WO2022158240A1 - 回転電機の制御装置 - Google Patents

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WO2022158240A1
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phase short
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axis current
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美帆 山口
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Denso Corp
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    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
    • H02P21/0085—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed
    • H02P21/0089—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation specially adapted for high speeds, e.g. above nominal speed using field weakening
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • H02P21/00—Arrangements or methods for the control of electric machines by vector control, e.g. by control of field orientation
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    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
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    • 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
    • H—ELECTRICITY
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    • H02P21/16—Estimation of constants, e.g. the rotor time constant
    • H—ELECTRICITY
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    • H02P21/22—Current control, e.g. using a current control loop
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    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P23/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by a control method other than vector control
    • H02P23/20—Controlling the acceleration or deceleration
    • 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
    • H02P9/00—Arrangements for controlling electric generators for the purpose of obtaining a desired output
    • H02P9/10—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load
    • H02P9/12—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for demagnetising; for reducing effects of remanence; for preventing pole reversal
    • H02P9/123—Control effected upon generator excitation circuit to reduce harmful effects of overloads or transients, e.g. sudden application of load, sudden removal of load, sudden change of load for demagnetising; for reducing effects of remanence; for preventing pole reversal for demagnetising; for reducing effects of remanence

Definitions

  • the present disclosure relates to a control device for a rotating electric machine.
  • a rotating electric machine includes a rotor having permanent magnets and a stator having multi-phase coils.
  • the inverter has upper and lower arm switches for each phase and is electrically connected to the coil.
  • Patent Document 1 discloses a control device for a rotating electric machine applied to the above-described system, in which one of the upper and lower arm switches is turned on in all phases and the other arm switch is turned off in all phases. It is described that implements all-phase short-circuit control.
  • the operating point specified by the d, q-axis current values in the dq coordinate system converges to the final arrival position where the d-axis current value becomes a predetermined value on the field-weakening side.
  • the operating point does not move linearly from the operating point at the start of all-phase short-circuit control to the final destination position, but instead draws a swirling trajectory around the final destination position to reach the final destination position.
  • the d-axis current intermittently increases toward the field-weakening side. If the d-axis current becomes excessively large on the field-weakening side, the permanent magnets may become demagnetized.
  • the control to suppress demagnetization of the permanent magnets may complicate the control until the all-phase short-circuit control is implemented.
  • the d- and q-axis current command values are changed prior to all-phase short-circuit control so that the d-axis current after all-phase short-circuit control is reduced.
  • Switching control of the upper and lower arm switches is performed to control the d and q axis currents to the d and q axis current command values.
  • the present disclosure has been made in view of the circumstances described above, and a main object thereof is to provide a control device for a rotating electrical machine that can suppress demagnetization of permanent magnets through simple control. .
  • the present disclosure has a rotary electric machine including a rotor having permanent magnets and a stator having multi-phase coils, and upper and lower arm switches in which diodes are connected in anti-parallel. and an inverter electrically connected to each other, wherein one of the upper and lower arm switches is turned on in all phases and the other arm switch is turned off in all phases.
  • the all-phase short-circuiting section performs all-phase short-circuiting control and the rotating electric machine functions as a generator
  • the upper and lower arm switches of the plurality of phases are switched.
  • a one-phase short-circuiting unit that turns on one arm switch in one phase, turns off the other arm switch, and turns off the upper and lower arm switches in the remaining phase.
  • the inventors of the present application have found that the one-phase short-circuit control, which is a simple switching control, is implemented to reduce the effect of the all-phase short-circuit control. It was noted that the d-axis current on the field-weakening side is reduced.
  • one-phase short-circuit control is performed prior to all-phase short-circuit control.
  • a return current flows through a closed circuit including the turned-on arm switch for one phase, the diode, and the coil.
  • the operating point specified by the d- and q-axis current values in the dq coordinate system is changed so that the d-axis current on the field-weakening side when all-phase short-circuit control is performed is reduced by the flow of the return current.
  • the d-axis current on the field-weakening side is reduced when all-phase short-circuit control is subsequently performed, and demagnetization of the permanent magnets can be suppressed.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device
  • FIG. 3 is a diagram showing changes in d- and q-axis current values when three-phase short-circuit control is continued
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the waveform of the phase current
  • FIG. 5 is a diagram showing a current path of the first current pattern
  • FIG. 6 is a diagram showing a current path of the second current pattern
  • FIG. 7 is a diagram showing a current path of the third current pattern
  • FIG. 8 is a diagram showing a current path of the fourth current pattern
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of a control system according to the first embodiment
  • FIG. 2 is a functional block diagram of the control device
  • FIG. 3 is a diagram showing changes in d- and q-axis current values when three-phase short-circuit control is continued
  • FIG. 4 is a diagram showing an example of the waveform of the phase current
  • FIG. 9 is a diagram showing the current path of the fifth current pattern
  • FIG. 10 is a diagram showing the current path of the sixth current pattern
  • FIG. 11 is a flowchart showing a control processing procedure performed by the control device
  • FIG. 12 is a diagram showing changes in d- and q-axis current values when single-phase short-circuit control is performed
  • FIG. 13 is a diagram showing an example of the waveform of the line voltage according to the second embodiment
  • FIG. 14 is a diagram showing a current path of the first voltage pattern
  • FIG. 15 is a diagram showing current paths of the second voltage pattern
  • FIG. 16 is a diagram showing a current path of the third voltage pattern
  • FIG. 17 is a diagram showing current paths of the fourth voltage pattern
  • FIG. 18 is a diagram showing current paths of the fifth voltage pattern
  • FIG. 19 is a diagram showing current paths of the sixth voltage pattern
  • FIG. 20 is a flowchart showing a control processing procedure performed by the control device according to the third embodiment
  • FIG. 21 is a flowchart showing a control processing procedure performed by the control device according to the fourth embodiment
  • FIG. 22 is a flowchart showing a control processing procedure performed by the control device according to the fifth embodiment.
  • the control device according to the present embodiment constitutes a control system together with a rotating electric machine as a driving power source, and the control system is mounted on the vehicle.
  • the control system 10 includes a storage battery 20 as a DC power supply.
  • the storage battery 20 has a terminal voltage (power supply voltage Vdc) of, for example, 100 V or more, and is configured as an assembled battery in which a plurality of battery cells are connected in series.
  • the battery cells are, for example, lithium ion storage batteries or nickel metal hydride storage batteries.
  • the control system 10 includes a rotating electrical machine 30 and an inverter 40 .
  • Inverter 40 electrically connects storage battery 20 and rotating electric machine 30 .
  • the rotating electrical machine 30 is a synchronous machine, more specifically a permanent magnet synchronous machine.
  • the rotating electric machine 30 has a stator 32 and a rotor 33 .
  • the rotating shaft of the rotor 33 is connected to drive wheels of the vehicle via a transmission, a shaft and the like (not shown).
  • the stator 32 is provided with U-, V-, and W-phase coils 31U, 31V, and 31W.
  • the phase coils 31U, 31V, and 31W are arranged with an electrical angle difference of 120°.
  • a permanent magnet 34 is provided on the rotor 33 .
  • the inverter 40 has a switching device section 41 .
  • the switching device section 41 has three phases of serially connected bodies of upper arm switches QUH, QVH, QWH and lower arm switches QUL, QVL, QWL.
  • the switches QUH, QVH, QWH, QUL, QVL, and QWL are voltage-controlled semiconductor switching elements, and more specifically, IGBTs. Therefore, the high potential side terminal of each switch QUH, QVH, QWH, QUL, QVL, QWL is the collector, and the low potential side terminal is the emitter.
  • Diodes DUH, DVH, DWH, DUL, DVL, and DWL as freewheel diodes are connected in antiparallel to the switches QUH, QVH, QWH, QUL, QVL, and QWL.
  • a first end of a U-phase coil 31U is connected to the emitter of the U-phase upper arm switch QUH and the collector of the U-phase lower arm switch QUL via a U-phase conductive member LU such as a bus bar.
  • a first end of a V-phase coil 31V is connected to the emitter of the V-phase upper arm switch QVH and the collector of the V-phase lower arm switch QVL via a V-phase conductive member LV such as a bus bar.
  • a first end of a W-phase coil 31W is connected to the emitter of the W-phase upper arm switch QWH and the collector of the W-phase lower arm switch QWL via a W-phase conductive member LW such as a bus bar.
  • Second ends of the U-, V-, and W-phase coils 31U, 31V, and 31W are connected at a neutral point O. That is, the coils 31 of each phase are star-connected.
  • the number of turns of each phase coil 31U, 31V, and 31W is set to be the same. Thereby, the phase coils 31U, 31V, and 31W are set to have the same inductance, for example.
  • the control system 10 includes first and second cut-off switches Sp, Sn.
  • each cutoff switch Sp, Sn is a relay (specifically, for example, a system main relay).
  • the collectors of the upper arm switches QUH, QVH, QWH and the first end of the first cutoff switch Sp are connected by a positive electrode side bus line Lp such as a bus bar.
  • the emitters of the lower arm switches QUL, QVL, QWL and the first end of the second cutoff switch Sn are connected by a negative bus line Ln such as a bus bar.
  • the positive terminal of the storage battery 20 is connected to the second end of the first cutoff switch Sp, and the negative terminal of the storage battery 20 is connected to the second end of the second cutoff switch Sn.
  • the negative bus line Ln is connected to the ground.
  • the inverter 40 has a controller 50 and the control system 10 has a host controller 70 .
  • Each cut-off switch Sp, Sn is operated by the controller 50 or the host controller 70 .
  • the control system 10 includes a smoothing capacitor 42.
  • Smoothing capacitor 42 connects positive electrode side bus line Lp and negative electrode side bus line Ln. Smoothing capacitor 42 may be built in inverter 40 or may be provided outside inverter 40 .
  • the storage battery 20 and the smoothing capacitor 42 serve as a power storage unit that supplies the input voltage of the inverter 40 .
  • the smoothing capacitor 42 of the storage battery 20 and the smoothing capacitor 42 serves as a power storage unit that supplies the input voltage of the inverter 40 .
  • the control system 10 includes a phase current detector 43 , an angle detector 44 and a DC voltage detector 45 .
  • the phase current detection unit 43 detects at least two phase currents among the phase currents flowing in the rotating electric machine 30 .
  • the sign of the phase current is positive when the current flows from each phase coil 31U, 31V, 31W to the connection point of the series connection of the upper and lower arm switches. It is negative when the current flows from the point to the phase coils 31U, 31V, and 31W.
  • the angle detector 44 detects the electrical angle of the rotor 33 and is, for example, a resolver.
  • a DC voltage detector 45 detects a power supply voltage, which is a voltage between terminals of the smoothing capacitor 42 . Since the phase coils 31U to 31W are star-connected, the phase current and line current are equal.
  • the control system 10 includes a line voltage detection section 46 .
  • the line voltage detection unit 46 detects the UV-phase line voltage Vuv between the U-phase coil 31U and the V-phase coil 31V, the V-phase coil 31V and the W-phase coil, using the potential of the negative bus line Ln as a reference voltage (0 V).
  • a VW-phase line voltage Vvw between 31W and a WU-phase line voltage Vwu between the W-phase coil 31W and the U-phase coil 31U are detected.
  • Detected values of the detectors 43 to 46 are input to the controller 50 .
  • the control device 50 corresponds to the "line voltage acquisition section".
  • the control device 50 is an ECU (electronic control unit) having a CPU, RAM, ROM, and the like.
  • the control device 50 performs power running drive control.
  • Powering drive control is switching control of the upper and lower arm switches QUH to QWL for converting the DC power output from the storage battery 20 into AC power and supplying it to the rotary electric machine 30 .
  • the rotating electric machine 30 functions as an electric motor and generates a powering torque (>0).
  • the control device 50 performs regenerative drive control.
  • Regenerative drive control is switching control of upper and lower arm switches QUH to QWL for converting AC power generated by rotary electric machine 30 into DC power and supplying the DC power to storage battery 20 .
  • the rotating electric machine 30 functions as a generator and generates regenerative torque ( ⁇ 0).
  • FIG. 2 is a functional block diagram of processing executed by the control device 50.
  • torque command unit 51 calculates a torque command value Trq* by receiving a command from host control device 70 .
  • the current command unit 52 calculates a d-axis current command value Id* and a q-axis current command value Iq* based on the calculated torque command value Trq*.
  • the dq conversion unit 53 calculates a d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr.
  • the dq conversion unit 53 corresponds to the "dq-axis current acquisition unit" and the "q-axis current acquisition unit”.
  • a deviation calculator 54 calculates a d-axis current deviation ⁇ Id that is the difference between the d-axis current command value Id* and the d-axis current value Idr, and a difference q A shaft current deviation ⁇ Iq is calculated.
  • the feedback control unit 55 calculates a d-axis voltage command value Vd* as an operation amount for feedback-controlling the d-axis current deviation ⁇ Id to 0, and calculates q as an operation amount for feedback-controlling the q-axis current deviation ⁇ Iq to 0.
  • a shaft voltage command value Vq* is calculated.
  • Feedback control is, for example, proportional integral control.
  • UVW converter 56 converts U-, V- and W-phase voltage command values Vu* and Vv* based on d- and q-axis voltage command values Vd* and Vq* and electrical angle ⁇ e detected by angle detector 44. , Vw*.
  • the modulation factor calculator 57 calculates the U-, V-, and W-phase modulation factors based on the U-, V-, and W-phase voltage command values Vu*, Vv*, and Vw* and the power supply voltage Vdc detected by the DC voltage detector 45. Calculate Mu, Mv and Mw.
  • the U-phase modulation factor Mu is obtained by dividing the U-phase voltage command value Vu* by the power supply voltage Vdc
  • the V-phase modulation factor Mv is obtained by dividing the V-phase voltage command value Vv* by the power supply voltage Vdc
  • the W-phase modulation factor Mw is obtained by dividing the W-phase voltage command value Vw* by the power supply voltage Vdc.
  • the signal generator 58 generates gate signals for the switches QUH to QWL based on the phase modulation factors Mu, Mv, and Mw calculated by the modulation factor calculator 57 . Specifically, for example, the signal generation unit 58 generates a gate signal based on a magnitude comparison between each modulation factor Mu, Mv, Mw and a carrier signal (for example, a triangular wave signal).
  • the gate signal is a signal that instructs to turn on or off each of the switches QUH to QWL, and is input to the switching device section 41 . Thereby, switching control of each of the switches QUH to QWL is performed.
  • the control device 50 includes an abnormality determination section 59 and an abnormality control section 60 .
  • Abnormality determination unit 59 determines whether an overvoltage abnormality has occurred in smoothing capacitor 42 based on first signal Sg1 and power supply voltage Vdc output from host controller 70, and generates second signal Sg2.
