CN110212702A - 驱动马达和成品的检查方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种驱动马达和成品的检查方法。驱动马达(100)在轴的外周具有转矩传感器(50)。驱动马达(100)具有转子(300)、被配置在该转子(300)内的转子轴(310)和输出轴(312),所述输出轴(312)通过具有间隙配合结构的接头而与该转子轴(310)结合。在驱动马达(100)中,输出轴(312)将转子轴(310)的旋转力向输出侧传递。转矩传感器(50)在不与接头重叠的范围内,被配置在比接头靠上游侧的位置。据此,能够容易地进行被配置于驱动马达的转速传感器的校正,能够实现成品检查工序的时间缩短、工时缩短。
Description
技术领域
本发明涉及一种例如驱动车轮的驱动马达和搭载有该驱动马达的成品的检查方法。
背景技术
在日本发明专利公开公报特开2004-353782号中记载有一种车辆用驱动装置,其是具有有级变速装置的双马达组合式(2-motor split type)的车辆用驱动装置,即使在驱动发动机之前也能可靠地供给摩擦卡合机构的卡合所需的液压。
该车辆用驱动装置在能够接受第2马达的驱动力的输出轴上设置有检测作用于该轴的转矩的转矩传感器。
发明内容
另外,在成品检查中,使用实车通过以下的方法来进行检查。即,向实车的驱动马达供给产生规定的转矩的马达电流,检测在输出轴产生的转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器的角度信息发生偏移。
在这种成品检查中,例如在进行转速传感器的校正(配置的调整等)的情况下,将被配置在实车的转子轴的顶端的转速传感器一个个地拆下来进行转速传感器的校正。由于需要将实车顶起来进行转速传感器的配置位置的校正,因此,1个转速传感器的校正需要长时间。
本发明是考虑上述那样的技术问题而完成的,其目的在于,提供一种能够容易地进行被配置在驱动马达上的转速传感器(转数传感器)的校正,实现成品检查工序的时间缩短、工时缩短的驱动马达和成品检查方法。
[1]第1技术方案所涉及的驱动马达在轴的外周配置有磁致伸缩式转矩传感器,其特征在于,具有:转子;转子轴,其被配置在所述转子内;和输出轴,其通过具有间隙配合结构的接头而与所述转子轴结合,将所述转子轴的旋转力向输出侧传递,所述磁致伸缩式转矩传感器在不与所述接头重叠的范围内被配置在比所述接头靠上游侧的位置。
作为具有间隙要素的接头,例如能够列举花键接头或联轴器接头等,但并不限定与此,还能够优选适用其他的接头结构,只要是具有间隙配合结构的接头即可。
并且,通过将磁致伸缩式转矩传感器配置在比接头靠上游侧的位置,能够容易地检测驱动马达的输出特性。因此,能够根据驱动马达的输出特性容易地将驱动马达校正为规定的特性。
[2]在第1技术方案中,具有轴承,该轴承对所述转子轴进行旋转支承,所述磁致伸缩式转矩传感器被配置在比所述轴承靠输出侧的位置。
从转子输出侧按转子、轴承、磁致伸缩式转矩传感器的顺序来配置,因此,轴承作为由转子等产生的磁性的磁屏蔽件来发挥作用。据此,能够抑制由于磁场等而产生噪声。
[3]在第1技术方案中,具有转速传感器,该转速传感器检测所述转子的转速,所述转速传感器被配置在不是转矩传递路径的所述转子的一端部侧,所述磁致伸缩式转矩传感器被配置在作为所述转矩传递路径的所述转子的另一端部侧。
通过将转速传感器(转数传感器)配置在转子的一端部侧,不会受到伴随着转子的旋转而传递的转矩的影响,能够高精度地检测转子的转速(转数)。另外,通过将磁致伸缩式转矩传感器设置于转子的另一端部侧,不容易受到来自转速传感器(转数传感器)的噪声的影响,能够提高转矩的检测精度。
