JP5063943B2 - Electric motor and electric motor phase control method - Google Patents

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Description

この発明は、回転子の永久磁石の界磁特性を変更できる電動機および電動機の位相制御方法に関するものである。   The present invention relates to an electric motor capable of changing the field characteristics of a permanent magnet of a rotor and a phase control method for the electric motor.

電動機として、夫々個別に永久磁石を備える内周側回転子と外周側回転子とが同軸に配設され、この両回転子を周方向に相対的に回動させる(両回転子の相対的な位相を変更する)ことにより、回転子全体としての界磁特性を変更できるようにしたものが知られている(例えば、特許文献1参照)。   As an electric motor, an inner circumferential rotor and an outer circumferential rotor each having a permanent magnet are arranged coaxially, and both rotors are rotated relative to each other in the circumferential direction (relative to both rotors). It is known that the field characteristics of the entire rotor can be changed by changing the phase) (see, for example, Patent Document 1).

この電動機では、電動機の回転速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材によって、外周側回転子と内周側回転子との何れか一方を他方に対して周方向に回動させる。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて両回転子における相対的な位相を変更する場合には、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、外周側回転子および内周側回転子の周方向の相対位置を変更する。   In this electric motor, when the relative phase of both rotors is changed according to the rotational speed of the electric motor, the outer rotor and the inner rotor are rotated by a member that is displaced along the radial direction by the action of centrifugal force. Either one of the children is rotated in the circumferential direction with respect to the other. In addition, when the relative phase of both rotors is changed according to the speed of the rotating magnetic field generated in the stator, a control current is applied to the stator winding in a state where each rotor maintains the rotation speed due to inertia. By energizing and changing the rotating magnetic field speed, the relative positions in the circumferential direction of the outer peripheral rotor and the inner peripheral rotor are changed.

この電動機においては、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことで、回転子全体の界磁を強めて誘起電圧を増大させ、逆に、外周側回転子と内周側回転子の永久磁石を互いに同極同士で対向させる(対極配置にする)ことで、回転子全体の界磁を弱めて誘起電圧を減少させる。
特開2002−204541号公報
In this electric motor, the permanent magnets of the outer rotor and the inner rotor are opposed to each other with different polarities (with the same polarity arrangement), thereby strengthening the field of the entire rotor and increasing the induced voltage. On the contrary, the permanent magnets of the outer and inner rotors are opposed to each other with the same polarity (with a counter electrode arrangement), thereby weakening the field of the entire rotor and reducing the induced voltage.
JP 2002-204541 A

しかし、この従来の電動機の場合、外周側回転子と内周側回転子の相対位相を変更できる条件が限られており、電動機の運転停止時や任意の回転時に自由に相対位相を変更することができない。特に、ハイブリッド車や電動車両の駆動用として用いる場合には、車両の運転状況に応じて瞬時に所望の電動機特性に変更することが望まれ、この要望に応えるためにも相対位相の変更制御の自由度を高めることが重要となる。このため、本出願人は、作動油を用いる位相変更手段を組み込むことを発案し、現在、この位相変更手段の効率的な制御手法について検討している。   However, in the case of this conventional electric motor, the conditions under which the relative phase between the outer peripheral rotor and the inner peripheral rotor can be changed are limited, and the relative phase can be freely changed when the motor is stopped or rotated arbitrarily. I can't. In particular, when used for driving a hybrid vehicle or an electric vehicle, it is desired to instantaneously change to a desired motor characteristic according to the driving situation of the vehicle. It is important to increase the degree of freedom. For this reason, the present applicant has conceived of incorporating a phase changing means using hydraulic oil, and is currently examining an efficient control method for the phase changing means.

具体的には、外周側回転子と一体に回転する第1部材と内周側回転子と一体に回転する第2部材の間に作動油が給排される圧力室を設け、この圧力室と、圧力室に作動油を給排する油圧制御装置によって位相変更手段を構成することを検討している。   Specifically, a pressure chamber in which hydraulic oil is supplied and discharged is provided between a first member that rotates integrally with the outer circumferential rotor and a second member that rotates integrally with the inner circumferential rotor. Therefore, it is considered that the phase changing means is constituted by a hydraulic control device that supplies and discharges hydraulic oil to and from the pressure chamber.

しかし、外周側回転子と内周側回転子の相対的な回転位相を任意の位置に制御しようとすると、両回転子の相対回動位置によって変化する永久磁石の磁気反力の関係で、油圧の制御が複雑になるという不具合が生じる。   However, if the relative rotation phase of the outer rotor and the inner rotor is controlled to an arbitrary position, the hydraulic pressure changes due to the magnetic reaction force of the permanent magnet that changes depending on the relative rotation position of both rotors. This causes a problem that the control becomes complicated.

即ち、両回転子の永久磁石間に作用する磁気反力は、図20に示すように、電気角で0°と180°のときに最小になり、そのほぼ中間の角度で最大になる。このため、反力が最大になる位相角以外では、ある制御圧(例えば、図20中のP,P参照。)に釣り合う位相角が夫々2つ(図20の黒塗り点と白抜き点の対参照。)でき、位相角と制御圧が1対1で対応しないことから、単純な圧力の増減制御では、両回転子の位相角を任意に制御することができない。 That is, as shown in FIG. 20, the magnetic reaction force acting between the permanent magnets of both rotors becomes minimum when the electrical angle is 0 ° and 180 °, and becomes maximum at an almost intermediate angle. Therefore, except when the phase angle of the reaction force is maximized, it is the control pressure (e.g., P A, reference P B. In Figure 20) the phase angle respectively two commensurate with (black point in FIG. 20 and white Since the phase angle does not correspond to the control pressure on a one-to-one basis, the phase angle of both rotors cannot be arbitrarily controlled by simple pressure increase / decrease control.

さらに具体的に説明すると、例えば、図20に示すA点からB点に移動するときに、図21中の破線で示すように制御圧をPからPに単純に増加させた場合には、位相角がωからωとは逆の方向に変位してしまうため、図21中の実線で示すように制御圧を一旦Pよりも低圧にして圧力室の容積を減らし、その後に制御圧をPまで上昇させるようにしなければならない。また、図20に示すB点からA点に移動するときに、図22中の破線で示すように制御圧をPからPに単純に減少させた場合には、この場合も位相角がωからωとは逆の方向に変位してしまうため、図22中の実線で示すように制御圧を一旦Pよりも高圧にして圧力室の容積を増やし、その後に制御圧をPまで低下させるようにしなければならない。 More specifically, for example, when moving from point A shown in FIG. 20 to point B, when simply increased to P B the control pressure as indicated by the broken line in FIG. 21 P A is , the phase angle will be displaced in the opposite direction of the omega B from omega a, reduce the volume of the pressure chamber to the low pressure than once P a control pressure as shown by the solid line in FIG. 21, thereafter the control pressure must be such increased to P B. Also, when moving to the point A from the point B shown in FIG. 20, when simply reducing the control pressure from P B to P A as indicated by the broken line in FIG. 22, the phase angle also in this case is Since the displacement from ω B to the opposite direction to ω A is performed, the control pressure is once higher than P B to increase the volume of the pressure chamber as shown by the solid line in FIG. It must be reduced to A.

そこでこの発明は、制御の複雑化を招くことなく、位相変更制御の自由度の向上と、位相変更時の作動応答性の向上を図ることのできる電動機および電動機の位相制御方法を提供しようとするものである。   Therefore, the present invention seeks to provide an electric motor and an electric motor phase control method capable of improving the degree of freedom of phase change control and improving the operation responsiveness at the time of phase change without causing complication of control. Is.

上記の課題を解決するための手段として、請求項1に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石(例えば、後述の実施形態における永久磁石9)が配設された内周側回転子(例えば、後述の実施形態における内周側回転子6)と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石(例えば、後述の実施形態における永久磁石9)が配設された外周側回転子(例えば、後述の実施形態における外周側回転子5)と、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段(例えば、後述の実施形態における位相変更手段12)と、を備えた電動機(例えば、後述の実施形態における電動機1)であって、前記位相変更手段は、作動油が導入されて前記内周側回転子と外周側回転子に相対的な位相操作力を付与する位相制御室(例えば、後述の実施形態における位相制御室24)と、作動油が導入されて前記内周側回転子と外周側回転子に前記位相操作力に抗する反力を付与する反力制御室(例えば、後述の実施形態における反力制御室25)と、前記位相制御室と反力制御室に導入する作動油の圧力を制御する制御手段(例えば、後述の実施形態における位相コントローラ36)と、を備え、前記制御手段は、前記相対的な位相の操作が可能な領域において、前記内周側回転子および前記外周側回転子に配設された永久磁石同士の磁気反力と、前記反力制御室の作動油による前記反力との合力が、前記相対的な位相の変化に対して単調増加、若しくは、単調減少するように前記反力制御室の圧力を制御するようにした。
これにより、反力制御室に導入される制御圧によって反力が調整され、位相操作力に抗する全体的としての反力が内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相変化に対して単調増加、若しくは、単調減少する特性となる。この結果、位相制御室の制御圧に対応する内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相が一義的に決定される。
As means for solving the above-mentioned problems, the invention according to claim 1 is directed to an inner peripheral rotation in which a permanent magnet (for example, a permanent magnet 9 in an embodiment described later) is disposed along the circumferential direction. A rotor (for example, an inner circumferential rotor 6 in an embodiment described later) and an outer circumferential side of the inner circumferential rotor are arranged coaxially and relatively pivotably, and are permanent along the circumferential direction. An outer peripheral rotor (for example, an outer peripheral rotor 5 in an embodiment described later) on which a magnet (for example, a permanent magnet 9 in an embodiment described later) is disposed, and the inner rotor and outer rotor are arranged. An electric motor (for example, an electric motor 1 in an embodiment described later) provided with phase changing means (for example, a phase changing means 12 in an embodiment described later) that rotates relative to each other to change the relative phase between the two. The phase change means introduces hydraulic oil A phase control chamber (for example, a phase control chamber 24 in an embodiment described later) for applying a relative phase operating force to the inner circumferential rotor and the outer circumferential rotor, and hydraulic oil is introduced to the inner circumferential rotor. A reaction force control chamber (for example, a reaction force control chamber 25 in an embodiment described later), a phase control chamber, and a reaction force control chamber for applying a reaction force against the phase operation force to the side rotor and the outer peripheral rotor. Control means (for example, a phase controller 36 in an embodiment to be described later) for controlling the pressure of the hydraulic oil introduced to the inner circumference, and the control means in the region where the relative phase operation is possible, The resultant force of the magnetic reaction force between the permanent magnets disposed on the side rotor and the outer peripheral rotor and the reaction force due to the hydraulic oil in the reaction force control chamber is relative to the change in the relative phase. monotonically increasing, or the so monotonously decreasing reaction And to control the pressure in the control chamber.
As a result, the reaction force is adjusted by the control pressure introduced into the reaction force control chamber, and the overall reaction force against the phase operation force is changed in the relative phase change between the inner and outer rotors. On the other hand, the characteristic increases monotonously or decreases monotonously . As a result, the relative phases of the inner and outer rotors corresponding to the control pressure in the phase control chamber are uniquely determined.

請求項2に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記制御手段が前記位相制御室の制御圧を決定するパラメータに基づいて前記反力制御室の圧力を制御するようにした。
これにより、例えば、位相制御室の制御圧を制御する電磁弁の電流値(パラメータ)を基に現在の両回転子の相対的な位相を予測し、微少時間後の相対的な位相に対応した反力制御室の圧力が得られるように反力制御室の制御圧を制御することができる。
According to a second aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, the control means controls the pressure of the reaction force control chamber based on a parameter that determines the control pressure of the phase control chamber.
Thus, for example, the current relative phase of both rotors is predicted based on the current value (parameter) of the solenoid valve that controls the control pressure in the phase control chamber, and corresponds to the relative phase after a minute time. The control pressure of the reaction force control chamber can be controlled so that the pressure of the reaction force control chamber can be obtained.

請求項3に記載の発明は、請求項1に記載の発明において、前記内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相を検出する位相角検出手段が設けられ、前記制御手段が、この位相角検出手段の検出値に基づいて前記反力制御室の圧力を制御するようにした。
これにより、位相角検出手段によって現在の位相角が検出されると、その位相角に応じた反力が得られるように反力制御室の圧力が制御されるようになる。
According to a third aspect of the present invention, in the first aspect of the present invention, a phase angle detection unit that detects a relative phase between the inner peripheral rotor and the outer peripheral rotor is provided, and the control unit includes: The pressure in the reaction force control chamber is controlled based on the detection value of the phase angle detection means.
Thus, when the current phase angle is detected by the phase angle detection means, the pressure in the reaction force control chamber is controlled so that a reaction force corresponding to the phase angle is obtained.

