JP4409555B2 - 車両のトルク制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、エンジンとジェネレータ・モータを備えた車両のトルク制御装置に関するものである。

所謂ハイブリッド車両として、エンジンの出力軸にジェネレータ・モータが連結され、エンジンの出力軸の駆動回転によってジェネレータ・モータで発電を行うものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
特開２００３−１１１２０６号公報

ところで、上記の車両に用いられるジェネレータ・モータは、回転子の界磁特性等で決まる誘起電圧定数が常に一定であるため、使用可能な最大発電トルクや許容回転速度が固定されており、車両の幅広い運転要求に柔軟に対応することがむずかしい。

このため、本出願人は、回転子上の永久磁石の磁力を任意に変更できるようにし、車両の運転要求に応じて誘起電圧定数を変更し得るジェネレータ・モータの開発を進めている。

しかし、このように誘起電圧定数を自由に変更し得るジェネレータ・モータを上記の車両に適用する場合には、誘起電圧定数の変更によってエンジンの出力トルクとジェネレータ・モータの発電トルクのバランスが崩れ、エンジンの不要な吹き上がりやエンジン・ストールを招くことが懸念される。

つまり、ジェネレータ・モータの最大発電トルクは誘起電圧定数によって決定されるため、誘起電圧定数の変更によってジェネレータ・モータの発電トルクが前記最大発電トルクによる制限を受けることがあり、例えば、誘起電圧定数を減少させるときに、実際に出力される発電トルクが最大発電トルクで制限を受け、発電トルクの絶対値がエンジンの出力トルクに対して相対的に低下したり、逆に、誘起電圧定数を増大させるときに、最大発電トルクの引き上げにより実際に出力される発電トルクの絶対値がエンジンの出力トルクに対して相対的に上昇する場合が考えられる。そして、発電トルクの絶対値が出力トルクに対して相対的に低下した場合には、ジェネレータ・モータがエンジンによって容易に振り回されエンジンの不要な吹き上がりが発生し易くなり、逆に、発電トルクの絶対値が出力トルクに対して相対的に上昇した場合には、エンジンに作用する負荷が相対的に大きくなってエンジンストールが発生し易くなる。

そこでこの発明は、エンジン側の出力トルクとジェネレータ・モータ側の発電トルクのアンバランスを招くことなく、誘起電圧定数を任意に変更し得るジェネレータ・モータを適用できるようにして、車両の幅広い運転要求に柔軟に対応することが可能な車両のトルク制御装置を提供しようとするものである。

上記の課題を解決する請求項１に記載の発明は、エンジン（例えば、後述の実施形態におけるエンジン３０）と、このエンジンの出力軸に連結されて発電機として機能するジェネレータ・モータ（例えば、後述の実施形態におけるジェネレータ・モータ１）を備えた車両において、前記エンジンの出力トルクと前記ジェネレータ・モータの発電トルクを車両の運転状況に応じて制御するトルク制御装置であって、前記ジェネレータ・モータに、車両の運転状況に応じて誘起電圧定数を変更する特性変更手段が設けられるとともに、前記ジェネレータ・モータの誘起電圧定数によって決まるジェネレータ・モータの最大発電トルクを算出する最大発電トルク算出手段（例えば、後述の実施形態における最大発電トルク算出手段４４）と、前記エンジンに出力するエンジン駆動目標トルクを、前記最大発電トルク算出手段の算出結果に応じて補正するエンジン駆動トルク補正手段（例えば、後述の実施形態におけるエンジン駆動トルク補正手段４５）と、を備えていることを特徴とする。
これにより、ジェネレータ・モータの誘起電圧定数が特性変更手段で変更されると、最大発電トルク算出手段によってジェネレータ・モータの最大発電トルクが算出され、その算出結果に応じてエンジン駆動トルク補正手段がエンジンに出力するエンジン駆動目標トルクを補正するようになる。

