(57)【要約】【課題】誘起電圧定数を変更可能な回転電機を具備する車両のエネルギー効率を向上させる。【解決手段】効率状態演算部６２は、モータ１が単独で位相を変更せずに駆動力を発生する駆動モードにより消費する第１消費エネルギーと、モータ１が単独で位相を任意の値から回動機構１１による設定変更後の適宜の値に変更して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第２消費エネルギーと、内燃機関Ｅが単独で駆動力を発生する駆動モードにより消費する第３消費エネルギーと、内燃機関Ｅおよびモータ１を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第４消費エネルギーとを比較し、最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択し、選択した駆動モードに応じて、回動機構１１による位相変更の実行有無を指示する位相変更指令を出力する。【選択図】図７
2008067499.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
蓄電装置の電源供給により駆動され、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助する回転電機を備え、
前記回転電機は、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と、前記複数のロータの相対的な位相の設定を変更し、所定の誘起電圧定数に設定する位相変更手段とを備えて構成される回転電機を具備する車両であって、
前記回転電機が単独で前記位相を変更せずに駆動力を発生する駆動モードにより消費する第１消費エネルギーと、前記回転電機が単独で前記位相を任意の値から設定変更後の適宜の値に変更して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第２消費エネルギーと、前記内燃機関が単独で駆動力を発生する駆動モードにより消費する第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択する選択手段を備えることを特徴とする回転電機を具備する車両。
【請求項２】
前記位相が任意の位相から前記位相変更手段による設定変更後の適宜の位相まで移行する際の移行時間を演算する移行時間演算手段を備え、
前記第２消費エネルギーは、前記移行の完了時から予め設定された所定時間に亘って前記回転電機を制御する間に前記位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーと、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーとの和から演算され、前記第１消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘って、前記回転電機が前記位相を変更せずに消費する消費エネルギーと、前記位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーとの和から演算され、前記第３消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーから演算されることを特徴とする請求項１に記載の回転電機を具備する車両。
【請求項３】
前記選択手段は、前記内燃機関および前記回転電機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第４消費エネルギーと、前記第１から第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択することを特徴とする請求項１または請求項２に記載の回転電機を具備する車両。
【請求項４】
前記回転電機は、前記車両の駆動輪に連結された第１発電電動機と、内燃機関に連結された第２発電電動機とを備え、
前記第１および第２発電電動機の駆動軸同士を連結する連結機構を備え、
前記第４消費エネルギーは、前記内燃機関および前記第１発電電動機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第５消費エネルギー、または、前記内燃機関および前記第２発電電動機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第６消費エネルギーであり、
前記選択手段は、前記第５および第６消費エネルギーと、前記第１から第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択することを特徴とする請求項３に記載の回転電機を具備する車両。
【請求項５】
前記第４消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーから演算されることを特徴とする請求項３または請求項４に記載の回転電機を具備する車両。
【請求項６】
前記移行時間を作動流体の温度に基づき補正する温度補正手段を備えることを特徴とする請求項２から請求項５の何れか１つに記載の回転電機を具備する車両。
【請求項７】
前記移行時間を前記位相変更手段の作動抵抗に基づき補正する抵抗補正手段を備えることを特徴とする請求項２から請求項６の何れか１つに記載の回転電機を具備する車両。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機を具備する車両に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えばハイブリッド車両などのモータにおいて、回転方向に順次異なった極性の磁極を設けた複数の回転子を同一回転軸上に隣り合うように配置し、これら回転子の間隔をアクチュエータで変化させることで、固定子に対する永久磁石の誘起電圧定数を調整する可変機構を備えたものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００１−６９６０９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００３】
ところで、上記従来技術に係るモータを駆動源として搭載するハイブリッド車両では、車両の運転状態に応じて車両全体での消費エネルギーが最小となるようにして、例えば内燃機関とモータとにおける駆動力の配分等の制御が行われるようになっている。そして、このような車両において、誘起電圧定数をアクチュエータにより変更可能なモータを搭載した場合には、このアクチュエータの駆動により誘起電圧定数を適宜の値に設定するために要する消費エネルギーを考慮しつつ、車両のエネルギー効率を向上させることが望まれている。
本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、誘起電圧定数を変更可能な回転電機を具備する車両のエネルギー効率を向上させることが可能な回転電機を具備する車両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】
【０００４】
