(57)【要約】【課題】モータを回転する際、共振による騒音抑制と目標モータトルク値の達成の両立を図ること。【解決手段】モータ・ジェネレータ１のスキュー制御装置Ａは、ロータコア３と、マグネット３ａと、を備えている。ロータコア３は、モータ軸２に取り付けられている。マグネット３ａは、ロータコア３の周方向Ａ１に取り付けられ、スキューが与えられている。ロータコア３は、モータ軸２のモータ軸方向ＣＬにマグネット３ａと共に二つに分割されている。スキュー制御装置Ａは、分割された一つの第２分割ロータコア３２を回転させるアクチュエータ５と、アクチュエータ５を制御するコントローラ９と、を有している。コントローラ９は、モータ・ジェネレータ１の目標モータトルク値とモータ・ジェネレータ１の共振による騒音値に応じて、アクチュエータ５により第２分割ロータコア３２を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する。【選択図】図１
2020092524.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ軸に取り付けられたロータコアと、
前記ロータコアの周方向に取り付けられ、スキューが与えられたマグネットと、を備えたモータのスキュー制御装置において、
前記ロータコアは、前記モータ軸のモータ軸方向に前記マグネットと共に分割され、
分割された少なくとも一つの分割ロータコアを回転させるアクチュエータと、前記アクチュエータを制御するコントローラと、を有し、
前記コントローラは、前記モータの目標モータトルク値と前記モータの共振による騒音値に応じて、前記アクチュエータにより少なくとも一つの前記分割ロータコアを回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記マグネットのスキュー角と前記目標モータトルク値に基づき、前記騒音値を推定し、
前記コントローラは、前記騒音値が騒音閾値以上のとき、前記分割ロータコアの相対角度を大きく設定する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記コントローラは、
前記騒音値が騒音閾値以上のとき、前記目標モータトルク値と前記モータの実モータトルク値の大小に関わらず、前記騒音値に応じて前記分割ロータコアの相対角度を変更し、
前記騒音値が前記騒音閾値未満のとき、前記実モータトルク値と前記目標モータトルク値の大小関係を比較する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記コントローラは、
前記騒音値が前記騒音閾値以上で、前記騒音値の周波数が人の可聴領域であるとき、前記騒音値に応じて前記相対角度を変更し、
前記騒音値が前記騒音閾値以上で、前記騒音値の周波数が前記可聴領域でないとき、前記実モータトルク値と前記目標モータトルク値の大小関係を比較する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記コントローラは、前記騒音値の周波数が前記可聴領域でなく、前記実モータトルク値が前記目標モータトルク値以上のとき、前記騒音値に応じて前記相対角度を変更する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項６】
請求項３から５までの何れか一項に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記コントローラは、前記実モータトルク値が前記目標モータトルク値未満のとき、
前記相対角度が前記ステップスキュー状態であると、前記相対角度を前記リニアスキュー状態に戻し、
前記相対角度が前記リニアスキュー状態であると、前記相対角度を変更せずに前記リニアスキュー状態を維持する
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【請求項７】
請求項１から６までの何れか一項に記載されたモータのスキュー制御装置において、
前記ロータコアは、前記モータ軸方向に前記マグネットと共に、第１分割ロータコアと第２分割ロータコアの二つに分割され、
前記第１分割ロータコアが固定され、前記第２分割ロータコアが前記アクチュエータにより可動される
ことを特徴とするモータのスキュー制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本開示は、モータのスキュー制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来の永久磁石モータの着磁構造では、回転子表面又は固定子表面に、永久磁石によって着磁したマグネットが、回転軸方向に対してスキューして設けられている。更に、そのマグネットは回転軸の円周方向と平行に分割され、この分割されたマグネット片から構成されている。また、マグネット片は、スキューした形状をなし、かつ、回転子表面又は固定子表面に回転軸と平行な線上に装着される態様、又は、マグネット片は、回転軸方向と平行な形状をなし、かつ、回転軸の円周方向に変位を与えて装着される態様が開示されている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】実開昭62-140876号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来の着磁構造では、ステップスキュー状態にてマグネット片が固定されているため、永久磁石の極数の次数が他の固有値と共振して騒音が大きくなるおそれがある、という問題がある。これは、リニアスキュー状態にてマグネット片が固定されている場合も同様である。更に、ステップスキュー状態では、リニアスキュー状態よりも、要求される目標モータトルク値を出力することができない、という問題がある。
