特開 2024-163718 リアクトルの磁気バイアス制御方法及びリアクトルの磁気バイアス制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2024163718

(43)【公開日】2024-11-22

(54)【発明の名称】リアクトルの磁気バイアス制御方法及びリアクトルの磁気バイアス制御装置

(51)【国際特許分類】

   H01F 27/00 20060101AFI20241115BHJP

   H01F 29/14 20060101ALI20241115BHJP

   H01F 41/02 20060101ALI20241115BHJP

   H01F 41/00 20060101ALI20241115BHJP

   H01F 37/00 20060101ALI20241115BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20241115BHJP

【ＦＩ】

H01F27/00 J

H01F29/14 A

H01F41/02 Z

H01F41/00 G

H01F37/00 M

H01F37/00 A

H01F37/00 Z

H02M3/155 Y

【審査請求】未請求

【請求項の数】9

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2023079564

(22)【出願日】2023-05-12

(71)【出願人】

【識別番号】000003997

【氏名又は名称】日産自動車株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】507308902

【氏名又は名称】ルノー エス．ア．エス．

【氏名又は名称原語表記】ＲＥＮＡＵＬＴ Ｓ．Ａ．Ｓ．

【住所又は居所原語表記】１２２－１２２ ｂｉｓ， ａｖｅｎｕｅ ｄｕ Ｇｅｎｅｒａｌ Ｌｅｃｌｅｒｃ， ９２１００ Ｂｏｕｌｏｇｎｅ－Ｂｉｌｌａｎｃｏｕｒｔ， Ｆｒａｎｃｅ

(74)【代理人】

【識別番号】100083806

【弁理士】

【氏名又は名称】三好 秀和

(74)【代理人】

【識別番号】100111235

【弁理士】

【氏名又は名称】原 裕子

(74)【代理人】

【識別番号】100170575

【弁理士】

【氏名又は名称】森 太士

(72)【発明者】

【氏名】坂本 駿弥

(72)【発明者】

【氏名】佐々木 健介

【テーマコード（参考）】

5E059

5H730

【Ｆターム（参考）】

5E059AA10

5H730AS04

5H730AS05

5H730AS08

5H730BB13

5H730BB14

5H730DD03

5H730EE59

5H730FD31

(57)【要約】

【課題】リアクトルを双方向の電力変換装置に用いた場合でもリアクトルのコアの磁気飽和を適切に抑制できるようにする。
【解決手段】磁気バイアス制御方法は、コイル３３を巻回した磁性材のコア３１に挿入された永久磁石３２の着磁状態を制御するコントローラ１２０によって、リアクトル３０の磁気バイアスを制御する。コントローラ１２０は、コイル３３に流れる電流７２を検出する電流センサ１１０から、検出したコイル３３の電流７２を取得する。コントローラ１２０は、取得した電流７２に基づいて、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する。コントローラ１２０は、着磁状態を変更すると判定した場合に、着磁電流１＿８０又は着磁電流２＿７９をコイル３３に流して、永久磁石３２によるバイアス磁束７５とは磁界の向きが反対で、かつ、永久磁石３２の保磁力Ｈcjを超える強さの外部磁界７１を、コイル３３に一時的に発生させる。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

コイルを巻回した磁性材のコアに挿入された永久磁石の着磁状態を制御するコントローラによって、リアクトルの磁気バイアスを制御する方法であって、
前記コントローラは、
前記コイルに流れる電流を検出したセンサから、検出した前記コイルの電流を取得し、
取得した前記コイルの電流に基づいて、前記永久磁石の着磁状態を変更するか否かを判定し、
前記着磁状態を変更すると判定した場合に、所定の電流を前記コイルに流して、前記永久磁石によるバイアス磁束とは磁界の向きが反対で、かつ、前記永久磁石の保磁力を超える強さの外部磁界を、前記コイルに一時的に発生させる、
リアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項2】

前記コントローラは、取得した前記コイルの電流と、前記バイアス磁束に対応する所定の閾値との比較に基づいて、前記着磁状態を変更するか否かを判定する、請求項１に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項3】

前記所定の閾値は、前記着磁状態を変更する場合の変更後における前記永久磁石の極性に対応して設定された第１の閾値を含んでおり、
前記コントローラは、取得した前記コイルの電流が、前記変更後における前記永久磁石の極性に対応する符号の値であって、かつ、絶対値において前記第１の閾値を上回る値となった場合に、前記着磁状態を変更すると判定する、請求項２に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項4】

前記所定の閾値は、前記着磁状態を変更する場合の変更前における前記永久磁石の極性に対応して設定された第２の閾値を含んでおり、
前記コントローラは、取得した前記コイルの電流が、前記変更前における前記永久磁石の極性に対応する符号の値であって、かつ、絶対値において所定時間以上連続して前記第２の閾値を下回る値となった場合に、前記着磁状態を変更すると判定する、請求項２に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項5】

前記所定の閾値は、値が異なる２つ以上の判定用閾値を含んでおり、
前記コントローラは、取得した前記コイルの電流と各判定用閾値との比較結果のうち少なくとも１つに基づいて、前記着磁状態を変更するか否かを判定する、請求項２に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項6】

前記リアクトルは、保磁力が異なる２種類以上の前記永久磁石を有しており、
前記コントローラは、前記着磁状態を変更すると判定した場合に、取得した前記コイルの電流により前記コイルに発生する磁束と２種類以上の前記永久磁石によるバイアス磁束の合計との比較に基づいて、前記所定の電流の値を決定し、決定した前記所定の電流を前記コイルに一時的に流して、２種類以上の前記永久磁石の前記着磁状態を、保磁力が低い種類から順に変更させる、請求項１に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項7】

前記リアクトルは、前記コアに発生する主磁束と平行な方向における厚さが異なる２種類以上の前記永久磁石を有しており、
前記コントローラは、
前記着磁状態を変更すると判定した場合に、取得した前記コイルの電流により前記コイルに発生する磁束と２種類以上の前記永久磁石によるバイアス磁束の合計との比較に基づいて、前記所定の電流の値を決定し、
決定した前記所定の電流を前記コイルに一時的に流して、２種類以上の前記永久磁石の前記着磁状態を、前記主磁束と平行な方向における厚さが小さい種類から順に変更させる、請求項１に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項8】

