(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を前記磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、前記電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
ａ．前記車両の走行する路面の勾配と運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたか否か判断する加速指令判断手段、
および
ｂ．前記所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、前記位相を弱め位相に変更して前記内燃機関の出力トルクで車速を加速させた後、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値に近づいたとき、前記位相を前記弱め位相から前記弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段、
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】
それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を前記磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、前記電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、
ａ．前記車両の走行する路面の勾配と運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたか否か判断する加速指令判断手段、
および
ｂ．前記所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、前記位相を弱め位相に変更すると共に、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速させた後、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値を超えたとき、前記位相を前記弱め位相から前記弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段、
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３】
前記加速制御手段は、
ｃ．車速が所定車速を超えるか否か判断する車速判断手段、
を備え、車速が所定車速未満と判断されるとき、前記位相を強め位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速することを特徴とする請求項１記載のハイブリッド車両の制御装置。
【請求項４】
前記加速制御手段は、
ｃ．車速が所定車速を超えるか否か判断する車速判断手段、
を備え、車速が所定車速未満と判断されるとき、前記位相を強め位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速することを特徴とする請求項２記載のハイブリッド車両の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明はハイブリッド車両の制御装置に関し、より具体的には着磁された２個の回転子を相対回転させて両者の相対回転角あるいは変位角を示す位相を変更する位相変更機構を備えた電動機を駆動源として搭載したハイブリッド車両の制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
着磁された２個の回転子を相対回転させて両者の相対回転角あるいは変位角を示す位相を変更するようにした電動機の制御装置の例としては、下記の特許文献１記載の技術を挙げることができる。特許文献１記載の技術にあっては、電動機の回転速度に応じて２個の回転子の位相を変更する場合、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して２個の回転子のいずれかを周方向に相対回転させるように構成している。
【０００３】
また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて位相を変更する場合、２個の回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することにより、周方向の相対位置を変化させている。
【特許文献１】特開２００２−２０４５４１号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、このような位相が変更可能な電動機と内燃機関を駆動源として搭載すると共に、それらの出力を自動変速機で変速するハイブリッド車両に搭載した場合、運転者が所定以上の加速指令、即ち、キックダウン操作を行った場合、最初に電動機の出力トルクで加速され、次いで内燃機関の出力トルクが追加されるような段階的な加速となり、良好な加速フィーリングを与えられないことがある。
【０００５】
従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、位相が変更可能な電動機と内燃機関を駆動源として搭載すると共に、自動変速機を備えたハイブリッド車両において、運転者が所定以上の加速指令を行った場合、最初に内燃機関の出力トルクで加速させることで良好な加速フィーリングを与えるようにしたハイブリッド車両の制御装置を提供することにある。
【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に、請求項１にあっては、それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を前記磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、前記電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の走行する路面の勾配と運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたか否か判断する加速指令判断手段、および前記所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、前記位相を弱め位相に変更して前記内燃機関の出力トルクで車速を加速させた後、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値に近づいたとき、前記位相を前記弱め位相から前記弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段を備える如く構成した。