また、請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の車両のトルク制御装置において、前記ジェネレータ・モータは、円周方向に沿うように複数の永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９Ｂ）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複数の永久磁石（例えば、後述の実施形態における永久磁石９Ａ）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位相を変更する回動操作機構（例えば、後述の実施形態における回動操作機構１１）と、を備え、前記内周側回転子、外周側回転子、および、回動操作機構によって前記特性変更手段が構成されていることを特徴とする。
これにより、回動操作機構が内周側回転子と外周側回転子を相対回動させると、両回転子の永久磁石が異磁極同士で対向配置される強め界磁の状態から両回転子の永久磁石が同極同士で対向配置される弱め界磁の状態に変更され、或いは、逆に前記弱め界磁の状態から強め界磁の状態に変更される。

また、請求項３に記載の発明は、発電目標トルクがジェネレータ・モータの現在の誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクを超える場合に、前記特性変更手段で誘起電圧定数を変更してジェネレータ・モータの最大発電トルクを増大させる請求項１または２に記載の車両のトルク制御装置において、前記特性変更手段は、前記エンジンの応答速度と同等の速度で誘起電圧定数を変更する（例えば、後述の実施形態におけるステップＳ１１６）ことを特徴とする。
これにより、発電目標トルクが現在の最大発電トルクを超える場合には、特性変更手段によるジェネレータ・モータの誘起電圧定数の変更と、エンジン駆動トルク補正手段によるエンジン出力トルクの補正が同等の速度で行われるようになる。したがって、特性変更手段の操作中にジェネレータ・モータ側の発電トルクとエンジン側の出力トルクが大きく乖離することがなくなる。

請求項１に記載の発明によれば、特性変更手段によってジェネレータ・モータの誘起電圧定数を車両の運転状況に応じて任意に変更することができるうえ、特性変更手段で変更されるジェネレータ・モータの最大発電トルクに応じてエンジン駆動目標トルクを補正することで、エンジン側の出力トルクとジェネレータ・モータ側の発電トルクをバランスさせ、エンジンの不要な吹き上がりやストールを未然に防止することができる。

請求項２に記載の発明によれば、夫々永久磁石を備えた内周側回転子および外周側回転子と、これらを相対回動させる回動操作機構によって特性変更手段が構成されるため、簡単な構造でありながらジェネレータ・モータの誘起電圧定数を容易かつ確実に変更することができる。

請求項３に記載の発明によれば、発電目標トルクが現在の最大発電トルクを超える場合に、ジェネレータ・モータの特性変更手段がエンジンの応答速度と同等の速度で誘起電圧定数を変更するため、特性変更手段による誘起電圧定数の変更中に発電トルクとエンジンの出力トルクが大きく乖離することがなくなり、エンジンの不要な吹き上がりやストロールをさらに確実に防止することが可能になる。

以下、この発明の一実施形態を図面に基づいて説明する。
図１は、この発明にかかるトルク制御装置１００を適用したハイブリッド車両の動力系の概略構成を示すものである。このハイブリッド車は、エンジン３０の出力軸３１に、発電機として機能するジェネレータ・モータ１が結合されるとともに、駆動用モータ３２が伝達ギヤユニット３３を介して駆動輪側のディファレンシャル装置３４に連係され、伝達ギヤユニット３３にジェネレータ・モータ１の回転軸４がクラッチ３５を介して断切可能とされている。このハイブリッド車両の場合、クラッチ３５の接続時には、エンジン３０とジェネレータ・モータ１の少なくとも一方の動力を、伝達ギヤユニット３３とディファレンシャル装置３４を介して駆動輪に伝達し、クラッチ３５の遮断時には、エンジン３０の動力によるジェネレータ・モータ１の発電が可能とされる。なお、図１中３６は、エンジン３０とジェネレータ・モータ１の間に介装された捩りダンパである。

また、このハイブリッド車両では、アクセルペダル開度や車速等の車両運転情報を基にしてコントローラ３７が駆動モータ３２、エンジン３０、ジェネレータ・モータ１に適宜出力指令を発し、これらの出力指令に基づいて選択された動力源から駆動輪に動力が伝達されるようになっている。駆動モータ３２は、コントローラ３７から出力指令を受けたＰＤＵ３８（パワー・ドライブ・ユニット）が図示しないバッテリから出力指令に応じた電流を供給し、エンジン３０は、コントローラ３７から出力指令を受けた出力制御部３９（燃料噴射制御部や点火時期制御部）が出力指令に応じてエンジン出力を制御する。また、ジェネレータ・モータ１は、コントローラ３７から出力指令を受けたＰＤＵ４０（パワー・ドライブ・ユニット）が出力指令に応じた電流をバッテリ４１から供給する。

