(57)【要約】【課題】エンジンと電動機とを併有する動力生成装置であって、簡素且つ安価な構成で、電動機の出力するトルクの異常を適正に判断する。【解決手段】動力生成装置は、エンジン１８と、電動機２０と、電動機２０の駆動を制御するための情報を検出する電動機情報検出部４４，４６と、その検出された情報に基いて電動機２０の駆動を制御する電動機制御部２４と、エンジン１８の燃料消費量を検出する燃料消費量検出部４８と、その検出された燃料消費量に基づいて電動機２０の出力トルクの異常の有無を判定する出力トルク異常判定部３０と、を備える。【選択図】図２
2015075075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力生成装置であって、
燃料の供給を受けて動力を生成するエンジンと、
このエンジンをアシストするための動力を生成する電動機と、
この電動機の駆動を制御するための情報を検出する電動機情報検出部と、
この電動機情報検出部が検出する情報に基いて前記電動機の駆動を制御する電動機制御部と、
前記エンジンにより消費される燃料の量である燃料消費量を検出する燃料消費量検出部と、
その検出された燃料消費量に基づいて前記電動機の出力トルクの異常の有無を判定する出力トルク異常判定部と、を備える、動力生成装置。
【請求項２】
請求項１記載の動力生成装置であって、前記出力トルク異常判定部は、前記エンジンの出力に基づいて前記燃料消費量を推定し、その推定燃料消費量と前記燃料消費量検出部が検出する検出燃料消費量との差が一定以上の場合に前記出力トルクが異常であると判定する、動力生成装置。
【請求項３】
請求項２記載の動力生成装置であって、前記推定燃料消費量と検出された燃料消費量との差に基づいて前記電動機情報検出部の検出誤差をなくすための補正量を演算する補正量演算部をさらに備え、前記電動機制御部は前記電動機情報検出部が検出する情報を前記補正量に基づいて補正したものに基づいて前記電動機の駆動を制御する、動力生成装置。
【請求項４】
請求項３記載の動力生成装置であって、前記電動機情報検出部として、前記電動機の磁極位置を検出する磁極位置検出部を含み、前記補正量演算部は、前記推定燃料消費量と前記検出燃料消費量との差に相当する電動機の出力トルクを演算してその演算した出力トルクに対応する電流位相角のずれに基づいて前記磁極位置検出部が検出する磁極位置の補正量を演算する、動力生成装置。
【請求項５】
請求項３または４記載の動力生成装置であって、前記電動機情報検出部として、前記電動機に供給される電流を検出する電流検出部を含み、前記補正量演算部は、前記電流が０であるときの前記電流検出部の出力に基づいて求められるオフセット誤差と、前記推定燃料消費量と前記検出燃料消費量との差に相当する電動機の出力トルクに基づいて求められるリニアリティ誤差とから前記電流検出部が検出する電流の補正量を演算する、動力生成装置。
【請求項６】
請求項２記載の動力生成装置であって、前記電動機情報検出部として、前記電動機の磁極位置を検出する磁極位置検出部と、前記電動機に供給される電流を検出する電流検出部と、を含み、前記出力トルク異常判定部は、出力トルクが異常であると判定したときに、その出力トルクの向きと前記推定燃料消費量に対する前記検出燃料消費量の増減の向きとの関係に基づいて、前記磁極位置検出部及び前記電流検出部のうち異常原因となっている検出部である異常原因検出部を特定する、動力生成装置。
【請求項７】
請求項６記載の動力生成装置であって、前記推定燃料消費量と検出された燃料消費量との差に基づいて前記電動機情報検出部の検出誤差をなくすための補正量を演算する補正量演算部をさらに備え、この補正量演算部は、前記出力トルク異常判定部により特定された異常原因検出部が検出する情報についての補正量を演算し、前記電動機制御部は前記異常原因検出部が検出する情報を前記補正量に基づいて補正したものに基づいて前記電動機の駆動を制御する、動力生成装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、エンジン及び電動機を併有し、建設機械や自動車等に搭載されて動力を生成する装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、建設機械や自動車等に搭載される動力生成装置として、エンジンと電動機とを併有するものが知られている。前記電動機は、例えば前記建設機械等に搭載された蓄電器に蓄えられた電力の供給を受けて作動し、前記エンジンによる動力生成をアシストする。
