WO2018012592A1 - 回転電機装置 - Google Patents

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WO2018012592A1
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switch
low
neutral point
side switch
coil
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PCT/JP2017/025563
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明佐香 木村
谷口　真
啓次 近藤
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株式会社デンソー
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    • H02P2209/01—Motors with neutral point connected to the power supply

Definitions

  • the present disclosure relates to a rotating electrical machine apparatus that is mounted on a vehicle such as a passenger car or a commercial vehicle and includes a rotating electrical machine and a full bridge inverter that transmits electric power to and from the rotating electrical machine.
  • the required performance is realized by adopting a configuration in which the stator winding characteristics are switched to high-speed characteristics such as ⁇ connection or high torque characteristics such as star connection. It is also possible.
  • the configuration for switching the stator winding characteristics is complicated, and there is a problem that the operation of the rotating electrical machine must be temporarily stopped when the stator winding characteristics are switched.
  • This disclosure mainly aims to provide a rotating electrical machine apparatus that can reduce torque ripple during a half-wave drive process with a simple configuration.
  • the first disclosure is a rotating electrical machine device including a rotating electrical machine and a full bridge inverter that transmits electric power to and from the rotating electrical machine.
  • N is an integer of 2 or more, a first coil of N phases wound around the stator core and connected in a star shape, and the stator core while being electrically insulated from the first coil.
  • the full-bridge inverter has an N-phase series connection body of a first high-side switch and a first low-side switch, and a connection point between the first high-side switch and the first low-side switch is at both ends of the first coil.
  • a first inverter connected to the side opposite to the neutral point side of the first coil, and a series connection of a second high-side switch and a second low-side switch for N phases, and the second high-side
  • the connection point of the switch and the second low-side switch is a second inverter connected to the opposite side of the second coil from the neutral point side of both ends of the second coil.
  • the first disclosure also includes a first neutral point switch for connecting a side opposite to a connection point with the first high side switch among both ends of the first low side switch, and a neutral point of the first coil.
  • a second neutral point switch for connecting the opposite end of the second high-side switch to the connection point with the second low-side switch and a neutral point of the second coil; and the first neutral point All of the first high-side switches, the first low-side switches, the second high-side switches, and the second low-side switches are switched and controlled with the point switch and the second neutral point switch turned off.
  • a full-wave drive unit for performing a wave drive process turning on the first neutral point switch and the second neutral point switch; and the first low-side switch and the second high-side
  • a half-wave drive unit that performs a half-wave drive process for switching the first high-side switch and the second low-side switch in a state where the switch is turned off, of the full-wave drive process and the half-wave drive process.
  • an execution unit that selects and executes any one of them.
  • the rotary electric machine disclosed in the first disclosure is a double-winding rotary electric machine having first and second coils for N phases.
  • the first coil and the second coil are electrically insulated.
  • the first disclosure includes a first neutral point switch and a second neutral point switch.
  • the first neutral point switch connects the opposite side of the first low-side switch to the connection point with the first high-side switch and the neutral point of the first coil.
  • the second neutral point switch connects the opposite side of the second high side switch to the second low side switch and the neutral point of the second coil.
  • the first disclosure includes a full-wave drive unit that performs a full-wave drive process and a half-wave drive unit that performs a half-wave drive process.
  • One of the full wave driving process and the half wave driving process is selected and executed by the execution unit.
  • each first high-side switch and each first low-side switch constituting the first inverter is configured with the second inverter in a state where the first neutral point switch and the second neutral point switch are turned off.
  • the second high-side switch and the second low-side switch are switching-controlled.
  • the half-wave driving process includes a process of performing switching control of each first high-side switch in a state where the first neutral point switch is turned on and each first low-side switch is turned off. By this process, a current flows through the first coil of each phase in the direction from the first high-side switch side to the neutral point side.
  • the half-wave driving process includes a process of performing switching control of each second low-side switch with the second neutral point switch turned on and each second high-side switch turned off. By this process, a current flows through the second coil of each phase in the direction from the neutral point side to the second low-side switch side.
  • the current flow direction of the first coil and the current flow direction of the second coil are reversed when the neutral point is used as a reference.
  • torque can be generated so that torque ripple of the rotating electrical machine is reduced. Therefore, according to the first disclosure, the torque ripple of the rotating electrical machine when the half-wave driving process is performed with a simple configuration such as providing each neutral point switch while effectively using the double winding rotating electrical machine. Can be reduced.
  • the half-wave drive unit specifically shifts the start timing of the energization control of the first high-side switch in each N phase as in the second disclosure, and in each N phase, the electrical angle is less than a half cycle.
  • the first high-side switch can be energized and controlled every electrical angle period over the first predetermined period.
  • the half-wave drive unit shifts the start timing of the energization control of the second low-side switch in each N phase, and in each N phase, for each second electrical angle period over a second predetermined period equal to or less than a half electrical angle cycle.
  • the second low side switch can be energized.
  • the half-wave driving unit shifts the start timing of the energization control of the first high-side switch by “360 ° / N” for each of the N phases while shifting the first high-side switch. It is possible to control the energization of the second low-side switch while controlling the energization of the side switch and shifting the start timing of the energization control of the second low-side switch by “360 ° / N” for each of the N phases.
  • each of the first predetermined period and the second predetermined period is set to a period of “90 ° + 180 ° / N” or more and less than or equal to an electrical angle half cycle.
  • each predetermined period is set to a period of 150 ° or more and an electrical angle half cycle or less. Thereby, the reduction effect of the torque ripple of a rotary electric machine can be heightened.
  • the first coil and the second coil are wound around the stator core so that the spatial phase difference between the first coil and the second coil is 0 in electrical angle
  • the half-wave drive unit shifts the start timing of the energization control of the first high-side switch and the start timing of the energization control of the second low-side switch by an electrical angle half cycle in each of the phases having the same spatial phase.
  • the energization control of the first high side switch and the second low side switch is performed.
  • the second coil can be energized in a period in which the first coil is not energized in each of the phases having the same spatial phase. Further, in each of the phases having the same spatial phase, the first coil can be energized during a period in which the second coil is not energized. For this reason, the minimum value of the torque of the rotating electrical machine that fluctuates periodically can be raised, and consequently the average torque of the rotating electrical machine can be increased.
  • the end timing of the energization control of the first high-side switch and the second low-side switch in each of the phases having the same spatial phase coincides with the start timing of the energization control.
  • the stator core has a plurality of teeth portions formed at predetermined intervals in the circumferential direction.
  • the first coil and the second coil are wound around the same tooth portion for each of the N phases.
  • the phase in which the spatial phases coincide is the phase of the first coil and the second coil that are wound around the same tooth portion of the N phase.
  • the half-wave drive unit controls energization of the first high-side switch so that the first coil for at least two phases out of N phases is energized at the same time.
  • the second low-side switch is energized and controlled so that the second coils for at least two phases are energized simultaneously.
  • the torque ripple of the rotating electrical machine can be further reduced by energizing the coils for at least two phases at the same time.
  • the peak value of the current flowing through the first coil and the second coil is larger when the half-wave driving process is performed than when the full-wave driving process is performed.
  • the energization period of the first and second coils when the half-wave drive process is performed is shorter than the energization period of the first and second coils when the full-wave drive process is performed. For this reason, the heat generation amount of each coil through which a current flows when the half-wave drive processing is performed is smaller than the heat generation amount of each coil through which a current flows when the full-wave drive processing is performed.
  • the thermal design of each component of the in-vehicle system is such that reliability is not lowered when full-wave drive processing with a long energization period is performed. For this reason, when the half-wave driving process is performed, the amount of heat generated by each coil has a margin with respect to the allowable upper limit value.
  • the peak value of the current passed through the first coil and the second coil is larger when the half-wave driving process is performed than when the full-wave driving process is performed. For this reason, it is possible to increase the torque of the rotating electrical machine when the half-wave driving process is performed.
  • the first neutral point switch is a first low-side neutral point switch
  • the second neutral point switch is a second high-side neutral point switch.
  • a first high-side neutral point switch that connects a side opposite to a connection point with the first low-side switch among both ends of the first high-side switch and a neutral point of the first coil.
  • a second low-side neutral point switch for connecting the opposite side of the second low-side switch to the connection point with the second high-side switch and a neutral point of the second coil.
  • the first low-side neutral point switch, the first high-side neutral point switch, the second low-side neutral point switch, A process of controlling the switching of each first high-side switch and each second low-side switch in a state in which each first low-side switch and each second high-side switch are turned off is set as a first mode, and the first high-side switch is set to the first high-side switch.
  • a side neutral point switch and the second low side neutral point switch are turned on, and the first low side neutral point switch, the second high side neutral point switch, the first high side switch, and the respective With the second low-side switch turned off, the first low-side switch and the second high-side switch are switched.
  • Process is the second mode, the half-wave driving unit, as the half-wave driving process, performs a process of implementing the first mode and the second mode alternately.
  • the first mode and the second mode are alternately performed. For this reason, when half-wave drive processing is performed, current continues to flow through the first low-side neutral point switch, the first high-side switch, the second high-side neutral point switch, and the second low-side switch. Can be prevented. As a result, overheating of the first low-side neutral point switch, each first high-side switch, the second high-side neutral point switch, and each second low-side switch when the half-wave drive process is performed can be prevented. .
  • the first neutral point switch has a rated current larger than rated currents of the first high-side switch and the first low-side switch, and the second neutral point switch.
  • the rated current is larger than the rated current of each of the second high-side switch and the second low-side switch.
  • the rated current of the first neutral point switch is set to be larger than the rated currents of the first high-side switch and the first low-side switch constituting the first inverter. Thereby, the reliability of a 1st neutral point switch can be improved.
  • the current flowing through the second neutral point switch can be the total value of the current flowing through each of the N-phase second low-side switches constituting the second inverter.
  • the rated current of the second neutral point switch is set to be larger than the rated currents of the second high-side switch and the second low-side switch constituting the second inverter. Thereby, the reliability of a 2nd neutral point switch can be improved.
  • the execution unit when the execution unit determines that the rotation speed of the rotor of the rotating electrical machine is equal to or less than a first predetermined value, the execution unit performs the full-wave driving process, and the rotation speed of the rotor is set to the first predetermined value. If it is determined that the value exceeds the value, the half-wave drive process is performed, and after determining that the rotational speed of the rotor has once exceeded the first predetermined value, the rotational speed of the rotor is greater than the first predetermined value. When it is determined that the value is smaller than the small second predetermined value, the half-wave driving process is switched to the full-wave driving process.
  • the rotating electrical machine one that also functions as a generator can be used as in the twelfth disclosure.
  • FIG. 1 is an overall configuration diagram of an in-vehicle rotating electrical machine apparatus according to a first embodiment.
  • FIG. 2 is a cross-sectional view of the rotating electrical machine
  • FIG. 3 is a diagram showing a switching mode between full-wave drive processing and half-wave drive processing
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a driving aspect of the switches constituting the first and first inverters and the neutral point switches
  • FIG. 5 is a diagram showing a current flow path during the half-wave drive process.
  • FIG. 6 is a diagram showing a sinusoidal current flowing in each phase.
  • FIG. 7 is a diagram showing a sinusoidal current flowing in a certain phase.
  • FIG. 8 is a diagram illustrating a torque ripple reduction effect and an average torque increase effect during the half-wave drive process.
  • FIG. 9 is a characteristic diagram showing the torque increase effect during the half-wave drive process.
  • FIG. 10 is an overall configuration diagram of the in-vehicle rotating electrical machine apparatus according to the second embodiment
  • FIG. 11 is a cross-sectional view of a rotating electrical machine
  • FIG. 12 is a diagram illustrating the effect of reducing torque ripple during the half-wave drive process.
