(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数相を有する電動モータのコイルに直流電流を供給して、外力に抗してロータを所定の回転角度に固定する保持トルクを発生させる電動モータ制御装置であって、
前記電動モータに対する負荷が前記ロータの回転角度の変化に伴ってピークを有し、前記ロータを所定の回転角度に固定してから所定時間が経過した場合には、前記電動モータに対する負荷が低くなるように、各相に供給する前記直流電流の配分を変更する制御を行うことを特徴とする電動モータ制御装置。
【請求項２】
各相に供給する前記直流電流を合成した合成電流は、前記保持トルクの大きさに比例する電流であることを特徴とする請求項１に記載の電動モータ制御装置。
【請求項３】
１相の直流電流を零として他相の直流電流の絶対値が均等になるように、各相に対する前記直流電流の配分を変更する制御を行うことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動モータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、電動モータを制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電動モータとしては、例えば、エンジンの圧縮比を変化させる圧縮比可変機構の駆動源に適用されたものが公知である（例えば、特許文献１参照）。この圧縮比可変機構では、クランクシャフトとピストンとを連結する複数のリンクの一部の動作を、連結されるコントロールシャフトにより規制し、コントロールシャフトを電動モータで駆動してコントロールシャフトの回転角度を変更することで、ピストンの上死点位置を変化させている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−２３９５０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、前述の電動モータの制御装置では、燃焼室における燃焼圧力等の外力に抗して、ピストンの上死点位置を目標位置に保持し、ひいては、エンジンの圧縮比を目標値で保持するために、電動モータの各相コイルに直流電流を供給することで、ロータを所定の回転角度に固定する保持トルクを発生させ、コントロールシャフトが回転しないようにすることが考えられる。
【０００５】
しかしながら、電動モータのコイルに直流電流を供給してロータを固定すると、固定するロータの回転角度によっては、特定の１相に相電流が偏って流れ続けるため、電動モータに交流電流を供給してロータを回転させる場合に電動モータ等の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値を超えてしまう可能性がある。
【０００６】
本発明は上記問題点に鑑みてなされたものであり、外力に抗してロータを固定するのに必要な保持トルクを維持しつつ、電動モータの耐熱性保護の向上が可能な電動モータ制御装置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】
【０００７】
本発明に係る電動モータ制御装置では、複数相を有する電動モータのコイルに直流電流を供給し、外力に抗してロータを所定の回転角度に固定する保持トルクを発生させることを前提として、電動モータに対する負荷がロータの回転角度の変化に伴ってピークを有し、ロータを所定の回転角度に固定してから所定時間が経過した場合、電動モータに対する負荷が低くなるように、各相に供給する直流電流の配分を変更する制御を行っている。
【発明の効果】
【０００８】
本発明に係る電動モータ制御装置によれば、各相の直流電流を合成した合成電流の大きさを維持しつつ各相に供給する直流電流の配分を変更しているので、外力に抗してロータを固定するのに必要な保持トルクを維持しつつ、特定の１相へ直流電流が偏って流れることを抑制でき、電動モータの耐熱性保護の向上が可能となる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
【図１】本発明に係る電動モータ制御装置を適用した圧縮比可変機構を有するエンジンの一例を示す概略構成図である。
【図２】電動モータの駆動制御系の機能ブロック図である。
【図３】ｑ軸電流指令値の時間変化を示す説明図である。
【図４】ｑ軸電圧指令値の時間変化を示す説明図である。
【図５】絶対角度が基本目標角度に到達する前後の圧縮比可変機構の状態を模式的に示す説明図であり、（Ａ）は各相電流の時間変化、（Ｂ）は絶対角度の時間変化を示す。
【図６】絶対角度が別の基本目標角度に到達する前後の圧縮比可変機構の状態を模式的に示す説明図であり、（Ａ）は各相電流の時間変化、（Ｂ）は絶対角度の時間変化を示す。
【図７】第１実施形態に係る角度指令値の演算処理を示すフローチャートである。
【図８】第１実施形態において、磁極角度と各パラメータとの関係を示す説明図であり、（Ａ）は各相の直流電流値、（Ｂ）は絶対角度を示す。
【図９】目標角度変更量の時間変化を示す説明図である。
【図１０】第１実施形態に係る角度指令値の演算処理による各相の直流電流値の時間変化を示す説明図である。
【図１１】第２実施形態に係る角度指令値の演算処理を示すフローチャートである。
【図１２】第２実施形態において、磁極角度と各パラメータとの関係を示す説明図であり、（Ａ）は各相の直流電流値、（Ｂ）は絶対角度を示す。
【図１３】第２実施形態に係る角度指令値の演算処理による各相の直流電流値の時間変化を示す説明図である。
【図１４】圧縮比に対する第２コントロールシャフトの負荷特性を示す説明図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための第１実施形態について、詳細に説明する。
図１は、本発明に係る電動モータ制御装置を適用可能なエンジンの一例を示す概略構成図である。
【００１１】
図１において、エンジン１０は、ピストン１２の上死点位置を変更する圧縮比可変機構（ＶＣＲ：Variable Compression Ratio system）１００を備えている。
圧縮比可変機構１００は、ピストン１２とクランクシャフト１４とを、ロアリンク１６及びアッパリンク１８で連結すると共に、コントロールリンク１０２でロアリンク１６の移動を規制し、ピストン１２の上死点位置を変更することで圧縮比を変更する機構である。ピストン１２の上死点位置を高くする、すなわち、ピストン１２の上死点位置をシリンダヘッド２１に近づけることでエンジン１０の圧縮比を高くする高圧縮比化が行われる。一方、ピストン１２の上死点位置を低くする、すなわち、ピストン１２の上死点位置をシリンダヘッド２１から離すことでエンジン１０の圧縮比を低くする低圧縮比化が行われる。
【００１２】
