JP4805129B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

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１参照）。
特開昭５５−１５３３００号公報

ところで、上記従来技術の一例に係るモータにおいて、例えば油圧等のサーボ圧により各永久磁極片の位相位置を変更する際には、各永久磁極片の配置状態やモータの回転状態等に応じて、この位相位置が適宜の値に到達した時点でサーボ圧の印加が不要となる場合がある。しかしながら、この位相位置の情報を直接的に検出する適宜のセンサ（例えば、レゾルバ等）を省略して装置構成を簡略化した場合には、サーボ圧の印加の要否を適切に判定することが困難となり、装置での消費エネルギーを低減することができない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、作動流体の流体圧によってモータの誘起電圧定数を変更する際のエネルギー効率を向上させ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、請求項１に記載の発明のモータ制御装置は、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、実施の形態での電磁ソレノイド３７ｂ）と、前記流体圧を検出する圧力検出手段（例えば、実施の形態での圧力センサ８４）と、前記圧力検出手段の検出結果に応じて前記流体圧のサージを検知し、該サージの検知結果に基づき前記相対位相が所定の可変閾位相に到達したか否かを判定する判定手段（例えば、実施の形態での可変閾位相判定部６１）とを備えることを特徴としている。

さらに、前記可変閾位相は、電気角で１８０°よりも所定角だけ大きい角度であることを特徴としている。

さらに、前記相対位相の変更に応じて誘起電圧定数を徐々に変更し、前記判定手段の判定結果において前記相対位相が前記可変閾位相に到達したと判定された場合に、前記誘起電圧定数を所定値に設定する誘起電圧定数変更手段（例えば、実施の形態での誘起電圧定数算出部６２）を備えることを特徴としている。

さらに、請求項２に記載の発明のモータ制御装置では、前記誘起電圧定数変更手段は、前記流体圧が所定圧以上に到達した時点以降に前記誘起電圧定数の変更を開始することを特徴としている。

さらに、請求項３に記載の発明のモータ制御装置では、前記位相変更手段は、一方の前記ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子６）に一体に設けられたハウジング（例えば、実施の形態における環状ハウジング１５）と、他方の前記ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子５）に一体に設けられるとともに前記ハウジングとで圧力室（例えば、実施の形態における進角側作動室２４、遅角側作動室２５）を形成し、前記圧力室へ導入される前記作動流体の流体圧で前記ハウジングに対する相対的な位相を変更するベーンロータ（例えば、実施の形態におけるベーンロータ１４）とを備え、他方の前記ロータの駆動力を出力軸（例えば、実施の形態における回転軸４）に伝達する端板（例えば、実施の形態におけるドライブプレート１６）が他方の前記ロータおよび前記ベーンロータの軸線方向両端側に固定されることで包囲されるこれら他方の前記ロータ、ベーンロータおよび両端板の間の空間（例えば、実施の形態における導入空間２３）に、一体の一方の前記ロータおよび前記ハウジングが周方向に回動可能に配置されていることを特徴としている。

さらに、請求項４に記載の発明のモータ制御装置では、前記ベーンロータに形成された羽根部（例えば、実施の形態における羽根部１８）が前記ハウジングに形成された凹部（例えば実施形態における凹部１９）に収容されており、これら羽根部と凹部とで前記圧力室が形成されていることを特徴としている。

さらに、請求項５に記載の発明のモータ制御装置では、他方の前記ロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれ前記ベーンロータの羽根部と一体に固定されていることを特徴としている。

さらに、請求項６に記載の発明のモータ制御装置では、他方の前記ロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれ前記出力軸と一体に固定されていることを特徴としている。

請求項１に記載の本発明のモータ制御装置によれば、流体圧を制御するアクチュエータにおいて、シリンダーやベーン等の可動部がストロークエンドに到達すると、流体圧が急激に増大するサージが発生することから、このサージの発生を検知することによってアクチュエータの可動部がストロークエンドに到達したことを検知することができる。これにより、複数のロータの相対位相が所定の可変閾位相に到達した際にアクチュエータの可動部がストロークエンドに到達するように設定することで、圧力検出手段による流体圧の検出結果に基づき、相対位相が所定の可変閾位相に到達したか否かを判定することができる。

さらに、相対位相の可変閾位相を電気角で１８０°よりも所定角だけ大きい角度とし、電気角で１８０°の相対位相を境に、複数のロータの相対トルクの正負が反転するように設定することにより、相対位相が可変閾位相に到達した時点以降においては、負の相対トルクによって相対位相を維持することができ、アクチュエータによる流体圧の印加が不要となり、アクチュエータの消費エネルギーを低減することができる。

