(57)【要約】【課題】外部装置を必要とせず、発電電動機が備える固定子巻線を保護しつつ減磁処理を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供する。【解決手段】車両の駆動軸を駆動して推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じて、前記駆動軸を回転駆動させると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギー及び前記エンジンの出力による発電エネルギーを発生する永久磁石式ロータを有する発電電動機と、前記発電エネルギー及び前記回生エネルギーを蓄電すると共に前記発電電動機に電気エネルギーを供給する蓄電装置と、前記蓄電装置から前記発電電動機へ供給される前記電気エネルギーの供給量を調整するインバータを備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンを高回転に保持しつつモータの出力トルクを抑制する減磁運転モードを備えた。【選択図】    図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の駆動軸を駆動して推進力を出力するエンジンと、車両の運転状態に応じて、前記駆動軸を回転駆動させると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギー及び前記エンジンの出力による発電エネルギーを発生する永久磁石式ロータを有する発電電動機と、前記発電エネルギー及び前記回生エネルギーを蓄電すると共に前記発電電動機に電気エネルギーを供給する蓄電装置と、前記蓄電装置から前記発電電動機へ供給される前記電気エネルギーの供給量を調整するインバータを備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンを高回転に保持しつつ発電電動機の出力トルクを抑制する減磁運転モードを備えたことを特徴とするハイブリッド車両の制御装置。
【請求項２】
前記減磁運転モード時に前記エンジン駆動軸から変速機を非連結状態に保持する手段を備えることを特徴とする請求項１に記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、車両の駆動源として、エンジンとモータとを備えたハイブリッド車両の制御装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、エンジンを駆動させる燃料の節約や、燃料の燃焼により発生する排気ガスの低減等を目的として、エンジンと発電可能なモータとを動力源としたハイブリッド車両が開発されている。
この種のハイブリッド車両では、車両の減速時に車輪から入力される動力を前記モータに伝達し、該モータにより回生動作を行って減速エネルギーを回生エネルギーに変換して、電気エネルギーとして蓄電装置に充電することが多用されている。
【０００３】
ところで、前記モータには永久磁石が搭載されており、前記モータに要求される性能上その磁力は非常に強力である。従って、前記モータから磁石を取り外す処理を行う場合等には、磁石の磁力がその処理の障害となってしまうため、磁力を減磁する減磁処理を行うことが望ましい。
このような磁石を減磁する技術として、モータの巻線の端子間に高周波電圧を印加して、磁石を減磁する装置が提案されている（特許文献１参照）。
【０００４】
【特許文献１】
特開２００１−３４６３６４号公報
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来の技術においては、減磁処理を行うに際し、減磁装置の着脱作業が必要となるため作業負担が増すとともに、減磁装置を設けるための作業スペースが必要となるため、減磁処理を行える場所が制限されてしまう。また、高周波電圧を印加するための電力源に車両の蓄電装置を用いると、車両起動時に必要な電力が蓄電装置から消費される虞があるという問題があった。
また、磁石を減磁する方法としては、磁石を所定温度（キュリー温度）まで加熱することで減磁する方法もあるが、モータ全体を加熱すると、モータが備える固定子巻線に損傷を与える虞があるため好ましくないという問題があった。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたもので、外部装置を必要とせず、発電電動機が備える固定子巻線を保護しつつ減磁処理を行うことができるハイブリッド車両の制御装置を提供することを目的とする。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
