JP4975337B2 - モータを備える車両 - Google Patents

Description

本発明は、モータを備える車両に関する。

従来、例えば電動機の回転軸の周囲に同心円状に設けた第１および第２回転子を備え、電動機の回転速度に応じて、あるいは、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の周方向の相対位置つまり位相差を制御する電動機が知られている（例えば、特許文献１参照）。
この電動機では、例えば電動機の回転速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、各回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することによって、第１および第２回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。
特開２００２−２０４５４１号公報

ところで、上記従来技術の一例に係る電動機において、例えば電動機の回転速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、電動機の作動状態つまり回転速度に応じた遠心力が作用する状態でのみ第１および第２回転子の位相差を制御可能であり、電動機の停止状態を含む適宜のタイミングで位相差を制御することができないという問題が生じる。そして、この電動機を駆動源として車両に搭載した場合のように、この電動機に外部からの振動が作用し易い状態においては、遠心力の作用のみによって第１および第２回転子の位相差を適切に制御することが困難であるという問題が生じる。しかも、この場合には、電動機に対する電源での電源電圧の変動に拘わらずに位相差が制御されることから、例えば電源電圧と電動機の逆起電圧との大小関係が逆転してしまうという不具合が生じる虞がある。
また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第１および第２回転子の位相差を制御する場合には、回転磁界速度が変更されることから、電動機の制御処理が複雑化してしまうという問題が生じる。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、モータおよびモータを備える車両の構成が複雑化することを抑制しつつ、容易かつ適切に誘起電圧定数を可変とすることで、運転可能な回転数範囲およびトルク範囲を拡大し、運転効率を向上させると共に高効率での運転可能範囲を拡大することが可能なモータを備える車両を提供することを目的とする。

上記課題を解決して係る目的を達成するために、この発明のモータを備える車両は、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、車両を走行駆動あるいは内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１２）による車両の走行駆動を補助するモータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）を備える車両であって、前記モータは、各磁石片（例えば、実施の形態での内周側永久磁石２１ａ、外周側永久磁石２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および外周側ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）と、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助するモータに対して、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、例えば外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、例えば界磁強め状態では、モータのトルク定数（つまり、トルク／相電流）を相対的に高い値に設定することができ、モータ運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線への通電を制御するインバータの出力電流の最大値を変更すること無しに、モータが出力する最大トルク値を増大させることができ、モータの運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
しかも、外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、モータの運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。

また、この発明のモータを備える車両は、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、車両を走行駆動する内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１２）を始動させるモータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）を備える車両であって、前記モータは、各磁石片（例えば、実施の形態での内周側永久磁石２１ａ、外周側永久磁石２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および外周側ロータと、該内周側ロータおよび外周側ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）の外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、内燃機関を始動させるモータに対して、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、例えば外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができる。そして、例えば界磁強め状態では、モータのトルク定数（つまり、トルク／相電流）を相対的に高い値に設定することができ、モータ運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線への通電を制御するインバータの出力電流の最大値を変更すること無しに、モータが出力する最大トルク値を増大させることができ、モータの運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
しかも、外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、モータの運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。

さらに、この発明のモータを備える車両では、前記内周側ロータの前記磁石片および前記外周側ロータの前記磁石片は、前記位相変更手段による少なくとも前記内周側ロータおよび前記外周側ロータの何れか一方の回動により、前記回転軸に平行な方向に対する断面において、前記内周側ロータの前記磁石片の長辺と前記外周側ロータの前記磁石片の長辺とが対向するように配置されてなることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、回転軸に平行な方向に対する断面において略長方形状となる各磁石片を具備する内周側ロータおよび外周側ロータに対し、回動手段によって内周側ロータと外周側ロータとの間の相対的な位相が変更された際に内周側の磁石片の長辺と外周側の磁石片の長辺とが径方向に沿って対向するように配置されることにより、例えば外周側の磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側の磁石片による界磁磁束によって効率よく増大あるいは低減させることができる。

さらに、この発明のモータを備える車両では、前記位相変更手段は、車両の運転状態に応じて前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両では、前記位相変更手段は、変速機（例えば、実施の形態でのトランスミッションＴ／Ｍ）の変速比に応じて前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、車両の変速機の変速比に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両では、前記位相変更手段は、変速機（例えば、実施の形態でのトランスミッションＴ／Ｍ）の変速比が所定値（例えば、実施の形態での所定変速比＃Ｒ）未満となる場合に、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、駆動源として内燃機関を備える車両では、変速機の変速比が所定値未満、つまりハイギア側となる場合に内燃機関の駆動効率が相対的に増大することから、この内燃機関の駆動力を優先的に用いて車両を走行させる際に、モータを界磁弱め状態に設定することにより、モータの逆起電圧によって車両に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両では、前記位相変更手段は、変速機（例えば、実施の形態でのトランスミッションＴ／Ｍ）の変速比の変化量が所定値以上となる場合に、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、変速比の変化量が所定値以上となる場合、つまり相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合に、モータを界磁弱め状態に設定することにより、モータの回生作動による過剰な充電や電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両は、前記内周側ロータに具備される内周側端面板（例えば、実施の形態での内周側軸部材３６）の内部に設けられ、外部から油圧が供給される一端部（例えば、実施の形態での一端部４０ａ）と前記内周側端面板の外周面（例えば、実施の形態での外周面３６Ａ）上で開口する他端部（例えば、実施の形態での他端部４０ｂ）とを具備する油路（例えば、実施の形態での油路４０）と、前記他端部に収容され、前記油圧によって前記他端部の開口端から外部に突出可能とされた可動ピン部材（例えば、実施の形態での可動ピン４１）と、前記外周側ロータに具備される外周側端面板（例えば、実施の形態での外周側端面部材３７）の内周面（例えば、実施の形態での内周面３７Ａ）上に設けられ、前記内周側端面板の外周面上から突出する前記可動ピン部材の先端部を収容可能な収容穴（例えば、実施の形態での収容穴４３）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、例えば内周側端面板から突出する可動ピン部材の先端部が外周側端面板の収容穴に収容された状態で内周側ロータの磁石片による界磁磁束と外周側ロータの磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように設定しておくことで、可動ピン部材の先端部が収容穴に収容されていない状態に対応する界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータの誘起電圧定数を容易に変化させることができる。