上記課題を解決して係る目的を達成するために、請求項１に記載の発明の回転電機を具備する車両は、蓄電装置（例えば、実施の形態におけるバッテリ４２）の電源供給により駆動され、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助する回転電機（例えば、実施の形態におけるモータ１、モータＭ１、ジェネレータモータＭ２）を備え、前記回転電機は、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と内周側回転子６）と、前記複数のロータの相対的な位相の設定を変更し、所定の誘起電圧定数に設定する位相変更手段（例えば、実施の形態における位相変更手段１２）とを備えて構成される回転電機を具備する車両であって、前記回転電機が単独で前記位相を変更せずに駆動力を発生する駆動モードにより消費する第１消費エネルギー（例えば、実施の形態における消費エネルギー（Ａ＋Ｂ））と、前記回転電機が単独で前記位相を任意の値から設定変更後の適宜の値に変更して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第２消費エネルギー（例えば、実施の形態における消費エネルギー（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ））と、前記内燃機関が単独で駆動力を発生する駆動モードにより消費する第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択する選択手段（例えば、実施の形態における効率状態演算部６２）を備えることを特徴としている。
【０００５】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助する回転電機として、誘起電圧定数を変更可能な回転電機を備えた車両において、回転電機または内燃機関による各駆動力を発生する駆動モードの消費エネルギーに基づき車両での消費エネルギーが最小となる駆動モードを選択する際に、回転電機の誘起電圧定数の変更有無に応じた消費エネルギーの差異を考慮することにより、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【０００６】
さらに、請求項２に記載の発明の回転電機を具備する車両は、前記位相が任意の位相から前記位相変更手段による設定変更後の適宜の位相まで移行する際の移行時間を演算する移行時間演算手段（例えば、実施の形態における効率状態演算部６２）を備え、前記第２消費エネルギーは、前記移行の完了時から予め設定された所定時間に亘って前記回転電機を制御する間に前記位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーと、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーとの和から演算され、前記第１消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘って、前記回転電機が前記位相を変更せずに消費する消費エネルギーと、前記位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーとの和から演算され、前記第３消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーから演算されることを特徴としている。
【０００７】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、回転電機の位相が任意の位相から適宜の位相まで移行する際の移行時間における消費エネルギーに加えて、位相変更後の所定時間における消費エネルギーを考慮して車両の駆動モードを選択することから、車両での消費エネルギーを精度良く把握することができ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【０００８】
さらに、請求項３に記載の発明の回転電機を具備する車両では、前記選択手段は、前記内燃機関および前記回転電機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第４消費エネルギーと、前記第１から第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択することを特徴としている。
【０００９】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、内燃機関または回転電機の単独での駆動モードに加えて、内燃機関および回転電機を併用して駆動力を発生する駆動モードでの消費エネルギーに基づき車両の駆動モードを選択することから、車両の運転状態に対する汎用性を向上させつつ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００１０】
さらに、請求項４に記載の発明の回転電機を具備する車両では、前記回転電機は、前記車両の駆動輪に連結された第１発電電動機（例えば、実施の形態におけるモータＭ１）と、内燃機関に連結された第２発電電動機（例えば、実施の形態におけるジェネレータモータＭ２）とを備え、前記第１および第２発電電動機の駆動軸同士を連結する連結機構（例えば、実施の形態におけるクラッチＣ、トランスミッションＴ／Ｍ、ギヤＧ）を備え、前記第４消費エネルギーは、前記内燃機関および前記第１発電電動機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第５消費エネルギー、または、前記内燃機関および前記第２発電電動機を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第６消費エネルギーであり、前記選択手段は、前記第５および第６消費エネルギーと、前記第１から第３消費エネルギーとを比較し、前記駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択することを特徴としている。
【００１１】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、回転電機として、車両の駆動輪に連結された第１発電電動機と、内燃機関に連結された第２発電電動機とを備える車両（例えば、シリーズ型のハイブリッド車両等）において、各種の駆動モードに対する消費エネルギーを考慮して車両の駆動モードを選択することから、車両の駆動形態に対する汎用性を向上させつつ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００１２】
さらに、請求項５に記載の発明の回転電機を具備する車両では、前記第４消費エネルギーは、前記移行時間および前記所定時間に亘る前記回転電機の制御により消費する消費エネルギーから演算されることを特徴としている。
【００１３】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、第１発電電動機および第２発電電動機の少なくとも何れかの位相が任意の位相から適宜の位相まで移行する際の移行時間における消費エネルギーに加えて、位相変更後の所定時間における消費エネルギーを考慮して車両の駆動モードを選択することから、車両での消費エネルギーを精度良く把握することができ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００１４】
