回路８５０は、ＮＯＴ回路８３０の出力と、コンパレータ８４０の出力との否定論理積を電流判定部８４５の判定結果として出力する。ＮＡＮＤ回路８５０は、ＮＯＴ回路８３０の出力およびコンパレータ８４０の出力のいずれもが論理Ｈである場合、すなわちｕ相、ｖ相、およびｗ相のモータ電流の大きさ（絶対値）がいずれも閾値以下であり、かつ温度決定部５５２が決定した温度が基準温度を超える場合に論理Ｌを出力し、全相短絡のアームの切り替えを許可する旨を示す。ＮＯＴ回路８３０の出力またはコンパレータ８４０の出力の少なくとも１つが論理Ｌの場合には論理Ｈを出力し、全相短絡のアームの切り替えを禁止する旨を示す。

電流判定部８４５の判定結果を受けた短絡制御部５５５は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚのうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度が基準温度以下であることを条件として、全相短絡するアームの切替を行わないようにする。本変形例においては、短絡制御部５５５は、短絡動作において、複数の上アーム側スイッチング素子ＳＷｕ〜ｗおよび複数の下アーム側スイッチング素子ＳＷｘ〜ｚの中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度が基準温度以下であることを条件として、切替を行わない。

以上に示した電流判定部８４５を用いることにより、電機システム５００は、オン状態のスイッチング素子の温度が基準温度以下であってスイッチング素子の耐圧が低く大きなサージ電圧が発生する可能性がある状況において、全相短絡するアームを切り替えないようにして、スイッチング素子を保護することができる。

なお、電流判定部８４５は、閾値発生部８０５の代わりに閾値発生部６０５を有する構成を採ることも可能である。このように変更した電流判定部８４５は、オン状態のスイッチング素子の温度が基準温度以下である場合には全相短絡するアームを切り替えないようにしつつ、オン状態のスイッチング素子の温度が基準温度を超えている場合においてもスイッチング素子の温度が上昇するにつれて全相短絡するアームを切替可能とするモータ電流の上限閾値を増加させていくことができる。

本発明の様々な実施形態は、フローチャートおよびブロック図を参照して記載されてよく、ここにおいてブロックは、（１）操作が実行されるプロセスの段階または（２）操作を実行する役割を持つ装置のセクションを表わしてよい。特定の段階およびセクションが、専用回路、コンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプログラマブル回路、および／またはコンピュータ可読媒体上に格納されるコンピュータ可読命令と共に供給されるプロセッサによって実装されてよい。専用回路は、デジタルおよび／またはアナログハードウェア回路を含んでよく、集積回路（ＩＣ）および／またはディスクリート回路を含んでよい。プログラマブル回路は、論理ＡＮＤ、論理ＯＲ、論理ＸＯＲ、論理ＮＡＮＤ、論理ＮＯＲ、および他の論理操作、フリップフロップ、レジスタ、フィールドプログラマブルゲートアレイ（ＦＰＧＡ）、プログラマブルロジックアレイ（ＰＬＡ）等のようなメモリ要素等を含む、再構成可能なハードウェア回路を含んでよい。

コンピュータ可読媒体は、適切なデバイスによって実行される命令を格納可能な任意の有形なデバイスを含んでよく、その結果、そこに格納される命令を有するコンピュータ可読媒体は、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく実行され得る命令を含む、製品を備えることになる。コンピュータ可読媒体の例としては、電子記憶媒体、磁気記憶媒体、光記憶媒体、電磁記憶媒体、半導体記憶媒体等が含まれてよい。コンピュータ可読媒体のより具体的な例としては、フロッピー（登録商標）ディスク、ディスケット、ハードディスク、ランダムアクセスメモリ（ＲＡＭ）、リードオンリメモリ（ＲＯＭ）、消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＰＲＯＭまたはフラッシュメモリ）、電気的消去可能プログラマブルリードオンリメモリ（ＥＥＰＲＯＭ）、静的ランダムアクセスメモリ（ＳＲＡＭ）、コンパクトディスクリードオンリメモリ（ＣＤ-ＲＯＭ）、デジタル多用途ディスク（ＤＶＤ）、ブルーレイ（登録商標）ディスク、メモリスティック、集積回路カード等が含まれてよい。

