ホーム > 特許ランキング > いすゞ自動車株式会社
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2024119161
(43)【公開日】2024-09-03
(54)【発明の名称】駆動システム
(51)【国際特許分類】
B60W 20/00 20160101AFI20240827BHJP
B60K 6/485 20071001ALI20240827BHJP
B60K 6/26 20071001ALI20240827BHJP
B60K 6/24 20071001ALI20240827BHJP
B60K 6/40 20071001ALI20240827BHJP
B60W 10/06 20060101ALI20240827BHJP
B60W 10/08 20060101ALI20240827BHJP
B60W 10/30 20060101ALI20240827BHJP
F02B 37/00 20060101ALI20240827BHJP
F02B 37/18 20060101ALI20240827BHJP
B60L 50/60 20190101ALI20240827BHJP
B60L 50/16 20190101ALI20240827BHJP
B60L 58/10 20190101ALI20240827BHJP
H02P 4/00 20060101ALI20240827BHJP
【ＦＩ】
B60W20/00 900
B60K6/485 ZHV
B60K6/26
B60K6/24
B60K6/40
B60W10/06 900
B60W10/08 900
B60W10/30 900
F02B37/00 302B
F02B37/18 D
B60L50/60
B60L50/16
B60L58/10
H02P4/00
【審査請求】有
【請求項の数】3
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2023025874
(22)【出願日】2023-02-22
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2024-08-14
(71)【出願人】
【識別番号】000000170
【氏名又は名称】いすゞ自動車株式会社
(74)【代理人】
【識別番号】110004222
【氏名又は名称】弁理士法人創光国際特許事務所
(74)【代理人】
【識別番号】100166006
【弁理士】
【氏名又は名称】泉 通博
(74)【代理人】
【識別番号】100154070
【弁理士】
【氏名又は名称】久恒 京範
(74)【代理人】
【識別番号】100153280
【弁理士】
【氏名又は名称】寺川 賢祐
(74)【代理人】
【識別番号】100167793
【弁理士】
【氏名又は名称】鈴木 学
(72)【発明者】
【氏名】伊東 光
【テーマコード（参考）】
3D202
3G005
5H125
5H501
【Ｆターム（参考）】
3D202AA09
3D202BB00
3D202BB01
3D202BB11
3D202BB18
3D202BB43
3D202CC51
3D202DD18
3D202DD20
3D202DD24
3D202DD44
3D202EE01
3D202EE17
3D202EE23
3G005EA04
3G005EA16
3G005GB27
3G005GD14
3G005GD18
3G005JA39
5H125AA01
5H125AC08
5H125AC12
5H125BD17
5H125EE31
5H125FF01
5H501AA20
5H501CC04
5H501CC07
5H501DD04
(57)【要約】
【課題】車両のエネルギー効率を向上させつつ、エンジン回転数を上昇させる。
【解決手段】永久磁石を有するロータ４２と、ステータコイル４１ａ～４１ｃとを有するモータ４と、モータ４のステータコイル４１ａ～４１ｃに電力を供給するためのバッテリ１０と、ロータ４２に接続された駆動軸４３を回転して車両１００の駆動力を発生させるエンジン１と、エンジン１の排気を利用して電力を発生させる発電機８と、ステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、エンジン１の動作状態が所定の条件を満たす場合、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給することを特徴とする。
【選択図】図２
