JP5454895B2 - 車両用回転電機 - Google Patents

Description

本発明は、乗用車やトラック等に搭載される車両用回転電機に関する。

従来から、三相インバータ回路に含まれる各スイッチング素子を、他相の相電圧を基準にして所定の遅延時間経過後にオフするようにした車両用三相回転電機用インバータ回路装置が知られている（例えば、特許文献１参照。）。このインバータ回路装置では、スイッチング素子のオン時間を電気角で１２０°〜１８０°まで変化させるようにオフタイミングの設定が行われる。

特開２００４−７９６４号公報

ところで、特許文献１に開示されたインバータ回路装置では、回転数を考慮してオフタイミングを設定しているが、回転変動があった場合にその変動分までは考慮されていないため、回転変動時のオフタイミングの設定精度が悪いという問題があった。例えば、ある時点の回転数がＮであっても、回転数増加中であれば検出した回転数よりもさらに高い回転数に対応したオフタイミングの設定を行う必要があり、反対に、回転数減少中であれば検出した回転数よりもさらに低い回転数に対応したオフタイミングの設定を行う必要がある。

本発明は、このような点に鑑みて創作されたものであり、その目的は、回転変動時に精度よくスイッチング素子のオフタイミングの設定を行うことができる車両用回転電機を提供することにある。

上述した課題を解決するために、本発明の車両用回転電機は、２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、相巻線の相電圧が第１しきい値に達した後第２しきい値に達するまでのダイオード通電期間を検出するダイオード通電期間検出部と、相電圧が第１しきい値に達したダイオード通電開始時点を検出するダイオード通電開始時点検出部とを備え、制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する上アームおよび下アームのいずれかに対応するスイッチング素子のオフタイミングを、第１の相巻線自身の相電圧あるいは第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電圧が第３しきい値を超えた時点から所定時間経過した時点とするとともに、所定時間を２相以上の相巻線のそれぞれに対応する複数のダイオード通電期間の差分に基づいて設定している。ダイオード通電期間の長さやダイオード通電開始時点の位置は回転数に対応しており、２相以上の相巻線に対応するこれらの値を用いることにより、回転変動の程度を予測することが可能になり、精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。しかも、このような差分値を用いることにより、回転変動の程度を正確に把握することができる。
また、本発明の車両用回転電機は、２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、相巻線の相電圧が第１しきい値に達した後第２しきい値に達するまでのダイオード通電期間を検出するダイオード通電期間検出部と、相電圧が第１しきい値に達したダイオード通電開始時点を検出するダイオード通電開始時点検出部とを備え、制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する上アームおよび下アームのいずれかに対応するスイッチング素子のオフタイミングを、第１の相巻線自身の相電圧あるいは第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電圧が第３しきい値を超えた時点から所定時間経過した時点とするとともに、所定時間を２相以上の相巻線のそれぞれに対応する複数のダイオード通電開始時点の間隔の差分に基づいて設定している。ダイオード通電期間の長さやダイオード通電開始時点の位置は回転数に対応しており、２相以上の相巻線に対応するこれらの値を用いることにより、回転変動の程度を予測することが可能になり、精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。しかも、このような差分値を用いることにより、回転変動の程度を正確に把握することができる。

また、本発明の車両用回転電機は、２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、相巻線の相電流の極性が反転した時点を電流のゼロクロス点として検出するゼロクロス検出部とを備え、制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する上アームおよび下アームのいずれかに対応するスイッチング素子のオフタイミングを、第１の相巻線自身の相電流あるいは第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電流に対応するゼロクロス点から所定時間経過した時点とするとともに、所定時間を２相以上の相巻線に対応するゼロクロス点に基づいて設定している。ゼロクロス点の位置は回転数に対応しており、２相以上の相巻線に対応するこの値を用いることにより、回転変動の程度を予測することが可能になり、精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。

また、上述した所定時間は、スイッチング素子をオフした後に、このスイッチング素子に並列接続されたダイオードを通して電流が流れる期間の長さが所定長となるように設定されることが望ましい。ダイオードを通して電流が流れる所定時間の期間を維持することによりスイッチング素子をオフするタイミングを正確に制御することができ、従来よりも整流損失を抑制することができるとともに、バッテリから電機子巻線への電流の逆流を防止することができる。

また、上述した制御部は、２相以上の相巻線のそれぞれに対応する複数のゼロクロス点の間隔の差分に基づいて、所定時間の設定を行うことが望ましい。このような差分値を用いることにより、回転変動の程度を正確に把握することができる。

また、磁気回路的に干渉しあうが電気回路的には干渉しない２つ以上の電機子巻線が備わっている場合に、所定時間の設定は、２つ以上の電機子巻線のそれぞれに対応して別々に行うようにしてもよい。これにより、一の電機子巻線やこれに対応するスイッチング部に生じた不具合によって他の電機子巻線に対応するオフタイミングの設定に影響を及ぼさないようにすることができるため、不具合発生時に一定以上の出力電流を確保することが可能となる。

また、磁気回路的に干渉しあうが電気回路的には干渉しない２つ以上の電機子巻線が備わっている場合に、所定時間の設定は、２つ以上の電機子巻線のそれぞれにおいて検出される情報を互いに共有して行うようにしてもよい。これにより、回転変動を推定するための情報が多くなるため、より精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。

また、上述した所定時間は、回転数が増加したときに、１未満の補正係数を乗じて補正されることが望ましい。あるいは、上述した所定時間は、回転数が減少したときに、１より大きい補正係数を乗じて補正されることが望ましい。また、上述した制御部は、１周期前にオフタイミングを設定するために用いた所定時間に補正係数を乗じて算出した新たな所定時間を用いてオフタイミングの設定を行うことが望ましい。あるいは、上述した所定時間は、回転数が増加したときに、負の値を有する補正値を加算して補正されることが望ましい。また、上述した所定時間は、回転数が減少したときに、正の値を有する補正値を加算して補正されることが望ましい。これにより、回転数の変動をオフタイミングの設定に確実に反映させることができ、より精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。

一実施形態の車両用回転電機の構成を示す図である。 相電圧としきい値電圧との関係を示す図である。 各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するダイオード通電期間に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。 各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するダイオード通電開始時点に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。 各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するスイッチング素子に流れる電流のゼロクロス点に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。 各相巻線に対応させて別々に制御部等を設ける場合の部分的な構成を示す図である。

