CN109789798A - 电动车辆驱动装置 - Google Patents

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Abstract

电动车辆驱动装置具备第一电动机、第二电动机、与第一电动机及第二电动机连结的变速机构、以及基于驱动信号来控制第一电动机和第二电动机的动作的控制部,其中,变速机构具备与第一电动机连结的太阳齿轮轴、第一行星齿轮机构、第二行星齿轮机构以及用于将第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向的单向离合器,驱动信号包含变速信息和节气门信息,该变速信息表示基于转矩来进行第二电动机的控制的第一状态或者基于转速来进行第二电动机的控制的第二状态,该节气门信息表示车轮的转速的加速度,控制部基于变速信息和节气门信息来使第一电动机和第二电动机动作。

Description

电动车辆驱动装置
技术领域
本发明涉及一种电动车辆驱动装置。
背景技术
在电动汽车等电动车辆中,搭载有利用电池的电力来进行驱动的驱动装置。这种驱动装置中的特别是直接驱动轮毂的驱动装置被称为轮内电动机。作为轮内电动机的驱动方式,已知具备减速机构的齿轮减速方式(例如,专利文献1)。
专利文献1:日本特开2013-044424号公报
发明内容
发明要解决的问题
一般的车辆具有能够在使车辆以较高的转矩前进的所谓低速档与使车辆以较高的速度前进的所谓高速档之间切换的变速机构。然而,以下的结构并不为人所知:对电动车辆的轮内电动机所具备的2个电动机进行考虑到诸如所述变速机构中的低速档与高速档的切换那样的变速的控制。
本发明是鉴于上述情况而完成的,其目的在于提供一种能够与变速相应地切换电动机的动作的电动车辆驱动装置。
用于解决问题的方案
为了实现上述的目的,本发明所涉及的电动车辆驱动装置具备:第一电动机;第二电动机;变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,其中,所述变速机构具备:太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;以及单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向,所述驱动信号包含变速信息和节气门信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,所述节气门信息表示车轮的转速的加速度,在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定第一指令值,使所述第一电动机根据该第一指令值动作,并且,所述控制部基于所述节气门信息来决定第二指令值,使所述第二电动机根据该第二指令值动作,其中,所述第一指令值是所述第一电动机的向所述正旋转方向的转矩指令值,所述第二指令值是所述第二电动机的向与所述正旋转方向相反的反旋转方向的转矩指令值。
由此,在第一状态下对第一电动机和第二电动机进行转矩控制,使第一电动机的旋转方向为正旋转方向,使第二电动机的旋转方向为反旋转方向,从而能够输出更高的转矩。因而,能够提供能够根据变速信息所表示的变速的状态来切换电动机的动作的电动车辆驱动装置。
为了实现上述的目的,本发明所涉及的电动车辆驱动装置具备:第一电动机;第二电动机;变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,其中,所述变速机构具备:太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向;以及检测部,其检测所述第一电动机的转速,所述驱动信号包含变速信息和节气门信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,所述节气门信息表示车轮的转速的加速度,在所述驱动信号包含表示所述第二状态的所述变速信息的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定所述第一电动机的向所述正旋转方向的转矩指令值,使所述第一电动机根据该转矩指令值动作,并且,所述控制部决定与由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速相应的转速指令值,使所述第二电动机根据所述转速指令值动作。
由此,在第二状态下对第一电动机进行转矩控制,根据第一电动机的转速对第二电动机进行转速控制,由此,不需要设计用于使第二电动机的动作与第一电动机连动的烦杂的控制系统,能够根据第一电动机的旋转方向和转速来使第二电动机的动作连动。另外,在第二状态下,能够输出更高的转速。因而,能够提供能够根据变速信息所表示的变速的状态来切换电动机的动作的电动车辆驱动装置。
为了实现上述的目的,本发明所涉及的电动车辆驱动装置具备:第一电动机;第二电动机;变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,其中,所述变速机构具备:太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;以及单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向,所述驱动信号包含变速信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,所述控制部基于所述变速信息来对所述第二电动机进行转矩控制或转速控制。
由此,能够提供能够根据变速信息所表示的变速的状态来切换电动机的动作的电动车辆驱动装置。另外,能够抑制进行第一状态与第二状态的切换的所谓变速时的冲击,并在任意的时机自如地在第一状态与第二状态之间切换。
作为本发明的期望的方式,所述驱动信号包含表示车轮的转速的加速度的节气门信息,在所述变速信息表示所述第一状态的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定第一指令值,使所述第一电动机根据该第一指令值动作,并且,所述控制部基于所述节气门信息来决定第二指令值,使所述第二电动机根据该第二指令值动作,其中,所述第一指令值是所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值,所述第二指令值是所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值。
由此,在第一状态下对第一电动机和第二电动机进行转矩控制,使第一电动机的旋转方向为正旋转方向,使第二电动机的旋转方向为反旋转方向,从而能够输出更高的转矩。
作为本发明的期望的方式,具备检测所述第一电动机的转速的检测部,所述驱动信号包含表示车轮的转速的加速度的节气门信息,在所述变速信息表示所述第二状态的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值,使所述第一电动机根据该转矩指令值动作,并且,所述控制部决定与由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速相应的转速指令值,使所述第二电动机根据所述转速指令值动作。
由此,在第二状态下对第一电动机进行转矩控制,根据第一电动机的转速对第二电动机进行转速控制,由此,不需要设计用于使第二电动机的动作与第一电动机连动的烦杂的控制系统,能够根据第一电动机的旋转方向和转速来使第二电动机的动作连动。另外,在第二状态下,能够输出更高的转速。
作为本发明的期望的方式,在从所述第二状态转变为所述第一状态的情况下,所述单向离合器从不限制所述第一齿轮架的旋转的状态转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态,在所述单向离合器从不限制所述第一齿轮架的旋转的状态转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态之前,所述控制部使所述第一电动机以第一转变值动作,使所述第二电动机以第二转变值动作,其中,所述第一转变值是比所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值即第一指令值小的向正旋转方向的转矩指令值,所述第二转变值是比所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值即第二指令值小的向反旋转方向的转矩指令值。
由此,能够在单向离合器从不限制第一齿轮架的旋转的状态转变为限制第一齿轮架的旋转的状态时抑制单向离合器中产生机械冲击。另外,通过单向离合器限制第一齿轮架的旋转,轮毂转矩增加,能够抑制车辆急加速的情况。
作为本发明的期望的方式,在所述单向离合器转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态之后,所述控制部使所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值从所述第一转变值逐渐增加至所述第一指令值,使所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值从所述第二转变值逐渐增加至所述第二指令值。
由此,能够使单向离合器限制第一齿轮架的旋转之后的第一电动机和第二电动机的加速更和缓。因此,能够抑制从第二状态向所述第一状态转变后的急加速。
作为本发明的期望的方式,在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息、且基于所述节气门信息决定的所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值小于规定的下限值的情况下,所述控制部使所述第二指令值为所述下限值。
由此,在处于第一状态的情况下,能够与节气门信息无关地使单向离合器维持限制第一齿轮架的旋转的状态。因此,在第一状态下不使单向离合器发生不限制第一齿轮架的旋转的状态与限制第一齿轮架的旋转的状态之间的切换,能够抑制伴随该切换的机械上的影响的产生。
作为本发明的期望的方式,在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息、且基于所述节气门信息决定的所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值为所述下限值以上的情况下,所述控制部使所述第一指令值的绝对值与所述第二指令值的绝对值相同。
由此,能够使第一指令值和第二指令值的计算进一步单纯化。
作为本发明的期望的方式,具备:检测部,其检测所述第一电动机的转速;以及滤波器部,其用于使由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速的增减量收敛。
由此,由滤波器部进行使第一电动机的转速的增减量收敛的处理,因此能够使增减量收敛后的第一电动机的转速的检测结果所示的转速的增减量比实际的第一电动机的转速的增减量小。因此,能够使第二电动机的转速的增减量更小,从而能够抑制与转速的增减相伴的机械振动的产生。
作为本发明的期望的方式,在使所述第一电动机向与所述正旋转方向相反的反旋转方向旋转且使所述第二电动机向所述正旋转方向旋转的情况下,当将所述第一电动机的转速设为NMA、将所述第二电动机的转速设为NMB、将所述第一行星齿轮机构的减速比设为i1、将所述第二行星齿轮机构的减速比设为i2时,所述控制部在式(1)所表示的范围内决定NMB
[数式1]
由此,在以向单向离合器不进行制动的正旋转方向旋转为前提而设置的电动车辆驱动装置中,能够使第二环齿轮向单向离合器进行制动的反旋转方向旋转。因而,能够提供无论原本正旋转方向和反旋转方向中的哪一方为前方都也能够后退的电动车辆驱动装置。
发明的效果
根据本发明,能够提供能够与变速相应地切换电动机的动作的电动车辆驱动装置。
附图说明
图1是表示实施方式1的电动车辆驱动装置的结构的示意图。
图2是表示操作系统、控制部、第一电动机及第二电动机、变速机构、第一旋转角度检测器及第二旋转角度检测器之间的关系的一例的示意图。
图3是表示根据变速信息决定的运转模式、控制部对第一电动机和第二电动机的控制、所述控制所带来的离合器装置的状态、电动车辆驱动装置的转矩及变速机构输入输出轴的旋转方向之间的对应关系的一例的表。
图4是表示控制部对第一电动机和第二电动机的控制的分支例的流程图。
图5是表示在实施方式1所涉及的电动车辆驱动装置处于第一状态的情况下转矩传递的路径的示意图。
图6是表示在实施方式1所涉及的电动车辆驱动装置处于第二状态的情况下转矩传递的路径的示意图。
图7是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转矩指令值的迁移例的图表。
图8是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转速指令值的迁移例的图表。
图9是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图10是表示与图9所示的第一电动机和第二电动机的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。
图11是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转矩指令值的迁移例的图表。
图12是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转速指令值的迁移例的图表。
图13是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图14是表示与图13所示的第一电动机和第二电动机的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。
图15是表示变速信息从第二状态切换为第一状态前后的转矩指令值的一例的图表。
图16是表示在变速信息从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的转矩指令值的一例的图表。
图17是表示迁移处理的流程的流程图。
图18是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的针对第一电动机和第二电动机的转矩指令值的迁移例的图表。
图19是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的针对第一电动机和第二电动机的转速指令值的迁移例的图表。
图20是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图21是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的车轮转速的迁移例的图表。
图22是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的车辆加速度的迁移例的图表。
图23是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下不应用迁移处理时的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图24是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下不应用迁移处理时的车轮转速的迁移例的图表。
图25是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下不应用迁移处理时的车辆加速度的迁移例的图表。
图26是表示加速踏板操作量的变化图案的一例的图表。
图27是表示使第一状态下的转矩指令值单纯地追随图26所示的变化图案的情况下的例子的图表。
图28是表示在能够将离合器装置60维持为制动状态的范围内决定了第二电动机的转矩指令值的下限值的情况下的第一状态下的转矩指令值的变化图案例的图表。
图29是表示对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的加速踏板操作量的迁移例的图表。
图30是表示对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转矩指令值的迁移例的图表。
图31是表示对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图32是表示对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的车轮转速的迁移例的图表。
