JP2009044805A - 電動機の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】作動流体を給排して位相を変更する位相変更機構を備えた電動機において、低温始動時などに位相変更の応答性を上げるようにした電動機の制御装置を提供する。
【解決手段】作動流体を供給されるとき、それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子を相対回転させる第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、検出された作動油の温度（油温）が所定値α℃未満であるとき（Ｓ１０）、第１、第２の作動室に接続される作動流体の油路に配置されるヒータ（加温手段）を作動させて作動流体を加温する（Ｓ１２）。
【選択図】図７

Description

この発明は電動機の制御装置に関し、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の制御装置に関する。

着磁された２個の回転子を相対回転させて両者の相対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。

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。
特開２００２−２０４５４１号公報

ところで、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には作動室に作動流体を給排して行うことになるが、低温始動時などに作動流体の温度が低いと粘性が高くなり、位相の変更に時間を要してしまう。

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、作動流体を給排して位相を変更する位相変更機構を備えた電動機において、低温始動時などに位相変更の応答性を上げるようにした電動機の制御装置を提供することにある。

上記の目的を達成するために、請求項１にあっては、それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子と、作動流体を供給されるとき、前記第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、前記作動流体の温度を検出する温度検出手段と、前記第１、第２の作動室に接続される前記作動流体の油路に配置される加温手段と、および前記検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、前記加温手段を作動させて前記作動流体を加温する加温手段作動手段とを備える如く構成した。

請求項２にあっては、それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子と、作動流体を供給されるとき、前記第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、前記作動流体の温度を検出する温度検出手段と、および前記検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、前記電動機のステータコイルに通電して前記作動流体を加温する加温制御を実行する加温制御実行手段とを備える如く構成した。

請求項３に係る電動機の制御装置にあっては、前記第１の回転子は前記磁石片をその長手方向が径方向を向くように配置される回転子で、前記第２の回転子は前記磁石片をその長手方向が周方向を向くように配置される回転子であると共に、前記第１、第２の回転子は、前記第１、第２の作動室に前記作動流体を供給されないとき、前記磁石片による合成磁束が弱められる位置、あるいは合成磁束が強められる位置と弱められる位置の中間位置付近で安定する特性を備える如く構成した。

請求項４に係る電動機の制御装置にあっては、前記加温手段は、前記第１、第２の作動室の近傍において前記作動流体の油路に配置される如く構成した。

請求項５に係る電動機の制御装置にあっては、前記位相変更機構は前記油路を前記第１、第２の作動室のいずれかに切換自在に接続する切換弁を備えると共に、前記加温手段は、前記作動流体の油路において前記切換弁と前記第１、第２の作動室の間に配置される如く構成した。

尚、上記で、「前記作動流体の温度」とは、作動流体の温度を示すものならばどのようなものでも良く、具体的には作動流体の温度それ自体、内燃機関の温度あるいは外気温の内のどれであっても良いことを意味する。

請求項１にあっては、作動流体を供給されるとき、それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、第１、第２の作動室に接続される作動流体の油路に配置される加温手段を作動させて作動流体を加温する如く構成したので、低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができる。また、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。

請求項２にあっては、作動流体を供給されるとき、それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、電動機のステータコイルに通電して作動流体を加温する作動流体を加温する加温制御実行手段を備える如く構成したので、同様に低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができる。また、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。

さらに、請求項１の構成に比し、第１、第２の作動室に接続される作動流体の油路に配置される加温手段を必要としない点で、構成としても簡易となる。

請求項３に係る電動機の制御装置にあっては、第１の回転子は磁石片をその長手方向が径方向を向くように配置される回転子で、第２の回転子は長手方向が周方向を向くように配置される回転子であると共に、それら回転子は、第１、第２の作動室に作動流体を供給されないとき、磁石片による合成磁束が弱められる位置、あるいは合成磁束が強められる位置と弱められる位置の中間位置付近で安定する特性を備える如く構成したので、上記した効果に加え、以下の効果を有する。

即ち、弱め位相位置（あるいは強め位相位置と弱め位相位置の中間付近の位置）で安定する特性を備える場合、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、始動時には位相が弱め側にあることから強め側に変更しないと所望の発進駆動力が得られず、運転フィーリングが低下する事態も生じ得る。しかしながら、上記のように構成することで、低温始動時であっても位相変更の応答性を上げることができる。よって所望の発進駆動力を速やかに得ることができ、運転フィーリングの低下を招くこともない。

