(57)【要約】【課題】スイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータ）の高調波鉄損、振動及び騒音を好適に低減させることのできるＳＲモータの制御装置を提供する。【解決手段】モータの有するコイル２２￥（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）の指令電圧としての変調波α￥を生成する。ここで、変調波α￥は、正弦波形及びゼロ電圧波形を含む波形である。そして、コイル２２￥の印加電圧を指令電圧に制御すべく、変調波α￥及びキャリア信号の大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオンオフ操作する。【選択図】      図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
電力変換回路（２０）を用いてスイッチトリラクタンスモータを制御するスイッチトリラクタンスモータの制御装置において、
前記モータの有するコイル（２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）の指令電圧を設定する指令電圧設定手段と、
前記電力変換回路の操作によって前記コイルの印加電圧を前記指令電圧に制御する電圧制御手段と、
を備え、
前記指令電圧設定手段は、前記指令電圧の立ち上がり期間及び立ち下がり期間の少なくとも一方における該指令電圧を徐変させて設定することを特徴とするスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項２】
前記指令電圧設定手段は、
前記コイルの鎖交磁束を前記指令電圧が０となるタイミングの値から正の値である第１の所定値まで徐々に上昇させるように、前記立ち上がり期間としての第１の期間であって、０から正の値である第１の所定電圧まで前記指令電圧が上昇する前記第１の期間において、０から前記第１の所定電圧まで前記指令電圧を徐々に上昇させて設定する第１の処理、
前記コイルの鎖交磁束を正の値である第２の所定値から前記指令電圧が０となるタイミングの値まで徐々に下降させるように、前記立ち上がり期間としての第２の期間であって、負の値である第２の所定電圧から０まで前記指令電圧が上昇する前記第２の期間において、前記第２の所定電圧から０まで前記指令電圧を徐々に上昇させて設定する第２の処理、
前記コイルの鎖交磁束を０以上の値である第３の所定値から前記第３の所定値よりも大きい第４の所定値まで徐々に上昇させるように、前記立ち下がり期間としての第３の期間であって、正の値である第３の所定電圧から０まで前記指令電圧が下降する前記第３の期間において、前記第３の所定電圧から０まで前記指令電圧を徐々に下降させて設定する第３の処理、
及び、前記コイルの鎖交磁束を正の値である第５の所定値から、０以上の値であってかつ前記第５の所定値よりも小さい第６の所定値まで徐々に下降させるように、前記立ち下がり期間としての第４の期間であって、０から負の値である第４の所定電圧まで前記指令電圧が下降する前記第４の期間において、０から前記第４の所定電圧まで前記指令電圧を徐々に下降させて設定する第４の処理、のうち少なくとも１つを行うことを特徴とする請求項１記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項３】
前記第４の所定値及び前記第５の所定値は、同一の値であり、
前記指令電圧設定手段は、前記コイルの鎖交磁束を前記第３の所定値から前記第４の所定値まで上昇させた後、前記コイルの鎖交磁束を前記第６の所定値まで下降させるように、前記第３の所定電圧から前記第４の所定電圧まで前記指令電圧を徐々に下降させて設定することを特徴とする請求項２記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項４】
前記指令電圧設定手段は、前記立ち上がり期間及び前記立ち下がり期間の双方における前記指令電圧を徐変させて設定し、また、前記モータの電気角の１周期において前記指令電圧の描く波形が連続するように該指令電圧を設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項５】
前記指令電圧設定手段は、前記モータの電気角の１周期において前記指令電圧の描く波形に、正弦波状の波形及び多角形状の波形のうち少なくとも一方が含まれるように前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項２〜４のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項６】
前記指令電圧設定手段は、前記モータの電気角の１周期に含まれる期間であってかつ前記コイルに対する通電を指示する通電指示期間の途中にゼロ電圧波形を挿入するように前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項２〜５のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項７】
前記指令電圧設定手段は、前記モータの電気角の１周期に含まれる期間であってかつ前記コイルに対する通電を指示する通電指示期間において、前記指令電圧の描く第１の波形の後に、前記指令電圧の０を規定する第１の軸線及び該第１の軸線と直交してかつ前記通電指示期間の中央を通る第２の軸線の交点に対して前記第１の波形と点対称である第２の波形を隣接させるように前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項２〜６のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項８】
前記指令電圧設定手段は、前記モータの電気角の１周期に含まれる期間であってかつ前記コイルに対する通電を指示する通電指示期間において、前記指令電圧の０を規定する軸線と前記指令電圧の描く波形とによって囲まれる領域のうち、前記指令電圧が負の値となる負側領域の面積と、前記指令電圧が正の値となる正側領域の面積との差が規定値以下となるように、前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項９】
前記指令電圧設定手段は、前記負側領域の面積が前記正側領域の面積よりも小さくなるように前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項８記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１０】
前記電力変換回路は、
前記コイルの一端及び直流電源（１０）の正極端子の間に接続された上アームスイッチング素子（Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ）と、
前記コイルの他端及び前記直流電源の負極端子の間に接続された下アームスイッチング素子（Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎ）と、
前記コイル及び前記下アームスイッチング素子の接続点、並びに前記上アームスイッチング素子の両端のうち前記コイルとの接続点とは反対側を接続するとともに、前記下アームスイッチング素子側から前記上アームスイッチング素子側へと向かう方向の電流の流通を許容し、逆方向の電流の流通を阻止する上アーム整流素子（Ｄｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐ）と、
前記コイル及び前記上アームスイッチング素子の接続点、並びに前記下アームスイッチング素子の両端のうち前記コイルとの接続点とは反対側を接続するとともに、前記下アームスイッチング素子側から前記上アームスイッチング素子側へと向かう方向の電流の流通を許容し、逆方向の電流の流通を阻止する下アーム整流素子（Ｄｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎ）と、
を備え、
前記指令電圧設定手段は、前記指令電圧を前記直流電源の出力電圧で除算することで、前記指令電圧としての変調波を生成する機能を有し、
前記電圧制御手段は、前記変調波及びキャリア信号の大小比較に基づくパルス幅変調によって前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち少なくとも一方をオンオフ操作することで、前記コイルの印加電圧を前記指令電圧に制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１１】
前記電圧制御手段は、前記パルス幅変調を行う場合における前記コイルの印加電圧として、前記直流電源の正電圧、ゼロ電圧及び前記直流電源の負電圧を用いることを特徴とする請求項１０記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１２】
前記電圧制御手段は、前記変調波が０以上となる場合、前記コイルの印加電圧として前記正電圧及び前記ゼロ電圧を用いるべく、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち一方を前記パルス幅変調によってオンオフ操作してかつ他方をオン操作固定し、前記変調波が０未満となる場合、前記コイルの印加電圧として前記負電圧及び前記ゼロ電圧を用いるべく、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち一方を前記パルス幅変調によってオンオフ操作してかつ他方をオフ操作固定することを特徴とする請求項１１記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１３】
前記指令電圧設定手段は、前記モータの電気角の１周期に含まれる期間であってかつ前記コイルに対する通電を指示する通電指示期間において、前記指令電圧の描く第１の波形の後に、前記指令電圧の０を規定する第１の軸線及び該第１の軸線と直交してかつ前記通電指示期間の中央を通る第２の軸線の交点に対して前記第１の波形と点対称である第２の波形を隣接させるように前記指令電圧を設定し、
前記電圧制御手段は、前記通電指示期間の前半において、前記コイルの印加電圧として前記正電圧及び前記ゼロ電圧を用いるべく、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち一方を前記パルス幅変調によってオンオフ操作してかつ他方をオン操作固定し、前記通電指示期間の後半において、前記コイルの印加電圧として前記負電圧及び前記ゼロ電圧を用いるべく、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうち一方を前記パルス幅変調によってオンオフ操作してかつ他方をオフ操作固定することを特徴とする請求項１１記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１４】
前記電圧制御手段は、前記正電圧及び前記ゼロ電圧を用いる場合、並びに前記負電圧及び前記ゼロ電圧を用いる場合の双方において、前記パルス幅変調によるオンオフ操作対象を前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうちいずれか一方に固定することを特徴とする請求項１２又は１３記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１５】
前記電圧制御手段は、前記上アームスイッチング素子及び前記下アームスイッチング素子のうちいずれか一方を前記正電圧及び前記ゼロ電圧を用いる場合における前記パルス幅変調によるオンオフ操作対象とし、他方を前記負電圧及び前記ゼロ電圧を用いる場合における前記パルス幅変調によるオンオフ操作対象とすることを特徴とする請求項１２又は１３記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１６】
前記電力変換回路の入力側には、該電力変換回路に印加する直流電圧を可変設定すべく操作される電圧可変手段（４０）が接続され、
前記電圧制御手段は、前記電力変換回路及び前記電圧可変手段の操作によるパルス振幅変調によって前記コイルの印加電圧を前記指令電圧に制御することを特徴とする請求項１〜９のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１７】
前記モータの電気角速度が規定速度以下となることを条件として、前記電圧制御手段による前記指令電圧への制御を許可する速度許可手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜１６のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１８】
前記モータに対する指令トルクが規定トルク以下であることを条件として、前記電圧制御手段による前記指令電圧への制御を許可するトルク許可手段を更に備えることを特徴とする請求項１〜１７のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【請求項１９】
前記指令電圧設定手段は、前記コイルに流れる電流の指令値を設定することなく、前記指令電圧を設定することを特徴とする請求項１〜１８のいずれか１項に記載のスイッチトリラクタンスモータの制御装置。
