(57)【要約】      （修正有）【課題】直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような緊急性を要する異常状態が発生した場合にも対応することのできる回転電機制御装置を提供する。【解決手段】力行または発電を行うために、回転電機２の複数の固定子巻線端子とバッテリ３の高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子６と、力行または前記発電を行うために、複数の固定子巻線端子とバッテリ３の低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、複数の上アームスイッチング素子６及び複数の下アームスイッチング素子７をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることにより、力行または発電を制御する制御部１３とを備えた回転電機制御装置であって、制御部１３は、回転電機制御装置（ＩＳＧ）１に複数の異常が発生した場合に、この複数の異常のうちいずれか一つの異常からの保護を優先させるようにする。【選択図】図２
2007028694.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、
前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、
前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって、
前記制御部は、前記回転電機制御装置に複数の異常が発生した場合に、該複数の異常のうちいずれか一つの異常からの保護を優先させることを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項２】
前記制御部は、前記回転電機制御装置に第１の異常が発生した場合に、該回転電機制御装置を該第１の異常から保護するためのハードウエア手段と、
前記回転電機制御装置に第２の異常が発生した場合に、該回転電機制御装置を該第２の異常から保護するためのソフトウエア手段とを有する請求項１記載の回転電機制御装置。
【請求項３】
前記制御部は、前記回転電機制御装置に前記第１の異常及び前記第２の異常が発生した場合に、該第１の異常からの保護を優先させる請求項２記載の回転電機制御装置。
【請求項４】
力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、
前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、
前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって，
前記制御部において、前記回転電機制御装置（ＩＳＧ）において生じる異常状態を２つの種類に分類して設定する異常状態設定手段と，
前記異常状態設定手段において設定した一方の種類の異常状態に対する保護動作をハードウエアで行うハードウエア手段と，
前記異常状態設定手段において設定した他方の種類の異常状態に対する保護動作をソフトウエアで行うソフトウエア手段と，
を備え，
前記異常状態設定手段においては、異常状態が生じた場合、直ちにその異常状態から正常状態に回復しないと回復困難な状態に陥る緊急性を要する異常状態の場合には、前記ハードウエア手段で保護動作を行い、発生した異常状態から直ちに正常状態に回復しなくても機器に異常を来さない緊急性を要しない異常状態の場合には、前記ソフトウエア手段で保護動作を行うようにしたことを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項５】
前記ハードウエア手段は、アナログ値で処理する保護回路を設け、該保護回路で検出した信号に基づきデジタルシーケンサで異常状態を検知し、該デジタルシーケンサを駆動し前記回転電機制御装置（ＩＳＧ）を保護するものである請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項６】
前記ハードウエア手段において保護動作を行う異常状態は、フィールドＭＯＳショート故障、ロードダンプサージの発生、過電流の検出、ロータ短絡故障、力行異常（過回転、オーバータイム、モータロック）のいずれかである請求項２に記載の回転電機制御装置。
【請求項７】
前記ソフトウエア手段は、アナログ値で処理する保護回路を設け、該保護回路で検出したアナログ信号をデジタル信号に変換し、該デジタル信号をマイコンにおいて異常状態を検知し、該マイコンからの指令に基づいてデジタルシーケンサを駆動し前記回転電機制御装置（ＩＳＧ）を保護するものである請求項１に記載の回転電機制御装置。
【請求項８】
前記ソフトウエア手段において保護動作を行う異常状態は、過電圧、低電圧、過温度、温度センサ異常、無発電、不足電圧、ＱＦＣ−ＭＯＳショートのいずれかである請求項４に記載の回転電機制御装置。
【請求項９】
前記異常状態設定手段は、前記２つの種類に分類して設定した前記回転電機制御装置（ＩＳＧ）において生じる異常状態に複数の優先順位を設け、前記回転電機制御装置（ＩＳＧ）に異常状態が発生したときに、前記優先順位にしたがって優先度の高い異常状態から順次保護動作を行うようにしたことを特徴とする請求項１，２，３，４又は５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、車両の走行停止状態でエンジンの動作を停止し、車両の走行開始時にモータによりエンジンを再起動するアイドルストップ車に搭載される回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
最近、自動車の燃費向上や排ガス削減等の地球環境への配慮の観点から、交差点などでの走行停車状態でエンジンを停止し、自動車の発進時にモータでエンジンを再始動するエンジン駆動システム（アイドリングストップシステム）を採用する車両が増加しつつある。このシステムは、例えば、ブレーキの踏み込みにより車両の走行が停止するとエンジンを停止し、ブレーキの踏み込みを緩めるとモータによりエンジンを再起動する構成になっている。
【０００３】
従来は、ＬＳＩ内部に電源用コンデンサ電圧を電源とした出力ドライバ回路と前段のロジック回路とで構成されるプリドライブ回路を備えた電動機のコイル電圧をＰＷＭ制御するＰＷＭインバータ用出力回路が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平１１−６９８３３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら特許文献１は、車両用の回転電機制御装置に異常状態が発生した場合、全ての異常に対して異常状態が発生した順に一律に保護動作を行い、異常状態の保護に対して優劣を付けていなかった。しかしながら、回転電機制御装置に発生する異常状態には、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまう場合と、その発生した異常状態が、緊急性を要しない異常状態の場合とがある。このため特許文献にあっては、これらを異常状態が発生した順に保護動作を行っていると、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような異常状態が発生した場合、間に合わなくて回転電機制御装置が破壊されるという問題点を有している。
【０００５】
本発明の目的は、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような緊急性を要する異常状態が発生した場合にも対応することのできる回転電機制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明に係る回転電気制御装置の代表的な一つは、力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、前記力行または前記発電を行うために、前記複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、前記複数の上アームスイッチング素子及び前記複数の下アームスイッチング素子をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることにより、前記力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって、  前記制御部は、前記回転電機制御装置に複数の異常が発生した場合に、該複数の異常のうちいずれか一つの異常からの保護を優先させるものである。
【０００７】
また、本発明に係る回転電機制御装置の代表的な他の一つは、力行または発電を行うために、回転電機の複数の固定子巻線端子とバッテリの高電位との間に接続された複数の上アームスイッチング素子と、力行または前記発電を行うために、複数の固定子巻線端子とバッテリの低電位との間に接続された複数の下アームスイッチング素子と、複数の上アームスイッチング素子及び複数の下アームスイッチング素子をそれぞれＯＮ／ＯＦＦすることにより、力行または前記発電を制御する制御部とを備えた回転電機制御装置であって，制御部において、回転電機制御装置（ＩＳＧ）において生じる異常状態を２つの種類に分類して設定する異常状態設定手段と，異常状態設定手段において設定した一方の種類の異常状態に対する保護動作をハードウエアで行うハードウエア手段と，異常状態設定手段において設定した他方の種類の異常状態に対する保護動作をソフトウエアで行うソフトウエア手段と，を備え，異常状態設定手段においては、異常状態が生じた場合、直ちにその異常状態から正常状態に回復しないと回復困難な状態に陥る緊急性を要する異常状態の場合には、ハードウエア手段で保護動作を行い、発生した異常状態から直ちに正常状態に回復しなくても機器に異常を来さない緊急性を要しない異常状態の場合には、ソフトウエア手段で保護動作を行うようにしたものである。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態になってしまうような緊急性を要する異常状態が発生した場合にも対応することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
本発明は、回転電機制御装置をバッテリ電源からのＤＣ−ＤＣコンバータによって所定の電圧に降圧した低電圧で駆動する５Ｖステージと、バッテリ電源の高電圧で駆動するパワーステージによって構成し，５Ｖステージに、コントローラとマイコンにバッテリ電源から降圧した所定電圧を供給する第１のＤＣ−ＤＣコンバータと、エンジンの回転状態を検知して、停止状態にある車両用回転電機を発電状態に立ち上げるウェイクアップ装置にバッテリ電源から降圧した所定電圧を供給する第２のＤＣ−ＤＣコンバータとを設けることによって実現される。
【実施例１】
【００１０】
図１には、本発明に係る回転電機制御装置によって制御される回転電機が搭載する自動車の構成が示されている。
【００１１】
図１において、自動車６００は、内燃機関であるエンジン５２０を動力源としたエンジンパワートレインと、電動発電機５００を動力源としたエレクトリックパワートレインの両方を備えた、いわゆるハイブリッド式の自動車である。エンジンパワートレインは主として自動車６００の駆動源を構成している。エレクトリックパワートレインは主としてエンジン５２０の始動源及び自動車６００の電力源として用いられている。このように、エレクトリックパワートレインを備えた自動車６００では、イグニションキースイッチがオン状態で信号待ちなどの停車時にエンジン５２０を自動的に停止させ、発車時にエンジン５２０を自動的に始動して車両を発進させることにより、自動車６００の燃費向上や排ガスを低減できるいわゆるアイドリングストップ運転を行うことができる。
【００１２】
