(57)【要約】【課題】マイクロコンピュータの処理にかかる負荷を軽減しつつ、発電運転制御の信頼性を向上させること。【解決手段】モータジェネレータ部１４の駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータ１１ａおよびマイクロコンピュータ１１ａの発電制御と別個にモータジェネレータ部１４の発電を維持させる発電維持部１２ａが設けられ、発電維持部１２ａは、マイクロコンピュータ１１ａが正常な場合、マイクロコンピュータ１１ａに発電制御を行わせ、マイクロコンピュータ１１ａに異常が発生した場合、マイクロコンピュータ１１ａから自律して発電維持を行わせる。【選択図】        図１
2012016205.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータジェネレータのロータ電流およびステータ各相電圧に基づいて、前記モータジェネレータの駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータの発電制御と別個に前記モータジェネレータの発電を維持させる発電維持部とを備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記発電維持部は、
前記モータジェネレータのステータ各相電圧に基づいて前記モータジェネレータの発電状態を監視する発電維持回路と、
前記発電維持回路による発電状態の監視結果に基づいて、前記モータジェネレータの発電が維持されるようにデューティを制御する発電維持デューティ生成部とを備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記発電維持デューティ生成部は、前記モータジェネレータの発電時に過電圧が検出された場合、前記モータジェネレータの回転が維持されるようにデューティを制御することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記発電維持部は、
ステータ母線電圧に基づいて前記マイクロコンピュータと独立して負荷変動を監視するロードダンプ検出部を備え、
前記ロードダンプ検出部による負荷変動の監視結果に基づいて、前記モータジェネレータのロータ電流を遮断させることを特徴とする請求項１から３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記発電維持部は、前記マイクロコンピュータが正常な場合、前記マイクロコンピュータに発電制御を行わせ、前記マイクロコンピュータに異常が発生した場合、前記マイクロコンピュータから自律して発電維持を行わせることを特徴とする請求項１から４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記発電維持部は自分自身を監視し、自分自身に異常が発生した場合、前記マイクロコンピュータに発電制御を行わせることを特徴とする請求項１から５のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記発電維持回路は、
前記ロータ電流の監視結果に基づいて過電流を検出する過電流検出部と、
前記ロータ電流と前記ステータ母線電圧と前記ステータ各相電圧の監視結果に基づいて、前記モータジェネレータの発電を検出する発電検出部と、
前記ステータ母線電圧の監視結果に基づいて不足電圧を検出する不足電圧検出部と、
前記ステータ母線電圧の監視結果に基づいて過電圧を検出する過電圧検出部とを備え、
前記発電維持回路は、前記不足電圧が検出された時は発電が維持されるようにデューティを上昇させ、前記過電圧が検出された時は回転が維持されるようにデューティを下降させ、前記過電流検出された時はロータを駆動するスイッチング素子をオフさせることを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記発電維持部は、
ステータ一相電圧の監視結果に基づいて、前記モータジェネレータのロータの回転を検出するロータ回転検出部と、
前記ロータの回転の検出結果に基づいて、前記ロータの回転を維持させる回転検出デューティ生成部とを備えることを特徴とする請求項１から７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記発電維持部は、
前記マイクロコンピュータの動作を監視するマイコン監視部と、
前記発電維持部の動作に用いられるクロックを監視するロータクロック監視部と、
前記マイコン監視部にて監視されるマイクロコンピュータが異常の場合、前記発電維持部にて前記モータジェネレータのロータが制御され、前記クロック監視部にて監視されるクロックが異常の場合、前記マイクロコンピュータにて前記モータジェネレータのロータが制御されるように信号を切り替えるセレクタ部とを備えることを特徴とする請求項１から８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記マイコン監視部は、
前記マイクロコンピュータのウォッチドッグタイマを監視するウォッチドッグタイマ監視部と、
前記ウォッチドッグタイマ監視部によるウォッチドッグタイマの監視結果に基づいて前記マイクロコンピュータをリセットするリセット生成部とを備えることを特徴とする請求項９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記マイクロコンピュータは、ロータの角度位置の検出結果に基づいてステータの駆動制御を行うことを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
ロータの角度位置の検出結果に基づいて、ステータの駆動制御を行うステータ制御部を備えることを特徴とする請求項１から１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記マイクロコンピュータは、前記モータジェネレータの運転状況を把握するために前記発電維持部および前記ステータ制御部と通信を行うことを特徴とする請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記発電維持部は、パワーオンリセット後に正常な通信が一度も前記マイクロコンピュータとの間で確立されていない場合、前記マイクロコンピュータの異常が検出されないならば、前記マイクロコンピュータおよび前記発電維持部にて駆動または発電が行われるように切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記発電維持部は、前記マイクロコンピュータとの間で通信障害を検出した時にパワーオンリセット後に正常な通信が前記マイクロコンピュータとの間で確立されていた場合、前記発電維持部にて発電が行われるように切り替えることを特徴とする請求項１３に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記ステータ制御部は、
前記ロータの角度位置を検出するロータ角度位置検出部と、
ステータ各相電圧の監視結果に基づいてステータの異常を検出するステータ異常検出部と、
前記ロータの角度位置の検出結果および前記ステータの異常を検出結果に基づいて前記ステータの駆動制御を行うステータ制御ロジック部と、
前記マイクロコンピュータからの運転命令を受信したり、前記ステータの運転状況を前記マイクロコンピュータに送信したりする第１のシリアル通信インターフェースとを備えることを特徴とする請求項１２に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記ステータ制御部は、
前記ステータ制御部の動作に用いられるクロックを監視するステータクロック監視部を備え、
前記ステータ制御ロジック部は、前記ステータクロック監視部にて監視されるクロックが異常の場合、前記ステータの駆動制御を停止させることを特徴とする請求項１６に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記発電維持部は、前記ロータの運転状況を前記マイクロコンピュータに送信する第２のシリアル通信インターフェースを備えることを特徴とする請求項１から１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記発電維持部は、前記マイクロコンピュータにて駆動制御に切り替えられた時は、前記マイクロコンピュータにて駆動制御を行わせ、前記マイクロコンピュータにて発電制御に切り替えられた時は、前記マイクロコンピュータにて発電制御を行わせるかまたは自分自身で発電を維持させることを特徴とする請求項１から１８のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項２０】
モータジェネレータのロータ電流およびステータ各相電圧に基づいて、前記モータジェネレータの駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータと、
ステータ母線電圧に基づいて前記マイクロコンピュータと独立して負荷変動を監視するロードダンプ検出部と、
前記ロードダンプ検出部による負荷変動の監視結果に基づいて、ロータ電流を制御するロータゲート指令信号を遮断するセレクタ部とを備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２１】
モータジェネレータのロータ電流およびステータ各相電圧に基づいて、前記モータジェネレータの駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータと、
前記マイクロコンピュータの発電制御と別個に前記モータジェネレータの回転検出ができるように回転を維持させるロータ制御ロジック部とを備えることを特徴とする電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は電力変換装置に関し、特に、自動車等の車両に搭載される車両用回転電動機に用いる車両用電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用回転電機においては、より高効率化を目指して整流素子としてパワー素子を使用し、パワー素子とこれを駆動する信号を生成するパワー素子駆動信号生成手段とを含む電力変換装置により、整流素子による損失を低減した整流方式が用いられている。
【０００３】
また、パワー素子を流れる電流方向を変えることでトルクを発生させ、発電だけでなく駆動にも対応できるようにするため、演算処理速度が高速でかつ、多くの割り込みやタイマを搭載した高性能のマイクロコンピュータを用いて、一般的な電動機制御よりも複雑な動作をさせるものもある（特許文献１）。
【０００４】
一方、モータジェネレータの駆動電力および発電電力を制御するマイクロコンピュータの動作が安定しない場合、すべての機能を停止させるのではなく、最低限の発電のみを維持する方法も提案されている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開２００９−２８４５６４号公報
【特許文献２】特開２００５−１３７０６５号公報