  • the first signal Sg1 is a signal for transmitting whether or not an abnormality has occurred in the vehicle
  • the second signal Sg2 is a signal for transmitting whether or not an overvoltage abnormality has occurred in the smoothing capacitor 42. is a signal.
  • the second signal Sg2 is input to the abnormality control section 60 .
  • the abnormality determination unit 59 will be described later.
  • the overvoltage abnormality is likely to occur when the permanent magnet 34 has a high magnetic flux density in order to increase the torque of the rotary electric machine 30 . This is because the higher the magnetic flux density of the permanent magnet 34, the higher the back electromotive voltage generated in the coil, and the more likely the smoothing capacitor 42 is applied with an excessively high voltage.
  • the intrinsic coercive force is 400 [kA / m] or more, and , a slotless structure having a permanent magnet with a residual magnetic flux density of 1.0 T or more.
  • the abnormal control unit 60 generates a shutdown command signal or a three-phase short-circuit command signal based on the second signal Sg2.
  • the shutdown command signal is a signal generated when the abnormality control unit 60 determines that the shutdown control to turn off the switches QUH to QWL is to be executed.
  • the three-phase short-circuit command signal is generated when the abnormality control unit 60 determines that three-phase short-circuit control is to be performed to turn off the upper arm switches QUH to QWH and turn on the lower arm switches QUL to QWL. signal.
  • the shutdown command signal and the three-phase short-circuit command signal are input to the signal generator 58 .
  • the abnormal control unit 60 will be described later.
  • the three-phase short-circuit control corresponds to "all-phase short-circuit control".
  • the signal generator 58 generates a gate signal for turning off the switches QUH to QWL when the shutdown command signal is input. As a result, shutdown control is performed.
  • the signal generator 58 When the three-phase short-circuit command signal is input, the signal generator 58 generates gate signals for turning off the upper arm switches QUH to QWH and turning on the lower arm switches QUL to QWL. Thereby, three-phase short-circuit control is performed.
  • FIG. 3 shows an example of changes in the d- and q-axis currents Id and Iq when the three-phase short-circuit control is continued.
  • the position specified by the d- and q-axis currents Id and Iq in the dq coordinate system of current values will be referred to as an operating point OP.
  • the sign of the d-axis current Id is positive when performing field-strengthening, and the sign of the d-axis current Id is negative when performing field-weakening.
  • the sign of the q-axis current Iq is positive when the power running torque is generated in the first rotation direction of the rotor 33 by the power running drive control, and the regenerative drive control regenerates in the second rotation direction opposite to the first rotation direction.
  • the sign of the q-axis current Iq is negative when torque is generated.
  • the operating point OP When the three-phase short-circuit control is executed, return currents flow through the inverter 40 and the phase coils 31U, 31V, and 31W. As shown in FIG. 3, the operating point OP finally reaches the final arrival position M where the q-axis current Iq is the q-axis predetermined value Iq0 and the d-axis current Id is the d-axis predetermined value Id0. converge.
  • the q-axis predetermined value Iq0 is approximately 0 when the electrical angular velocity of the rotating electric machine 30 is large.
  • the q-axis predetermined value Iq0 is a negative value when the electrical angular velocity of the rotating electric machine 30 is small.
  • the d-axis predetermined value Id0 is, for example, when the magnet flux of the permanent magnet 34 and the magnetic flux generated in the phase coils 31U, 31V, and 31W by the d-axis current Id and in the direction of canceling the magnet flux are equal. value.
  • the d-axis predetermined value Id0 and the q-axis predetermined value Iq0 are represented by the following equation (e1).
  • ⁇ is the magnetic flux of the permanent magnet 34
  • R is the resistance value of each phase coil 31U, 31V, 31W
  • Ld is the d-axis inductance
  • Lq is the q-axis inductance
  • ⁇ is the electrical angular velocity of the rotating electric machine 30 .
  • the operating point OP does not move linearly from the start position Ps where the three-phase short-circuit control is started to the final reach position M, but draws a trajectory that swirls clockwise around the final reach position M to reach the final position. Go to the arrival position M.
  • the trajectory of the operating point OP from the start position Ps to the final arrival position M is sandwiched between the second and third quadrants and the second and third quadrants in the dq coordinate system of the current value. It exists in the d-axis region.
  • the second quadrant is a region where the q-axis current Iq has a positive value and the d-axis current Id has a negative value. It is an area where
  • the transient d-axis current in the process in which the operating point OP moves toward the final arrival position M intermittently increases in the negative direction.
  • the maximum value of the transient d-axis current in the negative direction is indicated as Id1. If the transient d-axis current becomes too large in the negative direction, the permanent magnet 34 may be demagnetized.
  • control for suppressing demagnetization of the permanent magnet 34 is performed prior to the implementation of the three-phase short-circuit control.
  • the control for suppressing demagnetization of the permanent magnet 34 may complicate the control until the three-phase short-circuit control is implemented.
  • the inventors of the present application have decided that the one-phase short-circuit control, which is a simple switching control, is performed in the regenerative driving state in which the rotating electric machine 30 functions as a generator. It was noticed that the magnitude of the transient d-axis current is reduced by
  • the abnormality control unit 60 is configured to perform 1-phase short-circuit control before 3-phase short-circuit control is performed in the regenerative drive state.
  • One-phase short-circuit control is control in which any one of the switches QUH to QWL is turned on and the remaining switches are turned off. The switching pattern of the one-phase short-circuit control will be described below.
  • the abnormality time control unit 60 selects the switch to be turned on in the one-phase short-circuit control among the switches QUH to QWL according to the state of each phase current Iur, Ivr, Iwr.
  • FIG. 4 shows an example of the waveforms of the phase currents Iur, Ivr, and Iwr detected by the phase current detector 43 when the rotating electrical machine 30 is in the regenerative drive state.
  • the solid line indicates the waveform of the U-phase current Iur
  • the dashed line indicates the waveform of the V-phase current Ivr
  • the dashed line indicates the waveform of the W-phase current Iwr.
  • each phase current Iur, Ivr, Iwr is classified into first to sixth current patterns A1 to A6.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current is the U phase, and the U phase current Iur is negative.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current among the phases of the switching device section 41 is the V phase, and the V phase current Ivr is positive.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current among the phases of the switching device section 41 is the W phase, and the W phase current Iwr is negative.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current among the phases of the switching device section 41 is the U phase, and the U phase current Iur is positive.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current among the phases of the switching device section 41 is the V phase, and the V phase current Ivr is negative.
  • the phase having the maximum absolute value of the phase current among the phases of the switching device section 41 is the W phase, and the W phase current Iwr is positive.
  • the abnormal control unit 60 selects the phase having the maximum absolute value of the phase current among the plurality of phases of the switching device unit 41 as the one-phase short-circuit control. Of the upper and lower arms of the selected phase, the abnormal control unit 60 turns on the switch in the arm in which the current does not flow through the diode, and turns off the switch in the arm in which the current flows through the diode. . The abnormal control unit 60 turns off the upper and lower arm switches in the phases other than the phase having the maximum absolute value of the phase current among the plurality of phases of the switching device unit 41 .
  • 5 to 10 are diagrams showing current paths flowing through the control system 10 in each of the current patterns A1 to A6. 5 to 10, the configuration shown in FIG. 1 is given the same reference numerals for convenience, and the switches QUH to QWL are turned off.
  • FIG. 5 shows the current path of the first current pattern A1.
  • the current path of the first current pattern A1 is as follows: smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ U-phase lower arm diode DUL ⁇ U-phase conductive member LU ⁇ U-phase coil 31U ⁇ V, W-phase coils 31V, 31W ⁇ V, W-phase Conductive members LV, LW ⁇ V, W-phase upper arm diodes DVH, DWH ⁇ positive side bus line Lp ⁇ smoothing capacitor 42 .
  • the abnormal control unit 60 selects the U phase, turns on the U phase upper arm switch QUH, and turns off the U phase lower arm switch QUL. This forms a closed circuit including the U-phase upper arm switch QUH, the V- and W-phase upper arm diodes DVH and DWH, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • FIG. 6 shows the current path of the second current pattern A2.
  • the current paths of the second current pattern A2 are as follows: smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ U, W-phase lower arm diodes DUL, DWL ⁇ U, W-phase conductive members LU, LW ⁇ U, W-phase coils 31U, 31W ⁇ V Phase coil 31 V ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ V-phase upper arm diode DVH ⁇ positive side bus line Lp ⁇ smoothing capacitor 42 .
  • the abnormality control unit 60 selects the V phase, turns on the V phase lower arm switch QVL, and turns off the V phase upper arm switch QVH. This forms a closed circuit including the V-phase lower arm switch QVL, the U- and W-phase lower arm diodes DUL and DWL, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • FIG. 7 shows the current path of the third current pattern A3.
  • the current path of the third current pattern A3 is as follows: smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ W phase lower arm diode DWL ⁇ W phase conductive member LW ⁇ W phase coil 31W ⁇ U, V phase coils 31U, 31V ⁇ U, V phase Conductive members LU, LV ⁇ U, V-phase upper arm diodes DUH, DVH ⁇ positive side bus line Lp ⁇ smoothing capacitor 42 .
  • the abnormality control unit 60 selects the W phase, turns on the W phase upper arm switch QWH, and turns off the W phase lower arm switch QWL. This forms a closed circuit including the W-phase upper arm switch QWH, the U- and V-phase upper arm diodes DUH and DVH, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • FIG. 8 shows the current path of the fourth current pattern A4.
  • the current path of the fourth current pattern A4 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ V, W-phase lower arm diodes DVL, DWL ⁇ V, W-phase conductive members LV, LW ⁇ V, W-phase coils 31V, 31W ⁇ U.
  • the abnormal control unit 60 selects the U phase, turns on the U phase lower arm switch QUL, and turns off the U phase upper arm switch QUH. This forms a closed circuit including the U-phase lower arm switch QUL, the V- and W-phase lower arm diodes DVL and DWL, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • FIG. 9 shows the current path of the fifth current pattern A5.
  • the current path of the fifth current pattern A5 is as follows: smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ V phase lower arm diode DVL ⁇ V phase conductive member LV ⁇ V phase coil 31V ⁇ U, W phase coils 31U, 31W ⁇ U, W phase Conductive members LU, LW ⁇ U, W-phase upper arm diodes DUH, DWH ⁇ positive side bus line Lp ⁇ smoothing capacitor 42 .
  • the abnormality control unit 60 selects the V-phase, turns on the V-phase upper arm switch QVH, and turns off the V-phase lower arm switch QVL. This forms a closed circuit including the V-phase upper arm switch QVH, the U- and W-phase upper arm diodes DUH and DWH, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • FIG. 10 shows the current path of the sixth current pattern A6.
  • the current path of the sixth current pattern A6 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative bus Ln ⁇ U, V-phase lower arm diodes DUL, DVL ⁇ U, V-phase conductive members LU, LV ⁇ U, V-phase coils 31U, 31V ⁇ W.
  • the abnormality control unit 60 selects the W phase, turns on the W phase lower arm switch QWL, and performs one-phase short-circuit control to turn off the W phase upper arm switch QWH. This forms a closed circuit including the W-phase lower arm switch QWL, the U- and V-phase lower arm diodes DUL and DVL, and the phase coils 31U, 31V and 31W.
  • the abnormal control unit 60 turns on the switches QUH to QWL corresponding to the states of the phase currents Iur, Ivr, and Iwr described above, and issues a one-phase short-circuit command to perform one-phase short-circuit control in which the remaining switches are turned off. Generate a signal.
  • the one-phase short-circuit command signal is a signal that is generated when the abnormality control unit 60 determines that one-phase short-circuit control is to be performed.
  • a closed circuit including the rotating electric machine 30 and the switching device section 41 is formed. The return current flowing in the closed circuit allows the operating point OP to move towards the operating point where the magnitude of the transient d-axis current is reduced.
  • the control device 50 has a configuration for appropriately performing single-phase short-circuit control.
  • the host controller 70 determines whether or not an abnormality has occurred in the vehicle. For example, the upper control device 70 may determine that an abnormality has occurred in the vehicle when determining that any one of the following conditions is satisfied.
  • the control device 50 has a function of detecting ON/OFF of each of the switches QUH to QWL of the switching device section 41 and notifying the upper control device 70 of the detected information. Based on the information detected by the control device 50, the host control device 70 determines whether or not an abnormality has occurred in the switching device section 41.
  • the control device 50 when the host controller 70 determines that an abnormality has occurred in the vehicle, the control device 50 is configured so that the drive signal for each phase output from the signal generator 58 is turned off. there is This configuration can be realized, for example, by instructing the torque command unit 51 from the host controller 70 to stop calculating the torque command value Trq*.
  • the host control device 70 also has a function of notifying the driver of the occurrence of an abnormality in the vehicle when it is determined that an abnormality has occurred in the vehicle. As a means of notifying the occurrence of an abnormality in the vehicle, it is conceivable to notify the driver visually or audibly. , or by a voice message.
  • the host controller 70 sets the logic of the first signal Sg1 to L when it determines that there is no abnormality in the vehicle, and sets the logic of the first signal Sg1 to H when it determines that there is an abnormality in the vehicle. .
  • the first signal Sg ⁇ b>1 is input to the abnormality determination section 59 .
  • the abnormality determination unit 59 generates the second signal Sg2 based on the power supply voltage Vdc of the DC voltage detection unit 45 when the logic of the first signal Sg1 is set to H. Specifically, when the logic of the first signal Sg1 is set to H, the abnormality determination unit 59 determines whether or not the power supply voltage Vdc is higher than the overvoltage threshold Vj. When determining that the power supply voltage Vdc is equal to or lower than the overvoltage threshold value Vj, the abnormality determination unit 59 determines that the smoothing capacitor 42 does not have an overvoltage abnormality. In this case, the abnormality determination unit 59 sets the logic of the second signal Sg2 to L.
  • the abnormality determination unit 59 determines that the power supply voltage Vdc is higher than the overvoltage threshold value Vj, it determines that an overvoltage abnormality has occurred in the smoothing capacitor 42 . In this case, the abnormality determination unit 59 sets the logic of the second signal Sg2 to H. The second signal Sg2 is input to the abnormality control section 60 .
  • the abnormality determination unit 59 does not generate the second signal Sg2 and does not instruct the three-phase short-circuit control and the shutdown control.
  • switching control of each of the switches QUH to QWL may be performed based on the gate signal generated by the signal generator 58, for example.
  • the abnormality control section 60 determines that shutdown control should be performed. In this case, the abnormality control unit 60 generates a shutdown command signal. The abnormality control unit 60 outputs a shutdown command signal to the signal generation unit 58 .
  • the abnormality control section 60 determines that the three-phase short-circuit control is to be performed. In this case, the abnormal control unit 60 generates a three-phase short-circuit command signal. Prior to outputting the three-phase short-circuit command signal to the signal generating section 58, the abnormality control section 60 performs the following control.
