WO2024154403A1 - 巻線切替装置及び巻線切替システム - Google Patents

Abstract

巻線切替装置は、モータに含まれる複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替装置であって、前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、を備える。

Description

巻線切替装置及び巻線切替システム

　本開示は、巻線切替装置及び巻線切替システムに関する。本出願は、２０２３年１月１６日出願の日本出願第２０２３－００４３３８号に基づく優先権を主張し、前記日本出願に記載された全ての内容を援用するものである。

　例えば電気自動車に搭載されるモータには、複数の巻線の接続を切り替えることによって、低速且つ高トルクの動作状態と、高速且つ低トルクの動作状態とを切り替えることが可能なものがある。

　モータの巻線に流れる電流量に応じて巻線は発熱する。特許文献１には、巻線の温度を推定する装置が開示されている。

国際公開第２０１５／１９９１７６号

　本開示の一態様に係る巻線切替装置は、モータに含まれる複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替装置であって、前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、を備える。

図１は、第１実施形態に係る巻線切替システムの構成の一例を示す図である。 図２は、第１実施形態に係る接続切替部の構成の一例を示す回路図である。 図３は、制御回路の構成の一例を示す回路図である。 図４は、第１実施形態に係る接続切替部の各信号の状態の遷移の一例を示すタイミングチャートである。 図５は、処理部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。 図６は、第１実施形態に係る巻線切替装置の機能の一例を示す機能ブロック図である。 図７Ａは、第１実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートの前半部分である。 図７Ｂは、第１実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートの後半部分である。 図８は、第２実施形態に係る巻線切替装置の構成の一例を示す回路図である。 図９は、第３実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートである。 図１０Ａは、第４実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートの前半部分である。 図１０Ｂは、第４実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートの後半部分である。

　＜本開示が解決しようとする課題＞
　モータ又はモータに電力を供給するバッテリに異常発熱が生じると、巻線の焼損、巻線の接続を切り替えるリレー又はバッテリの破損等を引き起こすおそれがある。

　＜本開示の効果＞
　本開示によれば、モータ又はバッテリによる異常発熱を抑制することができる。

　＜本開示の実施形態の概要＞
　以下、本開示の実施形態の概要を列記して説明する。

　（１）　本実施形態に係る巻線切替装置は、モータに含まれる複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替装置であって、前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、を備える。これにより、巻線における発熱の状態に応じて、巻線に流れる電流を変化させ、発熱を抑制することができる。

　（２）　上記（１）において、前記巻線切替装置は、前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記モータの動作中に異常発熱が発生するか否かを判定する判定部をさらに備え、前記制御部は、前記判定部によって前記異常発熱が発生すると判定された場合に、前記複数の巻線の接続状態を、前記第１接続状態から前記第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせてもよい。これにより、異常発熱が発生すると判定した場合に、巻線に流れる電流量を抑えることで、異常発熱の発生を回避したり、発生した異常発熱を解消したりすることができる。

　（３）　上記（２）において、前記判定部は、前記センサの検出値と第１閾値との比較に基づいて、前記異常発熱が発生するか否かを判定してもよい。これにより、異常発熱の発生に関連する第１閾値を設定することで、異常発熱が発生するか否かを正確に判定することができる。

　（４）　上記（３）において、前記センサは、前記巻線に流れる電流を検出する電流センサであり、前記判定部は、前記電流センサの検出値が前記第１閾値を超えている期間が設定期間以上である場合に、前記異常発熱が発生すると判定してもよい。これにより、巻線に流れる電流の検出値を用いて、異常発熱の発生を正確に判定することができる。

　（５）　上記（４）において、前記電流センサの検出値に基づいて、前記設定期間を決定する決定部をさらに備えてもよい。巻線に流れる電流量に応じて、巻線に生じる発熱量は変化する。このため、巻線に流れる電流の検出値に応じて適切な設定期間を定めることで、異常発熱が発生を正確に判定することができる。

　（６）　上記（３）において、前記センサは、前記巻線切替装置周辺の温度を検出する温度センサであってもよい。これにより、巻線切替装置周辺の温度の検出値を用いて、異常発熱の発生を正確に判定することができる。

　（７）　上記（２）から（６）のいずれか１つにおいて、前記判定部は、前記異常発熱が発生すると判定した場合に、前記センサの検出値に基づいて、発生した前記異常発熱が解消したか否かを判定し、前記制御部は、前記判定部によって前記発生した異常発熱が解消したと判定された場合に、前記複数の巻線の接続状態を、前記第２接続状態から前記第１接続状態へ、前記切替部に切り替えさせてもよい。これにより、異常発熱の解消を判定することができ、異常発熱が解消したと判定された場合に、巻線の接続状態を、巻線に流れる電流が大きい第１接続状態へ復帰させることができる。

　（８）　上記（７）において、前記判定部は、前記センサの検出値が第２閾値を下回った場合に、前記発生した異常発熱が解消したと判定してもよい。これにより、異常発熱の解消に関連する第２閾値を設定することで、異常発熱の解消を正確に判定することができる。

　（９）　上記（２）から（８）のいずれか１つにおいて、前記判定部は、前記異常発熱が発生すると判定した場合に、前記センサの検出値に基づいて、前記異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定し、前記巻線切替装置は、前記判定部によって前記第２異常発熱が発生すると判定された場合に、ユーザに異常の発生を通知する通知部をさらに備えてもよい。これにより、より深刻な第２異常発熱の発生を判定することできる。第２異常発熱が発生すると判定された場合には、ユーザに異常の発生を通知することで、ユーザは異常を解消するために対処することができる。

　（１０）　上記（９）において、前記制御部は、前記判定部によって前記第２異常発熱が発生すると判定された場合に、前記巻線への供給電流を減少させてもよい。これにより、第２異常発熱が発生する場合に、巻線に流れる電流を減少させることで発熱を抑えることができる。

　（１１）　上記（１）から（１０）のいずれか１つにおいて、前記巻線切替装置は、前記巻線に流れる電流を計測する電流センサの計測値のゼロクロス点を検出する検出部をさらに備え、前記切替部は、前記検出部による前記ゼロクロス点の検出結果に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を前記第１接続状態及び前記第２接続状態の間で切り替えてもよい。これにより、巻線の接続切替時におけるサージ電圧の発生を抑制することができる。

　（１２）　本実施形態に係る巻線切替システムは、複数の巻線の接続状態を切り替えることが可能なモータと、バッテリから出力される直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を前記モータに供給する電力変換器と、前記複数の巻線の接続状態を切り替えるための巻線切替装置と、を備え、前記巻線切替装置は、前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、を含む。これにより、巻線における発熱の状態に応じて、巻線に流れる電流を変化させ、発熱を抑制することができる。

　本開示は、上記のような特徴的な構成を備える巻線切替装置として実現することができるだけでなく、巻線切替装置における特徴的な処理をステップとする巻線切替方法として実現したり、巻線切替装置を含む巻線切替システムとして実現したりすることができる。

　＜本開示の実施形態の詳細＞
　以下、図面を参照しつつ、本発明の実施形態の詳細を説明する。なお、以下に記載する実施形態の少なくとも一部を任意に組み合わせてもよい。

［１．第１実施形態］
［１－１．巻線切替システム］
　図１は、第１実施形態に係る巻線切替システムの構成の一例を示す図である。

　巻線切替システム１０は、電気自動車、プラグインハイブリッド車等のモータで推進する車両（以下、「電動車」という）に搭載される。巻線切替システム１０は、モータ２０と、電力変換器３０と、バッテリ４０と、巻線切替装置１００とを含む。

　モータ２０は、電動車の推進力を発生する走行用のモータである。モータ２０は、三相交流電力によって駆動される。モータ２０の一例は、永久磁石同期モータである。

　バッテリ４０は、モータ２０を駆動するための電力を供給するための電池である。バッテリ４０は、二次電池であり、例えばリチウムイオンバッテリである。

　電力変換器３０は、バッテリ４０から供給される直流電力を三相交流電力に変換するインバータである。電力変換器３０は、モータ２０が発電機として機能したときに出力する三相交流電力を直流電力に変換し、バッテリ４０を充電する機能を有してもよい。

　電力変換器３０は、Ｕ相、Ｖ相、及びＷ相それぞれのレグを含む。Ｕ相のレグは、スイッチ３１ｕ，３２ｕを含み、Ｖ相のレグは、スイッチ３１ｖ，３２ｖを含み、Ｗ相のレグは、スイッチ３１ｗ，３２ｗを含む。スイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗがスイッチングを行うことにより、直流電力が三相交流電力に変換される。スイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗは、例えば、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）又はパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor）である。

