JP2012080656A - 駆動装置の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】可変磁束型の回転電機を備えた駆動装置を制御する制御装置の規模を増大させることなく、誘起電圧をインバータの耐圧の限度内に収めることができる技術を提供する。
【解決手段】永久磁石を備えたロータとコイルを備えたステータとを有する回転電機と、界磁束を変化させる界磁調整機構と、インバータとを備えた駆動装置を制御する駆動装置の制御装置は、直流の主電源との遮断条件が成立した際に、ロータの回転によりコイルに誘起される誘起電圧がインバータの耐圧を越える過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも過電圧状態が解消されるまで、遮断条件に拘わらず主電源との接続を維持すると共に、界磁束を弱める弱め界磁電流をコイルに供給する弱め界磁制御により回転電機を制御し、過電圧状態が解消された後に遮断条件に従って主電源を遮断する。
【選択図】図２

Description

本発明は、永久磁石を備えたロータにより提供される界磁束を調整可能な可変磁束型の回転電機と、当該界磁束を調整する機構とを備えた駆動装置の制御装置に関する。

内部に永久磁石を埋め込んだロータを備える埋め込み磁石型の回転電機（ＩＰＭＳＭ：interior permanent magnet synchronous motor）が広く用いられている。ＩＰＭＳＭでは、通常、永久磁石はロータコアに固定されているため、ロータから発生する磁束は一定である。ロータの回転速度が上昇するに従ってステータコイルに発生する誘起電圧は高くなり、誘起電圧が駆動電圧を超えると制御不能となる場合がある。これを回避するため、ある回転速度以上では、ロータからの磁界を実質的に弱める弱め界磁制御が行われる。但し、弱め界磁制御を行うと回転電機から出力されるトルクに対してステータコイルに流れる電流が大きくなるため、銅損が大きくなり効率が低下する。また、永久磁石からステータに到達する磁束が一定のままでは、ロータの回転速度が高い領域において、ステータコアにおいて生じる鉄損も大きくなり効率が低下する。

そこで、ロータが備える永久磁石からステータに到達する磁束をロータの回転速度に応じて変化させる可変磁束型の回転電機が提案されている。特開２００２−５８２２３号公報（特許文献１）には、径外側ロータ（１００）と、このロータの径内側に収容される径内側ロータ（２００）とを有した回転電機が開示されている（符号は特許文献１のもの。以下、背景技術の説明において同様。）。ステータコア（３０１）の内周面に対面しつつ回転する径外側ロータ（１００）は、界磁束を形成する永久磁石（１０３）を有する。径内側ロータ（２００）は、径外側ロータの内周面に対面する外周面を有して回転自在に配接されるヨーク又は磁石ロータからなる。両ロータの周方向の相対位相は、ギヤハウジング（４）内に収納された遊星減速ギヤ機構により変更可能である（特許文献１：第２７〜３７段落、図１〜３、要約等。）。

回転電機の効率に影響する損失には、銅損や鉄損、インバータ損などがよく知られており、好適にはそのような損失が最も少なくなるような制御が実施される。上述したような可変磁束型の回転電機は、機械的に界磁束を変更することによって、これらの損失を抑制して回転電機の効率を上げることができる。一般的には、回転電機は低回転・高出力（高トルク）で運転される場合と、高回転・低出力で運転される場合がある。前者の場合には、強い界磁束が求められ、後者の場合には高回転に伴う逆起電力を抑制するために弱い界磁束が求められる。しかし、効率を追求した場合には、高回転で運転する場合にも、強い界磁束が必要とされる場合がある。また、可変磁束機構が故障して強い界磁束で固定されてしまう可能性もある。このような場合には、強い界磁束のままの状態で、ステータコイルに弱め界磁電流を供給する弱め界磁制御が実施される場合がある。

例えば回転電機が車両の駆動装置に用いられ、強い界磁束の下で高回転運転されている状態において、車両のイグニッションスイッチなどの主電源が切断されるなどの突発的な事象が生じると、インバータを含む制御回路も停止する。回転電機のロータは慣性により回転を続け、ステータコイルから回生電力がインバータに供給される。この際、強い界磁束の中でロータが回転すると、インバータの直流電源の電圧を超える誘起電圧を生じる可能性がある。インバータの耐圧は、界磁束の機械的な調整や、ステータコイルへ弱め界磁電流を供給する弱め界磁制御などを考慮した現実的な値、具体的にはインバータの直流電源に所定のマージンを与えた電圧に設定されている。このため、この直流電源の電源電圧を大きく超えるような誘起電圧が生じた場合には、インバータの耐圧を越えてインバータを破損させる可能性がある。また、機械的な界磁束の調整機構に不具合があり、界磁束が低減されない状態で回転電機の回転速度が高くなってしまった場合も同様にインバータの耐圧を越える誘起電圧が生じる可能性がある。インバータの耐圧を高くしたり、電圧制限回路を設けたりすることも可能ではあるが、回路規模の増大につながり、コストアップ要因ともなる。

特開２００２−５８２２３号公報

そこで、可変磁束型の回転電機を備えた駆動装置を制御する制御装置の規模を増大させることなく、誘起電圧をインバータの耐圧の限度内に収めることができる技術の提供が望まれる。

上記課題に鑑みた本発明に係る駆動装置の制御装置の特徴構成は、
永久磁石を備えたロータとコイルを備えたステータとを有する回転電機と、前記ロータから供給される界磁束を変化させる界磁調整機構と、前記コイルに接続されたインバータと、を備えた駆動装置を制御する駆動装置の制御装置であって、
直流の主電源に接続される電源入力部と、
前記電源入力部と前記主電源との接続及び遮断を制御する電源制御部と、
前記インバータを介して前記回転電機を制御する回転電機制御部と、
前記主電源の遮断条件が成立したか否かを判定する遮断条件判定部と、
前記ロータから前記ステータに供給される前記界磁束の推定値である推定界磁量を求める界磁量導出部と、
前記ロータの回転速度と前記推定界磁量とに基づいて、前記コイルに誘起される誘起電圧を演算する誘起電圧演算部と、
前記誘起電圧が前記インバータの耐圧を越える過電圧状態であるか否かを判定する過電圧判定部と、を備え、
前記遮断条件が成立した際に前記過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも前記過電圧状態が解消されるまで、前記遮断条件に拘わらず前記主電源との接続を維持すると共に、前記界磁束を弱める弱め界磁電流を前記コイルに供給する弱め界磁制御により前記回転電機を制御し、前記過電圧状態が解消された後に前記遮断条件に従って前記主電源を遮断する点にある。

この特徴構成によれば、遮断条件が成立した際に過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも過電圧状態が解消されるまで、遮断条件に拘わらず主電源との接続が維持される。主電源との接続が維持されるので、制御装置は、界磁束を弱める弱め界磁電流をコイルに供給する弱め界磁制御により回転電機を制御することができる。従って、強い界磁束の下で高回転運転されている状態において、主電源との接続が遮断される条件が整うなどの突発的な事象が生じても、慣性により回転を続けるロータによって高い誘起電圧が生じることを抑制することができる。慣性力が弱まり、ロータの回転速度が低下すると誘起電圧も低下する。過電圧状態が解消された後には、遮断条件に従って主電源が遮断されるので、主電源も適正に制御される。このように本構成によれば、可変磁束型の回転電機を備えた駆動装置を制御する制御装置の規模を増大させることなく、誘起電圧をインバータの耐圧の限度内に収めることができる。

尚、遮断条件の成立に先立って主電源との接続を維持することで、突発的な遮断条件の成立に備えることができる。例えば、常に誘起電圧がインバータの耐圧を超えないように制御するフェールセーフ機構が備えられている状態において、当該フェールセーフ機構や界磁調整機構に異常が生じている際には、遮断条件の成立に先立って主電源との接続を維持して突発的な遮断条件の成立に備えると好適である。この際、さらに過電圧状態と判定されていることも条件とすると、不必要に主電源との接続を維持することがない。過電圧状態と判定されていても、主電源が投入された状態では弱め界磁制御などによって適正な制御が可能である。しかし、突発的に遮断条件が成立して主電源が切断されると、弱め界磁制御などもできなくなり、慣性によって回転を続けるロータによりインバータの耐圧を超える誘起電圧を生じる可能性がある。これに対して先行して主電源との接続を維持しておけば突発的な遮断条件が生じても弱め界磁制御等を継続することができ、誘起電圧を抑制することができる。

このような駆動装置の制御装置は、１つの好適な態様として、前記誘起電圧が前記インバータの耐圧を越えない範囲内で前記ロータの回転速度に応じて設定された界磁制限値を上限として、少なくとも前記回転速度に基づいて前記界磁調整機構により調整される前記界磁束の目標となる界磁指令値を決定して前記界磁調整機構を制御する調整機構制御部と、前記調整機構制御部及び前記界磁調整機構の少なくとも一方の異常を判定する異常判定部と、を備える。ここで、前記電源制御部は、前記過電圧状態と判定され、且つ前記異常判定部により異常と判定されている場合には、前記遮断条件に拘わらず前記主電源との接続を維持する。

また、本発明に係る駆動装置の制御装置の前記回転電機制御部は、少なくとも前記推定界磁量と前記回転電機の目標トルクと前記回転速度とに基づいて、前記コイルに供給する駆動電流の目標値である電流指令を決定して、前記回転電機を制御すると好適である。界磁束が一定の場合には、電流指令は、一般的に目標トルク及び回転速度に基づいて決定される。しかし、目標トルクを出力するための電流指令は、界磁束の強さによって異なるから、界磁束の強さを加味して決定される方が好ましい。本構成によれば、推定界磁量と目標トルクと回転速度とに基づいて電流指令が決定される。従って、界磁束が一定ではない駆動装置を、変化する界磁束に良好に追従して制御することが可能となる。