前記コイルを流れる電流は、電動車両のパワートレインの力行状態及び回生状態において双方向ＤＣＤＣコンバータと前記パワートレインとの間を流れる負荷電流である請求項１～７のいずれか１項に記載のリアクトルの磁気バイアス制御方法。

【請求項9】

コイルを巻回した磁性材のコアに永久磁石を挿入したリアクトルの磁気バイアス制御装置であって、
前記コイルに流れる電流を検出するセンサと、
前記センサから取得した前記コイルの電流に基づいて、前記永久磁石の着磁状態を変更するか否かを判定する判定部と、
前記着磁状態を変更すると判定した場合に、所定の電流を前記コイルに流して、前記永久磁石によるバイアス磁束とは磁界の向きが反対で、かつ、前記永久磁石の保磁力を超える強さの外部磁界を、前記コイルに一時的に発生させる制御部と、
を備えるリアクトルの磁気バイアス制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、リアクトルの磁気バイアス制御方法及びリアクトルの磁気バイアス制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１では、コアのギャップ部に磁気バイアス用の永久磁石を配置したリアクトルが提案されている。このリアクトルでは、コアに巻回したコイルに発生する磁束と永久磁石に発生するバイアス磁束との打ち消し合いによってコア内の磁束を減らすことで、コアの磁気飽和の抑制を図っている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特開平８－３１６０４９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

特許文献１のリアクトルは、磁気飽和の抑制に対応できる方向が、永久磁石の磁極の配置に対応する一方向に限られる。例えば、モータが力行状態と回生状態とを繰り返す電動車両で用いる双方向ＤＣＤＣコンバータに接続して用いるリアクトルでは、モータの力行状態と回生状態との両方でコアの磁気飽和に対策する必要がある。仮に、特許文献１のリアクトルを双方向ＤＣＤＣコンバータに接続すると、モータの力行状態と回生状態とのうちどちらか一方の状態では、直流リアクトルがコアの磁気飽和を助長する方向に機能してしまう。

【0005】

本発明は前記事情に鑑みなされたもので、本発明の目的は、リアクトルを双方向の電力変換装置に接続した場合でもリアクトルのコアの磁気飽和を適切に抑制できるようにすることにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

上述した課題を解決するために、本発明の一つの態様に係るリアクトルの磁気バイアス制御方法では、コイルを巻回した磁性材のコアに挿入された永久磁石の着磁状態を制御するコントローラによって、リアクトルの磁気バイアスを制御する。コントローラは、コイルに流れる電流を検出するセンサから、検出したコイルの電流を取得する。コントローラは、取得したコイルの電流に基づいて、永久磁石の着磁状態を変更するか否かを判定する。コントローラは、着磁状態を変更すると判定した場合に、所定の電流をコイルに流して、永久磁石によるバイアス磁束とは磁界の向きが反対で、かつ、永久磁石の保磁力を超える強さの外部磁界を、コイルに一時的に発生させる。

【発明の効果】

【0007】

本発明によれば、リアクトルを双方向の電力変換装置に接続した場合でもリアクトルのコアの磁気飽和を適切に抑制することができる。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、本発明の実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御装置を有する、電動車両のパワートレインに対する電力供給部の概略的な構成の一例を示す図である。

【図2】図２は、第１実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御装置が磁気バイアスを制御するリアクトルの構成の一例を示す図である。

【図3】図３は、図２の永久磁石のＪ－Ｈ曲線を示す図である。

【図4】図４は、図１のパワートレインに流れる負荷電流と、電流センサが検出したコイルの電流と、コイルに流れる電流によりコイルに発生する磁束と、永久磁石のバイアス磁束との関係の一例を時系列で示す図である。

【図5】図５は、図１の判定部が永久磁石の着磁状態の要否を判定する対象のイベントと電流制御部が行う永久磁石の着磁状態の変更内容との関係の一例を示す図である。

【図6】図６は、図１のコントローラが行う処理手順の一例を示すフローチャートである。

【図7】図７は、第２実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御装置が磁気バイアスを制御するリアクトルの構成の一例を示す図である。

【図8】図８は、図７の厚さが小で低保磁力の永久磁石のＪ－Ｈ曲線の一部を示す図である。

【図9】図９は、図７の厚さが中で低保磁力の永久磁石のＪ－Ｈ曲線の一部を示す図である。

【図10】図１０は、図７の厚さが大で高保磁力の永久磁石のＪ－Ｈ曲線の一部を示す図である。

【発明を実施するための形態】

【0009】

以下、本発明の実施形態について、図面を参照して説明する。図１を参照して、本発明の実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御装置の概略的な構成を説明する。以下、「リアクトルの磁気バイアス制御装置」を「磁気バイアス制御装置」と略して呼ぶことがある。実施形態に係る磁気バイアス制御装置１０は、不図示の電動車両のパワートレイン２０に対する電力供給部で用いるリアクトル３０の磁気バイアスを制御する。電力供給部は、電動車両の電源４０から供給される高電圧の直流電源を双方向ＤＣＤＣコンバータ５０で変圧し、負荷駆動回路６０により交流電圧に変換してパワートレイン２０に供給する。

【0010】

双方向ＤＣＤＣコンバータ５０は、ハイサイド及びローサイドの半導体スイッチ５１、５２を有している。半導体スイッチ５１、５２は、所謂パワートランジスタである。半導体スイッチには、例えば、バイポーラトランジスタであるＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）、ユニポーラトランジスタであるＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）を用いることができる。本実施形態では、ＩＧＢＴを半導体スイッチ５１、５２に用いている。パワートレイン２０は、例えば、三相交流モータを有していてもよい。パワートレイン２０が三相交流モータを有する場合、負荷駆動回路６０は、例えば、所謂三相インバータ回路を有するものとすることができる。双方向ＤＣＤＣコンバータ５０が電源４０の直流電源を変圧するために行う半導体スイッチ５１、５２のスイッチングは、例えば、磁気バイアス制御装置１０の後述するコントローラ１２０によって制御することができる。コントローラ１２０とは別の装置が、電源４０の直流電源を変圧するための半導体スイッチ５１、５２のスイッチングを制御してもよい。

