JP2015067156A - 回転電機 - Google Patents

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祥平 松本
Shohei Matsumoto
祥平 松本
康二 吉原
Koji Yoshihara
康二 吉原
小田　和孝
Kazutaka Oda
和孝 小田
久保　秀人
Hideto Kubo
秀人 久保
林　裕人
Hiroto Hayashi
裕人 林
清 上辻
Kiyoshi Kamitsuji
清 上辻
村上　新
Arata Murakami
新 村上
遠山　智之
Tomoyuki Toyama
智之 遠山
亘 土方
Wataru Hijikata
亘 土方
英滋 土屋
Eiji Tsuchiya
英滋 土屋
渡辺　隆男
Takao Watanabe
隆男 渡辺
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Toyota Industries Corp
Aisin Seiki Co Ltd
Toyota Motor Corp
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Abstract

【課題】車両がＲＥモード走行を行っている時であっても、磁束干渉が車両の駆動に与える影響を低減する。
【解決手段】回転電機１０１は、インナーロータ１０と、アウターロータ２０と、ステータ３０と、インナーロータ１０とアウターロータ２０とを備える第一モータジェネレータ１４と、アウターロータ２０とステータ３０とを備える第二モータジェネレータ２４と、電力変換手段６と、電力変換手段６を制御するＥＣＵ３とを備え、ＥＣＵ３は、片駆動ＥＶモード走行時に電流値及び電流進角を決定する第一マップＭ１と、ＲＥモード走行時又は両駆動ＥＶモード走行時に電流値及び電流進角を決定する第二マップＭ２とを有する。
【選択図】図１

Description

この発明は、回転電機に関し、特にエンジンを備えるハイブリッド自動車に搭載されるダブルロータ型の回転電機に関する。
特許文献１の図８には、インナーロータとアウターロータとを有するダブルロータ型の回転電機が記載されている。インナーロータ及びアウターロータの周りにはステータが配置されている。インナーロータの回転軸はエンジンに連結されている。また、インナーロータはインバータと電気的に接続している。一方、アウターロータは差動装置、車輪軸を介して車軸に接続している。
ここで、特許文献１に記載されるような回転電機では、通常はインバータを介して蓄電池からステータに電力が供給され、ステータには三相交流電流が流れるとともに回転磁界が作り出される。そして、この回転磁界によって、アウターロータが回転し、車両の車輪が駆動される。ここで、ステータに電力を供給する間にインバータに接続される蓄電池の充電率が下がった場合、エンジンによってインナーロータが回転駆動される。そして、インナーロータが回転するとともに電磁誘導によって電流が発生し、スリップリング、ブラシ及びインバータを介して蓄電池に電力が蓄えられる。すなわち、回転電機は、アウターロータの回転によって車両の車輪を駆動すると同時に、インナーロータの回転によって発電も行っている。そして、アウターロータとステータとは第一回転電機部を構成し、インナーロータとアウターロータとは第二回転電機部を構成している。
なお、以下の説明において、エンジンが動作せずに蓄電池から供給される電力によって回転電機が車輪を駆動している状態の時の車両の走行をＥＶモード走行という。また、エンジンが動作している状態の時の車両の走行をＲＥ（ｒａｎｇｅ ｅｘｔｅｎｄ）モード走行という。車両に搭載される蓄電池が充分に充電されている場合は、車両はＥＶモード走行を行うが、蓄電池の充電率が所定値以下となると車両の走行はＥＶモードからＲＥモードに切り替わる。
特開２００５−４７３９６号公報
特許文献１に記載されているような回転電機において、車両の走行を制御するためには、アウターロータが希望のトルク及び回転数で駆動するように適宜調整する必要がある。アウターロータのトルク及び回転数は、ステータに流れる三相交流電流の電流値及び電流進角によって決定される。従って、アウターロータのトルク及び回転数を制御するためには、インバータがステータに流すべき三相交流電流の電流値及び電流進角を調整する必要がある。そのため、インバータに接続されるＥＣＵは、通常、アウターロータのトルク及び回転数とステータに供給される電力の電流値及び電流進角との関係を示すマップを有している。そして、ＥＣＵはこのようなマップに基づいて、アウターロータが希望のトルク及び回転数で回転するために必要な電流値及び電流進角を決定し、インバータを制御する。
なお、電流進角とは、ロータの磁極部がステータの磁極部に最も近づくタイミングよりもステータの磁極部を構成するコイルに交流電流を流すタイミングを早くする程度を表す電気角、すなわち位相角をいう。
