(57)【要約】【課題】ロータが予め定められた指定方向と反対の逆方向に回転しているときでも、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線に流れる電流の電流値を目標電流値に一致または近づけることができるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置を提供する。【解決手段】スイッチ制御装置２０は、ロータ２０３が指定方向Ｅに回転していると判断される場合、または、指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、ソフトチョッピングモードで動作し、ロータ２０３の回転が指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、ハードチョッピングモードで動作する。【選択図】図１
2010206872.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータとを有するスイッチトリラクタンスモータの前記電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記電気巻線の他端との間に接続され、前記電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備えるＨブリッジ回路と、
前記回転位置検出装置と、前記Ｈブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子とに接続され、前記第１および第２の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、
前記第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項２】
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、前記電流値検出装置に接続され、前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記ハードチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項１に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項３】
前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第１の回転数より小さい予め定められた第２の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項２に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項４】
U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第１１の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第１２の半導体スイッチ素子とを有する第１のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１３の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１４の半導体スイッチ素子とを有する第２のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１５の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１６の半導体スイッチ素子とを有する第３のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１７の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１８の半導体スイッチ素子とを有する第４のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記パワー回路部に備わる第１から第８の半導体スイッチ素子とに接続され、前記第１１から第１８の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に前記予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子、および前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つに対しては、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項５】
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、前記電流値検出装置に接続され、前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記ハードチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項４に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項６】
前記スイッチ制御装置は、前記ハードチョッピングモードで動作した後に、前記ロータが指定方向と反対の方向に前記第１の回転数より小さい予め定められた第２の回転数以下で回転していると判断される場合に、
再度前記ソフトチョッピングモードで動作することを特徴とする請求項５に記載のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項７】
U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記U相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記U相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、前記直流電源の前記一の極と前記U相の電気巻線の他端との間に接続され、前記U相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記U相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記U相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容ないし禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備える第１のＨブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記V相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記V相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第３の電気アームと、
前記直流電源の前記一の極と前記V相の電気巻線の他端との間に接続され、前記V相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記V相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記V相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを有する第４の電気アームとを備える第２のＨブリッジ回路と、
前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、前記W相の電気巻線の一端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記直流電源の他の極から前記W相の電気巻線への電流の流れを許容するダイオードとを有する第５の電気アームと、
前記直流電源の前記一の極と前記W相の電気巻線の他端との間に接続され、前記W相の電気巻線から前記直流電源の前記一の極への電流の流れを許容するダイオードと、前記W相の電気巻線と前記直流電源の前記他の極との間に接続され、前記W相の電気巻線の前記一端と前記直流電源の前記他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを有する第６の電気アームとを備える第３のＨブリッジ回路とを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第１、第２および第３のＨブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子に接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第１、第２および第３のブリッジ回路に備わるそれぞれの第１および第２の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【請求項８】
U相、V相およびW相の電気巻線が備えられたステータと、前記ステータに対し回転自在に配置されたロータと有するスイッチトリラクタンスモータの、それぞれの一端が中性点にて一つに接続された前記U相、V相およびW相の電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、
前記ロータの回転の回転数を検出し、前記回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、
前記電気巻線に流れる電流の電流値を検出し、前記電流値に対応する電流値信号を出力する電流値検出装置を備え、
前記直流電源の一の極と、前記U相、V相およびW相の一端が接続された中性点との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記中性点との間の電流の流れのオンオフを制御する第１１の半導体スイッチ素子と、前記中性点と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記中性点と前記直流電源の他の極との間の電流の流れのオンオフを制御する第１２の半導体スイッチ素子とを有する第１のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記U相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１３の半導体スイッチ素子と、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記U相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１４の半導体スイッチ素子とを有する第２のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記V相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１５の半導体スイッチ素子と、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記V相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１６の半導体スイッチ素子とを有する第３のハーフブリッジと、
