JP2008037351A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】走行駆動時以外においても省エネルギー化を図ることができるモータ制御装置を提供するものである。
【解決手段】モータ１１を用いた走行駆動から内燃機関１２のみによる走行駆動へ移行させるときに、モータ１１の位相を現在の位相から任意の要求位相へ変更した場合に低減される維持エネルギーを算出する低減エネルギー算出手段と、現在の位相から任意の要求位相に変更する際に生じる可変エネルギーを算出する可変エネルギー算出手段とを備え、低減エネルギーと可変エネルギーとを比較し、低減エネルギーの方が大きいと判定された場合に、位相位置の変更を許可する可変機構位相算出部６２を備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ制御装置に関するものである。

従来、ハイブリッド車両などのモータおいて、回転方向に順次異なった極性の磁極を設けた複数の回転子を同一回転軸上に隣り合うように配置して、これら回転子の間隔をアクチュエータで変化させて、固定子に対する永久磁石の誘起電圧定数を調整するものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００１−６９６０９号公報

ところで、上記従来技術の一例に係るモータを制御するモータ制御装置では、モータによる走行駆動中の省エネルギー化を図るべく様々な手法でモータの高効率化が図られている。しかしながら、このような誘起電圧定数を調整可能なモータでは、走行駆動を行っていないような場合であっても、回転子の位置を維持するだけでアクチュエータなどによりエネルギーが消費されるため、近年、走行駆動時以外におけるモータの省エネルギー化が要望されている。

そこで、この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、走行駆動時以外においても省エネルギー化を図ることができるモータ制御装置を提供するものである。

上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、各々に磁石片（例えば、実施の形態における永久磁石２１ａ，２２ａ）を有し互いの相対的な位相を変更可能な複数のロータ（例えば、実施の形態における内周側回転子２１、外周側回転子２２）を具備するモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１１）と、複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段（例えば、実施の形態における位相制御装置２５）とを備え、少なくとも前記モータと内燃機関（例えば、実施の形態における内燃機関１２）とによって走行駆動可能なハイブリッド車両（例えば、実施の形態における車両１０）に設けられたモータ制御装置であって、前記モータを用いた走行駆動から前記内燃機関のみによる走行駆動へ移行させるときに、前記モータの位相を現在の位相から任意の要求位相へ変更した場合に低減される維持エネルギーを算出する低減エネルギー算出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ０７）と、前記現在の位相から任意の要求位相に変更する際に生じる可変エネルギーを算出する可変エネルギー算出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ０８）とを備え、前記低減エネルギーと前記可変エネルギーとを比較し、前記低減エネルギーの方が大きいと判定された場合に、前記位相位置の変更を許可する位相変更許可手段（例えば、実施の形態における可変機構位相算出部６２）を備えることを特徴とする。
このように構成することで、モータを用いた走行駆動から内燃機関だけの走行駆動に切換える際に、低減エネルギー算出手段によって現在の位相から任意の位相へ変更した場合に低減される低減エネルギーを算出するとともに、可変エネルギー算出手段によって現在の位相から任意の要求位相に変更するために生じる可変エネルギーを算出し、位相変更許可手段によって低減エネルギーと可変エネルギーとを比較し、可変エネルギーよりも低減エネルギーの方が大きい場合つまり位相位置を変更した方が消費エネルギーを低減できる場合にのみ位相位置の変更を許可することができる。

請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記低減エネルギー算出手段は、前記モータの位相を現在の位相で維持するのに必要な維持エネルギーと、前記モータの位相を要求位相で維持するのに必要な維持エネルギーとの差分から低減エネルギーを算出することを特徴とする。
このように構成することで、例えば現在の位相で維持するのに必要な維持エネルギーから要求位相で維持するのに必要な維持エネルギーを減算することで、位相の変更による維持エネルギーの低減分である低減エネルギーを算出することができる。

請求項１に記載した発明によれば、モータを用いた走行駆動から内燃機関だけの走行駆動に切換える際に、低減エネルギー算出手段によって現在の位相から任意の位相へ変更した場合に低減される維持エネルギーを算出するとともに、可変エネルギー算出手段によって現在の位相から任意の位相に変更するために生じる可変エネルギーを算出し、位相変更許可手段によって低減エネルギーと可変エネルギーとを比較し、可変エネルギーよりも低減エネルギーの方が大きい場合つまり位相を変更した方が消費エネルギーを低減できる場合にのみ位相の変更を許可することができるため、モータ待機時の省エネルギー化を図ることができる効果がある。