即使由于冲击等而转速传感器(转数传感器)变得不发挥作用,也能够根据由磁致伸缩式转矩传感器检测到的转矩来实施转子的旋转控制。例如通过将来自控制驱动马达的控制部的转矩指令值和由磁致伸缩式转矩传感器检测到的实际转矩的差分反馈给控制部,能够实施转子的旋转控制。即,使用磁致伸缩式转矩传感器的旋转控制能够作为更换为正常的转速传感器之前的期间的失效保护来发挥作用。
[4]在第1技术方案中,驱动马达主体、转速传感器和所述磁致伸缩式转矩传感器一体化而构成1个单元,其中所述驱动马达主体具有所述转子和所述转子轴。
通常,在成品检查中,使用实车通过以下的方法来进行检查。即,向实车的驱动马达供给产生规定的转矩的马达电流,检测在输出轴产生的转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器的角度信息发生偏移。
在这样的成品检查中,例如在进行转速传感器的校正(配置的调整等)的情况下,将被配置在实车的转子轴的顶端的转速传感器一个个地拆下来进行转速传感器的校正。由于需要将实车顶起来进行转速传感器的配置位置的校正,因此,1个转速传感器的校正需要长时间。
但是,如果如本发明那样转子、驱动马达主体、转速传感器和磁致伸缩式转矩传感器一体化而构成1个单元,则能够在将单元搭载于实车之前,或者将单元从实车拆下,不对实车而是对单元进行转速传感器的配置位置的校正。
即,通过向单元供给产生规定的转矩的马达电流,由磁致伸缩式转矩传感器检测转矩,判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为单元的转速传感器的角度信息发生偏移。
并且,例如在进行转速传感器的校正(配置的调整等)的情况下,不是对实车进行转速传感器的校正,而是将转速传感器从单元上拆下来进行。单元的尺寸比实车小,因此,操作也简单,能够在短时间内进行转速传感器的配置位置的校正。
[5]第2技术方案所涉及的成品的检查方法是搭载有上述的第1技术方案所涉及的驱动马达的成品的检查方法,其特征在于,供给产生规定的转矩的马达电流,由磁致伸缩式转矩传感器检测转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器的配置角度发生偏移。
通常,在成品检查中,使用实车来进行检查,如上所述,由于需要将实车顶起来进行转速传感器的配置位置的校正,因此,1个转速传感器的校正需要长时间。
但是,驱动马达还具有磁致伸缩式转矩传感器,因此能够以驱动马达单体来进行检查。其结果,能够在将单元搭载于实车之前,或者将驱动马达从实车拆下,不对实车而是对驱动马达进行转速传感器的配置位置的校正。驱动马达的尺寸比实车小,因此操作也简单,能够在短时间内进行转速传感器的配置位置的校正。
根据本发明,能够容易地进行被配置于驱动马达的转速传感器(转数传感器)的校正,能够实现成品检查工序的时间缩短、工时缩短。
根据参照附图对以下实施方式进行的说明,上述的目的、特征和优点应易于被理解。
附图说明
图1是简略表示搭载有本实施方式所涉及的驱动马达的车辆的驱动系统的机械连结关系的图。
图2是表示向本实施方式所涉及的驱动马达配置转矩传感器的配置例的剖视图。
图3A是表示关于成为基准的驱动马达的特性,尤其是将作为驱动电流的交流的三相(u,v,w)坐标系转换为直流的二相(id,iq)坐标系来获取工作点的情况的说明图。
图3B是表示转速传感器的配置有超过误差范围的角度误差的情况下的工作点的移动的说明图。
图4是表示本实施方式所涉及的成品的检查方法的流程图。
具体实施方式
下面,一边参照图1~图4一边对本发明所涉及的驱动马达和成品检查方法的实施方式例进行说明。
首先,一边参照图1一边对搭载有本实施方式所涉及的驱动马达100(参照图2)的车辆10详细地进行说明。