しかしながら、車両がＲＥモード走行を行う場合、インナーロータとアウターロータとの間、すなわち第二回転電機部では発電が行われ、そのために第二回転電機部において新たに別の磁界が発生している。そして、この第二回転電機部における磁界は、ステータとアウターロータとの間、すなわち第一回転電機部に発生している回転磁界に干渉し、アウターロータのトルク及び回転数に影響を及ぼす。その結果、ＥＶモード走行時と同じマップに基づいてインバータを制御しても、アウターロータは希望するトルク及び回転数では回転駆動しないこととなる。
また、車両がＥＶモード走行を行う場合、ステータ及びインナーロータの両方に電力が供給され、第一回転電機及び第二回転電機のそれぞれに発生する回転磁界によってアウターロータを駆動させることもできる。このように第一回転電機部と第二回転電機部とを併用するＥＶモード走行の場合も、第一回転電機部に発生する回転磁界と第二回転電機部に発生する回転磁界とは互いに干渉しあう。そのため、アウターロータを希望するトルク及び回転数で回転駆動するには、ステータのみに電力を供給する場合のＥＶモード走行時のマップでは、磁界の干渉を考慮していないため、対応することができない。
なお、以下の説明において、ステータのみに電力が供給される場合のＥＶモード走行を片駆動ＥＶモード走行といい、ステータ及びインナーロータの両方に電力が供給される場合のＥＶモード走行を両駆動ＥＶモード走行という。
この発明は、このような問題を解決するためになされ、ステータとアウターロータとの間の磁界と、アウターロータとインナーロータとの間の磁界とが干渉した場合でも、磁界の干渉が車両の駆動に与える影響を低減する回転電機を提供することを目的とする。
上記の課題を解決するために、この発明に係る回転電機は、車両の内燃機関に機械的に連結する第一回転子と、車両の車軸に機械的に連結し、第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、第二回転子に対向して設けられる固定子と、第一回転子と固定子とを備える第一モータジェネレータと、第二回転子と固定子とを備える第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、電力変換手段を介して、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとに電力を供給する蓄電池と、電力変換手段に電気的に接続するとともに、電力変換手段を制御して、蓄電池から第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、制御手段は、第二モータジェネレータのみに磁界が発生している状態において第二モータジェネレータに供給される電力の電流値及び電流進角を決定する第一マップと、第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を決定する第二マップとを有する。
また、この発明に係る回転電機は、車両の内燃機関に機械的に連結する第一回転子と、車両の車軸に機械的に連結し、第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、第二回転子に対向して設けられる固定子と、第一回転子と前記固定子とを備える第一モータジェネレータと、第二回転子と固定子とを備える第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、電力変換手段を介して、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとに電力を供給する蓄電池と、電力変換手段に電気的に接続するとともに、電力変換手段を制御して、蓄電池から第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、制御手段は、第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、第一モータジェネレータ又は第二モータジェネレータから発生する磁界のうちいずれか一方の前記磁界の磁束に対応して、第二回転子の回転駆動時のトルクが目標トルクに近づくように、電流値を変化させてもよい。
また、制御手段は、第一モータジェネレータに供給される電力の電流値を変化させた後で、第二モータジェネレータに供給される電力の電流値を変化させてもよい。