一方、クラッチ３５を遮断してジェネレータ・モータ１で発電を行う場合には、バッテリ４１のＳＯＣ（残容量）等の発電要求を基にしてコントローラ３７がジェネレータモータ１のＰＤＵ４０に発電指令を出力する。このとき、ジェネレータモータ１では、コントローラ３７から発電指令を受けたＰＤＵ４０が発電電力をバッテリ４１に充電する。なお、クラッチ３５の断切は図示しない液圧回路を介してコントローラ３７によって制御される。

ここで、ジェネレータ・モータ１の具体的な構造について、図２〜図５を参照して説明する。
ジェネレータ・モータ１は、円環状の固定子２（図２参照）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。この回転軸４はエンジン３０の出力軸３１とクラッチ３５に連結されている。

回転子ユニット３は、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。

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９Ａ，９Ａおよび９Ｂ，９Ｂが夫々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９Ａ，９Ａまたは９Ｂ，９Ｂは夫々同方向に磁化され、各隣接する磁石装着スロット７ａ，７ａまたは８ａ，８ａに装着される永久磁石９Ａまたは９Ｂ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９Ａ，９Ａの対または９Ｂ，９Ｂの対と、Ｓ極とされた永久磁石９Ａ，９Ａの対または９Ｂ，９Ｂ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９Ａまたは９Ｂ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。

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９Ａ…，９Ｂ…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９Ａ，９Ａの対および９Ｂ，９Ｂ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９Ａ，９Ａの対および９Ｂ，９Ｂ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５（ａ）参照）を得ることができる。

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が回動操作機構１１によって相対的に回動操作されるようになっている。回動操作機構１１は、この発明における特性変更手段を構成し、液圧制御回路４２による作動液の給排によって操作されるようになっている。なお、液圧制御回路４２による作動液の給排はコントローラ３７によって制御される。

回動操作機構１１は、図２〜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(ハウジング)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の軸方向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(端面板)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。

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。

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２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。

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、作動液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、一方の部屋が進角側作動室２４、他方の部屋が遅角側作動室２５とされている。進角側作動室２４は、内部に導入されたオイルの圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して進角方向に相対回動させ、遅角側作動室２５は、内部に導入されたオイルの圧力によって内周側回転子６を外周側回転子５に対して遅角方向に相対回動させる。この場合、「進角」とは、内周側回転子６を外周側回転子５に対して、図３中の矢印Ｒで示すジェネレータ・モータ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、ジェネレータ・モータ１の回転方向Ｒと逆側に進めることを言うものとする。

また、各進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対するオイルの給排は回転軸４を通して行われるようになっている。具体的には、進角側作動室２４は、液圧制御回路４２の進角側給排通路２６に接続され、遅角側作動室２５は液圧制御回路４２の遅角側給排通路２７に接続されているが、進角側給排通路２６と遅角側給排通路２７の一部は、図２に示すように、夫々回転軸４に軸方向に沿って形成された通路孔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位置に形成された環状溝２６ｂ，２７ｂに接続され、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。進角側給排通路２６の各導通孔２６ｃは環状溝２６ｂと各進角側作動室２４とを接続し、遅角側給排通路２７の各導通孔２７ｃは環状溝２７ｂと各遅角側作動室２５とを接続している。

ここで、この実施形態のジェネレータ・モータ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５（ｂ）参照）になるように設定されている。

なお、このジェネレータ・モータ１は、進角側作動室２４と遅角側作動室２５に対する作動液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、こうして界磁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、ジェネレータ・モータ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、図６中の（ａ）の特性のようにジェネレータ・モータ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、図６中の（ｂ）の特性のようにジェネレータ・モータ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。

