JP2017131045A - 回転電機制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】回転電機を誤って逆回転させようとしていることを適切に検出可能な回転電機制御装置を提供する。【解決手段】ＩＳＧ制御部７０の回転方向判定部７２は、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍに基づき、ＭＧ４０を回転させようとしている方向である指令回転方向を判定する。逆転許容判定部７３は、ＭＧ４０を逆転させてよいか否かを判断する。出力禁止判定部７４は、ＭＧ４０の逆回転が許容されておらず、かつ、指令回転方向が逆回転方向である場合、ＭＧ４０を停止させる。通電指令信号を用いて、ＭＧ４０を回転させようとしている方向を判定しているので、実際のＭＧ４０の回転方向によらず、回転させようとしている方向を適切に判定することができる。【選択図】 図３

Description

本発明は、回転電機制御装置に関する。

従来、ブラシレスモータの異常検出装置が知られている。例えば特許文献１では、ブラシレスモータが右回転または左回転した場合に予想される回転センサの予想信号に対して実際の回転センサの出力信号が異なっていた場合、異常と判断している。

特開平６−１７８５８６号公報

特許文献１では、回転センサ信号状態の遷移に応じて異常を検出している。回転センサ信号は、回転状態の結果であるので、正回転中に逆回転させようとしていることを検出することができない。また、例えばエンジン等の外部の装置からモータが回転させられている状態を、回転電機制御装置の異常であると誤検出する虞がある。
本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回転電機を誤って逆回転させようとしていることを適切に検出可能な回転電機制御装置を提供することにある。

本発明の回転電機制御装置は、インバータ部（５０、６０、１５０）によって電力が変換される回転電機（４０、１４０）を制御するものであって、信号生成部（７１）と、回転方向判定部（７２）と、逆転許容判定部（７３）と、出力禁止判定部（７４）と、を備える。

信号生成部は、インバータ部のスイッチング素子（５１〜５６、６１〜６６、１５１〜１５６）のオンオフ作動を制御する信号であって、回転電機の回転角度に応じた矩形波の通電指令信号を生成する。
回転方向判定部は、インバータ部に出力される通電指令信号を取得し、通電指令信号に基づき、回転電機を回転させようとしている方向である指令回転方向を判定する。
逆転許容判定部は、回転電機を逆回転させてよいか否かを判定する。
出力禁止判定部は、回転電機の逆回転が許容されておらず、かつ、指令回転方向が逆回転方向である場合、回転電機を停止させる。

本発明では、通電指令信号を用いて、回転電機を回転させようとしている方向と判定しているので、実際の回転電機の回転方向によらず、回転させようとしている方向を早期に、かつ、適切に判定することができる。また、例えば回転電機と接続されるエンジン等の外部の装置から回転させられている状態を、回転電機制御装置の異常であると誤検出するのを防ぐことができる。

本発明の第１実施形態による車両制御システムを示す概略構成図である。 本発明の第１実施形態によるＩＳＧを示す回路図である。 本発明の第１実施形態によるＩＳＧを示すブロック図である。 本発明の第１実施形態による回転方向を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による逆転時の通電指令信号を説明する説明図である。 本発明の第１実施形態による逆転判定処理を説明するフローチャートである。 本発明の第２実施形態によるＩＳＧを示す回路図である。 本発明の第２実施形態によるＩＳＧを示すブロック図である。 本発明の第２実施形態による回転方向を説明する説明図である。 本発明の第２実施形態による逆回転時の通電指令信号を説明する説明図である。

以下、本発明による回転電機制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態による回転電機制御装置を図１〜図６に示す。
図１〜図３に示すように、本実施形態の回転電機制御装置としてのＩＳＧ制御部７０は、エンジン１１のスタータモータとしての機能、および、オルタネータとしての機能を併せ持つＩＳＧ（Integrated Starter Generator）３０に適用される。

まず、ＩＳＧ３０が用いられる車両制御システム９０を図１に基づいて説明する。
車両制御システム９０は、エンジン１１、クラッチ１３、変速機（図中、「Ｔ／Ｍ」と記載）１５、ＩＳＧ３０、上位制御部としてのエンジンＥＣＵ８０、および、トランスミッションＥＣＵ８５等を備え、車両１００の駆動を制御する。