さらに、請求項６に記載の発明の回転電機を具備する車両は、前記移行時間を作動流体の温度に基づき補正する温度補正手段（例えば、実施の形態における効率状態演算部６２）を備えることを特徴としている。
【００１５】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、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において、作動流体の温度に応じて移行時間が変動する場合であっても、移行時間を精度良く演算することができる。
【００１６】
さらに、請求項７に記載の発明の回転電機を具備する車両は、前記移行時間を前記位相変更手段の作動抵抗に基づき補正する抵抗補正手段（例えば、実施の形態における効率状態演算部６２）を備えることを特徴としている。
【００１７】
上記構成の回転電機を具備する車両によれば、位相変更手段の作動抵抗（例えば、摺動抵抗や作動流体の流路抵抗等）に応じて移行時間が変動する場合であっても、移行時間を精度良く演算することができる。
【発明の効果】
【００１８】
本発明の回転電機を具備する車両によれば、回転電機または内燃機関による各駆動力を発生する駆動モードの消費エネルギーに基づき車両での消費エネルギーが最小となる駆動モードを選択する際に、回転電機の誘起電圧定数の変更有無に応じた消費エネルギーの差異を考慮することにより、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
さらに、請求項２に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、回転電機の位相が任意の位相から適宜の位相まで移行する際の移行時間における消費エネルギーに加えて、位相変更後の所定時間における消費エネルギーを考慮して車両の駆動モードを選択することから、車両での消費エネルギーを精度良く把握することができ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００１９】
さらに、請求項３に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、内燃機関または回転電機の単独での駆動モードに加えて、内燃機関および回転電機を併用して駆動力を発生する駆動モードでの消費エネルギーに基づき車両の駆動モードを選択することから、車両の運転状態に対する汎用性を向上させつつ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
。
さらに、請求項４に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、回転電機として、車両の駆動輪に連結された第１発電電動機と、内燃機関に連結された第２発電電動機とを備える車両（例えば、シリーズ型のハイブリッド車両等）において、各種の駆動モードに対する消費エネルギーを考慮して車両の駆動モードを選択することから、車両の駆動形態に対する汎用性を向上させつつ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００２０】
さらに、請求項５に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、車両での消費エネルギーを精度良く把握することができ、車両のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
さらに、請求項６に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、作動流体の温度に応じて移行時間が変動する場合であっても、移行時間を精度良く演算することができる。
さらに、請求項７に記載の発明の回転電機を具備する車両によれば、位相変更手段の作動抵抗（例えば、摺動抵抗や作動流体の流路抵抗等）に応じて移行時間が変動する場合であっても、移行時間を精度良く演算することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２１】
以下、本発明の回転電機を具備する車両の第１の実施の形態について添付図面を参照しながら説明する。
第１の実施の形態による回転電機を具備する車両は、走行駆動源としてモータを備えるハイブリッド車や電動車両等の車両である。具体的には、図１に示すように、車両１００は、モータ（Ｍｏｔ）１および内燃機関（Ｅｎｇ）Ｅを駆動源として備えるパラレルハイブリッド車両であり、モータ１と、内燃機関Ｅと、トランスミッションＴ／Ｍとは直列に直結され、少なくともモータ１または内燃機関Ｅの駆動力はトランスミッションＴ／Ｍを介して車両１００の前輪Ｗｆに伝達されるようになっている。
【００２２】
そして、この車両１００の減速時に前輪Ｗｆ側からモータ１に駆動力が伝達されると、モータ１は発電機として機能して、いわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。また、内燃機関Ｅの出力がモータ１に伝達された場合にもモータ１は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。
ここで、制御装置１００ａが設けられた車両１００には、アクセルペダル開度センサ（以下、単にＡＰ開度センサという）ｓ１、ブレーキペダルスイッチセンサ（以下、単にＢｒｋＳＷセンサという）ｓ２、傾斜センサｓ３、前輪Ｗｆ、後輪Ｗｒに設けられた車輪速センサ７５、トランスミッションＴ／Ｍの油温を検出する油温センサｓ４、および、内燃機関Ｅの吸気温を検出する吸気温センサ（図示せず）などの各種センサが設けられており、制御装置１００ａはこれら各種センサの検出結果に基づいて、内燃機関Ｅ、モータ１、トランスミッションＴ／Ｍのそれぞれの制御系に対して制御指令を出力する。
【００２３】
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。
【００２４】
モータ１は、図２〜図５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。モータ１の回転力はトランスミッションＴ／Ｍを介して車輪の駆動軸（図示せず）に伝達される。
【００２５】
回転子ユニット３は、図２〜図５に示すように、円環状の外周側回転子（ロータ）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（ロータ）６を備え、外周側回転子５と内周側回転子６とが所定の設定角度の範囲で相対的に回動可能とされている。
【００２６】
外周側回転子５と内周側回転子６は、各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（例えば、磁路短絡の抑制等）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。
【００２７】
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５，図６（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３，図６（ａ）参照）を得ることができる。
