(57)【要約】【課題】位相検知用のセンサを用いることなしにロータの位相のズレを補正可能な車両用モータの制御装置を提供する。【解決手段】永久磁石を有し互いの相対的な位相を変更可能な内周側回転子、外周側回転子を具備し、車両１０を駆動または補助的に駆動するモータ１１と、内周側回転子、外周側回転子の相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数Ｋｅに調整する位相制御部６５とを備える車両用モータの制御装置であって、車両１０の加速度状態量を検出する車輪速センサ７５と、加速度状態量に基づいて実駆動力を算出するとともに、車両１０の駆動力指令値と実駆動力との差に基づいて位相制御部６５の位相指令を補正する位相誤差推定部６２を備えることを特徴とする。【選択図】図１
2008043134.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
各々に磁石片を有し互いの相対的な位相を変更可能な複数のロータを具備し、車両を駆動または補助的に駆動するモータと、
前記複数のロータの相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数に調整する位相変更手段とを備える車両用モータの制御装置であって、
車両の加速度状態量を検出する検出手段と、
該検出手段によって検出された前記加速度状態量に基づいて実駆動力を算出する実駆動力算出手段と、
車両の駆動力指令値と前記実駆動力との差に基づいて前記位相変更手段の位相指令を補正する補正手段とを備えることを特徴とする車両用モータの制御装置。
【請求項２】
前記補正手段は、前記駆動力指令値と前記実駆動力との差に基づいて、前記ロータに対する誘起電圧定数指令値と前記ロータの誘起電圧定数との偏差の推定値を算出し、この推定値に基づき前記位相変更手段の位相指令を補正することを特徴とする請求項１に記載の車両用モータの制御装置。
【請求項３】
前記位相変更手段は、次回位相変更を行う際に前記誘起電圧定数指令値と前記誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいて位相の変更を行うことを特徴とする請求項２に記載の車両用モータの制御装置。
【請求項４】
前記誘起電圧定数指令値と前記誘起電圧定数との偏差の推定値が所定値以上となる場合に前記位相変更手段が異常と判定する異常判定手段を備えていることを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用モータの制御装置。
【請求項５】
前記誘起電圧定数指令値と前記誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいてモータの通電量を補正することを特徴とする請求項１〜４のいずれかに記載の車両用モータの制御装置。
【請求項６】
前記補正手段は、前記ロータの相対的な位相を固定状態にしてから推定車両重量の算出を行う推定車重算出手段を備え、該推定車重算出手段で算出された推定車両重量に基づいて実駆動力を算出することを特徴とする請求項１〜５のいずれかに記載の車両用モータの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両用モータの制御装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石を有する複数のロータの相対的な位相を液圧回路によって変化させて永久磁石の磁界を調整するモータの制御装置が知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開昭５５−１５３３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術の一例に係る制御装置において、一般には、位相検知用のセンサを用いて検知した実測値と、要求トルクやバッテリ電圧などに基づいて算出される位相指令値とを比較してこれらの位相ズレがゼロとなるように補正を行っている。しかしながら、従来の制御装置では、例えばロータの位相を検知するセンサがフェール状態となり検知信号が出力されなくなると、ロータの位相ズレを補正することができなくなり、運転者の要求するモータトルクを得ることができなくなるという課題がある。
【０００４】
そこで、この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、位相検知用のセンサを用いることなしにロータの位相のズレを補正可能な車両用モータの制御装置を提供するものである。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記の課題を解決するために、請求項１に記載した発明は、各々に磁石片（例えば、実施の形態における永久磁石２１ａ，２２ａ）を有し互いの相対的な位相（例えば、実施の形態における位相θ）を変更可能な複数のロータ（例えば、実施の形態における内周側回転子２１、外周側回転子２２）を具備し、車両（例えば、実施の形態における車両１０）を駆動または補助的に駆動するモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１１）と、複数のロータの相対的な位相を変更し所定の誘起電圧定数（例えば、実施の形態に置ける誘起電圧定数Ｋｅ）に調整する位相変更手段（例えば、実施の形態における位相制御部６５）とを備える車両用モータの制御装置であって、車両の加速度状態量を検出する検出手段（例えば、実施の形態における車輪速センサ７５）と、該検出手段によって検出された前記加速度状態量に基づいて実駆動力を算出する実駆動力算出手段（例えば、実施の形態における位相誤差推定部６２）と、車両の駆動力指令値と前記実駆動力との差に基づいて前記位相変更手段の位相指令を補正する補正手段（例えば、実施の形態における位相制御部６５）とを備えることを特徴とする。
このように構成することで、例えばロータの相対的な位相を検出するセンサを用いなくても検出手段の検出結果に基づいて算出される加速度状態量、例えば各種のセンサの検出結果に応じた車両の前後加速度や横加速度等の加速度、あるいは、加速度に係る状態量（例えば、トルク指令値等）に基づいて位相変更手段における位相指令を補正することができる。
【０００６】
