旋转电机装置的制作方法
本申请以2016年7月15日申请的日本专利申请号2016-140807号为基础，在此援引其记载内容。
本发明涉及一种旋转电机装置，装设于乘用车、商用车等车辆，包括旋转电机以及与该旋转电机之间进行电力传输的全桥逆变器。
背景技术：
在构成上述这种装置的旋转电机中，在旋转电机作为电动机来使用的转速范围较大的情况下，在低速区域和高速区域中，均需要实现旋转电机的要求性能。例如，考虑采用在车载系统中包括dcdc转换器，通过dcdc转换器使向旋转电机施加的电压可变并驱动旋转电机的结构，从而实现要求性能。但是，由于上述结构价格高昂，因此，存在不经济的技术问题。
此外，例如，也考虑采用在旋转电机的运转过程中，将上述定子绕组特性切换成三角形连接等高速型的特性或者星形接线等高转矩型的特性的结构，从而实现要求性能。然而，在上述结构中，切换定子绕组特性的结构很复杂，此外，存在必须在定子绕组特性的切换时，暂时使旋转电机的动作停止的技术问题。
因此，如下述专利文献1、2所示，作为通过简单的结构，实现低速区域和高速区域中的旋转电机的要求性能的方法，已知一种在低速区域进行全波驱动处理，在高速区域进行半波驱动处理的方法。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开平11-332288号公报
专利文献2：日本专利特开平11-356082号公报
技术实现要素：
然而，通过半波驱动处理来驱动旋转电机，会增加旋转电机的转矩脉动。
本发明的主要目的在于，提供一种能通过简单的结构降低半波驱动处理时的转矩脉动的旋转电机装置。
以下，对用于解决上述技术问题的方法及其作用效果进行说明。
第一个发明是包括旋转电机以及与该旋转电机之间进行电力传输的全桥逆变器的旋转电机装置。上述旋转电机具有：n相的第一线圈，n为2以上的整数，上述n相的第一线圈卷绕于定子铁芯且星形连接；以及n相的第二线圈，上述n相的第二线圈与上述第一线圈电绝缘而卷绕于上述定子铁芯且星形连接。上述全桥逆变器是：第一逆变器，上述第一逆变器具有n相的第一高侧开关和第一低侧开关的串联连接体，上述第一高侧开关和上述第一低侧开关的连接点连接于上述第一线圈的两端中的、与上述第一线圈的中性点侧相反一侧；以及第二逆变器，上述第二逆变器具有n相的第二高侧开关和第二低侧开关的串联连接体，上述第二高侧开关和上述第二低侧开关的连接点连接于上述第二线圈的两端中的、与上述第二线圈的中性点侧相反一侧。
此外，第一个发明包括：第一中性点开关，上述第一中性点开关将上述第一低侧开关的两端中的、与上述第一高侧开关的连接点相反一侧和上述第一线圈的中性点连接；第二中性点开关，上述第二中性点开关将上述第二高侧开关的两端中的、与上述第二低侧开关的连接点相反一侧和上述第二线圈的中性点连接；全波驱动部，上述全波驱动部执行在上述第一中性点开关和上述第二中性点开关断开的状态下，对各上述第一高侧开关、各上述第一低侧开关、各上述第二高侧开关及各上述第二低侧开关进行开关控制的全波驱动处理；半波驱动部，上述半波驱动部执行在上述第一中性点开关和上述第二中性点开关接通且各上述第一低侧开关和各上述第二高侧开关断开的状态下，对各上述第一高侧开关和各上述第二低侧开关进行开关控制的半波驱动处理；以及执行部，上述执行部选择地执行上述全波驱动处理和上述半波驱动处理中的任一个。
第一个发明的旋转电机是具有n相的第一、第二线圈的双绕组旋转电机。第一线圈和第二线圈电绝缘。
此外，第一个发明包括第一中性点开关和第二中性点开关。第一中性点开关将第一低侧开关的两端中的、与第一高侧开关的连接点相反一侧和第一线圈的中性点连接。第二中性点开关将第二高侧开关的两端中的、与第二低侧开关的连接点相反一侧和第二线圈的中性点连接。
此外，第一个发明包括进行全波驱动处理的全波驱动部和进行半波驱动处理的半波驱动部。通过执行部选择地执行全波驱动处理和半波驱动处理中的任一个。全波驱动部处理是在第一中性点开关和第二中性点开关断开的状态下，对构成第一逆变器的各第一高侧开关和各第一低侧开关以及构成第二逆变器的各第二高侧开关和各第二低侧开关进行开关控制的处理。
另一方面，半波驱动处理包括在第一中性点开关接通且各第一低侧开关断开的状态下，对各第一高侧开关进行开关控制的处理。通过上述处理，在各相的第一线圈中，电流从第一高侧开关侧朝向中性点侧方向流动。
此外，半波驱动处理包括在第二中性点开关接通且各第二高侧开关断开的状态下，对各第二低侧开关进行开关控制的处理。通过上述处理，在各相的第二线圈中，电流从上述中性点侧朝第二低侧开关侧方向流动。
根据半波驱动处理，第一线圈的电流流通方向与第二线圈的电流流通方向在以中性点为基准的情况下相反。藉此，能以降低旋转电机的转矩脉动的方式，产生转矩。因此，根据第一个发明，通过有效利用双绕组旋转电机并且设置各中性点开关这样简单的结构，能降低进行半波驱动处理情况下的旋转电机的转矩脉动。