ロアリンク１６は、左右の２部材に分割可能に構成され、略中央の連結孔でクランクシャフト１４のクランクピン１４ａに取り付けられる。そして、ロアリンク１６は、クランクピン１４ａを中心軸として回転する。
【００１３】
クランクシャフト１４は、前述のクランクピン１４ａの他に複数のジャーナル１４ｂを備える。ジャーナル１４ｂは、シリンダブロック２２及びラダーフレーム２４によって回転自在に支持される。クランクピン１４ａは、ジャーナル１４ｂから所定量偏心しており、ここにロアリンク１６が回転自在に連結する。
【００１４】
ロアリンク１６の一端は、連結ピン２６を介してアッパリンク１８に連結し、ロアリンク１６の他端は、連結ピン１０４を介してコントロールリンク１０２に連結する。
アッパリンク１８の下端は、連結ピン２６を介してロアリンク１６の一端に連結し、アッパリンク１８の上端は、ピストンピン３０を介してピストン１２に連結する。
ピストン１２は、燃焼圧力を受け、シリンダブロック２２のシリンダ２２ａ内を往復動する。
【００１５】
コントロールリンク１０２は、先端に設けた連結ピン１０４を介して、ロアリンク１６に回動可能に連結し、コントロールリンク１０２の他端は、連結ピン１０６を介して第１コントロールシャフト１０８に対して偏心して連結し、コントロールリンク１０２は、連結ピン１０６を中心として揺動する。
【００１６】
第１コントロールシャフト１０８の外周にはギヤが形成されており、ギヤは、電動モータ１１０の回転出力を減速する減速機１１２の出力回転軸である第２コントロールシャフト１１４に設けられたピニオン１１６に噛合する。例えば、減速機１１２の減速比ＧＲが１８０分の１である場合には、電動モータ１１０のロータ１１０ｒが１回転（極対数が２である場合には電気角４π[rad]回転）すると、第２コントロールシャフト１１４は２deg回転する。このように電動モータ１１０により第２コントロールシャフト１１４を回転させることで、第１コントロールシャフト１０８が回転し、連結ピン１０６が移動する。電動モータ１１０はインバータ１１８によって正逆両方向に回転駆動されるように構成され、したがって、第２コントロールシャフト１１４、ピニオン１１６、ひいては第１コントロールシャフト１０８も正逆両方向に回転することができ、ピストン１２の上死点位置を低圧縮比側又は高圧縮比側に変化させることが可能である。
【００１７】
また、第２コントロールシャフト１１４には、第２コントロールシャフト１１４の絶対的な回転角度である絶対角度を検出する絶対角度センサ（例えば、アブソリュート式のロータリーエンコーダ等）１２０が設けられ、検出した絶対角度を情報として含む絶対角度信号を後述するＶＣＲコントローラ２００へ送る。第２コントロールシャフト１１４の絶対角度は、ピストン１２の上死点位置に応じて変化するパラメータである。
【００１８】
さらに、電動モータ１１０には、そのロータに固定された永久磁石の磁極角度を電気角として検出する磁極角度センサ（例えば、ホール素子等）１２２が設けられ、検出した磁極角度を情報として含む磁極角度信号を後述するＶＣＲコントローラ２００へ送る。
【００１９】
筒内に燃料を直接噴射する燃料噴射装置（燃料噴射弁）３２の燃料噴射量を制御し、かつ、点火プラグ（点火コイル）３４の点火時期を制御するメインコントローラ３００は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、入出力インタフェースなどを備えている。メインコントローラ３００は、エンジン１０のエンジン負荷ＴＰを検出する負荷センサ３０２、エンジン１０の回転速度ＮＥを検出する回転センサ３０４、エンジン１０の冷却水の温度（エンジン温度）ＴＷを検出する水温センサ３０６など、各種センサからの検出信号を入力する。そして、メインコントローラ３００は、これら各種センサからの検出信号に基づいて、燃料噴射装置３２、点火プラグ３４などへ制御信号（操作信号）を出力する。
【００２０】
また、メインコントローラ３００は、各種センサからの検出信号に基づいて、例えば、車両の加速状態等、エンジン１０の負荷状態を推定し、ＣＡＮ（Controller Area Network）等の車載ネットワークにより通信可能に接続される下位のＶＣＲコントローラ２００に対し、推定したエンジン１０の負荷状態に応じて、ピストン１２の上死点位置の目標値である目標上死点位置に相当する信号、すなわち、圧縮比可変機構１００における第２コントロールシャフト１１４の絶対角度の目標値である基本目標角度を情報として含む基本目標角度信号をＶＣＲコントローラ２００へ出力する。
【００２１】
ＶＣＲコントローラ２００は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、通信インタフェース及び入出力インタフェース等を備え、メインコントローラ３００からの基本目標角度信号、絶対角度センサ１２０からの絶対角度信号、及び、磁極角度センサ１２２からの磁極角度信号を入力して、これらの信号に基づいて、インバータ１１８に制御信号を出力して電動モータ１１０を制御する電動モータ制御装置をなす。
【００２２】
ＶＣＲコントローラ２００は、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度が基本目標角度となるように電動モータ１１０のロータの位置決め制御を行うことで、ピストン１２の上死点位置を目標上死点位置に合わせ、エンジン１０の圧縮比に対して低圧縮比化又は高圧縮比化により圧縮比を目標値に変更している。
【００２３】
また、ＶＣＲコントローラ２００は、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度が基本目標角度になったとき、電動モータ１１０のコイルに供給される直流電流を維持してロータを所定の回転角度（所定の磁極角度）で固定することで、エンジン１０の燃焼圧力等の外力に抗して第２コントロールシャフト１１４の絶対角度を基本目標角度に保持する保持トルクを発生させている。
【００２４】
図２は、ＶＣＲコントローラ２００を含む、電動モータ１１０の駆動制御系の機能ブロック図である。
電動モータ１１０は、ＶＣＲコントローラ２００からの制御信号に基づいて制御されるインバータ１１８が電動モータ１１０に対して電力供給を行うことにより駆動される。
【００２５】
電動モータ１１０は、Ｕ相コイル１１０ｕ、Ｖ相コイル１１０ｖ及びＷ相コイル１１０ｗの３相巻線をスター結線して、図示省略のステータ（固定子）に備えた３相ブラシレスモータであり、Ｕ相コイル１１０ｕ、Ｖ相コイル１１０ｖ及びＷ相コイル１１０ｗはそれぞれインバータ１１８と直接接続されている。また、電動モータ１１０は、ステータの中央部に形成した空間に極対数ｐで永久磁石を設けたロータ１１０ｒ（永久磁石回転子）を回転可能に備え、前述の磁極角度センサ１２２は、ロータ１１０ｒの回転に伴う磁気変化によってロータ１１０ｒの永久磁石の磁極角度を検出できるように、ロータ１１０ｒの近傍に配置されている。