請求項２に記載した発明は、請求項１に記載の発明において、前記補正手段は、前記駆動力指令値と前記実駆動力との差に基づいて、前記ロータに対する誘起電圧定数指令値と前記ロータの誘起電圧定数との偏差の推定値（例えば、実施の形態における誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓ）を算出し、この推定値に基づき前記位相変更手段の位相指令を補正することを特徴とする。
このように構成することで、駆動力指令値が例えばアクセルペダル開度センサ等の検出結果に基づいて算出でき、さらに、実駆動力が例えば車輪速度センサ等の検出結果に基づいて算出できるので、ロータの相対的な位相を検出するセンサを用いなくてもロータに対する誘起電圧定数指令値とロータの誘起電圧定数との偏差の推定値を算出することができる。
【０００７】
請求項３に記載した発明は、請求項２に記載の発明において、位相変更手段が、次回位相変更を行う際に誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいて位相の変更を行うことを特徴とする。
このように構成することで、誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいた位相変更を次回の位相変更時に実行することができるため、位相変更による挙動が直ぐに現れるのを防止することができる。
【０００８】
請求項４に記載した発明は、請求項１〜３のいずれかに記載の発明において、誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値が所定値以上となる場合に前記位相変更手段が異常と判定する異常判定手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ３１〜ステップＳ３３）を備えていることを特徴とする。
このように構成することで、異常判定手段は、誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値が所定値（例えば、通常状態で想定できる偏差）以上となった場合に位相変更手段が異常状態であると判断することができる。
【０００９】
請求項５に記載した発明は、請求項１〜４のいずれかに記載の発明において、誘起電圧定数指令値と前記誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいてモータの通電量を補正することを特徴とする。
このように構成することで、例えば位相変更手段がフェール状態になった場合でも、位相ズレに係る駆動力の分だけモータへの通電量を補正して必要駆動力を確保することができる。
【００１０】
請求項６に記載した発明は、請求項１〜５のいずれかに記載の発明において、補正手段が、前記ロータの相対的な位相を固定状態にしてから推定車両重量の算出を行う推定車重算出手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ０７〜ステップＳ１１）を備え、該推定車重算出手段で算出された推定車両重量に基づいて実駆動力を算出することを特徴とする。
このように構成することで、ロータの相対的な位相が変化しない状態で推定車重算出手段によって正確な推定車両重量を算出することができ、さらに実駆動力をこの推定車重算出手段によって算出された推定車両重量に基づいて算出することで正確な実駆動力を算出することができる。
【発明の効果】
【００１１】
請求項１に記載した発明によれば、例えばロータの相対的な位相を検出するセンサがなくても検出手段によって検出された加速度状態量、例えば各種のセンサの検出結果に応じた車両の前後加速度や横加速度等の加速度、あるいは、加速度に係る状態量（例えば、トルク指令値等）に基づいて位相指令を補正するフィードバック制御を行うため、モータの適切な運転状態を確保することができる効果がある。
【００１２】
請求項２に記載した発明によれば、請求項１の効果に加え、駆動力指令値が例えばアクセルペダル開度センサ等の検出結果に基づいて算出でき、さらに、実駆動力が例えば車輪速度センサ等の検出結果に基づいて算出できるので、ロータの相対的な位相を検出するセンサを用いなくてもロータに対する誘起電圧定数指令値とロータの誘起電圧定数との偏差の推定値を算出することができる。したがって、部品点数を増加させることなしに信頼性を向上することができる効果がある。
【００１３】
請求項３に記載した発明によれば、請求項２の効果に加え、誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値に基づいた位相変更を次回の位相変更時に実行することができるため、位相変更による挙動が直ぐに現れるのを防止することができ、したがって、運転者が違和感を覚えることなしにロータの相対的な位相ズレを補正することができる効果がある。
【００１４】
請求項４に記載した発明によれば、請求項１〜３のいずれかの効果に加え、異常判定手段は、誘起電圧定数指令値と誘起電圧定数との偏差の推定値が所定値（例えば、通常状態で想定できる偏差）以上となった場合に位相変更手段が異常状態であると判断することができるため、位相変更手段に対して過大な位相変更指令を加えるのを防止することができ、したがって位相変更手段に対する負担を軽減することができる。
【００１５】
請求項５に記載した発明によれば、請求項１〜４のいずれかの効果に加え、例えば位相変更手段がフェール状態となった場合でも、位相ズレに係る駆動力の分だけモータへの通電量を補正して必要駆動力を確保することができるため、さらなる信頼性の向上を図ることができる効果がある。
【００１６】
請求項６に記載した発明によれば、請求項１〜５のいずれかの効果に加え、ロータの相対的な位相が変化しない状態で推定車重算出手段によって正確な推定車両重量を算出することができ、さらに実駆動力をこの推定車両重量に基づいて算出することで正確な実駆動力を算出することができる。したがって、ロータの相対的な位相のズレをより適切に補正することができる効果がある。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１７】
