JP2008306847A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】位相位置がロック状態となる異常が発生した場合であっても、モータの出力を適切に制御する。
【解決手段】モータ制御装置１００ａを、互いの相対位相を変更可能な外周側回転子および内周側回転子を備えるモータ１と、相対位相に対する変更要求に応じて流体圧を制御する回動機構１１および油圧制御装置１３によって相対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、回動機構１１および油圧制御装置１３のロック状態を検知した場合にロック状態に対応した位相位置に応じた電流制御を実行するモータ制御部４０と、回動機構１１および油圧制御装置１３のロック状態においてロック状態に対応した位相位置を保持する流体圧制御を実行する位相ロックフェール制御部６６とを備えて構成した。
【選択図】図１

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、例えば電動機の回転軸の周囲に同心円状に設けた第１および第２回転子を備え、電動機の回転速度に応じて、あるいは、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の周方向の相対位置つまり位相差を制御する永久磁石回転電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
また、従来、例えばサーボ圧により互いの位相位置を変更可能な第１永久磁極片および第２永久磁極片を具備し、界磁磁束量を変更可能なモータが知られている（例えば、特許文献２参照）。
特開２００２−２０４５４１号公報 特開昭５５−１５３３００号公報

ところで、上記従来技術に係るモータにおいて、例えば機械要素での噛み込み等によって、相対位相に対する変更要求に拘らずに相対位相に係る位相位置がロック状態となる異常が発生した場合に、相対位相を変更する位相制御を継続して実行すると、このロック状態が適宜のタイミングで解除された際に急激な位相変化が生じ、モータの挙動が急激に変動してしまう虞がある。
これに対して、例えば位相制御の実行を禁止してしまうと、位相位置を把握することができず、位相位置に応じたモータの出力可能範囲を把握することができず、制御可能な出力可能範囲が過剰に減少してしまい、所望の出力を確保することができなくなるという問題が生じる。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、位相位置がロック状態となる異常が発生した場合であっても、モータの出力を適切に制御することが可能なモータ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、本発明の第１態様に係るモータ制御装置は、互いの相対位相を変更可能な複数のロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子５と内周側回転子６）を備えるモータと、前記相対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、実施の形態での位相変更手段１２）とを備えるモータ制御装置であって、前記位相変更手段は、前記相対位相に対する変更要求に応じて前記流体圧を制御するアクチュエータ（例えば、実施の形態での回動機構１１、油圧制御装置１３）を備え、前記アクチュエータのロック状態を検知するロック状態検知手段（例えば、実施の形態でのステップＳ０１〜ステップＳ０８）と、前記アクチュエータのロック状態において前記ロック状態に対応した位相位置に応じた電流制御を実行する電流制御手段（例えば、実施の形態でのモータ制御部４０）と、前記アクチュエータのロック状態において前記ロック状態に対応した位相位置を保持する流体圧制御を実行する流体圧制御手段（例えば、実施の形態での位相ロックフェール制御部６６）とを備える。

さらに、本発明の第２態様に係るモータ制御装置では、前記ロック状態検知手段は、前記相対位相に係る位相指令値と実位相値との偏差が所定値以上である場合に前記アクチュエータのロック状態であると検知する。

また、本発明の第３態様に係るモータ制御装置は、前記アクチュエータのロック状態において、前記モータの停止時に前記アクチュエータを往復動作させるロック解除制御手段（例えば、実施の形態でのステップＳ２１〜ステップＳ３４）を備える。

第１態様に係るモータ制御装置によれば、アクチュエータのロック状態においてロック状態に対応した位相位置に応じた電流制御を実行することにより、モータの挙動が急激に変動してしまうことを防止することができる。しかも、アクチュエータのロック状態においてロック状態に対応した位相位置を保持する流体圧制御を実行することにより、このロック状態が適宜のタイミングで解除された際に急激な位相変化が生じることを防止することができる。

さらに、第２態様に係るモータ制御装置によれば、相対位相に係る位相指令値と実位相値（例えば、位相位置に対する検出値または推定値）との偏差が所定値以上である場合、つまり位相指令値に対して所定値以上の偏差を有する実位相値がロック状態となる場合にアクチュエータのロック状態であると検知することにより、適切な対応を実行することができる。

さらに、第３態様に係るモータ制御装置によれば、モータの停止時にアクチュエータを往復動作させることにより、モータの挙動が変動することを防止しつつ、ロック状態を解除させることが可能となる。