【０００７】
請求項２に係るハイブリッド車両の制御装置にあっては、それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、前記第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を前記磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、前記電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、前記車両の走行する路面の勾配と運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたか否か判断する加速指令判断手段、および前記所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、前記位相を弱め位相に変更すると共に、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速させた後、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値を超えたとき、前記位相を中間位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段を備える如く構成した。
【０００９】
請求項３および請求項４に係るハイブリッド車両の制御装置にあっては、前記加速制御手段は、車速が所定車速を超えるか否か判断する車速判断手段を備え、車速が所定車速未満と判断されるとき、前記位相を強め位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成した。
【発明の効果】
【００１０】
請求項１にあっては、それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、車両の走行する路面の勾配と運転者によるアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、位相を弱め位相に変更して内燃機関の出力トルクで車速を加速させた後、内燃機関の出力トルクがトルク限界値に近づいたとき、位相を中間位相に変更し、電動機の出力トルクで内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段を備える如く構成したので、所定以上の加速指令、即ち、キックダウン操作がなされたとき、最初に内燃機関の出力トルクで加速させることで良好な加速フィーリングを与えることができる。また、位相を弱め位相に駆動することでフリクションを低減することができ、内燃機関の出力トルクのロス分を低減することができる。また、内燃機関の出力トルクに電動機の出力トルクを追加することで経時的に加速を増加させることができ、トルクの盛り上がり感を伴う良好な加速フィーリングを与えることができると共に、内燃機関からは得られない出力トルクをアシストさせることで、不足感のない良好な加速フィーリングを与えることができる。
【００１１】
請求項２に係るハイブリッド車両の制御装置にあっては、それぞれ磁石片で着磁される第１、第２の回転子と、第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を弱め位相と強め位相の間で変更する位相変更機構とを少なくとも備える電動機と、内燃機関と、電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪に伝達する自動変速機とを備えたハイブリッド車両の制御装置において、路面の勾配とアクセルペダルの踏み込み量に基づき所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、位相を弱め位相に変更すると共に、電動機の出力トルクで内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速させた後、内燃機関の出力トルクがトルク限界値を超えたとき、位相を中間位相に変更し、電動機の出力トルクで内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段を備える如く構成したので、所定以上の加速指令、即ち、キックダウン操作がなされたとき、最初に内燃機関の出力トルクで加速させることで良好な加速フィーリングを与えることができる。また、位相を弱め位相に駆動することでフリクションを低減することができ、内燃機関の出力トルクのロス分を低減することができる。また、内燃機関の出力トルクに電動機の出力トルクを追加することで経時的に加速を確実に増加させることができ、トルクの盛り上がり感を伴う良好な加速フィーリング与えることができると共に、内燃機関からは得られない出力トルクをアシストさせることで、不足感のない良好な加速フィーリングを与えることができる。
【００１３】
請求項３および請求項４に係るハイブリッド車両の制御装置にあっては、加速制御手段は、車速が所定車速を超えるか否か判断する車速判断手段を備え、車速が所定車速未満と判断されるとき、位相を強め位相に変更し、電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成したので、上記した効果に加え、車速が所定車速未満にあるときは電動機の最大出力トルクの近傍で内燃機関の出力トルクをアシストさせることができ、ハイブリッド車両としての総合効率を上げることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１４】
以下、添付図面に即してこの発明に係るハイブリッド車両の制御装置を実施するための最良の形態について説明する。
【実施例１】
【００１５】
図１は、この発明の第１実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を全体的に示す模式図、図２はその駆動源とその制御装置を示す概略図である。
