特許 7326050 回転電機、車両の駆動制御システム、回転電機の制御装置で実行させるプログラム、および、プログラムが記憶されている記憶媒体

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】

(24)【登録日】2023-08-04

(45)【発行日】2023-08-15

(54)【発明の名称】回転電機、車両の駆動制御システム、回転電機の制御装置で実行させるプログラム、および、プログラムが記憶されている記憶媒体

(51)【国際特許分類】

   H02K 19/12 20060101AFI20230807BHJP

   H02K 11/30 20160101ALI20230807BHJP

   H02P 23/10 20060101ALI20230807BHJP

【ＦＩ】

H02K19/12

H02K11/30

H02P23/10

【請求項の数】 17

(21)【出願番号】P 2019128403

(22)【出願日】2019-07-10

(65)【公開番号】P2020058218

(43)【公開日】2020-04-09

【審査請求日】2022-06-13

(31)【優先権主張番号】P 2018188326

(32)【優先日】2018-10-03

(33)【優先権主張国・地域又は機関】JP

(73)【特許権者】

【識別番号】000149033

【氏名又は名称】株式会社エクセディ

(74)【代理人】

【識別番号】100106518

【弁理士】

【氏名又は名称】松谷 道子

(74)【代理人】

【識別番号】100132241

【弁理士】

【氏名又は名称】岡部 博史

(74)【代理人】

【識別番号】100091524

【弁理士】

【氏名又は名称】和田 充夫

(74)【代理人】

【識別番号】100172236

【弁理士】

【氏名又は名称】岩木 宣憲

(72)【発明者】

【氏名】桂 斉士

(72)【発明者】

【氏名】北村 太一

(72)【発明者】

【氏名】植村 公貴

【審査官】保田 亨介

(56)【参考文献】

【文献】特開２０１７－１３６９０２（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開平０７－０３１００６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２０１６－００７１１８（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２１１７３４（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００４－１８７３４６（ＪＰ，Ａ）

【文献】特開２００６－２２３０１８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｋ１１／００－１１／４０

１９／００－１９／３８

Ｈ０２Ｐ２１／００－２５／０３

２５／０４

２５／１０－２７／１８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

交流電流により回転磁界を発生する固定子と、
前記回転磁界により回転する回転子と、
直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、
前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報と前記回転子の回転状態とを取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記操作情報および前記回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部と、
を備え、
前記モータ特性制御部は、
前記取得部で取得された前記操作情報および前記回転状態に基づいて、必要なトルク値と回転速度との組み合わせを実現することが可能なモータ特性が得られる前記直流電流の範囲を推定し、
推定した前記直流電流の範囲において、評価値が最大となる前記直流電流の値である設定値を推定する、回転電機。

【請求項2】

前記評価値は、前記操作情報と前記回転状態とに対応するモータ効率に関する、請求項１に記載の回転電機。

【請求項3】

前記評価値は、モータ出力に関する、請求項１に記載の回転電機。

【請求項4】

前記回転磁界を制御する回転磁界制御部を更に備える請求項１から３のいずれかに記載の回転電機。

【請求項5】

前記回転子は、永久磁石を有する、請求項１から４のいずれかに記載の回転電機。

【請求項6】

前記モータ特性制御部は、
前記永久磁石による前記回転子の磁力を増す方向に前記直流電流の印加方向を設定自在である、請求項５に記載の回転電機。

【請求項7】

前記モータ特性制御部は、
前記永久磁石による前記回転子の磁力を減じる方向に前記直流電流の印加方向を設定自在である、請求項５または６に記載の回転電機。

【請求項8】

車両の駆動制御システムであって、
交流電流により回転磁界を発生する固定子と、前記回転磁界により回転する回転子と、直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、を備える回転電機と、
前記車両の操作を受け付け可能な操作部と、
前記操作部で受け付けられた操作に基づいて前記回転磁界を制御する回転磁界制御部と、
前記操作部で受け付けられた操作から前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報を取得し、前記回転子から回転状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記操作情報および回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部と、を備え、
前記モータ特性制御部は、
前記取得部で取得した前記操作情報および回転状態に基づいて、必要なトルク値と回転速度との組み合わせを実現することが可能なモータ特性が得られる前記直流電流の範囲を推定し、
推定した前記直流電流の範囲において、評価値が最大となる前記直流電流の値である設定値を推定する、車両の駆動制御システム。