以下、本発明のモータ制御装置の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
この実施の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や電動車両等の車両に制御装置として搭載されている。具体的には、図１に示すように、モータ制御装置１００ａ（以下、単に、制御装置１００ａと呼ぶ）を搭載する車両１００は、モータ１および内燃機関Ｅ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１と、内燃機関Ｅ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１または内燃機関Ｅの駆動力は、クラッチＣおよびトランスミッションＴ／Ｍを介して車両１００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１００の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１に駆動力が伝達されると、モータ１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Ｅの出力がモータ１に伝達された場合にもモータ１は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
ここで、制御装置１００ａが設けられた車両１００には、例えばアクセルペダル開度センサ（図示略）、ブレーキペダルスイッチセンサ（図示略）、車輪速センサＮＷ、液温センサＴｏ等の各種センサが設けられており、制御装置１００ａはこれら各種センサの検出結果に基づいて、内燃機関Ｅ、モータ１、クラッチＣ、トランスミッションＴ／Ｍのそれぞれの制御系に対して制御指令を出力する。

モータ１は、例えば図２〜図５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とされている。
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。モータ１の回転力はクラッチＣおよびトランスミッションＴ／Ｍを介して駆動輪Ｗに伝達される。

回転子ユニット３は、例えば円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６とが所定の設定角度の範囲で相対的に回動可能とされている。

外周側回転子５と内周側回転子６は、各回転子本体である円環状のロータ鉄心７，８が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心７，８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット７ａ，８ａが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット７ａ，８ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９，９が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット７ａ，８ａ内に装着される２つの永久磁石９，９は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａに装着される永久磁石９の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子５，６においては、外周側がＮ極とされた永久磁石９の対と、Ｓ極とされた永久磁石９の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子５，６の外周面の隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａの各間には、永久磁石９の磁束の流れを制御（例えば、磁路短絡の抑制等）するための切欠き部１０が回転子５，６の軸方向に沿って形成されている。

外周側回転子５と内周側回転子６の磁石装着スロット７ａ，８ａは夫々同数設けられ、両回転子５，６の永久磁石９，…，９が夫々１対１で対応するようになっている。したがって、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（例えば、図５，図６（ｂ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（例えば、図３，図６（ａ）参照）を得ることができる。

また、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させるための回動機構１１を備えている。この回動機構１１は、両回転子５，６の相対位相を任意に変更するための位相変更手段１２の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液（例えば、トランスミッションＴ／Ｍ用の潤滑油、エンジンオイル等でもよい）の圧力によって操作されるようになっている。
位相変更手段１２は、例えば図７に示すように、回動機構１１と、この回動機構１１に供給する作動液の圧力を制御する油圧制御装置１３とを主要な要素として備えて構成されている。

回動機構１１は、例えば図２〜図５に示すように、回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。

ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数の羽根部１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応する羽根部１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、羽根部１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の断面形状を有する突出部２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、羽根部１８が隣り合う一方の突出部２１と他方の突出部２１の間を変位し得るようになっている。
この実施の形態においては、突出部２１は羽根部１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制する規制部材としても機能する。なお、各羽根部１８の先端部と突出部２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によって羽根部１８と凹部１９の底壁２０、突出部２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。

また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース部１５ａは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、例えば図２に示すように、内周側回転子６や突出部２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。

外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各羽根部１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。
進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図３，図５中の矢印Ｒで示すモータ１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、モータ１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。

また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、例えば図７に示す油圧制御装置１３の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置１３の遅角側給排通路２７に接続されている。さらに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、例えば図２に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした２位置に形成された環状溝２６ｂと環状溝２７ｂに夫々接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ，…，２６ｃ，２７ｃ，…，２７ｃに接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。

この実施の形態のモータ１において、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が異極同士で対向して強め界磁の状態（例えば、図３，図６（ａ）参照）になり、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が同極同士で対向して弱め界磁の状態（例えば、図５，図６（ｂ）参照）になるように設定されている。
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、このように磁界の強さが変更されると、これに伴って誘起電圧定数Ｋｅが変化し、この結果、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。

油圧制御装置１３は、例えば図７に示すように、オイルタンク（図示略）から作動液を吸い上げて通路に吐出する電動のオイルポンプ（ＥＯＰ）３２と、このオイルポンプ３２から吐出された作動液の油圧を調整して高圧のライン通路３３に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路３４に流出させるレギュレータバルブ３５と、ライン通路３３に導入された作動液を進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に振り分けるとともに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７で不要な作動液をドレン通路３６に排出する流路切換弁３７とを備えている。
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が制御装置１００ａによって制御されるようになっている。

