本发明是涉及一种两相旋转电机控制装置及两相旋转电机用控制系统。
本申请是基于2015年11月10日所申请的日本专利申请2015-220594号而主张优先权，此处引用其内容。
背景技术：
之前，已知有一种旋转电机控制装置，其通过控制逆变器电路的开关元件的导通断开动作来控制旋转电机的驱动。例如，旋转电机控制装置中，在控制部生成用以指令开关元件的导通断开动作的指令信号，基于所述指令信号，在栅极驱动器电路中生成开关元件的栅极信号。若栅极驱动器电路中所生成的栅极信号被输出至开关元件的栅极，则基于栅极信号，开关元件进行导通断开动作，而旋转电机旋转驱动。
例如，有一种对两相的旋转电机的驱动进行控制的旋转电机控制装置，且为以两相三线式供给电力的旋转电机控制装置。图9是现有的具备对两相的旋转电机的驱动进行控制的旋转电机控制装置120的两相旋转电机用控制系统100的概略构成图。两相旋转电机用控制系统100具备电源装置110、旋转电机控制装置120、逆变器电路130及两相(a相及b相)的旋转电机140。旋转电机控制装置120通过控制开关元件q100～开关元件q600的导通断开来切换流经a相或b相的电流的方向，从而使旋转电机140旋转驱动。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本专利特开2004-248466号公报
技术实现要素：
发明所要解决的问题
然而，关于现有的旋转电机控制装置，若切换流经a相或b相的电流的方向，则有时会产生贯穿电流200，而导致开关元件q200、开关元件q500受到损坏。另外，在切换流经a相或b相的电流的方向的情况下，在经切换的相的线圈中产生反电动势。因而，产生由电源装置110供给的电流不流经a相线圈及b相线圈的期间。由此，存在不产生使旋转电机140旋转的力矩的期间，而逆变器电路130的效果降低。
本发明提供一种两相旋转电机控制装置及两相旋转电机用控制系统，所述两相旋转电机控制装置对两相三线式的旋转电机进行控制，并且在切换流经各相的电流的方向时，防止贯穿电流的产生，且防止不产生旋转电机的力矩。
解决问题的技术手段
本发明的一方式是一种两相旋转电机控制装置，对具备两个线圈的两相三线式的旋转电机进行控制，并且能够在执行对流经所述两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向进行切换的切换控制之前，使流经切换所述激磁电流的方向的对象线圈的电流回流。
另外，本发明的一方式是所述两相旋转电机控制装置，在维持流经与切换所述激磁电流的方向的所述对象线圈不同的另一线圈的激磁电流的方向的状态下，使流经所述对象线圈的电流回流。
另外，本发明的一方式是一种两相旋转电机用控制系统，包括：具备两个线圈的两相三线式的旋转电机；及对所述旋转电机进行控制的两相旋转电机控制装置，并且所述两相旋转电机控制装置能够在执行对流经所述两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向进行切换的切换控制之前，使流经切换所述激磁电流的方向的对象线圈的电流回流。
发明的效果
如以上所说明般，本发明的方式提供一种两相旋转电机控制装置及两相旋转电机用控制系统，所述两相旋转电机控制装置对两相三线式的旋转电机进行控制，并且在切换流经各相的电流的方向时，防止贯穿电流的产生，且防止不产生旋转电机的力矩(不产生的状态)。
附图说明
[图1]图1是表示第1实施方式的具备两相旋转电机控制装置40的两相旋转电机用控制系统1的概略构成的一例的图。
[图2]图2是表示第1实施方式中的两相旋转电机30的概略构成的一例的图。
[图3a]图3a是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#1进行说明的图。
[图3b]图3b是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#2进行说明的图。
[图3c]图3c是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#3进行说明的图。
[图3d]图3d是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#4进行说明的图。
[图3e]图3e是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#5进行说明的图。
[图3f]图3f是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#6进行说明的图。
[图3g]图3g是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#7进行说明的图。
[图3h]图3h是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#8进行说明的图。
[图4]图4是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的各通电模式#1～通电模式#8的切换时间点的一例的图。
[图5]图5是表示第1实施方式中的变形例的两相旋转电机控制装置40所进行的通电模式的切换时间点的一例的图。
[图6]图6是表示第2实施方式中的具备两相旋转电机控制装置40a的两相旋转电机用控制系统1a的概略构成的一例的图。
[图7a]图7a是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#1进行说明的图。
[图7b]图7b是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#2′进行说明的图。
[图7c]图7c是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#3进行说明的图。
[图7d]图7d是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#4′进行说明的图。
[图7e]图7e是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#5进行说明的图。
[图7f]图7f是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#6′进行说明的图。
[图7g]图7g是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#7进行说明的图。
