JP2008259299A - Controller for motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電動機の制御装置に関し、より具体的には着磁された2個の回転子を回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更するようにした電動機の制御装置に関する。 The present invention relates to a motor control device, and more specifically, to a motor control device in which two magnetized rotors are rotated to change a phase indicating a relative displacement angle between the two rotors.
着磁された2個の回転子を回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更するようにした電動機の制御装置の例としては、下記の特許文献1記載の技術を挙げることができる。特許文献1記載の技術にあっては、電動機の回転速度に応じて2個の回転子の位相を変更する場合、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して2個の回転子のいずれかを周方向に回動させるように構成している。 As an example of an electric motor control device in which two magnetized rotors are rotated to change the phase indicating the relative displacement angle between them, the technique described in Patent Document 1 below can be cited. . In the technique described in Patent Document 1, when the phase of the two rotors is changed according to the rotational speed of the electric motor, the two rotations are performed via a member that is displaced along the radial direction by the action of centrifugal force. One of the children is configured to rotate in the circumferential direction.
また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて位相を変更する場合、2個の回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することにより、周方向の相対位置を変化させている。
特許文献1記載の技術にあっては、位相を変更できる条件が限られており、電動機の運転停止時や任意の回転時には任意に変更できないことから、遠心力などの機械的な力に代え、油圧などの流体の圧力を用いて2個の回転子を回動させることで位相を変更することが考えられる。 In the technology described in Patent Document 1, the conditions under which the phase can be changed are limited, and cannot be changed arbitrarily when the motor is stopped or rotated arbitrarily. Therefore, instead of mechanical force such as centrifugal force, It is conceivable to change the phase by rotating two rotors using the pressure of a fluid such as hydraulic pressure.
その場合、例えば油圧ポンプがフェールするなどした場合、油圧(ライン圧あるいは元圧)が急激に低下し、意図しない位相の変化が生じる恐れがある。油圧の急変は油圧ポンプのフェールに限らず、油圧回路に介挿されるバルブの固着、あるいは油圧ポンプを駆動する電動機などの故障によっても生じる。 In this case, for example, when the hydraulic pump fails, the hydraulic pressure (line pressure or original pressure) may drop rapidly, and an unintended phase change may occur. The sudden change in the hydraulic pressure is not limited to the failure of the hydraulic pump, but also occurs due to the sticking of the valve inserted in the hydraulic circuit or the failure of the electric motor that drives the hydraulic pump.
従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、流体の圧力の供給が不可となったとき、意図しない位相の変化が生じるのを防止するようにした電動機の制御装置を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-described problems, and to provide an electric motor control device that prevents an unintended phase change from occurring when fluid pressure cannot be supplied. There is.
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、それぞれ着磁される第1、第2の回転子と、前記第1、第2の回転子の少なくともいずれかに設けられる第1、第2の作動室と、前記第1、第2の作動室に流体の圧力を給排し、前記第1、第2の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構と、前記位相変更機構の動作を制御する制御手段とを備えた電動機の制御装置において、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったとき、前記第1、第2の作動室に連通する油路を遮断し、よって前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相を保持する如く構成した。 In order to achieve the above object, in claim 1, the first and second rotors respectively magnetized and the first and second rotors provided in at least one of the first and second rotors are provided. The fluid pressure is supplied to and discharged from the second working chamber and the first and second working chambers, and at least one of the first and second rotors is rotated about the rotation axis. In the motor control device comprising a phase change mechanism for changing the phase indicating the relative displacement angle of the motor and a control means for controlling the operation of the phase change mechanism, the control means cannot supply the fluid pressure. Then, the oil passage communicating with the first and second working chambers is shut off, so that the phase controlled when the fluid pressure cannot be supplied is maintained.
請求項2に係る電動機の制御装置にあっては、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相と、前記流体の温度に少なくとも基づき、現在位相保持可能時間を算出して表示する如く構成した。 In the motor control device according to claim 2, the control means maintains the current phase based at least on the phase that was controlled when the fluid pressure could not be supplied and the temperature of the fluid. The possible time is calculated and displayed.
請求項3に係る電動機の制御装置にあっては、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相に少なくとも基づき、前記電動機の出力を制限する如く構成した。 4. The motor control apparatus according to claim 3, wherein the control means is configured to limit the output of the motor based at least on a phase controlled when supply of the fluid pressure is disabled. did.