エンジン１１は、例えば複数の気筒を有する内燃機関である。エンジン１１の出力軸１２は、変速機１５と接続される。出力軸１２には、エンジン１１と変速機１５とを断接可能であるクラッチ１３が設けられる。エンジン１１の駆動力は、変速機１５を介して駆動軸９１に伝達される。駆動軸９１に伝達された駆動力は、ギア９２および車軸９３を介して駆動輪９５を回転させる。変速機１５は、例えば無段階に変速可能な無段変速機（ＣＶＴ）等である。変速機は、段階的に変速可能である多段変速機であってもよい。また、変速機１５は、マニュアルトランスミッション（ＭＴ）であってもよいし、オートマチックトランスミッション（ＡＴ）であってもよい。

エンジンＥＣＵ８０には、アクセルセンサ８１からのアクセル開度に係る信号、ブレーキセンサ８２からのブレーキ踏力に係る信号、および、車速センサ８３からの車速に関する信号等、各種センサ類からの信号が入力され、エンジン１１の駆動を制御する。トランスミッションＥＣＵ８５は、クラッチ１３および変速機１５を制御する。エンジンＥＣＵ８０と、トランスミッションＥＣＵ８５およびＩＳＧ制御部７０とは、ＣＡＮ(Controller Area Network）等を経由して、情報伝達可能に構成される。

図２および図３に示すように、ＩＳＧ３０は、回転電機としてのモータジェネレータ４０、第１ドライバ部４７、第２ドライバ部４８、および、ＩＳＧ制御部７０等を有する。以下適宜、モータジェネレータを「ＭＧ」と記載する。
図２に示すように、ＭＧ４０は、２組の３相巻線４１、４２、および、界磁巻線４５を有する。ＭＧ４０は、バッテリ１０５から電力が供給されて回転することによりトルクを発生する電動機としての機能、および、エンジン１１等により駆動されて発電する発電機としての機能を併せ持つ。ＭＧ４０のロータは、ベルト１１５（図２参照）を介して、エンジン１１のクランク軸に連結される。これにより、ＭＧ４０を電動機として機能させることで、エンジン１１を始動させることができる。また、ＭＧ４０は、エンジン１１により駆動されて発電することで、バッテリ１０５を充電可能である。バッテリ１０５の電力は、補機１０６（図１参照）にも供給される。

３相巻線４１、４２は、ＭＧ４０の図示しないステータに巻回される。第１の３相巻線４１は、Ｕ１コイル４１１、Ｖ１コイル４１２、および、Ｗ１コイル４１３を有する。第２の３相巻線４２は、Ｕ２コイル４２１、Ｖ２コイル４２２、および、Ｗ２コイル４２３を有する。３相巻線４１、４２は、それぞれ異なる中性点を有する。
第２の３相巻線４２は、第１の３相巻線４１に対し、正回転方向に電気角で３０°ずれた位置に配置される（図４参照）。ただし、巻線間の電気角は、３０°に限らない。

界磁巻線４５は、ＭＧ４０の図示しないロータに巻回され、界磁電流Ｉｆが通電される。界磁回路４６は、ＩＳＧ制御部７０からの指令等に基づいて制御されるものであって、例えば、スイッチング素子や整流素子等である。

図３に示すように、第１ドライバ部４７は、第１の３相巻線４１に対応して設けられ、第１インバータ部５０を有する。第２ドライバ部４８は、第２の３相巻線４２に対応して設けられ、第２インバータ部６０を有する。図３中では、第１インバータ部５０を「ＩＮＶ１」、第２インバータ部６０を「ＩＮＶ２」と記す。

図２に示すように、第１インバータ部５０は、６つのスイッチング素子５１〜５６を有する。以下適宜、スイッチング素子を「ＳＷ素子」と記載する。本実施形態のＳＷ素子５１〜５６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等を用いてもよい。ＳＷ素子６１〜６６も同様である。ＳＷ素子５１〜５６のオンオフ作動を制御することで、３相電圧Ｖｕ１、Ｖｖ１、Ｖｗ１が第１の３相巻線４１に印加される。

ＳＷ素子５１〜５３は高電位側に接続され、ＳＷ素子５４〜５６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子５１、５４の接続点は、Ｕ１コイル４１１の一端に接続される。対になるＶ相のＳＷ素子５２、５５の接続点は、Ｖ１コイル４１２の一端に接続される。対になるＷ相のＳＷ素子５３、５６の接続点は、Ｗ１コイル４１３の一端に接続される。

