WO2014199587A1 - 車載用電動機制御装置 - Google Patents

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WO2014199587A1
WO2014199587A1 PCT/JP2014/002916 JP2014002916W WO2014199587A1 WO 2014199587 A1 WO2014199587 A1 WO 2014199587A1 JP 2014002916 W JP2014002916 W JP 2014002916W WO 2014199587 A1 WO2014199587 A1 WO 2014199587A1
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vehicle
capacitor
motor
control
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智行 鷲見
拓司 天野
酒井　剛志
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株式会社デンソー
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Definitions

  • the present disclosure relates to a vehicle-mounted motor control device configured to ensure vehicle safety after a vehicle collision.
  • Patent Document 1 proposes a control device configured to ensure the safety of a vehicle by causing the motor to step out in the event of a vehicle collision. Specifically, when a collision of the vehicle is detected, the control device sets the frequency command value to a frequency at which step-out occurs in the AC motor while cutting off the supply of DC power from the main power source to the inverter. The control device controls the inverter so that the power of the capacitor connected to the input side of the inverter is consumed by the AC motor. As a result, the electric motor was stopped in order.
  • This disclosure is intended to provide an in-vehicle electric motor control device capable of improving the robustness of motor control and ensuring the safety of a vehicle quickly after a vehicle collision.
  • the on-vehicle electric motor control device charges the capacitor voltage to the capacitor by rotating the motor by driving the switching element group, and the capacitor is connected to the input side of the switching element group. And a high voltage portion to which the capacitor voltage is applied and a low voltage portion to which an external voltage lower than the capacitor voltage is applied from an external device, and is applied to the high voltage portion
  • Control means is provided that operates based on either a power supply voltage generated from the capacitor voltage or a power supply voltage generated from the external voltage applied to the low voltage section.
  • the control means drives the switching element group to generate a power supply voltage at which the control means can operate. maintain.
  • the control means operates so as to maintain a power supply voltage at which the control means can operate at the time of a vehicle collision. Therefore, the control of the switching element group by the control means can be continuously performed after the vehicle collision. it can. Therefore, the robustness of the control of the motor can be improved after the vehicle collision, and as a result, the safety of the vehicle can be secured quickly.
  • the in-vehicle electric motor control device that charges the capacitor voltage to the capacitor connected to the input side of the switching element group by rotating the motor by driving the switching element group is A high voltage portion to which a capacitor voltage is applied, and a low voltage portion to which an external voltage lower than the capacitor voltage is applied from an external device, and is generated from the external voltage applied to the low voltage portion
  • Control means operating based on the power supply voltage is provided.
  • the control means recirculates the current between the switching element group and the motor to thereby reduce the capacitor voltage.
  • the switching element group is driven so as to reduce.
  • the control means operates with an external voltage supplied from an external device, so that the capacitor can continue to be discharged by the control means even after the vehicle collision. Therefore, the robustness of the motor control can be improved, and as a result, the safety of the vehicle can be secured quickly.
  • FIG. 1 is a circuit diagram of the entire system according to the first embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 2 is a timing chart for explaining the operation of the CPU / control circuit shown in FIG.
  • FIG. 3 is a circuit diagram showing a current path when the switching element group is controlled in the reflux mode.
  • FIG. 4 is a circuit diagram showing a current path when the switching element group is controlled in the regeneration mode.
  • FIG. 5 is a timing chart for explaining the operation of the CPU / control circuit when the rotation of the motor is stopped.
  • FIG. 6 is a flowchart showing the contents of the operation of the CPU / control circuit in the fourth embodiment.
  • FIG. 7 is a flowchart showing the induced voltage of the motor and the collision determination voltage (V1) in the fourth embodiment.
  • FIG. 8 is a diagram for explaining field-weakening stop control, showing the relationship between the motor current and the induced voltage
  • FIG. 9 is a circuit diagram of the entire system according to the fifth embodiment of the present disclosure.
  • FIG. 10 is a view showing a position where the electric motor shown in FIG. 9 is mounted on the vehicle.
  • FIG. 11 is a schematic diagram in which high-voltage wiring is routed around the vehicle.
  • FIG. 12 is a diagram showing a case where only the high-voltage wiring is cut in the system shown in FIG.
  • FIG. 13 is a diagram showing a case where only the low voltage wiring is cut in the system shown in FIG. FIG.
  • FIG. 14 is a diagram showing a case where both the high voltage wiring and the low voltage wiring are disconnected in the system shown in FIG.
  • FIG. 15 is a flowchart showing the contents of the operation of the CPU / control circuit in the fifth embodiment.
  • FIG. 16 is a timing chart showing an example of discharge control after a vehicle collision in the fifth embodiment.
  • FIG. 17 is a timing chart showing an example of discharge control after a vehicle collision in the fifth embodiment.
  • FIG. 18 is a flowchart showing the control contents of the CPU / control circuit in the sixth embodiment.
  • FIG. 19 is a flowchart showing the control contents of the CPU / control circuit in the seventh embodiment.
  • FIG. 20 is a flowchart showing the control contents of the CPU / control circuit in the eighth embodiment.
  • FIG. 21 is a flowchart showing the control contents of the CPU / control circuit in the ninth embodiment.
  • the in-vehicle electric motor control device is applied to a motor control circuit of an in-vehicle electric compressor.
  • the system includes a high voltage battery 10, a system main relay 20, a discharge switch 30, a discharge resistor 40, a smoothing capacitor 50, an electric motor 60, and a host ECU 70 (Electrical Control). Unit).
  • a high voltage battery 10 As shown in FIG. 1, the system according to the present embodiment includes a high voltage battery 10, a system main relay 20, a discharge switch 30, a discharge resistor 40, a smoothing capacitor 50, an electric motor 60, and a host ECU 70 (Electrical Control). Unit).
  • the high voltage battery 10 is a direct current power source for driving the electric motor 60.
  • the voltage generated by the high voltage battery 10 is different for each vehicle. In this embodiment, it is about 300V, for example.
  • the system main relay 20 has a function for preventing an inrush current from flowing through the electric motor 60 when a high voltage is applied to the electric motor 60. For this reason, the system main relay 20 has a switch 21 connected to the positive electrode of the high voltage battery 10 and a switch 22 connected to the negative electrode of the high voltage battery 10.
  • the system main relay 20 has a switch 23 and a resistor 24.
  • a series connection of the switch 23 and the resistor 24 is connected to the switch 22 in parallel. For example, when an abnormal state of the system is detected by the host ECU 70, the switches 21 to 23 are blocked by the host ECU 70.
  • the discharge switch 30 and the discharge resistor 40 serve to discharge excess electric power accumulated in the electric motor 60 and the smoothing capacitor 50. That is, when the discharge switch 30 is turned on, a current flows through the discharge resistor 40, so that excess power is converted into heat and consumed.
  • the discharge switch 30 is controlled by the host ECU 70.
  • the smoothing capacitor 50 is a capacitor that charges electricity in the high voltage range of the voltage applied from the high voltage battery 10 and discharges electricity in the low voltage range of the voltage applied from the high voltage battery 10. Thereby, the smoothing capacitor 50 plays a role of smoothing the voltage applied to the electric motor 60.
  • the smoothing capacitor 50 is connected in parallel to the series connection of the discharge switch 30 and the discharge resistor 40.
  • the smoothing capacitor 50 is provided in the vehicle drive inverter.
  • the electric motor 60 is a driving means for driving a compression mechanism (not shown) mounted on the vehicle.
  • the compression mechanism is applied to a refrigeration cycle, for example.
  • the electric motor 60 includes a coil 61, an input capacitor 62, a switching element group 63, a motor 64, and a CPU / control circuit 65.
  • the coil 61 connects the switch 21 of the system main relay 20 and the high side of the switching element group 63.
  • the input capacitor 62 is connected to the high voltage battery 10 in parallel.
  • the coil 61 and the input capacitor 62 serve to protect the switching element group 63 by absorbing a surge voltage input from the high voltage battery 10 to the electric motor 60.
  • the switching element group 63 is configured to convert the DC voltage of the high-voltage battery 10 into an AC voltage, and generates a U-phase, V-phase, and W-phase AC voltage and current to generate a high-voltage motor 64. It is a circuit part which drives.
  • the switching element group 63 is a so-called inverter.
  • the switching element group 63 includes a U-phase arm 63a, a V-phase arm 63b, and a W-phase arm 63c. These arms 63a to 63c are connected in parallel between the power supply line and the ground line.
  • Each arm 63a to 63c is composed of two switching elements 63d connected in series, and a diode element 63e for flowing current from the emitter side to the collector side is connected between the collector and emitter of each switching element 63d. .
  • the intermediate point of each arm 63a to 63c is connected to each phase end of each phase coil of the motor 64.
  • Each switching element 63d is, for example, an IGBT (Insulated Gate Bipolar Transistor), and each diode element 63e is an FWD (Free Wheeling Diode).
  • the motor 64 is for high voltage, and is configured by commonly connecting one end of three coils of U phase, V phase, and W phase to the middle point.
  • the other end of the U-phase coil of the motor 64 is connected to the intermediate point of each switching element 63 d of the U-phase arm 63 a of the switching element group 63.
  • the motor 64 operates based on the three-phase power supplied from the switching element group 63.
  • the motor 64 is connected to the compression mechanism via a connection mechanism (not shown).
  • the compression mechanism compresses the refrigerant, for example, by being driven by the motor 64.
  • the CPU / control circuit 65 is a circuit unit that operates each switching element 63d of the switching element group 63 in response to a command or request from the host ECU 70.
  • the CPU / control circuit 65 has a high voltage part and a low voltage part (not shown).
  • the high voltage unit is a circuit unit that monitors the input voltage to the inverter by a voltage sensor (not shown) and drives the switching element group 63 so that the motor 64 outputs a predetermined torque. For this reason, the high voltage unit executes detection of input voltage and current of the electric motor 60 necessary for driving the motor 64, output of switching signals, various control calculations, and the like. In the present embodiment, the high voltage unit steps down the input voltage of the inverter to generate a low voltage drive power supply. As a result, the CPU / control circuit 65 can secure the power supply voltage and becomes operable.
  • the low voltage unit is a circuit unit that operates low voltage components such as a CPU, a memory, a processing circuit, and an oscillator having a different operating voltage from the high voltage unit.
  • the low voltage unit communicates with the host ECU 70.
  • the CPU / control circuit 65 has a discharging function for reducing the charging voltage charged to the smoothing capacitor 50 or the input capacitor 62 to a predetermined voltage within a predetermined time when a vehicle collision occurs.
  • the discharge function is such that the input voltage of the inverter is less than a predetermined voltage and the operation voltage of the CPU / control circuit 65 is equal to or higher than the operation lower limit voltage.
  • the control circuit 65 has a function of controlling the switching element group 63. Thus, the CPU / control circuit 65 can control the electric motor 60 even after a vehicle collision.
  • the “predetermined voltage” is set to, for example, an upper limit voltage for ensuring the safety of the vehicle.
  • the host ECU 70 is an ECU such as an engine ECU or an air conditioner ECU mounted on the vehicle.
  • the host ECU 70 is connected to the CPU / control circuit 65 of the electric motor 60 via a communication line.
  • the host ECU 70 exchanges information necessary for engine control and air-conditioner control with the CPU / control circuit 65.
  • the above is the overall configuration of the system including the electric motor 60 according to the present embodiment.
  • the motor 64 of the electric motor 60 operates at a predetermined rotational speed under the control of the switching element group 63 of the CPU / control circuit 65.
  • the rotational speed of the motor 64 is 8600 rpm
  • the induced voltage of the motor 64 is 288V
  • the low voltage drive power supply is ON
  • the voltage of the smoothing capacitor voltage (input capacitor voltage) is 288V.
  • “inverter operation” represents an operation state of the switching element group 63 in the electric motor 60.
  • the “induced voltage” represents the induced voltage of the motor 64 of the electric motor 60.
  • a magnetic field is generated. Due to the magnetic field, a counter electromotive force is generated in the coil of the motor 64, and the counter electromotive force is generated between the UVW terminals of the motor as an induced voltage.
  • the “low voltage drive power supply” a state where power is supplied to the CPU / control circuit 65 is “ON”, and a state where power is not supplied is “OFF”. In the present embodiment, the CPU / control circuit 65 is turned off when the voltage falls below 42V.
  • the “smoothing capacitor voltage (input capacitor voltage)” is the capacitor voltage of the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 that are input voltages to the inverter.
  • the “low voltage drive power supply” is generated by stepping down from this capacitor voltage.
  • the resistance value and tolerance of the discharge resistor 40 are set so that the discharge is completed within a predetermined time. Power is set.
  • discharge control is control in which the electric power stored in the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 is converted into heat and consumed by the discharging resistor 40 after the system main relay 20 is turned off.
  • the discharge control of the CPU / control circuit 65 is started at a time T11 slightly after the “collision”. The time from time 10 to time T11 differs for each vehicle.
  • the smoothing capacitor voltage starts to decrease, and at time T12, the smoothing capacitor voltage reaches a lower limit voltage (for example, 100 V) at which the motor can be controlled.
  • a lower limit voltage for example, 100 V
  • the CPU / control circuit 65 continues normal operation until just before the voltage drops below 100V. .
  • the smoothing capacitor voltage falls below the lower limit voltage that can be controlled by the motor. This makes it difficult for the CPU / control circuit 65 to control the motor 64. Therefore, the CPU / control circuit 65 controls the switching element group 63 in the reflux mode (A) shown in FIG. 3 in order to set the smoothing capacitor voltage to a predetermined voltage of 60 V or less within a predetermined time.
  • the reflux mode (A) is a mode in which the smoothing capacitor voltage is lowered by causing current to flow between the switching element group 63 and the motor 64.
  • the CPU / control circuit 65 turns off the switching elements 63d of the upper arms of the arms 63a to 63c and turns on the switching elements 63d of the lower arms of the arms 63a to 63c.
  • a current flows between the switching element group 63 and the motor 64, so that no current flows into the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50.
