JP2008043137A - モータの制御装置 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】外周側回転子5、内周側回転子6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12は、位相変更の要求に係る制御指令に応じて前記作動流体の流体圧を制御する油圧制御装置を備え、外周側回転子5、内周側回転子6が回転する際に発生する遠心力により作動流体に作用する遠心流体圧を演算する演算手段と、この演算手段で演算した遠心流体圧に基づいて、油圧制御装置が制御する流体圧の補正を行う補正手段とを備えることを特徴とする。
【選択図】図2
Description
このように構成することで、ロータが回転することで遠心力が生じるが、この遠心力により作動流体に作用する遠心流体圧を演算手段によって演算することができるため、この演算結果に基づいて位相変更手段のアクチュエータで遠心流体圧に応じた流体圧を発生させることができる。
このように構成することで、外周側回転子に設けられた第1部材と、内周側回転子に設けられた第2部材とによって画成された圧力室への作動流体の供給を制御することで、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を変更することができる。
このように構成することで、モータ回転数の増加に応じて増加するロータの遠心力による遠心流体圧が上昇した際に、補正手段によって、例えばこの遠心流体圧が上昇した分だけ、アクチュエータで発生させる流体圧を低減させることが可能となる。
本実施の形態によるモータ1は、例えば図1〜図4に示すように円環状の固定子2の内周側に回転子ユニット3が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子2は複数相の固定子巻線2aを有し、回転子ユニット3は軸芯部に回転軸4を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、モータ1の回転力はトランスミッションT/M(図7参照)を介して車輪の駆動軸(図示せず)に伝達される。この場合、モータ1は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、モータ1の回転軸4をさらに内燃機関のクランクシャフト(図示せず)に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。
PDU41は、トランジスタのスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ回路を用いてパルス幅変調(PWM)を行うPWMインバータを備えるとともに、モータ1と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ42に接続されている。
PDU41は、モータ1の駆動時等においてコントローラ40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成す各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り換えることによって、バッテリ42から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、モータ1の固定子巻線2aへの通電を順次転流させることによって、各相の固定子巻線2aに交流のU相電流Iu、V相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
なお、このモータ1は、進角側作動室24と遅角側作動室25に対する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1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1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1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。
レギュレータバルブ35は、ライン通路33の圧力を制御圧として受け、反力スプリング38とのバランスによって作動液の振り分けを行う。
また、流路切換弁37は、制御スプール37aを進退操作する電磁ソレノイド37bを有し、この電磁ソレノイド37bがコントローラ40によって制御されるようになっている。
なお、界磁制御部53は、例えばモータ1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回転子ユニット3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42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。
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6と外周側回転子5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。
ステップS02においては、現在の位相位置を読み込む。つまり、位相センサ74により出力される位相θを取得する。
