特開 2024-85142 巻線切替装置

(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】P2024085142

(43)【公開日】2024-06-26

(54)【発明の名称】巻線切替装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 25/18 20060101AFI20240619BHJP

【ＦＩ】

H02P25/18

【審査請求】未請求

【請求項の数】7

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022199517

(22)【出願日】2022-12-14

(71)【出願人】

【識別番号】395011665

【氏名又は名称】株式会社オートネットワーク技術研究所

(71)【出願人】

【識別番号】000183406

【氏名又は名称】住友電装株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】000002130

【氏名又は名称】住友電気工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】110000497

【氏名又は名称】弁理士法人グランダム特許事務所

(72)【発明者】

【氏名】明上 周平

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505BB06

5H505CC04

5H505DD03

5H505EE23

5H505EE30

5H505EE35

5H505EE41

5H505EE43

5H505EE49

5H505EE55

5H505HA06

5H505HA09

5H505HA10

5H505HB01

5H505JJ03

5H505LL01

5H505LL24

5H505MM03

5H505MM06

5H505MM07

(57)【要約】

【課題】多相モータが高速回転している場合においても多相モータのフェールセーフを良好に行い得る巻線切替装置を提供する。
【解決手段】巻線切替装置１０は、複数相のコイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを有し、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃがコイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗを含むモータ１００に用いられる。巻線切替装置１０は、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態を切り替える切替部１１と、制御部１３と、を備えている。切替部１１は、電力の供給を許容する許容状態と、遮断する遮断状態と、に切り替わる構成である。モータ１００の回転数が高トルク特性の最高回転数Ｒm1よりも大きい又は高回転特性の最高回転数Ｒm2よりも大きい場合、又はバッテリ９１の出力電圧が高回転特性の第１電圧閾値Ｔhf又は高トルク特性の第２電圧閾値Ｔhs以下となる場合、制御部１３は、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数相のコイルを有し、各前記コイルが複数のコイル部を含む多相モータに用いられる巻線切替装置であって、
各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部と、
前記切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記切替部は、電源部から前記多相モータへの電力の供給を許容する許容状態と、前記電源部から前記多相モータへの電力の供給を遮断する遮断状態と、に切り替わる構成であり、
前記多相モータの回転数が回転閾値よりも大きい場合、又は前記電源部の出力電圧が電圧閾値以下となる場合、前記制御部は、前記切替部を前記許容状態から前記遮断状態に切り替える、巻線切替装置。

【請求項2】

複数のスイッチング素子を含み、前記電源部からの電力を変換して前記多相モータに供給する変換部を更に備え、
前記変換部は、前記電源部の正極電圧が印加された高電位側電力路に接続する高電位側スイッチング素子と、前記電源部の負極電圧が印加された低電位側電力路に接続する低電位側スイッチング素子と、が接続して構成されたスイッチ対を複数有し、
各前記スイッチ対は、各前記コイルに対応しており、前記高電位側スイッチング素子と前記低電位側スイッチング素子との接続点から各前記コイルに電力を供給し、
前記制御部は、前記切替部を前記遮断状態に切り替えるとともに、前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にする、請求項１に記載の巻線切替装置。

【請求項3】

前記切替部が前記遮断状態に切り替わるよりも先に前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のいずれか一方がオン状態になり、且ついずれか他方がオフ状態になる、請求項２に記載の巻線切替装置。

【請求項4】

前記制御部は、
前記電源部の出力電圧が前記電圧閾値以下となり、前記多相モータの回転数が前記回転閾値よりも小さく、且つ弱め界磁領域における判定回転数以下の場合、複数の前記スイッチング素子の全てをオフ状態に制御し、
前記電源部の出力電圧が前記電圧閾値以下となり、前記多相モータの回転数が前記判定回転数よりも大きい場合、前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、前記切替部を前記遮断状態に切り替える、請求項２又は請求項３に記載の巻線切替装置。

【請求項5】

前記制御部は、
前記判定回転数以下であるか否かに関わらず、前記電源部の出力電圧が前記電圧閾値以下となり、前記電源部の出力電圧が遮断された電圧遮断状態である場合、前記高電位側スイッチング素子及び前記低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、前記切替部を前記遮断状態に切り替える、請求項４に記載の巻線切替装置。

【請求項6】

前記回転閾値は、弱め界磁領域における前記多相モータの最高回転数である、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の巻線切替装置。

【請求項7】

前記制御部は、複数の前記コイル部の接続状態に応じて、前記回転閾値、及び前記電圧閾値を設定する、請求項１から請求項３のいずれか１項に記載の巻線切替装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本開示は、巻線切替装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、インバータを介して回転電機を制御するインバータ制御装置について開示されている。インバータにはコンタクタを介して高圧バッテリから電力が供給される構成である。このインバータ制御装置は、コンタクタがオフに切り替わり高圧バッテリからの電力が供給されなくなると、フェールセーフ制御として、インバータの一部のスイッチング素子をオン状態にし、他部のスイッチング素子をオフ状態にするアクティブショートサーキット制御を行う。以下、アクティブショートサーキット制御を単にＡＳＣ制御ともいう。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】国際公開第２０１６／０７６４２９号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ロータが高速回転している場合にＡＳＣ制御を行うと、回転電機とインバータとの間で電流が流れることになり、ロータの回転による回生トルクが発生したり、モータのコイルエンドが焼き付いたりするおそれがある。

【0005】

本開示は、多相モータのロータが高速回転している場合において多相モータのフェールセーフを良好に行い得る技術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】

本開示の巻線切替装置は、
複数相のコイルを有し、各前記コイルが複数のコイル部を含む多相モータに用いられる巻線切替装置であって、
各前記コイルにおける複数の前記コイル部の接続状態を切り替える切替部と、
前記切替部を制御する制御部と、
を備え、
前記切替部は、電源部から前記多相モータへの電力の供給を許容する許容状態と、前記電源部から前記多相モータへの電力の供給を遮断する遮断状態と、に切り替わる構成であり、
前記多相モータの回転数が回転閾値よりも大きい場合、又は前記電源部の出力電圧が電圧閾値以下となる場合、前記制御部は、前記切替部を前記許容状態から前記遮断状態に切り替える。

