(57)【要約】【課題】インバータのスイッチング素子が短絡故障した場合に、短絡故障したインバータのスイッチング素子の焼損を防止することのできる回転電機の駆動装置を提供することを目的とする。【解決手段】保護回路スイッチ２３がオンになった後、Ｕ相の平均相電流ＩａｕとＶ相の平均相電流Ｉａｖとの差の絶対値であるａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）と、Ｖ相の平均相電流ＩａｖとＷ相の平均相電流Ｉａｗとの差の絶対値であるａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）とを計算する（ステップＳ５）。相電流差閾値Ｉｒに対してａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合（ステップＳ６）、方形波信号生成部３５はインバータ短絡ＮＧ信号を受信すると、車両ＥＣＵ７にインバータ短絡ＮＧ信号を送信し、デッドタイム生成部３８への出力電流をＬｏｗにする。これにより、保護回路スイッチ２３はオフになる（ステップＳ８）。【選択図】図４Ａ
2015220786.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
回転電機の駆動装置であって、
直流電源に対して並列に接続されているコンデンサと、
前記直流電源の正極から延びる配線であるＤＣプラスラインと、
前記直流電源の負極から延びる配線であるＤＣマイナスラインと、
前記回転電機の各相毎の相電流を測定する電流センサと、
入力側に前記ＤＣプラスライン及び前記ＤＣマイナスラインが接続され、出力側に前記回転電機が接続され、出力側は少なくとも２相の出力を備え、各相にスイッチング素子と前記スイッチング素子毎に並列に接続された還流ダイオードとを備えるインバータと、
前記回転電機の中性点と前記ＤＣプラスライン又は前記ＤＣマイナスラインのいずれか一方との間に接続されている保護回路動素子を有する保護回路スイッチと、
前記回転電機の中性点と前記ＤＣプラスライン又は前記ＤＣマイナスラインのいずれか他方との間に、カソード端子が前記ＤＣプラスライン側又はアノード端子が前記ＤＣマイナスライン側になるように接続されている保護回路ダイオードと、
あらかじめ設定された閾値電圧を前記コンデンサの端子間電圧が超えた場合に保護回路スイッチをオンにし、その状態で前記回転電機の相電流の各相毎の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合は保護回路スイッチをオフにする制御回路と
を備える回転電機の駆動装置。
【請求項２】
回転電機の駆動装置であって、
直流電源に対して並列に接続されているコンデンサと、
前記直流電源の正極から延びる配線であるＤＣプラスラインと、
前記直流電源の負極から延びる配線であるＤＣマイナスラインと、
前記回転電機の各相毎の相電流を測定する電流センサと、
入力側に前記ＤＣプラスライン及び前記ＤＣマイナスラインが接続され、出力側に前記回転電機が接続され、出力側は少なくとも２相の出力を備え、各相にスイッチング素子と前記スイッチング素子毎に並列に接続された還流ダイオードとを備えるインバータと、
前記回転電機の中性点と前記ＤＣプラスライン又は前記ＤＣマイナスラインのいずれか一方との間に接続されている第１の保護回路能動素子と、前記第１の保護回路能動素子と並列であってカソード端子が前記ＤＣプラスライン側又はアノード端子が前記ＤＣマイナスライン側になるように接続される第１の保護回路還流ダイオードとを有する第１の保護回路スイッチと、
前記回転電機の中性点と前記ＤＣプラスライン又は前記ＤＣマイナスラインのいずれか他方との間に接続されている第２の保護回路能動素子と、前記第２の保護回路能動素子と並列であってカソード端子が前記ＤＣプラスライン又はアノード端子が前記ＤＣマイナスライン側になるように接続される第２の保護回路還流ダイオードとを有する第２の保護回路スイッチと、
あらかじめ設定された閾値電圧を前記コンデンサの端子間電圧が超えた場合に前記第１の保護回路スイッチをオンにし、その状態で前記回転電機の相電流の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合に、オンにした前記第１の保護回路スイッチをオフにし、前記第２の保護回路スイッチをオンにし、その状態で前記回転電機の相電流の各相毎の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合に、オンにした前記第２の保護回路スイッチをオフにする制御回路と
を備える回転電機の駆動装置。
【請求項３】
前記制御回路は、前記平均相電流の他の相との差分の全てが前記閾値電流以下である場合に、前記第１の保護回路スイッチと前記第２の保護回路スイッチとを交互にオン、オフを切り替える、請求項２に記載の回転電機の駆動装置。
【請求項４】
前記回転電機の駆動コイルが星形結線である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機の駆動装置。
【請求項５】
前記回転電機の駆動コイルがΔ結線であり、前記駆動コイルは前記回転電機の巻線に接続された結線切り替えスイッチによって星形結線に切り替えることが可能であり、
前記回転電機の中性点は、前記回転電機の各相の巻線を星形結線に切り替えた場合の中性点である、請求項１〜３のいずれか一項に記載の回転電機の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両に搭載される回転電機の駆動装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
回転電機であるモータによって走行する電気自動車（ＥＶ車）やモータとガソリンエンジンとの併用によって走行するプラグインハイブリッド車（ＰＨＶ車）が普及してきている。これらＥＶ車やＰＨＶ車には、直流電源である二次電池が搭載されており、二次電池に蓄えられた電気エネルギーによってモータを駆動することにより車両の走行が行われる。
【０００３】
現在、ＥＶ車やＰＨＶ車等各種車両用のモータとしては、一般的にブラシレス直流モータのような、インバータにより制御されるモータが使用される。こうしたモータが高速回転中に、例えば二次電池の配線が外れたことが原因でインバータの制御が停止することがある。インバータの制御が停止したことで全てのスイッチング素子がオフ状態となった場合、モータの回転により発生した逆起電力による電流が、インバータのスイッチング素子に並列に設けられた還流ダイオードを流れる。また、車両のヘッドライト等の補機類に電力を供給するために二次電池に並列にコンデンサが設けられている。還流ダイオードを流れた逆起電力による電流は、該コンデンサに流れ込むことがある。このとき、コンデンサ電圧はモータの逆起電力の電圧のピークと等しくなる。もしコンデンサ電圧がコンデンサの耐圧を上回ると、コンデンサが破壊されてしまう可能性がある。
【０００４】
特許文献１には、三相のブラシレスモータをインバータによって駆動させる駆動装置が記載されている。この駆動装置では、二次電池の正極から延びる結線であるＤＣプラスライン及び二次電池の負極から延びるＤＣマイナスラインのそれぞれにインバータのスイッチング素子が接続されている。また、この駆動装置には、能動素子が設けられた保護回路が設けられている。能動素子は、ブラシレスモータの複数のコイルの中性点と駆動装置の駆動回路の基準電圧又はグランドとを短絡するためのスイッチング素子として使用される。この駆動装置では、モータの回転数が高くなり発電電圧が著しく大きくなった場合に、保護回路に設けられた能動素子をオンにすることで、発電電圧をコンデンサへかけないことが可能である。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１０−３２３０７９号公報（図４）
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
