CN1945934A - 车轮驱动装置以及具有该车轮驱动装置的混合动力车辆 - Google Patents

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Abstract

本发明的车轮驱动装置能够在不增大电池容量的情况下安装在驱动系统的安装空间有限的车辆上,实现扭矩输出和行驶距离方面的高性能化,并使马达的间隙量的误差不容易累积。由通过引擎(220)的动力进行发电的发电机(210)和电池(400)供电的驱动马达(500)进行驱动,使后轮(102)旋转。驱动马达(500)通过间隙调整器(550)来调整转子和定子的间隙量,并由此改变驱动输出。当驱动指示信息为停止信息、并且驱动马达(500)的实际的运行状态为停止状态时,间隙量计算部(760)计算出预定间隙量,将其输出给间隙调整器驱动电路(770),并将对应于该预定间隙量而改变了的转子和定子的相对位置设定为初始值。

Description

车轮驱动装置以及具有该车轮驱动装置的混合动力车辆
技术领域
本发明涉及使用了车轮驱动装置的混合动力车辆,该车辆驱动装置具有可以调整输出特性的马达。
背景技术
在机动车辆中,从环境问题的角度出发,希望有比引擎驱动式车辆尽可能少地排出环境污染物的车辆,与之相对,如专利文献1所示,申请人请求保护由旋转电机(间隙马达(gap motor))驱动的车辆。
在该专利文献1中,公开了作为通过旋转电机来行驶的电动车辆的电动两轮车。在该电动车辆的旋转电机中,作为调整用马达的步进式马达调整连接在旋转轴上的转子和与转子相对配置的定子在所述旋转轴方向上的相对位置(间隙)。通过调整这些转子和定子的间隙来主动调整磁铁的磁通量,从而能够自由改变车辆的输出特性,以在需要高扭矩时使磁通量较大,在需要高速旋转时使磁通量较小。在专利文献1中,由于将步进式马达用作调整用马达,因此,可以通过驱动脉冲数来控制旋转量,从而不需要用于了解旋转量(或者移动量)的传感器等。
专利文献1:日本专利文献特开2004-135486号公报。
近年来,对于专利文献1的电动车辆的结构,在输出扭矩和行驶距离等方面,希望具有与车身大小等同于专利文献1的引擎驱动式车辆相同的车辆特性。
在专利文献1的结构中,当希望取得与引擎驱动式两轮车同等的高性能时,考虑安装可以输出高扭矩的小型旋转电机。但是,为了使旋转电机能够输出高扭矩、并确保可以在实现预定距离行使的预定时间内进行驱动的消耗电能,电池会增大。在像专利文献1这样的对车辆驱动系统的安装空间有所限制的两轮车等车辆中,很难安装容量大的电池。
另外,当将可以输出高扭矩的旋转电机作为车辆的主驱动源并在行驶过程中反复改变转子和定子之间的间隙时,有可能出现在调整用马达的调整量和实际间隙之间产生误差且该误差不断累积的问题。
发明内容
本发明是鉴于上述问题而作出的,其目的在于提供一种车轮驱动装置以及具有该车轮驱动装置的混合动力车辆,该车轮驱动装置能够在不增大电池容量的情况下安装在驱动系统的安装空间有限的车辆上,实现扭矩输出和行驶距离方面的高性能化,并使马达间隙量的误差不容易累积。
本发明的车轮驱动装置包括:车轮;引擎;通过所述引擎的动力进行发电的发电机;以所述发电机的发电电能进行充电的电池;驱动马达,具有转子和与所述转子相对配置的定子,并通过来自所述发电机和电池中的至少一者的电能而产生动力,从而驱动所述车轮;马达调整器,通过使所述转子和所述定子的相对位置可以改变来调整所述转子和所述定子之间的间隙量,从而改变所述驱动马达的驱动输出;向所述驱动马达输出驱动指示信息的控制部;输出所述驱动马达的实际的运行状态的马达状态检测部;间隙量计算部,根据所述驱动指示信息和所述驱动马达的实际的运行状态来计算由所述马达调整器调整的间隙量;调整器驱动部,对应于所计算的间隙量来驱动所述马达调整器。其中,当所述驱动指示信息为停止信息、并且所述驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,所述间隙量计算部计算出预定间隙量,将其输出给所述调整器驱动部,并将对应于所述预定间隙量而改变了的所述转子和所述定子的相对位置设定为初始值。