請求項1に係る電動機の制御装置にあっては、第1、第2の回転子の少なくともいずれかに設けられる第1、第2の作動室に流体の圧力を給排し、第1、第2の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構と、その動作を制御する制御手段とを備えた電動機の制御装置において、制御手段は、流体の圧力の供給が不可となったとき、第1、第2の作動室に連通する油路を遮断し、よって流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相を保持する如く構成したので、意図しない位相の変化が生じるのを防止することができる。 In the motor control device according to claim 1, the fluid pressure is supplied to and discharged from the first and second working chambers provided in at least one of the first and second rotors, and the first and second In a motor control device comprising: a phase changing mechanism that changes at least one of the two rotors around a rotation axis to change a phase indicating a relative displacement angle therebetween; and a control unit that controls the operation of the phase changing mechanism. The control means is controlled when the fluid pressure cannot be supplied, and the oil passage communicating with the first and second working chambers is blocked, so that the fluid pressure cannot be supplied. Therefore, it is possible to prevent an unintended phase change from occurring.
請求項2に係る電動機の制御装置にあっては、制御手段は、流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相と流体の温度に少なくとも基づき、現在位相保持可能時間を算出して表示する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば車載電動機であって所定値以上の高速で走行しているときなどは、運転者に車速を低下させることも可能となる。 In the electric motor control device according to claim 2, the control means calculates the current phase holdable time based at least on the phase controlled when the fluid pressure cannot be supplied and the fluid temperature. In addition to the effects described above, for example, when the vehicle is an on-vehicle motor and is traveling at a high speed of a predetermined value or more, the vehicle speed can be reduced to the driver.
請求項3に係る電動機の制御装置にあっては、制御手段は、流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相に少なくとも基づき、電動機の出力を制限する如く構成したので、上記した効果に加え、例えば車載電動機である場合など、より安全なフェール走行モードに移行することも可能となると共に、フェール時の過剰な電力消費を抑制することも可能となる。 In the motor control device according to claim 3, the control means is configured to limit the output of the motor based at least on the phase controlled when the supply of the fluid pressure is disabled. In addition to the effects described above, for example, in the case of an in-vehicle electric motor, it is possible to shift to a safer travel mode, and it is possible to suppress excessive power consumption during a failure.
以下、添付図面に即してこの発明に係る電動機の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the motor control device according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の第1実施例に係る電動機の制御装置の全体構成を示す概略図である。尚、図示の簡略化のため、図1ではセンサおよびアクチュエータの図示は省略した。 FIG. 1 is a schematic diagram showing the overall configuration of an electric motor control apparatus according to a first embodiment of the present invention. For simplification of illustration, the illustration of the sensor and the actuator is omitted in FIG.