さらに、この発明のモータを備える車両は、前記内周側ロータに具備される内周側端面板（例えば、実施の形態での内周側軸部材３６）の内部に設けられ、外部から油圧が供給される各一端部（例えば、実施の形態での一端部４０ａ）と前記内周側端面板の外周面（例えば、実施の形態での外周面３６Ａ）上の周方向に沿った各位置で開口する各他端部（例えば、実施の形態での他端部４０ｂ）とを具備する複数の油路（例えば、実施の形態での油路４０，…，油路４０）と、前記各他端部に収容され、前記油圧によって前記各他端部の各開口端から外部に突出可能とされた複数の可動ピン部材（例えば、実施の形態での可動ピン４１，…，４１）と、前記外周側ロータに具備される外周側端面板（例えば、実施の形態での外周側端面部材３７）の内周面（例えば、実施の形態での内周面３７Ａ）上に設けられ、前記内周側端面板の外周面上から突出する各前記可動ピン部材の各先端部を収容可能な複数の収容穴（例えば、実施の形態での収容穴４３）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、例えば内周側端面板から突出する各可動ピン部材の先端部が外周側端面板の各収容穴に収容された状態で内周側ロータの磁石片による界磁磁束と外周側ロータの磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態から界磁強め状態に亘る適宜の状態となるように設定しておくことで、可動ピン部材の先端部が収容穴に収容されていない状態に対応する界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を段階的に適宜に設定することができる。

請求項１に記載の発明のモータを備える車両は、前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１２）を備え、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされるモータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）を備える車両であって、前記モータは、各磁石片（例えば、実施の形態での内周側永久磁石２１ａ、外周側永久磁石２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および外周側ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）と、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、総輪駆動可能な車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

また、請求項２に記載の発明のモータを備える車両は、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる第１モータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）と、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされる第２モータ（例えば、実施の形態での第２のモータ１１）とを具備するモータを備える車両であって、少なくとも前記第１モータおよび前記第２モータの何れか一方は、各磁石片（例えば、実施の形態での内周側永久磁石２１ａ、外周側永久磁石２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および外周側ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）と、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、総輪駆動可能な車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

また、請求項３に記載の発明のモータを備える車両は、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、内燃機関（例えば、実施の形態での内燃機関１２）と共に、前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる第１モータ（例えば、実施の形態でのモータ１１）と、蓄電装置（例えば、実施の形態でのバッテリ１８）の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされる第２モータ（例えば、実施の形態での第２のモータ１１）とを具備するモータを備える車両であって、少なくとも前記第１モータおよび前記第２モータの何れか一方は、各磁石片（例えば、実施の形態での内周側永久磁石２１ａ、外周側永久磁石２２ａ）を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータ（例えば、実施の形態での内周側回転子２１）および外周側ロータ（例えば、実施の形態での外周側回転子２２）と、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータ（例えば、実施の形態での固定子２４）と、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段（例えば、実施の形態での位相制御装置２５）とを備えることを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、総輪駆動可能な車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、請求項１から３に記載の発明のモータを備える車両では、前記位相変更手段は、前記前輪側および前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁強め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更し、前記前輪側または前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、非駆動状態の前記駆動輪において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴としている。

上記構成のモータを備える車両によれば、前輪側または後輪側の駆動輪のみの駆動状態では、非駆動状態のモータを界磁弱め状態に設定することにより、このモータの逆起電圧によって車両に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

この発明のモータを備える車両によれば、車両を走行駆動あるいは内燃機関による車両の走行駆動を補助するモータに対して、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができ、外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。

また、この発明のモータを備える車両によれば、内燃機関を始動させるモータに対して、内周側ロータの磁石片と外周側ロータの磁石片との相対位置を効率よく変更することができる。これにより、外周側ロータの磁石片による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側ロータの磁石片による界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができ、外周側ロータの磁石片の界磁磁束に対する内周側ロータの磁石片の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。

さらに、この発明のモータを備える車両によれば、外周側永久磁石による界磁磁束が固定子巻線を鎖交する鎖交磁束量を、内周側永久磁石による界磁磁束によって効率よく増大あるいは低減させることができる。
さらに、この発明のモータを備える車両によれば、車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両によれば、車両の変速機の変速比に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両によれば、駆動源として内燃機関を備える車両では、変速機の変速比が所定値未満、つまりハイギア側となる場合に内燃機関の駆動効率が相対的に増大することから、この内燃機関の駆動力を優先的に用いて車両を走行させる際に、モータを界磁弱め状態に設定することにより、モータの逆起電圧によって車両に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両によれば、変速比の変化量が所定値以上となる場合、つまり相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合に、モータを界磁弱め状態に設定することにより、モータの回生作動による過剰な充電や電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。

さらに、この発明のモータを備える車両によれば、モータの構成が複雑化することを抑制しつつ、界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータの誘起電圧定数を容易に変化させることができる。
さらに、この発明のモータを備える車両によれば、モータの構成が複雑化することを抑制しつつ、界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータの誘起電圧定数を段階的に変化させることができる。

請求項１から請求項３の何れかに記載の発明のモータを備える車両によれば、総輪駆動可能な車両の運転状態に応じてモータの誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができ、モータに対する通電制御の電力消費が増大してしまうことを抑制することができる。

さらに、前輪側または後輪側の駆動輪のみの駆動状態では、非駆動状態のモータを界磁弱め状態に設定することにより、このモータの逆起電圧によって車両に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

以下、本発明のモータを備える車両の一実施形態について添付図面を参照しながら説明する。
本実施の形態によるモータを備える車両１０（以下、単に車両１０と呼ぶ）は、例えば図１に示すように、モータ１１および内燃機関１２を駆動源として備えるハイブリッド車両であって、少なくともモータ１１または内燃機関１２の駆動力はトランスミッションＴ／Ｍを介して車両１０の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されるようになっている。

この車両１０では、モータ１１の回転軸Ｏと、クラッチ１３を介して内燃機関１２のクランク軸Ｑに接続されたトランスミッションＴ／Ｍの入力軸Ｒとは、例えば互いに噛み合う１対のギア、あるいは、各軸Ｏ，Ｒに一体に接続された各ギア間に掛け渡されたチェーン、あるいは、各軸Ｏ，Ｒに一体に接続された各プーリ間に掛け渡されたベルト等によって動力を伝達する動力伝達機構１４によって接続されている。そして、モータ１１と内燃機関１２との各駆動力は、ディファレンシャル１５を介して車両１０の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されるようになっている。

なお、この車両１０の減速時に駆動輪Ｗ，Ｗ側からモータ１１に駆動力が伝達されると、モータ１１は発電機として機能していわゆる回生制動力を発生し、車体の運動エネルギーを電気エネルギー（回生エネルギー）として回収する。また、クラッチ１３が接続状態に設定された状態で、内燃機関１２の出力がモータ１１に伝達された場合にもモータ１１は発電機として機能して発電エネルギーを発生する。

