(57)【要約】【課題】ＳＲＭを駆動する電力変換装置において、０電圧印加モードにおける電力損失を低減する。【解決手段】バッテリ１０に接続され、複数の巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗを備えるＳＲＭを駆動する電力変換装置２０において、バッテリ１０に対し直列接続されたハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｖ１，Ｓｗ１及びロウアームダイオードＤｕ２，Ｄｖ２，Ｄｗ２を有する第１レグと、ハイアームダイオードＤｕ３，Ｄｖ３，Ｄｗ３及びロウアームスイッチＳｕ４，Ｓｖ４，Ｓｗ４を有する第２レグとを備え、第１レグの第１中性点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１と、第２レグの第２中性点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２との間に巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗが接続されるものであって、巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗと並列接続されるミドルアームＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍを備えることを特徴とする。【選択図】      図１
2016201970.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
直流電源（１０）に接続され、複数の巻線（２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）を備えるスイッチトリラクタンスモータを駆動する電力変換装置（２０，２０ａ）において、
前記直流電源に対し直列接続されたハイアーム（Ｓｕ１，Ｓｕ３，Ｓｖ１，Ｓｖ３，Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｄｕ１，Ｄｕ３，Ｄｖ１，Ｄｖ３，Ｄｗ１，Ｄｗ３）及びロウアーム（Ｓｕ２，Ｓｕ４，Ｓｖ２，Ｓｖ４，Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｄｕ２，Ｄｕ４，Ｄｖ２，Ｄｖ４，Ｄｗ２，Ｄｗ４）を、それぞれ有する第１レグ及び第２レグを備え、
前記第１レグのハイアームとロウアームとの接続点である第１中性点（Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１）と、前記第２レグのハイアームとロウアームとの接続点である第２中性点（Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２）との間に前記巻線が接続されるものであって、
前記第１中性点と、前記第２中性点との間に前記巻線と並列接続されるミドルアーム（Ｓｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍ）を備えることを特徴とする電力変換装置。
【請求項２】
前記巻線に対し、前記第１中性点から前記第２中性点に向かう方向である正方向に電圧を印加する正電圧印加モードと、
前記巻線に対し、前記第２中性点から前記第１中性点に向かう方向である負方向に電圧を印加する負電圧印加モードと、
前記ミドルアームを導通状態とすることで、前記巻線に印加される電圧を０とする０電圧印加モードと、を切り替える制御装置（３０，３０ａ）を備えることを特徴とする請求項１に記載の電力変換装置。
【請求項３】
前記制御装置は、前記正電圧印加モードから前記０電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記０電圧印加モードから前記正電圧印加モードへの切り替え時において、前記直流電源の短絡を抑制する制御を実施することを特徴とする請求項２に記載の電力変換装置。
【請求項４】
前記制御装置（３０）は、前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームをともに導通状態にすることで、前記正電圧印加モードとし、前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームをともに遮断状態にすることで、前記負電圧印加モードとするものであることを特徴とする請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項５】
前記制御装置は、前記０電圧印加モードにおいて、前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームをともに遮断状態とするとともに、前記ミドルアームを導通状態とすることを特徴とする請求項４に記載の電力変換装置。
【請求項６】
前記正電圧印加モードから前記０電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記０電圧印加モードから前記正電圧印加モードへの切り替え時において、前記第１レグのハイアーム、前記第２レグのロウアーム、及び、前記ミドルアームの少なくともいずれかを遮断状態とすることで、前記直流電源の短絡を抑制する制御を実施することを特徴とする請求項４又は５に記載の電力変換装置。
【請求項７】
前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームは、逆導通性を有するスイッチング素子、又は、逆導通性を有しないスイッチング素子及び当該スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードを備えることを特徴とする請求項３乃至６のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項８】
前記制御装置（３０ａ）は、前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームをともに導通状態とするとともに、前記第１レグのロウアーム及び前記第２レグのハイアームをともに遮断状態とすることで、前記巻線に正方向の電圧を印加する正電圧印加モードとし、前記第１レグのハイアーム及び前記第２レグのロウアームをともに遮断状態とするとともに、前記第１レグのロウアーム及び前記第２レグのハイアームをともに導通状態とすることで、前記巻線に負方向の電圧を印加する負電圧印加モードとすることを特徴とする請求項２又は３に記載の電力変換装置。
【請求項９】
前記制御装置は、前記０電圧印加モードにおいて、前記第１レグ及び前記第２レグのハイアーム及びロウアームを全て遮断状態とするとともに、前記ミドルアームを導通状態とすることを特徴とする請求項８に記載の電力変換装置。
【請求項１０】
前記正電圧印加モードから前記０電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記０電圧印加モードから前記正電圧印加モードへの切り替え時において、前記第１レグのロウアーム、及び、前記第２レグのハイアームをともに遮断状態としつつ、前記第１レグのハイアーム、前記第２レグのロウアーム、及び、前記ミドルアームの少なくともいずれかを遮断状態とすることで、前記直流電源の短絡を抑制する制御を実施することを特徴とする請求項８又は９に記載の電力変換装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、前記負電圧印加モードから前記０電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記０電圧印加モードから前記負電圧印加モードへの切り替え時において、前記直流電源の短絡を抑制することを特徴とする請求項８乃至１０のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、前記負電圧印加モードから前記０電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記０電圧印加モードから前記負電圧印加モードへの切り替え時において、前記第１レグのロウアーム、前記第２レグのハイアーム、及び、前記ミドルアームの少なくともいずれかを遮断状態とすることで、前記直流電源の短絡を抑制することを特徴とする請求項１１に記載の電力変換装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、前記負電圧印加モードから前記正電圧印加モードへの切り替え時、及び、前記負電圧印加モードから前記正電圧印加モードへの切り替え時において、同一のレグに属するハイアーム及びロウアームの一方を遮断状態とすることで、前記直流電源の短絡を抑制することを特徴とする請求項８乃至１２のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１４】
