JP2004129379A - モータ制御装置、およびモータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体 - Google Patents
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Abstract
【課題】エンジンの始動時に、出力が最大になるように交流モータの駆動を制御するモータ制御装置を提供する。
【解決手段】駆動指令生成部３１は、位置センサー２０から交流モータＭ１の回転子の位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを受ける。回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてモータ回転数ＭＲＮを算出し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するとＨレベルのモータ回転数ＲＰＭをそれぞれ駆動指令生成部３１へ出力する。駆動指令生成部３１は、エンジン４０の始動時、ＬおよびＨレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、それぞれ、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【選択図】 図１
【解決手段】駆動指令生成部３１は、位置センサー２０から交流モータＭ１の回転子の位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを受ける。回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてモータ回転数ＭＲＮを算出し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するとＨレベルのモータ回転数ＲＰＭをそれぞれ駆動指令生成部３１へ出力する。駆動指令生成部３１は、エンジン４０の始動時、ＬおよびＨレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、それぞれ、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【選択図】 図１
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンに連結された交流モータの駆動を制御するモータ制御装置に関し、特に、エンジンをスムーズに始動可能なモータ制御装置、およびモータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００４】
また、ハイブリッド自動車に搭載されたモータは、エンジンと連結されており、ハイブリッド自動車の通常走行時、エンジンのクランク軸の回転力を電気エネルギーに変換するとともに、ハイブリッド自動車の回生制動時、駆動輪の回転力をエンジンのクランク軸を介して受け、その受けた回転力を電気エネルギーに変換する。
【０００５】
このように、ハイブリッド自動車に搭載されたモータは、電動機および発電機として機能する。そして、電動機能と発電機能とは、相互に相反する性能（たとえば、電動機として機能する回転数の領域では発電機として機能しない）であるため、電動機能と発電機能とを１つの回転機で同時に実現させるには、モータの駆動方法を制御する必要がある。
【０００６】
また、ハイブリッド自動車のようにモータを走行の動力源とはしないが、車両が交差点の赤信号などで停車した場合にエンジンを停止し、発進すべきタイミングにてエンジンを自動で始動するエコノミーランニングシステム（エンジン自動停止・始動システム）も開発され、実用化されている。このようなエコノミーランニングシステムでもエンジンを頻繁に停止・始動することからモータが高機能となっており、モータが電動機能と発電機能とを併せ持つようにすることも検討されている。
【０００７】
そこで、特開平８−１１６６９９号公報には、電動機としての始動時、電気角で略１２０度の期間、モータの各相に電流を流す１２０度通電方式を採用し、電動機としての始動時以外に、モータを電動機または発電機として機能させる場合、電気角で略１８０度の期間、モータの各相に電流を流す１８０度通電方式を採用する技術が開示されている。また、１８０度通電方式においては、回転子の回転数が所定回転数以上の時、モータの電機子に印加される交流電圧の位相が、電機子巻線に発生する誘起電圧の位相に対して９０度進むように、モータを駆動するインバータの各スイッチング素子が駆動される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１１６６９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジンの始動時においても、低速回転の領域と高速回転の領域とが存在し、エンジンの始動時において回転数の上昇とともにモータの電機子巻線に発生する逆起電圧が増加し、高速回転の領域でモータの出力が低下するという問題がある。
【００１０】
また、低速領域および高速領域において、モータの出力が最大になるように通電方式を両立させることができないという問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの始動時に、出力が最大になるように交流モータの駆動を制御するモータ制御装置を提供することである。
【００１２】
また、この発明の別の目的は、エンジンの始動時に、出力が最大になるように交流モータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるモータ制御装置は、駆動回路と、制御回路とを備える。駆動回路は、エンジンに連結されたモータを駆動する。制御回路は、エンジンの始動時、モータの各相に電流を流す通電方式を電流利用率が最も高い第１の通電方式から電圧利用率が最も高い第２の通電方式に切替えるように駆動回路を制御する。
【００１４】
好ましくは、制御回路は、モータの回転数がアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数に到達すると、第１の通電方式から第２の通電方式に切替えるように駆動回路を制御する。そして、臨界回転数は、第１の通電方式におけるモータの出力トルクが第２の通電方式におけるモータの出力トルクに一致するモータの回転数である。
【００１５】
好ましくは、第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式である。また、第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である。
【００１６】
好ましくは、モータ制御装置は、位置センサーをさらに備える。位置センサーは、モータの回転子の位置を検出する。そして、位置センサーは、１２０度矩形波通電方式においてモータが最大トルクを出力する位置に配置される。
【００１７】
好ましくは、制御回路は、車両のアイドルストップ後の発進時にモータを駆動するように駆動回路を制御する。
【００１８】
好ましくは、モータ制御装置は、温度センサーをさらに備える。温度センサーは、モータの温度を検出する。そして、制御回路は、温度センサーにより検出された温度に応じて決定されるタイミングで通電方式の切替えを制御する。
【００１９】
好ましくは、制御回路は、モータの温度の上昇に伴い、より早いタイミングで通電方式の切替えを制御する。
【００２０】
好ましくは、モータ制御装置は、温度センサーと回転数検出手段とをさらに備える。温度センサーは、モータの温度を検出する。回転数検出手段は、モータのモータ回転数を検出する。そして、制御回路は、臨界回転数と温度との関係を示すマップを保持し、回転数検出手段から受けたモータ回転数が検出された温度に対応する臨界回転数に到達したとき、通電方式の切替えを制御する。
【００２１】
また、この発明によれば、エンジンに連結されたモータの駆動制御を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、エンジンの始動指令を受ける第１のステップと、モータのモータ回転数を検出する第２のステップと、検出されたモータ回転数をアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数と比較する第３のステップと、検出されたモータ回転数が臨界回転数よりも低いとき、電流利用率が最も高い第１の通電方式でモータの各相に電流を流す第４のステップと、検出されたモータ回転数が臨界回転数以上であるとき、電圧利用率が最も高い第２の通電方式でモータの各相に電流を流す第５のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。そして、臨界回転数は、アイドル回転数よりも低く設定され、第１の通電方式におけるモータの出力トルクが第２の通電方式におけるモータの出力トルクに一致するモータの回転数である。
【００２２】
好ましくは、プログラムは、モータの温度を検出する第６のステップをさらにコンピュータに実行させる。そして、第３のステップは、検出された温度に対応する臨界回転数を検出する第１のサブステップと、検出されたモータ回転数を温度に対応する臨界回転数と比較する第２のサブステップとを含む。第４のステップは、検出されたモータ回転数が温度に対応する臨界回転数よりも低いとき、第１の通電方式でモータの各相に電流を流し、第５のステップは、検出されたモータ回転数が温度に対応する臨界回転数に到達したとき、第２の通電方式でモータの各相に電流を流す。
【００２３】
好ましくは、第２のサブステップは、温度と臨界回転数との関係を示すマップを参照して温度に対応する臨界回転数を検出する。
【００２４】
好ましくは、第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式である。また、第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である。
【００２５】
この発明においては、エンジンの始動時、電流利用率が最大である第１の通電方式から電圧利用率が最大である第２の通電方式に切替えて、エンジンに連結されたモータが駆動される。
【００２６】
したがって、モータの低速回転領域および高速回転領域において、モータから最大トルクを出力させてエンジンを始動できる。その結果、エンジンをスムーズに始動でき、エンジンの始動時間を短縮できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
［実施の形態１］
図１を参照して、実施の形態１によるモータ制御装置１００は、直流電源Ｂと、コンデンサＣ１と、インバータ１０と、位置センサー２０と、制御装置３０とを備える。
【００２９】
交流モータＭ１は、エンジン４０および駆動輪５０に連結され、ハイブリッド自動車の駆動輪５０を駆動するためのトルク、またはエンジン４０を始動するためのトルクを発生するための駆動モータである。交流モータＭ１は、エンジン４０の回転力を電気エネルギーに変換する発電機の機能を併せ持つように、ハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００３０】
インバータ１０は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００３１】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６から成る。また、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のソース−ドレイン間には、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して導通方向が逆方向になるようにダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００３２】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３３】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン、鉛等の二次電池から成る。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１０へ供給する。
【００３４】
位置センサー２０は、交流モータＭ１の回転子（図示せず）の位置を表わす位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、その検出した位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを制御装置３０の駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。なお、位置センサー２０は、回転子の位置をアナログ信号として検出するが、この検出したアナログ信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗとして駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００３５】
制御装置３０は、モータ制御装置１００が搭載されたハイブリッド自動車のアイドルストップ後の発進時、つまり、アイドルストップ後のエンジン４０の始動時、後述する方法によって交流モータＭ１を１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で順次駆動するようにインバータ１０を制御する。そして、制御装置３０は、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【００３６】
ハイブリッド自動車は、走行中に信号等で停止したとき、エコノミーランニングシステム（「エコラン」とも言う。）に従ってエンジン４０を停止するアイドルストップを行なう。そして、ハイブリッド自動車がアイドルストップ後に発進する場合、エンジン４０を始動する必要があるため、このエンジン４０の始動を出力トルクが最大になるように制御された交流モータＭ１により行なうことにしたものである。また、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達した後は、エンジン４０をアシストするための駆動モータとして交流モータＭ１を機能させることにしたものである。
【００３７】
制御装置３０は、駆動指令生成部３１と、回転数算出部３２とを含む。駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、後述する方法によって、インバータ１０に含まれるＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の各々を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成し、その生成した駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子へ出力する。
【００３８】
この場合、駆動指令生成部３１は、交流モータＭ１の回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜Ｎｅｉｄｌ）よりも低いとき、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力し、交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００３９】
アイドルストップ後にエンジン４０を始動する場合、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに設定されるように交流モータＭ１を駆動するための指令が外部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から制御装置３０へ入力されるので、駆動指令生成部３１は、交流モータＭ１のモータ回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達するまでの領域を、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低い低速領域と、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔからアイドル回転数Ｎｅｉｄｌまでの高速領域とに分け、それぞれの領域において交流モータＭ１の出力トルクが最大になる通電方式により交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御することにしたものである。
【００４０】
なお、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔとは、１２０度矩形波通電方式における交流モータＭ１の出力トルクが１８０度矩形波通電方式における交流モータＭ１の出力トルクに一致する交流モータＭ１のモータ回転数である。
【００４１】
回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮを演算し、その演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する。そして、回転数算出部３２は、演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、Ｌ（論理ロー）レベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、Ｈ（論理ハイ）レベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。より具体的には、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、周期的に変化する信号であるので、回転数算出部３２は、一定時間内に位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが周期的に何回変化するかを検出してモータ回転数ＭＲＮを演算する。
【００４２】
図２を参照して、位置センサー２０は、センサー２１〜２３からなる。センサー２１〜２３は、たとえば、ホール素子からなり、それぞれ、交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相から検出部に受ける磁束の垂直成分に応じた電圧を発生する。そして、センサー２１〜２３は、それぞれ、発生した電圧（アナログ信号）を所定のレベルでコンパレートしてデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗとして駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００４３】
センサー２１は、Ｕ相の配置方向に対して角度θをなすように配置される。そして、センサー２２，２３も、センサー２１と同じように配置される。
【００４４】