以下、本発明を適用した一実施形態の車両用回転電機について、図面を参照しながら説明する。図１は、一実施形態の車両用回転電機の構成を示す図である。図１に示すように、本実施形態の車両用回転電機１は、電機子巻線２、３、界磁巻線４、インバータ回路５、６、制御部７、駆動部８、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１、電圧制御装置１２を含んで構成されている。この車両用回転電機１は、電機子巻線２、３に誘起された交流電圧をインバータ回路５、６で整流して得られた直流電力をバッテリ１３や電気負荷（図示せず）に供給する発電動作と、バッテリ１３から供給される直流電圧をインバータ回路５、６によって三相交流電圧に変換して電機子巻線２、３に印加して回転子（図示せず）を回転させる電動動作を選択的に行う。なお、必ずしも発電動作と電動動作の両方を行う必要はなく、発電動作のみを行うようにしてもよい。

電機子巻線２は、多相巻線（例えば三相巻線）であって、電機子鉄心に巻装されて電機子を構成している。発電動作時には電機子巻線２の各相巻線に誘起される交流出力がインバータ回路５に供給される。また、電動動作時には、インバータ回路５によって生成された三相電圧が電機子巻線２の各相巻線に供給される。同様に、電機子巻線３は、多相巻線（例えば三相巻線）であって、電機子鉄心に巻装されて電機子を構成している。例えば、電機子巻線２と電機子巻線３は、電気角で３０°異なる位置に巻装されている。発電動作時には電機子巻線３の各相巻線に誘起される交流出力がインバータ回路６に供給される。また、電動動作時には、インバータ回路６によって生成された三相電圧が電機子巻線３の各相巻線に供給される。界磁巻線４は、界磁極（図示せず）に巻装されて回転子を構成しており、界磁巻線４に界磁電流を流すことにより界磁極が磁化される。

インバータ回路５は、一方の電機子巻線２とバッテリ１３との間に介在し、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームと複数の下アームとからなるブリッジ回路を形成している。具体的には、電機子巻線２は、Ｙ結線されたＵ相巻線、Ｖ相巻線、Ｗ相巻線を有している。Ｕ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ１およびダイオードＤ１と、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ２およびダイオードＤ２とが接続されている。Ｖ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ３およびダイオードＤ３と、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ４およびダイオードＤ４とが接続されている。Ｗ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ５およびダイオードＤ５と、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ６およびダイオードＤ６とが接続されている。

同様に、インバータ回路６は、他方の電機子巻線３とバッテリ１３との間に介在し、ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームと複数の下アームとからなるブリッジ回路を形成している。具体的には、電機子巻線３は、Ｙ結線されたＸ相巻線、Ｙ相巻線、Ｚ相巻線を有している。Ｘ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ７およびダイオードＤ７と、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ８およびダイオードＤ８とが接続されている。Ｙ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ９およびダイオードＤ９と、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ１０およびダイオードＤ１０とが接続されている。Ｚ相巻線に、上アームとしてのスイッチング素子Ｑ１１およびダイオードＤ１１、下アームとしてのスイッチング素子Ｑ１２およびダイオードＤ１２とが接続されている。

上述したスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２は、例えば、一般的な整流回路に用いられているダイオードよりも低損失のＭＯＳ−ＦＥＴが用いられる。また、ＭＯＳ−ＦＥＴを用いた場合には、ダイオードＤ１〜Ｄ１２として寄生ダイオードを利用することができる。

制御部７は、インバータ回路５、６に含まれるスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２のそれぞれのオンオフタイミングを決定する。駆動部８は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２を駆動するドライバ回路であり、制御部７によって決定されたオンオフタイミングでスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２を駆動する。この制御部７は、ＣＰＵで所定の制御プログラムを実行することにより実現可能であるが、回路素子からなるハードウエアロジックによって構成するようにしてもよい。

ダイオード通電期間検出部９は、ダイオードＤ１〜Ｄ１２のそれぞれに電流が流れる期間（ダイオード通電期間）を検出する。具体的には、上アームのスイッチング素子Ｑ１については、スイッチング素子Ｑ１がオフのときにＵ相巻線の電圧がバッテリ電圧よりも所定電圧（ダイオードの順方向電圧分を超えないようにこの所定電圧は設定される）だけ高い第１しきい値を超えてから、バッテリ電圧よりも低い第２しきい値に達するまでの期間がダイオード通電期間として検出される。

図２は、相電圧としきい値電圧との関係を示す図である。図２において、Ｖは相電圧を、ＶＢはバッテリ電圧を、Ｖ１は第１しきい値を、Ｖ２は第２しきい値を、Ｖ３は第３しきい値を示している。例えば、上アームのスイッチング素子やダイオードに電流が流れる場合について考えるものとする。また、ダイオードの順方向電圧をＶＤとする。

相電圧Ｖが次第に上昇してバッテリ電圧ＶＢを超える場合を考えると、スイッチング素子がオフしている場合には、相電圧ＶがＶＢ＋ＶＤを超えるまでは相電流が流れない。また、相電圧ＶＢがＶＢ＋ＶＤを超える場合にはダイオードを通して相電流が流れるため、ダイオードのアノード側の電位はそれ以上上昇せずに相電圧ＶがＶＢ＋ＶＤに固定される。その後、再び、相電圧ＶがＶＢ＋ＶＤよりも低くなると、ダイオードを介して流れていた相電流が停止し、ダイオードのアノード側の電位（相電圧Ｖ）が次第に低下する。図２では、この相電圧Ｖの変化の様子が示されている。したがって、正確にはダイオードを通して電流が流れるダイオード通電期間は、図２にＡで示した範囲であるが、本実施形態では、その開始時点を第１しきい値を用いて検出し、終了時点を第２しきい値を用いて検出した範囲Ｂをダイオード通電期間として用いている。

実際には、相電圧Ｖが第３しきい値Ｖ３を超えるとスイッチング素子がオンされるため、以後、相電流はこのスイッチング素子を通して流れる（図２では、この様子が点線で示されている）。しかも、ＭＯＳ−ＦＥＴで形成されたスイッチング素子のオン時の両端電圧は０．１Ｖ程度であってＶＤよりも小さいため、スイッチング素子がオンされた後は相電圧ＶはほぼＶＢ＋０．１Ｖに固定され、ＶＢ＋ＶＤには達しない。このようにして相電圧がＶＢ＋０．１Ｖに低下した際に、ダイオード通電期間の終了時点を誤検出しないように、第２しきい値Ｖ２がバッテリ電圧ＶＢよりも低い値に設定されている。

このように、第１しきい値Ｖ１に達した後に第２しきい値Ｖ２に達するまでの「ダイオード通電期間」には、電流が流れていない期間やスイッチング素子を介して電流が流れる期間も含まれる。また、相電圧Ｖが第３しきい値に達したときにスイッチング素子がオンされて相電圧ＶがＶＢ＋０．１Ｖに固定されるが、この際の検出遅れや制御遅れがあるため、実際には相電圧ＶがＶＢ＋０．１Ｖよりも高い値まで上昇する。このため、第１しきい値Ｖ１と第３しきい値Ｖ３は、ＶＢ〜ＶＢ＋ＶＤの範囲であれば、同じ値に設定しても異なる値に設定してもよい。

