特許 5897987 駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5897987

(24)【登録日】2016年3月11日

(45)【発行日】2016年4月6日

(54)【発明の名称】駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/02 20160101AFI20160324BHJP

   H02P 29/00 20160101ALI20160324BHJP

   H02K 3/18 20060101ALI20160324BHJP

   H02K 3/28 20060101ALI20160324BHJP

   H02K 7/06 20060101ALI20160324BHJP

【ＦＩ】

   H02P7/622 303M

   H02P7/00 C

   H02K3/18 P

   H02K3/28 J

   H02K7/06 B

【請求項の数】6

【全頁数】25

(21)【出願番号】特願2012-117923(P2012-117923)

(22)【出願日】2012年5月23日

(65)【公開番号】特開2013-247714(P2013-247714A)

(43)【公開日】2013年12月9日

【審査請求日】2014年7月28日

(73)【特許権者】

【識別番号】000101352

【氏名又は名称】アスモ株式会社

(73)【特許権者】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(73)【特許権者】

【識別番号】000003207

【氏名又は名称】トヨタ自動車株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(72)【発明者】

【氏名】井上 義康

(72)【発明者】

【氏名】入江 勝

(72)【発明者】

【氏名】鈴木 康義

(72)【発明者】

【氏名】高橋 裕也

(72)【発明者】

【氏名】河崎 高志

【審査官】 高橋 祐介

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００６−０４２５６９（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６０−２１９９９４（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開昭６３−２９５１３１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０１−０９１６９１（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２７／０２

Ｈ０２Ｋ ３／１８

Ｈ０２Ｋ ３／２８

Ｈ０２Ｋ ７／０６

Ｈ０２Ｐ ２９／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータと、
前記モータの回転駆動力を直線駆動力へと変換させる駆動力変換部と
を備え、該駆動力変換部を介して被駆動体を直線方向へと駆動する駆動装置であって、
前記駆動力変換部は、前記モータの回転トルクに対して前記被駆動体を直線方向に駆動させる駆動速度へと変換するモータの所要回転数との相関が非線形となる非線形回転数−トルク特性を有し、
前記モータは、１つであって、そのモータ内に、異なる回転数−トルク出力特性を有する複数の切替巻線を内蔵するものであり、
前記複数の切替巻線の有す回転数−トルク出力特性は、それぞれ、前記駆動力変換部の前記非線形回転数−トルク特性である非線形実負荷特性線の最大回転数最小トルク点から最小回転数最大トルク点の間の、少なくとも異なる領域の所要出力を満たすとともに、少なくとも一部において前記最大回転数最小トルク点と前記最小回転数最大トルク点を直線で結ぶ線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線で囲まれた領域にあって所要出力を満たすものであり、
前記切替巻線を前記線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線との間が最も離間する前記非線形実負荷特性線上の特性点を通り、前記線形仮想負荷特性線に直交する直交線上に存在する切替点から所要出力領域に対応して切り替え、前記非線形実負荷特性線の所要出力を前記線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線で囲まれた領域を含めて満たし前記被駆動体を連続駆動することを特徴とする駆動装置。

【請求項2】

請求項１に記載の駆動装置において、
前記切替巻線は、２つであって、前記モータの各切替巻線における回転数−トルク出力特性は、線形であり、前記各切替巻線における線形回転数−トルク出力特性の出力特性線の交差部が前記一部の領域を満たすことを特徴とする駆動装置。

【請求項3】

請求項１又は２に記載の駆動装置において、
前記各切替巻線が有する回転数−トルク特性の出力特性線の使用両端は、前記駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性の非線形実負荷特性線上にあることを特徴とする駆動装置。

【請求項4】

請求項１から３のいずれか１つに記載の駆動装置において、
前記切替巻線は、２つであり、
前記駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性は、前記最大回転数最小トルク点と最小回転数最大トルク点間を湾曲して連なるものであり、
前記各切替巻線の線形回転数−トルク出力特性の出力特性線の交差部は、前記最大回転数最小トルク点と最小回転数最大トルク点間を結ぶ線形回転数−トルク出力特性の前記線形仮想負荷特性線に対して直交するとともに、当該直交する方向において線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線との間が最も離間する前記非線形実負荷特性線の特性点を通る、直交線の線上にあることを特徴とする駆動装置。

【請求項5】

請求項１〜４のいずれか１つに記載の駆動装置において、
前記切替巻線は、
第１巻線からなり、その第１巻線を通電することによって、高速回転低トルクの線形回転数−トルク出力特性を生成する第１系統巻線と、
前記第１巻線と、その第１巻線と直列に接続に接続された第２巻線とからり、前記第１巻線及び前記第２巻線を通電することによって、低速回転高トルクの線形回転数−トルク出力特性を生成する第２系統巻線と
からなることを特徴とする駆動装置。

【請求項6】

請求項５に記載の駆動装置において、
前記モータは、周方向にスロットを介し等間隔に並び、径方向にティースを形成するステータコアを有し、前記第１及び第２巻線は、全てのティースに巻回されているとともに、前記第１及び第２巻線に係る同一相の巻線は、同一のティースに巻回されていることを特徴とする駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、駆動装置に関するものである。

【背景技術】

【0002】

従来、シリンダブロックを、駆動装置によって一方向へ移動させて、エンジンの圧縮比を可変する可変圧縮比エンジンが知られている。この可変圧縮比変更方法として、単一のモータを用いて、シリンダブロックの同一方向へ移動させる際、移動初期、移動中期、移動終期を通じて、その変速比を変換させる方法が提案されている（例えば、特許文献１）。

【0003】

この方法では、モータの所要出力に対する線形回転数−トルク出力特性が、所要の非線形回転数−トルク特性に対して全てを満足させる線形回転数−トルク出力特性を有するモータを選択する必要がある。そのためには、モータの出力アップを図る必要がある。その結果、モータの体格の大型化、消費電力の無駄、過剰エネルギーによる発熱等の問題が生じる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】特許第４３３３１２９号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0005】

そこで、本出願人らは、異なる線形の回転数−トルク出力特性を持つ２つのモータを、ダイオードクラッチを介して連結し、所要の非線形回転数−トルク特性に対応させるようにした駆動装置を提案している。

【0006】

しかしながら、２つのモータを用いているため、駆動装置の複雑化を招来するともに、駆動装置の大型化に繋がっていた。
本発明は、上記問題点を解消するためになされたものであって、その目的は、構造が簡単で、装置の小型化を実現することのできる駆動装置を提供することにある。

【課題を解決するための手段】

【0007】

請求項１に記載の発明は、モータと、前記モータの回転駆動力を直線駆動力へと変換させる駆動力変換部とを備え、該駆動力変換部を介して被駆動体を直線方向へと駆動する駆動装置であって、前記駆動力変換部は、前記モータの回転トルクに対して前記被駆動体を直線方向に駆動させる駆動速度へと変換するモータの所要回転数との相関が非線形となる非線形回転数−トルク特性を有し、前記モータは、１つであって、そのモータ内に、異なる回転数−トルク出力特性を有する複数の切替巻線を内蔵するものであり、前記複数の切替巻線の有す回転数−トルク出力特性は、それぞれ、前記駆動力変換部の前記非線形回転数−トルク特性である非線形実負荷特性線の最大回転数最小トルク点から最小回転数最大トルク点の間の、少なくとも異なる領域の所要出力を満たすとともに、少なくとも一部において前記最大回転数最小トルク点と前記最小回転数最大トルク点を直線で結ぶ線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線で囲まれた領域にあって所要出力を満たすものであり、前記切替巻線を前記線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線との間が最も離間する前記非線形実負荷特性線上の特性点を通り、前記線形仮想負荷特性線に直交する直交線上に存在する切替点から所要出力領域に対応して切り替え、前記非線形実負荷特性線の所要出力を前記線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線で囲まれた領域を含めて満たし前記被駆動体を連続駆動することを特徴とする駆動装置。

【0008】

請求項１に記載の発明によれば、１つのモータ内に、回転トルクに対して回転数−トルク出力特性を有する複数の切替巻線を内蔵した。そして、モータは、被駆動体の直線運動に変換させる駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性の非線形実負荷要求特性線上の所要の駆動トルク領域に対応して、切替巻線が切り替えられる。

【0009】

この時、複数の切替巻線の各回転数−トルク出力特性は、駆動力変換部が被駆動体を直線運動させるための非線形回転数−トルク特性の全範囲をカバーしていることから、被駆動体を直線運動させるための駆動トルクを駆動力変換部に付与することができる。

【0010】

しかも、複数の切替巻線の各回転数−トルク出力特性は、駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性の全範囲の一部領域を満足させるようにした。
これによって、構造が簡単で、装置の小型化を実現することのできる駆動装置を提供することができる。

【0011】

請求項２に記載の発明は、請求項１に記載の駆動装置において、前記切替巻線は、２つであって、前記モータの各切替巻線における回転数−トルク出力特性は、線形であり、前記各切替巻線における線形回転数−トルク出力特性の出力特性線の交差部が前記一部の領域を満たす。