前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間に接続され、前記直流電源の一の極と前記W相の他端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１７の半導体スイッチ素子と、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間に接続され、前記W相の他端と前記直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１８の半導体スイッチ素子とを有する第４のハーフブリッジとを備えるパワー回路部と、
前記回転位置検出装置と、前記電流値検出装置と、前記第１から第４のハーフブリッジ回路に備わる第１１から第１８の半導体スイッチ素子とに接続され、前記回転位置検出装置から供給される前記回転数信号に基づき、予め定められた通電パターンに従い、第１のハーフブリッジ回路に備わる第１１または第１２の半導体スイッチ素子、および第２から第４のハーフブリッジ回路に備わる第１３または第１８の半導体スイッチ素子に、順次選択的に制御信号を供給し、前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される電流の通電を切り替えるスイッチ制御装置を備え、
前記スイッチ制御装置は、
前記U相、V相およびW相の電気巻線へ供給される通電の切り替えの当初は、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、前記第１３または第１８の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、
前記回転位置検出装置から供給される回転数信号により、前記ロータの回転が指定方向と反対の方向に第１の回転数以上で回転していると判断されるとともに、前記電流値検出装置から供給される電流値信号により、前記電気巻線に流れる電流の電流値が予め定められた電流値を超えると判断される場合に、
前記第１１または第１２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子、および前記第１３から第１８の半導体スイッチ素子のいずれか一つの半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータ用制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
図１２に示すように、従来例のスイッチトリラクタンスモータ装置５０００は、スイッチトリラクタンスモータ２０００と、スイッチトリラクタンスモータ２０００に制御電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００とを備える。
【０００３】
スイッチトリラクタンスモータ２０００は、ステータ２００１と、ステータ２００１に対し回転自在に配置されたロータ２００３とを備え、ステータ２００１は、複数の突極２００２ａを有するステータコア２００２と、突極２００２ａに巻装されたU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）とを備える。
【０００４】
スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００は、回転位置検出装置２と、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３Ｗ）と、パワー回路部１１００と、スイッチ制御装置ＳＣとを備える。回転位置検出装置２は、スイッチトリラクタンスモータ２０００に取り付けられ、ロータ２００３の回転の回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。また、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３w）は、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）の一端（Ua、Va、Wa）にそれぞれ配置され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００からスイッチトリラクタンスモータ２０００に供給される電流の電流値を検出し、電流値に対応する電流値信号を出力する。
【０００５】
パワー回路部１１００は、第１のＨブリッジ回路１２００と、第２のＨブリッジ回路１３００と、第３のＨブリッジ回路１４００とを備える。第１のＨブリッジ回路１２００は、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間に接続され、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間の電流の流れを許容または禁止する第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈと、Ｕ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、直流電源ＢＴの陰極（−）からＵ相の電気巻線Ｕへの電流の流れを許容するダイオードＤ１１と、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂとの間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕから直流電源ＢＴの正極（＋）への電流の流れを許容するダイオードＤ１２と、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間の電流の流れを許容または禁止する第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌとを備える。
【０００６】
同様に、第２のＨブリッジ回路１３００は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｈと、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｌとを備え、第３のＨブリッジ回路１４００は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｈと、ダイオードＤ３１と、ダイオードＤ３２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｌとを備え、第１のHブリッジ回路１２００と相等しい構成である。
【０００７】
スイッチ制御装置ＳＣは、回転位置検出装置２、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）ならびにパワー回路部１１００に備わる第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続される。そして、予め定められたタイミングでU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）に制御電流を供給するため、回転位置検出装置２から供給される回転位置信号に基づき、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に制御信号を供給する。なお、このとき、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）から供給される電流値信号に基づき、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）に供給される制御電流の電流値が、目標電流値Irと一致するように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に制御信号は供給される。
【０００８】
次に、スイッチ制御装置ＳＣから第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に供給される制御信号
について、図１３に基づき説明する。
【０００９】
図１２に示されるスイッチ制御装置ＳＣは、回転位置信号に基づき、上記の制御信号を供給する第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）を選択的に順次切り替える。
【００１０】
図１３においては、上記の回転位置信号に基づき、時刻Ｔ０から時刻Ｔ１においては、第１のＨブリッジ１２００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号が供給され、時刻Ｔ１から時刻Ｔ２においては、第３のＨブリッジ１４００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）に制御信号が供給され、時刻Ｔ２から時刻Ｔ３においては、第２のＨブリッジ１３００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ）に制御信号が供給される。そして、時刻Ｔ３から時刻Ｔ４においては、再度、第１のＨブリッジ１２００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号が供給される。
【００１１】
第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）において、上記のように制御信号が選択的に供給されている第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号としてオン信号およびオフ信号が交互に出力されるパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）が供給され、一方、制御信号が選択的に供給されている第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号として常時オン信号が供給される。
【００１２】
このように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、制御信号としてパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を供給し、このＰＷＭ信号のデューティ値を調整することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相に流れる電流の電流値と目標電流との一致が図られる。なお、このようにＵ相、Ｖ相およびＷ相に流れる電流を制御する一方の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、ＰＷＭ信号を供給し、他方の半導体スイッチ素（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）には、常時オン信号を供給する制御は、ソフトチョッピング制御といわれている。