なお、本実施形態（特に後述する第３および図４に示す例）では、他相のスイッチング素子をオフする基準を決めるしきい値を「第３しきい値」とし、他相のスイッチング素子をオンするタイミング（このタイミングを決めるしきい値を「第４しきい値」としている）を他相のスイッチング素子をオフするタイミングとして用いているため、第３のしきい値と第４のしきい値が同じであるとしてこれらをまとめて「第３しきい値」としている。したがって、これらのタイミングを異ならせる場合、あるいは、厳密な表現を用いる場合には、相電圧Ｖが第３しきい値Ｖ３とは異なる第４しきい値Ｖ４（これらの値は同じであっても異なってもよい）を超えるとスイッチング素子がオンされるということになる。この第４のしきい値Ｖ４は、第１しきい値Ｖ１と同様に、ＶＢ〜ＶＢ＋ＶＤの範囲内で設定される。また、第１〜第４しきい値Ｖ１〜Ｖ４のそれぞれは、各相巻線の起電圧のバラツキにあわせて、各相毎に値を調整することが望ましい。

また、図２では上アームのスイッチング素子やダイオードについて説明したが、下アームのスイッチング素子やダイオードについては各しきい値の極性を反転させることで（−ＶＢ、−Ｖ１、−Ｖ２、−Ｖ３等）、基本的に同様に考えることができる。

ダイオード通電開始時点検出部１０は、ダイオードＤ１〜Ｄ１２に電流が流れ始める時点（ダイオード通電開始時点）を検出する。上述したように、上アームのスイッチング素子Ｑ１については、スイッチング素子Ｑ１がオフのときにＵ相巻線の電圧がバッテリ電圧よりも所定電圧だけ高い第１しきい値を超えた時点がダイオード通電開始時点として検出される。

ゼロクロス検出部１１は、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２のそれぞれがオンされているときに、このスイッチング素子を通して流れる電流の向きが反転する時点（例えば、スイッチング素子を通してバッテリ１３に電流が供給される場合の電流の向きを「正」としたときに、電流の向きが正から負に反転するゼロクロス点）を検出する。

上述したダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１の動作は、ダイオードＤ１〜Ｄ１２、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２のそれぞれについて別々に行われる。

電圧制御装置１２は、スイッチング素子（図示せず）を断続制御することにより、界磁巻線４に流れる界磁電流を制御する。例えば、発電動作時には、車両用回転電機１の出力電圧（あるいはバッテリ電圧）が所定の調整電圧となるように界磁電流が制御される。

本実施形態の車両用回転電機１はこのような構成を有しており、次にその動作を説明する。上述したように、制御部７によってスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ１２をオンするタイミングとオフするタイミングが決定されるが、各スイッチング素子のオン期間は回転子の回転数にあわせて設定する必要がある。本実施形態では、各スイッチング素子をオフするタイミングを、２相以上の相巻線に対応するダイオード通電期間、ダイオード通電開始時点、ゼロクロス点のいずれかを用いて設定している。以下、それぞれの設定方法について説明する。

（１）ダイオード通電期間に基づいてオフタイミングを設定する場合
図３は、各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するダイオード通電期間に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。図３には、一方の電機子巻線２の相電圧とインバータ回路５の各スイッチング素子のオフタイミングとの関係が示されているが、他方の電機子巻線３の相電圧とインバータ回路６の各スイッチング素子のオフタイミングとの関係についても同じである。この点については、後述する図４についても同じである。

図３において、ＶｕはＵ相巻線に誘起される相電圧を、ＶｖはＶ相巻線に誘起される相電圧を、ＶｗはＷ相巻線に誘起される相電圧をそれぞれ示している。ＶＢはバッテリ電圧を、Ｖ１は第１しきい値を、Ｖ２は第２しきい値をそれぞれ示している。また、Ｖ３は第３しきい値を示している。例えば、各スイッチング素子は、以下の１）〜６）の順番で、電気角で６０°間隔でオンされる。その後、同じ動作が繰り返される。
１）Ｕ相上アームのスイッチング素子Ｑ１：Ｕ相巻線の相電圧Ｖｕがバッテリ電圧ＶＢよりも高い第３しきい値（Ｖ３）を越えた時点でオンされる。
２）Ｗ相下アームのスイッチング素子Ｑ６：Ｗ相巻線の相電圧Ｖｗがバッテリ電圧−ＶＢよりも低い第３しきい値（−Ｖ３）を下回った時点でオンされる。
３）Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｑ３：Ｖ相巻線の相電圧Ｖｖがバッテリ電圧ＶＢよりも高い第３しきい値（Ｖ３）を越えた時点でオンされる。
４）Ｕ相下アームのスイッチング素子Ｑ２：Ｕ相巻線の相電圧Ｖｕがバッテリ電圧−ＶＢよりも低い第３しきい値（−Ｖ３）を下回った時点でオンされる。
５）Ｗ相上アームのスイッチング素子Ｑ５：Ｗ相巻線の相電圧Ｖｗがバッテリ電圧ＶＢよりも高い第３しきい値（Ｖ３）を越えた時点でオンされる。
６）Ｖ相下アームのスイッチング素子Ｑ４：Ｖ相巻線の相電圧Ｖｖがバッテリ電圧−ＶＢよりも低い第３しきい値（−Ｖ３）を下回った時点でオンされる。

なお、上述したように、第３しきい値は、バッテリ電圧ＶＢにダイオードＤ１等の順方向電圧降下分を加算した電圧を超えない範囲（マイナス側についてはバッテリ電圧−ＶＢから上記順方向電圧降下分を減算した電圧を下回らない範囲）で設定されている。これにより、ダイオードＤ１等を介して電流が流れる時点とほぼ同時にスイッチング素子Ｑ１等をオンすることができ、ダイオードよりも低損失のスイッチング素子を介して電流を流すことができる。このように、各スイッチング素子は、自相の相電圧に基づいてオンタイミングが決定される。この相電圧の検出やオンタイミングの設定は制御部７によって行われる。

一方、各スイッチング素子のオフタイミングは、自相の相電圧に基づいて決定するのではなく、他相の相電圧に基づいて設定された他相のスイッチング素子のオンタイミングを基準にして、この基準に所定時間を加算することで決定される。しかも、この所定時間は、２相以上の相巻線に対応する複数のダイオード通電期間に基づいて補正が行われる。