在此，具体地如第二个发明所示，半波驱动部能使上述第一高侧开关的通电控制的开始时刻在n相的每相中各自错开，并且在n相的每相中，跨越电角度半周期以下的第一规定期间而在每一个电角度周期中，对上述第一高侧开关进行通电控制。此外，半波驱动部能使上述第二低侧开关的通电控制的开始时刻在n相的每相中各自错开，并且在n相的每相中，跨越电角度半周期以下的第二规定期间而在每一个电角度周期中，对上述第二低侧开关进行通电控制。
此外，更具体地如第三个发明所示，半波驱动部能使上述第一高侧开关的通电控制的开始时刻在n相的每相中各相差“360°/n”，并且对上述第一高侧开关进行通电控制，此外，使上述第二低侧开关的通电控制的开始时刻在n相的每相中各相差“360°/n”，并且对上述第二低侧开关进行通电控制。
在第四个发明中，上述第一规定期间和上述第二规定期间分别设定为“90°+180°/n”以上且电角度半周期以下的期间。
若缩短向第一、第二线圈的通电期间，则旋转电机的转矩脉动增加。在此，根据第四个发明中的第一规定期间和第二规定期间的设定，能确保与相数相应的第一、第二线圈的通电期间。例如，在n＝3的情况下，各规定期间设定为150°以上且电角度半周期以下的期间。藉此，能提高旋转电机的转矩脉动的降低效果。
在第五个发明中，以使上述第一线圈和上述第二线圈之间的空间相位差为电角度0°的方式，将上述第一线圈和上述第二线圈卷绕于上述定子铁芯，上述半波驱动部在空间相位一致的各相中，使上述第一高侧开关的通电控制的开始时刻与上述第二低侧开关的通电控制的开始时刻仅相差电角度半周期，并且对上述第一高侧开关和上述第二低侧开关进行通电控制。
根据第五个发明，在空间相位一致的各相中，能在不向第一线圈通电的期间，向第二线圈通电。此外，在空间相位一致的各相中，能在不向第二线圈通电的期间，向第一线圈通电。因此，能提高周期变动的旋转电机的转矩的最小值，进而能增大旋转电机的平均转矩。
另外，在第五个发明中，在第一、第二规定期间设定为180°的情况下，在空间相位一致的各相中，第一高侧开关的通电控制的结束时刻与第二低侧开关的通电控制的开始时刻一致。
此外，如第六个发明所示，上述定子铁芯具有在其周向上隔开规定间隔而形成的多个极齿部。上述第一线圈和上述第二线圈针对n相中的每相分别卷绕于相同的上述极齿部。在上述情况下，上述空间相位一致的相是n相中的、卷绕于相同的上述极齿部的上述第一线圈和上述第二线圈的相。
在第七个发明中，上述半波驱动部以向n相中的至少两相的上述第一线圈同时通电的方式，对上述第一高侧开关进行通电控制，此外，以向n相中的至少两相的上述第二线圈同时通电的方式，对上述第二低侧开关进行通电控制。
在第七个发明中，通过向至少两相的线圈同时通电，从而能进一步降低旋转电机的转矩脉动。
第八个发明使流过上述第一线圈和上述第二线圈的电流的峰值在进行上述半波驱动处理的情况下比进行上述全波驱动处理的情况下大。
进行半波驱动处理的情况下的第一、第二线圈的通电期间比进行全波驱动处理的情况下的第一、第二线圈的通电期间短。因此，在进行半波驱动处理的情况下有电流流过的各线圈的发热量比进行全波驱动处理的情况下有电流流过的各线圈的发热量小。在此，为了在进行通电期间长的全波驱动处理的情况下，不使可靠性降低，对车载系统的各结构零件进行了热设计。因此，进行半波驱动处理的情况下的各线圈的发热量相对于允许上限值小具有余裕。
因此，在第八个发明中，使流过第一线圈和第二线圈的电流的峰值在进行上述半波驱动处理的情况下比进行上述全波驱动处理的情况下大。因此，能增大进行半波驱动处理的情况下的旋转电机的转矩。
在第九个发明中，将上述第一中性点开关作为第一低侧中性点开关，将上述第二中性点开关作为第二高侧中性点开关。第九个发明包括：第一高侧中性点开关，上述第一高侧中性点开关将上述第一高侧开关的两端中的、与上述第一低侧开关的连接点相反一侧及上述第一线圈的中性点连接；以及第二低侧中性点开关，上述第二低侧中性点开关将上述第二低侧开关的两端中的、与上述第二高侧开关的连接点相反一侧及上述第二线圈的中性点连接。在第九个发明中，将以下处理作为第一模式：在上述第一低侧中性点开关和上述第二高侧中性点开关接通且上述第一高侧中性点开关、上述第二低侧中性点开关、各上述第一低侧开关及各上述第二高侧开关断开的状态下，对各上述第一高侧开关和各上述第二低侧开关进行开关控制，将以下处理作为第二模式：在上述第一高侧中性点开关和上述第二低侧中性点开关接通且上述第一低侧中性点开关、上述第二高侧中性点开关、各上述第一高侧开关及各上述第二低侧开关断开的状态下，对各上述第一低侧开关和各上述第二高侧开关进行开关控制，上述半波驱动部作为上述半波驱动处理，进行交替执行上述第一模式和上述第二模式的处理。
在第九个发明中，交替执行上述第一模式和上述第二模式。因此，在进行半波驱动处理的情况下，能防止电流持续流过第一低侧中性点开关、各第一高侧开关、第二高侧中性点开关及各第二低侧开关。藉此，能防止进行半波驱动处理的情况下的第一低侧中性点开关、各第一高侧开关、第二高侧中性点开关及各第二低侧开关过热。