图33是表示对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的车辆加速度的迁移例的图表。
图34是表示没有对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的加速踏板操作量的迁移例的图表。
图35是表示没有对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的针对第一电动机和第二电动机的转矩指令值、转速、车轮转速、车辆加速度的迁移例的图表。
图36是表示没有对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图37是表示没有对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的车轮转速的迁移例的图表。
图38是表示没有对第一状态下的第二电动机的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的车辆加速度的迁移例的图表。
图39是表示实施方式2所涉及的操作系统、控制部、第一电动机及第二电动机、变速机构、第一旋转角度检测器及第二旋转角度检测器之间的关系的一例的示意图。
图40是表示实施方式2所涉及的根据行进方向信息和变速信息决定的运转模式、控制部对第一电动机和第二电动机的控制、所述控制所带来的离合器装置的状态、电动车辆驱动装置的转矩及变速机构输入输出轴的旋转方向之间的对应关系的一例的表。
图41是表示实施方式2所涉及的控制部对第一电动机和第二电动机的控制的分支例的流程图。
图42是表示在控制部对第一电动机和第二电动机的控制中参照的各种信号的概念图。
图43是表示第一电动机和第二电动机的动作所涉及的各种数值的迁移例的图表。
图44是表示第一电动机和第二电动机的动作所涉及的各种数值的迁移例的图表。
图45是区分为后退成立的情况和后退不成立的情况来示出第一电动机和第二电动机各自的转速的组合的图表。
图46是表示后退时的针对第一电动机和第二电动机的转速指令值的迁移例的图表。
图47是表示后退时的第一电动机和第二电动机的转速的迁移例的图表。
图48是表示与图47所示的第一电动机和第二电动机的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。
图49是实施方式1和实施方式2所涉及的电动车辆驱动装置的主视图。
图50是图49中的A-A截面图。
图51是放大表示图50中的第一转子保持构件的截面图。
图52是放大表示图50中的第二转子保持构件的截面图。
图53是从第一电动机侧观察分隔壁、离合器装置以及第一旋转角度检测器的立体图。
图54是从第二电动机侧观察分隔壁、离合器装置以及第二旋转角度检测器的立体图。
图55是从第一电动机侧观察离合器装置和第一旋转角度检测器的立体图。
图56是从第二电动机侧观察离合器装置和第二旋转角度检测器的立体图。
图57是从第一电动机侧观察离合器装置的立体图。
图58是从第二电动机侧观察离合器装置的立体图。
图59是表示与第一信号线的位置相对的第二信号线的位置的一例的示意图。
图60是从一侧观察变形例所涉及的第一转子保持构件的立体图。
图61是从另一侧观察变形例所涉及的第一转子保持构件的立体图。
具体实施方式
参照附图来详细说明用于实施本发明的方式(实施方式)。本发明不限定于下面的实施方式所涉及的记载的内容。另外,下面记载的结构要素包括本领域技术人员能够容易地设想到的结构要素以及实质上相同的结构要素。并且,能够在不脱离发明的宗旨的范围内省略、置换或变更下面记载的结构要素。
(实施方式1)
图1是表示实施方式1的电动车辆驱动装置10的结构的示意图。电动车辆驱动装置10具备机壳G、第一电动机11、第二电动机12、变速机构13、减速机构40、轮毂轴承50、轮毂输入输出轴16以及控制部1。机壳G支承第一电动机11、第二电动机12、变速机构13以及减速机构40。变速机构13与第一电动机11及第二电动机12连结。电动车辆驱动装置10的减速机构40与车轮(轮毂H)连接。另外,电动车辆驱动装置10例如经由与机壳G一体的转向节来与电动车辆的底盘连接。另外,在所述电动车辆设置有具有加速踏板AP、换档杆SL等的操作系统OP(参照图2)。在实施方式1中,电动车辆驱动装置10的控制部1在进行第一电动机11、第二电动机12的动作控制时使用的驱动信号SI是与驾驶员对操作系统OP的操作相应地输出的,但是这表示驱动信号SI的输出的一个例子,并不限于此,驱动信号SI的输出所涉及的具体的结构能够适当变更。
第一电动机11能够输出第一转矩TA。第二电动机12能够输出第二转矩TB。变速机构13与第一电动机11连结。由此,当第一电动机11工作时,从第一电动机11向变速机构13传递(输入)第一转矩TA。另外,变速机构13与第二电动机12连结。由此,当第二电动机12工作时,从第二电动机12向变速机构13传递(输入)第二转矩TB。在此所说的电动机的工作是指:第一电动机11或第二电动机12被供给电力后,第一电动机11或第二电动机12的输入输出轴旋转。此外,在电动车辆驱动装置10设置有作为检测部来发挥功能的第一旋转角度检测器91,来作为用于检测第一电动机11的转速的结构。另外,在实施方式1的电动车辆驱动装置10设置有用于检测第二电动机12的转速的第二旋转角度检测器92(参照图2、图53、图54)。
变速机构13与第一电动机11、第二电动机12及轮毂输入输出轴16连结,能够对减速比(对变速机构13的输入角速度相对于输出角速度的比)进行变更。变速机构13具备太阳齿轮轴14、第一行星齿轮机构20、第二行星齿轮机构30以及离合器装置60。
太阳齿轮轴14与第一电动机11连结。当第一电动机11工作时,太阳齿轮轴14以旋转轴R为中心进行旋转。
第一行星齿轮机构20例如是单小齿轮式的行星齿轮机构。第一行星齿轮机构20具备第一太阳齿轮21、第一小齿轮22、第一齿轮架23以及第一环齿轮24。
第一太阳齿轮21与太阳齿轮轴14连结。第一太阳齿轮21能够与太阳齿轮轴14一起以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。当第一电动机11工作时,从第一电动机11向第一太阳齿轮21传递第一转矩TA。由此,当第一电动机11工作时,第一太阳齿轮21以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。第一小齿轮22与第一太阳齿轮21啮合。
第一齿轮架23被太阳齿轮轴14支承。第一齿轮架23以使第一小齿轮22能够以第一小齿轮旋转轴Rp1为中心进行旋转(自转)的方式支承第一小齿轮22。第一小齿轮旋转轴Rp1例如与旋转轴R平行。另外,第一齿轮架23以使第一小齿轮22能够以旋转轴R为中心进行公转的方式支承第一小齿轮22。即,第一齿轮架23被设置成能够以太阳齿轮轴14为中心进行旋转。
第一环齿轮24与第一小齿轮22啮合。第一环齿轮24能够以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。另外,第一环齿轮24与第二电动机12连结。当第二电动机12工作时,从第二电动机12向第一环齿轮24传递第二转矩TB。由此,当第二电动机12工作时,第一环齿轮24以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。
离合器装置60用于将第一齿轮架23的旋转方向限制为规定的正旋转方向。具体地说,离合器装置60是单向离合器装置,仅传递第一方向的转矩,不传递作为与第一方向相反的方向的第二方向的转矩。离合器装置60配置于机壳G与第一齿轮架23之间。离合器装置60能够限制第一齿轮架23的旋转。具体地说,离合器装置60能够在限制(制动)第一齿轮架23的以旋转轴R为中心的旋转的状态与容许旋转的状态之间切换。即,离合器装置60能够使第一齿轮架23相对于机壳G旋转自如,且能够使第一齿轮架23相对于机壳G不能旋转。在下面的说明中,将离合器装置60限制(制动)旋转的状态称为制动状态,将容许旋转的状态称为非制动状态。
第二行星齿轮机构30例如是双小齿轮式的行星齿轮机构。第二行星齿轮机构30具备第二太阳齿轮31、第二小齿轮32a、第三小齿轮32b、第二齿轮架33以及第二环齿轮34。
第二太阳齿轮31与太阳齿轮轴14连结。当第一电动机11工作时,从第一电动机11向第二太阳齿轮31传递第一转矩TA。第二太阳齿轮31能够与太阳齿轮轴14及第一太阳齿轮21一起以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。第二小齿轮32a与第二太阳齿轮31啮合。第三小齿轮32b与第二小齿轮32a啮合。
第二齿轮架33被太阳齿轮轴14支承。第二齿轮架33以使第二小齿轮32a能够以第二小齿轮旋转轴Rp2为中心进行旋转(自转)的方式支承第二小齿轮32a。另外,第二齿轮架33以使第三小齿轮32b能够以第三小齿轮旋转轴Rp3为中心进行旋转(自转)的方式支承第三小齿轮32b。第二小齿轮旋转轴Rp2及第三小齿轮旋转轴Rp3例如与旋转轴R平行。另外,第二齿轮架33以使第二小齿轮32a和第三小齿轮32b能够以旋转轴R为中心进行公转的方式支承第二小齿轮32a和第三小齿轮32b。另外,第二齿轮架33与第一环齿轮24连结。由此,当第一环齿轮24旋转(自转)时,第二齿轮架33以旋转轴R为心进行旋转(自转)。即,第二齿轮架33以太阳齿轮轴14为中心进行旋转。
第二环齿轮34与第三小齿轮32b啮合。第二环齿轮34能够以旋转轴R为中心进行旋转(自转)。另外,第二环齿轮34与作为变速机构13的输出轴的变速机构输入输出轴15连结。由此,当第二环齿轮34旋转(自转)时,变速机构输入输出轴15旋转。
减速机构40配置于变速机构13与电动车辆的轮毂H之间。减速机构40对变速机构输入输出轴15的角速度进行减速后,输出到轮毂输入输出轴16。轮毂输入输出轴16与电动车辆的轮毂H连结,在减速机构40与轮毂H之间传递动力。由第一电动机11和第二电动机12中的至少一方产生的转矩经由变速机构13和减速机构40传递到轮毂H。另一方面,在电动车辆行驶于下坡等时由轮毂H产生的转矩经由减速机构40和变速机构13传递到第一电动机11和第二电动机12中的至少一方。在该情况下,第一电动机11和第二电动机12中的至少一方作为发电机来进行工作。发电时的旋转阻力成为再生制动,作为制动力来作用于电动车辆。减速机构40具备第三太阳齿轮41、第四小齿轮42、第三齿轮架43以及第三环齿轮44。
第三太阳齿轮41与变速机构输入输出轴15连结。即,第三太阳齿轮41经由变速机构输入输出轴15来与第二环齿轮34连结。第四小齿轮42与第三太阳齿轮41啮合。第三齿轮架43以使第四小齿轮42能够以第四小齿轮旋转轴Rp4为中心进行自转、且第四小齿轮42能够以第三太阳齿轮41为中心进行公转的方式支承第四小齿轮42。第三环齿轮44与第四小齿轮42啮合,且固定于机壳G。第三齿轮架43经由轮毂输入输出轴16来与轮毂H连结。另外,第三齿轮架43可旋转地被轮毂轴承50支承。
减速机构40通过使轮毂输入输出轴16以比变速机构输入输出轴15的角速度慢的速度旋转,来驱动轮毂H。因此,即使在第一电动机11和第二电动机12的最大转矩小的情况下,电动车辆驱动装置10也能够向轮毂H传递起步时或爬坡时(攀爬坡道时)所需的转矩。其结果,用于使第一电动机11和第二电动机12工作的电流较小即可,并且,第一电动机11和第二电动机12变得小型和轻量。进而,能够实现电动车辆驱动装置10的制造成本降低和轻量化。
电动车辆的行进方向与变速机构输入输出轴15的旋转方向具有规定的关系。在下面的说明中,将电动车辆前进时的变速机构输入输出轴15的旋转方向设为“正旋转方向”,将电动车辆后退时的变速机构输入输出轴15的旋转方向设为“反旋转方向”。另外,在图中,将“正旋转方向”表示为“正(+)”,将“反旋转方向”表示为“负(-)”。列举具体例,在一般的四轮汽车的情况下,在电动车辆前进时,从变速机构输入输出轴15侧来看左轮顺时针地旋转,从变速机构输入输出轴15侧来看右轮逆时针地旋转。即,对与左轮连接的变速机构输入输出轴15来说,顺时针方向是“正旋转方向”,对与右轮连接的变速机构输入输出轴15来说,逆时针方向是“正旋转方向”。在后述的实施方式2中的后退时,各个轮毂H的旋转方向反过来。
在实施方式1中,变速机构输入输出轴15的旋转方向与太阳齿轮轴14的旋转方向相同。另外,在实施方式1中,太阳齿轮轴14的旋转方向与第一电动机11的旋转方向相同。即,在实施方式1中,同变速机构输入输出轴15连结的轮毂H的旋转方向与第一电动机11的旋转方向相同。
图2是表示操作系统OP、控制部1、第一电动机11及第二电动机12、变速机构13、第一旋转角度检测器91及第二旋转角度检测器92之间的关系的一例的示意图。控制部1对电动车辆驱动装置10的动作进行控制。具体地说,控制部1对第一电动机11和第二电动机12的角速度、旋转方向以及输出进行控制。控制部1例如具有信号处理部2和逆变器3。信号处理部2例如是微型计算机,基于与电动车辆的包括加速踏板AP、换档杆SL等的操作系统OP的动作相应地得到的驱动信号SI来控制逆变器3的动作。逆变器3对第一电动机11和第二电动机12供给电力。
驱动信号SI包含变速信息和节气门信息。变速信息例如是与电动车辆前进时换档杆SL的位置是否为低速档(L)相应地得到的信息。在换档杆SL的位置是低速档(L)的情况下,电动车辆被操作成相比于不是低速档(L)的情况而言以相对高的转矩前进。在换档杆SL的位置不是停车档(P)、倒车档(R)、低速档(L)中的任一个的情况下,电动车辆被操作成相比于低速档(L)的情况而言以相对高的速度前进。变速信息是与所述换档杆SL的位置相应地得到的信息。
变速信息作为表示是第一状态还是第二状态的信息来发挥功能,该第一状态是基于转矩来进行第二电动机12的控制的状态,该第二状态是基于转速来进行第二电动机12的控制的状态。具体地说,被作为第一状态的情况例如是指电动车辆被操作成相比于不是低速档(L)的情况而言以相对高的转矩前进的情况,在实施方式1中,换档杆SL的位置是低速档(L)的情况符合所述情况。被作为第二状态的情况例如是指电动车辆被操作成相比于低速档(L)的情况而言以相对高的速度前进的情况,在实施方式1中,是指换档杆SL的位置不是停车档(P)、倒车档(R)、低速档(L)中的任一个的情况。
节气门信息例如是与加速踏板操作量相应地得到的信息。加速踏板操作量的大小作为决定从逆变器3向第一电动机11、第二电动机12供给的电力量的大小的一个因素来发挥功能,一般来说,加速踏板操作量越大,从逆变器3供给的电力量越大,第一电动机11、第二电动机12被驱动成以更高的速度进行旋转。
关于第一电动机11和第二电动机12各自的控制,控制部1应用基于转矩控制和转速控制中的某一方的控制。控制部1既能够使应用于第一电动机11和第二电动机12中的一方的控制与应用于另一方的控制相同,也能够使它们不同。转矩控制是指以下控制:使电动机所产生的转矩值保持为某个值(例如,与节气门信息相应的值)。转速控制是指以下控制:使电动机的转速值保持为某个值(例如,与节气门信息相应的值)。在实施方式1中,控制部1能够基于由后述的第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92检测的第一电动机11、第二电动机12的转速,来个别地进行第一电动机11、第二电动机12各自的动作控制。
图3是表示根据变速信息决定的运转模式、控制部1对第一电动机11和第二电动机12的控制、所述控制所带来的离合器装置60的状态、电动车辆驱动装置10的转矩及变速机构输入输出轴15的旋转方向之间的对应关系的一例的表。控制部1基于驱动信号SI来决定第二电动机12的旋转方向以及基于转矩和转速中的哪一个来进行第二电动机12的控制。
在变速信息表示第一状态的情况下,控制部1对第一电动机11和第二电动机12应用转矩控制。具体地说,控制部1使第一电动机11的旋转方向为正旋转方向,使第二电动机12的旋转方向为反旋转方向。在该情况下,离合器装置60成为制动状态。另外,在该情况下,成为在第一行星齿轮机构20与第二行星齿轮机构30之间发生转矩的循环的转矩循环状态。
在变速信息表示第二状态的情况下,控制部1对第一电动机11应用转矩控制,并且对第二电动机12应用转速控制。具体地说,控制部1使第一电动机11的旋转方向为正旋转方向,使第二电动机12的旋转方向为正旋转方向或反旋转方向。在该情况下,离合器装置60成为非制动状态。另外,在该情况下,成为以下的直接传递状态:第一电动机11和第二电动机12的转矩进行合成后被传递到变速机构输入输出轴15。