　Ｕ相のレグからは、Ｕ相に対応する電力線３５ｕが延び、Ｖ相のレグからは、Ｖ相に対応する電力線３５ｖが延び、Ｗ相のレグからは、Ｗ相に対応する電力線３５ｗが延びている。電力変換器３０において、電力線３５ｕには電流センサ３３ｕが設けられ、電力線３５ｖには電流センサ３３ｖが設けられ、電力線３５ｗには電流センサ３３ｗが設けられる。電流センサ３３ｕは、Ｕ相の電流Ｉｕの電流値を検出する。電流センサ３３ｖは、Ｖ相の電流Ｉｖの電流値を検出する。電流センサ３３ｗは、Ｗ相の電流Ｉｗの電流値を検出する。電流センサ３３ｕ，３３ｖ，３３ｗは、直流成分及び交流成分を含め、電力線３５ｕ，３５ｖ，３５ｗに流れる電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの電流値を検出することができる。電流センサ３３ｕ，３３ｖ，３３ｗは、例えば、ＤＣＣＴ（直流カレントトランス）又はシャント抵抗である。

　巻線切替装置１００は、モータ２０と電力変換器３０との間に配置される。ただし、巻線切替装置１００の位置は、モータ２０と電力変換器３０との間に限られない。電力変換器３０と巻線切替装置１００とは電力線３５ｕ，３５ｖ，３５ｗによって接続されており、巻線切替装置１００とモータ２０とは複数の電力線２５によって接続されている。巻線切替装置１００は、モータ２０の複数の巻線の接続状態を切り替える。巻線切替装置１００の構成については後述する。電力変換器３０から出力される三相交流電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、巻線切替装置１００を経由してモータ２０に供給される。

［１－２．巻線切替装置の構成］
　巻線切替装置１００は、接続切替部１１０と、処理部１５０とを含む。

　図２は、第１実施形態に係る接続切替部の構成の一例を示す回路図である。モータ２０は、複数の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗを含む。巻線２１ｕ，２２ｕはＵ相に対応し、巻線２１ｖ，２２ｖはＶ相に対応し、巻線２１ｗ，２２ｗはＷ相に対応する。ただし、各相の巻線数は２つに限られず、３以上であってもよい。巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗは、中性点２３において接続されている。

　接続切替部１１０は、相毎に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、直列接続状態及び並列接続状態の間で切り替える。接続切替部１１０は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗと、ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗと、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗと、切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗとを含む。

　ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗは、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの計測値のゼロクロス点を検出する。さらに具体的な一例では、ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗは、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗからの出力電圧とゼロ電圧とを比較し、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗからの出力電圧がゼロ電圧と一致した時点をゼロクロス点として検出する。ゼロ電圧は、基準電圧の一例である。基準電圧は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流がゼロ電流となるときの電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの出力電圧に対応する電圧であり、ゼロ電圧に限られない。ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗは、検出部の一例である。

　切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗは、ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗがゼロクロス点を検出したタイミングで巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態と並列接続状態との間で切り替える。切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗは、切替部の一例である。

　以下、Ｕ相について、接続切替部１１０と、電力線３５ｕと、モータ２０との接続関係を代表して説明する。Ｖ相及びＷ相については同様であるので、説明を省略する。

　電力線３５ｕは、巻線２１ｕの一端に接続されている。巻線２１ｕの他端からは電力線２１２ｕが延びている。巻線２２ｕの一端からは電力線２２１ｕが延びており、他端からは電力線２２２ｕが延びている。

　切替回路１０４ｕは、半導体リレー１１１ｕ，１１２ｕ及び１１３ｕを含む。半導体リレー１１１ｕ，１１２ｕ，１１３ｕは、例えばＩＧＢＴ又はパワーＭＯＳＦＥＴである。

　電力線３５ｕは、接続切替部１１０の内部に引き込まれる。接続切替部１１０内において、電力線３５ｕは中間点で分岐し、半導体リレー１１１ｕの第１端子に接続されている。半導体リレー１１１ｕの第２端子は、半導体リレー１１２ｕの第１端子に接続されている。半導体リレー１１１ｕの第２端子と半導体リレー１１２ｕの第１端子の間の接続点には、巻線２２ｕから延びる電力線２２１ｕが接続されている。

　半導体リレー１１２ｕの第２端子は、半導体リレー１１３ｕの第１端子に接続されている。半導体リレー１１２ｕの第２端子と半導体リレー１１３ｕの第１端子の間の接続点には、巻線２１ｕから延びる電力線２１２ｕが接続されている。半導体リレー１１３ｕの第２端子は、巻線２２ｕから延びる電力線２２２ｕが接続されている。

　半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオフ状態であり、半導体リレー１１２ｕがオン状態である場合、巻線２１ｕ及び２２ｕは直列接続される。半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオン状態であり、半導体リレー１１２ｕがオフ状態である場合、巻線２１ｕ及び２２ｕは並列接続される。

　半導体リレー１１１ｕ，１１２ｕ，１１３ｕのゲート端子のそれぞれには、制御回路１０３ｕから延びる信号線が接続されている。

　電力線２１２ｕ，２２１ｕ，２２２ｕは、モータ２０から延び、接続切替部１１０の内部に引き込まれている。電力線２２１ｕには、電流センサ１０１ｕが取り付けられている。ただし、電流センサ１０１ｕは、電力線２２１ｕではなく、電力線３５ｕ，２１２ｕ又は２２２ｕに取り付けられてもよい。電流センサ１０１ｕは、電力線２２１ｕに流れるＵ相の電流を検出する。電流センサ１０１ｕは、例えば、電流の交流成分のみを検出するＡＣＣＴである。

　電流センサ１０１ｕから延びる信号線は、ゼロクロス検出回路１０２ｕに接続されている。ゼロクロス検出回路１０２ｕの出力信号（以下、「ゼロクロス検出信号」という）を伝送する信号線がゼロクロス検出回路１０２ｕから制御回路１０３ｕまで延びている。さらに、処理部１５０から延びる信号線が、制御回路１０３ｕに接続されている。

　ゼロクロス検出回路１０２ｕは、電力線２２１ｕに流れる巻線電流の電流センサ１０１ｕによる計測値のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検出回路１０２ｕは、コンパレータである。例えば、コンパレータの反転入力がゼロ基準電圧に設定され、電流センサ１０１ｕの出力信号が非反転入力に印加される。これにより、電流センサ１０１ｕから出力されるＡＣ信号がゼロ基準電圧と交差する時点（ゼロクロス点）で、コンパレータの出力がＬｏｗからＨｉｇｈへ変化する。

　図３は、制御回路１０３ｕの構成の一例を示す回路図である。制御回路１０３ｕは、ＡＮＤ回路１３１，１３３と、ＮＯＴ回路１３２と、ラッチ回路１２０とを含む。ＡＮＤ回路１３１の第１入力端子及びＡＮＤ回路１３３の第１入力端子には、ゼロクロス検出回路１０２ｕから延びる信号線が接続されている。ＡＮＤ回路１３１の第２入力端子には、処理部１５０から延びる信号線が接続されている。さらに、処理部１５０からの信号線は、ＮＯＴ回路１３２の入力端子に接続されている。ＮＯＴ回路１３２の出力端子から延びる信号線は、ＡＮＤ回路１３３の第２入力端子に接続されている。

　ラッチ回路１２０は、ＲＳフリップフロップである。ＡＮＤ回路１３１の出力端子は、ＲＳフリップフロップ１２０の入力Ｓ（セット）に接続されている。ＡＮＤ回路１３３の出力端子は、ＲＳフリップフロップ１２０の入力Ｒ（リセット）に接続されている。ＲＳフリップフロップ１２０は、２つのＮＯＴ回路１２１，１２３と、２つのＮＡＮＤ回路１２２，１２４とを含む。ただし、ＲＳフリップフロップ１２０は、２つのＮＯＲ回路によって構成されてもよい。

　ＲＳフリップフロップ１２０の出力Ｑは、半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕのゲートに接続されている。ＲＳフリップフロップ１２０の出力Ｑバーは、半導体リレー１１２ｕのゲートに接続されている。

［１－３．ゼロクロス点での接続切替制御］
　次に、巻線切替装置１００によるゼロクロス点での接続切替制御について説明する。なお、以下では、Ｕ相についての巻線２１ｕ，２２ｕの接続状態の切替動作を代表して説明する。Ｖ相及びＷ相については同様であるので、説明を省略する。

