JP2009268174A - 電動車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】弱め位相位置で安定する特性を備える電動機を搭載すると共に、流体エネルギを低減することを可能にした電動車両の制御装置を提供する。
【解決手段】作動流体を供給して着磁された第１、第２の回転子を相対回転させて位相を磁石片による合成磁束が強められる位相位置と弱められる位相位置との間で変更する位相変更機構を有すると共に、弱め位相位置側で安定する特性の電動機を備えた電動車両の制御装置において、走行路の傾斜角を検出し（Ｓ１４）、検出された傾斜角で要求される要求クリープトルクＴｃｒｐを算出し（Ｓ１６）、算出された要求クリープトルクＴｃｒｐを満足すると共に、作動流体の流体圧を最小とするように位相の目標値θを決定し（Ｓ１８からＳ２２）、決定された目標値となるように位相変更機構の動作を制御する（Ｓ２４）。
【選択図】図７

Description

この発明は電動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位相を変更する電動機を備えた電動車両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回転角を示す位相を変更する電動機の例としては、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、同一の軸線を中心に回転すると共に、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第１の回転子と周方向を向くように配置される第２の回転子とからなる回転子の一方に固定される部材と他方に固定される部材とで画成される第１、第２の作動室を備えると共に、第１、第２の作動室に連通される流体路を介して作動流体を給排して第１、第２の回転子を相対回転させて位相を磁石片による合成磁束が強められる位相位置と弱められる位相位置との間で変更するように構成している。
特開２００４−０７２９７８号公報

ところで、このような磁石配置を備える電動機は弱め位相位置で安定する特性を備えるため、大きな負荷が予想される場合、第１、第２の作動室に作動流体を給排して予め強め位相位置に固定しておく必要がある。従って、車両に搭載される場合、高負荷低車速時には作動室に大きな流体エネルギを発生させて強め位相位置に固定させることとなり、流体を供給する電動オイルポンプなどの流体供給装置での電力消費量が増加する不都合があった。

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、弱め位相位置で安定する特性を備える電動機を搭載すると共に、流体エネルギを低減することを可能にした電動車両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、それぞれに複数の磁石片が設けられると共に、同一の軸線を中心に回転する第１、第２の回転子と、作動流体を供給して前記第１、第２の回転子を前記軸線を中心として相対回転させて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最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置との間で変更する位相変更機構とを少なくとも有すると共に、前記作動流体が供給されないとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置の中間位置あるいは最も弱められる位相位置で安定する特性を備えた電動機と、前記電動機で駆動される車輪とを備えた電動車両の制御装置において、前記電動車両が走行する走行路の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、前記検出された傾斜角で要求される要求クリープトルクを算出する要求クリープトルク算出手段と、前記算出された要求クリープトルクを満足すると共に、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記位相の目標値を決定する位相目標値決定手段と、前記決定された目標値となるように前記位相変更機構の動作を制御する制御手段とを備える如く構成した。

請求項２に係る電動車両の制御装置にあっては、内燃機関と、乗員の操作自在に設けられ、駆動力性能を重視する運転モードと前記内燃機関の燃費性能を重視する運転モードのいずれかを選択させるスイッチとを備えると共に、前記位相目標値決定手段は、前記燃費性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記目標値を決定する一方、前記駆動力性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置の付近に前記目標値を決定する如く構成した。

請求項３に係る電動車両の制御装置にあっては、前記位相目標値決定手段は、前記車両の走行速度が微小車速未満のクリープ状態にあるとき、前記目標値を決定する如く構成した。