また、１つの好適な態様として、本発明に係る駆動装置の制御装置の前記界磁調整機構は、前記ロータの少なくとも一部を当該ロータの周方向又は回転軸方向へ変位させて前記界磁束を調整するものであり、当該変位のための駆動力を供給する駆動源と、前記駆動源から前記ロータへ前記駆動力を伝達する動力伝達機構とを備える。この構成であれば、ロータの少なくとも一部を変位させることによって界磁束が調整されるので、効率を低下させる弱め界磁電流などを継続的に流すことなく、界磁束を調整することができる。

ここで、１つの態様として、前記ロータが、それぞれロータコアを有して相対位置を調整可能な第１ロータ及び第２ロータを備えると共に、両ロータの内の少なくとも一方の前記ロータコアに前記永久磁石を備えて構成され、前記界磁調整機構が、前記相対位置を周方向に変位させて前記界磁束を調整する相対位置調整機構であると好適である。ロータの周方向は、電気角に対応した方向であるから、２つのロータの相対位置を周方向に変位させることによって、２つのロータの電気角上の相対位置（相対位相）を変更することができる。その結果、永久磁石の磁束が通る磁気回路が変わり、ステータへ供給される界磁束を良好に調整することができる。

ここで、第１ロータと第２ロータとを駆動連結するギヤ機構が近似する構成であると、簡易な構成により界磁調整機構としての相対位置調整機構を構成することができる。１つの好適な態様として、前記第１ロータ及び前記第２ロータは、共に同一の出力部材に駆動連結され、前記相対位置調整機構は、前記動力伝達機構として、３つの回転要素を備えた第１差動歯車機構と、３つの回転要素を備えた第２差動歯車機構と、を備え、前記第１差動歯車機構は、３つの回転要素として、前記第１ロータに駆動連結される第１ロータ連結要素と、前記出力部材に駆動連結される第１出力連結要素と、第１固定要素と、を備え、前記第２差動歯車機構は、３つの回転要素として、前記第２ロータに駆動連結される第２ロータ連結要素と、前記出力部材に駆動連結される第２出力連結要素と、第２固定要素と、を備え、前記第１固定要素及び前記第２固定要素の内のいずれか一方が、前記駆動源に連動する変位固定要素とされ、他方が非回転部材に固定される非変位固定要素とされ、前記変位固定要素が固定された状態での前記第１ロータ連結要素の回転速度と前記第２ロータ連結要素の回転速度とが互いに等しくなるように、前記第１差動歯車機構のギヤ比と前記第２差動歯車機構のギヤ比とが設定されているとよい。

ところで、駆動装置や駆動装置の制御装置は、大きなシステムの中の１つの機能部として構成されている場合がある。この際、当該システムの主電源の投入及び遮断を一機能部である駆動装置の制御装置が直接制御することは好ましくない場合がある。そこで、間接的に主電源との接続を制御できるような迂回路が備えられると好適である。１つの好適な態様として、閉状態の時に前記電源入力部と前記主電源とを接続し、開状態の時に遮断するメインスイッチとは別に当該メインスイッチを迂回して設けられ、当該メインスイッチの開閉状態に拘わらず、閉状態の時に前記電源入力部と前記主電源とを接続可能なサブスイッチを備えるとよい。ここで、前記電源制御部は、前記過電圧状態と判定されている時には、前記遮断条件に拘わらず前記サブスイッチを閉状態に制御する。これにより、本発明に係る駆動装置の制御装置は、遮断条件に拘わらず主電源との接続を維持することが可能となる。

尚、上述したようなサブスイッチを備えている場合には、遮断条件の成立に先立ってサブスイッチを閉状態とすることで、突発的な遮断条件の成立に備えることができる。例えば、常に誘起電圧がインバータの耐圧を超えないように制御するフェールセーフ機構が備えられている状態において、当該フェールセーフ機構や界磁調整機構に異常が生じている際には、遮断条件の成立に先立ってサブスイッチを閉状態として突発的な遮断条件の成立に備えると好適である。この際、さらに過電圧状態と判定されていることも条件とすると、不必要にサブスイッチを閉状態とすることがない。過電圧状態と判定されていても、主電源が投入された状態では弱め界磁制御などによって適正な制御が可能である。しかし、突発的に遮断条件が成立して主電源が切断されると、弱め界磁制御などもできなくなり、慣性によって回転を続けるロータによりインバータの耐圧を超える誘起電圧を生じる可能性がある。これに対してサブスイッチを先行して閉状態としておけば突発的な遮断条件が生じても弱め界磁制御等を継続することができ、誘起電圧を抑制することができる。

このような駆動装置の制御装置は、１つの好適な態様として、前記誘起電圧が前記インバータの耐圧を越えない範囲内で前記ロータの回転速度に応じて設定された界磁制限値を上限として、少なくとも前記回転速度に基づいて前記界磁調整機構により調整される前記界磁束の目標となる界磁指令値を決定して前記界磁調整機構を制御する調整機構制御部と、前記調整機構制御部及び前記界磁調整機構の少なくも一方の異常を判定する異常判定部と、を備える。ここで、前記電源制御部は、前記過電圧状態と判定され、且つ前記異常判定部により異常と判定されている場合には、前記遮断条件に拘わらず前記サブスイッチを閉状態に制御する。

駆動装置及びその制御装置の全体構成を模式的に示すブロック図 制御装置による電源制御の一例を示すフローチャート 遮断条件成立に拘わらず実施される電源制御の一例を示すフローチャート 回転速度に応じた誘起電圧と界磁制限値との関係を模式的に示す図 界磁制限を設けた界磁束ごとの制御領域を示すトルクマップ 界磁制御の異常判定を伴う電源制御の一例を示すフローチャート 駆動装置の軸方向断面図 相対位置調整機構のスケルトン図 電源回路の別態様の一例を模式的に示すブロック図

以下、本発明の好適な実施形態の一例を例えば車両に搭載され、その車両に駆動力を提供する駆動装置の制御装置に適用される例を用いて、図面に基づいて説明する。図１は、本発明に係る駆動装置１、駆動装置の制御装置３０の全体構成を模式的に示している。図１に示すように、駆動装置１は、回転電機２及び界磁調整機構５０、回転電機２を駆動するインバータ７、界磁調整機構５０を駆動する駆動回路８を備えている。回転電機２は、永久磁石を備えたロータ４とコイル（ステータコイル）３ｂを備えたステータ３とを有して構成される。ロータ４は、内ロータである第１ロータ２０と外ロータである第２ロータ１０との周方向の相対位置に応じて回転磁界を生成するコイル３ｂに鎖交する界磁束が変化する構造である。つまり、回転電機２は可変磁束型の回転電機である。界磁調整機構５０は、第１ロータ２０と第２ロータ１０との相対位置を変更する相対位置調整機構として構成される。相対位置調整機構（界磁調整機構）５０は、両ロータ１０，２０の相対位置を変更させるための駆動力を供給する駆動源としてのアクチュエータ５６と、この駆動力を両ロータ１０，２０に伝達する動力伝達機構６０とを備えて構成される。アクチュエータ５６は、例えばモータであり、センサ５８により検出されるモータの動作量（回転速度、回転量など）に基づきフィードバック制御される。制御装置３０は、回転電機２及び界磁調整機構５０をインバータ７及び駆動回路８を介して制御する。つまり、制御装置３０は、駆動装置１としての損失をできるだけ少なくし、高い効率で安全に回転電機２並びに界磁調整機構５０を含む駆動装置１を制御する最適化制御を行う。

本実施形態において制御装置３０は、高効率且つ安全な最適化制御を実現するため、中核となる機能部として、界磁調整機構５０を制御する調整機構制御部３１と、回転電機２を制御する回転電機制御部３５と、駆動装置１及び制御装置３０への電源供給を制御する電源制御部４１とを備えて構成される。調整機構制御部３１は、界磁指令決定部３２と、調整指令決定部３３と、駆動制御部３４とを備えて構成される。界磁指令決定部３２は、界磁調整機構５０により調整される界磁束の目標となる界磁指令値Ｂ^＊を決定する機能部である。調整指令決定部３３は、界磁指令値Ｂ^＊に基づいて界磁調整機構５０を駆動するための調整指令ｐｈ^＊を決定する機能部である。駆動制御部３４は、調整指令ｐｈ^＊に基づいて駆動回路８を介して界磁調整機構５０を駆動制御する機能部である。駆動制御部３４には、界磁調整機構５０のアクチュエータ５６の動作量ＰＨなどを検出するセンサ５８の検出結果が入力される。駆動制御部３４は、この検出結果に基づいてフィードバック制御を行う。本発明の制御装置３０は、電源制御部４１による電源制御に特徴を有する。はじめに、この電源制御について説明する。

駆動装置１並びに制御装置３０には、例えば２００Ｖ程度の高圧の主電源７０からメインスイッチ７１としてのイグニッションスイッチを介して電源が供給される。駆動装置１の特にインバータ７には、高圧の直流電力がメインスイッチ７１及び電源入力部９１（９）を介して供給される。回転電機２が回生源として機能する際には、逆の経路で主電源７０に電力が回生される。制御装置３０は、マイクロコンピュータなどの電子回路を中核として構成されており、主電源７０の電圧よりも低圧の例えば１２Ｖや２４Ｖの電源電圧により動作する。回路によっては、さらに電圧レギュレータ等を用いて降圧された３．３Ｖ〜５Ｖ程度の電源電圧で動作する。このため、主電源７０の電源電圧を変換するＤＣ−ＤＣコンバータなどのコンバータ７７を介して主電源７０と接続されている。つまり、制御装置３０は、メインスイッチ７１、コンバータ７７、電源入力部９３（９）を介して主電源７０と接続される。界磁調整機構５０及び駆動回路８については、図１において電源を明示していないが、好適にはコンバータ７７で変換された低圧の電源電圧により動作する。