図1で符号10は電動機を示す。電動機10は、より具体的にはブラシレスモータあるいは交流同期電動機からなる。符号12はガソリン噴射式火花点火式4気筒のエンジン(内燃機関)を示し、その出力は駆動軸14を介して変速機16に入力される。変速機16は自動変速機からなり、電動機10とエンジン12が搭載されるハイブリッド車両(図示せず)の駆動輪20に接続されてエンジン出力を変速し、駆動輪20に伝達してハイブリッド車両を走行させる。このように、この実施例において電動機10はパラレルハイブリッド車両に搭載される。
In FIG. 1,
電動機10とエンジン12は、クラッチ(図示せず)を介して変速機16に接続される。電動機10はエンジン12が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン12をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン12の回転をアシスト(増速)する。電動機10は通電されないときはエンジン12の回転に伴って空転すると共に、エンジン12への燃料供給が停止される減速時には駆動軸14の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する発電機(ジェネレータ)として機能する。
The
電動機10は、パワードライブユニット(「PDU」という)22を介してバッテリ24に接続される。PDU22はインバータを備え、バッテリ24から供給(放電)される直流(電力)を交流に変換して電動機10に供給すると共に、電動機10の回生動作によって発電された交流を直流に変換してバッテリ24に供給する。このように、PDU22を介して電動機10の駆動・回生が制御される。これについては後述する。
The
さらに、エンジン12の動作を制御するエンジン制御ユニット(「ENGECU」という)26、電動機10の動作を制御するモータ制御ユニット(「MOTECU」という)30、およびバッテリ24の充電状態SOC(State Of Charge)を算出して充放電の管理などを行うバッテリ制御ユニット(「BATECU」という)32、ならびに変速機16の動作を制御する変速制御ユニット(「T/MECU」という)34が設けられる。上記したENGECU26などのECU(電子制御ユニット)は全てマイクロコンピュータからなり、バス36を介して相互に通信自在に接続される。
Further, an engine control unit (referred to as “ENGECU”) 26 that controls the operation of the
図2は図1に示す電動機10の要部断面図、図3は図2に示す電動機10の回転子の側面図、図4は図2などに示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図、図5は図3などに示す回転子の磁石の磁極の向きを示す模式図、および図6は、図3と同様、図2に示す電動機10の回転子の側面図である。
2 is a cross-sectional view of the main part of the
図示の如く、電動機10は、円環状の固定子(ステータ)40と、その内側に収容される、同様に円環状の回転子42と、回転軸(回転軸線)44を備える。固定子40は鉄系材料から製作される薄板が積層(あるいは鉄系材料を鋳造)されてなると共に、3相(U,V,W相)の固定子巻線40aが配置されてなる。
As shown in the figure, the
回転子42は、外周側(第1)の回転子42aと、回転軸(回転軸線)44を中心として相対変位自在な内周側(第2)の回転子42bからなる。回転子42a,42bは例えば焼結金属から製作される鉄心からなると共に、円周側にはそれぞれ複数組、より正確には16組の永久磁石46が相互に僅かな間隔をおいて配置される。図5に示す如く、それぞれの組の永久磁石46は磁極の向きが対向するように配置される。
The
図4に示す如く、回転子42には位相変更機構50が設けられる。位相変更機構50は、回転軸44にスプライン(図示せず)を介して固定されるベーンロータ52と、内周側の回転子42bの内周面に嵌合されて固定される環状ハウジング54と、ベーンロータ52を外周側の回転子42aにピン56aで固定する、一対のドライブプレート56と、それらに油圧を供給する油圧機構(後述)からなる。
As shown in FIG. 4, the
ベーンロータ52は中央のボス部から径方向に等間隔をおいて突出する複数個(6個)のベーン52aが形成されると共に、環状ハウジング54の内部には中心側に等間隔をおいて突出する複数個(6個)の仕切壁54aが形成される。ベーン52aと仕切壁54aの先端にはそれぞれシール部材52b、54bが配置され、ベーン52aと環状ハウジング54の内壁面および仕切壁54aとベーンロータ52のボス部の外周面の間を液密にシールする。
The
環状ハウジング54は、図2に示す如く、軸方向長さ(幅)が内周側の回転子42bよりも大きく形成され、2枚のドライブプレート56に穿設された環状の溝56aに移動自在に収容され、よって環状ハウジング54と内周側の回転子42bは、外周側の回転子42aと回転軸44に回転自在に支持される。
As shown in FIG. 2, the
2枚のドライブプレート56は環状ハウジング54の両側面に摺動自在に密接させられ、環状ハウジング54の仕切壁54aとベーンロータ52のボス部の外周面との間に密閉空間を複数個(6個)形成する。この密閉空間はベーンロータ52のベーン52aによって二分され、進角側作動室(第1の作動室)54cと遅角側作動室(第2の作動室)54dを形成する。ここで、「進角」(ADV)とは内周側の回転子42bを外周側の回転子42aに対して矢印ADV(図3など)で示す電動機10の回転方向と同一の方向に、「遅角」(RTD)とはその逆方向に回動させることを意味する。
The two
進角側作動室54c、遅角側作動室54dには流体の圧力、具体的には非圧縮性の流体、より具体的には変速機16のATF(あるいはエンジン12の潤滑油)などの作動油の圧力、即ち、油圧が供給される。作動油は回転軸44からベーンロータ52に形成される2本の油路62,64を介して進角側作動室54c、遅角側作動室54dに供給される。
In the advance
油路62,64はほぼ平行しており、図2、図3に示す如く、回転軸44の軸方向に穿設された油路62a,64aと、それに連続して回転軸44の外周面に穿設された62b,64bと、それに連続してベーンロータ52のボス部に放射状に穿設された62c,64cからなる。油路62は進角側作動室54cに、油路64は遅角側作動室54dに接続され、後述するリザーバとの間で油圧を給排される。
The