【０００５】
本開示は、上記問題に着目してなされたもので、モータを回転する際、共振による騒音抑制と目標モータトルク値の達成の両立を図ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記目的を達成するため、本開示のモータのスキュー制御装置は、ロータコアと、マグネットと、を備えている。ロータコアは、モータ軸に取り付けられている。マグネットは、ロータコアの周方向に取り付けられ、スキューが与えられている。このモータのスキュー制御装置において、ロータコアは、モータ軸のモータ軸方向にマグネットと共に分割されている。スキュー制御装置は、分割された少なくとも一つの分割ロータコアを回転させるアクチュエータと、アクチュエータを制御するコントローラと、を有している。コントローラは、モータの目標モータトルク値とモータの共振による騒音値に応じて、アクチュエータにより少なくとも一つの分割ロータコアを回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する。
【発明の効果】
【０００７】
このように、モータを回転する際、共振による騒音抑制と目標モータトルク値の達成の両立を図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】実施例１におけるモータ・ジェネレータのスキュー制御装置を示す構成図である。
【図２】実施例１におけるマグネットのリニアスキュー状態を示す図である。
【図３】実施例１におけるマグネットのステップスキュー状態を示す図である。
【図４】実施例１のコントローラにて実行されるモータ・ジェネレータのスキュー制御処理の流れを示すフローチャートである。
【図５】実施例１におけるスキュー制御処理前のモータ・ジェネレータの騒音閾値と騒音値の一例を示す図である。
【図６】実施例１におけるスキュー制御処理後のモータ・ジェネレータの騒音閾値と騒音値の一例を示す図である。
【図７】実施例１におけるスキュー制御処理前のモータ・ジェネレータの目標モータトルク値と実モータトルク値の一例を示す図である。
【図８】実施例１におけるスキュー制御処理後のモータ・ジェネレータの目標モータトルク値と実モータトルク値の一例を示す図である。
【図９】実施例１のモータ・ジェネレータの第１変形例を示す全体構成図である。
【図１０】実施例１のモータ・ジェネレータの第２変形例を示す全体構成図である。
【図１１】実施例１のモータ・ジェネレータの第３変形例を示す全体構成図である。
【図１２】実施例１のモータ・ジェネレータの第４変形例を示す全体構成図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本開示のモータのスキュー制御装置を実現する最良の形態を、図面に示す実施例１に基づいて説明する。
【実施例１】
【００１０】
実施例１におけるモータのスキュー制御装置は、車両に搭載される車両駆動用のモータ・ジェネレータに適用されるものである。以下、実施例１の構成を、「モータ・ジェネレータのスキュー制御装置の構成」と「スキュー制御処理構成」に分けて説明する。
【００１１】
図１〜図３に基づいて、モータ・ジェネレータのスキュー制御装置の構成を説明する。まずモータ・ジェネレータ１について説明し、その後にスキュー制御装置について説明する。
【００１２】
モータ・ジェネレータ１は、図１に示すように、モータ軸２と、ロータコア３と、ステータ４と、を有している。モータ軸２には、ロータコア３とアクチュエータ５の一部が取り付けられている。
【００１３】
モータ軸２は、モータケースにベアリングを介して回転可能に支持されている。
【００１４】
ロータコア３の外周面の周方向には、マグネット３ａ（永久磁石）が取り付けられている。ロータコア３は、軸方向ＣＬにマグネット３ａと共に、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２の二つに分割されている。第１分割ロータコア３１は、モータ軸２に固定されている。第２分割ロータコア３２は、後述するアクチュエータ５を介してモータ軸２に取り付けられ、アクチュエータ５によりモータ・ジェネレータ１の周方向Ａ１に可動される。ここで、「軸方向ＣＬ」とは、ロータコア３のモータ軸方向のことである。
【００１５】
マグネット３ａは、ロータコア３の外周面すなわち第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２のそれぞれの外周面に取り付けられている。マグネット３ａには、着磁により軸方向ＣＬに直線で連続するスキューが与えられている。マグネット３ａにおけるスキュー角θｓは、軸方向ＣＬを中心とする角度である。
【００１６】
ステータ４は、その外周面がモータケースに固定され、内周面がロータコア３の外周面に対してエアギャップを介して配置されている。
【００１７】
次に、スキュー制御装置Ａは、図２のリニアスキュー状態と図３のステップスキュー状態を切り替える装置である。スキュー制御装置Ａは、図１に示すように、アクチュエータ５と、モータトルクセンサ７と、音センサ８と、コントローラ９と、を有している。
【００１８】
ここで、リニアスキュー状態とステップスキュー状態（段スキュー状態）について説明する。「リニアスキュー状態」とは、図２に示すように、マグネット３ａが軸方向ＣＬに直線で連続するスキューが与えられている状態である。即ち、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２の相対角度がゼロのときである。なお、実施例１の相対角度は、固定された第１分割ロータコア３１を基準として、第２分割ロータコア３２が可動すなわち回転した角度である。「ステップスキュー状態」とは、図３に示すように、リニアスキュー状態のマグネット３ａが、ロータコア３の軸方向ＣＬに分割され、周方向Ａ１にずらされて配置された状態である。即ち、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２の相対角度がゼロよりも大きいときである。