  • FIG. 13 is a diagram illustrating sinusoidal currents flowing in the respective phases according to the third embodiment.
  • FIG. 14 is a characteristic diagram showing the torque increase effect during the half-wave drive process.
  • FIG. 15 is a flowchart showing a procedure of mode switching processing according to the fourth embodiment.
  • FIG. 16 is a diagram showing a driving aspect of the switches constituting the first and first inverters and the neutral point switches;
  • FIG. 17 is a diagram illustrating a current flow path during the half-wave driving process.
  • the rotating electrical machine apparatus includes a rotating electrical machine 10 as shown in FIG.
  • the rotating electrical machine 10 is a rotating electrical machine having a three-phase double winding.
  • a permanent magnet field type synchronous machine is used as the rotating electrical machine 10.
  • an ISG Integrated Starter Generator
  • ISG Integrated Starter Generator
  • the rotor 11 constituting the rotating electrical machine 10 has a permanent magnet and can transmit power to the output shaft of the engine 20. Specifically, the rotor 11 is connected to the output shaft via a belt. Drive wheels 21 are connected to the output shaft of the engine 20 via a power transmission path including a transmission and an axle.
  • the first coil 13 and the second coil 14 that are electrically insulated from each other are disposed on the stator 12 that constitutes the rotating electrical machine 10.
  • the rotor 11 is shared by the first and second coils 13 and 14.
  • the first coil 13 has U, V, and W phase coils 13U, 13V, and 13W wound around the stator core 12a.
  • the U, V, and W phase coils 13U, 13V, and 13W are star-connected, and are wound around the stator core 12a in a state of being shifted from each other by 120 ° in electrical angle.
  • the second coil 14 is wound around a stator core 12a around which the first coil 13 is wound, and has X, Y, and Z phase coils 14X, 14Y, and 14Z.
  • the X, Y, and Z phase coils 14X, 14Y, and 14Z are star-connected, and are wound around the stator core 12a in a state of being shifted from each other by 120 ° in electrical angle.
  • the number of turns of the coils 13U, 13V, 13W, 14X, 14Y, and 14Z is set to be the same.
  • FIG. 2 shows a cross-sectional view of the rotating electrical machine 10 taken along a plane orthogonal to the direction of the rotation center axis O of the rotor 11.
  • the stator core 12a has an annular shape.
  • the center axis of the stator core 12a and the rotation center axis O of the rotor 11 are arranged coaxially.
  • the rotor 11 is disposed on the inner peripheral side of the stator core 12a so as to be rotatable with respect to the stator core 12a.
  • the stator core 12a has a plurality of teeth portions 12b formed at an equal pitch in the circumferential direction.
  • the stator core 12a has 48 teeth portions 12b. For this reason, 48 slots are formed in the stator core 12a by teeth portions 12b adjacent in the circumferential direction.
  • the rotor 11 includes a rotor core 11a provided with a rotation shaft and a permanent magnet 11b provided on the rotor core 11a.
  • the permanent magnet 11b for 8 poles is provided.
  • each of teeth portions 12b arranged in the circumferential direction of stator core 12a includes U-phase coil 13U +, W-phase coil 13W-, V-phase coil 13V +, U-phase coil 13U-, W-phase coil 13W +, and V-phase coil 13V.
  • Each coil is wound in the order of-. Therefore, the coils 13U +, 13W ⁇ , 13V +, 13U ⁇ , 13W +, and 13V ⁇ are arranged in two adjacent slots.
  • “+” and “ ⁇ ” of each coil indicate that the polarities are opposite.
  • Each of teeth portions 12b arranged in the circumferential direction of stator core 12a includes an X-phase coil 14X +, a Z-phase coil 14Z-, a Y-phase coil 14Y +, an X-phase coil 14X-, a Z-phase coil 14Z +, and a Y-phase coil 14Y- in this order.
  • Each coil is wound. Therefore, the coils 14X +, 14Z ⁇ , 14Y +, 14X ⁇ , 14Z +, and 14Y ⁇ are arranged in two adjacent slots.
  • the radially outer side of the stator core 12a is a U-phase coil 13U + and the radially inner side is an X-phase coil 14X +, and the coils 13U + and 14X + are wound around the same tooth portion 12b in a state of being electrically insulated from each other.
  • W-phase coil 13W-, Z-phase coil 14Z-, V-phase coil 13V +, Y-phase coil 14Y +, U-phase coil 13U-, X-phase coil 14X-, W-phase coil 13W +, Z-phase coil 14Z + The same applies to the set and the set of the V-phase coil 13V- and the Y-phase coil 14Y-.
  • the spatial phase difference formed by the first coil 13 and the second coil 14 is set to 0 ° in electrical angle.
  • hatching of the cross section of each coil is omitted.
  • the rotating electrical machine apparatus includes a first inverter 30 and a second inverter 40 which are full-bridge inverters.
  • the first inverter 30 includes a series connection body of U, V, W phase high side switches SUp, SVp, SWp and U, V, W phase low side switches SUn, SVn, SWn.
  • the positive terminal of the DC power supply 50 is connected to the high potential side terminals of the U, V, W phase high side switches SUp, SVp, SWp.
  • a ground is connected to the negative terminal of the DC power supply 50.
  • a storage battery is used as the DC power supply 50.
  • a DC power supply 50 having a rated voltage of 12V is used.
  • the high potential side terminals of the U, V, and W phase low side switches SUn, SVn, and SWn are connected to the low potential side terminals of the U, V, and W phase high side switches SUp, SVp, and SWp.
  • a ground is connected to the low potential side terminals of the W-phase low-side switches SUn, SVn, SWn.
  • a voltage-controlled semiconductor switching element is used as each switch SUp, SVp, SWp, SUn, SVn, SWn, and specifically, an N-channel MOSFET is used. For this reason, in each switch, the high potential side terminal is the drain, and the low potential side terminal is the source.
  • a body diode is connected in antiparallel to each switch SUp, SVp, SWp, SUn, SVn, SWn.
  • connection points between the sources of the U, V, W phase high side switches SUp, SVp, SWp and the drains of the U, V, W phase low side switches SUn, SVn, SWn are U, V, W phase coils 13U, 13V. , 13W first ends are connected. The second ends of the U, V, and W phase coils 13U, 13V, and 13W are connected at a first neutral point N1.
  • the second inverter 40 includes an X, Y, Z phase high side switch SXp, SYp, SZp and an X, Y, Z phase low side switch SXn, SYn, SZn connected in series.
  • voltage controlled semiconductor switching elements are used as the switches SXp, SYp, SZp, SXn, SYn, and SZn, and specifically, N-channel MOSFETs are used.
  • the positive terminal of the DC power supply 50 is connected to the drains of the X, Y, Z phase high side switches SXp, SYp, SZp.
  • a ground is connected to the sources of the X, Y, and Z phase low-side switches SXn, SYn, and SZn.
  • connection point between the source of the X, Y, Z phase high side switch SXp, SYp, SZp and the drain of the X, Y, Z phase low side switch SXn, SYn, SZn has X, Y, Z phase coils 14X, 14Y. , 14Z are connected at their first ends. The second ends of the X, Y, Z phase coils 14X, 14Y, 14Z are connected at a second neutral point N2.
  • the rotating electrical machine apparatus includes a first half bridge circuit 60 having a series connection body of a first high-side neutral point switch S1Mp and a first low-side neutral point switch S1Mn.
  • N-channel MOSFETs are used as the neutral point switches S1Mp and S1Mn.
  • the positive terminal of the DC power supply 50 is connected to the drain of the first high-side neutral point switch S1Mp.
  • a ground is connected to a source of the first low-side neutral point switch S1Mn.
  • a first neutral point N1 is connected to a connection point between the source of the first high-side neutral point switch S1Mp and the drain of the first low-side neutral point switch S1Mn.
  • the rotating electrical machine apparatus includes a second half bridge circuit 70 having a series connection body of a second high-side neutral point switch S2Mp and a second low-side neutral point switch S2Mn.
  • N-channel MOSFETs are used as the neutral point switches S2Mp and S2Mn.
  • the positive terminal of the DC power supply 50 is connected to the drain of the second high-side neutral point switch S2Mp.
  • a ground is connected to a source of the second low-side neutral point switch S2Mn.
  • a second neutral point N2 is connected to a connection point between the source of the second high-side neutral point switch S2Mp and the drain of the second low-side neutral point switch S2Mn.
  • the rotating electrical machine device includes a control device 80.
  • the control device 80 performs switching control of each switch constituting each of the first inverter 30, the second inverter 40, the first half bridge circuit 60, and the second half bridge circuit 70 based on the magnetic pole position information Sig of the rotor 11.
  • the magnetic pole position information Sig for example, electrical angle information detected by an angle detector that detects the electrical angle of the rotor 11 can be used.
  • the angle detector for example, a resolver, a Hall IC, an MR sensor, an optical sensor, or the like can be used.
  • the magnetic pole position information Sig for example, electrical angle information obtained by position sensorless control without using detection information of the angle detector can be used.
  • the rotating electrical machine device for example, the rotating electrical machine 10
  • the inverters 30 and 40, the half bridge circuits 60 and 70, and the control device 80 may be integrated, or each of these devices may be configured. May be arranged separately.
  • control device 80 corresponds to a half wave drive unit, a full wave drive unit, and an execution unit.
  • the control device 80 drives the rotating electrical machine 10 as an electric motor by controlling the inverters 30 and 40 based on the magnetic pole position information Sig. Specifically, the control device 80 calculates the rotational speed Nm of the rotor 11 based on the magnetic pole position information Sig. When it is determined that the calculated rotation speed Nm is equal to or less than the first predetermined value Nth1, the control device 80 performs a full-wave drive process as shown in FIG. This process is a process for switching control of each switch constituting the first inverter 30 and each switch constituting the second inverter 40 in a state where the neutral point switches S1Mp, S1Mn, S2Mp, S2Mn are turned off. .
  • a three-phase symmetrical alternating current flows from each inverter 30, 40 to each coil 13, 14 by switching control of each switch constituting each inverter 30, 40.
  • a known method such as vector control may be used as a method of flowing a three-phase symmetrical alternating current.
  • the control device 80 performs a half-wave drive process as shown in FIG. This process turns on the first low-side neutral point switch S1Mn and the second high-side neutral point switch S2Mp, and the first high-side neutral point switch S1Mp, the second low-side neutral point switch S2Mn, U, This includes a process of turning off the V, W phase low side switches SUn, SVn, SWn and the X, Y, Z phase high side switches SXp, SYp, SZp.
  • the half-wave driving process includes a process for switching control of the U, V, and W phase high side switches SUp, SVp, and SWp and the X, Y, and Z phase low side switches SXn, SYn, and SZn with the energization pattern shown in FIG.
  • one scale on the horizontal axis represents an electrical angle of 60 °.
  • control device 80 shifts the start timing of energization control of the U, V, and W phase high-side switches SUp, SVp, and SWp by 120 ° for each of the U, V, and W phases.
  • the control device 80 controls the energization of the U, V, and W phase high-side switches SUp, SVp, and SWp for each electrical angle cycle over the electrical angle half period (180 °) in each of the U, V, and W phases. To do. For this reason, a non-energization period with an electrical angle of 180 ° exists for the U, V, and W phase high-side switches SUp, SVp, and SWp.
  • the control device 80 shifts the start timing of the energization control of the X, Y, and Z phase low-side switches SXn, SYn, and SZn by 120 ° for each of the X, Y, and Z phases.
  • the control device 80 controls energization of the X, Y, Z phase low-side switches SXn, SYn, SZn for each electrical angle cycle over the electrical angle half cycle (180 °) in each of the X, Y, Z phases. . For this reason, a non-energization period with an electrical angle of 180 ° exists for the X, Y, Z-phase low-side switches SXn, SYn, SZn.
