JP6877668B1 - モータ制御装置 - Google Patents

モータ制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP6877668B1
JP6877668B1 JP2021500482A JP2021500482A JP6877668B1 JP 6877668 B1 JP6877668 B1 JP 6877668B1 JP 2021500482 A JP2021500482 A JP 2021500482A JP 2021500482 A JP2021500482 A JP 2021500482A JP 6877668 B1 JP6877668 B1 JP 6877668B1
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
information
operation mode
motor
control device
threshold value
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
JP2021500482A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2021176579A1 (ja
Inventor
賢司 藤原
賢司 藤原
福本　久敏
久敏 福本
智己 竹上
智己 竹上
鉄也 小島
鉄也 小島
岩田　明彦
明彦 岩田
正宏 菅原
正宏 菅原
小林　宙
宙 小林
万里 西山
万里 西山
啓 西沢
啓 西沢
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Electric Corp
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Original Assignee
Mitsubishi Electric Corp
Japan Aerospace Exploration Agency JAXA
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Electric Corp, Japan Aerospace Exploration Agency JAXA filed Critical Mitsubishi Electric Corp
Application granted granted Critical
Publication of JP6877668B1 publication Critical patent/JP6877668B1/ja
Publication of JPWO2021176579A1 publication Critical patent/JPWO2021176579A1/ja
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0067—Converter structures employing plural converter units, other than for parallel operation of the units on a single load
    • H02M1/007—Plural converter units in cascade
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64C—AEROPLANES; HELICOPTERS
    • B64C39/00—Aircraft not otherwise provided for
    • B64C39/02—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use
    • B64C39/024—Aircraft not otherwise provided for characterised by special use of the remote controlled vehicle type, i.e. RPV
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D31/00—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft
    • B64D31/16—Power plant control systems; Arrangement of power plant control systems in aircraft for electric power plants
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/0095—Hybrid converter topologies, e.g. NPC mixed with flying capacitor, thyristor converter mixed with MMC or charge pump mixed with buck
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M1/00—Details of apparatus for conversion
    • H02M1/32—Means for protecting converters other than automatic disconnection
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M3/00—Conversion of dc power input into dc power output
    • H02M3/02—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac
    • H02M3/04—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters
    • H02M3/10—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M3/145—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M3/155—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only
    • H02M3/156—Conversion of dc power input into dc power output without intermediate conversion into ac by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only with automatic control of output voltage or current, e.g. switching regulators
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/539—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters with automatic control of output wave form or frequency
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P27/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage
    • H02P27/04—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage
    • H02P27/06—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of supply voltage using variable-frequency supply voltage, e.g. inverter or converter supply voltage using dc to ac converters or inverters
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P29/00—Arrangements for regulating or controlling electric motors, appropriate for both AC and DC motors
    • H02P29/02—Providing protection against overload without automatic interruption of supply
    • H02P29/032—Preventing damage to the motor, e.g. setting individual current limits for different drive conditions
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B64—AIRCRAFT; AVIATION; COSMONAUTICS
    • B64D—EQUIPMENT FOR FITTING IN OR TO AIRCRAFT; FLIGHT SUITS; PARACHUTES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF POWER PLANTS OR PROPULSION TRANSMISSIONS IN AIRCRAFT
    • B64D33/00—Arrangements in aircraft of power plant parts or auxiliaries not otherwise provided for
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02M—APPARATUS FOR CONVERSION BETWEEN AC AND AC, BETWEEN AC AND DC, OR BETWEEN DC AND DC, AND FOR USE WITH MAINS OR SIMILAR POWER SUPPLY SYSTEMS; CONVERSION OF DC OR AC INPUT POWER INTO SURGE OUTPUT POWER; CONTROL OR REGULATION THEREOF
    • H02M7/00—Conversion of ac power input into dc power output; Conversion of dc power input into ac power output
    • H02M7/42—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal
    • H02M7/44—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters
    • H02M7/48—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode
    • H02M7/53—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal
    • H02M7/537—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters
    • H02M7/5387—Conversion of dc power input into ac power output without possibility of reversal by static converters using discharge tubes with control electrode or semiconductor devices with control electrode using devices of a triode or transistor type requiring continuous application of a control signal using semiconductor devices only, e.g. single switched pulse inverters in a bridge configuration
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P2201/00—Indexing scheme relating to controlling arrangements characterised by the converter used
    • H02P2201/09—Boost converter, i.e. DC-DC step up converter increasing the voltage between the supply and the inverter driving the motor
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02B—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO BUILDINGS, e.g. HOUSING, HOUSE APPLIANCES OR RELATED END-USER APPLICATIONS
    • Y02B70/00—Technologies for an efficient end-user side electric power management and consumption
    • Y02B70/10—Technologies improving the efficiency by using switched-mode power supplies [SMPS], i.e. efficient power electronics conversion e.g. power factor correction or reduction of losses in power supplies or efficient standby modes

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Aviation & Aerospace Engineering (AREA)
  • Dc-Dc Converters (AREA)
  • Inverter Devices (AREA)

Abstract

モータ制御装置（１００）は、第一電圧（Ｖｂｔ）を出力する第一運転モード及び第一電圧（Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（Ｖａ）を出力する第二運転モードを有する直流出力型電力変換装置（３）を備える電源装置（９０）、電力供給装置（５）、制御装置（１１）を備え、飛行物体のモータ（６）を制御する。制御装置（１１）は、飛行物体が地上から離れる場合に電力変換装置（３）を第二運転モードにて制御し、モータ（６）の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（ｓｉｇｍｐｃ、ｓｉｇｍｐ、ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ（６）の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードが選択された運転モード信号（ｍｓｉｇ）を受信した場合に、電力変換装置（３）を第一運転モードにて制御する。

