CN110293828A - 电机单元和车辆 - Google Patents

电机单元和车辆 Download PDF

Info

Publication number
CN110293828A
CN110293828A CN201910223018.0A CN201910223018A CN110293828A CN 110293828 A CN110293828 A CN 110293828A CN 201910223018 A CN201910223018 A CN 201910223018A CN 110293828 A CN110293828 A CN 110293828A
Authority
CN
China
Prior art keywords
motor
torque sensor
torque
output shaft
electric machine
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Withdrawn
Application number
CN201910223018.0A
Other languages
English (en)
Inventor
大图达也
有村丰
星野大介
相马慎吾
田中阳介
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Honda Motor Co Ltd filed Critical Honda Motor Co Ltd
Publication of CN110293828A publication Critical patent/CN110293828A/zh
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/006—Structural association of a motor or generator with the drive train of a motor vehicle
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K11/00—Arrangement in connection with cooling of propulsion units
    • B60K11/02—Arrangement in connection with cooling of propulsion units with liquid cooling
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/22—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs
    • B60K6/26—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by apparatus, components or means specially adapted for HEVs characterised by the motors or the generators
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/44—Series-parallel type
    • B60K6/445—Differential gearing distribution type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K6/00—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00
    • B60K6/20—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs
    • B60K6/42—Arrangement or mounting of plural diverse prime-movers for mutual or common propulsion, e.g. hybrid propulsion systems comprising electric motors and internal combustion engines ; Control systems therefor, i.e. systems controlling two or more prime movers, or controlling one of these prime movers and any of the transmission, drive or drive units Informative references: mechanical gearings with secondary electric drive F16H3/72; arrangements for handling mechanical energy structurally associated with the dynamo-electric machine H02K7/00; machines comprising structurally interrelated motor and generator parts H02K51/00; dynamo-electric machines not otherwise provided for in H02K see H02K99/00 the prime-movers consisting of electric motors and internal combustion engines, e.g. HEVs characterised by the architecture of the hybrid electric vehicle
    • B60K6/48—Parallel type
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
    • B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
    • B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L3/00—Measuring torque, work, mechanical power, or mechanical efficiency, in general
    • G01L3/02—Rotary-transmission dynamometers
    • G01L3/04—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft
    • G01L3/10—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating
    • G01L3/101—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means
    • G01L3/102—Rotary-transmission dynamometers wherein the torque-transmitting element comprises a torsionally-flexible shaft involving electric or magnetic means for indicating involving magnetic or electromagnetic means involving magnetostrictive means
    • G—PHYSICS
    • G01—MEASURING; TESTING
    • G01L—MEASURING FORCE, STRESS, TORQUE, WORK, MECHANICAL POWER, MECHANICAL EFFICIENCY, OR FLUID PRESSURE
    • G01L5/00—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes
    • G01L5/22—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers
    • G01L5/221—Apparatus for, or methods of, measuring force, work, mechanical power, or torque, specially adapted for specific purposes for measuring the force applied to control members, e.g. control members of vehicles, triggers to steering wheels, e.g. for power assisted steering
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K11/00—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection
    • H02K11/20—Structural association of dynamo-electric machines with electric components or with devices for shielding, monitoring or protection for measuring, monitoring, testing, protecting or switching
    • H02K11/24—Devices for sensing torque, or actuated thereby
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K21/00—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets
    • H02K21/12—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets
    • H02K21/14—Synchronous motors having permanent magnets; Synchronous generators having permanent magnets with stationary armatures and rotating magnets with magnets rotating within the armatures
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
    • H02K7/003—Couplings; Details of shafts
    • H—ELECTRICITY
    • H02—GENERATION; CONVERSION OR DISTRIBUTION OF ELECTRIC POWER
    • H02K—DYNAMO-ELECTRIC MACHINES
    • H02K9/00—Arrangements for cooling or ventilating
    • H02K9/19—Arrangements for cooling or ventilating for machines with closed casing and closed-circuit cooling using a liquid cooling medium, e.g. oil
    • H—ELECTRICITY
    • H10—SEMICONDUCTOR DEVICES; ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N—ELECTRIC SOLID-STATE DEVICES NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • H10N35/00—Magnetostrictive devices
    • H10N35/101—Magnetostrictive devices with mechanical input and electrical output, e.g. generators, sensors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60K—ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PROPULSION UNITS OR OF TRANSMISSIONS IN VEHICLES; ARRANGEMENT OR MOUNTING OF PLURAL DIVERSE PRIME-MOVERS IN VEHICLES; AUXILIARY DRIVES FOR VEHICLES; INSTRUMENTATION OR DASHBOARDS FOR VEHICLES; ARRANGEMENTS IN CONNECTION WITH COOLING, AIR INTAKE, GAS EXHAUST OR FUEL SUPPLY OF PROPULSION UNITS IN VEHICLES
    • B60K1/00—Arrangement or mounting of electrical propulsion units
    • B60K2001/003—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units
    • B60K2001/006—Arrangement or mounting of electrical propulsion units with means for cooling the electrical propulsion units the electric motors
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2200/00—Type of vehicle
    • B60Y2200/90—Vehicles comprising electric prime movers
    • B60Y2200/92—Hybrid vehicles
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B60—VEHICLES IN GENERAL
    • B60Y—INDEXING SCHEME RELATING TO ASPECTS CROSS-CUTTING VEHICLE TECHNOLOGY
    • B60Y2400/00—Special features of vehicle units
    • B60Y2400/30—Sensors
    • B60Y2400/307—Torque sensors
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62—Hybrid vehicles
    • Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/72—Electric energy management in electromobility

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Transportation (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Combustion & Propulsion (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • General Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Microelectronics & Electronic Packaging (AREA)
  • Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
  • Hybrid Electric Vehicles (AREA)

Abstract

本发明提供一种电机单元和车辆。电机单元(80)具有驱动电机(24)、转矩传感器(50)和冷却机构(52)，其中，驱动电机(24)具有输出轴(204)，该输出轴(204)具有中空部(320)；转矩传感器(50)被配置在中空部(320)内。冷却机构(52)的冷却剂流路(504)的一部分被配置在中空部(320)内，冷却机构(52)用于对驱动电机(24)和转矩传感器(50)进行冷却。车辆(10)能装备电机单元(80)。驱动电机(24)例如能作为生成车辆(10)的行驶驱动力的牵引电机。根据本发明，能提高与转矩传感器相关的设计上的自由度和检测精度。