以下、本発明の車両用モータの制御装置の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態による車両用モータの制御装置１０ａ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１０に搭載され、例えば図１に示す車両１０は、モータ１１および内燃機関１２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１１と、内燃機関１２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１１または内燃機関１２の駆動力はクラッチ、トランスミッションＴ／Ｍを介して車両１０の駆動輪Ｗに伝達されるようになっている。
【００１８】
そして、この車両１０の減速時に駆動輪Ｗ側からモータ１１に駆動力が伝達されると、モータ１１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１２の出力がモータ１１に伝達された場合にもモータ１１は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
【００１９】
この車両１０において、複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のモータ１１の駆動および回生作動は制御部１３から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）１４により行われる。
ＰＤＵ１４は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備え、モータ１１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ１５が接続されている。
ＰＤＵ１４は、例えばモータ１１の駆動時等において制御部１３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、ＰＷＭ信号）に基づき、ＰＷＭインバータにおいて各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１５から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、３相のモータ１１のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。
【００２０】
モータ１１は、例えば図２に示すように、周方向に沿って配置された各永久磁石（磁石片）２１ａ，２２ａを具備する略円環状の各内周側回転子２１および外周側回転子２２からなるロータ２３と、ロータ２３を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線（図示略）を有する固定子２４と、内周側回転子２１と外周側回転子２２との間の相対的な位相を制御する位相制御装置２５とを備えている。この位相制御装置２５は、例えば、油圧やモータを用いて内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相を変更するものである。
【００２１】
内周側回転子２１および外周側回転子２２は、互いの回転軸がモータ１１の回転軸Ｏと同軸となるように配置され、略円筒状の各ロータ鉄心３１，３２と、第１ロータ鉄心３１の外周部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の内周側磁石装着部３３，…，３３および第２ロータ鉄心３２の内部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の外周側磁石装着部３４，…，３４とを備えている。
【００２２】
そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３間において第１ロータ鉄心３１の外周面３１Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３１ａが形成されている。
また、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４間において第２ロータ鉄心３２の外周面３２Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３２ａが形成されている。
【００２３】
各磁石装着部３３および３４は、例えば回転軸Ｏに平行に貫通する各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３４ａ，３４ａを備え、１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａはセンターリブ３３ｂを介して、かつ、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａはセンターリブ３４ｂを介して、周方向で隣り合うように配置されている。
そして、各磁石装着孔３３ａ，３４ａは回転軸Ｏに平行な方向に対する断面が、略周方向が長手方向かつ略径方向が短手方向の略長方形状に形成され、各磁石装着孔３３ａ，３４ａには回転軸Ｏに平行に伸びる略長方形板状の各永久磁石２１ａ，２２ａが装着されている。
【００２４】
１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａに装着される１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３に対して、各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３３ａ，３３ａに装着される各１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａおよび内周側永久磁石２１ａ，２１ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３には、外周側がＳ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３が、凹溝３１ａを介して周方向で隣接するようになっている。
【００２５】
