(57)【要約】【課題】ＳＲモータの電力回生動作において、低電流回生時に生じる電流の逆流現象を防止する。【解決手段】コントローラ１５は、ＳＲモータ１の駆動制御に加えて電力回生動作を行う。電力回生動作は、供給モードを実施する励磁区間と、回生電流を発生させる回生モードとパワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、回生モードを実施する回生区間とからなる。コントローラ１５は、電流維持区間において励磁コイル２を流れる電流値Ｉｕと閾値Ｉｓとを比較するコイル電流比較部３２と、電流値Ｉｕが閾値Ｉｓ以下となったとき、電流値Ｉｕがゼロとならないように、供給モードを実施するモード切替部３３と、を有する。これにより、電流ゼロとなる前に供給モードが実施され、電流ゼロ状態での回生モードによる電流逆流現象を防止できる。【選択図】図３
2020061863.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数個の突極と、該突極に巻装された励磁コイルと、を備えるステータと、
該ステータの内側に配置され、前記ステータの突極とは異なる個数の複数の突極を備えるロータと、を有してなるスイッチトリラクタンスモータの駆動制御を行うＳＲモータ制御システムであって、
該ＳＲモータ制御システムは、
複数の前記励磁コイルに対する通電を切り替える複数個のパワー素子を有するパワー回路部と、
前記パワー素子のオンオフを制御し、前記スイッチトリラクタンスモータの駆動制御に加え、駆動中の前記スイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能な制御手段と、を有し、
前記電力回生動作は、
前記励磁コイルに通電し磁束を発生させる供給モードを実施する励磁区間と、
前記磁束の変化により前記励磁コイルに回生電流を発生させる回生モードと、前記パワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、
前記回生モードのみを実施する回生区間と、を有し、
前記制御手段は、
前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を所定の閾値と比較するコイル電流比較部と、
前記コイル電流比較部により、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったことが検出されたとき、前記電流維持区間において前記供給モードを実施するモード切替部と、を有することを特徴とするＳＲモータ制御システム。
【請求項２】
請求項１記載のＳＲモータ制御システムにおいて、
前記制御手段は、
前記励磁区間における、前記励磁コイルに流れる電流の到達目標値である目標電流値を算出する目標電流値算出部をさらに有し、
前記コイル電流比較部は、前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を前記目標電流値と比較し、
前記モード切替部は、前記電流維持区間において前記供給モードを実施し、前記コイル電流比較部により、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となったことが検出されたとき、前記供給モードを停止させることを特徴とするＳＲモータ制御システム。
【請求項３】
請求項２記載のＳＲモータ制御システムにおいて、
前記モード切替部は、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となり前記供給モードを停止させた後、前記回生区間に至るまでの間、前記回生モードと前記還流モードを交互に実施することを特徴とするＳＲモータ制御システム。
【請求項４】
請求項１〜３記載の何れか１項に記載のＳＲモータ制御システムにおいて、
前記電流維持区間は、前記スイッチトリラクタンスモータが低回転時に実施され、
前記閾値は３０〜４０Ａであることを特徴とするＳＲモータ制御システム。
【請求項５】
請求項１〜４記載の何れか１項に記載のＳＲモータ制御システムにおいて、
前記スイッチトリラクタンスモータは、自動車のスタータジェネレータ用モータであることを特徴とするＳＲモータ制御システム。
【請求項６】
複数個の突極と、該突極に巻装された励磁コイルと、を備えるステータと、