Description

本願は、モータ制御装置に関するものである。
近年、電気自動車、船舶等において、エンジンからモータ駆動といった電動化システムの普及が進み、さらには航空機に関してもＣＯ２削減の動きから電動化への研究が世界各国で進められている。特許文献１には、直流電源から交流に電力変換してモータを駆動する直流交流電力変換制御装置が開示されている。特許文献１の直流交流電力変換制御装置における昇圧チョッパ回路は、モータの低速運転において２レベル動作になり、高速運転において３レベル動作にすることで昇圧チョッパ回路の効率を上げようとしていた。
特開２０１１-１８８６５５号公報（図１、図２）
A. Akturk, et al., "Single Event Effects in Si and SiC Power MOSFETs Due to Terrestrial Neutrons", IEEE TRANSACTIONS on NUCLEAR SCIENCE, Ｖol.64, No.1, 2017
特許文献１の直流交流電力変換制御装置は、モータの高速運転の際にインバータの交流出力電圧が低速運転の際の交流出力電圧よりも高くしている。特許文献１の直流交流電力変換制御装置のように、モータ駆動用のインバータの交流出力電圧は出力電力に応じて高くなるのが一般的である。そのためチョッパとインバータを結ぶＤＣリンク用のコンデンサのＤＣリンク電圧には、インバータの交流出力電圧を可能にする電圧値が設定される。しかし、非特許文献１に記載されているように、ＤＣリンク電圧を常に高電圧状態にすると、チョッパ、インバータを構成する半導体素子への宇宙線（陽子線、電子線、中性子線等）によるＬＴＤＳ（Ｌｏｎｇ Ｔｅｒｍ ＤＣ Ｓｔａｂｉｌｉｔｙ）の電圧依存性により宇宙線耐量が低下し偶発故障(シングルイベント)が発生しやすくなる。特に金属を透過しやすい中性子線の影響が大きい。また宇宙から降り注ぐ宇宙線量は海抜からの高度が高い程大きいことは対流圏内では一般的である。
チョッパ、インバータを備えており、モータを制御するモータ制御装置は、宇宙線量の多い高高度で運転する場合に、半導体素子の偶発故障による故障率が上がることで信頼性が低下する問題があった。
本願明細書に開示される技術は、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性を向上させることを目的とする。
本願明細書に開示される一例のモータ制御装置は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータを制御する。モータ制御装置は、直流電力を出力する電源装置と、直流電力を交流電力に変換してモータに出力する電力供給装置と、電源装置及び電力供給装置を制御する制御装置と、を備える。電源装置は、電源と、電源の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置と、直流出力型電力変換装置の出力電圧を平滑する出力コンデンサと、を備える。直流出力型電力変換装置は、第一電圧を出力する第一運転モード及び第一電圧よりも高い第二電圧を出力する第二運転モードを有する。制御装置は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置を第二運転モードにて制御し、モータの制御に伴って得られるモータパラメータの情報、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータの制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、直流出力型電力変換装置を第一運転モードにて制御する。
本願明細書に開示される一例のモータ制御装置は、直流出力型電力変換装置を第二運転モードにて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合又はモータの制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、直流出力型電力変換装置を第一運転モードにて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。 図１のチョッパの第一例を示す図である。 図１のチョッパの第二例を示す図である。 図１のインバータの構成を示す図である。 図１の制御信号生成部の構成を示す図である。 図１の制御装置の機能を実現するハードウェア構成例を示す図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態１に係る検出環境情報の第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態１に係る検出環境情報の第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態１に係る環境情報と閾値を示す図である。 図５の運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。 図５の運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。 図５の運転モード判定部の動作を説明する第三例のフローを示す図である。 図５の運転モード判定部の動作を説明する第四例のフローを示す図である。 実施の形態１に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。 実施の形態１に係る駆動装置の第二例の要部を示す図である。 実施の形態２に係る環境情報検出センサを示す図である。 実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態３に係る環境情報検出センサを示す図である。 実施の形態３に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態４に係る環境情報検出センサを示す図である。 実施の形態４に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態５に係る環境情報検出センサを示す図である。 実施の形態５に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態６に係る制御装置の構成を示す図である。 実施の形態６に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態７に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。 図３２の制御装置の構成を示す図である。 実施の形態７に係るモータパラメータとモータパラメータ指令との関係を説明する図である。 実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との関係を説明する図である。 実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との関係を説明する図である。 図３２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図３２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図３２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態７に係るモータパラメータ指令と閾値を示す図である。 図３２における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。 実施の形態７に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。 図４２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図４２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図４２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態７に係る検出モータパラメータ情報と閾値を示す図である。 図４２における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。 実施の形態７に係るモータ制御装置の第三例を示す図である。 図４８の制御装置の構成を示す図である。 図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。 実施の形態７に係る推定モータパラメータ情報と閾値を示す図である。 図４８における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。 実施の形態８に係るモータ制御装置の構成を示す図である。 図５５の制御信号生成部の構成を示す図である。 図５５の表示器の表示例を示す図である。 実施の形態９に係るモータ制御装置の構成を示す図である。 図５８の制御信号生成部の構成を示す図である。 図５８の表示器の表示例を示す図である。 実施の形態１０に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。 図６１における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。 実施の形態１０に係る優先順位情報を示す図である。 実施の形態１０に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。 実施の形態１１に係るモータ制御装置の構成を示す図である。 図６５における運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。 図６６の環境要因処理の第一例のフローを示す図である。 図６６の環境要因処理の第二例のフローを示す図である。 図６５における運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。 実施の形態１２に係るモータ制御装置の構成を示す図である。 図７０のチョッパの構成を示す図である。 図７０の制御装置の第一例を示す図である。 図７２の制御信号生成部の構成を示す図である。 図７３のスイッチング周波数生成部の第二例を示す図である。 図７０の制御装置の第二例を示す図である。 図７０の制御装置の第三例を示す図である。 図７０の制御装置の第四例を示す図である。 図７０の制御装置の第五例を示す図である。 図７８の制御信号生成部の構成を示す図である。 図７０の制御装置の第六例を示す図である。 図８０の制御信号生成部の構成を示す図である。 一定のスイッチング周波数におけるリップル電流特性を示す図である。 一定のスイッチング周波数におけるヒステリシス損失特性を示す図である。 実施の形態１２のリップル電流特性を示す図である。 実施の形態１２のヒステリシス損失特性を示す図である。 実施の形態１２のスイッチング周波数特性を示す図である。 図７０のモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 図７０のモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 図７０のモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 図７０のモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図である。 図７０のモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の構成を示す図である。 図９２のＡＣＤＣコンバータの構成を示す図である。 図９２の発電機の電圧を示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図である。 実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。 実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図である。 実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。 実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図である。 実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。 実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。 実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図である。 実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。 実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図である。 実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。 実施の形態１７に係るモータ制御装置の第一例の要部を示す図である。 図１１５のインバータの構成を示す図である。 実施の形態１７に係るモータ制御装置の第二例の要部を示す図である。
実施の形態１．
図１は実施の形態１に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。図２は図１のチョッパの第一例を示す図であり、図３は図１のチョッパの第二例を示す図である。図４は図１のインバータの構成を示す図であり、図５は図１の制御信号生成部の構成を示す図である。図６は、図１の制御装置の機能を実現するハードウェア構成例を示す図である。図７、図８、図９は、実施の形態１に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図１０は実施の形態１に係る検出環境情報の第一例のタイミングを示す図であり、図１１は実施の形態１に係る検出環境情報の第二例のタイミングを示す図である。図１２は、実施の形態１に係る環境情報と閾値を示す図である。図１３は図５の運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図であり、図１４は図５の運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。図１５は図５の運転モード判定部の動作を説明する第三例のフローを示す図であり、図１６は図５の運転モード判定部の動作を説明する第四例のフローを示す図である。図１７は実施の形態１に係るモータ制御装置の第二例を示す図であり、図１８は実施の形態１に係る駆動装置の第二例の要部を示す図である。
実施の形態１のモータ制御装置１００は、駆動装置９１、制御装置１１、操作盤２３を備え、モータ６を制御する。モータ制御装置１００は、例えば航空機等の飛行物体に搭載される。モータ６は、誘導機、ＰＭＳＭ（Permanent Magnet Synchronous Motor）等の交流モータである。駆動装置９１は、直流電力を出力する電源装置９０、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置であるインバータ５を備えている。制御装置１１は、電源装置９０及びインバータ５を制御する。電源装置９０は、直流電源としてのバッテリー１、バッテリー１の出力端子間に接続されるコンデンサ２、バッテリー１のバッテリー電圧Ｖｂｔを昇圧する非絶縁昇圧型のチョッパ３、チョッパ３の出力端子間に接続されるＤＣリンク用のコンデンサ４を備えている。チョッパ３は直流電源であるバッテリー１の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置であり、コンデンサ４はチョッパ３の出力電圧を平滑する出力コンデンサである。チョッパ３は、第一電圧であるバッテリー電圧Ｖｂｔを出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧よりも高い第二電圧である昇圧電圧Ｖａを出力する第二運転モードＭｄ２を有している。電源装置９０は、さらに、バッテリー１の正側とチョッパ３の高電位側入力端子４１ｐとを接続する正側電源線４８ｐ、バッテリー１の負側とチョッパ３の低電位側入力端子４１ｓとを接続する負側電源線４８ｎ、チョッパ３の高電位側出力端子４２ｐとインバータ５の高電位側入力端子４３ｐとを接続する高電位側電源線４７ｐ、チョッパ３の低電位側出力端子４２ｓとインバータ５の低電位側入力端子４３ｓとを接続する低電位側電源線４７ｓ、正側電源線４８ｐと負側電源線４８ｎとの間の電圧を検出するバッテリー電圧センサ１２、高電位側電源線４７ｐと低電位側電源線４７ｓとの間の電圧でありコンデンサ４のＤＣリンク電圧Ｖｌｋを検出するＤＣリンク電圧センサ１４を備えている。高電位側電源線４７ｐ、低電位側電源線４７ｓは、インバータ５のＤＣ母線である。
モータ６は例えば三相交流モータであり、インバータ５は例えば図４に示すような三相インバータ方式のインバータである。インバータ５は、モータ６の可変速駆動に利用できるインバータである。インバータ５は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋをモータ６が要求するトルク、回転数を実現するような電圧、周波数を有する三相交流電力に変換し、この三相交流電力をモータ６に出力する。インバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ６のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の入力端子とＵ相電源線４９ｕ、Ｖ相電源線４９ｖ、Ｗ相電源線４９ｗにより接続されている。
チョッパ３は、例えば図２に示した第一例のチョッパ、図３に示した第二例のチョッパ等を用いることができる。第一例のチョッパ３は、２個の半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２とリアクトル８で構成される方式のＤＣＤＣコンバータである。第二例のチョッパ３は、４個の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６とリアクトル８及びフライングキャパシタ７で構成されるマルチレベル型チョッパ方式のＤＣＤＣコンバータである。以降、マルチレベルチョッパ方式のＤＣＤＣコンバータをマルチレベル型のチョッパと記載する。図３に示したマルチレベル型のチョッパ３は、マルチレベルの電圧を出力することができ、マルチレベルの電圧変換を行うことができる。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ＭＯＳＦＥＴ（Ｍetal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）等の自己消弧型のパワー半導体素子である。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳＦＥＴの例を示した。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６の各端子は、ドレイン端子ｄ、ソース端子ｓ、ゲート端子ｇである。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＭＯＳトランジスタＭ、ダイオードＤを備えている。ダイオードＤは、ＭＯＳトランジスタＭと別の素子でもよく、寄生ダイオードでもよい。
図２、図３では、高電位側入力端子４１ｐとリアクトル８との間に、リアクトル８に流れる電流を検出するリアクトル電流センサ１３が接続されている例を示した。第一例のチョッパ３は、直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ１、Ｑ２間の接続点ｍにリアクトル８が接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１のドレイン端子ｄは高電位側出力端子４２ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ２のソース端子ｓは低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ２のドレイン端子ｄに接続されている。
第二例のチョッパ３は、半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６が直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ４、Ｑ５間の接続点ｍにリアクトル８が接続されている。フライングキャパシタ７は、半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４間の接続点ｎ１と半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６間の接続点ｎ２との間に接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ３のドレイン端子ｄは高電位側出力端子４２ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ６のソース端子ｓは低電位側入力端子４１ｓ及び低電位側出力端子４２ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ３のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ４のドレイン端子ｄに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ４のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ５のドレイン端子ｄに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ５のソース端子ｓは半導体スイッチング素子Ｑ６のドレイン端子ｄに接続されている。マルチレベル型のチョッパ３は、高電位側出力端子４２ｐと低電位側出力端子４２ｓ及び低電位側入力端子４１ｓとの間に、複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６が直列接続された低電位側直列体とを備え、高電位側直列体と低電位側直列体との接続点ｍと高電位側入力端子４１ｐとの間に、リアクトル８を備える。
インバータ５は、例えば６個の半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２を備えている。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の自己消弧型のパワー半導体素子である。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴの例を示した。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２の各端子は、コレクタ端子ｃ、エミッタ端子ｅ、ゲート端子ｇである。半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２は、ＩＧＢＴであるトランジスタＢｔ、ダイオードＤを備えている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ９、Ｑ１１のコレクタ端子ｃは高電位側入力端子４３ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ８、Ｑ１０、Ｑ１２のエミッタ端子ｅは低電位側入力端子４３ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ７のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ８のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ９のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ１０のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２は直列接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１１のエミッタ端子ｅと半導体スイッチング素子Ｑ１２のコレクタ端子ｃが接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ７、Ｑ８間の接続点ｍ１はＵ側出力端子４４ｕに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ９、Ｑ１０間の接続点ｍ２はＶ側出力端子４４ｖに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１１、Ｑ１２間の接続点ｍ３はＷ側出力端子４４ｗに接続されている。
モータ制御装置１００は、電源装置９０に接続されたバッテリー電圧センサ１２、リアクトル電流センサ１３、ＤＣリンク電圧センサ１４の他に、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗ、位置センサ１８等のモータパラメータセンサ３８、高度センサ２１等の環境情報検出センサ３５を備えている。バッテリー電圧センサ１２は、バッテリー電圧Ｖｂｔの情報である検出情報ｓｉｇ１を出力する。リアクトル電流センサ１３は、リアクトル８に流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ２を出力する。ＤＣリンク電圧センサ１４は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋの情報である検出情報ｓｉｇ３を出力する。Ｕ相電流センサ１５ｕはＵ相電源線４９ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ａを出力する。Ｖ相電流センサ１５ｖはＶ相電源線４９ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１５ｗはＷ相電源線４９ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ４ａ、ｓｉｇ４ｂ、ｓｉｇ４ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍである。
モータパラメータセンサ３８は、モータ６の状態情報であるモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐを出力する。環境情報検出センサ３５は、環境要因の情報を検出するセンサであり、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の環境情報である環境検出情報ｓｉｇｅｖを出力する。位置センサ１８はモータ６の磁極位置の情報である検出情報ｓｉｇ７を出力する。モータパラメータセンサ３８が位置センサ１８である場合は、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐは検出情報ｓｉｇ７である。高度センサ２１は、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の高度の情報である検出情報ｓｉｇ１０を出力する。環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１０である。なお、モータ制御方式によっては、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗ、位置センサ１８等のモータパラメータセンサ３８を備えていなくてもよい。
操作盤２３は、航空機等の操縦者が操作を行う機器を備えており、制御装置１１と操作盤２３とは信号線３９で接続されている。制御装置１１には、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖが入力される。制御装置１１は、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、操作盤２３からの入力信号に基づいて、チョッパ３を制御する制御信号ｓｉｇｃ１及びインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。制御装置１１は、制御信号生成部６８ａを備えている。制御信号生成部６８ａは、運転モード判定部６０、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂを備えている。
運転モード判定部６０は、入力情報ｓｉｇｈｉｎに基づいて、後述するチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。例えば、第一運転モードはＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧せずにバッテリー電圧Ｖｂｔにする運転モードであり、第二運転モードはＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧させた昇圧電圧Ｖａにする運転モードである。すなわち、第一運転モードはバイパスモードであり、第二運転モードは昇圧モードである。例えば、運転モード信号ｍｓｉｇが低レベルの場合は第一運転モードを示し、運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルの場合は第二運転モードを示す。高レベルは制御装置１１の電圧であり、低レベルは制御装置１１のグランドの電圧である。第一信号生成部６９ａは低レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、チョッパ３を第一運転モードで制御する第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。第一信号生成部６９ａは高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、チョッパ３を第二運転モードで制御する第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。第二信号生成部６９ｂは、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいて、インバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。
実施の形態１のモータ制御装置１００では、入力情報ｓｉｇｈｉｎは環境検出情報ｓｉｇｅｖである。制御装置１１の機能は、例えば図６に示すＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプロセッサ１０８、メモリ１０９により機能が実現される。運転モード判定部６０、第一信号生成部６９ａ、第二信号生成部６９ｂ等の機能ブロックは、プロセッサ１０８がメモリ１０９に記憶されたプログラムを実行することにより、実現される。また、複数のプロセッサ１０８および複数のメモリ１０９が連携して各機能を実行してもよい。
チョッパ３及び制御装置１１の動作を説明する。第一運転モードにおいて、チョッパ３は各半導体スイッチング素子のスイッチング動作を停止し、バッテリー１からの電力を電圧変換せずにコンデンサ４へ直接送電する。具体的には、第一例のチョッパ３では、半導体スイッチング素子Ｑ２をオフ状態し、半導体スイッチング素子Ｑ１をオン状態にする。第二例のチョッパ３では、半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６をオフ状態し、半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４をオン状態にする。なお、第一運転モードにおいて、同期整流を利用せず半導体スイッチング素子をすべてオフし、半導体スイッチング素子Ｑ１のダイオードＤ又は半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４のダイオードＤを利用して電流を流してもよい。第二運転モードにおいて、チョッパ３はコンデンサ４の両端電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー１のバッテリー電圧Ｖｂｔの値の概ね２倍となる予め定められた昇圧電圧Ｖａになるように各半導体素子のスイッチング動作を行い電力変換する。これらの電力変換制御は制御装置１１の制御信号ｓｉｇｃ１によって実行される。なお、概ね２倍は例えば１．７倍以上２．３倍以下であり、好ましくは１．９倍以上２．１倍以下である。すなわち昇圧電圧Ｖａは、例えばバッテリー電圧Ｖｂｔの１．７倍以上２．３倍以下の電圧であり、好ましくは１．９倍以上２．１倍以下の電圧である。
実施の形態１のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が高度センサ２１を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。図７において、横軸は時間であり、縦軸は飛行高度である。時刻ｔ０で上昇を開始し、時刻ｔ１〜時刻ｔ２で一定の高度で巡航している。時刻ｔ２で下降を開始し、時刻ｔ３で地上に着陸する。時刻ｔ０〜時刻ｔ１は第一飛行状態Ｓｄ１であり、時刻ｔ１〜時刻ｔ２は第二飛行状態Ｓｄ２であり、時刻ｔ２〜時刻ｔ３は第三飛行状態Ｓｄ３である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が図７のように飛行すると、高度センサ２１が出力する検出情報ｓｉｇ１０から演算された検出高度情報の特性は図８の検出高度情報特性５６ａのようになり、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図８において、横軸は時間であり、縦軸は検出高度情報である。図９において、横軸は時間であり、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋである。
制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで動作している。制御装置１１は、高度センサ２１から入力された検出高度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ１を超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパスモードでの運転すなわちバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出高度情報が閾値Ｘ１を超えて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に高度センサ２１から入力された検出高度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ１より低い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧モードでの運転すなわち昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。適宜、バイパスモードでの運転をバイパス運転と記載し、昇圧モードでの運転を昇圧運転と記載する。適宜、バイパスでの動作をバイパス動作と記載し、昇圧モードでの動作を昇圧動作と記載する。適宜、第一運転モードＭｄ１、第二運転モードＭｄ２を、それぞれ単に第一運転モード、第二運転モードとも記載する。
検出高度情報の単位はメートル、フィートなど長さを表わすものであればよく、ＰＵ（Per Unit）単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態１において閾値Ｘ１は閾値Ｙ１より大きい値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出高度情報特性５６ａの検出高度情報が閾値Ｘ１になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出高度情報特性５６ａの検出高度情報が閾値Ｙ１になる点はモード変更点Ｐ２である。
環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である例を説明したが、環境情報検出センサ３５は高度センサ２１に限定されない。環境情報検出センサ３５が高度センサ２１である場合は、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された検出環境情報の特性は図１０の検出環境情報特性５６ｂのようになる。後述する実施の形態２で説明するように、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０の場合は、外気圧センサ２０が出力する検出情報ｓｉｇ９から演算された検出外気圧情報の特性は図２０の検出外気圧情報特性５６ｄのようになる。すなわち、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０の場合は、環境情報検出センサ３５が出力する環境検出情報ｓｉｇｅｖから演算された検出環境情報の特性は図１１の検出環境情報特性５６ｃのようになる。図１０、図１１において、横軸は時間であり、縦軸は検出環境情報である。図１０に示した検出環境情報特性５６ｂは、図７の飛行高度特性５８と同様に変化しており、言わば上に凸の形状になっている。図１１に示した検出環境情報特性５６ｃは、図７の飛行高度特性５８と逆方向に変化しており、言わば下に凸の形状になっている。
環境検出情報ｓｉｇｅｖは、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体が地上から離れる場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報である飛行情報すなわち環境検出情報ｓｉｇｅｖが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。
次に制御装置１１の運転モード判定部６０の動作を図１３〜図１６のフローを用いて説明する。図１３に示した第一例のフローは、図１０に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂに対応するフローである。図１０に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂは、図８の検出高度情報特性５６ａと同様の形状になっており、モード変更点Ｐ１の閾値がＸであり、モード変更点Ｐ２の閾値がＹである。制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで動作している。制御装置１１は、環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第一飛行状態Ｓｄ１において第一環境閾値である閾値Ｘを超えた値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出高度情報が閾値Ｘを超えて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第三飛行状態Ｓｄ３において第二環境閾値である閾値Ｙより低い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出環境情報が閾値Ｙよりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
ステップＳＴ１において、チョッパ３が昇圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１において、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ２に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ４に進む。ステップＳＴ２において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ４において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ５に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。
図１４に示した第二例のフローは、図１１に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃに対応するフローである。図１１に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃは、図８の検出高度情報特性５６ａ及び図１０の検出環境情報特性５６ｂと上下が反転した形状になっており、モード変更点Ｐ１の閾値がＸであり、モード変更点Ｐ２の閾値がＹである。図１１に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃは、例えば検出外気圧情報特性５６ｄのように飛行高度が高くなるに従って検出値が低下している。制御装置１１は、時刻ｔ０でチョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで運転している。つまり、時刻ｔ０でチョッパ３は第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードで動作している。制御装置１１は、環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘよりも低下した値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出環境情報が閾値Ｘよりも低下して、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に環境情報検出センサ３５から入力された検出環境情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙを超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出環境情報が閾値Ｙを超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
図１４に示した第二例のフローは、図１３に示した第一例のフローとは、ステップＳＴ２、ＳＴ４がそれぞれステップＳＴ６、ＳＴ７に変更された点で異なる。ステップＳＴ１において、チョッパ３が昇圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１において、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ６に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ６において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ７において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ５に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。
図１３、図１４では、フロー開始から最初のステップであるステップＳＴ１において昇圧モードであるかを判定して例を示したが、図１５、図１６のように最初のステップであるステップＳＴ８においてバイパスモードであるかを判定してもよい。図１５に示した第三例のフローは、図１０に示した第一例の検出環境情報特性５６ｂに対応するフローである。図１６に示した第四例のフローは、図１１に示した第二例の検出環境情報特性５６ｃに対応するフローである。図１５に示した第三例のフローは、ステップＳＴ８において、チョッパ３がバイパスモード（第一運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ８において、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが低レベルであるかを判定する。ステップＳＴ８において、チョッパ３がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ４に進み、チョッパ３がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ２に進む。ステップＳＴ２〜ステップＳＴ５までの動作は、図１３に示した第一例のフローと同じなので、説明は繰り返さない。
図１６に示した第四例のフローは、ステップＳＴ８において、上述したようにチョッパ３がバイパスモード（第一運転モード）であるかを判定する。ステップＳＴ８において、チョッパ３がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ７に進み、チョッパ３がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６、ＳＴ３、ＳＴ７、ＳＴ５の動作は、図１４に示した第二例のフローと同じなので、説明は繰り返さない。
図１２には、制御装置１１の運転モード判定部６０の入力となる環境検出情報ｓｉｇｅｖの具体例と判定に用いる閾値を示している。図１に示した高度センサ２１が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１２に記載した高度情報の行の情報を用いる。閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ１、Ｙ１になる。後述する外気圧センサ２０（図１９参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１２に記載した外気圧情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ２、Ｙ２になる。後述する空気成分濃度センサ２２（図２１参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１２に記載した空気成分濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３、Ｙ３になる。
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、図１２に記載した酸素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ａ、Ｙ３ａになる。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、図１２に記載した窒素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂになる。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、図１２に記載した二酸化炭素濃度情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ３ｃ、Ｙ３ｃになる。後述する外気温センサ１９（図２６参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１２に記載した外気温情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ４、Ｙ４になる。後述する放射線センサ２４（図２８参照）が環境情報検出センサ３５の具体例の場合は、図１２に記載した放射線量情報の行の情報を用い、閾値Ｘ、Ｙはそれぞれ閾値Ｘ５、Ｙ５になる。
第一環境閾値である閾値Ｘ、第二環境閾値である閾値Ｙは、環境要因の情報すなわち飛行情報の種類によって、検出環境情報特性５６ｂ、検出環境情報特性５６ｃが異なり、すなわち上に凸の形状か下に凸の形状が異なる。したがって、第一環境閾値である閾値Ｘと第二環境閾値である閾値Ｙとを用いて制御装置１１の動作は、次のように表現することもできる。制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値である閾値Ｘを通過したと判定した場合にチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値である閾値Ｙを通過したと判定した場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する。第一環境閾値及び第二環境閾値は環境要因の情報毎に区別する場合は、次のように記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体の高度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一高度閾値及び第二高度閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体の外部における外気圧情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一外気圧閾値及び第二外気圧閾値と記載する。
環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体の外部における空気成分濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一空気成分濃度閾値及び第二空気成分濃度閾値と記載する。環境要因の情報が酸素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一酸素濃度閾値及び第二酸素濃度閾値と記載する。環境要因の情報が窒素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一窒素濃度閾値及び第二窒素濃度閾値と記載する。環境要因の情報が二酸化炭素濃度情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一二酸化炭素濃度閾値及び第二二酸化炭素濃度閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体の外部における外気温情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一外気温閾値及び第二外気温閾値と記載する。環境要因の情報すなわち飛行情報が飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報の場合、第一環境閾値及び第二環境閾値はそれぞれ第一放射線量閾値及び第二放射線量閾値と記載する。
航空機等の運航において宇宙から降り注ぐ宇宙線量が多い高高度での運転すなわち第二飛行状態Ｓｄ２における運転は、一般的に離陸からの上昇期間すなわち第一飛行状態Ｓｄ１の期間及び着陸の際の下降期間すなわち第三飛行状態Ｓｄ３の期間に比べ長時間である。実施の形態１のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
図１では、制御装置１１に環境検出情報ｓｉｇｅｖが入力される例を示したが、図１７のように環境検出情報ｓｉｇｅｖが操作盤２３に入力されてもよい。図１７の場合には、環境検出情報ｓｉｇｅｖが信号線３９を介して制御装置１１の運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとして入力される。
図１では、インバータ５とモータ６との間にフィルタが設けられていない例を示した。しかし、図１８のようにインバータ５とモータ６との間に、ノーマルモードノイズを減衰するノーマルモードフィルタ９、コモンモードノイズを減衰するコモンモードフィルタ１０が設けられてもよい。
実施の形態１のモータ制御装置１００は、宇宙線量の多い高高度での航空機等の運航の際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋを下げることで、高高度期間でのチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子の偶発故障による故障率を下げることができる。またこの高高度期間は運航サイクルにて大部分を占める期間であるので、チョッパ３、インバータ５の製品サイクルとしての故障率は飛躍的に改善する。これは必要以上に耐圧の大きい半導体素子を使用せずとも、低耐圧の素子を利用できることを意味しており、チョッパ３、インバータ５、モータ６の絶縁部を簡素化できる。これによりモータ制御装置１００を、小型化かつ軽量化できる。
チョッパ、インバータを構成する半導体素子への宇宙線によるＬＴＤＳは前述したように、中性子線の影響が大きい。中性子線を遮蔽できる物質としては水、コンクリート等が挙げられる。しかし、これらを利用した場合、チョッパ、インバータを備えたモータ制御装置は大型化、高重量化する。航空機等に搭載する電源を含むモータ制御装置のような高高度運用される電気機器は宇宙線の影響を受けやすいため、宇宙線の影響からモータ制御装置を守る対策が重要である。しかし、遮蔽のための部品重量が重くなると航空機等のエネルギー効率が低下し燃費が悪くなる。また、航空機等が運航する高高度環境のように気圧が低い状態では放電現象が発生しやすいため、高電圧を扱うインバータ、負荷であるモータでは絶縁対策のため電気機器が高重量化する。これに対して、実施の形態１のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５において低耐圧の素子を利用でき、宇宙線量の多い高高度での航空機等の運航の際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋを下げることで、チョッパ３、インバータ５、モータ６の絶縁部を簡素化できる。これによりモータ制御装置１００を、小型化かつ軽量化できる。
以上のように、実施の形態１のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流電力を出力する電源装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、電源装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。電源装置９０は、電源（バッテリー１）と、電源（バッテリー１）の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１のモータ制御装置１００は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備えている。「飛行情報が予め定められた条件を満たす」ことは、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したことである。実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（環境検出情報ｓｉｇｅｖの検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。
環境情報検出センサ３５が飛行物体の高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）を検出する高度センサ２１の場合、実施の形態１の制御装置１１は次のように制御する。実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）に基づく検出値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも大きい（変更条件Ｂ１）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態１の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、高度情報（検出情報ｓｉｇ１０）に基づく検出値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも小さい第二高度閾値（閾値Ｙ１）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードにて制御する。実施の形態１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態２．
図１９は実施の形態２に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２０は実施の形態２に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態２のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。外気圧センサ２０は、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の外部における気圧の情報すなわち外気圧情報である検出情報ｓｉｇ９を出力する。環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ９である。
実施の形態２のモータ制御装置１００は、外気圧センサ２０から入力された外気圧情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。飛行高度が高くなると気圧は低くなり、飛行高度が低くなると気圧は高くなることから、外気圧情報から飛行高度を推定できる。多くの航空機の高度計には外気圧情報を用いた高度メーターが操縦室に搭載されている。図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２０のように検出外気圧情報特性５６ｄが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図２０において、横軸は時間であり、縦軸は検出外気圧情報である。