進角側作動室54cと遅角側作動室54dは油圧が給排されて伸縮し、よって外周側の回転子42aに固定されたベーン52aに対して仕切壁54aと一体にされた内周側の回転子42bが回転軸(回転軸線)44を中心として回動させられることで、外周側の回転子42aと内周側の回転子42bの間の相対変位角を示す位相が0度から180度の間で変更され、それに応じて電動機10の誘起電圧が変更される。
The advance-
図3に最遅角位置にあるときの遅角側作動室54d(と進角側作動室54c)を、図6に最進角位置にあるときの進角側作動室54c(と遅角側作動室54d)を示す。
3 shows the retard
この実施例に係る電動機10にあっては、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最遅角位置(位相0度)にあるとき、図5(a)に示すように、それらの永久磁石46は異極同士が対向して強め界磁(界磁が増加)となる。他方、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最進角位置(位相180度)にあるとき、図5(b)に示すように、それらの永久磁石46は同極同士が対向して弱め界磁(界磁が減少)となる。
In the
それにより電動機10の誘起電圧定数Keが変更され、電動機10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が増加すると、電動機10の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が減少すると、出力可能な最大トルクは減少し、許容回転速度は上昇する。
Thereby, the induced voltage constant Ke of the
尚、この実施例に係る電動機10は、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最遅角位置(位相0度)にあるとき、安定する。即ち、フェールが生じて油圧の供給が不可となった場合、回転子42は最遅角位置に向けて相対変位し、その位置で停止する。
The
図7は、油路62,64を介して進角側作動室54c、遅角側作動室54dに油圧を供給する、前記した油圧機構(符号70で示す)の油圧回路図である。
FIG. 7 is a hydraulic circuit diagram of the above-described hydraulic mechanism (indicated by reference numeral 70) that supplies hydraulic pressure to the advance
図示の如く、油圧機構70は、リザーバ70aからフィルタ70bを介して作動油を汲み上げてライン圧(高圧)として吐出する油圧ポンプ70cと、油圧ポンプ70cを駆動する第2の電動機70dと、第2の電動機70dの駆動を制御するインバータ回路(INV)70eと、前記した油路62,64を介してライン圧を進角側作動室54cあるいは遅角側作動室54dに油圧を給排する4ポート弁(方向切換弁)70fと、4ポート弁70fを切り換えるリニアソレノイド弁70gからなる。
As illustrated, the
リニアソレノイド弁70gは油圧ポンプ70cと4ポート弁70fの間に介挿され、そのスプールはライン圧を4ポート弁70fのスプール(図示せず)に作用させる第1位置と、その作用圧をドレンする第2位置の間で切り替え自在であり、ソレノイドをPWM制御されて調整される油圧を出力する。尚、破線はレリーフバルブ系を示す。
The
4ポート弁70fは、そのスプールがライン圧を進角側作動室54cに接続する一方、遅角側作動室54dをドレンする第1位置と、ライン圧を遅角側作動室54dに接続する一方、進角側作動室54cをドレンする第2位置と、その間にあって4つのポートを閉鎖して油圧を保持する中立位置からなる3つの位置の間で切り替え自在に構成されると共に、スプリングで第2位置に付勢される。
The 4-
具体的には、4ポート弁70fは、リニアソレノイド弁70gから油圧が作用されないとき、第2位置が選択されると共に、リニアソレノイド弁70gから比較的小さな油圧が作用されるとき中立位置が選択され、リニアソレノイド弁70gからの油圧が増加すると、第1位置が選択されるように構成される。
Specifically, for the 4-
より具体的には、リニアソレノイド弁70gの通電をPWM制御して出力圧を調整することで、第1位置に完全に切り換える最進角位置(位相180度)、第1位置と中立位置の間の任意の進角位置、中立位置、中立位置と第2位置の間の任意の遅角位置、および第2位置に完全に切り換えられる最遅角位置(位相0度)の間に位相を自由に変更することができる。中立位置が選択されると、進角側作動室54cと遅角側作動室54dの油圧は一時的に保持される。
More specifically, the most advanced angle position (phase 180 degrees) that is completely switched to the first position by adjusting the output pressure by PWM control of the energization of the
次いで、電動機10の制御を説明する。
Next, control of the
図8は、電動機10の制御を示すブロック図である。図示の制御は、前記したモータ制御ユニット30で実行される。
FIG. 8 is a block diagram showing the control of the
図示の制御を概説すると、回転子42の永久磁石46の界磁極の磁束方向をd軸(界磁軸)とし、それに直交する方向をq軸(トルク軸)とする、電動機10の回転子42の回転位相に同期して回転する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実行されるものである。
The outline of the control shown in the drawing is as follows. The magnetic flux direction of the field pole of the
即ち、電流指令算出部30aは、アクセル開度センサ(図示せず)で検出されるアクセル開度に基づいて算出されるトルクTと、回転角センサ30bで検出される電動機10の回転角θmを微分器30cで微分して算出される電動機10の回転数Nmと、Ke算出部30dで算出される誘起電圧定数Keを入力し、それらに基づいてPDU22から固定子巻線40aに供給されるべき3相電流Iu,Iv,Iwを指定するためのd,q軸の電流指令であるId指令とIq指令を算出する。
That is, the current