第２インバータ６０部は、６つのＳＷ素子６１〜６６を有する。ＳＷ素子６１〜６６のオンオフ作動を制御することで、３相電圧Ｖｕ２、Ｖｖ２、Ｖｗ２が第２の３相巻線４２に印加される。
ＳＷ素子６１〜６３は高電位側に接続され、ＳＷ素子６４〜６６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子６１、６４の接続点は、Ｕ２コイル４２１の一端に接続される。対になるＶ相のＳＷ素子６２、６５の接続点は、Ｖ２コイル４２２の一端に接続される。対になるＷ相のＳＷ素子６３、６６の接続点は、Ｗ２コイル４２３の一端に接続される。
以下、第１インバータ部５０および第１の３相巻線４１の各相を、Ｕ１相、Ｖ１相、Ｗ１相、第２インバータ部６０および第２の３相巻線４２の各相を、Ｕ２相、Ｖ２相、Ｗ２相とする。

ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６は、オンされたときに高電位側から低電位側への通電を許容し、オフされたときに高電位側から低電位側への通電を禁止する。また、各ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６には、低電位側から高電位側への通電を許容するダイオード５７１〜５７６、６７１〜６７６が設けられる。例えば、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６がＭＯＳＦＥＴであれば、ダイオード５７１〜５７６、６７１〜６７６は、ＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードとすることができる。また、ダイオード５７１〜５７６、６７１〜６７６は、寄生ダイオードに限らず、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６に対して外付けされたものであってもよい。

ＩＳＧ制御部７０は、マイコン等を主体として構成される。ＩＳＧ制御部７０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。上述のエンジンＥＣＵ８０およびトランスミッションＥＣＵ８５も同様である。

図３に示すように、ＩＳＧ制御部７０は、エンジンＥＣＵ８０から、ＭＧ４０の駆動モードに係るモード指令、および、ＭＧ４０のトルクに係るトルク指令を取得する。
ＩＳＧ制御部７０は、回転角センサ７５から取得されるＭＧ４０の電気角θｅに係る検出値を取得する。本実施形態では、電気角θｅが「回転角度」に対応する。また、ＩＳＧ制御部７０は、電流センサ７６から、コイル４１１〜４１３、４２１〜４２３に通電される電流の検出値、および、界磁巻線４５に通電される電流の検出値を取得する。

ＩＳＧ制御部７０は、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６のオンオフ作動を制御することで、ＭＧ４０の駆動を制御するものであって、信号生成部７１、回転方向判定部７２、逆転許容判定部７３、および、出力禁止判定部７４等を備える。
信号生成部７１は、トルク指令値および電気角θｅ等に基づき、ＳＷ素子５１〜５６のオンオフ作動を制御する通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍを生成し、第１ドライバ部４７に出力する。通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子５１がオン、ＳＷ素子５４がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子５１がオフ、ＳＷ素子５４がオンされる。通電指令信号Ｖ１＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子５２がオン、ＳＷ素子５５がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子５２がオフ、ＳＷ素子５５がオンされる。通電指令信号Ｗ１＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子５３がオン、ＳＷ素子５６がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子５３がオフ、ＳＷ素子５６がオンされる。

信号生成部７１は、トルク指令値および電気角θｅ等に基づき、ＳＷ素子６１〜６６のオンオフ作動を制御する通電指令信号Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを生成し、第２ドライバ部４８に出力する。通電指令信号Ｕ２＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子６１がオン、ＳＷ素子６４がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子６１がオフ、ＳＷ素子６４がオンされる。通電指令信号Ｖ２＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子６２がオン、ＳＷ素子６５がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子６２がオフ、ＳＷ素子６５がオンされる。通電指令信号Ｗ２＿ｃｏｍがハイレベルのとき、ＳＷ素子６３がオン、ＳＷ素子６６がオフされ、ローレベルのとき、ＳＷ素子６３がオフ、ＳＷ素子６６がオンされる。

本実施形態では、ＭＧ４０を、いわゆる矩形波制御により制御する。具体的には、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍは、それぞれ電気角１８０°ごとにローレベルとハイレベルとが切り替わる。また、通電指令信号において、同一系統内における相間の位相差は１２０°であり、同相の系統間位相差は３０°である。なお本実施形態では、１８０°通電による矩形波制御としているが、１８０°通電に限らず、１２０°通電等でも良い。

