特許 6581063 スイッチトリラクタンスモータの制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6581063

(24)【登録日】2019年9月6日

(45)【発行日】2019年9月25日

(54)【発明の名称】スイッチトリラクタンスモータの制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/098 20160101AFI20190912BHJP

【ＦＩ】

   H02P25/098

【請求項の数】6

【全頁数】21

(21)【出願番号】特願2016-201252(P2016-201252)

(22)【出願日】2016年10月12日

(65)【公開番号】特開2018-64368(P2018-64368A)

(43)【公開日】2018年4月19日

【審査請求日】2018年4月20日

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000125370

【氏名又は名称】学校法人東京理科大学

(74)【代理人】

【識別番号】110002147

【氏名又は名称】特許業務法人酒井国際特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】出口 順一

(72)【発明者】

【氏名】舟橋 眞

(72)【発明者】

【氏名】吉末 監介

(72)【発明者】

【氏名】星 伸一

(72)【発明者】

【氏名】阿部 友哉

(72)【発明者】

【氏名】小林 祐介

(72)【発明者】

【氏名】村上 陽介

【審査官】 大島 等志

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００２−２２１３４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０１４−２３６５５６（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００６−２３００７２（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２５／０９８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

スイッチトリラクタンスモータの制御装置において、
前記スイッチトリラクタンスモータを低負荷領域で駆動させる場合には、前記スイッチトリラクタンスモータが高負荷領域で駆動する場合に印加される電圧よりも降圧した電圧を前記スイッチトリラクタンスモータに印加する降圧制御を実施する降圧制御手段を備え、
前記低負荷領域は、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が所定回転数よりも低いこと、および前記スイッチトリラクタンスモータのトルクが所定トルクよりも小さいことのうち少なくともいずれか一方を満たす駆動領域である
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】

前記降圧制御手段は、前記降圧制御を実施する際、前記スイッチトリラクタンスモータの動作点が前記低負荷領域内において相対的に高負荷側から低負荷側に変化するにつれて前記スイッチトリラクタンスモータに印加する電圧を徐々に降圧させる
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の制御装置。

【請求項3】

前記降圧制御手段は、
前記低負荷領域内において相対的に高負荷側の領域で前記スイッチトリラクタンスモータを駆動させる場合には、前記降圧制御を実施し、かつ前記スイッチトリラクタンスモータに流す電流の励磁幅を所定幅に制御し、
前記低負荷領域内において相対的に低負荷側の領域で前記スイッチトリラクタンスモータを駆動させる場合には、前記降圧制御を実施し、かつ前記励磁幅を前記所定幅よりも拡大させる励磁幅拡大制御を実施する
ことを特徴とする請求項１または２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4】

前記降圧制御手段は、前記励磁幅拡大制御を実施する際、前記低負荷領域内において前記スイッチトリラクタンスモータの動作点が相対的に低負荷側に変化するにつれて前記電流の励磁幅を徐々に拡大させる
ことを特徴とする請求項３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】

前記降圧制御手段は、前記降圧制御を実施する際、前記スイッチトリラクタンスモータに正の電圧を印加している状態で当該スイッチトリラクタンスモータを流れる電流の値が低下し続ける電流波形に制御する
ことを特徴とする請求項１から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】

前記電流の値が低下し続ける電流波形は、前記スイッチトリラクタンスモータに印加する電圧を０Ｖにしている状態の電流波形、または前記スイッチトリラクタンスモータに負の電圧を印加している状態の電流波形よりも、前記電流の値が緩やかに低下する電流波形である
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】

特許文献１には、スイッチトリラクタンスモータの運転効率とエネルギー密度を改善するために、低負荷時、中負荷時、高負荷時の各制御モードで励磁開始角および励磁終了角を切り替える制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開２０１３−２４０２００号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

しかしながら、特許文献１に記載の構成では、効率を考慮しているものの、騒音・振動が考慮されていなかった。特許文献１に記載の構成では、スイッチトリラクタンスモータを低負荷領域で駆動する場合、効率を優先するあまり、スイッチトリラクタンスモータに流す電流の変化勾配が急峻になってしまう。そのため、低負荷時に起振力の変化が大きくなり、騒音・振動が悪化する虞がある。

【0005】

本発明は、上記事情を鑑みてなされたものであって、スイッチトリラクタンスモータが低負荷領域で駆動する場合に、振動・騒音を低減することができるスイッチトリラクタンスモータの制御装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

本発明は、スイッチトリラクタンスモータの制御装置において、前記スイッチトリラクタンスモータを低負荷領域で駆動させる場合には、前記スイッチトリラクタンスモータが高負荷領域で駆動する場合に印加される電圧よりも降圧した電圧を前記スイッチトリラクタンスモータに印加する降圧制御を実施する降圧制御手段を備えることを特徴とする。

【0007】

上記発明では、低負荷領域でスイッチトリラクタンスモータを駆動する際、降圧された電圧をスイッチトリラクタンスモータに印加するので、電流が緩やかに変化するとともに電流の変化幅が狭くなる。これにより、低負荷時の起振力の変化を抑制でき、騒音・振動を低減させることができる。

【0008】

本発明は、上記発明において、前記低負荷領域は、前記スイッチトリラクタンスモータの回転数が所定回転数よりも低いこと、および前記スイッチトリラクタンスモータのトルクが所定トルクよりも小さいことのうち少なくともいずれか一方を満たす駆動領域であることが好ましい。

【0009】

本発明は、上記発明において、前記降圧制御手段は、前記降圧制御を実施する際、前記スイッチトリラクタンスモータの動作点が前記低負荷領域内において相対的に高負荷側から低負荷側に変化するにつれて前記スイッチトリラクタンスモータに印加する電圧を徐々に降圧させることが好ましい。

【0010】

上記発明では、スイッチトリラクタンスモータに印加する電圧を徐々に降圧させることができるので、スイッチトリラクタンスモータの駆動状態を徐々に変化させることができる。これにより、スイッチトリラクタンスモータの駆動状態が急激に変化した際に生じるトルク変動などの発生を抑制することができる。

【0011】

本発明は、上記発明において、前記降圧制御手段は、前記低負荷領域内において相対的に高負荷側の領域で前記スイッチトリラクタンスモータを駆動させる場合には、前記降圧制御を実施し、かつ前記スイッチトリラクタンスモータに流す電流の励磁幅を所定幅に制御し、前記低負荷領域内において相対的に低負荷側の領域で前記スイッチトリラクタンスモータを駆動させる場合には、前記降圧制御を実施し、かつ前記励磁幅を前記所定幅よりも拡大させる励磁幅拡大制御を実施することが好ましい。

【0012】

上記発明では、印加電圧を降圧することにより振動・騒音を低減できるとともに、励磁幅を拡大させることにより振動・騒音を低減できる。これにより、降圧された電圧を印加することによる振動・騒音の低減効果に、電流の励磁幅を拡大することによる振動・騒音の低減効果を付加することができる。

【0013】

本発明は、上記発明において、前記降圧制御手段は、前記励磁幅拡大制御を実施する際、前記低負荷領域内において前記スイッチトリラクタンスモータの動作点が相対的に低負荷側に変化するにつれて前記電流の励磁幅を徐々に拡大させることが好ましい。

【0014】

上記発明では、スイッチトリラクタンスモータに通電する電流の励磁幅を徐々に拡大させることができるので、スイッチトリラクタンスモータの駆動状態を徐々に変化させることができる。これにより、スイッチトリラクタンスモータの駆動状態が急激に変化した場合に生じるトルク変動などの発生を抑制することができる。

【0015】

本発明は、上記発明において、前記降圧制御手段は、前記降圧制御を実施する際、前記スイッチトリラクタンスモータに正の電圧を印加している状態で当該スイッチトリラクタンスモータを流れる電流の値が低下し続ける電流波形に制御することが好ましい。