　図４は、第１実施形態に係る接続切替部１１０の各信号の状態の遷移の一例を示すタイミングチャートである。

　電流センサ１０１ｕは、電力線２２１ｕに流れる巻線電流Ｉｕを計測する。ゼロクロス検出回路１０２ｕは、巻線電流Ｉｕの計測値のゼロクロス点を検出する。すなわち、ゼロクロス検出回路１０２ｕから出力されるゼロクロス検出信号は、巻線電流Ｉｕがゼロではない場合にＬｏｗであり、巻線電流Ｉｕがゼロになった時点でＨｉｇｈになる。図４では、ゼロクロス検出信号は通常時にＬｏｗであり、時刻Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４においてＨｉｇｈである。

　処理部１５０は、モータ２０の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗを直列接続する場合には、切替指令信号の値をＬｏｗにし、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗを並列接続する場合には、切替指令信号の値をＨｉｇｈにする。図４では、切替指令信号は初期状態においてＬｏｗであり、時刻Ｔ１とＴ２との間のある時点でＨｉｇｈに変化する。切替指令信号は、時刻Ｔ３とＴ４との間のある時点で再びＬｏｗに変化する。

　ゼロクロス検出信号及び切替指令信号は、ＡＮＤ回路１３１に入力される。ＡＮＤ回路１３１は、ゼロクロス検出信号及び切替指令信号が（Ｌｏｗ，Ｌｏｗ）、（Ｌｏｗ，Ｈｉｇｈ）、及び（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）の組み合わせの場合にはＬｏｗを出力する。ＡＮＤ回路１３１は、ゼロクロス検出信号及び切替指令信号が（Ｈｉｇｈ，Ｈｉｇｈ）の組み合わせの場合にはＨｉｇｈを出力する。すなわち、ＲＳフリップフロップ１２０のＳには、通常時にＬｏｗが入力され、巻線電流Ｉｕのゼロクロス点が検出され、且つ、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの並列接続指令が与えられた場合に、Ｈｉｇｈが入力される。図４では、時刻Ｔ２及びＴ３において、Ｓの入力信号がＨｉｇｈである。

　ゼロクロス検出信号と、切替指令信号の反転信号（ＮＯＴ回路１３２による出力信号）が、ＡＮＤ回路１３３に入力される。ＡＮＤ回路１３３は、ゼロクロス検出信号及び切替指令信号が（Ｌｏｗ，Ｌｏｗ）、（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）、及び（Ｈｉｇｈ，Ｈｉｇｈ）の組み合わせの場合にはＬｏｗを出力する。ＡＮＤ回路１３３は、ゼロクロス検出信号及び切替指令信号が（Ｈｉｇｈ，Ｌｏｗ）の組み合わせの場合にはＨｉｇｈを出力する。すなわち、ＲＳフリップフロップ１２０のＲには、通常時にＬｏｗが入力され、巻線電流Ｉｕのゼロクロス点が検出され、且つ、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの直列接続指令が与えられた場合に、Ｈｉｇｈが入力される。図４では、時刻Ｔ１及びＴ４において、Ｒの入力信号がＨｉｇｈである。

　ＲＳフリップフロップ１２０は、入力Ｓ，ＲがＬｏｗ，Ｌｏｗの場合にＱ，Ｑバーのそれまでの出力値を保持する。ＲＳフリップフロップ１２０は、入力Ｓ，ＲがＬｏｗ，Ｈｉｇｈの場合にＱ，ＱバーがＬｏｗ，Ｈｉｇｈを出力し、入力Ｓ，ＲがＨｉｇｈ，Ｌｏｗの場合にＱ，ＱバーがＨｉｇｈ，Ｌｏｗを出力する。ＲＳフリップフロップ１２０では、入力Ｓ，ＲがＨｉｇｈ，Ｈｉｇｈの組み合わせは禁止されている。

　図４の例では、時刻Ｔ２まではＱがＬｏｗであり、ＱバーがＨｉｇｈである。したがって、時刻Ｔ２までは半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオフ状態であり、半導体リレー１１２ｕがオン状態である。このため、巻線２１ｕ及び２２ｕが直列接続される。

　時刻Ｔ２が到来すると、ＱがＬｏｗからＨｉｇｈに変化し、ＱバーがＨｉｇｈからＬｏｗに変化する。したがって、半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオフ状態からオン状態に変化し、半導体リレー１１２ｕがオン状態からオフ状態に変化する。このため、巻線２１ｕ及び２２ｕの接続状態が直列接続状態から並列接続状態に切り替わる。

　時刻Ｔ２からＴ４まではＱがＨｉｇｈであり、ＱバーがＬｏｗである。したがって、時刻Ｔ２からＴ４までは半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオン状態を維持し、半導体リレー１１２ｕがオフ状態を維持する。このため、巻線２１ｕ及び２２ｕの接続状態が並列接続状態で保持される。

　時刻Ｔ４が到来すると、ＱがＨｉｇｈからＬｏｗに変化し、ＱバーがＬｏｗからＨｉｇｈに変化する。したがって、半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオン状態からオフ状態に変化し、半導体リレー１１２ｕがオフ状態からオン状態に変化する。このため、巻線２１ｕ及び２２ｕの接続状態が並列接続状態から直列接続状態に切り替わる。

　時刻Ｔ４以降はＱがＬｏｗであり、ＱバーがＨｉｇｈである。したがって、時刻Ｔ２までは半導体リレー１１１ｕ及び１１３ｕがオフ状態を維持し、半導体リレー１１２ｕがオン状態を維持する。このため、巻線２１ｕ及び２２ｕの接続状態が直列接続状態で保持される。

　以上より、巻線電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのゼロクロス点のタイミングで、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態と並列接続状態との間で切り替えることができる。したがって、サージ電圧の発生が抑制される。さらに、巻線電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが所定値以下となっている期間を特定するような複雑な処理が必要なく、ＣＰＵ、ＦＰＧＡ、ＡＳＩＣ等のプロセッサを用いずに接続切替部１１０を構成することができる。

［１－４．処理部のハードウェア構成］
　処理部１５０は、電力変換器３０及び接続切替部１１０を制御する。具体的には、処理部１５０からスイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗのそれぞれに信号線が延びており、処理部１５０はスイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗのオンオフタイミングを制御する。処理部１５０から接続切替部１１０に信号線が延びており、処理部１５０は接続切替部１１０へ巻線の接続状態の切替を指令するための切替指令信号を出力する。

　図５は、処理部のハードウェア構成の一例を示すブロック図である。処理部１５０は、プロセッサ１５１と、不揮発性メモリ１５２と、揮発性メモリ１５３と、インタフェース（Ｉ／Ｆ）１５４とを含む。

　揮発性メモリ１５３は、例えばＳＲＡＭ（Static Random Access Memory）、ＤＲＡＭ（Dynamic Random Access Memory）等の半導体メモリである。不揮発性メモリ１５２は、例えばフラッシュメモリ、ハードディスク、ＲＯＭ（Read Only Memory）等である。不揮発性メモリ１５２には、コンピュータプログラムである切替制御プログラム１５５及び切替制御プログラム１５５の実行に使用されるデータが格納される。処理部１５０の各機能は、切替制御プログラム１５５がプロセッサ１５１によって実行されることで発揮される。切替制御プログラム１５５は、フラッシュメモリ、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭなどの記録媒体に記憶させることができる。プロセッサ１５１は、切替制御プログラム１５５によって、電力変換器３０及び接続切替部１１０を制御する。

　プロセッサ１５１は、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）である。ただし、プロセッサ１５１は、ＣＰＵに限られない。プロセッサ１５１は、ＧＰＵ（Graphics Processing Unit）であってもよい。プロセッサ１５１は、例えば、マルチコアプロセッサである。プロセッサ１５１は、シングルコアプロセッサであってもよい。プロセッサ１５１は、例えば、ＡＳＩＣ（Application Specific Integrated Circuit）であってもよいし、ゲートアレイ、ＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等のプログラマブルロジックデバイスであってもよい。この場合、ＡＳＩＣ又はプログラマブルロジックデバイスは、切替制御プログラム１５５と同一の処理を実行可能に構成される。

　Ｉ／Ｆ１５４は、電力変換器３０のスイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗに接続されている。Ｉ／Ｆ１５４は、スイッチ３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗのそれぞれにオン又はオフの制御信号を送信する。Ｉ／Ｆ１５４は、接続切替部１１０の制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗ（図２参照）に接続されている。Ｉ／Ｆ１５４は、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ切替指令信号を送信する。

　Ｉ／Ｆ１５４はさらに、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ（図２参照）に接続されている。Ｉ／Ｆ１５４は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗから出力される検出値を受信する。

