JP2014015207A - Power transmission system - Google Patents

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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To smoothly perform a shift from a state in which power is transmitted using a torque by an electromagnetic coupling of rotors to a state in which power is transmitted by engagement of an engagement device, while suppressing reduction of a driving torque.SOLUTION: When shifting from a state in which power is transmitted from an engine 36 to a drive shaft 37 by a torque acting between an input side rotor 28 and an output side rotor 18 to a state in which power is transmitted from the engine 36 to the drive shaft 37 by engagement of a clutch 48, an electronic control unit 50 controls a transmission torque in the clutch 48 on the basis of the torque acting between an input side rotor 28 and an output side rotor 18 and a request torque of the drive shaft 37.

Description

本発明は、動力伝達装置に関し、特に、回転子同士の電磁気結合を利用して動力伝達を行うことが可能な動力伝達装置に関する。   The present invention relates to a power transmission device, and more particularly to a power transmission device capable of performing power transmission using electromagnetic coupling between rotors.

この種の動力伝達装置の関連技術が下記特許文献1に開示されている。特許文献1による動力伝達装置は、巻線が配設されエンジンに機械的に連結された第1ロータと、第1ロータの巻線と電磁気的に結合する磁石が配設され駆動軸に機械的に連結された第2ロータと、第2ロータの磁石と電磁気的に結合する巻線が配設されたステータと、第1ロータの巻線と電気的に接続されたスリップリングと、スリップリングと電気的に接触するブラシと、バッテリーとステータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第1インバータと、スリップリング及びブラシを介してバッテリーと第1ロータの巻線との間で電力を授受可能に制御する第2インバータと、を備える。特許文献1においては、第1ロータに伝達されたエンジンからの動力は、第1ロータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によって第2ロータに伝達されるため、エンジンの動力により駆動軸を駆動することができる。さらに、第2インバータを介してバッテリーと第1ロータの巻線との間で電力の授受が可能になるため、第2インバータにより第1ロータの巻線の電力を制御することで、駆動軸の回転速度を制御することができる。その場合において、第1ロータの回転速度が第2ロータの回転速度よりも高いときは、第1ロータの巻線の発電電力が第2インバータを介してバッテリー側へ供給され、第1ロータの回転速度が第2ロータの回転速度よりも低いときは、バッテリーの電力が第2インバータを介して第1ロータの巻線に供給される。さらに、ステータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によって、バッテリー側から第1インバータを介してステータの巻線に供給された電力を用いて第2ロータに動力を発生させて駆動軸を駆動することができるため、第1インバータによりステータの巻線への電力供給を制御することで、駆動軸に伝達されるトルクを制御することができる。   The related art of this type of power transmission device is disclosed in Patent Document 1 below. The power transmission device according to Patent Document 1 includes a first rotor in which windings are disposed and mechanically coupled to an engine, and a magnet that is electromagnetically coupled to the windings of the first rotor and is mechanically disposed on a drive shaft. A second rotor coupled to the stator, a stator provided with a winding electromagnetically coupled to the magnet of the second rotor, a slip ring electrically connected to the winding of the first rotor, and a slip ring; A brush that is in electrical contact, a first inverter that is controlled so as to be able to transfer power between the battery and the stator winding, and a power between the battery and the first rotor via the slip ring and the brush. And a second inverter that is controlled so as to be able to transmit and receive. In Patent Document 1, the power from the engine transmitted to the first rotor is transmitted to the second rotor by electromagnetic coupling between the windings of the first rotor and the magnets of the second rotor. The shaft can be driven. Furthermore, since power can be transferred between the battery and the winding of the first rotor via the second inverter, by controlling the power of the winding of the first rotor by the second inverter, The rotation speed can be controlled. In this case, when the rotation speed of the first rotor is higher than the rotation speed of the second rotor, the generated power of the winding of the first rotor is supplied to the battery side via the second inverter, and the rotation of the first rotor When the speed is lower than the rotational speed of the second rotor, the battery power is supplied to the windings of the first rotor via the second inverter. Further, the electromagnetic coupling between the stator winding and the magnet of the second rotor causes the second rotor to generate power using the electric power supplied from the battery side to the stator winding via the first inverter. Therefore, the torque transmitted to the drive shaft can be controlled by controlling the power supply to the stator winding by the first inverter.

特許第3543500号公報Japanese Patent No. 3543500 特開2009−73472号公報JP 2009-73472 A

特許文献1においては、第1ロータと第2ロータとを機械的に係合させることが可能なクラッチ等の係合装置を設け、係合装置を係合させることで、第1ロータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によるトルクを作用させることなく、エンジンの動力により駆動軸を駆動することが可能となる。これによって、第1ロータと第2ロータとの間のすべりに伴って第1ロータの巻線に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることが可能となる。ただし、第1ロータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によるトルクを利用してエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる状態に移行するためには、第1ロータと第2ロータとで回転速度差を小さくして回転を同期させる必要がある。しかし、第1ロータと第2ロータとの回転速度差が小さくなると、第1ロータの巻線と第2ロータの磁石との電磁気結合によるトルクが低下するため、駆動軸に伝達されるトルクが低下して、要求される駆動トルクが得られなくなる。   In Patent Document 1, an engagement device such as a clutch capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor is provided, and the winding of the first rotor is achieved by engaging the engagement device. The drive shaft can be driven by the power of the engine without applying torque due to electromagnetic coupling between the first rotor and the magnet of the second rotor. As a result, it is possible to suppress Joule loss caused by the induction current flowing through the winding of the first rotor due to the slip between the first rotor and the second rotor. However, from the state where power is transmitted from the engine to the drive shaft using the torque generated by electromagnetic coupling between the winding of the first rotor and the magnet of the second rotor, the engine is driven from the engine to the drive shaft by engaging the engagement device. In order to shift to a state in which the power transmission is performed, it is necessary to synchronize the rotation by reducing the rotational speed difference between the first rotor and the second rotor. However, when the difference in rotational speed between the first rotor and the second rotor is reduced, the torque due to electromagnetic coupling between the winding of the first rotor and the magnet of the second rotor is reduced, so the torque transmitted to the drive shaft is reduced. As a result, the required driving torque cannot be obtained.

本発明は、回転子同士の電磁気結合によるトルクを利用して動力伝達が行われる状態から、係合装置の係合により動力伝達が行われる状態への移行を、駆動トルクの低下を抑えながら円滑に行うことを目的とする。   The present invention smoothly transitions from a state where power transmission is performed using torque generated by electromagnetic coupling between rotors to a state where power transmission is performed by engagement of an engagement device while suppressing a decrease in driving torque. The purpose is to do.

本発明に係る動力伝達装置は、上述した目的を達成するために以下の手段を採った。   The power transmission device according to the present invention employs the following means in order to achieve the above-described object.

本発明の参考例に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第1回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、蓄電装置と固定子導体との間で電力変換を行うことが可能なインバータと、第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置と、固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、を備える動力伝達装置であって、制御装置は、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子の回転速度が第2回転子の回転速度に近づくようにエンジンの回転速度を制御しつつ、蓄電装置からの直流電力をインバータで交流に変換して固定子導体へ供給することで固定子と第2回転子との間にトルクを作用させるようにインバータで行われる電力変換を制御することを要旨とする。   In the power transmission device according to the reference example of the present invention, the motive power from the engine is transmitted, and the alternating current flows with the first rotor provided with the rotor conductor that can generate the rotating magnetic field by the alternating current flowing. A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a second rotor capable of rotating relative to the first rotor and transmitting power to the drive shaft, the rotor conductor Torque acts on the first rotor according to the action of the rotating magnetic field generated by the rotor, and torque acts on the stator according to the action of the rotating magnetic field generated by the stator conductor. The second rotor, the inverter capable of performing power conversion between the power storage device and the stator conductor, and the engagement capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor The stator and the second rotor by controlling the AC current flowing through the device and the stator conductor A control device that controls torque acting between the first rotor and the second rotor by controlling torque acting between the first rotor and the alternating current flowing through the rotor conductor. Then, the control device is engaged by engaging the engagement device from a first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by torque acting between the first rotor and the second rotor. While shifting to the second power transmission state in which power transmission from the engine to the drive shaft is performed, while controlling the engine rotation speed so that the rotation speed of the first rotor approaches the rotation speed of the second rotor, Controlling the power conversion performed by the inverter so that torque is applied between the stator and the second rotor by converting the DC power from the power storage device into AC by the inverter and supplying it to the stator conductor. The gist.

本発明の一態様では、制御装置は、前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、蓄電装置からの直流電力をインバータで交流に変換して固定子導体へ供給することで固定子と第2回転子との間にトルクを作用させるときは、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の要求トルクとに基づいて、固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, when the control device shifts from the first power transmission state to the second power transmission state, the control device converts DC power from the power storage device into AC by an inverter and supplies the AC to the stator conductor. Thus, when applying a torque between the stator and the second rotor, the stator is based on the torque acting between the first rotor and the second rotor and the required torque of the drive shaft. It is preferable to control the torque acting between the rotor and the second rotor.

本発明の一態様では、制御装置は、前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子の回転速度が第2回転子の回転速度に近づくようにエンジンのスロットル開度または燃料噴射量を制御することでエンジンの回転速度を制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, the control device causes the engine so that the rotation speed of the first rotor approaches the rotation speed of the second rotor when the first power transmission state shifts to the second power transmission state. It is preferable to control the engine speed by controlling the throttle opening or fuel injection amount.

また、本発明に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第1回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置と、固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、を備える動力伝達装置であって、制御装置は、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の要求トルクとに基づいて、係合装置における伝達トルクを制御することを要旨とする。   In the power transmission device according to the present invention, the motive power from the engine is transmitted, and the alternating current flows with the first rotor provided with the rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field by the alternating current flowing. A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft. Torque acts on the first rotor in response to the generated rotating magnetic field, and torque acts on the stator in response to the rotating magnetic field generated in the stator conductor. The two rotors, the engaging device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor, and the stator and the second rotor by controlling the alternating current flowing in the stator conductor To control the AC current flowing through the rotor conductor. And a control device that controls torque acting between the first rotor and the second rotor, and the control device is provided between the first rotor and the second rotor. When shifting from the first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by the acting torque to the second power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by engagement of the engagement device. The gist is to control the transmission torque in the engagement device based on the torque acting between the first rotor and the second rotor and the required torque of the drive shaft.

本発明の一態様では、制御装置は、前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクと、固定子と第2回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の要求トルクとに基づいて、係合装置における伝達トルクを制御することが好適である。   In one aspect of the present invention, the control device includes: a torque acting between the first rotor and the second rotor when the first power transmission state shifts to the second power transmission state; It is preferable to control the transmission torque in the engagement device based on the torque acting between the rotor and the second rotor and the required torque of the drive shaft.