上記課題を解決するためになされた請求項１に記載した発明は、車両（例えば、後述する実施の形態における車両１）の駆動軸（例えば、後述する実施の形態における駆動軸８）を駆動して推進力を出力するエンジン（例えば、後述する実施の形態におけるエンジン２）と、車両の運転状態に応じて、前記駆動軸を回転駆動させると共に、車両の減速時の回生作動による回生エネルギー及び前記エンジンの出力による発電エネルギーを発生する永久磁石式ロータ（例えば、後述する実施の形態におけるロータ１５）を有する発電電動機（例えば、後述する実施の形態におけるモータ３）と、前記発電エネルギー及び前記回生エネルギーを蓄電すると共に前記発電電動機に電気エネルギーを供給する蓄電装置（例えば、後述する実施の形態におけるバッテリ７）と、前記蓄電装置から前記発電電動機へ供給される前記電気エネルギーの供給量を調整するインバータ（例えば、後述する実施の形態におけるインバータ６）を備えたハイブリッド車両の制御装置において、エンジンを高回転に保持しつつモータの出力トルクを抑制する減磁運転モードを備えたことを特徴とする。
【０００８】
この発明によれば、前記ロータの備える磁石の減磁処理を行う際に、前記減磁運転モードに切り換えてエンジンを高回転に保持しつつ発電電動機の出力トルクを抑制することで、エンジンから伝達される回転エネルギーが熱エネルギーに変換されるため、前記磁石が加熱されてその磁力が減磁される。また、前記減磁運転モードにおいては、前記回転エネルギーは大部分が熱エネルギーに変換され、発電エネルギーには殆ど変換されないため、発電に伴う固定子巻線の温度上昇を抑制することができ、固定子巻線を保護しつつ減磁処理を行うことが可能となる。また、エンジンの駆動力により減磁処理を行うため、減磁装置を用いる必要がなくなり、減磁装置の着脱作業が不要となるとともに、減磁装置の設置スペースも不要となるため、作業負担を低減できるとともに作業スペースを低減することができる。
【０００９】
また、前記発電電動機の出力トルクが負になる領域に前記減磁運転モードを設定すれば、発電電動機から回生エネルギーが若干ながら発生するため、蓄電装置にその電力を供給することができ、蓄電装置の蓄電量が低い場合であっても減磁処理を行うことができる。
【００１０】
請求項２に記載した発明は、前記減磁運転モード時に前記エンジン駆動軸から変速機（例えば、後述する実施の形態におけるトランスミッション５）を非連結状態に保持する手段を備えることを特徴とする。
この発明によれば、変速機をエンジン駆動軸から非連結状態に保持することで、エンジンの駆動力が車輪に伝達されなくなるため、その分駆動力を発電電動機の減磁処理に有効に使うことができ、減磁処理の効率を高めることができる。
【００１１】
【発明の実施の形態】
以下、本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を図面と共に説明する。
図１は本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両の制御装置を示す平面図である。本実施の形態によるハイブリッド車両は、例えば、ガソリンを燃焼させることによって駆動力を発生させる内燃エンジン２と、前記エンジン２の出力をアシスト又は単独で駆動力を発生可能なモータ３と、フライホイールを含むクラッチ機構４と、前記内燃エンジン２やモータ３が発生する駆動力を駆動軸（クランク軸）に伝達するトランスミッション５とを備える。
【００１２】
前記モータ３は、３相交流式の同期モータ３であり、加速時等にエンジン２の出力をアシストし、車両の減速中は回生制動機能を発揮してバッテリ７を充電する。インバータ６は、バッテリ７の出力電圧（直流）を交流電圧に変換して前記交流モータ３の各相へ供給する。
【００１３】
図２はハイブリッド車両が備えるモータのステータを示す概略斜視図である。
ステータ１０は、所定円周上に所定間隔をおいて放射状に配置された複数のティース鉄心１１と、隣合うティース鉄心１１、１１間に配置されたコアバック鉄心１２とを備えている。前記ティース鉄心１１、前記コアバック鉄心１２は、珪素鋼鈑等の方向性を有する電磁鋼鈑が積層されてなる。前記ティース鉄心１１間の内周側の側面には、固定子巻線１３が巻装されている。