さらに、この発明に係る回転電機は、車両の内燃機関に機械的に連結する第一回転子と、車両の車軸に機械的に連結し、第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、第二回転子に対向して設けられる固定子と、第一回転子と固定子とを備える第一モータジェネレータと、第二回転子と固定子とを備える第二モータジェネレータと、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、電力変換手段を介して、第一モータジェネレータと第二モータジェネレータとに電力を供給する蓄電池と、電力変換手段に電気的に接続するとともに、電力変換手段を制御して、蓄電池から第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、制御手段は、第一モータジェネレータ及び第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、第一モータジェネレータ又は第二モータジェネレータから発生する磁界のうちいずれか一方の磁界の磁束に対応して、第二回転子の回転駆動時のトルクが目標トルクに近づくように、電流進角を変化させてもよい。
制御手段は、第一モータジェネレータに供給される電力の電流進角を変化させた後で、第二モータジェネレータに供給される電力の電流進角を変化させてもよい。
この発明に係る回転電機によれば、ステータとアウターロータとの間の磁界と、アウターロータとインナーロータとの間の磁界とが干渉した場合でも、磁界の干渉が車両の駆動に与える影響を低減することができる。
この発明の実施の形態１〜３に係る回転電機の概略を模式的に示す図である。 この発明の実施の形態１〜３に係る回転電機における磁束干渉の様子を模式的に示す図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機の制御の手順を示すフローチャートである。 この発明の実施の形態１に係る回転電機において、車両が片駆動ＥＶモード走行を行っている時に用いる第一マップＭ１を示す図である。 この発明の実施の形態１に係る回転電機において、車両がＲＥモード走行を行っている時に用いる第二マップＭ２を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において、アウターロータのトルクと回転数との関係を示すグラフであり、このグラフ上にアウターロータの目標トルク及び目標回転数を示している。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において、アウターロータの目標トルクと、第二モータジェネレータに流れる電力の電流値及び電流進角との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において、車両の走行が片駆動ＥＶモードからＲＥモードに切り替わった時のアウターロータのトルクの増減を示す図である。 この発明の実施の形態２に係る回転電機において、ＥＣＵが第二モータジェネレータに流れる電力の電流値を調整する制御の様子を示す図であって、（ａ）はトルクが減少した時の制御を、（ｂ）はトルクが増加した時の制御をそれぞれ示す。 この発明の実施の形態３に係る回転電機において、アウターロータのトルクと回転数との関係を示すグラフであり、このグラフ上にアウターロータの目標トルク及び目標回転数を示している。 この発明の実施の形態３に係る回転電機において、アウターロータの目標トルクと、第二モータジェネレータに流れる電力の電流値及び電流進角との関係を示すグラフである。 この発明の実施の形態３に係る回転電機において、車両の片駆動走行がＥＶモードからＲＥモードに切り替わった時のアウターロータのトルクの減少の様子を示すとともに、ＥＣＵが第二モータジェネレータに流れる電力の電流進角を調整する制御の様子を示す図である。
以下、この発明の実施の形態について添付図面に基づいて説明する。
実施の形態１．
まず、この発明の実施の形態に係る回転電機１０１の全体的な構成について、図１を参照して説明する。
回転電機１０１は、インナーロータ１０、アウターロータ２０及びステータ３０とを備える。インナーロータ１０、アウターロータ２０及びステータ３０は、それぞれ略円筒形状であり、同心円状に順次内側から外側に向かって配置されている。すなわち、アウターロータ２０はインナーロータ１０に対向して設けられており、ステータ３０はアウターロータ２０に対向して設けられている。なお、インナーロータ１０及びアウターロータ２０は、ステータ３０に対して相対回転可能に設けられており、ステータ３０は回転電機１０１のケーシング（図示せず）に固定して設けられている。また、アウターロータ２０は、インナーロータ１０に対して相対回転可能に設けられる。
ここで、インナーロータ１０は第一回転子を、アウターロータ２０は第二回転子を、ステータ３０は固定子を、それぞれ構成する。
インナーロータ１０の外周部分には、周方向に沿って第一コイル１２が設けられている。また、インナーロータ１０の中心には、入力軸４０が貫通して設けられて、インナーロータ１０は入力軸４０に一体回転可能に設けられている。また、インナーロータ１０の入力軸４０は、車両のエンジン１の出力軸（図示せず）に連結している。すなわち、インナーロータ１０は車両のエンジン１に機械的に連結している。入力軸４０には、スリップリング７０が一体回転可能に取り付けられ、スリップリング７０はインナーロータ１０の第一コイル１２に電気的に接続している。また、アウターロータ２０は、内周部分にインナーロータ１０に対向して内側永久磁石２２を有しており、外周部分にアウターロータ２０に対向して外側永久磁石２３を有している。さらに、アウターロータ２０には車軸４が機械的に連結しており、車軸４は車両の車輪２に接続している。また、ステータ３０には、アウターロータ２０に対向してステータコイル３２が周方向に沿って設けられている。