制御装置１００ａは、例えば図１に示すように、モータ制御部４０と、ＰＤＵ（パワードライブユニット）４１と、バッテリ４２とを備えて構成されている。

ＰＤＵ４１は、例えば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、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。
そして、ＰＷＭインバータは、例えばモータ１の駆動時等において、モータ制御部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、パルス幅変調信号）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。

モータ制御部４０は、例えば図１に示すように、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ペダル開度センサの検出結果に基づいて算出されるトルク指令値Ｔｑに基づきｄ軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃを演算し、ｄ軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流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ＰＤＵ４１へゲート信号であるＰＷＭ信号を入力すると共に、実際にＰＤＵ４１からモータ１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軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。

このモータ制御部４０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、位相ロックフェール制御部６６とを備えて構成されている。

そして、このモータ制御部４０には、ＰＤＵ４１からモータ１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８１，８１から出力される各検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓと、バッテリ４２の端子電圧（電源電圧）ＶＢを検出する電圧センサ８２から出力される検出信号と、モータ１のロータの回転角θＭ（つまり、所定の基準回転位置からの回転子ユニット３の磁極の回転角度であって、例えばレゾルバ等により検出される回転軸４と一体回転する外周側回転子５の回転角度）を検出する回転センサ８３から出力される検出信号と、内周側回転子６と外周側回転子５との相対位相に係る位相位置θ（例えば、レゾルバ等により検出される内周側回転子６の回転角度に基づき算出される外周側回転子５に対する内周側回転子６の相対位相等）を検出する位相位置センサ８４から出力される検出信号と、車両１００の各車輪の回転速度（車輪速）を検出する複数の車輪速センサＮＷから出力される検出信号と、回動機構１１の作動液の温度（例えば、油温）を検出する液温センサＴｏから出力される検出信号等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ペダ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１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１の回転数ＮＭとに基づき、ＰＤＵ４１からモータ１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、例えば回転子ユニット３の外周側回転子５の永久磁石９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１の回転子ユニット３の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ４１からモータ１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５２ｂへ出力する。

電流制御部５５は、例えばモータ１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から入力される回転子ユニット３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、ＰＤＵ４１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８１，８１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から入力される回転子ユニット３の回転角θＭとにより、モータ１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８３から出力される検出信号からモータ１の回転子ユニット３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１の回転数ＮＭを算出する。
誘起電圧定数算出部６２は、位相位置センサ８４から出力される位相位置θに基づき、内周側回転子６と外周側回転子５との相対位相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Ｔｑと、モータ１の回転数ＮＭと、電源電圧ＶＢとに基づき、モータ１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値Ｋｅｃから、誘起電圧定数算出部６２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相対位相を制御するための制御指令θｃを出力する。
さらに、位相制御部６５は、後述する位相ロックフェール制御部６６からロックフェール時制御指令が入力された場合には、誘起電圧定数差分ΔＫｅに応じた制御指令θｃの出力を停止すると共に、この時点での位相位置θを保持するための位相指令として、進角側のＡＤＶ位相指令および遅角側のＲＴＤ位相指令、例えば油圧制御装置１３の進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排制御に対するＡＤＶ油圧指令およびＲＴＤ油圧指令等を出力する。
また、位相制御部６５は、後述する位相ロックフェール制御部６６からロックフェール解除試行指令が入力された場合には、進角側のＡＤＶ位相指令（例えば、油圧制御装置１３に対するＡＤＶ油圧指令等）と、遅角側のＲＴＤ位相指令（例えば、油圧制御装置１３に対するＲＴＤ油圧指令等）とを交互に出力して、回動機構１１を往復動作させる。

位相ロックフェール制御部６６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に基づき、相対位相に対する変更要求に拘らずに位相位置θがロック状態となる位相ロックフェールの有無を判定する。そして、位相ロックフェールの発生時には、この時点での位相位置θを保持することを指示するロックフェール時制御指令を出力する。また、位相ロックフェールの発生時には、例えば車両１００の速度に基づき、ロック状態の解除制御の実行を指示するロックフェール解除試行制御指令を出力する。