  • the control device 80 shifts the energization control start timing of the U-phase high-side switch SUp and the energization control start timing of the X-phase low-side switch SXn by an electrical angle of 180 °.
  • the V phase and the Y phase have the same spatial phase.
  • the control device 80 shifts the energization control start timing of the V-phase high-side switch SVp and the energization control start timing of the Y-phase low-side switch SYn by an electrical angle of 180 °.
  • the control device 80 shifts the start timing of energization control of the W-phase high-side switch SWp and the start timing of energization control of the Z-phase low-side switch SZn by an electrical angle of 180 °.
  • FIG. 5 shows a current flow path when each switch of the first and second inverters 30 and 40 is driven with the energization pattern shown in FIG.
  • illustration of a switch that is always off during the half-wave drive process is omitted.
  • the first coil 13 will be described. As shown by the dashed arrow, the positive terminal of the DC power supply 50, the high-side switch in the on state constituting the first inverter 30, the first neutral point N1, the first low-side middle A current flows through a loop path having the sex point switch S1Mn, the ground, and the negative terminal of the DC power supply 50. That is, current flows from each high-side switch to each phase coil, and current flows back from the first low-side neutral point switch S1Mn to the DC power supply 50 via the ground.
  • the currents flowing through the U, V, and W phase coils 13U, 13V, and 13W are indicated by IU, IV, and IW.
  • the second coil 14 will be described. As shown by the dashed arrow, the positive terminal of the DC power supply 50, the second high-side neutral point switch S2Mp, the second neutral point N2, and the second inverter 40 are configured. A current flows through a loop path having the low-side switch in the on state, the ground, and the negative terminal of the DC power supply 50. That is, current flows from the second high-side neutral point switch S2Mp to each phase coil, and current flows back from each low-side switch to the DC power supply 50 via the ground.
  • the currents flowing through the X, Y, Z phase coils 14X, 14Y, 14Z are indicated by IX, IY, IZ.
  • the energization control of each of the switches SUp, SVp, SWp, SXn, SYN, and SZn is performed by sine wave PWM control.
  • the waveform of the current flowing through each phase coil is a half wave of a sine wave as shown in FIG. Specifically, focusing on the U-phase coil 13U, as shown in FIG. 7, a sinusoidal current flows only during a period of an electrical angle of 180 °, and no current flows during the remaining 180 ° period. Further, as shown in FIG. 6, there is a period in which the first coil 13 and the second coil 14 are energized in an overlapping manner over an electrical angle of 60 °. In FIG. 6, the direction from the second end of each phase coil to the neutral point is defined as positive, and the direction from the neutral point to the second end of each phase coil is defined as negative.
  • the peak value of the current flowing through each phase coil 13U to 13W, 14X to 14Z is indicated by Va.
  • the peak values of the currents flowing through the phase coils 13U to 13W and 14X to 14Z are set to be equal when the full-wave driving process is performed and when the half-wave driving process is performed.
  • FIGS. 8 and 9 the prior art shown in FIGS. 8 and 9 is different from the prior art shown in FIG. 1 in that each switch constituting the second inverter 40 is controlled in the same manner as each switch constituting the first inverter 30.
  • the second high-side neutral point switch S2Mp and the second low-side neutral point switch S2Mn are controlled in the same manner as the first high-side neutral point switch S1Mp and the first low-side neutral point switch S1Mn. That means.
  • the torque ripple Trqrip can be reduced from 90% to 20%.
  • the torque ripple Trqrip being 90% means that the ratio of torque pulsation to the average torque Trqave of the rotating electrical machine 10 occupies 90%.
  • the torque ripple Trqrip can be reduced when the current flow direction of the U, V, W phase coils 13U, 13V, 13W with the first neutral point N1 as a reference and the second neutral point N2 as a reference. This is because the current flow directions of the X, Y, and Z phase coils 14X, 14Y, and 14Z are reversed, and the instantaneous maximum torque of the rotating electrical machine 10 can be reduced and the instantaneous minimum torque can be increased.
  • the following configurations (A) to (C) are used.
  • the U, V, W, and Z phases will be described.
  • the V phase coil 13V At the central timing of the period until the end timing of the energization control, the current flowing through the Z-phase coil 14Z in which the W phase and the spatial phase match can be maximized. As a result, the torque ripple reduction effect can be increased.
  • the start timing of the control and the start timing of the energization control of the Y-phase low-side switch SYn whose V phase coincides with the spatial phase are shifted by 180 °, the start timing of the energization control of the W-phase high-side switch SWp, and the W-phase and spatial phase Is shifted by 180 ° from the start timing of energization control of the Z-phase low-side switch SZn that coincides with each other.
  • the average torque Trqave of the rotating electrical machine 10 can be increased, although the instantaneous maximum torque of the rotating electrical machine 10 is reduced as compared with the conventional technique.
  • the average torque Trqave is substantially equal to the average value of the maximum torque and the minimum torque.
  • the average torque Trqave can be increased from 32 Nm to 35 Nm.
  • the average torque Trqave can be increased.
  • the U and X phases will be described.
  • the current flowing in the opposite direction to the direction of the current flowing in the U phase coil 13U flows into the X phase coil 14X whose spatial phase matches that of the U phase coil. Flows.
  • the minimum value of the torque of the rotating electrical machine 10 which fluctuates periodically can be raised, and the average torque Trqave can be increased.
  • the torque in the high rotation speed region equal to or higher than the first predetermined value Nth1 can be increased as compared with the prior art as shown in the rotation speed Nm and torque characteristics of FIG.
  • the controller 80 determines that the rotational speed Nm of the rotor 11 has once exceeded the first predetermined value Nth1, and then the rotational speed Nm is smaller than the first predetermined value Nth1. 2 When it is determined that the value falls below the predetermined value Nth2, the half-wave driving process is switched to the full-wave driving process. Thus, frequent switching from one to the other of the half-wave driving process and the full-wave driving process can be prevented.
  • the rated currents of the first high-side neutral point switch S1Mp and the first low-side neutral point switch S1Mn are the rated currents of the switches SUp to SWn that constitute the first inverter 30. More specifically, it is set to 1.5 to 2 times the rated current of each switch SUp to SWn. Further, the rated currents of the second high-side neutral point switch S2Mp and the second low-side neutral point switch S2Mn are set larger than the rated currents of the switches SXp to SZn constituting the second inverter 40. Is set to 1.5 to 2 times the rated current of the switches SXp to SZn. Thereby, the reliability of each neutral point switch S1Mn, S2Mp when a half-wave drive process is performed can be improved.
  • the second embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
  • the first coil 13 and the second coil 14 are wound around the stator core 12a so that the first coil 13 and the second coil 14 have a spatial phase difference.
  • the spatial phase difference is set to an electrical angle of 30 °.
  • the same components as those shown in FIG. 1 are given the same reference numerals for the sake of convenience.
  • each of the slots arranged in the circumferential direction of the stator core 12a includes a U-phase coil 13U +, an X-phase coil 14X +, a W-phase coil 13W-, a Z-phase coil 14Z-, a V-phase coil 13V +, and a Y-phase coil.
  • Each coil is accommodated in the order of 14Y +, U-phase coil 13U-, X-phase coil 14X-, W-phase coil 13W +, Z-phase coil 14Z +, V-phase coil 13V-, and Y-phase coil 14Y-.
  • FIG. 12 shows the torque ripple reduction effect according to this embodiment. As shown in FIG. 12, according to the present embodiment, it is possible to obtain an effect of reducing torque ripple in accordance with the effect shown in FIG. 8 of the first embodiment.
  • the third embodiment will be described with reference to the drawings with a focus on differences from the first embodiment.
  • the peak value of the current flowing through each of the phase coils 13U to 13W and 14X to 14Z constituting the first and second coils 13 and 14 is subjected to the full-wave drive process.
  • the case where the half-wave driving process is performed is made larger than that.
  • the energization period of the first and second coils 13 and 14 when the half-wave driving process is performed is substantially half that of the first and second coils 13 and 14 when the full-wave driving process is performed. For this reason, when the half-wave drive process is performed, the amount of heat generated by each of the coils 13 and 14 through which current flows is approximately half the amount of heat generated by each of the coils 13 and 14 through which current flows when the full-wave drive process is performed. .
  • the thermal design of each component of the rotating electrical machine apparatus is such that reliability is not lowered when a full-wave drive process with a long energization period is performed.
  • the amount of heat generated by each of the coils 13 and 14 has a margin with respect to the allowable upper limit value that does not cause a decrease in reliability. Therefore, even if the heat generation amount of each of the coils 13 and 14 when the half-wave drive processing is performed is increased to about the heat generation amount when the full-wave drive processing is performed, the reliability of each component of the rotating electrical machine device is still high. It will not decline.
  • the peak values of the currents flowing through the phase coils 13U to 13W and 14X to 14Z are larger when the half-wave driving process is performed than when the full-wave driving process is performed.
  • the peak current value when the half-wave driving process is performed can be increased within a range not exceeding ⁇ 2 times the peak current value when the full-wave driving process is performed.
  • ⁇ 2 times is derived from the fact that since the amount of heat generation is proportional to the square of the current, the range in which the amount of heat generation does not exceed 2 times is determined as the range in which the current value does not exceed ⁇ 2 times.
  • the torque in the high speed region of the rotating electrical machine 10 during the half-wave driving process is the torque of the first embodiment shown by the alternate long and short dash line in the figure. Can be increased.
  • the mode switching process is performed during the half-wave drive process.
  • FIG. 15 shows the procedure of the mode switching process. This process is repeatedly executed by the control device 80 at predetermined intervals, for example, on the condition that the half-wave drive process is being executed.
  • step S10 the switches SUp to SWn and SXp to SZn constituting the inverters 30 and 40 and the switches S1Mp, S1Mn, S2Mp, and S2Mn constituting the half bridge circuits 60 and 70, respectively.
  • each temperature may be a detection value of a temperature detection unit that detects the temperature of each switch, for example.
  • the threshold temperature Tth may be set to the junction temperature of each switch, for example.
  • step S11 If an affirmative determination is made in step S11, the process proceeds to step S12 to determine whether or not the current mode is the first mode.
  • the first mode is a mode in which each switch is controlled by the energization pattern shown in FIG.
  • step S12 If it is determined in step S12 that the mode is the first mode, the process proceeds to step S13 to switch to the second mode.
  • the second mode is a mode in which each switch is controlled by the energization pattern shown in FIG.
  • the switch to be energized is changed from the high side switches SUp to SWp to the low side switches SUn to SWn. Further, the energization control target is changed from the first low-side neutral point switch S1Mn to the first high-side neutral point switch S1Mp.
  • each low-side switch SUn, SVn, SWn in the second mode is shifted by 180 ° from the energization control period of each high-side switch SUp, SVp, SWp in the first mode. That is, during the energization control period of each low-side switch SUn, SVn, SWn in the second mode shown in FIG. 16, the energization control of each high-side switch SUp, SVp, SWp is not performed in the first mode shown in FIG. It becomes a period.
  • the switch to be energized is changed from the low side switches SXn to SZn to the high side switches SXp to SZp. Further, the energization control target is changed from the second high-side neutral point switch S2Mp to the second low-side neutral point switch S2Mn. Note that the energization control period of each high-side switch SXp, SYp, SZp in the second mode is shifted by 180 ° from the energization control period of each low-side switch SXn, SYn, SZn in the first mode.
  • each low-side switch SXn, SYn, SZn is not energized in the first mode shown in FIG. It becomes a period.
  • FIG. 17 shows a current flow path when the second mode is executed.
  • illustration of switches that are always off when the second mode is executed is omitted.
  • step S12 determines that the current mode is the second mode
  • the process proceeds to step S14 to switch to the first mode.