【発明の効果】

【0007】

本開示によれば、多相モータのロータが高速回転している場合においても多相モータのフェールセーフを良好に行い得る。

【図面の簡単な説明】

【0008】

【図1】図１は、実施形態１の切替制御装置を含む車載システムを概略的に示す回路図である。

【図2】図２は、モータの構成を示す回路図であって、切替部の第１リレースイッチがオン状態であり、第２リレースイッチがオフ状態に維持された状態を示す。

【図3】図３は、モータの構成を示す回路図であって、切替部の第１リレースイッチがオフ状態であり、第２リレースイッチがオン状態に維持された状態を示す。

【図4】図４は、モータの構成を示す回路図であって、切替部の第１リレースイッチ、及び第２リレースイッチがオフ状態に維持された状態を示す。

【図5】図５は、高回転特性、及び高トルク特性の各々におけるトルクと回転数との関係を概略的に示すグラフである。

【図6】図６は、バッテリの電圧に基づいて制御部が切替部及び変換部を制御するフローチャートである。

【図7】図７は、ロータの回転数に基づいて制御部が切替部及び変換部を制御するフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0009】

［本開示の実施形態の説明］
以下では、本開示の実施形態が列記されて例示される。

【0010】

本開示の巻線切替装置は、
〔１〕複数相のコイルを有し、各コイルが複数のコイル部を含む多相モータに用いられる。本開示の巻線切替装置は、各コイルにおける複数のコイル部の接続状態を切り替える切替部と、切替部を制御する制御部と、を備えている。切替部は、電源部から多相モータへの電力の供給を許容する許容状態と、電源部から多相モータへの電力の供給を遮断する遮断状態と、に切り替わる構成である。多相モータの回転数が回転閾値よりも大きい場合、又は電源部の出力電圧が電圧閾値以下となる場合、制御部は、切替部を許容状態から遮断状態に切り替える。

【0011】

上記〔１〕によれば、モータの回転数が想定し得る範囲を超えるような場合や、電源部の出力電圧が想定し得る範囲を下回るような場合に生じ得るモータにおける逆起電力の発生によるモータのコイルエンドの焼き付き等を防ぐことができる。

【0012】

〔２〕上記〔１〕において、複数のスイッチング素子を含み、電源部からの電力を変換して多相モータに供給する変換部を更に備え得る。変換部は、電源部の正極電圧が印加された高電位側電力路に接続する高電位側スイッチング素子と、電源部の負極電圧が印加された低電位側電力路に接続する低電位側スイッチング素子と、が接続して構成されたスイッチ対を複数有し得る。各スイッチ対は、各コイルに対応しており、高電位側スイッチング素子と低電位側スイッチング素子との接続点から各コイルに電力を供給し得る。制御部は、切替部を遮断状態に切り替えるとともに、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にし得る。

【0013】

上記〔２〕によれば、高電位側電力路と低電位側電力路とを短絡させることなく、多相モータと変換部とで閉ループを構成し、多相モータで生じた電流を閉ループ内に留めつつ、切替部を遮断することによって、閉ループにおける電流の流れを遮断することができる。

【0014】

〔３〕上記〔２〕において、切替部が遮断状態に切り替わるよりも先に高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のいずれか一方がオン状態になり、且ついずれか他方がオフ状態になり得る。

【0015】

上記〔３〕によれば、多相モータと変換部とで閉ループを早期に構成することによって、多相モータで生じた逆起電力が電源部側に影響を及ぼすことを防止することができる。そして、切替部が遮断状態に切り替わることによって、多相モータで生じた逆起電力が変換部の各スイッチング素子に影響を及ぼすことを防止できる。

【0016】

〔４〕上記〔２〕又は〔３〕において、制御部は、電源部の出力電圧が電圧閾値以下となり、多相モータの回転数が回転閾値よりも小さく、且つ弱め界磁領域における判定回転数以下の場合、複数のスイッチング素子の全てをオフ状態に制御し得る。制御部は、電源部の出力電圧が電圧閾値以下となり、多相モータの回転数が判定回転数よりも大きい場合、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、切替部を前記遮断状態に切り替え得る。

【0017】

上記〔４〕によれば、多相モータの回転数に応じてスイッチング素子の制御を異ならせることによって、多相モータや変換部のフェールセーフを緻密に行うことができる。

【0018】

〔５〕上記〔４〕において、制御部は、判定回転数以下であるか否かに関わらず、電源部の出力電圧が電圧閾値以下となり、電源部の出力電圧が遮断された電圧遮断状態である場合、高電位側スイッチング素子及び低電位側スイッチング素子のいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、切替部を遮断状態に切り替え得る。

【0019】

上記〔５〕によれば、電源部の出力電圧が電圧遮断状態となり、電源部から多相モータに十分な電力を供給できなくなり、多相モータで生じる逆起電力に対抗できない事態に陥る懸念が生じても多相モータや変換部のフェールセーフを確実に行うことができる。

【0020】

〔６〕上記〔１〕から〔３〕のいずれかにおいて、回転閾値は、弱め界磁領域における多相モータの最高回転数であり得る。

【0021】

上記〔６〕によれば、多相モータにおいて過剰な逆起電力が生じた場合、多相モータや変換部等に逆起電力の影響が及ぶことを抑えることができる。

【0022】

〔７〕上記〔１〕から〔３〕のいずれかにおいて、制御部は、複数のコイル部の接続状態に応じて、回転閾値、及び電圧閾値を設定し得る。

【0023】

上記〔７〕によれば、コイル部の接続状態が変化することによって多相モータの特性が変化する。このため、コイル部の接続状態に応じて、回転閾値、及び電圧閾値を設定することによって多相モータの特性に緻密に対応するように切替部を遮断状態に切り替え得る。

【0024】

＜実施形態１＞
図１に示すように、実施形態１の巻線切替装置１０は、車載システム１に設けられた多相交流電源を利用する多相モータであるモータ１００に用いられる。車載システム１は、電源部であるバッテリ９１から変換部１２を介してモータ１００に電力を供給するシステムである。モータ１００は、例えば、図示しない車両の車輪に対して回転力を与える。巻線切替装置１０は、切替部１１、変換部１２、及び制御部１３を備えている。