【００２８】
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８に示す油圧制御装置（アクチュエータ）１３と、を主要な要素として構成されている。
【００２９】
回動機構１１は、図２〜図５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。
【００３０】
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。
【００３１】
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。
【００３２】
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３，図５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。
【００３３】
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８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２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。
【００３４】
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３，図６（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５，図６（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。
【００３５】
一方、油圧制御装置１３は、図８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。
【００３６】
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ｓ１の検出結果に基づいて算出されるトルク指令値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。
【００３７】
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、効率状態演算部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。
【００３８】
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（相対位相）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。
【００３９】
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ＡＰの踏み込み操作量を検出するＡＰ開度センサｓ１の出力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。
【００４０】
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。
【００４１】
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。
【００４２】
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。
【００４３】
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。
【００４４】
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。
【００４５】
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。
【００４６】
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。
【００４７】
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から出力される相対位相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との相対的な相対位相θに応じた誘起電圧定数Ｋｅを算出する。
【００４８】
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、電源電圧ＶＢと、後述する効率状態演算部６２から出力される位相変更指令とに基づき、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相対位相θを制御するための制御指令を出力する。
【００４９】
効率状態演算部６２は、例えば、モータ１が単独で位相を変更せずに駆動力を発生する駆動モードにより消費する第１消費エネルギー（後述する図２６（ａ）での消費エネルギー（Ａ＋Ｂ））と、モータ１が単独で位相を任意の値から位相変更手段１２による設定変更後の適宜の値に変更して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第２消費エネルギー（後述する図２６（ｂ）での消費エネルギー（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ））と、内燃機関Ｅが単独で駆動力を発生する駆動モードにより消費する第３消費エネルギーと、内燃機関Ｅおよびモータ１を併用して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第４消費エネルギーとを比較し、各駆動モードのうちから最小の消費エネルギーで駆動力を発生する駆動モードを選択する。そして、選択した駆動モードに応じて、位相変更手段１２による位相変更の実行有無を指示する位相変更指令を出力する。
【００５０】
さらに、効率状態演算部６２は、モータ１の位相が任意の位相から位相変更手段１２による設定変更後の適宜の位相まで移行する際の移行時間を演算しており、第２消費エネルギーは、移行の完了時から予め設定された所定時間に亘ってモータ１が制御される間に位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーと、移行時間および所定時間に亘るモータ１の制御により消費する消費エネルギーとの和から演算され、第１消費エネルギーは、移行時間および所定時間に亘って、モータ１が位相を変更せずに消費する消費エネルギーと、位相を不変に保持することにより消費する消費エネルギーとの和から演算され、第３および第４消費エネルギーは、移行時間および所定時間に亘るモータ１の制御により消費する消費エネルギーから演算される。
【００５１】
また、効率状態演算部６２は、移行時間を作動流体の温度（例えば、油温センサｓ４によるトランスミッションＴ／Ｍの油温等）および位相変更手段１２の作動抵抗（例えば、摺動抵抗や作動流体の流路抵抗等）に基づき補正する。