ここで、インナーロータ１０の第一コイル１２とアウターロータ２０の内側永久磁石２２とは第一モータジェネレータ１４を構成する。また、アウターロータ２０の外側永久磁石２３とステータ３０のステータコイル３２とは第二モータジェネレータ２４を構成する。すなわち、第一モータジェネレータ１４はインナーロータ１０とアウターロータ２０とを備え、第二モータジェネレータ２４はアウターロータ２０とステータ３０とを備える。
スリップリング７０はブラシ（図示せず）を介して第一インバータ６ａに、ステータ３０のステータコイル３２は第二インバータ６ｂに、それぞれ電気的に接続する。第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂは電力変換手段６を構成する。また、第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂは、それぞれ蓄電池７に電気的に接続している。すなわち、蓄電池７は電力変換手段６を介して第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４との間で電力のやり取りを行う。
さらにまた、第一インバータ６ａ、第二インバータ６ｂ及び蓄電池７には、ＥＣＵ３が電気的に接続している。また、ＥＣＵ３には、アクセル開度センサ５が電気的に接続している。さらに、ＥＣＵ３は、エンジン１のトルクセンサ（図示せず）及び回転数センサ（図示せず）と電気的に接続している。エンジン１のトルクセンサはエンジン１の出力軸のトルクを検出し、エンジン１の回転数センサはエンジン１の出力軸の回転数を検出する。ここで、エンジン１の出力軸はインナーロータ１０の入力軸４０と連結しているため、エンジン１の出力軸のトルク及び回転数が検出されると、同時にインナーロータ１０のトルク及び回転数も検出される。
次に、車両が片駆動ＥＶモード走行を行っている時の回転電機１０１の動作について説明する。
まず、蓄電池７から第二インバータ６ｂを介してステータ３０のステータコイル３２に三相交流電流が流れる（Ｐ１）。これによって、ステータコイル３２とアウターロータ２０の外側永久磁石２３との間、すなわち第二モータジェネレータ２４において回転磁界が発生する。すなわち、片駆動ＥＶモード走行時は、第二モータジェネレータのみに磁界が発生している状態である。そして、第二モータジェネレータ２４において発生した回転磁界によって、アウターロータ２０が回転駆動されるとともに、車軸４を介して車両の車輪２も駆動される。
一方、車両が両駆動ＥＶモード走行を行う時は、片駆動時ＥＶモード走行時のようにステータ３０のステータコイル３２に三相交流電流が流れる（Ｐ１）とともに、第一インバータ６ａを介してインナーロータ１０の第一コイル１２にも三相交流電流が流れる（Ｐ３）。これによって、第二モータジェネレータ２４のみならず、第一コイル１２とアウターロータ２０の内側永久磁石２２との間、すなわち第一モータジェネレータ１４においても回転磁界が発生する。そして、第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４において発生した回転磁界によって、アウターロータ２０が回転駆動される。
次に、車両がＲＥモード走行を行っている時の回転電機１０１の動作について説明する。なお、車両は、蓄電池７の充電率Ｅが一定値ｅ以下となった場合にＲＥモード走行を行うものとする。すなわち、ＥＣＵ３は蓄電池７の充電率Ｅが一定値ｅ以下になったことを検出した場合、インナーロータ１０においてエンジン１の始動トルクを発生させ、エンジン１を始動させる。これにより、回転駆動を開始したエンジン１は入力軸４０を介してインナーロータ１０を回転させる。そのため、アウターロータ２０の内側永久磁石２２と対向して回転するインナーロータ１０の第一コイル１２には誘導電流が発生する。そして、第一コイル１２に発生した電力は、スリップリング７０及び第一インバータ６ａを介して、蓄電池７に蓄えられる（Ｐ２）。一方、ＥＶモード走行時と同様に、蓄電池７から第二インバータ６ｂを介してステータ３０のステータコイル３２に三相交流電流が供給されると（Ｐ１）、第二モータジェネレータ２４において回転磁界が発生する。この回転磁界において、ＥＶモード走行時と同様にアウターロータ２０は回転運動をし、車軸４を介して車両の車輪２を駆動する。