  • the abnormality control unit 60 determines whether the permanent magnet 34 is demagnetized when the three-phase short-circuit control is performed. judge. Specifically, the abnormality control unit 60 provides correspondence information (for example, , map information or formula information) is used to estimate the magnitude of the transient d-axis current. If the magnitude of the estimated transient d-axis current is greater than or equal to the demagnetization determination value, it is determined that the permanent magnet 34 is demagnetized.
  • correspondence information for example, map information or formula information
  • the correspondence information and the demagnetization determination value may be set according to the characteristics of the rotating electric machine 30 .
  • the abnormality control unit 60 acquires the q-axis current value Iqr calculated by the dq conversion unit 53 .
  • the abnormality control unit 60 determines the driving state of the rotating electric machine 30 based on the acquired q-axis current value Iqr. Specifically, when the sign of the q-axis current value Iqr is positive, the abnormality time control unit 60 determines that the rotating electric machine 30 is in a power running state in which it functions as an electric motor. On the other hand, when the sign of the q-axis current value Iqr is negative, the abnormality control unit 60 determines that the rotating electric machine 30 is in a regenerative drive state in which it functions as a generator.
  • abnormality control unit 60 determines that the permanent magnet 34 is demagnetized and determines that the rotating electric machine 30 is in the regenerative drive state, it generates a one-phase short-circuit command signal.
  • a switching pattern for one-phase short-circuit control is set according to the states of the phase currents Iur, Ivr, and Iwr described above.
  • Abnormal control unit 60 outputs a one-phase short-circuit command signal to signal generator 58 prior to the three-phase short-circuit command signal.
  • the signal generator 58 turns on one of the switches QUH to QWL based on the one-phase short-circuit command signal and generates a gate signal for turning off the remaining switches. Thereby, the one-phase short-circuit control is performed prior to the three-phase short-circuit control.
  • the abnormal time control unit 60 counts the duration after the one-phase short-circuit control is performed, and when it is determined that the duration has reached the first set time Tj1, the three-phase short-circuit command signal is sent to the signal generation unit 58. and output. As a result, the three-phase short-circuit control is performed after the one-phase short-circuit control is temporarily performed.
  • the abnormality control unit 60 determines that the permanent magnet 34 is demagnetized and determines that the rotating electrical machine 30 is in the power running state, it generates a shutdown command signal.
  • Abnormal control unit 60 outputs a shutdown command signal to signal generation unit 58 prior to the three-phase short-circuit command signal.
  • shutdown control is implemented prior to implementation of three-phase short-circuit control.
  • the abnormality time control unit 60 determines that the duration time after the shutdown control is performed has reached the second set time Tj2, it outputs a three-phase short-circuit command signal to the signal generation unit 58 .
  • the three-phase short-circuit control is performed after the shutdown control is temporarily performed.
  • the first and second set times Tj1 and Tj2 may be predetermined in consideration of the characteristics of the rotary electric machine 30, for example.
  • FIG. 11 shows the control processing procedure performed by the control device 50 . This control is repeatedly performed at predetermined intervals.
  • step S10 the abnormality determination unit 59 determines whether the logic of the first signal Sg1 is H. When determining that the logic of the first signal Sg1 is L, the abnormality determination unit 59 determines that there is no abnormality in the vehicle, and terminates this process. On the other hand, when the abnormality determination unit 59 determines that the logic of the first signal Sg1 is H, it determines that an abnormality has occurred in the vehicle. In this case, abnormality determination unit 59 determines whether an overvoltage abnormality has occurred in smoothing capacitor 42 based on power supply voltage Vdc. The abnormality determination unit 59 generates the second signal Sg2 based on the determination result of the overvoltage abnormality, and outputs the second signal Sg2 to the abnormality time control unit 60 . Then, the process proceeds to step S11.
  • step S11 the abnormality control unit 60 determines whether the logic of the second signal Sg2 is H.
  • the abnormality control unit 60 determines that the logic of the second signal Sg2 is L, it determines that an overvoltage abnormality does not occur in the smoothing capacitor 42, and proceeds to step S12.
  • the abnormality determination unit 59 determines that the logic of the second signal Sg2 is H, it determines that an overvoltage abnormality has occurred in the smoothing capacitor 42, and proceeds to step S13.
  • step S11 corresponds to the "overvoltage determination section".
  • step S ⁇ b>12 the abnormality control unit 60 generates a shutdown command signal and outputs the shutdown command signal to the signal generation unit 58 .
  • the signal generator 58 generates gate signals for turning off the switches QUH to QWL based on the shutdown command signal. As a result, shutdown control is performed.
  • step S12 corresponds to the "shutdown control unit".
  • step S13 the abnormality control unit 60 demagnetizes the permanent magnet 34 when three-phase short-circuit control is performed based on the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr calculated by the dq conversion unit 53. Determine whether or not When the abnormality time control unit 60 determines that the permanent magnet 34 is not demagnetized when the three-phase short-circuit control is performed, the process proceeds to step S20 without performing the processes from step S14 to step S19.
  • step S ⁇ b>20 the abnormality control unit 60 generates a three-phase short-circuit command signal and outputs the three-phase short-circuit command signal to the signal generation unit 58 .
  • the signal generator 58 generates gate signals for turning off the upper arm switches QUH to QWH and turning on the lower arm switches QUL to QWL based on the three-phase short-circuit command signal. Thereby, three-phase short-circuit control is performed.
  • step S20 corresponds to the "all-phase short circuit".
  • step S13 when the abnormality control unit 60 determines that the permanent magnet 34 is demagnetized when the three-phase short-circuit control is performed, the process proceeds to step S14.
  • step S13 corresponds to a "demagnetization determination unit.”
  • step S14 the abnormality control unit 60 acquires the q-axis current value Iqr calculated by the dq conversion unit 53. Based on the obtained q-axis current value Iqr, the abnormality control unit 60 determines whether or not the rotating electric machine 30 is in the regenerative driving state. When the abnormality control unit 60 determines that the rotating electrical machine 30 is not in the regenerative driving state, that is, the rotating electrical machine 30 is in the power running driving state, the process proceeds to step S15. It should be noted that in the present embodiment, step S14 corresponds to the "driving state obtaining unit" and the "driving determination unit".
  • step S ⁇ b>15 the abnormality control unit 60 generates a shutdown command signal prior to the three-phase short-circuit command signal, and outputs the shutdown command signal to the signal generation unit 58 .
  • the signal generator 58 generates gate signals for turning off the switches QUH to QWH based on the shutdown command signal. As a result, shutdown control is performed.
  • step S16 the abnormality control unit 60 determines whether or not the duration time since the shutdown control was performed has reached the second set time Tj2.
  • the process proceeds to step S20. That is, in this embodiment, the shutdown control is continued only during the second set time Tj2, and then the three-phase short-circuit control is performed.
  • step S14 when the abnormality control unit 60 determines that the rotating electric machine 30 is in the regenerative driving state, the process proceeds to step S17.
  • step S ⁇ b>17 the abnormality control section 60 generates a shutdown command signal prior to the one-phase short-circuit command signal and outputs the shutdown command signal to the signal generation section 58 .
  • the signal generator 58 generates gate signals for turning off the switches QUH to QWH based on the shutdown command signal. As a result, shutdown control is temporarily performed.
  • step S ⁇ b>18 the abnormality control unit 60 generates the one-phase short-circuit command signal prior to the three-phase short-circuit command signal, and outputs the one-phase short-circuit command signal to the signal generation unit 58 .
  • the abnormality control unit 60 sets the switching pattern for one-phase short-circuit control based on the phase currents Iur, Ivr, and Iwr.
  • the signal generator 58 turns on one of the switches QUH to QWL based on the one-phase short-circuit command signal and generates a gate signal for turning off the remaining switches. Thereby, one-phase short-circuit control is performed.
  • step S18 corresponds to "one-phase short circuit".
  • step S19 the abnormality control unit 60 determines whether or not the duration time since the one-phase short-circuit control has been implemented has reached the first set time Tj1.
  • the process proceeds to step S20. That is, in this embodiment, the one-phase short-circuit control is continued for the first set time Tj1, and then the three-phase short-circuit control is performed.
  • FIG. 12 shows an example of transition of the operating point OP when one-phase short-circuit control is performed prior to three-phase short-circuit control.
  • 1-phase short-circuit control is performed while the operating point OP moves from the start position Ps to the intermediate position Pj
  • 3-phase short-circuit control is performed while the operating point OP moves from the intermediate position Pj to the final arrival position M.
  • the maximum negative value Id2 of the transient d-axis current of the present embodiment is reduced compared to the maximum negative value Id1 of the transient d-axis current of the comparative example in FIG.
  • the operating point OP is compared with the negative maximum value Id1 of the transient d-axis current of the comparative example in FIG.
  • the maximum value of the d-axis current in the negative direction increases.
  • Tj1 by setting the first set time Tj1 to an appropriate length, an excessive increase in the magnitude of the d-axis current during execution of the one-phase short-circuit control is suppressed.
  • the one-phase short-circuit control when the three-phase short-circuit control is performed in the regenerative driving state of the rotating electric machine 30, the one-phase short-circuit control is performed prior to the three-phase short-circuit control. Thereby, a closed circuit including the rotating electric machine 30 and the switching device section 41 is formed.
  • the return current flowing in the closed circuit formed by the one-phase short-circuit control allows the operating point OP to move toward the operating point where the magnitude of the transient d-axis current in the negative direction is reduced. Therefore, when the three-phase short-circuit control is performed, the magnitude of the transient d-axis current in the negative direction is reduced, so demagnetization of the permanent magnet 34 can be suppressed.
  • the switches QUH-QWL As one-phase short-circuit control, among the switches QUH-QWL, the switches QUH-QWL corresponding to the states of the phase currents Iur, Ivr, and Iwr are turned on, and the remaining switches are turned off. Thereby, a closed circuit including the rotating electric machine 30 and the switching device section 41 is properly formed.
  • phase currents Iur, Ivr, and Iwr detected by the phase current detection unit 43 are used for power running drive control or regenerative drive control. Therefore, in the present embodiment, a switch to be turned on is selected based on the phase currents Iur, Ivr, and Iwr in the one-phase short-circuit control. Thereby, one-phase short-circuit control can be performed using the phase currents Iur, Ivr, and Iwr used for powering drive control or regenerative drive control.
  • the duration of single-phase short-circuit control is excessively short, the magnitude of the transient d-axis current may not be sufficiently reduced.
  • the duration of one-phase short-circuit control is excessively long, the magnitude of the d-axis current may increase. That is, if the duration of the one-phase short-circuit control is not appropriately set, the permanent magnet 34 may be demagnetized.
  • the three-phase short-circuit control is performed.
  • the duration of the one-phase short-circuit control can be appropriately set, and the magnitude of the transient d-axis current can be appropriately suppressed.
  • demagnetization of the permanent magnet 34 can be suppressed accurately.
  • a configuration is adopted in which a predetermined time is used as the first set time Tj1.
  • a predetermined time is used as the first set time Tj1.
  • One-phase short-circuit control is performed on the condition that it is determined that demagnetization of the permanent magnet 34 occurs. Therefore, when it is determined that demagnetization of the permanent magnet 34 does not occur, three-phase short-circuit control is promptly performed without performing one-phase short-circuit control. As a result, while suppressing demagnetization of the permanent magnet 34, it is possible to simplify the control up to the execution of the three-phase short-circuit control.
  • Three-phase short-circuit control is performed on the condition that it is determined that an overvoltage abnormality has occurred in the smoothing capacitor 42 . Accordingly, when it is determined that an overvoltage abnormality does not occur in the smoothing capacitor 42, the three-phase short-circuit control is not performed. As a result, the possibility that the permanent magnet 34 is demagnetized can be reduced by executing the three-phase short-circuit control.
  • the regenerative driving state is one in which the one-phase short-circuit control should be performed.
  • shutdown control is performed prior to the 3-short circuit control.
  • the power supply from the switching device section 41 to the rotary electric machine 30 is stopped, so that the operating point OP can be moved toward the operating point at which the transient d-axis current is reduced.
  • demagnetization of the permanent magnet 34 can be suppressed.
  • FIG. 13 shows an example of waveforms of the line voltages Vuv, Vvw, and Vwu detected by the line voltage detection unit 46 in the regenerative driving state of the rotating electric machine 30.
  • the solid line indicates the waveform of the UV-phase line voltage Vuv
  • the dashed line indicates the waveform of the VW-phase line voltage Vvw
  • the dashed line indicates the waveform of the WU-phase line voltage Vwu.
  • the states of the line voltages Vuv, Vvw, and Vwu are classified into first to sixth voltage patterns B1 to B6.
  • the first voltage pattern B1 the UV phase line voltage Vuv is lower than the reference voltage.
  • the VW-phase line voltage Vvw is higher than the power supply voltage Vdc.
  • the WU-phase line voltage Vwu is lower than the reference voltage.
  • the UV phase line voltage Vuv is higher than the power supply voltage Vdc.
  • the VW-phase line voltage Vvw is lower than the reference voltage.
  • the WU-phase line voltage Vwu is higher than the power supply voltage Vdc.
  • the power supply voltage Vdc detected by the DC voltage detection unit 45 may be used.
  • the abnormal-time control unit 60 controls, among the plurality of phases of the switching device unit 41, the phase in which the current is flowing to the lower arm diode. Turn on the upper arm switch and turn off the lower arm switch.
  • the abnormal time control section 60 performs one-phase short-circuit control so that current does not flow through the upper arm diode among the plurality of phases of the switching device section 41 . Turn on the lower arm switch and turn off the upper arm switch in the current phase. It should be noted that the abnormal control section 60 turns off the upper and lower arm switches in phases other than the selected phase among the plurality of phases of the switching device section 41 .
  • 14 to 19 are diagrams showing current paths flowing through the control system 10 in each of the voltage patterns B1 to B6. 14 to 19, the illustration of the configuration not used for explanation among the configurations shown in FIG. 1 is omitted, and the configurations shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for convenience. ing.
  • FIG. 14 shows the current path of the first voltage pattern B1. Since the UV-phase line voltage Vuv becomes lower than the reference voltage, current flows in the direction in which the sign of the U-phase current Iur becomes negative.
  • the current path of the first voltage pattern B1 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ U-phase lower arm diode DUL ⁇ U-phase conductive member LU ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ V-phase upper arm diode DVH ⁇ positive electrode.
  • Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 the abnormal control unit 60 turns on the U-phase upper arm switch QUH and turns off the U-phase lower arm switch QUL in the U-phase in which the current is flowing through the lower arm diode. Thereby, a closed circuit including U-phase upper arm switch QUH, V-phase upper arm diode DVH, and rotating electric machine 30 is formed.
  • FIG. 15 shows the current path of the second voltage pattern B2. Since the VW-phase line voltage Vvw becomes higher than the power supply voltage Vdc, current flows in the direction in which the sign of the V-phase current Ivr is positive.