另外,关于第一电动机11和第二电动机12的动作控制,信号处理部2使用基于加速踏板操作量得到的节气门信息、以及表示由第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92检测出的第一电动机11、第二电动机12的转速的信息。具体地说,信号处理部2例如如图2所示那样,决定表示以转矩控制和转速控制中的哪一个来使第一电动机11、第二电动机12进行动作的运转模式,并且,计算用于使第一电动机11、第二电动机12各自进行动作的指令值(转矩指令值或转速指令值)。信号处理部2将表示运转模式的指令(运转模式指令)以及表示计算出的指令值的指令(转矩指令或转速指令)输出到逆变器3。逆变器3根据来自信号处理部2的指令来向第一电动机11和第二电动机12供给电力。此外,节气门信息、第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92的检测结果所表示的第一电动机11、第二电动机12的转速、第一电动机11、第二电动机12的动作之间的关系例如是利用预先安装于信号处理部2的计算式得到的。此外,加速踏板操作量是对决定节气门信息的结构的操作程度、例如加速踏板AP的踏下量等。
更具体地说,第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92分别将表示第一电动机11、第二电动机12的旋转角度(例如,绝对角度)的旋转角传感器值输出到逆变器3。逆变器3根据所输入的旋转角传感器值来将转速信号输出到信号处理部2。信号处理部2进行利用所输入的转速信号的、第一电动机11和第二电动机12的反馈控制。具体地说,信号处理部2例如在基于节气门信息与第一电动机11、第二电动机12的动作之间的关系来计算转矩指令值或转速指令值时,考虑基于第一电动机11和第二电动机12的转速进行校正。由此,能够基于作为与刚才的指令相应的结果的、第一电动机11和第二电动机12的转速所表示的电动车辆的状况来控制第一电动机11和第二电动机12。
图4是表示控制部1对第一电动机11和第二电动机12的控制的分支例的流程图。控制部1获取包含节气门信息和变速信息的驱动信号SI(步骤S1)。具体地说,例如,由信号处理部2获取包含节气门信息和变速信息的驱动信号SI,该节气门信息和变速信息是基于与电动车辆的驾驶员借助加速踏板AP、换档杆SL等操作系统OP进行的操作相应地决定的加速踏板操作量、换档杆SL的操作位置等得到的。另外,控制部1获取表示第一电动机11、第二电动机12的转速的信息(步骤S2)。具体地说,例如,由第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92检测出的第一电动机11、第二电动机12的旋转角传感器值被输出到逆变器3,与所述旋转角传感器值相应的转速信号从逆变器3被输出到信号处理部2。步骤S1的处理与步骤S2的处理的顺序能够改变,能够并行地实施。
控制部1进行与驱动信号SI中包含的变速信息所表示的运转模式相应的处理。具体地说,控制部1例如如图4所示那样,根据变速信息是否表示第一状态(步骤S3)来使处理分支,由此进行与变速信息所表示的运转模式相应的处理。步骤S3的处理也可以是变速信息是否表示第二状态的判定,能够实现与变速信息所表示的运转模式相应的处理的分支即可,其具体判定内容是任意的。
在变速信息表示第一状态的情况下(步骤S3;“是”),控制部1基于节气门信息来计算第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值(步骤S4)。具体地说,例如,由信号处理部2计算第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值。之后,控制部1输出第一状态的运转模式指令以及第一电动机11和第二电动机12的转矩指令(步骤S5)。具体地说,信号处理部2将运转模式指令和转矩指令输出到逆变器3。逆变器3对第一电动机11、第二电动机12进行与所述指令相应的电力供给,由此,与指令相应的电流流过第一电动机11、第二电动机12。
在变速信息不表示第一状态的情况下(步骤S3;“否”)、即变速信息表示第二状态的情况下,控制部1基于节气门信息来计算第一电动机11的转矩指令值和第二电动机12的转速指令值(步骤S6)。具体地说,例如,由信号处理部2计算第一电动机11的转矩指令值,并且,计算与基于由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的旋转角传感器值所得到的第一电动机11的转速相应的第二电动机12的转速指令值。之后,控制部1输出第二状态的运转模式指令、第一电动机11的转矩指令以及第二电动机12的转速指令(步骤S7)。具体地说,信号处理部2将运转模式指令、转矩指令以及转速指令输出到逆变器3。逆变器3对第一电动机11、第二电动机12进行与所述指令相应的电力供给,由此,与指令相应的电流流过第一电动机11、第二电动机12。
接着,按第一状态、第二状态的顺序来说明每个运转模式的第一电动机11和第二电动机12的动作状态以及第一行星齿轮机构20、第二行星齿轮机构30及离合器装置60的动作状态。在实施方式1中,能够在前进中进行第二状态与第一状态的切换。下面,首先说明第一状态、第二状态,之后例示第一状态与第二状态的切换。
图5是表示在实施方式1所涉及的电动车辆驱动装置10处于第一状态的情况下转矩传递的路径的说明图。第一状态是所谓的低速档的状态,能够使减速比大。即,在第一状态下,传递到变速机构输入输出轴15的转矩大。第一状态主要使用于电动车辆在行驶时需要大的驱动力的情况。需要大的驱动力的情况例如是在坡道上起步时或者爬坡时(攀爬坡道时)等。在第一状态下,由第一电动机11和第二电动机12产生的转矩的大小相等,且转矩的方向相反。由第一电动机11产生的转矩被输入到第一太阳齿轮21。由第二电动机12产生的转矩被输入到第一环齿轮24。在第一状态下,离合器装置60处于制动状态。即,在第一状态下,第一小齿轮22处于能够自转但不能公转的状态。
在第一状态时,将第一电动机11输出的转矩设为第一转矩T1,将第二电动机12输出的转矩设为第二转矩T5。从第一电动机11输出的第一转矩T1经由太阳齿轮轴14被输入到第一太阳齿轮21。而且,第一转矩T1通过在第一太阳齿轮21中与循环转矩T3合流来成为合成转矩T2。合成转矩T2从第一太阳齿轮21被输出。循环转矩T3是从第一环齿轮24传递到第一太阳齿轮21的转矩。
第一太阳齿轮21和第二太阳齿轮31被太阳齿轮轴14连结。因此,在第一状态下,从第一太阳齿轮21输出的合成转矩T2经由太阳齿轮轴14被传递到第二太阳齿轮31。然后,合成转矩T2被第二行星齿轮机构30放大。另外,合成转矩T2被第二行星齿轮机构30分配为第一分配转矩T6和第二分配转矩T4。第一分配转矩T6是合成转矩T2被分配到第二环齿轮34并被放大后的转矩,从变速机构输入输出轴15被输出。第二分配转矩T4是合成转矩T2被分配到第二齿轮架33且被放大后的转矩。
第一分配转矩T6从变速机构输入输出轴15被输出到减速机构40。然后,第一分配转矩T6被减速机构40放大后,经由图1所示的轮毂输入输出轴16被输出到轮毂H。其结果,电动车辆行驶。
第二齿轮架33和第一环齿轮24成一体地旋转。被分配到第二齿轮架33的第二分配转矩T4在第一环齿轮24中与第二电动机12的第二转矩T5合成。第二转矩T5(第二电动机12的转矩)的方向与第一电动机11的转矩的方向相反。
通过第一行星齿轮机构20,第二转矩T5与返回到第一环齿轮24来的第二分配转矩T4的合成转矩的大小减少,第二转矩T5与第二分配转矩T4的合成转矩的方向反转。第二转矩T5与第二分配转矩T4的合成转矩成为第一太阳齿轮21中的循环转矩T3。这样,在第一行星齿轮机构20与第二行星齿轮机构30之间产生转矩的循环,因此变速机构13能够使减速比大。即,电动车辆驱动装置10在第一状态时能够产生大的转矩。
第一状态下的各种转矩的大小例如与节气门信息相应。具体地说,信号处理部2基于节气门信息来决定第一指令值,该第一指令值是第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值。另外,信号处理部2基于节气门信息来决定第二指令值,该第二指令值是第二电动机12的向反旋转方向的转矩指令值。信号处理部2将第一指令值和第二指令值输出到逆变器3。逆变器3根据第一指令值、第二指令值来向第一电动机11、第二电动机12供给电力,由此第一电动机11、第二电动机12根据第一指令值、第二指令值动作。这样,在变速信息表示第一状态的情况下,控制部1基于节气门信息来决定第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值即第一指令值,使第一电动机11根据该第一指令值动作,并且,控制部1基于节气门信息来决定第二电动机12的向反旋转方向的转矩指令值即第二指令值,使第二电动机12根据该第二指令值动作。此外,第一状态下的第一电动机11与第二电动机12的转速比由后述的第一行星齿轮机构20的第一太阳齿轮21的齿数与第一环齿轮24的齿数之比唯一地决定。
图6是表示在实施方式1所涉及的电动车辆驱动装置10处于第二状态的情况下转矩传递的路径的示意图。第二状态是所谓的高速档的状态,能够使从第一电动机11、第二电动机12到变速机构输入输出轴15的动力传递路径上的通过变速机构13得到的减速比小。即,传递到变速机构输入输出轴15的转矩小,但是变速机构13的摩擦损耗变小。在第二状态下,第一电动机11和第二电动机12所产生的转矩的大小和转矩的方向相等。在第二状态时,将第一电动机11输出的转矩设为第一转矩T7,将第二电动机12输出的转矩设为第二转矩T8。图6所示的合成转矩T9是从变速机构输入输出轴15输出后传递到减速机构40的转矩。
在第二状态下,第一电动机11的转矩被输入到第一太阳齿轮21,第二电动机12的转矩被输入到第一环齿轮24。在第二状态下,离合器装置60处于非制动状态。即,在第二状态下,第一小齿轮22处于能够自转且能够公转的状态。由此,在第二状态下,第一行星齿轮机构20与第二行星齿轮机构30之间的转矩的循环被切断。另外,在第二状态下,第一齿轮架23能够公转,因此第一太阳齿轮21和第一环齿轮24能够相对自由地自转。
在第二状态下,第二转矩T8相对于第一转矩T7之比由第二环齿轮34的齿数相对于第二太阳齿轮31的齿数之比决定。第一转矩T7在第二齿轮架33中与第二转矩T8合流。其结果,合成转矩T9传递到第二环齿轮34。
变速机构输入输出轴15的角速度由被第一电动机11驱动的第二太阳齿轮31的角速度以及被第二电动机12驱动的第二齿轮架33的角速度决定。因而,即使使变速机构输入输出轴15的角速度固定,也能够改变第一电动机11的角速度与第二电动机12的角速度的组合。
这样,变速机构输入输出轴15的角速度、第一电动机11的角速度与第二电动机12的角速度的组合不是唯一地决定的。因此,当控制部1连续地顺畅控制第一电动机11的角速度和第二电动机12的角速度时,即使是在第一状态与第二状态之间变速机构13的状态发生变化的情况,所谓的变速冲击也小。
在使第二太阳齿轮31的角速度固定的情况下,第二齿轮架33的角速度越快,则第二环齿轮34的角速度越慢。另外,第二齿轮架33的角速度越慢,则第二环齿轮34的角速度越快。因此,第二环齿轮34的角速度根据第二太阳齿轮31的角速度和第二齿轮架33的角速度来连续地变化。因而,电动车辆驱动装置10通过改变第二电动机12输出的第二转矩T8的角速度,能够连续地变更减速比。
另外,电动车辆驱动装置10在想要使第二环齿轮34的角速度固定时,具有多组第一电动机11输出的第一转矩T7的角速度与第二电动机12输出的第二转矩T8的角速度的组合。即,例如,即使第一电动机11输出的第一转矩T7的角速度发生变化,通过第二电动机12输出的第二转矩T8的角速度发生变化,也能够使第二环齿轮34的角速度维持为固定。因此,电动车辆驱动装置10在从第一状态切换为第二状态时,能够降低第二环齿轮34的角速度的变化量。其结果,电动车辆驱动装置10能够降低变速冲击。
第二状态下的各种转矩的大小例如与节气门信息相应。具体地说,信号处理部2基于节气门信息来决定第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值。另外,信号处理部2基于节气门信息以及由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速来决定转速指令值,该转速指令值包含表示第二电动机12的旋转方向的信息。更具体地说,例如在转速指令值为正(+)的情况下,表示第二电动机12的旋转方向为正旋转方向。另一方面,在转速指令值为负(-)的情况下,表示第二电动机12的旋转方向为反旋转方向。随着第二电动机12的转速相对于第一电动机11的正(+)的转速之差变大,变速机构输入输出轴15的转速上升,由此轮毂H的转速上升。
信号处理部2将转矩指令值和转速指令值输出到逆变器3。逆变器3根据转矩指令值、转速指令值来向第一电动机11、第二电动机12供给电力,由此第一电动机11、第二电动机12根据转矩指令值、转速指令值动作。这样,在变速信息表示第二状态的情况下,控制部1基于节气门信息来决定第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值,使第一电动机11根据该转矩指令值动作,并且,控制部1决定与由作为检测部来发挥功能的第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速相应的转速指令值,使第二电动机12根据转速指令值动作。
此外,在第二状态下,理想的状态是第一电动机11的旋转方向及转速与第二电动机12的旋转方向及转速一致的状态。因此,在第二状态下对第一电动机11进行转矩控制,根据第一电动机11的转速对第二电动机12进行转速控制,由此,不需要设计用于使第二电动机12的旋转与第一电动机11一致的烦杂的控制系统,就能够使第一电动机11的旋转方向及转速与第二电动机12的旋转方向及转速一致。
图7是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的针对第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值的迁移例的图表。图8是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的针对第一电动机11和第二电动机12的转速指令值的迁移例的图表。图9是表示从第一状态切换为第二状态的情况下的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移例的图表。图10是表示与图9所示的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。在图7~图10中,例示了以下情况:在横轴(秒)为“0”的时间点(第一切换时间点),变速信息从表示第一状态切换为表示第二状态。
在图7~图10所示的例子中,信号处理部2在第一切换时间点将第二电动机12的控制从转矩控制切换为转速控制,参照由第一旋转角度检测器91检测出的该时间点下的第一电动机11的转速,决定用于使第二电动机12的转速与第一电动机11的转速同步的转速指令值。在第一切换时间点第二电动机12的转矩方向发生变化(参照图6)时,由离合器装置60进行的制动被解除,从第一状态切换为第二状态。在切换前后,与电动车辆驱动装置10连接的轮毂H的转速不存在急剧的变动。这样,在切换时,电动车辆驱动装置10无冲击地变速。
图11是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的针对第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值的迁移例的图表。图12是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的针对第一电动机11和第二电动机12的转速指令值的迁移例的图表。图13是表示从第二状态切换为第一状态的情况下的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移例的图表。图14是表示与图13所示的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。在图11~图14中,例示了以下情况:在横轴(秒)为“0”的时间点(第二切换时间点),变速信息从表示第二状态切换为表示第一状态。
在图11~图14所示的例子中,信号处理部2在第二切换时间点将第二电动机12从转速控制切换为转矩控制。在通过切换为第一状态而第二电动机12的负方向的转速达到某个点的时间点,发生由离合器装置60进行的制动,向第一状态迁移。在图14所示的例子中,在从第二切换时间点前的未发生由离合器装置60进行的制动的状态起、到在第二切换时间点后发生由离合器装置60进行的制动的时机ST为止的时间内,车轮旋转出现变动。在该时间内,电动车辆驱动装置10在第二状态下动作。这是由于,因为第二电动机12的惯性,从输入变速信息到由离合器装置60进行制动为止产生时间差。能够通过对刚从第二状态切换为第一状态后的第二电动机12的转矩指令值的大小进行控制来任意地调整该时间的长度,能够通过所述调整来抑制变速时的冲击。