請求項２に記載した発明によれば、例えば現在の位相で維持するのに必要な維持エネルギーから要求位相で維持するのに必要な維持エネルギーを減算することで、位相の変更による維持エネルギーの低減分である低減エネルギーを算出することができるため、容易かつ迅速にモータ待機時の消費エネルギーを抑制して、ハイブリッド車用の燃費向上を図ることができる効果がある。

以下、本発明のモータ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。
本実施形態によるモータ制御装置は、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である車両に搭載され、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（磁石片）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。この位相制御装置２５は、例えば、油圧を用いて内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相を変更するものである。

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。

ここで、この実施形態のモータ１１の場合、内周側回転子２１が外周側回転子２２に対して最遅角位置にあるときに、内周側回転子２１と外周側回転子２２の永久磁石２１ａ，２２ａが異極同士で対向して強め界磁の状態（図３（ａ）参照）になり、内周側回転子２１が外周側回転子２２に対して最進角位置にあるときに、内周側回転子２１と外周側回転子２２の永久磁石２１ａ，２２ｂが同極同士で対向して弱め界磁の状態（図３（ｂ）参照）になるように設定されている。
なお、このモータ１１は、作動液の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数Ｋｅが変化し、その結果、モータ１１の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが大きくなると、モータ１１として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数Ｋｅが小さくなると、モータ１１の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。

図１に示すように、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るアクセル開度センサの検出結果に基づいて設定されるトルク指令値Ｔｑに基づきｄ軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令Ｉｑｃを演算し、ｄ軸電流指令Ｉｄｃおよび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信号を入力するとともに、実際にＰＤＵ１４からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのいずれか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およびｑ軸電流Ｉｑと、ｄ軸電流指令Ｉｄｃおよび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、可変機構位相算出部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θＭ（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値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軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令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軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令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軸電流指令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軸電流指令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軸電流指令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を抽出するとともに、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。

誘起電圧定数指令出力部６３は、例えばトルク指令値Ｔｑと、モータ１１の回転数ＮＭとに基づき、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令値）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値Ｋｅｃと誘起電圧定数算出部６１から出力される誘起電圧定数Ｋｅとの偏差である誘起電圧定数差分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。

ところで、制御部１３には、モータ１１を用いた走行駆動から内燃機関１２のみでの走行駆動へ移行するときに、走行駆動を行わないモータ１１の待機エネルギーを最小値に制御する可変機構位相算出部６２が設けられている。この可変機構位相算出部６２は、内燃機関１２のみの走行駆動へ移行した時点での現在の位相θのまま待機する場合と、例えばモータ１１による駆動を復帰するときの要求位相（任意の要求位相）である位相θｈとのうち、待機時の消費エネルギーが低くなる位相で待機するように誘起電圧定数Ｋｅの制御指令を誘起電圧定数指令出力部に出力する。

より具体的には、可変機構位相算出部６２は、モータ１１における位相位置と回転数と維持エネルギーとのマップを備えており、位相センサ７４から出力される位相θ、回転数演算部６０から出力される回転数ＮＭに基づいて現在の位相θでの維持エネルギーを検索する。また、位相θから位相θｈに位相位置を変更するにあたって、位相変更後の位相θｈと回転数ＮＭとに基づいて位相θｈでの維持エネルギーを検索する。ここで、この維持エネルギーとは、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相位置を保持させるために必要なエネルギーを意味し、具体的には、ポンプ（図示せず）によって油圧を作用させて内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な配置を保持するためのエネルギーとなる。すなわち、この実施形態では維持エネルギーは主としてポンプの駆動エネルギーとなる。

