(57)【要約】【課題】インバータを駆動対象とする駆動装置の駆動電圧が低下した場合に、簡単な構成で、要否に応じて適切にアクティブショートサーキット制御を行う。【解決手段】回転電機制御装置１００は、インバータを駆動対象とするインバータ駆動装置１０と、インバータ駆動装置１０に供給される駆動電圧ＶＤが第１基準電圧以下となった場合に、インバータの直流側の電力を用いて、アクティブショートサーキット制御を行うフェールセーフ制御部４とを備える。フェールセーフ制御部４は、回転電機の逆起電圧が第２基準電圧以下の場合には、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧以下であっても、アクティブショートサーキット制御の実行を禁止する。【選択図】図３
2020156272.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪に駆動連結された交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置であって、
直流電源に接続されると共に前記回転電機に接続されて直流と複数相の交流との間で電力を変換するインバータを駆動対象とするインバータ駆動装置と、
前記インバータ駆動装置に供給される駆動電圧が予め規定された第１基準電圧以下となった場合に、前記インバータの直流側の電力を用いて、前記インバータの上段側スイッチング素子を全てオン状態とする制御、又は下段側スイッチング素子を全てオン状態にする制御、であるアクティブショートサーキット制御を行うフェールセーフ制御部と、を備え、
前記フェールセーフ制御部は、前記回転電機の逆起電圧が予め規定された第２基準電圧以下の場合には、前記駆動電圧が前記第１基準電圧以下であっても、前記アクティブショートサーキット制御の実行を禁止する、回転電機制御装置。
【請求項２】
前記フェールセーフ制御部は、前記インバータの直流側の電圧に基づいて前記回転電機の逆起電圧が前記第２基準電圧以下であるか否かを判定する、請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
前記フェールセーフ制御部は、
前記駆動電圧が前記第１基準電圧以下の場合に、第１判定信号を有効状態として出力する第１判定部と、
前記第１判定信号が有効状態の場合に、前記アクティブショートサーキット制御を実行させる実行信号を有効状態として出力する実行部と、
前記実行信号が有効状態の場合に、前記インバータの直流側の電力に基づいて前記アクティブショートサーキット制御による制御対象のスイッチング素子をオン状態にする出力電圧を出力する出力部と、
前記回転電機の逆起電圧が前記第２基準電圧以下の場合に、第２判定信号を有効状態として出力する第２判定部と、
前記第２判定信号が有効状態の場合に、前記第１判定信号に拘わらず、前記実行信号を非有効状態とする制限部と、を備える、請求項１又は２に記載の回転電機制御装置。
【請求項４】
前記第１判定部は、
前記駆動電圧を分圧する第１分圧回路を備え、
前記第１判定信号は、前記第１分圧回路による第１分圧電圧が前記第１基準電圧以下の場合に有効状態である信号であり、
前記実行部は、
前記インバータの直流側の正極と負極との間に接続された定電圧回路と、
非有効状態の前記第１判定信号によりオン状態となり有効状態の前記第１判定信号によりオフ状態となるｎ型のトランジスタであり、前記定電圧回路の出力ノードである第１ノードと前記負極との間に接続された第１トランジスタと、を備え、
前記実行信号は前記第１トランジスタがオフ状態の場合に前記定電圧回路により生成された電圧を出力して有効状態となる信号であり、
前記出力部は、有効状態の前記実行信号によりオン状態となるｎ型のトランジスタであり、前記正極に接続された第２トランジスタを備え、
前記第２判定部は、
前記正極と前記負極との間に接続された第２分圧回路を備え、
前記第２判定信号は、前記第２分圧回路による第２分圧電圧が前記第２基準電圧以下の場合に有効状態である信号であり、
前記制限部は、
前記正極に接続されたプルアップ抵抗と、
非有効状態の前記第２判定信号によりオン状態となり有効状態の前記第２判定信号によりオフ状態となるｎ型のトランジスタであり、前記プルアップ抵抗と前記負極との間に接続された第３トランジスタと、
前記プルアップ抵抗と前記第３トランジスタとの接続点である第２ノードが制御端子に接続されたｐ型のトランジスタであり、前記正極と前記定電圧回路との間に接続された第４トランジスタと、を備える、請求項３に記載の回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の車輪に駆動連結された交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車やハイブリッド自動車において車輪の駆動力源となる交流の回転電機と高圧直流電源との間に備えられたインバータは、一般的に高圧直流電源よりも低電圧の低圧直流電源から電力を供給される制御装置により制御される。ここで、低圧直流電源からの電力の供給が途絶えると、インバータを制御することができなくなるため、フェールセーフ機能が設けられる場合がある。国際公開第２０１６／１０４３１８号には、インバータを制御する制御装置への電力の供給が不十分となった場合に、バックアップ電源から電力を供給して、制御装置にフェールセーフ制御を実行させることが記載されている。また、フェールセーフ制御の一例として、直流と複数相の交流との間で電力を変換するインバータの上段側スイッチング素子及び下段側スイッチング素子の何れか一方の全てをオン状態とし、他方の全てをオフ状態とするアクティブショートサーキット制御を行うことが記載されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１６／１０４３１８号
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
アクティブショートサーキットでは、回転電機のステータコイルとインバータのスイッチング素子との間で電流が還流し、ステータコイル及びスイッチング素子において電流が熱となって消費される。この際に発生する熱により、ステータコイルやスイッチング素子等に影響を与える場合がある。一般的に、インバータの直流側には、直流電圧を平滑化するための平滑コンデンサが備えられている。このため、例えば上述したように、インバータを適切に制御することができなくなった場合でも、回転電機による逆起電力のエネルギーを還流させずに、平滑コンデンサに蓄え、徐々に放電させることが可能な場合もある。インバータを適切に制御することができなくなった場合に、常にアクティブショートサーキット制御を行うことが最適とは言えない。
【０００５】
上記背景に鑑みて、インバータを駆動対象とする駆動装置の駆動電圧が低下した場合に、簡単な構成で、要否に応じて適切にアクティブショートサーキット制御を行うことが望まれる。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記に鑑みた、車両の車輪に駆動連結された交流の回転電機を駆動制御する回転電機制御装置は、１つの態様として、直流電源に接続されると共に前記回転電機に接続されて直流と複数相の交流との間で電力を変換するインバータを駆動対象とするインバータ駆動装置と、前記インバータ駆動装置に供給される駆動電圧が予め規定された第１基準電圧以下となった場合に、前記インバータの直流側の電力を用いて、前記インバータの上段側スイッチング素子を全てオン状態とする制御、又は下段側スイッチング素子を全てオン状態にする制御、であるアクティブショートサーキット制御を行うフェールセーフ制御部と、を備え、前記フェールセーフ制御部は、前記回転電機の逆起電圧が予め規定された第２基準電圧以下の場合には、前記駆動電圧が前記第１基準電圧以下であっても、前記アクティブショートサーキット制御の実行を禁止する。
【０００７】