しかしながら、特許文献１に記載の駆動装置では、インバータの制御が停止した原因として、インバータのスイッチング素子が短絡故障を起こした場合、前記能動素子をオンにした時に、インバータ中のモータからの導通経路に短絡故障したスイッチング素子があると、そのスイッチング素子が設けられている相に電流が集中し、さらにその状態が続くと、その相のスイッチング素子を焼損したり熱による二次的な損害が発生したりする可能性があった。
【０００７】
また、特許文献１に記載の駆動装置では、能動素子をオンにした場合のモータからの電流の導通経路は常に、ＤＣプラスライン及びＤＣプラスラインに接続されているインバータのスイッチング素子又はＤＣマイナスライン及びＤＣマイナスラインに接続されているインバータのスイッチング素子のいずれか一方を経路とする。そのため、経路となった結線や各種素子に大きな電流が集中し続けることにより結線の熱負荷が大きくなる。その対策のためには、結線や各種素子を耐熱性が高いものに変更する必要があるが、この場合にはコストが増大するという問題点があった。
【０００８】
この発明はこのような問題を解決するためになされたものであり、インバータのスイッチング素子が短絡故障した場合に、短絡故障したインバータのスイッチング素子の焼損を防止することのできる回転電機の駆動装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明に係る回転電機の駆動装置は、回転電機の駆動装置であって、直流電源に対して並列に接続されているコンデンサと、直流電源の正極から延びる配線であるＤＣプラスラインと、直流電源の負極から延びる配線であるＤＣマイナスラインと、回転電機の各相毎の相電流を測定する電流センサと、入力側にＤＣプラスライン及びＤＣマイナスラインが接続され、出力側に回転電機が接続され、出力側は少なくとも２相の出力を備え、各相にスイッチング素子とスイッチング素子毎に並列に接続された還流ダイオードとを備えるインバータと、回転電機の中性点とＤＣプラスライン又はＤＣマイナスラインのいずれか一方との間に接続されている保護回路動素子を有する保護回路スイッチと、回転電機の中性点とＤＣプラスライン又はＤＣマイナスラインのいずれか他方との間に、カソード端子がＤＣプラスライン側又はアノード端子がＤＣマイナスライン側になるように接続されている保護回路ダイオードと、あらかじめ設定された閾値電圧をコンデンサの端子間電圧が超えた場合に保護回路スイッチをオンにし、その状態で回転電機の相電流の各相毎の電流値からスイッチング素子の短絡故障を検知した場合は保護回路スイッチをオフにする制御回路とを備える。
【００１０】
この発明に係る回転電機の駆動装置は、回転電機の駆動装置であって、直流電源に対して並列に接続されているコンデンサと、直流電源の正極から延びる配線であるＤＣプラスラインと、直流電源の負極から延びる配線であるＤＣマイナスラインと、回転電機の各相毎の相電流を測定する電流センサと、入力側にＤＣプラスライン及びＤＣマイナスラインが接続され、出力側に回転電機が接続され、出力側は少なくとも２相の出力を備え、各相にスイッチング素子とスイッチング素子毎に並列に接続された還流ダイオードとを備えるインバータと、回転電機の中性点とＤＣプラスライン又はＤＣマイナスラインのいずれか一方との間に接続されている第１の保護回路能動素子と、第１の保護回路能動素子と並列であってカソード端子がＤＣプラスライン側又はアノード端子がＤＣマイナスライン側になるように接続される第１の保護回路還流ダイオードとを有する第１の保護回路スイッチと、回転電機の中性点とＤＣプラスライン又はＤＣマイナスラインのいずれか他方との間に接続されている第２の保護回路能動素子と、第２の保護回路能動素子と並列であってカソード端子がＤＣプラスライン又はアノード端子がＤＣマイナスライン側になるように接続される第２の保護回路還流ダイオードとを有する第２の保護回路スイッチと、あらかじめ設定された閾値電圧をコンデンサの端子間電圧が超えた場合に第１の保護回路スイッチをオンにし、その状態で回転電機の相電流の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合に、オンにした第１の保護回路スイッチをオフにし、第２の保護回路スイッチをオンにし、その状態で回転電機の相電流の各相毎の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合に、オンにした第２の保護回路スイッチをオフにする制御回路とを備える。
制御回路は、平均相電流の他の相との差分の全てが閾値電流以下である場合に、第１の保護回路スイッチと第２の保護回路スイッチとを交互にオン、オフを切り替えてもよい。
回転電機の駆動コイルが星形結線であってもよい。
回転電機の駆動コイルがΔ結線であり、駆動コイルは回転電機の巻線に接続された結線切り替えスイッチによって星形結線に切り替えることが可能であり、回転電機の中性点は、回転電機の各相の巻線を星形結線に切り替えた場合の中性点であってもよい。
【発明の効果】
【００１１】
この発明によれば、あらかじめ設定された閾値電圧をコンデンサの端子間電圧が超えた場合に保護回路スイッチをオンにし、その状態で前記回転電機の相電流の各相毎の電流値から前記スイッチング素子の短絡故障を検知した場合は保護回路スイッチをオフにすることで、回転電機の逆起電力による相電流が短絡故障したインバータのスイッチング素子に流れなくなるため、短絡故障したインバータのスイッチング素子の焼損を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置を搭載する車両の概略図である。
【図２】この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置の概略図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置に設けられた制御回路の概略図である。
【図４Ａ】この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図４Ｂ】この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図５Ａ】この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置の概略図である。
【図５Ｂ】この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置の概略図である。
【図６】この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置に設けられた制御回路の概略図である。
【図７】この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図８】この発明の実施の形態３に係る回転電機の駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図９】この発明の実施の形態４に係る回転電機の駆動装置の概略図である。
【図１０】この発明の実施の形態４に係る回転電機の駆動装置の動作を示すフローチャートである。
【図１１】この発明の実施の形態４に係る回転電機の等価回路図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１
この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置が設けられた車両を図１に示す。車両１はＰＨＶ車であり、エンジン２と回転電機であるモータ３とモータ３を駆動させるための駆動装置４とを備えている。エンジン２とモータ３とは車両１の動力であり、動力伝達部５によって接続されている。モータ３は三相のブラシレス直流モータである。モータ３と駆動装置４とは電気的に接続されている。さらに車両１は、二次電池６と車両ＥＣＵ７とを備えている。二次電池６は、駆動装置４と車両ＥＣＵ７と補機類４５とに電気的に接続されており、これらに電力を供給する。補機類４５は例えば、車両１のヘッドライト等である。車両ＥＣＵ７は、エンジン２とモータ３と駆動装置４と二次電池６と補機類４５とに電気的に接続されており、これらの動作を制御する。