【０００３】
前記電動機として、例えば永久磁石同期電動機が知られている。この永久磁石同期電動機の駆動を制御するには、当該永久磁石が作る磁束の向きである磁極位置を把握する必要があり、よって当該永久磁石同期電動機には当該磁極位置を検出するための磁極位置センサ、例えばエンコーダ、レゾルバ、ホール素子等が装備される。しかしながら、当該磁極位置センサが検出する磁極位置には、加工、組立、組み付け、経年時に発生するずれ等に起因する誤差が含まれており、この誤差は電動機の出力トルクの制御の精度を低下させる要因となる。このようにして電動機の出力トルクが目標トルクよりも著しく下がると、エンジンによる燃料消費量の不当な増大が発生し、逆に前記出力トルクが前記目標トルクを著しく上回ると、過負荷による電動機の出力軸その他の部位の破損や焼付きが生じるおそれがある。
【０００４】
従来、その対策として、磁極位置センサが示す磁極位置と実際の磁極位置との差を検出し、その差に基いて前記磁極位置センサの示す磁極位置を補正して正確な磁極位置を求める技術が知られている。例えば、特許文献１には、永久磁石同期電動機を外部から駆動して所定の速度で回転させた時に生じる誘起電圧の位相と、磁極位置センサで検出される磁極位置の位相とを比較し、その差に基づいて前記磁極位置センサが検出する磁極位置を補正する方法が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平１１−１６８８９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
特許文献１に開示された方法では、無負荷誘起電圧の位相と、磁極位置センサで検出される磁極位置の位相とを比較する必要があるので、電動機が作業機械等に組み込まれた後は、磁極位置の誤差に起因する電動機の出力トルクの異常の有無を認識することが困難であるという課題がある。この課題は、磁極位置に起因する異常に限らず、例えばモータ電流の検出誤差に起因する出力トルクの異常についても成立する。
【０００７】
当該出力トルクの異常を判定するには、当該出力トルクを検出するトルクメータを具備すれば足りるが、このようなトルクメータは一般に高価であり、作業機械等に組み込むのは実用性に乏しい。
【０００８】
本発明は、このような事情に鑑み、エンジンと電動機とを併有する動力生成装置であって、簡素且つ安価な構成で、当該電動機が駆動対象となる機械に組み込まれた後の状態でも当該電動機の出力するトルクの異常を適正に判断することが可能なものを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明が提供する動力生成装置は、燃料の供給を受けて動力を生成するエンジンと、このエンジンをアシストするための動力を生成する電動機と、この電動機の駆動を制御するための情報を検出する電動機情報検出部と、この電動機情報検出部が検出する情報に基いて前記電動機の駆動を制御する電動機制御部と、前記エンジンにより消費される燃料の量である燃料消費量を検出する燃料消費量検出部と、その検出された燃料消費量に基づいて前記電動機の出力トルクの異常の有無を判定する出力トルク異常判定部と、を備える。
【００１０】
具体的に、前記出力トルク異常判定部は、前記エンジンの出力に基づいて前記燃料消費量を推定し、その推定燃料消費量と前記燃料消費量検出部が検出する検出燃料消費量との差が一定以上の場合に前記出力トルクが異常であると判定するものが、好適である。
【００１１】
さらに、本発明に係る動力生成装置は、前記の推定燃料消費量と検出燃料消費量との差に基づいて前記電動機情報検出部の検出誤差をなくすための補正量を演算する補正量演算部を備え、前記電動機制御部は前記電動機情報検出部が検出する情報を前記補正量に基づいて補正したものに基づいて前記電動機の駆動を制御することが、好ましい。この構成は、出力トルクの異常判定のみならず、検出した燃料消費量を利用して検出情報の補正をすることにより適正な電動機駆動制御を実行することを可能にする。