  • the current path of the second voltage pattern B2 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ W-phase lower arm diode DWL ⁇ W-phase conductive member LW ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ V-phase upper arm diode DVH ⁇ positive electrode.
  • Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ W-phase lower arm diode DWL ⁇ W-phase conductive member LW ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ V-phase upper arm diode DVH ⁇ positive electrode.
  • the abnormal control unit 60 turns on the V-phase lower arm switch QVL and turns off the V-phase upper arm switch QVH in the V-phase in which current flows through the upper arm diode. Thereby, a closed circuit including V-phase lower arm switch QVL, W-phase lower arm diode DWL, and rotating electric machine 30 is formed.
  • FIG. 16 shows the current path of the third voltage pattern B3. Since the WU-phase line voltage Vwu becomes lower than the reference voltage, current flows in the direction in which the sign of the W-phase current Iwr becomes negative.
  • the current path of the third voltage pattern B3 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ W-phase lower arm diode DWL ⁇ W-phase conductive member LW ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ U-phase conductive member LU ⁇ U-phase upper arm diode DUH ⁇ positive electrode. Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 .
  • the abnormal control unit 60 turns on the W-phase upper arm switch QWH and turns off the W-phase lower arm switch QWL in the W-phase in which the current flows through the lower arm diode. Thereby, a closed circuit including W-phase upper arm switch QWH, U-phase upper arm diode DUH, and rotating electric machine 30 is formed.
  • FIG. 17 shows the current path of the fourth voltage pattern B4. Since the UV-phase line voltage Vuv is higher than the power supply voltage Vdc, current flows in the direction in which the sign of the U-phase current Iur is positive.
  • the current path of the fourth voltage pattern B4 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ V-phase lower arm diode DVL ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ U-phase conductive member LU ⁇ U-phase upper arm diode DUH ⁇ positive electrode. Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 .
  • the abnormal control unit 60 turns on the U-phase lower arm switch QUL and turns off the U-phase upper arm switch QUH in the U-phase in which current is flowing through the upper arm diode. Thereby, a closed circuit including U-phase lower arm switch QUL, V-phase lower arm diode DVL, and rotating electric machine 30 is formed.
  • FIG. 18 shows the current path of the fifth voltage pattern B5. Since the VW-phase line voltage Vvw becomes lower than the reference voltage, current flows in the direction in which the sign of the V-phase current Ivr becomes negative.
  • the current path of the fifth voltage pattern B5 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ V-phase lower arm diode DVL ⁇ V-phase conductive member LV ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ W-phase conductive member LW ⁇ W-phase upper arm diode DWH ⁇ positive electrode. Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 .
  • the abnormal control unit 60 turns on the V-phase upper arm switch QVH and turns off the V-phase lower arm switch QVL in the V-phase in which the current flows through the lower arm diode. Thereby, a closed circuit including V-phase upper arm switch QVH, W-phase upper arm diode DWH, and rotating electric machine 30 is formed.
  • FIG. 19 shows the current path of the sixth voltage pattern B6. Since the WU-phase line voltage Vwu becomes higher than the power supply voltage Vdc, current flows in the direction in which the sign of the W-phase current Iwr is positive.
  • the current path of the sixth voltage pattern B6 is smoothing capacitor 42 ⁇ negative-side bus Ln ⁇ U-phase lower arm diode DUL ⁇ U-phase conductive member LU ⁇ rotating electric machine 30 ⁇ W-phase conductive member LW ⁇ W-phase upper arm diode DWH ⁇ positive electrode. Side bus line Lp ⁇ Smoothing capacitor 42 .
  • the abnormal control unit 60 turns on the W-phase lower arm switch QWL and turns off the W-phase upper arm switch QWH in the W-phase in which the current is flowing through the upper arm diode.
  • a closed circuit including W-phase lower arm switch QWL, U-phase lower arm diode DUL, and rotating electric machine 30 is formed.
  • a switching pattern for one-phase short-circuit control is selected according to the state of each line voltage Vuv, Vvw, and Vwu.
  • the switching pattern for one-phase short-circuit control can be appropriately selected as in the first embodiment.
  • the third embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
  • the d-axis current value Idr and the q-axis current value are used as the first and second set times Tj1 and Tj2.
  • the one calculated based on Iqr is used.
  • step S21 the abnormal time control unit 60 proceeds to step S21, where the magnitude of the transient d-axis current determines demagnetization based on the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr.
  • a first set time Tj1 is calculated as a set time that is smaller than the value.
  • the abnormality control unit 60 uses correspondence information (for example, map information or mathematical expression information) in which the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr are associated with the first set time Tj1 to obtain the first 1 set time Tj1 is calculated.
  • step S19 the abnormality control unit 60 determines whether or not the duration has reached the first set time Tj1 calculated in step S21. It should be noted that in the present embodiment, step S21 corresponds to the "time calculation unit".
  • the abnormality control unit 60 proceeds to step S22, and sets the magnitude of the transient d-axis current to be smaller than the demagnetization determination value based on the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr.
  • a second set time Tj2 is calculated.
  • the abnormality control unit 60 uses correspondence information (for example, map information or mathematical expression information) in which the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr are associated with the second set time Tj2 to 2 Calculate the set time Tj2.
  • step S16 the abnormality control unit 60 determines whether or not the duration has reached the second set time Tj2 calculated in step S22.
  • the first and second set times Tj1 and Tj2 are calculated based on the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr. Thereby, the duration of the one-phase short-circuit control for suppressing demagnetization of the permanent magnet 34 can be set accurately.
  • the fourth embodiment will be described below with reference to the drawings, focusing on differences from the first embodiment.
  • the magnitude of the transient d-axis current in the negative direction causes demagnetization of the permanent magnet 34. It is determined whether or not it is within a range that does not occur.
  • the abnormality control unit 60 performs the process of step S23 instead of the process of step S19.
  • the abnormality control unit 60 estimates the magnitude of the transient d-axis current in the negative direction based on the d-axis current value Idr and the q-axis current value Iqr during execution of the one-phase short-circuit control.
  • the abnormality control unit 60 determines whether or not the magnitude of the estimated negative transient d-axis current is within a range in which demagnetization of the permanent magnet 34 does not occur.
  • the abnormal-time control unit 60 determines that the magnitude of the transient d-axis current is such that demagnetization of the permanent magnet 34 occurs. Determined to be within range.
  • the abnormality control unit 60 sets the magnitude of the transient d-axis current to a range where demagnetization of the permanent magnet 34 does not occur. determined to be within
  • the abnormality control unit 60 performs the process of step S24 instead of the process of step S16.
  • the abnormality control section 60 may perform the same process as that of step S23. It should be noted that in the present embodiment, the process of step S23 corresponds to the "implementation determination unit".
  • the magnitude of the transient d-axis current in the negative direction is within a range where demagnetization of the permanent magnet 34 does not occur. It is determined whether it is within Thereby, the one-phase short-circuit control can be continued until the operating point OP becomes an operating point at which demagnetization of the permanent magnet 34 does not occur. As a result, demagnetization of the permanent magnet 34 can be suppressed.
  • the abnormality control unit 60 performs the process of step S25 instead of the process of step S19.
  • the abnormality control unit 60 determines whether or not the q-axis current value Iqr during one-phase short-circuit control is zero.
  • the abnormal control unit 60 performs the process of step S26 instead of the process of step S16.
  • the abnormality control unit 60 may perform the same process as that of step S25. It should be noted that in the present embodiment, the process of step S25 corresponds to the "implementation determination unit".
  • the q-axis current value Iqr during execution of one-phase short-circuit control is 0, three-phase short-circuit control is executed.
  • the three-phase short-circuit control may be control that turns on the upper arm switches QUH to QWH and turns off the lower arm switches QUL to QWL.
  • the abnormality determination unit 59 determines whether or not the power supply voltage Vdc is higher than the overvoltage threshold value Vj. However, it is not limited to this. The abnormality determination unit 59 may determine whether the power supply voltage Vdc is higher than the overvoltage threshold Vj regardless of the logic of the first signal Sg1. When the abnormality determination unit 59 determines that the power supply voltage Vdc is higher than the overvoltage threshold value Vj regardless of the logic of the second signal Sg2, the abnormality control unit 60 determines that an overvoltage abnormality has occurred. The processing of steps S13 to S20 may be performed. Note that in the present embodiment, the processes of steps S10 and S11 may not be performed.
  • a load dump such as the first cutoff switch Sp being unintentionally switched to the off state may occur, and an overvoltage abnormality may occur in which the power supply voltage Vdc rises instantaneously. be done.
  • one-phase short-circuiting is performed based on the electrical angle ⁇ e of the angle detection unit 44 .
  • a switching pattern of controls may be selected.
  • step S17 may not be performed.
  • the switches that make up the inverter are not limited to IGBTs, but may be, for example, N-channel MOSFETs with built-in body diodes.
  • the rotating electric machine and the inverter are not limited to three-phase ones, but may be two-phase ones or four-phase or more ones. Further, the rotating electric machine is not limited to an on-board motor, and may be an in-wheel motor built into a wheel.
  • the coils 31 of each phase may be delta-connected.
  • the abnormality control unit 60 determines whether or not the q-axis current value Iqr during the one-phase short-circuit control is 0 as the processing of step S25 and the processing of step S26. Instead, it may be determined whether or not the q-axis current value Iqr during execution of the one-phase short-circuit control has been reduced to a current determination value slightly larger than zero.
  • the current determination value is a value that can determine that the q-axis current value Iqr during execution of the one-phase short-circuit control is lower than the q-axis current value Iqr before the one-phase short-circuit control is executed. Just do it.
  • the mobile object on which the control system is installed is not limited to a vehicle, and may be an aircraft or a ship, for example.
  • the rotating electric machine that constitutes the control system serves as the flight power source of the aircraft.
  • the rotating electric machine that constitutes the control system serves as the navigation power source of the ship.
  • control unit and techniques described in this disclosure can be performed by a dedicated computer provided by configuring a processor and memory programmed to perform one or more functions embodied by a computer program; may be implemented.
  • the controls and techniques described in this disclosure may be implemented by a dedicated computer provided by configuring the processor with one or more dedicated hardware logic circuits.
  • the control units and techniques described in this disclosure can be implemented by a combination of a processor and memory programmed to perform one or more functions and a processor configured by one or more hardware logic circuits. It may also be implemented by one or more dedicated computers configured.
  • the computer program may also be stored as computer-executable instructions on a computer-readable non-transitional tangible recording medium.