請求項4に記載の発明は、請求項1〜3に記載の発明において、前記位相制御室と反力制御室の制御圧が、前記永久磁石の温度に応じて補正されるようにした。
これにより、永久磁石の磁気反力が温度の変化に応じて変化しても、その変化に対応して位相制御室と反力制御室の制御圧が補正されるようになる。
According to a fourth aspect of the present invention, in the first to third aspects of the present invention, the control pressures of the phase control chamber and the reaction force control chamber are corrected according to the temperature of the permanent magnet.
As a result, even if the magnetic reaction force of the permanent magnet changes according to a change in temperature, the control pressures in the phase control chamber and the reaction force control chamber are corrected in accordance with the change.

請求項5に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記外周側回転子と一体に回転する第1部材(例えば、後述の実施形態におけるベーンロータ14,ドライブプレート16)と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材(例えば、後述の実施形態における環状ハウジング15)の間に作動油の導入空間(例えば、後述の実施形態における導入空間23)が設けられ、前記第1部材と第2部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を2室に隔成するベーン(例えば、後述の実施形態におけるベーン18)が突設され、前記ベーンで隔成される2室によって前記位相制御室と反力制御室が構成されるようにした。
これにより、ベーンの一方の面に、外周側回転子と内周側回転子の相対的な位相を制御する制御圧が作用し、ベーンの他方の面に、位相操作力に抗する反力を制御する制御圧が作用するようになる。
A fifth aspect of the present invention is the first aspect of the invention according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first member rotates integrally with the outer peripheral rotor (for example, a vane rotor 14 and a drive in an embodiment described later). Plate 16) and a second member (for example, an annular housing 15 in an embodiment described later) that rotates integrally with the inner peripheral rotor, a space for introducing hydraulic oil (for example, an introduction space 23 in an embodiment described later). A vane (for example, a vane in an embodiment described later) is provided on one of the first member and the second member, and is slidably disposed in the introduction space and separates the introduction space into two chambers. 18) is provided so that the phase control chamber and the reaction force control chamber are constituted by two chambers separated by the vane.
As a result, a control pressure that controls the relative phase of the outer rotor and the inner rotor acts on one surface of the vane, and a reaction force that resists the phase operation force is applied to the other surface of the vane. The control pressure to control comes into play.

請求項6に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記外周側回転子と一体に回転する第1部材(例えば、後述の実施形態における内筒部材112,ドライブプレート114)と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材(例えば、後述の実施形態における外筒部材113)のうちの一方に軸部(例えば、後述の実施形態における軸部112a)が設けられるとともに、前記第1部材と第2部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部(例えば、後述の実施形態における肉厚部113a)が設けられ、内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤ(例えば、後述の実施形態におけるリングギヤ118)が設けられ、前記第1部材と第2部材の間に作動油の導入空間が設けられ、この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を2室に隔成するピストン(例えば、後述の実施形態におけるピストン122)が設けられるとともに、このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、前記ピストンで隔成される2室によって前記位相制御室と反力制御室が構成されるようにした。
この場合、ピストンの一方の面に、外周側回転子と内周側回転子の相対的な位相を制御する制御圧が作用し、ピストンの他方の面に、位相操作力に抗する反力を制御する制御圧が作用するようになり、これらの制御圧が、相互にスプライン係合する軸部と筒部を介して外周側回転子と内周側回転子に作用するようになる。
A sixth aspect of the present invention is the first aspect of the invention according to any one of the first to fourth aspects, wherein the first member rotates integrally with the outer peripheral rotor (for example, an inner cylinder member 112 in an embodiment described later). , Drive plate 114) and a second member (for example, an outer cylinder member 113 in an embodiment described later) that rotates integrally with the inner peripheral rotor, a shaft portion (for example, an axial portion in an embodiment described later). 112a) is provided, and the other of the first member and the second member is provided with a cylindrical portion (for example, a thick portion 113a in an embodiment described later) that surrounds the outside of the shaft portion. A ring gear (for example, a ring gear 118 in an embodiment described later) whose surface and outer peripheral surface are helically spline-engaged with the shaft portion and the cylinder portion, respectively, is provided, and a hydraulic oil introduction space is provided between the first member and the second member. But And a piston (for example, a piston 122 in an embodiment described later) that is slidably accommodated in the introduction space and that divides the introduction space into two chambers is provided, and the piston is integrally displaced with the ring gear. The phase control chamber and the reaction force control chamber are configured by two chambers that are connected to each other and separated by the piston.
In this case, a control pressure that controls the relative phase of the outer rotor and the inner rotor acts on one surface of the piston, and a reaction force that resists the phase operation force acts on the other surface of the piston. Control pressures to be controlled act, and these control pressures act on the outer peripheral side rotor and the inner peripheral side rotor via the shaft portion and the cylindrical portion that are spline engaged with each other.

請求項7に記載の発明は、請求項1〜4のいずれか1項に記載の発明において、前記外周側回転子と一体に回転する第1部材と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第1のシリンダ(例えば、後述の実施形態における第1のシリンダ214)と第2のシリンダ(例えば、後述の実施形態における第2のシリンダ215)が設けられるとともに、この第1のシリンダと第2のシリンダに第1のピストン(例えば、後述の実施形態における第1のピストン216)と第2のピストン(例えば、後述の実施形態における第2のピストン217)が夫々進退自在に設けられ、前記第1部材と第2部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第1のピストンと第2のピストンの頂部に当接する第1の荷重伝達壁(例えば、後述の実施形態における第1の荷重伝達壁218)と第2の荷重伝達壁(例えば、後述の実施形態における第2の荷重伝達壁219)が設けられ、前記第1のシリンダと第1のピストンの間と、前記第2のシリンダと第2のピストンの間で前記位相制御室と反力制御室が夫々構成されるようにした。
この場合、一方のシリンダとピストンの対に、外周側回転子と内周側回転子の相対的な位相を制御する制御圧が作用し、他方のシリンダとピストンの対に、位相操作力に抗する反力を制御する制御圧が作用するようになり、これらの制御圧が、ピストンと荷重伝達壁を介して外周側回転子と内周側回転子に作用するようになる。
The invention according to claim 7 is the invention according to any one of claims 1 to 4, wherein the first member that rotates integrally with the outer rotor and the inner rotor rotate integrally. One of the second members includes a first cylinder (for example, a first cylinder 214 in an embodiment described later) and a first cylinder facing in mutually opposite rotational directions along a substantially tangential direction of a circumference centered on the rotation axis. Two cylinders (for example, a second cylinder 215 in the embodiment described later) are provided, and a first piston (for example, a first piston 216 in the embodiment described later) is provided in the first cylinder and the second cylinder. ) And a second piston (for example, a second piston 217 in an embodiment to be described later) are provided so as to freely advance and retract, respectively, and the other of the first member and the second member has a substantially radial direction of the two rotors. Along A first load transmission wall (for example, a first load transmission wall 218 in an embodiment described later) and a second load transmission wall (for example, described later) that respectively contact the tops of the first piston and the second piston. In the embodiment, the second load transmission wall 219) is provided, and the phase control chamber and the reaction force control are performed between the first cylinder and the first piston and between the second cylinder and the second piston. Each room was configured.
In this case, a control pressure for controlling the relative phase between the outer rotor and the inner rotor acts on one cylinder / piston pair, and the other cylinder / piston pair resists phase operation force. The control pressure for controlling the reaction force is applied, and these control pressures are applied to the outer rotor and the inner rotor via the piston and the load transmission wall.

請求項8に記載の発明は、円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子を備え、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する電動機の位相制御方法にあって、前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させるべき目標位相角を決定する目標位相角決定ステップと、前記内周側回転子と外周側回転子の現在の相対的な位相角を検出する現在位相角検出ステップと、前記目標位相角と現在の位相角に応じて、前記内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相を変化させるための位相操作力を付与するように作動油を供給する位相制御圧供給ステップと、前記目標位相角と現在の位相角に応じて、前記位相操作力に抗する反力を付与し、前記相対的な位相の操作が可能な領域において、前記内周側回転子および前記外周側回転子に配設された永久磁石同士の磁気反力と、前記位相操作力に抗する前記反力との合力が、前記相対的な位相の変化に対して単調増加、若しくは、単調減少するように作動油を供給する反力制御圧供給ステップと、を有することを特徴とする。
これにより、目標位相角と現在の位相角に応じて、両回転子の位相を操作する制御圧と反力を調整する制御圧が逐次制御されるようになる。
According to the eighth aspect of the present invention, an inner peripheral rotor in which permanent magnets are disposed along the circumferential direction, and an outer peripheral side of the inner peripheral rotor are coaxially and relatively rotatable. In addition, an outer peripheral rotor having permanent magnets arranged along the circumferential direction is provided, and the inner rotor and the outer rotor are rotated relative to each other to change the relative phases of the two. A target phase angle determining step for determining a target phase angle for relatively rotating the inner rotor and the outer rotor, and the inner rotor and the outer rotor. A current phase angle detecting step for detecting a current relative phase angle of the child, and changing a relative phase between the inner and outer rotors according to the target phase angle and the current phase angle; a phase control pressure supply step of supplying hydraulic fluid to apply a phase operation force for, Serial according to the target phase angle and the current phase angle, the grant reaction force against the phase operating force, in the relative phase operation available space, the inner periphery side rotor and the outer circumference side rotating The resultant force of the magnetic reaction force between the permanent magnets arranged on the child and the reaction force against the phase operation force is monotonously increased or monotonously decreased with respect to the relative phase change. And a reaction force control pressure supply step for supplying hydraulic oil.
Thereby, the control pressure for manipulating the phases of both rotors and the control pressure for adjusting the reaction force are sequentially controlled according to the target phase angle and the current phase angle.

請求項1に記載の発明によれば、位相変更手段に、油圧によって両回転子に相対的な位相操作力を付与する位相制御室と、油圧によって両回転子に反力を付与する反力制御室を設け、相対的な位相の操作が可能な領域において、両回転子に配設された永久磁石同士の磁気反力と、反力制御室の作動油による反力との合力が、両回転子の相対的な位相の変化に対して単調増加、若しくは、単調減少する反力特性となるように反力制御室の圧力を制御するようにしたため、位相制御室の制御圧に対応する両回転子の相対的な位相が一義的に決定され、比較的簡単な油圧制御によって両回転子の相対的な位相を安定的に制御することが可能になる。
したがって、この発明によれば、油圧制御の複雑化を招くことなく両回転子の相対的な位相を任意のタイミングで自由に変更することができるため、製造コストの低減と位相制御の安定性を高めることが可能になる。
According to the first aspect of the present invention, the phase control chamber that applies relative phase operation force to both rotors by hydraulic pressure and the reaction force control that applies reaction force to both rotors by hydraulic pressure to the phase changing means. In the region where relative phases can be operated, the resultant force of the magnetic reaction force between the permanent magnets arranged on both rotors and the reaction force due to the hydraulic fluid in the reaction force control chamber is Since the reaction force control chamber pressure is controlled so that the reaction force characteristic is monotonously increasing or monotonously decreasing with respect to the relative phase change of the child, both rotations corresponding to the control pressure of the phase control chamber The relative phases of the rotors are uniquely determined, and the relative phases of the two rotors can be stably controlled by relatively simple hydraulic control.
Therefore, according to the present invention, the relative phases of the two rotors can be freely changed at an arbitrary timing without complicating the hydraulic control, thereby reducing the manufacturing cost and the stability of the phase control. It becomes possible to increase.

請求項2に記載の発明によれば、両回転子の相対的な位相角を検出するセンサを設けることなく、反力制御室の制御圧を適切に制御することができるため、部品点数の削減と構造の簡素化によって製造コストの低減を図ることが可能になる。   According to the second aspect of the present invention, since the control pressure of the reaction force control chamber can be appropriately controlled without providing a sensor for detecting the relative phase angle of both rotors, the number of parts can be reduced. And the simplification of the structure makes it possible to reduce the manufacturing cost.

請求項3に記載の発明によれば、実際に検出した現在の位相角に基づいて反力制御室の圧力を制御するため、両回転子の相対的な位相をより高い精度で制御することができる。   According to the third aspect of the present invention, since the pressure of the reaction force control chamber is controlled based on the actually detected current phase angle, the relative phase of both rotors can be controlled with higher accuracy. it can.

請求項4に記載の発明によれば、温度によって永久磁石の磁気反力が変化しても、この変化に対応させて位相制御圧と反力制御圧を適切に補正することができるため、温度の変化の影響を受けることなく常に安定した位相制御を行うことができる。   According to the fourth aspect of the present invention, even if the magnetic reaction force of the permanent magnet changes depending on the temperature, the phase control pressure and the reaction force control pressure can be appropriately corrected in accordance with this change. It is possible to always perform stable phase control without being affected by the change of.

請求項5〜7に記載の発明によれば、いずれも比較的簡単な構成により、位相制御圧と反力制御圧に応じた力を外周側回転子と内周側回転子の間に作用させることができるため、両回転子間の相対位相の変更制御の自由度を高めつつ、電動機の小型化を図ることができる。   According to the fifth to seventh aspects of the present invention, a force corresponding to the phase control pressure and the reaction force control pressure is applied between the outer rotor and the inner rotor with a relatively simple configuration. Therefore, it is possible to reduce the size of the electric motor while increasing the degree of freedom in changing the relative phase between the two rotors.