制御装置１１は、外気圧センサ２０から入力された検出外気圧情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ２よりも低下した値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出外気圧情報が閾値Ｘ２よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に外気圧センサ２０から入力された検出外気圧情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ２を超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出外気圧情報が閾値Ｙ２を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
検出外気圧情報の単位はパスカル、水銀柱ミリメートルなど圧力を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態２において閾値Ｘ２は閾値Ｙ２より低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出外気圧情報特性５６ｄの検出外気圧情報が閾値Ｘ２になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出外気圧情報特性５６ｄの検出外気圧情報が閾値Ｙ２になる点はモード変更点Ｐ２である。
検出外気圧情報特性５６ｄが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１４に示した第二例のフロー又は図１６に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ２、Ｙ２と読み替える。
実施の形態２のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気圧センサ２０であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態２のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態２のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態２のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体の外部における外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）を検出する外気圧センサ２０を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態２の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）に基づく検出値が第一外気圧閾値（閾値Ｘ２）よりも小さい（変更条件Ｂ２）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態２の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）に基づく検出値が第一外気圧閾値（閾値Ｘ２）よりも大きい第二外気圧閾値（閾値Ｙ２）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置を第二運転モードにて制御する。実施の形態２のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ２を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態３．
図２１は実施の形態３に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２２は実施の形態３に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図２３、図２４、図２５は、それぞれ実施の形態３に係る検出空気成分濃度情報の第一例、第二例、第三例のタイミングを示す図である。実施の形態３のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が空気成分濃度センサ２２である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。空気成分濃度センサ２２は、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の外部における空気成分濃度の情報すなわち空気成分濃度情報である検出情報ｓｉｇ１１を出力する。環境情報検出センサ３５が空気成分濃度センサ２２である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１１である。空気成分濃度は、例えば酸素濃度、窒素濃度、二酸化炭素濃度等である。航空機が概ね飛行する対流圏では空気中のガス成分比は高度及び気圧による影響がないため、酸素に限らず空気を構成する窒素、二酸化炭素等の空気に含まれる物質の濃度を用いて、チョッパ３の運転モードを変更してもよい。
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ａであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ａである。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ｂであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ｂである。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、検出情報ｓｉｇ１１は検出情報ｓｉｇ１３ｃであり、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１３ｃである。
実施の形態３のモータ制御装置１００は、空気成分濃度センサ２２から入力された外気圧情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。飛行高度が高くなると気圧は低くなり、酸素、窒素、二酸化炭素等の空気成分濃度が低くなる。飛行高度が低くなると気圧は高くなり、酸素、窒素、二酸化炭素等の空気成分濃度が高くなる。このため、空気成分濃度情報は飛行高度に応じて変化するので、空気成分濃度情報から飛行高度を推定できる。図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２２のように検出空気成分濃度情報特性５６ｅが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図２２において、横軸は時間であり、縦軸は検出空気成分濃度情報である。
空気成分濃度センサ２２の具体例が酸素濃度センサ５５ａの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出酸素濃度情報特性５６ｆである。空気成分濃度センサ２２の具体例が窒素濃度センサ５５ｂの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出窒素濃度情報特性５６ｇである。空気成分濃度センサ２２の具体例が二酸化炭素濃度センサ５５ｃの場合は、検出空気成分濃度情報特性５６ｅは検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈである。図２３、図２４、図２５において、横軸は時間である。図２３、図２４、図２５において、縦軸はそれぞれ検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報である。
制御装置１１は、空気成分濃度センサ２２から入力された検出空気成分濃度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ３よりも低下した値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出空気成分濃度情報が閾値Ｘ３よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に空気成分濃度センサ２２から入力された検出空気成分濃度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ３を超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出空気成分濃度情報が閾値Ｙ３を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
検出空気成分濃度情報の単位はパーセント、モルパーリットルなど気体濃度を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態３において閾値Ｘ３は閾値Ｙ３より低い値である。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報において、閾値Ｘ３ａは閾値Ｙ３ａより低い値である。検出窒素濃度情報において閾値Ｘ３ｂは閾値Ｙ３ｂより低い値であり、検出二酸化炭素濃度情報において閾値Ｘ３ｃは閾値Ｙ３ｃより低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出空気成分濃度情報特性５６ｅの検出空気成分濃度情報が閾値Ｘ３になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出空気成分濃度情報特性５６ｅの検出空気成分濃度情報が閾値Ｙ３になる点はモード変更点Ｐ２である。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報においても同様である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出酸素濃度情報特性５６ｆの検出酸素濃度情報が閾値Ｘ３ａになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出酸素濃度情報特性５６ｆの検出酸素濃度情報が閾値Ｙ３ａになる点はモード変更点Ｐ２である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出窒素濃度情報特性５６ｇの検出窒素濃度情報が閾値Ｘ３ｂになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出窒素濃度情報特性５６ｇの検出窒素濃度情報が閾値Ｙ３ｂになる点はモード変更点Ｐ２である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈの検出二酸化炭素濃度情報が閾値Ｘ３ｃになる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出二酸化炭素濃度情報特性５６ｈの検出二酸化炭素濃度情報が閾値Ｙ３ｃになる点はモード変更点Ｐ２である。
検出空気成分濃度情報特性５６ｅが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１４に示した第二例のフロー又は図１６に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３、Ｙ３と読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出酸素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ａ、Ｙ３ａと読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出窒素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ｂ、Ｙ３ｂと読み替える。検出空気成分濃度情報の具体例である検出二酸化炭素濃度情報において、第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ３ｃ、Ｙ３ｃと読み替える。
実施の形態３のモータ制御装置１００は、酸素濃度センサ５５ａ、窒素濃度センサ５５ｂ、二酸化炭素濃度センサ５５ｃ等の空気成分濃度センサ２２が環境情報検出センサ３５であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態３のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態３のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
なお、実施の形態３において空気成分濃度を検出してチョッパ３の運転モードを変更する例を説明したが、空気成分濃度は空気成分密度でもよい。この場合、「濃度」を「密度」に読み替える。すなわち、検出空気成分濃度情報は検出空気成分密度情報と読み替える。符号２２の空気成分濃度センサは、空気成分密度センサと読み替える。符号５５ａの酸素濃度センサは酸素密度センサと読み替え、符号５５ｂの窒素濃度センサは窒素密度センサと読み替え、符号５５ｃの二酸化炭素濃度センサは二酸化炭素密度センサと読み替える。検出空気成分密度情報の単位は、パーセント、グラムパー立方メートルなど気体密度を表わすものでもよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。検出空気成分密度情報の具体例は、検出酸素密度情報、検出窒素密度情報、検出二酸化炭素密度情報である。実施の形態３のモータ制御装置１００は、検出酸素濃度情報、検出窒素濃度情報、検出二酸化炭素濃度情報等の検出空気成分濃度情報を、検出酸素密度情報、検出窒素密度情報、検出二酸化炭素密度情報等の検出空気成分密度情報に変えても、同様の効果を奏する。
以上のように、実施の形態３のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体の外部における空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）を検出する空気成分濃度センサ２２を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態３の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値（閾値Ｘ３）よりも小さい（変更条件Ｂ３）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態３の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値（閾値Ｘ３）よりも大きい第二空気成分濃度閾値（閾値Ｙ３）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態３のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ３を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態４．
図２６は実施の形態４に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２７は実施の形態４に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態４のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。外気温センサ１９は、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の外部における気温の情報すなわち外気温情報である検出情報ｓｉｇ８を出力する。環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ８である。
実施の形態４のモータ制御装置１００は、外気温センサ１９から入力された外気温情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。航空機が概ね飛行する対流圏では、飛行高度が高くなると外気温が低くなり、飛行高度が低くなると外気温が高くなることから、地上温度と外気温情報から飛行高度を推定できる。図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２７のように検出外気温情報特性５６ｉが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図２７において、横軸は時間であり、縦軸は検出外気温情報である。
制御装置１１は、外気温センサ１９から入力された検出外気温情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ４よりも低下した値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出外気温情報が閾値Ｘ４よりも低下すると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に外気温センサ１９から入力された検出外気温情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ４を超えた値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出外気温情報が閾値Ｙ４を超えると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
検出外気温情報の単位は摂氏、華氏を問わず温度を表わすものでよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態４において閾値Ｘ４は閾値Ｙ４より低い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出外気温情報特性５６ｉの検出外気温情報が閾値Ｘ４になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出外気温情報特性５６ｉの検出外気温情報が閾値Ｙ４になる点はモード変更点Ｐ２である。
検出外気温情報特性５６ｉが下に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１４に示した第二例のフロー又は図１６に示した第四例のフローのように動作する。第二例のフロー、第四例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ４、Ｙ４と読み替える。
実施の形態４のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態４のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態４のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態４のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体の外部における外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）を検出する外気温センサ１９を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態４の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）に基づく検出値が第一外気温閾値（閾値Ｘ４）よりも小さい（変更条件Ｂ４）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態４の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）に基づく検出値が第一外気温閾値（閾値Ｘ４）よりも大きい第二外気温閾値（閾値Ｙ４）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態４のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ４を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態５．
図２８は実施の形態５に係る環境情報検出センサを示す図であり、図２９は実施の形態５に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態５のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４である点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。放射線センサ２４は、モータ制御装置１００が搭載される航空機等の外部又は内部における放射線量の情報すなわち放射線量情報である検出情報ｓｉｇ１２を出力する。環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４である場合は、環境検出情報ｓｉｇｅｖは検出情報ｓｉｇ１２である。
実施の形態５のモータ制御装置１００は、放射線センサ２４から入力された放射線量情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。航空機が概ね飛行する対流圏では、宇宙から降り注ぐ宇宙線量すなわち放射線量は、飛行高度が高くなると高くなり、飛行高度が低くなると低くなる特徴がある。放射線量情報は飛行高度に応じて変化するので、放射線量情報から飛行高度を推定できる。図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図２９のように検出放射線量情報特性５６ｊが変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図２９において、横軸は時間であり、縦軸は検出放射線量情報である。
制御装置１１は、放射線センサ２４から入力された検出放射線量情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ５よりも高い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で検出放射線量情報が閾値Ｘ５よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に放射線センサ２４から入力された検出放射線量情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ５よりも低い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で検出放射線量情報が閾値Ｙ５よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
検出放射線量情報の単位はシーベルト、グレイなど放射線量を表わすものでよく、またＰＵ単位法の様に相対値で比較できるものでもよい。実施の形態５において閾値Ｘ５は閾値Ｙ５より高い値である。第一飛行状態Ｓｄ１における検出放射線量情報特性５６ｊの検出放射線量情報が閾値Ｘ５になる点はモード変更点Ｐ１であり、第三飛行状態Ｓｄ３における検出放射線量情報特性５６ｊの検出放射線量情報が閾値Ｙ５になる点はモード変更点Ｐ２である。
検出放射線量情報特性５６ｊが上に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１３に示した第一例のフロー又は図１５に示した第三例のフローのように動作する。第一例のフロー、第三例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ５、Ｙ５と読み替える。
実施の形態５のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が放射線センサ２４であること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態５のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態５のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態５のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）を検出する放射線センサ２４を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態５の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）に基づく検出値が第一放射線量閾値（閾値Ｘ５）よりも大きい（変更条件Ｂ５）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態５の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）に基づく検出値が第一放射線量閾値（閾値Ｘ５）よりも小さい第二放射線量閾値（閾値Ｙ５）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態５のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ５を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態６．
図３０は実施の形態６に係る制御装置の構成を示す図であり、図３１は実施の形態６に係るモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。実施の形態６のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかであり、制御装置１１がさらに高度推定部６７を備えている点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。高度推定部６７は、検出情報ｓｉｇ８、ｓｉｇ９、ｓｉｇ１１、ｓｉｇ１２等である環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいて、高度を推定して推定高度情報ｅｓｉｇ１を出力する。制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、推定高度情報ｅｓｉｇ１を入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
実施の形態６のモータ制御装置１００は、高度推定部６７により推定された推定高度情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。モータ制御装置１００が搭載された航空機が、図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化する場合を考える。実施の形態２で説明したように、外気圧情報は飛行高度に応じて変化するので、外気圧情報から飛行高度を推定できる。また、実施の形態３〜実施の形態５で説明したように、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報は飛行高度に応じて変化するので、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報から飛行高度を推定できる。図７の飛行高度特性５８のように飛行高度が変化すると、図３１のように推定高度情報特性５７が変化し、チョッパ３のＤＣリンク電圧Ｖｌｋは図９のＤＣリンク電圧特性５９のように変化する。図３１において、横軸は時間であり、縦軸は推定高度情報である。
制御装置１１は、高度推定部６７により推定された推定高度情報が第一飛行状態Ｓｄ１において閾値Ｘ１よりも高い値を示した場合、運転モードを第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔまで低下させる。時刻ｔｓ１で推定高度情報が閾値Ｘ１よりも高い値になると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ１で昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに変化する。制御装置１１は、時刻ｔ１〜時刻ｔ２の第二飛行状態Ｓｄ２において、チョッパ３のバイパス運転を維持する。制御装置１１は、第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転中に推定高度情報が第三飛行状態Ｓｄ３において閾値Ｙ１よりも低い値を示した場合、運転モードを第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａに上昇させる。時刻ｔｓ２で推定高度情報が閾値Ｙ１よりも低くなると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔｓ２でバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに変化する。
推定高度情報特性５７が上に凸の形状になっているので、制御装置１１の運転モード判定部６０の動作は、図１３に示した第一例のフロー又は図１５に示した第三例のフローのように動作する。第一例のフロー、第三例のフローにおける閾値Ｘ、Ｙは、閾値Ｘ１、Ｙ１と読み替える。なお、推定高度情報は高度情報を推定した情報なので、高度情報の閾値Ｘ１、Ｙ１を用いている。
実施の形態６のモータ制御装置１００は、環境情報検出センサ３５が外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかであり、制御装置１１がさらに高度推定部６７を備えていること以外は実施の形態１のモータ制御装置１００と同様なので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態６のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態６のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態６のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。環境情報検出センサ３５は、飛行物体の外部における外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）を検出する外気圧センサ２０、飛行物体の外部における空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）を検出する空気成分濃度センサ２２、飛行物体の外部における外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）を検出する外気温センサ１９、飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）を検出する放射線センサ２４のいずれかである。環境要因の情報は、環境情報検出センサ３５から検出された、外気圧情報（検出情報ｓｉｇ９）、空気成分濃度情報（検出情報ｓｉｇ１１）、外気温情報（検出情報ｓｉｇ８）、放射線量情報（検出情報ｓｉｇ１２）のいずれかから高度が推定された推定高度情報ｅｓｉｇ１である。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態６の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、推定高度情報ｅｓｉｇ１に基づく推定値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも大きい（変更条件Ｂ６）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態６の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、推定高度情報ｅｓｉｇ１に基づく推定値が第一高度閾値（閾値Ｘ１）よりも小さい第二高度閾値（閾値Ｙ１）よりも小さいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードにて制御する。実施の形態６のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ６を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態７．
図３２は実施の形態７に係るモータ制御装置の第一例を示す図であり、図３３は図３２の制御装置の構成を示す図である。図３４は、実施の形態７に係るモータパラメータとモータパラメータ指令との関係を説明する図である。図３５は実施の形態７に係るモータパラメータとＤＣリンク電圧との関係を説明する図であり、図３６は実施の形態７に係るモータパラメータとチョッパのスイッチング周波数との関係を説明する図である。図３７、図３８、図３９は、図３２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図４０は実施の形態７に係るモータパラメータ指令と閾値を示す図であり、図４１は図３２における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７のモータ制御装置１００は、負荷であるモータ６の駆動に伴って変化するモータパラメータの情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。飛行情報であるモータパラメータの情報は、モータパラメータ指令、モータパラメータの検出情報、モータパラメータの推定情報等である。モータパラメータの情報は、モータ６の制御に伴って得られる情報である。まず、モータパラメータ指令を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第一例として説明する。その後、モータパラメータの検出情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第二例として説明し、モータパラメータの推定情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例を第三例として説明する。モータパラメータ指令は、センサで検出せずに制御装置１１にて生成した指令でもよく、センサで検出されたモータパラメータ指令すなわちモータパラメータ指令検出情報でもよい。
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサ７０を備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてモータパラメータ指令センサ７０が出力するモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。インバータ５に出力される制御信号ｓｉｇｃ２は、モータパラメータ指令の変化に応じて変化する。例えば、モータパラメータ指令がモータ交流電圧指令の場合は、モータ交流電圧指令の値はモータ６の速度、出力等が大きい程高くなる。モータ交流電圧指令の値を大きくする場合は、インバータ５の半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２のスイッチング周波数を上げることがある。モータ交流電圧指令の値が大きくする場合は、現在よりも周波数を高くした制御信号ｓｉｇｃ２が半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１２に入力されることになる。
モータパラメータ指令センサ７０は、例えばモータ速度指令センサ７１ａ、モータ出力指令センサ７１ｂ、モータ交流電圧指令センサ７１ｃ、モータ電流指令センサ７１ｄ、モータトルク指令センサ７１ｅの少なくとも１つである。モータ速度指令センサ７１ａは、モータ速度指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ａをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ出力指令センサ７１ｂは、モータ出力指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｂをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ交流電圧指令センサ７１ｃは、モータ交流電圧指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｃをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータ電流指令センサ７１ｄは、モータ電流指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｄをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。モータトルク指令センサ７１ｅは、モータトルク指令すなわち検出情報ｓｉｇ１９ｅをモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃとして出力する。制御信号生成部６８ａは、モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃに基づいて、制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する。すなわち、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃを入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
航空機の場合、離陸の際及び上昇の際にはモータ６の出力が大きくなる。しかし、目標飛行高度での巡航運転中はモータ６の出力が低いため、モータ交流電圧指令の値が低くなる。インバータ５のモータ交流電圧指令の値が低い場合には、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが低くてよい。一方、インバータ５のモータ交流電圧指令の値が高い場合には、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋは高電圧が要求される。図３４に示すように、モータ６の状態を示すモータパラメータは、モータパラメータ指令に応じて変化する。図３４において、横軸はモータパラメータであり、縦軸はモータパラメータ指令である。モータ特性７４は、モータパラメータ指令とモータパラメータとが線形に変化する例である。例えば、モータパラメータ指令がモータ交流電圧指令であり、モータパラメータがモータ速度である。モータパラメータの値がモータパラメータ値ｐｒ０、ｐｒ１、ｐｒ２の場合に、モータパラメータ指令の値がそれぞれモータパラメータ指令値ｐｒｃ０、ｐｒｃ１、ｐｒｃ２になっている。
図３６に示すように、モータパラメータを変更する場合に、チョッパ３の運転モードの変更に伴って、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓが変化する。図３６において、横軸はモータパラメータであり、縦軸はスイッチング周波数ｆｓである。なお、図３６の横軸はスイッチング周波数特性７６と区別ができるように破線で示した。スイッチング周波数特性７６は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にスイッチング周波数ｆｓの値が０であり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にスイッチング周波数ｆｓの値がスイッチング周波数ｆａである。また、図３５に示すように、モータパラメータを変更する場合に、上述したようにチョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋを変化させることがある。図３５において、横軸はモータパラメータであり、縦軸はＤＣリンク電圧Ｖｌｋである。ＤＣリンク電圧特性７５は、モータパラメータ値がｐｒ０以上ｐｒ１未満の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔであり、モータパラメータ値がｐｒ１以上ｐｒ２以下の場合にＤＣリンク電圧Ｖｌｋが昇圧電圧Ｖａである。モータパラメータ指令の値が高くなった時、その要求を満たすためにＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧させた昇圧電圧Ｖａにする必要に迫られる。つまり図３４、図３５、図３６に示すように、モータ６のモータパラメータ値に応じてモータパラメータ指令値が高くなった場合、その要求を満たすためにＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧させた昇圧電圧Ｖａにする必要に迫られる。
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、図３７のようにインバータ５のモータパラメータ指令特性７７を変化させる際に、図３８、図３９に示すＤＣリンク電圧特性７５ａ、スイッチング周波数特性７６ａのように変化させる。図３７、図３８、図３９において、横軸は時間である。図３７、図３８、図３９において、縦軸はそれぞれモータパラメータ指令、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ、スイッチング周波数ｆｓである。なお、図３９の横軸はスイッチング周波数特性７６ａと区別ができるように破線で示した。モータパラメータ指令特性７７は、時刻ｔ７〜時刻ｔ９まで上昇し、時刻ｔ９〜時刻ｔ１０まで一定であり、時刻ｔ１０〜時刻ｔ１２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ７でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓが０で運転している。
制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ８でインバータ５のモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｗａよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ８でスイッチング周波数ｆｓを０からスイッチング周波数ｆａに上昇させる。
また、制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ１１でインバータ５のモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｚａよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ１１でスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａから０に低下させる。閾値Ｚａは閾値Ｗａよりも低い値である。第一運転モードにおけるモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｗａになる点はモード変更点Ｐ３であり、第二運転モードにおけるモータパラメータ指令特性７７が閾値Ｚａになる点はモード変更点Ｐ４である。閾値Ｚａは第一パラメータ指令閾値であり、閾値Ｗａは第二パラメータ指令閾値である。モータパラメータ指令はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚａは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗａは第二パラメータ閾値でもある。
図４０には、モータパラメータ指令の具体例と判定に用いる閾値を示している。モータパラメータ指令の具体例として、モータ交流電圧指令、モータ速度指令、モータ出力指令、モータトルク指令、モータ電流指令を示した。モータ交流電圧指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ１、Ｗａ１である。モータ速度指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ２、Ｗａ２であり、モータ出力指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ３、Ｗａ３である。モータトルク指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ４、Ｗａ４であり、モータ電流指令における閾値Ｚａ、Ｗａはそれぞれ閾値Ｚａ５、Ｗａ５である。モータパラメータ指令の具体例に合わせて、第一パラメータ指令閾値及び第二パラメータ指令閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚａ１及び閾値Ｗａ１は、それぞれ第一モータ交流電圧指令閾値及び第二モータ交流電圧指令閾値と記載することもある。閾値Ｚａ２及び閾値Ｗａ２はそれぞれ第一モータ速度指令閾値及び第二モータ速度指令閾値と記載することもあり、閾値Ｚａ３及び閾値Ｗａ３はそれぞれ第一モータ出力指令閾値及び第二モータ出力指令閾値と記載することもある。閾値Ｚａ４及び閾値Ｗａ４はそれぞれ第一モータトルク指令閾値及び第二モータトルク指令閾値と記載することもあり、閾値Ｚａ５及び閾値Ｗａ５はそれぞれ第一モータ電流指令閾値及び第二モータ電流指令閾値と記載することもある。
モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体が地上から離れる場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図４１に示すフローのように動作する。図４１のフローは図１４のフローに対応している。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が昇圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。具体的には、ステップＳＴ１１において、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードであるか、例えば運転モード信号ｍｓｉｇが高レベルであるかを判定する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１２に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１４に進む。ステップＳＴ１２において、モータパラメータの指令値が閾値Ｚａよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、モータパラメータの指令値が閾値Ｚａよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ１４において、モータパラメータの指令値が閾値Ｗａよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、モータパラメータの指令値が閾値Ｗａよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において昇圧モードであるかを判定する例を示したが、図１６で示したように最初のステップであるステップＳＴ１においてバイパスモードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ１４に進み、チョッパ３がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ１２に進む。
実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
図４２は実施の形態７に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。図４３、図４４、図４５は、図４２のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図４６は実施の形態７に係る検出モータパラメータ情報と閾値を示す図であり、図４７は図４２における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータセンサ３８として、位置センサ１８以外に、モータパラメータの検出情報を出力する他のセンサを少なくとも１つ備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてモータパラメータセンサ３８が出力するモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。適宜、モータパラメータの検出情報は、モータパラメータ検出情報と記載する。モータパラメータの検出情報を出力する他のセンサは、モータ速度センサ７３ａ、モータ出力センサ７３ｂ、モータ交流電圧センサ７３ｃ、モータ電流センサ７３ｄ、モータトルクセンサ７３ｅである。モータ速度センサ７３ａは、モータ速度の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ａをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ出力センサ７３ｂは、モータ出力の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｂをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ交流電圧センサ７３ｃは、モータ交流電圧の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｃをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータ電流センサ７３ｄは、モータ電流の情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｄをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。モータトルクセンサ７３ｅは、モータトルクの情報すなわち検出情報ｓｉｇ２０ｅをモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐとして出力する。
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００とは、モータパラメータの検出情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する点で異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００及び実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、図４３のようにモータ６の検出モータパラメータ特性７８が変化する際に、図４４、図４５に示すＤＣリンク電圧特性７５ｂ、スイッチング周波数特性７６ｂのように変化させる。図４３、図４４、図４５において、横軸は時間である。図４３、図４４、図４５において、縦軸はそれぞれ検出モータパラメータ情報、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ、スイッチング周波数ｆｓである。なお、図４５の横軸はスイッチング周波数特性７６ｂと区別ができるように破線で示した。検出モータパラメータ特性７８は、時刻ｔ１７〜時刻ｔ１９まで上昇し、時刻ｔ１９〜時刻ｔ２０まで一定であり、時刻ｔ２０〜時刻ｔ２２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ１７でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓが０で運転している。
制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ１８でモータ６の検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｗｂよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ１８でスイッチング周波数ｆｓを０からスイッチング周波数ｆａに上昇させる。
また、制御装置１１は、チョッパ３は第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ２１でモータ６の検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｚｂよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ２１でスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａから０に低下させる。閾値Ｚｂは閾値Ｗｂよりも低い値である。第一運転モードにおける検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｗｂになる点はモード変更点Ｐ５であり、第二運転モードにおける検出モータパラメータ特性７８が閾値Ｚｂになる点はモード変更点Ｐ６である。閾値Ｚｂは第一パラメータ検出閾値であり、閾値Ｗｂは第二パラメータ検出閾値である。モータパラメータ検出情報はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚｂは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗｂは第二パラメータ閾値でもある。
図４６には、検出モータパラメータ情報の具体例と判定に用いる閾値を示している。検出モータパラメータ情報の具体例として、検出モータ交流電圧情報、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータトルク情報、検出モータ電流情報を示した。検出モータ交流電圧情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ１、Ｗｂ１である。検出モータ速度情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ２、Ｗｂ２であり、検出モータ出力情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ３、Ｗｂ３である。検出モータトルク情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ４、Ｗｂ４であり、検出モータ電流情報における閾値Ｚｂ、Ｗｂはそれぞれ閾値Ｚｂ５、Ｗｂ５である。モータパラメータ検出情報すなわち検出モータパラメータ情報の具体例に合わせて、第一パラメータ検出閾値及び第二パラメータ検出閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚｂ１及び閾値Ｗｂ１は、それぞれ第一モータ交流電圧検出閾値及び第二モータ交流電圧検出閾値と記載することもある。閾値Ｚｂ２及び閾値Ｗｂ２はそれぞれ第一モータ速度検出閾値及び第二モータ速度検出閾値と記載することもあり、閾値Ｚｂ３及び閾値Ｗｂ３はそれぞれ第一モータ出力検出閾値及び第二モータ出力検出閾値と記載することもある。閾値Ｚｂ４及び閾値Ｗｂ４はそれぞれ第一モータトルク検出閾値及び第二モータトルク検出閾値と記載することもあり、閾値Ｚｂ５及び閾値Ｗｂ５はそれぞれ第一モータ電流検出閾値及び第二モータ電流検出閾値と記載することもある。
モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体が地上から離れる場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図４７に示すフローのように動作する。図４７のフローは図１４及び図４１のフローに対応している。図４７のフローは、図４１のフローとは、ステップＳＴ１２がステップＳＴ１６に変更され、ステップＳＴ１４がステップＳＴ１７に変更されている点で異なる。図４１のフローと異なる部分を説明する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１６に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１７に進む。ステップＳＴ１６において、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｚｂよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｚｂよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ１７において、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｗｂよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、検出モータパラメータ情報の検出値が閾値Ｗｂよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において昇圧モードであるかを判定して例を示したが、図１６で示したように最初のステップであるステップＳＴ１１においてバイパスモードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ１７に進み、チョッパ３がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ１６に進む。