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Abstract

制御装置（５０）は、永久磁石（３４）を有するロータ（３３）、及びコイル（３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ）を有するステータ（３２）を備える回転電機（３０）と、ダイオード（ＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬ）が逆並列接続された上，下アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）を有するインバータ（４０）と、を備えるシステム（１０）に適用される。制御装置は、上，下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチを全相オンするとともに他方のアームスイッチを全相オフする全相短絡制御を実施する全相短絡部と、回生駆動状態において、全相短絡制御が実施されるのに先立ち、複数相の上，下アームスイッチのうち１相における一方のアームスイッチをオンするとともに他方のアームスイッチをオフし、残りの相における上，下アームスイッチをオフする１相短絡制御を実施する１相短絡部と、を備える。

Description

回転電機の制御装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０２１年１月２２日に出願された日本出願番号２０２１－００８６２４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、回転電機の制御装置に関する。
　従来、回転電機と、インバータとを備えるシステムが知られている。回転電機は、永久磁石を有するロータと、複数相のコイルを有するステータとを備える。インバータは、各相毎に上，下アームスイッチを有し、コイルに電気的に接続される。例えば特許文献１には、上述したシステムに適用される回転電機の制御装置として、上，下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチを全相オンし、かつ、他方のアームスイッチを全相オフする全相短絡制御を実施するものが記載されている。
特開２０１９－６２５８９号公報
　全相短絡制御が実施された場合、ｄｑ座標系においてｄ，ｑ軸電流値で特定される動作点は、ｄ軸電流値が弱め界磁側の所定値になる最終到達位置に収束する。この場合、動作点は、全相短絡制御の開始時における動作点から最終到達位置に直線的に向かうのではなく、最終到達位置を中心に渦を巻く軌跡を描いて最終到達位置に向かう。最終到達位置に向かう過程において、ｄ軸電流は、弱め界磁側に断続的に大きくなる。ｄ軸電流が弱め界磁側に過剰に大きくなる場合、永久磁石が減磁される可能性がある。
　永久磁石が減磁されるのを抑制するための制御により、全相短絡制御が実施されるまでの制御が複雑化し得る。例えば、特許文献１では、全相短絡制御が実施されるのに先立ち、全相短絡制御の実施後のｄ軸電流が低減されるように、ｄ，ｑ軸電流指令値が変更され、変更されたｄ，ｑ軸電流指令値にｄ，ｑ軸電流を制御すべく、上，下アームスイッチのスイッチング制御が行われる。この場合、全相短絡制御が実施されるまでに、ｄ，ｑ軸電流指令値の変更と、スイッチング制御とを実施する必要があり、全相短絡制御が実施されるまでの制御が複雑化する。
　本開示は、上記事情に鑑みてなされたものであり、その主たる目的は、簡素な制御により、永久磁石が減磁されるのを抑制することができる回転電機の制御装置を提供することである。
　本開示は、永久磁石を有するロータ、及び複数相のコイルを有するステータを備える回転電機と、ダイオードが逆並列接続された上，下アームスイッチを有し、該上，下アームスイッチ及び前記コイルを電気的に接続するインバータと、を備えるシステムに適用される回転電機の制御装置において、前記上，下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチを全相オンするとともに他方のアームスイッチを全相オフする全相短絡制御を実施する全相短絡部と、前記回転電機が発電機として機能する回生駆動状態において、前記全相短絡制御が実施されるのに先立ち、複数相の前記上，下アームスイッチのうち１相における一方のアームスイッチをオンするとともに他方のアームスイッチをオフし、残りの相における上，下アームスイッチをオフする１相短絡制御を実施する１相短絡部と、を備える。
　本願発明者は、全相短絡制御を実施するまでの制御が複雑化することに鑑み、簡易なスイッチング制御である１相短絡制御が実施されることにより、全相短絡制御が実施された場合の弱め界磁側のｄ軸電流が低減されることに着目した。
　そこで、本開示では、回生駆動状態において、全相短絡制御が実施されるのに先立ち、１相短絡制御が実施される。これにより、オンされた１相分のアームスイッチと、ダイオードと、コイルとを含む閉回路に還流電流が流れる。還流電流が流れることにより、全相短絡制御が実施された場合における弱め界磁側のｄ軸電流が低減されるように、ｄｑ座標系においてｄ，ｑ軸電流値で特定される動作点を変化させることができる。そのため、その後全相短絡制御が実施された場合の弱め界磁側のｄ軸電流が低減され、永久磁石が減磁されるのを抑制できる。このように、本開示によれば、１相短絡制御を一時的に実施するといった簡素な制御により、永久磁石が減磁されるのを抑制することができる。
　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、第１実施形態に係る制御システムの全体構成図であり、 図２は、制御装置の機能ブロック図であり、 図３は、３相短絡制御が継続された場合のｄ，ｑ軸電流値の推移を示す図であり、 図４は、相電流の波形の一例を示す図であり、 図５は、第１電流パターンの電流経路を示す図であり、 図６は、第２電流パターンの電流経路を示す図であり、 図７は、第３電流パターンの電流経路を示す図であり、 図８は、第４電流パターンの電流経路を示す図であり、 図９は、第５電流パターンの電流経路を示す図であり、 図１０は、第６電流パターンの電流経路を示す図であり、 図１１は、制御装置が実施する制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図１２は、１相短絡制御が実施された場合のｄ，ｑ軸電流値の推移を示す図であり、 図１３は、第２実施形態に係る線間電圧の波形の一例を示す図であり、 図１４は、第１電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図１５は、第２電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図１６は、第３電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図１７は、第４電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図１８は、第５電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図１９は、第６電圧パターンの電流経路を示す図であり、 図２０は、第３実施形態に係る制御装置が実施する制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図２１は、第４実施形態に係る制御装置が実施する制御の処理手順を示すフローチャートであり、 図２２は、第５実施形態に係る制御装置が実施する制御の処理手順を示すフローチャートである。
　＜第１実施形態＞
　以下、本開示に係る制御装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態に係る制御装置は、走行動力源としての回転電機とともに制御システムを構成し、制御システムは車両に搭載されている。
　図１に示すように、制御システム１０は、直流電源としての蓄電池２０を備えている。蓄電池２０は、例えば百Ｖ以上となる端子間電圧（電源電圧Ｖｄｃ）を有し、複数の電池セルが直列接続された組電池として構成されている。電池セルは、例えばリチウムイオン蓄電池又はニッケル水素蓄電池である。
　制御システム１０は、回転電機３０及びインバータ４０を備えている。インバータ４０は、蓄電池２０及び回転電機３０を電気的に接続する。回転電機３０は、同期機であり、より具体的には永久磁石同期機である。
　回転電機３０は、ステータ３２及びロータ３３を備えている。ロータ３３の回転軸は、図示しない変速機及びシャフト等を介して、車両の駆動輪に接続されている。ステータ３２には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗが設けられている。各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗは、電気角で１２０°ずつずれて配置されている。ロータ３３には、永久磁石３４が設けられている。
　インバータ４０は、スイッチングデバイス部４１を備えている。スイッチングデバイス部４１は、上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨと下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとの直列接続体を３相分備えている。本実施形態では、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬとして、電圧制御形の半導体スイッチング素子が用いられており、具体的にはＩＧＢＴが用いられている。このため、各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬの高電位側端子はコレクタであり、低電位側端子はエミッタである。各スイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬには、フリーホイールダイオードとしての各ダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬが逆並列に接続されている。
　Ｕ相上アームスイッチＱＵＨのエミッタと、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬのコレクタとには、バスバー等のＵ相導電部材ＬＵを介して、Ｕ相コイル３１Ｕの第１端が接続されている。Ｖ相上アームスイッチＱＶＨのエミッタと、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬのコレクタとには、バスバー等のＶ相導電部材ＬＶを介して、Ｖ相コイル３１Ｖの第１端が接続されている。Ｗ相上アームスイッチＱＷＨのエミッタと、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬのコレクタとには、バスバー等のＷ相導電部材ＬＷを介して、Ｗ相コイル３１Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの第２端同士は、中性点Ｏで接続されている。すなわち、各相のコイル３１は、スター結線されている。なお、本実施形態において、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗは、ターン数が同じに設定されている。これにより、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗは、例えばインダクタンスが同じに設定されている。
　制御システム１０は、第１，第２遮断スイッチＳｐ，Ｓｎを備えている。本実施形態において、各遮断スイッチＳｐ，Ｓｎは、リレー（具体的には例えば、システムメインリレー）である。各上アームスイッチＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨのコレクタと、第１遮断スイッチＳｐの第１端とは、バスバー等の正極側母線Ｌｐにより接続されている。各下アームスイッチＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬのエミッタと、第２遮断スイッチＳｎの第１端とは、バスバー等の負極側母線Ｌｎにより接続されている。第１遮断スイッチＳｐの第２端には、蓄電池２０の正極端子が接続され、第２遮断スイッチＳｎの第２端には、蓄電池２０の負極端子が接続されている。本実施形態では、負極側母線Ｌｎがグランドに接続されている。
　インバータ４０は、制御装置５０を備えており、制御システム１０は、上位制御装置７０を備えている。各遮断スイッチＳｐ，Ｓｎは、制御装置５０又は上位制御装置７０により操作される。
　制御システム１０は、平滑コンデンサ４２を備えている。平滑コンデンサ４２は、正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとを接続する。なお、平滑コンデンサ４２は、インバータ４０に内蔵されていてもよいし、インバータ４０の外部に設けられていてもよい。
　各遮断スイッチＳｐ，Ｓｎがオンされている場合、蓄電池２０及び平滑コンデンサ４２が、インバータ４０の入力電圧を供給する蓄電部となる。一方、各遮断スイッチＳｐ，Ｓｎがオフされている場合、蓄電池２０及び平滑コンデンサ４２のうち平滑コンデンサ４２が、インバータ４０の入力電圧を供給する蓄電部となる。
　制御システム１０は、相電流検出部４３、角度検出部４４及び直流電圧検出部４５を備えている。相電流検出部４３は、回転電機３０に流れる各相電流のうち、少なくとも２相分の相電流を検出する。相電流の符号は、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗから各上，下アームスイッチの直列接続体の接続点へと電流が流れる場合を正とし、各上，下アームスイッチの直列接続体の接続点から各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗへと電流が流れる場合を負とする。角度検出部４４は、ロータ３３の電気角を検出し、例えばレゾルバである。直流電圧検出部４５は、平滑コンデンサ４２の端子間電圧である電源電圧を検出する。なお、各相コイル３１Ｕ～３１Ｗはスター結線されているため、相電流と線電流とは等しい。
　制御システム１０は、線間電圧検出部４６を備えている。線間電圧検出部４６は、負極側母線Ｌｎの電位を基準電圧（０Ｖ）として、Ｕ相コイル３１Ｕ及びＶ相コイル３１Ｖの間のＵＶ相線間電圧Ｖｕｖと、Ｖ相コイル３１Ｖ及びＷ相コイル３１Ｗの間のＶＷ相線間電圧Ｖｖｗと、Ｗ相コイル３１Ｗ及びＵ相コイル３１Ｕの間のＷＵ相線間電圧Ｖｗｕとを検出する。各検出部４３～４６の検出値は、制御装置５０に入力される。本実施形態において、制御装置５０が「線間電圧取得部」に相当する。
　制御装置５０は、ＣＰＵ、ＲＡＭ，ＲＯＭ等を有するＥＣＵ（電子制御ユニット）である。制御装置５０は、力行駆動制御を行う。力行駆動制御は、蓄電池２０から出力される直流電力を交流電力に変換して回転電機３０に供給するための各上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御である。力行駆動制御が行われる場合、回転電機３０は、電動機として機能し、力行トルク（＞０）を発生する。また、制御装置５０は、回生駆動制御を行う。回生駆動制御は、回転電機３０で発電される交流電力を直流電力に変換して蓄電池２０に供給するための各上，下アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御である。回生駆動制御が行われる場合、回転電機３０は、発電機として機能し、回生トルク（＜０）を発生する。
　図２は、制御装置５０が実行する処理の機能ブロック図である。制御装置５０において、トルク指令部５１は、上位制御装置７０から指令を受けることにより、トルク指令値Ｔｒｑ＊を算出する。電流指令部５２は、算出されたトルク指令値Ｔｒｑ＊に基づいて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出する。
　ｄｑ変換部５３は、相電流検出部４３により検出された各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒと、角度検出部４４により検出された電気角θｅとに基づいて、ｄｑ座標系におけるｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒを算出する。なお、本実施形態において、ｄｑ変換部５３が「ｄｑ軸電流取得部」及び「ｑ軸電流取得部」に相当する。
　偏差演算部５４は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊とｄ軸電流値Ｉｄｒとの差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄと、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊とｑ軸電流値Ｉｑｒとの差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑとを算出する。
　フィードバック制御部５５は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄを０にフィードバック制御するための操作量としてｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊を算出し、ｑ軸電流偏差ΔＩｑを０にフィードバック制御するための操作量としてｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を算出する。フィードバック制御は、例えば、比例積分制御である。
　ＵＶＷ変換部５６は、ｄ，ｑ軸電圧指令値Ｖｄ＊，Ｖｑ＊と、角度検出部４４により検出された電気角θｅとに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊を算出する。
　変調率算出部５７は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相電圧指令値Ｖｕ＊，Ｖｖ＊，Ｖｗ＊と、直流電圧検出部４５により検出された電源電圧Ｖｄｃに基づいて、Ｕ，Ｖ，Ｗ相変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗを算出する。ここで、Ｕ相変調率Ｍｕは、Ｕ相電圧指令値Ｖｕ＊を電源電圧Ｖｄｃで除算したものであり、Ｖ相変調率Ｍｖは、Ｖ相電圧指令値Ｖｖ＊を電源電圧Ｖｄｃで除算したものであり、Ｗ相変調率Ｍｗは、Ｗ相電圧指令値Ｖｗ＊を電源電圧Ｖｄｃで除算したものである。
　信号生成部５８は、変調率算出部５７により算出された各相変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗに基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのゲート信号を生成する。具体的には例えば、信号生成部５８は、各変調率Ｍｕ，Ｍｖ，Ｍｗとキャリア信号（例えば三角波信号）との大小比較に基づいて、ゲート信号を生成する。ここで、ゲート信号は、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのオン又はオフを指示する信号であり、スイッチングデバイス部４１に入力される。これにより、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御が実施される。
　制御装置５０は、異常判定部５９及び異常時制御部６０を備えている。異常判定部５９は、上位制御装置７０から出力される第１信号Ｓｇ１及び電源電圧Ｖｄｃに基づいて、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生したか否かを判定し、第２信号Ｓｇ２を生成する。ここで、第１信号Ｓｇ１は、車両に異常が発生したか否かを伝達するための信号であり、第２信号Ｓｇ２は、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生したか否かを伝達するための信号である。第２信号Ｓｇ２は、異常時制御部６０に入力される。なお、異常判定部５９については後述する。