該ステータの内側に配置され、前記ステータの突極とは異なる個数の複数の突極を備えるロータと、を有してなるスイッチトリラクタンスモータの制御方法であって、
該スイッチトリラクタンスモータは、駆動中の前記スイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能であり、
前記電力回生動作は、
前記励磁コイルに通電し磁束を発生させる供給モードを実施する励磁区間と、
前記磁束の変化により前記励磁コイルに回生電流を発生させる回生モードと、前記パワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、
前記回生モードのみを実施する回生区間と、を有し、
前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を所定の閾値と比較し、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったとき、前記電流維持区間において前記供給モードを実施することを特徴とするＳＲモータ制御方法。
【請求項７】
請求項６記載のＳＲモータ制御方法において、
前記電力回生動作は、
前記励磁区間における、前記励磁コイルに流れる電流の到達目標値である目標電流値を有し、
前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を前記目標電流値と比較し、
前記電流維持区間において前記供給モードを実施した後、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となったとき、前記供給モードを停止させることを特徴とするＳＲモータ制御方法。
【請求項８】
請求項７記載のＳＲモータ制御方法において、
前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となり前記供給モードを停止させた後、前記回生区間に至るまでの間、前記回生モードと前記還流モードを交互に実施することを特徴とするＳＲモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、スイッチトリラクタンスモータ（ＳＲモータ：Switched Reluctance Motor)の制御技術に関し、特に、ＩＳＧ(インテグレーテッド スタータ ジェネレータ：Integrated Starter Generator)における電力回生技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来より、電動モータの分野では、モータの回転を利用して回生電流を発生させ、モータの運動エネルギーを電力に変換して取り出す発電技術が知られている。例えば、自動車や電車などの車両においては、車両の減速時に回生制御を行い、そこで得られた電力をバッテリやコンデンサに充電し、それを車両の始動時や加速時に使用することが行われている。特に、自動車などにおいては、回生動作によって制動効果が得られることもあり、このような回生動作が可能なスタータジェネレータシステムが、エンジンのスタータ用モータとして広く用いられている。
【０００３】
一方、レアアース価格の高騰などを背景に、近年、ロータに永久磁石を使用しないモータとしてスイッチトリラクタンスモータ(以下、ＳＲモータと略記する）の需要が増大している。ＳＲモータは、複数の内向突極が形成されたステータと、ステータの内側に配置され複数の外向突極を備えたロータと、を有しており、内向突極に巻装された励磁コイルを選択的に通電することにより、ステータの内向突極にロータの外向突極を磁気吸引させてロータに回転トルクを発生させている。このようなＳＲモータは、構造が簡単で堅牢であることから、エンジンスタータの駆動源などにも、その利用範囲が拡大している。さらに、制御技術の向上に伴い、ＳＲモータを発電機（ジェネレータ）としても使用することが容易となり、昨今では、前述のようなスタータジェネレータ（始動発電機）システムへの適用も増加している。
【０００４】
図４は、エンジンのクランク軸に接続されたＳＲモータにおける一般的な電力回生動作を示す説明図である。車両が惰性状態で走行している場合や下り坂などでは、ＳＲモータ５１のロータ５２は外力によって回されている状態となっており、このとき、ロータ５２の回転を利用して電力回生が行われる。図４に示すように、ＳＲモータ５１では、ステータ５３の突極５４とロータ突極５５が対向し整列したタイミングで、コイル５６に一時的に通電を行い励磁する（図４のＡ部：供給モード）。供給モードでは、モータドライバ回路５７のＦＥＴ５８ａ,５８ｄをオンさせることにより、バッテリ５９からコイル５６に対し電力が供給される。