【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の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の制御装置としては、下記特許文献１に見られるように、ヒステリシスコンパレータを用いてスイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータ）の備えるコイルに流れる電流を指令電流に制御するものが知られている。詳しくは、この装置では、ＳＲモータのコイルの印加電圧として、正の直流電圧「ＶＤＣ」、ゼロ電圧及び負の直流電圧「−ＶＤＣ」を用いている。これにより、スイッチング回数及びコイルに流れる電流のリプルを低減させ、インバータ装置のスイッチングに伴い生じるＳＲモータの高調波鉄損及び騒音の低減を図っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第３２５５１６７号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ここで、上記特許文献１に記載された技術では、コイルに流れる電流を指令電流に制御すべく、コイルの印加電圧がゼロ電圧から正の直流電圧に切り替えられたり、ゼロ電圧から負の直流電圧に切り替えられたりする。このため、コイルの鎖交磁束波形は歪み、高調波成分を多く含むこととなる。これにより、ＳＲモータの高調波鉄損及び騒音の低減効果が十分に得られない懸念がある。
【０００５】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、その目的は、ＳＲモータの高調波鉄損及び騒音を好適に低減させることのできるＳＲモータの制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決すべく、請求項１記載の発明は、電力変換回路（２０）を用いてスイッチトリラクタンスモータを制御するスイッチトリラクタンスモータの制御装置において、前記モータの有するコイル（２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）の指令電圧を設定する指令電圧設定手段と、前記電力変換回路の操作によって前記コイルの印加電圧を前記指令電圧に制御する電圧制御手段と、を備え、前記指令電圧設定手段は、前記指令電圧の立ち上がり期間及び立ち下がり期間の少なくとも一方における該指令電圧を徐変させて設定することを特徴とする。
【０００７】
コイルの鎖交磁束の変化を緩やかにすることで、ＳＲモータの高調波鉄損及び騒音を低減させることができる。ここで、本発明者は、コイルの印加電圧の時間積分値がコイルの鎖交磁束となる関係から、コイルの印加電圧の立ち上がり期間や立ち下がり期間においてコイルの印加電圧を徐変させることで、鎖交磁束の変化を緩やかにできることに着目した。そこで、上記発明では、指令電圧設定手段を備えた。指令電圧設定手段によって指令電圧が徐変されて設定され、設定された指令電圧にコイルの印加電圧を制御することにより、鎖交磁束を間接的に制御することができる。これにより、コイルの鎖交磁束の変化を緩やかにすることができ、鎖交磁束の高調波成分を低減させることができる。したがって、ＳＲモータの高調波鉄損及び騒音を好適に低減させることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】第１の実施形態にかかるＳＲモータの制御システムの構成図。
【図２】同実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３】同実施形態にかかるコイルに流れる電流の経時変化を例示する図。
【図４】従来技術にかかる指令電流の制御手法を示す図。
【図５】第１の実施形態にかかる変調波生成処理の手順を示す流れ図。
【図６】同実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す流れ図。
【図７】同実施形態にかかる正電圧印加時に形成される閉回路を示す図。
【図８】同実施形態にかかる負電圧印加時に形成される閉回路を示す図。
【図９】同実施形態にかかるパルス幅変調の一例を示すタイムチャート。
【図１０】同実施形態にかかる電圧制御の効果を示す図。
【図１１】同実施形態にかかる電圧制御の効果を示す図。
【図１２】同実施形態にかかる電圧制御による高調波鉄損の低減効果を示す図。
【図１３】第２の実施形態にかかる電圧制御の実行許可領域を示す図。
【図１４】同実施形態にかかる電圧制御の実行領域限定処理の手順を示す流れ図。
【図１５】第３の実施形態にかかる正電圧印加時に形成される閉回路を示す図。
【図１６】同実施形態にかかる変調波生成処理の手順を示す流れ図。
【図１７】第４の実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す流れ図。
【図１８】同実施形態にかかるゼロ電圧印加時に形成される閉回路を示す図。
【図１９】同実施形態にかかるパルス幅変調の一例を示すタイムチャート。
【図２０】第５の実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す流れ図。
【図２１】第６の実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す流れ図。
【図２２】第７の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図２３】同実施形態にかかる電圧制御の効果を示す図。
【図２４】第８の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図２５】同実施形態にかかる電圧制御の効果を示す図。
【図２６】第９の実施形態にかかるＳＲモータの制御システムの構成図。
【図２７】同実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す流れ図。
【図２８】同実施形態にかかる電圧制御の効果を示す図。
【図２９】第１０の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３０】第１１の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３１】第１２の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３２】第１３の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３３】同実施形態にかかる鉄損低減効果を説明するための図。
【図３４】同実施形態にかかる鉄損低減効果を説明するための図。
【図３５】同実施形態にかかる鉄損低減効果を説明するための図。
【図３６】第１４の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３７】正側，負側領域の面積を相違させる意義を説明するための図。
【図３８】第１５の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図３９】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４０】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４１】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４２】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４３】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４４】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４５】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４６】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４７】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【図４８】その他の実施形態にかかる指令電圧の設定手法を示す図。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
（第１の実施形態）
以下、本発明にかかる制御装置を車載主機としてのスイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータ）に適用した第１の実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
【００１０】
図１に示すように、「直流電源」としての高電圧バッテリ１０は、端子電圧が例えば百Ｖ以上（２８８Ｖ）となる２次電池である。なお、高電圧バッテリ１０としては、例えば、リチウムイオン２次電池やニッケル水素２次電池を用いることができる。
【００１１】
高電圧バッテリ１０には、平滑コンデンサ１２を介して電力変換回路２０が接続されている。電力変換回路２０には、車載主機としてのモータジェネレータが接続されている。モータジェネレータは、ＳＲモータである。詳しくは、本実施形態では、ＳＲモータとして、Ｕ相コイル２２ｕ、Ｖ相コイル２２ｖ及びＷ相コイル２２ｗを備える３相ＳＲモータを用いている。
【００１２】
電力変換回路２０は、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐ及びＵ相下アームダイオードＤｕｎの直列接続体、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐ及びＵ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎの直列接続体、Ｖ相上アームスイッチング素子Ｓｖｐ及びＶ相下アームダイオードＤｖｎの直列接続体、Ｖ相上アームダイオードＤｖｐ及びＶ相下アームスイッチング素子Ｓｖｎの直列接続体、Ｗ相上アームスイッチング素子Ｓｗｐ及びＷ相下アームダイオードＤｗｎの直列接続体、並びにＷ相上アームダイオードＤｗｐ及びＷ相下アームスイッチング素子Ｓｗｎの直列接続体を備えている。ここで、本実施形態では、Ｕ〜Ｗ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐ，Ｓｖｐ，Ｓｗｐ及びＵ〜Ｗ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎ，Ｓｖｎ，Ｓｗｎとして、ＩＧＢＴを用いている。なお、本実施形態において、Ｕ〜Ｗ相上アームダイオードＤｕｐ，Ｄｖｐ，Ｄｗｐが「上アーム整流素子」に相当し、Ｕ〜Ｗ相下アームダイオードＤｕｎ，Ｄｖｎ，Ｄｗｎが「下アーム整流素子」に相当する。
【００１３】
詳しくは、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐ及びＵ相下アームダイオードＤｕｎの接続点と、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐ及びＵ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎの接続点とは、Ｕ相コイル２２ｕによって接続されている。Ｕ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐのエミッタ及びＵ相下アームダイオードＤｕｎのカソード同士は接続され、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐのコレクタは、高電圧バッテリ１０の正極端子に接続されている。また、Ｕ相下アームダイオードＤｕｎのアノードは、高電圧バッテリ１０の負極端子に接続されている。一方、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐのアノード及びＵ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎのコレクタ同士は接続され、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐのカソードは、高電圧バッテリ１０の正極端子に接続されている。また、Ｕ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎのエミッタは、高電圧バッテリ１０の負極端子に接続されている。
【００１４】
なお、Ｖ相及びＷ相を構成するスイッチング素子Ｓｖｐ，Ｓｖｎ，Ｓｗｐ，Ｓｗｎ及びダイオードＤｖｐ，Ｄｖｎ，Ｄｗｐ，Ｄｗｎの接続態様は、Ｕ相と同様である。このため、本実施形態では、Ｖ相及びＷ相についての接続態様の詳細な説明を省略する。
【００１５】