一般に、各スイッチング素子のオンタイミングは、各相電圧に基づいて決定されるため、車両用発電機１の回転数に応じて適切な設定が行われる。しかし、オフタイミングについては、上記基準は回転数に応じて適切に設定されるが、上記所定時間は回転数に応じて適宜変更する必要がある。例えば、回転数が高くなれば所定時間を短くしてオフタイミングを早くする必要があり、反対に回転数が低くなれば所定時間を長くしてオフタイミングを遅くする必要がある。このため、本実施形態では、上記の所定時間を、２相以上の相巻線に対応する複数のダイオード通電期間に基づいて補正している。

以下、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを設定する場合について説明を行うが、他のスイッチング素子についても同様である。

スイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを設定する際に基準となるのは、スイッチング素子Ｑ３がオフされる直前にオンされるＵ相下アームのスイッチング素子Ｑ２のオンタイミングである。この基準位置をｔ０とすると、基準位置ｔ０から所定時間Ｔが経過した時点ｔ１がスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングとして設定される。このオフタイミングは、スイッチング素子Ｑ３のダイオード通電期間がその後終了するように、すなわち、スイッチング素子Ｑ３がオフになった後にダイオードＤ３を通して電流が流れる期間が存在するように設定される。また、このオフタイミング後にダイオードＤ３を通して電流が流れる期間が、回転数に関係なく一定、あるいは所定時間以上となるようにこのオフタイミングが設定される。

また、上記の所定時間Ｔは、回転数が一定であれば、スイッチング素子Ｑ３の１周期前のオフタイミング設定で用いた所定時間Ｔ（この１周期前の設定で用いた所定時間をＴ０とする）と同じであるが、回転数変動を考慮して、この所定時間Ｔ０に補正係数αを乗じて補正した後の所定時間Ｔが設定される。補正係数αは、以下のようにして決定される。

ΔＸ０〜ΔＸ５を以下のように定義する。
・ΔＸ０：１周期前のＶ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_VU）が、その直前のＷ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_WL）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_VU−Ｔ_WL）
・ΔＸ１：１周期未満のＵ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_UL）が、その直前のＶ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_VU）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_UL−Ｔ_VU）
・ΔＸ２：１周期未満のＷ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_WU）が、その直前のＵ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_UL）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_WU−Ｔ_UL）
・ΔＸ３：１周期未満のＶ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_VL）が、その直前のＷ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_WU）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_VL−Ｔ_WU）
・ΔＸ４：１周期未満のＵ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_UU）が、その直前のＶ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_VL）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_UU−Ｔ_VL）
・ΔＸ５：１周期未満のＷ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_WL）が、その直前のＵ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_UU）に対してどの程度変化したかを示す差分値（Ｔ_WL−Ｔ_UU）。

上述したΔＸ０〜ΔＸ５は、直前の１周期分のダイオード通電期間の変化を、接近する２つのダイオード通電期間に基づいて算出したものであり、ΔＸ５が最も直近の値であり、ΔＸ０が１周期前の最も古い値となっている。ΔＸ０〜ΔＸ５は制御部７によって算出される。

（設定例１）
ΔＸ０〜ΔＸ５の平均値を算出し、この平均値に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この平均値を用いて補正係数αを設定する。例えば、平均値が０の場合（回転変動がない場合）には補正係数αが１に設定される。平均値が負の場合とは回転数が増加した場合であって、補正係数αが平均値の絶対値に応じて１より小さい値に設定される。反対に、平均値が正の場合とは回転数が減少した場合であって、補正係数αが平均値に応じて１より大きい値に設定される。なお、ΔＸ０〜ΔＸ５の全ての値を用いて平均値を計算するのではなく、直近の一部の値を用いて平均値を計算するようにしてもよい。

（設定例２）
直近の値ΔＸ５とΔＸ４の差分（ΔＸ５−ΔＸ４）を算出し、この差分に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この差分は、ダイオード通電期間の変化量がどのように変化したかを示すものであるため、回転数の変化が一定ではなく、回転数が加速度的に増加あるいは減少しているか否かを判定することができる。例えば、ΔＸ５とΔＸ４のそれぞれが正の値を有し、これらの差分が正の値を有する場合には加速度的に回転数が減少していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より大きい値に設定される。反対に、ΔＸ５とΔＸ４のそれぞれが負の値を有し、これらの差分が負の値を有する場合には加速度的に回転数が増加していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より小さい値に設定される。

（設定例３）
ΔＸ０〜ΔＸ５の変化率を算出し、この変化率に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この変化率を用いることにより、回転数が加速度的に増加あるいは減少しているかが判定可能であり、上述した設定例２の場合と同様に補正係数αの値をこの変化率に応じて設定することができる。

（その他の設定例）
基本的には、１周期以内に取得した自相あるいは他相を含む２相以上のダイオード通電期間を用いることにより、回転数の変動の様子がわかるため、任意の２相以上のダイオード通電期間を用いて補正係数αの値を設定することができる。例えば、直近のダイオード通電期間であるＷ相下アームのダイオード通電期間（Ｔ_WL）と、その直前のダイオード通電期間であるＵ相上アームのダイオード通電期間（Ｔ_UU）を用いて、その時点における回転数と回転変動率を求めて補正係数αを設定するようにしてもよい。

（変形例）
なお、上述した説明では、補正係数αを所定時間Ｔ０に乗じて補正後の所定時間Ｔを設定したが、補正係数αの代わりに補正値αを用い、１周期前の所定時間Ｔ０と目標値との差分として補正値αを用いて所定時間Ｔ０に加算あるいは減算して補正後の所定時間Ｔを設定するようにしてもよい。すなわち、各スイッチング素子のオフタイミングは、他相のスイッチング素子のオンタイミングからの電気角で示すことができるが、この電気角と等価である所定時間Ｔは、回転数に応じて変化する値となる。したがって、回転数が高い場合には所定時間Ｔは小さい値となり、同じ回転数でも回転数が増加中の場合にはこの所定時間Ｔはさらに小さい値に設定する必要がある。反対に、回転数が低い場合には所定時間Ｔは大きい値となり、同じ回転数でも回転数が減少中の場合にはこの所定時間Ｔはさらに大きい値に設定する必要がある。例えば、１周期前の所定時間Ｔ０に補正値αを加算して補正後の所定時間Ｔを設定する場合を考えると、１周期前の時点に対して回転変動がない場合には補正値αが０に設定される。一方、回転数が増加した場合にはその増加の程度に応じて絶対値が大きな負の値に補正値αが設定される。反対に、回転数が減少した場合にはその減少の程度に応じて絶対値が大きな正の値に補正値αが設定される。