【解決手段】永久磁石を有するロータ４２と、ステータコイル４１ａ～４１ｃとを有するモータ４と、モータ４のステータコイル４１ａ～４１ｃに電力を供給するためのバッテリ１０と、ロータ４２に接続された駆動軸４３を回転して車両１００の駆動力を発生させるエンジン１と、エンジン１の排気を利用して電力を発生させる発電機８と、ステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、エンジン１の動作状態が所定の条件を満たす場合、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給することを特徴とする。
【選択図】図２
【特許請求の範囲】
【請求項1】
永久磁石を有するロータと、ステータコイルとを有するモータと、
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記エンジンの動作状態が所定の条件を満たす場合、前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給する、
ことを特徴とする駆動システム。
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、
前記制御部は、前記エンジンの動作状態が所定の条件を満たす場合、前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給する、
ことを特徴とする駆動システム。
【請求項2】
前記エンジンからの排気をターボチャージャのタービンを通過させずに外部へ排出するための迂回路へ前記排気を案内する切替部をさらに備え、
前記発電機は前記迂回路に設けられており、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内する、
請求項１に記載の駆動システム。
前記発電機は前記迂回路に設けられており、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内する、
請求項１に記載の駆動システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内せず、前記バッテリから電力を前記ステータコイルに供給する、
請求項２に記載の駆動システム。
請求項２に記載の駆動システム。
【請求項4】
前記発電機は、ターボチャージャのタービンと同じ軸上に設けられており、前記タービンとともに回転することにより発電し、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給し、前記エンジンの回転数が前記回転閾値以上であり、且つ、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給しない、
請求項１に記載の駆動システム。
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給し、前記エンジンの回転数が前記回転閾値以上であり、且つ、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給しない、
請求項１に記載の駆動システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、電力を利用して走行可能な車両を駆動する駆動システムに関する。
【背景技術】
【0002】
モータ及び内燃機関を組み合わせて車両性能を向上させることが広く行われている（例えば、特許文献１参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
【特許文献1】特開２０２０－１２８１３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
特許文献１に記載された技術では、車両が高速で走行している状態では、モータにおいて逆起電力が発生することに起因して回転抵抗が増大する。このため、エンジン回転数が上昇しなくなるという問題があった。モータの逆起電力を低下させるため、モータの磁石が発生する磁界と反対向きの磁束を発生させることにより、モータを無負荷に近い状態にして回転抵抗を減少させることが考えられる。しかしながら、このような磁束を発生させるためにモータの電磁石へバッテリから電力を供給するとすれば、車両のエネルギー効率が悪化するという問題があった。
【0005】
本発明はこの点に鑑みてなされたものであり、車両のエネルギー効率を向上させつつ、エンジン回転数を上昇させることができる駆動システムを提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