制御装置３０は、図示しない中央演算装置（ＣＰＵ）及びメモリを備え、メモリに記憶された各種プログラムを中央演算装置によって実行することでＳＲモータの制御量（出力トルク）をその指令値（以下、指令トルクＴｒｑ＊）に制御する。制御装置３０には、Ｕ相コイル２２ｕに流れる電流を検出するＵ相電流センサ３２ｕや、Ｖ相コイル２２ｖに流れる電流を検出するＶ相電流センサ３２ｖ、及びＷ相コイル２２ｗに流れる電流を検出するＷ相電流センサ３２ｗの検出値が入力される。また、制御装置３０には、平滑コンデンサ１２の端子間電圧（高電圧バッテリ１０の出力電圧，電力変換回路２０の入力電圧）を検出する電圧センサ３４や、ＳＲモータのロータの回転角（電気角θｅ）を検出する回転角センサ３６（例えばレゾルバ）の検出値が入力される。制御装置３０は、これら各種センサの検出値に基づき、ＳＲモータの出力トルクを指令トルクＴｒｑ＊に制御すべく、電力変換回路２０を構成する上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎに対して操作信号ｇ￥ｐ，ｇ￥ｎを出力することで、これらスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎを操作する。
【００１６】
詳しくは、制御装置３０は、電気角速度算出部３０ａ、変調波生成部３０ｂ及び操作信号生成部３０ｃを備えている。電気角速度算出部３０ａは、回転角センサ３６によって検出された電気角θｅの時間微分値として電気角速度ωを算出する。また、変調波生成部３０ｂは、指令トルクＴｒｑ＊、電気角θｅ及び電気角速度ωに基づき各相の変調波α￥（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）を生成する。操作信号生成部３０ｃは、変調波生成部３０ｂから出力された変調波α￥に基づき、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎを操作するための操作信号ｇ￥ｐ，ｇ￥ｎを生成する。ここで、Ｕ〜Ｗ相のそれぞれに対する変調波は、電気角θｅで互いに１２０°ずれた波形として生成される。
【００１７】
なお、指令トルクＴｒｑ＊は、例えば、制御装置３０よりも上位の制御装置（例えば、車両の走行制御を統括する制御装置）から制御装置３０に入力される。また、ＳＲモータの各相は独立しており、さらに、制御装置３０における各相に関する処理のそれぞれは、基本的には同一の処理となる。
【００１８】
続いて、図２を用いて、本実施形態にかかる指令電圧の設定手法について説明する。ここで、図２（ａ）は、コイル２２￥（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）の印加電圧の指令値（以下、指令電圧Ｖ￥＊）の推移を示し、図２（ｂ）は、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の推移を示す。なお、図２は、電気角速度ωが一定となる場合における推移を示している。
【００１９】
図示されるように、本実施形態では、指令電圧Ｖ￥＊の立ち上がり期間（時刻ｔ１〜ｔ２、ｔ３〜ｔ４）及び立ち下がり期間（時刻ｔ２〜ｔ３）の双方における指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定し、また、電気角θｅの１周期（時刻ｔ１〜ｔ５）において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が連続するように指令電圧Ｖ￥＊を設定する。ここで、立ち上がり期間とは、指令電圧Ｖ￥＊が上昇する期間（換言すれば、指令電圧Ｖ￥＊の変化速度が０よりも高い期間）のことであり、立ち下がり期間とは、指令電圧Ｖ￥＊が下降する期間（換言すれば、指令電圧Ｖ￥＊の変化速度が０よりも低い期間）のことである。
【００２０】
特に、本実施形態では、電気角θｅの１周期に含まれる期間であってかつコイル２２￥に対する通電を指示する通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ４）において、指令電圧Ｖ￥＊の描く第１の正弦波形（時刻ｔ１〜ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形であり、「第１の波形」に相当）の後に、指令電圧Ｖ￥＊の「０」を規定する第１の軸線Ｌ１及び第１の軸線Ｌ１と直交してかつ通電指示期間の中央を通る第２の軸線Ｌ２の交点γに対して第１の波形と点対称である第２の正弦波形（時刻ｔＡ〜ｔ４までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形であり、「第２の波形」に相当）を隣接させるように指令電圧Ｖ￥＊を設定する。ここで、第１の正弦波形及び第１の軸線Ｌ１によって囲まれる面積と、第２の正弦波形及び第１の軸線Ｌ１によって囲まれる面積とは等しくなる。
【００２１】
指令電圧Ｖ￥＊の上記設定は、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音を低減させることを目的としてなされる。つまり、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の変化を緩やかにすることで、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音を低減させることができる。ここで、コイル２２￥の印加電圧の時間積分値がコイル２２￥の鎖交磁束ψ￥となる関係から、コイル２２￥の印加電圧の立ち上がり期間や立ち下がり期間においてコイル２２￥の印加電圧を徐変させることで、鎖交磁束ψ￥の変化を緩やかにできる。
【００２２】
具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２（「第１の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から上限値である第１の電圧Ｖ１（「第１の所定電圧」「第３の所定電圧」に相当）まで徐々に上昇させることで、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒも０から上限値まで徐々に上昇する。その結果、印加電圧Ｖ￥ｒの積分値である鎖交磁束ψ￥も、指令電圧Ｖ￥＊が０のタイミングの値である０から、正の値である第１の磁束量ψ１（「第１の所定値」「第３の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ１〜ｔ２における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第１の処理」に相当する。
【００２３】
続く時刻ｔ２〜ｔＡ（「第３の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第１の電圧Ｖ１から０まで徐々に下降させることで、印加電圧Ｖ￥ｒも第１の電圧Ｖ１から０まで徐々に下降する。その結果、鎖交磁束ψ￥は、その上昇速度（上昇率）を低くしながら上限値である第２の磁束量ψ２（「第４の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ２〜ｔＡにおける指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第３の処理」に相当する。
【００２４】
続く時刻ｔＡ〜ｔ３（「第４の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から第２の電圧Ｖ２（「第４の所定電圧」「第２の所定電圧」に相当）まで徐々に下降させることで、印加電圧Ｖ￥ｒも０から第２の電圧Ｖ２まで徐々に下降する。ここで、第２の電圧Ｖ２は、指令電圧Ｖ￥＊の下限値であってかつ負の値である。特に、本実施形態において、第２の電圧Ｖ２の絶対値と、第１の電圧Ｖ１の絶対値とは同一の値に設定されている。上記指令電圧Ｖ￥＊の設定の結果、鎖交磁束ψ￥は、第２の磁束量ψ２から第１の磁束量ψ１まで徐々に下降する。なお、本実施形態において、時刻ｔＡ〜ｔ３における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第４の処理」に相当する。
【００２５】
続く時刻ｔ３〜ｔ４（「第２の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第２の電圧Ｖ２から０まで徐々に上昇させることで、印加電圧Ｖ￥ｒも第２の電圧Ｖ２から０まで徐々に上昇する。その結果、鎖交磁束ψ￥は、その下降速度（下降率）を低くしながら０まで徐々に下降する。なお、本実施形態において、時刻ｔ３〜ｔ４における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第２の処理」に相当する。
【００２６】
特に、指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が正弦波形（理想的な正弦波）となるように指令電圧Ｖ￥＊を設定することで、図２（ｂ）に示すように、電気角θｅの１周期において鎖交磁束ψ￥の描く波形を正弦波形とすることができ、高調波鉄損等の低減効果を大きくすることができる。
【００２７】
なお、コイル２２￥に流れる電流は、電気角θｅ１周期における指令電圧Ｖ￥＊の変化の中で、０から上限値の間を滑らかにひと山を描く変化をする。ただし、上記電流は、指令電圧Ｖ￥＊に対して成り行きで流れる。この様子を図３に示した。ここで、図３（ａ）は、コイル２２￥のインダクタンスＬの推移を示し、図３（ｂ）は、指令電圧Ｖ￥＊の推移を示し、図３（ｃ）は、コイル２２￥に流れる電流ｉ￥の推移を示す。
【００２８】
図示されるように、指令電圧Ｖ￥＊の１周期における経時変化と、コイル２２￥に流れる電流ｉ￥の上記１周期における経時変化とは相違し得る。これは、電気角θｅに応じて、例えば、インダクタンスＬが相違したり、電気角速度ωが相違したりすることによる。図３には、電気角θ１〜θ２における電流ｉ￥が、電気角θ３〜θ４における電流ｉ￥よりも大きくなる現象を例示した。この現象は、電気角θ１〜θ２におけるインダクタンスＬが、電気角θ３〜θ４におけるインダクタンスＬよりも小さいことで生じたものである。
【００２９】
鎖交磁束ψ￥の変化を緩やかにすべくコイル２２￥の印加電圧を徐変させるこうした技術的思想は、上記特許文献１に記載された技術（以下、従来技術）とは異なるものである。ここで、図４には、従来技術にかかる鎖交磁束ψ￥等の推移を示した。詳しくは、図４（ａ）は、コイル２２￥に流れる電流の指令値（以下、指令電流ｉ￥＊）及び￥相電流センサ３２￥によって検出された電流（以下、検出電流ｉ￥ｒ）の推移を示し、図４（ｂ）は、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒの推移を示し、図４（ｃ）は、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の推移を示す。
【００３０】
図示されるように、従来技術では、ＳＲモータのトルクリプルを低減させることを目的として、指令電流ｉ￥＊として矩形波状の電流を設定し、検出電流ｉ￥ｒを指令電流ｉ￥＊に制御している。こうした制御手法では、図４（ｂ）に示すように、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒが成り行きとなる。このため、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方がオン操作される時刻ｔ１〜ｔ２や、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方がオフ操作される時刻ｔ３〜ｔ４において、印加電圧Ｖ￥ｒが不連続となって急峻に変化することとなる。これにより、図４（ｃ）に示すように、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥も急峻に変化することとなる。
【００３１】
具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２では、指令電流ｉ￥＊の設定により、検出電流ｉ￥ｒを指令電流ｉ￥＊とすべく、印加電圧Ｖ￥ｒは急峻に立ち上がった後、０まで急峻に立ち下がる。それに伴い、検出電流ｉ￥ｒは所定の電流値まで短期間に上昇する。鎖交磁束ψ￥は印加電圧Ｖ￥ｒの積分値であるため、所定の磁束まで短期間に上昇する。
【００３２】
続く時刻ｔ２〜ｔ３では、検出電流ｉ￥ｒが指令電流ｉ￥＊にほぼ等しくなることから、印加電圧Ｖ￥ｒは、検出電流ｉ￥ｒを一定とするような値で推移する。この場合、印加電圧Ｖ￥ｒは、０から正の所定電圧まで徐々に上昇することとなる。印加電圧Ｖ￥ｒの上昇に対応して、鎖交磁束ψ￥も徐々に上昇する。
【００３３】
続く時刻ｔ３〜ｔ４では、指令電流ｉ￥＊が０に設定される。これにより、検出電流ｉ￥ｒを指令電流ｉ￥＊とすべく、印加電圧Ｖ￥ｒは、負の所定電圧まで急峻に立ち下がった後、０まで急峻に立ち上がることとなる。これにより、検出電流ｉ￥ｒは０まで短期間に下降する。鎖交磁束ψ￥は、印加電圧Ｖ￥ｒが０になったタイミングで上限値を取った後、０まで短期間に下降する。
【００３４】
以上説明した鎖交磁束ψ￥の変化により、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音が十分に低減されない懸念がある。
【００３５】
こうした問題を解決すべく、本実施形態では、上述したように、指令電流ｉ￥＊を設定することなく、指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定する。ここで、本実施形態では、パルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオンオフ操作することとしている。このため、高電圧バッテリ１０から出力される直流電圧で指令電圧Ｖ￥＊を除算することによって規格化した変調波α￥を指令電圧Ｖ￥＊として設定することとなる。