【0011】

［第１実施形態］
第１実施形態に係る磁気バイアス制御装置１０は、図２に示すリアクトル３０の磁気バイアスを制御する。リアクトル３０は、磁性材のコア３１、コア３１に挿入された永久磁石３２、及び、コア３１に巻回したコイル３３を有している。本実施形態では、コア３１及び永久磁石３２は、全体でリング状となる形状を有している。リアクトル３０は、他の形状のコアを有していてもよく、コア及びコイルを複数有する磁気結合リアクトルであってもよい。

【0012】

永久磁石３２はバイアス磁束を発生する。バイアス磁束は、永久磁石３２の着磁状態に対応する向きと、永久磁石３２の保磁力に対応する磁界の強さとを有している。コイル３３の一端は電源４０に接続されている。コイル３３の他端は、双方向ＤＣＤＣコンバータ５０のハイサイドの半導体スイッチ５１とローサイドの半導体スイッチ５２との中点に接続されている。コイル３３には、電源４０から双方向ＤＣＤＣコンバータ５０及び負荷駆動回路６０を介してパワートレイン２０に供給される負荷電流が流れる。負荷電流は、パワートレイン２０の力行状態において、電源４０から双方向ＤＣＤＣコンバータ５０に流れる向きとなる。負荷電流は、パワートレイン２０の回生状態において、双方向ＤＣＤＣコンバータ５０から電源４０に流れる向きとなる。

【0013】

コイル３３を流れる負荷電流により、コイル３３には磁界が発生する。コイル３３に発生する磁界の向きは、コイル３３を流れる負荷電流の向きに対応する。永久磁石３２によるバイアス磁束の磁界が、コイル３３に発生しコア３１の内部を通過する磁界の向きと反対の向きであれば、負荷電流によりコイル３３に発生する磁束とバイアス磁束とが打ち消し合い、バイアス磁束がコア３１の磁気飽和の発生を抑制する。永久磁石３２によるバイアス磁束の磁界が、コイル３３に発生しコア３１の内部を通過する磁界の向きと同じ向きであると、負荷電流によりコイル３３に発生する磁束とバイアス磁束とが打ち消し合わなくなる。この状態では、バイアス磁束はコア３１の磁気飽和の発生を抑制することができない。

【0014】

第１実施形態の磁気バイアス制御装置１０は、永久磁石３２のバイアス磁束の磁界がコア３１の磁気飽和を抑制するのに適切な向き又は強さでなくなった場合に、リアクトル３０の磁気バイアスを制御して、永久磁石３２の着磁状態を変更する。磁気バイアス制御装置１０は、永久磁石３２の着磁状態を変更することで、リアクトル３０におけるバイアス磁束の磁界の向きを変更する。磁気バイアス制御装置１０は、電流センサ１１０とコントローラ１２０とを有する。電流センサ１１０は、コイル３３を流れる負荷電流を検出する。電流センサ１１０は、例えば、双方向ＤＣＤＣコンバータ５０と負荷駆動回路６０との間で負荷電流を検出することができる。

【0015】

コントローラ１２０は、例えば、汎用のマイクロコントローラを有している。マイクロコントローラは、ＣＰＵ（Central Processing Unit ）及びメモリを備える。メモリは、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）を含む。マイクロコントローラは、メモリに記憶させたプログラムをＣＰＵが実行することで、複数の情報処理回路を仮想的に構築することができる。複数の情報処理回路は、磁気バイアス制御装置１０の判定部１２１及び制御部１２２を構成することができる。本実施形態では、マイクロコントローラに構築される複数の情報処理回路をソフトウェアによって実現する例を示す。もちろん、各部１２１、１２２の以下に示す各情報処理を実行するための専用のハードウェアを用意して、情報処理回路を構成することも可能である。また、複数の情報処理回路を個別のハードウェアにより構成してもよい。専用のハードウェアは、各部１２１、１２２の機能を実行するようにアレンジされた特定用途向け集積回路（ＡＳＩＣ；Application Specific Integrated Circuit ）、従来型の回路部品のような装置を含む。

【0016】

判定部１２１は、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流に基づいて、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する。永久磁石３２は、クニック点を超える外部磁界が加わると不可逆減磁を起こす。図３は、縦軸に永久磁石３２の磁化の強さＪを取り横軸に永久磁石３２の外部磁界の強さＨを取った、永久磁石３２のＪ－Ｈ曲線を示している。永久磁石３２の外部磁界７１が、クニック点７０を超えて永久磁石３２の保磁力Ｈcjを上回ると、永久磁石３２の着磁状態が逆の極性に変更される。永久磁石３２の着磁状態が逆の極性に変更されると、永久磁石３２のバイアス磁束の磁界が着磁状態の変更前とは逆の向きに変わる。永久磁石３２の着磁状態を逆の極性に変更させるには、下記の式１に示す一般式を満たす右辺の外部磁界７１が永久磁石３２に加わればよい。リアクトル３０にコイル３３以外の起磁力源が存在しない場合は、式１中のコイル３３以外の起磁力源による磁界を示すＨexは「０」となる。式１の相関を満たすように、永久磁石３２の材料、形状と、コイル３３の仕様とを決定することで、コイル３３に流れる電流によって、永久磁石３２の着磁状態を逆の極性に変更させる外部磁界７１を発生させることができる。

【0017】

【数1】

【0018】

図４の上段は、図１のパワートレイン２０に流れる負荷電流７３と電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２との関係の一例を時系列で示している。図４の下段は、コイル３３に流れる電流７２によりコイル３３に発生する磁束７４と永久磁石３２のバイアス磁束７５との関係の一例を時系列で示している。図４の上段の縦軸は電流を示し、図４の下段の縦軸は磁束を示す。磁束の量は、その磁束が存在する場所の磁界の強さと考えることができる。図４の上段及び下段の横軸は時間を示す。パワートレイン２０の負荷電流７３は、図１のパワートレイン２０が力行状態である場合にプラスとなり、パワートレイン２０が回生状態である場合にマイナスとなる。

【0019】

図４の上段に示す例では、太い実線で示すコイル３３の電流７２が、大半の時間帯で、太い破線で示すパワートレイン２０の負荷電流７３と一致している。コイル３３の電流７２が負荷電流７３と一致している時系列の冒頭の期間において、負荷電流７３は、力行状態に対応するプラスの範囲で変動した後、回生状態に対応するマイナスの値に変化している。図４の下段に示すように、負荷電流７３と一致する電流７２がコイル３３に流れている間、コイル３３には、負荷電流７３に対応する磁束７４が発生する。コイル３３の磁束７４は、負荷電流７３がプラスの間は正極性（Ｎ）となり、負荷電流７３がマイナスに変化すると負極性（Ｓ）に変化する。