【００１２】
前記電動機情報検出部としては、例えば、前記電動機の磁極位置を検出する磁極位置検出部や、前記電動機に供給される電流を検出する電流検出部が、挙げられる。前記磁極位置検出部を含む場合、前記補正量演算部は、前記推定燃料消費量と前記検出燃料消費量との差に相当する電動機の出力トルクを演算してその演算した出力トルクに対応する電流位相角のずれに基づいて前記磁極位置検出部が検出する磁極位置の補正量を演算することができる。前記電流検出部を含む場合、前記補正量演算部は、前記電流が０であるときの前記電流検出部の出力に基づいて求められるオフセット誤差と、前記推定燃料消費量と前記検出燃料消費量との差に相当する電動機の出力トルクに基づいて求められるリニアリティ誤差とから前記電流検出部が検出する電流の補正量を演算することができる。
【００１３】
さらに、前記電動機情報検出部として前記磁極位置検出部及び前記電流検出部の双方を含む場合、前記出力トルク異常判定部は、出力トルクが異常であると判定したときに、その出力トルクの向きと前記検出燃料消費量の増減との関係に基づいて、前記磁極位置検出部及び前記電流検出部のうち異常原因となっている検出部である異常原因検出部を特定することが可能である。この場合、前記補正量演算部は、その特定された異常原因検出部が検出する情報についての補正量を演算するのがよい。
【００１４】
なお、ここでいう「異常原因検出部」とは、絶対的ではなく相対的なものであって、前記磁極位置検出部及び前記電流検出部のうちその検出の誤差による前記出力トルクへの影響が大きい検出部を意味する。従って、磁極位置検出部が検出する磁極位置と電流検出部が検出する電流との双方に誤差が含まれる場合であっても、一方の誤差が微小で他方の誤差が支配的であればその他方の誤差に係る検出部が「異常原因検出部」として特定される。
【発明の効果】
【００１５】
以上のように、本発明によれば、エンジンと電動機とを併有する動力生成装置であって、簡素且つ安価な構成で、当該電動機が駆動対象となる機械に組み込まれた後の状態でも当該電動機の出力するトルクの異常を適正に判断することが可能なものを提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】本発明の実施の形態に係る動力生成装置が搭載されるハイブリッドショベルの側面図である。
【図２】前記ハイブリッドショベルの主要な構成要素を示すブロック図である。
【図３】前記動力生成装置に含まれるメインコントローラの機能構成を示すブロック図である。
【図４】最大トルク制御において採用される目標電流位相角を示す電流位相角−トルク特性図である。
【図５】磁束弱め制御において採用される目標電流位相角を示す電流位相角−トルク特性図である。
【図６】前記メインコントローラの主要な演算制御動作を示すフローチャートである。
【図７】前記演算制御動作に含まれるサブルーチンである異常原因センサ特定動作を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
本発明の好ましい実施の形態を、図面を参照しながら説明する。なお、この実施の形態は、図１に示されるハイブリッドショベルに本発明に係る動力生成装置が搭載されるものであるが、本発明に係る装置はハイブリッドショベル以外の機械、例えば自動車をはじめとする各種車両や産業機械などにも適用されることが可能である。
【００１８】
図１に示すハイブリッドショベルは、下部走行体２と、その上に旋回可能に搭載される上部旋回体４と、この上部旋回体４に装着される作業アタッチメント６と、を備える。作業アタッチメント６は、前記上部旋回体４に起伏可能に取付けられるブーム７と、このブーム７の先端に回動可能に連結されるアーム８と、このアーム８の先端に回動可能に装着されるバケット９と、を有する。
【００１９】
さらに、このハイブリッドショベルは、図２に示される油圧アクチュエータと、油圧ポンプ１４と、これらに必要な動力を生成する動力生成装置１６と、を備える。油圧アクチュエータは、油圧ポンプ１４からの作動油の供給を受けて前記作業アタッチメント６を動かすものであり、図１に示すハイブリッドショベルでは、前記ブーム７を起伏させるブームシリンダ１０、前記アーム８を回動させるアームシリンダ１１、前記バケット９を回動させるバケットシリンダ１２、等が相当する。