[图7h]图7h是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#8′进行说明的图。
[图8]图8是分别构成为并联及串联连接有多个线圈的线圈群组的构成概略图。
[图9]图9是现有的具备对两相的旋转电机的驱动进行控制的旋转电机控制装置120的两相旋转电机用控制系统100的概略构成图。
具体实施方式
以下，通过发明的实施方式来对本发明的方式进行说明，但以下的实施方式并不限定根据权利要求的发明。另外，实施方式中所说明的特征的所有组合对于发明的解决手段而言并非是必须的。再者，在附图中，有时对相同或类似的部分标注同一符号，并省略重复的说明。另外，关于附图中的要素的形状或大小等，为了进行更明确的说明，有时夸张表示。
实施方式中的两相旋转电机控制装置是对具备两个线圈的两相三线式的旋转电机进行控制的两相旋转电机控制装置，并且所述两相旋转电机控制装置能够在执行对流经两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向进行切换的切换控制之前，使流经切换激磁电流的方向的对象线圈的电流回流。
以下，使用附图对实施方式的两相旋转电机控制装置进行说明。
(第1实施方式)
图1是表示第1实施方式的具备两相旋转电机控制装置40的两相旋转电机用控制系统1的概略构成的一例的图。如图1所示，两相旋转电机用控制系统1具备电源装置10、逆变器电路20、两相旋转电机30及两相旋转电机控制装置40。
图2是表示第1实施方式中的两相旋转电机30的概略构成的一例的图。
两相旋转电机30例如为搭载于自动二轮车的外转子型的旋转电机。两相旋转电机30具备与发动机的曲轴(未图示)同步旋转的有底筒状的转子(飞轮)31及固定于未图示的发动机组的定子32。
定子32设置于转子31的径向内侧。在定子32上卷绕安装有a相线圈30a或b相线圈30b这两相线圈。再者，在本实施方式中，a相线圈30a及b相线圈30b分别为具备多个线圈的线圈群组。其中，a相线圈30a及b相线圈30b并不限定于此，只要包含至少一个以上的线圈即可。
在转子31的周壁31c处，多个瓦状的转子磁体33沿周方向并以磁极成为顺序的方式配置于内周面侧。例如，转子磁体33是铁氧体磁铁。另一方面，定子32具备朝向径向外侧突出的多个齿34。
齿34呈剖面大致t字状形成。多个齿34分别在周方向上等间隔地配置。齿34具备卷绕主体部36及前端部37。
卷绕主体部36以沿径向延伸的方式形成。
前端部37一体地成形于卷绕主体部36的径向外侧的前端，且以沿周方向延伸的方式形成。前端部37以周方向中央部位于卷绕主体部36的前端的方式形成。而且，在邻接的齿34间形成蚁槽状的槽38。使电枢线圈39通过所述槽38，将电枢线圈39卷绕安装于装有绝缘性的绝缘体(insulator)(未图示)的各齿34。即，在各槽38处，使分别对应的a相线圈30a或b相线圈30b通过，而将a相线圈30a或b相线圈30b卷绕安装于各齿34。第1实施方式中，在存在于图2中的x部的六个齿34处卷绕安装a相线圈30a。在存在于图2中的y部的六个齿34处卷绕安装b相线圈30b。再者，第1实施方式中，将卷绕安装于存在于图2中的x部的六个齿34的电枢线圈39设为a相线圈30a，将卷绕安装于存在于图2中的y部的六个齿34的电枢线圈39设为b相线圈30b。
以下，对两相旋转电机30中的磁极的数量(转子磁体33的数量)p与齿34的数量进行说明。两相旋转电机30中，若将由电源装置10供给的电流供给至电枢线圈39，则在齿34处产生磁通，并在所述磁通与转子31的转子磁体33之间产生磁性引力或斥力，从而使转子31旋转。
然而，在使用链段型的转子磁体33的情况下，在各转子磁体33间形成空隙，因此以转子磁体33的周方向两端为界线，磁通的变化变大。因此，在各齿34通过转子磁体33的两端时，对于各齿34的磁性引力或斥力大幅度变化，从而齿槽力矩(coggingtorque)变大。因而，以满足以下所示的式(1)的方式设定磁极的数量p及齿34的数量s，由此成为低齿槽力矩的两相旋转电机30。
[数式1]
齿数量s＝4n
磁极的数量p＝s±2···(1)
再者，n为自然数。其中，在n≤2的情况下，对于齿槽力矩的减低的贡献小。另外，即便磁极的数量p及齿34的数量s为整数倍，式(1)也成立。
以下，对通过磁极的数量p及齿34的数量s满足式(1)而两相旋转电机30成为低齿槽力矩的情况进行说明。
作为相邻的转子磁体33之间的角度的极间角度(机械角)θ1由以下的式(2)表示。
[数式2]
永磁铁的极间角度(机械角)
另外，定子32中的相邻的齿34之间的角度(机械角)θ2由以下的式(3)表示。
[数式3]
定子的齿间角度(机械角)
根据式(2)及式(3)，转子磁体33与齿34的相位差(电角)α由以下的式(4)表示。
[数式4]
相位差
此处，若将第一个齿34的中心与转子磁体33的中心一致时设为角度0°，并将反向电压的振幅设为1，则合成反向电压e由以下的式(5)表示。
[数式5]
e＝sinθ+sin(θ-α)+sin(θ-2α)+…···(5)
如式(5)所示，若相位差|α|变大，则抵消反向电压的区间变长，合成反向电压e变低。另一方面，若相位差|α|变小，则抵消反向电压的区间变短，合成反向电压e变高。即，相位差α越接近于0，两相旋转电机30的效率越佳。此处，相位差α由式(4)表示，因此理想的是(磁极的数量p)/(齿34的数量s)的值成为接近于1的值。然而，当磁极的数量p与齿34的数量s为相同的值(p＝s)时，作为两相旋转电机的结构不成立。为了使作为两相旋转电机的结构成立，而需要齿34的数量s为4的倍数，且磁极的数量p为2的倍数。因而，通过两相旋转电机30满足式(1)而成为低齿槽力矩，且成为效率佳的两相的旋转电机的构成。第1实施方式中，磁极的数量p为14，齿34的数量s为12。
返回图1，逆变器电路20将由电源装置10供给的直流电力转换为交流电力并施加至两相旋转电机30。逆变器电路20具备六个开关元件211～开关元件216。逆变器电路20基于由两相旋转电机控制装置40供给的驱动信号，切换开关元件211～开关元件216的导通与断开而将直流电力转换为交流电力。
串联连接的开关元件211、开关元件214、串联连接的开关元件212、开关元件215及串联连接的开关元件213、开关元件216并联连接于电源装置10的高电位侧与接地电位之间。另外，a相线圈30a的一端连接于开关元件211与开关元件214的连接点。b相线圈30b的一端连接于开关元件213与开关元件216的连接点。a相线圈30a的另一端与b相线圈30b的另一端连接于开关元件212与开关元件215的连接点。例如，开关元件211～开关元件216为场效晶体管(fieldeffectivetransistor；fet)或绝缘栅双极晶体管(insulatedgatebipolartransistor；igbt)。各开关元件211～开关元件216也可具备与回流二极管并联连接的构成。
