(57)【要約】【課題】磁束干渉が生じた場合の二重ロータ型回転電機の効率の低下を抑える車両制御装置を提供する。【解決手段】車両制御装置１０１は、エンジン１０、回転電機３０及びＥＣＵ９０を備える。回転電機３０では、第一ロータ３１がエンジン１０に一体回転可能に機械的に連結され、第二ロータ３２が出力軸５０に連結されている。回転電機３０は、第一ロータ３１を回転駆動可能なインナーモータ３０ａと、第二ロータ３２を回転駆動可能なアウターモータ３０ｂとを含む。ＥＣＵ９０は、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂのそれぞれに回転磁界又は誘導電流による磁界が発生して、互いの間で磁束干渉が生じるとき、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂが発生するトルクの和を維持しつつ、回転電機３０の効率の低下を抑えるようにインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂを流れる電流を制御する。【選択図】図１
2016064755.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両制御装置において、
内燃機関と、
回転可能な第一回転子、前記第一回転子に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二回転子、及び前記第二回転子の回転半径方向外側で固定配設される固定子を含む回転電機と、
前記回転電機及び前記内燃機関の動作を制御する制御手段と
を備え、
前記第一回転子及び前記第二回転子のうちの一方が、前記内燃機関に一体回転可能に機械的に連結されると共に、前記第一回転子及び前記第二回転子のうちの他方が、車両駆動機構に機械的に連結され、
前記回転電機は、前記第一回転子及び前記第二回転子によって構成される第一回転電機部と、前記第二回転子及び前記固定子によって構成される第二回転電機部とを含み、
前記第一回転電機部は、電流が供給されて回転磁界を発生することによって前記第一回転子又は前記第二回転子を前記第二回転子又は前記第一回転子に対して相対的に回転駆動することが可能であり、前記第一回転子及び前記第二回転子が相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能であり、
前記第二回転電機部は、電流が供給されて回転磁界を発生することによって前記第二回転子を前記固定子に対して回転駆動することが可能であり、前記第二回転子が前記固定子に対して相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能であり、
前記制御手段は、
前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部のそれぞれに前記回転磁界又は前記誘導電流による磁界が発生して、互いの間で磁束干渉が生じるとき、
前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部が発生するトルクの和を維持しつつ、前記回転電機の効率の低下を抑えるように前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部を流れる電流を制御する、車両制御装置。
【請求項２】
前記制御手段は、磁束干渉が生じるときの制御の際、
前記第一回転電機部を流れる電流と前記第一回転電機部の発生トルクと前記第二回転電機部の発生トルクとの関係を示す第一のマップと、
前記第二回転電機部を流れる電流と前記第一回転電機部の発生トルクと前記第二回転電機部の発生トルクとの関係を示す第二のマップと
を用いて、前記第一回転電機部及び前記第二回転電機部を流れる電流を制御する請求項１に記載の車両制御装置。
【請求項３】
前記制御手段は、磁束干渉が生じるときの制御の際、
前記内燃機関の運転効率、トルク及び回転数の関係を示す内燃機関マップを用いて、
前記内燃機関に連結された前記第一回転電機部又は前記第二回転電機部から要求されるトルクを発生しつつ運転効率を高くするように前記内燃機関を制御する請求項１または２に記載の車両制御装置。
【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、内燃機関及び回転電機を用いて走行する車両の車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
内燃機関及び回転電機を用いて走行するハイブリッド自動車では、例えば特許文献１に示されるように、２つの回転電機と１つのエンジン（内燃機関）とを備えるものがある。第一回転電機の回転子はエンジンの出力軸に連結され、第二回転電機の回転子は車両の車輪軸の差動装置に連結されている。そして、第二回転電機は、エンジン及び第一回転電機に連結されていない。第一回転電機は、エンジンの駆動により発電する発電機としての機能を有する。第二回転電機は、車輪を回転駆動する電動機としての機能を有する。
【０００３】
また、近年、上記の第一回転電機及び第二回転電機を一体化して１つの回転電機とした二重ロータ型の回転電機が、省スペース化をもたらすため、上述のようなハイブリッド自動車に採用されている。
二重ロータ型の回転電機は、エンジンの出力軸が連結される回転子であり且つ最も内側に配置される内ロータと、内ロータの径方向外側に配置され且つ差動装置に連結される外ロータと、外ロータの径方向外側に配置されてケーシング等に固定されたステータとを有している。例えば、内ロータ及びステータには三相巻線が巻回され、外ロータには永久磁石が設けられている。三相巻線は、インバータに電気的に接続されており、インバータを介して電力の供給を受けること及び発生した電力をインバータに送ることができる。
内ロータ及び外ロータは１つの内側回転電機を構成し、外ロータ及びステータは１つの外側回転電機を構成する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００５−４７３９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
二重ロータ型の回転電機では、例えば車両に高速状態での加速が必要な場合、ステータに電力を供給することで三相巻線から発生する回転磁界の作用により外側回転電機を回転駆動する回転トルクに加え、内側回転電機を回転駆動する回転トルクが必要になる。この２つの回転トルクが協調して高い回転トルクを車両に与えることができる。このとき、内側回転電機では、高い回転トルクを得るために、内ロータに電力が供給されると共に内ロータがエンジンによって回転駆動される。その結果、内ロータの三相巻線が生じる回転磁界の磁束と、ステータの三相巻線が生じる回転磁界の磁束とが、干渉し合い、内側回転電機及び外側回転電機の回転トルクを低下させることがある。この回転トルクの低下を補うためには、内ロータ及びステータの三相巻線に供給する電流を増加させる必要があり、二重ロータ型の回転電機での運転効率が低下するという問題がある。
【０００６】
この発明は上記のような問題を解決するためになされたものであり、二重ロータ型の回転電機において磁束干渉が生じた場合の回転電機の効率の低下を抑える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】
【０００７】
上記の課題を解決するために、この発明に係る車両制御装置は、内燃機関と、回転可能な第一回転子、第一回転子に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二回転子、及び第二回転子の回転半径方向外側で固定配設される固定子を含む回転電機と、回転電機及び内燃機関の動作を制御する制御手段とを備え、第一回転子及び第二回転子のうちの一方が、内燃機関に一体回転可能に機械的に連結されると共に、第一回転子及び第二回転子のうちの他方が、車両駆動機構に機械的に連結され、回転電機は、第一回転子及び第二回転子によって構成される第一回転電機部と、第二回転子及び固定子によって構成される第二回転電機部とを含み、第一回転電機部は、電流が供給されて回転磁界を発生することによって第一回転子又は第二回転子を第二回転子又は第一回転子に対して相対的に回転駆動することが可能であり、第一回転子及び第二回転子が相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能であり、第二回転電機部は、電流が供給されて回転磁界を発生することによって第二回転子を固定子に対して回転駆動することが可能であり、第二回転子が固定子に対して相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能であり、制御手段は、第一回転電機部及び第二回転電機部のそれぞれに回転磁界又は誘導電流による磁界が発生して、互いの間で磁束干渉が生じるとき、第一回転電機部及び第二回転電機部が発生するトルクの和を維持しつつ、回転電機の効率の低下を抑えるように第一回転電機部及び第二回転電機部を流れる電流を制御する。