また、本発明に係る動力伝達装置は、エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、第1回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、蓄電装置と回転子導体との間で電力変換を行うことが可能なインバータと、回転子導体に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、整流器で整流された直流電力を電圧変換して蓄電装置へ出力することが可能なDC−DCコンバータと、第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置と、固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、を備える動力伝達装置であって、制御装置は、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態に移行する場合に、DC−DCコンバータでの電圧変換とインバータでの電力変換のいずれにより第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるかを、第1回転子と第2回転子との回転速度差に基づいて決定することを要旨とする。   In the power transmission device according to the present invention, the motive power from the engine is transmitted, and the alternating current flows with the first rotor provided with the rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field by the alternating current flowing. A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field, and a second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft. Torque acts on the first rotor in response to the generated rotating magnetic field, and torque acts on the stator in response to the rotating magnetic field generated in the stator conductor. Two rotors, an inverter capable of performing power conversion between the power storage device and the rotor conductor, a rectifier capable of rectifying AC power generated in the rotor conductor, and a DC rectified by the rectifier It is possible to convert power into voltage and output it to a power storage device The C-DC converter, the engagement device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor, and the stator and the second rotation by controlling the alternating current flowing through the stator conductor And a control device that controls torque acting between the first rotor and the second rotor by controlling torque acting between the rotor and controlling an alternating current flowing through the rotor conductor. The transmission device is a transmission device that engages the engagement device from a first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by torque acting between the first rotor and the second rotor. Therefore, when shifting to the second power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft, the first rotor and the second rotor are either converted by voltage conversion by the DC-DC converter or by power conversion by the inverter. Whether to apply torque between And gist be determined based on the rotational speed difference between the rotor and the second rotor.

本発明の一態様では、前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、インバータでの電力変換により第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるときにおける第1回転子の回転速度と第2回転子の回転速度との差が、DC−DCコンバータでの電圧変換により第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるときにおける第1回転子の回転速度と第2回転子の回転速度との差よりも小さいことが好適である。   In one aspect of the present invention, when a transition is made from the first power transmission state to the second power transmission state, torque is applied between the first rotor and the second rotor by power conversion in the inverter. The difference between the rotation speed of the first rotor and the rotation speed of the second rotor in FIG. 3 indicates that the torque is applied between the first rotor and the second rotor by voltage conversion in the DC-DC converter. It is preferable that the difference is smaller than the difference between the rotation speed of the first rotor and the rotation speed of the second rotor.

本発明の一態様では、インバータの容量が、整流器の容量、及びDC−DCコンバータの容量よりも小さいことが好適である。   In one embodiment of the present invention, the capacity of the inverter is preferably smaller than the capacity of the rectifier and the capacity of the DC-DC converter.

本発明によれば、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態への移行を、駆動軸への伝達トルクの低下を抑えながら円滑に行うことができる。   According to the present invention, from the first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by the torque acting between the first rotor and the second rotor, from the engine by the engagement of the engagement device. The transition to the second power transmission state in which the power transmission to the drive shaft is performed can be smoothly performed while suppressing a decrease in the transmission torque to the drive shaft.

本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of a hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 本発明の実施形態に係る動力伝達装置の概略構成を示す図である。It is a figure which shows schematic structure of the power transmission device which concerns on embodiment of this invention. 入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16の構成例を示す図である。FIG. 3 is a diagram illustrating a configuration example of an input side rotor 28, an output side rotor 18, and a stator 16. 電子制御ユニットの構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the structural example of an electronic control unit. 電子制御ユニットの他の構成例を示す機能ブロック図である。It is a functional block diagram which shows the other structural example of an electronic control unit. 電子制御ユニットにより実行される処理の一例を説明するフローチャートである。It is a flowchart explaining an example of the process performed by the electronic control unit.

以下、本発明を実施するための形態(以下実施形態という)を図面に従って説明する。   DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments for carrying out the present invention (hereinafter referred to as embodiments) will be described with reference to the drawings.

図1〜3は、本発明の実施形態に係る動力伝達装置を備えるハイブリッド駆動装置の構成の概略を示す図であり、図1は全体構成の概略を示し、図2,3は回転電機10の構成の概略を示す。本実施形態に係るハイブリッド駆動装置は、動力(機械的動力)を発生可能な原動機として設けられたエンジン(内燃機関)36と、エンジン36と駆動軸37(車輪38)との間に設けられ、変速比の変更が可能な変速機(機械式変速機)44と、エンジン36と変速機44との間に設けられた回転電機10と、を備える。なお、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置については、例えば車両を駆動するための動力出力装置として用いることができる。   1-3 is a figure which shows the outline of a structure of the hybrid drive device provided with the power transmission device which concerns on embodiment of this invention, FIG. 1 shows the outline of the whole structure, FIG. The outline of a structure is shown. The hybrid drive device according to the present embodiment is provided between an engine (internal combustion engine) 36 provided as a prime mover capable of generating power (mechanical power), and between the engine 36 and a drive shaft 37 (wheels 38). A transmission (mechanical transmission) 44 capable of changing the transmission gear ratio, and a rotating electrical machine 10 provided between the engine 36 and the transmission 44 are provided. In addition, about the hybrid drive device which concerns on this embodiment, it can be used as a power output device for driving a vehicle, for example.

回転電機10は、図示しないステータケースに固定されたステータ16と、ステータ16に対し相対回転可能な第1ロータ28と、ロータ回転軸と直交する径方向においてステータ16及び第1ロータ28と所定の空隙を空けて対向し、ステータ16及び第1ロータ28に対し相対回転可能な第2ロータ18と、を有する。ステータ16は、第1ロータ28より径方向外側の位置に第1ロータ28と間隔を空けて配置されており、第2ロータ18は、径方向においてステータ16と第1ロータ28との間の位置に配置されている。つまり、第1ロータ28は第2ロータ18より径方向内側の位置で第2ロータ18と対向配置されており、ステータ16は第2ロータ18より径方向外側の位置で第2ロータ18と対向配置されている。第1ロータ28はエンジン36と機械的に連結されていることで、第1ロータ28にはエンジン36からの動力が伝達される。一方、第2ロータ18は変速機44を介して駆動軸37に機械的に連結されていることで、駆動軸37(車輪38)には第2ロータ18からの動力が変速機44で変速されてから伝達される。なお、以下の説明では、第1ロータ28を入力側ロータとし、第2ロータ18を出力側ロータとする。   The rotating electrical machine 10 includes a stator 16 fixed to a stator case (not shown), a first rotor 28 that can rotate relative to the stator 16, a stator 16 and a first rotor 28 in a radial direction perpendicular to the rotor rotation axis, and a predetermined amount. The second rotor 18 is opposed to the stator 16 and the first rotor 28 with a gap. The stator 16 is disposed at a position radially outward from the first rotor 28 and spaced from the first rotor 28, and the second rotor 18 is positioned between the stator 16 and the first rotor 28 in the radial direction. Is arranged. That is, the first rotor 28 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially inward of the second rotor 18, and the stator 16 is disposed opposite to the second rotor 18 at a position radially outward from the second rotor 18. Has been. Since the first rotor 28 is mechanically connected to the engine 36, the power from the engine 36 is transmitted to the first rotor 28. On the other hand, the second rotor 18 is mechanically coupled to the drive shaft 37 via the transmission 44, so that the power from the second rotor 18 is shifted by the transmission 44 to the drive shaft 37 (wheel 38). It is transmitted after. In the following description, the first rotor 28 is an input side rotor, and the second rotor 18 is an output side rotor.

入力側ロータ28は、ロータコア(第1回転子鉄心)52と、ロータコア52にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のロータ巻線30と、を含む。複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The input-side rotor 28 includes a rotor core (first rotor core) 52 and a plurality of (for example, three-phase) rotor windings 30 disposed on the rotor core 52 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of rotor windings 30, the rotor windings 30 can generate a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the rotor.

ステータ16は、ステータコア(固定子鉄心)51と、ステータコア51にその周方向に沿って配設された複数相(例えば3相)のステータ巻線20と、を含む。複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生することができる。   The stator 16 includes a stator core (stator core) 51 and a plurality of (for example, three-phase) stator windings 20 disposed on the stator core 51 along the circumferential direction thereof. When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20, the stator windings 20 can generate a rotating magnetic field that rotates in the stator circumferential direction.

出力側ロータ18は、ロータコア(第2回転子鉄心)53と、ロータコア53にその周方向に沿って配設され界磁束を発生する永久磁石32,33と、を含む。永久磁石32は、ロータコア53の外周部にステータ16(ステータコア51)と対向して配設されており、永久磁石33は、ロータコア53の内周部に入力側ロータ28(ロータコア52)と対向して配設されている。ここでは、永久磁石32,33を一体化することも可能である。   The output-side rotor 18 includes a rotor core (second rotor core) 53 and permanent magnets 32 and 33 that are disposed on the rotor core 53 along the circumferential direction thereof and generate a field magnetic flux. The permanent magnet 32 is disposed on the outer peripheral portion of the rotor core 53 so as to face the stator 16 (stator core 51), and the permanent magnet 33 is opposed to the input-side rotor 28 (rotor core 52) on the inner peripheral portion of the rotor core 53. Arranged. Here, the permanent magnets 32 and 33 can also be integrated.

入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16のより詳細な構成例を図4に示す。図4に示す例では、入力側ロータ28、出力側ロータ18、及びステータ16が同心円状に配置されている。ステータ16のステータコア51には、径方向内側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース51aがステータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ステータ巻線20がこれらのティース51aに巻回されていることで、磁極が構成される。入力側ロータ28のロータコア52には、径方向外側へ(出力側ロータ18へ向けて)突出した複数のティース52aがロータ周方向に沿って間隔をおいて配列されており、各ロータ巻線30がこれらのティース52aに巻回されていることで、磁極が構成される。ステータ16のティース51aと出力側ロータ18の永久磁石32とが出力側ロータ18の回転中心軸(入力側ロータ28の回転中心軸と一致する)に直交する径方向に対向配置されており、入力側ロータ28のティース52aと出力側ロータ18の永久磁石33とがこの径方向に対向配置されている。ステータ巻線20の巻回軸及びロータ巻線30の巻回軸は、この径方向(入力側ロータ28と出力側ロータ18が対向する方向)に一致している。永久磁石32,33はロータ周方向に間隔をおいて配列されており、さらに、永久磁石32はロータコア53内にV字状に埋設されている。ただし、永久磁石32,33については、出力側ロータ18の表面(外周面または内周面)に露出していてもよいし、出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されていてもよい。   A more detailed configuration example of the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 is shown in FIG. In the example shown in FIG. 4, the input side rotor 28, the output side rotor 18, and the stator 16 are arranged concentrically. In the stator core 51 of the stator 16, a plurality of teeth 51 a protruding radially inward (toward the output-side rotor 18) are arranged at intervals along the circumferential direction of the stator. The magnetic pole is configured by being wound around the teeth 51a. A plurality of teeth 52a protruding radially outward (toward the output-side rotor 18) are arranged on the rotor core 52 of the input-side rotor 28 at intervals along the circumferential direction of the rotor. Is wound around these teeth 52a, thereby forming a magnetic pole. The teeth 51a of the stator 16 and the permanent magnets 32 of the output-side rotor 18 are opposed to each other in the radial direction perpendicular to the rotation center axis of the output-side rotor 18 (which coincides with the rotation center axis of the input-side rotor 28). The teeth 52a of the side rotor 28 and the permanent magnets 33 of the output side rotor 18 are arranged to face each other in the radial direction. The winding axis of the stator winding 20 and the winding axis of the rotor winding 30 coincide with this radial direction (the direction in which the input side rotor 28 and the output side rotor 18 face each other). The permanent magnets 32 and 33 are arranged at intervals in the circumferential direction of the rotor, and the permanent magnet 32 is embedded in the rotor core 53 in a V shape. However, the permanent magnets 32 and 33 may be exposed on the surface (outer peripheral surface or inner peripheral surface) of the output-side rotor 18 or may be embedded in the output-side rotor 18 (in the rotor core 53). .