なお、位相変更手段１２の作動抵抗は、例えば量産ばらつき等に起因して複数のモータ１毎の相対回動の動作速度等に発生するばらつきからなる回動機構１１の動作特性（抵抗値）に対する学習値ＳＴとして算出され、この学習値は、例えば位相θを最遅角から最進角まで移動させる際に、位相センサ７４の検出結果に基づいて求められた誘起電圧定数Ｋｅと誘起電圧定数指令値Ｋｅｃとの差異を学習して得た値とされる。
【００５２】
このため、効率状態演算部６２には、例えば、内燃機関Ｅの運転状態を制御するエンジンＥＣＵ８１から出力される内燃機関Ｅの運転状態を示す各種の状態量（例えば、燃料噴射量等）の信号と、ＡＰ開度センサｓ１の検出結果に基づいて算出されるトルク指令値Ｔｑの信号と、ＢｒｋＳＷセンサｓ２から出力される検出信号（例えば、ブレーキ踏力Ｂｒ等の検出信号）と、油温センサｓ４から出力される検出信号と、位相センサ７４から出力される検出信号と、車輪速センサ７５から出力される検出信号等とが入力されている。
【００５３】
第１の実施の形態による回転電機を具備する車両は上記構成を備えており、次に、この車両１００に搭載された制御装置１００ａの動作、特に、車両１００の効率状態の演算結果に応じてモータ１の両回転子５，６の相対位相およびモータ１の運転状態および内燃機関Ｅの運転状態を制御する効率状態演算部６２での処理について説明する。
【００５４】
以下に、可変モータ効率演算処理について説明する。
先ず、例えば図９に示すステップＳ０１においては、回転センサ７３によるモータ１の回転数ＮＭおよびトルクセンサ（図示略）によるモータ１のトルクの各検出値（現在値）を取得する。
そして、ステップＳ０２においては、位相センサ７４によるモータ１の両回転子５，６の相対位相θの検出値（現在位相）を取得する。
そして、ステップＳ０３においては、予め設定された複数の効率マップから、現在位相に対応する効率マップを検索する。
なお、各効率マップは、例えば図１０に示すように、モータ１の回転数とトルクと運転効率（Ｊ）との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっており、モータ１の両回転子５，６の適宜の相対位相毎に応じて異なる効率マップが対応するように設定されている。
【００５５】
そして、ステップＳ０４においては、検索して得た効率マップに対して、モータ１の回転数およびトルクの各現在値に応じたマップ検索を行い、モータ１の運転効率（可変モータ効率）Ｗを取得する。
そして、ステップＳ０５においては、予め設定された位相維持エネルギーマップに対して、モータ１の現在位相および回転数に応じたマップ検索を行い、モータ１の位相維持エネルギーζを取得し、一連の処理を終了する。
なお、位相維持エネルギーマップは、例えば例えば図１１に示すように、モータ１の相対位置と回転数と位相維持エネルギー（Ｊ）との所定の関係を示すマップであって、位相維持エネルギーはモータ１の両回転子５，６の相対位相を適宜の位相位置に保持するために要するエネルギーである。この位相維持エネルギーマップでは、例えば強め界磁および弱め界磁近傍の位相では位相維持エネルギーはゼロ近傍の値となり、強め界磁と弱め界磁との間の位相において位相維持エネルギーが最大となる。また、回転子ユニット３の回転数の増大に伴い、遠心油圧が増大傾向に変化することから、新たに加える必要のある油圧が低下し、位相維持エネルギーは低下傾向に変化するようになっている。
【００５６】
以下に、位相可変効率演算の処理について説明する。
先ず、例えば図１２に示すステップＳ１１においては、位相センサ７４によるモータ１の両回転子５，６の相対位相θの検出値（現在位相）を取得する。
そして、ステップＳ１２においては、相対位相θに対する要求値（要求位相）およびモータ１の回転数ＮＭに対する要求値（要求回転数）およびモータ１のトルクに対する要求値（要求トルク）を算出する。
【００５７】
そして、ステップＳ１３においては、現在位相が要求位相よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ１４に進み、このステップＳ１４においては、予め設定された可変エネルギーマップＭαに対して、モータ１の現在位相および要求位相に応じたマップ検索を行い、モータ１の可変エネルギーγを取得し、ステップＳ１６に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１５に進み、このステップＳ１５においては、予め設定された可変エネルギーマップＭβに対して、モータ１の現在位相および要求位相に応じたマップ検索を行い、モータ１の可変エネルギーγを取得し、ステップＳ１６に進む。
【００５８】
なお、可変エネルギーマップＭα，Ｍβは、例えば図１３，図１４に示すように、モータ１の現在位相と要求位相と可変エネルギー（Ｊ）との所定の関係を示すマップであって、可変エネルギーはモータ１の両回転子５，６の相対位相θを任意の位相から位相変更手段１２による設定変更後の適宜の位相まで変更するために要するエネルギーである。各可変エネルギーマップＭ１，Ｍ２では、例えば現在位相と要求位相とが同等である場合に可変エネルギーはゼロとなり、例えば図１３に示すように、現在位相＜要求位相の場合には、位相の変更に要する相対トルクを発生させるためのエネルギーが必要であり、例えば図１４に示すように、現在位相＞要求位相の場合には、弱め界磁から強め界磁に向かい、各回転子５，６の永久磁石９，９同士が磁力で吸引し合うことから、可変エネルギーは所定の最小値となる。
【００５９】
そして、ステップＳ１６においては、予め設定された複数の効率マップから、要求位相に対応する効率マップを検索する。
なお、各効率マップは、例えば図１５に示すように、モータ１の回転数とトルクと運転効率（Ｊ）との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっており、モータ１の両回転子５，６の適宜の相対位相毎に応じて異なる効率マップが対応するように設定されている。
【００６０】
そして、ステップＳ１７においては、検索して得た効率マップに対して、モータ１の回転数およびトルクの各要求値（要求回転数および要求トルク）に応じたマップ検索を行い、モータ１の運転効率（可変モータ効率）Ｕを取得する。
そして、ステップＳ１８においては、予め設定された位相維持エネルギーマップに対して、モータ１の要求位相および要求回転数に応じたマップ検索を行い、モータ１の位相維持エネルギーψを取得し、一連の処理を終了する。
なお、位相維持エネルギーマップは、例えば例えば図１６に示すように、モータ１の相対位置と回転数と位相維持エネルギー（Ｊ）との所定の関係を示すマップであって、位相維持エネルギーはモータ１の両回転子５，６の相対位相を適宜の位相位置に保持するために要するエネルギーである。この位相維持エネルギーマップでは、例えば強め界磁および弱め界磁近傍の位相では位相維持エネルギーはゼロ近傍の値となり、強め界磁と弱め界磁との間の位相において位相維持エネルギーが最大となる。また、回転数の増大に伴い、遠心油圧が増大傾向に変化することから、新たに加える必要のある油圧が低下し、位相維持エネルギーは低下傾向に変化するようになっている。
【００６１】
以下に、移行時間演算の処理について説明する。
先ず、例えば図１７に示すステップＳ２１においては、位相センサ７４によるモータ１の両回転子５，６の相対位相θの検出値（現在位相）を取得する。