【００１３】
図１５および図１６に、上記のソフトチョッピング制御が実行されるときに、Ｕ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。図１４は、図１３にて時刻Ｔａのとき、すなわち、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されるときにＵ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。また、図１５は、図１３にて時刻Ｔｂのとき、すなわち、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）にオフ信号が供給され、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌにオン信号が供給されるときにＵ相の電気巻線Ｕおよびパワー回路部１１００を流れる電流について示す。
【００１４】
図１４に示すように、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されるときは、直流電源ＢＴの陽極（＋）から順次、第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｕ相の電気巻線Ｕ、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、直流電源ＢＴの陰極（−）へと流れ、直流電源ＢＴからＵ相の電気巻線Ｕに電流が供給される。なお、このように、直流電源ＢＴからＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電流が供給される状態を、供給モードとする。
【００１５】
図１５に示すように、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）にはオフ信号が供給され、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ）にオン信号が供給されるときは、直流電源ＢＴから、Ｕ相の電気巻線Ｕへの電流の供給はなされず、供給モードでＵ相の電気巻線Ｕに供給された電流は、Ｕ相の電気巻線Ｕから順次、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、ダイオードＤ１１、Ｕ相の電気巻線Ｕへと還流する。なお、このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を還流する電流が流れる状態を、還流モードとする。
【００１６】
上記のように、従来例のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１０００では、上記の供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値により調整するとともに、供給モードと還流モードとを繰り返すことにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を流れる電流を、目標電流に一致ないしは近づける制御がなされる（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１７】
【特許文献１】特開平７−２７４５６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１８】
図１６および図１８には、スイッチトリラクタンスモータ２０００を原動機として搭載した車両Ｖが示される。図１６では、車両Ｖは前進方向に進んでおり、車両Ｖに搭載されたスイッチトリラクタンスモータ２０００に備えられたロータ２００３は、予め定められた指定方向E、すなわち、車両Ｖを前進方向に進める回転方向と同一の順方向Cに回転している。一方、図１８では、車両Ｖは登り坂に停車した状態から後退方向に進んでおり、スイッチトリラクタンスモータ２０００に備えられたロータ２００３は、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転している。
【００１９】
図１７は、図１６に示すようにロータ２００３が、予め定められた指定方向Eと同一の順方向Cに回転しているときの第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）のオンオフ動作と、そのときにＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）について示される。
【００２０】
図１７に示すように、ロータ２００３が予め定められた指定方向Eと同一の順方向Cに回転しているときは、上記のように供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値により調整するとともに、供給モードと還流モードとを繰り返すことにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）を流れる電流（Ｉｕ，Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値は、目標電流値Ｉｒに一致ないしは近づけることができる。
【００２１】
図１９は、図１８に示すようにロータ２００３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転しているときの第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）のオンオフ動作と、そのときにＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）について示される。
【００２２】
図１９に示すように、ロータ２００３が予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転しているときは、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に逆起電力が生じる。そのため、上記のように供給モードにおける通電時間をＰＷＭ信号のデューティ値を小さくするとともに、供給モードと還流モードとを繰り返したとしても、ロータ２００３が逆方向Rに回転し、その回転速度が速い場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることはできず、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値は目標電流値Ｉｒを大きく超えてしまうことがある。
【００２３】
このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が目標電流値Ｉｒを大きく超えてしまうと、パワー回路部１１００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがある。
【００２４】
そこで、この発明は、上述した事情に鑑みてなされたものであって、ロータが予め定められた指定方向と反対の逆方向に回転しているときでも、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線に流れる電流の電流値を目標電流値に一致または近づけることができるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００２５】
上記の課題を解決するために、本発明のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置は、電気巻線が備えられたステータと、ステータに対し回転自在に配置されたロータとを有するスイッチトリラクタンスモータの電気巻線に、直流電源からの電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置において、ロータの回転の回転数を検出し、回転数に対応する回転数信号を出力する回転位置検出装置と、直流電源の一の極と電気巻線の一端との間に接続され、直流電源の一の極と電気巻線の一端との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第１の半導体スイッチ素子と、電気巻線の一端と直流電源の他の極との間に接続され、直流電源の他の極から電気巻線への電流の流れを許容するダイオードと、直流電源の一の極と電気巻線の他端との間に接続され、電気巻線から直流電源の一の極への電流の流れを許容するダイオードと、電気巻線と直流電源の他の極との間に接続され、電気巻線の一端と直流電源の他の極との間の電流の流れの許容または禁止を制御する第２の半導体スイッチ素子とを備えるＨブリッジ回路と、回転位置検出装置と、Ｈブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子とに接続され、第１および第２の半導体スイッチ素子に制御信号を供給するスイッチ制御装置を備え、スイッチ制御装置は、回転位置検出装置から供給される回転数信号により、ロータが指定方向に回転していると判断される場合、または、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数未満で回転していると判断される場合に、第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか一方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを許容するオン信号を供給し、第１または第２の半導体スイッチ素子のいずれか他方の半導体スイッチ素子に対しては、電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するソフトチョッピングモードで動作し、回転位置検出装置から供給される回転数信号により、ロータの回転が指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数以上で回転していると判断される場合に、第１および第２の半導体スイッチ素子に対して、ともに略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号を供給するハードチョッピングモードで動作することを特徴とする。
【発明の効果】
【００２６】
本発明によれば、指定方向と反対の方向に予め定められた第１の回転数以上でロータが、回転していると判断されると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備えられているスイッチ制御装置はハードチョッピングモードで動作する。そして、スイッチ制御装置からＨブリッジ回路に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子に対し、略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止するオンオフ信号が供給される。