【0012】

請求項２に記載の発明によれば、２つの線形回転数−トルク特性にて、被駆動体を、駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性に近似させて直線運動させることから制御が容易にできる。

【0013】

請求項３に記載の発明は、請求項１又は２に記載の駆動装置において、前記各切替巻線が有する回転数−トルク特性の出力特性線の使用両端は、前記駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性の非線形実負荷要求特性線上にある。

【0014】

請求項３に記載の発明によれば、被駆動体を直線運動に変換させる駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性の非線形実負荷要求特性線上の所要の回転トルク領域に対応して、モータの切替巻線を切り替えた。そして、駆動力変換部の被駆動体を直線運動させるための駆動トルクに対する非線形回転数−トルク特性に近似した回転トルクを駆動力変換部に付与した。これによって、被駆動体を、駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性に近似した回転数−トルク特性で直線運動させることができる。これによって、構造が簡単で、装置の小型化を実現することができる。

【0015】

請求項４に記載の発明は、請求項１〜３のいずれか１つに記載の駆動装置において、前記切替巻線は、２つであり、前記駆動力変換部の非線形回転数−トルク特性は、前記最大回転数最小トルク点と最小回転数最大トルク点間を湾曲して連なるものであり、前記各切替巻線の線形回転数−トルク出力特性の出力特性線の交差部は、前記最大回転数最小トルク点と最小回転数最大トルク点間を結ぶ線形回転数−トルク出力特性の線形仮想負荷特性線に対して直交するとともに、当該直交する方向において線形仮想負荷特性線と前記非線形実負荷特性線との間が最も離間する前記非線形実負荷特性線の特性点を通る、直交線の線上にある。

【0016】

請求項４に記載の発明によれば、高速回転低トルク出力特性と低速回転高トルク出力特性が交差する交差部は、線形仮想負荷特性線に対して直交する直交線であって、非線形実負荷要求特性線に対して最も離間した直交線の線上に存在するように設定した。従って、非線形回転数−トルク特性を、モータの２つの線形回転数−トルク出力特性を使って、最も近い特性に近似させることができる。その結果、モータの効率のよい駆動が行えて消費電力の低減、過剰エネルギーの発熱を低減することができる。

【0017】

請求項５に記載の発明は、請求項１〜４のいずれか１つに記載の駆動装置において、前記切替巻線は、第１巻線からなり、その第１巻線を通電することによって、高速回転低トルクの線形回転数−トルク出力特性を生成する第１系統巻線と、前記第１巻線と、その第１巻線と直列に接続に接続された第２巻線とからり、前記第１巻線及び前記第２巻線を通電することによって、低速回転高トルクの線形回転数−トルク出力特性を生成する第２系統巻線とからなる。

【0018】

請求項５に記載の発明によれば、第２系統巻線は、第１系統巻線の第１巻線を利用することから、モータの体格を小さくでき、構造が簡単で、装置の小型化を実現することができる。

【0019】

請求項６に記載の発明は、請求項５に記載の駆動装置において、前記モータは、周方向にスロットを介し等間隔に並び、径方向にティースを形成するステータコアを有し、前記第１及び第２巻線は、全てのティースに巻回されているとともに、前記第１及び第２巻線に係る同一相の巻線は、同一のティースに巻回されている。

【0020】

請求項６に記載の発明によれば、モータの体格を小さくでき、構造が簡単で、駆動装置の小型化を実現することができる。

【発明の効果】

【0021】

本発明によれば、構造が簡単で、装置の小型化を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0022】

【図1】第１実施形態の可変圧縮比エンジンの低圧縮状態を説明する概略正断面図。

【図2】可変圧縮比エンジンの低圧縮状態を説明する概略側面図。

【図3】本実施形態の可変圧縮比エンジンの高圧縮状態を説明する概略正断面図。

【図4】可変圧縮比エンジンの高圧縮状態を説明する概略側面図。

【図5】偏芯カムの回動状態を示し、（ａ）は可変圧縮比エンジンの低圧縮状態時の偏芯カムの回動位置を示す図、（ｂ）は可変圧縮比エンジンの低圧縮状態と高圧状態の間の状態時の偏芯カムの回動位置を示す図、（ｃ）は可変圧縮比エンジンの高圧状態時の偏芯カムの回動位置を示す図。

【図6】負荷回転軸が要求される「非線形回転数−トルク特性」を説明する負荷要求特性図。

【図7】駆動装置の電気的構成を示す電気回路。

【図8】各相のティースに巻回された巻線の配線を説明する説明図。

【図9】モータの第１系統巻線の等価回路図。

【図10】モータの第２系統巻線の等価回路図。

【図11】第１実施形態の別例を説明するためのモータの巻線の等価回路図。

【図12】第２実施形態の駆動装置のモータの電気回路図。

【図13】モータの第１系統巻線の等価回路図。

【図14】モータの第２系統巻線の等価回路図。

【図15】別例を説明するためのブラシ付きＤＣモータの模式図。

【図16】同じく説明電気回路図。

【発明を実施するための形態】

【0023】

（第１実施形態）
以下、本発明の駆動装置を自動車等の可変圧縮比エンジンに具体化した第１実施形態を図１〜図１０に従って説明する。

【0024】

図１に示すように、可変圧縮比エンジン１は、ヘッドカバー２と、同図１においてヘッドカバー２の下側に配置されたシリンダヘッド３と、シリンダヘッド３の下側に配置されたシリンダブロック４と、シリンダブロック４の下側に配置されたロアケース５等を有している。

【0025】

ヘッドカバー２とシリンダヘッド３は互いに連結固定され、シリンダヘッド３とシリンダブロック４は、互いに連結固定されている。シリンダヘッド３には、図１に示すように、吸気通路３ａ及び排気通路３ｂが形成されている。吸気通路３ａ及び排気通路３ｂは、吸気弁６ａ及び排気弁６ｂにてそれぞれ開閉されるようになっている。

【0026】

シリンダブロック４には、シリンダボア８が形成され、そのシリンダボア８内にはピストンＰが上下方向に移動可能に収容されている。そして、シリンダボア８の内壁、ピストンＰのピストンヘッド、シリンダヘッド３、吸気弁６ａ及び排気弁６ｂで囲まれた空間に燃焼室９が形成される。ピストンＰは、コンロッドＣＲと連結されている。そのコンロッドＣＲは、ロアケース５内に配置されたクランクシャフトＣＳに連結されている。

【0027】

シリンダブロック４は、クランクシャフトＣＳを収容したロアケース５に対して、図１において、上下方向に、移動可能に配置されている。詳述すると、シリンダブロック４は、ロアケース５に対して、上下方向に移動可能に支持されている。つまり、可変圧縮比エンジン１は、燃焼室９の容積を変更することで圧縮比を可変するエンジンである。詳述すると、シリンダブロック４がロアケース５に対して、上下方向に移動しその相対位置を変更すると、ピストンＰの最上昇時の燃焼室９の容積が変更されるものである。

【0028】

次に、ロアケース５に対して被駆動体としてのシリンダブロック４を上下方向に移動させための駆動装置１０について説明する。駆動装置１０は、その燃焼室９の容積を変更する駆動力変換部としての容積変更機構と、その容積変更機構に回転トルクを付与し、その回転トルクにてシリンダブロック４に上下方向に移動（直線運動）させるモータＭとから構成されている。

【0029】

図１、図３に示すように、シリンダブロック４の左右外側面には、シリンダブロック４の前後両端までのびる収容溝１１が凹設されている。収容溝１１は、断面コ字状に形成され、その上側内壁面１１ａと下側内壁面１１ｂは、平面であって互いに平行になるように形成されている。また、奥壁面１１ｃは、平面であって、上側内壁面１１ａ及び下側内壁面１１ｂに対して直交している。

【0030】

収容溝１１を形成する下側内壁１２は、シリンダブロック４の左右外側面において、その中央部分を残し、図２、図４に示すように、前後両側部分が切り欠き形成されている。そして、切り入り残された下側内壁１２、同下側内壁１２の下側内壁面１１ｂと相対向する部分の上側内壁面１１ａ、及び、同下側内壁１２と同上側内壁面１１ａに挟まれた部分の奥壁面１１ｃとで、カム収容凹部１３が形成されている。

【0031】

また、カム収容凹部１３の前後両側の下側内壁１２を切り落とした部分には、奥壁面１１ｃと同一面となるＬ字状の段差壁面が形成される。そして、この段差壁面と同段差壁面と直交する部分の上側内壁面１１ａとで、嵌合ガイド部１４（図２、図４において図１の左側の前後一対の嵌合ガイド部１４のみ図示）が形成されている。

【0032】

従って、シリンダブロック４の左右両側の外側面には、左右一対のカム収容凹部１３が形成され、それらカム収容凹部１３の前後両側には、嵌合ガイド部１４が切り欠き形成されている。つまり、シリンダブロック４の下側四隅には、嵌合ガイド部１４が切り欠き形成され、シリンダブロック４の前後両側中央位置には、カム収容凹部１３が凹設されている。