図３を参照して、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１１〜３２８と、インバータ３２９〜３３２と、ＯＲゲート３３３〜３３８とを含む。インバータ３２９は、回転数算出部３２からのモータ回転数ＲＰＭの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１１〜３１６へ出力する。インバータ３３０は、位置信号Ｈｕの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１９，３２３，３２４へ出力する。
【００４５】
インバータ３３１は、位置信号Ｈｖの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３２１，３２５，３２６へ出力する。インバータ３３２は、位置信号Ｈｗの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１７，３２７，３２８へ出力する。
【００４６】
ＡＮＤゲート３１１は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３１７の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１２は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３１９の一方端子へ出力する。
【００４７】
ＡＮＤゲート３１３は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２１の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１４は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２３の一方端子へ出力する。
【００４８】
ＡＮＤゲート３１５は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２５の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１６は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２７の一方端子へ出力する。
【００４９】
ＡＮＤゲート３１７は、ＡＮＤゲート３１１の出力信号と、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１８は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の他方端子へ出力する。
【００５０】
ＡＮＤゲート３１９は、ＡＮＤゲート３１２の出力信号と、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２０は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の他方端子へ出力する。
【００５１】
ＡＮＤゲート３２１は、ＡＮＤゲート３１３の出力信号と、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２２は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の他方端子へ出力する。
【００５２】
ＡＮＤゲート３２３は、ＡＮＤ３１４の出力信号と、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２４は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の他方端子へ出力する。
【００５３】
ＡＮＤゲート３２５は、ＡＮＤゲート３１５の出力信号と、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２６は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の他方端子へ出力する。
【００５４】
ＡＮＤゲート３２７は、ＡＮＤゲート３１６の出力信号と、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２８は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の他方端子へ出力する。
【００５５】
ＯＲゲート３３３は、ＡＮＤゲート３１７の出力信号と、ＡＮＤゲート３１８の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ１としてＭＯＳトランジスタＴｒ１のゲート端子へ出力する。
【００５６】
ＯＲゲート３３４は、ＡＮＤゲート３１９の出力信号と、ＡＮＤゲート３２０の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ２としてＭＯＳトランジスタＴｒ２のゲート端子へ出力する。
【００５７】
ＯＲゲート３３５は、ＡＮＤゲート３２１の出力信号と、ＡＮＤゲート３２２の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ３としてＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲート端子へ出力する。
【００５８】
ＯＲゲート３３６は、ＡＮＤゲート３２３の出力信号と、ＡＮＤゲート３２４の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ４としてＭＯＳトランジスタＴｒ４のゲート端子へ出力する。
【００５９】
ＯＲゲート３３７は、ＡＮＤゲート３２５の出力信号と、ＡＮＤゲート３２６の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ５としてＭＯＳトランジスタＴｒ５のゲート端子へ出力する。
【００６０】
ＯＲゲート３３８は、ＡＮＤゲート３２７の出力信号と、ＡＮＤゲート３２８の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ６のゲート端子へ出力する。
【００６１】
交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌ）よりも低いとき、回転数算出部３２は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力するので、駆動指令生成部３１のＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを一方端子に受け、他方端子に入力される信号の論理レベルに拘わらず、Ｌレベルの出力信号を、それぞれ、ＯＲゲート３３３〜３３８の他方端子へ出力する。
【００６２】
また、ＡＮＤゲート３１１〜３１６は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを反転したＨレベルの信号をインバータ３２９から一方端子に受けるので、他方端子に入力される信号の論理レベルに応じた出力信号を、それぞれ、ＡＮＤゲート３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７の一方端子へ出力する。
【００６３】
より具体的には、ＡＮＤゲート３１１は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３１７の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１２は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３１９の一方端子へ出力する。
【００６４】
また、ＡＮＤゲート３１３は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２１の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１４は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２３の一方端子へ出力する。
【００６５】
さらに、ＡＮＤゲート３１５は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２５の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１６は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２７の一方端子へ出力する。
【００６６】
そうすると、ＡＮＤゲート３１７は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１１からの出力信号と、位置信号Ｈｗを反転したインバータ３３２からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の一方端子へ出力する。
【００６７】
また、ＡＮＤゲート３１９は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１２からの出力信号と、位置信号Ｈｕを反転したインバータ３３０からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の一方端子へ出力する。
【００６８】
さらに、ＡＮＤゲート３２１は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１３からの出力信号と、位置信号Ｈｖを反転したインバータ３３１からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の一方端子へ出力する。
【００６９】
さらに、ＡＮＤゲート３２３は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じたＡＮＤ３１４からの出力信号と、位置信号Ｈｕを反転したインバータ３３０からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の一方端子へ出力する。
【００７０】
さらに、ＡＮＤゲート３２５は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１５からの出力信号と、位置信号Ｈｖを反転したインバータ３３１からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の一方端子へ出力する。
【００７１】
さらに、ＡＮＤゲート３２７は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１６からの出力信号と、位置信号Ｈｗを反転したインバータ３３２からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の一方端子へ出力する。
【００７２】
そして、ＯＲゲート３３３〜３３８は、それぞれ、ＡＮＤゲート３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７の出力信号を駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００７３】
したがって、モータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１１〜３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７およびインバータ３３０〜３３２によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。つまり、駆動指令生成部３１は、図４に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００７４】
一方、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌ）に到達すると、回転数算出部３２は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力するので、駆動指令生成部３１のＡＮＤゲート３１１〜３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７は、必ず、Ｌレベルの信号を出力する。
【００７５】
そして、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを一方端子に受けるので、他方端子に入力される信号の論理レベルに応じた信号を、それぞれ、ＯＲゲート３３３〜３３８の他方端子へ出力する。
【００７６】
より具体的には、ＡＮＤゲート３１８は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３３の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２０は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３４の他方端子へ出力する。
【００７７】
また、ＡＮＤゲート３２２は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３５の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２４は、位置信号Ｈｕを反転した信号をＯＲゲート３３６の他方端子へ出力する。
【００７８】
さらに、ＡＮＤゲート３２６は、位置信号Ｈｖを反転した信号をＯＲゲート３３７の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２８は、位置信号Ｈｗを反転した信号をＯＲゲート３３８の他方端子へ出力する。
【００７９】
そして、ＯＲゲート３３３〜３３８は、それぞれ、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８からの出力信号を駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００８０】
したがって、モータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８およびインバータ３３０〜３３２によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。つまり、駆動指令生成部３１は、図５に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００８１】
図６を参照して、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いときの交流モータＭ１の駆動について説明する。位置センサー２０のセンサー２１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｕを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力し、センサー２２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｖを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力し、センサー２３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｗを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００８２】
そして、回転数算出部３２は、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３２へ出力する。そうすると、駆動指令生成部３２は、上述したように、図４に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００８３】
つまり、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｗの反転信号と位置信号Ｈｕとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ１を生成し、位置信号Ｈｕの反転信号と位置信号Ｈｖとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ２を生成し、位置信号Ｈｖの反転信号と位置信号Ｈｗとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ３を生成する。
【００８４】
また、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕの反転信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ４を生成し、位置信号Ｈｖの反転信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ５を生成し、位置信号Ｈｗの反転信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ６を生成する。
【００８５】
したがって、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が６０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１８０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００８６】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が１２０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００８７】
その結果、交流モータＭ１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、図６に示すように電気角に対して変化する。
【００８８】
この場合、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１２０度の範囲で電流を交流モータＭ１の各相に流すように、それぞれ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図６に示す通電方式を１２０度矩形波通電方式と言う。
【００８９】
図７を参照して、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達したときの交流モータＭ１の駆動について説明する。位置センサー２０のセンサー２１〜２３は、１２０度矩形波通電方式と同じ電気角の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００９０】
そして、回転数算出部３２は、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてＨレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。そうすると、駆動指令生成部３１は、上述したように、図５に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００９１】