同様にして、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａに装着される１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４に対して、各１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａおよび３４ａ，３４ａに装着される各１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａおよび外周側永久磁石２２ａ，２２ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４には、外周側がＳ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４が、凹溝３２ａを介して周方向で隣接するようになっている。
【００２６】
そして、内周側回転子２１の各磁石装着部３３，…，３３と外周側回転子２２の各磁石装着部３４，…，３４とは、さらに、内周側回転子２１の各凹溝３１ａ，…，３１ａと外周側回転子２２の各凹溝３２ａ，…，３２ａとは、各回転子２１，２２の径方向で互いに対向配置可能となるように配置されている。
【００２７】
これにより、内周側回転子２１と外周側回転子２２との回転軸Ｏ周りの相対位置に応じて、モータ１１の状態を、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの同極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが対極配置）される弱め界磁状態から、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置）される強め界磁状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。
【００２８】
ここで、この実施形態のモータ１１の場合、内周側回転子２１が外周側回転子２２に対して最遅角位置にあるときに、内周側回転子２１と外周側回転子２２の永久磁石２１ａ，２２ａが異極同士で対向して強め界磁の状態（図３（ａ）参照）になり、内周側回転子２１が外周側回転子２２に対して最進角位置にあるときに、内周側回転子２１と外周側回転子２２の永久磁石２１ａ，２２ｂが同極同士で対向して弱め界磁の状態（図３（ｂ）参照）になるように設定されている。
なお、このモータ１１は、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、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数Ｋｅが変化し、その結果、モータ１１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１１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１１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。
【００２９】
制御部１３は、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開度センサの検出結果に基づいて設定されるトルク指令値Ｔｑに基づきｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃを演算し、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令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ＰＤＵ１４へゲート信号であるＰＷＭ信号を入力すると共に、実際にＰＤＵ１４からモータ１１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軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。
【００３０】
この制御部１３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６１と、位相誤差推定部（実駆動力算出手段）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（位相変更手段、補正手段）６５とを備えて構成されている。
【００３１】
そして、この制御部１３には、ＰＤＵ１４からモータ１１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７１，７１から出力される各検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓと、バッテリ１５の端子電圧（電源電圧）ＶＢを検出する電圧センサ７２から出力される検出信号と、モータ１１のロータの回転角θＭ（つまり、所定の基準回転位置からのロータの磁極の回転角度）を検出する回転センサ７３から出力される検出信号と、位相制御装置２５により可変制御される内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを検出する位相センサ（検出手段）７４から出力される検出信号と、車両１０の各車輪の回転速度（車輪速ＮＷ）を検出する複数の車輪速センサ７５，…，７５から出力される検出信号とが入力されている。
【００３２】
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値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１１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１１の回転数ＮＭと、後述する誘起電圧定数算出部６１から入力される誘起電圧定数Ｋｅとに基づき、ＰＤＵ１４からモータ１１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軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃとして電流偏差算出部５２へ出力されている。
【００３３】