この構成によれば、駆動電圧が第１基準電圧以下であり、且つ、逆起電圧が第２基準電圧よりも大きい場合には、アクティブショートサーキット制御を実行して、逆起電力によるエネルギーを消費することができる。一方、駆動電圧が第１基準電圧以下であっても、逆起電圧が第２基準電圧以下の場合には、アクティブショートサーキット制御を実行しなくとも、逆起電力によるエネルギーを消費することができる可能性が高い。本構成によれば、この場合には、アクティブショートサーキット制御が禁止されるので、発熱によりインバータや回転電機が影響を受けることを抑制することができる。また、フェールセーフ制御部は、インバータの直流側の電力を用いて動作する。回転電機の逆起電力が大きい場合には、インバータを介してエネルギーが直流側に回生されるので、別途バックアップ電源等を備えなくても、フェールセーフ制御部を効率良く動作させることができる。このように、本構成によれば、インバータを駆動対象とする駆動装置の駆動電圧が低下した場合に、簡単な構成で、要否に応じて適切にアクティブショートサーキット制御を行うことができる。
【０００８】
回転電機制御装置のさらなる特徴と利点は、図面を参照して説明する実施形態についての以下の記載から明確となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】回転電機駆動装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図２】車両用駆動装置の構成例を模式的に示すブロック図
【図３】回転電機制御装置の構成例を模式的に示す部分ブロック図
【図４】駆動電源回路の構成例を示す回路ブロック図
【図５】フェールセーフ制御部の構成例を示す回路図
【図６】フェールセーフ制御部の機能を示すフローチャート
【図７】フェールセーフ制御部の比較例を示す回路図
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、回転電機制御装置の実施形態を図面に基づいて説明する。図１のブロック図は、回転電機制御装置１００を含む回転電機駆動装置２００の構成例を模式的に示している。図２のブロック図は、回転電機制御装置１００による制御対象の回転電機８０を含む車両用駆動装置３００の構成例を模式的に示している。図３のブロック図は、後述するインバータ駆動装置１０、フェールセーフ制御部４及び駆動電源回路７を含む回転電機制御装置１００の構成例を模式的に示している。図４の回路ブロック図は、駆動電源回路７の構成例を示している。また、図５の回路図は、フェールセーフ制御部４の構成例を示し、図６のフローチャートは、フェールセーフ制御部４の動作条件（機能）を示している。
【００１１】
図２に示すように、回転電機８０は、差動歯車装置ＤＦを介して車両の車輪Ｗに駆動連結され、車輪の駆動力源となる。図２に仮想線で示すように、回転電機８０と車輪Ｗとの動力伝達経路に、例えば変速機など他の要素が連結されていてもよい。また、動力伝達経路において回転電機８０よりも上流側（車輪Ｗとは反対側）に、例えば内燃機関などの他の動力源が接続されていてもよい。尚、本実施形態では、車両用駆動装置３００は、回転電機８０と車輪Ｗとの動力伝達経路に変速機などの他の要素が連結されていても、動力を伝達しない状態（いわゆるニュートラル状態）にならず、回転電機８０と車輪Ｗとが常に駆動連結される構成とする。
【００１２】
回転電機制御装置１００は、このように車両の車輪Ｗに駆動連結された交流の回転電機８０を駆動制御する。図１に示すように、回転電機駆動装置２００は、回転電機制御装置１００と、インバータ３０とを備えている。インバータ３０は、第１直流電源１１（直流電源、高圧直流電源）に接続されると共に回転電機８０に接続されて直流と複数相の交流との間で電力を変換する。本実施形態では、回転電機８０は、３相交流型の回転電機であり、インバータ３０は、直流と３相の交流との間で電力を変換する。また、回転電機８０は、第１直流電源１１から電力を供給されて力行する電動機と、車輪Ｗ等からの動力により発電して第１直流電源１１の側へ電力を回生する発電機との双方の機能を有する。
【００１３】
図１に示すように、インバータ３０は、複数のスイッチング素子３を有して構成される。スイッチング素子３には、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）やパワーＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴ（Silicon Carbide - Metal Oxide Semiconductor FET）やＳｉＣ−ＳＩＴ（SiC - Static Induction Transistor）、ＧａＮ−ＭＯＳＦＥＴ（Gallium Nitride - MOSFET）などのパワー半導体素子を適用すると好適である。図１等に示すように、本実施形態では、スイッチング素子３としてＩＧＢＴが用いられる形態を例示する。それぞれのスイッチング素子３は、負極Ｎから正極Ｐへ向かう方向（下段側から上段側へ向かう方向）を順方向としてフリーホイールダイオードを有して構成されている。
【００１４】
インバータ３０は、上段側スイッチング素子３Ｈと下段側スイッチング素子３Ｌとの直列回路により構成された交流１相分のアーム３Ａを複数組（ここでは３組）備えている。本実施形態では、回転電機８０のＵ相、Ｖ相、Ｗ相に対応するステータコイル８のそれぞれに一組の直列回路（アーム３Ａ）が対応したブリッジ回路が構成される。アーム３Ａの中間点、つまり、上段側スイッチング素子３Ｈと下段側スイッチング素子３Ｌとの接続点は、回転電機８０の３相のステータコイル８にそれぞれ接続される。
【００１５】
図１及び図３に示すように、回転電機制御装置１００は、インバータ３０を駆動対象とするインバータ駆動装置１０と、インバータ駆動装置１０を駆動するための駆動電圧ＶＤの一部を供給する駆動電源回路７と、インバータ駆動装置１０に供給される駆動電圧ＶＤが予め規定された第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１：図６参照）以下となった場合にフェールセーフ制御を行うフェールセーフ制御部４とを備えている。
【００１６】
ここで、駆動電圧ＶＤは、第１直流電源１１とは異なる電源で、第１直流電源１１よりも低圧の第２直流電源１９（低圧直流電源）の電圧（Ｂ）、及び、第２直流電源１９から供給される電力を用いて後述する駆動電源回路７により生成されてインバータ駆動装置１０に備えられたドライブ回路２（後述する）で用いられる電圧（ＶＬ，ＶＨ）を含む。また、本実施形態では、フェールセーフ制御は、インバータの直流側の電力を用いたアクティブショートサーキット制御である。アクティブショートサーキット制御は、インバータ３０の上段側スイッチング素子３Ｈを全てオン状態とする制御（上段側アクティブショートサーキット制御）、又は下段側スイッチング素子３Ｌを全てオン状態にする制御（下段側アクティブショートサーキット制御）である。尚、上段側アクティブショートサーキット制御においては、下段側スイッチング素子３Ｌは全てオフ状態であり、下段側アクティブショートサーキット制御においては、上段側スイッチング素子３Ｈは全てオフ状態である。
【００１７】
上述したように、車輪Ｗに駆動連結された回転電機８０は、例えばハイブリッド自動車や電気自動車等の車両の駆動力源とすることができる。回転電機８０がこのような車両の駆動力源の場合、第１直流電源１１の電源電圧は、例えば２００〜４００［Ｖ］である。以下、インバータ３０の直流側の電圧（正極Ｐと負極Ｎとの間の電圧）を直流リンク電圧Ｖｄｃと称する。第１直流電源１１は、ニッケル水素電池やリチウムイオン電池などの二次電池（バッテリ）や、電気二重層キャパシタなどにより構成されていると好適である。インバータ３０の直流側には、直流リンク電圧Ｖｄｃを平滑化する平滑コンデンサ（直流リンクコンデンサ５）が備えられている。直流リンクコンデンサ５は、回転電機８０の消費電力の変動に応じて変動する直流電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）を安定化させる。