【０００８】
制御手段は、磁束干渉が生じるときの制御の際、第一回転電機部を流れる電流と第一回転電機部の発生トルクと第二回転電機部の発生トルクとの関係を示す第一のマップと、第二回転電機部を流れる電流と第一回転電機部の発生トルクと第二回転電機部の発生トルクとの関係を示す第二のマップとを用いて、第一回転電機部及び第二回転電機部を流れる電流を制御してよい。
制御手段は、磁束干渉が生じるときの制御の際、内燃機関の運転効率、トルク及び回転数の関係を示す内燃機関マップを用いて、内燃機関に連結された第一回転電機部又は第二回転電機部から要求されるトルクを発生しつつ運転効率を高くするように内燃機関を制御してよい。
【発明の効果】
【０００９】
この発明に係る車両制御装置によれば、磁束干渉が生じた場合の二重ロータ型回転電機の効率の低下を抑えることが可能になる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【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模式図である。
【図２】磁束干渉が発生しない場合のインナーモータにおけるインナーモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示す図である。
【図３】磁束干渉が発生する場合のインナーモータにおけるインナーモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示す図である。
【図４】磁束干渉が発生しない場合のアウターモータにおけるアウターモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示す図である。
【図５】磁束干渉が発生する場合のアウターモータにおけるアウターモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示す図である。
【図６】エンジンの運転効率とエンジントルクとエンジン回転数との関係を示す図である。
【図７】二重ロータ型モータの変形例を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
実施の形態
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
まず、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１の構成を説明する。なお、本実施の形態では、車両制御装置１０１は、ハイブリッド自動車に搭載されるものとして説明する。
図１を参照すると、車両制御装置１０１は、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二重ロータ型モータである回転電機３０とをハイブリッド自動車の動力装置として備えている。回転電機３０は、回転可能な第一ロータ３１、回転可能な第二ロータ３２、及び回転電機３０の図示しないケーシングに固定して配設されたステータ３３とを備えている。
ここで、第一ロータ３１は第一回転子を構成し、第二ロータ３２は第二回転子を構成し、ステータ３３は固定子を構成している。
【００１２】
第一ロータ３１は、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３の中で最も中心側に配置され、第一ロータ３１の回転軸を構成する入力軸４０は、エンジン１０のエンジン出力軸１１に電磁クラッチ４１を介して機械的に連結されている。電磁クラッチ４１は、入力軸４０及びエンジン出力軸１１を、動力伝達を可能にする連結状態と動力伝達を遮断する切断状態とにするように選択的に動作する。なお、この機械的に連結されるとは、入力軸４０及びエンジン出力軸１１が、電磁クラッチ４１のみを介して互いに連結される場合、並びに、電磁クラッチ４１に加えて、増速機、減速機のような変速機構等を介して連結される場合を含む。
【００１３】
第一ロータ３１は、入力軸４０の外周を囲むように一体回転可能に設けられた円筒状の第一コア３１ａと、第一コア３１ａ内で周方向に沿って設けられた第一巻線３１ｂとを有している。第一巻線３１ｂは、三相巻線である。
第二ロータ３２は、第一ロータ３１の外周を囲むように径方向外側に設けられ且つ円筒状をした第二コア３２ａと、第一コア３１ａに対向する第二コア３２ａの内周面近傍に周方向に沿って埋め込まれた第一永久磁石３２ｂと、第二コア３２ａにおける内周面と反対側の外周面近傍に周方向に沿って埋め込まれた第二永久磁石３２ｃとを有している。つまり、第一永久磁石３２ｂは、第一巻線３１ｂと対向している。第二コア３２ａは、入力軸４０及び第一ロータ３１の外周を囲むように設けられ且つ入力軸４０によって図示しない軸受を介して回転自在に支持される有底円筒状の支持ハウジング３２ｄによって保持されている。第二コア３２ａ及び支持ハウジング３２ｄは一体となって、入力軸４０及び第一ロータ３１の周囲を相対的に回転することができる。
【００１４】
ステータ３３は、第二ロータ３２の外周を囲むように径方向外側に設けられ且つ円筒状をしたステータコア３３ａと、ステータコア３３ａにおける第二コア３２ａと対向する内周面近傍に周方向に沿って設けられた第二巻線３３ｂとを有している。第二巻線３３ｂは、第二永久磁石３２ｃと対向し、三相巻線である。ステータコア３３ａは、回転電機３０の図示しないケーシングに固定されている。
よって、回転電機３０では、第一ロータ３１及び第二ロータ３２からなり且つ内側に位置する１つのモータであるインナーモータ３０ａが形成され、第二ロータ３２及びステータ３３からなり且つ外側に位置する１つのモータであるアウターモータ３０ｂが形成される。ここで、インナーモータ３０ａは第一回転電機部を構成し、アウターモータ３０ｂは第二回転電機部を構成している。
なお、図１では、第一ロータ３１、第二ロータ３２及びステータ３３の断面が模式的に示されている。
【００１５】
また、第二ロータ３２の支持ハウジング３２ｄには、出力軸５０が一体に回転するように機械的に連結され、出力軸５０の端部にはピニオンギヤ６１が一体に回転するように取り付けられている。ピニオンギヤ６１は、ドリブンギヤ６２とギヤ係合している。さらに、ドリブンギヤ６２は、図示しない車両の車輪にデファレンシャルギヤを介して接続された駆動軸７１に一体に回転するように取り付けられている。よって、第二ロータ３２及び支持ハウジング３２ｄが共に回転することによって、駆動軸７１が回転駆動されて車輪が回転駆動される。なお、第二ロータ３２の支持ハウジング３２ｄは、駆動軸７１に対して、出力軸５０、ピニオンギヤ６１及びドリブンギヤ６２に加えて、変速機等の機械式の動力伝達機構を介して機械的に連結されていてもよい。
ここで、出力軸５０、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及び駆動軸７１は、車両駆動機構８０を構成している。
【００１６】
また、車両制御装置１０１は、直流電力を充放電可能なバッテリ２３と、バッテリ２３に電気的に接続された第一インバータ２１及び第二インバータ２２とを備えている。第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、バッテリ２３から供給された直流電力を三相交流電力に変換することができるほか、三相交流電力を直流電力に変換しバッテリ２３に供給することができる。第一インバータ２１及び第二インバータ２２は、後述するコントロールユニット（以下、ＥＣＵと呼ぶ）９０によって動作が制御される。