メインスイッチ７１は、例えばリレーを用いて構成され、車両全体を制御する不図示のＥＣＵ（electronic control unit）による命令や、ドライバーによるイグニッションスイッチの操作などによって発生する開閉指令信号に基づいて開閉される。本実施形態では、開閉指令信号が閉状態（オン状態）を指令する時、主電源７０の接続条件が成立しているとする。また、開閉指令信号が開状態（オフ状態）を指令する時、主電源７０の遮断条件が成立しているとする。制御装置３０は、例えばこの開閉指令信号に基づいて主電源７０の遮断条件が成立したか否かを判定する遮断条件判定部４２を備えて構成されている。

ところで、回転電機２を含む駆動装置１は、回転電機２の界磁束を変更することによって鉄損や銅損などを含むシステム損失を低減して効率を向上させている。一般的には、駆動装置１を低回転・高出力（高トルク）で運転する場合には、強い界磁束が求められ、高回転・低出力で運転される場合には、ロータ４の高回転に伴う逆起電力（誘起電圧）を抑制するために弱い界磁束が求められる。しかし、効率を追求した場合には、高回転で運転する場合にも、強い界磁束が必要とされる場合がある。また、可変磁束機構が故障して強い界磁束で固定されてしまう可能性もある。このような場合には、強い界磁束のままの状態で、コイル３ｂに弱め界磁電流を供給する弱め界磁制御が実施される場合がある。このように、強い界磁束の下で高回転運転されている状態において、主電源７０の遮断条件が成立するような突発的な事象が生じると、インバータ７を含め、制御装置３０も停止する。ロータ４は慣性により回転を続けるから、コイル３ｂに誘起された誘起電圧がインバータ７に印可される。このように、強い界磁束の中でロータ４が高速回転すると、インバータ７の直流側の耐圧を超える誘起電圧を生じる可能性がある。そこで、制御装置３０には、電源入力部９と主電源７０との接続及び遮断を制御する電源制御部４１が備えられ、インバータ７を含め、制御装置３０の動作を継続させて、誘起電圧をインバータの耐圧の限度内に収めるように制御される。

具体的には、遮断条件が成立した際に過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも過電圧状態が解消されるまで、遮断条件に拘わらず電源制御部４１が主電源７０と電源入力部９との接続を維持する。そして、回転電機制御部３５は、界磁束を弱める弱め界磁電流をコイル３ｂに供給する弱め界磁制御により回転電機２を制御する。電源制御部４１は、過電圧状態が解消された後に遮断条件に従って主電源７０を遮断する。尚、過電圧状態とは、誘起電圧がインバータ７の耐圧を越える状態をいう。そして、この過電圧状態は、誘起電圧がインバータ７の耐圧を越える過電圧状態であるか否かを判定する過電圧判定部４５により判定される。また、誘起電圧は、ロータ４の回転速度ωと推定界磁量Ｂとに基づいて、コイル３ｂに誘起される誘起電圧を演算する誘起電圧演算部４４により求められる。この際、回転電機２が弱め界磁制御されていれば、実際に出現する誘起電圧はこの演算結果よりも低くなる。従って、演算された誘起電圧に基づいて過電圧判定部４５で過電圧状態と判定されても、誘起電圧がインバータ７の耐圧を超えていない場合がある。尚、駆動装置１は、界磁束が調整可能な可変磁束型の回転電機２を備えているので、界磁束は一定ではなく、界磁量導出部３９によりロータ４からステータ３に供給される界磁束の推定値である推定界磁量Ｂが求められる。

ところで、電源制御部４１が直接メインスイッチ７１の開閉を制御することを妨げるものではないが、駆動装置１や制御装置３０が、車両走行システムの中の１つである場合、車両全体の主電源７０との接続状態を一機能部である制御装置３０の電源制御部４１が直接的に制御することは好ましくない可能性がある。そこで、本実施形態では、間接的に主電源７０との接続状態を制御できるような迂回路が備えられる。図１に示すように、閉状態の時に電源入力部９と主電源７０とを接続し、開状態の時に遮断するメインスイッチ７１とは別にサブスイッチ７２が設置される。サブスイッチ７２は、メインスイッチ７１を迂回して設けられ、メインスイッチ７１の開閉状態に拘わらず、閉状態の時に電源入力部９と主電源７０とを接続可能である。電源制御部４１は、過電圧状態と判定されている時に、遮断条件に拘わらずサブスイッチ７２を閉状態に制御することで、メインスイッチ７１が突発的な事象により突然に開状態となっても、電源入力部９と主電源７０との接続を維持することができる。

図２は、制御装置３０による、そのような電源制御の一例を示すフローチャートである。制御装置３０（界磁量導出部３９）は、一例として界磁調整機構（相対位置調整機構）５０のセンサ５８から両ロータ１０，２０の相対位置を示す相対位置情報を取得し（＃０１）、推定界磁量（推定磁束密度）Ｂを導出する（＃０３）。あるいは、界磁調整機構５０を制御する制御指令（後述する界磁指令値Ｂ^＊）に基づき、制御遅れや制御誤差を考慮して推定界磁量Ｂを導出してもよい。次に制御装置３０（遮断条件判定部４２）は、遮断条件が成立しているか否かを判定する（＃１１）。遮断条件が成立していない場合は、ステップ＃０１，＃０３を繰り返して最新の推定界磁量Ｂを求め、遮断条件の成立判定を繰り返す。尚、ステップ＃１１はこのような判定ステップに限定されることなく、割り込み処理であってもよい。

ステップ＃１１において遮断条件が成立していると判定された場合には、推定界磁量Ｂに基づいて安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅが算出される（＃１３）。安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅについては後述するが、推定された界磁束の中で回転するロータ４により誘起される誘起電圧がインバータ７の耐圧を超えない限度であるロータ４の回転速度である。安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅの算出に続いて回転センサ５よりロータ４の回転速度ωが取得され（＃１５）、回転方向を問わないロータ４の回転速度（つまり絶対値｜ω｜）と安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅとが比較される（＃１７）。回転速度の絶対値｜ω｜が安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅを超えている場合には、制御装置３０は電源制御部４１により電源保持が必要であると判定する（＃１７Ｙｅｓ）。

この判定は、誘起電圧演算部４４及び過電圧判定部４５が中核となって実施される。つまり、安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅは、推定界磁量Ｂにおいて許容されるロータ４の回転速度ωであるから、誘起電圧の許容値、即ちインバータ７の耐圧から逆算される。回転速度の絶対値｜ω｜と、推定界磁量Ｂとから誘起電圧が求められるから、回転速度の絶対値｜ω｜と安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅとの比較は、誘起電圧とインバータ７の耐圧との比較と等価である。図１のハードウェア的なブロック構成と、図２のソフトウェア的な処理フローとでは、それぞれ異なるアプローチによる判定を例示したが、当業者であれば両者が実質的に同一であることが容易に理解されよう。

ここで、図２のフローチャートに戻り説明を続ける。ステップ＃１７において電源保持が必要であると判定されると、制御装置３０（電源制御部４１）は、現時点において電源保持状態であるか否かを確認し（＃２１）、電源保持状態でなければ、主電源７０と電源入力部９とを電源保持状態に設定する（＃２３）。本実施形態では、リレーなどによって構成されたサブスイッチ７２を閉状態に制御して、メインスイッチ７１を迂回して主電源７０と電源入力部９とを接続状態とする。尚、ステップ＃１７の時点で既に電源保持状態であった場合には、当該電源保持状態が維持される（＃２５）。１つの好適な形態として、制御装置３０から、例えばハイ／ローなどの信号レベルの違いなどによって、閉状態（オン状態）の指令と開状態（オフ状態）の指令とを与えることのできる開閉指令信号が、リレーなどで構成されるサブスイッチ７２の制御端子に入力される。ステップ＃２３の電源保持状態に設定とは、開閉指令信号を開状態の指令から閉状態の指令へ変化させることを指す。ステップ＃２５の電源保持状態を維持とは、開閉指令信号を閉状態の指令のままで維持することを指す。ただし、閉状態の指令である開閉指令信号を、改めて閉状態の指令に設定してもよい。従って、図２に破線で示したように、ステップ＃２５を別途設ける必要はなく、ステップ＃２３のみが設けられていてもよい。

ステップ＃１７において電源保持が不必要であると判定されると、制御装置３０（電源制御部４１）は、主電源７０と電源入力部９との電源保持状態を解除する（＃２７）。電源保持状態の設定と同様に、この解除には、保持状態から解除への変更と、解除状態の維持との双方を含む。

ステップ＃１７において電源保持が必要であると判定される時は、過電圧状態であり、回転速度ωに対して界磁束が強い状態である。この状態を電気的制御により解消させるため、制御装置３０（回転電機制御部３５）は、弱め界磁制御により回転電機２を制御する（＃２９）。尚、上述したように、このような状況においては既に回転電機制御部３５が弱め界磁制御を実施している可能性があり、この場合には、弱め界磁制御が維持される。弱め界磁制御の開始と維持とが等価であることは、電源保持状態の設定・解除・維持において説明したことと同義であるから詳細な説明は省略する。