【0025】

［モータの構成］
モータ１００は、図示しないステータに巻き付けられた複数相のコイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを有している。コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、三相のセグメントコイルとして構成されている。コイル３２Ａは、第１相（Ｕ相）に相当し、コイル３２Ｂは、第２相（Ｖ相）に相当し、コイル３２Ｃは、第３相（Ｗ相）に相当する。第１相（Ｕ相）のコイル３２Ａは、コイル部１Ｕ，２Ｕを含んでいる。第２相（Ｖ相）のコイル３２Ｂは、コイル部１Ｖ，２Ｖを含んでいる。第３相（Ｖ相）のコイル３２Ｃは、コイル部１Ｗ，２Ｗを含んでいる。

【0026】

コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、中性点となり得る短絡部９０において電気的に接続されている。コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、いわゆるＹ結線された三相コイルである。コイル３２Ａと短絡部９０との間、コイル３２Ｂと短絡部９０との間、及びコイル３２Ｃと短絡部９０との間には、電流検知部３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆが介在して設けられている。コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃの各々において、コイル部１Ｕ，２Ｕ、コイル部１Ｖ，２Ｖ、及びコイル部１Ｗ，２Ｗは、電気的に直列に接続されている。モータ１００には、図示しないロータがステータに収容された形態で設けられている。ロータは、モータ１００に三相交流電力が供給されることによって回転する。ロータの一部は、モータ１００から突出しており、車両の車輪に回転力を付与し得る構成で車輪に連結されている。

【0027】

本開示において、「電気的に接続される」とは、接続対象の両方の電位が等しくなるように互いに導通した状態（電流を流せる状態）で接続される構成であることが望ましい。ただし、この構成に限定されない。例えば、「電気的に接続される」とは、両接続対象の間に電気部品が介在しつつ両接続対象が導通し得る状態で接続された構成であってもよい。

【0028】

［切替部の構成］
切替部１１は、第１切替部１１Ａと、第２切替部１１Ｂと、第３切替部１１Ｃと、を有している。第１切替部１１Ａは、第１相（Ｕ相）のコイル３２Ａを構成するコイル部１Ｕ，２Ｕにおいて直列接続数（接続状態）を切り替える機能を有している。第２切替部１１Ｂは、第２相（Ｖ相）のコイル３２Ｂを構成するコイル部１Ｖ，２Ｖにおいて直列接続数（接続状態）を切り替える機能を有している。第３切替部１１Ｃは、第３相（Ｗ相）のコイル３２Ｃを構成するコイル部１Ｗ，２Ｗにおいて直列接続数（接続状態）を切り替える機能を有している。ここで、直列接続数とは、直列に接続され、且つ通電可能とされたコイル部の数を意味する。

【0029】

第１切替部１１Ａは、第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅを有している。第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅは、半導体リレーとして構成されている。半導体リレーは、例えば、ＭＯＳＦＥＴ、ＧａＮＦＥＴ、ＩＧＢＴ、バイポーラトランジスタ等によって構成され得る。第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅは、後述する制御部１３からのオンオフ信号Ｃ１によるオン指示又はオフ指示によってオン状態とオフ状態とに切り替えられる。第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅは、制御部１３からのオン指示によって、自身を介した通電を許容するオン状態となり、制御部１３からのオフ指示によって、自身を介した通電を遮断するオフ状態となる。

【0030】

第２切替部１１Ｂは、第１リレースイッチ１１Ｆ、及び第２リレースイッチ１１Ｇを有している。第１リレースイッチ１１Ｆ、及び第２リレースイッチ１１Ｇは、第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅと同様の構成である。

【0031】

第３切替部１１Ｃは、第１リレースイッチ１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｊを有している。第１リレースイッチ１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｊは、第１リレースイッチ１１Ｄ、及び第２リレースイッチ１１Ｅと同様の構成である。

【0032】

［変換部の構成］
変換部１２は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の三相交流電力を出力する、所謂、インバータ回路として構成されている。変換部１２から出力される三相交流電力は、３つの導電路（Ｕ相の導電路６１、Ｖ相の導電路６２、Ｗ相の導電路６３）を介してモータ１００に供給され、モータ１００の回転駆動に用いられる。変換部１２は、高電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅと、低電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆと、を含んでいる。スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅは、上アーム素子として機能する。スイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆは、下アーム素子として機能する。スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの各々は、例えば、絶縁ゲート型バイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）及び還流ダイオードＤ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６により構成されている。

【0033】

スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆがオン状態からオフ状態に切り替わる際に要する時間は、切替部１１の各リレースイッチ（１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｊ）がオン状態からオフ状態に切り替わる際に要する時間よりも短い。よって、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆ、及び各リレースイッチ（１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｊ）を同じタイミングでオン状態からオフ状態に切り替えた場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの方が早期にオフ状態になる。

【0034】

変換部１２では、例えば、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆが制御部１３からのオンオフ信号Ｃ２（例えば、ＰＷＭ信号）に基づいてオン動作及びオフ動作を繰り返し、バッテリ９１からの出力電圧に基づいて三相交流電力を発生させる。言い換えると、変換部１２は、バッテリ９１からの電力を変換している。制御部１３が変換部１２を制御する方式は、例えば、ＰＷＭ信号を用いた三相変調方式である。なお、制御部１３が変換部１２を制御する方式は、モータ１００を駆動可能な方式であればよく、例えば、公知のＶ／ｆ制御や公知のベクトル制御などの様々な方式が採用され得る。

【0035】

上アーム素子であり高電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ａと、下アーム素子であり低電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｂと、が接続してＵ相のスイッチ対６Ｇが構成される。上アーム素子であり高電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｃと、下アーム素子であり低電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｄと、が接続してＶ相のスイッチ対６Ｈが構成される。上アーム素子であり高電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｅと、下アーム素子であり低電位側スイッチング素子であるスイッチング素子６Ｆと、が接続してＷ相のスイッチ対６Ｊが構成される。

【0036】

これらスイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆは、バッテリ９１の高電位側端子に電気的に接続された高電位側電力路８１と、バッテリ９１の負極に電気的に接続された低電位側電力路８２との間に介在して設けられている。バッテリ９１には、例えば、鉛バッテリや、リチウムイオンバッテリ等が用いられる。高電位側電力路８１には、バッテリ９１の正極電圧が印加される。低電位側電力路８２には、バッテリ９１の負極電圧が印加される。スイッチング素子６Ａ，６Ｂは、電気的に直列に接続されている。スイッチング素子６Ａの一端は、高電位側電力路８１に電気的に接続され、スイッチング素子６Ｂの他端は、低電位側電力路８２に電気的に接続されている。