（２）ダイオード通電開始時点に基づいてオフタイミングを設定する場合
図４は、各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するダイオード通電開始時点に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ、第１しきい値、第２しきい値、第３しきい値の意味や、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオンタイミングについては図３に示した例と同じであり、これらについての説明は省略する。

以下、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを設定する場合について説明を行うが、他のスイッチング素子についても同様である。

スイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを設定する際に基準となるのは、スイッチング素子Ｑ３がオフされる前にオンされるＵ相下アームのスイッチング素子Ｑ２（オンタイミングがスイッチング素子Ｑ３の次に到来するＵ相下アームのスイッチング素子Ｑ２）のオンタイミングである。この基準位置をｔ０とすると、基準位置ｔ０から所定時間Ｔが経過した時点ｔ１がスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングとして設定される。このオフタイミングは、スイッチング素子Ｑ３のダイオード通電期間がその後終了するように、すなわち、スイッチング素子Ｑ３がオフになった後にダイオードＤ３を通して電流が流れる期間が存在するように設定される。

また、上記の所定時間Ｔは、回転数が一定であれば、スイッチング素子Ｑ３の１周期前のオフタイミング設定で用いた所定時間Ｔ（この１周期前の設定で用いた所定時間をＴ０とする）と同じであるが、回転数変動を考慮して、この所定時間Ｔ０に補正係数αを乗じて補正した後の所定時間Ｔが設定される。ここまでについては、上述した「（１）ダイオード通電期間に基づいてオフタイミングを設定する場合」と基本的に同じである。今回は、補正係数αは、以下のようにして決定される。

ΔＹ０〜ΔＹ５を以下のように定義する。
・ΔＹ０：１周期前のＵ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_UL）から次のＷ相上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_WU）までの時間（ｔ_WU−ｔ_UL）
・ΔＹ１：１周期未満のＷ相上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_WU）から次のＶ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_VL）までの時間（ｔ_VL−ｔ_WU）
・ΔＹ２：１周期未満のＶ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_VL）から次のＵ相上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_UU）までの時間（ｔ_UU−ｔ_VL）
・ΔＹ３：１周期未満のＵ相上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_UU）から次のＷ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_WL）までの時間（ｔ_WL−ｔ_UU）
・ΔＹ４：１周期未満のＷ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_WL）から次のＶ上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_VU）までの時間（ｔ_VU−ｔ_WL）
・ΔＹ５：１周期未満のＶ上アームのダイオード通電開始時点（ｔ_VU）から次のＵ相下アームのダイオード通電開始時点（ｔ_UL）までの時間（ｔ_UL−ｔ_VU）。

上述したΔＹ０〜ΔＹ５は、直前の１周期分のダイオード通電開始時点の間隔を、隣接する２つのダイオード通電開始時点に基づいて算出したものであり、ΔＹ５が最も直近の値であり、ΔＹ０が１周期前の最も古い値となっている。ΔＹ０〜ΔＹ５は制御部７によって算出される。

（設定例１）
ΔＹ０〜ΔＹ５の平均値を算出し、この平均値に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この平均値を用いて補正係数αを設定する。ダイオード通電開始時点の間隔を示すΔＹ０等は、車両用回転電機１の回転数に対応しており、回転数が減少すると大きくなり、回転数が増加すると小さくなる。平均値が大きい場合とは回転数が減少した場合であって、補正係数αが平均値に応じて１より大きい値に設定される。反対に、平均値が小さい場合とは回転数が増加した場合であって、補正係数αが平均値に応じて１より小さい値に設定される。なお、ΔＹ０〜ΔＹ５の全ての値を用いて平均値を計算するのではなく、直近の一部の値を用いて平均値を計算するようにしてもよい。また、平均値が小さい／大きいとは、１周期前の平均値を基準にしている。

（設定例２）
直近の値ΔＹ５とΔＹ４の差分（ΔＹ５−ΔＹ４）を算出し、この差分に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この差分は、ダイオード通電開始時点の間隔がどのように変化したかを示すものであるため、回転数が増加あるいは減少しているか否かを判定することができる。例えば、ΔＹ５とΔＹ４の差分が正の値を有する場合には回転数が減少していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より大きい値に設定される。反対に、ΔＹ５とΔＹ４の差分が負の値を有する場合には回転数が増加していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より小さい値に設定される。上述した差分は、３つ以上の値のそれぞれについて求めるようにしてもよい。

（設定例３）
ΔＹ０〜ΔＹ５の変化率を算出し、この変化率に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ０を補正して今回の所定時間Ｔを設定する。この変化率を用いることにより、回転数が増加あるいは減少しているかが判定可能であり、上述した設定例２の場合と同様に補正係数αの値をこの変化率に応じて設定することができる。

（その他の設定例）
基本的には、１周期以内に取得した自相あるいは他相を含む２相以上のダイオード通電開始時点を用いることにより、回転数の変動の様子がわかるため、任意の２相以上のダイオード通電開始時点を用いて補正係数αの値を設定することができる。また、補正係数αの代わりに上述した補正値αを用いて１周期前の所定時間Ｔ０に加算（あるいは減算）して補正後の所定時間Ｔを求めるようにしてもよい。

（３）ゼロクロス点に基づいて設定する場合
上述した「（１）ダイオード通電期間に基づいてオフタイミングを設定する場合」では、各スイッチング素子をオフした後にこのスイッチング素子と並列接続されたダイオード（寄生ダイオード）を通して電流が流れるようにオフタイミングを設定したため、ダイオード通電期間の終了時点を検出することができたが、オフタイミング近傍でダイオード通電期間を設けない場合（例えば、ダイオード通電期間の終了時点とほぼ同時にスイッチング素子をオフする場合や、効率改善等を目的にダイオード通電期間の終了時点よりも遅れたタイミングでスイッチング素子をオフする場合など）には、ダイオード通電期間の終了時点を検出することができない。このような場合には、相電圧に応じてダイオード通電期間を検出するのではなく、相電流（相巻線に流れる電流）のゼロクロス点を検出してそれを基準として各スイッチング素子のオフタイミングを設定するようにしてもよい。例えば、上アームのスイッチング素子を通して流れる電流が正から負（下アームのスイッチング素子の場合は負から正）に反転するゼロクロス点を検出し、このゼロクロス点を基準にして、所定時間後にこのスイッチング素子をオフしたり、別の所定時間後に別のスイッチング素子をオンしたりする場合が考えられる。このような場合に用いる「所定時間」についても回転数に応じた補正が必要であり、補正係数を用いて補正を行う基本的な考え方自体は、上述した「（１）ダイオード通電期間に基づいてオフタイミングを設定する場合」や「（２）ダイオード通電開始時点に基づいてオフタイミングを設定する場合」と共通する。