ステップ＃１７において電源保持が必要であると判定される時、即ち、過電圧状態である時には、上述したように主電源７０との接続が確保され，弱め界磁制御が実施される。制御装置３０は、ステップ＃１５，＃１７を繰り返し実行して、過電圧状態が解消されたか否かを確認する。過電圧状態が解消されると、ステップ＃１７においてＮｏ判定となるので、電源保持状態を解除して（＃２７）、全ての処理を終了する。既に成立している遮断条件に従ってメインスイッチ７１が開状態となっていれば、電源保持状態の解除により、サブスイッチ７２が開状態に変更されることで主電源７０と電源入力部９との接続が解除される。尚、電源制御部４１が直接メインスイッチ７１を制御可能な構成の際には、既に成立している遮断条件に従ってメインスイッチ７１が開状態に変更され、主電源７０と電源入力部９との接続が解除される。

ところで、上述したように、本実施形態では、メインスイッチ７１とは別に、メインスイッチ７１を迂回して設けられ、メインスイッチ７１の開閉状態に拘わらず、閉状態の時に電源入力部９と主電源７０とを接続可能サブスイッチ７２が設置される。電源制御部４１は、過電圧状態と判定されている時には、遮断条件に拘わらずサブスイッチ７２を閉状態に制御することで、メインスイッチ７１が突発的な事象により突然に開状態となっても、電源入力部９と主電源７０との接続を維持することができる。１つの好適な態様として、図３のフローチャートに示すように、遮断条件の成立を加味することなく、過電圧状態と判定されている時にサブスイッチ７２を閉状態に制御して電源保持状態を担保しておくサブ処理が実行されるとよい。このサブ処理は、遮断条件の成立を条件とはしないので、主電源７０と電源入力部９とが接続されている間、繰り返し実行される。メインスイッチ７１が突発的な事象により突然に開状態となっても、既にサブスイッチ７２を介して主電源７０と電源入力部９との接続が確保されているから、安全に回転電機２を制御して最終的に主電源７０と電源制御部９との接続を遮断することができる。尚、図２及び図３において同一の符号で示した処理の内容は同一であるから、詳細な説明は省略する。

また、このような駆動装置１の制御装置３０は、１つの好適な態様として、誘起電圧がインバータ７の耐圧を越えない範囲内でロータ４の回転速度に応じて設定された界磁制限値を上限として、少なくとも回転速度ωに基づいて界磁調整機構５０により界磁束を調整するとよい。つまり、調整機構制御部５０は、このような条件の下で界磁束の目標となる界磁指令値を決定して界磁調整機構５０を制御すると好適である。尚、このような界磁制限値は、上述した安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅと同一の概念として捉えることができる。以下、界磁制限値及び安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅについて図４及び図５を利用して説明する。

コイル３ｂに鎖交する界磁束を提供するロータ４が回転すると、コイル３ｂに誘導起電力が生じ、インバータ７により整流されてインバータ７の直流電源側には直流の誘起電圧が現れる。この誘起電圧は、界磁束が一定であれば回転速度ωに比例する。図４の上段のグラフには、界磁束の磁束密度がロータ４の構成上の最大値であるＢ_ｍａｘの時、最大値Ｂ_ｍａｘの５０％のＢ_５０％である時、ロータ４の構成上の最小値であるＢ_ｍｉｎである時の回転速度と直流の誘起電圧との関係を模式的に示している。ここで、図４はロータ４の最大回転速度を含んでグラフ化されているとする。界磁束の磁束密度が最小値Ｂ_ｍｉｎである時には、ロータ４が最大回転速度に達しても誘起電圧がインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘを越えることはない。一方、磁束密度Ｂ_ｍａｘ及びＢ_５０％の時には、それぞれ回転速度ω_ｔ１００及びω_ｔ５０の制限速度ω_ｔにおいてインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘに達する。

誘起電圧がインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘを越えると、インバータ７の損傷につながる。このため、図４の下段のグラフに示すようにロータ４の回転速度ωに応じて、上限となる界磁制限値Ｂ_ｌｍｔが設定される。つまり、回転速度ωの上昇に従って低下する値となる界磁制限値Ｂ_ｌｍｔが設定される。界磁指令決定部３２は、誘起電圧がインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘを越えない範囲内でロータ４の回転速度ωに応じて設定された界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限として、少なくとも回転速度ωに基づいて界磁指令値Ｂ^＊を決定する。

回転電機２の出力（トルク）は、一般的に目標トルク（トルク指令）Ｔ^＊と回転速度ωとに基づいて制御される。従って、好適には、界磁指令決定部３２は、界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限として、少なくとも目標トルクＴ^＊及び回転速度ωに基づいて界磁指令値Ｂ^＊を決定するとよい。図５には、界磁制限を設けた界磁束ごとの制御領域を示すトルクマップを例示している。ここで、Ｂ_７５％は最大値Ｂ_ｍａｘの７５％の磁束密度、Ｂ_２５％は最大値Ｂ_ｍａｘの２５％の磁束密度を示す。このトルクマップにおいて磁束密度がＢ_ｍａｘ，Ｂ_７５％，Ｂ_５０％の界磁束に対しては、上述したような制限速度ω_ｔ（ω_ｔ１００，ω_ｔ７５％及びω_ｔ５０）において制限が掛かる。それぞれの制限速度ω_ｔより高い回転速度ωの制御領域では、各界磁束は設定不可となる。磁束密度ＢがＢ_２５％及びＢ_ｍｉｎの界磁束は、ロータ４が最大回転速度に達しても誘起電圧がインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘを越えることはなく、制限速度ω_ｔが設定されていない。このため、回転速度ωに拘わらず目標トルクＴ^＊に応じた全制御領域で当該界磁束Ｂ_２５％及びＢ_ｍｉｎが設定可能である。一例として、界磁指令決定部３２は、このようなトルクマップを参照して界磁指令値Ｂ^＊を決定することができる。尚、図５には段階的な界磁束に対応する制限速度ω_ｔを示しているが、実際には連続的又はさらに細かく分けられた段階的な界磁束に対応する制限速度ω_ｔを規定したマップを用いると好適である。このような界磁指令値Ｂ^＊の決定の制限値である界磁制限値Ｂ_ｌｍｔは制限速度ω_ｔに密接に関連する。そして、誘起電圧に対する上限の界磁束も同様に界磁制限値Ｂ_ｌｍｔとなるから、制限速度ω_ｔは安全停止可能回転速度ω_ｓａｆｅに相当する。

ところで、界磁指令決定部３２は、駆動装置１としての損失をできるだけ少なくし、高い効率で安全に駆動装置１を最適化制御する制御装置３０の１つの機能部として、適切に界磁調整機構５０を制御するための界磁指令値Ｂ^＊を決定すると好適である。損失を少なくし、高い効率で駆動装置１を制御するため、好適には、界磁指令決定部３２は、少なくとも回転電機２の目標トルクＴ^＊及び回転速度ωに応じて変化する鉄損及び銅損を含む駆動装置１のシステム損失Ｐ_ＬＯＳと、目標トルクＴ^＊と、回転速度ωとに基づいて界磁指令値Ｂ^＊を決定する。この際、安全に駆動装置１を制御するために、界磁指令決定部３２は、界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限として界磁指令値Ｂ^＊を決定する。尚、インバータ７の直流電圧Ｖｄｃによっても最適な界磁束は異なる可能性があるため、図１に示すように、界磁指令決定部３２は、さらに直流電圧Ｖｄｃを考慮して界磁指令値Ｂ^＊を決定すると好適である。

上述したように界磁指令値Ｂ^＊を決定する上で、界磁指令決定部３２は、図１に示すように、初期指令値設定部３２ａと、界磁制限部３２ｂとを備えて構成されると好適である。初期指令値設定部３２ａは、初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊を設定する機能部である。界磁制限部３２ｂは、初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊に対して界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限とする制限を加えて界磁指令値Ｂ^＊を決定する機能部である。初期指令値設定部３２ａは、少なくとも目標トルクＴ^＊と回転速度ωとに基づいて、鉄損及び銅損を含む駆動装置１のシステム損失Ｐ_ＬＯＳが最小となる界磁束を初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊として設定する。本実施形態では、さらに直流電圧Ｖｄｃを考慮して初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊が設定される。

システム損失Ｐ_ＬＯＳには、回転電機２の銅損及び鉄損を含む電気的損失と相対位置調整機構として構成される界磁調整機構５０の機械的損失とが含まれると好適である。相対位置調整機構５０の詳細な構成は後述するが、機械的損失は、動力伝達機構６０としての差動歯車機構を有して構成される相対位置調整機構のギヤ損失に代表される損失である。また、電気的損失には、銅損及び鉄損の他、インバータ７の主にスイッチング素子におけるスイッチング損失であるインバータ損も含まれていると好適である。鉄損はコイル３ｂや永久磁石が発生させる磁界によりステータコア３ａ（図７及び図８参照）及びロータコア１１，２１（図７及び図８参照）を通る磁束が変化する際に失われるヒステリシス損や渦電流損などの電気エネルギーである。銅損は、コイル３ｂの導線の抵抗によりジュール熱となって失われる電気エネルギーである。尚、システム損失Ｐ_ＬＯＳには、ここに例示したものの他、駆動装置１における種々の損失を含めることができる。

システム損失Ｐ_ＬＯＳを構成する電気的損失及び機械的損失は、関数などによって容易に一般化できるような相関関係を有していないことが多い。従って、図１に示すように、システム損失Ｐ_ＬＯＳがマップ３２ｍとして予め用意されていると好適である。マップ３２ｍは、回転電機２（駆動装置１）の回転速度ω及びトルクごとに、実験又は磁場解析シミュレーション等によって得られる損失データに基づいてデータ解析及びデータ最適化を行って生成することができる。本実施形態においては、マップ３２ｍには、システム損失Ｐ_ＬＯＳが最小となる界磁束を実現する両ロータ１０，２０の相対位置と駆動装置１（又は回転電機２）の目標トルクＴ^＊及び回転速度ωとの関係が規定されている。初期指令値設定部３２ａは、マップ３２ｍを参照し、少なくとも目標トルクＴ^＊と回転速度ωとに基づいて、システム損失Ｐ_ＬＯＳが最小となる界磁束を初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊として設定する。そして、界磁制限部３２ｂは、初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊に対して界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限とする制限を加えて界磁指令値Ｂ^＊を決定する。