回転方向判定部７２は、ドライバ部４７、４８に出力される最終出力段の通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを、ＩＳＧ制御部７０にて内部的に取得し、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍに基づき、ＭＧ４０を回転させようとしている方向を判定する。判定結果は、出力禁止判定部７４に出力される。以下、ＭＧ４０を回転させようとしている方向を、「指令回転方向」とする。例えば、ＭＧ４０が正方向に回転しているときに、指令回転方向が逆回転である、といった具合に、ＭＧ４０の実際の回転方向と指令回転方向とは、必ずしも一致しない。

本実施形態では、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍが、ハイレベルまたはローレベルの一方から他方へ切り替わるタイミングを「エッジ」とする。回転方向判定部７２は、エッジが発生する相順に基づき、指令回転方向を判定する。

図４に示すように、３相巻線４１、４２は、正回転方向に、Ｕ１コイル４１１、Ｕ２コイル４２１、Ｖ１コイル４１２、Ｖ２コイル４２２、Ｗ１コイル４１３、Ｗ２コイル４２３の順に配列されている。ＭＧ４０を正回転方向に回転させるとき、高電位側のＳＷ素子５１〜５３、６１〜６３は、Ｕ１相、Ｕ２相、Ｖ１相、Ｖ２相、Ｗ１相、Ｗ２相の順にオンされる。
一方、ＭＧ４０を逆回転方向に回転させるとき、高電位側のＳＷ素子５１〜５３、６１〜６３は、Ｗ２相、Ｗ１相、Ｖ２相、Ｖ１相、Ｕ２相、Ｕ１相の順にオンされる。

指令回転方向が逆回転方向である場合の通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを図５に示す。図５では、通電指令信号のハイレベルを「Ｈ」、ローレベルを「Ｌ」と記す。
図５に示すように、指令回転方向が逆回転方向である場合、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍは、電気角０°でローレベルからハイレベルに、１８０°でハイレベルからローレベルに切り替わる。通電指令信号Ｖ１＿ｃｏｍは、電気角２４０°でローレベルからハイレベルに、６０°でハイレベルからローレベルに切り替わる。通電指令信号Ｗ１＿ｃｏｍは、電気角１２０°でローレベルからハイレベルに、３００°でハイレベルからローレベルに切り替わる。

また、通電指令信号Ｕ２＿ｃｏｍは、電気角３３０°でローレベルからハイレベルに、１５０°でハイレベルからローレベルに切り替わる。通電指令信号Ｖ２＿ｃｏｍは、電気角２１０°でローレベルからハイレベルに、３０°でハイレベルからローレベルに切り替わる。通電指令信号Ｗ２＿ｃｏｍは、電気角９０°でローレベルからハイレベルに、２７０°でハイレベルからローレベルに切り替わる。

すなわち、電気角１周期において、全体としてみれば、３０°ごと、計１２回のエッジが含まれる。ここで、ハイレベルからローレベルに切り替わるエッジをＨＬエッジ、ローレベルからハイレベルに切り替わるエッジをＬＨエッジとする。また、「Ｖ２相ＨＬエッジ（３０°）」は、電気角３０°にてＶ２相のＨＬエッジとなること意味するものとする。

指令回転方向が逆回転方向である場合のエッジ順は、図５中に矢印で示す如くであって、Ｕ１相ＬＨエッジ（０°）、Ｖ２相ＨＬエッジ（３０°）、Ｖ１相ＨＬエッジ（６０°）、Ｗ２相ＬＨエッジ（９０°）、Ｗ１相ＬＨエッジ（１２０°）、Ｕ２相ＨＬエッジ（１５０°）、Ｕ１相ＨＬエッジ（１８０°）、Ｖ２相ＬＨエッジ（２１０°）、Ｖ１相ＬＨエッジ（２４０°）、Ｗ２相ＨＬエッジ（２７０°）、Ｗ１相ＨＬエッジ（３００°）、Ｕ２相ＬＨエッジ（３３０°）となる。本実施形態では、回転方向判定部７２は、エッジの相順を検出し、指令回転方向が逆回転方向である状態が所定期間（または所定回数）に亘って継続された場合、指令回転方向が逆回転方向であると判定する。