請求項４に係る電動機の制御装置にあっては、加温手段は第１、第２の作動室の近傍において作動流体の油路に配置される如く構成したので、上記した効果に加え、作動流体が動作する第１、第２の作動室の近傍で作動流体の温度を上げることで、作動流体の加温を効果的に実現することができる。

請求項５に係る電動機の制御装置にあっては、位相変更機構は油路を第１、第２の作動室のいずれかに切換自在に接続する切換弁を備えると共に、加温手段は作動流体の油路において切換弁と前記第１、第２の作動室の間に配置される如く構成したので、請求項４で述べたと同様の効果を得ることができる。

以下、添付図面に即してこの発明に係る電動機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。

図１は、この発明の第１実施例に係る電動機の制御装置の全体構成を示す概略図である。尚、図示の簡略化のため、図１ではセンサおよびアクチュエータの図示は省略した。

図１で符号１０は電動機を示す。電動機１０は、より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。符号１２はガソリン噴射式火花点火式４気筒のエンジン（内燃機関）を示し、その出力は駆動軸１４を介して変速機１６に入力される。変速機１６は自動変速機からなり、電動機１０とエンジン１２が搭載されるハイブリッド車両（図示せず）の駆動輪２０に接続されてエンジン出力を変速し、駆動輪２０に伝達してハイブリッド車両を走行させる。

電動機１０とエンジン１２は、クラッチ（図示せず）を介して変速機１６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。このように、この実施例において電動機１０は、エンジン１２と共に駆動源として車両（パラレルハイブリッド車両）に搭載される。

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。

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、ならびに変速機１６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、バス３６を介して相互に通信自在に接続される。またＥＮＧＥＣＵ２６などのＥＣＵは全てエンジン１２が停止された後も、バッテリ２４から通電されて動作自在に構成される。

図２は図１に示す電動機１０の要部断面図、図３は図２に示す電動機の位相変更機構を示す分解斜視図、図４は図２に示す回転子の磁石の磁極の向きを示す模式図、および図５は、図２に示す電動機１０の回転子の側面図である。

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。

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、正確には１６組の細長い形状の磁石片（永久磁石）４６ａ，４６ｂが相互に僅かな間隔をおいて配置される。

より具体的には、図５に示す如く、外周側の回転子４２ａには１６組の磁石片４６ａが、磁石片４６ａの長手方向が回転子４２ａの径方向を向くように配置される一方、内周側の回転子４２ｂには１６組の磁石片４６ｂが、磁石片４６ｂの長手方向が回転子４２ａの円周方向を向き、よって磁石片４６ａと平面視においてコ字あるいはＣ字状を呈するように配置される。

図３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、それらに作動油（作動流体、より具体的には油圧）を供給する油圧機構（作動流体給排機構。後述）からなる。

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。

環状ハウジング５４は、図２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３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。

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２の作動室）５４ｃと遅角側作動室（第１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５）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。

進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄには作動流体、具体的には非圧縮性の流体、より具体的には変速機１６のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）あるいはエンジン１２の潤滑油などの作動油が供給される。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。

油路６２，６４はほぼ平行しており、図２と図５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作動油を給排される。

進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄは作動油を給排されて伸縮し、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。

このように、外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂを相対回転させて位相を変更する場合、進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄは、その一方に作動油を供給するには他方から排出させる構造とならざるを得ない。

図５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。進角位置にあるとき、進角側作動室５４ｃは作動油が供給される一方、遅角側作動室５４ｄからは作動油が排出されるが、最進角位置では進角側作動室５４ｃは最大限度まで膨張する一方、遅角側作動室５４ｄは最大限度まで収縮する。詳細な図示は省略するが、最遅角位置にあるときは、遅角側作動室５４ｄが最大限度まで膨張する一方、進角側作動室５４ｃは最大限度まで収縮する。

この実施例に係る電動機１０にあっては、図４（ａ）に示すように、外周側の回転子４２ａの磁石片４６ａと内周側の回転子４２ｂの磁石片４６ｂは同極同士が対向する同極配置となる位相にあるとき、両者の合成磁束が強められる強め界磁（界磁が増加）となる（換言すれば、強め位相位置にある）。他方、図４（ｂ）に示すように、外周側の回転子４２ａの磁石片４６ａと内周側の回転子４２ｂの磁石片４６ｂは異極同士が対向する対極配置となる位相にあるとき、両者の合成磁束が弱められる弱め界磁（界磁が減少）となる（換言すれば、弱め位相位置にある）。