【0033】

左右一対のカム収容凹部１３内には、同一形状の偏芯カム１８がそれぞれ配設されている。左右一対の偏芯カム１８は円柱形状をなし、偏芯カム１８の外周面がカム収容凹部１３の上側内壁面１１ａと下側内壁面１１ｂの２箇所で摺接可能に回転するようになっている。つまり、円柱形状の左右一対の偏芯カム１８のカムプロフィールは、その直径がカム収容凹部１３の上側内壁面１１ａと下側内壁面１１ｂとの間隔と一致させている。

【0034】

シリンダブロック４の下側に配置されるロアケース５は、左右両側部の前後両側部に、即ち、ロアケース５の四隅に四角柱状のガイド部材２０（図２、図４において左側の前後一対のガイド部材２０のみ図示）がロアケース５の上面から延出形成されている。そして、四隅に延出形成されたガイド部材２０は、対応するシリンダブロック４に形成された嵌合ガイド部１４に対して下方から嵌合するようになっている。

【0035】

つまり、ロアケース５の後側の左右両側のガイド部材２０は、シリンダブロック４の後側の左右両側の嵌合ガイド部１４に下側から嵌合する。また、ロアケース５の前側の左右両側のガイド部材２０は、シリンダブロック４の前側の左右両側の嵌合ガイド部１４に下側から嵌合する。

【0036】

そして、対応する嵌合ガイド部１４の段差壁面と当接する四角柱状のガイド部材２０の当接面は、上下方向に移動可能にそれぞれ摺接する。従って、シリンダブロック４は、ロアケース５に対し、左右方向の移動が規制され、上下方向の移動が可能となるように支持される。

【0037】

図２、図４に示すように、ロアケース５の左側の前後一対のガイド部材２０（ロアケース５の右側の前後一対のガイド部材２０も同様）には、前後一対の軸受（図示略）が設けられ、両軸受間に負荷回転軸２３が回転可能に支持されている。前後両側のガイド部材２０間に配置された左右一対の負荷回転軸２３は、それぞれ同じ高さ位置に配置され、シリンダブロック４にそれぞれ形成された左右一対のカム収容凹部１３内を貫通するようになっている。

【0038】

左右一対のカム収容凹部１３内をそれぞれ貫通する左右一対の負荷回転軸２３は、カム収容凹部１３内に収容された偏芯カム１８をそれぞれ固着する。負荷回転軸２３は、円柱形状の偏芯カム１８を偏芯して固着している。詳述すると、負荷回転軸２３は、その中心軸線Ｏ１が偏芯カム１８の中心軸線Ｏ２に対して変位させて偏芯カム１８を固着している。従って、軸受に支持された負荷回転軸２３が回転すると、偏芯カム１８は、負荷回転軸２３に中心軸線Ｏ１を回転中心に偏芯回転をする。

【0039】

ちなみに、図５に示すように、負荷回転軸２３の中心軸線Ｏ１及び偏芯カム１８の中心軸線Ｏ２を通過する線であって、その中心軸線Ｏ１を起点に最も距離が長い偏芯カム１８の外周面部を長径部ａといい、最も距離が短い偏芯カム１８の外周面部を短径部ｂという。

【0040】

そして、左側の負荷回転軸２３に固着された左側の偏芯カム１８の長径部ａが上側内壁面１１ａに接している時、右側の負荷回転軸２３に固着された右側の偏芯カム１８の長径部ａも上側内壁面１１ａに接するように、左右一対の偏芯カム１８は、各負荷回転軸２３に対して固着されている。

【0041】

従って、図１に示すように、偏芯カム１８が回転し、偏芯カム１８の長径部ａがカム収容凹部１３の上側内壁面１１ａに当接している時（偏芯カム１８の短径部ｂが下側内壁面１１ｂに当接している時）、シリンダブロック４は、ロアケース５に対して最も離間した上方位置に配置されることになる。

【0042】

反対に、図３に示すように、偏芯カム１８が回転し、偏芯カム１８の短径部ｂがカム収容凹部１３の上側内壁面１１ａに当接している時（偏芯カム１８の長径部ａが下側内壁面１１ｂに当接している時）、シリンダブロック４は、ロアケース５に対して最も近接した下方位置に配置されることになる。

【0043】

図１、図２に示すように、ロアケース５の前後両側のガイド部材２０の中間位置の上面には、嵌着凹部２５が凹設されている。嵌着凹部２５には、スプリングＳＰが上方に向かって配設され、そのスプリングＳＰの上端部はカム収容凹部１３の下側内壁１２の下面１２ａに当接している。そして、スプリングＳＰは、常に、シリンダブロック４をロアケース５に対して上方に離間させる弾性力をシリンダブロック４に付与している。

【0044】

ロアケース５であって、その後側の左右両側に設けたガイド部材２０の後面には、駆動装置１０を構成するモータＭ（図２、図４において左側のモータＭのみ図示）が支持ブロック２６を介して固設されている。左右一対のモータＭは、本実施形態では、ブラシレスモータにて構成され、その出力軸（図示略）が減速機を介してそれぞれ左右一対の負荷回転軸２３に駆動連結されている。そして、左右一対のモータＭは、負荷回転軸２３を回転させ、偏芯カム１８を偏芯回転させる。

【0045】

ここで、左右一対の偏芯カム１８が回転することによってシリンダブロック４が上下動して燃焼室９の容積が変更する動作について説明する。
まず、偏芯カム１８が、図５（ａ）に示す低圧縮比状態から下降し、図５（ｂ）に示す状態を経て、図５（ｃ）に示す高圧圧縮比状態に推移する「下降行程」に従って説明する。

【0046】

下降行程では、負荷回転軸２３を回転させ、シリンダブロック４をスプリングＳＰの弾性力に抗して下方に押し下げる。図５（ａ）で示すように、偏芯カム１８の外周面の短径部ｂがカム収容凹部１３の下側内壁面１１ｂに当接した状態から、図５（ｂ）の状態を経て、図５（ｃ）に示す偏芯カム１８の外周面の長径部ａがカム収容凹部１３の下側内壁面１１ｂに当接して行くまでの行程である。

【0047】

ここで、図５（ａ）の偏芯カム１８のカム配置の位置は、可変圧縮比エンジン１は低圧縮比状態にある。図５（ｃ）の偏芯カム１８のカム配置の位置は、可変圧縮比エンジン１は高圧縮比状態にある。

【0048】

なお、各図５（ａ）〜（ｃ）で示す１点鎖線は、偏芯カム１８が、負荷回転軸２３の中心軸線Ｏ１を中心に微小角度Δθ回転した後の偏芯カム１８の外郭と下側内壁１２の下側内壁面１１ｂの外郭を示す。

【0049】

ところで、図５（ａ）に示す位置の低圧縮比状態から、偏芯カム１８が負荷回転軸２３の中心軸線Ｏ１を中心に微小角度Δθの回転をする場合と、図５（ｃ）に示す位置の高圧縮比状態から、偏芯カム１８が負荷回転軸２３の中心軸線Ｏ１を中心に微小角度Δθの回転をする場合とで、下側内壁１２の変位は共に小さくほぼ等しい。

【0050】

これに対して、図５（ｂ）に示す位置から、偏芯カム１８が負荷回転軸２３の中心軸線Ｏ１を中心に微小角度Δθの回転をする場合は、先の２つの場合より下側内壁１２の変位は遙かに大きい。

【0051】

従って、偏芯カム１８が図５（ａ）（ｃ）の付近にある時には下側内壁１２からの抗力が小さく、シリンダブロック４を下げるのに要求される力Ｆが小さくなることから、偏芯カム１８を回転させるトルクが低くてもよいことになる。これに対して、偏芯カム１８が図５（ｂ）の付近にある時には下側内壁１２からの抗力が大きく、シリンダブロック４を下げるのに要求される力Ｆが大きくなることから、偏芯カム１８を回転させるために高トルクが要求されることになる。

【0052】

また、下側内壁１２の下降速度（シリンダブロック４の下降速度）を一定に保つためには、図５（ａ）（ｃ）の付近では偏芯カム１８は速く回転し、図５（ｂ）の付近では偏芯カム１８は遅く回転することが要求される。つまり、負荷回転軸２３は、図５（ａ）（ｃ）の付近では「低トルク高速回転」の特性が要求され、図５（ｂ）の付近では「高トルク低速回転」の特性が要求される。

【0053】

なお、偏芯カム１８を可変圧縮比エンジン１に適用した時、シリンダブロック４の移動に相対して燃焼圧による力が変化するため、図５（ａ）に示す位置付近での「低トルク高速回転」の特性は、厳密には異なると考えられるが、説明の便宜上、本実施形態ではその差を無視して説明する。

【0054】

従って、下降行程において、偏芯カム１８に回転力を付与する際の負荷回転軸２３に要求される「回転数−トルク特性」は、図６に破線で示す非線形実負荷特性線Ｌｄとして示され、非線形回転数−トルク特性となる。つまり、非線形実負荷特性線Ｌｄは、「低トルク高速回転」の第１点Ｐ１と「高トルク低速回転」の第２点Ｐ２を結ぶ、略反比例形の湾曲した特性曲線である。