图15是表示变速信息从第二状态切换为第一状态前后的转矩指令值的一例的图表。图15和后述的图16是加速踏板操作量固定的情况下的图表。此外,对第二状态下的第二电动机12进行转速控制。因此,在第二状态的期间内,不输出第二电动机12的转矩指令值。
在变速信息从第二状态切换为第一状态的时机,第二电动机12从速度控制转变为转矩控制。在第一状态下,为了对第一电动机11和第二电动机12进行驱动而输出转矩指令值,该转矩指令值是以形成与加速踏板操作量相应的加速度的方式计算出的。按照该转矩指令值来对第一电动机11和第二电动机12进行旋转驱动。由此,原本在第二状态下为非制动状态的离合器装置60转变为制动状态。因此,根据加速踏板操作量,存在以下情况:在离合器装置60经过图15所示的转变状态来从非制动状态转变为制动状态的时机,施加于离合器装置60的力导致发生冲击。作为具体例,存在以下情况:在变为制动状态的时机,离合器装置60的辊63与外轮62啮合(参照图53至图58),但是伴随该啮合而发生冲击。另外,在离合器装置60处于非制动状态的情况下,轮毂H的输出转矩与来自第一电动机的转矩相应。另一方面,在离合器装置60处于制动状态的情况下,轮毂H的输出转矩与来自第一电动机11的转矩及来自第二电动机12的转矩相应。这样,在离合器装置60从非制动状态转变为制动状态的时机,轮毂H的输出转矩升高与来自第二电动机的转矩相应的量。例如,在来自第一电动机11的转矩与来自第二电动机12的转矩相等的情况下,通过从第二状态切换为第一状态,轮毂H的输出转矩变为2倍。另外,通过从第二状态切换为第一状态,减速机构13的减速比也切换。由于这种输出转矩的升高和减速比的变化,根据加速踏板操作量,存在以下情况:在离合器装置60从非制动状态转变为制动状态的时机,产生急加速感。
因此,在实施方式1中,使变速信息刚从第二状态切换为第一状态后的针对第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值为比单纯与节气门信息相应的转矩指令值小的值。另外,通过以该小的值的转矩指令值进行驱动的第一电动机11和第二电动机12的旋转,使离合器装置60从非制动状态转变为制动状态。另外,不是从离合器装置60刚变为制动状态后起就采用单纯与节气门信息相应的转矩指令值,而是使转矩指令值从该小的值起逐渐增加来转变为与节气门信息相应的转矩指令值。在实施方式1中,作为用于计算这种转矩指令值的处理,进行下面说明的迁移处理。
图16是表示在变速信息从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的转矩指令值的一例的图表。图16中的时机D是第二电动机12的旋转方向切换后、经过足以使离合器装置60不发生冲击地从非制动状态转变为制动状态的时间(待机时间)后的时机。在图16所示的例子中,电动车辆驱动装置10从第二状态起经由迁移状态来转变为第一状态。在处于迁移状态的期间内,信号处理部2进行迁移处理来计算第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值。
在图16所示的例子中,信号处理部2在变速信息从第二状态切换为第一状态的时机使第一电动机11的转矩为规定的第一转变值(Tt MA),其相比于第二状态时的转矩而言减少。另外,在该时机,信号处理部2使第二电动机12的转矩为离合器装置60成为制动状态的最低限度的转矩(规定的第二转变值(Tt MB))。信号处理部2在待机时间经过之前维持第一转变值(Tt MA)和第二转变值(Tt MB))。在待机时间经过后,信号处理部2使第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值逐渐增加。经过该转矩的逐渐增加,第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值转变为与加速踏板操作量相应的第一状态的转矩指令值。
具体地说,在变速信息从第二状态切换为第一状态的情况下,信号处理部2开始迁移处理。在迁移处理中,信号处理部2例如按照式(1)来计算第一转变值(Tt MA)作为第一电动机11的转矩指令值。另外,信号处理部2例如按照式(2)来计算第二转变值(Tt MB)作为第二电动机12的转矩指令值。式(1)和式(2)中的TS是与变速信息从第二状态切换为第一状态的时机的节气门信息相应的转矩指令值。在式(1)和式(2)的Tt MA,Tt MB的组合中,在第二状态与第一状态的切换前后,轮毂H的输出转矩大致一致。
Tt MA=TS×0.7…(1)
Tt MB=TS×0.1…(2)
信号处理部2将上述的式(1)和式(2)的转矩指令值维持规定的待机时间(例如,0.2[秒:s])。之后,信号处理部2按照式(3)来使第一电动机11的转矩指令值(Ttt MA)从第一转变值(Tt MA)起逐渐增加。另外,信号处理部2按照式(4)来使第二电动机12的转矩指令值(Ttt MB)从第二转变值(Tt MB)起逐渐增加。式(3)和式(4)的count是计数值的值,其被设定成:从待机时间刚经过后的初始值(例如,0)起,每隔0.01[s]增加1。关于按照式(3)计算出的第一电动机11的转矩指令值(Ttt MA),转矩指令值的同计数值count的增加相应的增加程度根据同计算时的节气门信息相应的第一电动机11的转矩指令值(TMA)与第一转变值(Tt MA)之差而发生变化。关于按照式(4)计算出的第二电动机12的转矩指令值(Ttt MB),转矩指令值的同计数值count的增加相应的增加程度根据同计算时的节气门信息相应的第二电动机12的转矩指令值(TMB)与第二转变值(Tt MB)之差而发生变化。在按照式(3)和式(4)计算出的第一电动机11的转矩指令值(Ttt MA)和第二电动机12的转矩指令值(Ttt MB)变为与节气门信息相应的转矩指令值(TMA,TMB)以上的情况下,信号处理部2结束迁移处理。在迁移处理结束后,根据与节气门信息相应的转矩指令值(TMA,TMB)来驱动第一电动机11和第二电动机12。即,在迁移处理结束后,电动车辆驱动装置10在第一状态下动作。
Ttt MA=(TMA-Tt MA)/100×count+Tt MA…(3)
Ttt MB=(TMB-Tt MB)/100×count+Tt MB…(4)
通过上述的迁移处理,在从第二状态到待机时间经过之前的期间,轮毂H的输出转矩被保持为固定。由此,能够抑制离合器装置60从非制动状态转变为制动状态的时机的冲击和急加速感。
图17是表示迁移处理的流程的流程图。在变速信息从第二状态切换为第一状态的情况下,第一电动机11、第二电动机12均变为转矩控制。但是,关于此时的转矩指令的值,必须使第二电动机12的转矩指令的值尽量小,以使得轮毂H的输出转矩与变速前、即第二状态相同。因此,作为迁移处理,信号处理部2使针对第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值为比单纯与节气门信息相应的转矩指令值小的值(步骤S11)。具体地说,信号处理部2例如在待机时间经过之前维持以下状态:按照上述的式(1)和式(2),使用于驱动第一电动机11的转矩指令值为第一转变值(Tt MA),使用于驱动第二电动机12的转矩指令值为第二转变值(Tt MB)。
在步骤S11的处理后,信号处理部2使用于驱动第一电动机11、第二电动机12的各转矩指令值逐渐增加(步骤S12)。具体地说,信号处理部2例如按照上述的式(3)和式(4),使用于驱动第一电动机11、第二电动机12的各转矩指令值逐渐增加。
除非变为变速信息表示第二状态的状态,否则继续进行步骤S12的处理,直到用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值变为与参照节气门信息生成的第一状态的转矩指令值相同的值为止。具体地说,信号处理部2判定在从第二状态切换为第一状态之后变速信息是否再次成为表示第二状态的状态(步骤S13)。在判定为变速信息没有再次成为表示第二状态的状态的情况下(步骤S13;“否”),信号处理部2判定用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值是否为与节气门信息相应的值(步骤S14)。作为步骤S14的处理,具体地说,信号处理部2例如判定用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值是否变为参照节气门信息生成的第一状态的转矩指令值以上。在判定为用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值小于参照节气门信息生成的第一状态的转矩指令值的情况下(步骤S14;“否”),继续进行步骤S12的处理。
此外,在判定为变速信息再次成为表示第二状态的状态的情况下(步骤S13;“是”),转变为与参照图4说明的步骤S6、步骤S7相同的处理。另外,在判定为用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值变为参照节气门信息生成的第一状态的转矩指令值以上的情况下(步骤S14;“是”),转变为与参照图4说明的步骤S4、步骤S5相同的处理。在转变为与步骤S6、步骤S7相同的处理或者与步骤S4、步骤S5相同的处理之后,变得与参照上述的图4说明的处理的流程相同。
在变速信息从第二状态切换为第一状态的情况下,控制部1按照这种处理的流程来控制第一电动机11和第二电动机12的动作,由此能够抑制上述的冲击所引起的变速冲击、急加速感,并在任意的时机自如地在第一状态与第二状态之间切换。
图18至图22分别是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下应用迁移处理时的转矩指令值、转速指令值、转速、车轮转速、车辆加速度的迁移例的图表。图23至图25分别是表示在从第二状态切换为第一状态的情况下不应用迁移处理时的转速、车轮转速、车辆加速度的迁移例的图表(关于不应用迁移处理时的转矩指令值、转速指令值,例如参照图7、图8)。在图18至图25所示的例子中,在时间[s]=0的时机,变速信息从第二状态切换为第一状态。此外,在图18中,示出了用于驱动第一电动机11、第二电动机12的转矩指令值变为与参照节气门信息生成的第一状态的转矩指令值相应的值的时机E。
在时间[s]=0的时机,第二电动机12的动作控制从参照了第一电动机11的旋转的转速控制切换为转矩控制。信号处理部2例如在待机时间经过之前维持以下状态:按照上述的式(1)和式(2),使用于驱动第一电动机11的转矩指令值为第一转变值(Tt MA),使用于驱动第二电动机12的转矩指令值为第二转变值(Tt MB)。由此,能够在第二状态与第一状态的切换前后使轮毂H的输出转矩大致一致。另外,即使到达图20所示的时机D,离合器装置60也如图22所示那样,相比于图25而言能够抑制车辆前后加速度的振幅。另外,如图21所示,能够对车轮转速的急剧的变动也进行抑制。这是由于,通过使变速信息刚从第二状态切换为第一状态后的第二电动机12的转矩尽量小,抑制了离合器装置60从非制动状态转变为制动状态时的冲击。
另一方面,在图23至图25所示的例子中,在第二电动机12的动作控制切换为转矩控制之后,根据节气门信息来决定转矩指令值,而不经过迁移期间。因此,随着与该转矩指令值相应的第二电动机12的转速(反旋转方向)的上升,离合器装置60变为制动状态,转变为第一状态。在图25所示的例子中,与图23所示的离合器装置60变为制动状态的时机(点划线)大致相同的时机下的车辆前后加速度的振幅相比于图22而言变大。
图26是表示加速踏板操作量的变化图案的一例的图表。图27是表示使第一状态下的转矩指令值单纯地追随图26所示的变化图案的情况下的例子的图表。第一状态下的第一电动机11、第二电动机12均为转矩控制。在图27所示的例子中,在加速踏板操作量变为0[%]的情况下,转矩指令值变为0[Nm]。这表示:在第一状态下加速踏板操作量变为0[%]的情况下,产生第二电动机12不输出反旋转方向的转矩的期间。在该期间,将离合器装置60维持为制动状态的转矩变为0[Nm]。即,在该情况下,处于使离合器装置60为制动状态的制动力不起作用的状态。当在第一状态下加速踏板操作量暂时变为0[%]后、之后再次踏下加速踏板AP时,第一电动机11和第二电动机12按照追随该踏下的转矩指令值来输出转矩。由此,用于维持为制动状态的转矩作用于离合器装置60。在此,存在以下情况:在将离合器装置60维持为制动状态的转矩从0[Nm]起再次上升时,由于转矩施加于离合器装置60而发生冲击。该冲击伴随齿碰撞声。作为具体例,存在以下情况:在转矩施加于离合器装置60的时机,离合器装置60的辊63与外轮62啮合的转矩增加(参照图53至图58),随之发生冲击。
因此,在实施方式1中,即使是加速踏板操作量变为0[%]的情况、即节气门信息所表示的加速度变为0[%]的情况,也不使第二电动机12的转矩指令值为0[Nm]。在实施方式1中,第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值是在能够以来自第二电动机12的转矩将离合器装置60维持为制动状态的范围内决定的。期望的是,第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值为与车辆不前进且将离合器装置60维持为制动状态所需的最低限度的转矩对应的值。列举具体例,第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值例如为-2[Nm]。该下限值中的负(-)的符号表示该下限值是反旋转方向的转矩指令值的值。
图28是表示在能够将离合器装置60维持为制动状态的范围内决定第二电动机的转矩指令值的下限值的情况下的第一状态下的转矩指令值的变化图案例的图表。在图28所示的例子中,在单纯地追随加速踏板操作量时的第二电动机12的转矩指令值变为比下限值(例如,-2[Nm])更接近0[Nm]的值的情况下,信号处理部2使第二电动机12的转矩指令值为下限值。由此,即使处于若使转矩指令值单纯地追随节气门信息则会失去离合器装置60的制动的状态、如车辆正在以第一状态行驶时加速踏板操作量变为0[%]等,也能够将离合器装置60维持为制动状态。因此,能够抑制将离合器装置60维持为制动状态的转矩从0[Nm]起再次上升时的冲击和齿碰撞声。
另一方面,在单纯地追随加速踏板操作量时的第二电动机12的转矩指令值为下限值以上的情况下,信号处理部2使第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值为与节气门信息相应的值。具体地说,信号处理部2使第一电动机11的正旋转方向的转矩指令值的绝对值与第二电动机12的反旋转方向的转矩指令值的绝对值相等。此外,第一状态下的第一电动机11的转矩指令值是与节气门信息相应的值。
图29至图33分别是表示对第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值进行了设定的情况下的加速踏板操作量、转矩指令值、转速、车轮转速、车辆加速度的迁移例的图表。图34至图38分别是表示没有对第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值进行设定的情况下的加速踏板操作量、转矩指令值、转速、车轮转速、车辆加速度的迁移例的图表。在图29和图34所示的例子中,在以第一状态行驶时,在时间=0[s]之前使加速踏板操作量为0[%],之后在时间=0[s]的时机重新开始加速踏板操作,使得加速踏板操作量超过0[%]。
在图29至图33所示的例子中,在加速踏板操作量变为0[%]的情况下,第一电动机11的转矩指令值变为0[Nm]。另一方面,第二电动机12的转矩指令值变为下限值(例如,-2[Mn])。由此,在加速踏板操作量为0[%]的期间中,如图31所示,第一电动机11和第二电动机12的转速维持着固定的转速比。即,在图29至图33所示的例子中,在加速踏板操作量为0[%]的期间中,离合器装置60被维持为制动状态。因此,即使之后重新开始加速踏板操作使得加速踏板操作量超过0[%],由于从重新开始加速踏板操作前起离合器装置60就维持为制动状态,因此也能够抑制上述的冲击、齿碰撞声。另外,通过抑制该冲击,易于使车轮转速更稳定。另外,如图33中的区域F1内的波形所示,能够对伴随重新开始加速的加速度的振幅也进行抑制。