つまり、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕを駆動信号Ｄｒ１として生成し、位置信号Ｈｖを駆動信号Ｄｒ２として生成し、位置信号Ｈｗを駆動信号Ｄｒ３として生成する。
【００９２】
また、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕの反転信号を駆動信号Ｄｒ４として生成し、位置信号Ｈｖの反転信号を駆動信号Ｄｒ５として生成し、位置信号Ｈｗの反転信号を駆動信号Ｄｒ６として生成する。
【００９３】
したがって、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００９４】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が１８０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が６０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００９５】
その結果、交流モータＭ１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、図７に示すように電気角に対して変化する。
【００９６】
この場合、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１８０度の範囲で電流を交流モータＭ１の各相に流すように、それぞれ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図７に示す通電方式を１８０度矩形波通電方式と言う。
【００９７】
図６および図７を参照して、１２０度矩形波通電方式と１８０度矩形波通電方式とにおける電流利用率および電圧利用率の比較について説明する。まず、電流利用率の比較について説明する。交流モータＭ１のＵ相に流れる相電流Ｉｕに基づいて、１２０度矩形波通電方式における電流利用率を計算すると、（（２２＋２２）／３）１／２＝（８／３）１／２になる。同様に、１８０度矩形波通電方式における電流利用率を計算すると、（（１２＋２２＋１２）／３）１／２＝（６／３）１／２となる。なお、１２０度矩形波通電方式では、相電流Ｉｕは、０および２の範囲で変化し、１８０度矩形波通電方式では、相電流Ｉｕは、０，１および２の範囲で変化するとして計算した。
【００９８】
したがって、１２０度矩形波通電方式は、１８０度矩形波通電方式に比べ、２／（３）１／２＝１．１５５倍、電流利用率が高い。Ｖ相に流れる相電流ＩｖまたはＷ相に流れる相電流Ｉｗに基づいて、電流利用率を計算しても同じである。
【００９９】
次に、電圧利用率の比較について説明する。交流モータＭ１のＵ相に印加される相電圧Ｖｕに基づいて、１２０度矩形波通電方式における電圧利用率を計算すると、（（１２＋１２）／３）１／２＝（２／３）１／２となる。同様に、１８０度矩形波通電方式における電圧利用率を計算すると、（（１２＋１２＋１２）／３）１／２＝１となる。なお、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式において、相電圧Ｖｕは、０および１の範囲で変化するとして計算した。
【０１００】
したがって、１８０度矩形波通電方式は、１２０度矩形波通電方式に比べ、１／（２／３）１／２＝１．２２５倍、電圧利用率が高い。Ｖ相に印加される相電圧ＶｖまたはＷ相に印加される相電圧Ｖｗに基づいて、電圧利用率を計算しても同じである。
【０１０１】
そして、上述した交流モータＭ１を駆動する場合、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すのが最も電流利用率が高くなり、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すのが最も電圧利用率が高くなる。
【０１０２】
したがって、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流することは、電流利用率が最も高い通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことに相当し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことは、電圧利用率が最も高い通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことに相当する。
【０１０３】
図８は、交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。図８において縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、交流モータＭ１のモータ回転数を表わす。そして、曲線ｋ１は、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の出力トルクとモータ回転数との関係であり、曲線ｋ２は、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の出力トルクとモータ回転数との関係である。
【０１０４】
モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔの間では、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流した方が交流モータＭ１の出力トルクは大きくなり、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌの間では、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流した方が交流モータＭ１の出力トルクは大きくなり、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔのとき、交流モータＭ１の出力トルクは、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式において同じになる。
【０１０５】
したがって、交流モータＭ１のモータ回転数が０〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌの範囲で、交流モータＭ１が最大トルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するためには、交流モータＭ１が曲線ｋ３に従ってトルクを出力するように、インバータ１０を駆動すればよい。
【０１０６】
つまり、モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御すればよい。
【０１０７】
したがって、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数計算部３２からのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、エンジン４０の始動時、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、電流利用率が最も高い通電方式（１２０度矩形波通電方式）で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、電圧利用率が最も高い通電方式（１８０度矩形波通電方式）で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御する。
【０１０８】
そして、このように制御することは、エンジン４０の始動時（モータ回転数が０〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌまでの間を意味する。）、電流利用率が最も高い通電方式（１２０度矩形波通電方式）から電圧利用率が最も高い通電方式（１８０度矩形波通電方式）へ切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御することに相当する。
【０１０９】
図９は、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流した場合における図２に示す角度θと交流モータＭ１の出力トルクとの関係の一例を示す。図９において、縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、角度θを表わす。
【０１１０】
図９から明らかなように、交流モータＭ１は、角度θが３０度のときに、最大のトルクを出力するので、センサー２１〜２３は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の配置方向に対して３０度の角度θを成すように配置される。
【０１１１】
このように、この発明においては、交流モータＭ１の回転子の位置を検出するセンサー２１〜２３の配置位置は、１２０度矩形波通電方式において交流モータＭ１の出力トルクが最大になるように決定される。
【０１１２】
図１０は、交流モータＭ１のロータ磁力とステータ磁力との関係を１２０度矩形波通電方式と１８０度矩形波通電方式との間で比較した結果である。図１０の（ａ）は、１２０度矩形波通電方式の場合を示し、図１０の（ｂ）は、１８０度矩形波通電方式の場合を示す。
【０１１３】
１２０度矩形波通電方式の場合、ステータ磁力の方向はロータ磁力の方向と１２０度異なる。そして、これは、３０度の電流進角となるように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流すことに相当する。
【０１１４】
また、１８０度矩形波通電方式の場合、ステータ磁力の方向はロータ磁力の方向と１５０度異なる。そして、これは、６０度の電流進角となるように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流すことに相当する。
【０１１５】
したがって、この発明においては、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式の両方の場合において、弱め界磁制御が行なわれる。また、１８０度矩形波通電方式では、１２０度矩形波通電方式に対して３０度の電流進角になるように、交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流す。
【０１１６】
図１１を参照して、エンジン４０の始動時におけるモータ制御装置１００の動作について説明する。なお、図１１に示すフローチャートは、一定時間ごとに実行される。
【０１１７】
エンジン４０の始動動作が開始されると、制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵからエンジン４０の始動指令を受理する（ステップＳ１０）。そして、制御装置３０の回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、モータ回転数ＭＲＮを検出し（ステップＳ２０）、その検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、回転数算出部３２は、検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、Ｌレベルのモータ回転ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに達したとき、Ｈレベルのモータ回転ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１１８】
エンジン４０の始動動作が開始された直後は、交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮは、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いので、ステップＳ３０においては、最初、モータ回転数ＭＲＮは臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いと判定され、回転数算出部３２は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１１９】
そうすると、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのＬレベルのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、上述したように、交流モータＭ１を１２０度矩形波通電方式で駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成してインバータ１０のＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。そして、インバータ１０は、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流して交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ４０）。
【０１２０】
その後、ステップＳ２０に戻り、回転数算出部３２は、新たなモータ回転数ＭＲＮを算出し、その算出した新たなモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０が繰返し実行される。つまり、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するまで、制御装置３０は、電流利用率が最大な通電方式（１２０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【０１２１】
そして、モータ回転数ＭＲＮが上昇し、ステップＳ３０においてモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達したと判定されたとき、回転数算出部３２は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１２２】
そうすると、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのＨレベルのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、上述したように、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成してインバータ１０のＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。そして、インバータ１０は、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流して交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ５０）。
【０１２３】
その後、回転数算出部３２は、検出したモータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低いか否かを判定し（ステップＳ６０）、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低いとき、新たなモータ回転数ＭＲＮを検出する（ステップＳ２０）。そして、回転数算出部３２は、算出した新たなモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。この場合、モータ回転数ＭＲＮは、既に臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達しているので、ステップＳ３０においては、モータ回転数ＭＲＮは臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低くないと判定され、ステップＳ５０が実行される。
【０１２４】
そして、ステップＳ６０において、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低くないと判定されたとき、エンジン４０の始動動作が終了する。
【０１２５】
このように、制御装置３０は、エンジン４０の始動時、モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、電流利用率が最大である通電方式（１２０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御し、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、電圧利用率が最大である通電方式（１８０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、エンジン４０の始動をスムーズに行なうことができるとともに、エンジン４０の始動時間を短縮できる。
【０１２６】
交流モータＭ１は、エンジン４０の始動時、エンジン４０を駆動し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式でトルクを発生し、その発生したトルクを駆動輪５０へ伝達する。
【０１２７】
つまり、交流モータＭ１は、エンジン４０の始動時、エンジン４０のスタータとして機能し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、駆動輪５０を駆動する駆動モータとして機能する。
【０１２８】
したがって、制御装置３０は、エンジン４０の始動時、図１１に示すフローチャートに従って、順次、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【０１２９】
なお、交流モータＭ１は、エコランに従ってエンジン４０がアイドルストップした後のエンジン４０の始動時にエンジン４０のスタータとして機能し、イグニッションキーによりエンジン４０が起動される場合は、本来のスタータ（図示せず）がエンジン４０を始動する。
【０１３０】
また、制御装置３０の駆動指令生成部３１および回転数算出部３２における交流モータの駆動制御は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なうことも可能であり、その場合、ＣＰＵは、図１１に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１１に示すフローチャートに従って交流モータＭ１の各相に電流を流す通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１１に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３１】
さらに、位置センサー２０（センサー２１〜２３）および回転数算出部３２は、「回転数検出手段」を構成する。
【０１３２】
実施の形態１によれば、モータ制御装置は、エンジンの始動時、エンジンに連結された交流モータを１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で順次駆動するようにインバータを制御する制御装置を備えるので、交流モータの回転数の低速領域から高速領域にわたって出力トルクが最大になるように交流モータを駆動できる。その結果、エンジンの始動をスムーズに行なうことができる。また、エンジンの始動時間を短縮できる。