【００１８】
図１に示すように、第１直流電源１１とインバータ３０との間には、コンタクタ９が備えられている。具体的には、コンタクタ９は、直流リンクコンデンサ５と第１直流電源１１との間に配置されている。コンタクタ９は、回転電機駆動装置２００の電気回路系統（直流リンクコンデンサ５、インバータ３０）と、第１直流電源１１との電気的な接続を切り離すことが可能である。即ち、インバータ３０は、回転電機８０に接続されていると共に、第１直流電源１１との間にコンタクタ９を介して接続されている。コンタクタ９が接続状態（閉状態）において第１直流電源１１とインバータ３０（及び回転電機８０）とが電気的に接続され、コンタクタ９が開放状態（開状態）において第１直流電源１１とインバータ３０（及び回転電機８０）との電気的接続が遮断される。
【００１９】
本実施形態において、このコンタクタ９は、車両内の上位の制御装置の１つである車両制御装置９０（ＶＨＬ−ＣＴＲＬ：図２参照）からの指令に基づいて開閉するメカニカルリレーであり、例えばシステムメインリレーと称される。コンタクタ９は、車両のイグニッションキー（メインスイッチ）がオン状態（有効状態）の際にリレーの接点が閉じて導通状態（接続状態）となり、イグニッションキーがオフ状態（非有効状態）の際にリレーの接点が開いて非導通状態（開放状態）となる。車両には、回転電機８０の他、比較的高電圧で駆動される不図示の補機（エアコンディショナー、ＤＣ／ＤＣコンバータ等）が備えられている場合がある。これらの補機は、インバータ３０と並列に備えられている場合があり、この場合、コンタクタ９は、補機と第１直流電源１１との電気的な接続も切り離すことが可能である。
【００２０】
尚、第２直流電源１９にも、イグニッションキーに連動するスイッチＩＧが設けられており、一部の供給先へは、イグニッションキーがオン状態（有効状態）の際にスイッチＩＧが閉じて導通状態（接続状態）となって電力が供給され、イグニッションキーがオフ状態（非有効状態）の際にスイッチＩＧが開いて非導通状態（開放状態）となり電力の供給が遮断される。例えば、時計や駐車中にも撮影が可能なドライブレコーダー等への電力は、イグニッションキーの状態に拘わらず常に供給されるが、図１に示すようにイグニッションキーがオフ状態の場合には、スイッチＩＧが開くためにインバータ駆動装置１０（インバータ制御装置１、駆動電源回路７）へは電力が供給されない。
【００２１】
インバータ３０は、インバータ制御装置１（ＩＮＶ−ＣＴＲＬ）により制御される。インバータ制御装置１は、マイクロコンピュータ等の論理プロセッサを中核部材として構築されている。回転電機８０の各相のステータコイル８を流れる実電流は電流センサ１４により検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。また、回転電機８０のロータの各時点での磁極位置や回転速度は、レゾルバ１５などの回転センサにより検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。また、直流リンク電圧Ｖｄｃは、不図示の電圧センサ等によって検出され、インバータ制御装置１はその検出結果を取得する。直流リンク電圧Ｖｄｃは、直流電力に対する交流電力の実効値の割合を示す変調率の設定や、後述するフェールセーフ制御（アクティブショートサーキット制御）の判定に利用される。
【００２２】
インバータ制御装置１は、車両制御装置９０等の他の制御装置から提供される回転電機８０の目標トルクに基づき、電流センサ１４及びレゾルバ１５の検出結果を用いて、例えばベクトル制御法による電流フィードバック制御を行って、インバータ３０を介して回転電機８０を制御する。インバータ制御装置１は、モータ制御のために種々の機能部を有して構成されており、各機能部は、マイクロコンピュータ等のハードウエアとソフトウエア（プログラム）との協働により実現される。ベクトル制御及び電流フィードバック制御については、公知であるのでここでは詳細な説明は省略する。
【００２３】
インバータ３０を構成するそれぞれのスイッチング素子３の制御端子（例えばＩＧＢＴのゲート端子）は、ドライブ回路２（ＤＲＶ）を介してインバータ制御装置１に接続されており、それぞれ個別にスイッチング制御される。スイッチング制御信号Ｓを生成するインバータ制御装置１は、マイクロコンピュータなどを中核とした電子回路であり、低圧系回路として構成される。低圧系回路は、インバータ３０などの高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。上述したように、車両には、第１直流電源１１の他に、第１直流電源１１よりも低い電圧（Ｂ：例えば１２〜２４［Ｖ］）の電源である第２直流電源１９も搭載されている。マイクロコンピュータ等のプロセッサを中核とするインバータ制御装置１の動作電圧は、例えば５［Ｖ］、３．３［Ｖ］、２．５［Ｖ］等であり、第２直流電源１９の電力に基づいてこのような動作電圧を生成する不図示の電圧レギュレータなどの電源回路から電力を供給されて動作する。上述した駆動電圧ＶＤは、これらインバータ制御装置１の動作電圧を含んでいてもよい。
【００２４】
上述したように、低圧系回路は、インバータ３０などの高圧系回路とは、動作電圧（回路の電源電圧）が大きく異なる。このため、回転電機制御装置１００には、それぞれのスイッチング素子３に対するスイッチング制御信号Ｓの電力を増幅するドライブ回路２が備えられている。換言すれば、ドライブ回路２は、スイッチング制御信号Ｓの駆動能力（例えば電圧振幅や出力電流など、後段の回路を動作させる能力）をそれぞれ高めて、対応するスイッチング素子３に中継する。低圧系回路のインバータ制御装置１により生成されたスイッチング制御信号Ｓは、ドライブ回路２により増幅された高圧系回路の駆動信号ＳＶとしてインバータ３０に供給される。
【００２５】
ドライブ回路２は、それぞれのスイッチング素子３に対応して備えられている。図１に示すように、本実施形態では、インバータ３０に、駆動対象となる６つのスイッチング素子３が備えられており、ドライブ回路２も６つ備えられている。ドライブ回路２には、上段側スイッチング素子３Ｈに駆動信号ＳＶを提供する上段側ドライブ回路２Ｈと、下段側スイッチング素子３Ｌに駆動信号ＳＶを提供する下段側ドライブ回路２Ｌとがあるが、特に区別する必要が無い場合は、単にドライブ回路２として説明する。尚、インバータ駆動装置１０は、低圧系回路のインバータ制御装置１とスイッチング素子３とが電気的に絶縁した状態で、スイッチング制御信号Ｓによりスイッチング素子３を制御する。このため、ドライブ回路２には、フォトカプラや信号用トランスなどの絶縁素子ＩＳを介してスイッチング制御信号Ｓが入力されている。
【００２６】
また、基本的にインバータ３０の６つのスイッチング素子３の駆動信号ＳＶも、それぞれ電気的に独立しているため、ドライブ回路２への電力もそれぞれ個別に供給される。それぞれのドライブ回路２には、駆動電源回路７（ＰＷ）からそれぞれ個別に電力が供給される。図４は、駆動電源回路７の一例を示している。６つのドライブ回路２に対応して、駆動電源回路７も６つ備えられている。６つの駆動電源回路７の構成は同一であり、個体差による誤差を考慮しなければ、原理的には同じ電圧が出力される。駆動電源回路７は、Ｕ相上段用駆動電源回路７１、Ｖ相上段用駆動電源回路７２、Ｗ相上段用駆動電源回路７３、Ｖ相下段用駆動電源回路７４、Ｕ相下段用駆動電源回路７５、Ｗ相下段用駆動電源回路７６を有している。上段側ドライブ回路２Ｈに電力を供給する３つの駆動電源回路７（７１，７２，７３）は上段側駆動電源回路７Ｈであり、下段側ドライブ回路２Ｌに電力を供給する３つの駆動電源回路７（７４，７５，７６）は下段側駆動電源回路７Ｌである。
【００２７】