【００１６】
図１において符号１はハイブリッド車両（以下「車両」という）を示し、車両１には電動機１０と内燃機関（以下「エンジン」という）１２が搭載される。電動機１０は、具体的にはブラシレスモータあるいは交流同期電動機からなる。エンジン１２はガソリン噴射式火花点火式で４気筒を備え、その出力は駆動軸１４（図２に示す）を介してＣＶＴ（無段変速機）からなる自動変速機（以下「ＣＶＴ」という）１６に入力される。ＣＶＴ１６はエンジン１２などの出力を変速し、車輪（駆動輪）２０に伝達して車両１を走行させる。このように車両１は、パラレル方式のハイブリッド車両からなる。
【００１７】
電動機１０とエンジン１２は、ＣＶＴ１６に接続される。電動機１０はエンジン１２が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン１２をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン１２の回転をアシスト（増速）する。電動機１０は、通電されないときはエンジン１２の回転に伴って空転すると共に、エンジン１２への燃料供給が停止される減速時には駆動軸１４の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する発電機（ジェネレータ）として機能する。
【００１８】
図２に示す如く、電動機１０は、パワードライブユニット（「ＰＤＵ」という）２２を介してバッテリ２４に接続される。ＰＤＵ２２はインバータを備え、バッテリ２４から供給（放電）される直流（電力）を交流に変換して電動機１０に供給すると共に、電動機１０の回生動作によって発電された交流を直流に変換してバッテリ２４に供給する。このように、ＰＤＵ２２を介して電動機１０の駆動・回生が制御される。
【００１９】
さらに、エンジン１２の動作を制御するエンジン制御ユニット（「ＥＮＧＥＣＵ」という）２６、電動機１０の動作を制御するモータ制御ユニット（「ＭＯＴＥＣＵ」という）３０、およびバッテリ２４の充電状態ＳＯＣ（State Of Charge）を算出して充放電の管理などを行うバッテリ制御ユニット（「ＢＡＴＥＣＵ」という）３２、ならびにＣＶＴ１６の動作を制御する変速制御ユニット（「Ｔ／ＭＥＣＵ」という）３４が設けられる。上記したＥＮＧＥＣＵ２６などのＥＣＵ（電子制御ユニット）は全てマイクロコンピュータからなり、通信バス３６を介して相互に通信自在に接続される。
【００２０】
ここで、電動機１０について詳細に説明する。
【００２１】
図３は図１などに示す電動機１０の要部断面図、図４は図２などに示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図、図５は図２に示す回転子の磁石片の磁極の向きを示す模式図、および図６は図３に示す電動機１０の回転子の側面図である。
【００２２】
図示の如く、電動機１０は、円環状の固定子（ステータ）４０と、その内側に収容される、同様に円環状の回転子４２と、回転軸（回転軸線）４４を備える。固定子４０は鉄系材料から製作される薄板が積層（あるいは鉄系材料を鋳造）されてなると共に、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の固定子巻線４０ａが配置されてなる。
【００２３】
回転子４２は、外周側（第１）の回転子４２ａと、回転軸（回転軸線）４４を中心として相対回転あるいは相対変位自在な内周側（第２）の回転子４２ｂからなる。回転子４２ａ，４２ｂは例えば焼結金属から製作される鉄心からなると共に、円周側にはそれぞれ複数組、より正確には１６組の磁石片（永久磁石）４６が相互に僅かな間隔をおいて配置される。
【００２４】
図３と図４に示す如く、回転子４２には位相変更機構５０が設けられる。位相変更機構５０は、回転軸４４にスプライン（図示せず）を介して固定されるベーンロータ５２と、内周側の回転子４２ｂの内周面に嵌合されて固定される環状ハウジング５４と、ベーンロータ５２を外周側の回転子４２ａにピン５６ａで固定する、一対のドライブプレート５６と、それらに油圧を供給する油圧機構（後述）からなる。
【００２５】
ベーンロータ５２は中央のボス部から径方向に等間隔をおいて突出する複数個（６個）のベーン５２ａが形成されると共に、環状ハウジング５４の内部には中心側に等間隔をおいて突出する複数個（６個）の仕切壁５４ａが形成される。ベーン５２ａと仕切壁５４ａの先端にはそれぞれシール部材５２ｂ、５４ｂが配置され、ベーン５２ａと環状ハウジング５４の内壁面および仕切壁５４ａとベーンロータ５２のボス部の外周面の間を液密にシールする。
【００２６】
環状ハウジング５４は、図３に示す如く、軸方向長さ（幅）が内周側の回転子４２ｂよりも大きく形成され、２枚のドライブプレート５６に穿設された環状の溝５６ｂ（図４で図示省略）に移動自在に収容され、よって環状ハウジング５４と内周側の回転子４２ｂは、外周側の回転子４２ａと回転軸４４に回転自在に支持される。
【００２７】
２枚のドライブプレート５６は環状ハウジング５４の両側面に摺動自在に密接させられ、環状ハウジング５４の仕切壁５４ａとベーンロータ５２のボス部の外周面との間に密閉空間を複数個（６個）形成する。この密閉空間はベーンロータ５２のベーン５２ａによって二分され、進角側作動室（第１の作動室）５４ｃと遅角側作動室（第２の作動室）５４ｄを形成する。ここで、「進角」（ＡＤＶ）とは内周側の回転子４２ｂを外周側の回転子４２ａに対して矢印ＡＤＶ（図６）で示す電動機１０の回転方向と同一の方向に、「遅角」（ＲＴＤ）とはその逆方向に相対回転させることを意味する。
【００２８】
進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄには流体の圧力、具体的には非圧縮性の流体、より具体的にはＣＶＴ１６のＡＴＦ（あるいはエンジン１２の潤滑油）などの作動油の圧力、即ち、油圧が供給される。作動油は回転軸４４からベーンロータ５２に形成される２本の油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄに供給される。
【００２９】
油路６２，６４はほぼ平行しており、図３と図６に示す如く、回転軸４４の軸方向に穿設された油路６２ａ，６４ａと、それに連続して回転軸４４の外周面に穿設された油路６２ｂ，６４ｂと、それに連続してベーンロータ５２のボス部に放射状に穿設された油路６２ｃ，６４ｃからなる。油路６２は進角側作動室５４ｃに、油路６４は遅角側作動室５４ｄに接続され、後述するリザーバとの間で油圧を給排される。