図３に戻り、逆転許容判定部７３は、エンジンＥＣＵ８０からのモード指令等に基づき、ＭＧ４０の逆回転が許容されるか否かを判断する。判定結果は、出力禁止判定部７４に出力される。ここでは、エンジンＥＣＵ８０からのモード指令が「逆回転モード」であれば、ＭＧ４０の逆回転が許容されるものとする。例えば、エンジン停止後、再始動前までに、ベルト１１５の張力を調整する場合、モード指令が「逆回転始動」となり、ＩＳＧ制御部７０は、エンジンＥＣＵ８０の指令に応じ、ＭＧ４０を逆回転させる。このような場合、逆転許容判定部７３は、ＭＧ４０の逆回転が許容される、と判定する。また、モード指令値に加え、トルク指令値を考慮して逆回転を許容するか否かを判定してもよい。

出力禁止判定部７４は、回転方向判定部７２および逆転許容判定部７３から取得される判定結果に基づき、ＭＧ４０の出力を禁止するか否かを判定する。具体的には、出力禁止判定部７４は、指令回転方向が逆回転方向であって、逆回転が許容されていない場合、ＭＧ４０の出力を禁止すべく、フェールセーフ処置を行う。具体的には、出力禁止判定部７４は、ＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６を全てオフにするシャットダウン指令ＳＳをドライバ部４７、４８に出力し、ＭＧ４０を停止させる。これにより、意図しない逆回転を防止する。指令回転方向が正回転方向である場合、または、逆回転が許容されている場合は、シャットダウン指令ＳＳを出力せず、インバータ部５０、６０は、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍに基づいて制御される。

本実施形態の逆転判定処理を図６のフローチャートに示す。
最初のステップＳ１０１では、逆転許容判定部７３は、エンジンＥＣＵ８０から取得されるモード指令が逆回転モードか否かを判断する。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様である。エンジンＥＣＵ８０から取得されるモード指令が逆回転モードであると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、この判断処理を繰り返す。エンジンＥＣＵ８０から取得されるモード指令が逆回転モードではないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０２へ移行する。

Ｓ１０２では、回転方向判定部７２は、指令回転方向が逆回転方向か否かを判断する。指令回転方向が逆回転方向ではないと判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０１に戻る。指令回転方向が逆回転方向であると判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
Ｓ１０３では、出力禁止判定部７４は、フェールセーフ処置として、インバータ部５０、６０をシャットダウンする。これにより、ＭＧ４０の駆動が停止される。

本実施形態では、矩形波制御にてＭＧ４０を制御していることを前提とし、通電指令信号のエッジの相順に基づき、指令回転方向を判定している。通電指令信号に基づいて指令回転方向を判定することで、ＭＧ４０を逆回転させようとしていることを、早期に検出することができる。また、本実施形態のＭＧ４０の回転は、エンジン１１に伝達される。本実施形態では、意図せずＭＧ４０を逆回転させようとしている場合、インバータ部５０、６０をシャットダウンすることで、ＭＧ４０の駆動を停止する。これにより、ＭＧ４０の意図しない逆回転によるエンジン１１の逆爆や車両１００の逆走を防ぐことができる。

例えば、ＭＧ４０の回転センサの検出値に基づいて逆回転を判定する場合、指令に基づいて逆回転しているのか、エンジン１１等、ＭＧ４０の外部からのトルクによって逆回転させられているのかを切り分けることができない。そのため、回転センサの検出値に基づいて逆回転を判定する場合、例えばエンジン１１を停止する際、エンジン１１に連れ回されることによる許容されるべき一時的な逆回転を、ＩＳＧ制御部７０の異常と誤判定する虞がある。本実施形態では、逆回転の判定に通電指令信号を用いることで、ＩＳＧ制御部７０からの指令でＭＧ４０を逆回転させようとしていることを適切に検出することができる。

また、回転状態の結果である検出値に基づいて逆回転を判定する場合、ＭＧ４０の正回転中に逆回転させようとしている状態を検出することができない。本実施形態では、逆回転の判定に、通電指令信号を用いることで、ＭＧ４０が正回転中であっても、誤ってＭＧ４０を逆回転させようとしている状態を、適切に検出することができる。

以上説明したように、本実施形態のＩＳＧ制御部７０は、インバータ部５０、６０によって電力が変換されるＭＧ４０を制御するものであって、信号生成部７１と、回転方向判定部７２と、逆転許容判定部７３と、出力禁止判定部７４と、を備える。
信号生成部７１は、インバータ部５０、６０のＳＷ素子５１〜５６、６１〜６６のオンオフ作動を制御する信号であって、ＭＧ４０の電気角θｅに応じた矩形波の通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを生成する。