係合装置としてのクラッチ48は、エンジン36と変速機44との間に、回転電機10(入力側ロータ28及び出力側ロータ18)に対し並列に設けられている。クラッチ48は、エンジン36(入力側ロータ28)に機械的に連結されたクラッチ板48aと変速機44(出力側ロータ18)に機械的に連結されたクラッチ板48bとの係合/解放により、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を選択的に行うことが可能であり、動力伝達の許容/遮断を選択的に行うことが可能である。クラッチ板48aとクラッチ板48bとを係合させて、入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に係合させることで、クラッチ48を介したエンジン36と変速機44(駆動軸37)との間の動力伝達が許容される。クラッチ48の係合時は、入力側ロータ28と出力側ロータ18とが一体となって等しい回転速度で回転する。一方、クラッチ板48aとクラッチ板48bとを解放して、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合を解除することで、クラッチ48を介したエンジン36と変速機44(駆動軸37)との間の動力伝達が遮断される。クラッチ48の解放時は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が許容される。ここでのクラッチ48は、例えば油圧や電磁力を利用してクラッチ板48aとクラッチ板48bとの係合/解放を切り替えることが可能であり、さらに、クラッチ48に供給する油圧力や電磁力を調整することで、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力を調整することもできる。クラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力を調整することで、クラッチ板48aとクラッチ板48bとの回転速度差を許容しながら、クラッチ48を介したエンジン36と変速機44(駆動軸37)との間の動力伝達を許容することが可能となる。   A clutch 48 as an engagement device is provided between the engine 36 and the transmission 44 in parallel to the rotating electrical machine 10 (the input side rotor 28 and the output side rotor 18). The clutch 48 is engaged / released between a clutch plate 48a mechanically connected to the engine 36 (input side rotor 28) and a clutch plate 48b mechanically connected to the transmission 44 (output side rotor 18). The mechanical engagement / release of the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be selectively performed, and power transmission can be selectively permitted / cut off. By engaging the clutch plate 48a and the clutch plate 48b and mechanically engaging the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, the engine 36 and the transmission 44 (drive shaft 37) via the clutch 48 are engaged. Power transmission to and from is allowed. When the clutch 48 is engaged, the input side rotor 28 and the output side rotor 18 are integrally rotated at the same rotational speed. On the other hand, the clutch plate 48a and the clutch plate 48b are released, and the mechanical engagement between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is released, whereby the engine 36 and the transmission 44 (drive shaft) via the clutch 48 are released. Power transmission to and from 37) is interrupted. When the clutch 48 is released, a difference in rotational speed between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is allowed. The clutch 48 here can switch the engagement / release of the clutch plate 48a and the clutch plate 48b using, for example, hydraulic pressure or electromagnetic force, and further, the hydraulic pressure or electromagnetic force supplied to the clutch 48 can be changed. By adjusting, the fastening force between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b can also be adjusted. By adjusting the fastening force between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b, the engine 36 and the transmission 44 (drive shaft 37) via the clutch 48 are allowed while allowing a difference in rotational speed between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b. It is possible to allow power transmission between the two.

直流電源として設けられた充放電可能な蓄電装置42は、例えば二次電池により構成することができ、電気エネルギーを蓄える。インバータ40は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード(整流素子)とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ステータ巻線20の各相に供給することが可能である。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の電力変換も可能である。このように、インバータ40は、蓄電装置42とステータ巻線20との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。   The chargeable / dischargeable power storage device 42 provided as a direct current power source can be constituted by a secondary battery, for example, and stores electrical energy. The inverter 40 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element) connected in reverse parallel to the switching element. The inverter 40 converts the DC power from the power storage device 42 to AC ( For example, it can be converted into a three-phase alternating current) and supplied to each phase of the stator winding 20. Furthermore, the inverter 40 can also convert power in a direction in which alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 is converted into direct current and electric energy is collected in the power storage device 42. Thus, the inverter 40 can perform bidirectional power conversion between the power storage device 42 and the stator winding 20.

スリップリング95は、入力側ロータ28と機械的に連結されており、さらに、ロータ巻線30の各相と電気的に接続されている。回転が固定されたブラシ96は、スリップリング95に押し付けられて電気的に接触する。スリップリング95は、ブラシ96に対し摺動しながら(ブラシ96との電気的接触を維持しながら)、入力側ロータ28とともに回転する。ブラシ96は、整流器93と電気的に接続されており、ブラシ96からの電力は整流器93へ供給される。このスリップリング95及びブラシ96により、入力側ロータ28のロータ巻線30の電力(交流電力)を取り出すための電力伝達部を構成することができ、取り出された交流電力は整流器93へ供給される。   The slip ring 95 is mechanically coupled to the input side rotor 28, and is electrically connected to each phase of the rotor winding 30. The brush 96 whose rotation is fixed is pressed against the slip ring 95 to be in electrical contact. The slip ring 95 rotates with the input-side rotor 28 while sliding with respect to the brush 96 (maintaining electrical contact with the brush 96). The brush 96 is electrically connected to the rectifier 93, and power from the brush 96 is supplied to the rectifier 93. The slip ring 95 and the brush 96 can constitute a power transmission unit for extracting the power (AC power) of the rotor winding 30 of the input side rotor 28, and the extracted AC power is supplied to the rectifier 93. .

整流器93は、スリップリング95及びブラシ96により取り出されたロータ巻線30からの交流電力をダイオード(整流素子)により整流して直流に変換する。昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94は、スイッチング素子及びダイオード(整流素子)を備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により整流器93で整流された直流電力を昇圧(電圧変換)して出力する。昇圧コンバータ94で昇圧(電圧変換)された直流電力は、インバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20の各相へ供給可能である。つまり、インバータ40は、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力と蓄電装置42からの直流電力とのいずれか(少なくとも一方)を交流に変換してステータ巻線20の各相へ供給することが可能である。そのため、ロータ巻線30とステータ巻線20との間で電力変換を行うことが可能である。また、昇圧コンバータ94で昇圧された直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。ここでの整流器93は、スリップリング95側から昇圧コンバータ94側への一方向のみの電力変換を行い、昇圧コンバータ94は、整流器93側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。そのため、整流器93及び昇圧コンバータ94は、ロータ巻線30側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への一方向のみの電力変換を行う。なお、昇圧コンバータ94の代わりに、DC−DCコンバータとして降圧コンバータや昇降圧コンバータを設けることも可能である。   The rectifier 93 rectifies the AC power from the rotor winding 30 taken out by the slip ring 95 and the brush 96 with a diode (rectifier element) and converts it into DC. The step-up converter (DC-DC converter) 94 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element), and boosts (voltage conversion) DC power rectified by the rectifier 93 by the switching operation of the switching element. And output. The DC power boosted (voltage converted) by the boost converter 94 can be supplied to each phase of the stator winding 20 after being converted to AC by the inverter 40. That is, inverter 40 can convert either (at least one) of the DC power boosted by boost converter 94 and the DC power from power storage device 42 to AC and supply it to each phase of stator winding 20. It is. Therefore, power conversion can be performed between the rotor winding 30 and the stator winding 20. Further, the DC power boosted by the boost converter 94 can be recovered by the power storage device 42. Here, rectifier 93 performs power conversion in only one direction from slip ring 95 side to boost converter 94 side, and boost converter 94 is unidirectional from rectifier 93 side to power storage device 42 side (or inverter 40 side). Only perform power conversion. Therefore, rectifier 93 and boost converter 94 perform power conversion in only one direction from rotor winding 30 side to power storage device 42 side (or inverter 40 side). Instead of the step-up converter 94, a step-down converter or a step-up / step-down converter can be provided as a DC-DC converter.

インバータ41は、ブラシ96と電気的に接続されており、整流器93及び昇圧コンバータ94に対し並列に設けられている。インバータ41は、スイッチング素子と、スイッチング素子に対し逆並列接続されたダイオード(整流素子)とを備える公知の構成により実現可能であり、スイッチング素子のスイッチング動作により蓄電装置42からの直流電力を交流(例えば3相交流)に変換して、ブラシ96及びスリップリング95を介してロータ巻線30の各相に供給することが可能である。インバータ41(スイッチング素子)の容量は、整流器93(ダイオード)の容量、昇圧コンバータ94(スイッチング素子)の容量、及びインバータ40(スイッチング素子)の容量よりも小さい。   The inverter 41 is electrically connected to the brush 96 and is provided in parallel with the rectifier 93 and the boost converter 94. The inverter 41 can be realized by a known configuration including a switching element and a diode (rectifier element) connected in reverse parallel to the switching element. The inverter 41 converts DC power from the power storage device 42 to AC ( For example, it can be converted into a three-phase alternating current) and supplied to each phase of the rotor winding 30 via the brush 96 and the slip ring 95. The capacity of the inverter 41 (switching element) is smaller than the capacity of the rectifier 93 (diode), the capacity of the boost converter 94 (switching element), and the capacity of the inverter 40 (switching element).

電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を制御する。そして、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94のスイッチング素子をスイッチング動作するときのデューティ比を制御することで、昇圧コンバータ94での昇圧比(電圧変換比)を制御して、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を制御する。また、電子制御ユニット50は、インバータ41のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することによっても、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を制御することが可能である。そして、電子制御ユニット50は、クラッチ48の係合/解放を切り替えることで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との機械的係合/その解除を切り替える制御も行う。さらに、電子制御ユニット50は、エンジン36の運転状態の制御、及び変速機44の変速比の制御も行う。   The electronic control unit 50 controls the alternating current flowing through each phase of the stator winding 20 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 40. The electronic control unit 50 controls the boost ratio (voltage conversion ratio) in the boost converter 94 by controlling the duty ratio when the switching element of the boost converter 94 is switched. The alternating current flowing in each phase is controlled. The electronic control unit 50 can also control the alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 by controlling the switching operation of the switching element of the inverter 41. The electronic control unit 50 also performs control for switching mechanical engagement / release of the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by switching engagement / release of the clutch 48. Furthermore, the electronic control unit 50 also controls the operating state of the engine 36 and the speed ratio of the transmission 44.