【００２６】
インバータ１１８は、スイッチング素子として電力用のパワー半導体素子を各相２組ずつ用いた３相ブリッジ回路を構成し、疑似的に正弦波を得るために一定周期でパルス幅を変調した電圧を発生させる制御であるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御により車載電源から供給される直流電圧を交流電圧に変換して電動モータ１１０へ供給する。また、インバータ１１８は、Ｕ相コイル１１０ｕ、Ｖ相コイル１１０ｖ及びＷ相コイル１１０ｗに流れる各相電流、すなわち、Ｕ相の相電流Ｉu、Ｖ相の相電流Ｉv及びＷ相の相電流Ｉwの大きさを検出する電流検出器（図示省略）を内蔵するとともに、車載電源からインバータ１１８に供給される電源電圧の大きさを検出する電源電圧検出器（図示省略）を内蔵している。なお、電流検出器は３相全てについてではなく、任意の２相について設けて、残る１相については、Ｉu＋Ｉv＋Ｉw＝０の関係式から演算して求めてもよい。
【００２７】
ＶＣＲコントローラ２００は、磁極角度演算部２０２、絶対角度演算部２０４、３相２相変換部２０８、角度指令値演算部２１０、電流指令値演算部２１２、電流制御部２１４、２相３相変換部２１６、ゲート制御信号生成部２１８、目標角度変更量演算部２２０及びタイマ２２２を有している。
【００２８】
磁極角度演算部２０２は、磁極角度センサ１２２から入力した磁極角度信号をアナログ−デジタル変換して、電動モータ１１０のロータ１１０ｒに固定された永久磁石の磁極角度φ（電気角）を演算する。
【００２９】
絶対角度演算部２０４は、絶対角度センサ１２０から入力した絶対角度信号をアナログ−デジタル変換して、第２コントロールシャフト１１４の絶対的な回転角度である絶対角度θrを演算する。
【００３０】
３相２相変換部２０８は、磁極角度演算部２０２で演算された磁極角度φを用いて、インバータ１１８に内蔵の電流検出器の出力から求めた、Ｕ相の実際の相電流Ｉu、Ｖ相の実際の相電流Ｉv及びＷ相の実際の相電流Ｉwについてｄｑ変換を行って、ｄ軸実電流値Ｉd及びｑ軸実電流値Ｉqを演算する。なお、ｄ軸及びｑ軸は回転座標系であるｄ―ｑ座標の座標軸であり、ｄ軸は、電動モータ１１０のロータ１１０ｒに同期して回転する界磁方向であり、ｑ軸は、ｄ軸から電気角でπ/2[rad]進んだトルク生成方向である。
【００３１】
角度指令値演算部２１０は、メインコントローラ３００から入力した基本目標角度信号より得られる基本目標角度θtと、後述する目標角度変更量演算部２２０からの目標角度変更量αと、に基づいて角度指令値θt*を演算する。
【００３２】
電流指令値演算部２１２は、角度指令値演算部２１０で演算された角度指令値θt*に、絶対角度演算部２０４で演算された絶対角度θrをフィードバック（帰還）し、角度指令値θt*と絶対角度θrとの角度偏差Δθが零になるように、ｄ軸電流指令値Ｉd*及びｑ軸電流指令値Ｉq*を演算する。
【００３３】
例えば、電流指令値演算部２１２は、電動モータ１１０の発生トルクに寄与しないｄ軸電流指令値Ｉd*を強制的に零に設定し、角度指令値θt*と絶対角度θrとの角度偏差Δθに基づく比例積分制御（ＰＩ制御）により、角度から電流への変換係数を含んで設定された比例ゲインＫp1及び積分ゲインＫi1を用いて、下式１及び２に従って、電動モータ１１０の発生トルクに比例するｑ軸電流指令値Ｉq*を演算することができる。
【００３４】
角度偏差Δθ＝θt*−θr  …（１）
ｑ軸電流指令値Ｉq*＝Ｋp1・Δθ＋Ｋi1・∫(Δθ)dt  …（２）
【００３５】
上式１において、角度偏差Δθが零になるとｑ軸電流指令値Ｉq*の演算式のうち比例項（Ｋp1・Δθ）は零となるが、図３に示すように、積分項（Ｋi1・∫(Δθ)ｄｔ）は一定値Ｉq0（Ｉq0≠０）となる。すなわち、絶対角度θrが角度指令値θt*に到達してもｑ軸電流指令値Ｉq*は零にならずに一定値Ｉq0を維持している。
なお、ｑ軸電流指令値Ｉq*の演算を比例積分制御に限定するものではなく、比例積分微分制御（ＰＩＤ制御）を採用することもできる。以下の比例積分制御による演算処理でも同様である。
【００３６】
電流制御部２１４は、電流指令値演算部２１２で演算されたｑ軸電流指令値Ｉq*に、３相２相変換部２０８で演算されたｑ軸実電流値Ｉqをフィードバックして、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸実電流値Ｉqとの電流偏差ΔＩが零になるように、ｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算する。
また、電流制御部２１４は、電流指令値演算部２１２で演算されたｄ軸電流指令値Ｉd*に、３相２相変換部２０８で演算されたｄ軸実電流値Ｉdをフィードバックして、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｄ軸実電流値Ｉdとの電流偏差ΔＩが零になるように、ｄ軸電圧指令値Ｖd*を演算する。
【００３７】
例えば、電流制御部２１４は、ｑ軸電流指令値Ｉq*とｑ軸実電流値Ｉqとの電流偏差ΔＩに基づく比例積分制御により、電流から電圧への変換係数を含んで設定された比例ゲインＫp2および積分ゲインＫi2を用いて、下式３および４に従ってｄ軸電圧指令値Ｖd*およびｑ軸電圧指令値Ｖq*を演算できる。
【００３８】
電流偏差ΔＩ＝Ｉq*−Ｉq  …（３）
ｑ軸電圧指令値Ｖq*＝Ｋp2・ΔＩ＋Ｋi2・∫(ΔＩ)ｄｔ  …（４）
【００３９】
上式３及び４において、電流偏差ΔＩが零になるとｑ軸電圧指令値Ｖq*の演算式のうち、比例項（Ｋp2・ΔＩ）は零となるが、図４に示すように、積分項（Ｋi2・∫(ΔＩ)ｄｔ）は一定値Ｖq0（Ｖq0≠０）となる。すなわち、ｑ軸実電流値Ｉqがｑ軸電流指令値Ｉq*に到達しても、ｑ軸電圧指令値Ｖq*は零にならずに一定値Ｖq0を維持している。
なお、電流指令値演算部２１２においてｄ軸電流指令値Ｉd*を強制的に零に設定した場合には、電流制御部２１４においてもｄ軸電圧指令値Ｖd*を零に設定して以降の演算を行うことができる。
【００４０】
２相３相変換部２１６は、磁極角度演算部２０２で演算された磁極角度φを用いて、電流制御部２１４で演算されたｄ軸電圧指令値Ｖd*及びｑ軸電圧指令値Ｖq*について、ｄｑ変換の逆変換を行って、Ｕ相電圧指令値Ｖu*、Ｖ相電圧指令値Ｖv*及びＷ相電圧指令値Ｖw*を演算する。
【００４１】
ゲート制御信号生成部２１８は、インバータ１１８のスイッチング素子に出力するゲート制御信号を生成する。具体的には、ゲート制御信号生成部２１８は、Ｕ相電圧指令値Ｖu*、Ｖ相電圧指令値Ｖv*及びＷ相電圧指令値Ｖw*と、搬送波（例えば、三角波）との電圧比較により、各相に設けられたスイッチング素子のオン・オフ時間比率を規定するデューティ［％］の情報を含んだＰＷＭ信号を生成する。