前記第１レグのロウアーム及び前記第２レグのハイアームは、逆導通性を有するスイッチング素子、又は、逆導通性を有しないスイッチング素子及び当該スイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードを備えることを特徴とする請求項８乃至１３のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１５】
前記逆導通性を有しないスイッチング素子は、ＩＧＢＴであることを特徴とする請求項７又は１４のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１６】
前記逆導通性を有しないスイッチング素子に逆並列に接続されているダイオードは、ＳｉＣ−ＳＢＤであることを特徴とする請求項７又は１４に記載の電力変換装置。
【請求項１７】
前記逆導通性を有するスイッチング素子は、ＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴであることを特徴とする請求項７又は１４に記載の電力変換装置。
【請求項１８】
前記ミドルアームは、逆導通性を有さないスイッチング素子であることを特徴とする請求項１乃至１７のいずれか１項に記載の電力変換装置。
【請求項１９】
前記ミドルアームは、逆導通性を有さず、かつ、逆耐圧性を有するスイッチング素子であることを特徴とする請求項１８に記載の電力変換装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
スイッチトリラクタンスモータを駆動する電力変換装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電力変換装置によりスイッチトリラクタンスモータ（SRM: Switched Reluctance Motor）を駆動する場合、モータを構成する各相の巻線に対して正の電圧を印加し相電流を増加させるとともに、各相の巻線に対して負の電圧を印加し相電流を減少させることで、相電流を指令値に近づける制御を行う。ここで、各相の巻線に対して正の電圧を印加する状態を正電圧印加モードと呼び、負の電圧を印加する状態を負電圧印加モードと呼ぶ。
【０００３】
正電圧印加モードでは、電力変換装置の第１レグのハイアームと、第２レグのロウアームに電流が流れる。また、負電圧印加モードでは、電力変換装置の第１レグのロウアームと、第２レグのハイアームに電流が流れる。
【０００４】
この２つのモードを相互に切り替えると、相電流の変化が大きいため、トルクリプルが増加するといった問題がある。また、スイッチング回数が増加することによるスイッチング損失の増加が懸念される。そこで、電圧を巻線に対して印加しない０電圧印加モードを設けることで、電流の変化を緩やかにするとともに、スイッチング回数を低減させ、スイッチング損失を低減する構成が知られている（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−２３５０８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
０電圧印加モードでは、相電流が、第１レグのハイアーム及び第２レグのハイアーム、又は、第１レグのロウアーム及び第２レグのロウアームに流れることになる。つまり、２つの素子に対して電流が流れることになるため、電力損失の増加が懸念される。
【０００７】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、ＳＲＭを駆動する電力変換装置において、０電圧印加モードにおける電力損失を低減することを主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、直流電源（１０）に接続され、複数の巻線（２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ）を備えるスイッチトリラクタンスモータを駆動する電力変換装置（２０，２０ａ）において、前記直流電源に対し直列接続されたハイアーム（Ｓｕ１，Ｓｕ３，Ｓｖ１，Ｓｖ３，Ｓｗ１，Ｓｗ３，Ｄｕ１，Ｄｕ３，Ｄｖ１，Ｄｖ３，Ｄｗ１，Ｄｗ３）及びロウアーム（Ｓｕ２，Ｓｕ４，Ｓｖ２，Ｓｖ４，Ｓｗ２，Ｓｗ４，Ｄｕ２，Ｄｕ４，Ｄｖ２，Ｄｖ４，Ｄｗ２，Ｄｗ４）を、それぞれ有する第１レグ及び第２レグを備え、前記第１レグのハイアームとロウアームとの接続点である第１中性点（Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１）と、前記第２レグのハイアームとロウアームとの接続点である第２中性点（Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２）との間に前記巻線が接続されるものであって、前記第１中性点と、前記第２中性点との間に前記巻線と並列接続されるミドルアーム（Ｓｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍ）を備えることを特徴とする。
【０００９】
上記構成によれば、０電圧印加モードにおいて、ミドルアームを導通状態とすると、巻線に流れる電流は主としてミドルアームに流れることになる。これにより、０電圧印加モードにおいて電流が流れる素子の数を低減し、電力損失を低減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】第１実施形態の電気的構成を示す図。
【図２】スイッチ状態によって異なる電流経路を示す図。
【図３】第１実施形態の０電圧印加モードにおける電流経路を示す図。
【図４】正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャート。
【図５】負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャート。
【図６】０電圧印加モードから正電圧印加モード及び負電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャート。
【図７】第１実施形態のスイッチ状態の変化を表すタイミングチャート。
【図８】第１実施形態による電力損失の低減効果を表す図。
【図９】第２実施形態の電気的構成を表す図。
【図１０】第２実施形態の負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャート。
【図１１】第２実施形態の０電圧印加モードから正電圧印加モード及び負電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャート。
【図１２】第１実施形態のスイッチ状態の変化を表すタイミングチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
（第１実施形態）
第１実施形態における電力変換装置及びスイッチトリラクタンスモータ（SRM: Switched Reluctance Motor）の電気的構成を図１に示す。直流電源としてのバッテリ１０は、端子電圧が例えば数百Ｖとなる２次電池である。なお、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。
【００１２】
バッテリ１０には、平滑コンデンサ１２を介して電力変換装置２０が接続されている。電力変換装置２０には、車載主機としてのＳＲＭが接続されている。ＳＲＭとしては、Ｕ相巻線２２ｕ、Ｖ相巻線２２ｖ及びＷ相巻線２２ｗを備える３相の全節巻ＳＲＭを用いている。