在第十个发明中，上述第一中性点开关是其额定电流比上述第一高侧开关和上述第一低侧开关各自的额定电流大的开关，上述第二中性点开关是其额定电流比上述第二高侧开关和上述第二低侧开关各自的额定电流大的开关。
能使流过构成第一逆变器的n相的各第一高侧开关的电流在第一线圈的中性点合流。因此，在第十个发明中，使第一中性点开关的额定电流比构成第一逆变器的第一高侧开关和第一低侧开关各自的额定电流大。藉此，能提高第一中性点开关的可靠性。
此外，流过第二中性点开关的电流是流过构成第二逆变器的n相的各第二低侧开关的电流的合计值。因此，在第十个发明中，使第二中性点开关的额定电流比构成第二逆变器的第二高侧开关和第二低侧开关各自的额定电流大。藉此，能提高第二中性点开关的可靠性。
在第十一个发明中，上述执行部在判断为上述旋转电机的转子的转速为第一规定值以下的情况下，进行上述全波驱动处理，在判断为上述转子的转速大于上述第一规定值的情况下，进行上述半波驱动处理，在已经判断为上述转子的转速暂时大于上述第一规定值后，在判断为上述转子的转速小于比上述第一规定值小的第二规定值的情况下，从上述半波驱动处理切换为上述全波驱动处理。
根据第十一个发明，能防止从半波驱动处理和全波驱动处理中的一方向另一方的频繁切换的发生。
此外，如第十二个发明所示，作为上述旋转电机能使用还能起到发电机的功能的装置。
附图说明
参照附图和以下详细的记述，可以更明确本发明的上述目的、其他目的、特征和优点。附图如下所述。
图1是第一实施方式的车载旋转电机装置的整体结构图。
图2是旋转电机的剖视图。
图3是表示全波驱动处理和半波驱动处理之间的切换方式的图。
图4是表示第一、构成第一逆变器的开关及各中性点开关的驱动方式的图。
图5是表示半波驱动处理时的电流流通路径的图。
图6是表示流过各相的正弦波状的电流的图。
图7是表示流过某相的正弦波状的电流的图。
图8是表示半波驱动处理时的转矩脉动的降低效果和平均转矩的增大效果的图。
图9是表示半波驱动处理时的转矩增大效果的特性图。
图10是第二实施方式的车载旋转电机装置的整体结构图。
图11是旋转电机的剖视图。
图12是表示半波驱动处理时的转矩脉动的降低效果的图。
图13是表示第三实施方式的流过各相的正弦波状的电流的图。
图14是表示半波驱动处理时的转矩增大效果的特性图。
图15是表示第四实施方式的模式切换处理的步骤的流程图。
图16是表示第一、构成第一逆变器的开关及各中性点开关的驱动方式的图。
图17是表示半波驱动处理时的电流流通路径的图。
具体实施方式
(第一实施方式)
以下，参照附图，对将本发明的旋转电机装置装设于作为车载主机而装设有发动机的车辆的第一实施方式进行说明。
如图1所示，旋转电机装置包括旋转电机10。旋转电机10是具有三相双绕组的旋转电机。在本实施方式中，作为旋转电机10，使用永磁体励磁型的同步机。此外，在本实施方式中，作为旋转电机10，使用将电动机和发电机的功能合并的isg(integratedstartergenerator：集成起动发电机)。
构成旋转电机10的转子11具有永磁体，能与发动机20的输出轴进行动力传递。具体而言，转子11通过皮带与输出轴连接。在发动机20的输出轴上，通过包括变速装置和车轴的动力传递路径而连接有驱动轮21。
在构成为旋转电机10的定子12中，配置有相互电绝缘的第一线圈13和第二线圈14。转子11对于第一、第二线圈13、14是共用的。第一线圈13具有卷绕于定子铁芯12a的u、v、w相线圈13u、13v、13w。u、v、w相线圈13u、13v、13w星形连接，以电角度相互相差120°的状态卷绕于定子铁芯12a。
第二线圈14卷绕于卷绕有第一线圈13的定子铁芯12a，具有x、y、z相线圈14x、14y、14z。x、y、z相线圈14x、14y、14z星形连接，以电角度相互相差120°的状态卷绕于定子铁芯12a。另外，在本实施方式中，各线圈13u、13v、13w、14x、14y、14z的匝数设定成彼此相同。
使用图2，对旋转电机10的结构进行详述。另外，图2表示利用与转子11的旋转中心轴线o的方向正交的面，将旋转电机10切开的剖视图。
如图所示，定子铁芯12a形成为圆环状。定子铁芯12a的中心轴线和转子11的旋转中心轴线o配置在同轴上。在本实施方式中，转子11以相对于定子铁芯12a能自由旋转的方式配置于定子铁芯12a的内周侧。
定子铁芯12a具有在其周向等间距地形成的多个极齿部12b。在本实施方式中，定子铁芯12a具有48个极齿部12b。因此，在定子铁芯12a上，通过周向上相邻的极齿部12b而形成有48个切槽。
转子11包括：设置有旋转轴的转子铁芯11a；以及设置于转子铁芯11a的永磁体11b。在本实施方式中，设置有八极的永磁体11b。