図１に示すように、車体５１０のフロント部には前輪車軸５１５が回転可能に軸支されている。前輪車軸５１５の両端には前輪５１１，５１２が設けられている。車体５１０のリア部には後輪車軸５１６が回転可能に軸支されている。後輪車軸５１６の両端には後輪５１３，５１４が設けられている。前輪車軸５１５の中央部には、動力分配機構であるデファレンシャルギア５１７が設けられている。デファレンシャルギア５１７は、エンジン５２０から変速機５３０を介して伝達された回転駆動力を左右の前輪車軸５１５に分配している。変速機５３０はエンジン５２０の回転駆動力を変速してデファレンシャルギア５１７に伝達している。エンジン制御装置（ＥＣＵ）５４０は、エンジン５２０の回転駆動力を、燃料調整機構であるインジェクタや空気量調整機構であるスロットルなどのエンジン補機を用いてしている。
【００１３】
車両用回転電機１００は、回転電機（Ｍ／Ｇ）とインバータから構成されている。前記インバータはパワー半導体スイッチ回路と前記パワー半導体スイッチ回路の制御に必要な回路から構成されている。前記車両用回転電機１００は車体５１０のフロント部分に設けられたエンジンルーム内にエンジン５２０と共に配置され、エンジン５２０の側部に搭載されてエンジン５２０に機械的に連結されている。この機械的な連結は、エンジン５２０のクランクシャフトに設けられたプーリー５２０ａと回転電機２の回転軸に設けられたプーリー５００ａとをベルト５７０によって接続することにより実現できる。これにより、回転停止状態のエンジン５２０に回転電機２は回転駆動力を伝達することができる。加えて、回転電機２はエンジン５２０からの回転駆動力を受けることができる。
【００１４】
アイドリングストップ運転において、エンジン制御装置５４０はエンジン停止とエンジン起動の指令を行う。前記エンジン制御装置５４０は自動車６００の状態情報からアイドリングストップをする判断をした場合はエンジン５２０を停止させる。発進時には回転停止状態のエンジン５２０のクランクシャフトを回転電機２で回転させ、エンジン５２０を点火する。
【００１５】
自動車６００のエレクトリックパワートレインは、図１に示すように、バッテリ３によって構成された１４Ｖ系車載電源に電気的に接続されており、１４Ｖ系車載電源との間で電力の授受している。１４Ｖ系車載電源には、エンジン５２０の始動装置であるスタータ５６０や、図示省略したライト，ラジオ，方向指示器などの車載補機が電気的に並列接続されている。バッテリ３には、本実施例においてはバッテリ３には出力電圧１４Ｖ程度の鉛蓄電池が用いられている。
【００１６】
図２には、本発明に係る回転電機制御装置の実施例が示されている。図２において、回転電機制御装置１は、ＩＣチップで構成されており、回転電機（Ｍ／Ｇ）２を制御するものである。この回転電機２は、三相交流モータ／ジェネレータで構成され、自動車がアイドルストップでエンジン停止後のエンジンの始動時に、力行、即ちモータ（電動機）として作用し、自動車が回生時にジェネレータ（発電機）として作用するものである。
【００１７】
この回転電機制御装置１には、バッテリ３が接続され、６〜４０Ｖの電圧が供給されている（本実施例では、１４Ｖを例にとっている）。また、このバッテリ３には、回転電機２に直列にフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４とＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５が挿入接続されている。この回転電機２は界磁コイル２ａに流す電流量により、力行時にはトルクを、回生時に発電量を制御している。何らかの原因で、この界磁コイル２ａに流す電流が制御出来なくなると、場合によっては重大な事故を引き起こす恐れがある。そのため、界磁コイル２ａに流れる電流が制御できなくなった場合には、安全措置として直ちに電流を遮断してやる必要がある。界磁コイル２ａに直列に挿入接続されているＰ型ＭＯＳＦＥＴ４とＮ型ＭＯＳＦＥＴ５は、界磁コイル２ａに流れる電流量を制御したり回路を遮断するためのものである。
【００１８】
また、このバッテリ３には、回転電機２の各相Ｕ，Ｖ，Ｗの各コイルにそれぞれ直列にＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）が挿入接続されている。このＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）は、インバータを構成し、交互にＯＮ・ＯＦＦして回転電機２に三相交流電流を供給し、電動機として作用させる。
【００１９】
このＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）の各ゲート端子は、ドライバ８を介して、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）は、ドライバ９を介して、レベル変換回路１０に接続されている。このレベル変換回路１０は、セレクタ１１、１２を介してコントローラ１３に接続されており、このコントローラ１３からの出力信号によってＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）は、力行制御されている。
【００２０】
このコントローラ１３は、モータ・コントローラ１４と、ジェネレータ・コントローラ１５と、共通保護回路１６とを備えている。このモータ・コントローラ１４には、パルス駆動回路１４ａと、デッドタイム発生回路１４ｂと、過回転保護回路１４ｃと、オーバータイム保護回路１４ｄと、モータロック保護回路１４ｅとがある。このパルス駆動回路１４ａは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）を駆動するパルス波形のゲート信号を発生するものである。
【００２１】
また、デッドタイム発生回路１４ｂは、力行時、すなわち、回転電機２をモータとして使用する場合、上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）の対（例えば６ａと７ａ）が同時にＯＮするのを防止する為のものである。例えば、上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）の対（例えば６ａと７ａ）が同時にＯＮすると、回路が短絡し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ）に大電流が流れ、これらのＭＯＳＦＥＴが破壊される。デッドタイム発生回路１４ｂは、この回路短絡によるＭＯＳＦＥＴの破壊を防止するため、信号切り替わり時に上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）が同時にＯＦＦしている期間を作り出すためのものである。
【００２２】
また、過回転保護回路１４ｃは、回転電機２がエンジン始動に充分な所定の回転数に達した場合に、次の発電動作に備え力行動作を停止し発電動作へ移行するためのものである。さらに、オーバータイム保護回路１４ｄは、エンジン始動に充分な力行動作時間（例えば１秒）を経過した場合、バッテリ消耗を抑えると共に次の発電動作に備えるために力行動作を停止し発電動作へ移行するものである。そして、モータロック保護回路１４ｅは、力行時、すなわち、回転電機２をモータとして使用しているにも拘わらずモータが回転していない場合に、モータが回転しないことの検出によってインバータ（上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）とで構成）にスイッチング信号（パルス信号）の供給を停止するなどして回転電機２の焼き付き等による破壊を防止するものである。
【００２３】
また、ジェネレータ・コントローラ１５には、ＭＯＳ整流制御回路１５ａと、無発電保護回路１５ｂとがある。このＭＯＳ整流制御回路１５ａは、整流時、すなわち、回転電機２をジェネレータ（発電機）として使用する場合、回転電機２から出力されてくる三相交流電流を直流に整流するため、上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）を制御するものである。また、無発電保護回路１５ｂは、整流時、すなわち、回転電機２をジェネレータ（発電機）として使用しているにも拘わらず、回転電機２のＵ，Ｖ、Ｗの何れかの相電圧が低い状態（発電していない状態）を検出し、誤動作の恐れのある上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）と下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）を共にＯＦＦさせるものである。
【００２４】
また、共通保護回路１６には、ロード・ダンプサージ保護回路１６ａと、過電圧保護回路１６ｂと、短絡保護回路１６ｃと、過温度保護回路１６ｄと、フィールドＭＯＳショート保護回路１６ｅと、外部温度センサ開放／短絡保護回路１６ｆとがある。このロード・ダンプサージ保護回路１６ａは、バッテリ端子が外れる等で一時的にバッテリ電圧が跳ね上がるダンプサージから保護するものである。また、過電圧保護回路１６ｂは、バッテリ電圧ＶＢが所定電圧より上昇したときに、バッテリ３に悪影響のある過電圧が持続しないように発電動作を停止させるためのものである。また、回路短絡保護回路１６ｃは、回路短絡が生じることにより過電流が流れたり、電流の供給が停止し、制御ができなくなるのを防止するためのものである。
【００２５】
さらに、過温度保護回路１６ｄは、上側アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）や下側アームを構成するＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）などの温度上昇を検知し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４やＮ型ＭＯＳＦＥＴ５等を制御することで力行動作を停止したり発電時の発電量を抑制して温度上昇を抑えるためのものである。また、フィールドＭＯＳショート保護回路１６ｅは、フィールドＭＯＳ４のショート故障を検知し界磁コイル２ａに過大電流が流れるのを防止するものである。そして、外部温度センサ開放／短絡保護回路１６ｆは、外部温度センサ（サーミスタ或いはダイオード）の断線／短絡を検出して保護するものである。
【００２６】
このコントローラ１３は、マイコン１７Ａによって制御されている。このマイコン１７Ａには、ＲＡＭ１７ｂとＥＥＰＲＯＭ１７ｃがバスラインによって接続されている。そして、マイコン１７Ａには、タイマカウンタ１７ｅと、Ａ／Ｄ変換器１７ｄが接続されている（外付けでも、内蔵してもよい）。
【００２７】
図２中、１８は界磁コントローラで、この界磁コントローラ１８には、フィールドＭＯＳ制御回路１８ａと、ＰＷＭ発生器１８ｂと、ＱＦＣ−ＭＯＳ制御回路１８ｃとがある。このフィールドＭＯＳ制御回路１８ａは、回転電機２に流れる界磁電流（Ｉｆ）を制御するもので、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４を制御している。また、ＰＷＭ発生器１８ｂは、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ４を制御する信号のＯＮパルス幅を制御している。さらに、ＱＦＣ−ＭＯＳ制御回路１８ｃは、フィールドＭＯＳショート故障やロード・ダンプサージ発生時にＱＦＣ−ＭＯＳ５をＯＦＦし、界磁コイル２ａに流れる電流を遮断するものである。
【００２８】
この界磁コントローラ１８からの制御信号は、レベル変換回路１９からドライバ回路２０を介してＰ型ＭＯＳＦＥＴ４、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ５に供給されるようになっている。すなわち、レベル変換回路１９から出力されてくる界磁コントローラ１８からの制御信号は、ドライバ回路２０のＰ型ＭＯＳＦＥＴ４駆動用のドライバ２０ａを介してＰ型ＭＯＳＦＥＴ４のゲート端子に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ５駆動用のドライバ２０ｂを介してＮ型ＭＯＳＦＥＴ５のゲート端子にそれぞれ供給されるようになっている。