【0016】

上記発明では、スイッチトリラクタンスモータに正の電圧を印加している状態で電流の値が低下し続ける電流波形を実現できるため、インバータのスイッチング回数を少なくすることができる。そのため、スイッチング損失を低減することができ、スイッチトリラクタンスモータの効率低下を抑制することができる。

【0017】

本発明は、上記発明において、前記電流の値が低下し続ける電流波形は、前記スイッチトリラクタンスモータに印加する電圧を０Ｖにしている状態の電流波形、または前記スイッチトリラクタンスモータに負の電圧を印加している状態の電流波形よりも、前記電流の値が緩やかに低下する電流波形であることが好ましい。

【0018】

上記発明では、スイッチトリラクタンスモータに正の電圧を印加している状態でスイッチトリラクタンスモータを流れる電流の値が、電圧が０Ｖの場合や負の電圧が印加されている場合よりも、緩やかに低下する。すなわち、電流の値が急激に低下することを抑制できる。また、正の電圧が印加されている間は電流の値が緩やかに低下し続けるため、インバータのスイッチング回数を少なくすることができる。そのため、スイッチング損失を低減することができ、スイッチトリラクタンスモータの効率低下を抑制することができる。

【発明の効果】

【0019】

本発明では、低負荷領域でスイッチトリラクタンスモータを駆動する際、降圧された電圧をスイッチトリラクタンスモータに印加するので、電流が緩やかに変化するとともに電流の変化幅が狭くなる。これにより、低負荷時の起振力の変化を抑制でき、騒音・振動を低減することができる。

【図面の簡単な説明】

【0020】

【図1】図１は、実施形態のシステム構成例を示す概略図である。

【図2】図２は、スイッチトリラクタンスモータのＮ−Ｔ線図である。

【図3】図３は、駆動制御フローの一例を示すフローチャートである。

【図4】図４は、通常圧制御フローの一例を示すフローチャートである。

【図5】図５は、第１降圧制御フローの一例を示すフローチャートである。

【図6】図６は、第２降圧制御フローの一例を示すフローチャートである。

【図7】図７（ａ）は、通常制御の電圧波形を示す図である。図７（ｂ）は、第１降圧制御の電圧波形を示す図である。図７（ｃ）は、第２降圧制御の電圧波形を示す図である。図７（ｄ）は、各制御の電流波形を示す図である。

【図8】図８は、通常制御および第２降圧制御の３相電流波形を示す図である。

【図9】図９は、通常制御および第２降圧制御のラジアル力変動を比較説明するための図である。

【図10】図１０は、電圧徐変制御を説明するためのスイッチトリラクタンスモータのＮ−Ｔ線図である。

【図11】図１１は、スイッチトリラクタンスモータの変形例を模式的に示す図である。

【図12】図１２は、適用車両の一例を示すスケルトン図である。

【発明を実施するための形態】

【0021】

以下、図面を参照して、本発明の実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの制御装置について具体的に説明する。

【0022】

［１．システム構成］
図１は、本発明の一実施形態におけるスイッチトリラクタンスモータの制御装置を含むシステム構成例を示す概略図である。本実施形態のシステム構成は、スイッチトリラクタンスモータ（以下「ＳＲモータ」という）１と、インバータ２と、降圧部３と、バッテリ４と、制御装置１００とを含む。

【0023】

ＳＲモータ１は、回転子に永久磁石を使用しない電動機であって、突極構造のステータ１０と、突極構造のロータ２０とを備えている。図１に示すＳＲモータ１は、六極のステータ１０と、四極のロータ２０とを有する三相誘導電動機である。

【0024】

ステータ１０は、環状構造の内周部に、突極としてのステータ歯１１を複数備えている。各ステータ歯１１には、インバータ２に接続されたコイル１２が巻き回されている。ステータ１０では、径方向で対向する位置に配置された一対のステータ歯１１ａ，１１ａが、１つの相を成す。ステータ１０の径方向内側に、ロータ２０が配置されている。ロータ２０は、環状構造の外周部に、突極としてのロータ歯２１を複数備えている。なお、ロータ２０は図示しないロータ軸と一体回転する。

【0025】

ＳＲモータ１は、三相交流式であるため、一対のステータ歯１１ａ，１１ａとコイル１２ａによるＡ相、一対のステータ歯１１ｂ，１１ｂとコイル１２ｂによるＢ相、一対のステータ歯１１ｃ，１１ｃとコイル１２ｃによるＣ相、を含む。ロータ２０は、一対のロータ歯２１ｘ，２１ｘと、一対のロータ歯２１ｙ，２１ｙと、を備える。

【0026】

ＳＲモータ１は、インバータ２および降圧部３を介してバッテリ４と電気的に接続されている。ＳＲモータ１とインバータ２とは、コイル１２によって電気的に接続されている。また、ＳＲモータ１は、電動機および発電機として機能するものである。

【0027】

インバータ２は、三相交流をコイル１２に通電できるように６つのスイッチング素子を備えた電気回路（インバータ回路）を含む。インバータ２は、インバータ回路に接続された各コイル１２に対して相毎に電流を流す。図１に示すインバータ回路は、スイッチング素子としてのトランジスタを有し、各相とも２つのトランジスタと２つのダイオードとを含む。インバータ２は、各相において、２つのトランジスタを同時にオンまたはオフにすることで、コイル１２に流れる電流値を変更する。Ａ相においては、トランジスタＴｒａ１，Ｔｒａ２とダイオードＤａ１，Ｄａ２を備える。Ｂ相においては、トランジスタＴｒｂ１，Ｔｒｂ２とダイオードＤｂ１，Ｄｂ２を備える。Ｃ相においては、トランジスタＴｒｃ１，Ｔｒｃ２とダイオードＤｃ１，Ｄｃ２を備える。なお、図１に示すように、インバータ２には平滑コンデンサＣ_０が接続されている。

【0028】

降圧部３は、インバータ２とバッテリ４との間に設けられ、ＳＲモータ１に印加する電圧（以下「印加電圧」という）を降圧する電気回路（降圧回路）である。図１に示す降圧回路は、第１スイッチＳＷ_１と、第２スイッチＳＷ_２と、コイルＬ_１と、コンデンサＣ_１とを備え、第１スイッチＳＷ_１および第２スイッチＳＷ_２のＯＮ／ＯＦＦを切り替えることにより電圧を降圧することができる回路である。各スイッチＳＷ_１，ＳＷ_２の切り替え制御は、制御装置１００によって実施される。

【0029】

制御装置１００は、ＳＲモータ１を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）である。制御装置１００は、ＣＰＵと、各種プログラム等のデータが格納された記憶部とを有し、ＣＰＵにはＳＲモータ１を制御するための各種の演算を行う制御部が含まれる。制御部での演算の結果、制御装置１００からインバータ２および降圧部３に、ＳＲモータ１を制御するための指令信号が出力される。制御装置１００は、インバータ２と降圧部３を制御することによって、ＳＲモータ１に印加する電圧（印加電圧）、およびコイル１２に流す電流（励磁電流）を制御する。

【0030】

例えば、制御装置１００は、降圧部３を制御する際、第１スイッチＳＷ_１をＯＮにし、かつ第２スイッチＳＷ_２をＯＦＦにして、バッテリ４の電圧をＳＲモータ１に給電する給電状態に制御する。さらに、制御装置１００は、降圧部３を制御する際、第１スイッチＳＷ_１をＯＦＦにし、かつ第２スイッチＳＷ_２をＯＮにして、バッテリ４の電圧をＳＲモータ１に給電しない非給電状態に制御する。そして、給電状態の時間（給電時間）と非給電状態の時間（非給電時間）との割合に応じて、ＳＲモータ１に印加する電圧をバッテリ４の電圧に対して降圧することができる。また、降圧部３は、非給電時間の割合が大きくなるように制御されることにより、印加電圧の降圧量を増やすことができる。