根据该结构,产生使车轮旋转的驱动输出的驱动马达通过来自利用引擎驱动进行发电的发电机和电池中的至少一者的电能来进行驱动,并且,在驱动马达中,当驱动指示信息为停止信息、且驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,将对应于计算出的预定间隙量而改变了的转子和定子的相对位置设定为初始值、即被初始化的位置。
因此,作为驱动马达的动力供给源,可以使用利用引擎驱动进行发电的发电机的发电电能和来自于以该发电电能进行充电的电池的供给电能。即,能够在不加大电池的情况下确保行驶所需的消耗电能,并能够将可以输出高扭矩的马达用作驱动马达。另外,当驱动马达处于停止状态时,转子和定子的间隙量被初始化,从而消除了间隙量的误差。即,在驱动马达中,即使在驱动过程中反复改变间隙量,由于在每一次驱动马达停止时对间隙量进行初始化,因此不易蓄积间隙量的误差。
如上所述,根据本发明,能够在不加大电池容量的情况下安装到驱动系统的安装空间有限的车辆上,实现扭矩输出和行驶距离方面的高性能化,并且不易蓄积马达的间隙量的误差。
附图说明
图1是本发明一个实施方式的车轮驱动装置的驱动单元的平面截面图;
图2是示出驱动马达的主要部分的结构的放大部分截面图;
图3(a)和图3(b)是示出可动部件和停止旋转部件的关系的截面图;
图4是示出作为本发明的电动车辆所具有的控制驱动装置的控制系统的整体的框图;
图5是示出电池充放电效率分布图的一个示例的图;
图6是示出发电机运行效率分布图的一个示例的图;
图7是示出引擎运行效率分布图的一个示例的图;
图8是示出由本发明一个实施方式的车轮驱动装置的控制部控制的引擎和马达的设定输出比的图;
图9是说明驱动马达中的转子和定子的间隙可变处理的流程图。
具体实施方式
下面,参照附图来详细地说明本发明的实施方式。
具有本实施方式的车轮驱动装置的混合动力车辆是通过引擎来驱动发电机、并通过该发电机的电能来驱动车轮(例如后轮)的串联式混合动力电动车辆。在这里,该混合动力车辆与汽车相比,虽然有货物存放空间小等缺点,但由于具有能够减小停车空间等优点,因此是作为简便移动用车辆而在市场上广泛普及的速可达(scooter)型两轮车。
首先,说明本实施方式的车轮驱动装置所具有的驱动单元。
图1是本发明一个实施方式的车轮驱动装置的驱动单元200的平面截面图。在本实施方式中,所谓前、后、左、右是指在坐在上述自动两轮车的车座上的状态下进行观察时的前、后、左、右。
如图1所示,驱动单元200悬臂支承可自由旋转的、作为驱动轮的后轮102。该驱动单元200具有:引擎220;由引擎220驱动的发电机210;通过发电机210的发电电能和来自电池400(参照图1)的供给电能进行旋转、从而驱动作为驱动轮的后轮102的驱动马达500;以及间隙调整器550。
引擎220配置在驱动单元200的前方,并使曲轴222位于与车辆前后方向垂直的方向上。在该引擎220中,沿着中心轴(以下称为“车辆轴”)A配置活塞,该中心轴A在具有驱动单元200的车辆的前后方向上延伸。
曲轴222在一个端部一侧、这里是在车辆右侧的端部222a一侧与发电机210的转子212连接。这样,在因活塞224的上下运动而旋转的曲轴222的旋转力的作用下,转子212围绕发电机210的定子214旋转,由此,发电机210自身进行发电。这样,通过将转子212的轴配置在与引擎220的曲轴222相同的轴线上并使其相互结合,将发电机210连接在引擎220上。
如图1所示,发电机210的发电电能被供给电池400和驱动马达500。
在驱动单元200的后方,详细地说,在配置于后轮102左侧的臂部202上设有与发电机210和电池400连接的驱动马达500。在图1中,箭头分别表示引擎输出从引擎220流向发电机210、发电电能从发电机210流向电池400、行驶电能从发电机210流向驱动马达500、以及辅助电能从电池400流向驱动马达500。