本発明の第１の態様の駆動システムは、永久磁石を有するロータと、ステータコイルとを有するモータと、前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、前記制御部は、前記エンジンの動作状態が所定の条件を満たす場合、前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給する、ことを特徴とする。
【0007】
前記駆動システムは、前記エンジンからの排気をターボチャージャのタービンを通過させずに外部へ排出するための迂回路へ前記排気を案内する切替部をさらに備え、前記発電機は前記迂回路に設けられており、前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内してもよい。
【0008】
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内せず、前記バッテリから電力を前記ステータコイルに供給してもよい。
【0009】
前記発電機は、ターボチャージャのタービンと同じ軸上に設けられており、前記タービンとともに回転することにより発電し、前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給し、前記エンジンの回転数が前記回転閾値以上であり、且つ、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給しなくてもよい。
【発明の効果】
【0010】
本発明によれば、車両のエネルギー効率を向上させつつ、エンジン回転数を上昇させるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】実施形態の車両の構成を示す。
【図2】車両の要部の構成を示す。
【図3】制御部による排気の経路の切替えのタイミングを説明するための図である。
【図4】弱め界磁制御の一例を示す。
【図5】制御装置によるモータの制御の処理手順を示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【0012】
［車両の概要］
図１は、本実施形態の駆動システムＳの一例である車両１００の構成を示す。車両１００は、エンジン１、エアクリーナ２、ターボチャージャ３、モータ４、クラッチ５、トランスミッション６、差動装置７、発電機８、切替部９、バッテリ１０及び制御装置１１を備える。図１の例では、外部からエアクリーナ２を介して吸入された空気は、ターボチャージャ３のコンプレッサ３１、エンジン１、ターボチャージャ３のタービン３２の順に通過し、外部へ排出される。
図１は、本実施形態の駆動システムＳの一例である車両１００の構成を示す。車両１００は、エンジン１、エアクリーナ２、ターボチャージャ３、モータ４、クラッチ５、トランスミッション６、差動装置７、発電機８、切替部９、バッテリ１０及び制御装置１１を備える。図１の例では、外部からエアクリーナ２を介して吸入された空気は、ターボチャージャ３のコンプレッサ３１、エンジン１、ターボチャージャ３のタービン３２の順に通過し、外部へ排出される。
【0013】
エンジン１は、車両１００の駆動軸と接続し、駆動軸を回転させて、車両１００を推進させる駆動力を発生させる。エアクリーナ２は、外部から吸入された空気からごみを除去するフィルタである。ターボチャージャ３は、互いに連動して回転するコンプレッサ３１及びタービン３２を備える。ターボチャージャ３は、エンジン１からの排気の流れを利用してタービン３２を回転させる。コンプレッサ３１は、タービン３２とともに回転することにより、エアクリーナ２を介して吸入された空気をエンジン１へ押し込む。
【0014】
モータ４は、車両１００を推進させる駆動力を発生させる。モータ４は、例えば、エンジン１のフライホイール又はその周辺に設けられる。モータ４は、エンジン１の駆動力を補助する。モータ４は、発電機としても動作する。例えば、モータ４は、制動時に回生ブレーキとして動作し、電力を発生させる。モータ４は、固定子として３相のステータコイルを有し、回転子に永久磁石を有するロータを有する。モータ４は、例えば、永久磁石式同期電動機（ＰＭモータ）である。モータ４は、ステータコイルに交流電流が流れることにより、磁束が発生し、ロータを回転させる。ロータは、駆動軸と接続する。モータ４は、駆動力を発生させてエンジン１により発生された駆動力を補助する。
【0015】
クラッチ５は、エンジン１又はモータ４が発生させた駆動力をトランスミッション６へ伝達するか否かを切り替える。トランスミッション６は、ギヤの組み合わせを変更することにより、エンジン１が発生させたトルクを増大させてタイヤ側に伝達させる。差動装置７は、車両１００の旋回時に外側のタイヤを比較的早く回転させ、内側のタイヤを比較的ゆっくり回転させる。