【0055】

その結果、偏芯カム１８が図５（ａ）から図５（ｃ）に推移する場合、図６の第１点Ｐ１の位置から、第２点Ｐ２に向かって左側に下降しながら移行する。偏芯カム１８が図５（ｂ）の状態になると、第２点Ｐ２に到達する。

【0056】

偏芯カム１８が図５（ｂ）から図５（ｃ）に推移する場合、図６の第２点Ｐ２の位置から、第１点Ｐ１に向かって右側に上昇しながら移行する。そして、偏芯カム１８が図５（ｃ）の状態になると、第１点Ｐ１に到達する。

【0057】

このように、負荷回転軸２３に要求される「回転数−トルク特性」が図６破線で示す非線形の非線形実負荷特性線Ｌｄであることから、負荷回転軸２３に駆動転結されるモータＭは、その「回転数−トルク出力特性」が図６破線で示す非線形実負荷特性線Ｌｄに対応することが要求される。

【0058】

次に、左右両側に設けた駆動装置１０の電気的構成について説明する。左右両側の駆動装置１０は両方とも同じ構成なので説明の便宜上、一方の駆動装置１０の構成について説明する。

【0059】

図７に示すように、駆動装置１０は、モータＭを有している。モータＭは、スター結線中性点切替タイプのブラシレスモータであって、８極１２スロット集中巻きのブラシレスモータにて構成されている。

【0060】

ロータは、本実施形態では、そのロータコアに８個の永久磁石を周方向に埋め込んだ所謂ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）構造のロータである。
一方、ステータは、３相交流のための各相の巻線が巻回される１２個のティースＴ（図８参照）を備えている。１２個のティースＴは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のための３個のティースＴを１組として、４組周方向に順番に配置されている。従って、各相の巻線は９０度間隔に配置される。

【0061】

なお、説明の便宜上、１２個のティースＴをそれぞれ区別して特定するとき、符号の後に数字を付加して、第１〜第１２ティースＴＴ１〜Ｔ１２という。
このとき、第１ティースＴ１、第４ティースＴ４、第７ティースＴ７及び第１０ティースＴ１０を、Ｕ相用のティースＴという。また、第２ティースＴ２、第５ティースＴ５、第８ティースＴ８及び第１１ティースＴ１１を、Ｖ相用のティースＴという。さらに、第３ティースＴ３、第６ティースＴ６、第９ティースＴ９及び第１２ティースＴ１２を、Ｗ相用のティースＴという。

【0062】

つまり、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相のための３個のティースＴを１組とする３相ティースが、周方向に４組順番に配置されている。従って、４組の各相のティースＴは９０度間隔に配置される。

【0063】

Ｕ相は、図８に示すように、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２を有している。第１Ｕ相巻線Ｌｕ１は、集中巻きにてＵ相の各ティースＴ１，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０を所定の数だけ巻回されている。第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の始端Ｕ１ａは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ１に接続されている。バスバーＢ１は、Ｕ相の電源電圧Ｖｕが供給される電力線Ｌ１を介して受電端子Ｔｕに接続されている。また、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の終端Ｕ１ｂは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ３に接続されている。なお、この第１Ｕ相巻線Ｌｕ１が、第１系統巻線Ｓ１（図９参照）におけるＵ相の巻線を構成する。

【0064】

また、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２は、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と同様に、集中巻きにてＵ相の各ティースＴ１，Ｔ４，Ｔ７，Ｔ１０を所定の数だけ巻回されている。第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の始端Ｕ２ａは、バスバーＢ３に接続されている。また、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の終端Ｕ２ｂは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ２に接続されている。従って、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２と第１Ｕ相巻線Ｌｕ１は、直列に接続される。なお、直列に接続した第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１０参照）におけるＵ相の巻線を構成する。

【0065】

そして、Ｕ相において、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の終端Ｕ１ｂと第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の始端Ｕ２ａを接続したバスバーＢ３は、図８に示すように、電力線Ｌ３及び第１Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１を介して中性線ＮＬと接続されている。

【0066】

第１Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ３及びバスバーＢ３を介して、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２に接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第１Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１のゲート端子には、第１Ｕ相駆動信号ＣＴｕ１が入力される。そして、第１Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ１は、Ｈレベルの第１Ｕ相駆動信号ＣＴｕ１が入力されるとオンし、Ｌレベルの第１Ｕ相駆動信号ＣＴｕ１が入力されるとオフするようになっている。

【0067】

また、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の終端Ｕ２ｂを接続したバスバーＢ２は、図８に示すように、電力線Ｌ２及び第２Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２を介して中性線ＮＬに接続されている。

【0068】

第２Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ２及びバスバーＢ２を介して、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の終端Ｕ２ｂに接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第２Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２のゲート端子には、第２Ｕ相駆動信号ＣＴｕ２が入力される。そして、第２Ｕ相スイッチング素子Ｑｕ２は、Ｈレベルの第２Ｕ相駆動信号ＣＴｕ２が入力されるとオンし、Ｌレベルの第２Ｕ相駆動信号ＣＴｕ２が入力されるとオフするようになっている。

【0069】

Ｖ相は、図８に示すように、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と第２Ｖ相巻線Ｌｖ２を有している。第１Ｖ相巻線Ｌｖ１は、集中巻きにてＶ相の各ティースＴ２，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ１１を所定の数だけ巻回されている。第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の始端Ｖ１ａは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ４に接続されている。バスバーＢ４は、Ｖ相の電源電圧Ｖｖが供給される電力線Ｌ４を介して受電端子Ｔｖに接続されている。また、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の終端Ｖ１ｂは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ６に接続されている。なお、この第１Ｖ相巻線Ｌｖ１が、第１系統巻線Ｓ１（図９参照）におけるＶ相の巻線を構成する。

【0070】

また、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２は、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と同様に、集中巻きにてＶ相の各ティースＴ２，Ｔ５，Ｔ８，Ｔ１１を所定の数だけ巻回されている。第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の始端Ｖ２ａは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ６に接続されている。また、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の終端Ｖ２ｂは、バスバーＢ５に接続されている。従って、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２と第１Ｖ相巻線Ｌｖ１は、直列に接続される。なお、直列に接続した第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と第２Ｖ相巻線Ｌｖ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１０参照）におけるＶ相の巻線を構成する。

【0071】

そして、Ｖ相において、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の終端Ｖ１ｂと第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の始端Ｖ２ａを接続したバスバーＢ６は、図８に示すように、電力線Ｌ６及び第１Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ１を介して中性線ＮＬと接続されている。

【0072】

第１Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ１は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ６及びバスバーＢ６を介して、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と第２Ｖ相巻線Ｌｖ２に接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第１Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ１のゲート端子には、第１Ｖ相駆動信号ＣＴｖ１が入力される。そして、第１Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ１は、Ｈレベルの第１Ｖ相駆動信号ＣＴｖ１が入力されるとオンし、Ｌレベルの第１Ｖ相駆動信号ＣＴｖ１が入力されるとオフするようになっている。

【0073】

また、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の終端Ｖ２ｂと接続したバスバーＢ５は、図８に示すように、電力線Ｌ５及び第２Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ２を介して中性線ＮＬに接続されている。

【0074】

第２Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ２は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ５及びバスバーＢ５を介して、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の終端Ｖ２ｂに接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第２Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ２のゲート端子には、第２Ｖ相駆動信号ＣＴｖ２が入力される。そして、第２Ｖ相スイッチング素子Ｑｖ２は、Ｈレベルの第２Ｖ相駆動信号ＣＴｖ２が入力されるとオンし、Ｌレベルの第２Ｖ相駆動信号ＣＴｖ２が入力されるとオフするようになっている。

【0075】

Ｗ相は、図８に示すように、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と第２Ｗ相巻線Ｌｗ２を有している。第１Ｗ相巻線Ｌｗ１は、集中巻きにてＷ相の各ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２を所定の数だけ巻回されている。第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の始端Ｗ１ａは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ７に接続されている。バスバーＢ７は、Ｗ相の電源電圧Ｖｗが供給される電力線Ｌ７を介して受電端子Ｔｗに接続されている。また、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の終端Ｗ１ｂは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ９に接続されている。なお、この第１Ｗ相巻線Ｌｗ１が、第１系統巻線Ｓ１（図９参照）におけるＷ相の巻線を構成する。

【0076】

また、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２は、図８に示すように、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と同様に、集中巻きにてＷ相の各ティースＴ３，Ｔ６，Ｔ９，Ｔ１２を所定の数だけ巻回されている。第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の始端Ｗ２ａは、バスバーＢ９に接続されている。また、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の終端Ｗ２ｂは、モータケース内のリア側に配設されたバスバーＢ８に接続されている。従って、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２と第１Ｗ相巻線Ｌｗ１は、直列に接続される。なお、直列に接続した第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と第２Ｗ相巻線Ｌｗ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１０参照）におけるＷ相の巻線を構成する。

【0077】

そして、Ｗ相において、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の終端Ｗ１ｂと第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の始端Ｗ２ａを接続したバスバーＢ９は、図８に示すように、電力線Ｌ９及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ１を介して中性線ＮＬと接続されている。

