JP4754433B2 - モータの制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、モータの制御装置に関するものである。

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）。
特開昭５５−１５３３００号公報

ところで、上記従来技術の一例に係るモータの制御装置では、液圧回路によって永久磁石の磁界を調整するように構成され、回転体であるロータに作動液を供給している。そのため、ロータが高速回転することで作動液に遠心力による油圧が作用してしまう虞がある。これに対して、例えばキャンセラを設けて遠心力による油圧が液圧回路に加わらないようにする方法が考えられるが、キャンセラなどを設ける分、部品点数が増加してコストが上昇したりモータが大型化してしまうという課題がある。

そこで、この発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、部品点数を増加することなしに遠心力によるロータの位相変更に係る作動液への影響を低減することができるモータの制御装置を提供するものである。

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９）を有し互いの相対的な位相を変更可能な複数のロータ（例えば、実施の形態における外周側回転子５、内周側回転子６）を具備するモータ（例えば、実施の形態におけるモータ１）と、複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段（例えば、実施の形態における位相変更手段１２）とを有したモータの制御装置であって、前記位相変更手段は、位相変更の要求に係る制御指令に応じて前記作動流体の流体圧を制御するアクチュエータ（例えば、実施の形態における油圧制御装置１３）を備え、前記ロータが回転する際に発生する遠心力により前記作動流体に作用する遠心流体圧を演算する演算手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ０１〜ステップＳ１３）と、該演算手段で演算した遠心流体圧に基づいて、前記アクチュエータが制御する流体圧が、前記モータの少なくとも回転数によって定まる圧力上限値以下となるように制御指令値を決定する補正手段（例えば、実施の形態におけるステップＳ２０〜ステップＳ２３）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、ロータが回転することで遠心力が生じるが、この遠心力により作動流体に作用する遠心流体圧を演算手段によって演算することができるため、この演算結果に基づいて位相変更手段のアクチュエータで遠心流体圧に応じた流体圧を発生させることができる。

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、複数のロータは、互いの回転軸線が同軸に配置された内周側回転子（例えば、実施の形態における内周側回転子６）と外周側回転子（例えば、実施の形態における外周側回転子５）とで構成され、前記位相変更手段は、前記外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第１部材（例えば、実施の形態における仕切壁２１）と、前記内周側回転子に対して一体回転可能に設けられるとともに、前記第１部材とで圧力室（例えば、実施の形態における導入空間２３）を前記内周側回転子の内側に画成する第２部材（例えば、実施の形態におけるベーン１８）とを有し、これら第１部材と第２部材とで画成された前記圧力室へ作動流体を供給して前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更することを特徴とする。
このように構成することで、外周側回転子に設けられた第１部材と、内周側回転子に設けられた第２部材とによって画成された圧力室への作動流体の供給を制御することで、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を変更することができる。

請求項３に記載した発明は、請求項１又は２に記載の発明において、前記補正手段は、前記モータ回転数の増加に応じて前記アクチュエータが制御する流体圧を低下させることを特徴とする。
このように構成することで、モータ回転数の増加に応じて増加するロータの遠心力による遠心流体圧が上昇した際に、補正手段によって、例えばこの遠心流体圧が上昇した分だけ、アクチュエータで発生させる流体圧を低減させることが可能となる。

請求項１に記載した発明によれば、ロータが回転することで遠心力が生じるが、この遠心力により作動流体に作用する遠心流体圧を演算手段によって演算することができるため、この演算結果に基づいて位相変更手段のアクチュエータで遠心流体圧に応じた流体圧を発生させることができる。したがって、部品点数を増加することなく、遠心流体圧による影響を抑制して適切な位相位置にロータを制御することができ、さらに、部品点数が減少した分だけ小型化を図ることができる効果がある。

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、外周側回転子に設けられた第１部材と、内周側回転子に設けられた第２部材とによって画成された圧力室への作動流体の供給を制御することで、内周側回転子と外周側回転子との間の相対的な位相を変更することができるため、第１部材と第２部材とによって画成された圧力室内の作動液に生じる遠心流体圧の影響を抑制して、モータトルクを適切な値に制御することができる効果がある。