  • the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 are discharged without being charged. Therefore, the smoothing capacitor voltage continuously decreases and falls below the predetermined voltage of 60 V within a predetermined time. Since the CPU / control circuit 65 operates at 42 V or higher, the low-voltage drive power supply continues to be on even after the time point T12 has elapsed.
  • the rotational speed of the electric motor 60 and the induced voltage of the motor 64 are reduced as a result.
  • the rotational speed of the electric motor 60 and the induced voltage of the motor 64 are controlled by the CPU / control circuit 65. Therefore, after the time T12, the rotational speed of the electric motor 60 and the induced voltage of the motor 64 are predetermined. Decreases at the rate.
  • the smoothing capacitor voltage reaches the operating lower limit voltage.
  • the CPU / control circuit 65 controls the switching element group 63 in the regeneration mode (B) shown in FIG. 4 in order to maintain the smoothing capacitor voltage at 42 V or more, which is the operation lower limit voltage.
  • the regeneration mode (B) is a mode in which the capacitor voltage is raised by flowing current from the motor 64 through the switching element group 63 to the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 for charging.
  • the CPU / control circuit 65 turns on the switching element 63d of the upper arm of the U phase among the arms 63a to 63c and turns off the switching element 63d of the lower arm. Further, the CPU / control circuit 65 turns off the switching element 63d of the upper arm of the V phase and the W phase among the arms 63a to 63c, and turns on the switching element 63d of the lower arm. As described above, in the present embodiment, the CPU / control circuit 65 switches between the reflux mode (A) and the regeneration mode (B) by switching ON / OFF of each switching element 63d constituting the U-phase arm 63a. Do.
  • the smoothing capacitor voltage after time T13 rises at a predetermined rate.
  • the reason why the rising rate of the smoothing capacitor voltage in the regeneration mode (B) is larger than the falling rate of the smoothing capacitor voltage in the reflux mode (A) is that the CPU / control circuit 65 operates using the smoothing capacitor voltage in the reflux mode (A). Because it is.
  • the smoothing capacitor voltage reaches a predetermined voltage. Therefore, the CPU / control circuit 65 controls the switching element group 63 in the reflux mode (A). Thereafter, at time T15, the smoothing capacitor voltage reaches the operating lower limit voltage, so the CPU / control circuit 65 controls the switching element group 63 in the regeneration mode (B). Note that at time T16, the same operation as at time T14 is performed, and at time T17, the same operation as at time T15 is performed.
  • a predetermined time elapses after the collision.
  • the predetermined time is a time during which the safety of the vehicle can be ensured, for example, several seconds.
  • the smoothing capacitor voltage has already become equal to or lower than the predetermined voltage.
  • the period from time T11 when control of the switching element group 63 starts to time T18 corresponds to the discharge control execution section. Since the “discharge control” is completed after the predetermined time has elapsed, the discharge resistor 40 is not overheated or burned out.
  • the CPU / control circuit 65 keeps the smoothing capacitor voltage equal to or higher than the operation lower limit voltage and lower than the predetermined voltage, that is, 42V or more and less than 60V. Then, the switching element group 63 is controlled to alternately switch the reflux mode (A) and the regeneration mode (B). Thereby, the CPU / control circuit 65 maintains a power supply voltage at which the CPU / control circuit 65 can operate. Further, the rotational speed of the motor 64 and the induced voltage of the motor 64 are decreased.
  • the CPU / control circuit 65 switches to the regeneration mode (B).
  • the induced voltage of the motor 64 falls below 60V at time T21.
  • the CPU / control circuit 65 continues the regeneration mode (B)
  • the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 will continue to be charged even if they continue to be charged.
  • the capacitor voltage continues to decrease.
  • the smoothing capacitor voltage does not increase to a predetermined voltage, but decreases as the induced voltage of the motor 64 decreases.
  • the rotational speed of the electric motor 60 reaches a predetermined rotational speed, and the induced voltage of the motor 64 falls below 42V. That is, the smoothing capacitor voltage becomes less than the lower limit operating voltage. For this reason, the CPU / control circuit 65 cannot secure the power supply voltage and becomes inoperable, and the low-voltage drive power supply is turned off. After this time T22, the electric motor 60 is also stopped. Thus, the control of the CPU / control circuit 65 ends.
  • the CPU / control circuit 65 starts the discharge control execution section from time T24 and starts the discharge control. That is, the system main relay 20 is turned off, and the power supply to the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 is stopped. For this reason, the smoothing capacitor voltage decreases at a predetermined rate, and becomes less than the predetermined voltage of 60V.
  • the smoothing capacitor voltage becomes less than the operating lower limit voltage. Therefore, the low-voltage drive power supply is turned off, and the CPU / control circuit 65 becomes inoperable. Of course, the inverter also stops. Further, at time T26, the discharge control execution section ends and a predetermined time elapses. At this time, the smoothing capacitor voltage becomes 0V.
  • the smoothing capacitor voltage becomes less than the predetermined voltage within a predetermined time when the rotation of the motor 64 is stopped.
  • the specified discharge resistor 40 is employed.
  • the present embodiment is characterized in that the CPU / control circuit 65 alternately switches between the reflux mode (A) and the regeneration mode (B) after the collision of the vehicle.
  • the CPU / control circuit 65 can maintain an operable power supply voltage. Therefore, since the CPU / control circuit 65 can drive the switching element group 63 even after a vehicle collision, the time required for discharging the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 and the robustness of the smoothing capacitor voltage can be maintained.
  • the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 are charged by regeneration from the motor 64, but the smoothing capacitor voltage can be lowered by switching to the reflux mode (A). For this reason, for example, there is a high voltage law “FMVSS305” at the time of collision of a vehicle in North America, and the condition of “60 V or less within 5 seconds from the collision” can be satisfied.
  • the regenerative mode (B) if the regenerative mode (B) is maintained, the smoothing capacitor voltage rises too much and violates the laws and regulations. Therefore, when the smoothing capacitor voltage reaches a predetermined voltage (60 V according to the FMVSS law), the regenerative mode (B) returns to the reflux mode ( Switch to A). In this way, control is performed so that the smoothing capacitor voltage does not increase more than necessary. Thereafter, the reflux mode (A) and the regenerative mode (B) are repeated to maintain a smoothing capacitor voltage that does not turn off the low-voltage drive power source at less than 60 V, thereby preventing a voltage increase due to regeneration from the motor 64 and being robust. It is possible to control the highly reliable and safe electric motor 60. This control can be performed independently by the CPU / control circuit 65 even if the wire harness between the system main relay 20 and the electric motor 60 is disconnected due to a vehicle collision.
  • the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 correspond to “capacitors”, and the CPU / control circuit 65 corresponds to “control means”.
  • the smoothing capacitor voltage corresponds to “capacitor voltage”, and the host ECU 70 corresponds to “external device”.
  • the CPU / control circuit 65 is configured to operate based on a voltage of about 12 V supplied by communication with the host ECU 70.
  • the CPU / control circuit 65 operates by generating a power supply voltage for operating itself in the low voltage section.
  • the CPU / control circuit 65 maintains the reflux mode (A) so that the smoothing capacitor voltage can be maintained at a predetermined voltage or lower. That is, the charging voltage of the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 is continuously discharged. In other words, since the CPU / control circuit 65 does not generate a power supply voltage for its own operation by the high voltage unit, it is necessary to perform the regeneration mode (B) to maintain the smoothing capacitor voltage at or above the operation lower limit voltage. Absent.
  • the host ECU 70 is configured to have a vehicle collision detection function and a collision signal transmission function indicating that the vehicle has collided. Accordingly, the host ECU 70 detects a collision of the vehicle and transmits a collision signal to the CPU / control circuit 65 accordingly.
  • the CPU / control circuit 65 receives a collision signal from the host ECU 70 when a vehicle collision occurs. As a result, the CPU / control circuit 65 starts control for maintaining the power supply voltage at which the CPU / control circuit 65 can operate. That is, the CPU / control circuit 65 can start control of the reflux mode (A) more accurately.
  • the present embodiment is characterized in that when the induced voltage of the motor 64 decreases at a predetermined decrease rate, the number of revolutions of the motor 64 is decreased accordingly, and control is performed so as to exit the field weakening region.
  • the “control of the field weakening region” is control for weakening the magnetic field generated by the field so as to reduce the induced voltage generated in the motor 64 when the motor 64 rotates at high speed before the collision of the vehicle. .
  • a voltage threshold (for example, 150 V) higher than the specification lower limit voltage (100 V) of the motor 64 is set as the collision determination voltage V1. Then, when the induced voltage of the motor 64 decreases at a lower rate than the predetermined value and the induced voltage of the motor 64 falls below the collision determination voltage V1, the rotational speed of the motor 64 is decreased so as to escape from the field weakening region. Let As a result, it is possible to prevent the input voltage during the “regeneration mode” from increasing beyond the battery voltage.
  • the induced voltage of the motor 64 is between the specification lower limit voltage (V0) and the specification upper limit voltage.
  • the specification lower limit voltage is a lower limit voltage (for example, 100 V) that can be controlled by the motor.
  • the specification upper limit voltage is, for example, the power supply voltage of the high voltage battery 10.
  • step 100 the rate of decrease of the induced voltage of the motor 64 is calculated.
  • the rate of decrease is calculated from, for example, the gradient of the induced voltage of the motor 64 shown in FIG.
  • step 110 it is determined whether or not the descending rate calculated in step 100 is a predetermined value or more.
  • the rate of decrease of the induced voltage of the motor 64 is not equal to or higher than the predetermined value, this flowchart ends. That is, after the collision, the control for repeatedly switching between the reflux mode and the regenerative mode is performed as in the first embodiment.
  • the process proceeds to step 120.
  • step 120 it is determined whether or not the collision determination voltage is less than V1.
  • step 120 when it is determined that the induced voltage of the motor 64 is equal to or higher than the collision determination voltage V1, this flowchart ends and the same control as in the first embodiment is performed. On the other hand, if it is determined in step 120 that the collision determination voltage is less than V1, the process proceeds to step 130.
  • step 130 field-weakening stop control is performed. That is, as shown in FIG. 6, when the induced voltage of the motor 64 decreases, the output is maintained constant while increasing the current, but this control is stopped. As the induced voltage of the motor 64 decreases, the rotational speed of the motor 64 decreases in a short time. In other words, since the rate of decrease of the induced voltage of the motor 64 increases, in this embodiment, for example, the time from time T11 to time T12 in FIG. 2 is shortened. Therefore, control for repeating the reflux mode and the regeneration mode is started earlier, and the induced voltage of the motor 64 becomes smaller earlier than in the first embodiment.
  • the field-weakening control can be stopped by the CPU / control circuit 65 when the induced voltage of the motor 64 decreases at a predetermined rate after the collision of the vehicle. Thereby, it is possible to prevent the input capacitor 62 and the smoothing capacitor 50 from being charged excessively.
  • the present embodiment is characterized in that a plurality of discharging means are provided in order to quickly reduce the capacitor voltage to a predetermined voltage after a vehicle collision occurs.
  • the high voltage battery 10 As shown in FIG. 9, in the system according to the present embodiment, the high voltage battery 10, the system main relay 20, the smoothing capacitor 50, the electric device 51, the electric motor 60, the CPU / control circuit 65, the host ECU 70, and the compression unit 80. Is included.
  • the compression unit 80 is a compression mechanism that is driven by a motor 64 that constitutes the electric motor 60.
  • the compressing unit 80 is connected to the motor 64 via the connecting unit 81.
  • a solid line connecting the components indicates a power line
  • a solid line with an arrow indicates a signal line.
  • the switch 21, the switch 22, the switch 23, and the resistor 24 are switched between the positive electrode side and the negative electrode side of the high voltage battery 10. Even in such a connection, the system main relay 20 has a function of preventing an inrush current from flowing when a high voltage is applied to the electric motor 60, and is disconnected by the host ECU 70 when an abnormal state is detected. The function is the same as in the above embodiments.
  • the smoothing capacitor 50 is the same as the smoothing capacitor 50 shown in the above embodiments.
  • the electric device 51 is another device having a branching point in the vicinity of the smoothing capacitor 50.
  • the electric device 51 is, for example, a vehicle travel inverter, a step-down DC / DC converter, a high voltage heater, or the like.
  • the electric motor 60 includes a coil 61, an input capacitor 62, a discharge switch 66, a discharge resistor 67, a switching element group 63, and a motor 64.
  • the discharge switch 66 is controlled by the CPU / control circuit 65 to play a role of converting excess electric power into heat and allowing it to flow by passing a current through the discharge resistor 67.
  • the CPU / control circuit 65 includes a microcomputer 65a (hereinafter referred to as a microcomputer 65a), a drive driver 65b, a communication circuit unit 65c, an insulated transformer power supply unit 65d, and an insulated communication unit 65e.
  • the microcomputer 65a has functions such as communication with the host ECU 70, output of drive signals to the switching element group 63, and input of various detection signals after A / D conversion.
  • the drive driver 65b generates a switching signal for operating each switching element 63d of the switching element group 63 based on a drive signal from the microcomputer 65a.
  • the communication circuit unit 65 c is a circuit for the microcomputer 65 a to communicate with the host ECU 70.
  • the communication circuit unit 65c can perform communication using a communication method such as serial communication, LIN communication, or CAN communication.
  • the insulated transformer power supply unit 65d generates power for operating the drive driver 65b and the microcomputer 65a. Specifically, the insulation transformer power supply unit 65d receives a low voltage generated by the high voltage or low voltage power supply 71 generated by the high voltage battery 10 and operates the drive driver 65b and the microcomputer 65a. Is generated. For example, a transformer type voltage converter is used as the insulating transformer power supply unit 65d.
  • the insulated communication unit 65e is an insulated communication means for electrically insulating and communicating between the communication circuit unit 65c and the microcomputer 65a.
  • a photocoupler or a semiconductor isolator is used as the insulating communication unit 65e.
  • the microcomputer 65a, the drive driver 65b, a part of the insulated transformer power supply unit 65d, and a part of the insulated communication unit 65e are arranged on the high voltage side. These constitute the high voltage control device 65f.
  • a part of the communication circuit unit 65c, the insulated transformer power supply unit 65d, and a part of the insulated communication unit 65e are arranged on the low voltage side. These constitute the low voltage control device 65g.
