(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
界磁磁束を発生する永久磁石をそれぞれ有する第１ロータおよび第２ロータと、両ロータのうちの第１ロータと一体に回転可能な出力軸とを互いに同軸に備えると共に、前記第２ロータが前記第１ロータに対して相対回転可能に設けられた電動機と、前記第２ロータの相対回転を行わせる駆動力を両ロータ間に付与することにより両ロータ間の位相差を変化させる位相差変更駆動手段とを備えた電動機システムにおいて、前記電動機の特性パラメータとしての該電動機の誘起電圧定数または前記両ロータ間の位相差の実際の値を推定し、その特性パラメータの推定値を用いて前記電動機システムの運転制御を行う制御装置であって、
前記電動機の電機子巻線の電流を検出する電流検出手段と、
前記電動機の電機子巻線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記電流検出手段、前記電圧検出手段および回転速度検出手段の出力を基に、前記特性パラメータの推定値を求める特性パラメータ推定手段とを備えており、
前記電流検出手段が検出する前記電機子巻線の電流には、前記両ロータの永久磁石により発生する界磁磁束の方向をｄ軸、該ｄ軸に直交する方向をｑ軸とするｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とが含まれると共に、前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧には、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電圧が含まれ、
前記特性パラメータ推定手段は、
前記電流検出手段による前記ｄ軸電流およびｑ軸電流のそれぞれの検出値と前記電圧検出手段による前記ｄ軸電圧の検出値と前記回転速度検出手段による前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸上での前記電機子巻線のインダクタンスであるｑ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と前記ｄ軸電圧と前記出力軸の回転速度との間の相関関係を表す所定の演算式に基づいて、前記ｑ軸インダクタンスの推定値を求める手段と、
該ｑ軸インダクタンスの推定値と前記電流検出手段による前記ｑ軸電流の検出値とから、前記特性パラメータとｑ軸インダクタンスとｑ軸電流との間の相関関係を表す所定の相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める手段とから構成されていることを特徴とする電動機システムの制御装置。
【請求項２】
界磁磁束を発生する永久磁石をそれぞれ有する第１ロータおよび第２ロータと、両ロータのうちの第１ロータと一体に回転可能な出力軸とを互いに同軸に備えると共に、前記第２ロータが前記第１ロータに対して相対回転可能に設けられた電動機と、前記第２ロータの相対回転を行わせる駆動力を両ロータ間に付与することにより両ロータ間の位相差を変化させる位相差変更駆動手段とを備えた電動機システムにおいて、前記電動機の特性パラメータとしての該電動機の誘起電圧定数または前記両ロータ間の位相差の実際の値を推定し、その特性パラメータの推定値を用いて前記電動機システムの運転制御を行う制御装置であって、
前記電動機の電機子巻線の電流を検出する電流検出手段と、
前記電動機の電機子巻線の電圧を検出する電圧検出手段と、
前記出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
前記電流検出手段、前記電圧検出手段および回転速度検出手段の出力を基に、前記特性パラメータの推定値を求める特性パラメータ推定手段とを備えており、
前記電流検出手段が検出する前記電機子巻線の電流には、前記両ロータの永久磁石により発生する界磁磁束の方向をｄ軸、該ｄ軸に直交する方向をｑ軸とするｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とが含まれると共に、前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧には、前記ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸電圧が含まれ、
前記特性パラメータ推定手段は、
前記電流検出手段による前記ｑ軸電流の検出値と前記電圧検出手段による前記ｑ軸電圧の検出値と前記回転速度検出手段による前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸上での前記電機子巻線のインダクタンスであるｄ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流との積と前記電動機の誘起電圧定数との総和を表す補助パラメータと、前記ｑ軸電圧と、前記ｑ軸電流と、前記出力軸の回転速度との間の相関関係を表す所定の演算式に基づいて、前記補助パラメータの推定値を求める手段と、
該補助パラメータの推定値と前記電流検出手段による前記ｄ軸電流の検出値とから、前記特性パラメータと補助パラメータとｄ軸電流との間の相関関係を表す所定の相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める手段とから構成されていることを特徴とする電動機システムの制御装置。
【請求項３】
請求項１又は２記載の電動機システムの制御装置において、
前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧には、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電圧とｑ軸電圧とが含まれ、
前記ｄ軸電流およびｑ軸電流のそれぞれの目標値を設定しつつ、前記電流検出手段による前記ｄ軸電流の検出値およびｑ軸電流の検出値をそれぞれの目標値に一致させるように、前記ｄ軸電圧およびｑ軸電圧の目標値を決定し、該ｄ軸電圧およびｑ軸電圧の目標値に応じて前記電動機の電機子巻線の通電を制御する通電制御手段と、
前記特性パラメータの目標値を設定し、該目標値に前記特性パラメータの推定値を一致させるように前記位相差変更駆動手段を制御するロータ間位相差制御手段と、
前記ｄ軸電圧の目標値と該ｄ軸電圧の検出値との偏差であるｄ軸電圧偏差と、前記ｑ軸電圧の目標値と該ｑ軸電圧の検出値との偏差であるｑ軸電圧偏差とのうちの少なくともいずれか一方の偏差に基づいて、前記位相差変更駆動手段の動作異常の有無を検知する異常検知手段とを備えたことを特徴とする電動機システムの制御装置。
【請求項４】
請求項３記載の電動機システムの制御装置において、
前記異常検知手段は、前記ｄ軸電圧偏差と、該ｄ軸電圧偏差の積分値と、前記ｑ軸電圧電圧偏差と、該ｑ軸電圧偏差の積分値とのうちの少なくともいずれか一つが所定範囲から逸脱する状態が所定時間以上、継続した場合に、前記位相差変更駆動手段の動作異常が発生したことを検知することを特徴とする電動機システムの制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、界磁磁束を発生する永久磁石をそれぞれ有する２つのロータを備えた電動機と、それらのロータ間の相対回転を行わせる駆動力を両ロータ間に付与する位相差変更駆動手段とを備えた電動機システムの制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
この種の電動機システムの制御装置としては、例えば特許文献１、２に見られるものが本願出願人により提案されている。
【０００３】
これらの特許文献１，２に見られる電動機は、界磁磁束を発生する永久磁石をそれぞれ有する２つのロータである内ロータおよび外ロータと、出力軸とを同軸に備える。この場合、外ロータと出力軸とが一体に回転可能に連結されると共に、内ロータが外ロータおよび出力軸に対して相対回転可能に設けられている。そして、これらの特許文献１，２のものでは、遊星歯車機構を有するアクチュエータ装置によって（特許文献１）、あるいは、内ロータの内側に形成された油室を有する油圧式のアクチュエータ装置によって（特許文献２）、外ロータおよび出力軸に対する内ロータの相対回転を行わせ、両ロータ間の位相差を適宜変化させるようにしている。
【０００４】
前記特許文献１，２のものでは、両ロータ間の位相差を推定し、その位相差の推定値を所要の目標値に一致させるようにように、アクチュエータ装置を動作させる。この場合、両ロータ間の位相差を推定するために、所謂ｄ−ｑベクトル制御におけるｄｑ座標系での電機子巻線の電流および電圧（ｄ軸電流およびｑ軸電流の検出値とｑ軸電圧の指令値）と、電動機の出力軸の回転速度の観測値とから、これらの間に成立する関係式に基づいて電動機の誘起電圧定数の推定値が算出される。そして、この誘起電圧定数の推定値から、両ロータ間の位相差を推定するようにしている。
【特許文献１】特開２００７−２８８９８９号公報
【特許文献２】特開２００８−２９１２３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ところで、前記特許文献１，２のものでは、誘起電圧定数の推定値を求めるために、ｑ軸電圧の指令値（目標値）を使用している。