上段側駆動電源回路７Ｈ（７１〜７３）は、それぞれ電気的に絶縁されたフローティング電源である。上段側駆動電源回路７Ｈは、それぞれ異なる正極側電位（ＶＨＵ，ＶＨＶ，ＶＨＷ）及び負極側電位（ＧＨＵ，ＧＨＶ，ＧＨＷ）を有する。下段側駆動電源回路７Ｌ（７４〜７６）は、図１から明らかなように負極側電位（ＧＬ：ＧＬＵ，ＧＬＶ，ＧＬＷ）が共通しており、互いに絶縁されてはいないが、それぞれ異なる正極側電位（ＶＬＵ，ＶＬＶ，ＶＬＷ）を有する。尚、各相を区別することなく上段側駆動電源回路７Ｈの正極側電位を示す場合は“ＶＨ”と称し、各相を区別することなく下段側駆動電源回路７Ｌの正極側電位を示す場合は“ＶＬ”と称する。それぞれの駆動電源回路７（７１〜７６）の負極側電位と正極側電位との間の電位差は、概ね１５〜２０［Ｖ］である。
【００２８】
図４に示すように、駆動電源回路７は、インバータ制御装置１が備えられる低圧側回路との絶縁を確保するためにトランスＴの二次側コイルを用いて構成されている。駆動電源回路７の一次側には電源制御ＩＣなどを用いた電源制御装置７９（ＰＣＮＴ）が備えられており、第２直流電源の出力電圧“Ｂ”に接続されたスイッチング素子をスイッチング制御することによって、駆動電源回路７に規定された出力電圧を生じさせる。電源制御装置７９は、駆動電源回路７の二次側回路に生じる電圧に基づくフィードバック制御を行って当該スイッチング素子をスイッチングし、それぞれの駆動電源回路７に規定された出力電圧を生じさせる。
【００２９】
このドライブ回路２が正常に機能しない場合や、インバータ制御装置１が正常に機能しない場合には、駆動信号ＳＶが正常にスイッチング素子３に入力されず、インバータ３０が正常に制御されなくなる。例えば、駆動電源回路７に異常が生じると、ドライブ回路２の電源電圧（ＶＬ，ＶＨ）が低下し、駆動信号ＳＶが必要な電圧振幅で出力されなくなる。また、第２直流電源１９やスイッチＩＧに異常が生じて、第２直流電源１９からの電力の供給が遮断されると、インバータ制御装置１の電源電圧（動作電圧）も低下するので、スイッチング制御信号Ｓが生成されなくなる。第２直流電源１９の電圧“Ｂ”が、インバータ制御装置１が動作可能な範囲で降下した場合には、スイッチング制御信号Ｓは生成できても駆動電源回路７が正常に動作せずに、駆動信号ＳＶが必要な電圧振幅で出力されなくなる可能性がある。
【００３０】
このようにスイッチング素子３を適切に制御できない状況であっても、回転電機８０が回転していると、回転電機８０は逆起電力を生じさせる。駆動信号ＳＶが出力されない場合、インバータ３０の全てのスイッチング素子３がオフ状態となるので、インバータ３０はシャットダウン制御された状態となり、発電された電力（逆起電力）はフリーホイールダイオードを介してインバータ３０の直流側に回生される。ここで、コンタクタ９が開放状態であると、第１直流電源１１に電力を回生することができず、直流リンクコンデンサ５の端子間電圧（直流リンク電圧Ｖｄｃ）が第１直流電源１１の定格電圧よりも上昇する可能性がある。上述したように、車両には、回転電機８０の他、比較的高電圧で駆動される不図示の補機（エアコンディショナー、ＤＣ／ＤＣコンバータ等）がインバータ３０と並列に備えられている場合がある。直流リンクコンデンサ５の端子間電圧が上昇すると、補機に印加される電圧も上昇することになる。
【００３１】
フェールセーフ制御部４は、このような場合に、直流リンクコンデンサ５や補機を過電圧から保護するために、インバータ３０をアクティブショートサーキット制御する。アクティブショートサーキット制御では、回転電機８０の発電（逆起電力）によって生じた電流を、ステータコイル８及びインバータ３０（電流の通り道となるスイッチング素子３）において熱として消費させることにより、直流リンク電圧Ｖｄｃの上昇を抑制する。上述したように、このような異常の原因としては、駆動電源回路７の異常や、第２直流電源１９の異常（スイッチＩＧの異常を含む）が考えられる。そして、これらの異常が生じた場合には、ドライブ回路２で用いられる電力の電圧（ＶＬ，ＶＨ）や、第２直流電源１９から供給される電力の電圧（Ｂ）など、インバータ駆動装置１０に供給される駆動電圧ＶＤが低下する。従って、フェールセーフ制御部４は、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下となった場合に、フェールセーフ制御（アクティブショートサーキット制御）を行う。
【００３２】
フェールセーフ制御部４がアクティブショートサーキット制御を行う場合、上述したように、第２直流電源１９から電力が供給されない場合を含む。従って、フェールセーフ制御部４は、インバータ３０の直流側の電力を用いて、アクティブショートサーキット制御を行う。インバータ３０の直流側には、直流リンクコンデンサ５が接続されており、回転電機８０から電力が回生される場合には、直流リンク電圧Ｖｄｃはゼロではなく、アクティブショートサーキット制御に必要な電圧を有している。従って、フェールセーフ制御部４は、インバータ３０の直流側の電力を用いて、アクティブショートサーキット制御を行うことができる。直流リンク電圧Ｖｄｃが、アクティブショートサーキット制御に必要な電圧未満の場合には、フェールセーフ制御部４がアクティブショートサーキット制御を行うことができないが、この場合には直流リンク電圧Ｖｄｃが低いのでアクティブショートサーキット制御を行う必要もない。
【００３３】
ところで、直流リンク電圧Ｖｄｃの電圧値が、フェールセーフ制御部４がインバータ３０の直流側の電力を用いてアクティブショートサーキット制御を行うことができる電圧以上（例えば２０［Ｖ］以上）であるが、直流リンク電圧Ｖｄｃが直流リンクコンデンサ５や補機にとって問題となるような電圧（例えば１００〜２００［Ｖ］以上）ではないような場合、アクティブショートサーキット制御を行わないことで、ステータコイル８やスイッチング素子３が受ける発熱による影響を軽減することができる。このため、本実施形態のフェールセーフ制御部４は、回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆ（図５参照）が予め規定された第２基準電圧Ｖｒｅｆ２（図６参照）以下の場合には、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であっても、アクティブショートサーキット制御の実行を禁止するように構成されている。
【００３４】
例えば、自走できない状態の車両の前輪及び後輪の内、回転電機８０に駆動連結されていない側の車輪を持ち上げ、回転電機８０に駆動連結されている側の車輪Ｗが接地した状態で牽引される場合を考える。この時、イグニッションスイッチはオフ状態であり、スイッチＩＧ及びコンタクタ９は開放状態である。牽引により、車輪Ｗが回転すると回転電機８０も従動回転し、逆起電圧Ｖｂｅｆが生じる。この時、第２直流電源１９からの電力は、インバータ制御装置１にも、駆動電源回路７にも供給されていない。従って、インバータ３０を構成するスイッチング素子３への全ての駆動信号ＳＶは、スイッチング素子３をオン状態にすることができない状態となっている。
【００３５】
つまり、駆動電圧ＶＤ（Ｂ又はＶＬ又はＶＨ）は、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であり、フェールセーフ制御部４は回転電機８０による逆起電力を利用して、アクティブショートサーキット制御を実行する。しかし、一般的に他の車両を牽引する場合、走行速度は比較的低速であることが多く、回転電機８０の回転速度も遅くなることが多い。従って、逆起電圧Ｖｂｅｆも大きく上昇しない可能性がある。回転電機駆動装置２００には、図１に示すように直流リンクコンデンサ５に並列に、抵抗値が数十［ｋΩ］〜数［ＭΩ］の放電抵抗６が備えられている。放電抵抗６による直流リンクコンデンサ５の放電（逆起電力の消費）が十分に行える程度の逆起電力の場合には、アクティブショートサーキット制御の実行を禁止することで、ステータコイル８やスイッチング素子３が受ける熱による影響を軽減することができる。