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、モータ回転数の増加に応じて増加するロータの遠心力による遠心流体圧が上昇した際に、補正手段によって、例えばこの遠心流体圧が上昇した分だけ、アクチュエータで発生させる流体圧を低減させることが可能となるため、この流体圧を低減させた分だけアクチュエータで消費するエネルギーを低減することができる効果がある。

以下、本発明の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モータ１は、例えば図１〜図４に示すように円環状の固定子２の内周側に回転子ユニット３が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子２は複数相の固定子巻線２ａを有し、回転子ユニット３は軸芯部に回転軸４を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、モータ１の回転力はトランスミッションＴ／Ｍ（図７参照）を介して車輪の駆動軸（図示せず）に伝達される。この場合、モータ１は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、モータ１の回転軸４をさらに内燃機関のクランクシャフト（図示せず）に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。

図７は、このモータ１を車両の走行駆動源として用いる場合のモータ１の制御系の一例を示すものである。この制御系では、モータ１の駆動作動および回生作動はコントローラ４０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４１（以下、「ＰＤＵ４１」と呼ぶ）により行われる。
ＰＤＵ４１は、トランジスタのスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ回路を用いてパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うＰＷＭインバータを備えるとともに、モータ１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ４２に接続されている。
ＰＤＵ４１は、モータ１の駆動時等においてコントローラ４０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成す各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り換えることによって、バッテリ４２から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、モータ１の固定子巻線２ａへの通電を順次転流させることによって、各相の固定子巻線２ａに交流のＵ相電流Ｉｕ、Ｖ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。

回転子ユニット３は、図１〜図４に示すように、円環状の外周側回転子５と、この外周側回転子５の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６が設定角度の範囲で回動可能とされている。

外周側回転子５と内周側回転子６は、回転子本体である円環状のロータ鉄心７，８が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心７，８の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット７ａ，８ａが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット７ａ，８ａには、厚み方向に磁化された２つの平板状の永久磁石９，９が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット７ａ，８ａ内に装着される２つの永久磁石９，９は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａに装着される永久磁石９の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子５，６においては、外周側がＮ極とされた永久磁石９の対と、Ｓ極とされた永久磁石９の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子５，６の外周面の隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａ、及び、８ａ，８ａの各間には、永久磁石９の磁束の流れを制御するための切欠き部１０が回転子５，６の軸方向に沿って形成されている。

外周側回転子５と内周側回転子６の磁石装着スロット７ａ，８ａは夫々同数設けられ、両回転子５，６の永久磁石９，…，９が夫々１対１で対応するようになっている。したがって、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに同極同士で対向させる（異極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）を得ることができるとともに、外周側回転子５と内周側回転子６の各磁石装着スロット７ａ，８ａ内の永久磁石９の対を互いに異極同士で対向させる（同極配置にする）ことにより、回転子ユニット３全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）を得ることができる。

また、回転子ユニット３は、外周側回転子５と内周側回転子６を相対回動させるための回動機構１１を備えている。この回動機構１１は、両回転子５，６の相対位相を任意に変更するための位相変更手段１２の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動液（変速機用の潤滑油、エンジンオイルでもよい）の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段１２は、上記の回動機構１１と、この回動機構１１に供給する作動液の圧力を制御する図６に示す油圧制御装置１３と、を主要な要素として構成されている。

回動機構１１は、図１〜図４に示すように回転軸４の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ１４と、ベーンロータ１４の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング１５とを備え、この環状ハウジング１５が内周側回転子６の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ１４が、環状ハウジング１５と内周側回転子６の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート１６，１６を介して外周側回転子５に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ１４は回転軸４と外周側回転子５に一体化され、環状ハウジング１５は内周側回転子６に一体化されている。

ベーンロータ１４は、回転軸４にスプライン嵌合される円筒状のボス部１７の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン１８が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング１５は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部１９が設けられ、この各凹部１９にベーンロータ１４の対応するベーン１８が収容配置されるようになっている。各凹部１９は、ベーン１８の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁２０と、隣接する凹部１９，１９同士を隔成する略三角形状の仕切壁２１によって構成され、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動時に、ベーン１８が一方の仕切壁２１と他方の仕切壁２１の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁２１はベーン１８と当接することにより、ベーンロータ１４と環状ハウジング１５の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン１８の先端部と仕切壁２１の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材２２が設けられ、これらのシール部材２２によってベーン１８と凹部１９の底壁２０、仕切壁２１とボス部１７の外周面の各間が液密にシールされている。