【０００６】
しかしながら、電動機の通電制御は、通常、複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路を介して行われる。そして、各スイッチング素子の応答特性や導通時の抵抗など、各スイッチング素子の特性のばらつきに起因して、電動機の電機子巻線の実際の電圧は、一般に、目標値に対してばらつきを生じる。
【０００７】
このため、前記特許文献１，２のものでは、誘起電圧定数の推定値に誤差を生じる場合がある。そして、このような場合には、電動機の出力トルクが目標とするトルクに対して過不足を生じたり、電動機の効率が低下するという不都合があった。
【０００８】
本発明はかかる背景に鑑みてなされたものであり、２つのロータを備える電動機の誘起電圧定数や両ロータ間の位相差を精度よく推定しつつ、電動機システムの運転制御を良好に行うことができる電動機システムの制御装置を提供することを目的とする。
【０００９】
さらに、該電動機システムの位相差変更駆動手段の動作異常の発生の有無を適切に検知することができる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】
【００１０】
本発明の電動機システムの制御装置は、かかる目的を達成するために、界磁磁束を発生する永久磁石をそれぞれ有する第１ロータおよび第２ロータと、両ロータのうちの第１ロータと一体に回転可能な出力軸とを互いに同軸に備えると共に、前記第２ロータが前記第１ロータに対して相対回転可能に設けられた電動機と、前記第２ロータの相対回転を行わせる駆動力を両ロータ間に付与することにより両ロータ間の位相差を変化させる位相差変更駆動手段とを備えた電動機システムにおいて、前記電動機の特性パラメータとしての該電動機の誘起電圧定数または前記両ロータ間の位相差の実際の値を推定し、その特性パラメータの推定値を用いて前記電動機システムの運転制御を行う制御装置であって、前記電動機の電機子巻線の電流を検出する電流検出手段と、前記電動機の電機子巻線の電圧を検出する電圧検出手段と、前記出力軸の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記電流検出手段、前記電圧検出手段および回転速度検出手段の出力を基に、前記特性パラメータの推定値を求める特性パラメータ推定手段とを備えたこと基本構成とする。
【００１１】
かかる基本構成によれば、前記特性パラメータ推定手段は、前記電流検出手段、前記電圧検出手段および回転速度検出手段の出力を基に、換言すれば、電機子巻線の実際の電流の検出値、実際の電圧の検出値、および出力軸の実際の回転速度の検出値を基に、前記特性パラメータの推定値を求める。このため、電動機の電機子巻線の通電制御用のインバータ回路のスイッチ素子の特性のばらつきなどに依存することなく、特性パラメータとしての前記誘起電圧定数または両ロータ間の位相差の推定値を精度よく求めることができる。
【００１２】
従って、前記基本構成によれば、２つのロータを備える電動機の誘起電圧定数や両ロータ間の位相差を精度よく推定しつつ、その推定値を用いて電動機システムの運転制御を良好に行うことができる。ひいては、電動機の所要の運転を安定且つ効率よく行うことができる。
【００１３】
なお、前記電流検出手段により検出する電流は、電動機の各相の電機子巻線の電流（相電流）でよいことはもちろんであるが、その相電流を、適宜の座標系（例えば、回転座標系であるｄ−ｑ座標系や静止座標系であるα−β座標系など）に座標変換してなる電流であってもよい。同様に、前記電圧検出手段により検出する電圧は、電動機の各相の電機子巻線の電圧（相電圧）でよいことはもちろんであるが、その相電圧を、上記ｄ−ｑ座標系や、α−β座標系などの適宜の座標系に座標変換してなる電圧であってもよい。
【００１４】
本発明では、より具体的には、次のような構成によって、特性パラメータの推定値を求めることができる。すなわち、前記電流検出手段が検出する前記電機子巻線の電流には、前記両ロータの永久磁石により発生する界磁磁束の方向をｄ軸、該ｄ軸に直交する方向をｑ軸とするｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とが含まれると共に、前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧には、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電圧が含まれるようにする。そして、この場合には、前記特性パラメータ推定手段は、前記電流検出手段による前記ｄ軸電流およびｑ軸電流のそれぞれの検出値と前記電圧検出手段による前記ｄ軸電圧の検出値と前記回転速度検出手段による前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸上での前記電機子巻線のインダクタンスであるｑ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と前記ｄ軸電圧と前記出力軸の回転速度との間の相関関係を表す所定の演算式に基づいて、前記ｑ軸インダクタンスの推定値を求める手段と、該ｑ軸インダクタンスの推定値と前記電流検出手段による前記ｑ軸電流の検出値とから、前記特性パラメータとｑ軸インダクタンスとｑ軸電流との間の相関関係を表す所定の相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める手段とから構成することができる（第１発明）。
【００１５】
ここで、前記ｑ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と前記ｄ軸電圧と前記出力軸の回転速度との間との間には、ある演算式（前記所定の演算式）により表される相関関係が成立する。また、前記特性パラメータとｑ軸インダクタンスとｑ軸電流との間には、比較的顕著な相関性を有する。そこで、第１発明では、前記特性パラメータ推定手段は、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流のそれぞれの検出値と前記ｄ軸電圧の検出値と前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記所定の演算式に基づいて、前記ｑ軸インダクタンスの推定値を求める。そして、該特性パラメータ推定手段は、このｑ軸インダクタンスの推定値と前記ｑ軸電流の検出値とから、前記相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める。これにより、該特性パラメータの推定値を適切に求めることができる。
【００１６】
あるいは、例えば次のような構成によって、特性パラメータの推定値を求めることもできる。すなわち、前記電流検出手段が検出する前記電機子巻線の電流には、前記両ロータの永久磁石により発生する界磁磁束の方向をｄ軸、該ｄ軸に直交する方向をｑ軸とするｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とが含まれると共に、前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧には、前記ｄ−ｑ座標系におけるｑ軸電圧が含まれるようにする。そして、この場合には、前記特性パラメータ推定手段は、前記電流検出手段による前記ｑ軸電流の検出値と前記電圧検出手段による前記ｑ軸電圧の検出値と前記回転速度検出手段による前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸上での前記電機子巻線のインダクタンスであるｄ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流との積と前記電動機の誘起電圧定数との総和を表す補助パラメータと、前記ｑ軸電圧と、前記ｑ軸電流と、前記出力軸の回転速度との間の相関関係を表す所定の演算式に基づいて、前記補助パラメータの推定値を求める手段と、該補助パラメータの推定値と前記電流検出手段による前記ｄ軸電流の検出値とから、前記特性パラメータと補助パラメータとｄ軸電流との間の相関関係を表す所定の相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める手段とから構成することができる（第２発明）。
【００１７】
ここで、前記ｄ軸インダクタンスと前記ｄ軸電流との積と前記電動機の誘起電圧定数との総和を表すものとして前記補助パラメータを定義したとき、該補助パラメータと、前記ｑ軸電圧と、前記ｑ軸電流と、前記出力軸の回転速度との間には、ある演算式（前記所定の演算式）により表される相関関係が成立する。また、この補助パラメータと前記特性パラメータと前記ｄ軸電流との間には、比較的顕著な相関性を有する。そこで、第２発明では、前記特性パラメータ推定手段は、前記ｑ軸電流の検出値と前記ｑ軸電圧の検出値と前記出力軸の回転速度の検出値とから、前記所定の演算式に基づいて、前記補助パラメータの推定値を求める。そして、該特性パラメータ推定手段は、この補助パラメータの推定値と前記ｄ軸電流の検出値とから、前記相関データに基づいて、前記特性パラメータの推定値を求める。これにより、該特性パラメータの推定値を適切に求めることができる。