　Ｉ／Ｆ１５４は、表示装置５０（図１参照）に接続されている。表示装置５０は、例えば液晶パネル又はＯＥＬ（有機エレクトロルミネッセンス）パネルを含む。表示装置５０は、文字又は図形の情報を表示することができる。Ｉ／Ｆ１５４は、表示装置５０に映像信号を出力し、表示装置５０における表示を制御する。

［１－５．巻線切替装置の機能］
　図６は、第１実施形態に係る巻線切替装置の機能の一例を示す機能ブロック図である。プロセッサ１５１が切替制御プログラム１５５を実行することにより、巻線切替装置１００は、取得部１６１と、判定部１６２と、決定部１６３と、制御部１６４と、通知部１６５との各機能を実行する。

　電流センサ１０１ｕは、巻線２１ｕ，２２ｕに流れる電流を検出し、電流センサ１０１ｖは、巻線２１ｖ，２２ｖに流れる電流を検出し、電流センサ１０１ｗは、巻線２１ｗ，２２ｗに流れる電流を検出する。電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗは、巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの例である。取得部１６１は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗによる電流の検出値を取得する。電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗのそれぞれは、連続的に電流値を検出し、検出された電流値を連続的に出力する。取得部１６１は、例えば、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗからの検出値を時系列的に取得する。

　判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に基づいて、モータ２０の動作中にモータ２０に異常発熱が発生するか否かを判定する。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流に応じて、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗは発熱する。すなわち、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流が大きいほど、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度は高くなる。巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流が過大であると、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗは異常に発熱する。本実施形態では、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流を用いて、モータ２０の異常発熱が生じるか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値が第１閾値を超えている期間Ｐ（以下、「過電流期間Ｐ」ともいう）が設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定する。

　例えば、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗのそれぞれの検出値と第１閾値とを比較する。第１閾値は、例えば、モータ２０の異常発熱に対応する電流値である。他の例では、第１閾値は、異常発熱に対応する電流値よりも低い値であってもよい。これにより、異常発熱が発生する前に、異常発熱が発生するか否かを判定することができる。

　判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの全ての検出値が第１閾値を超えている期間を過電流期間Ｐとし、過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定することができる。他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも１つの検出値が第１閾値を超えている期間を過電流期間Ｐとし、過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定することができる。さらに他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも２つの検出値が第１閾値を超えている期間を過電流期間Ｐとし、過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定することができる。

　決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に基づいて、設定期間ＰＳを決定する。巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流が高いほど、短期間に温度が上昇する。すなわち、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流値と、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗが一定の温度に達するまでの期間とには相関がある。決定部１６３は、電流値と設定期間ＰＳとの予め定められた関係にしたがって、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に対応する設定期間ＰＳを決定する。具体的には、決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値が高いほど設定期間ＰＳを短くし、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値が低いほど設定期間ＰＳを長くする。

　決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値の少なくとも１つに基づいて、設定期間ＰＳを決定する。例えば、決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値の平均値に基づいて、設定期間ＰＳを決定することができる。他の例では、決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値のうちの最大値に基づいて、設定期間ＰＳを決定することができる。さらに他の例では、決定部１６３は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値のうちの最小値に基づいて、設定期間ＰＳを決定することができる。

　例えば、決定部１６３は、電流値と設定期間ＰＳとの対応関係を規定するテーブルを用いて、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に対応する設定期間ＰＳを決定することができる。例えば、テーブルは、不揮発性メモリ１５２に予め記憶されている。他の例では、決定部１６３は、電流値と設定期間ＰＳとの関係式を用いて、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に対応する設定期間ＰＳを決定することができる。

　なお、設定期間ＰＳは固定値であってもよい。この場合、決定部１６３を省略することができる。

　制御部１６４は、判定部１６２によって異常発熱が発生すると判定された場合に、複数の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、並列接続状態から直列接続状態へ切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗに切り替えさせる。すなわち、制御部１６４は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が並列接続状態のときにおいて、異常発熱が発生すると判定された場合に、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する切替指令信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。

　直列接続状態のときは、並列接続状態のときよりも永久磁石鎖交磁束が２倍程度であり、同等のトルク出力を得るために必要な電機子電流が半分程度となる。したがって、並列接続状態のときに巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流よりも、直列接続状態のときに巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗに流れる電流の方が小さい。したがって、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、並列接続状態から直列接続状態へ切り替えることで、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度を低下させることができる。第１実施形態において、並列接続状態は「第１接続状態」であり、直列接続状態は「第２接続状態」である。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態から直列接続状態へ切り替えた後も、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値を監視する。判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に基づいて、発生した異常発熱が解消したか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値が第２閾値を下回った場合に、発生した異常発熱が解消したと判定する。判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの全ての検出値が第２閾値を下回った場合に、異常発熱が解消した判定することができる。他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも１つの検出値が第２閾値を下回った場合に、異常発熱が解消したと判定することができる。さらに他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも２つの検出値が第２閾値を下回った場合に、異常発熱が解消したと判定することができる。

　第２閾値は、第１閾値以下の値に設定される。第２閾値を第１閾値より小さい値に設定することにより、一度異常発熱が解消された後まもなく異常発熱が再発することを抑制することができる。なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　制御部１６４は、判定部１６２によって、発生した異常発熱が解消したと判定された場合に、複数の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、直列接続状態から並列接続状態へ、切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗに切り替えさせる。すなわち、制御部１６４は、異常発熱が解消したと判定された場合に、切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗへ出力する切替指令信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が並列接続状態に復帰する。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値に基づいて、異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値が第３閾値を超えた場合に、第２異常発熱が発生すると判定する。判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの全ての検出値が第３閾値を超えた場合に、第２異常発熱が発生すると判定することができる。他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも１つの検出値が第３閾値を超える場合に、第２異常発熱が発生すると判定することができる。さらに他の例では、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの少なくとも２つの検出値が第３閾値を超える場合に、第２異常発熱が発生すると判定することができる。

　第３閾値は、第１閾値以上の値に設定される。第３閾値を第１閾値より大きい値に設定することにより、異常発熱以上の温度の第２異常発熱を正確に検出することができる。なお、第３閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態へ切り替えても、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの温度が上昇し続ける場合、モータ２０に異常が発生したと考えられる。このため、通知部１６５は、判定部１６２によって第２異常発熱が発生すると判定された場合に、ユーザに異常の発生を通知する。具体的な一例では、通知部１６５は、表示装置５０に、ユーザに異常の発生を通知するための画面を表示させる。

　制御部１６４は、判定部１６２によって第２異常発熱が発生すると判定された場合に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗへの供給電流を減少させる。すなわち、制御部１６４は、第２異常発熱が発生すると判定された場合に、電力変換器３０を制御して、電力変換器３０からの出力電力を減少させる。

［１－６．巻線切替装置の動作］
　プロセッサ１５１が切替制御プログラム１５５を実行することにより、巻線切替装置１００は以下のような切替制御処理を実行する。図７Ａ及び図７Ｂは、第１実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートである。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が並列接続状態でモータ２０が動作中であるとする。プロセッサ１５１は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗを取得する（ステップＳ１０１）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれと第１閾値Ｔｈ１とを比較する（ステップＳ１０２）。検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第１閾値Ｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ１０１に戻る。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第１閾値Ｔｈ１を超える場合（ステップＳ１０２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、過電流期間Ｐの計測を開始する（ステップＳ１０３）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗに基づいて、設定期間ＰＳを決定する（ステップＳ１０４）。

　プロセッサ１５１は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗを新たに取得する（ステップＳ１０５）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれと第１閾値Ｔｈ１とを比較する（ステップＳ１０６）。検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第１閾値Ｔｈ１以下である場合（ステップＳ１０６においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ１０１に戻る。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第１閾値Ｔｈ１を超える場合（ステップＳ１０６においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、過電流期間Ｐと設定期間ＰＳとを比較する（ステップＳ１０７）。

　過電流期間Ｐが設定期間ＰＳより小さい場合（ステップＳ１０７においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ１０５に戻る。

　過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合（ステップＳ１０７においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第１接続状態（並列接続状態）から第２接続状態（直列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ１０８）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、並列接続状態から直列接続状態へ切り替わる。

　プロセッサ１５１は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗの検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗを新たに取得する（ステップＳ１０９）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれと第２閾値Ｔｈ２とを比較する（ステップＳ１１０）。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第２閾値Ｔｈ２を下回る場合（ステップＳ１１０においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第２接続状態（直列接続状態）から第１接続状態（並列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ１１１）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、直列接続状態から並列接続状態へ切り替わる。その後、プロセッサ１５１は、ステップＳ１０１へ戻る。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第２閾値Ｔｈ２以上である場合（ステップＳ１１０においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれと第３閾値Ｔｈ３とを比較する（ステップＳ１１２）。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第３閾値Ｔｈ３以下である場合（ステップＳ１１２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ１０９に戻る。