【００３６】
図５に、本実施形態にかかる変調波生成処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える変調波生成部３０ｂによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態において、図５に示す一連の処理が「指令電圧設定手段」を構成する。
【００３７】
この一連の処理では、まずステップＳ１０において指令トルクＴｒｑ＊、電気角θｅ及び電気角速度ωを取得する。
【００３８】
続くステップＳ１２では、取得された指令トルクＴｒｑ＊、電気角θｅ及び電気角速度ωに基づき、指令変調率α０、Ｕ相コイル２２ｕへの通電開始を指示する電気角θｅであるＯＮ位相θｏｎ（先の図２の時刻ｔ１）、及びＯＮ位相θｏｎからの通電継続期間を指示する電気角θｅの幅である通電指示幅θｗ（先の図２の時刻ｔ１〜ｔ４）を設定する。ここで、指令変調率α０とは、正弦波形として設定される指令電圧Ｖ￥＊の振幅を高電圧バッテリ１０から出力される直流電圧Ｖｄｃで除算した値のことである。また、電気角θｅがＯＮ位相θｏｎとなってから、通電指示幅θｗが経過するまでの期間が上記通電指示期間である。なお、指令変調率α０、ＯＮ位相θｏｎ及び通電指示幅θｗは、指令トルクＴｒｑ＊及び電気角速度ωと関係付けられて指令変調率α０、ＯＮ位相θｏｎ及び通電指示幅θｗが規定されたマップや数式を用いて設定すればよい。
【００３９】
続くステップＳ１４では、現在の電気角θｅが通電指示期間であるか否かを判断する。具体的には、現在の電気角θｅからＯＮ位相θｏｎを減算した値を分子とし、通電指示幅θｗを分母とする値を判定パラメータと定義すると、判定パラメータが「０」以上であってかつ「１」以下であるか否かを判断する。
【００４０】
ステップＳ１４において否定判断された場合には、現在の電気角θｅが通電指示期間ではないと判断し、ステップＳ１６に進む。ステップＳ１６では、変調波α￥を「０」とする。一方、上記ステップＳ１４において肯定判断された場合には、現在の電気角θｅが通電指示期間であると判断し、ステップＳ１８に進む。ステップＳ１８では、判定パラメータ及び「３６０°」の乗算値を独立変数とする正弦関数に指令変調率α０を乗算することで、変調波α￥を生成する。
【００４１】
なお、ステップＳ１６、Ｓ１８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４２】
ちなみに、先の図５に示した処理によって生成される変調波α￥に高電圧バッテリ１０から出力される直流電圧を乗算した値が先の図２（ａ）に示した指令電圧Ｖ￥＊となる。
【００４３】
続いて、図６に、本実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える操作信号生成部３０ｃによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、本実施形態において、図６に示す一連の処理が「電圧制御手段」を構成する。
【００４４】
この一連の処理では、まずステップＳ２０において、変調波生成部３０ｂから出力された変調波α￥がキャリア信号Ｃｓ以上であるか否かを判断する。本実施形態では、キャリア信号Ｃｓとして三角波信号を用いている。また、本実施形態において、キャリア信号Ｃｓは、その最小値が「−１」に設定され、最大値が「１」に設定されている。
【００４５】
ステップＳ２０において肯定判断された場合には、ステップＳ２２に進み、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方をオン操作する。これにより、Ｕ相について図７に例示するように、高電圧バッテリ１０、Ｕ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐ、Ｕ相コイル２２ｕ、Ｕ相下アームスイッチング素子Ｓｕｎを含む閉回路に電流が流れ、Ｕ相コイル２２ｕに正電圧「Ｖｄｃ」が印加される。
【００４６】
一方、上記ステップＳ２０において否定判断された場合には、ステップＳ２４に進み、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方をオフ操作する。これにより、Ｕ相について図８に例示するように、高電圧バッテリ１０、Ｕ相下アームダイオードＤｕｎ、Ｕ相コイル２２ｕ、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐを含む閉回路に電流が流れ、Ｕ相コイル２２ｕに負電圧「−Ｖｄｃ」が印加される。
【００４７】
なお、ステップＳ２２、Ｓ２４の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００４８】
上述した上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの操作処理によれば、図９に示すように、変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によってこれらスイッチング素子Ｓ￥ｐ，Ｓ￥ｎをオンオフ操作することができる。これにより、キャリア信号Ｃｓの各周期におけるコイル２２￥の平均印加電圧を指令電圧Ｖ￥＊に制御することができる。なお、図９（ａ）は、変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの推移を示し、図９（ｂ）は、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒ及び指令電圧Ｖ￥＊の推移を示す。
【００４９】
続いて、図１０〜図１２を用いて、本実施形態にかかる電圧制御処理の効果について説明する。
【００５０】
まず、図１０に、本実施形態及び従来技術のそれぞれについての（ａ）コイル２２￥の印加電圧、（ｂ）コイル２２￥に流れる電流、（ｃ）コイル２２￥の鎖交磁束、（ｄ）ＳＲモータのステータティースに生じるラジアル力、（ｅ）コイル２２￥のインダクタンスを示す。なお、従来技術の図１０（ｂ）には、指令電流ｉ￥＊と、ヒステリシスコンパレータのヒステリシス幅ΔＩとを併記した。
【００５１】
図示されるように、本実施形態によれば、コイル２２￥の印加電圧を正弦波形とすることにより、鎖交磁束の変化を緩やかにすることができる。このため、ＳＲモータの高調波損失を低減させ、また、ラジアル力の変動の低減によってＳＲモータの振動及び騒音を低減させることができる。
【００５２】
図１１に、コイル２２￥に流れる電流ｉ￥ｒ、鎖交磁束ψ及びＳＲモータの出力トルクＴｒの推移を示す。詳しくは、図１１（ａ）は、コイル２２￥の印加電圧を理想的な正弦波とする場合の推移を示し、図１１（ｂ）は、本実施形態においてキャリア信号Ｃｓの周波数ｆｃを８０ｋＨｚとする場合の推移を示し、図１１（ｃ）は、本実施形態においてキャリア信号Ｃｓの周波数ｆｃを２０ｋＨｚとする場合の推移を示し、図１１（ｄ）は、従来技術における推移を示す。
【００５３】
図示されるように、本実施形態によれば、従来技術と比較して、鎖交磁束ψの変化が緩やかになっている。ここでは、特に、キャリア信号Ｃｓの周波数ｆｃが高いほど、鎖交磁束ψの変化が滑らかになっている。
【００５４】
図１２に、先の図１１（ａ）〜図１１（ｄ）の試験条件に対応するＳＲモータの損失の内訳を示す。
【００５５】
図示されるように、本実施形態によれば、ＳＲモータにおける損失のうち、ＳＲモータのステータにおける渦電流損と、ロータの渦電流損とを大きく低減させることができる。特に、キャリア信号Ｃｓの周波数ｆｃが高いほど、これら渦電流損の低減効果を大きくすることができる。
【００５６】
以上詳述した本実施形態によれば、以下の効果が得られるようになる。
【００５７】
（１）コイル２２￥（￥＝ｕ，ｖ，ｗ）に対する指令電圧Ｖ￥＊の立ち上がり期間及び立ち下がり期間の双方における指令電圧Ｖ￥＊を正弦波形に設定し、また、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が連続するように指令電圧Ｖ￥＊を設定した。このため、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の変化を緩やかにすることができ、鎖交磁束ψ￥の高調波成分を低減させることができる。これにより、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音を好適に低減させることができる。
【００５８】
特に、本実施形態では、指令電圧Ｖ￥＊を正弦波形に設定したこと、及び電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が連続するように指令電圧Ｖ￥＊を設定したことが、高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果を大きくすることに寄与している。
【００５９】
（２）変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオンオフ操作することで、コイル２２￥の印加電圧を指令電圧Ｖ￥＊に制御した。このため、コイル２２￥の印加電圧を指令電圧Ｖ￥＊に適切に制御することができる。
【００６０】
（第２の実施形態）
以下、第２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００６１】
本実施形態では、図１３に示すように、上記第１の実施形態で説明した電圧制御を実行する領域を、指令トルクＴｒｑ＊及び電気角速度ω（ＳＲモータの回転子の回転速度）によって限定する。なお、図中、ＳＲモータの最大トルクを「Ｔｍａｘ」にて示した。
【００６２】
図１４に、電圧制御の実行領域を限定する処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０によって例えば所定周期で繰り返し実行される。
【００６３】
この一連の処理では、まずステップＳ３０において、指令トルクＴｒｑ＊が規定トルクＴβ（＞０）以下であるとの条件、及び電気角速度ωが規定速度ωβ（＞０）以下であるとの条件の論理積が真であるか否かを判断する。
【００６４】
ステップＳ３０において肯定判断された場合には、ステップＳ３２に進み、コイル２２￥の印加電圧の指令電圧Ｖ￥＊への制御を許可する。なお、本実施形態において、ステップＳ３０、Ｓ３２の処理が「速度許可手段」及び「トルク許可手段」を構成する。
【００６５】
一方、上記ステップＳ３０において否定判断された場合には、ステップＳ３４に進み、コイル２２￥の印加電圧の指令電圧Ｖ￥＊への制御を禁止する。なお、この場合、例えば、上記特許文献１に記載されているように、検出電流ｉ￥ｒを矩形波状の指令電流ｉ￥＊に制御する処理を行えばよい。
【００６６】
なお、ステップＳ３２、Ｓ３４の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００６７】
以上説明した本実施形態によれば、上記第１の実施形態で得られる効果に加えて、以下の効果が得られる。
【００６８】
（３）指令トルクＴｒｑ＊が規定トルクＴβ以下であることを条件として、徐変させた指令電圧Ｖ￥＊にコイル２２￥の印加電圧を制御することを許可した。規定トルクＴβ以上に指令トルクＴｒｑ＊を与え、指令電圧Ｖ￥＊を徐変させると、ＳＲモータに流れる電流が増大し、ＳＲモータが破損する可能性がある。このため、指令トルクＴｒｑ＊が大きいにもかかわらず、指令電圧Ｖ￥＊を徐変させると、ＳＲモータが破損するおそれがある。こうした理由から、指令トルクＴｒｑ＊に関する条件を課して電圧制御を許可することにより、ＳＲモータの破損を回避することができる。
【００６９】
（４）電気角速度ωが規定速度ωβ以下であることを条件として、徐変させた指令電圧Ｖ￥＊にコイル２２￥の印加電圧を制御することを許可した。電気角速度ωが高いほど、電気角θｅの１周期に相当する時間が短くなる。このため、電気角速度ωが高いにもかかわらず指令電圧Ｖ￥＊を徐変させると、電気角θｅの１周期において鎖交磁束ψ￥を、指令トルクＴｒｑ＊を満足させる程度に十分に増大させることができないおそれがある。この場合、指令トルクＴｒｑ＊に対してＳＲモータの出力トルクが不足するおそれがある。こうした理由から、電気角速度ωに関する条件を課して電圧制御を許可することにより、ＳＲモータの出力トルクの不足を回避することができる。
【００７０】
（第３の実施形態）
以下、第３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７１】
本実施形態では、コイル２２￥の抵抗Ｒによる電圧降下を補償して変調波α￥を生成する。なお、図１５には、Ｕ相コイル２２ｕの抵抗Ｒによる電圧降下の様子を例示した。
【００７２】
図１６に、本実施形態にかかる変調波生成処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える操作信号生成部３０ｃによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１６において、先の図５に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