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータ６のモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
図４８は実施の形態７に係るモータ制御装置の第三例を示す図であり、図４９は図４８の制御装置の構成を示す図である。図５０、図５１、図５２は、図４８のモータ制御装置の動作を説明するタイミングを示す図である。図５３は実施の形態７に係る推定モータパラメータ情報と閾値を示す図であり、図５４は図４８における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図である。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータを推定するオブザーバ６４を備え、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０に入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてオブザーバ６４が出力するモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅが入力される点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００とは、モータパラメータの推定情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する点で異なる。適宜、モータパラメータの推定情報をモータパラメータ推定情報と記載する。実施の形態１のモータ制御装置１００及び実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
オブザーバ６４は、例えばモータ速度推定部８１ａ、モータ出力推定部８１ｂ、モータトルク推定部８１ｃの少なくとも１つである。モータ速度推定部８１ａは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータ速度を推定して、モータ速度の推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ａをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。モータ出力推定部８１ｂは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータ出力を推定して、モータ出力の推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ｂをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。モータトルク推定部８１ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍに基づいてモータトルクを推定して、モータトルクの推定値すなわち推定情報ｓｉｇ２１ｃをモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅとして出力する。制御信号生成部６８ａは、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅに基づいて、制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する。すなわち、制御信号生成部６８ａの運転モード判定部６０は、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅを入力情報ｓｉｇｈｉｎとしてチョッパ３の２つの運転モードを判定し、運転モード信号ｍｓｉｇを出力する。
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、図５０のようにモータ６の推定されたモータパラメータ特性すなわち推定モータパラメータ特性７９が変化する際に、図５１、図５２に示すＤＣリンク電圧特性７５ｃ、スイッチング周波数特性７６ｃのように変化させる。図５０、図５１、図５２において、横軸は時間である。図５０、図５１、図５２において、縦軸はそれぞれ推定モータパラメータ情報、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ、スイッチング周波数ｆｓである。なお、図５２の横軸はスイッチング周波数特性７６ｃと区別ができるように破線で示した。推定モータパラメータ特性７９は、時刻ｔ２７〜時刻ｔ２９まで上昇し、時刻ｔ２９〜時刻ｔ３０まで一定であり、時刻ｔ３０〜時刻ｔ３２まで低下している例である。制御装置１１は、時刻ｔ２７でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転し、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓが０で運転している。
制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ２８でモータ６の推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｗｃよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ２８でスイッチング周波数ｆｓを０からスイッチング周波数ｆａに上昇させる。
また、制御装置１１は、チョッパ３は第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ３１でモータ６の推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｚｃよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに低下させる。制御装置１１は、時刻ｔ３１でスイッチング周波数ｆｓをスイッチング周波数ｆａから０に低下させる。閾値Ｚｃは閾値Ｗｃよりも低い値である。第一運転モードにおける推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｗｃになる点はモード変更点Ｐ７であり、第二運転モードにおける推定モータパラメータ特性７９が閾値Ｚｃになる点はモード変更点Ｐ８である。閾値Ｚｃは第一パラメータ推定閾値であり、閾値Ｗｃは第二パラメータ推定閾値である。モータパラメータ推定情報はモータパラメータの情報の一例なので、閾値Ｚｃは第一パラメータ閾値であり、閾値Ｗｃは第二パラメータ閾値でもある。
図５３には、推定モータパラメータ情報の具体例と判定に用いる閾値を示している。推定モータパラメータ情報の具体例として、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報を示した。推定モータ速度情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ１、Ｗｃ１である。推定モータ出力情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ２、Ｗｃ２であり、推定モータトルク情報における閾値Ｚｃ、Ｗｃはそれぞれ閾値Ｚｃ３、Ｗｃ３である。モータパラメータ推定情報の具体例に合わせて、第一パラメータ推定閾値及び第二パラメータ推定閾値を具体的に記載することもある。閾値Ｚｃ１及び閾値Ｗｃ１は、それぞれ第一モータ速度推定閾値及び第二モータ速度推定閾値と記載することもある。閾値Ｚｃ２及び閾値Ｗｃ２はそれぞれ第一モータ出力推定閾値及び第二モータ出力推定閾値と記載することもあり、閾値Ｚｃ３及び閾値Ｗｃ３はそれぞれ第一モータトルク推定閾値及び第二モータトルク推定閾値と記載することもある。
モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅは、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報であり、飛行情報である。制御装置１１は、航空機等の飛行物体が地上から離れる場合にチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報である飛行情報すなわちモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅが予め定められた条件を満たすと判定した場合に、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。
制御装置１１の運転モード判定部６０は、例えば図５４に示すフローのように動作する。図５４のフローは図１４及び図４１のフローに対応している。図５４のフローは、図４１のフローとは、ステップＳＴ１２がステップＳＴ１８に変更され、ステップＳＴ１４がステップＳＴ１９に変更されている点で異なる。図４１のフローと異なる部分を説明する。ステップＳＴ１１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ１８に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ１９に進む。ステップＳＴ１８において、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｚｃよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１３に進み、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｚｃよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ１９において、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｗｃよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ１５に進み、推定モータパラメータ情報の推定値が閾値Ｗｃよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ１５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ１１において昇圧モードであるかを判定して例を示したが、図１６で示したように最初のステップであるステップＳＴ１１においてバイパスモードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ１１において、チョッパ３がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ１９に進み、チョッパ３がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ１８に進む。
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖの代わりにモータ６のモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅに基づいて制御装置１１が運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態７のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流電力を出力する電源装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、電源装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。電源装置９０は、電源（バッテリー１）と、電源（バッテリー１）の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態７のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態７のモータ制御装置１００において、「飛行情報が予め定められた条件を満たす」ことは、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ）よりも小さいことである。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータの情報であるモータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）を検出するモータパラメータ指令センサ７０を備えている。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ指令閾値（閾値Ｚａ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ａ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態７の第一例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ指令（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ）に基づく情報値（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃの指令値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚａ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ指令閾値（閾値Ｗａ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態７の第一例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ａを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報であるモータ６のモータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）を検出するモータパラメータセンサ３８を備えている。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）に基づく情報値（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ検出閾値（閾値Ｚｂ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ｂ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態７の第二例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ検出情報（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ）に基づく情報値（モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐの検出値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚｂ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ検出閾値（閾値Ｗｂ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態７の第二例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ｂを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、制御装置１１がモータパラメータの情報であるモータ６のモータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）を出力するオブザーバ６４を備えている。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値である第一パラメータ推定閾値（閾値Ｚｃ）よりも小さい（変更条件Ｂ７ｃ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態７の第三例の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータ推定情報（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅの推定値）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚｃ）よりも大きい第二パラメータ閾値である第二パラメータ推定閾値（閾値Ｗｃ）よりも大きいと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態７の第三例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ７ｃを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態８．
図５５は、実施の形態８に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図５６は図５５の制御信号生成部の構成を示す図であり、図５７は図５５の表示器の表示例を示す図である。実施の形態８のモータ制御装置１００は、操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態８のモータ制御装置１００は、実施の形態１のモータ制御装置１００とは、環境情報検出センサ３５にて検出された環境情報、モータパラメータセンサ３８にて検出されたモータパラメータ情報等を表示する表示器３４を備え、操作盤２３が選択スイッチ３７を備え、制御装置１１が選択スイッチ３７による運転モード信号ｍｓｉｇに基づいて制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する制御信号生成部６８ｂを備える点で異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。なお、図５５において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。図５５において、モータパラメータセンサ３８として位置センサ１８と共に実施の形態７の第二例（図４２参照）で説明したモータ速度センサ７３ａ、モータ出力センサ７３ｂ、モータ交流電圧センサ７３ｃ、モータ電流センサ７３ｄ、モータトルクセンサ７３ｅを備える例を示した。表示器３４は信号線８９により制御装置１１に接続されている。
制御信号生成部６８ｂは、図５に示した制御信号生成部６８ａとは、運転モード判定部６０がなく、操作盤２３の選択スイッチ３７から出力された運転モード信号ｍｓｉｇが第一信号生成部６９ａに入力される点で異なる。表示器３４には、例えば高度表示３６ａ、モータ出力表示３６ｂ、外気圧表示３６ｃ、空気成分濃度表示３６ｄ、外気温表示３６ｅ、放射線量表示３６ｆ、モータ速度表示３６ｇ、モータ交流電圧表示３６ｈ、モータ電流表示３６ｉ、モータトルク表示３６ｊが表示されている例を示した。高度表示３６ａは高度センサ２１にて検出された高度情報の表示であり、モータ出力表示３６ｂはモータ出力センサ７３ｂにて検出されたモータ出力情報の表示である。外気圧表示３６ｃは外気圧センサ２０にて検出された外気圧情報の表示であり、空気成分濃度表示３６ｄは空気成分濃度センサ２２にて検出された空気成分濃度情報の表示である。外気温表示３６ｅは外気温センサ１９にて検出された外気温情報の表示であり、放射線量表示３６ｆは放射線センサ２４にて検出された放射線量情報の表示である。モータ速度表示３６ｇはモータ速度センサ７３ａにて検出されたモータ速度情報の表示であり、モータ交流電圧表示３６ｈはモータ交流電圧センサ７３ｃにて検出されたモータ交流電圧情報の表示である。モータ電流表示３６ｉはモータ電流センサ７３ｄにて検出されたモータ電流情報の表示であり、モータトルク表示３６ｊはモータトルクセンサ７３ｅにて検出されたモータトルク情報の表示である。
航空機等の操縦者は、表示器３４に表示された飛行高度、モータ６のモータ出力、それらの加工情報などの値を参照しながらチョッパ３の運転モード変更の可否を判断し、選択スイッチ３７を操作し、チョッパ３の運転モード変更を実行する。操作盤２３にて操縦者が第一運転モードであるバイパスモードを選択したとき、その情報である運転モード信号ｍｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１は低レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けて、運転モードを第一運転モードに設定し、チョッパ３はスイッチングを停止しバイパス動作を行う。また、操作盤２３にて操縦者が第二運転モードである昇圧モードを選択したとき、その情報である運転モード信号ｍｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１は高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇを受けて、運転モードを第二運転モードに設定し、チョッパ３はスイッチングを開始し昇圧動作を行う。
実施の形態８のモータ制御装置１００は、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいて自動でチョッパ３の運転モードを変更する構成と異なり、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等から変換された数値で表示された環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値を参照した操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値を参照した操縦者の指示に基づいてチョッパ３の運転モードを変更するので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。また、実施の形態８のモータ制御装置１００は、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
以上のように、実施の形態８のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、制御装置１１に接続された操作盤２３を備えている。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。操作盤２３は直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の第一運転モードＭｄ１又は第二運転モードＭｄ２を選択する選択スイッチ３７を備えている。実施の形態８の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、選択スイッチ３７から第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態８の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、選択スイッチ３７から第二運転モードＭｄ２が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態８のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御中に第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態９．
図５８は、実施の形態９に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図５９は図５８の制御信号生成部の構成を示す図であり、図６０は図５８の表示器の表示例を示す図である。実施の形態９のモータ制御装置１００は、操縦者の運転モード変更許可及び環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態９のモータ制御装置１００は、実施の形態８のモータ制御装置１００とは、操作盤２３が自動による運転モードの変更を許可する許可スイッチ５１を備え、制御装置１１が許可スイッチ５１による変更許可信号ｅｎｓｉｇ及び環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等の入力情報ｓｉｇｈｉｎに基づいて制御信号ｓｉｇｃ１、ｓｉｇｃ２を出力する制御信号生成部６８ｃを備える点で異なる。実施の形態８のモータ制御装置１００及び実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
制御信号生成部６８ｃは、図５６に示した制御信号生成部６８ｂとは運転モード判定部６０及び論理演算回路８８が追加されている点で異なる。制御信号生成部６８ｃは、図５に示した制御信号生成部６８ａとは、運転モード判定部６０と第一信号生成部６９ａとの間に論理演算回路８８が追加されている点で異なる。論理演算回路８８は、運転モード判定部６０が出力する運転モード信号ｍｓｉｇと許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇとを論理演算した信号である運転モード信号ｍｓｉｇａを第一信号生成部６９ａに出力する。チョッパ３を自動により第一運転モードであるバイパスモードに変更することを許可する場合に変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルになり、チョッパ３を自動により第一運転モードであるバイパスモードに変更することを不許可する場合に変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルとする。
論理演算回路８８は、変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルの場合に運転モード信号ｍｓｉｇを運転モード信号ｍｓｉｇａとして出力する。この場合、制御信号生成部６８ｃは、運転モード信号ｍｓｉｇの高レベル、低レベルに応じて、それぞれ第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１、第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。したがって、制御信号生成部６８ｃは、変更許可信号ｅｎｓｉｇが高レベルの場合に、自動による運転モードの変更すなわち自動運転モード変更の制御を行う。また、論理演算回路８８は、変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルの場合に高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇａを出力する。第一信号生成部６９ａは、高レベルの運転モード信号ｍｓｉｇａを受けると第二運転モードすなわち昇圧モードで制御する第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。したがって、制御信号生成部６８ｃは、変更許可信号ｅｎｓｉｇが低レベルの場合に、自動による運転モードの変更すなわち自動運転モード変更を行わない制御を行う。表示器３４には、図５７で示した表示と共に、運転モード判定部６０の判定結果の表示すなわち判定結果表示３６ｋが表示されている例を示した。
航空機等の操縦者は、表示器３４に表示された飛行高度、モータ６のモータ出力などの値及び運転モード判定部６０の判定結果を参照しながら運転モード変更の可否を判断する。操縦者は、運転モード変更の可否判断に基づいて許可スイッチ５１を操作し、チョッパ３の運転モード変更の許可を決定する。図７〜図９に示したように航空機の飛行が開始される第一飛行状態Ｓｄ１においてチョッパ３は第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードになっている。このためチョッパ３の運転モード変更の許可は、運転開始の際の第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードから第一運転モードＭｄ１であるバイパスモードへの自動による変更許可である。
操作盤２３にて操縦者が第一運転モードＭｄ１であるバイパスモードへの自動による変更を許可したとき、その情報すなわち許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信される。制御装置１１はチョッパ３の運転モードを実施の形態１〜実施の形態７にて示した運転モード変更方法に従ってチョッパ３の運転モードを変更する。例えば、許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは高レベルの信号であり、不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは低レベルの信号である。また、操作盤２３にて操縦者が第一運転モードＭｄ１であるバイパスモードへの自動による変更を不許可としたとき、その情報すなわち不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇは信号線３９を介して制御装置１１に送信さる。制御装置１１は、不許可を示す変更許可信号ｅｎｓｉｇを受けて、チョッパ３の運転モードを第二運転モードＭｄ２である昇圧モードに固定する。
実施の形態９のモータ制御装置１００は、操縦者により決定されたチョッパ３の自動運転モード変更の許可及び不許可に基づいてチョッパ３を制御する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、チョッパ３の自動運転モード変更が許可された場合に、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等に基づいて自動でチョッパ３の運転モードを変更する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、チョッパ３の自動運転モード変更が不許可された場合に、チョッパ３の運転モードを第二運転モードＭｄ２である昇圧モードに固定する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、環境検出情報の値、モータパラメータ検出情報の値等を参照した操縦者によるチョッパ３の運転モード変更の可否決定に基づいてチョッパ３の運転モードの制御を行うので、実施の形態１のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。また、実施の形態９のモータ制御装置１００は、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
以上のように、実施の形態９のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１、制御装置１１に接続された操作盤２３を備えている。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。操作盤２３は直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の第一運転モードＭｄ１への変更を許可する許可スイッチ５１を備えている。実施の形態９の制御装置１１は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示す場合に、運転モード制御Ａによって、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１又は第二運転モードＭｄ２にて制御する。制御装置１１は、次のように運転モード制御Ａを実行する。すなわち、制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態９の制御装置１１は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが不許可を示す場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態９のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示し、かつ飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１０．
図６１は、実施の形態１０に係るモータ制御装置の第一例を示す図である。図６２は図６１における運転モード判定部の動作を説明するフローを示す図であり、図６３は実施の形態１０に係る優先順位情報を示す図である。図６４は、実施の形態１０に係るモータ制御装置の第二例を示す図である。実施の形態１０のモータ制御装置１００は、２つ以上の環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいてチョッパ３の運転モードを変更する例である。実施の形態１０の第一例のモータ制御装置１００は、実施の形態１のモータ制御装置１００と基本構成は同じであるが、異なる環境要因を検出する複数の環境情報検出センサ３５を備えている。図６１において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
実施の形態１０のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６で示した飛行高度に関する環境要因のうち２種以上の要因をチョッパ３の運転モード変更の判定に用いる。第二運転モードＭｄ２である昇圧モードでは、チョッパ３の出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが高いので、チョッパ３、インバータ５における宇宙線故障率が高くなる。このため、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、選択された環境要因の全条件を満足した場合に限り昇圧モードへ移行することで、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００よりもチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。
制御装置１１の運転モード判定部６０の動作を図６２のフローを用いて説明する。図６２では３つの環境要因を用いてチョッパ３の運転モード変更の可否を判定する例である。ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣは図６３に示した優先順位情報８７の検出値である。図６２のフローは、検出値ｄａｔａＡが高度情報の検出値であり、検出値ｄａｔａＢが外気圧情報の検出値であり、検出値ｄａｔａＣが外気温情報の検出値である例である。検出値ｄａｔａＡの閾値ＸＡは優先順位情報８７の高度情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ１であり、検出値ｄａｔａＡの閾値ＹＡは優先順位情報８７の高度情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ１である。検出値ｄａｔａＢの閾値ＸＢは優先順位情報８７の外気圧情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ２であり、検出値ｄａｔａＢの閾値ＹＢは優先順位情報８７の外気圧情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ２である。検出値ｄａｔａＣの閾値ＸＣは優先順位情報８７の外気温情報における閾値Ｘ＊の列の閾値Ｘ４であり、検出値ｄａｔａＣの閾値ＹＣは優先順位情報８７の外気温情報における閾値Ｙ＊の列の閾値Ｙ４である。
図６３の優先順位情報８７において、優先順位を示す重要度の番号に従って、３つの環境要因すなわち環境情報が選択されている。優先順位の第一位は高度情報であり、優先順位の第二位は外気圧情報であり、優先順位の第三位は外気温情報である。優先順位の第一位の判定は、ステップＳＴ２２及びステップＳＴ２６である。優先順位の第二位の判定は、ステップＳＴ２４及びステップＳＴ２７であり、優先順位の第三位の判定は、ステップＳＴ２５及びステップＳＴ２８である。優先順位情報８７の閾値Ｘ＊、閾値Ｙ＊における「＊」は、優先順位に応じたＡ、Ｂ、Ｃ等に読み替えることを示している。それぞれの優先順位の判定は、図１２に示した情報タイプに応じて、「＞」、「＜」が選択されている。情報タイプが上に凸の場合の例である高度情報の場合、第一運転モードＭｄ１であるバイパスモードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２２では検出値ｄａｔａＡ＞閾値ＸＡであり、第二運転モードＭｄ２である昇圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２６では検出値ｄａｔａＡ＜閾値ＹＡである。情報タイプが下に凸の場合の例である外気圧情報の場合、第一運転モードＭｄ１であるバイパスモードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２４では検出値ｄａｔａＢ＜閾値ＸＢであり、第二運転モードＭｄ２である昇圧モードにする判定ステップすなわちステップＳＴ２７では検出値ｄａｔａＢ＞閾値ＹＢである。外気温情報は情報タイプが下に凸なので、外気圧情報と同様に「＞」、「＜」が選択されている。
まず、図６２のフローの概要を説明する。現在の動作モードが第二運転モードＭｄ２（昇圧モード）のとき、すなわちステップＳＴ２１の判定が正しい場合、その上位のステップから運転モード変更判定を行い、上位のステップにて判定基準が満たされていれば、下位のステップの判定すなわち残りの要因の判定を省略して第一運転モードＭｄ１（バイパスモード）に移行する。また、現在の動作モードが第一運転モードＭｄ１（バイパスモード）のとき、すなわちステップＳＴ２１の判定が正しくない場合、運転モード変更判定を行い、全要因が第二運転モードＭｄ２（昇圧モード）への判定基準が満たされていれば、第二運転モードＭｄ２（昇圧モード）に移行する。図６４では重要度が最も高い要因に高度情報を設定し、２番目に重要度が高い要因に外気圧情報を、最も重要度が低い要因に外気温度情報を設定している。
ステップＳＴ２１において、チョッパ３が昇圧モード（第二運転モードＭｄ２）であるかを判定する。ステップＳＴ２１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ２２に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ２６に進む。ステップＳＴ２２において、優先順位第一位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＸＡよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＸＡよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ２４に進む。ステップＳＴ２４において、優先順位第二位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＸＢよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＸＢよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ２５に進む。ステップＳＴ２５において、優先順位第三位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＸＣよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２３に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＸＣよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２３において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。
ステップＳＴ２６において、優先順位第一位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＹＡよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２７に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＡが閾値ＹＡよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２７において、優先順位第二位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＹＢよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２８に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＢが閾値ＹＢよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２８において、優先順位第三位の検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＹＣよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ２９に進み、検出環境情報の検出値ｄａｔａＣが閾値ＹＣよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ２９において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。
運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けが、製品出荷の際に予め設置されている例を第一例のモータ制御装置１００として示した。しかし、航空機等の飛行の際に、運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けを操縦者が変更してもよい。運転モード変更判定に用いる環境要因、閾値及び重要度の順位付けの変更が操縦者により実行可能なモータ制御装置１００を、図６４に示した。図６４に示した第二例のモータ制御装置１００は、図６１に示した第一例のモータ制御装置１００とは、環境情報検出センサ３５にて検出された環境情報等を表示する表示器３４を備え、操作盤２３が優先順位選択器８６を備えている点で異なる。表示器３４は信号線８９により制御装置１１に接続されている。図６４において、例えば高度表示３６ａ、モータ出力表示３６ｂ、外気圧表示３６ｃ、空気成分濃度表示３６ｄ、外気温表示３６ｅ、放射線量表示３６ｆ、優先順位情報表示３６ｌが表示されている例を示した。優先順位情報表示３６ｌには、例えば優先順位情報８７における環境情報の列及び重要度の列の内容が記載されており、操縦者が優先順位選択器８６により重要度の番号を入力すると、重要度の列に番号が表示される。図６３に示したように、重要度を設定した場合は、高度情報、外気圧情報、外気温情報に順番で運転モード変更判定が実行される。
実施の形態１０のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１０のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。さらに、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、環境要因のうち２種以上の要因をチョッパ３の運転モード変更の判定に用いるので、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００よりも信頼性が向上する。
なお、実施の形態１〜実施の形態６のモータ制御装置１００と同様に、環境要因の情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更する例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータの情報であるモータパラメータ指令、モータパラメータ検出情報、モータパラメータ推定情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更しても構わない。また、環境要因の情報及びモータパラメータの情報に優先順位を設けて、チョッパ３の第一運転モードＭｄ１及び第二運転モードＭｄ２を変更しても構わない。
以上のように、実施の形態１０のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１０の制御装置１１は、優先順位が設定された複数の飛行情報に基づいて、第一条件を満たす場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御し、第一条件を満たさない場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、第二条件を満たす場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、第二条件を満たさない場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。飛行情報は、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）である。第一条件は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、優先順位に従って飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第一飛行情報閾値（閾値Ｘ＊）を通過するか否かを判定し、選択された優先順位の飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第一飛行情報閾値（閾値Ｘ＊）を通過した場合である。第二条件は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、優先順位に従って飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が第二飛行情報閾値（閾値Ｙ＊）を通過するか否かを判定し、優先順位が設定された全ての飛行情報に基づく情報値（検出値ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ）が、それぞれの第二飛行情報閾値（閾値Ｙ＊）を通過した場合である。実施の形態１０のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち第一条件を満たすと判定した場合又は第二条件を満たさないと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１１．
図６５は実施の形態１１に係るモータ制御装置の構成を示す図であり、図６６は図６５における運転モード判定部の動作を説明する第一例のフローを示す図である。図６７は図６６の環境要因処理の第一例のフローを示す図であり、図６８は図６６の環境要因処理の第二例のフローを示す図である。図６９は、図６５における運転モード判定部の動作を説明する第二例のフローを示す図である。実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態６で示した飛行高度に関する環境要因の情報と、実施の形態７で示したモータパラメータの情報との２種類の情報を用いてチョッパ３の運転モードを変更する例である。図６５に示したモータ制御装置１００は、図４２のモータ制御装置１００に表示器３４が追加されている例を示した。なお、図６５において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。制御装置１１は、実施の形態１〜実施の形態７の制御装置１１と同様に制御信号生成部６８ａを備えている。また、モータパラメータの情報として実施の形態７の第一例のモータパラメータ指令を用いる場合、制御装置１１は図３２の制御装置１１と同様にモータパラメータ指令センサ７０を備えている。モータパラメータの情報として実施の形態７の第三例のモータパラメータの推定情報を用いる場合、制御装置１１は図４８の制御装置１１と同様にオブザーバ６４を備えている。
図６６〜図６８を用いて実施の形態１１の運転モード判定部６０の動作を説明する第一例のフローを説明する。実施の形態１１の第一例の運転モード判定部６０は、ステップＳＴ３０の環境要因処理を実行した後に、モータパラメータの情報を用いた判定処理を行う例である。ステップＳＴ３０の環境要因処理は第一の運転モード判定処理であり、モータパラメータの情報を用いた判定処理は第二の運転モード判定処理である。環境要因処理は図６７に示したフロー、又は図６８に示したフロー等を実行する。図６７に示したフローは実施の形態１で説明した図１３に対応しており、図６８に示したフローは実施の形態１で説明した図１４に対応している。図６７に示したフローは、図１３のフローとは、ステップＳＴ３、ＳＴ５がそれぞれステップＳＴ３１、ＳＴ３３に変更され、ステップＳＴ３２、ＳＴ３４が追加されている点で異なる。以前に説明していないステップＳＴ３１〜ＳＴ３４を主に説明する。ステップＳＴ２において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３１に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３２に進む。ステップＳＴ３１において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３２において、運転モード判定の結果を昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ４において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３４に進む。ステップＳＴ３３において、運転モード判定の結果を昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３４において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。
図６８に示したフローは、図１４のフローとは、ステップＳＴ３、ＳＴ５がそれぞれステップＳＴ３１、ＳＴ３３に変更され、ステップＳＴ３２、ＳＴ３４が追加されている点で異なる。以前に説明していないステップＳＴ３１〜ＳＴ３４を主に説明する。ステップＳＴ６において、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３１に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｘよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３２に進む。ステップＳＴ３１において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３２において、運転モード判定の結果を昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ７において、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３３に進み、検出環境情報の検出値が閾値Ｙよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ３４に進む。ステップＳＴ３３において、運転モード判定の結果を昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定する。ステップＳＴ３４において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定する。
ステップＳＴ３５〜ＳＴ３９は、実施の形態７で説明した図４１に示した第一例のフロー、図４７に示した第二例のフロー、図５４に示した第三例のフローのいずれかに対応している。ステップＳＴ３６、ＳＴ３８のモータパラメータ情報値ｄａｔａＳは、実施の形態７の第一例、第二例、第三例によって異なっている。実施の形態７の第一例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの指令値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚａ、Ｗａである。実施の形態７の第二例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの検出値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚｂ、Ｗｂである。実施の形態７の第三例の場合、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳはモータパラメータの推定値であり、閾値Ｚ、Ｗはそれぞれ閾値Ｚｃ、Ｗｃである。
ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果が昇圧モード（第二運転モード）であるかを判定する。ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ３６に進み、ステップＳＴ３０の判定結果が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ３８に進む。ステップＳＴ３６において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３７に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３７において、運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードに変更して終了する。ステップＳＴ３８において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ３９に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇをバイパスモードのままに維持して終了する。ステップＳＴ３９において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。なお、ステップＳＴ３５において昇圧モードであるかを判定する例を示したが、図１５、図１６で示したように最初のステップであるステップＳＴ３５においてバイパスモードであるかを判定してもよい。ステップＳＴ３５において、ステップＳＴ３０の判定結果がバイパスモードであると判定した場合はステップＳＴ３８に進み、ステップＳＴ３０の判定結果がバイパスモードでないと判定した場合はステップＳＴ３６に進む。
ステップＳＴ３０の環境要因処理は、１つの環境要因すなわち１つの環境情報を用いて第一の運転モード判定処理を行う例を示したが、実施の形態１０で説明した複数の環境要因すなわち複数の環境情報を用いて第一の運転モード判定処理を行ってもよい。航空機にとって要求したモータ出力指令等の制御指令の実現は飛行制御を行う上で重要であり、モータパラメータの情報の方が環境要因の情報よりも重要である。このため、モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理が環境要因の情報を用いた運転モード判定処理よりも先行して行われてもよい。この場合、モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理の後に、環境要因の情報による運転モード判定処理を行い、運転モード判定が最終的に決定される。モータパラメータの情報を用いた運転モード判定処理において、昇圧モードと判定された場合に、環境要因の情報を用いた運転モード判定処理をスキップしてもよい。この例が図６９に示した第二例のフローである。図６９に示した第二例のフローは、実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０の動作を示している。実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０は、モータパラメータの情報を用いた判定処理を行い、モータパラメータの情報を用いた判定処理にてバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定された場合にステップＳＴ４７の環境要因処理を実行する例である。