【００１４】
駆動装置４の構成を図２に示す。二次電池６の陽極から延びる配線をＤＣプラスライン８とし、陰極から延び駆動装置４のグランドと共通である配線をＤＣマイナスライン９とする。ＤＣプラスライン８とＤＣマイナスライン９との間に二次電池６と並列に、補機類４５（図１参照）の駆動電力を一時的に蓄積するためのコンデンサ１０が接続されている。ＤＣプラスライン８とＤＣマイナスライン９との間の電圧が駆動装置４における二次電池６及びコンデンサ１０の端子間電圧と同じであり、ＤＣマイナスライン９はグランドと共通であるため、ＤＣプラスライン８の電圧を駆動装置４における基準電圧Ｖｃｃとして表す。コンデンサ１０と補機類４５とは電気的に接続されている。また、ＤＣプラスライン８とＤＣマイナスライン９との間に３相のインバータであるインバータ１１が設けられている。インバータ１１には、スイッチング素子として上アーム側に能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが、下アーム側に能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが設けられている。能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｗはＰチャネル形ＭＯＳＦＥＴである。
【００１５】
モータ３は内部に、Ｕ相の駆動コイル１８ｕと、Ｖ相の駆動コイル１８ｖと、Ｗ相の駆動コイル１８ｗとを有している。駆動コイル１８ｕと、駆動コイル１８ｖと、駆動コイル１８ｗとは星形結線であり、中性点１９にそれぞれ接続している。能動素子１２ｕは、ＤＣプラスライン８と駆動コイル１８ｕとの間に接続されている。能動素子１３ｕは、ＤＣマイナスライン９と駆動コイル１８ｕとの間に接続されている。能動素子１２ｖは、ＤＣプラスライン８と駆動コイル１８ｖとの間に接続されている。能動素子１３ｖは、ＤＣマイナスライン９と駆動コイル１８ｖとの間に接続されている。能動素子１２ｗは、ＤＣプラスライン８と駆動コイル１８ｗとの間に接続されている。能動素子１３ｗはＤＣマイナスライン９と駆動コイル１８ｗとの間に接続されている。能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのゲートは、図示しないゲートドライバ回路に接続されており、図示しないゲートドライバ回路は車両ＥＣＵ７（図１参照）に接続されている。能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗには、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗと並列に且つＤＣプラスライン８側にカソード端子が接続されるように還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗが設けられている。能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗには、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗと並列に且つＤＣプラスライン８側にカソード端子が接続されるように還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗが設けられている。実施の形態１では、能動素子１２ｕ〜１２ｗ，１３ｕ〜１３ｗはＭＯＳＦＥＴであるので、それぞれの寄生ダイオードを還流ダイオードとしてもよい。
【００１６】
ＤＣプラスライン８と中性点１９との間に、Ｐチャネル形ＭＯＳＦＥＴである保護回路能動素子１７が設けられている。保護回路能動素子１７と並列に且つＤＣプラスライン８側にカソード端子が接続されるように、保護回路還流ダイオード２０が設けられている。この保護回路還流ダイオード２０も寄生ダイオードを用いてもよい。保護回路能動素子１７と、保護回路還流ダイオード２０とは、第１の保護回路スイッチである保護回路スイッチ２３を構成している。ＤＣマイナスライン９と中性点１９との間に、Ｐチャネル形ＭＯＳＦＥＴである保護回路能動素子２１が設けられている。保護回路能動素子２１と並列に且つＤＣマイナスライン９側にアノード端子が接続されるように、保護回路還流ダイオード２２が設けられている。この保護回路還流ダイオード２２も寄生ダイオードを用いてもよい。保護回路能動素子２１と、保護回路還流ダイオード２２とは、第２の保護回路スイッチである保護回路スイッチ２４を構成している。保護回路スイッチ２３と保護回路スイッチ２４とは、駆動装置４の保護回路を構成している。そして、制御回路２５が設けられており、ＤＣプラスライン８に、制御回路２５の入力線である制御回路入力線２６が接続されており、保護回路能動素子１７のゲート端子に、制御回路２５の一方の出力線である制御回路出力線２８が接続されており、保護回路能動素子２１のゲート端子に、制御回路２５の他方の出力線である制御回路出力線２７が接続されている。モータ３とインバータ１１とを接続するＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の配線に、各相毎の電流を測定するための電流センサ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗがそれぞれ設けられている。電流センサ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗの測定結果を制御回路２５へ入力するための電流センサ出力線４３ｕ，４３ｖ，４３ｗが、電流センサ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗのそれぞれに対して設けられている。
【００１７】
制御回路２５の構成を図３に示す。制御回路入力線２６には、電圧検知部２９が接続されている。電圧検知部２９には、方形波信号生成部３５と、比較器３１とが接続されている。比較器３１には、過電圧閾値記憶部３２と、方形波信号生成部３５と、ＡＮＤ回路３３，３４の入力とが接続されている。方形波信号生成部３５には短絡検知部４４が接続され、短絡検知部４４には電流センサ出力線４３ｕ，４３ｖ，４３ｗが接続されている。また、方形波信号生成部３５は、図示しない結線で車両ＥＣＵ７と接続されている。さらに、方形波信号生成部３５には、ＮＯＴ回路３６の入力とデッドタイム生成部３８とが接続されている。ＮＯＴ回路３６の出力にはデッドタイム生成部３７が接続されている。デッドタイム生成部３７にはＡＮＤ回路３３の入力が接続されている。ＡＮＤ回路３３の出力にはスイッチ駆動ＩＣ３９が接続されている。スイッチ駆動ＩＣ３９に制御回路出力線２７が接続されている。デッドタイム生成部３８にはＡＮＤ回路３４の入力が接続されている。ＡＮＤ回路３４の出力にはスイッチ駆動ＩＣ４１が接続されている。スイッチ駆動ＩＣ４１には制御回路出力線２８が接続されている。
【００１８】
次に、この発明の実施の形態１に係る回転電機の駆動装置の動作について説明する。
図１に示されるように、モータ３の動力によって車両１が走行する場合は、車両ＥＣＵ７が駆動装置４を制御する。具体的には、図２に示されるように、駆動装置４に設けられているインバータ１１の能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのゲートを、図示しないゲートドライバ回路がスイッチング制御することで、インバータ１１から出力される交流電力によりモータ３が回転する。この時、保護回路能動素子２１，１７のゲートに接続されている制御回路出力線２７，２８の出力はない状態、つまり電圧出力Ｌｏｗの状態であるため、保護回路能動素子１７、２１はオフの状態である。
