(57)【要約】【課題】同期モータを制御する制御回路の異常によって同期モータの駆動が不可能になっても緊急避難的に当該同期モータの駆動制御を簡単な構成で容易に行うことが可能な動力駆動制御装置を提供する。【解決手段】同期モータ（１００）の固定巻き線の電流信号（ＩＶ，ＩＷ）と同期モータの回転角度センサ（１０１）からのセンス出力（１０２）とに基づいて同期モータの回転駆動制御と回生制御を行う第１の制御部（１０４）と、同期ジェネレータ（２００）の固定巻き線の電流信号（ＩＶ，ＩＷ）と同期ジェネレータの回転角度センサ（２０１）からのセンス出力（２０２）とに基づいて同期ジェネレータの発電制御を行う第２の制御部（２０４）との何れか一方の故障を他方の構成で代替する。同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御である。【選択図】図１
2011234517.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と前記同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する動力駆動制御装置であって、
前記同期モータを駆動する制御に使用不能な故障が前記第１の制御部にあることが検出されたとき、前記第１の制御部による前記駆動制御の全部又は一部を前記第２の制御部が代替する、動力駆動制御装置。
【請求項２】
前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御の全部又は一部に使用不能な故障が検出されたとき、前記第２の制御部は、同期モータの固定巻き線の電流信号又は前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御を行うことにより、前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御を全て代替する、請求項１記載の動力駆動制御装置。
【請求項３】
前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御の一部に使用不能な故障が検出されたときは、前記第２の制御部が前記第１の制御部における前記使用不能な故障に係る制御を代替する、請求項１記載の動力駆動制御装置。
【請求項４】
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである、請求項１記載の動力駆動制御装置。
【請求項５】
前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識する処理を前記第２のマイクロコンピュータが代替する、請求項４記載の動力駆動制御装置。
【請求項６】
前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障を前記第１のマイクロコンピュータが検出し、当該故障の検出結果を前記第１のマイクロコンピュータが前記第２のマイクロコンピュータに通知する、請求項５記載の動力駆動制御装置。
【請求項７】
前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識し、認識結果を逐次第１のマイクロコンピュータに返す、請求項５記載の動力駆動制御装置。
【請求項８】
前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項４記載の動力駆動制御装置。
【請求項９】
前記第１のマイクロコンピュータが前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障を検出し、当該故障の検出結果を前記第１のマイクロコンピュータが前記第２のマイクロコンピュータに通知する、請求項８記載の動力駆動制御装置。
【請求項１０】
ＣＰＵの故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項４記載の動力駆動制御装置。
【請求項１１】
前記第２のマイクロコンピュータのＣＰＵが第１のマイクロコンピュータのＣPＵとの間で定期的な通信を行って通信不能な状態を検出したとき、前記第２のマイクロコンピュータは第１のマイクロコンピュータに出力を高インピーダンス状態にする指示を与える、請求項１０記載の動力駆動制御装置。
【請求項１２】
タイマカウント値のカウントアウトの前に前記第１のマイクロコンピュータから応答があることによってタイマカウント値を初期化し、前記カウントアウトまで前記第１のマイクロコンピュータからの応答が無ないときは当該第１のマイクロコンピュータにリセット指示を与えてその状態を保持するリセット回路を更に有する、請求項１０記載の動力駆動制御装置。
【請求項１３】
前記第１のマイクロコンピュータは、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第１の角度変換回路、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路に対し同期モータの駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を生成し同期モータの回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第１のパルス発生回路、及び前記第１のＡ／Ｄ変換回路と第１の角度変換回路からの出力を入力し、前記駆動動指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記インバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの駆動制御を行い、前記回生指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの回生制御を行う第１のＣＰＵを有し、
前記第２のマイクロコンピュータは、前記同期ジェネレータの電流信号を入力してディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路、前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第２の角度変換回路、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路に対し同期ジェネレータの発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第２のパルス発生回路、及び前記第２のＡ／Ｄ変換回路及び第２の角度変換回路からの出力を入力し、前記発電指令に応答して前記第２のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力して同期ジェネレータの発電制御を行う第２のＣＰＵを有し、
前記第１のＡ／Ｄ変換回路、前記第1のパルス発生回路、又は前記第１の中央処装置の故障が検出されたとき、前記駆動指令に応答して、前記第２のＡ／Ｄ変換回路は前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換し、前記第２のＣＰＵは前記第２のＡ／Ｄ変換回路で変換されたディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記第２のパルス発生回路に前記スイッチ回路をインバータスイッチ動作させて前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項２記載の動力駆動制御装置。
【請求項１４】
前記第１の制御部及び第２の制御部は、ＣＰＵを共有し前記第１の制御部のための第1周辺回路と前記第２の制御部のための第２の周辺回路を持つ一つのマイクロコンピュータである、請求項４記載の動力駆動制御装置。
【請求項１５】
前記フィードバック信号の認識不能な故障が前記第１の周辺回路にあることが検出されたときは、前記ＣＰＵは、前記第１の周辺回路を用いた前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号の認識を前記第２の周辺回路を用いて代替する、請求項１４記載の動力駆動制御装置。
【請求項１６】
前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障が前記第１の周辺回路にあることが検出されたとき、前記ＣＰＵは、前記第１の周辺回路を用いた前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２の周辺回路を用いて前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項１４記載の動力駆動制御装置。
【請求項１７】
前記第１の周辺回路は、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第１の角度変換回路、及び前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路に対し同期モータの駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を生成し同期モータの回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第1のパルス発生回路有し、
前記第２の周辺回路は、前記同期ジェネレータからの電流信号を入力してディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路、前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第２の角度変換回路、及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路に対し同期ジェネレータの発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第２のパルス発生回路を有し、
前記ＣＰＵは、前記第１のＡ／Ｄ変換回路及び第１の角度変換回路からの出力を入力し、前記駆動指令に応答して前記第1のパルス発生回路から前記インバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して前記同期モータの駆動制御を行うと共に、前記回生指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの回生制御を行い、前記第２のＡ／Ｄ変換回路及び第２の角度変換回路からの出力を入力し、前記発電指令に応答して前記第２のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力して同期ジェネレータの発電制御を行い、
前記第１のＡ／Ｄ変換回路又は前記第1のパルス発生回路の故障が検出されたとき、前記駆動指令に応答して、前記第２のＡ／Ｄ変換回路は前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換し、前記ＣＰＵは前記第２のＡ／Ｄ変換回路で変換されたディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記第２のパルス発生回路に前記スイッチ回路をインバータスイッチ動作させて前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項１４記載の動力駆動制御装置。
【請求項１８】
同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する動力駆動制御装置であって、
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータであり、
前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期モータの固定巻き線の電流信号の変換を行い、
前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、動力駆動制御装置。
【請求項１９】
同期モータと、
前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回と、
前記同期モータの回転角度センサと、
前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、同期モータの駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、同期モータの回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、
同期ジェネレータと、
前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、
前記同期ジェネレータの回転角度センサと、
前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、同期ジェネレータの発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有し、