【0020】

図４の下段に示す例では、永久磁石３２が、時系列の冒頭の期間において、負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態となっている。負荷電流７３がプラスでコイル３３に正極性の磁束７４が発生している間は、逆極性のコイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合うので、図２のコア３１が磁気飽和するのを抑制できる。負荷電流７３がプラスからマイナスに変化した後は、コイル３３の磁束がバイアス磁束７５と同じ極性となり、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合わなくなる。この状態のままでは、コア３１が磁気飽和するのをバイアス磁束７５によって抑制できなくなる。負荷電流７３がプラスからマイナスに変化した場合は、図４の下段のように、永久磁石３２の着磁状態を現在とは逆の状態に変更する。永久磁石３２の着磁状態を変更すると、永久磁石３２のバイアス磁束７５が負極性から正極性に反転する。マイナスの負荷電流７３によりコイル３３に発生する磁束７４は負極性であり、着磁状態を変更した後のバイアス磁束７５とコイル３３の磁束７４とは逆極性となる。逆極性のコイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合うので、負荷電流７３がプラスからマイナスに変化しても、図２のコア３１が磁気飽和するのを抑制できる。

【0021】

図４の上段に示す例では、負荷電流７３が力行状態のプラスから回生状態のマイナスに変化した後、再び力行状態のプラスに変化している。図４の下段のように、負荷電流７３が流れるコイル３３の磁束７４は、負荷電流７３のマイナスからプラスへの変化に伴って、負極性から正極性に反転する。正極性に反転したコイル３３の磁束７４は、着磁状態を変更した後の正極性のバイアス磁束７５と同じ極性となり、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合わなくなる。この状態のままでは、コア３１が磁気飽和するのをバイアス磁束７５によって抑制できなくなる。負荷電流がマイナスからプラスに変化した場合は、再び、図４の下段のように、永久磁石３２の着磁状態を現在とは逆の状態に変更する。永久磁石３２の着磁状態を変更すると、永久磁石３２のバイアス磁束７５が正極性から負極性に反転する。プラスの負荷電流７３によりコイル３３に発生する磁束７４は正極性であり、着磁状態を再び変更した後のバイアス磁束７５とコイル３３の磁束７４とは逆極性となる。逆極性のコイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合うので、永久磁石３２の着磁状態を変更した後に負荷電流７３がマイナスからプラスに変化しても、図２のコア３１が磁気飽和するのを抑制できる。

【0022】

判定部１２１は、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流に基づいて、コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化した場合、あるいは、マイナスからプラスに変化した場合に、永久磁石３２の着磁状態を変更すると判定してもよい。判定部１２１は、この判定に、コイル３３の電流７２と比較する所定の閾値を用いてもよい。所定の閾値は、永久磁石３２のバイアス磁束７５に対応する値とすることができる。永久磁石３２の現在のバイアス磁束７５が負極性である場合は、所定の閾値として、コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化したことを検出する閾値を用いることができる。永久磁石３２の現在のバイアス磁束が正極性である場合は、所定の閾値として、コイル３３の電流７２がマイナスからプラスに変化したことを検出する閾値を用いることができる。

【0023】

コイル３３の電流７２がマイナスからプラスに変化したことを検出する閾値は、例えば、図４の上段に示すプラスの値の閾値１とすることができる。コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化したことを検出する閾値は、例えば、図４の上段に示すマイナスの値の閾値２とすることができる。閾値１、閾値２の値は、コイル３３の電流７２の極性の継続的な変化を検出し、電流７２の極性の一時的な変化を検出対象から除外するために、ゼロから少し離れた値としてもよい。コイル３３の電流７２のプラスからマイナスへの変化とマイナスからプラスへの変化とに異なる特徴がある場合は、閾値１と閾値２とを異なる絶対値の値にそれぞれ設定してもよい。

【0024】

電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２が、プラスの値の閾値１を上回ると、マイナスだったコイル３３の電流７２が一時的でなく継続的にプラスに変化したと考えられる。プラスの電流７２が流れるコイル３３には正極性の磁束７４が発生する。永久磁石３２が、マイナスの電流７２が流れていたコイル３３の負極性の磁束７４と打ち消し合う正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態であると、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが同じ極性となる。極性が同じコイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とは、打ち消し合えない。永久磁石３２を、負極性のバイアス磁束７５が発生する着磁状態に変更すれば、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合う状態にすることができる。判定部１２１は、コイル３３の電流７２がプラスの閾値１を上回ったことを検出することで、コイル３３の電流７２がマイナスからプラスに変化し、永久磁石３２の着磁状態を変更する状態になったことを検出することができる。閾値１は、永久磁石３２の変更後の着磁状態が、バイアス磁束７５が正極性となる着磁状態である場合に対応する閾値である。判定部１２１が、コイル３３の電流７２と閾値１との比較結果に基づいて、バイアス磁束７５が正極性となる着磁状態に永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する場合、閾値１は第１の閾値に該当する。

【0025】

電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２が、マイナスの値の閾値２を下回ると、プラスだったコイル３３の電流が一時的でなく継続的にマイナスに変化したと考えられる。マイナスの電流７２が流れるコイル３３には負極性の磁束７４が発生する。永久磁石３２が、プラスの電流７２が流れていたコイル３３の正極性の磁束７４と打ち消し合う負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態であると、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが同じ極性となる。極性が同じコイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とは、打ち消し合えない。永久磁石３２を、正極性のバイアス磁束７５が発生する着磁状態に変更すれば、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合う状態にすることができる。判定部１２１は、コイル３３の電流７２がマイナスの閾値２を下回ったことを検出することで、コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化し、永久磁石３２の着磁状態を変更する状態になったことを検出することができる。閾値２は、永久磁石３２の変更後の着磁状態が、バイアス磁束７５が負極性となる着磁状態である場合に対応する閾値である。判定部１２１が、コイル３３の電流７２と閾値２との比較結果に基づいて、バイアス磁束７５が負極性となる着磁状態に永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する場合、閾値２は第１の閾値に該当する。