【００４２】
そして、ゲート制御信号生成部２１８は、磁極角度φに応じて各スイッチング素子のオン・オフ設定を変えて各相に対する通電状態を切り替える通電切り替え信号に、生成されたＰＷＭ信号を合成して、Ｕ相スイッチング素子についてのＧｕ1，Ｇｕ2、Ｖ相スイッチング素子についてのＧｖ1，Ｇｖ2、及びＷ相スイッチング素子についてのＧｗ1，Ｇｗ2からなる３相分のゲート制御信号を生成し、これらをインバータ１１８におけるスイッチング素子の制御端子（ゲート端子）へ出力する。
【００４３】
目標角度変更量演算部２２０は、タイマ２２２で計測された時間、３相２相変換部２０８で演算されたｑ軸実電流値Ｉq、及び、基本目標角度θtに基づいて、角度指令値演算部２１０で角度指令値θt*を基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへ変更するための目標角度変更量αを演算する。
【００４４】
ところで、目標角度変更量演算部２２０において目標角度変更量αが零であれば、角度指令値演算部２１０は、基本目標角度θtを角度指令値θt*とする。第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達した場合、電動モータ１１０の発生トルクに寄与するｑ軸電流指令値Ｉq*は、比例積分制御における積分項（式２参照）により、一定値Ｉq0となり、また、ｑ軸実電流値Ｉqがｑ軸電流指令値Ｉq*に到達しても、ｑ軸電圧指令値Ｖq*は零ではない一定値Ｖq0となる。そして、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときには、ロータ１１０ｒの回転が停止して磁極角度φは変化しなくなるので、電動モータ１１０の３相コイル１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗには、ｑ軸電流指令値Ｉq*の収束値Ｉq0に従って直流電流が供給される。このため、比例ゲインＫp1，Ｋp2及び積分ゲインＫi1，Ｋi2を適宜調整して一定値Ｉq0，Ｖq0の大きさを設定すれば、燃焼室における燃焼圧力等の外力に抗して、ロータ１１０ｒを基本目標角度θtに応じた所定の磁極角度φに固定可能な保持トルクを発生させて、第２コントロールシャフト１１４を基本目標角度θtで保持することができる。
【００４５】
比例ゲインＫp1及び積分ゲインＫi1は、例えば、比例ゲインＫp1及び積分ゲインＫi1とｑ軸電流指令値Ｉq*とを予め関連付けたテーブルを参照して、所定の保持トルクに必要なｑ軸電流指令値Ｉq0に基づいて得られる。同様に、比例ゲインＫp2及び積分ゲインＫi2は、比例ゲインＫp2及び積分ゲインＫi2とｑ軸電圧指令値Ｖq*とを予め関連付けたテーブルを参照して、ｑ軸電流指令値Ｉq0に応じたｑ軸電圧指令値Ｖq0に基づいて得られる。
【００４６】
しかしながら、電動モータ１１０の３相コイル１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗに直流電流を供給してロータ１１０ｒを固定すると、基本目標角度θtによっては、特定の１相に直流電流が偏って流れ続けることが予想される。
【００４７】
例えば、図５に示すように、磁極角度φを時間ｔで変化する関数φ（ｔ）とし、絶対角度θrが最終的な基本目標角度θtに到達する直前において、電動モータ１１０の３相コイル１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗに交流電流を供給してロータ１１０ｒを回転させているときのＵ相、Ｖ相及びＷ相の相電流Ｉu、Ｉv及びＩwを、それぞれ、
Ｉu＝ Ｉpeak・sin φ(t)…（５），
Ｉv＝ Ｉpeak・sin (φ(t)-2π/3)…（６），
Ｉw＝ Ｉpeak・sin (φ(t)-4π/3)…（７）
とすると、絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときに、磁極角度φ(t)がπ／２[rad]となっていれば、Ｕ相の相電流Ｉuの絶対値がピーク値（波高値）のＩpeak（＞０）となり、Ｖ相及びＷ相の相電流Ｉv及びＩwの絶対値がピーク値の半分（Ｉpeak／２）となり、Ｕ相コイル１１０ｕには他の相の２倍の直流電流が偏って流れ続けることになる。
【００４８】
仮に、電動モータ１１０の３相コイル１１０ｕ，１１０ｖ，１１０ｗに交流電流を供給してロータ１１０ｒを回転させたときに電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値Ｉallowが、ピーク値Ｉpeakよりも低く設定されていると、Ｕ相の直流電流が持続的に供給されることで、電流消費に伴う発熱により電動モータ１１０及びインバータ１１８に故障が発生するおそれがある。また、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値Ｉallowが、ピーク値Ｉpeakで供給されるＵ相の直流電流より高くても近い値であれば、電動モータ１１０及びインバータ１１８の寿命に影響を与えるおそれがある。
【００４９】
一方、図６に示すように、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときに、例えば、磁極角度φ(t)がπ／３［rad］となっていれば、各相に対する直流電流の配分が、
Ｉu＝√3/2×Ｉpeak，
Ｉv＝-√3/2×Ｉpeak，
Ｉw＝0
となり、１相の直流電流が零となるとともに他の２相に絶対値で均等に直流電流が流れれば、特定の１相だけに直流電流が偏って流れなくなるので、各相に流れる直流電流は電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値Ｉallowを超え難くなり、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の向上を図ることができる。
【００５０】
そこで、本実施形態では、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達してから、所定の条件を満たした場合には、各相に対する直流電流の配分を変更して、１相の直流電流が零となるとともに他の２相に絶対値で均等に直流電流が流れるようにすべく、角度指令値θt*を基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへ、最小限の角度変化でロータ１１０ｒを回転させるようにしている。そして、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへの変更量α0（α0≠０）が前述の目標角度変更量演算部２２０で演算される目標角度変更量αの最終的な収束値である。
【００５１】