請求項４に係る電動車両の制御装置にあっては、前記位相目標値決定手段は、前走車との車間距離が所定値未満の渋滞状態にあるとき、前記目標値を決定する如く構成した。

請求項１にあっては、作動流体を供給して着磁された第１、第２の回転子を相対回転させて位相を磁石片による合成磁束が最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置との間で変更する位相変更機構を少なくとも有すると共に、作動流体が供給されないとき、合成磁束が最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置の中間位置あるいは最も弱められる位相位置で安定する特性を備えた電動機で駆動される電動車両の制御装置において、走行路の傾斜角を検出し、検出された傾斜角で要求される要求クリープトルクを算出し、それを満足すると共に、作動流体の流体圧を最小とするように位相の目標値を決定し、決定された目標値となるように位相変更機構の動作を制御する如く構成したので、走行路の傾斜角を検出して算出される要求クリープトルクを満足する最小の流体圧となるように位相を制御することで、流体エネルギをその分だけ低減することができる。

請求項２に係る電動車両の制御装置にあっては、内燃機関と、乗員の操作自在に設けられ、駆動力性能を重視する運転モードと内燃機関の燃費性能を重視する運転モードのいずれかを選択させるスイッチとを備えると共に、燃費性能を重視する運転モードが選択されたとき、作動流体の流体圧を最小とするように目標値を決定する一方、駆動力性能を重視する運転モードが選択されたとき、合成磁束が最も強められる位相位置の付近に前記目標値を決定する如く構成したので、上記した効果に加え、乗員の意図に良く応えることができる。

請求項３に係る電動車両の制御装置にあっては、車両の走行速度が微小車速未満のクリープ状態にあるとき、目標値を決定する如く構成したので、上記した効果に加え、登坂走行にあるときも、必要な駆動力を確保することができる。

請求項４に係る電動車両の制御装置にあっては、前走車との車間距離が所定値未満の渋滞状態にあるとき、目標値を決定する如く構成したので、上記した効果に加え、急加速が予想し得ない渋滞走行時のみ上記した制御を行うことで、加速時の応答性も確保することができる。

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、この発明の実施例に係る電動車両の制御装置の全体構成を示す概略図である。

図１で符号Ｖは電動車両、具体的にはハイブリッド車両、より具体的にはシリーズ・パラレルハイブリット車両（以下「車両」という）を示す。車両Ｖはガソリンを燃料とする火花点火式の内燃機関（「ＥＮＧ」と示し、以下「エンジン」という）１０を備える。エンジン１０の出力はトルク吸収用のダンパ（フライホイールマス）１２を介して変速機１４の入力軸１４ａに接続される。

変速機１４の入力軸１４ａには第１の電動機（モータ）１６が連結される。第１の電動機１６はブラシレスあるいは交流同期電動機からなる。エンジン１０と第１の電動機１６は直結され、一方が回転すると、他方も回転させられるように構成される。

変速機１４において入力軸１４ａは油圧クラッチ１４ｂを介して小径の第１ギヤ１４ｃに接続され、第１ギヤ１４ｃは大径の第２ギヤ１４ｄと噛合する。第２ギヤ１４ｄは一方では小径の第３ギヤ１４ｅに接続されると共に、他方では同様に小径の第４ギヤ１４ｆに噛合する。

第３ギヤ１４ｅはディファレンシャルＤに接続され、それを介して車輪Ｗに接続される。第４ギヤ１４ｆには第２の電動機（モータ）１８が連結される。第２の電動機１８もブラシレスあるいは交流同期電動機からなる。

第１、第２の電動機１６，１８は、ＰＤＵ（Power Drive Unit。パワードライブユニット）２０を介してバッテリ２２に接続される。ＰＤＵ２０はインバータを備え、バッテリ２２から供給（放電）される直流（電力）を交流に変換して第１、第２の電動機１６，１８に供給すると共に、第１、第２の電動機１６，１８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２２に供給する。

油圧クラッチ１４ｂはオン（係合）されるとき、エンジン１０と第１の電動機１６の出力を第１ギヤ１４ｃに伝達すると共に、オフ（解離）されるとき、エンジン１０と第１の電動機１６を第１ギヤ１４ｃから切り離す。第２の電動機１８は常に第４ギヤ１４ｆに接続される。