在各极齿部12b卷绕有线圈。详细地，分别在定子铁芯12a的周向排列的极齿部12b，按u相线圈13u+、w相线圈13w－、v相线圈13v+、u相线圈13u－、w相线圈13w+及v相线圈13v－的顺序，卷绕有各线圈。因此，各线圈13u+、13w－、13v+、13u－、13w+、13v－配置于相邻的两个切槽。在此，各线圈的“+”“－”表示极性相反。
在沿定子铁芯12a的周向排列的各极齿部12b，按x相线圈14x+、z相线圈14z－、y相线圈14y+、x相线圈14x－、z相线圈14z+及y相线圈14y－的顺序，卷绕有各线圈。因此，各线圈14x+、14z－、14y+、14x－、14z+、14y－配置于相邻的两个切槽。
在本实施方式中，将定子铁芯12a的径向外侧作为u相线圈13u+，将径向内侧作为x相线圈14x+，以相互电绝缘的状态将各线圈13u+、14x+卷绕于相同的极齿部12b。对于w相线圈13w－和z相线圈14z－的组、v相线圈13v+和y相线圈14y+的组、u相线圈13u－和x相线圈14x－的组、w相线圈13w+和z相线圈14z+的组以及v相线圈13v－和y相线圈14y－的组也都是同样的。因此，在本实施方式中，第一线圈13和第二线圈14形成的空间相位差的电角度为0°。另外，在图2中，省略各线圈的截面的剖面线。
回到之前的图1，旋转电机装置包括全桥逆变器即第一逆变器30和第二逆变器40。第一逆变器30包括u、v、w相高侧开关sup、svp、swp和u、v、w相低侧开关sun、svn、swn的串联连接体。在u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的高电位侧端子，连接有直流电源50的正极端子。直流电源50的负极端子接地。另外，在本实施方式中，使用蓄电池作为直流电源50。此外，在本实施方式中，作为直流电源50，使用额定电压为12v的电源。
在u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的低电位侧端子，连接有u、v、w相低侧开关sun、svn、swn的高电位侧端子。w相低侧开关sun、svn、swn的低电位侧端子接地。在本实施方式中，作为各开关sup、svn、swp、sun、svp、swn，采用电压控制型的半导体开关元件，更具体而言，采用n通道mosfet。因此，在各开关中，高电位侧端子是漏极，低电位侧端子是源极。另外，在各开关sup、svn、swp、sun、svp、swn中，反向并列连接有体二极管。
在u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的源极与u、v、w相低侧开关sun、svn、swn的漏极的连接点，连接有u、v、w相线圈13u、13v、13w的第一端。u、v、w相线圈13u、13v、13w的第二端通过第一中性点n1而连接。
第二逆变器40包括x、y、z相高侧开关sxp、syp、szp和x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的串联连接体。在本实施方式中，作为各开关sxp、syp、szp、sxn、syn、szn，采用电压控制型的半导体开关元件，更具体而言，采用n通道mosfet。在x、y、z相高侧开关sxp、syp、szp的漏极，连接有直流电源50的正极端子。x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的源极接地。
在x、y、z相高侧开关sxp、syp、szp的源极与x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的漏极的连接点，连接有x、y、z相线圈14x、14y、14z的第一端。x、y、z相线圈14x、14y、14z的第二端通过第二中性点n2而连接。
旋转电机装置包括具有第一高侧中性点开关s1mp和第一低侧中性点开关s1mn的串联连接体的第一半桥电路60。在本实施方式中，作为各中性点开关s1mp、s1mn，使用n通道mosfet。在第一高侧中性点开关s1mp的漏极，连接有直流电源50的正极端子。第一低侧中性点开关s1mn源极接地。在第一高侧中性点开关s1mp的源极与第一低侧中性点开关s1mn的漏极的连接点，连接有第一中性点n1。
旋转电机装置包括具有第二高侧中性点开关s2mp和第二低侧中性点开关s2mn的串联连接体的第二半桥电路70。在本实施方式中，作为各中性点开关s2mp、s2mn，使用n通道mosfet。在第二高侧中性点开关s2mp的漏极，连接有直流电源50的正极端子。第二低侧中性点开关s2mn源极接地。在第二高侧中性点开关s2mp的源极与第二低侧中性点开关s2mn的漏极的连接点，连接有第二中性点n2。
旋转电机装置包括控制装置80。控制装置80基于转子11的磁极位置信息sig，对分别构成第一逆变器30、第二逆变器40、第一半桥电路60及第二半桥电路70的各开关进行开关控制。