そして、ステップＳ２２においては、相対位相θに対する要求値（要求位相）と、要求応答速度つまりモータ１の両回転子５，６の相対位相θを任意の位相から位相変更手段１２による設定変更後の適宜の位相まで変更する際の速度に対する要求値とを算出する。
【００６２】
そして、ステップＳ２３においては、現在位相が要求位相よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２４に進み、このステップＳ２４においては、予め設定された移行時間マップＭａに対して、モータ１の現在位相および要求位相に応じたマップ検索を行い、相対位相θに対する移行時間Ｔを取得し、ステップＳ２６に進む。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ２５に進み、このステップＳ２５においては、予め設定された移行時間マップＭｂに対して、モータ１の現在位相および要求位相に応じたマップ検索を行い、相対位相θに対する移行時間Ｔを取得し、ステップＳ２６に進む。
【００６３】
なお、移行時間マップＭａ，Ｍｂは、例えば図１８，図１９に示すように、モータ１の現在位相と要求位相と移行時間との所定の関係を示すマップであって、各移行時間マップＭａ，Ｍｂでは、例えば現在位相と要求位相とが同等である場合に移行時間はゼロとなり、例えば図１８に示すように、現在位相＞要求位相の場合には、弱め界磁から強め界磁に向かい、各回転子５，６の永久磁石９，９同士が磁力で吸引し合うことから、例えば図１９に示すように、現在位相＜要求位相の場合に比べて、移行時間はより短くなる。
【００６４】
そして、ステップＳ２６においては、要求応答速度から所定応答速度を減算して得た値を速度差αとして設定する。
そして、ステップＳ２７においては、速度差αが所定閾値よりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ２８に進む。
そして、ステップＳ２８においては、移行時間Ｔに速度差αに応じた補正項α０を乗算して得た値を、新たに移行時間Ｔとして設定する。
【００６５】
そして、ステップＳ２９においては、予め設定された可変消費エネルギー補正項マップに対して、速度差αに応じたマップ検索を行い、可変消費エネルギー補正項βを取得する。なお、この可変消費エネルギー補正項マップは、例えば図２０に示すように、速度差αが増大することに伴い、可変消費エネルギー補正項βが増大傾向に変化するように設定されている。
そして、ステップＳ３０においては、可変エネルギーγに可変消費エネルギー補正項βを乗算して得た値を、新たに可変エネルギーγとして設定し、一連の処理を終了する。
【００６６】
以下に、消費エネルギー演算の処理について説明する。
先ず、例えば図２１に示すステップＳ３１においては、現在位相がゼロよりも大きく、かつ、１８０°未満であり、さらに、所定の経済運転中であるか否かを判定する。なお、所定の経済運転とは、例えば車輪速センサ７５による検出結果に基づき算出した車両１００の加速度および減速度等に係る走行挙動の変動が所定値未満となる運転状態である。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３２に進む。
そして、ステップＳ３２においては、下記数式（１）に示すように、モータ１の可変エネルギーγを移行時間Ｔに亘って積分して、相対位相θの変更に要する消費エネルギーΔＥを算出する。
なお、下記数式（１）の消費エネルギーΔＥは、後述する図２６（ｂ）での消費エネルギーＤに相当する。
【００６７】
【数１】
2008067499.tif 000003
【００６８】
そして、ステップＳ３３においては、下記数式（２）に示すように、位相維持エネルギーψを所定時間Ｔａに亘って積分して得たエネルギーと、可変モータ効率Ｗから可変モータ効率Ｕを減算して得た値を移行時間Ｔに亘って積分して得たエネルギーとを加算して、相対位相θの変更後に消費する消費エネルギーΔｅを算出する。
なお、下記数式（２）の消費エネルギーΔｅの第１項は、後述する図２６（ｂ）での消費エネルギーＣに相当し、第２項は消費エネルギーＥに相当する。
【００６９】
【数２】
2008067499.tif 000004
【００７０】
そして、ステップＳ３４においては、下記数式（３）に示すように、位相維持エネルギーζを所定時間Ｔａに亘って積分して得たエネルギーと、可変モータ効率Ｕから可変モータ効率Ｗを減算すると共に位相維持エネルギーζを加算して得た値を移行時間Ｔに亘って積分して得たエネルギーとを加算して、相対位相θを変更しない状態で消費する消費エネルギーΔηを算出する。
なお、下記数式（３）の消費エネルギーΔηの第１項は、後述する図２６（ａ）での消費エネルギーＡに相当し、第２項は消費エネルギーＢに相当する。
【００７１】
【数３】
2008067499.tif 000005
【００７２】
そして、ステップＳ３５においては、消費エネルギーΔηから消費エネルギーΔＥおよび消費エネルギーΔｅを減算して得た値がゼロよりも大きいか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、ステップＳ３６に進み、このステップＳ３６においては、相対位相θの変更を許可することを示す可変許可フラグのフラグ値に「０」を設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ３７に進み、このステップＳ３７においては、可変許可フラグのフラグ値に「１」を設定して、一連の処理を終了する。
【００７３】
以下に、運転状態遷移制御の処理について説明する。
先ず、例えば図２３に示すステップＳ４１においては、車両１００の運転状態を取得する。ここでは、例えば内燃機関Ｅが単独で車両１００の駆動力を発生しているＥＮＧ運転、または、モータ１が単独で車両１００の駆動力を発生しているＭＯＴ運転、または、内燃機関Ｅとモータ１とを併用して車両１００の駆動力を発生している（ＥＮＧ＋ＭＯＴ）運転の何れの駆動モードかを取得する。
【００７４】
そして、ステップＳ４２においては、例えば、消費エネルギーΔηと、消費エネルギーΔＥおよび消費エネルギーΔｅを加算して得た値（ΔＥ＋Δｅ）とのうちの何れか小さい方を、ＭＯＴ運転の駆動モードでの消費エネルギーΔＭＯとして設定する。
そして、ステップＳ４３においては、下記数式（４）に示すように、モータ１の可変エネルギーγを移行時間Ｔに亘って積分して得た値を、ＥＮＧ運転の駆動モードでの消費エネルギーΔＰＯとして設定する。
【００７５】
【数４】
2008067499.tif 000006
【００７６】
そして、ステップＳ４４においては、後述するように、（ＥＮＧ＋ＭＯＴ）運転の駆動モードでの最小の消費エネルギーΔＰＴＲを算出する。
そして、ステップＳ４５においては、例えば、消費エネルギーΔＭＯと、消費エネルギーΔＰＯと、消費エネルギーΔＰＴＲとのうちの何れか小さい方を、最小消費エネルギーＧＥとして設定する。
そして、ステップＳ４６においては、車両１００の駆動モードを指示する運転状態指令として、最小消費エネルギーＧＥに対応する駆動モードを設定して、一連の処理を終了する。
【００７７】
以下に、上述した消費エネルギーΔＰＴＲの算出処理について説明する。