インバータ40のスイッチング動作により複数相のステータ巻線20に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ステータ巻線20は、ステータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ステータ巻線20で発生した回転磁界と永久磁石32で発生した界磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、出力側ロータ18にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。つまり、蓄電装置42からステータ巻線20に供給された電力を出力側ロータ18の動力(機械的動力)に変換することができ、ステータ16及び出力側ロータ18を同期電動機(PMモータ部)として機能させることができる。さらに、インバータ40は、ステータ巻線20の各相に流れる交流電流を直流に変換して、電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の変換も可能である。その場合は、出力側ロータ18の動力がステータ巻線20の電力に変換されて蓄電装置42に回収される。このように、ステータ16のステータ巻線20と出力側ロータ18の永久磁石32とが電磁気的に結合されていることで、ステータ巻線20で発生する回転磁界を出力側ロータ18に作用させて、ステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)を作用させることができる。さらに、例えば図4に示すように、永久磁石32間に突極部として磁性体(強磁性体)がステータ16(ティース51a)と対向して配置されている例や、永久磁石32が出力側ロータ18内(ロータコア53内)に埋設されている例では、ステータ16の発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、磁石トルクに加えてリラクタンストルクもステータ16と出力側ロータ18との間に作用する。電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作により例えばステータ巻線20に流す交流電流の振幅や位相角を制御することで、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するトルクを制御することができる。   When a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of stator windings 20 by the switching operation of the inverter 40, the stator windings 20 generate a rotating magnetic field that rotates in the stator circumferential direction. The torque (magnet torque) can be applied to the output-side rotor 18 by electromagnetic interaction (attraction and repulsion) between the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 and the field magnetic flux generated in the permanent magnet 32. The output side rotor 18 can be rotationally driven. That is, the electric power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20 can be converted into the power (mechanical power) of the output-side rotor 18, and the stator 16 and the output-side rotor 18 are used as a synchronous motor (PM motor unit). Can function. Further, the inverter 40 can also convert the alternating current flowing in each phase of the stator winding 20 into a direct current and recover the electric energy in the power storage device 42. In that case, the motive power of the output-side rotor 18 is converted into the electric power of the stator winding 20 and recovered by the power storage device 42. As described above, the stator winding 20 of the stator 16 and the permanent magnet 32 of the output side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the stator winding 20 is applied to the output side rotor 18. A torque (magnet torque) can be applied between the stator 16 and the output-side rotor 18. Further, for example, as shown in FIG. 4, an example in which a magnetic material (ferromagnetic material) is disposed between the permanent magnets 32 as salient pole portions facing the stator 16 (tooth 51a), or the permanent magnet 32 is on the output side. In the example embedded in the rotor 18 (in the rotor core 53), the reluctance torque in addition to the magnet torque is also applied to the stator 16 and the output side rotor in response to the rotating magnetic field generated by the stator 16 acting on the output side rotor 18. 18 to act. The electronic control unit 50 controls the torque acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 by controlling the amplitude and phase angle of the alternating current flowing through the stator winding 20 by the switching operation of the inverter 40, for example. Can do.

また、入力側ロータ28が出力側ロータ18に対し相対回転して入力側ロータ28(ロータ巻線30)と出力側ロータ18(永久磁石33)との間に回転差が生じるのに伴ってロータ巻線30に誘導起電力が発生し、この誘導起電力に起因してロータ巻線30に誘導電流(交流電流)が流れることで回転磁界が生じる。そして、ロータ巻線30の誘導電流により生じる回転磁界と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にトルクを作用させることができ、出力側ロータ18を回転駆動することができる。このように、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33とが電磁気的に結合されていることで、ロータ巻線30で発生する回転磁界が出力側ロータ18に作用するのに応じて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(磁石トルク)が作用する。そのため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間で動力(機械的動力)を伝達することができ、入力側ロータ28及び出力側ロータ18を誘導電磁カップリング部として機能させることができる。   Further, as the input side rotor 28 rotates relative to the output side rotor 18, a rotation difference is generated between the input side rotor 28 (rotor winding 30) and the output side rotor 18 (permanent magnet 33). An induced electromotive force is generated in the winding 30, and an induced current (alternating current) flows in the rotor winding 30 due to the induced electromotive force, thereby generating a rotating magnetic field. The torque can be applied to the output-side rotor 18 by the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field generated by the induced current of the rotor winding 30 and the field flux of the permanent magnet 33, and the output-side rotor 18 is driven to rotate. Can do. As described above, the rotor winding 30 of the input-side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18 are electromagnetically coupled, so that the rotating magnetic field generated in the rotor winding 30 acts on the output-side rotor 18. As a result, torque (magnet torque) acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Therefore, power (mechanical power) can be transmitted between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, and the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 can function as an induction electromagnetic coupling unit.

ロータ巻線30の誘導電流により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルク(以下、電磁カップリングトルクとする)を発生させる際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御する。これによって、昇圧コンバータ94から蓄電装置42とインバータ40間の配線へ電流が流れ、ロータ巻線30に誘導電流が流れるため、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクが作用する。その際には、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94での昇圧比の制御によりロータ巻線30に流れる交流電流を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクを制御することができる(特許文献2も参照されたい)。一方、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を行わない状態で昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも低くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に回転差が生じてもロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクは作用しなくなる。また、昇圧コンバータ94内のスイッチング素子をオフ状態に維持して昇圧コンバータ94による昇圧(電圧変換)を停止させることによっても、ロータ巻線30に誘導電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクは作用しなくなる。   When generating torque (hereinafter referred to as electromagnetic coupling torque) between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by the induced current of the rotor winding 30, the electronic control unit 50 outputs the output of the boost converter 94. The boost ratio in boost converter 94 is controlled so that the voltage is higher than the voltage of power storage device 42. As a result, a current flows from the boost converter 94 to the wiring between the power storage device 42 and the inverter 40 and an induced current flows through the rotor winding 30, so that an electromagnetic coupling torque is generated between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Works. In that case, the electronic control unit 50 acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 by controlling the alternating current flowing through the rotor winding 30 by controlling the boost ratio in the boost converter 94. The electromagnetic coupling torque can be controlled (see also Patent Document 2). On the other hand, the electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is lower than the voltage of the power storage device 42 in a state where the switching operation of the inverter 40 is not performed. Even if a rotational difference occurs between the side rotor 28 and the output side rotor 18, no induced current flows through the rotor winding 30, and no electromagnetic coupling torque acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. . Also, by stopping the boosting (voltage conversion) by the boost converter 94 while maintaining the switching element in the boost converter 94 in the off state, the induced current does not flow through the rotor winding 30, and the input side rotor 28 and the output side The electromagnetic coupling torque does not act between the rotor 18 and the rotor 18.

また、インバータ41のスイッチング動作により複数相のロータ巻線30に複数相(例えば3相)の交流電流が流れることで、ロータ巻線30は、ロータ周方向に回転する回転磁界を発生する。そして、ロータ巻線30で発生した回転磁界と永久磁石33で発生した界磁束との電磁気相互作用(吸引及び反発作用)により、入力側ロータ28にトルク(磁石トルク)を作用させることができ、入力側ロータ28を回転駆動することができる。一方、インバータ41のスイッチング素子をオフ状態に維持してスイッチング動作を停止させることで、ロータ巻線30に交流電流が流れなくなり、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクは作用しなくなる。   In addition, when a plurality of phases (for example, three phases) of alternating current flows through the plurality of phases of the rotor winding 30 by the switching operation of the inverter 41, the rotor winding 30 generates a rotating magnetic field that rotates in the circumferential direction of the rotor. The torque (magnet torque) can be applied to the input-side rotor 28 by electromagnetic interaction (attraction and repulsion) between the rotating magnetic field generated in the rotor winding 30 and the field magnetic flux generated in the permanent magnet 33. The input side rotor 28 can be rotationally driven. On the other hand, by maintaining the switching element of the inverter 41 in the OFF state and stopping the switching operation, no AC current flows through the rotor winding 30, and torque acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. Disappear.

次に、本実施形態に係るハイブリッド駆動装置の動作について説明する。   Next, the operation of the hybrid drive device according to this embodiment will be described.

エンジン36が動力を発生している場合は、エンジン36の動力が入力側ロータ28に伝達され、入力側ロータ28がエンジン回転方向に回転駆動する。クラッチ48が解放されている状態で、入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度より高くなると、ロータ巻線30に誘導起電力が発生する。電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ94の出力電圧が蓄電装置42の電圧よりも高くなるように昇圧コンバータ94での昇圧比を制御することで、スリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30に誘導電流(交流電流)が流れ、この誘導電流と永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用により入力側ロータ28から出力側ロータ18にエンジン回転方向の電磁カップリングトルクが作用して出力側ロータ18がエンジン回転方向に回転駆動する。このように、入力側ロータ28に伝達されたエンジン36からの動力は、入力側ロータ28のロータ巻線30と出力側ロータ18の永久磁石33との電磁気結合によって、出力側ロータ18へ伝達される。出力側ロータ18に伝達された動力は、変速機44で変速されてから駆動軸37(車輪38)へ伝達されることで、車両の前進駆動等、負荷の正転駆動に用いられる。したがって、エンジン36の動力を用いて車輪38を正転方向に回転駆動することができ、車両を前進方向に駆動することができる。さらに、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転差を許容することができるため、車輪38の回転が停止してもエンジン36がストールすることはない。そのため、回転電機10を発進装置として機能させることができ、摩擦クラッチやトルクコンバータ等の発進装置を別に設ける必要がなくなる。   When the engine 36 is generating power, the power of the engine 36 is transmitted to the input side rotor 28, and the input side rotor 28 is rotationally driven in the engine rotation direction. When the rotational speed of the input side rotor 28 becomes higher than the rotational speed of the output side rotor 18 in a state where the clutch 48 is released, an induced electromotive force is generated in the rotor winding 30. The electronic control unit 50 controls the boost ratio in the boost converter 94 so that the output voltage of the boost converter 94 is higher than the voltage of the power storage device 42, so that the rotor winding 30 is connected via the slip ring 95 and the brush 96. Induced current (alternating current) flows, and electromagnetic coupling torque in the rotational direction of the engine acts on the output side rotor 18 from the input side rotor 28 by the electromagnetic interaction between the induced current and the field flux of the permanent magnet 33. The rotor 18 is rotationally driven in the engine rotation direction. Thus, the power from the engine 36 transmitted to the input side rotor 28 is transmitted to the output side rotor 18 by electromagnetic coupling between the rotor winding 30 of the input side rotor 28 and the permanent magnet 33 of the output side rotor 18. The The power transmitted to the output side rotor 18 is transmitted to the drive shaft 37 (wheels 38) after being shifted by the transmission 44, and used for forward driving of the load such as forward drive of the vehicle. Therefore, the wheel 38 can be rotationally driven in the forward direction using the power of the engine 36, and the vehicle can be driven in the forward direction. Further, since the rotation difference between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 can be allowed, the engine 36 does not stall even if the rotation of the wheels 38 is stopped. Therefore, the rotating electrical machine 10 can function as a starting device, and there is no need to separately provide a starting device such as a friction clutch or a torque converter.