【００７３】
この一連の処理では、まずステップＳ１０ａにおいて、指令トルクＴｒｑ＊、電気角θｅ及び電気角速度ωに加えて、￥相検出電流ｉ￥ｒ及び電圧センサ３４によって検出された直流電圧Ｖｄｃを取得する。
【００７４】
ステップＳ１８ａの処理の完了後、ステップＳ１２を経由してステップＳ１４に進む。そして、ステップＳ１４において肯定判断された場合、ステップＳ１８ａに進み、判定パラメータ及び「３６０°」の乗算値を独立変数とする正弦関数に指令変調率α０を乗算した値と、コイル２２￥の抵抗Ｒ及び検出電流ｉ￥ｒの乗算値を上記直流電圧Ｖｄｃで除算した値との加算値として、変調波α￥を生成する。
【００７５】
なお、ステップＳ１６、Ｓ１８ａの処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００７６】
以上説明した本実施形態によれば、指令電圧Ｖ￥＊の設定精度を高めることができる。このため、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果をより高めることができる。
【００７７】
（第４の実施形態）
以下、第４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００７８】
本実施形態では、コイル２２￥の印加電圧として、正電圧及び負電圧に加えて、ゼロ電圧を用いる。
【００７９】
図１７に、本実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える操作信号生成部３０ｃによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図１７において、先の図６に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
【００８０】
この一連の処理では、まずステップＳ２６において、変調波α￥が「０」以上であるか否かを判断する。
【００８１】
ステップＳ２６において肯定判断された場合には、ステップＳ２０、Ｓ２２、Ｓ２８において、変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオンオフ操作してかつ、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオン操作固定する。ここで、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐがオン操作されてかつ下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎがオフ操作されると、Ｕ相について図１８に例示するように、Ｕ相コイル２２ｕ、Ｕ相上アームダイオードＤｕｐ及びＵ相上アームスイッチング素子Ｓｕｐを含む閉回路に電流が流れ、Ｕ相コイル２２ｕにゼロ電圧が印加される。なお、本実施形態において、キャリア信号Ｃｓは、その最小値が「０」に設定され、最大値が「１」に設定されている。
【００８２】
一方、上記ステップＳ２６において変調波α￥が「０」未満であると判断された場合には、ステップＳ２４、Ｓ２８、Ｓ４０において、変調波α￥の符号反転値及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオンオフ操作してかつ、下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオフ操作固定する。
【００８３】
なお、ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２６の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００８４】
図１９に、本実施形態にかかる変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調手法の一例を示す。詳しくは、図１９（ａ）は、変調波α￥の推移を示し、図１９（ｂ）は、変調波α￥の絶対値及びキャリア信号Ｃｓの推移を示し、図１９（ｃ）は、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒ及び指令電圧Ｖ￥＊の推移を示す。
【００８５】
図示されるように、本実施形態にかかる上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの操作によれば、変調波α￥が「０」以上となる場合、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒとして正電圧及びゼロ電圧が用いられる。一方、変調波α￥が「０」未満となる場合、コイル２２￥の印加電圧Ｖ￥ｒとして負電圧及びゼロ電圧が用いられる。すなわち、変調波α￥の符号に応じて、コイル２２￥の印加電圧として正電圧及びゼロ電圧の組、又は負電圧及びゼロ電圧の組を使い分けることができる。このため、キャリア信号Ｃｓの各周期におけるコイル２２￥の平均印加電圧を指令電圧Ｖ￥＊により高精度に制御することができる。これにより、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の描く波形を正弦波形に近づけることができ、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音をより低減させることができる。
【００８６】
（第５の実施形態）
以下、第５の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００８７】
本実施形態では、変調波α￥の符号に応じてコイル２２￥の印加電圧を変更する構成に代えて、通電指示期間の前半においてコイル２２￥の印加電圧として正電圧及びゼロ電圧を用い、通電指示期間の後半において負電圧及びゼロ電圧を用いる構成を採用する。
【００８８】
図２０に、本実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える操作信号生成部３０ｃによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２０において、先の図１７に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
【００８９】
この一連の処理では、まずステップＳ４２において、上記判定パラメータが「０」以上であってかつ「１」以下であるか否かを判断する。ステップＳ４２において否定判断された場合には、ステップＳ２４に進む。一方、上記ステップＳ４２において肯定判断された場合には、ステップＳ４４に進み、判定パラメータを「１／２」した値が「０」以上であってかつ「１／２」以下であるか否かを判断する。この処理は、現在の電気角θｅが通電指示期間の前半であるか否かを判断するための処理である。
【００９０】
ステップＳ４４において肯定判断された場合には、現在の電気角θｅが通電指示期間の前半であると判断する。そして、ステップＳ２０、Ｓ２２、Ｓ２８において、変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオンオフ操作してかつ、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオン操作固定する。
【００９１】
一方、上記ステップＳ４４において否定判断された場合には、現在の電気角θｅが通電指示期間の後半であると判断する。そして、ステップＳ２４、Ｓ２８、Ｓ４０において、変調波α￥の符号反転値及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオンオフ操作してかつ、下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオフ操作固定する。
【００９２】
なお、ステップＳ２２、Ｓ２４、Ｓ２８の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【００９３】
このように、本実施形態では、通電指示期間の前半において、コイル２２￥の印加電圧として正電圧及びゼロ電圧を用いた。一方、通電指示期間の後半においては、コイル２２￥の印加電圧として負電圧及びゼロ電圧を用いた。こうした本実施形態によれば、上記第４の実施形態と同様の効果を得ることができる。
【００９４】
（第６の実施形態）
以下、第６の実施形態について、先の第４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【００９５】
本実施形態では、コイル２２￥の印加電圧として正電圧及びゼロ電圧を用いる場合、並びに負電圧及びゼロ電圧を用いる場合の双方において、パルス幅変調によるオンオフ操作対象を上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐに固定する。
【００９６】
図２１に、本実施形態にかかる電圧制御処理の手順を示す。この処理は、制御装置３０の備える操作信号生成部３０ｃによって例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２１において、先の図１７に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
【００９７】
この一連の処理では、ステップＳ２６において変調波α￥が「０」以上であると判断された場合、ステップＳ２０ａ、Ｓ２２、Ｓ４６において、変調波α￥及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオンオフ操作してかつ、下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオン操作固定する。
【００９８】
ここで、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐがオフ操作されてかつ下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎがオン操作されることによっても、コイル２２￥、下アームダイオードＤ￥ｎ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎを含む閉回路に電流が流れ、コイル２２￥にゼロ電圧が印加される。
【００９９】
一方、上記ステップＳ２６において変調波α￥が「０」未満であると判断された場合、ステップＳ２０ｂ、Ｓ２４、Ｓ２８において、変調波α￥の符号反転値及びキャリア信号Ｃｓの大小比較に基づくパルス幅変調によって上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐをオンオフ操作してかつ、下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎをオフ操作固定する。
【０１００】
以上説明した本実施形態によっても、上記第４の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０１】
（第７の実施形態）
以下、第７の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１０２】
本実施形態では、指令電圧Ｖ￥＊の設定手法を変更する。具体的には、図２２に示すように、通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ６）の途中にゼロ電圧波形を挿入するように指令電圧Ｖ￥＊を設定する。すなわち、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期において、時刻ｔ１〜ｔ３の正弦波形、時刻ｔ３〜ｔ４のゼロ電圧波形、時刻ｔ４〜ｔ６の正弦波形、及び時刻ｔ６〜ｔ７のゼロ電圧波形の組み合わせによって設定する。こうした指令電圧Ｖ￥＊の設定によっても、図２２（ｂ）に示すように、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の描く波形を正弦波形に近い波形とすることができる。なお、本実施形態において、変調波α￥は、先の図２２（ａ）に示した指令電圧Ｖ￥＊を直流電圧Ｖｄｃで除算した値として生成される。また、本実施形態において、時刻ｔ１〜ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第１の波形」に相当し、時刻ｔＡ〜ｔ６までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第２の波形」に相当する。
【０１０３】
ちなみに、通電指示期間の途中にゼロ電圧波形を挿入することで、電気角θｅの１周期において鎖交磁束ψ￥の描く波形及び「０」で囲まれる面積を増大させることができる。このため、例えば、ＳＲモータの平均トルクを増大させることができる。
【０１０４】
以上説明したように、本実施形態では、通電指示期間の途中にゼロ電圧波形を挿入するように指令電圧Ｖ￥＊を設定した。ＳＲモータの高調波損失等を低減する観点からは、コイル２２￥の鎖交磁束ψ￥の描く波形を正弦波形とすることが望ましい。ただし、鎖交磁束ψ￥の描く波形に高調波成分が若干含まれていたとしても、図２３（ｃ）に示すように、鎖交磁束ψ￥の変化を緩やかにすることはできる。このため、本実施形態によれば、上記第１の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。なお、図２３（ａ）〜図２３（ｄ）は、先の図１０（ａ）〜図１０（ｃ），図１０（ｅ）に対応している。