【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、高性能のマイクロコンピュータは、大規模メモリが搭載されているなどの理由で、車両用電力変換装置が設置される内燃機関直近の周辺温度条件をクリアできるものは極めて入手困難である。このため、このような高性能のマイクロコンピュータが搭載された基板は、冷却機構を設けたり、車両用電力変換装置から位置を離したりしなければならないという問題があった。
【０００７】
一方、車両用電力変換装置が設置される内燃機関直近の周辺温度条件をクリアできるマイクロコンピュータは処理能力が高くないため、一般的な電動機制御よりも複雑な動作をさせるには性能不足であるという問題があった。
【０００８】
また、積極的に駆動動作させる以外の場合には常に発電を維持する必要があり、回転子（以下、ロータと称す。）に電流をある程度流し続ける必要がある。一方、高負荷で発電している状態から負荷が急に小さくなくなるような負荷急変に対しては、発電機端の電圧急上昇により、使用しているパワー素子が破壊される。
【０００９】
このような発電運転状況のモニタをマイクロコンピュータに行わせると、マイクロコンピュータの処理に大きな負荷がかかり、回転子の回転位置と速度に応じて固定子（以下、ステータと称す。）に接続されているパワー素子の全相をオン／オフ制御する処理を含め大きな負担となっていた。
【００１０】
本発明は、上記に鑑みてなされたものであって、マイクロコンピュータの処理にかかる負荷を軽減しつつ、発電運転制御の信頼性を向上させることが可能な電力変換装置を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明の電力変換装置は、モータジェネレータのロータ電流およびステータ各相電圧に基づいて、前記モータジェネレータの駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータと、前記マイクロコンピュータの発電制御と別個に前記モータジェネレータの発電を維持させる発電維持部とを備えることを特徴とする。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によれば、マイクロコンピュータの処理にかかる負荷を軽減しつつ、発電運転制御の信頼性を向上させることが可能という効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】図１は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。
【図２】図２は、図１のモータジェネレータ部１４、ロータパワー部１６およびステータパワー部１７の概略構成を示すブロック図である。
【図３】図３は、図１のセレクタ部１２６ａの概略構成を示すブロック図である。
【図４】図４は、図１の発電維持デューティ生成部１２３２の状態遷移を示す図である。
【図５】図５は、図１の回転検出デューティ生成部１２３１および発電維持デューティ生成部１２３２のデューティ生成時の状態遷移を示す図である。
【図６】図６は、過電流検出時のスイッチング素子Ｔ７のオン／オフ制御方法を示すタイミングチャートである。
【図７】図７は、図１のロードダンプ検出部１２０の状態遷移を示す図である。
【図８】図８は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。
【図９】図９は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。
【図１０】図１０は、図９のセレクタ部１２６ｂの概略構成を示すブロック図である。
【図１１】図１１は、図９のトリップ検出部の動作例を示す図である。
【図１２】図１２は、図９のロータ回転検出部１２４および回転検出デューティ生成部１２３１の動作例を示すタイミングチャートである。
【図１３】図１３は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態３の発電維持部１２のクロック停止中の同期シリアル通信を可能とするための回路方式を示すブロック図である。
【図１４】図１４は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。
【図１５】図１５は、図１４のセレクタ部１２６ｃの概略構成を示すブロック図である。
【図１６】図１６は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。
【図１７】図１７は、図１６の電力変換装置のシリアル通信処理の一例を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１４】
以下に、本発明に係る電力変換装置の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。なお、この実施の形態によりこの発明が限定されるものではない。
【００１５】
実施の形態１．
図１は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態１の概略構成を示すブロック図である。図１において、この電力変換装置には、モータジェネレータ部１４の駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータ１１ａおよびマイクロコンピュータ１１ａの発電制御と別個にモータジェネレータ部１４の発電を維持させる発電維持部１２ａが設けられている。
【００１６】
この発電維持部１２ａは、マイクロコンピュータ１１ａが正常な場合、マイクロコンピュータ１１ａに発電制御を行わせ、マイクロコンピュータ１１ａに異常が発生した場合、マイクロコンピュータ１１ａから自律して発電維持を行わせることができる。
【００１７】
また、発電維持部１２ａは、ステータ母線電圧に基づいてマイクロコンピュータ１１ａと独立して負荷変動を監視し、その監視結果に基づいてモータジェネレータ部１４のロータ電流を遮断させることができる。
【００１８】
ここで、マイクロコンピュータ１１ａには、ＷＤＴ信号Ｓ１１を出力するポート出力端子Ｔ１１、リセット信号Ｓ１２を入力するリセット端子Ｔ１２、マイコンロータゲート信号Ｓ２６を出力するＰＷＭ出力端子Ｔ１３、ステータゲート指令信号Ｓ１４を出力するＰＷＭ出力端子Ｔ１４、ロータ電流モニタ信号Ｓ１８を入力するアナログ入力端子Ｔ１５、ステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０を入力するアナログ入力端子Ｔ１６、ステータパワー部異常信号Ｓ３１を入力するポート入力端子Ｔ１７およびロータ角度位置信号Ｓ３３を入力するポート入力端子Ｔ１８が設けられている。
【００１９】
発電維持部１２ａには、マイコン監視部１２１ａ、発電維持部電源異常監視部１２２、ロータ制御ロジック部１２３、ロータ回転検出部１２４、発電維持回路１２５、セレクタ部１２６ａ、ロータドライバ部１２７、ロータロジック監視部１２８およびロードダンプ検出部１２０が設けられている。
【００２０】
なお、発電維持回路１２５は、モータジェネレータ部１４のステータ各相電圧に基づいてモータジェネレータ部１４の発電状態を監視したり、ステータ母線電圧に基づいて発電時の過電圧および不足電圧を検出したり、ロータ電流に基づいて過電流を検出したりすることができる。
【００２１】
マイコン監視部１２１ａには、マイコン電源異常監視部１２１１、ウォッチドッグタイマ監視部１２１２およびリセット生成部１２１３が設けられている。ロータ制御ロジック部１２３には、回転検出デューティ生成部１２３１および発電維持デューティ生成部１２３２が設けられている。
【００２２】
なお、発電維持デューティ生成部１２３２は、発電維持回路１２５による発電状態の監視結果に基づいて、モータジェネレータ部１４の発電が維持されるようにデューティを制御したり、モータジェネレータ部１４の発電時に過電圧が検出された場合、モータジェネレータ部１４の回転が維持されるようにデューティを制御したりすることができる。
【００２３】
発電維持回路１２５には、過電流検出部１２５１、発電検出部１２５２、不足電圧検出部１２５３および過電圧検出部１２５４が設けられている。ロータロジック監視部１２８には、クロック生成部１２８１およびクロック監視部１２８２が設けられている。
【００２４】
また、この電力変換装置には、ロータパワー部１６、ステータパワー部１７、ステータドライバ部１３３、ステータ異常検出部１３４およびロータ角度位置検出部１３５が設けられている。
【００２５】
図２は、図１のモータジェネレータ部１４、ロータパワー部１６およびステータパワー部１７の概略構成を示すブロック図である。図２において、モータジェネレータ部１４には、電機子巻線Ｍ１および界磁巻線Ｍ２が設けられている。ここで、電機子巻線Ｍ１はＵＶＷの３相分だけ設けられ、電機子巻線Ｍ１の各相の一端は入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗに接続されるとともに、電機子巻線Ｍ１の各相の他端は共通に接続されている。界磁巻線Ｍ２の各端は入力端子ＦＨＳ１、ＦＨＳ２に接続されている。
【００２６】
また、モータジェネレータ部１４には、ロータの回転角度位置を検出する回転角度位置検出部１４ａが設けられ、回転角度位置検出部１４ａは、出力端子ＴＯ１〜ＴＯ４に接続されている。
【００２７】
ステータパワー部１７には、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６およびフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ６が設けられ、フリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ６はスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６に並列に接続されている。なお、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６としては、電界効果トランジスタを用いるようにしてもよいし、バイポーラトランジスタを用いるようにしてもよいし、ＩＧＢＴを用いるようにしてもよい。
【００２８】
そして、スイッチング素子Ｔ１、Ｔ２が直列接続されることでＵ相アームが構成され、スイッチング素子Ｔ３、Ｔ４が直列接続されることでＶ相アームが構成され、スイッチング素子Ｔ５、Ｔ６が直列接続されることでＷ相アームが構成されている。
【００２９】
そして、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームは互いに並列に接続され、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームの両端は電源端子Ｐ、Ｎに接続されている。ここで、電源端子Ｐは蓄電池１５の正極側に接続され、電源端子Ｎは蓄電池１５の負極側に接続されている。そして、電源端子Ｐ、Ｎには、ステータ母線電圧としてＰ端電圧およびＮ端電圧をそれぞれ供給することができる。