Description

电机单元和车辆
技术领域
本发明涉及一种具有转矩传感器(扭矩传感器)的电机单元和具有所述电机单元的车辆。
背景技术
在日本发明专利公开公报2008-017549号中,目的在于提供一种使转向轴在径向和轴向上小型化的车辆用操舵装置([0005]、摘要)。为了实现该目的，在日本发明专利公开公报特开2008-017549号(摘要、图1和图2)中，电动助力转向装置所具有的电动机14具有圆筒形的转子铁芯30。转子铁芯30与输入轴7和输出轴8同轴配置，在其径向Y1上的内侧形成有包围两轴7、8的环形的收纳空间S1。
用于检测输入到操舵部件的操舵转矩的转矩传感器12与两轴7、8同轴配置，并收纳于收纳空间S1内。另外，转子铁芯30由阻止电磁噪声通过的铁等电磁屏蔽部件形成。配置在收纳空间S1内的转矩传感器12能够不受在转子铁芯30周围产生的电磁噪声的影响而稳定地进行动作。
发明内容
如上所述，在日本发明专利公开公报特开2008-017549号(摘要、图1和图2)中，在径向Y1上的内侧形成有包围输入轴7和输出轴8的环形的收纳空间S1。另外，收纳于收纳空间S1内的转矩传感器12与两轴7、8同轴(即，位于两轴7、8的外周侧)配置。然而，在转矩传感器12的配置上存在改善的余地。
例如，在将转矩传感器12配置在输入轴7或输出轴8的外周侧的情况下，为了确保转矩传感器12的安装位置，会在轴向上受到设计上的制约。另外，在日本发明专利公开公报特开2008-017549号中，没有对用于确保检测精度的转矩传感器的冷却进行研究。
本发明是考虑到上述技术问题而作出的，其目的在于提供一种能够提高与转矩传感器相关的设计上的自由度和检测精度的电机单元和车辆。
本发明所涉及的电机单元的特征在于，具有驱动电机、转矩传感器和冷却机构，其中，所述驱动电机具有输出轴，该输出轴具有中空部；所述转矩传感器被配置在所述中空部内；所述冷却机构的冷却剂流路的一部分被配置在所述中空部内，所述冷却机构用于对所述驱动电机和所述转矩传感器进行冷却。
根据本发明，转矩传感器被配置在输出轴的中空部内。因此，与转矩传感器设置在输出轴的外侧的情况相比，易于使输出轴和与之啮合的另一轴的连结部在轴向上接近驱动电机或转矩传感器等，而易于利用输出轴的外周。因此，能够提高驱动电机或包括该驱动电机的电机单元在轴向上的设计自由度。
另外，由于转矩传感器被配置在输出轴的中空部内，因此转矩传感器难以与配置在驱动电机周边的零部件接触。因此，易于保护转矩传感器使其不与该零部件接触。
并且，通过将冷却剂流路的一部分配置在中空部内的冷却机构，来冷却驱动电机和转矩传感器。因此，通过冷却驱动电机并且冷却转矩传感器，能够抑制转矩传感器的温度变动。因此，能够提高转矩传感器的检测精度。
也可以为：所述冷却机构具有配管，该配管被固定于所述驱动电机的定子侧零部件且被配置于所述输出轴的内部，用于使冷却剂流动。另外，也可以为：所述转矩传感器是具有多个磁致伸缩层和多个线圈的磁致伸缩式转矩传感器，其中：多个所述磁致伸缩层被配置于所述输出轴的内周面；多个所述线圈被配置于所述配管。据此，能够将冷却剂(制冷剂)用的配管兼用于支承转矩传感器的线圈。
也可以为：在所述配管上在所述驱动电机的轴向上形成有通孔，该通孔向多个所述磁致伸缩层之间供给所述冷却剂。据此，从配管的通孔排出的冷却剂在驱动电机的轴向上被供给到多个磁致伸缩层之间。因此，能够抑制对多个磁致伸缩层供给冷却剂的偏差。因此，能够抑制由磁致伸缩层的温度偏差引起的检测精度下降。
也可以为：所述输出轴具有转子轴和突出轴，其中，所述转子轴被固定于所述驱动电机的转子；所述突出轴从所述转子轴突出。另外，也可以为：所述磁致伸缩层形成于所述突出轴的内周面。并且，也可以为：在所述配管上在所述驱动电机的轴向上形成有与所述驱动电机的转子重叠的第一通孔、和与多个所述磁致伸缩层重叠的第二通孔。此外，也可以为：所述突出轴的内周面配置于比所述转子轴的内周面靠近所述配管的位置。据此，即使在从配管的第一通孔向转子轴的内周面供给的冷却剂难以到达转矩传感器的情况下，通过从第二通孔向转矩传感器供给冷却剂，也能够提高转矩传感器的冷却效率。
本发明所涉及的车辆具有所述电机单元，其特征在于，所述驱动电机是生成所述车辆的行驶驱动力的牵引电机、或通过所述车辆的内燃机的驱动力进行发电的发电机。
据此，通过直接检测来自驱动电机的转子的输出转矩(驱动时)或向转子输入的输入转矩(再生时)，能够高精度地检测输出转矩或者输入转矩。因此，能够高精度地控制车辆的行驶驱动力或发电机的发电电功率。
根据本发明，能够提高与转矩传感器相关的设计上的自由度和检测精度。
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是本发明的一实施方式所涉及的车辆的概略结构图。
图2是简略表示所述实施方式的驱动系统的机械连结关系的图。
图3是表示所述实施方式所涉及的电机单元的第二旋转电机、转矩传感器以及这些零部件的周边的剖视图。
图4是图3的局部放大图。
图5是表示变形例所涉及的电机单元的第二旋转电机、转矩传感器以及这些零部件的周边的剖视图。
具体实施方式
A.本实施方式
＜A-1.本实施方式的结构＞
[A-1-1.整体结构]
图1是本发明的一实施方式所涉及的车辆10的概略结构图。车辆10是所谓的混合动力车辆。如图1所示，车辆10具有发动机20、第一旋转电机22、第二旋转电机24、发动机离合器26、车轮28、高压电池30、车速传感器32、SOC传感器34、AP操作量传感器36、BP操作量传感器38、转速传感器40a、40b、转矩传感器50、冷却机构52和电子控制装置54(以下称为“ECU54”。)。
下面，将发动机20、第一旋转电机22、第二旋转电机24和发动机离合器26统称为驱动系统60。另外，将连结发动机20和车轮28的动力传递路径称为第一传递路径70。第一传递路径70将发动机20产生的转矩Teng传递给车轮28。并且，将连结第一传递路径70中比发动机离合器26靠发动机20侧的第一分支点74与第一旋转电机22的动力传递路径称为第二传递路径72。并且，将连结第一传递路径70中比发动机离合器26靠车轮28侧的第二分支点78与第二旋转电机24的动力传递路径称为第三传递路径76。此外，也将第二旋转电机24、转矩传感器50和冷却机构52统称为电机单元80。
图2是简略地表示本实施方式的驱动系统60的机械连结关系的图。如图2所示，在驱动系统60中包括发动机轴200、发电机轴202、电机轴204、中间轴206和车轮输出轴208。发动机20经由曲轴210、传动盘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26、第一发动机轴齿轮220和第二发动机轴齿轮222。
发电机轴202具有与发动机轴200的第一发动机轴齿轮220啮合的发电机轴齿轮230。电机轴204具有与中间轴206的第二中间轴齿轮262啮合的电机轴齿轮250。中间轴206具有第一中间轴齿轮260、第二中间轴齿轮262和第三中间轴齿轮264。
第一中间轴齿轮260与发动机轴200的第二发动机轴齿轮222啮合。第二中间轴齿轮262与电机轴204的电机轴齿轮250啮合。第三中间轴齿轮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28的转矩传递轴。
当在发动机离合器26为非连接状态下发动机20工作时，发电机22通过发动机转矩Teng进行发电。当在发动机离合器26为连接状态下发动机20工作时，发动机转矩Teng经由发动机轴200、中间轴206和车轮输出轴208传递给车轮28。在发动机离合器26为连接状态的情况下，发电机22可以通过发动机转矩Teng发电，也可以使发电机22本身产生车辆驱动用的转矩Tgen。
当在发动机离合器26为非连接状态下牵引电机24工作时，电机转矩Ttrc经由电机轴204、中间轴206和车轮输出轴208传递给车轮28。在车辆10减速时，再生转矩Treg按相反的路径被输入电机24，电机24进行再生。另外，当在发动机离合器26为连接状态下发动机20和牵引电机24工作时，发动机转矩Teng和电机转矩Ttrc被传递给车轮28。
驱动系统60的结构不限定于图2的结构。例如，也可以将与日本发明专利公开公报特开2017-100590号相同的结构作为驱动系统60(例如参照日本发明专利公开公报特开2017-100590号的图2)。