車両Ｖの走行を説明すると、発進時には油圧クラッチ１４ｂがオフされてエンジン１０と第１の電動機１６は変速機１４から切り離される一方、ＰＤＵ２０を介してバッテリ２２から電力を供給されて第２の電動機１８が起動される。第２の電動機１８の出力は第４ギヤ１４ｆを介して車輪Ｗを駆動し、車両Ｖは発進する。

車両Ｖの走行速度がある値に達すると、第１の電動機１６はＰＤＵ２０から電力を供給されて起動され、エンジン１０をクランキングして始動する。エンジン１０はすると、逆に第１の電動機１６を駆動し、第１の電動機１６を発電機として動作させる。第２の電動機１８はバッテリ２２の出力に代え、第１の電動機１６が発電する電力で回転を継続する。このように第１の電動機１６は主として、電動機としてよりも発電機として機能する。

車両Ｖの走行速度がさらに増加すると共に、低負荷領域にあるとき、油圧クラッチ１４ｂがオンされ、エンジン１０の出力が第１ギヤ１４ｃ、第２ギヤ１４ｄを介して車輪Ｗに伝達され、車輪Ｗの駆動を開始する。

エンジン１０の起動に伴い、第２の電動機１８は停止される。第２の電動機１８は停止されても車輪Ｗの側から駆動され、発電するが、その際に第２の電動機１８が可能な限り負荷とならないよう、その位相は弱め位相側にされる。

尚、車両Ｖが発進した後、第２の電動機１８のみでは駆動力が不足するとき、油圧クラッチ１４ｂがオンされ、エンジン１０（あるいはそれに加えて第１の電動機１６）の出力も車輪Ｗに接続される。

図１において符号２４はＥＣＵ（Electronic Control Unit。電子制御ユニット）を示す。ＥＣＵ２４はマイクロコンピュータからなり、ＰＤＵ２０を介して第１、第２の電動機１６，１８の動作を制御して車両Ｖの走行を上記したように制御する。

またＥＣＵ２４は油圧機構２６のクラッチ制御油圧回路２６０を介してクラッチ１４ｂのオン・オフを制御すると共に、運転状態などの検出結果に基づいて第１、第２の電動機１６，１８のトルクを制御すると共に、位相制御油圧回路２６１を介して位相を制御する。

運転状態の検出を説明すると、車両Ｖのドライブシャフト（図示せず）の付近には車速センサ２８が設けられ、ドライブシャフトの回転ごとにパルス信号を出力すると共に、運転席のアクセルペダル（図示せず）の付近にはアクセル開度センサ３０が設けられ、アクセル開度（乗員によるアクセルペダル踏み込み量）を示す出力を生じる。

また車両Ｖのブレーキ（図示せず）の付近にはブレーキスイッチ３２が設けられ、乗員によってブレーキが踏まれるとき、オン信号を出力すると共に、車両Ｖの前面にはレーダ装置３４が配置され、車両Ｖの進行方向に向けて電磁波を発信し、前走車などの物体によって反射された反射波を受信して前走車などの物体に対する相対位置（離間距離）と相対速度を検出する。

さらに、車両Ｖの適宜位置には傾斜角センサ３６が設けられ、車両Ｖが走行する走行路（道路）の傾斜角（勾配）を示す出力を生じる。また、車両Ｖの運転席の付近には運転モード選択スイッチ３８が設けられ、乗員の操作によって車両Ｖの走行として駆動力性能を重視する運転モードと燃費性能を重視する運転モードのいずれかを選択できるように構成される。

上記したセンサおよびスイッチ群の出力はＥＣＵ２４に送られ、ＥＣＵ２４はそれらの出力に基づいて第１、第２の電動機１６，１８のトルクや位相を制御する。

尚、図１で太線は作動用の高圧油圧系を、細線は潤滑・冷却用の低圧油圧系を、また黒丸は軸受けを示す。第１、第２の電動機１６，１８の固定子４０の巻線４０ａは作動油を供給されて冷却される。