  • the mode switching process described above is performed to prevent a decrease in reliability of the rotating electrical machine apparatus. That is, if only the first mode is continuously performed during the half-wave driving process, the load concentrates on the high-side switches SUp to SWp and the first low-side neutral point switch S1Mn constituting the first inverter 30, and the soldering unit or the like There is a concern that the joint between each switch and the substrate may become fatigued. In this case, there is a concern that the heat dissipation of each switch deteriorates and the temperature of each switch easily rises, and each switch is overheated.
  • mode switching processing is performed.
  • the temperature of each of the switches SUp to SWn, SXp to SZn constituting each inverter 30, 40 and each switch S1Mp, S1Mn, S2Mp, S2Mn constituting each half bridge circuit 60, 70 is The first mode and the second mode are alternately performed using the arrival of the threshold temperature Tth as a trigger. For this reason, when half-wave drive processing is performed, it is prevented that a current continues to flow through a specific switch among the switches configuring the inverters 30 and 40 and the switches configuring the half-bridge circuits 60 and 70. it can. Thereby, it can prevent that the junction part of a specific switch fatigues, and can prevent the fall of the reliability of a rotary electric machine apparatus by extension.
  • the energization control of the switches SUp, SVp, SWp, SXn, SYn, and SZn is performed by sine wave PWM control, but is not limited thereto.
  • control is performed so that the switches SUp, SVp, SWp, SXn, SYn, and SZn are kept on over the electrical angle half cycle that is the energization control period of the switches SUp, SVp, SWp, SXn, SYn, and SZn.
  • the switches SUp, SVp, SWp, SXn, SYN, and SZn may be on / off controlled at a predetermined time ratio.
  • the duty ratio is the ratio “Ton / Tsw” of the switch on-time Ton to the specified time Tsw.
  • any one of the switches SUp to SWn and SXp to SZn that constitute the inverters 30 and 40 and the switches S1Mp, S1Mn, S2Mp, and S2Mn that constitute the half bridge circuits 60 and 70 Switching from one of the first mode and the second mode to the other mode triggered by the temperature reaching the threshold temperature Tth is not limited to this. For example, without acquiring the temperature of each switch, it is possible to switch from one of the first mode and the second mode to the other mode at regular intervals.
  • the first high-side neutral point switch S1Mp and the second low-side neutral point switch S2Mn may be removed from the rotating electrical machine apparatus.
  • the energization control period of the U, V, W phase high side switches SUp, SVp, SWp and the X, Y, Z phase low side switches SXn, SYn, SZn is set to an electrical angle half cycle (180 °).
  • the energization control period may be a period of 120 ° or more and less than 180 °, and may be a period of 150 ° or more and less than 180 °.
  • the energization control period is 120 °, in each of the inverters 30 and 40, the coils for at least two phases out of the three phases are not energized simultaneously.
  • the first predetermined period which is the energization control period of the U, V, and W phase high-side switches SUp, SVp, and SWp, and the energization control of the X, Y, and Z phase low-side switches SXn, SYN, and STZn.
  • the period is equal to the second predetermined period, but the present invention is not limited to this.
  • the first predetermined period and the second predetermined period may be set to different periods on the condition that the torque ripple reduction effect with respect to the conventional technique does not decrease excessively.
  • the inverters 30 and 40 have three phases, but the invention is not limited to this, and the inverters 30 and 40 may have two or more phases. In this case, if an integer of 2 or 4 or more is defined as M, the half-wave driving process may be a process described below.
  • the control device 80 controls energization of the high-side switch while shifting the start timing of energization control of the high-side switch constituting the first inverter 30 by “360 ° / M” for each of the M phases, and controls the second inverter 40.
  • the low-side switch is energized while the start timing of the energization control of the low-side switch is shifted by “360 ° / M” for each M phase.
  • the energization control period of each switch is set to a period of “90 ° + 180 ° / M” or more and less than or equal to an electrical angle half cycle.
  • the switches constituting the inverter and the neutral point switch are not limited to N-channel MOSFETs but may be IGBTs, for example.
  • the IGBT may be made of Si, for example.
  • the high potential side terminal of the switch is a collector, and the low potential side terminal is an emitter.
  • each switch may be, for example, Si, SiC, or GaN.
  • the rotating electrical machine is not limited to a permanent magnet field rotating electrical machine.
  • it may be a wound field type rotating electrical machine or a rotating electrical machine having both a permanent magnet field and a wound field.
  • the DC power supply 50 is not limited to a low voltage storage battery with a rated voltage of 12 V, but may be a high voltage storage battery for a hybrid vehicle or an electric vehicle, for example.
  • the rotating electrical machine 10 is not limited to that connected to the output shaft of the engine 20 via a belt.
  • the rotating electrical machine 10 may be directly connected to the drive wheels 21 rather than the transmission.
  • the power transmission path may be configured such that the rotating electrical machine 10 is mounted so as to be sandwiched between the engine 20 and the transmission.

Landscapes

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Abstract

回転電機装置は、回転電機（１０）及びフルブリッジインバータ（３０，４０）を備える。フルブリッジインバータは、第１ハイサイドスイッチ（ＳＵｐ～ＳＷｐ）、第１ローサイドスイッチ（ＳＵｎ～ＳＷｎ）、第２ハイサイドスイッチ（ＳＸｐ～ＳＺｐ）及び第２ローサイドスイッチ（ＳＸｎ～ＳＺｎ）を備える。回転電機装置は、第１，第２中性点スイッチ（Ｓ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐ）と、第１，第２中性点スイッチをオフした状態で各スイッチをスイッチング制御する全波駆動処理を行う全波駆動部（８０）と、第１，第２中性点スイッチをオンしてかつ第１ローサイドスイッチ及び第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、第１ハイサイドスイッチ及び第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する半波駆動処理を行う半波駆動部（８０）と、全波駆動処理及び半波駆動処理のいずれかを選択して実行する実行部（８０）とを備える。

Description

回転電機装置 関連出願の相互参照
　本出願は、２０１６年７月１５日に出願された日本出願番号２０１６－１４０８０７号に基づくもので、ここにその記載内容を援用する。
　本開示は、乗用車又は商用車等の車両に搭載され、回転電機、及び回転電機との間で電力伝達を行うフルブリッジインバータを備える回転電機装置に関する。
　この種の装置を構成する回転電機において、回転電機が電動機として使用される回転速度範囲が広い場合、低速域及び高速域のそれぞれで回転電機の要求性能を実現する必要がある。例えば、車載システムにＤＣＤＣコンバータを備え、回転電機への印加電圧をＤＣＤＣコンバータによって可変させながら回転電機を駆動する構成を採用することにより、要求性能を実現することが考えられる。ただし、この構成は高価であるため、経済的ではないといった課題がある。
　また例えば、回転電機の運転中において、そのステータ巻線特性を、Δ結線等の高速型の特性又は星形結線等の高トルク型の特性に切り替える構成を採用することにより、要求性能を実現することも考えられる。ただし、この構成では、ステータ巻線特性を切り替える構成が複雑であり、また、ステータ巻線特性の切り替え時に回転電機の動作を一旦停止させなければならないといった課題がある。
　そこで、低速域及び高速域のそれぞれで回転電機の要求性能を簡素な構成で実現する手法として、下記特許文献１，２に見られるように、低速域で全波駆動処理を行い、高速域で半波駆動処理を行うものが知られている。
特開平１１－３３２２８８号公報 特開平１１－３５６０８２号公報