電流指令算出部30aの次段には、電動機回転数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42の界磁量を等価的に弱めるように電流位相を制御するべく弱め界磁電流目標値をd軸補正電流として出力する界磁制御部30fと、バッテリ24の残容量などに応じてq軸補正電流を出力する電力制御部30gが接続される。
In the next stage of the current
従って、電流指令Id,Iqは、次の加減算段30i,30jで、d軸補正電流とq軸補正電流を加算されると共に、3相−dq変換部30k(後述)から出力されるd軸電流Idとq軸電流Iqが減算されて偏差ΔId,ΔIqが算出され、電流FB制御部30lに出力される。
Accordingly, the current commands Id and Iq are added with the d-axis correction current and the q-axis correction current in the next addition /
電流FB制御部30lは、例えば電動機回転数Nmに応じたPI動作により、偏差ΔId,ΔIqを増幅してd軸電圧指令値Vd指令とq軸電圧指令値Vq指令を算出し、dq−3相変換部30mに出力する。
The current FB control unit 30l amplifies the deviations ΔId and ΔIq by, for example, PI operation corresponding to the motor rotation speed Nm, calculates the d-axis voltage command value Vd command and the q-axis voltage command value Vq command, and dq-3 phase The data is output to the
dq−3相変換部30mは、回転角センサ30bから出力される電動機10の回転角θmを用いてdq座標上でのd軸電圧指令Vdおよびq軸電圧指令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Vu,Vv,Vwの各相出力電圧を算出してPWM演算部30nに出力する。
The dq-3
PWM演算部30nは、3相出力電圧(正弦波)Vu,Vv,Vwとキャリア信号(三角波)とスイッチング周波数に基づくパルス幅変調により、PDU22のPWMインバータの各スイッチング素子をオン・オフするゲート信号(PWM信号)を生成して固定子巻線40aに供給する。
The
各相の電流Iu,Iv,Iwは電流センサ30o,30pで検出され、検出値はBPフィルタ30qでノイズが除去された後、前記した3相−dq変換部30kに送られる。3相−dq変換部30kは、フィルタ出力と電動機回転角θmに基づき、電動機10の回転位相による回転座標、即ち、dq座標上でのd軸電流Id,q軸電流Iqを算出する。この算出値に基づいて偏差が算出されることは前記した通りである。
The currents Iu, Iv, and Iw of each phase are detected by the
また、Ke指令算出部30rは、トルク指令Tと電動機回転数Nmと電動機電源電圧(バッテリ4の電圧)Vdcに基づき、電動機10の誘起電圧定数Keの指令値であるKe指令を出力する。他方、油圧機構70を介して変更された位相(前記した内周側の回転子42bと外周側の回転子42aの相対変位角)は、位相センサ30sによって位相として検出されてKe算出部30dに送られる。Ke算出部30dは入力した位相情報に基づいて誘起電圧定数Keを算出し、加減算段30tに送ると共に、電流指令算出部30aに送る。
Further, the Ke
加減算段30tにおいて、出力されたKe指令から誘起電圧定数Keが減算され、よって得られた差分ΔKeが位相(油圧)制御部30uに入力される。位相(油圧)制御部30uは、差分ΔKeが減少するように位相を決定し、それに基づいて図7に示す油圧機構70のリニアソレノイド弁70gの動作を制御する。
In the addition /
この実施例において特徴的なことは、油圧の供給が不可となったとき、意図しない位相の変化が生じるのを防止するようにしたことにある。即ち、油圧ポンプ70cまたはそれを駆動する第2の電動機70dがフェールしたり、リニアソレノイド弁70gあるいは4ポート弁70fが固着したりすると、油圧が急激に低下する結果、意図しない位相の変化が生じる恐れがあることから、それを防止するようにした。
What is characteristic in this embodiment is that an unintended phase change is prevented when the hydraulic pressure cannot be supplied. That is, if the
その意図から、この実施例においては、図8に示す如く、フェール判断モード指示部30vを設けた。 For this purpose, in this embodiment, as shown in FIG. 8, a fail determination mode instruction unit 30v is provided.
フェール判断モード指示部30vには、位相の検出値が入力されると共に、上記した油圧の供給が不可となる事態が生じると、油圧機構70からフェール情報が送られる。フェール判断モード指示部30vは、それらに基づいてフェールモード指示をKe指令算出部30rに送る。Ke算出指令部30rはそれに応じてフェール指令(制御中止)を位相(油圧)制御部30uに送ると共に、フェール時制御指令を油圧機構70に送る。フェール判断モード指示部30vは、EPROM30wとディスプレイ30xを備える。
When the phase detection value is input to the fail determination mode instructing unit 30v and the above-described situation in which the hydraulic pressure cannot be supplied occurs, fail information is sent from the
図9はそのフェール時制御を示すフロー・チャートである。図9フロー・チャートはフェール判断モード指示部30vが行う処理である。 FIG. 9 is a flowchart showing the failure control. FIG. 9 is a flowchart illustrating processing performed by the fail determination mode instruction unit 30v.