【請求項9】

前記評価値は、前記操作情報と前記回転状態とに対応するモータ効率に関する、請求項８に記載の車両の駆動制御システム。

【請求項10】

前記評価値は、モータ出力に関する、請求項８に記載の車両の駆動制御システム。

【請求項11】

前記回転子は永久磁石を有する、請求項８から１０のいずれか１つに記載の車両の駆動制御システム。

【請求項12】

前記モータ特性制御部は、
前記永久磁石による前記回転子の磁力を増す方向に前記直流電流の印加方向を設定自在である、請求項１１に記載の車両の駆動制御システム。

【請求項13】

前記モータ特性制御部は、
前記永久磁石による前記回転子の磁力を減じる方向に前記直流電流の印加方向を設定自在である、請求項１１または１２に記載の車両の駆動制御システム。

【請求項14】

交流電流により回転磁界を発生する固定子と、前記回転磁界により回転する回転子と、直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、を備える回転電機を制御する制御装置に、
前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報と前記回転子の回転状態とを取得する取得ステップと、
取得した前記操作情報および前記回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御ステップと、をコンピュータに実行させる、プログラムであって、
前記モータ特性制御ステップは、
取得した前記操作情報および前記回転状態に基づいて、必要なトルク値と回転速度との組み合わせを実現することが可能なモータ特性が得られる前記直流電流の範囲を推定し、
推定した前記直流電流の範囲において、評価値が最大となる前記直流電流の値である設定値を推定する、プログラム。

【請求項15】

前記評価値は、前記操作情報と前記回転状態とに対応するモータ効率に関する、請求項１４に記載のプログラム。

【請求項16】

前記評価値は、モータ出力に関する、請求項１４に記載のプログラム。

【請求項17】

請求項１４から１６のいずれか１つに記載のプログラムが記憶されている、記憶媒体。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、回転電機、車両の駆動制御システム、回転電機の制御装置で実行させるプログラム、および、プログラムが記憶されている記憶媒体に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、回転子と固定子から構成される永久磁石同期機が提案されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１６－１０５６９６号

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

ところで、前記永久磁石同期機を車両駆動用モータとして使用する場合、永久磁石同期機は永久磁石の磁力に応じたモータ特性となる。ここで、永久磁石同期機（すなわち、回転電機）のモータ特性とは、永久磁石同期機をモータ（すなわち、電動機）として作動させる場合に得られるトルクと回転速度と電流との関係についての出力特性のことである。前記永久磁石同期機は、永久磁石による磁束量を多くするとトルク定数および誘起電圧定数が大きくなるため、出力トルクの最大値が大きくなるが、電源電圧とのバランスから回転速度の最大値が制限される。一方、前記永久磁石同期機は、永久磁石による磁束量を小さくするとトルク定数および誘起電圧定数が小さくなるため、回転速度の最大値を大きくすることができるが、出力トルクの最大値が低下してしまう。したがって、回転速度の最大値と出力トルクの最大値とをともに高めるには、前記永久磁石同期機とともに複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを用いることでモータ特性を等価的に変化させる必要があった。

【0005】

本発明の目的は、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを設けることなく出力特性を変化させることが可能な回転電機、車両の駆動制御システム、回転電機の制御装置で実行させるプログラム、および、プログラムが記憶されている記憶媒体を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0006】