[A-1-2.发动机20]
发动机20(旋转驱动源)作为车辆10行驶用的第一驱动源生成发动机转矩Teng(动力Feng)且将其向车轮28(驱动轮)侧供给。另外，发动机20通过发动机转矩Teng使第一旋转电机22工作来产生电功率。下面对与发动机20有关的参数标注“ENG”或者“eng”。另外，在图1等中用“ENG”表示发动机20。
[A-1-3.第一旋转电机22]
第一旋转电机22(旋转驱动源)是三相交流无刷式，作为通过发动机转矩Teng(驱动力)发电的发电机发挥作用。第一旋转电机22发电产生的电功率Pgen经由未图示的第一逆变器供给至高压电池30(以下还称为“电池30”。)或第二旋转电机24或未图示的电动辅助类设备。第一旋转电机22是内置式永磁同步电机(Interior Permanent Magnet SynchronousMotor：IPMSM)。第一旋转电机22具有未图示的定子和转子。
下面还将第一旋转电机22称为发电机22。第一旋转电机22除了作为发电机的功能之外也可以作为牵引电机(traction motor)发挥作用，或者代替作为发电机的功能而作为牵引电机发挥作用。下面对与发电机22相关的参数标注“GEN”或“gen”。另外，在图1等中用“GEN”表示发电机22。发电机22能够作为发动机20的起动电机(starter motor)使用。
[A-1-4.第二旋转电机24]
图3是表示本实施方式所涉及的电机单元80的第二旋转电机24、转矩传感器50以及这些零部件的周边的剖视图。图4是图3的局部放大图。第二旋转电机24(旋转驱动源)是三相交流无刷式，作为车辆10的行驶用的第二驱动源生成电机转矩Ttrc(行驶驱动力)且将其向车轮28(驱动轮)侧供给。即，第二旋转电机24作为通过来自高压电池30的电功率Pbat和来自发电机22的电功率Pgen中的一方或者双方来驱动的牵引电机发挥作用。另外，第二旋转电机24在车辆10制动时进行再生，将再生电功率Preg经由未图示的第二逆变器供给至电池30。再生电功率Preg也可以被供给至未图示的电动辅助类设备。与发电机22同样，第二旋转电机24是内置式永磁同步电机(IPMSM)。
下面还将第二旋转电机24称为电机24、牵引电机24或者TRC电机24。第二旋转电机24除了作为牵引电机的功能之外也可以作为发电机发挥作用，或者代替作为牵引电机的功能而作为发电机发挥作用。下面，对与牵引电机24相关的参数标注“TRC”或者“trc”。另外，在图1等中用“TRC”表示牵引电机24。
如图3所示，牵引电机24除了电机轴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。电机轴204(以下还称为“输出轴204”或“电机输出轴204”。)包括配置在转子300内的转子轴310和与转子轴310结合的突出轴312。在本实施方式中，突出轴312被压入转子轴310。输出轴204呈中空状。换言之，输出轴204具有中空部320。在本实施方式中，在输出轴204的中空部320内配置有转矩传感器50和冷却机构52的配管510。
另外，电机输出轴204由磁性体构成。磁性体例如是碳钢、合金钢(铬钢、铬钼钢等)。电机输出轴204通过轴承330a、330b、330c、330d以可旋转的方式被支承。
[A-1-5.发动机离合器26]
如图1所示，发动机离合器26(第一切换装置)配置在第一传递路径70上，根据来自ECU54的指令切换发动机20与车轮28的连接状态和非连接状态。
[A-1-6.高压电池30]
高压电池30是包括多个电池单元且能够输出高压(数百伏特)的蓄电装置(能量储存器)，例如能够使用锂离子二次电池、镍氢二次电池、全固态电池等。还能够代替电池30而使用电容器等蓄电装置，或者除了电池30之外还使用电容器等蓄电装置。
[A-1-7.各种传感器]
车速传感器32检测车辆10的车速V[km/h]且将其发送给ECU54。SOC传感器34由未图示的电流传感器等构成，检测电池30的剩余电量(SOC：State of Charge，荷电状态)且将其发送给ECU54。
AP操作量传感器36检测未图示的加速踏板的从原位置开始的踩踏量[AP操作量θap][deg]或[％]，且将其发送给ECU54。BP操作量传感器38检测未图示的加速踏板的从原位置开始的踩踏量(BP操作量θbp)[deg]或[％]，且将其发送给ECU54。
转速传感器40a检测作为发电机22的每单位时间的转数的转速Ngen[rpm]，且将其发送给ECU54。转速传感器40b检测作为牵引电机24的每单位时间的转数的转速Ntrc[rpm]，且将其发送给ECU54。
转矩传感器50在第三传递路径76上设置在牵引电机24与第二分支点78之间，用于检测转矩Tdet(以下还称为“检测转矩Tdet”。)。如图3和图4所示，转矩传感器50具有多个磁致伸缩层350a、350b和多个线圈352a、352b。在后面参照图3和图4对转矩传感器50的详细情况进行说明。
[A-1-8.冷却机构52]
冷却机构52从内侧对电机24进行冷却。如图1所示，冷却机构52具有使冷却剂循环的泵500、对冷却剂进行冷却的散热器(radiator)502和冷却剂流路504。冷却剂流路504是使冷却剂循环的流路。冷却机构52具有图3和图4所示的配管510(支承杆)来作为冷却剂流路504的一部分。配管510与电机输出轴204同轴地配置在电机输出轴204的中空部320的内部，用于使冷却剂流动。更具体而言，配管510贯穿电机输出轴204内部，且两端固定于电机壳体520(外部零部件)。此外，也可以设置用于辅助配管510穿过电机输出轴204内部的未图示的引导棒。在本实施方式中，在配管510内流动的冷却剂从图3和图4的左侧向右侧流动。或者，也可以使冷却剂从图3和图4的右侧向左侧流动。
如图4所示，配管510中设置有电机24用第一通孔560和转矩传感器50用第二通孔562。第一通孔560在电机24的轴向上配置在与转子300和定子302重叠的位置。因此，从第一通孔560排出的冷却剂对转子300和定子302进行冷却。
第二通孔562在电机24的轴向上配置在与转矩传感器50重叠的位置。因此，从第二通孔562排出的冷却剂对转矩传感器50进行冷却。尤其是，本实施方式的第二通孔562如图4所示那样在电机24的轴向上配置在多个磁致伸缩层350a、350b之间。据此，将冷却剂供给到多个磁致伸缩层350a、350b之间。需要注意的是：在图3中，省略了第一通孔560和第二通孔562的图示。
本实施方式的配管510由非磁性体构成。例如可以使用不锈钢、铝或工程塑料作为在此的非磁性体。
[A-1-9.ECU54]
如图1所示，ECU54是控制整个驱动系统60的控制装置(或控制电路)，具有输入输出部90、运算部92和存储部94。输入输出部90经由信号线96(通信线)进行与车辆10的各部的信号的输入输出。输入输出部90具有将输入的模拟信号转换成数字信号的未图示的A/D转换电路。
运算部92包括中央运算装置(CPU)，通过执行存储于存储部94的程序进行动作。运算部92所执行的功能的一部分还能够使用逻辑IC(Integrated Circuit，集成电路)实现。所述程序也可以通过未图示的无线通信装置(移动电话、智能手机等)从外部供给。也可以用硬件(电路零部件)构成运算部92的所述程序的一部分。
如图1所示，运算部92具有驱动方式控制部100、发动机控制部102、发电机控制部104、牵引电机控制部106、离合器控制部108和冷却控制部110。
驱动方式控制部100控制车辆10的驱动方式。在此的驱动方式包括使用发动机20的驱动方式、使用牵引电机24的驱动方式以及使用发动机20和牵引电机24的驱动方式。此时，还同时控制由发电机22进行的发电或由牵引电机24进行的再生(发电)。
发动机控制部102(以下还称为“ENG控制部102”。)根据来自驱动方式控制部100的指令控制发动机20。发电机控制部104(以下还称为“GEN控制部104”。)根据来自驱动方式控制部100的指令控制发电机22。牵引电机控制部106(以下还称为“TRC控制部106”。)根据来自驱动方式控制部100的指令控制牵引电机24。离合器控制部108根据来自驱动方式控制部100的指令控制发动机离合器26。冷却控制部110根据由未图示的温度传感器检测到的牵引电机24的温度等控制泵500。