外周側の回転子４２ａと内周側の回転子４２ｂの位相は、所望の合成磁束が得られるように電気角において０度から１８０度の間において変更可能であり、そのうち０度側を遅角側、１８０度側を進角側とする。図４（ａ）は０度のとき（最遅角位置）の磁石片４６ａと４６ｂの同極配置を示し、このとき界磁が最も強められる。他方、図４（ｂ）は１８０度のとき（最進角位置）の磁石片４６ａと４６ｂの対極配置を示し、このとき界磁が最も弱められる。

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。

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に対して最進角位置（位相１８０度）にあるとき、換言すれば弱め位相にあるときに安定する。即ち、油圧を供給されないとき、回転子４２は最進角位置に向けて自ら相対変位し、その位置で停止する。

図６は、油路６２，６４を介して進角側作動室５４ｃ、遅角側作動室５４ｄに作動油を供給する、前記した油圧機構（符号７０で示す）の油圧回路図である。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

図６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。

リザーバ７０ａとフィルタ７０ｂの間には温度センサ（温度検出手段）７０ｍが配置され、作動油の温度、即ち、油温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の進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄの近傍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。

また油路７０ｃにおいて進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄの近傍、より具体的には切換弁７０ｅと進角側作動室５４ｃと遅角側作動室５４ｄの近傍の油路６２，６４の適宜位置には電熱型のヒータ（加温手段）７２が配置される。ヒータ７２はバッテリ２４に接続され、バッテリ２４から通電されるとき、作動油を加熱して加温する。

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。

またＭＯＴＥＣＵ３０は、インバータ回路７０ｋの動作を制御すると共に、温度センサ７０ｍで検出された油温に応じ、バス３６を介して通信自在に接続されるＢＡＴＥＣＵ３２にアクセスにし、バッテリ２４からヒータ７２に通電させて作動（ＯＮ）させ、あるいはその作動を停止（ＯＦＦ）させる。

図７はこの実施例に係る制御装置の動作、より具体的にはＭＯＴＥＣＵ３０のヒータ７２の作動を制御する動作を示すフロー・チャートである。

尚、図７に示す処理は、エンジン１２のイグニション・スイッチがオフされて停止されているとき、周期的、例えば１．０ｍｉｎごとにＭＯＴＥＣＵ３０によって実行される。

以下説明すると、Ｓ１０において温度センサ７０ｍで検出された油温が所定値α℃未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１２に進み、バッテリ２４からヒータ７２に通電させて作動（ＯＮ）させ、作動油を加温すると共に、否定されるときはＳ１４に進み、その作動を停止（ＯＦＦ）させる。

第１実施例は上記の如く検出された作動油の温度（油温）が所定値α℃未満であるとき、ヒータ７２を作動させて作動油を加温するように構成したので、低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができる。また、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。

また、外周側の回転子４２ａは磁石片４６ａをその長手方向が径方向を向くように配置される回転子で、内周側の回転子４２ｂは磁石片４６ｂをその長手方向が周方向を向くように配置される回転子であると共に、外周側、内周側の回転子は、遅角側、進角側作動室５４ｄ，５４ｃに作動油を供給されないとき、磁石片４６ａ，４６ｂによる合成磁束が弱められる位置あるいは合成磁束が強められる位置と弱められる位置の中間位置付近で安定、より具体的には位相が安定する特性を備える如く構成したので、上記した効果に加え、以下の効果を有する。

即ち、実施例に係る電動機１０のように弱め位相位置（あるいは強め位相位置と弱め位相位置の中間付近の位置）で安定する特性を備える場合、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時には位相が弱め側にあることから強め側に変更しないと所望の発進駆動力が得られず、運転フィーリングが低下する事態も生じ得るが、位相変更の応答性を上げることができることで、所望の発進駆動力を速やかに得ることができ、運転フィーリングの低下を招くこともない。

また、ヒータ７２は遅角側、進角側作動室５４ｄ，５４ｃの近傍において油路６２，６４に配置、より具体的には切換弁７０ｅと遅角側、進角側作動室５４ｄ，５４ｃの間に配置される如く構成したので、上記した効果に加え、作動油が動作する遅角側、進角側作動室５４ｄ，５４ｃの近傍で作動油の温度を上げることで、作動油の加温を効果的に実現することができる。

図８は、この発明の第２実施例に係る電動機の制御装置の動作を示す、図８フロー・チャートと類似するフロー・チャートである。図８フロー・チャートの処理もＭＯＴＥＣＵ３０によってエンジン１２が停止されているときに周期的に実行される。

