"可変運転条件のもとで希望の速度を維持するように電気乗物を適応制御するためのシステムにおいて、乗物の電気モータを付勢するための制御信号を発生する制御信号発生回路であって、前記制御信号を、希望の速度を達成するのに必要な制御電流に基づいて形成するような制御信号発生回路と、前記制御電流と逆EMFとの間の位相進み角度を適応制御して、前記希望の速度を達成するに充分な制御電流を発生するための位相進み角度調整回路と、を備えたシステム。前記位相進み角度を伴う制御電流が前記希望の速度を達成するに充分でない場合には、前記制御電流の波形プロフィールを適応式に変更するための波形プロフィール選択回路を更に備えた、請求項1に記載のシステム。前記モータは、複数の位相巻線をもつ固定子を有する多相永久磁石モータである、請求項1に記載のシステム。前記制御信号は、前記モータの位相巻線を付勢するように発生される、請求項3に記載のシステム。前記位相進み角度調整回路は、前記モータの各位相に対して位相進み角度をセットする、請求項4に記載のシステム。前記位相進み角度は、前記乗物の実際の速度に対して最大のトルク値を得るようにセットされる、請求項1に記載のシステム。前記位相進み角度は、前記乗物の実際の速度と、前記希望の速度を達成するのに必要なトルクとに対して、モータ位相電流を最小にするようにセットされる、請求項6に記載のシステム。前記位相進み角度をもつ制御電流の波形プロフィールは、実質的に正弦波形状である、請求項2に記載のシステム。前記実質的に正弦波の波形プロフィールは、その実質的に正弦波の波形プロフィールをもつ制御電流が前記希望の速度を達成するのに充分でないときには、実質的に長方形の波形プロフィールに変更される、請求項8に記載のシステム。前記位相進み角度調整回路は、前記乗物の実際の速度と、前記希望の速度を達成するのに必要なトルクとに応答して、位相角度が調整された制御電流を出力するためのルックアップテーブルを備えた、請求項1に記載のシステム。前記ルックアップテーブルは、位相角度が調整された電流が前記希望の速度を達成するのに充分でない場合には、波形プロフィールが変更された制御電流を出力するように構成される、請求項10に記載のシステム。前記モータの固定子は、複数の強磁性自律電磁石を備え、各電磁石には前記位相巻線の1つが巻かれている、請求項3に記載のシステム。前記制御信号発生回路は、前記モータの各位相巻線を次々に付勢するための制御電圧を発生する、請求項12に記載のシステム。可変運転条件のもとで希望の速度を維持するように電気乗物を適応制御する方法において、前記乗物の電気モータを付勢するための制御信号を発生するステップであって、前記制御信号を、希望の速度を達成するのに必要な制御電流に基づいて形成するようなステップと、前記制御電流と逆EMFとの間の位相進み角度を適応制御して、前記希望の速度を達成するに充分な制御電流を発生するステップと、を備えた方法。位相進み角度をもつ制御電流が前記希望の速度を達成するに充分でない場合には、前記制御電流の波形プロフィールを適応式に変更するステップを更に備えた、請求項14に記載の方法。前記モータは、複数の位相巻線をもつ固定子を有する多相永久磁石モータである、請求項14に記載の方法。前記制御信号は、前記モータの各位相巻線を付勢するように発生される、請求項16に記載の方法。前記位相進み角度は、前記モータの各位相に対して調整される、請求項17に記載の方法。前記位相進み角度は、前記乗物の実際の速度に対して最大のトルク値を得るように調整される、請求項14に記載の方法。前記位相進み角度は、乗物の実際の速度と、前記希望の速度を達成するのに必要なトルクとに対して、位相電流を最小にするように調整される、請求項19に記載の方法。前記位相進み角度をもつ制御電流の波形プロフィールは、実質的に正弦波形状である、請求項15に記載の方法。前記実質的に正弦波の波形プロフィールは、その実質的に正弦波の波形プロフィールをもつ制御電流が前記希望の速度を達成するのに充分でないときには、実質的に長方形の波形プロフィールに変更される、請求項21に記載の方法。従って、高効率の制御機構を使用して必要なトルクが達成される限り実質的に正弦波形のプロフィールでの動作を維持することが望まれる。そこで、種々のモータ制御機構を有するクルーズコントロールシステムにおいて高効率の制御機構でのモータ動作の範囲を延長する高精度適応モータ制御が要望される。