請求項8に記載の発明によれば、目標位相角と現在の位相角に応じて、位相制御圧と反力制御圧が逐次制御されるため、両回転子間の相対位相の制御精度を高めることができる。   According to the eighth aspect of the invention, since the phase control pressure and the reaction force control pressure are sequentially controlled according to the target phase angle and the current phase angle, the control accuracy of the relative phase between the two rotors is improved. be able to.

以下、この発明の各実施形態を図面に基づいて説明する。最初に、図1〜図17に示す第1の実施形態について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. First, the first embodiment shown in FIGS. 1 to 17 will be described.

この実施形態の電動機1は、図1〜図4に示すように円環状の固定子2の内周側に回転子ユニット3が配置されたインナロータ型のブラシレスモータであり、例えばハイブリッド車や電動車両等の走行駆動源として用いられる。固定子2は複数相の固定子巻線2aを有し、回転子ユニット3は軸芯部に回転軸4を有している。車両の走行駆動源として用いる場合には、電動機1の回転力はトランスミッション(図示せず)を介して車輪の駆動軸(図示せず)に伝達される。この場合、電動機1は車両の減速時に発電機として機能させれば、回生エネルギーとして蓄電器に回収することもできる。また、ハイブリッド車においては、電動機1の回転軸4をさらに内燃機関のクランクシャフト(図示せず)に連結することにより、内燃機関による発電にも利用することができる。   The electric motor 1 of this embodiment is an inner rotor type brushless motor in which a rotor unit 3 is disposed on the inner peripheral side of an annular stator 2 as shown in FIGS. 1 to 4, for example, a hybrid vehicle or an electric vehicle. It is used as a traveling drive source. The stator 2 has a multi-phase stator winding 2a, and the rotor unit 3 has a rotating shaft 4 at the shaft core. When used as a vehicle driving source, the rotational force of the electric motor 1 is transmitted to a wheel drive shaft (not shown) via a transmission (not shown). In this case, if the electric motor 1 functions as a generator when the vehicle is decelerated, it can be recovered as regenerative energy in the electric storage device. Further, in the hybrid vehicle, the rotating shaft 4 of the electric motor 1 can be further connected to a crankshaft (not shown) of the internal combustion engine so that it can be used for power generation by the internal combustion engine.

図6は、この電動機1を車両の走行駆動源として用いる場合の電動機1の制御系の一例を示すものである。この制御系では、電動機1の駆動作動および回生作動は電動機コントローラ40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41(以下、「PDU41」と呼ぶ)により行われる。
PDU41は、トランジスタのスイッチング素子がブリッジ接続されたブリッジ回路を用いてパルス幅変調(PWM)を行うPWMインバータを備えるとともに、電動機1と電気エネルギーの授受を行う高圧系のバッテリ42に接続されている。
PDU41は、電動機1の駆動時等において電動機コントローラ40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成す各トランジスタのオン(導通)/オフ(遮断)状態を切り換えることによって、バッテリ42から供給される直流電力を3相交流電力に変換し、電動機1の固定子巻線2aへの通電を順次転流させることによって、各相の固定子巻線2aに交流のU相電流Iu、V相電流IvおよびW相電流Iwを通電する。
FIG. 6 shows an example of a control system of the electric motor 1 when the electric motor 1 is used as a travel drive source of the vehicle. In this control system, the drive operation and regenerative operation of the electric motor 1 are performed by a power drive unit 41 (hereinafter referred to as “PDU41”) in response to a control command output from the electric motor controller 40.
The PDU 41 includes a PWM inverter that performs pulse width modulation (PWM) using a bridge circuit in which transistor switching elements are bridge-connected, and is connected to a high-voltage battery 42 that exchanges electric energy with the electric motor 1. .
Based on a gate signal (that is, a PWM signal) that is a switching command input from the motor controller 40 when the motor 1 is driven, the PDU 41 turns on / off each transistor that forms a pair for each phase in the PWM inverter. By switching the off (shut off) state, the DC power supplied from the battery 42 is converted into three-phase AC power, and the energization to the stator winding 2a of the motor 1 is sequentially commutated to fix each phase. An alternating U-phase current Iu, V-phase current Iv, and W-phase current Iw are applied to the child winding 2a.

回転子ユニット3は、図1〜図4に示すように、円環状の外周側回転子5と、この外周側回転子5の内側に同軸に配置される円環状の内周側回転子6を備え、外周側回転子5と内周側回転子6が設定角度の範囲で回動可能とされている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the rotor unit 3 includes an annular outer circumferential rotor 5 and an annular inner circumferential rotor 6 disposed coaxially inside the outer circumferential rotor 5. The outer peripheral side rotor 5 and the inner peripheral side rotor 6 are rotatable within a set angle range.

外周側回転子5と内周側回転子6は、回転子本体である円環状のロータ鉄心7,8が例えば焼結金属によって形成され、その各ロータ鉄心7,8の外周側に偏寄した位置に、複数の磁石装着スロット7a,8aが円周方向等間隔に形成されている。各磁石装着スロット7a,8aには、厚み方向に磁化された2つの平板状の永久磁石9,9が並列に並んで装着されている。同じ磁石装着スロット7a,8a内に装着される2つの永久磁石9,9は同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット7a,7a、および、8a,8aに装着される永久磁石9の対同士は磁極の向きが逆向きになるように設定されている。即ち、各回転子5,6においては、外周側がN極とされた永久磁石9の対と、S極とされた永久磁石9の対が円周方向に交互に並んで配置されている。なお、各回転子5,6の外周面の隣接する磁石装着スロット7a,7a、および、8a,8aの各間には、永久磁石9の磁束の流れを制御するための切欠き部10が回転子5,6の軸方向に沿って形成されている。   The outer rotor 5 and the inner rotor 6 are formed by, for example, sintered rotor cores 7 and 8 made of sintered metal, and are biased toward the outer periphery of the rotor cores 7 and 8. A plurality of magnet mounting slots 7a, 8a are formed at equal intervals in the circumferential direction. In each of the magnet mounting slots 7a and 8a, two flat plate-like permanent magnets 9 and 9 magnetized in the thickness direction are mounted in parallel. Two permanent magnets 9, 9 mounted in the same magnet mounting slot 7a, 8a are magnetized in the same direction, and a pair of permanent magnets 9 mounted in each adjacent magnet mounting slot 7a, 7a and 8a, 8a. The magnetic poles are set so that the directions of the magnetic poles are opposite to each other. That is, in each of the rotors 5 and 6, a pair of permanent magnets 9 whose outer peripheral side is an N pole and a pair of permanent magnets 9 that are an S pole are alternately arranged in the circumferential direction. A notch 10 for controlling the flow of magnetic flux of the permanent magnet 9 rotates between the adjacent magnet mounting slots 7a, 7a and 8a, 8a on the outer peripheral surfaces of the rotors 5, 6. It is formed along the axial direction of the children 5 and 6.

外周側回転子5と内周側回転子6の磁石装着スロット7a,8aは夫々同数設けられ、両回転子5,6の永久磁石9…が夫々1対1で対応するようになっている。したがって、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに同極同士で対向させる(異極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も弱められる弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)を得ることができるとともに、外周側回転子5と内周側回転子6の各磁石装着スロット7a,8a内の永久磁石9の対を互いに異極同士で対向させる(同極配置にする)ことにより、回転子ユニット3全体の界磁が最も強められる強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)を得ることができる。   The same number of magnet mounting slots 7a, 8a of the outer rotor 5 and inner rotor 6 are provided, and the permanent magnets 9 of the rotors 5, 6 correspond to each other on a one-to-one basis. Therefore, by making the pair of permanent magnets 9 in each of the magnet mounting slots 7a and 8a of the outer peripheral rotor 5 and the inner peripheral rotor 6 face each other with the same polarity (with different polar arrangement), the rotor unit 3 is able to obtain a field weakening state (see FIGS. 4 and 5B) in which the field of the entire field is most weakened, and the magnet mounting slots 7a of the outer peripheral rotor 5 and the inner peripheral rotor 6. , 8a, the pair of permanent magnets 9 are opposed to each other with different polarities (with the same polarity arrangement), so that the field of the entire rotor unit 3 is most strongly strengthened (see FIGS. 2 and 5). (See (a)) can be obtained.

また、回転子ユニット3は、外周側回転子5と内周側回転子6を相対回動させるための回動機構11を備えている。この回動機構11は、両回転子5,6の相対位相を任意に変更するための位相変更手段12の一部を構成するものであり、非圧縮性の作動流体である作動油の圧力によって操作されるようになっている。位相変更手段12は、上記の回動機構11と、この回動機構11に供給する作動油の圧力を制御する図7に示す油圧制御装置13と、を主要な要素として構成されている。   The rotor unit 3 includes a rotation mechanism 11 for relatively rotating the outer peripheral rotor 5 and the inner peripheral rotor 6. The rotating mechanism 11 constitutes a part of phase changing means 12 for arbitrarily changing the relative phase of the two rotors 5 and 6, and is based on the pressure of hydraulic oil that is an incompressible hydraulic fluid. It is designed to be operated. The phase changing means 12 is composed mainly of the turning mechanism 11 and the hydraulic control device 13 shown in FIG. 7 for controlling the pressure of the hydraulic oil supplied to the turning mechanism 11.

回動機構11は、図1〜図4に示すように回転軸4の外周に一体回転可能にスプライン嵌合されるベーンロータ14(第1部材)と、ベーンロータ14の外周側に相対回動可能に配置される環状ハウジング15(第2部材)とを備え、この環状ハウジング15が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、ベーンロータ14が、環状ハウジング15と内周側回転子6の両側の側端部を跨ぐ円板状の一対のドライブプレート16,16(第1部材)を介して外周側回転子5に一体に結合されている。したがって、ベーンロータ14は回転軸4と外周側回転子5に一体化され、環状ハウジング15は内周側回転子6に一体化されている。   As shown in FIGS. 1 to 4, the rotation mechanism 11 can be relatively rotated on the outer peripheral side of the vane rotor 14 and the vane rotor 14 (first member) that is spline-fitted to the outer periphery of the rotary shaft 4 so as to be integrally rotatable. An annular housing 15 (second member) disposed, and the annular housing 15 is integrally fitted and fixed to the inner peripheral surface of the inner rotor 6, and the vane rotor 14 is connected to the inner periphery of the annular housing 15. The outer rotor 5 is integrally coupled to the outer rotor 5 via a pair of disk-like drive plates 16 and 16 (first member) straddling the side end portions on both sides of the side rotor 6. Therefore, the vane rotor 14 is integrated with the rotary shaft 4 and the outer peripheral rotor 5, and the annular housing 15 is integrated with the inner peripheral rotor 6.

ベーンロータ14は、回転軸4にスプライン嵌合される円筒状のボス部17の外周に、径方向外側に突出する複数のベーン18が円周方向等間隔に設けられている。一方、環状ハウジング15は、内周面に円周方向等間隔に複数の凹部19が設けられ、この各凹部19にベーンロータ14の対応するベーン18が収容配置されるようになっている。各凹部19は、ベーン18の先端部の回転軌道にほぼ合致する円弧面を有する底壁20と、隣接する凹部19,19同士を隔成する略三角形状の仕切壁21によって構成され、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動時に、ベーン18が一方の仕切壁21と他方の仕切壁21の間を変位し得るようになっている。この実施形態の場合、仕切壁21はベーン18と当接することにより、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動を規制するストッパとしても機能する。なお、各ベーン18の先端部と仕切壁21の先端部には、軸方向に沿うようにシール部材22が設けられ、これらのシール部材22によってベーン18と凹部19の底壁20、仕切壁21とボス部17の外周面の各間が液密にシールされている。   In the vane rotor 14, a plurality of vanes 18 projecting radially outward are provided at equal intervals in the circumferential direction on the outer periphery of a cylindrical boss portion 17 that is spline-fitted to the rotary shaft 4. On the other hand, the annular housing 15 is provided with a plurality of concave portions 19 on the inner peripheral surface at equal intervals in the circumferential direction, and the corresponding vanes 18 of the vane rotor 14 are accommodated in the concave portions 19. Each recess 19 is constituted by a bottom wall 20 having an arc surface that substantially matches the rotational trajectory of the tip of the vane 18 and a substantially triangular partition wall 21 that separates the adjacent recesses 19, 19. The vane 18 can be displaced between the one partition wall 21 and the other partition wall 21 during relative rotation of the annular housing 15. In the case of this embodiment, the partition wall 21 also functions as a stopper that restricts the relative rotation of the vane rotor 14 and the annular housing 15 by contacting the vane 18. A seal member 22 is provided along the axial direction at the tip of each vane 18 and the tip of the partition wall 21, and the vane 18, the bottom wall 20 of the recess 19, and the partition wall 21 are provided by these seal members 22. And the outer peripheral surface of the boss portion 17 are liquid-tightly sealed.