【００３０】
進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄは油圧が給排されて伸縮し、よって外周側の回転子４２ａに固定されたベーン５２ａに対して仕切壁５４ａと一体にされた内周側の回転子４２ｂが回転軸（回転軸線）４４を中心として相対回転させられることで、外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂの間の相対回転角あるいは変位角を示す位相が０度から１８０度の間で変更され、それに応じて電動機１０の誘起電圧が変更される。
【００３１】
図６に最進角位置にあるときの進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄを示す。
【００３２】
この実施例に係る電動機１０にあっては、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最遅角位置（位相０度）にあるとき、図５（ａ）に示すように、それらの磁石片４６は同極同士が対向して強め界磁（界磁が増加）となる。他方、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最進角位置（位相１８０度）にあるとき、図５（ｂ）に示すように、それらの磁石片４６は対極同士が対向して弱め界磁（界磁が減少）となる。
【００３３】
それにより電動機１０の誘起電圧定数Ｋｅが変更され、電動機１０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が増加すると、電動機１０の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が減少すると、出力可能な最大トルクは減少し、許容回転速度は上昇する。
【００３４】
尚、この実施例に係る電動機１０は、内周側の回転子４２ｂが外周側の回転子４２ａに対して最遅角位置（位相０度）にあるとき、安定する。即ち、油圧が供給されないとき、回転子４２は最遅角位置に向けて相対変位し、その位置で停止する。
【００３５】
図７は、油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄに油圧を供給する、前記した油圧機構（符号７０で示す）の油圧回路図である。
【００３６】
図示の如く、油圧機構７０は、リザーバ（タンク。作動油の貯留源）７０ａからフィルタ７０ｂを介して作動油を汲み上げて高圧化して油路７０ｃに出力する油圧ポンプ７０ｄと、油路７０ｃを前記した油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄのいずれかに切り換え自在に接続する切換弁７０ｅと、油路７０ｃに介挿され、切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄに供給される作動油の流量を調整する流量調整弁７０ｆと、それらの動作を制御する前記したＭＯＴＥＣＵ（モータ制御ユニット）３０とを備える。
【００３７】
切換弁７０ｅは４ポート弁（方向切換弁）からなる。切換弁７０ｅには、そのポートを切り換えるリニアソレノイド弁７０ｇが接続される。リニアソレノイド弁７０ｇは油路７０ｃにおいて油圧ポンプ７０ｄと切換弁７０ｅの間に介挿され、電磁ソレノイド７０ｇ１を備え、電磁ソレノイド７０ｇ１を励磁・消磁されることで、そのスプール（弁体）は、作動油、より具体的には油圧を切換弁７０ｅのスプール（図示せず）に作用させる第１位置と、その作動油をドレンする第２位置の間で切り換え自在である。尚、破線はレリーフバルブ系を示す。
【００３８】
切換弁７０ｅは、そのスプール（弁体）が、油路７０ｃを油路６２を介して進角側作動室５４ｃに接続して作動油を供給する一方、遅角側作動室５４ｄをドレン側に接続して作動油を排出させる第１位置と、油路７０ｃを油路６４を介して遅角側作動室５４ｄに接続して作動油を供給する一方、進角側作動室５４ｃをドレン側に接続して作動油をドレン（排出）させる第２位置と、その間にあって４つのポートを閉鎖して作動油を保持する中間（中立）位置からなる３つの位置の間で切り替え自在に構成される。スプールは、スプリング７０ｅ１で第２位置に付勢される。
【００３９】
具体的には、切換弁７０ｅのスプールは、リニアソレノイド弁７０ｇから油圧が作用されないとき、第２位置が選択されると共に、リニアソレノイド弁７０ｇから比較的小さな油圧が作用されるとき中間位置が選択され、リニアソレノイド弁７０ｇから大きな油圧が作用すると、第１位置が選択されるように構成される。
【００４０】
流量調整弁７０ｆもリニアソレノイド弁からなり、電磁ソレノイド７０ｆ１を備えると共に、電磁ソレノイド７０ｆ１をＰＷＭ制御されることで、そのスプールは作動油が切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃなどに供給される第１位置と、作動油がドレンされる第２位置の間の任意な位置の間を切り換え自在に構成され、切り換えられた位置に応じた流量の作動油を油路７０ｃに出力することで、作動油の流量を調整する。破線はレリーフバルブ系を示す。
【００４１】
流量調整弁７０ｆで流量が調整された油路７０ｃの作動油は、切換弁７０ｅを介して進角側作動室５４ｃあるいは遅角側作動室５４ｄに供給される。前記した如く、進角側作動室５４ｃは、作動油を供給されるとき、その流量に応じて膨張し、位相を最進角位置（１８０度）と中間位置（９０度）の間の任意の位置に変更すると共に、遅角側作動室５４ｄも、作動油を供給されるとき、その流量に応じて膨張し、位相を中間位置（９０度）と最遅角位置（０度）の間の任意の位置に変更する。
【００４２】
図７の末尾に示す如く、油圧ポンプ７０ｄは第２の電動機７０ｊに接続され、第２の電動機７０ｊによって駆動される。第２の電動機７０ｊはインバータ回路（ＩＮＶ）７０ｋに接続される。
【００４３】
リザーバ７０ａとフィルタ７０ｂの間には温度センサ７０ｍが配置され、作動油の温度を示す出力を生じる。温度センサ７０ｍの出力はＭＯＴＥＣＵ３０に送られる。また電動機１０の適宜位置には位相センサ７０ｎが配置され、実位相値θに応じた出力を生じる。位相センサ７０ｎの出力もＭＯＴＥＣＵ３０に送られる。
【００４４】