【０１３３】
［実施の形態２］
図１２を参照して、実施の形態２によるモータ制御装置１００Ａは、モータ制御装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、温度センサー６０を追加したものであり、その他は、モータ制御装置１００と同じである。
【０１３４】
温度センサー６０は、交流モータＭ１の温度Ｔｍを検出し、その検出した温度Ｔｍを制御装置３０Ａの回転数算出部３２Ａへ出力する。
【０１３５】
制御装置３０Ａは、制御装置３０の回転数算出部３２を回転数算出部３２Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１３６】
回転数算出部３２Ａは、温度センサー６０からの温度Ｔｍを受け、その受けた温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出する。そして、回転数算出部３２Ａは、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて算出したモータ回転数ＭＲＮを、検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと比較し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｓｔｔｍよりも低いとき、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１３７】
図１３および図１４を参照して、回転数算出部３２Ａにおける臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍの検出方法について説明する。図１３は、交流モータＭ１の温度を変えた場合における交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。図１３において、縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、交流モータＭ１のモータ回転数を表わす。
【０１３８】
曲線ｋ１１，ｋ１２，ｋ１３，ｋ１４，ｋ１５は、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示し、曲線ｋ２１，ｋ２２，ｋ２３，ｋ２４，ｋ２５は、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。
【０１３９】
そして、温度Ｔｍの上昇に伴い、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係は、曲線ｋ１１から曲線ｋ１５へシフトし、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係は、曲線ｋ２１から曲線ｋ２５へシフトする。
【０１４０】
したがって、温度Ｔｍの上昇に伴い、曲線ｋ１１〜ｋ１５がそれぞれ曲線ｋ２１〜ｋ２５と交わる点は、点Ａ、点Ｂ、・・・、点Ｅへシフトする。その結果、温度Ｔｍの上昇に伴い、交流モータＭ１の臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは、点Ｆ、点Ｇ、・・・、点Ｊへシフトする。
【０１４１】
このように、交流モータＭ１の温度Ｔｍが上昇すると、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは、低回転数側にシフトする。
【０１４２】
図１４は、温度Ｔｍと臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍとの関係を示す。縦軸は、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを表わし、横軸は、温度Ｔｍを表わす。図１４を参照して、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと温度Ｔｍとの関係は、直線ｋ４で示すように、温度Ｔｍの上昇に伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下する関係である。
【０１４３】
したがって、回転数算出部３２Ａは、直線ｋ４で示す臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと温度Ｔｍとの関係をマップとして保持しており、温度センサー６０から交流モータＭ１の温度Ｔｍを受けると、その受けた温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを、保持したマップを参照して検出する。
【０１４４】
そして、回転数算出部３２Ａは、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて算出したモータ回転数ＭＲＮを、検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと比較し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達するとＨレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１４５】
たとえば、回転数算出部３２Ａが温度Ｔｍに基づいて、図１３の点Ｆで示す臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出した場合、回転数算出部３２Ａは、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍまでの間、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１４６】
そうすると、駆動指令生成部３１は、上述したように、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御する。つまり、駆動指令生成部３１は、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍまでの間、交流モータＭ１が曲線ｋ１１に従ってトルクを出力するようにインバータ１０を制御し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、交流モータＭ１が曲線ｋ２１に従ってトルクを出力するようにインバータ１０を制御する。
【０１４７】
図１５を参照して、エンジン４０の始動時におけるモータ制御装置１００Ａの動作について説明する。図１５に示すフローチャートは、図１１に示すフローチャートのステップＳ３０をステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６に代えたものであり、その他は、図１１に示すフローチャートと同じである。なお、図１５に示すフローチャートは、一定時間ごとに実行される。
【０１４８】
図１５を参照して、ステップＳ２０の後、温度センサー６０は、交流モータＭ１の温度Ｔｍを検出し、その検出した温度Ｔｍを回転数算出部３２Ａへ出力する（ステップＳ２２）。そして、回転数算出部３２Ａは、図１４に示すマップ（直線ｋ４で示される）を参照して温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出する（ステップＳ２４）。
【０１４９】
そうすうると、回転数算出部３２Ａは、ステップＳ２０で検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いか否かを判定し（ステップＳ２６）、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。そして、上述したステップＳ４０が実行される。
【０１５０】
そして、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６およびステップＳ４０が実行され、ステップＳ２６において、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達したと判定されると、回転数算出部３２Ａは、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。そして、上述したステップＳ５０が実行される。
【０１５１】
そして、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６およびステップＳ５０が実行され、ステップＳ６０において、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達したと判定されると、エンジン４０の始動動作が終了する。
【０１５２】
このように、実施の形態２においては、制御装置３０Ａは、交流モータＭ１の温度Ｔｍに応じた臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出し、その検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして、エンジン４０の始動時、交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御する。
【０１５３】
なお、温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下し、その低下した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御することは、検出された温度Ｔｍに応じて決定されるタイミングで１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式への通電方式の切替えを制御することに相当する。
【０１５４】
また、温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下し、その低下した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御することは、交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるタイミングを早くしてインバータ１０を制御することに相当する。温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは低回転数側にシフトする。したがって、温度Ｔｍが上昇すると、交流モータＭ１の回転開始から臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍへ到達するまでの時間が短くなるからである。
【０１５５】
さらに、位置センサー２０（センサー２１〜２３）および回転数算出部３２Ａは、「回転数検出手段」を構成する。
【０１５６】
さらに、制御装置３０Ａの駆動指令生成部３１および回転数算出部３２Ａにおける交流モータの駆動制御は、ＣＰＵによって行なうことも可能であり、その場合、ＣＰＵは、図１５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、その読出したプログラムを実行して図１５に示すフローチャートに従って交流モータＭ１の各相に電流を流す通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１５７】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、モータ制御装置は、エンジンの始動時、エンジンに連結された交流モータを、交流モータの温度に対応した臨界回転数で１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて駆動するようにインバータを制御する制御装置を備えるので、交流モータの温度が変化しても交流モータの回転数の低速領域から高速領域にわたって出力トルクが最大になるように交流モータを駆動できる。その結果、交流モータの温度が変化しても、エンジンの始動をスムーズに行なうことができ、エンジンの始動時間を短縮できる。
【０１５８】
上述した実施の形態１および２においては、インバータ１０は、直流電源Ｂからの直流電圧を受けるとして説明したが、この発明においては、インバータ１０は、直流電源からの直流電圧を昇圧した直流電圧を受けてもよい。
【０１５９】
すなわち、直流電圧Ｂが出力する直流電圧よりも電圧レベルが低い直流電圧を出力する直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを直流電源Ｂに代えて設ける。直流電源Ｂ１は、直流電圧を昇圧コンバータに出力する。そして、昇圧コンバータは、直流電圧を昇圧してコンデンサＣ１に供給する。
【０１６０】
直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを用いたモータ制御装置においても、エンジン４０の始動時、交流モータＭ１をエンジン４０のスタータとして機能させ、エンジン４０がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達した後は、交流モータＭ１を駆動輪５０を駆動する駆動モータとして機能させることができる。
【０１６１】
また、上記においては、３相同期式の交流モータＭ１に対する通電方式について説明したが、この発明は、これに限らず、一般に、電流利用率が最大になる通電方式と電圧利用率が最大になる通電方式とにより交流モータを駆動するモータ制御装置、または電流利用率が最大になる通電方式と電圧利用率が最大になる通電方式とにより交流モータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であればよい。
【０１６２】
さらに、上記においては、インバータ１０は、ＭＯＳトランジスタにより構成されると説明したが、この発明においては、ＮＰＮトランジスタであってもよい。
【０１６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１によるモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す位置センサーの配置図である。
【図３】図１に示す駆動指令生成部の回路図である。
【図４】図３に示す駆動指令生成部の等価回路図である。
【図５】図３に示す駆動指令生成部の他の等価回路図である。
【図６】１２０度矩形波通電方式における信号のタイミングチャートである。
【図７】１８０度矩形波通電方式における信号のタイミングチャートである。
【図８】交流モータの出力トルクとモータ回転数との関係図である。
【図９】図２に示す角度θと交流モータの出力トルクとの関係図である。
【図１０】交流モータにおけるステータ磁力とロータ磁力との関係図である。
【図１１】実施の形態１におけるエンジン始動時のモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態２によるモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図１３】温度をパラメーターとする交流モータの出力トルクとモータ回転数との関係図である。
【図１４】臨界回転数と交流モータの温度との関係図である。
【図１５】実施の形態２におけるエンジン始動時のモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０，３２９〜３３２ インバータ、２０ 位置センサー、２１〜２３ センサー、３０，３０Ａ 制御装置、３１ 駆動指令生成部、３２，３２Ａ 回転数算出部、４０ エンジン、５０ 駆動輪、６０ 温度センサー、１００，１００Ａ モータ制御装置、３１１〜３２８ ＡＮＤゲート、３３３〜３３８ ＯＲゲート、Ｂ 直流電源、Ｃ１ コンデンサ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６ ＭＯＳトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、Ｍ１ 交流モータ。
【発明の属する技術分野】
この発明は、エンジンに連結された交流モータの駆動を制御するモータ制御装置に関し、特に、エンジンをスムーズに始動可能なモータ制御装置、およびモータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００４】
また、ハイブリッド自動車に搭載されたモータは、エンジンと連結されており、ハイブリッド自動車の通常走行時、エンジンのクランク軸の回転力を電気エネルギーに変換するとともに、ハイブリッド自動車の回生制動時、駆動輪の回転力をエンジンのクランク軸を介して受け、その受けた回転力を電気エネルギーに変換する。
【０００５】
このように、ハイブリッド自動車に搭載されたモータは、電動機および発電機として機能する。そして、電動機能と発電機能とは、相互に相反する性能（たとえば、電動機として機能する回転数の領域では発電機として機能しない）であるため、電動機能と発電機能とを１つの回転機で同時に実現させるには、モータの駆動方法を制御する必要がある。
【０００６】
また、ハイブリッド自動車のようにモータを走行の動力源とはしないが、車両が交差点の赤信号などで停車した場合にエンジンを停止し、発進すべきタイミングにてエンジンを自動で始動するエコノミーランニングシステム（エンジン自動停止・始動システム）も開発され、実用化されている。このようなエコノミーランニングシステムでもエンジンを頻繁に停止・始動することからモータが高機能となっており、モータが電動機能と発電機能とを併せ持つようにすることも検討されている。
【０００７】
そこで、特開平８−１１６６９９号公報には、電動機としての始動時、電気角で略１２０度の期間、モータの各相に電流を流す１２０度通電方式を採用し、電動機としての始動時以外に、モータを電動機または発電機として機能させる場合、電気角で略１８０度の期間、モータの各相に電流を流す１８０度通電方式を採用する技術が開示されている。また、１８０度通電方式においては、回転子の回転数が所定回転数以上の時、モータの電機子に印加される交流電圧の位相が、電機子巻線に発生する誘起電圧の位相に対して９０度進むように、モータを駆動するインバータの各スイッチング素子が駆動される。
【０００８】
【特許文献１】
特開平８−１１６６９９号公報
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、エンジンの始動時においても、低速回転の領域と高速回転の領域とが存在し、エンジンの始動時において回転数の上昇とともにモータの電機子巻線に発生する逆起電圧が増加し、高速回転の領域でモータの出力が低下するという問題がある。
【００１０】
また、低速領域および高速領域において、モータの出力が最大になるように通電方式を両立させることができないという問題がある。
【００１１】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、エンジンの始動時に、出力が最大になるように交流モータの駆動を制御するモータ制御装置を提供することである。
【００１２】
また、この発明の別の目的は、エンジンの始動時に、出力が最大になるように交流モータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体を提供することである。