【００２０】
前記油圧ポンプ１４は、この実施の形態では、レギュレータ１５が付設された可変容量型油圧ポンプにより構成される。前記レギュレータ１５は、当該油圧ポンプ１４の傾転を変えることにより当該油圧ポンプ１４の容量及び吐出流量を調節する。
【００２１】
前記動力生成装置１６は、前記上部旋回体４の旋回に必要な動力及び前記油圧ポンプ１４の駆動に必要な動力を生成する。具体的に、この動力生成装置１６は、エンジン１８と、発電電動機２０と、蓄電装置２２と、インバータ２４と、旋回電動機２６と、エンジンコントローラ２８と、メインコントローラ３０と、を備える。
【００２２】
前記エンジン１８は、燃料の供給を受けて作動し、動力を生成する。エンジン１８が生成した動力は、前記油圧ポンプ１４その他の機器の駆動に用いられる他、発電電動機２０の駆動にも用いられる。
【００２３】
発電電動機２０は、本発明に係る「電動機」に相当するもので、前記エンジン１８が生成した動力により駆動されて電力を生成する発電機としての機能と、蓄電装置２２に蓄えられた電力により駆動されて前記エンジン１８の駆動をアシストするための動力を生成する電動機としての機能と、を併有する。この実施の形態に係る発電電動機２０は、永久磁石同期電動機により構成され、前記インバータ２４から供給される電力により回転磁界を生成するステータコイルと、永久磁石を含んで前記回転磁界により回されるロータと、を備える。
【００２４】
本発明に係る「電動機」はこのような発電機能を具備した発電電動機２０に限定されず、例えば動力生成専用の電動機であってもよい。また、本発明に係る電動機は永久磁石同期電動機に限られず、その他の同期電動機や誘導電動機であってもよい。
【００２５】
前記インバータ２４は、前記蓄電装置２２と前記発電電動機２０及び前記旋回電動機２６との間に介在し、当該発電電動機２０の発電機機能と電動機機能の切換や、蓄電装置２２の充放電の切換を行う。従って、本発明に係る「電動機制御部」の役割を担う。具体的に、インバータ２４は、発電電動機２０を発電機として機能させるときは、当該発電電動機２０が生成する電力を前記蓄電装置２２に蓄えさせる、すなわち当該蓄電装置２２を充電する一方、発電電動機２０を電動機として機能させるときは、前記蓄電装置２２を放電させてその電力を前記発電電動機２０に供給し、これにより当該発電電動機２０に動力を生成させる。
【００２６】
また、インバータ２４は、前記蓄電装置２２が蓄える電力または前記発電電動機２０が生成する電力を旋回電動機２６に供給する。旋回電動機２６は、当該電力の供給を受けて動力を生成し、この動力により前記上部旋回体４を旋回駆動する。なお、この旋回電動機２６は本発明に係る動力生成装置の必須の構成要素ではない。本発明は、例えば、単一の電動機しか具備しない装置についても適用されることが可能である。
【００２７】
前記メインコントローラ３０は、前記エンジンコントローラ２８との連携によりエンジン１８の駆動を制御するとともに、前記インバータ２４を媒介として、前記発電電動機２０の駆動制御（トルク制御）、蓄電装置２２の充放電制御、及び旋回電動機２６の駆動制御の統括を行う。具体的に、当該メインコントローラ３０は、複数の検出器からそれぞれ入力される検出信号に係る情報や、オペレータによる図示しない操作レバーの操作に基づき、前記インバータ２４及び前記エンジンコントローラ２８に対する指令信号、具体的には電動機出力指令及びエンジン出力指令についての信号をそれぞれ生成する。また、この実施の形態に係るメインコントローラ３０は、前記レギュレータ１５に指令信号を入力して油圧ポンプ１４の吐出流量の制御も行う。
【００２８】
前記複数の検出器には、エンジン１８の回転数を検出するエンジン回転数センサ４０、油圧ポンプ１４から吐出される作動油の圧力すなわちポンプ圧を検出するポンプ圧センサ４２、発電電動機２０の磁極位置を検出する磁極位置センサ４４、インバータ２４から発電電動機２０に供給される電流を検出する電流センサ４６、等が含まれる。
【００２９】