【０００５】
供給モードにより、ＳＲモータ５１内には、ロータ５２を介して磁束が発生する。一方、外力によってロータ５２が回転すると、この回転動作よって、発生した磁束が減少する。すると、この磁束を保持しようとすべく、コイル５６に起電力が生じる。このとき、ＦＥＴ５８ｂ,５８ｃをオンさせるとコイル５６に回生電流が流れ、これにより、ＳＲモータ５１側からバッテリ５９に対し電力回生が行われる（図４のＢ部：回生モード）。
【０００６】
一方、電力回生を行う際にモータが低回転の場合（例えば、１００〜１５００ｒｐｍ程度の場合）、回生電流をなるべく一定に維持するため、供給モード（励磁区間）の後に電流維持区間を設け、回生電流をモータドライバ回路５７内にて循環させる還流モードを実施する場合がある。図５は、還流モードを含んだ電力回生動作の様子を示す説明図である。この還流モードは、ＦＥＴ５８ａ,５８ｃまたはＦＥＴ５８ｂ,５８ｄをオンさせることによって実施され、例えば、ＦＥＴ５８ａ,５８ｃをオンさせて還流モードを行うと、モータドライバ回路５７内には破線のような形で電流が流れる。
【０００７】
電流維持区間では、図５に破線にて示したように、回生モードと還流モードが繰り返し行われる。回生モードと還流モードの切り替えは、制御周期ごとに行われ、回生モードにより回生電流が低下すると、次の制御周期では還流モードが実施される。なお、電流維持区間の始期・終期は、ロータ５２の回転位置によって設定される。例えば、ＦＥＴ５８ａ,５８ｃをオンさせて還流モードを行う場合、回生モード時にはＦＥＴ５８ｂ,５８ｃがオンされ、ＦＥＴ５８ａとＦＥＴ５８ｂのオン／オフは、ＰＷＭ周期毎に同期して切り替えられる（回生と還流の同期整流）。このように、供給モード後に、回生・還流モードを繰り返す電流維持区間を設けることにより、供給モード後の電流量が一定化され、その後の回生区間における回生電流量が安定する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】国際公開  ＷＯ ２０１７／２１７１０２号公報
【特許文献２】特開２０１８−６８０５５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ところが、励磁区間における電流量が低い場合、図５の破線のような同期整流を実施すると、図５に実線にて示したように、電流維持区間の途中で電流が０になってしまう可能性がある。このように、電流が０の状態で回生モードが実施され、ＦＥＴ５８ｂ,５８ｃがオンされると、モータドライバ回路５７は回生状態とはならず、電流がモータ駆動方向とは反対方向に逆流してしまうおそれがあった。かかる逆電流は、モータ内にブレーキ力を発生させ、回生によるエネルギ回収ができないばかりか、却ってエネルギのロスにつながるという問題があり、その対策が求められていた。
【００１０】
本発明の目的は、ＳＲモータの電力回生動作において、低電流回生時に生じる電流の逆流現象を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
本発明のＳＲモータ制御システムは、複数個の突極と、該突極に巻装された励磁コイルと、を備えるステータと、該ステータの内側に配置され、前記ステータの突極とは異なる個数の複数の突極を備えるロータと、を有してなるスイッチトリラクタンスモータの駆動制御を行うＳＲモータ制御システムであって、該ＳＲモータ制御システムは、複数の前記励磁コイルに対する通電を切り替える複数個のパワー素子を有するパワー回路部と、前記パワー素子のオンオフを制御し、前記スイッチトリラクタンスモータの駆動制御に加え、駆動中の前記スイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能な制御手段と、を有し、前記電力回生動作は、前記励磁コイルに通電し磁束を発生させる供給モードを実施する励磁区間と、前記磁束の変化により前記励磁コイルに回生電流を発生させる回生モードと、前記パワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、前記回生モードのみを実施する回生区間と、を有し、前記制御手段は、前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を所定の閾値と比較するコイル電流比較部と、前記コイル電流比較部により、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったことが検出されたとき、前記電流維持区間において前記供給モードを実施するモード切替部と、を有することを特徴とする。