【００３０】
また、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のゲートはゲート駆動端子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬにそれぞれ接続されている。スイッチング素子Ｔ１、Ｔ２の接続点は入力端子Ｕに接続され、スイッチング素子Ｔ３、Ｔ４の接続点は入力端子Ｖに接続され、スイッチング素子Ｔ５、Ｔ６の接続点は入力端子Ｗに接続されている。
【００３１】
ロータパワー部１６には、スイッチング素子Ｔ７、フリーホイールダイオードＤ７、ダイオードＤ８および抵抗Ｒ１が設けられ、フリーホイールダイオードＤ７はスイッチング素子Ｔ７に並列に接続されている。また、スイッチング素子Ｔ７にはダイオードＤ８が直列接続され、この直列回路の両端は電源端子ＦＰ、ＦＮに接続されている。ここで、電源端子ＦＰは蓄電池１５の正極側に接続され、電源端子ＦＮは蓄電池１５の負極側に接続されている。
【００３２】
また、スイッチング素子Ｔ７のゲートはゲート駆動端子ＦＨに接続されている。スイッチング素子Ｔ７とダイオードＤ８の接続点は入力端子ＦＨＳ１に接続され、ダイオードＤ８と入力端子ＦＨＳ２との間には抵抗Ｒ１が接続され、抵抗Ｒ１の両端は検出端子ＳＨ１、ＳＨ２に接続されている。
【００３３】
図３は、図１のセレクタ部１２６ａの概略構成を示すブロック図である。図３において、セレクタ部１２６ａには、論理積回路Ｎ１、Ｎ２、Ｎ５および論理和回路Ｎ３、Ｎ４が設けられている。論理積回路Ｎ１には、発電維持デューティ信号Ｓ４９およびマイコン異常検出信号Ｓ２３が入力され、ロータロジック異常信号Ｓ２２が反転入力される。
【００３４】
論理積回路Ｎ２には、マイコンロータゲート信号Ｓ２６が入力され、マイコン異常検出信号Ｓ２３が反転入力される。論理和回路Ｎ３には、論理積回路Ｎ１、Ｎ２の出力信号が入力される。
【００３５】
論理和回路Ｎ４には、ロータ電源異常信号Ｓ２４およびロードタンプ検出信号Ｓ５０が入力される。論理積回路Ｎ５には、論理和回路Ｎ３の出力信号が入力され、論理和回路Ｎ４の出力信号が反転入力され、ロータゲート指令信号Ｓ２７が出力される。
【００３６】
以下、図１〜図３を参照しながら図１の電力変換装置の動作について説明する。
ロータパワー部１６からは検出端子ＳＨ１、ＳＨ２を介してロータ電流モニタ信号Ｓ１８が出力され、マイクロコンピュータ１１ａに入力される。また、入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗからステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０が検出され、マイクロコンピュータ１１ａに入力される。
【００３７】
また、出力端子Ｔ１〜Ｔ４からは回転子角度検出信号群Ｓ３２が出力され、ロータ角度位置検出部１３５に入力される。そして、ロータ角度位置検出部１３５において、回転子角度検出信号群Ｓ３２からロータ角度位置信号Ｓ３３が生成され、マイクロコンピュータ１１ａに入力される。
【００３８】
また、ステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０はステータ異常検出部１３４に入力され、ステータパワー部１７に異常がないかどうかが監視される。そして、ステータパワー部１７に異常が発生した場合、ステータパワー部異常信号Ｓ３１がマイクロコンピュータ１１ａに入力される。
【００３９】
そして、マイクロコンピュータ１１ａにおいて、ステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０およびロータ電流モニタ信号Ｓ１８に基づいてマイコンロータゲート信号Ｓ２６が生成され、セレクタ部１２６ａに入力される。また、ロータ角度位置信号Ｓ３３に基づいてステータゲート指令信号Ｓ１４が生成され、ステータドライバ部１３３に入力される。
【００４０】
そして、ステータドライバ部１３３において、ステータゲート指令信号Ｓ１４からステータゲートドライブ信号Ｓ２９が生成され、ゲート駆動端子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬを介してステータパワー部１７に入力されることで、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６が駆動される。
【００４１】
また、ＷＤＴ信号Ｓ１１がマイクロコンピュータ１１ａからウォッチドッグタイマ監視部１２１２に出力され、ウォッチドッグタイマが監視される。そして、ウォッチドッグタイマに異常が発生した場合、ＷＤＴ異常検出信号Ｓ２０がリセット生成部１２１３に出力される。
【００４２】
また、マイコン電源異常監視部１２１１にてマイクロコンピュータ１１ａの電源が監視され、マイクロコンピュータ１１ａの電源に異常が発生した場合、マイコン電源異常検出信号Ｓ２１がリセット生成部１２１３に出力される。
【００４３】
そして、リセット生成部１２１３において、ＷＤＴ異常検出信号Ｓ２０またはマイコン電源異常検出信号Ｓ２１が入力された場合、リセット信号Ｓ１２がマイクロコンピュータ１１ａに出力されるとともに、マイコン異常検出信号Ｓ２３がセレクタ部１２６ａに出力される。
【００４４】
また、発電維持部電源異常監視部１２２において、発電維持部１２ａの電源が監視され、発電維持部１２ａの電源に異常が発生した場合、ロータ電源異常信号Ｓ２４がセレクタ部１２６ａに出力される。
【００４５】
また、クロック生成部１２８１にて生成された発電維持部１２ａのクロックがクロック監視部１２８２にて監視される。そして、発電維持部１２ａのクロックに異常が発生した場合、ロータロジック異常信号Ｓ２２がセレクタ部１２６ａに出力される。
【００４６】
また、入力端子Ｕ、Ｖ、Ｗのいずれかからステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５が検出され、ロータ回転検出部１２４に入力される。そして、ロータ回転検出部１２４において、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５に基づいてロータの回転検出が行われ、回転検出信号Ｓ４１および誘起電圧検出レベル信号Ｓ４２が回転検出デューティ生成部１２３１に出力される。
【００４７】
そして、回転検出デューティ生成部１２３１において、回転検出信号Ｓ４１が入力されると、回転検出デューティ値命令Ｓ４８が生成され、発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。なお、回転検出デューティ値命令Ｓ４８は、回転検出ができるようなロータ電流が流れるようにデューティ値を設定させることができる。
【００４８】
また、ロータパワー部１６からはロータ電流モニタ信号Ｓ１８が過電流検出部１２５１に出力され、ロータ電流が監視される。そして、ロータに過電流が発生した場合、過電流検出信号Ｓ４３が回転検出デューティ生成部１２３１および発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。
【００４９】
また、発電検出部１２５２には、Ｐ端電圧Ｓ１６、Ｎ端電圧Ｓ１７およびステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０が入力され、発電状態が監視される。そして、発電検出部１２５２において、発電状態が検出された場合、発電検出信号Ｓ４４が発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。
【００５０】
また、不足電圧検出部１２５３には、Ｐ端電圧Ｓ１６が入力され、ステータ母線電圧が監視される。そして、不足電圧検出部１２５３において、ステータ母線電圧の不足が検出された場合、不足電圧検出信号Ｓ４５が発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。
【００５１】
また、過電圧検出部１２５４には、Ｐ端電圧Ｓ１６が入力され、ステータ母線電圧が監視される。そして、過電圧検出部１２５４において、ステータ母線電圧の過電圧が検出された場合、過電圧検出信号Ｓ４６が発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。
【００５２】
そして、回転検出デューティ生成部１２３１および発電維持デューティ生成部１２３２において、過電流検出信号Ｓ４３が入力されると、回転検出デューティ値命令Ｓ４８および発電維持デューティ信号Ｓ４９が遮断され、スイッチング素子Ｔ７がオフされることで、ロータ電流が遮断される。
【００５３】
また、発電維持デューティ生成部１２３２において、発電検出信号Ｓ４４が出力されている時に不足電圧検出信号Ｓ４５が出力されると、発電が維持できるようなロータ電流が流れるように発電維持デューティ信号Ｓ４９が生成され、セレクタ部１２６ａに出力される。
【００５４】
また、発電維持デューティ生成部１２３２において、発電検出信号Ｓ４４が出力されている時に過電圧検出信号Ｓ４６が出力されると、回転検出ができるようなロータ電流が流れるように発電維持デューティ信号Ｓ４９が生成され、セレクタ部１２６ａに出力される。
【００５５】
また、ロードダンプ検出部１２０には、Ｐ端電圧Ｓ１６が入力され、負荷変動が監視される。そして、想定を超える負荷変動が検出されると、ロードタンプ検出信号Ｓ５０が生成され、セレクタ部１２６ａに出力される。
【００５６】
図４は、図１の発電維持デューティ生成部１２３２の状態遷移を示す図である。図４において、不足電圧検出部１２５３にて不足電圧が検出されると、発電維持デューティ生成部１２３２は発電状態（Ｐ１）に遷移し、発電が維持できるようなロータ電流が流れるように発電維持デューティ信号Ｓ４９を生成する。なお、この時の発電維持デューティ信号Ｓ４９は、設定された最大デューティ値になるようにデューティを設定することができる。
【００５７】
一方、過電圧検出部１２５４にて過電圧が検出されると、発電維持デューティ生成部１２３２は回転検出状態（Ｐ２）に遷移し、回転検出ができるようなロータ電流が流れるように発電維持デューティ信号Ｓ４９を生成する。なお、この時の発電維持デューティ信号Ｓ４９は、回転検出デューティ値命令Ｓ４８に従ってデューティを設定することができる。
【００５８】
図５は、図１の回転検出デューティ生成部１２３１および発電維持デューティ生成部１２３２のデューティ生成時の状態遷移を示す図である。図５において、スイッチング素子Ｔ７がオンの状態（Ｐ３）で過電流検出部１２５１にて過電流が検出されると、発電維持デューティ信号Ｓ４９にてデューティを０に設定させることで、スイッチング素子Ｔ７がオフの状態（Ｐ４）に遷移する。
【００５９】
また、スイッチング素子Ｔ７がオンの状態（Ｐ３）でデューティカウンタタイマがタイムアウトすると、発電維持デューティ信号Ｓ４９にてデューティを０に設定させることで、スイッチング素子Ｔ７がオフの状態（Ｐ４）に遷移する。
また、スイッチング素子Ｔ７がオフの状態（Ｐ４）でデューティ出力のピリオドの頭が検出されると、スイッチング素子Ｔ７がオンの状態（Ｐ３）に遷移する。