ここで、ＥＣＵ９０は、制御手段を構成している。
【００１７】
第一インバータ２１は、入力軸４０の周りに取り付けられたスリップリング機構２４に電気的に接続されている。第一インバータ２１から出力される三相交流電力は、スリップリング機構２４を介して、入力軸４０に沿って設けられた図示しない導電体に伝達され、この導電体を通って第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに供給される。一方、第一巻線３１ｂで交流電流である誘導電流が発生すると、この誘導電流は、導電体及びスリップリング機構２４を介して第一インバータ２１に供給され、第一インバータ２１で直流電流に変換されてバッテリ２３に供給される。
【００１８】
第二インバータ２２は、ステータ３３の第二巻線３３ｂに電気的に接続されている。これにより、第二インバータ２２から出力される三相交流電力は、第二巻線３３ｂに供給される。一方、第二巻線３３ｂで誘導電流が発生すると、この誘導電流は、第二インバータ２２に供給され、第二インバータ２２で直流電流に変換されてバッテリ２３に供給される。
【００１９】
ＥＣＵ９０は、第一インバータ２１及び第二インバータ２２を制御することによって回転電機３０の第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ及びステータ３３の第二巻線３３ｂへの電力供給を制御する。
また、ＥＣＵ９０は、エンジン１０のトルクを検知するエンジントルクセンサ１０ａ及び回転数を検知するエンジン回転数センサ１０ｂに電気的に接続され、検知されたエンジントルク情報及びエンジン回転数情報を取得するように構成されている。さらに、ＥＣＵ９０は、車両の運転席のアクセルの開度を検知するアクセル開度センサ１２に電気的に接続され、検知されたアクセル開度情報を取得するように構成され、さらにまた、回転電機３０の第二ロータ３２の回転数を検知するモータ回転数センサ１３に電気的に接続され、検知されたロータ回転数情報を取得するように構成されている。
【００２０】
ＥＣＵ９０は、アクセル開度センサ１２、モータ回転数センサ１３、エンジントルクセンサ１０ａ及びエンジン回転数センサ１０ｂから受け取る情報を使用して、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂのトルク、第二ロータ３２及び出力軸５０の回転数、エンジントルク並びにエンジン回転数を決定し、第一インバータ２１、第二インバータ２２、インナーモータ３０ａ、アウターモータ３０ｂ及びエンジン１０の動作を制御する。
また、ＥＣＵ９０は、電磁クラッチ４１に電気的に接続されている。ＥＣＵ９０は、電磁クラッチ４１に供給する電力を制御して、電磁クラッチ４１の断接動作を制御する。
そして、上述のような車両制御装置１０１は、エンジン１０の駆動力が回転電機３０の駆動軸である入力軸４０を直接的に駆動するためにのみ用いられるレンジエクステンダー（ＲＥ）方式のハイブリッド自動車を構成している。
【００２１】
次に、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１の動作を説明する。
図１を参照すると、車両制御装置１０１は、車両制御装置１０１を搭載するハイブリッド自動車を、回転電機３０の出力軸５０からの回転駆動力つまりトルクによって走行させる。このとき、出力軸５０からのトルクは、ピニオンギヤ６１、ドリブンギヤ６２及び駆動軸７１を介して図示しない車両の車輪に伝達し、車両を走行させる。なお、出力軸５０からのトルクは、回転電機３０のインナーモータ３０ａが発生するトルクとアウターモータ３０ｂの発生するトルクとを合計したものとなる。
【００２２】
さらに、車両制御装置１０１は、バッテリ２３の電力を使用することのみによって出力軸５０を回転駆動し車両を走行させるＥＶモード走行形態と、エンジン１０の動力を使用して入力軸４０を回転駆動しつつ車両を走行させるＲＥモード走行形態とを適宜選択して、車両の走行を制御する。なお、ＲＥモード走行形態では、バッテリ２３の電力を使用する場合も使用しない場合もある。さらに、車両制御装置１０１は、ＲＥモード走行形態において、低速加速走行、低速巡航走行、高速加速走行及び高速巡航走行の４つの走行形態に応じて、その制御を変更する。
以下に、（１）ＥＶモード走行形態、（２）低速加速時のＲＥモード走行形態、（３）低速巡航時のＲＥモード走行形態、（４）高速加速時のＲＥモード走行形態、及び（５）高速巡航時のＲＥモード走行形態の各走行形態における車両制御装置１０１の制御内容を説明する。
【００２３】
（１）ＥＶモード走行形態
この走行形態は、バッテリ２３の充電率が所定値以上の場合に実施される車両の走行形態である。
ＥＣＵ９０は、モータ回転数センサ１３から得られる車速、アクセル開度センサ１２から得られるアクセル開度等の情報から車両に要求される走行状態を判定し、回転電機３０のインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに要求される回転数、トルク及び電流値を決定する。なお、インナーモータ３０ａの回転数は、第一ロータ３１及び第二ロータ３２の回転数差に相当し、インナーモータ３０ａのトルクは、エンジン１０の発生トルクに相当する。アウターモータ３０ｂの回転数並びにトルクは、第二ロータ３２及び出力軸５０の回転数並びに第二ロータ３２及びステータ３３の間で磁界により発生するトルクに相当する。
【００２４】
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を停止させた状態とすると共に、電磁クラッチ４１を切断してエンジン１０と入力軸４０との間の動力伝達を遮断する。さらに、ＥＣＵ９０は、第二インバータ２２を制御してバッテリ２３の直流電力を三相交流電力に変換し回転電機３０のステータ３３の第二巻線３３ｂに供給する。このとき、第二巻線３３ｂの三相交流電力が回転磁界を発生し、この回転磁界が第二永久磁石３２ｃに作用して第二ロータ３２を支持ハウジング３２ｄと共に回転させる。つまり、回転電機３０のアウターモータ３０ｂが駆動する。これにより、出力軸５０が回転駆動され、車両が走行する。この走行形態では、バッテリ２３の電力を用いたアウターモータ３０ｂによる力行が実施されることになる。
なお、第二ロータ３２の回転駆動力が不足する場合には、ＥＣＵ９０は、電磁クラッチ４１を接続状態として第一ロータ３１を回転方向に固定すると共に、第一インバータ２１を介してバッテリ２３の電力を回転電機３０の第一ロータ３１の第一巻線３１ｂにも供給する。これにより、第一巻線３１ｂの三相交流電力が発生する回転磁界が、第二永久磁石３２ｃに作用して第二ロータ３２に回転駆動力を付加する。
【００２５】
（２）低速加速時のＲＥモード走行形態
この走行形態は、バッテリ２３の充電率が所定値未満の場合に実施される車両の低速加速走行時の走行形態である。
ＥＣＵ９０は、車速、アクセル開度等の情報から車両に要求される低速加速走行状態を判定し、回転電機３０のインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに要求される回転数、トルク及び電流値を決定する。
【００２６】
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を稼働させた状態とすると共に、電磁クラッチ４１を接続してエンジン１０と入力軸４０とを動力伝達可能な状態にする。さらに、ＥＣＵ９０は、第二インバータ２２を制御してバッテリ２３の電力を回転電機３０のステータ３３に供給する。
このとき、インナーモータ３０ａでは、エンジン１０によって、入力軸４０と共に第一ロータ３１が回転駆動される。第一ロータ３１の第一巻線３１ｂは、第二ロータ３２の永久磁石３２ｂが生成する磁場内を移動することによって、誘導電流を内部に発生する。三相交流電流である誘導電流は、第一コア３１ａ及び入力軸４０に設けられた導電体を通ってスリップリング機構２４に送られ、さらに、スリップリング機構２４から第一インバータ２１に送られて直流電流に変換された後に、バッテリ２３に充電される。また、第二ロータ３２の永久磁石３２ｂは、第一巻線３１ｂ内の誘導電流が発生する磁場によって引き付けられ、それにより、第二ロータ３２は、第一ロータ３１と同一の回転方向に引っ張られるようにして連れ回りする。この際、第二ロータ３２は、エンジン１０の発生トルクに相当する回転力を受けて回転する。