【００１８】
なお、前記第１発明または第２発明における前記相関データとしては、マップデータや、前記相関関係を近似する演算式などが挙げられる。
【００１９】
また、前記電圧検出手段による電圧の検出値を使用して、前記位相差変更駆動手段の動作異常の有無を検知することもできる。
【００２０】
例えば、前記電流検出手段が検出する前記電機子巻線の電流に、前記両ロータの永久磁石により発生する界磁磁束の方向をｄ軸、該ｄ軸に直交する方向をｑ軸とするｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電流とｑ軸電流とが含まれると共に、前記電圧検出手段が検出する前記電機子巻線の電圧に、前記ｄ−ｑ座標系におけるｄ軸電圧とｑ軸電圧とが含まれ、さらに、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流のそれぞれの目標値を設定しつつ、前記電流検出手段による前記ｄ軸電流の検出値およびｑ軸電流の検出値をそれぞれの目標値に一致させるように、前記ｄ軸電圧およびｑ軸電圧の目標値を決定し、該ｄ軸電圧およびｑ軸電圧の目標値に応じて前記電動機の電機子巻線の通電を制御する通電制御手段と、前記特性パラメータの目標値を設定し、該目標値に前記特性パラメータの推定値を一致させるように前記位相差変更駆動手段を制御するロータ間位相差制御手段とを備える場合において、前記ｄ軸電圧の目標値と該ｄ軸電圧の検出値との偏差であるｄ軸電圧偏差と、前記ｑ軸電圧の目標値と該ｑ軸電圧の検出値との偏差であるｑ軸電圧偏差とのうちの少なくともいずれか一方の偏差に基づいて、前記位相差変更駆動手段の動作異常の有無を検知する異常検知手段とを備える（第３発明）。
【００２１】
ここで、前記誘電制御手段およびロータ間位相差制御手段を備える場合、前記位相差変更駆動手段の動作異常が発生して、前記特性パラメータの推定値を目標値に一致させるのに要する前記両ロータ間の相対回転が適切になされなくなると、前記ｑ軸電圧の検出値、あるいは、ｄ軸電圧の検出値が、それぞれに対応する目標値に対して定常的な誤差を生じる状態が発生する。従って、第３発明によれば、前記ｄ軸電圧偏差とｑ軸電圧偏差とのうちの少なくともいずれか一方の偏差に基づいて、前記位相差変更駆動手段の動作異常の有無を検知することができる。
【００２２】
この第３発明では、前記異常検知手段は、前記ｄ軸電圧偏差と、該ｄ軸電圧偏差の積分値と、前記ｑ軸電圧電圧偏差と、該ｑ軸電圧偏差の積分値とのうちの少なくともいずれか一つが所定範囲から逸脱する状態が所定時間以上、継続した場合に、前記位相差変更駆動手段の動作異常が発生したことを検知することが好ましい（第４発明）。
【００２３】
この第４発明によれば、前記位相差変更駆動手段の動作異常の有無の誤検知を防止しつつ、該動作異常の有無の検知を的確に行うことができる。
【００２４】
補足すると、前記第３発明または第４発明は、前記第１発明または第２発明と組み合わせてもよい。また、前記第３発明または第４発明においては、前記電動機の電機子巻線の電流の目標値は、例えば、少なくとも電動機の出力トルクの目標値と、該電動機の出力軸の回転速度の観測値と、前記特性パラメータの推定値とに応じてマップなどにより設定すればよい。また、前記特性パラメータの目標値は、例えば、少なくとも電動機の出力トルクの目標値と、該電動機の出力軸の回転速度の観測値とに応じてマップなどにより設定すればよい。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２５】
本発明の電動機システムの制御装置の第１実施形態を図１〜図６を参照して説明する。まず、図１を参照して、本実施形態の電動機システムに備えた電動機の要部の機構的な構成を説明する。図１は、該電動機の要部を該電動機の軸心方向で見た図である。
【００２６】
この電動機１は、２重ロータ構造のＤＣブラシレスモータであり、出力軸２、外ロータ３、および内ロータ４を同軸に備える。外ロータ３および内ロータ４はそれぞれ本発明における第１ロータ、第２ロータに相当する。外ロータ３の外側には、電動機１のハウジング（図示省略）に固定されたステータ５を有し、このステータ５には図示を省略する電機子巻線（３相分の電機子巻線）が装着されている。なお、電動機１は、例えば、図示しないハイブリッド車両や電動車両の推進力発生源として該車両に搭載される。
【００２７】
外ロータ３は環状に形成されており、その周方向にほぼ等間隔で配列された複数の永久磁石６を備える。本実施形態では、この永久磁石６は、長尺の方形板状に形成されており、その長手方向を外ロータ３の軸方向に向け、且つ、法線方向を外ロータ３の径方向に向けた状態で、外ロータ３に埋め込まれている。
【００２８】
内ロータ４も環状に形成されている。この内ロータ４は、外ロータ３の内側に該外ロータ３と同軸に配置されている。そして、この内ロータ４の軸心部を、該内ロータ４および外ロータ３と同軸に出力軸２が貫通している。
【００２９】
この場合、出力軸２は、内ロータ４の軸方向の一端側または両側に設けられる図示しない連結部材を介して外ロータ３に連結されており、外ロータ３と一体に回転可能とされている。そして、内ロータ４は、該外ロータ３および出力軸２に対して相対回転可能に設けられ、この相対回転によって、両ロータ３，４間の位相差が変更可能とされている。
【００３０】
また、内ロータ４は、その周方向にほぼ等間隔で配列された複数の永久磁石８を備える。本実施形態では、この永久磁石８は、外ロータ３の永久磁石６と同形状で、外ロータ３の場合と同様の形態で、内ロータ４に埋め込まれている。そして、永久磁石８の個数は、外ロータ３の永久磁石６と同じである。
【００３１】
なお、本実施形態では、外ロータ３および内ロータ４は円筒型であるので、非突極型のロータである。
【００３２】
ここで、図１において、外ロータ３の永久磁石６のうちの白抜きで示す永久磁石６ａと、点描を付した永久磁石６ｂとは、外ロータ３の径方向における磁極の向きが互いに逆になっている。例えば、永久磁石６ａは、その外側（外ロータ３の外周面側）の面がＮ極、内側（外ロータ３の内周面側）の面がＳ極とされ、永久磁石６ｂは、その外側の面がＳ極、内側の面がＮ極とされている。同様に、内ロータ４の永久磁石８のうちの白抜きで示す永久磁石８ａと、点描を付した永久磁石８ｂとは、内ロータ４の径方向での磁極の向きが互いに逆になっている。例えば、永久磁石８ａは、その外側（内ロータ４の外周面側）の面がＮ極、内側（内ロータ４の内周面側）の面がＳ極とされ、永久磁石８ｂは、その外側の面がＳ極、内側の面がＮ極とされている。
【００３３】
そして、本実施形態では、外ロータ３においては、互いに隣り合された永久磁石６ａ，６ａの対と、互いに隣り合わされた永久磁石６ｂ，６ｂの対とが、外ロータ３の周方向に交互に配列されている。同様に、内ロータ４においては、互いに隣り合された永久磁石８ａ，８ａの対と、互いに隣り合わされた永久磁石８ｂ，８ｂの対とが、内ロータ４の周方向に交互に配列されている。
【００３４】
以上のように構成された電動機１にあっては、内ロータ４を外ロータ３に対して回転させ、両ロータ３，４間の位相差（以下、ロータ間位相差θdという）を変化させることで、内ロータ４の永久磁石８ａ，８ｂによって発生する界磁磁束と外ロータ３の永久磁石６ａ，６ｂによって発生する界磁磁束とを合成してなる合成界磁磁束の強さ（ステータ５に向かう径方向の磁束の強さ）が変化することとなる。以降、その合成界磁磁束の強さが最大となる状態を界磁最大状態、該合成界磁磁束の強さが最小となる状態を界磁最小状態という。
【００３５】
図２（ａ）は界磁最大状態での内ロータ４と外ロータ３との位相関係を示す図であり、図２（ｂ）は界磁最小状態での内ロータ４と外ロータ３との位相関係を示す図である。
【００３６】
図２（ａ）に示す如く、界磁最大状態は、内ロータ４の永久磁石８ａ，８ｂと、外ロータ３の永久磁石６ａ，６ｂとが異極同士を対向させた状態である。より詳しくは、この界磁最大状態では、内ロータ４の永久磁石８ａが外ロータ３の永久磁石６ａに対向すると共に、内ロータ４の永久磁石８ｂが外ロータ３の永久磁石６ｂに対向する。この状態では、径方向において、内ロータ４の永久磁石８ａ，８ｂのそれぞれの磁束Ｑ１の向きと、外ロータ３の永久磁石６ａ，６ｂのそれぞれの磁束Ｑ２の向きとが同一となるため、それらの磁束Ｑ１，Ｑ２の合成磁束Ｑ３の強さ（合成界磁磁束の強さ）が最大となる。
【００３７】
また、図２（ｂ）に示す如く、界磁最小状態は、内ロータ４の永久磁石８ａ，８ｂと、外ロータ３の永久磁石６ａ，６ｂとが同極同士を対向させた状態である。より詳しくは、この界磁最小状態では、内ロータ４の永久磁石８ａが外ロータ３の永久磁石６ｂに対向すると共に、内ロータ４の永久磁石８ｂが外ロータ３の永久磁石６ａに対向する。この状態では、径方向において、内ロータ４の永久磁石８ａ，８ｂのそれぞれの磁束Ｑ１の向きと、外ロータ３の永久磁石６ｂ，６ａのそれぞれの磁束Ｑ２の向きとが逆向きとなるため、それらの磁束Ｑ１，Ｑ２の合成磁束Ｑ３の強さ（合成界磁磁束の強さ）が最小となる。
【００３８】
