(57)【要約】    【課題】スキューを設定しても、最大出力トルクの減少を防止できる。    【解決手段】車両用電動機のロータ２０１に磁石２０２が配置されている場合、エンジンからエンジントルクが車両用電動機のロータ軸２０３に入力されると、この入力トルクがエンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘの場合にはロータ２０１の捻れ角がΔθとなる。ここで入力トルクにより、ロータ２０１が捻れることを利用し、予めロータ２０１の磁石２０２の配置に捻れ角Δθに等しいスキュー角αを設定する。【選択図】    図３
2005151656.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両のエンジンからの出力トルクを回転軸に入力する車両用電動機において、
前記エンジンからの入カトルクが最大となる時の前記回転軸の回転方向とは逆方向にスキュー角を設定すること
、を特徴とする車両用電動機。
【請求項２】
前記エンジンからの前記入カトルクが最大となる時にスキュー角が０度となるように、前記エンジンの前記出力トルクが加わっていない状態の前記車両用電動機に、前記スキュー角を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項３】
前記エンジンからの出力トルクを変速機を介して前記回転軸に入力し、前記入カトルクが最大となる時のスキュー角が０度となるように、前記エンジンの前記出力トルクが加わっていない状態の前記車両用電動機に、スキュー角を設定することを特徴とする請求項１に記載の車両用電動機。
【請求項４】
前記入力トルクが最大となる時を、少なくとも車両の前進時に設定することを特徴とする請求項１〜３のいずれかに記載の車両用電動機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両のエンジンからの出力トルクを回転軸に入力する車両用電動機に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
エンジンと電動機との駆動力によって駆動輪を駆動するハイブリッド車両においては、電動機のコギングトルクを低減するために、電動機にスキューを設定することが考えられていた。
【０００３】
【特許文献１】特開平１０−１７８７６６号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
エンジンと電動機との駆動力によって駆動輪を駆動するハイブリッド車両における電動機にコギングトルクを低減するために、電動機にスキューを設定すると電動機の入力電流に対する、電動機の出力トルクが減少するため、電動機の最大出力トルクが減少するという問題が有った。
【０００５】
本発明は上記の問題を解決するためになされたものであり、スキューを設定しても、最大出力トルクの減少を防止できる車両用電動機を提供することを目的としている。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するため、本発明においては、捻れ角が最大となる捻れ角に合わせて、スキューを設定する。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、捻れ角が最大となる捻れ角に合わせて、スキューを設定することにより、捻れ角が最大となる捻れ角で、最大出力トルクの減少を防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
以下、図面を用いて本発明の実施の形態について説明する。なお、以下で説明する図面で、同一機能を有するものは同一符号を付け、その繰り返しの説明は省略する。
【０００９】
本発明の第１の実施の形態について図１〜５を用いて説明する。
【００１０】
図１は本第１の実施の形態をハイブリッド車両に適用した場合のハイブリッド車両のシステム構成の概略を示す図であり、この図１に基づいて、ハイブリッド車両のシステム構成を説明する。
【００１１】
エンジン（ＥＮＧ）１１０は車両用電動機１１２と接続され、トランスミッション（Ｔ／Ｍ）１１１を介して車軸に接続されている。ハイブリッド車両は、エンジン１１１と車両用電動機１１２の合成出力により走行駆動力を発生する。
【００１２】