两相旋转电机控制装置40通过控制开关元件211～开关元件216的导通与断开而切换对a相线圈30a及b相线圈30b通电的通电模式。即，两相旋转电机控制装置40通过控制开关元件211～开关元件216的导通与断开而控制分别流经a相线圈30a及b相线圈30b的电流的方向。换句话说，两相旋转电机控制装置40依次使用预先设定的多个通电模式，以切换流经a相线圈30a或b相线圈30b的电流的方向的方式控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。由此，两相旋转电机控制装置40通过切换a相线圈30a或b相线圈30b的磁通的方向而在转子磁体33与齿34之间产生引力或斥力，从而使转子31旋转。其中，两相旋转电机控制装置40在切换流经a相线圈30a或b相线圈30b的电流的方向的时间点，使流经切换电流的方向的电枢线圈39的电流回流至所述电枢线圈39。即，两相旋转电机控制装置40在切换流经a相线圈30a或b相线圈30b的电流的方向的时间点，以形成使流经切换电流的方向的电枢线圈39的电流回流至所述电枢线圈39的闭合回路的方式控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。由此，可不易受到通过切换电流的方向而产生的电枢线圈39的自感应的影响。即，所谓自感应的影响，是指产生由电枢线圈39的自感应所引起的反电动势，其反电动势妨碍激磁电流流经电枢线圈39。因其自感应的影响而无法使电枢线圈39磁化，从而无法在转子磁体33与齿34之间产生引力或斥力。因此，无法产生使转子31旋转的力矩。两相旋转电机控制装置40在切换流经电枢线圈39的电流的方向的时间点，形成回流至切换电流的方向的电枢线圈39的闭合回路，由此可减低自感应的影响，并可确保供激磁电流流动的路径。因而，两相旋转电机控制装置40在切换流经电枢线圈39的电流的方向的时间点，可防止电枢线圈39不被磁化，且可使转子31旋转。
第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式具备使a相线圈30a与b相线圈30b交替地逆激磁的四个通电模式(通电模式#1、通电模式#3、通电模式#5、通电模式#7)及在进行逆激磁之前形成使流经要逆激磁的电枢线圈39的电流回流至所述电枢线圈39的闭合回路的通电模式(通电模式#2、通电模式#4、通电模式#6、通电模式#8)。例如，在切换流经a相线圈30a的电流的方向的情况下，即，在对a相线圈30a进行逆激磁的情况下，两相旋转电机控制装置40以形成使流经a相线圈30a的电流回流至a相线圈30a的闭合回路的方式控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。形成闭合回路后并经过固定时间后，两相旋转电机控制装置40使所述闭合回路开放并对a相线圈30a进行逆激磁。
例如，两相旋转电机控制装置40基于转子31的旋转角度来切换所述通电模式。检测转子31的旋转角度的方法并无特别限定，例如，使用具备孔集成电路(holeic)的磁力式旋转编码器(rotaryencoder)来检测转子31的旋转角度。在所述情况下，第1孔ic及第2孔ic以邻近于与转子磁体33对向的位置的方式配置。第1孔ic及第2孔ic彼此具有规定的相位差(例如相位差90°)地进行配置。因而，通过使转子31旋转，且转子磁体33通过第1孔ic及第2孔ic的前面，将所检测的磁通密度的变化设为电信号而生成彼此相位不同的两相(a相及b相)的脉冲信号，并输出至两相旋转电机控制装置40。由此，两相旋转电机控制装置40基于由第1孔ic及第2孔ic供给的脉冲信号来检测转子31的旋转角度。第1实施方式中，将由第1孔ic供给的脉冲信号设为h1，将由第2孔ic供给的脉冲信号设为h2。
两相旋转电机控制装置40可通过硬件来实现，也可通过软件来实现，还可通过硬件与软件的组合来实现。另外，通过执行程序，计算机可作为两相旋转电机控制装置40的一部分而发挥功能。程序可存储于计算机可读取的介质中，也可存储于连接于网络的存储装置中。
以下，对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式进行说明。
图3a～图3h是对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#1～通电模式#8分别进行说明的图。图3a～图3h表示流经通电模式#1～通电模式#8各自中的a相线圈30a与b相线圈30b的电流的流动。再者，虚线所表示的开关元件211～开关元件216表示断开状态，实线所表示的开关元件211～开关元件216表示导通状态。另外，箭头表示a相线圈30a与b相线圈30b中的电流的流动方向。通电模式#1～通电模式#8为可驱动两相旋转电机30的模式。再者，两相旋转电机控制装置40通过反复以通电模式#1、通电模式#2、通电模式#3、通电模式#4、通电模式#5、通电模式#6、通电模式#7、通电模式#8的顺序切换通电模式，从而旋转驱动两相旋转电机30。再者，在两相旋转电机30启动时，两相旋转电机控制装置40也可使用通电模式#1～通电模式#8的通电模式中的任意的通电模式来控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。即，第1实施方式的两相旋转电机控制装置40的特征在于要切换的通电模式的顺序，两相旋转电机30启动时的通电模式并无特别限定。
(通电模式#1)
图3a是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#1的图。
通电模式#1中，开关元件211、开关元件213、开关元件215为断开状态且开关元件212、开关元件214、开关元件216为导通状态。因而，经由开关元件212，电流ia流经a相线圈30a，并且电流ib流经b相线圈30b。即，由电源装置10供给的电流通过经由开关元件212、a相线圈30a、开关元件214及接地的路径与经由开关元件212、b相线圈30b、开关元件216及接地的路径(参照图3a)。由此，a相线圈30a及b相线圈30b被激磁。
(通电模式#2)
图3b是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#2的图。