以下説明すると、S10で油圧フェール情報があるか(換言すれば、油圧の供給が不可となったか)否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはS12に進み、現在位置がRTD、より具体的には内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最遅角位置(位相0度)にあるか否か判断する。
In the following, it is determined whether there is hydraulic failure information in S10 (in other words, whether the supply of hydraulic pressure is disabled). If the determination is negative, the subsequent processing is skipped, and if the determination is positive, S12 is determined. Then, it is determined whether or not the current position is the RTD, more specifically, whether the
S12で肯定されるときはS14に進み、フェール情報をディスプレイ30xに表示させてプログラムを終了する。即ち、この実施例に係る電動機10は最遅角位置で安定することから、フェールした結果、回転子42が既にその位置にあれば、意図しない位相の変化、引いては車両の挙動変化が生じることがないからである。
When the result is affirmative in S12, the process proceeds to S14, the fail information is displayed on the
他方、S12で否定されるときはS16に進み、位相(油圧)制御部30uにフェール指令を出力し、4ポート弁70fが中立位置となるように、換言すれば進角側作動室54cと遅角側作動室54dに連通する油路62,64を遮断するようにリニアソレノイド70gを駆動させる。
On the other hand, when the result in S12 is negative, the program proceeds to S16, in which a fail command is output to the phase (hydraulic pressure) control unit 30u so that the 4-
これにより、進角側作動室54cと遅角側作動室54dへの油圧の給排は一時的に停止され、位相は油圧供給が不可となったときに制御されていた位相、具体的には進角位置から最遅角位置の手前までの間に相当する位相に暫時保持される。次いでS18に進み、フェール情報をディスプレイ30xに表示させてプログラムを終了する。
As a result, the supply / discharge of the hydraulic pressure to the advance
図10は、図9フロー・チャートの処理と平行して実行されるフェール時制御を示すフロー・チャートであり、同様にフェール判断モード指示部30vによって実行される。 FIG. 10 is a flowchart showing the fail-time control executed in parallel with the processing of the flowchart of FIG. 9, and is similarly executed by the fail determination mode instruction unit 30v.
以下説明すると、S100において油圧フェール情報があるか(油圧供給が不可か)否か判断し、否定されるときはプログラムを終了すると共に、肯定されるときはS102に進み、S16と同様、4ポート弁70fを中立位置に制御、換言すれば進角側作動室54cと遅角側作動室54dに連通する油路62,64を遮断し、S104に進んで現在の位相NPを読み込み、S106に進んで変速機16に配置される油温センサ30y(図8)の出力から現在の油温を読み込む。
In the following, in S100, it is determined whether there is hydraulic failure information (hydraulic supply is not possible). When the result is negative, the program is terminated, and when the result is positive, the process proceeds to S102. The
次いでS108に進み、学習値STを読み込む。 Next, in S108, the learning value ST is read.
これについて説明すると、位相変更機構50には量産バラツキなどに起因して回転子42の相対変位速度などの動作特性(抵抗値)にバラツキが生じるため、その動作特性を学習値STとして算出するようにした。学習値STの算出は、車両が惰性で走行するコーストダウン状態にあり、かつ油温が所定の範囲にあるとき、ある車速範囲で実行される。
Explaining this, since the
より具体的には位相θを最遅角から最進角まで強制的に変更し、そのときの位相センサ30sの検出結果から求められる誘起電圧定数Keと誘起電圧指令であるKe指令とのズレを学習値STとして算出する。尚、学習値STの算出については本出願人が特願2006−217036号で提案した出願に詳細に記述されているので、説明は以上に止める。
More specifically, the phase θ is forcibly changed from the most retarded angle to the most advanced angle, and the deviation between the induced voltage constant Ke obtained from the detection result of the
次いでS110に進み、読み込んだ現在の位相NPと油温NTから図11にその特性を示すマップを検索して現在位相保持可能時間TCを算出し、S112に進み、算出した現在位相保持可能時間TCに学習値STを乗じ、よって得た値を補正後現在位相保持可能時間STCとする。 Next, in S110, the current phase NP and the oil temperature NT that have been read are searched for a map showing their characteristics in FIG. 11 to calculate the current phase holdable time TC, and the flow advances to S112 to calculate the current phase holdable time TC. Is multiplied by the learning value ST, and the obtained value is set as a corrected current phase holdable time STC.
ここで、「現在位相保持可能時間」とは、現在の位相、油温から環状ハウジング54の進角側作動室54cあるいは遅角側作動室54dに作動油(油圧)が、遠心油圧のみで位相保持可能な量残存できる時間、換言すればフェールしない場合と同様の挙動を示す時間を意味する。尚、学習値STは、進角側作動室54c、遅角側作動室54dにおける作動油の漏れ易さに比例するパラメータであることから、これで現在位相保持可能時間を補正する。
Here, “current phase holdable time” is a phase in which the hydraulic oil (hydraulic pressure) is transferred from the current phase and oil temperature to the advance
次いでS114に進み、駆動輪20のドライブシャフトなどに配置された車輪速センサ30z(図8)の出力から現在の車速を読み込み、S116に進み、現在の車速が警報基準車速(例えば100km/h)を超えるか否か判断する。
Next, the process proceeds to S114, the current vehicle speed is read from the output of the wheel speed sensor 30z (FIG. 8) arranged on the drive shaft of the
S116で肯定されるときはS118に進み、ディスプレイ30xを介して運転者に車速警告を表示すると共に、補正後現在位相保持可能時間STCの値を表示する。これは、車速が警報基準車速を超える場合、位相変化の影響が大きいと判断されることから運転者に警告すると共に、併せて補正後現在位相保持可能時間STCの値を表示して車速低下動作を促す。次いでS120に進んでフェール情報をディスプレイ30xに表示する。
When the result in S116 is affirmative, the program proceeds to S118, where a vehicle speed warning is displayed to the driver via the