【0078】

第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ１は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ９及びバスバーＢ９を介して、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と第２Ｗ相巻線Ｌｗ２に接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ１のゲート端子には、第１Ｗ相駆動信号ＣＴｗ１が入力される。そして、第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ１は、Ｈレベルの第１Ｗ相駆動信号ＣＴｗ１が入力されるとオンし、Ｌレベルの第１Ｗ相駆動信号ＣＴｗ１が入力されるとオフするようになっている。

【0079】

また、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の終端Ｗ２ｂと接続したバスバーＢ８は、図８に示すように、電力線Ｌ８及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ２を介して中性線ＮＬに接続されている。

【0080】

第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ２は、図７に示すように、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、ドレン端子が電力線Ｌ８及びバスバーＢ８を介して、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の終端Ｗ２ｂに接続され、ソース端子が中性線ＮＬに接続されている。第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ２のゲート端子には、第２Ｗ相駆動信号ＣＴｗ２が入力される。そして、第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｗ２は、Ｈレベルの第２Ｗ相駆動信号ＣＴｗ２が入力されるとオンし、Ｌレベルの第２Ｗ相駆動信号ＣＴｗ２が入力されるとオフするようになっている。

【0081】

ちなみに、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を全てオフ状態にし、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を予め定めたタイミングでオンさせる。これによって、モータＭの巻線構造は、Ｕ相が第１Ｕ相巻線Ｌｕ１、Ｖ相が第１Ｖ相巻線Ｌｖ１、Ｗ相が第１Ｗ相巻線Ｌｗ１からなるスター結線となる。図９にその等価回路を示す。

【0082】

従って、Ｕ相の第１Ｕ相巻線Ｌｕ１が第１系統巻線Ｓ１となり、Ｖ相の第１Ｖ相巻線Ｌｖ１が第１系統巻線Ｓ１となり、Ｗ相の第１Ｗ相巻線Ｌｗ１が第１系統巻線Ｓ１となる。
一方、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を全てオフ状態にし、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を予め定めたタイミングでオンさせる。これによって、モータＭの巻線構造は、Ｕ相が第１及び第２Ｕ相巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２の直列回路、Ｖ相が第１及び第２Ｖ相巻線Ｌｖ１,Ｌｖ２の直列回路、Ｗ相が第１及び第２Ｗ相巻線Ｌｗ１,Ｌｗ２の直列回路からなるスター結線となる。図１０にその等価回路を示す。

【0083】

従って、Ｕ相の第１及び第２Ｕ相巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となり、Ｖ相の第１及び第２Ｖ相巻線Ｌｖ１,Ｌｖ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となり、Ｗ相の第１及び第２Ｗ相巻線Ｌｗ１,Ｌｗ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となる。

【0084】

従って、モータＭが、図９で示す等価回路で駆動されるとき、モータＭは、図６実線で示す高速回転低トルク出力特性線Ｌａの回転数−トルク出力特性（Ｎ−Ｔ出力特性）に従って駆動される。

【0085】

また、モータＭが、図１０で示す等価回路で駆動されるとき、モータＭは、図６実線で示す低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの回転数−トルク出力特性（Ｎ−Ｔ出力特性）に従って駆動する。

【0086】

尚、図６において、高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂとが交差する交差点を切替点Ｐｘといい、切替点Ｐｘに対応するモータＭの回転トルクＴｎを切替トルクＴｘという。そして、モータＭが出力可能な範囲のうち、切替トルクＴｘ未満のトルク領域を第１トルク領域Ｚ１といい、切替トルクＴｘ以上のトルク領域を第２トルク領域Ｚ２という。

【0087】

また、図６において、非線形実負荷特性線Ｌｄの「低トルク高速回転」の第１点Ｐ１に対応するモータＭの回転の回転トルクＴｎを最小トルクＴｍｉｎといい、「高トルク低速回転」の第２点Ｐ２に対応するモータＭの回転トルクＴｎを最大トルクＴｍａｘという。

【0088】

そして、高速回転低トルク出力特性線Ｌａは、この高速回転低トルク出力特性線Ｌａの回転数−トルク出力特性を使ってモータＭを駆動する場合、その高速回転低トルク出力特性線Ｌａの使用両側部が非線形実負荷特性線Ｌｄと交差するように設定されている。また、低速回転高トルク出力特性線Ｌｂは、同様に、この低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの回転数−トルク出力特性を使ってモータＭを駆動する場合、その低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの使用両側部が非線形実負荷特性線Ｌｄと交差するように設定されている。

【0089】

さらに、モータＭは、高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの交差する切替点Ｐｘが以下の条件となるように、高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂを設定している。

【0090】

ここで、図６において、非線形実負荷特性線Ｌｄの第１点Ｐ１と第２点Ｐ２を直線で結ぶ回転数−トルク出力特性の出力特性線を線形仮想負荷特性線Ｌｘとする。そして、切替点Ｐｘは、線形仮想負荷特性線Ｌｘと前記非線形実負荷特性線Ｌｄとの間が最も離間する前記非線形実負荷特性線Ｌｄ上の特性点を通る、線形仮想負荷特性線Ｌｘに直交する直交線Ｌｘａの線上に存在するように設定している。なお、前記非線形実負荷特性線Ｌｄは、線形仮想負荷特性線Ｌｘに対し第１点Ｐ１及び第２点Ｐ２の中間点に向けて特性図の原点側に突出する略サインカーブ形状の曲線となっている。

【0091】

従って、図６破線で示す負荷回転軸２３に要求される非線形実負荷特性線Ｌｄに対応するためには、第１トルク領域Ｚ１にある時には、モータＭを高速回転低トルクで駆動し、第２トルク領域Ｚ２にある時には、モータＭを低速回転高トルクで駆動させればよいことになる。

【0092】

詳述すると、第１トルク領域Ｚ１にある時には、モータＭを図９で示す等価回路にし、Ｎ−Ｔ出力特性を図６に示す高速回転低トルク出力特性線Ｌａに従った駆動する。また、第２トルク領域Ｚ２にある時には、モータＭを図１０で示す等価回路にし、Ｎ−Ｔ出力特性を図６に示す低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに従った駆動する。

【0093】

これによって、負荷回転軸２３と駆動転結されたモータＭは、そのＮ−Ｔ出力特性が図６破線で示す非線形実負荷特性線Ｌｄに最も近似した特性となる。
駆動装置１０は、回転数センサ２８を有している。回転数センサ２８は、ロアケース５の後側のガイド部材２０に設けられ、負荷回転軸２３のその時々の回転数（モータＭの出力軸のその時々の回転速度Ｎ）を検出し、その回転数検出信号ＳＧＮを出力する。

【0094】

図７に示すように、駆動装置１０は、ＥＣＵ（電子制御ユニット）３０を有している。ＥＣＵ３０は、マイクロコンピュータからなり、モータＭのリアカバー壁に固設した収容ボックスＢ内に収容されている。本実施形態では、ＥＣＵ３０は、収容ボックスＢ内の回路基板（図示しない）に第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２とともに実装されている。

【0095】

ＥＣＵ３０は、図示しない外部装置から圧縮比の変更を指令する指令信号ＣＮＴが入力され、この指令信号ＣＮＴに基づいて、モータＭを駆動制御する。
ＥＣＵ３０は、回転数センサ２８からその時々の回転数検出信号ＳＧＮを入力する。ＥＣＵ３０は、回転数検出信号ＳＧＮに基づいて、その時のモータＭの回転速度Ｎを算出する。ＥＣＵ３０は、算出した回転速度Ｎに基づいて、その時の回転トルクＴｎが、第１トルク領域Ｚ１と第２トルク領域Ｚ２のいずれの領域に属しているか判定するようになっている。

【0096】

そして、ＥＣＵ３０は、回転トルクＴｎが第１トルク領域Ｚ１にある時、モータＭをＮ−Ｔ出力特性を高速回転低トルク出力特性線Ｌａに基づいて駆動させるべく、モータＭの巻線を図９に示す等価回路にする。即ち、ＥＣＵ３０は、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２をオフさせる。

【0097】

そして、ＥＣＵ３０は、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を予め定めたタイミングでオンさせる。これによって、モータＭは、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１が通電されて回転磁界が生成されるようになっている。

【0098】

また、ＥＣＵ３０は、回転トルクＴｎが第２トルク領域Ｚ２にある時、モータＭをＮ−Ｔ出力特性を低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに基づいて駆動させるべく、モータＭの巻線を図１０に示す等価回路にする。即ち、ＥＣＵ３０は、第１相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチグ素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１をオフさせる。

【0099】

そして、ＥＣＵ３０は、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を予め定めたタイミングでオンさせる。これによって、モータＭは、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１、及び、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相巻線Ｌｕ２，Ｌｖ２，Ｌｗ２、が通電されて回転磁界が生成されるようになっている。

【0100】

次に、上記のように構成した駆動装置１０の作用について説明する。
今、図１から図３に示す位置までシリンダブロック４を下降させて、可変圧縮比を変更させる場合について説明する。