前記同期モータを駆動する制御に使用不能な故障が前記第１の制御部にあることが検出されたとき、前記第１の制御部による前記駆動制御の全部又は一部を前記第２の制御部が代替する動力装置。
【請求項２０】
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである、請求項１９記載の動力装置。
【請求項２１】
前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障が前記第１のマイクロコンピュータあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識する処理を前記第２のマイクロコンピュータが代替する、請求項２０記載の動力装置。
【請求項２２】
前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項２０記載の動力装置。
【請求項２３】
ＣＰＵの故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、請求項２０記載の動力装置。
【請求項２４】
前記第１の制御部及び第２の制御部は、ＣＰＵを共有し前記第１の制御部のための第1周辺回路と前記第２の制御部のための第２の周辺回路を持つ一つのマイクロコンピュータである、請求項１９記載の動力装置。
【請求項２５】
同期モータと、
前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回と、
前記同期モータの回転角度センサと、
前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、
同期ジェネレータと、
前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、
前記同期ジェネレータの回転角度センサと、
前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有し、
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータであり、
前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期モータの固定巻き線の電流信号の変換を行い、
前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいてモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う、動力装置。
【請求項２６】
同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する動力駆動制御装置であって、
前記同期ジェネレータで発電する制御に使用不能な故障が前記第２の制御部にあることが検出されたとき、前記第２の制御部による前記同期ジェネレータで発電するための制御の全部又は一部を前記第１の制御部が代替する、動力駆動制御装置。
【請求項２７】
同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する動力駆動制御装置であって、
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータであり、
前記第２のマイクロコンピュータは前記電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記電流信号の変換を行い、
前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期ジェネレータの回転位置と速度を推定することにより前記同期ジェネレータによる発電を制御する、動力駆動制御装置。
【請求項２８】
同期モータと、
前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路と、
前記同期モータの回転角度センサと、
前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、
同期ジェネレータと、
前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、
前記同期ジェネレータの回転角度センサと、
前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有し、
前記同期ジェネレータで発電する制御に使用不能な故障が前記第２の制御部にあることが検出されたとき、前記第２の制御部による前記同期ジェネレータで発電するための制御の全部又は一部を前記第１の制御部が代替する、動力装置。
【請求項２９】
同期モータと、
前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路と、
前記同期モータの回転角度センサと、
前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、
同期ジェネレータと、
前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、
前記同期ジェネレータの回転角度センサと、
前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有し、
前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータであり、
前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号の変換を行い、
前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期ジェネレータの回転位置と速度を推定することにより前記同期ジェネレータで発電する制御を行う、動力装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期モータと同期ジェネレータの駆動制御を行う技術、特に、その制御機能の故障をリカバリする後術に関し、例えば電気自動車およびハイブリッド自動車に適用して有効な技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には駆動指令に応答して回転駆動力を得る駆動運転及び回生指令に応答して発電する回生運転に利用されるモータ／ジェネレータをトランスミッションに備え、トランスミッションにエンジンの駆動軸を結合したハイブリッド自動車における駆動系の故障に対するリカバリ技術が開示される。このリカバリ技術は、複数のモータ／ジェネレータ及びエンジンの少なくとも一つの出力異常が検出されたときは、それらの動作状態に応じて、正常な動力源からの出力を確保しようとするものである。
【０００３】
また、電気自動車およびハイブリッド自動車において、駆動運転と回生運転に兼用されるモータ／ジェネレータ（同期モータ）の他に、発電に専用化され駆動運転には利用されることのない同期ジェネレータを備える場合がある。このような同期ジェネレータは、エンジン走行時の発電による電力の蓄積、また、同期モータの回生運転に並行する発電による電力の蓄積等の用途に適用される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−２９１４３５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、電気自動車およびハイブリッド自動車の駆動系に故障を生じた場合に正常な動力源が必ず存在する保証はない。例えば、同期モータのコントローラが故障すると同期モータそれ自体やインバータ等のパワーモジュールが正常であっても同期モータを駆動させることができない。同様に、ハイブリッド時動車においてエンジンと共に同期モータのコントローラが故障した場合も同様である。このような状況下において、特許文献１に記載の技術を適用しても、それは正常な動力源が必ず存在することを前提とするので、自動車を走らせることができなくなり、メンテナンスサービスを受けられる場所まで緊急避難的に自力で移動することすらできなくなる。バックアップコントローラを予め用意して対処する場合には冗長な構成によって物理的な規模と共にコストが増大する。
【０００６】
本発明の目的は、同期モータを制御する制御回路の異常によって同期モータの駆動が不可能になっても緊急避難的に当該同期モータの駆動制御を簡単な構成で容易に行うことが可能な動力駆動制御装置、更にはこれを適用した動力装置を提供することにある。
【０００７】
本発明の別の目的は、同期ジェネレータを制御する制御回路の異常によって同期ジェネレータによる発電が不可能になっても緊急避難的に当該同期ジェネレータによる発電制御を簡単な構成で容易に行うことが可能な動力駆動制御装置、更にはこれを適用した動力装置を提供することにある。
【０００８】
本発明の前記並びにその他の目的と新規な特徴は本明細書の記述及び添付図面から明らかになるであろう。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本願において開示される発明のうち代表的なものの概要を簡単に説明すれば下記の通りである。
【００１０】
すなわち、同期モータの固定巻き線の電流信号と同期モータの回転角度センサからのセンス出力とに基づいて同期モータの回転駆動制御と回生制御を行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号と同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力とに基づいて同期ジェネレータの発電制御を行う第２の制御部との何れか一方の故障を他方の構成で代替する。同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御であるから、一方で他方の一部又は全部を代替するのに新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【発明の効果】
【００１１】
本願において開示される発明のうち代表的なものによって得られる効果を簡単に説明すれば下記のとおりである。
【００１２】
すなわち、同期モータを制御する制御回路の異常によって同期モータの駆動が不可能になっても緊急避難的に当該同期モータの駆動制御を簡単な構成で容易に行うことが可能である。
【００１３】
また、同期ジェネレータを制御する制御回路の異常によって同期ジェネレータによる発電が不可能になっても緊急避難的に当該同期ジェネレータによる発電制御を簡単な構成で容易に行うことが可能である。
【図面の簡単な説明】
【００１４】
【図１】図１は本発明の一実施の形態に係る動力駆動制御装置の構成を例示するブロック図である。
【図２】図２は故障したマイクロコンピュータの出力を外部端子経由で高出力インピーダンス状態に強制する構成を示すブロック図である。
【図３】図３は故障したマイクロコンピュータの出力を高出力インピーダンス状態に強制する構成としてウォッチドッグタイマに類似の機能を備えたリセット回路を用いたシステム構成を例示するブロック図である。
【図４】図４は同期モータの駆動制御と同期ジェネレータの発電制御の動作シーケンスを例示するタイミングチャートである。
【図５】図５は同期モータを駆動制御するマイクロコンピュータに故障があったときそのマイクロコンピュータによるモータ制御機能の全てを別のマイクロコンピュータで代替するときの制御シーケンスを例示するタイミングチャートである。
【図６】図６は同期モータを駆動制御するマイクロコンピュータの故障を当該マイクロコンピュータの余裕資源を用いてリカバリする場合にＡＤＣによる電流信号ＩＶ，ＩＷ（ＩＵ，ＩＶもしくはＩＵ，ＩＷでもよい）の変換故障への対応を想定したときの制御フローを例示するフローチャートである。
【図７】図７は同期モータを駆動制御するマイクロコンピュータの故障を当該マイクロコンピュータの余裕資源を用いてリカバリする場合にＲＤＣによるレゾルバ信号のレゾルバディジタル変換故障への対応を想定したときの制御フローを例示するフローチャートである。
【図８】図８は同期モータを駆動制御するマイクロコンピュータにＣＰＵ故障があるとき別のマイクロコンピュータによって当該マイクロコンピュータのモータ駆動制御を全て代替する場合の当該代替に用いられるマイクロコンピュータの制御フローを例示するフローチャートである。
【図９】図９は同期モータを駆動制御するマイクロコンピュータにＰＷＭ故障があるとき別のマイクロコンピュータによって当該マイクロコンピュータのモータ駆動制御を代替する場合の当該代替に用いられるマイクロコンピュータの制御フローを例示するフローチャートである。
【図１０】図１０は同期モータと同期ジェネレータを一つのマイクロコンピュータで制御する場合の動力駆動制御装置の構成を例示するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１５】
１．実施の形態の概要
先ず、本願において開示される発明の代表的な実施の形態について概要を説明する。代表的な実施の形態についての概要説明で括弧を付して参照する図面中の参照符号はそれが付された構成要素の概念に含まれるものを例示するに過ぎない。