【0026】

判定部１２１は、プラスの値の閾値１を、コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化したことを検出する閾値として用いてもよい。図４の上段に示すように、コイル３３の電流７２が所定時間ｔ以上連続してプラスの値の閾値１を下回ると、プラスだったコイル３３の電流７２がマイナスに変化したと推定することができる。永久磁石３２が負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態であると、マイナスの電流７２が流れるコイル３３に発生する負極性の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合えなくなる。永久磁石３２を、正極性のバイアス磁束７５が発生する着磁状態に変更すれば、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合う状態にすることができる。判定部１２１は、コイル３３の電流がプラスの閾値１を所定時間ｔ以上連続して下回ったことを検出することで、コイル３３の電流７２がプラスからマイナスに変化し、永久磁石３２の着磁状態を変更する状態になったことを検出することができる。閾値１は、永久磁石３２の変更前の着磁状態が、バイアス磁束７５が正極性となる着磁状態である場合に対応する閾値である。判定部１２１が、コイル３３の電流７２と閾値１との比較結果に基づいて、バイアス磁束７５が負極性となる着磁状態に永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する場合、閾値１は第２の閾値に該当する。

【0027】

判定部１２１は、マイナスの閾値２を、コイル３３の電流７２がマイナスからプラスに変化したことを検出する閾値として用いてもよい。コイル３３の電流が所定時間ｔ以上連続してマイナスの値の閾値２を上回ると、マイナスだったコイル３３の電流７２がプラスに変化したと推定することができる。永久磁石３２が正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態であると、プラスの電流７２が流れるコイル３３に発生する正極性の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合えなくなる。永久磁石３２を、負極性のバイアス磁束７５が発生する着磁状態に変更すれば、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合う状態にすることができる。判定部１２１は、コイル３３の電流７２がマイナスの閾値２を所定時間ｔ以上連続して上回ったことを検出することで、コイル３３の電流７２がマイナスからプラスに変化し、永久磁石３２の着磁状態を変更する状態になったことを検出することができる。閾値２は、永久磁石３２の変更前の着磁状態が、バイアス磁束７５が負極性となる着磁状態である場合に対応する閾値である。判定部１２１が、コイル３３の電流７２と閾値２との比較結果に基づいて、バイアス磁束７５が正極性となる着磁状態に永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する場合、閾値２は第２の閾値に該当する。

【0028】

判定部１２１は、コイル３３の電流７２と閾値１、閾値２との比較結果のうち少なくとも１つに基づいて、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定してもよい。判定部１２１がこのように永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する場合、閾値１及び閾値２は判定用閾値に該当する。

【0029】

図１の制御部１２２は、判定部１２１が永久磁石３２の着磁状態を変更すると判定した場合に、所定の電流をコイル３３に一時的に流す。制御部１２２は、例えば、双方向ＤＣＤＣコンバータ５０のハイサイド及びローサイドの半導体スイッチ５１、５２に対するゲート信号を制御することで、所定の電流をコイル３３に流すことができる。図４の上段には、所定の電流をコイル３３に一時的に流す場合として、３つの例を示している。図４の時系列順に挙げると、１つ目の例は、図４の符号７６の時点で、コイル３３の電流７２が閾値２以上の値から閾値２を下回る値に減った場合である。２つ目の例は、図４の符号７７の時点で、コイル３３の電流７２が閾値１以下の値から閾値１を上回る値に増えた場合である。３つ目の例は、コイル３３の電流７２が閾値１以上の値から閾値１を下回る値に減った状態が、図４の符号７８の時点で、所定時間ｔ以上連続した場合である。

【0030】

１つ目及び３つ目の例の場合、判定部１２１は、永久磁石３２の着磁状態を、負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ａから正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ｂに変更すると判定する。制御部１２２は、判定部１２１の判定結果に基づいて、所定の電流として着磁電流２＿７９をコイル３３に一時的に流す。着磁電流２＿７９はプラスの電流であり、永久磁石３２の保磁力Ｈcjを上回る強さの正極性の起磁力をコイル３３に発生させる大きさであればよい。着磁電流２を一時的に流したコイル３３には、永久磁石３２の保磁力Ｈcjを上回る強さの正極性の磁束７４が発生する。この磁束７４により、永久磁石３２に加わる外部磁界はクニック点７０を超え、永久磁石３２の着磁状態は、負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ａから正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ｂに変更される。２つ目の例の場合、判定部１２１は、永久磁石３２の着磁状態を、正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ｂから負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ａに変更すると判定する。制御部１２２は、判定部１２１の判定結果に基づいて、所定の電流として着磁電流１＿８０をコイル３３に一時的に流す。着磁電流１＿８０はマイナスの電流であり、永久磁石３２の保磁力Ｈcjを上回る強さの負極性の起磁力をコイル３３に発生させる大きさであればよい。着磁電流１＿８０を一時的に流したコイル３３には、永久磁石３２の保磁力Ｈcjを上回る強さの負極性の磁束７４が発生する。この磁束７４により、永久磁石３２に加わる外部磁界はクニック点７０を超え、永久磁石３２の着磁状態は、正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ｂから負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ａに変更される。

【0031】

図４では、制御部１２２が、所定の電流として、コイル３３の最大起磁力に相当する電流をコイル３３に流した場合を示している。図４では、図面の見やすさのために、所定の電流をコイル３３に流した期間を誇張して示している。所定の電流をコイル３３に流す期間は、コイル３３に発生する磁束７４によって永久磁石３２の着磁状態を逆の極性に変更できる長さであればよく、実際には図４で示した期間よりも短い期間としてもよい。着磁状態Ａ及び着磁状態Ｂにおける永久磁石３２のバイアス磁束７５は、リアクトル３０の起磁力源が永久磁石３２のみである場合は同じ大きさとなる。リアクトル３０に永久磁石３２以外の起磁力源が存在する場合、永久磁石３２以外の起磁力源の着磁状態がコイル３３の外部磁界により変更されないときは、バイアス磁束７５の大きさが着磁状態Ａと着磁状態Ｂとで異なってもよい。