【0101】

図１の状態では、偏芯カム１８の位置は、図５（ａ）に示す位置ある。そして、この状態から、ＥＣＵ３０に、シリンダブロック４を図１から図３に示す位置まで下降させて、可変圧縮比を変更させる指令信号ＣＮＴが図示しない外部装置から入力される。

【0102】

ＥＣＵ３０は、指令信号ＣＮＴに応答して、シリンダブロック４を下降すべくモータＭを駆動させる。この時、ＥＣＵ３０は、偏芯カム１８の回動位置、即ちシリンダブロック４が最上位置に位置していることを先の制御で認識しているものとする。そのため、ＥＣＵ３０は、負荷回転軸２３に要求されるトルクは、図６で示す非線形実負荷特性線Ｌｄの第１点Ｐ１に対応する最小トルクＴｍｉｎであることから、モータＭを第１トルク領域Ｚ１に基づく制御で行う。

【0103】

ＥＣＵ３０は、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を全てオフ状態にする。そして、ＥＣＵ３０は、モータＭの巻線構造を、図９に示すように、Ｕ相は第１Ｕ相巻線Ｌｕ１、Ｖ相は第１Ｖ相巻線Ｌｖ１、Ｗ相は第１Ｗ相巻線Ｌｗ１からなるスター結線にする。そのために、ＥＣＵ３０は、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を予め定めたタイミングでオンさせる。

【0104】

これによって、モータＭは、そのＮ−Ｔ出力特性が図６に示す高速回転低トルク出力特性線Ｌａに従った駆動をする。モータＭが駆動を開始し偏芯カム１８が回動すると、シリンダブロック４は下降を開始する。

【0105】

ＥＣＵ３０は、回転数センサ２８からの回転数検出信号ＳＧＮを入力して回転速度Ｎを算出して、回転トルクＴｎが第１トルク領域Ｚ１から第２トルク領域Ｚ２に遷移したかどうか判定する。

【0106】

ここで、ＥＣＵ３０は、回転トルクＴｎが切替トルクＴｘに達すると、回転トルクＴｎが第１トルク領域Ｚ１から第２トルク領域Ｚ２に遷移したと判定する。そして、ＥＣＵ３０は、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を全てオフ状態にする。そして、モータＭの巻線構造を、図１０に示すように、Ｕ相は第１及び第２Ｕ相巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２の直列回路、Ｖ相は第１及び第２Ｖ相巻線Ｌｖ１,Ｌｖ２の直列回路、Ｗ相は第１及び第２Ｗ相巻線Ｌｗ１,Ｌｗ２の直列回路からなるスター結線にする。そのために、ＥＣＵ３０は、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を予め定めたタイミングでオンさせる。

【0107】

これによって、モータＭは、そのＮ−Ｔ出力特性が図６に示す高速回転低トルク出力特性線Ｌａから低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに従った駆動をする。そして、偏芯カム１８は、このモータＭの駆動によってさらに回転してシリンダブロック４を下降させる。

【0108】

そして、偏芯カム１８が図５（ｃ）に示す回動位置から図５（ｂ）に示す回動位置に向かって回動すると、第２トルク領域Ｚ２にある回転トルクＴｎは、最大トルクＴｍａｘ→切替トルクＴｘ→第１トルク領域Ｚ１→最小トルクＴｍｉｎに向かって推移していく。

【0109】

やがて、回転トルクＴｎが切替トルクＴｘに達すると、ＥＣＵ３０は回転トルクＴｎが第２トルク領域Ｚ２から第１トルク領域Ｚ１に遷移したと判定する。そして、ＥＣＵ３０は、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を全てオフ状態にする。そして、モータＭの巻線構造を、図９に示すように、Ｕ相は第１Ｕ相巻線Ｌｕ１、Ｖ相は第１Ｖ相巻線Ｌｖ１、Ｗ相は第１Ｗ相巻線Ｌｗ１からなるスター結線にする。そのために、ＥＣＵ３０は、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１を予め定めたタイミングでオンせる。

【0110】

これによって、モータＭは、そのＮ−Ｔ出力特性が図６に示す低速回転高トルク出力特性線Ｌｂから高速回転低トルク出力特性線Ｌａに従った駆動をする。そして、偏芯カム１８は、このモータＭの駆動によってさらに回転してシリンダブロック４を下降させる。

【0111】

そして、回転トルクＴｎが最小トルクＴｍｉｎになると、即ち、偏芯カム１８がさらに回動し図５（ｃ）に示す回動位置に到達すると、ＥＣＵ３０は、シリンダブロック４が図３に示す位置まで下降したと判断する。そして、ＥＣＵ３０は、第１Ｕ相、第１Ｖ相及び第１Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ１〜Ｑｗ１、並びに、第２Ｕ相、第２Ｖ相及び第２Ｗ相スイッチング素子Ｑｕ２〜Ｑｗ２を全てオフ状態にしてモータＭを駆動停止させて圧縮比の変更制御を終了する。

【0112】

次に、上記実施形態の効果を以下に記載する。
（１）本実施形態によれば、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第１トルク領域Ｚ１にある時、モータＭを、高速回転低トルク出力特性線Ｌａに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動した。

【0113】

従って、モータＭは、第１トルク領域Ｚ１において、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）がシリンダブロック４に付与するための非線形の回転数−トルク特性の非線形実負荷特性線Ｌｄに近似した回転トルクＴｎを生成することができる。

【0114】

（２）本実施形態によれば、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第２トルク領域Ｚ２にある時、モータＭを、低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動した。

【0115】

従って、モータＭは、第２トルク領域Ｚ２において、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）がシリンダブロック４に付与するための非線形回転数−トルク特性の非線形実負荷特性線Ｌｄに近似した回転トルクＴｎを生成することができる。

【0116】

（３）本実施形態によれば、第１トルク領域Ｚ１と第２トルク領域Ｚ２の境界を切替トルクＴｘで区分した。そして、切替トルクＴｘは、高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂとの交差点を切替点Ｐｘし、その切替点Ｐｘに対応する回転トルクＴｎを切替トルクＴｘとした。

【0117】

従って、モータＭは、第１トルク領域Ｚ１での制御から第２トルク領域Ｚ２での制御に移行する場合（その逆の場合も同様）、連続性が保たれて急激な変動動作を低減させることができる。その結果、モータＭは、第１トルク領域Ｚ１と第２トルク領域Ｚ２の全領域において、シリンダブロック４に対して変動幅の小さい移動速度（駆動速度）及び変動幅の小さい移動させる力を実現できる。

【0118】

しかも、非線形実負荷特性線Ｌｄを、線形の回転数−トルク特性の高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂとで近似させることから制御が容易にできる。

【0119】

（４）本実施形態によれば、高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂが交差する切替点Ｐｘは、図６に示すように、線形仮想負荷特性線Ｌｘと前記非線形実負荷特性線Ｌｄとの間が最も離間する前記非線形実負荷特性線Ｌｄ上の特性点を通る、線形仮想負荷特性線Ｌｘに直交する直交線Ｌｘａの線上に存在するように設定した。

【0120】

従って、非線形である非線形実負荷特性線Ｌｄは、線形である高速回転低トルク出力特性線Ｌａ及び低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの２つで、最も近似させることができる。
その結果、モータＭを第１トルク領域Ｚ１で駆動させる場合においても、また、第２トルク領域Ｚ２で駆動させる場合においても、効率のよい駆動が行えて消費電力の低減、過剰エネルギーの発熱を低減することができる。

【0121】

（５）本実施形態によれば、１つのモータＭについて、各相のステータティースに、２系統の巻線を巻回し、図６に示す高速回転低トルク出力特性線Ｌａと低速回転高トルク出力特性線Ｌｂの２つの回転数−トルク出力特性を切替可能に形成した。

【0122】

従って、１つのモータＭについて、２つの回転数−トルク出力特性を切替可能にしたことから、駆動装置１０の小型化を実現することができる。
（６）本実施形態によれば、１つのモータＭについて、各相のステータティースに２つの系統の巻線を巻回した。即ち、第１系統巻線Ｓ１は、各相の巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１を集中巻きにて巻回して形成した。第２系統巻線Ｓ２は、同じく、各相の巻線Ｌｕ２、Ｌｖ２，Ｌｗ２を集中巻きした後、第１系統巻線Ｓ１の各相の巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１とそれぞれ直列に接続することによって形成した。

【0123】

従って、モータＭの構造を簡単にでき、小型化することができるとともに、駆動装置１０をより小型化することのできる駆動装置を提供することにある。
尚、上記した第１実施形態は、各相の第１系統巻線Ｓ１と、その第１系統巻線Ｓ１の各相の巻線Ｌｕ１，Ｌｖ１，Ｌｗ１と直列に接続することによって形成された第２系統巻線Ｓ２は、図９及び図１０に示すように、その受電端子Ｔｕ、Ｔｖ，Ｔｗを共通にすることができた。

【0124】

これを、図１１に示すように、第１系統巻線Ｓ１と第２系統巻線Ｓ２を、それぞれ個別に、各相のステータティースに巻線Ｌｕ，Ｌｖ，Ｌｗを集中巻きにて巻回するようにして実施してもよい。つまり、第１系統巻線Ｓ１の受電端子Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１と第２系統巻線Ｓ２の受電端子Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２をそれぞれ分けて形成する。