【００１６】
〔１〕＜モータ駆動用制御部の故障をジェネレータ発電用制御部でリカバリ＞
本発明の代表的な実施の形態に係る動力駆動制御装置（１０４＆２０４、５００）は、同期モータ（１００）の固定巻き線の電流信号（ＩＶ，ＩＷ）及び前記同期モータの回転角度センサ（１０１）からのセンス出力（１０２）を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部（１０４）と、同期ジェネレータ（２００）の固定巻き線の電流信号（ＩＶ，ＩＷ）及び前記同期ジェネレータの回転角度センサ（２０１）からのセンス出力（２０２）を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部（２０４）と、を有し、前記同期モータを駆動する制御に使用不能な故障が前記第１の制御部にあることが検出されたとき、前記第１の制御部による前記駆動制御の全部又は一部を前記第２の制御部が代替する。
【００１７】
同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御であるから、一方で他方の一部又は全部を代替するのに新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替する処理の対応も容易である。
【００１８】
〔２〕＜全部又は一部の故障で全て代替＞
項１の動力駆動制御装置において、前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御の全部又は一部に使用不能な故障が検出されたとき、前記第２の制御部は、同期モータの固定巻き線の電流信号又は前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御を行うことにより、前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御を全て代替する。
【００１９】
一括で代替できるので、代替する制御処理の管理が容易である。
【００２０】
〔３〕＜故障範囲で一部代替＞
項１の動力駆動制御装置において、前記第１の制御部による前記同期モータの駆動制御の一部に使用不能な故障が検出されたときは、前記第２の制御部が前記第１の制御部における前記使用不能な故障に係る制御を代替する。
【００２１】
故障に係る部分だけ代替するから、代替する制御処理を少なくすることができる。
【００２２】
〔４〕＜デュアルマイコンシステム＞
項１の動力駆動制御装置において、前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ（１０４）及び第２のマイクロコンピュータ（２０４）である。
【００２３】
ＣＰＵの動作プログラムに従って周辺回路等の動作を制御すればよいから、代替する制御処理を容易に規定することができる。
【００２４】
〔５〕＜同期モータの電流信号の認識故障＞
項４の動力駆動制御装置において、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障（ＡＤＣ故障）が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識する処理を前記第２のマイクロコンピュータが代替する。
【００２５】
ＣＰＵの動作プログラムに従ってフィードバック信号を取り込んで演算処理を行なえばよいから、代替する制御処理の実現が容易である。
【００２６】
〔６〕＜第1マイコンによる電流信号の認識故障の検出＞
項５の動力駆動制御装置において、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障を前記第１のマイクロコンピュータが検出し、当該故障の検出結果を前記第１のマイクロコンピュータが前記第２のマイクロコンピュータに通知する。
【００２７】
例えば、同期モータの固定巻き線の電流信号が同期モータの駆動指令である電流指令又はトルク指令に対して期待通りであるかをＣＰＵに判別させる処理等のように元々第１のマイクロコンピュータが保有する機能を利用して、前記同期モータの固定巻き線の電流信号の認識不能な故障を容易に検出できる。また、電流信号の認識機能を複数持つ場合にその一つをサンプル頻度の少ないサブとして用いることによりメインの認識機能の故障を検出することができる。その検出結果を受け取る第２のマイクロコンピュータは当該故障を検出する負担がない。
【００２８】
〔７〕＜第２マイコンによる電流信号の認識故障の検出＞
項５の動力駆動制御装置において、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識し、認識結果を逐次第１のマイクロコンピュータに返す。
【００２９】
第１のマイクロコンピュータにサブとして用いる電流認識機能に空きがない場合に有効である。
【００３０】
〔８〕＜回転角度の認識故障＞
項４の動力駆動制御装置において、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障（ＲＤＣ故障）が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００３１】
同期モータの回転角度センサからのセンス出力に基づいて高精度な回転角度制御を行うことができなくても、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を用いることにより、既存の制御であるセンサレスドライブによる同期モータの駆動制御を容易に行うことができる。前記第２のマイクロコンピュータがセンス出力を直接利用しようとしても、センス出力の伝達経路の引き回しが長くなり、センス出力を回転角度に変換する回路は入力の寄生容量に大きな影響を受けるから、実効性が無い。
【００３２】
〔９〕＜第１マイコンによる回転角度認識故障検出＞
項８の動力駆動制御装置において、前記第１のマイクロコンピュータが前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障を検出し、当該故障の検出結果を前記第１のマイクロコンピュータが前記第２のマイクロコンピュータに通知する。
【００３３】
例えば、センス出力経路の断線検知のように元々第１のマイクロコンピュータが保有する機能を利用して、回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障を容易に検出でき、その検出結果を受け取る第２のマイクロコンピュータは当該故障を検出する負担がない。
【００３４】
〔１０〕＜ＣＰＵの故障＞
項４の動力駆動制御装置において、ＣＰＵの故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００３５】
ＣＰＵが故障した第１のマイクロコンピュータによる信頼性低下を第２のマイクロコンピュータによって容易にリカバリ可能になる。
【００３６】
〔１１〕＜ＣＰＵ故障時の出力Ｈｉｚ＞
項１０の動力駆動制御装置において、前記第２のマイクロコンピュータのＣＰＵが第１のマイクロコンピュータのＣＵＰとの間で定期的な通信を行って通信不能な状態を検出したとき、前記第２のマイクロコンピュータは第１のマイクロコンピュータに出力を高インピーダンス状態にする指示を与える。
【００３７】
故障した第1のマイクロコンピュータの不所望な出力によって第２のマイクロコンピュータを用いたリカバリ処理が撹乱される自体の発生を未然に防止することができる。
【００３８】
〔１２〕＜ＣＰＵ故障時のリセット指示の保持＞
項１０の動力駆動制御装置は、タイマカウント値のカウントアウトの前に前記第１のマイクロコンピュータから応答があることによってタイマカウント値を初期化し、前記カウントアウトまで前記第１のマイクロコンピュータからの応答が無いときは当該第１のマイクロコンピュータにリセット指示を与えてその状態を保持するリセット回路（４０１）を更に有する。
【００３９】
第１のマイクロコンピュータが前記第２のマイクロコンピュータからの指示に従って出力を高インピーダンス状態にする機能を備えていない場合に容易に対処することができる。
【００４０】
〔１３〕＜マイコンの構成＞
項２の動力駆動制御装置において、前記第１のマイクロコンピュータは、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第１の角度変換回路、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路（１０３）に対し駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を生成し回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第１のパルス発生回路（１１５）、及び前記第１のＡ／Ｄ変換回路と第１の角度変換回路からの出力を入力し、前記駆動動指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記インバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの駆動制御を行い、前記回生指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの回生制御を行う第１のＣＰＵを有する。前記第２のマイクロコンピュータは、前記同期ジェネレータの電流信号を入力してディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路、前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第２の角度変換回路、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路（２０３）に対し発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第２のパルス発生回路（２１５）、及び前記第２のＡ／Ｄ変換回路及び第２の角度変換回路からの出力を入力し、前記発電指令に応答して前記第２のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力して同期ジェネレータの発電制御を行う第２のＣＰＵを有する。前記第１のＡ／Ｄ変換回路、前記第1のパルス発生回路、又は前記第１の中央処装置の故障が検出されたとき、前記駆動指令に応答して、前記第２のＡ／Ｄ変換回路は前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換し、前記第２のＣＰＵは前記第２のＡ／Ｄ変換回路で変換されたディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記第２のパルス発生回路に前記スイッチ回路をインバータスイッチ動作させて前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００４１】
第１のマイクロコンピュータと第２のマイクロコンピュータは多くの周辺回路と処理が共通化されて低コストで容易に実現可能である。
【００４２】
〔１４〕＜シングルマイコンシステム＞
項４の動力駆動制御装置において、前記第１の制御部及び第２の制御部は、ＣＰＵを共有し前記第１の制御部のための第1周辺回路と前記第２の制御部のための第２の周辺回路を持つ一つのマイクロコンピュータ（５００）である。
【００４３】
項４と同様にＣＰＵの動作プログラムに従って周辺回路等の動作を制御すればよいから、代替する制御処理を容易に規定することができる。ＣＰＵの数を減らすことができる。
【００４４】
〔１５〕＜同期モータの電流信号の認識故障＞
項１４の動力駆動制御装置において、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障が前記第１の周辺回路にあることが検出されたときは、前記ＣＰＵは、前記第１の周辺回路を用いた前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号の認識を前記第２の周辺回路を用いて代替する。
【００４５】
ＣＰＵの動作プログラムに従って同期モータの固定巻き線の電流信号を取り込んで演算処理を行なえばよいから、代替する制御処理の実現が容易である。
【００４６】
〔１６〕＜回転角度の認識故障＞
項１４の動力駆動制御装置において、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不能な故障が前記第１の周辺回路にあることが検出されたとき、前記ＣＰＵは、前記第１の周辺回路を用いた前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２の周辺回路を用いて前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００４７】