【００２７】
スイッチ制御装置がハードチョッピングモードで動作することにより、Ｈブリッジ回路の第１および第２の半導体スイッチ素子は、略同時に電流の流れを間欠的に許容または禁止する動作を行い、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相に供給される電流を直流電源に回生することができる。そして、Ｕ相、Ｖ相またはＷ相に供給される電流を直流電源に回生することにより、スイッチトリラクタンスモータのステータに備わるＵ相、Ｖ相またはＷ相の電気巻線に流れる電流の電流値を目標電流値に一致または近づけることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図３】本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図４】本発明の第１の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図５】本発明の第１の実施形態において供給モードのときに直流電源からＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。
【図６】本発明の第１の実施形態において回生モードのときにＵ相の電気巻線から直流電源に流れる電流を説明する図である。
【図７】本発明の第１の実施形態の他のバリエーションにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。
【図８】本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。
【図９】本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置の動作を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第２の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図１１】本発明の第２の実施形態の他のバリエーションにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。
【図１２】従来例におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置のブロック図である。
【図１３】従来例におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子の動作を示すタイミングチャートである。
【図１４】従来例において供給モードのときに直流電源からＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。
【図１５】従来例において還流モードのときにＵ相の電気巻線に流れる電流を説明する図である。
【図１６】従来例においてロータが指定方向と同一の順方向に回転する様子を説明する図である。
【図１７】従来例においてロータが順方向に回転するときに電気巻線に流れる電流を説明するタイミングチャートである。
【図１８】従来例においてロータが指定方向と反対の逆方向に回転する様子を説明する図である。
【図１９】従来例においてロータが逆方向に回転するときに電気巻線に流れる電流を説明するタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００２９】
次に、この発明の第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００を図１に基づいて説明する。図１に示すように、第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、スイッチトリラクタンスモータ２００と、スイッチトリラクタンスモータ２００に制御電流を供給するスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１とを備える。なお、本実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。
【００３０】
スイッチトリラクタンスモータ２００は、ステータ２０１と、ステータ２０１に対し回転自在に配置されたロータ２０３とを備え、ステータ２０１は、複数の突極２０２ａを有するステータコア２０２と、突極２０２ａに巻装されたU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）とを備える。
【００３１】
スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、回転位置検出装置２と、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３w）と、パワー回路部１０と、スイッチ制御装置２０とを備える。回転位置検出装置２は、スイッチトリラクタンスモータ２００に取り付けられ、ロータ２０３の回転の回転位置を検出し、回転位置に対応する回転位置信号を出力する。また、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）は、U相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）の一端（Ua、Va、Wa）にそれぞれ配置され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１からスイッチトリラクタンスモータ２００に供給される電流の電流値を検出し、電流値に対応する電流値信号を出力する。
【００３２】
パワー回路部１０は、直流電源BTおよびキャパシタCAに接続されるとともに、第１のＨブリッジ回路１１と、第２のＨブリッジ回路１２と、第３のＨブリッジ回路１３とを備える。なお、キャパシタCAは、直流電源BTからパワー回路部１０に供給される電流を平滑化し、ノイズを除去するためにパワー回路部１０に接続される。
【００３３】
第１のＨブリッジ回路１１は、直流電源ＢＴの正極（一の極）（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間に接続され、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａとの間の電流の流れを許容または禁止する第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈと、Ｕ相の電気巻線Ｕの一端Ｕａと直流電源ＢＴの陰極（他の極）（−）との間に接続され、直流電源ＢＴの陰極（−）からＵ相の電気巻線Ｕへの電流の流れを許容するダイオードＤ１１とを備える。
【００３４】
さらに、第１のＨブリッジ回路１１は、直流電源ＢＴの正極（＋）とＵ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂとの間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕから直流電源ＢＴの正極（＋）への電流の流れを許容するダイオードＤ１２と、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間に接続され、Ｕ相の電気巻線Ｕの他端Ｕｂと直流電源ＢＴの陰極（−）との間の電流の流れを許容または禁止する第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌとを備える。
【００３５】
同様に、第２のＨブリッジ回路１２は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｈと、ダイオードＤ２１と、ダイオードＤ２２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ２Ｌとを備え、第３のＨブリッジ回路１３は、第１の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｈと、ダイオードＤ３１と、ダイオードＤ３２と、第２の半導体スイッチ素子Ｓ３Ｌとを備え、第１のHブリッジ回路１１と相等しい構成である。
【００３６】
スイッチ制御装置２０は、回転位置検出装置２、電流値検出装置（３ｕ、３ｖ、３ｗ）ならびにパワー回路部１０に備わる第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続され、回転位置検出部２１と、第１の通電信号出力部２２と、電流検出部２３と、電流指令部２４、電流比較部２５、PWM出力部２６と、第２の通電信号出力部２７と、選択モジュール部４０とを備える。
【００３７】
回転位置検出部２１は、スイッチトリラクタンスモータ２００に取り付けられた回転位置検出装置２に接続されており、回転位置検出装置２から供給される回転位置信号に基づき、第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の切替を通知する切替信号を形成し、出力する。
【００３８】
第１の通電信号出力部２２は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、（１）第１のHブリッジ回路１１に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第１のタイミング信号Ｍ１、（２）第２のHブリッジ回路１２に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第２のタイミング信号Ｍ２、および（３）第３のHブリッジ回路１３に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）に制御信号を供給するタイミングを通知する第３のタイミング信号Ｍ３を形成し、出力する。
【００３９】
電流検出部２３は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電流検出素子（３ｕ、３ｖ、３ｗ）に接続されており、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電流検出素子（３ｕ、３ｖ、３ｗ）から供給される電流値信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる巻線電流の電流値Ｉを演算し、出力する。
【００４０】
電流指令部２４は、外部から供給される目標電流値Ｉｒを出力し、電流比較部２５は、電流検出部２３および電流指令部２４に接続されており、電流検出部２３から供給される巻線電流の電流値Ｉと電流指令部２４から供給される目標電流値Ｉｒとを比較し、その差異を偏差信号Δとして出力する。
【００４１】