本発明は、可変運転条件のもとで希望の速度を維持するように電気乗物を適応制御するための新規なクルーズコントロールシステムを提供することによりこの要望を満足する。このシステムは、希望の速度を達成するのに必要な制御電流に基づいて乗物の電気モータを付勢するための制御信号を発生する制御信号発生回路を備えている。運転条件の変化に応答して制御電流と逆EMFとの間の位相進み角度を適応制御して、希望の速度を達成するのに充分な制御電流を発生するために、位相進み角度調整回路が設けられる。本発明の1つの態様によれば、クルーズコントロールシステムは、種々の波形プロフィールの制御信号を使用してモータを制御するために多数のモータ制御機構を使用する。モータ制御機構選択回路は、クルーズコントロールシステムが、現在の運転条件に適した電流波形プロフィールを選択できるようにする。モータ制御機構は、調整された位相進み角度をもつ制御電流が希望の速度を達成するのに充分でない場合には、現在電流波形プロフィールを適応式に変更することができる。例えば、クルーズコントロールシステムは、効率的なモータ動作を与えるために実質的に正弦波の電流波形プロフィールをもつ高効率のモータ制御機構と、希望の速度を維持するのに必要な高いトルクを与えるために実質的に長方形の波形プロフィールをもつ高トルクのモータ制御機構とを使用することができる。位相進み角度調整回路は、希望の速度を維持するのに充分なトルクを与えるために位相進み角度を調整できる限り、クルーズコントロール回路が高効率のモータ制御機構を維持できるようにする。運転条件の変化で、位相進み角度を調整しても高効率のモータ制御機構において希望の速度を維持することが不可能であることをクルーズコントロールシステムが決定した場合には、モータ制御機構選択回路は、高トルクのモータ制御機構を選択して、実質的に正弦波の電流波形プロフィールを実質的に長方形の電流波形プロフィールへと変更し、トルクを増加させる。従って、位相進み角度調整は、システムが高効率のモータ制御機構において希望の速度を維持することを運転条件が許す限り、効率的なモータ動作を維持するための高精度の適応モータ制御をクルーズコントロールシステムが提供できるようにする。本発明の実施形態によれば、モータは、複数の位相巻線をもつ固定子を有する多相永久磁石モータでよい。モータの各位相巻線を付勢するために制御信号が与えられる。位相進み角度調整回路は、モータの各相に対して位相進み角度をセットすることができる。本発明の別の態様によれば、位相進み角度は、乗物の実際の速度と、希望の速度を達成するのに必要なトルクとに対して、トルク値を最大にし且つモータ位相電流を最小にするように最適化することができる。位相進み角度調整回路は、乗物の実際の速度と、希望の速度を達成するのに必要なトルクとに応答して、位相角度が調整された制御電流を出力するためにルックアップテーブルを備えてもよい。このルックアップテーブルは、位相進み角度を調整した電流では、希望の速度を達成するのに充分でない場合に、波形プロフィールを変更した制御電流を出力するように構成されてもよい。本発明の方法によれば、可変運転条件のもとで希望の速度を維持するように電気乗物を適応制御するために次のステップが実行される。-希望の速度を達成するのに必要な制御電流に基づいて乗物の電気モータを付勢するための制御信号を発生し、そして-制御電流と逆EMFとの間の位相進み角度を適応制御して、希望の速度を達成するのに充分な制御電流を発生する。この方法は、更に、位相進み角度が調整された制御電流が、希望の速度を達成するに充分でない場合には、制御電流の波形プロフィールを適応式に変更するステップも含むことができる。本発明の付加的な効果は、本発明の好ましい実施形態を、本発明を実施する最良の態様を単に例示するものとして図示して説明した以下の詳細な説明から、当業者に容易に明らかであろう。本発明は、他の異なる実施形態を含むこともでき、その多数の細部は、本発明から逸脱せずに、種々の明らかな観点において変更できることが明らかであろう。従って、添付図面及びその説明は、例示的なもので、これに限定されるものでない。本発明は、同様の要素が同じ参照番号で示された添付図面を参照して、以下に一例として説明するが、これに限定されない。