【００１９】
アクチュエータ５は、第２分割ロータコア３２を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える。アクチュエータ５は、油圧機構５１と運動変換機構５２を有している。
【００２０】
油圧機構５１は、電動オイルポンプ５１ａ（油圧源）と、ポンプモータ５１ｂと、調圧弁５１ｃと、リニアソレノイド５１ｄと、油路５１ｅと、油圧室５１ｆと、ピストン５１ｇと、圧縮ばね５１ｈと、を有している。なお、油路５１ｅの一部と油圧室５１ｆとピストン５１ｇと圧縮ばね５１ｈは、モータケース内に収容されている。
【００２１】
電動オイルポンプ５１ａは、ポンプモータ５１ｂの動力により駆動される。
【００２２】
調圧弁５１ｃは、電動オイルポンプ５１ａからの吐出圧を元圧とし、油路５１ｅを通じて油圧室５１ｆに導かれるピストン油圧を作り出す弁である。調圧弁５１ｃは、リニアソレノイド５１ｄに基づき動作し、ピストン油圧を調圧する。
【００２３】
リニアソレノイド５１ｄは、ピストン油圧を元圧とし、電流の印加により調圧弁５１ｃへのソレノイド圧（指示圧、信号圧）を作り出す。このソレノイド圧により、調圧弁５１ｃが動作される。
【００２４】
調圧弁５１ｃでは、調圧弁５１ｃの一端側からソレノイド圧が作用する。調圧弁５１ｃの一端側からの力が増大すると、調圧弁５１ｃは油圧が増大する方向へ移動して、ピストン油圧が増大する。一方、ソレノイド圧が変化し、調圧弁５１ｃの一端側からの力が低減すると、調圧弁５１ｃは油圧が増大する方向とは反対の油圧が低下する方向へ移動する。このため、余剰オイルがドレーンされ、ピストン油圧が低下する。このような調圧弁５１ｃの移動により、ピストン油圧が調圧される。調圧弁５１ｃにより作り出されたピストン油圧は、油圧室５１ｆへ供給され（矢印Ａ２）、ピストン５１ｇがモータ・ジェネレータ１側へストロークされる（下方向Ａ３）。
【００２５】
油圧室５１ｆには、ピストン５１ｇの一部と圧縮ばね５１ｈが収容されている。ピストン５１ｇの残りの一部は、油圧室５１ｆから運動変換機構５２側に突出している。圧縮ばね５１ｈは、ピストン５１ｇの運動変換機構５２側に配置され、リターンスプリングとして機能する。
【００２６】
運動変換機構５２は、ねじ軸５２ａとナット５２ｂとボール５２ｃを有するボールねじである。ねじ軸５２ａとナット５２ｂが、その間のボール５２ｃを介して動作することにより、直線運動が回転運動に変換される。
【００２７】
ねじ軸５２ａは、軸方向ＣＬの長さが第２分割ロータコア３２まで延長され、第２分割ロータコア３２の内周面に取り付けられている。ナット５２ｂの油圧機構５１側の面には、ピストン５１ｇが当接されている。このため、運動変換機構５２により、ピストン５１ｇのモータ・ジェネレータ１側へのストローク（直線運動）が回転運動に変換される（矢印Ａ４）。これにより、第２分割ロータコア３２が周方向Ａ１へ回転される。
【００２８】
モータトルクセンサ７は、モータ・ジェネレータ１の実モータトルク値Ｔｍを検出するセンサであり、モータ・ジェネレータ１への印加電流値に基づく演算により得る実モータトルク値Ｔｍをコントローラ９へ出力する。
【００２９】
音センサ８は、モータ・ジェネレータ１を回転する際、モータ・ジェネレータ１の共振による騒音値Ｘ（騒音レベル[ｄＢＡ]）を検出するセンサであり、マグネット３ａのスキュー角θｓと目標モータトルク値Ｔｍ＊に基づく演算により得る騒音値Ｘをコントローラ９へ出力する。換言すると、マグネット３ａのスキュー角θｓと目標モータトルク値Ｔｍ＊に基づき、騒音値Ｘを推定する。ここで、「モータ・ジェネレータ１の共振による騒音値Ｘ」とは、マグネット３ａの極数の次数と他の固有値との共振による騒音値のことである。
【００３０】
コントローラ９には、モータトルクセンサ７からの実モータトルク値Ｔｍと、音センサ８からの騒音値Ｘと、が入力される。コントローラ９は、これらの情報に基づいて、モータ・ジェネレータ１の目標モータトルク値Ｔｍ＊とモータ・ジェネレータ１の騒音値Ｘに応じて、アクチュエータ５により一つの第２分割ロータコア３２を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する。
【００３１】
図４に基づいて、スキュー制御処理構成を説明する。図４の処理は、コントローラ９により実行される。この処理は、モータ・ジェネレータ１が駆動するとスタートする。
【００３２】
ステップＳ１１では、スタートに続き、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上か否かを判断する。ＹＥＳ（騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ）の場合にはＳ１３へ進み、ＮＯ（騒音値Ｘ＜騒音閾値Ｘｔｈ）の場合には、ステップＳ１７へ進む。ここで、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上か否かの判断は、騒音値Ｘのピーク値が騒音閾値Ｘｔｈ以上か否かを判断する。また、「騒音閾値Ｘｔｈ」は、例えば、車室内の騒音として乗員がうるさいと感じる騒音値が、予め実験等により決定された値である。
【００３３】