前記目的を達成するために、本発明は以下のように構成する。

【0007】

本発明の第１の態様によれば、
交流電流により回転磁界を発生する固定子と、
前記回転磁界により回転する回転子と、
直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、
前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報と前記回転子の回転状態とを取得する取得部と、
前記取得部で取得した前記操作情報および前記回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部と、
を備えた回転電機を提供する。

【0008】

本発明の第２の態様によれば、
車両の駆動制御システムであって、
交流電流により回転磁界を発生する固定子と、前記回転磁界により回転する回転子と、直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、を備える回転電機と、
前記車両の操作を受け付け可能な操作部と、
前記操作部で受け付けられた操作に基づいて前記回転磁界を制御する回転磁界制御部と、
前記操作部で受け付けられた操作から前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報を取得し、前記回転子から回転状態を取得する取得部と、
前記取得部で取得された前記操作情報および回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部と、を備えた、車両の駆動制御システムを提供する。

【0009】

本発明の第３の態様によれば、
交流電流により回転磁界を発生する固定子と、前記回転磁界により回転する回転子と、直流電流により前記回転子を励磁する界磁コイルと、を備える回転電機を制御する制御装置に、
前記回転子で発生させるトルクに関する操作情報と前記回転子の回転状態とを取得する取得ステップと、
取得した前記操作情報および前記回転状態に基づいて前記直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御ステップと、を実行させる、プログラムを提供する。

【0010】

本発明の第４の態様によれば、
前記態様のプログラムが記憶されている記憶媒体を提供する。

【発明の効果】

【0011】

本発明の第１の態様の回転電機によれば、交流電流により回転磁界を発生する固定子と、回転磁界により回転する回転子と、直流電流により回転子を励磁する界磁コイルと、回転子で発生させるトルクに関する操作情報と回転子の回転状態とを取得する取得部と、取得部で取得した操作情報および回転状態に基づいて直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部とを備えている。このような構成により、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを設けることなく、モータ特性を変化させて車両としての要求出力特性を満足させることができる回転電機を実現できる。

【0012】

本発明の第２の態様の駆動制御システムによれば、交流電流により回転磁界を発生する固定子、回転磁界により回転する回転子、および、直流電流により回転子を励磁する界磁コイルを備える回転電機と、車両の操作を受け付け可能な操作部と、操作部で受け付けられた操作に基づいて回転磁界を制御する回転磁界制御部と、操作部で受け付けられた操作から回転子で発生させるトルクに関する操作情報を取得し、回転子から回転状態を取得する取得部と、取得部で取得された操作情報および回転状態に基づいて直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御部とを備えている。このような構成により、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを設けることなく、回転電機のモータ特性を変化させることができる車両の駆動制御システムを実現できる。

【0013】

本発明の第３の態様のプログラムによれば、交流電流により回転磁界を発生する固定子、回転磁界により回転する回転子、および、直流電流により回転子を励磁する界磁コイルを備える回転電機を制御する制御装置に、回転子で発生させるトルクに関する操作情報と回転子の回転状態とを取得する取得ステップと、取得した操作情報および回転状態に基づいて直流電流を制御して、モータ特性を制御するモータ特性制御ステップとを実行させる。このような構成により、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを設けることなく、回転電機のモータ特性を変化させることができるプログラムを実現できる。

【0014】

本発明の第４の態様の記憶媒体によれば、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを設けることなく、回転電機のモータ特性を変化させることができるプログラムが記憶された記憶媒体を実現できる。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】本発明の第１実施形態の駆動制御システムの構成を示す説明図。

【図2】図１の駆動制御システムの制御処理を説明するための第１のグラフ。

【図3】図１の駆動制御システムの制御処理を説明するための第２のグラフ。

【図4】図１の駆動制御システムの制御処理を説明するための第３のグラフ。

【図5】図１の駆動制御システムの制御処理を説明するための第４のグラフ。

【図6】図１の駆動制御システムの制御処理を説明するためのフローチャート。

【図7】本発明の第２実施形態の駆動制御システムの構成を示す説明図。

【図8】本発明の第３実施形態の駆動制御システムの構成を示す説明図。

【図9】本発明の第４実施形態の駆動制御システムの構成を示す説明図。

【図10】本発明の第５実施形態の駆動制御システムの構成を示す説明図。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、図面を参照して本発明の一実施形態を詳細に説明する。