本実施形態では、前記内ロータ４は、外ロータ３に対して、前記合成界磁磁束が界磁最大状態となる回転位置と、界磁最小状態となる回転位置との間の範囲内で相対回転可能とされている。その相対回転可能範囲、すなわち、ロータ間位相差θdの変更可能範囲は、例えば電気角で１８０［ｄｅｇ］の範囲である。なお、その範囲の境界は、例えば、内ロータ４と一体に回転可能な部材と、外ロータ３と一体に回転可能な部材との接触などによって機構的に規定される。
【００３９】
そして、本実施形態では、前記界磁最大状態におけるロータ間位相差θdを０［ｄｅｇ］、前記界磁最小状態におけるロータ間位相差θdを１８０［ｄｅｇ］と定義する。ただし、最大界磁状態におけるロータ間位相差θdを０［ｄｅｇ］と定義する必要はなく、ロータ間位相差θdの零点やスケールは、任意に設定してよい。
【００４０】
上記のようにロータ間位相差θdを変化させて、合成界磁磁束の強さを増減させることにより、電動機１の誘起電圧定数Ｋｅが変化することとなる。該誘起電圧定数Ｋｅは、電動機１の出力軸２の角速度と、この角速度に応じて電機子に生じる誘起電圧（実効値）との関係を規定する比例定数である。図３は、本実施形態の電動機１の誘起電圧定数Ｋｅと、ロータ間位相差θdとの関係を例示するグラフである。図示のように、電動機１の誘起電圧定数Ｋｅの値は、ロータ間位相差θdを０［ｄｅｇ］から１８０［ｄｅｇ］まで増加させていくに伴い、小さくなる。これは、θdの増加に伴い、合成界磁磁束の強さが弱くなり、ひいては、出力軸２の回転角速度を一定とした場合における電機子の誘起電圧（逆起電圧）が小さくなるからである。従って、誘起電圧定数Ｋeの値は、合成界磁磁束の強さの程度を示す指標となり、該合成界磁磁束の強さが大きいほど、誘電電圧定数Ｋeの値が大きくなる。
【００４１】
補足すると、前記永久磁石６，８の配列形態は、他の形態であってもよい。例えば、外ロータ３に備える方形板状の複数の永久磁石を、その法線方向（厚み方向）を外ロータ３の周方向に向けた状態で、該外ロータ３の周方向に等角度間隔で配列すると共に、該外ロータ３の周方向で互いに隣り合う２つの永久磁石の互いに対向する面の磁極が同極となるように（互いに隣り合う２つの永久磁石の磁化の向きが外ロータ３の周方向で互いに逆向きになるように）してもよい。また、ロータ間位相差θdの変更可能範囲は、必ずしも電気角で１８０［ｄｅｇ］の範囲である必要はなく、それよりも大きいか、もしくは小さい範囲であってもよい。
【００４２】
また、本実施形態では、電動機１の出力軸２と外ロータ３とが一体に回転するように構成したが、出力軸と内ロータとが一体に回転するようにして、これらの出力軸および内ロータに対して外ロータが相対回転し得るように構成してもよい。
【００４３】
次に図４を参照して、前記電動機１のロータ間位相差θdを変化させる位相差変更駆動手段と、該電動機１および位相差変更駆動手段の動作制御を行う制御装置とを説明する。図４は、該制御装置の機能的構成を示すブロック図である。この場合、図４には、電動機１と位相差変更駆動手段とを簡略化して図示している。
【００４４】
図４を参照して、本実施形態の電動機システムは、電動機１の内ロータ４を外ロータ３に対して相対回転させる駆動力を両ロータ３，４間に付与する位相差変更駆動手段１０を備える。詳細な図示は省略するが、この位相差変更駆動手段１０は、駆動力を発生するアクチュエータ１１と、このアクチュエータ１１の駆動力を両ロータ３，４間に伝達する位相可変機構１２とから構成される。
【００４５】
このような位相差変更駆動手段１０は、例えば、前記特許文献２に示したような油圧装置により構成することができる。この場合、前記位相可変機構１２は、内ロータ４の内周面と出力軸２の外周面との間の空間に油室を形成し、その油室の体積の増減に連動してロータ間位相差θdが変化するように構成される。そして、その油室に対する作動油の供給・排出を行う油圧源装置（ポンプ、圧力制御弁などを含む装置）が前記アクチュエータ１１として電動機１の外部に備えられる。
【００４６】
あるいは、位相差変更駆動手段１０を、例えば、前記特許文献１に示したような装置により構成してもよい。この場合、位相可変機構１２は、遊星歯車機構により構成され、この遊星歯車機構に回転駆動力を入力する電動式または油圧式のロータリアクチュエータが前記アクチュエータ１１として電動機１の外部に備えられる。
【００４７】
かかる位相差変更駆動手段１０および前記電動機１を備える本実施形態の電動機システムの動作制御を行う制御装置５０は、基本的には、いわゆるｄ−ｑベクトル制御により電動機１の電機子巻線の通電を制御する。すなわち、制御装置５０は、電動機１を、界磁方向（前記合成界磁磁束の方向）をｄ軸としてｄ軸と直交する方向をｑ軸とする座標系であるｄ−ｑ座標系での等価回路に変換して取り扱う。その等価回路は、ｄ軸上の電機子（以下、ｄ軸電機子という）と、ｑ軸上の電機子（以下、ｑ軸電機子という）とを有する。ｄ−ｑ座標系は、電動機１の出力軸２に対して固定された回転座標系である。そして、制御装置５０は、外部から与えられるトルク指令値Ｔr_c（電動機１の出力トルクの目標値）のトルクを電動機１の出力軸２に発生させるように電動機１の電機子巻線（３相分の電機子巻線）の通電電流を制御する。また、制御装置５０は、この通電制御と並行して、電動機１の誘起電圧定数Ｋeを所要の目標値に一致させるように、ロータ間位相差θdを前記位相差変更駆動手段１０を介して制御する。
【００４８】
これらの制御を行なうために、本実施形態の電動機システムには、電動機１の電機子巻線の３相のうちの２つの相、例えばＵ相およびＷ相のそれぞれの電流を検出する電流センサ４１，４２と、２つの相の電機子巻線の電圧の総和である相間電圧（Ｕ相−Ｖ相間、Ｖ相−Ｗ相間、Ｗ相−Ｕ相間の相関電圧）のうちの２つの相間電圧、例えばＵ相−Ｖ相間の相間電圧およびＶ相−Ｗ相間の相間電圧をそれぞれ検出する電圧センサ４３，４４と、電動機１の出力軸２または外ロータ３の回転角度（電動機１のステータ５に対して固定された座標系での回転角度）を検出する回転角度検出手段としてのレゾルバ４５とが備えられている。そして、それらの電流センサ４１，４２、電圧センサ４３，４４およびレゾルバ４５の出力（検出値）が制御装置５０に入力される。以降、電流センサ４１で検出されたＵ相電機子巻線の電流値をＵ相電流検出値Ｉu_s、電流センサ４２で検出されたＷ相電機子巻線の電流値をＷ相電流検出値Ｉw_s、電圧センサ４３で検出されたＵ相−Ｖ相間の相間電圧をＵ−Ｖ相関電圧検出値Ｖuv_s、電圧センサ４４で検出されたＶ相−Ｗ相間の相間電圧をＶ−Ｗ相関電圧検出値Ｖvw_s、レゾルバ４５で検出された出力軸２の回転角度（＝外ロータ３の回転角度）の値を角度検出値θm_sという。
【００４９】
制御装置５０は、ＣＰＵ、メモリ等を含む電子回路ユニットであり、その制御処理が所定の演算処理周期で逐次実行される。以下に、制御装置５０の機能的な手段を具体的に説明する。
【００５０】
制御装置５０は、レゾルバ４５による角度検出値θm_sを微分することで、電動機１の出力軸２の回転速度（＝外ロータ３の回転速度）の検出値（観測値）としての速度検出値Ｎm_sを求める回転速度算出部５１と、電動機１の各相の電機子巻線の通電電流をインバータ回路（図示省略）を介して制御する通電制御部５２とを備える。回転速度算出部５１は、本発明における回転速度検出手段に相当し、通電制御部５２は、本発明における通電制御手段に相当する。なお、回転速度算出部５１が求める速度検出値Ｎm_sは、本実施形態では、出力軸２の機械角での回転速度の検出値であるが、これに電動機１の極対数を乗じることによって、電気角での回転速度の検出値を求めるようにしてもよい。
【００５１】
通電制御部５２は、前記電流センサ４１，４２によるＵ相電流検出値Ｉu_sおよびＷ相電流検出値Ｉw_sと、前記レゾルバ４５による角度検出値θm_sとから、３相−ｄｑ変換により、ｄ軸方向の電流成分としてのｄ軸電機子の電流（以下、ｄ軸電流という）の検出値Ｉd_sとｑ軸方向の電流成分としてのｑ軸電機子の電流（以下、ｑ軸電流という）の検出値Ｉq_sを算出する３相−ｄｑ変換部６１を備える。なお、３相−ｄｑ変換は、Ｕ相電流検出値Ｉu_sと、Ｗ相電流検出値Ｉw_sと、これらから求められるＶ相電流検出値（＝−Ｉu_s−Ｉw_s）との組を、角度検出値θm_s（より詳しくは電気角での出力軸２の回転角度）に応じた変換行列によりｄ軸電流の検出値Ｉd_sとｑ軸電流の検出値Ｉq_sとの組に変換する処理である。また、本実施形態では３相−ｄｑ変換部６１と前記電流センサ４１，４２とにより、本発明における電流検出手段が実現される。
【００５２】
また、通電制御部５２は、ｄ軸電流の指令値であるｄ軸電流指令値Ｉd_cとｑ軸電流の指令値であるｑ軸電流指令値Ｉq_cとを決定する電流指令算出部６２と、ｄ軸電流指令値Ｉd_cを補正するための補正値ΔＩdaを求める界磁制御部６３と、この補正値ΔＩdaによりｄ軸電流指令値Ｉd_cを補正したもの（Ｉd_c＋ΔＩda）とｄ軸電流の検出値Ｉd_sとの偏差ΔＩd（＝Ｉd_c＋ΔＩda−Ｉd_s。以下、ｄ軸電流偏差ΔＩdという）を求める演算部６４と、ｑ軸電流指令値Ｉq_cを補正するための補正値ΔＩqaを求める電力制御部６５と、この補正値ΔＩqaによりｑ軸電流指令値Ｉq_cを補正したもの（Ｉq_c＋ΔＩqa）とｑ軸電流の検出値Ｉq_sとの偏差ΔＩq（＝Ｉq_c＋ΔＩqa−Ｉq_s。以下、ｑ軸電流偏差ΔＩqという）を求める演算部６６とを備える。本実施形態では、上記Ｉd_c＋ΔＩda、Ｉq_c＋ΔＩqaが、それぞれ、ｄ軸電流の目標値、ｑ軸電流の目標値に相当する。