【０１０５】
（第８の実施形態）
以下、第８の実施形態について、先の第７の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１０６】
本実施形態では、上記第７の実施形態において、指令変調率α０が「１」を超える過変調領域となる場合の指令電圧Ｖ￥＊の設定手法について説明する。詳しくは、図２４（ａ）に示すように、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期において、時刻ｔ１〜ｔ２の正弦波形、時刻ｔ２〜ｔ３の正の一定値となる直線波形、時刻ｔ３〜ｔ４の正弦波形、時刻ｔ４〜ｔ５のゼロ電圧波形、時刻ｔ５〜ｔ６の正弦波形、時刻ｔ６〜ｔ７の負の一定値となる直線波形、時刻ｔ７〜ｔ８の正弦波形、及び時刻ｔ８〜ｔ９のゼロ電圧波形の組み合わせによって設定する。なお、図２５に、本実施形態にかかる電圧制御の効果を示す。ここで、図２５（ａ）〜図２５（ｄ）は、先の図２３（ａ）〜図２３（ｄ）に対応している。
【０１０７】
以上説明した本実施形態によっても、上記第７の実施形態で得られる効果と同様の効果を得ることができる。
【０１０８】
（第９の実施形態）
以下、第９の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１０９】
本実施形態では、コイル２２￥の印加電圧の指令電圧Ｖ￥＊への制御を、パルス幅変調に代えて、パルス振幅変調によって行う。
【０１１０】
図２６に、本実施形態にかかるＳＲモータの制御システムの全体構成を示す。なお、図２６において、先の図１に示した部材と同一の部材については、便宜上、同一の符号を付している。
【０１１１】
図示されるように、制御システムは、電力変換回路２０に加えて、電力変換回路２０の入力側に接続されてかつ、高電圧バッテリ１０から出力された直流電圧を昇圧又は降圧して電力変換回路２０に印加する昇降圧コンバータ４０を備えている。昇降圧コンバータ４０は、第１〜第４のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に逆並列に接続された第１〜第４のフリーホイールダイオードＤ１〜Ｄ４、変換用コイル４０ａ及び平滑コンデンサ４０ｂを備えている。ここで、本実施形態では、第１〜第４のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４として、ＩＧＢＴを用いている。昇降圧コンバータ４０の回路構成について詳しく説明すると、第１のスイッチング素子Ｓ１のエミッタは、第２のスイッチング素子Ｓ２のコレクタに接続され、第３のスイッチング素子Ｓ３のエミッタは、第４のスイッチング素子Ｓ４のコレクタに接続されている。また、第１のスイッチング素子Ｓ１及び第２のスイッチング素子Ｓ２の接続点と、第３のスイッチング素子Ｓ３及び第４のスイッチング素子Ｓ４の接続点とは、変換用コイル４０ａによって接続されている。さらに、第１のスイッチング素子Ｓ１及び第２のスイッチング素子Ｓ２の直列接続体は、高電圧バッテリ１０に並列接続され、第３のスイッチング素子Ｓ３及び第４のスイッチング素子Ｓ４の直列接続体は、平滑コンデンサ４０ｂに並列接続されている。なお、本実施形態において、昇降圧コンバータ４０が「電圧可変手段」を構成する。
【０１１２】
また、本実施形態にかかる制御装置３０は、電気角速度算出部３０ａ、操作信号生成部３０ｃ、指令電圧設定部３０ｄ及びＰＡＭ制御部３０ｅを備えている。詳しくは、指令電圧設定部３０ｄは、指令トルクＴｒｑ＊、電気角θｅ及び電気角速度ωを入力として、指令電圧Ｖ￥＊を生成する。本実施形態では、指令電圧Ｖ￥＊を、上記第１の実施形態の図２（ａ）に示した正弦波形として設定する。なお、本実施形態において、指令電圧設定部３０ｄが「指令電圧設定手段」を構成する。
【０１１３】
ＰＡＭ制御部３０ｅは、電圧センサ３４によって検出された直流電圧Ｖｄｃを指令電圧Ｖ￥＊に制御すべく、第１〜第４のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４に対して操作信号ｇ１〜ｇ４を出力することで、これらスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ４をオンオフ操作する。詳しくは、ＰＡＭ制御部３０ｅは、第１のスイッチング素子Ｓ１及び第４のスイッチング素子Ｓ４をオン操作してかつ第２のスイッチング素子Ｓ２及び第３のスイッチング素子Ｓ３をオフ操作する処理と、第１のスイッチング素子Ｓ１及び第３のスイッチング素子Ｓ３をオン操作してかつ第２のスイッチング素子Ｓ２及び第４のスイッチング素子Ｓ４をオフ操作する処理とを交互に実行することで、高電圧バッテリ１０から出力された直流電圧を昇圧して電力変換回路２０に印加する。一方、ＰＡＭ制御部３０ｅは、第１のスイッチング素子Ｓ１及び第３のスイッチング素子Ｓ３をオン操作してかつ第２のスイッチング素子Ｓ２及び第４のスイッチング素子Ｓ４をオフ操作する処理と、第２のスイッチング素子Ｓ２及び第３のスイッチング素子Ｓ３をオン操作してかつ第１のスイッチング素子Ｓ１及び第４のスイッチング素子Ｓ４をオフ操作する処理とを交互に実行することで、高電圧バッテリ１０から出力された直流電圧を降圧して電力変換回路２０に印加する。なお、本実施形態では、ＰＡＭ制御部３０ｅ及び操作信号生成部３０ｃが「電圧制御手段」を構成する。
【０１１４】
続いて、図２７を用いて、操作信号生成部３０ｃによって実行される上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの操作処理について説明する。この処理は、例えば所定周期で繰り返し実行される。なお、図２７において、先の図５及び図６に示した処理と同一の処理については、便宜上、同一のステップ番号を付している。
【０１１５】
この一連の処理では、ステップＳ１０の処理の完了後、ステップＳ４８に進み、取得された指令トルクＴｒｑ＊及び電気角速度ωに基づき、ＯＮ位相θｏｎ及び通電指示幅θｗを設定する。
【０１１６】
ステップＳ４８の処理の完了後、ステップＳ１４において肯定判断された場合には、ステップＳ２２に進み、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方をオン操作する。一方、上記ステップＳ２２において否定判断された場合には、ステップＳ２４に進み、上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐ及び下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎの双方をオフ操作する。
【０１１７】
なお、ステップＳ２２、Ｓ２４の処理が完了した場合には、この一連の処理を一旦終了する。
【０１１８】
続いて、図２８に、本実施形態にかかる鎖交磁束等の推移を示す。なお、図２８（ａ）〜図２８（ｃ）は、先の図２５（ａ）〜図２５（ｃ）に対応している。
【０１１９】
パルス振幅変調によってコイル２２￥の印加電圧を指令電圧Ｖ￥＊に制御していることから、図２８（ｂ）に示すように、電力変換回路２０におけるスイッチングに起因した電流リプルが発生しない。このため、図２８（ｃ）に示すように、鎖交磁束の変化を緩やかにできることから、ＳＲモータの高調波鉄損等を低減させることができる。
【０１２０】
（第１０の実施形態）
以下、第１０の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１２１】
本実施形態では、図２９に示すように、指令電圧Ｖ￥＊が負の値となる電圧領域のみにおいて指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定する。なお、図２９（ａ）及び図２９（ｂ）は、先の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応している。
【０１２２】
詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期である時刻ｔ１〜ｔ５において、時刻ｔ１〜ｔ２の矩形波形、及び時刻ｔ２〜ｔ４の正弦波形の組み合わせとして設定する。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２では、正の値である矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。これにより、鎖交磁束ψ￥は、０から上限値である第３の磁束量ψ３（「第５の所定値」に相当）まで上昇速度を一定としながら徐々に上昇する。
【０１２３】
続く時刻ｔ２〜ｔ３（「第４の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から第３の電圧Ｖ３（「第４の所定電圧」に相当）まで徐々に下降させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その下降速度を高くしながら第４の磁束量ψ４（「第６の所定値」「第２の所定値」に相当）まで徐々に下降する。なお、時刻ｔ１，ｔ２では、指令電圧Ｖ￥＊が不連続となる。また、本実施形態において、時刻ｔ２〜ｔ３における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第４の処理」に相当する。
【０１２４】
続く時刻ｔ３〜ｔ４（「第２の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第３の電圧Ｖ３から０まで徐々に上昇させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その下降速度を低くしながら０まで徐々に下降する。なお、本実施形態において、時刻ｔ３〜ｔ４における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第２の処理」に相当する。
【０１２５】
以上説明した本実施形態によれば、高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果について、上記第１の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。
【０１２６】
（第１１の実施形態）
以下、第１１の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１２７】
本実施形態では、図３０に示すように、指令電圧Ｖ￥＊が正の値となる電圧領域のみにおいて指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定する。なお、図３０（ａ）及び図３０（ｂ）は、先の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応している。
【０１２８】
詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期である時刻ｔ１〜ｔ５において、時刻ｔ１〜ｔ３の正弦波形、及び時刻ｔ３〜ｔ４の矩形波形の組み合わせとして設定する。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２（「第１の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から上限値である第４の電圧Ｖ４（「第１の所定電圧」「第３の所定電圧」に相当）まで徐々に上昇させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その上昇速度を高くしながら、指令電圧Ｖ￥＊が０のタイミングの値である０から、第５の磁束量ψ５（「第１の所定値」「第３の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ１〜ｔ２における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第１の処理」に相当する。
【０１２９】
続く時刻ｔ２〜ｔ３（「第３の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第４の電圧Ｖ４から０まで徐々に下降させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その上昇速度を低くしながら上限値である第６の磁束量ψ６（「第４の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ２〜ｔ３における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第３の処理」に相当する。
【０１３０】
続く時刻ｔ３〜ｔ４では、負の値である矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。これにより、鎖交磁束ψ￥は、第６の磁束量ψ６から０まで下降速度を一定としながら徐々に下降する。なお、時刻ｔ３，ｔ４では、指令電圧Ｖ￥＊が不連続となる。
【０１３１】
以上説明した本実施形態によれば、高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果について、上記第１の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。