この実施の形態に係る動力生成装置は、さらに、前記エンジン１８の単位時間当たりの燃料消費量を検出する燃料消費量検出部４８を備える。燃料消費量の検出は、例えば、燃料噴射パルス信号の計測、流量センサによる燃料配管内の燃料流量の検出、燃料タンク内の油面レベルの計測等により行われることが可能である。本発明では、精度の高い計測方法（例えば前記燃料噴射パルス信号の計測）が採用されることがより望ましい。
【００３０】
図３は、前記メインコントローラ３０の主要な機能構成を示すブロック図である。この図に示されるように、前記メインコントローラ３０は、エネルギー消費量演算部３１と、バッテリー残量推定部３２と、動力分配決定部３３と、エンジン出力決定部３４と、モータ出力決定部３５と、を有する。
【００３１】
前記エネルギー消費量演算部３１は、動力生成装置１６が搭載されている機械の運転（この実施の形態ではハイブリッドショベルによる掘削作業）の状態に基づき、当該運転により単位時間あたりに消費されるエネルギーの量であるエネルギー消費量Ｌ（ｋＷ）を推定演算するものである。このエネルギー消費量Ｌは、ポンプ圧センサ４２により検出されるポンプ圧すなわち油圧ポンプ１４の吐出圧をＰ（ＭＰａ）、レギュレータ１５により操作される当該油圧ポンプ１４の傾転をｑ（ｃｃ／ｒｅｖ）、エンジン回転数をＮ（ｒｐｍ）とすると、次式（１）により与えられる。
【００３２】
Ｌ＝Ｐ×ｑ×Ｎ／（６０×１０００）    …（１）
バッテリー残量推定部３２は、インバータ２４から出力される信号に基づき、前記蓄電装置２２におけるバッテリーの残り容量であるバッテリー残量を推定する。
【００３３】
動力分配決定部３３は、前記エネルギー消費量演算部３１により演算されるエネルギー消費量Ｌと、前記バッテリー残量推定部３２により推定されるバッテリー残量と、に基づき、当該エネルギー消費量を賄うためのエンジン１８の出力と電動機出力（発電電動機２０の出力）との分配比率γを決定する。エンジン出力決定部３４は、前記エネルギー消費量Ｌと前記分配比率γとに基づいてエンジン出力を決定し、当該エンジン出力に係る指令信号をエンジンコントローラ２８に出力する。同様に、電動機出力決定部３５は、前記エネルギー消費量Ｌと前記分配比率γとに基づいてエンジン出力を決定し、当該エンジン出力に係る指令信号をエンジンコントローラ２８に出力する。
【００３４】
前記インバータ２４は、前記エンジン出力の指定を受けて前記発電電動機２０の駆動の制御を行う。具体的には、目標となる電流位相角β及びモータ電流Ｉｍを決定するとともに、磁極位置センサ４４及び電流センサ４６によりそれぞれ検出される電動機情報である磁極位置及びモータ電流に基づきこれらのフィードバック制御を行う。
【００３５】
この実施の形態に係るインバータ２４は、通常の運転領域では最大トルク制御を行い、高回転領域では誘起電圧の上昇を抑制して当該インバータ２４の耐圧条件を緩和するために弱め磁束制御を行う。具体的に、図２及び図３は、電流位相角βと発電電動機２０の出力トルクＴｔ（マグネットトルクＴｍとリラクタンストルクＴｒとの合成トルク）との関係を示したグラフであるが、最大トルク制御では図２に示される点Ａ１に対応する電流位相角β１すなわち出力トルクＴｔを最大にする電流位相角が目標電流位相角として設定され、弱め磁束制御では図２に示される点Ａ２に対応する電流位相角β２、すなわち、出力トルクＴｔを最大にする電流位相角よりも大きな電流位相角、が目標電流位相角として設定される。
【００３６】
さらに、この実施の形態の特徴として、前記メインコントローラ３０は図３に示される燃料消費量推定部３６、燃料消費量比較部３７、及び補正量演算部３８をさらに備える。これらの機能は、エンジン１８の燃料消費量を利用して発電電動機２０の出力トルクの異常の有無を判断し、さらに異常と判断した場合にはインバータ２４に磁極位置やモータ電流の補正量を指令するためのものである。
【００３７】
前記燃料消費量推定部３６は、既知であるエンジン効率ηに基づき、前記エンジン出力決定部３４が決定したエンジン出力に基づいてエンジン１８が駆動される場合に当該エンジン１８が単位時間あたりに消費するであろうと予測される燃料の量すなわち燃料消費量を推定する。
【００３８】