　しかしながら、半波駆動処理で回転電機を駆動させると、回転電機のトルクリップルが増加する。
　本開示は、半波駆動処理時のトルクリップルを簡素な構成で低減できる回転電機装置を提供することを主たる目的とする。
　以下、上記課題を解決するための手段、及びその作用効果について記載する。
　第１の開示は、回転電機、及び該回転電機との間で電力伝達を行うフルブリッジインバータを備える回転電機装置である。前記回転電機は、Ｎを２以上の整数とし、ステータコアに巻回されて、かつ、星形結線されたＮ相分の第１コイルと、前記第１コイルと電気的に絶縁されつつ前記ステータコアに巻回されて、かつ、星形結線されたＮ相分の第２コイルと、を有している。前記フルブリッジインバータは、第１ハイサイドスイッチ及び第１ローサイドスイッチの直列接続体をＮ相分有し、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第１ローサイドスイッチの接続点が、前記第１コイルの両端のうち該第１コイルの中性点側とは反対側に接続された第１インバータと、第２ハイサイドスイッチ及び第２ローサイドスイッチの直列接続体をＮ相分有し、前記第２ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチの接続点が、前記第２コイルの両端のうち該第２コイルの中性点側とは反対側に接続された第２インバータと、である。
　また第１の開示は、前記第１ローサイドスイッチの両端のうち前記第１ハイサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第１コイルの中性点を接続する第１中性点スイッチと、前記第２ハイサイドスイッチの両端のうち前記第２ローサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第２コイルの中性点を接続する第２中性点スイッチと、前記第１中性点スイッチ及び前記第２中性点スイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ、前記各第１ローサイドスイッチ、前記各第２ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する全波駆動処理を行う全波駆動部と、前記第１中性点スイッチ及び前記第２中性点スイッチをオンして、かつ、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する半波駆動処理を行う半波駆動部と、前記全波駆動処理及び前記半波駆動処理のうち、いずれかを選択して実行する実行部と、を備える。
　第１の開示の回転電機は、Ｎ相分の第１，第２コイルを有する２重巻線回転電機である。第１コイルと第２コイルとは電気的に絶縁されている。
　また第１の開示は、第１中性点スイッチと、第２中性点スイッチとを備えている。第１中性点スイッチは、第１ローサイドスイッチの両端のうち第１ハイサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び第１コイルの中性点を接続している。第２中性点スイッチは、第２ハイサイドスイッチの両端のうち第２ローサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び第２コイルの中性点を接続している。
　さらに、第１の開示は、全波駆動処理を行う全波駆動部と、半波駆動処理を行う半波駆動部とを備えている。全波駆動処理及び半波駆動処理のうち、いずれかが実行部により選択されて実行される。全波駆動処理は、第１中性点スイッチ及び第２中性点スイッチをオフした状態で、第１インバータを構成する各第１ハイサイドスイッチ及び各第１ローサイドスイッチと、第２インバータを構成する各第２ハイサイドスイッチ及び各第２ローサイドスイッチとをスイッチング制御する処理である。
　一方、半波駆動処理は、第１中性点スイッチをオンして、かつ、各第１ローサイドスイッチをオフした状態で、各第１ハイサイドスイッチをスイッチング制御する処理を含む。この処理により、各相の第１コイルには、第１ハイサイドスイッチ側から中性点側へと向かう方向に電流が流れる。
　また、半波駆動処理は、第２中性点スイッチをオンして、かつ、各第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する処理を含む。この処理により、各相の第２コイルには、その中性点側から第２ローサイドスイッチ側へと向かう方向に電流が流れる。
　半波駆動処理によれば、第１コイルの電流流通方向と第２コイルの電流流通方向とが、中性点を基準とした場合に逆となる。これにより、回転電機のトルクリップルが低減されるようにトルクを発生させることができる。したがって、第１の開示によれば、２重巻線回転電機を有効活用しつつ、各中性点スイッチを設けるといった簡素な構成で、半波駆動処理が行われる場合における回転電機のトルクリップルを低減できる。
　ここで半波駆動部は、具体的には第２の開示のように、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれでずらしつつ、Ｎ相それぞれにおいて、電気角半周期以下の第１所定期間に渡って電気角１周期毎に前記第１ハイサイドスイッチを通電制御することができる。また半波駆動部は、前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれでずらしつつ、Ｎ相それぞれにおいて、電気角半周期以下の第２所定期間に渡って電気角１周期毎に前記第２ローサイドスイッチを通電制御することができる。
　また半波駆動部は、より具体的には第３の開示のように、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれで「３６０°／Ｎ」ずらしつつ、前記第１ハイサイドスイッチを通電制御し、また、前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれで「３６０°／Ｎ」ずらしつつ、前記第２ローサイドスイッチを通電制御することができる。
　第４の開示では、前記第１所定期間及び前記第２所定期間のそれぞれが、「９０°＋１８０°／Ｎ」以上であって、かつ、電気角半周期以下の期間に設定されている。
　第１，第２コイルへの通電期間が短くなると、回転電機のトルクリップルが増加してしまう。ここで、第４の開示における第１所定期間及び第２所定期間の設定によれば、相数に応じた第１，第２コイルの通電期間を確保できる。例えば、Ｎ＝３の場合、各所定期間は１５０°以上であってかつ電気角半周期以下の期間に設定される。これにより、回転電機のトルクリップルの低減効果を高めることができる。
　第５の開示では、前記第１コイルと前記第２コイルとの間の空間位相差が電気角で０となるように前記第１コイル及び前記第２コイルが前記ステータコアに巻回されており、前記半波駆動部は、空間位相が一致する相のそれぞれにおいて、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングと前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングとを電気角半周期だけずらしつつ、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチを通電制御する。
　第５の開示によれば、空間位相が一致する相のそれぞれにおいて、第１コイルに通電されていない期間に第２コイルに通電することができる。また、空間位相が一致する相のそれぞれにおいて、第２コイルに通電されていない期間に第１コイルに通電することができる。このため、周期的に変動する回転電機のトルクの最小値を底上げすることができ、ひいては回転電機の平均トルクを増大することができる。
　なお第５の開示において、第１，第２所定期間が１８０°に設定される場合、空間位相が一致する相のそれぞれにおいて、第１ハイサイドスイッチの通電制御の終了タイミングと、第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングとが一致する。
　ちなみに、第６の開示のように、前記ステータコアは、その周方向に所定間隔を隔てて形成された複数のティース部を有している。前記第１コイル及び前記第２コイルは、Ｎ相それぞれについて同一の前記ティース部に巻回されている。この場合、前記空間位相が一致する相とは、Ｎ相のうち、同一の前記ティース部に巻回されている前記第１コイル及び前記第２コイルの相のことである。
　第７の開示では、前記半波駆動部は、Ｎ相のうち少なくとも２相分の前記第１コイルに同時に通電されるように前記第１ハイサイドスイッチを通電制御し、また、Ｎ相のうち少なくとも２相分の前記第２コイルに同時に通電されるように前記第２ローサイドスイッチを通電制御する。
　第７の開示では、少なくとも２相分のコイルに同時に通電することにより、回転電機のトルクリップルをより低減することができる。
　第８の開示は、前記第１コイル及び前記第２コイルに流す電流のピーク値が、前記全波駆動処理が行われる場合よりも前記半波駆動処理が行われる場合の方が大きくされている。
　半波駆動処理が行われる場合における第１，第２コイルの通電期間は、全波駆動処理が行われる場合における第１，第２コイルの通電期間よりも短い。このため、半波駆動処理が行われる場合に電流が流れる各コイルの発熱量は、全波駆動処理が行われる場合に電流が流れる各コイルの発熱量よりも小さい。ここで、車載システムの各構成部品の熱設計は、通電期間の長い全波駆動処理が行われる場合に信頼性が低下しないようになされている。このため、半波駆動処理が行われる場合における各コイルの発熱量は、その許容上限値に対して余裕がある。
　そこで第８の開示では、第１コイル及び第２コイルに流す電流のピーク値が、全波駆動処理が行われる場合よりも前記半波駆動処理が行われる場合の方が大きくされている。このため、半波駆動処理が行われる場合における回転電機のトルクを増大できる。
　第９の開示では、前記第１中性点スイッチが第１ローサイド中性点スイッチとされ、前記第２中性点スイッチが第２ハイサイド中性点スイッチとされる。第９の開示は、前記第１ハイサイドスイッチの両端のうち前記第１ローサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第１コイルの中性点を接続する第１ハイサイド中性点スイッチと、前記第２ローサイドスイッチの両端のうち前記第２ハイサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第２コイルの中性点を接続する第２ローサイド中性点スイッチと、を備える。第９の開示では、前記第１ローサイド中性点スイッチ及び前記第２ハイサイド中性点スイッチをオンして、かつ、前記第１ハイサイド中性点スイッチ、前記第２ローサイド中性点スイッチ、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する処理が第１モードとされ、前記第１ハイサイド中性点スイッチ及び前記第２ローサイド中性点スイッチをオンして、かつ、前記第１ローサイド中性点スイッチ、前記第２ハイサイド中性点スイッチ、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをスイッチング制御する処理が第２モードとされ、前記半波駆動部は、前記半波駆動処理として、前記第１モードと前記第２モードとを交互に実施する処理を行う。
　第９の開示では、上記第１モードと上記第２モードとが交互に実施される。このため、半波駆動処理が行われる場合において、第１ローサイド中性点スイッチ、各第１ハイサイドスイッチ、第２ハイサイド中性点スイッチ、及び各第２ローサイドスイッチに電流が流れ続けることを防止できる。これにより、半波駆動処理が行われる場合における第１ローサイド中性点スイッチ、各第１ハイサイドスイッチ、第２ハイサイド中性点スイッチ、及び各第２ローサイドスイッチの過熱を防止することができる。
　第１０の開示では、前記第１中性点スイッチは、その定格電流が、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第１ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きいものであり、前記第２中性点スイッチは、その定格電流が、前記第２ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きいものである。
　第１インバータを構成するＮ相分の第１ハイサイドスイッチそれぞれに流れる電流が第１コイルの中性点にて合流し得る。このため第１０の開示では、第１中性点スイッチの定格電流が、第１インバータを構成する第１ハイサイドスイッチ及び第１ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きくされている。これにより、第１中性点スイッチの信頼性を高めることができる。
　また、第２中性点スイッチに流れる電流は、第２インバータを構成するＮ相分の第２ローサイドスイッチそれぞれに流れる電流の合計値となり得る。このため第１０の開示では、第２中性点スイッチの定格電流が、第２インバータを構成する第２ハイサイドスイッチ及び第２ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きくされている。これにより、第２中性点スイッチの信頼性を高めることができる。
　第１１の開示では、前記実行部は、前記回転電機のロータの回転速度が第１所定値以下であると判定した場合、前記全波駆動処理を行い、前記ロータの回転速度が前記第１所定値を超えていると判定した場合、前記半波駆動処理を行い、前記ロータの回転速度が前記第１所定値を一旦超えたと判定した後、前記ロータの回転速度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値を下回ったと判定した場合、前記半波駆動処理から前記全波駆動処理に切り替える。
　第１１の開示によれば、半波駆動処理及び全波駆動処理のうち一方から他方への頻繁な切替の発生を防止できる。
　ちなみに、前記回転電機としては、第１２の開示のように、発電機としても機能するものを用いることができる。
　本開示についての上記目的およびその他の目的、特徴や利点は、添付の図面を参照しながら下記の詳細な記述により、より明確になる。その図面は、
図１は、第１実施形態に係る車載回転電機装置の全体構成図であり、 図２は、回転電機の断面図であり、 図３は、全波駆動処理と半波駆動処理との切替態様を示す図であり、 図４は、第１，第１インバータを構成するスイッチ、及び各中性点スイッチの駆動態様を示す図であり、 図５は、半波駆動処理時における電流流通経路を示す図であり、 図６は、各相に流れる正弦波状の電流を示す図であり、 図７は、ある相に流れる正弦波状の電流を示す図であり、 図８は、半波駆動処理時におけるトルクリップルの低減効果及び平均トルクの増大効果を示す図であり、 図９は、半波駆動処理時におけるトルク増大効果を示す特性図であり、 図１０は、第２実施形態に係る車載回転電機装置の全体構成図であり、 図１１は、回転電機の断面図であり、 図１２は、半波駆動処理時におけるトルクリップルの低減効果を示す図であり、 図１３は、第３実施形態に係る各相に流れる正弦波状の電流を示す図であり、 図１４は、半波駆動処理時におけるトルク増大効果を示す特性図であり、 図１５は、第４実施形態に係るモード切替処理の手順を示すフローチャートであり、 図１６は、第１，第１インバータを構成するスイッチ、及び各中性点スイッチの駆動態様を示す図であり、 図１７は、半波駆動処理時における電流流通経路を示す図である。
　（第１実施形態）
　以下、本開示に係る回転電機装置を車載主機としてエンジンを搭載した車両に搭載した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。
　回転電機装置は、図１に示すように、回転電機１０を備えている。回転電機１０は、３相２重巻線を有する回転電機である。本実施形態では、回転電機１０として、永久磁石界磁型の同期機を用いている。また本実施形態では、回転電機１０として、電動機及び発電機の機能を統合したＩＳＧ（Integrated Starter Generator）を用いている。