本発明は、出願中の特許出願第09/826,422号に開示された電気モータにより駆動される乗物に適用することができるが、本発明は、種々の他の永久磁石モータにも使用できる。従って、図1は、ここに開示を援用する前記出願に説明されたモータ10の回転子及び固定子素子を例示する図である。回転子部材20は、永久磁石21が円筒状バックプレート25に沿って実質的に均一に分布された環状リング構造である。永久磁石は、環状リングの内周に沿って磁極が交番する回転子磁極である。回転子は、固定子部材30を取り巻き、回転子及び固定子部材は、環状のラジアルエアギャップにより分離される。固定子30は、エアギャップに沿って均一に分布された均一構造の複数の電磁石コアセグメントを備えている。各コアセグメントは、エアギャップを向いた表面32を有する2つの磁極を形成する一般的にU字型の磁気構造体36を備えている。磁極対の脚には、巻線38が巻かれるが、コアセグメントは、磁極対をリンクする部分に形成された単一の巻線を受け容れるように構成されてもよい。各固定子電磁石コア構造体は、個別のもので、隣接する固定子コア素子から磁気的に分離されている。固定子素子36は、非磁気透過の支持構造体に固定され、従って、環状リング構成体を形成する。この構成体は、隣接する固定子磁極グループからの漂遊変成器磁極作用の発生を排除する。従って、固定子電磁石は、各固定子位相を含む自律的ユニットである。以下に詳細に述べる本発明の概念は、全ての位相巻線を支持する一体的固定子コアを含む他の永久磁石モータ構造にも適用できる。図2は、本発明による適応クルーズコントロールシステムのブロック図である。多相モータ10図1に示すの複数の固定子位相巻線38は、電力ブロック42を経てDC電源40から供給される駆動電流により交換可能に付勢される。電力ブロック42は、電子スイッチセットで構成され、これは、パルス巾変調コンバータ及びゲートドライバを経てコントローラ44に結合される。各位相巻線は、コントローラからパルス変調された出力電圧を受け取るように接続された制御端子を有するスイッチングブリッジに接続される。或いは又、スイッチングブリッジ及びゲートドライバコンポーネントを、コントローラの出力電圧にリンクされた増幅器に置き換えてもよい。回転子位置及び速度センサ46は、回転子位置及び速度フィードバック信号をコントローラ44へ供給する。センサ46は、良く知られたやり方で位置信号を速度信号に変換する既知のリゾルバ、エンコーダ又はその等効物、及び速度近似装置でよい。コントローラ44は、テキサスインスツルーメントのデジタル信号プロセッサTMS320LF2407APGのようなマイクロプロセッサ又は同等のマイクロコントローラでよい。このコントローラには、コントローラのオペレーションに使用されるプログラム及びデータを記憶するためのRAM及びROMメモリを結合することができる。本発明の概念を例示する目的で、位相進み及びプロフィールメモリ48が個別に示されている。この位相進み及びプロフィールメモリ48は、運転条件に基づいて選択可能な位相進み角度及びモータ電流波形プロフィールを決定する位相進み及びモータ制御機構データを記憶するためのルックアップテーブルを含むことができる。プロフィールメモリ48に記憶された位相進み角度及びモータ制御機構は、トルクコマンドτdと、位置/速度センサ46により決定できる乗物の実際の速度ω及び回転子位置θとに基づいて選択される。トルクコマンドτdは、クルーズコントロールシステムにより維持される希望の速度ωdを達成するのに必要なトルクを決定する。良く知られたように、希望の速度は、セット/再開スイッチ50により定義され、このスイッチは、クルーズコントロールシステムに希望の速度をセットするか、又は以前にセットされた希望の速度を再開するようにシステムに指令する。希望の速度値がラッチ52に供給され、これは、クルーズコントロールスイッチ54を監視して、クルーズコントロールモードがセットされたかどうか決定すると共に、ブレーキペダル56を監視して、クルーズコントロールモードが解除されたかどうか決定する。減算ユニット58は、実際の速度と希望の速度との間の差Δωを決定する。この差に基づいて、加速/減速特性ユニット60は、希望の速度を達成するのに必要なトルクコマンドτdを決定する。