この実施の形態によるモータ制御装置（つまり、制御装置１００ａ）は上記構成を備えており、次に、この制御装置１００ａの動作、特に、位相ロックフェールの発生時における制御処理について説明する。
以下に、位相ロック判断の処理について説明する。
先ず、例えば図８に示すステップＳ０１においては、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が所定の判定閾値α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、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり誘起電圧定数差分ΔＫｅが位相位置θの変動に応じて所定の判定閾値α以下に変動する場合には、ステップＳ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、タイマ作動フラグＴＦＦのフラグ値に「０」を設定する。
そして、ステップＳ０３においては、相対位相に対する変更要求に拘らずに位相位置θがロック状態となることを示すロックフェールフラグのフラグ値に「０」を設定して、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ０４においては、タイマ作動フラグＴＦＦのフラグ値が「１」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Ｓ０７に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」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、減算タイマである判断タイマＴＦのタイマ値に所定値（例えば、１０秒等）を設定する。
そして、ステップＳ０６においては、タイマ作動フラグＴＦＦのフラグ値に「１」を設定して、一連の処理を終了する。
また、ステップＳ０７においては、判断タイマＴＦのタイマ値がゼロであるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０８に進み、このステップＳ０８において、ロックフェールフラグのフラグ値に「１」を設定して、一連の処理を終了する。

以下に、位相位置θがロック状態である場合の位相ロックフェール時制御の処理について説明する。
先ず、例えば図９に示すステップＳ１１においては、ロックフェールフラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１２に進む。
次に、ステップＳ１２においては、この時点での位相位置θを現在位相ＮＰに設定する。

そして、ステップＳ１３においては、例えば図１０に示すように、現在位相ＮＰと油圧制御装置１３の進角側作動室２４に対するＡＤＶつりあい油圧ＰＡＤＶとの所定の対応関係を示す所定マップに対するマップ検索によりＡＤＶつりあい油圧ＰＡＤＶを算出する。
そして、ステップＳ１４においては、例えば図１０に示すように、現在位相ＮＰと油圧制御装置１３の遅角側作動室２５に対するＲＴＤつりあい油圧ＰＲＴＤとの所定の対応関係を示す所定マップに対するマップ検索によりＲＴＤつりあい油圧ＰＲＴＤを算出する。
なお、例えば図１０に示す所定マップでは、現在位相ＮＰの変化に伴い外周側回転子５と内周側回転子６との相対トルクが変化することに対応して、現在位相ＮＰが所定値に向かい変動することに伴い、各つりあい油圧は増大傾向に変化し、現在位相ＮＰが所定値から離れるように変動することに伴い、つりあい油圧は減少傾向に変化するように設定されている。また、モータ１の回転トルクに起因して、現在位相ＮＰに応じたＡＤＶつりあい油圧ＰＡＤＶはＲＴＤつりあい油圧ＰＲＴＤよりも大きな値とされている。

そして、ステップＳ１５においては、現在位相ＮＰを保持するための位相指令として、進角側のＡＤＶ位相指令、例えば油圧制御装置１３に対するＡＤＶ油圧指令にＡＤＶつりあい油圧ＰＡＤＶを設定する。
そして、ステップＳ１６においては、現在位相ＮＰを保持するための位相指令として、遅角側のＲＴＤ位相指令、例えば油圧制御装置１３に対するＲＴＤ油圧指令にＲＴＤにつりあい油圧ＰＲＴＤを設定し、一連の処理を終了する。

これにより、位相位置θのロック状態では、このロック状態に対応した位相位置θを保持するＡＤＶ油圧指令およびＲＴＤ油圧指令が出力されることから、このロック状態に対応した位相位置θに応じた誘起電圧定数Ｋｅが誘起電圧定数算出部６２から目標電流設定部５１に入力される。そして、このロック状態に対応した位相位置θに応じた電流制御が実行されることになる。

以下に、ロックフェール解除試行制御の処理について説明する。
先ず、例えば図１１に示すステップＳ２１においては、ロックフェールフラグのフラグ値が「１」であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２２に進む。
そして、ステップＳ２２においては、この時点での車両の速度（車速）ＶＮを取得する。
そして、ステップＳ２３においては、車速ＶＰがゼロ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、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、上述したロックフェール時制御の処理を実行し、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」、すなわちモータ１が停止あるいは車速ＶＰがゼロの場合には、ステップＳ２５に進む。

また、ステップＳ２５においては、減算タイマである解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値に所定値γ０（例えば、６秒等）を設定する。
そして、ステップＳ２６においては、回動機構１１を往復動作させることでロック状態の解除を試みることを指示する解除試行モードフラグのフラグ値に「１」を設定する。
そして、ステップＳ２７においては、解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値がゼロであるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ２９に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進む。
そして、ステップＳ２８においては、解除試行モードフラグのフラグ値に「０」を設定し、一連の処理を終了する。