角度指令値演算部２１０において演算された角度指令値θt*が、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtz（＝θt＋α0）まで変化しても、Ｕ相の直流電流Ｉu、Ｖ相の直流電流Ｉv及びＷ相の直流電流Ｉwを合成した合成電流Ｉtotalは、変化の前後でピーク値Ｉpeakを変化させなければ、Ｉtotal＝√６／２×Ｉpeakと変化しない。しかし、電動モータ１１０の発生トルクは合成電流Ｉtotalのうちｑ軸成分に比例するので、外力に抗してロータ１１０ｒを最終的な目標角度θtzに応じた磁極角度φに固定可能な保持トルクを維持するために、角度指令値θt*の変化の前後でｑ軸電流指令値Ｉq*を同じ値にする。すなわち、角度指令値θt*が基本目標角度θtであるときのｑ軸電流指令値Ｉq*の収束値Ｉq0が、角度指令値θt*が最終的な目標角度θtz（＝θt＋α0）であるときのｑ軸電流指令値Ｉq*の収束値となるように、角度指令値θt*を基本目標角度θtから最終的な目標角度θtz（＝θt＋α0）まで変化させる比例積分制御においても、比例ゲインＫp1，Ｋp2及び積分ゲインＫi1，Ｋi2を適宜調整する。
【００５２】
図７は、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達してから、メインコントローラ３００により基本目標角度θtとして新たな値が入力される度に、ＶＣＲコントローラ２００において実行される、角度指令値θt*の演算処理を示す。
なお、角度指令値θt*の演算処理では、メインコントローラ３００から基本目標角度θtとして新たな値が入力される度に、基本目標角度θt等の持続時間、零制御相の直流電流Ｉmin、電流偏差ΔＩ0、目標角度変更量αなどの各パラメータはリセットされるものとする。
【００５３】
ステップ１０１（図中では「Ｓ１０１」と略記する。以下同様である。）では、目標角度変更量演算部２２０において、基本目標角度θt及びｑ軸実電流値Ｉqの変化がない状態の持続時間をタイマ２２２のクロック信号により計測し、この持続時間が所定時間Ｔ1に達したか否かを判定する。所定時間Ｔ1は、特定の１相に直流電流が偏って供給された場合に、電流消費に伴う発熱によって電動モータ１１０やインバータ１１８に故障が発生する可能性がある下限の時間である。
【００５４】
基本目標角度θt及びｑ軸実電流値Ｉqの変化がない状態の持続時間が所定時間Ｔ1に達したと判定された場合には、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへの変更を開始して、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の向上を図るべくステップ１０２へ進み（Ｙｅｓ）、前述の持続時間が所定時間Ｔ1に達していないと判定された場合には、本ステップを再度実行する（Ｎｏ）。
なお、基本目標角度θtが変化しなければ、通常、ｑ軸実電流値Ｉq0も変化しないものとみなして、本ステップでは、基本目標角度θtのみの変化がない状態が所定時間Ｔ1より長く持続したか否かを判定するようにしてもよい。
【００５５】
ステップ１０２では、目標角度変更量演算部２２０により零制御相を設定する。零制御相は、これに供給される直流電流Ｉminが零に近づくようにロータ１１０ｒの回転が制御される相であり、これにより零制御相以外の相が、絶対値で均等に直流電流が流れるようになる。
具体的には、本ステップでは、零制御相は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち直流電流の値が零に最も近い相、あるいは、各相の直流電流の絶対値|Ｉu|,|Ｉv|,|Ｉw|の大小比較により、最も小さい値の相として設定される。なお、零に最も近い相が２つある場合には、その２つの相のうち、任意の１相を零制御相に設定すればよい。
【００５６】
例えば、図８（Ａ）に示すように、絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときの磁極角度φが（φa−π/6）＜φ＜φa [rad]である場合、各相の直流電流値（左側から１列目の黒丸）のうち零に最も近いのはＷ相の直流電流であるので、Ｗ相を零制御相に設定する。また、絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときの磁極角度φがφa＜φ＜（φa＋π/6）[rad] である場合、各相の直流電流値（左側から２例目の黒丸）のうち零に最も近いのはＶ相の直流電流であるので、Ｖ相を零制御相に設定する。さらに、絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときの磁極角度φがφ＝φa＋2π/3 [rad]である場合、各相の直流電流値（左側から３列目の黒丸）のうち零に最も近いのはＵ相とＶ相の直流電流であるので、Ｕ相とＶ相のうち任意の１相を零制御相に設定できる。
【００５７】
零制御相として、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のうち直流電流の値が零に最も近い相を設定するのは、１相の直流電流が零となるとともに他の２相に絶対値で均等に直流電流が流れるようにロータ１１０ｒを回転させるうえで、ロータ１１０ｒの磁極角度φの変化ひいては第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrの変化を最小にできるからである。すなわち、零制御相には、零に最も近い直流電流が流れているので、零制御相に流れる直流電流が零になるようにロータ１１０ｒの磁極角度φを変化させれば、他の２相のいずれか一方が零になるようにロータ１１０ｒの磁極角度φを変化させる場合と比べると、基本目標角度θtから最終的な目標角度までの変更量α0が小さくなり、エンジン１０における圧縮比の変化を最小限に抑えることができる。
【００５８】
例えば、図８に示すように、絶対角度θrが基本目標角度θt1に到達したときの磁極角度φが（φa−π/6）＜φ≦φa［rad］である場合、零制御相であるＷ相の直流電流が零になるようにロータ１１０ｒの磁極角度φを変化させると、変化量は最大でもπ/6［rad］となり、絶対角度θrは、極対数をｐ、減速比をＧＲとすると、（π/6p×ＧＲ）[rad]以下となる。一方、零制御相であるＷ相以外のＶ相の直流電流が零になるようにロータ１１０ｒの磁極角度φを変化させると、変化量は最小でもπ/６［rad］より大きくなり、絶対角度θrは、（π/6p×ＧＲ）[rad]よりも大きく変化してしまうからである。
【００５９】
ステップ１０３では、目標角度変更量演算部２２０により、零制御相の直流電流Ｉminの値と零点（０アンペア）との電流偏差ΔＩ0を下式８により算出する。
電流偏差ΔＩ0＝Ｉmin−０  …（８）
【００６０】