ＭＯＴＥＣＵ３０はＰＤＵ２２のインバータを介して電動機１０の動作を制御すると共に、電動機１０の回転数などから前記した位相変更機構５０を介して位相を変更（制御）する。より具体的には、ＭＯＴＥＣＵ（制御手段）３０は、位相センサ７０ｎなどの出力に基づき、リニアソレノイド７０ｇと流量調整弁７０ｆの電磁ソレノイド７０ｇ１，７０ｆ１を励磁・消磁する。
【００４５】
図１の説明に戻ると、車両１において車輪２０のそれぞれの付近には車輪速センサ７４が配置され、車輪２０の所定回転ごとにパルス信号を出力する。また運転席（図示せず）の床面のアクセルペダル（ＡＰ）の付近にはＡＰ開度センサ７６が配置され、運転者によるアクセルペダルの開度（踏み込み量）に応じた出力を生じると共に、ブレーキペダル（Ｂｒｋ）の付近にはブレーキスイッチ８０が配置され、運転者によるブレーキ操作がなされたときＯＮ信号を出力する。
【００４６】
車両１の適宜位置には勾配センサ８２が配置され、車両１が走行する路面の勾配に応じた出力を生じると共に、エンジン１２の付近には吸気温センサ８４が配置され、エンジン１２が吸入する空気の温度に応じた出力を生じる。これらセンサの出力はＭＯＴＥＣＵ３０に送られる。
【００４７】
図８は、電動機１０の制御を示すブロック図である。図示の制御は、ＭＯＴＥＣＵ３０で実行される。
【００４８】
図示の制御を概説すると、回転子４２の磁石片４６の界磁極の磁束方向をｄ軸（界磁軸）とし、それに直交する方向をｑ軸（トルク軸）とする、電動機１０の回転子４２の回転位相に同期して回転する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実行されるものである。
【００４９】
即ち、電流指令算出部３０ａは、アクセル開度センサ（図示せず）で検出されるアクセル開度に基づいて算出されるトルクＴと、回転角センサ３０ｂで検出される電動機１０の回転角θｍを微分器３０ｃで微分して算出される電動機１０の回転数Ｎｍと、Ｋｅ算出部３０ｄで算出される誘起電圧定数Ｋｅを入力し、それらに基づいてＰＤＵ２２から固定子巻線４０ａに供給されるべき３相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを指定するためのｄ，ｑ軸の電流指令であるＩｄ指令とＩｑ指令を算出する。
【００５０】
電流指令算出部３０ａの次段には、電動機回転数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４２の界磁量を等価的に弱めるように電流位相を制御するべく弱め界磁電流目標値をｄ軸補正電流として出力する界磁制御部３０ｆと、バッテリ２４の残容量などに応じてｑ軸補正電流を出力する電力制御部３０ｇが接続される。
【００５１】
従って、電流指令Ｉｄ，Ｉｑは、次の加減算段３０ｉ，３０ｊで、ｄ軸補正電流とｑ軸補正電流を加算されると共に、３相−ｄｑ変換部３０ｋ（後述）から出力されるｄ軸電流Ｉｄとｑ軸電流Ｉｑが減算されて偏差ΔＩｄ，ΔＩｑが算出され、電流ＦＢ制御部３０ｌに出力される。
【００５２】
電流ＦＢ制御部３０ｌは、例えば電動機回転数Ｎｍに応じたＰＩ動作により、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑを増幅してｄ軸電圧指令値Ｖｄ指令とｑ軸電圧指令値Ｖｑ指令を算出し、ｄｑ−３相変換部３０ｍに出力する。
【００５３】
ｄｑ−３相変換部３０ｍは、回転角センサ３０ｂから出力される電動機１０の回転角θｍを用いてｄｑ座標上でのｄ軸電圧指令Ｖｄおよびｑ軸電圧指令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Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗの各相出力電圧に変換してＰＷＭ演算部３０ｎに出力する。
【００５４】
ＰＷＭ演算部３０ｎは、３相出力電圧（正弦波）Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗとキャリア信号（三角波）とスイッチング周波数に基づくパルス幅変調により、ＰＤＵ２２のＰＷＭインバータの各スイッチング素子をオン・オフするゲート信号（ＰＷＭ信号）を生成して固定子巻線４０ａに供給する。
【００５５】
各相の電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは電流センサ３０ｏ，３０ｐで検出され、検出値はＢＰフィルタ３０ｑでノイズが除去された後、前記した３相−ｄｑ変換部３０ｋに送られる。３相−ｄｑ変換部３０ｋは、フィルタ出力と電動機回転角θｍに基づき、電動機１０の回転位相による回転座標、即ち、ｄｑ座標上でのｄ軸電流Ｉｄ，ｑ軸電流Ｉｑを算出する。この算出値に基づいて偏差が算出されることは前記した通りである。
【００５６】
また、Ｋｅ指令算出部３０ｒは、トルク指令Ｔと電動機回転数Ｎｍと電動機電源電圧（バッテリ２４の電圧）Ｖｄｃに基づき、電動機１０の誘起電圧定数Ｋｅの指令値であるＫｅ指令を出力する。他方、油圧機構７０を介して変更された位相（前記した内周側の回転子４２ｂと外周側の回転子４２ａの相対回転角あるいは変位角）は、位相センサ３０ｓによって位相として検出されてＫｅ算出部３０ｄに送られる。Ｋｅ算出部３０ｄは入力した位相情報に基づいて誘起電圧定数Ｋｅを算出し、加減算段３０ｔに送ると共に、電流指令算出部３０ａに送る。
【００５７】
加減算段３０ｔにおいて、出力されたＫｅ指令から誘起電圧定数Ｋｅが減算され、よって得られた差分ΔＫｅが位相（油圧）制御部３０ｕに入力される。位相（油圧）制御部３０ｕは、差分ΔＫｅが減少するように位相を決定し、それに基づいて図７に示す油圧機構７０のリニアソレノイド弁７０ｇの動作を制御する。
【００５８】
符号３０ｖはキックダウンモード制御器を示す。キックダウンモード制御器３０ｖは、ＭＯＴＥＣＵ３０の動作の内の後述するキックダウン操作時の加速制御を実行する処理を機能的に表わすものである。
【００５９】
キックダウンモード制御器３０ｖは車輪速センサ７４などの出力を入力し、位相指令値の基礎となる指令Ｋｅ（誘起電圧定数）とトルク指令値を決定し、電流指令算出部３０ａとＫｅ指令算出部３０ｒに送る。電流指令算出部３０ａとＫｅ指令算出部３０ｒはそれら入力などに基づき、前記したように電流指令値とＫｅ指令値を算出する。尚、図８で図１などに示すセンサの一部の図示を省略した。
【００６０】
図９はこの実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作、具体的にはＭＯＴＥＣＵ３０、より具体的にはそのキックダウンモード制御器３０ｖの動作を示すフロー・チャートである。