また、内周側回転子６に固定される環状ハウジング１５のベース部１５ａは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図２に示すように内周側回転子６や仕切壁２１に対して軸方向外側に突出している。このベース部１５ａの外側に突出した各端部は、ドライブプレート１６に形成された環状のガイド溝１６ａに摺動自在に保持され、環状ハウジング１５と内周側回転子６が、外周側回転子５や回転軸４にフローティング状態で支持されるようになっている。

外周側回転子５とベーンロータ１４を連結する両側のドライブプレート１６，１６は、環状ハウジング１５の両側面（軸方向の両端面）に摺動自在に密接し、環状ハウジング１５の各凹部１９の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部１９は、ベーンロータ１４のボス部１７と両側のドライブプレート１６，１６によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動液が導入される導入空間２３となっている。各導入空間２３内は、ベーンロータ１４の対応する各ベーン１８によって夫々２室に隔成され、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入された作動液の圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図２，図４中の矢印Ｒで示すモータ１の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、モータ１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。

また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液の給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、図６に示す油圧制御装置１３の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は同油圧制御装置１３の遅角側給排通路２７に接続されているが、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、図１に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成させた通路孔２６ａ，２７ａによって構成されている。そして、各通路孔２６ａ，２７ａの端部は、回転軸４の外周面の軸方向にオフセットした２位置に形成された環状溝２６ｂと環状溝２７ｂに夫々接続され、その各環状溝２６ｂ，２７ｂは、ベーンロータ１４のボス部１７に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔２６ｃ，…，２６ｃ，２７ｃ，…，２７ｃに接続されている。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。

ここで、この実施形態のモータ１の場合、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が異極同士で対向して強め界磁の状態（図２，図５（ａ）参照）になり、内周側回転子６が外周側回転子５に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子５と内周側回転子６の永久磁石９が同極同士で対向して弱め界磁の状態（図４，図５（ｂ）参照）になるように設定されている。
なお、このモータ１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する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１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１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１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。

一方、油圧制御装置１３は、図６に示すように、オイルタンク（図示せず）から作動液を吸い上げて通路に吐出するオイルポンプ３２と、このオイルポンプ３２から吐出された作動液の油圧を調整して高圧のライン通路３３に導入し、余剰分の作動液を各種機器の潤滑や冷却のための低圧通路３４に流出させるレギュレータバルブ３５と、ライン通路３３に導入された作動液を進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７に振り分けるとともに、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７で不要な作動液をドレン通路３６に排出する流路切換弁３７とを備えている。
レギュレータバルブ３５は、ライン通路３３の圧力を制御圧として受け、反力スプリング３８とのバランスによって作動液の振り分けを行う。
また、流路切換弁３７は、制御スプール３７ａを進退操作する電磁ソレノイド３７ｂを有し、この電磁ソレノイド３７ｂがコントローラ４０によって制御されるようになっている。

図７に示すように、コントローラ４０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ＡＰ開度センサの検出結果に基づいて算出されるトルク指令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ＰＤＵ４１へゲート信号であるＰＷＭ信号を入力すると共に、実際にＰＤＵ４１からモータ１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。

このコントローラ４０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、遠心油圧指令算出部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６５とを備えて構成されている。

そして、このコントローラ４０には、ＰＤＵ４１からモータ１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４２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１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、油圧制御装置１３により可変制御される内周側回転子６と外周側回転子５との相対的な位相θを検出する位相センサ７４から出力される検出信号と、車両１００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。

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Ｔｑ（例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクをモータ１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１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、ＰＤＵ４１からモータ１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軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃとして電流偏差算出部５２へ出力されている。

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１の回転子ユニット３の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ４１からモータ１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軸目標電流Ｉｄｃおよびｑ軸目標電流Ｉｑｃを与えるようになっている。

