(57)【要約】【課題】ダブルロータモータの効率を高めた車両制御装置を提供する。【解決手段】駆動軸１１には、エンジン１０とスリップリング機構４０との間に、変速装置である増速機５０が設けられている。増速機５０は、アウターロータ２２の最高回転数に対するインナーロータ２１の最高回転数の比が０．６〜０．８となる範囲でインナーロータ２１の回転数を上昇させるものである。【選択図】図１
2015182703.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
内燃機関と、
該内燃機関に連結される第１回転子と、該第１回転子の径方向外側に配置されると共に車軸に連結される第２回転子と、該第２回転子の径方向外側に配置される固定子とを含む回転電機と、
該回転電機に電力を供給する電力供給手段と、
前記第１回転子と前記内燃機関との間に設けられ、該内燃機関の回転数に対して前記第１回転子の回転数を変える変速装置と、
前記電力供給手段を制御する制御手段と
を備え、
前記変速装置は、前記第２回転子の最高回転数に対する前記第第１回転子の最高回転数の比が０．６〜０．８となる範囲で前記第１回転子の回転数を変化させる車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、車両制御装置に係り、特にエンジンおよびモータを動力源として備えるハイブリッド自動車の車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、エンジンおよびダブルロータモータを備えるハイブリッド自動車の車両制御装置が開示されている。ここで開示されているダブルロータモータは、エンジンのクランクシャフトに連結されるインナーロータと、インナーロータの径方向外側に配設されると共に駆動輪に動力を出力する駆動軸に連結されたアウターロータと、アウターロータの径方向外側に配設されてハウジングに固定されるステータとを有している。このような車両制御装置を搭載したハイブリッド自動車において、エンジンを停止してモータのみによって車両を走行させる際には、ステータのコイルに電力を供給して磁界を形成させ、ステータのコイルとアウターロータの磁石との間にトルクを発生させる。このトルクによってアウターロータが回転すると、アウターロータに連結されている駆動軸が駆動され、車両の走行が行われる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開平９−１８２２１１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、インナーロータにエンジンのクランクシャフトを直結させた構成では、ダブルロータモータを小型化すべくアウターロータの回転数を高回転化すると、エンジン運転時のインナーロータの回転数とアウターロータの回転数との差が大きくなり、効率が低下するといった問題点があった。
【０００５】
この発明はこのような問題点を解決するためになされたもので、ダブルロータモータの効率を高めた車両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】
【０００６】
この発明に係る車両制御装置は、内燃機関と、内燃機関に連結される第１回転子と、第１回転子の径方向外側に配置されると共に車軸に連結される第２回転子と、第２回転子の径方向外側に配置される固定子とを含む回転電機と、回転電機に電力を供給する電力供給手段と、第１回転子と内燃機関との間に設けられ、内燃機関の回転数に対して第１回転子の回転数を変える変速装置と、電力供給手段及び変速装置を制御する制御手段とを備え、変速装置は、第２回転子の最高回転数に対する第１回転子の最高回転数の比が０．６〜０．８となる範囲で第１回転子の回転数を変化させる。
【発明の効果】
【０００７】
この発明によれば、第１回転子と内燃機関との間に、第２回転子の最高回転数に対する第１回転子の最高回転数の比が０．６〜０．８となる範囲で第１回転子の回転数を変化させる変速装置を設けることにより、ダブルロータモータの効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】この発明の実施の形態に係る車両制御装置の構成を示す図である。
【図２】第２回転子の最高回転数に対する第１回転子の最高回転数の比と燃費とのシミュレーション結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。
この発明の実施の形態に係るハイブリッド自動車の車両制御装置１００の構成を図１に示す。車両制御装置１００は、ガソリン燃料を内部で燃焼させて動力を発生させる内燃機関であるエンジン１０と、三相交流電力によって動作するダブルロータモータ２０とを動力源として備えている。ダブルロータモータ２０は、エンジン１０の駆動軸１１に機械的に連結されて駆動軸１１と一体的に回転する第１回転子のインナーロータ２１と、インナーロータ２１の径方向外側に配置されてアーム１２及びディファレンシャル１３を介して車軸１４に機械的に連結される第２回転子のアウターロータ２２と、アウターロータ２２の径方向外側に配置されてモータケーシング２４に固定されるステータ２３とを有している。尚、インナーロータ２１は円柱状の形状を有し、アウターロータ２２及びステータ２３は円環状の形状を有し、図１にはそれらの断面が模式的に示されている。