　回転電機１０を構成するロータ１１は、永久磁石を有し、エンジン２０の出力軸と動力伝達可能とされている。具体的には、ロータ１１は、ベルトを介して出力軸に接続されている。エンジン２０の出力軸には、変速装置及び車軸を含む動力伝達経路を介して、駆動輪２１が接続されている。
　回転電機１０を構成するステータ１２には、互いに電気的に絶縁された第１コイル１３及び第２コイル１４が配置されている。第１，第２コイル１３，１４に対して、ロータ１１が共通化されている。第１コイル１３は、ステータコア１２ａに巻回されたＵ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗを有している。Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗは、星形結線されており、電気角で互いに１２０°ずれた状態でステータコア１２ａに巻回されている。
　第２コイル１４は、第１コイル１３が巻回されたステータコア１２ａに巻回され、Ｘ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚを有している。Ｘ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚは、星形結線されており、電気角で互いに１２０°ずれた状態でステータコア１２ａに巻回されている。なお本実施形態において、各コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗ，１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚの巻数は互いに同一に設定されている。
　図２を用いて、回転電機１０の構成について詳述する。なお、図２は、ロータ１１の回転中心軸線Ｏの方向と直交する面で回転電機１０を切断した断面図を示している。
　図示されるように、ステータコア１２ａは、円環状をなしている。ステータコア１２ａの中心軸線と、ロータ１１の回転中心軸線Ｏとは、同軸上に配置されている。本実施形態において、ロータ１１は、ステータコア１２ａの内周側に、ステータコア１２ａに対して回転自在に配置されている。
　ステータコア１２ａは、その周方向に等ピッチで形成された複数のティース部１２ｂを有している。本実施形態において、ステータコア１２ａは、４８個のティース部１２ｂを有している。このため、ステータコア１２ａには、周方向に隣り合うティース部１２ｂによって４８個のスロットが形成されている。
　ロータ１１は、回転軸が設けられたロータコア１１ａと、ロータコア１１ａに設けられた永久磁石１１ｂとを備えている。本実施形態では、８極分の永久磁石１１ｂが設けられている。
　各ティース部１２ｂには、コイルが巻回されている。詳しくは、ステータコア１２ａの周方向に並ぶティース部１２ｂのそれぞれには、Ｕ相コイル１３Ｕ＋、Ｗ相コイル１３Ｗ－、Ｖ相コイル１３Ｖ＋、Ｕ相コイル１３Ｕ－、Ｗ相コイル１３Ｗ＋、及びＶ相コイル１３Ｖ－の順で各コイルが巻回されている。このため、各コイル１３Ｕ＋，１３Ｗ－，１３Ｖ＋，１３Ｕ－，１３Ｗ＋，１３Ｖ－は、隣り合う２個のスロットに配置されている。ここで、各コイルの「＋」「－」は、極性が逆であることを示している。
　ステータコア１２ａの周方向に並ぶティース部１２ｂのそれぞれには、Ｘ相コイル１４Ｘ＋、Ｚ相コイル１４Ｚ－、Ｙ相コイル１４Ｙ＋、Ｘ相コイル１４Ｘ－、Ｚ相コイル１４Ｚ＋、及びＹ相コイル１４Ｙ－の順で各コイルが巻回されている。このため、各コイル１４Ｘ＋，１４Ｚ－，１４Ｙ＋，１４Ｘ－，１４Ｚ＋，１４Ｙ－は隣り合う２個のスロットに配置されている。
　本実施形態では、ステータコア１２ａの径方向外側をＵ相コイル１３Ｕ＋、径方向内側をＸ相コイル１４Ｘ＋として、互いに電気的に絶縁された状態で各コイル１３Ｕ＋，１４Ｘ＋が同一のティース部１２ｂに巻回されている。Ｗ相コイル１３Ｗ－，Ｚ相コイル１４Ｚ－の組、Ｖ相コイル１３Ｖ＋，Ｙ相コイル１４Ｙ＋の組、Ｕ相コイル１３Ｕ－，Ｘ相コイル１４Ｘ－の組、Ｗ相コイル１３Ｗ＋，Ｚ相コイル１４Ｚ＋の組、及びＶ相コイル１３Ｖ－，Ｙ相コイル１４Ｙ－の組についても同様である。このため本実施形態では、第１コイル１３と第２コイル１４とのなす空間位相差が電気角で０°とされている。なお図２では、各コイルの断面のハッチングを省略している。
　先の図１に戻り、回転電機装置は、フルブリッジインバータである第１インバータ３０及び第２インバータ４０を備えている。第１インバータ３０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとの直列接続体を備えている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの高電位側端子には、直流電源５０の正極端子が接続されている。直流電源５０の負極端子には、グランドが接続されている。なお本実施形態では、直流電源５０として蓄電池を用いている。また本実施形態では、直流電源５０として、定格電圧が１２Ｖのものを用いている。
　Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの低電位側端子には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎの高電位側端子が接続されている。Ｗ相ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎの低電位側端子には、グランドが接続されている。本実施形態では、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎとして、電圧制御型の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。このため、各スイッチにおいて、高電位側端子はドレインであり、低電位側端子はソースである。なお、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎには、ボディダイオードが逆並列に接続されている。
　Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐのソースと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎのドレインとの接続点には、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗの第１端が接続されている。Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗの第２端は、第１中性点Ｎ１で接続されている。
　第２インバータ４０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐと、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎとの直列接続体を備えている。本実施形態では、各スイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎとして、電圧制御型の半導体スイッチング素子を用いており、具体的にはＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。Ｘ，Ｙ，Ｚ相ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐのドレインには、直流電源５０の正極端子が接続されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎのソースには、グランドが接続されている。
　Ｘ，Ｙ，Ｚ相ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐのソースと、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎのドレインとの接続点には、Ｘ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚの第１端が接続されている。Ｘ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚの第２端は、第２中性点Ｎ２で接続されている。
　回転電機装置は、第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐ及び第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎの直列接続体を有する第１ハーフブリッジ回路６０を備えている。本実施形態では、各中性点スイッチＳ１Ｍｐ，Ｓ１Ｍｎとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐのドレインには、直流電源５０の正極端子が接続されている。第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎのソースには、グランドが接続されている。第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐのソースと第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎのドレインとの接続点には、第１中性点Ｎ１が接続されている。
　回転電機装置は、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐ及び第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎの直列接続体を有する第２ハーフブリッジ回路７０を備えている。本実施形態では、各中性点スイッチＳ２Ｍｐ，Ｓ２Ｍｎとして、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴを用いている。第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐのドレインには、直流電源５０の正極端子が接続されている。第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎのソースには、グランドが接続されている。第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐのソースと第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎのドレインとの接続点には、第２中性点Ｎ２が接続されている。
　回転電機装置は、制御装置８０を備えている。制御装置８０は、第１インバータ３０、第２インバータ４０、第１ハーフブリッジ回路６０及び第２ハーフブリッジ回路７０それぞれを構成する各スイッチを、ロータ１１の磁極位置情報Ｓｉｇに基づいてスイッチング制御する。
　なお、磁極位置情報Ｓｉｇとしては、例えば、ロータ１１の電気角を検出する角度検出器により検出された電気角情報を用いることができる。この場合、角度検出器としては、例えば、レゾルバ、ホールＩＣ、ＭＲ式のセンサ、光学式のセンサ等を用いることができる。また、磁極位置情報Ｓｉｇとしては、例えば、角度検出器の検出情報を用いない位置センサレス制御で得られた電気角情報を用いることができる。
　ちなみに、回転電機装置としては、例えば、回転電機１０、各インバータ３０，４０、各ハーフブリッジ回路６０，７０及び制御装置８０が一体化されて構成されたものであってもよいし、これら機器それぞれが別々に配置されて構成されたものであってもよい。
　続いて、制御装置８０の処理について説明する。本実施形態において、制御装置８０が、半波駆動部、全波駆動部及び実行部に相当する。
　制御装置８０は、磁極位置情報Ｓｉｇに基づいて各インバータ３０，４０を制御することにより、回転電機１０を電動機として駆動させる。詳しくは、制御装置８０は、磁極位置情報Ｓｉｇに基づいて、ロータ１１の回転速度Ｎｍを算出する。制御装置８０は、算出した回転速度Ｎｍが第１所定値Ｎｔｈ１以下であると判定している場合、図３に示すように、全波駆動処理を行う。この処理は、各中性点スイッチＳ１Ｍｐ，Ｓ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐ，Ｓ２Ｍｎをオフした状態で、第１インバータ３０を構成する各スイッチと、第２インバータ４０を構成する各スイッチとをスイッチング制御する処理である。ここで、各インバータ３０，４０を構成する各スイッチのスイッチング制御により、各インバータ３０，４０から各コイル１３，１４へと３相対称交流電流が流れる。なお、３相対称交流電流を流す手法は、例えばベクトル制御等の周知の手法を用いればよい。
　一方、制御装置８０は、ロータ１１の回転速度Ｎｍが第１所定値Ｎｔｈ１を超えていると判定している場合、図３に示すように、半波駆動処理を行う。この処理は、第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎ及び第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐをオンして、かつ、第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐ、第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎ、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎ及びＸ，Ｙ，Ｚ相ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐをオフする処理を含む。また半波駆動処理は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ及びＸ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎを図４に示す通電パターンでスイッチング制御する処理を含む。なお図４において、横軸の１目盛は電気角６０°を表している。
　詳しくは、制御装置８０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの通電制御の開始タイミングを、Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれで１２０°ずらしている。また、制御装置８０は、Ｕ，Ｖ，Ｗ相それぞれにおいて、電気角半周期（１８０°）に渡って電気角１周期毎にＵ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐを通電制御する。このため、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐについて、電気角１８０°の無通電期間が存在することとなる。
　一方、制御装置８０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御の開始タイミングを、Ｘ，Ｙ，Ｚ相それぞれで１２０°ずらしている。また、制御装置８０は、Ｘ，Ｙ，Ｚ相それぞれにおいて、電気角半周期（１８０°）に渡って電気角１周期毎にＸ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎを通電制御する。このため、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎについて、電気角１８０°の無通電期間が存在することとなる。
　ここで、Ｕ相とＸ相とは、空間位相が一致している。制御装置８０は、Ｕ相ハイサイドスイッチＳＵｐの通電制御の開始タイミングと、Ｘ相ローサイドスイッチＳＸｎの通電制御の開始タイミングとを電気角１８０°だけずらしている。
　また、Ｖ相とＹ相とは、空間位相が一致している。制御装置８０は、Ｖ相ハイサイドスイッチＳＶｐの通電制御の開始タイミングと、Ｙ相ローサイドスイッチＳＹｎの通電制御の開始タイミングとを電気角１８０°だけずらしている。
　さらに、Ｗ相とＺ相とは、空間位相が一致している。制御装置８０は、Ｗ相ハイサイドスイッチＳＷｐの通電制御の開始タイミングと、Ｚ相ローサイドスイッチＳＺｎの通電制御の開始タイミングとを電気角１８０°だけずらしている。