図２に示すように、車両がＲＥモード走行又は両駆動ＥＶモード走行を行っている間は、第二モータジェネレータ２４は第一モータジェネレータ１４に発生した磁束Φからの干渉、すなわち磁束干渉を受けることとなる。また、両駆動ＥＶモード走行時は、第一モータジェネータ１４も第二モータジェネレータ２４に発生する磁界から同様に磁束干渉を受ける。すなわち、ＲＥモード走行時及び両駆動ＥＶモード走行時は，第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４の両方に磁界が発生している状態である。そして、このように第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４が互いに磁束干渉の影響を受け合うと、アウターロータ２０のトルクや回転数が変動する。
なお、両駆動ＥＶモード走行時において、第二モータジェネレータ２４の方が第一モータジェネレータ１４よりも大きい出力を出すことができるように設計されている。そして、その前提のもとで例えば車両を加速させるために大きなトルクを発生させるため大きな電流をステータ３０に流すことになる。その結果、第二モータジェネレータ２４に、より大きな磁界・磁束が発生し、それらが第一モータジェネレータ１４に影響を及ぼすため、磁束干渉の影響は第二モータジェネレータ２４より第一モータジェネレータ１４の方が大きい。
次に、ＥＣＵ３による、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値Ｉ及び電流進角βを決定する制御の過程について、図３を参照して説明する。なお、図３〜５に示す制御は、片駆動ＥＶモード走行とＲＥモード走行とを適宜切り換えて行う制御を例としている。
まず、ステップＳ１において、ＥＣＵ３は、アクセル開度センサ５によって検出されたアクセル開度を読み込む。ＥＣＵ３は、このアクセル開度に基づいてアウターロータ２０の目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２を決定する（ステップＳ２）。
次に、ＥＣＵ３は、ステップＳ３において蓄電池７の充電率Ｅが一定値ｅ以下になったか否かを判定する。蓄電池７の充電率Ｅが一定値ｅ以下の場合は、車両はＲＥモード走行を行い、制御はステップＳ４に移り、ＥＣＵ３は、インナーロータ１０のトルクＸ１及び回転数Ｙ１を読み込む。なお、インナーロータ１０のトルクＸ１は、前述のようにエンジン１のトルクセンサ（図示せず）によって検出されたエンジン１の出力軸のトルクから算出される。また、インナーロータ１０の回転数Ｙ１も同様に、エンジン１の回転数センサ（図示せず）によって検出されたエンジン１の出力軸の回転数から算出される。そして、ステップＳ５において、ＥＣＵ３は、インナーロータ１０のトルクＸ１、回転数Ｙ１、アウターロータ２０の目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２に基づいて第二マップＭ２を参照し、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値Ｉ及び電流進角βを決定する。
一方、ステップＳ３において蓄電池７の充電率Ｅが一定値ｅよりも大きいと判断された場合、車両は片駆動ＥＶモード走行を行っており、制御はステップＳ６に移る。そして、ステップＳ６において、ＥＣＵ３は、アウターロータ２０の目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２に基づいて第一マップＭ１を参照し、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値Ｉ及び電流進角βを決定する。
第一マップＭ１について、図４に基づいて具体的に説明する。
図４に示すように、第一マップＭ１では、アウターロータ２０の各トルク及び各回転数に応じて、第二モータジェネレータ２４に流れる電流値及び電流進角を決定するシートがあらかじめ用意されている。従って、アウターロータ２０の目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２が決まれば、第一マップＭ１により、第二モータジェネレータ２４の電流値Ｉ［Ａ］及び電流進角β［°］も決定することができる。
次に、第二マップＭ２について、図５に基づいて具体的に説明する。
図５に示すように、第二マップＭ２では、インナーロータ１０の各トルク及び各回転数に対応して、さらにアウターロータ２０のトルク及び回転数と第二モータジェネレータ２４に流れる電流値及び電流進角との関係を示すマップが設けられている。なお、図５には、インナーロータ１０の各トルク及び各回転数に応じてアウターロータ２０側で用いられる複数のマップの例を２つ（Ｍ２ａ，Ｍ２ｂ）示す。