　過電圧異常は、回転電機３０の高トルク化を図るために、永久磁石３４が高磁束密度を有するものである場合に発生しやすい。これは、永久磁石３４が高磁束密度であるほど、コイルに発生する逆起電圧が高くなりやすく、平滑コンデンサ４２に過度な高電圧が印加されやすいためである。なお、高トルク化が図られた回転電機としては、具体的には例えば、特開２０１９－１０６８６６号公報に記載されているように、固有保磁力が４００［ｋＡ／ｍ］以上であり、かつ、残留磁束密度が１．０Ｔ以上の永久磁石を有するスロットレス構造のものがある。
　異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２に基づいて、シャットダウン指令信号又は３相短絡指令信号を生成する。ここで、シャットダウン指令信号とは、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオフするシャットダウン制御を実施すると異常時制御部６０により判定された場合に生成される信号である。３相短絡指令信号とは、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフするとともに、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオンする３相短絡制御を実施すると異常時制御部６０により判定された場合に生成される信号である。シャットダウン指令信号及び３相短絡指令信号は信号生成部５８に入力される。なお、異常時制御部６０については後述する。本実施形態において、３相短絡制御が「全相短絡制御」に相当する。
　信号生成部５８は、シャットダウン指令信号が入力された場合、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオフするゲート信号を生成する。これにより、シャットダウン制御が実施される。信号生成部５８は、３相短絡指令信号が入力された場合、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフするとともに、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオンするゲート信号を生成する。これにより、３相短絡制御が実施される。
　図３に、３相短絡制御が継続された場合におけるｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑの推移の一例を示す。以下では、電流値のｄｑ座標系においてｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑで特定される位置を動作点ＯＰと称すこととする。また、本実施形態では、強め界磁を行う場合のｄ軸電流Ｉｄの符号を正とし、弱め界磁を行う場合のｄ軸電流Ｉｄの符号を負とする。また、力行駆動制御によりロータ３３の第１回転方向に力行トルクを発生させる場合のｑ軸電流Ｉｑの符号を正とし、回生駆動制御により第１回転方向とは逆方向の第２回転方向に回生トルクを発生させる場合におけるｑ軸電流Ｉｑの符号を負とする。
　３相短絡制御が実行されると、インバータ４０及び各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗに還流電流が流れるようになる。図３に示すように、動作点ＯＰは、最終的には、ｑ軸電流Ｉｑがｑ軸所定値Ｉｑ０であって、かつ、ｄ軸電流Ｉｄがｄ軸所定値Ｉｄ０になる最終到達位置Ｍに収束する。ｑ軸所定値Ｉｑ０は、回転電機３０の電気角速度が大きい場合、ほぼ０の値となる。一方、ｑ軸所定値Ｉｑ０は、回転電機３０の電気角速度が小さい場合、負側の値となる。ｄ軸所定値Ｉｄ０は、例えば、永久磁石３４の磁石磁束と、ｄ軸電流Ｉｄにより各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗに発生する磁束であって磁石磁束を打ち消す方向の磁束とが等しくなる場合の値である。詳しくは、ｄ軸所定値Ｉｄ０及びｑ軸所定値Ｉｑ０は下式（ｅ１）で表される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-M000001
 　上式（ｅ１）において、φは永久磁石３４の磁石磁束であり、Ｒは各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗの抵抗値であり、Ｌｄはｄ軸インダクタンスであり、Ｌｑはｑ軸インダクタンスであり、ωは回転電機３０の電気角速度である。
　動作点ＯＰは、３相短絡制御が開始される開始位置Ｐｓから最終到達位置Ｍに直線的に向かうのではなく、最終到達位置Ｍを中心に時計回りに渦を巻くような軌跡を描いて最終到達位置Ｍに向かう。図３に示す例では、開始位置Ｐｓから最終到達位置Ｍに向かうまでの動作点ＯＰの軌跡が、電流値のｄｑ座標系において第２，第３象限及び第２，第３象限に挟まれたｄ軸の領域に存在している。第２象限とは、ｑ軸電流Ｉｑが正の値となり、ｄ軸電流Ｉｄが負の値となる領域であり、第３象限とは、ｄ，ｑ軸電流Ｉｄ，Ｉｑがともに負の値となる領域である。
　３相短絡制御の実施中において、動作点ＯＰが最終到達位置Ｍに向かう過程の過渡ｄ軸電流は、負方向に断続的に大きくなる。図３では、過渡ｄ軸電流の負方向の最大値をＩｄ１として示している。過渡ｄ軸電流が負方向に過剰に大きくなる場合、永久磁石３４が減磁される可能性がある。
　従来、３相短絡制御の実施に先立ち、永久磁石３４の減磁を抑制するための制御が実施されている。しかし、永久磁石３４が減磁されるのを抑制するための制御により、３相短絡制御が実施されるまでの制御が複雑化し得る。本願発明者は、３相短絡制御が実施されるまでの制御が複雑化することに鑑み、回転電機３０が発電機として機能する回生駆動状態において、簡易なスイッチング制御である１相短絡制御が実施されることにより、過渡ｄ軸電流の大きさが低減されることに着目した。
　そこで、本実施形態では、異常時制御部６０は、回生駆動状態において、３相短絡制御が実施されるのに先立ち１相短絡制御が実施される構成を備えることとした。１相短絡制御とは、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうちいずれか１つのスイッチがオンされるとともに、残りのスイッチがオフされる制御である。以下、１相短絡制御のスイッチングパターンについて説明する。
　異常時制御部６０は、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうち１相短絡制御においてオンするスイッチを、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に応じて選択する。図４は、回転電機３０の回生駆動状態において、相電流検出部４３により検出される各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの波形の一例である。図４において、実線はＵ相電流Ｉｕｒの波形を示し、破線はＶ相電流Ｉｖｒの波形を示し、一点鎖線はＷ相電流Ｉｗｒの波形を示す。
　各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態は、第１～第６電流パターンＡ１～Ａ６に区分される。詳しくは、第１電流パターンＡ１では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＵ相とされ、かつ、Ｕ相電流Ｉｕｒが負とされる。第２電流パターンＡ２では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＶ相とされ、かつ、Ｖ相電流Ｉｖｒが正とされる。第３電流パターンＡ３では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＷ相とされ、かつ、Ｗ相電流Ｉｗｒが負とされる。第４電流パターンＡ４では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＵ相とされ、かつ、Ｕ相電流Ｉｕｒが正とされる。第５電流パターンＡ５では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＶ相とされ、かつ、Ｖ相電流Ｉｖｒが負とされる。第６電流パターンＡ６では、スイッチングデバイス部４１の各相のうち相電流の絶対値が最大となる相がＷ相とされ、かつ、Ｗ相電流Ｉｗｒが正とされる。
　異常時制御部６０は、１相短絡制御として、スイッチングデバイス部４１の複数相のうち、相電流の絶対値が最大となる相を選択する。異常時制御部６０は、選択した相における上，下アームのうち、ダイオードに電流が流れていない方のアームにおけるスイッチをオンするとともに、ダイオードに電流が流れている方のアームにおけるスイッチをオフする。なお、異常時制御部６０は、スイッチングデバイス部４１の複数相のうち、相電流の絶対値が最大となる相以外の相において、上，下アームスイッチをオフする。
　図５～１０は、各電流パターンＡ１～Ａ６において、制御システム１０に流れる電流経路を示す図である。なお、図５～１０において、先の図１に示した構成については、便宜上、同一の符号を付しており、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬはオフされている。
　図５は、第１電流パターンＡ１の電流経路である。第１電流パターンＡ１の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｕ相下アームダイオードＤＵＬ→Ｕ相導電部材ＬＵ→Ｕ相コイル３１Ｕ→Ｖ，Ｗ相コイル３１Ｖ，３１Ｗ→Ｖ，Ｗ相導電部材ＬＶ，ＬＷ→Ｖ，Ｗ相上アームダイオードＤＶＨ，ＤＷＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｕ相を選択し、Ｕ相上アームスイッチＱＵＨをオンするとともにＵ相下アームスイッチＱＵＬをオフする。これにより、Ｕ相上アームスイッチＱＵＨと、Ｖ，Ｗ相上アームダイオードＤＶＨ，ＤＷＨと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　図６は、第２電流パターンＡ２の電流経路である。第２電流パターンＡ２の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｕ，Ｗ相下アームダイオードＤＵＬ，ＤＷＬ→Ｕ，Ｗ相導電部材ＬＵ，ＬＷ→Ｕ，Ｗ相コイル３１Ｕ，３１Ｗ→Ｖ相コイル３１Ｖ→Ｖ相導電部材ＬＶ→Ｖ相上アームダイオードＤＶＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｖ相を選択し、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬをオンするとともにＶ相上アームスイッチＱＶＨをオフする。これにより、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬと、Ｕ，Ｗ相下アームダイオードＤＵＬ，ＤＷＬと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　図７は、第３電流パターンＡ３の電流経路である。第３電流パターンＡ３の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｗ相下アームダイオードＤＷＬ→Ｗ相導電部材ＬＷ→Ｗ相コイル３１Ｗ→Ｕ，Ｖ相コイル３１Ｕ，３１Ｖ→Ｕ，Ｖ相導電部材ＬＵ，ＬＶ→Ｕ，Ｖ相上アームダイオードＤＵＨ，ＤＶＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｗ相を選択し、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨをオンするとともにＷ相下アームスイッチＱＷＬをオフする。これにより、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨと、Ｕ，Ｖ相上アームダイオードＤＵＨ，ＤＶＨと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　図８は、第４電流パターンＡ４の電流経路である。第４電流パターンＡ４の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｖ，Ｗ相下アームダイオードＤＶＬ，ＤＷＬ→Ｖ，Ｗ相導電部材ＬＶ，ＬＷ→Ｖ，Ｗ相コイル３１Ｖ，３１Ｗ→Ｕ相コイル３１Ｕ→Ｕ相導電部材ＬＵ→Ｕ相上アームダイオードＤＵＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｕ相を選択し、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬをオンするとともにＵ相上アームスイッチＱＵＨをオフする。これにより、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬと、Ｖ，Ｗ相下アームダイオードＤＶＬ，ＤＷＬと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　図９は、第５電流パターンＡ５の電流経路である。第５電流パターンＡ５の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｖ相下アームダイオードＤＶＬ→Ｖ相導電部材ＬＶ→Ｖ相コイル３１Ｖ→Ｕ，Ｗ相コイル３１Ｕ，３１Ｗ→Ｕ，Ｗ相導電部材ＬＵ，ＬＷ→Ｕ，Ｗ相上アームダイオードＤＵＨ，ＤＷＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｖ相を選択し、Ｖ相上アームスイッチＱＶＨをオンするとともにＶ相下アームスイッチＱＶＬをオフする。これにより、Ｖ相上アームスイッチＱＶＨと、Ｕ，Ｗ相上アームダイオードＤＵＨ，ＤＷＨと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　図１０は、第６電流パターンＡ６の電流経路である。第６電流パターンＡ６の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｕ，Ｖ相下アームダイオードＤＵＬ，ＤＶＬ→Ｕ，Ｖ相導電部材ＬＵ，ＬＶ→Ｕ，Ｖ相コイル３１Ｕ，３１Ｖ→Ｗ相コイル３１Ｗ→Ｗ相導電部材ＬＷ→Ｗ相上アームダイオードＤＷＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、Ｗ相を選択し、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬをオンするとともに、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨをオフする１相短絡制御を実施する。これにより、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬと、Ｕ，Ｖ相下アームダイオードＤＵＬ，ＤＶＬと、各相コイル３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗとを含む閉回路が形成される。
　異常時制御部６０は、上述した各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に対応するスイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオンするとともに、残りのスイッチをオフする１相短絡制御を実施すべく、１相短絡指令信号を生成する。ここで、１相短絡指令信号とは、１相短絡制御を実施すると異常時制御部６０により判定された場合に生成される信号である。これにより、１相短絡制御が実施された場合、回転電機３０及びスイッチングデバイス部４１を含む閉回路が形成される。閉回路に還流電流が流れることにより、動作点ＯＰを、過渡ｄ軸電流の大きさが低減される動作点に向かわせることができる。
　制御装置５０は、１相短絡制御を適切に実施するための構成を備えている。
　上位制御装置７０は、車両に異常が発生したか否かを判定する。例えば、上位制御装置７０は、以下の条件のうちいずれか１つが成立したと判定した場合、車両に異常が発生したと判定すればよい。
　・車両が衝突してエアバックが作動したとの条件
　・車両が他車両に牽引されているとの条件
　・制御システム１０に異常が発生したとの条件
　制御システム１０の異常には、回転電機３０及びインバータ４０のうち少なくとも１つの異常が含まれる。本実施形態では、制御装置５０は、スイッチングデバイス部４１の各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのオンオフを検出し、検出された情報を上位制御装置７０に通知する機能を有している。上位制御装置７０は、制御装置５０により検出された情報に基づいて、スイッチングデバイス部４１に異常が発生したか否かを判定する。
　本実施形態では、上位制御装置７０により車両に異常が発生したと判定された場合、制御装置５０において、信号生成部５８から出力される各相の駆動信号がオフ指令になるように構成されている。この構成は、例えば、上位制御装置７０からトルク指令部５１に対して、トルク指令値Ｔｒｑ＊の算出の停止を指示することにより実現できる。また、上位制御装置７０は、車両に異常が発生したと判定した場合、車両に異常が発生した旨を運転者に通知する機能を有している。車両に異常が発生した旨の通知手段としては、視覚や聴覚により運転者への通知を行うことが考えられ、具体的にはインストルメントパネル等の表示部にメッセージを表示することで通知したり、或いは音声メッセージにより通知したりする。
　上位制御装置７０は、車両に異常が発生していないと判定した場合、第１信号Ｓｇ１の論理をＬにし、車両に異常が発生したと判定した場合、第１信号Ｓｇ１の論理をＨにする。第１信号Ｓｇ１は、異常判定部５９に入力される。
　異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＨとされた場合、直流電圧検出部４５の電源電圧Ｖｄｃに基づいて、第２信号Ｓｇ２を生成する。詳しくは、異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＨとされた場合、電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊよりも高いか否かを判定する。異常判定部５９は、電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊ以下であると判定した場合、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生してないと判定する。この場合、異常判定部５９は第２信号Ｓｇ２の論理をＬにする。一方、異常判定部５９は、電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊよりも高いと判定した場合、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生したと判定する。この場合、異常判定部５９は第２信号Ｓｇ２の論理をＨにする。第２信号Ｓｇ２は、異常時制御部６０に入力される。
　なお、異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＬとされた場合、第２信号Ｓｇ２を生成せず、３相短絡制御及びシャットダウン制御の指示を行わない。この場合、例えば、信号生成部５８により生成されたゲート信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのスイッチング制御が行われればよい。
　異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２の論理がＬとされた場合、シャットダウン制御を実施すると判定する。この場合、異常時制御部６０は、シャットダウン指令信号を生成する。異常時制御部６０は、シャットダウン指令信号を信号生成部５８に出力する。
　異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２の論理がＨとされた場合、３相短絡制御を実施すると判定する。この場合、異常時制御部６０は、３相短絡指令信号を生成する。異常時制御部６０は、３相短絡指令信号を信号生成部５８に出力するのに先立ち、以下の制御を行う。