【0031】

また、制御装置１００には、ＳＲモータ１の回転数を検出する回転数センサ５１からレゾルバ信号が入力される。制御装置１００は、回転数センサ５１のレゾルバ信号から、回転方向でのステータ歯１１とロータ歯２１との相対的な位置関係に基づいて、通電対象となるコイル１２の切り替えを相毎に繰り返す駆動制御を実行する。制御装置１００が駆動制御を実行することによって、ロータ２０を回転させる。駆動制御時、制御装置１００は、ある相のコイル１２に電流を流してステータ歯１１を励磁させ、ステータ歯１１とそのステータ歯１１近くのロータ歯２１との間に磁気吸引力を発生させる。磁気吸引力は、周方向と径方向の分力に分解できる。周方向の分力が回転力であり、径方向の分力がラジアル力である。磁気吸引力の周方向成分である回転力がロータ２０に作用することによって、ＳＲモータ１のトルクが発生する。磁気吸引力の径方向成分であるラジアル力は、騒音・振動（ＮＶ）の要因となる。駆動中のＳＲモータ１で生じる音圧は、ラジアル力が大きくなるにつれて高くなる。ＳＲモータ１に作用するラジアル力が大きくなると、ステータ１０やロータ２０の変位が大きくなり、振動が大きくなる。

【0032】

なお、ステータ歯１１とロータ歯２１とが周方向で完全に重なる位置となる場合（ステータ歯１１とロータ歯２１とが径方向で完全に対向する位置となる場合）、磁気吸引力は径方向のみに作用する。そのロータ歯２１には回転力が作用せずラジアル力のみが作用することになる。そのため、制御装置１００は、コイル１２に電流を流すことによって励磁対象になっているステータ歯１１が、ロータ歯２１と径方向で対向して完全に重なった位置となったとき、または完全に重なる前後に、コイル１２への通電停止による非励磁対象とする。また、制御装置１００は、次のロータ歯２１が所定の位置まで近づいてきたときに、そのロータ歯２１を励磁対象とする。

【0033】

［２．駆動領域マップ］
図２は、ＳＲモータ１の特性を示すＮ−Ｔ線図である。図２のＮ−Ｔ線図は、横軸をＳＲモータ１の回転数、縦軸をＳＲモータ１のトルクとするマップである。

【0034】

ＳＲモータ１は、図２に示すマップの駆動領域内で駆動する。そのマップによれば、ＳＲモータ１の最大トルクは、低回転数側では定格トルクであるが、高回転側ではＳＲモータ１の回転数が上昇するにつれて減少する。

【0035】

制御装置１００は、ＳＲモータ１が駆動している最中の負荷状態に応じて、通常制御、第１降圧制御、第２降圧制御の三つの制御モードを切り替えてＳＲモータ１を制御する。各制御モードでは、印加電圧の降圧の有無と、電流の励磁幅の拡大の有無とが異なる。制御装置１００は、印加電圧を降圧させる降圧制御を実施する制御部と、励磁幅を拡大させる励磁幅拡大制御を実施する制御部とを備えている。

【0036】

通常制御は、電圧の降圧なし、かつ励磁幅の拡大なしの状態（通常状態）にＳＲモータ１を制御する制御モードである。制御装置１００は、通常制御モードを実施する際、降圧部３によるバッテリ電圧の降圧を行わずに通常電圧を印加し、かつ電流の励磁幅を通常の励磁幅に制御する。

【0037】

第１降圧制御は、電圧の降圧あり、かつ励磁幅の拡大なしの状態（第１降圧状態）にＳＲモータ１を制御する制御モードである。制御装置１００は、第１降圧制御モードを実施する際、降圧部３による降圧を実施し、かつ電流の励磁幅を通常の励磁幅に制御する。

【0038】

第２降圧制御は、電圧の降圧あり、かつ励磁幅の拡大ありの状態（第２降圧状態）にＳＲモータ１を制御する制御モードである。制御装置１００は、第２降圧制御モードを実施する際、降圧部３による降圧を実施し、かつ電流の励磁幅を通常幅よりも広い幅に制御する。

【0039】

図２に示すマップは、三つの制御モードを切り替える際に用いられる。制御装置１００は、図２に示すマップを用いて、ＳＲモータ１の動作点が高負荷の駆動領域（高負荷領域）と低負荷の駆動領域（低負荷領域）とのどちらに含まれるのかを判定する。ＳＲモータ１の動作点は、モータ回転数とモータトルクとによって定められる。つまり、制御装置１００は、三つの制御モードの切替時、ＳＲモータ１の回転数（モータ回転数）とＳＲモータ１の要求トルク（目標モータトルク）とをパラメータに用いて、駆動中のＳＲモータ１が高負荷状態であるか、あるいは低負荷状態であるかを判定する。

【0040】

具体的には、図２に示すマップ内の駆動領域は、降圧用の切替線Ａ_０を境界にして高負荷領域と低負荷領域とに分けられている。降圧用の切替線Ａ_０は、モータ回転数が増加するにつれてトルクが減少するように設定されている。例えば、降圧用の切替線Ａ_０は、ＳＲモータ１の等出力線（図示せず）に沿う形状に設定されるとともに、相対的に低出力側の等出力線上に設けられる。すなわち、この実施形態における低負荷領域は、切替線Ａ_０よりも低出力側の領域である。図２に示すように、その低負荷領域は、モータ回転数が所定回転数よりも低いこと、およびＳＲモータ１のトルクが所定トルクよりも小さいことのうち少なくともいずれか一方を満たす駆動領域である。さらに、低負荷領域は、振動・騒音を低減することが望まれる駆動領域であるため、電圧の降圧を実施する制御モード（第１降圧制御、第２降圧制御）が選択される領域である。つまり、降圧用の切替線Ａ_０は、印加電圧を降圧する駆動領域と、印加電圧を降圧しない駆動領域との境界を表す。一方、この実施形態における高負荷領域は、降圧用の切替線Ａ_０よりも高出力側の領域（高出力が要求される場合に駆動する領域）であるため、印加電圧の降圧が実施されない駆動領域である。すなわち、その高負荷領域は、印加電圧の降圧を実施しない制御モード（通常制御）が選択される領域である。

【0041】

さらに、低負荷領域は、励磁幅用の切替線Ａ_１を境界にして、通常の励磁幅で電流を流す領域と、通常の励磁幅よりも拡大された励磁幅に制御する領域とに分けられる。図２に示すように、励磁幅用の切替線Ａ_１は、降圧用の切替線Ａ_０よりも低負荷側（低出力側）に設けられており、モータ回転数が増加するにつれてトルクが減少するように設定されている。例えば、励磁幅用の切替線Ａ_１は、降圧用の切替線Ａ_０よりも低出力側でＳＲモータ１の等出力線に沿う形状に設定される。

【0042】

また、制御装置１００では、予め通常時の電圧値と降圧時の電圧値が設定されている。そして、制御装置１００は、通常制御と降圧制御（第１降圧制御、第２降圧制御）とを切り替え時、通常電圧と降圧時の電圧とを切り替える制御を実施する。また、降圧制御とは、少なくとも印加電圧を降圧させる制御モードであるため、電流の励磁幅を拡大させるか否かは問わない。

【0043】

［３．駆動制御］
図３は、駆動制御フローの一例を示すフローチャートである。図３に示す制御フローは、制御装置１００によって実施される。また、実施形態では、通常時の印加電圧が６００Ｖ、降圧時の印加電圧が３００Ｖに予め設定されている。

【0044】

図３に示すように、制御装置１００は、ＳＲモータ１の駆動制御に用いる各種情報を読み込む（ステップＳ１）。その情報には、回転数センサ５１から入力されるレゾルバ信号と、ＳＲモータ１の要求トルクとが含まれる。レゾルバ信号は、ＳＲモータ１の角度（回転位相）を示す情報を含む。