【００１３】
電力変換装置２０は、Ｕ相を構成する、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームダイオードＤｕ２の直列接続体（Ｕ相第１レグ）と、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４の直列接続体（Ｕ相第２レグ）と、を備えている。また、電力変換装置２０は、Ｖ相を構成する、Ｖ相ハイアームスイッチＳｖ１及びＶ相ロウアームダイオードＤｖ２の直列接続体（Ｖ相第１レグ）と、Ｖ相ハイアームダイオードＤｖ３及びＶ相ロウアームスイッチＳｖ４の直列接続体（Ｖ相第２レグ）と、を備えている。また、電力変換装置２０は、Ｗ相を構成する、Ｗ相ハイアームスイッチＳｗ１及びＷ相ロウアームダイオードＤｗ２の直列接続体（Ｗ相第１レグ）と、Ｗ相ハイアームダイオードＤｗ３及びＷ相ロウアームスイッチＳｗ４の直列接続体（Ｗ相第２レグ）と、を備えている。なお、ハイアームスイッチ又はハイアームダイオードが設けられている接続線がハイアームであり、ロウアームスイッチ又はロウアームダイオードが設けられている接続線がロウアームである。
【００１４】
本実施形態では、各相のハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｖ１，Ｓｗ１及び各相のロウアームスイッチＳｕ４，Ｓｖ４，Ｓｗ４として、逆導通性を有しないスイッチング素子であるＩＧＢＴを用いている。ここで、逆導通性を有するとは、オフ状態において、順方向には電流が流れないが、逆方向に電流が流れる性質をいい、逆導通性を有しないとは、オフ状態において、順方向及び逆方向に電流が流れない性質をいう。
【００１５】
また、各相のハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｖ１，Ｓｗ１及び各相のロウアームスイッチＳｕ４，Ｓｖ４，Ｓｗ４には、それぞれ、逆並列に還流ダイオードＤｕ１，Ｄｖ１，Ｄｗ１，Ｄｕ４，Ｄｖ４，Ｄｗ４が設けられている。還流ダイオードＤｕ１，Ｄｖ１，Ｄｗ１，Ｄｕ４，Ｄｖ４，Ｄｗ４は、それぞれ、ＳｉＣ−ＳＢＤである。還流ダイオードとして、ＳｉＣ−ＳＢＤを用いることで、リカバリ損失を低減することができる。
【００１６】
ここで、Ｕ相の接続態様について詳述する。Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームダイオードＤｕ２の接続点である第１中性点Ｐｕ１と、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４の接続点である第２中性点Ｐｕ２とは、Ｕ相巻線２２ｕを介して接続されている。Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１のエミッタ及びＵ相ロウアームダイオードＤｕ２のカソード同士は接続され、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１のコレクタは、バッテリ１０の正極端子に接続されている。また、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２のアノードは、バッテリ１０の負極端子に接続されている。一方、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３のアノード及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４のコレクタ同士は接続され、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３のカソードは、バッテリ１０の正極端子に接続されている。また、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４のエミッタは、バッテリ１０の負極端子に接続されている。
【００１７】
なお、Ｖ相及びＷ相の接続態様は、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。
【００１８】
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、全節巻ＳＲＭの駆動状態を示す制御量である出力トルクを、その指令値（駆動要求）であるトルク指令値Ｔ＊に制御する。
【００１９】
具体的には、制御装置３０は、トルク指令値Ｔ＊に応じて、相電流の目標値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊をそれぞれ設定する。制御装置３０は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが目標値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊となるように、電力変換装置２０を構成する各スイッチＳｕ１，Ｓｕ４，Ｓｖ１，Ｓｖ４，Ｓｗ１，Ｓｗ４のオンオフ状態（導通状態／遮断状態）を切り替えることで、出力トルクがトルク指令値Ｔ＊となるように制御する。制御装置３０は、各スイッチＳｕ１，Ｓｕ４，Ｓｖ１，Ｓｖ４，Ｓｗ１，Ｓｗ４に対して、操作信号ｇｕ１，ｇｕ４，ｇｖ１，ｇｖ４，ｇｗ１，ｇｗ４を出力することで、オンオフ状態を切り替える。なお、制御装置３０は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの検出値を各相巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗに設けられた電流センサ（図示略）から取得する。
【００２０】
トルク指令値Ｔ＊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、ＳＲＭ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。
【００２１】
続いて、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４のオンオフ制御による、Ｕ相巻線２２ｕに印加される電圧について、図２（ａ）〜（ｄ）を用いて説明する。なお、Ｖ相巻線２２ｖ及びＷ相巻線２２ｗに印加される電圧についても同様であるため、その説明を省略する。
【００２２】
図２（ａ）は、Ｕ相巻線２２ｕにＶｄｃの電圧を印加する場合の経路（経路１）を示している。この場合には、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４がともにオン操作される。そのため、経路は、バッテリ１０の正極、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１、Ｕ相巻線２２ｕ、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４、バッテリ１０の負極の順に電気的に接続される閉回路となり、Ｕ相巻線２２ｕには、正方向の電圧（Ｖｄｃ）が印加される。
【００２３】
図２（ｂ）は、Ｕ相巻線２２ｕに−Ｖｄｃの電圧を印加する場合の経路（経路２）を示している。この場合には、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４がともにオフ操作される。そのため、経路は、バッテリ１０の負極、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２、Ｕ相巻線２２ｕ、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３、バッテリ１０の正極の順に電気的に接続される閉回路となり、Ｕ相巻線２２ｕには、負方向の電圧（−Ｖｄｃ）が印加される。
【００２４】