【００１４】
図３はハイブリッド車両が備えるモータのロータを示す概略斜視図である。
ロータ１５の鉄心は複数の例えば鋼板製のプレートを積層して構成され、円周方向に亘って複数の磁石１６が所定間隔ごとに介装されている。
【００１５】
図４は本発明の実施の形態におけるステータ１０を備えた電動機をエンジンに取り付けた状態を示す説明図である。同図に示したように、モータ３のステータ１０は外周保持リング９を介してエンジン２に取り付けられる。また、ロータ１５は、前記ステータ１０に径方向で対向した状態で、前記エンジン２のクランクシャフト２１とトランスミッション５との間に設けられるドライブプレートの外周部に磁石１６を装着して形成されている。なお、このステータ１０の取り付け位置は一例であり、他の位置に取り付けてもよいことはもちろんである。
【００１６】
図５は図１のハイブリッド車両における減磁制御を示すフローチャートである。まず、ステップＳ１２で、ロータ１５の磁石１６の交換が必要な場合等、磁石１６の減磁が必要な減磁モードか否かを判定し、判定結果がＹＥＳならステップＳ１４の処理に進み、判定結果がＮＯならば本判定処理を再度行う。従って、減磁モードと判定されなければ、以下の一連の処理は行われない。
【００１７】
減磁モードと判定された場合には、ステップＳ１４で、エンジン２の高回転制御を開始する。ここで、モータ３とエンジン２とを分離可能なハイブリッド車両の場合には、モータ３とエンジン２を係合させて、エンジン２の駆動力をモータ３に伝達可能な状態にする。
【００１８】
次に、ステップＳ１６で、エンジン２の回転速度（単位時間当たりの回転数）が所定回転数Ｎｒｅｆよりも大きいかどうかを判定し、判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ１８に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ１４の処理を再度行う。本実施の形態においては、エンジン２とモータ３のロータ１５とは直結されているため、エンジン２の回転数がモータ３の回転数（ロータ１５の回転数）となる。
【００１９】
図６はモータ３（ロータ１５）のトルクと回転数の関係を示すグラフである。同図に示すように、ロータ１５の回転数Ｎと出力トルクＴｑとは略反比例の関係にあるため、ロータ１５の回転数を所定回転数Ｎｒｅｆより大きくすることで、出力されるトルクＴｑの大きさを所定範囲内に抑制することができる。
【００２０】
そして、ステップＳ１８では、減磁処理の時間を計測するタイマーをスタートさせて、ステップＳ２０に進む。ステップＳ２０では、前記ロータ１５の回転数ＮおよびトルクＴｑが領域Ａの範囲内に維持されるように、前記ロータ１５を制御する。すなわち、ロータ１５の回転数を所定回転数（例えば、Ｎｒｅｆ）以上に維持しつつ、出力トルクＴｑが０またはその近傍の負の値になるように制御（０トルク制御）する。
このように制御すると、エンジン２から伝達される回転エネルギーの大部分が熱エネルギーに変換されるため、前記磁石１６が加熱される。
【００２１】
このとき、前記ロータ１５の回転数を高回転（Ｎｒｅｆ以上）に設定して減磁処理を行っているため、モータ３の固定子巻線１３を保護しつつ磁石１６の減磁を行うことができる。これについて図７と図８とを用いて説明する。
図７、図８は、ロータ１５の回転数が高回転（Ｎｒｅｆ以上）と低回転（Ｎｒｅｆ未満）の場合における、磁石１６と固定子巻線１３の温度変化をそれぞれ示すグラフである。また、これらの図において、Ｔｃは磁石１６が十分に減磁される温度（キュリー温度）、Ｓｌｍｔは固定子巻線１３の耐久可能温度をそれぞれ示している。
【００２２】
ロータ１５の回転数が低い場合には、出力されるトルクＴｑが大きくなるため（図６参照）、この時にはエンジン２から伝達される回転エネルギーが電気エネルギーに殆ど変換されてしまい、磁石１６に伝達される熱エネルギーが損なわれてしまう。従って、図８に示したように、磁石１６の温度Ｊ２の上昇が抑制されるとともに、固定子巻線１３は電気エネルギーの伝達に伴い発熱するため、その温度Ｓ２が上昇していく。そして、前記固定子巻線１３の温度Ｓ２が耐久可能温度Ｓｌｍｔを超えると、固定子巻線１３の信頼性を損なう虞がある。