【００１９】
モータ３が回転中に、インバータ１１の故障等何らかの原因でインバータ１１の制御が停止して全てのスイッチング素子がオフ状態となった場合、モータ３の回転によりモータ３の各相に逆起電力が発生する。これにより、モータ３からの電流が還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを通ってＤＣプラスライン８へ流れ込む。このときコンデンサ１０の静電容量に余裕があればコンデンサ１０に電荷がチャージされていく。モータ３の回転が速すぎて、モータ３に発生する逆起電力が過大な場合は、ＤＣプラスライン８では基準電圧Ｖｃｃが上昇して過電圧状態となる。
【００２０】
次に、車両１の走行中にインバータ１１の制御が停止した場合の動作を、図４Ａ及び図４Ｂのフローチャートを用いて説明する。車両１の走行開始と同時に、電圧検知部２９は基準電圧Ｖｃｃの検知を開始しており、比較器３１に基準電圧Ｖｃｃの値を入力する。過電圧閾値記憶部３２には、車両１での過電圧閾値（閾値電圧）ＶＬｉｍがあらかじめ記憶されており、過電圧閾値記憶部３２は比較器３１に過電圧閾値ＶＬｉｍを送信する。比較器３１は基準電圧Ｖｃｃと過電圧閾値ＶＬｉｍを比較する（ステップＳ１）。基準電圧Ｖｃｃが過電圧閾値ＶＬｉｍ未満である時は、比較器３１は電圧出力ＬｏｗをＡＮＤ回路３４に出力する。比較器３１からの入力が電圧出力Ｌｏｗであるため、ＡＮＤ回路３３はスイッチ駆動ＩＣ３９に電圧出力Ｌｏｗを出力し、ＡＮＤ回路３４はスイッチ駆動ＩＣ４１に電圧出力Ｌｏｗを出力する。スイッチ駆動ＩＣ４１に対する入力が電圧出力Ｌｏｗであるから、スイッチ駆動ＩＣ４１は保護回路スイッチ２３をオフのままにし（ステップＳ２）、ステップＳ１から動作を繰り返す。
【００２１】
一方、ステップＳ１において、比較器３１に入力される基準電圧Ｖｃｃの値が比較器３１に入力される過電圧閾値ＶＬｉｍ以上である時は、比較器３１は方形波信号生成部３５に過電圧検知信号を出力し、さらにＡＮＤ回路３３，３４に電圧出力Ｈｉｇｈを出力する。方形波信号生成部３５は、ＮＯＴ回路３６とデッドタイム生成部３８とに電力出力Ｈｉｇｈを出力する。ＮＯＴ回路３６は電力出力Ｈｉｇｈが入力したのを受けてデッドタイム生成部３７に電力出力Ｌｏｗを出力する。デッドタイム生成部３７はＡＮＤ回路３３に電圧出力Ｌｏｗを出力する。デッドタイム生成部３８はＡＮＤ回路３４に電圧出力Ｈｉｇｈを出力する。ＡＮＤ回路３４はデッドタイム生成部３８から電圧出力Ｈｉｇｈを入力されており、また比較器３１から電圧出力Ｈｉｇｈを入力されているので、スイッチ駆動ＩＣ４１に対して電圧出力Ｈｉｇｈを出力する。スイッチ駆動ＩＣ４１は、制御回路出力線２８で接続された保護回路スイッチ２３をオンにする（ステップＳ３）。
【００２２】
図２に示すように、保護回路スイッチ２３がオンになり、保護回路スイッチ２４がオフであることで、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが短絡していないならば、モータ３にて発生した逆起電力により、モータ３からの電流が還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを通ってＤＣプラスライン８へ流れ、ＤＣプラスライン８から保護回路能動素子１７を通ってモータ３の中性点１９へ流れ、モータ３へ帰還する。このため、ＤＣプラスライン８から二次電池６及びコンデンサ１０へ電流が流れこまず、コンデンサ１０へのチャージは起こらない。つまり保護回路が動作している状態である。
【００２３】
次に、図４Ａに示すように、短絡検知部４４は、電流センサ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗが測定したモータ３の逆起電力によるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電流値から、各相の平均電流、すなわちＵ相の平均相電流Ｉａｕ、Ｖ相の平均相電流Ｉａｖ，Ｗ相の平均相電流Ｉａｗを計算する（ステップＳ４）。続いて、短絡検知部４４は、Ｕ相の平均相電流ＩａｕとＶ相の平均相電流Ｉａｖとの差の絶対値であるａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）と、Ｖ相の平均相電流ＩａｖとＷ相の平均相電流Ｉａｗとの差の絶対値であるａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）とを計算する（ステップＳ５）。さらに、短絡検知部４４は、二相間の平均電流の差の絶対値の閾値である相電流差閾値Ｉｒを保持している。もしインバータ１１のスイッチング素子である能動素子のうち、ＤＣプラスライン８に接続されている能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが短絡故障を起こしたことがインバータの制御の停止の原因である場合は、短絡した能動素子が設けられている相に電流が集中して大電流が流れてしまう。大電流が流れている相の存在を確認するために、短絡検知部４４は、Ｕ相の平均相電流ＩａｕとＶ相の平均相電流Ｉａｖとの差の絶対値ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）及びＵ相の平均相電流ＩａｕとＶ相の平均相電流Ｉａｖとの差の絶対値ａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）がそれぞれ、相電流差閾値Ｉｒよりも大きいかを判定する（ステップＳ６）。ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち少なくとも１つが短絡していると考えられる。
【００２４】
ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合、短絡検知部４４は方形波信号生成部３５に、方形波信号生成部３５からＮＯＴ回路３６及びデッドタイム生成部３８への電力出力をＨｉｇｈからＬｏｗに切り変える指示を送信する。方形波信号生成部３５は、ＮＯＴ回路３６及びデッドタイム生成部３８への電力出力をＨｉｇｈからＬｏｗに変える。これにより、デッドタイム生成部３７からの電力出力がＨｉｇｈになる。このとき、デッドタイム生成部３７，３８それぞれの電力出力が同時にＨｉｇｈになると、保護回路スイッチ２３，２４がそれぞれ同時にオンになり不具合が発生するため、同時にＨｉｇｈにならないように、デッドタイム生成部３７，３８で調整が行われる。ＡＮＤ回路３３への入力が両方ともＨｉｇｈになることから、スイッチ駆動ＩＣ３９の出力がＨｉｇｈになる。よって保護回路スイッチ２４はオンにされる（ステップＳ７）。これと同時に、デッドタイム生成部３８からの電力出力がＬｏｗになり、ＡＮＤ回路３４への入力が両方ともＨｉｇｈでなくなることから、スイッチ駆動ＩＣ４１の電力出力がＬｏｗになる。このため、保護回路スイッチ２３がオフにされる（ステップＳ８）。
【００２５】
図２に示すように、保護回路スイッチ２３がオフにされて、保護回路スイッチ２４がオンにされると、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが短絡していないならば、モータ３にて発生した逆起電力により、モータ３の中性点１９からの電流が保護回路能動素子２１を通ってＤＣマイナスライン９へ流れ、ＤＣマイナスライン９から還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを通ってモータ３へ流れて帰還する。モータ３で発生した電流がモータ３へ帰還するため、ＤＣマイナスライン９から二次電池６及びコンデンサ１０へ電流が流れこまず、コンデンサ１０へのチャージは起こらない。つまり保護回路が動作している状態である。
【００２６】