ＰＷＭ出力部２６は、電流比較部２５に接続されており、電流比較部２５から出力される偏差信号Δに基づき、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフするＰＷＭ信号のデューティ値を演算し、演算されたデューティ値のＰＷＭ信号を出力する。
【００４２】
第２の通電信号出力部２７は、第１の通電信号出力部２２およびＰＷＭ出力部２６に接続されており、第１の通電信号出力部２２から供給される第１、第２および第３のタイミング信号に、ＰＷＭ出力部２６から供給されるＰＷＭ信号を合成させる処置がなされ、この処置された第１のＰＷＭ信号Ｐ１、第２のＰＷＭ信号Ｐ２および第３のＰＷＭ信号Ｐ３を出力する。
【００４３】
上記の第２の通電信号出力部２７は、第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）に備えられた第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）に接続されており、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）に、それぞれ第１のＰＷＭ信号Ｐ１、第２のＰＷＭ信号Ｐ２および第３のＰＷＭ信号Ｐ３を供給する。
【００４４】
次に、上記の選択モジュール４０の構成および動作について説明する。選択モジュール４０は、回転速度検出部２８と、電流閾値メモリ２９、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）、動作モード判別部３２、並びに出力切替部３３とを備える。
【００４５】
回転速度検出部２８は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度を演算し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。
【００４６】
電流閾値メモリ２９には、予め定められた電流閾値Ｉｓが記憶されており、第１の回転閾値メモリ３０には、予め定められた第１の回転数信号Ｎ１が記憶されており、第２の回転閾値メモリ３１には、予め定められた第２の回転数信号Ｎ２が記憶されておる。なお、第２の回転数Ｎ２は、第１の回転数よりも小さく設定されている（Ｎ２＜Ｎ１）。
【００４７】
動作モード判別部３２は、回転速度検出部２８、電流検出部２３、電流閾値メモリ２９、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）に接続されている。そして、回転速度検出部２８から回転速度信号が供給され、電流検出部２３から電流値信号が供給されるとともに、電流閾値メモリ２９から電流閾値信号Ｉｓ、第１および第２の回転閾値メモリ（３０、３１）から第１および第２の回転数信号（Ｎ１、Ｎ２）がそれぞれ供給される。
【００４８】
次に、動作モード判別部３２の基本動作について説明する。上記のように、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５００は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ装置５００に備わるスイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。この車両が、図１８と同様に登り坂に停車した状態から後退方向に進み、スイッチトリラクタンスモータ２００に備えられたロータ２０３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転し、予め定められた所定の条件が成立した場合に、動作モード判別部３２は動作する。
【００４９】
動作モード判別部３２は、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第１の回転閾値メモリ３０から供給される第１の回転数信号N１以上となり、かつ、電流検出部２３から供給される電流値信号が電流値閾値信号Ｉｓを超えたと判断された場合には、ハードチョッピング開始信号を出力する。そして、ハードチョッピング信号を出力した後に、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第２の回転速度信号Ｎ２以下となったと動作モード判別部３２にて判断された場合には、ハードチョッピング停止信号を出力する。
【００５０】
次に、選択モジュール部４０に備わる出力切替部３３について説明する。出力切替部３３は、第１の通電信号出力部２２、第２の通電信号出力部２７および動作モード判別部３２に接続されており、第１の通電信号出力部２２から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給され、第２の通電信号出力部２７から第１から第２のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給されるとともに、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号またはハードチョッピング停止信号が供給される。
【００５１】
出力切替部３３に動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が供給されるまでは、出力切替部３３では、第１の通電信号出力部２２から供給される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が選択され、第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が出力される。また、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が供給されると、出力切替部３３では、第２の通電信号出力部２７から供給される第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が選択され、第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が出力される。そして、動作モード判別部３２からハードチョッピング停止信号が供給されると、出力切替部３３では、再度、第１の通電信号出力部２２から供給される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が選択され、第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が出力される。
【００５２】
出力切替部３３は、第１から第３のＨブリッジ回路に備わる第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に接続されており、出力切替部３３から第１から第３のＨブリッジ回路に備わる第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に、出力切替部３３にて選択されて出力される第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のPWM信号（P１、P２、P３）が供給される。
【００５３】
上記に記すように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が出力され、その後、ハードチョッピング停止信号が出力される前の状態であり、出力切替部３３から第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に第１から第３のPWM信号（P１、P２、P３）が供給される状態である場合を、本発明では、ハードチョッピングモードという。一方、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が、動作モード判別部３２からハードチョッピング開始信号が出力されない、または、ハードチョッピング停止信号が出力された後の状態であり、出力切替部３３から第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）に第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給される状態である場合を、本発明では、ソフトチョッピングモードという。なお、ハードチョッピングモードとソフトチョッピングモードの内容については、後述する。
【００５４】
次に、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について、図２から図６に基づき説明する。図２は、主に動作モード判別部３２で実行される処理をフローチャートで示したものである。
【００５５】
同図に示すように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１での処置が開始されると（S１０１）、まず、回転速度検出部２８で、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度が演算され、回転速度に対応する回転速度信号を出力が出力される（S１０２）。その回転速度信号が供給される動作モード判別部３２では、現在、ソフトチョッピングモードであるか否か判断される（S１０３）。
【００５６】
ソフトチョッピングモードであるか否か判断された結果、ソフトチョッピングモードであると判断された場合は、動作モード判別部３２では、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が第１の回転数信号N1以上であるか否か判断される（S１０４）。
【００５７】
回転速度信号が第１の回転数信号N1以上であると判断された場合には、電流検出部２３にて検出されるスイッチトリラクタンスモータ２００に供給される電流の電流値に対応する電流値信号（S１０５）と、電流閾値メモリ２９から供給される電流閾値Iｒとを比較する（S１０６）。一方、回転速度信号が第１の回転数信号N1未満であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。
【００５８】
電流値信号Iと電流閾値Iｒとを比較した結果、電流値信号Iが電流閾値Iｒ以上であると判断された場合には、動作モード判別部３２は、ハードチョッピング開始信号を出力し、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードとなる（S１０７）。一方、電流値信号が電流閾値Iｒ未満であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。
【００５９】
上記の処理S１０３にて、ソフトチョッピングモードであるか否か判断した結果、現在、ハードチョッピングモードでありソフトチョッピングモードでないと判断された場合には、動作モード判別部３２では、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が第２の回転数信号N２以上であるか否か判断される（S１０８）。
【００６０】