按照使旋转轴510与车辆前后方向(例如车辆轴A的方向)垂直的方式来配置驱动马达500。驱动马达500是可变间隙式马达,由24V以上的供给电源驱动。在这里,将轴向间隙马达用作驱动马达500,通过改变定子520和转子530之间的间隙来控制其转数和扭矩。
在图1所示的驱动马达500中,以旋转轴510为中心,在其左右分别示出了间隙最大时和间隙最小时的状态。即,在驱动马达500中,转子530以旋转轴510为中心对称配置,但在图1中未进行对称配置,相对于旋转轴510,处于附图左上侧的转子530A表示间隙最大时的转子位置,处于附图右上侧的转子530B表示间隙最小时的转子位置。
图2是示出驱动马达的主要部分的结构的放大部分截面图。
在形成于臂部202后端部的箱体503内,配置在臂部202上的驱动马达500的旋转轴510由配置在箱体左右侧表面部分上的轴承504、505可旋转地支承。在驱动单元200中,臂部202的箱体503的左侧表面部分被配置在在车宽方向上距离后轮102(参照图1)最远的位置处。
详细来说,轴承504、505可旋转地支承旋转轴510,该旋转轴510通过减速部244与使后轮旋转的车轴(输出轴)112连结。
在驱动马达500中,定子520被容纳在箱体503中,用螺钉等将其固定。定子520由圆板状(近似环状)的定子轭和定子绕组构成。定子绕组通过线轴(绝缘体)缠绕在多个定子齿的每一个上,所述定子齿分别插入固定在定子轭上的、围绕旋转轴510而近似呈圆形布置的多个配合孔中。在图中示出了定子绕组、定子齿、定子轭被树脂等浇铸成形的状态的定子520。
在以插通定子520的大致中央部的旋转轴510为轴、并可相对于定子旋转的状态下安装转子530。这样,旋转轴510可兼作转子轴。
旋转轴510的顶端一侧(车辆右侧)的端部插入减速部244,旋转轴510通过该减速部244与车轴112连接。减速部244例如由行星齿轮机构构成,用于减少旋转轴510的转数,并将力传递给车轴112。
另外,转子530具有圆盘状的轭532。轭532是对通过冲压加工而形成为环状的金属板进行二次拉深加工而成的部件。
在轭532的一个表面的外周部上,磁铁534被固定在与定子520相对的位置上。使磁铁534磁化,使得在轭532的一个表面上形成交替不同的磁性。
配置磁铁534,使之在旋转轴510的轴向(以下简单称为轴向)上相对于定子520具有间隙(gap)G1、G2。
在轭532的中心部分形成有旋转轴510插通的通孔。下部通过轴承506可自由旋转地连接在可动部件(滑块)540上的支架536的上部与该通孔配合。
支架536为筒状,旋转轴510在与定子520基本垂直的方向上插通该支架536,该支架536的上部被螺钉固定在轭532上。
在支架536的内周一侧形成有在轴向上延伸的槽(缝隙)536a,该缝隙与在旋转轴510的外周部上形成的突出部510b配合。
即,通过所谓的锯齿(serration)使支架536与旋转轴510结合,按照转子530的支架536能够以缝隙536a为引导槽而相对于旋转轴510在轴向上移动的方式将转子530的支架536连接在旋转轴510上。
因此,连接在支架536上的轭532可以与旋转轴510一起旋转,并能够相对于旋转轴510在轴向上滑动。通过该滑动,使转子530(详细地说是转子530的磁铁534)和定子520之间的间隙G位于间隙G1到间隙G2之间。
在该支架536的下部,即在相对于支架536而位于与后轮102相反一侧的部分上配置有圆筒状的可动部件540,在该可动部件540的内部插通有旋转轴510。
在箱体503内,通过插通有旋转轴510的筒状体551将可动部件540可自由旋转地安装在旋转轴510的周围,该可动部件540的下部通过螺纹连接在间隙调整器550的转子554的转子圆筒部554b上。
如图2所示,可动部件540具有连接部541和主体部542。连接部541被设置在上部(顶端部)、即转子530的轭532一侧,并通过轴承506连接在支架536的下端部上;主体部542从连接部541开始向下方延伸。