ところで、コントローラ３７には、車両運転情報として車速信号やアクセル開度信号等が入力されるとともに、発電要求情報としてバッテリ４１のＳＯＣ（残容量）を示す信号等が入力され、さらに、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧特性情報として回動操作機構１１の位相差信号（内周側回転子６と外周側回転子５の位相差を示す信号）やモータ回転数信号等が入力されるようになっている。コントローラ３７は、前述のように車両運転情報に応じてエンジン３０とジェネレータモータ１と駆動用モータ３２に夫々出力指令を発し、発電要求情報が入力されると、クラッチ３５を遮断状態にしてジェネレータ・モータ１に発電指令を発する。
なお、ここでは車両の駆動時におけるエンジン３０、ジェネレータ・モータ１、駆動用モータ３２に対する具体的なトルク配分制御については説明を省略するものとする。

コントローラ３７は、ＳＯＣ等の発電要求情報を基にして発電目標とするトルクを算出する発電目標トルク算出手段４３と、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクＡを算出する最大発電トルク算出手段４４と、最大発電トルクＡに応じてエンジン３０の駆動トルクを制限するエンジン駆動トルク補正手段４５を備えている。

コントローラ３７では、発電目標トルク算出手段４３で算出した発電目標トルクが得られるようにジェネレータ・モータ１のＰＤＵ４０と回動操作機構１１の液圧制御回路４２に指令信号を出力するとともに、発電目標トルク算出手段４３で算出した発電目標トルクと絶対値の等しいエンジン出力を得るべく指令信号をエンジン３０の出力制御部３９に出力するようになっている。ただし、回動操作機構１１の操作によってジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数が変更される場合には、その誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクＡが変更されるため、図８（Ａ），（Ｂ）に示すように、ジェネレータ・モータ１の発電目標トルクによっては変更中の最大発電トルクＡによって発電トルクが制限される。そこで、コントローラ３７には、回転子５，６の位相差信号とモータ回転数信号を受けて最大発電トルクＡを算出する最大発電トルク算出手段４４と、この最大発電トルク算出手段４４の算出結果に応じてエンジン３０の駆動目標トルクを補正するエンジン駆動トルク補正手段４５が設けられ、ジェネレータ・モータ１の発電トルクとエンジン３０の駆動トルクが常にバランスされるようになっている。

次に、ジェネレータ・モータ１とエンジン３０の発電時におけるトルク制御を、図７のフローチャートに沿って説明する。
まず、ステップＳ１００において、回転子５，６の位相変更処理（位相変更の必要がある場合には位相の変更を行い、位相の変更の必要がない場合には何も行わない処理。）を行い、その後に、ステップＳ１０１において位相の変更が行われたかどうか判断し、位相の変更が行われた場合にはステップＳ１０２に進み、位相の変更が行わなかった場合にはそのまま以下の処理を抜ける。
ステップＳ１０２においては、ＳＯＣ等の発電要求情報の読み込みを行い、次のステップＳ１０３において、発電要求に応じた発電目標トルク（エンジン駆動目標トルクとは向きが逆で絶対値が等しい）を算出する。
次に、ステップＳ１０４において、回転子５，６の位相差信号やジェネレータ・モータ１の回転数信号等のトルク特性情報を読み込み、ステップＳ１０５において、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数を算出するとともに、ステップＳ１０６において、誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクＡを算出する。
この後、ステップＳ１０７に進み、エンジン駆動目標トルク（＝発電目標トルク）の絶対値が最大発電トルクＡの絶対値（以下、「｜Ａ｜」と記す）よりも大きいかどうかを判断し、｜Ａ｜よりも大きい場合にはステップＳ１０８に進み、｜Ａ｜以下の場合にはステップＳ１０９に進む。
ステップＳ１０８では、｜Ａ｜を、実際にエンジン３０に出力するトルクの指示値とし、ステップＳ１０９では、エンジン駆動目標トルクの値を、実際にエンジン３０に出力するトルクの指示値とする。したがって、この処理により、エンジン３０には最大発電トルクＡの絶対値によって制限された指示値が出力されることになる。