【0125】

第１系統巻線Ｓ１の受電端子Ｔｕ１，Ｔｖ１，Ｔｗ１には、モータＭを低トルク高速回転数で駆動させるための電源が供給されている給電線に切替スイッチング素子（図示せず）を介して接続する。一方、第２系統巻線Ｓ２の受電端子Ｔｕ２，Ｔｖ２，Ｔｗ２には、モータＭを高トルク低速回転数で駆動させるための電源が供給されている給電線に切替スイッチング素子（図示せず）を介して接続する。

【0126】

そして、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第１トルク領域Ｚ１にある時、第１系統巻線Ｓ１を選択して、モータＭを、高速回転低トルク出力特性線Ｌａに基づくＮ−Ｔ出力特性で駆動する。

【0127】

また、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第２トルク領域Ｚ２にある時、第２系統巻線Ｓ２を選択して、モータＭを、低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに基づくＮ−Ｔ出力特性で駆動する。

【0128】

ちなみに、各図示しない切替スイッチング素子を、第１系統巻線Ｓ１及び第２系統巻線Ｓ２と中性線ＮＬとを結ぶ引出線上に設けてもよい。
（第２実施形態）
次に、本発明の第２実施形態について図１２に従って説明する。

【0129】

本実施形態は、第１実施形態のモータＭとその巻線構造に特徴を有する。そのため、その特徴を有する部分について、詳細に説明して同じ構成部分については、説明の便宜上省略する。

【0130】

図１２に示すように、モータＭは、デルタ結線切替タイプのブラシレスモータであって、８極１２スロット集中巻きのブラシレスモータにて構成されている。そして、３相交流のための各相の巻線が巻回される１２個のステータのティースは、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相を１組として、４組周方向に順番に配置されている。従って、各相の巻線は９０度間隔に配置される。

【0131】

Ｕ相は、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２を有している。
第１Ｕ相巻線Ｌｕ１は、集中巻きにてＵ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の始端Ｕ１ａは、第１及び第２スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２を介してＵ相の受電端子Ｔｕに接続されている。また、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の終端Ｕ１ｂは、Ｖ相の受電端子Ｔｖに接続されている。なお、この第１Ｕ相巻線Ｌｕ１が、第１系統巻線Ｓ１（図１３参照）におけるＵ相の巻線を構成する。

【0132】

第２Ｕ相巻線Ｌｕ２は、集中巻きにてＵ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の始端Ｕ２ａは、Ｕ相の受電端子Ｔｕに接続されている。また、第２Ｕ相巻線Ｌｕ２の終端Ｕ２ｂは、第３及び第４スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を介して第１Ｕ相巻線Ｌｕ１の始端Ｕ１ａに接続されている。

【0133】

従って、第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２は、第３及び第４スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４を介して直列に接続されている。なお、直列に接続したこの第１Ｕ相巻線Ｌｕ１と第２Ｕ相巻線Ｌｕ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１４参照）におけるＵ相の巻線を構成する。

【0134】

第１〜第４スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、それぞれケート端子に第１〜第４駆動信号ＣＴ１〜ＣＴ４が入力される。そして、第１〜第４スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ４は、Ｈレベルの第１〜第４駆動信号ＣＴ１〜ＣＴ４が入力されるとオンし、Ｌレベルの第１〜第４駆動信号ＣＴ１〜ＣＴ４が入力されるとオフするようになっている。

【0135】

Ｖ相は、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と第２Ｖ相巻線Ｌｖ２を有している。
第１Ｖ相巻線Ｌｖ１は、集中巻きにてＶ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の始端Ｖ１ａは、第５及び第６スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６を介してＶ相の受電端子Ｔｖに接続されている。また、第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の終端Ｖ１ｂは、Ｗ相の受電端子Ｔｗに接続されている。なお、この第１Ｖ相巻線Ｌｖ１が、第１系統巻線Ｓ１（図１３参照）におけるＶ相の巻線を構成する。

【0136】

第２Ｖ相巻線Ｌｖ２は、集中巻きにてＶ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の始端Ｖ２ａは、Ｖ相の受電端子Ｔｖに接続されている。また、第２Ｖ相巻線Ｌｖ２の終端Ｖ２ｂは、第７及び第８スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８を介して第１Ｖ相巻線Ｌｖ１の始端Ｖ１ａに接続されている。なお、直列に接続したこの第１Ｖ相巻線Ｌｖ１と第２Ｖ相巻線Ｌｖ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１４参照）におけるＶ相の巻線を構成する。

【0137】

第５〜第８スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８は、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、それぞれケート端子に第５〜第８駆動信号ＣＴ５〜ＣＴ８が入力される。そして、第５〜第８スイッチング素子Ｑ５〜Ｑ８は、Ｈレベルの第５〜第８駆動信号ＣＴ５〜ＣＴ８が入力されるとオンし、Ｌレベルの第５〜第８駆動信号ＣＴ５〜ＣＴ８が入力されるとオフするようになっている。

【0138】

Ｗ相は、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と第２Ｗ相巻線Ｌｗ２を有している。
第１Ｗ相巻線Ｌｗ１は、集中巻きにてＷ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の始端Ｗ１ａは、第９及び第１０スイッチング素子Ｑ９，Ｑ１０を介してＷ相の受電端子Ｔｗに接続されている。また、第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の終端Ｗ１ｂは、Ｕ相の受電端子Ｔｕに接続されている。なお、この第１Ｗ相巻線Ｌｗ１が、第１系統巻線Ｓ１（図１３参照）におけるＷ相の巻線を構成する。

【0139】

第２Ｗ相巻線Ｌｗ２は、集中巻きにてＷ相の各ティースに所定の数だけ巻回されている。そして、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の始端Ｗ２ａは、Ｗ相の受電端子Ｔｗに接続されている。また、第２Ｗ相巻線Ｌｗ２の終端Ｗ２ｂは、第１１及び第１２スイッチング素子Ｑ１１，Ｑ１２を介して第１Ｗ相巻線Ｌｗ１の始端Ｗ１ａに接続されている。なお、直列に接続したこの第１Ｗ相巻線Ｌｗ１と第２Ｗ相巻線Ｌｗ２が、第２系統巻線Ｓ２（図１４参照）におけるＷ相の巻線を構成する。

【0140】

第９〜第１２スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２は、ボディーダイオードＤ付きのＮチャネルＭＯＳトランジスタよりなり、それぞれケート端子に第９〜第１２駆動信号ＣＴ９〜ＣＴ１２が入力される。そして、第９〜第１２スイッチング素子Ｑ９〜Ｑ１２は、Ｈレベルの第９〜第１２駆動信号ＣＴ９〜ＣＴ１２が入力されるとオンし、Ｌレベルの第９〜第１２駆動信号ＣＴ９〜ＣＴ１２が入力されるとオフするようになっている。

【0141】

そして、第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ１１，Ｑ１２をオフ状態に保持する。そして、第１、第２、第５、第６、第９及び第１０スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ９，Ｑ１０をオン状態にする。これによって、モータＭの巻線構造は、Ｕ相が第１Ｕ相巻線Ｌｕ１、Ｖ相が第１Ｖ相巻線Ｌｖ１、Ｗ相が第１Ｗ相巻線Ｌｗ１からなるデルタ結線となる。図１３にその等価回路を示す。

【0142】

従って、Ｕ相の第１Ｕ相巻線Ｌｕ１が第１系統巻線Ｓ１となり、Ｖ相の第１Ｖ相巻線Ｌｖ１が第１系統巻線Ｓ１となり、Ｗ相の第１Ｗ相巻線Ｌｗ１が第１系統巻線Ｓ１となる。
また、第１、第２、第５、第６、第９及び第１０スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，Ｑ５，Ｑ６，Ｑ９，Ｑ１０をオフ状態に保持する。そして、第３、第４、第７、第８、第１１及び第１２スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４，Ｑ７，Ｑ８，Ｑ１１，Ｑ１２をオン状態にする。これによって、モータＭの巻線構造は、Ｕ相が第１及び第２Ｕ相巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２の直列回路、Ｖ相が第１及び第２Ｖ相巻線Ｌｖ１,Ｌｖ２の直列回路、Ｗ相が第１及び第２Ｗ相巻線Ｌｗ１,Ｌｗ２の直列回路からなるデルタ結線となる。図１４にその等価回路を示す。

【0143】

従って、Ｕ相の第１及び第２Ｕ相巻線Ｌｕ１，Ｌｕ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となり、Ｖ相の第１及び第２Ｖ相巻線Ｌｖ１,Ｌｖ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となり、Ｗ相の第１及び第２Ｗ相巻線Ｌｗ１,Ｌｗ２の直列回路が第２系統巻線Ｓ２となる。