図５は、各スイッチング素子のオフタイミングを２相以上の相巻線に対応するスイッチング素子に流れる電流のゼロクロス点に基づいて設定する場合の動作タイミングを示す図である。図４には、一方の電機子巻線２の相電流とインバータ回路５のスイッチング素子Ｑ３、Ｑ４のオン／オフタイミングとの関係が示されているが、他方の電機子巻線３の相電流とインバータ回路６の各スイッチング素子のオン／オフタイミングとの関係についても同じである。また、図５において、ＩｕはＵ相巻線に流れる相電流を、ＩｖはＶ相巻線に流れる相電流を、ＩｗはＷ相巻線に流れる相電流をそれぞれ示している。

以下、Ｖ相上アームのスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングと下アームのスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングを設定する場合について説明を行うが、他のスイッチング素子についても同様である。

スイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを設定する際に基準となるのは、スイッチング素子Ｑ３自身の相電流のゼロクロス点（電流値が正から負に反転する時点）である。この基準位置をｔ０とすると、基準位置ｔ０から所定時間Ｔ１が経過した時点ｔ１がスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングとして設定される。また、この基準位置ｔ０から所定時間Ｔ２が経過した時点ｔ２が同じＶ相巻線の下アームのスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングとして設定される。

また、上記の所定時間Ｔ１は、回転数が一定であれば、スイッチング素子Ｑ３の１周期前のオフタイミング設定で用いた所定時間Ｔ１（この１周期前の設定で用いた所定時間をＴ１０とする）と同じであるが、回転数変動を考慮して、この所定時間Ｔ１０に補正係数α１を乗じて補正した後の所定時間Ｔ１が設定される。同様に、上記の所定時間Ｔ２は、回転数が一定であれば、スイッチングＱ４の１周期前のオンタイミング設定で用いた所定時間Ｔ２（この１周期前の設定で用いた所定時間をＴ２０とする）と同じであるが、回転数変動を考慮して、この所定時間Ｔ２０に補正係数α２を乗じて補正した後の所定時間Ｔ２が設定される。補正係数α１、α２は、以下のようにして決定される。

ΔＺ０〜ΔＺ５を以下のように定義する。
・ΔＺ０：１周期前のＶ相上アームのゼロクロス点（ｔ_VU）から次のＵ相下アームのゼロクロス点（ｔ_UL）までの時間（ｔ_UL−ｔ_VU）
・ΔＺ１：１周期未満のＵ相下アームのゼロクロス点（ｔ_UL）から次のＷ相上アームのゼロクロス点（ｔ_WU）までの時間（ｔ_WU−ｔ_UL）
・ΔＺ２：１周期未満のＷ相上アームのゼロクロス点（ｔ_WU）から次のＶ相下アームのゼロクロス点（ｔ_VL）までの時間（ｔ_VL−ｔ_WU）
・ΔＺ３：１周期未満のＶ相下アームのゼロクロス点（ｔ_VL）から次のＵ相上アームのゼロクロス点（ｔ_UU）までの時間（ｔ_UU−ｔ_VL）
・ΔＺ４：１周期未満のＵ相上アームのゼロクロス点（ｔ_UU）から次のＷ相下アームのゼロクロス点（ｔ_WL）までの時間（ｔ_WL−ｔ_UU）
・ΔＺ５：１周期未満のＷ相下アームのゼロクロス点（ｔ_WL）から次のＶ相上アームのゼロクロス点（ｔ_VU）までの時間（ｔ_VU−ｔ_WL）。

上述したΔＺ０〜ΔＺ５は、直前の１周期分のゼロクロス点の間隔を、隣接する２つのゼロクロス点に基づいて算出したものであり、ΔＺ５が最も直近の値であり、ΔＺ０が１周期前の最も古い値となっている。ΔＺ０〜ΔＺ５は制御部７によって算出される。

（設定例１）
ΔＺ０〜ΔＺ５の平均値を算出し、この平均値に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ１０、Ｔ２０を補正して今回の所定時間Ｔ１、Ｔ２を設定する。この平均値を用いて補正係数α１、α２を設定する。ゼロクロス点の間隔を示すΔＺ０等は、車両用回転電機１の回転数に対応しており、回転数が減少すると大きくなり、回転数が増加すると小さくなる。平均値が大きい場合とは回転数が減少した場合であって、補正係数α１、α２が平均値に応じて１より大きい値に設定される。反対に、平均値が小さい場合とは回転数が増加した場合であって、補正係数α１、α２が平均値に応じて１より小さい値に設定される。なお、ΔＺ０〜ΔＺ５の全ての値を用いて平均値を計算するのではなく、直近の一部の値を用いて平均値を計算するようにしてもよい。また、平均値が小さい／大きいとは、１周期前の平均値を基準にしている。

（設定例２）
直近の値ΔＺ５とΔＺ４の差分（ΔＺ５−ΔＺ４）を算出し、この差分に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ１０、Ｔ２０を補正して今回の所定時間Ｔ１、Ｔ２を設定する。この差分は、ゼロクロス点の間隔がどのように変化したかを示すものであるため、回転数が増加あるいは減少しているか否かを判定することができる。例えば、ΔＺ５とΔＺ４の差分が正の値を有する場合には回転数が減少していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より大きい値に設定される。反対に、ΔＺ５とΔＺ４の差分が負の値を有する場合には回転数が増加していることを示している。この場合には、補正係数の値が差分の値に応じて１より小さい値に設定される。上述した差分は、３つ以上の値のそれぞれについて求めるようにしてもよい。

（設定例３）
ΔＺ０〜ΔＺ５の変化率を算出し、この変化率に基づいて１周期前に用いた所定時間Ｔ１０、Ｔ２０を補正して今回の所定時間Ｔ１、Ｔ２を設定する。この変化率を用いることにより、回転数が増加あるいは減少しているかが判定可能であり、上述した設定例２の場合と同様に補正係数α１、α２の値をこの変化率に応じて設定することができる。

（その他の設定例）
基本的には、１周期以内に取得した自相あるいは他相を含む２相以上のゼロクロス点を用いることにより、回転数の変動の様子がわかるため、任意の２相以上のゼロクロス点を用いて補正係数α１、α２の値を設定することができる。また、補正係数α１、α２の代わりに上述した補正値α（今回は補正係数が２つなので補正値も２つでα１、α２）を用いて１周期前の所定時間Ｔ０に加算（あるいは減算）して補正後の所定時間Ｔを求めるようにしてもよい。