さらに、ロータ巻線30に発生した交流電力は、スリップリング95及びブラシ96を介して取り出される。取り出された交流電力は整流器93で直流に整流され、整流された直流電力は昇圧コンバータ94で昇圧される。そして、昇圧コンバータ94からの直流電力がインバータ40で交流に変換されてからステータ巻線20に供給されることで、ステータ16に回転磁界が形成される。このステータ16の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石32の界磁束との電磁気相互作用によっても、出力側ロータ18にエンジン回転方向のトルクを作用させることができる。これによって、出力側ロータ18のエンジン回転方向のトルクを増幅させるトルク増幅機能を実現することができる。また、昇圧コンバータ94からの直流電力を蓄電装置42に回収することも可能である。なお、昇圧コンバータ94のスイッチング動作を行うときは、インバータ41のスイッチング動作を行わない。   Further, AC power generated in the rotor winding 30 is taken out via the slip ring 95 and the brush 96. The extracted AC power is rectified to DC by a rectifier 93, and the rectified DC power is boosted by a boost converter 94. Then, the DC power from the boost converter 94 is converted into AC by the inverter 40 and then supplied to the stator winding 20, whereby a rotating magnetic field is formed in the stator 16. The torque in the engine rotation direction can be applied to the output side rotor 18 also by the electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the stator 16 and the field flux of the permanent magnet 32 of the output side rotor 18. As a result, a torque amplification function for amplifying the torque of the output side rotor 18 in the engine rotation direction can be realized. It is also possible to collect DC power from boost converter 94 in power storage device 42. Note that when the switching operation of the boost converter 94 is performed, the switching operation of the inverter 41 is not performed.

さらに、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、エンジン36の動力を用いて車輪38を正転方向に回転駆動するとともに、ステータ巻線20への供給電力を用いて発生させた出力側ロータ18の動力により車輪38の正転方向の回転駆動をアシストすることができる。また、負荷の減速運転時には、電子制御ユニット50は、ステータ巻線20から蓄電装置42へ電力回収するようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の動力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によってステータ巻線20の電力に変換して蓄電装置42に回収することができる。   Further, by controlling the switching operation of the inverter 40 so that electric power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, the wheel 38 is rotated in the normal rotation direction using the power of the engine 36, and the stator winding 20. The rotational drive of the wheel 38 in the forward rotation direction can be assisted by the power of the output-side rotor 18 generated using the power supplied to the wheel. Further, at the time of load deceleration operation, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that power is recovered from the stator winding 20 to the power storage device 42, so that the load power is transmitted to the stator winding 20 and the permanent magnet. The electric power of the stator winding 20 can be converted by the electromagnetic coupling with 32 and recovered in the power storage device 42.

また、エンジン36の動力を用いずに回転電機10の動力を用いて負荷を駆動する(車輪38を回転駆動する)EV(Electric Vehicle)走行を行う場合は、電子制御ユニット50は、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、負荷の駆動制御を行う。例えば、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からの直流電力を交流に変換してステータ巻線20へ供給するように、インバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力をステータ巻線20と永久磁石32との電磁気結合によって出力側ロータ18の動力に変換し、駆動軸37(車輪38)を回転駆動する。このように、エンジン36が動力を発生していなくても、ステータ巻線20への電力供給により車輪38を回転駆動することができる。なお、EV走行を行う場合は、クラッチ48を解放状態に制御する。   In addition, when EV (Electric Vehicle) traveling is performed by driving the load using the power of the rotating electrical machine 10 without using the power of the engine 36 (rotating the wheel 38), the electronic control unit 50 By controlling the switching operation, drive control of the load is performed. For example, the electronic control unit 50 controls the switching operation of the inverter 40 so that the DC power from the power storage device 42 is converted into AC and supplied to the stator winding 20, thereby supplying power to the stator winding 20. Is converted into power of the output-side rotor 18 by electromagnetic coupling between the stator winding 20 and the permanent magnet 32, and the drive shaft 37 (wheel 38) is rotationally driven. Thus, even if the engine 36 is not generating power, the wheels 38 can be rotationally driven by supplying power to the stator winding 20. In addition, when performing EV traveling, the clutch 48 is controlled to a released state.

また、エンジン36を始動する場合は、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からの直流電力をインバータ41で交流に変換してスリップリング95及びブラシ96を介してロータ巻線30へ供給するように、インバータ41のスイッチング動作を制御することで、ロータ巻線30への供給電力を用いてエンジン36のクランキングを行うことができる。このように、ロータ巻線30には、エンジン36を始動するための交流電力が供給される。エンジン36のクランキングの際には、入力側ロータ28の回転磁界と出力側ロータ18の永久磁石33の界磁束との電磁気相互作用によりエンジン36に繋がる入力側ロータ28にトルクを作用させるが、出力側ロータ18もその反力トルクを受けることになる。そのため、EV走行時にエンジン36を始動する場合は、蓄電装置42からステータ巻線20へ電力供給して出力側ロータ18にこの反力トルクを打ち消すトルクを作用させるようにインバータ40のスイッチング動作を制御することで、ステータ巻線20への供給電力を用いて出力側ロータ18を回転駆動することができる。なお、エンジン36を始動する場合は、クラッチ48を解放状態に制御する。また、インバータ41のスイッチング動作を行うときは、昇圧コンバータ94のスイッチング動作を行わない。   Further, when starting the engine 36, the electronic control unit 50 converts the DC power from the power storage device 42 into AC by the inverter 41 and supplies it to the rotor winding 30 via the slip ring 95 and the brush 96. By controlling the switching operation of the inverter 41, the engine 36 can be cranked using the power supplied to the rotor winding 30. In this way, AC power for starting the engine 36 is supplied to the rotor winding 30. During cranking of the engine 36, torque is applied to the input-side rotor 28 connected to the engine 36 by electromagnetic interaction between the rotating magnetic field of the input-side rotor 28 and the field flux of the permanent magnet 33 of the output-side rotor 18. The output side rotor 18 also receives the reaction torque. Therefore, when starting the engine 36 during EV traveling, the switching operation of the inverter 40 is controlled so that electric power is supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20 and the torque that cancels the reaction torque is applied to the output-side rotor 18. As a result, the output-side rotor 18 can be rotationally driven using the power supplied to the stator winding 20. In addition, when starting the engine 36, the clutch 48 is controlled to a released state. Further, when the switching operation of the inverter 41 is performed, the switching operation of the boost converter 94 is not performed.

ここで、整流器93及び昇圧コンバータ94が設けられておらず、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動するために、インバータ41のスイッチング動作により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクを制御する場合を考える。その場合において、エンジン36から車輪38へ伝達されるトルクを増大させるためには、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に発生可能な最大トルクを増大させることが要求され、インバータ41を介して蓄電装置42側とロータ巻線30との間で授受可能な最大電力を増大させることが要求される。そのためには、インバータ41のスイッチング素子及び逆並列ダイオードの容量を増大させる必要がある。その結果、高容量のスイッチング素子や整流素子の個数が増加する。これに対して本実施形態では、昇圧コンバータ94のスイッチング動作によりロータ巻線30側から蓄電装置42側(あるいはインバータ40側)への電力変換を行うことで、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクを制御することができ、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動することができる。エンジン36の始動を行うためのクランキングトルクは、エンジン36から車輪38へ伝達されるトルクよりも小さくて済むため、エンジン36の始動を行う場合に、インバータ41を介して蓄電装置42側からロータ巻線30側へ供給される電力は、エンジン36の動力を用いて車輪38を回転駆動する場合に、整流器93、昇圧コンバータ94、及びインバータ40を介してロータ巻線30側からステータ巻線20側へ供給される電力よりも小さくて済む。したがって、インバータ41(スイッチング素子)の容量は、整流器93(ダイオード)の容量、昇圧コンバータ94(スイッチング素子)の容量、及びインバータ40(スイッチング素子)の容量よりも小さくて済む。その結果、エンジン36から車輪38へ伝達されるトルクの減少を招くことなく、インバータ41(スイッチング素子)を低容量化することができ、高容量のスイッチング素子の個数を削減することによるコスト削減を図ることができる。   Here, the rectifier 93 and the step-up converter 94 are not provided, and the inverter 38 is switched between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 in order to rotationally drive the wheels 38 using the power of the engine 36. Consider the case of controlling the torque acting on the. In this case, in order to increase the torque transmitted from the engine 36 to the wheel 38, it is required to increase the maximum torque that can be generated between the input side rotor 28 and the output side rotor 18, and the inverter 41 is turned on. Therefore, it is required to increase the maximum power that can be transferred between the power storage device 42 side and the rotor winding 30. For that purpose, it is necessary to increase the capacity of the switching element and the antiparallel diode of the inverter 41. As a result, the number of high-capacity switching elements and rectifying elements increases. In contrast, in the present embodiment, the input side rotor 28 and the output side rotor 18 are converted by performing power conversion from the rotor winding 30 side to the power storage device 42 side (or the inverter 40 side) by the switching operation of the boost converter 94. And the wheel 38 can be rotationally driven by using the power of the engine 36. The cranking torque for starting the engine 36 may be smaller than the torque transmitted from the engine 36 to the wheels 38. Therefore, when starting the engine 36, the rotor from the power storage device 42 side through the inverter 41 is used. The electric power supplied to the winding 30 side is supplied from the rotor winding 30 side through the rectifier 93, the boost converter 94, and the inverter 40 when the wheels 38 are rotationally driven using the power of the engine 36. It can be smaller than the power supplied to the side. Therefore, the capacity of the inverter 41 (switching element) may be smaller than the capacity of the rectifier 93 (diode), the capacity of the boost converter 94 (switching element), and the capacity of the inverter 40 (switching element). As a result, the capacity of the inverter 41 (switching element) can be reduced without reducing the torque transmitted from the engine 36 to the wheel 38, and the cost can be reduced by reducing the number of high capacity switching elements. Can be planned.

また、本実施形態において、エンジン36の動力を用いて車両を前進方向に駆動する場合には、クラッチ48を係合して入力側ロータ28と出力側ロータ18とを機械的に連結することで、ロータ巻線30に交流電流が流れず入力側ロータ28と出力側ロータ18との間にトルクが作用しなくても、エンジン36からの動力をクラッチ48を介して駆動軸37(車輪38)へ伝達することができる。これによって、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間のすべりに伴ってロータ巻線30に誘導電流が流れることで生じるジュール損失を抑えることが可能となる。このように、本実施形態では、回転電機10の入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用するトルクによりエンジン36からの動力を駆動軸37へ伝達することが可能な第1の動力伝達経路の他に、エンジン36からの動力を回転電機10に対し並列に設けられたクラッチ48を介して駆動軸37へ伝達することが可能な第2の動力伝達経路が設けられている。そして、変速機44は、第1の動力伝達経路と第2の動力伝達経路のいずれかからの動力を変速して駆動軸37へ伝達することが可能である。   In the present embodiment, when the vehicle is driven in the forward direction using the power of the engine 36, the clutch 48 is engaged to mechanically connect the input side rotor 28 and the output side rotor 18. Even if no alternating current flows through the rotor winding 30 and no torque acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18, the power from the engine 36 is transmitted through the clutch 48 to the drive shaft 37 (wheel 38). Can be communicated to. This makes it possible to suppress Joule loss caused by the induction current flowing through the rotor winding 30 due to the slip between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Thus, in this embodiment, the first power that can transmit the power from the engine 36 to the drive shaft 37 by the torque acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 of the rotating electrical machine 10. In addition to the transmission path, a second power transmission path capable of transmitting power from the engine 36 to the drive shaft 37 via a clutch 48 provided in parallel to the rotating electrical machine 10 is provided. The transmission 44 can shift the power from either the first power transmission path or the second power transmission path and transmit it to the drive shaft 37.

