WO2020012680A1 - モータ制御装置およびモータ制御方法 - Google Patents

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WO2020012680A1
WO2020012680A1 PCT/JP2019/001473 JP2019001473W WO2020012680A1 WO 2020012680 A1 WO2020012680 A1 WO 2020012680A1 JP 2019001473 W JP2019001473 W JP 2019001473W WO 2020012680 A1 WO2020012680 A1 WO 2020012680A1
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WO
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phase
motor
energization
command value
current
Prior art date
Application number
PCT/JP2019/001473
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English (en)
French (fr)
Inventor
幸次郎 小林
宏昭 岡田
Original Assignee
株式会社ミツバ
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    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
    • H02P25/092—Converters specially adapted for controlling reluctance motors
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02P—CONTROL OR REGULATION OF ELECTRIC MOTORS, ELECTRIC GENERATORS OR DYNAMO-ELECTRIC CONVERTERS; CONTROLLING TRANSFORMERS, REACTORS OR CHOKE COILS
    • H02P25/00—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details
    • H02P25/02—Arrangements or methods for the control of AC motors characterised by the kind of AC motor or by structural details characterised by the kind of motor
    • H02P25/08—Reluctance motors
    • H02P25/098—Arrangements for reducing torque ripple

Definitions

  • the present invention relates to an SR motor (switched reluctance motor).
  • the present invention relates to a motor control device and a motor control method, and more particularly, to control of timing of energizing a stator.
  • the switch reluctance motor (hereinafter, SR motor) has a salient pole (protruding pole) structure for both the stator and the rotor.
  • the rotor is formed of a ferromagnetic material (for example, an iron core) and has a salient pole structure protruding outward from a rotation axis.
  • the stator rotatably supports the rotor.
  • the stator is provided with a plurality of salient poles projecting inward with respect to the rotation axis of the rotor so as to cover the periphery of the rotor, and an exciting coil is formed by winding a conductor wire on each salient pole. ing.
  • each excitation coil of the stator When each excitation coil of the stator is selectively energized, each salient pole of the rotor is magnetically attracted to each excitation coil sequentially, and the rotor is driven to rotate.
  • the SR motor does not need to provide permanent magnets and windings on the rotor, and the motor structure is simplified. Therefore, the SR motor has advantages such as being inexpensive, having a mechanically robust structure, being high in rotation speed, and being usable in a high temperature environment.
  • an energizing method for driving an SR motor having three phases of exciting coils an energizing method in which a rectangular wave is energized at a so-called electrical angle of 120 degrees with an energizing angle of each phase of 120 degrees is generally used. Used (see FIG. 11).
  • the conventional 120-degree rectangular wave energizing method when the SR motor is rotating at an extremely low speed (for example, when the SR motor is started), a large torque fluctuation (torque ripple) occurs when the energization is switched to each phase. May occur.
  • an energization method in which a current command value is inclined at a timing when energization is turned on and off is known (for example, see Patent Document 1).
  • the present invention has been made in view of such circumstances, and an object of the present invention is to provide a motor control device and a motor control method capable of changing a motor characteristic according to a use state.
  • a motor control device which is a motor control device that rotationally drives the SR motor by switching energization of coils corresponding to each phase of a multi-phase SR motor, When switching from one phase to the other phase, an energization timing output section that provides an overlap section for energizing both the one phase and the other phase; and the one phase in the overlap section. And a current control unit for gradually changing the current flowing to the other phase, wherein the energization timing output unit supplies a maximum value to the one phase and the other phase according to an operation state of the SR motor.
  • the motor control device changes the length of the flat conduction section through which the current flows.
  • the current control section gradually changes the current flowing through the coil at the start and end of energization of the coil in the overlap section.
  • the energization timing output section changes the length of the flat energization section so as to increase the overlap section when the SR motor requires torque. is there.
  • the present invention can increase the torque of the SR motor by increasing the length of the flat energizing section by the energizing timing output unit.
  • the energization timing output unit may reduce a length of the flat energization section so as to reduce the overlap section when efficiency is prioritized in the SR motor. Is to change.
  • the present invention can improve the rotation efficiency of the SR motor by reducing the length of the flat conduction section by the conduction timing output unit.
  • a motor control method is a motor control method for rotating the SR motor by switching energization of coils corresponding to each phase of a multi-phase SR motor, When an energized phase is switched from one phase to the other phase, an overlap section is provided in which both the one phase and the other phase are energized, and the one phase is provided in the overlap section. And gradually changing the current flowing in the other phase, and changing the length of the flat energizing section in which the current of the maximum value flows in the one phase and the other phase according to the operation state of the SR motor. This is a motor control method.
  • the motor characteristics can be changed according to the use state.
  • FIG. 1 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a vehicle control system 100.
  • FIG. 2 is a block diagram illustrating an example of a configuration of a motor control device 1.
  • FIG. 9 is a diagram for describing a current command value correction process of a current command value correction unit 142.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating coil inductance waveforms of excitation coils Lu, Lv, and Lw of each phase of the SR motor 7.
  • FIG. 9 is a diagram showing control for changing the length of a flat energizing section of the SR motor 7 to 140 °.
  • FIG. 7 is a diagram showing control for changing the length of a flat energizing section of the SR motor 7 to 110 °.
  • FIG. 4 is a diagram illustrating a state in which the length of a current-carrying section is changed according to the rotation speed of an SR motor.
  • FIG. 7 is a diagram illustrating a state in which the length of an energizing section is changed according to the accelerator opening. It is a figure which shows the state which changes the length of a conduction area according to the gradient of a slope.
  • 6 is a flowchart showing a flow of a process of correcting a current command value of the control device 13. It is a figure which shows the energization system of an SR motor in the case of performing square wave energization with an electrical angle of 120 degrees. It is a figure which shows the energization system of SR motor in the case of providing an overlap area in rectangular wave energization.
  • the motor control device when switching the energized phase in the multi-phase SR motor from one phase to the other phase, at least one of the overlap sections energizing both the one phase and the other phase. In the section, the current flowing in at least one of the one phase and the other phase is gradually changed.
  • the motor control device 1 is applied to a vehicle control system 100 for controlling a driving SR motor 7 to drive a vehicle.
  • the vehicle control system 100 includes, for example, a motor control device 1, an accelerator pedal 4, an accelerator operation detection unit 5, a shift position sensor 6, an SR motor 7, a rotation angle sensor 8, a battery 9, a rear gear 10, , A rear wheel 11.
  • the motor control device 1 controls the driving force of the SR motor 7 in accordance with the operation amount of the operation element for operating the vehicle M.
  • the operation element is, for example, an operation target for the driver to give various behaviors to the vehicle M, and includes an accelerator pedal 4 for adjusting the speed of the vehicle M and a vehicle state such as a drive, reverse, neutral, and parking. Includes a shift lever for selecting a range.
  • These operators are provided with, for example, sensors that output electrical output values in conjunction with the operation amounts of the operators. The output value of each sensor is input to the motor control device 1.
  • the accelerator pedal 4 is provided with, for example, a throttle position sensor, and detects a rotation angle that changes according to the amount of depression of the accelerator pedal 4.
  • the throttle position sensor is, for example, a potentiometer, and is provided on a rotation shaft or the like of the accelerator pedal 4, and a resistance value changes according to a rotation angle of the accelerator pedal 4. Since the output value of the throttle position sensor (hereinafter referred to as an accelerator signal) is proportional to the accelerator opening, the accelerator opening is estimated.
  • the accelerator signal is detected by the accelerator operation detector 5.
  • the accelerator operation detecting unit 5 detects a resistance value by applying a voltage to a throttle position sensor, for example. Then, the accelerator operation detecting unit 5 converts the detected resistance value into an A / D signal and outputs the result to the motor control device 1.
  • the shift lever is provided with a shift position sensor 6, which detects a switching position of the range of the shift lever.
  • the shift position sensor 6 detects in which range the shift lever is located, for example, by a switch provided in each range.
  • the shift position sensor 6 detects the position of the shift lever and outputs the detected value to the motor control device 1.
  • the shift position sensor 6 outputs a different resistance value to the motor control device 1 according to the range of the shift lever.
  • the motor control device 1 acquires the detection values of the accelerator operation detection unit 5 and the shift position sensor 6, and recognizes the operation amount of the accelerator pedal 4 and the shift position according to the detection values.
  • the motor control device 1 controls the SR motor 7 according to the operation state of the operation element.
  • a rotation angle sensor 8 that detects the rotation angle of the SR motor 7 is connected from the SR motor 7 to the motor control device 1.
  • the rotation angle sensor 8 detects the rotation angle of the rotor of the SR motor 7.
  • the motor control device 1 acquires the output value output by the rotation angle sensor 8, detects the rotation angle of the rotor, and calculates the rotation speed of the rotor.
  • the motor control device 1 performs feedback control of the SR motor 7 according to a control amount given to the SR motor 7 and an output value of the rotation angle sensor 7.
  • the motor control device 1 rotationally drives the SR motor 7 by switching the energization to a coil described later corresponding to each phase of the SR motor 7.
  • the SR motor 7 is a multi-phase drive motor that drives the rear wheel 11 via the rear gear 10.
  • the SR motor 7 includes a stator 32 having a plurality of excitation coils, and a rotor 31 rotatably disposed in the stator 32.
  • the rotor 31 is formed with four salient poles projecting outward from the rotation shaft (see FIG. 2).
  • the stator 32 is provided so as to cover the periphery of the rotor 31 coaxially with the rotation axis of the rotor, and has six salient poles formed inward in the rotation axis direction of the rotor.
  • a conductive wire is wound around each of the six salient poles of the stator 32 to form an exciting coil.
  • Excitation coils Lu, Lv, and Lw are formed with the salient poles facing each other out of the six salient poles.
  • the rotation position of the rotor 31 is detected by a rotation sensor 8 such as a resolver.
  • the rotation sensor 8 detects the position (rotation angle) of the rotor 31.
  • the motor control device 1 acquires an accelerator signal indicating the operation amount of the accelerator pedal 4 output from the accelerator operation detection unit 5.
  • the motor control device 1 acquires a shift signal indicating the position of the shift lever from the shift position sensor 6.
  • the motor control device 1 acquires an output signal of a rotation angle sensor 8 that detects the rotation speed of the SR motor 7.
  • the motor control device 1 determines the direction in which the SR motor 7 is rotated based on the shift signal. Then, the motor control device 1 calculates a current command value that is a target value of the current flowing to the SR motor 7 based on the accelerator signal. The motor control device 1 performs feedback control so that the value of the current flowing through the SR motor 7 becomes the calculated current command value.