前記燃料消費量比較部３７は、前記燃料消費量推定部３６が推定した燃料消費量と、前記燃料消費量検出部４８が検出する実際の燃料消費量と、を対比し、その対比に基づいて発電電動機２０の出力トルクの異常の有無を判定する。その原理は次のとおりである。
【００３９】
前記エンジン出力決定部３４及び前記電動機出力決定部３５は、それぞれ、動力分配決定部３３が決定した動力分配に基づいてエンジン出力及び電動機出力を決定し、前記燃料消費量推定部３６はその決定されたエンジン出力に基づいて燃料消費量を推定するから、仮にインバータ２４が正確な検出情報（磁極位置及びモータ電流）に基づいて発電電動機２０の駆動制御を行うことにより当該発電電動機２０から決定された電動機出力に正確に対応するトルクが出力されていれば、当該出力トルクによりアシストされるエンジン１８の実際の出力もエンジン出力決定部３４が決定したエンジン出力に正確に合致し、よって当該エンジン１８が実際に消費する燃料の量である燃料消費量つまり燃料消費量検出部４８が検出する燃料消費量は、燃料消費量推定部３６が推定した燃料消費量と等しくなるはずである。
【００４０】
しかし、磁極位置センサ４４や電流センサ４６の検出誤差に起因してインバータ２４による発電電動機２０の駆動制御に狂いが生じると、発電電動機２０の実際の出力（トルク）と電動機出力決定部３５により決定された電動機出力との間に差異が生じ、その分だけエンジン出力が増減し、よってエンジン１８による燃料消費量も増減する。例えば、前記駆動制御の狂いによって発電電動機２０の実際の出力すなわちエンジン１８をアシストする動力が下がると、その分だけエンジン１８の燃料消費量は推定値よりも増加することになる。
【００４１】
従って、前記燃料消費量比較部３７は、前記燃料消費量推定部３６が推定した燃料消費量と、燃料消費量検出部４８が検出する実際の燃料消費量とを対比することにより、高価なトルクセンサを用いることなく、実際の発電電動機の出力トルクに異常があるか否かを的確に判定することができる。
【００４２】
前記補正量演算部３８は、前記出力トルクが異常であると前記燃料消費量比較部３７が判定した場合に、その原因であるセンサ（磁極位置センサ４４または電流センサ４６）を特定し、その特定したセンサの検出値を補正するための補正量を演算して前記インバータ２４に指令する。インバータ２４は、その指令された補正量により補正された情報（磁極位置またはモータ電流）に基づいて発電電動機２０の駆動制御を行う。
【００４３】
次に、燃料消費量推定部３６、燃料消費量比較部３７、及び補正量演算部３８が行う具体的な演算制御動作を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００４４】
まず、燃料消費量推定部３６は、推定された燃料消費量Ｑｆｏと検出された実際の燃料消費量Ｑｆｒとの差に相当する燃料消費量増減量ΔＱｆを演算する（ステップＳ１）。そして、当該燃料消費量増減量ΔＱｆの絶対値｜ΔＱｆ｜が予め設定された許容値ΔＱｏ以下である場合には（ステップＳ２でＮＯ）出力トルクが正常であると判定する（ステップＳ３）一方、当該絶対値｜ΔＱｆ｜が前記許容値ΔＱｏを超える場合（ステップＳ２でＹＥＳ）には、出力トルクが異常であると判定する（ステップＳ４）。
【００４５】
出力トルクが異常であると判断した場合、燃料消費量推定部３６は、さらに、（発電電動機２０の）出力トルクＴｔの向きと、燃料消費量の増減の向きすなわち前記燃料消費量増減量ΔＱｆの正負と、に基づいて、前記異常の原因となっているセンサである異常原因センサを特定する（ステップＳ５）。実際には、当該出力トルクＴｔの異常に対し、磁極位置センサ４４の検出誤差及び前記電流センサ４６の検出誤差のうちいずれのセンサの誤差による影響が大きいか、が特定される。
【００４６】
このステップＳ５での特定のための具体的な動作を図７に示す。
【００４７】
まず、メインコントローラ３０は、（１）発電電動機２０が正回転正方向トルクを出力しているときに電流位相角βを増加させてこれに対応する燃料消費量の増減を計測、監視するとともに、（２）発電電動機２０が逆回転逆方向トルクを出力しているときにも電流位相角βを増加させてこれに対応する燃料消費量の増減を計測、監視する（ステップＳ５２）（ステップＳ５１）。
【００４８】