【００２７】
アウターモータ３０ｂでは、ステータ３３の第二巻線３３ｂから発生する回転磁界の作用によって、支持ハウジング３２ｄと共に第二ロータ３２が第一ロータ３１と同方向に回転駆動される。つまり、第二ロータ３２は、回転磁界の発生トルクを受けて回転する。
よって、上記のようなインナーモータ３０ａでの発生トルク及びアウターモータ３０ｂでの発生トルクを受けて第二ロータ３２及び出力軸５０が回転駆動され、それにより車両が加速走行する。
この走行形態では、エンジン１０の動力を用いたインナーモータ３０ａによる発電とバッテリ２３の電力を用いたアウターモータ３０ｂによる力行とが実施されることになる。
【００２８】
（３）低速巡航時のＲＥモード走行形態
この走行形態は、バッテリ２３の充電率が所定値未満の場合に実施される車両の低速巡航走行時の走行形態である。
ＥＣＵ９０は、車速、アクセル等の情報から車両に要求される低速巡航状態を判定し、回転電機３０のインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに要求される回転数、トルク及び電流値を決定する。
【００２９】
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を稼働させた状態とする共に電磁クラッチ４１を接続状態にするが、バッテリ２３の電力を回転電機３０のステータ３３にも第一ロータ３１にも供給しない。このとき、インナーモータ３０ａでは、エンジン１０によって、第一ロータ３１が回転駆動される。これにより、第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ内には、誘導電流が発生し、発生した誘導電流は、スリップリング機構２４及び第一インバータ２１を通って、直流電力に変換されてバッテリ２３に充電される。また、第二ロータ３２の永久磁石３２ｂが、第一巻線３１ｂ内の誘導電流が発生する磁場によって引き付けられるため、第二ロータ３２は、第一ロータ３１と同一の回転方向にエンジン１０の発生トルクに相当する回転力を受けて回転する。
【００３０】
さらに、第二ロータ３２がステータ３３に対して相対的に回転するため、第二ロータ３２の永久磁石３２ｃは、ステータ３３の第二巻線３３ｂの内側周囲を旋回する磁場を生成する。これにより、第二巻線３３ｂ内には、誘導電流が発生し、この誘導電流は、第二インバータ２２に送られて直流電流に変換された後に、バッテリ２３に充電される。また、第二巻線３３ｂ内の誘導電流が発生する磁場が永久磁石３２ｃに作用して、第二ロータ３２に回転方向と反対方向の回転トルクを発生させる。
これにより、第二ロータ３２は、車両が低速巡航走行状態を維持するように一定回転数での回転動作を継続する。
この走行形態では、エンジン１０の動力を用いたインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂによる発電が実施されることになる。
【００３１】
（４）高速加速時のＲＥモード走行形態
この走行形態は、バッテリ２３の充電率が所定値未満の場合に実施される車両の高速加速走行時の走行形態である。
ＥＣＵ９０は、車速、アクセル開度等の情報から車両に要求される高速加速状態を判定し、回転電機３０のインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに要求される回転数、トルク及び電流値を決定する。
【００３２】
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を稼働させた状態とすると共に電磁クラッチ４１を接続状態にする。さらに、ＥＣＵ９０は、第一インバータ２１及び第二インバータ２２を制御して、バッテリ２３の電力を回転電機３０の第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ及びステータ３３の第二巻線３３ｂにそれぞれ供給する。
このとき、アウターモータ３０ｂでは、第二巻線３３ｂ内を流れる三相交流電流が回転磁界を発生し、この回転磁界は、永久磁石３２ｃに作用して第二ロータ３２に回転トルクを与える。
【００３３】
また、インナーモータ３０ａでは、エンジン１０によって回転移動される第一巻線３１ｂ内を流れる三相交流電流が、第二ロータ３２の内周に沿って旋回する回転磁界を発生し、この旋回する回転磁界は、永久磁石３２ｂに作用してエンジン１０の発生トルクを第二ロータ３２に伝達する。このとき、回転移動している第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに回転磁界を発生させることによって、出力軸５０を介して高負荷を受ける第二ロータ３２に対してでも、高い回転速度で回転させつつ、エンジン１０の発生トルクを作用させることができる。
上述のように、インナーモータ３０ａにおけるエンジン１０の回転駆動力及び第一巻線３１ｂから発生する回転磁界とアウターモータ３０ｂにおける第二巻線３３ｂから発生する回転磁界とが協働して作用して第二ロータ３２を高速加速状態で回転させ、これにより、高速走行状態の車両がさらに加速するように走行する。
この走行形態では、バッテリ２３の電力及びエンジン１０の動力を用いたインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂによる力行が実施されることになる。
【００３４】
（５）高速巡航時のＲＥモード走行形態
この走行形態は、バッテリ２３の充電率が所定値未満の場合に実施される車両の高速巡航走行時の走行形態である。
ＥＣＵ９０は、車速、アクセル開度等の情報から車両に要求される高速巡航状態を判定し、回転電機３０のインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに要求される回転数、トルク及び電流値を決定する。
【００３５】
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０を稼働させた状態とする共に電磁クラッチ４１を接続状態にし、さらに、第一インバータ２１を制御してバッテリ２３の電力を回転電機３０の第一ロータ３１に供給する。このとき、インナーモータ３０ａでは、第一巻線３１ｂ内を流れる三相交流電流が回転磁界を発生し、この回転磁界は、永久磁石３２ｂに作用してエンジン１０の発生トルクを第二ロータ３２に伝達する。これにより、出力軸５０を介して高負荷を受ける第二ロータ３２に対して、高い回転速度で回転させつつ、エンジン１０の発生トルクを作用させることができる。
【００３６】
また、第二ロータ３２がステータ３３に対して相対的に回転するため、ステータ３３の第二巻線３３ｂ内には誘導電流が発生し、この誘導電流は、第二インバータ２２を経由してバッテリ２３に充電される。第二巻線３３ｂ内の誘導電流が発生する磁場は、永久磁石３２ｃに作用して、第二ロータ３２に回転方向と反対方向の回転トルクを発生させる。
よって、第二ロータ３２は、インナーモータ３０ａにおけるエンジン１０の回転駆動力及び第一巻線３１ｂから発生する回転磁界と、アウターモータ３０ｂにおける第二巻線３３ｂから発生する磁場とを受けて、車両が高速巡航走行状態を維持するように一定回転数での回転動作を継続する。
この走行形態では、バッテリ２３の電力及びエンジン１０の動力を用いたインナーモータ３０ａによる力行及びアウターモータ３０ｂによる発電が実施されることになる。
【００３７】
上述のような各走行形態で車両を走行させるためには、回転電機３０の出力軸５０に所定のトルク（インナーモータ３０ａのトルク及びアウターモータ３０ｂのトルクの合計）が要求される。そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０の回転数、インバータ２１及び２２を介したインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂへの電流供給量を調節して、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの発生トルクを制御し、出力軸５０へ出力するトルクを制御する。
【００３８】