コンピュータ可読命令は、アセンブラ命令、命令セットアーキテクチャ（ＩＳＡ）命令、マシン命令、マシン依存命令、マイクロコード、ファームウェア命令、状態設定データ、またはＳｍａｌｌｔａｌｋ、ＪＡＶＡ（登録商標）、Ｃ＋＋等のようなオブジェクト指向プログラミング言語、および「Ｃ」プログラミング言語または同様のプログラミング言語のような従来の手続型プログラミング言語を含む、１または複数のプログラミング言語の任意の組み合わせで記述されたソースコードまたはオブジェクトコードのいずれかを含んでよい。

コンピュータ可読命令は、汎用コンピュータ、特殊目的のコンピュータ、若しくは他のコンピュータ等のプログラム可能なデータ処理装置のプロセッサまたはプログラマブル回路に対し、ローカルにまたはローカルエリアネットワーク（ＬＡＮ）、インターネット等のようなワイドエリアネットワーク（ＷＡＮ）を介して提供され、フローチャートまたはブロック図で指定された操作を実行するための手段を作成すべく、コンピュータ可読命令を実行してよい。プロセッサの例としては、コンピュータプロセッサ、処理ユニット、マイクロプロセッサ、デジタル信号プロセッサ、コントローラ、マイクロコントローラ等を含む。

図１０は、本発明の複数の態様が全体的または部分的に具現化されてよいコンピュータ２２００の例を示す。コンピュータ２２００にインストールされたプログラムは、コンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係る装置に関連付けられる操作または当該装置の１または複数のセクションとして機能させることができ、または当該操作または当該１または複数のセクションを実行させることができ、および／またはコンピュータ２２００に、本発明の実施形態に係るプロセスまたは当該プロセスの段階を実行させることができる。そのようなプログラムは、コンピュータ２２００に、本明細書に記載のフローチャートおよびブロック図のブロックのうちのいくつかまたはすべてに関連付けられた特定の操作を実行させるべく、ＣＰＵ２２１２によって実行されてよい。

本実施形態によるコンピュータ２２００は、ＣＰＵ２２１２、ＲＡＭ２２１４、グラフィックコントローラ２２１６、およびディスプレイデバイス２２１８を含み、それらはホストコントローラ２２１０によって相互に接続されている。コンピュータ２２００はまた、通信インターフェイス２２２２、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６、およびＩＣカードドライブのような入／出力ユニットを含み、それらは入／出力コントローラ２２２０を介してホストコントローラ２２１０に接続されている。コンピュータはまた、ＲＯＭ２２３０およびキーボード２２４２のようなレガシの入／出力ユニットを含み、それらは入／出力チップ２２４０を介して入／出力コントローラ２２２０に接続されている。

ＣＰＵ２２１２は、ＲＯＭ２２３０およびＲＡＭ２２１４内に格納されたプログラムに従い動作し、それにより各ユニットを制御する。グラフィックコントローラ２２１６は、ＲＡＭ２２１４内に提供されるフレームバッファ等またはそれ自体の中にＣＰＵ２２１２によって生成されたイメージデータを取得し、イメージデータがディスプレイデバイス２２１８上に表示されるようにする。

通信インターフェイス２２２２は、ネットワークを介して他の電子デバイスと通信する。ハードディスクドライブ２２２４は、コンピュータ２２００内のＣＰＵ２２１２によって使用されるプログラムおよびデータを格納する。ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６は、プログラムまたはデータをＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１から読み取り、ハードディスクドライブ２２２４にＲＡＭ２２１４を介してプログラムまたはデータを提供する。ＩＣカードドライブは、プログラムおよびデータをＩＣカードから読み取り、および／またはプログラムおよびデータをＩＣカードに書き込む。

ＲＯＭ２２３０はその中に、アクティブ化時にコンピュータ２２００によって実行されるブートプログラム等、および／またはコンピュータ２２００のハードウェアに依存するプログラムを格納する。入／出力チップ２２４０はまた、様々な入／出力ユニットをパラレルポート、シリアルポート、キーボードポート、マウスポート等を介して、入／出力コントローラ２２２０に接続してよい。