図２（ｃ）は、Ｕ相巻線２２ｕに印加する電圧をゼロとする場合の経路（経路３）を示している。この場合には、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１がオフ操作され、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４がオン操作される。そのため、経路は、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２、Ｕ相巻線２２ｕ、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４の順に接続される閉回路となり、Ｕ相巻線２２ｕに印加される電圧はゼロとなる。
【００２５】
図２（ｄ）は、Ｕ相巻線２２ｕに印加する電圧をゼロとする場合の電気経路（経路４）の、別の例を示している。この場合には、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１がオン操作され、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４がオフ操作される。そのため、電気経路は、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１、Ｕ相巻線２２ｕの順に接続される閉回路となり、Ｕ相巻線２２ｕに印加される電圧はゼロとなる。
【００２６】
図２（ｃ），（ｄ）に示す０電圧印加モードを設けることで、Ｕ相巻線２２ｕに流れる電流の変化を穏やかにする。これにより、正電圧印加モード及び負電圧印加モードのみを切り替えて用いる場合に比べて、トルクリプルの増加やスイッチング回数の増加を抑制することができる。
【００２７】
ここで、図２（ｃ）に示す０電圧印加モードでは、電流が、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２、及び、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４に流れ、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２、及び、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４のそれぞれで電力損失が生じる。また、図２（ｄ）に示す０電圧印加モードでは、電流が、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３、及び、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１に流れ、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３、及び、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１のそれぞれで電力損失が生じる。
【００２８】
そこで、図１に示すように、本実施形態の電力変換装置２０は、相毎にミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍを設けている。ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍは、各相の第１中性点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１と、第２中性点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２との間に、巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗと並列接続される接続線（ミドルアーム）に設けられている。
【００２９】
０電圧印加モードにおいて、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍをオン状態とすると、巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗに流れる電流は主としてミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍに流れることになる。これにより、０電圧印加モードにおいて電流が流れる素子の数を低減し、電力損失を低減することができる。
【００３０】
ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍは、それぞれ、逆導通性を有さず、逆耐圧性を有するスイッチであり、逆耐圧ＩＧＢＴである。ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍは、各相の第２中性点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２から第１中性点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１に向かって電流が流れるように接続されている。逆導通性を有しないことで、第１中性点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１から第２中性点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ２に電流が流れる場合に、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍを介して電流が流れることを抑制する。また、逆耐圧ＩＧＢＴを用いることで、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍに逆電圧が印加された場合に、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍに対する損傷を抑制することができる。制御装置３０は、各ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍに対して、操作信号ｇｕｍ，ｇｖｍ，ｇｗｍを出力することで、オンオフ状態を切り替える。
【００３１】
図３に示すように、Ｕ相において、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１をオフ操作し、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ４をオフ操作し、Ｕ相ミドルアームスイッチＳｕｍをオン操作する。この場合、電気経路（経路５）は、Ｕ相巻線２２ｕ、Ｕ相ミドルアームスイッチＳｕｍが接続されている閉回路となり、Ｕ相巻線２２ｕに印加される電圧はゼロとなる。
【００３２】
０電圧印加モードにおいて、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍのみをオン状態とすることで、巻線２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ及びミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍにのみ電流が流れることになる。これにより、電流が流れる経路におけるスイッチング素子が一つとなるため、電力損失を効率的に低減することができる。
【００３３】
図３に示す経路５と、図２（ｃ）に示す経路３とを比較すると、Ｕ相ロウアームダイオードＤｕ２における電力損失（順方向損失）を低減することが可能となっている。また、図３に示す経路５と、図２（ｄ）に示す経路４とを比較すると、Ｕ相ハイアームダイオードＤｕ３における電力損失（順方向損失）を低減することが可能となっている。
【００３４】
ここで、第１中性点Ｐｕ１，Ｐｖ１，Ｐｗ１と第２中性点Ｐｕ２，Ｐｖ２，Ｐｗ３とが、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍで接続されることになる。ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍがオン状態とされることで、ミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍを介してバッテリ１０が短絡される懸念が生じる。そこで、正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時、及び、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、バッテリ１０の短絡を抑制する制御を実施する。