ステップＳ１３では、ステップＳ１１での「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」との判断に続き、騒音値Ｘの周波数が乗員（人間）の可聴領域か否かを判断する。即ち、騒音値Ｘの周波数が、人間が鼓膜振動を音として感じることができる周波数帯域（可聴領域）である「２０Ｈｚ以上かつ２００００Ｈｚ以下」か否かを判断する。ＹＥＳ（可聴領域）の場合にはＳ２１へ進み、ＮＯ（非可聴領域）の場合には、ステップＳ１５へ進む。
【００３４】
ステップＳ１５では、ステップＳ１３での「非可聴領域」との判断に続き、実モータトルク値Ｔｍが目標モータトルク値Ｔｍ＊以上か否かを判断する。ＹＥＳ（実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊）の場合にはステップＳ２１へ進み、ＮＯ（実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊）の場合にはステップＳ２３へ進む。
【００３５】
ステップＳ１７では、ステップＳ１１での「騒音値Ｘ＜騒音閾値Ｘｔｈ」との判断に続き、実モータトルク値Ｔｍが目標モータトルク値Ｔｍ＊未満か否かを判断する。ＹＥＳ（実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊）の場合にはステップＳ２３へ進み、ＮＯ（実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊）の場合にはステップＳ２５へ進む。
【００３６】
ステップＳ２１では、ステップＳ１３での「可聴領域」との判断、或いは、ステップＳ１５での「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」との判断に続き、ステップスキュー状態に制御して、リターンへ進む。即ち、ステップＳ２１では、騒音値Ｘに応じて、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２との相対角度を変更して、リニアスキュー状態からステップスキュー状態に制御する。なお、既にステップスキュー状態である場合には、騒音値Ｘに応じて、相対角度を更に大きく設定する。なお、相対角度は、騒音値Ｘに応じて、アクチュエータ５により連続的に調整される。
【００３７】
ステップＳ２３では、ステップＳ１５或いはステップＳ１７での「実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊」との判断に続き、相対角度をリニアスキュー状態に制御して、リターンへ進む。即ち、ステップＳ２３では、相対角度がステップスキュー状態であると、相対角度をリニアスキュー状態に戻す（元に戻す）。また、ステップＳ２３では、既に相対角度がリニアスキュー状態であると、相対角度を変更せずにリニアスキュー状態を維持する。
【００３８】
ステップＳ２５では、ステップＳ１７での「実モータトルク値Ｔｍ≦目標モータトルク値Ｔｍ＊」との判断に続き、相対角度を変更せず、リターンへ進む。即ち、ステップＳ２５では、相対角度を変更せずに、リニアスキュー状態又はステップスキュー状態を維持する。
【００３９】
次に、実施例１の作用を説明する。図１と図４〜図８に基づいて、スキュー制御処理作用を、「騒音抑制作用」と「トルク達成作用」と「その他の作用」に分けて説明する。
【００４０】
まず、騒音抑制作用について説明する。即ち、Ｓ２１へ進む流れである。
【００４１】
図４の制御がスタートされると、Ｓ１１で「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」と判断され、Ｓ１３で可聴領域であると判断されて、Ｓ２１で相対角度が変更される制御が行われ、リニアスキュー状態からステップスキュー状態に制御される。換言すると、Ｓ１１とＳ１３が肯定されて、目標モータトルク値Ｔｍ＊と実モータトルク値Ｔｍの大小に関わらず、可聴領域の騒音抑制が優先される。これは、運転者感度制御の一つである。ここで、「運転者感度制御」とは、乗員（特に運転者）の車室内の騒音に対する感度が確認され、Ｓ２１又はＳ２３の制御が行われることである。具体的には、Ｓ１３が肯定される場合には、騒音抑制が優先される制御であり、Ｓ１３が否定される場合にはＳ１５へ進んで、トルク達成が優先される制御である。
【００４２】
ここで、例えば、相対角度が変更される制御前では、図５に示すように、騒音値Ｘのピーク値Ｙが騒音閾値Ｘｔｈ以上すなわち「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」であり、騒音値Ｘの周波数が乗員の可聴領域である。このため、Ｓ１１とＳ１３が肯定され、Ｓ２１で相対角度が変更される。即ち、騒音値Ｘに応じて、ピストン油圧が調圧され、調圧されたピストン油圧が油圧室５１ｆへ供給され（矢印Ａ２）、油圧によりピストン５１ｇが圧縮ばね５１ｈによる付勢力に抗してモータ・ジェネレータ１側（下方向Ａ３）へストロークされる。そして、運動変換機構５２により、ピストン５１ｇの直線運動が回転運動に変換されることにより（矢印Ａ４）、第２分割ロータコア３２が周方向Ａ１へ回転され、ステップスキュー状態に制御される。このため、相対角度が変更されることで、マグネット３ａの極数の次数と他の固有値がずれる。これにより、図６に示すように、騒音値Ｘのピーク値Ｙがなまり、騒音値Ｘが最大で騒音値α分ほど低減され、騒音値Ｘのピーク値Ｙが騒音閾値Ｘｔｈ未満なので、「騒音値Ｘ＜騒音閾値Ｘｔｈ」の条件が達成される。
【００４３】
この結果、モータ・ジェネレータ１を回転させる際、相対角度の変更により、永久磁石の極数の次数の固有値が変更されるため共振を回避でき、共振による騒音を抑制できる。加えて、騒音値Ｘの周波数が乗員の可聴領域であれば、目標モータトルク値Ｔｍ＊と実モータトルク値Ｔｍの大小に関わらず、騒音が抑制されるため、騒音による乗車環境の悪化に対応でき、乗員の違和感を低減できる。