また、適宜のタイミングでの相対位相を直接的に検出する必要無しに、アクチュエータによる流体圧の印加の要否を精度良く判定することができる。
さらに、請求項２に記載の発明のモータ制御装置によれば、流体圧が所定圧以上に到達した時点以降に誘起電圧定数の変更を開始することにより、誘起電圧定数の変更つまり相対位相の変更に要する所望の流体圧が不足してしまうことを防止することができる。

さらに、請求項３に記載の発明のモータ制御装置によれば、位相変更手段は、複数のロータの何れか一方のロータに一体に設けられたハウジングと、複数のロータの何れか他方のロータに一体に設けられるとともにハウジングとで圧力室を形成しこの圧力室へ導入される作動流体圧でハウジングに対する相対的な位相を変更するベーンロータとを有する、簡素なベーンアクチュエータを用いるため、モータが複雑化することを確実に抑制しつつ、容易かつ適切に、しかも所望のタイミングで誘起電圧定数を可変とすることができる。

加えて、他方のロータの駆動力を出力軸に伝達する端板が他方のロータおよびベーンロータの軸線方向両端側に固定されることで包囲されるこれら他方のロータ、ベーンロータおよび両端板の間の空間に、一体の一方のロータおよびハウジングが周方向に回動可能に配置されているため、作動流体の圧力を、一方のロータの内側に一体に設けられたハウジングとベーンロータとの間の相対的な位相、つまり一方のロータと他方のロータとの間の相対的な位相の変更のために主として用いることができる。したがって、作動流体で発生させる必要がある圧力を低く抑えることができる。

さらに、請求項４に記載の発明のモータ制御装置によれば、ベーンロータの羽根部とハウジングの凹部とで画成された圧力室に作動流体圧を導入すると、圧力室が拡大する方向にハウジングとベーンロータとの間の相対的な位相を変更することになり、その結果、ハウジングの外側に一体に設けられた一方のロータと、ベーンロータに一体に設けられた他方のロータとの間の相対的な位相を変更することになる。

さらに、請求項５に記載の発明のモータ制御装置によれば、他方のロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれベーンロータの羽根部と一体に固定されているため、羽根部と端板との隙間を作動流体が通過してしまうのを抑えることができるとともに、羽根部の変形およびこの変形に起因した羽根部の先端側の変位を抑制することができる。

さらに、請求項６に記載の発明のモータ制御装置によれば、他方のロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれ出力軸と一体に固定されているため、出力軸に対して、他方のロータ、ベーンロータおよび両端板が両持ちで支持されることになる。したがって、他方のロータ、ベーンロータおよび両端板を良好に支持することができる。

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、制御装置１００ａ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、油温センサ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、可変閾位相判定部６１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）を検出する回転センサ８３から出力される検出信号と、位相変更手段１２の進角側作動室２４と遅角側作動室２５での作動液の圧力または進角側作動室２４と遅角側作動室２５に連通する通路（例えば、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７あるいはライン通路３３等）での作動液の圧力を検出する圧力センサ８４から出力される検出信号（圧力検出値Ｐ）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。

可変閾位相判定部６１は、圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐに基づき、電磁ソレノイド３７ｂにより進退操作される制御スプール３７ａがストロークエンドに到達した際、つまり回動機構１１において羽根部１８が突出部２１に当接した際に発生する相対的に急激かつ一時的な圧力上昇によるサージを検知したか否かを判定することによって、内周側回転子６と外周側回転子５との相対位相θが可変閾位相（つまり、弱め界磁の状態に対応する進角側の可変閾位相、または、強め界磁の状態に対応する遅角側の可変閾位相）に到達したか否かを判定する。そして、この判定結果に応じて、相対位相θが可変閾位相に到達したことを示す位相フラグのフラグ値に「１」または「０」を設定して、この位相フラグを位相情報として誘起電圧定数算出部６２に出力すると共に、作動液の圧力（油圧）または流量に対する制御指令を位相制御部６５に出力する。

例えば可変閾位相判定部６１は、外部の制御装置等から入力される進角側指令または遅角側指令に応じて、油圧制御装置１３のオイルポンプ３２の作動開始または作動停止を指示する制御指令を位相制御部６５に出力すると共に、圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐに基づき、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の吐出圧であるＥＯＰ圧力（ＰＥＯＰ）が所定圧力Ａ以上であるか否かを判定し、この判定結果に応じて、電磁ソレノイド３７ｂの進退操作に対する進角側指令（電磁ソレノイド進角側指令）または遅角側指令（電磁ソレノイド遅角側指令）を位相制御部６５に出力する。