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軸目標電流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軸目標電流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１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回転子ユニット３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４２の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてｑ軸目標電流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。

電流制御部５５は、例えばモータ１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。

ｄｑ−３相変換部５６は、回転数演算部６０から入力される回転子ユニット３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。

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、ＰＤＵ４１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。

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。

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から入力される回転子ユニット３の回転角θＭとにより、モータ１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。

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１の回転子ユニット３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１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６と外周側回転子５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。

誘起電圧定数指令出力部６３は、例えばトルク指令Ｔｑと、モータ１の回転数ＮＭとに基づき、モータ１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）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から、誘起電圧定数算出部６１から出力される誘起電圧定数Ｋｅを減算して得た誘起電圧定数差分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。

ところで、上述したモータ１の回転子ユニット３では、回転子ユニット３の回転に応じて遠心力が作用しており、この遠心力によって回転子ユニット３の導入空間２３内に導入されている作動液に遠心油圧が生じる。そのため、コントローラ４０には、作動液の油圧に加わる遠心油圧分を補正するように、油圧制御装置１３へ制御指令を出力する遠心油圧指令算出部６２が設けられている。なお、以下の説明では導入空間２３の進角側作動室２４に対する油圧制御の一例を示している。

遠心油圧指令算出部６２は、車輪速センサ７５から出力される車輪速データ（走行状態）やＢｒｋＳＷセンサから出力される情報（走行状態）から現在の走行状態を判定するようになっており、さらに、位相センサ７４から出力される外周側回転子５、内周側回転子６の相対的な位相θ、油温センサ７６から出力される油温情報、回転数演算部６０から出力される回転数ＮＭに基づいて、進角側作動室（油室）２４内に導入されている現在の作動液の遠心油圧ＰＦｒを演算するようになっている。

また、遠心油圧指令算出部６２は、演算された遠心油圧ＰＦｒに基づいて、進角側作動室２４内の油圧が、進角側作動室２４における圧力の上限値である許容圧上限値ＰＦｍａｘを超えている場合、油圧制御装置１３に対する流量指令値Ｑｃｍｄを低減するための減算流量Ｑｄを求め、流量指令値Ｑｃｍｄから減算流量Ｑｄ分だけ低減させた流量指令値Ｑｃｍｄを油圧制御装置１３に出力するようになっている。

上述した実施の形態によるモータの制御装置は上記構成を備えており、次に、このコントローラ４０の動作、特に、遠心油圧指令算出部６２においてモータ１の遠心圧力を演算する遠心圧力演算処理について図８を参照しながら説明する。

先ず、ステップＳ０１においては、モータ（Ｍｏｔ）１の回転数ＮＭを読み込む。すなわち、回転数演算部６０より出力される回転数ＮＭの情報を取得する。
ステップＳ０２においては、現在の位相位置を読み込む。つまり、位相センサ７４により出力される位相θを取得する。

ステップＳ０３においては、図１１に示す位相位置（Ｘ軸）と油室容積（Ｙ軸）とのマップを検索して油室容積Ｍａを求める。すなわち、進角側作動室２４の現在の容積を求める。ここで、図１１に示すマップによれば、位相位置と油室容積とは略比例関係となっている。
ステップＳ０４においては、現在の圧力指令値Ｐｃｍｄと流量指令値Ｑｃｍｄとを、例えば、位相制御部６５から読み込む。
ステップＳ０５においては、圧力指令値Ｐｃｍｄに遠心圧ＰＦｒの推定値を加算して推定圧力値を算出する。

ステップＳ０６においては、図１２に示す推定圧力値（Ｘ軸）と位相位置（Ｙ軸）と作動液の漏れ量Ｍ（Ｚ軸）とのマップを検索して漏れ量Ｍを求める。ここで、漏れ量Ｍとは、進角側作動室２４から例えばシール部材２２を介して漏れる作動液の量を意味している。また、図１２に示すマップによれば、位相位置が弱め界磁側（進角側）の場合に推定圧力値が増加するにつれて漏れ量Ｍが増加し、位相位置が強め界磁側（遅角側）の場合には推定圧力値にかかわらず漏れ量Ｍは最小値からほとんど増加しない。
ステップＳ０７においては、図１３に示す油温（Ｘ軸）と漏れ量の補正項Ｔ（Ｙ軸）とのマップを検索して補正項Ｔを求める。ここで、図１３に示すマップによれば、油温がある程度上昇すると油温に対する補正項Ｔの増加率が上昇する。
ステップＳ０８においては、ステップＳ０６で求めた漏れ量ＭとステップＳ０７で求めた補正項とを積算して補正後漏れ量Ｍｈを算出する。

