JP2008001313A

JP2008001313A - モータを備える車両の制御装置

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Publication number: JP2008001313A
Application number: JP2006175221A
Authority: JP
Inventors: Naoki Fujishiro; 直樹藤代
Original assignee: Honda Motor Co Ltd
Current assignee: Honda Motor Co Ltd
Priority date: 2006-06-26
Filing date: 2006-06-26
Publication date: 2008-01-10
Anticipated expiration: 2026-06-26
Also published as: JP4372770B2

Abstract

【課題】車両の走行状態に応じてモータの運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させつつ、モータの回転数およびトルクの値を連続的に変更可能に制御する。
【解決手段】位相ロック指令算出部６２は、トルク指令Ｔｑと、車輪速ＮＷと、運転者によるブレーキペダルの操作状態ＢＲの検出信号とに基づき、モータ１１の内周側回転子と外周側回転子との相対的な位相θを所定位相に固定する（つまり、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅを所定値に固定する）ことを指示する位相ロック指令を出力する。位相ロック指令算出部６２は、位相θを所定位相に固定している状態において、車両１０の走行状態あるいは走行状態の履歴等に応じて予測されるトルクおよび回転数に対する予測値を出力可能であるか否かを判定し、判定結果が「ＮＯ」の場合には、位相θの固定を解除することを指示する指令信号を出力する。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータを備える車両の制御装置に関する。

従来、例えばカーブが連続するワインディング路を走行している状態であることを検知した場合に車両の変速比を相対的に高回転側の値に固定して、エンジン回転数が過剰に低下してしまうことを防止する制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００５−１１３９３７号公報

ところで、上記従来技術の一例に係る制御装置において、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助するモータを備える車両においては、単に、車両の走行状態に応じて変速比を固定するだけではなく、車両の走行状態に応じてモータの運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させつつ、モータの回転数およびトルクの値を連続的に変更可能とすることが望まれている。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、車両の走行状態に応じてモータの運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させつつ、モータの回転数およびトルクの値を連続的に変更可能に制御することが可能なモータを備える車両の制御装置を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明のモータを備える車両の制御装置は、蓄電装置の電源供給により駆動され、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助するモータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）を備える車両の制御装置であって、前記モータは、各磁石片（例えば、実施の形態での各永久磁石２１ａ，２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された第１ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および第２ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）と、該第１ロータおよび第２ロータの外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記第１ロータと前記第２ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備え、車両の加速度状態量を検出する検出手段（例えば、実施の形態での車輪速センサ７５）と、前記加速度状態量が所定値以上である場合に、前記位相を所定位相に固定する位相固定手段（例えば、実施の形態での位相ロック指令算出部６２）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両の制御装置によれば、車両の加速度状態量、例えば各種のセンサの検出結果に応じた車両の前後加速度や横加速度等の加速度、あるいは、加速度に係る状態量（例えば、検出された加速度の履歴や平均値、トルク指令値等）が所定値以上である場合に、モータの位相を所定位相に固定することにより、モータから出力可能な回転数およびトルクが過剰に変動してしまうことを防止し、車両の走行状態に応じたモータの適切な運転状態を確保することができる。

さらに、請求項２に記載の発明のモータを備える車両の制御装置は、前記位相固定手段により前記位相が所定位相に固定された状態において、前記モータの動作状態が所定目標状態に到達可能か否かを判定する判定手段（例えば、実施の形態でのステップＳ３３、ステップＳ３４）と、前記判定手段による判定結果において、前記モータの動作状態が所定目標状態に到達できないと判定された場合に、前記位相の固定を解除する解除手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０２）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両の制御装置によれば、解除手段は、位相が所定位相に固定された状態ではモータが所定目標状態（例えば、所定目標トルクあるいは所定目標回転数の出力状態等）に到達することができないと判定手段により判定（例えば、予測あるいは推定）された場合に、位相の固定を解除することから、例えば実際にモータの動作状態が所定目標状態に到達しない場合に位相の固定を解除する場合に比べて、モータの動作状態を迅速に所定目標状態に到達させることができる。