  • the high voltage control device 65f corresponds to the high voltage unit of the first embodiment
  • the low voltage control device 65g corresponds to the low voltage unit of the first embodiment.
  • the external ECU 70 is operable by receiving power supply from a low-voltage power supply 71 such as 12V.
  • a path indicated by an arrow indicates a signal line, and a power line other than the signal line indicates a power line.
  • the electric motor 60 in the system shown in FIG. 9 is mounted inside the hood of the vehicle as shown in FIG.
  • the electric motor 60 may be mounted on the front side of the vehicle, and a case in which a harness that supplies electric power to the electric motor 60 is disconnected at the time of a vehicle collision is also conceivable. In that case, in order to ensure safety, it is necessary to discharge the high voltage charge.
  • FIG. 11 is a plan view of the vehicle viewed from the ceiling side of the vehicle.
  • the vehicle is equipped with a traveling motor and a power generation motor.
  • a drive device for driving them is mounted.
  • the high voltage wiring is connected to a charging portion charged to 100V to 200V, a battery of about 300V to 400V, a DC / DC converter for performing voltage conversion, and the like. For example, when a collision occurs in the front right of the vehicle, the high voltage wiring may be disconnected.
  • the stored energy varies depending on the capacitance of the smoothing capacitor 50. For this reason, when the smoothing capacitor 50 has a large capacitance, it is necessary to execute a relatively quick discharge control, and when the smoothing capacitor 50 has a small capacitance, a relatively gentle discharge control is executed. There is a need.
  • the input capacitor 62 can be discharged relatively quickly. Further, as compared with the case of FIG. 12, since there is no power supply from the low voltage power source, there are cases where the start of discharge is delayed or communication with the vehicle control is not possible.
  • the state of discharge of the input capacitor 62 differs depending on which wiring is cut at the time of a vehicle collision. Therefore, in this embodiment, discharge control is performed according to the state of the vehicle and the state of the electric motor 60. For this reason, the microcomputer 65a of the CPU / control circuit 65 performs discharge control according to the control content shown in FIG. The flowchart shown in FIG. 15 starts when power is supplied to the microcomputer 65a, and thereafter, calculation is repeatedly performed. It is also called and executed according to the control cycle.
  • step 200 it is determined whether or not discharge control is being performed. “Discharge control” in this step refers to discharge control that has already been executed after a collision has occurred in the vehicle. If it is determined in this step that the discharge control is not being performed, the process proceeds to step 210.
  • a collision flag is acquired.
  • the collision flag is generated by the host ECU 70 when a collision occurs in the vehicle. Therefore, the collision flag is acquired from the host ECU 70 via the communication circuit unit 65c.
  • the host ECU 70 determines whether or not a vehicle has collided based on a signal from an impact pressure sensor or the like. Further, the CPU / control circuit 65 may detect a collision state based on a voltage change or the like instead of acquiring a collision flag from the host ECU 70.
  • step 220 the voltage value of the low voltage power source is detected. That is, the value of the low voltage supplied to the microcomputer 65a from the insulating transformer power supply unit 65d is acquired.
  • step 230 the capacitor voltage is detected. That is, the capacitor voltage of the input capacitor 62 is acquired.
  • the capacitor voltage of the input capacitor 62 is set to Vi.
  • the capacitor voltage Vi is acquired every time step 230 is executed. That is, the previous capacitor voltage Vi (n) and the current capacitor voltage Vi (n ⁇ 1) are acquired.
  • step 240 it is determined whether a collision flag is set or whether the low voltage power supply is OFF.
  • “Low-voltage power supply is OFF” means that a low voltage is not supplied to the microcomputer 65a from the insulating transformer power supply unit 65d.
  • the process proceeds to step 250.
  • steps 210 to 240 acquisition and determination of parameters for determining whether or not the vehicle has some abnormal state are performed.
  • the low voltage power supply may be normal even if the communication line is disconnected.
  • an abnormal state such as a vehicle abnormality cannot be determined until a communication error occurs in the microcomputer 65a, and a long time is required.
  • the method of detecting the vehicle abnormality from the voltage change of the capacitor voltage Vi can quickly execute the discharge control. .
  • step 250 normal operation control is maintained. That is, the normal control for the switching element group 63 is continued. Then, the process returns to step 200.
  • the host ECU 70 sets a collision flag or turns off the low-voltage power supply supplied to the microcomputer 65a.
  • Step 200 to Step 230 are executed as described above.
  • step 240 it is determined that the collision flag is set or the low voltage power supply is OFF. In this case, the process proceeds to step 260. That is, the process proceeds to a route for performing discharge control.
  • the control cycle T is a constant value.
  • the change amount (decrease amount) of the capacitor voltage Vi indicates the voltage change of the capacitor voltage Vi, but in this embodiment, the voltage change is calculated based on the voltage value.
  • the voltage change of the capacitor voltage Vi may be calculated by other parameters such as a current value corresponding to the capacitor voltage Vi.
  • step 270 it is determined whether or not ⁇ Vi calculated in step 260 is equal to or lower than a predetermined voltage. If the predetermined voltage is Vs, it is determined whether or not the condition of ⁇ Vi ⁇ Vs is satisfied. When the condition of ⁇ Vi ⁇ Vs is satisfied in this step, the change amount ⁇ Vi of the capacitor voltage Vi is included in the first range of Vs or less. In this case, the power supply continues with respect to the power consumption of the motor 64 and the like. On the other hand, when the condition of ⁇ Vi ⁇ Vs is not satisfied in this step, the change amount ⁇ Vi of the capacitor voltage Vi is included in the second range that is Vs that is larger than the first range.
  • step 280 if ⁇ Vi is smaller than the predetermined voltage Vs, the process proceeds to step 280. On the other hand, if ⁇ Vi is larger than the predetermined voltage Vs, the process proceeds to step 290.
  • the first discharge control is selected.
  • the first discharge control is control in which a current flows through the discharge resistor 67 by turning on the discharge switch 66. Depending on the resistance value of the discharge resistor 67, either a relatively fast discharge or a relatively slow discharge can be performed.
  • the switching state of the switching element group 63 of the electric motor 60 is controlled so as to be in the reflux mode shown in FIG. This effectively discharges.
  • the second discharge control is selected.
  • the second discharge control is control in which the switching element group 63 of the electric motor 60 is operated to generate loss due to switching loss.
  • the switching loss can be increased or decreased by changing the frequency at which the switching element group 63 is switched.
  • the loss increases and the discharge becomes relatively fast.
  • the second discharge control can be made slower than the first discharge control.
  • the first discharge control is control for passing a current through the discharge resistor 67
  • the second discharge control is control for operating the switching element group 63
  • the contents of each discharge control are examples. Therefore, the control for generating the switching loss by setting the resistance value of the discharge resistor 67 or changing the frequency for switching the switching element 63d can be the first discharge control. Further, the second discharge control can be performed by controlling the current to flow through the discharge resistor 67.
  • the content of each discharge control is an example and may be set as appropriate.
  • the input capacitor 62 is discharged by at least two discharge means of the first discharge control and the second discharge control. That is, since a plurality of discharge means are provided, when the amount of change in the capacitor voltage Vi is equal to or lower than the predetermined voltage Vs, that is, when the discharge of the input capacitor 62 is slow, the discharge by the relatively fast first discharge control can be performed. it can. Thereby, the capacitor voltage Vi can be reduced quickly. On the other hand, when the change amount of the capacitor voltage Vi is equal to or higher than the predetermined voltage Vs, that is, when the discharge of the input capacitor 62 is fast, the discharge by the second discharge control slower than the first discharge control can be performed. Thereby, it is possible to avoid that the capacitor voltage Vi falls below the operation lower limit voltage of the microcomputer 65a or the like due to the rapid decrease of the capacitor voltage Vi.
  • step 300 it is determined whether or not the capacitor voltage Vi is equal to or lower than the operation lower limit voltage (V40). If it is determined in this step that the capacitor voltage Vi is not equal to or lower than the operation lower limit voltage (V40), the process proceeds to step 310, and the discharge control selected in step 280 or step 290 is executed. On the other hand, when it is determined that the capacitor voltage Vi is equal to or lower than the operation lower limit voltage (V40), the process proceeds to step 320, and the discharge control is stopped.
  • step 320 or step 310 is executed, that is, after the input capacitor 62 is discharged by the first discharge control or the second discharge control, in step 330, maintenance control of the capacitor voltage Vi is executed.
  • the maintenance control of the capacitor voltage Vi is control for maintaining the operable power supply voltage of the microcomputer 65a, the drive driver 65b, etc. so that the microcomputer 65a, the drive driver 65b, etc. do not become inoperable regardless of the presence or absence of the discharge control. . That is, in order to maintain the capacitor voltage Vi as a power supply voltage at which the microcomputer 65a and the like can operate, the control is repeated for the input capacitor 62 to be discharged and stopped. For example, the switching operation between the regenerative mode and the reflux mode is changed depending on the value of the capacitor voltage Vi to maintain an appropriate voltage such as 30V.
  • the capacitor voltage Vi cannot be maintained, the capacitor voltage Vi decreases, and the motor 60 stops.
  • the maintenance control of the capacitor voltage Vi may be stopped after a predetermined time has elapsed.
  • step 330 After step 330, return to step 200.
  • step 200 it is determined whether or not discharge control is being performed. When the discharge control is stopped in step 320, the process proceeds to step 210. On the other hand, if the discharge control is being executed in step 310, the process proceeds to step 340.
  • step 340 as in step 230, the capacitor voltage Vi is detected. Thereby, the latest capacitor voltage Vi is obtained during discharge control. Thereafter, the process proceeds to step 300, where it is determined whether or not the latest capacitor voltage Vi is equal to or lower than the operation lower limit voltage (V40). As described above, the discharge control of the capacitor voltage Vi is performed.
  • the first discharge control is changed to the second discharge control with a relatively slow discharge at time T28.
  • the microcomputer 65a and the like it is possible to prevent the microcomputer 65a and the like from becoming inoperable due to the capacitor voltage Vi falling below the operation lower limit voltage of the microcomputer 65a and the like as the capacitor voltage Vi rapidly decreases.
  • the maintenance control of the capacitor voltage Vi is started so that the capacitor voltage Vi does not fall below the operating lower limit voltage.
  • the capacitor voltage Vi is maintained between 40V and 25V.
  • the motor induced voltage continues to decrease from the time T27 when the first discharge control starts, and falls below, for example, 60 V at the time T30 during the maintenance control of the capacitor voltage Vi.
  • the rise of the capacitor voltage Vi in the regeneration mode and the slope of the fall of the capacitor voltage Vi in the return mode differ depending on the switching element group 63 and the electric motor 60 that are inverter devices, and are not uniquely determined.
  • the maintenance control of the capacitor voltage Vi stops even after the event. For example, when the regenerative mode does not function using the motor induced voltage or the state quantity related to the motor induced voltage, the maintenance control of the capacitor voltage Vi is stopped. Also good.
  • FIG. 17 shows a case where the difference in the slope of the capacitor voltage Vi is small between the first discharge control and the second discharge control.
  • the discharge may be executed by the switching operation of the switching element group 63 that is an inverter device.
  • the capacitor voltage Vi decreases while repeating discharge and regeneration after time T33.
  • the motor induced voltage falls below 60V.
  • the discharge is continued until a predetermined voltage (for example, 40 V) is reached.
  • a predetermined voltage for example, 40 V
  • the capacitor voltage Vi can be lowered by changing the discharge control method after a collision has occurred in the vehicle. Since the discharge control is performed so as not to discharge the capacitor voltage Vi, the control state of the electric motor 60 can be continued. In addition, the capacitor voltage Vi after discharge can be stably controlled to 40 V or less, for example.
  • the high voltage charge of the input capacitor 62 can be discharged using the output of the electric motor 60 by the discharge control. Thereby, prompt discharge can also be realized. Moreover, if the capacitor
  • processing according to steps 210 and 240, the processing according to steps 220 and 240, and the processing according to steps 230 and 260 correspond to “collision detection means”. Further, the processing related to steps 210 to 240 corresponds to “vehicle abnormal state determination means”.
  • step 240 when it is determined in step 240 that the collision flag is set or the low voltage power supply is OFF, the process proceeds to step 241.
  • step 241 it is determined whether or not the rotational speed of the electric motor 60 is equal to or lower than a predetermined rotational speed. Specifically, if the rotational speed of the electric motor 60 is Nrpm and the predetermined rotational speed is Ns, it is determined whether or not the condition of Nrpm ⁇ Ns is satisfied. If the condition of Nrpm ⁇ Ns is satisfied, that is, if it is determined that the rotational speed of the electric motor 60 is low, the process proceeds to step 242.
  • step 242 the operation lower limit voltage (V40) is set to 0V. This is because when the electric motor 60 is operating at a predetermined output or less, the capacitor voltage Vi does not rise again due to regeneration due to the operation of the electric motor 60, so that the input capacitor 62 is discharged until the capacitor voltage Vi reaches a safe value. is there.
  • “below the predetermined output” corresponds to the case where the rotation speed of the electric motor 60 is equal to or lower than the predetermined rotation speed, but other parameters may be used.
  • step 241 If it is determined in step 241 that the condition of Nrpm ⁇ Ns is not satisfied, or if the operation lower limit voltage (V40) is set to 0 V in step 242, the process proceeds to step 260. In step 260, ⁇ Vi is calculated.
  • step 300 it is determined whether or not the capacitor voltage Vi is equal to or lower than the operation lower limit voltage (V40).
  • the operation lower limit voltage (V40) is normally set to 40V, but when step 242 is passed, the operation lower limit voltage (V40) is set to 0V.
  • the input capacitor 62 When the operation lower limit voltage (V40) is set to 0V, the input capacitor 62 is discharged so that the capacitor voltage after the discharge of the input capacitor 62 by the first discharge control or the second discharge control becomes 0V.
  • the operation lower limit voltage (V40) is set to 0V, so that there is no cause for the increase in the capacitor voltage Vi. All 62 high voltage charges can be discharged. Thereby, safety can be secured quickly.
  • step 243 the third discharge control is selected.