　異常時制御部６０は、ｄｑ変換部５３により算出されたｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、３相短絡制御を実施した場合に永久磁石３４が減磁するか否かを判定する。具体的には、異常時制御部６０は、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒと、３相短絡制御を実施した場合の過渡ｄ軸電流の大きさとが対応付けられた対応情報（例えば、マップ情報又は数式情報）を用いて、過渡ｄ軸電流の大きさを推定する。推定された過渡ｄ軸電流の大きさが減磁判定値以上の場合、永久磁石３４が減磁すると判定する。一方、推定された過渡ｄ軸電流の大きさが所定値未満の場合、永久磁石３４が減磁しないと判定する。なお、対応情報及び減磁判定値は、回転電機３０の特性に応じて設定されればよい。
　異常時制御部６０は、ｄｑ変換部５３により算出されたｑ軸電流値Ｉｑｒを取得する。異常時制御部６０は取得したｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、回転電機３０の駆動状態を判定する。詳しくは、異常時制御部６０は、ｑ軸電流値Ｉｑｒの符号が正の場合、回転電機３０が電動機として機能する力行駆動状態であると判定する。一方、異常時制御部６０は、ｑ軸電流値Ｉｑｒの符号が負の場合、回転電機３０が発電機として機能する回生駆動状態であると判定する。
　異常時制御部６０は、永久磁石３４が減磁すると判定し、かつ、回転電機３０が回生駆動状態であると判定した場合、１相短絡指令信号を生成する。１相短絡制御のスイッチングパターンは、上述した各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に応じて設定される。異常時制御部６０は、３相短絡指令信号よりも先に、１相短絡指令信号を信号生成部５８へと出力する。
　信号生成部５８は、１相短絡指令信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうちいずれか１つのスイッチをオンするとともに、残りのスイッチをオフするゲート信号を生成する。これにより、３相短絡制御の実施に先立ち、１相短絡制御が実施される。
　異常時制御部６０は、１相短絡制御が実施されてからの継続時間をカウントし、継続時間が第１設定時間Ｔｊ１に到達したと判定した場合、３相短絡指令信号を信号生成部５８へと出力する。これにより、１相短絡制御が一時的に実施された後、３相短絡制御が実施される。
　なお、異常時制御部６０は、永久磁石３４が減磁すると判定し、かつ、回転電機３０が力行駆動状態であると判定した場合、シャットダウン指令信号を生成する。異常時制御部６０は、３相短絡指令信号よりも先に、シャットダウン指令信号を信号生成部５８へと出力する。この場合、３相短絡制御の実施に先立ち、シャットダウン制御が実施される。異常時制御部６０は、シャットダウン制御が実施されてからの継続時間が第２設定時間Ｔｊ２に到達したと判定した場合、３相短絡指令信号を信号生成部５８へと出力する。これにより、シャットダウン制御が一時的に実施された後、３相短絡制御が実施される。本実施形態において、第１，第２設定時間Ｔｊ１，Ｔｊ２は、例えば回転電機３０の特性等を考慮し、予め定められたものを用いればよい。
　図１１に、制御装置５０が実施する制御の処理手順を示す。この制御は、所定周期毎に繰り返し実施される。
　ステップＳ１０では、異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＨであるか否かを判定する。異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＬであると判定した場合、車両に異常が発生してないと判定するとともに、本処理を終了する。一方、異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理がＨであると判定した場合、車両に異常が発生したと判定する。この場合、異常判定部５９は、電源電圧Ｖｄｃに基づいて、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生したか否かを判定する。異常判定部５９は、過電圧異常の判定結果に基づいて、第２信号Ｓｇ２を生成するとともに、第２信号Ｓｇ２を異常時制御部６０に出力する。そして、ステップＳ１１に進む。
　ステップＳ１１では、異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２の論理がＨであるか否かを判定する。異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２の論理がＬであると判定した場合、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生してないと判定するとともに、ステップＳ１２に進む。一方、異常判定部５９は、第２信号Ｓｇ２の論理がＨであると判定した場合、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生したと判定するとともに、ステップＳ１３に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ１１が「過電圧判定部」に相当する。
　ステップＳ１２では、異常時制御部６０は、シャットダウン指令信号を生成するとともに、シャットダウン指令信号を信号生成部５８に出力する。信号生成部５８は、シャットダウン指令信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬをオフするゲート信号を生成する。これにより、シャットダウン制御が実施される。なお、本実施形態において、ステップＳ１２が「シャットダウン制御部」に相当する。
　ステップＳ１３では、異常時制御部６０は、ｄｑ変換部５３により算出されたｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、３相短絡制御を実施した場合に永久磁石３４が減磁するか否かを判定する。異常時制御部６０は、３相短絡制御を実施した場合に永久磁石３４が減磁しないと判定した場合、ステップＳ１４からステップＳ１９までの処理を行わずに、ステップＳ２０に進む。
　ステップＳ２０では、異常時制御部６０は、３相短絡指令信号を生成するとともに、３相短絡指令信号を信号生成部５８に出力する。信号生成部５８は、３相短絡指令信号に基づいて、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフするとともに、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオンするゲート信号を生成する。これにより、３相短絡制御が実施される。本実施形態において、ステップＳ２０が「全相短絡部」に相当する。
　一方、ステップＳ１３において、異常時制御部６０は、３相短絡制御を実施した場合に永久磁石３４が減磁すると判定した場合、ステップＳ１４に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ１３が「減磁判定部」に相当する。
　ステップＳ１４では、異常時制御部６０は、ｄｑ変換部５３により算出されたｑ軸電流値Ｉｑｒを取得する。異常時制御部６０は、取得したｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、回転電機３０が回生駆動状態であるか否かを判定する。異常時制御部６０は、回転電機３０が回生駆動状態でない、すなわち回転電機３０が力行駆動状態であると判定した場合、ステップＳ１５に進む。なお、本実施形態において、ステップＳ１４が「駆動状態取得部」及び「駆動判定部」に相当する。
　ステップＳ１５では、異常時制御部６０は、３相短絡指令信号よりも先にシャットダウン指令信号を生成するとともに、シャットダウン指令信号を信号生成部５８に出力する。信号生成部５８は、シャットダウン指令信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフするゲート信号を生成する。これにより、シャットダウン制御が実施される。
　ステップＳ１６では、異常時制御部６０は、シャットダウン制御が実施されてからの継続時間が第２設定時間Ｔｊ２に到達したか否かを判定する。異常時制御部６０は、継続時間が第２設定時間Ｔｊ２に到達したと判定した場合、ステップＳ２０に進む。つまり、本実施形態では、シャットダウン制御が第２設定時間Ｔｊ２の間だけ継続され、その後３相短絡制御が実施される。
　一方、ステップＳ１４において、異常時制御部６０は、回転電機３０が回生駆動状態であると判定した場合、ステップＳ１７に進む。
　ステップＳ１７では、異常時制御部６０は、１相短絡指令信号よりも先にシャットダウン指令信号を生成するとともに、シャットダウン指令信号を信号生成部５８に出力する。信号生成部５８は、シャットダウン指令信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオフするゲート信号を生成する。これにより、シャットダウン制御が一時的に実施される。
　ステップＳ１８では、異常時制御部６０は、３相短絡指令信号よりも先に１相短絡指令信号を生成するとともに、１相短絡指令信号を信号生成部５８に出力する。本実施形態において、異常時制御部６０は、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒに基づいて、１相短絡制御のスイッチングパターンを設定する。信号生成部５８は、１相短絡指令信号に基づいて、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうちいずれか１つのスイッチをオンするとともに、残りのスイッチをオフするゲート信号を生成する。これにより、１相短絡制御が実施される。本実施形態において、ステップＳ１８が「１相短絡部」に相当する。
　ステップＳ１９では、異常時制御部６０は、１相短絡制御が実施されてからの継続時間が第１設定時間Ｔｊ１に到達したか否かを判定する。異常時制御部６０は、継続時間が第１設定時間Ｔｊ１に到達したと判定した場合、ステップＳ２０に進む。つまり、本実施形態では、１相短絡制御が第１設定時間Ｔｊ１の間だけ継続され、その後３相短絡制御が実施される。
　図１２に、３相短絡制御の実施に先立ち、１相短絡制御が実施された場合における動作点ＯＰの推移の一例を示す。動作点ＯＰが、開始位置Ｐｓから中間位置Ｐｊまで向かう間において、１相短絡制御が実施され、中間位置Ｐｊから最終到達位置Ｍまで向かう間において、３相短絡制御が実施される。この場合、先の図３における比較例の過渡ｄ軸電流の負方向の最大値Ｉｄ１と比較して、本実施形態の過渡ｄ軸電流の負方向の最大値Ｉｄ２が低減される。
　なお、１相短絡制御が過度に長く実施された場合、動作点ＯＰは、先の図３における比較例の過渡ｄ軸電流の負方向の最大値Ｉｄ１と比較して、１相短絡制御の実施中におけるｄ軸電流の負方向の最大値が増大してしまう。本実施形態では、第１設定時間Ｔｊ１を適切な長さに設定することにより、１相短絡制御の実施中におけるｄ軸電流の大きさが過度に増大することを抑制している。
　以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
　本実施形態では、回転電機３０の回生駆動状態において、３相短絡制御が実施される場合、３相短絡制御が実施されるのに先立ち、１相短絡制御が実施される。これにより、回転電機３０及びスイッチングデバイス部４１を含む閉回路が形成される。１相短絡制御により形成される閉回路に還流電流が流れることにより、動作点ＯＰを、負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが低減される動作点に向かわせることができる。そのため、３相短絡制御が実施された場合、負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが低減されるため、永久磁石３４が減磁されるのを抑制できる。このように、本実施形態によれば、１相短絡制御を一時的に実施するといった簡素な制御により、永久磁石３４が減磁されるのを抑制することができる。
　１相短絡制御として、各スイッチＱＵＨ～ＱＷＬのうち、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に対応するスイッチＱＵＨ～ＱＷＬがオンされるとともに、残りのスイッチがオフされる。これにより、回転電機３０及びスイッチングデバイス部４１を含む閉回路が的確に形成される。
　相電流検出部４３が検出した各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒは、力行駆動制御又は回生駆動制御の実施に用いられる。そこで、本実施形態では、１相短絡制御において、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒに基づいて、オンされるスイッチが選択される構成とした。これにより、力行駆動制御又は回生駆動制御の実施に用いられる各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒを利用して、１相短絡制御を実施することができる。
　１相短絡制御の継続時間が過度に短い場合、過渡ｄ軸電流の大きさが十分に低減されない可能性がある。一方、１相短絡制御の継続時間が過度に長い場合、ｄ軸電流の大きさが増大する可能性がある。つまり、１相短絡制御の継続時間が適切に設定されない場合、永久磁石３４が減磁される可能性がある。
　そこで、本実施形態では、１相短絡制御の継続時間が第１設定時間Ｔｊ１に到達したと判定された場合、３相短絡制御が実施される構成とした。これにより、１相短絡制御の継続時間を適切に設定でき、過渡ｄ軸電流の大きさを的確に抑制することができる。その結果、永久磁石３４が減磁するのを的確に抑制することができる。
　第１設定時間Ｔｊ１として、予め定められたものを用いる構成とした。これにより、第１設定時間Ｔｊ１を状況に応じて都度設定するための処理を行わずに、簡易に１相短絡制御を実施することができる。
　永久磁石３４の減磁が発生すると判定されたことを条件として、１相短絡制御が実施される。そのため、永久磁石３４の減磁が発生しないと判定された場合、１相短絡制御が実施されずに、速やかに３相短絡制御が実施される。その結果、永久磁石３４が減磁されるのを抑制しつつ、３相短絡制御を実施するまでの制御を簡素化することができる。
　平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生すると判定されたことを条件として、３相短絡制御が実施される。これにより、平滑コンデンサ４２に過電圧異常が発生しないと判定された場合、３相短絡制御が実施されない。その結果、３相短絡制御が実施されることにより、永久磁石３４が減磁される可能性を低減することができる。
　ｄｑ変換部５３により算出されたｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、回転電機３０の駆動状態が回生駆動状態であるか否かが判定される。そのため、１相短絡制御が実施されるべき回生駆動状態であることを的確に判定することができる。
　回転電機３０の駆動状態が力行駆動状態であると判定された場合、３短絡制御が実施されるのに先立ち、シャットダウン制御が実施される。これにより、スイッチングデバイス部４１から回転電機３０への電力供給が停止されるため、動作点ＯＰを、過渡ｄ軸電流が低減される動作点に向かわせることができる。その結果、永久磁石３４が減磁するのを抑制することができる。
　１相短絡制御が実施されるのに先立ち、シャットダウン制御が実施される。これにより、正極側母線Ｌｐと負極側母線Ｌｎとが短絡されることを抑制することができる。
　＜第２実施形態＞
　以下、第２実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に応じて１相短絡制御のスイッチングパターンが選択されるのに代えて、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの状態に応じて１相短絡制御のスイッチングパターンが選択される。
　図１３は、回転電機３０の回生駆動状態において、線間電圧検出部４６により検出された各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの波形の一例である。図１３において、実線はＵＶ相線間電圧Ｖｕｖの波形を示し、破線はＶＷ相線間電圧Ｖｖｗの波形を示し、一点鎖線はＷＵ相線間電圧Ｖｗｕの波形を示す。
　各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの状態は、第１～第６電圧パターンＢ１～Ｂ６に区分される。詳しくは、第１電圧パターンＢ１では、ＵＶ相線間電圧Ｖｕｖが基準電圧よりも低くなる。第２電圧パターンＢ２では、ＶＷ相線間電圧Ｖｖｗが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなる。第３電圧パターンＢ３では、ＷＵ相線間電圧Ｖｗｕが基準電圧よりも低くなる。第４電圧パターンＢ４では、ＵＶ相線間電圧Ｖｕｖが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなる。第５電圧パターンＢ５では、ＶＷ相線間電圧Ｖｖｗが基準電圧よりも低くなる。第６電圧パターンＢ６では、ＷＵ相線間電圧Ｖｗｕが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなる。なお、電源電圧Ｖｄｃは、直流電圧検出部４５により検出されたものを用いればよい。
　異常時制御部６０は、１相短絡制御として、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕが基準電圧よりも低い場合、スイッチングデバイス部４１の複数相のうち、下アームダイオードに電流が流れている相における上アームスイッチをオンするとともに、下アームスイッチをオフする。一方、異常時制御部６０は、１相短絡制御として、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕが電源電圧Ｖｄｃよりも高い場合、スイッチングデバイス部４１の複数相のうち、上アームダイオードに電流が流れている相における下アームスイッチをオンするとともに、上アームスイッチをオフする。なお、異常時制御部６０は、スイッチングデバイス部４１の複数相のうち、選択された相以外の相において、上，下アームスイッチをオフする。
　図１４～１９は、各電圧バターンＢ１～Ｂ６において、制御システム１０に流れる電流経路を示す図である。なお、図１４～１９において、先の図１に示した構成のうち説明に用いない構成の図示を省略しており、先の図１に示した構成については、便宜上、同一の符号を付している。