【0032】

図５は、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定部１２１によって判定する対象のイベントの内容と、判定部１２１の判定結果に対応して制御部１２２が行う永久磁石３２の着磁状態の変更内容との関係の一例を示している。永久磁石３２が着磁状態Ａであるとき、コイル３３の電流７２が閾値２を下回るか、所定時間ｔ以上連続して閾値１を下回ると、制御部１２２が着磁電流２＿７９をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３２を着磁状態Ｂに変更させる。永久磁石３２が着磁状態Ｂであるとき、コイル３３の電流７２が閾値１を上回るか、所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回ると、制御部１２２が着磁電流１＿８０をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３２を着磁状態Ａに変更させる。

【0033】

コントローラ１２０は、例えば、図６のフローチャートに一例を示す処理手順を実行することで、本発明の第１実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御方法を実行することができる。コントローラ１２０は、永久磁石３２の着磁フラグが「１」であるか否かを確認する（ステップＳ１０１）。着磁フラグは、永久磁石３２の現在の着磁状態を示すフラグである。本実施形態では、永久磁石３２が着磁状態Ａである場合に着磁フラグが「１」となり、永久磁石３２が着磁状態Ｂである場合に着磁フラグが「２」となる。着磁フラグが「１」でない場合は（ステップＳ１０１でＮＯ）、後述するステップＳ１１３に移行する。

【0034】

着磁フラグが「１」である場合は（ステップＳ１０１でＹＥＳ）、コントローラ１２０は、電流センサ１１０が検出したパワートレイン２０の負荷電流７３を取得する（ステップＳ１０３）。コントローラ１２０は、判定部１２１により、取得した負荷電流７３が閾値２を下回っているか否かを確認し（ステップＳ１０５）、負荷電流７３が閾値２を下回っている場合は（ステップＳ１０５でＹＥＳ）、後述するステップＳ１０９に移行する。負荷電流７３が閾値２を下回っていない場合は（ステップＳ１０５でＮＯ）、コントローラ１２０は、判定部１２１により、取得した負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値１を下回っているか否かを確認する（ステップＳ１０７）。負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値１を下回っていない場合は（ステップＳ１０７でＮＯ）、一連の処理を終了する。負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値１を下回っている場合は（ステップＳ１０７でＹＥＳ）、ステップＳ１０９に移行する。ステップＳ１０９では、コントローラ１２０は、制御部１２２により、着磁電流２＿７９をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３２を着磁状態Ｂに変更させる。コントローラ１２０は、永久磁石３２の着磁フラグを「１」から「２」に変更させて（ステップＳ１１１）、一連の処理を終了する。

【0035】

ステップＳ１１３では、コントローラ１２０は、電流センサ１１０が検出したパワートレイン２０の負荷電流７３を取得する。コントローラ１２０は、判定部１２１により、取得した負荷電流７３が閾値１を上回っているか否かを確認し（ステップＳ１１５）、負荷電流７３が閾値１を上回っている場合は（ステップＳ１１５でＹＥＳ）、後述するステップＳ１１９に移行する。負荷電流７３が閾値１を上回っていない場合は（ステップＳ１１５でＮＯ）、コントローラ１２０は、判定部１２１により、取得した負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回っているか否かを確認する（ステップＳ１１７）。負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回っていない場合は（ステップＳ１１７でＮＯ）、一連の処理を終了する。負荷電流７３が所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回っている場合は（ステップＳ１１７でＹＥＳ）、ステップＳ１１９に移行する。ステップＳ１１９では、コントローラ１２０は、制御部１２２により、着磁電流１＿８０をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３２を着磁状態Ａに変更させる。コントローラ１２０は、永久磁石３２の着磁フラグを「２」から「１」に変更させて（ステップＳ１２１）、一連の処理を終了する。

【0036】

以上に説明した本実施形態の磁気バイアス制御装置１０では、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２により、コイル３３の磁束７４が正極性か負極性かを判別できる。判別した磁束７４の極性が永久磁石３２のバイアス磁束７５と同じ極性か否かを判別し、判別した極性の異同に基づいて、判定部１２１が、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定する。制御部１２２は、判定部１２１が永久磁石３２の着磁状態を変更すると判定した場合に、コイル３３に着磁電流１＿８０又は着磁電流２＿７９を一時的に流す。制御部１２２は、着磁電流１＿８０又は着磁電流２＿７９をコイル３３に流すことで、永久磁石３２の着磁状態を現在の着磁状態Ａから着磁状態Ｂに変更させ、又は、現在の着磁状態Ｂから着磁状態Ａに変更させる。コイル３３の電流７２の変化によりコイル３３の磁束７４の極性が反転してバイアス磁束７５と同じ極性になっても、永久磁石３２の着磁状態の変更によりバイアス磁束７５の極性を反転させて、コイルの磁束７４と打ち消し合うようにすることができる。よって、リアクトル３０を双方向ＤＣＤＣコンバータ５０に接続した場合でも、コア３１の磁気飽和を適切に抑制することができる。コア３１の断面積を増やさずにコア３１の磁気飽和を抑制できるので、リアクトルサイズを抑制することができる。判定部１２１は、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２と閾値１、閾値２との比較により、コイル３３の電流７２に対応するコイル３３の磁束７４の極性と閾値１、閾値２に対応する永久磁石３２のバイアス磁束７５の極性との関係を判別できる。判定部１２１は、判別したコイル３３の磁束７４の極性とバイアス磁束７５の極性との関係に基づいて、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定することができる。