【００２９】
図２中、２１は内蔵の時計である。この時計２１は、ウォッチドッグタイマ等各種タイマの時間計測と、ＰＷＭのパルス幅の計測、デッドタイムの計測等を行うのに用いられる。また、図２中の２２は、通信を行うためのＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）信号送受信装置（ＬＩＮインターフェース）で、このＬＩＮ信号送受信装置２２は、上位装置ＥＣＵ（エンジン制御装置）からＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信信号（指令信号）を受信したり、上位装置ＥＣＵにＬＩＮ（Ｌｏｃａｌ  Ｉｎｔｅｒｃｏｎｎｅｃｔ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）の通信信号を送信する中継を行うものである。このＬＩＮ信号送受信装置２２で受信したＬＩＮの信号は、マイコン１７Ａに入力され処理される。さらに、２３は温度センサで、この温度センサ２３は、ＩＣチップで構成される回転電機制御装置１内の温度を検出するものである。この温度センサ２３によって検出された温度（アナログ値）は、ＡＤ変換器１７ｄでデジタル値に変換されマイコン１７Ａに入力される。また、図２中、２４は、ライト，ラジオ，方向指示器などの車載補機等の負荷である。
【００３０】
ＩＣチップで構成される回転電機制御装置１は、パワーステージ１ａと、５Ｖステージ１ｂとに分かれている。パワーステージ１ａには、ドライバ８，ドライバ９，レベル変換回路１０，レベル変換回路１９，ドライバ回路２０が搭載されており、バッテリ３によって駆動するようになっている。このパワーステージ１ａには、ＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５が搭載されており、このＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５は、バッテリ３からの電力供給を受けて、バッテリ３の電圧（１４Ｖ）から降圧した電圧（５Ｖ）を作り、一定電圧５Ｖを５Ｖステージ１ｂに搭載された各回路に電源として供給するようになっている。
【００３１】
また、５Ｖステージ１ｂには、セレクタ１１、１２，コントローラ１３，マイコン１７Ａ，界磁コントローラ１８，時計２１，ＬＩＮ信号送受信装置（ＬＩＮインターフェース）２２，温度センサ２３が搭載されている。この５Ｖステージ１ｂに搭載されている各装置は、ＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５によって作り出される一定電圧５Ｖによって駆動するようになっている。
【００３２】
このように回転電機制御装置１は、パワーステージ１ａの各装置を駆動するための電源と、５Ｖステージ１ｂの各装置を駆動するための電源の２つを有しており、５Ｖステージ１ｂの各装置は、安定して駆動するように、バッテリ３の電圧変動の影響を受けないようになっている。
【００３３】
このように構成される回転電機制御装置１は、図３の状態遷移図に示す如く処理される。この図３に図示の状態遷移のメイン処理フローは、図４に示されている。
【００３４】
始動シーケンス処理は、図５に示す始動シーケンスに基づいて行われる。すなわち、まず、スリープ状態３００から、ウェイクアップ検知３０１を行う。自動車は、発電しないと搭載しているバッテリＶＢ３が放電してしまう。したがって、通常、キーＯＦＦしている間は、バッテリＶＢ３が過放電にならないように、ウェイクアップ回路だけが給電されていて、その他の回路は全部給電停止状態になっている。キーを押した時に、上位装置（ＥＣＵ）から指令信号（ＬＩＮ）が送信されてくる。何らかの障害で指令信号が送信されてこなかった場合は、バッテリＶＢ３が過放電状態になり自動車の制御が不能になる。このため指令信号（ＬＩＮ）が送信されてこなくても自立的に起動する機能が付け加えられている。この機能を有するものが、図６に示すウェイクアップ装置５０である。スリープ状態３００では、このウェイクアップ装置のみが動作している。
【００３５】
ウェイクアップ装置５０は、ウェイクアップ検知回路５０ａと、このウェイクアップ検知回路５０ａに給電するサブのＤＣ−ＤＣ（電源回路）５０ｂと、ウェイクアップ検知回路５０ａの出力信号を受けるフリップフロップ（ＦＦ）５０ｃによって構成されている。このウェイクアップ装置５０は、上位装置（ＥＣＵ）から起動を指令するウェイクアップ信号ＬＩＮが送信されてくることによってＩＳＧのシステム全体を立ち上げることになる。エンジンが動き出したとき、回転電機２が回りだし、残留磁束によって、わずかな発電電圧が発生する。この発電電圧の大きさを見ることによって回転電機の起動を判定して、メインのＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５をＯＮさせる。ウェイクアップ回路の起動判定条件が図７の真理値表に示されている。サブのＤＣ−ＤＣ（電源回路）５０ｂは、バッテリＶＢ３のバッテリ電圧ＶＢ（１４Ｖ）を降圧して所定の電圧を作り出し、ウェイクアップ検知回路５０aに必要な最低限の電源を供給するものである。
【００３６】
図７の真理値表において、ＶＢはバッテリＶＢ３の電圧、（Ｕ―Ｖ）はＵ相とＶ相の差電圧（他の相の差電圧でも良い。）、ＬＩＮは上位装置ＥＣＵから送信されてくるウェイクアップ指令信号である。図７の真理値表に示す「０」「１」の組合せで、ＶＢ、（Ｕ―Ｖ）、ＬＩＮ信号がウェイクアップ検知回路５０ａに入力される。
【００３７】
バッテリＶＢ３の電圧では、例えば、「０」の場合には６．５Ｖ以下の状態を示し、「１」の場合は８Ｖ以上の状態を示している。また、（Ｕ―Ｖ）では、「０」の場合には０．４Ｖ未満の状態を示し、「１」の場合には０．４Ｖ以上を示している。また、ＬＩＮでは、「０」の場合には通信無しの状態を示し、「１」の場合は通信有りの状態を示している。
【００３８】
図５のウェイクアップ検知３０１においては、図７の真理値表のウェイクアップの判定条件にしたがってウェイクアップ状態の判定を行っている。すなわち、ウェイクアップ状態に入るのは、ウェイクアップ検知回路５０ａの入力が、ＶＢ「１」、（Ｕ―Ｖ）「０」、ＬＩＮ「１」の場合、ＶＢ「１」、（Ｕ―Ｖ）「１」、ＬＩＮ「０」の場合、ＶＢ「１」、（Ｕ―Ｖ）「１」、ＬＩＮ「１」の場合のいずれかである。これから分かるように、上位装置（ＥＣＵ）から通信指令（ＬＩＮ）があって（「１」）も、ＶＢ「０」、（Ｕ―Ｖ）「０」の場合、及びＶＢ「０」、（Ｕ―Ｖ）「１」の場合は、ウェイクアップ状態にはならない。一方、上位装置（ＥＣＵ）から通信指令（ＬＩＮ）がなくて（「０」）も、ＶＢ「１」、（Ｕ―Ｖ）「１」であれば、ウェイクアップ状態となる。
【００３９】
ウェイクアップ検知３０１においてウェイクアップの条件が成立すると、フリップフロップ５０ｃがセットされメインのＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５がＯＮする。これにより図１の低電圧部１Ｂの全ての回路は５Ｖ電源が給電されて動作可能状態になる。
【００４０】
また、図７の真理値表では、スリープ状態に入る判定条件も示されている。すなわち、セルフストップの検知である。セルフストップの検知があると、図６のフリップフロップ５０ｃをリセットし、メインのＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５をシャットダウンさせ、過放電によるバッテリ３の消耗を防止する。
【００４１】
図５に示す始動シーケンスにおいて、ウェイクアップ検知３０１でウェイクアップを検知し、メインのＤＣ−ＤＣ（電源回路）２５がＯＮして５Ｖ電源電圧が立ち上がると、次に、パワーオンリセット処理３０２を実行する。パワーオンリセット処理３０２ではＬＩＮ用レジスタ含む全てのレジスタ類の初期設定を行う。次のステップで全ＭＯＳのオフ、全フォルト信号の無視処理３０３を行う。この処理においては、上下アームＭＯＳ、フィールドＭＯＳ、ＱＦＣＭＯＳの全てをＯＦＦする。また、不確定の信号を出力している全ての検知回路の出力信号を無視する。これは、正常な動作に入る前に、検出回路から出力された誤信号を無視するためである。
【００４２】
ステップ３０３の処理が終わると、次に、立上げ中通知処理３０４を行う。これは、現在、回転電機制御装置１を立ち上げ中であることを上位装置であるＥＣＵへ通知するものである。上位装置ＥＣＵへの通知は、ＬＩＮ信号送受信装置２２を用いて行われる。この処理が終わると次に、界磁電流Ｉｆのオフセット補正処理３０５を行う。この処理では、回転電機２の界磁電流Ｉｆの測定系のオフセットを補正して測定精度を上げている。この処理が終わると、次に、界磁電流Ｉｆのモニタ処理３０６を行う。この処理は、図９に示したＱＦＣＭＯＳ５のソース側に接続した電流検出用抵抗（ＲＳＦ）を用いて、界磁電流Ｉｆを測定するものである。この界磁電流Ｉｆが、
界磁電流Ｉｆ≧０．４Ａ
の場合は、ＱＦＣＭＯＳ５の診断を行わずに、デフォルト値セット処理３１０に移り、発電制御用レジスタ（ＲＥＧ）にデフォルト値をセットする。
【００４３】
界磁電流Ｉｆ＜０．４Ａ
の場合は、フィールド４のＭＯＳオン処理３０７を行う。この処理は、回転電機２の界磁コイル２aに電流を供給するため、フィールドＭＯＳ４をＯＮする処理を行う。具体的には、マイコン１７の処理によって界磁コントローラ１８からレベル変換回路１９、ドライバ回路２０を介してフィールドＭＯＳ４のゲートに制御信号（ＯＮパルス信号）を供給する。
【００４４】
この処理が終わると、次に、界磁電流Ｉｆモニタ処理３０８を行う。この処理は、ＱＦＣＭＯＳ５のソース側に接続されている電流検出用抵抗（ＲＳＦ）を用いて界磁電流Ｉｆを測定する。このフィールドＭＯＳオン処理３０７と、界磁電流Ｉｆモニタ処理３０８により、ＱＦＣＭＯＳ５のショート故障診断を行う。すなわち、フィールドＭＯＳ４のゲートにＯＮパルス信号を供給してＯＮさせ、約５０ｍｓ後に界磁電流Ｉｆを測定してチェックする。この界磁電流Ｉｆの値が、
界磁電流Ｉｆ≦０．４Ａ
の場合に正常と判断し、
界磁電流Ｉｆ＞０．４Ａ
の場合にショート故障と判断する。ＱＦＣＭＯＳ５のショート故障診断の終了後、フィールドＭＯＳ４をＯＦＦする。
【００４５】
ＱＦＣＭＯＳ５が正常と判断されると、デフォルト値セット処理３１０に移り、図示しない発電制御用レジスタ（ＲＥＧ）にデフォルト値をセットする。また、ＱＦＣＭＯＳ５が故障と判断されると、次に、フラグセット処理３０９が行われる。
【００４６】
ここでは、ＱＦＣＭＯＳ５が故障と判断されたことによって、フォルト要因フラグ（ＭＥＦ）をセット（「１」）する。この要因フラグ（ＭＥＦ）は、スリープに移行するまで保持される。ＱＦＣＭＯＳ５の故障診断は、ウェイクアップした後の始動時シーケンスの度に行われる。このように、ＱＦＣＭＯＳ５のショート故障診断を始動時シーケンスで実施するのは、ＱＦＣＭＯＳ５が通常動作においては、常時ＯＮとなっており、ショート故障検知ができないためである。
【００４７】
このフラグセット処理３０９が終わると、次に、デフォルト値セット処理３１０が行われる。ここでは、ＬＩＮ用レジスタ以外の各発電制御レジスタ（ＲＥＧ）にデフォルト値をセットする。デフォルト値セット処理３１０が終わると、次に、フラグクリア処理３１１が行われる。ここでは、フォルト要因フラグ（ＭＥＦ）を除くすべてのエラーフラグをクリア（「０」）する。
【００４８】
フラグクリア処理３１１が終わると、次に、デフォルト発電開始処理３１２が行われる。ここでは、コントローラ１３が作動して、界磁電流コントローラ１８によってデフォルトの界磁電流を流し始め、回転電機２を発電機として作動させる。発電電圧が大きくなりバッテリＶＢ３の電圧を越えるようになるとジェネレータコントローラ１５、セレクタ１１と１２、レベル変換回路１０、ドライバ８と９を介してＰ型ＭＯＳＦＥＴ６とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７をＯＮ、ＯＦＦ制御して整流動作を行わせ、バッテリ３と負荷２４にデフォルト値での直流電力を供給する。
【００４９】