また、内周側回転子6に固定される環状ハウジング15のベース部15aは一定厚みの円筒状に形成されるとともに、図1に示すように内周側回転子6や仕切壁21に対して軸方向外側に突出している。このベース部15aの外側に突出した各端部は、ドライブプレート16に形成された環状のガイド溝16aに摺動自在に保持され、環状ハウジング15と内周側回転子6が、外周側回転子5や回転軸4にフローティング状態で支持されるようになっている。   Further, the base portion 15a of the annular housing 15 fixed to the inner peripheral rotor 6 is formed in a cylindrical shape having a constant thickness, and is also provided with respect to the inner peripheral rotor 6 and the partition wall 21 as shown in FIG. Projects outward in the axial direction. Each end projecting outward of the base portion 15a is slidably held in an annular guide groove 16a formed in the drive plate 16, and the annular housing 15 and the inner peripheral rotor 6 are connected to the outer peripheral rotor. 5 and the rotating shaft 4 are supported in a floating state.

外周側回転子5とベーンロータ14を連結する両側のドライブプレート16,16は、環状ハウジング15の両側面(軸方向の両端面)に摺動自在に密接し、環状ハウジング15の各凹部19の側方を夫々閉塞する。したがって、各凹部19は、ベーンロータ14のボス部17と両側のドライブプレート16,16によって夫々独立した空間部を形成し、この空間部は、作動油が導入される導入空間23となっている。各導入空間23内は、ベーンロータ14の対応する各ベーン18によって夫々2室に隔成され、一方の部屋が位相制御室24、他方の部屋が反力制御室25とされている。位相制御室24は、内部に導入される作動油によって内周側回転子6と外周側回転子5に進角方向または遅角方向の位相操作力を付与し、反力制御室25は、内部に導入される作動油によって位相操作力に抗する反力を発生する。
なお、この実施形態の説明においては、「進角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、図2,図4中の矢印Rで示す電動機1の回転方向に進めることを言い、「遅角」とは、内周側回転子6を外周側回転子5に対して、電動機1の回転方向Rと逆側に進めることを言うものとする。
The drive plates 16 and 16 on both sides connecting the outer rotor 5 and the vane rotor 14 are slidably in close contact with both side surfaces (both end surfaces in the axial direction) of the annular housing 15, and the side of each recess 19 of the annular housing 15. Respectively. Therefore, each recessed part 19 forms the independent space part by the boss | hub part 17 of the vane rotor 14, and the drive plates 16 and 16 of both sides, and this space part becomes the introduction space 23 in which hydraulic fluid is introduce | transduced. Each introduction space 23 is divided into two chambers by the corresponding vanes 18 of the vane rotor 14, one of which is a phase control chamber 24 and the other of which is a reaction force control chamber 25. The phase control chamber 24 applies a phase operation force in the advance angle direction or the retard angle direction to the inner circumferential side rotor 6 and the outer circumferential side rotor 5 by hydraulic oil introduced into the interior, and the reaction force control chamber 25 The reaction oil that resists the phase operation force is generated by the hydraulic oil introduced into the tank.
In the description of this embodiment, “advance” refers to the rotation direction of the electric motor 1 indicated by the arrow R in FIGS. 2 and 4 with respect to the inner rotor 6 relative to the outer rotor 5. The term “retarding” means that the inner circumferential side rotor 6 is advanced with respect to the outer circumferential side rotor 5 in the direction opposite to the rotation direction R of the electric motor 1.

また、各位相制御室24と反力制御室25に対する作動油の給排は回転軸4を通して行われるようになっている。具体的には、位相制御室24は、図7に示す油圧制御装置13の位相制御側給排通路26に接続され、反力制御室25は同油圧制御装置13の反力制御側給排通路27に接続されているが、位相制御側給排通路26と反力制御側給排通路27の一部は、図1に示すように、夫々回転軸4に軸方向に沿って形成させた通路孔26a,27aによって構成されている。そして、各通路孔26a,27aの端部は、回転軸4の外周面の軸方向にオフセットした2位置に形成された環状溝26bと環状溝27bに夫々接続され、その各環状溝26b,27bは、ベーンロータ14のボス部17に略半径方向に沿って形成された複数の導通孔26c…,27c…に接続されている。位相制御側給排通路26の各導通孔26cは環状溝26bと各位相制御側作動室24とを接続し、反力制御側給排通路27の各導通孔27cは環状溝27bと各反力制御室25とを接続している。   The hydraulic oil is supplied to and discharged from the phase control chambers 24 and the reaction force control chamber 25 through the rotary shaft 4. Specifically, the phase control chamber 24 is connected to the phase control side supply / discharge passage 26 of the hydraulic control device 13 shown in FIG. 7, and the reaction force control chamber 25 is the reaction force control side supply / discharge passage of the hydraulic control device 13. 27, the phase control side supply / exhaust passage 26 and a part of the reaction force control side supply / exhaust passage 27 are respectively formed on the rotary shaft 4 along the axial direction as shown in FIG. It is comprised by the holes 26a and 27a. The end portions of the passage holes 26a and 27a are respectively connected to an annular groove 26b and an annular groove 27b formed at two positions offset in the axial direction of the outer peripheral surface of the rotary shaft 4, and the respective annular grooves 26b and 27b. Are connected to a plurality of conduction holes 26c... 27c formed in the boss portion 17 of the vane rotor 14 along the substantially radial direction. Each conduction hole 26c of the phase control side supply / discharge passage 26 connects the annular groove 26b and each phase control side working chamber 24, and each conduction hole 27c of the reaction force control side supply / discharge passage 27 connects to the annular groove 27b and each reaction force. The control room 25 is connected.

ところで、この実施形態の電動機1の場合、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最遅角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が異極同士で対向して強め界磁の状態(図2,図5(a)参照)になり、内周側回転子6が外周側回転子5に対して最進角位置にあるときに、外周側回転子5と内周側回転子6の永久磁石9が同極同士で対向して弱め界磁の状態(図4,図5(b)参照)になるように設定されている。
なお、この電動機1は、位相制御室24に対する作動油の給排制御によって、強め界磁の状態と弱め界磁の状態を任意に変更し得るものであるが、こうして磁界の強さが変更されると、それに伴って誘起電圧定数が変化し、その結果、電動機1の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数が大きくなると、電動機1として運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に、弱め界磁によって誘起電圧定数が小さくなると、電動機1の出力可能な最大トルクは減少するものの、運転可能な許容回転速度は上昇する。
By the way, in the case of the electric motor 1 of this embodiment, when the inner circumferential rotor 6 is at the most retarded position with respect to the outer circumferential rotor 5, the permanent magnets of the outer circumferential rotor 5 and the inner circumferential rotor 6 are used. When 9 is opposed to the opposite poles and is in a strong field state (see FIGS. 2 and 5A), the inner rotor 6 is in the most advanced position with respect to the outer rotor 5. In addition, the permanent magnets 9 of the outer peripheral rotor 5 and the inner peripheral rotor 6 are set so as to face each other with the same poles to form a field weakening state (see FIGS. 4 and 5B). .
The electric motor 1 can arbitrarily change the state of the strong field and the state of the weak field by the supply / discharge control of the hydraulic oil with respect to the phase control chamber 24. In this way, the strength of the magnetic field is changed. Then, the induced voltage constant changes accordingly, and as a result, the characteristics of the electric motor 1 are changed. That is, when the induced voltage constant increases due to the strong field, the allowable rotational speed at which the motor 1 can be operated decreases, but the maximum torque that can be output increases. Conversely, when the induced voltage constant decreases due to the weak field, Although the maximum torque that can be output from the electric motor 1 decreases, the allowable rotational speed at which the motor 1 can operate increases.

一方、油圧制御装置13は、図7に示すように、オイルタンク(図示せず)から作動油を吸い上げて通路に吐出するオイルポンプ32(流体供給源)と、オイルポンプ32と位相制御側給排通路26を接続する通路に介装されて位相制御室24に供給する作動油の圧力を制御する位相制御用電磁弁34と、オイルポンプ32と反力制御側給排通路27を接続する通路に介装されて反力制御室25に供給する作動油の圧力を制御する反力制御用電磁弁35と、両電磁弁34,35の操作によって位相制御室24と反力制御室25に導入する作動油の圧力を制御する位相コントローラ36(制御手段)と、を備え、位相コントローラ36には電動機コントローラ40が接続されて信号の授受が行われるようになっている。   On the other hand, as shown in FIG. 7, the hydraulic control device 13 includes an oil pump 32 (fluid supply source) that draws hydraulic oil from an oil tank (not shown) and discharges it to the passage, and the oil pump 32 and the phase control side supply. A phase control electromagnetic valve 34 that controls the pressure of hydraulic oil supplied to the phase control chamber 24 and is connected to a passage connecting the exhaust passage 26, and a passage connecting the oil pump 32 and the reaction force control side supply / discharge passage 27. Is installed in the phase control chamber 24 and the reaction force control chamber 25 by operation of both the solenoid valves 34 and 35, and a reaction force control solenoid valve 35 for controlling the pressure of hydraulic oil supplied to the reaction force control chamber 25. And a phase controller 36 (control means) for controlling the pressure of the operating oil. A motor controller 40 is connected to the phase controller 36 to exchange signals.

ここで、図6に示す電動機コントローラ40の構成について説明する。   Here, the configuration of the motor controller 40 shown in FIG. 6 will be described.

電動機コントローラ40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およびq軸電流指令Iqcを演算し、d軸電流指令Idcおよび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PDU41にゲート信号であるPWM信号を出力するとともに、実際にPDU41から電動機1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およびq軸電流Iqと、d軸電流指令Idcおよびq軸電流指令Iqcとの各偏差がゼロとなるように電流制御を行う。   The motor controller 40 performs feedback control of current on the dq coordinates that form the rotation orthogonal coordinates. For example, the d-axis current is based on the torque command Tq set according to the accelerator opening degree related to the accelerator operation of the driver. The command Idc and the q-axis current command Iqc are calculated, and the respective phase output voltages Vu, Vv, Vw are calculated based on the d-axis current command Idc and the q-axis current command Iqc, and according to the respective phase output voltages Vu, Vv, Vw The PWM signal, which is a gate signal, is output to the PDU 41, and any two phase currents Iu, Iv, Iw actually supplied from the PDU 41 to the electric motor 1 are converted into currents on the dq coordinate. The current control is performed so that each deviation between the d-axis current Id and the q-axis current Iq and the d-axis current command Idc and the q-axis current command Iqc becomes zero.

また、この電動機コントローラ40は、トルク指令Tq等の要求指令に応じて電動機1で必要とする誘起電圧定数Kecを演算し、その結果を位相コントローラ36で目標位相角ωの決定するのに利用できるように同コントローラ36に出力すると同時に、位相コントローラ36で位相変更完了までの目標時間Tを決定するための信号を同コントローラ36に出力する。 The electric motor controller 40 calculates an induced voltage constant Kec required by the electric motor 1 in response to a request command such as a torque command Tq, and uses the result for determining the target phase angle ω t by the phase controller 36. At the same time, the signal is output to the controller 36 so that the phase controller 36 can output a signal for determining the target time T t until the phase change is completed.

電動機コントローラ40は、具体的には、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、誘起電圧定数指令出力部61と、誘起電圧定数算出部62と、を備えている。   Specifically, the motor controller 40 includes a target current setting unit 51, a current deviation calculation unit 52, a field control unit 53, a power control unit 54, a current control unit 55, a dq-3 phase conversion unit 56, A PWM signal generation unit 57, a filter processing unit 58, a three-phase-dq conversion unit 59, a rotation speed calculation unit 60, an induced voltage constant command output unit 61, and an induced voltage constant calculation unit 62 are provided. .

そして、電動機コントローラ40には、PDU41から電動機1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42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、電動機1の回転子ユニット3の回転角θM(つまり、所定の基準回転位置からの回転子ユニット3の磁極の回転角度)を検出するレゾルバ73(回転センサ)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Tq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とが入力される。   The motor controller 40 includes current sensors 71 that detect the two-phase U-phase current Iu and the W-phase current Iw among the three-phase currents Iu, Iv, and Iw output from the PDU 41 to the motor 1. The detection signals Ius and Iws output from the 71, the detection signal output from the voltage sensor 72 that detects the terminal voltage (power supply voltage) VB of the battery 42, and the rotation angle θM of the rotor unit 3 of the electric motor 1 (that is, , A detection signal output from a resolver 73 (rotation sensor) that detects a rotation angle of the magnetic pole of the rotor unit 3 from a predetermined reference rotation position, and a torque command Tq output from an external control device (not shown). And a shift command that is a control command for the transmission gear ratio of the transmission T / M.