【００１３】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によるモータ制御装置は、駆動回路と、制御回路とを備える。駆動回路は、エンジンに連結されたモータを駆動する。制御回路は、エンジンの始動時、モータの各相に電流を流す通電方式を電流利用率が最も高い第１の通電方式から電圧利用率が最も高い第２の通電方式に切替えるように駆動回路を制御する。
【００１４】
好ましくは、制御回路は、モータの回転数がアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数に到達すると、第１の通電方式から第２の通電方式に切替えるように駆動回路を制御する。そして、臨界回転数は、第１の通電方式におけるモータの出力トルクが第２の通電方式におけるモータの出力トルクに一致するモータの回転数である。
【００１５】
好ましくは、第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式である。また、第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である。
【００１６】
好ましくは、モータ制御装置は、位置センサーをさらに備える。位置センサーは、モータの回転子の位置を検出する。そして、位置センサーは、１２０度矩形波通電方式においてモータが最大トルクを出力する位置に配置される。
【００１７】
好ましくは、制御回路は、車両のアイドルストップ後の発進時にモータを駆動するように駆動回路を制御する。
【００１８】
好ましくは、モータ制御装置は、温度センサーをさらに備える。温度センサーは、モータの温度を検出する。そして、制御回路は、温度センサーにより検出された温度に応じて決定されるタイミングで通電方式の切替えを制御する。
【００１９】
好ましくは、制御回路は、モータの温度の上昇に伴い、より早いタイミングで通電方式の切替えを制御する。
【００２０】
好ましくは、モータ制御装置は、温度センサーと回転数検出手段とをさらに備える。温度センサーは、モータの温度を検出する。回転数検出手段は、モータのモータ回転数を検出する。そして、制御回路は、臨界回転数と温度との関係を示すマップを保持し、回転数検出手段から受けたモータ回転数が検出された温度に対応する臨界回転数に到達したとき、通電方式の切替えを制御する。
【００２１】
また、この発明によれば、エンジンに連結されたモータの駆動制御を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体は、エンジンの始動指令を受ける第１のステップと、モータのモータ回転数を検出する第２のステップと、検出されたモータ回転数をアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数と比較する第３のステップと、検出されたモータ回転数が臨界回転数よりも低いとき、電流利用率が最も高い第１の通電方式でモータの各相に電流を流す第４のステップと、検出されたモータ回転数が臨界回転数以上であるとき、電圧利用率が最も高い第２の通電方式でモータの各相に電流を流す第５のステップとをコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体である。そして、臨界回転数は、アイドル回転数よりも低く設定され、第１の通電方式におけるモータの出力トルクが第２の通電方式におけるモータの出力トルクに一致するモータの回転数である。
【００２２】
好ましくは、プログラムは、モータの温度を検出する第６のステップをさらにコンピュータに実行させる。そして、第３のステップは、検出された温度に対応する臨界回転数を検出する第１のサブステップと、検出されたモータ回転数を温度に対応する臨界回転数と比較する第２のサブステップとを含む。第４のステップは、検出されたモータ回転数が温度に対応する臨界回転数よりも低いとき、第１の通電方式でモータの各相に電流を流し、第５のステップは、検出されたモータ回転数が温度に対応する臨界回転数に到達したとき、第２の通電方式でモータの各相に電流を流す。
【００２３】
好ましくは、第２のサブステップは、温度と臨界回転数との関係を示すマップを参照して温度に対応する臨界回転数を検出する。
【００２４】
好ましくは、第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式である。また、第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である。
【００２５】
この発明においては、エンジンの始動時、電流利用率が最大である第１の通電方式から電圧利用率が最大である第２の通電方式に切替えて、エンジンに連結されたモータが駆動される。
【００２６】
したがって、モータの低速回転領域および高速回転領域において、モータから最大トルクを出力させてエンジンを始動できる。その結果、エンジンをスムーズに始動でき、エンジンの始動時間を短縮できる。
【００２７】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００２８】
［実施の形態１］
図１を参照して、実施の形態１によるモータ制御装置１００は、直流電源Ｂと、コンデンサＣ１と、インバータ１０と、位置センサー２０と、制御装置３０とを備える。
【００２９】
交流モータＭ１は、エンジン４０および駆動輪５０に連結され、ハイブリッド自動車の駆動輪５０を駆動するためのトルク、またはエンジン４０を始動するためのトルクを発生するための駆動モータである。交流モータＭ１は、エンジン４０の回転力を電気エネルギーに変換する発電機の機能を併せ持つように、ハイブリッド自動車に組み込まれるようにしてもよい。
【００３０】
インバータ１０は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とから成る。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６、およびＷ相アーム１７は、電源ラインとアースラインとの間に並列に設けられる。
【００３１】
Ｕ相アーム１５は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５から成り、Ｗ相アーム１７は、直列接続されたＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６から成る。また、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のソース−ドレイン間には、各ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６に対して導通方向が逆方向になるようにダイオードＤ１〜Ｄ６がそれぞれ接続されている。
【００３２】
各相アームの中間点は、交流モータＭ１の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、交流モータＭ１は、３相の同期モータであり、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の３つのコイルの一端が中点に共通接続されて構成され、Ｕ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ１，Ｔｒ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ２，Ｔｒ５の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＭＯＳトランジスタＴｒ３，Ｔｒ６の中間点にそれぞれ接続されている。
【００３３】
直流電源Ｂは、ニッケル水素またはリチウムイオン、鉛等の二次電池から成る。コンデンサＣ１は、直流電源Ｂから供給された直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ１０へ供給する。
【００３４】
位置センサー２０は、交流モータＭ１の回転子（図示せず）の位置を表わす位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを検出し、その検出した位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを制御装置３０の駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。なお、位置センサー２０は、回転子の位置をアナログ信号として検出するが、この検出したアナログ信号をデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗとして駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００３５】
制御装置３０は、モータ制御装置１００が搭載されたハイブリッド自動車のアイドルストップ後の発進時、つまり、アイドルストップ後のエンジン４０の始動時、後述する方法によって交流モータＭ１を１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で順次駆動するようにインバータ１０を制御する。そして、制御装置３０は、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【００３６】
ハイブリッド自動車は、走行中に信号等で停止したとき、エコノミーランニングシステム（「エコラン」とも言う。）に従ってエンジン４０を停止するアイドルストップを行なう。そして、ハイブリッド自動車がアイドルストップ後に発進する場合、エンジン４０を始動する必要があるため、このエンジン４０の始動を出力トルクが最大になるように制御された交流モータＭ１により行なうことにしたものである。また、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達した後は、エンジン４０をアシストするための駆動モータとして交流モータＭ１を機能させることにしたものである。
【００３７】
制御装置３０は、駆動指令生成部３１と、回転数算出部３２とを含む。駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、後述する方法によって、インバータ１０に含まれるＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６の各々を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成し、その生成した駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６のゲート端子へ出力する。
【００３８】
この場合、駆動指令生成部３１は、交流モータＭ１の回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜Ｎｅｉｄｌ）よりも低いとき、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力し、交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６をそれぞれＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００３９】
アイドルストップ後にエンジン４０を始動する場合、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに設定されるように交流モータＭ１を駆動するための指令が外部のＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ Ｃｏｎｔｒｏｌ Ｕｎｉｔ）から制御装置３０へ入力されるので、駆動指令生成部３１は、交流モータＭ１のモータ回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達するまでの領域を、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低い低速領域と、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔからアイドル回転数Ｎｅｉｄｌまでの高速領域とに分け、それぞれの領域において交流モータＭ１の出力トルクが最大になる通電方式により交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御することにしたものである。
【００４０】
なお、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔとは、１２０度矩形波通電方式における交流モータＭ１の出力トルクが１８０度矩形波通電方式における交流モータＭ１の出力トルクに一致する交流モータＭ１のモータ回転数である。
【００４１】
回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮを演算し、その演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する。そして、回転数算出部３２は、演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、Ｌ（論理ロー）レベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、演算したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、Ｈ（論理ハイ）レベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。より具体的には、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗは、周期的に変化する信号であるので、回転数算出部３２は、一定時間内に位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗが周期的に何回変化するかを検出してモータ回転数ＭＲＮを演算する。
【００４２】
図２を参照して、位置センサー２０は、センサー２１〜２３からなる。センサー２１〜２３は、たとえば、ホール素子からなり、それぞれ、交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相から検出部に受ける磁束の垂直成分に応じた電圧を発生する。そして、センサー２１〜２３は、それぞれ、発生した電圧（アナログ信号）を所定のレベルでコンパレートしてデジタル信号に変換し、その変換したデジタル信号を位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗとして駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００４３】
センサー２１は、Ｕ相の配置方向に対して角度θをなすように配置される。そして、センサー２２，２３も、センサー２１と同じように配置される。
【００４４】
図３を参照して、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１１〜３２８と、インバータ３２９〜３３２と、ＯＲゲート３３３〜３３８とを含む。インバータ３２９は、回転数算出部３２からのモータ回転数ＲＰＭの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１１〜３１６へ出力する。インバータ３３０は、位置信号Ｈｕの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１９，３２３，３２４へ出力する。
【００４５】
インバータ３３１は、位置信号Ｈｖの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３２１，３２５，３２６へ出力する。インバータ３３２は、位置信号Ｈｗの論理レベルを反転してＡＮＤゲート３１７，３２７，３２８へ出力する。
【００４６】
ＡＮＤゲート３１１は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３１７の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１２は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３１９の一方端子へ出力する。
【００４７】
ＡＮＤゲート３１３は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２１の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１４は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２３の一方端子へ出力する。
【００４８】
ＡＮＤゲート３１５は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２５の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１６は、インバータ３２９の出力信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＡＮＤゲート３２７の一方端子へ出力する。
【００４９】
ＡＮＤゲート３１７は、ＡＮＤゲート３１１の出力信号と、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３１８は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｕとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の他方端子へ出力する。
【００５０】
ＡＮＤゲート３１９は、ＡＮＤゲート３１２の出力信号と、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２０は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｖとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の他方端子へ出力する。
【００５１】
ＡＮＤゲート３２１は、ＡＮＤゲート３１３の出力信号と、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２２は、モータ回転数ＲＰＭと、位置信号Ｈｗとの論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の他方端子へ出力する。
【００５２】
ＡＮＤゲート３２３は、ＡＮＤ３１４の出力信号と、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２４は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３０の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の他方端子へ出力する。
【００５３】