  • the motor control device 1 switches the power input from the battery 9 to the SR motor 7 and supplies the switching circuit 12 with the excitation coil of each phase and the excitation coil of each phase of the stator.
  • a control device 13 for controlling energization and switching is provided.
  • the drive circuit 12 is connected to, for example, the battery 9.
  • the drive circuit 12 includes a capacitor 51, switching elements 52 to 57, and diodes 58 to 63.
  • the switching elements 52 to 57 may be configured by any one of an IGBT (Insulated gate bipolar transistor), an FET (Field Effective transistor), and a BJT (bipolar junction transistor).
  • the switching elements 52 to 57 are, for example, n-channel FETs.
  • the capacitor 51 has one end connected to the positive electrode of the battery 9 and the other end connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the capacitor 51 is a smoothing capacitor, and stabilizes the power supply with respect to voltage fluctuation of the battery 9.
  • the switching element 52 has a drain connected to the positive electrode of the battery 9 and a source connected to the cathode of the diode 58.
  • the anode of diode 58 is connected to the negative electrode of battery 9.
  • the diode 59 has a cathode connected to the positive electrode of the battery 9 and an anode connected to the drain of the switching element 53.
  • the source of the switching element 53 is connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the switching element 54 has a drain connected to the positive electrode of the battery 9 and a source connected to the cathode of the diode 60.
  • the anode of the diode 60 is connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the diode 61 has a cathode connected to the positive electrode of the battery 9 and an anode connected to the drain of the switching element 55.
  • the source of the switching element 55 is connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the switching element 56 has a drain connected to the positive electrode of the battery 9 and a source connected to the cathode of the diode 62.
  • the anode of the diode 62 is connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the diode 63 has a cathode connected to the positive electrode of the battery 9 and an anode connected to the drain of the switching element 57.
  • the source of the switching element 57 is connected to the negative electrode of the battery 9.
  • the switching element 52 and the diode 58 connected in series, the switching element 53 and the diode 59 connected in series, and the switching element 54 and the diode 60 connected in series are connected in series.
  • the switching element 55 and the diode 61, the switching element 56 and the diode 62 connected in series, and the switching element 57 and the diode 63 connected in series are connected in parallel to the battery 9, respectively.
  • a connection point between the switching element 52 and the diode 58 is connected to one end of a coil Lu of the SR motor 7, and a connection point between the switching element 53 and the diode 59 is connected to the other end of the coil Lu.
  • One end of a coil Lv of the SR motor 7 is connected to a connection point between the switching element 54 and the diode 60, and another end of the coil Lw is connected to a connection point between the switching element 55 and the diode 61.
  • One end of a coil Lw of the SR motor 7 is connected to a connection point between the switching element 56 and the diode 62, and the other end of the coil Lv is connected to a connection point between the switching element 57 and the diode 63.
  • An H bridge circuit is formed by the switching elements 52 and 53 and the diodes 58 and 59, and magnetism can be generated in the excitation coil Lu by turning on and off the switching elements 52 and 53.
  • the switching elements 54 and 55 and the diodes 60 and 61 form an H-bridge circuit, and magnetism can be generated in the excitation coil Lv by turning on and off the switching elements 54 and 55.
  • the switching elements 56 and 57 and the diodes 62 and 63 form an H-bridge circuit, and magnetism can be generated in the exciting coil Lw by turning on and off the switching elements 56 and 57.
  • the drive circuit 12 is configured by three H-bridge circuits. Then, a control signal output from the control device 13 is input to the gates of the switching elements 52 to 57, and the switching elements 52 to 57 are switched on and off according to the input control signal. As a result, the current from the battery 9 is supplied to the exciting coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 7. When the switching elements 52 to 57 are turned off, the diodes 58 to 63 prevent the currents of the exciting coils Lu, Lv, Lw from flowing backward.
  • the current sensor 20 detects a current flowing through each of the excitation coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 7 and outputs the current to the control device 13.
  • the control device 13 controls the switching elements 52 to 57 to control the rotation direction, the number of revolutions, and the torque of the rotor 31 according to the timing of energizing the exciting coils Lu, Lv, Lw, respectively.
  • control device 13 When switching the energized phase in stator 32 of SR motor 7 from one adjacent phase to the other phase, control device 13 provides an overlap section in which both the one phase and the other phase are energized simultaneously. . Then, the control device 13 gradually changes the current flowing in one phase and the other phase in the overlap section as described later (see FIG. 3).
  • the control device 13 includes a current command value generation unit 132, a rotation direction command generation unit 133, a current detection unit 134, a position detection unit 135, a rotation speed detection unit 136, a command inclination width determination unit 137, and an advance angle / energization angle setting unit 138. , A current control unit 140, an energization timing output unit 141, a current command value correction unit 142, and a gate drive unit 143.
  • the current command value generation unit 132 acquires the accelerator signal output from the accelerator operation detection unit 5, and according to the value of the accelerator signal, sets the target value of the current flowing through each of the excitation coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 7 ( Hereinafter, a “current command value” is generated. Then, the current command value generation unit 132 outputs the generated current command value to the command inclination width determination unit 137, the advance angle / conduction angle setting unit 138, and the current command value correction unit 142.
  • the current command value generation unit 132 includes a table in which the operation amount of the accelerator pedal 4 and the current command value are associated with each other, and calculates the operation amount of the accelerator pedal 4 indicated by the accelerator signal output from the accelerator operation detection unit 5. A current command value is generated by reading a corresponding current command value from the table. Further, the current command value generation unit 132 may experimentally determine the current command value from the operation amount of the accelerator pedal 4 indicated by the accelerator signal output from the accelerator operation detection unit 5.
  • the rotation direction command generator 133 acquires information on the rotation direction of the SR motor 7 based on the shift signal output from the shift position sensor 6. For example, the current command value generator 132 determines the rotation direction of the SR motor 7 based on the shift signal output from the shift position sensor 6. For example, when determining that the shift position is within the drive range and the forward command position, the current command value generation unit 132 determines that the rotation direction of the SR motor 7 is the forward rotation. Then, current command value generation section 132 outputs a rotation direction command signal indicating that the rotation direction of SR motor 7 is forward rotation to current command value correction section 142 and energization timing output section 141.
  • the current command value generation unit 132 determines that the shift position of the shift lever is in the reverse range based on the shift signal output from the shift position sensor 6 and is in the reverse running position, the SR motor 7 is determined to be reverse rotation. Then, current command value generation section 132 outputs a rotation direction command signal indicating that the rotation direction of SR motor 7 is reverse rotation to current command value correction section 142 and energization timing output section 141.
  • the current detection unit 134 detects a current value output from the current sensor 20 and flowing through each of the excitation coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 7, and outputs the detected current value to the current control unit 140. For example, based on a detection signal of each phase current (winding current) output from each current sensor 20, a phase current being supplied to the SR motor 7 is detected, and a detected value of this phase current is output to the current control unit 140. I do.
  • the position detection unit 135 detects the rotation angle of the rotor 31 (the rotation position of the rotor 31) based on the signal output from the rotation angle sensor 8, and detects the rotation speed detection unit 136, the energization timing output unit 141, and the current command value. Output to the correction unit 142.
  • the rotation speed detection unit 136 detects a change amount per unit time of a signal indicating the rotation angle of the rotor 31 output from the position detection unit 135, and calculates the rotation speed (rotation speed) of the rotor 31 from the detected change amount. And outputs it to the command inclination width determination unit 137 and the advance angle / energization angle setting unit 138.
  • the advancing / energizing angle setting unit 138 determines the advancing angle and the energizing angle in accordance with the current command value output from the current command value generating unit 132 and the rotation speed output from the rotation speed detecting unit 136, and outputs an energizing timing output unit. 141.
  • the advance angle / energization angle setting unit 138 includes an advance angle map unit 138a and an energization angle map unit 138b.
  • the lead angle map unit 138a outputs the lead angle to the energization timing output unit 141 based on the current command value output by the current command value generation unit 132 and the rotation speed output by the rotation speed detection unit 136.
  • the advance map unit 138a includes a map in which the advance value is associated with each combination of the current command value and the rotation speed of the rotor 31.
  • the advance angle is determined by adjusting the energization start phase and energization end phase for each of the coils Lu, Lv, and Lw of each phase of the SR motor 7 to a predetermined position (for example, an increase start phase and a decrease phase of inductance) corresponding to a change in inductance of each phase. From the start phase, etc.).
  • the advance angle tends to increase with an increase in the current command value and the number of revolutions.
  • the advance angle map unit 138a outputs an advance angle, for example, with reference to a map set based on the result of the simulation.
  • the advance angle map unit 138a may output the advance angle based not only on the simulation result but also on the measurement result obtained by measuring the actual device.
  • the energization angle map unit 138b outputs the energization angle to the energization timing output unit 141 based on the current command value output by the current command value generation unit 132 and the rotation speed output by the rotation speed detection unit 136.
  • the energization angle map unit 138b is a map in which the value of the energization angle is associated with each combination of the current command value and the rotation speed of the rotor 31.
  • the energization angle is associated with each of the coils Lu, Lv, Lw of each phase of the SR motor 7.
  • the energization angle map section 138b is set based on the result of the simulation.
  • the energization angle map section 138b may be set based not only on the simulation result but also on the measurement result obtained by measuring the actual device.
  • the energization timing output section 141 is currently energized based on the rotational position of the rotor 31 output from the position detection section 135 and the advance angle and energization angle output from the advance angle / energization angle setting section 138 (The overlap section in which both the current energized phase coil and the next energized coil are energized simultaneously is determined in the rotation direction indicated by the rotation direction command signal. Then, the energization timing output section 141 outputs a timing signal indicating the determined overlap section to the gate drive section 143. For example, the calculation of the overlap section by the energization timing output unit 141 may be performed using the rotation speed and the energization angle map, or may be performed by an experiment.
  • the command inclination width determination unit 137 includes a current command value output from the current command value generation unit 132, a rotation speed of the rotor 31 output from the rotation speed detection unit 136, and an advance angle of the advance angle / energization angle setting unit 138.
  • the command value inclination width is determined based on and the conduction angle.
  • the command value inclination width is a width (rotation angle of the rotor 31) that gradually changes the current flowing in one phase and the other phase in the overlap section.
  • the command inclination width determination unit 137 includes a table in which the current command value, the rotation speed of the rotor 31, the command value inclination width, and the advance and conduction angles of the advance and conduction angle setting unit 138 are associated. .