通电模式#2中，开关元件213、开关元件214、开关元件215为断开状态且开关元件211、开关元件212、开关元件216为导通状态。因而，流经a相线圈30a的电流ia通过开关元件211、开关元件212而回流至a相线圈30a。即，通电模式#2中，两相旋转电机控制装置40自通电模式#1将开关元件211设为导通状态，并将开关元件214设为断开状态，由此以a相线圈30a、开关元件211及开关元件212形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件212、b相线圈30b、开关元件216及接地的路径(参照图3b)。由此，a相线圈30a未被激磁，但b相线圈30b被激磁。即，两相旋转电机控制装置40通过形成以流经a相线圈30a的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可确保使激磁电流流经b相线圈30b的路径。
(通电模式#3)
图3c是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#3的图。
通电模式#3中，开关元件212、开关元件213、开关元件214、开关元件215为断开状态且开关元件211、开关元件216为导通状态。因而，经由开关元件211，电流ic流经a相线圈30a、b相线圈30b。即，由电源装置10供给的电流通过经由开关元件211、a相线圈30a、b相线圈30b、开关元件216及接地的路径(参照图3c)。因而，与通电模式#1相比，流经b相线圈30b的电流的方向不发生变化，但流经a相线圈30a的电流发生逆转。因此，a相线圈30a被逆激磁。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#1切换为通电模式#3，使流经a相线圈30a的电流的方向发生逆转来对a相线圈30a进行逆激磁，而是通过自通电模式#1切换为通电模式#2，使流经a相线圈30a的电流回流，然后切换为通电模式#3。由此，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可减低由a相线圈30a的自感应所引起的影响，因此可使充分的激磁电流流经b相线圈30b。因而，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可产生使两相旋转电机30旋转驱动的力矩，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
(通电模式#4)
图3d是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#4的图。
通电模式#4中，开关元件212、开关元件213、开关元件214为断开状态且开关元件211、开关元件215、开关元件216为导通状态。因而，流经b相线圈30b的电流ib通过开关元件216、开关元件215而回流至b相线圈30b。即，通电模式#4中，两相旋转电机控制装置40自通电模式#3将开关元件215设为导通状态，由此以b相线圈30b、开关元件216及开关元件215形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件211、a相线圈30a、开关元件215及接地的路径(参照图3d)。由此，b相线圈30b未被激磁，但a相线圈30a被激磁。即，两相旋转电机控制装置40通过形成以流经b相线圈30b的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。
(通电模式#5)
图3e是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#5的图。
通电模式#5中，开关元件212、开关元件214、开关元件216为断开状态且开关元件211、开关元件213、开关元件215为导通状态。因而，经由开关元件211，电流ia流经a相线圈30a，并且经由开关元件213，电流ib流经b相线圈30b。即，由电源装置10供给的电流通过经由开关元件211、a相线圈30a、开关元件215及接地的路径与经由开关元件213、b相线圈30b、开关元件215及接地的路径(参照图3e)。因而，与通电模式#3相比，流经a相线圈30a的电流的方向不发生变化，但流经b相线圈30b的电流发生逆转。因此，b相线圈30b被逆激磁。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#3切换为通电模式#5而使流经b相线圈30b的电流的方向发生逆转来对b相线圈30b进行逆激磁，而是通过自通电模式#3切换为通电模式#4，使流经b相线圈30b的电流回流，然后切换为通电模式#5。由此，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响，因此可使充分的激磁电流流经a相线圈30a。因而，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可产生使两相旋转电机30旋转驱动的力矩，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
(通电模式#6)
图3f是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#6的图。
通电模式#6中，开关元件211、开关元件212、开关元件216为断开状态且开关元件213、开关元件214、开关元件215为导通状态。因而，流经a相线圈30a的电流ia通过开关元件215、开关元件214而回流至a相线圈30a。即，通电模式#6中，两相旋转电机控制装置40自通电模式#5将开关元件211设为断开状态，将开关元件214设为导通状态，由此以a相线圈30a、开关元件214及开关元件215形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件213、b相线圈30b、开关元件215及接地的路径(参照图3f)。由此，a相线圈30a未被激磁，但b相线圈30b被激磁。两相旋转电机控制装置40通过形成以流经a相线圈30a的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可确保使激磁电流流经b相线圈30b的路径。
(通电模式#7)
图3g是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#7的图。