ステップＳ０９においては、流量指令値Ｑｃｍｄの総和からステップＳ０８で算出した補正後漏れ量Ｍｈの総和を減算して進角側作動室２４に存在する作動液の油量Ｍｏを算出する。
ステップＳ１０においては、図１４に示す、ステップＳ０３で算出した油室容積ＭａからステップＳ０９で算出した現在の油量Ｍｏを減算した差分値（Ｍａ−Ｍｏ；Ｘ軸）と、進角側作動室２４内の例えばベーン１８における受圧面積Ｓ（Ｙ軸）とのマップを検索して受圧面積Ｓを求める。ここで、図１４に示すマップによれば、Ｍａ−Ｍｏの値が増加するにつれて受圧面積Ｓが減少する。これは、例えば、図１７（ａ）に示す遠心力が作用していない場合と比較して、図１７（ｂ）に示す遠心力による影響を受けている場合は、作動液Ｌが導入空間２３で回転子ユニット３の径方向外側に偏り受圧面積Ｓが減少する。

ステップＳ１１においては、ステップＳ０９で算出した現在油室油量ＭｏがステップＳ０３で求めた油室容積Ｍａよりも大きいか否かを判定する。ステップＳ１１における判定結果が「ＹＥＳ」（Ｍｏ＞Ｍａ）である場合はステップＳ１２に進み、判定結果が「ＮＯ」（Ｍｏ≦Ｍａ）である場合はステップＳ１３に進む。
ステップＳ１２においては、下記（１）式を用いて遠心圧ＰＦｒを算出してこの処理を終了する。

遠心油圧ＰＦｒ＝（油室容積Ｍａ×ｒ×ω^２）／受圧面積Ｓ…（１）

なお、（１）式において「ｒ」は回転子ユニット３の半径であり、「ω」は回転子ユニット３の回転による角速度である。

ステップＳ１３においては、下記（２）式を用いて遠心油圧ＰＦｒを算出してこの処理を終了する。

遠心油圧ＰＦｒ＝（現在油室油量Ｍａ×ｒ×ω^２）／受圧面積Ｓ…（２）

なお、（２）式において、（１）式と同様に、ｒは回転子ユニット３の半径であり、ωは回転子ユニット３の回転による角速度である。

すなわち、この遠心圧力演算処理では、流量指令値Ｑｃｍｄの総和と回転数ＮＭとに基づいて求まる推定遠心油圧の精度を向上させるべく、進角側作動室２４からの作動液の漏れ量Ｍを加味して実際の進角側作動室２４の内部に存在する作動液の量による遠心油圧を算出しているので、遠心油圧を精度よく算出することができる。

次に、図９に基づいて、油圧（流量）制御処理を説明する。この油圧（流量）制御処理は、前述した遠心圧力演算処理によって算出された遠心油圧に基づいて、油圧制御装置１３への油圧制御指令値を算出する処理である。なお、遠心油圧に基づく油圧制御を行う場合は、進角側作動室２４内に存在する作動液の油量を制御することになるため、実質的に油圧指令値Ｐｃｍｄではなく流量指令値Ｑｃｍｄによって制御を行う。
先ず、ステップＳ２０においては、図１５に示す、回転数（Ｘ軸）と位相位置（Ｙ軸）と許容圧上限値ＰＦｍａｘ（Ｚ軸）とのマップを検索して許容圧上限値ＰＦｍａｘを求める。ここで、許容圧上限値ＰＦｍａｘとは、油圧制御ができない領域に遠心油圧が入らないようにするための油圧の上限値であり、図１５に示すマップによれば、回転数ＮＭが低いときには、遠心力が小さいので許容圧上限値ＰＦｍａｘは低くなり、一方、回転数ＮＭが高い領域では遠心力が増大するので許容圧上限値ＰＦｍａｘが増加し、所定の回転数以上の領域で許容圧上限値ＰＦｍａｘの増加率が低下している。そして、位相位置が最進角と最遅角との近傍で許容圧上限値ＰＦｍａｘは最小値となる。