図６９におけるステップＳＴ４１、ＳＴ４２、ＳＴ４４は、それぞれ図６６のステップＳＴ３５、ＳＴ３６、ＳＴ３８と同じである。ステップＳＴ４１において、チョッパ３が昇圧モード（第二運転モードＭｄ２）であるかを判定する。ステップＳＴ４１において、チョッパ３が昇圧モードであると判定した場合はステップＳＴ４２に進み、チョッパ３が昇圧モードでないと判定した場合はステップＳＴ４４に進む。ステップＳＴ４２において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ４３に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｚよりも小さくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合は運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了する。ステップＳＴ４３において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定し、ステップＳＴ４７に進む。ステップＳＴ４４において、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きい場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされた場合はステップＳＴ４５に進み、モータパラメータ情報値ｄａｔａＳが閾値Ｗよりも大きくない場合すなわち運転モード変更判定基準が満たされない場合はステップＳＴ４６に進む。ステップＳＴ４５において、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了する。ステップＳＴ４６において、運転モード判定の結果をバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定し、ステップＳＴ４７に進む。
ステップＳＴ４７の環境要因処理は図１３に示したフロー、又は図１４に示したフロー等を実行する。図１３に示したフロー、図１４に示したフローは、実施の形態１で説明しているので、説明を繰り返さない。なお、ステップＳＴ４７の環境要因処理が実行される場合は、バイパスモード判定すなわち第一運転モード判定の場合なので、ステップＳＴ４、ＳＴ５のみのフロー又はステップＳＴ７、ＳＴ５のみのフローであっても構わない。また、ステップＳＴ４２において運転モード変更判定基準が満たされない場合は、ステップＳＴ４３と逆の判定を行い、昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定して、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードのままに維持して終了するということもできる。ステップＳＴ４５の処理は、昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定と決定して、運転モード信号ｍｓｉｇを昇圧モードに変更して終了するということもできる。
なお、実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態９に示したモータ制御装置１００のように、操縦者により運転モード変更許可がされた場合にチョッパ３の運転モード変更を自動で行ってもよい。この場合、制御装置１１及び操作盤２３は、図５８に示した制御装置１１及び操作盤２３になる。この場合は、実施の形態９のモータ制御装置１００と同様に、複数の環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８における一部の故障、又は表示器３４の故障の際にも、操縦者の判断でチョッパ３の運転モードの変更を任意に実行することができ、不意にモータ出力等の不足が発生した場合にもモータ出力を回復させることがでる。
実施の形態１１のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態７、実施の形態９、実施の形態１０のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１１のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。さらに、実施の形態１１の第一例の運転モード判定部６０を有するモータ制御装置１００、すなわち実施の形態１１の第一例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報に基づいて最終的なチョッパ３の運転モード変更の判定及び制御を行うので、高高度での運転中の急なモータ６の出力等のモータパラメータの変更要求にも対応できる。実施の形態１１の第二例の運転モード判定部６０を有するモータ制御装置１００、すなわち実施の形態１１の第二例のモータ制御装置１００は、モータパラメータの情報を用いた判定処理にて昇圧モード判定すなわち第二運転モード判定の場合に昇圧モードに変更又は維持して終了し、モータパラメータの情報を用いた判定処理にてバイパスモード判定すなわち第一運転モード判定と決定された場合に環境要因処理を実行するので、高高度での運転中の急なモータ６の出力等のモータパラメータの変更要求にも対応できる。
以上のように、実施の形態１１のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流電力を出力する電源装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、電源装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。電源装置９０は、電源（バッテリー１）と、電源（バッテリー１）の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）と、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１１のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
さらに詳しく述べれば、実施の形態１１の第一のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、第一の制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づいて、次のように環境第二運転モード判定又は環境第一運転モード判定の判定結果を生成する。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過したと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とし、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とする。また実施の形態１１の第一の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とし、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とする。実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく判定結果が環境第二運転モード判定であり、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも小さい（変更条件Ｂ１１ａ）と判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態１１の第一の制御装置１１は、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく判定結果が環境第一運転モード判定であり、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも大きい第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きいと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１１の第一例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１１ａを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１１の第二のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、第二の制御装置１１、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）を検出する環境情報検出センサ３５を備える。電源装置９０は、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を備えている。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づいて、次のように内部第二運転モード判定又は内部第一運転モード判定の判定結果を生成する。直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードＭｄ２で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも小さいと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とし、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一環境閾値（閾値Ｚ）よりも小さくないと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とする。また実施の形態１１の第二の制御装置１１は、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第一パラメータ閾値（閾値Ｚ）よりも大きい第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きいと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とし、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく情報値（モータパラメータ情報値ｄａｔａＳ）が第二パラメータ閾値（閾値Ｗ）よりも大きくないと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とする。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第二運転モード判定の場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。また実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第一運転モード判定であり、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第二運転モードで制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第一環境閾値（閾値Ｘ）を通過した（変更条件Ｂ１１ｂ）と判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。実施の形態１１の第二の制御装置１１は、モータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）に基づく判定結果が内部第一運転モード判定であり、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）が第一運転モードＭｄ１で制御されている状態で、環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）に基づく情報値（検出値）が第二環境閾値（閾値Ｙ）を通過したと判定した場合に直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御する。実施の形態１１の第二例のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件すなわち変更条件Ｂ１１ｂを満たすと判定した場合に、直流出力型電力変換装置（チョッパ３）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１２．
図７０は、実施の形態１２に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図７１は図７０のチョッパの構成を示す図であり、図７２は図７０の制御装置の第一例を示す図である。図７３は、図７２の制御信号生成部の構成を示す図である。図７４は、図７３のスイッチング周波数生成部の第二例を示す図である。図７５は図７０の制御装置の第二例を示す図であり、図７６は図７０の制御装置の第三例を示す図であり、図７７は図７０の制御装置の第四例を示す図である。図７８は図７０の制御信号生成部の構成を示す図であり、図７９は図７８の制御信号生成部の構成を示す図である。図８０は図７０の制御装置の第六例を示す図であり、図８１は図８０の制御信号生成部の構成を示す図である。図８２は一定のスイッチング周波数におけるリップル電流特性を示す図であり、図８３は一定のスイッチング周波数におけるヒステリシス損失特性を示す図である。図８４は実施の形態１２のリップル電流特性を示す図であり、図８５は実施の形態１２のヒステリシス損失特性を示す図であり、図８６は実施の形態１２のスイッチング周波数特性を示す図である。図８７、図８８、図８９は、図７０のモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。図９０は図７０のモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図であり、図９１は図７０のモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、チョッパ３がマルチレベル型のチョッパであり、リアクトル８でのヒステリシス損失を低減する例である。チョッパ３の運転モードの変更方法は、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を適用できる。図７０に示したモータ制御装置１００は、図６５に示したモータ制御装置１００とはチョッパ３にフライングキャパシタ電圧センサ２５が設置され、フライングキャパシタ電圧センサ２５から出力された検出情報ｓｉｇ１５が制御装置１１に入力される点で異なる。実施の形態１２のモータ制御装置１００で追加された部分を主に説明する。図７１に示すように、フライングキャパシタ電圧センサ２５はチョッパ３のフライングキャパシタ７の電圧の情報すなわちフライングキャパシタ電圧Ｖｆｃの情報である検出情報ｓｉｇ１５を出力する。フライングキャパシタ７が接続された接続点ｎ１と接続点ｎ２との電圧は、フライングキャパシタ電圧Ｖｆｃである。制御装置１１は、チョッパ３の運転モードの変更方法によって、制御信号生成部６８ｄ、制御信号生成部６８ｅ、制御信号生成部６８ｆのいずれかを備えている。
まず、一定のスイッチング周波数で制御された場合のマルチレベル型のチョッパの問題を説明する。図７１に示したチョッパ３を従来の方法すなわち一定のスイッチング周波数で制御した場合のリップル電流特性１１１ａ、ヒステリシス損失特性１１２ａを、それぞれ図８２、図８３に示した。適宜、一定のスイッチング周波数でチョッパ３を制御する制御方法を、比較例の制御方法又は単に比較例と記載する。図８２、図８３において、横軸は昇圧比Ｒｂである。図８２において、縦軸はリップル電流Ｉｌｐであり、ＰＵ単位法で示している。図８３において、縦軸はヒステリシス損失Ｐｃであり、ＰＵ単位法で示している。マルチレベル型のチョッパの特徴として、昇圧比Ｒｂが等倍（Ｒｂ＝１）及び２倍（Ｒｂ＝２）においてリップル電流Ｉｌｐが理想的には極小となる。しかし、昇圧比Ｒｂが等倍から２倍の間及び２倍以上の場合では、リップル電流Ｉｌｐが大きくなっている。リアクトル８は鉄心を有しており、ヒステリシス損失Ｐｃを含む鉄損は、高周波のリップル電流Ｉｌｐにより生じる磁束密度の変化量Ｂ、半導体スイッチング素子のスイッチング周波数ｆｓ、リアクトル８の鉄心材料により損失量が決定される。ヒステリシス損失Ｐｃは、高周波のリップル電流Ｉｌｐの増加に伴い大きくなる。ヒステリシス損失Ｐｃの増加は、モータ制御装置の効率だけでなく、リアクトル８の発熱の処理のためモータ制御装置の各部が大型化及び重量化を招く問題を生じさせる。モータ制御装置の大型化及び重量化は、搭載する航空機等の配置スペース確保及び重量条件の達成が困難になる場合があり、大きな問題となる。
実施の形態１２のモータ制御装置１００において、チョッパ３の運転モードは、第一運転モードＭｄ１であるバイパスモード、第二運転モードＭｄ２である昇圧モードである。チョッパ３がバイパスモードで運転されている場合、出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋはバッテリー電圧Ｖｂｔであり、チョッパ３の出力がＶｂｔ／Ｖｂｔ倍すなわち等倍である。チョッパ３の昇圧比Ｒｂは、各運転モードのＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔで割った係数なので、バイパスモードの際の昇圧比Ｒｂは、Ｖｂｔ／Ｖｂｔすなわち１である。このときチョッパ３の通流率は０となり、半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６はスイッチングを停止し、高周波リップル電流は発生しない。半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４は同期整流のためオンしている。なお、バイパスモードにおいて、同期整流を利用せず半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６をすべてオフし、半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４のダイオードＤを利用して電流を流してもよい。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、実施の形態１で説明したように、昇圧モードでは、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋの目標指令値すなわち昇圧電圧Ｖａを、入力であるバッテリー１のバッテリー電圧Ｖｂｔの概ね２倍の値に設定し、昇圧動作をさせる。チョッパ３が昇圧モードで運転されている場合、出力電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋは昇圧電圧Ｖａであり、チョッパ３の出力がＶａ／Ｖｂｔとなる。このとき、チョッパ３の昇圧比ＲｂはＶａ／Ｖｂｔとなる。また、チョッパ３のフライングキャパシタ７のフライングキャパシタ電圧ＶｆｃはＤＣリンク電圧Ｖｌｋの概ね半分の値に制御する。バイパスモードの際に、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔの場合、フライングキャパシタ電圧ＶｆｃがＶｂｔ／２になる。昇圧モードの際に、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋとなる昇圧電圧Ｖａが概ね２×Ｖｂｔの場合、フライングキャパシタ電圧Ｖｆｃが概ねＶｂｔになる。
チョッパ３の運転モードが昇圧モードとバイパスモードとの間で変更されると、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋの目標電圧に対して定常状態に到達するまでの過渡状態が生じる。この過渡状態では昇圧比Ｒｂは１から２の間の値をとるため、図８２に示したように高周波のリップル電流が大きくなる。なお、昇圧比Ｒｂが２になる場合は、昇圧電圧Ｖａが２×Ｖｂｔの場合である。
前述したようにリアクトル８の鉄心で発生する鉄損は、高周波のリップル電流Ｉｌｐにより生じる磁束密度の変化量Ｂ、半導体スイッチング素子のスイッチング周波数ｆｓ、利用しているリアクトル８の鉄心材料により損失量が決定される。ヒステリシス損失Ｐｃと渦電流損失からなる鉄損を求める計算式としてスタインメッツの式が知られている。このスタインメッツの式からヒステリシス損失Ｐｃの成分を抜き出すと式（１）が得られる。
Ｐｃ＝Ｋ×ｆｓ×Ｂ１．６ ・・・（１）
ここで、Ｋは損失係数であり、ｆｓは半導体スイッチング素子のスイッチング周波数であり、Ｂは磁束密度の変化量である。
一般的なチョッパ等のスイッチング回路に用いるリアクトルのコアにおいて、ヒステリシスループによる鉄損すなわちヒステリシス損失Ｐｃが生じる。ヒステリシス損失Ｐｃは、半導体スイッチング素子のスイッチングで生じる磁束密度変化により生じるため、磁束密度変化の上限を定めても、スイッチング周波数の増加分だけ大きくなる。このため、図８３のようにヒステリシス損失Ｐｃが大きくなり、リアクトルの発熱が大きくなる。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、バッテリー電圧センサ１２から得たバッテリー電圧Ｖｂｔの情報である検出情報ｓｉｇ１と、ＤＣリンク電圧センサ１４から得たＤＣリンク電圧Ｖｌｋの情報である検出情報ｓｉｇ３とから、その比率に対してチョッパ３の半導体スイッチング素子のスイッチング周波数ｆｓを変化させる。チョッパ３がバイパスモードで動作する際は、半導体スイッチング素子はスイッチングしないので、スイッチング周波数ｆｓはゼロ（０）である。チョッパ３が昇圧モードで動作する際の定常状態、すなわちＤＣリンク電圧Ｖｌｋが昇圧電圧Ｖａになっている状態において、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、スイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるスイッチング周波数ｆａでチョッパ３を動作させる。チョッパ３がバイパスモードから昇圧モードへ移行する過渡状態において、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、図８９のようにスイッチング周波数ｆｓがスイッチング周波数ｆａから増加するスイッチング周波数ｆｂでチョッパ３を動作させる。なお、チョッパ３がバイパスモードから昇圧モードへ移行する過渡状態を、適宜、電圧上昇過渡状態と呼ぶことにする。
図７２に示した第一例の制御装置１１を備えたモータ制御装置１００は、図８７のようにインバータ５のモータパラメータ指令特性１１４を変化させる際に、図８８、図８９に示すチョッパ３のＤＣリンク電圧特性１１５、スイッチング周波数特性１１６のように変化させる。図８７、図８８、図８９において、横軸は時間である。図８７、図８８、図８９において、縦軸はそれぞれモータパラメータ指令、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ、スイッチング周波数ｆｓである。モータパラメータ指令特性１１４は、時刻ｔ４０〜時刻ｔ４２まで上昇し、時刻ｔ４２〜時刻ｔ４３まで一定であり、時刻ｔ４３〜時刻ｔ４５まで低下し、時刻ｔ４５〜時刻ｔ４６まで一定になっている例である。制御装置１１は、時刻ｔ４０でチョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードで運転しており、すなわちＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔであり、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓがゼロ（０）である。
制御装置１１は、チョッパ３が第一運転モードＭｄ１で運転中に、時刻ｔ４１でインバータ５のモータパラメータ指令特性１１４が閾値Ｗａよりも高い値を示した場合、チョッパ３を第二運転モードＭｄ２すなわち昇圧モードに変更して、チョッパ３の昇圧運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔから昇圧電圧Ｖａに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ４１でスイッチング周波数ｆｓを０からスイッチング周波数ｆａに上昇させる。制御装置１１は、時刻ｔ４１〜時刻ｔ４２の電圧上昇過渡状態において、スイッチング周波数ｆｓをΔｆ＋ｆａであるスイッチング周波数ｆｂに変化させる。Δｆは変化スイッチング周波数であり、０から最大変化スイッチング周波数Δｆｍまで変化する。図８９では、時刻ｔｐにおけるスイッチング周波数ｆａとスイッチング周波数ｆｂとの差を変化スイッチング周波数Δｆとして示した。ここでは、最大変化スイッチング周波数Δｆｍはヒステリシス損失Ｐｃが許容損失値を超えないように制御している。ヒステリシス損失Ｐｃが許容損失値を超えないように、許容損失値より設定マージンＰｃ２だけ小さい損失閾値Ｐｃ１を設定している。後述する制御信号生成部６８ｄがヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１になるとスイッチング周波数ｆｓを上昇させて、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１を超えないようにする。制御信号生成部６８ｄは、変化スイッチング周波数Δｆが０より大きい場合において、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１よりも低下すると変化スイッチング周波数Δｆを低下させ、変化スイッチング周波数Δｆが０になると変化スイッチング周波数Δｆの低下を中止する。
また、制御装置１１は、チョッパ３が第二運転モードＭｄ２で運転中に、時刻ｔ４４でインバータ５のモータパラメータ指令特性１１４が閾値Ｚａよりも低い値を示した場合、チョッパ３を第一運転モードＭｄ１すなわちバイパスモードに変更して、チョッパ３のバイパス運転を開始しＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａからバッテリー電圧Ｖｂｔに低下させる。なお、図８８では、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが時刻ｔ４４から低下を開始して時刻ｔ４５でバッテリー電圧ＶｂｔになるＤＣリンク電圧特性１１５の例を示した。制御装置１１は、時刻ｔ４４でスイッチング周波数ｆｓを０にして、第二運転モードすなわち制御する第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。閾値Ｚａは閾値Ｗａよりも低い値である。第一運転モードにおけるモータパラメータ指令特性１１４が閾値Ｗａになる点はモード変更点Ｐ９であり、第二運転モードにおけるモータパラメータ指令特性１１４が閾値Ｚａになる点はモード変更点Ｐ１０である。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、図８６のようにスイッチング周波数ｆｓを変化させることで、図８４のようにチョッパ３のリップル電流Ｉｌｐを比較例に比べて低減でき、図８５のようにチョッパ３のヒステリシス損失Ｐｃを比較例に比べて低減することができる。図８４、図８５、図８６において、横軸は昇圧比Ｒｂである。図８４において、縦軸はリップル電流Ｉｌｐであり、ＰＵ単位法で示している。図８５において、縦軸はヒステリシス損失Ｐｃであり、ＰＵ単位法で示している。図８６において、縦軸はスイッチング周波数ｆｓであり、ＰＵ単位法で示している。状態点１１９は、チョッパ３がバイパスモードの状態を示している。スイッチング周波数特性１１３は、バイパスモードの状態点１１９から昇圧モードに移行すると昇圧比Ｒｂが１．０でステップ状に変化し、１．０［ｐ．ｕ．］になる。スイッチング周波数ｆｓのＰＵ単位法の基準はスイッチング周波数ｆａなので、昇圧比Ｒｂが１．０でスイッチング周波数ｆｓはスイッチング周波数ｆａに変化する。
昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１において、ヒステリシス損失Ｐｃが損失閾値Ｐｃ１になるとモータ制御装置１００はチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを増加させる。昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１〜昇圧比値ｒｂｐにおいて、スイッチング周波数ｆｓのスイッチング周波数ｆａから差分すなわち変化スイッチング周波数Δｆが増加し、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂｐで変化スイッチング周波数Δｆが最大変化スイッチング周波数Δｆｍになる。昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂｐ〜昇圧比値ｒｂ２において、変化スイッチング周波数Δｆが減少し、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ２で変化スイッチング周波数Δｆが０になり、スイッチング周波数ｆｓが１．０［ｐ．ｕ．］になる。この昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１〜昇圧比値ｒｂ２において、図８５に示したヒステリシス損失特性１１２ｂのように、ヒステリシス損失Ｐｃは損失閾値Ｐｃ１を維持している。なお、図８５において、損失閾値Ｐｃ１は０．４［ｐ．ｕ．］である。
一定のスイッチング周波数でチョッパ３を制御する比較例において、図８２、図８３のようにリップル電流特性１１１ａ、ヒステリシス損失特性１１２ａは、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂｐで最大になっている。ヒステリシス損失特性１１２ａ、１１２ｂは、モータ制御装置１００が演算するヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃに相当する。実施の形態１２のモータ制御装置１００は、前述したようにヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１なるとスイッチング周波数ｆｓを上昇させて、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１を超えないようにする。この制御が実施されている期間は、ヒステリシス損失特性１１２ｂにおける昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１〜昇圧比値ｒｂ２になっている期間である。昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ２から２．０までは、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１より小さいので、スイッチング周波数ｆｓが１．０［ｐ．ｕ．］である。昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１〜昇圧比値ｒｂ２におけるリップル電流特性１１１ｂは、スイッチング周波数ｆｓの増加に伴って低下し、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂｐで極小値になっている。
昇圧比Ｒｂが２．０より大きくなるとリップル電流特性１１１ｂ、ヒステリシス損失特性１１２ｂが増加する。昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ３になるとヒステリシス損失特性１１２ｂの値が損失閾値Ｐｃ１になるので、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１〜昇圧比値ｒｂ２になっている期間と同様にチョッパ３が制御されるので、スイッチング周波数特性１１３が上昇し、ヒステリシス損失特性１１２ｂの値が損失閾値Ｐｃ１のままになっている。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、ヒステリシス損失Ｐｃを許容損失値以下に抑制するように、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを変化させて高周波化させる。すなわち、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１なるとスイッチング周波数ｆｓを上昇させて、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１を超えないようにする。図８２に示したリップル電流特性１１１ａと図８３に示したヒステリシス損失特性１１２ａとは、昇圧比Ｒｂに対して連動して変化している。リップル電流Ｉｌｐは磁束密度の変化量Ｂに関係しているので、磁束密度の変化量Ｂをヒステリシス損失Ｐｃが損失閾値Ｐｃ１になった場合の値より小さくし、チョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを変化させて高周波化させることで、ヒステリシス損失Ｐｃを許容損失値以下に抑制することができる。式（１）より、ヒステリシス損失Ｐｃは磁束密度の変化量Ｂに対しては１.６乗で変化し、スイッチング周波数ｆｓの変化よりも大きい比率で変化するので、磁束密度の変化量Ｂの低下すなわちリップル電流Ｉｌｐの低下は有効である。
例えば図８３のように改善前の最大ヒステリシス損失を１［ｐ．ｕ．］としたときに、ヒステリシス損失Ｐｃの損失閾値Ｐｃ１を０．４［ｐ．ｕ．］と設定した場合、昇圧比Ｒｂが１．０［ｐ．ｕ．］から昇圧比値ｒｂ１、及び昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ２から昇圧比値ｒｂ３の間はスイッチング周波数ｆｓを変更しなくてもよく、これら昇圧比の範囲外では図８６のようにスイッチング周波数ｆｓを上げることでヒステリシス損失Ｐｃを抑えることができる。なお、昇圧比値ｒｂ１、ｒｂ２、ｒｂ３は、それぞれ例えば１．１５、１．７５、２．２５である。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、マルチレベル型のチョッパ３が理想昇圧比以外の状態である過渡状態において、リアクトル８でのヒステリシス損失を低減でき、リアクトル８の発熱を抑えることができる。このため、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、リアクトル８を小型化でき、冷却コストの削減ができる。なお、電圧上昇過渡状態について説明したが、チョッパ３が昇圧モードからバイパスモードへ移行する過渡状態においても同様の効果を奏する。
今まで、マルチレベル型のチョッパ３におけるリアクトル８のヒステリシス損失を低減する方法を説明した。次に、このヒステリシス損失の低減方法と、チョッパ３の運転モードの変更方法すなわち実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法との組み合わせの具体例を説明する。図７２に示した第一例の制御装置１１は、実施の形態１〜実施の形態５、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。図７３に示した制御信号生成部６８ｄは、図５に示した制御信号生成部６８ａとは、第一信号生成部６９ａが第一信号生成部８２に変更され、スイッチング周波数生成部８３が追加されている点で異なる。制御信号生成部６８ａと異なる部分を主に説明する。スイッチング周波数生成部８３の第一例は、ヒステリシス損失演算部６１、判定部６２、スイッチング周波数変更部６３を備えている。
ヒステリシス損失演算部６１は、リアクトル８に流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ２、スイッチング周波数変更部６３にて生成されるスイッチング周波数ｆｓの情報であるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓに基づいて、ヒステリシス損失Ｐｃ、磁束密度の変化量Ｂを演算し、ヒステリシス損失Ｐｃの情報である損失信号ｓｉｇｐｃ、磁束密度の変化量Ｂの情報である磁束密度変化量信号ｓｉｇｂを出力する。
磁束密度の変化量Ｂは、検出情報ｓｉｇ２から得られるリアクトル８のリップル電流Ｉｌｐに基づいて演算される。ヒステリシス損失演算部６１は、式（１）に示したヒステリシス損失Ｐｃのモデルを備えており、このモデルによりヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃを演算して、演算値Ｄｐｃの情報を損失信号ｓｉｇｐｃとして出力する。ヒステリシス損失Ｐｃの演算の際に、スイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓが示すスイッチング周波数ｆｓを用いる。判定部６２は、損失信号ｓｉｇｐｃに基づいて、ヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないかを判定し、演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないことを示す損失判定信号ｓｉｇｅ１を出力する。なお、演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないかを判定することは、演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１に一致又は超過したかを判定することである。
スイッチング周波数変更部６３は、スイッチング周波数ｆｓを演算する式（２）のモデルを備えている。
ｆｓ＝Ｄｐｃ×Ｋ−１×Ｂ−１．６ ・・・（２）
式（２）は式（１）を変形して得られるｆｓの式において、Ｐｃを演算値Ｄｐｃに置き換えたものでる。
スイッチング周波数変更部６３は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードを示す場合に、スイッチング周波数ｆｓが０を示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。スイッチング周波数変更部６３は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードから昇圧モードに変化した場合に、スイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。スイッチング周波数変更部６３は、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードを示す場合に、損失判定信号ｓｉｇｅ１を受けると、損失信号ｓｉｇｐｃが示す演算値Ｄｐｃ、磁束密度変化量信号ｓｉｇｂが示す磁束密度の変化量Ｂを用いて式（２）のモデルからスイッチング周波数ｆｓを演算し、スイッチング周波数ｆｓの情報であるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。
第一信号生成部８２は、運転モード信号ｍｓｉｇ、スイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓが入力されている。第一信号生成部６９ａは第一運転モードすなわちバイパスモードを示す運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、チョッパ３を第一運転モードで制御する第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。第一信号生成部８２は第二運転モードすなわち昇圧モードを示す運転モード信号ｍｓｉｇを受けると、スイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓに基づくスイッチング周波数ｆｓの第二運転モードでチョッパ３を制御する第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２を制御信号ｓｉｇｃ１として出力する。すなわち、スイッチング周波数ｆｓによって変化している第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２が制御信号ｓｉｇｃ１として出力される。
以上のように、スイッチング周波数生成部８３は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードを示す場合（第一条件の場合）、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードから昇圧モードに変化した場合（第二条件の場合）、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードを示しかつ演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないと判定された場合（第三条件の場合）に応じて、スイッチング周波数ｆｓが異なるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。スイッチング周波数生成部８３は、第一条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが０を示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力し、第二条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力し、第三条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａよりも高いスイッチング周波数ｆｂを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。
スイッチング周波数生成部８３は、図７４に示した第二例の構成でもよい。第二例のスイッチング周波数生成部８３は、バッテリー電圧Ｖｂｔの情報である検出情報ｓｉｇ１、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋの情報である検出情報ｓｉｇ３、運転モード信号ｍｓｉｇに基づいて、スイッチング周波数ｆｓを演算し、スイッチング周波数ｆｓの情報であるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する周波数変更部８４を備える例である。周波数変更部８４は、図８６に示したスイッチング周波数特性１１３のモデルすなわちスイッチング周波数ｆｓのモデルを備えている。周波数変更部８４は、検出情報ｓｉｇ１から得られたバッテリー電圧Ｖｂｔと検出情報ｓｉｇ３から得られたＤＣリンク電圧Ｖｌｋとから式（３）のように昇圧比Ｒｂを演算する。
Ｒｂ＝Ｖｌｋ／Ｖｂｔ ・・・（３）
周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードを示す場合に、スイッチング周波数ｆｓが０を示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードから昇圧モードに変化した場合に、スイッチング周波数ｆｓのモデルを用いてスイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードを示す場合に、スイッチング周波数ｆｓのモデルを用いて昇圧比Ｒｂからスイッチング周波数ｆｓを演算し、スイッチング周波数ｆｓの情報であるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。なお、図８６に示したスイッチング周波数特性１１３のモデルすなわちスイッチング周波数ｆｓのモデルは、ヒステリシス損失特性１１２ａが損失閾値Ｐｃ１未満でないと判定された場合の昇圧比Ｒｂにおいて基本周波数であるｆａよりも高いスイッチング周波数ｆｂを出力している。
なお、周波数変更部８４は、図８２に示したリップル電流特性１１１ａのモデル、図８３に示したヒステリシス損失特性１１２ａのモデル、スイッチング周波数ｆｓを演算する式（２）のモデルを備えてもよい。周波数変更部８４は、検出情報ｓｉｇ１及び検出情報ｓｉｇ３から演算された昇圧比Ｒｂにおけるヒステリシス損失Ｐｃの演算値Ｄｐｃをヒステリシス損失特性１１２ａのモデルから演算し、当該昇圧比Ｒｂにおける磁束密度の変化量Ｂをリップル電流特性１１１ａのモデルから演算する。
周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードを示す場合に、スイッチング周波数ｆｓが０を示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードから昇圧モードに変化した場合に、スイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。周波数変更部８４は、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードを示す場合に、演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないと判定すると、演算値Ｄｐｃ、磁束密度の変化量Ｂを用いて式（２）のモデルからスイッチング周波数ｆｓを演算し、スイッチング周波数ｆｓの情報であるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。
周波数変更部８４を備えた第二例のスイッチング周波数生成部８３は、第一例のスイッチング周波数生成部８３と同様に、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードを示す場合（第一条件の場合）、運転モード信号ｍｓｉｇがバイパスモードから昇圧モードに変化した場合（第二条件の場合）、運転モード信号ｍｓｉｇが昇圧モードを示しかつ演算値Ｄｐｃが損失閾値Ｐｃ１未満でないと判定された場合（第三条件の場合）に応じて、スイッチング周波数ｆｓが異なるスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。スイッチング周波数生成部８３は、第一条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが０を示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力し、第二条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力し、第三条件の場合にスイッチング周波数ｆｓが基本周波数であるｆａよりも高いスイッチング周波数ｆｂを示すスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓを出力する。
実施の形態１〜実施の形態５にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置１１は、前述したように図７２に示した制御装置１１である。この場合、環境情報検出センサ３５から出力される環境検出情報ｓｉｇｅｖが、入力情報ｓｉｇｈｉｎとして制御信号生成部６８ｄに入力される。図７２に示した第一例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｄが環境検出情報ｓｉｇｅｖに基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。図７５に示した第二例の制御装置１１は、実施の形態６にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。制御装置１１は、高度推定部６７及び制御信号生成部６８ｄを備えている。高度推定部６７から出力される推定高度情報ｅｓｉｇ１が、入力情報ｓｉｇｈｉｎとして制御信号生成部６８ｄに入力される。図７５に示した第二例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｄが推定高度情報ｅｓｉｇ１に基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。
図７６に示した第三例の制御装置１１は、実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。制御装置１１は、モータパラメータ指令センサ７０及び制御信号生成部６８ｄを備えている。モータパラメータ指令センサ７０から出力されるモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃが、入力情報ｓｉｇｈｉｎとして制御信号生成部６８ｄに入力される。図７６に示した第三例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｄがモータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃに基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃから得られるモータパラメータ指令特性は、例えば図８７に示したモータパラメータ指令特性１１４である。
実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置１１は、前述したように図７２に示した制御装置１１である。この場合、モータパラメータセンサ３８から出力されるモータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐが、入力情報ｓｉｇｈｉｎとして制御信号生成部６８ｄに入力される。モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐから得られる検出モータパラメータ特性は、例えば図９０に示した検出モータパラメータ特性１２０である。検出モータパラメータ特性１２０は、図８７に示したモータパラメータ指令特性１１４と同じタイミングで変化して例を示している。制御装置１１の動作は、図８７〜図８９を用いて説明した動作と同様である。ただし、閾値Ｗａ、Ｚａを閾値Ｗｂ、Ｚｂに読み替える。閾値Ｚｂは閾値Ｗｂよりも低い値である。第一運転モードにおける検出モータパラメータ特性１２０が閾値Ｗｂになる点はモード変更点Ｐ１１であり、第二運転モードにおける検出モータパラメータ特性１２０が閾値Ｚｂになる点はモード変更点Ｐ１２である。
図７７に示した第四例の制御装置１１は、実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。制御装置１１は、オブザーバ６４及び制御信号生成部６８ｄを備えている。オブザーバ６４から出力されるモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅが、入力情報ｓｉｇｈｉｎとして制御信号生成部６８ｄに入力される。図７７に示した第四例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｄがモータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅに基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。
モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅから得られる推定モータパラメータ特性は、例えば図９１に示した推定モータパラメータ特性１２１である。推定モータパラメータ特性１２１は、図８７に示したモータパラメータ指令特性１１４と同じタイミングで変化して例を示している。制御装置１１の動作は、図８７〜図８９を用いて説明した動作と同様である。ただし、閾値Ｗａ、Ｚａを閾値Ｗｃ、Ｚｃに読み替える。閾値Ｚｃは閾値Ｗｃよりも低い値である。第一運転モードにおける推定モータパラメータ特性１２１が閾値Ｗｃになる点はモード変更点Ｐ１３であり、第二運転モードにおける推定モータパラメータ特性１２１が閾値Ｚｃになる点はモード変更点Ｐ１４である。
図７８に示した第五例の制御装置１１は、実施の形態８にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。実施の形態８にて示した運転モード変更方法を実行する実施の形態１２のモータ制御装置１００は、図５５に示したように操作盤２３が選択スイッチ３７を備えている。制御装置１１は、制御信号生成部６８ｅを備えている。操縦者の指示に基づいて選択スイッチ３７から出力される運転モード信号ｍｓｉｇが、制御信号生成部６８ｅに入力される。図７９に示した制御信号生成部６８ｅは、図５６に示した制御信号生成部６８ｂとは、第一信号生成部６９ａがスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓも入力される第一信号生成部８２に変更され、スイッチング周波数生成部８３が追加されている点で異なる。図７９では、図７４に示した第二例のスイッチング周波数生成部８３を記載した。図７８に示した第五例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｅが選択スイッチ３７から出力される運転モード信号ｍｓｉｇに基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。
図８０に示した第六例の制御装置１１は、実施の形態９にて示した運転モード変更方法を実行する制御装置である。実施の形態９にて示した運転モード変更方法を実行する実施の形態１２のモータ制御装置１００は、図５８に示したように操作盤２３が許可スイッチ５１を備えている。制御装置１１は、制御信号生成部６８ｆを備えている。操縦者の決定に基づいて許可スイッチ５１から出力される変更許可信号ｅｎｓｉｇが制御信号生成部６８ｆに入力される。また、入力情報ｓｉｇｈｉｎは、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等である。図８１に示した制御信号生成部６８ｆは、図５９に示した制御信号生成部６８ｃとは、第一信号生成部６９ａがスイッチング周波数信号ｓｉｇｆｓも入力される第一信号生成部８２に変更され、スイッチング周波数生成部８３が追加されている点で異なる。図８１では、図７４に示した第二例のスイッチング周波数生成部８３を記載した。図８０に示した第六例の制御装置１１は、制御信号生成部６８ｆが許可スイッチ５１から出力される変更許可信号ｅｎｓｉｇ及び環境検出情報ｓｉｇｅｖ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ等の入力情報ｓｉｇｈｉｎに基づいてチョッパ３の運転モードを変更し、チョッパ３の運転モードが変更される過渡状態においてチョッパ３のスイッチング周波数ｆｓを制御する。
以上のように、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、マルチレベル型のチョッパ３が理想昇圧比以外の状態である過渡状態において、リアクトル８でのヒステリシス損失を低減でき、リアクトル８の発熱を抑えることができる。このため、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、リアクトル８を小型化でき、冷却コストの削減ができる。また、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態１１のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２に印加される電圧を低くできるため、チョッパ３、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１２のモータ制御装置１００は、チョッパ３、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。さらに、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、実施の形態１１にして示した運転モード変更方法を適用すれば、高高度での運転中の急なモータ６の出力等のモータパラメータの変更要求にも対応できる。
実施の形態１２のモータ制御装置１００は、チョッパ３の出力電圧がバッテリー電圧Ｖｂｔの等倍及びバッテリー電圧Ｖｂｔの２倍である昇圧電圧Ｖａのみで動作とすれば、図８４に示したリップル電流特性１１１ｂと同様にリアクトル８での磁束密度の変化量Ｂが極小値にすることができるので、リアクトル８での磁束密度変化を最小限に抑制可能となる。これは、リアクトル８での磁束密度の変化量Ｂはリップル電流Ｉｌｐにより生じるので、図８４に示したリップル電流特性１１１ｂと同様にリアクトル８での磁束密度の変化量Ｂが極小値にすることができるからである。更に実施の形態１２のモータ制御装置１００は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔの等倍から２倍である昇圧電圧Ｖａまでの中間電圧の場合、高周波化によりリップル電流を小さくでき、磁束密度変化量を一定値以下にでき飽和を抑制でき、かつ高周波化の際のヒステリシス損失増加を抑制できる。昇圧電圧Ｖａがバッテリー電圧Ｖｂｔの概ね２倍の場合も、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔの等倍から２倍である昇圧電圧Ｖａまでの中間電圧の場合、高周波化によりリップル電流を小さくでき、磁束密度変化量を一定値以下にでき飽和を抑制でき、かつ高周波化の際のヒステリシス損失増加を抑制できる。また、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、チョッパ３の定常状態の際、過渡状態の際ともにスイッチングの高周波化によりリップル電流を一定値以下にすることで、リアクトル８の鉄心の磁気飽和とヒステリシス損失による発熱を抑制でき、マルチレベル型のチョッパに用いるリアクトル８を小型化できる。