この処理が終わると、次に、全フォルト信号有効設定処理３１３が行われる。ここでは、全てのフォルト信号について、保護有効の設定を行う。この処理が終わると、準備完了通知処理３１４が行われる。この処理では、指令信号の受信準備が完了したことを上位装置（ＥＣＵ）に通知し、ＬＩＮ信号の受信待ち状態になる。以後、上位装置（ＥＣＵ）からのＬＩＮ信号に基づいて発電制御を行う。
【００５０】
図４のメイン処理フローのステップ２０１において始動時シーケンス処理が行われると、ステップ２０２において、ウォッチドッグタイマクリア処理が行われる。このウォッチドッグタイマは、メイン処理の中で一定周期毎にクリアするようにしており、ソフトが暴走してウォッチドッグタイマを一定時間内にクリア出来なかった場合、リセット信号を発生してシステムを再起動するためのものである。本実施例においては、約２ｍｓｅｃ毎にウォッチドッグタイマをクリアしている。
【００５１】
このステップ２０２においてウォッチドッグタイマクリアが行われると、ステップ２０３において、レジスタの再セット処理が行われる。このステップ２０３では、始動時シーケンスで値をセットしたレジスタのうち、作動している間に内容が書き換わっていると問題となるレジスタに値を再度セットしている。このステップ２０３においてレジスタの再セットが行われると、ステップ２０４において、ＡＤ変換処理が行われる。ＡＤ変換は、アナログ値をデジタル値に変換する処理で、ＡＤ変換するものには、界磁電流Ｉｆ値、バッテリ電圧ＶＢ、温度センサの値Ｔｅｍｐがある。温度センサＴｅｍｐには、外部センサと内蔵センサの両方がある。
【００５２】
ステップ２０４においてＡＤ変換処理が行われると、ステップ２０５において、モード選択処理が行われる。モード選択処理は、上位装置（ＥＣＵ）からの指示に基づいて処理を行うもので、発電、力行準備、力行、サイレンス（何もしない状態）の何れかを選択して処理する。このステップ２０５においてモード選択処理が行われると、ステップ２０６において、フラグ処理、レジスタ設定処理が行われる。このフラグ処理はハードウエアが検知したフラグやＡＤ変換した各種情報から現在のシステムの状態を把握し、レジスタ設定処理は保護処理への移行やＬＩＮ送信レジスタ設定を行うものである。これは、フラグの状態を見てレジスタに処理を設定するものである（界磁電流を増やす等）。
【００５３】
また、ステップ２０６においてフラグ処理、レジスタ設定処理が行われると、ステップ２０７において、界磁電流制御値の設定か否かの判定を行う。界磁電流制御は、発電、力行準備、力行などで行われる。このステップ２０７において、界磁電流制御値の設定ではないと判定すると、ステップ２０２に戻る。また、ステップ２０７において界磁電流制御値の設定であると判定すると、ステップ２０８にて、界磁電流制限処理及び界磁電流制御を行う。この制御は、上位装置（ＥＣＵ）からの指示（ＬＩＮ受信信号）に基づいて行われ、界磁電流制限値以下に制限したり、ＬＩＮ受信信号の目標発電電圧とＶＢ（バッテリ電圧）から界磁電流Ｉｆの制御値を計算する。このステップ２０８において界磁電流制限処理、界磁電流制御が行われると、ステップ２０９において、負荷応答制御（ＬＲＣ）を行う。
【００５４】
次に、図３の状態遷移図において、発電モード１０３について説明する。この発電モード１０３には、ＭＯＳ整流許可モード１０４がある。このＭＯＳ整流許可モード１０４は、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）に基づいて回転電機２をジェネレータ（発電機）として使用する場合である。ここでは、回転電機２をジェネレータ（発電機）として使用する条件が整っていれば、ＭＯＳ整流の許可をする。このＭＯＳ整流の許可があったときに、負荷変動があると、負荷応答制御モード１０５によって、負荷変動に応じた負荷応答制御（ＬＲＣ）を行う。具体的には、図２に図示のＰ型ＭＯＳＦＥＴ（フィールドＭＯＳ）４を制御して界磁コイル２ａに流れる界磁電流を制御する。
【００５５】
ＬＲＣ（負荷応答制御）１０５は、発電モード１０３において、負荷変動（ヘッドライトが点いた、エアコンのスイッチが入った等）によって目標電圧に対して電源電圧が低下したとき、電源電圧を目標電圧になるように負荷変動に追随してゆっくりと昇圧する制御を行うものである。このように負荷変動があったときに電源電圧を目標電圧にゆっくり昇圧するのは、アイドリング状態のような回転数が低い場合に、発電を急激に行うとエンジンに多大の負荷を掛けることになり、このエンジン負荷によって、エンジン回転数の低下を招き、エンスト等を起こすのを防止するためである。
【００５６】
この負荷応答制御モード１０５によって負荷変動に応じた負荷制御が終わると、ＬＲＣ（負荷応答制御）は自動的にＭＯＳ整流許可発電１０４に復帰する。このＭＯＳ整流許可モード１０４において、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）に基づいて回転電機２をジェネレータ（発電機）として使用することが指示されたときに、回転電機２の相電圧Ｕ、Ｖ、Ｗいずれかの電圧が低いいわゆる無発電（欠相）が検出されると、異常と判断し、ＭＯＳ整流禁止モード１０６において、ＭＯＳ整流を禁止する。具体的には、図２に図示のＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）のゲートに駆動パルス信号の供給を止める。
【００５７】
すなわち、本来、回転電機（Ｍ／Ｇ）２によって発電される三相交流電圧は、ダイオードで直流電圧に整流することもできるが、内部抵抗が大きいので、ＭＯＳＦＥＴで直流電圧に整流している。このＭＯＳ整流許可モード１０４は、このような通常の整流状態である。しかし、ＭＯＳＦＥＴ６，７による整流で異常が生じた場合（例えば、無発電の状態）には、ＭＯＳ整流禁止モード１０６が作動し、インバータを構成しているＰ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）をＯＦＦし、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）のソース−ドレイン間に接続されているダイオードとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）のソース−ドレイン間に接続されているダイオードを用いて全波整流する。
【００５８】
サイレンスモード１０７は、エンジン制御装置（ＥＣＵ）５４０からの司令がなく、力行以外で過電圧である場合、バッテリＶＢ２４の電圧が低電圧（６．５Ｖ＜ＶＢ≦８Ｖ）である場合、力行準備以外で過電流である場合、力行時にアームＭＯＳ過温度である場合、力行時に外部温度センサ故障である場合、ＩＣが過温度である場合、ＩＣ内蔵温度センサ故障である場合のいずれかの場合（遷移条件）に、作動するもので、アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７）を全ＯＦＦ、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をＯＦＦ、ＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５をＯＮする。
【００５９】
次に、図３の状態遷移図において、アイドルストップモード１０８について説明する。アイドルストップモード１０８は、アイドルストップ、すなわち車両の走行停止状態でエンジンの動作を停止し、車両の走行開始時にモータによりエンジンを再起動する場合のエンジン動作を停止して走行停止状態にあるときの処理モードである。このアイドルストップモード１０８には、力行準備モード１０９と、力行モード１１０がある。この力行準備モード１０９は、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）があると、直ちに回転電機２を力行モードで運転することができるようにしておくことである。
【００６０】
すなわち、力行準備モード１０９は、回転電機２による発電を行っておらず、また、回転電機２をモータ（電動機）としても使用していない状態である。回転電機２が発電機として使用している状態からモータ（電動機）として使用する場合には、力行準備モード１０９を経なければならない。回転電機２の動作としては、発電も力行もしておらず、制御としては、回転電機２による発電の制御も力行の制御も同じＭＯＳで行う。このため、発電モード１０３からいきなりアイドルストップモード１０８の力行モード１１０には入れない。従って、力行準備モード１０９という発電も力行も行わない、何もしない状態が必要になる。
【００６１】
すなわち、この力行準備モード１０９を置くのは、動作上では、発電から力行に直ちに移行すると、動作異常を起こす可能性があることと、システム上からは、安全に作動するようにするためである。したがって、発電モード１０３の状態からアイドルストップモード１０８の力行モード１１０に移行する場合、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）に基づいて、まず、力行準備状態に入る指令が出され、この力行準備指令に基づいて、力行準備モード１０９の処理（発電を停止し、何も制御しない状態を作る）を行って、次に、上位装置（ＥＣＵ）から力行の実行を指令する指令信号（ＬＩＮ受信信号）が出され、この力行指令に基づいて、力行モード１１０の処理（モータ駆動を行う）を行う。すなわち、発電モード１０３で発電している最中に、誤って上位装置（ＥＣＵ）から力行指令信号（ＬＩＮ信号）が送られてきても、その力行指令信号（ＬＩＮ信号）は無視されることになる。
【００６２】
ところで、回転電機制御装置１では、内燃機関であるエンジン５２０が停止している場合、このエンジン停止状態がアイドルストップモード１０８で停止しているのか、エンジンキーを抜いてエンジンが完全停止状態になっているのか分からない。このため、アイドルストップモード１０８で停止している場合は、力行準備モード１０９の指令が出ていることを力行準備フラグが立っていることで認識している。回転電機制御装置１は、上位装置（ＥＣＵ）から力行準備指令を受けない状態でエンジン停止を検知した場合には、回路を閉じる処理（スリープ処理）を実行する。
【００６３】
また、発電モード１０３で発電している最中に、エンジンが停止すると、上位装置（ＥＣＵ）から出されている発電指令（例えば、端子間電圧を１４Ｖにする等）が出た状態で、エンジンが停止しても発電指令が残っている状態となっている。しかし、エンジンが停止すると、端子間電圧は出ない。この端子間電圧の電圧量は、回転電機２の界磁コイルに流れる電流量で制御している。このため、回転電機制御装置１は、回転電機２の界磁コイルに電流を最大限流して、端子間電圧の電圧を上げようとする。すると、バッテリ３から電流が大量に回転電機２の界磁コイルに流れ込み、バッテリ３が上がり易くなる。しかし、このアイドルストップモード１０８の力行準備モード１０９の指令が出ると、回転電機２によって発電もモータ（電動機）駆動もしない状態になる。このため、力行準備モード１０９の指令が出ていると、界磁コイルに流れる電流量は抑えられる。ただ、力行準備モード１０９の状態でも、回転電機２の界磁コイルに流す電流Ｉｆは、ゼロではなく、１Ａ〜２Ａ程度流しておく方が、立ち上がりを良くするため、より好ましい。このようにしておくことにより、上位装置（ＥＣＵ）から力行指令が来たときに直ぐに対応することができる。
【００６４】
力行準備モード１０９が完了し、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）によって回転電機２をモータ（電動機）として使用する指令がくると、力行モード１１０の処理が行われる。この力行モード１１０では、回転電機２を力行モード（電動機として）で運転し、モータ駆動を行う。このとき、モータ駆動時の突入電流があった場合には、この突入電流から正常駆動に復帰すると、回転電機２のモータ駆動を続行する。この回転電機２の力行時にモーターロック（回転電機２の回転の停止）が生じると、回転電機２のモータ駆動を停止し、発電モード１０３のＭＯＳ整流許可モード１０４へ移行する。すなわち、発電を開始する。