次いで、図２以降を参照して第１、第２の電動機１６，１８の構造を説明する。尚、以下では第２の電動機１８について構造を説明するが、第１の電動機１６にもそのまま妥当する。

図２は図１に示す第２の電動機１８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に示す電動機の回転子の側面図である。

図示の如く、第２の電動機１８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、前記した油圧機構２６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（部材）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（部材）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５）で示す第２の電動機１８の回転方向と同一の方向に、「遅角」（ＲＴＤ）とはその逆方向に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１４のＡＴＦ（Automatic Transmission Fluid）あるいはエンジン１０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、それに応じて第２の電動機１８の誘起電圧が変更される。

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。

この実施例に係る第２の電動機１８（および第１の電動機１６）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。

それにより第２の電動機１８の誘起電圧定数Ｋｅが変更され、第２の電動機１８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、第２の電動機１８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、第２の電動機１８（および第１の電動機１６）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）あるいは最遅角位置（位相０度）と最新角位置の中間位置（９０度）にあるとき、換言すれば弱め位相位置側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２６の位相制御油圧回路２６１を詳細に示す回路図である。

図示の如く、油圧機構２６は、リザーバ（タンク。作動油の貯留源）２６ａからフィルタ２６ｂを介して作動油を汲み上げて高圧化してライン圧として油路２６ｃに出力する油圧ポンプ２６ｄと、油路２６ｃ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２６ｅと、油路２６ｃに介挿され、切換弁２６ｅ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２６ｆを備える。それらの動作は、前記したＥＣＵ２４によって制御される。

切換弁２６ｅは４ポート弁（方向切換弁）からなる。切換弁２６ｅには、そのポートを切り換えるリニアソレノイド弁２６ｇが接続される。リニアソレノイド弁２６ｇは油路２６ｃにおいて油圧ポンプ２６ｄと切換弁２６ｅの間に介挿され、電磁ソレノイド２６ｇ１を備え、電磁ソレノイド２６ｇ１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２６ｅ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２６ｅは、そのスプール（弁体）が、リニアソレノイド弁２６ｇにより、油路２６ｃ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２６ｃ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２６ｅ１で第２位置に付勢される。

流量調整弁２６ｆもリニアソレノイド弁からなり、電磁ソレノイド２６ｆ１を備えると共に、電磁ソレノイド２６ｆ１をＰＷＭ制御されることで、そのスプールは作動油が切換弁２６ｅ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２６ｃ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２６ｆで流量が調整された油路２６ｃの作動油は、切換弁２６ｅ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２６ｄは第２の電動機２６ｊに接続され、第３の電動機２６ｊによって駆動される。第３の電動機２６ｊはＰＤＵ２０のインバータ回路（ＩＮＶ）２０ａに接続される。このように、油圧ポンプ２６ｄはＥＯＰ（Electric Oil Pump。電動オイルポンプ）として構成される。

ＥＣＵ２４はＰＤＵ２０のインバータ回路２０ａを介して第２の電動機１８（および第１の電動機１６）動作を制御すると共に、第２の電動機１８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、ＥＣＵ２４は、位相センサ２６ｎなどの出力に基づき、リニアソレノイド２６ｇと流量調整弁２６ｆの電磁ソレノイド２６ｇ１，２６ｆ１を励磁・消磁する。

次いで、この実施例に係る車両Ｖの制御装置、即ち、ＥＣＵ２４の動作を説明する。

図７はその動作を示すフロー・チャートである。

以下説明すると、Ｓ１０において検出された車速Ｖがクリープ車速Ｖｃｒｐ、例えば５ｋｍ／ｈ未満か否か判断する。ＡＴ車両ではセレクタレバーがＤやＲレンジに入れられるとき、アクセルペダルが踏まれなくても、車両が微小速度で前進する、「クリープ」と呼ばれる現象が生じる。