回転方向判定部７２は、インバータ部５０、６０に出力される通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを取得し、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍに基づき、ＭＧ４０を回転させようとしている方向である指令回転方向を判定する。
逆転許容判定部７３は、ＭＧ４０を逆回転させてよいか否かを判断する。
出力禁止判定部７４は、ＭＧ４０の逆回転が許容されておらず、かつ、指令回転方向が逆回転方向である場合、ＭＧ４０を停止させる。

本実施形態では、通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍ、Ｕ２＿ｃｏｍ、Ｖ２＿ｃｏｍ、Ｗ２＿ｃｏｍを用いて、ＭＧ４０を回転させようとしている方向を判定しているので、実際のＭＧ４０の回転方向によらず、回転させようとしている方向を早期に、かつ、適切に判定することができる。また、エンジン１１等の外部の装置からＭＧ４０が回転させられている状態を、ＩＳＧ制御部７０の異常であると誤検出するのを防ぐことができる。

逆転許容判定部７３は、エンジンＥＣＵ８０からの指令に基づき、ＭＧ４０を逆回転させてよいか否かを判定する。これにより、ＭＧ４０を逆回転させてよいか否かを、適切に判定することができる。
ＭＧ４０は、２組の３相巻線４１、４２を有する。インバータ部５０、６０は、３相巻線４１、４２ごとに設けられる。２組の３相巻線４１、４２が設けられている場合、３相巻線が１組の場合と比較し、電気角１周期におけるエッジ数が多くなるので、指令回転方向が逆回転方向であることを、より早期に判定可能である。

ＭＧ４０は、ＩＳＧ３０に適用されており、エンジン１１を始動可能であるとともに、エンジン１１により駆動されて発電可能である。本実施形態では、ＭＧ４０を逆回転させようとしていることを早期に判定可能であり、ＭＧ４０の逆回転が許容されておらず、かつ、指令回転方向が逆回転方向である場合、ＭＧ４０を停止している。これにより、ＭＧ４０の意図しない逆回転により、エンジン１１が逆爆したり、車両１００が逆走したりするのを防止することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図７〜図１０に示す。
図７および図８に示すように、本実施形態のＩＳＧ１３０は、ＭＧ１４０、ドライバ部１４７、および、ＩＳＧ制御部７０等を備える。
本実施形態のＭＧ１４０は、１組の３相巻線４３を有する。本実施形態の３相巻線４３は、第１実施形態の第１の３相巻線４１と同様であり、ドライバ部１４７は、第１実施形態の第１ドライバ部４７と同様である。すなわち、本実施形態のＩＳＧ１３０は、第１実施形態のＩＳＧ３０における第２の３相巻線４２、および、第２ドライバ部４８が省略されたものと同様である。

３相巻線４３は、Ｕ相コイル４３１、Ｖ相コイル４３２、および、Ｗ相コイル４３３を有する。
ドライバ部１４７は、インバータ部１５０を有する。図８中では、インバータ部１５０を「ＩＮＶ」と記す。
インバータ部１５０は、６つのＳＷ素子１５１〜１５６を有する。ＳＷ素子１５１〜１５６のオンオフ作動を制御することで、３相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗが３相巻線４３に印加される。また、各ＳＷ素子１５１〜１５６には、ダイオード１６１〜１６６が設けられる。
信号生成部７１は、ＳＷ素子１５１〜１５６のオンオフ作動を制御する通電指令信号Ｕ＿ｃｏｍ、Ｖ＿ｃｏｍ、Ｗ＿ｃｏｍを生成し、ドライバ部１４７に出力する。
３相巻線４３およびインバータ部１５０との接続関係や、通電指令信号に応じたＳＷ素子１５１〜１５６のオンオフ作動等の詳細は、上記実施形態と同様であるので、説明を省略する。

図９に示すように、３相巻線４３は、正回転方向に、Ｕ相コイル４３１、Ｖ相コイル４３２、Ｗ相コイル４３３の順に配列されている。ＭＧ１４０を正回転方向に回転させるとき、高電位側のＳＷ素子１５１〜１５３は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の順にオンされる。
一方、ＭＧ１４０を逆回転方向に回転させるとき、高電位側のＳＷ素子１５１〜１５３は、Ｗ相、Ｖ相、Ｕ相の順にオンされる。