車両コントローラ１０５は、アクセル１０１、ブレーキ１０２、シフト１０３、車速１０４等の情報による車両の必要駆動力に応じて、エンジントルク指令（Ｔｅｎｇ）をエンジンコントローラ（ＥＣＭ）１０９へ出力する。また、電動機トルク指令（Ｔｍｇ）を電動機コントローラ（Ｍ／Ｃ）１０６へ出力する。さらに、トランスミッション１１１の変速比γを決定し、油圧等を制御（図示せず）してトランスミッション１１１で変速させる。
【００１３】
エンジンコントローラ１０９は、エンジントルク指令に基づき、スロットルバルブ開閉装置、燃料噴射装置、点火時期制御装置（これらはいずれも図示せず）を制御し、エンジン１１０の駆動力を発生させる。
【００１４】
電動機コントローラ１０６は、アクセル開度やスロットル開度等に基づいて入力される電動機トルク指令に基づきインバータ１０８を制御し、バッテリ１０７の電力を車両用電動機１１２に供給し駆動力を発生させる。また、車両用電動機１１２は駆動輪による回生発電を行い、その回生発電のエネルギーをバッテリ１０７ヘ回生する。
【００１５】
図２の（ａ）に示すように、車両用電動機１１２のロータ２０１に磁石２０２が配置されている場合、エンジン１１０からエンジントルクＴｅｎｇが車両用電動機１１２のロータ軸（回転軸）２０３に入力されると、この入力トルクＴｅｎｇがエンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘの場合にはロータ２０１が図２（ｂ）のように捻れることになる。
【００１６】
ここで入力トルクＴｅｎｇにより、ロータが捻れることを利用し、予め車両用電動機１１２のロータもしくはステータにスキュー角を設定する。
【００１７】
次に、スキュー角の設定方法について述べる。エンジントルクの最大値をＴｅ＿ｍａｘとすると、エンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘが車両用電動機１１２に入力された時に、ロータ２０３の振れ角Δθは、下記、式１となる。式１において、Ｌはロータ長、Ｇはロータ材料での横弾性係数、Ｉｐはロータ断面形状での断面積モーメントを示す。
【００１８】
Δθ＝（Ｔｅ＿ｍａｘ・Ｌ）／（Ｇ・Ｉｐ）                （１）
エンジンが最大トルクを出力する時は、たとえば全開加速など、車両の駆動力を最も得たい場合である。したがって、エンジン最大トルク時に捻れ角Δθにより、スキュー角がゼロとなるように、予めロータもしくはステータにスキュー角αを設定する。車両用電動機１１２はスキュー角がゼロとなる状態で最大のトルクを出力できる。
【００１９】
具体的には図３（ａ）に示すようにロータ２０１では磁石２０２の配置によりスキュー角αを設定する。ステータにスキュー角を設定する場合には図４（ｂ）に示すようにステータ４０１の巻線スロット４０２にスキュー角αを設定する。スキュー角αは下記、式２で示される。ただし、スキュー方向はエンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘが車両用電動機１１２に印加された時にスキュー角がキャンセルされる方向とする。
【００２０】
α＝Δθ                                            （２）
以上に述べた如く、予めロータあるいはステータにスキューを設定しておくことで、入力トルクが最大時において、ロータとステータ間のスキューがゼロとなり、図５の本発明の効果を示すエンジントルクと電動機トルクの関係を示す概略図のように、エンジン最大トルク時に同一の電動機電流でも、電動機トルクを増大できることになり、最大出力トルクの減少を防止できる。エンジントルクが小さい緩加速時や減速時にはスキューの効果によりコギングトルクを小さく抑えることができ、車両振動への影響を軽減できる効果も得られる。
【００２１】
次に第２の実施の形態について、図６〜８を用いて説明する。
【００２２】
図６は本第２の実施の形態をハイブリッド車両に適用した場合のハイブリッド車両のシステム構成の概略を示す図であり、この図６に基づいて、ハイブリッド車両のシステム構成を説明する。
【００２３】
エンジン１１０はトランスミッション１１１と接続され、トランスミッション１１１と車軸の間に車両用電動機１１２が配置されている。ハイブリッド車両は、エンジン１１１と車両用電動機１１２の合成出力により走行駆動力を発生する。