さらに、請求項３に記載の発明のモータを備える車両の制御装置は、運転者のアクセル操作に係るアクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、前記位相固定手段は、前記アクセル開度がゼロである場合に、前記位相を所定位相に固定することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両の制御装置によれば、アクセル開度がゼロであるときにモータの位相を所定位相に固定することにより、アクセル開度がゼロとなることに伴ってモータから出力可能な回転数およびトルクが過剰に低下してしまうことを防止し、車両の走行状態に応じたモータの適切な運転状態を確保することができる。

本発明のモータを備える車両の制御装置によれば、モータから出力可能な回転数およびトルクが過剰に変動してしまうことを防止し、車両の走行状態に応じたモータの適切な運転状態を確保することができる。
さらに、請求項２に記載の発明のモータを備える車両の制御装置によれば、モータの動作状態を迅速に所定目標状態に到達させることができる。

以下、本発明のモータを備える車両の制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるモータを備える車両の制御装置１０ａは、例えば走行駆動源としてモータを備えるハイブリッド車や電動車両等の車両１０に搭載され、例えば図１に示す車両１０は、モータ１１および内燃機関１２を駆動源として備えるパラレルハイブリッド車両であり、モータ１１と、内燃機関１２と、トランスミッションＴ／Ｍとは直列に直結され、少なくともモータ１１または内燃機関１２の駆動力はトランスミッションＴ／Ｍを介して車両１０の駆動輪Ｗに伝達されるようになっている。

そして、この車両１０の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１１に駆動力が伝達されると、モータ１１は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。また、内燃機関１２の出力がモータ１１に伝達された場合にもモータ１１は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。

この車両１０において、複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のモータ１１の駆動および回生作動は制御部１３から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）１４により行われる。
ＰＤＵ１４は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備え、モータ１１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ１５が接続されている。
ＰＤＵ１４は、例えばモータ１１の駆動時等において制御部１３から入力されるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）に基づき、ＰＷＭインバータにおいて各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１５から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、３相のモータ１１のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。

モータ１１は、例えば図２に示すように、周方向に沿って配置された各永久磁石２１ａ，２２ａを具備する略円環状の各内周側回転子２１および外周側回転子２２からなるロータ２３と、ロータ２３を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線（図示略）を有する固定子２４と、内周側回転子２１と外周側回転子２２との間の相対的な位相を制御する位相制御装置２５とを備えている。

内周側回転子２１および外周側回転子２２は、互いの回転軸がモータ１１の回転軸Ｏと同軸となるように配置され、略円筒状の各ロータ鉄心３１，３２と、第１ロータ鉄心３１の外周部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の内周側磁石装着部３３，…，３３および第２ロータ鉄心３２の内部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の外周側磁石装着部３４，…，３４とを備えている。

そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３間において第１ロータ鉄心３１の外周面３１Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３１ａが形成されている。
また、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４間において第２ロータ鉄心３２の外周面３２Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３２ａが形成されている。

各磁石装着部３３および３４は、例えば回転軸Ｏに平行に貫通する各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３４ａ，３４ａを備え、１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａはセンターリブ３３ｂを介して、かつ、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａはセンターリブ３４ｂを介して、周方向で隣り合うように配置されている。
そして、各磁石装着孔３３ａ，３４ａは回転軸Ｏに平行な方向に対する断面が、略周方向が長手方向かつ略径方向が短手方向の略長方形状に形成され、各磁石装着孔３３ａ，３４ａには回転軸Ｏに平行に伸びる略長方形板状の各永久磁石２１ａ，２２ａが装着されている。

１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａに装着される１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３に対して、各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３３ａ，３３ａに装着される各１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａおよび内周側永久磁石２１ａ，２１ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３には、外周側がＳ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３が、凹溝３１ａを介して周方向で隣接するようになっている。

同様にして、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａに装着される１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４に対して、各１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａおよび３４ａ，３４ａに装着される各１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａおよび外周側永久磁石２２ａ，２２ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４には、外周側がＳ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４が、凹溝３２ａを介して周方向で隣接するようになっている。

そして、内周側回転子２１の各磁石装着部３３，…，３３と外周側回転子２２の各磁石装着部３４，…，３４とは、さらに、内周側回転子２１の各凹溝３１ａ，…，３１ａと外周側回転子２２の各凹溝３２ａ，…，３２ａとは、各回転子２１，２２の径方向で互いに対向配置可能となるように配置されている。
これにより、内周側回転子２１と外周側回転子２２との回転軸Ｏ周りの相対位置に応じて、モータ１１の状態を、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの同極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが対極配置）される弱め界磁状態から、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置）される強め界磁状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。