另一方面,在图34至图38所示的例子中,在加速踏板操作量为0[%]的期间中,第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值变为0[Nm]。因此,在加速踏板操作量为0[%]的期间中,第一电动机11和第二电动机12变为自由旋转状态,无法得到将离合器装置60维持为制动状态的转矩。存在以下情况:当之后重新开始加速踏板操作使得加速踏板操作量超过0[%]时,使离合器装置60为制动状态的转矩起作用,发生上述的冲击、齿碰撞声。另外,如图37所示,伴随冲击的车轮转速的变化程度相比于图32而言变大。另外,如图38中的区域F2内的波形所示,相比于图33中的区域F1内的波形,伴随重新开始加速的加速度的振幅也变大。
此外,参照图15至图25说明的迁移处理与参照图26至图38说明的第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值的设定能够并存。在参照到图38为止来说明的实施方式1中,采用了迁移处理和第一状态下的第二电动机12的转矩指令值的下限值这两方。
(实施方式2)
接着,针对作为用于实施本发明的方式之一的实施方式2,说明与实施方式1不同的事项。在实施方式2中未特别写出的事项与实施方式1相同。
图39是表示实施方式2所涉及操作系统OP、控制部1、第一电动机11及第二电动机12、变速机构13、第一旋转角度检测器91及第二旋转角度检测器92之间的关系的一例的示意图。在实施方式2的电动车辆驱动装置10设置有滤波器部95,该滤波器部95用于使由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速的增减量收敛。
驱动信号SI2包含行进方向信息、变速信息以及节气门信息,该行进方向信息作为表示轮毂H的旋转方向的信息来发挥功能。行进方向信息例如是与由换档杆SL决定的电动车辆的行进方向相应地确定的信息。具体地说,在换档杆SL的位置是倒车档(R)的情况下,电动车辆被操作成后退,在换档杆SL的位置既不是停车档(P)也不是倒车档(R)的情况下,电动车辆被操作成前进。行进方向信息是与所述换档杆SL的位置相应地得到的信息。
另外,作为换档杆SL的位置所表示的信息,例如有与换档杆SL的位置是否为低速档(L)相应地得到的信息。
在驱动信号SI2包含指示轮毂H向正旋转方向的旋转的信息的情况下,变速信息作为表示是第一状态还是第二状态的信息来发挥功能,该第一状态是基于转矩来进行第二电动机12的控制的状态,该第二状态是基于转速来进行第二电动机12的控制的状态。具体地说,驱动信号SI2包含指示轮毂H向正旋转方向的旋转的信息的情况是指电动车辆前进的情况,在实施方式2中,换档杆SL的位置既不是停车档(P)也不是倒车档(R)的情况符合该情况。
此外,在参照图39的实施方式2的说明中,将行进方向信息与变速信息相区分地进行记载,但是变速信息也可以包括行进方向信息。例如,也可以是,仅将换档杆SL被设定为“R”而变速信息为“后退”的情况作为行进方向信息表示“后退”的情况来处理,将除此以外的情况作为行进方向信息表示“前进”的情况来处理。
图40是表示实施方式2所涉及的根据行进方向信息和变速信息决定的运转模式、控制部1对第一电动机11和第二电动机12的控制、所述控制所带来的离合器装置60的状态、电动车辆驱动装置10的转矩及变速机构输入输出轴15的旋转方向之间的对应关系的一例的表。
在行进方向信息表示轮毂H向正旋转方向的旋转(前进)、变速信息表示第一状态的情况下,控制部1对第一电动机11和第二电动机12应用转矩控制。
在行进方向信息表示轮毂H向正旋转方向的旋转(前进)、变速信息表示第二状态的情况下,控制部1对第一电动机11应用转矩控制并且对第二电动机12应用转速控制。
在行进方向信息表示轮毂H向反旋转方向的旋转(后退)的情况下,控制部1对第一电动机11和第二电动机12应用转速控制。另外,控制部1使第一电动机11的旋转方向为反旋转方向,使第二电动机12的旋转方向为正旋转方向。在该情况下,离合器装置60成为非制动状态。
图41是表示实施方式2所涉及的控制部1对第一电动机11和第二电动机12的控制的分支例的流程图。控制部1获取包含行进方向信息、节气门信息以及变速信息的驱动信号SI2(步骤S11)。具体地说,例如,由信号处理部2获取包含行进方向信息、节气门信息以及变速信息的驱动信号SI2,该行进方向信息、节气门信息以及变速信息是基于与电动车辆的驾驶员借助加速踏板AP、换档杆SL等操作系统OP进行的操作相应地决定的加速踏板操作量、换档杆SL的操作位置等得到的。另外,控制部1获取表示第一电动机11、第二电动机12的转速的信息(步骤S12)。步骤S12的处理的具体内容与实施方式1中的步骤S2的处理的具体内容相同。
控制部1进行与驱动信号SI2中包含的变速信息所表示的运转模式相应的处理。具体地说,控制部1例如如图41所示那样,根据行进方向信息是否表示后退(步骤S13)、在行进方向信息不表示后退的情况下(步骤S13;“否”)根据变速信息是否表示第一状态(步骤S14)来使处理分支,由此进行与变速信息所表示的运转模式相应的处理。步骤S13的处理与步骤S14的处理的顺序能够改变。另外,步骤S13的处理和步骤S14的处理中的任一方也可以是变速信息是否表示第二状态的判定,能够实现与变速信息所表示的运转模式相应的处理的分支即可,其具体判定内容是任意的。
在行进方向信息表示后退的情况下(步骤S13;“是”),控制部1基于节气门信息来计算第一电动机11和第二电动机12的转速指令值(步骤S15)。具体地说,例如,由信号处理部2计算第一电动机11和第二电动机12的转速指令值。之后,控制部1输出后退的运转模式指令以及第一电动机11和第二电动机12的转速指令(步骤S16)。具体地说,信号处理部2将运转模式指令和转速指令输出到逆变器3。逆变器3对第一电动机11、第二电动机12进行与所述指令相应的电力供给,由此,与指令相应的电流流过第一电动机11、第二电动机12。
在变速信息表示第一状态的情况下(步骤S14;“是”),控制部1基于节气门信息来计算第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值(步骤S17)。之后,控制部1输出第一状态的运转模式指令以及第一电动机11和第二电动机12的转矩指令(步骤S18)。步骤S17的处理及步骤S18的处理的具体内容与实施方式1中的步骤S4的处理及步骤S5的处理的具体内容相同。
在变速信息不表示第一状态的情况下(步骤S14;“否”),控制部1基于节气门信息来计算第一电动机11的转矩指令值和第二电动机12的转速指令值(步骤S19)。之后,控制部1输出第二状态的运转模式指令、第一电动机11的转矩指令以及第二电动机12的转速指令(步骤S20)。步骤S19的处理及步骤S20的处理的具体内容与实施方式1中的步骤S6的处理及步骤S7的处理的具体内容相同。只要设置于电动车辆的点火开关未关闭(off)(步骤S21;“否”),就反复进行步骤S11至步骤S20的处理。当点火开关变为关闭时(步骤S21;“是”),处理结束。
接着,按第二状态、后退的顺序来说明实施方式2中的每个运转模式的第一电动机11和第二电动机12的动作状态以及第一行星齿轮机构20、第二行星齿轮机构30及离合器装置60的动作状态。第一状态与实施方式1相同,因此省略说明。
在第二状态下,理想的状态是第一电动机11与第二电动机12之间旋转方向及转速一致的状态。在第二状态的情况下,控制部1进行控制使得第二电动机12以与由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速相应的转速指令值旋转,由此使第二电动机12与第一电动机11的转速相应地动作。换言之,在第二状态下,被进行转矩控制的第一电动机11作为主侧动作,第二电动机12作为从侧动作。在此,第一电动机11与第二电动机12通过变速机构13来以机械方式连结。因此,第一电动机11和第二电动机12中的一方的转速的变动幅度的大小有时对另一方的转速的变动幅度的大小造成影响。
在第二状态下,当对于第一电动机11的转矩的要求程度减少时,对于第一电动机11的电力供给减少,由此第一电动机11减速。在此,由于第一电动机11与第二电动机12通过变速机构13来以机械方式连结,因此,以变速机构输入输出轴15为支点,在车轮的转速减少之前发生的第一电动机11的转速的减少所引起的第二太阳齿轮31的转速的减少作为使与第二环齿轮34连结的第二电动机12的转速增加的力来起作用。另一方面,基于第一电动机11的转速来控制第二状态下的第二电动机12的转速。因此,第二电动机12的转速与第一电动机11的转速的减少相应地减少。于是,这次是第二电动机12的转速的减少以变速机构输入输出轴15为支点来作为使第二太阳齿轮31的转速增加的力起作用,使第一电动机11的转速增大。当第二电动机12的转速与所述第一电动机11的转速的增大相应地增大时,第一电动机11的转速减少。当第二电动机12的转速与所述第一电动机11的转速的减少相应地减少时,第一电动机11的转速增大。这样,在第二状态下,若使第二电动机12的转速的变化单纯地从属于第一电动机11的转速的变化,则有时变为以下状态:以对于第一电动机11的转矩的要求程度的减少所引起的第一电动机11的转速的减少为契机,第一电动机11和第二电动机12反复振荡。另外,由于第二电动机12的转速的增减以追随第一电动机11的转速的增减的方式发生,第一电动机11的转速的增减的相位与第二电动机12的转速的增减的相位不一致。这种相位不同的2个电动机的转速的增减有时导致产生机械振动,从而使设置有电动车辆驱动装置10的车辆振动。转速的增减量越大,则振动的程度越大。
因此,在实施方式2中,关于与由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速对应的第二电动机12的转速指令值的计算,通过使所参照的第一电动机11的转速收敛,来抑制第一电动机11和第二电动机12的振荡所引起的振动的发生。在变速信息表示第二状态的情况下,控制部1基于节气门信息来决定第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值,使第一电动机11根据该转矩指令值动作,并且,控制部1决定与通过滤波器部95处理后的第一电动机11的转速相应的转速指令值,使第二电动机12根据转速指令值动作。此外,例如,基于表示第一电动机11的转速与第二电动机11的转速之间的比率或者第一电动机11的转速与第二电动机11的转速之间的对应关系的数据,来进行第二电动机12的转速指令值的计算。
滤波器部95例如如图39所示那样具有低通滤波器95a,通过低通滤波器95a来使由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的转速的增减量收敛。实施方式2中的低通滤波器95a是采样率为10[msec]、采样数为20的移动平均滤波器,但是这是低通滤波器95a的具体例,并不限于此,能够适当变更。例如,低通滤波器95a也可以是所谓的KZ(Kolmogorov Zurbenko)滤波器。另外,移动平均滤波器被用作低通滤波器95a的情况下的采样率和采样数能够适当变更。
图42是表示在控制部1对第一电动机11和第二电动机12的控制中参照的各种信号的概念图。图42中的标记P1、P2分别示意性地示出了第一状态、第二状态各自所涉及的信号处理部2的运算处理内容。在第二状态下,信号处理部2计算基于节气门信息得到的转矩指令值,控制第一电动机11的动作使得第一电动机11发挥所述转矩指令值所表示的转矩。另外,信号处理部2基于第一电动机11的转速来计算第二电动机12的转速指令值,进行控制使得第二电动机12以该转速指令值所表示的转速动作。在此,由滤波器部95对在计算第二电动机12的转速时参照的第一电动机11的转速、即第一旋转角度检测器91的检测结果进行处理。即,由低通滤波器95a对表示检测出的第一电动机11的转速的数据进行处理,在计算第二电动机12的旋转角度指令值时参照处理后信号。由此,虽然在第二电动机12的转速与第一电动机11的转速的减少相应地减少的情况下第一电动机11的转速由于利用变速机构13的机械连动而增大,但是处理后信号所表示的第一电动机11的转速的增减量变得比实际的第一电动机11的转速的增减量小。因此,能够抑制在对于第一电动机11的转矩的要求程度减少之后发生的、与第一电动机11的转速的增大连动的第二电动机12的转速的增大程度。因而,能够抑制第一电动机11与第二电动机12相互作用所引起的转速的反复增减中的增减量,因此能够抑制所述转速的增减所引起的机械振动。
图43、图44是表示第一电动机11和第二电动机12的动作所涉及的各种数值的迁移例的图表。图43是在第二状态下针对第一电动机11的转矩指令值减少的情况下实施方式2的由滤波器部95进行了处理时的例子(实施例)。图44是在第二状态下针对第一电动机11的转矩指令值减少的情况下不由滤波器部95进行处理时的例子(比较例)。图43、图44的图表从上到下依次示出了节气门信息所表示的节气门信号值、针对第一电动机11和第二电动机12的转矩指令值、针对第一电动机11和第二电动机12的转速指令值、第一电动机11和第二电动机12的实际转速、轮毂H的转速(轮毂转速)的迁移例。各图表的纵轴表示数值,横轴表示时间。另外,在图43、图44的图表中,将在操作系统OP中开始使节气门突然闭合的时间点作为横轴的原点(0[秒])。
在第二状态下,第一电动机11的转矩指令值是与节气门信号相应地决定的。在此,根据实际转速的图表,在转矩指令变为0[Nm]的时间点(0.2[秒]前后),第一电动机11的转速减少,由于机械连动,第二电动机12的转速增大。另一方面,信号处理部2基于第一电动机11的转速的检测结果来计算第二电动机12的转速指令值。控制部1进行以下控制:利用第二电动机12的转速指令值来使第二电动机12的转速追随第一电动机11的转速。当第二电动机12减速时,由于机械连动,第一电动机11的转速呈现增大的趋势。在此,在实施方式2中,通过滤波器部95使由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的旋转角度的增减量收敛,因此在转矩指令变为0[Nm]后发生的第一电动机11的转速的增减不再直接体现于检测结果,转速的增减量变得较小。在图43中,通过低通滤波器95a,转矩指令变为0[Nm]后的0.3秒后的第一电动机11的转速的检测结果呈现大致固定的转速。由此,第一电动机11和第二电动机12以及车轮的转速的增减量被抑制得小,能够抑制所述转速的增减所引起的振动。
另一方面,在不由滤波器部95进行处理的比较例中,如图44所示,在转矩指令变为0[Nm]后的0.3秒后,转速的检测结果的增减也不收敛地持续到约1秒,相比于实施例而言第一电动机11和第二电动机12以及车轮的转速的增减量变大。
此外,在实施方式2中,使以下信号成为处理后信号:该信号表示经过使用由数字信号处理电路构成的移动平均滤波器进行的处理后得到的第一电动机11的转速。另外,在第一旋转角度检测器91输出的旋转角传感器值是模拟信号的情况下,滤波器部95具有用于进行移动平均滤波器的处理的模拟/数字变换部。
在图39所示的例子中,滤波器部95将处理后信号输出到控制部1的信号处理部2的路径与第一旋转角度检测器91及第二旋转角度检测器92的旋转角传感器值经过控制部1的逆变器3后作为转速信号被输出到信号处理部2的路径是独立地设置的,但是这是处理后信号和转速信号的传输路径的具体例,并不限于此,能够适当变更。例如,也可以是,在逆变器3中设置滤波器部95,来对第一旋转角度检测器91的旋转角传感器值进行处理,将处理后信号传输到信号处理部2。另外,滤波器部95既可以设置于逆变器3与信号处理部2之间的传输路径,也可以设置于第一旋转角度检测器91与逆变器3之间的传输路径。此外,也可以设置成能够选择是否实施由滤波器部95进行的处理。例如,也可以是,在第二状态下进行第一电动机11和第二电动机12的控制的情况下,由滤波器部95进行处理,在除此以外的情况下不进行处理。另外,也可以是在第二状态下始终由滤波器部95进行处理,还可以是在针对第一电动机11的转矩指令值减少的情况下由滤波器部95进行处理。在针对第一电动机11的转矩指令值减少的情况下由滤波器部95进行处理的情况下,在针对第一电动机11的转矩指令值不减少的期间,参照转速信号来计算第二电动机12的转速指令值。
此外,也可以是,在第一状态下,例如如图42中的标注了标记Ga的三角形所示意性地表示的那样,对针对第一电动机11的转矩指令值施加增益。关于是否施加这种增益等具体的运算处理内容,不限于应用于第一状态下的转矩指令值的计算,在其它转矩指令值的计算中也能够应用。