通电模式#7中，开关元件211、开关元件212、开关元件215、开关元件216为断开状态且开关元件213、开关元件214为导通状态。因而，经由开关元件213，电流ic流经b相线圈30b、a相线圈30a。即，由电源装置10供给的电流通过经由开关元件213、b相线圈30b、a相线圈30a、开关元件214及接地的路径(参照图3g)。因而，与通电模式#5相比，流经b相线圈30b的电流的方向不发生变化，但流经a相线圈30a的电流发生逆转。因此，a相线圈30a被逆激磁。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#5切换为通电模式#7而使流经a相线圈30a的电流的方向发生逆转来对a相线圈30a进行逆激磁，而是通过自通电模式#5切换为通电模式#6，使流经a相线圈30a的电流回流，然后切换为通电模式#7。由此，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可减低由a相线圈30a的自感应所引起的影响，因此可使充分的激磁电流流经b相线圈30b。因而，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可产生使两相旋转电机30旋转驱动的力矩，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
(通电模式#8)
图3h是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的通电模式#8的图。
通电模式#8中，开关元件211、开关元件215、开关元件216为断开状态且开关元件212、开关元件213、开关元件214为导通状态。因而，流经b相线圈30b的电流ib通过开关元件212、开关元件213而回流至b相线圈30b。即，通电模式#8中，两相旋转电机控制装置40自通电模式#7将开关元件212设为导通状态，由此以b相线圈30b、开关元件212及开关元件213形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件212、a相线圈30a、开关元件214及接地的路径(参照图3h)。由此，b相线圈30b未被激磁，仅a相线圈30a被激磁。因而，若将通电模式自通电模式#8切换为通电模式#1，则流经a相线圈30a的电流的方向不发生变化，但流经b相线圈30b的电流发生逆转。因此，b相线圈30b被逆激磁。两相旋转电机控制装置40通过形成以流经b相线圈30b的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#7切换为通电模式#1而使流经b相线圈30b的电流的方向发生逆转来对b相线圈30b进行逆激磁，而是通过自通电模式#7切换为通电模式#8，使流经b相线圈30b的电流回流，然后切换为通电模式#1。由此，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响，因此可使充分的激磁电流流经a相线圈30a。因而，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可产生使两相旋转电机30旋转驱动的力矩，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
图4是表示第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的各通电模式#1～通电模式#8的切换时间点的一例的图。在图4中，与各开关元件211～开关元件216对应的信号为h电平的情况表示各开关元件211～开关元件216为导通状态，为l电平的情况表示各开关元件211～开关元件216为断开状态。再者，图4是进角为0°时的各通电模式#1～通电模式#8的切换时间点的一例。
如图4所示，两相旋转电机控制装置40基于脉冲信号h1与脉冲信号h2来检测转子31的旋转角。而且，两相旋转电机控制装置40以转子31的旋转角45°为单位依序切换通电模式#1～通电模式#8。
再者，本实施方式中的两相旋转电机控制装置40在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的电流的方向时，使流经切换电流的方向的线圈的电流回流，但并不限定于此。例如，两相旋转电机控制装置40在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的电流的方向的多个时间点中的至少一个时间点，使流经切换电流的方向的线圈的电流回流。例如，多个时间点表示自图3a所示的通电模式#1直接切换为图3c所示的#3的时间点、自图3c所示的#3直接切换为图3e所示的#5的时间点、自图3e所示的#5直接切换为图3g所示的#7的时间点、自图3g所示的#7直接切换为图3a所示的#1的时间点这四个通电模式的切换时间点。即，两相旋转电机控制装置40只要包含作为形成所述闭合电路的通电模式的通电模式#2、通电模式#4、通电模式#6、通电模式#8中的至少一个通电模式即可。
如上所述，第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40可在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向之前且使流经切换激磁电流的方向的对象线圈的电流回流后，执行切换为规定的激磁电流的方向的切换控制。即，第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40可在执行切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向的切换控制之前，使流经切换激磁电流的方向的对象线圈的电流回流。
由此，在切换流经a相或b相(的线圈)的电流的方向时，可防止贯穿电流的产生，且可防止不产生旋转电机的力矩。
以下，对第1实施方式中的两相旋转电机控制装置40的变形例进行说明。图5是表示第1实施方式中的变形例的两相旋转电机控制装置40所进行的通电模式的切换时间点的一例的图。
本变形例的两相旋转电机控制装置40具备第1实施方式中的通电模式#1～通电模式#8中的省略了通电模式#4及通电模式#8的通电模式。