另外，作为磁极位置信息sig，例如，能使用通过对转子11的电角度进行检测的角度检测器而检出的电角度信息。在上述情况下，作为角度检测器，例如，能使用解析器、霍尔ic、mr式传感器、光学式传感器等。此外，作为磁极位置信息sig，例如，能使用通过不使用角度检测器的检测信息的无位置传感器控制而获得的电角度信息。
此外，作为旋转电机装置，例如，可以是旋转电机10、各逆变器30、40、各半桥电路60、70及控制装置80一体化而构成的装置，也可以是上述设备分别单独配置而构成的装置。
接着，对控制装置80的处理进行说明。在本实施方式中，控制装置80相当于半波驱动部、全波驱动部及执行部。
控制装置80基于磁极位置信息sig对各逆变器30、40进行控制，从而使旋转电机10作为电动机而驱动。具体而言，控制装置80基于磁极位置信息sig，对转子11的转速nm进行计算。在判断为算出的转速nm为第一规定值nth1以下的情况下，如图3所示，控制装置80进行全波驱动处理。上述处理是在各中性点开关s1mp、s1mn、s2mp、s2mn断开的状态下，对构成第一逆变器30的各开关和构成第二逆变器40的各开关进行开关控制的处理。在此，通过构成各逆变器30、40的各开关的开关控制，使三相对称交流电流从各逆变器30、40向各线圈13、14流动。另外，使三相对称交流电流流动的方法例如可以采用矢量控制等众所周知的方法。
另一方面，在判断为转子11的转速nm大于第一规定值nth1的情况下，如图3所示，控制装置80进行半波驱动处理。上述处理包括以下处理：使第一低侧中性点开关s1mn和第二高侧中性点开关s2mp接通，且使第一高侧中性点开关s1mp、第二低侧中性点开关s2mn、u、v、w相低侧开关sun、svn、swn及x、y、z相高侧开关sxp、syp、szp断开。此外，半波驱动处理包括以下处理：根据图4所示的的通电模式对u、v、w相高侧开关sup、svp、swp及x、y、z相低侧开关sxn、syn、swn进行开关控制。另外，在图4中，横轴的一个刻度表示电角度60°。
具体而言，控制装置80使u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的通电控制的开始时刻在u、v、w相各相差120°。此外，控制装置80在u、v、w相各相上，跨越电角度半周期(180°)而在每一个电角度周期中，对u、v、w相高侧开关sup、svp、swp进行通电控制。因此，对于u、v、w相高侧开关sup、svp、swp，存在电角度180°的不通电期间。
另一方面，控制装置80使x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的通电控制的开始时刻在x、y、z相各相差120°此外，控制装置80在x、y、z相各相上，跨越电角度半周期(180°)而在每一个电角度周期中，对x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn进行通电控制。因此，对于x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn，存在电角度180°的不通电期间。
在此，u相和x相的空间相位一致。控制装置80使u相高侧开关sup的通电控制的开始时刻与x相低侧开关sxn的通电控制的开始时刻仅相差180°电角度。
此外，v相和y相的空间相位一致。控制装置80使v相高侧开关svp的通电控制的开始时刻与y相低侧开关syn的通电控制的开始时刻仅相差180°电角度。
此外，w相和z相的空间相位一致。控制装置80使w相高侧开关swp的通电控制的开始时刻与z相低侧开关szn的通电控制的开始时刻仅相差180°电角度。
按照图4所示的通电模式使第一、第二逆变器30、40的各开关驱动的情况下的电流流通路径如图5所示。另外，在图5中，省略半波驱动处理时，始终断开的开关的图示。
首先，对第一线圈13进行说明，如虚线的箭头所示，电流流过具有直流电源50的正极端子、构成第一逆变器30的接通状态的高侧开关、第一中性点n1、第一低侧中性点开关s1mn、接地及直流电源50的负极端子的环路。即，电流从各高侧开关向各相线圈流入，电流从第一低侧中性点开关s1mn经由接地而向直流电源50回流。另外，流过u、v、w相线圈13u、13v、13w的电流示为iu、iv、iw。
接着，对第二线圈14进行说明，如虚线的箭头所示，电流流过具有直流电源50的正极端子、第二高侧中性点开关s2mp、第二中性点n2、构成第二逆变器40的接通状态的低侧开关、接地及直流电源50的负极端子的环路。即，电流从第二高侧中性点开关s2mp向各相线圈流入，电流从各低侧开关经由接地而向直流电源50回流。另外，流过x、y、z相线圈14x、14y、14z的电流示为ix、iy、iz。
在此，在本实施方式中，如图4所示，通过正弦波pwm控制，进行各开关sup、svp、swp、sxn、syn、szn的通电控制。如图6所示，在上述情况下，流过各相线圈的电流波形为正弦波的半波部分的波形。详细而言，关注u相线圈13u，如图7所示，仅在电角度180°期间流过正弦波状的电流，在其它180°期间，没有电流流过。此外，如图6所示，分别在第一线圈13和第二线圈14，存在跨越电角度60°而重叠并通电的期间。在图6中，将从各相线圈的第二端向中性点的朝向定义为正，将从中性点向各相线圈的第二端的朝向定义为负。