  • the third discharge control is a discharge control having the same contents as the first discharge control capable of relatively fast discharge regardless of the value of the capacitor voltage Vi. Since it is determined in step 241 that the rotation speed of the electric motor 60 is low, the capacitor voltage Vi does not increase due to regeneration of the electric motor 60, so that the discharge by the third discharge control is executed without selecting the discharge control method. To do. Note that any method may be adopted as the discharge method selected in this step.
  • the electric device 51 when the electric device 51 is provided with a heater or the like, there is a method of consuming electric power by operating the electric device 51. Although the discharge effect depends on the output of the heater, a medium to large discharge effect can be obtained.
  • discharge methods are not limited to the third discharge control, and may be employed as the first discharge control or the second discharge control described above.
  • step 244 the third discharge control selected in step 243 is executed. Thereafter, the process returns to Step 200.
  • step 200 it is determined that the discharge control is being performed, and the process proceeds to step 201.
  • step 201 it is determined whether the third discharge control is being executed. If it is determined in this step that the third discharge control is being executed, the process proceeds to step 244, where the third discharge control is maintained. On the other hand, if it is determined in this step that the third discharge control is not being executed, the routine proceeds to step 202. In step 202, the same processing as in step 340 is executed. That is, the latest capacitor voltage Vi is acquired, and the process proceeds to step 300. After step 300, the processing is performed as described above.
  • the discharge control is not selected according to the change in the difference ⁇ Vi of the capacitor voltage Vi of the input capacitor 62, but the third The discharge by the discharge control can be selected.
  • the discharge control capable of discharging the earliest regardless of the change in the difference ⁇ Vi.
  • step 340 After the latest capacitor voltage Vi is acquired in step 340, the process proceeds to step 260. Thereby, in step 260, the latest ⁇ Vi is always calculated.
  • the discharge control can be switched in accordance with the change of the difference ⁇ Vi of the capacitor voltage Vi. For this reason, the charge / discharge control of the capacitor voltage Vi can be performed more appropriately, and as a result, stable high-voltage charge can be discharged.
  • step 310 In the present embodiment, parts different from the fifth embodiment will be described.
  • the discharge control selected in step 280 or step 290 is executed in step 310, the process proceeds to step 311.
  • step 311 it is determined whether or not a predetermined time has elapsed since the discharge control was started in step 310.
  • the process proceeds to step 330, and the maintenance control of the capacitor voltage Vi is performed.
  • the process proceeds to step 312.
  • step 312 as in step 320, the discharge control is stopped. That is, if the capacitor voltage Vi does not become 60 V or less after a predetermined time, the discharge control is terminated.
  • step 313 an abnormality flag as diagnosis information is transmitted to the host ECU 70.
  • the operation of the switching element group 63 is stopped and the diagnosis information is left. Since the host ECU 70 is operating normally, it is determined that the motor 60 is abnormal, and the vehicle abnormality is notified to the occupant via a warning lamp or the like.
  • the vehicle is allowed to run, but when the vehicle is activated, such as when the IG is turned on, the vehicle may be disabled by notifying the passenger with a warning lamp.
  • the discharge control can be stopped. This is because the relay system 20 for connecting the high voltage battery 10 remains connected to the input capacitor 62 when the connector of the low voltage wiring connected from the outside is disconnected or fails under conditions other than the vehicle collision. This is particularly effective when charging continues.
  • the configuration of the electric motor 60 shown in each of the above embodiments is an example, and the present disclosure is not limited to the configuration shown above, and may be other configurations that can realize the present disclosure.
  • the configuration of the electric motor 60 shown in FIG. 1 is an example, and other configurations may be used.
  • each embodiment can be implemented in combination as appropriate.
  • the capacitor voltage Vi of the input capacitor 62 is converged to the operation lower limit voltage (V40) by discharge control.
  • the control method is to converge by setting a time constant by a low-pass filter or feedback control. May be adopted. Thereby, it is possible to reduce the voltage fluctuation (hunting) in the vicinity of the operation lower limit voltage (V40).
  • each section is expressed as S100, for example.
  • each section can be divided into a plurality of subsections, while a plurality of sections can be combined into one section.
  • each section configured in this manner can be referred to as a device, module, or means.

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Abstract

　スイッチング素子群（６３）を駆動しモータ（６４）を回転させて、コンデンサ（５０、６２）にコンデンサ電圧を充電する車載用電動機制御装置は、前記コンデンサ電圧が印加される高電圧部と、外部装置（７０）から外部電圧が印加される低電圧部とを有し、前記コンデンサ電圧から生成された電源電圧または前記外部電圧から生成された電源電圧に基づいて動作する制御手段（６５）を備えている。前記制御手段（６５）は、車両の衝突により前記モータ（６４）の回転数が低下すると共に前記コンデンサ電圧が低下した場合、前記スイッチング素子群（６３）を駆動することにより、当該制御手段（６５）が動作可能な電源電圧を維持する。

Description

車載用電動機制御装置 関連出願の相互参照
　本開示は、２０１３年６月１３日に出願された日本出願番号２０１３－１２４３３９号と、２０１４年４月７日に出願された日本出願番号２０１４－７８３６３号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、車両の衝突後、車両の安全性を確保するように構成された車載用電動機制御装置に関するものである。
　従来より、車両の衝突時に電動機を脱調させることで車両の安全性を確保するように構成された制御装置が、例えば特許文献１で提案されている。具体的には、制御装置は、車両の衝突が検出された場合、主電源からインバータへの直流電力の供給を遮断しつつ、周波数指令値を交流モータにおいて脱調が発生する周波数に設定する。そして、制御装置は、インバータの入力側に接続されたコンデンサの電力が交流モータで消費されるようにインバータを制御する。これにより、電動機を成り行きで停止させていた。
　しかしながら、上記従来の技術では、車両の衝突時に、電動機の停止前のモータの駆動状態や回転数等によってモータの惰性回転が長時間継続してしまうことや、モータの逆回転が発生してコンデンサ側へ電力の回生が発生してしまうこと等の問題がある。このため、車両の衝突時に、モータの回転によって充電されるコンデンサ電圧を早く所定電圧まで下げられない可能性がある。したがって、早く車両の安全性を確保したいという要望を満たすことができない可能性がある。
特開２０１０－１８３６７６号公報
　本開示は、車両の衝突後において、モータの制御のロバスト性を高め、早く車両の安全性を確保することができる車載用電動機制御装置を提供することを目的とする。
　本開示の第一の態様において、スイッチング素子群を駆動することによってモータを回転させることにより、コンデンサにコンデンサ電圧を充電する車載用電動機制御装置であって、コンデンサは、前記スイッチング素子群の入力側に接続されており、前記コンデンサ電圧が印加される高電圧部と、外部装置から前記コンデンサ電圧よりも低い外部電圧が印加される低電圧部と、を有し、前記高電圧部に印加された前記コンデンサ電圧から生成された電源電圧及び前記低電圧部に印加された前記外部電圧から生成された電源電圧のいずれかに基づいて動作する制御手段を備えている。前記制御手段は、車両の衝突が発生したことにより前記モータの回転数が低下すると共に前記コンデンサ電圧が低下した場合、前記スイッチング素子群を駆動することにより、当該制御手段が動作可能な電源電圧を維持する。
　上記の車載用電動機制御装置において、車両の衝突時に制御手段が動作可能な電源電圧を維持するように動作するので、車両の衝突後も制御手段によるスイッチング素子群の制御を継続して行うことができる。したがって、車両の衝突後において、モータの制御のロバスト性を高めることができ、ひいては早く車両の安全性を確保することができる。