制御部１３は、回転直交座標をなすｄｑ座標上で電流のフィードバック制御を行うものであり、例えば運転者のアクセル操作に係るアクセル開度を検出すするアクセル開度センサ定されるトルク指令Ｔｑに基づきｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃを演算し、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃに基づいて各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを算出し、各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じてＰＤＵ１４へゲート信号であるＰＷＭ信号を入力すると共に、実際にＰＤＵ１４からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れか２つの相電流をｄｑ座標上の電流に変換して得たｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。

この制御部１３は、例えば、目標電流設定部５１と、電流偏差算出部５２と、界磁制御部５３と、電力制御部５４と、電流制御部５５と、ｄｑ−３相変換部５６と、ＰＷＭ信号生成部５７と、フィルタ処理部５８と、３相−ｄｑ変換部５９と、回転数演算部６０と、誘起電圧定数算出部６１と、位相ロック指令算出部６２と、誘起電圧定数指令出力部６３と、誘起電圧定数差分算出部６４と、位相制御部６５とを備えて構成されている。

そして、この制御部１３には、ＰＤＵ１４からモータ１１に出力される３相の各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、２相のＵ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗを検出する各電流センサ７１，７１から出力される各検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓと、バッテリ１５の端子電圧（電源電圧）ＶＢを検出する電圧センサ７２から出力される検出信号と、モータ１１のロータの回転角θＭＭ（つまり、所定の基準回転位置からのロータの磁極の回転角度）を検出する回転センサ７３から出力される検出信号と、位相制御装置２５により可変制御される内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを検出する位相センサ７４から出力される検出信号と、車両１０の各車輪の回転速度（車輪速ＮＷ）を検出する複数の車輪速センサ７５，…，７５から出力される検出信号とが入力されている。

目標電流設定部５１は、例えば外部の制御装置（図示略）から入力されるトルク指令Ｔｑ（例えば、運転者によるアクセルペダルＡＰの踏み込み操作量を検出するアクセル開度センサの出力に応じて必要とされるトルクをモータ１１に発生させるための指令値）と、回転数演算部６０から入力されるモータ１１の回転数ＮＭと、後述する誘起電圧定数算出部６１から入力される誘起電圧定数Ｋｅとに基づき、ＰＤＵ１４からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上でのｄ軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃとして電流偏差算出部５２へ出力されている。

この回転直交座標をなすｄｑ座標は、例えばロータの永久磁石による界磁極の磁束方向をｄ軸（界磁軸）とし、このｄ軸と直交する方向をｑ軸（トルク軸）としており、モータ１１のロータ２３の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ１４からモータ１１の各相に供給される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号であるｄ軸目標電流Ｉｄｃおよびｑ軸目標電流Ｉｑｃを与えるようになっている。

電流偏差算出部５２は、界磁制御部５３から入力されるｄ軸補正電流が加算されたｄ軸目標電流Ｉｄｃと、ｄ軸電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄを算出するｄ軸電流偏差算出部５２ａと、電力制御部５４から入力されるｑ軸補正電流が加算されたｑ軸目標電流Ｉｑｃと、ｑ軸電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑを算出するｑ軸電流偏差算出部５２ｂとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部５３は、例えばモータ１１の回転数ＮＭの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するためにロータ２３の界磁量を等価的に弱めるようにして電流位相を制御する弱め界磁制御の弱め界磁電流に対する目標値をｄ軸補正電流としてｄ軸電流偏差算出部５２ａへ出力する。
また、電力制御部５４は、例えばバッテリ１５の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてｑ軸目標電流Ｉｑｃを補正するためのｑ軸補正電流をｑ軸電流偏差算出部５２ａへ出力する。

電流制御部５５は、例えばモータ１１の回転数ＮＭに応じたＰＩ（比例積分）動作により、偏差ΔＩｄを制御増幅してｄ軸電圧指令値Ｖｄを算出し、偏差ΔＩｑを制御増幅してｑ軸電圧指令値Ｖｑを算出する。

ｄｑ−３相変換部５６は、回転数演算部６０から入力されるロータ２３の回転角θＭを用いて、ｄｑ座標上でのｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、静止座標である３相交流座標上での電圧指令値であるＵ相出力電圧ＶｕおよびＶ相出力電圧ＶｖおよびＷ相出力電圧Ｖｗに変換する。