存储部94存储运算部92使用的程序和数据，具有随机存取存储器(以下称为“RAM”。)。作为RAM能够使用寄存器等易失性存储器和闪存存储器等非易失性存储器。另外，存储部94也可以除了具有RAM以外，还具有只读存储器(ROM)。
[A-1-10.转矩传感器50的详细情况]
如上所述，转矩传感器50在第三传递路径76上设置于牵引电机24与第二分支点78之间，用于检测转矩Tdet(检测转矩Tdet)。换言之，转矩传感器50配置在电机输出轴204与中间轴206的连结部360(图2和图3)和转子300之间，用于检测转矩Tdet。并且，如图3和图4所示，转矩传感器50例如是配置在电机输出轴204的中空部320内的磁致伸缩式转矩传感器。下面，还将转矩传感器50、电机输出轴204(轴)和配管510统称为传感器单元600。
具体而言，转矩传感器50具有多个磁致伸缩层350a、350b、多个线圈352a、352b和配线354。磁致伸缩层350a、350b(磁致伸缩膜)被配置在电机输出轴204的内周面上。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、或被压入的环形磁致伸缩金属部件构成。
线圈352a、352b配置于配管510(支承杆)。转矩传感器50的磁致伸缩层350a、350b和线圈352a、352b在电机24的轴向上配置在与轴承330c重叠的位置(图3和图4)。磁致伸缩层350a、350b和线圈352a、352b的具体结构例如可以适用日本发明专利公开公报特开2009-264812号所记载的结构。此外，还能够仅由单一的磁致伸缩层和单一的线圈构成转矩传感器50。
配线354的一端与线圈352a、352b连接，而将线圈352a、352b的检测结果输出至ECU54。本实施方式的配线354向离开电机24的方向、更具体而言是向与电机24相反一侧(图3中的右侧)引出。配线354构成图1的信号线96的一部分。
在通过电镀形成磁致伸缩层350a、350b的情况下，例如能够以如下方式形成。即，在电机输出轴204的内周面，例如以规定的膜厚(例如30微米以下)形成有两处如电镀镍铁合金那样的表现出正磁致伸缩常数的磁致伸缩件。此时，在对输出轴204施加规定的转矩的状态下通过高频加热进行加热后，恢复到室温并去除转矩，据此，磁致伸缩层350a、350b分别被给予相反方向的磁各向异性。据此，即使在未对磁致伸缩层350a、350b施加电机转矩Ttrc(扭矩)的情况下，由于始终作用有拉伸应力，而附加有拉伸的变形，因此，基于逆磁致伸缩特性的滞后也变小。
线圈352a、352b分别包括励磁线圈和检测线圈。励磁线圈经由配线354连接到未图示的励磁电压供给源。另外，检测线圈相对于磁致伸缩层350a、350b隔开规定的微小间隔而配置。
当电机转矩Ttrc(扭矩)作用于电机输出轴204时，电机转矩Ttrc也作用于磁致伸缩层350a、350b，根据电机转矩Ttrc在磁致伸缩层350a、350b产生逆磁致伸缩效应。因此，当将高频交流电压(励磁电压)从励磁电压供给源施加到(供给到)励磁线圈时，能够由检测线圈检测基于电机转矩Ttrc在磁致伸缩层350a、350b产生的逆磁致伸缩效应所引起的磁场变化，来作为阻抗或感应电压的变化。此时，处于除了施加有电机转矩Ttrc(扭矩)外，磁致伸缩层350a、350b上还始终施加有拉伸应力的状态。因此，能够获取滞后小的特性，能够根据该阻抗或感应电压的变化检测施加在输出轴204上的电机转矩Ttrc。
在线圈352a的检测线圈中，阻抗或感应电压随着电机转矩Ttrc从负成为正而增大。当电机转矩Ttrc为正的特定值T1时，阻抗或感应电压取峰值P10，当电机转矩Ttrc超过特定值T1时，阻抗或感应电压减小。另外，相反地，从电机转矩Ttrc较大的状态开始使电机转矩Ttrc逐渐减小，在电机转矩Ttrc变为零时也施加有拉伸应力。因此，磁致伸缩层350a的磁化状态稳定，磁特性相对于电机转矩Ttrc的变化也稳定。因此，滞后变小。
另外，随着电机转矩Ttrc从正成为负，线圈352b的检测线圈的阻抗或感应电压增大。当电机转矩Ttrc为负的特定值-T1时，阻抗或感应电压取峰值P10，当电机转矩Ttrc进一步向负方向增大时，阻抗或感应电压减小。另外，当从电机转矩Ttrc较小的状态(即，向负方向增大后的状态)开始使电机转矩Ttrc减小时，磁致伸缩层350b中的磁畴的方向发生变化。此时，即使电机转矩Ttrc变为零也施加有拉伸应力。因此，磁致伸缩层350b的磁化状态稳定，磁特性相对于电机转矩Ttrc的变化也稳定。因此，滞后变小。
由线圈352a、352b的检测线圈获取的电机转矩Ttrc和阻抗(或感应电压)的特性(转矩-阻抗特性)示出滞后小的大致凸形状。另外，如上所述，磁致伸缩层350a、350b被分别给予成为相反方向的磁各向异性。因此，线圈352a、352b的检测线圈各自的转矩-阻抗特性相对于电机转矩Ttrc为零的轴大致轴对称。
接着，对转矩传感器50的制造方法进行说明。在电机输出轴204上形成磁致伸缩层350a、350b(通过电镀形成的磁致伸缩膜)后，在对输出轴204施加规定扭矩的状态下进行热处理，由此磁致伸缩层350a、350b被给予规定方向的磁各向异性。此时的热处理是通过高频加热进行规定时间的加热。此外，优选，磁致伸缩层350a、350b以铁镍为主成分而构成。
转矩传感器50的制造方法中包括磁致伸缩膜形成工序、施加转矩高频加热工序、转矩释放工序和线圈配置工序。在磁致伸缩膜形成工序中，通过电镀在输出轴204上设置磁致伸缩层350a、350b(磁致伸缩膜)。
在施加转矩高频加热工序中，在对输出轴204施加规定扭矩的状态下，通过高频加热进行规定时间的加热。具体而言，在对形成有磁致伸缩层350a、350b的输出轴204施加规定扭矩的状态下，由作业用第一线圈和作业用第二线圈包围磁致伸缩层350a、350b的周围。然后，使高频电流在这些作业用线圈中流动，来对磁致伸缩层350a、350b进行加热。
在转矩释放工序中，通过释放扭矩而对磁致伸缩膜设置磁各向异性。具体而言，将在施加转矩高频加热工序中被加热的磁致伸缩层350a、350b自然冷却后，去除扭矩。据此，磁致伸缩层350a、350b被给予磁各向异性。
在线圈配置工序中，在磁致伸缩层350a、350b的周围配置用于检测磁致伸缩特性的变化的多重卷绕的线圈352a、352b(励磁线圈和检测线圈)。通过以上工序，形成磁致伸缩式的转矩传感器50。
下面，对施加转矩高频加热工序进行进一步详细地说明。输出轴204的材质例如为铬钼钢钢材(JIS-G-4105，符号：SCM)。磁致伸缩层350a、350b(磁致伸缩膜)是电镀在输出轴204的外周面的Ni-Fe系的合金膜。该合金膜的厚度优选为30微米左右。
当对磁致伸缩层350a(磁致伸缩膜)进行热处理时，边向特定方向(第一方向)对输出轴204施加第一规定转矩，边使高频(例如，500kHz～2MHz)电流在作业用第一线圈(感应器)中流动规定时间(例如，1～10秒)，据此对磁致伸缩层350a进行加热。另外，当对磁致伸缩层350b(磁致伸缩膜)进行热处理时，边向与第一方向相反的方向(第二方向)对输出轴204施加与第一规定转矩相同大小的第二规定转矩，边使所述高频电流在作业用第二线圈(感应器)中流动所述规定时间，据此对磁致伸缩层350b进行加热。
此外，磁致伸缩式转矩传感器的检测原理、基本结构和制造方法例如也可以使用日本发明专利公开公报特开2004-340744号中记载的检测原理、基本结构和制造方法。
＜A-2.行驶模式＞
在本实施方式中，使用MOT行驶模式、混合动力行驶模式、ENG行驶模式和再生模式。MOT行驶模式是主要通过高压电池30的电功率，由牵引电机24驱动车辆10的模式。混合动力行驶模式是一边通过发动机20的转矩Teng由发电机22进行发电，一边使用该发电产生的电功率由牵引电机24驱动车辆10的模式。ENG行驶模式是将发动机20作为主要驱动源而行驶的模式。
MOT行驶模式、混合动力行驶模式和ENG行驶模式主要按照车速V和车辆10的行驶驱动力Fd来选择。各模式的选择例如能够按照日本发明专利公开公报特开2017-100590号所记载的基准进行。MOT行驶模式例如在低速行驶时、中速行驶时、低速加速时使用。另外，混合动力行驶模式例如在中速加速时、高速急加速时使用。
＜A-3.本实施方式的效果＞