ステップＳ２１においては、遠心圧力演算処理で算出した遠心油圧と油圧指令値Ｐｃｍｄとを加算した値が許容圧上限値ＰＦｍａｘよりも大きいか否かを判定する。このステップＳ２１の判定結果が「ＹＥＳ」（ＰＦｒ＋Ｐｃｍｄ＞ＰＦｍａｘ）である場合はステップＳ２２に進み、判定結果が「ＮＯ」（ＰＦｒ＋Ｐｃｍｄ≦ＰＦｍａｘ）である場合はこの処理を終了する。
ステップＳ２２においては、図１６に示す回転数（Ｘ軸）と現在油室油量Ｍｏ（Ｙ軸）と減算油量Ｑｄ（Ｚ軸）とのマップを検索して減算油量Ｑｄを求める。ここで、図１６に示すマップによれば、回転数ＮＭが低い場合には遠心力が小さいので現在油室油量Ｍｏが増加しても減算油量Ｑｄは少ない状態となる。一方、回転数ＮＭが増加するにつれて遠心力が増加するので現在油室油量Ｍｏに対する減算油量Ｑｄは増加することとなる。
ステップＳ２３においては、現在の流量指令値ＱｃｍｄからステップＳ２２で求めた減算油量Ｑｄを減算した値を次回の流量指令値Ｑｃｍｄに設定してこの処理を終了する。

すなわち、この油圧（流量）制御処理では、制御可能な油圧の上限値である許容圧上限値ＰＦｍａｘよりも現在の油圧が高い場合に、この現在の油圧が許容圧上限値ＰＦｍａｘよりも低い値となるように流量指令値Ｑｃｍｄを減算流量Ｑｄだけ低下させるように制御している。

次に、図１０に基づいて、漏れ量項の補正処理を説明する。この漏れ量項の補正処理は、前述した図８の遠心圧力演算処理における作動液の漏れ量Ｍの補正を学習値ＳＴに基づいて算出する一例である。ここで、学習値ＳＴとは、例えば、モータ１を製造する際に個体毎のバラツキとして工場等において予め測定したものであり、基準となる漏れ量に対して実際の漏れ量Ｍにどれだけズレが生じているかを比率で表した値である。
先ずステップＳ３０においては、学習値ＳＴの絶対値が０よりも大きいか否かを判定する。ステップＳ３０における判定結果が「ＹＥＳ」（｜学習値ＳＴ｜＞０）である場合はステップＳ３１に進み、判定結果が「ＮＯ」（｜学習値ＳＴ｜＝０）である場合はこの処理を終了する。ここで、学習値ＳＴの絶対値が０よりも大きい場合は、個体差などによって基準となる漏れ量から実際の漏れ量Ｍがズレている場合であり、一方、学習値ＳＴが０の場合は実際の漏れ量Ｍが基準となる漏れ量と等しい場合である。

ステップＳ３１においては、漏れ量Ｍと学習値ＳＴとを積算して補正後漏れ量Ｍｓｔを算出してこの処理を終了する。
すなわち、この漏れ量項の補正処理によって求められた補正後漏れ量Ｍｓｔを、例えば図１２に示すマップに反映させれば、漏れ量の個体バラツキを補正することができる。

上述したように、本発明の実施形態によるモータの制御装置によれば、回転子ユニット３の遠心力により作動流体に作用する遠心油圧を遠心油圧指令算出部６２によって演算することができるため、この演算結果に基づいて油圧制御装置１３で遠心油圧に応じた油圧を発生させることができ、この結果、部品点数を増加することなく遠心油圧による位相変更手段１２への影響を抑制して適切な位相位置に外周側回転子５と内周側回転子６との相対的な位相を制御することができ、また、部品点数が減少した分だけ小型化を図ることができる。