この車両１０において、複数相（例えば、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の３相）のモータ１１の駆動および回生作動は制御部１６から出力される制御指令を受けてパワードライブユニット（ＰＤＵ）１７により行われる。
ＰＤＵ１７は、例えばトランジスタのスイッチング素子を複数用いてブリッジ接続してなるブリッジ回路を具備するパルス幅変調（ＰＷＭ）によるＰＷＭインバータを備え、モータ１１と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ１８が接続されている。
ＰＤＵ１７は、例えばモータ１１の駆動時等において制御部１６から入力されるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）に基づき、ＰＷＭインバータにおいて各相毎に対をなす各トランジスタのオン（導通）／オフ（遮断）状態を切り替えることによって、バッテリ１８から供給される直流電力を３相交流電力に変換し、３相のモータ１１のステータ巻線への通電を順次転流させることで、各相のステータ巻線に交流のＵ相電流ＩｕおよびＶ相電流ＩｖおよびＷ相電流Ｉｗを通電する。

モータ１１は、例えば図２〜図３に示すように、周方向に沿って配置された各永久磁石２１ａ，２２ａを具備する略円環状の各内周側回転子２１および外周側回転子２２からなるロータ２３と、ロータ２３を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線２４ａを有する固定子２４と、内周側回転子２１と外周側回転子２２との間の相対的な位相を制御する位相制御装置２５とを備えている。

内周側回転子２１および外周側回転子２２は、互いの回転軸がモータ１１の回転軸Ｏと同軸となるように配置され、略円筒状の各ロータ鉄心３１，３２と、内周側ロータ鉄心３１の外周部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の内周側磁石装着部３３，…，３３および外周側ロータ鉄心３２の内部で周方向に所定間隔をおいて設けられた複数の内周側磁石装着部３３，…，３４とを備えている。

そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３間において内周側ロータ鉄心３１の外周面３１Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３１ａが形成されている。
また、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４間において外周側ロータ鉄心３２の外周面３２Ａ上には回転軸Ｏに平行に伸びる凹溝３２ａが形成されている。

各磁石装着部３３および３４は、例えば回転軸Ｏに平行に貫通する各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３４ａ，３４ａを備え、１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａはセンターリブ３３ｂを介して、かつ、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａはセンターリブ３４ｂを介して、周方向で隣り合うように配置されている。
そして、各磁石装着孔３３ａ，３４ａは回転軸Ｏに平行な方向に対する断面が、略周方向が長手方向かつ略径方向が短手方向の略長方形状に形成され、各磁石装着孔３３ａ，３４ａには回転軸Ｏに平行に伸びる略長方形板状の各永久磁石２１ａ，２２ａが装着されている。

１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａに装着される１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部３３，３３に対して、各１対の磁石装着孔３３ａ，３３ａおよび３３ａ，３３ａに装着される各１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａおよび内周側永久磁石２１ａ，２１ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３には、外周側がＳ極とされた１対の内周側永久磁石２１ａ，２１ａが装着された内周側磁石装着部３３が、凹溝３１ａを介して周方向で隣接するようになっている。

同様にして、１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａに装着される１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａは、厚さ方向（つまり各回転子２１，２２の径方向）に磁化され、互いに磁化方向が同方向となるように設定される。そして、周方向で隣り合う外周側磁石装着部３４，３４に対して、各１対の磁石装着孔３４ａ，３４ａおよび３４ａ，３４ａに装着される各１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａおよび外周側永久磁石２２ａ，２２ａは互いに磁化方向が異方向となるように設定される。すなわち外周側がＮ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４には、外周側がＳ極とされた１対の外周側永久磁石２２ａ，２２ａが装着された外周側磁石装着部３４が、凹溝３２ａを介して周方向で隣接するようになっている。

そして、内周側回転子２１の各磁石装着部３３，…，３３と外周側回転子２２の各磁石装着部３４，…，３４とは、さらに、内周側回転子２１の各凹溝３１ａ，…，３１ａと外周側回転子２２の各凹溝３２ａ，…，３２ａとは、各回転子２１，２２の径方向で互いに対向配置可能となるように配置されている。
これにより、内周側回転子２１と外周側回転子２２との回転軸Ｏ周りの相対位置に応じて、モータ１１の状態を、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの同極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが対極配置）される弱め界磁状態から、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置）される強め界磁状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。
特に、弱め界磁状態および強め界磁状態においては、回転軸Ｏに平行な方向に対する断面において、内周側永久磁石２１ａの長辺と外周側永久磁石２２ａの長辺とが対向するように設定されている。

さらに、内周側回転子２１は、内周側ロータ鉄心３１の一方の軸方向端部に当接する略円環板状の内周側端面部３６ａおよび内周側ロータ鉄心３１の内周部に装着される略円筒状の内周側軸部３６ｂおよび位相制御装置２５に接続される略円筒状の内周側軸端部３６ｃが互いに一体に形成された内周側軸部材３６を備えている。
また、外周側回転子２２は、外周側ロータ鉄心３２の一方の軸方向端部に当接する略円環板状の外周側端面部材３７と、外周側ロータ鉄心３２の他方の軸方向端部に当接すると共に回転軸Ｏが装着される装着孔３８ａを有する略円環板状の外周側軸部材３８とを備えている。

内周側回転子２１において、例えば内周側軸部材３６の内周側端面部３６ａは、内周側回転子２１の各磁石装着孔３３ａ，…，３３ａの各開口端を覆うようにして、内周側ロータ鉄心３１の一方の軸方向端部に当接している。
また、例えば内周側軸部材３６の内周側軸部３６ｂは内周側ロータ鉄心３１の内周部の内径よりも僅かに大きな外径を有し、内周側ロータ鉄心３１の内周部に圧入されて、締まりばめされた状態で固定されている。
そして、内周側軸部材３６は回転軸Ｏの外径よりも大きな内径の内周面を有し、この内周側軸部材３６の内周面と回転軸Ｏの外周面との間にはベアリング部材３９が備えられ、内周側回転子２１は、回転軸Ｏに対して独立に回転可能とされている。

