JP2008043135A - 車両用モータの制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】運転者の運転嗜好に応じた適切なモータ特性を付与することができる車両用モータの制御装置を提供する。
【解決手段】各々に永久磁石を有し互いの相対的な位相を変更可能な内周側回転子、外周側回転子を具備し、車両１０を駆動または補助的に駆動するモータ１１と、内周側回転子、外周側回転子の相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数Ｋｅに調整する位相制御部６５とを備える車両用モータの制御装置であって、車両１０の加速度状態量を検出する車輪速センサ７５と、該車輪速センサ７５によって検出された加速度状態量に基づいて誘起電圧定数Ｋｅを変更する誘起電圧定数可変マップ算出部６２とを備えることを特徴とする。
【選択図】図１

Description

この発明は、車両用モータの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車両用モータでは、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ることで、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車両用モータの制御装置においては、モータ回転数に応じて誘起電圧定数を変化させて、例えば、高回転の場合には弱め界磁、低回転の場合には強め界磁となるようにして出力可能なモータトルクの範囲やモータ回転数の範囲を変化させている。しかしながら、このような制御装置では、運転者がモータトルクの増加を望むような走行状況でモータ側で出力可能なモータトルクあっても、モータ回転数に対する誘起電圧定数の傾きが一定であるため、運転者が意図する運転に必要なモータトルクを得ることができない場合がある。

そこで、この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、運転者の運転嗜好に応じた適切なモータ特性を付与することができる車両用モータの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）を具備し、車両（例えば、実施の形態に置ける車両１０）を駆動または補助的に駆動するモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１１）と、前記複数のロータの相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数（例えば、実施の形態における誘起電圧定数Ｋｅ）に調整する位相変更手段（例えば、実施の形態における位相制御部６５）とを備える車両用モータの制御装置であって、車両の加速度状態量を検出する検出手段（例えば、実施の形態における車輪速センサ７５）と、該検出手段によって検出された前記加速度状態量に基づいて前記誘起電圧定数を変更する誘起電圧変更手段（例えば、実施の形態における誘起電圧定数可変マップ算出部６２）とを備えることを特徴とする。
このように構成することで、検出手段で検出された車両の加速度（例えば、車両の前後方向加速度、左右方向加速度等）や加速度状態量（例えば、トルク指令値等）に基づいて、位相変更手段で誘起電圧定数を変更することができる。

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、一定区間内における前記加速度状態量の平均値の大きさに応じて誘起電圧定数を変更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、単に加速度状態量に応じて誘起電圧定数を変更する場合よりも、加速度状態量の平均値を用いて誘起電圧定数を変更する場合の方が誘起電圧定数の変更によって現れるモータの挙動を緩やかに変更することができる。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記位相変更手段は、複数設定された誘起電圧定数のマップ（例えば、実施の形態におけるＭＡＰ＿Ａ、ＭＡＰ＿Ｂ、ＭＡＰ＿Ｃ、ＭＡＰ＿Ｄ）を備え、加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて前記複数のマップのうちいずれかのマップを選択することを特徴とする。
このように構成することで、加速度状態量の一定区間の平均値に応じた誘起電圧定数のマップを選択することができる。

請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、前記加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて運転者の運転嗜好を報知する報知手段（例えば、実施の形態における報知部８１）を有することを特徴とする。
このように構成することで、加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて運転者の運転嗜好を判定し、この判定された運転嗜好を運転者に報知することができる。

請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、前記位相変更手段は、前記マップを手動で選択して固定可能な手動操作手段（例えば、実施の形態における手動操作部８０）を備えることを特徴とする。
このように構成することで、運転者は手動操作手段によって手動で誘起電圧定数のマップを選択し、その後変更されないように固定状態にすることができる。

請求項１に記載した発明によれば、検出手段で検出された車両の加速度状態量（例えば、車両の前後方向加速度、左右方向加速度）に基づいて、位相変更手段で誘起電圧定数を変更することができるため、例えば、加速度状態量が大きい場合には運転者がドライバビリティの向上を求め、加速度状態量が小さい場合には経済運転を求めているなど、運転者の運転嗜好を判断して、この運転嗜好に応じた誘起電圧定数に変更することができる。したがって、運転者の運転嗜好に応じた適切なモータ特性をモータに対して付与す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、請求項１の効果に加え、例えば、単に加速度状態量に応じて誘起電圧定数を変更する場合よりも、加速度状態量の平均値を用いて誘起電圧定数を変更する場合の方が誘起電圧定数の変更によって現れるモータの挙動を緩やかに変更することができるため、よりスムーズに運転者の運転嗜好に応じた適切な特性をモータに付与することができる効果がある。