その結果、回転速度信号が第２の回転数信号N２未満であると判断された場合には、動作モード判別部３２は、ハードチョッピング開始停止を出力し、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードとなる（S１０７）。一方、回転速度信号が第２の回転数信号N２以上であると判断された場合には、処理がリターンされる（S１１０）。
【００６１】
図３および図４に示すタイミングチャートに基づき、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について説明する。図３に示すように、時刻Tｍまでは、ロータ２０３が、予め定められた指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに回転しているが、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１未満である。また、時刻Tｍにおいて回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１以上となるが、時刻Tnまでは、電流値信号Iが電流閾値Iｒ未満である。そのため、時刻T０から時刻Tｎまでは、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードで動作する。
【００６２】
時刻Tｎにおいて、回転速度信号が、第１の回転速度信号Ｎ１以上となるとともに、電流値信号Iが電流閾値Iｒ以上となる。そのため、時刻Tn以降は、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードで動作する。
【００６３】
次に、ソフトチョッピングモードおよびハードチョッピングモードについて説明する。ソフトチョッピングモードでは、従来例として図１４および図１５にて説明したのとの同様に、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）には、それぞれ第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。一方、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）には、それぞれ第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）が供給される。そのため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）は、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作するが、第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）は、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作しない。そのため、図１４および図１５に示すのと同様に、供給モードと還流モードが繰り返し行われる。
【００６４】
ハードチョッピングモードでは、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）のみならず第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）にも、それぞれ第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が同じタイミングで供給される。そのため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）のみならず第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）も、予め定められたキャリア周波数で周期的にオンオフ動作する。
【００６５】
上記のように第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）にも第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と同じタイミングで第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給されるため、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ２Ｈ、Ｓ３Ｈ）と第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｌ）は、同じタイミングでオンオフ動作する。そのときのスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を図５および図６に基づき説明する。
【００６６】
図５は、図３にて時刻Ｔｉにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を示す。時刻Ｔｉにおいては、図５に示すのと同様にスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は供給モードで動作する状態である。第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にともにオン信号が供給されると、直流電源ＢＴの陽極（＋）から順次、第１の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｈ、Ｕ相の電気巻線Ｕ、第２の半導体スイッチ素子Ｓ１Ｌ、直流電源ＢＴの陰極（−）へと流れ、直流電源ＢＴからＵ相の電気巻線Ｕに電流が供給される。なお、このように、直流電源ＢＴからＵ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に電流が供給される。
【００６７】
一方、図６は、図３にて時刻Ｔｊにおけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作を示す。時刻Ｔｊにおいては、第１の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ）とともに第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｌ）にもスイッチ制御装置２０からオフ信号が供給されたときのスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作する状態である。第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）にオフ信号が供給され、第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ）がオフされると、直流電源ＢＴの陰極（−）から順次、ダイオードＤ１１、Ｕ相の電気巻線Ｕ、ダイオードＤ１２、直流電源ＢＴの陽極（＋）への電気回路が形成される。このように電気回路が形成されると、上記の供給モードでＵ相の電気巻線Ｕへ供給された電流は、ダイオードＤ１２を介して直流電源ＢＴに回生される。このように、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流が直流電源ＢＴに回生される状態を、回生モードという。
【００６８】
本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が電流閾値Ｉｓ以上となったときに、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作する。このように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作し、供給モードと回生モードを繰り返して実行することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流を直流電源ＢＴに回生することができる。
【００６９】
そのため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を低減させることができ、パワー回路部１１００に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがない。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることができる。
【００７０】
次に、図４に基づき、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作が、ハードチョッピングモードからソフトチョッピングモードに変更される状態について説明する。図３にて示すように、ロータ２０３が逆方向Rに回転し、第１の回転信号Ｎ１を超えた後に、時刻Ｔｋにおいて、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となる。このように、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作は、ハードチョッピングモードからソフトチョッピングモードに変更される。
【００７１】
上記のように、第２の回転信号Ｎ２は、第１の回転信号Ｎ１より小さい値に設定されており、ロータ２０３の回転速度が第２の回転信号Ｎ２未満となった場合には、ソフトチョッピングモードの場合でも、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が小さく抑えられ、目標電流値Ｉｒと一致させることができる。
【００７２】
さらに、ハードチョッピングモードの場合には、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）のキャリア周波数と略同一の周波数で変動が大きくなってしてしまい、その結果、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率が低減する。
【００７３】
それに対し、ソフトチョッピングモードの場合では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が、上記のキャリア周波数と略同一の周波数での変動が小さく、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率を向上させることができる。
【００７４】
次に、図７に基づき、この発明の第１の実施形態の他のバリエーションのスイッチトリラクタンスモータ装置５０１について説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０１におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、上記に示したスイッチトリラクタンスモータ装置５００に比してパワー回路部１０に対して、パワー回路部１００のみが異なる。そのため、以下ではパワー回路部１００についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００７５】