ここで、最大トルク制御が実行されている場合（ステップＳ５２でＹＥＳ）、最大トルクが得られる電流位相角β１が目標値に採用されているので、もし仮に磁極位置センサ４４が異常であって実際の電流位相角βと目標の電流位相角β１との間にずれがある場合、つまり、実際の電流位相角βが最大トルクに対応する電流位相角でない場合には、当該ずれがない場合と異なり、前記ステップＳ５１の計測及び監視結果について（１）及び（２）のうちの一方においてのみ出力トルクが低下して他方では出力トルクが増大する、すなわち、（１）及び（２）のうちの一方では燃料消費量が増加するが他方では減少することになる。そこで、メインコントローラ３０は、この場合（ステップＳ５３でＮＯ）に電流位相角βにずれがあるとして磁極位置センサ４４を異常原因センサとして特定する（ステップＳ５４）一方、（１）（２）の双方において燃料消費量が増加する場合、すなわち出力トルクが減少する場合は（ステップＳ５３でＹＥＳ）、本来の電流位相角βには問題がないとして電流センサ４６を異常原因センサとして特定する（ステップＳ５５）。
【００４９】
これに対して磁束弱め制御が実行されている場合（ステップＳ５２でＮＯ）、最大トルクが得られる電流位相角から外れた電流位相角β２が目標値に採用されているので、実際の電流位相角βが目標となる電流位相角β２からずれているか否かにかかわらず、前記ステップＳ５１の計測及び監視結果について（１）（２）のいずれにおいても出力トルクは減少して燃料消費量が増大する。ただし、実際の電流位相角βと目標電流位相角β２とがずれている場合、その燃料消費量の増大の大きさすなわち燃料増分は、（１）と（２）とで異なることになる。そこで、メインコントローラ３０は、（１）（２）での燃料増分が等しい場合、正確にはその差が許容範囲内である場合は（ステップＳ５６でＮＯ）、電流位相角βにずれがあるとして磁極位置センサ４４を異常原因センサとして特定する（ステップＳ５４）一方、（１）（２）の燃料増分が異なる場合、正確にはその差が許容範囲を超える場合は（ステップＳ５６でＹＥＳ）、本来の電流位相角βに問題がないとして電流センサ４６を異常原因センサとして特定する（ステップＳ５５）。
【００５０】
このようにして特定された異常原因センサが磁極位置センサ４４である場合（ステップＳ６でＹＥＳ）、補正量演算部３８は、当該磁極位置センサ４４が検出する磁極位置を補正するための磁極位置補正量を演算する。具体的には、前記燃料消費量増減量ΔＱｆに対応する出力トルク増減量ΔＴｔと、図４または図５に示される電流位相角β−出力トルクＴｔ線図と、に基づいて電流位相角βのずれΔβを特定し（ステップＳ７）、この電流位相角ずれΔβに相当する磁極位置補正量を算定して（ステップＳ８）、インバータ２４に出力する（ステップＳ９）。
【００５１】
前記電流位相角βのずれΔβの大きさ｜Δβ｜及び向き（正負）は、次のようにして特定される。
【００５２】
まず、最大トルク制御が実行された場合、この制御では出力トルクＴｔが最大となる電流位相角βが目標電流位相角に設定されるので、磁極位置センサ４４の検出誤差により電流位相角βがずれた場合、そのずれの向きにかかわらず、実際の出力トルクＴｔは目標値よりも必ず減少する。すなわち、ΔＴｔは必ず負の値になる。従って、図４に示すグラフにおいてΔＴｔに対応する電流位相角は最大トルクに相当する電流位相角よりも小さなものと大きなものとの２つが存在することになり（同図の点Ｂ１及び点Ｃ１）、ΔＴｔのみによっては電流位相角のずれΔβの大きさ｜Δβ｜は特定できるが向きは特定できない。しかし、前記のステップＳ５における異常原因センサの特定動作（ステップＳ５６〜Ｓ５８）において正回転正方向トルク出力時、逆回転逆方向トルク出力時のいずれにおいて燃料消費量が増加したかによって電流位相角ずれΔβの向き（正負）を特定することが可能である。
【００５３】
一方、弱め磁束制御では、出力トルクＴｔが最大となる電流位相角よりも少し大きな電流位相角が目標電流位相角に設定されるから、磁極位置センサ４４の検出誤差により電流位相角βがずれた場合、そのずれの向きによって出力トルクＴｔが増加または減少する（同図の点Ｂ２及び点Ｃ２）。すなわち、燃料消費量増減量ΔＱｆ及びこれに対応する出力トルク増減量ΔＴｔの正負に基づいて電流位相角βのずれの大きさだけでなく方向も一義的に特定することができる。