【００３６】
このため、本実施形態のフェールセーフ制御部４は、図６に示すように、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であるかを判定する（＃１）と共に、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下である場合にはさらに逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２より大きいか否かを判定する（＃５）。そして、逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きい場合には、アクティブショートサーキット制御が実行され（＃３）、逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以下の場合には、アクティブショートサーキット制御の実行が禁止される。尚、ここでは理解を容易にするために、フローチャートを利用してフェールセーフ制御部４の動作条件を説明したが、フローチャートに示すそれぞれの機能は順次実施されるのではなく、図５を参照して後述するように、回路によって同時に実施される。
【００３７】
図５の回路図は、本実施形態のフェールセーフ制御部４の構成例を示しており、図７の回路図は、フェールセーフ制御部４の比較例を示している。図５（図２も含む）及び図７は、下段側スイッチング素子３Ｌの全てをオン状態に制御する下段側アクティブショートサーキット制御を実行する場合のフェールセーフ制御部４の構成例を示している。
【００３８】
図５に示すように、本実施形態のフェールセーフ制御部４は、第１判定部４１と、実行部４２と、出力部４３と、第２判定部４４と、制限部４５とを備えている。比較例のフェールセーフ制御部４は、図６に示すように、第１判定部４１と、実行部４２と、出力部４３とを備えている点で本実施形態のフェールセーフ制御部４と一致し、第２判定部４４と制限部４５とを備えていない点でフェールセーフ制御部４と相違する。図６のフローチャートにおける機能に対比させると、第１判定部４１が機能“＃１”に相当し、実行部４２及び出力部４３が機能“＃３”に相当し、第２判定部４４及び制限部４５が機能“＃５”に相当する。
【００３９】
第１判定部４１は、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下の場合に、第１判定信号（ＤＶ１）を有効状態として出力する。実行部４２は、第１判定信号（ＤＶ１）が有効状態の場合に、アクティブショートサーキット制御を実行させる実行信号ＯＰを有効状態として出力する。出力部４３は、実行信号ＯＰが有効状態の場合に、インバータ３０の直流側の電力に基づいてアクティブショートサーキット制御による制御対象のスイッチング素子３をオン状態にする出力電圧Ｖｏｕｔを出力する。
【００４０】
図２、図５及び図７に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔは、下段側駆動信号ＳＶＬに接続されている。下段側駆動信号ＳＶＬは、出力電圧Ｖｏｕｔによって、下段側スイッチング素子３Ｌをオン状態にすることができる電圧振幅を有する信号となり、下段側アクティブショートサーキット制御が実現される。詳細な説明は省略するが、上段側アクティブショートサーキット制御を行う場合には、出力電圧Ｖｏｕｔが、上段側駆動信号ＳＶＨに接続される。
【００４１】
第２判定部４４は、回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以下の場合に、第２判定信号（ＤＶ２）を有効状態として出力する。制限部４５は、第２判定信号（ＤＶ２）が有効状態の場合に、第１判定信号（ＤＶ１）に拘わらず、実行信号ＯＰを非有効状態とする。実行信号ＯＰが非有効状態の場合、出力部４３は出力電圧Ｖｏｕｔに電圧を生じさせない。従って、出力電圧Ｖｏｕｔが下段側駆動信号ＳＶＬ（駆動信号ＳＶ）に接続されていても、下段側駆動信号ＳＶＬ（駆動信号ＳＶ）は、下段側スイッチング素子３Ｌ（スイッチング素子３）をオン状態にすることができる電圧振幅を有する信号とはならない。つまり、第１判定信号（ＤＶ１）が有効状態であっても、下段側アクティブショートサーキット制御（アクティブショートサーキット制御）の実行が制限される。上段側アクティブショートサーキット制御についても同様である。
【００４２】
図５及び図７に示すように、第１判定部４１は、第１上段側分圧抵抗Ｒ１１及び第１下段側分圧抵抗Ｒ１２を備えた分圧回路であって、駆動電圧ＶＤを分圧する第１分圧回路（Ｒ１１，Ｒ１２）を備えている。第１分圧回路（Ｒ１１，Ｒ１２）による第１分圧電圧ＤＶ１は、駆動電圧ＶＤに比例する電圧であり、駆動電圧ＶＤと等価である。ここでは、判定対象となる駆動電圧ＶＤとして、下段側駆動電圧ＶＬを用いている。
【００４３】
第１判定信号（ＤＶ１）は、第１分圧電圧ＤＶ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下の場合に有効状態である。ここで、“第１判定信号（第１分圧電圧ＤＶ１）が有効状態である”とは、後述する実行部４２の第１トランジスタＴＲ１をオフ状態からオン状態へ遷移させる（ターンオンさせる）ことができない電圧に第１判定信号（第１分圧電圧ＤＶ１）が留まっている状態を言う。後述するように、第１トランジスタＴＲ１はｎ型のトランジスタであり、第１判定信号（第１分圧電圧ＤＶ１）は、第１トランジスタＴＲ１がターンオンしない相対的に低電圧の場合に有効状態であり、第１トランジスタＴＲ１がターンオンする相対的に高い電圧の場合に非有効状態である。
【００４４】
実行部４２は、インバータの直流側の正極Ｐと負極Ｎとの間に接続された定電圧回路（ＺＤ１）と、非有効状態の第１判定信号（第１分圧電圧ＤＶ１）によりオン状態となり有効状態の第１判定信号（第１分圧電圧ＤＶ１）によりオフ状態となる第１トランジスタＴＲ１とを備えている。上述したように、第１トランジスタＴＲ１は、ｎ型のトランジスタであり、ここではｎチャネル型のＦＥＴを例示している。第１トランジスタＴＲ１は、定電圧回路（ＺＤ１）の出力ノードである第１ノードｎ１と負極Ｎとの間に接続されている。ここでは、第１トランジスタＴＲ１のドレイン端子が、第１ノードｎ１から第１トランジスタＴＲ１への方向を順方向とするダイオードＤ１を介して第１ノードｎ１と接続されると共に、ソース端子が負極Ｎに接続されている。第１トランジスタＴＲ１の制御端子（ゲート端子）は、第１分圧回路の分圧点である第１分圧ノードｎ４１に接続されている。
【００４５】
定電圧回路は、第１ツェナーダイオードＺＤ１を備えて構成されている。定電圧回路（ＺＤ１）の出力ノードである第１ノードｎ１は、電流制限抵抗Ｒ２１を介して正極Ｐに接続されている。第１ノードｎ１は、後述する出力部４３の第２トランジスタＴＲ２の制御端子に接続されており、第１ツェナーダイオードＺＤ１を備えた定電圧回路は、ｎ型のトランジスタである第２トランジスタＴＲ２がターンオンする電圧を出力する。但し、駆動電圧ＶＤが、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１よりも大きい場合、第１トランジスタＴＲ１はオン状態である。このため、ダイオードＤ１及び第１トランジスタＴＲ１を介して、定電圧回路（ＺＤ１）の出力ノードである第１ノードｎ１は負極Ｎに接続され、第１ノードｎ１の電位は負極Ｎに対してほぼゼロとなる（ダイオードＤ１等による順方向電圧降下は除く）。
【００４６】