同期モータの回転角度センサからのセンス出力に基づいて高精度な回転角度制御を行うことができなくても、前記第２の周辺回路が前記同期モータの固定巻き線の電流信号用いることにより、既存の制御であるセンサレスドライブによる同期モータの駆動制御を容易に行うことができる。前記第２の周辺回路がセンス出力を直接利用しようとしても、センス出力の伝達経路の引き回しが長くなり、センス出力を回転角度に変換する回路は入力の寄生容量に大きな影響を受けるから、実効性が無い。
【００４８】
〔１７〕＜マイコンの構成＞
項１４の動力駆動制御装置において、前記第１の周辺回路は、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換する第１のＡ／Ｄ変換回路、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第１の角度変換回路、及び前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路に対し駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を生成し回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第1のパルス発生回路有する。前記第２の周辺回路は、前記同期ジェネレータからの電流信号を入力してディジタル信号に変換する第２のＡ／Ｄ変換回路、前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する第２の角度変換回路、及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路に対し発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を生成する第２のパルス発生回路を有する。前記ＣＰＵは、前記第１のＡ／Ｄ変換回路及び第１の角度変換回路からの出力を入力し、前記駆動指令に応答して前記第1のパルス発生回路から前記インバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して前記同期モータの駆動制御を行うと共に、前記回生指令に応答して前記第１のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力して同期モータの回生制御を行い、前記第２のＡ／Ｄ変換回路及び第２の角度変換回路からの出力を入力し、前記発電指令に応答して前記第２のパルス発生回路から前記整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力して同期ジェネレータの発電制御を行う。前記第１のＡ／Ｄ変換回路又は前記第1のパルス発生回路の故障が検出されたとき、前記駆動指令に応答して、前記第２のＡ／Ｄ変換回路は前記同期モータの固定巻き線の電流信号を入力してディジタル信号に変換し、前記ＣＰＵは前記第２のＡ／Ｄ変換回路で変換されたディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記第２のパルス発生回路に前記スイッチ回路をインバータスイッチ動作させて前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００４９】
第１の周辺回路と第２の周辺回路は多くの回路構成と処理が共通化されて低コストで容易に実現可能である。
【００５０】
〔１８〕＜モータ駆動制御部の故障を自らでリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力制御装置は、同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する。前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである。前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期モータの固定巻き線の電流信号の変換を行う。前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期モータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００５１】
Ａ／Ｄ変換回路の故障や角度変換回路の故障のような特定の故障に対して自らの第１のマイクロコンピュータを用いてリカバリすることができ、新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００５２】
〔１９〕＜モータ駆動制御部の故障をジェネレータ発電制御部でリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータと、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路と、前記同期モータの回転角度センサと、前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、同期ジェネレータと、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、前記同期ジェネレータの回転角度センサと、前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有する。前記同期モータを駆動する制御に使用不能な故障が前記第１の制御部にあることが検出されたとき、前記第１の制御部による前記駆動制御の全部又は一部を前記第２の制御部が代替する。
【００５３】
同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御であるから、一方で他方の一部又は全部を代替するのに新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００５４】
〔２０〕＜デュアルマイコンシステム＞
項１９の動力装置において、前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである。
【００５５】
ＣＰＵの動作プログラムに従って周辺回路等の動作を制御すればよいから、代替する制御処理を容易に規定することができる。
【００５６】
〔２１〕＜同期モータの電流信号の認識故障＞
項２０の動力装置において、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識不能な故障が前記第１のマイクロコンピュータあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御のうち前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識する処理を前記第２のマイクロコンピュータが代替する。
【００５７】
ＣＰＵの動作プログラムに従って同期モータの電流信号を取り込んで演算処理を行なえばよいから、代替する制御処理の実現が容易である。
【００５８】
〔２２〕＜回転角度の認識故障＞
項２０の動力装置において、前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力に対する認識不可能な故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００５９】
同期モータの回転角度センサからのセンス出力に基づいて高精度な回転角度制御を行うことができなくても、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を用いることにより、既存の制御であるセンサレスドライブによる同期モータの駆動制御を容易に行うことができる。前記第２のマイクロコンピュータがセンス出力を直接利用しようとしても、センス出力の伝達経路の引き回しが長くなり、センス出力を回転角度に変換する回路は入力の寄生容量に大きな影響を受けるから、実効性が無い。
【００６０】
〔２３〕＜ＣＰＵの故障＞
項２０の動力装置において、ＣＰＵの故障が前記第１のマイクロコンピュータにあることが検出されたときは、前記第１のマイクロコンピュータによる前記同期モータの駆動制御に代えて、前記第２のマイクロコンピュータが前記同期モータの固定巻き線の電流信号を認識してモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００６１】
ＣＰＵが故障した第１のマイクロコンピュータによる信頼性低下を第２のマイクロコンピュータによって容易にリカバリ可能になる。
【００６２】
〔２４〕＜シングルマイコンシステム＞
項１９の動力装置において、前記第１の制御部及び第２の制御部は、ＣＰＵを共有し前記第１の制御部のための第1周辺回路と前記第２の制御部のための第２の周辺回路を持つ一つのマイクロコンピュータである。
【００６３】
項２０と同様にＣＰＵの動作プログラムに従って周辺回路等の動作を制御すればよいから、代替する制御処理を容易に規定することができる。ＣＰＵの数を減らすことができる。
【００６４】
〔２５〕＜モータ駆動制御部の故障を自らでリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータと、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路と、前記同期モータの回転角度センサと、前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、同期ジェネレータと、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、前記同期ジェネレータの回転角度センサと、前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有する。前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである。前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期モータの固定巻き線の電流信号の変換を行う。前記第１のマイクロコンピュータは前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記同期モータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいてモータの回転位置と速度を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。
【００６５】
Ａ／Ｄ変換回路の故障や角度変換回路の故障のような特定の故障に対して自らの第１の制御部を用いてリカバリすることができ、新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００６６】
〔２６〕＜ジェネレータ発電制御部の故障をモータ駆動制御部でリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する。前記同期ジェネレータで発電する制御に使用不能な故障が前記第２の制御部にあることが検出されたとき、前記第２の制御部による前記同期ジェネレータで発電するための制御の全部又は一部を前記第１の制御部が代替する。
【００６７】
同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御であるから、一方で他方の一部又は全部を代替するのに新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００６８】
〔２７〕＜ジェネレータ発電制御部の故障を自らでリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力して前記同期モータを回転駆動する駆動制御と同期モータによる発電を制御する回生制御とを行う第１の制御部と、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号及び前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して同期ジェネレータによる発電を制御する発電制御を行う第２の制御部と、を有する。前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである。前記第２のマイクロコンピュータは前記電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記電流信号の変換を行う。前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、前記電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期ジェネレータの回転位置と速度を推定することにより前記同期ジェネレータによる発電を制御する。
【００６９】
Ａ／Ｄ変換回路の故障や角度変換回路の故障のような特定の故障に対して自らの第２のマイクロコンピュータを用いてリカバリすることができ、新たな回路構成の追加を殆ど要せず処理の対応も容易である。
【００７０】