次に、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクにより第1の動力伝達経路を介してエンジン36から駆動軸37への動力伝達が行われる第1の動力伝達状態(以下、電磁カップリング状態とする)から、クラッチ48の係合により第2の動力伝達経路を介してエンジン36から駆動軸37への動力伝達が行われる第2の動力伝達状態(以下、ロックアップ状態とする)に移行する場合に、電子制御ユニット50が実行する処理について説明する。   Next, the first power transmission in which power is transmitted from the engine 36 to the drive shaft 37 via the first power transmission path by the electromagnetic coupling torque acting between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. From a state (hereinafter, referred to as an electromagnetic coupling state), a second power transmission state (hereinafter, referred to as an electromagnetic coupling state) in which power is transmitted from the engine 36 to the drive shaft 37 through the second power transmission path by engagement of the clutch 48. The process executed by the electronic control unit 50 when shifting to the lockup state will be described.

電磁カップリング状態においては、入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度よりも高いので、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行するためには、入力側ロータ28と出力側ロータ18とで回転速度差を小さくして回転を同期させる必要がある。そこで、電子制御ユニット50は、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合には、入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度に近づくようにエンジン36の回転速度を制御する。エンジン36がガソリンエンジン等の火花点火式内燃機関の場合は、電子制御ユニット50は、エンジン36のスロットル開度を減少させるように制御し、エンジン36がディーゼルエンジン等の圧縮着火式内燃機関の場合は、電子制御ユニット50は、エンジン36の燃料噴射量を減少させるように制御する。これによって、エンジントルクを低下させてエンジン回転速度を低下させることで、入力側ロータ28の回転速度を出力側ロータ18の回転速度に近づけて回転を同期させる。   In the electromagnetic coupling state, the rotational speed of the input-side rotor 28 is higher than the rotational speed of the output-side rotor 18. Therefore, in order to shift from the electromagnetic coupling state to the lock-up state, the input-side rotor 28 and the output-side rotor Therefore, it is necessary to synchronize the rotation by reducing the difference in rotational speed. Therefore, when the electronic control unit 50 shifts from the electromagnetic coupling state to the lockup state, the electronic control unit 50 controls the rotational speed of the engine 36 so that the rotational speed of the input-side rotor 28 approaches the rotational speed of the output-side rotor 18. . When the engine 36 is a spark ignition type internal combustion engine such as a gasoline engine, the electronic control unit 50 performs control so as to decrease the throttle opening of the engine 36, and when the engine 36 is a compression ignition type internal combustion engine such as a diesel engine. The electronic control unit 50 controls the fuel injection amount of the engine 36 to decrease. Accordingly, the engine torque is reduced to lower the engine rotation speed, so that the rotation speed of the input-side rotor 28 is brought close to the rotation speed of the output-side rotor 18 to synchronize the rotation.

ただし、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が小さくなると、ロータ巻線30に発生する誘導起電力が低下する。誘導起電力の低下によりロータ巻線30に流れる誘導電流が小さくなると、入力側ロータ28から出力側ロータ18に作用する電磁カップリングトルクが低下して駆動軸37に伝達されるトルクが低下するとともに、ロータ巻線30からスリップリング95及びブラシ96を介して取り出される発電電力が低下する。ロータ巻線30に流れる誘導電流を増加させるためには、昇圧コンバータ94での昇圧比を増加させる必要があるが、昇圧コンバータ94でのスイッチング損失の増加を招かない昇圧比の範囲には限界があるため、ロータ巻線30の誘導起電力の低下に起因するロータ巻線30の発電電力の低下分及び駆動軸37のトルクの低下分を昇圧コンバータ94の制御だけで補償することは困難となる。   However, when the difference in rotational speed between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is reduced, the induced electromotive force generated in the rotor winding 30 is reduced. When the induced current flowing through the rotor winding 30 is reduced due to the reduction of the induced electromotive force, the electromagnetic coupling torque acting on the output side rotor 18 from the input side rotor 28 is reduced and the torque transmitted to the drive shaft 37 is reduced. The generated power taken out from the rotor winding 30 via the slip ring 95 and the brush 96 is reduced. In order to increase the induced current flowing through the rotor winding 30, it is necessary to increase the boost ratio in the boost converter 94, but there is a limit to the range of the boost ratio that does not increase the switching loss in the boost converter 94. Therefore, it is difficult to compensate for the decrease in the generated power of the rotor winding 30 and the decrease in the torque of the drive shaft 37 due to the decrease in the induced electromotive force of the rotor winding 30 only by controlling the boost converter 94. .

そこで、電子制御ユニット50は、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合には、入力側ロータ28の回転速度が出力側ロータ18の回転速度に近づくようにエンジン36の回転速度を制御しつつ、蓄電装置42からの直流電力をインバータ40で交流に変換してステータ巻線20へ供給することでステータ16と出力側ロータ18との間にトルク(以下、MGトルクとする)を作用させるようにインバータ40で行われる電力変換(インバータ40のスイッチング動作)を制御する。蓄電装置42からステータ巻線20への供給電力を利用してステータ16から出力側ロータ18にエンジン回転方向のMGトルクを作用させることで、ロータ巻線30の誘導起電力の低下に起因するロータ巻線30の発電電力の低下分及び駆動軸37のトルクの低下分を補償することができる。そして、電子制御ユニット50は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が所定値以下になったら、クラッチ48を係合させることでロックアップ状態に移行する。   Therefore, when the electronic control unit 50 shifts from the electromagnetic coupling state to the lockup state, the electronic control unit 50 controls the rotational speed of the engine 36 so that the rotational speed of the input-side rotor 28 approaches the rotational speed of the output-side rotor 18. On the other hand, the DC power from the power storage device 42 is converted into AC by the inverter 40 and supplied to the stator winding 20 so that torque (hereinafter referred to as MG torque) is applied between the stator 16 and the output-side rotor 18. Thus, the power conversion (the switching operation of the inverter 40) performed by the inverter 40 is controlled. The rotor caused by the decrease in the induced electromotive force of the rotor winding 30 by applying the MG torque in the engine rotation direction from the stator 16 to the output side rotor 18 using the power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20. It is possible to compensate for a decrease in the generated power of the winding 30 and a decrease in the torque of the drive shaft 37. Then, when the rotational speed difference between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 becomes a predetermined value or less, the electronic control unit 50 shifts to the lock-up state by engaging the clutch 48.

MGトルクを制御するための電子制御ユニット50の機能ブロック図の一例を図5に示す。要求トルク演算部151は、例えばアクセル開度と車両速度(駆動軸37の回転速度)に基づいて、駆動軸37の要求トルクTreqを演算する。電磁カップリングトルク検出部152は、例えばロータ巻線30の電流に基づいて、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupを検出する。MGトルク指令値演算部153は、要求トルク演算部151で演算された駆動軸37の要求トルクTreqと、電磁カップリングトルク検出部152で検出された電磁カップリングトルクTcoupに基づいて、ステータ16から出力側ロータ18に作用させるMGトルクの指令値Tmg_tempを演算する。例えば、変速機44の変速比をγとすると、
Tmg_temp=Treq/γ−Tcoup
によりMGトルクの指令値Tmg_tempが演算される。MGトルク指令値制限部154は、MGトルク指令値演算部153で演算されたMGトルクの指令値Tmg_tempを、例えば蓄電装置42から出力可能な電力Powと出力側ロータ18の回転速度ωoutに基づく上限値Tmg_max以下に制限し、制限後のMGトルクの指令値Tmg_refを出力する。そして、ステータ16から出力側ロータ18に作用するMGトルクTmgがMGトルク指令値制限部154から出力される指令値Tmg_refに一致するように、インバータ40のスイッチング動作が制御される。このように、電子制御ユニット50は、蓄電装置42からステータ巻線20への供給電力を利用してステータ16と出力側ロータ18との間にMGトルクTmgを作用させるときは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupと、駆動軸37の要求トルクTreqとに基づいて、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgを制御する。
An example of a functional block diagram of the electronic control unit 50 for controlling the MG torque is shown in FIG. The required torque calculation unit 151 calculates the required torque Treq of the drive shaft 37 based on, for example, the accelerator opening and the vehicle speed (the rotational speed of the drive shaft 37). The electromagnetic coupling torque detector 152 detects an electromagnetic coupling torque Tcoup that acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 based on, for example, the current of the rotor winding 30. The MG torque command value calculation unit 153 receives the torque from the stator 16 based on the required torque Treq of the drive shaft 37 calculated by the required torque calculation unit 151 and the electromagnetic coupling torque Tcoup detected by the electromagnetic coupling torque detection unit 152. A command value Tmg_temp of MG torque to be applied to the output side rotor 18 is calculated. For example, if the transmission gear ratio of the transmission 44 is γ,
Tmg_temp = Treq / γ-Tcoup
Thus, the command value Tmg_temp of the MG torque is calculated. The MG torque command value limiting unit 154 sets the MG torque command value Tmg_temp calculated by the MG torque command value calculating unit 153 based on, for example, the power Pow that can be output from the power storage device 42 and the rotational speed ωout of the output-side rotor 18. The value is limited to the value Tmg_max or less, and the command value Tmg_ref of the limited MG torque is output. Then, the switching operation of the inverter 40 is controlled such that the MG torque Tmg acting on the output side rotor 18 from the stator 16 matches the command value Tmg_ref output from the MG torque command value limiting unit 154. As described above, when the electronic control unit 50 applies the MG torque Tmg between the stator 16 and the output-side rotor 18 using the power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20, the input-side rotor 28. The MG torque Tmg acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 is controlled based on the electromagnetic coupling torque Tcoup acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 and the required torque Treq of the drive shaft 37.

以上説明した本実施形態によれば、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が小さくなることで入力側ロータ28から出力側ロータ18に作用するエンジン回転方向の電磁カップリングトルクTcoupが低下しても、蓄電装置42からステータ巻線20への供給電力を利用してステータ16から出力側ロータ18に発生させたエンジン回転方向のMGトルクTmgにより、電磁カップリングトルクTcoupの低下分を補償することができ、要求トルクTreq通りの駆動軸37のトルクを維持することができる。したがって、電磁カップリング状態からロックアップ状態への移行を、駆動軸37のトルクの低下を抑えながら円滑且つ速やかに行うことができる。   According to the present embodiment described above, when shifting from the electromagnetic coupling state to the lock-up state, the difference in rotational speed between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 is reduced, so that the input side rotor 28 is output side. Even if the electromagnetic coupling torque Tcoup in the engine rotation direction acting on the rotor 18 decreases, the engine rotation direction generated from the stator 16 to the output-side rotor 18 using the power supplied from the power storage device 42 to the stator winding 20. The MG torque Tmg can compensate for a decrease in the electromagnetic coupling torque Tcoup, and can maintain the torque of the drive shaft 37 in accordance with the required torque Treq. Therefore, the transition from the electromagnetic coupling state to the lock-up state can be performed smoothly and quickly while suppressing a decrease in the torque of the drive shaft 37.