接着,说明后退。图45是区分为后退成立的情况和后退不成立的情况来示出第一电动机11和第二电动机12各自的转速的组合的图表。在实施方式2中,在轮毂H的驱动信号SI2包含指示轮毂H向反旋转方向的旋转的信息的情况下,控制部1向第一电动机11输出反旋转方向的转速指令且向第二电动机12输出正旋转方向的转速指令,由此使第一电动机11向与规定的正旋转方向相反的反旋转方向旋转、且使第二电动机12向正旋转方向旋转。在此,在第一电动机11和第二电动机12各自的转速的对应关系符合图45所示的图表的比点划线GN靠下侧且虚线CL以上的范围A的情况下,后退成立,变速机构输入输出轴15向反旋转方向旋转。另一方面,在第一电动机11和第二电动机12各自的转速的对应关系符合在点划线GN上的情况下,第二环齿轮34不旋转,成为所谓的空档(Geared Neutral),后退不成立。另外,在第一电动机11和第二电动机12各自的转速的对应关系符合比点划线GN靠上侧的范围B的情况下,第二环齿轮34向前进方向旋转,后退不成立。另外,在第一电动机11和第二电动机12各自的转速的对应关系符合比虚线CL靠下侧的范围C的情况下,由于由离合器装置60进行的制动,变速机构输入输出轴15无法向反旋转方向旋转,后退不成立。
图45中的范围A、B、C、即第一电动机11和第二电动机12各自的转速与后退的成立与否之间的关系相应于第一行星齿轮机构20的减速比和第二行星齿轮机构30的减速比。具体地说,当将第一电动机11的转速设为NMA、将第二电动机12的转速设为NMB、将第一行星齿轮机构20的减速比设为i1、将第二行星齿轮机构30的减速比设为i2时,控制部1在式(1)所表示的范围内决定NMB
[数式1]
另外,当将第一太阳齿轮21的齿数设为ZS1、将第一环齿轮24的齿数设为ZR1、将第二太阳齿轮31的齿数设为ZS2、将第二环齿轮34的齿数设为ZR2时,i1表示为式(2),i2表示为式(3)。
[数式2]
i1=ZR1/ZS1...(2)
i2=ZR2/ZS2...(3)
下面,进一步详细地说明后退所涉及的事项。当将第二行星齿轮机构30的第二太阳齿轮31的转速设为NS2、将第二齿轮架33的转速设为NC2、将第二环齿轮34的转速设为NR2时,NR2表示为式(4)。
[数式3]
第二太阳齿轮31的转速(NS2)与第一电动机11的转速(NMA)相等。另外,第二齿轮架33的转速(NC2)与第二电动机12的转速(NMB)相等。因此,式(4)能够如式(5)那样改写。
[数式4]
在此,在第二环齿轮34的转速(NR2)为0的情况下(NR2=0),成为所谓的空档,后退不成立,在超过0的情况下(NR2>0),第二环齿轮34会向前进方向旋转。因而,为了后退成立,需要第二环齿轮34的转速(NR2)小于0(NR2<0)。因此,基于式(5),第二电动机12的转速(NMB)在与第一电动机11的转速(NMA)之间的关系上需要满足式(6)。图45例示了以下情况:在点划线GN上满足NR2=0,变为空档,在位于比点划线GN靠上侧的位置的范围B内满足NR2>0,第二环齿轮34向前进方向旋转。
[数式5]
另外,当将第一行星齿轮机构20的第一齿轮架23的转速设为NC1时,NC1表示为式(7)。
[数式6]
在第一齿轮架23的转速(NC1)小于0的情况下(NC1<0),由离合器装置60对第一齿轮架23的旋转进行制动。因而,第一齿轮架23的转速(NC1)需要为0以上(NC1≥0)。因此,基于式(7),第二电动机12的转速(NMB)在与第一电动机11的转速(NMA)之间的关系上需要满足式(8)。图45例示了以下情况:位于比虚线CL靠下侧的位置的范围C是不满足式(8)的范围。
[数式7]
根据式(6)和式(8),在第一电动机11的转速(NMA)和第二电动机12的转速(NMB)满足式(1)的情况下,后退成立。式(1)与图45中的范围A对应。另外,如参照式(1)~式(8)的说明所示的那样,在实施方式2中,图45所表示的范围A、B、C各自所表示的第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系由第一太阳齿轮21的齿数(ZS1)、第一环齿轮24的齿数(ZR1)、第二太阳齿轮31的齿数(ZS2)、第二环齿轮34的齿数(ZR2)唯一地决定。
后退中的电动车辆驱动装置10的理想驱动状态是以下状态:与后退速度无关地,第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)在范围A内维持固定的比,来进行驱动。因此,在实施方式2中,在后退时对第一电动机11和第二电动机12均进行转速控制,由此将第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)的转速之比维持为固定。由此,不需要设计后退专用的烦杂的控制系统,能够通过也能够进行前进控制的控制部1对第一电动机11和第二电动机12的动作控制来实现后退。
图46是表示后退时的针对第一电动机11和第二电动机12的转速指令值的迁移例的图表。图47是表示后退时的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移例的图表。图48是表示与图47所示的第一电动机11和第二电动机12的转速的迁移相应的车轮转速的迁移的图表。在实施方式2中,控制部1以使第二电动机12的转速(NMB)为式(1)的范围内的中央值的方式决定第一电动机11的转速(NMA)和第二电动机12的转速(NMB)。具体地说,信号处理部2例如以使图45中的范围A内的直线图表ID所表示的第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系成立的方式决定第一电动机11的转速(NMA)和第二电动机12的转速(NMB),设为转速指令值。更具体地说,信号处理部2例如基于节气门信息来决定第一电动机11的转速(NMA),并且将式(6)的右边与式(8)的右边之和除以2所得到的值用作第二电动机12的转速(NMB)。其目的在于抑制以下情况:与后退速度无关地、第一电动机11和第二电动机12的转速之间的关系不满足式(1)的关系,即成为脱离于范围A的状态。特别是,随着后退速度变低,与第一电动机11的转速(NMA)相对的符合范围A的第二电动机12的转速(NMB)的容许范围变小,因此通过由控制部1以使第二电动机12的转速(NMB)为式(1)的范围内的中央值的方式决定第一电动机11的转速(NMA)和第二电动机12的转速(NMB),能够更可靠地抑制脱离于该容许范围。
图49是实施方式1和实施方式2所涉及的电动车辆驱动装置的主视图。图50是图49中的A-A截面图。在下面的说明中,省略针对上述的结构要素的重复说明,在图中示出相同的标记。另外,第一电动机11的轴向(沿着旋转轴R的方向)被简单记载为轴向。第一电动机11的径向(与旋转轴R正交的方向)被简单记载为径向。第一电动机11的周向(以旋转轴R为中心的圆的切线方向)被简单记载为周向。
如图50所示,机壳G具备机壳G1、机壳G2以及机壳G3。机壳G1是筒状的构件,具备从内壁突出的环状的分隔壁G11。分隔壁G11将第一电动机11与第二电动机12隔开。即,第一电动机11配置于分隔壁G11的一侧,第二电动机12配置于分隔壁G11的另一侧。机壳G2是筒状的构件,设置于与轮毂H的距离比机壳G1与轮毂H的距离近的位置。机壳G1和机壳G2例如被多个螺栓紧固。机壳G3设置于机壳G1的2个端面中的与机壳G2相反的一侧的端面、即机壳G1的电动车辆的车体侧的端面。机壳G1和机壳G3例如被多个螺栓紧固。机壳G3塞住机壳G1的一方的开口。
如图50所示,第一电动机11具备第一定子芯111、第一线圈112、第一转子芯113、第一磁体114、第一被检测构件115以及第一转子保持构件70。第一定子芯111是筒状的构件。第一定子芯111被嵌入到机壳G1的内周面。第一线圈112设置于第一定子芯111的多处。第一线圈112隔着绝缘体卷绕于第一定子芯111。
第一转子芯113配置于径向内侧。第一转子芯113是筒状的构件。例如在第一转子芯113的外周面设置有多个第一磁体114。第一被检测构件115被使用于检测第一转子芯113的旋转角度。第一被检测构件115例如是环状的构件,与第一转子芯113一起旋转。
图51是放大表示图50中的第一转子保持构件的截面图。第一转子保持构件70是以使第一转子芯113能够以旋转轴R为中心进行旋转的方式支承该第一转子芯113的构件。如图50所示,第一转子保持构件70借助轴承51被机壳G3支承,且与太阳齿轮轴14连结。如图51所示,第一转子保持构件70具备第一外侧构件71、第一内侧构件72、第一销73以及第一定位环74。
第一外侧构件71是由第一金属形成的构件。第一金属例如是铝合金。在第一转子芯113的内周面和第一外侧构件71的外周面中的一方设置的凸部被嵌到在另一方设置的凹部。即,第一转子芯113和第一外侧构件71被所谓的嵌合接头(日语:インロー継手)连结。如图51所示,第一外侧构件71具备外管部711、内管部712、连结部713、肋714以及法兰715。外管部711、内管部712、连结部713、肋714以及法兰715形成为一体。外管部711是筒状的构件,与第一转子芯113的内周面接触。内管部712是筒状的构件,与第一内侧构件72的外周面接触。在内管部712设置有第一凹部71a。第一凹部71a例如是圆柱状的凹陷。连结部713将外管部711的一端与内管部712的一端连结。具体地说,连结部713弯曲,其与分隔壁G11的距离比外管部711及内管部712与分隔壁G11的距离近。肋714是从连结部713向沿着旋转轴R的方向突出的环状的构件。肋714是用于支承图50所示的第一被检测构件115的构件。法兰715是从外管部711的另一端(与连接于连结部713的端部相反的一侧的端部)向径向突出的环状的构件。法兰715用于对第一转子芯113进行定位。
第一内侧构件72是由第二金属形成的构件。第二金属是具有比上述第一金属的比重大的比重的金属、例如碳钢。如图51所示,第一内侧构件72具备小管部721、大管部722以及法兰723。小管部721、大管部722以及法兰723形成为一体。小管部721是筒状的构件,在内周面具备花键7211。花键7211被嵌到在太阳齿轮轴14的端部设置的花键。大管部722是筒状的构件,与第一外侧构件71的内管部712的内周面接触。在大管部722设置有第一孔72a。第一孔72a例如是具有与内管部712的第一凹部71a的直径相等的直径的圆柱状的贯通孔,与第一凹部71a重合。法兰723是从大管部722的外周面向径向突出的环状的构件。法兰723用于对第一外侧构件71进行定位。
第一销73是用于使在第一外侧构件71与第一内侧构件72之间传递转矩变得容易的构件。第一销73配置于跨第一凹部71a和第一孔72a的位置。第一销73例如是具有与第一凹部71a及第一孔72a的直径大致相等的直径的圆柱状的销。例如,通过压入来将第一内侧构件72固定于第一外侧构件71。更具体地说,通过热套配合来将大管部722固定于内管部712的内周面。由此,在大管部722的外周面与内管部712的内周面之间产生摩擦力,因此在第一外侧构件71与第一内侧构件72之间传递某种程度的转矩。然而,由于内管部712是铝合金,因此难以使在大管部722的外周面与内管部712的内周面之间产生的摩擦力大。因此,在将第一内侧构件72压入到第一外侧构件71之后,将第一销73从第一孔72a向第一凹部71a压入。由此,经由第一销73来在第一外侧构件71与第一内侧构件72之间传递转矩。此时,对第一销73产生剪切力。与仅通过压入来固定第一外侧构件71和第一内侧构件72的情况相比,通过设置有第一销73,在第一外侧构件71与第一内侧构件72之间,转矩更容易传递。另外,第一凹部71a位于相对于第一孔72a而言径向外侧的位置,因此能够防止第一销73由于离心力而脱落。
第一定位环74是用于对第一转子芯113进行定位的构件。第一转子芯113被第一定位环74和法兰715夹持从而被定位。第一定位环74例如是由铝合金形成的环状的构件。例如,通过压入来将第一定位环74嵌到外管部711的外周面。第一定位环74配置于第一转子芯113的肋714侧的位置。更具体地说,第一定位环74配置于在径向上与内管部712及连结部713重合的位置。肋714的附近的刚性比较高。刚性例如是指截面二次矩。因此,外管部711的越接近连结部713的部分越不容易相对于径向的力发生变形。因此,通过将第一定位环74配置于与肋714的距离比第一转子芯113与肋714的距离近的位置,易于使将第一定位环74压入到外管部711时的压入力大。
如图50所示,第二电动机12具备第二定子芯121、第二线圈122、第二转子芯123、第二磁体124、第二被检测构件125以及第二转子保持构件80。第二定子芯121是筒状的构件。第二定子芯121被嵌入到机壳G1的内周面。第二线圈122设置于第二定子芯121的多处。第二线圈122隔着绝缘体卷绕于第二定子芯121。
第二转子芯123设置于第二定子芯121的径向内侧。第二转子芯123是筒状的构件。例如在第二转子芯123的外周面设置有多个第二磁体124。第二被检测构件125被使用于检测第二转子芯123的旋转角度。第二被检测构件125例如是环状的构件,与第二转子芯123一起旋转。
图52是放大表示图50中的第二转子保持构件的截面图。第二转子保持构件80是以使第二转子芯123能够以旋转轴R为中心进行旋转的方式支承该第二转子芯113的构件。如图50所示,第二转子保持构件80借助轴承52被离合器装置60支承,且与第一环齿轮24连结。如图52所示,第二转子保持构件80具备第二外侧构件81、第二内侧构件82、第二销83以及第二定位环84。
第二外侧构件81是由第三金属形成的构件。第三金属例如是铝合金。在第二转子芯123的内周面和第二外侧构件81的外周面中的一方设置的凸部被嵌到在另一方设置的凹部。即,第二转子芯123和第二外侧构件81被所谓的嵌合接头连结。如图52所示,第二外侧构件81具备厚壁部811、薄壁部812、法兰813以及突起814。厚壁部811、薄壁部812、法兰813以及突起814形成为一体。厚壁部811是筒状的构件,与第二转子芯123的内周面及第二内侧构件82的外周面接触。在厚壁部811设置有第二凹部81a。第二凹部81a例如是圆柱状的凹陷。薄壁部812是筒状的构件,与第二转子芯123的内周面接触。薄壁部812配置于厚壁部811的与分隔壁G11相反的一侧。薄壁部812的厚度比厚壁部811的厚度小。法兰813是从薄壁部812的与厚壁部811相反的一侧的端部向径向突出的环状的构件。法兰813用于对第二转子芯123进行定位。突起814是从厚壁部811的内周面向径向突出的环状的构件。突起814与轴承52接触。突起814用于对轴承52进行定位。
第二内侧构件82是由第四金属形成的构件。第四金属是具有比上述第三金属的比重大的比重的金属、例如碳钢。如图52所示,第二内侧构件82具备嵌合部821和法兰822。嵌合部821和法兰822形成为一体。嵌合部821是筒状的构件,在内周面具备多个凹部8211。凹部8211被嵌到在第一环齿轮24的外周面设置的凸部。在嵌合部821设置有第二孔82a。第二孔82a例如是具有与厚壁部811的第二凹部81a的直径相等的直径的圆柱状的贯通孔,与第二凹部81a重合。法兰822是从嵌合部821的外周面向径向突出的环状的构件。法兰822与厚壁部811同薄壁部812之间的台阶接触。法兰822用于对第二内侧构件82进行定位。
第二销83是用于使在第二外侧构件81与第二内侧构件82之间传递转矩变得容易的构件。第二销83配置于跨第二凹部81a和第二孔82a的位置。第二销83例如是具有与第二凹部81a及第二孔82a的直径大致相等的直径的圆柱状的销。例如,通过压入来将第二内侧构件82固定于第二外侧构件81。更具体地说,通过热套配合来将嵌合部821固定于厚壁部811的内周面。由此,在嵌合部821的外周面与厚壁部811的内周面之间产生摩擦力,因此在第二外侧构件81与第二内侧构件82之间传递某种程度的转矩。然而,由于厚壁部811是铝合金,因此难以使在嵌合部821的外周面与厚壁部811的内周面之间产生的摩擦力大。因此,在将第二外侧构件81和第二内侧构件82固定之后,将第二销83从第二孔82a向第二凹部81a压入。由此,经由第二销83来在第二外侧构件81与第二内侧构件82之间传递转矩。此时,对第二销83产生剪切力。与仅通过压入来固定第二外侧构件81和第二内侧构件82的情况相比,通过设置有第二销83,在第二外侧构件81与第二内侧构件82之间,转矩更容易传递。另外,第二凹部81a配置于相对于第二孔82a而言径向外侧的位置,因此能够防止第二销83由于离心力而脱落。
第二定位环84是用于对第二转子芯123进行定位的构件。第二转子芯123被第二定位环84和法兰813夹持从而被定位。第二定位环84例如是由铝合金形成的环状的构件。例如,通过压入来将第二定位环84嵌到厚壁部811的外周面。更具体地说,第二定位环84配置于在径向上与嵌合部821重合的位置。与厚壁部811中的在径向上不与嵌合部821重合的部分相比,厚壁部811中的在径向上与嵌合部821重合的部分不容易相对于径向的力发生变形。因此,第二定位环84配置于在径向上与嵌合部821重合的位置,由此易于使将第二定位环84压入到厚壁部811时的压入力大。