【0037】

スイッチング素子６Ｃ，６Ｄは、電気的に直列に接続されている。スイッチング素子６Ｃの一端は、高電位側電力路８１に電気的に接続され、スイッチング素子６Ｄの他端は、低電位側電力路８２に電気的に接続されている。スイッチング素子６Ｅ，６Ｆは、電気的に直列に接続されている。スイッチング素子６Ｅの一端は、高電位側電力路８１に電気的に接続され、スイッチング素子６Ｆの他端は、低電位側電力路８２に電気的に接続されている。

【0038】

Ｕ相の導電路６１は、スイッチング素子６Ａ，６Ｂと、Ｕ相のコイル部１Ｕとの間の導電路である。導電路６１の一端は、スイッチング素子６Ａ，６Ｂの両素子間の接続点Ｌに電気的に接続される。導電路６１の他端は、Ｕ相のコイル部１Ｕの一端に電気的に接続される。

【0039】

Ｖ相の導電路６２は、スイッチング素子６Ｃ，６Ｄと、Ｖ相のコイル部１Ｖとの間の導電路である。導電路６２の一端は、スイッチング素子６Ｃ，６Ｄの両素子間の接続点Ｌに電気的に接続される。導電路６２の他端は、Ｖ相のコイル部１Ｖの一端に電気的に接続される。

【0040】

Ｗ相の導電路６３は、スイッチング素子６Ｅ，６Ｆと、Ｗ相のコイル部１Ｗとの間の導電路である。導電路６３の一端は、スイッチング素子６Ｅ，６Ｆの両素子間の接続点Ｌに電気的に接続される。導電路６３の他端は、Ｗ相のコイル部１Ｗの一端に電気的に接続される。各スイッチ対６Ｇ，６Ｈ，６Ｊは、接続点Ｌ及び導電路６１，６２，６３を介して各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに電力を供給する。つまり、変換部１２が有する各スイッチ対６Ｇ，６Ｈ，６Ｊは、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに対応している。

【0041】

［制御部の構成］
制御部１３は、切替部１１及び変換部１２を制御する装置である。制御部１３は、例えば、車載ＥＣＵ等の電子制御装置であってもよく、ＭＰＵ（Ｍｉｃｒｏ－Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）等を有する情報処理装置であってもよい。制御部１３は、切替部１１を構成する各リレースイッチ（１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｊ）、及び変換部１２を構成する各スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆのオンオフを制御する。具体的には、制御部１３は、各リレースイッチ（１１Ｄ，１１Ｅ，１１Ｆ，１１Ｇ，１１Ｈ，１１Ｊ）に対してオンオフ信号Ｃ１を出力し、各スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆに対してオンオフ信号Ｃ２を出力し得る。制御部１３には、バッテリ９１の出力電圧に対応する信号Ｖがバッテリ９１から入力され得る構成とされている。制御部１３には、ロータの回転数に対応する信号Ｒがモータ１００から入力され得る構成とされている。

【0042】

［切替部の動作について］
図２に示すように、切替部１１のうち、第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈをオン状態にし、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオフ状態にする。すると、コイル部１Ｕ，１Ｖ，１Ｗを介して導電路６１，６２，６３と短絡部９０とが電気的に接続される構成となる。この場合、コイル部１Ｕ，１Ｖ，１Ｗに電流が流れ、コイル部２Ｕ，２Ｖ，２Ｗに電流が流れない。このときの各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにおける直列接続数は、１である。この場合のモータ１００におけるトルクと回転数との関係は、図５に示す実線の特性に沿って変化する。

【0043】

図３に示すように、切替部１１のうち、第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈをオフ状態にし、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオン状態にする。すると、電気的に直列に接続されたコイル部１Ｕ，２Ｕ、コイル部１Ｖ，２Ｖ、及びコイル部１Ｗ，２Ｗを介して導電路６１，６２，６３と短絡部９０とが電気的に接続される構成となる。この場合、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの全てに電流が流れる。このときの各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにおける直列接続数は、２である。この場合のモータ１００におけるトルクと回転数との関係は、図５に示す点線の特性に沿って変化する。直列接続数が１又は２の場合、切替部１１は、バッテリ９１からモータ１００への電力の供給を許容する許容状態になる。

【0044】

図５に示すように、実線の特性、及び点線の特性の両方において、回転数が所定の回転数Ｔh1，Ｔh2以下の領域では、トルクが一定の値を示す。点線の特性においては所定の回転数Ｔh1を超えるとトルクが徐々に減少し、実線の特性においては所定の回転数Ｔh2を超えるとトルクが徐々に減少する。点線の特性における所定の回転数Ｔh1は、実線の特性における所定の回転数Ｔh2よりも小さい。点線の特性において、所定の回転数Ｔh1以上の領域は、弱め界磁領域Ｗr1である。弱め界磁領域Ｗr1における最高回転数は、Ｒm1である。実線の特性において、所定の回転数Ｔh2以上の領域は、弱め界磁領域Ｗr2である。弱め界磁領域Ｗr2における最高回転数は、Ｒm2である。ここで、最高回転数Ｒm1，Ｒm2は、弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2における実質的な最高回転数も含み、実質的な最高回転数の±１０％の範囲内の値も含む。所定の回転数Ｔh2は、弱め界磁領域Ｗr2における判定回転数であり、所定の回転数Ｔh1は、弱め界磁領域Ｗr1における判定回転数である。ここで、判定回転数とは、各弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2における最低回転数に基づいて予め設定された値である。各弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2では、モータ１００で生じる逆起電力を弱めるために、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに流すべき電流を図示しないバイパス経路に流し、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに流れる電流の量を抑える制御が行われる。つまり、弱め界磁領域とは、モータ１００で生じる逆起電力を弱めることによって、モータ１００の回転数を高めた領域である。