次に、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、電子制御ユニット50が実行する他の処理について説明する。   Next, another process executed by the electronic control unit 50 when shifting from the electromagnetic coupling state to the lockup state will be described.

本実施形態では、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、電子制御ユニット50は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupと、駆動軸37の要求トルクTreqとに基づいて、クラッチ48における伝達トルクTclutchを制御することも可能である。クラッチ48における伝達トルクTclutchの制御は、クラッチ48を半係合状態にしてクラッチ板48aとクラッチ板48bとの締結力を制御することで行うことができる。そして、電子制御ユニット50は、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差が所定値以下になったら、クラッチ48を完全に係合させることでロックアップ状態に移行する。クラッチ48における伝達トルクTclutchによっても、電磁カップリングトルクTcoupの低下分を補償することができ、要求トルクTreq通りの駆動軸37のトルクを維持することができる。したがって、電磁カップリング状態からロックアップ状態への移行を、駆動軸37のトルクの低下を抑えながら円滑且つ速やかに行うことができる。   In the present embodiment, when shifting from the electromagnetic coupling state to the lockup state, the electronic control unit 50 causes the electromagnetic coupling torque Tcoup acting between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 and the drive shaft 37. It is also possible to control the transmission torque Tclutch in the clutch 48 based on the required torque Treq. The transmission torque Tclutch in the clutch 48 can be controlled by setting the clutch 48 in a half-engaged state and controlling the fastening force between the clutch plate 48a and the clutch plate 48b. When the rotational speed difference between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 becomes a predetermined value or less, the electronic control unit 50 shifts to the lock-up state by completely engaging the clutch 48. The decrease in the electromagnetic coupling torque Tcoup can also be compensated by the transmission torque Tclutch in the clutch 48, and the torque of the drive shaft 37 according to the required torque Treq can be maintained. Therefore, the transition from the electromagnetic coupling state to the lock-up state can be performed smoothly and quickly while suppressing a decrease in the torque of the drive shaft 37.

クラッチ48における伝達トルクTclutch及びMGトルクTmgを制御するための電子制御ユニット50の機能ブロック図の一例を図6に示す。図6において、要求トルク演算部151、電磁カップリングトルク検出部152、MGトルク指令値演算部153、及びMGトルク指令値制限部154は、図5と同様である。MGトルク検出部155は、例えばステータ巻線20の電流に基づいて、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgを検出する。クラッチトルク指令値演算部156は、MGトルク指令値演算部153で演算されたMGトルクの指令値Tmg_tempと、MGトルク検出部155で検出されたMGトルクTmgに基づいて、クラッチ48における伝達トルクの指令値Tclutch_refを演算する。例えば、変速機44の変速比をγとすると、
Tclutch_ref=Tmg_temp-Tmg=Treq/γ−Tcoup−Tmg
によりMGトルクの指令値Tmg_tempが演算される。そして、クラッチ48における伝達トルクTclutchがクラッチトルク指令値演算部156で演算された指令値Tclutch_refに一致するように、クラッチ48の締結力が制御される。その際には、MGトルク指令値制限部154での上限値Tmg_maxを調整することで、クラッチ48における伝達トルクTclutchとMGトルクTmgとの配分を調整することができる。このように、電子制御ユニット50は、ステータ16と出力側ロータ18との間にMGトルクTmgを作用させるときは、入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に作用する電磁カップリングトルクTcoupと、ステータ16と出力側ロータ18との間に作用するMGトルクTmgと、駆動軸37の要求トルクTreqとに基づいて、クラッチ48における伝達トルクTclutchを制御する。
An example of a functional block diagram of the electronic control unit 50 for controlling the transmission torque Tclutch and the MG torque Tmg in the clutch 48 is shown in FIG. In FIG. 6, the required torque calculator 151, the electromagnetic coupling torque detector 152, the MG torque command value calculator 153, and the MG torque command value limiter 154 are the same as those in FIG. 5. The MG torque detection unit 155 detects the MG torque Tmg acting between the stator 16 and the output-side rotor 18 based on, for example, the current of the stator winding 20. The clutch torque command value calculation unit 156 is configured to calculate the transmission torque in the clutch 48 based on the MG torque command value Tmg_temp calculated by the MG torque command value calculation unit 153 and the MG torque Tmg detected by the MG torque detection unit 155. The command value Tclutch_ref is calculated. For example, if the transmission gear ratio of the transmission 44 is γ,
Tclutch_ref = Tmg_temp-Tmg = Treq / γ-Tcoup-Tmg
Thus, the command value Tmg_temp of the MG torque is calculated. Then, the engagement force of the clutch 48 is controlled so that the transmission torque Tclutch in the clutch 48 matches the command value Tclutch_ref calculated by the clutch torque command value calculation unit 156. At that time, by adjusting the upper limit value Tmg_max in the MG torque command value limiting unit 154, the distribution between the transmission torque Tclutch and the MG torque Tmg in the clutch 48 can be adjusted. As described above, when the electronic control unit 50 applies the MG torque Tmg between the stator 16 and the output-side rotor 18, the electromagnetic coupling torque Tcoup that acts between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18. Based on the MG torque Tmg acting between the stator 16 and the output side rotor 18 and the required torque Treq of the drive shaft 37, the transmission torque Tclutch in the clutch 48 is controlled.

また、本実施形態では、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、電子制御ユニット50は、昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)94での電圧変換とインバータ41での電力変換のいずれにより入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを作用させるかを、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差に基づいて決定することも可能である。ここでのインバータ41は、ロータ巻線30の各相に流れる交流電流を直流に変換して電気エネルギーを蓄電装置42に回収する方向の電力変換も可能であり、蓄電装置42とロータ巻線30との間で双方向の電力変換を行うことが可能である。以下、電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、電子制御ユニット50が実行する処理について、図7のフローチャートを用いて説明する。   Moreover, in this embodiment, when shifting from the electromagnetic coupling state to the lockup state, the electronic control unit 50 performs either voltage conversion in the boost converter (DC-DC converter) 94 or power conversion in the inverter 41. It is also possible to determine whether to apply the electromagnetic coupling torque Tcoup between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 based on the rotational speed difference between the input side rotor 28 and the output side rotor 18. The inverter 41 here can also perform power conversion in a direction in which alternating current flowing in each phase of the rotor winding 30 is converted into direct current and electric energy is collected in the power storage device 42. Bidirectional power conversion can be performed between the two. Hereinafter, processing executed by the electronic control unit 50 when shifting from the electromagnetic coupling state to the lockup state will be described with reference to the flowchart of FIG. 7.

まずステップS101では、入力側ロータ28の回転速度ωinが出力側ロータ18の回転速度ωoutに近づくようにエンジン36のスロットル開度(あるいは燃料噴射量)の制御によりエンジン36の回転速度ωinが制御される。次にステップS102では、入力側ロータ28の回転速度ωinと出力側ロータ18の回転速度ωoutとの差ωin−ωoutが設定値δω1より小さいか否かが判定される。回転速度差ωin−ωoutが設定値δω1以上の場合(ステップS102の判定結果がNOの場合)は、ステップS103において、昇圧コンバータ94での電圧変換(スイッチング制御)により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを作用させる。一方、回転速度差ωin−ωoutが設定値δω1より小さい場合(ステップS102の判定結果がYESの場合)は、ステップS104において、インバータ41での電力変換(スイッチング制御)により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを作用させる。ここでは、ロータ巻線30の交流電力をインバータ41で直流に変換してインバータ40(あるいは蓄電装置42)へ供給することで電磁カップリングトルクTcoupを発生させるように、インバータ41での電力変換(インバータ41のスイッチング動作)が制御される。   First, in step S101, the rotational speed ωin of the engine 36 is controlled by controlling the throttle opening (or the fuel injection amount) of the engine 36 so that the rotational speed ωin of the input side rotor 28 approaches the rotational speed ωout of the output side rotor 18. The Next, in step S102, it is determined whether or not the difference ωin−ωout between the rotational speed ωin of the input side rotor 28 and the rotational speed ωout of the output side rotor 18 is smaller than a set value δω1. When the rotational speed difference ωin−ωout is equal to or larger than the set value δω1 (when the determination result in step S102 is NO), in step S103, the input side rotor 28 and the output side rotor are converted by voltage conversion (switching control) in the boost converter 94. 18, an electromagnetic coupling torque Tcoup is applied. On the other hand, when the rotational speed difference ωin−ωout is smaller than the set value δω1 (when the determination result in step S102 is YES), in step S104, the input side rotor 28 and the output side are converted by power conversion (switching control) in the inverter 41. An electromagnetic coupling torque Tcoup is applied between the rotor 18 and the rotor 18. Here, the power conversion in the inverter 41 is performed so that the electromagnetic coupling torque Tcoup is generated by converting the AC power of the rotor winding 30 into DC by the inverter 41 and supplying it to the inverter 40 (or the power storage device 42). The switching operation of the inverter 41) is controlled.

次にステップS105では、入力側ロータ28の回転速度ωinと出力側ロータ18の回転速度ωoutとの差ωin−ωoutが所定値δω2(δω2<δω1)以下であるか否かが判定される。回転速度差ωin−ωoutが所定値δω2より大きい場合(ステップS105の判定結果がNOの場合)は、ステップS101に戻る。一方、回転速度差ωin−ωoutが所定値δω2以下の場合(ステップS105の判定結果がYESの場合)は、ステップS106において、クラッチ48を係合させることでロックアップ状態に移行する。図7のフローチャートの処理によれば、インバータ41での電力変換により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを作用させるときにおける入力側ロータ28の回転速度ωinと出力側ロータ18の回転速度ωoutとの差ωin−ωoutが、昇圧コンバータ94での電圧変換により入力側ロータ28と出力側ロータ18との間に電磁カップリングトルクTcoupを作用させるときにおける入力側ロータ28の回転速度ωinと出力側ロータ18の回転速度ωoutとの差ωin−ωoutよりも小さくなる。   Next, in step S105, it is determined whether or not the difference ωin−ωout between the rotational speed ωin of the input side rotor 28 and the rotational speed ωout of the output side rotor 18 is equal to or smaller than a predetermined value δω2 (δω2 <δω1). When the rotational speed difference ωin−ωout is larger than the predetermined value δω2 (when the determination result of step S105 is NO), the process returns to step S101. On the other hand, when the rotational speed difference ωin−ωout is equal to or smaller than the predetermined value δω2 (when the determination result in step S105 is YES), in step S106, the clutch 48 is engaged to shift to the lockup state. According to the processing of the flowchart in FIG. 7, the rotational speed ωin of the input side rotor 28 and the output when the electromagnetic coupling torque Tcoup is applied between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by power conversion in the inverter 41. The difference ωin−ωout from the rotational speed ωout of the side rotor 18 causes the input side rotor 28 when the electromagnetic coupling torque Tcoup acts between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 by voltage conversion in the boost converter 94. Is smaller than the difference ωin−ωout between the rotational speed ωin and the rotational speed ωout of the output-side rotor 18.