【００６０】
図６は、過電流検出時のスイッチング素子Ｔ７のオン／オフ制御方法を示すタイミングチャートである。図６において、発電時においては、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の波形はＳ１５ａのようになり、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の最大レベルがフリーホイールダイオードＤ７の順方向電圧分だけＰ端電圧Ｓ１６より高くなり、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の最小レベルがフリーホイールダイオードＤ７の順方向電圧分だけＮ端電圧Ｓ１７より低くなる。
【００６１】
一方、駆動時には、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の波形はＳ１５ｂ、回転検出時には、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の波形はＳ１５ｃのようになり、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５のレベルは、Ｐ端電圧Ｓ１６とＮ端電圧Ｓ１７の間に収まるようになる。このため、ロータ回転検出部１２４において、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５の波形を監視することにより、発電が行われているかどうかを判定することができる。
【００６２】
また、過電流検出部１２５１では、過電流検出レベルＬＶ３が設定され、ロータ電流モニタ信号Ｓ１８のレベルが過電流検出レベルＬＶ３を超えると、発電維持デューティ信号Ｓ４９のデューティ出力が０になり、スイッチング素子Ｔ７がオフされる。なお、１周囲分の発電用ピリオドでは、過電流検出は１回だけ有効とし、１回だけスイッチング素子Ｔ７のオンとオフを行うことができる。また、発電用ピリオドは回転検出ピリオドと異なっていてもよい。
【００６３】
図７は、図１のロードダンプ検出部１２０の状態遷移を示す図である。図７において、Ｐ端電圧Ｓ１６を監視している状態（Ｐ５）において、想定を超える負荷変動が検出されると、ロードタンプ検出信号Ｓ５０を発行する（Ｐ６）。なお、通常時のＰ端電圧Ｓ１６を大きく超える過電圧が発生したときに、想定を超える負荷変動が発生したものとみなすことができる。なお、通常時のＰ端電圧Ｓ１６を大きく超える過電圧は、例えば、３０〜５０Ｖ程度に設定することができる。
【００６４】
そして、ロードタンプ検出信号Ｓ５０を発行した後、Ｐ端電圧Ｓ１６が通常レベルに戻ったならば、Ｐ端電圧Ｓ１６を監視している状態（Ｐ５）に移行する。なお、Ｐ端電圧Ｓ１６の通常レベルは、例えば、１４Ｖ程度に設定することができる。
【００６５】
そして、セレクタ部１２６ａにおいて、ロータ電源異常信号Ｓ２４またはロードタンプ検出信号Ｓ５０が入力された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および発電維持デューティ信号Ｓ４９が遮断され、ロータゲート指令信号Ｓ２７にてデューティが０に設定される。
【００６６】
一方、ロータ電源に異常がなく、想定を超える負荷変動もなく、発電維持部１２ａおよびマイクロコンピュータ１１ａが正常な場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６がセレクタ部１２６ａにて選択され、ロータゲート指令信号Ｓ２７として出力される。
【００６７】
また、ロータ電源に異常がなく、想定を超える負荷変動もない状態で、ロータロジック異常信号Ｓ２２が入力されると、マイコンロータゲート信号Ｓ２６がセレクタ部１２６ａにて選択され、ロータゲート指令信号Ｓ２７として出力される。
【００６８】
また、ロータ電源に異常がなく、想定を超える負荷変動もない状態で、マイコン異常検出信号Ｓ２３が入力されると、発電維持デューティ信号Ｓ４９がセレクタ部１２６ａにて選択され、ロータゲート指令信号Ｓ２７として出力される。
【００６９】
そして、セレクタ部１２６ａから出力されたロータゲート指令信号Ｓ２７はロータドライバ部１２７に入力される。そして、ロータドライバ部１２７において、ロータゲート指令信号Ｓ２７からロータゲートドライブ信号Ｓ２８が生成され、ゲート駆動端子ＦＨを介してロータパワー部１６に入力される。
【００７０】
これにより、マイクロコンピュータ１１ａに異常が発生した場合においても、発電維持部１２ａにてモータジェネレータ部１４の発電を維持させることが可能となり、車両用電力変換装置が設置される内燃機関直近の周辺温度条件下においても、積極的に駆動動作させる以外の場合の発電の信頼性を向上させることができる。
【００７１】
また、発電維持部１２ａにロードダンプ検出部１２０を設けることにより、モータジェネレータ部１４の負荷急変によって１００ｕｓｅｃに満たない時間で電圧が急上昇した場合においても、発電動作を極めて短時間に急停止させ、ロータ電流を遮断させることができる。このため、マイクロコンピュータ１１ａの割り込みオーバーヘッド時間と他の処理とのオーバーラップ時間による遅延を防止することができ、応答処理を高速化することができる。
【００７２】
また、発電維持部１２ａにロータ回転検出部１２４を設けることにより、ロータ電流が流れていない状態であってもロータの心材に残っている残留磁束から誘起される相電圧を検出することが可能となり、ロータの回転を検出することが可能となる。このため、ロータの回転が検出されたならば、そのような回転が維持されるようなロータ電流が流れるようにデューティを設定することが可能となり、マイクロコンピュータ１１ａの負荷を増大させることなく、モータジェネレータ部１４にて駆動されるエンジンなどの回転を検出することができる。
【００７３】
実施の形態２．
図８は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態２の概略構成を示すブロック図である。図８において、この電力変換装置には、図１のマイクロコンピュータ１１ａの代わりにマイクロコンピュータ１１ｂが設けられ、マイクロコンピュータ１１ｂとは別個にステータの駆動制御を行うステータ制御部１３ａが追加されている。
【００７４】
ここで、マイクロコンピュータ１１ｂには、ポート出力端子Ｔ１１、リセット端子Ｔ１２、ＰＷＭ出力端子Ｔ１３、アナログ入力端子Ｔ１５、Ｔ１６が設けられるとともに、ステータ割り込み端子Ｔ２１が設けられている。また、マイクロコンピュータ１１ｂには、運転命令をステータ制御部１３ａに送信したり、ステータの運転状況をステータ制御部１３ａから受信したりするシリアル通信ＩＦ１３７ａが設けられている。
【００７５】
ステータ制御部１３ａには、ステータ電源異常監視部１３１、ステータ制御ロジック部１３２ａ、ステータドライバ部１３３、ステータ異常検出部１３４、ロータ角度位置検出部１３５、シリアル通信ＩＦ１３６ａおよびステータ制御部エラーハンドラ１３７が設けられている。また、シリアル通信ＩＦ１３６ａの出力端子にはバッファ１４０が接続されている。
【００７６】
以下、図８の電力変換装置の動作について説明する。なお、発電維持部１２ａの動作は図１の電力変換装置と同様である。
【００７７】
ステータ制御部１３ａにおいて、出力端子Ｔ１〜Ｔ４からは回転子角度検出信号群Ｓ３２が出力され、ロータ角度位置検出部１３５に入力される。そして、ロータ角度位置検出部１３５において、回転子角度検出信号群Ｓ３２からロータ角度位置信号Ｓ３３が生成され、ステータ制御ロジック部１３２ａに入力される。
【００７８】
ステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０はステータ異常検出部１３４に入力され、ステータパワー部１７に異常がないかどうかが監視される。そして、ステータパワー部１７に異常が発生した場合、ステータパワー部異常信号Ｓ３１がステータ制御ロジック部１３２ａに入力される。
【００７９】
また、ステータ電源異常監視部１３１において、ステータ制御部１３ａの電源が監視され、ステータ制御部１３ａの電源に異常が発生した場合、ステータ電源異常信号Ｓ５２がステータ制御ロジック部１３２ａに出力される。また、ステータ制御部エラーハンドラ１３７からはステータ割り込み信号Ｓ５１がマイクロコンピュータ１１ｂに出力される。
【００８０】
ステータ制御ロジック部１３２ａにおいて、ロータ角度位置信号Ｓ３３とともに、ステータ各相電圧モニタ信号Ｓ３０およびフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ６のオン／オフの通電状態の検出信号を参照することにより、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６のオン／オフタイミングが予測される。
【００８１】
また、駆動時においては、一実施例として、ロータ角度位置信号Ｓ３３を参照することで、１８０°通電もしくは１２０°通電という方法でモータジェネレータ部１４を動作させることができる。
【００８２】
そして、マイクロコンピュータ１１ｂからマイコン送信データＴＸが送信されると、シリアル通信ＩＦ１３６ａを介して受信される。そして、シリアル通信ＩＦ１３６ａにおいて、マイコン送信データＴＸからステータ受信データＳＲＤが生成され、ステータ制御ロジック部１３２ａに送られる。
【００８３】
また、ステータ制御ロジック部１３２ａからステータ送信データＳＴＤが送信されると、シリアル通信ＩＦ１３６ａにてマイコン受信データＲＸが生成され、マイクロコンピュータ１１ｂに送られる。なお、このシリアル通信は調歩同期でよい。
【００８４】
なお、マイコン送信データＴＸとしては、高効率発電動作命令、力行駆動命令および停止命令があり、さらにこれらの命令を実現するための詳細なパラメータ動作設定を含むことができる。また、マイコン送信データＴＸとしては、ステータ運転状況を確認するためのレジスタ読み出し要求を含むことができる。
【００８５】
マイコン受信データＲＸとしては、マイコン送信データＴＸが正常に受信され、レジスタに書き込まれたかを示す応答、マイクロコンピュータ１１ｂからのレジスタ読み出し要求に対する応答などを含むことができる。
【００８６】
そして、マイクロコンピュータ１１ｂから発電命令または駆動命令が送信された場合、ステータ制御ロジック部１３２ａにてステータゲート指令信号Ｓ１４が生成され、ステータドライバ部１３３に入力される。そして、ステータドライバ部１３３において、ステータゲート指令信号Ｓ１４からステータゲートドライブ信号Ｓ２９が生成され、ゲート駆動端子ＵＨ、ＵＬ、ＶＨ、ＶＬ、ＷＨ、ＷＬを介してステータパワー部１７に入力されることで、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６が駆動される。
【００８７】
また、ステータ制御ロジック部１３２ａにおいて、ステータ電源異常信号Ｓ５２が入力されると、全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６がオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成される。