【００５３】
ここで、電流指令算出部６２には、制御装置５０に外部から与えられるトルク指令値Ｔr_cと、前記回転速度算出部５１で求められた速度検出値Ｎm_sと、後述するＫe推定部５５で求められた電動機１の実際の誘起電圧定数Ｋeの推定値Ｋe_e（以下、誘起電圧定数推定値Ｋe_eという）とが入力される。そして、電流指令算出部６２は、これらの入力値から、あらかじめ設定されたマップに基づいて、前記ｄ軸電流指令値Ｉd_cおよびｑ軸電流指令値Ｉq_cを決定する。このｄ軸電流指令値Ｉd_cおよびｑ軸電流指令値Ｉq_cは、トルク指令値Ｔr_cのトルクを電動機１の出力軸２に発生させるためのｄ軸電流およびｑ軸電流のフィードフォワード指令値としての意味を持つ。
【００５４】
なお、トルク指令値Ｔr_cは、例えば電動機１を推進力発生源として搭載した車両（ハイブリッド車両や電動車両）のアクセル操作量（アクセルペダルの踏み込み量）や走行速度に応じて決定される。また、トルク指令値Ｔr_cには、力行トルクの指令値と回生トルクの指令値とがあり、それらの指令値は、正負の極性が異なるものとされる。
【００５５】
また、前記界磁制御部６３で決定される補正値ΔＩdaは、ｄ軸電機子の電圧とｑ軸電機子の電圧との合成ベクトルの大きさが電動機１の電源電圧Ｖdc（より詳しくは、インバータ回路の電源電圧）に応じた電圧円内に収まるようにするためのｄ軸電流の操作量（フィードバック操作量）を意味する。この補正値ΔＩdaは、後述する電流フィードバック制御部６７で決定されたｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_c（前回の演算処理周期で決定された値）と、電源電圧Ｖdcの値とに応じて決定される。例えば、前回の演算処理周期で決定されたＶd_cおよびＶd_qの合成ベクトルの大きさと、電源電圧Ｖdcに応じて決定した目標値（電圧円の半径）との偏差に応じて、適宜のフィードバック制御則により、補正値ΔＩdaが決定される。
【００５６】
また、前記電力制御部６５で決定される補正値ΔＩqaは、、電動機１の運転時における前記永久磁石６，８の温度変化と電機子の温度変化とが、電動機１の出力トルクに及ぼす影響を補償するためのものである。永久磁石６，８の温度が変化すると、一般には、ロータ間位相差θdが一定であっても電動機１の誘起電圧定数Ｋeが変化し、また、電機子巻線の抵抗が変化する。このため、ｑ軸電流指令値Ｉq_cが一定であっても、永久磁石６，８や電機子の温度変化の影響で、電動機１の出力トルクが変化する。そこで、本実施形態では、この影響をｑ軸電流補正値ΔＩq_aにより補償する。このｑ軸電流補正値ΔＩq_aは、Ｕ相電流検出値Ｉu_sまたはＷ相電流検出値Ｉw_sのサンプリング値から推定される電機子巻線の抵抗や、後述するＫe推定部５３で求められた誘起電圧定数推定値Ｋe_e等に基づいて決定される。なお、電力制御部６５は省略してもよい。その場合には、前記演算部６６の処理では、ｑ軸電流指令値Ｉq_cと、ｑ軸電流の検出値Ｉq_sとの偏差（＝Ｉq_c−Ｉq_s）をｑ軸電流偏差ΔＩqとして求めるようにすればよい。
【００５７】
通電制御部５２はさらに、前記演算部６４，６６でそれぞれ求められたｄ軸電流偏差ΔＩdおよびｑ軸電流偏差ΔＩqに応じて、ｄ軸電機子の電圧指令値（ｄ軸電圧の目標値）であるｄ軸電圧指令値Ｖd_cと、ｑ軸電機子の電圧指令値（ｑ軸電圧の目標値）であるｑ軸電圧指令値Ｖq_cとを決定する電流フィードバック制御部（電流ＦＢ制御部）６７を備える。この電流フィードバック制御部６７は、ｄ軸電流偏差ΔＩdに応じて、該偏差ΔＩdを０に近づけるようにＰＩ制御則（比例・積分制御則）などのフィードバック制御則によりｄ軸電圧指令値Ｖd_cを決定する。同様に、電流フィードバック制御部６７は、ｑ軸電流偏差ΔＩqに応じて、該偏差ΔＩqを０に近づけるようにＰＩ制御則などのフィードバック制御則によりｑ軸電圧指令値Ｖq_cを決定する。
【００５８】
なお、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cとｑ軸電圧指令値Ｖq_cとを決定するとき、ｄ軸電流偏差ΔＩｄ、ｑ軸電流偏差ΔＩｑからフィードバック制御則によりそれぞれ求められるｄ軸電圧指令値、ｑ軸電圧指令値に、ｄ軸とｑ軸との間で干渉し合う速度起電力の影響を打ち消すための非干渉成分を付加することで、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cとｑ軸電圧指令値Ｖq_cを求めることが好ましい。
【００５９】
さらに、通電制御部５２は、電流フィードバック制御部６７で決定したｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_cと、前記レゾルバ４５による電動機１の出力軸２の角度検出値θm_sとから、ｄｑ−３相変換によりＵ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の相電圧指令値Ｖu_c，Ｖv_c，Ｖw_cを求めるｄｑ−３相変換部６８と、これらの相電圧指令値Ｖu_c，Ｖv_c，Ｖw_cに応じて、電動機１の各相の電機子巻線にＰＷＭ制御によりインバータ回路（図示省略）を介して通電するＰＷＭ制御部６９とを備える。この場合、ＰＷＭ制御部６９は、インバータ回路の各スイッチング素子のＯＮ・ＯＦＦを制御することで、各相の電機子巻線に通電する。なお、ｄｑ−３相変換は、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_cの組を、角度検出値θm_s（より詳しくは電気角での出力軸２の回転角度）に応じた変換行列により相電圧指令値Ｖu_c，Ｖv_c，Ｖw_cの組に変換する処理である。
【００６０】
以上説明した通電制御部５２の機能によって、ｄ軸電圧とｑ軸電圧との合成電圧が、電源電圧Ｖdcに応じた目標値（前記電圧円の半径）を超えないようにしつつ、電動機１の出力軸２に発生するトルク（電動機１の出力トルク）をトルク指令値Ｔr_cに従わせるように（ΔＩd，ΔＩqが０に収束するように）、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_cの組が決定される。そして、このｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_cに応じて、電動機１の各相の電機子巻線の通電電流が制御される。
【００６１】
制御装置５０は、前記回転角度算出部５１および通電制御部５２のほか、電動機１のロータ間位相差θdの目標値である位相差指令値θd_cを決定する位相差指令算出部５３を備える。また、制御装置５０は、前記電圧センサ４３，４４によるＵ−Ｖ相間電圧検出値Ｖuv_sおよびＶ−Ｗ相間電圧検出値Ｖvw_と前記レゾルバ４５による電動機１の出力軸２の角度検出値θm_sとから、３相−ｄｑ変換により、ｄ軸電機子の電圧の検出値としてのｄ軸電圧検出値Ｖd_sとｑ軸電機子の電圧の検出値としてのｑ軸電圧検出値Ｖq_sとを算出する３相−ｄｑ変換部５４と、前記誘起電圧定数推定値Ｋe_sを求めるＫe推定部５５と、該誘起電圧定数推定値Ｋe_sを実際のロータ間位相差θdの推定値としての位相差推定値θd_eに変換する位相差推定部５６と、その位相差推定値θd_eを前記位相差指令値θd_cに一致させるように前記位相差変更駆動手段１０を制御する位相差制御部５７とを備える。さらに、制御装置５０は、前記位相差変更駆動手段１０の動作異常の有無を判定する異常判定部５８を備える。
【００６２】
ここで、前記３相−ｄｑ変換部５４の３相−ｄｑ変換は、Ｕ相−Ｖ相間の相間電圧、Ｖ相−Ｗ相間の相間電圧、およびＷ相−Ｕ相間の相間電圧の組を、角度検出値θm_s（より詳しくは電気角での出力軸２の回転角度）に応じた変換行列によりｄ軸電圧およびｑ軸電圧の組に変換する処理である。この場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電機子巻線の電圧の総和が“０”であること（ひいてはＵ相−Ｖ相間の相間電圧、Ｖ相−Ｗ相間の相間電圧、およびＷ相−Ｕ相間の相間電圧の総和が“０”であること）を考慮すると、前記３相−ｄｑ変換部５４の３相−ｄｑ変換は、次式（１）により与えられる。
【００６３】
【数１】
0005172418.tif 000002
【００６４】
なお、式（１）におけるθeは、電気角での出力軸２の回転角度（θm_sに電動機１の極対数を乗じた値）である。
【００６５】
補足すると、本実施形態では、前記３相−ｄｑ変換部５４と、前記電圧センサ４３，４４とにより、本発明における電圧検出手段が実現される。また、本実施形態では、ｄ軸電圧検出値Ｖd_sとｑ軸電圧検出値Ｖq_sとを得るために、Ｕ相−Ｖ相間の相間電圧およびＶ相−Ｗ相間の相間電圧を検出するようにしたが、Ｕ相−Ｖ相間の相間電圧およびＶ相−Ｗ相間の相間電圧のいずれか一方と、Ｗ相−Ｕ相間の相間電圧とを検出するようにしてもよい。あるいは、Ｕ相−Ｖ相間の相間電圧、Ｖ相−Ｗ相間の相間電圧、およびＷ相−Ｕ相間の相間電圧の全ての相間電圧を検出するようにしてもよい。
【００６６】