　本開示の第二の態様において、スイッチング素子群を駆動することによってモータを回転させることにより、前記スイッチング素子群の入力側に接続されたコンデンサにコンデンサ電圧を充電する車載用電動機制御装置は、前記コンデンサ電圧が印加される高電圧部と、外部装置から前記コンデンサ電圧よりも低い外部電圧が印加される低電圧部と、を有し、前記低電圧部に印加された前記外部電圧から生成された電源電圧に基づいて動作する制御手段を備えている。前記制御手段は、車両の衝突が発生したことにより前記モータの回転数が低下すると共に前記コンデンサ電圧が低下した場合、前記スイッチング素子群と前記モータとの間で電流を還流させることにより前記コンデンサ電圧を低下させるように前記スイッチング素子群を駆動する。
　上記の車載用電動機制御装置において、車両の衝突が起こったとしても制御手段は外部装置から供給された外部電圧によって動作するので、車両の衝突後も制御手段によってコンデンサを放電し続けることができる。したがって、モータの制御のロバスト性を高めることができ、ひいては早く車両の安全性を確保することができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図1は、本開示の第１実施形態に係るシステム全体の回路図であり、 図２は、図１に示されたＣＰＵ・制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートであり、 図３は、スイッチング素子群を還流モードで制御したときの電流経路を示した回路図であり、 図４は、スイッチング素子群を回生モードで制御したときの電流経路を示した回路図であり、 図５は、モータの回転が停止している場合のＣＰＵ・制御回路の動作を説明するためのタイミングチャートであり、 図６は、第４実施形態におけるＣＰＵ・制御回路の動作の内容を示したフローチャートであり、 図７は、第４実施形態において、モータの誘起電圧と衝突判定電圧（Ｖ１）とを示したフローチャートであり、 図８は、弱め界磁停止制御を説明するための図であり、モータの電流と誘起電圧との関係を示した図であり、 図９は、本開示の第５実施形態に係るシステム全体の回路図であり、 図１０は、図９に示された電動機が車両に搭載される位置を示した図であり、 図１１は、車両に高電圧配線が取り回された模式図であり、 図１２は、図９に示されたシステムにおいて高電圧配線のみが切断されるケースをしめした図であり、 図１３は、図９に示されたシステムにおいて低電圧配線のみが切断されるケースを示した図であり、 図１４は、図９に示されたシステムにおいて高電圧配線と低電圧配線との両方が切断されるケースを示した図であり、 図１５は、第５実施形態におけるＣＰＵ・制御回路の動作の内容を示したフローチャートであり、 図１６は、第５実施形態において、車両衝突後の放電制御の一例を示したタイミングチャートであり、 図１７は、第５実施形態において、車両衝突後の放電制御の一例を示したタイミングチャートであり、 図１８は、第６実施形態において、ＣＰＵ・制御回路の制御内容を示したフローチャートであり、 図１９は、第７実施形態において、ＣＰＵ・制御回路の制御内容を示したフローチャートであり、 図２０は、第８実施形態において、ＣＰＵ・制御回路の制御内容を示したフローチャートであり、 図２１は、第９実施形態において、ＣＰＵ・制御回路の制御内容を示したフローチャートである。
　（第１実施形態）
　以下、本開示の第１実施形態について図を参照して説明する。本実施形態に係る車載用電動機制御装置は、車載用電動コンプレッサの電動機の制御回路に適用される。
　図１に示されるように、本実施形態に係るシステムは、高電圧バッテリ１０、システムメインリレー２０と、放電用スイッチ３０、放電用抵抗４０、平滑コンデンサ５０、電動機６０、及び上位ＥＣＵ７０（Electrical Control Unit）を含んでいる。
　高電圧バッテリ１０は、電動機６０を駆動するための直流電源である。高電圧バッテリ１０が発生させる電圧は車両毎に異なっている。本実施形態では、例えば３００Ｖ程度である。
　システムメインリレー２０は、電動機６０に高電圧を印加するときに電動機６０に突入電流が流れないようにするための機能を有している。このため、システムメインリレー２０は、高電圧バッテリ１０の正極に接続されたスイッチ２１と、高電圧バッテリ１０の負極に接続されたスイッチ２２と、を有している。
　また、システムメインリレー２０はスイッチ２３及び抵抗２４を有している。これらスイッチ２３及び抵抗２４の直列接続がスイッチ２２に並列に接続されている。例えば上位ＥＣＵ７０によってシステムの異常状態が検知された場合に各スイッチ２１～２３は上位ＥＣＵ７０によって遮断される。
　放電用スイッチ３０及び放電用抵抗４０は、電動機６０や平滑コンデンサ５０に蓄積された余分な電力を放電させる役割を果たすものである。すなわち、放電用スイッチ３０がオンされると、放電用抵抗４０に電流が流れることで余分な電力を熱に変換して消費させる。放電用スイッチ３０は、上位ＥＣＵ７０によって制御される。
　平滑コンデンサ５０は、高電圧バッテリ１０から印加される電圧のうち高電圧範囲で電気を充電し、高電圧バッテリ１０から印加される電圧のうち低電圧範囲で電気を放電するコンデンサである。これにより、平滑コンデンサ５０は電動機６０に印加する電圧を平滑にする役割を果たす。平滑コンデンサ５０は放電用スイッチ３０及び放電用抵抗４０の直列接続に対して並列に接続されている。また、平滑コンデンサ５０は車両駆動用インバータに設けられている。
　電動機６０は、車両に搭載された図示しない圧縮機構を駆動するための駆動手段である。圧縮機構は、例えば冷凍サイクル等に適用される。この電動機６０は、コイル６１、入力コンデンサ６２、スイッチング素子群６３、モータ６４、及びＣＰＵ・制御回路６５を備えている。
　コイル６１はシステムメインリレー２０のスイッチ２１とスイッチング素子群６３のハイ側とを接続している。入力コンデンサ６２は、高電圧バッテリ１０に並列に接続されている。コイル６１及び入力コンデンサ６２は、高電圧バッテリ１０から電動機６０に入力されるサージ電圧を吸収することによりスイッチング素子群６３を保護する役割を果たす。
　スイッチング素子群６３は、高電圧バッテリ１０の直流電圧を交流電圧に変換するように構成され、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相の交流の電圧及び電流を発生させて高電圧のモータ６４を駆動する回路部である。スイッチング素子群６３は、いわゆるインバータである。スイッチング素子群６３は、Ｕ相アーム６３ａと、Ｖ相アーム６３ｂと、Ｗ相アーム６３ｃと、を備えている。これら各アーム６３ａ～６３ｃは、電源ラインとグランドラインとの間に並列に接続されている。
　各アーム６３ａ～６３ｃは直列に接続された２つのスイッチング素子６３ｄで構成され、各スイッチング素子６３ｄのコレクタ－エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオード素子６３ｅがそれぞれ接続されている。また、各アーム６３ａ～６３ｃの中間点は、モータ６４の各相コイルの各相端に接続されている。なお、各スイッチング素子６３ｄは例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）であり、各ダイオード素子６３ｅはＦＷＤ（Free Wheeling Diode）である。
　モータ６４は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成された高電圧用のものである。モータ６４のＵ相コイルの他端がスイッチング素子群６３のＵ相アーム６３ａの各スイッチング素子６３ｄの中間点に接続されている。Ｖ相コイル及びＷ相コイルについても同様である。これにより、モータ６４はスイッチング素子群６３から供給される３相電力に基づいて動作する。モータ６４は、図示しない連結機構を介して圧縮機構に連結されている。圧縮機構は、モータ６４によって駆動されることにより例えば冷媒を圧縮する。
　ＣＰＵ・制御回路６５は、上位ＥＣＵ７０からの指令や要求に応じてスイッチング素子群６３の各スイッチング素子６３ｄを動作させる回路部である。ＣＰＵ・制御回路６５は、図示しない高電圧部及び低電圧部を有している。
　高電圧部は、図示しない電圧センサによってインバータへの入力電圧をモニタし、モータ６４が所定のトルクを出力するようにスイッチング素子群６３を駆動する回路部である。このため、高電圧部は、モータ６４を駆動するために必要な電動機６０の入力電圧や電流の検出、スイッチング信号の出力、及び各種制御演算等を実行する。また、本実施形態では、高電圧部はインバータの入力電圧を降圧して低電圧系駆動電源を生成する。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５は電源電圧を確保することができ、動作可能となる。
　低電圧部は、高電圧部とは動作電圧が異なるＣＰＵ、メモリ、処理回路、発振器等の低電圧部品を動作させる回路部である。例えば、この低電圧部が上位ＥＣＵ７０との間で通信を行う。
　さらに、ＣＰＵ・制御回路６５は、車両の衝突が発生した場合、平滑コンデンサ５０や入力コンデンサ６２に充電された充電電圧を所定時間内に所定電圧まで下げる放電機能を有している。放電機能は、ＣＰＵ・制御回路６５の電源電圧を確保するため、インバータの入力電圧が所定電圧未満であり、かつ、ＣＰＵ・制御回路６５の動作が可能な動作下限電圧以上となるように、ＣＰＵ・制御回路６５がスイッチング素子群６３を制御する機能である。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５は車両の衝突後も電動機６０の制御が可能になっている。「所定電圧」は、例えば車両の安全を確保するための上限電圧に設定される。
　上位ＥＣＵ７０は、車両に搭載されたエンジンＥＣＵやエアコンＥＣＵ等のＥＣＵである。上位ＥＣＵ７０は通信線を介して電動機６０のＣＰＵ・制御回路６５に接続されている。そして、上位ＥＣＵ７０はＣＰＵ・制御回路６５との間でエンジン制御やエアコン制御に必要な情報のやりとりを行う。以上が、本実施形態に係る電動機６０を含んだシステムの全体構成である。
　次に、ＣＰＵ・制御回路６５の具体的な制御について、図２～図５を参照して説明する。まず、電動機６０のモータ６４はＣＰＵ・制御回路６５のスイッチング素子群６３の制御によって所定の回転数で動作する。この場合、例えばモータ６４の回転数が８６００ｒｐｍ、モータ６４の誘起電圧が２８８Ｖ、低電圧系駆動電源がＯＮ、平滑コンデンサ電圧（入力コンデンサ電圧）の電圧が２８８Ｖとなっている。図２において、「インバータ動作」は、電動機６０におけるスイッチング素子群６３の動作状態を表している。
　なお、「誘起電圧」は、電動機６０のモータ６４の誘起電圧を表している。電動機６０に使用されるモータ６４は、回転すると磁界を発生し、その磁界によってモータ６４のコイルに逆起電力が発生し、その逆起電力が誘起電圧としてモータのＵＶＷ端子間に発生する。また、「低電圧系駆動電源」は、ＣＰＵ・制御回路６５に電源が供給される状態を「ＯＮ」、供給されない状態を「ＯＦＦ」としている。本実施形態では、４２Ｖを下回るとＣＰＵ・制御回路６５がＯＦＦする。さらに、「平滑コンデンサ電圧（入力コンデンサ電圧）」は、インバータへの入力電圧である入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０のコンデンサ電圧である。「低電圧系駆動電源」は、このコンデンサ電圧から降圧して生成している。
　ここで、通常、車両の全てのコンデンサが満充電され、放電制御開始後に新たに充電されることがない前提で、所定時間内に放電が完了するように、放電用抵抗４０の抵抗値及び許容電力が設定されている。
　そして、図２の時点Ｔ１０で車両の衝突が発生したとする。この後、「放電制御」が実施される。放電制御は、システムメインリレー２０がＯＦＦされてから、放電用抵抗４０で入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０に蓄えられた電力を熱に変換して消費する制御である。車両では、「衝突発生」から少し遅れた時点Ｔ１１から、ＣＰＵ・制御回路６５の放電制御が開始される。なお、時点１０から時点Ｔ１１までの時間は車両毎に異なる。
　時点Ｔ１１から平滑コンデンサ電圧が低下し始め、時点Ｔ１２で平滑コンデンサ電圧がモータ制御可能な下限電圧（例えば１００Ｖ）に達する。時点Ｔ１２までは、ＣＰＵ・制御回路６５にモータ制御可能な下限電圧が印加されているので、平滑コンデンサの電圧が低下したとしても１００Ｖを下回る直前まではＣＰＵ・制御回路６５は通常動作を継続する。
　時点Ｔ１２を過ぎると、平滑コンデンサ電圧がモータ制御可能な下限電圧を下回る。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５はモータ６４の制御が難しくなる。したがって、ＣＰＵ・制御回路６５は、所定時間内に平滑コンデンサ電圧を所定電圧である６０Ｖ以下にするため、図３に示された還流モード（Ａ）でスイッチング素子群６３を制御する。還流モード（Ａ）は、スイッチング素子群６３とモータ６４との間で電流を還流させることにより平滑コンデンサ電圧を低下させるモードである。
　具体的には、ＣＰＵ・制御回路６５は、各アーム６３ａ～６３ｃの上アームの各スイッチング素子６３ｄをＯＦＦし、各アーム６３ａ～６３ｃの下アームの各スイッチング素子６３ｄをＯＮする。これにより、スイッチング素子群６３とモータ６４との間で電流が流れるので、入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０に電流が流れ込まない。このため、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０は充電されずに放電を行う。したがって、平滑コンデンサ電圧は継続して低下し、所定時間内に所定電圧である６０Ｖを下回る。ＣＰＵ・制御回路６５は４２Ｖ以上で動作するので、時点Ｔ１２を経過しても低電圧系駆動電源はＯＮの状態を継続する。
　なお、時点Ｔ１１から時点Ｔ１２までの通常動作では電動機６０の回転数及びモータ６４の誘起電圧は成り行きで低下する。一方、時点Ｔ１２後の還流モードでは電動機６０の回転数及びモータ６４の誘起電圧はＣＰＵ・制御回路６５によって制御されるので、時点Ｔ１２後は電動機６０の回転数及びモータ６４の誘起電圧は所定のレートで低下する。
　そして、時点Ｔ１３では、平滑コンデンサ電圧は動作下限電圧に達する。平滑コンデンサ電圧が動作下限電圧を下回ると、ＣＰＵ・制御回路６５が電源電圧を維持できずに動作不能になる。ＣＰＵ・制御回路６５は、平滑コンデンサ電圧を動作下限電圧である４２Ｖ以上に維持するため、図４に示された回生モード（Ｂ）でスイッチング素子群６３を制御する。回生モード（Ｂ）は、モータ６４からスイッチング素子群６３を介して入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０に電流を流して充電させることによりコンデンサ電圧を上昇させるモードである。
　具体的には、ＣＰＵ・制御回路６５は、各アーム６３ａ～６３ｃのうちＵ相の上アームのスイッチング素子６３ｄをＯＮし、下アームのスイッチング素子６３ｄをＯＦＦする。また、ＣＰＵ・制御回路６５は、各アーム６３ａ～６３ｃのうちＶ相及びＷ相の上アームのスイッチング素子６３ｄをＯＦＦし、下アームのスイッチング素子６３ｄをＯＮする。このように、本実施形態では、ＣＰＵ・制御回路６５は、還流モード（Ａ）と回生モード（Ｂ）との切り替えを、Ｕ相アーム６３ａを構成する各スイッチング素子６３ｄのＯＮ／ＯＦＦの切り替えで行う。
　回生モード（Ｂ）への切り替えにより、モータ６４の逆起電力で入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０が充電される。したがって、図２に示されるように、時点Ｔ１３後の平滑コンデンサ電圧は所定のレートで上昇する。回生モード（Ｂ）における平滑コンデンサ電圧の上昇レートが還流モード（Ａ）における平滑コンデンサ電圧の下降レートよりも大きいのは、ＣＰＵ・制御回路６５が還流モード（Ａ）で平滑コンデンサ電圧を使って動作しているからである。