即，本变形例的两相旋转电机控制装置40通过反复以通电模式#1、通电模式#2、通电模式#3、通电模式#5、通电模式#6、通电模式#7的顺序切换通电模式，从而旋转驱动两相旋转电机30。由此，与第1实施方式相比，本变形例的两相旋转电机控制装置40的通电模式少，因此可实现对于开关元件211～开关元件216的控制的简略化。例如，两相旋转电机控制装置40基于分别由所述第1孔ic及第2孔ic供给的脉冲信号h1及脉冲信号h2的上升时间点或下降时间点(脉冲信号h1及脉冲信号h2任一者的上升时间点或下降时间点)来控制开关元件211～开关元件216的导通状态与断开状态。此时，如图5所示，两相旋转电机控制装置40在通电模式#1、通电模式#3、通电模式#5、通电模式#7下，可在脉冲信号h1及脉冲信号h2的上升或下降的时间点对开关元件211～开关元件216控制导通状态或断开状态，但在通电模式#2、通电模式#4、通电模式#6、通电模式#8下，无法在脉冲信号h1及脉冲信号h2的上升或下降的时间点对开关元件211～开关元件216控制导通状态或断开状态。因而，在自通电模式#1切换为通电模式#2的情况下，两相旋转电机控制装置40自脉冲信号h1的上升的时间点起计数固定时间后切换为通电模式#2。即，在实施通电模式#2、通电模式#4、通电模式#6、通电模式#8的情况下，两相旋转电机控制装置40需要进行计数时间的处理(以下，称为“计时处理”)。因而，通过省略通电模式#4、通电模式#8，与第1实施方式相比，可削减两相旋转电机控制装置40的计时处理。
以下，对可省略通电模式#4及通电模式#8的理由进行说明。
在将通电模式不经由通电模式#4地自通电模式#3切换为通电模式#5的情况下，未形成使流经b相线圈30b的电流回流的闭合回路，因此无法减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。同样地，在将通电模式自通电模式#7切换为通电模式#1时，未形成使流经b相线圈30b的电流回流的闭合回路，因此无法减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。即，存在不产生使两相旋转电机30旋转驱动的力矩的期间。
然而，在通电模式#3的情况下，开关元件212～开关元件215为断开状态，因此由电源装置10供给的电流通过串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径。在通电模式#7的情况下，开关元件211、开关元件212、开关元件215、开关元件216为断开状态，因此由电源装置10供给的电流(激磁电流)与通电模式#3同样地通过串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径。串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径的电阻成为将a相线圈30a的电阻值ra与b相线圈30b的电阻值rb加算而成的电阻值(ra+rb)。再者，以下所示的实施方式中，为了方便起见，而对电阻值ra与电阻值rb为相同的电阻值rc的情况进行说明。即，假定a相线圈30a与b相线圈30b的电感相同。因而，串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径的电阻成为2re。另一方面，通电模式#1或通电模式#5中，由电源装置10供给的电流通过的路径为通过a相线圈30a与b相线圈30b中的任一电枢线圈39的路径。即，由电源装置10供给的电流通过的路径并非串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径，而是仅经由a相线圈30a或b相线圈30b的路径。即，仅经由a相线圈30a或b相线圈30b的路径的电阻成为rc。因而，在假定电源装置10的电压为12v的情况下，串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径中，对a相线圈30a与b相线圈30b分别施加6v的电压。另一方面，仅经由a相线圈30a或b相线圈30b的路径中，对a相线圈30a或b相线圈30b施加12v的电压。即，构成串联连接有a相线圈30a与b相线圈30b的路径的通电模式#3、通电模式#7与具备仅经由a相线圈30a或b相线圈30b的路径的通电模式#1、通电模式#5相比，流经a相线圈30a或b相线圈30b的电流小。
一般而言，积蓄于激磁线圈的能量与流经所述激磁线圈的电流的平方和电感的积成比例。因而，随着流经激磁线圈的电流变大而反电动势变高。由此，与通电模式#3、通电模式7相比，通电模式#1、通电模式#5的积蓄于a相线圈30a及b相线圈30b的能量大。即，通过自通电模式#3、通电模式#7对b相线圈30b进行逆激磁(通电模式#3→通电模式#5、通电模式#7→通电模式#1)而产生的反电动势小于通过自通电模式#1、通电模式#5对a相线圈30a进行逆激磁(通电模式#1→通电模式#3、通电模式#5→通电模式#7)而产生的反电动势。因而，关于通过逆激磁而不产生两相旋转电机30的力矩的期间(以下，称为“力矩未产生期间”)，通电模式#1→通电模式#3、通电模式#5→通电模式#7短于通电模式#3→通电模式#5、通电模式#7→通电模式#1。由此，只要可容许通电模式#3→通电模式#5、通电模式#7→通电模式#1的力矩未产生期间，则在力矩未产生期间长的逆激磁的期间(通电模式#1→通电模式#3、通电模式#5→通电模式#7)中，分别使用形成闭合回路的通电模式#2与通电模式#6后进行逆激磁，可省略通电模式#4及通电模式#8。
因而，根据所述变形例，可起到与第1实施方式相同的效果，并且可实现对于开关元件211～开关元件216的控制的简略化。
(第2实施方式)
以下，对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a进行说明。
图6是表示第2实施方式中的具备两相旋转电机控制装置40a的两相旋转电机用控制系统1a的概略构成的一例的图。如图6所示，两相旋转电机用控制系统1a具备电源装置10、逆变器电路20、两相旋转电机30及两相旋转电机控制装置40a。与第1实施方式相比，第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a以不同的路径形成使流经切换电流的方向的电枢线圈39的电流回流至所述电枢线圈39的闭合回路。
两相旋转电机控制装置40a通过控制开关元件211～开关元件216的导通与断开而切换对a相线圈30a及b相线圈30b通电的通电模式。即，两相旋转电机控制装置40a通过控制开关元件211～开关元件216的导通与断开而控制分别流经a相线圈30a及b相线圈30b的电流的方向。换句话说，两相旋转电机控制装置40a依次使用预先设定的多个通电模式，以切换流经a相线圈30a或b相线圈30b的电流的方向的方式控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。由此，两相旋转电机控制装置40a通过切换a相线圈30a或b相线圈30b的磁通的方向而在转子磁体33与齿34之间产生引力或斥力，从而使转子31旋转。