このとき、短絡検知部４４は、図４Ｂに示すように、電流センサ４２ｕ，４２ｖ，４２ｗが測定したモータ３の逆起電力によるＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電流値から、ステップＳ４〜ステップＳ６と同様に、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ又はａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒが成立しているかを判定する（ステップＳ９〜ステップＳ１１）。ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの少なくとも１つが短絡していると考えられる。
【００２７】
ステップＳ１１において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合、保護回路スイッチ２３がオンとなり保護回路スイッチ２４がオフである場合と、保護回路スイッチ２３がオフとなり保護回路スイッチ２４がオンである場合との両方の場合でａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立しているので、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのそれぞれのうち少なくとも１つずつが短絡している。このため、モータ３の逆起電力による電流を還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ及び還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗに流してモータ３へ帰還させることはできない。この場合は、短絡検知部４４は、方形波信号生成部３５にインバータ短絡ＮＧ信号を送信する（ステップＳ１２）。方形波信号生成部３５はインバータ短絡ＮＧ信号を受信すると、デッドタイム生成部３７，３８への出力電圧をＬｏｗにする。これにより、保護回路スイッチ２３，２４はオフにされる。（ステップＳ１３）。その結果、モータ３で発生した電流が能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに流れなくなり、短絡故障した能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの少なくとも１つ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの少なくとも１つの焼損が防止できる。その後、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００２８】
一方、ステップＳ６でａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒのいずれも成立していない場合は、保護回路スイッチ２３がオンの状態及び保護回路スイッチ２４がオフの状態が維持される（ステップＳ１４）。この場合、ステップＳ４と同様に、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作が継続するので、コンデンサ１０へのチャージは起こらない。このため、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００２９】
さらに、ステップＳ１１でａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒのいずれも成立していない場合は、保護回路スイッチ２３がオフの状態及び保護回路スイッチ２４がオンの状態が維持される（ステップＳ１５）。この場合、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち少なくとも１つが短絡しているものの、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは短絡していないため、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子２１とＤＣマイナスライン９と還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとを通ってモータ３へ帰還させることが可能であり、コンデンサ１０へのチャージは起こらない。このため、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００３０】
このように、あらかじめ設定された過電圧閾値ＶＬｉｍをコンデンサ１０の端子間電圧と等しい基準電圧Ｖｃｃが超えた場合に保護回路能動素子１７又は保護回路能動素子２１をオンにし、モータ３の逆起電力による相電流の各相毎の平均電流である平均相電流Ｉａｗ，Ｉａｖ，Ｉａｗを計算し、さらに、平均相電流Ｉａｗ，Ｉａｖ，Ｉａｗの他の相との差分の絶対値ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ），ａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ），ａｂｓ（Ｉａｗ−Ｉａｕ）を計算し、平均相電流の差分ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ），ａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ），ａｂｓ（Ｉａｗ−Ｉａｕ）の少なくとも１つが過電圧閾値ＶＬｉｍを超えた場合は保護回路能動素子１７又は保護回路能動素子２１をオフにすることで、モータ３の逆起電力による相電流が、短絡故障したスイッチング素子を含むインバータ１１のスイッチング素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ又はスイッチング素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを流れなくなるため、短絡故障したインバータ１１のスイッチング素子の焼損を防止することができる。
【００３１】
実施の形態２
次に、この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置を説明する。尚、以下の実施の形態において、図１〜図４の参照符号と同一の符号は、同一または同様な構成要素であるので、その詳細な説明は省略する。
この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置は、実施の形態１に対して、保護回路スイッチ２３と保護回路スイッチ２４とのオン、オフを交互に切り替えるようにするものである。実施の形態２に係る回転電機の駆動装置の構成は、実施の形態１と同じである。
【００３２】
次に、この発明の実施の形態２に係る回転電機の駆動装置の動作を図５Ａ及び図５Ｂのフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ６の動作までは実施の形態１と同じである。ステップＳ６において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒのいずれも成立していないと判断した場合、インバータ１１の下アームの能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗがいずれも短絡していないので、短絡検知部４４は下アーム短絡無しの情報を保持し（ステップＳ１６）、ステップＳ７の動作へ移行する。一方、ステップＳ６において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立していると判断した場合は、短絡検知部４４は下アーム短絡無しの情報を保持せずに、ステップＳ７の動作へ移行する。
【００３３】