【０１３２】
（第１２の実施形態）
以下、第１２の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１３３】
本実施形態では、図３１に示すように、電気角θｅの１周期において、最初の立ち上がり期間（時刻ｔ１〜ｔ２）、及び最後の立ち上がり期間（時刻ｔ３〜ｔ４）のみにおいて指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定する。なお、図３１（ａ）及び図３１（ｂ）は、先の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応している。
【０１３４】
詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期である時刻ｔ１〜ｔ５において、時刻ｔ１〜ｔ２の正弦波形、時刻ｔ２〜ｔ３の矩形波形、及び時刻ｔ３〜ｔ４の正弦波形の組み合わせとして設定する。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２（「第１の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から上限値である第５の電圧Ｖ５（「第１の所定電圧」に相当）まで徐々に上昇させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その上昇速度を高くしながら、指令電圧Ｖ￥＊が０のタイミングの値である０から、第７の磁束量ψ７（「第１の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ１〜ｔ２における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第１の処理」に相当する。
【０１３５】
続く時刻ｔ２〜ｔＡでは、値を第５の電圧Ｖ５とする矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。これにより、鎖交磁束ψ￥は、０から上限値である第８の磁束量ψ８まで上昇速度を一定としながら徐々に上昇する。
【０１３６】
続く時刻ｔＡ〜ｔ３では、値を第６の電圧Ｖ６とする矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。ここで、第６の電圧Ｖ６は、負の値である。これにより、鎖交磁束ψ￥は、第８の磁束量ψ８から第７の磁束量ψ７まで下降速度を一定としながら徐々に下降する。なお、時刻ｔＡでは、指令電圧Ｖ￥＊が不連続となる。
【０１３７】
続く時刻ｔ３〜ｔ４（「第２の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第６の電圧Ｖ６（「第２の所定電圧」に相当）から０まで徐々に上昇させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その下降速度を低くしながら０まで徐々に下降する。なお、本実施形態において、時刻ｔ３〜ｔ４における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第２の処理」に相当する。
【０１３８】
ちなみに、本実施形態では、通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ４）において、時刻ｔ１〜ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く第１の波形の後に、上記第１の実施形態で説明した交点γに対して、第１の波形と点対称である第２の正弦波形（時刻ｔＡ〜ｔ４までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形）を隣接させるように指令電圧Ｖ￥＊を設定することとなる。
【０１３９】
以上説明した本実施形態によれば、高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果について、上記第１の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。
【０１４０】
（第１３の実施形態）
以下、第１３の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１４１】
本実施形態では、図３２に示すように、立ち下がり期間（時刻ｔ２〜ｔ３）のみにおいて指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定する。なお、図３２（ａ）及び図３２（ｂ）は、先の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応している。
【０１４２】
詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期である時刻ｔ１〜ｔ５において、時刻ｔ１〜ｔ２の矩形波形、時刻ｔ２〜ｔ３の正弦波形、及び時刻ｔ３〜ｔ４の矩形波形の組み合わせとして設定する。具体的には、時刻ｔ１〜ｔ２では、値を第７の電圧Ｖ７とする矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。ここで、第７の電圧Ｖ７は、正の値である。これにより、鎖交磁束ψ￥は、０から第９の磁束量ψ９まで上昇速度を一定としながら徐々に上昇する。なお、時刻ｔ１では、指令電圧Ｖ￥＊が不連続となる。
【０１４３】
続く時刻ｔ２〜ｔＡ（「第３の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を第７の電圧Ｖ７（「第３の所定電圧」に相当）から０まで徐々に下降させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その上昇速度を低くしながら上限値である第１０の磁束量ψ１０（「第４の所定値」「第５の所定値」に相当）まで徐々に上昇する。なお、本実施形態において、時刻ｔ２〜ｔＡにおける指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第３の処理」に相当する。
【０１４４】
続く時刻ｔＡ〜ｔ３（「第４の期間」に相当）では、指令電圧Ｖ￥＊を０から第８の電圧Ｖ８（「第４の所定電圧」に相当）まで徐々に下降させる。これにより、鎖交磁束ψ￥は、その下降速度を高くしながら第９の磁束量ψ９（「第６の所定値」に相当）まで徐々に下降する。なお、本実施形態において、時刻ｔＡ〜ｔ３における指令電圧Ｖ￥＊の設定処理が「第４の処理」に相当する。
【０１４５】
続く時刻ｔ３〜ｔ４では、値を第８の電圧Ｖ８とする矩形波形の指令電圧Ｖ￥＊が設定される。これにより、鎖交磁束ψ￥は、第９の磁束量ψ９から０まで下降速度を一定としながら徐々に下降する。なお、時刻ｔ４では、指令電圧Ｖ￥＊が不連続となる。
【０１４６】
ちなみに、本実施形態では、通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ４）において、時刻ｔ１〜ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く第１の波形の後に、上記第１の実施形態で説明した交点γに対して、第１の波形と点対称である第２の正弦波形（時刻ｔＡ〜ｔ４までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形）を隣接させるように指令電圧Ｖ￥＊を設定することとなる。
【０１４７】
このように、本実施形態では、第３の処理に連続して第４の処理を行った。こうした本実施形態によれば、上記第１の実施形態の図２と、上記第１０〜第１２の実施形態の図２９〜図３１とに示した指令電圧Ｖ￥＊の設定手法における鉄損の低減効果よりも大きな鉄損の低減効果を得ることができる。以下、この低減効果について、図３３〜図３５を用いて説明する。
【０１４８】
図３３及び図３４に、（ａ）コイル２２￥の指令電圧Ｖ￥＊，印加電圧Ｖ￥ｒ、（ｂ）コイル２２￥に流れる電流ｉ、（ｃ）コイル２２￥の鎖交磁束ψ、（ｄ）ＳＲモータのステータティースに生じるラジアル力Ｆｒの計算結果を示す。ここで、図３３及び図３４において、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄは、第１，第２，第３，第４の期間を示している。すなわち、図３３の「Ａ＋Ｃ＋Ｄ＋Ｂ」は、上記第１の実施形態の図２に相当し、図３３の「Ａ＋Ｂ」は、上記第１２の実施形態の図３１に相当する。また、図３４の「Ｃ＋Ｄ」は、本実施形態の図３２に相当する。なお、Ａ，Ｂ，Ｃ，Ｄについて、実際には、１５通りの組み合わせが存在するが、ここでは代表例として５つを示した。
【０１４９】
図３５に、図３３及び図３４の計算結果から得られた鉄損を示す。ここで、図３５では、従来技術の鉄損を１００％としている。
【０１５０】
図示されるように、本実施形態によれば、鉄損の低減効果を最も大きくすることができる。
【０１５１】
（第１４の実施形態）
以下、第１４の実施形態について、先の第１の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１５２】
本実施形態では、図３６に示すように、時刻ｔ１〜ｔ３にて示す通電指示期間θｗにおいて、第１の軸線Ｌ１と指令電圧Ｖ￥＊の描く波形とによって囲まれる領域のうち、指令電圧Ｖ￥＊が負の値となる負側領域の面積Ｓｎが、指令電圧Ｖ￥＊が正の値となる正側領域の面積Ｓｐよりも小さくなるとの条件、及び負側領域の面積Ｓｎと正側領域の面積Ｓｐとの差の絶対値が規定値ΔＳ以下になるとの条件を課して指令電圧Ｖ￥＊を設定する。特に、本実施形態では、正側領域となる期間の長さｔｐ（時刻ｔ１〜ｔ２）と、負側領域となる期間の長さｔｎ（時刻ｔ２〜ｔ３）とを同一に設定している。なお、図３６（ａ）及び図３６（ｂ）は、先の図２（ａ）及び図２（ｂ）に対応している。
【０１５３】
こうした設定は、通電指示期間θｗの終了を待たずしてコイル２２￥に流れる電流が０となる事態を回避するためである。以下、これについて、図３７を用いて説明する。ここで、図３７（ａ）は、先の図２（ａ）に相当し、図３７（ｂ）の破線は、先の図２（ｂ）に相当する。また、図３７（ｃ）は、コイル２２￥に流れる電流を示す。
【０１５４】
上記第１の実施形態では、図３７（ａ）に示す指令電圧Ｖ￥＊の設定により、図３７（ｂ）の破線にて示すように、通電指示期間θｗの終了タイミングである時刻ｔ３においてコイル２２￥の鎖交磁束ψ￥が０となることを説明した。しかしながら、図３７（ｂ）の実線にて示すように、時刻ｔ３よりも前の時刻ｔ２において、鎖交時刻ψ￥が０になることがある。これは、例えば、図３７（ｂ）に示す鎖交磁束がＵ相のものを示す場合、Ｕ相とは異なるＶ相やＷ相のコイルの漏れ磁束の影響によって生じる。こうした現象が生じると、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音の低減効果が低下する懸念がある。
【０１５５】
こうした問題に対処すべく、正弦波形の指令電圧をあえて歪ませることで、負側領域の面積Ｓｎと正側領域の面積Ｓｐとを異なる値とした。ここで、本実施形態において、負側領域の面積Ｓｎを正側領域の面積Ｓｐよりも小さく設定するのは、こうした設定により、ＳＲモータを電動機として運転（力行運転）させる場合に電流が０となる現象が生じないことが本発明者によって調べられたことによる。また、負側領域の面積Ｓｎと正側領域の面積Ｓｐとの差の絶対値を規定値ΔＳ以下にするとの条件は、電流が０となる現象を回避するために負側領域の面積Ｓｎ及び正側領域の面積Ｓｐを相違させるものの、面積の相違が大きいとかえって上記現象を回避できなくおそれがあることによる。
【０１５６】
以上説明した本実施形態によれば、漏れ磁束等に起因したＳＲモータの高調波鉄損等の低減効果の低下を回避することができる。
【０１５７】
（第１５の実施形態）
以下、第１５の実施形態について、先の第１４の実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。
【０１５８】
本実施形態では、図３８に示すように、負側領域の面積Ｓｎが正側領域の面積Ｓｐよりも小さくなるように指令電圧Ｖ￥＊を設定する場合において、正側領域となる期間の長さｔｐ（時刻ｔ１〜ｔ２）を、負側領域となる期間の長さｔｎ（時刻ｔ２〜ｔ３）よりも長く設定する。なお、図３８（ａ）及び図３８（ｂ）は、先の図３６（ａ）及び図３６（ｂ）に対応している。
【０１５９】
以上説明した本実施形態によっても、上記第１４の実施形態の効果と同様の効果を得ることができる。
【０１６０】
（その他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
【０１６１】
・「指令電圧設定手段」によって設定される指令電圧Ｖ￥＊としては、上記第１，第７，第８の実施形態に例示したものに限らない。例えば、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、正弦波状の波形、三角波状の波形、台形波状の波形及びＮ角形状の波形（Ｎは４以上の整数）のうち少なくとも１つが含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。ここで、三角波状の波形、台形波状の波形及びＮ角形状の波形は、「多角形状の波形」に含まれる波形である。以下（Ａ）〜（Ｊ）において、こうした波形のうちいくつかを例示して説明する。