另外，在图6中，流过各相线圈13u～13w、14x～14z的电流的峰值示为va。此外，在本实施方式中，使流过各相线圈13u～13w、14x～14z的电流的峰值在进行全波驱动处理的情况下和进行半波驱动处理的情况下相同。
接着，使用图8和图9，对本实施方式的半波驱动处理的效果进行说明。在此，图8和图9所示的现有技术是以下技术：在之前的图1所示结构中，以与构成第一逆变器30的各开关相同的方式对构成第二逆变器40的各开关进行控制，且以与第一高侧中性点开关s1mp和第一低侧中性点开关s1mn相同的方式对第二高侧中性点开关s2mp和第二低侧中性点开关s2mn进行控制。
如图8所示，根据本实施方式的半波驱动处理，与现有技术相比，能降低旋转电机10的转矩脉动trqrip。在本实施方式中，能使转矩脉动trqrip从90％降低至20％。另外，转矩脉动trqrip为90％是指，转矩脉动相对于旋转电机10的平均转矩trqave的比例占90％。
能降低转矩脉动trqrip是由于，使以第一中性点n1为基准的情况下的u、v、w相线圈13u、13v、13w的电流流通方向与以第二中性点n2为基准的情况下的x、y、z相线圈14x、14y、14z的电流流通方向相反，能减小旋转电机10的瞬间最大转矩且增大瞬间最小转矩。
尤其是，在本实施方式中，通过以下(a)～(c)的结构，对例如u、v、w、z相进行说明，在从u相线圈13u的通电控制的开始时刻到v相线圈13v的通电控制的结束时刻的期间的中间时刻，能使流过空间相位与w相一致的z相线圈14z的电流最大。其结构是，能增大转矩脉动的降低效果。
(a)u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的通电控制的开始时刻各相差120°(＝360°/3)，x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的通电控制的开始时刻各相差120°(＝360°/3)。
(b)u相高侧开关sup的通电控制的开始时刻与空间相位和u相一致的x相低侧开关sxn的通电控制的开始时刻相差180°，v相高侧开关svp的通电控制的开始时刻与空间相位和v相一致的y相低侧开关syn的通电控制的开始时刻相差180°，w相高侧开关swp的通电控制的开始时刻与空间相位和w相一致的z相低侧开关szn的通电控制的开始时刻相差180°。
(c)将各相线圈13u～13w、14x～14z的通电控制期间设定为180°。
此外，根据本实施方式的半波驱动处理，与现有技术相比，尽管会使旋转电机10的瞬间最大转矩降低，但能增大旋转电机10的平均转矩trqave。平均转矩trqave大致等于最大转矩和最小转矩的平均值。在本实施方式中，能使平均转矩trqave从32nm增大至35nm。
能使平均转矩trqave增大是由于以下说明的理由。例如，对u、x相进行说明，在没有向u相线圈13u通电的期间，在空间相位与u相线圈一致的x相线圈14x中，流过与流过u相线圈13u的电流方向相反方向的电流。藉此，能提高周期变动的旋转电机10的转矩的最小值，能增大平均转矩trqave。此外，如图9的转速nm和转矩特性所示，通过平均转矩trqave的增大，从而能使第一规定值nth1以上的高转速区域中的转矩比现有技术高。
如图3所示，在本实施方式中，在已经判断为转子11的转速nm暂时大于第一规定值nth1后，在判断为转速nm小于比第一规定值nth1小的第二规定值nth2的情况下，控制装置80从半波驱动处理切换为全波驱动处理。藉此，能防止从半波驱动处理和全波驱动处理中的一方向另一方的频繁切换的发生。
如图5所示，在本实施方式中，将第一高侧中性点开关s1mp和第一低侧中性点开关s1mn的额定电流设定为比构成第一逆变器30的各开关sup～swn的额定电流大，具体而言，设定为各开关sup～swn的额定电流的1.5～2倍。此外，将第二高侧中性点开关s2mp和第二低侧中性点开关s2mn的额定电流设定为比构成第二逆变器40的各开关sxp～szn的额定电流大，具体而言，设定为各开关sxp～szn的额定电流的1.5～2倍。藉此，能提高进行半波驱动处理的情况下的各中性点开关s1mn、s2mp的可靠性。
(第二实施方式)
以下，参照附图，以与上述第一实施方式的不同点为中心，对第二实施方式进行说明。如图10所示，在本实施方式中，以使第一线圈13和第二线圈14产生空间相位差的方式，使第一线圈13和第二线圈14卷绕于定子铁芯12a。在本实施方式中，将上述空间相位差设定为电角度30°。另外，在图10中，为了方便，对于与上述图1所示的结构相同的结构，标注相同的符号。