また、ステップＳ２９においては、解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値が所定値γ０よりも小さい所定値γ１（例えば、２秒等）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３１に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３０に進む。
そして、ステップＳ３０においては、相対位相を制御するための制御指令θｃ（例えば、圧力指令）に最進角状態に対応する最進角圧力指令ＡＤＶｍａｘ（つまり、進角側の最大圧）を設定し、後述するステップＳ３４に進む。

また、ステップＳ３１においては、解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値が所定値γ０よりも小さくかつ所定値γ１より大きい所定値γ２（例えば、４秒等）以下であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３３に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進む。
そして、ステップＳ３２においては、相対位相を制御するための制御指令θｃ（例えば、圧力指令）に最遅角状態に対応する最遅角圧力指令ＲＴＤｍａｘ（つまり、遅角側の最大圧）を設定し、後述するステップＳ３４に進む。
また、ステップＳ３３においては、相対位相を制御するための制御指令θｃ（例えば、圧力指令）に最進角状態に対応する最進角圧力指令ＡＤＶｍａｘを設定し、ステップＳ３４に進む。
そして、ステップＳ３４においては、この時点での解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値ＫＭＴから１を減算して得た値（ＫＭＴ−１）を、新たに解除試行モードタイマＫＭＴのタイマ値として設定し、上述したステップＳ２７に戻る。

これにより、油圧制御装置１３の進角側作動室２４および遅角側作動室２５に対して交互に最大油圧を印加することで、位相位置θのロック状態を解除可能とすることができる。

上述したように、この実施の形態によるモータ制御装置によれば、例えば回動機構１１での機械的な噛み込み等によって、相対位相に対する変更要求に拘らずに位相位置θがロック状態となる異常が発生した場合であっても、このロック状態に対応した位相位置θを保持するＡＤＶ油圧指令およびＲＴＤ油圧指令が出力されることにより、このロック状態が適宜のタイミングで解除された際に急激な位相変化が生じることを防止することができる。
しかも、位相位置θのロック状態では、このロック状態に対応した位相位置θに応じた電流制御が実行されることから、モータ１の挙動が急激に変動してしまうことを防止することができる。
また、位相位置θのロック状態では、モータ１の停止時に回動機構１１を往復動作させることにより、車両の走行挙動が変動することを防止しつつロック状態を解除させることが可能となる。

なお、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、ハイブリッド車両以外に電気自動車等に適用してもよいし、車両に適用する場合に限らず、適宜の装置に搭載されるモータに適用してもよい。

本発明の実施の形態に係る車両の概略構成図である。 本発明の実施の形態に係るモータの要部断面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 本発明の実施の形態に係るモータの回転子ユニットの分解斜視図である。 本発明の実施の形態に係るモータの最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 本発明の実施の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。 本発明の実施の形態に係る油圧制御装置の構成図である。 本発明の実施の形態に係る相対ロック判断の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る位相ロックフェール時制御の処理を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態に係る現在位相ＮＰとつりあい油圧との対応関係の一例を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るロックフェール解除試行制御の処理を示すフローチャートである。

符号の説明

１ モータ
５ 外周側回転子（ロータ）
６ 内周側回転子（ロータ）
１１ 回動機構（アクチュエータ）
１２ 位相変更手段
１３ 油圧制御装置（アクチュエータ）
４０ モータ制御部（電流制御手段）
ステップＳ０１〜ステップＳ０８ ロック状態検知手段
ステップＳ２１〜ステップＳ３４ ロック解除制御手段

Claims (3)

1. 互いの相対位相を変更可能な複数のロータを備えるモータと、
   前記相対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るモータ制御装置であって、
   前記位相変更手段は、前記相対位相に対する変更要求に応じて前記流体圧を制御するアクチュエータを備え、
   前記アクチュエータのロック状態を検知するロック状態検知手段と、
   前記アクチュエータのロック状態において前記ロック状態に対応した位相位置に応じた電流制御を実行する電流制御手段と、
   前記アクチュエータのロック状態において前記ロック状態に対応した位相位置を保持する流体圧制御を実行する流体圧制御手段とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記ロック状態検知手段は、前記相対位相に係る位相指令値と実位相値との偏差が所定値以上である場合に前記アクチュエータのロック状態であると検知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。
3. 前記アクチュエータのロック状態において、前記モータの停止時に前記アクチュエータを往復動作させるロック解除制御手段を備えることを特徴とする請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。

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