  • the command inclination width determination unit 137 includes a current command value output from the current command value generation unit 132, a rotation speed of the rotor 31 output from the rotation speed detection unit 136, and an advance angle of the advance angle / energization angle setting unit 138. And a command value inclination width associated with the current application angle is read from the table, and the command value inclination width is determined. Further, the command inclination width determination unit 137 changes the command value inclination width based on the magnitude of the current command value and the rotation speed of the rotor 31.
  • the command inclination width determination unit 137 outputs the determined command value inclination width to the current command value correction unit 142.
  • a section in which the current flowing in one phase and the other phase is changed by gradually decreasing or increasing the current is referred to as a gradient energization section.
  • This inclination energizing section may be determined based on the command value inclination width.
  • the current control unit 140 gradually changes the current flowing in one phase and the other phase in the rotation energization section in the rotation direction indicated by the rotation direction command signal.
  • the current control unit 140 gradually increases the current flowing to the other phase, and sets the SR motor 7 to a predetermined value after the current value flowing to the other phase reaches a threshold value. After rotating by an angle, the current flowing in one phase is gradually reduced.
  • the current command value correction unit 142 has a function of correcting the current command value of the current flowing to the other phase in the overlap section.
  • the timing of switching the energization from the V phase to the U phase is representatively illustrated, and one phase is set to the V phase and the other phase is set to the U phase.
  • the switching timing of energization from the U-phase to the W-phase and from the W-phase to the V-phase is controlled in the same manner, and may be appropriately read.
  • the current command value correction unit 142 acquires the current command value output from the current command value generation unit 132.
  • the current command value correction unit 142 acquires the rotation position of the rotor 31 output from the position detection unit 135.
  • the current command value correction unit 142 acquires the command value slope width output from the command slope width determination unit 137.
  • the current command value correction unit 142 determines whether or not the rotational position of the rotor 31 output from the position detection unit 135 is in the inclined energizing section. When the rotational position of the rotor 31 is in the tilt energizing section, the current command value correction unit 142 performs correction to change the current command value output from the current command value generation unit 132 at a predetermined slope, and performs the other correction. It has a function of correcting the current command value of the current flowing in the phase. For example, the current command value correction unit 142 corrects the current command value of the phase in which the salient poles of the rotor 31 and the stator 32 are closer to the opposing position according to the rotation position of the rotor 31. Assuming that the corrected current command value is a current command correction value, the current command correction value is represented by, for example, the following equation.
  • FIG. 3 is a diagram for explaining the correction processing of the current command value by the current command value correction unit 142.
  • the current command value correction unit 142 supplies the current energized current to the current energized (current energized phase) coil and the next energized coil at the same time in the overlap section in which both coils are energized.
  • the current command value of the current flowing through the coil is corrected.
  • the current command value correction unit 142 supplies the coil Lu and the coil Lv to the coil Lu and the coil Lv in the overlap section in which both the V-phase coil Lv that is currently energized and the U-phase coil Lu that is energized next are energized simultaneously. Correct the current command value of the flowing current.
  • the current command value correction section 142A gradually reduces the current command value of the coil Lu from the start of the overlap section. To increase.
  • the current command value correction unit 142 gradually reduces the current flowing through the coil Lv after the SR motor 7 rotates by a predetermined angle (0 degree or more) after the current value flowing through the coil Lu reaches the threshold value. . As a result, it is possible to reduce a steep change in torque that occurs when the coil Lu is energized.
  • the current command value correction unit 142 Correction is performed to decrease the current command value of the U-phase coil Lu and gradually increase the current command value of the W-phase coil Lw.
  • the current command value correction unit 142 Is corrected to decrease the current command value of the coil Lw and gradually increase the current command value of the V-phase coil Lv. Note that, in the example illustrated in FIG. 3, a case will be described in which the overlap section is an inclined energization section, but the present invention is not limited to this.
  • the current command value correction unit 142 sets the rotor 31 of the SR motor 7 from the timing at which the current flows through the other phase (the timing at which the overlap section starts). After rotating by a predetermined angle, the current command value of the current flowing in one phase may be gradually reduced. Note that the predetermined angle is 0 degree or more.
  • the current command value correction unit 142 outputs the current command value output from the current command value generation unit 132 to the current control unit 140 when the rotational position of the rotor 31 is not in the inclined energization section.
  • current command value correction section 142 outputs a current command correction value, which is a corrected current command value, to current control section 140 as a new current command value.
  • the current control unit 140 includes a current difference calculation unit 1411 and a PWM output unit 1412.
  • the PWM output unit 1412 performs PWM (Pulse Width Modulation) control of the phase current supplied to the SR motor 7.
  • the current difference calculation unit 1411 calculates a deviation between the current command value supplied from the current command value correction unit 142 and the current detection value supplied from the current detection unit 134 (hereinafter, referred to as “current difference value”).
  • the current control unit 140 outputs the calculated current difference value to the PWM output unit 1412.
  • the PWM output unit 1412 determines the duty ratio of the switching elements 52 to 57 so that the current difference value decreases.
  • the PWM output unit 1412 outputs the calculated duty ratio to the gate driving unit 143.
  • the PWM output unit 1412 may calculate the above-described duty ratio using a generally known PI (Proportional Integral) control or PID (Proportional Integral Derivative) control based on the current difference value. Good.
  • the gate drive unit 143 turns on or off the switching elements 52 to 57 included in the drive circuit 12 based on the timing signal output from the energization timing output unit 141 and the duty ratio output from the PWM output unit 1412. Is output to the gates of the switching elements 52 to 57.
  • the torque ripple generated in the SR motor 7 can be reduced.
  • a state in which the torque ripple is reduced does not necessarily mean a state in which the driving efficiency is good, and a state in which the torque is insufficient at the time of driving, a state in which the road surface is bad, or a state in which the average torque is generated when the vehicle is running on a slope. May fall into a low state. Therefore, as described below, control is performed to change the torque characteristics of the SR motor 7 according to the running state of the vehicle.
  • the energizing section for applying the maximum current command value excluding the inclined energizing section is referred to as a flat energizing section. Further, the time during which power is supplied in the flat power supply section is appropriately referred to as a flat power supply width.
  • the motor control device 1 drives the SR motor 7 by determining, for example, an advance angle with a small torque ripple, a flat energization width, and an inclination width of the inclination energization section according to the driving speed of the SR motor 7.
  • the advance angle refers to an angle obtained by advancing a voltage input start position of the stator from a predetermined position (for example, a phase at which inductance increases) with respect to the rotor rotation direction.
  • FIG. 4 shows coil inductance waveforms of the excitation coils Lu, Lv, Lw of each phase of the SR motor 7. How to set the start position ( ⁇ on) of the flat energization width and the end position ( ⁇ off) of the flat energization width can be predicted from the inductance waveform.
  • the section from ⁇ 0 to ⁇ 3 corresponds to positive torque
  • the section from ⁇ 3 to ⁇ 6 corresponds to negative torque.
  • ⁇ ⁇ ⁇ As an example of setting the timing of energizing the excitation coils Lu, Lv, Lw, there is a setting in which the energizing start phase ⁇ on is set near ⁇ 0 where the positive torque starts and the flat energizing width start phase is set near ⁇ 1. As an example of setting the timing of energizing the excitation coils Lu, Lv, and Lw, there is a setting in which the flat energizing width end phase is set to ⁇ 2 and the energizing end phase ⁇ off is set near ⁇ 3. However, at the timing of energizing the exciting coils Lu, Lv, Lw, the advance angle has a property of increasing as the rotational speed increases.
  • the more optimal energization timing for the excitation coils Lu, Lv, and Lw changes according to the operating state of the SR motor 7.
  • the energizing width of the flat energizing section is changed.
  • the energization timing output unit 141 controls the SR motor 7 based on two types of energization widths, an energization width of 140 ° and an energization width of 110 °.
  • the advance / energization angle setting unit 138 compares the output value of the rotation speed detection unit 136 and the current command value generation unit 132 with the reference, and if the reference is satisfied, the SR motor 7 Is determined to require torque, and the advance angle and the conduction angle are determined so as to increase the conduction width so that the flat conduction width corresponds to 140 °.
  • the reference is determined based on, for example, whether or not the rotation speed of the SR motor 7 is equal to or greater than a threshold, whether or not the accelerator opening is less than a predetermined value, and the like.
  • the advance angle / energization angle setting section 138 outputs the set advance angle and energization angle to the energization timing output section 141.
  • the energization timing output unit 141 supplies the current energization based on, for example, the rotational position of the rotor 31 output from the position detection unit 135 and the advance angle and the energization angle output from the advance angle / energization angle setting unit 138.
  • the energization width of the flat energization section is 140 °. Change to
  • the energization timing output section 141 energizes the excitation coil so that the electrical angle has a flat energization width corresponding to 140 °.
  • the conduction width where the electrical angle is 140 ° an overlap section of 20 ° occurs in the flat conduction section.
  • the control in which the flat energization width is set to the energization width of 140 ° is applied at the time of starting requiring torque and at the time of low-speed rotation. As a result, the minimum torque of the SR motor 7 is increased, and the startability due to low torque ripple is improved.
  • the advance / energization angle setting unit 138 compares the output value of the rotation speed detection unit 136 and the current command value generation unit 132 with the reference. It is determined that it is necessary to increase the efficiency of the above, and the advance angle and the conduction angle are determined so as to increase the conduction width so that the flat conduction width corresponds to 110 °.
  • the advance angle / energization angle setting unit 138 compares the output value of the rotation speed detection unit 136 and the current command value generation unit 132 with the reference, for example, and determines that the torque is necessary for the SR motor 7 if the reference is satisfied. Then, the advance angle and the conduction angle are determined so as to reduce the conduction width so that the flat conduction width corresponds to 110 °.
  • the reference is set based on, for example, whether or not the rotation speed of the SR motor 7 is less than a threshold, whether or not the accelerator opening is equal to or more than a predetermined value, and the like.
  • the energization width corresponding to the flat energization width of 110 ° is a mode with high efficiency and low noise.
  • the energization width corresponding to the flat energization section of 110 ° has no overlap section in the flat energization section, but the overlap section is provided by providing the inclined energization section on both sides of the flat energization section.
  • the energization timing output unit 141 energizes the flat energization width of the SR motor 7 to correspond to 110 ° when the rotation speed is equal to or more than a predetermined threshold based on the output of the advance angle / energization angle setting unit 138, for example. Decrease width.
  • the motor control device 1 changes the flat energization width according to the rotation speed of the SR motor 7, for example.
  • the energization timing output section 141 changes the flat energization width to 140 ° in order to increase the minimum torque when the rotation speed of the SR motor 7 is lower than 100 [rpm]. I do.