ＡＮＤゲート３２５は、ＡＮＤゲート３１５の出力信号と、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２６は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３１の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の他方端子へ出力する。
【００５４】
ＡＮＤゲート３２７は、ＡＮＤゲート３１６の出力信号と、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の一方端子へ出力する。ＡＮＤゲート３２８は、モータ回転数ＲＰＭと、インバータ３３２の出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の他方端子へ出力する。
【００５５】
ＯＲゲート３３３は、ＡＮＤゲート３１７の出力信号と、ＡＮＤゲート３１８の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ１としてＭＯＳトランジスタＴｒ１のゲート端子へ出力する。
【００５６】
ＯＲゲート３３４は、ＡＮＤゲート３１９の出力信号と、ＡＮＤゲート３２０の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ２としてＭＯＳトランジスタＴｒ２のゲート端子へ出力する。
【００５７】
ＯＲゲート３３５は、ＡＮＤゲート３２１の出力信号と、ＡＮＤゲート３２２の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ３としてＭＯＳトランジスタＴｒ３のゲート端子へ出力する。
【００５８】
ＯＲゲート３３６は、ＡＮＤゲート３２３の出力信号と、ＡＮＤゲート３２４の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ４としてＭＯＳトランジスタＴｒ４のゲート端子へ出力する。
【００５９】
ＯＲゲート３３７は、ＡＮＤゲート３２５の出力信号と、ＡＮＤゲート３２６の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ５としてＭＯＳトランジスタＴｒ５のゲート端子へ出力する。
【００６０】
ＯＲゲート３３８は、ＡＮＤゲート３２７の出力信号と、ＡＮＤゲート３２８の出力信号との論理和を演算し、その演算結果を駆動信号Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ６のゲート端子へ出力する。
【００６１】
交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌ）よりも低いとき、回転数算出部３２は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力するので、駆動指令生成部３１のＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを一方端子に受け、他方端子に入力される信号の論理レベルに拘わらず、Ｌレベルの出力信号を、それぞれ、ＯＲゲート３３３〜３３８の他方端子へ出力する。
【００６２】
また、ＡＮＤゲート３１１〜３１６は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを反転したＨレベルの信号をインバータ３２９から一方端子に受けるので、他方端子に入力される信号の論理レベルに応じた出力信号を、それぞれ、ＡＮＤゲート３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７の一方端子へ出力する。
【００６３】
より具体的には、ＡＮＤゲート３１１は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３１７の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１２は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３１９の一方端子へ出力する。
【００６４】
また、ＡＮＤゲート３１３は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２１の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１４は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２３の一方端子へ出力する。
【００６５】
さらに、ＡＮＤゲート３１５は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２５の一方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３１６は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた出力信号をＡＮＤゲート３２７の一方端子へ出力する。
【００６６】
そうすると、ＡＮＤゲート３１７は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１１からの出力信号と、位置信号Ｈｗを反転したインバータ３３２からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３３の一方端子へ出力する。
【００６７】
また、ＡＮＤゲート３１９は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１２からの出力信号と、位置信号Ｈｕを反転したインバータ３３０からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３４の一方端子へ出力する。
【００６８】
さらに、ＡＮＤゲート３２１は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１３からの出力信号と、位置信号Ｈｖを反転したインバータ３３１からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３５の一方端子へ出力する。
【００６９】
さらに、ＡＮＤゲート３２３は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じたＡＮＤ３１４からの出力信号と、位置信号Ｈｕを反転したインバータ３３０からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３６の一方端子へ出力する。
【００７０】
さらに、ＡＮＤゲート３２５は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１５からの出力信号と、位置信号Ｈｖを反転したインバータ３３１からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３７の一方端子へ出力する。
【００７１】
さらに、ＡＮＤゲート３２７は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じたＡＮＤゲート３１６からの出力信号と、位置信号Ｈｗを反転したインバータ３３２からの出力信号との論理積を演算し、その演算結果をＯＲゲート３３８の一方端子へ出力する。
【００７２】
そして、ＯＲゲート３３３〜３３８は、それぞれ、ＡＮＤゲート３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７の出力信号を駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００７３】
したがって、モータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１１〜３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７およびインバータ３３０〜３３２によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。つまり、駆動指令生成部３１は、図４に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００７４】
一方、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ（＜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌ）に到達すると、回転数算出部３２は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力するので、駆動指令生成部３１のＡＮＤゲート３１１〜３１７，３１９，３２１，３２３，３２５，３２７は、必ず、Ｌレベルの信号を出力する。
【００７５】
そして、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを一方端子に受けるので、他方端子に入力される信号の論理レベルに応じた信号を、それぞれ、ＯＲゲート３３３〜３３８の他方端子へ出力する。
【００７６】
より具体的には、ＡＮＤゲート３１８は、位置信号Ｈｕの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３３の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２０は、位置信号Ｈｖの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３４の他方端子へ出力する。
【００７７】
また、ＡＮＤゲート３２２は、位置信号Ｈｗの論理レベルに応じた信号をＯＲゲート３３５の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２４は、位置信号Ｈｕを反転した信号をＯＲゲート３３６の他方端子へ出力する。
【００７８】
さらに、ＡＮＤゲート３２６は、位置信号Ｈｖを反転した信号をＯＲゲート３３７の他方端子へ出力し、ＡＮＤゲート３２８は、位置信号Ｈｗを反転した信号をＯＲゲート３３８の他方端子へ出力する。
【００７９】
そして、ＯＲゲート３３３〜３３８は、それぞれ、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８からの出力信号を駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６としてＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。
【００８０】
したがって、モータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、駆動指令生成部３１は、ＡＮＤゲート３１８，３２０，３２２，３２４，３２６，３２８およびインバータ３３０〜３３２によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。つまり、駆動指令生成部３１は、図５に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００８１】
図６を参照して、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いときの交流モータＭ１の駆動について説明する。位置センサー２０のセンサー２１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｕを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力し、センサー２２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｖを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力し、センサー２３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｗを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００８２】
そして、回転数算出部３２は、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３２へ出力する。そうすると、駆動指令生成部３２は、上述したように、図４に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００８３】
つまり、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｗの反転信号と位置信号Ｈｕとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ１を生成し、位置信号Ｈｕの反転信号と位置信号Ｈｖとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ２を生成し、位置信号Ｈｖの反転信号と位置信号Ｈｗとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ３を生成する。
【００８４】
また、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕの反転信号と、位置信号Ｈｗとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ４を生成し、位置信号Ｈｖの反転信号と、位置信号Ｈｕとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ５を生成し、位置信号Ｈｗの反転信号と、位置信号Ｈｖとの論理積を演算して駆動信号Ｄｒ６を生成する。
【００８５】
したがって、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が６０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１８０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００８６】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が１２０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００８７】
その結果、交流モータＭ１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、図６に示すように電気角に対して変化する。
【００８８】
この場合、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１２０度の範囲で電流を交流モータＭ１の各相に流すように、それぞれ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図６に示す通電方式を１２０度矩形波通電方式と言う。
【００８９】
図７を参照して、交流モータＭ１のモータ回転数ＲＰＭが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達したときの交流モータＭ１の駆動について説明する。位置センサー２０のセンサー２１〜２３は、１２０度矩形波通電方式と同じ電気角の範囲でＨレベルになる位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗを駆動指令生成部３１および回転数算出部３２へ出力する。
【００９０】
そして、回転数算出部３２は、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいてＨレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。そうすると、駆動指令生成部３１は、上述したように、図５に示す等価回路によって駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成する。
【００９１】
つまり、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕを駆動信号Ｄｒ１として生成し、位置信号Ｈｖを駆動信号Ｄｒ２として生成し、位置信号Ｈｗを駆動信号Ｄｒ３として生成する。
【００９２】
また、駆動指令生成部３１は、位置信号Ｈｕの反転信号を駆動信号Ｄｒ４として生成し、位置信号Ｈｖの反転信号を駆動信号Ｄｒ５として生成し、位置信号Ｈｗの反転信号を駆動信号Ｄｒ６として生成する。
【００９３】
したがって、駆動信号Ｄｒ１は、電気角が０〜１８０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ１をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ２は、電気角が１２０〜３００度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ２をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ３は、電気角が０〜６０度および２４０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ３をオンする信号である。
【００９４】
また、駆動信号Ｄｒ４は、電気角が１８０〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ４をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ５は、電気角が０〜１２０度および３００〜３６０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ５をオンする信号であり、駆動信号Ｄｒ６は、電気角が６０〜２４０度の範囲でＭＯＳトランジスタＴｒ６をオンする信号である。
【００９５】
その結果、交流モータＭ１の各相に印加される相電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗおよび各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、図７に示すように電気角に対して変化する。
【００９６】
この場合、駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６は、電気角が１８０度の範囲で電流を交流モータＭ１の各相に流すように、それぞれ、ＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６を駆動するので、図７に示す通電方式を１８０度矩形波通電方式と言う。
【００９７】
図６および図７を参照して、１２０度矩形波通電方式と１８０度矩形波通電方式とにおける電流利用率および電圧利用率の比較について説明する。まず、電流利用率の比較について説明する。交流モータＭ１のＵ相に流れる相電流Ｉｕに基づいて、１２０度矩形波通電方式における電流利用率を計算すると、（（２２＋２２）／３）１／２＝（８／３）１／２になる。同様に、１８０度矩形波通電方式における電流利用率を計算すると、（（１２＋２２＋１２）／３）１／２＝（６／３）１／２となる。なお、１２０度矩形波通電方式では、相電流Ｉｕは、０および２の範囲で変化し、１８０度矩形波通電方式では、相電流Ｉｕは、０，１および２の範囲で変化するとして計算した。