【００６５】
また、アイドルストップモード１０８の力行モード１１０において、モータ駆動が行われ、力行時のモータの回転数が一定の回転数よりも大きくなった場合には、これを過回転と認識し、回転電機２が過回転を起こした場合は、エンジン回転が必要以上になっており、エンジンが掛かったと判定する。この場合には、回転電機２を力行モード（電動機として）で運転することを止め（力行を停止）、発電モード１０３のＭＯＳ整流許可モード１０４移行する。すなわち、発電を開始する。
【００６６】
力行以外のダンプサージに対しては、ダンプサージ保護モード１１１で処理される。このダンプサ−ジ保護モード１１１は、力行以外（発電の時）にダンプサージ電圧（バッテリ端子が外れる等で一時的にバッテリ電圧が跳ね上がる、いわゆる跳ね上がり電圧）が生じると、このダンプサ−ジ電圧から回路を保護するため、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をＯＦＦ、ＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５をＯＦＦし、ダンプサ−ジ電圧が収まったところで、発電モード１０３のＭＯＳ整流許可モード１０４に移行する（発電に移行する）。このダンプサ−ジ保護モード１１１の処理は、ロード・ダンプサージ保護回路１６ａによって行われる。
【００６７】
また、短絡事故については、ロータ短絡保護モード１１２で処理される。このロータ短絡保護モード１１２は、回転電機２のロータで短絡が生じた場合の保護の処理で、ロータ短絡によって生じる過電流から保護するため、界磁電流（Ｉｆ）をフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のオンデューティを０．５％に固定して、大量の電流が流れるのを防止する。そして、短絡が復帰すると、１００Ｈｚで発電モード１０３のＭＯＳ整流許可モード１０４に移行する（発電に移行する）。このロータ短絡保護モード１１２の処理は、回路短絡が生じることにより過電流が流れたり、電流の供給が停止し、制御ができなくなるのを防止するため回路短絡保護回路１６ｃによって行われる。
【００６８】
さらに、発電モード１０３の処理とアイドルストップモード１０８の処理において、力行時以外のアームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７）の過温度が検出されたときは、過温度保護モード１１３で処理される。過温度保護モード１１３は、力行時以外（発電時）の主回路であるアームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７）の過温度が検出されたとき、あるいは力行時以外（発電時）の外部温度センサの故障が検出されたときに、回路を急激な温度上昇によって生じる破壊から保護するための処理である。過温度が検出されると、過温度突入時にフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のオンデューティを制御して、界磁電流（Ｉｆ）を５０％に低くし、発熱を抑える。そして、アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７）の温度が適正になったときに復帰したと判断し、発電モード１０３のＭＯＳ整流許可モード１０４に移行する（発電に移行する）。この過温度保護モード１１３の処理は、急激な温度上昇によって生じる回路の破壊から保護するため過温度保護回路１６ｄによって行われる。
【００６９】
図４のメイン処理フローを補完するために、図８の割り込み処理フローに示すように、割込処理が行われる。この割込処理が行われているときは、メイン処理フローは、停止している。この割り込み処理には、リセット処理、２ｍｓタイマ処理、ＬＩＮ送受信処理の３つがある。まず、リセット処理には、各種エラー処理がある。このエラーには、例えば、ウォッチドッグタイマエラーがある。また、２ｍｓタイマ処理には、２ｍｓ毎にデクリメントする
ア）診断タイマ（ＴＤＩＡＧ）
イ）ＬＲＣ（Ｌｏａｄ  Ｒｅｓｐｏｎｓｅ  Ｃｏｎｔｒｏｌ）タイマ（ＴＬＲＣ）
ウ）低電圧タイマ（ＴＬＶ８）
エ）不足電圧タイマ（ＴＵＮＶ）
オ）過電流タイマ（ＴＯＣ）
カ）過電圧タイマ（ＴＯＶ）
キ）ＬＩＮタイマ（ＴＬＩＮ２．ＴＬＩＮ１０）
がある。さらに、ＬＩＮ送受信処理には、上位装置（ＥＣＵ）からの指令信号（ＬＩＮ受信信号）に基づく送受信データの処理がある。
【００７０】
図２に示される回転電機２をマイコン１７Ａによってコントローラ１３を作動し、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（上アーム）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）を交互にＯＮ・ＯＦＦ駆動（整流開始）して、界磁電流Ｉｆを流し始め、三相交流電流を供給し、電動機として作用させる場合には、図９に示す回路によって行われる。
【００７１】
図９において、バッテリＶＢ３には、回転電機２の上流側に直列にフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４が、回転電機２の下流側に直列にＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５が挿入接続されている。このＮ型ＭＯＳＦＥＴ５のソース側端子には、ＲＳＦ（電流検出用抵抗）が接続されている。このＲＳＦ（電流検出用抵抗）は、界磁電流Ｉｆをモニタするためのものである。そして、回転電機制御装置１からは、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のゲートとＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５のゲートに駆動パルス信号が入力されるようになっている。この駆動パルス信号がフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のゲートとＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５のゲートに供給されると、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４とＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５はＯＮする。
【００７２】
また、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）のゲートとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）のゲートには、回転電機制御装置１から駆動パルス信号が入力されるようになっている。このＰ型ＭＯＳＦＥＴ６とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６ａとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７ａ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６ｂとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７ｂ、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６ｃとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７ｃというようにそれぞれが対となっている。そして、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６ａとＮ型ＭＯＳＦＥＴ７ａは、交互にＯＮ・ＯＦＦ駆動される。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（６ａ〜６ｃ）はそれぞれ位相が１２０°ずれて駆動される。また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７（７ａ〜７ｃ）もそれぞれ位相が１２０°ずれて駆動される。このような制御を行うことにより、回転電機２はモータとして駆動される。
【００７３】
ここで、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６がＯＮしてＯＦＦするまで、確実にＮ型ＭＯＳＦＥＴ７はＯＦＦしている必要がある。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６がＯＮしている間にＮ型ＭＯＳＦＥＴ７がＯＮしてしまう（上下アームが同時オンする）と、上下アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ７に一気に大きな電流（過電流）が流れてしまう。すると、インバータを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ７が破壊されてしまう。そこで、本実施例においては、図１０（Ａ）に示すように、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７をＯＮ／ＯＦＦするパルス駆動回路１４の前にデッドタイム生成回路３０００を設けてある。図１０（Ｂ）には、通常時のデットタイム信号の生成タイムチャートが、図１０（Ｃ）には、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０が異常時のデッドタイム信号の生成タイムチャートが示されている。
【００７４】
図１０（Ａ）において、デットタイム生成回路３０００は、クロック分周回路３０４０と、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０と、サブ・デットタイム５ｂｉｔカウンタ３０２０と、ＯＲ回路３０３０とによって構成されている。
【００７５】
クロック分周回路３０４０はクロック２１の信号を用いて、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０とサブ・デットタイム５ｂｉｔカウンタ３０２０に対してカウントするタイミングの信号を個別に出力する。
【００７６】
メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０は、８ｂｉｔカウンタで精度の良いメイン・デットタイム信号をＯＲ回路３０３０に出力するものである。
【００７７】
また、サブ・デットタイム５ｂｉｔカウンタ３０２０は、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０の異常により短いメイン・デットタイム信号が出力される時のバックアップとして、サブ・デットタイム信号をＯＲ回路３０３０に出力するものである。サブ・デットタイム信号は、バックアップである理由から精度を落とした５ｂｉｔカウンタを採用できる。これによりデッドタイム生成の二重化による回路規模の増大を緩和することができる。
【００７８】
通常時、図１０（Ｂ）の（ｄ）に示されるＯＲ回路３０３０から出力されるデッドタイム信号は、図１０（Ｂ）の（ｅ）に示される精度の良いメイン・デットタイム信号が使用される。そのために、図１０（Ｂ）の（ｆ）に示されるサブ・デッドタイム信号は、メイン・デッドタイム信号よりも短いパルス幅にしてＯＲ回路３０３０に出力させる。
【００７９】
一方、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０の異常により、図１０（Ｃ）の（ｈ）に示される非常に短いメイン・デットタイム信号が出力される時、図１０（ｇ）に示されるＯＲ回路３０３０から出力されるデッドタイム信号は、図１０の（ｉ）に示されるサブ・デットタイム信号が採用される。これにより、通常時は精度の良いメイン・デットタイム信号が、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ異常時はバックアップのサブ・デッドタイム信号が、ＯＲ回路３０３０からパルス駆動回路１４に出力され、確実なデッドタイムを得ることができる。