【0045】

トルクが一定の値を示す領域（所定の回転数Ｔh1，Ｔh2以下の領域）におけるトルクの大きさは、点線の特性の方が大きい。そして、実線の特性における回転数は、点線の特性よりも広く、範囲が高回転側に延びている。つまり、点線の特性は、実線の特性に比べて大きいトルクを出力することができる特性である。そして、実線の特性は、点線の特性に比べて大きい回転数で回転することができる特性である。以下、点線の特性を高トルク特性ともいい、実線の特性を高回転特性ともいう。

【0046】

例えば、制御部１３は、外部ＥＣＵ等からの指令信号に応じて高トルク特性又は高回転特性のいずれかを選択した制御を行い得る。高トルク特性において切替部１１は、第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈがオフ状態になり、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊがオン状態になる。高回転特性において切替部１１は、第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈがオン状態になり、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊがオフ状態になる。

【0047】

図４に示すように、切替部１１の第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオフ状態にすると、導電路６１，６２，６３と、短絡部９０との間が電気的に遮断される。この場合、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの全てに電流が流れない。言い換えると、第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオフ状態にすることによって、切替部１１は、モータ１００への電力の供給を遮断する遮断状態に切り替わる。このときの各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにおける直列接続数は、０である。こうして、切替部１１は、許容状態と、遮断状態と、に切り替わる構成である。

【0048】

［巻線切替装置の動作について］
次に、巻線切替装置１０の動作について説明する。先ず、車両に設けられた図示しないイグニッションスイッチをオフ状態からオン状態に切り替える。すると、切替部１１は、バッテリ９１からモータ１００への電力の供給を許容する許容状態になる。例えば、制御部１３は、外部ＥＣＵ等からの指令信号に応じて第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈをオフ状態とし、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオン状態にして高トルク特性を選択する。又は制御部１３は、外部ＥＣＵ等からの指令信号に応じて第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈをオン状態とし、第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊをオフ状態にして高回転特性を選択する。そして、図示しないアクセルを踏むことによってモータ１００には、バッテリ９１から変換部１２を介して三相交流電力が供給される。これにより、モータ１００のロータは、回転を開始する。以下、モータ１００のロータが回転することを、単にモータ１００が回転するともいう。

【0049】

モータ１００が回転を開始した後、制御部１３は、図６、７に示す制御を実行する。図６、７に示す制御は、制御部１３において、順番に実行される。先ず、図６に示すステップＳ１において、制御部１３は、モータ１００が高回転特性に沿って制御されているか否かを判定する。例えば、制御部１３は、外部ＥＣＵ等からの指令信号に基づいて、高回転特性であるか高トルク特性であるかを判定し得る。

【0050】

ステップＳ１においてモータ１００が高回転特性に沿って制御されている（ステップＳ１におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ２に移行して、バッテリ９１の出力電圧を測定する。具体的には、制御部１３は、信号Ｖに基づいてバッテリ９１の出力電圧を把握する。次に、ステップＳ３に移行すると、制御部１３は、信号Ｖに基づいて把握したバッテリ９１の出力電圧が電圧閾値である第１電圧閾値Ｔhfよりも低いか否かを判定する。第１電圧閾値Ｔhfは、例えば、制御部１３が有するＲＯＭ等の記憶領域に記憶されている。第１電圧閾値Ｔhfは、例えば、モータ１００を高回転特性に沿って回転させるために必要な最小の電圧値の大きさに設定されている。ステップＳ３において、制御部１３がバッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhfよりも高い（ステップＳ３におけるＮｏ）と判定すると、ステップＳ２に移行して、ステップＳ２を再び実行する。

【0051】

ステップＳ３において、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhfよりも低い（ステップＳ３におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ４に移行する。ステップＳ４に移行すると、制御部１３は、モータ１００が高回転特性における弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転しているか否かを判定する。ステップＳ４において、モータ１００が高回転特性における弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転している（ステップＳ４におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ５に移行して、ＡＳＣ制御を実行する。

【0052】

例えば、ステップＳ４において制御部１３は、ロータの回転数に対応する信号Ｒと、弱め界磁領域Ｗr2の判定回転数Ｔh2と、を比較する。そして、信号Ｒが判定回転数Ｔh2よりも大きく、且つ弱め界磁領域Ｗr2の最高回転数Ｒm2以下の場合、制御部１３は、弱め界磁領域Ｗr2に沿ってモータ１００が回転していると判定する。ＡＳＣ制御では、制御部１３は、上アーム素子として機能するスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及び下アーム素子として機能するスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、いずれか他方をオフ状態に維持する制御を行う。

【0053】

なお、ステップＳ４において、弱め界磁領域Ｗr2に沿ってモータ１００が回転しているか否かを判定することに加え、バッテリ９１の失陥等によりバッテリ９１の出力電圧が遮断され所定の短時間で急激に低下する電圧遮断状態であるか否かを判定する構成としてもよい。具体的には、ステップＳ４において制御部１３は、弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転しているか否か、又はバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かを判定する。

【0054】

バッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かを判別する方法として、制御部１３が所定周期毎に信号Ｖを取得して、所定周期毎に得られた最新の信号Ｖから１つ前に得られた信号Ｖを減じた差分値を得る構成が考えられる。例えば、バッテリ９１の出力電圧が低下する場合の差分値は、マイナスの値となり、低下する度合いが大きい（すなわち、出力電圧が急激に低下する）ほど、０から遠ざかる。また、バッテリ９１の出力電圧が上昇する場合の差分値は、プラスの値となり、上昇する度合いが大きい（すなわち、出力電圧が急激に上昇する）ほど、０から遠ざかる。また、制御部１３のＲＯＭ等には、電圧遮断閾値が記憶されている。例えば、電圧遮断閾値は、マイナスの値として設定されている。そして、この差分値と、電圧遮断閾値と、を比較して、差分値が電圧遮断閾値よりも小さい（差分値が電圧遮断閾値よりも負の方向に大きい）場合、バッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であると判定する。

【0055】

そして、ステップＳ４において、弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転している、又はバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態である、のいずれかが成立した場合、ステップＳ５に移行する。電圧遮断状態の他の定義として、信号Ｖがグラウンド電圧、又はグラウンド電圧と見なせる大きさであること等も考えられる。また、電圧遮断状態として、差分値が電圧遮断閾値よりも小さいこと、及び信号Ｖがグラウンド電圧、又はグラウンド電圧と見なせる大きさであることの両方が成立した状態を定義してもよい。