磁束干渉の影響により、アウターロータ２０を目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２で駆動する場合、インナーロータ１０の各トルク及び各回転数に応じて、第二モータジェネレータ２４に流れる電流値及び電流進角は変動する。具体的には、インナーロータ１０がトルクＸ１及び回転数Ｙ１で駆動している場合は、第二マップＭ２を参照して、対応するマップＭ２ａを抽出する。そして、マップＭ２ａを参照して、目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２に応じた電流値Ｉ及び電流進角βを決定する。一方、インナーロータ１０がトルクＸ１’及び回転数Ｙ１’で駆動している場合は、また第二マップＭ２を参照して、対応するマップＭ２ｂを抽出する。そして、マップＭ２ｂを参照して、目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２に応じた電流値Ｉ’及び電流進角β’を決定する。
以上より、回転電機１０１のＥＣＵ３は、アウターロータ２０を目標トルクＸ２及び目標回転数Ｙ２で駆動させるために、第二モータジェネレータ２４に流すべき電力の電流値Ｉ及び電流進角βを決定する２つのマップを有している。すなわちＥＣＵ３は、ＥＶモード走行時には、磁束干渉を考慮しない第一マップＭ１によって電流値Ｉ及び電流進角βを決定し、ＲＥモード走行時には、磁束干渉を考慮した第二マップＭ２によって電流値Ｉ及び電流進角βを決定する。そのうえで、ＥＣＵ３は第二インバータ６ｂを制御し、第二モータジェネレータ２４に電流値Ｉ及び電流進角βの電力を供給する。このため、ＥＣＵ３は、車両がＲＥモード走行を行っている時でも、磁束干渉の影響を受けずに回転電機１０１による車両の駆動を制御することができる。
なお、図４及び５に示された第一マップＭ１及び第二マップＭ２を用いる制御は、片駆動ＥＶモード走行と両駆動ＥＶモード走行とを適宜切り換えて行う制御に適用されても良い。すなわち、片駆動ＥＶモード走行時は前述のように第一マップＭ１によって第二インバータ６ｂが制御されて第二モータジェネレータ２４に供給される電力の電流値及び電流進角が決定される。また、両駆動ＥＶモード走行時は第二マップＭ２によって第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂがそれぞれ制御されて第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４に供給される電力の電流値及び電流進角がそれぞれ決定される。これによって、ＥＣＵ３は、車両が両駆動ＥＶモード走行を行っている時でも、磁束干渉の影響を受けずに回転電機１０１による車両の駆動を制御することができる。
実施の形態２．
この発明の実施の形態２に係る回転電機１０２におけるＥＣＵ３の第二インバータ６ｂの制御の仕方について、図６〜９を用いて説明する。なお、回転電機１０２の全体的な構成と磁束干渉の様子は図１に示す回転電機１０１と同様なので、詳細な説明は省略する。また、図６〜９に示す制御は、片駆動ＥＶモード走行とＲＥモード走行とを適宜切り換えて行う制御を例としている。
ここで、図６のグラフに示すように、一般的にアウターロータ２０の目標回転数Ｙ２が決定した場合、目標トルクはその目標回転数における最大トルクＸ２となる。
そして、目標トルクＸ２が決定した場合、図７に示すグラフに基づいて、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値Ｉ及び電流進角βが定まる。具体的には、図７のグラフ上の曲線はそれぞれ電流値Ｉａ〜Ｉｄを示す電流曲線であり、電流値の大きさはＩａ＞Ｉｂ＞Ｉｃ＞Ｉｄの順で大きい。ここで、目標トルクＸ２でアウターロータ２０を駆動する時、第二モータジェネレータ２４に流す電力の電流値をＩｂとすると、図７のグラフより、電流進角はβに定まる。
しかしながら、車両の走行がＲＥモードに切り替わった場合、第二モータジェネレータ２４の回転磁界は、第一モータジェネレータ１４の磁界からの干渉を受ける。そのため、図８に示すようにグラフが変化し、同じ電流値Ｉｂ及び同じ電流進角βの時でも、パターン（ｉ）のようにトルクが増加したり、逆にパターン（ｉｉ）のように減少してしまったりする。
そのため、図９（ａ）に示すようにトルクが減る場合は、ＥＣＵ３は第二インバータ６ｂを制御し、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値をＩｂからＩｅに増やし、電流進角βにおいて目標トルクＸ２に近いトルクを出すことができるようにする。また、図９（ｂ）に示すようにトルクが増える場合は、ＥＣＵ３は同様にして、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値をＩｂからＩｆに減らし、電流進角βにおいて目標トルクＸ２に近いトルクを出すことができるようにする。
以上より、回転電機１０２において、ＥＣＵ３が第二インバータ６ｂを制御し、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値を調整することにより、車両の走行がＲＥモードの場合も、磁束干渉が車両の駆動に与える影響を低減することができる。