　時点Ｔ１４では、平滑コンデンサ電圧が所定電圧に達する。このため、ＣＰＵ・制御回路６５は、スイッチング素子群６３を還流モード（Ａ）で制御する。この後、時点Ｔ１５では平滑コンデンサ電圧が動作下限電圧に達するので、ＣＰＵ・制御回路６５はスイッチング素子群６３を回生モード（Ｂ）で制御する。なお、時点Ｔ１６では時点Ｔ１４と同じ動作が行われ、時点Ｔ１７では時点Ｔ１５と同じ動作が行われる。
　そして、時点Ｔ１８では、衝突後から所定時間が経過する。所定時間は、車両の安全を確保できる時間であり、例えば数秒である。この時点Ｔ１８では既に平滑コンデンサ電圧は所定電圧以下になっている。上述のように、スイッチング素子群６３の制御が始まった時点Ｔ１１から時点Ｔ１８までが放電制御実施区間に該当する。所定時間経過後は「放電制御」が終了しているので、放電用抵抗４０の過熱や焼損は発生しない。
　放電制御実施区間が経過した後の時点Ｔ１９から時点Ｔ２０まで、ＣＰＵ・制御回路６５は平滑コンデンサ電圧が動作下限電圧以上であって所定電圧未満となるように、すなわち４２Ｖ以上６０Ｖ未満を維持するようにスイッチング素子群６３を制御して還流モード（Ａ）と回生モード（Ｂ）とを交互に切り替える。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５は当該ＣＰＵ・制御回路６５が動作可能な電源電圧を維持する。また、モータ６４の回転数及びモータ６４の誘起電圧が低下していく。
　時点Ｔ２０後、ＣＰＵ・制御回路６５は回生モード（Ｂ）に切り替える。しかしながら、時点Ｔ２１でモータ６４の誘起電圧が６０Ｖを下回る。ＣＰＵ・制御回路６５が回生モード（Ｂ）を継続しても、電動機６０の回転数の低下によりモータ６４の誘起電圧が６０Ｖを下回ると、入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０の充電を続けても平滑コンデンサ電圧の低下が継続する。このため、時点Ｔ２１後は入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０を６０Ｖ以上に充電することはできないので、平滑コンデンサ電圧は所定電圧である６０Ｖ未満となる。したがって、平滑コンデンサ電圧は所定電圧まで上昇せずにモータ６４の誘起電圧の低下と共に低下していく。
　続いて、時点Ｔ２２では、電動機６０の回転数が所定の回転数に達し、モータ６４の誘起電圧が４２Ｖを下回る。すなわち、平滑コンデンサ電圧が動作下限電圧未満となる。このため、ＣＰＵ・制御回路６５は電源電圧を確保できずに動作不能となり、低電圧系駆動電源がＯＦＦする。この時点Ｔ２２後は電動機６０も停止する。こうして、ＣＰＵ・制御回路６５の制御は終了する。
　次に、もともと電動機６０が動作していない場合、すなわちモータ６４の回転が停止していた場合について説明する。図５に示されるように、車両の衝突前では、システムメインリレー２０はＯＮしているので、ＣＰＵ・制御回路６５は高電圧バッテリ１０の電圧を降圧することにより動作する。したがって、低電圧系駆動電源はＯＮになっている。また、モータ６４は回転していないので、電動機６０の回転数は０ｒｐｍであり、モータ６４の誘起電圧は０Ｖである。もちろん、スイッチング素子群６３の制御も停止している（図５の「ＳＷ停止中」）。
　そして、時点Ｔ２３で車両の衝突が発生したとする。ＣＰＵ・制御回路６５は、時点Ｔ２４から放電制御実施区間が開始し、放電制御がスタートする。すなわち、システムメインリレー２０がＯＦＦされ、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０への電源供給が停止する。このため、平滑コンデンサ電圧は所定のレートで低下し、所定電圧である６０Ｖ未満となる。
　時点Ｔ２５では、平滑コンデンサ電圧が動作下限電圧未満となる。したがって、低電圧系駆動電源がＯＦＦし、ＣＰＵ・制御回路６５は動作不能となる。もちろん、インバータも停止する。また、時点Ｔ２６では、放電制御実施区間が終了し、所定時間が経過する。この時点で平滑コンデンサ電圧は０Ｖとなる。
　上記の場合は入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０の充電電圧を放電用抵抗４０で放電するため、モータ６４の回転が停止している場合は所定時間内に平滑コンデンサ電圧が所定電圧未満となるような仕様の放電用抵抗４０が採用される。
　以上説明したように、本実施形態では、車両の衝突後、ＣＰＵ・制御回路６５は還流モード（Ａ）と回生モード（Ｂ）とを交互に切り替ることが特徴となっている。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５は動作可能な電源電圧を維持することができる。したがって、ＣＰＵ・制御回路６５は車両の衝突後もスイッチング素子群６３を駆動することができるので、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０の放電に要する時間や平滑コンデンサ電圧のロバスト性を保つことができる。
　また、放電制御開始後にモータ６４からの回生によって入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０が充電されるが、還流モード（Ａ）への切り替えにより平滑コンデンサ電圧を低下させることができる。このため、例えば北米の車両の衝突時の高電圧の法規に「ＦＭＶＳＳ３０５」というものがあり、「衝突から５秒以内に６０Ｖ以下」にするという条件を満足することができる。
　すなわち、回生モード（Ｂ）を維持すると、平滑コンデンサ電圧が上がりすぎて法規等に抵触するので、平滑コンデンサ電圧が所定電圧（ＦＭＶＳＳ法規に従うと６０Ｖ）に達したら回生モード（Ｂ）から還流モード（Ａ）に切り替える。こうして、平滑コンデンサ電圧が必要以上に上がらないように制御する。以後、還流モード（Ａ）と回生モード（Ｂ）とを繰り返し、６０Ｖ未満で低電圧系駆動電源がＯＦＦしない平滑コンデンサ電圧を維持することにより、モータ６４からの回生による電圧上昇を防止し、ロバスト性の高い安全な電動機６０の制御を行うことができる。この制御は、車両の衝突によってシステムメインリレー２０と電動機６０との間のワイヤハーネスが切断されたとしても、ＣＰＵ・制御回路６５が単独で行うことができる。
　なお、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０が「コンデンサ」に対応し、ＣＰＵ・制御回路６５が「制御手段」に対応する。また、平滑コンデンサ電圧が「コンデンサ電圧」に対応し、上位ＥＣＵ７０が「外部装置」に対応する。
　（第２実施形態）
　本実施形態では、第１実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、ＣＰＵ・制御回路６５は、上位ＥＣＵ７０との通信によって供給される１２Ｖ程度の電圧に基づいて動作する構成となっている。ＣＰＵ・制御回路６５は、低電圧部で自身が動作するための電源電圧を生成して動作する。
　このような構成において、車両の衝突が発生した場合、ＣＰＵ・制御回路６５は平滑コンデンサ電圧を所定電圧以下に維持できるように、還流モード（Ａ）を維持する。すなわち、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０の充電電圧を継続して放電させる。言い換えると、ＣＰＵ・制御回路６５は高電圧部によって自身が動作するための電源電圧を生成していないので、回生モード（Ｂ）を実施して平滑コンデンサ電圧を動作下限電圧以上に維持する必要がない。
　本実施形態では、スイッチング素子群６３の下アームに電流が集中するので、スイッチング素子群６３としてより冷却可能な構造もしくは大電流に耐えうるパワーデバイスを採用することが好ましい。
　以上により、入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０側へのモータ６４の誘起電圧による回生を防止することができる。なお、車両の衝突時にＣＰＵ・制御回路６５と上位ＥＣＵ７０との間の通信線は切断されないとする。
　（第３実施形態）
　本実施形態では、第１、第２実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、上位ＥＣＵ７０は車両の衝突の検出機能と、車両が衝突したことを示す衝突信号の送信機能を有するように構成されている。したがって、上位ＥＣＵ７０は車両の衝突を検出し、これに伴って衝突信号をＣＰＵ・制御回路６５に送信する。
　また、ＣＰＵ・制御回路６５は、車両の衝突発生時に上位ＥＣＵ７０から衝突信号を受信する。これにより、ＣＰＵ・制御回路６５は、当該ＣＰＵ・制御回路６５が動作可能な電源電圧を維持するための制御を開始する。すなわち、ＣＰＵ・制御回路６５は、より正確に還流モード（Ａ）の制御を開始することができる。
　（第４実施形態）
　本実施形態では、第１～第３実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、モータ６４の誘起電圧が所定の低下レートで低下した場合、それに応じてモータ６４の回転数を減少させ、弱め界磁領域を抜けるように制御することが特徴となっている。ここで、「弱め界磁領域の制御」とは、車両の衝突前において、モータ６４の高速回転時にモータ６４に発生する誘起電圧を低下させるように、界磁が発生させる磁界を弱める制御である。
　電動機６０が最大電力制御を行う弱め界磁領域で運転している場合、モータ６４の高回転域でインバータ制御を停止すると、惰性で回転しているモータ６４で入力電圧より高い誘起電圧が発生し、この誘起電圧が入力コンデンサ６２側へ回生する。このため、入力コンデンサ６２や平滑コンデンサ５０が充電される。
　そこで、図６に示されるように、モータ６４の仕様下限電圧（１００Ｖ）よりも高い電圧閾値（例えば１５０Ｖ）を衝突判定電圧Ｖ１として設定する。そして、所定以上の下降レートでモータ６４の誘起電圧が低下していると共にモータ６４の誘起電圧が衝突判定電圧Ｖ１を下回った場合、弱め界磁領域を脱するようにモータ６４の回転数を低下させる。これにより、「回生モード」時の入力電圧のバッテリ電圧以上の電圧上昇を防止することができる。
　なお、図６において、モータ６４の誘起電圧は仕様下限電圧（Ｖ０）と仕様上限電圧との間にある。仕様下限電圧は、モータ制御可能な下限電圧（例えば１００Ｖ）である。仕様上限電圧は、例えば高電圧バッテリ１０の電源電圧である。
　具体的に、ＣＰＵ・制御回路６５は図７に示されたフローチャートに従って制御を行う。まず、ステップ１００では、モータ６４の誘起電圧の下降レートが算出される。下降レートは、例えば図８に示されたモータ６４の誘起電圧の傾きから算出される。
　ステップ１１０では、ステップ１００で算出された下降レートが所定値以上であるか否かが判定される。モータ６４の誘起電圧の下降レートが所定値以上ではない場合、本フローチャートは終了する。すなわち、衝突後は第１実施形態と同様に還流モードと回生モードの切り替えを繰り返す制御が行われる。一方、ステップ１１０でモータ６４の誘起電圧の下降レートが所定値以上であると判定されると、ステップ１２０に進む。
　ステップ１２０では、衝突判定電圧がＶ１未満であるか否かが判定される。ステップ１２０において、モータ６４の誘起電圧が衝突判定電圧Ｖ１以上であると判定された場合、本フローチャートは終了し、第１実施形態と同様の制御が行われる。一方、ステップ１２０で衝突判定電圧がＶ１未満であると判定されると、ステップ１３０に進む。
　ステップ１３０では、弱め界磁停止制御が行われる。すなわち、図６に示されるように、モータ６４の誘起電圧が下がっていくと、電流を増やしながら出力が一定に維持されようとするが、この制御が停止される。このモータ６４の誘起電圧の低下に伴ってモータ６４の回転数が短時間に小さくなる。言い換えると、モータ６４の誘起電圧の下降レートが上がるので、本実施形態では例えば図２の時点Ｔ１１から時点Ｔ１２までの時間が短縮される。したがって、より早く還流モードと回生モードを繰り返す制御が開始され、第１実施形態よりも早くモータ６４の誘起電圧が小さくなる。
　以上のように、車両の衝突後にモータ６４の誘起電圧が所定のレートで低下した場合はＣＰＵ・制御回路６５によって弱め界磁制御を停止することができる。これにより、入力コンデンサ６２及び平滑コンデンサ５０に余分な充電が行われないようにすることができる。
　（第５実施形態）
　本実施形態では、主に上記各実施形態と異なる部分について詳しく説明する。本実施形態では、車両の衝突が発生した後、コンデンサ電圧を早く所定電圧まで低下させるために複数の放電手段を備えたことが特徴となっている。
　図９に示されるように、本実施形態に係るシステムでは、高電圧バッテリ１０、システムメインリレー２０、平滑コンデンサ５０、電気装置５１、電動機６０、ＣＰＵ・制御回路６５、上位ＥＣＵ７０、及び圧縮部８０を含んでいる。
　なお、圧縮部８０は、電動機６０を構成するモータ６４によって駆動される圧縮機構である。圧縮部８０は連結部８１を介してモータ６４に連結されている。また、図９において各構成を繋ぐ実線は電力線を示し、矢印付きの実線は信号線を示している。
　システムメインリレー２０は、スイッチ２１と、スイッチ２２、スイッチ２３、及び抵抗２４とが高電圧バッテリ１０の正極側と負極側とで入れ替わっている。このような接続においても、システムメインリレー２０は、電動機６０に高電圧を印加するときに突入電流が流れないようにする機能を持ち、異常状態が検知された場合には上位ＥＣＵ７０によって切断される機能は上記各実施形態を同じである。
　平滑コンデンサ５０は、上記各実施形態で示された平滑コンデンサ５０と同じものである。電気装置５１は、平滑コンデンサ５０の近辺を分岐点とする他の装置である。電気装置５１は、例えば、車両走行用インバータ、降圧用のＤＣ／ＤＣコンバータ、高電圧ヒータ等である。
　電動機６０は、コイル６１、入力コンデンサ６２、放電用スイッチ６６、放電用抵抗６７、スイッチング素子群６３、及びモータ６４を備えている。放電用スイッチ６６は、ＣＰＵ・制御回路６５によって制御されることで放電用抵抗６７に電流を流すことにより余分な電力を熱に変換して消費させる役割を果たす。
　ＣＰＵ・制御回路６５は、マイクロコンピュータ６５ａ（以下、マイコン６５ａという）、駆動ドライバ６５ｂ、通信回路部６５ｃ、絶縁トランス電源部６５ｄ、及び絶縁通信部６５ｅを備えている。
　マイコン６５ａは、上位ＥＣＵ７０との通信、スイッチング素子群６３への駆動信号の出力、及び各種検出信号をＡ／Ｄ変換して入力する等の機能を有している。
　駆動ドライバ６５ｂは、マイコン６５ａからの駆動信号に基づいてスイッチング素子群６３の各スイッチング素子６３ｄを動作させるためのスイッチング信号を生成するものである。
　通信回路部６５ｃは、マイコン６５ａが上位ＥＣＵ７０との間で通信を行うための回路である。通信回路部６５ｃは、シリアル通信、ＬＩＮ通信、ＣＡＮ通信等の通信方式での通信が可能になっている。
　絶縁トランス電源部６５ｄは、駆動ドライバ６５ｂやマイコン６５ａを動作させるための電源を生成するものである。具体的に、絶縁トランス電源部６５ｄは、高電圧バッテリ１０によって生成される高電圧または低電圧の電源７１によって生成される低電圧を入力して、駆動ドライバ６５ｂやマイコン６５ａを動作させるための電源を生成する。絶縁トランス電源部６５ｄとして、例えばトランス型の電圧変換器が用いられる。
　絶縁通信部６５ｅは、通信回路部６５ｃとマイコン６５ａとを電気的に絶縁して通信するための絶縁通信手段である。絶縁通信部６５ｅとして、例えばフォトカプラや半導体アイソレータが用いられる。
　ここで、マイコン６５ａ、駆動ドライバ６５ｂ、絶縁トランス電源部６５ｄの一部、及び絶縁通信部６５ｅの一部は高電圧側に配置されている。これらは高電圧制御装置６５ｆを構成している。一方、通信回路部６５ｃ、絶縁トランス電源部６５ｄの一部、及び絶縁通信部６５ｅの一部は低電圧側に配置されている。これらは低電圧制御装置６５ｇを構成している。高電圧制御装置６５ｆは第１実施形態の高電圧部に対応し、低電圧制御装置６５ｇは第１実施形態の低電圧部に対応している。