この回転直交座標をなすｄｑ座標は、例えばロータの永久磁石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１１のロータ２３の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ１４からモータ１１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軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令Ｉｑｃを与えるようになっている。
【００３４】
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軸電流指令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軸電流指令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１１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ロータ２３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１５の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてｑ軸電流指令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５２ａへ出力する。
【００３５】
電流制御部５５は、例えばモータ１１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。
【００３６】
ｄｑ−３相変換部５６は、回転数演算部６０から入力されるロータ２３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。
【００３７】
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、ＰＤＵ１４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。
【００３８】
フィルタ処理部５８は、各電流センサ７１，７１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。
【００３９】
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から入力されるロータ２３の回転角θＭとにより、モータ１１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。
【００４０】
回転数演算部６０は、回転センサ７３から出力される検出信号からモータ１１のロータ２３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１１の回転数ＮＭを算出する。
誘起電圧定数算出部６１は、位相センサ７４から出力される位相θの検出信号に基づき、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θに応じた誘起電圧定数Ｋｅを算出する。
【００４１】
誘起電圧定数指令出力部６３は、例えばトルク指令値Ｔｑと、モータ１１の回転数ＮＭと、位相ロック指令とに基づき、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令値）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と誘起電圧定数算出部６１から出力される誘起電圧定数Ｋｅとの偏差である誘起電圧定数差分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位相θを制御するための制御指令を出力する。なお、位相θを制御するための制御指令に替えて位相制御装置２５の油圧を制御するための制御指令としてもよく、この場合、位相センサ７４に替えて位相制御装置２５の作動液の油圧を検知する油圧センサを設ければよい。
【００４２】
ところで、制御部１３には、例えば、図１に示す位相検出器７４の出力が停止するなどフェール状態となった場合に、位相制御部６５に対して誘起電圧定数差分ΔＫｅの推定値ΔＫｅｓを算出して出力する位相誤差推定部６２が設けられている。この位相誤差推定部６２は、例えば制御部１３の外部から入力されるアクセルペダル（ＡＰ）開度などに基づいたトルク指令値Ｔｑと、車輪速ＮＷに基づいて、誘起電圧定数差分ΔＫｅの推定値である誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓを算出して出力するようになっている。
【００４３】
より具体的には、位相誤差推定部６２は、誘起電圧定数算出部６１からの出力信号が異常であることを検出すると、例えば、各車輪の車輪速ＮＷから車両１０の加速度（前後加速度および横加速度）を算出し、さらに、モータ１１が最も強め界磁状態となるように内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを最遅角に固定（モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅを最遅角側の所定値に固定）する制御指令である位相ロック指令を出力する。
【００４４】
さらに、位相誤差推定部６２は、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θが最遅角となるように固定した状態で、例えば位相θに応じて決まる駆動力の理論値を求め、この駆動力の理論値と加速度と空気抵抗とに基づいて推定車両重量を算出する。ここで、空気抵抗は車輪速ＮＷに基づいて算出可能な車速と空気抵抗とのマップ（図示せず）を検索することで求めることができる。
【００４５】
そして、位相誤差推定部６２は、推定車両重量と上記加速度とを積算して実駆動力を算出し、この実駆動力と、指令トルクＴｑに基づいて算出される指令駆動力との差分を算出する。さらに、この算出された駆動力の差分をトランスミッションのギアレシオで除算してモータ１１のトルク要求値とトルク実測値との差分であるトルク差分ΔＴを算出する。そして、このトルク差分ΔＴをモータ制御電流の実測値である３相−ｄｑ変換部から出力されたｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑのそれぞれの二乗値を加算した値の平方根で算出される電流値で除算して誘起電圧定数差分ΔＫｅの推定値である誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓを算出し、この誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓを出力する。なお、図示都合上、図１では３相−ｄｑ変換部５９から位相誤差推定部６２へ入力されるｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑの図示を省略している。