このような調整機構制御部３１を備えている場合には、突発的な事象によって主電源７０（メインスイッチ７１）の遮断条件が成立しても、誘起電圧がインバータ７の耐圧Ｖ_ｍａｘを越えないように界磁束を調整することが可能である。つまり、調整機構制御部３１が界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限とする制限を加えて界磁指令値Ｂ^＊を決定することは、フェールセーフ機構として有効に機能する。但し、界磁調整機構５０や調整機構制御部３１に異常が生じた場合には、フェールセーフ機構が充分に機能しない可能性がある。上述したように、本実施形態においては、メインスイッチ７１とは別にメインスイッチ７１の開閉状態に拘わらず、メインスイッチ７１を迂回して主電源７０と電源入力部９とを接続することができるサブスイッチ７２が備えられている。このようなサブスイッチ７２が設けられている場合には、遮断条件の成立に先立ってサブスイッチ７２を閉状態とすることによって、フェールセーフ機構が充分に機能しない時であっても突発的な遮断条件の成立に備えることができる。

１つの好適な態様として、本実施形態では、図１に示すように、制御装置３０は、調整機構制御部３５及び界磁調整機構５０の少なくも一方の異常を判定する異常判定部４９を備えて構成される。電源制御部４１は、異常判定部４９により異常と判定されている場合には、遮断条件に拘わらずサブスイッチ７２を閉状態に制御することができる。この際、さらに過電圧状態と判定されていることも条件として、電源制御部４１がサブスイッチ７２を閉状態に制御すると、不必要にサブスイッチ７２を閉状態とすることがなく好適である。即ち、電源制御部４１は、過電圧状態と判定され、且つ異常判定部４９により異常と判定されている場合に、遮断条件に拘わらずサブスイッチ７２を閉状態に制御すると好適である。

異常判定部４９は、例えば、界磁指令値Ｂ^＊と、界磁量導出部３９により導出された推定界磁量Ｂとの差（絶対値）が、所定の許容差ΔＢ_ｔよりも大きい場合に異常であると判定する。ここで、界磁量導出部３９は、ロータ４からステータ３に供給される界磁束の推定値である推定界磁量Ｂを求める機能部である。好適な態様として、本実施形態では、界磁指令値Ｂ^＊に基づいて制御された界磁調整機構５０による実際の調整量（相対位置情報）ＰＨの検出結果（センサ５８の検出結果）に基づいて推定界磁量Ｂが求められる。界磁指令値Ｂ^＊に基づいて界磁調整機構５０が界磁束を調整するに際しては、制御遅れ（タイムラグ）や誤差が生じる可能性がある。これに対して、界磁調整機構５０による実際の調整量ＰＨの検出結果は、最新の界磁調整機構５０の状態を実態として表しているから、界磁量導出部３９は、精度良く最新の界磁量を推定することができる。

界磁指令値Ｂ^＊と推定界磁量Ｂとの差が所定の許容差ΔＢ_ｔよりも大きい場合には、制御遅れや誤差が大きいことになるので、異常判定部４９は、調整機構制御部３５及び界磁調整機構５０の少なくも一方が異常であると判定する。つまり、調整機構制御部３５が充分に界磁調整機構５０を制御できていなかったり、界磁調整機構５０が機械的な故障により動いていなかったりする可能性があり、界磁束の調整が適正にできない状態であると判定する。ここでは、界磁指令値Ｂ^＊と推定界磁量Ｂとの差が所定の許容差ΔＢ_ｔよりも大きいか否かによって異常を判定する形態を例示したが、異常判定部４９による判定条件はこの形態に限定されるものではない。界磁調整機構５０のアクチュエータ５６に備えられたセンサ５８によってアクチュエータ５６の異常を検出してもよいし、その他のセンサを用いてアクチュエータ５６や動力伝達機構６０、駆動回路８の異常を検出してもよい。

図６は、そのような異常判定部４９による異常判定処理（ステップ＃１９）を含んだサブ処理を示している。このサブ処理は、図３に示したサブ処理において過電圧判定を実施するステップ＃１７に続いて実施される。ステップ１７及びステップ１９の双方において判定条件を満たした場合は、過電圧状態と判定され、且つ異常と判定されていることになるので、サブスイッチ７２が閉状態に制御され、電源保持状態となる。ステップ＃１９を除く各ステップの処理内容については、図２及び図３に基づいて上述した通りであるので、詳細な説明は省略する。

上述したように、高効率且つ安全な最適化制御を実現するために制御装置３０が有する他の中核的な機能部として回転電機制御部３５がある。本実施形態では、回転電機制御部３５は、コイル３ｂに流れる電流を電流センサ３８により検出し、電流フィードバックによる制御を行って回転電機２を制御する。このため、回転電機制御部３５は、コイル３ｂに流れる電流の目標となる電流指令を決定する電流指令決定部３６と、この電流指令に基づいてインバータ７を制御するインバータ制御部３７とを備えて構成される。本実施形態では、回転電機制御部３５は、公知のベクトル制御により回転電機２を制御する。ベクトル制御では、例えば３相の各相のコイル３ｂに流れる交流電流を、ロータ４に配置された永久磁石が発生する磁界の方向であるｄ軸と、電気的にｄ軸に直交するｑ軸とのベクトル成分に座標変換してフィードバック制御を行う。このため、電流指令決定部３６は、これらｄ軸及びｑ軸に対応する２つの電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。

一例として、電流指令決定部３６は、直交座標上のそれぞれの軸にｄ軸電流及びｑ軸電流を取り、同一のトルクを出力する際のｄ軸電流及びｑ軸電流がプロットされた等トルク線が複数本規定された等トルクマップを参照して電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。等トルクマップには、等トルク線に交差するように、最大効率で目標トルクＴ^＊を出力することができる最大トルク制御線が設定されている。基本的には、等トルクマップにおいて目標トルクＴ^＊が対応する等トルク線と最大トルク制御線との交点におけるｉｄ，ｉｑの値が電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊となる。本発明の要旨ではないので詳細な説明は省略するが、電流指令決定部３６は、等トルクマップを参照して得られるｉｄ，ｉｑの値に対し、回転速度ωに応じてコイル３ｂに誘起される誘起電圧などを考慮した弱め界磁制御、強め界磁制御などの付加的な制御要素を加味して電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。

この等トルクマップは、界磁束の磁束密度ごとに複数準備される。例えば、界磁束の磁束密度Ｂ_ｍａｘの際のトルクマップと、界磁束の磁束密度Ｂ_５０％の際の等トルクマップとでは、相対的に界磁束が弱い磁束密度Ｂ_５０％の際の等トルクマップの方が、同一のトルクを出力するために必要となる電流が多くなるように規定されている。図５のトルクマップからも理解できるように、当然ながら界磁束が弱くなると、等トルクマップ上に規定できないトルクも存在することになる。好適な態様として、電流指令決定部３６は、界磁束ごとに予め準備された等トルクマップを参照して電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。従って、電流指令決定部３６は、少なくとも界磁束と目標トルクＴ^＊とに基づいて電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定することができる。上述したように、電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊の決定には、コイル３ｂに誘起される誘起電圧などに関係する回転速度ωも考慮されることが望ましく、電流指令決定部３６は、少なくとも界磁束と目標トルクＴ^＊と回転速度ωとに基づいて電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定すると好適である。また、上述した初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊や界磁指令値Ｂ^＊と同様に、本実施形態では、さらに直流電圧Ｖｄｃを考慮して電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊が決定される。

ここで、電流指令決定部３６は、界磁束の値として界磁指令値Ｂ^＊を用いてもよいが、界磁指令値Ｂ^＊を決定してからアクチュエータ５６が駆動され、界磁調整機構５０が作動して実際に界磁が調整されるまでには制御遅れが生じる可能性がある。また、調整された界磁束と界磁指令値Ｂ^＊との間に誤差を有する場合もある。このため、上述したように、本実施形態では、アクチュエータ５６の実際の動作量ＰＨを界磁調整機構５０による実際の調整量として、この調整量（動作量）ＰＨから界磁束が推定される。具体的には、制御装置３０は、界磁指令値Ｂ^＊に基づいて制御された界磁調整機構５０による実際の調整量ＰＨの検出結果に基づいて実際の界磁束の推定値である推定界磁量（推定磁束密度）Ｂを求める界磁量導出部３９を備える。電流指令決定部３６は、この推定界磁量Ｂを用いて電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。つまり、１つの好適な態様として、電流指令決定部３６は、少なくとも推定界磁量Ｂと目標トルクＴ^＊と回転速度ωとに基づいて電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊を決定する。

インバータ制御部３７は、電流指令ｉｄ^＊，ｉｑ^＊と電流センサ３８により検出されてフィードバックされたコイル３ｂの電流との偏差に基づいて比例積分制御（ＰＩ制御）や、比例微積分制御（ＰＩＤ制御）を行い、電圧指令を演算する。そして、インバータ制御部３７は、この電圧指令に基づいて、インバータ７を構成するＩＧＢＴ（insulated gate bipolar transistor）などのスイッチング素子をＰＷＭ（pulse width modulation）制御などによって駆動する制御信号を生成する。この際、ベクトル制御の２相のベクトル空間と、３相のインバータ７の実空間との間の座標変換を行うために、回転センサ５により検出されたロータ４のロータ位置（界磁角・電気角）θが参照される。