【００８０】
図１０（Ｂ）の（ｂ）に示される上アーム駆動信号は、図１０（Ｂ）の（ａ）に示されるホールＩＣ入力信号の立ち上がりエッジから、図１０（Ｂ）の（ｄ）に示されるＯＲ回路３０３０のデッドタイム信号がＨｉからＬｏｗに切り換ったら、Ｈｉになる信号であり、ホールＩＣ入力信号がＬｏｗであればＬｏｗになる信号である。また、図１０（Ｂ）の（ｃ）に示される下アーム駆動信号は、図１０（Ｂ）の（ａ）に示されるホールＩＣ入力信号の立ち下がりエッジから、図１０（Ｂ）の（ｄ）に示されるＯＲ回路３０３０のデッドタイム信号がＨｉからＬｏｗに切り換ったらＨｉになる信号であり、ホールＩＣ入力信号がＨｉであればＬｏｗになる信号である。
【００８１】
上アーム駆動信号及び下アーム駆動信号は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ７のＯＮ／ＯＦＦを決める信号で、ＨｉならばＯＮ、ＬｏｗならばＯＦＦとなる。この上アーム駆動信号及び下アーム駆動信号に、図１０（Ａ）に示したデッドタイム生成回路３０００による二重化されたデッドタイムを挿入することで、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６がＯＮしている間にＮ型ＭＯＳＦＥＴ７がＯＮしてしまう（上下アームが同時オンする）を防止できる。したがって、上下アームを構成するＰ型ＭＯＳＦＥＴ６及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ７に一気に大きな電流（過電流）が流れるのを防止することができる。
【００８２】
図１０（Ｂ）の（ｅ）に示されるメイン・デッドタイム期間と図１０（Ｂ）の（ｆ）に示されるサブ・デッドタイム期間は、図１０（Ａ）に示すようにマイコン１７から、メイン・デットタイム８ｂｉｔカウンタ３０１０とサブ・デットタイム５ｂｉｔカウンタ３０２０に対してカウント上限値を任意に設定することにより、変更可能である。
【００８３】
図１１に本発明のｄＶ／ｄｔ制御付ドライバ回路を適用した回転電機制御装置（ＩＳＧ）を示す。この装置（ＩＳＧ）の主ＭＯＳ回路６，７は上アームにはＰ型ＭＯＳＦＥＴ、下アームにはＮ型ＭＯＳＦＥＴで構成されている。図１１中のＬｓ１，Ｌｓ２は、バッテリＶＢに行くまでの配線の寄生インダクタンスＬを等価的に表したものである。発電時にはこれらＭＯＳＦＥＴをスイッチングさせ、ＭＯＳ整流動作させる。従来、発電時にはダイオードのハーフブリッジ回路で整流動作させていたが、ダイオードの発熱低減のために、ＭＯＳＦＥＴのハーフブリッジ回路で整流動作させている。ＭＯＳ整流動作とは、発電時に相電圧（例えばＵ相電圧）がバッテリ電圧ＶＢの高電位側から所定の閾値電圧（Ｖｔ１）を超えたときに上アームＰ型ＭＯＳＦＥＴをオンし、相電圧（例えばＵ相電圧）が所定の閾値電圧（Ｖｔ１）より下がったときに上アームＰ型ＭＯＳＦＥＴをオフし、また、相電圧（例えばＵ相電圧）がバッテリ電圧ＶＢの低電位側から所定の閾値電圧（Ｖｔ２）を超えたときに下アームＮ型ＭＯＳＦＥＴをオンし、相電圧（例えばＵ相電圧）が所定の閾値電圧（Ｖｔ２）より下がったときに下アームＮ型ＭＯＳＦＥＴをオフするものである。このときのＭＯＳＦＥＴのオフ動作が遅れると、相電圧がバッテリ電圧の高電位より下がっても上アームＰ型ＭＯＳＦＥＴがオンのままなので、バッテリ側からステータコイル側に電流が逆流し、発電効率が低下するだけでなく、上下アームＭＯＳＦＥＴが短絡し、過電流が流れる。従って、発電時にはＭＯＳＦＥＴのスイッチング速度を速くする必要がある。これに対して、力行時にこれらＭＯＳＦＥＴをスイッチングさせると、寄生インダクタンスＬｓ１，Ｌｓ２に流れる電流が変化する。この電流の変化量をｄＩ/ｄｔとすると寄生インダクタンスＬに発生する誘起電圧は−Ｌ・ｄＩ/ｄｔとなる。主回路ＭＯＳＦＥＴのスイッチング速度を速くすると、ｄＩ/ｄｔが大きくなり、誘起電圧も増える。この誘起電圧は主回路ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間に印加されるため、主回路ＭＯＳＦＥＴの耐圧を超えると破壊してしまう。したがって、力行時にはスイッチング速度を遅くする必要がある。
【００８４】
そこで、本実施例においては、図１１に示す如く、力行時と発電時にゲート信号のｄＶ／ｄｔを変えるドライバ回路４００でＰ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７の駆動を行っている。
【００８５】
図１１において、ドライバ回路４００は、ゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾きを変えるｄＶ／ｄｔ制御機能を有するドライバ４０１〜４０６によって構成されている。このドライバ４０１〜４０６は、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（上アーム）とＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）の各ゲートに接続されている。
【００８６】
次に、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）側のドライバ回路４０４〜４０６の動作について説明する。なお、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６（上アーム）側のドライバ回路４０１〜４０３の出力波形についてはＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）側のドライバ回路４０４〜４０６の出力波形を反転させればよく、これ以降、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）側のドライバ回路の動作のみ説明する。
【００８７】
発電時にはＮ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）のゲート信号波形は、図１２（Ａ）に示す如く矩形波に近いもの（傾きｄＶ／ｄｔの大）となっているが、力行時には図１２（Ｂ）に示すように、傾きｄＶ／ｄｔの小さい（緩やかな）波形にする。この傾きｄＶ／ｄｔを緩やかにすると、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７（下アーム）をゆっくりとＯＦＦすることができる。このように、ゆっくりとＯＦＦすることにより、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７のドレイン電流のｄｉ/ｄｔが緩やかになり、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７のドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓの跳ね上がりが小さくなる。
【００８８】
図１３に力行時のＭＯＳスイッチング波形を示す。記号ａ、ｂ、ｃはそれぞれ図１１に示すＮ型ＭＯＳＦＥＴ７ａのドレイン電流Ｉｄ、ドレイン−ソース間電圧Ｖｄｓ、ゲート信号Ｖｇ２の波形である。図１３に示す波形ｃの一点鎖線のようなｄｖ/ｄｔでＭＯＳＦＥＴをオフすると、跳ね上がり電圧△Ｖが生じる。このｄｖ/ｄｔを大きくすると、△Ｖが更に大きくなる。これに対してｄｖ/ｄｔを小さくすると、△Ｖは更に小さくなる。従って、ＭＯＳＦＥＴの耐圧を超えないようにｄｖ/ｄｔを調整する。
【００８９】
力行又は発電中に、過電流、例えば、ＭＯＳＦＥＴのドレイン−ソース間が短絡したような場合には、全てのＭＯＳＦＥＴをＯＦＦする制御を行う。この場合にも、更にＭＯＳＦＥＴを緩やかにＯＦＦする。
【００９０】
また、力行時、上下アームを構成するＭＯＳＦＥＴをスイッチングさせる場合、一方のＭＯＳＦＥＴをＯＮにする際には、他方のＭＯＳＦＥＴはＯＦＦになっている。この場合に、上下アームを構成する一方のＭＯＳＦＥＴを急激にＯＮさせると、他方のＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードにより、大きなダイオードリカバリーノイズが発生する。このため、力行時には、緩やかにＭＯＳＦＥＴをＯＮさせることにより、このノイズの発生を抑制することができる。
【００９１】
整流時のＯＮ／ＯＦＦのスピードと、力行時のＯＮ／ＯＦＦのスピードをそれぞれ独立に変えられるようにすれば、システム全体として、このようなノイズ等を抑制することができる。
【００９２】
図１１に示すドライバ回路４００のドライバ４０１〜４０６の具体的実施例には、例えば、図１４に示す定電流駆動方式と、図１５に示す抵抗駆動方式とが考えられる。
【００９３】
図１４の定電流駆動方式は、主ＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７）をＯＮ／ＯＦＦするのに定電流回路を用いている。すなわち、主ＭＯＳがＮ型ＭＯＳＦＥＴの場合、主ＭＯＳをＯＮさせるときは、上側のオン用スイッチを閉じてオン用定電流源から電流を主ＭＯＳゲートに流し込む。それと同時に下側のオフ用スイッチを開放にする。逆に、主ＭＯＳをＯＦＦさせるときは、図１４の上側のオン用スイッチを開放にし、下側のオフ用スイッチを閉じて、主ＭＯＳゲートのチャージをオフ用定電流源で引き抜く。また、Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ７のゲートに供給するゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾き（ｄＶ／ｄｔ）を変える場合は、力行、整流、過電流に応じて、図１４に示すオン用定電流源及びオフ用定電流源の電流値Ｉを変化させる。電流値Ｉが大きいとゲート信号の傾斜が急になり、電流値Ｉが小さいと、ゲート信号傾斜が緩やかになってくる。このように、図１４に示す定電流駆動方式は、定電流源の電流値に応じて傾きを変える方式となっている。この定電流回路は、例えば、バッテリ電源ＶＢをそのまま使用するのではなく、一旦、バッテリ電源ＶＢから基準の電圧源Ｖｒｅｆを作り、この基準電圧源Ｖｒｅｆから電流値を作ることにより、バッテリ電圧ＶＢが変化する場合にも定電流回路を実現することができる。
【００９４】
図１５に示す抵抗駆動方式は、可変抵抗の抵抗値を制御して行う方式である。Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ６のゲート及びＮ型ＭＯＳＦＥＴ７のゲートに供給するゲート信号の立ち上がりの傾きと、立ち下がりの傾き（ｄＶ／ｄｔ）を変える場合は、図１５に示す抵抗の抵抗値を大きくすると傾斜が緩やかになり、抵抗値を小さくすると傾斜が急になる。なお、力行、発電、過電流の各モードにより、可変抵抗値を切り替えることができる。
【００９５】
次に、本実施例に係る回転電機制御装置（ＩＳＧ）の回転電機制御において、異常状態が発生した場合の保護の種類と優先順位について説明する。回転電機制御装置（ＩＳＧ）においては、回転電機制御における各種の異常に対して保護動作を行っている。本実施例では、これらの異常状態から回転電機制御装置（ＩＳＧ）を保護する手段として、ハードウエアで保護する手段（保護回路を設け、その保護回路が異常状態を検知して回転電機制御装置（ＩＳＧ）を保護する手段）とソフトウエアで保護する手段（マイコンの演算処理により異常状態を検知して、ハードウエアとの協調により装置を保護する手段）とを有し、異常状態の性質に応じて使い分けている。
【００９６】