そして、内周側軸部材３６の内部には、位相制御装置２５に接続される内周側軸端部３６ｃの表面上において開口し、位相制御装置２５から油圧が供給される各複数の一端部４０ａ，…，４０ａと、内周側端面部３６ａの外周面３６Ａ上で開口する各複数の他端部４０ｂ，…，４０ｂとを具備する複数の油路４０，…，４０が設けられている。
そして、各油路４０の他端部４０ｂには、位相制御装置２５から各油路４０に供給されるオイルの圧力によって、各他端部４０ｂの開口端から外部に突出可能とされた可動ピン４１が収容され、各可動ピン４１の基端と各油路４０の内部との間には、各可動ピン４１に作用するオイルの圧力に対する反力を各可動ピン４１に付与するスプリング４２が備えられている。
なお、各スプリング４２は、例えば各可動ピン４１の先端が各油路４０の内部に収容されている状態において、自然長となるように設定されている。

また、外周側回転子２２において、例えば外周側端面部材３７は、外周側回転子２２の各磁石装着孔３４ａ，…，３４ａの各開口端を覆うようにして、外周側ロータ鉄心３２の一方の軸方向端部に当接している。
この外周側端面部材３７は、例えば内周側軸部材３６の内周側端面部３６ａの外周面３６Ａの外径よりも僅かに大きな内径の内周面３７Ａを有し、この内周面３７Ａ上には、内周側端面部３６ａの外周面３６Ａ上から突出する各可動ピン４１の先端部を収容可能な複数の収容穴４３，…，４３が形成されている。そして、各収容穴４３は、外周側端面部材３７の内部を貫通して、外周側端面部材３７の表面上で開口する各貫通孔４４が接続されている。

複数の収容穴４３，…，４３は、例えば適宜の可動ピン４１の先端部が各収容穴４３，…，４３に順次収容された場合に、内周側回転子２１と外周側回転子２２との界磁状態が、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が径方向に沿って対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置）される強め界磁状態から、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの同極の磁極同士が径方向に沿って対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが対極配置）される弱め界磁状態に亘って設定された複数の異なる界磁状態間を段階的に遷移するように配置されている。

また、例えば外周側軸部材３８は、外周側回転子２２の各磁石装着孔３４ａ，…，３４ａの各開口端を覆うようにして、外周側ロータ鉄心３２の他方の軸方向端部に当接している。そして、回転軸Ｏは外周側軸部材３８の装着孔３８ａの内径よりも僅かに大きな外径を有し、この装着孔３８ａに圧入されて、締まりばめされた状態で固定されている。
そして、外周側回転子２２の各磁石装着孔３４ａに装着された外周側永久磁石２２ａを軸方向の両側から挟み込むように配置され、外周側永久磁石２２ａが軸方向に沿って変位することを規制する外周側端面部材３７および外周側軸部材３８は、例えばリベットやボルト等の外周側締結部材４５によって外周側ロータ鉄心３２に固定されている。

これにより、例えば位相制御装置２５から各油路４０に油圧が供給されていないことで各スプリング４２が自然長であって、各可動ピン４１の先端が各油路４０の各他端部４０ｂの開口端から外部に突出していない状態においては、内周側回転子２１は、回転軸Ｏおよび外周側回転子２２に対して独立に回転可能となり、外力が作用していない状態では、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとの間に発生する吸引力及び反発力に応じて、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が径方向に沿って対向配置（つまり、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置）される強め界磁状態となる。そして、モータ１１の回転時には、内周側回転子２１は、外周側回転子２２の回転に追従するようにして、強め界磁状態を維持しつつ、回転することになる。

一方、位相制御装置２５から各油路４０に油圧が供給されることで、各可動ピン４１の先端が内周側端面部３６ａの外周面３６Ａ上から突出した際に、例えば各可動ピン４１の先端が外周側端面部材３７に設けられた適宜の収容穴４３の開口部に臨む状態では、各可動ピン４１の先端は適宜の収容穴４３内に収容される。
また、例えば各可動ピン４１の先端が外周側端面部材３７に設けられた適宜の収容穴４３の開口部に臨んでいない状態では、各可動ピン４１の先端が外周側端面部材３７の内周面３７Ａ上に当接する。このため、例えばモータ１１の回転時においては、内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとの間に発生する吸引力及び反発力に応じた外周側回転子２２の回転に対する内周側回転子２１の追従回転が、各可動ピン４１と外周側端面部材３７との間の摩擦によって抑制され、内周側回転子２１と外周側回転子２２との間の相対的な位相が変化し、各可動ピン４１の先端が外周側端面部材３７の適宜の収容穴４３の開口部に臨む状態となった時点で、各可動ピン４１の先端が適宜の収容穴４３内に収容されることになる。
そして、各可動ピン４１の先端が適宜の収容穴４３内に収容された場合には、モータ１１の状態は、この収容穴４３の位置に応じて、強め界磁状態から弱め界磁状態に亘る所定の界磁状態で固定される。

そして、位相制御装置２５から各油路４０に油圧が供給されることで、各可動ピン４１の先端が内周側端面部３６ａの外周面３６Ａ上から突出した際には、スプリング４２は伸長状態となって、各可動ピン４１を径方向外方に向かい押圧するオイルの圧力に抗う反力を発生する。このため、例えばモータ１１の回転時において位相制御装置２５から各油路４０に対する油圧の供給が停止されると、スプリング４２の弾性力によって、各可動ピン４１は径方向内方に向かい変位する。これに伴い、各可動ピン４１の先端が収容穴４３内から離脱した場合には、内周側回転子２１は、回転軸Ｏおよび外周側回転子２２に対して独立に回転可能となり、外周側回転子２２の回転に追従するようにして、強め界磁状態を維持しつつ、回転することになる。

位相制御装置２５は、例えば内周側回転子２１の内周側軸部材３６に接続され、制御部１６の制御により、内周側軸部材３６内部の複数の油路４０，…，４０に油圧を供給するオイルポンプ（図示略）等を備えている。

制御部１６は、回転直交座標をなすｄｑ座標上で電流のフィードバック制御を行うものであり、例えば運転者のアクセル操作に係るアクセル開度等に応じて設定されるトルク指令Ｔｑに基づきｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃを演算し、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃに基づいて各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを算出し、各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに応じてＰＤＵ１７へゲート信号であるＰＷＭ信号を入力すると共に、実際にＰＤＵ１７からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れか２つの相電流をｄｑ座標上の電流に変換して得たｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、ｄ軸電流指令Ｉｄｃ及びｑ軸電流指令Ｉｑｃとの各偏差がゼロとなるように制御を行う。

この制御部１６は、例えば、目標電流設定部５１と、電流偏差算出部５２と、界磁制御部５３と、電力制御部５４と、電流制御部５５と、ｄｑ−３相変換部５６と、ＰＷＭ信号生成部５７と、フィルタ処理部５８と、３相−ｄｑ変換部５９と、回転数演算部６０と、界磁弱め位相指令出力部６１と、油圧制御部６２とを備えて構成されている。