图53是从第一电动机侧观察分隔壁、离合器装置以及第一旋转角度检测器的立体图。图54是从第二电动机侧观察分隔壁、离合器装置以及第二旋转角度检测器的立体图。图55是从第一电动机侧观察离合器装置和第一旋转角度检测器的立体图。图56是从第二电动机侧观察离合器装置和第二旋转角度检测器的立体图。图57是从第一电动机侧观察离合器装置的立体图。图58是从第二电动机侧观察离合器装置的立体图。
如图53和图54所示,离合器装置60固定于分隔壁G11。如图53至图58所示,离合器装置60是所谓的凸轮式的离合器装置,具备内轮61、外轮62以及辊63。内轮61与第一齿轮架23连结。具体地说,在内轮61的内周面设置有花键,该花键被嵌到在第一齿轮架23的外周面设置的花键。外轮62与分隔壁G11连结。辊63配置于内轮61与外轮62之间。辊63被内轮61支承,与内轮61一起旋转。在内轮61向第一方向旋转时,辊63与外轮62啮合。由此,内轮61变得不能旋转,因此第一齿轮架23也变得不能旋转。另一方面,在内轮61向第二方向旋转时,辊63不与外轮62啮合。由此,内轮61能够旋转,因此第一齿轮架23也能够旋转。
更具体地说,外轮62具备多个凸缘部69。凸缘部69从外轮62向径向突出,且与分隔壁G11相向。例如,多个凸缘部69沿着周向排列。凸缘部69被螺栓等紧固于分隔壁G11。另外,如图54和图56所示,从周向的一端的凸缘部69到另一端的凸缘部69的距离C1比其它凸缘部69之间的间隔大。即,多个凸缘部69在周向上偏向周向的一部分地配置。由此,与凸缘部69在外轮62的整周等间隔地配置的情况相比,离合器装置60变得轻量。
如图53和图54所示,在分隔壁G11固定有第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92。由此,与分隔壁G11的周边是死角的情况相比,机壳G1在轴向上的长度变小。第一旋转角度检测器91与图50所示的第一被检测构件115相向。第一旋转角度检测器91能够通过检测第一被检测构件115的磁通来计算第一转子芯113的绝对角度(1个极对中的绝对电角度)。第二旋转角度检测器92与图50所示的第二被检测构件125相向。第二旋转角度检测器92能够通过检测第二被检测构件125的磁通来计算第二转子芯123的绝对角度。另外,图1所示的控制部1基于第一旋转角度检测器91所检测出的第一转子芯113的绝对角度以及第二旋转角度检测器92所检测出的第二转子芯123的绝对角度,来控制流过第一线圈112和第二线圈122的电流。
如图53、图55以及图56所示,第一旋转角度检测器91具有沿着周向的带状的形状。例如,从轴向来看,第一旋转角度检测器91的外周面描绘出中心角为约90°的扇形的圆弧。如图55和图56所示,第一旋转角度检测器91被在周向的两端设置的紧固构件910固定于分隔壁G11。第一旋转角度检测器91的第一面911(表面)与第一被检测构件115相向,第一旋转角度检测器91的第二面912(背面)与分隔壁G11相向。
如图55和图56所示,在第一旋转角度检测器91上连接有用于输出电信号的第一信号线93。第一信号线93的一端与第一旋转角度检测器91的外周面连接,第一信号线93的另一端配置于机壳G的外部。第一信号线93例如与第一旋转角度检测器91的外周面的周向的一端连接。更具体地说,从第一面911侧来看,第一信号线93对于第一旋转角度检测器91的连接位置相比于第一旋转角度检测器91的外周面的周向上的中央而言偏向顺时针的方向。
如图54至图56所示,第二旋转角度检测器92与第一旋转角度检测器91同样地具有沿着周向的带状的形状。如图55和图56所示,第二旋转角度检测器92被在周向的两端设置的紧固构件920固定于分隔壁G11。第二旋转角度检测器92的第一面921(表面)与第二被检测构件125相向,第二旋转角度检测器92的第二面922(背面)与分隔壁G11相向。另外,如图54所示,第二旋转角度检测器92配置成沿着离合器装置60的外轮62。如图54和图56所示,第二旋转角度检测器92的内周面在周向上的长度C2比从凸缘部691到凸缘部692的距离C1小。由此,第二旋转角度检测器92配置于凸缘部691与凸缘部692之间。因此,第二旋转角度检测器92的位置易于处于径向内侧。因此,第二旋转角度检测器92的小型化变得容易。
如图55和图56所示,在第二旋转角度检测器92上连接有用于输出电信号的第二信号线94。第二信号线94的一端与第二旋转角度检测器92的外周面连接,第二信号线94的另一端配置于机壳G的外部。第二信号线94例如与第二旋转角度检测器92的外周面的周向的一端连接。更具体地说,从第一面921侧来看,第二信号线94对于第二旋转角度检测器92的连接位置相比于第二旋转角度检测器92的外周面的周向上的中央而言偏向顺时针的方向。另外,在轴向上来看,穿过第一信号线93的第一旋转角度检测器91侧的根部931以及旋转轴R的第一直线L1与穿过第二信号线94的第二旋转角度检测器92侧的根部941以及旋转轴R的第二直线L2重合。
但是,未必如图55和图56所示那样穿过根部931的中央的第一直线L1与穿过根部941的中央的第二直线L2重合。图59是表示与第一信号线93的位置相对的第二信号线94的位置的一例的示意图。如图59所示,也可以是,在轴向上来看,穿过根部931的端部的第一直线L1与穿过根部941的端部的第二直线L2重合。即,只要如下即可:在轴向上来看,以旋转轴R为中心的第一直线L1的角度范围LC1与第二直线L2的角度范围LC2抵接或重叠,使得存在有多个的第一直线L1中的1条与存在有多个的第二直线L2中的至少1条重合。
如上所述那样配置了第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92,因此在周向上第二旋转角度检测器92与第一旋转角度检测器91错开。换言之,在轴向上来看,第二旋转角度检测器92的一部分与第一旋转角度检测器91重合,且第二旋转角度检测器92的其它部分不与第一旋转角度检测器91重合。因此,在周向上紧固构件920与紧固构件910错开,因此能够防止紧固构件920与紧固构件910之间的干扰。
此外,第一金属和第三金属未必是铝合金,也可以是镁合金等其它金属。另外,第一金属和第三金属也可以是互不相同的金属。另外,第二金属和第四金属未必是碳钢,也可以是合金钢等其它金属。另外,第二金属和第四金属也可以是互不相同的金属。
此外,第一凹部71a、第一孔72a、第二凹部81a以及第二孔82a的形状未必是圆柱状,例如也可以是棱柱状。另外,第一销73未必是圆柱状,只要是与第一凹部71a及第一孔72a嵌合的形状即可。第二销83未必是圆柱状,只要是与第二凹部81a及第二孔82a嵌合的形状即可。
此外,未必是第二旋转角度检测器92配置于凸缘部691与凸缘部692之间,也可以是第一旋转角度检测器91配置于凸缘部691与凸缘部692之间。在这种情况下,凸缘部69与分隔壁G11中的第一电动机11侧的表面相向。另外,也可以是,第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92这两方均不配置于凸缘部691与凸缘部692之间。在这种情况下,设置有与分隔壁G11中的第一电动机11侧的表面相向的凸缘部69以及与分隔壁G11中的第二电动机12侧的表面相向的凸缘部69即可。
以上,通过在第一状态下对第一电动机11和第二电动机12进行转矩控制,使第一电动机11的旋转方向为正旋转方向,使第二电动机12的旋转方向为反旋转方向,能够输出更高的转矩。
另外,通过在第二状态下对第一电动机11进行转矩控制,根据第一电动机11的转速对第二电动机12进行转速控制,不需要设计用于使第二电动机12的动作与第一电动机11连动的烦杂的控制系统,能够根据第一电动机11的旋转方向和转速来使第二电动机12的动作连动。另外,在第二状态下,能够输出更高的转速。
另外,能够抑制进行第一状态与第二状态的切换的所谓变速时的冲击,并在任意的时机自如地在第一状态与第二状态之间切换。
另外,在从第二状态转变为第一状态的情况下,离合器装置60从非制动状态转变为制动状态,控制部1在离合器装置60从非制动状态转变为制动状态之前,使第一电动机11以第一转变值(Tt MA)动作,使第二电动机12以第二转变值(Tt MB)动作。由此,能够在离合器装置60从非制动状态转变为制动状态时抑制离合器装置60所产生的机械冲击。另外,能够抑制车辆产生急加速感的情况。
另外,在离合器装置60转变为制动状态之后,控制部使第一电动机11的向正旋转方向的转矩指令值从第一转变值(Tt MA)起逐渐增加,使第二电动机12的向反旋转方向的转矩指令值从第二转变值(Tt MB)起逐渐增加。由此,能够使离合器装置60变为制动状态之后的第一电动机11和第二电动机12的加速更和缓。因此,能够抑制从第二状态向第一状态转变后车辆产生急加速感的情况。
另外,在变速信息表示第一状态、且基于节气门信息决定的第二电动机12的向反旋转方向的转矩指令值小于下限值的情况下,控制部使第二电动机12的向反旋转方向的转矩指令值为下限值。由此,在处于第一状态的情况下,能够与节气门信息无关地使离合器装置60维持制动状态。因此,在第一状态下不使离合器装置60发生非制动状态与制动状态的切换,能够抑制伴随该切换的冲击、齿碰撞声等机械上的影响的产生。
另外,在变速信息表示第一状态、且基于节气门信息决定的第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值为下限值以上的情况下,控制部使第一电动机11的转矩指令值与第二电动机12的转矩指令值的绝对值相同。由此,能够使第一电动机11的转矩指令值和第二电动机12的转矩指令值的计算进一步单纯化。
并且,电动车辆驱动装置10具备第一电动机11、第二电动机12以及变速机构13,该变速机构13与第一电动机11及第二电动机12连结,且能够切换减速比。变速机构13具备:与第一电动机11连结的太阳齿轮轴14;与太阳齿轮轴14一起旋转的第一太阳齿轮21;与第一太阳齿轮21啮合的第一小齿轮22;以及与第一小齿轮22啮合且与第二电动机12连结的第一环齿轮24。第一电动机11具备:第一定子芯111;配置于第一定子芯111的径向内侧的第一转子芯113;以及将第一转子芯113和太阳齿轮轴14连结的第一转子保持构件70。第一转子保持构件70具备:与第一转子芯113接触的第一外侧构件71;以及与太阳齿轮轴14接触的第一内侧构件72。第一外侧构件71的材料是第一金属,第一内侧构件72的材料是具有比第一金属的比重大的比重的第二金属。
由此,与太阳齿轮轴14接触的第一内侧构件72的材料是具有比较大的比重的第二金属,因此第一内侧构件72的磨耗得到抑制。另一方面,与第一内侧构件72相比体积易于变大的第一外侧构件71的材料是具有比较小的比重的第一金属,因此第一转子保持构件70的重量的增加得到抑制。因此,电动车辆驱动装置10变得轻量。因而,电动车辆驱动装置10具备变速机构13且能够降低电动车辆的簧下重量。
并且,在电动车辆驱动装置10中,第一转子保持构件70具备第一销73,该第一销73配置于跨第一凹部71a和第一孔72a的位置,该第一凹部71a设置于第一外侧构件71,该第一孔72a设置于第一内侧构件72且与第一凹部71a重合。
由此,与仅通过压入来固定第一外侧构件71和第一内侧构件72的情况相比,在第一外侧构件71与第一内侧构件72之间,转矩更容易传递。另外,第一凹部71a位于相对于第一孔72a而言径向外侧的位置,因此能够防止第一销73由于离心力而脱落。
并且,在电动车辆驱动装置10中,第一外侧构件71具备:与第一转子芯113接触的外管部711;与第一内侧构件72接触的内管部712;将外管部711和内管部712连结的连结部713;以及从连结部713沿着轴向突出的肋714。第一转子保持构件70具备第一定位环74,该第一定位环74在第一转子芯113的肋714侧的位置被嵌到外管部711的外周面,且与第一转子芯113接触。
由此,第一转子芯113通过第一定位环74进行定位。另外,在外管部711中,肋714的附近的刚性比较高。因此,第一定位环74配置于与肋714的距离比第一转子芯113与肋714的距离近的位置,由此易于使将第一定位环74压入到外管部711时的压入力大。因此,第一定位环74的脱落得到抑制。
并且,在电动车辆驱动装置10中,第二电动机12具备:第二定子芯121;配置于第二定子芯121的径向内侧的第二转子芯123;以及将第二转子芯123和第一环齿轮24连结的第二转子保持构件80。第二转子保持构件80具备:与第二转子芯123接触的第二外侧构件81;以及与第一环齿轮24接触的第二内侧构件82。第二外侧构件81的材料是第三金属,第二内侧构件82的材料是具有比第三金属的比重大的比重的第四金属。
由此,与第一环齿轮24接触的第二内侧构件82的材料是具有比较大的比重的第四金属,因此第二内侧构件82的磨耗得到抑制。另一方面,与第二内侧构件82相比体积易于变大的第二外侧构件81的材料是具有比较小的比重的第三金属,因此第二转子保持构件80的重量的增加得到抑制。因此,电动车辆驱动装置10变得轻量。因而,电动车辆驱动装置10具备变速机构13且能够降低电动车辆的簧下重量。
并且,在电动车辆驱动装置10中,第二转子保持构件80具备第二销83,该第二销83配置于跨第二凹部81a和第二孔82a的位置,该第二凹部81a设置于第二外侧构件81,该第二孔82a设置于第二内侧构件82且与第二凹部81a重合。
由此,与仅通过压入来固定第二外侧构件81和第二内侧构件82的情况相比,在第二外侧构件81与第二内侧构件82之间,转矩更容易传递。另外,第二凹部81a位于相对于第二孔82a而言径向外侧的位置,因此能够防止第二销83由于离心力而脱落。
并且,在电动车辆驱动装置10中,第二转子保持构件80具备第二定位环84,该第二定位环84在第二电动机12的径向上与第二内侧构件82重合的位置处被嵌到第二外侧构件81的外周面,且与第二转子芯123接触。
由此,第二转子芯123通过第二定位环84进行定位。另外,在第二外侧构件81中,在径向上与第二内侧构件82重合的部分的刚性比较高。因此,第二定位环84配置于在径向上与第二内侧构件82重合的位置,由此易于使将第二定位环84压入到第二外侧构件81时的压入力大。因此,第二定位环84的脱落得到抑制。
另外,由滤波器部95进行使由第一旋转角度检测器91检测出的第一电动机11的旋转角度的增减量收敛的处理,因此能够使处理后的第一电动机11的转速的检测结果所表示的转速的增减量比实际的第一电动机11的转速的增减量小。因此,能够使第二电动机12的转速的增减量更小,从而能够抑制与转速的增减相伴的机械振动的产生。
另外,在以向单向离合器不进行制动的正旋转方向旋转为前提而设置的电动车辆驱动装置10中,能够使第二环齿轮34向单向离合器进行制动的反旋转方向旋转。因此,能够提供无论原本正旋转方向和反旋转方向中的哪一方为前进方向都也能够后退的电动车辆驱动装置10。
并且,控制部1以使第二电动机12的转速(NMB)为式(1)的范围内的中央值的方式决定第一电动机11的转速(NMA)和第二电动机12的转速(NMB),由此能够更可靠地抑制脱离于能够后退的第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系的情况。
并且,第一行星齿轮机构20的减速比(i1)由第一太阳齿轮21的齿数(ZS1)和第一环齿轮24的齿数(ZR1)来决定,第二行星齿轮机构30的减速比(i2)由第二太阳齿轮31的齿数(ZS2)和第二环齿轮34的齿数(ZR2)来决定,因此通过任意地决定它们的齿数,能够任意地决定式(1)所表示的第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系。
并且,在如实施方式2那样轮毂H的旋转方向与第一电动机11的旋转方向相同的情况下,通过使第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系如式(1)那样,能够使得后退变为可能。
并且,在通过使第一电动机11的转速(NMA)与第二电动机12的转速(NMB)之间的关系如式(1)那样来使后退变得可能的电动车辆驱动装置10中,在前进时,决定第一电动机11和第二电动机12的旋转方向以及基于转矩和转速中的哪一个来进行第二电动机12的控制,由此能够抑制前进时的变速时的冲击。
并且,电动车辆驱动装置10具备机壳G1、第一电动机11、第一旋转角度检测器91、第一信号线93、第二电动机12、第二旋转角度检测器92、第二信号线94以及变速机构13。机壳G1是在内侧具备分隔壁G11的筒状的构件。第一电动机11具备能够以旋转轴R为中心进行旋转的第一转子芯113以及与第一转子芯113一起旋转的第一被检测构件115。第一旋转角度检测器91与分隔壁G11连结且与第一被检测构件115相向。第一信号线93与第一旋转角度检测器91连接。第二电动机12具备能够以旋转轴R为中心进行旋转的第二转子芯123以及与第二转子芯123一起旋转的第二被检测构件125,第二电动机12隔着分隔壁G11配置于分隔壁G11的与第一电动机11相反的一侧。第二旋转角度检测器92与分隔壁G11连结且与第二被检测构件125相向。第二信号线94与第二旋转角度检测器92连接。变速机构13与第一电动机11及第二电动机12连结且能够切换减速比。从轴向来看,穿过第一信号线93的第一旋转角度检测器91侧的根部931以及旋转轴R的第一直线L1与穿过第二信号线94的第二旋转角度检测器92侧的根部941以及旋转轴R的第二直线L2重合。