车辆10是所谓的混合动力车辆。如图1所示,该车辆10具有发动机20、第1旋转电机22、第2旋转电机24、发动机离合器30和车轮36。另外,在图1中,将第1旋转电机22记作“GEN”,将第2旋转电机24记作“TRC”。
该车辆10的驱动系统80包括发动机轴200、发电机轴202、马达轴204、中间轴206和车轮输出轴208。发动机20经由曲轴210、驱动盘212和减震器214而连接于发动机轴200。在发动机轴200上配置有发动机离合器30、第1发动机轴齿轮220和第2发动机轴齿轮222。
发电机轴202具有与发动机轴200的第1发动机轴齿轮220啮合的发电机轴齿轮230。马达轴204具有与中间轴206的第2中间轴齿轮262啮合的马达轴齿轮250。中间轴206具有第1中间轴齿轮260、第2中间轴齿轮262和第3中间轴齿轮264。
第1中间轴齿轮260与发动机轴200的第2发动机轴齿轮222啮合。第2中间轴齿轮262与马达轴204的马达轴齿轮250啮合。第3中间轴齿轮264与车轮输出轴208的输出轴齿轮270啮合。在车轮输出轴208上设置有未图示的差速装置。各轴200、202、204、206、208是将转矩传递给车轮36的转矩传递轴。
当在发动机离合器30为非连接状态下发动机20工作时,第1旋转电机22通过发动机转矩发电。当在发动机离合器30为连接状态下发动机20工作时,发动机转矩经由发动机轴200、中间轴206和车轮输出轴208传递给车轮36。在发动机离合器30为连接状态的情况下,第1旋转电机22可以通过发动机转矩来发电,也可以使第1旋转电机22本身产生车辆驱动用的转矩。
当在发动机离合器30为非连接状态下第2旋转电机24工作时,马达转矩经由马达轴204、中间轴206和车轮输出轴208传递给车轮36。在车辆10减速时,再生转矩按相反的路径被输入第2旋转电机24,第2旋转电机24进行再生。另外,当在发动机离合器30为连接状态下发动机20和第2旋转电机24工作时,发动机转矩和马达转矩被传递给车轮36。
驱动系统80的结构并不限定于图1的结构。例如也可以将与日本发明专利公开公报特开2017-100590号同样的结构作为驱动系统80(例如参照日本发明专利公开公报特开2017-100590号的图2)。
另外,如图2所示,第2旋转电机24具有驱动马达100。该驱动马达100除了具有马达轴204之外,还具有转子300和定子302。转子300以旋转轴Ax为中心进行旋转。马达轴204包括被配置在转子300内的转子轴310和与转子轴310结合的输出轴312。输出轴312通过花键接头(spline joint)314与转子轴310结合。另外,在第1旋转电机22中,也可以具有与驱动马达100同样的驱动马达。
在本实施方式中,使转子轴310和输出轴312的结合为花键接头314,但并不限定于此。还能够优选适用联轴器接头(coupling joint)或其他的接头结构等。
另外,马达轴204由软磁性材料构成。软磁性材料例如是碳钢、合金钢(铬钢、铬钼钢等)。马达轴204通过第1轴承330a、第2轴承330b、第3轴承330c、第4轴承330d等以可旋转的方式被支承。即,转子轴310通过分别配置在该转子轴310的两端部分和中央部分的第1轴承330a、第3轴承330c和第2轴承330b以自如旋转的方式被支承。
并且,该驱动马达100具有转速传感器340。转速传感器340被配置在转子轴310中从转子300伸出的端部,且靠与输出轴312侧相反侧的一端、即不是转矩传递路径的一端配置。具体而言,转速传感器340被配置于转子轴310中的第1轴承330a与转子300之间的位置。转速传感器340例如由解角器构成,检测作为驱动马达100的每单位时间的转数的转速Ntrc[rpm]。