プログラムが、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１またはＩＣカードのようなコンピュータ可読媒体によって提供される。プログラムは、コンピュータ可読媒体から読み取られ、コンピュータ可読媒体の例でもあるハードディスクドライブ２２２４、ＲＡＭ２２１４、またはＲＯＭ２２３０にインストールされ、ＣＰＵ２２１２によって実行される。これらのプログラム内に記述される情報処理は、コンピュータ２２００に読み取られ、プログラムと、上記様々なタイプのハードウェアリソースとの間の連携をもたらす。装置または方法が、コンピュータ２２００の使用に従い情報の操作または処理を実現することによって構成されてよい。

例えば、通信がコンピュータ２２００および外部デバイス間で実行される場合、ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４にロードされた通信プログラムを実行し、通信プログラムに記述された処理に基づいて、通信インターフェイス２２２２に対し、通信処理を命令してよい。通信インターフェイス２２２２は、ＣＰＵ２２１２の制御下、ＲＡＭ２２１４、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１、またはＩＣカードのような記録媒体内に提供される送信バッファ処理領域に格納された送信データを読み取り、読み取られた送信データをネットワークに送信し、またはネットワークから受信された受信データを記録媒体上に提供される受信バッファ処理領域等に書き込む。

また、ＣＰＵ２２１２は、ハードディスクドライブ２２２４、ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ２２２６（ＤＶＤ−ＲＯＭ２２０１）、ＩＣカード等のような外部記録媒体に格納されたファイルまたはデータベースの全部または必要な部分がＲＡＭ２２１４に読み取られるようにし、ＲＡＭ２２１４上のデータに対し様々なタイプの処理を実行してよい。ＣＰＵ２２１２は次に、処理されたデータを外部記録媒体にライトバックする。

様々なタイプのプログラム、データ、テーブル、およびデータベースのような様々なタイプの情報が記録媒体に格納され、情報処理を受けてよい。ＣＰＵ２２１２は、ＲＡＭ２２１４から読み取られたデータに対し、本開示の随所に記載され、プログラムの命令シーケンスによって指定される様々なタイプの操作、情報処理、条件判断、条件分岐、無条件分岐、情報の検索／置換等を含む、様々なタイプの処理を実行してよく、結果をＲＡＭ２２１４に対しライトバックする。また、ＣＰＵ２２１２は、記録媒体内のファイル、データベース等における情報を検索してよい。例えば、各々が第２の属性の属性値に関連付けられた第１の属性の属性値を有する複数のエントリが記録媒体内に格納される場合、ＣＰＵ２２１２は、第１の属性の属性値が指定される、条件に一致するエントリを当該複数のエントリの中から検索し、当該エントリ内に格納された第２の属性の属性値を読み取り、それにより予め定められた条件を満たす第１の属性に関連付けられた第２の属性の属性値を取得してよい。

上で説明したプログラムまたはソフトウェアモジュールは、コンピュータ２２００上またはコンピュータ２２００近傍のコンピュータ可読媒体に格納されてよい。また、専用通信ネットワークまたはインターネットに接続されたサーバーシステム内に提供されるハードディスクまたはＲＡＭのような記録媒体が、コンピュータ可読媒体として使用可能であり、それによりプログラムを、ネットワークを介してコンピュータ２２００に提供する。

以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されない。上記実施の形態に、多様な変更または改良を加えることが可能であることが当業者に明らかである。その様な変更または改良を加えた形態も本発明の技術的範囲に含まれ得ることが、特許請求の範囲の記載から明らかである。

特許請求の範囲、明細書、および図面中において示した装置、システム、プログラム、および方法における動作、手順、ステップ、および段階等の各処理の実行順序は、特段「より前に」、「先立って」等と明示しておらず、また、前の処理の出力を後の処理で用いるのでない限り、任意の順序で実現しうることに留意すべきである。特許請求の範囲、明細書、および図面中の動作フローに関して、便宜上「まず、」、「次に、」等を用いて説明したとしても、この順で実施することが必須であることを意味するものではない。