【００１０】
インナーロータ２１には第１コイル２５が設けられており、ステータ２３には第２コイル２６が設けられている。また、アウターロータ２２の内周側には、インナーロータ２１の第１コイル２５と対向するように第１磁石２７が設けられており、アウターロータ２２の外周側には、ステータ２３の第２コイル２６と対向するように第２磁石２８が設けられている。
【００１１】
また、車両制御装置１００は、直流電力を充放電可能な電力供給手段であるバッテリ３０と、バッテリ３０から出力される直流電力を三相交流電力に変換する第１インバータ３１及び第２インバータ３２とを備えており、第１インバータ３１及び第２インバータ３２は、後述するコントロールユニット６０によって制御される。第１インバータ３１から出力される三相交流電力は、ステータ２３の第２コイル２６に供給される。一方、第２インバータ３２から出力される三相交流電力は、固定ブラシ４１及び回転リング４２によって構成されるスリップリング機構４０を介して駆動軸１１に沿って配線される図示しない導電線に伝達され、この導電線を通ってインナーロータ２１の第１コイル２５に供給される。
【００１２】
駆動軸１１には、エンジン１０とスリップリング機構４０との間に、変速装置である増速機５０が設けられている。増速機５０は、アウターロータ２２の最高回転数に対するインナーロータ２１の最高回転数の比（以下、ロータ回転数比という）が０．６〜０．８となる範囲でインナーロータ２１の回転数を上昇させるものである。
【００１３】
この実施の形態に係る車両制御装置１００を搭載したハイブリッド自動車の動作について説明する。
このハイブリッド自動車がエンジン１０によって走行する場合、エンジン１０の動力によってインナーロータ２１が回転し、インナーロータ２１とアウターロータ２２との間に回転速度差が生じると、アウターロータ２２の第１磁石２７が発生させる磁界がインナーロータ２１の第１コイル２５に作用することによって第１コイル２５中に誘導電流が流れ、この誘導電流と第１磁石２７の磁界との相互作用によって、インナーロータ２１とアウターロータ２２との間にトルクが発生する。このトルクを受けてアウターロータ２２が回転すると、アウターロータ２２に連結されている車軸１４が駆動されてハイブリッド自動車の走行が行われる。尚、エンジン１０の動力によってインナーロータ２１が回転する際、インナーロータ２１の回転数は、増速機５０によって、そのロータ回転数比に応じて上昇される。
【００１４】
インナーロータ２１の回転速度がアウターロータ２２の回転速度を上回る場合には、第１コイル２５中を流れる誘導電流はバッテリ３０の方向に流れ、バッテリ３０の充電が行われる。すなわち、ダブルロータモータ２０のインナーロータ２１とアウターロータ２２とが発電機として機能してバッテリ３０への充電が行われる。
【００１５】
このハイブリッド自動車がダブルロータモータ２０によって走行する場合、コントロールユニット６０は、第１インバータ３１及び第２インバータを制御することによって、バッテリ３０からインナーロータ２１の第１コイル２５及びステータ２３の第２コイル２６に三相交流電力を供給する。この際、インナーロータ２１の第１コイル２５とアウターロータ２２の第１磁石２７との間にトルクが発生すると共に、ステータ２３の第２コイル２６とアウターロータ２２の第２磁石２８との間にもトルクが発生する。これらのトルクを受けてアウターロータ２２が回転すると、この回転がアーム１２およびディファレンシャル１３を介して車軸１４に伝達され、ハイブリッド自動車の走行が行われる。
【００１６】
次に、このような増速機５０を設けたことによる効果について説明する。
経験式に基づいて車両走行抵抗から必要なエネルギーを算出するモデルを用い、ＪＣ０８モード、時速８０ｋｍ、時速１００ｋｍの走行条件で、ロータ回転数比と燃費との関係を算出した。その結果を図２に示す。いずれの走行条件においても、ロータ回転数比が０．６〜０．８の範囲において燃費が高くなっていることが確認された。すなわち、このロータ回転数比の範囲において、ダブルロータモータ２０の効率が高くなっていることが確認された。
【００１７】
このように、インナーロータ２１とエンジン１０との間に、アウターロータ２２の最高回転数に対するインナーロータ２１の最高回転数の比が０．６〜０．８となる範囲でインナーロータ２１を上昇させる増速機を設けることにより、ダブルロータモータ２０の効率を高めることができる。
【００１８】
この実施の形態では、変速装置として、ロータ回転数比が０．６〜０．８となる範囲でインナーロータ２１を上昇させる増速機であったが、ロータ回転数比が０．６〜０．８の範囲で固定されたギア増速機であってもよい。
【符号の説明】
【００１９】
１０  エンジン（内燃機関）、１４  車軸、２０  ダブルロータモータ（回転電機）、２１  インナーロータ（第１回転子）、２２  アウターロータ（第２回転子）、２３  ステータ（固定子）、３０  バッテリ（電力供給手段）、５０  増速機（変速装置）、６０  コントロールユニット（制御手段）、１００  車両制御装置。
【図１】
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【図２】
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