【００８８】
また、ステータ制御ロジック部１３２ａにおいて、ステータパワー部異常信号Ｓ３１が入力されると、天絡地絡ならば、全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６がオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成され、個別ゲート異常ならば、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６が個別にオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成される。
【００８９】
ステータに何らかの異常が発生した場合、ステータ制御部エラーハンドラ１３７からはステータ割り込み信号Ｓ５１がマイクロコンピュータ１１ｂに出力される。そして、マイクロコンピュータ１１ｂからは異常用のレジスタ読み出し要求が設定されたマイコン送信データＴＸが送信され、ステータ制御部１３ａからは異常用のレジスタの値が設定されたマイコン受信データＲＸが送信される。
【００９０】
一方、リセット生成部１２１３において、ＷＤＴ異常検出信号Ｓ２０またはマイコン電源異常検出信号Ｓ２１が入力された場合、リセット信号Ｓ１２がマイクロコンピュータ１１ｂおよびステータ制御ロジック部１３２ａに出力されるとともに、マイコン異常検出信号Ｓ２３がセレクタ部１２６ａに出力される。
【００９１】
そして、マイクロコンピュータ１１ｂおよびステータ制御ロジック部１３２ａがリセットされるとともに、セレクタ部１２６ａにおいて発電が維持されるように切り替えられる。
【００９２】
これにより、マイクロコンピュータ１１ｂにステータパワー部異常信号Ｓ３１およびロータ角度位置信号Ｓ３３を入力させたり、マイクロコンピュータ１１ｂからステータゲート指令信号Ｓ１４を出力させたりすることなく、同期整流発電と駆動を実現することができる。このため、マイクロコンピュータ１１ｂの負荷を低減することが可能となり、車両用電力変換装置が設置される内燃機関直近の周辺温度条件をクリアできるマイクロコンピュータ１１ｂを使用することが可能となるとともに、ゲート配線数を削減することができる。この結果、マイクロコンピュータ１１ｂの冷却機構を設けたり、車両用電力変換装置からマイクロコンピュータ１１ｂの位置を離したりする必要がなくなり、電力変換装置の配置の制約を軽減することが可能となるとともに、実装面積を削減することができる。
【００９３】
実施の形態３．
図９は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態３の概略構成を示すブロック図である。図９において、この電力変換装置には、図８のマイクロコンピュータ１１ｂ、発電維持部１２ａおよびステータ制御部１３ａの代わりにマイクロコンピュータ１１ｃ、発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂが設けられている。
【００９４】
ここで、マイクロコンピュータ１１ｃには、ポート出力端子Ｔ１１、リセット端子Ｔ１２、ＰＷＭ出力端子Ｔ１３、アナログ入力端子Ｔ１５、Ｔ１６およびポート出力端子Ｔ１９が設けられるとともに、ステータ割り込み端子Ｔ２１およびロータ割り込み端子Ｔ２０が設けられている。また、マイクロコンピュータ１１ｃには、運転命令をステータ制御部１３ｂに送信したり、ステータの運転状況をステータ制御部１３ｂから受信したり、ロータの運転状況を発電維持部１２ｂから受信したりするシリアル通信ＩＦ１３７ｂが設けられている。
【００９５】
発電維持部１２ｂには、図８の発電維持部１２ａのマイコン監視部１２１ａおよびセレクタ部１２６ａの代わりにマイコン監視部１２１ｂおよびセレクタ部１２６ｂが設けられるとともに、シリアル通信ＩＦ１２９ａ、トリップ検出部１３０、発電維持部エラーハンドラ１２１０およびバッファ１４１が追加されている。マイコン監視部１２１ｂには、図１のマイコン監視部１２１ａに通信監視部１２１４が追加されている。
【００９６】
ステータ制御部１３ｂには、図８のステータ制御部１３ａのステータ制御ロジック部１３２ａおよびバッファ１４０の代わりにステータ制御ロジック部１３２ｂおよびバッファ１４２が設けられるとともに、ステータロジック監視部１３９および通信監視部１３８が追加されている。ステータロジック監視部１３９には、クロック生成部１３９１およびクロック監視部１３９２が設けられている。
【００９７】
図１０は、図９のセレクタ部１２６ｂの概略構成を示すブロック図である。図１０において、セレクタ部１２６ｂには、論理積回路Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ１５、Ｎ１８および論理和回路Ｎ１４、Ｎ１６、Ｎ１７が設けられている。論理積回路Ｎ１１には、発電維持デューティ信号Ｓ４９およびトリップ信号Ｓ６１が入力され、マイコン異常検出信号Ｓ２３が反転入力される。
【００９８】
論理積回路Ｎ１２には、回転検出デューティ信号Ｓ４７およびマイコン異常検出信号Ｓ２３が入力され、トリップ信号Ｓ６１が反転入力される。論理和積路Ｎ１３には、マイコンロータゲート信号Ｓ２６およびマイコン発電駆動切替信号Ｓ７１が入力され、マイコン異常検出信号Ｓ２３およびトリップ信号Ｓ６１が反転入力される。
【００９９】
論理和回路Ｎ１６には、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および回転検出デューティ信号Ｓ４７が入力される。論理和回路Ｎ１７には、ロータ電源異常信号Ｓ２４およびロードタンプ検出信号Ｓ５０が入力される。
【０１００】
論理積回路Ｎ１８には、論理和回路Ｎ１６の出力信号が入力され、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１、マイコン異常検出信号Ｓ２３およびトリップ信号Ｓ６１が反転入力される。
【０１０１】
論理和回路Ｎ１４には、論理積回路Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ１８の出力信号が入力される。論理積回路Ｎ１５には、論理和回路Ｎ１４の出力信号が入力され、論理和回路Ｎ１７の出力信号が反転入力され、ロータゲート指令信号Ｓ２７が出力される。
【０１０２】
以下、図９および図１０を参照しながら図９の電力変換装置の動作について説明する。
【０１０３】
ステータ制御部１３ｂにおいて、クロック生成部１３９１にて生成されたステータ制御部１３ｂのクロックがクロック監視部１３９２にて監視される。そして、ステータ制御部１３ｂのクロックに異常が発生した場合、ステータロジック異常信号Ｓ６４がステータ制御ロジック部１３２ｂに出力される。
【０１０４】
また、マイクロコンピュータ１１ｃからは、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫがシリアル通信ＩＦ１２９ａ、１３６ｂに出力される。そして、発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂのクロックが停止した場合においても、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに基づいて通信を行うことができる。
【０１０５】
また、マイクロコンピュータ１１ｃからは、データ選択信号ＳＥＲＳＥＬがシリアル通信ＩＦ１２９ａ、１３６ｂおよびバッファ１４１、１４２の制御端子に出力される。そして、マイクロコンピュータ１１ｃと発電維持部１２ｂとの間で通信が行われる場合、マイクロコンピュータ１１ｃとステータ制御部１３ｂとの間の通信を遮断し、マイクロコンピュータ１１ｃとステータ制御部１３ｂとの間で通信が行われる場合、マイクロコンピュータ１１ｃと発電維持部１２ｂとの間の通信を遮断する。
【０１０６】
これにより、発電維持部１２ｂとステータ制御部１３ｂとで通信路が共有されている場合においても、シリアル通信ＩＦ１２９ａ、１３６ｂが同時に駆動されるのを防止し、ことで、発電維持部１２ｂとステータ制御部１３ｂとの間での競合を回避させることができる。
【０１０７】
そして、データ選択信号ＳＥＲＳＥＬにてステータ制御部１３ｂとの通信が許容された場合、マイクロコンピュータ１１ｃからマイコン送信データＴＸが送信されると、シリアル通信ＩＦ１３６ｂを介して受信される。そして、シリアル通信ＩＦ１３６ｂにおいて、マイコン送信データＴＸからステータ受信データＳＲＤが生成され、ステータ制御ロジック部１３２ｂに送られる。
【０１０８】
また、ステータ制御ロジック部１３２ｂからステータ送信データＳＴＤが送信されると、シリアル通信ＩＦ１３６ｂにてマイコン受信データＲＸが生成され、バッファ１４２を介してマイクロコンピュータ１１ｃに送られる。
【０１０９】
また、シリアル通信ＩＦ１３６ｂとマイクロコンピュータ１１ｃとの間で正常に通信が行われている場合、シリアル通信ＩＦ１３６ｂからステータ正常通信検出信号Ｓ６５が通信監視部１３８に送られる。
【０１１０】
そして、通信監視部１３８において、マイクロコンピュータ１１ｃとの間の正常通信の間隔が監視され、マイクロコンピュータ１１ｃとの間の正常通信の間隔が延び過ぎている場合、ステータ通信異常信号Ｓ６６がステータ制御ロジック部１３２ｂに出力される。
【０１１１】
そして、マイクロコンピュータ１１ｃから発電命令または駆動命令が送信された場合、ステータ制御ロジック部１３２ｂにてステータゲート指令信号Ｓ１４が生成され、ステータドライバ部１３３に入力される。
【０１１２】
また、ステータ制御ロジック部１３２ｂにおいて、ステータ電源異常信号Ｓ５２またはステータロジック異常信号Ｓ６４またはステータ通信異常信号Ｓ６６が入力されると、全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６がオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成される。
【０１１３】
また、ステータ制御ロジック部１３２ｂにおいて、ステータパワー部異常信号Ｓ３１が入力されると、天絡地絡ならば、全てのスイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６がオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成され、個別ゲート異常ならば、スイッチング素子Ｔ１〜Ｔ６が個別にオフされるようにステータゲート指令信号Ｓ１４が生成される。
【０１１４】
一方、データ選択信号ＳＥＲＳＥＬにて発電維持部１２ｂとの通信が許容された場合、マイクロコンピュータ１１ｃからマイコン送信データＴＸが送信されると、シリアル通信ＩＦ１２９ａを介して受信される。そして、シリアル通信ＩＦ１２９ａにおいて、送信データＴＸからロータ受信データＲＲＤが生成され、ロータ制御ロジック部１２３に送られる。
【０１１５】
また、ロータ制御ロジック部１２３からロータ送信データＲＴＤが送信されると、シリアル通信ＩＦ１１２９ａにてマイコン受信データＲＸが生成され、バッファ１４１を介してマイクロコンピュータ１１ｃに送られる。