なお、この実施の形態における制御は、片駆動ＥＶモード走行と両駆動ＥＶモード走行とを適宜切り換えて行う制御に適用されても良い。すなわち、両駆動ＥＶモード走行時において、回転電機１０２のＥＣＵ３が第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂを制御し、第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値をそれぞれ図８及び９に示すように調整する。これによって、車両の走行が両駆動ＥＶモードの場合も、磁束干渉が車両の駆動に与える影響を低減することができる。
また、両側駆動ＥＶモード走行において、第二モータジェネレータ２４よりも第一モータジェネレータ１４の方がより磁束干渉の影響を受けやすい。そのため、ＥＣＵ３は、第一モータジェネレータ１４に供給される電力の電流値を変化させた後で、第二モータジェネレータ２４に供給される電力の電流値を変化させる。これによって、ＥＣＵ３は、磁束干渉が車両の駆動に与える影響をより効率よく低減することができる。
実施の形態３．
この発明の実施の形態３に係る回転電機１０３におけるＥＣＵ３の第二インバータ６ｂの制御の仕方について、図１０〜１２を用いて説明する。なお、回転電機１０３の全体的な構成と磁束干渉の様子は図１に示す回転電機１０１，１０２と同様なので、詳細な説明は省略する。また、図１０〜１２に示す制御は、片駆動ＥＶモード走行とＲＥモード走行とを適宜切り換えて行う制御を例としている。
ここで、図１０に示すように、アウターロータ２０の目標回転数は基底回転数Ｙ０以下の回転領域に属するＹ２であり、この場合、目標トルクはＸ２に定まる。
図１１は、図７と同様にアウターロータ２０のトルクと第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値及び電流進角との関係を示したものである。ここで、この実施の形態のように、アウターロータ２０の目標回転数Ｙ２が基底回転数Ｙ０以下であった場合、少ない電流値で効率よく目標トルクＸ２を出す必要がある。そのために、図１１のグラフにおいて、電流曲線のピーク点において目標トルクＸ２を出すことができるように、電流値Ｉが選ばれる。すなわち、図１１においては、目標トルクＸ２に対して、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流値はＩｃに定まり、これに応じて電流進角βも定まる。すなわち、電流進角βは電流曲線Ｉｃのピーク点Ｐに対応している。
しかしながら、車両がＲＥモード走行を行っている場合、第二モータジェネレータ２４が磁束干渉の影響を受け、図１２に示すようにグラフが変化し、同じ電流値Ｉｃでも全体的にトルクが減少してしまうことがある。具体的には、同じ電流値Ｉｃ及び同じ電流進角βであっても、トルクはＸ２からＸ２ａに減少する。さらに、電流曲線Ｉｃのピーク点ＰもＰ’に移動する。そのため、ＥＣＵ３は、電流進角を、βから新しいピーク点Ｐ’に対応したβ１に変動させる。これにより、電流進角β１においてアウターロータ２０のトルクはＸ２ａからＸ２ｂに増加し、目標トルクＸ２に近い値をとることができる。
以上より、回転電機１０３において、ＥＣＵ３が第二インバータ６ｂを制御し、第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流進角を調整することにより、車両の走行がＲＥモードの場合も、磁束干渉が車両の駆動に与える影響を低減することができる。
なお、この実施の形態における制御も、片駆動ＥＶモード走行と両駆動ＥＶモード走行とを適宜切り換えて行う制御に適用されても良い。すなわち、両駆動ＥＶモード走行時において、回転電機１０２のＥＣＵ３が第一インバータ６ａ及び第二インバータ６ｂを制御し、第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４に流れる電力の電流進角をそれぞれ図１２に示すように調整する。これによって、車両の走行が両駆動ＥＶモードの場合も、磁束干渉が車両の駆動に与える影響を低減することができる。
また、前述のように、両側駆動ＥＶモード走行において、第二モータジェネレータ２４よりも第一モータジェネレータ１４の方がより磁束干渉の影響を受けやすい。そのため、ＥＣＵ３は実施の形態２と同様に、第一モータジェネレータ１４に供給される電力の電流進角を変化させた後で、第二モータジェネレータ２４に供給される電力の電流進角を変化させる。これによって、ＥＣＵ３は、磁束干渉が車両の駆動に与える影響をより効率よく低減することができる。
なお、実施の形態１〜３において、ＥＣＵ３は、両駆動ＥＶモード走行時、第一モータジェネレータ１４及び第二モータジェネレータ２４の両方に限らず、いずれか一方のモータジェネレータについてのみ磁束干渉を考慮した電流値又は電流進角の調整を行ってもよい。
１ エンジン、３ ＥＣＵ、４ 車軸、６ 電力変換手段、６ａ 第一インバータ（電力変換手段）、６ｂ 第二インバータ（電力変換手段）、７ 蓄電池、１０ インナーロータ（第一回転子）、１４ 第一モータジェネレータ、２０ アウターロータ（第二回転子）、２４ 第二モータジェネレータ、３０ ステータ（固定子）、１０１，１０２，１０３ 回転電機、Ｍ１ 第一マップ、Ｍ２ 第二マップ。