先ず、例えば図２４に示すステップＳ５１においては、モータ１の回転数ＮＭに対する要求値（要求回転数）およびモータ１のトルクに対する要求値（要求トルク）を算出する。
そして、ステップＳ５２においては、予め設定された所定の最小エネルギーマップに対して、内燃機関Ｅの回転数およびトルクと同等であるモータ１の回転数およびトルクの各要求値（要求回転数および要求トルク）に応じたマップ検索を行い、ＥＮＧ最小消費エネルギーＥｅｎを取得する。
なお、この最小エネルギーマップは、例えば図２２に示すように、内燃機関Ｅの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっている。
【００７８】
そして、ステップＳ５３においては、予め設定された所定の最小エネルギーマップに対して、モータ１の回転数およびトルクの各要求値（要求回転数および要求トルク）に応じたマップ検索を行い、ＭＯＴ最小消費エネルギーＥｍｏを取得する。
なお、この最小エネルギーマップは、例えば図２５に示すように、モータ１の回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっている。
【００７９】
そして、ステップＳ５４においては、ＥＮＧ最小消費エネルギーＥｅｎとＭＯＴ最小消費エネルギーＥｍｏとを加算して得た値を（ＥＮＧ＋ＭＯＴ）運転の駆動モードでの最小の消費エネルギーΔＰＴＲとして設定し、一連の処理を終了する。
【００８０】
上述したように、第１の実施の形態による回転電機を具備する車両によれば、例えば図２６（ａ），（ｂ）に示すように、モータ１が単独で位相を変更せずに駆動力を発生する駆動モードにより消費する第１消費エネルギー（Ａ＋Ｂ）と、モータ１が単独で位相を任意の値から回動機構１１による設定変更後の適宜の値に変更して駆動力を発生する駆動モードにより消費する第２消費エネルギ（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）とを比較して、第１消費エネルギー（Ａ＋Ｂ）が第２消費エネルギ（Ｃ＋Ｄ＋Ｅ）よりも大きい場合に、相対位相θの変更を許可することから、車両１００のエネルギー効率が劣化することを防止しつつ、モータ１の誘起電圧定数を適切に設定することができる。
【００８１】
次に、図２７〜図３１に基づいて本発明の回転電機を具備する車両の第２の実施の形態について説明する。
なお、上述した第１の実施の形態では本発明の回転電機を具備する車両をパラレルハイブリッド車両としたのに対して、この第２の実施の形態では、本発明の回転電機を具備する車両を２モータタイプのシリーズハイブリッド車両としている点で第１の実施の形態と相違し、その余の点で一致する。したがって、この第２の実施の形態では、第１の実施の形態の図２〜６、図８を援用し、同一部分に同一符号を付して相違点のみ説明する。
【００８２】
図２７，２８に示すように、第２の実施の形態による回転電機を具備する車両に搭載された制御装置２００ａは、前輪Ｗｆの駆動軸に直結されたモータ（Ｍｏｔ）Ｍ１と、クラッチＣ、トランスミッションＴ／Ｍ、ギヤＧを介して前輪Ｗｆの駆動軸に接続され内燃機関Ｅに直接的に接続された第２のモータであるジェネレータモータ（ＧＥＮＭｏｔ）Ｍ２とを備えたシリーズハイブリッド型の車両２００に搭載されている。このシリーズハイブリッド型の車両２００は、モータＭ１とジェネレータモータＭ２と内燃機関とを組み合わせた様々な運転モードが実施可能な構成となっている。
【００８３】
ジェネレータモータＭ２は、例えば、クラッチＣが結合されているときに前輪Ｗｆに対して駆動・回生作動を行い、一方、クラッチＣが切断されている場合には、内燃機関Ｅの駆動により発電する発電機として機能させることができるようになっている。ここで、モータＭ１は、内燃機関Ｅに直結されていない点を除いて前述した図２〜６に示す第１の実施の形態のモータ１と同様の構成となっているため、重複する説明を省略する。
【００８４】
次に、図２９〜３１に基づいて第２の実施の形態による回転電機を具備する車両に搭載された制御装置２００ａの動作、つまり、車両２００の効率状態の演算結果に応じてモータＭ１の両回転子５，６の相対位相およびモータＭ１とジェネレータモータＭ２の運転状態および内燃機関Ｅの運転状態を制御する効率状態演算部６２での処理、特に、運動状態制御繊維制御とΔＰＧＥ算出の処理について説明する。
【００８５】
以下に、運転状態遷移制御の処理について説明する。
先ず、例えば図２９に示すステップＳ６１においては、車両２００の運転状態を取得する。ここでは、例えば内燃機関Ｅが単独で車両２００の駆動力を発生しているＥＮＧ運転、または、モータＭ１が単独で車両２００の駆動力を発生しているＭＯＴ運転、または、内燃機関ＥとモータＭ１とを併用して車両２００の駆動力を発生している（ＥＮＧ＋ＴＲ＿ＭＯＴ）運転、または、内燃機関ＥとジェネレータモータＭ２とを併用して車両２００の駆動力を発生している（ＥＮＧ＋ＧＥＮ＿ＭＯＴ）運転の何れの駆動モードかを取得する。
【００８６】
そして、ステップＳ６２においては、例えば、消費エネルギーΔηと、消費エネルギーΔＥおよび消費エネルギーΔｅを加算して得た値（ΔＥ＋Δｅ）とのうちの何れか小さい方を、ＭＯＴ運転の駆動モードでの消費エネルギーΔＭＯとして設定する。
そして、ステップＳ６３においては、上記数式（４）に示すように、モータＭ１の可変エネルギーγを移行時間Ｔに亘って積分して得た値を、ＥＮＧ運転の駆動モードでの消費エネルギーΔＰＯとして設定する。
【００８７】
そして、ステップＳ６４においては、（ＥＮＧ＋ＴＲ＿ＭＯＴ）運転の駆動モードでの最小の消費エネルギーΔＰＴＲを算出する。
そして、ステップＳ６６においては、後述する（ＥＮＧ＋ＧＥＮ＿ＭＯＴ）運転の駆動モードでの最小の消費エネルギーΔＰＧＥを算出する。
そして、ステップＳ６６においては、例えば、消費エネルギーΔＭＯと、消費エネルギーΔＰＯと、消費エネルギーΔＰＴＲと、消費エネルギーΔＰＧＥとのうちの何れか小さい方を、最小消費エネルギーＧＥとして設定する。
そして、ステップＳ６７においては、車両２００の駆動モードを指示する運転状態指令として、最小消費エネルギーＧＥに対応する駆動モードを設定して、一連の処理を終了する。
【００８８】
以下に、上述した消費エネルギーΔＰＧＥの算出処理について説明する。
先ず、例えば図３０に示すステップＳ７１においては、内燃機関Ｅの回転数およびトルクと同等であるジェネレータモータＭ２の回転数ＮＭおよびトルクに対する要求値（要求回転数および要求トルク）を算出する。
そして、ステップＳ７２においては、予め設定された所定の最小エネルギーマップに対して、回転数およびトルクの各要求値（要求回転数および要求トルク）に応じたマップ検索を行い、ＥＮＧ最小消費エネルギーＥｅｎを取得する。
なお、この最小エネルギーマップは、例えば図３１に示すように、内燃機関Ｅの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっている。
【００８９】
そして、ステップＳ７３においては、予め設定された所定の最小エネルギーマップに対して、ジェネレータモータＭ２の回転数およびトルクの各要求値（要求回転数および要求トルク）に応じたマップ検索を行い、ＧＥ＿ＭＯＴ最小消費エネルギーＥｇｅを取得する。