【0045】

制御装置１００は、ステップＳ１で読み込んだレゾルバ信号（センサ値）に基づいてＳＲモータ１の回転数を演算し（ステップＳ２）、要求トルクに応じたモータトルク指令値を導出する（ステップＳ３）。また、制御装置１００は、ステップＳ２で算出されたモータ回転数と、ステップＳ３で算出されたモータトルク指令値とに基づいて、ＳＲモータ１の動作点を定める。なお、この処理では、モータトルク指令値の代わりに要求トルク値を用いてもよい。つまり、ＳＲモータ１の動作点はＳＲモータ１の要求トルク値とＳＲモータ１の回転数とに基づいて定めてもよい。

【0046】

制御装置１００は、印加電圧を降圧させる必要があるか否かを判定する（ステップＳ４）。制御装置１００は、ＳＲモータ１の動作点が図２に示すマップの低負荷領域内にあるか否かを判定する。例えば、ＳＲモータ１の動作点が降圧用の切替線Ａ_０よりも低負荷側の領域内にある場合、ステップＳ４で肯定的に判定される。

【0047】

印加電圧を降圧させる必要があることによりステップＳ４で肯定的に判定された場合（ステップＳ４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は降圧時の電圧を決定する（ステップＳ５）。例えば、予め通常電圧が６００Ｖ、降圧時の電圧が３００Ｖに設定されている場合、制御装置１００は、印加電圧値として降圧時の３００Ｖを選択する。

【0048】

また、印加電圧を降圧する場合、制御装置１００は、電流の励磁幅を拡大させる必要があるか否かを判定する（ステップＳ６）。例えば、ＳＲモータ１の動作点がステップＳ４で肯定的に判定された駆動領域（動作点）よりも低負荷側の領域内にあるか否かが判定される。ＳＲモータ１の動作点が励磁幅用の切替線Ａ_１よりも低負荷側の領域内にある場合、ステップＳ６で肯定的に判定される。

【0049】

電流の励磁幅を拡大させる必要があることによりステップＳ６で肯定的に判定された場合（ステップＳ６：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、第２降圧制御を実施し、印加電圧を降圧させ、かつ電流の励磁幅を通常幅よりも拡大させる（ステップＳ７）。ステップＳ７では、後述する図６に示すサブルーチンが実行される。そして、制御装置１００は、ステップＳ７を実施後、この制御フローを終了する。

【0050】

電流の励磁幅を拡大させる必要がないことによりステップＳ６で否定的に判定された場合（ステップＳ６：Ｎｏ）、制御装置１００は、第１降圧制御を実施し、印加電圧を降圧させ、かつ電流の励磁幅を通常幅に制御する（ステップＳ８）。ステップＳ８では、後述する図５に示すサブルーチンが実行される。そして、制御装置１００は、ステップＳ８を実施後、この制御フローを終了する。

【0051】

一方、印加電圧を降圧させる必要がないことによりステップＳ４で否定的に判定された場合（ステップＳ４：Ｎｏ）、制御装置１００は、通常制御を実施し、通常電圧をＳＲモータ１に印加し、かつ電流の励磁幅を通常幅に制御する（ステップＳ９）。ステップＳ９では、後述する図４に示すサブルーチンが実行される。そして、制御装置１００は、ステップＳ９を実施後、この制御フローを終了する。

【0052】

上述した駆動制御フローが実施されることによって、三つの制御モード（通常制御、第１降圧制御、第２降圧制御）が切り替えられる。各制御モードを実施時、ＳＲモータ１で実現される電圧波形および電流波形の一例を図７に示す。通常制御が実施された場合（降圧なし、励磁幅通常の場合）、図７（ａ）に示す電圧波形になるとともに、図７（ｄ）に示す電流波形となる。第１降圧制御が実施された場合（降圧あり、励磁幅通常の場合）、図７（ｂ）に示す電圧波形になるとともに、図７（ｄ）に示す電流波形となる。第２降圧制御が実施された場合（降圧あり、励磁幅拡大の場合）、図７（ｃ）に示す電圧波形になるとともに、図７（ｄ）に示す電流波形となる。

【0053】

［４．通常制御］
通常制御について説明する。まず図７（ａ），（ｄ）を参照して通常制御の電圧波形および電流波形を説明し、次いで図４を参照して通常制御フローを説明する。なお、図７（ａ）に示すように、通常時の印加電圧は６００Ｖに設定されている。

【0054】

［４−１．電圧波形および電流波形］
図７（ａ），（ｄ）に示すように、制御装置１００は、あるロータ歯２１の角度が励磁区間に入った場合、すなわち励磁開始角θ_Ｓ（ＯＮ角θ_ＯＮ）となった場合、励磁対象となるコイル１２へ電流を流し始める。ロータ歯２１の角度が電流立上げ区間内にある場合、すなわち電流を上昇させる必要がある場合、制御装置１００は、励磁対象となるステータ歯１１のコイル１２に対して電流の立上げ制御を行う。電流立上げ区間では、正電圧を印加する制御モード（正電圧モード）を実施し、電流値を最大電流値Ｉ_ｍａｘまで上昇させる。最大電流値Ｉ_ｍａｘに到達後のヒステリシス区間では、正電圧モードと、電圧を０Ｖにする制御モード（還流モード）とを繰り返す制御（スイッチング制御）を実施し、電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘ付近の大きさとなるように制御する。還流モードは、コイル１２に電圧を印加せずに、コイル１２を介してインバータ回路内で電流を還流させる制御モードである。具体的には、制御装置１００は、ヒステリシス区間内で電流値が、最大電流値Ｉ_ｍａｘを上限値とする所定電流幅の範囲内を推移するように制御する。この場合、電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘに到達した場合には還流モードを実施し、その後、電流値が所定電流幅の下限値に到達した場合には正電圧モードを実施する。あるいは、制御装置１００は、電流値が制限電流値Ｉ_αよりも小さい場合には正電圧モードを実施し、電流値が制限電流値Ｉ_α以上の場合には還流モードを実施する。制限電流値Ｉ_αは、最大電流値Ｉ_ｍａｘよりも小さい値、かつ所定電流幅の下限値よりも大きい値に予め設定されている。そして、ロータ歯２１の角度がＯＦＦ角θ_ＯＦＦになったとき、すなわち励磁区間を抜けた場合、励磁対象のステータ歯１１のコイル１２に対して通電中の電流を立下げ始める。その電流立下げ区間において、制御装置１００は、負電圧を印加するモード（負電圧モード）を実施する。このように、ＯＮ角θ_ＯＮからＯＦＦ角θ_ＯＦＦまでの角度範囲が、通常制御の励磁区間である。つまり、この実施形態における励磁区間とは、要求トルクの発生に寄与する磁束を励磁対象のステータ歯１１およびコイル１２から積極的に発生させる角度範囲である。その後、励磁終了角θ_Ｅにて、コイル１２を流れる電流が０になる。通常制御では、励磁開始角θ_Ｓから励磁終了角θ_Ｅまでの角度範囲において電流が流れ続けている。この実施形態における励磁幅とは、電流をコイル１２に流す区間のことである。つまり、通常制御の励磁幅は、励磁開始角θ_Ｓから励磁終了角θ_Ｅまでの角度範囲である。なお、通常制御の励磁幅（θ_Ｓ〜θ_Ｅ）は、通常の励磁幅である。

【0055】

［４−２．通常制御フロー］
図４は、通常制御フローの一例を示すフローチャートである。なお、図４に示す通常制御フローが実行される場合、印加電圧は通常電圧（降圧なしの通常電圧値）に決定されている。