さて、上述したように、界磁調整機構５０は、ロータ４の少なくとも一部をロータ４の周方向又は回転軸方向へ変位させて界磁束を調整するものである。そして、界磁調整機構５０は、この変位のための駆動力を供給する駆動源（アクチュエータ）５６と、駆動源５６からロータ４へ駆動力を伝達する動力伝達機構６０とを備えて構成される。本実施形態では、ロータ４は、それぞれロータコア１１，２１（図７及び図８参照）を有して相対位置を調整可能な第１ロータ２０及び第２ロータ１０（図１、図７及び図８参照）を備える。また、ロータ４は、両ロータ１０，２０の内の少なくとも一方のロータコア１１，２１に永久磁石を備えて構成される。界磁調整機構５０は、両ロータ１０，２０の相対位置を周方向に変位させて界磁束を調整する相対位置調整機構として構成される。

本実施形態では、第１ロータ２０及び第２ロータ１０は、共に同一の出力部材に駆動連結され、相対位置調整機構（界磁調整機構）５０は、動力伝達機構６０として、共に３つの回転要素を備えた以下に示すような第１差動歯車機構５１と第２差動歯車機構５２を備えて構成される（図８参照）。図８に示すように、第１差動歯車機構５１は、３つの回転要素として、第１ロータ２０に駆動連結される第１ロータ連結要素５１ａと、出力部材に駆動連結される第１出力連結要素５１ｂと、第１固定要素５１ｃとを備える。第２差動歯車機構５２は、３つの回転要素として、第２ロータ１０に駆動連結される第２ロータ連結要素５１ａと、出力部材に駆動連結される第２出力連結要素５２ｂと、第２固定要素５２ｃとを備える。そして、第１固定要素５１ｃ及び第２固定要素５２ｃの内のいずれか一方が、駆動源５６に連動する変位固定要素とされ、他方が非回転部材に固定される非変位固定要素とされる。図示の例では、第１固定要素５１ｃが変位固定要素とされ、第２固定要素５２ｃがる非変位固定要素とされている。また、この変位固定要素が固定された状態での第１ロータ連結要素５１ａの回転速度と第２ロータ連結要素５２の回転速度とが互いに等しくなるように、第１差動歯車機構５１のギヤ比と第２差動歯車機構５２のギヤ比とが設定されている。

以下、このような機構を実現する駆動装置１の具体例を図７及び図８を用いて説明する。図７に示すように、回転電機２は、相対位置が可変の２つのロータを有するインナロータ型の回転電機である。ロータ４は、ステータ３と対向する外ロータである第２ロータ１０と、内ロータである第１ロータ２０とから構成される。第１ロータ２０は、第１ロータコア２１と第１ロータコア２１の内部に埋め込まれた永久磁石とを備えて構成される。第２ロータ１０は、第２ロータコア１１と第２ロータコア１１に形成されたフラックスバリアとしての空隙を備えて構成される。第１ロータ２０と第２ロータ１０との相対位置に応じて、永久磁石とフラックスバリアとの位置関係が変わり、磁気回路が変わることによって界磁束が調整される。回転電機２は、ケース８０の内部に収容され、第１ロータ２０と第２ロータ１０の周方向の相対位置を調整する相対位置調整機構（界磁調整機構）５０と共に駆動装置１を構成する。駆動装置１は、回転電機２の駆動力（トルクと同義）を相対位置調整機構５０を介して出力軸としてのロータ軸６に伝達可能に構成されている。

以下の説明では、特に断らない限り、「軸方向Ｌ」、「径方向Ｒ」、「周方向」は、同軸配置された第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１の軸心（すなわち回転軸Ｘ）を基準として用いる。また、以下の説明では、「軸第１方向Ｌ１」は図７における軸方向Ｌに沿った左方を表し、「軸第２方向Ｌ２」は図７における軸方向Ｌに沿った右方を表すものとする。また、「径内方向Ｒ１」は、径方向Ｒの内側（軸心側）へ向かう方向を表し、「径外方向Ｒ２」は、径方向Ｒの外側（ステータ側）へ向かう方向を表す。

回転電機２の電機子を構成するステータ３は、ステータコア３ａとステータコア３ａに巻装されたコイル（ステータコイル）３ｂとを備え、ケース８０の周壁部８５の内面に固定されている。ステータコア３ａは、複数枚の電磁鋼板を積層して、円筒状に構成されている。ステータ３の径内方向Ｒ１側には、永久磁石を備えた界磁としてのロータ４が配置されている。ロータ４は、回転軸Ｘ周りに回転可能にケース８０に支持され、ステータ３に対して相対回転する。

ロータ４を構成する第１ロータ２０及び第２ロータ１０は、それぞれ第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１を備えて構成される。第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１は、径方向Ｒ視において重複するように同軸に配置されている。本本実施形態では、第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１は同じ軸方向Ｌの長さを有し、径方向Ｒ視において完全に重複するように配置されている。第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１は、ステータコア３ａと同様に複数枚の電磁鋼板を積層して構成されている。第１ロータ２０は、第１ロータコア２１の内部に埋め込まれてコイル３ｂと鎖交する界磁束を提供する永久磁石を備えて構成されている。第２ロータコア１１には、フラックスバリアとなる空隙が形成されている。永久磁石及びフラックスバリアは、第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置に応じてステータ３に到達する界磁束が変化するように配置されている。例えば、永久磁石及びフラックスバリアは、両ロータ１０，２０の相対位置に応じて、第２ロータコア２１内にバイパス路となる磁気回路が形成されて漏れ磁束が増加し、ステータ３に到達する磁束が少なくなる状態と、第２ロータコア１１内を通過する漏れ磁束が抑制されてステータ３に到達する磁束が多くなる状態との双方の状態をとり得るように配置することができる。

第１ロータ２０は、第１ロータコア２１を支持すると共に第１ロータコア２１と一体回転する第１ロータコア支持部材２２を備えている。第１ロータコア支持部材２２は、第１ロータコア２１を径内方向Ｒ１側から当接支持するように構成されている。また、第１ロータコア支持部材２２は、第１ロータコア２１に対して軸第１方向Ｌ１側に配置された軸受（本例ではブッシュ）と、第１ロータコア２１に対して軸第２方向Ｌ２側に配置された軸受（本例ではブッシュ）とにより、第２ロータコア支持部材１２に対して回転可能に支持されている。そして、第１ロータコア支持部材２２の軸第１方向Ｌ１側部分の外周面には、相対位置調整機構５０が備える回転要素（第１ロータ連結要素としての第１サンギヤ５１ａ）とスプライン結合する第１スプライン歯２３が形成されている。

第２ロータ１０は、第２ロータコア１１を支持すると共に第２ロータコア１１と一体回転する第２ロータコア支持部材１２を備えている。第２ロータコア支持部材１２は、第２ロータコア１１を軸第１方向Ｌ１側から支持する第１支持部１２ａと、第２ロータコア１１を軸第２方向Ｌ２側から支持する第２支持部１２ｂとを備えている。第１支持部１２ａと第２支持部１２ｂとは、第２ロータコア１１に形成された挿通孔に挿通された締結ボルト１４により軸方向Ｌに締結固定される。即ち、第２ロータコア１１は、第１支持部１２ａと第２支持部１２ｂとの間に挟まれて固定保持される。

第１支持部１２ａは、第２ロータコア１１に対して軸第１方向Ｌ１側に配置された軸受（本例ではころがり軸受）により径方向Ｒに支持され、第２支持部１２ｂは、第２ロータコア１１に対して軸第２方向Ｌ２側に配置された軸受（本例ではころがり軸受）により径方向Ｒに支持されている。そして、第１支持部１２ａの軸第１方向Ｌ１側部分の内周面には、相対位置調整機構５０が備える回転要素（本形態では、第２サンギヤ５２ａ）とスプライン結合する第２スプライン歯１３が形成されている。また、第２支持部１２ｂの軸第２方向Ｌ２側部分の外周面には、回転センサ５（本形態ではレゾルバ）のセンサロータが一体回転するように取り付けられている。回転センサ５は、ステータ３に対するロータ４の回転位置（電気角θ）や回転速度ωを検出する。

ロータ軸６は、駆動装置１としての駆動力を出力する出力軸である。ロータ軸６は、第１ロータコア２１及び第２ロータコア１２と同軸配置されており、第１ロータコア２１及び第２ロータコア１２と同様、相対位置調整機構５０の回転要素（第１出力連結要素５１ｂとしての第１キャリヤ５１ｂ及び第２出力連結要素５１ｂとしての第２キャリヤ５２ｂ）に駆動連結されている。周方向の相対位置の調整時を除いて、第１ロータコア２１及び第２ロータコア１１は互いに同じ回転速度（ロータ回転速度）で回転する。本実施形態においては、差動歯車機構５１，５２により、ロータ軸６の回転速度はロータ４の回転速度に対して減速されたものとなり、ロータ軸６には回転電機２のトルクが増幅されて伝達される。

共に３つの回転要素を備えた第１差動歯車機構５１と第２差動歯車機構５２とを有する相対位置調整機構５０は、回転電機２に対して軸第１方向Ｌ１側に配置されている。また、動力伝達機構６０としての２つの差動歯車機構５１，５２は、第１差動歯車機構５１が第２差動歯車機構５２に対して軸第１方向Ｌ１側に位置するように、軸方向Ｌに並べて配置されている。相対位置調整機構５０は、第１差動歯車機構５１に駆動連結された第１ロータコア支持部材２２と、第２差動歯車機構５２に駆動連結された第２ロータコア支持部材１２との周方向の相対位置を調整することで、第１ロータコア支持部材２２と一体回転する第１ロータコア２１と、第２ロータコア支持部材１２と一体回転する第２ロータコア１１との周方向の相対位置を調整する。