加速/減速特性ユニット60は、特定の加速及び減速特性に対するトルクを決定するための良く知られたアルゴリズムを使用してトルクを計算する。希望の位相電流を発生するために、クルーズコントロールシステムのコントローラ44は、次の制御電圧を発生する。Vi=LidIdi/dtRiIiEiksiei但し、Viは、位相巻線にまたがる電圧であり、Idiは、希望の速度ωdを達成するのに必要なトルクを得るために発生すべき希望の位相電流であり、Iiは、位相電流であり、Riは、巻線抵抗であり、Eiは、逆EMFであり、Liは、巻線の自己インダクタンスであり、ksiは、電流ループフィードバック利得であり、そしてeiは、位相電流エラーである。コントローラ44がこの電圧制御式の成分を導出する方法は、参考としてここに援用するELECTRICVEHICLEWITHADAPTIVECRUISECONTROLSYSTEMと題する出願中の特許出願第10/386,599号、及びPHASEADVANCEANGLEOPTIMIZATIONFORBRUSHLESSMOTORCONTROLと題する出願中の特許出願第10/353,067号に詳細に説明されている。希望の速度を達成するに必要なトルクを得るために要求される希望の位相電流Idiは、クルーズコントロールシステムにより選択された位相進み角度及びモータ制御機構に基づいて位相進み及びプロフィールメモリ48により与えられる。希望の位相電流Idiは、クルーズコントロールシステムが、システムにより要求されたトルクコマンドに応答して、希望の速度を達成するところの仕方を決定する制御機構を定義する。各制御機構は、他の制御機構に比して、効率、トルク容量、応答容量、電力ロス等に関して独特の特性を有する特定モータ電流波形プロフィールに作用する。特に、希望の位相電流Idiの実質的に正弦波形のプロフィールは、モータが高い動作効率を達成できるようにする高効率の制御機構を定義する。本発明の重要な態様は、希望の応答を得るように適応式に選択される複数の使用可能なモータ制御機構を有するクルーズコントロールシステムにおいて位相進み角度の最適化を与えることである。例えば、位相進み角度の調整が導入されると、モータは、実質的に正弦波形プロフィールの希望の位相電流Idiを使用して高効率の制御機構において高いトルクを得ることができる。その結果、高効率の制御機構におけるモータ動作の範囲を拡張することができる。図3は、本発明の適応クルーズコントロールシステムの動作を示すフローチャートである。クルーズコントロールループが開始するまで待機するための適当な遅延の後にステップ82、クルーズコントロールシステムは、クルーズコントロール動作に参加するためのスイッチがオン状態であるかどうかチェックするステップ84。もしそうであれば、クルーズコントロールシステムは、クルーズコントロール動作に参加した後にブレーキペダル56が押されたかどうかチェックするステップ86。もしそうであれば、クルーズコントロール動作は終了となる。しかしながら、ブレーキペダルが押されない場合には、システムは、希望の速度ωdを維持すべきであると決定するステップ88。希望の速度は、クルーズコントロールシステムに希望の速度をセットするか、又は以前にセットされた希望の速度を再開するようにシステムに指令するセット/再開スイッチ50により、良く知られたように定義される。良く知られたやり方で測定されたステップ90実際の速度ωは、希望の速度ωdと比較され、実際の速度と希望の速度との間の差として速度エラーΔωを計算するステップ92。希望の速度ωdを達成するのに必要なトルクを定義するトルクコマンドτdは、速度エラー及び希望の加速/減速特性に基づいて決定されるステップ94。例えば、トルクコマンドは、良く知られたアルゴリズムに基づいて直線的又はS曲線の加速/減速特性に対して決定することができる。ステップ96において、トルクコマンド、実際の速度及び回転子位置は、位相進み及びプロフィールメモリ48に位相進み及びモータ制御機構データを含む予め計算された2Dルックアップテーブルに入力される。このルックアップテーブルは、異なる動作態様を示す種々の動作モードをサポートするためのモータ制御機構データを記憶する。例えば、クルーズコントロールシステムは、高効率動作のために正弦波形軌跡Isinの電流で位相巻線を付勢するのに使用される高効率のモータ制御機構を用いて動作できる。