Claims (5)

  1. 車両のエンジンに機械的に連結する第一回転子と、
    前記車両の車軸に機械的に連結し、前記第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、
    前記第二回転子に対向して設けられる固定子と、
    前記第一回転子と前記第二回転子とを備える第一モータジェネレータと、
    前記第二回転子と前記固定子とを備える第二モータジェネレータと、
    前記第一モータジェネレータと前記第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、
    前記電力変換手段を介して、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータとの間で電力のやり取りを行う蓄電池と、
    前記電力変換手段に電気的に接続するとともに、前記電力変換手段を制御して、前記蓄電池から前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、
    前記第二モータジェネレータのみに磁界が発生している状態において前記第二モータジェネレータに供給される前記電力の前記電流値及び前記電流進角を決定する第一マップと、
    前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の前記電流値及び前記電流進角を決定する第二マップとを有する回転電機。
  2. 車両のエンジンに機械的に連結する第一回転子と、
    前記車両の車軸に機械的に連結し、前記第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、
    前記第二回転子に対向して設けられる固定子と、
    前記第一回転子と前記第二回転子とを備える第一モータジェネレータと、
    前記第二回転子と前記固定子とを備える第二モータジェネレータと、
    前記第一モータジェネレータと前記第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、
    前記電力変換手段を介して、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータとの間で電力のやり取りを行う蓄電池と、
    前記電力変換手段に電気的に接続するとともに、前記電力変換手段を制御して、前記蓄電池から前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、前記第一モータジェネレータ又は前記第二モータジェネレータから発生する磁界のうちいずれか一方の前記磁界の磁束に対応して、前記第二回転子の回転駆動時のトルクが目標トルクに近づくように、前記電流値を変化させる回転電機。
  3. 前記制御手段は、前記第一モータジェネレータに供給される電力の前記電流値を変化させた後で、前記第二モータジェネレータに供給される電力の前記電流値を変化させる請求項２に記載の回転電機。
  4. 車両のエンジンに機械的に連結する第一回転子と、
    前記車両の車軸に機械的に連結し、前記第一回転子に対向するとともに相対回転可能に設けられる第二回転子と、
    前記第二回転子に対向して設けられる固定子と、
    前記第一回転子と前記第二回転子とを備える第一モータジェネレータと、
    前記第二回転子と前記固定子とを備える第二モータジェネレータと、
    前記第一モータジェネレータと前記第二モータジェネレータとにそれぞれ電気的に接続する電力変換手段と、
    前記電力変換手段を介して、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータとの間で電力のやり取りを行う蓄電池と、
    前記電力変換手段に電気的に接続するとともに、前記電力変換手段を制御して、前記蓄電池から前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの少なくともいずれか一方に供給される電力の電流値及び電流進角を調整する制御手段とを備え、
    前記制御手段は、前記第一モータジェネレータ及び前記第二モータジェネレータの両方に磁界が発生している状態において、前記第一モータジェネレータ又は前記第二モータジェネレータから発生する磁界のうちいずれか一方の前記磁界の磁束に対応して、前記第二回転子の回転駆動時のトルクが目標トルクに近づくように、前記電流進角を変化させる回転電機。
  5. 前記制御手段は、前記第一モータジェネレータに供給される電力の前記電流進角を変化させた後で、前記第二モータジェネレータに供給される電力の前記電流進角を変化させる請求項４に記載の回転電機。
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