一方、駆動電圧ＶＤが、第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下の場合、第１トランジスタＴＲ１はオフ状態である。このため、ダイオードＤ１及び第１トランジスタＴＲ１には電流が流れない。後述する制限部４５に属する第４トランジスタＴＲ４がなく電流制限抵抗Ｒ２１が正極Ｐに接続されている場合（図７に示す比較例における実行部４２と同様に電流制限抵抗Ｒ２１が正極Ｐに接続されている場合）、定電圧回路（ＺＤ１）に電流が流れ、第１ノードｎ１の負極Ｎに対する電位は、定電圧回路（第１ツェナーダイオードＺＤ１）により、第２トランジスタＴＲ２がターンオンする電圧となる。実行信号ＯＰは、第１ノードｎ１の負極Ｎに対する電位によって表され、第１トランジスタＴＲ１がオフ状態の場合に定電圧回路（ＺＤ１）により生成された電圧を出力して有効状態となる信号である。
【００４７】
出力部４３は、有効状態の実行信号ＯＰによりオン状態となり、正極Ｐに接続された第２トランジスタＴＲ２を備えている。第２トランジスタＴＲ２は、ｎ型のトランジスタであり、ここではｎチャネル型のＦＥＴを例示している。第２トランジスタＴＲ２は、正極Ｐと負極Ｎとの間に接続されている。ここでは、第２トランジスタＴＲ２のドレイン端子が、電流制限抵抗Ｒ３１を介して正極Ｐに接続されると共に、ソース端子が出力コンデンサＣ１を介して負極Ｎに接続されている。第２トランジスタＴＲ２のソース端子の負極Ｎに対する電位が出力電圧Ｖｏｕｔとなる。負極Ｎは、出力部４３（フェールセーフ制御部４）の基準電圧である出力基準電圧ＶｏｕｔＧに対応する。
【００４８】
尚、出力電圧Ｖｏｕｔは、下段側駆動電圧ＶＬに代えて下段側スイッチング素子３Ｌをオン状態とすることができる電位を有していればよい（例えば１５〜２０［Ｖ］程度）。一方、負極Ｎに対する正極Ｐの電位は、回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆによって変動するから、図５及び図７に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔは、ツェナーダイオード（第３ツェナーダイオードＺＤ３）によって、適切な電圧に設定されると好適である。また、ここでは、図２、図５等に示すように、出力電圧Ｖｏｕｔがドライブ回路２に入力される形態を例示しているが、ドライブ回路２の外部でスイッチング素子３の制御端子（ゲート端子）に接続されてもよい。
【００４９】
図７に示すように比較例のフェールセーフ制御部４は、上述した第１判定部４１、実行部４２、出力部４３のみを有し、第２判定部４４及び制限部４５を有していない。従って、第１分圧電圧ＤＶ１が第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下となると、自動的にフェールセーフ制御（ここでは下段側アクティブショートサーキット制御）が行われる。これに対して、本実施形態のフェールセーフ制御部４は、制限部４５に備えられた第４トランジスタＴＲ４がオン状態とならないと、実行信号ＯＰを生成する定電圧回路（ＺＤ１）と正極Ｐとが接続されず、実行信号ＯＰがほぼゼロとなる。つまり、第４トランジスタＴＲ４の制御によって、フェールセーフ制御（ここでは下段側アクティブショートサーキット制御）の実行を制限することができる。
【００５０】
図５に示すように、第２判定部４４は、第２上段側分圧抵抗Ｒ４１及び第２下段側分圧抵抗Ｒ４２を備えた分圧回路であって、回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆを分圧する第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）を備えている。コンタクタ９が開放されている場合、逆起電圧Ｖｂｅｆは、ほぼ直流リンク電圧Ｖｄｃとなるから、第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）は、正極Ｐと負極Ｎとの間に接続された第２上段側分圧抵抗Ｒ４１及び第２下段側分圧抵抗Ｒ４２によって構成される。第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）による第２分圧電圧ＤＶ２は、直流リンク電圧Ｖｄｃ（逆起電圧Ｖｂｅｆ）に比例する電圧であり、逆起電圧Ｖｂｅｆと等価である。
【００５１】
第２判定信号（ＤＶ２）は、第２分圧電圧ＤＶ２が第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以下の場合に有効状態である。ここで、“第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２）が有効状態である”とは、後述する制限部４５の第３トランジスタＴＲ３をオフ状態からオン状態へ遷移させる（ターンオンさせる）ことができない電圧に第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２）が留まっている状態を言う。後述するように、第３トランジスタＴＲ３はｎ型のトランジスタであり、第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２）は、第３トランジスタＴＲ３がターンオンしない相対的に低電圧の場合に有効状態であり、第３トランジスタＴＲ３がターンオンする相対的に高い電圧の場合に非有効状態である。このように、フェールセーフ制御部４（第２判定部４４）は、インバータ３０の直流側の電圧（Ｖｄｃ）に基づいて回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以下であるか否かを判定する。
【００５２】
制限部４５は、正極Ｐに接続されたプルアップ抵抗Ｒ５１（電流制限抵抗）と、プルアップ抵抗Ｒ５１と負極Ｎとの間に接続された第３トランジスタＴＲ３と、正極Ｐと実行部４２の定電圧回路（ＺＤ１）との間に接続された第４トランジスタＴＲ４とを備えている。上述したように、第３トランジスタＴＲ３は、ｎ型のトランジスタであり、ここではｎチャネル型のＦＥＴを例示している。第３トランジスタＴＲ３は、一方の端子が正極Ｐに接続されたプルアップ抵抗Ｒ５１の他方の端子（第２ノードｎ２）と、負極Ｎとの間に接続されている。ここでは、第３トランジスタＴＲ３のドレイン端子が、プルアップ抵抗Ｒ５１（第２ノードｎ２）と接続されると共に、ソース端子が負極Ｎに接続されている。プルアップ抵抗Ｒ５１は、第４トランジスタＴＲ４に対しては、第３トランジスタＴＲ３がオフ状態の場合に、第４トランジスタＴＲ４のゲート端子の状態を確定するためのプルアップ抵抗として機能し、第３トランジスタＴＲ３に対しては、第３トランジスタＴＲ３がオン状態の場合に、第３トランジスタＴＲ３を流れる電流を制限する電流制限抵抗として機能する。
【００５３】
第３トランジスタＴＲ３の制御端子であるゲート端子には、第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２）が入力されている。第３トランジスタＴＲ３は、非有効状態の第２判定信号（ＤＶ２）によりオン状態となり有効状態の第２判定信号（ＤＶ２）によりオフ状態となる。ここで、回転電機８０の逆起電圧Ｖｂｅｆが高い電圧の場合、逆起電圧Ｖｂｅｆに比例する第２分圧電圧ＤＶ２も高くなる。第２分圧電圧ＤＶ２は、第３トランジスタＴＲ３の制御端子（ゲート端子）に入力されており、この電圧が第３トランジスタＴＲ３の絶対最大定格を超えることは好ましくない。このため、第３トランジスタＴＲ３を保護するために、第２分圧電圧ＤＶ２を第２電圧Ｖ２までに制限する第２ツェナーダイオードＺＤ２が、第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）の分圧ノードである第２分圧ノードｎ４４に接続されている。第２ツェナーダイオードＺＤ２は、カソード端子が第２分圧ノードｎ４４に接続され、アノード端子が負極Ｎに接続されている。
【００５４】
第２分圧電圧ＤＶ２が相対的に高い電圧の場合、第２判定信号は非有効状態である。つまり、逆起電圧Ｖｂｅｆが相対的に高い場合には、第２判定信号は非有効状態となり、第３トランジスタＴＲ３は、第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２或いは第２電圧Ｖ２）によりオン状態となる。第３トランジスタＴＲ３がオン状態となると、プルアップ抵抗Ｒ５１と第３トランジスタＴＲ３のドレイン端子との接続点である第２ノードｎ２の負極Ｎに対する電位がほぼゼロとなる。