〔２８〕＜ジェネレータ発電制御部の故障をモータ駆動制御部でリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータと、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回と、前記同期モータの回転角度センサと、前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、同期ジェネレータと、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、前記同期ジェネレータの回転角度センサと、前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有する。前記同期ジェネレータで発電する制御に使用不能な故障が前記第２の制御部にあることが検出されたとき、前記第２の制御部による前記同期ジェネレータで発電するための制御の全部又は一部を前記第１の制御部が代替する。
【００７１】
同期モータを制御する第１の制御部と同期ジェネレータを制御する第２の制御部とが行う駆動制御と回生制御（発電制御）は表裏一体的な制御であるから、一方で他方の一部又は全部を代替するのに新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００７２】
〔２９〕＜ジェネレータ発電制御部の故障を自らでリカバリ＞
本発明の別の実施の形態に係る動力装置は、同期モータと、前記同期モータの固定巻き線への駆動電流を生成するインバータスイッチ動作と前記同期モータの固定巻き線からの回生電流を整流する整流スイッチ動作を行う第１スイッチ回路と、前記同期モータの回転角度センサと、前記同期モータの固定巻き線の電流信号及び前記同期モータの回転角度センサからのセンス出力を入力し、駆動指令に応答して前記インバータスイッチ動作のためのインバータスイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力し、回生指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第１スイッチ回路に出力する第１の制御部と、同期ジェネレータと、前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を整流する整流スイッチ動作を行う第２スイッチ回路と、前記同期ジェネレータの回転角度センサと、前記同期ジェネレータの回転角度センサのセンス信号及び前記同期ジェネレータの固定巻き線からの電流を入力し、発電指令に応答して前記整流スイッチ動作のための整流スイッチ制御信号を前記第２スイッチ回路に出力する第２の制御部と、を有する。前記第１の制御部及び第２の制御部は夫々異なるＣＰＵを持つ第１のマイクロコンピュータ及び第２のマイクロコンピュータである。前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路を多重化して持ち、メインＡ／Ｄ変換回路が故障したとき、サブのＡ／Ｄ変換回路に切替えて前記同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号の変換を行う。前記第２のマイクロコンピュータは前記同期ジェネレータの回転角度センサからのセンス出力を入力して角度データに変換する角度変換回路を持ち、角度変換回路が故障したとき、同期ジェネレータの固定巻き線の電流信号を前記Ａ／Ｄ変換回路で変換したディジタル信号に基づいて同期ジェネレータの回転位置と速度を推定することにより前記同期ジェネレータで発電する制御を行う。
【００７３】
Ａ／Ｄ変換回路の故障や角度変換回路の故障のような特定の故障に対して自らの第２のマイクロコンピュータを用いてリカバリすることができ、新たな回路構成の追加を殆ど要せず、代替処理の対応も容易である。
【００７４】
２．実施の形態の詳細
実施の形態について更に詳述する。
【００７５】
［実施の形態１］
《動力駆動制御装置のシステム構成》
図１には本発明の一実施の形態に係る動力駆動制御装置の構成が例示される。同図に示される動力駆動制御装置は、特に制限されないが、電気自動車又はハイブリッド自動車に搭載され、駆動運転と回生運転に兼用されるモータ／ジェネレータとして機能される同期モータの他に、発電に専用化され駆動運転には利用されることのない同期ジェネレータを制御するための装置であり、回路基板にマイクロコンピュータ等の幾つかの半導体デバイス等が実装されて構成される。
【００７６】
図１において１００は同期モータ（ＭＴＲ）であり、回転磁界に永久磁石を用いた３相交流駆動タイプのＩＰＭ（Internal Permanent Magnet）モータと称されるモータであり、固定磁界としてＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成る３相コイルを有する。図中においてＩＵ，ＩＶ，ＩＷはＵ相巻線の電流信号、Ｖ相巻線の電流信号、Ｗ相巻線の電流信号を意味する。１０１は同期モータのモータ軸の回転角度を検出するための回転角度センサであり、特に制限されないが、交流磁界を使用して回転角を検出する可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバ（ＲＤ）によって構成され、回転子の回転角度の正弦波で変調された信号と余弦波で変調された信号をレゾルバ出力信号（センス出力）１０２として出力する。１０３はパワーモジュール（ＰＭＤＬ）であり、同期モータ１００を回転駆動するとき図示を省略するバッテリから供給される直流電流信号を３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷに変換して同期モータ１００に出力するインバータとして機能し、同期モータ１００を減速するとき同期モータ１００で生成される３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを直流電流信号に変換して前記バッテリに供給する整流器として機能する、スイッチ回路から構成される。パワーモジュール１０３のインバータ動作のためのスイッチ制御および整流動作のためのスイッチ制御には、特に制限されないが、スイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢが用いられる。
【００７７】
１０４はマイクロコンピュータであり、同期モータ１００の電流信号ＩＶ，ＩＷ及び回転角度センサ１０１からのレゾルバ出力信号１０２を入力して同期モータ１００を回転駆動する駆動制御と同期モータ１００による発電を制御する回生制御とを行う。更に、マイクロコンピュータ１０４は、同期ジェネレータ側のマイクロコンピュータによる発電制御機能に故障が発生したときのリカバリ制御等を行う。マイクロコンピュータ１０４は、特に制限されないが、単結晶シリコンのような1個の半導体基板に相補型ＭＯＳ集積回路製造技術等によって構成される。
【００７８】
マイクロコンピュータ１０４は、プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）１１０、ＣＰＵ１１０が実行するプログラムを保有するＲＯＭやＣＰＵ１１０のワーク領域等に用いられるＲＡＭを有するメモリ（ＭＲＹ）１１１、タイマカウンタ（ＴＭＣＵＴ）１１２、及び外部と通信を行う通信インタフェース回路（ＥＸＩＦ）１１３等を有し、特に同期モータ１００の制御に用いられる変換回路（ＡＤＣ，ＲＤＣ）１１４、及スイッチ制御回路（ＰＷＭ）１１５，１１６を備え、それらは例えば内部バス１１７を介してインタフェースされる。
【００７９】
変換回路１１４は、電流信号ＩＶ，ＩＷ等をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）とレゾルバ出力信号１０２をディジタルの角度データに変換するレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）を備える。複数の信号に対するＡ／Ｄ変換に対応できるようにここでは多くのマイクロコンピュータがそうであるようにＡ／Ｄ変換回路を複数個備えている。なお、レゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）は外付け部品であってもよく、構成によっては、Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）で代用してもよい。
【００８０】
スイッチ制御回路１１５，１１６は例えばパルス幅変調回路（ＰＷＭ）によって構成され、ＣＰＵ１１の制御によって複数パルス信号を所要の位相と周波数で出力する機能を備える。ＰＷＭ１１５はスイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢの生成に利用され、それら制御信号の信号波形と出力タイミングは、ＣＰＵ１１０の制御によって駆動制御時と回生制御時とに応じて最適に制御される。
【００８１】
図１において２００は同期ジェネレータ（ＧＮＲ）であり、回転磁界に永久磁石を用いた３相交流発電タイプのジェネレータであり、固定磁界としてＵ相巻線、Ｖ相巻線及びＷ相巻線から成る３相コイルを有し、基本的な構造は同期モータ１００と同様である。図中においてＩＵ，ＩＶ，ＩＷはＵ相巻線の電流信号、Ｖ相巻線の電流信号、Ｗ相巻線の電流信号を意味する。２０１は同期ジェネレータのロータ軸の回転角度を検出するための回転角度センサであり、特に制限されないが、交流磁界を使用して回転角を検出する可変リラクタンス（ＶＲ）型レゾルバ（ＲＤ）によって構成され、回転子の回転角度の正弦波で変調された信号と余弦波で変調された信号をレゾルバ出力信号（センス出力）２０２として出力する。２０３はパワーモジュール（ＰＭＤＬ）であり、同期ジェネレータ２００を用いて発電するとき３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを直流電流信号に変換して図示を省略するバッテリに供給する整流器として機能する、スイッチ回路から構成される。パワーモジュール２０３の整流動作のためのスイッチ制御には、特に制限されないが、スイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢが用いられる。
【００８２】
２０４はマイクロコンピュータであり、同期ジェネレータ２００の電流信号ＩＶ，ＩＷ及び回転角度センサ２０１からのレゾルバ出力信号２０２を入力して同期ジェネレータ２００による発電を制御する発電制御と、前記マイクロコンピュータ１０４による同期モータ１００の制御機能に故障が発生したときのリカバリ制御等を行う。マイクロコンピュータ２０４は、特に制限されないが、単結晶シリコンのような1個の半導体基板に相補型ＭＯＳ集積回路製造技術等によって構成される。
【００８３】
マイクロコンピュー２０４は、プログラムを実行する中央処理装置（ＣＰＵ）２１０、ＣＰＵ２１０が実行するプログラムを保有するＲＯＭやＣＰＵ２１０のワーク領域等に用いられるＲＡＭを有するメモリ（ＭＲＹ）２１１、タイマカウンタ（ＴＭＣＵＴ）２１２、及び外部と通信を行う通信インタフェース回路（ＥＸＩＦ）２１３等を有し、特に同期ジェネレータ２００の制御に用いられる変換回路（ＡＤＣ，ＲＤＣ）２１４、及スイッチ制御回路（ＰＷＭ）２１５，２１６を備え、それらは例えば内部バス２１７を介してインタフェースされる。
【００８４】
変換回路２１４は、電流信号ＩＶ，ＩＷ等をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）とレゾルバ出力信号２０２をディジタルの角度データに変換するレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）を備える。複数の信号に対するＡ／Ｄ変換に対応できるようにここでは多くのマイクロコンピュータがそうであるようにＡ／Ｄ変換回路を複数個備えている。なお、レゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）は外付け部品であってもよく、構成によっては、Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）で代用してもよい。
【００８５】
スイッチ制御回路２１５，２１６は例えばパルス幅変調回路（ＰＷＭ）によって構成され、ＣＰＵ２１０の制御によって複数パルス信号を所要の位相と周波数で出力する機能を備える。ＰＷＭ２１５はスイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢの生成に利用され、それら制御信号の信号波形と出力タイミングは、ＣＰＵ１１０の制御により、発電制御時とリカバリ制御時とに応じて最適に制御される。
【００８６】
マイクロコンピュータ１０４と２０４は例えばＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載系ＬＡＮの外部通信経路３００を介して通信を行うことによって所要の情報を交換するようになっている。
【００８７】
《同期モータの駆動制御と回生制御》