　図４に示す通電パターンで第１，第２インバータ３０，４０の各スイッチを駆動する場合における電流流通経路を図５に示す。なお図５では、半波駆動処理時において常時オフされているスイッチの図示を省略している。
　まず、第１コイル１３について説明すると、破線の矢印に示すように、直流電源５０の正極端子、第１インバータ３０を構成するオン状態のハイサイドスイッチ、第１中性点Ｎ１、第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎ、グランド、及び直流電源５０の負極端子を有するループ経路に電流が流れる。すなわち、各ハイサイドスイッチから各相コイルへと電流を流し込み、第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎからグランドを介して直流電源５０へと電流を還流させる。なお、Ｕ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗに流れる電流をＩＵ，ＩＶ，ＩＷにて示した。
　続いて、第２コイル１４について説明すると、破線の矢印に示すように、直流電源５０の正極端子、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐ、第２中性点Ｎ２、第２インバータ４０を構成するオン状態のローサイドスイッチ、グランド、及び直流電源５０の負極端子を有するループ経路に電流が流れる。すなわち、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐから各相コイルへと電流を流し込み、各ローサイドスイッチからグランドを介して直流電源５０へと電流を還流させる。なお、Ｘ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚに流れる電流をＩＸ，ＩＹ，ＩＺにて示した。
　ここで本実施形態では、図４に示すように、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御を、正弦波ＰＷＭ制御によって行う。この場合、各相コイルに流れる電流波形は、図６に示すように、正弦波の半波分の波形となる。詳しくは、Ｕ相コイル１３Ｕに着目すると、図７に示すように、電気角１８０°の期間のみ正弦波状の電流が流れ、残りの１８０°の期間において電流が流れない。また図６に示すように、第１コイル１３及び第２コイル１４のそれぞれにおいて、電気角６０°に渡ってオーバーラップして通電される期間が存在する。図６では、各相コイルの第２端から中性点へと向かう方向が正として定義され、中性点から各相コイルの第２端へと向かう方向が負として定義されている。
　なお図６では、各相コイル１３Ｕ～１３Ｗ，１４Ｘ～１４Ｚに流れる電流のピーク値をＶａにて示した。また本実施形態では、各相コイル１３Ｕ～１３Ｗ，１４Ｘ～１４Ｚに流す電流のピーク値を、全波駆動処理が行われる場合と半波駆動処理が行われる場合とで等しくなるようにしている。
　続いて、図８及び図９を用いて、本実施形態に係る半波駆動処理の効果について説明する。ここで、図８及び図９に示す従来技術とは、先の図１に示す構成において、第２インバータ４０を構成する各スイッチを、第１インバータ３０を構成する各スイッチと同じ態様で制御して、かつ、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐ及び第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎを、第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐ及び第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎと同じ態様で制御する技術のことをいう。
　本実施形態に係る半波駆動処理によれば、図８に示すように、従来技術と比較して、回転電機１０のトルクリップルＴｒｑｒｉｐを低減することができる。本実施形態では、トルクリップルＴｒｑｒｉｐを９０％から２０％に低減することができる。なお、トルクリップルＴｒｑｒｉｐが９０％であるとは、回転電機１０の平均トルクＴｒｑａｖｅに対するトルク脈動の割合が９０％を占めることを意味する。
　トルクリップルＴｒｑｒｉｐを低減できるのは、第１中性点Ｎ１を基準とした場合のＵ，Ｖ，Ｗ相コイル１３Ｕ，１３Ｖ，１３Ｗの電流流通方向と、第２中性点Ｎ２を基準とした場合のＸ，Ｙ，Ｚ相コイル１４Ｘ，１４Ｙ，１４Ｚの電流流通方向とが逆になり、回転電機１０の瞬間最大トルクを小さくしてかつ瞬間最小トルクを大きくできるためである。
　特に本実施形態では、以下（Ａ）～（Ｃ）の構成としたことにより、例えばＵ，Ｖ，Ｗ，Ｚ相について説明すると、Ｕ相コイル１３Ｕの通電制御の開始タイミングからＶ相コイル１３Ｖの通電制御の終了タイミングまでの期間の中央のタイミングにおいて、Ｗ相と空間位相が一致するＺ相コイル１４Ｚに流れる電流を最大にできる。その結果、トルクリップルの低減効果を大きくできる。
　（Ａ）Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの通電制御の開始タイミングを１２０°（＝３６０°／３）ずつずらし、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御の開始タイミングを１２０°ずつずらしたこと。
　（Ｂ）Ｕ相ハイサイドスイッチＳＵｐの通電制御の開始タイミングと、Ｕ相と空間位相が一致するＸ相ローサイドスイッチＳＸｎの通電制御の開始タイミングとを１８０°ずらし、Ｖ相ハイサイドスイッチＳＶｐの通電制御の開始タイミングと、Ｖ相と空間位相が一致するＹ相ローサイドスイッチＳＹｎの通電制御の開始タイミングとを１８０°ずらし、Ｗ相ハイサイドスイッチＳＷｐの通電制御の開始タイミングと、Ｗ相と空間位相が一致するＺ相ローサイドスイッチＳＺｎの通電制御の開始タイミングとを１８０°ずらしたこと。
　（Ｃ）各相コイル１３Ｕ～１３Ｗ，１４Ｘ～１４Ｚの通電制御期間を１８０°に設定したこと。
　また本実施形態に係る半波駆動処理によれば、従来技術と比較して、回転電機１０の瞬間最大トルクは低下するものの、回転電機１０の平均トルクＴｒｑａｖｅを増大できる。平均トルクＴｒｑａｖｅは、最大トルクと最小トルクとの平均値に略等しくなる。本実施形態では、平均トルクＴｒｑａｖｅを３２Ｎｍから３５Ｎｍに増大できる。
　平均トルクＴｒｑａｖｅが増大できるのは、以下に説明する理由のためである。例えばＵ，Ｘ相について説明すると、Ｕ相コイル１３Ｕに通電されていない期間に、Ｕ相コイルと空間位相が一致するＸ相コイル１４Ｘに、Ｕ相コイル１３Ｕに流れる電流方向とは逆向きの電流が流れる。これにより、周期的に変動する回転電機１０のトルクの最小値を底上げすることができ、平均トルクＴｒｑａｖｅを増大できる。そして平均トルクＴｒｑａｖｅの増大により、図９の回転速度Ｎｍ及びトルク特性に示すように、第１所定値Ｎｔｈ１以上の高回転速度領域におけるトルクを従来技術よりも高めることができる。
　本実施形態において、制御装置８０は、図３に示すように、ロータ１１の回転速度Ｎｍが第１所定値Ｎｔｈ１を一旦超えたと判定した後、回転速度Ｎｍが第１所定値Ｎｔｈ１よりも小さい第２所定値Ｎｔｈ２を下回ったと判定した場合、半波駆動処理から全波駆動処理に切り替える。これにより、半波駆動処理及び全波駆動処理のうち一方から他方への頻繁な切替の発生を防止できる。
　本実施形態では、図５に示すように、第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐ及び第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎの定格電流が、第１インバータ３０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎの定格電流よりも大きく設定されており、具体的には、各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎの定格電流の１．５～２倍に設定されている。また、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐ及び第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎの定格電流が、第２インバータ４０を構成する各スイッチＳＸｐ～ＳＺｎの定格電流よりも大きく設定されており、具体的には、各スイッチＳＸｐ～ＳＺｎの定格電流の１．５～２倍に設定されている。これにより、半波駆動処理が行われる場合における各中性点スイッチＳ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐの信頼性を高めることができる。
　（第２実施形態）
　以下、第２実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１０に示すように、第１コイル１３と第２コイル１４とに空間位相差をもたせるように第１コイル１３と第２コイル１４とをステータコア１２ａに巻回する。本実施形態では、上記空間位相差が電気角３０°に設定されている。なお図１０において、先の図１に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
　図１１を用いて、本実施形態に係る回転電機１０の構成について詳述する。なお、図１１において、先の図２に示した構成と同一の構成については、便宜上、同一の符号を付している。
　図示されるように、ステータコア１２ａの周方向に並ぶ各スロットのそれぞれには、Ｕ相コイル１３Ｕ＋、Ｘ相コイル１４Ｘ＋、Ｗ相コイル１３Ｗ－、Ｚ相コイル１４Ｚ－、Ｖ相コイル１３Ｖ＋、Ｙ相コイル１４Ｙ＋、Ｕ相コイル１３Ｕ－、Ｘ相コイル１４Ｘ－、Ｗ相コイル１３Ｗ＋、Ｚ相コイル１４Ｚ＋、Ｖ相コイル１３Ｖ－、及びＹ相コイル１４Ｙ－の順で各コイルが収容されている。図１１において、周方向に並ぶ６スロットで電気角１８０°となるため、互いに隣接するスロットは、電気角で３０°（＝１８０°／６）離間している。
　図１２に、本実施形態に係るトルクリップルの低減効果を示す。図１２に示すように、本実施形態によれば、上記第１実施形態の図８に示した効果に準じたトルクリップルの低減効果を得ることができる。
　（第３実施形態）
　以下、第３実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図１３に示すように、第１，第２コイル１３，１４を構成する各相コイル１３Ｕ～１３Ｗ，１４Ｘ～１４Ｚに流す電流のピーク値が、全波駆動処理が行われる場合よりも半波駆動処理が行われる場合の方が大きくされている。
　半波駆動処理が行われる場合における第１，第２コイル１３，１４の通電期間は、全波駆動処理が行われる場合における第１，第２コイル１３，１４の略半分である。このため、半波駆動処理が行われる場合に電流が流れる各コイル１３，１４の発熱量は、全波駆動処理が行われる場合に電流が流れる各コイル１３，１４の発熱量の略半分となる。ここで、回転電機装置の各構成部品の熱設計は、通電期間の長い全波駆動処理が行われる場合に信頼性が低下しないようになされている。このため、半波駆動処理が行われる場合における各コイル１３，１４の発熱量は、信頼性の低下を招かない許容上限値に対して余裕がある。したがって、半波駆動処理が行われる場合の各コイル１３，１４の発熱量を、全波駆動処理が行われる場合の発熱量程度に増加させても、回転電機装置の各構成部品の信頼性は低下しない。
　したがって本実施形態では、各相コイル１３Ｕ～１３Ｗ，１４Ｘ～１４Ｚに流す電流のピーク値が、全波駆動処理が行われる場合よりも半波駆動処理が行われる場合の方が大きくされている。具体的には、半波駆動処理が行われる場合の電流のピーク値は、全波駆動処理が行われる場合の電流のピーク値の√２倍を超えない範囲で大きくできる。なお、√２倍というのは、発熱量が電流の２乗に比例するため、発熱量が２倍を超えない範囲が電流値で√２倍を超えない範囲として定められることから導かれる。
　以上説明した本実施形態によれば、図１４の実線にて示すように、半波駆動処理時において回転電機１０の高速域のトルクを、図中一点鎖線にて示す上記第１実施形態のトルクよりも増大できる。
　（第４実施形態）
　以下、第４実施形態について、上記第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、半波駆動処理時にモード切替処理を行う。
　図１５に、モード切替処理の手順を示す。この処理は、半波駆動処理が実行されていることを条件として、制御装置８０によって例えば所定周期毎に繰り返し実行される。
　この一連の処理では、まずステップＳ１０において、各インバータ３０，４０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎ，ＳＸｐ～ＳＺｎ、及び各ハーフブリッジ回路６０，７０を構成する各スイッチＳ１Ｍｐ，Ｓ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐ，Ｓ２Ｍｎのそれぞれの温度を個別に取得する。ここで各温度は、例えば、各スイッチの温度を検出する温度検出部の検出値とすればよい。
　続くステップＳ１１では、ステップＳ１０で取得した各温度のうち、いずれかの温度が閾値温度Ｔｔｈに到達しているか否かを判定する。ここで閾値温度Ｔｔｈは、例えば、各スイッチのジャンクション温度に設定されればよい。
　ステップＳ１１において肯定判定した場合には、ステップＳ１２に進み、現在のモードが第１モードであるか否かを判定する。第１モードとは、先の図４に示した通電パターンで各スイッチを制御するモードのことである。
　ステップＳ１２において第１モードであると判定した場合には、ステップＳ１３に進み、第２モードに切り替える。第２モードとは、図１６に示す通電パターンで各スイッチを制御するモードのことである。第２モードでは、第１インバータ３０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎのうち通電制御対象となるスイッチが、ハイサイドスイッチＳＵｐ～ＳＷｐからローサイドスイッチＳＵｎ～ＳＷｎに変更されている。また、通電制御対象が、第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎから第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐに変更されている。なお、第２モードにおける各ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎの通電制御期間は、第１モードにおける各ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの通電制御期間と１８０°ずらされている。すなわち、図１６に示す第２モードにおける各ローサイドスイッチＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎの通電制御期間は、先の図４に示した第１モードにおいて各ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐが通電制御されていない期間となる。
　さらに、第２モードでは、第２インバータ４０を構成する各スイッチＳＸｐ～ＳＺｎのうち通電制御対象となるスイッチが、ローサイドスイッチＳＸｎ～ＳＺｎからハイサイドスイッチＳＸｐ～ＳＺｐに変更されている。また、通電制御対象が、第２ハイサイド中性点スイッチＳ２Ｍｐから第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎに変更されている。なお、第２モードにおける各ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐの通電制御期間は、第１モードにおける各ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御期間と１８０°ずらされている。すなわち、図１６に示す第２モードにおける各ハイサイドスイッチＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐの通電制御期間は、先の図４に示した第１モードにおいて各ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎが通電制御されていない期間となる。