　検出値ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗのそれぞれが第３閾値Ｔｈ３を超える場合（ステップＳ１１２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、表示装置５０に異常通知画面を表示させ、ユーザに異常の発生を通知する（ステップＳ１１３）。さらにプロセッサ１５１は、電力変換器３０の出力電力を減少させる（ステップＳ１１４）。以上で、切替制御処理が終了する。

［２．第２実施形態］
　第２実施形態に係る巻線切替装置は、モータの複数の巻線の接続状態を、複数の巻線の全てを接続した全接続状態と、複数の巻線の一部を接続した部分接続状態との間で切り替える。

　図８は、第２実施形態に係る巻線切替装置の構成の一例を示す回路図である。モータ２０Ａは、複数の巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗを含む。巻線２４ｕ，２５ｕはＵ相に対応し、巻線２４ｖ，２５ｖはＶ相に対応し、巻線２４ｗ，２５ｗはＷ相に対応する。ただし、各相の巻線数は２つに限られず、３以上であってもよい。

　第２実施形態に係る接続切替部１１０Ａは、相毎に、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を、全接続状態及び部分続状態の間で切り替える。接続切替部１１０Ａは、電流センサ１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗと、ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗと、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗと、切替回路１４０ｕ，１４０ｖ，１４０ｗとを含む。

　ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗは、電流センサ１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗの計測値のゼロクロス点を検出する。ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗの構成は、第１実施形態と同様であるので、説明を省略する。

　切替回路１４０ｕ，１４０ｖ，１４０ｗは、ゼロクロス検出回路１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗがゼロクロス点を検出したタイミングで巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を全接続状態と部分接続状態との間で切り替える。切替回路１４０ｕ，１４０ｖ，１４０ｗは、切替部の一例である。

　電力線３５ｕは、巻線２４ｕの一端に接続されている。巻線２４ｕの他端と巻線２５ｕの一端とは互いに接続されており、巻線２４ｕと巻線２５ｕとの中間点からは電力線２４１ｕが延びている。電力線２４１ｕは電力線２４２ｕ及び２４３ｗに分岐している。巻線２５ｕの他端からは電力線２５１ｕが延びている。電力線２５１ｕは電力線２５２ｕ及び２５３ｗに分岐している。

　電力線３５ｖは、巻線２４ｖの一端に接続されている。巻線２４ｖの他端と巻線２５ｖの一端とは互いに接続されており、巻線２４ｖと巻線２５ｖとの中間点からは電力線２４１ｖが延びている。電力線２４１ｖは電力線２４２ｖ及び２４３ｕに分岐している。巻線２５ｖの他端からは電力線２５１ｖが延びている。電力線２５１ｖは電力線２５２ｖ及び２５３ｕに分岐している。

　電力線３５ｗは、巻線２４ｗの一端に接続されている。巻線２４ｗの他端と巻線２５ｗの一端とは互いに接続されており、巻線２４ｗと巻線２５ｗとの中間点からは電力線２４１ｗが延びている。電力線２４１ｗは電力線２４２ｗ及び２４３ｖに分岐している。巻線２５ｗの他端からは電力線２５１ｗが延びている。電力線２５１ｗは電力線２５２ｗ及び２５３ｖに分岐している。

　切替回路１４０ｕは、半導体リレー１４１ｕ及び１４２ｕを含む。切替回路１４０ｖは、半導体リレー１４１ｖ及び１４２ｖを含む。切替回路１４０ｗは、半導体リレー１４１ｗ及び１４２ｗを含む。半導体リレー１４１ｕ，１４２ｕ，１４１ｖ，１４２ｖ，１４１ｗ，１４２ｗは、例えばＩＧＢＴ又はパワーＭＯＳＦＥＴである。

　切替回路１４０ｕにおいて、半導体リレー１４１ｕの第１端子は電力線２４２ｕに接続されており、第２端子は電力線２４３ｕに接続されている。半導体リレー１４２ｕの第１端子は電力線２５２ｕに接続されており、第２端子は電力線２５３ｕに接続されている。切替回路１４０ｖ，１４０ｗの接続関係は、切替回路１４０ｕと同様であるので、説明を省略する。

　半導体リレー１４１ｕ，１４１ｖ，１４１ｗがオフ状態であり、半導体リレー１４２ｕ，１４２ｖ，１４２ｗがオン状態である場合、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの全てが接続される全接続状態となる。半導体リレー１４１ｕ，１４１ｖ，１４１ｗがオン状態であり、半導体リレー１４２ｕ，１４２ｖ，１４２ｗがオフ状態である場合、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗのうち、巻線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗのみが接続される部分接続状態となる。

　電力線３５ｕは、接続切替部１１０Ａの内部に引き込まれる。電力線３５ｕには、電流センサ１３１ｕが取り付けられている。電流センサ１３１ｕは、電力線３５ｕに流れるＵ相の電流を検出する。電流センサ１３１ｕは、例えば、電流の交流成分のみを検出するＡＣＣＴである。電流センサ１３１ｕから延びる信号線は、ゼロクロス検出回路１０２ｕに接続されている。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。

　制御回路１０３ｕのＲＳフリップフロップ１２０の出力Ｑは、半導体リレー１４１ｕのゲートに接続されている。ＲＳフリップフロップ１２０の出力Ｑバーは、半導体リレー１４２ｕのゲートに接続されている。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。

　第２実施形態に係る巻線切替装置１００Ａのその他の構成は、第１実施形態に係る巻線切替装置１００の構成と同様であるので、同一構成要素については同一符号を付し、その説明を省略する。

　第２実施形態では、処理部１５０は、モータ２０の巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗを全接続状態にする場合には、切替指令信号の値をＬｏｗにし、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗを部分接続する場合には、切替指令信号の値をＨｉｇｈにする。

　巻線が全接続状態のときに、ゼロクロス検出信号及び切替指令信号が共にＨｉｇｈとなったタイミングで、出力ＱがＬｏｗとなり、出力ＱバーがＨｉｇｈとなる。したがって、半導体リレー１４１ｕがオン状態からオフ状態に変化し、半導体リレー１４２ｕがオフ状態からオン状態に変化する。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。このため、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態が全接続状態から部分接続状態に切り替わる。

　巻線が部分接続状態のときに、ゼロクロス検出信号がＨｉｇｈとなり、且つ、切替指令信号がＬｏｗとなったタイミングで、出力ＱがＨｉｇｈとなり、出力ＱバーがＬｏｗとなる。したがって、半導体リレー１４１ｕがオフ状態からオン状態に変化し、半導体リレー１４２ｕがオン状態からオフ状態に変化する。Ｖ相、Ｗ相についても同様である。このため、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態が部分接続状態から全接続状態に切り替わる。

　以上より、巻線電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのゼロクロス点のタイミングで、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を全接続状態と部分接続状態との間で切り替えることができる。

　第２実施形態では、判定部１６２は、電流センサ１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗの検出値に基づいて、モータ２０Ａの動作中にモータ２０Ａに異常発熱が発生するか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗの検出値が第１閾値を超えている過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定する。決定部１６３は、電流センサ１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗの検出値に基づいて、設定期間ＰＳを決定する。

　第２実施形態において、制御部１６４は、判定部１６２によって異常発熱が発生すると判定された場合に、複数の巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を、部分接続状態から全接続状態へ切替回路１４０ｕ，１４０ｖ，１４０ｗに切り替えさせる。すなわち、制御部１６４は、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５，２４ｗ，２５ｗの接続状態が部分接続状態のときにおいて、異常発熱が発生すると判定された場合に、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する切替指令信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。

　部分接続状態では、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗのうち、巻線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗのみが接続される。全接続状態では、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，数２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの全てが接続される。つまり、部分接続状態において接続される巻線数よりも、全接続状態において接続される巻線数の方が多い。したがって、各相において生じる磁界の強度が部分接続状態と全接続状態とにおいて同一である場合（つまり、モータ２０の出力トルクが同一である場合）、部分接続状態のときに巻線２４ｕ，２４ｖ，２４ｗに流れる電流よりも、全接続状態のときに巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗに流れる電流の方が小さい。したがって、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を、部分接続状態から全接続状態へ切り替えることで、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの温度を低下させることができる。第２実施形態において、部分接続状態は「第１接続状態」であり、全接続状態は「第２接続状態」である。