ステップ１０４では、目標角度変更量演算部２２０により、目標角度変更量αを算出する。
具体的には、目標角度変更量演算部２２０は、電流偏差ΔＩ0に基づく比例積分制御により、電流から角度への変換係数を含んで設定された比例ゲインＫp3及び積分ゲインＫi3を用いて、下式９に従って目標角度変更量αを演算できる。
目標角度変更量α＝Ｋp3・ΔＩ0＋Ｋi3・∫(ΔＩ0)dt  …（９）
【００６１】
上式９において、電流偏差ΔＩ0が零になると、比例項（Ｋp3・ΔＩ0）は零となるが、図９に示すように、積分項（Ｋi3・∫(ΔＩ0)dt）は一定値のまま維持され、目標角度変更量αは、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへの変更量α0に収束する。この変更量α0により、角度指令値演算部２１０において、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへ変更された角度指令値θt*は、１相の直流電流が零となるとともに他の２相に絶対値で均等に直流電流が流れるときのロータ１１０ｒの磁極角度φに対応する絶対角度θrのうち、基本目標角度θtに最も近い絶対角度θrである。
【００６２】
例えば、図８に示すように、絶対角度θrが基本目標角度θt1に到達したときの磁極角度φが（φa−π/6）＜φ＜φa [rad]である場合、変更量α0は、零制御相の直流電流を零にすべくロータ１１０ｒの磁極角度φを（φa−π/6）[rad]へ変化させたときの第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrである最終的な目標角度θtz1と、基本目標角度θt1と、の偏差（θtz1−θt1）[rad]として演算される。
また、絶対角度θrが基本目標角度θt2に到達したときの磁極角度φがφa＜φ＜（φa＋π/6）[rad]である場合、変更量α0は、零制御相の直流電流を零にすべくロータ１１０ｒの磁極角度φを（φa＋π/6）[rad]へ変化させたときの第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrである最終的な目標角度θtz2と、基本目標角度θt2と、の偏差（θtz2−θt2）[rad]として演算される。
さらに、変更量α0は、絶対角度θrが基本目標角度θt3に到達したときの磁極角度φがφ＝φa＋2π/3 [rad]である場合、零制御相の直流電流を零にすべくロータ１１０ｒの磁極角度φを（φa＋π/2）[rad］又は（φa＋5π/6）[rad]のいずれか一方に変化させたときの第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrである最終的な目標角度θtz3と基本目標角度θt3と、の偏差（θtz3−θt3）として演算される。
【００６３】
このように演算された変更量α0に基づいて、上式９における比例ゲインＫp3及び積分ゲインＫi3は、予め比例ゲインＫp3及び積分ゲインＫi3と変更量α0とを関連付けたテーブルを参照する等して設定される。
【００６４】
ステップ１０５では、角度指令値演算部２１０により、基本目標角度θtに設定されている角度指令値θt*を目標角度変更量αで変更して、変更により得られた角度（θt＋α）を角度指令値θt*として設定し、ステップ１０３へ戻る。
図７の角度指令値θt*の演算処理により、角度指令値θt*が基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへ変化するので、電流指令値演算部２１２において演算されるｑ軸電流指令値Ｉq*や電流制御部２１４において演算されるｑ軸電圧指令値Ｖq*等も変化して、ロータ１１０ｒが回転する。
なお、インバータ１１８の電流検出器により検出された各相の直流電流の大きさから、特定の１相に直流電流が偏って供給されていないことが明らかであれば、図７の角度指令値θt*の演算処理を実行せずに、角度指令値θt*を基本目標角度θtに維持してもよい。
【００６５】
第１実施形態のＶＣＲコントローラ２００では、例えば、図５に示すように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ上式５〜７に従って相電流Ｉu、Ｉv及びＩwを供給してロータ１１０ｒを基本目標角度θtまで回転させた後、図１０に示すように、所定時間Ｔ1の経過時に、角度指令値θt*を基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzに変更すれば、零制御相であるＷ相の直流電流が零となるとともに、Ｕ相の直流電流の大きさが最大で｛(1−√3/2）×Ｉpeak｝[A]低下して、Ｕ相及びＶ相に絶対値で均等に直流電流（√3/2×Ｉpeak）[A]が流れるようにすることが可能となる。このため、第１実施形態のＶＣＲコントローラ２００によれば、特定の１相だけに直流電流が偏って流れなくなるので、各相に流れる直流電流が電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値Ｉallowを超えないか、あるいは、超え難くなり、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の向上が可能となる。
【００６６】
また、第１実施形態のＶＣＲコントローラ２００では、前述のように、角度指令値演算部２１０において演算された角度指令値θt*を、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzまで変化させる比例積分制御においても、角度指令値θt*が基本目標角度θtであるときのｑ軸電流指令値Ｉq*の収束値Ｉq0が、角度指令値θt*が最終的な目標角度θtz（＝θt＋α0）であるときのｑ軸電流指令値Ｉq*の収束値となるように比例ゲインＫp1，Ｋp2及び積分ゲインＫi1，Ｋi2が適宜調整されるので、外力に抗してロータ１１０ｒを最終的な目標角度θtzに応じた所定の回転角度に固定可能な保持トルクを発生させることが可能である。
【００６７】
さらに、第１実施形態のＶＣＲコントローラ２００により、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrを、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzまで変化させても、図８に示すように、絶対角度θrの変化量は（π/6p×ＧＲ）[rad]であり、例えば、極対数ｐが２、減速比ＧＲが１８０分の１であれば、第２コントロールシャフト１１４は、理論上、π／2160［rad］＝0.08[deg]の角度変化を生じるように回転し、圧縮比の変化によるエンジン１０の性能に対する影響は殆どない。
【００６８】