また、本実施形態では、本発明における「特性パラメータ」として、ロータ間位相差θdを用いる。従って、位相差指令算出部５３で決定される位相差指令値θd_cは、本発明における特性パラメータの目標値に相当する。また、位相差推定部５６で求められる位相差推定値θd_eは、本発明における特性パラメータの推定値に相当する。そして、Ｋe推定部５５と位相差推定部５６とにより、本発明における特性パラメータ推定手段が実現され、位相差指令算出部５３と位相差制御部５７とにより、本発明におけるロータ間位相差制御手段が実現される。さらに、異常判定部５８により、本発明における異常検知手段が実現される。
【００６７】
位相差指令算出部５３には、前記トルク指令値Ｔr_cと、速度検出値Ｎm_sと、電動機１の電源電圧Ｖdcの値とが逐次入力される。そして、位相差指令算出部５４は、これらの入力値Ｔr_c，Ｎm，Ｖdcからあらかじめ設定されたマップに従って、電動機１の位相差指令値θd_cを逐次決定する。
【００６８】
この場合、上記マップは、例えば、電動機１の実際のロータ間位相差θdが該マップにより決定される位相差指令値θd_cに一致しているときに、トルク指令値Ｔr_cと速度検出値Ｎm_sと電源電圧Ｖdcの値との組に対して、電動機１のｄ軸電圧とｑ軸電圧との合成電圧（ベクトル和）の大きさが電源電圧Ｖdcに応じた電圧円内に収まるようにしつつ、電動機１のエネルギー効率（入力エネルギーに対する出力エネルギーの割合）をできるだけ高めることができるように設定されている。
【００６９】
ここで、一般的には、誘起電圧定数を小さくするほど（換言すれば、ロータ間位相差θdを大きくするほど）、電動機１の出力軸２をより高速域で回転させることが可能となると共に、電動機１のエネルギー効率が高効率となる領域を高速回転側にずらすことができる。また、誘起電圧定数を大きくするほど（換言すれば、ロータ間位相差θdを小さくするほど）電動機１の出力トルクを大きくすることができる。従って、位相差指令値θd_cは、上記のような電動機１の特性と、電動機１の要求される運転形態とを考慮して設定すればよく、種々様々な設定の仕方が可能である。
【００７０】
本実施形態では、位相差指令算出部５３では、速度検出値Ｎm_sと電源電圧Ｖdcの値とを一定としたとき、位相差指令値θd_cは、基本的には、トルク指令値Ｔr_cの絶対値｜Ｔr_c｜が大きくなるほど、θd_cの値が小さくなるように（θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの値が大きくなるように）設定される。
【００７１】
また、トルク指令値Ｔr_cと電源電圧Ｖdcの値とを一定としたとき、位相差指令値θd_cは、基本的には、速度検出値Ｎm_sが高速となる領域で、該速度検出値Ｎm_sが大きくなるほど、θd_cの値が大きくなるように（θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの値が小さくなるように）設定される。また、トルク指令値Ｔr_cと速度検出値Ｎm_sとを一定としたとき、位相差指令値θd_cは、基本的には、電源電圧Ｖdcの値が小さくなるほど、θd_cの値が大きくなるように（θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの値が小さくなるように）設定される。
【００７２】
補足すると、位相差指令値θd_cを設定するとき、電動機１の過熱防止などの要求を考慮して設定してもよい。
【００７３】
前記Ｋe推定部５５には、誘起電圧定数Ｋeを推定するために用いる電動機１の複数の状態量として、前記３相−ｄｑ変換部５４で求められたｄ軸電圧検出値Ｖd_sおよびｑ軸電圧検出値Ｖq_sのうちのｄ軸電圧検出値Ｖd_sと、前記３相−ｄｑ変換部６１で求められたｄ軸電流検出値Ｉd_sおよびｑ軸電流検出値Ｉq_sと、前記回転速度算出部５１で求められた速度検出値Ｎm_sとが逐次入力される。そして、Ｋe推定部５４は、これらの入力値Ｖd_s、Ｉd_s、Ｉq_s、Ｎm_sから誘起電圧定数推定値Ｋe_eを求める。
【００７４】
なお、図４では、Ｋe推定部５５に、ｑ軸電圧検出値Ｖq_sが破線の矢印で示す如く入力されるようになっているが、これは、後述する第２実施形態に関するものである。本実施形態では、Ｋe推定部５５に、ｑ軸電圧検出値Ｖq_sを入力する必要はない。
【００７５】
ここで、電動機１のｄ軸電圧Ｖdとｑ軸電圧Ｖqとｄ軸電流Ｉdとｑ軸電流Ｉqと誘起電圧定数Ｋeとの間の関係に関して、一般に、次の関係式（２），（３）が成立する。なお、ωは電動機１の出力軸２の電気角での回転角速度、Ｒは電機子巻線の抵抗、Ｌdはｄ軸電機子のインダクタンス（以下、ｄ軸インダクタンスＬdとう）、Ｌqはｑ軸電機子のインダクタンス（以下、ｑ軸インダクタンスＬqという）である。
【００７６】
Ｖd＝Ｒ・Ｉd−ω・Ｌq・Ｉq                ……（２）
Ｖq＝Ｋe・ω＋Ｒ・Ｉq＋ω・Ｌd・Ｉd        ……（３）
また、ｑ軸インダクタンスＬqは、ｑ軸電流Ｉqと、誘起電圧定数Ｋeとに高い相関性を有する。そこで、本実施形態では、Ｋe推定部５５は、上記式（２）と、Ｌq、ＩqおよびＫeの間の相関性とを利用して、誘起電圧定数Ｋeを求める。
【００７７】
具体的には、Ｋe推定部５５は、まず、式（２）を変形した次式（４）により、ｑ軸インダクタンスＬqの推定値を求める。
【００７８】
Ｌq＝（Ｒ・Ｉd−Ｖd）／（ω・Ｉq）          ……（４）
この場合、Ｋe推定部５５は、入力されたＶd_s、Ｉd_s、Ｉq_sをそれぞれ式（４）の右辺のＶd、Ｉd、Ｉqの値として用いると共に、入力されたＮm_sに対応する電気角速度（Ｎm_sに電動機１の極対数を乗じてなる値）を式（４）の右辺のωの値として用いることによって、式（４）の右辺の演算を行う。この式（４）は、Ｌq、Ｖd、Ｉd、Ｉqの間の相関関係を表す演算式としての意味を持ち、前記第２発明における所定の演算式に相当するものである。
【００７９】
なお、本実施形態では、式（４）の右辺のＲの値としては、あらかじめ定められた値（固定値）が用いられる。ただし、Ｒの値を、例えばＵ相電流検出値Ｉu_sもしくはＷ相電流検出値Ｉw_sのサンプリング値から推定するようにしてもよい。
【００８０】
次いで、Ｋe推定部５５は、上記の如く式（４）により求めたｑ軸インダクタンスＬqの推定値と、入力されたｑ軸電流検出値Ｉq_s（式（４）で使用した値と同じＩq_s）とから、これらと誘起電圧定数Ｋeとの相関関係を表すものとしてあらかじめ定められたマップ（相関データ）に基づいて、誘起電圧定数推定値Ｋe_eを求める。
【００８１】
以上説明したＫe推定部５５の処理が逐次実行され、誘起電圧定数推定値Ｋe_eが逐次求められる。
【００８２】
上記のようにしてＫe推定部５５で求められた誘起電圧定数推定値Ｋe_eが位相差推定部５６に逐次入力される。該位相差推定部５６は、前記図３に示した誘起電圧定数Ｋeとロータ間位相差θdとの間の関係を表すマップ（あるいは演算式）に基づいて、入力された誘起電圧定数推定値Ｋe_eを位相差推定値θd_eに変換する。これにより、位相差推定値θd_eが逐次求められる。
【００８３】
なお、誘起電圧定数Ｋeとロータ間位相差θdとの間の関係を表すマップ（あるいは演算式）と、前記Ｋe推定部５５で使用するマップとは、前記第２発明における相関データに相当するものである。
【００８４】
補足すると、ロータ間位相差θdと誘起電圧定数Ｋeとは、図３のグラフで示すような相関性があるので、ｑ軸インダクタンスＬqと、ｑ軸電流Ｉqと、ロータ間位相差θdとの間にも相関性を有する。従って、その相関関係をマップ化しておき、ｑ軸インダクタンスＬqの推定値と、入力されたｑ軸電流検出値Ｉq_sとから、そのマップに基づいて、位相差推定値θd_eを直接的に求めるようにしてもよい。
【００８５】
上記のようにして位相差推定部５６で求められた位相差推定値θd_eと、前記位相差指令算出部５３で決定された位相差指令値θd_cとが、前記位相差制御部５７に逐次入力される。
【００８６】
該位相差制御部５７は、位相差推定値θd_eを位相差指令値θd_cに一致させるように（収束させるように）、前記位相差変更駆動手段１０から両ロータ３，４間に付与する駆動力（トルク）を規定する操作量（制御入力）としてのアクチュエータ操作指令を逐次生成し、そのアクチュエータ操作指令を位相差変更駆動手段１０のアクチュエータ１１に出力することで、該位相差変更駆動手段１０の動作を制御する。すなわち、位相差推定値θd_eを位相差指令値θd_cに一致させるのに必要なトルクが、位相差変更駆動手段１０から両ロータ３，４間に付与されるように、位相差変更駆動手段１０の動作を制御する。
【００８７】
この場合、位相差制御部５７は、例えば、次のようにアクチュエータ操作指令を生成する。すなわち、位相差制御部５７は、位相差推定値θd_eと位相差指令値θd_cとの偏差を逐次求め、その偏差から、ＰＩ則などのフィードバック制御則により、アクチュエータ操作指令を生成する。
【００８８】
なお、位相差指令値θd_cを逐次決定する代わりに、θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの指令値（目標値）を逐次生成し、あるいは、位相差指令値θd_cを図３のグラフの関係に従って誘起電圧定数Ｋeの指令値（目標値）に変換し、Ｋe推定部５５で求めた誘起電圧定数推定値Ｋe_eを、誘起電圧定数Ｋeの指令値に一致させるように、アクチュエータ操作指令を生成するようにしてもよい。この場合には、位相差推定部５６は不要である。そして、誘起電圧定数Ｋeが本発明における特性パラメータに相当するものとなる。