この回転電機制御において発生する各種異常に対する制御動作は、対象となる制御内容によって、図１６（Ａ）〜（Ｃ）に示す如く行われる。この図１６は、信号の流れからみた制御動作で、図１６（Ａ）が上位コントローラ（ＥＣＵ）からの命令によって制御するもので、図１６（Ｂ）が検知したアナログ信号をＡ／Ｄ変換してマイコンによってソフト上で制御するもので、図１６（Ｃ）が検知したアナログ信号をＡ／Ｄ変換してマイコンによってソフト上で制御するのでは間に合わないリアルタイムで制御する必要のある重要度を備えたもので、ハードウエアのみで制御するものである。このように、ある異常状態が生じた場合、その発生した異常状態が、緊急性を要しない異常状態の場合には、図１６（Ｂ）に示す如く、ソフトウエア手段を用いて保護することにしてあり、回転電機制御装置（ＩＳＧ）のコスト低減を図っている。一方、発生した異常状態が、直ちにその異常状態から回復しないと危険な異常状態の場合には、瞬時にその異常を検知して、図１６（Ｃ）に示す如く、ハードウエア手段を用いて異常状態から回復させて回転電機制御装置（ＩＳＧ）の保護をおこなっている。
【００９７】
図１６（Ａ）において、上位コントローラ（ＥＣＵ）からの命令によって制御する制御動作は、ＥＣＵからの命令に基づいてマイコンの制御ソフトが動作し、デジタルシーケンサを駆動し、制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動し、パワーモジュールを制御している。この図１６（Ａ）における上位コントローラ（ＥＣＵ）からの命令によって制御する制御動作において対象となる制御内容は、発電、力行準備、力行動作の切り換え処理である。
【００９８】
図１６（Ｂ）において、アナログ信号をＡ／Ｄ変換してマイコンによってソフト上で制御する制御動作は、パワーモジュールからの検出信号（アナログ信号）をＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換し、マイコンに取り込む。このマイコンによってＡ／Ｄ変換器でデジタル値に変換されたパワーモジュールからの検出値に異常がないかをソフトで判定する。このマイコンでソフト上で異常を認識すると、保護のためにデジタルシーケンサを駆動し、制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御している。この図１６（Ｂ）におけるアナログ信号をＡ／Ｄ変換してマイコンによってソフト上で制御する制御動作において対象となる制御内容は、低速で保護するので十分な制御内容で、過電圧、低電圧、過温度、温度センサ異常、無発電、不足電圧、ＱＦＣ−ＭＯＳショートである。
【００９９】
図１６（Ｃ）において、アナログ信号をデジタルシーケンサに取り込みデジタルシーケンサ上でハードウエア的に制御する制御動作は、パワーモジュールからの検出信号をアナログ信号の状態でコンパレータで比較し、この比較結果をデジタルシーケンサに取り込む。このデジタルシーケンサにおいてコンパレータにおける比較結果が異常であることを示しているときは、デジタルシーケンサにおいて異常を認識し、直ちに制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御している。この制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動と同時に、デジタルシーケンサにおける認識結果は、マイコンに報告され、ソフト処理されてその結果が上位コントローラ（ＥＣＵ）に異常報告として送信される。この図１６（Ｃ）におけるデジタルシーケンサにおける異常認識から直ちに制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作において対象となる制御内容は、高速で保護することが必要な制御内容で、フィールドＭＯＳショート故障、ロードダンプサージの発生、過電流の検出、ロータ短絡故障、力行異常（過回転、オーバータイム、モータロック）である。
【０１００】
このような回転電機制御において本実施例に示される各種の異常状態が発生した場合、回転電機制御装置（ＩＳＧ）においては、図１７に示す如く、保護の種類に対して保護の優先順位が特定されて保護動作が行われるようになっている。すなわち、回転電機制御装置（ＩＳＧ）において回転電機制御を行っている際に発生する保護の種類としては、５種類に分類してある。そして、保護の優先順位は、保護の重要度を考慮して図１７に示す如く、異常の内容から第１にフィールドＭＯＳショート故障、第２にロードダンプサージ発生、第３に界磁電流を急速減衰させる必要のない異常（過電圧、低電圧、過電流、ＩＣ過温度、内蔵温度センサ故障、力行時のアームＭＯＳ過温度、力行時の外部温度センサ故障）、第４にロータ短絡故障、第５に界磁電流を小さく制限する必要のある異常（力行時以外のアームＭＯＳ過温度、力行時以外の外部温度センサ故障）の順となっている。
【０１０１】
この図１７に示される優先順位は、同時に複数の異常が発生した場合や、ある異常が発生し保護動作を行っている最中に別の異常が発生した場合に、いずれの異常状態に対して優先的に保護するかを示すものである。回転電機制御において本実施例に示される各種の異常状態が発生した場合には、図１７に示される優先順位の高い順にしたがって保護動作が行われるが、最優先で保護動作が行われた優先順位の高い異常が正常に復帰すると、次に優先順位の高い異常の保護を行うように動作する。図１７に図示の優先順位は、このように複数の異常状態が発生した場合に、保護動作を矛盾無く行えるようにするためのものである。この図１７に図示されるように保護動作の優先順位を決定しておくことによって優先順位の高い保護動作が優先順位の低い保護動作より早期に行われ、発生異常に対して素早く安全な状態にＩＳＧを移行させる動作を行う内容となっている。
【０１０２】
次に、図１７に図示の優先順位にしたがって異常の内容に対する保護の種類と、保護の具体的な動作内容と、上位コントローラ（ＥＣＵ）への異常報告の有無について説明する。まず、保護の優先順位の第１のフィールドＭＯＳショート故障について説明する。図２に図示のフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４にショート故障が生じると、このフィールドＭＯＳ４による界磁電流の制御が効かなくなる。このようにフィールドＭＯＳ４によって回転電機２の界磁コイル２ａに流す電流が制御できなくなると、重大な事故を引き起こす場合がある。このためフィールドＭＯＳ４による回転電機２の界磁コイル２ａに流す電流が制御できなくなった場合には、安全措置として直ちに界磁コイル２ａに流れる電流を遮断してやる必要がある。回転電機２の界磁コイル２ａに直列に挿入接続されているフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４とＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５は、界磁コイル２ａに流れる電流量を制御したり、バッテリ３に接続されるフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４と界磁コイル２ａとＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５の直列回路を遮断するためのものである。
【０１０３】
そこで、図２に図示のフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４にショート故障が生じた場合には、フィールドＭＯＳ４とＱＦＣ−ＭＯＳ５をオフすることで界磁電流をゼロにする保護動作を行う。さらに、上アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）６、下アームＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）７をオフし発電や力行動作を停止している。ここで、ショート故障しているフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のゲートを改めてオフする理由は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４が正常に復帰したことを検知するためである。これは、フィールドＭＯＳショートからの正常復帰を、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をオフ制御しているときのドレイン−ソース間電圧で判断しているためである。
【０１０４】
このフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４にショート故障が生じた場合には、緊急性を要する異常のため、高速で保護することが必要であり、ハードウエア手段で保護を行う。すなわち、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４にショート故障が発生した場合は、図１６（Ｃ）に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常認識から直ちに制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。
【０１０５】
ロードダンプサージは、バッテリが外れる（バッテリ端子の脱落等）などによって発電電圧（ＶＢ）が異常に高電圧になる（バッテリ外れによる跳ね上がり電圧の発生）現象である。この高電圧の発生は、バッテリが外れている（バッテリ端子の脱落等）のに回転電機２の界磁コイル２ａに界磁電流（Ｉｆ）が流れ続けて発電動作を行っていることが原因である。このロードダンプサージが生じているのをこのままにしておくと、ＩＳＧ制御回路や他の電機部品の破壊につながるため、バッテリ端子の脱落等などによって発電電圧（ＶＢ）が異常に高電圧になった場合は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をオフさせて界磁電流（Ｉｆ）の供給源を絶つと同時にＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５をオフさせて界磁電流（Ｉｆ）を急速に減衰させ発電動作を停止させなければならない（図９参照）。このＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５をオフさせることで並列に接続されているツェナーダイオードに界磁電流（Ｉｆ）を流し、熱として消費する界磁電流急速減衰動作を行う。
【０１０６】
図９において、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のオフでは、ロータ抵抗で電流が減衰するのに対し、ＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５のオフではツェナーダイオードのクランプ電圧と界磁電流（Ｉｆ）の積算（Ｖｚ×Ｉｆ）エネルギーがツェナーダイオードで消費されるため、界磁電流が急速に減衰する。ロードダンプサージが発生した場合は、ＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５のオフと同時にフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をオフし電流供給源を遮断すると共に、上アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）６と下アームＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）７の発熱を低減する目的からＭＯＳ整流動作は許可したままとしている。
【０１０７】
ロードダンプサージの場合は、緊急性を要する異常のため、高速で保護することが必要であり、ハードウエア手段で保護を行う。すなわち、ロードダンプサージが発生した場合は、図１６（Ｃ）に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常を検知し、直ちに制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。ロードダンプサージが発生しても、発電を継続できることから、ＥＣＵへは特に通知しない。運転者がエンジンを一度切った後、次にエンジンが始動しないことで運転者は故障を認識する。