【0017】

（第１実施形態）
本発明の駆動制御システムおよび回転電機は、ＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）、ＥＶ（電気自動車）、その他電動機を構成として含む機器に適用できる。第１実施形態では、一例として、ＥＶ（電気自動車）用の駆動制御システムおよび回転電機について説明する。

【0018】

第１実施形態の駆動制御システム１００は、図１に示すように、回転電機１、駆動制御ユニット２（制御装置の一例）、バッテリ３、および、操作部４を備えている。

【0019】

回転電機１は、図示しない駆動輪に直接またはトランスアクスル等を介して間接的に取り付けられ、駆動輪を駆動して回転させる。この回転電機１は、図１に示すように、交流電流により回転磁界を発生する固定子１０と、回転磁界により回転する回転子２０と、直流電流により回転子２０を励磁する界磁コイル３０と、インバータ４０とを備えている。

【0020】

固定子１０は、回転軸７を中心とした外周に配置され、回転軸７の周りで回転不可に構成される。回転子２０は、固定子１０の内周に配置され、回転軸７の周りで回転自在に構成される。界磁コイル３０は、回転子２０に対して、回転子２０の回転軸方向の一方側に配置され、回転軸７の周りで回転不可に構成される。

【0021】

固定子１０と回転子２０との間には、第１エアギャップ１３が形成され、固定子１０と回転子２０との間で磁束を受け渡している。また、界磁コイル３０と回転子２０との間には、第２エアギャップ１４が形成されて、界磁コイル３０と回転子２０との間で磁束を受け渡している。すなわち、界磁コイル３０は、回転子２０に対して、第２エアギャップ１４を介して回転軸７の軸方向にずらされて並列して配置されている。

【0022】

また、回転子２０には、その内部に図示しない永久磁石が配置されている。フェライト磁石、ＳｍＣｏ磁石、ＡｌＮｉＣｏ磁石、又は、ネオジムボンド磁石などを永久磁石として用いることができる。

【0023】

インバータ４０は、バッテリ３の電源電圧を変換して、直流電流および複数相の交流電流を回転電機１に入力させる。このインバータ４０は、モータ特性制御部４２と回転磁界制御部４３とを有するインバータ制御ユニット４１を備えている。

【0024】

インバータ制御ユニット４１は、演算等を行うＣＰＵと、回転電機１の制御に必要なプログラムあるいはデータ等を記憶しておくＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶媒体と、外部とのデータ入出力を行うインターフェース部とを備えて構成される。モータ特性制御部４２および回転磁界制御部４３は、インバータ制御ユニット４１のＣＰＵが所定のプログラムを実行することによりインバータ制御ユニット４１で実現される機能である。

【0025】

モータ特性制御部４２は、後述する駆動制御ユニット２の取得部５０で取得した操作情報および回転子２０の回転状態に基づいて直流電流を制御して、モータ特性を制御する。このモータ特性制御部４２は、永久磁石による回転子２０の磁力を増す方向および／または永久磁石による回転子２０の磁力を減じる方向に、直流電流の印加方向を設定自在である。ここで、モータ特性とは、回転電機１をモータ（すなわち、電動機）として作動させる場合に得られるトルクと回転速度と電流との関係についての出力特性をいう。