连接部541具有从凸缘部的外周向上方立起的周壁部,所述凸缘部从主体部542的顶端边缘开始在径向上延伸。在连接部541中,通过轴承506和支架536的下部来插通旋转轴510,所述轴承506与凸缘部的上表面间隔有间隙、并内嵌到周壁部内。
主体部542插通固定在箱体503上的停止旋转部件507,通过该停止旋转部件507,可以防止主体部542自身旋转,并使之仅可以在轴向上移动。
在这里,对停止旋转部件507的结构进行说明。在停止旋转部件507中形成有可动部件540插通的通孔508。另一方面,在可动部件540的主体部542的顶端部(图2中为上部)的外周设有滑动部542a,该滑动部542a内嵌到通孔508中,并仅沿着通孔508的内表面在轴向上滑动。
滑动部542a的截面为圆筒状,通过切除其一部分外周部而形成平面部。在外嵌于该滑动部542a的通孔508的内周面的一部分上形成有与滑动部542a的平面抵接的平面。
即,通过这些平面相互抵接来抑制停止旋转部件507和可动部件540的滑动部542a的相对转动。
图3是示出可动部件和停止旋转部件的关系的截面图。可动部件的滑动部542a和停止旋转部件507的配合部的轴向截面形状例如既可以如图3(a)所示使圆形的至少一处形成为直线,也可以如图3(b)所示为多边形。
另外,滑动部542a和停止旋转部件507的形状不需要近似,只要相互啮合、从而不相对转动即可。
另外,在主体部542的基端部(在图2中为下端部)、即在可动部件540的下端部的外周形成有外螺纹部542b,该外螺纹部542b与转子圆筒部554b的内螺纹部554c螺纹连接。
另外,基于外螺纹部542b和内螺纹部554c的可动部件540和转子圆筒部554b的连接也可以采用使螺旋状的凹凸部相互配合的方式来代替外螺纹部542b和阴螺纹部554c。
另外,在转子圆筒部554b和主体部542的下端部这两者中,也可以在其中一个上设置螺旋状的长孔,而在另一个上设置与长孔配合的销。即,在这里,在所述主体部542和转子圆筒部554b的连接结构中,通过由停止旋转部件507而防止了旋转的外螺纹部542b和内螺纹部554c的螺纹连接结构,将主体部542的旋转转变为轴向。由此,可动部件540在轴向上移动。
通过设置在可动部件540和停止旋转部件507之间的偏置部件513,该可动部件540被施加远离定子520的偏置力。
转子圆筒部554b是调整用马达所具有的转子的一部分,接近轴承504而配置在筒状体551上,其上下由安装在箱体503和停止旋转部件507上的各个轴承509可旋转地支承。
间隙调整器550是调整转子530和定子520在旋转轴方向上的相对位置(间隙G)的马达,例如由步进式马达等构成。
在这里,在间隙调整器550中,在外周一侧配置圆筒形的定子552,在内周一侧配置圆筒形的转子554,并将定子552和转子554配置在同心圆上。定子552被固定在臂部202上,在臂部202上设有驱动间隙调整器550的间隙调整器驱动电路770(参照图4)。
定子552具有多个绕组552a,这些绕组552a与间隙调整器驱动电路770(参照图4)电连接。
转子554具有磁铁554a和内周一侧的转子圆筒部554b,其中,磁铁554a具有与定子552间隔间隙而配置的多个磁极。转子圆筒部554b的上下由安装在臂部202和停止旋转部件507上的各个轴承509可旋转地支承。在转子圆筒部554b的内周面上形成有螺纹(这里是内螺纹部554c),该螺纹部分(内周面)554c与可动部件540的主体部542的外螺纹部542b螺纹连接。由此,在可动部件540中,通过主体部542的旋转而将间隙调整器550的旋转改变为轴向,使得可动部件540自身在轴向上移动。
另外,间隙调整器550通过使转子530移动来调整转子530和定子520之间的间隙G。因此,与使由铁心和铜线构成的重的定子520移动相比,可以使用较小的部件来作为间隙调整器550。