このように、本実施形態の車両用回転電機１では、ダイオード通電期間やダイオード通電開始時点、ゼロクロス点を検出してこれらに基づいてスイッチング素子のオフタイミングの設定を行っている。一般に、ダイオード通電期間の長さや、ダイオード通電開始時点あるいはゼロクロス点の位置は回転数に対応しており、２相以上の相巻線に対応するこれらの値を用いることにより、回転変動の程度を予測することが可能になり、精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。

また、スイッチング素子をオフした後に、このスイッチング素子に並列接続されたダイオードを通して電流が流れる期間の長さが所定長となるようにオフタイミングを設定することにより、スイッチング素子に比べて損失が大きいダイオードを通して電流が流れる時間を一定、あるいは所定時間以上にすることが可能になり、回転数に応じて損失が変動することを抑えることができる。

特に、複数のダイオード通電期間の差分や、複数のダイオード通電開始時点の間隔の差分、複数のゼロクロス点の間隔の差分に基づいて所定時間を設定することにより、回転変動の程度を正確に把握することができる。

また、本実施形態において説明したように、磁気回路的に干渉しあうが電気回路的には干渉しない２つの電機子巻線２、３が備わっている場合に、所定時間の設定を、これら２つの電機子巻線２、３のそれぞれに対応して別々に行うことにより、一方に生じた不具合によって他方におけるオフタイミングの設定に影響を及ぼさないようにすることができるため、不具合発生時に一定以上の出力電流を確保することが可能となる。

なお、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の要旨の範囲内において種々の変形実施が可能である。例えば、上述した実施形態では、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１を全て備えるようにしたが、オフセットタイミングを設定するためにはこれらの中の一つを選択的に用いればよいため、オフセットタイミングの設定に用いなかった構成については省略するようにしてもよい。また、ダイオード通電期間を検出するためにはダイオード通電開始時点を検出する必要があるため、ダイオード通電開始時点検出部１０の機能をダイオード通電期間検出部９に持たせて、ダイオード通電開始時点検出部１０を省略するようにしてもよい。

また、図１では、２つのスイッチング部５、６の全体に１組の制御部７、駆動部８、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１が対応するように図示したが、２つのスイッチング部５、６のそれぞれに対して別々に制御部７、駆動部８、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１を対応させて設けたり、各相巻線に対応させて別々に制御部７、駆動部８、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１を設けるようにしてもよい。

図６は、各相巻線に対応させて別々に制御部７等を設ける場合の部分的な構成を示す図である。図６に示す構成では、Ｕ相巻線に対応する上アームおよび下アームのスイッチング素子Ｑ１、Ｑ２およびダイオードＤ１、Ｄ２に対応するように、制御部７、駆動部８、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１からなる制御回路２０が設けられている。なお、上述したように、ダイオード通電期間検出部９、ダイオード通電開始時点検出部１０、ゼロクロス検出部１１は全てを備える必要はなく、選択的に１つあるいは２つを備えるようにしてもよい。また、同じ構成の制御回路２０が他の相巻線のそれぞれに対応させて設けられている。このように、各相巻線毎に制御回路２０を設ける場合には、この制御回路２０と上アームおよび下アームのスイッチング素子およびダイオードの全体をモジュール化して１つの半導体パッケージで実現することができ、スイッチング部５、６およびその制御機構の製造や組み付けが容易となる利点がある。

また、上述した実施形態では、電機子巻線２のＵ相、Ｖ相、Ｗ相の全てについてダイオード通電期間やダイオード通電開始時点あるいはゼロクロス点を検出して補正係数αや補正値αを決定するようにしたが、これら３相の中の２相を用いて補正係数αや補正値αを決定するようにしてもよい。例えば、Ｕ相とＶ相のみを用いる場合には、ダイオード通電期間については上述したΔＸ１とΔＸ４のみを用いればよい。また、ダイオード通電開始時点については上述したΔＹ２とΔＹ５のみを用いればよい。さらに、ゼロクロス点については上述したΔＺ０とΔＺ３のみを用いればよい。これにより、処理内容および構成の簡略化が可能となる。

また、上述した実施形態では、２つの電機子巻線２、３と２つのインバータ回路５、６とを備える車両用回転電機１について本発明を適用したが、電機子巻線とインバータ回路を一つずつ備える車両用回転電機についても本発明を適用することができる。

また、上述した実施形態では、一方の電機子巻線２とインバータ回路５の組み合わせにおいて各スイッチング素子のオフタイミングを設定する動作と、これらと磁気回路的には干渉しあうが電気回路的には干渉しあわない他方の電機子巻線３とインバータ回路６の組み合わせにおいて各スイッチング素子のオフタイミングを設定する動作とを別々に行うようにしたが、回転数変動を検出するために用いられるダイオード通電期間、ダイオード通電開始時点、ゼロクロス点などの情報を互いに共有するようにしてもよい。具体的には、一方の電機子巻線２とインバータ回路５の組み合わせにおける各スイッチング素子のオフタイミングの設定を、自身のΔＸ０〜ΔＸ５、ΔＹ０〜ΔＹ５、ΔＺ０〜ΔＺ５等の情報と他方の電機子巻線３とインバータ回路６との組み合わせにおいて得られた同様の情報とを用いて行うようにしてもよい。同様に、他方の電機子巻線３とインバータ回路６の組み合わせにおける各スイッチング素子のオフタイミングの設定を、自身のΔＸ０〜ΔＸ５、ΔＹ０〜ΔＹ５、ΔＺ０〜ΔＺ５等の情報と一方の電機子巻線２とインバータ回路５との組み合わせにおいて得られた同様の情報とを用いて行うようにしてもよい。回転変動を推定するための情報が増えるため、回転変動を正確に予測することができ、オフタイミングの設定精度を向上させることができる。

また、互いに情報を共有する場合に、例えば、一方のスイッチング部５に対応する各スイッチング素子のオフタイミングを決めるために基準となる他相のスイッチング部のオンタイミングとして、他方のスイッチング部６に対応する電機子巻線３の各相（Ｘ相、Ｙ相、Ｚ相）のいずれかに対応するスイッチング素子のオンタイミングを用いるようにしてもよい。

また、上述した実施形態では、電機子巻線とスイッチング部の組を２組備えたが３組以上を備える車両用回転電機についても本発明を適用することができる。

また、上述した図３および図４を用いた説明では、ある相巻線（第１の相巻線）に対応するスイッチング素子のオフタイミングの基準位置を他の相巻線（第２の相巻線）の相電圧が第３しきい値を超えた時点に設定したが、この基準位置を第１の相巻線自身の相電圧が第３しきい値を超えた時点とし、この基準位置から所定時間Ｔ’経過したときにスイッチング素子をオフするようにしてもよい。例えば、Ｖ相巻線に対応する上アームのスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングを決める基準位置をこのＶ相巻線自身の相電圧が第３しきい値Ｖ３に達した時点とし、この基準位置から所定時間Ｔ’（図３あるいは図４参照）経過したときにスイッチング素子Ｑ３をオフする場合が考えられる。所定時間Ｔと同様に、この所定時間Ｔ’についても回転変動にあわせて値を補正する必要がある。