　図１４は、第１電圧パターンＢ１の電流経路である。ＵＶ相線間電圧Ｖｕｖが基準電圧よりも低くなるため、Ｕ相電流Ｉｕｒの符号が負となる向きに電流が流れる。第１電圧パターンＢ１の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｕ相下アームダイオードＤＵＬ→Ｕ相導電部材ＬＵ→回転電機３０→Ｖ相導電部材ＬＶ→Ｖ相上アームダイオードＤＶＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、下アームダイオードに電流が流れているＵ相において、Ｕ相上アームスイッチＱＵＨをオンするとともに、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬをオフする。これにより、Ｕ相上アームスイッチＱＵＨと、Ｖ相上アームダイオードＤＶＨと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　図１５は、第２電圧パターンＢ２の電流経路である。ＶＷ相線間電圧Ｖｖｗが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなるため、Ｖ相電流Ｉｖｒの符号が正となる向きに電流が流れる。第２電圧パターンＢ２の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｗ相下アームダイオードＤＷＬ→Ｗ相導電部材ＬＷ→回転電機３０→Ｖ相導電部材ＬＶ→Ｖ相上アームダイオードＤＶＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、上アームダイオードに電流が流れているＶ相において、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬをオンするとともに、Ｖ相上アームスイッチＱＶＨをオフする。これにより、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬと、Ｗ相下アームダイオードＤＷＬと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　図１６は、第３電圧パターンＢ３の電流経路である。ＷＵ相線間電圧Ｖｗｕが基準電圧よりも低くなるため、Ｗ相電流Ｉｗｒの符号が負となる向きに電流が流れる。第３電圧パターンＢ３の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｗ相下アームダイオードＤＷＬ→Ｗ相導電部材ＬＷ→回転電機３０→Ｕ相導電部材ＬＵ→Ｕ相上アームダイオードＤＵＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、下アームダイオードに電流が流れているＷ相において、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨをオンするとともに、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬをオフする。これにより、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨと、Ｕ相上アームダイオードＤＵＨと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　図１７は、第４電圧パターンＢ４の電流経路である。ＵＶ相線間電圧Ｖｕｖが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなるため、Ｕ相電流Ｉｕｒの符号が正となる向きに電流が流れる。第４電圧パターンＢ４の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｖ相下アームダイオードＤＶＬ→Ｖ相導電部材ＬＶ→回転電機３０→Ｕ相導電部材ＬＵ→Ｕ相上アームダイオードＤＵＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、上アームダイオードに電流が流れているＵ相において、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬをオンするとともに、Ｕ相上アームスイッチＱＵＨをオフする。これにより、Ｕ相下アームスイッチＱＵＬと、Ｖ相下アームダイオードＤＶＬと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　図１８は、第５電圧パターンＢ５の電流経路である。ＶＷ相線間電圧Ｖｖｗが基準電圧よりも低くなるため、Ｖ相電流Ｉｖｒの符号が負となる向きに電流が流れる。第５電圧パターンＢ５の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｖ相下アームダイオードＤＶＬ→Ｖ相導電部材ＬＶ→回転電機３０→Ｗ相導電部材ＬＷ→Ｗ相上アームダイオードＤＷＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、下アームダイオードに電流が流れているＶ相において、Ｖ相上アームスイッチＱＶＨをオンするとともに、Ｖ相下アームスイッチＱＶＬをオフする。これにより、Ｖ相上アームスイッチＱＶＨと、Ｗ相上アームダイオードＤＷＨと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　図１９は、第６電圧パターンＢ６の電流経路である。ＷＵ相線間電圧Ｖｗｕが電源電圧Ｖｄｃよりも高くなるため、Ｗ相電流Ｉｗｒの符号が正となる向きに電流が流れる。第６電圧パターンＢ６の電流経路は、平滑コンデンサ４２→負極側母線Ｌｎ→Ｕ相下アームダイオードＤＵＬ→Ｕ相導電部材ＬＵ→回転電機３０→Ｗ相導電部材ＬＷ→Ｗ相上アームダイオードＤＷＨ→正極側母線Ｌｐ→平滑コンデンサ４２となる。この場合、異常時制御部６０は、上アームダイオードに電流が流れているＷ相において、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬをオンするとともに、Ｗ相上アームスイッチＱＷＨをオフする。これにより、Ｗ相下アームスイッチＱＷＬと、Ｕ相下アームダイオードＤＵＬと、回転電機３０とを含む閉回路が形成される。
　本実施形態では、各線間電圧Ｖｕｖ，Ｖｖｗ，Ｖｗｕの状態に応じて、１相短絡制御のスイッチングパターンが選択される構成とした。これにより、第１実施形態と同様に、１相短絡制御のスイッチングパターンを的確に選択することができる。
　＜第３実施形態＞
　以下、第３実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、第１，第２設定時間Ｔｊ１，Ｔｊ２として予め定められたものが用いられるのに代えて、第１，第２設定時間Ｔｊ１，Ｔｊ２としてｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて算出されたものが用いられる。
　図２０に示すように、異常時制御部６０は、ステップＳ１８の後、ステップＳ２１に進み、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、過渡ｄ軸電流の大きさが減磁判定値より小さくなるような設定時間として、第１設定時間Ｔｊ１を算出する。詳しくは、異常時制御部６０は、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒと、第１設定時間Ｔｊ１とが対応付けられた対応情報（例えば、マップ情報又は数式情報）を用いて、第１設定時間Ｔｊ１を算出する。ステップＳ１９では、異常時制御部６０は、継続時間がステップＳ２１において算出された第１設定時間Ｔｊ１に到達したか否かを判定する。なお、本実施形態において、ステップＳ２１が「時間算出部」に相当する。
　異常時制御部６０は、ステップＳ１５の後、ステップＳ２２に進み、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、過渡ｄ軸電流の大きさが減磁判定値より小さくなるような設定時間として、第２設定時間Ｔｊ２を算出する。詳しくは、異常時制御部６０は、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒと、第２設定時間Ｔｊ２とが対応付けられた対応情報（例えば、マップ情報又は数式情報）を用いて、第２設定時間Ｔｊ２を算出する。ステップＳ１６では、異常時制御部６０は、継続時間がステップＳ２２において算出された第２設定時間Ｔｊ２に到達したか否かを判定する。
　本実施形態では、ｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、第１，第２設定時間Ｔｊ１，Ｔｊ２が算出される。これにより、永久磁石３４の減磁を抑制するための１相短絡制御の継続時間を的確に設定することができる。
　＜第４実施形態＞
　以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、１相短絡制御の継続時間が設定時間に到達したか否かが判定されるのに代えて、負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが、永久磁石３４の減磁が発生しない範囲内であるか否かが判定される。
　図２１に示すように、異常時制御部６０は、ステップＳ１９の処理に代えて、ステップＳ２３の処理を行う。ステップＳ２３において、異常時制御部６０は、１相短絡制御の実施中のｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、負方向の過渡ｄ軸電流の大きさを推定する。異常時制御部６０は、推定された負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが、永久磁石３４の減磁が発生しない範囲内であるか否かを判定する。詳しくは、異常時制御部６０は、推定された負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが減磁判定値以上の場合、過渡ｄ軸電流の大きさが、永久磁石３４の減磁が発生する範囲内であると判定する。一方、異常時制御部６０は、推定された負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが減磁判定値未満の場合、過渡ｄ軸電流の大きさが、永久磁石３４の減磁が発生しない範囲内であると判定する。
　異常時制御部６０は、ステップＳ１６の処理に代えて、ステップＳ２４の処理を行う。異常時制御部６０は、ステップＳ２４の処理として、ステップＳ２３と同様の処理を行えばよい。なお、本実施形態において、ステップＳ２３の処理が「実施判定部」に相当する。
　本実施形態では、１相短絡制御の実施中におけるｄ軸電流値Ｉｄｒ及びｑ軸電流値Ｉｑｒに基づいて、負方向の過渡ｄ軸電流の大きさが、永久磁石３４の減磁が発生しない範囲内であるか否かが判定される。これにより、動作点ＯＰが、永久磁石３４の減磁が発生しない動作点になるまで、１相短絡制御を継続できる。その結果、永久磁石３４が減磁するのを抑制することができる。
　＜第５実施形態＞
　以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、１相短絡制御の継続時間が設定時間に到達したか否かが判定されるのに代えて、ｑ軸電流値Ｉｑｒが０であるか否かが判定される。
　図２２に示すように、異常時制御部６０は、ステップＳ１９の処理に代えて、ステップＳ２５の処理を行う。ステップＳ２５において、異常時制御部６０は、１相短絡制御の実施中のｑ軸電流値Ｉｑｒが０であるか否かを判定する。
　異常時制御部６０は、ステップＳ１６の処理に代えて、ステップＳ２６の処理を行う。異常時制御部６０は、ステップＳ２６の処理として、ステップＳ２５と同様の処理を行えばよい。なお、本実施形態において、ステップＳ２５の処理が「実施判定部」に相当する。
　本実施形態では、１相短絡制御の実施中のｑ軸電流値Ｉｑｒが０であると判定された場合、３相短絡制御が実施される。ここで、３相短絡制御が実施される前におけるｑ軸電流値Ｉｑｒの大きさが小さいほど、過渡ｄ軸電流が低減されることが知られている。そのため、ｑ軸電流値Ｉｑｒが０の状態において３相短絡制御が実施されることにより、過渡ｄ軸電流を低減することができ、ひいては、永久磁石３４が減磁するのを抑制することができる。
　＜その他の実施形態＞
　なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・３相短絡制御は、各上アームスイッチＱＵＨ～ＱＷＨをオンするとともに、各下アームスイッチＱＵＬ～ＱＷＬをオフする制御であってもよい。
　・第１実施形態において、異常判定部５９は、上位制御装置７０から通知される第１信号Ｓｇ１の論理がＨとされた場合、電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊよりも高いか否かを判定するとしたが、これに限られない。異常判定部５９は、第１信号Ｓｇ１の論理にかかわらず、電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊよりも高いか否かを判定してもよい。また、異常時制御部６０は、第２信号Ｓｇ２の論理にかかわらず、異常判定部５９により電源電圧Ｖｄｃが過電圧閾値Ｖｊよりも高いと判定された場合、過電圧異常が発生したと判定するとともに、ステップＳ１３～ステップＳ２０の処理を行ってもよい。なお、本実施形態において、ステップＳ１０及びステップＳ１１の処理は行われなくてもよい。
　例えば、回転電機３０の力行駆動制御中において、第１遮断スイッチＳｐが意図せずオフ状態に切り替えられる等のロードダンプが発生し、電源電圧Ｖｄｃが瞬時に上昇する過電圧異常が発生することが考えられる。この点、本実施形態では、上位制御装置７０を介さずに過電圧異常が発生したか否かが判定されるため、速やかに３相短絡制御を実施することができる。
　・第１実施形態において、各相電流Ｉｕｒ，Ｉｖｒ，Ｉｗｒの状態に応じて１相短絡制御のスイッチングパターンが選択されることに代えて、角度検出部４４の電気角θｅに基づいて１相短絡制御のスイッチングパターンが選択されてもよい。
　・ステップＳ１７の処理は行われなくてもよい。
　・インバータを構成するスイッチとしては、ＩＧＢＴに限らず、例えば、ボディダイオードを内蔵するＮチャネルＭＯＳＦＥＴであってもよい。
　・回転電機及びインバータとしては、３相のものに限らず、２相のもの、又は４相以上のものであってもよい。また、回転電機としては、オンボード用のモータに限らず、車輪に内蔵されるインホイールモータであってもよい。
　・各相のコイル３１がスター結線されることに代えて、各相のコイル３１がデルタ結線されていてもよい。
　・第５実施形態において、異常時制御部６０は、ステップＳ２５の処理及びステップＳ２６の処理として、１相短絡制御の実施中のｑ軸電流値Ｉｑｒが０であるか否かを判定する処理に代えて、１相短絡制御の実施中のｑ軸電流値Ｉｑｒが０よりもやや大きい電流判定値まで低減されたか否かを判定する処理を行ってもよい。ここで、電流判定値は、１相短絡制御の実施中のｑ軸電流値Ｉｑｒが、１相短絡制御が実施される前のｑ軸電流値Ｉｑｒよりも低減されたことを判定できる値であればよい。
　・制御システムが搭載される移動体としては、車両に限らず、例えば、航空機又は船舶であってもよい。例えば、移動体が航空機の場合、制御システムを構成する回転電機は航空機の飛行動力源となる。また、例えば、移動体が船舶の場合、制御システムを構成する回転電機は船舶の航行動力源となる。
　・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウエア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウエア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。
　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 (12)

  1. 　永久磁石（３４）を有するロータ（３３）、及び複数相のコイル（３１Ｕ，３１Ｖ，３１Ｗ）を有するステータ（３２）を備える回転電機（３０）と、
    　ダイオード（ＤＵＨ，ＤＶＨ，ＤＷＨ，ＤＵＬ，ＤＶＬ，ＤＷＬ）が逆並列接続された上，下アームスイッチ（ＱＵＨ，ＱＶＨ，ＱＷＨ，ＱＵＬ，ＱＶＬ，ＱＷＬ）を有し、該上，下アームスイッチ及び前記コイルを電気的に接続するインバータ（４０）と、を備えるシステム（１０）に適用される回転電機の制御装置（５０）において、
    　前記上，下アームスイッチのうち、一方のアームスイッチを全相オンするとともに他方のアームスイッチを全相オフする全相短絡制御を実施する全相短絡部と、
    　前記回転電機が発電機として機能する回生駆動状態において、前記全相短絡制御が実施されるのに先立ち、複数相の前記上，下アームスイッチのうち１相における一方のアームスイッチをオンするとともに他方のアームスイッチをオフし、残りの相における上，下アームスイッチをオフする１相短絡制御を実施する１相短絡部と、を備える回転電機の制御装置。
  2. 　前記１相短絡部は、前記１相短絡制御として、
    　前記回生駆動状態において、前記インバータの複数相のうち、前記回転電機と前記インバータとの間に流れる線電流の絶対値が最大となる相を選択し、
    　選択した相における上，下アームのうち、前記ダイオードに電流が流れていない方のアームにおけるスイッチをオンするとともに前記ダイオードに電流が流れている方のアームにおけるスイッチをオフする制御を実施する請求項１に記載の回転電機の制御装置。
  3. 　前記下アームスイッチの低電位側を基準電圧として、前記コイルの線間電圧を取得する線間電圧取得部を備え、
    　前記１相短絡部は、前記１相短絡制御として、
    　前記回生駆動状態において、前記線間電圧取得部により取得された前記線間電圧が前記基準電圧よりも低い場合、前記インバータの複数相のうち、下アームダイオードに電流が流れている相における上アームスイッチをオンするとともに下アームスイッチをオフし、
    　前記線間電圧取得部により取得された前記線間電圧が前記インバータの入力電圧よりも高い場合、前記インバータの複数相のうち、上アームダイオードに電流が流れている相における下アームスイッチをオンするとともに上アームスイッチをオフする請求項１に記載の回転電機の制御装置。
  4. 　前記全相短絡部は、前記１相短絡制御が実施されてからの継続時間をカウントし、前記継続時間が設定時間に到達することを条件として、前記全相短絡制御を実施する請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  5. 　前記１相短絡制御が実施される場合において、前記コイルに流れるｄｑ軸電流を取得するｄｑ軸電流取得部と、
    　前記ｄｑ軸電流取得部により取得されたｄｑ軸電流に基づいて、前記設定時間を算出する時間算出部と、を備える請求項４に記載の回転電機の制御装置。
  6. 　前記１相短絡制御が実施される場合において、前記コイルに流れるｄｑ軸電流を取得するｄｑ軸電流取得部と、
    　前記１相短絡制御の実施中における前記ｄｑ軸電流取得部により取得されたｄｑ軸電流に基づいて、前記全相短絡制御を実施した場合に流れるｄ軸電流の大きさが、前記永久磁石の減磁が発生しない範囲内であるか否かを判定する実施判定部と、を備え、
    　前記全相短絡部は、前記全相短絡制御を実施した場合に流れるｄ軸電流の大きさが、前記永久磁石の減磁が発生しない範囲内であると前記実施判定部により判定されたことを条件として、前記全相短絡制御を実施する請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  7. 　前記１相短絡制御が実施される場合において、前記コイルに流れるｑ軸電流を取得するｑ軸電流取得部と、
    　前記１相短絡制御の実施中における前記ｑ軸電流取得部により取得されたｑ軸電流が、前記１相短絡制御が実施される前のｑ軸電流よりも低減されたか否かを判定する実施判定部と、を備え、
    　前記全相短絡部は、前記ｑ軸電流が低減されたと前記実施判定部により判定されたことを条件として、前記全相短絡制御を実施する請求項１～３のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  8. 　前記永久磁石の減磁が発生するか否かを判定する減磁判定部を備え、
    　前記１相短絡部は、前記永久磁石の減磁が発生すると判定されたことを条件として、前記１相短絡制御を実施する請求項１～７のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  9. 　前記システムは、前記インバータを介して前記コイルに電気的に接続される蓄電部（４２）を備え、
    　前記蓄電部の過電圧異常が発生するか否かを判定する過電圧判定部を備え、
    　前記全相短絡部は、前記過電圧異常が発生すると判定されたことを条件として、前記全相短絡制御を実施する請求項１～８のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  10. 　前記回転電機の駆動状態を取得する駆動状態取得部と、
    　取得された前記駆動状態に基づいて、前記回転電機が電動機として機能する力行駆動状態であるか、前記回生駆動状態であるかを判定する駆動判定部と、を備え、
    　前記１相短絡部は、前記駆動判定部により回生駆動状態であると判定されたことを条件として、前記１相短絡制御を実施する請求項１～９のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
  11. 　前記全相短絡部は、前記駆動判定部により前記力行駆動状態であると判定された場合、前記全相短絡制御を実施するのに先立ち、全相の前記上，下アームスイッチを一時的にオフする請求項１０に記載の回転電機の制御装置。
  12. 　前記１相短絡部は、前記１相短絡制御を実施するのに先立ち、全相の前記上，下アームスイッチを一時的にオフする請求項１～１１のいずれか一項に記載の回転電機の制御装置。
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