このモータ制御機構で得られる正弦波電流波形プラットホームは、バッテリ寿命を延長することができる。他の制御機構を使用して、クルーズコントロールシステムの特定の動作態様を表わすこともできる。例えば、高トルク動作については、高トルクのモータ制御機構を使用して、コントローラ44へ供給される希望の位相電流Idiの方形波電流波形軌跡Isqを得ることができる。高効率のモータ制御機構を高トルクのモータ制御機構に置き換えると、高効率の制御機構で得られるトルクでは、クルーズコントロールシステムが希望の速度を維持するのに充分でないときに必要とされる高いトルクが生じる。しかしながら、高トルクの制御機構で動作するモータは、正弦波形プロフィールで達成できる効率をある程度犠牲にする。従って、高効率の制御機構を使用して必要なトルクが達成できる限り、実質的に正弦波形プロフィールの位相電流Idiで動作を維持することが望まれる。本発明のクルーズコントロールシステムは、位相進み技術を使用して、正弦波形軌跡Isinの電流で動作範囲の拡張を達成し、高い効率を得る。この拡張範囲は、電流ベクトルと逆EMFベクトルとの間の位相進み角度αを制御することにより与えられる。位相進み技術を使用して高いトルクを得るために、位相ごとの希望の電流軌跡が次の式で選択される。Idi=IoptisinNrθiαopti但し、Idiは、位相ごとの希望電流軌跡を示し、Ioptiは、位相ごとの最適な電流振幅であり、Nrは、永久磁石の磁極対の数であり、θiは、i番目の位相巻線と回転子基準点との間の相対的な位置変位を表し、そしてαoptiは、位相ごとの最適な位相進み角度である。PHASEADVANCEANGLEOPTIMIZATIONFORBRUSHLESSMOTORCONTROLと題する出願中の特許出願第10/353,067号に説明された最適化機構を使用して、位相ごとの最適な位相進み角度αopti及び位相ごとの最適な位相電流振幅Ioptiを決定することができ、これらは、希望の速度を維持するのに必要なトルクをモータが発生できるために要求される位相ごとの電流Idiを決定するのに使用される。位相ごとの最適な位相進み角度αopti及び位相ごとの最適な位相電流振幅Ioptiは、乗物の実際の速度に対して最大トルク値を得ると共に、乗物の実際の速度と、希望の速度を達成するに必要なトルクとに対してモータ位相電流を最小にするようにセットされる。モータ速度及びユーザ要求トルクコマンド入力に応答する位相進み及びプロフィールメモリ48の2Dルックアップテーブルは、トルクコマンドτd及び実際の速度ωの種々の組み合せに対する位相電流振幅及び位相進み角度の最適値を与える。位相電流振幅及び位相進み角度の最適値は、位相巻線のリアクタンス、トルク係数及び逆EMFのような位相依存パラメータに基づいて決定されるので、各位相巻線に対する制御信号Viを決定するための最適化プロセスが各位相に対して実行される。その結果、本発明の位相進み角度最適化プロセスは、個別の位相巻線及び固定子位相コンポーネント構造体におけるパラメータ変化を考慮する。更に、位相進み及びプロフィールメモリ48のルックアップテーブルは、トルクコマンドτd及び実際の速度ωの種々の組み合せに対し異なるモータ制御機構間で選択を可能とするように形成されたモータ制御機構データを記憶する。モータ制御機構の選択は、リアルタイムベースでトルク容量スレッシュホールドの計算を繰り返すことにより実行できるが、トルク要求及びモータ速度の種々の組み合せに対する電圧の計算は、これを前もって行って、ルックアップテーブルにおける適当なモータ制御機構とリンクすることができる。例えば、図4は、このようなルックアップテーブルにおいて高効率のモータ制御機構の選択及び高トルクのモータ制御機構の選択に対する範囲間の境界を表す曲線を示している。図4のグラフの横座標は、実際の速度を表わし、そして縦座標は、必要なトルクを表わし、曲線は、両軸に対して漸近線的であり、この曲線より上の速度/トルクの組み合せは、高効率プロフィールの動作モードでトルクを得るシステムの能力を越えるものである。