【００６１】
以下説明すると、Ｓ１０において勾配センサ８２で検出された勾配を示す値Ｋｏを読み込み、Ｓ１２に進み、値Ｋｏが所定値αを超えるか否か判断する。図示の動作はキックダウン操作（アクセルペダルが踏み込まれて変速比が小さい側にシフトダウンされ、軽い衝撃と共に加速される操作）における電動機１０の制御を対象とすることから、所定値αは、運転者のアクセル操作が登坂ではなく、加速のためであることを判別するに足る値、例えば１０度に設定する。
【００６２】
Ｓ１２で肯定されるときは登坂していてキックダウン操作ではないと判断されることからＳ１４に進み、電動モータ１０の位相指令値は通常制御のそれとする。通常制御において電動モータ１０の位相指令値は、最適な車両効率を実現するように算出される。
【００６３】
一方、Ｓ１２で否定されるときはＳ１６に進み、ＡＰ（アクセルペダル）開度が所定値βを超えているか否か、即ち、運転者から所定以上の加速指令がなされたか（換言すればキックダウン操作がなされたか）否か判断する。所定値βは、単位時間当たりのＡＰ開度の変化などからキックダウン操作がなされたか否かを検出するに足る値を選んで適宜設定する。
【００６４】
Ｓ１６で否定されるときはＳ１４に進むと共に、肯定されるときはＳ１８に進み、車輪速センサ７４を介して検出された車速が所定車速γを超えているか否か判断する。所定車速γは４０ｋｍ／ｈなどの低車速値とする。
【００６５】
Ｓ１８で否定されて車速が所定車速γ未満と判断されるときはＳ２０に進み、位相指令値はＡθ（強め位相、即ち、強め界磁となる遅角側の位置）とし、Ｓ２２に進み、通常のキックダウン制御とする。
【００６６】
このようにＳ１８で否定されるような低車速にあるときにキックダウン操作がなされた場合、位相を強め位相に変更し、電動機１０の最大出力トルクの近傍でエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車両１を加速することで、ハイブリッド車両としての総合効率を上げることとする。
【００６７】
他方、Ｓ１８で肯定されるときはＳ２４に進み、位相指令値をＢθ（弱め位相、即ち、弱め界磁となる進角側の位置）と決定し、Ｓ２６に進み、ＥＮＧトルクがＴlimitに近いか、即ち、エンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitに近いか否か判断する。
【００６８】
図１０を参照してこの実施例に係るキックダウン操作時の制御を説明すると、運転者から所定以上の加速指令がなされたとき（キックダウン操作がなされたとき）、最初はエンジン１２の出力トルクを増加させ、電動機１０は駆動せずに、エンジン１２の出力トルクのみで加速させる。
【００６９】
そのとき、電動機１０の位相指令値はＡθ（弱め位相）としてフリクションを低下させる。前記した如く、この実施例において電動機１０とエンジン１２は直結されていることから、電動機１０は駆動されないとき、エンジン１２の回転に伴って空転し、エンジン１２にとってフリクションとなるため、界磁が減少する弱め位相としてフリクションを低下させてエンジン１２の出力トルクのロス分を低減する。
【００７０】
キックダウン状態が継続してエンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitに近づいたとき、位相指令値をＢθ（弱め位相）からＣθ（中間位相、即ち、遅角側と進角側の中間位置）に変更して界磁を増加させると共に、電動機１０からもトルクを出力させてエンジン１２のアシストを開始する。
【００７１】
図１１に示す如く、電動機１０のトルク指令値はキックダウン後経過時間（図１０に示す、キックダウン操作からの経過時間）と車速から検索自在に設定される。より具体的には、車速は高低２種に分けられ、共にキックダウン後経過時間が大きくなるにつれてトルク指令値が増加するように設定される一方、トルク指令値は、車速が低いときの方が高いときよりも、キックダウン後の経過時間が同一であれば、大きな値となるように設定される。これは低車速ほど加速が要求されるからである。ここで、低車速とは例えば４０ｋｍ／ｈ未満の車速、高車速とはそれ以上の車速である。
【００７２】
このようなトルク指令値が決定され、電動機１０がそれに基づいて駆動されることで、図１０の上部に示すようなエンジン１２の出力トルクと電動機１０の出力トルクからなる合計トルクを車両１に与えることとなり、運転者に盛り上がり感のある加速フィーリングを与えることができる。
【００７３】
図９の説明に戻ると、Ｓ２６で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されてエンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitに近いと判断されるときはＳ２８に進み、電動機１０の位相指令値をＣθ（中間位相）に決定し、Ｓ３０に進み、図１１にその特性を示すマップを検索して電動機１０のトルク指令値を決定する。
【００７４】
尚、Ｓ１４，Ｓ２０，Ｓ２４，Ｓ２８で決定された位相指令値、あるいはＳ３０で決定されたトルク指令値に基づき、図８に関して説明したように電動機１０の動作が制御される。
【００７５】
この実施例に係る電動機の制御装置にあっては、上記の如く、所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、位相を弱め位相に変更すると共に、エンジン１２の出力トルクで車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段を備える如く構成したので、所定以上の加速指令、即ち、キックダウン操作がなされたとき、最初にエンジン１２の出力トルクで加速させることで良好な加速フィーリングを与えることができる。また、位相を弱め位相に駆動することでフリクションを低減することができ、エンジン１２の出力トルクのロス分を低減することができる。
【００７６】