  • the energization timing output unit 141 changes the flat energization width from 140 ° to 110 ° with priority given to the efficiency of the SR motor 7.
  • the power supply timing output unit 141 gradually changes the flat power supply width so as to prevent an abrupt change by providing an inclined section.
  • the motor control device 1 may change the flat energization width in accordance with, for example, the accelerator opening. As shown in FIG. 8, for example, when the accelerator opening is less than 80% and the vehicle is running at a constant speed that does not require the torque of the SR motor 7, the efficiency of the SR motor 7 is reduced. Prioritized, the energization timing output section 141 sets the flat energization width to 110 °. When the driver depresses the accelerator pedal 4 from the state where the vehicle is traveling at a constant speed and the accelerator opening is 80% or more and requests acceleration of the vehicle, a torque is required for the SR motor 7. Changes the flat conduction width from 110 ° to 140 °.
  • the motor control device 1 may change the flat energization width in accordance with, for example, the inclination of a sloping road on which the vehicle climbs at a low speed.
  • the relationship between the accelerator opening and the rotation speed of the SR motor 7 is different when the vehicle climbs up a hill and when it travels on flat ground.
  • the advance angle / energization angle setting unit 138 outputs the advance angle to the energization timing output unit 141 with reference to a map indicating the relationship between the accelerator opening and the rotation speed of the SR motor 7.
  • the energization timing output unit 141 estimates the slope of the slope on the basis of the accelerator opening, the rotation speed of the SR motor 7, and the advance angle. For example, the energization timing output unit 141 sets the flat energization width to 110 ° when the vehicle is traveling at a constant speed and the slope of the slope is less than 5 °. The energization timing output unit 141 sets the flat energization width to 140 ° when the vehicle is traveling at a constant speed and the slope of the slope is 5 ° or more.
  • FIG. 10 is a flowchart illustrating a flow of a process of correcting a current command value of the control device 13.
  • the current command value generator 132 generates a current command value of a current flowing through each of the excitation coils Lu, Lv, and Lw of the SR motor 7 according to the accelerator signal output from the accelerator operation detector 5 (step S100).
  • the current command value generation unit 132 outputs the generated current command value to the advance / conduction angle setting unit 138, the current command value correction unit 142, and the command inclination width determination unit 137.
  • the rotation direction command generation unit 133 acquires the rotation direction of the SR motor 7 based on the shift signal output from the shift position sensor 6, and generates a rotation direction command signal indicating the rotation direction of the SR motor 7 (Step S102). .
  • the current command value generation unit 132 outputs the generated rotation direction command signal to the current command value correction unit 142.
  • the position detection unit 135 detects the rotation angle of the rotor 31 (the rotation position of the rotor 31) based on the signal output from the rotation angle sensor 8, and outputs the rotation angle to the rotation speed detection unit 136 and the current command value correction unit 142. (Step S104).
  • the lead angle / energization angle setting unit 138 compares the output values of the rotation speed detection unit 136 and the current command value generation unit 132 with the reference to detect the operating state of the SR motor 7, and changes the flat energization width according to the reference.
  • the lead angle and the conduction angle are determined to be performed (step S106).
  • the energization timing output unit 141 changes the flat energization width based on the rotation position of the rotor 31 output from the position detection unit 135 and the advance angle and energization angle output from the advance angle / energization angle setting unit 138. (Step S108).
  • the command inclination width determination unit 137 includes a current command value output from the current command value generation unit 132, a rotation speed of the rotor 31 output from the rotation speed detection unit 136, and an advance angle of the advance angle / energization angle setting unit 138.
  • the command value inclination width is determined based on the current and the conduction angle (step S110).
  • the command inclination width determination unit 137 outputs the determined command value inclination width to the current command value correction unit 142.
  • the current command value correction unit 142 determines whether or not the rotation position of the rotor 31 output from the position detection unit 135 is in the inclined energization section (Step S112).
  • the current command value correction unit 142 corrects the current command value output from the current command value generation unit 132 when the rotation position of the rotor 31 is in the inclined energizing section.
  • the current command value correction unit 142 corrects the current command value of the phase in which the salient poles of the rotor 31 and the stator 32 are closer to the opposing position according to the rotational position of the rotor 31 using Expression (1) ( Step S114).
  • the current command value correction unit 142 outputs the current command value output from the current command value generation unit 132 to the current control unit 140 when the rotational position of the rotor 31 is not in the tilt energizing section.
  • the order of the steps illustrated in the flowchart is not limited to the order described above, and may be replaced as appropriate.
  • the motor control device 1 determines at least one of the one phase and the other phase in at least a part of the overlap section.