【００４６】
本実施形態による車両用モータの制御装置１０ａは上記構成を備えており、次に、この制御装置１０ａの動作、特に、誘起電圧定数算出部からの６１の出力が異常状態の場合にモータ１１の位相θを設定する処理について添付図面を参照しながら説明する。
【００４７】
先ず、例えば図４に示すステップＳ０１においては、後述する図５に示す実駆動力算出処理、および図６に示す車両重量推定処理を行いモータの実駆動力を算出する。
そして、ステップＳ０２においては、トルク指令値Ｔｑ等に基づいて算出される車両の指令駆動力を読み込む。
【００４８】
さらに、ステップＳ０３においては、ステップＳ０１にて算出した実駆動力と指令駆動力との差分である駆動力ズレ分を算出する。
ステップＳ０４においては、駆動力ズレ分をギアレシオで除算し、モータ１１が発生する実トルクとアクセルベダル開度等から算出されるトルク指令値Ｔｑとの差分であるトルク差分ΔＴを算出する。
【００４９】
そして、ステップＳ０５においては、ステップＳ０４にて算出したトルク差分ΔＴを制御電流値Ｉで除算し、誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓを算出する。ここで、制御電流値Ｉとは、モータ１１の制御電流を示しており、ここでは電流センサ７１で検出されたＩｕｓとＩｗｓとを３相−ｄｑ変換部５９で変換したＩｑ，Ｉｄのそれぞれの二乗値を加算した値の平方根で算出される電流値を用いている。
【００５０】
次に、ステップＳ０６においては、前述した位相制御部６５で誘起電圧定数推定値ΔＫｅｓに制御電流値Ｉを積算して再度トルク差分ΔＴを算出した後、図１０に示すトルク差分ΔＴと位相差分Δθとのマップから位相のズレ分である位相差分Δθを検索して位相制御装置２５に位相差分Δθだけ位相θを変位させる位相指令を出力する。なお、ここではトルク差分ΔＴと位相差分Δθとの２次元マップを用いているが、誘起電圧定数指令値Ｋｅｃと誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅと位相差分Δθとの３次元マップ（図示せず）を用いてもよい。
【００５１】
図１０に示すマップは、縦軸を位相差分Δθ、横軸をトルク差分ΔＴとした場合に誘起電圧定数Ｋｅをそれぞれ最大値（Ｋｅ ｍａｘ）、中間値（Ｋｅ ｍｉｄ）、最小値（Ｋｅ ｍｉｎ）とした場合の各特性を示したものである。このマップにおいて、トルク差分ΔＴと位相差分Δθとが両方とも正の領域では、モータ１１の制御領域としては、位相ズレ方向が遅角側となる強め界磁のモータ回生領域となり、また、トルク差分ΔＴが負の領域で位相差分Δθが正の領域では、モータ１１の位相ズレ方向が遅角側となる強め界磁のモータアシスト領域となる。さらに、このマップにおいて、トルク差分ΔＴと位相差分Δθとが両方とも負の領域では、モータ１１の制御領域としては、位相ズレ方向が進角側となる弱め界磁のモータ回生領域となり、また、トルク差分ΔＴが正の領域で位相差分Δθが負の領域では、位相ズレ方向が進角側となる弱め界磁のモータアシスト領域となる。なお、上記図１０において、トルク差分ΔＴの正負はトルク指令値Ｔｑから実トルクを差し引いたものであり、一方、位相差分ΔＴの正負は位相指令値から位相の実測値又は推測値を差し引いたものである。
【００５２】
このマップによれば、誘起電圧定数Ｋｅが最大値、中間値、最小値のいずれの場合であっても、トルク差分ΔＴが正側又は負側へ増加することにより位相差分Δθが２次関数的に増加する。
より具体的には、誘起電圧定数Ｋｅが最大値でモータ１１がアシスト側で作動している場合、トルク差分ΔＴが正側に大きくなるほど位相差分Δθは負側に増加し、誘起電圧定数Ｋｅが最大値でモータ１１が回生側で作動しているときにトルク差分ΔＴが負側に増加するほど位相差分Δθが負側に増加する。
【００５３】
そして、誘起電圧定数Ｋｅが中間値でモータ１１がアシスト領域で作動している場合、トルク差分ΔＴが正側に増加するほど位相差分Δθが負側に増加し、トルク差分ΔＴが負側に増加するほど位相差分Δθは正側に増加する。さらに、誘起電圧定数Ｋｅが中間値で、モータ１１が回生領域で作動している場合、トルク差分ΔＴが正側に増加するほど位相差分Δθが正側に増加し、一方、トルク差分ΔＴが負側に増加するほど位相差分Δθは負側に増加する。
【００５４】
また、誘起電圧定数Ｋｅが最小値でモータ１１がアシスト領域で作動している場合、トルク差分ΔＴが負側に増加するほど位相差分Δθが正側に増加し、誘起電圧定数Ｋｅが最小値でモータ１１が回生領域で作動している場合、トルク差分ΔＴが正側に増加するほど位相差分Δθは正側に増加する。そして、誘起電圧定数Ｋｅが小さくなるほどトルク差分ΔＴの増加に伴う位相差分Δθの増加率が大きくなる。
【００５５】
次に、図５のフローチャートに基づいて上述したステップＳ０１の実駆動力算出処理を説明する。
先ずステップＳ１２においては、図６に示す推定車重算出処理を実行して推定車両重量を算出する。
ステップＳ１３においては、モータのみが駆動しているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（モータのみが駆動）である場合はステップＳ１４に進み、判定結果が「ＮＯ」（モータのみではない）である場合はステップＳ１５に進む。
【００５６】
ステップＳ１４においては、推定車両重量と実加速度とを積算してモータによる分の実駆動力を算出する。
ステップＳ１５においては、推定車両重量と実加速度とを積算したものから内燃機関（Ｅｎｇ）補機抵抗と内燃機関発生駆動力とを減算してモータによる分の実駆動力を算出して図４のモータ位相位置ズレ推定処理に戻る。ここで、内燃機関補機抵抗は、気温センサで検出される気温等を用いて補正を行うことでさらに精度を向上させることができ、さらに、内燃機関発生駆動力も、吸気温センサ等の温度センサで検出される吸気温や機関温度などを用いて補正を行うことでさらなる精度の向上を図ることができる。また、上記処理を複数回繰り返すことでさらなる精度の向上を図ることができる。