【0056】

次に、ステップＳ６に移行すると、制御部１３は、切替部１１の第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊを全てオフ状態に維持する制御を行う。これにより、切替部１１は、許容状態から遮断状態に切り替わりモータ１００への電力の供給が停止し、ステップＳ７に移行してモータ１００の回転数が０になる（すなわち、ロータの回転が停止する）。こうして、制御部１３は、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhf以下となり、モータ１００の回転数が判定回転数Ｔh2よりも大きい場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、且ついずれか他方をオフ状態に維持し、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える制御を実行する。また、制御部１３は、判定回転数Ｔh2以下であるか否かに関わらず、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhf以下となり、バッテリ９１の出力電圧が遮断された電圧遮断状態である場合、ＡＳＣ制御を実行するとともに切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。

【0057】

制御部１３は、切替部１１がステップＳ６において許容状態から遮断状態に切り替わるよりも先に、ステップＳ５においてスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、いずれか他方をオフ状態に維持する。

【0058】

ステップＳ４において、モータ１００が高回転特性における弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転していない（ステップＳ４におけるＮｏ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ８に移行する。ステップＳ４においてＮｏの場合、ロータの回転数に対応する信号Ｒは、判定回転数Ｔh2以下である。なお、ステップＳ４において、バッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かも判定する場合、モータ１００が高回転特性における弱め界磁領域Ｗr2に沿って回転していない、且つバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態でないことでステップＳ４におけるＮｏとなる。

【0059】

ステップＳ８に移行すると、変換部１２の全てのスイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆをオフ状態に維持するシャットダウン制御を実行して、ステップＳ７に移行する。こうして、制御部１３は、モータ１００の回転数が最高回転数Ｒm2よりも小さく、且つ弱め界磁領域Ｗr2における判定回転数Ｔh2以下の場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの全てをオフ状態に維持する制御を実行する。

【0060】

ステップＳ１においてモータ１００が高回転特性に沿って制御されていない（ステップＳ１におけるＮｏ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ９に移行して、制御部１３は、信号Ｖに基づいてバッテリ９１の出力電圧を把握する。ステップＳ１におけるＮｏは、外部ＥＣＵからの指令信号に基づいて、高トルク特性であると制御部１３が判定することに相当する。

【0061】

次に、ステップＳ１０に移行すると、制御部１３は、信号Ｖに基づいて把握したバッテリ９１の出力電圧が電圧閾値である第２電圧閾値Ｔhsよりも低いか否かを判定する。第２電圧閾値Ｔhsは、例えば、制御部１３が有するＲＯＭ等の記憶領域に記憶されている。第２電圧閾値Ｔhsは、例えば、モータ１００を高トルク特性に沿って回転させるために必要な最小の電圧値の大きさに設定されている。ステップＳ１０において、バッテリ９１の出力電圧が第２電圧閾値Ｔhsよりも高い（ステップＳ１０におけるＮｏ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ９に移行して、ステップＳ９を再び実行する。

【0062】

ステップＳ１０において、バッテリ９１の出力電圧が第２電圧閾値Ｔhsよりも低い（ステップＳ１０におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ１１に移行する。ステップＳ１１に移行すると、制御部１３は、モータ１００が高トルク特性における弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転しているか否かを判定する。ステップＳ１１において、モータ１００が高トルク特性における弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転している（ステップＳ１１におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ１２に移行する。

【0063】

例えば、ステップＳ１１において制御部１３は、ロータの回転数に対応する信号Ｒと、弱め界磁領域Ｗr1の判定回転数Ｔh1と、を比較する。そして、信号Ｒが判定回転数Ｔh1よりも大きく、且つ弱め界磁領域Ｗr1の最高回転数Ｒm1以下の場合、制御部１３は、弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転していると判定する。ステップＳ１２に移行すると制御部１３は、上アーム素子として機能するスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及び下アーム素子として機能するスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、いずれか他方をオフ状態に維持する。

【0064】

なお、ステップＳ１１において、弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転しているか否かを判定することに加え、バッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かを判定する構成としてもよい。この場合、ステップＳ１１において制御部１３は、弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転しているか否か、又はバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かを判定する。そして、ステップＳ１１において、弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転しているか、又はバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるかのいずれかが成立した場合、ステップＳ１２に移行する。

【0065】

次に、ステップＳ１３に移行すると、制御部１３は、切替部１１の第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊを全てオフ状態に維持する。これにより、切替部１１は、許容状態から遮断状態に切り替わりモータ１００への電力の供給が停止し、ステップＳ１４に移行してモータ１００の回転数が０になる（すなわち、ロータの回転が停止する）。バッテリ９１の出力電圧が第２電圧閾値Ｔhs以下となり、モータ１００の回転数が判定回転数Ｔh1よりも大きい場合、制御部１３は、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、且ついずれか他方をオフ状態に維持し、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える制御を実行する。また、制御部１３は、判定回転数Ｔh1以下であるか否かに関わらず、バッテリ９１の出力電圧が第２電圧閾値Ｔhs以下となり、バッテリ９１の出力電圧が遮断された電圧遮断状態である場合、ＡＳＣ制御を実行するとともに切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。

【0066】

ステップＳ１１において、モータ１００が高トルク特性における弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転していない（ステップＳ１１におけるＮｏ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ１５に移行する。ステップＳ１１におけるＮｏの場合、ロータの回転数に対応する信号Ｒは、判定回転数Ｔh1以下である。なお、ステップＳ１１においてバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態であるか否かも判定する場合、モータ１００が高回転特性における弱め界磁領域Ｗr1に沿って回転していない、且つバッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態でないことでステップＳ１１におけるＮｏとなる。

【0067】

ステップＳ１５に移行すると制御部１３は、変換部１２の全てのスイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆをオフ状態に維持するシャットダウン制御を実行して、ステップＳ１４に移行する。こうして、制御部１３は、モータ１００の回転数が最高回転数Ｒm1よりも小さく、且つ弱め界磁領域Ｗr1における判定回転数Ｔh1以下の場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの全てをオフ状態に維持する制御を実行する。図６のフローチャートにおいて制御部１３は、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態に応じて、信号Ｖとの比較に用いる電圧閾値を第１電圧閾値Ｔhf又は第２電圧閾値Ｔhsのいずれかに設定している。