次に、本発明を実施するための第２実施形態について、詳細に説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。
図１１は、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrが基本目標角度θtに到達してから、メインコントローラ３００により基本目標角度θtとして新たな値が入力される度に、ＶＣＲコントローラ２００において実行される、角度指令値θt*の演算処理の第２実施形態を示す。
【００６９】
なお、第２実施形態に係る角度指令値θt*の演算処理では、第１実施形態と同様に、メインコントローラ３００から基本目標角度θtとして新たな値が入力される度に、基本目標角度θt等の持続時間、零制御相の設定フラグ、零制御相の直流電流Ｉmin、電流偏差ΔＩ0、目標角度変更量αなどの各パラメータはリセットされるものとする。
【００７０】
ステップ２０１では、ステップ１０１と同様に、目標角度変更量演算部２２０において、基本目標角度θt及びｑ軸実電流値Ｉqの変化がない状態の持続時間をタイマ２２２のクロック信号により計測し、この持続時間が所定時間Ｔ1に達したか否かを判定する。
基本目標角度θt及びｑ軸実電流値Ｉqの変化がない状態の持続時間が所定時間Ｔ1に達したと判定された場合には、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の向上を図るべくステップ２０２へ進み（Ｙｅｓ）、持続時間が所定時間Ｔ1に達していないと判定された場合には、本ステップを再度実行する（Ｎｏ）。
【００７１】
ステップ２０２では、零制御相の設定がされているか否かを判定する。零制御相の設定がされているか否かは、零制御相が設定されたときに、例えば、１に設定される設定フラグをＲＡＭ等の書き込み可能なメモリからＣＰＵに読み出すことで判定できる。零制御相が設定されていないと判定された場合には、ステップ２０３へ進み（Ｙｅｓ）、ステップ１０２と同様に、目標角度変更量演算部２２０により零制御相を設定する。一方、零制御相が設定されていると判定された場合には、零制御相の変更の是非を判定すべく、ステップ２０４へ進む（Ｎｏ）。
【００７２】
ステップ２０４では、ステップ２０３で零制御相を設定してから、あるいは、後述するステップ２０５で零制御相を前回変更してから、所定時間Ｔ2が経過したか否かを判定する。本ステップを実施する場合には、すでに零制御相が設定され、直流電流が特定の１相に偏って流れないように各相に対する直流電流の配分を変更すべく、ロータ１１０ｒを回転させる制御が開始されているので、本ステップの判定基準である所定時間Ｔ2は、ステップ２０１の判定基準となる所定時間Ｔ1よりも長く設定してもよい。
零制御相の設定又は変更から所定時間Ｔ2が経過していると判定された場合には、ステップ２０５へ進み（Ｙｅｓ）、一方、零制御相の設定又は変更から所定時間Ｔ2が経過していないと判定された場合には、ステップ２０５を省略してステップ２０６へ進む（Ｎｏ）。
【００７３】
ステップ２０５では、ステップ２０３で設定された零制御相を変更する、あるいは、本ステップで前回変更された零制御相をさらに変更する。
零制御相の変更は、ロータ１１０ｒの回転による磁極角度φの変化、すなわち、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrの変化が最小範囲に収まり、かつ、ロータ１１０ｒが一定方向に連続的に回転せず揺動するように、零制御相の設定をＵ相、Ｖ相、Ｗ相の間で変更して実施される。
【００７４】
例えば、絶対角度θrが基本目標角度θtに到達したときの磁極角度φが、図１２（Ａ）に示すように、φb−π/6＜φ＜φb [rad]である場合、ステップ２０３で各相の直流電流値（黒丸）のうち最も零に近いＵ相を零制御相に設定した後、ステップ２０４で所定時間Ｔ2が経過した場合には、本ステップで、図１２（Ｂ）に示すように、零制御相をＵ相からＶ相へ変更する（変更１）。変更１の後、本ステップを実施する場合には、零制御相をＶ相からＷ相に変更し（変更２）、変更２の次に実施する場合には零制御相をＷ相からＶ相に変更し（変更３）、変更３の次に実施する場合には零制御相をＶ相からＵ相に変更し（変更４）、変更４の次に実施する場合には、変更１〜４を再度繰り返す。変更１〜４による零制御相の変更を繰り返すことにより、ロータ１１０ｒの回転による磁極角度φの変化幅は最小値2π/3 [rad]となり、かつ、ロータ１１０ｒは一定方向へ連続的に回転せず揺動する。
【００７５】
零制御相の変更を、前述のように変更１〜４の変更順序を繰り返すと、Ｖ相が零制御相に設定される時間が長くなり、他のＵ相及びＷ相が零制御相に設定される時間が短くなるので、各相の発熱量を均等にすべく、Ｖ相が零制御相に設定される時間を短縮してもよい。具体的には、ステップ２０４において、零制御相をＶ相に設定・変更してからの経過時間を判定する判定基準を、所定時間Ｔ2より短くしてもよい。
【００７６】
ステップ２０６では、ステップ１０３と同様に、目標角度変更量演算部２２０により零制御相の直流電流Ｉminの値と零との電流偏差ΔＩ0を算出する。
ステップ２０７では、目標角度変更量演算部２２０により、電流偏差ΔＩ0を用いて、上式９に従って目標角度変更量αを算出する。
ここで、ステップ２０３の実行後に初めてステップ２０７を実行する場合には、ステップ１０４と同様に目標角度変更量αを演算すればよい。
【００７７】
一方、ステップ２０４又はステップ２０５の直後にステップ２０７を実行する場合には、目標角度変更量αの最終的な値α0は、変更１では、変更前の最終的な目標角度θtzuと変更後の最終的な目標角度θtzvとの偏差であり、零制御相をＵ相からＶ相へ変更したことに伴う磁極角度φの変化（2π/3）[rad]に応じた（2π/3p×ＧＲ）[rad]として演算され、変更２では、変更前の最終的な目標角度θtzvと変更後の最終的な目標角度θtzwとの偏差であり、零制御相をＶ相からＷ相へ変更したことに伴う磁極角度φの変化（-π/3）[rad]に応じた（−π/3p×ＧＲ）[rad]として演算され、変更３では、変更前の最終的な目標角度θtzwと変更後の最終的な目標角度θtzvとの偏差であり、零制御相をＷ相からＶ相へ変更したことに伴う磁極角度φの変化（π/3）[rad]に応じた（π/3p×ＧＲ）[rad]として演算され、変更４では、変更前の最終的な目標角度θtzvと変更後の最終的な目標角度θtzuとの偏差であり、零制御相をＶ相からＵ相へ変更したことに伴う磁極角度φの変化（−2π/3）[rad]に応じた（−2π/3p×ＧＲ）[rad]として演算される。目標角度変更量αがこのように演算された最終的な値α0に収束するように、上式９における比例ゲインＫp3及び積分ゲインＫi3が、変更１〜４においてそれぞれ設定される。
【００７８】