ここで、内周側回転子６と外周側回転子５との相対位相θは、例えば図８に示すように、強め界磁の状態に対応する遅角側の可変閾位相である電気角の０°から、弱め界磁の状態に対応する進角側の可変閾位相であって電気角の１８０°よりも所定角だけ大きい角度（例えば、電気角の２１０°）まで可変とされている。そして、相対位相θに応じた相対トルクの変化は、相対位相θが電気角の０°以上かつ電気角の１８０°未満である場合に相対トルクがゼロよりも大きく、相対位相θが電気角の１８０°である場合に相対トルクがゼロとなり、相対位相θが電気角の１８０°よりも大きくかつ電気角の２１０°以下である場合に相対トルクがゼロよりも小さくなるように設定されている。
これにより、相対位相θが遅角側の可変閾位相（電気角の０°）に到達した状態では、作動液の圧力を必要とせずに、正の相対トルクによって、この相対位相θが維持され、一方、相対位相θが進角側の可変閾位相（電気角の２１０°）に到達した状態では、作動液の圧力を必要とせずに、負の相対トルクによって、この相対位相θが維持されるようになっている。

誘起電圧定数算出部６２は、可変閾位相判定部６１から出力される位相情報に基づき、内周側回転子６と外周側回転子５との相対位相θに応じた誘起電圧定数Ｋｅを算出する。例えば誘起電圧定数算出部６２は、取得した位相情報において、相対位相θが可変閾位相に到達したことを示す位相フラグのフラグ値に「１」が設定されている場合には、誘起電圧定数Ｋｅとして、所定の可変閾位相（進角側）時Ｋｅまたは可変閾位相（遅角側）時Ｋｅを設定する。一方、位相フラグのフラグ値に「０」が設定され、相対位相θが変更されている場合には、例えば予め設定された所定の変更速度に応じて、誘起電圧定数Ｋｅを、所定の可変閾位相（進角側）時Ｋｅまたは可変閾位相（遅角側）時Ｋｅから変更するための見込み係数を設定し、この見込み係数に応じて、例えば所定の変更速度に比例あるいは反比例するようにして、誘起電圧定数Ｋｅを変化させる。

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θ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、可変閾位相判定部６１から入力される制御指令に応じて、油圧制御装置１３のオイルポンプ３２の作動開始または作動停止を指示する制御指令と、電磁ソレノイド３７ｂの進退操作に対する進角側指令（電磁ソレノイド進角側指令）または遅角側指令（電磁ソレノイド遅角側指令）とを出力する。

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、可変閾位相判定の処理について説明する。

以下に、モータ１を弱め界磁の状態に移行させる際の可変閾位相判定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Ｓ０１においては、進角側（弱め側移行）指令が発生してい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Ｓ０２に進む。
そして、ステップＳ０２においては、例えば図１０に示す時刻ｔ０のように、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の作動を開始する。これに伴い、誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃは、所定の可変閾位相（進角側）時Ｋｅに設定される。

そして、ステップＳ０３においては、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の吐出圧であるＥＯＰ圧力（ＰＥＯＰ）が所定圧力Ａ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ０３の処理を繰り返す。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり図１０に示す時刻ｔ１のようにＥＯＰ圧力ＰＥＯＰが所定圧力Ａに到達した場合には、ステップＳ０４に進む。

そして、ステップＳ０４においては、相対位相θに対する変更要求つまり進角側（弱め側移行）指令に対して予め設定された所定の変更速度と、誘起電圧定数Ｋｅを所定の可変閾位相（遅角側）時Ｋｅから変更するための見込み係数との所定の対応関係を示すマップに対するマップ検索等により、見込み係数を設定し、この見込み係数に応じて、例えば図１０に示す時刻ｔ１から時刻ｔ３の期間のように、徐々に減少傾向に変化する誘起電圧定数Ｋｅを設定する。

そして、ステップＳ０５においては、電磁ソレノイド３７ｂに対する進角側指令（電磁ソレノイド進角側指令）を出力し、回動機構１１の進角側作動室２４内に作動液を供給させ、例えば図１０に示す時刻ｔ１以降での圧力検出値Ｐのように、進角側作動室２４内に作動液による圧力（進角側圧力Ｐ＿ＡＤＶ）を発生させる。これにより、例えば図１０に示すように、相対位相θは、強め界磁の状態に対応する遅角側の可変閾位相である電気角の０°から、弱め界磁の状態に対応する進角側の可変閾位相であって電気角の１８０°よりも所定角だけ大きい角度（例えば、電気角の２１０°）に向かい変化する。