自動車のアクセル操作等に応じて外部からＣＰＵ１１０に同期モータの駆動指令が与えられると、ＣＰＵ１１はその指令の指示に従ったトルク指令若しくは電流指令を生成する。駆動指令が与えられたときパワーモジュール１０３の電流方向はバッテリから同期モータ１０の向きに制御される。ＣＰＵ１１０は、レゾルバ出力信号１０２を受けるレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）からのディジタル角度データによって同期モータ１００の回転角度を認識し、また、Ａ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）を介する電流信号ＩＶ，ＩＷのフィードバックによって電流指令（若しくはトルク指令）に対する出力電流値を認識する。これらに基づいてＣＰＵ１１０は、ＰＷＭ１１５に所要の位相と周波数でスイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢを出力させ、パワーモジュール１０３のインバータ動作によって３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷが同期モータ１１０に供給され、同期モータ１１０が駆動制御される。
【００８８】
自動車のブレーキ操作等に応じて外部からＣＰＵ１１０に同期モータの回生指令が与えられると、ＣＰＵ１１はその指令の指示に従った回生トルク指令若しくは回生電流指令を生成する。回生指令が与えられたときパワーモジュール１０３の電流方向は同期モータ１００からバッテリの向きに制御される。ＣＰＵ１１０は、レゾルバ出力信号１０２を受ける変換回路１１４のレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）からのディジタル角度データによって制動途上の同期モータ１００の回転角度を認識し、また、変換回路１１４のＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）を介する回生電流信号ＩＶ，ＩＷのフィードバックによって回生電流指令（若しくは回生トルク指令）に対する回生電流値を認識する。これらに基づいてＣＰＵ１１０は、ＰＷＭ１１５に所要の位相と周波数でスイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢを出力させ、パワーモジュール１０３の整流動作によって３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを直流電流信号に変換してバッテリに供給する。
【００８９】
《同期ジェネレータの発電制御》
外部からＣＰＵ２１０に同期ジェネレータの発電指令が与えられると、ＣＰＵ２１０はその指令の指示に従った発電トルク指令若しくは発電電流指令を生成する。発電指令が与えられたときパワーモジュール２０３の電流方向は同期ジェネレータ２００からバッテリの向きに制御される。ＣＰＵ２１０は、レゾルバ出力信号２０２を受ける変換回路２１４のレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）からのディジタル角度データによって同期ジェネレータ２００の回転角度を認識し、また、変換回路２１４のＡ／Ｄ変換回路（ＡＤＣ）を介する発電電流信号ＩＶ，ＩＷのフィードバックによって発電電流指令（若しくは発電回生トルク指令）に対する発電電流値を認識する。これらに基づいてＣＰＵ２１０は、ＰＷＭ２１５に所要の位相と周波数でスイッチ制御信号Ｕ，Ｖ，Ｗ及びその反転スイッチ制御信号ＵＢ，ＶＢ，ＷＢを出力させ、パワーモジュール２０３の整流動作によって３相交流信号ＩＵ，ＩＶ，ＩＷを直流電流信号に変換してバッテリに供給する。
【００９０】
《リカバリ制御の態様》
図１の動力駆動制御装置における制御機能の故障に対するリカバリ制御形態は以下の通りである。
【００９１】
同期モータ１００に対する駆動制御機能に対してリカバリ対象とする故障は、変換回路１１４のＡＤＣによる電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障、変換回路１１４のＲＤＣによるレゾルバ出力信号１０２のディジタル角度データへの変換故障、ＰＷＭ１１５の故障、及びＣＰＵ１１０の故障である。リカバリ方法は、マイクロコンピュータ２０４による故障範囲の代替、マイクロコンピュータ２０４による全部代替、及びマイクロコンピュータ１０４自らの予備資源による代替である。斯かる故障があると電気自動車は走行不能になり、ハイブリッド自動車でもエンジン走行不能であれば同じとなる。かかる事態を回避するためにリカバリ処理により、モータ駆動の制御が滑らかでなくて辛うじてモータを駆動できる程度であれば目的を達することができ、メンテナンスサービスを受けることができる場所まで、緊急避難的に自力で移動することを保証できる。
【００９２】
同期ジェネレータ２００に対する発電制御機能に対してリカバリ対象とする故障は、変換回路２１４のＡＤＣによる電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障、変換回路２１４のＲＤＣによるレゾルバ出力信号２０２のディジタル角度データへの変換故障、ＰＷＭ２１６の故障、及びＣＰＵ２１０の故障である。リカバリ方法は、マイクロコンピュータ１０４による故障範囲の代替、マイクロコンピュータ１０４による全部代替、及びマイクロコンピュータ２０４自らの予備資源による代替である。斯かる故障があると、走行上バッテリへの充電が急務な状況下ではバッテリ充電不能になるので、リカバリ処理により、同期ジェネレータに対する発電制御が滑らかでなくても辛うじてバッテリ充電できる程度であれば目的を達することができる。
【００９３】
同じ故障に対して代替処理が複数ある場合にはどれを選択するかを例えばＣＰＵの動作プログラムで予め決定すればよい。それに応じて、同期モータ１００の制御側と同期ジェネレータ２００の制御側との代替のための冗長な接続関係を予め決めておくことが必要である。以下、リカバリ制御の制御内容について順次説明する。下記の１．〜４．はマイクロコンピュータ１０４側に故障があった場合を示し、５．〜８．はマイクロコンピュータ２０４側に故障があった場合を示す。
【００９４】
《１．駆動制御における電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障を故障範囲でリカバリ》
同期モータ１００からフィードバックされる電流信号ＩＶ，ＩＷを変換回路１１４のＡＤＣが変換不能となる故障を生じたとき、マイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４におけるＡＤＣの変換動作をマイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４におけるＡＤＣの変換動作で代替する。即ち、経路ＰＡＳ１から電流信号ＩＶ，ＩＷをマイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４が受け取り、ＡＤＣによって変換されたディジタルデータをＣＰＵ２１０が外部通信インタフェース回路２１３からマイクロコンピュータ１０４に送信し、マイクロコンピュータ１０４のＣＰＵ１１０がそのディジタルデータを受け取ってモータの駆動制御に用いる。マイクロコンピュータ２０４はＣＰＵ２１０の動作プログラムに従って電流信号ＩＶ，ＩＷを取り込んで演算処理を行なえばよいから、代替する制御処理の実現は容易である。
【００９５】
変換回路１１４のＡＤＣの故障検出をマイクロコンピュータ１０４自らが行う場合、ＣＰＵ１１による電流信号ＩＶ，ＩＷを用いるフィードバック制御において検出値が目標値から大きく逸脱する状態によって検出し、或いは複数のＡＤＣの一つをサンプル頻度の少ないサブとして用いることによりメインのＡＤＣの故障を検出する。当該故障発生の検出結果はマイクロコンピュータ１０４がマイクロコンピュータ２０４に通知しなければならない。このように、同期モータ１００の固定巻き線の電流信号ＩＶ，ＩＷが同期モータ１００の駆動指令である電流指令又はトルク指令に対して期待通りであるかをＣＰＵ１１０に判別させる処理等のように元々マイクロコンピュータ１０４が保有する機能を利用して、同期モータ１００の固定巻き線の電流信号ＩＶ，ＩＷの認識不能な故障を容易に検出できる。その検出結果を受け取るマイクロコンピュータ２０４は当該故障を検出する負担を負うことはない。
【００９６】
変換回路１１４のＡＤＣの故障検出にマイクロコンピュータ２０４を用いる場合、マイクロコンピュータ２０４の複数のＡＤＣの一つをサンプル頻度の少ないサブとして用いてその変換結果を定期的にマイクロコンピュータ１０４に通知する。マイクロコンピュータ１０４にサブとして用いるＡＤＣに空きがない場合に有効である。
【００９７】
同期モータ１００からフィードバックされる電流信号ＩＶ，ＩＷを変換回路１１４のＡＤＣが変換不能となる故障を生じたとき、複数のＡＤＣを持つ場合には別のＡＤＣによる変換に切替えてリカバリするようにしてもよい。この場合も上記同様にして故障を検出すればよい。
【００９８】
《２．駆動制御におけるレゾルバディジタル角度データへの変換故障を故障範囲でリカバリ》
前記同期モータ１００の回転角度センサ１０１からのレゾルバ出力信号１０２に対する変換回路１１４のＲＤＣに変換不能な故障のあることが検出されたとき、マイクロコンピュータ１０４における変換回路１１４のＲＤＣによる変換に代えて、変換回路１１４で空いているＡＤＣが同期モータ１００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ１１０がこれに基づいてモータの回転位置を推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行う。同期モータ１００の回転角度センサ１０１からのレゾルバ出力信号１０２に基づいて高精度な回転角度制御を行うことができなくても、電流信号ＩＶ，ＩＷを用いることにより、既存の制御であるセンサレスドライブによる同期モータの駆動制御を容易に行うことができる。
【００９９】
変換回路１１４で空いているＡＤＣが無い場合には、前記第２のマイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ１から同期モータ１００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、変換結果を通信経路３００を介してマイクロコンピュータ１０４が受け取り、ＣＰＵ１１０がこれに基づいてモータの回転位置推定することにより前記同期モータを駆動する制御を行えばよい。このとき、同期モータ１００のレゾルバ出力信号１０２をマイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４のＲＤＣを用いて変換することは得策ではない。即ち、前記第２のマイクロコンピュータ２０４がレゾルバ出力信号１０２を直接利用しようとしても、レゾルバ出力信号１０２の伝達経路の引き回しが長くなり、レゾルバ出力信号１０２を回転角度に変換するＲＤＣは入力の寄生容量に大きな影響を受けることになり、変換精度が著しくて低下する虞があり、実効性が無いからである。
【０１００】
変換回路１１４のＲＤＣの変換不能な故障の検出は、変換回路１１４のＡＤＣのよる変換結果をＣＰＵ１１０で解析したり、変換回路１１４のＲＤＣにおける断線検出機能を併用したり、更には、ＣＰＵ１１０によるＲＤＣの出力を用いるフィードバック制御において検出値が目標値から大きく逸脱する状態等によって検出すればよい。
【０１０１】
《３．ＣＰＵ１１０以外のマイコン１０４の故障をマイコン２０４全体でリカバリ》
ＰＭＤＬ１０３の制御に割り当てられたＰＷＭ１１５の故障、前記電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障、又はレゾルバディジタル角度データへの変換故障の何れにおいても、マイクロコンピュータ１０４による同期モータの駆動制御をマイクロコンピュータ２０４全体でリカバリしてもよい。
【０１０２】
例えば、前記同期モータ１００の回転角度センサ１０１からのレゾルバ出力信号１０２に対する変換回路１１４のＲＤＣに変換不能な故障のあることが検出されたとき、マイクロコンピュータ１０４における変換回路１１４のＲＤＣによる変換に代えて、前記マイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ１から同期モータ１００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ２１０が変換結果に基づいてモータ１００の回転位置と速度を推定することによりＰＷＭ２１６を用いて経路ＰＡＳ２から前記同期モータ１００を駆動する制御を行う。この場合に、当該故障の検出をマイクロコンピュータ１０４が行う場合には自らは同期モータ１００の駆動制御を停止する。当該故障の検出をマイクロコンピュータ２０４が行う場合には同期モータ１００の駆動制御を停止させるようにマイクロコンピュータ１０４に通知しなければならない。
【０１０３】