また、回転電機３０の動作時において、第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ及びステータ３３の第二巻線３３ｂのいずれにも三相交流電流が流れる場合、第一巻線３１ｂ及び第二巻線３３ｂの三相交流電流がそれぞれ回転磁界を発生し、これらの回転磁界が互いに干渉する磁束干渉が生じることがある。磁束干渉が生じると、第一巻線３１ｂ及び第二巻線３３ｂを流れる電流量に対応するインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの発生トルクが変動する。
【００３９】
例えば、図２には、磁束干渉が生じていない場合のインナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂを流れる電流量Ａａと、インナーモータ３０ａの発生トルクＴａ（縦軸）及びアウターモータ３０ｂの発生トルクＴｂ（横軸）との関係を表すインナーモータ電流マップが示されている。図３には、磁束干渉が生じている場合のインナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂを流れる電流量Ａａと、インナーモータ３０ａの発生トルクＴａ（縦軸）及びアウターモータ３０ｂの発生トルクＴｂ（横軸）との関係を表すインナーモータ電流マップが示されている。なお、図２及び図３のマップ上には、主に横方向に沿って延在する等電流線が描かれている。
【００４０】
図４には、磁束干渉が生じていない場合のアウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂを流れる電流量Ａｂと、インナーモータ３０ａの発生トルクＴａ（縦軸）及びアウターモータ３０ｂの発生トルクＴｂ（横軸）との関係を表すアウターモータ電流マップが示されている。図５には、磁束干渉が生じている場合のアウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂを流れる電流量Ａｂと、インナーモータ３０ａの発生トルクＴａ（縦軸）及びアウターモータ３０ｂの発生トルクＴｂ（横軸）との関係を表すアウターモータ電流マップが示されている。なお、図４及び図５のマップ上には、主に縦方向に沿って延在する等電流線が描かれている。
さらに、図２〜図５のマップにおいて、正の値のトルクは、車両の前進時の出力軸５０の回転方向と同じ回転方向に作用するトルクを示し、負の値のトルクは、正の値のトルクと反対の回転方向に作用するトルクを示す。
【００４１】
図２と図３とを比較した場合、及び図４と図５とを比較した場合のいずれにおいても、磁束干渉の発生後でインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの発生トルクを維持しようとしたとき、各巻線を流れる電流量に変化が生じる。そして、場合によっては、巻線に供給する電流量の増加や巻線で発生する発電量の減少が生じ、回転電機３０全体の運転効率が低下することがある。
しかしながら、本実施の形態の車両制御装置１０１のＥＣＵ９０は、磁束干渉の発生の有無にかかわらず、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの発生トルクの合計トルクを一定に維持しつつ、回転電機３０全体の運転効率の低下を抑制するように制御する。
そして、上述で説明した走行形態（１）〜（５）のいずれにおいても、第一巻線３１ｂ及び第二巻線３３ｂに電流が流れる状態があるため、磁束干渉が発生し得る。各走行形態について、磁束干渉が生じる場合のＥＣＵ９０の制御を中心に説明する。
【００４２】
（１）ＥＶモードによる走行形態
図１〜図５をあわせて参照すると、この走行形態において、出力軸５０にトルクＴ１が要求され、バッテリ２３の電力によってインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂが駆動される。
そして、ＥＣＵ９０は、第一インバータ２１及び第二インバータ２２を制御して、第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ及びステータ３３の第二巻線３３ｂにバッテリ２３の電力を供給する。
磁束干渉がない場合、ＥＣＵ９０は、車速等の情報に基づき、インナーモータ３０ａにインナーモータトルクＴａ１を発生させ、アウターモータ３０ｂにアウターモータトルクＴｂ１を発生させるように制御する。なお、Ｔ１＝Ｔａ１＋Ｔｂ１の関係（図２〜図５における直線Ｌ１の関係）が成立する。さらに、トルクＴａ１及びＴｂ１はいずれも、正の値をとる。
【００４３】
そして、ＥＣＵ９０は、図２のマップを使用して、インナーモータトルクＴａ１及びアウターモータトルクＴｂ１となるマップ上の点Ｐ１の電流値Ａａ１を求め、第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに電流値Ａａ１の電流を供給するように制御を行う。また、ＥＣＵ９０は、図４のマップを使用し、インナーモータトルクＴａ１及びアウターモータトルクＴｂ１となる点Ｐ１の電流値Ａｂ１を求め、ステータ３３の第二巻線３３ｂに電流値Ａｂ１の電流を供給するように制御を行う。なお、ＥＣＵ９０は、バッテリ２３の充電率等に基づき、トルクＴａ１及びＴｂ１がＴ１＝Ｔａ＋Ｔｂの関係である直線Ｌ１上に沿う関係を満たすようにしつつ、電流値Ａａ及びＡｂを変化させ得る。
【００４４】
一方、磁束干渉が発生する場合、インナーモータトルクＴａ１及びアウターモータトルクＴｂ１を維持するためには、インナーモータ３０ａでは図３のマップから点Ｐ１での電流値Ａａ１’（Ａａ１’≒Ａａ１）の供給電流が必要になり、アウターモータ３０ｂでは図５のマップから点Ｐ１での電流値Ａｂ１’（Ａｂ１’＞Ａｂ１）の供給電流が必要になる。
そこで、ＥＣＵ９０は、出力軸５０へのトルクＴ１を維持しつつ、アウターモータ３０ｂにおける電流値Ａｂ１’を電流値Ａｂａに低下させるように制御する。このとき、ＥＣＵ９０は、図５のマップの直線Ｌ１上で電流値Ａｂａとなる点Ｐ１ａを選定する。これにより、インナーモータトルクを上昇させ且つアウターモータトルクを低下させることになる。
【００４５】
なお、ＥＣＵ９０は、点Ｐ１ａの選定の際、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａａでインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂａでアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率が、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａ１’でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ１’でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率以上となるようにする。さらに、ＥＣＵ９０による点Ｐ１ａの選定では、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａａでインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂａでアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率が、磁束干渉が発生しない場合に電流値Ａａ１でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ１でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率を下回らない或いは下回る場合にはこの運転効率にできるだけ近くなるように行われる。ちなみに、回転電機３０全体の運転効率を構成する要素として、インナーモータ３０ａの消費電力、アウターモータ３０ｂの消費電力、出力軸５０のピニオンギヤ６１とドリブンギヤ６２との間のギヤ係合部における損失、第一ロータ３１及び第二ロータ３２等の軸受における損失、第一インバータ２１及び第二インバータ２２における損失などが含まれ、回転電機３０全体の運転効率は、これらの要素を合わせたものである。
【００４６】