采用图11，对本实施方式的旋转电机10的结构进行详述。另外，在图11中，为了方便，对于与上述图2所示的结构相同的结构，标注相同的符号。
如图所示，分别在定子铁芯12a的周向排列的各切槽中，按u相线圈13u+、x相线圈14x+、w相线圈13w－、z相线圈14z－、v相线圈13v+、y相线圈14y+、u相线圈13u－、x相线圈14x－、w相线圈13w+、z相线圈14z+、v相线圈13v－及y相线圈14y－的顺序，收容有各线圈。在图11中，由周向排列的6切槽形成为电角度180°，因此，相互相邻的切槽分开30°电角度(＝180°/6)。
图12表示本实施方式的转矩脉动的降低效果。如图12所示，根据本实施方式，能得到类似于上述第一实施方式的图8所示效果的转矩脉动的降低效果。
(第三实施方式)
以下，参照附图，以与上述第一实施方式的不同之处为中心，对第三实施方式进行说明。如图13所示，在本实施方式中，流过构成第一、第二线圈13、14的各相线圈13u～13w、14x～14z的电流的峰值在进行半波驱动处理的情况下比进行全波驱动处理的情况下大。
进行半波驱动处理的情况下的第一、第二线圈13、14的通电期间是进行全波驱动处理的情况下的第一、第二线圈13、14的通电期间的大致一半。因此，在进行半波驱动处理的情况下有电流流过的各线圈13、14的发热量是进行全波驱动处理的情况下有电流流过的各线圈13、14的发热量的大致一半。在此，为了在进行通电期间长的全波驱动处理的情况下，不使可靠性降低，对旋转电机装置的各结构零件进行了热设计。因此，进行半波驱动处理的情况下的各线圈13、14的发热量相对于不会导致可靠性降低的允许上限值具有余裕。因此，即使使进行半波驱动处理的情况的各线圈13、14的发热量增加到进行全波驱动处理的情况的发热量程度，旋转电机装置的各结构零件的可靠性也不会降低。
此外，在本实施方式中，使流过各相线圈13u～13w、14x～14z的电流的峰值在进行半波驱动处理的情况下比进行全波驱动处理的情况下大。具体而言，能使进行半波驱动处理的情况的电流的峰值在进行全波驱动处理的情况的电流的峰值的
如图14的实线所示，根据以上说明的本实施方式，在半波驱动处理时，能使旋转电机10的高速区域的转矩比图中点划线所示的上述第一实施方式的转矩大。
(第四实施方式)
以下，参照附图，以与上述第一实施方式的不同之处为中心，对第四实施方式进行说明。在本实施方式中，在半波驱动处理时，进行模式切换处理。
图15表示上述模式切换处理的步骤。上述处理以执行半波驱动处理为条件，通过控制装置80，例如以规定周期地反复执行。
在上述一系列处理中，首先，在步骤s10中，单独获取构成各逆变器30、40的各开关sup～swn、sxp～szn及构成各半桥电路60、70的各开关s1mp、s1mn、s2mp、s2mn各自的温度。在此，各温度例如可以是对各开关的温度进行检测的温度检测部的检测值。
接着，在步骤s11中，对在步骤s10中获取的各温度中的任一温度是否达到阈值温度tth进行判断。在此，阈值温度tth例如可以设定为各开关的结温。
在步骤s11中为肯定判断的情况下，前进至步骤s12，对当前的模式是否是第一模式进行判断。第一模式是通过上述图4所示的通电模式，对各开关进行控制的模式。
在步骤s12中判断为处于第一模式的情况下，前进至步骤s13，切换为第二模式。第二模式是通过图16所示的通电模式，对各开关进行控制的模式。在第二模式中，使构成第一逆变器30的各开关sup～swn中的作为通电控制对象的开关从高侧开关sup～swp改变为低侧开关sun～swn。此外，通电控制对象从第一低侧中性点开关s1mn改变为第一高侧中性点开关s1mp。另外，第二模式中的各低侧开关sun、svn、swn的通电控制期间与第一模式中的各高侧开关sup、svp、swp的通电控制期间相差180°。即，图16所示的第二模式中的各低侧开关sun、svn、swn的通电控制期间是上述图4所示的第一模式中的各高侧开关sup、svp、swp没有通电控制的期间。
此外，在第二模式中，使构成第二逆变器40的各开关sxp～szn中的作为通电控制对象的开关从低侧开关sxp～szp改变为高侧开关sxp～szp。此外，通电控制对象从第二高侧中性点开关s2mp改变为第二低侧中性点开关s2mn。另外，第二模式中的各高侧开关sxp、syp、szp的通电控制期间与第一模式中的各低侧开关sxn、syn、szn的通电控制期间相差180°。即，图16所示的第二模式中的各高侧开关sxp、syp、szp的通电控制期间是上述图4所示的第一模式中的各低侧开关sxn、syn、szn没有通电控制的期间。
在此，图17表示执行了第二模式的情况下的电流流通路径。另外，在图17中，省略执行第二模式时始终断开的开关的图示。
回到上述图15的说明，在步骤s12中判断为当前的模式是第二模式的情况下，前进至步骤s14，切换为第一模式。