  • the current flowing in the phase is gradually changed.
  • the current command value of the coil of one phase is inclined to be sharp. A large torque change.
  • the motor control device 1 changes the length of the flat energizing section excluding the inclined energizing section among the energizing sections for energizing the exciting coil according to the operating state of the SR motor 7 to change the characteristics of the SR motor 7. Can be done.
  • the diodes 58 to 63 in the above embodiment may be replaced by switching elements such as IGBT, FET, and BJT.
  • Each unit of the motor control device 1 may be realized by hardware, may be realized by software, or may be realized by a combination of hardware and software.
  • the computer may function as a part of the motor control device 1 by executing the program.
  • the program may be stored on a computer-readable medium, or may be stored on a storage device connected to a network.
  • the control device 13 in the above-described embodiment may be realized by a computer.
  • a program for realizing this function may be recorded on a computer-readable recording medium, and the program recorded on this recording medium may be read and executed by a computer system.
  • the “computer system” includes an OS and hardware such as peripheral devices.
  • the “computer-readable recording medium” refers to a portable medium such as a flexible disk, a magneto-optical disk, a ROM, and a CD-ROM, and a storage device such as a hard disk built in a computer system.
  • a “computer-readable recording medium” refers to a communication line for transmitting a program via a network such as the Internet or a communication line such as a telephone line, which dynamically holds the program for a short time.
  • a program may include a program that holds a program for a certain period of time, such as a volatile memory in a computer system serving as a server or a client in that case.
  • the program may be for realizing a part of the functions described above, or may be a program that can realize the functions described above in combination with a program already recorded in a computer system, It may be realized by using a programmable logic device such as an FPGA (Field Programmable Gate Array).
  • FPGA Field Programmable Gate Array

Abstract

オーバーラップ区間において発生するトルク変化を低減可能なモータ制御装置を提供する。多相のＳＲモータの各相に対応するコイルの通電を切り替えることにより、前記ＳＲモータを回転駆動するモータ制御装置であって、通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、前記一方の相と前記他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間を設ける通電タイミング出力部と、前記オーバーラップ区間の少なくとも一部の区間において、前記一方の相と前記他方の相との少なくともいずれかの相に流す電流を徐々に変化させる電流制御部と、を備える。

Description

モータ制御装置およびモータ制御方法
　本発明は、ＳＲモータ（スイッチドリラクタンスモータ：Ｓｗｉｔｃｈｅｄ　Ｒｅｌｕｃｔａｎｃｅ　Ｍｏｔｏｒ）
のモータ制御装置およびモータ制御方法に関し、特に、ステータへの通電タイミングの制御に関する。
　スイッチトリラクタンスモータ（以下、ＳＲモータ）は、ステータ及びロータともに突極（突き出た極）構造を有している。ロータは、強磁性の磁性体（例えば鉄芯）で形成されており、回転軸から外方に向かって突出した突極構造を有する。ステータは、ロータを回転自在に支持する。ステータは、ロータの周囲を覆うようにロータの回転軸に対して内方に向かって突出した複数の突極が設けられており、各突極には導線が巻かれることにより励磁コイルが形成されている。
　ステータの各励磁コイルに選択的に通電すると、ロータの各突極が各励磁コイルに順次磁気吸引され、ロータが回転駆動される。このような構造により、ＳＲモータは、ロータに永久磁石や巻線を設ける必要がなく、モータ構造が簡略化される。そのため、ＳＲモータは、安価で、かつ機械的に堅牢な構造を有すると共に、高回転で、高温環境下の使用も可能となる等の利点がある。
　例えば、励磁コイルが三相設けられたＳＲモータを駆動させる場合の通電方式として、各相の通電角を１２０度とした、いわゆる電気角が１２０度で矩形波を通電する通電方式が一般的に用いられる（図１１参照）。ただし、従来の１２０度の矩形波の通電方式では、ＳＲモータが極低速回転である場合（例えば、ＳＲモータの始動時）において、各相への通電の切り替わり時に大きなトルクの変動（トルクリプル）が発生してしまう場合がある。このトルクリプルを抑制する方法として、その各相への通電が切り替わる場合に、切り替え前後の２つの相を同時に通電する期間（以下、「オーバーラップ区間」という。）を設ける方法がある（図１２参照）。そして、オーバーラップ区間において、通電をオン状態およびオフ状態とするタイミングで電流指令値を傾斜させる通電方法が知られている（例えば特許文献１参照）。
特開２０１７－１９２１７４号公報
　励磁コイルの相間の通電の切替え時に電流指令値のオーバーラップ区間を設けると共に、オーバーラップ区間において電流指令値を傾斜させる場合、オーバーラップのタイミングや電流指令値の傾斜は、ＳＲモータにトルクやモータ効率などの特性をどのように与えるかによって予め目標とする特性に合わせて設定される。従って、特許文献１に記載された技術によれば、ＳＲモータにある性能を向上させる制御を行うと、他の性能が低下するという課題があった。
　本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、使用状態に応じてモータ特性を変更することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を提供することである。
（１）：この発明の一態様に係るモータ制御装置多相のＳＲモータの各相に対応するコイルの通電を切り替えることにより、前記ＳＲモータを回転駆動するモータ制御装置であって、通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、前記一方の相と前記他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間を設ける通電タイミング出力部と、前記オーバーラップ区間において、前記一方の相と前記他方の相に流す電流を徐々に変化させる電流制御部と、を備え、前記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータの稼働状態に応じて、前記一方の相および前記他方の相に最大値の電流を流すフラット通電区間の長さを変更する、モータ制御装置である。
　上記構成により本発明は、電流制御部がオーバーラップ区間においてコイルへの通電開始時および通電終了時にコイルに流す電流を徐々に変化させるため、コイルに通電または通電終了する際に発生する急峻なトルク変化を低減すると共に、通電タイミング出力部がフラット通電区間の長さを変更することで、モータの性能をモータの稼働状態に応じて変更することができる。
　（２）：上記（１）の態様において、記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータにトルクが必要な場合、前記オーバーラップ区間を増加させるように前記フラット通電区間の長さを変更するものである。
　上記構成により本発明は、通電タイミング出力部がフラット通電区間の長さを増加させることで、ＳＲモータのトルク増大させることができる。
　（３）：上記（１）または（２）の態様において、前記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータにおいて効率が優先される場合、前記オーバーラップ区間を減少させるように前記フラット通電区間の長さを変更するものである。
　上記構成により本発明は、通電タイミング出力部がフラット通電区間の長さを減少させることで、ＳＲモータの回転効率を向上させることができる。
　（４）：この発明の一態様に係るモータ制御方法は、多相のＳＲモータの各相に対応するコイルの通電を切り替えることにより、前記ＳＲモータを回転駆動するモータ制御方法であって、コンピュータが、通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、前記一方の相と前記他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間を設け、前記オーバーラップ区間において、前記一方の相と前記他方の相に流す電流を徐々に変化させ、前記ＳＲモータの稼働状態に応じて、前記一方の相および前記他方の相に最大値の電流を流すフラット通電区間の長さを変更する、モータ制御方法である。
　本発明によれば、モータ制御装置およびモータ制御方法において、使用状態に応じてモータ特性を変更することができる。
車両制御システム１００の構成の一例を示すブロック図である。 モータ制御装置１の構成の一例を示すブロック図である。 電流指令値補正部１４２の電流指令値の補正処理について、説明する図である。 ＳＲモータ７の各相の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのコイルインダクタンス波形を示す図である。 ＳＲモータ７のフラット通電区間の長さを１４０°に変更する制御を示す図である。 ＳＲモータ７のフラット通電区間の長さを１１０°に変更する制御を示す図である。 ＳＲモータ７の回転速度に応じて通電区間の長さを変更する状態を示す図である。 アクセル開度に応じて通電区間の長さを変更する状態を示す図である。 坂道の勾配に応じて通電区間の長さを変更する状態を示す図である。 制御装置１３の電流指令値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。 電気角が１２０度の矩形波通電を行う場合のＳＲモータの通電方式を示す図である。 矩形波通電においてオーバーラップ区間を設ける場合のＳＲモータの通電方式を示す図である。
　以下、図面を参照しつつ、本発明にかかるモータ制御装置およびモータ制御方法にかかる発明の実施形態を説明する。
　実施形態におけるモータ制御装置は、多相のＳＲモータにおける通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、一方の相と他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間の少なくとも一部の区間において、一方の相と他方の相との少なくともいずれかの相に流す電流を徐々に変化させる。