根据本实施方式，转矩传感器50配置在牵引电机24(驱动电机)的输出轴204的中空部320内(图3和图4)。因此，与转矩传感器50配置在输出轴204的外侧的情况相比，易于使输出轴204和与之啮合的中间轴206(另一轴)的连结部360在输出轴204的方向上接近牵引电机24或转矩传感器50等，而易于利用输出轴204的外周。因此，能够提高牵引电机24或包括牵引电机24的电机单元80在轴向上的设计自由度。
另外，由于转矩传感器50配置在输出轴204的中空部320内，因此转矩传感器50难以与配置在电机24周边的零部件(例如中间轴206)接触。因此，易于保护转矩传感器50使其不与该零部件接触。
并且，通过将作为冷却剂流路504的一部分的配管510配置在中空部320内的冷却机构52，来冷却牵引电机24和转矩传感器50(图3和图4)。因此，通过冷却牵引电机24并且冷却转矩传感器50，能够抑制转矩传感器50的温度变动。因此，能够提高转矩传感器50的检测精度。
在本实施方式中，冷却机构52具有使冷却剂流动的配管510，该配管510固定于牵引电机24(驱动电机)的电机壳体520(定子侧零部件)，并且配置于电机输出轴204的内部(图3和图4)。另外，转矩传感器50是具有配置于输出轴204的内周面的多个磁致伸缩层350a、350b和配置于配管510的多个线圈352a、352b的磁致伸缩式转矩传感器(图3和图4)。据此，能够将冷却剂用的配管510兼用于支承转矩传感器50的线圈352a、352b。
在本实施方式中，在配管510上，在牵引电机24(驱动电机)的轴向上形成有向多个磁致伸缩层350a、350b之间供给冷却剂的第二通孔562(通孔)(图4)。据此，从配管510的第二通孔562排出的冷却剂在牵引电机24的轴向上被供给到多个磁致伸缩层350a、350b之间。因此，能够抑制对多个磁致伸缩层350a、350b供给冷却剂的偏差。因此，能够抑制由磁致伸缩层350a、350b的温度偏差引起的检测精度下降。
在本实施方式中，在配管510上，在牵引电机24(驱动电机)的轴向上形成有与转子300重叠的第一通孔560、和与多个磁致伸缩层350a、350b重叠的第二通孔562(图4)。另外，电机输出轴204具有固定于转子300的转子轴310和从转子轴310突出的突出轴312。此外，突出轴312的形成有磁致伸缩层350a、350b的内周面比转子轴310的内周面靠近配管510(或旋转轴Ax)(图3)。换言之，在图3中，突出轴312的内周面与转子轴310的内周面呈台阶状。
因此，排出到转子轴310的冷却剂难以到达磁致伸缩层350a、350b。因此，通过从配管510的第二通孔562直接向突出轴312的内周面供给冷却剂，能够提高磁致伸缩层350a、350b的冷却效率。
在本实施方式中，车辆10具有电机单元80(图1)。另外，电机24(驱动电机)是生成车辆10的行驶驱动力的牵引电机24(图1和图2)。据此，通过直接检测来自牵引电机24的转子300的电机转矩Ttrc(驱动时)或者向转子300输入的再生转矩Treg(发电时)，能够高精度地检测电机转矩Ttrc(输出转矩)或者再生转矩Treg(输入转矩)。因此，能够高精度地控制车辆10的行驶驱动力。
B.变形例
此外，本发明不限于上述实施方式，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。
＜B-1.适用对象＞
上述实施方式的车辆10具有发动机20、发电机22和牵引电机24(图1)。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。例如，如日本发明专利公开公报特开2017-100590号的图10所示，车辆10也可以构成为具有发动机20和一个旋转电机。或者，车辆10也可以构成为具有发动机20和三个旋转电机。或者，车辆10也可以是不具有发动机20的电动车辆。在分别对左、右车轮28(驱动轮)设置旋转电机(驱动电机)的情况下，这些旋转电机也可以构成为轮毂电机。或者，也可以将本发明应用于如日本发明专利公开公报特开2008-017549号那样的操舵装置。
＜B-2.旋转电机＞
上述实施方式的第一旋转电机22和第二旋转电机24均为三相交流无刷式。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。第一旋转电机22和第二旋转电机24也可以为直流式或者有刷式。
上述实施方式的第一旋转电机22和第二旋转电机24均为内置式永磁同步电机(IPMSM)。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。第一旋转电机22和第二旋转电机24也可以是其他方式的旋转电机。作为其它方式，例如能够使用表面永磁同步电机(SPMSM)、感应电机(IM)、开关磁阻电机(SRM)或同步磁阻电机(SynRM)。
＜B-3.转矩传感器50＞
在上述实施方式中，将转矩传感器50设为磁致伸缩式。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。例如，转矩传感器50可以为其他检测方式。
在上述实施方式中，在电机输出轴204中的与突出轴312对应的位置设置转矩传感器50(图3和图4)。换言之，在上述实施方式中，在牵引电机24的轴向上，转矩传感器50配置在与转子300错开的位置。然而，例如，如果从将转矩传感器50设置在输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。
图5是表示变形例所涉及的电机单元80a的第二旋转电机24、转矩传感器50以及这些零部件的周边的剖视图。在电机单元80a中，转矩传感器50在牵引电机24(驱动电机)的轴向上配置在与转子300重叠的位置。据此，转矩传感器50直接检测来自转子300的电机转矩Ttrc(驱动时)或向转子300输入的再生转矩Treg(发电时)，从而能够高精度地检测电机转矩Ttrc(输出转矩)或再生转矩Treg(输入转矩)。
在上述实施方式中，转矩传感器50配置在电机输出轴204上(图3)。然而，例如，如果从检测连结牵引电机24和车轮28的转矩传递路径(图1的整个第三传递路径76和第一传递路径70的一部分)上的转矩的观点出发，则并不限定于此。
例如，也可以在中间轴206或输出轴204上设置中空部，在该中空部内设置转矩传感器50。或者，如果从将转矩传感器50配置在驱动电机(或者旋转电机)的输出轴的中空部内的观点出发，也可以在发电机轴202上设置中空部，在该中空部内设置转矩传感器50。或者，如果从将转矩传感器50配置在旋转驱动源的输出轴的中空部内的观点出发，也可以在发动机轴200上设置中空部，将转矩传感器50配置在该中空部内。在如上述那样改变转矩传感器50的配置的情况下，也可以相应地改变配管510的位置。或者，如果从将转矩传感器50配置在中空部内，从轴的内侧检测施加给轴的扭矩的观点来看，转矩传感器50(或传感器单元600)也能够在车辆10之外的用途中使用。
＜B-4.配管510(支承杆)＞
在上述实施方式中，将配管510固定支承于电机壳体520(图3)。然而，例如，从支承配管510(或支承杆)的观点出发，并不局限于此，也可以将配管510(或支承杆)支承于电机壳体520以外的外部零部件(不是转子300侧而是定子302侧的零部件，换言之，不会由于转子300的旋转而旋转的零部件)。
在上述实施方式中，将配管510的两侧固定支承于电机壳体520(图3)。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。例如，在将配管510的一端配置在电机输出轴204内，并由输出轴204等构成在其之后的冷却剂流路504的情况下，也可以由电机壳体520将配管510支承为悬臂梁式。
在上述实施方式中，将冷却机构52的配管510作为转矩传感器50的线圈352a、352b的支承部件(支承杆)(图3和图4)。然而，例如，如果从将转矩传感器50配置在电机输出轴204的中空部320内的观点出发，则并不限定于此。例如，也可以设置与配管510不同的支承杆来支承线圈352a、352b。
在上述实施方式中，分别设置电机轴204和冷却机构52(配管510)(图3)。然而，例如，如果从冷却牵引电机24的观点出发，则并不限定于此。例如，还能够将电机轴204的中空部320用作冷却剂流路504。