【００４４】
次に、図４の制御がスタートされると、Ｓ１１で「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」と判断され、Ｓ１３で非可聴領域であると判断され、Ｓ１５で「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」と判断される。そうすると、Ｓ２１で相対角度が変更される制御が行われ、リニアスキュー状態からステップスキュー状態になる。換言すると、Ｓ１３が否定されてトルク達成が優先されたが、Ｓ１５が肯定されたので結果的に乗員の非可聴領域の騒音抑制が優先される。このように、「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」の場合、「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」であり、乗員の非可聴領域の騒音が発生していれば、相対角度の変更により、共振による騒音が抑制される。従って、モータ・ジェネレータ１を回転させる際、乗員の非可聴領域の騒音による周囲への影響を抑制できる。
【００４５】
続いて、トルク達成作用について説明する。即ち、Ｓ２３へ進む流れである。
【００４６】
図４の制御がスタートされると、Ｓ１１で「騒音値Ｘ≧騒音閾値Ｘｔｈ」と判断され、Ｓ１３で非可聴領域であると判断され、Ｓ１５で「実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊」と判断される。そうすると、Ｓ２３で相対角度がリニアスキュー状態に制御される。換言すると、Ｓ１３とＳ１５が否定されて、乗員の非可聴領域の騒音抑制よりもトルク達成が優先される。
【００４７】
ここで、例えば、相対角度が変更される制御前では、図７に示すように、「実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊」である。このため、Ｓ１５が否定され、Ｓ２３で相対角度がリニアスキュー状態に制御される。即ち、相対角度がゼロより大きいステップスキュー状態であると、ソレノイド圧が変化され、油圧室５１ｆの余剰オイルがドレーンされ、ピストン油圧が低下される。このため、ピストン５１ｇが圧縮ばね５１ｈの付勢力によりモータ・ジェネレータ１側から離れる方向（下方向Ａ３の逆方向）へ付勢される。そして、運動変換機構５２により、ピストン５１ｇの直線運動が回転運動に変換されることにより、第２分割ロータコア３２が周方向Ａ１へ回転され、ステップスキュー状態からリニアスキュー状態に戻される。また、相対角度がゼロであるリニアスキュー状態であると、ソレノイド圧は変化せず、リニアスキュー状態が維持される。このため、相対角度がリニアスキュー状態に制御されることで、図８に示すように、実モータトルク値Ｔｍがβ分ほど増大されて、「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」の条件が達成される。
【００４８】
換言すると、ステップスキュー状態では出力可能な上限モータトルク値が減少する。このため、ステップスキュー状態で出力可能な上限モータトルク値が目標モータトルクＴｍ＊未満であると、ステップスキュー状態では目標モータトルクＴｍ＊を出力することができないため、ステップスキュー状態からリニアスキュー状態に制御される。これにより、リニアスキュー状態で出力可能な上限モータトルク値が目標モータトルクＴｍ＊以上となる（上回る）ので、リニアスキュー状態ではモータ・ジェネレータ１への電流値を制御することで目標モータトルクＴｍ＊を出力することができる。従って、「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」の条件が達成される。なお、図７と図８の横軸を周波数で示しているが、周波数に関係なくモータトルク値は一定である。
【００４９】
このように、モータ・ジェネレータ１を回転させる際、相対角度がリニアスキュー状態に制御されることにより、要求トルクを出力できるため、目標モータトルク値Ｔｍ＊を達成できる。加えて、実モータトルク値Ｔｍの出力不足による走行要求の悪化に対応でき、乗員の違和感を低減できる。
【００５０】
次に、図４の制御がスタートされると、Ｓ１１で「騒音値Ｘ＜騒音閾値Ｘｔｈ」と判断され、Ｓ１７で「実モータトルク値Ｔｍ＜目標モータトルク値Ｔｍ＊」と判断される。そうすると、Ｓ２３で相対角度がリニアスキュー状態に制御される。換言すると、Ｓ１１が否定されたので、騒音抑制よりもトルク達成が優先される。この場合、上記のＳ１５が否定されてＳ２３へ進む流れと同様の作用を奏する。
【００５１】
そして、その他の作用について説明する。即ち、Ｓ２５へ進む流れである。
【００５２】
図４の制御がスタートされると、Ｓ１１で「騒音値Ｘ＜騒音閾値Ｘｔｈ」と判断され、Ｓ１７で「実モータトルク値Ｔｍ≧目標モータトルク値Ｔｍ＊」と判断される。そうすると、Ｓ２５で相対角度が変更されないすなわち現在の相対角度が維持される制御が行われる。換言すると、Ｓ１１とＳ１７が否定されたので、騒音抑制及びトルク達成の制御が行われない。このように、相対角度が変更されないため、ソレノイド圧は変化せずに、リニアスキュー状態又はステップスキュー状態が維持される。従って、モータ・ジェネレータ１を回転させる際、騒音閾値Ｘｔｈ以上の騒音が発生しておらず目標モータトルク値Ｔｍ＊が達成されている状態が維持できる。
【００５３】
以上説明したように、実施例１のモータ・ジェネレータ１のスキュー制御装置Ａにあっては、下記に列挙する効果が得られる。
【００５４】