マイクロコンピュータ１０４におけるＣＰＵ１１０以外のその他の故障の場合にマイクロコンピュータ２０４でモータ駆動処理の全体を代替する場合も上記と全く同様である。特に、ＰＷＭ１１５の故障は、タイマカウンタ１１２を用いて信号Ｕ，Ｖ，Ｗ，ＵＢ，ＶＢ，ＷＢの波形異常に基づいて検出し、或いは、ＣＰＵ１１０によるＰＷＭ１１５に対するフィードバック制御が期待値から大きく逸脱しているか否かによって判別すればよい。
【０１０４】
《４．ＣＰＵ１１０の故障をマイコン２０４全体でリカバリ》
ＣＰＵ１１０が故障した場合には上記と同様にマイクロコンピュータ１０４による同期モータの駆動制御をマイクロコンピュータ２０４全体でリカバリしなければならない。
【０１０５】
ただし、故障の検出をマイクロコンピュータ１０4に期待することはできないから、マイクロコンピュータ２０４で行うことが必要になる。例えば、ＣＰＵ２１０が通信経路３００を通して定期的にＣＰＵ１１０への送信を行い、これに対する正常な応答があるか否かによって検出する。
【０１０６】
また、ＣＰＵ１１０が故障すると、変換回路１１４、ＰＷＭ１１５，１１６の出力は不定になり、誤動作の原因になる。このため、故障したマイクロコンピュータ１１０の出力を高出力インピーダンス状態に強制することが必要になる。例えば、図２に例示されるように、外部からマイクロコンピュータ１１０の出力を高出力インピーダンス状態に制御するための特定の外部端子４００を設け、マイクロコンピュータ２０４がマイクロコンピュータ１０４の故障を検出したとき外部端子４００を信号３０１でイネーブルにセットする構成を採用すれば良い。或いは、図３に例示されるように、ウォッチドッグタイマに類似の機能を備えたリセット回路（ＲＥＳＩＣ）４０１を採用すれば良い。リセット回路は、タイマカウント値のカウントアウトの前にマイクロコンピュータ１０４から応答があることによってタイマカウント値を初期化し、前記カウウントアウトまでマイクロコンピュータ１０４からの応答が無ないときは当該マイクロコンピュータ１０４にリセット信号ＲＥＳ＃１でリセット指示を与えてその状態を保持する機能を備える。そのリセット解除は反対側のマイクロコンピュータ２０４がリセット回路４０１に対して行うようにすればよい。マイクロコンピュータ２０４に対しても上記同様に、タイマカウント値のカウントアウトの前にマイクロコンピュータ２０４から応答があることによってタイマカウント値を初期化し、前記カウウントアウトまでマイクロコンピュータ２０４からの応答が無ないときは当該マイクロコンピュータ２０４にリセット信号ＲＥＳ＃２でリセット指示を与えてその状態を保持する機能をリセット回路４０１２に採用する。そのリセット解除は反対側のマイクロコンピュータ１０４がリセット回路４０１に対して行えば良い。このリセット回路４０１による対策は、マイクロコンピュータ１０４がマイクロコンピュータ２０４からの指示に従って出力を高インピーダンス状態にする機能を備えていない場合に採用するのがよい。
【０１０７】
上記の他に、ＣＰＵ１１０が故障した場合のリカバリ処理は以下のように行われる。すなわち、当該故障が検出されたとき、マイクロコンピュータ１０４における変換回路１１４のＲＤＣによる変換に代えて、前記第２のマイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ１から同期モータ１００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ２１０が変換結果に基づいてモータ１００の回転位置と速度を推定することによりＰＷＭ２１６を用いて経路ＰＡＳ２から前記同期モータ１００を駆動する制御を行う。
【０１０８】
《５．発電制御における電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障を故障範囲でリカバリ》
同期ジェネレータ２００からフィードバックされる電流信号ＩＶ，ＩＷを変換回路２１４のＡＤＣが変換不能となる故障を生じたとき、マイクロコンピュータ２０４の変換回路２１４におけるＡＤＣの変換動作をマイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４におけるＡＤＣの変換動作で代替する。即ち、経路ＰＡＳ３から電流信号ＩＶ，ＩＷをマイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４が受け取り、ＡＤＣによって変換されたディジタルデータをＣＰＵ１１０が外部通信インタフェース回路１０４からマイクロコンピュータ２０４に送信し、マイクロコンピュータ２０４のＣＰＵ２１０がそのディジタルデータを受け取って同期ジェネレータの発電制御に用いる。マイクロコンピュータ１０４はＣＰＵ１１０の動作プログラムに従って電流信号ＩＶ，ＩＷを取り込んで演算処理を行なえばよいから、代替する制御処理の実現は容易である。
【０１０９】
変換回路２１４のＡＤＣの故障検出をマイクロコンピュータ２０４自らが行う場合、ＣＰＵ２１０による電流信号ＩＶ，ＩＷを用いるフィードバック制御において検出値が目標値から大きく逸脱する状態によって検出し、或いは複数のＡＤＣの一つをサンプル頻度の少ないサブとして用いることによりメインのＡＤＣの故障を検出する。当該故障発生の検出結果はマイクロコンピュータ２０４がマイクロコンピュータ１０４に通知しなければならない。このように、同期ジェネレータ２００の固定巻き線の電流信号ＩＶ，ＩＷが同期ジェネレータ２００の駆動指令である電流指令又はトルク指令に対して期待通りであるかをＣＰＵ２１０に判別させる処理等のように元々マイクロコンピュータ２０４が保有する機能を利用して、同期ジェネレータ２００の固定巻き線の電流信号ＩＶ，ＩＷの認識不能な故障を容易に検出できる。その検出結果を受け取るマイクロコンピュータ１０４は当該故障を検出する負担を負うことはない。
【０１１０】
変換回路２１４のＡＤＣの故障検出にマイクロコンピュータ１０４を用いる場合、マイクロコンピュータ１０４の複数のＡＤＣの一つをサンプル頻度の少ないサブとして用いてその変換結果を定期的にマイクロコンピュータ２０４に通知する。マイクロコンピュータ２０４にサブとして用いるＡＤＣに空きがない場合に有効である。
【０１１１】
同期ジェネレータ２００からフィードバックされる電流信号ＩＶ，ＩＷを変換回路２１４のＡＤＣが変換不能となる故障を生じたとき、複数のＡＤＣを持つ場合には別のＡＤＣによる変換に切替えてリカバリするようにしてもよい。この場合も上記同様にして故障を検出すればよい。
【０１１２】
《６．発電制御におけるレゾルバディジタル角度データへの変換故障を故障範囲でリカバリ》
前記同期ジェネレータ２００の回転角度センサ２０１からのレゾルバ出力信号２０２に対する変換回路２１４のＲＤＣに変換不能な故障のあることが検出されたとき、マイクロコンピュータ２０４における変換回路２１４のＲＤＣによる変換に代えて、変換回路２１４で空いているＡＤＣが同期ジェネレータ２００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ２１０がこれに基づいてジェネレータの回転位置を推定することにより前記同期ジェネレータの発電制御を行う。同期ジェネレータ２００の回転角度センサ２０１からのレゾルバ出力信号２０２に基づいて高精度な回転角度制御を行うことができなくても、電流信号ＩＶ，ＩＷを用いることにより、既存の制御であるセンサレスドライブによる同期ジェネレータの駆動制御を容易に行うことができる。
【０１１３】
変換回路２１４で空いているＡＤＣが無い場合には、前記マイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ３から同期ジェネレータ２００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、変換結果を通信経路３００を介してマイクロコンピュータ２０４が受け取り、ＣＰＵ２１０がこれに基づいてジェネレータの回転位置を推定することにより前記同期ジェネレータの発電制御を行えばよい。このとき、同期ジェネレータ２００のレゾルバ出力信号２０２をマイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４のＲＤＣを用いて変換することは得策ではない。即ち、前記マイクロコンピュータ１０４がレゾルバ出力信号２０２を直接利用しようとしても、レゾルバ出力信号２０２の伝達経路の引き回しが長くなり、レゾルバ出力信号２０２を回転角度に変換するＲＤＣは入力の寄生容量に大きな影響を受けることになり、変換精度が著しくて低下する虞があり、実効性が無いからである。
【０１１４】
変換回路２１４のＲＤＣの変換不能な故障の検出は、変換回路２１４のＡＤＣのよる変換結果をＣＰＵ２１０で解析したり、変換回路２１４のＲＤＣにおける断線検出機能を併用したり、更には、ＣＰＵ２１０によるＲＤＣの出力を用いるフィードバック制御において検出値が目標値から大きく逸脱する状態等によって検出すればよい。
【０１１５】
《７．ＣＰＵ２１０以外のマイコン２０４故障をマイコン１０４全体でリカバリ》
ＰＭＤＬ２０３の制御に割り当てられたＰＷＭ２１５の故障、前記電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障、又はレゾルバディジタル角度データへの変換故障の何れにおいても、マイクロコンピュータ２０４による同期ジェネレータの発電制御をマイクロコンピュータ１０４全体でリカバリしてもよい。
【０１１６】
例えば、前記同期ジェネレータ２００の回転角度センサ２０１からのレゾルバ出力信号２０２に対する変換回路２１４のＲＤＣに変換不能な故障のあることが検出されたとき、マイクロコンピュータ２０４における変換回路２１４のＲＤＣによる変換に代えて、前記マイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ３から同期ジェネレータ２００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ１１０が変換結果に基づいて同期ジェネレータ２００の回転位置と速度を推定することによりＰＷＭ１１６を用いて経路ＰＡＳ４から前記同期ジェネレータ２００を駆動する制御を行う。この場合に、当該故障の検出をマイクロコンピュータ２０４が行う場合には自らは同期ジェネレータ２００の駆動制御を停止する。当該故障の検出をマイクロコンピュータ１０４が行う場合には同期ジェネレータ２００の駆動制御を停止させるようにマイクロコンピュータ２０４に通知しなければならない。
【０１１７】
マイクロコンピュータ２０４におけるＣＰＵ２１０以外のその他の故障の場合にマイクロコンピュータ１０４で発電制御処理の全体を代替する場合も上記と全く同様である。特に、ＰＷＭ２１５の故障は、タイマカウンタ２１２を用いて信号Ｕ，Ｖ，Ｗ，ＵＢ，ＶＢ，ＷＢの波形異常に基づいて検出し、或いは、ＣＰＵ２１０によるＰＷＭ２１５に対するフィードバック制御が期待値から大きく逸脱しているか否かによって判別すればよい。
【０１１８】
《８．ＣＰＵ２１０の故障をマイコン１０４全体でリカバリ》
ＣＰＵ２１０が故障した場合には上記と同様にマイクロコンピュータ２０４による同期ジェネレータの発電制御をマイクロコンピュータ１０４全体でリカバリしなければならない。
【０１１９】
ただし、故障の検出をマイクロコンピュータ２０4に期待することはできないから、マイクロコンピュータ１０４で行うことが必要になる。例えば、ＣＰＵ１１０が通信経路３００を通して定期的にＣＰＵ２１０への送信を行い、これに対する正常な応答があるか否かによって検出する。
【０１２０】
また、ＣＰＵ２１０が故障すると、変換回路２１４、ＰＷＭ２１５，２１６の出力は不定になり、誤動作の原因になる。このため、故障したマイクロコンピュータ２１０の出力を高出力インピーダンス状態に強制することが必要になる。例えば、外部からマイクロコンピュータ２１０の出力を高出力インピーダンス状態に制御するための特定の外部端子（図示せず）を設け、マイクロコンピュータ１０４がマイクロコンピュータ２０４の故障を検出したとき当該外部端子をイネーブルにセットする構成を採用すれば良い。或いは、前記リセット回路（ＲＥＳＩＣ）４０１のリセット信号ＲＥＳ＃２を用いればよい。
【０１２１】
上記の他に、ＣＰＵ２１０が故障した場合のリカバリ処理は以下のように行われる。すなわち、当該故障が検出されたとき、マイクロコンピュータ２０４における変換回路２１４のＲＤＣによる変換に代えて、マイクロコンピュータ１０４の変換回路１１４のＡＤＣが経路ＰＡＳ３から同期ジェネレータ２００の前記電流信号ＩＶ，ＩＷを入力してディジタルデータに変換し、ＣＰＵ１１０が変換結果に基づいてジェネレータ２００の回転位置と速度を推定することによりＰＷＭ１１６を用いて経路ＰＡＳ４から前記同期ジェネレータ２００を駆動する制御を行う。
【０１２２】
《駆動制御と発電制御の動作シーケンス》
図４には同期モータ１００の駆動制御と同期ジェネレータ２００の発電制御の動作シーケンスが例示される。Ｍ側は同期モータ１００の駆動制御系列であり、Ｇ側は同期ジェネレータ２００の発電制御系列である。電流Ｆ／Ｂは同期モータ１００の電流信号ＩＶ，ＩＷを意味し、位置Ｆ／Ｂは同期モータ１００のレゾルバ出力信号１０２を意味し、モータ演算は同期モータ１００のためのＭＣＵ１０４による駆動制御演算を意味し、ジェネレータ演算は同期ジェネレータ２００のためのＭＣＵ２０４による発電制御演算を意味する。