【００１２】
本発明にあっては、スイッチトリラクタンスモータの駆動制御に加え、駆動中のスイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能な制御手段を設ける。該制御手段は、電力回生動作として、供給モードを実施する励磁区間と、回生電流を発生させる回生モードとパワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、回生モードを実施する回生区間と、を行う。制御手段は、電流維持区間において、励磁コイルを流れる電流の電流値と所定の閾値とを比較するコイル電流比較部と、励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったとき供給モードを実施するモード切替部と、を有する。これにより、電流ゼロとなる前に、動作モードが供給モードに切り替えられ、電流ゼロ状態にて回生モードが実施されるのを防止でき、電流ゼロ状態での回生モードに起因する電流逆流現象を回避できる。
【００１３】
前記ＳＲモータ制御システムにおいて、前記制御手段に、前記励磁区間における、前記励磁コイルに流れる電流の到達目標値である目標電流値を算出する目標電流値算出部をさらに設け、該コイル電流比較部により、前記電流維持区間にて前記励磁コイルを流れる電流の電流値と前記目標電流値とを比較し、前記モード切替部は、前記電流維持区間において前記供給モードを実施した後、前記コイル電流比較部により、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となったことが検出されたとき、前記供給モードを停止するようにしても良い。
【００１４】
また、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となり、前記供給モードを停止させた後は、前記回生区間に至るまでの間、前記モード切替部により、前記回生モードと前記還流モードを交互に実施しても良い。
【００１５】
前記電流維持区間を前記スイッチトリラクタンスモータが低回転時に実施するようにしても良く、前記閾値を３０〜４０Ａに設定しても良い。さらに、前記スイッチトリラクタンスモータを、自動車のスタータジェネレータ用モータとして使用しても良い。
【００１６】
一方、本発明のＳＲモータ制御方法は、複数個の突極と、該突極に巻装された励磁コイルと、を備えるステータと、該ステータの内側に配置され、前記ステータの突極とは異なる個数の複数の突極を備えるロータと、を有してなるスイッチトリラクタンスモータの制御方法であって、該スイッチトリラクタンスモータは、駆動中の前記スイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能であり、前記電力回生動作は、前記励磁コイルに通電し磁束を発生させる供給モードを実施する励磁区間と、前記磁束の変化により前記励磁コイルに回生電流を発生させる回生モードと、前記パワー回路部内にて電流を循環させる還流モードとを交互に実施する電流維持区間と、前記回生モードのみを実施する回生区間と、を有し、前記電流維持区間では、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を所定の閾値と比較し、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったとき、前記電流維持区間において前記供給モードを実施することを特徴とする。
【００１７】
本発明にあっては、回生モードと還流モードを交互に繰り返す電流維持区間において、励磁コイルの電流値に下限閾値を設け、励磁コイルの電流値が閾値以下となった場合には供給モードを実施する。これにより、電流ゼロとなる前に、動作モードが供給モードに切り替えられ、電流ゼロ状態にて回生モードが実施されるのを防止でき、電流ゼロ状態での回生モードに起因する電流逆流現象を回避できる。