　外部ＥＣＵ７０は、１２Ｖ等の低電圧の電源７１から電源供給を受けることによって動作可能になっている。以上が、本実施形態に係るシステムの構成である。なお、図１では、矢印の経路は信号線を示しており、信号線以外は電力線を示している。
　図９に示されたシステムのうちの電動機６０は、図１０に示されるように、車両のボンネットの内側に搭載される。このように、電動機６０は車両の前方側に搭載される場合があり、電動機６０に電力を供給しているハーネスが車両衝突時に切断されるケースも考えられる。その場合、安全を確保するため、高電圧電荷を放電する必要がある。
　図１１に示されるように、車両では高電圧配線が取り回されている。図１１は車両の天井側から車両を見た平面図である。車両には上述の電動機の他に走行用のモータや発電用のモータが搭載されている。また、これらを駆動する駆動装置も搭載されている。高電圧配線は、１００Ｖ～２００Ｖに充電される充電部分、３００Ｖ～４００Ｖ程度の電池、電圧変換を行うＤＣ／ＤＣコンバータ等に接続されている。例えば、車両の右前方に衝突が起こった場合、高電圧配線が切断してしまうことが考えられる。
　具体的には、車両衝突時に、図１２に示されるように高電圧配線のみが切断されるケース、図１３に示されるように低電圧配線のみが切断されるケース、さらには図１４に示されるように高電圧配線と低電圧配線との両方が切断されるケースがある。なお、図１２～図１４では、切断箇所を「×」で示している。
　図１２に示されるケースでは、高電圧バッテリ１０や平滑コンデンサ５０から電動機６０に電力が供給されなくなるので、入力コンデンサ６２の放電は比較的速やかに実行可能である。放電効果の大きい放電制御を行うと、衝突後のコンデンサ電圧は急減少する。
　また、図１３に示されるケースでは、高電圧バッテリ１０や平滑コンデンサ５０から電動機６０に電力が供給されるので、入力コンデンサ６２の放電初期では比較的遅い放電になる。
　また、平滑コンデンサ５０の静電容量の大小によっては蓄積エネルギーが異なる。このため、平滑コンデンサ５０の静電容量が大きい場合には比較的速やかな放電制御を実行する必要があり、平滑コンデンサ５０の静電容量が小さい場合には、比較的緩やかな放電制御を実行する必要がある。
　さらに、図１４に示されるケースでは、高電圧バッテリ１０や平滑コンデンサ５０から電力が供給されなくなるので、入力コンデンサ６２の放電は比較的速やかに実行可能である。また、図１２のケースと比較し、低電圧電源からの電力供給もなくなるので、放電開始が遅くなったり、車両制御との通信ができなくなるケースがある。
　このように、車両衝突時にどの配線が切断されたかによって入力コンデンサ６２の放電の状況が異なっている。したがって、本実施形態では、車両の状態及び電動機６０の状態に応じた放電制御を行う。このため、ＣＰＵ・制御回路６５のマイコン６５ａは、図１５に示された制御内容に従って放電制御を行う。図１５に示されたフローチャートはマイコン６５ａに電源が供給されると開始し、その後は繰り返し演算が行われる。また、制御周期によりコールされて実行される。
　まず、車両に衝突が発生していない場合について説明する。ステップ２００では、放電制御中であるか否かが判定される。本ステップにおける「放電制御」は、車両に衝突が発生して既に実行されている放電制御を指す。本ステップで放電制御中ではないと判定されるとステップ２１０に進む。
　ステップ２１０では、衝突フラグが取得される。衝突フラグは、車両に衝突が発生した場合に上位ＥＣＵ７０で生成される。したがって、通信回路部６５ｃを介して上位ＥＣＵ７０から衝突フラグが取得される。
　なお、上位ＥＣＵ７０では衝撃圧センサ等からの信号に基づいて車両の衝突の有無が判定される。また、ＣＰＵ・制御回路６５は上位ＥＣＵ７０から衝突フラグを取得するのではなく、電圧の変化等に基づいて衝突状態を検出しても良い。
　ステップ２２０では、低電圧電源の電圧値が検出される。すなわち、絶縁トランス電源部６５ｄからマイコン６５ａに供給されている低電圧の値が取得される。
　ステップ２３０では、コンデンサ電圧が検出される。すなわち、入力コンデンサ６２のコンデンサ電圧が取得される。以下、入力コンデンサ６２のコンデンサ電圧をＶｉとする。ここで、車両に衝突が発生していない場合にはステップ２３０が実行される度にコンデンサ電圧Ｖｉが取得される。つまり、前回のコンデンサ電圧Ｖｉ（ｎ）と今回のコンデンサ電圧Ｖｉ（ｎ－１）とが取得される。
　続いて、ステップ２４０では、衝突フラグが立っているか、または、低電圧電源がＯＦＦであるか否かが判定される。「低電圧電源がＯＦＦ」とは、絶縁トランス電源部６５ｄからマイコン６５ａに低電圧が供給されていないことを意味している。本ステップにおいて、衝突フラグが立っておらず、マイコン６５ａへの低電圧電源がＯＦＦではないと判定されると、ステップ２５０に進む。
　このように、ステップ２１０～ステップ２４０では、車両に何らかの異常な状態があったか否かを判定するためのパラメータの取得と判定が行われる。
　例えば、通信線が断線しても低電圧電源が正常な場合がある。この場合、マイコン６５ａ内で通信エラーが発生するまでは車両異常等の異常状態を判定することができずに長い時間が必要となる。このようにマイコン６５ａで通信エラーが発生するよりも早く高電圧のハーネスが断線するようなケースでは、コンデンサ電圧Ｖｉの電圧変化から車両異常を検知する方法が速やかに放電制御を実行することができる。
　ステップ２５０では、通常運転制御が維持される。すなわち、スイッチング素子群６３に対する通常制御が継続して行われる。そして、ステップ２００に戻る。
　次に、車両に衝突が発生した場合について説明する。この場合、上位ＥＣＵ７０によって衝突フラグが立てられたり、マイコン６５ａに供給される低電圧電源がＯＦＦしたりする。
　上述のように、ステップ２００～ステップ２３０が実行される。そして、ステップ２４０では、衝突フラグが立っている、または、低電圧電源がＯＦＦであると判定される。この場合、ステップ２６０に進む。すなわち、放電制御を行うルートに移行する。
　ステップ２６０では、ΔＶｉが算出される。具体的には、制御周期をＴとすると、ΔＶｉはΔＶｉ＝｜Ｖｉ（ｎ）－Ｖｉ（ｎ－１）｜／Ｔによって算出される。つまり、ΔＶｉは、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量（減少量）の大きさを示している。したがって、ΔＶｉが大きい場合はコンデンサ電圧Ｖｉの減少速度が速い。一方、ΔＶｉが小さい場合にはコンデンサ電圧Ｖｉの減少速度は遅い。なお、制御周期Ｔは一定値である。
　ここで、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量（減少量）は、コンデンサ電圧Ｖｉの電圧変化を示しているが、本実施形態では電圧変化は電圧値に基づいて算出されている。しかしながら、コンデンサ電圧Ｖｉの電圧変化はコンデンサ電圧Ｖｉに対応する電流値等の他のパラメータによって算出されるようになっていても良い。
　続いて、ステップ２７０では、ステップ２６０で算出されたΔＶｉが所定電圧以下であるか否かが判定される。所定電圧をＶｓとすると、ΔＶｉ≦Ｖｓの条件を満たすか否かが判定される。本ステップにおいてΔＶｉ≦Ｖｓの条件を満たす場合とは、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量ΔＶｉがＶｓ以下の第１範囲に含まれる。この場合、モータ６４等の電力消費に対して電力供給が継続している状態である。一方、本ステップにおいてΔＶｉ≦Ｖｓの条件を満たさない場合、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量ΔＶｉが第１範囲よりも大きなＶｓ以上の第２範囲に含まれる。この場合、モータ６４等の電力消費に対して電力供給が継続していない状態である。本ステップでは、ΔＶｉが所定電圧Ｖｓよりも小さい場合、ステップ２８０に進む。一方、ΔＶｉが所定電圧Ｖｓよりも大きい場合、ステップ２９０に進む。
　ステップ２８０では、第１放電制御が選択される。第１放電制御は、放電用スイッチ６６をＯＮすることで放電用抵抗６７に電流を流す制御である。放電用抵抗６７の抵抗値次第で比較的早い放電や比較的遅い放電のどちらも実行することができる。第１放電制御が実行される際、電動機６０のスイッチング素子群６３のスイッチング状態は、図３に示された還流モードとなるように制御されていることが好ましい。これにより放電が効果的に行われる。
　ステップ２９０では、第２放電制御が選択される。第２放電制御は、電動機６０のスイッチング素子群６３を動作させてスイッチング損失により損失を発生させる制御である。ここで、第２放電制御では、スイッチング素子群６３をスイッチングする周波数を変更することにより、スイッチング損失を増減することが可能である。比較的高いキャリア周波数でスイッチング素子群６３をスイッチングする場合は損失が大きくなって放電が比較的早くなる。一方、比較的低いキャリア周波数でスイッチング素子群６３をスイッチングする場合は損失が小さくなり放電が比較的遅くなる。このことを利用して、第２放電制御を第１放電制御よりも遅い放電にすることができる。
　上記のように、第１放電制御は放電用抵抗６７に電流を流す制御であり、第２放電制御はスイッチング素子群６３を動作させる制御であるが、各放電制御の内容は一例である。したがって、放電用抵抗６７の抵抗値をすること、または、スイッチング素子６３ｄをスイッチングする周波数を変更することによりスイッチング損失を発生させる制御を第１放電制御とすることが可能である。また、放電用抵抗６７に電流を流す制御を第２放電制御とすることも可能である。このように、各放電制御の内容は一例であり、それぞれ適宜設定すれば良い。
　このように、本実施形態では、第１放電制御及び第２放電制御の少なくとも２つの放電手段によって入力コンデンサ６２の放電が行われる。すなわち、複数の放電手段が設けられているので、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量が所定電圧Ｖｓ以下の場合すなわち入力コンデンサ６２の放電が遅い場合には比較的速い第１放電制御による放電を行うことができる。これにより、コンデンサ電圧Ｖｉを速く低下させることができる。一方、コンデンサ電圧Ｖｉの変化量が所定電圧Ｖｓ以上の場合すなわち入力コンデンサ６２の放電が速い場合には第１放電制御よりも遅い第２放電制御による放電を行うことができる。これにより、コンデンサ電圧Ｖｉの急激な減少によってコンデンサ電圧Ｖｉがマイコン６５ａ等の動作下限電圧を下回ってしまうことを回避することができる。
　この後、ステップ３００では、コンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧（Ｖ４０）以下であるか否かが判定される。本ステップでコンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧（Ｖ４０）以下ではないと判定されるとステップ３１０に進み、ステップ２８０またはステップ２９０で選択された放電制御が実行される。一方、コンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧（Ｖ４０）以下であると判定されるとステップ３２０に進み、放電制御が停止される。
　ステップ３２０またはステップ３１０が実行された後、すなわち第１放電制御または第２放電制御による入力コンデンサ６２の放電後、ステップ３３０では、コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御が実行される。コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御は、放電制御の有無に関わらず、マイコン６５ａや駆動ドライバ６５ｂ等が動作不能に陥らないようにマイコン６５ａや駆動ドライバ６５ｂ等の動作可能な電源電圧を維持する制御である。つまり、コンデンサ電圧Ｖｉをマイコン６５ａ等が動作可能な電源電圧として維持するために入力コンデンサ６２の放電実行と放電停止とを繰り返す制御である。例えば、コンデンサ電圧Ｖｉの値の大小によって、回生モードと還流モードとのスイッチング動作を変更して、例えば３０Ｖのように適切な電圧を維持する制御である。
　なお、成り行きでも、電動機６０の回転が止まり電動機６０の回生がなくなるとコンデンサ電圧Ｖｉの維持はできなくなり、コンデンサ電圧Ｖｉは下降して電動機６０は停止する。これに対し、所定時間経過後にコンデンサ電圧Ｖｉの維持制御を停止しても良い。
　ステップ３３０の後、ステップ２００に戻る。ステップ２００では、放電制御中であるか否かが判定される。ステップ３２０において放電制御が停止されている場合はステップ２１０に進む。一方、ステップ３１０において放電制御が実行されている場合はステップ３４０に進む。
　ステップ３４０では、ステップ２３０と同様に、コンデンサ電圧Ｖｉが検出される。これにより、放電制御中に最新のコンデンサ電圧Ｖｉが得られる。この後、ステップ３００に進み、最新のコンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧（Ｖ４０）以下であるか否かが判定される。以上のように、コンデンサ電圧Ｖｉの放電制御が行われる。
　次に、上記のように放電制御が行われたときのコンデンサ電圧Ｖｉの変化の例について説明する。図１６に示されるように、時点Ｔ２７で車両に衝突が発生したとする。この後、例えば第１放電制御が選択され、第１放電制御による放電が開始される。これにより、コンデンサ電圧Ｖｉが急激に低下する。
　そして、第１放電制御によってΔＶｉの値が大きくなるので、時点Ｔ２８で第１放電制御から比較的放電が遅い第２放電制御に変更される。これにより、コンデンサ電圧Ｖｉの急激な低下に伴ってコンデンサ電圧Ｖｉがマイコン６５ａ等の動作下限電圧を下回ってマイコン６５ａ等が動作不能になることを防止することができる。
　この後、時点Ｔ２９では、コンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧に達するので、コンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧を下回らないようにコンデンサ電圧Ｖｉの維持制御が始まる。図１６に示された例では、コンデンサ電圧Ｖｉは４０Ｖから２５Ｖまでの間に維持される。
　また、第１放電制御が始まった時点Ｔ２７からモータ誘起電圧は低下し続け、コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御中の時点Ｔ３０で例えば６０Ｖを下回る。
　なお、回生モードにおけるコンデンサ電圧Ｖｉの立ち上がり、及び、還流モードにおけるコンデンサ電圧Ｖｉの立ち下がりの傾きは、インバータ装置であるスイッチング素子群６３や電動機６０によって異なるため、一意には決まらない。コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御は成り行きでも停止するが、例えば、モータ誘起電圧またはモータ誘起電圧に関連する状態量を利用して回生モードが機能しない条件になったらコンデンサ電圧Ｖｉの維持制御を停止しても良い。
　一方、図１６に示された放電速度よりも遅い放電のケースもある。図１７に示されるように、時点Ｔ３１で車両に衝突が発生した後、第１放電制御による放電が開始される。そして、時点Ｔ３２で第１放電制御から第２放電制御に変更される。図１７では、第１放電制御と第２放電制御とでコンデンサ電圧Ｖｉの傾きの差が小さいケースが示されている。
　このようなケースでは、第２放電制御では、インバータ装置であるスイッチング素子群６３のスイッチング動作により放電を実行する場合がある。この場合は回生モードとなるスイッチング状態にもならざるを得ないため、時点Ｔ３３以降は放電と回生を繰り返しながらコンデンサ電圧Ｖｉが低下する。そして、時点Ｔ３４でモータ誘起電圧が６０Ｖを下回る。