【００５７】
次に、図６に示すフローチャートに基づいて上述したステップＳ１２の車重推定処理を説明する。
先ず、ステップＳ０７においては、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θの指令値を確実に最遅角に固定するように、最遅角とする位相指令値にマージンを加算して位相制御装置２５を制御する。
そして、ステップＳ０８においては、最遅角に固定された位相θの理論値から実駆動力を算出する実駆動力算出処理を実行する。
ステップＳ０９においては、車輪速センサ７５の検出結果に基づいて車両１０の実加速度を算出する。
【００５８】
ステップＳ１０においては、車輪速センサ７５の検出結果に基づいて算出された車速と、空気抵抗とのテーブル（図示せず）を検索して空気抵抗を求める。
ステップＳ１１においては、ステップＳ０８で算出した実駆動力から空気抵抗分を減算したものを、ステップＳ０９で算出した実加速度と既知の転がり係数と位相θに係るｓｉｎθとを加算した値で除算して推定車両重量を算出する。なお、ステップＳ０７〜ステップＳ１１は推定車重算出手段を構成するものである。
【００５９】
次に、図７のフローチャートに基づいてモータ１１の位相位置ズレ補正処理を説明する。
先ずステップＳ２０において、位相可変指令があるか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（指令あり）である場合はステップＳ２１に進み、判定結果が「ＮＯ」（指令なし）である場合は処理を終了して再度ステップＳ２０の処理を繰り返す。ステップＳ２１においては、位相位置ズレが有るか否かを判定する。すなわち位相差分Δθがゼロか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（位相位置ズレあり）である場合はステップＳ２２に進み、判定結果が「ＮＯ」（位相位置ズレなし）である場合はステップＳ２３に進む。
【００６０】
ステップＳ２２では、今回の位相指令値に位相差分Δθを加算して次回の位相指令値を算出し、処理を終了して再度ステップＳ２０に戻る。一方、ステップＳ２３においては、次回の位相指令値として今回位相指令値を設定して処理を終了して再度ステップＳ２０に戻る。
【００６１】
一方、モータ１１の位相位置ズレに起因するトルク差分ΔＴを解消するために、上記した位相差分Δθを位相制御部６５によって直接的に補正する方法を説明したが、他の方法として、例えば目標電流設定部５１、界磁制御部５３および電力制御部５４でモータ１１の制御電流を増減させて発生したトルク差分ΔＴを解消することができる。
以下、図８の駆動力補正処理を用いて、モータ１１の駆動力補正処理を説明する。
【００６２】
先ずステップＳ２４では上述した図４のモータ位相位置ズレ推定処理を行って位相位置ズレ分である位相差分Δθを算出する。ここで、例えば、位相誤差推定部６２で誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓを算出して、目標電流設定部５１において誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓと誘起電圧定数指令値Ｋｅｃとに基づいて位相差分Δθを、誘起電圧定数差分推定値ΔＫｅｓ、誘起電圧定数指令値Ｋｅｃ、位相差分Δθのマップ（図示せず）で検索する。
【００６３】
次に、ステップＳ２５においては、位相差分Δθが基準値よりも大きいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（大きい）である場合はステップＳ２６に進み、判定結果が「ＮＯ」（大きくない）である場合はステップＳ２４に戻る。ここで、上記基準値は位相ズレを補正する必要があるか否かを判定するための基準値である。
ステップＳ２６においては、位相差分Δθとトルク指令値Ｔｑとのテーブル（図示せず）を検索することによりモータ１１の目標電流値であるｄ軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令Ｉｑｃに対して必要な電流補正量ＩΔを求める。
【００６４】
ステップＳ２７においては、目標電流値の前回値（指令値）に上記電流補正量ＩΔを加算した値に基づき目標電流値であるｄ軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令Ｉｑｃを設定する。
【００６５】
ところで、上述した位相差分Δθの補正を行っても位相差分Δθが極端に大きいような場合には、モータ１１の内周側回転子２１と外周側回転子２２との間の相対的な位相を変更する機構である液圧制御系統のオイルポンプなどがフェール状態である場合が考えられる。
以下、図９に基づいて、オイルポンプ（ＯＰ）のフェール検知処理を説明する。
先ず、ステップＳ３０においては、上述したモータ位相位置ズレ推定処理を実行する。
次に、ステップＳ３１においては、位相差分Δθがオイルポンプ（ＯＰ）フェール基準値よりも大きいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（大きい）である場合はステップＳ３２に進み、判定結果が「ＮＯ」（大きくない）である場合はステップＳ３７に進みタイマ値をゼロに設定してステップＳ３３に進む。なお、ステップＳ３１〜ステップＳ３３は異常判定手段を構成するものである。
【００６６】
ステップＳ３２においては、タイマ値が所定値Ｔよりも大きいか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（タイマ値＞Ｔ）である場合はステップＳ３６に進みオイルポンプ（ＯＰ）フェールフラグを１を設定してステップＳ３３に進む。一方、ステップＳ３２において判定結果が「ＮＯ」（タイマ値≦Ｔ）である場合はステップＳ３３に進む。
ステップＳ３６においては、タイマ値に０を設定してステップＳ３３に進む。
ステップＳ３７においては、オイルポンプ（ＯＰ）フェールフラグに１を設定してステップＳ３３に進む。
【００６７】