他方、S116で否定されるときは位相変化の影響は小さいと判断されることから、S122に進んでフェール情報をディスプレイ30xに表示するに止める。
On the other hand, when the result in S116 is negative, it is determined that the influence of the phase change is small, so that the process proceeds to S122 and only the fail information is displayed on the
この実施例に係る電動機10の制御装置にあっては上記の如く、油圧フェール情報があるとき、換言すれば油圧の供給が不可となったとき、進角側作動室54cと遅角側作動室54dに連通する油路62,64を遮断し、よって油圧の供給が不可となっときに制御されていた位相を保持する如く構成したので、意図しない位相の変化が生じるのを防止することができる。
In the control apparatus for the
また、油圧の供給が不可となったときに制御されていた位相NPと油温NTに少なくとも基づき、現在位相保持可能時間TCを算出、より具体的には位相NPと油温NTに基づいて現在位相保持可能時間TCを算出すると共に、油圧漏れに比例する学習値STで補正された補正後現在時間保持可能時間STCを算出して表示する如く構成したので、上記した効果に加え、車載電動機において所定値(警報基準車速)以上の高速で走行しているときに運転者に車速警告を表示するとき、補正後現在位相保持可能時間STCも表示することで運転者に車速を低下させる動作を効果的に促すことができる。 Further, the current phase holdable time TC is calculated based on at least the phase NP and the oil temperature NT that were controlled when the hydraulic pressure supply was disabled, and more specifically, based on the phase NP and the oil temperature NT. Since the phase holdable time TC is calculated and the corrected current time holdable time STC corrected by the learning value ST proportional to the hydraulic leak is calculated and displayed, in addition to the above-described effects, in the in-vehicle motor When the vehicle speed warning is displayed to the driver while traveling at a high speed that is equal to or higher than a predetermined value (warning reference vehicle speed), the operation of reducing the vehicle speed is also displayed by displaying the corrected current phase holdable time STC. Can be encouraged.
図12は、この発明の第2実施例に係る電動機の制御装置の動作を示す、図10フロー・チャートと類似するフェール時制御を示すフロー・チャートである。図12フロー・チャートも第1実施例の図9フロー・チャートと同様の処理と平行してフェール判断モード指示部30vで実行される。 FIG. 12 is a flowchart showing the failure time control similar to the flowchart of FIG. 10 showing the operation of the motor control apparatus according to the second embodiment of the present invention. The flowchart of FIG. 12 is also executed by the fail determination mode instructing unit 30v in parallel with the same processing as the flowchart of FIG. 9 of the first embodiment.
以下説明すると、S200で油圧フェール情報があるか(油圧供給が不可となったか)否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはS202に進み、前記した補正後現在位相保持可能時間STCが0を超える、即ち、補正後現在位相保持可能時間STCが残っているか否か判断する。 In the following explanation, it is determined in S200 whether there is hydraulic failure information (whether hydraulic supply is disabled). When the result is negative, the subsequent processing is skipped, and when the result is positive, the process proceeds to S202. It is determined whether the corrected current phase holdable time STC exceeds 0, that is, whether the corrected current phase holdable time STC remains.
S202で肯定されるときはS204に進み、現在の位相NPを読み込み、S206に進んで現在の位相NPが(進角方向において)第1の所定位相Bθ以上か否か判断し、肯定されるときはS208に進み、BKを出力制限値とする(出力をBKに制限する)。 When the result is affirmative in S202, the process proceeds to S204, the current phase NP is read, and the process proceeds to S206, in which it is determined whether or not the current phase NP is greater than or equal to the first predetermined phase Bθ (in the advance direction). In S208, BK is set as an output limit value (output is limited to BK).
他方、S206で否定されるときはS210に進み、現在の位相NPが(進角方向において)第2の所定位相Aθ以上か否か判断し、肯定されるときはS212に進み、AKを出力制限値とする(出力をAKに制限する)。 On the other hand, when the result in S206 is negative, the process proceeds to S210, where it is determined whether or not the current phase NP is greater than or equal to the second predetermined phase Aθ (in the advance direction). Value (limit output to AK).
S210で否定されるときはS214に進み、出力制限値を通常値、即ち、フェールが生じていない通常の制御時の値とする。尚、S202で否定されるときは、電動機10の特性上、位相は最遅角値にある筈であるが、S216に進み、念のため、4ポート弁70fが中立位置となるようにリニアソレノイド弁70gを制御する。
When the result in S210 is negative, the program proceeds to S214, and the output limit value is set to a normal value, that is, a value at the time of normal control in which no failure has occurred. If the result in S202 is negative, the phase should be at the most retarded angle due to the characteristics of the
図13は、第1、第2の所定位相と出力制限値の特性を示す説明グラフである。 FIG. 13 is an explanatory graph showing the characteristics of the first and second predetermined phases and the output limit value.