よって、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じる場合にインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂにそれぞれ、電流値Ａａａ及びＡｂａを供給し、出力軸５０からの出力トルクをＴ１に維持する。これにより、磁束干渉が生じる場合でも、回転電機３０全体の運転効率の低下が抑えられつつ、出力軸５０へのトルクＴ１が維持される。
【００４７】
（２）ＲＥモードによる低速加速時の走行形態
図１〜図６をあわせて参照すると、この走行形態において出力軸５０にトルクＴ２（Ｔ２＜Ｔ１）が要求される。
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０によって第一ロータ３１を回転駆動すると共に、ステータ３３の第二巻線３３ｂにバッテリ２３の電力を供給する。
磁束干渉がない場合、ＥＣＵ９０は、車速、エンジン回転数等の情報に基づき、インナーモータ３０ａにインナーモータトルクＴａ２を発生させ、アウターモータ３０ｂにアウターモータトルクＴｂ２を発生させるように制御する。なお、Ｔ２＝Ｔａ２＋Ｔｂ２の関係（図２〜図５における直線Ｌ２の関係）が成立する。さらに、トルクＴ２ａ及びＴ２ｂはいずれも、正の値をとる。
【００４８】
そして、ＥＣＵ９０は、インナーモータ３０ａのトルク発生源であるエンジン１０に対してトルクＴａ２を発生するように動作させる。このとき、ＥＣＵ９０は、図６に示すエンジン効率マップを使用して、所望のトルクＴａ２に対して運転効率の高いエンジン回転数Ｒ２を選択して、エンジン１０の動作を制御する。なお、図６は、エンジン１０の運転効率と、エンジントルク（縦軸）及びエンジン回転数（横軸）との関係を表すエンジン効率マップである。
【００４９】
また、ＥＣＵ９０は、図４のマップを使用して、インナーモータトルクＴａ２及びアウターモータトルクＴｂ２となるマップ上の点Ｐ２の電流値Ａｂ２を求め、ステータ３３の第二巻線３３ｂに電流値Ａｂ２の電流を供給するように制御を行う。
このとき、インナーモータ３０ａでは、エンジン１０によって回転駆動される第一ロータ３１の第一巻線３１ｂに誘導電流が発生し、この誘導電流は、図２のマップでのインナーモータトルクＴａ２及びアウターモータトルクＴｂ２となる点Ｐ２の電流値Ａａ２となる。
なお、ＥＣＵ９０は、バッテリ２３の充電率に基づき、トルクＴａ２及びＴｂ２がＴ２＝Ｔａ＋Ｔｂの関係である直線Ｌ２上に沿う関係を満たすようにしつつ、電流値Ａａ及びＡｂを変化させ得る。
【００５０】
一方、磁束干渉が発生する場合、インナーモータトルクＴａ２及びアウターモータトルクＴｂ２を維持するためには、力行するアウターモータ３０ｂに関する図５のマップから、点Ｐ２での電流値Ａｂ２’（Ａｂ２’＞Ａｂ２）の供給電流が必要になる。そこで、ＥＣＵ９０は、出力軸５０へのトルクＴ２を維持しつつ、アウターモータ３０ｂへの供給電流値Ａｂ２’を電流値Ａｂ２に低下させるように制御する。このとき、ＥＣＵ９０は、図５のマップの直線Ｌ２上で電流値Ａｂ２となる点Ｐ２ａを選定する。これにより、アウターモータトルクを低下させ且つインナーモータトルクを上昇させることになる。なお、図５のマップの直線Ｌ２上において、点Ｐ２ａでは、インナーモータトルクＴａ２ａ及びアウターモータトルクＴｂ２ａとなる。
【００５１】
このとき、ＥＣＵ９０による点Ｐ２ａの選定では、磁束干渉が発生した場合の点Ｐ２ａの状態の回転電機３０の運転効率が、磁束干渉が発生した場合の点Ｐ２の状態の運転効率以上となるように行われる。さらに、ＥＣＵ９０による点Ｐ２ａの選定では、磁束干渉が発生した場合の点Ｐ２ａの状態の回転電機３０の運転効率が、磁束干渉が発生しない場合の点Ｐ２の状態の運転効率を下回らない或いは下回る場合にはこの運転効率にできるだけ近くなるように行われる。
【００５２】
さらに、ＥＣＵ９０は、図６のマップを使用して、エンジン回転数Ｒ２であり且つトルクＴａ２ａ以上でありながら、エンジン回転数Ｒ２であり且つトルクＴａ２ａである状態よりもエンジン１０の運転効率を低下させないようなエンジントルクＴａ２ｂを選定する。なお、図６から、エンジントルクＴａ２ｂとして、トルクＴａ２ａを選定できる。
さらにまた、ＥＣＵ９０は、図５のマップの直線Ｌ２上で、インナーモータトルクＴａ２ｂとなる点Ｐ２ｂにおけるアウターモータトルクＴｂ２ｂ及び電流値Ａｂ２ｂを求める。なお、本ケースの場合、点Ｐ２ｂは点Ｐ２ａと同一となり、アウターモータトルクＴｂ２ｂ及び電流値Ａｂ２ｂはそれぞれ、アウターモータトルクＴｂ２ａ及び電流値Ａｂ２となる。
【００５３】
よって、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じる場合に、アウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂに電流値Ａｂ２の電流を供給し、エンジン１０に回転数Ｒ２及びエンジントルクＴａ２ａで駆動させるように制御する。これにより、磁束干渉が生じる場合でも、アウターモータ３０ｂへの供給電流の増加を抑えて回転電機３０全体の運転効率の低下を抑えつつ、エンジン１０の運転効率を低下させずに、出力軸５０へのトルクＴ２が維持される。また、上述の制御では、図２及び図３から、インナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂに生じる誘導電流の電流値が上昇し、発電量が増加する。
【００５４】
（３）ＲＥモードによる低速巡航時の走行形態
図１〜図６をあわせて参照すると、この走行形態において出力軸５０にトルクＴ３（Ｔ３＜Ｔ２）が要求される。
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０によって第一ロータ３１を回転駆動する。
磁束干渉がない場合、ＥＣＵ９０は、車速、エンジン回転数等の情報に基づき、インナーモータ３０ａにインナーモータトルクＴａ３を発生させ、アウターモータ３０ｂにアウターモータトルクＴｂ３を発生させるように制御する。なお、Ｔ３＝Ｔａ３＋Ｔｂ３の関係（図２〜図５における直線Ｌ３の関係）が成立している。
また、バッテリ２３から電力が供給されないアウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂには、第一ロータ３１と連れ回りする第二ロータ３２の永久磁石３２ｃによって誘導電流が発生し、この誘導電流が生じる磁界は、永久磁石３２ｃに作用して第二ロータ３２に負の値のトルクＴｂ３を与える。
よって、インナーモータトルクＴａ３は正の値をとり、アウターモータトルクＴｂ３は負の値をとる。
【００５５】
そして、ＥＣＵ９０は、図６のマップを使用して、トルクＴａ３を発生し且つ運転効率の高いエンジン回転数Ｒ３を選択し、エンジン１０を動作させる。
この制御によってエンジン回転数が変わるため、第一ロータ３１及び第一ロータ３１に連れ回りする第二ロータ３２の回転数が変化する。このため、アウターモータトルクＴｂ３が変化し、それに伴いインナーモータトルクＴａ３も変化する。そして、ＥＣＵ９０は、変化したトルクと図６のマップとを使用して上述のようなエンジン回転数の選択動作を繰り返し実施して、最適な運転効率のエンジン回転数を求め、このエンジン回転数でエンジン１０を動作させるように制御する。
【００５６】
求められた最適なエンジン回転数Ｒ３ｏのとき、インナーモータトルクＴａ３ｏ及びアウターモータトルクＴｂ３ｏとなる。この場合、図２及び図４のマップから、インナーモータ３０ａでは、インナーモータトルクＴａ３ｏ及びアウターモータトルクＴｂ３ｏとなる点Ｐ３における電流値Ａａ３が発生し、アウターモータ３０ｂでは、点Ｐ３における電流値Ａｂ３が発生することになる。
【００５７】
一方、磁束干渉が発生する場合、インナーモータ３０ａにおける点Ｐ３での電流値は、図３のマップによると電流値Ａａ３’（Ａａ３’≒ Ａａ３）となり、アウターモータ３０ｂにおける点Ｐ３での電流値は、図５のマップによると電流値Ａｂ３’（Ａｂ３’＜ Ａｂ３）となる。なお、電流値Ａｂ３’の絶対値＞電流値Ａｂ３の絶対値となる。よって、インナーモータ３０ａへの電力供給量はほとんど変わらず、アウターモータ３０ｂでの発電量が増加する。回転電機３０全体の運転効率が低下しないため、ＥＣＵ９０は、磁束緩衝がない場合の制御を継続する。
【００５８】