【0056】

制御装置１００は、通常制御用の励磁条件マップを読み込む（ステップＳ１１）。通常制御の励磁条件には、励磁開始角θ_Ｓ（ＯＮ角θ_ＯＮ）、ＯＦＦ角θ_ＯＦＦ、励磁終了角θ_Ｅ、および最大電流値Ｉ_ｍａｘ（制限電流値Ｉ_α）が含まれる。なお、その励磁条件は予め設定されている。

【0057】

また、制御装置１００は、ロータ２０の角度（回転位相）と、ＳＲモータ１の電流値とを読み込む（ステップＳ１２）。制御装置１００は、図示しない電流センサからの検出信号に基づいて、ある相のコイル１２に実際に流れている電流値（瞬時電流値）を読み込む。電流センサは、コイル１２を流れる電流値を検出するものであり、各相のコイル１２について電流値を検出可能に構成されている。また、制御装置１００は、回転数センサ５１からのレゾルバ信号に基づいてロータ２０の角度（回転位相）を読み込む。

【0058】

そして、制御装置１００は、ロータ２０の回転位相に基づいて、ロータ歯２１が励磁区間内にあるか否かを判定する（ステップＳ１３）。ロータ歯２１がＯＮ角θ_ＯＮとＯＦＦ角θ_ＯＦＦとの間の角度範囲内にある場合、ステップＳ１３で肯定的に判定される。つまり、ステップＳ１３で肯定的に判定される場合には、電流立上げ区間内である場合と、ヒステリシス区間内である場合とが含まれる。

【0059】

ロータ歯２１が励磁区間内にあることによりステップＳ１３で肯定的に判定された場合（ステップＳ１３：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、電流を上昇させる必要があるか否かを判定する（ステップＳ１４）。電流を上昇させる必要がある区間とは、電流立上げ区間内、またはヒステリシス区間内のうち電流を上昇させる区間である。ヒステリシス区間内の場合には、電流値が制限電流値Ｉ_αよりも小さい場合（あるいは電流値が所定電流幅の下限値に到達した場合）に、ステップＳ１４で肯定的に判定される。

【0060】

電流を上昇させる必要があることによりステップＳ１４で肯定的に判定された場合（ステップＳ１４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、正電圧モードを実施し、コイル１２に正電圧を印加する（ステップＳ１５）。その正の電圧値は、降圧なしの通常電圧値である。予め通常電圧が６００Ｖに設定されている場合、６００Ｖの正電圧がＳＲモータ１に印加される。例えば、電流立上げ区間内の場合、上昇中の電流が最大電流値Ｉ_ｍａｘに到達しないことになり、ステップＳ１５によって正電圧モードが継続される。一方、ヒステリシス区間内の場合、最大電流値Ｉ_ｍａｘから低下していた電流値が制限電流値Ｉ_αを下回ること（あるいは電流値が所定電流幅の下限値に到達したこと）になり、ステップＳ１５によって還流モードが終了され正電圧モードが開始される。そして、制御装置１００は、ステップＳ１５を実施後、上述したステップＳ１２にリターンする。

【0061】

電流を上昇させる必要がないことによりステップＳ１４で否定的に判定された場合（ステップＳ１４：Ｎｏ）、制御装置１００は、還流モードを実施し、コイル１２に印加する電圧を０Ｖにする（ステップＳ１６）。電流立上げ区間内の場合、上昇中の電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘに到達したことになり、ステップＳ１６によって正電圧モードが終了され還流モードが開始される。すなわち、電流立上げ区間からヒステリシス区間に移行する。一方、ヒステリシス区間内の場合、上昇中の電流値が制限電流値Ｉ_αを超えたことになり、ステップＳ１６によって正電圧モードが終了され還流モードが開始される。そして、制御装置１００は、ステップＳ１６を実施後、上述したステップＳ１２にリターンする。

【0062】

一方、ロータ歯２１が励磁区間内にないことによりステップＳ１３で否定的に判定された場合（ステップＳ１３：Ｎｏ）、制御装置１００は、負電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に負電圧を印加する（ステップＳ１７）。その負の電圧値は、降圧なしの通常電圧値である。予め通常電圧が６００Ｖに設定されている場合、６００Ｖの負電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ１７を実施後、このサブルーチンを終了する。

【0063】

［５．第１降圧制御］
第１降圧制御について説明する。まず図７（ｂ），（ｄ）を参照して第１降圧制御の電圧波形および電流波形を説明し、次いで図５を参照して第１降圧制御フローを説明する。なお、図７（ｂ）に示すように、降圧時の印加電圧は３００Ｖに設定されている。

【0064】

［５−１．電圧波形および電流波形］
図７（ｂ），（ｄ）に示すように、第１降圧制御では、通常制御の電流波形に比べて、励磁開始角θ_Ｓ１（ＯＮ角θ_ＯＮ１）を前出し、かつ励磁終了角θ_Ｅ１を後出ししている。具体的には、第１降圧制御の励磁幅は、励磁開始角θ_Ｓ１から励磁終了角θ_Ｅ１までの角度範囲である。第１降圧制御の励磁開始角θ_Ｓ１は、通常制御の励磁開始角θ_Ｓよりも小さく、かつ後述する第２降圧制御の励磁開始角θ_Ｓ２よりも大きい。第１降圧制御の励磁終了角θ_Ｅ１は、通常制御の励磁終了角θ_Ｅよりも大きく、かつ後述する第２降圧制御の励磁終了角θ_Ｅ２よりも小さい。また、第１降圧制御の最大電流値Ｉ_ｍａｘ１は、通常制御の最大電流値Ｉ_ｍａｘよりも小さい。

【0065】

第１降圧制御の励磁幅（θ_Ｓ１〜θ_Ｅ１）は、通常制御の励磁幅（θ_Ｓ〜θ_Ｅ）よりも広い角度範囲になっているが、これは振動・騒音を低減する目的で励磁幅が広がっているわけではない。これは、要求トルクを満たす目的である。詳細には、第１降圧制御では通常電圧（６００Ｖ）よりも降圧された電圧（３００Ｖ）を印加するので、要求トルク（要求パワー）を満たすためには印加電圧の降圧分を補う目的で電流の励磁幅を広げなければならない。このように要求トルク（要求パワー）を満たすことができる電流波形を実現しようとした結果、第１降圧制御の励磁幅は通常制御の励磁幅よりも広がっている。すなわち、第１降圧制御の励磁幅は、降圧を実施した際の通常幅といえる。

【0066】

また、第１降圧制御では、印加電圧が降圧されているため、励磁区間内のヒステリシス区間においてインバータ２のスイッチング制御を実施していない。具体的には、図７（ａ），（ｂ），（ｄ）を参照して、通常制御の電流波形と第１降圧制御の電流波形とを比較する。通常制御では、正電圧（＋６００Ｖ）が印加されると必ず電流値が上昇する。一方、第１降圧制御では、降圧された電圧（３００Ｖ）を印加しているので、電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘ１に到達後に正電圧（＋３００Ｖ）を印加し続けても、電流値は低下する。そのため、第１降圧制御では、ヒステリシス区間においてインバータ２のスイッチング制御が実施する必要がない。また、第１降圧制御では、励磁区間内（θ_ＯＮ１〜θ_ＯＦＦ１）で電流値が急激に低下することを抑制するために正電圧モードが継続して実施される。すなわち、第１降圧制御時、正電圧が印加されている状態で電流値が緩やかに低下し続ける電流波形に制御される。図７（ｂ），（ｄ）に示すように、正電圧が印加されている状態（正電圧モード）で電流値が低下し続ける電流波形は、負電圧が印加されている状態（負電圧モード）の電流波形よりも、電流が緩やかに低下する電流波形である。このように、第１降圧制御では、ヒステリシス区間でインバータ２のスイッチング制御が不要になるため、スイッチグ損失を削減でき、効率を向上させることができる。