【００３５】
具体的には、正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオン状態としている場合に、スイッチＳｕｍをオン操作すると、スイッチＳｕ１，Ｓｕｍ，Ｓｕ４を介してバッテリ１０が短絡する。一方、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオフ状態とした後に、スイッチＳｕｍをオン操作すると、正電圧印加モードと０電圧印加モードとの間に、負電圧印加モードが生じることになる。この負電圧印加モードによって、Ｕ相巻線２２ｕに流れる電流が変化することが懸念される。
【００３６】
そこで、正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４の一方のオン操作を継続し、他方をオフ操作する。その状態で、スイッチＳｕｍをオン操作する。そして、スイッチＳｕｍがオン状態とされてから、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４のうちオン状態とされている方をオフ操作する。このようにスイッチＳｕ１，Ｓｕ４，Ｓｕｍを操作することで、バッテリ１０の短絡を抑制する。
【００３７】
また、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕｍがオン状態とされている場合に、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオン操作すると、スイッチＳｕ１，Ｓｕｍ，Ｓｕ４を介してバッテリ１０が短絡する。一方、スイッチＳｕｍをオフ操作した後に、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオン操作すると、０電圧印加モードと正電圧印加モードとの間に負電圧印加モードが生じることになる。この負電圧印加モードによって、Ｕ相巻線２２ｕに流れる電流が変化することが懸念される。
【００３８】
そこで、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕｍのオン状態を継続し、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４の一方をオン操作する。スイッチＳｕ１，Ｓｕ４の一方がオン状態とされた後、スイッチＳｕｍをオフ操作する。そして、スイッチＳｕｍがオン状態とされた後、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４のうちオフ状態とされている方をオン操作する。このようにスイッチＳｕ１，Ｓｕ４，Ｓｕｍを操作することで、バッテリ１０の短絡を抑制する。
【００３９】
図４に正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この切り替え処理は、制御装置３０によって所定周期ごとに実施される。
【００４０】
ステップＳ０１において、現在のモードが正電圧印加モードであるか否かを判定する。正電圧印加モードでない場合（Ｓ０１：ＮＯ）、処理を終了する。正電圧印加モードである場合（Ｓ０１：ＹＥＳ）、ステップＳ０２において、相電流Ｉｕが増加し、目標値Ｉｕ＊に達しているか否かを判定する。相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達していない場合（Ｓ０２：ＮＯ）、処理を終了する。
【００４１】
相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達している場合（Ｓ０２：ＹＥＳ）、ステップＳ０３において、スイッチＳｕ４をオフ操作する。ステップＳ０４において、スイッチＳｕ４がオフ状態とされるまで待機する。ステップＳ０４では、例えば、スイッチＳｕ４のオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕ４がオフ状態とされた後、ステップＳ０５において、スイッチＳｕｍをオン操作する。ステップＳ０６において、スイッチＳｕｍがオン状態とされるまで待機する。ステップＳ０６では、例えば、スイッチＳｕｍのオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕｍがオン状態とされた後、ステップＳ０７において、スイッチＳｕ１をオフ操作し、処理を終了する。
【００４２】
図５に負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この切り替え処理は、制御装置３０によって所定周期ごとに実施される。
【００４３】
ステップＳ１１において、現在のモードが負電圧印加モードであるか否かを判定する。負電圧印加モードでない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、処理を終了する。負電圧印加モードである場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、ステップＳ１２において、相電流Ｉｕが減少し、目標値Ｉｕ＊に達しているか否かを判定する。相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達していない場合（Ｓ１２：ＮＯ）、処理を終了する。相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達している場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１３において、スイッチＳｕｍをオン操作し、処理を終了する。
【００４４】
図６に０電圧印加モードから正電圧印加モード及び負電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この切り替え処理は、制御装置３０によって所定周期ごとに実施される。
【００４５】
ステップＳ２１において、現在のモードが０電圧印加モードであるか否かを判定する。０電圧印加モードでない場合（Ｓ２１：ＮＯ）、処理を終了する。０電圧印加モードである場合（Ｓ２１：ＹＥＳ）、ステップＳ２２において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より小さいか否かを判定する。ここで、相電流Ｉｕと目標値Ｉｕ＊との比較にはヒステリシスを設けている。即ち、相電流Ｉｕが「目標値Ｉｕ＊−許容値ΔＩ」より小さくなったときに、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より小さいと判定する。
【００４６】
相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より小さい場合（Ｓ２２：ＹＥＳ）、ステップＳ２３において、スイッチＳｕ１をオン操作する。ステップＳ２４において、スイッチＳｕ１がオン状態とされるまで待機する。ステップＳ２４では、例えば、スイッチＳｕ１のオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕ１がオン状態とされた後、ステップＳ２５において、スイッチＳｕｍをオフ操作する。ステップＳ２６において、スイッチＳｕｍがオフ状態とされるまで待機する。ステップＳ２５では、例えば、スイッチＳｕｍのオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕｍがオフ状態とされた後、ステップＳ２７において、スイッチＳｕ４のオン操作を実施する。ステップＳ２７において、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替えが完了するため、処理を終了する。
【００４７】