并且,如图2所示,本实施方式所涉及的驱动马达100在转子轴310中靠近转子300的位置,例如在第2轴承330b与花键接头314之间配置磁致伸缩式转矩传感器50(以下简单地记作转矩传感器50),检测在转子轴310上产生的转矩Tr。
转矩传感器50具有多个磁致伸缩层350a、350b和多个线圈352a、352b。磁致伸缩层350a、350b(磁致伸缩膜)被配置在转子轴310的外周面。磁致伸缩层350a、350b通过电镀形成。或者,磁致伸缩层350a、350b也可以由通过滚花加工形成的槽、通过粘结剂粘结的磁致伸缩金属膜、被压入的环形磁致伸缩金属部件构成。另一方面,线圈352a、352b被配置在固定在未图示的支承部件上的圆筒354内。
在配置转矩传感器50的情况下,优选为,从驱动马达100向输出侧按转子300、第2轴承330b、转矩传感器50的顺序来配置。例如具有在将车轮36直接连结于马达轴204的情况下,易于配置转矩传感器50的优点。另外,第2轴承330b发挥抑制由转子300等产生的磁性的磁屏蔽件的作用,因此,能够抑制磁性对转矩传感器50的影响。
另外,也可以将转矩传感器50配置于与花键接头314对应的位置,但由于会检测出在花键接头314上产生的应力,因此,在提高实际转矩的检测精度方面是不优选的。
接着,一边参照图3A~图4一边对本实施方式所涉及的成品的检查方法进行说明。成品能够列举驱动马达100或者搭载有驱动马达100的车辆等。
首先,向成为基准的驱动马达100、即按规定配置有转速传感器340的驱动马达100供给驱动电流,获取关于成为基准的驱动马达100的特性。
此时,为了由转矩传感器50获取准确的转矩,通过外力使驱动马达100的转子轴310为旋转停止状态来进行该特性的获取。例如如果成品为驱动马达100,则例如使用虎钳等来使转子轴310为旋转停止状态。如果成品为车辆,则操作制动器来使驱动马达100的转子轴310为旋转停止状态。
并且,上述特性通过将作为驱动电流的交流的三相(u,v,w)坐标系转换为作为直流的二相(id,iq)坐标系的正交区域而得到,例如如图3A所示,得到输出预先设定的多个转矩的情况下的等转矩曲线。在图3A的例子中,示出得到50Nm、100Nm、150Nm和200Nm的等转矩曲线Ld、Lc、Lb和La的情况。并且,得到从原点0开始分别正交于各等转矩曲线La~Ld的曲线、即最大相位曲线Lm。
在此期间,确定作为检查对象的工作点。例如在作为对驱动马达100的转矩指令,例如指定200Nm的情况下,转矩指令(200Nm)的等转矩曲线La与最大相位曲线Lm的交点成为转矩指令下的工作点Pa。
在得到工作点Pa的阶段,对检查对象的驱动马达100进行检查。向检查对象的驱动马达100供给与如上述那样得到的工作点Pa对应的驱动电流来进行检查。在该情况下,为了由转矩传感器50获得准确的转矩,通过外力使检查对象的驱动马达100的转子轴310为旋转停止状态。
然后,由转矩传感器50检测在转子轴310发生的转矩。如果由转矩传感器50检测到的转矩Tr(实际转矩)是转矩指令或者在转矩指令的误差范围内,则判定为在驱动马达100上按规定配置有转速传感器340。优选为,误差范围被预先设定为判定阈值Tth。
另一方面,在转速传感器340的配置有超过上述误差范围的角度误差的情况下,如图3B所示,二相(iq,id)坐标系成为旋转了角度误差部分θa的另一个二相(iδ,iγ)坐标系。伴随着二相坐标系的旋转,工作点Pa也进行旋转,偏离转矩指令(200Nm)的等转矩曲线La。在图示的例子中,示出比转矩指令(200Nm)低的转矩(例如175Nm)被作为工作点Pa检测出来的情况。
然后,根据转矩指令和由转矩传感器50检测到的实际转矩,计算出角度误差,校正(calibrate)转速传感器340的配置位置。