【0067】

［５−２．第１降圧制御フロー］
図５は、第１降圧制御フローの一例を示すフローチャートである。なお、図５に示す第１降圧制御フローが実行される場合、上述したステップＳ５において、印加電圧（降圧時の電圧）は決定されている。

【0068】

図５に示すように、制御装置１００は、第１降圧制御用の励磁条件マップを読み込む（ステップＳ２１）。ステップＳ２１によって、電圧に応じた励磁条件が決定される。第１降圧制御の励磁条件には、励磁開始角θ_Ｓ１（ＯＮ角θ_ＯＮ１）、ＯＦＦ角θ_ＯＦＦ１、励磁終了角θ_Ｅ１、および最大電流値Ｉ_ｍａｘ１が含まれる。なお、その励磁条件は予め設定されている。

【0069】

制御装置１００は、ＳＲモータ１の電流値と、ロータ２０の角度（回転位相）とを読み込む（ステップＳ２２）。ステップＳ２２は、上述した図４に示すステップＳ１２と同様の処理である。

【0070】

そして、制御装置１００は、ロータ２０の回転位相に基づいて、ロータ歯２１が励磁区間内にあるか否かを判定する（ステップＳ２３）。ロータ歯２１がＯＮ角θ_ＯＮ１とＯＦＦ角θ_ＯＦＦ１との間の角度範囲内にある場合、ステップＳ２３で肯定的に判定される。

【0071】

ロータ歯２１が励磁区間内にあることによりステップＳ２３で肯定的に判定された場合（ステップＳ２３：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、正電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に正電圧を印加する（ステップＳ２４）。その正の電圧値は、降圧された電圧値（＋３００Ｖ）である。ステップＳ２４によって３００Ｖの正電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ２４を実施後、上述したステップＳ２２にリターンする。

【0072】

一方、ロータ歯２１が励磁区間内にないことによりステップＳ２３で否定的に判定された場合（ステップＳ２３：Ｎｏ）、制御装置１００は、負電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に負電圧を印加する（ステップＳ２５）。その負の電圧値は、降圧された電圧値（−３００Ｖ）である。ステップＳ２５によって３００Ｖの負電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ２５を実施後、このサブルーチンを終了する。

【0073】

［６．第２降圧制御］
第２降圧制御について説明する。まず図７（ｃ），（ｄ）を参照して第２降圧制御の電圧波形および電流波形を説明し、次いで図６を参照して第２降圧制御フローを説明する。なお、図７（ｃ）に示すように、降圧時の印加電圧は３００Ｖに設定されている。

【0074】

［６−１．電圧波形および電流波形］
図７（ｃ），（ｄ）に示すように、第２降圧制御では、励磁幅を拡大させることを目的とし、第１降圧制御の電流波形に比べて、励磁開始角θ_Ｓ２（ＯＮ角θ_ＯＮ２）を前出し、かつ励磁終了角θ_Ｅ２を後出ししている。これにより、第２降圧制御の励磁幅（θ_Ｓ２〜θ_Ｅ２）は、第１降圧制御の励磁幅（θ_Ｓ１〜θ_Ｅ１）よりも広い角度範囲になる。

【0075】

具体的には、第２降圧制御の励磁区間は、励磁開始角θ_Ｓ２から励磁終了角θ_Ｅ２までの角度範囲である。第２降圧制御の励磁開始角θ_Ｓ２は、第１降圧制御の励磁開始角θ_Ｓ１よりも小さい。第２降圧制御の励磁終了角θ_Ｅ２は、第１降圧制御の励磁終了角θ_Ｅ１よりも大きい。また、第２降圧制御の励磁幅は、積極的に励磁幅を拡大させる制御を実施した結果、励磁幅が三つの制御モードのうち相対的に最も広い電流波形になっている。

【0076】

また、第２降圧制御では、印加電圧が降圧されているため、励磁区間内にヒステリシス区間が設けられていない。ここで、図７（ｂ）〜（ｄ）を参照して、第１降圧制御の電流波形と第２降圧制御の電流波形とを比較する。第２降圧制御は、第１降圧制御よりも励磁開始角θ_Ｓ２が前出しされているため、電流の立ち上がりが急になる。そのため、第２降圧制御の最大電流値Ｉ_ｍａｘ２は、第１降圧制御の最大電流値Ｉ_ｍａｘ１よりも大きい。第２降圧制御では、第１降圧制御よりも励磁幅を拡大させるために、電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘ２に到達すると還流モードが実施される。そして、第２降圧制御では、還流モードを開始した角度から所定角度進むと、電流が急激に低下することを抑制するために、正電圧モードが実施される。第２降圧制御では、励磁区間内（θ_ＯＮ２〜θ_ＯＦＦ２）で電流値が急激に低下することを抑制する必要がある場合には、正電圧モードが継続して実施される。図７（ｃ），（ｄ）に示すように、第２降圧制御では、降圧された電圧（３００Ｖ）を印加しているので、還流モードを実施後（印加電圧を０Ｖにした後）に正電圧（＋３００Ｖ）を印加し続けても、電流値は低下する。すなわち、第２降圧制御時、正電圧が印加されている状態で電流値が緩やかに低下し続ける電流波形に制御される。詳細には、第２降圧制御時、正電圧が印加されている状態（正電圧モード）で電流値が低下し続ける電流波形は、印加電圧が０Ｖの状態（還流モード）の電流波形、または負電圧が印加されている状態（負電圧モード）の電流波形よりも、電流が緩やかに低下する電流波形である。このように、第２降圧制御でも第１降圧制御と同様に、インバータ２のスイッチング回数を少なくすることができる。そのため、第２降圧制御では、スイッチング損失を低減でき、効率を向上させることができる。

【0077】

［６−２．第２降圧制御フロー］
図６は、第２降圧制御フローの一例を示すフローチャートである。なお、図６に示す第２降圧制御フローが実行される場合、上述したステップＳ５において、印加電圧（降圧時の電圧）は決定されている。

【0078】

図６に示すように、制御装置１００は、第２降圧制御用の励磁条件マップを読み込む（ステップＳ３１）。第２降圧制御の励磁条件には、励磁開始角θ_Ｓ２（ＯＮ角θ_ＯＮ２）、ＯＦＦ角_ＯＦＦ２、励磁終了角θ_Ｅ２、および最大電流値Ｉ_ｍａｘ２が含まれる。なお、その励磁条件は予め設定されている。

【0079】

また、制御装置１００は、ＳＲモータ１の電流値と、ロータ２０の角度（回転位相）とを読み込む（ステップＳ３２）。ステップＳ３２は、上述した図４に示すステップＳ１２と同様の処理である。

【0080】

そして、制御装置１００は、ロータ２０の回転位相に基づいて、ロータ歯２１は励磁区間内にあるか否かを判定する（ステップＳ３３）。ロータ歯２１がＯＮ角θ_ＯＮ２とＯＦＦ角θ_ＯＦＦ２との間の角度範囲内にある場合、ステップＳ３３で肯定的に判定される。

【0081】

ロータ歯２１が励磁区間内にあることによりステップＳ３３で肯定的に判定された場合（ステップＳ３３：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、電流を上昇させる必要があるか否かを判定する（ステップＳ３４）。電流を上昇させる必要がある区間とは、電流立上げ区間内である。例えば、ロータ歯２１の角度が励磁開始角θ_Ｓ２になった後、電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘ２まで上昇中の場合に、ステップＳ３４で肯定的に判定される。

【0082】

電流を上昇させる必要があることによりステップＳ３４で肯定的に判定された場合（ステップＳ３４：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、正電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に正電圧を印加する（ステップＳ３５）。その正の電圧値は、降圧された電圧値（＋３００Ｖ）である。ステップＳ３５によって３００Ｖの正電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ３５を実施後、上述したステップＳ３２にリターンする。