パワー回路部１００は、それぞれ直流電源ＢＴに接続された第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）を備えている。また、第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）は、それぞれ並列に接続されている。
【００７６】
第１のハーフブリッジ回路１０１は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ１は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ２は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。同様に、第２のハーフブリッジ回路１０２は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ３は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ４は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。また、第３のハーフブリッジ回路１０３は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ５、Ｓ６）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ５は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ６は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。そして、第４のハーフブリッジ回路１０４は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ７、Ｓ８）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ７は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ８は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。
【００７７】
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の一端（Ｕａ、Ｖａ、Ｖｂ）は互いに中性点Ｎにて接続されており、中性点Ｎは第１のハーフブリッジ回路１０１の接続点ａに接続される。また、Ｕ相の電気巻線の他端Ｕｂは、第２のハーフブリッジ回路１０２の接続点ｂに接続され、Ｖ相の電気巻線の他端Ｖｂは、第３のハーフブリッジ回路１０３の接続点ｃに接続され、Ｗ相の電気巻線の他端Ｗｂは、第４のハーフブリッジ回路１０４の接続点ｄに接続される。
【００７８】
第２の通電信号出力部２７は、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）にそれぞれ接続されており、半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）には、第２の通電信号出力部２７から第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。
【００７９】
一方、出力切替部３３は、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）にそれぞれ接続されており半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）には、出力切替部３３から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される
【００８０】
上記では、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に出力切替部３３がそれぞれ接続されているが、これに限定されない。すなわち、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に出力切替部３３がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続されてもよい。
【００８１】
次に、この発明の第２の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０２を図８に基づいて説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０２におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、第１の実施形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０に比して選択モジュール部４０に対して、選択モジュール部４１のみが異なる。そのため、以下では主に選択モジュール部４１について説明し、その他の部分については説明を省略する。
【００８２】
選択モジュール４１は、回転速度検出部２８と、電流閾値メモリ３４、回転閾値メモリ３５、動作モード判別部３６、および出力切替部３３とを備える。
【００８３】
回転速度検出部２８は、回転位置検出部２１に接続されており、回転位置検出部２１から供給される切替信号に基づき、スイッチトリラクタンスモータ２００に備わるロータ２０３の回転速度を演算し、回転速度に対応する回転速度信号を出力する。
【００８４】
電流閾値メモリ３４には、予め定められた電流閾値Ｉｓが記憶されており、回転閾値メモリ３５には、予め定められた第３の回転数信号Ｎ３が記憶されている。
【００８５】
動作モード判別部３６は、回転速度検出部２８、電流検出部２３、電流閾値メモリ３４、回転閾値メモリ３５、および回転位置検出部２１に接続されている。そして、動作モード判別部３６には、回転速度検出部２８から回転速度信号が供給され、電流検出部２３から電流値信号が供給されるとともに、電流閾値メモリ３４から電流閾値信号Ｉｓ、回転閾値メモリ３５から第３の回転数信号N３がそれぞれ供給されるとともに、回転位置検出部２１から切替信号が供給される。
【００８６】
上記の切替信号は、第１の実施形態と同様に第１から第３のＨブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の切替を通知するものである。そして、この切替信号により、スイッチ制御装置２０から供給される制御信号は、第１のHブリッジ回路１１から第２のHブリッジ回路１２に切替えられる。同様に、この切替信号により、スイッチ制御装置２０から供給される制御信号は、第２のHブリッジ回路１２から第３のHブリッジ回路１３に切替えるとともに、第３のHブリッジ回路１３から第１のHブリッジ回路１１に切替えられる。
【００８７】
この切替信号により、スイッチ制御装置２０から第１から第３のHブリッジ回路（１１、１２、１３）への制御信号の供給が開始される。すなわち、この制御信号の供給の開始により、第１のHブリッジ回路１１が接続されるU相の電気巻線Uへの通電が開始され、第２のHブリッジ回路１２が接続されるV相の電気巻線Vへの通電が開始され、第３のHブリッジ回路１３が接続されるW相の電気巻線Wへの通電が開始される。
【００８８】
次に、動作モード判別部３６の基本動作について説明する。上記のように、本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ装置５０２は、車両（図示せず）に搭載され、スイッチトリラクタンスモータ装置５０２に備わるスイッチトリラクタンスモータ２００は、車両の駆動用の原動機として用いられる。この車両が、図１８と同様に登り坂に停車した状態から後退方向に進み、スイッチトリラクタンスモータ２００に備えられたロータ２０３が、予め定められた指定方向Eと反対の逆方向Rに回転し、予め定められた所定の条件が成立した場合に、動作モード判別部３６は動作する。
【００８９】
以下、図９に示すフローチャートに基づき、本実施の形態の動作モード判別部３６と、動作モード判別部３６を備えるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１全体の動作について説明する。
【００９０】
回転位置検出部２１から供給される上記のようにU相、V相およびW相の電気巻線（U、V、W）への通電を開始させる切替信号が回転位置検出部２１から動作モード判別部３６に供給されると、以下に示す一連の処理が開始される（S２０１）。まず、動作モード判別部３６では、ソフトチョッピングモードが選択され、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ソフトチョッピングモードで動作する（S２０２）。
【００９１】
その後、回転速度検出部２８にてロータ２０３の回転速度が検出され、回転速度に対応する回転速度信号が供給される（S２０３）。そして、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号と、回転閾値メモリ３５から供給される第３の回転数信号Ｎ３が比較される（S２０４）。その結果、回転速度信号が第３の回転数信号Ｎ３以上であると判断された場合には、電流検出部２３で電流値が検出され、電流値に対応する電流値信号が出力され（S２０５）、その後、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作しているか判断される（S２０６）。一方、処理S ２０４にて、回転速度信号が第３の回転数信号Ｎ３未満であるとであると判断された場合には、通電終了か否か判断される（S２０９）。
【００９２】
処理S２０６にて、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作していると判断された場合は、電流検出部２３から供給される電流値信号と、電流閾値メモリ３４から供給される電流閾値信号Ｉｓとが比較される（S２０７）。その結果、電流値信号が電流閾値信号Ｉｓ以上であると判断された場合には、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、ハードチョッピングモードで動作する（S２０８）。一方、処理S ２０６にて、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１がソフトチョッピングモードで動作していないと判断された場合は、通電終了か否か判断される（S２０９）。同様に、処理S２０７にて、電流値信号が電流閾値信号Ｉｓ未満であると判断され場合も、通電終了か否か判断される（S２０９）。
【００９３】
処理S２０９にて、通電終了か否か判断し、通電終了でないと判断された場合には、再度、処理S２０３からの処理が実行される。一方、処理S２０９にて、通電終了であると判断された場合には通電を終了し（S２１０）、一連の処理が終了する。
【００９４】