正弦波形軌跡の電流を伴う高効率モータ制御機構に対応するトルクコマンドτd及び実際の速度ωの各組み合せに対して、位相進み及びプロフィールメモリ48におけるルックアップテーブルは、乗物の実際の速度に対するトルク値を最大にすると共に、乗物の実際の速度と、希望の速度を達成するのに必要なトルクとに対してモータ位相電流を最小にするように決定された位相ごとの最適な位相進み角度αopti及び位相ごとの最適な位相電流振幅Ioptiを記憶する。従って、コントローラ44は、ステップ96において、位相進み及びプロフィールメモリ48のルックアップテーブルと対話して、現在運転条件に適した制御戦略を決定する。例えば、コントローラ44は、トルクコマンドτdと実際の速度ωとの特定の組み合せに対してルックアップテーブルに記憶された位相進み角度αoptiが有効であるかどうか、即ち位相進み角度がゼロ以上であるかどうか決定することができるステップ98。トルクコマンドτdと実際の速度ωとの現在の組み合せに対してルックアップテーブルが有効な位相進み角度αoptiを記憶することをコントローラ44が決定する場合は、各位相進み角度αoptiをもつ高効率のモータ制御機構が選択されるステップ100。高効率のモータ制御機構を選択すると、高効率動作のために正弦波形の電流で位相巻線が付勢されることになる。コントローラ44に供給される希望の位相電流Idiの正弦波電流軌跡Isinは、次の式から発生される。Isin=IoptisinNrθiαopti希望の速度を達成するのに必要なトルクを最大にするように最適化された位相進み角度を適用すると、本発明のクルーズコントロールシステムは、高効率の制御機構における動作の範囲を、位相進み角度の調整なしに得られる範囲を越えて拡張することができる。その結果、本発明のクルーズコントロールシステムは、希望の速度を維持するのに必要なトルクを達成しながら、電力消費を最小にするようにモータの精密な制御を提供する。トルクコマンドτdと実際の速度ωとの現在の組み合せに対してルックアップテーブルに有効な位相進み角度が見つからない場合には、コントローラ44は、高トルクのモータ制御機構を選択して、コントローラ44へ供給される希望の位相電流Idiの方形波電流波形軌跡Isqを得るステップ102。この方形波電流波形軌跡Isqは、次の式を使用して得ることができる。Isq=Imsgn但し、sgnxは、標準シグナム関数であり、x>0の場合は1、x=0の場合は0、及びx<0の場合は-1と定義される。方形波電流波形Isqは、構成可能な立上り縁及び立下り縁をもつ台形である。希望の位相電流Idiの各波形プロフィールをもつ選択されたモータ制御機構に基づき、クルーズコントロールシステムのコントローラ44は、トルクコマンド値と、位相電流センサ、位置センサ及び速度検出器から受け取った信号とを使用して、次の制御電圧を発生するステップ104。Vi=LidIdi/dtRiIiEiksieiViの計算は、各位相に対してリアルタイムで次々と実行することができる。位相進み及びプロフィールメモリ48のルックアップテーブルは、電圧Viの計算に使用される項LidIdi/dt、及び逆EMF値Eiを記憶することができる。値Eiは、速度及び回転子位置の組み合せに基づいてルックアップテーブルから選択することができる。次いで、コントローラ44は、各位相に対して計算された制御信号Viを電力ブロック42へ次々に出力し、コントローラ44において確立されたシーケンスで各位相巻線を個々に付勢するステップ106。各次々の制御信号Viは、対応する位相巻線で感知された特定の電流、直ちに感知される回転子位置及び速度と、各位相に対して特に決定されたモデルパラメータKei及びKτiとに関連付けられる。この開示において、本発明の好ましい実施形態及びその多様性の幾つかの例のみ図示して説明した。本発明は、種々の他の組み合せ及び環境に使用できると共に、ここに述べる本発明の概念の範囲内で変更や修正がなされ得ることが理解されよう。本発明の高精度モータ制御を伴うクルーズコントロールシステムは、乗物に加えて広範囲のアプリケーションに利用できることが明らかであろう。更に、異なる電流波形プロフィールを定義する種々の他のモータ制御機構を使用することができる。従って、プロフィールメモリは、特定のモータ制御機構選択コマンドの受信に応答してコントローラによりアクセス可能な複数のモータ制御機構データセットを記憶することができる。コントローラにより適切にプロフィールモード選択するために複雑さの異なる種々のルックアップテーブルを形成することができる。"