請求項３に記載した発明によれば、請求項１又は２の効果に加え、加速度状態量の一定区間の平均値に応じて誘起電圧定数のマップを選択することができるため、運転者の運転嗜好に応じた誘起電圧定数に変更して適切なモータ特性を得ることができる効果がある。

請求項４に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかに記載の効果に加え、加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて運転者の運転嗜好を判定し、この判定された運転嗜好を運転者に報知することができるため、例えば、運転者は客観的な運転者自身の運転嗜好を確認して今後の運転の参考とすることができる効果がある。

請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜４のいずれかに記載の効果に加え、運転者が手動操作手段によって手動で誘起電圧定数のマップを選択し、その後変更されないように固定状態にすることができるため、加速度状態量に依存することなしに運転者が所望の運転嗜好に応じたモータ特性を得ることができるという効果がある。

以下、本発明の車両用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。
本実施の形態による車両用モータ制御装置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（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、油圧やモータ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。

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（補正手段）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、誘起電圧定数可変マップ算出部（誘起電圧変更手段）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（位相変更手段、補正手段）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（検出手段）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及び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。

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、車速と誘起電圧定数Ｋｅとの複数のマップを備えた誘起電圧定数可変マップ算出部６２が設けられている。
この誘起電圧定数可変マップ算出部６２は、車輪速センサ７５で検出された車輪速ＮＷに基づいて車両の加速度である前後方向加速度、左右方向加速度を算出し、この前後方向加速度、左右方向加速度の一定区間（例えば、距離又は時間）の平均値（以下、単にＧ履歴という）を算出し、このＧ履歴に基づいて運転者の運転嗜好（例えば、省燃費な経済運転や走り重視など）を判断してこの運転嗜好に応じたマップを選択する。そして、誘起電圧定数可変マップ算出部６２は、選択されたマップを用いて車速から誘起電圧定数Ｋｅを検索して、検索された誘起電圧定数Ｋｅを得るためにこの誘起電圧定数Ｋｅの指令値Ｋｅｃｍを出力する。ここで、指令値Ｋｅｃｍは前述した誘起電圧定数指令出力部６３に入力され、誘起電圧定数指令出力部６３では、指令値Ｋｅｃｍを誘起電圧定数指令値Ｋｅｃとして出力する。

また、この誘起電圧定数可変マップ算出部６２には、マップ選択用の手動操作部（手動操作手段）８０が接続されており、運転者がこの手動操作部８０を操作することによって、上述したＧ履歴による運転嗜好の判断が無視され、強制的に手動操作部８０によって選択されたマップを用いて検索された指令値Ｋｅｃｍが出力されることとなる。ここで手動操作部８０の操作によって変更又は解除されるまで選択されたマップが変更されないように固定状態となる。

さらに、誘起電圧定数可変マップ算出部６２には、上述した運転嗜好を運転者に報知する報知部（報知手段）８１が接続されている。この報知部８１は、加速度に基づいて判断された運転嗜好を例えば、スピーカによって音声として報知したり、ヘッドアップディスプレイ（ＨＵＤ）あるいはナビゲーション装置のディスプレイ等へ運転嗜好を示す表示を行ったりする。

図４は、縦軸を誘起電圧定数Ｋｅ、横軸を車速とした場合の複数のマップ（ＭＡＰ）の一例を示している。この図４では、例えば、ＭＡＰ＿Ａ、ＭＡＰ＿Ｂ、ＭＡＰ＿Ｃ、ＭＡＰ＿Ｄの４つのマップが用意されており、それぞれ車速α以上で同一車速でみると傾きは略同一であるが、ＭＡＰ＿Ａ＞ＭＡＰ＿Ｂ＞ＭＡＰ＿Ｃ＞ＭＡＰ＿Ｄの関係になっている。この場合、ＭＡＰ＿Ｄは、運転嗜好が経済運転であるときに適用されるマップであり、ＭＡＰ＿Ｃは運転嗜好が標準的な普通の運転であるときに適用されるマップである。さらに、ＭＡＰ＿Ｂは、運転嗜好が普通の運転よりも若干走りを重視した運転であるときに適用されるマップであり、ＭＡＰ＿Ａは、運転嗜好が走りを重視した運転であるときに適用されるマップである。ここで、車速α以下の所定車速ではＭＡＰ＿Ａ〜ＭＡＰ＿Ｄは順次指令値Ｋｅｃｍが最大値となり一定の値で推移するようになっている。ここで、走りを重視した運転とは、いわゆるスポーツ走行のような運転を意味している。