【0016】
発電機８は、例えば、マイクロタービン発電機である。発電機８は、エンジン１からの排気をタービン３２を通過させずに外部へ排出するための迂回路Ｗに設けられている。発電機８は、エンジン１からの排気を利用して電力を発生させる。発電機８は、排気が迂回路Ｗを通過する際にそのタービンが回転することにより、電力を発生させる。発電機８は、迂回路Ｗに設けられる例に限定されない。例えば、発電機８は、ターボチャージャ３のタービン３２と同じ軸上に設けられており、タービン３２とともに回転することにより発電してもよい。
【0017】
切替部９は、エンジン１からの排気をターボチャージャ３のタービン３２へ案内するか、排気を迂回路Ｗへ案内するかを切り替える。切替部９は、例えば、タービン３２への排気の流入量を調整するためのウェイストゲートバルブである。
【0018】
バッテリ１０は、モータ４のステータコイルに供給するための電力を蓄える。バッテリ１０は、モータ４が発電機として動作する場合に、モータ４が発電させた電力を蓄える。制御装置１１は、プロセッサを有する。制御装置１１は、例えば、ＨＥＶ（Hybrid Electric Vehicle）コントローラを有する。制御装置１１は、例えば、モータ４によるエンジン１のアシスト処理又は発電処理と、発電機８による発電処理と、を実行する。
【0019】
エンジン１の回転数が高い状態では、エンジン１と接続する駆動軸の回転数が上がり、モータ４の回転数が上がる。言い換えると、エンジン１がモータ４を連れまわり回転させる。モータ４では、ロータの永久磁石が回転することにより、ステータコイルの近傍に回転磁束が発生し、その結果ステータコイルに電流が流れる。すなわち、モータ４において逆起電力が発生する。モータ４では、発生した逆起電力により、ロータによる回転磁束を打ち消す方向の磁束が、ステータコイルから発生する。ステータコイルにより発生した磁束は、ロータの回転に対して抵抗力として作用する。したがって、エンジン１の駆動に対して車両１００の駆動効率を低下させてしまう。また、モータ４を駆動するために印加する電圧とモータ４において発生する逆起電力との差が小さくなるので、モータ４の回転数が上昇しにくくなる。
【0020】
上述したようなモータ４の高回転時に発生する逆起電力の影響を抑制するため、「弱め界磁制御（弱め磁界制御）」が知られている。弱め界磁制御は、永久磁石が作る回転磁束を打ち消す位相でモータ電流を与えることによって、磁束を制御する。具体的には、モータ４に発生した磁束と反対向きの磁束を発生させてモータ４のエアギャップの磁束密度を低下させる。制御装置１１は、モータ４のエアギャップの磁束密度を低下させることによって逆起電力が発生することを抑制する。制御装置１１は、逆起電力と反対方向に電力を印加することにより、逆起電力によるステータコイルへの印加電圧の低下を抑制する。しかしながら、弱め界磁制御は、ステータコイルへ電力を供給する必要があり、エンジン１が高速で回転するたびにバッテリから電力を供給するとバッテリ残量の消費が促進されてしまうという課題がある。
【0021】
本発明に係る制御装置１１は、発電機８が発生させた電力をモータ４に供給することにより、バッテリ１０からの電力消費を抑制しつつ、モータ４の回転抵抗が大きくなることを抑制することを実現する。制御装置１１は、エンジン１からの排気を発電機８が利用して発生させた電力をモータ４に供給するので、バッテリ１０からの電力をモータ４に供給する場合に比べて、車両１００のエネルギー効率を向上させることができる。
【0022】
［車両１００の要部の構成］
図２は、車両１００の要部の構成を示す。車両１００は、エンジン１、モータ４、発電機８、切替部９、バッテリ１０、制御装置１１、回転速度計２１を備える。発電機８モータ４は、３相のステータコイル４１ａ～４１ｃ及びロータ４２を備える。制御装置１１は、第１スイッチ（図２中のＳＷ１）１１１、第２スイッチ（図２中のＳＷ２）１１２、３相インバータ（図２中の３相ＩＮＶ）１１３、メモリ１１４及び制御部１１５を備える。図２中の白抜きの太矢印は、エンジン１の排気が迂回路Ｗ（図１参照）を切替部９により案内されて発電機８のタービンを回転させることを示す。
図２は、車両１００の要部の構成を示す。車両１００は、エンジン１、モータ４、発電機８、切替部９、バッテリ１０、制御装置１１、回転速度計２１を備える。発電機８モータ４は、３相のステータコイル４１ａ～４１ｃ及びロータ４２を備える。制御装置１１は、第１スイッチ（図２中のＳＷ１）１１１、第２スイッチ（図２中のＳＷ２）１１２、３相インバータ（図２中の３相ＩＮＶ）１１３、メモリ１１４及び制御部１１５を備える。図２中の白抜きの太矢印は、エンジン１の排気が迂回路Ｗ（図１参照）を切替部９により案内されて発電機８のタービンを回転させることを示す。