ステップ２０８では、角度指令値演算部２１０により、前ステップで演算された目標角度変更量αを用いて角度指令値θt*を演算する。
ここで、ステップ２０３の実行後、まだステップ２０５を実行していない場合には、ステップ１０５と同様に角度指令値θt*を演算して、ステップ２０２へ戻る。
【００７９】
一方、すでにステップ２０５を実行している場合には、角度指令値θt*は、変更１では、変更前の最終的な目標角度θtzuと目標角度変更量αとの加算値として、変更２では、変更前の最終的な目標角度θtzvと目標角度変更量αとの加算値として、変更３では、変更前の最終的な目標角度θtzwと目標角度変更量αとの加算値として、変更４では、変更前の最終的な目標角度θtzvと目標角度変更量αとの加算値として演算され、そして、ステップ２０２へ戻る。
【００８０】
第２実施形態のＶＣＲコントローラ２００では、例えば、図５に示すように、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相にそれぞれ上式５〜７に従って相電流Ｉu、Ｉv及びＩwを供給してロータ１１０ｒを基本目標角度θtまで回転させた後、図１３に示すように、所定時間Ｔ1が経過してから、角度指令値θt*を基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzに変更している。したがって、第２実施形態のＶＣＲコントローラ２００によれば、第１実施形態と同様に、特定の１相だけに直流電流が偏って流れなくなるので、各相に流れる直流電流が電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の観点から許容される許容相電流の実効値Ｉallowを超えないか、あるいは、超え難くなり、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護の向上が可能となる。
【００８１】
また、第２実施形態のＶＣＲコントローラ２００では、第１実施形態と異なり、零制御相の設定は、一度だけでなく、ロータ１１０ｒの回転による磁極角度φの変化、すなわち、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrの変化を最小範囲にしつつ、ロータ１１０ｒが一定方向に連続的に回転せず揺動するように、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の間で変更して実施されている。したがって、第２実施形態のＶＣＲコントローラ２００によれば、第１実施形態と比較すると、直流電流が均等に配分された特定の２相に連続して供給されなくなるので、電動モータ１１０及びインバータ１１８の耐熱性保護を一層向上させることができる。
【００８２】
なお、第２実施形態のＶＣＲコントローラ２０では、図１２に示すように、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrの変化量は、変更１において零制御相をＵ相からＶ相へ変更したとき、又は変更４において零制御相をＶ相からＵ相に変更したときの変化量（2π/3p×ＧＲ）[rad]が最大であり、例えば、極対数ｐが２で、減速比ＧＲが１８０分の１であれば、第２コントロールシャフト１１４は、理論上、π/540［rad］＝0.3[deg]程度の角度分だけしか回転せず、圧縮比の変化によるエンジン１０の性能に対する影響は、第１実施形態と同様に殆どない。
【００８３】
前述の第１実施形態において、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへの変更は、ロータ１１０ｒの磁極角度φの変化が最小限の範囲となるものであった。すなわち、第１実施形態では、図８において、ロータ１１０ｒの磁極角度φが（φa−π/6）＜φ＜φa [rad]である場合、第２コントロールシャフト１１４の絶対角度θrの変更は、基本目標角度θt1から最終的な目標角度θtz1であって、基本目標角度θt1からθtz2や、基本目標角度θt1からθtz3ではない。
しかし、このように設定される最終的な目標角度θtzに替えて、エンジン１０の圧縮比に応じて変化する第２コントロールシャフト１１４への負荷特性を考慮して最終的な目標角度θtzを設定してもよい。
【００８４】
例えば、エンジン１０の圧縮比に対する第２コントロールシャフト１１４の負荷特性が、図１４に示すように、ある特定の圧縮比ＣＲpeakをピークとして、圧縮比がＣＲpeakより低くなるに従って負荷が低くなり、圧縮比がＣＲpeakより高くなるに従って負荷が低くなる曲線で表されるものとする。このような負荷特性の下、基本目標角度θt1における圧縮比がＣＲpeakより低いＣＲ1であるとすると、最終的な目標角度θtz1における圧縮比ＣＲz1はＣＲ1よりも低くなる。すなわち、最終的な目標角度θtz1は第２コントロールシャフト１１４の負荷が低くなるように設定される。一方、基本目標角度θt2における圧縮比がＣＲpeakより高いＣＲ2であるとすると、最終的な目標角度θtz2における圧縮比ＣＲz2はＣＲ2よりも高くなる。すなわち、最終的な目標角度θtz2は第２コントロールシャフト１１４の負荷が低くなるように設定される。
【００８５】
要するに、最終的な目標角度θtzの設定は、基本目標角度θtから最終的な目標角度θtzへの変更により、エンジン１０の圧縮比に応じて変化する第２コントロールシャフト１１４への負荷が低くなるように行うことができる。
同様に、前述の第２実施形態において、ステップ２０３で零制御相を最初に設定してからステップ２０５で変更を行っていない場合、ステップ２０７において目標角度変更量αの収束値である変更量α0を演算する際にも、第２コントロールシャフト１１４の負荷が低くなるように最終的な目標角度θtz2を設定してもよい。
【００８６】
前述の第１実施形態及び第２実施形態では、本発明に係る電動モータ制御装置の一例として、エンジン１０の圧縮比可変機構１００において、駆動源である電動モータ１１０を制御するＶＣＲコントローラ２００について説明したが、これに限定されず、複数相を有する電動モータのコイルに直流電流を供給し、外力に抗してロータを所定の回転角度に固定する保持トルクを発生させるものであれば、いかなるシステムにも適用可能である。
【符号の説明】
【００８７】
１１０…電動モータ、１１８…インバータ、２００…ＶＣＲコントローラ、２０２…磁極角度演算部、２０４…絶対角度演算部、２０８…３相２相変換部、２１０…角度指令値演算部、２１２…電流指令値演算部、２１４…電流制御部、２１６…２相３相変換部、２１８…ゲート制御信号生成部、２２０…目標角度変更量演算部、２２２…タイマ
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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