【0083】

電流を上昇させる必要がないことによりステップＳ３４で否定的に判定された場合（ステップＳ３４：Ｎｏ）、制御装置１００は、電流が急激に低下することを抑制する必要があるか否かを判定する（ステップＳ３６）。

【0084】

電流が急激に低下することを抑制する必要があることによりステップ３６で肯定的に判定された場合（ステップＳ３６：Ｙｅｓ）、制御装置１００は、正電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に正電圧を印加する（ステップＳ３７）。ステップＳ３７によって３００Ｖの正電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ３７を実施後、上述したステップＳ３２にリターンする。

【0085】

電流が急激に低下することを抑制する必要がないことによりステップＳ３６で否定的に判定された場合（ステップＳ３６：Ｎｏ）、制御装置１００は、還流モードを実施し、ＳＲモータ１に印加する電圧を０Ｖにする（ステップＳ３８）。電流立上げ区間内の場合、上昇中の電流値が最大電流値Ｉ_ｍａｘ２に到達したことになり、ステップＳ３８によって正電圧モードが終了され還流モードが開始される。そして、制御装置１００は、ステップＳ３８を実施後、上述したステップＳ３２にリターンする。

【0086】

一方、ロータ歯２１が励磁区間内にないことによりステップＳ３３で否定的に判定された場合（ステップＳ３３：Ｎｏ）、制御装置１００は、負電圧モードを実施し、ＳＲモータ１に負電圧を印加する（ステップＳ３９）。その負の電圧値は、降圧された電圧値（−３００Ｖ）である。ステップ３９によって３００Ｖの負電圧がＳＲモータ１に印加される。そして、制御装置１００は、ステップＳ３９を実施後、このサブルーチンを終了する。

【0087】

［７．ラジアル力変動］
ここで、図８、図９を参照して、第２降圧制御を実施した場合と、通常制御を実施した場合とについて、ラジアル力変動の違いを比較説明する。なお、図８には、第２降圧制御の３相電流波形が実線で示され、通常制御の３相電流波形が破線で示されている。図９には、第２降圧制御のラジアル力変化幅が実線で示され、通常制御のラジアル力変化幅が破線で示されている。

【0088】

図８に示すように、第２降圧制御は、印加電圧を降圧することによって各相の励磁幅が広くなるため、３相電流波形では、異なる相の励磁幅同士が重なる区間（角度範囲）が広く存在する。これにより、３相電流波形全体でみた場合、第２降圧制御では、電流の変化幅（振幅）が狭くなるとともに、電流の変化が緩やかになる。一方、通常制御の３相電流波形は、異なる相の励磁幅同士が重なる角度範囲が狭い。そのため、３相電流波形全体でみた場合、通常制御では、電流の変化幅（振幅）が広くなるとともに、電流の変化が急になる。その結果、図９に示すように、第２降圧制御と通常制御とでは、ラジアル力変動に差が生じる。

【0089】

第２降圧制御では、３相電流波形全体でみると、電流の変化が緩やかになっている角度範囲（区間）が多く存在するためにラジアル力の変化が緩やかになるとともに、電流の変化幅が狭いためにラジアル力の変化幅（振幅）は狭くなっている。一方、通常制御では、第２降圧制御を実施した場合よりも、ラジアル力の変化が急になっているとともにラジアル力の変化幅（振幅）が広くなっている。ラジアル力変化幅は、ラジアル力変動の大きさを表す。つまり、第２降圧制御を実施した場合には、通常制御を実施した場合よりも起振力（ラジアル力）の変化が緩やかになっているとともに起振力（ラジアル力）の変化幅が狭くなるため、ＳＲモータ１の振動・騒音を低減させることができる。

【0090】

以上説明した通り、実施形態の制御装置１００では、低負荷領域でＳＲモータ１を駆動する際、降圧された電圧をＳＲモータ１に印加するので、電流が緩やかに変化するとともに電流の変化幅が狭くなる。これにより、低負荷時の起振力の変動を抑制でき、騒音・振動を低減させることができる。

【0091】

なお、本発明は、上述した実施形態に限定されず、本発明の目的を逸脱しない範囲で適宜変更が可能である。

【0092】

例えば、上述した図３に示すステップＳ５では、電圧の使用可能範囲に基づいて降圧時の電圧を決定することができる。電圧の使用可能範囲は、バッテリ４の充電状態（ＳＯＣ）や、バッテリ４に接続された他の電気機器の駆動状態などに基づいて、現在使用可能な範囲に定められる。この場合、降圧時の電圧が３００Ｖに予め設定されていても、電圧の使用可能範囲に３００Ｖが含まれない場合には、降圧時の電圧値として３００Ｖは選択されず、現在使用可能な範囲内の所定電圧（通常電圧の６００Ｖよりも低い電圧）が降圧時の電圧に決定される。

【0093】

また、上述した図４〜図６に示すサブルーチンは一例である。例えば、図４に示す通常制御のサブルーチンを、第１降圧制御および第２降圧制御のサブルーチンとして実行してもよい。この場合、第１降圧制御のサブルーチンは、図５のステップＳ２２〜ステップＳ２５の代わりに、図４のステップＳ１２〜ステップＳ１７を行うように構成される。また、第２降圧制御のサブルーチンは、図６のステップＳ３２〜ステップＳ３９の代わりに、図４のステップＳ１２〜ステップＳ１７を行うように構成される。要するに、ＳＲモータ１の駆動制御は、印加電圧（降圧の有無）に応じて、異なる励磁条件（励磁開始角、ＯＦＦ角、励磁終了角、最大電流値）が決定されるように構成されていればよい。

【0094】

さらに、上述した図７（ｄ）に示す通常制御の電流波形は一例である。例えば、通常制御の電流波形は、励磁区間内のヒステリシス区間を抜けた後、還流モードが所定角度範囲で継続して実施されたことにより電流が緩やかに低下してから、負電圧モードが実施されて電流が立下がる波形であってもよい。このように、ヒステリシス区間後に還流モードが実施される場合、上述した励磁条件には、その還流モードが開始される角度（還流開始角）が含まれる。

【0095】

［８．第１変形例］
第１変形例として、制御装置１００は、ＳＲモータ１の動作点が高負荷側から低負荷側に移動するにつれて印加電圧を徐々に低下させる制御（電圧徐変制御）を実施するように構成することができる。ここでは、図１０を参照して、第１変形例の制御装置１００について説明する。なお、第１変形例の説明では、上述した実施形態と同様の構成については説明を省略する。

【0096】

図１０（ａ）は、電圧徐変制御を説明するためのＳＲモータ１のＮ−Ｔ線図である。図１０（ｂ）は、電圧徐変制御を実施した際の電圧の変化を説明するための図である。図１０（ａ），（ｂ）に示すように、第１変形例の制御装置１００は、電圧徐変制御を実施し、ＳＲモータ１の動作点が降圧用の切替線Ａ_０よりも低負荷領域内の場合、相対的に高負荷側から低負荷側に移動（変化）するにつれて印加電圧の降圧量が徐々に大きくなるように印加電圧を連続的に降圧させる。例えば、通常時の印加電圧が６００Ｖの場合、制御装置１００が電圧徐変制御を実施すると、印加電圧が６００Ｖから徐々に低下する。また、制御装置１００は、降圧部３を制御して、印加電圧を徐々に降圧させることが可能である。

【0097】

さらに、第１変形例の制御装置１００は、電圧の降圧量に限らず、電流の励磁幅を徐々に変化させる制御（励磁幅徐変制御）を実施することができる。つまり、第１変形例では、ＳＲモータ１の動作点が高負荷領域から低負荷領域に移動（変化）するにつれて、印加電圧が徐々に降圧されるとともに、電流の励磁幅が徐々に広げられる。例えば、通常時の印加電圧が６００Ｖの場合、制御装置１００は印加電圧を６００Ｖから徐々に低下させつつ電流の励磁幅が徐々に広がるように制御する。もしくは、制御装置１００は、印加電圧を６００Ｖから所定電圧まで徐々に低下させてから、電流の励磁幅を徐々に広げる制御を実施するように構成されている。加えて、励磁幅徐変制御の実行条件として、印加電圧を降圧させ始めた際のＳＲモータ１の動作点よりも低負荷側に動作点が移動（変化）している場合が含まれる。