　以下、実施形態のモータ制御装置を、図面を用いて説明する。
　図１に示されるように、モータ制御装置１は、駆動用のＳＲモータ７を制御して車両を走行させるための車両制御システム１００に適用される。車両制御システム１００は、例えば、モータ制御装置１と、アクセルペダル４と、アクセル操作検出部５と、シフトポジションセンサ６と、ＳＲモータ７と、回転角センサ８と、バッテリ９と、リアギア１０と、後輪１１とを備える。
　車両制御システム１００は、車両Ｍを操作するための操作子の操作量に応じてモータ制御装置１がＳＲモータ７の駆動力を制御するものである。操作子は、例えば、運転者が車両Ｍに種々の挙動を与えるための操作対象物であり、車両Ｍの速度調整を行うためのアクセルペダル４やドライブ、後退、ニュートラル、パーキングなどの車両状態のレンジを選択するためのシフトレバーが含まれる。これらの操作子には、例えば、操作子の操作量に連動して電気的な出力値を出力するセンサが設けられている。各センサの出力値は、モータ制御装置１に入力される。
　アクセルペダル４には、例えば、スロットルポジションセンサが設けられており、アクセルペダル４の踏み込み量によって変化する回転角が検出される。スロットルポジションセンサは、例えば、ポテンショメータであり、アクセルペダル４の回転軸等に設けられ、アクセルペダル４の回転角に応じて抵抗値が変化する。スロットルポジションセンサの出力値（以下、アクセル信号という）は、アクセル開度と比例するため、アクセル開度が推定される。アクセル信号は、アクセル操作検出部５が検出する。アクセル操作検出部５は、例えば、スロットルポジションセンサに電圧を与えて抵抗値を検出する。そして、アクセル操作検出部５は、検出した抵抗値をＡＤ変換してモータ制御装置１に出力する。
　シフトレバーには、シフトポジションセンサ６が設けられており、シフトレバーのレンジの切替位置を検出する。シフトポジションセンサ６は、例えば、各レンジに設けられたスイッチにより、いずれのレンジにシフトレバーが位置しているか検出する。シフトポジションセンサ６は、シフトレバーのポジションの位置を検出し、検出した検出値をモータ制御装置１に出力する。シフトポジションセンサ６は、シフトレバーのレンジに応じて異なる抵抗値をモータ制御装置１に出力する。
　モータ制御装置１は、アクセル操作検出部５と、シフトポジションセンサ６との検出値を取得し、検出値に応じてアクセルペダル４の操作量とシフトポジションを認識する。モータ制御装置１は、操作子の操作状態に応じてＳＲモータ７を制御する。例えば、ＳＲモータ７からモータ制御装置１には、ＳＲモータ７の回転角を検出する回転角センサ８が接続されている。回転角センサ８は、ＳＲモータ７のロータの回転角を検出する。モータ制御装置１は、回転角センサ８が出力した出力値を取得し、ロータの回転角を検出し、ロータの回転速度を演算する。モータ制御装置１は、ＳＲモータ７に与えた制御量と、回転角センサ７の出力値とに応じてＳＲモータ７のフィードバック制御を行う。モータ制御装置１は、ＳＲモータ７の各相に対応する後述のコイルへの通電を切り替えることにより、ＳＲモータ７を回転駆動する。
　ＳＲモータ７は、リアギア１０を介して後輪１１を駆動する多相の駆動用モータである。例えば、ＳＲモータ７は、複数の励磁コイルを有するステータ３２と、ステータ３２内に回転自在に配置されたロータ３１とを備えている。ロータ３１には、回転軸から外方に向かって突出する４つの突極部が形成されている（図２参照）。ステータ３２には、ロータの回転軸と同芯にロータ３１の周囲を覆うように設けられ、ロータの回転軸方向に対して内方に向かって６つの突極が形成されている。
　ステータ３２の６つの突極には、それぞれ導線が巻かれて励磁コイルが形成される。６つの突極のうち、対向する突極を対として励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗが形成される。ロータ３１の回転位置は、レゾルバ等の回転センサ８によって検知されている。回転センサ８は、ロータ３１の位置（回転角）を検出する。
　回転センサ８の検出結果に基づいて、ロータ回転位置に応じて、一対の各励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに対して選択的に順次通電すると、ステータの突極にロータの突極が磁気吸引されながら回転を繰り返し、ロータ３１に回転トルクが発生してＳＲモータ１に回転駆動力が発生する。
　モータ制御装置１は、アクセル操作検出部５から出力されたアクセルペダル４の操作量を示すアクセル信号を取得する。モータ制御装置１は、シフトポジションセンサ６からシフトレバーの位置を示すシフト信号を取得する。モータ制御装置１は、ＳＲモータ７の回転速度を検出する回転角センサ８の出力信号を取得する。
　モータ制御装置１は、シフト信号によりＳＲモータ７を回転させる方向を決定する。そして、モータ制御装置１は、アクセル信号に基づいて、ＳＲモータ７に流す電流の目標値である電流指令値を算出する。モータ制御装置１は、ＳＲモータ７に流れる電流値が算出した電流指令値になるように、フィードバック制御を行う。
　以下、モータ制御装置１の構成について説明する。
　図２に示されるように、モータ制御装置１は、バッテリ９からＳＲモータ７へ入力される電力をスイッチングして各相の励磁コイルに供給する駆動回路１２及びステータの各相の励磁コイルへの通電や切替えを制御する制御装置１３を備える。
　駆動回路１２は、例えば、バッテリ９に接続される。駆動回路１２は、コンデンサ５１、スイッチング素子５２～５７及びダイオード５８～６３を備える。例えば、スイッチング素子５２～５７は、ＩＧＢＴ（Ｉｎｓｕｌａｔｅｄ　ｇａｔｅ　ｂｉｐｏｌａｒ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、ＦＥＴ（ＦｉｅｌｄＥｆｆｅｃｔｉｖｅ　Ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）、及びＢＪＴ（ｂｉｐｏｌａｒ　ｊｕｎｃｔｉｏｎ　ｔｒａｎｓｉｓｔｏｒ）の何れか一つで構成されてもよい。スイッチング素子５２～５７は、例えば、ｎ型チャネルのＦＥＴである。
　コンデンサ５１は、一端がバッテリ９の正極に接続され、他端がバッテリ９の負極に接続される。コンデンサ５１は、平滑用コンデンサであり、バッテリ９の電圧変動に対して電源を安定化させる。
　スイッチング素子５２は、ドレインがバッテリ９の正極に接続され、ソースがダイオード５８のカソードに接続される。ダイオード５８のアノードは、バッテリ９の負極に接続される。ダイオード５９は、カソードがバッテリ９の正極に接続され、アノードがスイッチング素子５３のドレインに接続される。スイッチング素子５３のソースは、バッテリ９の負極に接続される。
　スイッチング素子５４は、ドレインがバッテリ９の正極に接続され、ソースがダイオード６０のカソードに接続される。ダイオード６０のアノードは、バッテリ９の負極に接続される。ダイオード６１は、カソードがバッテリ９の正極に接続され、アノードがスイッチング素子５５のドレインに接続される。スイッチング素子５５のソースは、バッテリ９の負極に接続される。
　スイッチング素子５６は、ドレインがバッテリ９の正極に接続され、ソースがダイオード６２のカソードに接続される。ダイオード６２のアノードは、バッテリ９の負極に接続される。ダイオード６３は、カソードがバッテリ９の正極に接続され、アノードがスイッチング素子５７のドレインに接続される。スイッチング素子５７のソースは、バッテリ９の負極に接続される。
　すなわち、コンデンサ５１と、直列に接続されたスイッチング素子５２及びダイオード５８と、直列に接続されたスイッチング素子５３及びダイオード５９と、直列に接続されたスイッチング素子５４及びダイオード６０と、直列に接続されたスイッチング素子５５及びダイオード６１と、直列に接続されたスイッチング素子５６及びダイオード６２と、直列に接続されたスイッチング素子５７及びダイオード６３とは、それぞれバッテリ９に対して並列に接続される。
　また、スイッチング素子５２とダイオード５８との接続点には、ＳＲモータ７のコイルＬｕの一端が接続され、スイッチング素子５３とダイオード５９との接続点には、コイルＬｕの他端が接続される。スイッチング素子５４とダイオード６０との接続点には、ＳＲモータ７のコイルＬｖの一端が接続され、スイッチング素子５５とダイオード６１との接続点には、コイルＬｗの他端が接続される。スイッチング素子５６とダイオード６２との接続点には、ＳＲモータ７のコイルＬｗの一端が接続され、スイッチング素子５７とダイオード６３との接続点には、コイルＬｖの他端が接続される。
　スイッチング素子５２，５３、ダイオード５８，５９でＨブリッジ回路を構成し、スイッチング素子５２，５３のオンオフにより励磁コイルＬｕに磁性を発生することができる。スイッチング素子５４，５５、ダイオード６０，６１でＨブリッジ回路を構成し、スイッチング素子５４，５５のオンオフにより励磁コイルＬｖに磁性を発生することができる。スイッチング素子５６，５７、ダイオード６２，６３でＨブリッジ回路を構成し、スイッチング素子５６，５７のオンオフにより励磁コイルＬｗに磁性を発生することができる。
　上述のように、駆動回路１２は、３つのＨブリッジ回路により構成される。そして、制御装置１３から出力される制御信号がスイッチング素子５２～５７のゲートに入力され、入力される制御信号に応じて、スイッチング素子５２～５７のオンとオフとが切り替えられる。これにより、バッテリ９からの電流が、ＳＲモータ７が有する励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに通電される。スイッチング素子５２～５７がオフ状態となった場合、ダイオード５８～６３は、励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗの電流の逆流を防止する。
　電流センサ２０は、ＳＲモータ７が有する励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに流れる電流を検出して制御装置１３に出力する。制御装置１３は、スイッチング素子５２～５７を制御して励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗにそれぞれ通電するタイミングによりロータ３１の回転方向、回転数、トルクを制御する。
　制御装置１３は、ＳＲモータ７のステータ３２における通電相を隣接する一方の相から他方の相に切り替える場合に、一方の相と他方の相との両方の相に同時に通電するオーバーラップ区間を設ける。そして、制御装置１３は、後述のようにそのオーバーラップ区間において、一方の相と他方の相に流す電流を徐々に変化させる（図３参照）。
　以下、本実施形態における制御装置１３について、具体的に説明する。制御装置１３は、電流指令値生成部１３２、回転方向指令生成部１３３、電流検出部１３４、位置検出部１３５、回転速度検出部１３６、指令傾斜幅決定部１３７、進角・通電角設定部１３８、電流制御部１４０、通電タイミング出力部１４１、電流指令値補正部１４２及びゲート駆動部１４３を備える。
　電流指令値生成部１３２は、アクセル操作検出部５から出力されたアクセル信号を取得し、アクセル信号の値に応じて、ＳＲモータ７の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに流す電流の目標値（以下、「電流指令値」）を生成する。そして、電流指令値生成部１３２は、生成した電流指令値を指令傾斜幅決定部１３７、進角・通電角設定部１３８及び電流指令値補正部１４２に出力する。
　例えば、電流指令値生成部１３２は、アクセルペダル４の操作量と、電流指令値とが関連付けられたテーブルを備え、アクセル操作検出部５から出力されたアクセル信号が示すアクセルペダル４の操作量に対応する電流指令値をそのテーブルから読み出すことで、電流指令値を生成する。また、電流指令値生成部１３２は、アクセル操作検出部５から出力されたアクセル信号が示すアクセルペダル４の操作量から、実験的に電流指令値を決定してもよい。
　回転方向指令生成部１３３は、シフトポジションセンサ６から出力されるシフト信号に基づいてＳＲモータ７の回転方向の情報を取得する。例えば、電流指令値生成部１３２は、シフトポジションセンサ６から出力されるシフト信号に基づいてＳＲモータ７の回転方向を判定する。電流指令値生成部１３２は、例えば、シフトポジションがドライブのレンジに入れられており、前進走行ポジションであると判定した場合には、ＳＲモータ７の回転方向が正回転であると判定する。そして、電流指令値生成部１３２は、ＳＲモータ７の回転方向が正回転であることを示す回転方向指令信号を電流指令値補正部１４２及び通電タイミング出力部１４１に出力する。
　電流指令値生成部１３２は、シフトポジションセンサ６から出力されるシフト信号に基づいてシフトレバーのシフトポジションがリバースのレンジに入れられており、後進走行ポジションであると判定した場合には、ＳＲモータ７の回転方向が逆回転であると判定する。そして、電流指令値生成部１３２は、ＳＲモータ７の回転方向が逆回転であることを示す回転方向指令信号を電流指令値補正部１４２及び通電タイミング出力部１４１に出力する。　
　電流検出部１３４は、電流センサ２０より出力されるＳＲモータ７の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに流れる電流値を検出し、電流制御部１４０に出力する。例えば各電流センサ２０から出力される各相電流（巻線電流）の検出信号に基づき、ＳＲモータ７に通電されている相電流を検出し、この相電流の検出値を電流制御部１４０に出力する。
　位置検出部１３５は、回転角センサ８が出力する信号に基づいて、ロータ３１の回転角（ロータ３１の回転位置）を検出して、回転速度検出部１３６、通電タイミング出力部１４１及び電流指令値補正部１４２に出力する。