そして、この制御部１６には、ＰＤＵ１７からモータ１１に出力される３相の各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうち、２相のＵ相電流ＩｕおよびＷ相電流Ｉｗを検出する各電流センサ７１，７１から出力される各検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓと、バッテリ１２の端子電圧（電源電圧）ＶＢを検出する電圧センサ７２から出力される検出信号と、モータ１１のロータの回転角θＭ（つまり、所定の基準回転位置からのロータの磁極の回転角度）を検出する回転センサ７３から出力される検出信号と、外部の制御装置（図示略）から出力されるトルク指令ＴｒおよびトランスミッションＴ／Ｍの変速比に対する制御指令である変速指令および車両１０の駆動状態（例えば、前輪駆動状態および総輪駆動状態等）に対する制御指令である駆動輪選択指令とが入力されている。

目標電流設定部５１は、例えば外部の制御装置（図示略）から入力されるトルク指令Ｔｒ（例えば、運転者によるアクセルペダルの踏み込み操作量に応じて必要とされるトルクをモータ１１に発生させるための指令値）と、回転数演算部６０から入力されるモータ１１の回転数ＮＭと、誘起電圧定数Ｋｅとに基づき、ＰＤＵ１７からモータ１１に供給される各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを指定するための電流指令を演算しており、この電流指令は、回転する直交座標上でのｄ軸目標電流Ｉｄｃ及びｑ軸目標電流Ｉｑｃとして電流偏差算出部５２へ出力されている。

この回転直交座標をなすｄｑ座標は、例えばロータの永久磁石による界磁極の磁束方向をｄ軸（界磁軸）とし、このｄ軸と直交する方向をｑ軸（トルク軸）としており、モータ１１のロータ２３の回転位相に同期して回転している。これにより、ＰＤＵ１７からモータ１１の各相に供給される交流信号に対する電流指令として、直流的な信号であるｄ軸目標電流Ｉｄｃおよびｑ軸目標電流Ｉｑｃを与えるようになっている。

電流偏差算出部５２は、界磁制御部５３から入力されるｄ軸補正電流が加算されたｄ軸目標電流Ｉｄｃと、ｄ軸電流Ｉｄとの偏差ΔＩｄを算出するｄ軸電流偏差算出部５２ａと、電力制御部５４から入力されるｑ軸補正電流が加算されたｑ軸目標電流Ｉｑｃと、ｑ軸電流Ｉｑとの偏差ΔＩｑを算出するｑ軸電流偏差算出部５２ａとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部５３は、例えばモータ１１の回転数ＮＭの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するためにロータ２３の界磁量を等価的に弱めるようにして電流位相を制御する弱め界磁制御の弱め界磁電流に対する目標値をｄ軸補正電流として出力する。
また、電力制御部５４は、例えばバッテリ１８の残容量等に応じた適宜の電力制御に応じてｑ軸目標電流Ｉｑｃを補正するためのｑ軸補正電流を出力する。

電流制御部５５は、例えばモータ回転数ＮＭに応じたＰＩ（比例積分）動作により、偏差ΔＩｄを制御増幅してｄ軸電圧指令値Ｖｄを算出し、偏差ΔＩｑを制御増幅してｑ軸電圧指令値Ｖｑを算出する。

ｄｑ−３相変換部５６は、回転数演算部６０から入力されるロータの回転角θＭを用いて、ｄｑ座標上でのｄ軸電圧指令値Ｖｄおよびｑ軸電圧指令値Ｖｑを、静止座標である３相交流座標上での電圧指令値であるＵ相出力電圧ＶｕおよびＶ相出力電圧ＶｖおよびＷ相出力電圧Ｖｗに変換する。

ＰＷＭ信号生成部５７は、例えば、正弦波状の各相出力電圧Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、三角波からなるキャリア信号と、スイッチング周波数とに基づくパルス幅変調により、ＰＤＵ１３のＰＷＭインバータの各スイッチング素子をオン／オフ駆動させる各パルスからなるスイッチング指令であるゲート信号（つまり、ＰＷＭ信号）を生成する。

フィルタ処理部５８は、各電流センサ７１，７１により検出された各相電流に対する検出信号Ｉｕｓ，Ｉｗｓに対して、高周波成分の除去等のフィルタ処理を行い、物理量としての各相電流Ｉｕ，Ｉｗを抽出する。

３相−ｄｑ変換部５９は、フィルタ処理部５８により抽出された各相電流Ｉｕ，Ｉｗと、回転数演算部６０から入力されるロータ２３の回転角θＭとにより、モータ１１の回転位相による回転座標すなわちｄｑ座標上でのｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを算出する。

回転数演算部６０は、回転センサ７３から出力される検出信号からモータ１１のロータの回転角θＭを抽出すると共に、この回転角θＭに基づき、モータ１１の回転数ＮＭを算出する。

界磁弱め位相指令出力部６１は、例えばトルク指令Ｔｒと、モータ１１の回転数ＮＭと、変速指令と、駆動輪選択指令とに基づき、外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａによる界磁磁束が固定子巻線２４ａを鎖交する鎖交磁束量を、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａによる界磁磁束によって低減させる界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θ（例えば、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの異極の磁極同士が対向配置、つまり内周側永久磁石２１ａと外周側永久磁石２２ａとが同極配置される強め界磁状態を、ゼロとする）に対する指令値（界磁弱め位相指令）を出力する。

油圧制御部６２は、例えば界磁弱め位相指令出力部６１から出力される界磁弱め位相指令に応じて、内周側軸部材３６内部の複数の油路４０，…，４０のうちの何れか１つを選択し、選択した油路４０に対して位相制御装置２５から油圧を供給することを指示する油圧指令を出力する。

本実施形態によるモータを備える車両１０は上記構成を備えており、次に、この車両１０の動作、特に、界磁弱め位相指令出力部６１の動作について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図５に示すステップＳ０１においては、外部の制御装置等から出力される変速指令を取得する。
次に、ステップＳ０２においては、取得した変速指令による変速比が所定変速比＃Ｒ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり変速比がローギア側となる場合には、後述するステップＳ０４に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり変速比がハイギア側となる場合には、ステップＳ０３に進む。