Claims (5)

1.一种电机单元，其特征在于，
具有驱动电机、转矩传感器和冷却机构，其中，
所述驱动电机具有输出轴，该输出轴具有中空部；
所述转矩传感器被配置在所述中空部内；
所述冷却机构的冷却剂流路的一部分被配置在所述中空部内，所述冷却机构用于对所述驱动电机和所述转矩传感器进行冷却。
2.根据权利要求1所述的电机单元，其特征在于，
所述冷却机构具有配管，该配管被固定于所述驱动电机的定子侧零部件且被配置于所述输出轴的内部，用于使冷却剂流动，
所述转矩传感器是具有多个磁致伸缩层和多个线圈的磁致伸缩式转矩传感器，其中：多个所述磁致伸缩层被配置于所述输出轴的内周面；多个所述线圈被配置于所述配管。
3.根据权利要求2所述的电机单元，其特征在于，
在所述配管上在所述驱动电机的轴向上形成有通孔，该通孔向多个所述磁致伸缩层之间供给所述冷却剂。
4.根据权利要求2所述的电机单元，其特征在于，
所述输出轴具有转子轴和突出轴，其中，所述转子轴被固定于所述驱动电机的转子；所述突出轴从所述转子轴突出，
所述磁致伸缩层形成于所述突出轴的内周面，
在所述配管上在所述驱动电机的轴向上形成有与所述驱动电机的转子重叠的第一通孔、和与多个所述磁致伸缩层重叠的第二通孔，
所述突出轴的内周面比所述转子轴的内周面靠近所述配管。
5.一种车辆，其特征在于，
具有权利要求1所述的电机单元，
所述驱动电机是生成所述车辆的行驶驱动力的牵引电机、或通过所述车辆的内燃机的驱动力进行发电的发电机。
CN201910223018.0A 2018-03-22 2019-03-22 电机单元和车辆 Withdrawn CN110293828A (zh)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2018-054298 2018-03-22
JP2018054298A JP2019170005A (ja) 2018-03-22 2018-03-22 モータユニット及び車両