また、上述した図５を用いた説明では、Ｖ相巻線に対応する下アームのスイッチング素子Ｑ３のオフタイミングをＶ相巻線自身のゼロクロス点から所定時間Ｔ１経過した時点としたが、このオフタイミングをＶ相巻線以外の相巻線（例えば、Ｗ相巻線）のゼロクロス点から所定時間Ｔ１’（図５参照）経過した時点としてもよい。所定時間Ｔ１と同様に、この所定時間Ｔ１’についても回転変動にあわせて値を補正する必要がある。

また、上述した図５を用いた説明では、Ｖ相巻線に対応する下アームのスイッチング素子Ｑ４のオンタイミングをＶ相巻線自身のゼロクロス点から所定時間Ｔ２経過した時点としたが、このオンタイミングをＶ相巻線以外の相巻線（例えば、Ｕ相巻線）のゼロクロス点から所定時間Ｔ２’（図５参照）経過した時点としてもよい。所定時間Ｔ２と同様に、この所定時間Ｔ２’についても回転変動にあわせて値を補正する必要がある。

上述したように、本発明によれば、２相以上の相巻線に対応するダイオード通電期間の長さや、ダイオード通電開始時点あるいはゼロクロス点の位置を用いることにより、回転変動の程度を予測することが可能になり、精度の高いオフタイミングの設定が可能になる。

１ 車両用回転電機
２、３ 電機子巻線
４ 界磁巻線
５、６ インバータ回路
７ 制御部
８ 駆動部
９ ダイオード通電期間検出部
１０ ダイオード通電開始時点検出部
１１ ゼロクロス検出部
１２ 電圧制御装置
１３ バッテリ
２０ 制御回路
Ｑ１〜Ｑ１２ スイッチング素子
Ｄ１〜Ｄ１２ ダイオード

Claims (12)

1. ２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、
   ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、前記電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、
   前記スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、
   前記相巻線の相電圧が第１しきい値に達した後第２しきい値に達するまでのダイオード通電期間を検出するダイオード通電期間検出部と、
   前記相電圧が第１しきい値に達したダイオード通電開始時点を検出するダイオード通電開始時点検出部と、
   を備え、前記制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する前記上アームおよび前記下アームのいずれかに対応する前記スイッチング素子のオフタイミングを、前記第１の相巻線自身の相電圧あるいは前記第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電圧が第３しきい値を超えた時点から所定時間経過した時点とするとともに、前記所定時間を２相以上の前記相巻線のそれぞれに対応する複数の前記ダイオード通電期間の差分に基づいて設定することを特徴とする車両用回転電機。
2. ２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、
   ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、前記電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、
   前記スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、
   前記相巻線の相電圧が第１しきい値に達した後第２しきい値に達するまでのダイオード通電期間を検出するダイオード通電期間検出部と、
   前記相電圧が第１しきい値に達したダイオード通電開始時点を検出するダイオード通電開始時点検出部と、
   を備え、前記制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する前記上アームおよび前記下アームのいずれかに対応する前記スイッチング素子のオフタイミングを、前記第１の相巻線自身の相電圧あるいは前記第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電圧が第３しきい値を超えた時点から所定時間経過した時点とするとともに、前記所定時間を２相以上の前記相巻線のそれぞれに対応する複数の前記ダイオード通電開始時点の間隔の差分に基づいて設定することを特徴とする車両用回転電機。
3. ２相以上の相巻線を有する電機子巻線と、
   ダイオードが並列接続されたスイッチング素子によって構成される複数の上アームおよび下アームを有するブリッジ回路を構成し、前記電機子巻線の誘起電圧を整流するスイッチング部と、
   前記スイッチング素子のオンオフタイミングを制御する制御部と、
   前記相巻線の相電流の極性が反転した時点を電流のゼロクロス点として検出するゼロクロス検出部と、
   を備え、前記制御部は、第１の相巻線の相電圧を整流する前記上アームおよび前記下アームのいずれかに対応する前記スイッチング素子のオフタイミングを、前記第１の相巻線自身の相電流あるいは前記第１の相巻線とは異なる第２の相巻線の相電流に対応する前記ゼロクロス点から所定時間経過した時点とするとともに、前記所定時間を２相以上の前記相巻線に対応する前記ゼロクロス点に基づいて設定することを特徴とする車両用回転電機。
4. 請求項１または２において、
   前記所定時間は、前記スイッチング素子をオフした後に、このスイッチング素子に並列接続された前記ダイオードを通して電流が流れる期間の長さが所定長となるように設定されることを特徴とする車両用回転電機。
5. 請求項３において、
   前記制御部は、２相以上の前記相巻線のそれぞれに対応する複数の前記ゼロクロス点の間隔の差分に基づいて、前記所定時間の設定を行うことを特徴とする車両用回転電機。
6. 請求項１〜５のいずれか一項において、
   磁気回路的に干渉しあうが電気回路的には干渉しない２つ以上の前記電機子巻線が備わっており、
   前記所定時間の設定は、２つ以上の前記電機子巻線のそれぞれに対応して別々に行われることを特徴とする車両用回転電機。
7. 請求項１〜５のいずれか一項において、
   磁気回路的に干渉しあうが電気回路的には干渉しない２つ以上の前記電機子巻線が備わっており、
   前記所定時間の設定は、２つ以上の前記電機子巻線のそれぞれにおいて検出される情報を互いに共有して行われることを特徴とする車両用回転電機。
8. 請求項１〜７のいずれか一項において、
   前記所定時間は、回転数が増加したときに、１未満の補正係数を乗じて補正されることを特徴とする車両用回転電機。
9. 請求項１〜７のいずれか一項において、
   前記所定時間は、回転数が減少したときに、１より大きい補正係数を乗じて補正されることを特徴とする車両用回転電機。
10. 請求項８または９において、
    前記制御部は、１周期前にオフタイミングを設定するために用いた前記所定時間に前記補正係数を乗じて算出した新たな前記所定時間を用いてオフタイミングの設定を行うことを特徴とする車両用回転電機。
11. 請求項１〜７のいずれか一項において、
    前記所定時間は、回転数が増加したときに、負の値を有する補正値を加算して補正されることを特徴とする車両用回転電機。
12. 請求項１〜７のいずれか一項において、
    前記所定時間は、回転数が減少したときに、正の値を有する補正値を加算して補正されることを特徴とする車両用回転電機。

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