ステップＳ７からステップＳ１１までの動作は実施の形態１と同じである。ステップＳ１１において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒのいずれも成立していない場合、インバータ１１の上アームの能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗがいずれも短絡していないので、短絡検知部４４は上アーム短絡無しの情報を保持する（ステップＳ１７）。次に、短絡検知部４４は、上アーム短絡無しの情報及び下アーム短絡無しの情報を保持しているか判定する（ステップＳ１８）。下アーム短絡無しの情報を保持していない場合は、上アームの能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗがいずれも短絡していないが、下アームの能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち少なくとも１つが短絡しているということである。この場合、モータ３の中性点１９からの電流が保護回路能動素子２１を通ってＤＣマイナスライン９へ流れ、ＤＣマイナスライン９から還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗを通ってモータ３へ流れる動作しか可能ではないため、現状の動作を継続させ、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。一方、ステップＳ１８において、上アーム短絡無しの情報及び下アーム短絡無しの情報を両方とも保持している場合は、短絡検知部４４は、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｗがいずれも短絡していないということを示す能動素子短絡無しの信号を方形波信号生成部３５へ送信する（ステップＳ１９）。
【００３４】
方形波信号生成部３５は、方形波の出力を開始する（ステップＳ２０）。方形波信号生成部３５から方形波が出力され、ＮＯＴ回路３６とデッドタイム生成部３８とに方形波が入力される。ＮＯＴ回路３６は、入力された方形波の波形のＨｉｇｈとＬｏｗが逆転した波形の方形波をデッドタイム生成部３７に出力する。つまり、デッドタイム生成部３７から出力される方形波と、デッドタイム生成部３８から出力される方形波とを比較すると、波長と周期とが同じで、波形の波高が反転している。このとき、周期のずれなどでデッドタイム生成部３７，３８の電力出力が同時にＨｉｇｈになると、保護回路スイッチ２３，２４が同時にオンになり不具合が発生するため、同時にＨｉｇｈにならないように、デッドタイム生成部３７，３８でタイミングの調整が行われる。基準電圧Ｖｃｃが過電圧状態のため、比較器３１よりＡＮＤ回路３３，３４へ電力出力Ｈｉｇｈが出力されている。よって、ＡＮＤ回路３３，３４から出力される方形波は、デッドタイム生成部３７、３８からＡＮＤ回路３３，３４に出力される方形波の波形に基づいて決まる。
【００３５】
ＡＮＤ回路３３，３４から互いに波高が反転した方形波が出力されると、スイッチ駆動ＩＣ３９，４１は波形のＨｉｇｈ、Ｌｏｗに基づいて、保護回路スイッチ２３，２４を交互にオン、オフする（ステップＳ２１、Ｓ２２）。保護回路スイッチ２３，２４が交互にオン、オフすることにより、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作と、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子２１とＤＣマイナスライン９と還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作とが交互に行われる。これにより、保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通る流れと、保護回路能動素子２１とＤＣマイナスライン９と還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとを通る流れとのどちらか一方に電流が流れ続けることを防げるので、どちらか一方の電流による熱負荷を抑えることができる。
【００３６】
また、ステップＳ１１において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合は、上アームの能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのうち少なくとも１つが短絡している。その場合に短絡検知部４４は、下アーム能動素子短絡無しの情報を保持していたか否かを判定する（ステップＳ２３）。短絡検知部４４が下アーム能動素子短絡無しの情報を保持している場合は、下アームの能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗは短絡していない。したがって、モータ３の中性点１９からの電流が還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗを通ってＤＣプラスライン８に流れ、ＤＣプラスライン８から保護回路能動素子１７を通ってモータ３へ流れる動作しか可能ではないため、スイッチ駆動ＩＣ３９は保護回路スイッチ２４をオフにし、スイッチ駆動ＩＣ４１は保護回路スイッチ２３をオンにする（ステップＳ２４）。その後、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００３７】
一方、ステップＳ２３にて、短絡検知部４４が下アーム能動素子短絡無しの情報を保持していない場合は、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗのうち少なくとも１つ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち少なくとも１つが短絡しているため、モータ３の逆起電力による電流を還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ及び還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗに流してモータ３へ帰還させることはできない。この場合は、短絡検知部４４は、方形波信号生成部３５にインバータ短絡ＮＧ信号を送信する（ステップＳ１２）。ステップＳ１２以降の動作は実施の形態１と同じである。
【００３８】
このように、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗが全て短絡していない場合に、保護回路スイッチ２３，２４を交互にオン、オフすることで、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作と、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子２１とＤＣマイナスライン９と還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作とが交互に行われることにより、保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通る流れと、保護回路能動素子２１とＤＣマイナスライン９と還流ダイオード１５ｕ，１５ｖ，１５ｗとを通る流れとのどちらか一方に電流が流れ続けることを防げるので、保護回路能動素子１７及び保護回路能動素子２１と、ＤＣプラスライン８及びＤＣマイナスライン９と、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ及び能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗとの熱負荷を抑えることができる。
【００３９】
実施の形態３
次に、この発明の実施の形態３に係る回転電機の駆動装置を説明する。
この発明の実施の形態３に係る回転電機の駆動装置は、実施の形態１に対して、保護回路スイッチ２３のみを設けるものである。
【００４０】