【００２３】
一方、ロータ１５の回転数が高い場合には、出力されるトルクＴｑが小さくなるため（図６参照）、この時にはエンジン２から伝達される回転エネルギーが電気エネルギーに殆ど変換されなくなるため、前記回転エネルギーの大部分を磁石１６に熱エネルギーとして伝達することができる。従って、図７に示したように、前記磁石１６の温度Ｊ１は、前記伝達される熱エネルギーにより上昇していく。従って、０トルク制御を継続することで前記磁石１６の温度Ｊ１が前記キュリー温度Ｔｃ以上になるまで加熱することができ、これによりその磁力を減磁することができる。
【００２４】
また、前記回転エネルギーは発電エネルギーには殆ど変換されないため、発電に伴う固定子巻線１３の温度Ｓ２の上昇を抑制することができ、その温度Ｓ２を耐久可能温度Ｓｌｍｔ以内に抑えることができる。従って、固定子巻線１３を保護しつつ、前記磁石１６の減磁処理を行うことができる。
【００２５】
そして、ステップＳ２２で、減磁処理に必要な時間が経過したか（タイマーが終了したか）否かを判定し、判定結果がＹＥＳの場合にはステップＳ２４に進み、判定結果がＮＯの場合にはステップＳ２０に戻って０トルク制御を継続する。
ステップＳ２４では、エンジン２の高回転制御を停止して、ステップＳ２６に進む。ステップＳ２６ではモータ３の０トルク制御を停止して、一連の減磁処理を終了する。
【００２６】
このように、固定子巻線１３を保護しつつ磁石１６の減磁処理を行うことが可能となる。また、エンジン２の駆動力により減磁処理を行うため、減磁装置を用いる必要がなくなり、減磁装置の着脱作業が不要となるとともに、減磁装置の設置スペースも不要となるため、作業負担を低減できるとともに作業スペースを低減することができる。
【００２７】
また、本実施の形態においては、前記ロータ１５の出力トルクが負になる領域に前記減磁運転モードを設定しているため、モータ３から回生エネルギーが若干ながら発生し、これにより、バッテリ７にその電力を供給することができ、バッテリ７の蓄電量が低い場合であっても減磁処理を行うことができる。
【００２８】
また、前記減磁処理を行う際に、トランスミッション５をエンジン駆動軸８から非連結状態に保持することで、エンジン２の駆動力が車輪に伝達されなくなるため、その分駆動力をロータ１５の減磁処理に有効に使うことができ、減磁処理の効率を高めることができる。
【００２９】
【発明の効果】
以上説明したように、請求項１に記載した発明によれば、減磁装置を用いる必要がなくなり、減磁装置の着脱作業が不要となるとともに、減磁装置の設置スペースも不要となるため、作業負担を低減できるとともに作業スペースを低減することができる。発電電動機が備える固定子巻線を保護しつつ減磁処理を行うことが可能となる。
【００３０】
請求項２に記載した発明によれば、変速機をエンジン駆動軸から非連結状態に保持することで、エンジンの駆動力が車輪に伝達されなくなるため、その分駆動力を発電電動機の減磁処理に有効に使うことができ、減磁処理の効率を高めることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明の実施の形態におけるハイブリッド車両制御装置を適用したハイブリッド車両の概略を示す説明図である。
【図２】図１のハイブリッド車両が備えるモータのステータを示す概略斜視図である。
【図３】図１のハイブリッド車両が備えるモータのロータを示す概略斜視図である。
【図４】図１のハイブリッド車両のモータをエンジンに取り付けた状態を示す説明図である。
【図５】図１のハイブリッド車両における減磁制御を示すフローチャートである。
【図６】図１のモータのトルクと回転数の関係を示すグラフである。
【図７】ロータの回転数が高回転の場合における、磁石と固定子巻線の温度変化を示すグラフである。
【図８】ロータの回転数が高回転の場合における、磁石と固定子巻線の温度変化を示すグラフである。
【符号の説明】
１  ハイブリッド車両
２  エンジン
３  モータ
５  トランスミッション
６  インバータ
７  バッテリ
１０  ステータ
１６  磁石
【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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