【0023】
回転速度計２１は、エンジン１の回転数を測定する。回転速度計２１は、測定した回転数を制御部１１５へ入力する。ステータコイル４１ａ～４１ｃは、モータ４の固定子に設けられた電磁石である。ロータ４２は、モータ４の回転子に設けられた永久磁石である。ロータ４２は、駆動軸４３を中心に回転する。この駆動軸４３は、エンジン１に接続されており、エンジン１とともに回転する。
【0024】
第１スイッチ１１１は、３相インバータ１１３を介して、バッテリ１０からの電力をモータ４へ供給するか否かを切り替える。第２スイッチ１１２は、３相インバータ１１３を介して、発電機８が発生させた電力をモータ４へ供給するか否かを切り替える。メモリ１１４は、例えば、ＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等により構成される。
【0025】
３相インバータ１１３は、３相のステータコイル４１ａ～４１ｃに電力を供給することにより回転磁界を発生させ、ロータ４２を回転させる。メモリ１１４は、制御部１１５を機能させるための各種プログラムや各種データを記憶する。
【0026】
制御部１１５は、例えば、制御装置１１に搭載されたプロセッサである。制御部１１５は、メモリ１１４に記憶されたプログラムを実行することにより、各種の機能を実行する。制御部１１５は、回転速度計２１が測定したエンジン１の回転数を取得する。制御部１１５は、取得したエンジン１の回転数に基づいて、エンジントルクを特定する。
【0027】
制御部１１５は、切替部９を制御することにより、エンジン１の排気の一部を迂回路Ｗへ案内するか否かを切り替える。図３は、制御部１１５による排気の経路の切替えの条件を説明するための図である。図３の縦軸は、エンジントルクを示す。エンジントルクの単位は、ニュートンメートル（Ｎｍ）である。図３の横軸は、エンジン１の回転数を示す。エンジン１の回転数の単位は、ｒｐｍ（revolutions per minute）である。
【0028】
制御部１１５は、図３中の楕円Ａ１により示すように、エンジン１の回転数が回転閾値Ｒ以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値Ｔ以上である状態では、タービン３２の過回転又は過給圧力が許容値を超えて上昇することを抑制するため、切替部９により排気の一部を迂回路Ｗへ案内する。このとき、迂回路Ｗへ案内された排気が通過する際に、発電機８が電力を発生させる。一方、制御部１１５は、図３中の楕円Ａ２により示すように、エンジン１の回転数が回転閾値Ｒ以上であり、かつ、エンジントルクがトルク閾値Ｔ未満である状態において切替部９により排気を迂回路Ｗへ案内しない。このとき、発電機８は、電力を発生させない。
【0029】
エンジン１の回転数が比較的高い状態では、連れまわりによりモータ４が回転するため、ロータ４２が発生させる磁束により逆起電力が発生する。この逆起電力に起因してモータ４が回転抵抗として作用するので、エンジン１の回転数が上昇しにくくなる。制御部１１５は、逆起電力の発生を抑制するため、エンジン１の動作状態が所定の条件を満たす場合、発電機８が発生した電力をステータコイルに供給する。制御部１１５は、発電機８が発生した電力をモータ４のステータコイル４１ａ～４１ｃに供給することにより、モータ４のロータ４２が発生させる磁束の磁束密度を弱め界磁制御により低下させる。
【0030】
図４は、弱め界磁制御の一例を示す。制御部１１５は、１２０°間隔で配置されたステータコイル４１ａ～４１ｃに流れる電流をロータ４２の回転に応じて切り替えることにより、回転磁界を発生させ、ロータ４２を回転させる。ロータ４２が受けるトルクは、ステータコイル４１ａ～４１ｃのいずれかに流れる電流の強さに比例する。モータ４のベクトル制御では、ステータコイル４１ａ～４１ｃに流れる電流をそれぞれのステータコイル４１ａ～４１ｃの軸方向に延びるベクトルとして扱う。
【0031】
図４に示すように、Ｎ極及びＳ極を有するロータ４２の永久磁石の磁束方向をｄ軸とし、ｄ軸に垂直な方向をｑ軸とする。制御部１１５は、モータ４のベクトル制御において弱め界磁制御を行っていない状態では、ｄ軸電流を０アンペアで維持したまま、ｑ軸電流を制御することにより、ロータトルクを制御する。制御部１１５は、弱め界磁制御においてｄ軸電流をマイナス方向に流すことにより、磁束密度を低下させる。制御部１１５は、このｄ軸電流及びｑ軸電流に基づいて、３相のステータコイル４１ａ～４１ｃに印加する電圧を算出する。制御部１１５は、算出した電圧を３相のステータコイル４１ａ～４１ｃに３相インバータ１１３を介して印加する。