【００１８】
前記ＳＲモータ制御方法において、前記電力回生動作は、前記励磁区間における、前記励磁コイルに流れる電流の到達目標値である目標電流値を有し、前記電流維持区間において、前記励磁コイルを流れる電流の電流値を前記目標電流値と比較し、前記電流維持区間において前記供給モードを実施した後、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となったとき、前記供給モードを停止させるようにしても良い。
【００１９】
また、前記励磁コイルを流れる電流の電流値が前記目標電流値となり、前記供給モードを停止させた後は、前記回生区間に至るまでの間、前記回生モードと前記還流モードを交互に実施しても良い。
【発明の効果】
【００２０】
本発明のＳＲモータ制御システムは、スイッチトリラクタンスモータの駆動制御に加え、駆動中のスイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能な制御手段を設け、この制御手段に、電流維持区間において、励磁コイルを流れる電流の電流値と所定の閾値とを比較するコイル電流比較部と、励磁コイルを流れる電流の電流値が前記閾値以下となったとき供給モードを実施するモード切替部と、を設けたので、電流ゼロとなる前に、動作モードを供給モードに切り替えることができる。その結果、電流ゼロ状態にて回生モードが実施されるのを防止でき、電流ゼロ状態での回生モードに起因する電流逆流現象を防止することが可能となる。
【００２１】
本発明のＳＲモータ制御方法は、スイッチトリラクタンスモータの駆動制御に加え、駆動中のスイッチトリラクタンスモータから回生電力を得る電力回生動作を実施可能なＳＲモータ制御方法にて、回生モードと還流モードを交互に繰り返す電流維持区間において、励磁コイルの電流値に下限閾値を設け、励磁コイルの電流値が閾値以下となった場合には供給モードを実施するようにしたので、電流ゼロとなる前に、動作モードを供給モードに切り替えることができる。その結果、電流ゼロ状態にて回生モードが実施されるのを防止でき、電流ゼロ状態での回生モードに起因する電流逆流現象を防止することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】本発明の一実施の形態であるＳＲモータシステムの回路構成を示す説明図である。
【図２】ＳＲモータの駆動、回生、還流の各動作における制御回路（１相分）の状態を示す説明図である。
【図３】図１のＳＲモータ制御システムにおける電力回生動作での制御状態を示す説明図である。
【図４】ＳＲモータにおける一般的な電力回生動作での制御状態を示す説明図である。
【図５】還流モードを含んだ電力回生動作を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて詳細に説明する。図１は、本発明の一実施の形態であるＳＲモータ制御システム１０の回路構成を示す説明図であり、本発明によるＳＲモータ制御方法も当該システムによって実施される。図１の制御システムにて駆動制御されるＳＲモータ（スイッチトリラクタンスモータ）１は、励磁コイル（巻線）２を有するステータ３と、ステータ３内に回転自在に配置されたロータ４とを備えており、例えば、エンジンのスタータジェネレータとして使用され、車両エンジンのクランク軸に直結される形で配置される。
【００２４】
ステータ３には、径方向内側に向かって突設された複数の突極５が設けられており、各突極５には３相の励磁コイル２（２Ｕ,２Ｖ,２Ｗ）が巻装されている。ロータ４の外周には、径方向外側に向かって突設された複数の突極６が設けられている。ロータ４の回転位置は、レゾルバ等の図示しない回転位置検出センサによって検知されている。そして、ロータ回転位置に応じて、各励磁コイル２を選択的に通電することにより、ステータ３の突極５にロータ４の突極６が磁気吸引され、ロータ４に回転トルクが発生してＳＲモータ１が回転駆動する。
【００２５】