【0026】

回転磁界制御部４３は、取得部５０で取得した操作情報と回転子２０の回転状態とに基づいて交流電流を制御して、回転電機１の回転磁界を制御する。これにより、回転子２０でトルクを発生させる。例えば、回転磁界制御部４３が、バッテリ３の電源電圧に対してＰＷＭ制御を行うことで、回転電機１に入力させる複数相の交流電流の周波数と振幅を変化させることができる。回転磁界制御部４３により固定子１０に入力される複数相の交流電流が制御されることで、固定子１０が磁化して生じる回転磁界が制御され、回転子２０が固定子１０に対して回転する速度およびトルクが変化することになる。したがって、回転磁界制御部４３は、回転電機１の出力トルクを、取得部５０で取得された操作情報に基づいて、操作者（例えば、自動車の運転者）の要求トルクに近づくように変化させることができる。なお、回転磁界制御部４３では、複数相の交流電流に対して更にベクトル制御を行うようにして、回転電機１を弱め界磁制御するようにしてもよい。

【0027】

バッテリ３は、回転電機１および駆動制御ユニット２に電力を供給する。

【0028】

操作部４は、運転手のアクセル操作等の操作を受け付ける。

【0029】

駆動制御ユニット２は、操作部４で受け付けた操作などに基づいて、駆動制御システム１００を構成する各部に操作指令を出力することでＥＶの駆動を制御する。この駆動制御ユニット２は、取得部５０を備えている。

【0030】

取得部５０は、操作部４から操作情報を取得し、回転電機１の近傍に配置された回転子角度センサ５により検出された回転角度などから回転電機１（すなわち、回転子２０）の回転状態をインバータ４０を介して取得する。詳しくは、取得部５０は、操作部４で受け付けた操作などに基づいて運転手のアクセル操作量およびアクセル操作速度などを操作情報として取得し、取得された操作情報から操作者の要求トルクを推定し、推定した要求トルクと回転子２０の回転状態とから回転子２０で発生させるトルクを決定する。すなわち、取得部５０は、回転子２０で発生させるトルクに関する操作情報と回転子２０の回転状態とを取得する。

【0031】

なお、駆動制御ユニット２は、演算等を行うＣＰＵと、駆動制御システム１００の制御に必要なプログラムあるいはデータ等を記憶しておくＲＯＭおよびＲＡＭなどの記憶媒体と、外部とのデータ入出力を行うインターフェース部とを備えて構成される。取得部５０は、駆動制御ユニット２のＣＰＵが所定のプログラムを実行することにより駆動制御ユニット２で実現される機能である。

【0032】

ここで、図２～図５を参照して、駆動制御システム１００におけるモータ特性の制御例を説明する。なお、図２～図５は、モータ特性制御部４２による直流電流の制御によって実現されるモータ特性を例示する線図である。以下、「プラスの直流電流」を「回転子２０に設けられている永久磁石による磁力を増す印加方向の直流電流」と定義し、「マイナスの直流電流」を「永久磁石による磁力を減らす印加方向の直流電流」と定義する。

【0033】

図２に示す第１のモータ特性Ｍｏは、界磁コイル３０に通電する直流電流の値が上限値と下限値と間の中間値（すなわち、設定値）になるように直流電流が制御された場合のモータ特性である。上記回転電機１であれば、例えばモータ特性制御部４２が直流電流の値をゼロに設定し、永久磁石のみが回転子２０を励磁する状態でのモータ特性である。モータ特性Ｍｏの状態において、回転電機１は、回転磁界制御部４３での回転磁界の制御、すなわち、回転電機１に入力させる複数相の交流電流の周波数と振幅（実効電流）の制御によって範囲Ｅ１内で作動点を変化させることができる。回転電機１の回転速度が比較的低いゼロからＶ１までの間、出力トルクはゼロから最大値Ｔ２までの範囲を採り得る。回転速度がＶ１を超えて高いと、出力トルクの上限値は最大値Ｔ２から次第に減り、回転速度がＶ４で出力トルクの上限値はＴ１まで低下する。回転速度がＶ４を超えて高くなるような場合、出力トルクの上限値はＴ１から急激にほぼゼロまで低下する。