ＰＷＭ信号生成部５７は、例えば、正弦波状の各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、三角波からなるキャリア信号と、スイッチング周波数とに基づくパルス幅変調により、ＰＤＵ１４のＰＷＭインバータの各スイッチング素子をオン／オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）を生成する。

フィルタ処理部５８は、各電流センサ７１，７１により検出された各相電流に対する検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓに対して、高周波成分の除去等のフィルタ処理を行い、物理量としての各相電流Ｉｕ，Ｉｗを抽出する。

３相−ｄｑ変換部５９は、フィルタ処理部５８により抽出された各相電流Ｉｕ，Ｉｗと、回転数演算部６０から入力されるロータ２３の回転角θＭとにより、モータ１１の回転位相による回転座標すなわちｄｑ座標上でのｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを算出する。

回転数演算部６０は、回転センサ７３から出力される検出信号からモータ１１のロータ２３の回転角θＭを抽出すると共に、この回転角θＭに基づき、モータ１１の回転数ＮＭを算出する。
誘起電圧定数算出部６１は、位相センサ７４から出力される位相θの検出信号に基づき、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θに応じた誘起電圧定数Ｋｅを算出する。

位相ロック指令算出部６２は、例えばトルク指令Ｔｑと、車輪速ＮＷと、運転者によるブレーキペダルの操作状態（例えば、ブレーキスイッチのオン／オフおよびブレーキ踏力等）ＢＲの検出信号とに基づき、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを所定位相に固定する（つまり、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅを所定値に固定する）ことを指示する位相ロック指令を出力する。
例えば位相ロック指令算出部６２は、各車輪の車輪速ＮＷから車両１０の加速度（前後加速度および横加速度）を算出し、所定期間に亘る加速度の履歴から加速度の平均値を算出する。そして、算出した加速度の平均値が所定値以上である状態において、運転者によるアクセルペダルＡＰの踏み込み操作量がゼロ（つまり、ＡＰＯＦＦの状態）となる場合に、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを所定位相に固定することを指示する位相ロック指令を出力する。
なお、位相θに対する所定位相は、例えば加速度の平均値が所定値以上である状態において、ＡＰＯＦＦの状態となる時点での実際の位相θや、例えば車両１０の走行状態あるいは走行状態の履歴等に応じて予測されるトルクおよび回転数に対する予測値を出力可能な位相等である。

さらに、位相ロック指令算出部６２は、位相θを所定位相に固定している状態において、例えば車両１０の走行状態あるいは走行状態の履歴等に応じて予測されるトルクおよび回転数に対する予測値を出力可能であるか否かを判定しており、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、位相θの固定を解除することを指示する指令信号を出力する。

誘起電圧定数指令出力部６３は、例えばトルク指令Ｔｑと、モータ１１の回転数ＮＭと、位相ロック指令とに基づき、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃを出力する。
誘起電圧定数差分算出部６４は、誘起電圧定数指令出力部６３から出力される誘起電圧定数指令Ｋｅｃから、誘起電圧定数算出部６１から出力される誘起電圧定数Ｋｅを減算して得た誘起電圧定数差分ΔＫｅを出力する。
位相制御部６５は、例えば誘起電圧定数差分算出部６４から出力される誘起電圧定数差分ΔＫｅに応じて、この誘起電圧定数差分ΔＫｅをゼロとするようにして位相θを制御するための制御指令を出力する。

本実施形態によるモータを備える車両の制御装置１０ａは上記構成を備えており、次に、この制御装置１０ａの動作、特に、誘起電圧定数指令Ｋｅｃを設定する処理について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図３に示すステップＳ０１においては、運転者によるアクセルペダルＡＰの踏み込み操作量がゼロ（つまり、ＡＰＯＦＦの状態）、または、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを所定位相に固定する位相ロックの実行中であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、後述するステップＳ０３に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、例えばトルク指令Ｔｑとモータ１１の回転数ＮＭとに応じたモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃを算出し、一連の処理を終了する。