図１に示すように、ＳＲモータ１の上段側（バッテリ７側：ハイサイド）と下段側（ローサイド）にはそれぞれ、複数個のパワー素子を備えたパワーモジュール（パワー回路部）１１,１２が配されている。各パワーモジュール１１,１２には、パワー素子として、半導体スイッチ素子であるＦＥＴ１３,１４が６個ずつ設けられている（ＦＥＴ１３ａ〜１３ｆ，ＦＥＴ１４ａ〜１４ｆ）。ＦＥＴ１３,１４は、コントローラ１５によって同期制御され、適宜オン／オフされる。各パワーモジュール１１,１２は、３相のモータ側端子２１,２２にてＳＲモータ１側と接続され、上下の接続端子２３,２４にて電源ライン２５と接続されている。
【００２６】
パワーモジュール１１,１２の出力段側（モータ接続ライン側）には、モータ電流を検出するための抵抗１６,１７（１６ａ〜１６ｃ，１７ａ〜１７ｃ）が各相ごとに設けられている。各相の抵抗１６,１７は、ＳＲモータ１の励磁コイル２（２Ｕ,２Ｖ,２Ｗ）にそれぞれ接続されている。抵抗１６,１７はそれぞれ、電圧検出回路１８ａ,１８ｂと接続されている。電圧検出回路１８ａ,１８ｂは、各抵抗１６ａ〜１６ｃ,１７ａ〜１７ｃにおける電圧降下を検出し、その検出値はコントローラ１５に送られる。コントローラ１５は、電圧検出回路１８ａ,１８ｂの検出値に基づいて、ＳＲモータ１の各相の励磁コイル２Ｕ,２Ｖ,２Ｗに流れる電流値を算出し、ＳＲモータ１の動作を制御する。
【００２７】
このようなＳＲモータ制御システム１０では、コントローラ１５は、次のような形でパワーモジュール１１,１２の各ＦＥＴを制御し、ＳＲモータ１の駆動や電力回生動作（供給、回生、還流の各モード）を行う。図２は、ＳＲモータ１の各動作における制御回路の状態を示す説明図であり、駆動回路１相分（ここではＵ相）の構成を示している。図２（ａ）に示すように、ＳＲモータ１を駆動する際や電力回生動作の供給モードの際、例えば、Ｕ相を励磁する場合は、コントローラ１５は上段側パワーモジュール１１のＦＥＴ１３ａと、下段側パワーモジュール１２のＦＥＴ１４ｄをオンさせ、ＳＲモータ１のＵ相励磁コイル２Ｕに通電する。コントローラ１５は、同様にＶ相（ＦＥＴ１３ｂ・ＦＥＴ１４ｅ：オン）、Ｗ相（ＦＥＴ１３ｃ・ＦＥＴ１４ｆ：オン）を順に励磁し、ＳＲモータ１を回転駆動させる。
【００２８】
一方、電力回生動作を行うべく、ＳＲモータ１を発電機として使用する場合には、図２（ｂ）に示すように、上段側パワーモジュール１１のＦＥＴ１３ｄと、下段側パワーモジュール１２のＦＥＴ１４ａをオンさせて回生モードを実施し、バッテリ７側（電源側）に電力を回生する。Ｖ相,Ｗ相における回生動作も同様に、Ｖ相ではＦＥＴ１３ｅ・ＦＥＴ１４ｂを、Ｗ相ではＦＥＴ１３ｆ・ＦＥＴ１４ｃをそれぞれオンさせ、バッテリ７側に電力を回生する。
【００２９】
また、低回転時に還流モードを実施する場合は、図２（ｃ）に示すように、上段側パワーモジュール１１のＦＥＴ１３ａと、下段側パワーモジュール１２のＦＥＴ１４ａをオンさせ、電流を回路内にて循環させる。Ｖ相,Ｗ相における還流動作も同様に、Ｖ相ではＦＥＴ１３ｂ・ＦＥＴ１４ｂを、Ｗ相ではＦＥＴ１３ｃ・ＦＥＴ１４ｃをそれぞれオンさせる。
【００３０】
図３は、ＳＲモータ１における電力回生動作の様子を示す説明図であり、１相分（ここではＵ相）における動作を示している。なお、ここではＵ相を例にとって説明するが、他の相（Ｖ相、Ｗ相）においても同様の動作が実施される。図３に示すように、電力回生動作時には、まず、供給モードが実施される（励磁区間）。すなわち、コントローラ１５は、図２（ａ）のように、ＦＥＴ１３ａ（ＵＨ）,１４ｄ（ＵＬ）をオンさせ、励磁コイル２Ｕを流れる電流（電流値Ｉｕ）が目標電流値Ｉｔとなるように、励磁コイル２Ｕに一時的に通電を行う。この場合、目標電流値Ｉｔは、励磁コイル２に流れる電流の到達目標値であり、ＳＲモータ１の回転数等に基づいて算出される。
【００３１】
励磁区間の後、ＳＲモータ１が低回転の場合は、回生モード時における目標電流値Ｉｔを維持するため電流維持動作が行われる。ここでは、ＦＥＴ１３ｄ,１４ａをオンさせる回生モードと、ＦＥＴ１３ａ,１４ａをオンさせる還流モードが交互に実施される（電流維持区間）。前述のように、電流維持動作の際、励磁区間での電流量が低いと、励磁コイル２Ｕの電流値Ｉｕが０になり、回生モード時に電流が逆流してしまうおそれがある。そこで、本発明によるＳＲモータ制御システムでは、電流維持区間で電流値Ｉｕが０にならないように、Ｉｕに下限の閾値Ｉｓ（＞０：例えば、３０〜４０Ａ）を設け、ＩｕがＩｓ以下となった場合には（Ｉｕ≦Ｉｓ）、供給モードを一時的に実施する。
【００３２】