この実施例に係る車両Ｖの変速機１４は自動変速機ではないが、Ｓ１０における「クリープ」車速も、そのクリープ現象の車速を意味する。従ってＳ１０の処理は、車両Ｖの走行速度ＶＰが微小車速未満のクリープ状態にあるか否か判断することに相当する。

Ｓ１０で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ１２に進み、前走車との車間距離Ｒが所定値Ｒ１未満か否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップする。Ｓ１２の処理は車両Ｖが渋滞状態、換言すれば乗員から急加速指示がなされないと予想される運転状態を判定することを目的とするので、所定値Ｒ１は例えば５ｍとする。

Ｓ１２で否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されて車両Ｖが渋滞状態にあると判断されるときはＳ１４に進み、傾斜角センサ３６で検出された車両Ｖが走行している走行路の傾斜角（勾配）を読込む。

次いでＳ１６に進み、検出された傾斜角（度）から図８にその特性を示すテーブルを検索して要求クリープトルクＴｃｒｐ、即ち、検出された傾斜角で車両Ｖに要求される要求クリープトルクＴｃｒｐを算出すると共に、算出された要求クリープトルクＴｃｒｐを満足する、最小誘起電圧定数指令値Ｋｅ１を算出する。尚、Ｓ１６で「傾斜角」は、登坂路の傾斜角（登り勾配）を意味する。

図９を参照して上記の処理を説明する。

図９（ａ）は第２の電動機１８の位相（位相角）に対する誘起電圧定数Ｋｅの特性を示す。図示の如く、誘起電圧定数Ｋｅはトルク定数にほぼ等しく、位相に反比例する。図９（ｂ）は第２の電動機１８に一定の電流を通電したときの位相に対するライン圧と磁石反力トルクを示す。

図６に示す油圧機構２６において、ＥＯＰ２６ｄから吐出されるライン圧は磁石４６の反力トルクを打ち消すだけの大きさ、より正確には磁石４６の反力トルクに若干の余裕値を加算した値に設定される。ただし、最強め位相（０度）付近では車両Ｖの発生Ｇが大きく、ベーン５２ａのフラツキが発生する恐れがあるため、余裕値が増加される（尚、最弱め位相（１８０度）側では磁石反力トルクが押し付け方向に働き、安定位相なので、ベーン５２ａのフラツキが少ない）。

そのため、磁石反力トルクが大きくても、最強め位相よりＥＯＰ２６ｄの消費電力の小さな領域があり得ることになる。従って、Ｓ１６での誘起電圧定数指令値Ｋｅ１の算出は、図９（ａ）の位相区間α、図示例では０度から９０度にＫｅ１を絞りこむことを意味する。

図７フロー・チャートの説明に戻ると、次いでＳ１８に進み、乗員によって運転モード選択スイッチ３８を介して選択された運転モードを判断し、駆動力性能を重視する運転モードが選択されたと判断されるときはＳ２０に進み、位相（より正確には位相の目標値）θをθ１とする。

即ち、図９（ｂ）でθ２から１８０度の領域ではθ１よりもＥＯＰ２６ｄの消費電力は小さいものの、誘起電圧定数Ｋｅが小さいため、乗員が駆動力性能を重視していることから、位相（より正確には位相の目標値）θは、Ｓ１６で算出された誘起電圧定数Ｋｅ１の範囲で定数Ｋｅが最も大きいときのθ１と決定する。換言すれば、合成磁束が最も強められる位相位置の付近に目標値θを決定する。

他方、燃費性能を重視する運転モードが選択されたと判断されるときはＳ２２に進み、Ｓ１６で算出された誘起電圧定数Ｋｅ１に対応する位相θＫｅ１をθ２と比較して位相（より正確には位相の目標値）θを決定する。即ち、位相θを以下の通り決定する。
０＜θＫｅ１＜θ２のとき、θ１
θＫｅ１≧θ２のとき、θＫｅ１