［３．第３実施形態］
　図１を参照し、モータ２０のハウジングに温度センサ２０Ｔが配置されている。温度センサ２０Ｔは、モータ２０の周辺の温度を検出する。温度センサ２０Ｔは、巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの例である。温度センサ２０Ｔは、処理部１５０のＩ／Ｆ１５４（図５参照）に接続されている。

　第３実施形態に係る巻線切替システムのその他の構成は、第１実施形態に係る巻線切替システムの構成と同一であるため、同一構成要素については同一符号を付し、説明を省略する。

　図６を参照する。第３実施形態では、取得部１６１は、温度センサ２０Ｔによる温度の検出値を取得する。温度センサ２０Ｔは、連続的に温度を検出し、検出された温度を連続的に出力する。取得部１６１は、例えば、温度センサ２０Ｔからの検出値を時系列的に取得する。

　判定部１６２は、温度センサ２０Ｔの検出値に基づいて、モータ２０の動作中にモータ２０に異常発熱が発生するか否かを判定する。

　例えば、判定部１６２は、温度センサ２０Ｔの検出値と第１閾値とを比較する。第１閾値は、例えば、モータ２０の異常発熱に対応する温度値である。他の例では、第１閾値は、異常発熱に対応する温度値よりも低い値であってもよい。これにより、異常発熱が発生する前に、異常発熱が発生するか否かを判定することができる。

　第３実施形態では、判定部１６２は、異常発熱が発生するか否かの判定に、設定期間ＰＳを用いない。したがって、決定部１６３を省略することができる。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、温度センサ２０Ｔの検出値に基づいて、発生した異常発熱が解消したか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、温度センサ２０Ｔの検出値が第２閾値を下回った場合に、発生した異常発熱が解消したと判定する。

　第２閾値は、第１閾値以下の値に設定される。第２閾値を第１閾値より小さい値に設定することにより、一度異常発熱が解消された後まもなく異常発熱が再発することを抑制することができる。なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、温度センサ２０Ｔの検出値に基づいて、異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、温度センサ２０Ｔの検出値が第３閾値を超えた場合に、第２異常発熱が発生すると判定する。

　第３閾値は、第１閾値以上の値に設定される。第３閾値を第１閾値より大きい値に設定することにより、異常発熱以上の温度の第２異常発熱を正確に検出することができる。なお、第３閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　なお、制御部１６４及び通知部１６５の各機能は、第１実施形態と同様であるため、説明を省略する。

　図９は、第３実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートである。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が並列接続状態でモータ２０が動作中であるとする。プロセッサ１５１は、温度センサ２０Ｔの検出値ＤＴを取得する（ステップＳ２０１）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＴのそれぞれと第１閾値ＴＴｈ１とを比較する（ステップＳ２０２）。検出値ＤＴが第１閾値ＴＴｈ１以下である場合（ステップＳ２０２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０１に戻る。

　検出値ＤＴが第１閾値ＴＴｈ１を超える場合（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第１接続状態（並列接続状態）から第２接続状態（直列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ２０３）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、並列接続状態から直列接続状態へ切り替わる。

　プロセッサ１５１は、温度センサ２０Ｔの検出値ＤＴを新たに取得する（ステップＳ２０４）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＴと第２閾値ＴＴｈ２とを比較する（ステップＳ２０５）。

　検出値ＤＴが第２閾値ＴＴｈ２を下回る場合（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第２接続状態（直列接続状態）から第１接続状態（並列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ２０６）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、直列接続状態から並列接続状態へ切り替わる。その後、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０１へ戻る。

　検出値ＤＴが第２閾値ＴＴｈ２以上である場合（ステップＳ２０５においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、検出値ＤＴと第３閾値ＴＴｈ３とを比較する（ステップＳ２０７）。

　検出値ＤＴが第３閾値ＴＴｈ３以下である場合（ステップＳ２０７においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０４に戻る。

　検出値ＤＴが第３閾値ＴＴｈ３を超える場合（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、表示装置５０に異常通知画面を表示させ、ユーザに異常の発生を通知する（ステップＳ２０８）。さらにプロセッサ１５１は、電力変換器３０の出力電力を減少させる（ステップＳ２０９）。以上で、切替制御処理が終了する。

　なお、第３実施形態においては、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態と直列接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、温度センサ２０Ｔの検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態から直列接続状態へ切り替える構成について述べたが、これに限定されない。温度センサ２０Ｔの検出値に基づく異常発熱の判定を、第２実施形態に適用することもできる。すなわち、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を部分接続状態と全接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、温度センサ２０Ｔの検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を部分接続状態から全接続状態へ切り替えることもできる。

［４．第４実施形態］
　図１を参照し、バッテリ４０に接続された電力線には、電流センサ３３が配置されている。電流センサ３３は、バッテリ４０の出力電流を検出する。バッテリ４０の出力電流は、電力変換器３０及び接続切替部１１０を介してモータ２０に供給される。電流センサ３３は、巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの例である。電流センサ３３は、処理部１５０のＩ／Ｆ１５４（図５参照）に接続されている。

　第４実施形態に係る巻線切替システムのその他の構成は、第１実施形態に係る巻線切替システムの構成と同一であるため、同一構成要素については同一符号を付し、説明を省略する。

　図６を参照する。第４実施形態では、取得部１６１は、電流センサ３３による電流の検出値を取得する。電流センサ３３は、連続的に電流値を検出し、検出された電流値を連続的に出力する。取得部１６１は、例えば、電流センサ３３からの検出値を時系列的に取得する。

　判定部１６２は、電流センサ３３の検出値に基づいて、モータ２０の動作中にバッテリ４０に異常発熱が発生するか否かを判定する。

　バッテリ４０は過放電すると異常に発熱する。本実施形態では、バッテリ４０から出力される電流を用いて、バッテリ４０の異常発熱が生じるか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ３３の検出値が第１閾値を超えている過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定する。

　例えば、判定部１６２は、電流センサ１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗのそれぞれの検出値と第１閾値とを比較する。第１閾値は、例えば、バッテリ４０の異常発熱に対応する電流値である。他の例では、第１閾値は、異常発熱に対応する電流値よりも低い値であってもよい。これにより、異常発熱が発生する前に、異常発熱が発生するか否かを判定することができる。

　判定部１６２は、電流センサ３３の検出値が第１閾値を超えている期間を過電流期間Ｐとし、過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合に、異常発熱が発生すると判定することができる。ただし、異常発熱が発生するか否かの判定に、過電流期間Ｐを用いなくてもよい。例えば、判定部１６２は、電流センサ３３の検出値が第１閾値を超える場合に、異常発熱が発生すると判定してもよい。

　決定部１６３は、電流センサ３３の検出値に基づいて、設定期間ＰＳを決定する。

　例えば、決定部１６３は、電流値と設定期間ＰＳとの対応関係を規定するテーブルを用いて、電流センサ３３の検出値に対応する設定期間ＰＳを決定することができる。例えば、テーブルは、不揮発性メモリ１５２に予め記憶されている。他の例では、決定部１６３は、電流値と設定期間ＰＳとの関係式を用いて、電流センサ３３の検出値に対応する設定期間ＰＳを決定することができる。

　なお、設定期間ＰＳは固定値であってもよい。この場合、決定部１６３を省略することができる。

　制御部１６４は、判定部１６２によって異常発熱が発生すると判定された場合に、複数の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、直列接続状態から並列接続状態へ切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗに切り替えさせる。すなわち、制御部１６４は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が直列接続状態のときにおいて、異常発熱が発生すると判定された場合に、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する切替指令信号をＬｏｗからＨｉｇｈへ切り替える。

　直列接続状態のときと比べ、並列接続状態のときの方が概ね効率的に動作するため、同等のトルク出力を得るために、直列接続状態のときにバッテリ４０から出力される電流よりも、並列接続状態のときにバッテリ４０から出力される電流の方が小さい。したがって、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、直列接続状態から並列接続状態へ切り替えることで、バッテリ４０の温度を低下させることができる。第４実施形態において、直列接続状態は「第１接続状態」であり、並列接続状態は「第２接続状態」である。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態から直列接続状態へ切り替えた後も、判定部１６２は、電流センサ３３の検出値を監視する。判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、電流センサ３３の検出値に基づいて、発生した異常発熱が解消したか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ３３の検出値が第２閾値を下回った場合に、発生した異常発熱が解消したと判定する。

　第２閾値は、第１閾値以下の値に設定される。第２閾値を第１閾値より小さい値に設定することにより、一度異常発熱が解消された後まもなく異常発熱が再発することを抑制することができる。なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　制御部１６４は、判定部１６２によって、発生した異常発熱が解消したと判定された場合に、複数の巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、並列接続状態から直列接続状態へ、切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗに切り替えさせる。すなわち、制御部１６４は、異常発熱が解消したと判定された場合に、切替回路１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗへ出力する切替指令信号をＨｉｇｈからＬｏｗへ切り替える。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が直列接続状態に復帰する。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、電流センサ３３の検出値に基づいて、異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、電流センサ３３の検出値が第３閾値を超えた場合に、第２異常発熱が発生すると判定する。