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Tq(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電動機1に発生させるための指令値)と、回転数演算部60から入力される電動機1の回転数NMと、誘起電圧定数Keとに基づき、PDU41から電動機1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およびq軸目標電流Iqcとして電流偏差算出部52へ出力される。
この回転直交座標をなすdq座標は、例えば回転子ユニット3の永久磁石9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、電動機1の回転位相に同期して回転している。これにより、PDU41から電動機1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。
The target current setting unit 51 is, for example, for causing the electric motor 1 to generate a torque command Tq (for example, a torque required according to the amount by which the driver depresses the accelerator pedal) input from an external control device (not shown). ), The rotational speed NM of the electric motor 1 input from the rotational speed calculation unit 60, and the induced voltage constant Ke, each phase current Iu, Iv, Iw supplied from the PDU 41 to the electric motor 1 is specified. The current command is output to the current deviation calculation unit 52 as the d-axis target current Idc and the q-axis target current Iqc on the rotating orthogonal coordinates.
The dq coordinates forming the rotation orthogonal coordinates are, for example, the field magnetic flux direction of the permanent magnet 9 of the rotor unit 3 as a d axis (field axis), and the direction orthogonal to the d axis as a q axis (torque axis). And is rotating in synchronization with the rotation phase of the electric motor 1. As a result, the d-axis target current Idc and the q-axis target current Iqc, which are DC signals, are given as current commands for the AC signal supplied from the PDU 41 to each phase of the electric motor 1.

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52bとを備えて構成されている。
なお、界磁制御部53は、例えば電動機1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。
The current deviation calculation unit 52 includes a d-axis current deviation calculation unit 52a that calculates a deviation ΔId between the d-axis target current Idc input with the d-axis correction current input from the field control unit 53 and the d-axis current Id, The q-axis target current Iqc to which the q-axis correction current input from the control unit 54 is added, and a q-axis current deviation calculation unit 52b that calculates a deviation ΔIq from the q-axis current Iq are configured.
The field control unit 53 performs field weakening control that controls the current phase so as to weaken the field amount of the rotor 23 equivalently in order to suppress an increase in the counter electromotive voltage accompanying an increase in the rotational speed NM of the electric motor 1, for example. The target value for the field weakening current is output as the d-axis correction current.
Further, the power control unit 54 outputs a q-axis correction current for correcting the q-axis target current Iqc according to appropriate power control according to, for example, the remaining capacity of the battery 18.

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。   The current control unit 55 controls and amplifies the deviation ΔId to calculate the d-axis voltage command value Vd by, for example, a PI (proportional integration) operation according to the motor rotational speed NM, and controls and amplifies the deviation ΔIq to thereby q-axis voltage command. The value Vq is calculated.

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、V相出力電圧VvおよびW相出力電圧Vwに変換する。   The dq-3 phase conversion unit 56 uses the rotor rotation angle θM input from the rotation speed calculation unit 60 to convert the d-axis voltage command value Vd and the q-axis voltage command value Vq on the dq coordinate in a stationary coordinate. It is converted into a U-phase output voltage Vu, a V-phase output voltage Vv and a W-phase output voltage Vw which are voltage command values on a certain three-phase AC coordinate.

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。   For example, the PWM signal generation unit 57 turns on each switching element of the PWM inverter of the PDU 13 by pulse width modulation based on each phase output voltage Vu, Vv, Vw of a sine wave, a carrier signal composed of a triangular wave, and a switching frequency. A gate signal (that is, a PWM signal) that is a switching command including each pulse to be driven off / off is generated.

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。   The filter processing unit 58 performs filter processing such as removal of high-frequency components on the detection signals Ius and Iws for the phase currents detected by the current sensors 71 and 71 to obtain the phase currents Iu and Iw as physical quantities. Extract.

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から入力される回転子ユニット3の回転角θMとにより、電動機1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。   The three-phase-dq conversion unit 59 uses the phase currents Iu and Iw extracted by the filter processing unit 58 and the rotation angle θM of the rotor unit 3 input from the rotation number calculation unit 60 to rotate the rotation phase of the electric motor 1. The d-axis current Id and the q-axis current Iq on the rotation coordinates by dq, that is, the dq coordinates are calculated.

回転数演算部60は、レゾルバ73から出力される検出信号から電動機1の回転子ユニット3の回転角θMを抽出するとともに、この回転角θMに基づき、電動機1の回転数NMを算出する。   The rotation speed calculation unit 60 extracts the rotation angle θM of the rotor unit 3 of the electric motor 1 from the detection signal output from the resolver 73, and calculates the rotation speed NM of the electric motor 1 based on the rotation angle θM.

誘起電圧定数指令出力部61は、例えばトルク指令Tqと、電動機1の回転数NMと、変速指令Vdcとに基づいて誘起電圧定数指令値Kecを位相コントローラ36に出力する。   The induced voltage constant command output unit 61 outputs an induced voltage constant command value Kec to the phase controller 36 based on, for example, the torque command Tq, the rotational speed NM of the electric motor 1, and the shift command Vdc.

つづいて、位相コントローラ36について説明する。
この位相コントローラ36は、電動機コントローラ40の誘起電圧定数指令出力部61から誘起電圧定数Kecの出力指令を受け、その指令を基にして目標位相角ωを決定するとともに、電動機コントローラ40を経由して入力される情報(バッテリ電圧、電動機回転数、トルク指令等)を基にして位相変更完了までの目標時間Tを決定する。
Next, the phase controller 36 will be described.
The phase controller 36 receives the output command of the induced voltage constant Kec from the induced voltage constant command output portion 61 of the motor controller 40, and determines the target phase angle omega t based on the command, via the motor controller 40 The target time T t until the completion of the phase change is determined based on the information (battery voltage, motor rotation speed, torque command, etc.) input.

位相コントローラ36は、目標位相角が得られるように位相制御室24の供給圧(位相制御圧)を制御し、その一方で反力制御室25の供給圧(反力制御圧)を制御する(図7および図8のイメージ図参照)。
位相制御圧については、最小位相角位置(ωMIN)と最大位相角位置(ωMAX)の間で位相角の増大に略比例して圧力が増大するように制御を行い(図9中の位相制御圧特性図C参照)、反力制御圧については、位相角がほぼ中間の位相角位置を超えて最大位相角位置(ωMAX)に向かって変化するときに圧力が略比例的に急激に立ち上がるように制御する(図9中の反力制御圧特性図D参照)。
The phase controller 36 controls the supply pressure (phase control pressure) of the phase control chamber 24 so as to obtain the target phase angle, while controlling the supply pressure (reaction force control pressure) of the reaction force control chamber 25 ( (See the image diagrams in FIGS. 7 and 8).
The phase control pressure is controlled so that the pressure increases approximately in proportion to the increase of the phase angle between the minimum phase angle position (ω MIN ) and the maximum phase angle position (ω MAX ) (the phase in FIG. 9). As for the reaction pressure control pressure, when the phase angle exceeds the intermediate phase angle position and changes toward the maximum phase angle position (ω MAX ), the pressure increases substantially proportionally. Control is performed so as to stand up (see reaction force control pressure characteristic diagram D in FIG. 9).

内周側回転子6と外周側回転子5に作用する反力制御圧による力は、図9中のBの特性図で示す永久磁石9の磁気反力と合成され、全体として図9中のAの比例的な反力特性(内周側回転子6と外周側回転子5の相対的な位相の増加に対して反力の合力が単調増加する反力特性)が得られるようになっている。このため、位相制御用電磁弁34の電流制御によって位相制御室24の圧力を増大させていくと、位相角の増加とともに全体の反力が略比例的に増加し、この反力と位相制御圧がバランスした時点で位相角の移動が停止する。 The force by the reaction force control pressure acting on the inner circumferential rotor 6 and the outer circumferential rotor 5 is combined with the magnetic reaction force of the permanent magnet 9 shown in the characteristic diagram of B in FIG. A proportional reaction force characteristic of A ( reaction force characteristic in which the resultant force of the reaction force monotonously increases with an increase in the relative phase of the inner rotor 6 and the outer rotor 5) can be obtained. Yes. For this reason, when the pressure in the phase control chamber 24 is increased by current control of the phase control solenoid valve 34, the overall reaction force increases approximately proportionally with the increase in the phase angle, and this reaction force and the phase control pressure are increased. When the balance is reached, the phase angle stops moving.

位相コントローラ36では、図15に示すような位相制御用のI−Pマップおよびω−Pマップと、反力制御用のI−Pマップおよびω−Pマップがメモリに記憶されている。これらのマップは、後述する電磁弁34,35の制御において参照される。
−Pマップは、位相制御用電磁弁34に加える電流と位相制御室24の圧力の対応関係を示すマップであり、I−Pマップは、反力制御用電磁弁35に加える電流と反力制御室25の圧力の対応関係を示すマップである。また、ω−Pマップは、位相角と位相制御室24の圧力の対応関係を示すマップであり、ω−Pマップは、位相角と反力制御室25の圧力の対応関係を示すマップである。なお、ω−Pマップは、図9の位相制御圧特性図Cに対応し、ω−Pマップは、図9の反力制御圧特性図Dに対応している。
In the phase controller 36, the I 1 -P 1 map and ω-P 1 map for phase control as shown in FIG. 15 and the I 2 -P 2 map and ω-P 2 map for reaction force control are stored in the memory. Has been. These maps are referred to in the control of electromagnetic valves 34 and 35 described later.
The I 1 -P 1 map is a map showing the correspondence between the current applied to the phase control solenoid valve 34 and the pressure in the phase control chamber 24, and the I 2 -P 2 map is applied to the reaction force control solenoid valve 35. 4 is a map showing the correspondence between current and pressure in the reaction force control chamber 25. The ω-P 1 map is a map showing the correspondence between the phase angle and the pressure in the phase control chamber 24, and the ω-P 2 map is a map showing the correspondence between the phase angle and the pressure in the reaction force control chamber 25. It is. The ω-P 1 map corresponds to the phase control pressure characteristic diagram C of FIG. 9, and the ω-P 2 map corresponds to the reaction force control pressure characteristic diagram D of FIG.

以下、位相コントローラ36による電磁弁34,35の電流制御を、図10〜図14のフローチャートにしたがって説明する。   Hereinafter, the current control of the electromagnetic valves 34 and 35 by the phase controller 36 will be described with reference to the flowcharts of FIGS.

まず、図10のステップS101においては、制御フラグαが1であるか(制御が進行中であるか)どうかの判定を行い、αが1のときにはステップS110に進み、αが1でないときにはステップS102へと進む。ステップS102においては、目標位相角ωと目標時間Tを決定し、その後にステップ103に進んで位相角初期値ωの算出処理を行う。 First, in step S101 of FIG. 10, it is determined whether or not the control flag α is 1 (control is in progress). If α is 1, the process proceeds to step S110, and if α is not 1, the process proceeds to step S102. Proceed to In step S102, the target phase angle ω t and the target time T t are determined, and then the process proceeds to step 103 to perform the calculation process of the phase angle initial value ω 0 .

位相角初期値ωの算出は、図11のステップS201において、位相制御用電磁弁34に対する現在の通電電流値Iの読み込みを行い、つづくステップS202で、I−Pマップを参照して電流値Iに対応する位相制御室24の圧力Pを求め、さらにその圧力Pに対応する位相角(位相角初期値ω)を、ω−Pマップを参照して求める。 The phase angle initial value ω 0 is calculated by reading the current energization current value I for the phase control solenoid valve 34 in step S201 in FIG. 11, and referring to the I 1 -P 1 map in step S202. obtains the pressure P 1 of the phase control chamber 24 corresponding to the current value I, further the phase angle corresponding to the pressure P 1 (phase angle initial value omega 0), determined with reference to the omega-P 1 maps.

こうして位相角初期値ωを求めた後には、ステップS104において、目標位相角ωと位相角初期値ωの差を目標時間で割って単位時間当たりの位相角変化量Δωを求め、つづく、ステップS105において、次回目標位相角ωを、位相角初期値ωに位相角変化量Δωを加算して求め、その値を次回目標位相角ωとして設定する。この後ステップS106に進んで、位相制御用電磁弁34の目標電流値Iの算出とその出力を行うとともに、ステップS107において、反力制御用電磁弁35の目標電流値Iの算出とその出力を行う。 After obtaining the phase angle initial value ω 0 in this way, in step S104, the difference between the target phase angle ω t and the phase angle initial value ω 0 is divided by the target time to obtain a phase angle change amount Δω t per unit time. Subsequently, in step S105, the next target phase angle ω 2 is obtained by adding the phase angle change amount Δω t to the initial phase angle value ω 0 , and the value is set as the next target phase angle ω 2 . Proceeds thereafter to step S106, calculation of the target current value I 1 of the phase control solenoid valve 34 and performs output, in step S107, calculation of the target current value I 2 of the reaction force control solenoid valve 35 and its Output.