すなわち、ＭＡＰ＿Ａを用いた場合は、車速に対する指令値Ｋｅｃｍの出力が最も大きくなるため、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θが遅角側となる強め界磁側で制御されることとなり、モータ１１の消費電力は増大するものの、モータのトルクが増大してダイナミックな走行フィールを得ることができる。
一方、ＭＡＰ＿Ｄを用いた場合は、車速に対する指令値Ｋｅｃｍの出力が最も小さくなるため、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θが進角側となる弱め界磁側で制御されることとなり、モータのトルクが減少してしまうものの、その分モータ１１の消費電力を抑制して経済運転をすることができる。
そして、ＭＡＰ＿ＢとＭＡＰ＿Ｃとは、それぞれ上述したＭＡＰ＿ＡとＭＡＰ＿Ｄとの中間の特性を得ることができる。

本実施形態による車両用モータ制御装置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、運転者の運転嗜好に応じてマップを選択するマップ持ち替え処理について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、図５に示すステップＳ０１においては、Ｇ履歴算出処理を行いＧ履歴を算出する。すなわち、上述したように、車輪速センサ７５からの車輪速によって車両の車速を算出し、この車速に基づいて前後方向加速度、左右方向加速度を算出する。そして、この前後方向加速度、左右方向加速度の一定時間内における平均値（Ｇ履歴）を算出する。
ステップＳ０２においては、Ｇ履歴が閾値Ｇｍａｘよりも大きいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（Ｇ履歴＞閾値Ｇｍａｘ）である場合はステップＳ０６に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｇ履歴≦閾値Ｇｍａｘ）である場合はステップＳ０３に進む。

ステップＳ０３においては、Ｇ履歴が閾値Ｇｍａｘよりも小さくかつ閾値Ｇｍｉｄよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ０３における判定結果が「ＹＥＳ」（閾値Ｇｍａｘ＞Ｇ履歴＞閾値Ｇｍｉｄ）である場合はステップＳ０８に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値Ｇｍａｘ＞Ｇ履歴＞閾値Ｇｍｉｄではない）である場合はステップＳ０４に進む。
ステップＳ０４においては、Ｇ履歴が閾値Ｇｍｉｄよりも小さくかつ閾値Ｇｍｉｎよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ０４における判定結果が「ＹＥＳ」（閾値Ｇｍｉｄ＞Ｇ履歴＞閾値Ｇｍｉｎ）である場合はステップＳ０７に進み、判定結果が「ＮＯ」（閾値Ｇｍｉｄ＞Ｇ履歴＞閾値Ｇｍｉｎではない）である場合はステップＳ０５に進む。ここで、閾値Ｇｍａｘ、閾値Ｇｍｉｄ、閾値Ｇｍｉｎはそれぞれの運転嗜好の範囲を規定するために任意に設定されるＧ履歴の閾値であり、ここでは閾値Ｇｍａｘ＞閾値Ｇｍｉｄ＞閾値Ｇｍｉｎとなっている。

ステップＳ０５においては、運転嗜好が経済運転であると判定し、誘起電圧定数Ｋｅのマップ（ＫｅＭＡＰ）として前述した図４のＭＡＰ＿Ｄを選択して処理を終了する。
ステップＳ０６においては、運転嗜好が走り重視と判定し、誘起電圧定数Ｋｅのマップ（ＫｅＭＡＰ）として前述した図４のＭＡＰ＿Ａを選択して処理を終了する。

ステップＳ０７においては、運転嗜好が普通と判定し、誘起電圧定数Ｋｅのマップ（ＫｅＭＡＰ）として前述した図４のＭＡＰ＿Ｃを選択して処理を終了する。
ステップＳ０８においては、運転嗜好が普通よりも若干走り重視と判定し、誘起電圧定数Ｋｅのマップ（ＫｅＭＡＰ）として前述した図４のＭＡＰ＿Ｂを選択して処理を終了する。

上述したように、本実施の形態による車両用モータ制御装置１０ａによれば、車輪速センサ７５で検出された車輪速から算出した車両１０の前後方向加速度、左右方向加速度に基づいて、誘起電圧定数可変マップ算出部６２で誘起電圧定数Ｋｅの指令値Ｋｅｃｍを変更することができるため、例えば、前後方向加速度や左右方向加速度が大きい場合には運転者がドライバビリティの向上を求め、前後方向加速度や左右方向加速度が小さい場合には経済運転を求めているなど、運転者の運転嗜好を判断して、この運転嗜好に応じた誘起電圧定数Ｋｅに変更することができる。したがって、運転者の運転嗜好に応じた適切なモータ特性をモータ１１に対して付与することができる。