以上のように、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、電源装置９０、電力供給装置（インバータ５）、制御装置１１を備える。電源装置９０は、直流電源（バッテリー１）と、第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する直流出力型電力変換装置であるマルチレベル型のチョッパ３とを備える。マルチレベル型のチョッパ３は、高電位側出力端子４２ｐと低電位側出力端子４２ｓ及び低電位側入力端子４１ｓとの間に、複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子Ｑ５、Ｑ６が直列接続された低電位側直列体とを備え、高電位側直列体と低電位側直列体との接続点ｍと高電位側入力端子４１ｐとの間に、リアクトル８を備える。実施の形態１２の制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合にマルチレベル型のチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、マルチレベル型のチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御する。また実施の形態１２の制御装置１１は、マルチレベル型のチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御する際に、複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のスイッチング制御を第一スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆａ）と第一スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆａ）よりも高い第二スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆｂ）とを用いて実行して、マルチレベル型のチョッパ３の入力電圧である第一電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）から昇圧した出力電圧である第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）をマルチレベル型のチョッパ３から出力させる。出力電圧（昇圧電圧Ｖａ）の入力電圧（バッテリー電圧Ｖｂｔ）に対する比率を昇圧比Ｒｂとする。飛行情報が予め定められた条件は、実施の形態１〜７、実施の形態９〜１１で示した変更条件である。すなわち、変更条件Ｂ１〜変更条件Ｂ６、変更条件Ｂ７ａ、変更条件Ｂ７ｂ、変更条件Ｂ７ｃ、変更条件Ｂ１１ａ、変更条件Ｂ１１ａが、飛行情報が予め定められた条件である。また、実施の形態１０で示した「第一条件を満たす」又は「第二条件を満たさない」も、飛行情報が予め定められた条件である。なお、実施の形態９の運転モード変更方法を適用する場合は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示すことが付加される。モータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合は、実施の形態８の運転モード変更方法を適用した場合である。実施の形態１２の制御装置１１は、マルチレベル型のチョッパ３を第一運転モードＭｄ１から変更して第二運転モードＭｄ２にて制御する際に、第一スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆａ）にて複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のスイッチング制御を実行し、昇圧比Ｒｂが予め定められた昇圧比範囲にある場合に、昇圧比Ｒｂに応じてスイッチング制御のスイッチング周波数ｆｓが変化する第二スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆｂ）にて複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のスイッチング制御を実行する。予め定められた昇圧比範囲は、昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ１以上昇圧比値ｒｂ２以下の範囲、及び昇圧比Ｒｂが昇圧比値ｒｂ３以上２．５以下の範囲である。実施の形態１２のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置であるマルチレベル型のチョッパ３を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置であるマルチレベル型のチョッパ３を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。また、実施の形態１２のモータ制御装置１００は、昇圧比Ｒｂが予め定められた昇圧比範囲にある場合に、第一スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆａ）よりも高い第二スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆｂ）を用いて複数の半導体スイッチング素子Ｑ３、Ｑ４、Ｑ５、Ｑ６のスイッチング制御を実行するので、リアクトル８でのリップル電流Ｉｌｐを第二スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆｂ）を用いない構成に比べて低減でき、リアクトル８でのヒステリシス損失Ｐｃを第二スイッチング周波数（スイッチング周波数ｆｂ）を用いない構成に比べて低減することができる。
実施の形態１３．
図９２は、実施の形態１３に係るモータ制御装置の構成を示す図である。図９３は図９２のＡＣＤＣコンバータの構成を示す図であり、図９４は図９２の発電機の電圧を示す図である。図９５は、実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。図９６は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図であり、図９７は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。図９８は施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図であり、図９９は実施の形態１３に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、電源装置９０がバッテリー１及びチョッパ３の代わりに発電機２６及びＡＣＤＣコンバータ２７を備えており、ＡＣＤＣコンバータ２７の出力電圧になるＤＣリンク電圧Ｖｌｋを、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いて通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御する例である。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、電源装置９０がバッテリー１及びチョッパ３の代わりに発電機２６及びＡＣＤＣコンバータ２７を備え、表示器３４を備える点で実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。なお、図９２において、環境情報検出センサ３５として、高度センサ２１と共に実施の形態２〜実施の形態５で説明した外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、外気温センサ１９、放射線センサ２４を備える例を示した。図９２において、モータパラメータセンサ３８として位置センサ１８と共に実施の形態７の第二例（図４２参照）で説明したモータ速度センサ７３ａ、モータ出力センサ７３ｂ、モータ交流電圧センサ７３ｃ、モータ電流センサ７３ｄ、モータトルクセンサ７３ｅを備える例を示した。表示器３４は信号線８９により制御装置１１に接続されている。
電源装置９０は、発電機２６のＲ端子４５ｒとＡＣＤＣコンバータ２７のＲ側入力端子４６ｒとを接続するＲ相電源線５０ｒ、発電機２６のＳ端子４５ｓとＡＣＤＣコンバータ２７のＳ側入力端子４６ｓとを接続するＳ相電源線５０ｓ、発電機２６のＴ端子４５ｔとＡＣＤＣコンバータ２７のＴ側入力端子４６ｔとを接続するＴ相電源線５０ｔ、発電機２６のＯ端子４５оとＡＣＤＣコンバータ２７のＯ側入力端子４６оとを接続するＯ相電源線５０оを備えている。また、電源装置９０は、Ｒ相電源線５０ｒとＯ相電源線５０оとの間に接続されたコンデンサ２、Ｒ相電源線５０ｒとＯ相電源線５０оとの間の電圧であるＲ相電圧Ｖｒを検出する入力Ｒ相電圧センサ２８、Ｓ相電源線５０ｓとＯ相電源線５０оとの間に接続されたコンデンサ２、Ｓ相電源線５０ｓとＯ相電源線５０оとの間の電圧であるＳ相電圧Ｖｓを検出する入力Ｓ相電圧センサ２９、Ｔ相電源線５０ｔとＯ相電源線５０оとの間に接続されたコンデンサ２、Ｔ相電源線５０ｔとＯ相電源線５０оとの間の電圧であるＴ相電圧Ｖｔを検出する入力Ｔ相電圧センサ３０を備えている。また、電源装置９０は、相電源線５０ｒに流れる電流を検出する入力Ｒ相電流センサ３１、Ｓ相電源線５０ｓに流れる電流を検出する入力Ｓ相電流センサ３２、Ｔ相電源線５０ｔに流れる電流を検出する入力Ｔ相電流センサ３３、ＡＣＤＣコンバータ２７の高電位側出力端子４２ｐに接続する高電位側電源線４７ｐとＡＣＤＣコンバータ２７の低電位側出力端子４２ｓに接続する低電位側電源線４７ｓとの間に接続されるＤＣリンク用のコンデンサ４、高電位側電源線４７ｐと低電位側電源線４７ｓとの間の電圧でありコンデンサ４のＤＣリンク電圧Ｖｌｋを検出するＤＣリンク電圧センサ１４を備えている。高電位側電源線４７ｐ、低電位側電源線４７ｓは、インバータ５のＤＣ母線である。
入力Ｒ相電圧センサ２８は、Ｒ相電源線５０ｒとＯ相電源線５０оとの間の電圧すなわち発電機２６のＲ相電圧Ｖｒの情報である検出情報ｓｉｇ２２ａを出力する。入力Ｓ相電圧センサ２９は、Ｓ相電源線５０ｓとＯ相電源線５０оとの間の電圧すなわち発電機２６のＳ相電圧Ｖｓの情報である検出情報ｓｉｇ２２ｂを出力する。入力Ｔ相電圧センサ３０は、Ｔ相電源線５０ｔとＯ相電源線５０оとの間の電圧すなわち発電機２６のＴ相電圧Ｖｔの情報である検出情報ｓｉｇ２２ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ２２ａ、ｓｉｇ２２ｂ、ｓｉｇ２２ｃは、発電機電圧検出情報ｓｉｇｖｇである。入力Ｒ相電流センサ３１は、Ｒ相電源線５０ｒに流れる電流すなわちＲ相電流の情報である検出情報ｓｉｇ２３ａを出力する。入力Ｓ相電流センサ３２は、Ｓ相電源線５０ｓに流れる電流すなわちＳ相電流の情報である検出情報ｓｉｇ２３ｂを出力する。入力Ｔ相電流センサ３３は、Ｔ相電源線５０ｔに流れる電流すなわちＴ相電流の情報である検出情報ｓｉｇ２３ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ２３ａ、ｓｉｇ２３ｂ、ｓｉｇ２３ｃは、発電機電流検出情報ｓｉｇｉｇである。
ＡＣＤＣコンバータ２７は、例えば６個の半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７、Ｑ１８を備えたＰＦＣ（Power Factor Correction）回路である。半導体スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８は、ＩＧＢＴ、ＭＯＳＦＥＴ等の自己消弧型のパワー半導体素子である。半導体スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８は、ＩＧＢＴの例を示した。半導体スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８の各端子は、コレクタ端子ｃ、エミッタ端子ｅ、ゲート端子ｇである。半導体スイッチング素子Ｑ１３〜Ｑ１８は、ＩＧＢＴであるトランジスタＢｔ、ダイオードＤを備えている。直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４間の接続点ｍ１にリアクトル８が接続されている。直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ１５、Ｑ１６間の接続点ｍ２にリアクトル８が接続されている。直列接続された半導体スイッチング素子Ｑ１７、Ｑ１８間の接続点ｍ３にリアクトル８が接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１５、Ｑ１７のコレクタ端子ｃは高電位側出力端子４２ｐに接続されており、半導体スイッチング素子Ｑ１４、Ｑ１６、Ｑ１８のエミッタ端子ｅはＯ側入力端子４６о及び低電位側出力端子４２ｓに接続されている。半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１５、Ｑ１７の各エミッタ端子ｅは半導体スイッチング素子Ｑ１４、Ｑ１６、Ｑ１８の各コレクタ端子ｃに接続されている。
実施の形態１３のモータ制御装置１００におけるＡＣＤＣコンバータ２７は、運転中の動作モードとして、第一運転モードであるバイパスモード、第二運転モードである昇圧モードを備える。第一運転モードにおけるＡＣＤＣコンバータ２７は、制御装置１１の制御信号ｓｉｇｃ１に基づいて、各半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７、Ｑ１８のスイッチング動作によりダイオード整流のように動作して、発電機２６のＲ相電圧Ｖｒ、Ｓ相電圧Ｖｓ、Ｔ相電圧Ｖｔの実効電圧のＤＣ電圧である通常電圧Ｖｇｎに変換し、コンデンサ４へ直接送電する。第二運転モードにおけるＡＣＤＣコンバータ２７は、コンデンサ４の両端電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが第一運転モードにおける実効電圧値すなわち通常電圧Ｖｇｎの値の概ね２倍となる昇圧電圧Ｖａになるように各半導体スイッチング素子Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７、Ｑ１８のスイッチング動作を行い昇圧運転する。これらの電力変換制御は、制御装置１１によって実行される。
図９５に示したＤＣリンク電圧特性１２５ａは、実施の形態１〜実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図９５は、図９に対応している。図９６に示したＤＣリンク電圧特性１２５ｂは、実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図９６は、図３８に対応している。図９７に示したＤＣリンク電圧特性１２５ｃは、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図９７は、図４４に対応している。図９８に示したＤＣリンク電圧特性１２５ｄは、実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図９８は、図５１に対応している。図９９に示したＤＣリンク電圧特性１２５ｅは、実施の形態１２のモータ制御装置１００において、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図９９は、図８８に対応している。
実施の形態１３のモータ制御装置１００において、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを変更する場合に、チョッパ３の運転モードはＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードに読み替え、バッテリー電圧Ｖｂｔは通常電圧Ｖｇｎに読み替える。環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８の具体的なセンサは、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法で説明した具体的なセンサであればよく、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いる場合に制御装置１１はモータパラメータ指令センサ７０を備えている。また制御装置１１、操作盤２３、表示器３４は、適用する実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法に応じてそれぞれの実施の形態で説明した構成を用いる。
実施の形態１３のモータ制御装置１００は、ＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードの変更を、実施の形態１〜実施の形態１２と同様に行う。なお、実施の形態１２と同様にＡＣＤＣコンバータ２７のスイッチング周波数ｆｓを変更する場合は、ＡＣＤＣコンバータ２７の３つのアームすなわちＲ側入力端子４６ｒが接続されるＲ相アーム、Ｓ側入力端子４６ｓが接続されるＳ相アーム、Ｔ側入力端子４６ｔが接続されるＴ相アームが図７１のように４つの半導体スイッチング素子で構成され、それぞれフライングキャパシタ７を備えるＡＣＤＣコンバータ２７を使用する。実施の形態１にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、高度センサ２１から得られる環境情報である高度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態２にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、外気圧センサ２０から得られる環境情報である外気圧情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態３にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、空気成分濃度センサ２２から得られる環境情報である空気成分濃度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態４にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、外気温センサ１９から得られる環境情報である外気温情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態５にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、放射線センサ２４から得られる環境情報である放射線量情報を用いて運転モードを変更する。
実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかから得られる環境情報に基づいて高度情報を推定し、推定高度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、モータパラメータ指令センサ７０から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータ指令を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、モータパラメータセンサ３８から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータの検出情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、オブザーバ６４から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータの推定情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態８にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、操縦者の指示に基づいて操作盤２３の選択スイッチ３７から出力された運転モード信号ｍｓｉｇを用いて運転モードを変更する。
実施の形態９にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、操縦者から運転モード変更許可が与えられ、実施の形態１〜実施の形態６の環境情報又は実施の形態７のモータパラメータの情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態１０にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報等の環境要因のうち２種以上の情報にて優先順位を設けて運転モードを変更する。実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＡＣＤＣコンバータ２７の運転モードを変更する場合は、高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報等の環境要因の情報と実施の形態７で示したモータパラメータの情報との２種類の情報を用いて運転モードを変更する。
実施の形態１３のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にＡＣＤＣコンバータ２７、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１８に印加される電圧を低くできるため、ＡＣＤＣコンバータ２７、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、ＡＣＤＣコンバータ２７、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、ＡＣＤＣコンバータ２７、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
以上のように、実施の形態１３のモータ制御装置１００は、地上から離れて飛行する飛行物体のモータ６を制御する。モータ制御装置１００は、直流電力を出力する電源装置９０と、直流電力を交流電力に変換してモータ６に出力する電力供給装置（インバータ５）と、電源装置９０及び電力供給装置（インバータ５）を制御する制御装置１１と、を備える。電源装置９０は、電源（発電機２６）と、電源（発電機２６）の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）と、直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）の出力電圧（ＤＣリンク電圧Ｖｌｋ）を平滑する出力コンデンサ（コンデンサ４）と、を備える。直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）は、第一電圧（通常電圧Ｖｇｎ）を出力する第一運転モードＭｄ１及び第一電圧（通常電圧Ｖｇｎ）よりも高い第二電圧（昇圧電圧Ｖａ）を出力する第二運転モードＭｄ２を有する。制御装置１１は、飛行物体が地上から離れる場合に直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、モータ６の制御に伴って得られるモータパラメータの情報（モータパラメータ指令検出情報ｓｉｇｍｐｃ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、モータパラメータ推定情報ｓｉｇｍｐｅ）、飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報（環境検出情報ｓｉｇｅｖ）の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）を第一運転モードＭｄ１にて制御する。飛行情報が予め定められた条件は、実施の形態１〜７、実施の形態９〜１１で示した変更条件である。すなわち、変更条件Ｂ１〜変更条件Ｂ６、変更条件Ｂ７ａ、変更条件Ｂ７ｂ、変更条件Ｂ７ｃ、変更条件Ｂ１１ａ、変更条件Ｂ１１ａが、飛行情報が予め定められた条件である。また、実施の形態１０で示した「第一条件を満たす」又は「第二条件を満たさない」も、飛行情報が予め定められた条件である。なお、実施の形態９の運転モード変更方法を適用する場合は、許可スイッチ５１から出力された変更許可信号ｅｎｓｉｇが許可を示すことが付加される。モータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合は、実施の形態８の運転モード変更方法を適用した場合である。実施の形態１３のモータ制御装置１００は、この構成により、直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）を第二運転モードＭｄ２にて制御し、飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又はモータ６の制御中に飛行情報に基づいて第一運転モードＭｄ１が選択された運転モード信号ｍｓｉｇを受信した場合に、直流出力型電力変換装置（ＡＣＤＣコンバータ２７）を第一運転モードＭｄ１にて制御するので、宇宙線量の多い高高度で運転する場合にもモータ制御装置の信頼性が向上する。
実施の形態１４．
図１００は、実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。図１０１は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図であり、図１０２は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。図１０３は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図であり、図１０４は実施の形態１４に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、実施の形態１で示したマルチレベル型のチョッパ３を有する電源装置９０、実施の形態１２で示した電源装置９０、実施の形態１３で示した電源装置９０のいずれかであり、マルチレベル型のチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７の出力電圧になるＤＣリンク電圧Ｖｌｋを、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いて昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御する例である。ここで、マルチレベル型のチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７は、ＤＣ出力型電力変換装置と呼ぶ。
実施の形態１４のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置が低昇圧モードと高昇圧モードの２つの運転モードで動作する例である。ＤＣ出力型電力変換装置は、低昇圧モードの際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋとして第一ＤＣ電圧である昇圧電圧Ｖａｌを出力し、高昇圧モードの際にＤＣリンク電圧Ｖｌｋとして第二ＤＣ電圧である昇圧電圧Ｖａｈを出力する。昇圧電圧Ｖａｈは、昇圧電圧Ｖａｌよりも高い電圧値である。ＤＣ出力型電力変換装置の２つの運転モードは、それぞれ高高度又はモータ６が低出力の際に利用される第一運転モードである低昇圧モード、低高度又はモータ６が高出力の際に利用される第二運転モードである高昇圧モードである。
第一運転モードにおけるＤＣ出力型電力変換装置は、制御装置１１の第一モード制御信号ｓｉｇｃｍ１である制御信号ｓｉｇｃ１に基づいて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが第一ＤＣ電圧である昇圧電圧Ｖａｌになるように各半導体スイッチング素子のスイッチング動作を行い昇圧運転する。第二運転モードにおけるＤＣ出力型電力変換装置は、制御装置１１の第二モード制御信号ｓｉｇｃｍ２である制御信号ｓｉｇｃ１に基づいて、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋが第二ＤＣ電圧である昇圧電圧Ｖａｈになるように各半導体スイッチング素子のスイッチング動作を行い昇圧運転する。これらの電力変換制御は、制御装置１１によって実行される。
図１００に示したＤＣリンク電圧特性１２２ａは、実施の形態１〜実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１００は、図９に対応している。図１０１に示したＤＣリンク電圧特性１２２ｂは、実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０１は、図３８に対応している。図１０２に示したＤＣリンク電圧特性１２２ｃは、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０２は、図４４に対応している。図１０３に示したＤＣリンク電圧特性１２２ｄは、実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０３は、図５１に対応している。図１０４に示したＤＣリンク電圧特性１２２ｅは、実施の形態１２のモータ制御装置１００において、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０４は、図８８に対応している。
実施の形態１４のモータ制御装置１００において、マルチレベル型のチョッパ３を有する電源装置９０を備ており、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを変更する場合に、バイパスモード、昇圧モードはそれぞれ低昇圧モード、高昇圧モードに読み替え、バッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖａはそれぞれ昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈに読み替える。実施の形態１４のモータ制御装置１００において、発電機２６及びＡＣＤＣコンバータ２７を有する電源装置９０を備ており、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを変更する場合に、バイパスモード、昇圧モードはそれぞれ低昇圧モード、高昇圧モードに読み替え、通常電圧Ｖｇｎ、昇圧電圧Ｖａはそれぞれ昇圧電圧Ｖａｌ、昇圧電圧Ｖａｈに読み替える。環境情報検出センサ３５、モータパラメータセンサ３８の具体的なセンサは、実施の形態１〜１１にて示した運転モード変更方法で説明した具体的なセンサであればよく、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いる場合に制御装置１１はモータパラメータ指令センサ７０を備えている。また制御装置１１、操作盤２３、表示器３４は、適用する実施の形態１〜実施の形態１２にて示した運転モード変更方法に応じてそれぞれの実施の形態で説明した構成を用いる。
実施の形態１４のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置の運転モードの変更を、実施の形態１〜実施の形態１１と同様に行う。実施の形態１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、高度センサ２１から得られる環境情報である高度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態２にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、外気圧センサ２０から得られる環境情報である外気圧情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態３にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、空気成分濃度センサ２２から得られる環境情報である空気成分濃度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態４にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、外気温センサ１９から得られる環境情報である外気温情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態５にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、放射線センサ２４から得られる環境情報である放射線量情報を用いて運転モードを変更する。
実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、外気温センサ１９、外気圧センサ２０、空気成分濃度センサ２２、放射線センサ２４のいずれかから得られる環境情報に基づいて高度情報を推定し、推定高度情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、モータパラメータ指令センサ７０から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータ指令を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、モータパラメータセンサ３８から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータの検出情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、オブザーバ６４から得られるモータパラメータの情報であるモータパラメータの推定情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態８にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、操縦者の指示に基づいて操作盤２３の選択スイッチ３７から出力された運転モード信号ｍｓｉｇを用いて運転モードを変更する。
実施の形態９にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、操縦者から運転モード変更許可が与えられ、実施の形態１〜実施の形態６の環境情報又は実施の形態７のモータパラメータの情報を用いて運転モードを変更する。実施の形態１０にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報等の環境要因のうち２種以上の情報にて優先順位を設けて運転モードを変更する。実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣ出力型電力変換装置の運転モードを変更する場合は、高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報、放射線量情報等の環境要因の情報と実施の形態７で示したモータパラメータの情報との２種類の情報を用いて運転モードを変更する。
実施の形態１４のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置の入力電源の電圧すなわちバッテリー電圧Ｖｂｔ、Ｒ相電圧Ｖｒ、Ｓ相電圧Ｖｓ、Ｔ相電圧Ｖｔが低電圧であってもＤＣ出力型電力変換装置がモータ６の駆動に必要な電圧に変換でき、実施の形態１〜実施の形態１２のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子に印加される電圧を低くできるため、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１４のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
実施の形態１５．
図１０５は、実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。図１０６は実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図であり、図１０７は実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。図１０８は実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図であり、図１０９は実施の形態１５に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。実施の形態１〜実施の形態１３において、第二電圧である昇圧モードの昇圧電圧Ｖａがチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７等のＤＣ出力型電力変換装置のバイパスモード入力電圧すなわちバッテリー電圧Ｖｂｔ、通常電圧Ｖｇｎの概ね２倍の値にする例で説明したが、昇圧電圧Ｖａはこれに限定されない。昇圧電圧Ｖａは、バッテリー電圧Ｖｂｔ、通常電圧Ｖｇｎの概ね２倍でなく、モータ６の出力制御で要求されるインバータ５の出力電圧を出力可能なＤＣリンク電圧Ｖｌｋ以上の値である昇圧電圧Ｖｂでもよい。昇圧電圧Ｖｂは昇圧電圧Ｖａよりも低い値である。
図１０５に示したＤＣリンク電圧特性１２３ａは、実施の形態１〜実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧であるバッテリー電圧Ｖｂｔ、第二電圧である昇圧電圧Ｖｂのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０５は、図９に対応している。図１０６に示したＤＣリンク電圧特性１２３ｂは、実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｂのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０６は、図３８に対応している。図１０７に示したＤＣリンク電圧特性１２３ｃは、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｂのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０７は、図４４に対応している。図１０８に示したＤＣリンク電圧特性１２３ｄは、実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｂのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０８は、図５１に対応している。図１０９に示したＤＣリンク電圧特性１２３ｅは、実施の形態１２のモータ制御装置１００において、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｂのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０９は、図８８に対応している。なお、実施の形態１３のモータ制御装置１００の構成にて、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いる場合は、図１０５〜図１０９のバイパスモード入力電圧であるバッテリー電圧Ｖｂｔは、通常電圧Ｖｇｎに読み替える。
実施の形態１５のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態１３のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７等のＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子に印加される電圧を低くできるため、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上する。実施の形態１５のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。また、実施の形態１５のモータ制御装置１００は、インバータ５に入力される電圧であるＤＣリンク電圧Ｖｌｋが低くなるのに伴って、モータ６に印加する電圧を低下できるので、モータ６の構成機器の絶縁耐圧要求を下げることができる。
実施の形態１６．
図１１０は、実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第一例のタイミングを示す図である。図１１１は実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第二例のタイミングを示す図であり、図１１２は実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第三例のタイミングを示す図である。図１１３は実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第四例のタイミングを示す図であり、図１１４は実施の形態１６に係るモータ制御装置の動作を説明する第五例のタイミングを示す図である。実施の形態１〜実施の形態１３において、第二電圧である昇圧モードの昇圧電圧Ｖａがチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７等のＤＣ出力型電力変換装置のバイパスモード入力電圧すなわちバッテリー電圧Ｖｂｔ、通常電圧Ｖｇｎの概ね２倍の値にする例で説明したが、昇圧電圧Ｖａはこれに限定されない。昇圧電圧Ｖａは、ＤＣリンク電圧Ｖｌｋがバッテリー電圧Ｖｂｔ、通常電圧Ｖｇｎの概ね２倍より低い制御目標電圧で昇圧される場合には、昇圧電圧Ｖａは制御目標電圧の上限である昇圧電圧Ｖｃでもよい。昇圧電圧Ｖｃは昇圧電圧Ｖａよりも低い値である。
図１１０に示したＤＣリンク電圧特性１２４ａは、実施の形態１〜実施の形態６にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋを第一電圧であるバッテリー電圧Ｖｂｔ、第二電圧である昇圧電圧Ｖｃのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１１０は、図９に対応している。図１１１に示したＤＣリンク電圧特性１２４ｂは、実施の形態７の第一例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｃのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１１１は、図３８に対応している。図１１２に示したＤＣリンク電圧特性１２４ｃは、実施の形態７の第二例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｃのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１１２は、図４４に対応している。図１１３に示したＤＣリンク電圧特性１２４ｄは、実施の形態７の第三例にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｃのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１１３は、図５１に対応している。図１１４に示したＤＣリンク電圧特性１２４ｅは、実施の形態１２のモータ制御装置１００において、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いてＤＣリンク電圧Ｖｌｋをバッテリー電圧Ｖｂｔ、昇圧電圧Ｖｃのいずれかに制御するタイミングを示している。すなわち、図１０９は、図８８に対応している。なお、実施の形態１３のモータ制御装置１００の構成にて、実施の形態１〜実施の形態１１にて示した運転モード変更方法を用いる場合は、図１１０〜図１１４のバイパスモード入力電圧であるバッテリー電圧Ｖｂｔは、通常電圧Ｖｇｎに読み替える。
実施の形態１６のモータ制御装置１００は、実施の形態１〜実施の形態１３のモータ制御装置１００と同様に、航空機等の運航において大部分の期間を占める高高度での運転中にチョッパ３、ＡＣＤＣコンバータ２７等のＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子すなわち半導体スイッチング素子に印加される電圧を低くできるため、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５を構成する半導体素子で発生する偶発故障率が低くなり、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上する。また、実施の形態１６のモータ制御装置１００は、昇圧電圧がＤＣリンク電圧Ｖｌｋの制御目標電圧の上限に制限するので過剰な高電圧を抑制できる。このため、実施の形態１６のモータ制御装置１００は、ＤＣ出力型電力変換装置、インバータ５の信頼性が向上するので、装置全体の信頼性が向上する。
実施の形態１７．
図１１５は実施の形態１７に係るモータ制御装置の第一例の要部を示す図であり、図１１６は図１１５のインバータの構成を示す図である。図１１７は、実施の形態１７に係るモータ制御装置の第二例の要部を示す図である。実施の形態１〜実施の形態１６のモータ制御装置１００として、三相電力用のモータ６を制御する構成すなわちインバータ５が三相電力用の構成である例で説明したが、これに限定されない。図１１５に示すように、制御対象のモータが単相モータのモータ５２であり、インバータが単相電力用のインバータ８０であってもよい。また、図１１７に示すように、制御対象のモータが二多重三相モータのモータ５３であり、モータ５３を制御するインバータ装置９２を備えていてもよい。インバータ装置９２は、２つのインバータ５を備えている。
実施の形態１７のモータ制御装置１００は、インバータが単相電力用のインバータ８０、二多重三相電力用のインバータ装置９２であっても、実施の形態１〜実施の形態１６のモータ制御装置１００と同様の効果を奏する。実施の形態１のモータ制御装置１００と異なる部分を主に説明する。
図１１６に示した、実施の形態１７の第一例のモータ制御装置１００におけるインバータ８０は、図４で示したインバータ５とは半導体スイッチング素子Ｑ７〜Ｑ１０からなる２つのアーム構成である点で異なる。インバータ８０は、２つの出力端子であるＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖから交流電力がモータ５２に出力されるので、Ｖ相電源線４９ｖのＶ相電流センサ１５ｖは不要である。
モータ５３は、第一系統のＵ相入力端子ｕ１、Ｖ相入力端子ｖ１、Ｗ相入力端子ｗ１と、第二系統のＵ相入力端子ｕ２、Ｖ相入力端子ｖ２、Ｗ相入力端子ｗ２を備えている。インバータ装置９２の第一系統のインバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ５３の第一系統のＵ相入力端子ｕ１、Ｖ相入力端子ｖ１、Ｗ相入力端子ｗ１とＵ相電源線４９ｕ、Ｖ相電源線４９ｖ、Ｗ相電源線４９ｗにより接続されている。インバータ装置９２の第二系統のインバータ５のＵ側出力端子４４ｕ、Ｖ側出力端子４４ｖ、Ｗ側出力端子４４ｗは、それぞれモータ５３の第二系統のＵ相入力端子ｕ２、Ｖ相入力端子ｖ２、Ｗ相入力端子ｗ２とＵ相電源線５４ｕ、Ｖ相電源線５４ｖ、Ｗ相電源線５４ｗにより接続されている。実施の形態１７の第二例のモータ制御装置１００は、Ｕ相電流センサ１５ｕ、Ｖ相電流センサ１５ｖ、Ｗ相電流センサ１５ｗと共に、Ｕ相電流センサ１６ｕ、Ｖ相電流センサ１６ｖ、Ｗ相電流センサ１６ｗを備えている。
Ｕ相電流センサ１５ｕはＵ相電源線４９ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ａを出力する。Ｖ相電流センサ１５ｖはＶ相電源線４９ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１５ｗはＷ相電源線４９ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ４ｃを出力する。Ｕ相電流センサ１６ｕはＵ相電源線５４ｕに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ａを出力する。Ｖ相電流センサ１６ｖはＶ相電源線５４ｖに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ｂを出力し、Ｗ相電流センサ１６ｗはＷ相電源線５４ｗに流れる電流の情報である検出情報ｓｉｇ５ｃを出力する。検出情報ｓｉｇ４ａ、ｓｉｇ４ｂ、ｓｉｇ４ｃ、ｓｉｇ５ａ、ｓｉｇ５ｂ、ｓｉｇ５ｃは、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍである。
実施の形態１７の第二例のモータ制御装置１００における制御装置１１は、検出情報ｓｉｇ１、ｓｉｇ２、ｓｉｇ３、モータ電流検出情報ｓｉｇｉｍ、モータパラメータ検出情報ｓｉｇｍｐ、環境検出情報ｓｉｇｅｖ、操作盤２３からの入力信号に基づいて、チョッパ３を制御する制御信号ｓｉｇｃ１及びインバータ装置９２を制御する制御信号ｓｉｇｃ２を出力する。制御信号ｓｉｇｃ２は、第一系統のインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２１と第二系統のインバータ５を制御する制御信号ｓｉｇｃ２２とから構成されている。
なお、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１８は、シリコンを用いて形成されたシリコン半導体の素子でも、シリコンに比べてバンドギャップが大きいワイドバンドギャップ半導体材料を用いて形成されたワイドバンドギャップ半導体の素子でもよい。ワイドバンドギャップ半導体材料としては、例えば、炭化ケイ素（ＳｉＣ：Silicon Carbide）、窒化ガリウム（ＧａＮ：Gallium Nitride）を含む窒化ガリウム系材料又はダイヤモンドがある。半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１８が、ワイドバンドギャップ半導体材料によって形成された半導体素子、すなわちワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、シリコン半導体の素子よりもスイッチング速度が速く、スイッチング損失が小さい。更に、ワイドバンドギャップ半導体の素子は、シリコン半導体の素子よりも耐電圧性が高く、耐熱性も高い。そのため、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１８がワイドバンドギャップ半導体の素子の場合は、半導体スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１８の冷却器であるヒートシンク等が小型にでき、ヒートシンク等が不要となることもある。
なお、環境要因の情報として、飛行物体の高度情報、飛行物体の外部における外気圧情報、飛行物体の外部における空気成分濃度情報、飛行物体の外部における外気温情報、飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか一つ又は複数を用いる例を説明したが、これに限定されない。環境要因の情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。例えば、特性が上に凸の形状である高度情報及び放射線量情報から生成された複合情報である複合情報１は、重み付けした各情報を加算した情報である。高度情報、外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報の重み付け係数を、それぞれｋ１、ｋ２、ｋ３、ｋ４、ｋ５とする。複合情報１の特性は、ｋ１倍した検出高度情報特性５６ａとｋ５倍した検出放射線量情報特性５６ｊとを加えた特性とすることができる。特性が下に凸の形状である外気圧情報、空気成分濃度情報、外気温情報から生成された複合情報である複合情報２は、重み付けした各情報を加算した情報である。複合情報２の特性は、ｋ２倍した検出外気圧情報特性５６ｄ、ｋ３倍した検出空気成分濃度情報特性５６ｅ、ｋ４倍した検出外気温情報特性５６ｉを加えた特性とすることができる。特性が上に凸の形状である環境要因の情報と特性が下に凸の形状である環境要因の情報から複合情報を生成する場合は、情報値の増減を反転させて一方の形状に合わせた特性すなわち形状を統一した特性を用いて、重み付けした各情報を加算することで、凸の形状又は下に凸の形状にした複合情報を生成することができる。
また、モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータ指令は、モータ速度指令、モータ出力指令、モータ交流電圧指令、モータ電流指令、モータトルク指令のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータ指令は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータ検出情報は、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータ交流電圧情報、検出モータ電流情報、検出モータトルク情報のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータ検出情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の一例であるモータパラメータの推定情報は、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報のいずれか一つ又は複数用いる例を説明したが、これに限定されない。モータパラメータの推定情報は、それら複数の情報から生成された複合情報でも構わない。さらに、モータパラメータの情報の複合情報は、モータのモータパラメータ指令、モータのモータパラメータ検出情報、モータのモータパラメータ推定情報から生成された複合情報でも構わない。モータパラメータの情報の複合情報は、環境要因の情報の複合情報と同様に生成することができる。
なお、本願は、様々な例示的な実施の形態及び実施例が記載されているが、１つ、または複数の実施の形態に記載された様々な特徴、態様、及び機能は特定の実施の形態の適用に限られるのではなく、単独で、または様々な組み合わせで実施の形態に適用可能である。従って、例示されていない無数の変形例が、本願明細書に開示される技術の範囲内において想定される。例えば、少なくとも１つの構成要素を変形する場合、追加する場合または省略する場合、さらには、少なくとも１つの構成要素を抽出し、他の実施の形態の構成要素と組み合わせる場合が含まれるものとする。
１…バッテリー（電源）、３…チョッパ（直流出力型電力変換装置）、４…コンデンサ（出力コンデンサ）、５…インバータ（電力供給装置）、６…モータ、８…リアクトル、１１…制御装置、１９…外気温センサ、２０…外気圧センサ、２１…高度センサ、２２…空気成分濃度センサ、２３…操作盤、２４…放射線センサ、２６…発電機（電源）、２７…ＡＣＤＣコンバータ（直流出力型電力変換装置）、３４…表示器、３５…環境情報検出センサ、３６ａ…高度表示、３６ｂ…モータ出力表示、３６ｃ…外気圧表示、３６ｄ…空気成分濃度表示、３６ｅ…外気温表示、３６ｆ…放射線量表示、３６ｇ…モータ速度表示、３６ｈ…モータ交流電圧表示、３６ｉ…モータ電流表示、３６ｊ…モータトルク表示、３６ｋ…判定結果表示、３６ｌ…優先順位情報表示、３７…選択スイッチ、３８…モータパラメータセンサ、４１ｐ…高電位側入力端子、４１ｓ…低電位側入力端子、４２ｐ…高電位側出力端子、４２ｓ…低電位側出力端子、５１…許可スイッチ、５２、５３…モータ、５５ａ…酸素濃度センサ、５５ｂ…窒素濃度センサ、５５ｃ…二酸化炭素濃度センサ、６４…オブザーバ、７０…モータパラメータ指令センサ、７１ａ…モータ速度指令センサ、７１ｂ…モータ出力指令センサ、７１ｃ…モータ交流電圧指令センサ、７１ｄ…モータ電流指令センサ、７１ｅ…モータトルク指令センサ、７３ａ…モータ速度センサ、７３ｂ…モータ出力センサ、７３ｃ…モータ交流電圧センサ、７３ｄ…モータ電流センサ、７３ｅ…モータトルクセンサ、８０…インバータ（電力供給装置）、９０…電源装置、９１…駆動装置、１００…モータ制御装置、ｄａｔａＡ、ｄａｔａＢ、ｄａｔａＣ…検出値、ｄａｔａＳ…モータパラメータ情報値、ｅｎｓｉｇ…変更許可信号、ｅｓｉｇ１…推定高度情報、ｆａ…スイッチング周波数、ｆｂ…スイッチング周波数、ｆｓ…スイッチング周波数、ｍ…接続点、Ｍｄ１…第一運転モード、Ｍｄ２…第二運転モード、ｍｓｉｇ…運転モード信号、ｓｉｇ８…検出情報、ｓｉｇ９…検出情報、ｓｉｇ１０…検出情報、ｓｉｇ１１…検出情報、ｓｉｇ１２…検出情報、ｓｉｇ１３ａ、ｓｉｇ１３ｂ、ｓｉｇ１３ｃ…検出情報、ｓｉｇ１９ａ、ｓｉｇ１９ｂ、ｓｉｇ１９ｃ、ｓｉｇ１９ｄ、ｓｉｇ１９ｅ…検出情報、ｓｉｇ２０ａ、ｓｉｇ２０ｂ、ｓｉｇ２０ｃ、ｓｉｇ２０ｄ、ｓｉｇ２０ｅ…検出情報、ｓｉｇ２１ａ、ｓｉｇ２１ｂ、ｓｉｇ２１ｃ…推定情報、ｓｉｇｅｖ…環境検出情報、ｓｉｇｍｐ…モータパラメータ検出情報、ｓｉｇｍｐｃ…モータパラメータ指令検出情報、ｓｉｇｍｐｅ…モータパラメータ推定情報、Ｑ１、Ｑ２、Ｑ３、Ｑ４…半導体スイッチング素子、Ｑ５、Ｑ６、Ｑ７、Ｑ８…半導体スイッチング素子、Ｑ９、Ｑ１０、Ｑ１１、Ｑ１２…半導体スイッチング素子、Ｑ１３、Ｑ１４、Ｑ１５、Ｑ１６、Ｑ１７、Ｑ１８…半導体スイッチング素子、Ｒｂ…昇圧比、ｒｂ１、ｒｂ２、ｒｂ３…昇圧比値、ｒｂｐ…昇圧比値、Ｖｌｋ…ＤＣリンク電圧（出力電圧）、Ｖｂｔ…バッテリー電圧（入力電圧、第一電圧）、Ｖｒ…Ｒ相電圧（入力電圧）、Ｖｓ…Ｓ相電圧（入力電圧）、Ｖｔ…Ｔ相電圧（入力電圧）、Ｖａ…昇圧電圧（第二電圧）、Ｖａｈ…昇圧電圧（第二電圧）、Ｖｂ…昇圧電圧（第二電圧）、Ｖｃ…昇圧電圧（第二電圧）、Ｖａｌ…昇圧電圧（第一電圧）、Ｖｇｎ…通常電圧（第一電圧）、Ｘ、Ｘ＊、ＸＡ、ＸＢ、ＸＣ…閾値、Ｙ、Ｙ＊、ＹＡ、ＹＢ、ＹＣ…閾値、Ｚ、Ｚａ、Ｚｂ、Ｚｃ…閾値、Ｚａ１、Ｚａ２、Ｚａ３、Ｚａ４、Ｚａ５…閾値、Ｚｂ１、Ｚｂ２、Ｚｂ３、Ｚｂ４、Ｚｂ５…閾値、Ｚｃ１、Ｚｃ２、Ｚｃ３…閾値、Ｗ、Ｗａ、Ｗｂ、Ｗｃ…閾値、Ｗａ１、Ｗａ２、Ｗａ３、Ｗａ４、Ｗａ５…閾値、Ｗｂ１、Ｗｂ２、Ｗｂ３、Ｗｂ４、Ｗｂ５…閾値、Ｗｃ１、Ｗｃ２、Ｗｃ３…閾値