在这里,说明驱动马达500的动作。当间隙调整器驱动电路770(参照图4)驱动定子552的绕组552a时,转子554绕旋转轴510旋转。转子圆筒部554b由于该选旋转而旋鞯,通过主体部542与转子圆筒部554b螺纹连接的可动部件540沿旋转轴510向车辆的右侧方向移动。通过该结构,间隙调整器550的驱动力被转变成可动部件540的轴向位移。通过可动部件540向车辆右侧移动,可动部件540的连接部541通过支架536将轭532压向远离定子520的方向(在图2中为向上的方向)。由此,轭532向远离定子520的方向移动。
由此,轭532的磁铁534和定子520之间的间隔、即间隙G变宽。此时,由于可动部件540和轭532通过轴承506来连接,因此能够使轭532在旋转的情况下移动。
即,在使车轴(驱动轴)112旋状的状态下,通过间隙调整器550来调节间隙G,从而能够调节车轴112的旋转扭矩、转数。
对间隙调整器驱动电路770(参照图4)使间隙调整器550向与所述旋转方向相反的方向旋转时的情况进行说明。此时,在间隙调整器550中,通过转子圆筒部554b的旋转,可动部件540向靠近转子圆筒部554b的方向(在图2中为向下的方向)、换言之向定子552一侧移动。
于是,伴随着可动部件540的动作,轭532向靠近定子520的方向(在图2中为向下的方向)移动。通过该动作,使轭532的磁铁534和定子520之间的间隔、即间隙G变窄。
此时,由于可动部件540和轭532通过轴承506来连接,因此也能够使轭532在旋转的情况下移动。
这样,在驱动马达500中,能够容易地通过控制间隙调整器550来调节车轴112的旋转扭矩、转数。
另外,即使在驱动马达500的停止过程中,间隙调整器驱动电路770(参照图4)也能够驱动间隙调整器550。因此,如果在推行时进行控制以使间隙G变大,可以减轻驾驶者的疲劳感。
如上构成的驱动马达500中的旋转轴510在其顶端部、即在车辆右侧的端部242a一侧通过减速部244与平行地配置在驱动马达500的旋转轴的后方的车轴112连结。
这样,在驱动单元200中,引擎220没有采用直接驱动驱动轮、在这里即后轮102的结构。即,引擎220用于驱动发电机210,后轮102通过由电池400或发电机210供给的电能而被驱动马达500驱动。
因此,在该车辆100中,能够使引擎220的转数固定,而不管油门开度如何。即,即使在怠速运转或急加速等情况下,也能够提高引擎220的燃烧效率,并且能够减少伴随引擎220的转数的变化而产生的环境污染物。
这样,在驱动单元200中,沿着安装引擎220的车辆100的车辆轴A来配置引擎220,将发电机210配置在车辆100的整体的右侧,并将驱动马达500配置车辆100的整体的左侧。
因此,即使将驱动单元200安装在车辆100的主体上,也能在安装后保持良好的平衡,驱动单元200自身的重量平衡也非常优良。
下面,说明间隙调整器驱动电路770等、控制驱动单元200的各个构成要素的驱动的控制部,其中包括混合动力车辆100的控制驱动装置整体的结构。
图4是示出作为本发明的电动车辆所具有的控制驱动装置的控制系统整体的框图。
如图4所示,混合动力车辆100具有控制部700,所述控制部700根据从各个构成要素输入的信息来控制驱动单元200的各个构成要素的驱动,并且,通过该控制部700来控制车辆驾驶状态、即车辆的驱动状态。
控制部700包括:根据输入的信息来决定理想的车辆状态(包括车辆驾驶状态)的理想车辆状态决定装置710;根据所决定的理想的车辆状态来决定指示信息的指示车辆状态决定装置720;根据输入的信息来决定理想的电源状态的理想电源状态决定装置730;以及根据理想的电源状态来决定指示信息的指示电源状态决定装置740等。另外,除了控制部700以外,作为主要的构成要素,混合动力车辆100还具有间隙量计算部760、驱动间隙调整器550的间隙调整器驱动电路770等。
首先说明在控制系统中用于驾驶车辆的构成要素。