１００ 電機システム、１０５ インバータ、１１０ リレー状態検出器、１１２ 磁極位置検出器、１１４ 電流検出器、１３０ モータ駆動装置、１４０ モータ制御部、１４５ 電流判定部、１５０ 短絡条件判定部、１５５ 短絡制御部、１６０ａ 上アーム制御信号生成部、１６０ｂ 下アーム制御信号生成部、１７０ａ 上アーム駆動部、１７０ｂ 下アーム駆動部、２０５ 閾値発生部、２１０ コンパレータ、２２０ ＯＲ回路、５００ 電機システム、５０５ インバータ、５１０ リレー状態検出器、５１１ 温度センサ、５１２ 磁極位置検出器、５１４ 電流検出器、５３０ モータ駆動装置、５４０ モータ制御部、５４５ 電流判定部、５５０ 短絡条件判定部、５５２ 温度決定部、５５５ 短絡制御部、５６０ａ 上アーム制御信号生成部、５６０ｂ 下アーム制御信号生成部、５７０ａ 上アーム駆動部、５７０ｂ 下アーム駆動部、６０５ 閾値発生部、６１０ コンパレータ、６２０ ＯＲ回路、８０５ 閾値発生部、８１０ コンパレータ、８２０ ＯＲ回路、８３０ ＮＯＴ回路、８４０ コンパレータ、８４５ 電流判定部、８５０ ＮＡＮＤ回路、２２００ コンピュータ、２２０１ ＤＶＤ−ＲＯＭ、２２１０ ホストコントローラ、２２１２ ＣＰＵ、２２１４ ＲＡＭ、２２１６ グラフィックコントローラ、２２１８ ディスプレイデバイス、２２２０ 入／出力コントローラ、２２２２ 通信インターフェイス、２２２４ ハードディスクドライブ、２２２６ ＤＶＤ−ＲＯＭドライブ、２２３０ ＲＯＭ、２２４０ 入／出力チップ、２２４２ キーボード

Claims (10)

1. モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御するモータ制御部と、
   前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する電流判定部と、
   前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、前記モータ電流が前記閾値以下であることを条件として行う短絡制御部と
   を備えるモータ駆動装置。
2. 前記短絡制御部は、前記短絡動作において、前記モータ電流が前記閾値を超えることを条件として、前記切替を行わない請求項１に記載のモータ駆動装置。
3. 前記電流判定部は、前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子の全てのスイッチング素子に流れる前記モータ電流が前記閾値以下であるか否かを判定する請求項１または２に記載のモータ駆動装置。
4. 前記短絡制御部は、前記短絡動作において、前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度が基準温度以下であることを条件として、前記切替を行わない請求項１から３のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
5. 前記短絡制御部は、前記短絡動作において、前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子の中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度が前記基準温度以下であることを条件として、前記切替を行わない請求項４に記載のモータ駆動装置。
6. 前記電流判定部は、前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子の温度がより高い場合に、前記閾値をより高くする請求項１から５のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
7. 前記電流判定部は、前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子の中で、オン状態のスイッチング素子の最小温度がより高い場合に、前記閾値をより高くする請求項６に記載のモータ駆動装置。
8. 前記電流判定部は、前記インバータと前記モータとの間の配線に流れる前記モータ電流が前記閾値以下であるか否かを判定する請求項１から７のいずれか一項に記載のモータ駆動装置。
9. モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御し、
   前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定し、
   前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、前記モータ電流が前記閾値以下であることを条件として行う
   モータ駆動方法。
10. コンピュータにより実行され、前記コンピュータを、
    モータを駆動するためのインバータが有する複数の上アーム側スイッチング素子および複数の下アーム側スイッチング素子を制御するモータ制御部と、
    前記複数の上アーム側スイッチング素子および前記複数の下アーム側スイッチング素子のうちの少なくとも一つのスイッチング素子に流れるモータ電流が閾値以下であるか否かを判定する電流判定部と、
    前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンおよび前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンを交互に切り替える短絡動作において、前記複数の上アーム側スイッチング素子の全オンと前記複数の下アーム側スイッチング素子の全オンとの間の切替を、前記モータ電流が前記閾値以下であることを条件として行う短絡制御部と
    して機能させるモータ駆動プログラム。

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