【0032】
本明細書の例では、制御部１１５は、エンジン１の回転数が回転閾値Ｒ以上である状態では、ステータコイル４１ａ～４１ｃに電力を供給して弱め界磁制御を行うことにより、モータ４のロータ４２が発生させる磁束の密度を低下させる。このとき、制御部１１５は、ステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する電力の電力源を制御する。制御部１１５は、エンジントルクがトルク閾値Ｔ以上である状態では、発電機８が発生させた電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する。
【0033】
一方、制御部１１５は、エンジントルクがトルク閾値Ｔ未満である状態では、発電機８が電力を発生させないため、車両１００に搭載されたバッテリ１０からの電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する。このため、制御部１１５は、エンジントルクが比較的低い状態においてもエンジン１の回転数を上昇させることができる。
【0034】
上述のように、制御部１１５は、エンジン１もしくはロータの回転速度が回転閾値Ｒ以上である場合に、弱め界磁制御を実行する。制御部１１５は、エンジン１もしくはロータ４２の回転速度が回転閾値Ｒ以上であり、かつ、エンジントルクがトルク閾値Ｔ以上である場合、発電機８の出力電圧を３相インバータ１１３を介して、ステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する。このとき、制御部１１５は、切替部９を制御してエンジン１の排気を発電機８に導入して発電機８が電力を発生するように制御する。
【0035】
より詳しくは、制御部１１５は、第１スイッチ１１１を非接続状態、第２スイッチ１１２を接続状態にそれぞれ制御する。このようにして、制御部１１５は、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃへ供給する。このため、制御部１１５は、バッテリ１０の電力消費を抑制しながら、モータ４の回転抵抗を抑制することが可能となる。
【0036】
一方で、制御部１１５は、エンジン１もしくはロータ４２の回転速度が回転閾値Ｒ以上であり、かつ、エンジントルクがトルク閾値Ｔ未満である場合、３相インバータ１１３を介して、バッテリ１０の出力電圧をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する。具体的には、制御部１１５は、第１スイッチ１１１を接続状態、第２スイッチを非接続状態にそれぞれ制御する。このようにして、制御部１１５は、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給しない。なお、制御部１１５は、エンジン１もしくはロータ４２の回転速度が回転閾値Ｒ未満である場合、回転磁束による抵抗の影響が小さいことから弱め界磁制御を実行しない。弱め界磁制御における電流の決定方法は、公知の手法を利用可能である。
【0037】
制御部１１５は、ターボチャージャ３のタービン３２と同じ軸上に発電機８が設けられている場合等には、発電機８による発電を行うか否かを切替部９により切り替えることはできない。このとき、制御部１１５は、第２スイッチ１１２の接続状態と、第２スイッチ１１２の非接続状態とを切り替えることにより、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃへ供給するか否かを切り替えてもよい。
【0038】
制御部１１５は、第２スイッチ１１２の接続状態と第２スイッチ１１２の非接続状態とを切り替えることにより、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃへ供給するか否かを切り替える例に限定されない。制御部１１５は、第２スイッチ１１２の代わりに、３相インバータ１１３とは別の補助インバータ（不図示）を発電機８と３相インバータ１１３との間に設けてもよい。
【0039】
制御部１１５は、この補助インバータが動作している状態と、補助インバータが動作していない状態とを切り替えることにより、発電機８が発生した電力をステータコイル４１ａ～４１ｃへ供給するか否かを切り替えてもよい。
【0040】
［制御装置１１によるモータ４の制御の処理手順］