【0098】

［９．第２変形例］
第２変形例として、ＳＲモータ１は、ステータ１０の極数とロータ２０の極数との組み合わせが、六極／四極の倍数となるように構成することができる。例えば、ＳＲモータ１は、１２極のステータ１０と、８極のロータ２０とを有する構造に構成されてもよい。また、図１１に示すように、ＳＲモータ１は、１８極のステータ１０と、１２極のロータ２０とを有する構造に構成されてもよい。あるいは、ＳＲモータ１は、２４極のステータ１０と、１６極のロータ２０とを有する構造に構成されてもよい。

【0099】

［１０．適用車両］
ＳＲモータ１は、走行用動力源として車両に搭載されることが可能である。ＳＲモータ１が車両に搭載される場合、上述した図３のステップＳ１では、アクセル開度センサから入力されるアクセル開度信号や、車速センサから入力される車速信号などの情報が読み込まれる。また、図３のステップＳ３では、アクセル開度信号と車速信号と所定の要求トルク用マップとを用いて、要求トルクを演算し、その要求トルクに応じたモータトルク指令値を導出する。

【0100】

図１２は、適用車両の一例を示すスケルトン図である。図１２に示す車両２００は、エンジン２０１と、車輪２０２と、変速機（Ｔ／Ｍ）２０３と、デファレンシャルギヤ２０４と、駆動軸２０５と、走行用動力源としてのＳＲモータ１とを備えている。車両２００は、四輪駆動車であり、エンジン２０１が左右の前輪２０２ＦＬ，２０２ＦＲを駆動し、リヤモータであるＳＲモータ１が左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲを駆動する。

【0101】

エンジン２０１は、周知の内燃機関である。車両２００のフロント側駆動装置では、エンジン２０１が、変速機２０３およびデファレンシャルギヤ２０４を介して左右の駆動軸２０５，２０５に接続されている。変速機２０３は、例えば有段や無段の自動変速機や、手動変速機である。左右の駆動軸２０５，２０５の一方は左前輪２０２ＦＬに接続されており、他方は右前輪２０２ＦＲに接続されている。前輪２０２ＦＬ，２０２ＦＲは、エンジン２０１の出力トルク（エンジントルク）によって駆動される。なお、車両２００は、エンジン２０１に加えて、前輪２０２ＦＬ，２０２ＦＲを駆動させるモータ・ジェネレータ（ＭＧ）を備えていてもよい。

【0102】

ＳＲモータ１は、いわゆるインホイールモータであり、左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲにそれぞれ一つずつ設けられている。車両２００のリヤ側駆動装置では、左後輪２０２ＲＬには左後ＳＲモータ１ＲＬが接続され、かつ右後輪２０２ＲＲには右後ＳＲモータ１ＲＲが接続されている。後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲは、互いに独立して回転可能である。左後ＳＲモータ１ＲＬの出力トルク（モータトルク）によって左後輪２０２ＲＬが駆動される。右後ＳＲモータ１ＲＲの出力トルク（モータトルク）によって右後輪２０２ＲＲが駆動される。各ＳＲモータ１ＲＬ，１ＲＲは、インバータ２および降圧部３を介してバッテリ（Ｂ）４に接続されている。ＳＲモータ１は、バッテリ４から供給される電力によって電動機として機能し、および後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲから伝達されるトルク（外力）を電力に変換する発電機として機能する。なお、インバータ２には、左後ＳＲモータ１ＲＬ用の電気回路と、右後ＳＲモータ１ＲＲ用の電気回路とが含まれる。

【0103】

制御装置１００は、各ＳＲモータ１ＲＬ，１ＲＲと、エンジン２０１を制御する。例えば、制御装置１００には、ＳＲモータ用制御部（ＳＲモータ用ＥＣＵ）と、エンジン用制御部（エンジンＥＣＵ）とが含まれる。この場合、エンジンＥＣＵは、吸気制御、燃料噴射制御、点火制御等によって、エンジン２０１の出力トルクを目標とするトルク値に調節するエンジントルク制御を実施する。また、ＳＲモータ用ＥＣＵは、回転数センサ５１から入力される信号に基づいて、各ＳＲモータ１ＲＬ，１ＲＲについてのモータ制御を実施する。回転数センサ５１には、左後ＳＲモータ１ＲＬの回転数を検出する左後回転数センサ５１ＲＬと、右後ＳＲモータ１ＲＲの回転数を検出する右後回転数センサ５１ＲＲとが含まれる。

【0104】

図１２に示すように、ＳＲモータ１がリヤモータとして車両に搭載される場合、制御装置１００は、上述した図３に示すステップＳ５において降圧時の電圧を決定する際、電圧の使用可能範囲に基づいて降圧時の電圧を決定する。電圧の使用可能範囲は、車両Ｖｅのフロント側の駆動状態に基づいて決まる。

【0105】

具体的には、予め降圧時の電圧が３００Ｖに設定されている場合であっても、電圧の使用可能範囲内に３００Ｖが含まれない場合について説明する。この場合、ステップＳ５では、まず予め設定された降圧時の電圧（３００Ｖ）を印加電圧に仮決定し、その仮決定された印加電圧を使用可能であるか否かが判定される。そして、仮決定された印加電圧（３００Ｖ）が使用可能範囲内である場合には、仮決定された印加電圧（３００Ｖ）をそのまま降圧時の電圧に決定する。一方、仮決定された印加電圧（３００Ｖ）が使用可能範囲内に含まれない場合には、仮決定された印加電圧（３００Ｖ）よりも高い印加電圧を降圧時の電圧に決定する。このように、ステップＳ５では、通常時の６００Ｖよりも低い電圧に印加電圧を決定するものの、その印加電圧は電圧の使用可能範囲に基づいて予め設定された３００Ｖよりも大きい電圧に設定することができる。

【0106】

なお、ＳＲモータ１を走行用動力源とする車両例は図１２に示す例に限定されない。例えば、図１２に示すフロント側駆動装置とリヤ側駆動装置とを入れ替えて、フロントモータとしてのＳＲモータ１が左右の前輪２０２ＦＬ，２０２ＦＲを駆動し、エンジン２０１が左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲを駆動する車両であってもよい。また、図１２に示すリヤ側駆動装置の変形例として、一つのＳＲモータ１がデファレンシャルギヤおよび左右の駆動軸を介して左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲに接続された車両であってもよい。さらに別の適用車両例として、エンジンを搭載していない車両（電気自動車）が挙げられる。電気自動車の場合、前後左右の車輪２０２全てにインホイールモータとしてのＳＲモータ１が設けられた四輪駆動車であってもよい。電気自動車の別の例として、フロント側インホイールモータとしての二つのＳＲモータ１が左右の前輪２０２ＦＬ，２０２ＦＲを駆動する前輪駆動の電気自動車であってもよく、あるいはリヤモータとしてのＳＲモータ１が左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲを駆動する後輪駆動の電気自動車であってもよい。後輪駆動の電気自動である場合、一つのＳＲモータ１によって左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲが駆動される車両であってもよく、左右の後輪２０２ＲＬ，２０２ＲＲそれぞれにインホイールモータとしてのＳＲモータ１が設けられた車両であってもよい。

【符号の説明】

【0107】

１ スイッチトリラクタンスモータ
２ インバータ
３ 降圧部
１０ ステータ
１１ ステータ歯
１２ コイル
２０ ロータ
２１ ロータ歯
５１ 回転数センサ
１００ 制御装置

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】