そして、ステップＳ０３においては、例えば界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θと、変速比との所定の対応関係を示すマップ等を参照して、変速比に応じた界磁弱め位相指令を出力し、一連の処理を終了する。
なお、位相θと変速比との所定の対応関係は、例えばトランスミッションＴ／Ｍが無段変速機である場合には、図６（ａ）に示すように、変速比が所定変速比＃Ｒ以上である場合にはゼロとされ、変速比が所定変速比＃Ｒから減少することに伴い、位相θが増大傾向に変化するように設定されている。また、例えばトランスミッションＴ／Ｍが有段変速機である場合には、図６（ｂ）に示すように、変速比が所定変速比＃Ｒ以上である場合にはゼロとされ、変速比が所定変速比＃Ｒから減少することに伴い、適宜の増大幅のステップ状に位相θが増大傾向に変化するように設定されている。

また、ステップＳ０４においては、界磁弱め位相指令の出力中であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ０５に進む。
そして、ステップＳ０５においては、界磁弱め位相指令の出力を停止し、一連の処理を終了する。

つまり、変速比が所定変速比＃Ｒ未満であってハイギア側となる場合には、内燃機関１２の駆動効率が相対的に増大することから、この内燃機関１２の駆動力を優先的に用いて車両１０を走行させる際に、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、モータ１１の逆起電圧によって車両１０に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

また、例えば図７に示すステップＳ１１においては、外部の制御装置等から出力される変速指令を取得する。
次に、ステップＳ１２においては、取得した変速指令の今回値を、前回の処理において取得した変速指令の前回値から減算して、変速比変化量を算出する。

そして、ステップＳ１３においては、算出した変速比変化量が所定変化量以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ１７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合には、ステップＳ１４に進む。

そして、ステップＳ１４においては、例えば界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θと、変速比変化量との所定の対応関係を示すマップ等を参照して、変速比変化量に応じた界磁弱め位相指令を出力する。
そして、ステップＳ１５においては、所定の減算タイマーの作動を開始する。
そして、ステップＳ１６においては、減算タイマーの作動が終了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ１５に戻る。

また、ステップＳ１７においては、界磁弱め位相指令の出力中であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、ステップＳ１８に進む。
そして、ステップＳ１８においては、界磁弱め位相指令の出力を停止し、一連の処理を終了する。

つまり、変速比変化量が所定変化量以上となる場合、つまりトランスミッションＴ／Ｍの状態が相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合に、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、モータ１１の回生作動による過剰な充電やＰＤＵ１７等の電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。
しかも、界磁弱め位相指令の出力停止は、減算タイマーの作動終了後に実行されることから、変速比の変化後に車両１０の走行状態が相対的に安定した状態で、内周側回転子２１と外周側回転子２２との界磁状態を界磁弱め状態から界磁強め状態に移行させることができる。

上述したように、本実施の形態によるモータを備える車両１０によれば、車両１０を走行駆動あるいは内燃機関１２による車両１０の走行駆動を補助するモータ１１に対して、内周側回転子２１の内周側永久磁石２１ａと外周側回転子２２の外周側永久磁石２２ａとの相対位置を効率よく変更することができる。
これにより、例えば外周側永久磁石２２ａによる界磁磁束が固定子巻線２４ａを鎖交する鎖交磁束量を、内周側永久磁石２１ａによる界磁磁束によって能動的に効率よく増大あるいは低減させることができる。
そして、例えば界磁強め状態では、モータ１１のトルク定数（つまり、トルク／相電流）を相対的に高い値に設定することができ、モータ１１の運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線２４ａへの通電を制御するＰＤＵ１７の出力電流の最大値を変更すること無しに、モータ１１が出力する最大トルク値を増大させることができ、モータ１１の運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
しかも、外周側永久磁石２２ａの界磁磁束に対する内周側永久磁石２１ａの界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、モータ１１の誘起電圧定数Ｋｅを適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、モータ１１の運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。

しかも、変速比が所定変速比＃Ｒ未満であってハイギア側となる場合には、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、駆動効率が相対的に増大する内燃機関１２の駆動力を優先的に用いて車両１０を走行させる際に、モータ１１の逆起電圧によって車両１０に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。
また、変速比変化量が所定変化量以上となる場合、つまりトランスミッションＴ／Ｍの状態が相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合に、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、モータ１１の回生作動による過剰な充電やＰＤＵ１７等の電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。

しかも、モータ１１の構成が複雑化することを抑制しつつ、油圧により制御される各可動ピン４１によって界磁強め状態から界磁弱め状態へとモータ１１の誘起電圧定数を容易に変化させることができる。

なお、上述した実施の形態においては、内周側軸部材３６の内部に複数の油路４０，…，４０を設けると共に、外周側端面部材３７に複数の収容穴４３，…，４３を設けるとしたが、これに限定されず、例えば複数の油路４０，…，４０に対して単一の収容穴４３のみを備えてもよいし、例えば各単一の油路４０および収容穴４３のみを備えてもよい。

なお、上述した実施の形態においては、例えば図８に示す第１変形例のように、界磁弱め位相指令出力部６１を省略し、油圧センサ８１と、誘起電圧定数算出部８２と、誘起電圧定数指令出力部８３と、誘起電圧定数差分算出部８４とを、新たに備えて制御部１６を構成してもよい。
この第１変形例では、油圧センサ８１は、位相制御装置２５から各油路４０に供給される油圧の検出信号を出力する。
そして、誘起電圧定数算出部８２は、油圧センサ８１から出力される油圧の検出信号に基づき、内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θに応じた誘起電圧定数Ｋｅを算出し、目標電流設定部５１に入力する。

誘起電圧定数指令出力部８３は、例えばトルク指令Ｔｒと、モータ１１の回転数ＮＭと、変速指令と、駆動輪選択指令とに基づき、界磁弱め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃを出力する。
誘起電圧定数差分算出部８４は、誘起電圧定数指令出力部８３から出力される誘起電圧定数指令Ｋｅｃから、誘起電圧定数算出部８２から出力される誘起電圧定数Ｋｅを減算して得た誘起電圧定数差分ΔＫｅを出力する。
油圧制御部６２は、例えば誘起電圧定数差分算出部８４から出力される誘起電圧定数差分ΔＫｅに応じて、内周側軸部材３６内部の複数の油路４０，…，４０のうちの何れか１つを選択し、選択した油路４０に対して位相制御装置２５から油圧を供給することを指示する油圧指令を出力する。

この第１変形例によるモータを備える車両１０は上記構成を備えており、次に、この車両１０の動作、特に、誘起電圧定数指令出力部８３の動作について添付図面を参照しながら説明する。

先ず、例えば図９に示すステップＳ２１においては、外部の制御装置等から出力される変速指令を取得する。
次に、ステップＳ２２においては、取得した変速指令による変速比が所定変速比＃Ｒ未満であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり変速比がローギア側となる場合には、後述するステップＳ２５に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり変速比がハイギア側となる場合には、ステップＳ２３に進む。