このような制御を行うため、コントローラ１５には、まず、励磁区間における目標電流値Ｉｔを算出する目標電流値算出部３１が設けられている。また、電流維持区間において、励磁コイル２の電流値Ｉｕと閾値Ｉｓおよび電流値Ｉｕと目標電流値Ｉｔとを比較するコイル電流比較部３２が設けられている。さらに、コントローラ１５には、コイル電流比較部３２により、電流値Ｉｕが閾値Ｉｓ以下となったことが検出されたとき、電流維持区間にて供給モードを実施するモード切替部３３が設けられている。モード切替部３３はまた、電流維持区間においてＩｕ≦Ｉｓとなり供給モードを実施し、その後、コイル電流比較部３２により、電流値Ｉｕが目標電流値Ｉｔとなったことが検出されたときは、供給モードを停止させ、回生区間に至るまでの間、必要に応じて、回生モードと還流モードを交互に実施する。
【００３３】
したがって、ＳＲモータ制御システム１０では、図３のＰ部のように、回生モードを行った結果、コイル電流比較部３２によって電流値Ｉｕが閾値Ｉｓ以下となったことが検出された場合は、モード切替部３３によって実施モードが切り替えられる。すなわち、次の制御周期では、還流モードを実施せず、それに代えて、供給モードを実施する。これにより、電流値Ｉｕが上昇し、目標電流値Ｉｔに達したところで、モード切替部３３は、実施モードを改めて電流維持動作に戻し、回生区間に至るまで、適宜、回生モード、還流モードを実施する（図３Ｑ部）。そして、電流維持区間終了後、回生区間に入り、回生モードを実施して電力回生動作を行う。
【００３４】
このように、本発明によるＳＲモータ制御システム・制御方法では、回生モードと還流モードを交互に繰り返す電流維持動作を行うに際し、励磁コイル２Ｕの電流値Ｉｕに下限の閾値Ｉｓを設け、電流値Ｉｕが閾値Ｉｓ以下となった場合には供給モードを実施する。これにより、励磁コイル２Ｕの電流量がゼロとなる前に動作モードが供給モードに切り替えられ、電流ゼロ状態にて回生モードが実施されるのを防止できる。したがって、電流ゼロ状態での回生モードに起因する電流逆流現象を防止することが可能となる。その結果、低電流回生時における電流の逆流事象を無くすことができ、逆流に伴うブレーキやエネルギロスを防止し、モータの効率向上を図ることが可能となる。
【００３５】
本発明は前記実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々変更可能であることは言うまでもない。
例えば、前述の実施形態では、還流動作の際、Ｕ相はＦＥＴ１３ａ,１４ａ、Ｖ相はＦＥＴ１３ｂ,１４ｂ、Ｗ相はＦＥＴ１３ｃ,１４ｃをそれぞれオンさせているが、各相の還流動作を、Ｕ相：ＦＥＴ１３ｄ,１４ｄ、Ｖ相：ＦＥＴ１３ｅ,１４ｅ、Ｗ相：ＦＥＴ１３ｆ,１４ｆをそれぞれオンさせて行っても良い。
【産業上の利用可能性】
【００３６】
本発明によるＳＲモータ制御装置は、ＩＳＧ用ＳＲモータのみならず、他の車載ＳＲモータや、家電製品や産業機械等に使用されるＳＲモータの駆動制御にも広く適用可能である。
【符号の説明】
【００３７】
１    ＳＲモータ
２    励磁コイル
２Ｕ  Ｕ相励磁コイル
２Ｖ  Ｖ相励磁コイル
２Ｗ  Ｗ相励磁コイル
３    ステータ
４    ロータ
５    突極
６    突極
７    バッテリ
１０    ＳＲモータ制御システム
１１    パワーモジュール（上段側）
１２    パワーモジュール（下段側）
１３    ＦＥＴ
１３ａ〜１３ｆ  ＦＥＴ
１４    ＦＥＴ
１４ａ〜１４ｆ  ＦＥＴ
１５    コントローラ
１６    抵抗
１６ａ〜１６ｃ    抵抗
１７    抵抗
１７ａ〜１７ｃ    抵抗
１８ａ,１８ｂ    電圧検出回路
２１    モータ側端子
２２    モータ側端子
２３    接続端子
２４    接続端子
２５    電源ライン
３１    目標電流値算出部
３２    コイル電流比較部
３３    モード切替部
５１    ＳＲモータ
５２    ロータ
５３    ステータ
５４    突極
５５    突極
５６    コイル
５７    モータドライバ回路
５８ａ〜５８ｄ    ＦＥＴ
５９    バッテリ
Ｉｓ    閾値
Ｉｔ    目標電流値
Ｉｕ    励磁コイル電流値
【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】
2020061863.tif 000007