さらに、可変機構位相算出部６２においては、マップ検索した位相θでの維持エネルギーから位相θｈでの維持エネルギーを減算して位相変更することによって低減される低減エネルギーを算出する。
また、可変機構位相算出部６２は、現在位相θと位相変更後の位相θｈと可変エネルギーとのマップを備えている。位相θｈは運転者の要求であるアクセルペダル開度などに基づいて算出できるので、これら位相θと位相θｈとによって、現在位相θから位相変更後の位相θｈへ変更する際に位相制御装置２５によって消費される可変エネルギーを検索する。

そして、可変機構位相算出部６２においては、上述の低減エネルギーと可変エネルギーとを比較して低減エネルギーの方が大きい場合にのみ、位相θから位相θｈへの位相変更を許可する制御信号を出力する。すなわち、可変機構位相算出部６２は、位相θｈへ位相変更した方が待機時の全体の消費エネルギーが低減されるときに位相θｈへの位相変更を許可する誘起電圧定数（Ｋｅ）可変指令を目標電流設定部５１と誘起電圧定数指令出力部６３とに向けて出力し、一方消費エネルギーが低減されない場合は現在の位相θを保持する保持指令を目標電流設定部５１と誘起電圧定数指令出力部６３とに向けて出力する。

本実施形態によるモータ制御装置１０ａは上記構成を備えており、次に、このモータ制御装置１０ａの動作、特に、モータ１１の待機時の位相位置を制御する待機位相制御処理について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、図４に示すステップＳ０１においては、内燃機関（Ｅｎｇ）１２のみで走行中か否かを判定する。ステップＳ０１の判定結果が「ＹＥＳ」（Ｅｎｇのみで走行）である場合はステップＳ２に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｅｎｇのみの走行ではない）である場合はこの処理を終了する。
ステップＳ０２においては、回転数演算部６０から出力される内燃機関（Ｅｎｇ）１２の回転数である回転数ＮＭを読み込む。
ステップＳ０３においては、現在の内燃機関１２の現在トルクを車輪速センサ７５から出力される車輪速ＮＷを基に算出して読み込む。
ステップＳ０４においては、位相センサ７４から出力される現在の位相位置である位相θを読み込む。
ステップＳ０５においては、ステップＳ０２で読み込んだ内燃機関１２の現在トルクと現在の回転数ＮＷに基づいて可能位相位置を算出する処理を実行する。すなわち図７に示すように、トルク指令値Ｔｑと回転数ＮＷとのマップに基づいてモータ１１で可変できる位相範囲を参照する。

ステップＳ０６においては、現在の位相位置である位相θがステップＳ５で参照した可能位相位置の範囲内か否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（可能位相位置の範囲内）である場合はステップＳ０７に進み、判定結果が「ＮＯ」（可能位相位置の範囲内ではない）である場合はステップＳ１２に進み、可能位相位置へ位相θを可変する制御指令を出力して処理を終了する。
ステップＳ０７においては、後述する低減エネルギー算出処理を実行して低減エネルギー（α）を算出する。
ステップＳ０８においては、後述する可変エネルギー算出処理を実行して可変エネルギー（β）を算出する。

ステップＳ０９においては、ステップＳ０８で算出した可変エネルギー（β）からステップＳ０７で算出した低減エネルギー（α）を減算して位相の変更（可変）に要する損得エネルギーΔＥを算出する。

ステップＳ１０においては、損得エネルギーΔＥが０以上か否かを判定する。ステップＳ１０における判定結果が「ＹＥＳ」（ΔＥ＞０）である場合はステップＳ１１に進み、判定結果が「ＮＯ」（ΔＥ≦０）である場合はステップＳ１３に進む。ここで、損得エネルギーΔＥがプラスの値である場合は、位相変更したときに消費エネルギーが低減することを示しており、一方、損得エネルギーΔＥがゼロ以下の値である場合は、位相変更したときに消費エネルギーが低減しないことを示している。

ステップＳ１１においては、位相の可変許可フラグを「１」に設定して処理を終了する。
ステップＳ１２においては、可能位相位置への可変指令処理を行う。ここで、このステップＳ１２は、可能位相範囲にない現在の位相θを可能位相範囲内に入るように制御指令を出力する処理である。
ステップＳ１３においては、位相の可変許可フラグを「０」に設定して処理を終了する。