そして、ステップＳ２３においては、例えば界磁弱め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃと、変速比との所定の対応関係を示すマップ等を参照して、変速比に応じた誘起電圧定数指令Ｋｅｃを設定する。
なお、誘起電圧定数指令Ｋｅｃと変速比との所定の対応関係は、例えば図１０（ａ）に示すように、変速比が所定変速比＃Ｒ以上である場合には所定の上限誘起電圧定数＃Ｋｅ１とされ、変速比が所定変速比＃Ｒから減少することに伴い、所定の誘起電圧定数指令Ｋｅｃが上限誘起電圧定数＃Ｋｅ１から減少傾向に変化するように設定されている。なお、界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θと、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとは、例えば図１０（ｂ）に示すように、誘起電圧定数指令Ｋｅｃが減少することに伴い、位相θが増大傾向に変化するように設定されている。

そして、ステップＳ２４においては、設定した誘起電圧定数指令Ｋｅｃを出力し、一連の処理を終了する。
また、ステップＳ２５においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、界磁強め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する所定の指令値（界磁強め位相用Ｋｅ指令）を設定して、一連の処理を終了する。

つまり、変速比が所定変速比＃Ｒ未満であってハイギア側となる場合には、内燃機関１２の駆動効率が相対的に増大することから、この内燃機関１２の駆動力を優先的に用いて車両１０を走行させる際に、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、モータ１１の逆起電圧によって車両１０に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

また、例えば図１１に示すステップＳ３１においては、外部の制御装置等から出力される変速指令を取得する。
次に、ステップＳ３２においては、取得した変速指令の今回値を、前回の処理において取得した変速指令の前回値から減算して、変速比変化量を算出する。

そして、ステップＳ３３においては、算出した変速比変化量が所定変化量以上であるか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合には、後述するステップＳ３７に進む。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合には、ステップＳ３４に進む。

そして、ステップＳ３４においては、例えば界磁弱め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する指令値（誘起電圧定数指令）Ｋｅｃと、変速比変化量との所定の対応関係を示すマップ等を参照して、変速比変化量に応じた誘起電圧定数指令Ｋｅｃを出力する。
そして、ステップＳ３５においては、所定の減算タイマーの作動を開始する。
そして、ステップＳ３６においては、減算タイマーの作動が終了したか否かを判定する。
この判定結果が「ＹＥＳ」の場合には、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＮＯ」の場合には、上述したステップＳ３５に戻る。

また、ステップＳ３７においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、界磁強め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する所定の指令値（界磁強め位相用Ｋｅ指令）を設定して、一連の処理を終了する。

つまり、変速比変化量が所定変化量以上となる場合、つまりトランスミッションＴ／Ｍの状態が相対的に変速比が小さい状態（ハイギア側）から大きい状態（ローギア側）に変化する場合に、モータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、モータ１１の回生作動による過剰な充電やＰＤＵ１７等の電力機器に対する突入電流の発生を抑制することができる。
しかも、界磁弱め位相指令の出力停止は、減算タイマーの作動終了後に実行されることから、変速比の変化後に車両１０の走行状態が相対的に安定した状態で、内周側回転子２１と外周側回転子２２との界磁状態を界磁弱め状態から界磁強め状態に移行させることができる。

また、例えば図１２に示すステップＳ４１においては、外部の制御装置等から出力される駆動輪選択指令を取得する。
次に、ステップＳ４２においては、取得した駆動輪選択指令において、総輪駆動状態が設定されているか否かを判定する。
この判定結果が「ＮＯ」の場合、つまり前輪駆動状態または後輪駆動状態が設定されている場合には、ステップＳ４３に進み、このステップＳ４３においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとして、界磁弱め状態でのモータ１１の誘起電圧定数Ｋｅに対する所定の指令値（界磁弱め位相用Ｋｅ指令）を設定して、一連の処理を終了する。
一方、この判定結果が「ＹＥＳ」の場合、つまり総輪駆動状態が設定されている場合には、ステップＳ４４に進み、このステップＳ４４においては、誘起電圧定数指令Ｋｅｃに対する界磁弱め位相用Ｋｅ指令の設定を解除し、一連の処理を終了する。

つまり、前輪側または後輪側の駆動輪のみの駆動状態では、非駆動状態のモータ１１を界磁弱め状態に設定することにより、このモータ１１の逆起電圧によって車両１０に対する制動作用が生じてしまうことを抑制することができる。

なお、上述した実施の形態の第１変形例においては、油圧制御部６２および油圧センサ８１の代わりに、位相制御部および位相センサを備えてもよい。
この場合、位相制御部は、例えば誘起電圧定数差分算出部８４から出力される誘起電圧定数差分ΔＫｅに応じて、界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを出力する。そして、位相制御装置２５は、位相制御部から入力された位相θに応じて、内周側軸部材３６内部の複数の油路４０，…，４０のうちの何れか１つを選択し、選択した油路４０に対して位相制御装置２５から油圧を供給する。また、位相センサは、例えば位相制御装置２５において油圧が供給される油路４０に応じて、界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θを検出する。

なお、上述した実施の形態において、ハイブリッド車両である車両１０は、例えば図１３に示すように、バッテリ（Ｂ）１８を直流電源とするＰＤＵ１７により駆動および回生作動が制御されると共に位相制御装置２５を具備するモータ（Ｍ／Ｇ）１１の回転軸Ｏと、クラッチ１３を介して内燃機関（Ｅ）１２のクランク軸Ｑに接続されたトランスミッションＴ／Ｍの入力軸Ｒとは、動力伝達機構１４によって接続され、モータ（Ｍ／Ｇ）１１と内燃機関（Ｅ）１２との各駆動力は、ディファレンシャル１５を介して駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されるとしたが、これに限定されず、例えば図１４に示す第２変形例に係る車両１０のように、クラッチ１３が省略されてもよい。
また、例えば図１５に示す第３変形例に係る車両１０のように、内燃機関（Ｅ）１２とクラッチ１３との間に、内燃機関（Ｅ）１２のクランク軸Ｑおよびクラッチ１３に直列に接続された回転軸を有する電動機（Ｍ／Ｇ）９１を、車両１０の走行駆動源、あるいは内燃機関（Ｅ）１２を始動させるスタータモータおよびオルタネータとして備えてもよい。
また、この第３変形例において、例えば図１６に示す第４変形例に係る車両１０のように、クラッチ１３および動力伝達機構１４を省略すると共に、モータ（Ｍ）１１の回転軸ＯとトランスミッションＴ／Ｍの入力軸Ｒとを同軸に連結してもよい。この場合、内燃機関（Ｅ）１２に直列に接続された電動機（Ｇ）９１は、内燃機関（Ｅ）１２の駆動力により発電し、この発電により得られる発電エネルギーをインバータ９２を介してバッテリ１８に蓄電する。