Publications (1)

Publication Number Publication Date
CN110293828A true CN110293828A (zh) 2019-10-01

Family

ID=67985838

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201910223018.0A Withdrawn CN110293828A (zh) 2018-03-22 2019-03-22 电机单元和车辆

Country Status (3)

Country Link
US (1) US10797568B2 (zh)
JP (1) JP2019170005A (zh)
CN (1) CN110293828A (zh)

Families Citing this family (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019168250A (ja) * 2018-03-22 2019-10-03 本田技研工業株式会社 モータユニット及び車両
JP2019174235A (ja) * 2018-03-28 2019-10-10 本田技研工業株式会社 電動車両
KR102106294B1 (ko) * 2018-09-21 2020-05-04 주식회사 만도 자동차 조향장치
DE102021100958B3 (de) * 2021-01-19 2022-07-14 Schaeffler Technologies AG & Co. KG Verfahren zur Steuerung eines Kühlsystems, Kühlsystem, Steuereinheit und Computerprogrammprodukt
US20240055929A1 (en) * 2021-01-29 2024-02-15 Genesis Motion Solutions, Lp Electric machine
US11554674B1 (en) * 2021-06-08 2023-01-17 21st Green Vehicle Drive Systems LLC System of and method for recovering energy and providing power in a multi-source transmission assembly