本実施形態において、第１差動歯車装置５１及び第２差動歯車機構５２は、共に３つの回転要素を備えたシングルピニオン型の遊星歯車機構により構成されている。第１差動歯車装置５１は、３つの回転要素として、第１ロータ２０に駆動連結される第１サンギヤ（第１ロータ連結要素）５１ａと、ロータ軸６に駆動連結される第１キャリヤ（第１出力連結要素）５１ｂと、第１リングギヤ（第１固定要素）５１ｃとを備えている。なお、第１サンギヤ５１ａ及び第１リングギヤ５１ｃの双方は、第１キャリヤ５１ｂが支持する複数のピニオンギヤに噛み合う回転要素である。第２差動歯車装置５２は、３つの回転要素として、第２ロータ１０に駆動連結される第２サンギヤ（第２ロータ連結要素）５２ａと、ロータ軸６に駆動連結される第２キャリヤ（第２出力連結要素）５２ｂと、第２リングギヤ（第２固定要素）５２ｃとを備えている。尚、第２サンギヤ５２ａ及び第２リングギヤ５２ｃの双方は、第２キャリヤ５２ｂが支持する複数のピニオンギヤに噛み合う回転要素である。

第１差動歯車機構５１の第１サンギヤ５１ａは、第１ロータコア支持部材１２と一体回転するように駆動連結（スプライン結合）されることで、第１ロータ２０に駆動連結されている。また、第２差動歯車機構５２の第２サンギヤ５２ａは、第２ロータコア支持部材１２と一体回転するように駆動連結（スプライン結合）されることで、第２ロータ１０に駆動連結されている。第１差動歯車機構５１の第１キャリヤ５１ｂ及び第２差動歯車機構５２の第２キャリヤ５２ｂは、共にロータ軸６と一体回転するように駆動連結されており、一体キャリア５３を構成する。第２差動歯車機構５２の第２リングギヤ５２ｃは、ケース８０の側壁部８１（非回転部材）に固定されており、本発明における「非変位固定要素」に相当する。第１リングギヤ５１ｃは、第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置の調整時に回転位置が調整され、調整時以外では固定される。つまり、第１リングギヤ５１ｃは本発明の「変位固定要素」に相当する。本実施形態では、第１リングギヤ５１ｃの外周面に、ウォームホイール５４が形成されている。つまり、ウォームホイール５４は、第１リングギヤ５１ｃに一体的に設けられており、第１リングギヤ５１ｃは、変位部材としてのウォームホイール５４に連動して一体回転する。

相対位置調整機構５０は、ウォームホイール５４に係合するウォームギヤ５５を備えている。このウォームギヤ５５が駆動源としてのアクチュエータ５６の駆動力により回転すると、ウォームギヤ５５と噛み合うウォームホイール５４が周方向に移動し、第１リングギヤ５１ｃが回転する。ウォームホイール５４の周方向への移動量、即ち、第１リングギヤ５１ｃの回転量は、ウォームギヤ５５の回転量に比例する。第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置は、ウォームホイール５４の周方向位置に応じて定まる。また、第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置の調整範囲の大きさは、ウォームホイール５４の周方向の長さにより設定できる。回転電機２の動作中における第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置の調整範囲は、例えば電気角で９０度や１８０度の範囲に設定される。

上述したように、第１キャリヤ（第１出力連結要素）５１ｂと第２キャリヤ（第２出力連結要素）５２ｂとは一体キャリヤ５３を構成し、一体回転するように駆動連結されている。また、第２リングギヤ５２ｃはケース８０に固定されているから、第１リングギヤ５１ｃを回転させると、第１サンギヤ５１ａが第２サンギヤ５２ａに対して相対回転し、第１サンギヤ５１ａと第２サンギヤ５２ａとの周方向の相対位置が変化する。第１サンギヤ５１ａには、第１ロータコア支持部材２２が一体回転するように駆動連結され、第２サンギヤ５２ａには、第２ロータコア支持部材１２が一体回転するように駆動連結されている。よって、第１リングギヤ５１ｃの回転位置（ウォームホイール５４の周方向位置）を調整することで、第１ロータコア支持部材２２（第１ロータ２０）と第２ロータコア支持部材１２（第２ロータ１０）との周方向の相対位置を調整することができる。

尚、第１差動歯車機構５１のギヤ比と第２差動歯車機構５２のギヤ比とは、第１リングギヤ５１ｃが固定された状態での第１サンギヤ５１ａの回転速度と第２サンギヤ５２ａの回転速度とが互いに等しくなるように設定されている。本実施形態では、第１差動歯車機構５１と第２差動歯車機構５２とは互いに同径に構成されている。そして、第１差動歯車機構５１の歯数比（＝第１サンギヤ５１ａの歯数／第１リングギヤ５１ｃの歯数）と第２差動歯車機構５２の歯数比（＝第２サンギヤ５２ａの歯数／第２リングギヤ５２ｃの歯数）とが互いに等しく設定されている。また、上述したように、第１キャリヤ５１ｂと第２キャリヤ５２ｂとが一体的に形成されているとともに、第１リングギヤ５１ｃの回転位置の調整時を除いて、第１リングギヤ５１ｃ及び第２リングギヤ５２ｃの双方が固定された状態となる。このような構成とすることで、第１リングギヤ５１ｃが固定状態において第１サンギヤ５１ａの回転速度と第２サンギヤ５２ａの回転速度とが互いに等しくなり、第１ロータコア２１（第１ロータ２０）の回転速度と第２ロータコア１１（第２ロータ１０）の回転速度とが互いに等しくなる。よって、第１ロータ２０と第２ロータ１０との周方向の相対位置を調整することで、２つのロータ１０，２０で構成されるロータ４は、両ロータ間の回転位相差（相対位置、相対位相）を保持した状態で一体回転する。つまり、ロータ４は、両ロータ１０，２０の相対位相（相対回転位相）が調整された状態で一体回転する。

以上、好適な実施形態を示して説明したように、永久磁石を備えたロータとコイルを備えたステータとを有する回転電機と、このロータから供給される界磁束を変化させる界磁調整機構と、コイルに接続されたインバータとを備えた駆動装置を制御する駆動装置の制御装置の規模を増大させることなく、誘起電圧をインバータの耐圧の限度内に収めることができる技術を提供することができる。

〔その他の実施形態〕
（１）上記実施形態においては、１つの好適な態様として、図１に示したように、閉状態の時に電源入力部９と主電源７０とを接続し、開状態の時に遮断するメインスイッチ７１とは別にメインスイッチ７１を迂回して設けられ、メインスイッチ７１の開閉状態に拘わらず、閉状態の時に電源入力部９と主電源７０とを接続可能なサブスイッチ７２を備える例を示した。しかし、この態様に限定されることなく、図９に示すような態様の電源回路が構成されていてもよい。図９においては、図１における主電源７０を７０Ａ（高圧電源７０Ａ）で示し、メインスイッチ７１を７１Ａで示し、サブスイッチ７２を７２Ａで示す。また、この態様では、コンバータ７７を介して降圧された電力を保持する低圧電源７０Ｂも備えられる。高圧電源７０Ａとの接続をオン・オフするメインスイッチ７１Ａは、高耐圧・高容量のリレーなどが用いられ、そのようなリレーは比較的高価な部品である。従って、図１の例のように、メインスイッチ７１と同等の機能を有するリレーをサブスイッチ７２として設置すると生産コストが増加する可能性がある。これに対して、図９に示すサブスイッチ７２Ａは、降圧後の低圧電源７０Ｂとの接続をオン・オフするので、低耐圧・低容量のリレーでも対応が可能である。尚、本発明の主電源７０は、回路に対して電力を供給する元となる電源を指すので、図９における高圧電源７０Ａ及び低圧電源７０Ｂは、共に本発明の主電源に相当する。

はじめに、イグニッションキーや始動ボタンなどによって制御装置３０が起動される。この時、例えば、不図示のスイッチが投入されて低圧電源７０Ｂから制御装置に電力が供給されてもよいし、不図示の別の経路から制御装置３０に電力が供給されてもよい。当然ながら、サブスイッチ７２Ａが投入されて低圧電源７０Ｂから制御装置３０に電力が供給されてもよい。次に、高圧電源７０Ａを含む高圧電源系統の漏電の有無など、安全チェックが実施され、問題が無ければ、制御装置３０によりメインスイッチ７１Ａが投入される。

制御装置３０は、上述したように、誘起電圧がインバータ耐圧Ｖ_ｍａｘを越えると判定した際に、サブスイッチ７２Ａが開状態であれば、閉状態に制御する。そして、制御装置３０は、インバータ７を弱め界磁制御によりスイッチング制御する。このような状態でドライバーがメインスイッチ７１Ａを遮断する操作をし、遮断条件が整っても制御装置３０は、メインスイッチ７１Ａ及びサブスイッチ７２Ａを閉状態に維持する。これにより、弱め界磁制御が継続される。誘起電圧がインバータ耐圧Ｖ_ｍａｘ未満となると、メインスイッチ７１Ａを開状態として高圧電源７０Ａを開放する。その後、サブスイッチ７２Ａを開状態として、遮断条件に従ったシャットダウンが実施される。図９に示したように、高圧電源７０Ａとの接続をオン・オフするメインスイッチ７１Ａと、低圧電源７０Ｂとの接続をオン・オフするサブスイッチ７２Ａとを有している場合であっても、遮断条件が成立した際に過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも過電圧状態が解消されるまで、遮断条件に拘わらず主電源７０Ａ，７０Ｂとの接続を維持すると共に、界磁束を弱める弱め界磁電流をコイル３ｂに供給する弱め界磁制御により回転電機２を制御し、過電圧状態が解消された後に遮断条件に従って主電源７０Ａ，７０Ｂを遮断することが可能である。