なお、上述した実施の形態、および、各第２〜第４変形例に係る車両１０においては、例えば図１７〜図２０に示す各第５〜第８変形例に係る車両１０のように、トランスミッションＴ／Ｍが省略されてもよい。

また、上述した図１９に示す第７変形例に係る車両１０においては、例えば図２１に示す第９変形例に係る車両１０のように、電動機（Ｇ）９１に代わりに、内燃機関（Ｅ）１２の出力を、内燃機関（Ｅ）１２のクランク軸Ｑに同軸に連結されたロータ（Ｒ）９３ａと、クラッチ１３を介して動力伝達機構１４に接続される出力軸Ｓに連結されたステータ９３ｂとの間で分配するモータ９３を備えてもよい。

また、上述した図２０に示す第８変形例に係る車両１０においては、例えば図２２に示す第１０変形例に係る車両１０のように、内燃機関（Ｅ）１２のクランク軸Ｑと、モータ（Ｍ）１１の回転軸Ｏと、電動機（Ｇ）９１の回転軸Ｔとを、プラネタリギア機構（Ｐ）９４に接続してもよい。

また、上述した実施の形態に係る車両１０においては、例えば図２３に示す第１１変形例に係る車両１０のように、クラッチ１３および動力伝達機構１４を省略すると共に、燃機関（Ｅ）１２と、モータ（Ｍ／Ｇ）と、トランスミッションＴ／Ｍとを直列に直結してもよい。

また、上述した図１９に示す第７変形例に係る車両１０においては、例えば図２４に示す第１２変形例に係る車両１０のように、さらに、バッテリ（Ｂ）１８を直流電源とする第２のＰＤＵ１７により駆動および回生作動が制御されると共に第２の位相制御装置２５を具備する第２のモータ（Ｍ／Ｇ）１１の駆動力を第２のディファレンシャル１５を介して他の駆動輪Ｗ，Ｗに伝達されるように設定してもよい。

なお、上述した実施の形態に係る車両１０においては、モータ１１を、内燃機関（Ｅ）１２を始動させるスタータモータまたはオルタネータとして備えてもよい。

本発明の一実施形態に係るモータを備える車両の構成図である。 本発明の一実施形態に係るモータの断面図である。 本発明の一実施形態に係るモータのロータの断面図である。 本発明の一実施形態に係るモータを軸方向に沿って一方から他方に向かい見た平面図である。 本発明の一実施形態に係る界磁弱め位相指令出力部の動作を示すフローチャートである。 図６（ａ），（ｂ）は、界磁弱め状態での内周側回転子と外周側回転子との相対的な位相θと、変速比との所定の対応関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態に係る界磁弱め位相指令出力部の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の第１変形例に係るモータを備える車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る誘起電圧定数指令出力部の動作を示すフローチャートである。 図１０（ａ）は、界磁弱め状態での誘起電圧定数指令Ｋｅｃと、変速比との所定の対応関係を示すグラフ図であり、図１０（ｂ）は、界磁弱め状態での内周側回転子２１と外周側回転子２２との相対的な位相θと、誘起電圧定数指令Ｋｅｃとの所定の対応関係を示すグラフ図である。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る誘起電圧定数指令出力部の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態の第１変形例に係る誘起電圧定数指令出力部の動作を示すフローチャートである。 本発明の一実施形態に係るモータを備える車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第２変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第３変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第４変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第５変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第６変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第７変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第８変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第９変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第１０変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第１１変形例に係る車両の構成図である。 本発明の一実施形態の第１２変形例に係る車両の構成図である。

符号の説明

１０ 電動機
１２ 内燃機関
１８ バッテリ（蓄電装置）
２１ 内周側回転子（内周側ロータ）
２１ａ 内周側永久磁石（磁石片）
２２ 外周側回転子（外周側ロータ）
２２ａ 外周側永久磁石（磁石片）
２４ 固定子（ステータ）
２５ 位相制御装置（位相変更手段）
３６ 内周側軸部材（内周側端面板）
３６Ａ 外周面
３７ 外周側端面部材（外周側端面板）
３７Ａ 内周面
４０ 油路
４０ａ 一端部
４０ｂ 他端部
４１ 可動ピン（可動ピン部材）
４３ 収容穴

Claims (3)

1. 前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる内燃機関を備え、蓄電装置の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされるモータを備える車両であって、
   前記モータは、各磁石片を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータおよび外周側ロータと、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータと、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段とを備え、
   前記位相変更手段は、前記前輪側および前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁強め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更し、
   前記前輪側または前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、非駆動状態の前記駆動輪において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更することを特徴とするモータを備える車両。
2. 蓄電装置の電源供給により駆動され、前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる第１モータと、
   蓄電装置の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされる第２モータと
   を具備するモータを備える車両であって、
   少なくとも前記第１モータおよび前記第２モータの何れか一方は、各磁石片を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータおよび外周側ロータと、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータと、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段とを備えることを特徴とするモータを備え、
   前記位相変更手段は、前記前輪側および前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁強め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更し、
   前記前輪側または前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、非駆動状態の前記駆動輪において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更する車両。
3. 蓄電装置の電源供給により駆動され、内燃機関と共に、前輪側および後輪側の一方の駆動輪の駆動源とされる第１モータと、
   蓄電装置の電源供給により駆動され、他方の駆動輪の駆動源とされる第２モータと
   を具備するモータを備える車両であって、
   少なくとも前記第１モータおよび前記第２モータの何れか一方は、各磁石片を具備すると共に互いの回転軸が同軸に配置された内周側ロータおよび外周側ロータと、該内周側ロータおよび外周側ロータの外周側または内周側に配置されたステータと、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更可能な位相変更手段とを備えることを特徴とするモータを備え、
   前記位相変更手段は、前記前輪側および前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁強め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更し、
   前記前輪側または前記後輪側の前記駆動輪の駆動状態において、非駆動状態の前記駆動輪において、前記内周側ロータの前記磁石片による界磁磁束と前記外周側ロータの前記磁石片による界磁磁束とによる相互の界磁弱め状態となるように、前記内周側ロータと前記外周側ロータとの相対的な位相を変更する車両。

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