Claims (39)

  1. 地上から離れて飛行する飛行物体のモータを制御するモータ制御装置であって、
    直流電力を出力する電源装置と、前記直流電力を交流電力に変換してモータに出力する電力供給装置と、前記電源装置及び前記電力供給装置を制御する制御装置と、を備え、
    前記電源装置は、電源と、前記電源の出力を直流電力に変換する直流出力型電力変換装置と、前記直流出力型電力変換装置の出力電圧を平滑する出力コンデンサと、を備え、
    前記直流出力型電力変換装置は、第一電圧を出力する第一運転モード及び前記第一電圧よりも高い第二電圧を出力する第二運転モードを有し、
    前記制御装置は、
    前記飛行物体が地上から離れる場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
    前記モータの制御に伴って得られるモータパラメータの情報、前記飛行物体の飛行高度に関係する環境要因の情報の一方、又は両方である飛行情報が予め定められた条件を満たすと判定した場合、又は前記モータの制御中に前記飛行情報に基づいて前記第一運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御する、モータ制御装置。
  2. 前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
    前記飛行情報は前記環境要因の情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
  3. 前記飛行情報は前記モータパラメータの情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
  4. 前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
    前記飛行情報は前記モータパラメータの情報及び前記環境要因の情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
    前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に判定結果を環境第一運転モード判定とし、前記環境要因の情報に基づく情報値が前記第一環境閾値を通過しないと判定した場合に判定結果を環境第二運転モード判定とし、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
    前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に判定結果を前記環境第二運転モード判定とし、前記環境要因の情報に基づく情報値が前記第二環境閾値を通過しないと判定した場合に判定結果を前記環境第一運転モード判定とし、
    前記環境要因の情報に基づく判定結果が前記環境第二運転モード判定であり、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記環境要因の情報に基づく判定結果が前記環境第一運転モード判定であり、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
  5. 前記環境要因の情報を検出する環境情報検出センサを備え、
    前記飛行情報は前記モータパラメータの情報及び前記環境要因の情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
    前記モータパラメータの情報に基づく情報値が第一パラメータ閾値よりも小さいと判定した場合に判定結果を内部第一運転モード判定とし、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも小さくないと判定した場合に判定結果を内部第二運転モード判定とし、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
    前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第一パラメータ閾値よりも大きい第二パラメータ閾値よりも大きいと判定した場合に判定結果を前記内部第二運転モード判定とし、前記モータパラメータの情報に基づく情報値が前記第二パラメータ閾値よりも大きくないと判定した場合に判定結果を前記内部第一運転モード判定とし、
    前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第二運転モード判定の場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
    前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第一運転モード判定であり、前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第一環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記モータパラメータの情報に基づく判定結果が前記内部第一運転モード判定であり、前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記環境要因の情報に基づく情報値が第二環境閾値を通過したと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
  6. 前記環境情報検出センサは前記飛行物体の高度情報を検出する高度センサであり、
    前記環境要因の情報は前記高度情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記高度情報に基づく検出値が第一高度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記高度情報に基づく検出値が前記第一高度閾値よりも小さい第二高度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  7. 前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における外気圧情報を検出する外気圧センサであり、
    前記環境要因の情報は前記外気圧情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記外気圧情報に基づく検出値が第一外気圧閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記外気圧情報に基づく検出値が前記第一外気圧閾値よりも大きい第二外気圧閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  8. 前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報を検出する空気成分濃度センサであり、
    前記環境要因の情報は前記空気成分濃度情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記空気成分濃度情報に基づく検出値が第一空気成分濃度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記空気成分濃度情報に基づく検出値が前記第一空気成分濃度閾値よりも大きい第二空気成分濃度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  9. 前記環境情報検出センサは前記飛行物体の外部における外気温情報を検出する外気温センサであり、
    前記環境要因の情報は前記外気温情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記外気温情報に基づく検出値が第一外気温閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記外気温情報に基づく検出値が前記第一外気温閾値よりも大きい第二外気温閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  10. 前記環境情報検出センサは前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報を検出する放射線センサであり、
    前記環境要因の情報は前記放射線量情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記放射線量情報に基づく検出値が第一放射線量閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記放射線量情報に基づく検出値が前記第一放射線量閾値よりも小さい第二放射線量閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  11. 前記環境情報検出センサは、前記飛行物体の外部における外気圧情報を検出する外気圧センサ、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報を検出する空気成分濃度センサ、前記飛行物体の外部における外気温情報を検出する外気温センサ、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報を検出する放射線センサのいずれかであり、
    前記環境要因の情報は、前記環境情報検出センサから検出された、前記外気圧情報、前記空気成分濃度情報、前記外気温情報、前記放射線量情報のいずれかから高度が推定された推定高度情報であり、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記推定高度情報に基づく推定値が第一高度閾値よりも大きいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記推定高度情報に基づく推定値が前記第一高度閾値よりも小さい第二高度閾値よりも小さいと判定した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項２記載のモータ制御装置。
  12. 前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ指令であり、
    前記制御装置は前記モータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ指令閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ指令閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
  13. 前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
    前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ指令であり、
    前記制御装置は前記モータパラメータ指令を検出するモータパラメータ指令センサを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ指令閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ指令閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
  14. 前記モータパラメータ指令は、モータ速度指令、モータ出力指令、モータ交流電圧指令、モータ電流指令、モータトルク指令のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１２または１３に記載のモータ制御装置。
  15. 前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ検出情報であり、
    前記モータパラメータ検出情報を検出するモータパラメータセンサを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ検出閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ検出閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
  16. 前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
    前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ検出情報であり、
    前記モータパラメータ検出情報を検出するモータパラメータセンサを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ検出閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ検出閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
  17. 前記モータパラメータ検出情報は、検出モータ速度情報、検出モータ出力情報、検出モータ交流電圧情報、検出モータ電流情報、検出モータトルク情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１５または１６に記載のモータ制御装置。
  18. 前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ推定情報であり、
    前記制御装置は前記モータパラメータ推定情報を出力するオブザーバを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ推定閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ推定閾値である、請求項３記載のモータ制御装置。
  19. 前記環境要因の情報は、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報であり、
    前記モータパラメータの情報は前記モータのモータパラメータ推定情報であり、
    前記制御装置は前記モータパラメータ推定情報を出力するオブザーバを備え、
    前記第一パラメータ閾値は第一パラメータ推定閾値であり、前記第二パラメータ閾値は第二パラメータ推定閾値である、請求項４または５に記載のモータ制御装置。
  20. 前記モータパラメータの推定情報は、推定モータ速度情報、推定モータ出力情報、推定モータトルク情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である、請求項１８または１９に記載のモータ制御装置。
  21. 前記制御装置は、
    優先順位が設定された複数の前記飛行情報に基づいて、
    第一条件を満たす場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、前記第一条件を満たさない場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、
    第二条件を満たす場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御し、前記第二条件を満たさない場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記第一条件は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、
    優先順位に従って前記飛行情報に基づく情報値が第一飛行情報閾値を通過するか否かを判定し、選択された優先順位の前記飛行情報に基づく情報値が前記第一飛行情報閾値を通過した場合であり、
    前記第二条件は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、
    優先順位に従って前記飛行情報に基づく情報値が第二飛行情報閾値を通過するか否かを判定し、優先順位が設定された全ての前記飛行情報に基づく情報値が、それぞれの前記第二飛行情報閾値を通過した場合である、請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  22. 優先順位が設定された前記飛行情報のそれぞれは、前記飛行物体の高度情報、前記飛行物体の外部における外気圧情報、前記飛行物体の外部における空気成分濃度情報、前記飛行物体の外部における外気温情報、前記飛行物体に降り注がれた放射線の放射線量情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報、前記モータのモータパラメータ指令、前記モータのモータパラメータ検出情報、前記モータのモータパラメータ推定情報のいずれか又はそれら複数の情報から生成された複合情報である請求項２１記載のモータ制御装置。
  23. 前記制御装置に接続された操作盤を備え、前記操作盤は前記直流出力型電力変換装置の前記第一運転モードへの変更を許可する許可スイッチを備え、
    前記制御装置は、
    前記許可スイッチから出力された変更許可信号が許可を示す場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モード又は前記第二運転モードにて制御し、
    前記許可スイッチから出力された変更許可信号が不許可を示す場合に、前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１から２２のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  24. 前記制御装置に接続された操作盤を備え、前記操作盤は前記直流出力型電力変換装置の前記第一運転モード又は前記第二運転モードを選択する選択スイッチを備え、
    前記制御装置は、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第二運転モードで制御されている状態で、前記選択スイッチから前記第一運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第一運転モードにて制御し、
    前記直流出力型電力変換装置が前記第一運転モードで制御されている状態で、前記選択スイッチから前記第二運転モードが選択された運転モード信号を受信した場合に前記直流出力型電力変換装置を前記第二運転モードにて制御する、請求項１記載のモータ制御装置。
  25. 前記環境要因の情報、前記モータパラメータの情報の一方、又は両方を表示する表示器を備えている、請求項１から２４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  26. 前記制御装置が前記第一運転モード及び前記第二運転モードを判定した判定結果と、前記判定結果に関連した前記飛行情報を表示する表示器を備えている、請求項１から２４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  27. 前記第二電圧は前記第一電圧の１．７倍以上で２．３倍以下の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  28. 前記第二電圧は前記第一電圧の１．９倍以上で２．１倍以下の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  29. 前記第二電圧は前記第一電圧の１．３倍以上で１．７倍未満の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  30. 前記電力供給装置の制御目標電圧の上限値が前記第一電圧の１．７倍未満の電圧であり、前記第二電圧は前記制御目標電圧の上限値の電圧である、請求項１から２６のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  31. 前記電源及び前記直流出力型電力変換装置はそれぞれ直流電源及びマルチレベル型のチョッパであり、
    前記第一電圧は前記電源の電圧よりも高い第一昇圧電圧であり、
    前記第二電圧は前記第一昇圧電圧よりも高い第二昇圧電圧である、請求項１から３０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  32. 前記電源及び前記直流出力型電力変換装置はそれぞれ交流電源及び昇圧可能な交流直流コンバータであり、
    前記第一電圧は前記電源の電圧よりも高い第一昇圧電圧であり、
    前記第二電圧は前記第一昇圧電圧よりも高い第二昇圧電圧である、請求項１から３０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  33. 前記電源及び前記直流出力型電力変換装置は、それぞれ直流電源及びチョッパである、請求項１から３０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  34. 前記電源及び前記直流出力型電力変換装置は、直流電源及びマルチレベル型のチョッパである、請求項１から３０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  35. 前記電源及び前記直流出力型電力変換装置は、それぞれ交流電源及び昇圧可能な交流直流コンバータである、請求項１から３０のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  36. 前記マルチレベル型のチョッパは、
    高電位側出力端子と低電位側出力端子及び低電位側入力端子との間に、複数の半導体スイッチング素子が直列接続された高電位側直列体と複数の半導体スイッチング素子が直列接続された低電位側直列体とを備え、
    前記高電位側直列体と前記低電位側直列体との接続点と高電位側入力端子との間に、リアクトルを備え、
    前記制御装置は、
    前記マルチレベル型のチョッパを前記第二運転モードにて制御する際に、複数の前記半導体スイッチング素子のスイッチング制御を第一スイッチング周波数と前記第一スイッチング周波数よりも高い第二スイッチング周波数とを用いて実行して、前記マルチレベル型のチョッパの入力電圧である前記第一電圧から昇圧した出力電圧である前記第二電圧を前記マルチレベル型のチョッパから出力させ、
    前記マルチレベル型のチョッパを前記第一運転モードから変更して前記第二運転モードにて制御する際に、前記第一スイッチング周波数にて複数の前記半導体スイッチング素子のスイッチング制御を実行し、
    前記出力電圧の前記入力電圧に対する比率を昇圧比とし、
    前記昇圧比が予め定められた昇圧比範囲にある場合に、前記昇圧比に応じて前記スイッチング制御のスイッチング周波数が変化する前記第二スイッチング周波数にて複数の前記半導体スイッチング素子のスイッチング制御を実行する、請求項３１または３４に記載のモータ制御装置。
  37. 前記昇圧比が１．０よりも大きく１．５未満の予め定められた第一昇圧比値とし、
    前記昇圧比が１．５以上で２．０未満の予め定められた第二昇圧比値とし、
    前記昇圧比が２．０よりも大きく２．５未満の予め定められた第三昇圧比値とし、
    前記昇圧比範囲は、前記第一昇圧比値以上で前記第二昇圧比値以下の範囲、及び前記第三昇圧比値以上で２．５以下の範囲である、請求項３６記載のモータ制御装置。
  38. 前記電力供給装置及び前記直流出力型電力変換装置は複数の半導体スイッチング素子を備え、
    前記半導体スイッチング素子はワイドバンドギャップ半導体材料を用いた半導体素子である、請求項１から３７のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
  39. 前記ワイドバンドギャップ半導体材料は、炭化ケイ素、窒化ガリウム系材料、ダイヤモンドのいずれかである、請求項３８記載のモータ制御装置。
JP2021500482A 2020-03-04 2020-03-04 モータ制御装置 Active JP6877668B1 (ja)