以下説明すると、Ｓ１００において車両のサイドブレーキＯＮ、即ち、サイド（パーキング）ブレーキが操作されているか、換言すれば車両が停車されているか否か判断し、肯定されるときはＳ１０２に進み、位相センサ７０ｎによって検出された実位相（現在の位相）θがβ（例えば９０度）未満か否か判断する。

Ｓ１０２で肯定されるときは実位相θが中間位置から遅角側にあると判断されることからＳ１０４に進み、温度センサ７０ｍで検出された油温が所定値α℃未満か否か判断し、肯定されるときはＳ１０６に進み、ＭＯＴ通電ＯＮ、即ち、バッテリ２４から電動機１０のステータコイル（図示せず）に通電させて作動油を加温すると共に、否定されるときはＳ１０８に進み、ＭＯＴ通電ＯＦＦ、即ち、電動機１０のステータコイルへの通電を停止させる。

他方、Ｓ１０２で否定されるときは実位相θが中間位置から進角側にあると判断されることからＳ１１０に進み、ＥＯＰＯＮ（Electric Oil Pump ON）、即ち、第２の電動機７０ｊと油圧ポンプ７０ｄの駆動を開始する。

次いでＳ１１２に進み、チェックタイマ（ダウンカウンタ）に３ｓｅｃに相当する値をセットしてダウンカウント（時間計測）を開始し、Ｓ１１４に進み、フルＲＴＤを指令する。即ち、リニアソレノイド弁７０ｇの電磁ソレノイド７０ｇ１を消磁して切換弁７０ｅのスプールを第２位置に切り換え、油路７０ｃを遅角側作動室５４ｄに接続すると共に、進角側作動室５４ｃをドレン側に接続し、油圧ポンプ７０ｄから圧送される作動油を遅角側作動室５４ｄに供給して回転子４２を最遅角位置（位相０度。強め位相位置）に駆動する。

次いでＳ１１６に進み、チェックタイマの値が０に達したか、具体的には回転子４２を最遅角位置に駆動してから３秒経過したか否か判断し、否定されるときはＳ１１４に戻ると共に、肯定されるときはＳ１１８に進み、第２の電動機７０ｊと油圧ポンプ７０ｄを停止させる。

次いで、Ｓ１０８に進み、（電動機１０のステータコイルに通電されていた場合）、その通電を停止（ＯＦＦ）させる。尚、Ｓ１０４で否定されるときもＳ１０８に進む。また、Ｓ１００で否定されるときは車両が走行中である可能性が高いことから、Ｓ１０２以降の処理をスキップする。

上記においてＳ１０２で実位相θを判断し、進角側にあると判断されるときはＳ１１０からＳ１１８で遅角側に位相を変更した後、次回以降のプログラムループにおいてＳ１０４で油温が所定値未満と判断されるとき、Ｓ１０６で電動機１０のステータコイルに通電するように構成している。

これは前記したように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に対して最進角位置（位相１８０度）にあるとき、換言すれば弱め位相にあるときに安定し、油圧を供給されないとき、回転子４２は最進角位置に向けて自ら相対変位し、その位置で停止する特性を備えることから、Ｓ１００で車両が停止していると判断されるとき、予め強め位相側の特性に変更しておき、エンジン１２が再始動されるとき、所望の発進駆動力を速やかに得るためである。そして、位相が遅角側に変更された後、電動機１０のステータコイルに通電することで、位相変更の応答性をさらに上げるようにした。

第２実施例にあっては上記の如く、検出された作動油の温度が所定値α℃未満であるとき、電動機１０のステータコイルに通電して作動油を加温する加温制御を実行するように構成したので、第１実施例と同様、低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができる。また、ハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。

さらに、第１実施例に比し、遅角側（第１）、進角側（第２の）の作動室５４ｃ，５４ｄに接続される作動油（作動流体）の油路６４，６２に配置されるヒータ（加温手段）７２を必要としない点で、構成としても簡易となる。尚、残余の構成および効果は第１実施例と異ならない。

図９は、この発明の第３実施例に係る電動機の制御装置の構成を示す、図６と同様の油圧機構７０の油圧回路図である。

第３実施例にあっては、ヒータ７２に運転者が手動操作自在なスイッチ７４を設けるように構成した。具体的には、スイッチ７４と直列にリレー７６が接続され、低温始動時などに運転者によってスイッチ７４がオンされると、バッテリ２４からの通電路に配置されたリレー接点７６ｄがオンされ、バッテリ２４からヒータに通電される。それにより、油路６２，６４を通る作動油は加温される。