また、外周側回転子５に設けられた仕切壁２１と、内周側回転子６に設けられたベーン１８とによって画成された進角側作動室２４への作動流体の供給を制御することで、内周側回転子６と外周側回転子５との間の相対的な位相θを変更することができるため、仕切壁２１とベーン１８とによって画成された進角側作動室２４内の作動液に生じる遠心油圧の影響を抑制して、モータ１のトルクを適切な値に制御することができる。

そして、モータ１の回転数ＮＭの増加に応じて増加する回転子ユニット３の遠心力による遠心油圧が上昇した際に、補正手段によって、例えばこの遠心油圧が上昇した分だけ、油圧制御装置１３で発生させる油圧を低減させることが可能となるため、この油圧を低減させた分だけ油圧制御装置１３で消費するエネルギーを低減することができる。

尚、この発明は上述した各実施の形態に限られるものではなく、例えば、ハイブリッド車両以外に電気自動車などに適用してもよい。
上述した実施の形態では進角側作動室２４における油圧の制御を行っていたが、遅角側作動室２５もこれと同様に制御することができる。

本発明の一実施形態に係るモータの要部断面図である。 本発明の一実施形態に係るモータの最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。 本発明の一実施形態に係るモータの回転子ユニットの分解斜視図である。 本発明の一実施形態に係るモータの最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図である。 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。 本発明の一実施形態に係る油圧制御装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係るモータの制御装置の構成図である。 本発明の一実施形態に係る遠心圧力演算処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る油圧（流量）制御処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る漏れ量項の補正処理のフローチャートである。 本発明の一実施形態に係る位相位置（Ｘ軸）と油室容積（Ｙ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係る推定圧力値（Ｘ軸）と位相位置（Ｙ軸）と作動液の漏れ量Ｍ（Ｚ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係る油温（Ｘ軸）と漏れ量の補正項Ｔ（Ｙ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係るＭａ−Ｍｏ（Ｘ軸）と受圧面積Ｓ（Ｙ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係る回転数（Ｘ軸）と位相位置（Ｙ軸）と許容圧上限値ＰＦｍａｘ（Ｚ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係る回転数（Ｘ軸）と現在油室油量Ｍｏ（Ｙ軸）と減算油量Ｑｄ（Ｚ軸）とのマップである。 本発明の一実施形態に係る受圧面積Ｓの説明図であり、（ａ）は遠心力が作用していない場合、（ｂ）は遠心力の影響を受けている場合を示している。

符号の説明

１ モータ
５ 外周側回転子（ロータ）
６ 内周側回転子（ロータ）
９ 永久磁石（磁石片）
１２ 位相変更手段
１３ 油圧制御装置（アクチュエータ）
１８ ベーン（第２部材）
２１ 仕切壁（第１部材）
２３ 導入空間（圧力室）
ステップＳ０１〜ステップＳ１３ 演算手段
ステップＳ２０〜ステップＳ２３ 補正手段

Claims (3)

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するモータと、複数のロータの相対的な位相を作動流体の流体圧により変更する位相変更手段とを有したモータの制御装置であって、
   前記位相変更手段は、位相変更の要求に係る制御指令に応じて前記作動流体の流体圧を制御するアクチュエータを備え、
   前記ロータが回転する際に発生する遠心力により前記作動流体に作用する遠心流体圧を演算する演算手段と、該演算手段で演算した遠心流体圧に基づいて、前記アクチュエータが制御する流体圧が、前記モータの少なくとも回転数によって定まる圧力上限値以下となるように制御指令値を決定する補正手段とを備えることを特徴とするモータの制御装置。
2. 複数のロータは、互いの回転軸線が同軸に配置された内周側回転子と外周側回転子とで構成され、
   前記位相変更手段は、前記外周側回転子に対して一体回転可能に設けられた第１部材と、前記内周側回転子に対して一体回転可能に設けられるとともに、前記第１部材とで圧力室を前記内周側回転子の内側に画成する第２部材とを有し、これら第１部材と第２部材とで画成された前記圧力室へ作動流体を供給して前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更することを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
3. 前記補正手段は、前記モータ回転数の増加に応じて前記アクチュエータが制御する流体圧を低下させることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータの制御装置。

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