第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式具备使a相线圈30a与b相线圈30b交替地逆激磁的四个通电模式(通电模式#1、通电模式#3、通电模式#5、通电模式#7)及在进行逆激磁之前形成使流经要逆激磁的电枢线圈39的电流回流至所述电枢线圈39的闭合回路的通电模式(通电模式#2′、通电模式#4′、通电模式#6′、通电模式#8′)。例如，在切换流经a相线圈30a的电流的方向的情况下，即，在对a相线圈30a进行逆激磁的情况下，两相旋转电机控制装置40a以形成使流经a相线圈30a的电流回流至a相线圈30a的闭合回路的方式控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。形成闭合回路后并经过固定时间后，两相旋转电机控制装置40a使所述闭合回路开放并对a相线圈30a进行逆激磁。再者，两相旋转电机控制装置40a也可基于由第1孔ic及第2孔ic供给的脉冲信号h1、脉冲信号h2的上升时间点与下降时间点(脉冲信号h1及脉冲信号h2的其中一个的上升时间点或下降时间点)来切换所述通电模式。
两相旋转电机控制装置40a可通过硬件来实现，也可通过软件来实现，还可通过硬件与软件的组合来实现。另外，通过执行程序，计算机可作为两相旋转电机控制装置40的一部分而发挥功能。程序可存储于计算机可读取的介质中，也可存储于连接于网络的存储装置中。
以下，对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式进行说明。
图7a～图7h是对第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#1、通电模式#2′、通电模式#3、通电模式#4′、通电模式#5、通电模式#6′、通电模式#7、通电模式#8′(以下，设为“#1～#8′”)分别进行说明的图。图7a～图7h表示流经通电模式#1～通电模式#8′各自中的a相线圈30a与b相线圈30b的电流的流动。再者，虚线所表示的开关元件211～开关元件216表示断开状态，实线所表示的开关元件211～开关元件216表示导通状态。另外，箭头表示a相线圈30a与b相线圈30b中的电流的流动方向。通电模式#1～通电模式#8′为可驱动两相旋转电机30的模式。再者，两相旋转电机控制装置40a通过反复以通电模式#1、通电模式#2′、通电模式#3、通电模式#4′、通电模式#5、通电模式#6′、通电模式#7、通电模式#8′的顺序切换通电模式，从而旋转驱动两相旋转电机30。再者，在两相旋转电机30启动时，两相旋转电机控制装置40a也可使用通电模式#1～通电模式#8′的通电模式中的任意的通电模式来控制开关元件211～开关元件216的导通与断开。即，第2实施方式的两相旋转电机控制装置40a的特征在于要切换的通电模式的顺序，两相旋转电机30启动时的通电模式并无特别限定。再者，图7a与图3a相同，因此省略说明。图7c与图3c相同，因此省略说明。图7e与图3e相同，因此省略说明。图7g与图3g相同，因此省略说明。
(通电模式#2′)
图7b是表示第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#2′的图。
通电模式#2′中，开关元件211、开关元件212、开关元件213为断开状态且开关元件214、开关元件215、开关元件216为导通状态。因而，流经a相线圈30a的电流ia通过开关元件214、开关元件215而回流至a相线圈30a。另外，流经b相线圈30b的电流ib通过开关元件216、开关元件215而回流至b相线圈30b。即，通电模式#2′中，两相旋转电机控制装置40a自通电模式#1将开关元件215设为导通状态，将开关元件212设为断开状态，由此形成a相线圈30a、开关元件214及开关元件215的闭合回路与b相线圈30b、开关元件216及开关元件215的闭合回路(参照图7b)。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#1切换为通电模式#3而使流经a相线圈30a的电流的方向发生逆转来对a相线圈30a进行逆激磁，而是通过自通电模式#1切换为通电模式#2′，使流经a相线圈30a的电流回流，然后切换为通电模式#3。由此，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可减低由a相线圈30a的自感应所引起的影响。
(通电模式#4′)
图7d是表示第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#4′的图。
通电模式#4′中，开关元件212、开关元件214、开关元件216为断开状态且开关元件211、开关元件213、开关元件215为导通状态。因而，流经b相线圈30b的电流ib通过开关元件213、开关元件211及a相线圈30a而回流至b相线圈30b。即，通电模式#4′中，两相旋转电机控制装置40a自通电模式#3将开关元件216设为断开状态，将开关元件213、开关元件215设为导通状态，由此以b相线圈30b、开关元件213、开关元件211及a相线圈30a形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件211、a相线圈30a、开关元件215及接地的路径(参照图7d)。由此，b相线圈30b未被激磁，但a相线圈30a被激磁。两相旋转电机控制装置40a通过形成以流经b相线圈30b的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#3切换为通电模式#5而使流经b相线圈30b的电流的方向发生逆转来对b相线圈30b进行逆激磁，而是通过自通电模式#3切换为通电模式#4′，使流经b相线圈30b的电流回流，然后切换为通电模式#5。由此，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
(通电模式#6′)
图7f是表示第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#6′的图。
通电模式#6′中，开关元件214、开关元件215、开关元件216为断开状态且开关元件211、开关元件212、开关元件213为导通状态。因而，流经a相线圈30a的电流ia通过开关元件212、开关元件211而回流至a相线圈30a。另外，流经b相线圈30b的电流ib通过开关元件212、开关元件213而回流至b相线圈30b。即，通电模式#6′中，两相旋转电机控制装置40a自通电模式#5将开关元件215设为断开状态，将开关元件212设为导通状态，由此形成a相线圈30a、开关元件212及开关元件211的闭合回路与b相线圈30b、开关元件212及开关元件213的闭合回路(参照图7f)。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#5切换为通电模式#7而使流经a相线圈30a的电流的方向发生逆转来对a相线圈30a进行逆激磁，而是通过自通电模式#5切换为通电模式#6′，使流经a相线圈30a的电流回流，然后切换为通电模式#7。由此，在对a相线圈30a进行逆激磁时，可减低由a相线圈30a的自感应所引起的影响。