接着,一边参照图4的流程图一边对上述的成品的检查方法进行说明。该检查方法示出根据成为基准的驱动马达100确定了转矩指令的阶段以后的处理。
首先,在图4的步骤S1中,通过外力使检查对象的成品的转子轴310为旋转停止状态。此时,例如如果成品是驱动马达100,则例如使用虎钳等使转子轴310为旋转停止状态。如果成品是车辆,则操作制动器来使驱动马达100的转子轴310为旋转停止状态。
在此之后,在步骤S2中,向成品输出转矩指令。例如如果成品为驱动马达100,则例如通过由计算机构成的检查装置来输出转矩指令。如果成品为车辆,则通过搭载在车辆内的ECU(电子控制单元)来输出转矩指令。
在步骤S3中,获取来自安装于成品的转矩传感器50的实际转矩。获取到的实际转矩的数据被保存于检查装置的存储器或ECU的存储器。
在步骤S4中,检查装置或者ECU判别转矩指令与实际转矩的差分的绝对值、即角度误差是否超过预先设定的误差范围(判定阈值Tth)。
如果角度误差超过判定阈值Tth(步骤S4:是),则进入步骤S5,根据角度误差来调整转速传感器340的配置位置。在此之后,重复步骤S2以后的处理。
并且,在步骤S4中,在角度误差为判定阈值Tth以下的阶段(步骤S4:否),结束检查。
这样,在本实施方式中,涉及一种在轴的外周配置有转矩传感器50的驱动马达100,其特征在于,具有转子300、配置在该转子300内的转子轴310和输出轴312,所述输出轴312通过具有间隙配合结构的接头与该转子轴310结合,将转子轴310的旋转力向输出侧传递,转矩传感器50在不与所述接头重叠的范围内,被配置在比接头靠上游侧的位置。
作为具有间隙配合结构的接头例如能够列举花键接头314或联轴器接头等,但并不限定于此,还能够优选适用其他的接头结构,只要是具有间隙配合结构的接头即可。
并且,通过将转矩传感器50配置在比接头靠上游侧的位置,能够易于检测驱动马达100的输出特性。因此,能够根据驱动马达100的输出特性容易地将驱动马达100校正为规定的特性。
在本实施方式中,具有旋转支承转子轴310的第2轴承330b等,转矩传感器50被配置在比第2轴承330b等靠输出侧的位置。从转子300向输出侧按转子300、第2轴承330b等、转矩传感器50的顺序来配置,因此,第2轴承330b等作为由转子300等的磁性的磁屏蔽件来发挥作用。据此,能够抑制由于磁场等而产生噪声。
在本实施方式中,具有检测转子300的转速的转速传感器340,转速传感器340被配置在不是转矩传递路径的转子300的一端部侧,转矩传感器50被配置在作为转矩传递路径的转子300的另一端部侧。
通过将转速传感器340(转数传感器)配置在转子300的一端部侧,不会受到伴随着转子300的旋转而传递的转矩的影响,能够高精度地检测转子300的转速(转数)。另外,通过将转矩传感器50设置于转子300的另一端部侧,不容易受到来自转速传感器340的噪声的影响,能够提高转矩的检测精度。
即使由于冲击等而转速传感器340变得不发挥作用,也能够根据由转矩传感器50检测到的转矩来实施转子300的旋转控制。例如通过将来自控制驱动马达100的控制部的转矩指令值与由转矩传感器50检测到的实际转矩的差分反馈给控制部,能够实施转子300的旋转控制。即,使用转矩传感器50的旋转控制能够作为更换为正常的转速传感器340之前的期间的失效保护来发挥作用。
在本实施方式中,驱动马达主体、转速传感器340和转矩传感器50一体化而构成1个单元400,其中所述驱动马达主体具有转子300和转子轴310。
通常,在成品检查中,使用实车通过以下的方法来进行检查。即,向实车的驱动马达供给产生规定的转矩的马达电流,检测在输出轴产生的转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器340的角度信息发生偏移。