また、加速制御手段は、位相を弱め位相に変更してエンジン１２の出力トルクで車速を加速させた後、エンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitに近づいたとき、位相を弱め位相から弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、電動機１０の出力トルクでエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成したので、上記した効果に加え、エンジン１２の出力トルクに電動機１０の出力トルクを追加することで経時的に加速を増加させることができ、トルクの盛り上がり感を伴う良好な加速フィーリングを与えることができると共に、エンジン１２からは得られない出力トルクをアシストさせることで、不足感のない良好な加速フィーリングを与えることができる。
【００７７】
また、トルク指令値を高低２種の車速によって持ち替えるように構成したので、運転者に最適なキックダウンフィーリングを与えることができる。
【００７８】
また、車速が所定車速γ未満と判断されるとき、位相を強め位相に変更し、電動機１０の出力トルクでエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成したので、車速が所定車速γ未満にあるときは電動機１０の最大出力トルクの近傍でエンジン１２の出力トルクをアシストさせることができ、ハイブリッド車両としての総合効率を上げることができる。
【実施例２】
【００７９】
図１２は、この発明の第２実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示す、第１実施例の図９フロー・チャートと類似するフロー・チャートである。図示のフロー・チャートも図９フロー・チャートと同様、ＭＯＴＥＣＵ３０、より具体的にはそのキックダウン制御器３０ｖによって実行される。
【００８０】
第１実施例と相違する点に焦点をおいて説明すると、Ｓ１００からＳ１１４まで図９フロー・チャートと同様の処理を行った後、Ｓ１１６に進み、図１３にその特性を示す第１マップを検索してトルク指令値を決定する。
【００８１】
次いでＳ１１８に進み、車両１に必要な総出力トルクから決定されたＭＯＴトルク、電動機１０のトルク指令値を減算して得た差をエンジン１２の出力トルクとする。具体的には、エンジン１２がその差に相当する出力トルクを生じるように、ＥＮＧＥＣＵ２６を介してエンジン１２の動作を制御する。尚、Ｓ１１８において電動機１０の駆動を開始し、電動機１０からもトルクを出力させてエンジン１２のアシストを開始する。
【００８２】
次いでＳ１２０に進み、ＥＮＧトルク、即ち、エンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitを超えたか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする。従って、その場合、キックダウン状態が継続する限り、エンジン１２の出力トルクと電動機１０の出力トルク（アシストトルク）は経時的に増加する。
【００８３】
一方、Ｓ１２０で肯定されてエンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitを超えたと判断されるときはＳ１２２に進み、電動機１０の位相指令値をＣθ（中間位相）に決定し、Ｓ１２４に進み、図１４にその特性を示す第２マップを検索して電動機１０のトルク指令値を決定する。
【００８４】
図１３および図１４に示す特性も、図１１に示す特性と同様、電動機１０のトルク指令値がキックダウン後経過時間と車速から検索されるように設定される。より具体的には、車速は高中低の３種に分けられ、全てキックダウン後経過時間が大きくなるにつれてトルク指令値が増加するように設定される一方、トルク指令値は、車速が低いときの方が高いときよりも、キックダウン後の経過時間が同一であれば、大きな値となるように設定される。これも低車速ほど加速が要求されるからである。ここで、低車速とは例えば４０ｋｍ／ｈ未満の車速、中車速とはそれ以上で６０ｋｍ／ｈ未満の車速、高車速とはそれ以上の車速である。
【００８５】
ただし、第１実施例と異なり、第２実施例にあっては、図１３と図１４に示す如く、キックダウンの直後、換言すれば弱め位相のときから電動機１０を駆動してエンジン１２の出力トルクをアシストすると共に、図１３に示す弱め位相のときのトルク指令値は、図１４に示すエンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitを超えたときの位相指令値よりも小さな値とする。
【００８６】
尚、Ｓ１０４，Ｓ１１０，Ｓ１１４，Ｓ１２２で決定された位相指令値、あるいはＳ１１６，Ｓ１２４で決定されたトルク指令値に基づき、図８に関して説明したように電動機１０の動作が制御されることは第１実施例と同様である。
【００８７】
第２の実施例に係るハイブリッド車両の制御装置にあっては、加速制御手段は、位相を弱め位相に変更すると共に、電動機１０の出力トルクでエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車速を加速させた後、エンジン１２の出力トルクがトルク限界値Ｔlimitを超えたとき、位相を弱め位相から弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、電動機１０の出力トルクでエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成したので、同様にエンジン１２の出力トルクに電動機１０の出力トルクを追加することで経時的に加速を確実に増加させることができてトルクの盛り上がり感を伴う良好な加速フィーリング与えることができると共に、エンジン１２からは得られない出力トルクをアシストさせることで、不足感のない良好な加速フィーリングを与えることができる。
【００８８】
また、トルク指令値を高低３種の車速によって持ち替えるように構成したので、運転者に最適なキックダウンフィーリングを与えることができると共に、車速が所定車速γ未満と判断されるとき、位相を強め位相に変更し、電動機１０の出力トルクでエンジン１２の出力トルクをアシストさせて車速を加速する如く構成したので、車速が所定車速γ未満にあるときは電動機１０の最大出力トルクの近傍でエンジン１２の出力トルクをアシストさせることができ、ハイブリッド車両としての総合効率を上げることができる。
【００８９】