【0034】

回転電機１の運転効率（すなわち、モータ効率）は範囲Ｅ１内の作動点によって異なり、範囲Ｅ１内で等高線を描くように分布する。例えば、所定の高い運転効率以上となる範囲Ｅ２は、範囲Ｅ１内の一部の領域に限定される。通常、回転電機１のモータ特性Ｍｏでは、出力トルクの上限値が減り始める回転速度Ｖ１よりも高い回転速度Ｖ２から、出力トルクの上限値が急激に低下する回転速度Ｖ４よりも低い回転速度Ｖ３まで間で、より高い運転効率が得られる。なお、回転電機１の運転効率（すなわち、モータ効率）は、回転電機１への入力電力（Ｗ）に対する回転電機１からの機械出力（Ｗ）の比で表される。

【0035】

図３に示すモータ特性Ｍｍは、直流電流の値が下限値（例えばマイナスの値）になるように直流電流が制御された場合のモータ特性、すなわち、回転子２０の磁力を減らした状態におけるモータ特性である。モータ特性Ｍｍは、モータ特性Ｍｏに比べて、出力トルクの最大値Ｔ２が低下している。一方、モータ特性Ｍｏに比べて最高回転速度Ｖ４は高くなっている。回転電機１において、界磁コイル３０に通電する直流電流をマイナスに制御することで、永久磁石による磁束量を等価的に小さくすることができ、回転電機１のトルク定数および誘起電圧定数が小さくなる。このことにより、モータ特性Ｍｍは、モータ特性Ｍｏに比べて、回転電機１の出力トルクの最大値Ｔ２が低下する一方で、最大回転速度Ｖ４を高くすることができる。

【0036】

また、図４に示すモータ特性Ｍｐは、直流電流の値が上限値（例えばプラスの値）になるように直流電流が制御された場合のモータ特性、すなわち、回転子２０の磁力を増やした状態におけるモータ特性である。モータ特性Ｍｐは、モータ特性Ｍｏに比べて、最高回転速度Ｖ４は低下しているが、出力トルクの最大値Ｔ２は高くなっている。回転電機１において、界磁コイル３０に通電する直流電流をプラスに制御することで、永久磁石による磁束量を等価的に大きくすることができ、回転電機１のトルク定数および誘起電圧定数が大きくなる。このことにより、モータ特性Ｍｐは、モータ特性Ｍｏに比べて、回転電機１の最高回転速度Ｖ４は低くなるが、出力トルクの最大値Ｔ２は高くすることができる。

【0037】

したがって、モータ特性制御部４２は、界磁コイル３０に通電する直流電流の値を上限値から下限値までの任意の値に設定し、直流電流の値が設定値になるように直流電流を制御することで、モータ特性を図３に示すモータ特性Ｍｍの波形から、図４に示すモータ特性Ｍｐの波形までの間で変化させられる。したがって、直流電流の制御によって実現される等価的なモータ特性Ｍｘは、図５に示すように、図２～図４のモータ特性Ｍｍ、Ｍｏ、Ｍｐを重ね合せたような、回転速度の最大値と出力トルクの最大値とがともに高いものになる。このように、この駆動制御システム１００および回転電機１では、複数の歯車対あるいは機械的な変速機などを用いなくても、モータ特性を変えて車両としての出力特性を変えることができる。

【0038】

次に、図６を参照して、前記駆動制御システム１００におけるモータ特性の制御処理の一例を説明する。なお、以下に説明する処理は、駆動制御ユニット２およびインバータ制御ユニット４１が所定のプログラムを実行することで実施される。

【0039】

図６に示すように、まず、取得部５０が、回転子２０で発生させるトルクに関する操作情報と回転子２０の回転状態とを取得する（ステップＳ１）。そして、取得部５０は、取得した操作情報と回転子２０の回転状態とに基づいて、回転子２０で発生させるトルクを示す操作指令（トルク指令）を設定し、設定されたトルク指令をモータ特性制御部４２に出力する。