そして、ステップＳ０３においては、加速度履歴算出処理を実行する。
この加速度履歴算出処理では、例えば各車輪の車輪速ＮＷから車両１０の加速度（前後加速度および横加速度）を算出し、所定期間に亘る加速度の履歴から加速度の平均値を算出する。
そして、ステップＳ０４においては、加速度履歴算出処理による算出結果（加速度履歴）は所定閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ０２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。

そして、ステップＳ０５においては、自車両の速度（車速）は所定の第１車速αよりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。
そして、ステップＳ０６においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃに所定上限値ＫｅＭＡＸを設定し、一連の処理を終了する。
この所定上限値ＫｅＭＡＸでは、例えば図４および図５（ａ）に示すように、モータ１１は相対的に高トルク領域および低回転領域にて運転可能となる。

そして、ステップＳ０７においては、自車両の速度（車速）は所定の第１車速αよりも大きく、かつ、第１車速αよりも大きな所定の第２車速βよりも小さいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１０に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進む。
そして、ステップＳ０８においては、モータ１１から出力されるトルクおよび回転数に対する指令値である目標トルクＴｃｍｄおよび目標回転数Ｎｃｍｄに対し、目標トルクＴｃｍｄは所定の第１トルクＴ１よりも大きいか否か、または、目標回転数Ｎｃｍｄは所定の第１回転数Ｎ１よりも大きいか否かを判定する。
ステップＳ０８の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、例えば位相ロックの実行中であれば、この位相ロックを解除して、上述したステップＳ０２に進む。
一方、ステップＳ０８の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０９に進む。
そして、ステップＳ０９においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃに所定中間値ＫｅＭＩＤを設定し、一連の処理を終了する。
この所定中間値ＫｅＭＩＤでは、例えば図４および図５（ｂ）に示すように、モータ１１は相対的に中トルク領域および中回転領域にて運転可能となる。

そして、ステップＳ１０においては、モータ１１から出力されるトルクおよび回転数に対する指令値である目標トルクＴｃｍｄおよび目標回転数Ｎｃｍｄに対し、目標トルクＴｃｍｄは所定の第２トルクＴ２よりも大きいか否か、または、目標回転数Ｎｃｍｄは所定の第２回転数Ｎ２よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、例えば位相ロックの実行中であれば、この位相ロックを解除して、ステップＳ１１に進み、このステップＳ１１においては、例えばトルク指令Ｔｑとモータ１１の回転数ＮＭとに応じたモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃを算出し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
そして、ステップＳ１２においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃに所定下限値ＫｅＭＩＮを設定し、一連の処理を終了する。
この所定下限値ＫｅＭＩＮでは、例えば図４および図５（ｃ）に示すように、モータ１１は相対的に低トルク領域および高回転領域にて運転可能となる。

上述したように、本実施の形態によるモータを備える車両の制御装置１０ａによれば、車両１０の加速度状態量、例えば所定期間に亘る加速度の平均値が所定閾値よりも大きい場合に、モータ１１の位相θを所定位相に固定、つまり誘起電圧定数指令Ｋｅｃを固定することにより、モータ１１から出力可能な回転数およびトルクが過剰に変動してしまうことを防止し、車両１０の走行状態に応じたモータ１１の適切な運転状態を確保することができる。
しかも、モータ１１の位相θが所定位相に固定された状態ではモータ１１が要求トルクまたは要求回転数を確保することができないと判定された場合に、位相θの固定を解除することから、例えば実際にモータ１１の動作状態が所定目標状態に到達しない場合に位相θの固定を解除する場合に比べて、モータ１１の動作状態を迅速に所定目標状態に到達させることができる。

なお、上述した実施の形態のモータを備える車両の制御装置１０ａは、さらに、走行路の勾配ｋに応じて誘起電圧定数指令Ｋｅｃを設定してもよい。
例えば図６に示すように、上述した実施の形態の第１変形例に係るモータを備える車両の制御装置１０ａの動作においては、上述した実施の形態でのステップＳ０４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２１に進む。

そして、ステップＳ２１においては、走行路の勾配ｋの絶対値が所定閾値ｋ１よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０６に進む。

なお、上述した実施の形態のモータを備える車両の制御装置１０ａは、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸのうちの何れかを設定するとしたが、これに限定されず、例えば誘起電圧定数Ｋｅの現在値を設定してもよい。
例えば図７に示すように、上述した実施の形態の第２変形例に係るモータを備える車両の制御装置１０ａの動作においては、上述した実施の形態でのステップＳ０４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３１に進む。