目標電流値Iの算出処理は、図12のステップS211において、ω−Pマップを参照して次回目標位相角ωに対応する位相制御室24の圧力Pを求め、さらにステップS212で、その圧力Pに対応する位相制御用電磁弁34の制御電流値IをI−Pマップを参照して求め、その電流値Iの出力指令を、ステップS213において位相制御用電磁弁34に出力する。 Calculation of the target current value I 1 in step S211 of FIG. 12, obtains the pressure P 1 of the phase control chamber 24 corresponding to the next target phase angle omega 2 with reference to the omega-P 1 maps, further in step S212 The control current value I 1 of the phase control solenoid valve 34 corresponding to the pressure P 1 is obtained with reference to the I 1 -P 1 map, and an output command for the current value I 1 is obtained in step S 213. Output to valve 34.

目標電流値Iの算出処理は、図13のステップS221において、ω−Pマップを参照して次回目標位相角ωに対応する反力制御室25の圧力Pを求め、さらにステップS222で、その圧力Pに対応する反力制御用電磁弁35の制御電流値IをI−Pマップを参照して求め、その電流値Iの出力指令を、ステップS223において反力制御用電磁弁35に出力する。 Calculation of the target current value I 2 is determined in step S221 of FIG. 13, the pressure P 2 of the reaction force control chamber 25 corresponding to the next target phase angle omega 2 with reference to the omega-P 2 map, further step S222 Thus, the control current value I 2 of the reaction force control solenoid valve 35 corresponding to the pressure P 2 is obtained with reference to the I 2 -P 2 map, and an output command of the current value I 2 is obtained in step S223. Output to the control solenoid valve 35.

また、図10のステップS107の処理の後にはステップS108に進んで制御フラグαを1にし、その後にステップS110に進んで現在位相角ωの算出処理を行う。 In addition, after the process of step S107 in FIG. 10, the process proceeds to step S108 to set the control flag α to 1, and then the process proceeds to step S110 to calculate the current phase angle ω 1 .

現在位相角ωの算出処理は、図14のステップS231において、位相制御用電磁弁34の現在の通電電流値Iを読み込み、つづくステップS232で、I−Pマップを参照して電流値Iに対応する位相制御室24の圧力Pを求め、さらにω−Pマップを参照してその圧力Pに対応する位相角(現在位相角ω)を求める。 Calculation of the current phase angle omega 1 in step S231 of FIG. 14, reads the current flowing current value I of the phase control solenoid valve 34, subsequent Step S232, the current value with reference to the I 1 -P 1 Map It obtains the pressure P 1 of the phase control chamber 24 corresponding to the I, obtains the phase angle corresponding to the pressure P 1 (current phase angle omega 1) with further reference to omega-P 1 maps.

こうして現在位相角ωを算出した後には、ステップS111において、現在位相角ωと目標位相角ωが一致するかどうかを判断し、一致する場合には、ステップS113に進んで制御フラグαを0にしてリターンし、一致しない場合にはステップS112に進む。
ステップS112においては、現在位相角ωと次回目標位相角ωが一致するかどうかを判断し、一致しない場合にはそのままリターンし、一致する場合には、ステップS114に進んで次回目標位相角ωを再設定する。ここでは、現在位相角ωに位相角変化量Δωを加算して、その値を新たな次回目標位相角ωとして再設定する。
この後ステップS115に進んで、位相制御用電磁弁34の目標電流値Iの算出処理と電流の出力を行うとともに、ステップS116において、反力制御用電磁弁35の目標電流値Iの算出処理と電流の出力を行う。このステップS115とS116の処理は、夫々ステップS106とS107で行われる処理と同様である。
After calculating the current phase angle ω 1 in this way, in step S111, it is determined whether or not the current phase angle ω 1 and the target phase angle ω t match. If they match, the process proceeds to step S113 and the control flag α Is set to 0 and the process returns. If they do not match, the process proceeds to step S112.
In step S112, it is determined whether or not the current phase angle ω 1 and the next target phase angle ω 2 are the same, as it is return if it does not match, if there is a match, the next target phase angle proceeds to step S114 to re-set the ω 2. Here, the phase angle change amount Δω t is added to the current phase angle ω 1 , and the value is reset as the new next target phase angle ω 2 .
Proceeds to step S115 thereafter, performs output calculation process and the current of the target current value I 1 of the phase control solenoid valve 34, in step S116, calculation of the target current value I 2 of the reaction force control solenoid valve 35 Process and output current. The processes in steps S115 and S116 are the same as the processes performed in steps S106 and S107, respectively.

したがって、以上のように両電磁弁34,35が制御されると、永久磁石9の磁気反力と反力制御圧による力が合成されて、位相角の操作が可能な全領域において略比例的な反力特性が得られるようになり、電動機1は所望の位相角に変更されることとなる(図16,図17参照)。   Therefore, when both the solenoid valves 34 and 35 are controlled as described above, the magnetic reaction force of the permanent magnet 9 and the force by the reaction force control pressure are combined, and are approximately proportional in the entire region where the phase angle can be manipulated. As a result, the motor 1 is changed to a desired phase angle (see FIGS. 16 and 17).

以上のように、この実施形態の電動機1においては、内周側回転子6と外周側回転子5の位相角を変更する位相変更手段12が油圧によって操作されるため、両回転子6,5の位相角を任意のタイミングで迅速に、かつ自由に変更することができる。
そして、この電動機1においては、位相制御室24に供給する圧力に対して位相角が1対1で決まるように反力制御室25の圧力が制御されるため、位相制御室24に対する供給圧の比較的簡単な制御によって位相角を任意の位置に正確に変位させることができる。
As described above, in the electric motor 1 of this embodiment, since the phase changing means 12 for changing the phase angle between the inner circumferential rotor 6 and the outer circumferential rotor 5 is operated by hydraulic pressure, both rotors 6, 5 Can be quickly and freely changed at an arbitrary timing.
In this electric motor 1, the pressure of the reaction force control chamber 25 is controlled so that the phase angle is determined in a one-to-one relationship with the pressure supplied to the phase control chamber 24. The phase angle can be accurately displaced to an arbitrary position by relatively simple control.

また、この電動機1で採用する位相制御方法においては、目標の位相角と現在の位相角を基にして両電磁弁34,35に通電する電流を逐次制御するようにしているため、位相制御の制御精度を高めることができる。   Further, in the phase control method employed in the electric motor 1, the current supplied to both solenoid valves 34 and 35 is sequentially controlled based on the target phase angle and the current phase angle. Control accuracy can be increased.

さらに、この実施形態においては、位相制御用電磁弁34の通電電流を基にして現在の位相角を求めるようにしているため、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動角を求めるためのセンサを設けなくて良い分、部品点数の削減と構造の簡素化が可能である。   Further, in this embodiment, since the current phase angle is obtained based on the energization current of the phase control solenoid valve 34, a sensor for obtaining the relative rotation angle between the vane rotor 14 and the annular housing 15 is provided. As a result, the number of parts can be reduced and the structure can be simplified.

勿論、ベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動角を求めるための専用のセンサを設け、そのセンサの検出値を基にして位相制御室24と反力制御室25の供給圧を制御するようにしても良い。この場合には、センサによってベーンロータ14と環状ハウジング15の相対回動角をより直接的に検出することができるため、位相角の制御精度をさらに高めることができる。   Of course, a dedicated sensor for obtaining the relative rotation angle between the vane rotor 14 and the annular housing 15 is provided, and the supply pressure of the phase control chamber 24 and the reaction force control chamber 25 is controlled based on the detection value of the sensor. May be. In this case, since the relative rotation angle between the vane rotor 14 and the annular housing 15 can be detected more directly by the sensor, the control accuracy of the phase angle can be further increased.

図18,図19は、この発明の第2の実施形態と第3の実施形態を夫々示すものである。
これらの実施形態の電動機1は、いずれも位相変更手段12の回動機構111,211の構成が第1の実施形態のものと異なっており、他の構成は第1の実施形態のものとほぼ同様とされている。したがって、第1の実施形態と同一部分には同一符号を付し、重複する部分については説明を省略するものとする。
18 and 19 show a second embodiment and a third embodiment of the present invention, respectively.
The electric motors 1 of these embodiments are different from those of the first embodiment in the configuration of the rotation mechanisms 111 and 211 of the phase changing means 12, and the other configurations are substantially the same as those in the first embodiment. The same is said. Accordingly, the same parts as those in the first embodiment are denoted by the same reference numerals, and the description of the overlapping parts is omitted.

図18に示す第2の実施形態の回動機構111は、回転軸4の外面に一体回転可能にスプライン嵌合されたボビン状の内筒部材112(第1部材)と、内筒部材112の外周側に配置された円筒状の外筒部材113(第2部材)とを備え、この外筒部材113が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内筒部材112の軸方向外側の両側壁112a,112aが、外筒部材113と内周側回転子6の両側の側端部を跨ぐ一対のドライブプレート114,114(第1部材)を介して外周側回転子5に一体に結合されている。この回動機構111の場合、内筒部材112は回転軸4と外周側回転子5に一体化され、外筒部材113は内周側回転子6に一体化されている。   The rotating mechanism 111 of the second embodiment shown in FIG. 18 includes a bobbin-shaped inner cylinder member 112 (first member) that is spline-fitted to the outer surface of the rotation shaft 4 so as to be integrally rotatable, and an inner cylinder member 112. A cylindrical outer cylinder member 113 (second member) disposed on the outer peripheral side, and the outer cylinder member 113 is integrally fitted and fixed to the inner peripheral surface of the inner peripheral side rotor 6. Both side walls 112a, 112a on the axially outer side of the member 112 are on the outer peripheral side through a pair of drive plates 114, 114 (first member) straddling the outer cylindrical member 113 and the side end portions on both sides of the inner peripheral side rotor 6. The rotor 5 is integrally connected. In the case of the rotating mechanism 111, the inner cylinder member 112 is integrated with the rotating shaft 4 and the outer rotor 5, and the outer cylinder member 113 is integrated with the inner rotor 6.

内筒部材112の両側壁112aの外周面には外筒部材113が摺動自在に嵌合され、内筒部材112と外筒部材113の間に、作動油が導入される円筒状の導入空間115が形成されている。外筒部材113の内周面の軸方向略中間位置には、径方向内側に突出する肉厚部113a(筒部)が形成され、この肉厚部113aの内周面と内筒部材112の軸部112bの略半部(図中左側領域)の外周面には夫々逆向きのヘリカルスプライン116,117が形成されている。そして、内筒部材112の軸部112aと外筒部材113の間には、両者の内周と外周の各ヘリカルスプライン117,116に係合されるリングギヤ118が介装されている。なお、リングギヤ118の内周面と外周面には内筒部材112と外筒部材113のヘリカルスプライン117,116に噛合されるヘリカルスプラインが形成されているが、これらのヘリカルスプラインは図中符号を省略するものとする。   A cylindrical introduction space into which the outer cylinder member 113 is slidably fitted to the outer peripheral surfaces of both side walls 112a of the inner cylinder member 112, and hydraulic oil is introduced between the inner cylinder member 112 and the outer cylinder member 113. 115 is formed. A thick portion 113a (cylindrical portion) protruding radially inward is formed at a substantially intermediate position in the axial direction of the inner peripheral surface of the outer cylindrical member 113. The inner peripheral surface of the thick portion 113a and the inner cylindrical member 112 Helical splines 116 and 117 having opposite directions are formed on the outer peripheral surface of a substantially half portion (left region in the drawing) of the shaft portion 112b. Between the shaft portion 112a of the inner cylinder member 112 and the outer cylinder member 113, a ring gear 118 that is engaged with the helical splines 117 and 116 on the inner periphery and outer periphery thereof is interposed. In addition, helical splines that mesh with the helical splines 117 and 116 of the inner cylindrical member 112 and the outer cylindrical member 113 are formed on the inner peripheral surface and the outer peripheral surface of the ring gear 118. These helical splines are denoted by the reference numerals in the figure. Shall be omitted.

また、リングギヤ118は一端が封止壁119で連結された二重円筒状に形成され、リングギヤ118の封止壁119のある側の外周壁の一端は筒状に延出し、その延出端には径方向外側に突出するフランジ部120が設けられている。このフランジ部120の外周面は、外筒部材113のヘリカルスプライン116の形成されていない略半部の内周面にシールリング121を介して摺動自在に嵌合されている。このリングギヤ118の一端の封止壁119からフランジ部120にかけては導入空間115内を前後2室に隔成するピストン122を構成し、こうしてピストン122で隔成された一方の部屋が位相制御室24、他方の部屋が反力制御動室25とされている。そして、位相制御室24と反力制御室25は、内筒部材112から回転軸4に亘って形成された位相制御側給排通路26と反力制御側給排通路27に夫々接続されている。位相制御側給排通路26と反力制御側給排通路27は第1の実施形態と同様の油圧制御装置(図示省略)に接続されている。   Further, the ring gear 118 is formed in a double cylindrical shape having one end connected by a sealing wall 119, and one end of the outer peripheral wall on the side where the sealing wall 119 of the ring gear 118 is extended to a cylindrical shape, Is provided with a flange 120 projecting radially outward. The outer peripheral surface of the flange portion 120 is slidably fitted to the inner peripheral surface of a substantially half portion of the outer cylinder member 113 where the helical spline 116 is not formed via a seal ring 121. A piston 122 that divides the inside of the introduction space 115 into two front and rear chambers is formed from the sealing wall 119 at one end of the ring gear 118 to the flange portion 120, and thus one chamber separated by the piston 122 is the phase control chamber 24. The other room is a reaction force control chamber 25. The phase control chamber 24 and the reaction force control chamber 25 are respectively connected to a phase control side supply / discharge passage 26 and a reaction force control side supply / discharge passage 27 formed from the inner cylinder member 112 to the rotating shaft 4. . The phase control side supply / discharge passage 26 and the reaction force control side supply / discharge passage 27 are connected to a hydraulic control device (not shown) similar to that of the first embodiment.