【００５５】
第２ノードｎ２は、第４トランジスタＴＲ４の制御端子に接続されている。第４トランジスタＴＲ４は、ｐ型のトランジスタであり、ここではｐチャネル型ＦＥＴを例示している。第４トランジスタＴＲ４は、制御端子であるゲート端子の負極Ｎに対する電位がほぼゼロの場合にオン状態となり、ゲート端子の正極Ｐに対する電位がほぼゼロの場合にオフ状態となる。このため、第２ノードｎ２の負極Ｎに対する電位がほぼゼロとなると、第４トランジスタＴＲ４はオン状態となり、実行部４２において正極Ｐから電流制限抵抗Ｒ２１、第１ツェナーダイオードＺＤ１に電流が流れる。この時、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であると、実行部４２の第１ノードｎ１の電圧が第１電圧Ｖ１となり、実行信号ＯＰが有効状態となる。これにより、上述したように、出力電圧Ｖｏｕｔが出力される。
【００５６】
つまり、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であり、且つ、逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２よりも大きい場合には、フェールセーフ制御（アクティブショートサーキット制御）が実行される。
【００５７】
一方、第２分圧電圧ＤＶ２が相対的に低い電圧の場合、第２判定信号は有効状態である。つまり、逆起電圧Ｖｂｅｆが相対的に低い場合には、第２判定信号は有効状態となり、第３トランジスタＴＲ３は、第２判定信号（第２分圧電圧ＤＶ２）によりオフ状態となる。第３トランジスタＴＲ３がオフ状態となると、プルアップ抵抗Ｒ５１を介して第２ノードｎ２の負極Ｎに対する電位がほぼ正極Ｐの電位となる。
【００５８】
上述したように、ｐチャネル型ＦＥＴの第４トランジスタＴＲ４は、ゲート端子の正極Ｐに対する電位がほぼゼロの場合にオフ状態となる。このため、第２ノードｎ２の正極Ｐに対する電位がほぼゼロとなると、第４トランジスタＴＲ４はオフ状態となり、実行部４２において正極Ｐと、電流制限抵抗Ｒ２１（及び第１ツェナーダイオードＺＤ１）との経路が遮断されて電流が流れなくなる。この時、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であったとしても、実行部４２の第１ノードｎ１の電位は負極Ｎに対してほぼゼロとなり、実行信号ＯＰは非有効状態となる。出力部４３の第２トランジスタＴＲ２はオフ状態となり、出力コンデンサＣ１を介して負極Ｎ（出力基準電圧ＶｏｕｔＧ）に接続される第２トランジスタＴＲ２のソース端子の負極Ｎ（出力基準電圧ＶｏｕｔＧ）に対する電位は、ほぼゼロとなる。
【００５９】
つまり、駆動電圧ＶＤが第１基準電圧Ｖｒｅｆ１以下であっても、逆起電圧Ｖｂｅｆが第２基準電圧Ｖｒｅｆ２以下の場合には、フェールセーフ制御（アクティブショートサーキット制御）が実行されない。
【００６０】
以上、フェールセーフ制御として、下段側アクティブショートサーキット制御が実行される形態を例示したが、上段側アクティブショートサーキット制御が実行されるように、フェールセーフ制御部４を構成してもよい。
【００６１】
このようなフェールセーフ制御を行う場合、インバータ３０の直流側の電力を利用して、マイクロコンピュータ等を中核として構成されたインバータ制御装置１に電力を供給すると共に、駆動電源回路７に電力を供給するバックアップ電源を備えることも考えられる。しかし、このようなバックアップ電源は、電力の供給先が多くなる傾向があり、消費電流も大きくなる。従って、例えばトランスを用いたスイッチング電源等が必要となるなど、コストを増大させる可能性がある。本実施形態のフェールセーフ制御部４は、そのようなスイッチング電源等を備えることなく、アクティブショートサーキット制御が必要な場合にのみ、適切にフェールセーフ制御を行うことができる。
【００６２】
〔実施形態の概要〕
以下、上記において説明した回転電機制御装置（１００）の概要について簡単に説明する。
【００６３】
１つの態様として、車両の車輪（Ｗ）に駆動連結された交流の回転電機（８０）を駆動制御する回転電機制御装置（１００）は、直流電源（１１）に接続されると共に前記回転電機（８０）に接続されて直流と複数相の交流との間で電力を変換するインバータ（３０）を駆動対象とするインバータ駆動装置（１０）と、前記インバータ駆動装置（１０）に供給される駆動電圧（ＶＤ）が予め規定された第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下となった場合に、前記インバータ（３０）の直流側の電力を用いて、前記インバータ（３０）の上段側スイッチング素子（３Ｈ）を全てオン状態とする制御、又は下段側スイッチング素子（３Ｌ）を全てオン状態にする制御、であるアクティブショートサーキット制御を行うフェールセーフ制御部（４）と、を備え、前記フェールセーフ制御部（４）は、前記回転電機（８０）の逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が予め規定された第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合には、前記駆動電圧（ＶＤ）が前記第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であっても、前記アクティブショートサーキット制御の実行を禁止する。
【００６４】
この構成によれば、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であり、且つ、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）よりも大きい場合には、アクティブショートサーキット制御を実行して、逆起電力によるエネルギーを消費することができる。一方、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であっても、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合には、アクティブショートサーキット制御を実行しなくとも、逆起電力によるエネルギーを消費することができる可能性が高い。本構成によれば、この場合には、アクティブショートサーキット制御の実行を禁止するので、発熱によりインバータ（３０）や回転電機（８０）が影響を受けることを抑制することができる。また、フェールセーフ制御部（４）は、インバータ（３０）の直流側の電力を用いて動作する。回転電機（８０）の逆起電力が大きい場合には、インバータ（３０）を介してエネルギーが直流側に回生されるので、別途バックアップ電源等を備えなくても、フェールセーフ制御部（４）を効率良く動作させることができる。このように、本構成によれば、インバータ（３０）を駆動対象とする駆動装置（１０）の駆動電圧（ＶＤ）が低下した場合に、簡単な構成で、要否に応じて適切にアクティブショートサーキット制御を行うことができる。
【００６５】
ここで、前記フェールセーフ制御部（４）は、前記インバータ（３０）の直流側の電圧（Ｖｄｃ）に基づいて前記回転電機（８０）の逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が前記第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下であるか否かを判定すると好適である。
【００６６】
回転電機（８０）の回転によりステータコイル（８）に生じた逆起電圧（Ｖｂｅｆ）は、インバータ（３０）のフリーホイールダイオードにより整流されてインバータ（３０）の直流側の電圧を上昇させる。インバータ（３０）の直流側は、インバータ制御装置（１０）など、回転電機制御装置（１００）を構成する回路ブロックに接続されているので、フェールセーフ制御部（４）は、簡単な回路構成で逆起電圧（Ｖｂｅｆ）を判定することができる。