第１、第２実施例は上記の如く、それぞれ磁石片で着磁される第１（外周側）、第２（内周側）の回転子４２ａ，４２ｂと、前記第１、第２の回転子を相対回転させ、両者の相対回転角を示す位相を前記磁石片による合成磁束が弱められる弱め位相と強められる強め位相の間で変更する位相変更機構５０とを少なくとも備える電動機１０と、内燃機関（エンジン）１２と、前記電動機と内燃機関の少なくともいずれかの出力を変速して車輪２０に伝達する自動変速機１６とを備えたハイブリッド車両１の制御装置（ＭＯＴＥＣＵ３０、キックダウンモード制御器３０ｖ）において、車両の走行する路面の勾配Ｋｏと運転者によるアクセルペダルの踏み込み量（ＡＰ開度）に基づき所定以上の加速指令がなされたか否か判断する加速指令判断手段（Ｓ１２からＳ１８，Ｓ１０２からＳ１０６）、および前記所定以上の加速指令がなされたと判断されるとき、前記位相を弱め位相に変更すると共に、前記内燃機関の出力トルクで車速を加速する加速制御を実行する加速制御手段（Ｓ２４からＳ３０，Ｓ１１４からＳ１２４）を備える如く構成した。
【００９０】
また、前記加速制御手段は、前記位相を弱め位相に変更して前記内燃機関の出力トルクで車速を加速させた後、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値に近づいたとき、前記位相を前記弱め位相から前記弱め位相と強め位相の中間位相に変更し（Ｓ２６，Ｓ２８）、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する（Ｓ３０）如く構成した。
【００９１】
また、前記加速制御手段は、前記位相を弱め位相に変更すると共に、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速させた後（Ｓ１１４からＳ１１８）、前記内燃機関の出力トルクがトルク限界値を超えたとき、前記位相を前記弱め位相から前記弱め位相と強め位相の中間位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する（Ｓ１２０からＳ１２４）如く構成した。
【００９２】
また、前記加速制御手段は、車速が所定車速γを超えるか否か判断する車速判断手段（Ｓ１８，Ｓ１０８）を備え、車速が所定車速未満と判断されるとき、前記位相を強め位相に変更し、前記電動機の出力トルクで前記内燃機関の出力トルクをアシストさせて車速を加速する（Ｓ２０，Ｓ２２，Ｓ１１０，Ｓ１１２）如く構成した。
【００９３】
尚、上記において、パラレルハイブリッド車に搭載された電動機を例にとってこの発明に係る電動機の制御装置を説明したが、この発明は、シリーズハイブリッド車に搭載された電動機、さらには内燃機関を備えない電気自動車に搭載された電動機にも妥当する。
【００９４】
また、第１、第２の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第２の回転子４２ｂを回転軸線（回転軸４４）を中心として相対回転させて両者の相対回転角あるいは変位角を示す位相θを変更するように構成したが、第１、第２の回転子の双方を相対回転させて位相を変更するようにしても良い。
【００９５】
また、自動変速機の例としてＣＶＴ（無段変速機）を示したが、自動変速機は５速などの変速段を備える有段変速機であっても良い。
【図面の簡単な説明】
【００９６】
【図１】この発明の第１実施例に係るハイブリッド車両の制御装置を全体的に示す模式図である。
【図２】図１に示すハイブリッド車両の駆動源とその制御装置を示す概略図である。
【図３】図１などに示す電動機の要部断面図である。
【図４】図３に示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図である。
【図５】図３に示す回転子の磁石片の磁極の向きを示す模式図である。
【図６】図３に示す回転子の側面図である。
【図７】図４などに示す位相変更機構の作動室に油圧を供給する油圧機構の油圧回路図である。
【図８】図１などに示す電動機のモータ制御ユニット（ＭＯＴＥＣＵ）の動作を示すブロック図である。
【図９】図１に示すハイブリッド車両の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。
【図１０】図９フロー・チャートの処理を示す説明タイム・チャートである。
【図１１】図９フロー・チャートの処理で使用される電動機のトルク指令値のマップ特性を示す説明グラフである。
【図１２】この発明の第２実施例に係るハイブリッド車両の制御装置の動作を示す、図９フロー・チャートと類似するフロー・チャートである。
【図１３】図１２フロー・チャートの処理で使用される電動機のトルク指令値のマップ特性を示す説明グラフである。
【図１４】同様に、図１２フロー・チャートの処理で使用される電動機のトルク指令値のマップ特性を示す説明グラフである。
【符号の説明】
【００９７】
１  車両（ハイブリッド車両）、１０  電動機（電動モータ）、１２  エンジン（内燃機関）、１６  ＣＶＴ（自動変速機）、２２  ＰＤＵ（パワードライブユニット）、３０  モータ制御ユニット（ＭＯＴＥＣＵ）、３０ｖ  キックダウンモード制御器、４０  固定子、４２  回転子、４２ａ  外周側（第１）の回転子、４２ｂ  内周側（第２）の回転子、４４  回転軸（回転軸線）、４６ａ，４６ｂ  磁石片、５０  位相変更機構、５２  ベーンロータ，５２ａ  ベーン、５４  環状ハウジング，５４ａ  仕切壁、５４ｃ  進角側作動室（第１の作動室）、５４ｄ  遅角側作動室（第２の作動室）、５６  ドライブプレート、６２，６４  油路、７０  油圧機構、７０ｃ  油圧ポンプ、７０ｅ  切換弁、７０ｇ  リニアソレノイド弁、７４  車輪速センサ、７６  ＡＰ（アクセルペダル）開度センサ、８２  勾配センサ
【図１】
0004960799.tif 000002
【図２】
0004960799.tif 000003
【図３】
0004960799.tif 000004
【図４】
0004960799.tif 000005
【図５】
0004960799.tif 000006
【図６】
0004960799.tif 000007
【図７】
0004960799.tif 000008
【図８】
0004960799.tif 000009
【図９】
0004960799.tif 000010
【図１０】
0004960799.tif 000011
【図１１】
0004960799.tif 000012
【図１２】
0004960799.tif 000013
【図１３】
0004960799.tif 000014
【図１４】
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