具体的には、例えば、ジェネレータ・モータ１が強め界磁状態から弱め界磁状態に変更され、図８（Ａ）に示すようにジェネレータ・モータ１の特性が低速特性（高トルク特性）から高速特性（低トルク特性）に変更される場合には、ジェネレータ・モータ１の最大発電トルクＡが低下して発電目標トルクと交差した時点から実際の発電トルクが最大発電トルクＡで制限されて低下するとともに、エンジン３０の出力トルクが発電トルクの低下に連動して低下するようになる。したがって、これによりジェネレータ・モータ１の相対位相の変更時やその後には、エンジン３０の出力トルクの絶対値が発電トルクを大幅に上回ることがなくなり、エンジン３０が必要外に吹き上がる不具合は生じなくなる。この結果、車両の運転性能と商品性が向上するとともに、車両燃費も向上する。

また、上記とは逆にジェネレータ・モータ１が弱め界磁状態から強め界磁状態に変更され、図８（Ｂ）に示すようにジェネレータ・モータ１の特性が高速特性（低トルク特性）から低速特性（高トルク特性）に変更される場合には、例えば、高速特性時に最大発電トルクＡとほぼ同値の発電目標トルクとなるようにジェネレータ・モータ１とエンジン３０が運転されているとき等に、ジェネレータ・モータ１の実際の発電トルクが最大発電トルクＡによって制限されることがある。この場合、ジェネレータ・モータ１の特性が高速特性から低速特性に変更されるようになると、その特性の変更に応じてジェネレータ・モータ１の実際の出力トルクが図中右上がりに変化する最大発電トルクＡによって制限されるようになるとともに、エンジン３０の出力トルクが発電トルクに連動して制限されるようになる。したがって、これによりジェネレータ・モータ１の相対位相の変更時やその直後に、エンジン３０の出力トルクの絶対値が発電トルクを大幅に下回ることがなくなり、出力トルクと発電トルクのバランスの悪化によってエンジン３０がストールする不具合が未然に防止される。この結果、車両の運転性能と商品性が向上する。

ところで、前記のステップＳ１００における位相処理は、例えば、ジェネレータ・モータ１を高速特性から低速特性に変更する場合に、図９のフローチャートに示すような処理を行うようにしても良い。
以下、図９のフローチャートの処理について説明する。

ステップＳ１１０においては、ＳＯＣ等の発電要求情報の読み込みを行い、次のステップＳ１１１において、発電要求に応じた発電目標トルク（＝エンジン駆動目標トルク）を算出する。
この後、ステップＳ１１２において、回転子５，６の位相差信号やジェネレータ・モータ１の回転数信号等のトルク特性情報を読み込み、ステップＳ１１３において、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数を算出するとともに、ステップＳ１１４において、誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクＡを算出する。

次に、ステップＳ１１５において、発電目標トルクの絶対値が最大発電トルクＡの絶対値Ａ（｜Ａ｜）よりも大きいかどうかを判断し、｜Ａ｜よりも大きい場合にはステップＳ１１６を経た後にステップＳ１１７に進み、｜Ａ｜以下の場合にはそのままステップＳ１１７へと進む。
ステップＳ１１６においては、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数を高めて最大発電トルクＡを引き上げるための位相変更量（誘起電圧定数の変更量）を算出する。この位相変更量の算出にあたっては、位相変更速度がエンジン３０の応答速度と同等の速度になるような値が算出される。
ステップＳ１１７においては、フィルター処理を行い、ステップＳ１１８において、液圧制御回路４２に位相指令を出力して位相処理を終了する。

このフローチャートの処理によれば、発電目標トルクの絶対値が現在の最大発電トルクＡの絶対値よりも大きい場合には、ステップＳ１１６において、位相変更速度とエンジン３０の応答速度が同等になる位相変更値が算出され、その位相変更値がステップＳ１１８で液圧制御回路４２に出力されるため、ジェネレータ・モータ１の誘起電圧定数は、エンジン出力（トルク）が同期して調整され得る速度で調整されるようになる。