即ち、０から１８０度の中で、ＥＯＰ２６ｄの消費電力が最小となる位相の目標値を決定する。より具体的には、車両Ｖの走行速度が微小車速（クリープ車速Ｖｃｒｐ）未満のクリープ状態で、前走車との車間距離Ｒが所定値Ｒ１未満の渋滞状態にあるとき、ＥＯＰ２６ｄの消費電力が最小となる位相の目標値を決定する。

次いでＳ２４に進み、決定された位相（位相の目標値）θから図１０にその特性を示すテーブルを検索してＥＯＰ２６ｄへの通電指令値を決定する。決定された通電指令値に基づき、図示しないルーチンにおいてＥＯＰ２６ｄの動作、即ち、決定された目標値となるように位相変更機構５０の動作が制御される。

次いでＳ２６に進み、アクセル開度センサ３０とブレーキスイッチ３２の出力からアクセルペダルが操作されていず、ブレーキペダルも操作されていないか否か判断し、否定されるときは以降の処理をスキップすると共に、肯定されるときはＳ２８に進み、第２の電動機１８の出力がＳ１６で算出された要求クリープトルク値Ｔｃｒｐとなるように、第２の電動機１８への通電が制御される。

この実施例は上記の如く、それぞれに複数の磁石片４６ａ，４６ｂが設けられると共に、同一の軸線４４を中心に回転する第１（外周側）、第２（内周側）の回転子４２ａ，４２ｂと、作動流体（作動油）を供給して前記第１、第２の回転子を前記軸線を中心として相対回転させて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最も強められる位相位置（０度側）と最も弱められる位相位置（１８０度）との間で変更する位相変更機構５０とを少なくとも有すると共に、作動流体が供給されないとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置（０度）と最も弱められる位相位置（１８０度）の中間位置（９０度）あるいは最も弱められる位相位置で安定する特性を備えた電動機（第２の電動機１８）と、前記電動機で駆動される車輪２０とを備えた電動車両Ｖの制御装置（ＥＣＵ２４）において、前記電動車両が走行する走行路の傾斜角を検出する傾斜角検出手段（傾斜角センサ３６，Ｓ１４）と、前記検出された傾斜角で要求される要求クリープトルクＴｃｒｐを算出する要求クリープトルク算出手段（Ｓ１０，Ｓ１２，Ｓ１６）と、前記算出された要求クリープトルクＴｃｒｐを満足すると共に、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記位相の目標値θを決定する位相目標値決定手段（Ｓ１８からＳ２２）と、前記決定された目標値となるように前記位相変更機構５０の動作を制御する制御手段（Ｓ２４）とを備える如く構成したので、走行路の傾斜角を検出して算出される要求クリープトルクＴｃｒｐを満足する最小の流体圧（油圧）となるように位相を制御することで流体エネルギ、より具体的にはＥＯＰ２６ｄの消費電力をその分だけ低減することができる。

また、内燃機関（エンジン）１０と、乗員の操作自在に設けられ、駆動力性能を重視する運転モードと前記内燃機関の燃費性能を重視する運転モードのいずれかを選択させるスイッチ３８とを備えると共に、前記位相目標値決定手段は、前記燃費性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記目標値を決定する一方（Ｓ２２）、前記駆動力性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置の付近に前記目標値を決定する（Ｓ２０）如く構成したので、上記した効果に加え、乗員の駆動力性能重視あるいは燃費性能重視のいずれかからなる意図に良く応えることができる。

また、前記位相目標値決定手段は、前記車両Ｖの走行速度（車速Ｖ）が微小車速（クリープ車速Ｖｃｒｐ）未満のクリープ状態にあるとき（Ｓ１０）、前記目標値を決定する（Ｓ２０，Ｓ２２）如く構成したので、上記した効果に加え、車両Ｖが登坂走行にあるときも、必要な駆動力を確保することができる。