【0068】

次に、制御部１３が実行する図７に示す制御について説明する。先ず、図７に示すステップＳ２０において、制御部１３は、外部ＥＣＵ等からの指令信号に基づいて、モータ１００が高回転特性に沿って制御されているか否かを判定する。ステップＳ２０においてモータ１００が高回転特性に沿って制御されている（ステップＳ２０におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ２１に移行して、ロータの回転数を測定する。具体的には、制御部１３は、信号Ｒに基づいて、モータ１００の回転数を把握する。

【0069】

次に、ステップＳ２２に移行すると、制御部１３は、信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高回転特性における最高回転数Ｒm2よりも大きいか否かを判定する。最高回転数Ｒm2は、回転閾値である。ステップＳ２２において、信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高回転特性における最高回転数Ｒm2以下であると制御部１３が判定すると、ステップＳ２１に移行して、ステップＳ２１を再び実行する。

【0070】

ステップＳ２２において、信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高回転特性における最高回転数Ｒm2よりも大きい（ステップＳ２２におけるＹｅｓ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ２３に移行する。ロータの回転数が高回転特性における最高回転数Ｒm2よりも大きい場合、ロータが外力によって回転しており大きな逆起電力が生じていることが想定される。ステップＳ２３に移行すると制御部１３は、ＡＳＣ制御を実行する。ＡＳＣ制御は、上アーム素子として機能するスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及び下アーム素子として機能するスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、いずれか他方をオフ状態に維持する制御である。

【0071】

次に、ステップＳ２４に移行すると、制御部１３は、切替部１１の第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊを全てオフ状態に維持する。これにより、切替部１１は、許容状態から遮断状態に切り替わりモータ１００への電力の供給が停止し、ステップＳ２５に移行してモータ１００の回転数が０になる（すなわち、ロータの回転が停止する）。こうして、制御部１３は、モータ１００の回転数が弱め界磁領域Ｗr2における最高回転数Ｒm2（回転閾値）よりも大きい場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの全てをオフ状態に維持する制御を実行する。

【0072】

ステップＳ２０においてモータ１００が高回転特性に沿って制御されていない（ステップＳ２０におけるＮｏ）と制御部１３が判定すると、ステップＳ２６に移行する。ステップＳ２０におけるＮｏは、外部ＥＣＵ等からの指令信号に基づいて、高トルク特性に沿って制御されていると制御部１３が判定することに相当する。ステップＳ２６に移行すると制御部１３は、信号Ｒに基づいて、ロータの回転数を把握する。次に、ステップＳ２７に移行すると、制御部１３は、信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高トルク特性における最高回転数Ｒm1（図５参照）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ２７において、制御部１３が信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高トルク特性における最高回転数Ｒm1よりも小さいと判定すると、ステップＳ２６に移行して、ステップＳ２６を再び実行する。

【0073】

ステップＳ２７において、制御部１３が信号Ｒに基づいて把握したロータの回転数が高トルク特性における最高回転数Ｒm1よりも大きい（ステップＳ２７におけるＹｅｓ）と判定すると、ステップＳ２８に移行する。最高回転数Ｒm1は、回転閾値である。ステップＳ２８に移行すると制御部１３は、ＡＳＣ制御を実行し、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ、及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態に維持し、いずれか他方をオフ状態に維持する。

【0074】

次に、ステップＳ２９に移行すると、制御部１３は、切替部１１の第１リレースイッチ１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ、及び第２リレースイッチ１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊを全てオフ状態に維持する。これにより、切替部１１は、許容状態から遮断状態に切り替わりモータ１００への電力の供給が停止し、ステップＳ３０に移行してモータ１００の回転数が０になる（すなわち、ロータの回転が停止する）。こうして、制御部１３は、モータ１００の回転数が弱め界磁領域Ｗr1における最高回転数Ｒm1（回転閾値）よりも大きい場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの全てをオフ状態に維持する制御を実行する。図７のフローチャートにおいて制御部１３は、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態に応じて、信号Ｒとの比較に用いる回転閾値を最高回転数Ｒm1又は最高回転数Ｒm2のいずれかに設定している。

【0075】

次に、本構成の効果を例示する。
巻線切替装置１０は、モータ１００に用いられる。モータ１００は、複数相のコイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃを有している。各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃは、複数のコイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗを含む。巻線切替装置１０は、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃにおける複数のコイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態を切り替える切替部１１と、切替部１１を制御する制御部１３と、を備えている。切替部１１は、バッテリ９１からモータ１００への電力の供給を許容する許容状態と、バッテリ９１からモータ１００への電力の供給を遮断する遮断状態と、に切り替わる構成である。モータ１００の回転数が高トルク特性における最高回転数Ｒm1よりも大きい又は高回転特性における最高回転数Ｒm2よりも大きい、又はバッテリ９１の出力電圧が高回転特性における第１電圧閾値Ｔhf又は高トルク特性における第２電圧閾値Ｔhs以下となる場合、制御部１３は、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。

【0076】

この構成によれば、モータ１００の回転数が想定し得る範囲を超えるような場合や、バッテリ９１の出力電圧が想定し得る範囲を下回るような場合に生じ得るモータ１００における逆起電力の発生によるモータ１００のコイルエンドの焼き付き等を防ぐことができる。

【0077】

巻線切替装置１０は、複数のスイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆを含み、バッテリ９１からの電力を変換してモータ１００に供給する変換部１２を更に備えている。変換部１２は、スイッチ対６Ｇ，６Ｈ，６Ｊを有している。スイッチ対６Ｇ，６Ｈ，６Ｊは、バッテリ９１の正極電圧が印加された高電位側電力路８１に接続するスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅと、バッテリ９１の負極電圧が印加された低電位側電力路８２に接続するスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆと、が接続して構成されている。各スイッチ対６Ｇ，６Ｈ，６Ｊは、各コイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに対応しており、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅとスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆとの接続点Ｌからコイル３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃに電力を供給する。制御部１３は、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替えるとともに、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にする。

【0078】

この構成によれば、高電位側電力路８１と低電位側電力路８２とを短絡させることなく、モータ１００と変換部１２とで閉ループを構成できる。これにより、モータ１００で生じた電流を閉ループ内に留めつつ、切替部１１を遮断することによって、閉ループにおける電流の流れを遮断することができる。