具体的には、例えば、図１０に示すように発電要求（要求出力）があり、それに応じてジェネレータ・モータ１の発電トルクとエンジン３０の出力トルクが増加する場合、ジェネレータ・モータ１の発電目標トルクが高速特性（低トルク特性）での最大発電トルクＡを超えた時点で、低速特性（高トルク特性）に変更すべく回転子５，６の位相変更が開始されることになるが、このとき、回転子５，６の位相変更は、発電トルクとエンジン３０の出力トルクがほぼ連動するように行われ、図１０の破線（イ）で示すように、エンジン３０の出力トルクが発電トルクの増加に追いつかなくなる程、ジェネレータ・モータ１の発電トルクが急増することがなくなる。なお、図１０中の破線（ロ）は、破線（イ）のように発電トルクが急増する場合の回転子５，６の位相変化を示す。

したがって、図１０中の破線（イ）のように発電トルクが急増する場合には、その発電トルクの増大にエンジン３０の出力トルクが追いつけなくなり、同図中の破線（ハ）のようにエンジン回転数の落ち込みが生じ易くなるが、この実施形態のトルク制御装置１００においては、発電トルクとエンジン３０の出力トルクが連動し得る速度で回転子５，６の位相変更が行われるため、位相変更の間もエンジン３０の回転数はほぼ一定に維持されることになる。よって、このトルク制御装置１００を採用した場合、回転子５，６の位相変更中に、発電トルクと出力トルクが大きく乖離することがないことから、エンジン３０のストールをより確実に防止することが可能である。

なお、この発明は上記の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。

この発明の一実施形態を示す車両の動力系の概略構成図。 同実施形態のジェネレータ・モータの要部断面図。 同実施形態の回転子ユニットの一部部品を省略した側面図。 同実施形態の回転子ユニットの分解斜視図。 同実施形態の内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石が同極配置された強め界磁状態を模式的に示す図（ａ）と、同実施形態の内周側回転子の永久磁石と外周側回転子の永久磁石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。 同実施形態のジェネレータ・モータの強め界磁時（ａ）と弱め界磁時（ｂ）のトルク−回転数特性図。 同実施形態のトルク制御の一例を示すフローチャート。 同実施形態の誘起電圧特性変更時におけるジェネレータ・モータおよびエンジンのトルクと、回転子の位相の変化の様子を示す特性図。 同実施形態の位相処理の一例を示すフローチャート。 同実施形態の要求トルクの増大時におけるエンジンおよびジェネータ・モータのトルクと、回転子の位相、エンジン回転数の変化の様子を示す特性図。

符号の説明

１…ジェネレータ・モータ
５…外周側回転子
６…内周側回転子
９Ａ，９Ｂ…永久磁石
１１…回動操作機構（特性変更手段）
３０…エンジン
３１…出力軸
４４…最大発電トルク算出手段
４５…エンジン駆動トルク補正手段

Claims (3)

1. エンジンと、このエンジンの出力軸に連結されて発電機として機能するジェネレータ・モータを備えた車両において、前記エンジンの出力トルクと前記ジェネレータ・モータの発電トルクを車両の運転状況に応じて制御するトルク制御装置であって、
   前記ジェネレータ・モータに、車両の運転状況に応じて誘起電圧定数を変更する特性変更手段が設けられるとともに、
   前記ジェネレータ・モータの誘起電圧定数によって決まるジェネレータ・モータの最大発電トルクを算出する最大発電トルク算出手段と、
   前記エンジンに出力するエンジン駆動目標トルクを、前記最大発電トルク算出手段の算出結果に応じて補正するエンジン駆動トルク補正手段と、
   を備えていることを特徴とする車両のトルク制御装置。
2. 前記ジェネレータ・モータは、
   円周方向に沿うように複数の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複数の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位相を変更する回動操作機構と、を備え、
   前記内周側回転子、外周側回転子、および、回動操作機構によって前記特性変更手段が構成されていることを特徴とする請求項１に記載の車両のトルク制御装置。
3. 発電目標トルクがジェネレータ・モータの現在の誘起電圧定数によって決まる最大発電トルクを超える場合に、前記特性変更手段で誘起電圧定数を変更してジェネレータ・モータの最大発電トルクを増大させる請求項１または２に記載の車両のトルク制御装置において、
   前記特性変更手段は、前記エンジンの応答速度と同等の速度で誘起電圧定数を変更することを特徴とする車両のトルク制御装置。

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