相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より小さいと判定されない場合（Ｓ２２：ＮＯ）、ステップＳ２８において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より大きいか否かを判定する。ここで、相電流Ｉｕと目標値Ｉｕ＊との比較にはヒステリシスを設けている。即ち、相電流Ｉｕが「目標値Ｉｕ＊＋許容値ΔＩ」より大きくなったときに、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より大きいと判定する。相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より大きいと判定されない場合（Ｓ２８：ＮＯ）、０電圧印加モードから正電圧印加モード及び負電圧印加モードへの切り替えを行わず、処理を終了する。相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より大きい場合（Ｓ２８：ＹＥＳ）、ステップＳ２９において、スイッチＳｕｍをオフ操作する。ステップＳ２９において、０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替えが完了するため、処理を終了する。
【００４８】
図７に本実施形態におけるスイッチ状態の変化を表すタイミングチャートを示す。
【００４９】
時刻Ｔ１において、ＳＲＭの駆動が開始される。ＳＲＭの駆動開始に伴い、相電流の目標値Ｉｕ＊が設定され、相電流Ｉｕ＜目標値Ｉｕ＊となり、電力変換装置２０は、正電圧印加モードとされる。これにより、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４がともにオン状態とされる。正電圧印加モードとされることで、相電流Ｉｕが増加していく。
【００５０】
時刻Ｔ２において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達することで、正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替えが行われる。０電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ２において、スイッチＳｕ１がオフ状態とされる。スイッチＳｕ４のみがオン状態とされることで、経路３に電流が流れる０電圧印加モードとなる。その後、時刻Ｔ３において、スイッチＳｕｍがオン状態とされることで、経路３及び経路５に電流が流れる０電圧印加モードとなる。その後、時刻Ｔ４において、スイッチＳｕ４がオフ状態とされることで、経路５に電流が流れる０電圧印加モードとなる。
【００５１】
時刻Ｔ５において、ＳＲＭの出力低下要求に伴い、相電流の目標値Ｉｕ＊が低下することで、０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替えが行われる。負電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ５において、スイッチＳｕｍがオフ状態とされることで、経路２に電流が流れる負電圧印加モードとなる。
【００５２】
時刻Ｔ６において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達することで、負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替えが行われる。０電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ６において、スイッチＳｕｍがオン状態とされる。スイッチＳｕｍがオン状態とされることで、経路５に電流が流れる０電圧印加モードとなる。
【００５３】
時刻Ｔ７において、ＳＲＭの出力増加要求に伴い、相電流の目標値Ｉｕ＊が増加することで、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替えが行われる。正電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ７において、スイッチＳｕ４がオン操作される。スイッチＳｕｍ，Ｓｕ４がともにオン状態とされることで、経路３及び経路５に電流が流れる０電圧印加モードとなる。その後、時刻Ｔ８において、スイッチＳｕｍがオフ状態とされることで、経路３に電流が流れる０電圧印加モードとなる。その後、時刻Ｔ９において、スイッチＳｕ１がオン操作される。スイッチＳｕ１，Ｓｕ４がともにオン状態とされることで、正電圧印加モードとなり、相電流Ｉｕが増加していく。
【００５４】
図８（ａ）に示す相電流Ｉｕが流れるような条件で、本実施形態の制御であるスイッチＳｕｍを用いた場合の電力損失と、従来の制御であるスイッチＳｕｍを用いなかった場合の電力損失を比較した。
【００５５】
図８（ａ）の期間Ａでは、目標値Ｉｕ＊がＩＡに設定されており、正電圧印加モードと０電圧印加モードとが繰り返し実施される。０電圧印加モードにおいて、相電流Ｉｕが減少し、相電流Ｉｕが「目標値ＩＡ−許容値ΔＩ」より小さくなったときに、正電圧印加モードへの切り替えが行われる。また、正電圧印加モードにおいて、相電流Ｉｕが増加し、相電流Ｉｕが目標値ＩＡに達することで、０電圧印加モードへの切り替えが行われる。
【００５６】
図８（ａ）の期間Ｂでは、目標値Ｉｕ＊が０に設定されることで、負電圧印加モードが実施され、相電流Ｉｕが０まで減少していく。その後、期間Ｃの開始時において、再度、目標値Ｉｕ＊がＩＡに設定されることで、正電圧印加モードと０電圧印加モードとが繰り返し実施される。
【００５７】
図８（ｂ）に示すように、図８（ａ）に示す相電流Ｉｕが流れるような条件下では、従来の制御であるスイッチＳｕｍを用いなかった場合と比較して、本実施形態の制御であるスイッチＳｕｍを用いた場合、約１割電力損失を低減することが可能である。なお、スイッチＳｕｍを用いることによる電力損失削減の効果は、０電圧印加モードが実施された時間により変化する。
【００５８】
（第２実施形態）
第２実施形態における電力変換装置及びＳＲＭの電気的構成図を図９に示す。ここで、図１に示す構成と同一の構成については、同一の符号を付し、適宜説明を省略する。
【００５９】
電力変換装置２０ａは、Ｕ相を構成する、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２の直列接続体（Ｕ相第１レグ）と、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４の直列接続体（Ｕ相第２レグ）と、を備えている。また、電力変換装置２０ａは、Ｖ相を構成する、Ｖ相ハイアームスイッチＳｖ１及びＶ相ロウアームスイッチＳｖ２の直列接続体（Ｖ相第１レグ）と、Ｖ相ハイアームスイッチＳｖ３及びＶ相ロウアームスイッチＳｖ４の直列接続体（Ｖ相第２レグ）と、を備えている。また、電力変換装置２０ａは、Ｗ相を構成する、Ｗ相ハイアームスイッチＳｗ１及びＷ相ロウアームスイッチＳｗ２の直列接続体（Ｗ相第１レグ）と、Ｗ相ハイアームスイッチＳｗ３及びＷ相ロウアームスイッチＳｗ４の直列接続体（Ｗ相第２レグ）と、を備えている。本実施形態では、スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４，Ｓｖ１〜Ｓｖ４，Ｓｗ１〜Ｓｗ４として、ＩＧＢＴを用いている。第１レグのロウアーム及び第２レグのハイアームをスイッチング素子とすることで、負電圧印加モードにおける電力損失を低減することができる。
【００６０】
また、スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４，Ｓｖ１〜Ｓｖ４，Ｓｗ１〜Ｓｗ４には、それぞれ、逆並列に還流ダイオードＤｕ１〜Ｄｕ４，Ｄｖ１〜Ｄｖ４，Ｄｗ１〜Ｄｗ４が設けられている。還流ダイオードＤｕ１〜Ｄｕ４，Ｄｖ１〜Ｄｖ４，Ｄｗ１〜Ｄｗ４は、それぞれ、ＳｉＣ−ＳＢＤである。
【００６１】
制御装置３０ａは、トルク指令値Ｔ＊に応じて、相電流の目標値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊をそれぞれ設定する。制御装置３０ａは、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが目標値Ｉｕ＊，Ｉｖ＊，Ｉｗ＊となるように、電力変換装置２０ａを構成する各スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４，Ｓｖ１〜Ｓｖ４，Ｓｗ１〜Ｓｗ４のオンオフ状態を切り替えることで、出力トルクがトルク指令値Ｔ＊となるように制御する。