また、例えば、単に前後方向加速度や左右方向加速度に応じて誘起電圧定数Ｋｅを変更する場合よりも、一定時間内の前後方向加速度や左右方向加速度の平均値を用いて誘起電圧定数Ｋｅを変更する場合の方が誘起電圧定数Ｋｅの変更によって現れるモータ１１の挙動を緩やかに変更することができるため、よりスムーズに運転者の運転嗜好に応じた適切な特性をモータ１１に付与することができる。

そして、一定時間内の前後方向加速度や左右方向加速度の平均値に応じてＭＡＰ＿Ａ、ＭＡＰ＿Ｂ、ＭＡＰ＿Ｃ、ＭＡＰ＿Ｄの中から適切な誘起電圧定数Ｋｅのマップを選択することができるため、運転者の運転嗜好に応じた誘起電圧定数Ｋｅに変更して適切なモータ特性を得ることができる。

さらに、一定時間内における前後方向加速度や左右方向加速度の平均値の大きさに応じて運転者の運転嗜好を判定し、この判定された運転嗜好を報知部８１によって運転者に報知することができるため、例えば、運転者は客観的な運転者自身の運転嗜好を確認して、今後の運転の参考とすることができる。

また、運転者が手動操作部８０によって手動で運転嗜好毎に設定された誘起電圧定数ＫｅのマップであるＭＡＰ＿Ａ、ＭＡＰ＿Ｂ、ＭＡＰ＿Ｃ、ＭＡＰ＿Ｄの中から所望のマップを選択し、その後変更されないように固定状態にすることができるため、車両の加速度つまり加速度から判定される運転嗜好に依存することなしに運転者が所望の運転嗜好に応じたモータ特性を得ることができる。

尚、この発明は上述した実施の形態に限られるものではなく、例えば、加速度を直接的に検出する加速度センサを用いて加速度を求める構成としてもよい。
また、上記実施の形態では前後方向加速度や左右方向加速度の平均値に基づいて運転者の運転嗜好を判定したが、加速度状態量としてアクセルペダル開度に応じた指令トルクＴｑやブレーキ踏力などに基づいて運転嗜好を判定するようにしてもよく、例えば指令Ｔｑを用いた場合は、一定時間内の指令トルクＴｑの平均値（Ｔｑ履歴）を用いて運転嗜好を判定すればよい。この場合は、例えば、図５のマップ持ち替え処理では運転嗜好を判定する閾値として、加速度の閾値Ｇｍａｘ、閾値Ｇｍｉｄ、閾値Ｇｍｉｎをそれぞれ用いていたが、これを指令トルクＴｑの閾値Ｔｍａｘ、閾値Ｔｍｉｄ、閾値Ｔｍｉｎに置きかえれば良い。

本発明の一実施形態に係る車両用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誘起電圧定数Ｋｅのマップである。 本発明の一実施形態に係るマップ持ち替え処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１０ 車両
１１ モータ
２１ａ，２２ａ 永久磁石（磁石片）
２１ 内周側回転子（ロータ）
２２ 外周側回転子（ロータ）
６２ 誘起電圧定数可変マップ算出部（誘起電圧変更手段）
６５ 位相制御部（位相変更手段）
７５ 車輪速センサ（検出手段）
８０ 手動操作部（手動操作手段）
８１ 報知部（報知手段）
ＭＡＰ＿Ａ、ＭＡＰ＿Ｂ、ＭＡＰ＿Ｃ、ＭＡＰ＿Ｄ マップ

Claims (5)

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し、車両を駆動または補助的に駆動するモータと、
   前記複数のロータの相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数に調整する位相変更手段とを備える車両用モータの制御装置であって、
   車両の加速度状態量を検出する検出手段と、
   該検出手段によって検出された前記加速度状態量に基づいて前記誘起電圧定数を変更する誘起電圧変更手段とを備えることを特徴とする車両用モータの制御装置。
2. 前記位相変更手段は、一定区間内における前記加速度状態量の平均値の大きさに応じて誘起電圧定数を変更することを特徴とする請求項１に記載の車両用モータの制御装置。
3. 前記位相変更手段は、複数設定された誘起電圧定数のマップを備え、加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて前記複数のマップのうちいずれかのマップを選択することを特徴とする請求項１又は２に記載の車両用モータの制御装置。
4. 前記加速度状態量の一定区間の平均値の大きさに応じて運転者の運転嗜好を報知する報知手段を有することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用モータの制御装置。
5. 前記位相変更手段は、前記マップを手動で変更して固定可能な手動操作手段を備えることを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用モータの制御装置。
   

Images