【０１２３】
特に制限されないが、同期モータ１００の駆動制御は、加速指令に応答してマイクロコンピュータ１０４がタイマ割り込みを用いて繰り返されるものとする。同様に、同期ジェネレータ２００の発電制御は、発電指令に応答してマイクロコンピュータ２０４がタイマ割り込みを用いて繰り返されるものとする。図４に示されるように、自動車の運転状況に応じて、同期モータ１００の駆動制御と同期ジェネレータ２００の発電制御が夫々独立に、タイマ割り込みに従って行われる。
【０１２４】
図５には同期モータ１００を駆動制御するマイクロコンピュータ１０４に故障があったときマイクロコンピュータ１０４によるモータ制御機能の全てをマイクロコンピュータ２０４で代替するときの制御シーケンスが示される。同図に例示されるように、例えばマイクロコンピュータ２０４は発電制御の休止期間に同期モータ１００の駆動制御を行う。前述の如く、マイクロコンピュータ２０４は電流信号ＩＶ，ＩＷのＡ／Ｄ変換データを用いたセンサレスドライブによって同期モータ１０の駆動制御を行うから、レゾルバディジタル変換信号を用いる場合に比べて処理時間が長くなる。この点においてもモータの回転はマイクロコンピュータ１０４による正規の制御に比べて回転性能は劣化するが、緊急避難的に駆動できればよいから実質的に支障はない。
【０１２５】
図６及び図７には同期モータ１００を駆動制御するマイクロコンピュータ１０４の故障をマイクロコンピュータの余裕資源を用いてリカバリする場合のマイクロコンピュータ１０４の制御フローが例示される。図６は変換回路１１４のＡＤＣによる電流信号ＩＶ，ＩＷの変換故障への対応を想定し、図７は変換回路１１４のＲＤＣによるレゾルバ信号１０２のレゾルバディジタル変換故障への対応を想定する。
【０１２６】
図６及び図７の基本制御フローはモータ駆動制御の１回のタイマ割り込みに応答する処理であり、マイクロコンピュータ１０４の駆動制御は、電流Ｆ／ＢのＡＤＣによるＡ／Ｄ変換（Ｓ１）、位置Ｆ／ＢのＲＤＣによるレゾルバディジタル変換（Ｓ２）、ステップＳ１及びＳ２の結果を用いたモータ制御のためのＣＰＵ演算（Ｓ３）、及びＣＰＵ演算結果に基づくＰＷＭ１１５の設定（Ｓ４）から成る。
【０１２７】
図６の場合には、Ｍ側故障判定割り込み処理によってマイクロコンピュータ１０４は、同期モータ１００の電流信号ＩＶ，ＩＷに対するＡ／Ｄ変換結果が、サブＡＤＣによるＡ／Ｄ変換結果（又はＧ側のマイクロコンピュータ２０４のＡＤＣを用いた変換結果）とほぼ等しい（大きく逸脱していない）かの判別が行われ（Ｓ１０）、ほぼ等しければ正常、そうで無ければ当該ＡＤＣの故障と判別され、「ＡＤＣ故障」の判定結果によりＡＤＣ故障フラグがセットされる（Ｓ１１）。
【０１２８】
Ｍ側モータ制御割り込み処理のＡ／Ｄ変換処理（Ｓ１）において前記ＡＤＣ故障フラグを参照してＡＤ異常の有無を判別する（Ｓ２０）。異常が無ければそのとき計測したＡ／Ｄ変換値を用い（Ｓ２１）、異常があればサブＡＤＣによる変換結果又はＧ側のマイクロコンピュータ２０４のＡＤＣを用いた変換結果を用いる（Ｓ２２）。図６において、Ｍ側故障判定割り込み処理による処理内容はＡ／Ｄ変換処理（Ｓ１）の中で行ってもよい。また、Ｍ側故障判定割り込み処理によるＡＤ異常の判定結果に従ってマイクロコンピュータ２０４で全体的なリカバリ処理を行うようにしてもよい。
【０１２９】
図７の場合には、Ｍ側故障判定割り込み処理によってマイクロコンピュータ１０４は、同期モータ１００側のレゾルバ出力信号１０２に対するＡ／Ｄ変換結果（又はＧ側のマイクロコンピュータ２０４のＡＤＣを用いた変換結果）を用いたセンサレスドライブ用の位置演算値（センサレス演算値）を算出し（Ｓ３０）、算出されたセンサレス演算値がレゾルバディジタルコンバータ（ＲＤＣ）による変換結果（位置Ｆ／Ｂ値）にほぼ等しい（大きく逸脱していない）かの判別が行われ（Ｓ３１）、ほぼ等しければ正常、そうで無ければＲＤＣの故障（位置Ｆ／Ｂ異常）と判別され、「位置Ｆ／Ｂ異常」の判定によりＲＤＣ故障フラグがセットされる（Ｓ３２）。
【０１３０】
Ｍ側モータ制御割り込み処理のレゾルバディジタル変換処理（Ｓ２）において前記ＲＤＣ故障フラグを参照してＲＤＣ異常の有無を判別する（Ｓ４０）。異常が無ければそのとき計測したＲＤＣ変換値を用い（Ｓ４１）、異常があればセンサレスドライブ用の演算結果を用いる（Ｓ４２）。図７において、Ｍ側故障判定割り込み処理による処理内容はレゾルバディジタル変換処理（Ｓ２）の中で行ってもよい。また、Ｍ側故障判定割り込み処理によるＲＤＣ異常の判定結果に従ってマイクロコンピュータ２０４で全体的なリカバリ処理を行うようにしてもよい。
【０１３１】
図８には同期モータ１００を駆動制御するマイクロコンピュータ１０４にＣＰＵ故障があるときマイクロコンピュータ２０４によってマイクロコンピュータ１０４のモータ駆動制御を全て代替する場合のマイクロコンピュータ２０４の制御フローが例示される。
【０１３２】
図８に示されるＧ側通信割り込み処理ではマイクロコンピュータ２０４が通信系３００を介してマイクロコンピュータ１０４と通信を行って（Ｓ５０）、期待する応答があるか否かを判別し（Ｓ５１）、あれば正常終了、無ければマイクロコンピュータ１０４の故障と判定して図２の信号３０１によりマイクロコンピュータ１０４の出力を高インピーダンス状態に制御する（Ｓ５２）。
【０１３３】
異常終了があった場合、加速指令に応答してＧ側リカバリ割り込み処理に遷移してマイクロコンピュータ２０４がモータ１００を駆動する制御を行う。その制御は、モータ１００側の電流Ｆ／Ｂを変換回路２１４のＡＤＣによりＡ／Ｄ変換（Ｓ６１）、モータ１００側の電流Ｆ／Ｂによるセンサレスドライブ用の回転角度演算（Ｓ６２）、ステップＳ６１及びＳ６２の結果を用いたモータ制御のためのＣＰＵ演算（Ｓ６３）、及びＣＰＵ演算結果に基づくＰＷＭ１１５の設定（Ｓ６４）から成る。
【０１３４】
図９には同期モータ１００を駆動制御するマイクロコンピュータ１０４にＰＷＭ故障があるときマイクロコンピュータ２０４によってマイクロコンピュータ１０４のモータ駆動制御を代替する場合のマイクロコンピュータ２０４の制御フローが例示される。
【０１３５】
図９に示されるＭ側計測割り込み処理ではマイクロコンピュータ１０４のＣＰＵ１１０がＰＷＭ１１５の出力スイッチ制御信号波形を計測（Ｓ７０）、期待する波形であるか否かを判別し（Ｓ７１）、期待する波形であれば正常終了、期待する波形で無ければＣＰＵ１１０はＰＷＭ１１５の出力を高インピーダンス状態に制御すると共に通信経路３００を介してＰＷＭ故障をマイクロコンピュータ２０４に通知する（Ｓ７２）。その通知を受けたマイクロコンピュータ２０４は、加速指令に応答してＧ側リカバリ割り込み処理に遷移してマイクロコンピュータ２０４がモータ１００を駆動する制御を行う。その制御は、図８と同じである。
【０１３６】
特に図示はしないが、同期ジェネレータの初線制御機能が故障したときこれを同期モータの駆動制御機構を用いてリカバリする場合も同様である。
【０１３７】
［実施の形態２］
《シングルマイコンシステム》
図１０には同期モータと同期ジェネレータを一つのマイクロコンピュータで制御する場合の実施の形態が示される。図１との相違点は、図１のマイクロコンピュータ１０４，２０４を１個のマイクロコンピュータ５００としてシングルチップ化したことである。マイクロコンピュータ５００は、２個のマイクロコンピュータ１０４及び２０４に比べてＣＰＵ５０１、ＭＲＹ５０２、ＥＸＩＦ５０３、及びＰＷＭ５０４が集約され、その他は２個のマイクロコンピュータ１０４及び２０４と同じ回路モジュールを備えている。メモリ５０２は同期モータ１００の制御と同期ジェネレータ２００の制御に用いるプログラムを保有し、ＣＰＵ５０１は同期モータ１００の制御と同期ジェネレータ２００の制御を行う。図１０のシステム構成も図１のシステム構成と基本的に同じ作用効果を奏する。相違点は、前述した如く故障したＭＣＵ１０４を他のマイクロコンピュータ２０４で代替することはできない。マイクロコンピュータ５０内部での余裕資源を用いたリカバリ処理に限られる。この相違点を除けば、ＣＰＵ５０１が故障しない限り、マイクロコンピュータ５００における同期モータ１００に対する駆動制御機能の故障を上記同様にリカバリすることができる。
【０１３８】
尚、マルチＣＰＵによって構成されたシングルチップのマイクロコンピュータを用いる場合、同期モータ１００の駆動制御に割り当てられた第１のＣＰＵが故障したときは、同期ジェネレータの発電制御に割り当てられた第２のＣＰＵで第１のＣＰＵの駆動制御機能を代替することが可能である。このような構成は、1の半導体基板上に構成していることを除けば、実施の形態1と実質同一である。
【０１３９】
以上の説明より明らかなように、モータ制御機能とジェネレータ制御機能を備えたシステムにおいて一方の故障を他方の制御機能によって代替することができる。リカバリしたときの制御は、走行を最優先する場合にはジェネレータ制御よりモータ駆動制御を優先する。ジェネレータの発電を優先させなければ走行自体が不能になるようなバッテリ不足が発生したときは、ジェネレータの発電を優先させ、走行のためのモータ駆動のリカバリ動作をサブとすることも可能である。故障時の緊急動作なので、回転数を上げることも滑らかに駆動することも優先されない。
【０１４０】
モータ制御機能とジェネレータ制御機能とのどちらか一方に故障を生じ、他方でリカバリしたときの制御において、モータ駆動制御とジェネレータ駆動制御のどちらを優先するかについては、カーナビゲーションシステム等からの情報によりメンテナンスサービスを受けることができる場所までの距離と地形情報、バッテリに蓄えられている電力量とを勘案して決定する。例えば上り坂を走行中はモータ駆動制御を優先し、下り坂ではジェネレータ駆動制御を優先する等である。
通常モータ制御に使用していないマイクロコンピュータの機能であっても、時分割制御や制御周期を緩めることによって、モータ駆動制御に流用することができる。この際に、他の制御効率は落ちるが、駆動速度を落とす等で対応することができる。ハイブリッド自動車においては、電気自動車ほどの効果は期待できないが、効率の面では有効である。ハイブリッド自動車のリカバリ動作においては、エンジンが主体となってもよい。
【０１４１】
以上本発明者によってなされた発明を実施形態に基づいて具体的に説明したが、本発明はそれに限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々変更可能であることは言うまでもない。
【０１４２】
例えば、本発明は電気自動車やハイブリッド自動車への適用に限定されず、ディーゼルエンジンと電気モータを搭載したハイブリッド鉄道車両等にも適用することができる。マイクロコンピュータが内蔵する周辺回路は上記の説明に限定されず、適宜変更可能である。モータ制御を行う第１制御部とジェネレータ制御を行う第２制御部はシングルチップ又はマルチチップのマイクロコンピュータに限定されない。インバータ動作と整流動作を行うスイッチ回路のスイッチ制御はＣＰＵとＰＷＭを用いた制御に限定されず、専用駆動回路を用いても良い。
【符号の説明】
【０１４３】
１００  同期モータ（ＭＴＲ）
ＩＵ，ＩＶ，ＩＷ  Ｕ相巻線の電流信号、Ｖ相巻線の電流信号、Ｗ相巻線の電流信号
１０１  回転角度センサ
１０２  レゾルバ出力信号（センス出力）
１０３  パワーモジュール（ＰＭＤＬ）
１０４  マイクロコンピュータ
１１０  中央処理装置（ＣＰＵ）
１１１  メモリ（ＭＲＹ）
１１２  タイマカウンタ（ＴＭＣＵＴ）
１１３  通信インタフェース回路（ＥＸＩＦ）
１１４  変換回路（ＡＤＣ，ＲＤＣ）
１１５，１１６  スイッチ制御回路（ＰＷＭ）
１１７  内部バス
２００  同期ジェネレータ（ＧＮＲ）
２０１  回転角度センサ
２０２  レゾルバ出力信号（センス出力）
２０３  パワーモジュール（ＰＭＤＬ）
２０４  マイクロコンピュータ
２１０  中央処理装置（ＣＰＵ）
２１１  メモリ（ＭＲＹ）
２１２  タイマカウンタ（ＴＭＣＵＴ）
２１３  通信インタフェース回路（ＥＸＩＦ）
２１４  変換回路（ＡＤＣ，ＲＤＣ）
２１５，２１６  スイッチ制御回路（ＰＷＭ）
２１７  内部バス
４００  特定の外部端子
３０１  Ｈｚ指示信号
４０１  リセット回路（ＲＥＳＩＣ）
ＲＥＳ＃１、ＲＥＳ＃２  リセット信号
５００  マイクロコンピュータ
５０１  中央処理装置（ＣＰＵ）
５０２  メモリ（ＭＲＹ）
５０３  通信インタフェース回路（ＥＸＩＦ）
５０４  スイッチ制御回路（ＰＷＭ）
【図１】
2011234517.tif 000003
【図２】
2011234517.tif 000004
【図３】
2011234517.tif 000005
【図４】
2011234517.tif 000006
【図５】
2011234517.tif 000007
【図６】
2011234517.tif 000008
【図７】
2011234517.tif 000009
【図８】
2011234517.tif 000010
【図９】
2011234517.tif 000011
【図１０】
2011234517.tif 000012