ステップS04においては、現在の圧力指令値Pcmdと流量指令値Qcmdとを、例えば、位相制御部65から読み込む。
ステップS05においては、圧力指令値Pcmdに遠心圧PFrの推定値を加算して推定圧力値を算出する。
ステップS07においては、図13に示す油温(X軸)と漏れ量の補正項T(Y軸)とのマップを検索して補正項Tを求める。ここで、図13に示すマップによれば、油温がある程度上昇すると油温に対する補正項Tの増加率が上昇する。
ステップS08においては、ステップS06で求めた漏れ量MとステップS07で求めた補正項とを積算して補正後漏れ量Mhを算出する。
ステップS10においては、図14に示す、ステップS03で算出した油室容積MaからステップS09で算出した現在の油量Moを減算した差分値(Ma−Mo;X軸)と、進角側作動室24内の例えばベーン18における受圧面積S(Y軸)とのマップを検索して受圧面積Sを求める。ここで、図14に示すマップによれば、Ma−Moの値が増加するにつれて受圧面積Sが減少する。これは、例えば、図17(a)に示す遠心力が作用していない場合と比較して、図17(b)に示す遠心力による影響を受けている場合は、作動液Lが導入空間23で回転子ユニット3の径方向外側に偏り受圧面積Sが減少する。
ステップS12においては、下記(1)式を用いて遠心圧PFrを算出してこの処理を終了する。
先ず、ステップS20においては、図15に示す、回転数(X軸)と位相位置(Y軸)と許容圧上限値PFmax(Z軸)とのマップを検索して許容圧上限値PFmaxを求める。ここで、許容圧上限値PFmaxとは、油圧制御ができない領域に遠心油圧が入らないようにするための油圧の上限値であり、図15に示すマップによれば、回転数NMが低いときには、遠心力が小さいので許容圧上限値PFmaxは低くなり、一方、回転数NMが高い領域では遠心力が増大するので許容圧上限値PFmaxが増加し、所定の回転数以上の領域で許容圧上限値PFmaxの増加率が低下している。そして、位相位置が最進角と最遅角との近傍で許容圧上限値PFmaxは最小値となる。
ステップS22においては、図16に示す回転数(X軸)と現在油室油量Mo(Y軸)と減算油量Qd(Z軸)とのマップを検索して減算油量Qdを求める。ここで、図16に示すマップによれば、回転数NMが低い場合には遠心力が小さいので現在油室油量Moが増加しても減算油量Qdは少ない状態となる。一方、回転数NMが増加するにつれて遠心力が増加するので現在油室油量Moに対する減算油量Qdは増加することとなる。
ステップS23においては、現在の流量指令値QcmdからステップS22で求めた減算油量Qdを減算した値を次回の流量指令値Qcmdに設定してこの処理を終了する。
先ずステップS30においては、学習値STの絶対値が0よりも大きいか否かを判定する。ステップS30における判定結果が「YES」(|学習値ST|>0)である場合はステップS31に進み、判定結果が「NO」(|学習値ST|=0)である場合はこの処理を終了する。ここで、学習値STの絶対値が0よりも大きい場合は、個体差などによって基準となる漏れ量から実際の漏れ量Mがズレている場合であり、一方、学習値STが0の場合は実際の漏れ量Mが基準となる漏れ量と等しい場合である。
すなわち、この漏れ量項の補正処理によって求められた補正後漏れ量Mstを、例えば図12に示すマップに反映させれば、漏れ量の個体バラツキを補正することができる。
上述した実施の形態では進角側作動室24における油圧の制御を行っていたが、遅角側作動室25もこれと同様に制御することができる。
5 外周側回転子(ロータ)
6 内周側回転子(ロータ)
9 永久磁石(磁石片)
12 位相変更手段
13 油圧制御装置(アクチュエータ)
18 ベーン(第2部材)
21 仕切壁(第1部材)
23 導入空間(圧力室)
ステップS01〜ステップS13 演算手段
ステップS20〜ステップS23 補正手段
Claims (3)
- 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有したモータの制御装置であって、
前記位相変更手段は、位相変更の要求に係る制御指令に応じて前記作動流体の流体圧を制御するアクチュエータを備え、
前記ロータが回転する際に発生する遠心力により前記作動流体に作用する遠心流体圧を演算する演算手段と、該演算手段で演算した遠心流体圧に基づいて、前記アクチュエータが制御する流体圧の補正を行う補正手段とを備えることを特徴とするモータの制御装置。 - 複数のロータは、互いの回転軸線が同軸に配置された内周側回転子と外周側回転子とで構成され、
前記位相変更手段は、前記外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第1部材と、前記内周側回転子に対して一体回転可能に設けられるとともに、前記第1部材とで圧力室を前記内周側回転子の内側に画成する第2部材とを有し、これら第1部材と第2部材とで画成された前記圧力室へ作動流体を供給して前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更することを特徴とする請求項1に記載のモータの制御装置。 - 前記補正手段は、前記モータ回転数の増加に応じて前記アクチュエータが制御する流体圧を低下させることを特徴とする請求項1又は2に記載のモータの制御装置。
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