【０１６２】
（Ａ）上記第１の実施形態において指令変調率α０が「１」を超える過変調領域となる場合、図３９に示すように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、電気角θｅの１周期において、時刻ｔ１〜ｔ２の正弦波形、時刻ｔ２〜ｔ３の正の一定値となる直線波形、時刻ｔ３〜ｔ４の正弦波形、時刻ｔ４〜ｔ５の負の一定値となる直線波形、時刻ｔ５〜ｔ６の正弦波形、及び時刻ｔ６〜ｔ７のゼロ電圧波形の組み合わせとして設定すればよい。この場合であっても、上記第１の実施形態で得られる効果に準じた効果を得ることができる。
【０１６３】
（Ｂ）図４０に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、「多角形状の波形」としての一対の三角波形（時刻ｔ１〜ｔ４）が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、時刻ｔ１〜ｔＡの三角波形（「第１の波形」に相当）、時刻ｔＡ〜ｔ４の三角波形（「第２の波形」に相当）、及びゼロ電圧波形の組み合わせとして設定すればよい。
【０１６４】
（Ｃ）先の図４０に示した指令電圧Ｖ￥＊の設定手法を基本として、図４１に示すように、通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ６）の途中にゼロ電圧波形を挿入するように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。なお、図４１（ａ）において、時刻ｔ１〜時刻ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第１の波形」に相当し、時刻ｔＡ〜時刻ｔ６までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第２の波形」に相当する。
【０１６５】
（Ｄ）図４２に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、「多角形状の波形」としての一対の台形波形が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。詳しくは、指令電圧Ｖ￥＊を、時刻ｔ１〜ｔＡの台形波形（「第１の波形」に相当）、時刻ｔＡ〜ｔ６の台形波形（「第２の波形」に相当）、及びゼロ電圧波形の組み合わせとして設定してもよい。
【０１６６】
（Ｅ）先の図４２に示した指令電圧Ｖ￥＊の設定手法を基本として、図４３に示すように、通電指示期間（時刻ｔ１〜ｔ８）の途中にゼロ電圧波形を挿入するように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。なお、図４３（ａ）において、時刻ｔ１〜時刻ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第１の波形」に相当し、時刻ｔＡ〜時刻ｔ８までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第２の波形」に相当する。
【０１６７】
（Ｆ）図４４に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、正弦波形（時刻ｔ１〜ｔ３）と、三角波形（時刻ｔ３〜ｔ５）とが含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。
【０１６８】
（Ｇ）図４５に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、正弦波形（時刻ｔ１〜ｔ２）、傾きが負の一定値となる直線波形（時刻ｔ２〜ｔ４）、及び正弦波形（時刻ｔ４〜ｔ５）が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。なお、図４５（ａ）において、時刻ｔ１〜時刻ｔＡまでに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第１の波形」に相当し、時刻ｔＡ〜時刻ｔ５までに指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が「第２の波形」に相当する。
【０１６９】
（Ｈ）図４６に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、時刻ｔ１〜ｔ２の正弦波形、時刻ｔ２〜ｔ３の傾きが負の一定値となる直線波形、及び時刻ｔ３〜ｔ５の三角波形が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。
【０１７０】
（Ｉ）図４７に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、時刻ｔ１〜ｔ３の正弦波形、時刻ｔ３〜ｔ４のゼロ電圧波形、及び時刻ｔ４〜ｔ６の三角波形が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。
【０１７１】
（Ｊ）図４８に示すように、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に、時刻ｔ１〜ｔＡのＮ角形状（Ｎ≧４）の波形（「第１の波形」に相当）、及び時刻ｔＡ〜ｔ４のＮ角形状の波形（「第２の波形」に相当）が含まれるように指令電圧Ｖ￥＊を設定してもよい。
【０１７２】
また、「指令電圧設定手段」による指令電圧Ｖ￥＊の設定手法としては、さらに、以下に説明するものであってもよい。
【０１７３】
指令電圧の立ち上がり期間又は立ち下がり期間のいずれかのみにおいて指令電圧Ｖ￥＊を徐変させて設定してもよい。この場合、電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形が不連続となり得るものの、立ち上がり期間及び立ち下がり期間のうちいずれかにおける鎖交磁束の変化を緩やかにすることができる。このため、ＳＲモータの高調波鉄損、振動及び騒音を低減させることはできる。
【０１７４】
電気角θｅの１周期において指令電圧Ｖ￥＊の描く波形に含まれる波形としては、理想的な正弦波である正弦波形や、上記（Ａ）〜（Ｊ）の一部で登場した多角形状の波形に限らない。正弦波形に高調波成分が若干含まれる程度の鎖交磁束となるならば、正弦波形が若干歪んだ波形（正弦波状の波形）や、三角波形が若干歪んだ波形（三角波状の波形）、台形波形が若干歪んだ波形（台形波状の波形）であってもよい。この場合であっても、鎖交磁束の変化を緩やかにできることから、ＳＲモータの高調波損失等の低減効果を得ることはできる。
【０１７５】
・上記第４の実施形態では、正電圧及びゼロ電圧を用いる場合におけるパルス幅変調によるオンオフ操作対象を下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎとし、負電圧及びゼロ電圧を用いる場合におけるパルス幅変調によるオンオフ操作対象を上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐとしたがこれに限らない。例えば、正電圧及びゼロ電圧を用いる場合における上記オンオフ操作対象を上アームスイッチング素子Ｓ￥ｐとし、負電圧及びゼロ電圧を用いる場合における上記オンオフ操作対象を下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎとしてもよい。
【０１７６】
・上記第６の実施形態において、コイル２２￥の印加電圧として正電圧及びゼロ電圧を用いる場合、並びに負電圧及びゼロ電圧を用いる場合の双方のパルス幅変調によるオンオフ操作対象を下アームスイッチング素子Ｓ￥ｎに固定してもよい。
【０１７７】
・上記第２の実施形態の図１４のステップＳ３０において、指令トルクＴｒｑ＊に関する条件及び電気角速度ωに関する条件のうちいずれか一方を除去してもよい。
【０１７８】
・上記第１０〜第１５の実施形態において、上記第７の実施形態で説明したゼロ電圧波形を挿入してもよい。
【０１７９】
・上記第１４，第１５の実施形態において、ＳＲモータを発電機として運転させる場合、負側領域の面積Ｓｎが正側領域の面積Ｓｐよりも大きくなることも考えられる。この場合、負側領域の面積Ｓｎが正側領域の面積Ｓｐよりも大きくなるように指令電圧Ｖ￥＊を設定すればよいと考えられる。
【０１８０】
・上記第１０〜第１３の実施形態では、第１の期間における指令電圧が０となるタイミングの鎖交磁束ψ￥の値として、０を想定したがこれに限らない。例えば、上記第１４の実施形態で説明した漏れ磁束の影響により、上記タイミングの鎖交磁束ψ￥の値は、０からずれることもあり得る。
【０１８１】
・「キャリア信号」としては、三角波信号に限らず、例えばのこぎり波信号であってもよい。
【０１８２】
・「上アーム整流素子」としては、ダイオードに限らない。要は、一対の端子のうち一方から他方への電流の流通を許容してかつ逆方向の電流の流通を規制（より具体的には遮断）する機能を有する素子であれば、他の素子であってもよい。なお、「下アーム整流素子」についても同様である。
【０１８３】
・「上アームスイッチング素子」及び「下アームスイッチング素子」としては、ＩＧＢＴに限らない。例えば、ＭＯＳＦＥＴやバイポーラトランジスタであってもよい。
【０１８４】
・「直流電源」としてはバッテリに限らない。例えば、交流電源と、交流電源から出力される交流電圧を直流電圧に変換して出力する整流回路とで直流電源を構成してもよい。
【０１８５】
・上記第１の実施形態において、変調波の生成に検出電流ｉ￥ｒを用いないことから、Ｕ〜Ｗ相電流センサ３２ｕ〜３２ｗを除去してもよい。
【０１８６】
・本発明の適用対象としては、車載主機としてのＳＲモータに限らず、例えば車載補機としてのＳＲモータであってもよい。また、本発明の適用対象としては、車載ＳＲモータに限らない。
【符号の説明】
【０１８７】
２０…電力変換回路、２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ…Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２４】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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【図３２】
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【図３５】
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【図３６】
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【図３７】
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【図３８】
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【図３９】
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【図４０】
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【図４１】
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【図４２】
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【図４３】
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【図４４】
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【図４５】
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【図４６】
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【図４７】
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【図４８】
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【図１１】
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【図１９】
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【図２３】
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【図２５】
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【図３３】
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【図３４】
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