【0144】

これによって、モータＭが、図１３で示す等価回路で駆動されるとき、モータＭは、図６に示す高速回転低トルク出力特性線ＬａのそのＮ−Ｔ出力特性に従って駆動される。また、モータＭが、図１４で示す等価回路で駆動されるとき、モータＭは、図６に示す低速回転高トルク出力特性線ＬｂのＮ−Ｔ出力特性に従って駆動する。

【0145】

そして、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第１トルク領域Ｚ１にある時、モータＭの巻線構造を図１３に示す巻線構造に切替えて、モータＭを高速回転低トルク出力特性線Ｌａに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動する。

【0146】

反対に、偏芯カム１８（負荷回転軸２３）の回転トルクが第２トルク領域Ｚ２にある時、モータＭの巻線構造を図１４に示す巻線構造に切替えて、モータＭを低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動する。

【0147】

従って、本実施形態によれば、第１実施形態の上記効果に加えて、巻線構造がデルタ結線のモータＭにも応用でき、駆動装置１０の使用範囲を広げることができる。
上記実施の形態は、以下のように変更してもよい。

【0148】

・上記実施の形態では、ブラシレスのモータＭに具体化したが、ブラシ付きＤＣモータに応用して実施してもよい。
この場合、図１５の模式図に示すように、ブラシ付きＤＣモータ４０のロータ側に高速用整流子４１と高トルク用整流子４２とを設ける。高速用整流子４１には、共通ブラシ４３と高速用ブラシ４４が、回転する高速用整流子４１の各整流子片４１ａと摺接するように配置されている。高トルク用整流子４２には、１つの高トルク用ブラシ４５が、高速用整流子４１とともに回転する高トルク用整流子４２の各整流子片４２ａと摺接するように配置されている。

【0149】

また、ロータコアの各ティース４６（図では１つのみ図示）には、高速用巻線４７と高トルク用巻線４８の２つの巻線がそれぞれ巻回されている。各ティース４６に巻回された高速用巻線４７と高トルク用巻線４８は、図１６の説明電気回路図に示すように、直列にそれぞれ接続されている。

【0150】

そして、各高速用巻線４７であって、高トルク用巻線４８との接続点ＣＮと反対側の端子は高速用整流子４１の所定の整流子片４１ａにそれぞれ接続されている。
また、各高トルク巻線４８であって、高速用巻線４７との接続点ＣＮと反対側の端子は高トルク用整流子４２の所定の整流子片４２ａにそれぞれ接続させている。さらに、各高速用巻線４７と高トルク用巻線４８の接続点ＣＮは、高速用整流子４１の所定の整流子片４１ａにそれぞれ接続させている。

【0151】

そして、一定電圧の電源から高速用ブラシ４４に、あるいは、高トルク用ブラシ４５に電力を供給する。この時、前記実施形態と同様に、トルクに対し線形となる回転数−トルク特性を有する。

【0152】

これによって、偏芯カム１８の回転トルクが第１トルク領域Ｚ１にある時、高速用ブラシ４４から高速用巻線４７に電力を供給するようにし、ブラシ付きＤＣモータ４０を高速回転低トルク出力特性線Ｌａに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動させることができる。

【0153】

反対に、偏芯カム１８の回転トルクが第２トルク領域Ｚ２にある時、高トルク用ブラシ４５から高トルク用巻線４８及び高速用巻線４７に電力を供給するようにし、ブラシ付きＤＣモータ４０を低速回転高トルク出力特性線Ｌｂに基づくＮ−Ｔ出力特性を使って駆動させることができる。

【0154】

・上記実施の形態では、被駆動体としてのシリンダブロック４を上下方向に等速等直線駆動力で移動させる可変圧縮比エンジンに具体化した。これは、モータにて被駆動体を直線運動させる駆動装置であって、モータＭの回転駆動力が直線駆動力に変換される駆動装置であれば何れでもよい。

【0155】

・上記第１及び第２実施形態のブラシレスモータＭでは、ティースの数が１２個、ロータの磁極が８極であったが、これに限定されるものではなく、ティースの数及びロータの磁極の数を適宜変更して実施してもよい。

【0156】

・上記第１及び第２実施形態のブラシレスモータＭでは、切替巻線が定電圧印加時において線形回転数−トルク出力特性を有するものであったが、これに限定されない。例えば、切替巻線が定電圧印加時において非線形回転数−トルク出力特性を有するものであっても、前記駆動力変換部の前記非線形回転数−トルク特性である非線形実負荷特性線Ｌｄの最大回転数最小トルク点Ｐ１から最小回転数最大トルク点Ｐ２の間の、少なくとの異なる領域の所要出力を満たすとともに、少なくとも一部において前記最大回転数最小トルク点Ｐ１と前記最小回転数最大トルク点Ｐ２を直線で結ぶ線形仮想負荷特性線Ｌｘと前記非線形実負荷特性線Ｌｄで囲まれた領域にあって所要出力を満たすものであり、モータＭの出力が前記２点Ｐ１，Ｐ２の間において線形仮想負荷特性線Ｌｘに対し非線形実負荷特性線Ｌｄ側へと漸近するものであればよい。

【0157】

・上記第１及び第２実施形態では、モータＭの回転速度Ｎの回転速度Ｎに基づいて、その時の回転トルクＴｎが、第１トルク領域Ｚ１と第２トルク領域Ｚ２のいずれの領域に属しているか判定するようにした。

【0158】

これを、トルクセンサを、ロアケース５の後側のガイド部材２０に設け、モータＭの出力軸にかかるその時々の回転トルクを検出して、その時の回転トルクＴｎが、第１トルク領域Ｚ１と第２トルク領域Ｚ２のいずれの領域に属しているか判定するようにてもよい。

【0159】

・上記第１及び第２実施形態のブラシレスモータＭでは、８個の永久磁石を用いたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）構造のロータであったが、４個の永久磁石と永久磁石間の鉄極を磁極としたコンシクエント型のＩＰＭ構造のロータに応用してもよい。勿論、ＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）構造のロータに応用してもよい。

【符号の説明】

【0160】

１…可変圧縮比エンジン、２…ヘッドカバー、３…シリンダヘッド、３ａ…吸気通路、３ｂ…排気通路、４…シリンダブロック、５…ロアケース、６ａ…吸気弁、６ｂ…排気弁、８…シリンダ、９…燃焼室、１０…駆動装置、１１…収容溝、１１ａ…上側内壁面、１１ｂ…下側内壁面、１１ｃ…奥壁面、１２…下側内壁、１３…カム収容凹部、１４…嵌合ガイド部、１８…偏芯カム、２０…ガイド部材、２３…負荷回転軸、２５…嵌着凹部、２６…支持ブロック、２８…回転数センサ、３０…ＥＣＵ、４０…ブラシ付きＤＣモータ、４１…高トルク用整流子、４１ａ…整流子片、４２…高速用整流子、４２ａ…整流子片、４３…共通ブラシ、４４…高トルク用ブラシ、４５…高速用ブラシ、４６…ティース、４７…高速用巻線、４８…高トルク用巻線４７、ａ…長径部、ｂ…短径部、Ｂ…収容ボックス、Ｂ１〜Ｂ１２…バスバー、Ｆ…力、Ｍ…モータ、Ｎ…回転速度、Ｐ…ピストン、Ｔ…ティース、Ｔ１〜Ｔ１２…第１〜第１２ティース、Ｔｎ…回転トルク、ＣＮ…接続点、ＣＲ…コンロッド、ＣＳ…クランクシャフト、ＳＰ…スプリング、Ｐ１…第１点（最大回転数最小トルク点）、Ｐ２…第２点（最小回転数最大トルク点）、Ｚ１…第１トルク領域（一部領域、回転トルク領域、所要出力領域）、Ｚ２…第２トルク領域（一部領域、回転トルク領域、所要出力領域）、Ｌ１〜Ｌ９…電力線、Ｌａ…高速回転低トルク出力特性線、Ｌｂ…低速回転高トルク出力特性線、Ｌｕ１，Ｌｕ２…第１及び第２Ｕ相巻線、Ｌｖ１，Ｌｖ２…第１及び第２Ｖ相巻線、Ｌｗ１，Ｌｗ２…第１及び第２Ｗ相巻線、Ｌｄ…非線形実負荷特性線、Ｌｘ…線形仮想負荷特性線、Ｌｘａ…直交線、Ｐｘ…切替点（交差部）、Ｑｕ１，Ｑｕ２…第１及び第２Ｕ相スイッチング素子、Ｑｖ１，Ｑｖ２…第１及び第２Ｖ相スイッチング素子、Ｑｗ１，Ｑｗ２…第１及び第２Ｗ相スイッチング素子、Ｑ１〜Ｑ１２…第１〜第１２スイッチング素子、ＣＮＴ…指令信号、Ｓ１…第１系統巻線、Ｓ２…第２系統巻線、ＣＴ１〜ＣＴ９…第１〜第９駆動信号、ＣＴｕ１，ＣＴｕ２…第１及び第２Ｕ相駆動信号、ＣＴｖ１，ＣＴｖ２…第１及び第２Ｖ相駆動信号、ＣＴｗ１，ＣＴｗ２…第１及び第２Ｗ相駆動信号、ＳＧＮ…回転数検出信号。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】