【０１１６】
また、シリアル通信ＩＦ１２９ａとマイクロコンピュータ１１ｃとの間で正常に通信が行われている場合、シリアル通信ＩＦ１２９ａからロータ正常通信検出信号Ｓ６２が通信監視部１２１４に送られる。
【０１１７】
そして、通信監視部１２１４において、マイクロコンピュータ１１ｃとの間の正常通信の間隔が監視され、マイクロコンピュータ１１ｃとの間の正常通信の間隔が延び過ぎている場合、ロータ通信異常信号Ｓ６３がリセット生成部１２１３に出力される。
【０１１８】
そして、リセット生成部１２１３において、ＷＤＴ異常検出信号Ｓ２０またはマイコン電源異常検出信号Ｓ２１が入力された場合、リセット信号Ｓ１２がマイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂに出力される。そして、マイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂがリセットされるとともに、発電維持部１２ｂにて発電が維持されるように切り替えられる。
【０１１９】
また、リセット生成部１２１３において、ロータ通信異常信号Ｓ６３が入力された時にパワーオンリセット後に正常な通信が一度もマイクロコンピュータ１１ｃとの間で確立されていない場合、ＷＤＴ異常検出信号Ｓ２０およびマイコン電源異常検出信号Ｓ２１が入力されていないならば、マイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂにリセット信号Ｓ１２を出力することなく、マイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂにて駆動または発電が行なわれるように切り替えられる。
【０１２０】
なお、発電維持部１２ｂとマイクロコンピュータ１１ｃとの間で通信が確立されていない時に、マイクロコンピュータ１１ｃにリセット信号Ｓ１２を出力することなく、マイクロコンピュータ１１ｃにて駆動または発電が行なわれるように発電維持部１２ｂで切り替えを行ったことをマイクロコンピュータ１１ｃに通知するために、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに従って同期シリアル通信を行うことができる。
【０１２１】
この通知は、マイクロコンピュータ１１ｃの外部ポートと発電維持部１２ｂの外部ポートの論理で実現するようにしてもよい。この場合、同期シリアル通信でなく、調歩同期シリアル通信でもよい。
【０１２２】
また、リセット生成部１２１３において、ロータ通信異常信号Ｓ６３が入力されるまでの間にパワーオンリセット後に正常な通信がマイクロコンピュータ１１ｃとの間で確立されていた場合、リセット信号Ｓ１２がマイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂに出力される。そして、マイクロコンピュータ１１ｃおよびステータ制御ロジック部１３２ｂがリセットされるとともに、発電維持部１２ｂにて発電が維持されるように切り替えられる。
【０１２３】
また、トリップ検出部１３０には、ロータロジック異常信号Ｓ２２、マイコン異常検出信号Ｓ２３およびロータ通信異常信号Ｓ６３が入力され、トリップ信号Ｓ６１が生成される。
【０１２４】
このトリップ信号Ｓ６１が出力される条件としては、例えば、発電維持部１２ｂのクロックが異常かつ発電維持部１２ｂの電源が正常の場合を挙げることができる。あるいは、トリップ信号Ｓ６１が出力される別の条件として、発電維持部１２ｂの電源が正常かつ発電維持部１２ｂのクロックが正常かつマイクロコンピュータ１１ｃのウォッチドッグが正常かつパワーオンリセット後に正常な通信が一度もマイクロコンピュータ１１ｃとの間で確立されていない場合を挙げることができる。
【０１２５】
このような条件が成立すると、発電維持部１２ｂのロジックが異常であると判断し、セレクタ部１２６ｂは、マイクロコンピュータ１１ｃおよび発電維持部１２ｂにて駆動または発電が行われるように切り替えを行うことができる。
【０１２６】
図１１は、図９のトリップ検出部の動作例を示す図である。図１１において、トリップ検出部１３０では、ロータロジック異常信号Ｓ２２が入力された場合にはトリップ信号Ｓ６１が出力される。また、ロータロジック異常信号Ｓ２２が入力されない場合においても、マイコン異常検出信号Ｓ２３が出力されることなく、ロータ通信異常信号Ｓ６３が入力されると、トリップ信号Ｓ６１が出力される。
【０１２７】
図１２は、図９のロータ回転検出部１２４および回転検出デューティ生成部１２３１の動作例を示すタイミングチャートである。図１２において、ロータ回転検出部１２４では電圧検出レベルＬＶ１、ＬＶ２が設定される。そして、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５に基づいてロータの回転検出が行われるとともに、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５のレベルが電圧検出レベルＬＶ１、ＬＶ２と比較される。そして、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５のレベルが電圧検出レベルＬＶ１、ＬＶ２を超えると、その範囲を超えるごとにタイマが起動される。そして、ステータ一相電圧モニタ信号Ｓ１５が電圧検出レベルＬＶ１、ＬＶ２を最初に超えた時点からタイマがタイムアップするまでの間は、誘起電圧検出レベル信号Ｓ４２がハイレベルからロウレベルに移行させたままにされる。
【０１２８】
そして、ロータ回転検出部１２４にてロータの回転が検出されると、回転検出信号Ｓ４１および誘起電圧検出レベル信号Ｓ４２が回転検出デューティ生成部１２３１に出力される。
【０１２９】
そして、回転検出デューティ生成部１２３１において、回転検出信号Ｓ４１が入力されると、回転検出デューティ値命令Ｓ４８が生成され、発電維持デューティ生成部１２３２に出力される。また、誘起電圧検出レベル信号Ｓ４２がロウレベルの時に回転検出デューティ値命令Ｓ４８が停止されることで、回転検出デューティ信号Ｓ４７が生成される。
【０１３０】
また、セレクタ部１２６ｂには、マイコンロータゲート信号Ｓ２６、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１、回転検出デューティ信号Ｓ４７、発電維持デューティ信号Ｓ４９、マイコン異常検出信号Ｓ２３、ロータ電源異常信号Ｓ２４、ロードタンプ検出信号Ｓ５０およびトリップ信号Ｓ６１が入力される。
【０１３１】
そして、セレクタ部１２６ｂにおいて、ロータ電源異常信号Ｓ２４またはロードタンプ検出信号Ｓ５０が入力された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および発電維持デューティ信号Ｓ４９が遮断され、ロータゲート指令信号Ｓ２７にてデューティが０に設定される。
【０１３２】
一方、トリップ出力がない状態で、マイコン異常検出信号Ｓ２３が入力されると、発電維持デューティ信号Ｓ４９が論理積回路Ｎ１１を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１３３】
また、マイコン異常がない状態で、トリップ信号Ｓ６１が入力されると、回転検出デューティ信号Ｓ４７が論理積回路Ｎ１２を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１３４】
また、マイコン異常もなく、トリップ出力もない状態で、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１にて発電が選択された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および回転検出デューティ信号Ｓ４７が論理積回路Ｎ１８を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１３５】
また、マイコン異常もなく、トリップ出力もない状態で、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１にて駆動が選択された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６が論理積回路Ｎ１３を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１３６】
そして、ロータ電源に異常がなく、想定を超える負荷変動もない状態では、論理積回路Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ１８の出力信号が論理和回路Ｎ１４を介してロータゲート指令信号Ｓ２７として出力される。
【０１３７】
また、ロータに何らかの異常が発生した場合、発電維持部エラーハンドラ１２１０からはロータ割り込み信号Ｓ６０がマイクロコンピュータ１１ｃに出力される。そして、マイクロコンピュータ１１ｃからは異常用のレジスタ読み出し要求が設定されたマイコン送信データＴＸが送信され、発電維持部１２ｂからは異常用のレジスタの値が設定されたマイコン受信データＲＸが送信される。
【０１３８】
これにより、マイクロコンピュータ１１ｃは、発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂとの間で通信を行うことが可能となり、マイクロコンピュータ１１ｃと別個に発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂを介してモータジェネレータ部１４が運転制御される場合においても、マイクロコンピュータ１１ｃ側でモータジェネレータ部１４の運転状況を把握することが可能となるとともに、マイクロコンピュータ１１ｃとの間の通信路に障害が発生した場合においても、発電維持部１２ｂを介してモータジェネレータ部１４の発電を維持させることができる。
【０１３９】
また、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１を発電維持部１２ｂに与えることにより、発電か駆動かを発電維持部１２ｂ側で正確に把握することが可能となる。このため、マイコンロータゲート信号Ｓ２６に回転検出デューティ信号Ｓ４７を混合し、ロータゲート指令信号Ｓ２７として出力させることが可能となり、マイクロコンピュータ１１ｃと別個にロータ電流をある程度流し続けることが可能となることから、回転検出を継続させることができる。
【０１４０】
図１３は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態３の発電維持部１２ｂのクロック停止中の同期シリアル通信を可能とするための回路方式を示すブロック図である。図１３において、シリアル通信ＩＦ１２９ａには、フリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢ、フリップフロップＦＦ２、ＦＦ３、ＦＦ９、ラッチ回路ＬＡ１、ＬＡ２、セレクタＳＬ１〜ＳＬ４、インバータＶ１、バッファＢ１、Ｂ２および論理積回路Ｎ２２が設けられている。