（２）上記実施形態においては、界磁指令決定部３２が、システム損失Ｐ_ＬＯＳが規定されたマップ３２ｍを参照して、少なくとも目標トルクＴ^＊と回転速度ωとに基づいて、システム損失Ｐ_ＬＯＳが最小となる界磁束を初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊として設定し、この初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊に対して界磁制限値Ｂ_ｌｍｔを上限とする制限を加えて界磁指令値Ｂ^＊を決定する例を説明した。しかし、マップ３２ｍはシステム損失Ｐ_ＬＯＳが規定されたマップに限らず、回転速度ωや目標トルクＴ^＊を引数として、直接、初期界磁指令値Ｂ_０ ^＊や界磁指令値Ｂ^＊が規定されたマップとして構成されてもよい。例えば、図５に示したトルクマップは、マップ３２ｍを構成するマップの好適な一例である。

（３）上記実施形態においては、ロータが２つのロータによって構成され、それらの周方向の相対位置を変更することによって界磁束を変更する構成を例示した。しかし、この構成に限定されることなく、ロータの少なくとも一部が回転軸方向へ変位することによって、ステータへ到達する磁束を変更するように構成されていてもよい。

（４）上記実施形態においては、ロータとステータとが径方向に重複して設置される構成を例示した。しかし、この構成に限定されることなく、ロータとステータとが軸方向に重複して設置されるアキシャル型の回転電機であってもよい。また、上記実施形態では、インナロータ型の回転電機を例として説明したが、当然ながらアウタロータ型の回転電機に適用することもできる。

（５）可変磁束型の回転電機の構成は、上述した各実施形態に限定されるものではない。インナーロータ型又はアウタロータ型の回転電機であって、２つに分割構成されたロータが軸方向に隣接配置され、当該２つのロータの周方向の相対位置が可変となる構成であってもよい。このような構成によって、それぞれのロータが備える永久磁石及びフラックスバリアの一方又は双方が互いに影響し合ってステータに到達する界磁束を変化させることができる。

（６）上記実施形態においては、可変磁束型の回転電機の例として、周方向の相対位置を調整可能な外ロータ及び内ロータの内の内ロータに永久磁石が備えられ、外ロータにフラックスバリアが形成される例とを示した。しかし、これに限定されることなく、外ロータに永久磁石が備えられ、内ロータにフラックスバリアが形成されてもよい。また、外ロータ及び内ロータの双方に永久磁石が備えられてもよい。さらに、それぞれのロータに、永久磁石を備えると共にフラックスバリアが形成されていてもよい。軸方向にロータが分割形成される場合も同様であり、分割形成された複数のロータにおいて永久磁石及びフラックスバリアはそれぞれのロータに備えられてもよいし、何れかのロータに備えられてもよい。

本発明は、永久磁石による界磁束を調整可能な可変磁束型の回転電機や駆動装置並びにそれらを制御する制御装置に利用することができる。

１：駆動装置
２：回転電機
４：ロータ
３：ステータ
３ｂ：コイル
６：ロータ軸（出力部材）
７：インバータ
９，０１，９３：電源入力部
１０：第２ロータ
１１：第２ロータコア（ロータコア）
２０：第１ロータ
２１：第１ロータコア（ロータコア）
３０：制御装置
３５：回転電機制御部
３９：界磁量導出部
４１：電源制御部
４２：遮断条件判定部
４４：誘起電圧演算部
４５：過電圧判定部
４９：異常判定部
５０：界磁調整機構、相対位置調整機構
５１：第１差動歯車機構
５１ａ：第１サンギヤ（第１ロータ連結要素）
５１ｂ：第１キャリヤ（第１出力連結要素）
５１ｃ：第１リングギヤ５１ｃ（第１固定要素）、変位固定要素
５２：第２差動歯車機構
５２ａ：第２サンギヤ（第２ロータ連結要素）
５２ｂ：第２キャリヤ（第２出力連結要素）
５２ｃ：第２リングギヤ５１ｃ（第２固定要素）、非変位固定要素
５６：駆動源
６０：動力伝達機構
７０：主電源
７０Ａ：高圧電源（主電源）
７０Ｂ：低圧電源（主電源）
７１，７１Ａ：メインスイッチ
７２，７２Ａ：サブスイッチ
８１：ケースの側壁部（非回転部材）
ｉｄ^＊，ｉｑ^＊：電流指令
Ｂ：推定界磁量
Ｂ^＊：界磁指令値
Ｂ_ｌｍｔ：界磁制限値
Ｔ^＊：目標トルク
Ｖ_ｍａｘ：インバータの耐圧
ω：ロータの回転速度

Claims (7)

1. 永久磁石を備えたロータとコイルを備えたステータとを有する回転電機と、前記ロータから供給される界磁束を変化させる界磁調整機構と、前記コイルに接続されたインバータと、を備えた駆動装置を制御する駆動装置の制御装置であって、
   直流の主電源に接続される電源入力部と、
   前記電源入力部と前記主電源との接続及び遮断を制御する電源制御部と、
   前記インバータを介して前記回転電機を制御する回転電機制御部と、
   前記主電源の遮断条件が成立したか否かを判定する遮断条件判定部と、
   前記ロータから前記ステータに供給される前記界磁束の推定値である推定界磁量を求める界磁量導出部と、
   前記ロータの回転速度と前記推定界磁量とに基づいて、前記コイルに誘起される誘起電圧を演算する誘起電圧演算部と、
   前記誘起電圧が前記インバータの耐圧を越える過電圧状態であるか否かを判定する過電圧判定部と、を備え、
   前記遮断条件が成立した際に前記過電圧状態であると判定されている場合は、少なくとも前記過電圧状態が解消されるまで、前記遮断条件に拘わらず前記主電源との接続を維持すると共に、前記界磁束を弱める弱め界磁電流を前記コイルに供給する弱め界磁制御により前記回転電機を制御し、前記過電圧状態が解消された後に前記遮断条件に従って前記主電源を遮断する駆動装置の制御装置。
2. 前記誘起電圧が前記インバータの耐圧を越えない範囲内で前記ロータの回転速度に応じて設定された界磁制限値を上限として、少なくとも前記回転速度に基づいて前記界磁調整機構により調整される前記界磁束の目標となる界磁指令値を決定して前記界磁調整機構を制御する調整機構制御部と、
   前記調整機構制御部及び前記界磁調整機構の少なくとも一方の異常を判定する異常判定部と、を備え、
   前記電源制御部は、前記過電圧状態と判定され、且つ前記異常判定部により異常と判定されている場合には、前記遮断条件に拘わらず前記主電源との接続を維持する請求項１に記載の駆動装置の制御装置。
3. 前記回転電機制御部は、少なくとも前記推定界磁量と前記回転電機の目標トルクと前記回転速度とに基づいて、前記コイルに供給する駆動電流の目標値である電流指令を決定して、前記回転電機を制御する請求項１又は２に記載の駆動装置の制御装置。
4. 前記界磁調整機構は、前記ロータの少なくとも一部を当該ロータの周方向又は回転軸方向へ変位させて前記界磁束を調整するものであり、当該変位のための駆動力を供給する駆動源と、前記駆動源から前記ロータへ前記駆動力を伝達する動力伝達機構と、を備える請求項１から３の何れか一項に記載の駆動装置の制御装置。
5. 前記ロータは、それぞれロータコアを有して相対位置を調整可能な第１ロータ及び第２ロータを備えると共に、両ロータの内の少なくとも一方の前記ロータコアに前記永久磁石を備えて構成され、
   前記界磁調整機構は、前記相対位置を周方向に変位させて前記界磁束を調整する相対位置調整機構である請求項４に記載の駆動装置の制御装置。
6. 前記第１ロータ及び前記第２ロータは、共に同一の出力部材に駆動連結され、
   前記相対位置調整機構は、前記動力伝達機構として、３つの回転要素を備えた第１差動歯車機構と、３つの回転要素を備えた第２差動歯車機構と、を備え、
   前記第１差動歯車機構は、３つの回転要素として、前記第１ロータに駆動連結される第１ロータ連結要素と、前記出力部材に駆動連結される第１出力連結要素と、第１固定要素と、を備え、
   前記第２差動歯車機構は、３つの回転要素として、前記第２ロータに駆動連結される第２ロータ連結要素と、前記出力部材に駆動連結される第２出力連結要素と、第２固定要素と、を備え、
   前記第１固定要素及び前記第２固定要素の内のいずれか一方が、前記駆動源に連動する変位固定要素とされ、他方が非回転部材に固定される非変位固定要素とされ、
   前記変位固定要素が固定された状態での前記第１ロータ連結要素の回転速度と前記第２ロータ連結要素の回転速度とが互いに等しくなるように、前記第１差動歯車機構のギヤ比と前記第２差動歯車機構のギヤ比とが設定されている請求項５に記載の駆動装置の制御装置。
7. 閉状態の時に前記電源入力部と前記主電源とを接続し、開状態の時に遮断するメインスイッチとは別に当該メインスイッチを迂回して設けられ、当該メインスイッチの開閉状態に拘わらず、閉状態の時に前記電源入力部と前記主電源とを接続可能なサブスイッチを備え、前記電源制御部は、前記過電圧状態と判定されている時には、前記遮断条件に拘わらず前記サブスイッチを閉状態に制御する請求項１から６の何れか一項に記載の駆動装置の制御装置。

Images