そして、ステップＳ３１においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、誘起電圧定数Ｋｅの現在値を設定する。
そして、ステップＳ３２においては、この誘起電圧定数指令Ｋｅｃに応じたモータ１１の出力可能トルクおよび出力可能回転数を、例えば予め設定した所定マップに対するマップ検索等により推定あるいは予測する。
なお、所定マップは、例えば図８に示すように、誘起電圧定数Ｋｅに対する所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸと、モータ１１の出力可能なトルクおよび回転数との対応を示し、各値ＫｅＭＩＮ，ＫｅＭＩＤ，ＫｅＭＡＸに対する出力可能なトルクおよび回転数の範囲は、所定の余裕分だけ小さな範囲となるように設定されている。

そして、ステップＳ３３においては、モータ１１に対する要求トルクが出力可能トルク未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３４に進む。
そして、ステップＳ３４においては、要求回転数が出力可能回転数未満であるか否かを判定する。
ステップＳ３４の判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０２に進む。
一方、ステップＳ３４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。

なお、上述した実施の形態のモータを備える車両の制御装置１０ａは、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸのうちの何れかを設定するとしたが、これに限定されず、例えば所定中間値ＫｅＭＩＤを設定してもよい。
例えば図９に示すように、上述した実施の形態の第３変形例に係るモータを備える車両の制御装置１０ａの動作においては、上述した実施の形態でのステップＳ０４の判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ４１に進む。
そして、ステップＳ４１においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、所定中間値ＫｅＭＩＤを設定し、一連の処理を終了する。

なお、上述した実施の形態に係る車両１０においては、モータ１１を、内燃機関（Ｅ）１２を始動させるスタータモータまたはオルタネータとして備えてもよい。

本発明の一実施形態に係るモータを備える車両の制御装置の構成図である。本発明の一実施形態に係るモータの断面図である。本発明の一実施形態に係るモータを備える車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。誘起電圧定数Ｋｅに対する所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸと、モータの出力可能な回転数との対応関係の一例を示すグラフ図である。図５（ａ）〜（ｃ）は、誘起電圧定数Ｋｅに対する所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸと、モータの出力可能なトルクおよび回転数との対応関係の一例を示すグラフ図である。本発明の実施形態の第１変形例に係るモータを備える車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施形態の第２変形例に係るモータを備える車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。誘起電圧定数Ｋｅに対する所定下限値ＫｅＭＩＮおよび所定中間値ＫｅＭＩＤおよび所定上限値ＫｅＭＡＸと、モータの出力可能なトルクおよび回転数との対応関係の一例を示すグラフ図である。本発明の実施形態の第３変形例に係るモータを備える車両の制御装置の動作を示すフローチャートである。

符号の説明

１１モータ
２１内周側回転子（第１ロータ）
２２外周側回転子（第２ロータ）
２４固定子（ステータ）
２５位相制御装置（位相変更手段）
６２位相ロック指令算出部（位相固定手段）
７５車輪速センサ（検出手段）
ステップＳ０２、ステップＳ１１解除手段
ステップＳ３３、ステップＳ３４判定手段

Claims

蓄電装置の電源供給により駆動され、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助するモータを備える車両の制御装置であって、
前記モータは、各磁石片を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された第１ロータおよび第２ロータと、該第１ロータおよび第２ロータの外周側または内周側に配置されたステータと、前記第１ロータと前記第２ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段とを備え、
車両の加速度状態量を検出する検出手段と、
前記加速度状態量が所定値以上である場合に、前記位相を所定位相に固定する位相固定手段とを備えることを特徴とするモータを備える車両の制御装置。
前記位相固定手段により前記位相が所定位相に固定された状態において、前記モータの動作状態が所定目標状態に到達可能か否かを判定する判定手段と、
前記判定手段による判定結果において、前記モータの動作状態が所定目標状態に到達できないと判定された場合に、前記位相の固定を解除する解除手段と
を備えることを特徴とする請求項１に記載のモータを備える車両の制御装置。
運転者のアクセル操作に係るアクセル開度を検出するアクセル開度センサを備え、
前記位相固定手段は、前記アクセル開度がゼロである場合に、前記位相を所定位相に固定することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータを備える車両の制御装置。