次に、図１０に示すタイミングチャートに基づき、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１の動作について説明する。なお、同図においては、ロータ２０３は、予め定められた指定方向Ｅと反対の逆方向Ｒに回転しており、回転速度検出部２８から供給される回転速度信号が、既に第３の回転速度信号Ｎ３以上である。
【００９５】
同図に示すように、第１のHブリッジ回路１１に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（S1H、S１L）が動作し、U相の電気巻線Uへの通電が開始される時刻T0では、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからの動作が開始される。その後、U相の電気巻線Uを流れる電流の電流値に対応する電流値信号Iｕが、目標電流値Iｒを超え、時刻T0ａにおいて、電流閾値信号Is以上となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからハードチョッピングモードに変更される。
【００９６】
同様に、Ｖ相の電気巻線Ｖへの通電が開始される時刻T１では、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからの動作が開始される。その後、U相の電気巻線Uを流れる電流の電流値に対応する電流値信号Iｕが、目標電流値Iｒを超え、時刻T1ａにおいて、電流閾値信号Is以上となると、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１はソフトチョッピングモードからハードチョッピングモードに変更される。
【００９７】
本実施の形態では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値が電流閾値Ｉｓ以上となったときに、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作する。このように、スイッチトリラクタンスモータ用制御装置１が上記のハードチョッピングモードで動作し、供給モードと回生モードを繰り返して実行することにより、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に供給された電流を直流電源ＢＴに回生することができる。
【００９８】
そのため、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を低減させることができ、パワー回路部１０に備わる第１および第２の半導体スイッチ素子（Ｓ１Ｈ、Ｓ１Ｌ、Ｓ２Ｈ、Ｓ２Ｌ、Ｓ３Ｈ、Ｓ３Ｌ）等の回路素子を破損させてしまうことがない。そして、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）の電流値を目標電流値Ｉｒに一致させることができる。
【００９９】
上記のようにソフトチョッピングモードの場合では、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）に流れる電流（Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ）が、上記のキャリア周波数と略同一の周波数で変動することがなく、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率を向上させることができる。
【０１００】
本実施の形態のスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）への通電が開始されるときは、ハードチョッピングモードではなく、ソフトチョッピングモードで動作を開始することとしているため、スイッチトリラクタンスモータ装置５００全体としての入出力効率が向上する。
【０１０１】
次に、図１１に基づきこの発明の第２の実施形態の他のバリエーションのスイッチトリラクタンスモータ装置５０３について説明する。スイッチトリラクタンスモータ装置５０３におけるスイッチトリラクタンスモータ用制御装置１は、上記に示したスイッチトリラクタンスモータ装置５０２に比してパワー回路部１０に対して、パワー回路部１００のみが異なる。そのため、以下ではパワー回路部１００についてのみ説明し、その他の部分については説明を省略する。
【０１０２】
パワー回路部１００は、それぞれ直流電源ＢＴに接続された第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）を備えている。また、第１から第４のハーフブリッジ回路（１０１、１０２、１０３、１０４）は、それぞれ並列に接続されている。
【０１０３】
第１のハーフブリッジ回路１０１は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ１は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ２は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。同様に、第２のハーフブリッジ回路１０２は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ３は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ４は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。また、第３のハーフブリッジ回路１０３は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ５、Ｓ６）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ５は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ６は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。そして、第４のハーフブリッジ回路１０４は、互いに直列に接続された半導体スイッチ素子（Ｓ７、Ｓ８）を備えており、半導体スイッチ素子Ｓ７は直流電源ＢＴの陽極（＋）に接続され、半導体スイッチ素子Ｓ８は直流電源ＢＴの陰極（−）に接続される。
【０１０４】
Ｕ相、Ｖ相およびＷ相の電気巻線（Ｕ、Ｖ、Ｗ）の一端（Ｕａ、Ｖａ、Ｖｂ）は互いに中性点Ｎにて接続されており、中性点Ｎは第１のハーフブリッジ回路１０１の接続点ａに接続される。また、Ｕ相の電気巻線の他端Ｕｂは、第２のハーフブリッジ回路１０２の接続点ｂに接続され、Ｖ相の電気巻線の他端Ｖｂは、第３のハーフブリッジ回路１０３の接続点ｃに接続され、Ｗ相の電気巻線の他端Ｗｂは、第４のハーフブリッジ回路１０４の接続点ｄに接続される。
【０１０５】
第２の通電信号出力部２７は、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）にそれぞれ接続されており、半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）には、第２の通電信号出力部２７から第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される。
【０１０６】
一方、出力切替部３３は、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）にそれぞれ接続されており半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）には、出力切替部３３から第１から第３のタイミング信号（Ｍ１、Ｍ２、Ｍ３）または第１から第３のＰＷＭ信号（Ｐ１、Ｐ２、Ｐ３）が供給される
【０１０７】
上記では、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に出力切替部３３がそれぞれ接続されているが、これに限定されない。すなわち、第２から第４のハーフブリッジ回路（１０２、１０３、１０４）に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ３、Ｓ４、Ｓ５、Ｓ６、Ｓ７、Ｓ８）に出力切替部３３がそれぞれ接続され、第１のハーフブリッジ回路１０１に備わる半導体スイッチ素子（Ｓ１、Ｓ２）に第２の通電信号出力部２７がそれぞれ接続されてもよい。
【符号の説明】
【０１０８】
１  スイッチトリラクタンスモータ用制御装置
２  回転位置検出装置
３  電流検出装置
３ｕ  U相の電流値検出装置
３ｖ  V相の電流値検出装置
３ｗ  W相の電流値検出装置
１０  パワー回路部     
１１  第１のＨブリッジ 
１２  第２のＨブリッジ 
１３  第３のＨブリッジ 
２０  スイッチ制御装置 
２１  回転位置検出部   
２２  第１の通電信号出力部
２３  電流検出部       
２４  電流指令部       
２５  電流値比較部     
２６  PWM出力部        
２７  第２の通電信号出力部
２８  回転速度検出部
２９  電流閾値メモリ
３０  第１の回転閾値メモリ
３１  第２の回転閾値メモリ
３２、３６  動作判別部
３３  出力切替部
４０、４１  選択モジュール部
４１  選択モジュール部 
１００  パワー回路部
１０１  第１のハーフブリッジ回路
１０２  第２のハーフブリッジ回路
１０３  第３のハーフブリッジ回路
１０４  第４のハーフブリッジ回路
２００  スイッチトリラクタンスモータ
２０１  ステータ
２０２  ステータコア
２０２ａ  突極
２０３  ロータ
５００〜５０３  スイッチトリラクタンスモータ装置
U  U相の電気巻線
V  V相の電気巻線
W  W相の電気巻線
Ua  一端
Ub  他端
Va  一端
Vb  他端
Wa  一端
Wb  他端
BT  直流電源   
CA  キャパシタ
【図１】
2010206872.tif 000003
【図２】
2010206872.tif 000004
【図３】
2010206872.tif 000005
【図４】
2010206872.tif 000006
【図５】
2010206872.tif 000007
【図６】
2010206872.tif 000008
【図７】
2010206872.tif 000009
【図８】
2010206872.tif 000010
【図９】
2010206872.tif 000011
【図１０】
2010206872.tif 000012
【図１１】
2010206872.tif 000013
【図１２】
2010206872.tif 000014
【図１３】
2010206872.tif 000015
【図１４】
2010206872.tif 000016
【図１５】
2010206872.tif 000017
【図１６】
2010206872.tif 000018
【図１７】
2010206872.tif 000019
【図１８】
2010206872.tif 000020
【図１９】
2010206872.tif 000021