次に、図５に基づいて上述したステップＳ０７の低減エネルギー算出処理を説明する。
先ず、ステップＳ２０においては、現在の位相位置である位相θを読み込む。
ステップＳ２１においては、図８に示す位相位置（Ｘ軸）と回転数（Ｙ軸）と維持エネルギー（Ｚ軸）との３次元マップを検索して現在の位相位置である位相θにおける維持エネルギーを求める。

ここで、図８の位相位置（Ｘ軸）と回転数（Ｙ軸）と維持エネルギー（Ｚ軸）との３次元マップは位相制御装置２５が油圧制御によって位相変更を行う場合の一例であって、Ｘ軸の位相位置がＸ１の時にＺ軸の維持エネルギーが最大の値となる。そして、Ｙ軸の回転数が増加するにつれて位相制御装置２５での遠心油圧が立ち、新たに加える必要がある油圧が減少するので維持エネルギーは減少する。一方、位相位置Ｘ１が最遅角と最進角との近傍での維持エネルギーは０に近い値となる。そして、位相位置を進めた場合は、遅らせた場合よりも維持エネルギーの減少割合が大きくなっている。

ステップＳ２２においては、変更後の位相位置である位相θｈをアクセルペダル開度などを基に算出して読み込む。
ステップＳ２３においては、ステップＳ２１と同様に図８に示す位相位置（Ｘ軸）と回転数（Ｙ軸）と維持エネルギー（Ｚ軸）との３次元マップを検索して位相θｈでの維持エネルギーを求める。

ステップＳ２４では、位相θ（現在位相）の維持エネルギーから位相θｈ（変更後の位相）の維持エネルギーを減算して、位相位置を変更したことによって低減される維持エネルギーである低減エネルギーを算出してこの低減エネルギー算出処理を終了する。

次に、図６に基づいて上述したステップＳ０８の可変エネルギー算出処理を説明する。
先ず、ステップＳ３０においては、現在の位相位置である位相θを読み込む。
ステップＳ３１においては、アクセルペダル開度などの運転者要求を基に要求位相位置である位相θｈとトルク指令値Ｔｑとを算出し、さらに、回転数ＮＭを読み込む。
ステップＳ３２においては、位相θ（現在位相）が位相θｈ（要求位相）よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３２における判定結果が「ＹＥＳ」（現在位相＞要求位相）である場合はステップＳ３３に進み、判定結果が「ＮＯ」（現在位相≦要求位相）である場合はステップＳ３４に進む。ここで、ステップＳ３２では、位相θと位相θｈとの大きさを比較することで、位相変更の向きが例えば進角側から遅角側への位相変更か、あるいは遅角側から進角側への位相変更かを判定している。

ステップＳ３３においては、ステップＳ３０で読み込んだ位相θとステップＳ３１で算出した要求位相位置とを基に、図９に示す現在位相位置（Ｘ軸）と、要求位相位置（Ｙ軸）と、可変エネルギー（Ｚ軸）とのマップを検索して位相変更に係る可変エネルギーを求めてこの処理を終了する。
ステップＳ３４においては、ステップＳ３３と同様に、ステップＳ３０で読み込んだ位相θとステップＳ３１で算出した要求位相位置とを基に、図１０に示す現在位相位置（Ｘ軸）と、要求位相位置（Ｙ軸）と、可変エネルギー（Ｚ軸）とのマップを検索して位相変更に係る可変エネルギーを求めてこの処理を終了する。

ここで、上述したステップＳ３２〜ステップＳ３４では、現在位相から要求位相へ位相位置を変更する際に、変位させる方向（進角側又は遅角側）に応じて図９のマップと図１０のマップとを適宜持ち替えている。ここで、図９のマップに示すように、現在位相＞要求位相である場合、つまり進角側から遅角側に位相を変化させる場合は内周側回転子２１の永久磁石２１ａと外周側回転子２２の永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が対向配置される方向へ移動され、これら永久磁石２１ａ，２２ａに吸引力が働くので、位相制御装置２５によって新たに油圧を立てる必要がなく、可変エネルギーは最小値Ｚ１で一定となる。一方、図１０に示すように、現在位相≦要求位相である場合は、現在位相＞要求位相の場合と逆向きに位相位置を変化させるため、永久磁石２１ａ，２２ａの吸引力に抗するトルクが必要となるので、位相位置の変化量が多いほど可変エネルギーが増加することとなる。