　第３閾値は、第１閾値以上の値に設定される。第３閾値を第１閾値より大きい値に設定することにより、異常発熱以上の温度の第２異常発熱を正確に検出することができる。なお、第３閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態へ切り替えても、バッテリ４０の温度が上昇し続ける場合、モータ２０又はバッテリ４０に異常が発生したと考えられる。このため、通知部１６５は、判定部１６２によって第２異常発熱が発生すると判定された場合に、ユーザに異常の発生を通知する。具体的な一例では、通知部１６５は、表示装置５０に、ユーザに異常の発生を通知するための画面を表示させる。

　制御部１６４は、判定部１６２によって第２異常発熱が発生すると判定された場合に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗへの供給電流を減少させる。すなわち、制御部１６４は、第２異常発熱が発生すると判定された場合に、電力変換器３０を制御して、電力変換器３０からの出力電力を減少させる。

　図１０Ａ及び図１０Ｂは、第４実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を示すフローチャートである。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が直列接続状態でモータ２０が動作中であるとする。プロセッサ１５１は、電流センサ３３の検出値ＤＶを取得する（ステップＳ３０１）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶと第１閾値Ｔｈ１＿２とを比較する（ステップＳ３０２）。検出値ＤＶが第１閾値Ｔｈ１＿２以下である場合（ステップＳ３０２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ３０１に戻る。

　検出値ＤＶが第１閾値Ｔｈ１＿２を超える場合（ステップＳ３０２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、過電流期間Ｐの計測を開始する（ステップＳ３０３）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶに基づいて、設定期間ＰＳを決定する（ステップＳ３０４）。

　プロセッサ１５１は、電流センサ３３の検出値ＤＶを新たに取得する（ステップＳ３０５）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶのそれぞれと第１閾値Ｔｈ１＿２とを比較する（ステップＳ３０６）。検出値ＤＶが第１閾値Ｔｈ１＿２以下である場合（ステップＳ３０６においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ３０１に戻る。

　検出値ＤＶが第１閾値Ｔｈ１＿２を超える場合（ステップＳ３０６においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、過電流期間Ｐと設定期間ＰＳとを比較する（ステップＳ３０７）。

　過電流期間Ｐが設定期間ＰＳより小さい場合（ステップＳ３０７においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ３０５に戻る。

　過電流期間Ｐが設定期間ＰＳ以上である場合（ステップＳ３０７においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第１接続状態（直列接続状態）から第２接続状態（並列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ３０８）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、直列接続状態から並列接続状態へ切り替わる。

　プロセッサ１５１は、電流センサ３３の検出値ＤＶを新たに取得する（ステップＳ３０９）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＶと第２閾値Ｔｈ２＿２とを比較する（ステップＳ３１０）。

　検出値ＤＶが第２閾値Ｔｈ２＿２を下回る場合（ステップＳ３１０においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第２接続状態（並列接続状態）から第１接続状態（直列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ３１１）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、並列接続状態から直列接続状態へ切り替わる。その後、プロセッサ１５１は、ステップＳ３０１へ戻る。

　検出値ＤＶが第２閾値Ｔｈ２＿２以上である場合（ステップＳ３１０においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、検出値ＤＶと第３閾値Ｔｈ３＿２とを比較する（ステップＳ３１２）。

　検出値ＤＶが第３閾値Ｔｈ３＿２以下である場合（ステップＳ３１２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ３０９に戻る。

　検出値ＤＶが第３閾値Ｔｈ３＿２を超える場合（ステップＳ３１２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、表示装置５０に異常通知画面を表示させ、ユーザに異常の発生を通知する（ステップＳ３１３）。さらにプロセッサ１５１は、電力変換器３０の出力電力を減少させる（ステップＳ３１４）。以上で、切替制御処理が終了する。

　なお、第４実施形態においては、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態と直列接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、電流センサ３３の検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態から並列接続状態へ切り替える構成について述べたが、これに限定されない。電流センサ３３の検出値に基づく異常発熱の判定を、第２実施形態に適用することもできる。すなわち、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を部分接続状態と全接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、電流センサ３３の検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を全接続状態から部分接続状態へ切り替えることもできる。すなわち、この場合、全接続状態は「第１接続状態」であり、部分接続状態は「第２接続状態」である。

［５．第５実施形態］
　図１を参照し、バッテリ４０に温度センサ４０Ｔが配置されている。温度センサ４０Ｔは、バッテリ４０の温度を検出する。温度センサ４０Ｔは、巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの例である。温度センサ４０Ｔは、処理部１５０のＩ／Ｆ１５４（図５参照）に接続されている。

　第５実施形態に係る巻線切替システムのその他の構成は、第１実施形態に係る巻線切替システムの構成と同一であるため、同一構成要素については同一符号を付し、説明を省略する。

　図６を参照する。第３実施形態では、取得部１６１は、温度センサ４０Ｔによる温度の検出値を取得する。温度センサ４０Ｔは、連続的に温度を検出し、検出された温度を連続的に出力する。取得部１６１は、例えば、温度センサ４０Ｔからの検出値を時系列的に取得する。

　判定部１６２は、温度センサ４０Ｔの検出値に基づいて、モータ２０の動作中にバッテリ４０に異常発熱が発生するか否かを判定する。

　例えば、判定部１６２は、温度センサ４０Ｔの検出値と第１閾値とを比較する。第１閾値は、例えば、バッテリ４０の異常発熱に対応する温度値である。他の例では、第１閾値は、異常発熱に対応する温度値よりも低い値であってもよい。これにより、異常発熱が発生する前に、異常発熱が発生するか否かを判定することができる。

　第５実施形態では、判定部１６２は、異常発熱が発生するか否かの判定に、設定期間ＰＳを用いない。したがって、決定部１６３を省略することができる。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、温度センサ４０Ｔの検出値に基づいて、発生した異常発熱が解消したか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、温度センサ４０Ｔの検出値が第２閾値を下回った場合に、発生した異常発熱が解消したと判定する。

　第２閾値は、第１閾値以下の値に設定される。第２閾値を第１閾値より小さい値に設定することにより、一度異常発熱が解消された後まもなく異常発熱が再発することを抑制することができる。なお、第２閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　判定部１６２は、異常発熱が発生すると判定した場合に、温度センサ４０Ｔの検出値に基づいて、異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定する。

　具体的な一例では、判定部１６２は、温度センサ４０Ｔの検出値が第３閾値を超えた場合に、第２異常発熱が発生すると判定する。

　第３閾値は、第１閾値以上の値に設定される。第３閾値を第１閾値より大きい値に設定することにより、異常発熱以上の温度の第２異常発熱を正確に検出することができる。なお、第３閾値は、第１閾値と同じ値でもよい。

　なお、制御部１６４及び通知部１６５の各機能は、第４実施形態と同様であるため、説明を省略する。

　図９を参照し、第５実施形態に係る巻線切替装置の切替制御処理の一例を説明する。

　巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が直列接続状態でモータ２０が動作中であるとする。プロセッサ１５１は、温度センサ４０Ｔの検出値ＤＴを取得する（ステップＳ２０１）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＴのそれぞれと第１閾値ＴＴｈ１とを比較する（ステップＳ２０２）。検出値ＤＴが第１閾値ＴＴｈ１以下である場合（ステップＳ２０２においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０１に戻る。

　検出値ＤＴが第１閾値ＴＴｈ１を超える場合（ステップＳ２０２においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第１接続状態（直列接続状態）から第２接続状態（並列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ２０３）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、直列接続状態から並列接続状態へ切り替わる。

　プロセッサ１５１は、温度センサ４０Ｔの検出値ＤＴを新たに取得する（ステップＳ２０４）。

　プロセッサ１５１は、検出値ＤＴと第２閾値ＴＴｈ２とを比較する（ステップＳ２０５）。

　検出値ＤＴが第２閾値ＴＴｈ２を下回る場合（ステップＳ２０５においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を、第２接続状態（並列接続状態）から第１接続状態（直列接続状態）へ切り替えるための切替指令信号を、制御回路１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗへ出力する（ステップＳ２０６）。これにより、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態が、並列接続状態から直列接続状態へ切り替わる。その後、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０１へ戻る。