【０１４１】
セレクタ部１２６ｂには、セレクタＳＬ６、ＳＬ７およびロジック回路１５１が設けられている。なお、ロジック回路１５１は、トリップ条件が未成立の場合の信号の選択を受け持つことができる。
【０１４２】
フリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢには、ｎ個分のフリップフロップＦＡ１〜ＦＡｎ、ＦＢ１〜ＦＢｎがそれぞれ設けられ、フリップフロップＦＡ１〜ＦＡｎ、ＦＢ１〜ＦＢｎはそれぞれカスケード接続されている。なお、ｎは、８ｂｉｔ＝１ｂｙｔｅ×（伝送フレームのバイト数）分のビットである。
【０１４３】
また、フリップフロップ列ＦＬＡは定型フリップフロップ列を構成し、フリップフロップ列ＦＬＢは逆定型フリップフロップ列を構成することができる。ここで、逆定型フリップフロップ列は定型フリップフロップ列に対してビット順序が逆になっている。
【０１４４】
マイクロコンピュータ１１ｃによってはシリアル通信のビット順序がＭＳＢ→ＬＳＢまたはＬＳＢ→ＭＳＢになっているため、そのビット順序に対応してフリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢのいずれかを選択することができる。
【０１４５】
フリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢには、マイクロコンピュータ１１ｃがトリップが起きたことを検知するための予め決められたメッセージが格納された定型伝送フレームを設定することができる。どのようなリード／ライトを要求しても、定型伝送フレームが読めたら発電維持部１２ｂがトリップしたことを認識することができる。
【０１４６】
また、フリップフロップＦＦ１には、ＷＤＴ異常検出信号ＤＴＤＥＴＢが保持される。フリップフロップＦＦ２には、シリアル通信のビット順序を指定する情報が保持される。フリップフロップＦＦ３には、シリアル通信のビット順序を指定する情報が保持される。通信同期用クロック信号ＳＣＬＫの立ち上がりでデータを取り込むか、立ち下がりでデータを取り込むかを指定する情報が保持される。
【０１４７】
フリップフロップＦＦ４には、トリップ状態信号ＴｒｉｐＤｅｔが保持される。なお、トリップ状態は、マイクロコンピュータ１１ｃと発電維持部１２ｂのクロックには異常がないが、マイクロコンピュータ１１ｃと発電維持部１２ｂとの間で通信障害が発生した時に、ロータ制御ロジック部１２３の信号を無効とし、マイクロコンピュータ１１ｃの信号を有効とする状態を指す。
【０１４８】
フリップフロップＦＦ５には、マイコン受信データＲＸを保持する出力バッファのドライブイネーブル信号ＴＸＯＵＴＯＥＢが保持される。
【０１４９】
そして、フリップフロップＦＦ４から出力されたトリップ状態信号ＴｒｉｐＤｅｔはフリップフロップＦＦ７を介して論理和回路Ｎ２１に出力される。また、クロック監視部１２８２から出力されたロータクロック異常信号ＲＣＬＫＥＲＲＤｅｔはフリップフロップＦＦ８を介して論理和回路Ｎ２１に出力される。
【０１５０】
そして、論理和回路Ｎ２１において、フリップフロップＦＦ７の出力信号とフリップフロップＦＦ８の出力信号との論理和が取られることでトリップ信号ＴＲＩＰが生成され、ラッチ回路ＬＡ１、ＬＡ２およびセレクタＳＬ２、ＳＬ３、ＳＬ５、ＳＬ６、ＳＬ７に出力される。
【０１５１】
そして、トリップ信号ＴＲＩＰがセレクタＳＬ７に出力されると、ロジック回路１５１の出力が無効にされるとともに、マイコンロータゲート信号ＦＨ１Ｉ、ＦＬ１Ｉ、ＦＨ２Ｉ、ＦＬ２Ｉが選択され、ロータドライバ部１２７に出力される。そして、ロータドライバ部１２７において、マイコンロータゲート信号ＦＨ１Ｉ、ＦＬ１Ｉ、ＦＨ２Ｉ、ＦＬ２Ｉからロータゲートドライブ信号ＦＨ１、ＦＬ１、ＦＨ２、ＦＬ２が生成され、ロータパワー部１６に出力される。
【０１５２】
これにより、トリップ信号ＴＲＩＰが発行された場合には、クロックを必要とする回路を通すことなく、ＡＮＤ、ＯＲ、ＮＯＴなどの組み合わせ回路のみを用いることで、マイコンロータゲート信号ＦＨ１Ｉ、ＦＬ１Ｉ、ＦＨ２Ｉ、ＦＬ２Ｉをロータパワー部１６に出力させることができる。
【０１５３】
このため、発電維持部１２ｂのクロックには異常が発生し、発電維持部１２ｂの全てのロジック回路の動作が保証されない場合においても、マイクロコンピュータ１１ｃからロータ制御を行わせることが可能となり、発電を維持させることができる。
【０１５４】
なお、図１３の例では、マイコンロータゲート指令信号ＦＨ１Ｉ、ＦＬ１Ｉ、ＦＨ２Ｉ、ＦＬ２Ｉおよびロータゲートドライブ信号ＦＨ１、ＦＬ１、ＦＨ２、ＦＬ２が４個ずつある場合について説明した。これに対応して、図２のロータパワー部１６では、スイッチング素子Ｔ７を最大で４個まで設けることができる。
【０１５５】
また、トリップ信号ＴＲＩＰがセレクタＳＬ６に出力されると、ロータ制御ロジック部１２３から出力されたロータ割り込み信号ＥＲＲが選択され、トランジスタＴＲ２を介してロータ割り込み信号ＥＲＲＢがマイクロコンピュータ１１ｃに出力される。
【０１５６】
また、リセット信号ＤＩＲＳＴＢが論理積回路Ｎ２２に入力されるとともに、マイクロコンピュータ１１ｃからはデータ選択信号ＲＤＹＢが論理積回路Ｎ２２に反転入力される。なお、リセット信号ＤＩＲＳＴＢは、発電維持部１２ｂのロジックを構成するフリップフロップ群の非同期リセット端子に入力されるリセット信号である。
【０１５７】
そして、論理積回路Ｎ２２において、リセット信号ＤＩＲＳＴＢとデータ選択信号ＲＤＹＢとの論理積がとられることで、発電維持部１２ｂの内部ロジックをリセットするリセット信号ＡＳＲＢが生成される。
【０１５８】
また、リセット信号ＤＩＲＳＴＢをタイマＴＭにて遅延させることでリセット信号ＰＯＲＢが生成され、論理和回路Ｎ２３に反転入力される。そして、トリップ信号ＴＲＩＰがセレクタＳＬ５に出力されると、ＷＤＴ異常検出信号ＤＴＤＥＴＢが選択され、論理和回路Ｎ２３に反転入力される。
【０１５９】
そして、論理和回路Ｎ２３の出力信号がトランジスタＴＲ１に入力されることで、リセット信号ＲＳＴＢが生成され、リセット信号Ｓ１２としてマイクロコンピュータ１１ｃに出力される。
【０１６０】
また、セレクタＳＬ４には、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫがバッファＢ２を介して入力されるとともに、インバータＶ１を介してセレクタＳＬ４に反転入力される。セレクタＳＬ３には、ドライブイネーブル信号ＴＸＯＵＴＯＥＢが入力されるとともに、データ選択信号ＲＤＹＢが入力される。
【０１６１】
セレクタＳＬ２には、クロック信号ＲＣＬＫがフリップフロップＦＦ６を介して入力されるとともに、セレクタＳＬ１の出力信号が入力される。なお、クロック信号ＲＣＬＫは、クロック生成部１２８１で生成される発電維持部１２ｂのロジックを動かすための基本クロックである。
【０１６２】
そして、トリップ信号ＴＲＩＰがラッチ回路ＬＡ１、ＬＡ２およびセレクタＳＬ１〜ＳＬ４に出力されると、フリップフロップＦＦ２からの出力に従ってフリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢのいずれかが選択されるとともに、フリップフロップＦＦ３からの出力に従ってデータの取り込みを立ち上がりで行うか立ち下がりで行うかが選択され、フリップフロップ列ＦＬＡ、ＦＬＢのいずれかが選択され、定型伝送フレームがセレクタＳＬ１、ＳＬ２を順次介してフリップフロップＦＦ９に出力される。
【０１６３】
そして、フリップフロップＦＦ９において、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに従って定型伝送フレームがバッファＢ１に送られ、その定型伝送フレームがバッファＢ１を介してマイコン受信データＲＸとしてマイクロコンピュータ１１ｃに出力される。
【０１６４】
これにより、発電維持部１２ｂのクロックが停止している場合においても、通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに従って異常時の定型通信メッセージをマイクロコンピュータ１１ｃに送ることができる。このため、発電維持部１２ｂとマイクロコンピュータ１１ｃとの間で通信が確立しない場合においても、マイクロコンピュータ１１ｃから発行される通信同期用クロック信号ＳＣＬＫが正常であれば、発電維持部１２ｂはマイクロコンピュータ１１ｃにリセットを発行することなく、マイコンロータゲート信号ＦＨ１Ｉ、ＦＬ１Ｉ、ＦＨ２Ｉ、ＦＬ２Ｉをロータゲート指令信号Ｓ２７として選択したことをマイクロコンピュータ１１ｃに通知することができる。
【０１６５】
実施の形態４．
図１４は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態４の概略構成を示すブロック図である。図１４において、この電力変換装置では、図１のマイクロコンピュータ１１ａおよび発電維持部１２ａの代わりにマイクロコンピュータ１１ｄおよび発電維持部１２ｃが設けられている。
【０１６６】
マイクロコンピュータ１１ｄには、マイクロコンピュータ１１ａの構成に加え、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１を出力するポート出力端子Ｔ１９が設けられている。発電維持部１２ｃには、図１のセレクタ１２６ａの代わりにセレクタ１２６ｃが設けられている。セレクタ１２６ｃでは、セレクタ１２６ａの入力信号に加えてマイコン発電駆動切替信号Ｓ７１が入力される。
【０１６７】
図１５は、図１４のセレクタ部１２６ｃの概略構成を示すブロック図である。図１５において、このセレクタ部１２６ｃでは、図９のセレクタ部１２６ｂのトリップ信号Ｓ６１の代わりにロータロジック異常信号Ｓ２２が用いられる点以外は図９のセレクタ部１２６ｂと同様である。
【０１６８】
そして、セレクタ部１２６ｃにおいて、ロータ電源異常信号Ｓ２４またはロードタンプ検出信号Ｓ５０が入力された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および発電維持デューティ信号Ｓ４９が遮断され、ロータゲート指令信号Ｓ２７にてデューティが０に設定される。
【０１６９】
一方、ロータロジック異常信号Ｓ２２の入力がない状態で、マイコン異常検出信号Ｓ２３が入力されると、発電維持デューティ信号Ｓ４９が論理積回路Ｎ１１を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１７０】
また、マイコン異常がない状態で、ロータロジック異常信号Ｓ２２が入力されると、回転検出デューティ信号Ｓ４７が論理積回路Ｎ１２を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１７１】
また、マイコン異常もなく、ロータロジック異常信号Ｓ２２の入力がない状態で、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１にて発電が選択された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６および回転検出デューティ信号Ｓ４７が論理積回路Ｎ１８を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１７２】