電磁カップリング状態からロックアップ状態に移行する場合に、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差ωin−ωoutが小さくなると、ロータ巻線30に発生する誘導起電力が低下する。誘導起電力の低下によりロータ巻線30に流れる誘導電流が小さくなると、電磁カップリングトルクTcoupが低下する。電磁カップリングトルクTcoupを増加させるためには、昇圧コンバータ94での昇圧比を増加させる必要があるが、昇圧コンバータ94でのスイッチング損失の増加を招かない昇圧比の範囲には限界があるため、ロータ巻線30の誘導起電力の低下に起因する電磁カップリングトルクTcoupの低下分を昇圧コンバータ94の制御で補償することは困難となる。これに対して図7のフローチャートの処理によれば、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差ωin−ωoutが設定値δω1より小さくなり、電磁カップリングトルクTcoupの低下分を昇圧コンバータ94の制御で補償することが困難なときは、インバータ41での電力変換(ロータ巻線30側からインバータ40側への電力変換)により電磁カップリングトルクTcoupを発生させることで、ロータ巻線30の誘導起電力の低下に起因する電磁カップリングトルクTcoupの低下分を補償することができ、要求トルクTreq通りの駆動軸37のトルクを維持することができる。したがって、電磁カップリング状態からロックアップ状態への移行を、駆動軸37のトルクの低下を抑えながら円滑且つ速やかに行うことができる。なお、入力側ロータ28と出力側ロータ18との回転速度差ωin−ωoutが小さい条件では、ロータ巻線30での発電電力は小さいため、インバータ41(スイッチング素子)の容量が小さくても、電磁カップリングトルクTcoupの低下分をインバータ41での電力変換により補償することは可能である。また、ステップS102での設定値δω1については、昇圧コンバータ94での電圧変換により電磁カップリングトルクTcoupを発生可能な閾値として設定される。   In the transition from the electromagnetic coupling state to the lockup state, if the rotational speed difference ωin−ωout between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 decreases, the induced electromotive force generated in the rotor winding 30 decreases. When the induced current flowing through the rotor winding 30 is reduced due to the reduction of the induced electromotive force, the electromagnetic coupling torque Tcoup is reduced. In order to increase the electromagnetic coupling torque Tcoup, it is necessary to increase the boost ratio in the boost converter 94, but there is a limit to the range of the boost ratio that does not cause an increase in switching loss in the boost converter 94. It is difficult to compensate for the decrease in the electromagnetic coupling torque Tcoup caused by the decrease in the induced electromotive force of the rotor winding 30 by the control of the boost converter 94. On the other hand, according to the process of the flowchart of FIG. 7, the rotational speed difference ωin−ωout between the input side rotor 28 and the output side rotor 18 becomes smaller than the set value δω1, and the decrease in the electromagnetic coupling torque Tcoup is reduced. When it is difficult to compensate by the control of 94, the rotor winding 30 is generated by generating the electromagnetic coupling torque Tcoup by power conversion in the inverter 41 (power conversion from the rotor winding 30 side to the inverter 40 side). The decrease in the electromagnetic coupling torque Tcoup caused by the decrease in the induced electromotive force can be compensated, and the torque of the drive shaft 37 in accordance with the required torque Treq can be maintained. Therefore, the transition from the electromagnetic coupling state to the lock-up state can be performed smoothly and quickly while suppressing a decrease in the torque of the drive shaft 37. Note that, when the rotational speed difference ωin−ωout between the input-side rotor 28 and the output-side rotor 18 is small, the generated power in the rotor winding 30 is small, so even if the capacity of the inverter 41 (switching element) is small, the electromagnetic The decrease in the coupling torque Tcoup can be compensated by power conversion in the inverter 41. Further, the set value δω1 in step S102 is set as a threshold that can generate the electromagnetic coupling torque Tcoup by voltage conversion in the boost converter 94.

以上、本発明を実施するための形態について説明したが、本発明はこうした実施形態に何等限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論である。   As mentioned above, although the form for implementing this invention was demonstrated, this invention is not limited to such embodiment at all, and it can implement with a various form in the range which does not deviate from the summary of this invention. Of course.

10 回転電機、16 ステータ、18 第2ロータ(出力側ロータ)、20 ステータ巻線、28 第1ロータ(入力側ロータ)、30 ロータ巻線、32,33 永久磁石、36 エンジン、37 駆動軸、38 車輪、40,41 インバータ、42 蓄電装置、44 変速機、48 クラッチ、50 電子制御ユニット、51 ステータコア、52,53 ロータコア、93 整流器、94 昇圧コンバータ(DC−DCコンバータ)、95 スリップリング、96 ブラシ、151 要求トルク演算部、152 電磁カップリングトルク検出部、153 MGトルク指令値演算部、154 MGトルク指令値制限部、155 MGトルク検出部、156 クラッチトルク指令値演算部。
DESCRIPTION OF SYMBOLS 10 Rotating electrical machine, 16 Stator, 18 2nd rotor (output side rotor), 20 Stator winding, 28 1st rotor (input side rotor), 30 Rotor winding, 32, 33 Permanent magnet, 36 Engine, 37 Drive shaft, 38 wheel, 40, 41 inverter, 42 power storage device, 44 transmission, 48 clutch, 50 electronic control unit, 51 stator core, 52, 53 rotor core, 93 rectifier, 94 boost converter (DC-DC converter), 95 slip ring, 96 Brush, 151 Required torque calculation unit, 152 Electromagnetic coupling torque detection unit, 153 MG torque command value calculation unit, 154 MG torque command value limiting unit, 155 MG torque detection unit, 156 Clutch torque command value calculation unit

Claims (5)

エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、
交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第1回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、
第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置と、
固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、
を備える動力伝達装置であって、
制御装置は、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の要求トルクとに基づいて、係合装置における伝達トルクを制御する、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from the engine is transmitted and an alternating current flows;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field when an alternating current flows;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is rotated between the first rotor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which torque acts and torque acts between the stator and the rotating magnetic field generated in the stator conductor;
An engagement device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor;
The torque acting between the stator and the second rotor is controlled by controlling the alternating current flowing through the stator conductor, and the first rotor and the second rotation are controlled by controlling the alternating current flowing through the rotor conductor. A control device for controlling torque acting between the child and
A power transmission device comprising:
The control device starts from the first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by torque acting between the first rotor and the second rotor, and from the engine to the drive shaft by engagement of the engagement device. In the engagement device based on the torque acting between the first rotor and the second rotor and the required torque of the drive shaft when shifting to the second power transmission state in which the power is transmitted to A power transmission device that controls transmission torque.
請求項1に記載の動力伝達装置であって、
制御装置は、前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクと、固定子と第2回転子との間に作用するトルクと、駆動軸の要求トルクとに基づいて、係合装置における伝達トルクを制御する、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 1,
When the control device shifts from the first power transmission state to the second power transmission state, the control device generates torque between the first rotor and the second rotor, and between the stator and the second rotor. A power transmission device that controls a transmission torque in the engagement device based on a torque acting between them and a required torque of the drive shaft.
エンジンからの動力が伝達され、交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な回転子導体が配設された第1回転子と、
交流電流が流れることで回転磁界を発生可能な固定子導体が配設された固定子と、
第1回転子に対し相対回転可能であり、駆動軸へ動力を伝達する第2回転子であって、回転子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて第1回転子との間にトルクが作用し、固定子導体で発生した回転磁界が作用するのに応じて固定子との間にトルクが作用する第2回転子と、
蓄電装置と回転子導体との間で電力変換を行うことが可能なインバータと、
回転子導体に発生した交流電力を整流することが可能な整流器と、
整流器で整流された直流電力を電圧変換して蓄電装置へ出力することが可能なDC−DCコンバータと、
第1回転子と第2回転子とを機械的に係合させることが可能な係合装置と、
固定子導体に流れる交流電流を制御することで固定子と第2回転子との間に作用するトルクを制御し、回転子導体に流れる交流電流を制御することで第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクを制御する制御装置と、
を備える動力伝達装置であって、
制御装置は、第1回転子と第2回転子との間に作用するトルクによりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第1動力伝達状態から、係合装置の係合によりエンジンから駆動軸への動力伝達が行われる第2動力伝達状態に移行する場合に、DC−DCコンバータでの電圧変換とインバータでの電力変換のいずれにより第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるかを、第1回転子と第2回転子との回転速度差に基づいて決定する、動力伝達装置。
A first rotor provided with a rotor conductor capable of generating a rotating magnetic field when power from the engine is transmitted and an alternating current flows;
A stator provided with a stator conductor capable of generating a rotating magnetic field when an alternating current flows;
A second rotor that is rotatable relative to the first rotor and transmits power to the drive shaft, and is rotated between the first rotor in response to a rotating magnetic field generated by the rotor conductor. A second rotor in which torque acts and torque acts between the stator and the rotating magnetic field generated in the stator conductor;
An inverter capable of performing power conversion between the power storage device and the rotor conductor;
A rectifier capable of rectifying AC power generated in the rotor conductor;
A DC-DC converter capable of converting the DC power rectified by the rectifier into a voltage and outputting it to the power storage device;
An engagement device capable of mechanically engaging the first rotor and the second rotor;
The torque acting between the stator and the second rotor is controlled by controlling the alternating current flowing through the stator conductor, and the first rotor and the second rotation are controlled by controlling the alternating current flowing through the rotor conductor. A control device for controlling torque acting between the child and
A power transmission device comprising:
The control device starts from the first power transmission state in which power is transmitted from the engine to the drive shaft by torque acting between the first rotor and the second rotor, and from the engine to the drive shaft by engagement of the engagement device. When shifting to the second power transmission state in which power is transmitted to the motor, torque is applied between the first rotor and the second rotor by either voltage conversion in the DC-DC converter or power conversion in the inverter. A power transmission device that determines whether to act based on a difference in rotational speed between the first rotor and the second rotor.
請求項3に記載の動力伝達装置であって、
前記第1動力伝達状態から前記第2動力伝達状態に移行する場合に、インバータでの電力変換により第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるときにおける第1回転子の回転速度と第2回転子の回転速度との差が、DC−DCコンバータでの電圧変換により第1回転子と第2回転子との間にトルクを作用させるときにおける第1回転子の回転速度と第2回転子の回転速度との差よりも小さい、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 3,
When shifting from the first power transmission state to the second power transmission state, the rotation of the first rotor when torque is applied between the first rotor and the second rotor by power conversion in the inverter. The difference between the rotational speed of the first rotor and the rotational speed of the second rotor is the rotational speed of the first rotor when torque is applied between the first rotor and the second rotor by voltage conversion in the DC-DC converter. A power transmission device that is smaller than the difference from the rotational speed of the second rotor.
請求項3または4に記載の動力伝達装置であって、
インバータの容量が、整流器の容量、及びDC−DCコンバータの容量よりも小さい、動力伝達装置。
The power transmission device according to claim 3 or 4,
A power transmission device in which the capacity of the inverter is smaller than the capacity of the rectifier and the capacity of the DC-DC converter.
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