　ここで、図１７に、第２モードが実行されている場合における電流流通経路を示す。なお、図１７では、第２モードの実行時において常時オフされているスイッチの図示を省略している。
　先の図１５の説明に戻り、ステップＳ１２において現在のモードが第２モードであると判定した場合には、ステップＳ１４に進み、第１モードに切り替える。
　以上説明したモード切替処理は、回転電機装置の信頼性の低下を防止するために行われる。つまり、半波駆動処理時において第１モードのみが実施され続けると、第１インバータ３０を構成するハイサイドスイッチＳＵｐ～ＳＷｐ及び第１ローサイド中性点スイッチＳ１Ｍｎに負荷が集中し、半田づけ部等、各スイッチの基板との接合部が疲労してくる懸念がある。この場合、各スイッチの放熱性が悪化して各スイッチの温度が上昇しやすくなり、各スイッチが過熱状態となる懸念がある。
　そこで本実施形態では、モード切替処理が行われる。この処理によれば、各インバータ３０，４０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎ，ＳＸｐ～ＳＺｎ、及び各ハーフブリッジ回路６０，７０を構成する各スイッチＳ１Ｍｐ，Ｓ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐ，Ｓ２Ｍｎのいずれかの温度が閾値温度Ｔｔｈに到達したことをトリガとして、第１モードと第２モードとが交互に実施されることとなる。このため、半波駆動処理が行われる場合において、各インバータ３０，４０を構成する各スイッチ及び各ハーフブリッジ回路６０，７０を構成する各スイッチのうち、特定のスイッチに電流が流れ続けることを防止できる。これにより、特定のスイッチの接合部が疲労することを防止し、ひいては回転電機装置の信頼性の低下を防止できる。
　（その他の実施形態）
　なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
　・上記第１実施形態では、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御を、正弦波ＰＷＭ制御によって行ったがこれに限らない。例えば、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御期間である電気角半周期に渡って、各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎをオンし続ける制御を行ってもよい。また例えば、通電制御期間において、所定の時比率にて各スイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ，ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎをオンオフ制御してもよい。ここで時比率とは、規定時間Ｔｓｗに対するスイッチのオン時間Ｔｏｎの比率「Ｔｏｎ／Ｔｓｗ」のことである。
　・上記第４実施形態では、各インバータ３０，４０を構成する各スイッチＳＵｐ～ＳＷｎ，ＳＸｐ～ＳＺｎ、及び各ハーフブリッジ回路６０，７０を構成する各スイッチＳ１Ｍｐ，Ｓ１Ｍｎ，Ｓ２Ｍｐ，Ｓ２Ｍｎのいずれかの温度が閾値温度Ｔｔｈに到達したことをトリガとして、第１モード及び第２モードのうちいずれか一方のモードから他方のモードに切り替えたがこれに限らない。例えば、各スイッチの温度を取得することなく、一定時間毎に、第１モード及び第２モードのうちいずれか一方のモードから他方のモードに切り替えてもよい。
　・上記第４実施形態のモード切替処理が行われない場合、第１ハイサイド中性点スイッチＳ１Ｍｐ及び第２ローサイド中性点スイッチＳ２Ｍｎを回転電機装置から除去してもよい。
　・上記第１実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐと、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎとの通電制御期間を電気角半周期（１８０°）としたがこれに限らない。例えば、通電制御期間を、１２０°以上であってかつ１８０°未満の期間としてもよく、望ましくは、１５０°以上であってかつ１８０°未満の期間としてもよい。なお、通電制御期間が１２０°とされる場合、各インバータ３０，４０において、３相のうち少なくとも２相分のコイルに同時に通電されなくなる。
　・上記第１実施形態では、Ｕ，Ｖ，Ｗ相ハイサイドスイッチＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐの通電制御期間である第１所定期間と、Ｘ，Ｙ，Ｚ相ローサイドスイッチＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎの通電制御期間である第２所定期間とを等しくしたがこれに限らない。例えば、従来技術に対するトルクリップルの低減効果が過度に低下しないことを条件として、第１所定期間と第２所定期間とを異なる期間に設定してもよい。
　・上記第１実施形態では、各インバータ３０，４０を３相のものとしたがこれに限らず、２相、又は４相以上のものであってもよい。この場合、２、又は４以上の整数をＭと定義すると、半波駆動処理は以下に説明する処理とすればよい。
　制御装置８０は、第１インバータ３０を構成するハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＭ相それぞれで「３６０°／Ｍ」ずらしつつ上記ハイサイドスイッチを通電制御し、また、第２インバータ４０を構成するローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＭ相それぞれで「３６０°／Ｍ」ずらしつつ上記ローサイドスイッチを通電制御する。ここでは、各スイッチの通電制御期間が「９０°＋１８０°／Ｍ」以上であって、かつ、電気角半周期以下の期間に設定される。
　・インバータを構成する各スイッチ、及び中性点スイッチとしては、ＮチャネルＭＯＳＦＥＴに限らず、例えばＩＧＢＴであってもよい。ＩＧＢＴは、例えばＳｉにて構成されるものであってもよい。ＩＧＢＴの場合、スイッチの高電位側端子はコレクタとなり、低電位側端子はエミッタとなる。
　なお、各スイッチの材質は、例えば、Ｓｉ、ＳｉＣ又はＧａＮであってもよい。
　・回転電機としては、永久磁石界磁型の回転電機に限らない。例えば、巻線界磁型の回転電機、又は永久磁石界磁及び巻線界磁の双方を有する回転電機であってもよい。
　・直流電源５０としては、定格電圧が１２Ｖの低圧蓄電池に限らず、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車用の高圧蓄電池であってもよい。
　・回転電機１０としては、エンジン２０の出力軸にベルトを介して接続されるものに限らない。例えば、出力軸と駆動輪２１とを接続する動力伝達経路において、変速装置よりも駆動輪２１側に回転電機１０が直接接続される構成であってもよい。また例えば、上記動力伝達経路において、エンジン２０と変速装置との間に挟み込まれる形で回転電機１０が搭載される構成であってもよい。
　本開示は、実施例に準拠して記述されたが、本開示は当該実施例や構造に限定されるものではないと理解される。本開示は、様々な変形例や均等範囲内の変形をも包含する。加えて、様々な組み合わせや形態、さらには、それらに一要素のみ、それ以上、あるいはそれ以下、を含む他の組み合わせや形態をも、本開示の範疇や思想範囲に入るものである。

Claims (12)

  1. 　回転電機（１０）、及び該回転電機との間で電力伝達を行うフルブリッジインバータ（３０，４０）を備える回転電機装置であって、
    　前記回転電機は、
    　Ｎを２以上の整数とし、ステータコア（１２ａ）に巻回されて、かつ、星形結線されたＮ相分の第１コイル（１３）と、
    　前記第１コイルと電気的に絶縁されつつ前記ステータコアに巻回されて、かつ、星形結線されたＮ相分の第２コイル（１４）と、を有し、
    　前記フルブリッジインバータは、
    　第１ハイサイドスイッチ（ＳＵｐ，ＳＶｐ，ＳＷｐ）及び第１ローサイドスイッチ（ＳＵｎ，ＳＶｎ，ＳＷｎ）の直列接続体をＮ相分有し、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第１ローサイドスイッチの接続点が、前記第１コイルの両端のうち該第１コイルの中性点（Ｎ１）側とは反対側に接続された第１インバータ（３０）と、
    　第２ハイサイドスイッチ（ＳＸｐ，ＳＹｐ，ＳＺｐ）及び第２ローサイドスイッチ（ＳＸｎ，ＳＹｎ，ＳＺｎ）の直列接続体をＮ相分有し、前記第２ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチの接続点が、前記第２コイルの両端のうち該第２コイルの中性点（Ｎ２）側とは反対側に接続された第２インバータ（４０）と、であり、
    　前記第１ローサイドスイッチの両端のうち前記第１ハイサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第１コイルの中性点を接続する第１中性点スイッチ（Ｓ１Ｍｎ）と、
    　前記第２ハイサイドスイッチの両端のうち前記第２ローサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第２コイルの中性点を接続する第２中性点スイッチ（Ｓ２Ｍｐ）と、
    　前記第１中性点スイッチ及び前記第２中性点スイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ、前記各第１ローサイドスイッチ、前記各第２ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する全波駆動処理を行う全波駆動部（８０）と、
    　前記第１中性点スイッチ及び前記第２中性点スイッチをオンして、かつ、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する半波駆動処理を行う半波駆動部（８０）と、
    　前記全波駆動処理及び前記半波駆動処理のうち、いずれかを選択して実行する実行部（８０）と、を備える回転電機装置。
  2. 　前記半波駆動部は、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれでずらしつつ、Ｎ相それぞれにおいて、電気角半周期以下の第１所定期間に渡って電気角１周期毎に前記第１ハイサイドスイッチを通電制御し、また、前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれでずらしつつ、Ｎ相それぞれにおいて、電気角半周期以下の第２所定期間に渡って電気角１周期毎に前記第２ローサイドスイッチを通電制御する請求項１に記載の回転電機装置。
  3. 　前記半波駆動部は、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれで「３６０°／Ｎ」ずらしつつ、前記第１ハイサイドスイッチを通電制御し、また、前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングをＮ相それぞれで「３６０°／Ｎ」ずらしつつ、前記第２ローサイドスイッチを通電制御する請求項２に記載の回転電機装置。
  4. 　前記第１所定期間及び前記第２所定期間のそれぞれが、「９０°＋１８０°／Ｎ」以上であって、かつ、電気角半周期以下の期間に設定されている請求項２又は３に記載の回転電機装置。
  5. 　前記第１コイルと前記第２コイルとの間の空間位相差が電気角で０となるように前記第１コイル及び前記第２コイルが前記ステータコアに巻回されており、
    　前記半波駆動部は、空間位相が一致する相のそれぞれにおいて、前記第１ハイサイドスイッチの通電制御の開始タイミングと前記第２ローサイドスイッチの通電制御の開始タイミングとを電気角半周期だけずらしつつ、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチを通電制御する請求項３又は４に記載の回転電機装置。
  6. 　前記ステータコアは、その周方向に所定間隔を隔てて形成された複数のティース部（１２ｂ）を有し、
    　前記第１コイル及び前記第２コイルは、Ｎ相それぞれについて同一の前記ティース部に巻回されており、
    　前記空間位相が一致する相とは、Ｎ相のうち、同一の前記ティース部に巻回されている前記第１コイル及び前記第２コイルの相のことである請求項５に記載の回転電機装置。
  7. 　前記半波駆動部は、Ｎ相のうち少なくとも２相分の前記第１コイルに同時に通電されるように前記第１ハイサイドスイッチを通電制御し、また、Ｎ相のうち少なくとも２相分の前記第２コイルに同時に通電されるように前記第２ローサイドスイッチを通電制御する請求項２～６のいずれか１項に記載の回転電機装置。
  8. 　前記第１コイル及び前記第２コイルに流す電流のピーク値が、前記全波駆動処理が行われる場合よりも前記半波駆動処理が行われる場合の方が大きくされている請求項１～７のいずれか１項に記載の回転電機装置。
  9. 　前記第１中性点スイッチを第１ローサイド中性点スイッチとし、
    　前記第２中性点スイッチを第２ハイサイド中性点スイッチとし、
    　前記第１ハイサイドスイッチの両端のうち前記第１ローサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第１コイルの中性点を接続する第１ハイサイド中性点スイッチ（Ｓ１Ｍｐ）と、
    　前記第２ローサイドスイッチの両端のうち前記第２ハイサイドスイッチとの接続点とは反対側、及び前記第２コイルの中性点を接続する第２ローサイド中性点スイッチ（Ｓ２Ｍｎ）と、を備え、
    　前記第１ローサイド中性点スイッチ及び前記第２ハイサイド中性点スイッチをオンして、かつ、前記第１ハイサイド中性点スイッチ、前記第２ローサイド中性点スイッチ、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをスイッチング制御する処理を第１モードとし、
    　前記第１ハイサイド中性点スイッチ及び前記第２ローサイド中性点スイッチをオンして、かつ、前記第１ローサイド中性点スイッチ、前記第２ハイサイド中性点スイッチ、前記各第１ハイサイドスイッチ及び前記各第２ローサイドスイッチをオフした状態で、前記各第１ローサイドスイッチ及び前記各第２ハイサイドスイッチをスイッチング制御する処理を第２モードとし、
    　前記半波駆動部は、前記半波駆動処理として、前記第１モードと前記第２モードとを交互に実施する処理を行う請求項１～８のいずれか１項に記載の回転電機装置。
  10. 　前記第１中性点スイッチは、その定格電流が、前記第１ハイサイドスイッチ及び前記第１ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きいものであり、
    　前記第２中性点スイッチは、その定格電流が、前記第２ハイサイドスイッチ及び前記第２ローサイドスイッチそれぞれの定格電流よりも大きいものである請求項１～９のいずれか１項に記載の回転電機装置。
  11. 　前記実行部は、前記回転電機のロータ（１１）の回転速度が第１所定値以下であると判定した場合、前記全波駆動処理を行い、前記ロータの回転速度が前記第１所定値を超えていると判定した場合、前記半波駆動処理を行い、前記ロータの回転速度が前記第１所定値を一旦超えたと判定した後、前記ロータの回転速度が前記第１所定値よりも小さい第２所定値を下回ったと判定した場合、前記半波駆動処理から前記全波駆動処理に切り替える請求項１～１０のいずれか１項に記載の回転電機装置。
  12. 　前記回転電機は、発電機としても機能する請求項１～１１のいずれか１項に記載の回転電機装置。
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