実施の形態３における駆動装置４’の構成を図６に示す。実施の形態１に対して保護回路スイッチ２４と制御回路出力線２７とが設けられていない。そして、ＤＣマイナスライン９と中性点１９との間に、ＤＣマイナスライン９側にアノード端子が接続されるように、保護回路ダイオード１６が設けられている。また、制御回路２５の代わりに制御回路２５’が設けられている
【００４１】
制御回路２５’の構成を図７に示す。実施の形態１に対して制御回路出力線２７とＡＮＤ回路３３とデッドタイム生成部３７とスイッチ駆動ＩＣ３９とが設けられていない。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００４２】
次に、この発明の実施の形態３に係る回転電機の駆動装置の動作を図８のフローチャートを参照して説明する。
ステップＳ２までの動作は実施の形態１と同じである。ステップＳ１において、比較器３１に入力される基準電圧Ｖｃｃの値が比較器３１に入力される過電圧閾値ＶＬｉｍ以上である時は、スイッチ駆動ＩＣ４１が保護回路スイッチ２３をオンにする（ステップＳ２５）。その後、ステップＳ６までの動作は実施の形態１と同じである。
【００４３】
ステップＳ６において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒの少なくとも１つが成立している場合、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗのうち少なくとも１つが短絡している。この場合は、ステップＳ１２の動作が行われる。その後、方形波信号生成部３５は、インバータ短絡ＮＧ信号を受信すると、デッドタイム生成部３８への出力電圧をＬｏｗにする。これにより、保護回路スイッチ２３はオフにされる。（ステップＳ２６）。その結果、モータ３で発生した電流が能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗに流れなくなり、短絡故障した能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの少なくとも１つの焼損が防止できる。その後、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００４４】
一方、ステップＳ６において、ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ）＞Ｉｒ及びａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ）＞Ｉｒのいずれも成立していない場合は、保護回路スイッチ２３がオンの状態が維持される（ステップＳ２７）。よって実施の形態１と同じく、モータ３で発生した電流を保護回路能動素子１７とＤＣプラスライン８と還流ダイオード１４ｕ，１４ｖ，１４ｗとを通ってモータ３へ帰還させる動作が継続するので、コンデンサ１０へのチャージは起こらない。このため、基準電圧Ｖｃｃの過電圧検知を終了する。
【００４５】
このように、あらかじめ設定された過電圧閾値ＶＬｉｍをコンデンサ１０の端子間電圧と等しい基準電圧Ｖｃｃが超えた場合に保護回路能動素子１７をオンにし、モータ３の相電流の各相毎の平均電流である平均相電流Ｉａｗ，Ｉａｖ，Ｉａｗを計算し、さらに、平均相電流Ｉａｗ，Ｉａｖ，Ｉａｗの他の相との差分の絶対値ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ），ａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ），ａｂｓ（Ｉａｗ−Ｉａｕ）を計算し、平均相電流の差分ａｂｓ（Ｉａｕ−Ｉａｖ），ａｂｓ（Ｉａｖ−Ｉａｗ），ａｂｓ（Ｉａｗ−Ｉａｕ）の少なくとも１つが過電圧閾値ＶＬｉｍを超えた場合は保護回路能動素子１７をオフにすることで、モータ３の逆起電力による相電流が、少なくとも１つが短絡故障しているインバータ１１のスイッチング素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗを流れなくなるため、短絡故障したインバータ１１のスイッチング素子の焼損を防止することができる。
【００４６】
実施の形態３では、ＤＣプラスライン８と中性点１９との間に保護回路スイッチ２３を設け、ＤＣマイナスライン９と中性点１９との間に保護回路ダイオード１６を設けていたが、ＤＣマイナスライン９と中性点１９との間に保護回路スイッチ２３を設け、ＤＣプラスライン８と中性点１９との間に保護回路ダイオード１６を設けてもよい。また、保護回路スイッチ２３の保護回路還流ダイオードは無くてもよい。
【００４７】
実施の形態４
次に、この発明の実施の形態４に係る回転電機の駆動装置を説明する。
この発明の実施の形態４に係る回転電機の駆動装置は、実施の形態１に対して、モータ３の結線を星形結線からΔ結線に変更したものである。
【００４８】
図９に示すように、駆動装置４”に設けられたモータ４６は、Δ結線の三相のブラシレス直流モータであり、駆動コイル４７ｕ，４７ｖ，４７ｗ，４８ｕ，４８ｖ，４８ｗが設けられている。駆動コイル４７ｕ，４８ｕがインバータ１１のＵ相の出力とＶ相の出力との間に接続されてモータ４６のＵ相の結線を構成している。同じく駆動コイル４７ｖ，４８ｖがインバータ１１のＶ相の出力とＷ相の出力との間に接続されてモータ４６のＶ相の結線を構成している。さらに駆動コイル４７ｗ，４８ｗがインバータ１１のＷ相の出力とＵ相の出力との間に接続されてモータ４６のＷ相の結線を構成している。そして駆動コイル４７ｕ，４８ｕと、駆動コイル４７ｖ，４８ｖと、駆動コイル４７ｗ，４８ｗとはΔ結線されている。駆動装置４”には、駆動コイル４７ｕと駆動コイル４８ｕとが接続されている点から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、結線切り替えスイッチ能動素子４９が設けられている。同様に、駆動コイル４７ｖと駆動コイル４８ｖとが接続されている点から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、結線切り替えスイッチ能動素子５０が設けられている。結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０はＰチャネル形ＭＯＳＦＥＴである。結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０と並列に、結線切り替えスイッチ還流ダイオード５１，５２が、駆動コイル４８ｗと接続する点をカソード側にして設けられている。結線切り替えスイッチ能動素子４９と結線切り替えスイッチ還流ダイオード５１とで、結線切り替えスイッチ５３を構成している。結線切り替えスイッチ能動素子５１と結線切り替えスイッチ還流ダイオード５２とで、結線切り替えスイッチ５４を構成している。この結線切り替えスイッチ還流ダイオード５１，５２も寄生ダイオードを用いてもよい。
【００４９】
ＤＣプラスライン８から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、ＤＣプラスライン８側に保護回路還流ダイオード２０のカソード側があるように、保護回路スイッチ２３が設けられている。ＤＣマイナスライン９から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、ＤＣマイナスライン９側に保護回路還流ダイオード２２のアノード側があるように、保護回路スイッチ２４が設けられている。方形波信号生成部３５が、モータ結線切り替え出力線５５によって結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０のゲートに接続されている。その他の構成は実施の形態１と同じである。
【００５０】
次に、この発明の実施の形態４に係る回転電機の駆動装置の動作を説明する。