【００８９】
さらに、例えば、位相差推定値θe_e（または誘起電圧定数推定値Ｋe_e）に応じて決定したアクチュエータ操作指令のフィードフォワード成分と、位相差推定値θd_eと位相差指令値θd_cとの偏差（または、誘起電圧定数推定値Ｋe_eと誘起電圧定数Ｋeの指令値との偏差）に応じてフィードバック制御則により決定したフィードバック成分とを加え合わせることで、アクチュエータ操作指令を決定するようにしてもよい。
【００９０】
以上説明した位相差制御部５７の処理により、位相差推定値θd_eを位相差指令値θd_cに一致させるように、あるいは、誘起電圧定数推定値Ｋe_eを位相差指令値θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの指令値に一致させるように、アクチュエータ操作指令が逐次生成される。そして、このアクチュエータ操作指令に応じて位相差変更駆動手段１０から両ロータ３，４間に付与される駆動力（トルク）が制御される。
【００９１】
この場合、位相差推定値θeは、実際のｄ軸電流およびｑ軸電流を表すｄ軸電流検出値Ｉd_sおよびｑ軸電流検出値Ｉq_sと、実際のｄ軸電圧を表すｄ軸電圧検出値Ｖd_sと、出力軸２の実際の回転速度を表す速度検出値Ｎm_sとから推定された誘起電圧定数である誘起電圧定数推定値Ｋe_eに対応するロータ間位相差θdの値である。このため、ロータ間位相差θdの推定値である位相差推定値θd_eを、前記ＰＷＭ制御部６９に備えるスイッチ素子の特性のばらつきに依存することなく、精度よく求めることができる。ひいては、ロータ間位相差θdを、位相差指令値θd_cに精度よく制御することができる。
【００９２】
そして、このように、ロータ間位相差θdを所望の位相差（実際の誘起電圧定数Ｋeが位相差指令値θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの目標値になるような位相差）に精度よく制御できるため、電動機１を効率よく運転させることができると共に、前記した通電制御部５２による通電制御によって、電動機１の出力トルクを、目標とするトルク指令値Ｔr_cに適切に制御することができる。
【００９３】
また、本実施形態では、前記異常判定部５８には、前記電流フィードバック制御部６７で決定されたｄ軸電圧指令値Ｖd_cおよびｑ軸電圧指令値Ｖq_cと、前記３相−ｄｑ変換部５４で求められたｄ軸電圧検出値Ｖd_sおよびｑ軸電圧検出値Ｖq_sとが逐次入力される。そして、異常判定部５８は、これらの入力値に基づいて、位相差変更駆動手段１０の異常（換言すれば、ロータ間位相差θdの変更動作の異常）の有無を判定し、その判定結果を示す異常判定情報を出力する。
【００９４】
以下に、この異常判定部５８の詳細を図５および図６を参照して説明する。図５は、この異常判定部５８の処理機能を示すブロック図、図６は、図５に示す判定処理部５８ｅの処理を示すフローチャートである。
【００９５】
図５に示す如く、異常判定部５８は、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cとｄ軸電圧検出値Ｖd_sとの偏差ΔＶdを算出する演算部５８ａと、ｑ軸電圧指令値Ｖq_cとｑ軸電圧検出値Ｖq_sとの偏差ΔＶqを算出する演算部５８ｂと、偏差ΔＶd，Ｖqをそれぞれ積分する（累積加算する）積分器５８ｃ，５８ｄと、演算部５８ａ，５８ｂおよび積分器５８ｃ，５８ｄのそれぞれの演算結果から、異常判定情報を決定して出力する判定処理部５８ｅとから構成される。
【００９６】
この場合、判定処理部５８ｅは、図６のフローチャートに示す処理を所定の演算処理周期で逐次実行することにより異常判定情報を決定する。
【００９７】
すなわち、判定処理部５８ｅは、演算部５８ａ，５８ｂでそれぞれ算出した偏差ΔＶd，ΔＶqと、積分器５８ｃ，５８ｄでそれぞれ算出した積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqとをそれぞれに対応してあらかじめ定めた上限値と比較し、該上限値よりも大きいか否かを判断する（ＳＴＥＰ１）。
【００９８】
このとき、偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれもが、上限値以下となっている場合（ＳＴＥＰ１の判断結果が否定的である場合）には、判定処理部５８ｅは、さらに、偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqを、それぞれに対応してあらかじめ定めた下限値と比較し、該下限値よりも小さいか否かを判断する（ＳＴＥＰ２）。
【００９９】
そして、このＳＴＥＰ２の判断結果が否定的である場合、すなわち、偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれもが、それぞれに対応する上限値と下限値との間の適正範囲に収まっている場合には、判定処理部５８は、異常判定情報を、異常無しを示す情報に設定する（ＳＴＥＰ６）。
【０１００】
一方、ＳＴＥＰ１の判断結果が肯定的である場合（偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれかが上限値よりも大きい場合）、あるいは、ＳＴＥＰ２の判断結果が肯定的である場合（偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれかが下限値よりも小さい場合）には、判定処理部５８は、その状態が所定時間以上、継続したか否かを判断する（ＳＴＥＰ３）。そして、このＳＴＥＰ３の判断結果が否定的である場合、偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれかが、適正範囲から上限値側または下限値側に逸脱した状態が所定時間以上、継続した場合には、異常判定情報を、異常検知中を示す情報に設定する（ＳＴＥＰ５）。
【０１０１】
また、ＳＴＥＰ３の判断結果が肯定的である場合には、判定処理部５８は、異常判定情報を、異常有りを示す情報に設定する（ＳＴＥＰ４）。
【０１０２】
以上のようにして、判定処理部５８ｅにより設定された異常判定情報が、異常判定部５８から外部に出力されう。
【０１０３】
ここで、前記位相差変更駆動手段１０の動作異常が発生し、内ロータ３が外ロータ４に対して円滑に相対回転できないような状況になると、ｄ軸電圧指令値Ｖd_cに対する実際のｄ軸電圧（ｄ軸電圧検出値Ｖd_s）の誤差、または、ｑ軸電圧指令値Ｖq_ｃに対する実際のｑ軸電圧（ｑ軸電圧検出値Ｖq_s）の誤差が、定常的に生じる状況が多くなる。このため、前記偏差ΔＶd，ΔＶqおよび積分値∫ΔＶd，∫ΔＶqのいずれかが、それぞれに対応する上限値と下限値との間の適正範囲を逸脱する状況が多くなる。従って、前記した判定処理部５８ｅの処理によって、位相差変更駆動手段１０の異常の有無を適正に判断することができる。
【０１０４】
なお、異常判定部５８が出力される異常判定情報は、電動機１の運転の制御に利用される。例えば、異常判定部５８から、位相差変更駆動手段１０の異常が発生したことを示す異常判定情報が出力された場合には、電動機１の運転を停止したり、電動機１の出力トルクを制限するなどの処理が実行される。
【０１０５】
次に、本発明の第２実施形態を前記図４を参照しつつ説明する。なお、本実施形態は、Ｋe推定部５５の処理と、該Ｋe推定部５５に対する一部の入力だけが、第１実施形態と相違するものであるので、第１実施形態と同一の参照符号を使用して説明する。
【０１０６】
図４を参照して、本実施形態では、Ｋe推定部５５には、ｄ軸電圧検出値Ｖd_sの代わりに、図中の破線の矢印で示す如く、ｑ軸電圧検出値Ｖq_sが３相−ｄｑ変換部５４から入力される。従って、本実施形態では、Ｋe推定部５５には、誘起電圧定数Ｋeを推定するために用いる電動機１の複数の状態量として、前記３相−ｄｑ変換部５４で求められたｄ軸電圧検出値Ｖd_sおよびｑ軸電圧検出値Ｖq_sのうちのｄ軸電圧検出値Ｖd_sと、前記３相−ｄｑ変換部６１で求められたｄ軸電流検出値Ｉd_sおよびｑ軸電流検出値Ｉq_sと、前記回転速度算出部５１で求められた速度検出値Ｎm_sとが逐次入力される。そして、本実施形態のＫe推定部５５は、これらの入力値から、誘起電圧定数推定値Ｋe_eを求める。
【０１０７】
ここで、前記式（３）における誘起電圧定数Ｋeと、ｄ軸インダクタンスＬdとｄ軸電流Ｉdとの積（＝Ｌd・Ｉd）との総和をΨとおく。すなわち、Ψを次式（５）により定義する。
【０１０８】
Ψ≡Ｋe＋Ｌd・Ｉd      ……（５）
この場合、誘起電圧定数Ｋeは、両ロータ３，４の永久磁石６，８による合成界磁磁束の強さの程度を示し、また、Ｌd・Ｉdは、電動機１の電機子巻線の通電によって、上記合成界磁磁束の方向に発生する磁束（以下、巻線電流磁束という）の強さの程度を示す。従って、Ψは、上記合成界磁磁束と、巻線電流磁束との総和の磁束の強さの程度を示す指標となる。以下、Ψをｑ軸総磁束量という。なお、このｑ軸総磁束量Ψは、本発明における補助パラメータに相当するものである。
【０１０９】