ステップＳ３３においては、オイルポンプ（ＯＰ）フェールフラグが１に設定されているか否かを判定する。判定結果が「ＹＥＳ」（ＯＰフェールフラグ＝１）である場合はステップＳ３８に進み、判定結果が「ＮＯ」（ＯＰフェールフラグ≠１）である場合はステップＳ３４に進む。
【００６８】
ステップＳ３４においては、前述した駆動力補正処理のステップＳ２６と同様に位相差分Δθとトルク指令値Ｔｑとのマップ検索により電流補正量ＩΔを求める。
そして、ステップＳ３５では、前述した駆動力補正処理のステップＳ２７と同様に目標電流値の前回値（指令値）に電流補正量ＩΔを加算したものをｄ軸電流指令Ｉｄｃおよびｑ軸電流指令Ｉｑｃとして設定する。
一方、ステップＳ３８においては、可変部液圧指令のフラグを０に設定する。すなわち、オイルポンプがフェール状態であると判定して上述した液圧制御系統のオイルポンプを停止させる。
【００６９】
上述したように、本実施の形態による車両用モータの制御装置１０ａによれば、例えば内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相を検出する位相センサ７４がなくても車輪速センサ７５の検出結果に基づいて算出された加速度状態量、例えば車輪速度に基づいて算出された車両の前後加速度や横加速度等の加速度と指令駆動力とに基づいて位相差分Δθを算出して、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θのズレを補正することができるため、モータ１１の適切な運転状態を確保することができる。
【００７０】
また、駆動力指令値が例えばアクセルペダル開度センサ等の検出結果に基づいて算出されるトルク指令値Ｔｑに基づいて算出でき、さらに、実駆動力が例えば車輪速度センサ等の検出結果に基づいて算出できるので、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相を検出する位相センサ７４を用いなくても誘起電圧定数指令値Ｋｅｃと誘起電圧定数Ｋｅとの偏差の推定値ΔＫｅｓを算出することができ、したがって、部品点数を増加させることなしに信頼性を向上することができる。
【００７１】
そして、誘起電圧定数指令値Ｋｅｃと誘起電圧定数Ｋｅとの偏差の推定値ΔＫｅｓに基づいた位相差分Δθの補正を次回の位相変更時に実行することができるため、位相変更による挙動が直ぐに現れるのを防止することができ、したがって、運転者が違和感を覚えることなしに内周側回転子２１と外周側回転子２２との位相差分Δθを補正することができる。
【００７２】
また、誘起電圧定数指令値Ｋｅｃと誘起電圧定数Ｋｅとの偏差の推定値ΔＫｅｓに基づいた位相差分Δθが基準値以上となった場合に、位相を変更するための液圧制御系統のオイルポンプ（ＯＰ）が異常状態であると判断することができるため、オイルポンプ（ＯＰ）に対して過大な位相変更指令を加えて負荷をかけるのを防止することができ、この結果、オイルポンプ（ＯＰ）に対する負担を軽減することができる。
【００７３】
さらに、例えば図１１に示すように、目標電流値（指令値）に電流補正量ＩΔを加算することで、例えばオイルポンプ（ＯＰ）がフェール状態になった場合でも、位相差分Δθに係る駆動力の分だけモータ１１への通電量を変更して、位相位置ズレ時のモータトルク（駆動力）を補正後モータトルク（トルク指令値Ｔｑと同等）に補正することができるため、必要な駆動力を確保することができるとともにさらなる信頼性の向上を図ることができる。
【００７４】
また、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θが変化しない最遅角の状態で車重推定処理によって正確な推定車両重量を算出することができるとともに、実駆動力をこの推定車両重量に基づいて算出することで正確な実駆動力を算出することができる。したがって、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θのズレである位相差分Δθをより適切に補正することができる。
【００７５】
尚、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、加速度を直接的に検出する加速度センサを用いて加速度を求める構成としてもよい。
また、上記実施の形態では誘起電圧定数算出部６１の出力信号が異常な時について説明したが、位相センサ７４や誘起電圧定数算出部６１などを省略してセンサレス制御を行う場合にも適用することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の一実施形態に係る車両用モータの制御装置の構成図である。
【図２】本発明の一実施形態に係るモータの断面図である。
【図３】本発明の一実施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。
【図４】本発明の一実施形態に係るモータ位相位置ズレ推定処理を示すフローチャートである。
【図５】本発明の一実施形態に係る実駆動力算出処理を示すフローチャートである。
【図６】本発明の一実施形態に係る車重推定処理を示すフローチャートである。
【図７】本発明の一実施形態に係るモータ位相位置ズレ補正処理を示すフローチャートである。
【図８】本発明の一実施形態に係る駆動力補正処理を示すフローチャートである。
【図９】本発明の一実施形態に係るオイルポンプ（ＯＰ）フェール検知処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の一実施形態に係るトルク差分値ΔＴと位相差分Δθと誘起電圧定数Ｋｅとの関係を示すマップである。
【図１１】本発明の一実施形態に係る目標電流値の変化によるトルク補正時のトルク変化と目標電流値の変化とを示すグラフである。
【符号の説明】
【００７７】
１０  車両
１１  モータ
２１ａ，２２ａ  永久磁石（磁石片）
２１  内周側回転子（ロータ）
２２  外周側回転子（ロータ）
６２  位相誤差推定部（実駆動力算出手段）
６５  位相制御部（位相変更手段、補正手段）
７５  車輪速センサ（検出手段）
Ｓ３１〜Ｓ３３  異常判定手段
Ｓ０７〜Ｓ１１  推定車重算出手段
【図１】
2008043134.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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