【００５４】
補正量演算部３８は、以上のようにして電流位相角βのずれΔβの向き（正負）及び大きさ｜Δβ｜を特定し、これに基づいて磁極位置補正量の算定及びそのインバータ２４への出力を行う。
【００５５】
なお、本発明に係る「磁極位置検出部」は、前記磁極位置センサ４４のように電動機内に設けられて実際の磁極位置を直接検出するものに限らず、電動機の適当なパラメータ（抵抗、インダクタンス、鎖交磁束等）に基いて磁極位置を推定するもの、すなわち、いわゆるセンサレス制御のために電動機に装備される磁極位置推定部、であってもよい。この場合も、前記と同様に出力トルクの異常判定及び磁極位置の補正を行うことが可能である。一般的に、センサレス制御では、前記パラメータと実際のモータパラメータとの間に差異が生じることによって推定磁極位置に定常誤差が生じるから、この場合も推定燃料消費量と検出燃料消費量との差に基づいて出力トルクの異常の有無及び磁極位置の補正を行うことが可能である。
【００５６】
一方、特定された異常原因センサが電流センサ４６である場合（ステップＳ６でＮＯ）、補正量演算部３８は、モータ電流が０であるときの電流センサ４６の出力値から当該電流センサ４６のオフセット誤差を特定し（ステップＳ１０）、次いで、前記出力トルク増減量ΔＴｔに基づいて当該電流センサ４６のリニアリティ誤差を特定する（ステップＳ１１）。そして、両誤差に基づいて電流補正量を演算し（ステップＳ１２）、これをインバータ２４に出力する（ステップＳ９）。
【００５７】
前記リニアリティ誤差については、前記磁極位置センサ４４の誤差と同様、推定燃料消費量Ｑｆｏよりも実際の燃料消費量Ｑｆｒが多い場合、すなわち、正規の出力トルクが出ていない場合には、電流センサ４６が実際の電流値より大きな電流値を示す信号を出力していると判断することができ、逆に、推定燃料消費量Ｑｆｏよりも実際の燃料消費量Ｑｆｒが少ない場合、すなわち正規の出力トルクを上回るトルクが出力されている場合には、電流センサ４６が実際の電流値よりも小さな電流値を示す信号を出力していると判断することができる。従って、当該電流センサ４６のリニアリティ誤差も前記磁極位置の誤差と同様に推定燃料消費量Ｑｆｏと実際の燃料消費量Ｑｆｒとの差ΔＱｆに基づいて算定することが可能である。
【００５８】
なお、以上説明した出力トルクの異常の有無の判定及び電動機情報（磁極位置やモータ電流）の補正は、運転時とは別に設定されたテスト期間に行われてもよいし、運転中に行われてもよい。当該判定及び補正に要する時間は、燃料消費量検出部の精度に依存するので、瞬時々々の精度が保証されている場合には出力トルク誤差を同様に瞬時々々に算出することが可能であるから運転中でも前記判定及び補正を行うことが可能であり、逆に、ある一定時間の平均化等の処理によりはじめて精度が確保できる場合には、運転期間とは別の期間に十分な時間をかけて前記異常判定及び補正のためのテストモードが実行されればよい。
【００５９】
本発明は、自動車を含め、作業機械以外の機械に用いられる動力生成装置にも適用が可能である。例えば自動車の場合でも、燃料消費量を計測できるエンジンと、車重、速度、傾き等の情報を計測する手段であってエンジン及び電動機に要求される出力の把握を可能にする手段と、が存在すれば、前記と同様の出力トルクの異常の判定や各情報の補正を行うことが可能である。
【符号の説明】
【００６０】
１４    油圧ポンプ
１６    動力生成装置
１８    エンジン
２０    発電電動機
２２    蓄電装置
２４    インバータ（電動機制御部）
２８    エンジンコントローラ
３０    メインコントローラ
３６    燃料消費量推定部（出力トルク異常判定部）
３７    燃料消費量比較部（出力トルク異常判定部）
３８    補正量演算部
４０    エンジン回転数センサ
４２    ポンプ圧センサ
４４    磁極位置センサ
４６    電流センサ
４８    燃料消費量検出部
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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