第３実施例は上記の如く構成したので、低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができ、特にハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。尚、残余の構成および効果は第１実施例と異ならない。

図１０は、この発明の第４実施例に係る電動機の制御装置の構成を示す、図６と同様の油圧機構７０の油圧回路図である。

第４実施例にあっては、ヒータに代え、蓄熱装置８０を設けるように構成した。蓄熱装置８０はエンジン１２の冷却水通路に接続され、熱交換によって高温となった冷却水を保温しつつ貯留する貯留槽８０ａを備える。

即ち、エンジン１２の冷却水通路と蓄熱装置８０の貯留槽８０ａは供給路８２ａ，８２ｂで接続されると共に、そこには開閉弁８４ａ，８４ｂが配置される。また貯留槽８０ａからは油路６２，６４の付近を通る循環路８６が接続されると共に、そこには開閉弁８８ａ，８８ｂが配置される。循環路８６にはポンプ９０が配置される。

開閉弁８４ａ，８４ｂ，８８ａ，８８ｂはＭＯＴＥＣＵ３０に接続され、その動作が制御される。ＭＯＴＥＣＵ３０は、エンジン１２の冷却水が熱交換によって高温となったとき、所定の期間だけ開閉弁８４ａを開弁して高温の冷却水を保温機能が備えられた貯留槽８０ａに送り、そこに貯留させる。

図示は省略するが、ＭＯＴＥＣＵ３０は、図７フロー・チャートに示す処理と同様、油温が所定値α℃未満のとき、ポンプ９０を駆動すると共に、開閉弁８８ａ，８８ｂを開弁して貯留槽８０ａに貯留された高温の冷却水を循環路８６で循環させて油路６２，６４を通る作動油は加温させる。尚、ＭＯＴＥＣＵ３０は、貯留槽８０ａの冷却水が低温となったとき、開閉弁８８ａ，８８ｂを閉弁する一方、開閉弁８４ｂを開弁し、ポンプ９０を駆動してエンジン１２の冷却水通路に戻す。

第４実施例は上記の如く構成したので、第３実施例と同様、低温始動時などに位相の変更に要する時間を短縮することができ、位相変更の応答性を上げることができ、特にハイブリッド車両に駆動源として搭載されるとき、低温始動時などに位相変更の応答性を上げることができるので、運転フィーリングの低下を招くことがない。尚、残余の構成および効果は第１実施例と異ならない。

第１、第３、第４実施例にあっては上記の如く、それぞれ磁石片４６ａ，４６ｂを配置される第１（外周側）、第２（内周側）の回転子４２ａ，４２ｂと、作動油（作動流体）を供給されるとき、前記第１、第２の回転子４２ａ，４２ｂを相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１（遅角側）、第２（進角側）の作動室５４ｄ，５４ｃとからなる位相変更機構５０を少なくとも備えた電動機１０の制御装置（ＭＯＴＥＣＵ３０）において、前記作動油（作動流体）の温度（油温）を検出する温度検出手段（温度センサ）７０ｍと、前記第１、第２の作動室５４ｄ、５４ｃに接続される作動油の油路６４，６２に配置される加温手段（ヒータ７２，蓄熱装置８０）と、および前記検出された作動油の温度（油温）が所定値α℃未満であるとき、前記加温手段を作動させて前記作動油（作動流体）を加温する加温手段作動手段（Ｓ１０からＳ１２）とを備える如く構成した。

第２実施例にあっては上記の如く、それぞれ磁石片４６ａ，４６ｂを配置される第１（外周側）、第２（内周側）の回転子４２ａ，４２ｂと、作動油（作動流体）を供給されるとき、前記第１、第２の回転子４２ａ，４２ｂを相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１（遅角側）、第２（進角側）の作動室５４ｄ，５４ｃとからなる位相変更機構５０を少なくとも備えた電動機１０の制御装置（ＭＯＴＥＣＵ３０）において、前記作動油（作動流体）の温度（油温）を検出する温度検出手段（温度センサ）７０ｍと、および前記検出された作動油（作動流体）の温度が所定値α℃未満であるとき、前記電動機１０のステータコイルに通電して前記作動油（作動流体）を加温する加温制御を実行する加温制御実行手段（Ｓ１００からＳ１１８）を備える如く構成した。