（１）モータ（モータ・ジェネレータ１）のスキュー制御装置Ａは、ロータコア３と、マグネット３ａと、を備えている。ロータコア３は、モータ軸２に取り付けられている。マグネット３ａは、ロータコア３の周方向Ａ１に取り付けられ、スキューが与えられている。ロータコア３は、モータ軸２のモータ軸方向ＣＬにマグネット３ａと共に分割されている。スキュー制御装置Ａは、分割された少なくとも一つの分割ロータコア（第２分割ロータコア３２）を回転させるアクチュエータ５と、アクチュエータ５を制御するコントローラ９と、を有している。コントローラ９は、モータ（モータ・ジェネレータ１）の目標モータトルク値Ｔｍ＊とモータ（モータ・ジェネレータ１）の共振による騒音値Ｘに応じて、アクチュエータ５により少なくとも一つの分割ロータコア（第２分割ロータコア３２）を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する。
【００５５】
即ち、共振による騒音を抑制する場合にはステップスキュー状態に制御され、目標モータトルク値Ｔｍ＊を達成する場合にはリニアスキュー状態に制御される。従って、モータ（モータ・ジェネレータ１）を回転する際、共振による騒音抑制と目標モータトルク値Ｔｍ＊の達成の両立を図るモータ（モータ・ジェネレータ１）のスキュー制御装置Ａを提供できる。
【００５６】
（２）マグネット３ａのスキュー角θｓと目標モータトルク値Ｔｍ＊に基づき、騒音値Ｘを推定する。コントローラ９は、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上のとき、分割ロータコア（第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２）の相対角度を大きく設定する。
【００５７】
このように、推定された騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上のとき、相対角度が大きく設定されることで、共振による騒音を低減できる。加えて、騒音による乗車環境の悪化に対応でき、乗員の違和感を低減できる。
【００５８】
（３）コントローラ９は以下の制御を行う。騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上のとき、目標モータトルク値Ｔｍ＊とモータ（モータ・ジェネレータ１）の実モータトルク値Ｔｍの大小に関わらず、騒音値Ｘに応じて分割ロータコア（第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２）の相対角度を変更する。騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ未満のとき、実モータトルク値Ｔｍと目標モータトルク値Ｔｍ＊の大小関係を比較する。
【００５９】
従って、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上のときは、共振による騒音抑制が優先され、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ未満のときは、トルク達成が優先される。
【００６０】
（４）コントローラ９は以下の制御を行う。騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上で、騒音値Ｘの周波数が人（乗員）の可聴領域であるとき、騒音値Ｘに応じて相対角度を変更する。騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上で、騒音値Ｘの周波数が可聴領域でないとき、実モータトルク値Ｔｍと目標モータトルク値Ｔｍ＊の大小関係を比較する。
【００６１】
従って、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上で、騒音値Ｘの周波数が人（乗員）の可聴領域であるときは、共振による騒音抑制が優先され、騒音値Ｘが騒音閾値Ｘｔｈ以上であっても、騒音値Ｘの周波数が可聴領域でないときは、トルク達成が優先される。
【００６２】
（５）コントローラ９は、騒音値Ｘの周波数が可聴領域でなく、実モータトルク値Ｔｍが目標モータトルク値Ｔｍ＊以上のとき、騒音値Ｘに応じて相対角度を変更する。
【００６３】
このように、トルク達成されていれば、騒音値Ｘの周波数が可聴領域でなくても、共振による騒音を抑制する。従って、モータ（モータ・ジェネレータ１）を回転する際、人（乗員）の非可聴領域の騒音による周囲への影響を抑制できる。
【００６４】
（６）コントローラ９は、実モータトルク値Ｔｍが目標モータトルク値Ｔｍ＊未満のとき、以下の制御を行う。相対角度がステップスキュー状態であると、相対角度をリニアスキュー状態に戻す。相対角度がリニアスキュー状態であると、相対角度を変更せずにリニアスキュー状態を維持する。
【００６５】
このように、実モータトルク値Ｔｍが目標モータトルク値Ｔｍ＊未満のとき、相対角度をリニアスキュー状態に戻す又は維持することで、要求トルクを出力できるため、目標モータトルク値Ｔｍ＊を達成できる。加えて、実モータトルク値Ｔｍの出力不足による走行要求の悪化に対応でき、乗員の違和感を低減できる。
【００６６】
（７）ロータコア３は、モータ軸方向ＣＬにマグネット３ａと共に、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２の二つに分割されている。第１分割ロータコア３１が固定され、第２分割ロータコア３２がアクチュエータ５により可動される。
【００６７】
このように、ロータコア３とマグネット３ａが二つに分割されることで、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御することができる。従って、モータ（モータ・ジェネレータ１）を回転する際、共振による騒音抑制と目標モータトルク値Ｔｍ＊の達成の両立を図ることができる。