【００９８】
したがって、１２０度矩形波通電方式は、１８０度矩形波通電方式に比べ、２／（３）１／２＝１．１５５倍、電流利用率が高い。Ｖ相に流れる相電流ＩｖまたはＷ相に流れる相電流Ｉｗに基づいて、電流利用率を計算しても同じである。
【００９９】
次に、電圧利用率の比較について説明する。交流モータＭ１のＵ相に印加される相電圧Ｖｕに基づいて、１２０度矩形波通電方式における電圧利用率を計算すると、（（１２＋１２）／３）１／２＝（２／３）１／２となる。同様に、１８０度矩形波通電方式における電圧利用率を計算すると、（（１２＋１２＋１２）／３）１／２＝１となる。なお、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式において、相電圧Ｖｕは、０および１の範囲で変化するとして計算した。
【０１００】
したがって、１８０度矩形波通電方式は、１２０度矩形波通電方式に比べ、１／（２／３）１／２＝１．２２５倍、電圧利用率が高い。Ｖ相に印加される相電圧ＶｖまたはＷ相に印加される相電圧Ｖｗに基づいて、電圧利用率を計算しても同じである。
【０１０１】
そして、上述した交流モータＭ１を駆動する場合、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すのが最も電流利用率が高くなり、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すのが最も電圧利用率が高くなる。
【０１０２】
したがって、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流することは、電流利用率が最も高い通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことに相当し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことは、電圧利用率が最も高い通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流すことに相当する。
【０１０３】
図８は、交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。図８において縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、交流モータＭ１のモータ回転数を表わす。そして、曲線ｋ１は、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の出力トルクとモータ回転数との関係であり、曲線ｋ２は、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の出力トルクとモータ回転数との関係である。
【０１０４】
モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔの間では、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流した方が交流モータＭ１の出力トルクは大きくなり、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔ〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌの間では、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流した方が交流モータＭ１の出力トルクは大きくなり、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔのとき、交流モータＭ１の出力トルクは、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式において同じになる。
【０１０５】
したがって、交流モータＭ１のモータ回転数が０〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌの範囲で、交流モータＭ１が最大トルクを出力するように交流モータＭ１を駆動するためには、交流モータＭ１が曲線ｋ３に従ってトルクを出力するように、インバータ１０を駆動すればよい。
【０１０６】
つまり、モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御すればよい。
【０１０７】
したがって、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数計算部３２からのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、エンジン４０の始動時、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、電流利用率が最も高い通電方式（１２０度矩形波通電方式）で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、電圧利用率が最も高い通電方式（１８０度矩形波通電方式）で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御する。
【０１０８】
そして、このように制御することは、エンジン４０の始動時（モータ回転数が０〜アイドル回転数Ｎｅｉｄｌまでの間を意味する。）、電流利用率が最も高い通電方式（１２０度矩形波通電方式）から電圧利用率が最も高い通電方式（１８０度矩形波通電方式）へ切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御することに相当する。
【０１０９】
図９は、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流した場合における図２に示す角度θと交流モータＭ１の出力トルクとの関係の一例を示す。図９において、縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、角度θを表わす。
【０１１０】
図９から明らかなように、交流モータＭ１は、角度θが３０度のときに、最大のトルクを出力するので、センサー２１〜２３は、それぞれ、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の配置方向に対して３０度の角度θを成すように配置される。
【０１１１】
このように、この発明においては、交流モータＭ１の回転子の位置を検出するセンサー２１〜２３の配置位置は、１２０度矩形波通電方式において交流モータＭ１の出力トルクが最大になるように決定される。
【０１１２】
図１０は、交流モータＭ１のロータ磁力とステータ磁力との関係を１２０度矩形波通電方式と１８０度矩形波通電方式との間で比較した結果である。図１０の（ａ）は、１２０度矩形波通電方式の場合を示し、図１０の（ｂ）は、１８０度矩形波通電方式の場合を示す。
【０１１３】
１２０度矩形波通電方式の場合、ステータ磁力の方向はロータ磁力の方向と１２０度異なる。そして、これは、３０度の電流進角となるように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流すことに相当する。
【０１１４】
また、１８０度矩形波通電方式の場合、ステータ磁力の方向はロータ磁力の方向と１５０度異なる。そして、これは、６０度の電流進角となるように交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流すことに相当する。
【０１１５】
したがって、この発明においては、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式の両方の場合において、弱め界磁制御が行なわれる。また、１８０度矩形波通電方式では、１２０度矩形波通電方式に対して３０度の電流進角になるように、交流モータＭ１のＵ相、Ｖ相およびＷ相に電流を流す。
【０１１６】
図１１を参照して、エンジン４０の始動時におけるモータ制御装置１００の動作について説明する。なお、図１１に示すフローチャートは、一定時間ごとに実行される。
【０１１７】
エンジン４０の始動動作が開始されると、制御装置３０は、外部に設けられたＥＣＵからエンジン４０の始動指令を受理する（ステップＳ１０）。そして、制御装置３０の回転数算出部３２は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて、モータ回転数ＭＲＮを検出し（ステップＳ２０）、その検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、回転数算出部３２は、検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いとき、Ｌレベルのモータ回転ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに達したとき、Ｈレベルのモータ回転ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１１８】
エンジン４０の始動動作が開始された直後は、交流モータＭ１のモータ回転数ＭＲＮは、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いので、ステップＳ３０においては、最初、モータ回転数ＭＲＮは臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いと判定され、回転数算出部３２は、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１１９】
そうすると、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのＬレベルのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、上述したように、交流モータＭ１を１２０度矩形波通電方式で駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成してインバータ１０のＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。そして、インバータ１０は、１２０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流して交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ４０）。
【０１２０】
その後、ステップＳ２０に戻り、回転数算出部３２は、新たなモータ回転数ＭＲＮを算出し、その算出した新たなモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。そして、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ３０，Ｓ４０が繰返し実行される。つまり、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達するまで、制御装置３０は、電流利用率が最大な通電方式（１２０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【０１２１】
そして、モータ回転数ＭＲＮが上昇し、ステップＳ３０においてモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達したと判定されたとき、回転数算出部３２は、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１２２】
そうすると、駆動指令生成部３１は、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗおよび回転数算出部３２からのＨレベルのモータ回転数ＲＰＭに基づいて、上述したように、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するための駆動信号Ｄｒ１〜Ｄｒ６を生成してインバータ１０のＭＯＳトランジスタＴｒ１〜Ｔｒ６へ出力する。そして、インバータ１０は、１８０度矩形波通電方式に従って交流モータＭ１の各相に電流を流して交流モータＭ１を駆動する（ステップＳ５０）。
【０１２３】
その後、回転数算出部３２は、検出したモータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低いか否かを判定し（ステップＳ６０）、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低いとき、新たなモータ回転数ＭＲＮを検出する（ステップＳ２０）。そして、回転数算出部３２は、算出した新たなモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低いか否かを判定する（ステップＳ３０）。この場合、モータ回転数ＭＲＮは、既に臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達しているので、ステップＳ３０においては、モータ回転数ＭＲＮは臨界回転数ＭＲＮｃｒｔよりも低くないと判定され、ステップＳ５０が実行される。
【０１２４】
そして、ステップＳ６０において、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌよりも低くないと判定されたとき、エンジン４０の始動動作が終了する。
【０１２５】
このように、制御装置３０は、エンジン４０の始動時、モータ回転数が０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔまでの間、電流利用率が最大である通電方式（１２０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御し、モータ回転数が臨界回転数ＭＲＮｃｒｔに到達すると、電圧利用率が最大である通電方式（１８０度矩形波通電方式）に従って交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、エンジン４０の始動をスムーズに行なうことができるとともに、エンジン４０の始動時間を短縮できる。
【０１２６】
交流モータＭ１は、エンジン４０の始動時、エンジン４０を駆動し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式でトルクを発生し、その発生したトルクを駆動輪５０へ伝達する。
【０１２７】
つまり、交流モータＭ１は、エンジン４０の始動時、エンジン４０のスタータとして機能し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、駆動輪５０を駆動する駆動モータとして機能する。
【０１２８】
したがって、制御装置３０は、エンジン４０の始動時、図１１に示すフローチャートに従って、順次、１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御し、エンジン４０の回転数がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達すると、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。
【０１２９】
なお、交流モータＭ１は、エコランに従ってエンジン４０がアイドルストップした後のエンジン４０の始動時にエンジン４０のスタータとして機能し、イグニッションキーによりエンジン４０が起動される場合は、本来のスタータ（図示せず）がエンジン４０を始動する。
【０１３０】
また、制御装置３０の駆動指令生成部３１および回転数算出部３２における交流モータの駆動制御は、ＣＰＵ（Ｃｅｎｔｒａｌ Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ Ｕｎｉｔ）によって行なうことも可能であり、その場合、ＣＰＵは、図１１に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭ（Ｒｅａｄ Ｏｎｌｙ Ｍｅｍｏｒｙ）から読出し、その読出したプログラムを実行して図１１に示すフローチャートに従って交流モータＭ１の各相に電流を流す通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１１に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１３１】
さらに、位置センサー２０（センサー２１〜２３）および回転数算出部３２は、「回転数検出手段」を構成する。
【０１３２】
実施の形態１によれば、モータ制御装置は、エンジンの始動時、エンジンに連結された交流モータを１２０度矩形波通電方式および１８０度矩形波通電方式で順次駆動するようにインバータを制御する制御装置を備えるので、交流モータの回転数の低速領域から高速領域にわたって出力トルクが最大になるように交流モータを駆動できる。その結果、エンジンの始動をスムーズに行なうことができる。また、エンジンの始動時間を短縮できる。
【０１３３】
［実施の形態２］
図１２を参照して、実施の形態２によるモータ制御装置１００Ａは、モータ制御装置１００の制御装置３０を制御装置３０Ａに代え、温度センサー６０を追加したものであり、その他は、モータ制御装置１００と同じである。
【０１３４】
温度センサー６０は、交流モータＭ１の温度Ｔｍを検出し、その検出した温度Ｔｍを制御装置３０Ａの回転数算出部３２Ａへ出力する。
【０１３５】
制御装置３０Ａは、制御装置３０の回転数算出部３２を回転数算出部３２Ａに代えたものであり、その他は、制御装置３０と同じである。
【０１３６】
回転数算出部３２Ａは、温度センサー６０からの温度Ｔｍを受け、その受けた温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出する。そして、回転数算出部３２Ａは、位置センサー２０からの位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて算出したモータ回転数ＭＲＮを、検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと比較し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｓｔｔｍよりも低いとき、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１３７】
図１３および図１４を参照して、回転数算出部３２Ａにおける臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍの検出方法について説明する。図１３は、交流モータＭ１の温度を変えた場合における交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。図１３において、縦軸は、交流モータＭ１の出力トルクを表わし、横軸は、交流モータＭ１のモータ回転数を表わす。
【０１３８】