従って、本走行形態では、磁束干渉が生じる場合に回転電機３０全体の運転効率が低下しないため、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じる前の制御を磁束干渉が生じた後も継続する。
【００５９】
（４）ＲＥモードでの高速加速時の走行形態
図１〜図６をあわせて参照すると、この走行形態において出力軸５０にトルクＴ４（Ｔ１＜Ｔ４）が要求される。
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０によって第一ロータ３１を回転駆動すると共に、バッテリ２３の電力を第一ロータ３１の第一巻線３１ｂ及びステータ３３の第二巻線３３ｂに供給する。これにより、第一巻線３１ｂが発生する回転磁界を介して伝達されるエンジン１０の回転駆動力（発生トルク）及び第二巻線３３ｂで発生する回転磁界によって第二ロータ３２が回転駆動される。
【００６０】
磁束干渉がない場合、ＥＣＵ９０は、車速、エンジン回転数等の情報に基づき、インナーモータ３０ａにインナーモータトルクＴａ４を発生させ、アウターモータ３０ｂにアウターモータトルクＴｂ４を発生させるように制御する。Ｔ４＝Ｔａ４＋Ｔｂ４の関係が成立する。インナーモータトルクＴａ４は、エンジントルクと同等であり、アウターモータトルクＴｂ４は、第二巻線３３ｂからの回転磁界による界磁トルクである。よって、トルクＴａ４及びＴｂ４はいずれも正の値をとる。
【００６１】
そして、ＥＣＵ９０は、図６のマップを使用して、エンジントルクＴａ４を発生し且つ運転効率の高いエンジン回転数Ｒ４を選択し、エンジン１０を動作させる。
さらに、ＥＣＵ９０は、図２のマップを使用し、Ｔ４＝Ｔａ＋Ｔｂの関係を満たす直線Ｌ４上で、インナーモータトルクがＴａ４となりアウターモータトルクがＴｂ４となる点Ｐ４での電流値Ａａ４を求め、この電流値Ａａ４の電流をインナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂに供給するように制御を行う。また、ＥＣＵ９０は、図４のマップにおいて、直線Ｌ４上で、インナーモータトルクがＴａ４となりアウターモータトルクがＴｂ４となる点Ｐ４での電流値Ａｂ４を求め、この電流値Ａｂ４の電流をアウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂに供給するように制御を行う。
【００６２】
一方、磁束干渉が発生する場合、図３のマップによると、点Ｐ４での電流値は、電流値Ａａ４’（Ａａ４’＞ Ａａ４）となり、図５のマップによると、点Ｐ４での電流値は、電流値Ａｂ４’（Ａｂ４’＞ Ａｂ４）となる。よって、第一巻線３１ｂ及び第二巻線３３ｂへの電力供給量が増加する、つまり力行するインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂへの電力供給量が増加する。
そこで、ＥＣＵ９０は、出力軸５０へのトルクＴ４を維持しつつ、電流供給量の増加量が大きい方であるアウターモータ３０ｂへの供給電流を、電流値Ａｂ４’から電流値Ａｂ４’’に低下させるように制御する。
【００６３】
このとき、図５のマップによると、各トルクは、直線Ｌ４上で電流値Ａｂ４’’となる点Ｐ４ａでのインナーモータトルクＴａ４ａ（Ｔａ４ａ＞Ｔａ４）及びアウターモータトルクＴｂ４ａ（Ｔｂ４ａ＜Ｔｂ４）となる。図６によると、エンジントルクがトルクＴａ４ａとなると、エンジン回転数Ｒ４のままではエンジン効率が低下するため、ＥＣＵ９０は、エンジン回転数をＲ４ａに僅かに低下させてエンジン効率を向上させる。
さらに、図３のマップによると、点Ｐ４ａでの電流値は、Ａａ４’’（Ａａ４’’＞ Ａａ４’）となる。このため、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａ４’’でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ４’’でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率が、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａ４’でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ４’でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率以上となるように、電流値Ａａ４’’及び電流値Ａｂ４’’つまり点Ｐ４ａを選定する。さらにまた、ＥＣＵ９０による点Ｐ４ａの選定では、磁束干渉が発生する場合に電流値Ａａ４’’でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ４’’でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率が、磁束干渉が発生しない場合に電流値Ａａ４でインナーモータ３０ａが稼働し且つ電流値Ａｂ４でアウターモータ３０ｂが稼働したときの回転電機３０全体の運転効率を下回らない或いは下回る場合にはこの運転効率にできるだけ近くなるように行われる。
よって、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じた場合でも、出力軸５０へのトルクＴ４を維持しながら良好な運転効率でエンジン１０を駆動させつつ、回転電機３０全体の運転効率の低下を抑える。
【００６４】
（５）ＲＥモードでの高速巡航時の走行形態
図１〜図６をあわせて参照すると、この走行形態において出力軸５０にトルクＴ５（Ｔ３＜Ｔ５＜Ｔ２）が要求される。
そして、ＥＣＵ９０は、エンジン１０によって第一ロータ３１を回転駆動すると共に、バッテリ２３の電力を第一巻線３１ｂに供給して発生する回転磁界によって第二ロータ３２を回転駆動する。このとき、第二ロータ３２が回転することによって、ステータの３３の第二巻線３３ｂには誘導電流が発生し、この誘導電流が生じる磁界は、第二ロータ３２に負の値のトルクを与える。
【００６５】
磁束干渉がない場合、ＥＣＵ９０は、車速、エンジン回転数等の情報に基づき、インナーモータ３０ａにインナーモータトルクＴａ５を発生させ、アウターモータ３０ｂにアウターモータトルクＴｂ５を発生させるように制御する。インナーモータトルクＴａ５は、エンジントルクと同等であり、アウターモータトルクＴｂ５は、第二巻線３３ｂの誘導電流による誘導電流トルクである。そして、Ｔ５＝Ｔａ５＋Ｔｂ５の関係が成立する。トルクＴａ５は正の値をとり、トルクＴｂ５は負の値をとる。
【００６６】
ＥＣＵ９０は、図６のマップを使用して、トルクＴａ５を発生し且つ運転効率の高いエンジン回転数Ｒ５を選択し、エンジン１０を動作させる。
さらに、ＥＣＵ９０は、図２のマップを使用して、Ｔ５＝Ｔａ＋Ｔｂの関係を満たす直線Ｌ５上で、インナーモータトルクがＴａ５となりアウターモータトルクがＴｂ５となる点Ｐ５での電流値Ａａ５を求め、この電流値Ａａ５の電流をインナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂに供給するように制御を行う。また、図４のマップにおいて、インナーモータトルクがＴａ５となり、アウターモータトルクがＴｂ５となる点Ｐ５での電流値Ａｂ５の絶対値が、アウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂに発生する誘導電流の電流値となる。
【００６７】
しかしながら、磁束干渉が発生する場合、上述の各トルクを維持するためには、インナーモータ３０ａでは、図３のマップによると点Ｐ５での電流値Ａａ５’（Ａａ５’≒ Ａａ５）の供給電流が必要となり、アウターモータ３０ｂでは、図５のマップによると点Ｐ５での電流値Ａｂ５’（Ａｂ５’＜ Ａｂ５）の誘導電流が発生する。よって、インナーモータ３０ａへの電力供給量はほとんど変わらず、アウターモータ３０ｂでの発電量が増加する。回転電機３０全体の運転効率が低下しないため、ＥＣＵ９０は、磁束緩衝がない場合の制御を継続する。
従って、本走行形態では、磁束干渉が生じる場合に回転電機３０全体の運転効率が低下しないため、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じる前の制御を磁束干渉が生じた後も継続する。
【００６８】