図示の如く、現在位相が所定位相Bθを超えている場合は、永久磁石46同士の吸引作用により、そのBθ以下に現在位相が最遅角位置側に戻り易いので、出力制限値BK以下に出力を制限する。同様に、現在位相がAθとBθの間にある場合も、出力制限値AK以下に出力を制限する。
As shown in the figure, when the current phase exceeds a predetermined phase Bθ, the current phase easily returns to the most retarded position side below Bθ due to the attractive action of the
即ち、現在位相より最遅角位置の側に戻り易いので、遅角側で出力し得る範囲に制限することにより、不可能な出力指令がなされることがない。その結果、より安全なフェール走行モードに移行することも可能となると共に、フェール時の過剰な電力消費を抑制することも可能となる。 That is, since it is easy to return to the position of the most retarded angle from the current phase, an impossible output command is not issued by limiting the output range to the retarded angle side. As a result, it is possible to shift to a safer travel mode, and it is possible to suppress excessive power consumption at the time of failure.
尚、これらの特性は図8に示すEPROM30wに格納され、フェール判断モード指示部30vは、図12フロー・チャートに示すアルゴリズムに従って出力制限値を決定し、電流指令算出部30aに出力する。電流指令算出部30aはトルクTに代え、AKあるいはBKに従って出力が制御されるように電流指令を算出する。
These characteristics are stored in the
第2実施例に係る電動機の制御装置においては、油圧の供給が不可となったときに制御されていた位相に基づいて電動機10の出力を制限する如く構成したので、上記した効果に加え、車載電動機においてより安全なフェール走行モードに移行することも可能となると共に、フェール時の過剰な電力消費を抑制することも可能となる。
In the motor control apparatus according to the second embodiment, since the output of the
また、上記のように制御する結果、電動機10の出力は制限されるが、エンジン12からの出力によって補完され、大きな駆動力の低下を招くことがない。
As a result of the control as described above, the output of the
第1、第2実施例は上記の如く、それぞれ着磁される第1、第2の回転子(外周側の回転子42a、内周側の回転子42b)と、前記第1、第2の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第2の回転子42bに設けられる第1、第2の作動室(進角側作動室54c、遅角側作動室54d)と、前記第1、第2の作動室に流体の圧力(油圧)を給排し、前記第1、第2の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第2の回転子42bを回転軸線(回転軸44)を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構50と、前記位相変更機構の動作を制御する制御手段(モータ制御ユニット30、より具体的にはフェール判断指示部30v)とを備えた電動機10の制御装置において、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったとき(S10,S100)、前記第1、第2の作動室に連通する油路62,64を遮断し、よって前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相を保持する(S16,S102)如く構成した。
In the first and second embodiments, as described above, the first and second rotors (the
また、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相と、前記流体の温度に少なくとも基づき、現在位相保持可能時間TC,STCを算出して表示する(S104からS118)如く構成した。 Further, the control means calculates and displays the current phase holdable times TC and STC based on at least the phase that was controlled when the supply of the fluid pressure became impossible and the temperature of the fluid ( S104 to S118).
また、前記制御手段は、前記流体の圧力の供給が不可となったときに制御されていた位相に少なくとも基づき、前記電動機10の出力を制限する(S202からS214)如く構成した。
Further, the control means is configured to limit the output of the
尚、上記において、パラレルハイブリッド車に搭載された電動機を例にとってこの発明に係る電動機の制御装置を説明したが、この発明は、シリーズハイブリッド車に搭載された電動機、さらには内燃機関を備えない電気自動車に搭載された電動機にも妥当する。 In the above description, the electric motor control device according to the present invention has been described by taking the electric motor mounted on the parallel hybrid vehicle as an example. However, the present invention is not limited to the electric motor mounted on the series hybrid vehicle, and further, the electric motor without the internal combustion engine. Applicable to motors installed in automobiles.
また、第1、第2の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第2の回転子42bを回転軸線(回転軸44)を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相θを変更するように構成したが、第1、第2の回転子の双方を回動させて位相を変更するようにしても良い。
Further, at least one of the first and second rotors, more specifically, the phase θ indicating the relative displacement angle between the
10 電動機(電動モータ)、12 エンジン(内燃機関)、16 変速機、22 PDU(パワードライブユニット)、30 モータ制御ユニット、40 固定子、42 回転子、42a 外周側(第1)の回転子、42b 内周側(第2)の回転子、44 回転軸(回転軸線)、46 永久磁石、50 位相変更機構、52 ベーンロータ,52a ベーン、54 環状ハウジング,54a 仕切壁、54c 進角側作動室(第1の作動室)、54d 遅角側作動室(第2の作動室)、56 ドライブプレート、62,64 油路、70 油圧機構、70c 油圧ポンプ、70f 4ポート弁、70g リニアソレノイド弁
DESCRIPTION OF
Claims (3)
Priority Applications (1)
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