また、マイコン異常もなく、ロータロジック異常信号Ｓ２２の入力がない状態で、マイコン発電駆動切替信号Ｓ７１にて駆動が選択された場合、マイコンロータゲート信号Ｓ２６が論理積回路Ｎ１３を介して論理和回路Ｎ１４に入力される。
【０１７３】
そして、ロータ電源に異常がなく、想定を超える負荷変動もない状態では、論理積回路Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ１８の出力信号が論理和回路Ｎ１４を介してロータゲート指令信号Ｓ２７として出力される。
【０１７４】
これにより、マイコンロータゲート信号Ｓ２６に回転検出デューティ信号Ｓ４７を混合し、ロータゲート指令信号Ｓ２７として出力させることが可能となり、マイクロコンピュータ１１ｄと別個にロータ電流をある程度流し続けることが可能となることから、回転検出を継続させることができる。
【０１７５】
実施の形態５．
図１６は、本発明に係る電力変換装置の実施の形態５の概略構成を示すブロック図である。図１６において、この電力変換装置では、図９のマイクロコンピュータ１１ｃ、発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂの代わりにマイクロコンピュータ１１ｅ、発電維持部１２ｄおよびステータ制御部１３ｃが設けられている。
【０１７６】
マイクロコンピュータ１１ｅには、図９のシリアル通信ＩＦ１３７ｂの代わりにシリアル通信ＩＦ１３７ｃが設けられている。発電維持部１２ｄには、図９のシリアル通信ＩＦ１２９ａの代わりにシリアル通信ＩＦ１２９ｂが設けられている。ステータ制御部１３ｃには、図９のシリアル通信ＩＦ１３６ｂの代わりにシリアル通信ＩＦ１３６ｃが設けられている。
【０１７７】
ここで、マイクロコンピュータ１１ｅとの通信相手を選択するために、図９の電力変換装置では、マイクロコンピュータ１１ｃから発電維持部１２ｂおよびステータ制御部１３ｂにデータ選択信号ＳＥＲＳＥＬが入力されていたが、図１６の電力変換装置では、マイクロコンピュータ１１ｅから発電維持部１２ｄにロータ通信レディ信号ＲＤＹＲが入力され、マイクロコンピュータ１１ｅからステータ制御部１３ｃにステータ通信レディ信号ＲＤＹＳが入力される。
【０１７８】
図１７は、図１６の電力変換装置のシリアル通信処理の一例を示すタイミングチャートである。図１７において、マイクロコンピュータ１１ｅと発電維持部１２ｄとの間で通信する場合、ロータ通信レディ信号ＲＤＹＲがロウレベルに遷移される。一方、マイクロコンピュータ１１ｅとステータ制御部１３ｃとの間で通信する場合、ステータ通信レディ信号ＲＤＹＳがロウレベルに遷移される。
【０１７９】
そして、マイクロコンピュータ１１ｅから発行される通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに同期してマイコン送信データＴＸがマイクロコンピュータ１１ｅから発電維持部１２ｄまたはステータ制御部１３ｃに送信される。
【０１８０】
また、マイクロコンピュータ１１ｅから発行される通信同期用クロック信号ＳＣＬＫに同期してマイコン受信データＲＸが発電維持部１２ｄまたはステータ制御部１３ｃからマイクロコンピュータ１１ｅに送信される。
【０１８１】
なお、マイコン送信データＴＸおよびマイコン受信データＲＸには、通信データＤａｔａの他、ＳＴＸ、Ｈａｓｈ  ＩＤ、Ｃｍｄ／ａｄ−ｗｄ、Ａｄｒｓ／Ｗｄｃｎｔ、ＣＲＣを設定することができる。
【０１８２】
ＳＴＸは、伝送フレームの開始を表す固定コードが入ったフィールドである。Ｃｍｄは、リード要求またはライト要求のコマンドを設定することができる。
【０１８３】
Ｈａｓｈ  ＩＤは、要求フレームおよび応答フレームに入れることができ、例えば、発電維持部１２ｄおよびステータ制御部１３ｃは、マイクロコンピュータ１１ｅからの要求フレームに入れられたＨａｓｈ  ＩＤを応答フレームにそのまま入れてマイクロコンピュータ１１ｅに返送することで、マイクロコンピュータ１１ｅは、要求フレームと応答フレームとの対応関係を容易に把握することができる。
【０１８４】
ａｄ−ｗｄとＡｄｒｓ／Ｗｄｃｎｔは、リードまたはライトを要求するアドレスを指定することができ、複数のワードに跨っていてもよい。ｗｄとＷｄｃｎｔは、この伝送フレームが何ワード構成になっているかを指定することができる。
【０１８５】
ＣＲＣは、この伝送フレームの最初のワードから最後のワードまでのビット化けを検出するためのＣＣＩＴＴ１６などの誤り検出符号コードを付加することができる。
【０１８６】
ここで、マイクロコンピュータ１１ｅとの通信相手を選択するために、ロータ通信レディ信号ＲＤＹＲおよびステータ通信レディ信号ＲＤＹＳを使用することで、通信フレームの完了を明確にすることができる。このため、通信路上のノイズなどの影響で通信フレームの同期ズレなどの障害が発生した場合においても、ロータ通信レディ信号ＲＤＹＲおよびステータ通信レディ信号ＲＤＹＳの上げ下げで通信データの最初の部分を検知し直すことができ、シリアル通信の障害に対する耐性を向上させることができる。
【０１８７】
なお、上述した実施の形態では、モータジェネレータの駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータとは別個に、発電維持機能、回転検出機能、ロードダンプ機能、電源異常監視機能、過電流検出機能、過電圧検出機能および通信機能などを持たせる方法について説明したが、これらの機能の組み合わせ方法は上述した実施の形態に限定されることなく、任意の組み合わせを選択することができる。
【産業上の利用可能性】
【０１８８】
以上のように本発明に係る電力変換装置は、駆動制御および発電制御を行うマイクロコンピュータが故障した場合においても、モータジェネレータの発電を維持させることができ、自動車等の車両に搭載される車両用回転電動機に用いる車両用電力変換装置に適している。
【符号の説明】
【０１８９】
１１ａ〜１１ｅ  マイクロコンピュータ
１２ａ〜１２ｄ  発電維持部
１３ａ〜１３ｃ  ステータ制御部
１４  モータジェネレータ部
１４ａ  回転角度位置検出部
１５  蓄電池
１６  ロータパワー部
１７  ステータパワー部
１２０  ロードダンプ検出部
１２１ａ、１２１ｂ  マイコン監視部
１２１１  マイコン電源異常監視部
１２１２  ウォッチドッグタイマ監視部
１２１３  リセット生成部
１２１４、１３８  通信監視部
１２２  発電維持部電源異常監視部
１２３  ロータ制御ロジック部
１２３１  回転検出デューティ生成部
１２３２  発電維持デューティ生成部
１２４  ロータ回転検出部
１２５  発電維持回路
１２５１  過電流検出部
１２５２  発電検出部
１２５３  不足電圧検出部
１２５４  過電圧検出部
１２６ａ〜１２６ｃ  セレクタ部
１２７  ロータドライバ部
１２８  ロータロジック監視部
１２８１、１３９１  クロック生成部
１２８２、１３９２  クロック監視部
１２９ａ、１２９ｂ、１３６ａ〜１３６ｃ  シリアル通信ＩＦ
１３０  トリップ検出部
１３１  ステータ電源異常監視部
１３２ａ、１３２ｂ  ステータ制御ロジック部
１３３  ステータドライバ部
１３４  ステータ異常検出部
１３５  ロータ角度位置検出部
１３７  ステータ制御部エラーハンドラ
１３９  ステータロジック監視部
１４０、１４１、１４２、Ｂ１、Ｂ２  バッファ
１５１  ロジック回路
１２１０  発電維持部エラーハンドラ
Ｍ１  電機子巻線
Ｍ２  界磁巻線
Ｔ１〜Ｔ７  スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ７  フリーホイールダイオード
Ｄ８  ダイオード
Ｒ１  抵抗
Ｎ１、Ｎ２、Ｎ５、Ｎ１１〜Ｎ１３、Ｎ１５、Ｎ１８、Ｎ２２  論理積回路
Ｎ３、Ｎ４、Ｎ１４、Ｎ１６、Ｎ１７、Ｎ２１、Ｎ２３  論理和回路
ＦＬＡ、ＦＬＢ  フリップフロップ列
ＦＡ１〜ＦＡｎ、ＦＢ１〜ＦＢｎ、ＦＦ１〜ＦＦ９  フリップフロップ
ＬＡ１、ＬＡ２  ラッチ回路
Ｖ１  インバータ
ＳＬ１〜ＳＬ７  セレクタ
Ｓ１１  ＷＤＴ信号
Ｓ１２  リセット信号
Ｓ１４  ステータゲート指令信号
Ｓ１５  ステータ一相電圧モニタ信号
Ｓ１６  Ｐ端電圧
Ｓ１７  Ｎ端電圧
Ｓ１８  ロータ電流モニタ信号
Ｓ２０  ＷＤＴ異常検出信号
Ｓ２１  マイコン電源異常検出信号
Ｓ２２  ロータロジック異常信号
Ｓ２３  マイコン異常検出信号
Ｓ２４  ロータ電源異常信号
Ｓ２６  マイコンロータゲート信号
Ｓ２７  ロータゲート指令信号
Ｓ２８  ロータゲートドライブ信号
Ｓ２９  ステータゲートドライブ信号
Ｓ３０  ステータ各相電圧モニタ信号
Ｓ３１  ステータパワー部異常信号
Ｓ３２  回転子角度検出信号群
Ｓ３３  ロータ角度位置信号
Ｓ４１  回転検出信号
Ｓ４２  誘起電圧検出レベル信号
Ｓ４３  過電流検出信号
Ｓ４４  発電検出信号
Ｓ４５  不足電圧検出信号
Ｓ４６  過電圧検出信号
Ｓ４７  回転検出デューティ信号
Ｓ４８  回転検出デューティ値命令
Ｓ４９  発電維持デューティ信号
Ｓ５０  ロードタンプ検出信号
Ｓ５１  ステータ割り込み信号
Ｓ５２  ステータ電源異常信号
ＴＸ  マイコン送信データ
ＲＸ  マイコン受信データ
ＳＴＤ  ステータ送信データ
ＳＲＤ  ステータ受信データ
ＲＴＤ  ロータ送信データ
ＲＲＤ  ロータ受信データ
Ｓ６０  ロータ割り込み信号
Ｓ６１  トリップ信号
Ｓ６２  ロータ正常通信検出信号
Ｓ６３  ロータ通信異常信号
Ｓ６４  ステータロジック異常信号
Ｓ６５  ステータ正常通信検出信号
Ｓ６６  ステータ通信異常信号
Ｓ７１  マイコン発電駆動切替信号
ＳＥＲＳＥＬ  データ選択信号
ＳＣＬＫ  通信同期用クロック信号
ＲＤＹＲ  ロータ通信レディ信号
ＲＤＹＳ  ステータ通信レディ信号
【図１】
2012016205.tif 000003
【図２】
2012016205.tif 000004
【図３】
2012016205.tif 000005
【図４】
2012016205.tif 000006
【図５】
2012016205.tif 000007
【図６】
2012016205.tif 000008
【図７】
2012016205.tif 000009
【図８】
2012016205.tif 000010
【図９】
2012016205.tif 000011
【図１０】
2012016205.tif 000012
【図１１】
2012016205.tif 000013
【図１２】
2012016205.tif 000014
【図１３】
2012016205.tif 000015
【図１４】
2012016205.tif 000016
【図１５】
2012016205.tif 000017
【図１６】
2012016205.tif 000018
【図１７】
2012016205.tif 000019