【0037】

コイル３３の電流７２が閾値１を上回るか、閾値２を下回ると、コイル３３の電流７２が、一時的でなく継続的に、永久磁石３２のバイアス磁束７５と同じ極性の磁束７４を発生させる状態に変化したと考えられる。この状態では、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合えない。コイル３３の電流７２が閾値１を上回るか、閾値２を下回った場合に、判定部１２１が、永久磁石３２の着磁状態を変更すると判定することで、パワートレイン２０の状態の変化によるコア３１の磁気飽和を適切に抑制できる。コイル３３の電流７２が所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回るか、所定時間ｔ以上連続して閾値１を下回ると、コイル３３の電流７２が、永久磁石３２のバイアス磁束７５と同じ極性の磁束７４を発生させる状態に変化したと推定される。この状態では、コイル３３の磁束７４とバイアス磁束７５とが打ち消し合えない。コイル３３の電流７２が所定時間ｔ以上連続して閾値２を上回るか閾値１を下回った場合に、判定部１２１が、永久磁石３２の着磁状態を変更すると判定することで、パワートレイン２０の状態の定常的な変化によるコア３１の磁気飽和を適切に抑制できる。「定常的」とは、例えば、パワートレイン２０の状態の変化が３０秒(s)程度続く状態とすることができる。コイル３３の電流７２を閾値１、閾値２とそれぞれ比較すると、コイル３３の電流７２に対応するコイル３３の磁束７４の極性と閾値１、閾値２に対応する永久磁石３２のバイアス磁束７５の極性との関係を個別に判別できる。判別した各関係に基づいて、永久磁石３２の着磁状態を変更するか否かを判定することで、パワートレイン２０の状態の瞬時的な変化、定常的な変化等、複数の形態によるパワートレイン２０の状態の変化によるコア３１の磁気飽和を、適切に抑制することができる。

【0038】

リアクトル３０のコイル３３の電流７２が、リアクトル３０を接続した双方向ＤＣＤＣコンバータ５０を介して電動車両のパワートレイン２０に供給される場合、リアクトル３０には、パワートレイン２０の力行状態と回生状態との負荷電流７３が流れる。負荷電流７３の向きは、パワートレイン２０の力行状態と回生状態とで反転する。負荷電流７３の向きが反転すると、例えば、反転前にはコア３１の磁気飽和の抑制にとって適切であった永久磁石３２のバイアス磁束７５が、反転後にはコア３１の磁気飽和の抑制にとって不適切になる場合がある。コイル３３の電流７２に基づいて永久磁石３２の着磁状態を適宜変更することで、負荷電流７３の向きが反転するようなパワートレイン２０の状態の変化に対応して永久磁石３２の着磁状態を変更し、コア３１の磁気飽和を適切に抑制することができる。

【0039】

［第２実施形態］
第２実施形態に係る磁気バイアス制御装置１０は、図７に示すリアクトル３０の磁気バイアスを制御する。リアクトル３０は、コア３１に挿入された３つの永久磁石３４、３５、３６を有する点で第１実施形態のリアクトル３０と異なり、永久磁石３４、３５、３６以外は第１実施形態のリアクトル３０と同様に構成されている。３つの永久磁石３４、３５、３６は、保磁力Ｈcjについて、低保磁力と高保磁力との２種類に分かれている。２つの永久磁石３４、３５は低保磁力であり、残る１つの永久磁石３６は高保磁力である。３つの永久磁石３４、３５、３６は、コア３１に発生する主磁束と平行な方向における厚さについて、大中小の３種類に分かれている。２つの低保磁力の永久磁石３４、３５のうち一つは厚さが小であり、もう一つは厚さが中である。高保磁力の永久磁石３６は厚さが大である。第２実施形態でも、リアクトル３０は、他の形状のコアを有していてもよく、コア及びコイルを複数有する磁気結合リアクトルであってもよい。

【0040】

永久磁石３４、３５、３６は、それぞれの保磁力Ｈcjに応じた大きさのバイアス磁束を発生する。永久磁石３４、３５、３６は、それぞれの保磁力Ｈcjを超える逆極性の外部磁界を加えることで、負極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ａと正極性のバイアス磁束７５を発生する着磁状態Ｂとのどちらか一方から他方に、個別に変更することができる。第１実施形態で説明した式１の最大瞬時電流ｉmaxを、永久磁石の着磁状態を逆の極性に変更させるためにコイルに流す着減磁用電流ｉcdに置き換えて、式１を移項すると、下記の式２が得られる。式２を満たす電流をコイル３３に流すと、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を逆の極性に変更させる外部磁界を永久磁石３４、３５、３６に加えることができる。

【0041】

【数2】

【0042】

図８～図１０は、永久磁石３４、３５、３６が同じ着磁状態である状態において、ある大きさの着減磁用電流ｉcdをコイル３３に流した場合の、永久磁石３４、３５、３６の磁気特性と永久磁石３４、３５、３６にそれぞれ加わる外部磁界との関係を示す。着減磁用電流ｉcdを流したコイル３３に発生する磁束７４によって永久磁石３４、３５、３６に加わる外部磁界は、上述した式２の関係から、厚さが薄い永久磁石ほど大きくなり、厚さが厚い永久磁石ほど小さくなる。厚さが小で一番大きい外部磁界８１が加わる永久磁石３４は、低保磁力であるため、図８に示すように、永久磁石３４に加わる外部磁界８１は永久磁石３４の保磁力Ｈcjを上回りやすい。厚さが中の永久磁石３５も低保磁力であるが、厚さが小の永久磁石３４よりも加わる外部磁界が小さいので、図９に示すように、厚さが中の永久磁石３５に加わる外部磁界８２は、永久磁石３５の保磁力Ｈcjを上回りにくい。厚さが大の永久磁石３６は、高保磁力でかつ加わる外部磁界が一番小さいので、図１０に示すように、厚さが大の永久磁石３６に加わる外部磁界８３は、永久磁石３６の保磁力Ｈcjを最も上回りにくい。厚さが小の低保磁力の永久磁石３４の着磁状態を変更した後、他の永久磁石３５、３６の着磁状態を変更するための着減磁用電流ｉcdをコイル３３に流す場合は、式２中の右辺の磁界Ｈexが「０」でなくなる。この場合は、着磁状態を変更した厚さが小の永久磁石３４のバイアス磁束７５が、コイル３３以外の起磁力源による磁界Ｈexとして式２中の右辺に加わる。磁界Ｈexが「０」でなくなるので、他の永久磁石３５、３６の着磁状態を変更するための着減磁用電流ｉcdは、厚さが小で低保磁力の永久磁石３４の着磁状態を変更するための着減磁用電流ｉcdよりも高い値となる。着減磁用電流ｉcdの値が高くなっても、厚さが大の高保磁力の永久磁石３６に加わる外部磁界８３は、厚さが中の低保磁力の永久磁石３５に加わる外部磁界８２よりも低いので、高保磁力の永久磁石３６では、外部磁界８３が保磁力Ｈcjを上回りにくい。高保磁力の永久磁石３６よりも低保磁力の永久磁石３５の方が、外部磁界８２が保磁力Ｈcjを上回りやすい。本実施形態の磁気バイアス制御装置１０は、以上に説明した関係を利用して、３つの永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を、保磁力Ｈcjが低い種類、又は、厚さが薄い種類から順に変更させることができる。永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を順に変更させることで、リアクトル３０の全体における磁界の向きを変更せず磁界の強さを変更することができる。