【００６８】
以上、本開示のモータ・ジェネレータ１のスキュー制御装置Ａを実施例１に基づき説明してきたが、具体的な構成については、この実施例に限られるものではなく、特許請求の範囲の各請求項に係る発明の要旨を逸脱しない限り、設計の変更や追加等は許容される。
【００６９】
実施例１では、ロータコア３を、軸方向ＣＬにマグネット３ａと共に、第１分割ロータコア３１と第２分割ロータコア３２の二つに分割する例を示した。しかし、これに限られない。例えば、ロータコアを軸方向にマグネットと共に三つ以上に分割しても良い。要するに、ロータコアを軸方向にマグネットと共に二つ以上に分割すれば良い。
【００７０】
実施例１では、第１分割ロータコア３１が固定され、第２分割ロータコア３２がアクチュエータ５より可動される例を示した。具体的には、実施例１では、油圧機構５１と、第２分割ロータコア３２に取り付けられている運動変換機構５２と、を有するアクチュエータ５により、第２分割ロータコア３２を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える例を示した。しかし、これに限られない。例えば、第１分割ロータコアがアクチュエータより可動され、第２分割ロータコアが固定されても良いし、第１分割ロータコアと第２分割ロータコアの両方がアクチュエータより可動されても良い。要するに、アクチュエータにより少なくとも一つの分割ロータコアを回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御することができれば良い。以下、具体的な変形例１〜４に分けて説明する。
【００７１】
まず、図９に基づいて、油圧機構５１と運動変換機構５３を有するアクチュエータ５Ａの変形例１を説明する。なお、モータ・ジェネレータ１と油圧機構５１は、実施例１と同様であるため、一部の図示を省略すると共に同一の符号を付して説明を省略する。
【００７２】
運動変換機構５３は、ねじ軸５３ａとナット５３ｂとボール５３ｃを有するボールねじである。更に、運動変換機構５３は、連結部材５３ｄを有している。ねじ軸５３ａとナット５３ｂが、その間のボール５３ｃを介して動作することにより、直線運動が回転運動に変換される。
【００７３】
ねじ軸５３ａは、軸方向ＣＬの長さが第１分割ロータコア３１まで延長され、第１分割ロータコア３１の内周面に取り付けられている。ナット５２ｂの油圧機構５１側の面には、ピストン５１ｇが当接されている。このため、運動変換機構５３により、ピストン５１ｇのモータ・ジェネレータ１側へのストローク（直線運動）が回転運動に変換される。これにより、第１分割ロータコア３１が周方向Ａ１へ回転される。
【００７４】
連結部材５３ｄは、ねじ軸５３ａの径方向外側に配置されている。連結部材５３ｄの一端は、その軸方向ＣＬの長さが第２分割ロータコア３２まで延長され、第２分割ロータコア３２の内周面に取り付けられている。連結部材５３ｄの他端は、ナット５３ｂに相対回転不能にスプライン嵌合されている。
【００７５】
このように、アクチュエータ５Ａの変形例１は、実施例１とは異なり、第１分割ロータコア３１に取り付けられている運動変換機構５３を有し、ナット５２ｂと連結部材５３ｄはスプライン嵌合されている。なお、油圧機構５１は実施例１と同様なので、ピストン油圧が低下されると、ピストン５１ｇが圧縮ばね５１ｈの付勢力によりモータ・ジェネレータ１側から離れる方向（下方向Ａ３の逆方向）へ付勢される。これにより、アクチュエータ５Ａの変形例１では、第１分割ロータコア３１を回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える。なお、この第１分割ロータコア３１の回転の際、ナット５２ｂと連結部材５３ｄがスプライン嵌合のため、第２分割ロータコア３２は同時に回転されない。
【００７６】
次に、図１０に基づいて、リニアソレノイド機構５４を有するアクチュエータ５Ｂの変形例２を説明する。なお、モータ・ジェネレータ１は、実施例１と同様であるため、一部の図示を省略すると共に同一の符号を付して説明を省略する。
【００７７】
リニアソレノイド機構５４は、リニアソレノイド本体５４ａとねじ軸５４ｂを有している。リニアソレノイド本体５４ａの内周側とねじ軸５４ｂの一端の外周側には、はすば歯車となる歯５４ｃがそれぞれ形成されている。ねじ軸５４ｂの他端は、軸方向ＣＬの長さが第２分割ロータコア３２まで延長され、第２分割ロータコア３２の内周面に取り付けられている。
【００７８】
このように、アクチュエータ５Ｂの変形例２は、実施例１とは異なり、油圧機構５１の代わりにリニアソレノイド本体５４ａを設けられ、運動変換機構５２の代わりにはすば歯車が設けられている。このため、アクチュエータ５Ｂの変形例１では、リニアソレノイド本体５４ａへの駆動指令（電源）により、リニアソレノイド本体５４ａが上下に動き（直線運動）、この上下の動きがはすば歯車により回転運動に変換される。これにより、第２分割ロータコア３２を回転させて（矢印Ａ１）、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える。
【００７９】
続いて、図１１に基づいて、油圧機構５１と運動変換機構５５を有するアクチュエータ５Ｃの変形例３を説明する。なお、モータ・ジェネレータ１と油圧機構５１は、実施例１と同様であるため、一部の図示を省略すると共に同一の符号を付して説明を省略する。
【００８０】
運動変換機構５５は、ねじ軸５５ａとナット５５ｂを有している。ねじ軸５５ａの一端の外周側とナット５５ｂの内周側には、はすば歯車となる歯５５ｃがそれぞれ形成されている。ねじ軸５５ａの他端は、軸方向ＣＬの長さが第２分割ロータコア３２まで延長され、第２分割ロータコア３２の内周面に取り付けられている。ナット５５ｂの油圧機構５１側の面には、ピストン５１ｇが当接されている。