【0040】

次に、モータ特性制御部４２は、取得部５０から得たトルク指令に基づいて、必要なトルク値と回転速度との組み合わせを実現することが可能なモータ特性が得られる直流電流の範囲を推定する（ステップＳ２）。ステップＳ２における直流電力の推定処理は、様々な方法で実現できる。例えば、メモリに予め記憶したマッピングデータとして取得することにより行ってもよく、また、予め定めておいた演算式による演算結果として、あるいは、外部からの情報として取得することによってもよい。また、それらの組み合わせにより取得してもよい。

【0041】

続いて、モータ特性制御部４２は、取得部５０で取得された操作情報および回転子２０の回転状態に対応する直流電流と、評価値との関係を把握し、ステップＳ２で推定した直流電流の範囲において、評価値が最大となる直流電流の値（すなわち、設定値）を推定する（ステップＳ３）。評価値は、予め評価によって取得した評価値の集合としてのマップデータや数式などであり、ここでは、取得部５０で取得された操作情報と回転子２０の回転状態とに対応するモータ効率である。そして、モータ特性制御部４２は、界磁コイル３０に通電する直流電流が設定値となるようにインバータ４０を制御する（ステップＳ４）。この推定もメモリに予め記憶したマッピングデータとして取得することにより行ってもよく、また、予め定めておいた演算式による演算結果として、あるいは、外部からの情報として取得することによってもよい。また、それらの組み合わせにより取得してもよい。また、最適な直流電流の値が変動するような場合には、学習により最適値に近づけるようにモータ特性制御部４２を構成することもできる。更には、評価値として、モータ効率以外の指標を用いてもよく、例えば、モータ出力を指標とすることもできる。モータ出力は、回転電機１が取り得る機械出力（Ｗ）の最大値で表され、界磁コイル３０に通電する直流電流の値に応じて定められる。また、その他にも、運転手が感じる振動あるいは加速感などの官能性を最大化するような指標を評価値に用いることもできる。
最大化するような指標を評価値に用いることもできる。

【0042】

また、モータ特性制御部４２は、ステップＳ１～Ｓ４により設定されるモータ特性を回転磁界制御部４３に通知するために、界磁コイル３０で生じる回転子２０への鎖交磁束量およびインダクタンスを推定し（ステップＳ５）、推定した鎖交磁束量およびインダクタンスを回転磁界制御部４３に出力する。この推定もメモリに予め記憶したマッピングデータとして取得することにより行ってもよく、また、予め定めておいた演算式による演算結果として、あるいは、外部からの情報として取得することによってもよい。なお、モータ特性制御部４２は、鎖交磁束量に代えて、直流電流の値、あるいは、モータ特性を示す識別情報などを回転磁界制御部４３に出力するようにしてもよい。

【0043】

回転磁界制御部４３は、モータ特性制御部４２から得られた鎖交磁束量およびインダクタンスから把握されるモータ特性と、トルク指令から把握される回転子２０で発生させる必要のある要求トルク値と、回転子角度センサ５から把握される回転速度とに基づいて、交流電流の制御を行う（Ｓ６）。ステップＳ６が終了すると、再び取得ステップＳ１に戻り、取得ステップ（ステップＳ１）およびモータ特性制御ステップ（ステップＳ２～Ｓ６）の制御処理が、一定のタイミングで繰り返される。

【0044】

本発明の駆動制御システム１００および回転電機１は、上記例示したような制御処理を行うことで実施することができる。また、本発明のプログラムおよび非一過性の記憶媒体は、回転電機１の制御部（例えば、インバータ制御ユニット４１）と、駆動制御システムの制御部（例えば、駆動制御ユニット２）とのそれぞれに読み込まれて、上記例示した制御処理を実行させるように構成することができる。なお、記憶媒体として、ＲＯＭやＲＡＭ、ＨＤＤ、ＵＳＢメモリ、コンパクトディスク、磁気メディアなどの各種記憶媒体を適用できる。