そして、ステップＳ０６においては、圧力検出値Ｐから移行時圧力Ｐ０を減算して得た値（Ｐ−Ｐ０）を、圧力差分ΔＰとして設定する。なお、移行時圧力Ｐ０は、例えば図１０に示す時刻ｔ１以降での圧力検出値Ｐのように、電磁ソレノイド進角側指令の出力に伴い、進角側圧力Ｐ＿ＡＤＶが一時的に増大した後に、相対的に長い期間に亘って継続的に維持される圧力値とされている。

そして、ステップＳ０７においては、圧力差分ΔＰが所定の差分閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。
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、例えば図１０に示す時刻ｔ３のように、相対位相θが時刻ｔ２での電気角の１８０°よりも大きい進角側の可変閾位相（電気角の２１０°）に到達し、羽根部１８が突出部２１に当接することで、相対的に急激かつ一時的な圧力上昇によるサージが発生したと判断し、ステップＳ０８に進む。
そして、ステップＳ０８においては、誘起電圧定数Ｋｅとして、所定の可変閾位相（進角側）時Ｋｅを設定する。

そして、ステップＳ０９においては、例えば図１０に示す時刻ｔ３以降のように、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の作動を停止し、一連の処理を終了する。
これにより、例えば図１０に示す時刻ｔ３以降においては、ＥＯＰ圧力ＰＥＯＰがゼロに向かい徐々に低下する。
なお、例えば図１０に示す時刻ｔ３以前のように相対位相θの変更時に圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐは、回動機構１１の進角側作動室２４に印加される圧力よりも低い値を示し、サージが発生した時刻ｔ３以降において、例えば時刻ｔ４のように圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐと、回動機構１１の進角側作動室２４に印加される圧力Ｃとが一致するようになっている。

以下に、モータ１を強め界磁の状態に移行させる際の可変閾位相判定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Ｓ１１においては、遅角側（強め側移行）指令が発生してい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。
そして、ステップＳ１２においては、例えば図１０に示す時刻ｔ５のように、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の作動を開始する。これに伴い、誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃは、所定の可変閾位相（遅角側）時Ｋｅに設定される。

そして、ステップＳ１３においては、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の吐出圧であるＥＯＰ圧力（ＰＥＯＰ）が所定圧力Ａ以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１３の処理を繰り返す。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり図１０に示す時刻ｔ６のようにＥＯＰ圧力ＰＥＯＰが所定圧力Ａに到達した場合には、ステップＳ１４に進む。

そして、ステップＳ１４においては、相対位相θに対する変更要求つまり遅角側（強め側移行）指令に対して予め設定された所定の変更速度と、誘起電圧定数Ｋｅを所定の可変閾位相（進角側）時Ｋｅから変更するための見込み係数との所定の対応関係を示すマップに対するマップ検索等により、見込み係数を設定し、この見込み係数に応じて、例えば図１０に示す時刻ｔ６から時刻ｔ８の期間のように、徐々に増大傾向に変化する誘起電圧定数Ｋｅを設定する。

そして、ステップＳ１５においては、電磁ソレノイド３７ｂに対する遅角側指令（電磁ソレノイド遅角側指令）を出力し、回動機構１１の遅角側作動室２５内に作動液を供給させ、例えば図１０に示す時刻ｔ６以降での圧力検出値Ｐのように、遅角側作動室２５内に作動液による圧力（遅角側圧力Ｐ＿ＲＴＤ）を発生させる。これにより、例えば図１０に示すように、相対位相θは、弱め界磁の状態に対応する進角側の可変閾位相であって電気角の１８０°よりも所定角だけ大きい角度（例えば、電気角の２１０°）から、強め界磁の状態に対応する遅角側の可変閾位相である電気角の０°に向かい変化する。

そして、ステップＳ１６においては、圧力検出値Ｐから移行時圧力Ｐ０を減算して得た値（Ｐ−Ｐ０）を、圧力差分ΔＰとして設定する。なお、移行時圧力Ｐ０は、例えば図１０に示す時刻ｔ６以降での圧力検出値Ｐのように、電磁ソレノイド遅角側指令の出力に伴い、遅角側圧力Ｐ＿ＲＴＤが一時的に増大した後に、相対的に長い期間に亘って継続的に維持される圧力値とされている。