図５は、制御装置１１によるモータ４の制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、車両１００の走行中に開始される。まず、制御部１１５は、回転速度計２１が測定したエンジン１の回転数を取得する（Ｓ１０１）。制御部１１５は、取得したエンジン１の回転数に基づいて、エンジントルクを特定する。
図５は、制御装置１１によるモータ４の制御の処理手順を示すフローチャートである。この処理手順は、例えば、車両１００の走行中に開始される。まず、制御部１１５は、回転速度計２１が測定したエンジン１の回転数を取得する（Ｓ１０１）。制御部１１５は、取得したエンジン１の回転数に基づいて、エンジントルクを特定する。
【0041】
制御部１１５は、取得したエンジン１の回転数が回転閾値Ｒ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０２）。制御部１１５は、エンジン１の回転数が回転閾値Ｒ以上である場合に（Ｓ１０２のＹＥＳ）、特定したエンジントルクがトルク閾値Ｔ以上であるか否かを判定する（Ｓ１０３）。制御部１１５は、エンジントルクがトルク閾値Ｔ以上である場合に（Ｓ１０３のＹＥＳ）、切替部９により排気の一部を迂回路Ｗへ案内する。迂回路Ｗへ案内された排気が通過する際に発電機８のタービンが回転することにより、発電機８が電力を発生させ、発電機８からステータコイル４１ａ～４１ｃへ電力を供給する（Ｓ１０４）。
【0042】
制御部１１５は、発電機８が発生させた電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給することにより、モータ４のエアギャップの磁束密度を低下させる弱め界磁制御を実行する（Ｓ１０５）。制御部１１５は、車両１００の走行が終了したか否かを判定する（Ｓ１０６）。制御部１１５は、車両１００の走行が終了したと判定した場合（Ｓ１０６のＹＥＳ）、処理を終了する。
【0043】
制御部１１５は、Ｓ１０２の判定においてエンジン１の回転数が回転閾値Ｒ未満である場合に（Ｓ１０２のＮＯ）、Ｓ１０６の判定に移る。制御部１１５は、Ｓ１０３の判定においてエンジントルクがトルク閾値Ｔ未満である場合に（Ｓ１０３のＮＯ）、バッテリ１０からステータコイル４１ａ～４１ｃへ電力を供給することにより（Ｓ１０７）、モータ４のエアギャップの磁束密度を低下させる弱め界磁制御を実行し（Ｓ１０５）、Ｓ１０６の判定に移る。制御部１１５は、Ｓ１０６の判定において車両１００の走行が終了していないと判定した場合（Ｓ１０６のＮＯ）、Ｓ１０１の処理に戻る。
【0044】
［本実施形態の制御装置１１による効果］
制御部１１５は、発電機８が発生させた電力をモータ４に供給することにより、モータ４のエアギャップの磁束密度を低下させる磁束を発生させる。このようにして、制御部１１５は、モータ４において回転子の回転により逆起電力が発生することを抑制するので、モータ４の回転抵抗が大きくなることを抑制することができる。このとき、制御部１１５は、エンジン１からの排気を発電機８が利用して発生させた電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給するので、バッテリ１０からの電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する場合に比べて、車両１００のエネルギー効率を向上させることができる。
制御部１１５は、発電機８が発生させた電力をモータ４に供給することにより、モータ４のエアギャップの磁束密度を低下させる磁束を発生させる。このようにして、制御部１１５は、モータ４において回転子の回転により逆起電力が発生することを抑制するので、モータ４の回転抵抗が大きくなることを抑制することができる。このとき、制御部１１５は、エンジン１からの排気を発電機８が利用して発生させた電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給するので、バッテリ１０からの電力をステータコイル４１ａ～４１ｃに供給する場合に比べて、車両１００のエネルギー効率を向上させることができる。
【0045】
以上、本発明を実施の形態を用いて説明したが、本発明の技術的範囲は上記実施の形態に記載の範囲には限定されず、その要旨の範囲内で種々の変形及び変更が可能である。例えば、装置の全部又は一部は、任意の単位で機能的又は物理的に分散・統合して構成することができる。また、複数の実施の形態の任意の組み合わせによって生じる新たな実施の形態も、本発明の実施の形態に含まれる。組み合わせによって生じる新たな実施の形態の効果は、もとの実施の形態の効果を併せ持つ。