曲線ｋ１１，ｋ１２，ｋ１３，ｋ１４，ｋ１５は、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示し、曲線ｋ２１，ｋ２２，ｋ２３，ｋ２４，ｋ２５は、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係を示す。
【０１３９】
そして、温度Ｔｍの上昇に伴い、１２０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係は、曲線ｋ１１から曲線ｋ１５へシフトし、１８０度矩形波通電方式によって交流モータＭ１の各相に電流を流した場合の交流モータＭ１の出力トルクとモータ回転数との関係は、曲線ｋ２１から曲線ｋ２５へシフトする。
【０１４０】
したがって、温度Ｔｍの上昇に伴い、曲線ｋ１１〜ｋ１５がそれぞれ曲線ｋ２１〜ｋ２５と交わる点は、点Ａ、点Ｂ、・・・、点Ｅへシフトする。その結果、温度Ｔｍの上昇に伴い、交流モータＭ１の臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは、点Ｆ、点Ｇ、・・・、点Ｊへシフトする。
【０１４１】
このように、交流モータＭ１の温度Ｔｍが上昇すると、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは、低回転数側にシフトする。
【０１４２】
図１４は、温度Ｔｍと臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍとの関係を示す。縦軸は、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを表わし、横軸は、温度Ｔｍを表わす。図１４を参照して、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと温度Ｔｍとの関係は、直線ｋ４で示すように、温度Ｔｍの上昇に伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下する関係である。
【０１４３】
したがって、回転数算出部３２Ａは、直線ｋ４で示す臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと温度Ｔｍとの関係をマップとして保持しており、温度センサー６０から交流モータＭ１の温度Ｔｍを受けると、その受けた温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを、保持したマップを参照して検出する。
【０１４４】
そして、回転数算出部３２Ａは、位置信号Ｈｕ，Ｈｖ，Ｈｗに基づいて算出したモータ回転数ＭＲＮを、検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍと比較し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達するとＨレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１４５】
たとえば、回転数算出部３２Ａが温度Ｔｍに基づいて、図１３の点Ｆで示す臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出した場合、回転数算出部３２Ａは、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍまでの間、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。
【０１４６】
そうすると、駆動指令生成部３１は、上述したように、Ｌレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、１２０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御し、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭに応じて、１８０度矩形波通電方式で交流モータＭ１の各相に電流を流すようにインバータ１０を制御する。つまり、駆動指令生成部３１は、モータ回転数ＭＲＮが０〜臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍまでの間、交流モータＭ１が曲線ｋ１１に従ってトルクを出力するようにインバータ１０を制御し、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達すると、交流モータＭ１が曲線ｋ２１に従ってトルクを出力するようにインバータ１０を制御する。
【０１４７】
図１５を参照して、エンジン４０の始動時におけるモータ制御装置１００Ａの動作について説明する。図１５に示すフローチャートは、図１１に示すフローチャートのステップＳ３０をステップＳ２２，Ｓ２４，Ｓ２６に代えたものであり、その他は、図１１に示すフローチャートと同じである。なお、図１５に示すフローチャートは、一定時間ごとに実行される。
【０１４８】
図１５を参照して、ステップＳ２０の後、温度センサー６０は、交流モータＭ１の温度Ｔｍを検出し、その検出した温度Ｔｍを回転数算出部３２Ａへ出力する（ステップＳ２２）。そして、回転数算出部３２Ａは、図１４に示すマップ（直線ｋ４で示される）を参照して温度Ｔｍに対応する臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出する（ステップＳ２４）。
【０１４９】
そうすうると、回転数算出部３２Ａは、ステップＳ２０で検出したモータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いか否かを判定し（ステップＳ２６）、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍよりも低いときＬレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。そして、上述したステップＳ４０が実行される。
【０１５０】
そして、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６およびステップＳ４０が実行され、ステップＳ２６において、モータ回転数ＭＲＮが臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍに到達したと判定されると、回転数算出部３２Ａは、Ｈレベルのモータ回転数ＲＰＭを生成して駆動指令生成部３１へ出力する。そして、上述したステップＳ５０が実行される。
【０１５１】
そして、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達するまで、ステップＳ２０，Ｓ２２，Ｓ２４，Ｓ２６およびステップＳ５０が実行され、ステップＳ６０において、モータ回転数ＭＲＮがアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達したと判定されると、エンジン４０の始動動作が終了する。
【０１５２】
このように、実施の形態２においては、制御装置３０Ａは、交流モータＭ１の温度Ｔｍに応じた臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを検出し、その検出した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして、エンジン４０の始動時、交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御する。
【０１５３】
なお、温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下し、その低下した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御することは、検出された温度Ｔｍに応じて決定されるタイミングで１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式への通電方式の切替えを制御することに相当する。
【０１５４】
また、温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍが低下し、その低下した臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍを基準にして交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるようにインバータ１０を制御することは、交流モータＭ１の通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えるタイミングを早くしてインバータ１０を制御することに相当する。温度Ｔｍが上昇するに伴い、臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍは低回転数側にシフトする。したがって、温度Ｔｍが上昇すると、交流モータＭ１の回転開始から臨界回転数ＭＲＮｃｒｔｔｍへ到達するまでの時間が短くなるからである。
【０１５５】
さらに、位置センサー２０（センサー２１〜２３）および回転数算出部３２Ａは、「回転数検出手段」を構成する。
【０１５６】
さらに、制御装置３０Ａの駆動指令生成部３１および回転数算出部３２Ａにおける交流モータの駆動制御は、ＣＰＵによって行なうことも可能であり、その場合、ＣＰＵは、図１５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムをＲＯＭから読出し、その読出したプログラムを実行して図１５に示すフローチャートに従って交流モータＭ１の各相に電流を流す通電方式を１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて交流モータＭ１を駆動するようにインバータ１０を制御する。したがって、ＲＯＭは、図１５に示すフローチャートの各ステップを備えるプログラムを記録したコンピュータ（ＣＰＵ）読取り可能な記録媒体に相当する。
【０１５７】
その他は、実施の形態１と同じである。
実施の形態２によれば、モータ制御装置は、エンジンの始動時、エンジンに連結された交流モータを、交流モータの温度に対応した臨界回転数で１２０度矩形波通電方式から１８０度矩形波通電方式に切替えて駆動するようにインバータを制御する制御装置を備えるので、交流モータの温度が変化しても交流モータの回転数の低速領域から高速領域にわたって出力トルクが最大になるように交流モータを駆動できる。その結果、交流モータの温度が変化しても、エンジンの始動をスムーズに行なうことができ、エンジンの始動時間を短縮できる。
【０１５８】
上述した実施の形態１および２においては、インバータ１０は、直流電源Ｂからの直流電圧を受けるとして説明したが、この発明においては、インバータ１０は、直流電源からの直流電圧を昇圧した直流電圧を受けてもよい。
【０１５９】
すなわち、直流電圧Ｂが出力する直流電圧よりも電圧レベルが低い直流電圧を出力する直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを直流電源Ｂに代えて設ける。直流電源Ｂ１は、直流電圧を昇圧コンバータに出力する。そして、昇圧コンバータは、直流電圧を昇圧してコンデンサＣ１に供給する。
【０１６０】
直流電源Ｂ１と昇圧コンバータとを用いたモータ制御装置においても、エンジン４０の始動時、交流モータＭ１をエンジン４０のスタータとして機能させ、エンジン４０がアイドル回転数Ｎｅｉｄｌに到達した後は、交流モータＭ１を駆動輪５０を駆動する駆動モータとして機能させることができる。
【０１６１】
また、上記においては、３相同期式の交流モータＭ１に対する通電方式について説明したが、この発明は、これに限らず、一般に、電流利用率が最大になる通電方式と電圧利用率が最大になる通電方式とにより交流モータを駆動するモータ制御装置、または電流利用率が最大になる通電方式と電圧利用率が最大になる通電方式とにより交流モータの駆動制御をコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であればよい。
【０１６２】
さらに、上記においては、インバータ１０は、ＭＯＳトランジスタにより構成されると説明したが、この発明においては、ＮＰＮトランジスタであってもよい。
【０１６３】
今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【図面の簡単な説明】
【図１】実施の形態１によるモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示す位置センサーの配置図である。
【図３】図１に示す駆動指令生成部の回路図である。
【図４】図３に示す駆動指令生成部の等価回路図である。
【図５】図３に示す駆動指令生成部の他の等価回路図である。
【図６】１２０度矩形波通電方式における信号のタイミングチャートである。
【図７】１８０度矩形波通電方式における信号のタイミングチャートである。
【図８】交流モータの出力トルクとモータ回転数との関係図である。
【図９】図２に示す角度θと交流モータの出力トルクとの関係図である。
【図１０】交流モータにおけるステータ磁力とロータ磁力との関係図である。
【図１１】実施の形態１におけるエンジン始動時のモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【図１２】実施の形態２によるモータ制御装置の概略ブロック図である。
【図１３】温度をパラメーターとする交流モータの出力トルクとモータ回転数との関係図である。
【図１４】臨界回転数と交流モータの温度との関係図である。
【図１５】実施の形態２におけるエンジン始動時のモータ制御装置の動作を説明するためのフローチャートである。
【符号の説明】
１０，３２９〜３３２ インバータ、２０ 位置センサー、２１〜２３ センサー、３０，３０Ａ 制御装置、３１ 駆動指令生成部、３２，３２Ａ 回転数算出部、４０ エンジン、５０ 駆動輪、６０ 温度センサー、１００，１００Ａ モータ制御装置、３１１〜３２８ ＡＮＤゲート、３３３〜３３８ ＯＲゲート、Ｂ 直流電源、Ｃ１ コンデンサ、Ｔｒ１〜Ｔｒ６ ＭＯＳトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ６ ダイオード、Ｍ１ 交流モータ。
Claims (12)
- エンジンに連結されたモータを駆動する駆動回路と、
前記エンジンの始動時、前記モータの各相に電流を流す通電方式を電流利用率が最も高い第１の通電方式から電圧利用率が最も高い第２の通電方式に切替えるように前記駆動回路を制御する制御回路とを備えるモータ制御装置。 - 前記制御回路は、前記モータの回転数がアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数に到達すると、前記第１の通電方式から前記第２の通電方式に切替えるように前記駆動回路を制御し、
前記臨界回転数は、前記第１の通電方式における前記モータの出力トルクが前記第２の通電方式における前記モータの出力トルクに一致する前記モータの回転数である、請求項１に記載のモータ制御装置。 - 前記第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式であり、
前記第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である、請求項２に記載のモータ制御装置。 - 前記モータの回転子の位置を検出する位置センサーをさらに備え、
前記位置センサーは、前記１２０度矩形波通電方式において前記モータが最大トルクを出力する位置に配置される、請求項３に記載のモータ制御装置。 - 前記制御回路は、車両のアイドルストップ後の発進時に前記モータを駆動するように前記駆動回路を制御する、請求項１から請求項４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
- 前記モータの温度を検出する温度センサーをさらに備え、
前記制御回路は、前記検出された温度に応じて決定されるタイミングで前記通電方式の切替えを制御する、請求項１から請求項５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 - 前記制御回路は、前記温度の上昇に伴い、より早いタイミングで前記通電方式の切替えを制御する、請求項６に記載のモータ制御装置。
- 前記モータの温度を検出する温度センサーと、
前記モータのモータ回転数を検出する回転数検出手段とをさらに備え、
前記制御回路は、前記臨界回転数と前記温度との関係を示すマップを保持し、前記回転数検出手段から受けた前記モータ回転数が前記検出された温度に対応する臨界回転数に到達したとき、前記通電方式の切替えを制御する、請求項２から請求項５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。 - エンジンに連結されたモータの駆動制御を実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体であって、
前記エンジンの始動指令を受ける第１のステップと、
前記モータのモータ回転数を検出する第２のステップと、
前記検出されたモータ回転数をアイドル回転数よりも低く設定された臨界回転数と比較する第３のステップと、
前記検出されたモータ回転数が前記臨界回転数よりも低いとき、電流利用率が最も高い第１の通電方式で前記モータの各相に電流を流す第４のステップと、
前記検出されたモータ回転数が前記臨界回転数以上であるとき、電圧利用率が最も高い第２の通電方式で前記モータの各相に電流を流す第５のステップとをコンピュータに実行させ、
前記臨界回転数は、アイドル回転数よりも低く設定され、前記第１の通電方式における前記モータの出力トルクが前記第２の通電方式における前記モータの出力トルクに一致する前記モータの回転数である、コンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記モータの温度を検出する第６のステップをさらにコンピュータに実行させ、
前記第３のステップは、
前記検出された温度に対応する臨界回転数を検出する第１のサブステップと、前記検出されたモータ回転数を前記温度に対応する臨界回転数と比較する第２のサブステップとを含み、
前記第４のステップは、前記検出されたモータ回転数が前記温度に対応する臨界回転数よりも低いとき、前記第１の通電方式で前記モータの各相に電流を流し、
前記第５のステップは、前記検出されたモータ回転数が前記温度に対応する臨界回転数に到達したとき、前記第２の通電方式で前記モータの各相に電流を流す、請求項９に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。 - 前記第２のサブステップは、前記温度と前記臨界回転数との関係を示すマップを参照して前記温度に対応する臨界回転数を検出する、請求項１０に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
- 前記第１の通電方式は、１２０度矩形波通電方式であり、前記第２の通電方式は、１８０度矩形波通電方式である、請求項９から請求項１１のいずれか１項に記載のコンピュータに実行させるためのプログラムを記録したコンピュータ読取り可能な記録媒体。
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