【００６２】
ここで、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４がともにオン操作され、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２がともにオフ操作されることで、図２（ａ）に示す経路１と同等の経路が形成され、正電圧印加モードとなる。
【００６３】
また、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ４がともにオフ操作され、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２がともにオン操作されることで、図２（ｂ）に示す経路２と同等の経路が形成され、負電圧印加モードとなる。Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２をオン状態とすることで、ダイオードに電流が流れることに伴う電力損失を低減することができる。なお、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２のいずれか一方、又は、両方がオフ状態とされていても、経路２と同等の経路が形成される。
【００６４】
また、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｕ３がオフ操作され、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ２，Ｓｕ４がオン操作されることで、図２（ｃ）に示す経路３と同等の経路が形成され、０電圧印加モードとなる。Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ２をオン状態とすることで、ダイオードに電流が流れることに伴う電力損失を低減することができる。なお、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ２がオフ状態とされていても、経路３と同等の経路が形成される。
【００６５】
また、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｕ３がオン操作され、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ２，Ｓｕ４がオフ操作されることで、図２（ｄ）に示す経路４と同等の経路が形成され、０電圧印加モードとなる。Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３をオン状態とすることで、ダイオードに電流が流れることに伴う電力損失を低減することができる。なお、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３がオフ状態とされていても、経路４と同等の経路が形成される。
【００６６】
ここで、第２実施形態における電力変換装置２０ａは、第１実施形態における電力変換装置２０と同様に、相毎にミドルアームスイッチＳｕｍ，Ｓｖｍ，Ｓｗｍを設けている。
【００６７】
Ｕ相において、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｕ３をオフ操作し、Ｕ相ロウアームスイッチＳｕ２，Ｓｕ４をオフ操作し、Ｕ相ミドルアームスイッチＳｕｍをオン操作することで、図３に示す経路５と同等の経路が形成され、０電圧印加モードとなる。なお、Ｕ相ハイアームスイッチＳｕ３及びＵ相ロウアームスイッチＳｕ２のいずれか一方がオン状態とされていても、経路５と同等の経路が形成される。０電圧印加モードにおいて、第１レグ及び第２レグのハイアームスイッチＳｕ１，Ｓｕ３及びロウアームスイッチＳｕ２，Ｓｕ４を全てオフ状態とする。これにより、Ｕ相巻線２２ｕに流れる電流は全てミドルアームスイッチＳｕｍに対してのみ流れることになり、スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４のオン抵抗による電力損失を低減することができる。
【００６８】
ここで、負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３がともにオン状態とされている場合に、スイッチＳｕｍをオン操作すると、スイッチＳｕ２，Ｓｕｍ，Ｓｕ３を介してバッテリ１０が短絡する。そこで、負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３，Ｓｕｍの少なくともいずれかをオフ状態とする。具体的には、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３の少なくとも一方をオフ状態とした後、スイッチＳｕｍをオン操作する。このようにスイッチＳｕ２，Ｓｕ３，Ｓｕｍを操作することで、バッテリ１０の短絡を抑制する。本実施形態では、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３をともにオフ状態とした後、スイッチＳｕｍをオン操作する。
【００６９】
また、０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕｍがオン状態とされている場合に、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３をオン操作すると、スイッチＳｕ２，Ｓｕｍ，Ｓｕ３を介してバッテリ１０が短絡する。そこで、負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時、及び、０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３，Ｓｕｍの少なくともいずれかをオフ状態とする。本実施形態では、スイッチＳｕｍをオフ状態とした後、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３をともにオン操作する。このようにスイッチＳｕ２，Ｓｕ３，Ｓｕｍを操作することで、バッテリ１０の短絡を抑制する。
【００７０】
また、正電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替え時、及び、負電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、同一のレグに属するハイアームスイッチ及びロウアームスイッチを同時にオン状態とすると、バッテリ１０が短絡する。そこで、負電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時、及び、負電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、同一のレグに属するハイアーム及びロウアームの一方を遮断状態とすることで、バッテリ１０の短絡を抑制する。
【００７１】
図１０に負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この切り替え処理は、制御装置３０ａによって所定周期ごとに実施される。なお、図５と同一の処理については説明を適宜省略する。
【００７２】
ステップＳ１２において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達している場合（Ｓ１２：ＹＥＳ）、ステップＳ１２ａにおいて、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３をともにオフ操作する。ステップＳ１２ｂにおいて、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３がオフ状態とされるまで待機する。ステップＳ１２ｂでは、例えば、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３のオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３がオフ状態とされた後、ステップＳ１３において、スイッチＳｕｍをオン操作し、処理を終了する。