【0045】

（その他の実施形態）
回転電機１は、図１に示す構成に限らず、例えば、図７に示す構成を採用することもできる（第２実施形態）。すなわち、界磁コイル３０は、回転子２０に対して、例えば回転子２０の内周に配置するようにしてもよい。

【0046】

なお、図７では、インバータ４０および回転子角度センサ５を回転電機１とは別体に設けている。すなわち、インバータ４０および回転子角度センサ５は、回転電機１とは別体に構成することもできる。

【0047】

モータ特性制御部４２、回転磁界制御部４３、および、取得部５０は、図１に示す構成に限らない。例えば、図８に示すように、モータ特性制御部４２、回転磁界制御部４３、および、取得部５０は、駆動制御ユニット２に設けられていてもよいし（第３実施形態）、図９に示すように、インバータ制御ユニット４１に設けられていてもよいし（第４実施形態）、図１０に示すように、駆動制御ユニット２およびインバータ制御ユニット４１とは別に設けられる他の制御ユニット１０２に設けてもよい（第５実施形態）。

【0048】

なお、図１０には、一例として、トルクコンバータ併用式のＨＥＶ（ハイブリッド電気自動車）に適用した場合の駆動制御システム１００および回転電機１を示している。図１０では、回転軸７沿いのエンジン８と変速機９との間に、回転電機１が配置されている。第５実施形態の回転電機１は、固定子１０と、回転子２０と、界磁コイル３０と、取得部５０およびモータ特性制御部４２を有する制御ユニット１０２とを備えている。回転磁界制御部４３は、インバータ４０のインバータ制御ユニット４１に設けられ、回転電機１に設けられていない。この第５実施形態では、回転子２０は、トルクコンバータと一体に構成されてもよい。この場合、回転子２０は、例えば、トルクコンバータの筐体に回転子２０となる磁極部材を取り付けて構成される。

【0049】

以上の各実施形態において、回転子２０は、界磁コイル３０により永久磁石と同様の磁力が生じることになるので、必ずしも永久磁石を備えなくてもよい。回転子２０に永久磁石が設けられていない場合は、一方向に流れる直流電流の大きさを変えることで、図２～図４と同様にモータ特性を変化させることができる。なお、永久磁石を備えた場合、永久磁石を備えない場合と比べて、回転子２０で発生させるトルクを相対的に大きくすることができる。

【0050】

なお、前記様々な実施形態又は変形例のうちの任意の実施形態又は変形例を適宜組み合わせることにより、それぞれの有する効果を奏するようにすることができる。また、実施形態同士の組み合わせ又は実施例同士の組み合わせ又は実施形態と実施例との組み合わせが可能であると共に、異なる実施形態又は実施例の中の特徴同士の組み合わせも可能である。

【産業上の利用可能性】

【0051】

本発明は、例えば、車両駆動用モータの制御方法、車両駆動用モータを制御するプログラム、車両駆動用モータを制御するプログラムが記憶されている記憶媒体、車両駆動用モータの制御システムに適用できる。

【符号の説明】

【0052】

１ 回転電機
２ 駆動制御ユニット
３ バッテリ
４ 操作部
５ 回転子角度センサ
７ 回転軸
１０ 固定子
１３ 第１エアギャップ
１４ 第２エアギャップ
２０ 回転子
３０ 界磁コイル
４０ インバータ
４１ インバータ制御ユニット
４２ モータ特性制御部
４３ 回転磁界制御部
５０ 取得部
Ｔ１、Ｔ２ 出力トルク
Ｖ１、Ｖ２、Ｖ３、Ｖ４ 回転速度
Ｅ１、Ｅ２ 範囲
Ｍｏ、Ｍｍ、Ｍｐ モータ特性

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】