　検出値ＤＴが第２閾値ＴＴｈ２以上である場合（ステップＳ２０５においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、検出値ＤＴと第３閾値ＴＴｈ３とを比較する（ステップＳ２０７）。

　検出値ＤＴが第３閾値ＴＴｈ３以下である場合（ステップＳ２０７においてＮＯ）、プロセッサ１５１は、ステップＳ２０４に戻る。

　検出値ＤＴが第３閾値ＴＴｈ３を超える場合（ステップＳ２０７においてＹＥＳ）、プロセッサ１５１は、表示装置５０に異常通知画面を表示させ、ユーザに異常の発生を通知する（ステップＳ２０８）。さらにプロセッサ１５１は、電力変換器３０の出力電力を減少させる（ステップＳ２０９）。以上で、切替制御処理が終了する。

　なお、第５実施形態においては、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を並列接続状態と直列接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、温度センサ４０Ｔの検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗの接続状態を直列接続状態から並列接続状態へ切り替える構成について述べたが、これに限定されない。温度センサ４０Ｔの検出値に基づく異常発熱の判定を、第２実施形態に適用することもできる。すなわち、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を部分接続状態と全接続状態との間で切り替えることができる巻線切替システムにおいて、温度センサ４０Ｔの検出値に基づいて異常発熱が発生すると判定される場合に、巻線２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗの接続状態を全接続状態から部分接続状態へ切り替えることもできる。すなわち、この場合、全接続状態は「第１接続状態」であり、部分接続状態は「第２接続状態」である。

　［６．補記］
　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって、制限的ではない。本発明の権利範囲は、上述の実施形態ではなく請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味及びその範囲内でのすべての変更が含まれる。

　１０　巻線切替システム
　２０　モータ
　２１ｕ，２２ｕ，２１ｖ，２２ｖ，２１ｗ，２２ｗ　巻線
　２３　中性点
　２５　電力線
　３０　電力変換器
　３１ｕ，３２ｕ，３１ｖ，３２ｖ，３１ｗ，３２ｗ　スイッチ
　３３ｕ，３３ｖ，３３ｗ　電流センサ
　３５ｕ，３５ｖ，３５ｗ　電力線
　４０　バッテリ
　５０　表示装置
　１００　巻線切替装置
　１０１ｕ，１０１ｖ，１０１ｗ　電流センサ
　１０２ｕ，１０２ｖ，１０２ｗ　ゼロクロス検出回路（検出部）
　１０３ｕ，１０３ｖ，１０３ｗ　制御回路
　１０４ｕ，１０４ｖ，１０４ｗ　切替回路（切替部）
　１１０　接続切替部
　１１１ｕ，１１２ｕ，１１３ｕ，１１１ｖ，１１２ｖ，１１３ｖ，１１１ｗ，１１２ｗ，１１３ｗ　半導体リレー
　２１２ｕ，２２１ｕ，２２２ｕ，２１２ｖ，２２１ｖ，２２２ｖ，２１２ｗ，２２１ｗ，２２２ｗ　電力線
　１３１，１３３　ＡＮＤ回路
　１３２　ＮＯＴ回路
　１２０　ラッチ回路（ＲＳフリップフロップ）
　１２１，１２３　ＮＯＴ回路
　１２２，１２４　ＮＡＮＤ回路
　１５０　処理部
　１５１　プロセッサ
　１５２　不揮発性メモリ
　１５３　揮発性メモリ
　１５４　インタフェース（Ｉ／Ｆ）
　１５５　切替制御プログラム
　１６１　取得部
　１６２　判定部
　１６３　決定部
　１６４　制御部
　１６５　通知部
　２０Ａ　モータ
　２４ｕ，２５ｕ，２４ｖ，２５ｖ，２４ｗ，２５ｗ　巻線
　１００Ａ　巻線切替装置
　１１０Ａ　接続切替部
　１３１ｕ，１３１ｖ，１３１ｗ　電流センサ
　１４０ｕ，１４０ｖ，１４０ｗ　切替回路
　１４１ｕ，１４２ｕ，１４１ｖ，１４２ｖ，１４１ｗ，１４２ｗ　半導体リレー
　２４１ｕ，２４２ｕ，２４３ｕ，２５１ｕ，２５２ｕ，２５３ｕ，２４１ｖ，２４２ｖ，２４３ｖ，２５１ｖ，２５２ｖ，２５３ｖ，２４１ｗ，２４２ｗ，２４３ｗ，２５１ｗ，２５２ｗ，２５３ｗ　電力線
　２０Ｔ　温度センサ
　３３　電流センサ
　４０Ｔ　温度センサ
　ＤＶｕ，ＤＶｖ，ＤＶｗ，ＤＴ，ＤＶ　検出値
　Ｐ　過電流期間
　ＰＳ　設定期間
　Ｔ１，Ｔ２，Ｔ３，Ｔ４　時刻
　Ｔｈ１，ＴＴｈ１，Ｔｈ１＿２　第１閾値
　Ｔｈ２，ＴＴｈ２，Ｔｈ２＿２　第２閾値
　Ｔｈ３，ＴＴｈ３，Ｔｈ３＿２　第３閾値

Claims (12)

1. 　モータに含まれる複数の巻線の接続状態を切り替える巻線切替装置であって、
   　前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、
   　前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、
   　を備える、
   　巻線切替装置。
2. 　前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記モータの動作中に異常発熱が発生するか否かを判定する判定部をさらに備え、
   　前記制御部は、前記判定部によって前記異常発熱が発生すると判定された場合に、前記複数の巻線の接続状態を、前記第１接続状態から前記第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる、
   　請求項１に記載の巻線切替装置。
3. 　前記判定部は、前記センサの検出値と第１閾値との比較に基づいて、前記異常発熱が発生するか否かを判定する、
   　請求項２に記載の巻線切替装置。
4. 　前記センサは、前記巻線に流れる電流を検出する電流センサであり、
   　前記判定部は、前記電流センサの検出値が前記第１閾値を超えている期間が設定期間以上である場合に、前記異常発熱が発生すると判定する、
   　請求項３に記載の巻線切替装置。
5. 　前記電流センサの検出値に基づいて、前記設定期間を決定する決定部をさらに備える、
   　請求項４に記載の巻線切替装置。
6. 　前記センサは、前記巻線切替装置周辺の温度を検出する温度センサである、
   　請求項３に記載の巻線切替装置。
7. 　前記判定部は、前記異常発熱が発生すると判定した場合に、前記センサの検出値に基づいて、発生した前記異常発熱が解消したか否かを判定し、
   　前記制御部は、前記判定部によって前記発生した異常発熱が解消したと判定された場合に、前記複数の巻線の接続状態を、前記第２接続状態から前記第１接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる、
   　請求項２から請求項６のいずれか１項に記載の巻線切替装置。
8. 　前記判定部は、前記センサの検出値が第２閾値を下回った場合に、前記発生した異常発熱が解消したと判定する、
   　請求項７に記載の巻線切替装置。
9. 　前記判定部は、前記異常発熱が発生すると判定した場合に、前記センサの検出値に基づいて、前記異常発熱以上の温度の第２異常発熱が発生するか否かを判定し、
   　前記巻線切替装置は、前記判定部によって前記第２異常発熱が発生すると判定された場合に、ユーザに異常の発生を通知する通知部をさらに備える、
   　請求項２から請求項８のいずれか１項に記載の巻線切替装置。
10. 　前記制御部は、前記判定部によって前記第２異常発熱が発生すると判定された場合に、前記巻線への供給電流を減少させる、
    　請求項９に記載の巻線切替装置。
11. 　前記巻線切替装置は、前記巻線に流れる電流を計測する電流センサの計測値のゼロクロス点を検出する検出部をさらに備え、
    　前記切替部は、前記検出部が前記ゼロクロス点を検出したタイミングで前記複数の巻線の接続状態を前記第１接続状態及び前記第２接続状態の間で切り替える、
    　請求項１から請求項１０のいずれか１項に記載の巻線切替装置。
12. 　複数の巻線の接続状態を切り替えることが可能なモータと、
    　バッテリから出力される直流電力を交流電力に変換し、前記交流電力を前記モータに供給する電力変換器と、
    　前記複数の巻線の接続状態を切り替えるための巻線切替装置と、
    　を備え、
    　前記巻線切替装置は、
    　前記複数の巻線の接続状態を切り替える切替部と、
    　前記巻線によって生じる発熱に関する物理量を検出するセンサの検出値に基づいて、前記複数の巻線の接続状態を、第１接続状態から、前記第１接続状態よりも前記巻線に流れる電流が小さい第２接続状態へ、前記切替部に切り替えさせる制御部と、
    　を含む、
    　巻線切替システム。

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