在这样的成品检查中,例如在进行转速传感器340的校正(配置的调整等)的情况下,将被配置在实车的转子轴310的顶端的转速传感器340一个个地拆下来进行转速传感器340的校正。由于需要将实车顶起来进行转速传感器340的配置位置的校正,因此,1个转速传感器340的校正需要长时间。
但是,如果如本实施方式那样转子300、驱动马达主体、转速传感器340和转矩传感器50一体化而构成1个单元400,则能够在将单元400搭载于实车之前,或者将单元400从实车拆下,不对实车而是对单元400进行转速传感器340的配置位置的校正。
即,通过向单元400供给产生规定的转矩的马达电流,由转矩传感器50检测转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为单元400的转速传感器340的角度信息发生偏移。
并且,例如在进行转速传感器340的校正(配置的调整等)的情况下,不是对实车进行转速传感器340的校正,而是能够将转速传感器340从单元400拆下来进行转速传感器340的校正。单元400的尺寸比实车小,因此,操作也简单,能够在短时间内进行转速传感器340的配置位置的校正。
本实施方式所涉及的成品的检查方法为,供给产生规定的转矩的马达电流,由转矩传感器50检测转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器340的配置角度发生偏移。
通常,在成品检查中,使用实车来进行检查,如上所述,由于需要将实车顶起来进行转速传感器340的配置位置的校正,因此,1个转速传感器340的校正需要长时间。
但是,驱动马达100还具有转矩传感器50,因此,能够以驱动马达100单体来进行检查。其结果,能够在将驱动马达100安装于实车之前或者将驱动马达100从实车拆下,不对实车而是对驱动马达100进行转速传感器340的配置位置的校正。驱动马达100的尺寸比实车小,因此操作也简单,能够在短时间内进行转速传感器340的配置位置的校正。
另外,本发明并不限定于上述实施方式,当然能够根据本说明书的记载内容而采用各种结构。例如,能够采用以下的结构。
Claims (5)
1.一种驱动马达,其在轴的外周配置有磁致伸缩式转矩传感器,其特征在于,具有:
转子;
转子轴,其被配置在所述转子内;和
输出轴,其通过具有间隙配合结构的接头而与所述转子轴结合,将所述转子轴的旋转力向输出侧传递,
所述磁致伸缩式转矩传感器在不与所述接头重叠的范围内被配置在比所述接头靠上游侧的位置。
2.根据权利要求1所述的驱动马达,其特征在于,
具有轴承,该轴承对所述转子轴进行旋转支承,
所述磁致伸缩式转矩传感器被配置在比所述轴承靠输出侧的位置。
3.根据权利要求1所述的驱动马达,其特征在于,
具有转速传感器,该转速传感器检测所述转子的转速,
所述转速传感器被配置在不是转矩传递路径的所述转子的一端部侧,
所述磁致伸缩式转矩传感器被配置在作为所述转矩传递路径的所述转子的另一端部侧。
4.根据权利要求1所述的驱动马达,其特征在于,
驱动马达主体、转速传感器和所述磁致伸缩式转矩传感器一体化而构成1个单元,其中所述驱动马达主体具有所述转子和所述转子轴。
5.一种成品的检查方法,对搭载有权利要求1所述的驱动马达的成品进行检查,其特征在于,
供给产生规定的转矩的马达电流,由磁致伸缩式转矩传感器检测转矩,据此判定是否产生了规定的转矩,
在判定的结果为没有产生规定的转矩的情况下,判定为转速传感器的配置角度发生偏移。
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