この実施形態の回動機能111の場合、位相角の変更に際しては、第1の実施形態と同様にして位相制御室24と反力制御室25の圧力が制御される。この各圧力制御については、重複する内容であるため説明を一部省略するものとする。この点に関しては第3の実施形態についても同様である。
位相制御室24に作動油が供給された場合には、ピストン122を含むリングギヤ118が導入空間115内を一方から他方に移動し、このとき、リングギヤ118にヘリカルスプライン117,116で係合される内筒部材112と外筒部材113が一方に相対回転して、内周側回転子6を外周側回転子5に対して進角側若しくは遅角側に回転させる。また、逆に、位相制御室24から作動油が排出された場合には、ピストン122を含むリングギヤ118が導入空間115内を他方から一方に移動し、同様にして内周側回転子6を外周側回転子5に対して遅角側若しくは進角側に回転させる。
In the case of the rotation function 111 of this embodiment, when the phase angle is changed, the pressure in the phase control chamber 24 and the reaction force control chamber 25 is controlled in the same manner as in the first embodiment. About each pressure control, since it is the content which overlaps, description shall be partially omitted. This also applies to the third embodiment.
When hydraulic oil is supplied to the phase control chamber 24, the ring gear 118 including the piston 122 moves from one to the other in the introduction space 115, and at this time, the ring gear 118 is engaged with the helical splines 117 and 116. The inner cylinder member 112 and the outer cylinder member 113 rotate relative to one side to rotate the inner circumferential side rotor 6 forward or backward with respect to the outer circumferential side rotor 5. Conversely, when hydraulic fluid is discharged from the phase control chamber 24, the ring gear 118 including the piston 122 moves from the other side to the other side in the introduction space 115, and the inner peripheral side rotor 6 is similarly moved to the outer periphery. The side rotor 5 is rotated toward the retard side or the advance side.

この回動機構111の場合、簡単な構造でありながら油圧制御装置によって制御された油圧によって内周側回転子5と外周側回転子6とを所望の位置に確実に相対回動させることができる。
なお、ここで説明した図9に示す実施形態においては、導入空間115を2室に隔成するピストン122がリングギヤ118と一体に形成されているが、ピストンとリングギヤは夫々別体で形成し、両者を連結部材で結合するようにしても良い。
In the case of the rotation mechanism 111, the inner rotor 5 and the outer rotor 6 can be reliably rotated relative to each other at a desired position by the hydraulic pressure controlled by the hydraulic control device, although having a simple structure. .
In the embodiment shown in FIG. 9 described here, the piston 122 that divides the introduction space 115 into two chambers is formed integrally with the ring gear 118, but the piston and the ring gear are formed separately from each other, You may make it couple | bond both by a connection member.

また、図19に示す第3の実施形態の回動機構211は、回転軸4の外面に一体回転可能にスプライン嵌合された内側ブロック212(第1部材)と、この内側ブロック212の外周側に配置される略筒状の外側ブロック213(第2部材)とを備え、この外側ブロック213が内周側回転子6の内周面に一体に嵌合固定されるとともに、内側ブロック212の軸方向の端部が、外側ブロック213と内周側回転子6の側端部を跨ぐ図示しないドライブプレート(第1部材)を介して外周側回転子5に一体に結合されている。この回動機構211の場合、内側ブロック212は回転軸4と外周側回転子5に一体化され、外側ブロック213は内周側回転子6に一体化されている。   Further, the rotation mechanism 211 of the third embodiment shown in FIG. 19 includes an inner block 212 (first member) that is spline-fitted to the outer surface of the rotating shaft 4 so as to be integrally rotatable, and an outer peripheral side of the inner block 212. A substantially cylindrical outer block 213 (second member) disposed on the inner block 212, and the outer block 213 is integrally fitted and fixed to the inner peripheral surface of the inner rotor 6 and the shaft of the inner block 212 is fixed. The end in the direction is integrally coupled to the outer rotor 5 via a drive plate (first member) (not shown) that straddles the outer block 213 and the side end of the inner rotor 6. In the case of this rotating mechanism 211, the inner block 212 is integrated with the rotating shaft 4 and the outer peripheral rotor 5, and the outer block 213 is integrated with the inner peripheral rotor 6.

内側ブロック212には、径方向外側に張り出す一対のアーム部212aが設けられ、この各アーム部212aの先端に、回転軸4を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に開口する第1のシリンダ214と第2のシリンダ215が形成されている。そして、両アーム部212aの第1のシリンダ214と第2のシリンダ215には第1のピストン216と第2のピストン217が進退自在に嵌合され、これらの各シリンダ214,215には対応するピストン216,217を進退作動させるための作動油が給排されるようになっている。第1のシリンダ214は電動機1の主回転方向に向かって開口して、第1のピストン216との間で位相制御室24を形成し、第2シリンダ215は主回転方向と逆向きに開口して、第2のピストン217との間で反力制御室25を形成している。そして、位相制御室24と反力制御室25は、内側ブロック212から回転軸4に亘って形成された給排通路を介して第1の実施形態と同様の油圧制御装置に接続されている。また、各ピストン216,217は頂部216a,217aが封止された略円筒状に形成され、頂部216a,217aの外側面が球面状に形成されている。   The inner block 212 is provided with a pair of arms 212a projecting outward in the radial direction, and the ends of the arms 212a are opposite to each other along the substantially tangential direction of the circumference around the rotation shaft 4. A first cylinder 214 and a second cylinder 215 are formed. A first piston 216 and a second piston 217 are fitted to the first cylinder 214 and the second cylinder 215 of both arm portions 212a so as to be able to advance and retract, and correspond to the cylinders 214 and 215. Hydraulic oil for moving the pistons 216 and 217 forward and backward is supplied and discharged. The first cylinder 214 opens toward the main rotation direction of the electric motor 1 to form a phase control chamber 24 with the first piston 216, and the second cylinder 215 opens opposite to the main rotation direction. Thus, a reaction force control chamber 25 is formed with the second piston 217. The phase control chamber 24 and the reaction force control chamber 25 are connected to a hydraulic control device similar to that of the first embodiment via a supply / discharge passage formed from the inner block 212 to the rotation shaft 4. The pistons 216, 217 are formed in a substantially cylindrical shape with the top portions 216a, 217a sealed, and the outer surfaces of the top portions 216a, 217a are formed in a spherical shape.

一方、外側ブロック213は、内周側回転子6に嵌合固定される円筒状のベース部213aと、このベース部213aの内周面から径方向内側に膨出する一対の隆起部213b,213bが設けられている。各隆起部213bには、回転軸4の略半径方向に沿い、内側ブロック212の第1のピストン216の頂部216aに当接する第1の荷重伝達壁218と、同様に回転軸4の半径方向に沿い、内側ブロック212の第2のピストン217の頂部217aに当接する第2の荷重伝達壁219が形成されている。   On the other hand, the outer block 213 includes a cylindrical base portion 213a that is fitted and fixed to the inner peripheral rotor 6, and a pair of raised portions 213b and 213b that bulge radially inward from the inner peripheral surface of the base portion 213a. Is provided. Each of the raised portions 213b has a first load transmission wall 218 that is in contact with the top 216a of the first piston 216 of the inner block 212 along the radial direction of the rotation shaft 4, and similarly to the radial direction of the rotation shaft 4. A second load transmission wall 219 is formed along the top block 217a of the second piston 217 of the inner block 212.

この実施形態の場合、例えば、進角側作動室24に作動油が供給されると、図19に示すように内側ブロック212の第1のピストン216が突出する一方で第2のピストン217が後退し、このとき、第1のピストン216が外側ブロック213の第1の荷重伝達壁218を押圧し、外側ブロック213を内側ブロック212に対して進角方向に回転させる。これにより、外側ブロック213と一体の内周側回転子6が、内側ブロック212と一体の外周側回転子5に対して進角方向に回転する。また、この状態から逆に遅角側作動室25に作動油が供給されて進角側作動室24から作動油が排出されると、第2のピストン217が突出する一方で第1のピストン216が後退し、第2のピストン217が外側ブロック213の第2の荷重伝達壁219を押圧することによって内側回転子6を外側回転子5に対して遅角方向に回転させる。   In the case of this embodiment, for example, when hydraulic oil is supplied to the advance side working chamber 24, the first piston 216 of the inner block 212 protrudes while the second piston 217 moves backward as shown in FIG. At this time, the first piston 216 presses the first load transmission wall 218 of the outer block 213 to rotate the outer block 213 relative to the inner block 212 in the advance direction. As a result, the inner circumferential rotor 6 integral with the outer block 213 rotates in the advance direction with respect to the outer circumferential rotor 5 integral with the inner block 212. On the other hand, when the hydraulic oil is supplied to the retarded-side working chamber 25 and the hydraulic oil is discharged from the advanced-side working chamber 24 from this state, the second piston 217 protrudes while the first piston 216 is ejected. Retreats, and the second piston 217 presses the second load transmission wall 219 of the outer block 213 to rotate the inner rotor 6 in the retard direction with respect to the outer rotor 5.

この回動機構211の場合にも、やはり簡単な構造でありながら、油圧によって内周側回転子5と外周側回転子6とを確実に相対回動させることができる。   Even in the case of the rotation mechanism 211, the inner rotor 5 and the outer rotor 6 can be reliably rotated relative to each other by hydraulic pressure, though the structure is simple.

なお、この発明は上記の各実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の設計変更が可能である。
上記の各実施形態においては、温度による磁気反力の特性変化について特別な対策を講じていないが、例えば、永久磁石の近傍に温度センサを設置し、その温度センサの検出値に応じて位相制御室と反力制御室の制御圧を補正するようにしても良い。このように温度に応じて制御圧を補正するようにした場合には、温度変化の影響を受けることなく常に正確に位相角を制御することができる。温度センサの検出値に応じた位相制御室と反力制御室の制御圧の補正は、例えば、温度に応じて制御マップを変える等によって行うことができる。
The present invention is not limited to the above embodiments, and various design changes can be made without departing from the scope of the invention.
In each of the above embodiments, no special measures are taken for the change in the characteristics of the magnetic reaction force due to temperature. For example, a temperature sensor is installed in the vicinity of the permanent magnet, and phase control is performed according to the detection value of the temperature sensor. You may make it correct | amend the control pressure of a chamber and a reaction force control chamber. Thus, when the control pressure is corrected according to the temperature, the phase angle can always be accurately controlled without being affected by the temperature change. Correction of the control pressure of the phase control chamber and the reaction force control chamber according to the detection value of the temperature sensor can be performed, for example, by changing the control map according to the temperature.