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005059356A1 (de) * 2005-12-13 2007-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Hydrauliksystem an Kraftfahrzeugen
KR20080033697A (ko) * 2006-10-13 2008-04-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 파워트레인 냉각방법
JP2012149939A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Sinfonia Technology Co Ltd トルクセンサ及びこれを備えた駆動装置
US20160341300A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Magna Powertrain Of America, Inc. Active transfer case with splash recovery clutch lubrication system

Family Cites Families (19)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US2403579A (en) * 1943-12-18 1946-07-09 Aviat Corp Lubricating system for two-speed transmissions
US5269192A (en) * 1990-06-20 1993-12-14 Mitsubishi Denki K.K. Strain detector
JP4150992B2 (ja) * 2000-04-07 2008-09-17 日本サーボ株式会社 ステップリング付同軸出力中空軸減速体を有する回転電機
GB0129510D0 (en) * 2001-12-10 2002-01-30 Fast Technology Ag Magnetic torque transducer
JP2004340744A (ja) 2003-05-15 2004-12-02 Honda Motor Co Ltd 磁歪式トルクセンサの製造方法、および磁歪式トルクセンサを搭載した電動パワーステアリング装置
JP4615405B2 (ja) * 2004-11-22 2011-01-19 日立オートモティブシステムズ株式会社 モータ制御装置、パワーステアリング装置および制動力制御装置
JP2008017549A (ja) 2006-07-03 2008-01-24 Jtekt Corp 車両用操舵装置
JP2009216189A (ja) * 2008-03-11 2009-09-24 Toyota Motor Corp 複合遊星歯車装置
JP4581002B2 (ja) 2008-04-23 2010-11-17 本田技研工業株式会社 磁歪式トルクセンサ及び電動パワーステアリング装置
CN102362100B (zh) * 2009-09-25 2014-04-16 爱信艾达株式会社 驱动装置
JP2011225206A (ja) * 2010-03-31 2011-11-10 Honda Motor Co Ltd 車両用駆動装置の制御装置
JP5365880B2 (ja) * 2010-06-08 2013-12-11 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 車両用駆動装置
JP5081969B2 (ja) * 2010-12-06 2012-11-28 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド駆動装置およびハイブリッド駆動装置の制御装置
CN103328244A (zh) * 2011-02-04 2013-09-25 爱信艾达株式会社 车辆驱动装置
JP5675571B2 (ja) * 2011-12-05 2015-02-25 トヨタ自動車株式会社 車両用オイルポンプ
JP6496555B2 (ja) * 2014-02-18 2019-04-03 Ntn株式会社 車輪駆動用モータおよびインホイールモータ駆動装置
JP6194911B2 (ja) * 2015-03-13 2017-09-13 トヨタ自動車株式会社 ハイブリッド車両の潤滑構造
JP6363585B2 (ja) 2015-12-02 2018-07-25 本田技研工業株式会社 車両
DE102016120544B4 (de) * 2016-10-27 2019-05-02 Amprio Gmbh Antriebseinrichtung für ein elektromotorisch und mit Muskelkraft hybrid betriebenes Elektrofahrrad

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102005059356A1 (de) * 2005-12-13 2007-06-14 Zf Friedrichshafen Ag Hydrauliksystem an Kraftfahrzeugen
KR20080033697A (ko) * 2006-10-13 2008-04-17 현대자동차주식회사 하이브리드 차량의 파워트레인 냉각방법
JP2012149939A (ja) * 2011-01-18 2012-08-09 Sinfonia Technology Co Ltd トルクセンサ及びこれを備えた駆動装置
US20160341300A1 (en) * 2015-05-21 2016-11-24 Magna Powertrain Of America, Inc. Active transfer case with splash recovery clutch lubrication system
CN106168283A (zh) * 2015-05-21 2016-11-30 麦格纳动力系美国有限公司 具有飞溅回收离合器润滑系统的主动分动箱

Also Published As

Publication number Publication date
JP2019170005A (ja) 2019-10-03
US20190296616A1 (en) 2019-09-26
US10797568B2 (en) 2020-10-06

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN110293828A (zh) 电机单元和车辆
Rasmussen et al. Experimental evaluation of a motor-integrated permanent-magnet gear
US8307929B2 (en) Drive control apparatus for rotating electric machines and vehicle
CN102158026B (zh) 一种双转子电机和用双转子电机作动力的混合动力车
CN102742151B (zh) 旋转电机控制系统及旋转电机的磁体温度操作方法
CN101903203B (zh) 操作机电转换器的方法、控制器和计算机程序产品
CN1945939B (zh) 双机械端口电机及其驱动控制系统
Tong et al. A brushless claw-pole double-rotor machine for power-split hybrid electric vehicles
CN101924437A (zh) 双机械端口电机及其驱动控制系统
CN110299889A (zh) 旋转电机单元、车辆和旋转电机单元的控制方法
CN110194063A (zh) 驱动电机、电动车辆和驱动电机的控制方法
CN109478814A (zh) 旋转电机的定子和旋转电机
CN110293829A (zh) 传感器单元、电机单元和车辆
CN113474973A (zh) 电机、电机控制器、热交换系统和控制方法
Kim et al. Design of Π core and Π 2 core PM-aided switched reluctance motors
Cai et al. Design and analysis of a doubly salient wound field starter generator for cost-effective automobile application
CA2894351C (en) High-speed high-power switched reluctance machine
CN110293830A (zh) 电机单元和车辆
US20210234495A1 (en) Magnet temperature estimating device for motor and hybrid vehicle provided with the same
CN102897013B (zh) 一种用双转子电机作动力的混合动力车
WO2015045924A1 (ja) 回転電機
Biswas et al. A novel approach towards electrical loss minimization in vector controlled induction machine drive for EV/HEV
CN203166720U (zh) 一种车辆用交流发电机
Chuyduk et al. Termal Analysis of a Motor Wheel Based on a Brushless Motor of Combined Excitation for Vehicle Electrical Transmission
WO2015056705A1 (ja) 車両制御装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
WW01 Invention patent application withdrawn after publication
WW01 Invention patent application withdrawn after publication

Application publication date: 20191001