【００７３】
図１１に０電圧印加モードから正電圧印加モード及び負電圧印加モードへの切り替え処理を表すフローチャートを示す。この切り替え処理は、制御装置３０ａによって所定周期ごとに実施される。なお、図６と同一の処理については説明を適宜省略する。
【００７４】
ステップＳ２８において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊より大きい場合、ステップＳ２９において、スイッチＳｕｍをオフ操作する。ステップＳ３０において、スイッチＳｕｍがオフ状態とされるまで待機する。ステップＳ３０では、例えば、スイッチＳｕｍのオンオフ状態が切り替わるのに十分な時間が経過するまで待機する。所定の待機時間が経過し、スイッチＳｕｍがオフ状態とされた後、ステップＳ３１において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３をオン操作し、処理を終了する。
【００７５】
図１２に本実施形態におけるスイッチ状態の変化を表すタイミングチャートを示す。時刻Ｔ１１〜時刻Ｔ１４のスイッチ状態の変化は、図７の時刻Ｔ１〜Ｔ４のスイッチ状態の変化と同様である。また、時刻Ｔ１９〜Ｔ２１のスイッチ状態の変化は、図７の時刻Ｔ７〜Ｔ９のスイッチ状態の変化と同様である。
【００７６】
時刻Ｔ１５において、ＳＲＭの出力低下要求に伴い、相電流の目標値Ｉｕ＊が低下することで、０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替えが行われる。負電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ１５において、スイッチＳｕｍがオフ状態とされることで、経路２に電流が流れる負電圧印加モードとなる。時刻Ｔ１５の後、所定の待機時間が経過した時刻Ｔ１６において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３がともにオン状態とされる。これにより、ダイオードＤｕ２，Ｄｕ３に代えて、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３を介して電流が流れるようになる。
【００７７】
時刻Ｔ１７において、相電流Ｉｕが目標値Ｉｕ＊に達することで、負電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替えが行われる。０電圧印加モードへの切り替えに伴い、時刻Ｔ１７において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３がともにオン状態とされる。これにより、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３に代えて、ダイオードＤｕ２，Ｄｕ３に電流が流れるようになる。時刻Ｔ１７の後、所定の待機時間が経過した時刻Ｔ１８において、スイッチＳｕｍがオン状態とされることで、経路５に電流が流れる０電圧印加モードとなる。
【００７８】
（他の実施形態）
・第１実施形態では、第１レグのハイアーム及び第２レグのロウアームとして、逆導通性を有しないスイッチング素子であるＩＧＢＴ（スイッチＳｕ１，Ｓｕ４）、及び、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４に逆並列に接続されているダイオードＤｕ１，Ｄｕ４を用いた。これを変更し、第１レグのハイアーム及び第２レグのロウアームとして、逆導通性を有するスイッチング素子であるＭＯＳ−ＦＥＴを用いてもよい。ＭＯＳ−ＦＥＴには、寄生ダイオード（ボディダイオード）が形成されるため、逆導通性を有する。つまり、オフ状態において、逆方向に電流が流れる。ここで、ＭＯＳ−ＦＥＴとしてＳｉＣ−ＭＯＳＦＥＴを用いることで、電力損失を低減することができる。
【００７９】
また、第２実施形態では、第１レグ及び第２レグのハイアーム及びロウアームとして、逆導通性を有しないスイッチング素子であるＩＧＢＴ（スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４）、及び、スイッチＳｕ１〜Ｓｕ４に逆並列に接続されているダイオードＤｕ１〜Ｄｕ４を用いた。これを変更し、第１レグ及び第２レグのハイアーム及びロウアームとして、逆導通性を有するスイッチング素子であるＭＯＳ−ＦＥＴを用いてもよい。
【００８０】
・正電圧印加モードから０電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオフ状態とした後に、スイッチＳｕｍをオン操作する構成としてもよい。また、０電圧印加モードから正電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕｍをオフ状態とした後に、スイッチＳｕ１，Ｓｕ４をともにオン操作する構成としてもよい。
【００８１】
・第２実施形態における０電圧印加モードから負電圧印加モードへの切り替え時において、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３の一方をオン操作し、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３の一方がオン状態とされた後、スイッチＳｕｍをオフ操作し、スイッチＳｕｍがオフ状態とされた後、スイッチＳｕ２，Ｓｕ３の他方をオン操作する構成としてもよい。
【００８２】
・０電圧印加モードにおいて、スイッチＳｕｍ以外をオン状態とする構成としてもよい。例えば、図４に示すフローチャートのステップＳ０７、及び、図６に示すステップＳ２３，Ｓ２４を省略する構成とする。この場合、０電圧印加モードにおいて、スイッチＳｕｍ，Ｓｕ１がともにオン状態とされるため、経路４及び経路５に電流が流れることになる。
【００８３】
・図４に示すフローチャートにおいて、スイッチＳｕ４をオフ状態とした後に、スイッチＳｕｍをオン状態とし、その後、スイッチＳｕ１をオフ操作する構成とした。これを変更し、スイッチＳｕ１をオフ状態とした後に、スイッチＳｕｍをオン状態とし、その後、スイッチＳｕ４をオフ操作とする構成としてもよい。
【００８４】
同様に、図６に示すフローチャートにおいて、スイッチＳｕ１をオン状態とした後に、スイッチＳｕｍをオフ状態とし、その後、スイッチＳｕ４をオン操作する構成とした。これを変更し、スイッチＳｕ４をオン状態とした後に、スイッチＳｕｍをオフ状態とし、その後、スイッチＳｕ１をオン操作する構成としてもよい。
【００８５】
・ミドルアームスイッチＳｕｍとして逆耐圧性を有しないＩＧＢＴを用いてもよい。
【符号の説明】
【００８６】
１０…バッテリ、２０…電力変換装置、２０ａ…電力変換装置、２２ｕ，２２ｖ，２２ｗ…巻線、Ｓｕ１，Ｓｕ３，Ｓｖ１，Ｓｖ３，Ｓｗ１，Ｓｗ３…ハイアームスイッチ、Ｄｕ１，Ｄｕ３，Ｄｖ１，Ｄｖ３，Ｄｗ１，Ｄｗ３…ハイアームダイオード、Ｓｕ２，Ｓｕ４，Ｓｖ２，Ｓｖ４，Ｓｗ２，Ｓｗ４…ロウアームスイッチ、Ｄｕ２，Ｄｕ４，Ｄｖ２，Ｄｖ４，Ｄｗ２，Ｄｗ４…ロウアームダイオード。
【図１】
2016201970.tif 000003
【図２】
2016201970.tif 000004
【図３】
2016201970.tif 000005
【図４】
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【図５】
2016201970.tif 000007
【図６】
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【図７】
2016201970.tif 000009
【図９】
2016201970.tif 000010
【図１０】
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【図１１】
2016201970.tif 000012
【図１２】
2016201970.tif 000013
【図８】
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