指令回転方向が逆回転方向である場合の通電指令信号Ｕ＿ｃｏｍ、Ｖ＿ｃｏｍ、Ｗ＿ｃｏｍを図１０に示す。
図１０に示すように、通電指令信号Ｕ＿ｃｏｍ、Ｖ＿ｃｏｍ、Ｗ＿ｃｏｍは、第１実施形態の通電指令信号Ｕ１＿ｃｏｍ、Ｖ１＿ｃｏｍ、Ｗ１＿ｃｏｍと同様である。すなわち、電気角１周期において、全体としてみれば、６０°ごと、計６回のエッジが含まれる。

指令回転方向が逆回転方向である場合のエッジの相順は、図１０中に矢印で示す如くであって、Ｕ相ＬＨエッジ（０°）、Ｖ相ＨＬエッジ（６０°）、Ｗ相ＬＨエッジ（１２０°）、Ｕ相ＨＬエッジ（１８０°）、Ｖ相ＬＨエッジ（２４０°）、Ｗ相ＨＬエッジ（３００°）となる。本実施形態では、上記実施形態と同様、回転方向判定部７２は、エッジの相順を検出し、指令回転方向が逆回転方向である状態が所定期間（または所定回数）に亘って継続された場合、指令回転方向が逆回転方向であると判定する。
本実施形態のＭＧ１４０は、１組の３相巻線４３を有する。
このように構成しても、上記実施形態と同様の効果を奏する。

（他の実施形態）
上記実施形態の回転電機は、ＩＳＧに用いられる。他の実施形態では、回転電機をＩＳＧ以外の装置に用いてもよい。また、回転電機は、発電機の機能を有さず、電動機としてのみ機能するものであってもよい。上記実施形態では、ロータに界磁巻線が巻回されている。他の実施形態では、界磁巻線を省略してもよい。
上記実施形態では、回転電機は、１組または２組の３相巻線を有する。他の実施形態では、回転電機の巻線は、３相巻線に限らず、４相以上であってもよい。また、巻線の組数は、３組以上であってもよい。

上記実施形態では、逆転許容判定部は、上位制御部であるエンジンＥＣＵからのモード指令に基づき、回転電機を逆回転させてよいか否かを判定する。他の実施形態では、逆転許容判定部は、エンジンＥＣＵからのモード指令によらずに、逆回転させてよいか否かを判断してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１１・・・エンジン
３０、１３０・・・ＩＳＧ
４０、１４０・・・モータジェネレータ（回転電機）
５０、６０、１５０・・・インバータ部
５１〜５６、６１〜６６、１５１〜１５６・・・スイッチング素子
７０・・・ＩＳＧ制御部（回転電機制御装置）
７１・・・信号生成部 ７２・・・回転方向判定部
７３・・・逆転許容判定部 ７４・・・出力禁止判定部
８０・・・エンジンＥＣＵ（上位制御部）

Claims (5)

1. インバータ部（５０、６０、１５０）によって電力が変換される回転電機（４０、１４０）を制御する回転電機制御装置であって、
   前記インバータ部のスイッチング素子（５１〜５６、６１〜６６、１５１〜１５６）のオンオフ作動を制御する信号であって、前記回転電機の回転角度に応じた矩形波の通電指令信号を生成する信号生成部（７１）と、
   前記インバータ部に出力される前記通電指令信号を取得し、前記通電指令信号に基づき、前記回転電機を回転させようとしている方向である指令回転方向を判定する回転方向判定部（７２）と、
   前記回転電機を逆回転させてよいか否かを判定する逆転許容判定部（７３）と、
   前記回転電機の逆回転が許容されておらず、かつ、前記指令回転方向が逆回転方向である場合、前記回転電機を停止させる出力禁止判定部（７４）と、
   を備える回転電機制御装置。
2. 前記逆転許容判定部は、上位制御部（８０）からの指令に基づき、前記回転電機を逆回転させてよいか否かを判定する請求項１に記載の回転電機制御装置。
3. 前記回転電機（４０）は、２組の３相巻線（４１、４２）を有し、
   前記インバータ部（５０、６０）は、前記３相巻線ごとに設けられる請求項１または２に記載の回転電機制御装置。
4. 前記回転電機（１４０）は、１組の３相巻線（４３）を有する請求項１または２に記載の回転電機制御装置。
5. 前記回転電機は、エンジン（１１）を始動可能であるとともに、前記エンジンにより駆動されて発電可能である請求項１〜４のいずれか一項に記載の回転電機制御装置。

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