そして、ステップＳ１７においては、圧力差分ΔＰが所定の差分閾値Ｂよりも大きいか否かを判定する。
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、例えば図１０に示す時刻ｔ８のように相対位相θが遅角側の可変閾位相に到達し、羽根部１８が突出部２１に当接することで、相対的に急激かつ一時的な圧力上昇によるサージが発生したと判断し、ステップＳ１８に進む。
そして、ステップＳ１８においては、誘起電圧定数Ｋｅとして、所定の可変閾位相（遅角側）時Ｋｅを設定する。

そして、ステップＳ１９においては、例えば図１０に示す時刻ｔ８のように、オイルポンプ（ＥＯＰ）３２の作動を停止し、一連の処理を終了する。
これにより、例えば図１０に示す時刻ｔ８以降においては、ＥＯＰ圧力ＰＥＯＰがゼロに向かい徐々に低下する。
なお、例えば図１０に示す時刻ｔ８以前のように相対位相θの変更時に圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐは、回動機構１１の遅角側作動室２５に印加される圧力よりも低い値を示し、サージが発生した時刻ｔ８以降において、圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐと、回動機構１１の遅角側作動室２５に印加される圧力Ｃとが一致するようになっている。

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、圧力センサ８４から出力される圧力検出値Ｐに基づき、回動機構１１において羽根部１８が進角側または遅角側の何れの突出部２１に当接したかを判定することができ、この判定結果に応じてオイルポンプ３２の作動停止を制御することから、外周側回転子５と内周側回転子６との相対位相θを直接的に検出する適宜のセンサ（例えば、レゾルバ等）を省略して装置構成を簡略化しつつ、不要なエネルギーの消費を防止して、作動液の圧力によってモータ１の誘起電圧定数Ｋｅを変更する際のエネルギー効率を向上させることができる。

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位相θに応じた相対トルクの変化を示すグラフ図である。 本発明の実施の形態に係るモータ制御装置の動作、特に、モータを弱め界磁の状態に移行させる際の可変閾位相判定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フラグと圧力検出値ＰとＥＯＰ圧力と誘起電圧定数Ｋｅとの時間変化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モータ制御装置の動作、特に、モータを強め界磁の状態に移行させる際の可変閾位相判定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（他方のロータ）
６ 内周側回転子（一方のロータ）
１２ 位相変更手段
１４ ベーンロータ
１５ 環状ハウジング（ハウジング）
１６ ドライブプレート（端板）
１８ 羽根部
１９ 凹部
２３ 導入空間（空間）
２４ 進角側作動室（圧力室）
２５ 遅角側作動室（圧力室）
３７ｂ 電磁ソレノイド（アクチュエータ）
６１ 可変閾位相判定部（判定部）
６２ 誘起電圧定数算出部（誘起電圧定数変更手段）

Claims (6)

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と、前記流体圧を検出する圧力検出手段と、前記圧力検出手段の検出結果に応じて前記流体圧のサージを検知し、該サージの検知結果に基づき前記相対位相が所定の可変閾位相に到達したか否かを判定する判定手段とを備え、
   前記可変閾位相は、電気角で１８０°よりも所定角だけ大きい角度であり、
   前記相対位相の変更に応じて誘起電圧定数を徐々に変更し、前記判定手段の判定結果において前記相対位相が前記可変閾位相に到達したと判定された場合に、前記誘起電圧定数を所定値に設定する誘起電圧定数変更手段を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記誘起電圧定数変更手段は、前記流体圧が所定圧以上に到達した時点以降に前記誘起電圧定数の変更を開始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. 前記位相変更手段は、一方の前記ロータに一体に設けられたハウジングと、他方の前記ロータに一体に設けられるとともに前記ハウジングとで圧力室を形成し、前記圧力室へ導入される前記作動流体の流体圧で前記ハウジングに対する相対的な位相を変更するベーンロータとを備え、
   他方の前記ロータの駆動力を出力軸に伝達する端板が他方の前記ロータおよび前記ベーンロータの軸線方向両端側に固定されることで包囲されるこれら他方の前記ロータ、ベーンロータおよび両端板の間の空間に、一体の一方の前記ロータおよび前記ハウジングが周方向に回動可能に配置されてい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。
4. 前記ベーンロータに形成された羽根部が前記ハウジングに形成された凹部に収容されており、これら羽根部と凹部とで前記圧力室が形成されていることを特徴とする請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 他方の前記ロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれ前記ベーンロータの羽根部と一体に固定されていることを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 他方の前記ロータの軸線方向両端側に固定された端板が、それぞれ前記出力軸と一体に固定されていることを特徴とする請求項３から請求項５の何れかひとつに記載のモータ制御装置。

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