　回転速度検出部１３６は、位置検出部１３５が出力するロータ３１の回転角を示す信号の単位時間あたりの変化量を検出し、検出した変化量からロータ３１の回転速度（回転数）を算出して指令傾斜幅決定部１３７及び進角・通電角設定部１３８に出力する。
　進角・通電角設定部１３８は、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値と、回転速度検出部１３６から出力された回転速度とに応じて進角及び通電角を通電タイミング出力部１４１に出力する。進角・通電角設定部１３８は、進角マップ部１３８ａ及び通電角マップ部１３８ｂを含み構成される。
　進角マップ部１３８ａは、電流指令値生成部１３２が出力する電流指令値と、回転速度検出部１３６が出力する回転速度とに基づいて、進角を通電タイミング出力部１４１に出力する。例えば、進角マップ部１３８ａは、電流指令値とロータ３１の回転速度との組み合わせごとに進角の値を対応付けたマップを備える。ここで、進角は、ＳＲモータ７の各相のコイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに対する通電開始位相及び通電終了位相を各相のインダクタンス変化に応じた所定位置（例えば、インダクタンスの増大開始位相及び減少開始位相等）から通電角を進角側に変化させる角度を表す。なお、進角は、電流指令値と回転数の増加に対して増加傾向にある。進角マップ部１３８ａは、例えば、シミュレーションの結果に基づいて設定されたマップを参照して進角を出力する。進角マップ部１３８ａは、シミュレーションの結果だけでなく、実機を測定した測定結果に基づいて進角を出力してもよい。
　通電角マップ部１３８ｂは、電流指令値生成部１３２が出力する電流指令値と、回転速度検出部１３６が出力する回転速度とに基づいて、通電角を通電タイミング出力部１４１に出力する。例えば、通電角マップ部１３８ｂは、電流指令値とロータ３１の回転速度との組み合わせごとに通電角の値を対応付けたマップである。ここで、通電角は、ＳＲモータ７の各相の各コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに対して対応付けられる。なお、通電角マップ部１３８ｂは、シミュレーションの結果に基づいて設定される。通電角マップ部１３８ｂは、シミュレーションの結果だけでなく、実機を測定した測定結果に基づいて設定されてもよい。
　通電タイミング出力部１４１は、位置検出部１３５から出力されるロータ３１の回転位置と、進角・通電角設定部１３８から出力される進角及び通電角とに基づいて、現在通電している（現在の通電相）コイルと次に通電するコイルとの両方のコイルに同時に通電するオーバーラップ区間を、回転方向指令信号が示す回転方向において決定する。そして、通電タイミング出力部１４１は、決定したオーバーラップ区間を示すタイミング信号をゲート駆動部１４３に出力する。例えば、通電タイミング出力部１４１によるオーバーラップ区間の算出は、回転速度と通電角マップとを用いて行われてもよいし、実験により行われてもよい。
　指令傾斜幅決定部１３７は、電流指令値生成部１３２から出力される電流指令値と、回転速度検出部１３６から出力されるロータ３１の回転速度と、進角・通電角設定部１３８の進角および通電角とに基づいて、指令値傾斜幅を決定する。指令値傾斜幅は、オーバーラップ区間において、一方の相と他方の相とに流す電流を徐々に変化させる幅（ロータ３１の回転角）である。例えば、指令傾斜幅決定部１３７は、電流指令値と、ロータ３１の回転速度と、指令値傾斜幅と、進角・通電角設定部１３８の進角および通電角とが関連付けられたテーブルを備える。指令傾斜幅決定部１３７は、電流指令値生成部１３２から出力される電流指令値と、回転速度検出部１３６から出力されるロータ３１の回転速度と、進角・通電角設定部１３８の進角および通電角とに対応付けられた指令値傾斜幅をそのテーブルから読み出し、指令値傾斜幅を決定する。また、指令傾斜幅決定部１３７は、指令値傾斜幅を、電流指令値の大きさやロータ３１の回転速度に基づいて変化させる。
　指令傾斜幅決定部１３７は、決定した指令値傾斜幅を電流指令値補正部１４２に出力する。なお、オーバーラップ区間において、一方の相と他方の相とに流す電流を徐々に減少あるいは増加させることで変化させる区間を傾斜通電区間と呼ぶ。この傾斜通電区間は、指令値傾斜幅に基づいて決定されてもよい。
　電流制御部１４０は、回転方向指令信号が示す回転方向の傾斜通電区間において、一方の相と他方の相に流す電流を徐々に変化させる。電流制御部１４０は、一方の相から他方の相に切り替える場合に、他方の相に流す電流を徐々に増加させ、他方の相に流れる電流値が閾値に到達してからＳＲモータ７が所定の角度だけ回転した後に、一方の相に流している電流を徐々に減少させる。
　電流指令値補正部１４２は、オーバーラップ区間において、他方の相に流す電流の電流指令値を補正する機能を備える。なお、以下の説明において、代表してＶ相からＵ相への通電の切替えタイミングを例示するものとし、一方の相をＶ相とし、他方の相をＵ相とする。Ｕ相からＷ相、Ｗ相からＶ相への通電の切替えタイミングは同様の制御となるため、適宜読み替えればよい。
　電流指令値補正部１４２は、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値を取得する。電流指令値補正部１４２は、位置検出部１３５から出力されたロータ３１の回転位置を取得する。電流指令値補正部１４２は、指令傾斜幅決定部１３７から出力された指令値傾斜幅を取得する。
　電流指令値補正部１４２は、位置検出部１３５から出力されたロータ３１の回転位置が傾斜通電区間か否かを判定する。電流指令値補正部１４２は、ロータ３１の回転位置が傾斜通電区間である場合には、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値を所定の傾きで変化させる補正を行うとともに、他方の相に流す電流の電流指令値を補正する機能を備える。例えば、電流指令値補正部１４２は、ロータ３１及びステータ３２の突極が対向位置に近い方の相の電流指令値を、ロータ３１の回転位置に応じて補正する。補正された電流指令値を電流指令補正値とした場合に、電流指令補正値は、例えば、以下の式で表される。
　電流指令補正値＝電流指令値－電流指令値×（現在のロータ３１の回転位置／指令傾斜幅）・・・（１）
　図３は、電流指令値補正部１４２の電流指令値の補正処理について説明する図である。図３に示されるように、電流指令値補正部１４２は、現在通電している（現在の通電相）コイルと次に通電するコイルとの両方のコイルに同時に通電するオーバーラップ区間において、現在通電しているコイルに流す電流の電流指令値を補正する。例えば、電流指令値補正部１４２は、現在通電しているＶ相のコイルＬｖと次に通電するＵ相のコイルＬｕとの両方のコイルに同時に通電するオーバーラップ区間において、コイルＬｕ及びコイルＬｖに流す電流の電流指令値を補正する。例えば、Ｖ相のコイルＬｖとＵ相のコイルＬｕとに同時に通電するオーバーラップ区間の傾斜通電区間において、電流指令値補正部１４２Ａは、オーバーラップ区間の開始時からコイルＬｕの電流指令値を徐々に増加させる。
　電流指令値補正部１４２は、コイルＬｕに流れる電流値が閾値に到達してからＳＲモータ７が所定の角度（０度以上）だけ回転した後に、コイルＬｖに流している電流を徐々に減少させる。これにより、コイルＬｕに対して通電する際に発生する急峻なトルク変化を低減することができる。
　また、Ｕ相のコイルＬｕとＷ相のコイルＬｗとに同時に通電するオーバーラップ区間の傾斜通電区間において、Ｕ相からＷ相に通電相が切り替えられる場合には、電流指令値補正部１４２は、Ｕ相のコイルＬｕの電流指令値を減少させ、Ｗ相のコイルＬｗの電流指令値を徐々に増加させる補正を行う。
　Ｗ相のコイルＬｗとＶ相のコイルＬｖとに同時に通電するオーバーラップ区間の傾斜通電区間において、Ｗ相からＶ相に通電相が切り替えられる場合には、電流指令値補正部１４２は、Ｗ相のコイルＬｗの電流指令値を減少させ、Ｖ相のコイルＬｖの電流指令値を徐々に増加させる補正を行う。なお、図３に示す例では、オーバーラップ区間が傾斜通電区間である場合について説明するが、これに限定されない。
　すなわち、少なくともオーバーラップ区間の一部に傾斜通電区間を含んでいればよい。例えば、電流指令値補正部１４２は、一方の相から他方の相に通電相を切り替える場合に、他方の相に電流を流すタイミング（オーバーラップ区間を開始するタイミング）からＳＲモータ７のロータ３１が所定の角度だけ回転した後に、一方の相に流している電流の電流指令値を徐々に減少させてもよい。なお、この所定の角度は、０度以上である。
　電流指令値補正部１４２は、ロータ３１の回転位置が傾斜通電区間でない場合には、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値を電流制御部１４０に出力する。電流指令値補正部１４２は、ロータ３１の回転位置が傾斜通電区間である場合には、補正した電流指令値である電流指令補正値を、新たな電流指令値として電流制御部１４０に出力する。
　電流制御部１４０は、電流差分算出部１４１１及びＰＷＭ出力部１４１２を備える。ＰＷＭ出力部１４１２は、ＳＲモータ７に通電されている相電流のＰＷＭ（Ｐｕｌｓｅ　Ｗｉｄｔｈ　Ｍｏｄｕｌａｔｉｏｎ）制御を行う。電流差分算出部１４１１は、電流指令値補正部１４２から供給される電流指令値と電流検出部１３４から供給される電流検出値との偏差（以下、「電流差分値」という。）を算出する。電流制御部１４０は、算出した電流差分値をＰＷＭ出力部１４１２に出力する。
　ＰＷＭ出力部１４１２は、電流差分値が減少するように、スイッチング素子５２～５７のデューティ比を決定する。ＰＷＭ出力部１４１２は、算出したデューティ比をゲート駆動部１４３に出力する。ここで、ＰＷＭ出力部１４１２は、電流差分値に基づいて、一般的に公知のＰＩ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｔｅｇｒａｌ）制御、又は、ＰＩＤ（Ｐｒｏｐｏｒｔｉｏｎａｌ　Ｉｎｔｅｇｒａｌ　Ｄｅｒｉｖａｔｉｖｅ）制御等を用いて上述のデューティ比を算出してもよい。
　ゲート駆動部１４３は、通電タイミング出力部１４１から出力されたタイミング信号と、ＰＷＭ出力部１４１２から出力されたデューティ比とに基づいて、駆動回路１２が備えるスイッチング素子５２～５７のオン状態又はオフ状態にする制御信号をスイッチング素子５２～５７のゲートに出力する。
　上述した傾斜通電区間を用いる制御方法によれば、ＳＲモータ７に発生するトルクリプルを低減することができる。しかし、トルクリプルが低減された状態であることは、必ずしも駆動の効率が良い状態とは限らず、駆動時にトルク不足の状態となったり、路面状態が悪い状態での走行や坂道の走行で平均トルクが低い状態に陥ったりする可能性がある。そこで、以下に示すように、車両の走行状態に応じて、ＳＲモータ７のトルク特性を変更する制御を行う。
　以下の説明において、励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗに通電する通電期間のうち、傾斜通電区間を除いた最大の電流指令値を通電する通電区間をフラット通電区間と呼ぶ。また、フラット通電区間において通電している時間を適宜フラット通電幅と呼ぶ。
　モータ制御装置１は、例えば、ＳＲモータ７の駆動速度に応じて、トルクリプルが小さい進角、フラット通電幅及び傾斜通電区間の傾斜幅を決定し、ＳＲモータ７を駆動させる。ここで進角とは、ステータの電圧投入開始位置をロータ回転方向に対し所定位置（例えば、インダクタンスの増大開始位相等）から進めた角度をいう。
　図４には、ＳＲモータ７の各相の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのコイルインダクタンス波形が示されている。フラット通電幅の開始位置（θｏｎ）およびフラット通電幅の終了位置（θｏｆｆ）をどのように設定するかは、インダクタンス波形から予想することができる。ここで、θ０からθ３区間は正トルクに対応し、θ３からθ６の区間は負トルクに対応する。
　励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電のタイミングの設定例として、通電を開始する位相θｏｎを正トルクの始まるθ０付近に設定し、フラット通電幅開始位相をθ１付近に設定するものがある。また、励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電のタイミングの設定例として、フラット通電幅終了位相をθ２に設定し、通電終了位相θｏｆｆをθ３付近に設定するものがある。しかし、励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへの通電のタイミングにおいて、進角は、回転数の増加に応じて増大する性質がある。
　このように、励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗへのより最適な通電のタイミングはＳＲモータ７の稼働状態によって変化するので、通電タイミング出力部１４１は、ＳＲモータ７の稼働状態に応じて、一対の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗのそれぞれに通電する一つの通電区間において、フラット通電区間の通電幅を変更する。
　例えば、通電タイミング出力部１４１は、電気角が１４０°の通電幅と１１０°の通電幅との２種類の通電幅により、ＳＲモータ７を制御する。