【００６７】
ここで、前記フェールセーフ制御部（４）は、前記駆動電圧（ＶＤ）が前記第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下の場合に、第１判定信号（ＤＶ１）を有効状態として出力する第１判定部（４１）と、前記第１判定信号（ＤＶ１）が有効状態の場合に、前記アクティブショートサーキット制御を実行させる実行信号（ＯＰ）を有効状態として出力する実行部（４２）と、前記実行信号（ＯＰ）が有効状態の場合に、前記インバータ（３０）の直流側の電力に基づいて前記アクティブショートサーキット制御による制御対象のスイッチング素子（３）をオン状態にする出力電圧（Ｖｏｕｔ）を出力する出力部（４３）と、前記回転電機（８０）の逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が前記第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合に、第２判定信号（ＤＶ２）を有効状態として出力する第２判定部（４４）と、前記第２判定信号（ＤＶ２）が有効状態の場合に、前記第１判定信号（ＤＶ１）に拘わらず、前記実行信号（ＯＰ）を非有効状態とする制限部（４５）と、を備えると好適である。
【００６８】
第１判定部（４１）、実行部（４２）、出力部（４３）を備えることで、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下となった場合に、適切にアクティブショートサーキット制御を行うことができる。また、第２判定部（４４）及び制限部（４５）をさらに備えることで、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合には、アクティブショートサーキット制御の実行を制限することができる。即ち、本構成によれば、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であり、且つ、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）よりも大きい場合には、適切にアクティブショートサーキット制御が実行され、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であっても、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合には、アクティブショートサーキット制御が実行されない構成を適切に実現することができる。
【００６９】
ここで、前記第１判定部（４１）は、前記駆動電圧（ＶＤ）を分圧する第１分圧回路（Ｒ１１，Ｒ１２）を備え、前記第１判定信号（ＤＶ１）は、前記第１分圧回路（Ｒ１１，Ｒ１２）による第１分圧電圧（ＤＶ１）が前記第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下の場合に有効状態である信号であり、前記実行部（４２）は、前記インバータ（３０）の直流側の正極（Ｐ）と負極（Ｎ）との間に接続された定電圧回路（ＺＤ１）と、非有効状態の前記第１判定信号（ＤＶ１）によりオン状態となり有効状態の前記第１判定信号（ＤＶ１）によりオフ状態となるｎ型のトランジスタであり、前記定電圧回路（ＺＤ１）の出力ノードである第１ノード（ｎ１）と前記負極（Ｎ）との間に接続された第１トランジスタ（ＴＲ１）と、を備え、前記実行信号（ＯＰ）は前記第１トランジスタ（ＴＲ１）がオフ状態の場合に前記定電圧回路（ＺＤ１）により生成された電圧（Ｖ１）を出力して有効状態となる信号であり、前記出力部（４３）は、有効状態の前記実行信号（ＯＰ）によりオン状態となるｎ型のトランジスタであり、前記正極（Ｐ）に接続された第２トランジスタ（ＴＲ２）を備え、前記第２判定部（４４）は、前記正極（Ｐ）と前記負極（Ｎ）との間に接続された第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）を備え、前記第２判定信号（ＤＶ２）は、前記第２分圧回路（Ｒ４１，Ｒ４２）による第２分圧電圧（ＤＶ２）が前記第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合に有効状態である信号であり、前記制限部（４５）は、前記正極（Ｐ）に接続されたプルアップ抵抗（Ｒ５１）と、非有効状態の前記第２判定信号（ＤＶ２）によりオン状態となり有効状態の前記第２判定信号（ＤＶ２）によりオフ状態となるｎ型のトランジスタであり、前記プルアップ抵抗（Ｒ５１）と前記負極（Ｎ）との間に接続された第３トランジスタ（ＴＲ３）と、前記プルアップ抵抗（Ｒ５１）と前記第３トランジスタ（ＴＲ３）との接続点である第２ノード（ｎ２）が制御端子に接続されたｐ型のトランジスタであり、前記正極（Ｐ）と前記定電圧回路（ＺＤ１）との間に接続された第４トランジスタ（ＴＲ４）と、を備えると好適である。
【００７０】
この構成によれば、駆動電圧（ＶＤ）と、正極（Ｐ）と、負極（Ｎ）とを基準として、比較的簡単な構成でフェールセーフ制御部（４）を構築することができる。即ち、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であり、且つ、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）よりも大きい場合には、適切に下段側アクティブショートサーキット制御が実行され、駆動電圧（ＶＤ）が第１基準電圧（Ｖｒｅｆ１）以下であっても、逆起電圧（Ｖｂｅｆ）が第２基準電圧（Ｖｒｅｆ２）以下の場合には、当該下段側アクティブショートサーキット制御が実行されない構成を適切に実現することができる。
【符号の説明】
【００７１】
１          ：インバータ制御装置
３          ：スイッチング素子
３Ｈ        ：上段側スイッチング素子
３Ｌ        ：下段側スイッチング素子
４          ：フェールセーフ制御部
１０        ：インバータ駆動装置
１１        ：第１直流電源（直流電源）
３０        ：インバータ
４１        ：第１判定部
４２        ：実行部
４３        ：出力部
４４        ：第２判定部
４５        ：制限部
８０        ：回転電機
１００      ：回転電機制御装置
ＤＶ１      ：第１分圧電圧（第１判定信号）
ＤＶ２      ：第２分圧電圧（第２判定信号）
Ｎ          ：負極
ＯＰ        ：実行信号
Ｐ          ：正極
Ｒ１１      ：第１上段側分圧抵抗（第１分圧回路）
Ｒ１２      ：第１下段側分圧抵抗（第１分圧回路）
Ｒ４１      ：第２上段側分圧抵抗（第２分圧回路）
Ｒ４２      ：第２下段側分圧抵抗（第２分圧回路）
Ｒ５１      ：プルアップ抵抗
ＴＲ１      ：第１トランジスタ
ＴＲ２      ：第２トランジスタ
ＴＲ３      ：第３トランジスタ
ＴＲ４      ：第４トランジスタ
ＶＤ        ：駆動電圧
ＶＬ        ：下段側駆動電圧（駆動電圧）
Ｖｂｅｆ    ：逆起電圧
Ｖｄｃ      ：直流リンク電圧（インバータの直流側の電圧）
Ｖｏｕｔ    ：出力電圧
Ｖｒｅｆ１  ：第１基準電圧
Ｖｒｅｆ２  ：第２基準電圧
Ｗ          ：車輪
ＺＤ１      ：第１ツェナーダイオード（定電圧回路）
ｎ１        ：第１ノード
ｎ２        ：第２ノード
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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