【０１０８】
過電圧、低電圧、過電流、ＩＣ過温度、内蔵温度センサ故障、アームＭＯＳ過温度（力行時のみ）、外部温度センサ故障（力行時のみ）が発生した場合は、発電も力行も行わないサイレンスという状態に遷移させている。過電圧、低電圧とは、バッテリ電圧が所定電圧より高くなった状態または所定電圧より低くなった状態である。この過電圧、低電圧は、一定時間電圧値を監視する必要から緊急性を要するものではないため、ソフトウエア手段を用いて異常を検知し、装置の保護を行う。また、過電流とは、短絡等により回路に許容範囲以上の大きな電流が流れる状態である。この過電流状態は、その緊急性により、ハードウエアを用いて異常を検知し、装置の保護を行う。さらに、ＩＣ過温度とは、ＩＣ内蔵の温度センサが、所定値より大きいことを検出した状態である。このＩＣ過温度状態は、特に緊急性を要するものではないため、ソフトウエア手段を用いて異常を検知し、装置の保護を行う。
【０１０９】
この過電圧、低電圧、過電流、ＩＣ過温度、内蔵温度センサ故障、アームＭＯＳ過温度（力行時のみ）、外部温度センサ故障（力行時のみ）の多くの場合の保護は、界磁電流（Ｉｆ）を急速に減衰させる必要が無いためＱＦＣ−ＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）５はオンしたままとしている。ただし、発電、力行を停止するため上アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）６と下アームＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）７とフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をオフする。このようにサイレンスに移行する異常が多種有ることからも分かるように、回転電機制御装置（ＩＳＧ）では、最も基本的な保護状態がサイレンスとなっている。このサイレンスモードは、上アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）６と下アームＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）７とフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４をオフし界磁電流（Ｉｆ）をゼロに移行させる。ただし、界磁電流（Ｉｆ）を急速に減衰させる動作は行っていない。これは、正常に復帰した場合に速やかに発電に移行できるように配慮しているためである。
【０１１０】
ロータ短絡故障は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４と直列に接続された界磁コイル２ａの短絡によってフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４がオンした時点で短絡電流が流れ、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４を破壊する可能性がある。このためロータ短絡故障が生じた場合は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４に流れる電流を少なく絞る制御をしなければならない。このロータ短絡故障が生じた場合の保護は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４に流れる電流が定格以上に増加するためフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のオンＤｕｔｙを０．５％に小さく設定する。すなわち、ロータ短絡故障が生じた場合は、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４を０．５％のオンデューティでスイッチングさせることで保護を行っている。この様な動作は、その緊急性により、ハードウエアを用いて異常を検知し、回路の保護を行っている。フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４を完全にオフしないのは、ロータ短絡が正常に復帰したことをフィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４オン時のドレイン−ソース間電圧で判断しているためである。
【０１１１】
アームＭＯＳ過温度、外部温度センサ故障（共に力行時以外）は、上アームＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）６や下アームＭＯＳ（Ｎ型ＭＯＳＦＥＴ）７から構成されるパワーモジュールの過温度の可能性が考えられる。このためアームＭＯＳ過温度、外部温度センサ故障（共に力行時以外）の場合は、発熱を抑える目的から過温度発生時の界磁電流（Ｉｆ）の０．５倍に界磁電流（Ｉｆ）を設定し、発電量を抑える制御を行う。
【０１１２】
また、力行時の動作異常としては、
ア）過回転
イ）オーバータイム
エ）モータロック
がある。力行時に動作異常が生じると装置の故障に繋がるため、異常に対する保護が行われる。ここで、過回転とは、モータの回転数が、所定回転数より大きい（回り過ぎている）状態である。また、モータロックとは、モータが動作しているはずであるにもかかわらず、モータが回転していない状態である。
【０１１３】
これら過電圧、低電圧、過温度、温度センサ故障、無発電、不足電圧、ＱＦＣ−ＭＯＳショートの保護は、図１６（Ｂ）に示す如く、各種センサによって検知したアナログ信号をＡ／Ｄ変換してマイコンによってソフト上で判断して制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。また、フィールドＭＯＳ（Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ）４のショート故障、ロードダンプサージ、過電流、ロータ短絡故障、力行時の動作異常（過回転、オーバータイム、モータロック）は、いずれも高速の保護制御が要求され、緊急性を要するため、図１６（Ｃ）に示す如く、デジタルシーケンサにおける異常を検知し、直ちに制御回路（ドライバ、コンパレータ）を駆動して、パワーモジュールを制御する制御動作を行う。
【０１１４】
本実施例に係る回転電機制御装置（ＩＳＧ）では、以上説明してきた各種異常を、ロードダンプサージを除いて上位コントローラ（ＥＣＵ）へ通知している。これは、ロードダンプサージが通常の場合、数百ｍｓ程度で正常電圧範囲に復帰するためである。ただ仮に、異常電圧が一定時間以上継続するような場合が発生した場合は、過電圧保護が働くことで異常がＥＣＵへ通知される。
【０１１５】
ところで、ハードウエア手段（コンパレータ、デジタルシーケンサ）により異常状態を検知する場合、保護回路を働かせるのであるから、異常状態を検知してそれに対処することに関しては、十分である。しかし、ハードウエア手段（コンパレータ、デジタルシーケンサ）による異常状態の検知により保護回路が作動し対処が行われると、上位コントローラ（ＥＣＵ）に情報を送信していないため、上位コントローラ（ＥＣＵ）側ではそれを知ることができない。
【０１１６】
このため、本実施例では、マイコン１７Ａが備える異常検知フラグとして、ハードウエア手段用フラグ（ハードウエア手段による異常検知に基づいて立ち上がり、立ち下がり動作を行うフラグ）と、ソフトウエア手段用フラグ（ハードウエア手段による異常検知に基づいて立ち上がり、ソフトウエア手段により立ち下がり動作を行うフラグ）の、同じ異常検知対象機器の異常検知フラグを２つ用意する。これは、ハードウエア手段用フラグのみでは、ソフトウエアがフラグチェックを行う周期より短いフラグ発生についてソフトウエアが検知できない場合が発生するからである。ソフトウエアは、ソフトウエア手段用フラグを参照して異常を検知し、予め決められている手順に従って処理を行う。また、ソフトウエアは、異常が上位コントローラ（ＥＣＵ）へ通知されるなどの処理が行われ、かつ、ハードウエア手段用フラグが正常に復帰している事を確認した場合に、対応するソフトウエア処理用フラグをリセットする操作を行う。
【０１１７】
この様にソフトウエア手段用フラグを備えることで、瞬時に正常復帰した異常についても異常履歴を知ることができ、上位コントローラ等へ通知するなどのソフトウエアによる制御の柔軟性を増すことが可能となる。
【０１１８】
以上、本発明の要旨を実施例に基づいて説明したが、本発明は実施例中に具体的に記載した範囲に限定されるものではなく、その技術思想の範囲内で、種々の変更が可能である。例えば、上記実施例においては、上下アームを構成するスイッチング素子として、Ｐ型ＭＯＳＦＥＴ及びＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いた場合を説明したが、上下アームのＭＯＳＦＥＴの両方にＰ型ＭＯＳＦＥＴまたはＮ型ＭＯＳＦＥＴを用いる場合や、スイッチング素子としてＭＯＳＦＥＴの代わりにＩＧＢＴを用いる場合も、当然に本発明の範囲内にあるものである。
【図面の簡単な説明】
【０１１９】
【図１】本発明に係る回転電機制御装置によって制御される回転電機が搭載する自動車の構成を示す図である。
【図２】本発明に係る回転電機制御装置の実施例を示す回路図である。
【図３】図１に図示の回転電機制御装置の状態遷移図である。
【図４】図３に図示の状態遷移のメイン処理フローチャートである。
【図５】図４に図示の始動シーケンスを示す図である。
【図６】図５に図示のウェイクアップ検知を行うウェイクアップ装置の回路構成図である。
【図７】図５に図示のウェイクアップ回路の起動条件の真理値表を示す図である。
【図８】割込処理フローチャートを示す図である。
【図９】ＱＦＣ−ＭＯＳを含む全体回路図である。
【図１０】デットタイム生成回路と各信号のタイムチャートを示す図である。
【図１１】ｄＶ／ｄｔ制御機能を有するドライバ回路と主ＭＯＳ回路を示す回路図である。
【図１２】ＭＯＳＦＥＴを交互にＯＮ駆動するためのゲート信号波形図である。
【図１３】力行時、ＭＯＳスイッチング波形を示す図である。
【図１４】図１２に図示のゲート信号波形図を成形する低電流駆動方式の回路図である。
【図１５】図１２に図示のゲート信号波形図を成形する抵抗駆動方式の回路図である。
【図１６】回転電機制御において発生する各種異常に対する制御動作を示す図である。
【図１７】図１６に図示の各種異常に対する保護動作における保護の種類とその優先順位を示す図である。
【符号の説明】
【０１２０】
１…………………………回転電機制御装置
１Ａ………………………パワーステージ
１Ｂ………………………５Ｖステージ
２…………………………回転電機（Ｍ／Ｇ）
３…………………………バッテリ電源
４…………………………フィールドＭＯＳ
５…………………………ＱＦＣ−ＭＯＳ
６…………………………上アームＰＭＯＳ
７…………………………下アームＮＭＯＳ
１０，１９………………レベル変換回路
１１，１２………………セレクタ
１３………………………コントローラ
１４………………………バッテリ電源
１５………………………ジェネレータ・コントローラ
１６………………………共通保護回路
１７………………………マイコン
１８………………………界磁コントローラ
２０………………………ドライバ回路
２５………………………ＤＣ−ＤＣコンバータ
５０………………………ウェイクアップ検知回路
５０ａ……………………ウェイクアップ検知回路
５０ｂ……………………サブＤＣ−ＤＣ
３０００……………………デットタイム信号生成手段
３０１０……………………デットタイム８ｂｉｔカウンタ
３０２０……………………サブ・デットタイム５ｂｉｔカウンタ
３０３０……………………ＯＲ回路
３０４０……………………クロック分周回路
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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