なお、この最小エネルギーマップは、例えば図３１と同様に、ジェネレータモータＭ２の回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップであって、回転数とトルクとの適宜の組み合わせにおいて運転効率が最大となり、この最大効率の領域から回転数またはトルクが増減することに伴い、運転効率が減少傾向に変化するようになっている。
【００９０】
そして、ステップＳ７４においては、ＥＮＧ最小消費エネルギーＥｅｎとＧＥ＿ＭＯＴ最小消費エネルギーＥｇｅとを加算して得た値を（ＥＮＧ＋ＧＥＮ＿ＭＯＴ）運転の駆動モードでの最小の消費エネルギーΔＰＧＥとして設定し、一連の処理を終了する。
【００９１】
上述したように、第２の実施の形態による回転電機を具備する車両によれば、駆動輪に連結されたモータＭ１と、内燃機関Ｅに連結されたジェネレータモータＭ２とを備える車両２００において、各種の駆動モードに対する消費エネルギーを考慮して車両２００の駆動モードを選択することから、車両２００の駆動形態に対する汎用性を向上させつつ、車両２００のエネルギー効率を適切に向上させることができる。
【００９２】
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。
【図面の簡単な説明】
【００９３】
【図１】本発明の第１の実施の形態に係る車両の概略構成図である。
【図２】本発明の第１の実施の形態に係るモータの要部断面図である。
【図３】本発明の第１の実施の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である。
【図４】本発明の第１の実施の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。
【図５】本発明の第１の実施の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。
【図６】本発明の第１の実施の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。
【図７】本発明の第１の実施の形態に係るモータの制御装置の構成図である。
【図８】本発明の第１の実施の形態に係る油圧制御装置の構成図である。
【図９】本発明の第１の実施の形態に係る可変モータ効率演算の処理を示すフローチャートである。
【図１０】本発明の第１の実施の形態に係るモータの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１１】本発明の第１の実施の形態に係るモータの相対位置と回転数と位相維持エネルギーとの所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１２】本発明の第１の実施の形態に係る位相可変効率演算の処理を示すフローチャートである。
【図１３】本発明の第１の実施の形態に係るモータの現在位相と要求位相と可変エネルギーとの所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１４】本発明の第１の実施の形態に係るモータの現在位相と要求位相と可変エネルギーとの所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１５】本発明の第１の実施の形態に係るモータの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１６】本発明の第１の実施の形態に係るモータの相対位置と回転数と位相維持エネルギーとの所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１７】本発明の第１の実施の形態に係る移行時間演算の処理を示すフローチャートである。
【図１８】本発明の第１の実施の形態に係るモータの現在位相と要求位相と移行時間との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図１９】本発明の第１の実施の形態に係るモータの現在位相と要求位相と移行時間との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図２０】本発明の第１の実施の形態に係る可変消費エネルギー補正項マップの一例を示すグラフ図である。
【図２１】本発明の第１の実施の形態に係る消費エネルギー演算の処理を示すフローチャートである。
【図２２】本発明の第１の実施の形態に係る内燃機関Ｅの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図２３】本発明の第１の実施の形態に係る運動状態遷移制御の処理を示すフローチャートである。
【図２４】本発明の第１の実施の形態に係るΔＰＴＲ算出の処理を示すフローチャートである。
【図２５】本発明の第１の実施の形態に係るモータの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【図２６】本発明の第１の実施の形態に係る可変未実行時（ａ）と可変実行時（ｂ）との総消費エネルギーの一例を示すグラフ図である。
【図２７】本発明の第２の実施の形態に係る図１に相当する車両の概略構成図である。
【図２８】本発明の第２の実施の形態に係る図７に相当するモータの制御装置の構成図である。
【図２９】本発明の第２の実施の形態に係る運動状態遷移制御の処理を示すフローチャートである。
【図３０】本発明の第２の実施の形態に係るΔＰＧＥ算出の処理を示すフローチャートである。
【図３１】本発明の第２の実施の形態に係るモータの回転数とトルクと運転効率との所定の関係を示すマップの一例を示すグラフ図である。
【符号の説明】
【００９４】
１  モータ（回転電機）
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
４２  バッテリ（蓄電装置）
６２  効率状態演算部（選択手段、移行時間演算手段、温度補正手段、抵抗補正手段）
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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【図２４】
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【図２５】
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【図２６】
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【図２７】
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【図２８】
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【図２９】
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【図３０】
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【図３１】
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