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
PCT/JP2020/009043 WO2021176579A1 (ja) 2020-03-04 2020-03-04 モータ制御装置

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP6877668B1 true JP6877668B1 (ja) 2021-05-26
JPWO2021176579A1 JPWO2021176579A1 (ja) 2021-09-10

Family

ID=75961536

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2021500482A Active JP6877668B1 (ja) 2020-03-04 2020-03-04 モータ制御装置

Country Status (4)

Country Link
US (1) US20230084424A1 (ja)
EP (1) EP4117174A4 (ja)
JP (1) JP6877668B1 (ja)
WO (1) WO2021176579A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023276569A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 株式会社デンソー 移動体の制御システム、プログラム

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4942143B2 (ja) * 2005-12-15 2012-05-30 東芝三菱電機産業システム株式会社 インバータ装置及びその過電圧保護方法
JP4715766B2 (ja) * 2007-02-13 2011-07-06 トヨタ自動車株式会社 昇圧システムの故障診断装置、昇圧回路の制御装置および車両
JP2011188655A (ja) 2010-03-10 2011-09-22 Univ Of Tokushima 直流・交流電力変換制御装置
US20140197681A1 (en) * 2012-07-30 2014-07-17 The Boeing Company Electric system stabilizing system for aircraft
JP6593242B2 (ja) * 2016-04-12 2019-10-23 株式会社デンソー 交流電動機の制御装置
DE102018206213A1 (de) * 2018-04-23 2019-10-24 Siemens Aktiengesellschaft Verfahren zum Betrieb eines Umrichters, Anordnung mit einem Umrichter und Luftfahrzeug mit einem Umrichter
JP6730381B2 (ja) * 2018-08-10 2020-07-29 ファナック株式会社 入力電源電圧調整機能を有するモータ駆動装置

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2023276569A1 (ja) * 2021-06-28 2023-01-05 株式会社デンソー 移動体の制御システム、プログラム

Also Published As

Publication number Publication date
WO2021176579A1 (ja) 2021-09-10
EP4117174A1 (en) 2023-01-11
JPWO2021176579A1 (ja) 2021-09-10
US20230084424A1 (en) 2023-03-16
EP4117174A4 (en) 2023-05-03

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP6877668B1 (ja) モータ制御装置
Luo et al. Strategies to smooth wind power fluctuations of wind turbine generator
JP5156149B1 (ja) 電力変換装置
JP2005168797A (ja) 食器洗い機のモータ駆動装置
Bao et al. A novel hybrid control method for single-phase-input variable frequency speed control system with a small DC-link capacitor
CN112217437A (zh) 一种永磁同步电机三矢量模型预测电流控制电路和方法
Gu et al. Evaluation of three improved space-vector-modulation strategies for the high-speed permanent magnet motor fed by a SiC/Si hybrid inverter
Araki et al. Harmonic current reduction control based on model predictive direct current control of IPMSM and input grid circuit
US20190140575A1 (en) Motor system, motor drive device, refrigeration cycle device, and air conditioner
JP2019122198A (ja) 多相コンバータシステム
Ahmad et al. High-switching-frequency SiC power converter for high-speed switched reluctance machine
JP6877667B1 (ja) モータ制御装置
CN113098349B (zh) 离散空间矢量调制的永磁同步电动机模型预测控制方法
US10644632B2 (en) Motor control device and method for controlling motor control device
CN112385138A (zh) 用于高电流驱动器的混合有源谐波滤波器
JP2003018854A (ja) 共振形インバータ装置
WO2020066028A1 (ja) モータ駆動装置及び空気調和機
Ilyin et al. Analysis of the Influence of the Switching Strategy on the IGBTs Temperature in AC Drives
CN112019120B (zh) 引入超前拍电流的永磁同步电机离散域电流环控制方法
Schmirgel et al. Compensation of nonlinearities in the IGBT power stage of servo amplifiers through feed forward control in the current loop
Jasinski et al. Novel sensorless direct power and torque control of space vector modulated AC/DC/AC converter
Choi et al. Design of fast-response current controller using dq axis cross coupling: Application to permanent magnet synchronous motor drive
Pires et al. An 8/6 SRM Drive with a Multilevel Topology Based on a Cross-Switched Configuration
Tsuchiya Suboptimal control of a static Scherbius induction motor system using a microprocessor
CN209516852U (zh) 一种三合一引擎控制器母排的固定结构

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20210107

A871 Explanation of circumstances concerning accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A871

Effective date: 20210107

TRDD Decision of grant or rejection written
A975 Report on accelerated examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971005

Effective date: 20210330

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20210406

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20210427

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Ref document number: 6877668

Country of ref document: JP

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250