この発明の第1の実施形態の電動機の要部断面図。1 is a cross-sectional view of a main part of an electric motor according to a first embodiment of the present invention. 同実施形態の電動機の最遅角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。The side view which abbreviate | omitted some components of the rotor unit controlled to the most retarded angle position of the electric motor of the embodiment. 同実施形態の電動機の回転子ユニットの分解斜視図。The disassembled perspective view of the rotor unit of the electric motor of the embodiment. 同実施形態の電動機の最進角位置に制御されている回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。The side view which abbreviate | omitted some components of the rotor unit controlled to the most advanced angle position of the electric motor of the embodiment. 内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図(a)と、内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石とが異極配置された弱め界磁状態を模式的に示す図(b)を併せて記載した図。The figure (a) which shows typically the strong field state where the permanent magnet of the inner circumference side rotor and the permanent magnet of the outer circumference side rotor are arranged in the same polarity, and the permanent magnet and outer circumference side rotation of the inner circumference side rotor The figure which also described the figure (b) which shows typically the field-weakening state by which the permanent magnet of a child was arrange | positioned differently. 同実施形態の電動機の制御系の概略構成図。The schematic block diagram of the control system of the electric motor of the embodiment. 同実施形態の電動機の位相変更手段の概略構成図。The schematic block diagram of the phase change means of the electric motor of the embodiment. 同実施形態の電動機を模式的に示した断面図。Sectional drawing which showed the electric motor of the embodiment typically. 同実施形態の電動機の位相角の変化に応じた反力の特性図と、位相角の変化に応じた位相制御圧と反力制御圧の特性図を併せて記載した図。The figure which combined the characteristic diagram of the reaction force according to the change of the phase angle of the electric motor of the embodiment, and the characteristic diagram of the phase control pressure and the reaction force control pressure according to the change of a phase angle. 同実施形態の位相コントローラの制御を示すフローチャート。6 is a flowchart showing control of the phase controller of the embodiment. 同実施形態の図10のω算出処理を示すフローチャート。11 is a flowchart showing ω 0 calculation processing of FIG. 10 of the same embodiment. 同実施形態の図10のI算出処理を示すフローチャート。11 is a flowchart showing I 1 calculation processing of FIG. 10 of the embodiment. 同実施形態の図10のI算出処理を示すフローチャート。11 is a flowchart showing I 2 calculation processing of FIG. 10 of the embodiment. 同実施形態の図10のω算出処理を示すフローチャート。11 is a flowchart showing ω 1 calculation processing of FIG. 10 of the embodiment. 同実施形態の位相コントローラに記憶されているマップのイメージを示した図。The figure which showed the image of the map memorize | stored in the phase controller of the embodiment. 同実施形態の時間軸上における位相角、位相制御圧、反力制御圧の変化の様子を示した特性図。The characteristic view which showed the mode of the change of the phase angle on the time-axis of the same embodiment, a phase control pressure, and reaction force control pressure. 同実施形態の位相角の変化に対応する磁気反力、位相制御圧、反力制御圧の大小を示した図。The figure which showed the magnitude of the magnetic reaction force corresponding to the change of the phase angle of the same embodiment, phase control pressure, and reaction force control pressure. この発明の第2の実施形態の電動機の断面図。Sectional drawing of the electric motor of 2nd Embodiment of this invention. この発明の第3の実施形態の電動機の断面図。Sectional drawing of the electric motor of 3rd Embodiment of this invention. 参考例の場合の位相角の変化に応じた磁気反力の特性図と、位相角の変化に応じた位相制御圧の特性図を併せて記載した図。The figure which combined the characteristic figure of the magnetic reaction force according to the change of the phase angle in the case of a reference example, and the characteristic figure of the phase control pressure according to the change of a phase angle. 同参考例の場合の図20のA点からB点まで移動するときの位相制御圧と位相角の様子を示した図。The figure which showed the mode of the phase control pressure and phase angle when moving from A point to B point of FIG. 20 in the case of the reference example. 同参考例の場合の図20のB点からA点まで移動するときの位相制御圧と位相角の様子を示した図。The figure which showed the mode of the phase control pressure and phase angle when moving from the B point of FIG. 20 to the A point in the case of the reference example.

符号の説明Explanation of symbols

1…電動機
5…外周側回転子
6…内周側回転子
9…永久磁石
12…位相変更手段
14…ベーンロータ(第1部材)
15…環状ハウジング(第2部材)
16…ドライブプレート(第1部材)
18…ベーン
23…導入空間
24…位相制御室
25…反力制御室
36…位相コントローラ(制御手段)
112…内筒部材(第1部材)
112a…軸部
113…外筒部材(第2部材)
113a…肉厚部(筒部)
114…ドライブプレート(第1部材)
115…導入空間
118…リングギヤ
122…ピストン
212…内側ブロック(第1部材)
213…外側ブロック(第2部材)
214…第1のシリンダ
215…第2のシリンダ
216…第1のピストン
217…第2のピストン
218…第1の荷重伝達壁
219…第2の荷重伝達壁
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1 ... Electric motor 5 ... Outer peripheral side rotor 6 ... Inner peripheral side rotor 9 ... Permanent magnet 12 ... Phase change means 14 ... Vane rotor (1st member)
15 ... Annular housing (second member)
16 ... Drive plate (first member)
18 ... Vane 23 ... Introduction space 24 ... Phase control room 25 ... Reaction force control room 36 ... Phase controller (control means)
112 ... Inner cylinder member (first member)
112a ... Shaft 113 ... Outer cylinder member (second member)
113a ... Thick part (cylinder part)
114 ... Drive plate (first member)
115: Introduction space 118 ... Ring gear 122 ... Piston 212 ... Inner block (first member)
213 ... Outer block (second member)
214 ... 1st cylinder 215 ... 2nd cylinder 216 ... 1st piston 217 ... 2nd piston 218 ... 1st load transmission wall 219 ... 2nd load transmission wall

Claims (8)

円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子と、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する位相変更手段と、を備えた電動機であって、
前記位相変更手段は、
作動油が導入されて前記内周側回転子と外周側回転子に相対的な位相操作力を付与する位相制御室と、
作動油が導入されて前記内周側回転子と外周側回転子に前記位相操作力に抗する反力を付与する反力制御室と、
前記位相制御室と反力制御室に導入する作動油の圧力を制御する制御手段と、
を備え、
前記制御手段は、前記相対的な位相の操作が可能な領域において、前記内周側回転子および前記外周側回転子に配設された永久磁石同士の磁気反力と、前記反力制御室の作動油による前記反力との合力が、前記相対的な位相の変化に対して単調増加、若しくは、単調減少するように前記反力制御室の圧力を制御することを特徴とする電動機。
An inner rotor on which permanent magnets are arranged along the circumferential direction;
An outer peripheral rotor disposed coaxially and relatively rotatably on the outer peripheral side of the inner peripheral rotor, and a permanent magnet disposed along the circumferential direction;
A phase changing means for changing the relative phase of the inner and outer rotors by relatively rotating the inner rotor and the outer rotor,
The phase changing means includes
A phase control chamber in which hydraulic oil is introduced to give a relative phase operation force to the inner and outer rotors;
A reaction force control chamber in which hydraulic oil is introduced to apply a reaction force against the phase operation force to the inner and outer rotors;
Control means for controlling the pressure of hydraulic oil introduced into the phase control chamber and the reaction force control chamber;
With
In the region where the relative phase operation is possible , the control means includes a magnetic reaction force between permanent magnets disposed on the inner rotor and the outer rotor, and a reaction force control chamber. An electric motor characterized by controlling the pressure in the reaction force control chamber so that a resultant force with the reaction force due to hydraulic oil monotonously increases or monotonously decreases with respect to the relative phase change .
前記制御手段は、前記位相制御室の制御圧を決定するパラメータに基づいて前記反力制御室の圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の電動機。   The electric motor according to claim 1, wherein the control unit controls the pressure of the reaction force control chamber based on a parameter that determines a control pressure of the phase control chamber. 前記内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相角を検出する位相角検出手段が設けられ、
前記制御手段は、この位相角検出手段の検出値に基づいて前記反力制御室の圧力を制御することを特徴とする請求項1に記載の電動機。
Phase angle detection means for detecting a relative phase angle between the inner rotor and outer rotor is provided,
2. The electric motor according to claim 1, wherein the control unit controls the pressure in the reaction force control chamber based on a detection value of the phase angle detection unit.
前記位相制御室と反力制御室の制御圧は、前記永久磁石の温度に応じて補正することを特徴とする請求項1〜3のいずれか1項に記載の電動機。   4. The electric motor according to claim 1, wherein control pressures of the phase control chamber and the reaction force control chamber are corrected according to a temperature of the permanent magnet. 前記外周側回転子と一体に回転する第1部材と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材の間に作動油の導入空間が設けられ、
前記第1部材と第2部材のうちの一方に、前記導入空間に摺動自在に配置されて前記導入空間内を2室に隔成するベーンが突設され、
前記ベーンで隔成される2室によって前記位相制御室と反力制御室が構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動機。
A hydraulic oil introduction space is provided between a first member that rotates integrally with the outer circumferential rotor and a second member that rotates integrally with the inner circumferential rotor,
One of the first member and the second member is provided with a vane that is slidably disposed in the introduction space and separates the introduction space into two chambers,
5. The electric motor according to claim 1, wherein the phase control chamber and the reaction force control chamber are configured by two chambers separated by the vane.
前記外周側回転子と一体に回転する第1部材と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材のうちの一方に軸部が設けられるとともに、
前記第1部材と第2部材のうちの他方に、前記軸部の外側を囲繞する筒部が設けられ、
内周面と外周面が前記軸部と筒部に夫々ヘリカルスプライン係合するリングギヤが設けられ、
前記第1部材と第2部材の間に作動油の導入空間が設けられ、
この導入空間に摺動自在に収容されて前記導入空間内を2室に隔成するピストンが設けられるとともに、
このピストンが前記リングギヤと一体変位可能に連結され、
前記ピストンで隔成される2室によって前記位相制御室と反力制御室が構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動機。
A shaft portion is provided on one of a first member that rotates integrally with the outer circumferential rotor and a second member that rotates integrally with the inner circumferential rotor,
The other of the first member and the second member is provided with a cylindrical portion surrounding the outside of the shaft portion,
A ring gear is provided in which an inner peripheral surface and an outer peripheral surface are helically spline-engaged with the shaft portion and the cylindrical portion, respectively.
An introduction space for hydraulic oil is provided between the first member and the second member,
A piston that is slidably accommodated in the introduction space and that separates the introduction space into two chambers is provided,
This piston is connected to the ring gear so as to be integrally displaceable,
5. The electric motor according to claim 1, wherein the phase control chamber and the reaction force control chamber are configured by two chambers separated by the piston.
前記外周側回転子と一体に回転する第1部材と前記内周側回転子と一体に回転する第2部材のうちの一方に、回転軸線を中心とする円周の略接線方向に沿い互いに相反する回転方向に向く第1のシリンダと第2のシリンダが設けられるとともに、
この第1のシリンダと第2のシリンダに第1のピストンと第2のピストンが夫々進退自在に設けられ、
前記第1部材と第2部材のうちの他方に、前記両回転子の略半径方向に沿い夫々前記第1のピストンと第2のピストンの頂部に当接する第1の荷重伝達壁と第2の荷重伝達壁が設けられ、
前記第1のシリンダと第1のピストンの間と、前記第2のシリンダと第2のピストンの間で前記位相制御室と反力制御室が夫々構成されていることを特徴とする請求項1〜4のいずれか1項に記載の電動機。
One of the first member that rotates integrally with the outer circumferential rotor and the second member that rotates integrally with the inner circumferential rotor is mutually reciprocal along a substantially tangential direction of the circumference around the rotation axis. A first cylinder and a second cylinder facing the rotating direction are provided,
A first piston and a second piston are respectively provided in the first cylinder and the second cylinder so as to freely advance and retract,
The other of the first member and the second member is provided with a first load transmission wall and a second load abutting on tops of the first piston and the second piston, respectively, along a substantially radial direction of the two rotors. A load transmission wall is provided,
2. The phase control chamber and the reaction force control chamber are formed between the first cylinder and the first piston and between the second cylinder and the second piston, respectively. The electric motor of any one of -4.
円周方向に沿うように永久磁石が配設された内周側回転子と、
この内周側回転子の外周側に同軸にかつ相対回動可能に配設されるとともに、円周方向に沿うように永久磁石が配設された外周側回転子を備え、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させて両者の相対的な位相を変更する電動機の位相制御方法であって、
前記内周側回転子と外周側回転子を相対回動させるべき目標位相角を決定する目標位相角決定ステップと、
前記内周側回転子と外周側回転子の現在の相対的な位相角を検出する現在位相角検出ステップと、
前記目標位相角と現在の位相角に応じて、前記内周側回転子と外周側回転子の相対的な位相を変化させるための位相操作力を付与するように作動油を供給する位相制御圧供給ステップと、
前記目標位相角と現在の位相角に応じて、前記位相操作力に抗する反力を付与し、前記相対的な位相の操作が可能な領域において、前記内周側回転子および前記外周側回転子に配設された永久磁石同士の磁気反力と、前記位相操作力に抗する前記反力との合力が、前記相対的な位相の変化に対して単調増加、若しくは、単調減少するように作動油を供給する反力制御圧供給ステップと、を有することを特徴とする電動機の位相制御方法。
An inner rotor on which permanent magnets are arranged along the circumferential direction;
The outer peripheral side rotor is provided coaxially and relatively rotatably on the outer peripheral side of the inner peripheral side rotor, and a permanent magnet is provided along the circumferential direction.
A phase control method for an electric motor in which the inner rotor and the outer rotor are rotated relative to each other to change the relative phase between the rotor and the rotor.
A target phase angle determination step for determining a target phase angle to relatively rotate the inner circumferential rotor and the outer circumferential rotor;
A current phase angle detection step of detecting a current relative phase angle of the inner and outer rotors;
In accordance with the phase angle of the target phase angle and current, the phase control pressure for supplying the hydraulic fluid to apply a phase operating force for changing a relative phase of the inner periphery side rotor and the outer periphery side rotor A supply step;
A reaction force against the phase operation force is applied according to the target phase angle and the current phase angle, and the inner circumferential rotor and the outer circumferential rotation are performed in a region where the relative phase operation is possible. The resultant force of the magnetic reaction force between the permanent magnets arranged on the child and the reaction force against the phase operation force is monotonously increased or monotonously decreased with respect to the relative phase change. And a reaction force control pressure supply step for supplying hydraulic oil.
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