このように、この発明の実施の形態に係る車両制御装置１０１は、エンジン１０と、回転可能な第一ロータ３１、第一ロータ３１に対して回転半径方向外側で相対回転可能に設けられる第二ロータ３２、及び第二ロータ３２の回転半径方向外側で固定配設されるステータ３３を含む回転電機３０と、回転電機３０及びエンジン１０の動作を制御するＥＣＵ９０とを備える。第一ロータ３１が、エンジン１０に一体回転可能に機械的に連結されると共に、第二ロータ３２が、車両駆動機構８０に機械的に連結されている。回転電機３０は、第一ロータ３１及び第二ロータ３２によって構成されるインナーモータ３０ａと、第二ロータ３２及びステータ３３によって構成されるアウターモータ３０ｂとを含む。インナーモータ３０ａは、電流が供給されて回転磁界を発生することによって第二ロータ３２を第一ロータ３１に対して相対的に回転駆動することが可能であり、第一ロータ３１及び第二ロータ３２が相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能である。アウターモータ３０ｂは、電流が供給されて回転磁界を発生することによって第二ロータ３２をステータ３３に対して回転駆動することが可能であり、第二ロータ３２がステータ３３に対して相対的に回転することによって誘導電流を発生して発電することが可能である。ＥＣＵ９０は、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂのそれぞれに回転磁界又は誘導電流による磁界が発生して、互いの間で磁束干渉が生じるとき、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂが発生するトルクの和を維持しつつ、回転電機３０の効率の低下を抑えるようにインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂを流れる電流を制御する。
【００６９】
上述の構成によって、磁束干渉が生じた際に、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂを流れる電流を調節して回転電機３０の効率の低下を抑えるように制御されるため、回転電機３０の運転効率の低下を抑えることができる。さらに、上述の制御では、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂが発生するトルクの和を維持するように行われるため、回転電機３０の出力は変動しない。よって、車両制御装置１０１は、磁束干渉が生じた際に、回転電機３０の出力を低下させずに、運転効率の低下を抑えることを可能にする。
【００７０】
また、車両制御装置１０１において、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じるときの制御の際、インナーモータ３０ａを流れる電流とインナーモータ３０ａの発生トルクとアウターモータ３０ｂの発生トルクとの関係を示す第一のマップと、アウターモータ３０ｂを流れる電流とインナーモータ３０ａの発生トルクとアウターモータ３０ｂの発生トルクとの関係を示す第二のマップとを用いて、供給電流を制御する。この場合、磁束干渉が生じる前後の第一のマップ及び第二のマップを使用することによって、磁束干渉の発生時に回転電機３０の運転効率を低下させないようにインナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂを流れる電流を制御することが容易且つ確実になる。
【００７１】
また、車両制御装置１０１において、ＥＣＵ９０は、磁束干渉が生じるときの制御の際、エンジン１０の運転効率、トルク及び回転数の関係を示すエンジン効率マップを用いて、エンジン１０に連結されたインナーモータ３０ａ又はアウターモータ３０ｂから要求されるトルクを発生しつつ運転効率を高くするようにエンジン１０を制御する。これにより、磁束干渉の発生時に、回転電機３０の運転効率の低下の抑制だけでなく、回転電機３０に関連して動作するエンジン１０の運転効率の低下の抑制が可能になる。
【００７２】
また、実施の形態の車両制御装置１０１において、インナーモータ３０ａの第一巻線３１ｂ及びアウターモータ３０ｂの第二巻線３３ｂのいずれにも電流が流れる場合に磁束干渉が発生し得るとしていた。ＥＣＵ９０は、第一巻線３１ｂを流れる電流の電流値及び電流進角値と、第二巻線３３ｂを流れる電流の電流値及び電流進角値とから、磁束干渉が発生するか否かを判定し、磁束干渉の有無の判定結果に応じた制御を行ってもよい。なお、磁束干渉は、例えば、第一巻線３１ｂ及び第二巻線３３ｂを流れる電流の電流値が大きい場合に、生じやすい。
【００７３】
また、実施の形態の車両制御装置１０１において、ＥＣＵ９０は、インナーモータにおけるインナーモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示すマップと、アウターモータにおけるアウターモータ電流とインナーモータトルクとアウターモータトルクとの関係を示すマップとして、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの回転数に依存しないものを使用していたが、これに限定されるものでない。ＥＣＵ９０は、それぞれのマップについて、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂの回転数の様々な組み合わせに対応した回転数毎のマップを使用してもよい。これにより、ＥＣＵ９０は、インナーモータ３０ａ及びアウターモータ３０ｂに対してより精度の高い制御を行うことができる。
【００７４】
また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０では、第二ロータ３２の第二コア３２ａの内周面近傍及び外周面近傍のそれぞれに埋め込まれていた二列の第一永久磁石３２ｂ及び第二永久磁石３２ｃを一体化し、第二コア３２ａ内の周方向に一列に埋め込むようにしてもよい。
【００７５】
また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０は、上記実施の形態（図１）において示されたような、径方向内側から第一巻線３１ｂ、第一永久磁石３２ｂ、第二永久磁石３２ｃ、第二巻線３３ｂの順に設けられる構造に限定されるものではなく、例えば図７の（ａ）〜（ｃ）に示されるような構造とすることもできる。図７（ａ）では、径方向内側から第一永久磁石２３１ｂ、第一巻線２３２ｂ、第二永久磁石２３２ｃ、第二巻線３３ｂの順に設けられている。図７（ｂ）では、径方向内側から第一永久磁石２３１ｂ、第一巻線３３２ｂ、第二巻線３３２ｃ、第二永久磁石３３３ｂの順に設けられている。図７（ｃ）では、径方向内側から第一巻線３１ｂ、第一永久磁石４３２ｂ、第二巻線４３２ｃ、第二永久磁石３３３ｂの順に設けられている。
【００７６】
また、実施の形態の車両制御装置１０１において、回転電機３０では、第一ロータ３１に入力軸４０が連結され、第二ロータ３２に出力軸５０が連結されていたが、第一ロータ３１に出力軸５０が連結され、第二ロータ３２に入力軸４０が連結されてもよい。
また、実施の形態及び変形例の車両制御装置１０１では、界磁として第一永久磁石３２ｂ，２３１ｂ，４３２ｂ及び第二永久磁石３２ｃ，２３２ｃ，３３３ｂを使用していたが、これに限定されるものでなく、電磁石であってもよい。
【００７７】
実施の形態及び変形例の車両制御装置１０１は、車両への搭載に限定されるものでなく、建設機械、ディーゼル機関車等のガソリンエンジン及びディーゼルエンジンなどの内燃機関と回転電機とを動力装置として備える機械に搭載してもよい。
【符号の説明】
【００７８】
１０  エンジン（内燃機関）、３０  回転電機、３０ａ  インナーモータ（第一回転電機部）、３０ｂ  アウターモータ（第二回転電機部）、３１  第一ロータ（第一回転子）、３２  第二ロータ（第二回転子）、３３  ステータ（固定子）、４０  入力軸、５０  出力軸、８０  車両駆動機構、９０  コントロールユニット（制御手段）、１０１  車両制御装置。
【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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