すなわち、モータ１１を用いた走行駆動から内燃機関１２のみでの走行駆動に切り替わると、まず図７に示すマップを参照して、モータ１１の現在の位相位置が可能位相範囲でない場合には現在の位相位置を可能位相範囲内へ変位させて、現在の位相位置が可能位相範囲内となったところで、次に位相位置の変更に係る低減エネルギーと可変エネルギーとをそれぞれ図８から図１０のマップに基づいて算出する。そして、この低減エネルギーから可変エネルギーを減算することで算出された位相位置の変更（可変）に要する損得エネルギーΔＥが０よりも大きい場合、つまり位相位置を変更することによって消費エネルギーの低減が図れる場合に、位相位置の変更を許可し、それ以外の場合、つまり位相位置の変更によって消費エネルギーが増大する場合や消費エネルギーに変化がない場合に位相位置の変更を許可しないようにしている。

上述したように、本実施形態によるモータ制御装置１０ａによれば、モータ１１を用いた走行駆動から内燃機関１２だけの走行駆動に切換えた際に、ステップＳ０７の低減エネルギー算出処理によって位相θから位相θｈへ位相位置を変更した場合に低減される維持エネルギーを算出するとともに、ステップＳ０８の可変エネルギー算出処理によって位相θから位相θｈに変更する際に生じる可変エネルギーを算出し、ステップＳ１０で低減エネルギーと可変エネルギーとを比較し、可変エネルギーよりも低減エネルギーの方が大きい場合つまり位相位置を変更した方が消費エネルギーを低減できる場合にのみ位相位置の変更を許可することができため、モータ１１の待機時の消費エネルギーを抑制することができ、この結果、車両１０における省燃費化を図ることができる。

尚、この発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、例えば、位相位置ではなく誘起電圧定数Ｋｅのマップを用いて各エネルギーを求めるように構成してもよい。

本発明の一実施の形態に係るモータ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の内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが異極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図（ｂ）を併せて記載した図である。 本発明の一実施形態に係る待機位相制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る低減エネルギー算出処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る可変エネルギー算出処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るトルクＴｑと回転数ＮＭとのマップである。 本発明の一実施形態に係る位相位置と回転数と維持エネルギーとのマップである。 本発明の一実施形態に係る現在位相≦要求位相の場合の現在位相と要求位相と可変エネルギーとのマップである。 本発明の一実施形態に係る現在位相＞要求位相の場合の現在位相と要求位相と可変エネルギー回転数ＮＭとのマップである。

符号の説明

１０ 車両（ハイブリッド車両）
１１ モータ
１２ 内燃機関
２２ 外周側回転子（ロータ）
２１ 内周側回転子（ロータ）
２１ａ，２２ａ 永久磁石（磁石片）
２５ 位相制御装置（位相変更手段）
６２ 可変機構位相算出部（位相変更許可手段）
ステップＳ０８ 可変エネルギー算出手段
ステップＳ０７ 低減エネルギー算出手段

Claims (2)

1. 各々に磁石片を有し互いの相対的な位相を変更可能な複数のロータを具備するモータと、複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段とを備え、少なくとも前記モータと内燃機関とのいずれかによって走行駆動可能なハイブリッド車両に設けられたモータ制御装置であって、
   前記モータを用いた走行駆動から前記内燃機関のみによる走行駆動へ移行させたときに、前記モータの位相を現在の位相から任意の要求位相へ変更した場合に低減される低減エネルギーを算出する低減エネルギー算出手段と、
   前記現在の位相から任意の要求位相に変更する際に生じる可変エネルギーを算出する可変エネルギー算出手段とを備え、
   前記低減エネルギーと前記可変エネルギーとを比較し、前記低減エネルギーの方が大きいと判定された場合に、前記位相位置の変更を許可する位相変更許可手段を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記低減エネルギー算出手段が、前記モータの位相を現在の位相で維持するのに必要な維持エネルギーと、前記モータの位相を要求位相で維持するのに必要な維持エネルギーとの差分から低減エネルギーを算出することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
   

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