以上说明的模式切换处理是为了防止旋转电机装置的可靠性降低而进行的。也就是说，若在半波驱动处理时仅仅继续执行第一模式，则负载会集中于构成第一逆变器30的高侧开关sup～swp以及第一低侧中性点开关s1mn，存在焊接部分等与各开关的基板的接合部发生疲劳的可能性。在上述情况下，各开关的散热性变差、各开关的温度容易上升，从而导致各开关可能处于过热状态。
因此，在本实施方式中，进行模式切换处理。根据上述处理，将构成各逆变器30、40的各开关sup～swn、sxp～szn以及构成各半桥电路60、70的各开关s1mp、s1mn、s2mp、s2mn中的任一个的温度达到阈值温度tth作为触发器，交替执行第一模式和第二模式。因此，在进行半波驱动处理的情况下，能防止电流持续流过构成各逆变器30、40的各开关以及构成各半桥电路60、70的各开关中的特定的开关。藉此，防止特定的开关的接合部发生疲劳，进而能防止旋转电机装置的可靠性下降。
(其它实施方式)
另外，上述各实施方式也可进行以下变更。
·在上述第一实施方式中，各开关sup、svp、swp、sxn、syn、szn的通电控制通过正弦波pwm控制来执行，但并不限定于此。例如，可以跨越各开关sup、svp、swp、sxn、syn、szn的通电控制期间即电角度半周期，进行使各开关sup、svp、swp、sxn、syn、szn持续接通的控制。此外，例如，在通电控制期间中，可以以规定时间比例对各开关sup、svp、swp、sxn、syn、szn进行接通断开控制。在此，时间比例是开关的接通时间ton相对于规定时间tsw的比例“ton/tsw”。
·在上述第四实施方式中，将构成各逆变器30、40的各开关sup～swn、sxp～szn以及构成各半桥电路60、70的各开关s1mp、s1mn、s2mp、s2mn中的任一个的温度达到阈值温度tth作为触发器，从第一模式和第二模式中的任一个模式向另一个模式切换，但并不限定于此。例如，可以不获取各开关的温度而是每隔一定时间从第一模式和第二模式中的任一个模式向另一个模式切换。
·在不进行上述第四实施方式的模式切换处理的情况下，也可以将第一高侧中性点开关s1mp和第二低侧中性点开关s2mn从旋转电机装置中去除。
·在上述第一实施方式中，u、v、w相高侧开关sup、svp、swp和x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的通电控制期间为电角度半周期(180°)，但并不限定于此。例如，通电控制期间可以为120°以上且小于180°的期间，较为理想的是，为150°以上且小于180°的期间。另外，在通电控制期间为120°的情况下，在各逆变器30、40中，不同时向三相中的至少两相线圈通电。
·在上述第一实施方式中，使u、v、w相高侧开关sup、svp、swp的通电控制期间即第一规定期间和x、y、z相低侧开关sxn、syn、szn的通电控制期间即第二规定期间相同，但并不限定于此。例如，以不使相对于现有技术的、转矩脉动的降低效果过低为条件，也可以将第一规定期间和第二规定期间设定为不同的期间。
·在上述第一实施方式中，各逆变器30、40为三相逆变器，但并不限定于此，也可以是两相或者四相以上的逆变器。在上述情况下，将两或者四以上的整数设为m，半波驱动处理为以下说明的处理。
控制装置80使构成第一逆变器30的高侧开关的通电控制的开始时刻在m相的每相中各相差“360°/m”，并且对上述高侧开关进行通电控制，此外，使构成第二逆变器40的低侧开关的通电控制的开始时刻在m相的每相中各相差“360°/m”，并且对上述低侧开关进行通电控制。在此，各开关的通电控制期间设定为“90°+180°/m”以上且电角度半周期以下的期间。
·作为构成逆变器的各开关以及中性点开关，并不局限于n通道mosfet，例如也可以是igbt。igbt例如可以是由si构成的构件。在igbt的情况下，开关的高电位侧端子是集电极，低电位侧端子是发射极。
另外，各开关的材质例如可以是si、sic或者gan。
·作为旋转电机，并不局限于永磁体励磁型旋转电机。例如，可以是绕组励磁型旋转电机或者具有永磁体励磁和绕组励磁这两方的旋转电机。
·作为直流电源50，并不局限于额定电压为12v的低压蓄电池，例如，也可以是混合动力车、电动车用的高压蓄电池。
·作为旋转电机10，并不局限于通过皮带与发动机20的输出轴连接的装置。例如，也可以是在将输出轴和驱动轮21连接的动力传递路径中，旋转电机10直接连接于比变速装置更靠驱动轮21侧的结构。此外，例如，也可以是在上述动力传递路径中，以夹于发动机20与变速装置之间的方式装设旋转电机10的结构。
虽然根据实施例对本发明进行了记述，但是应当理解为本发明并不限定于上述实施例、结构。本发明也包含各种各样的变形例、等同范围内的变形。除此之外，各种各样的组合、方式、进一步包含有仅一个要素、一个以上或一个以下的其它组合、方式也属于本发明的范畴、思想范围。
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