　先ず、電気角が１４０°の場合の制御について説明する。図５に示されるように、進角・通電角設定部１３８は、例えば、回転速度検出部１３６や電流指令値生成部１３２の出力値と基準を比較して、基準を満たす場合、ＳＲモータ７にトルクが必要な場合と判定し、フラット通電幅を１４０°に対応するように通電幅を増加させるように進角および通電角を決定する。基準とは、例えば、ＳＲモータ７の回転数が閾値以上であるか否か、アクセル開度が所定値未満か否か等によって決定される。進角・通電角設定部１３８は、設定した進角および通電角を通電タイミング出力部１４１に出力する。
　通電タイミング出力部１４１は、例えば、位置検出部１３５から出力されるロータ３１の回転位置と、進角・通電角設定部１３８から出力される進角及び通電角とに基づいて、現在通電している（現在の通電相）コイルと次に通電するコイルとの両方のコイルに同時に通電するオーバーラップ区間を、回転方向指令信号が示す回転方向において変更することによりフラット通電区間の通電幅を１４０°に変更する。
　通電タイミング出力部１４１は、電気角が１４０°に対応するフラット通電幅になるように励磁コイルに通電する。電気角が１４０°になる通電幅では、フラット通電区間において２０°のオーバーラップ区間が生じる。フラット通電幅を１４０°の通電幅とする制御は、トルクが必要な始動時や低速回転時において適用される。その結果、ＳＲモータ７は、最小トルクが大きくなり、低トルクリプルによる始動性が良くなる。
　フラット通電幅を１４０°の通電幅とする制御は、ＳＲモータ７が低速回転時に有効であるが、ＳＲモータ７の回転数が上昇するに従って、効率が低下したり、騒音が増加したりする。そこで、通電タイミング出力部１４１は、例えば、ＳＲモータ７に効率が必要な場合は、フラット通電幅を１１０°に減少させる。
　図６に示されるように、進角・通電角設定部１３８は、例えば、回転速度検出部１３６や電流指令値生成部１３２の出力値と基準を比較して、基準を満たす場合、ＳＲモータ７の効率を高める必要があると判定し、フラット通電幅を１１０°に対応するように通電幅を増加させるよう進角および通電角を決定する。
　進角・通電角設定部１３８は、例えば、回転速度検出部１３６や電流指令値生成部１３２の出力値と基準を比較して、基準を満たす場合、ＳＲモータ７にトルクが必要な場合と判定し、フラット通電幅を１１０°に対応するように通電幅を減少させるよう進角および通電角を決定する。基準とは、例えば、ＳＲモータ７の回転数が閾値未満であるか否か、アクセル開度が所定値以上か否か等によって設定される。フラット通電幅が１１０°に対応する通電幅は、効率が良く騒音が少ないモードである。
　フラット通電区間が１１０°に対応する通電幅は、フラット通電区間において、オーバーラップ区間がないが、傾斜通電区間をフラット通電区間の両側に設けることで、オーバーラップ区間が設けられる。通電タイミング出力部１４１は、例えば、進角・通電角設定部１３８の出力に基づいて、回転数が所定の閾値以上となる場合、ＳＲモータ７のフラット通電幅を１１０°に対応するように通電幅を減少させる。
　次に、稼働状態に応じたＳＲモータ７の具体的な制御について説明する。モータ制御装置１は、例えば、ＳＲモータ７の回転速度に応じてフラット通電幅を変更する。図７に示されるように、ＳＲモータ７の回転速度が１００［ｒｐｍ］未満のような低速回転時に、最小トルクを増加させるために、通電タイミング出力部１４１は、フラット通電幅を１４０°に変更する。ＳＲモータ７の回転速度が増加し、５００［ｒｐｍ］以上となる場合、ＳＲモータ７の効率を優先して、通電タイミング出力部１４１は、フラット通電幅を１４０°から１１０°に変更する。通電タイミング出力部１４１は、フラット通電幅を１４０°から１１０°または１１０°から１４０°に変更する際に、傾斜区間を設けて急激な変更とならないようにフラット通電幅を徐々に変化させる。
　モータ制御装置１は、例えば、アクセル開度に応じてフラット通電幅を変更してもよい。図８に示されるように、例えば、アクセル開度が８０［％］未満で、車両がＳＲモータ７のトルクが必要のない定速走行している場合などの状態において、ＳＲモータ７の効率を優先して、通電タイミング出力部１４１は、フラット通電幅を１１０°に設定する。車両が定速走行の状態から運転者がアクセルペダル４を踏み込みアクセル開度が８０［％］以上となり車両の加速を要求する場合、ＳＲモータ７にトルクが必要となるため、通電タイミング出力部１４１は、フラット通電幅を１１０°から１４０°に変更する。
　図９に示されるように、モータ制御装置１は、例えば、車両が低速時に登坂する坂道の傾斜度に応じてフラット通電幅を変更してもよい。車両が坂道を登坂する場合、平地と走行する場合に比してアクセル開度とＳＲモータ７の回転速度との関係が異なる。進角・通電角設定部１３８は、アクセル開度とＳＲモータ７の回転速度との関係を示すマップを参照して進角を通電タイミング出力部１４１に出力する。
　通電タイミング出力部１４１は、アクセル開度、ＳＲモータ７の回転速度、進角に基づいて坂道の傾斜を推定する。通電タイミング出力部１４１は、例えば、車両が定速で走行しており、且つ、坂道の傾斜が５°未満の場合フラット通電幅を１１０°に設定する。通電タイミング出力部１４１は、車両が定速で走行しており、且つ、坂道の傾斜が５°以上となる場合フラット通電幅を１４０°に設定する。
　以下に、制御装置１３の電流指令値を補正する処理の流れについて、説明する。図１０は、制御装置１３の電流指令値を補正する処理の流れを示すフローチャートである。
　電流指令値生成部１３２は、アクセル操作検出部５から出力されたアクセル信号に応じて、ＳＲモータ７の励磁コイルＬｕ，Ｌｖ，Ｌｗそれぞれに流す電流の電流指令値を生成する（ステップＳ１００）。電流指令値生成部１３２は、生成した電流指令値を進角・通電角設定部１３８、電流指令値補正部１４２及び指令傾斜幅決定部１３７に出力する。
　回転方向指令生成部１３３は、シフトポジションセンサ６から出力されるシフト信号に基づいてＳＲモータ７の回転方向を取得し、ＳＲモータ７の回転方向を示す回転方向指令信号を生成する（ステップＳ１０２）。電流指令値生成部１３２は、生成した回転方向指令信号を電流指令値補正部１４２に出力する。
　位置検出部１３５は、回転角センサ８が出力する信号に基づいて、ロータ３１の回転角（ロータ３１の回転位置）を検出して、回転速度検出部１３６及び電流指令値補正部１４２に出力する（ステップＳ１０４）。
　進角・通電角設定部１３８は、回転速度検出部１３６および電流指令値生成部１３２の出力値と基準を比較してＳＲモータ７の稼働状態を検出し、基準に応じてフラット通電幅を変更するよう進角および通電角を決定する（ステップＳ１０６）。通電タイミング出力部１４１は、位置検出部１３５から出力されるロータ３１の回転位置と、進角・通電角設定部１３８から出力される進角及び通電角とに基づいて、フラット通電幅を変更する（ステップＳ１０８）。
　指令傾斜幅決定部１３７は、電流指令値生成部１３２から出力される電流指令値と、回転速度検出部１３６から出力されるロータ３１の回転速度と、進角・通電角設定部１３８の進角および通電角とに基づいて、指令値傾斜幅を決定する（ステップＳ１１０）。指令傾斜幅決定部１３７は、決定した指令値傾斜幅を電流指令値補正部１４２に出力する。
　電流指令値補正部１４２は、位置検出部１３５から出力されたロータ３１の回転位置が傾斜通電区間か否かを判定する（ステップＳ１１２）。電流指令値補正部１４２は、ロータ３１の回転位置が傾斜通電区間である場合には、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値を補正する。例えば、電流指令値補正部１４２は、ロータ３１及びステータ３２の突極が対向位置に近い方の相の電流指令値を、式（１）を用いてロータ３１の回転位置に応じて補正する（ステップＳ１１４）。電流指令値補正部１４２は、ロータ３１の回転位置が傾斜通電区間でない場合には、電流指令値生成部１３２から出力された電流指令値を電流制御部１４０に出力する。上記フローチャートで例示した各ステップの順番は、上述したものに限られず、適宜入れ替えられてもよい。
　上述したように、モータ制御装置１は、通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、そのオーバーラップ区間の少なくとも一部の区間において、一方の相と他方の相との少なくともいずれかの相に流す電流を徐々に変化させる。これにより、オーバーラップ区間において発生するトルク変化を低減可能となる。例えば、通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合において実施される、一方の相と他方の相の二相同時通電において、一方の相のコイルの電流指令値を傾斜させることにより、急峻なトルク変化を緩和できる。そして、モータ制御装置１は、ＳＲモータ７の稼働状態に応じて、励磁コイルに通電する通電区間のうち傾斜通電区間を除いたフラット通電区間の長さを変更し、ＳＲモータ７の特性を変化させることができる。
　上述の実施形態において、上述の実施形態において、ダイオード５８～６３は、ＩＧＢＴ、ＦＥＴ及びＢＪＴ等のスイッチング素子に代替されてもよい。
　モータ制御装置１の各部は、ハードウェアにより実現されてもよく、ソフトウェアにより実現されてもよく、ハードウェアとソフトウェアとの組み合わせにより実現されてもよい。また、プログラムが実行されることにより、コンピュータが、モータ制御装置１の一部として機能してもよい。プログラムは、コンピュータ読み取り可能な媒体に記憶されていてもよく、ネットワークに接続された記憶装置に記憶されていてもよい。
　上述した実施形態における制御装置１３をコンピュータで実現するようにしてもよい。その場合、この機能を実現するためのプログラムをコンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録して、この記録媒体に記録されたプログラムをコンピュータシステムに読み込ませ、実行することによって実現してもよい。なお、ここでいう「コンピュータシステム」とは、ＯＳや周辺機器等のハードウェアを含むものとする。また、「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、フレキシブルディスク、光磁気ディスク、ＲＯＭ、ＣＤ－ＲＯＭ等の可搬媒体、コンピュータシステムに内蔵されるハードディスク等の記憶装置のことをいう。さらに「コンピュータ読み取り可能な記録媒体」とは、インターネット等のネットワークや電話回線等の通信回線を介してプログラムを送信する場合の通信線のように、短時間の間、動的にプログラムを保持するもの、その場合のサーバやクライアントとなるコンピュータシステム内部の揮発性メモリのように、一定時間プログラムを保持しているものも含んでもよい。また上記プログラムは、前述した機能の一部を実現するためのものであってもよく、さらに前述した機能をコンピュータシステムにすでに記録されているプログラムとの組み合わせで実現できるものであってもよく、ＦＰＧＡ（Ｆｉｅｌｄ　Ｐｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅ　Ｇａｔｅ　Ａｒｒａｙ）等のプログラマブルロジックデバイスを用いて実現されるものであっても
よい。
　以上、この発明の実施形態について図面を参照して詳述してきたが、具体的な構成はこの実施形態に限られるものではなく、この発明の要旨を逸脱しない範囲の設計等も含まれる。
１　モータ制御装置
７　ＳＲモータ
８　回転角センサ
１３２　電流指令値生成部
１３３　回転方向指令生成部
１３４　電流検出部
１３５　位置検出部
１３６　回転速度検出部
１３７　指令傾斜幅決定部１３８　進角・通電角設定部
１４０　電流制御部
１４２　電流指令値補正部
１４１　通電タイミング出力部
１４３　ゲート駆動部

Claims (4)

  1. 　多相のＳＲモータの各相に対応するコイルの通電を切り替えることにより、前記ＳＲモータを回転駆動するモータ制御装置であって、
    　通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、前記一方の相と前記他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間を設ける通電タイミング出力部と、
    　前記オーバーラップ区間において、前記一方の相と前記他方の相に流す電流を徐々に変化させる電流制御部と、を備え、
    　前記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータの稼働状態に応じて、前記一方の相および前記他方の相に最大値の電流を流すフラット通電区間の長さを変更する、
    モータ制御装置。
  2. 　前記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータにトルクが必要な場合、前記オーバーラップ区間を増加させるように前記フラット通電区間の長さを変更する、
    　請求項１に記載のモータ制御装置。
  3. 　前記通電タイミング出力部は、前記ＳＲモータにおいて効率が優先される場合、前記オーバーラップ区間を減少させるように前記フラット通電区間の長さを変更する、
    　請求項１または２のモータ制御装置。
  4. 　多相のＳＲモータの各相に対応するコイルの通電を切り替えることにより、前記ＳＲモータを回転駆動するモータ制御方法であって、
    　コンピュータが、
    　通電相を一方の相から他方の相に切り替える場合に、前記一方の相と前記他方の相との両方の相に通電するオーバーラップ区間を設け、
    　前記オーバーラップ区間において、前記一方の相と前記他方の相に流す電流を徐々に変化させ、
    　前記ＳＲモータの稼働状態に応じて、前記一方の相および前記他方の相に最大値の電流を流すフラット通電区間の長さを変更する、
    　モータ制御方法。
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