(通电模式#8′)
图7h是表示第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a的通电模式#8′的图。
通电模式#8′中，开关元件211、开关元件213、开关元件215为断开状态且开关元件212、开关元件214、开关元件216为导通状态。因而，流经b相线圈30b的电流ib通过a相线圈30a、开关元件214、开关元件216而回流至b相线圈30b。即，通电模式#8′中，两相旋转电机控制装置40a自通电模式#7将开关元件213设为断开状态，将开关元件212、开关元件216设为导通状态，由此以b相线圈30b、a相线圈30a、开关元件214及开关元件216形成闭合回路。此时，由电源装置10供给的电流仅通过经由开关元件212、a相线圈30a、开关元件214及接地的路径(参照图7h)。由此，b相线圈30b未被激磁，仅a相线圈30a被激磁。因而，若将通电模式自通电模式#8′切换为通电模式#1，则流经a相线圈30a的电流的方向不发生变化，但流经b相线圈30b的电流发生逆转。因此，b相线圈30b被逆激磁。两相旋转电机控制装置40a通过形成以流经b相线圈30b的电流为切换对象并使切换对象的电流回流的闭合电路，从而可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响。
如上所述，并非通过将通电模式自通电模式#7切换为通电模式#1而使流经b相线圈30b的电流的方向发生逆转来对b相线圈30b进行逆激磁，而是通过自通电模式#7切换为通电模式#8′，使流经b相线圈30b的电流回流，然后切换为通电模式#1。由此，在对b相线圈30b进行逆激磁时，可减低由b相线圈30b的自感应所引起的影响，因此可高效地驱动两相旋转电机30。
再者，本实施方式中的两相旋转电机控制装置40a在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的电流的方向时，使流经切换电流的方向的线圈的电流回流，但并不限定于此。例如，两相旋转电机控制装置40a在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的电流的方向的多个时间点中的至少一个时间点，使流经切换电流的方向的线圈的电流回流。例如，多个时间点表示自图7a所示的通电模式#1直接切换为图7c所示的#3的时间点、自图7c所示的#3直接切换为图7e所示的#5的时间点、自图7e所示的#5直接切换为图7g所示的#7的时间点、自图7g所示的#7直接切换为图7a所示的#1的时间点这四个通电模式的切换时间点。即，两相旋转电机控制装置40a只要包含作为形成所述闭合电路的通电模式的通电模式#2′、通电模式#4′、通电模式#6′、通电模式#8′中的至少一个通电模式即可。
如上所述，第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a可在切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向之前且使流经切换激磁电流的方向的对象线圈的电流回流后，执行切换为规定的激磁电流的方向的切换控制。即，第2实施方式中的两相旋转电机控制装置40a可在执行切换流经a相线圈30a与b相线圈30b这两个线圈中的任一线圈的激磁电流的方向的切换控制之前，使流经切换激磁电流的方向的对象线圈的电流回流。
由此，在切换流经a相或b相(的线圈)的电流的方向时，可防止贯穿电流的产生，且可减低自感应的影响。
另外，在所述实施方式中，两相旋转电机控制装置40、两相旋转电机控制装置40a以两相三线式控制两相旋转电机30。其中，即便为两相四线式，也可控制两相旋转电机30。然而，在使用两相四线式的情况下，需要增加在逆变器电路中所使用的开关元件的数量，有可能成为高成本。
另外，与三相旋转电机(例如，三相无刷直流马达)相比，两相旋转电机30可削减用以检测旋转角度的传感器。即，通过使用两相旋转电机30作为旋转电机，可提供与使用三相旋转电机的情况相比廉价的旋转电机用控制系统。
另外，在所述实施方式中，如图8所示般，a相线圈30a及b相线圈30b也可分别构成为并联及串联连接有多个线圈的线圈群组。
也可利用计算机来实现所述实施方式中的两相旋转电机控制装置40、两相旋转电机控制装置40a。在所述情况下，也可通过如下方式来实现：将用以实现所述功能的程序记录于计算机可读取的记录介质中，使记录于所述记录介质中的程序读入至计算机系统中并加以执行。再者，所谓此处所述的“计算机系统”是指包含操作系统(operatingsystem，os)或周边机器等硬件者。另外，所谓“计算机可读取的记录介质”是指软盘、光磁盘、只读存储器(readonlymemory，rom)、光盘只读存储器(compactdisc-readonlymemory，cd-rom)等可移动介质、内置于计算机系统中的硬盘等存储装置。进而，“计算机可读取的记录介质”也可包括如经由因特网等网络或电话线路等通信线路来发送程序时的通信线般的在短时间期间动态保持程序者、如所述情况下的成为服务器或客户的计算机系统内部的非易失性存储器般的以固定时间保持程序者。另外，所述程序可为用以实现所述功能的一部分者，进而也可为可以与已经记录于计算机系统中的程序的组合来实现所述功能者，还可为使用现场可编程门阵列(fieldprogrammablegatearray，fpga)等可编程逻辑器件来实现者。
以上，参照附图对所述发明的实施方式进行了详细叙述，但具体构成并不限定于所述实施方式，也包含不脱离所述发明的主旨的范围的设计等。
应注意的是：关于权利要求、说明书及附图中所示的装置、系统、程序及方法中的动作、次序、步骤及阶段等各处理的执行顺序，未特别注明“最先”、“先于”等，另外，只要后面的处理不使用前面的处理的输出，则可以任意顺序来实现。关于权利要求、说明书及附图中的动作流程，即便为了方便起见而使用“首先”、“其次”等来进行说明，也并非是指必须以所述顺序来实施。
符号的说明
1：两相旋转电机用控制系统
10：电源装置
20：逆变器电路
30：两相旋转电机
30a：a相线圈
30b：b相线圈
31：转子
32：定子
33：转子磁体
34：齿
36：卷绕主体部
37：前端部
38：槽
39：电枢线圈
40：两相旋转电机控制装置
211～216：开关元件