　また、回生時間を長くせざるを得ない場合、所定電圧（例えば４０Ｖ）になるまで放電を継続することになる。但し、放電と回生を繰り返す中でインバータ装置の動作を可能とすることができるコンデンサ電圧Ｖｉを維持しているため、コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御を実行していることと同義である。
　以上説明したように、車両に衝突が発生した後に放電制御の方法を変更してコンデンサ電圧Ｖｉを低下させることができる。そして、コンデンサ電圧Ｖｉを放電しきらないように放電制御が行われるので、電動機６０の制御状態を継続することができる。また、放電後のコンデンサ電圧Ｖｉを安定的に例えば４０Ｖ以下に制御することが可能となる。
　さらに、本実施形態では、コンデンサ電圧Ｖｉの放電制御のための新たな部品が不要である。したがって、図９に示されたシステムの構成要素のみで放電制御を実現することができる。
　ここで、車両衝突時に配線の断線が全く起こらなかった場合、放電制御により入力コンデンサ６２の高電圧電荷を、電動機６０の出力を利用して放電が可能である。これにより、速やかな放電を実現することもできる。また、電気装置５１内にもコンデンサが存在すれば同様の使い方が可能である。
　なお、ステップ２１０、２４０に係る処理、ステップ２２０、２４０に係る処理、ステップ２３０、２６０に係る処理が「衝突検知手段」に対応する。また、ステップ２１０～２４０に係る処理が「車両異常状態判定手段」に対応する。
　（第６実施形態）
　本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、電動機６０の回転数に基づいて放電制御が行われる。以下、図１８に示されたフローチャートについて説明する。
　本実施形態では、ステップ２４０で衝突フラグが立っている、または、低電圧電源がＯＦＦであると判定されると、ステップ２４１に進む。
　ステップ２４１では、電動機６０の回転数が所定回転数以下であるか否かが判定される。具体的には、電動機６０の回転数をＮｒｐｍとし、所定回転数をＮｓとすると、Ｎｒｐｍ≦Ｎｓの条件を満たすか否かが判定される。そして、Ｎｒｐｍ≦Ｎｓの条件を満たす場合、すなわち電動機６０の回転数が低いと判定された場合はステップ２４２に進む。
　ステップ２４２では、動作下限電圧（Ｖ４０）が０Ｖに設定される。これは、電動機６０が所定出力以下で動作している場合、電動機６０の動作による回生によってコンデンサ電圧Ｖｉが再度上昇しないので、コンデンサ電圧Ｖｉが安全な値になるまで入力コンデンサ６２を放電させるためである。本実施形態では、「所定出力以下」とは電動機６０の回転数が所定回転数以下の場合に該当するが、他のパラメータが用いられても良い。
　ステップ２４１においてＮｒｐｍ≦Ｎｓの条件を満たさないと判定された場合、またはステップ２４２において動作下限電圧（Ｖ４０）が０Ｖに設定された場合、ステップ２６０に進む。そして、ステップ２６０ではΔＶｉが算出される。
　この後、ステップ３００では、コンデンサ電圧Ｖｉが動作下限電圧（Ｖ４０）以下であるか否かが判定される。ここで、動作下限電圧（Ｖ４０）は通常４０Ｖに設定されているが、ステップ２４２を経た場合には動作下限電圧（Ｖ４０）は０Ｖに設定されている。
　動作下限電圧（Ｖ４０）が０Ｖに設定されている場合、第１放電制御または第２放電制御による入力コンデンサ６２の放電後のコンデンサ電圧が０Ｖになるように入力コンデンサ６２の放電が実行される。
　このように、車両衝突時に電動機６０が所定回転数以下で動作している場合は、動作下限電圧（Ｖ４０）が０Ｖに設定されているので、コンデンサ電圧Ｖｉの上昇の要因がない状況では入力コンデンサ６２の高電圧電荷を全て放電させることができる。これにより、安全性を早く確保することができる。
　（第７実施形態）
　本実施形態では、第６実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、電動機６０の回転数に基づいて新たな第３放電制御が行われる場合がある。以下、図１９に示されたフローチャートについて説明する。
　まず、ステップ２４１においてＮｒｐｍ≦Ｎｓの条件を満たすと判定された場合はステップ２４３に進む。ステップ２４３では、第３放電制御が選択される。第３放電制御は、コンデンサ電圧Ｖｉの値に因らず、比較的早い放電が可能な第１放電制御と同じ内容の放電制御である。ステップ２４１で電動機６０の回転数が低いと判定されたために電動機６０の回生によるコンデンサ電圧Ｖｉの上昇がないので、放電制御の方式を選択することなく第３放電制御による放電が実行されるようにする。なお、本ステップで選択される放電方法はどの方式が採用されても良い。
　他の放電方法としては、スイッチング素子群６３を動作させる一方、電動機６０にトルクを発生させずに放電する方法がある。これによると、スイッチング素子群６３を動作させるので、スイッチング損失や僅かに流れるモータ電流等による放電効果が得られる。
　また、絶縁トランス電源部６５ｄ、駆動ドライバ６５ｂ、マイコン６５ａの消費電力を増やすモードに設定して放電効果を得る方法もある。この方法では、消費電力は少ないので、小さな放電効果を得たい場合に適している。
　さらに、電気装置５１にヒータ等が備えられた構成の場合、電気装置５１を動作させることにより電力を消費する方法がある。放電効果はヒータの出力に依存するが、中～大くらいの放電効果が得られる。
　これらの放電方法は、第３放電制御に限られず、上述の第１放電制御や第２放電制御として採用しても良い。
　そして、ステップ２４４では、ステップ２４３で選択された第３放電制御が実行される。この後、ステップ２００に戻る。ステップ２００では放電制御中であると判定され、ステップ２０１に進む。
　ステップ２０１では、第３放電制御が実行されているか否かが判定される。本ステップにおいて第３放電制御が実行されていると判定されるとステップ２４４に進み、第３放電制御が維持される。一方、本ステップにおいて第３放電制御が実行されていないと判定されるとステップ２０２に進む。ステップ２０２では、ステップ３４０と同じ処理が実行される。すなわち、最新のコンデンサ電圧Ｖｉが取得され、ステップ３００に進む。ステップ３００以降は上述のように処理が行われる。
　以上説明したように、車両衝突時に電動機６０が所定回転数以下で動作している場合、入力コンデンサ６２のコンデンサ電圧Ｖｉの差分ΔＶｉの変化に応じて放電制御が選択されるのではなく、第３放電制御による放電が選択されるようにすることができる。なお、第６実施形態と同じく回生電力によるコンデンサ電圧Ｖｉの上昇がない場合、差分ΔＶｉの変化によらず最も早く放電可能な放電制御が選択されるようにすることも可能である。
　（第８実施形態）
　本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図２０に示されるように、ステップ３４０で最新のコンデンサ電圧Ｖｉが取得された後はステップ２６０に進む。これにより、ステップ２６０では、常に最新のΔＶｉが算出される。
　これにより、コンデンサ電圧Ｖｉの差分ΔＶｉの変化に合わせて放電制御を切り替えることができる。このため、コンデンサ電圧Ｖｉの充放電制御をより適切に実行することができ、ひいては安定的な高電圧電荷の放電が可能となる。
　（第９実施形態）
　本実施形態では、第５実施形態と異なる部分について説明する。本実施形態では、図２１に示されるように、ステップ３１０においてステップ２８０またはステップ２９０で選択された放電制御が実行された後、ステップ３１１に進む。
　ステップ３１１では、ステップ３１０で放電制御が開始されてから所定時間が経過したか否かが判定される。そして、本ステップで所定時間が経過していないと判定されると、ステップ３３０に進み、コンデンサ電圧Ｖｉの維持制御が行われる。一方、本ステップで所定時間が経過していると判定されると、ステップ３１２に進む。ステップ３１２では、ステップ３２０と同様に、放電制御が停止される。つまり、所定時間後もコンデンサ電圧Ｖｉが例えば６０Ｖ以下にならない場合は放電制御を終了させる。
　この後、ステップ３１３では、ダイアグ情報としての異常フラグが上位ＥＣＵ７０に送信される。このように、スイッチング素子群６３の動作が停止してダイアグ情報が残される。上位ＥＣＵ７０は正常に動作しているので、電動機６０に異常があると判定され、車両の異常が警告ランプ等を介して乗員に知らされる。
　なお、車両運転中であれば車両走行可能な状態にするが、ＩＧ－ＯＮ時等の車両起動時であれば乗員に警告ランプで知らせる等して車両走行不能にしても良い。
　以上説明したように、放電制御の実行後に所定時間が経過してもコンデンサ電圧Ｖｉが下がらない場合は放電制御を停止するようにすることができる。これは、外部から接続される低電圧配線のコネクタが車両衝突以外の条件で外れたり故障したりした場合、高電圧バッテリ１０を接続するリレーシステム２０が接続されたままになり、入力コンデンサ６２への充電が続く場合に特に有効である。
　（他の実施形態）
　上記各実施形態で示された電動機６０の構成は一例であり、上記で示した構成に限定されることなく、本開示を実現できる他の構成とすることもできる。例えば、図１に示された電動機６０の構成は一例であり、他の構成でも良い。また、各実施形態は適宜組み合わせて実施することができる。
　上記第５～第９実施形態では、放電制御により入力コンデンサ６２のコンデンサ電圧Ｖｉを動作下限電圧（Ｖ４０）に収束させているが、ローパスフィルタやフィードバック制御により時定数を設定して収束させる制御方式を採用しても良い。これにより、動作下限電圧（Ｖ４０）の近傍での電圧変動（ハンチング）を縮小することが可能である。
　ここで、この出願に記載されるフローチャート、あるいは、フローチャートの処理は、複数のセクション（あるいはステップと言及される）から構成され、各セクションは、たとえば、Ｓ１００と表現される。さらに、各セクションは、複数のサブセクションに分割されることができる、一方、複数のセクションが合わさって一つのセクションにすることも可能である。さらに、このように構成される各セクションは、デバイス、モジュール、ミーンズとして言及されることができる。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (13)

  1. 　スイッチング素子群（６３）を駆動することによってモータ（６４）を回転させることにより、コンデンサ（５０、６２）にコンデンサ電圧を充電する車載用電動機制御装置であって、コンデンサ（５０、６２）は、前記スイッチング素子群（６３）の入力側に接続されており、
    　前記コンデンサ電圧が印加される高電圧部と、外部装置（７０）から前記コンデンサ電圧よりも低い外部電圧が印加される低電圧部と、を有し、前記高電圧部に印加された前記コンデンサ電圧から生成された電源電圧及び前記低電圧部に印加された前記外部電圧から生成された電源電圧のいずれかに基づいて動作する制御手段（６５）を備えており、
    　前記制御手段（６５）は、車両の衝突が発生したことにより前記モータ（６４）の回転数が低下すると共に前記コンデンサ電圧が低下した場合、前記スイッチング素子群（６３）を駆動することにより、当該制御手段（６５）が動作可能な電源電圧を維持する車載用電動機制御装置。
  2. 　前記制御手段（６５）は、外部装置（７０）との通信によって前記車両の衝突を検知する衝突検知手段（２１０、２４０）を有している請求項１に記載の車両用電動機制御装置。
  3. 　前記制御手段（６５）は、前記コンデンサ電圧から生成された低電圧電源の供給を受けて動作可能になっており、前記コンデンサ電圧から生成された低電圧電源の供給が停止したか否かを判定することにより前記車両の衝突を検知する衝突検知手段（２２０、２４０）を有している請求項１に記載の車両用電動機制御装置。
  4. 　前記制御手段（６５）は、前記コンデンサ電圧の電圧変化を取得すると共に、当該電圧変化に基づいて前記車両の衝突を検知する衝突検知手段（２３０、２６０）を有している請求項１に記載の車両用電動機制御装置。
  5. 　前記制御手段（６５）は、前記車両の異常時の状態を判定する車両異常状態判定手段（２１０～２４０、２６０）を有しており、
    　前記車両異常状態判定手段（２１０～２４０、２６０）は、前記コンデンサ電圧の電圧変化を取得すると共に、当該電圧変化に基づいて前記車両の異常状態を判定する請求項１ないし４のいずれか１つに記載の車両用電動機制御装置。
  6. 　前記制御手段（６５）は、前記車両異常状態判定手段（２１０～２４０、２６０）によって取得された前記コンデンサ電圧の変化量が第１範囲に含まれる場合には前記コンデンサ（５０、６２）を放電するための第１放電制御を選択及び実行する一方、前記コンデンサ電圧の変化量が前記第１範囲よりも大きな第２範囲に含まれる場合には前記第１放電制御よりも遅く前記コンデンサ（５０、６２）を放電するための第２放電制御を選択及び実行する請求項５に記載の車両用電動機制御装置。
  7. 　前記制御手段（６５）は、前記第１放電制御または前記第２放電制御による前記コンデンサ（５０、６２）の放電後のコンデンサ電圧を、当該制御手段（６５）が動作可能な電源電圧として維持するために前記コンデンサ（５０、６２）の放電実行と放電停止とを繰り返す請求項６に記載の車両用電動機制御装置。
  8. 　前記制御手段（６５）は、前記車両異常状態判定手段（２１０～２４０、２６０）によって前記車両に異常を検知したときに前記モータ（６４）が所定出力以下で動作していると判定した場合、前記第１放電制御または前記第２放電制御による前記コンデンサ（５０、６２）の放電後のコンデンサ電圧が０Ｖになるように前記コンデンサ（５０、６２）の放電を実行する請求項６または７に記載の車両用電動機制御装置。
  9. 　前記制御手段（６５）は、前記スイッチング素子群（６３）と前記モータ（６４）との間で電流を還流させることにより前記コンデンサ電圧を低下させる還流モードと、前記モータ（６４）から前記スイッチング素子群（６３）を介して前記コンデンサ（５０、６２）に電流を流すことにより前記コンデンサ電圧を上昇させる回生モードと、を交互に切り替えることにより、当該制御手段（６５）が動作可能な電源電圧を維持する請求項１ないし８のいずれか１つに記載の車載用電動機制御装置。
  10. 　前記制御手段（６５）は、前記コンデンサ電圧が前記車両の安全を確保することができる所定電圧を超えないように、前記スイッチング素子群（６３）を駆動する請求項１ないし９のいずれか１つに記載の車載用電動機制御装置。
  11. 　前記制御手段（６５）は、外部装置（７０）との通信によって外部装置（７０）から前記車両が衝突したことを示す衝突信号を受信した後に、当該制御手段（６５）が動作可能な電源電圧を維持する制御を開始する請求項１ないし１０のいずれか１つに記載の車載用電動機制御装置。
  12. 　前記制御手段（６５）は、前記車両の衝突前においてモータ（６４）の高速回転時にはモータ（６４）に発生する誘起電圧を低下させる弱め界磁制御を行っており、前記車両の衝突後に前記モータ（６４）の誘起電圧が所定のレートで低下した場合は前記弱め界磁制御を停止する請求項１ないし１１のいずれか１つに記載の車載用電動機制御装置。
  13. 　スイッチング素子群（６３）を駆動することによってモータ（６４）を回転させることにより、前記スイッチング素子群（６３）の入力側に接続されたコンデンサ（５０、６２）にコンデンサ電圧を充電する車載用電動機制御装置であって、
    　前記コンデンサ電圧が印加される高電圧部と、外部装置（７０）から前記コンデンサ電圧よりも低い外部電圧が印加される低電圧部と、を有し、前記低電圧部に印加された前記外部電圧から生成された電源電圧に基づいて動作する制御手段（６５）を備えており、
    　前記制御手段（６５）は、車両の衝突が発生したことにより前記モータ（６４）の回転数が低下すると共に前記コンデンサ電圧が低下した場合、前記スイッチング素子群（６３）と前記モータ（６４）との間で電流を還流させることにより前記コンデンサ電圧を低下させるように前記スイッチング素子群（６３）を駆動する車載用電動機制御装置。
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