【0079】

巻線切替装置１０において切替部１１は、許容状態から遮断状態に切り替わるよりも先にスイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方がオン状態になり、且ついずれか他方がオフ状態になる。この構成によれば、モータ１００と変換部１２とで閉ループを早期に構成することによって、モータ１００で生じた逆起電力がバッテリ９１側に影響を及ぼすことを防止することができる。そして、切替部１１が許容状態から遮断状態に切り替わることによって、モータ１００で生じた逆起電力が変換部１２の各スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆに影響を及ぼすことを防止できる。

【0080】

制御部１３は、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhf、第２電圧閾値Ｔhs以下となり、モータ１００の回転数が最高回転数Ｒm1又は最高回転数Ｒm2よりも小さく、且つ弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2における判定回転数Ｔh1，Ｔh2以下の場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの全てをオフ状態に制御する。制御部１３は、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhf、第２電圧閾値Ｔhs以下となり、モータ１００の回転数が弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2の判定回転数Ｔh1，Ｔh2よりも大きい場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。この構成によれば、モータ１００の回転数に応じてスイッチング素子６Ａ，６Ｂ，６Ｃ，６Ｄ，６Ｅ，６Ｆの制御を異ならせることによって、モータ１００や変換部１２のフェールセーフを緻密に行うことができる。

【0081】

制御部１３は、判定回転数Ｔh1，Ｔh2以下であるか否かに関わらず、バッテリ９１の出力電圧が第１電圧閾値Ｔhf、第２電圧閾値Ｔhs以下となり、バッテリ９１の出力電圧が遮断された電圧遮断状態である場合、スイッチング素子６Ａ，６Ｃ，６Ｅ及びスイッチング素子６Ｂ，６Ｄ，６Ｆのいずれか一方をオン状態にし、且ついずれか他方をオフ状態にして、切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替える。このため、バッテリ９１の出力電圧が電圧遮断状態となり、バッテリ９１からモータ１００に十分な電力を供給できなくなり、モータ１００で生じる逆起電力に対抗できない事態に陥る懸念が生じてもモータ１００や変換部１２のフェールセーフを確実に行い得る。

【0082】

高トルク特性における最高回転数Ｒm1（回転閾値）及び高回転特性における最高回転数Ｒm2（回転閾値）は、弱め界磁領域Ｗr1，Ｗr2におけるモータ１００の最高回転数である。この構成によれば、モータ１００において過剰な逆起電力が生じた場合、モータ１００や変換部１２等に逆起電力の影響が及ぶことを抑えることができる。

【0083】

制御部１３は、複数のコイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態に応じて、高トルク特性における最高回転数Ｒm1及び高回転特性における最高回転数Ｒm2（回転閾値）のいずれかに設定する。そして、制御部１３は、高回転特性における第１電圧閾値Ｔhf及び高トルク特性における第２電圧閾値Ｔhs（電圧閾値）のいずれかに設定する。このため、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態が変化することによってモータ１００の特性が変化する。よって、コイル部１Ｕ，２Ｕ，１Ｖ，２Ｖ，１Ｗ，２Ｗの接続状態に応じて、回転閾値、及び電圧閾値を設定することによって、モータ１００の特性に緻密に対応するように切替部１１を許容状態から遮断状態に切り替え得る。

【0084】

＜他の実施形態＞
今回開示された実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、今回開示された実施の形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味及び範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。

【0085】

実施形態１とは異なり、各コイルにおけるコイル部の数は、３つ以上でもよい。また、各コイルの巻き数は、互いに異なっていてもよい。

【0086】

実施形態１とは異なり、ＡＳＣ制御、及び切替部を許容状態から遮断状態に切り替える制御の順番を入れ替えてもよい。また、切替部を許容状態から遮断状態に切り替えるとともに、ＡＳＣ制御を行う構成としてもよい。

【0087】

切替部のリレースイッチの切り替え速度が変換部のスイッチング素子の切り替え速度と同等であれば、ＡＳＣ制御を実行せず、切替部のリレースイッチ及び変換部のスイッチング素子をオフ状態にしてもよい。

【0088】

実施形態１とは異なり、図６のフローチャート、又は図７のフローチャートのいずれかのみを実行する構成としてもよい。

【0089】

実施形態１とは異なり、シャットダウン制御を実行した後に切替部のリレースイッチを全てオフ状態にしてもよい。

【符号の説明】

【0090】

１Ｕ，１Ｖ，１Ｗ，２Ｕ，２Ｖ，２Ｗ…コイル部
６Ａ，６Ｃ，６Ｅ…スイッチング素子（高電位側スイッチング素子）
６Ｂ，６Ｄ，６Ｆ…スイッチング素子（低電位側スイッチング素子）
６Ｇ，６Ｈ，６Ｊ…スイッチ対
１０…巻線切替装置
１１…切替部
１１Ａ…第１切替部
１１Ｂ…第２切替部
１１Ｃ…第３切替部
１１Ｄ，１１Ｆ，１１Ｈ…第１リレースイッチ
１１Ｅ，１１Ｇ，１１Ｊ…第２リレースイッチ
１２…変換部
１３…制御部
３２Ａ，３２Ｂ，３２Ｃ…コイル
３２Ｄ，３２Ｅ，３２Ｆ…電流検知部
６１，６２，６３…導電路
８１…高電位側電力路
８２…低電位側電力路
９０…短絡部
９１…バッテリ（電源部）
１００…モータ（多相モータ）
Ｃ１，Ｃ２…オンオフ信号
Ｄ１，Ｄ２，Ｄ３，Ｄ４，Ｄ５，Ｄ６…還流ダイオード
Ｌ…接続点
Ｒ…信号
Ｒm1…高トルク特性における最高回転数(回転閾値)
Ｒm2…高回転特性における最高回転数(回転閾値)
Ｔh1…高トルク特性における所定の回転数（弱め界磁領域における判定回転数）
Ｔh2…高回転特性における所定の回転数（弱め界磁領域における判定回転数）
Ｔhf…高回転特性における第１電圧閾値（電圧閾値）
Ｔhs…高トルク特性における第２電圧閾値（電圧閾値）
Ｖ…信号
Ｗr1…高トルク特性における弱め界磁領域
Ｗr2…高回転特性における弱め界磁領域

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】