【００２４】
車両コントローラ１０５は、アクセル１０１、ブレーキ１０２、シフト１０３、車速１０４等の情報による車両の必要駆動力に応じて、エンジントルク指令をエンジンコントローラ１０９へ出力する。また、電動機トルク指令を電動機コントローラ１０６へ出力する。さらに、トランスミッション１１１の変速比γを決定し、油圧等を制御（図示せず）してトランスミッション１１１で変速させる。
【００２５】
エンジンコントローラ１０９は、エンジントルク指令に基づき、スロットルバルブ開閉装置、燃料噴射装置、点火時期制御装置（これらはいずれも図示せず）を制御し、エンジン１１０の駆動力を発生させる。
【００２６】
電動機コントローラ１０６は、アクセル開度やスロットル開度等に基づいて入力される電動機トルク指令に基づきインバータ１０８を制御し、バッテリ１０７の電力を車両用電動機１１２に供給し駆動力を発生させる。また、車両用電動機１１２は駆動輪による回生発電を行い、その回生発電のエネルギーをバッテリ１０７ヘ回生する。
【００２７】
以上に説明した第２の実施の形態では車両の前進時と後退時には車両用電動機１１２の回転方向が反転するため、車両用電動機１１２の最大トルクがより重視される前進方向で、トルクが最大となる時にスキュー角がゼロとなるようにスキュー角を設定する。
【００２８】
ロータもしくはステータのスキュー角αの設定方法は、第１の実施の形態と同様であるが、スキュー角αをロータ軸への入力トルクが最大となる場合の捻れ角相当とするために、図７（ｂ）、図８（ｂ）に示すようにエンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘでかつ、トランスミッション１１２の前進時最大変速比γｍａｘ（最ロー時）時にはロータ軸２０３にはエンジントルクの最大値Ｔｅ＿ｍａｘが変速比γｍａｘに応じて入力され、ロータ軸２０３への入カトルクはＴｅ＿ｍａｘ×γｍａｘと最大となるため、スキュー角αは、下記、式３となる。但し、スキュー方向はＴｅ＿ｍａｘ×γｍａｘがロータ軸２０３へ印加された時に、スキュー角がキャンセルされる方向とする。
【００２９】
α＝（Ｔｅ＿ｍａｘ・γｍａｘ・Ｌ）／（Ｇ・Ｉｐ）            （３）
すなわち、本第１の実施の形態に対してＴｅ＿ｍａｘをＴｅ＿ｍａｘ×γｍａｘと置き換えたのみである。
【００３０】
以上に述べた如く、第２の実施の形態のようにトランスミッションより車軸側に車両用電動機１１２が設定された場合にも、車両用電動機１１２の最大トルクがより重視される前進方向で、エンジントルク入力が大きい場合（車両全開加速など）ではスキューがゼロとなり、車両用電動機１１２の最大出力トルクの減少を防止でき、出カトルクを重視した効果が得られる。また、トルク入力が少ない場合には、スキューが有るため、コギングトルクによる振動低減の効果が得られる。
【図面の簡単な説明】
【００３１】
【図１】第１の実施の形態を示すハイブリッド車両のシステム構成の概略図。
【図２】第１の実施の形態のロータの捻れ説明図。
【図３】第１の実施の形態のロータのスキュー設定の説明図。
【図４】第１の実施の形態のステータのスキュー設定の説明図。
【図５】第１の実施の形態のエンジントルクと電動機トルクの関係を示す概念図。
【図６】第２の実施の形態を示すハイブリッド車両のシステム構成の概略図。
【図７】第２の実施の形態のロータのスキュー設定の説明図。
【図８】第２の実施の形態のステータのスキュー設定の説明図。
【符号の説明】
【００３２】
１１０    エンジン                          １１２    車両用電動機
２０３    ロータ軸                          α    スキュー角
Ｔｅ＿ｍａｘ    エンジントルクの最大値
【図１】
2005151656.tif 000003
【図２】
2005151656.tif 000004
【図３】
2005151656.tif 000005
【図４】
2005151656.tif 000006
【図５】
2005151656.tif 000007
【図６】
2005151656.tif 000008
【図７】
2005151656.tif 000009
【図８】
2005151656.tif 000010