また、前記位相目標値決定手段は、前走車との車間距離Ｒが所定値Ｒ１未満の渋滞状態にあるとき（Ｓ１２）、前記目標値を決定する（Ｓ２０，Ｓ２２）如く構成したので、上記した効果に加え、急加速が予想し得ない渋滞走行時のみ上記した制御を行うことで、乗員によって加速意図が示されたときも迅速に応えることができ、よって加速時の応答性も確保することができる。

尚、上記において、車両Ｖが電動車両、より具体的にはシリーズ・パラレルハイブリット車両である場合を例にとってこの発明を説明したが、この発明は、通常のシリーズハイブリッド車、さらには内燃機関を備えない電気自動車にも妥当する。

また、図７のＳ１４において傾斜角センサ３６の出力から走行路の傾斜角を検出したが、インターナビなどの外部情報を取得して、あるいは演算で傾斜角を求めても良い。また、前走車との離間距離も視覚センサから求めても良い。

また、第２の回転子４２ｂを回転軸線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。

この発明の実施例に係る電動車両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などに示す電動車両の制御装置の動作を示すフロー・チャートである。 図７フロー・チャートの処理で使用される要求クリープトルクの特性を示す説明グラフである。 図７フロー・チャートの処理を説明する説明グラフである。 図７フロー・チャートの処理で使用されるＥＯＰへの通電指令値の特性を示す説明グラフである。

符号の説明

Ｖ 車両、１０ エンジン（内燃機関）、１４ 変速機、１６，１８ 第１、第２の電動機（モータ）、２０ ＰＤＵ（パワードライブユニット）、２２ バッテリ、２４ ＥＣＵ（電子制御ユニット）、２６ 油圧機構、２６ｄ 油圧ポンプ（ＥＯＰ）、２６ｅ 切換弁（４ポート弁）、２６ｇ リニアソレノイド弁、２８ 車速センサ、３０ アクセル開度センサ、３４ レーダ装置、３６ 傾斜角センサ、３８ 運転モード選択スイッチ、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（部材）、５４ 環状ハウジング、５４ａ 仕切壁（部材）、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）、６２，６４ 油路（流体路）

Claims (4)

1. それぞれに複数の磁石片が設けられると共に、同一の軸線を中心に回転する第１、第２の回転子と、作動流体を供給して前記第１、第２の回転子を前記軸線を中心として相対回転させて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最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置との間で変更する位相変更機構とを少なくとも有すると共に、前記作動流体が供給されないとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置と最も弱められる位相位置の中間位置あるいは最も弱められる位相位置で安定する特性を備えた電動機と、前記電動機で駆動される車輪とを備えた電動車両の制御装置において、前記電動車両が走行する走行路の傾斜角を検出する傾斜角検出手段と、前記検出された傾斜角で要求される要求クリープトルクを算出する要求クリープトルク算出手段と、前記算出された要求クリープトルクを満足すると共に、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記位相の目標値を決定する位相目標値決定手段と、前記決定された目標値となるように前記位相変更機構の動作を制御する制御手段とを備えたことを特徴とする電動車両の制御装置。
2. 内燃機関と、乗員の操作自在に設けられ、駆動力性能を重視する運転モードと前記内燃機関の燃費性能を重視する運転モードのいずれかを選択させるスイッチとを備えると共に、前記位相目標値決定手段は、前記燃費性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記作動流体の流体圧を最小とするように前記目標値を決定する一方、前記駆動力性能を重視する運転モードが選択されたとき、前記合成磁束が最も強められる位相位置の付近に前記目標値を決定することを特徴とする請求項１記載の電動車両の制御装置。
3. 前記位相目標値決定手段は、前記車両の走行速度が微小車速未満のクリープ状態にあるとき、前記目標値を決定することを特徴とする請求項１または２記載の電動車両の制御装置。
4. 前記位相目標値決定手段は、前走車との車間距離が所定値未満の渋滞状態にあるとき、前記目標値を決定することを特徴とする請求項１から３のいずれかに記載の電動車両の制御装置。

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