【0043】

第２実施形態の磁気バイアス制御装置１０でも、コントローラ１２０の判定部１２１は、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２に基づいて、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を変更するか否かを判定する。判定部１２１は、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流に基づいて、コイル３３の磁束７４に対してリアクトル３０全体でのバイアス磁束７５に余剰又は不足が生じた場合に、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を変更すると判定してもよい。判定部１２１は、この判定に、コイル３３の電流７２と比較する閾値１、閾値２を用いてもよい。リアクトル３０全体でのバイアス磁束７５とは、３つの永久磁石３４、３５、３６のバイアス磁束７５の合計である。コントローラ１２０の制御部１２２は、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を変更すると判定部１２１が判定した場合、バイアス磁束７５が増減して余剰が減り又は不足が補われるように、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を個別に変更する。判定部１２１は、例えば、電流センサ１１０が検出したコイル３３の電流７２と閾値１、閾値２との比較によって、リアクトル３０全体でのバイアス磁束７５に余剰又は不足が生じたか否かを判別してもよい。閾値１の値、閾値２の値は、第１実施形態とそれぞれ同じ値でもよく、どちらか一方又は両方とも第１実施形態と異なる値に変えてもよい。制御部１２２は、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を順に変更する際に、着磁状態を変更する対象の永久磁石３４、３５、３６の保磁力Ｈcjに対応する大きさの着磁電流１＿８０又は着磁電流２＿７９を、コイル３３に一時的に流す。「一時的」とは、例えば、数百マイクロ秒(us)～数ミリ秒(ms)とすることができる。

【0044】

第２実施形態の磁気バイアス制御装置１０のコントローラ１２０は、例えば、図６の例による処理手順を実行することで、本発明の第２実施形態に係るリアクトルの磁気バイアス制御方法を実行してもよい。例えば、高保磁力の永久磁石３６の着磁状態を、低保磁力の２つの永久磁石３４、３５と同じ着磁状態に変更すると、リアクトル３０全体でのバイアス磁束７５の極性が反転する状態で、コントローラ１２０は、図６の処理手順を実行することができる。この場合、永久磁石３６が着磁状態Ａである場合に着磁フラグを「１」とし、永久磁石３６が着磁状態Ｂである場合に着磁フラグを「２」とする。図６のステップＳ１０９では、コントローラ１２０は、制御部１２２により、着磁電流２＿７９をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３６を着磁状態Ｂに変更させる。ステップＳ１１１では、コントローラ１２０は、永久磁石３６の着磁フラグを「１」から「２」に変更させる。ステップＳ１１９では、コントローラ１２０は、制御部１２２により、着磁電流１＿８０をコイル３３に一時的に流し、永久磁石３６を着磁状態Ａに変更させる。ステップＳ１２１では、コントローラ１２０は、永久磁石３６の着磁フラグを「２」から「１」に変更させる。着磁電流２＿７９及び着磁電流１＿８０は、永久磁石３６に加わる外部磁界８３が永久磁石３６の保磁力Ｈcjを超えるような磁束７４をコイル３３に発生させる大きさとする。例えば、保磁力が低い種類順又は厚さが小さい種類順に永久磁石３４、３５、３６の着磁状態の変更によって、リアクトル３０全体でのバイアス磁束７５の極性が反転しない状態でも、コントローラ１２０は、図６の処理手順を実行することができる。この場合、コントローラ１２０は、例えば、着磁フラグを使用せず、ステップＳ１０１及びステップＳ１１１の処理と、ステップＳ１２１の処理とを省略してもよい。コントローラ１２０が、これらの処理を省略して図６の処理手順を実行すると、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を個別に変更でき、バイアス磁束７５の方向を変えずにバイアス磁束７５を増減することができる。

【0045】

本実施形態の磁気バイアス制御装置１０では、第１の磁気バイアス制御装置１０と同様の効果を得ることができる。本実施形態の磁気バイアス制御装置１０では、保磁力Ｈcjが小さい種類から順に、又は、厚さが小さい種類から順に、永久磁石３４、３５、３６の着磁状態を変更させ、リアクトル３０全体でのバイアス磁束７５の磁界の強さを段階的に変化させる。パワートレイン２０の状態によりコイル３３の電流７２が変化しても、コイル３３の磁束７４に合わせてバイアス磁束７５の磁界の強さを段階的に変化させて、バイアス磁束７５が過剰になるのを抑制しつつ、コア３１の磁気飽和を適切に抑制することができる。コイル３３の磁束７４に対してバイアス磁束７５が過剰な大きさのままとなり、リアクトルサイズが不必要に大きくなって損失が増加するのを抑制することができる。

【0046】

以上の第１及び第２実施形態では、双方向ＤＣＤＣコンバータ５０に接続したリアクトル３０の磁気バイアスを制御する場合について説明した。本発明を適用して磁気バイアスを制御する対象のリアクトルは、双方向に電流が流れるコイルを有しているものであればよく、双方向ＤＣＤＣコンバータ以外に接続して用いられるものあってもよい。リアクトル３０の保磁力Ｈcjが異なる永久磁石３４、３５、３６は２種類以上であればよく、３種類以上としてもよい。

【0047】

上述の実施形態は本発明の一例である。このため、本発明は、上述の実施形態に限定されることはなく、この実施形態以外の形態であっても、本発明に係る技術的思想を逸脱しない範囲であれば、設計などに応じて種々の変更が可能であることは勿論である。

【符号の説明】

【0048】

１０ 磁気バイアス制御装置
２０ パワートレイン
３０ リアクトル
３１ コア
３２、３４～３６ 永久磁石
３３ コイル
５０ 双方向ＤＣＤＣコンバータ
７１ 外部磁界
７２ 電流
７３ 負荷電流
７４ 磁束
７５ バイアス磁束
１１０ 電流センサ
１２０ コントローラ
１２１ 判定部
１２２ 制御部
Ｈcj 保磁力
ｔ 所定時間

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】