図９に示すようにモータ４６の動力によって車両１が走行する場合は、車両ＥＣＵ７（図１参照）が駆動装置４”を制御する。具体的には、実施の形態１と同様に、駆動装置４”に設けられたインバータ１１から出力される交流電力によりモータ４６が回転する。車両の走行開始時には、結線切り替えスイッチ５３，５４はオフの状態である。
【００５１】
次に、車両１の走行中にインバータ１１の制御が停止した場合の動作を、図１０のフローチャートを用いて説明する。車両１の走行開始後、ステップＳ１、ステップＳ２までの動作は実施の形態１と同じである。基準電圧Ｖｃｃが過電圧状態となり、ステップＳ１において、比較器３１に入力される基準電圧Ｖｃｃの値が、比較器３１に入力される過電圧閾値ＶＬｉｍ以上になると、比較器３１は方形波信号生成部３５に過電圧検知信号を出力する（ステップＳ３０）。方形波信号生成部３５は、モータ結線切り替え出力線５５に出力電流Ｈｉｇｈを出力する。モータ結線切り替え出力線５５の電圧出力がＨｉｇｈになることで、結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０のゲート端子の電圧出力がＨｉｇｈになり、結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０がオンに切り替わることで、結線切り替えスイッチ５３，５４がオンになる（ステップＳ３１）。
【００５２】
モータ４６と保護回路能動素子１７及び保護回路還流ダイオード２０と、保護回路能動素子２１及び保護回路還流ダイオード２２との結線は、オン状態の結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０とそれらに並列な結線切り替えスイッチ還流ダイオード５１，５２とを省略して記載すると、図１１に示すような結線と等価になる。したがって、結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０（図９参照）がオンに切り替わった時のモータ４６は、駆動コイル４７ｕに対して駆動コイル４８ｗと、駆動コイル４８ｕに対して駆動コイル４７ｖと、駆動コイル４８ｖに対して駆動コイル４７ｗとがそれぞれ組となって並列に結線されるようになる。そして各並列に結線された駆動コイルのそれぞれの組は、中性点５６に星形結線されるようになる。つまり、結線切り替えスイッチ５３，５４（図９参照）をオンにすることにより、駆動コイルをΔ結線から星形結線に切り替えることが可能である。さらに中性点５６からＤＣプラスライン８までの間に保護回路スイッチ２３が設けられており、中性点５６からＤＣマイナスライン９までの間に保護回路スイッチ２４が設けられている。中性点５６からＤＣプラスライン８までの間に保護回路スイッチ２４が設けられ、中性点５６からＤＣマイナスライン９までの間に保護回路スイッチ２４が設けられている構成は実施の形態１と同じ構成である。
【００５３】
図１０に示すように、ステップＳ３１の動作を行った後、方形波信号生成部３５は、比較器３１に結線切り替え完了信号を送信する（ステップＳ３２）。結線切り替え完了信号を受信した比較器３１はＡＮＤ回路３３，３４に電圧出力Ｈｉｇｈを出力する。以降はステップＳ３と図４Ａ，４Ｂに示すそれ以降の動作を行う。
【００５４】
このように、Δ結線のモータ４６が設けられた制御装置４”においても、駆動コイル４７ｕと駆動コイル４８ｕとが接続されている点から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、結線切り替えスイッチ５１を設け、駆動コイル４７ｖと駆動コイル４８ｖとが接続されている点から駆動コイル４７ｗと駆動コイル４８ｗとが接続されている点までの間に、結線切り替えスイッチ５４を設け、モータ４６の駆動コイルを星形結線に切り替えることにより、駆動装置４”の構成が実施の形態１の駆動装置４と同じ構成となるので、実施の形態１と同じ効果を得ることができる。
【００５５】
実施の形態４においては、第１の保護回路スイッチである保護回路スイッチ２３と、第２の保護回路スイッチである保護回路スイッチ２４との２つの保護回路スイッチを設けていたが、実施の形態３と同じように、保護回路スイッチ２３と保護回路ダイオード１６とを設けてもよい。この場合は、実施の形態３と同じように、能動素子の短絡検知のみを実施しつつ、駆動装置４”の部品点数を減らすことができる。
【００５６】
実施の形態４においては、実施の形態２と同じく保護回路スイッチ２３，２４を切り替えながら使用する動作を行ってもよい。
【００５７】
実施の形態１〜４では、インバータ１１の能動素子１２ｕ、１２ｖ，１２ｗ及び１３ｕ，１３ｖ，１３ｗはそれぞれＰチャネル形ＭＯＳＦＥＴであったが、バイポーラトランジスタなど他の種類の能動素子を用いてもよい。
【００５８】
実施の形態１〜４では、保護回路スイッチ２３の保護回路能動素子１７と、保護回路スイッチ２４の保護回路能動素子２１とはＰチャネル形ＭＯＳＦＥＴであり、実施の形態３では結線切り替えスイッチ５３，５４の結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０はそれぞれ、Ｐチャネル形ＭＯＳＦＥＴであるが、スイッチとして使用できる素子や部品であれば他の種類の素子や部品であってもよい。例えば、保護回路能動素子１７や結線切り替えスイッチ能動素子４９，５０に、ＩＧＢＴを用いてもよいし、リレー等の機械的スイッチを用いてもよい。すなわち、この場合における能動素子とは、入力側への入力電流の入力によりスイッチとして導通状態になることで、出力側より出力電流を出力する素子のことを言う。
【００５９】
実施の形態１〜４では、モータ３，４６は三相のブラシレス直流モータであったが、インバータで制御されるモータであれば他の種類の三相モータであってもよい。また、インバータで制御される少なくとも２相以上の電流を使用するモータであってもよい。この場合、モータの相の数に応じてインバータの相の数も変更する。
【００６０】
実施の形態１〜２及び４では、能動素子１３ｕ，１３ｖ，１３ｗの短絡を先に判定していたが、能動素子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの短絡を先に判定してもよい。
【符号の説明】
【００６１】
３，４６  モータ（回転電機）、４，４’，４”  駆動装置（回転電機の駆動装置）、６  二次電池（直流電源）、８  ＤＣプラスライン、９  ＤＣマイナスライン、１０  コンデンサ、１１  インバータ、１２ｕ，１２ｖ，１２ｗ，１３ｕ，１３ｖ，１３ｗ  能動素子（スイッチング素子）、１４ｕ，１４ｖ，１４ｗ，１５ｕ，１５ｖ，１５ｗ  還流ダイオード、１７  保護回路能動素子（保護回路能動素子、第１の保護回路能動素子）、１９，２９  中性点、２０  保護回路還流ダイオード（保護回路還流ダイオード、第１の保護回路還流ダイオード）、２１  保護回路能動素子（第２の保護回路能動素子）、２２  保護回路還流ダイオード（第２の保護回路還流ダイオード）、２３  保護回路スイッチ（保護回路スイッチ、第１の保護回路スイッチ）、２４  保護回路スイッチ（第２の保護回路スイッチ）、２５，２５’  制御回路、４２ｕ，４２ｖ，４２ｗ  電流センサ、４７ｕ，４７ｖ，４７ｗ，４８ｕ，４８ｖ，４８ｗ  駆動コイル、５１，５２  結線切り替えスイッチ。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４Ａ】
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【図４Ｂ】
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【図５Ａ】
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【図５Ｂ】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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