由此,第一旋转角度检测器91固定于分隔壁G11的一侧,第二旋转角度检测器92固定于分隔壁G11的另一侧,因此易于使从第一旋转角度检测器91到第二旋转角度检测器92的距离变小。在此基础上,第一信号线93和第二信号线94在相同的方向上被取出,因此易于使第一信号线93和第二信号线94的长度变短。因此,能够降低第一信号线93和第二信号线94的输出中产生的噪声。因而,电动车辆驱动装置10虽然具备变速机构13但是能够降低旋转角度检测器的输出中产生的噪声。
并且,在电动车辆驱动装置10中,在周向上,第二旋转角度检测器92的位置与第一旋转角度检测器91的位置错开。
由此,即使第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92是相同的装置的情况,将第二旋转角度检测器92固定于分隔壁G11的紧固构件920的位置也与将第一旋转角度检测器91固定于分隔壁G11的紧固构件910的位置错开。因此,易于将第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92固定于分隔壁G11。另外,作为第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92,能够使用相同的装置,因此能够降低量产时的成本。
并且,在电动车辆驱动装置10中,变速机构13具备:与第一电动机11连结的太阳齿轮轴14;与太阳齿轮轴14一起旋转的第一太阳齿轮21;与第一太阳齿轮21啮合的第一小齿轮22;以使第一小齿轮22能够自转、且第一小齿轮22能够以第一太阳齿轮21为中心进行公转的方式保持第一小齿轮22的第一齿轮架23;以及能够限制第一齿轮架23的旋转的离合器装置60。离合器装置60具备:与第一齿轮架23连结的内轮61;与分隔壁G11连结的外轮62;以及从外轮62向径向突出且与分隔壁G11相向的多个凸缘部69。多个凸缘部69偏向周向的一部分地配置。第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92中的至少一方配置于周向的一端的凸缘部691与另一端的凸缘部692之间。
由此,利用多个凸缘部69将外轮62固定于分隔壁G11。并且,与凸缘部69在周向的整周等间隔地配置的情况相比,第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92中的至少一方的位置易于处于径向内侧。由此,第一旋转角度检测器91和第二旋转角度检测器92中的至少一方变得小型。因此,电动车辆驱动装置10变得轻量。
(变形例)
图60是从一侧观察变形例所涉及的第一转子保持构件的立体图。图61是从另一侧观察变形例所涉及的第一转子保持构件的立体图。如图60所示,变形例所涉及的电动车辆驱动装置10具备与上述的第一转子保持构件70不同的第一转子保持构件70A。如图60和图61所示,第一转子保持构件70A具备第一外侧构件71A和第一内侧构件72A。此外,对于与上述的实施方式中说明的结构要素相同的结构要素,标注相同的标记,省略重复的说明。
第一外侧构件71A是由第一金属形成的构件。如图60和图61所示,第一外侧构件71A具备内管部712A。内管部712A是筒状的构件,与第一内侧构件72A的外周面接触。在内管部712A设置有第一凹部71b。第一凹部71b例如是沿着轴向的矩形的凹陷。
第一内侧构件72A是由第二金属形成的构件。如图60和图61所示,第一内侧构件72A具备大管部722A。大管部722A是筒状的构件,与内管部712A的内周面接触。在大管部722A设置有第一凸部72b。第一凸部72b例如是沿着轴向的矩形的突起。
第一凹部71b和第一凸部72b是用于使在第一外侧构件71A与第一内侧构件72A之间传递转矩变得容易的构件。第一凸部72b与第一凹部71b嵌合。由此,经由第一凹部71b和第一凸部72b来在第一外侧构件71A与第一内侧构件72A之间传递转矩。此时,对第一凹部71b和第一凸部72b产生剪切力。与仅通过压入来固定第一外侧构件71A和第一内侧构件72A的情况相比,通过设置有第一凹部71b和第一凸部72b,在第一外侧构件71A与第一内侧构件72A之间,转矩更容易传递。
此外,具有第一凹部71b和第一凸部72b的构造也可以应用于第二转子保持构件80。即,也可以是,第二转子保持构件80的第二外侧构件81具备与第一凹部71b对应的第二凹部,第二内侧构件82具备与第一凸部72b对应的第二凸部。
另外,在实施方式和变形例(下面,实施方式等)中,运转模式的切换的条件不限于人为借助操作系统OP进行的操作。例如,也可以是,基于第一电动机11和第二电动机12的转速信号等信号,信号处理部2通过规定的算法来自动地在第一状态与第二状态之间切换。另外,在上述的实施方式等中的说明中,使换档杆SL的“1”与第一状态相对应,但是换档杆SL等操作系统OP中的变速的阶段同第一状态与第二状态的切换条件之间的对应关系不限于此,是任意的。
另外,在上述实施方式中,与运转模式无关地,基于使用第一旋转角度检测器91、第二旋转角度检测器92得到的第一电动机11、第二电动机12的转速的检测结果来进行反馈控制,但是在后退和第一状态时反馈控制不是必需的。另外,至少为了检测第一电动机11的转速而进行第二状态下的反馈控制即可,第二电动机12所涉及的反馈控制不是必需的。
另外,即使将上述实施方式等中说明的机械构造保持原样地、在第二状态下将第一电动机11的控制与第二电动机12的控制进行调换来使从与主的关系相反,第二状态下的轮毂H的旋转驱动也成立。
附图标记说明
1:控制部;2:信号处理部;3:逆变器;10:电动车辆驱动装置;11:第一电动机;12:第二电动机;13:变速机构;14:太阳齿轮轴;15:变速机构输入输出轴;16:轮毂输入输出轴;20:第一行星齿轮机构;21:第一太阳齿轮;22:第一小齿轮;23:第一齿轮架;24:第一环齿轮;30:第二行星齿轮机构;31:第二太阳齿轮;32a:第二小齿轮;32b:第三小齿轮;33:第二齿轮架;34:第二环齿轮;40:减速机构;41:第三太阳齿轮;42:第四小齿轮;43:第三齿轮架;44:第三环齿轮;60:离合器装置;61:内轮;62:外轮;63:辊;69、691、692:凸缘部;70、70A:第一转子保持构件;71、71A:第一外侧构件;72、72A:第一内侧构件;73:第一销;74:第一定位环;80:第二转子保持构件;81:第二外侧构件;82:第二内侧构件;83:第二销;84:第二定位环;91:第一旋转角度检测器;92:第二旋转角度检测器;93:第一信号线;94:第二信号线;95:滤波器部;95a:低通滤波器;G、G1、G2、G3:机壳;G11:分隔壁;H:轮毂;SI、SI2:驱动信号。

Claims (11)

1.一种电动车辆驱动装置,具备:
第一电动机;
第二电动机;
变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及
控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,
其中,所述变速机构具备:
太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;
第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;
第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;以及
单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向,
所述驱动信号包含变速信息和节气门信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,所述节气门信息表示车轮的转速的加速度,
在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定第一指令值,使所述第一电动机根据该第一指令值动作,并且,所述控制部基于所述节气门信息来决定第二指令值,使所述第二电动机根据该第二指令值动作,其中,所述第一指令值是所述第一电动机的向所述正旋转方向的转矩指令值,所述第二指令值是所述第二电动机的向与所述正旋转方向相反的反旋转方向的转矩指令值。
2.一种电动车辆驱动装置,具备:
第一电动机;
第二电动机;
变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及
控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,
其中,所述变速机构具备:
太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;
第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;
第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;
单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向;以及
检测部,其检测所述第一电动机的转速,
所述驱动信号包含变速信息和节气门信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,所述节气门信息表示车轮的转速的加速度,
在所述驱动信号包含表示所述第二状态的所述变速信息的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定所述第一电动机的向所述正旋转方向的转矩指令值,使所述第一电动机根据该转矩指令值动作,并且,所述控制部决定与由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速相应的转速指令值,使所述第二电动机根据所述转速指令值动作。
3.一种电动车辆驱动装置,具备:
第一电动机;
第二电动机;
变速机构,其与所述第一电动机及所述第二电动机连结;以及
控制部,其基于驱动信号来控制所述第一电动机和所述第二电动机的动作,
其中,所述变速机构具备:
太阳齿轮轴,其与所述第一电动机连结;
第一行星齿轮机构,其具有第一太阳齿轮、第一小齿轮、第一环齿轮以及第一齿轮架,所述第一太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第一小齿轮与所述第一太阳齿轮啮合,所述第一环齿轮与所述第一小齿轮啮合且与所述第二电动机连结,所述第一齿轮架被设置成能够以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转,支承所述第一小齿轮;
第二行星齿轮机构,其具有第二太阳齿轮、第二小齿轮、第三小齿轮、第二环齿轮以及第二齿轮架,所述第二太阳齿轮与所述太阳齿轮轴一起旋转,所述第二小齿轮与所述第二太阳齿轮啮合,所述第三小齿轮与所述第二小齿轮啮合,所述第二环齿轮与所述第三小齿轮啮合且与输出轴连结,所述第二齿轮架支承所述第二小齿轮和所述第三小齿轮且与所述第一环齿轮连结,以所述太阳齿轮轴为中心进行旋转;以及
单向离合器,其用于将所述第一齿轮架的旋转方向限制为规定的正旋转方向,
所述驱动信号包含变速信息,所述变速信息表示对所述第二电动机进行转矩控制的第一状态或者对所述第二电动机进行转速控制的第二状态,
所述控制部基于所述变速信息来对所述第二电动机进行转矩控制或转速控制。
4.根据权利要求3所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
所述驱动信号包含表示车轮的转速的加速度的节气门信息,
在所述变速信息表示所述第一状态的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定第一指令值,使所述第一电动机根据该第一指令值动作,并且,所述控制部基于所述节气门信息来决定第二指令值,使所述第二电动机根据该第二指令值动作,其中,所述第一指令值是所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值,所述第二指令值是所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值。
5.根据权利要求3或4所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
具备检测所述第一电动机的转速的检测部,
所述驱动信号包含表示车轮的转速的加速度的节气门信息,
在所述变速信息表示所述第二状态的情况下,所述控制部基于所述节气门信息来决定所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值,使所述第一电动机根据该转矩指令值动作,并且,所述控制部决定与由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速相应的转速指令值,使所述第二电动机根据所述转速指令值动作。
6.根据权利要求5所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
在从所述第二状态转变为所述第一状态的情况下,所述单向离合器从不限制所述第一齿轮架的旋转的状态转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态,
在所述单向离合器从不限制所述第一齿轮架的旋转的状态转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态之前,所述控制部使所述第一电动机以第一转变值动作,使所述第二电动机以第二转变值动作,其中,所述第一转变值是比所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值即第一指令值小的向正旋转方向的转矩指令值,所述第二转变值是比所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值即第二指令值小的向反旋转方向的转矩指令值。
7.根据权利要求6所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
在所述单向离合器转变为限制所述第一齿轮架的旋转的状态之后,所述控制部使所述第一电动机的向正旋转方向的转矩指令值从所述第一转变值逐渐增加至所述第一指令值,使所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值从所述第二转变值逐渐增加至所述第二指令值。
8.根据权利要求5~7中的任一项所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息、且基于所述节气门信息决定的所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值小于规定的下限值的情况下,所述控制部使所述第二指令值为所述下限值。
9.根据权利要求8所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
在所述驱动信号包含表示所述第一状态的所述变速信息、且基于所述节气门信息决定的所述第二电动机的向反旋转方向的转矩指令值为所述下限值以上的情况下,所述控制部使所述第一指令值的绝对值与所述第二指令值的绝对值相同。
10.根据权利要求1~3中的任一项所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,具备:
检测部,其检测所述第一电动机的转速;以及
滤波器部,其用于使由所述检测部检测出的所述第一电动机的转速的增减量收敛。
11.根据权利要求10所述的电动车辆驱动装置,其特征在于,
在使所述第一电动机向与所述正旋转方向相反的反旋转方向旋转且使所述第二电动机向所述正旋转方向旋转的情况下,当将所述第一电动机的转速设为NMA、将所述第二电动机的转速设为NMB、将所述第一行星齿轮机构的减速比设为i1、将所述第二行星齿轮机构的减速比设为i2时,所述控制部在式(1)所表示的范围内决定NMB
[数式1]
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