そして、式（５）におけるｄ軸インダクタンスＬdは、ｄ軸電流Ｉdに応じて変化する傾向があるため、上記ｑ軸総磁束量Ψは、誘起電圧定数Ｋeおよびｄ軸電流Ｉdとの間に高い相関性を有する。そこで、本実施形態では、Ｋe推定部５５は、前記式（３）と、Ψ、ＫeおよびＩdの間の相関性とを利用して、誘起電圧定数Ｋeを求める。
【０１１０】
具体的には、Ｋe推定部５５は、まず、式（３）に式（５）を適用して変形した次式（６）により、ｑ軸総磁束量Ψを求める（推定する）。
【０１１１】
Ψ＝（Ｖq−Ｒ・Ｉq）／ω          ……（６）
この場合、Ｋe推定部５５は、入力されたＶq_s、Ｉq_sをそれぞれ式（６）の右辺のＶq、Ｉqの値として用いると共に、入力されたＮm_sに対応する電気角速度（Ｎm_sに電動機１の極対数を乗じてなる値）を式（６）の右辺のωの値として用いることによって、式（６）の右辺の演算を行う。
【０１１２】
なお、本実施形態では、式（６）の右辺のＲの値としては、あらかじめ定められた値（固定値）が用いられる。ただし、Ｒの値を、例えばＵ相電流検出値Ｉu_sもしくはＷ相電流検出値Ｉw_sのサンプリング値から推定するようにしてもよい。また、式（６）は、前記第３発明における所定の演算式に相当するものである。
【０１１３】
次いで、Ｋe推定部５５は、上記の如く式（６）により求めたｑ軸総磁束量Ψの推定値と、入力されたｄ軸電流検出値Ｉd_sとから、これらと誘起電圧定数Ｋeとの相関関係を表すものとしてあらかじめ定められたマップに基づいて、誘起電圧定数推定値Ｋe_eを求める。
【０１１４】
本実施形態では、以上説明したＫe推定部５５の処理が逐次実行され、誘起電圧定数推定値Ｋe_eが逐次求められる。補足すると、前記第１実施形態で説明した誘起電圧定数Ｋeとロータ間位相差θdとの間の関係を表すマップ（あるいは演算式）と、前記Ｋe推定部５５で使用するマップとは、前記第３発明における相関データに相当するものである。
【０１１５】
以上説明した以外の構成および処理は、前記第１実施形態と同じである。
【０１１６】
なお、本実施形態においても、第１実施形態に関して説明した如く、位相差指令値θd_cを逐次決定する代わりに、θd_cに対応する誘起電圧定数Ｋeの指令値（目標値）を逐次生成し、あるいは、位相差指令値θd_cを図３のグラフの関係に従って誘起電圧定数Ｋeの指令値（目標値）に変換し、Ｋe推定部５５で求めた誘起電圧定数推定値Ｋe_eを、誘起電圧定数Ｋeの指令値に一致させるように、アクチュエータ操作指令を生成するようにしてもよい。この場合には、位相差推定部５６は不要である。そして、誘起電圧定数Ｋeが本発明における特性パラメータに相当するものとなる。
【０１１７】
かかる本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロータ間位相差θdの推定値である位相差推定値θd_eを、前記ＰＷＭ制御部６９に備えるスイッチ素子の特性のばらつきに依存することなく、精度よく求めることができる。ひいては、ロータ間位相差θdを、位相差指令値θd_cに精度よく制御することができる。
【０１１８】
また、前記第１実施形態と全く同様に、位相差変更駆動手段１０の動作異常の有無を的確に検知できる。
【０１１９】
次に本発明の第３実施形態を図７を参照して説明する。図７は、本発明における要部構成を示すブロック図である。なお、本実施形態は、前記第１実施形態または第２実施形態と、電圧検出手段のみが相違するので、第１実施形態または第２実施形態と同一部分については、第１実施形態または第２実施形態と同一の参照符号を用いて説明を省略する。また、図７における電動機１では、位相差変更駆動手段１０および両ロータ３，４の図示を省略し、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗを図示している。
【０１２０】
図７を参照して、本実施形態では、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線１ｕ，１ｖ，１ｗのうちの２つの相の電機子巻線、例えば、Ｕ相電機子巻線１ｕおよびＶ相電機子巻線１ｖのそれぞれの電圧を検出する電圧センサ４３’，４４’が備えられ、これらの電圧センサ４３’，４４’による電圧検出値が、制御装置５０’に入力されるようになっている。以降、電圧センサ４３’，４４’によりそれぞれ検出された電圧をＵ相電圧検出値Ｖu_s、Ｖ相電圧検出値Ｖv_sという。
【０１２１】
そして、本実施形態における制御装置５０’には、上記Ｕ相電圧検出値Ｖu_sおよびＶ相電圧検出値Ｖv_sと、レゾルバ４５による電動機１の出力軸２の角度検出値θm_sとから、３相−ｄｑ変換により、ｄ軸電圧検出値Ｖd_sとｑ軸電圧検出値Ｖq_sとを算出する３相−ｄｑ変換部５４’が備えられている。本実施形態では、この３相−ｄｑ変換部５４’と、前記電圧センサ４３’，４４’とにより、本発明における電圧検出手段が実現される。
【０１２２】
この場合、３相−ｄｑ変換部５４’の３相−ｄｑ変換は、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の電機子巻線の電圧の組を、角度検出値θm_s（より詳しくは電気角での出力軸２の回転角度）に応じた変換行列によりｄ軸電圧およびｑ軸電圧の組に変換する処理である。この場合、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相の電機子巻線の電圧の総和が“０”であることを考慮すると、前記３相−ｄｑ変換部５４’の３相−ｄｑ変換は、次式（７）により与えられる。
【０１２３】
【数２】
0005172418.tif 000003
【０１２４】
なお、式（７）におけるθeは、電気角での出力軸２の回転角度（θm_sに電動機１の極対数を乗じた値）である。
【０１２５】
補足すると、本実施形態では、ｄ軸電圧検出値Ｖd_sとｑ軸電圧検出値Ｖq_sとを得るために、Ｕ相の電圧およびＶ相の電圧を検出するようにしたが、Ｕ相の電圧およびＶ相の相電圧のいずれか一方と、Ｗ相の電圧とを検出するようにしてもよい。あるいは、Ｕ相、Ｖ相、およびＷ相の電圧の全ての電圧を検出するようにしてもよい。
【０１２６】
以上説明した以外の構成および処理は、前記第１実施形態または第２実施形態と同じである。
【０１２７】
かかる本実施形態においても、第１実施形態と同様に、ロータ間位相差θdの推定値である位相差推定値θd_eを、前記ＰＷＭ制御部６９に備えるスイッチ素子の特性のばらつきに依存することなく、精度よく求めることができる。ひいては、ロータ間位相差θdを、位相差指令値θd_cに精度よく制御することができる。
【０１２８】
また、前記第１実施形態と全く同様に、位相差変更駆動手段１０の動作異常の有無を的確に検知できる。
【０１２９】
なお、前記第１実施形態または第３実施形態において、前記式（４）を、各相電流と相電圧とを含む関係式に変換してなる式や、電動機１のステータ５に対して固定された静止座標系としての所謂α−β座標系での電圧および電流を含む関係式に変換してなる式を用いて、ｑ軸インダクタンスＬqを推定するようにしてもよい。同様に、前記第２実施形態または第３実施形態において、前記式（６）を、各相電流と相電圧とを含む関係式に変換してなる式や、電動機１のステータ５に対して固定された静止座標系としての所謂α−β座標系での電圧および電流を含む関係式に変換してなる式を用いて、ｑ軸総磁束量Ψを推定するようにしてもよい。
【０１３０】
また、前記各実施形態では、両ロータ３，４を非突極型のロータとしたが、突極型のロータにしてもよい。
【図面の簡単な説明】
【０１３１】
【図１】本発明の実施形態における電動機の要部を該電動機の軸心方向で見た図。
【図２】図２（ａ）は界磁最大状態での内ロータと外ロータとの位相関係を示す図、図２（ｂ）は界磁最小状態での内ロータ４と外ロータ３との位相関係を示す図。
【図３】実施形態の電動機の誘起電圧定数と、ロータ間位相差との関係を例示するグラフ。
【図４】本発明の第１実施形態における電動機および位相差変更駆動手段の動作制御を行う制御装置の機能的構成を示すブロック図。
【図５】図４に示す異常判定部の機能的構成を示すブロック図。
【図６】図５に示す判定処理部の処理を示すフローチャート。
【図７】本発明の第２実施形態の要部構成を示すブロック図。
【符号の説明】
【０１３２】
１…電動機、２…出力軸、３…外ロータ、４…内ロータ、６，８…永久磁石、１０…位相差変更駆動手段、４１，４２…電流センサ（電流検出手段）、４３，４４，４３’，４４’…電圧センサ（電圧検出手段）、５０，５０’…制御装置、５２…通電制御部（通電制御手段）、５３位相差指令算出部（ロータ間位相差制御手段）、５４，５４’…３相−ｄｑ変換部（電圧検出手段）、５５…Ｋe推定部（特性パラメータ推定手段）、５６…位相差推定部（特性パラメータ推定手段）、５７…位相差制御部（ロータ間位相差制御手段）、５８…異常判定部（異常検知手段）、６１…３相−ｄｑ変換部（電流検出手段）。
。
【図１】
0005172418.tif 000004
【図２】
0005172418.tif 000005
【図３】
0005172418.tif 000006
【図５】
0005172418.tif 000007
【図６】
0005172418.tif 000008
【図７】
0005172418.tif 000009
【図４】
0005172418.tif 000010