【符号の説明】
【0046】
１ エンジン
２ エアクリーナ
３ ターボチャージャ
４ モータ
５ クラッチ
６ トランスミッション
７ 差動装置
８ 発電機
９ 切替部
１０ バッテリ
１１ 制御装置
２１ 回転速度計
３１ コンプレッサ
３２ タービン
４１ａ～４１ｃ ステータコイル
４２ ロータ
１００ 車両
１１１ 第１スイッチ
１１２ 第２スイッチ
１１３ ３相インバータ
１１４ メモリ
１１５ 制御部
２ エアクリーナ
３ ターボチャージャ
４ モータ
５ クラッチ
６ トランスミッション
７ 差動装置
８ 発電機
９ 切替部
１０ バッテリ
１１ 制御装置
２１ 回転速度計
３１ コンプレッサ
３２ タービン
４１ａ～４１ｃ ステータコイル
４２ ロータ
１００ 車両
１１１ 第１スイッチ
１１２ 第２スイッチ
１１３ ３相インバータ
１１４ メモリ
１１５ 制御部
【図1】
【図2】
【図3】
【図4】
【図5】
【手続補正書】
【提出日】2024-03-25
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項1】
永久磁石を有するロータと、ステータコイルとを有するモータと、
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、
前記エンジンからの排気をターボチャージャのタービンを通過させずに外部へ排出するための迂回路へ前記排気を案内する切替部と、を備え、
前記発電機は前記迂回路に設けられており、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内し、前記エンジンの動作状態が所定の条件を満たす場合、前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給する、
ことを特徴とする駆動システム。
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、
前記エンジンからの排気をターボチャージャのタービンを通過させずに外部へ排出するための迂回路へ前記排気を案内する切替部と、を備え、
前記発電機は前記迂回路に設けられており、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内し、前記エンジンの動作状態が所定の条件を満たす場合、前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給する、
ことを特徴とする駆動システム。
【請求項2】
永久磁石を有するロータと、ステータコイルとを有するモータと、
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、
前記発電機は、ターボチャージャのタービンと同じ軸上に設けられており、前記タービンとともに回転することにより発電し、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給し、前記エンジンの回転数が前記回転閾値以上であり、且つ、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給しない、
ことを特徴とする駆動システム。
前記モータの前記ステータコイルに電力を供給するためのバッテリと、
前記ロータに接続された駆動軸を回転して車両の駆動力を発生させるエンジンと、
前記エンジンの排気を利用して電力を発生させる発電機と、
前記ステータコイルに供給する電力の電力源を制御する制御部と、を有し、
前記発電機は、ターボチャージャのタービンと同じ軸上に設けられており、前記タービンとともに回転することにより発電し、
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、且つ、エンジントルクがトルク閾値以上である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給し、前記エンジンの回転数が前記回転閾値以上であり、且つ、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記発電機が発生した電力を前記ステータコイルに供給しない、
ことを特徴とする駆動システム。
【請求項3】
前記制御部は、前記エンジンの回転数が回転閾値以上であり、前記エンジントルクが前記トルク閾値未満である状態において前記切替部により前記排気を前記迂回路へ案内せず、前記バッテリから電力を前記ステータコイルに供給する、
請求項１に記載の駆動システム。
請求項１に記載の駆動システム。