また、前記第１（外周側）の回転子４２ａは磁石片４６ａをその長手方向が径方向を向くように配置される回転子で、前記第２（内周側）の回転子４２ｂは磁石片４６ｂをその長手方向が周方向を向くように配置される回転子であると共に、前記第１、第２の回転子は、前記第１、第２の作動室５４ｄ，５４ｃに前記作動油（作動流体）を供給されないとき、磁石片４６ａ，４６ｂによる合成磁束が弱められる位置、あるいは合成磁束が強められる位置と弱められる位置の中間位置付近で安定、より正確には位相が安定する特性を備える如く構成した。

また、前記加温手段（ヒータ７２、蓄熱装置８０）は前記第１、第２の作動室５４ｄ，５４ｃの近傍において前記作動油の油路６２，６４に配置される如く構成した。

また、前記位相変更機構５０は前記油路６２，６４を前記第１、第２の作動室５４ｄ，５４ｃのいずれかに切換自在に接続する切換弁７０ｅを備えると共に、前記加温手段（ヒータ７２、蓄熱装置８０）は前記作動油の油路６２，６４において前記切換弁７０ｅと前記第１、第２の作動室５４ｄ，５４ｃの間に配置される如く構成した。

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。

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。

さらに、作動流体として作動油を例示したが、その他の流体であっても良い。

この発明の第１実施例に係る電動機の制御装置の全体構成を示す概略図である。 図１に示す電動機の要部断面図である。 図２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２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２に示す電動機の回転子の側面図である。 図５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１などに示す電動機の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。 この発明の第２実施例に係る電動機の制御装置の動作を示す、図７と同様のフロー・チャートである。 この発明の第３実施例に係る電動機の制御装置の構成を示す、図６と同様の油圧機構の油圧回路図である。 この発明の第４実施例に係る電動機の制御装置の構成を示す、図６と同様の油圧機構の油圧回路図である。

符号の説明

１０ 電動機（電動モータ）、１２ エンジン（内燃機関）、１６ 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、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２の作動室）、５４ｄ 遅角側作動室（第１の作動室）、５６ ドライブプレート、６２，６４ 油路、７０ 油圧機構、７０ｃ 油路、７０ｄ 油圧ポンプ、７０ｅ 切換弁（４ポート弁）、７０ｇ リニアソレノイド弁、７０ｍ 温度センサ（温度検出手段）、７２ ヒータ（加温手段）、７４ スイッチ、８０ 蓄熱装置（加温手段）、８０ａ 貯留槽、８４ａ，８４ｂ，８８ａ，８８ｂ 開閉弁 ８６ 循環路、９０ ポンプ

Claims (5)

1. それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子と、作動流体を供給されるとき、前記第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、
   ａ．前記作動流体の温度を検出する温度検出手段と、
   ｂ．前記第１、第２の作動室に接続される前記作動流体の油路に配置される加温手段と、
   および
   ｃ．前記検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、前記加温手段を作動させて前記作動流体を加温する加温手段作動手段と、
   を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
2. それぞれ磁石片を配置される第１、第２の回転子と、作動流体を供給されるとき、前記第１、第２の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する第１、第２の作動室とからなる位相変更機構を少なくとも備えた電動機の制御装置において、
   ａ．前記作動流体の温度を検出する温度検出手段と、
   および
   ｂ．前記検出された作動流体の温度が所定値未満であるとき、前記電動機のステータコイルに通電して前記作動流体を加温する加温制御を実行する加温制御実行手段と、
   を備えたことを特徴とする電動機の制御装置。
3. 前記第１の回転子は前記磁石片をその長手方向が径方向を向くように配置される回転子で、前記第２の回転子は前記磁石片をその長手方向が周方向を向くように配置される回転子であると共に、前記第１、第２の回転子は、前記第１、第２の作動室に前記作動流体を供給されないとき、前記磁石片による合成磁束が弱められる位置、あるいは合成磁束が強められる位置と弱められる位置の中間位置付近で安定する特性を備えることを特徴とする請求項１または２記載の電動機の制御装置。
4. 前記加温手段は、前記第１、第２の作動室の近傍において前記作動流体の油路に配置されることを特徴とする請求項１または３記載の電動機の制御装置。
5. 前記位相変更機構は前記油路を前記第１、第２の作動室のいずれかに切換自在に接続する切換弁を備えると共に、前記加温手段は、前記作動流体の油路において前記切換弁と前記第１、第２の作動室の間に配置されることを特徴とする請求項４記載の電動機の制御装置。

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