【００８１】
このように、アクチュエータ５Ｃの変形例３は、実施例１とは異なり、運動変換機構５２の代わりにはすば歯車が設けられている。このため、運動変換機構５５により、ピストン５１ｇのモータ・ジェネレータ１側へのストローク（直線運動）が回転運動に変換される（矢印Ａ４）。なお、油圧機構５１は実施例１と同様なので、ピストン油圧が低下されると、ピストン５１ｇが圧縮ばね５１ｈの付勢力によりモータ・ジェネレータ１側から離れる方向（下方向Ａ３の逆方向）へ付勢される。このため、第２分割ロータコア３２を回転させて（矢印Ａ１）、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える。
【００８２】
更に、図１２に基づいて、油圧機構５１と運動変換機構５６を有するアクチュエータ５Ｄの変形例４を説明する。なお、モータ・ジェネレータ１と油圧機構５１は、実施例１と同様であるため、一部の図示を省略すると共に同一の符号を付して説明を省略する。
【００８３】
運動変換機構５６は、ねじ軸５６ａとナット５６ｂと連結部材５６ｃを有している。ねじ軸５６ａの一端の外周側とナット５６ｂの内周側には、はすば歯車となる歯５６ｄがそれぞれ形成されている。ねじ軸５６ａの他端は、軸方向ＣＬの長さが第１分割ロータコア３１まで延長され、第１分割ロータコア３１の内周面に取り付けられている。ナット５６ｂの油圧機構５１側の面には、ピストン５１ｇが当接されている。
【００８４】
連結部材５６ｃは、ねじ軸５６ａの径方向外側に配置されている。連結部材５６ｃの一端は、その軸方向ＣＬの長さが第２分割ロータコア３２まで延長され、第２分割ロータコア３２の内周面に取り付けられている。連結部材５６ｃの他端は、ナット５６ｂに相対回転不能にスプライン嵌合されている。
【００８５】
このように、アクチュエータ５Ｄの変形例４は、実施例１とは異なり、運動変換機構５２の代わりにはすば歯車が設けられ、運動変換機構５６と第２分割ロータコア３２はスプライン嵌合されている。このため、運動変換機構５６により、ピストン５１ｇのモータ・ジェネレータ１側へのストローク（直線運動）が回転運動に変換される（矢印Ａ４）。なお、油圧機構５１は実施例１と同様なので、ピストン油圧が低下されると、ピストン５１ｇが圧縮ばね５１ｈの付勢力によりモータ・ジェネレータ１側から離れる方向（下方向Ａ３の逆方向）へ付勢される。これにより、第１分割ロータコア３１を回転させて（矢印Ａ１）、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を切り替える。なお、この第１分割ロータコア３１の回転の際、ナット５６ｂと連結部材５６ｃがスプライン嵌合のため、第２分割ロータコア３２は同時に回転されない。
【００８６】
実施例１では、コントローラ９は、モータ・ジェネレータ１の目標モータトルク値Ｔｍ＊とモータ・ジェネレータ１の共振による騒音値Ｘに応じて、アクチュエータ５により少なくとも一つの分割ロータコアを回転させて、リニアスキュー状態とステップスキュー状態を制御する例を示した。また、音センサ８は、マグネット３ａのスキュー角θｓと目標モータトルク値Ｔｍ＊に基づき騒音値Ｘを演算する例を示した。しかし、これに限られない。例えば、共振による騒音値は、運転状態などに応じて推定した騒音値や予め実験等で求めた騒音値に応じて、アクチュエータにより分割ロータコアを回転させても良い。要するに、騒音値に応じて、アクチュエータにより分割ロータコアを回転できれば良い。また、実施例１では、相対角度は、騒音値Ｘに応じて、アクチュエータ５により連続的に調整される例を示した。しかし、これに限られない。例えば、相対角度は、騒音値に応じて、アクチュエータにより段階的に調整されても良い。要するに、相対角度は、騒音値に応じて、アクチュエータにより調整できれば良い。
【００８７】
実施例１では、本開示のモータ・ジェネレータ１のスキュー制御装置Ａを、車両に搭載される車両駆動用のモータ・ジェネレータに適用する例を示した。しかし、本開示のモータのスキュー制御装置は、騒音が気になるような場所にモータを配置する場合に適用しても良い。その他、本開示のモータのスキュー制御装置は、他の乗物や産業機器のモータに適用しても良い。
【符号の説明】
【００８８】
１  モータ・ジェネレータ（モータ）
２  モータ軸
３  ロータコア
３１  第１分割ロータコア（分割ロータコア）
３２  第２分割ロータコア（分割ロータコア）
３ａ  マグネット
５  アクチュエータ
５１  油圧機構
５２  運動変換機構（ボールねじ）
７  モータトルクセンサ
８  音センサ
９  コントローラ
Ａ  スキュー制御装置
Ａ１  周方向
ＣＬ  モータ軸方向（軸方向）
Ｔｍ  実モータトルク値
Ｔｍ＊  目標モータトルク値
Ｘ  騒音値
Ｘｔｈ  騒音閾値
θｓ  スキュー角
【図１】
2020092524.tif 000003
【図２】
2020092524.tif 000004
【図３】
2020092524.tif 000005
【図４】
2020092524.tif 000006
【図５】
2020092524.tif 000007
【図６】
2020092524.tif 000008
【図７】
2020092524.tif 000009
【図８】
2020092524.tif 000010
【図９】
2020092524.tif 000011
【図１０】
2020092524.tif 000012
【図１１】
2020092524.tif 000013
【図１２】
2020092524.tif 000014