油门状态检测装置610检测油门612的状态,并将全开作为100%的油门开度的程度输出给理想车辆状态决定装置710。
制动器状态检测装置616检测制动器614的打开、关闭,并作为制动器信息(制动器开关on/off)输出给理想车辆状态决定装置710。
存储750存储用于使电动车辆(混合动力车辆)100行使的信息。作为存储在存储器750中的信息,可以例举出为了使驱动单元的各个构成要素以效率最高的能效来运行而驱动驱动单元200的各个构成要素时的效率分布图751~754等。另外,存储器750也可以存储间隙量-当前转数图780。
作为效率分布图751~754,在这里,将马达驱动效率分布图751、电池充放电效率分布图752、发电机运行效率分布图753、引擎运行效率分布图754等存储在存储器750中。
马达驱动效率分布图751示出了根据运行状况效率最高的驱动马达500的驱动状态的分布。该马达驱动效率分布图751的信息被输出给理想车辆状态决定装置710。
电池充放电效率分布图752示出了根据运行状况效率最高的电池400的充放电状态的分布。图5是示出电池充放电效率分布图752的一个示例的图。在图5所示的电池充放电效率分布图752中,能够利用当前的SOC%、电池充放电电流以及电池温度来计算出此时电池的充放电效率。并且,该电池充放电效率分布图752的信息被输出给理想电源状态决定装置730。
另外,发电机运行效率分布图753示出了根据运行状况效率最高的发电机210的运行状态的分布。图6是示出发电机运行效率分布图753的一个示例的图。在图6所示的发电机运行效率分布图753中,可以使用转数rpm和发电机的发电电流来计算出此时的发电机运行效率。并且,发电机运行效率分布图753的信息被输出给理想电源状态决定装置730。
引擎运行效率分布图754示出了根据运行状况效率最高的引擎220的运行状态的分布。图7是示出引擎运行效率分布图754的一个示例的图。在图7所示的引擎运行效率分布图754中,可以使用转数rpm和扭矩Nm来计算出此时的引擎运行效率。并且,该引擎运行效率分布图754的信息被输出给理想车辆状态决定装置710。
间隙量-当前转数图780用于控制对驱动马达500中的间隙G进行调整的间隙调整器550的驱动,具有对应于驱动马达500自身的实际的转数、即当前转数的间隙量。该间隙量-当前转数图780的信息被输出给间隙量计算部760。
图4所示的按钮开关状态检测装置618检测按钮开关组620中的各种按钮开关的状态,并将该状态信息输出给理想车辆状态决定装置710、理想电源状态决定装置730、以及错误状态决定装置790。
虽然图中没有示出,但是按钮开关组620例如包括PEV(Pure ElectricVehicle,纯电动车)优先按钮开关、燃料优先按钮开关、动力优先按钮开关、以及主开关等。PEV优先按钮开关是用于使将电池作为驱动源而进行行驶的运行模式优先的按钮,燃料优先按钮开关是用于在行驶中选择使燃料优先的运行模式的按钮开关。
另外,动力优先按钮开关是用于在行驶中选择输出扭矩为高扭矩的运行模式的按钮开关。与之对应,从按钮开关状态检测装置618输出给理想车辆状态决定装置710、理想电源状态决定装置730、以及错误状态决定装置790的状态信息例如是PEV优先模式状态、燃料优先模式状态、以及动力优先模式状态等运行模式状态信息。另外,通过闭合主开关来接通车辆中的所有装置的电源。
理想车辆状态决定装置710根据从油门状态检测装置610、制动器状态检测装置616、马达驱动效率分布图751、电源状态检测装置624输入的各种信息来决定理想的车辆状态。所谓理想的车辆状态,是指在运行模式中基于与油门开度相对应的驱动马达500的驱动的运行状态。
详细地说,将油门开度%、制动器开关on/off、马达效率、运行模式、当前SOC(State Of Charge,荷电状态)状态%等各种信息输入理想车辆状态决定装置710。理想车辆状态决定装置710根据这些输入而在输入的运行模式中确定对应于油门开度的理想的驱动马达500的驱动状态。然后,理想车辆状态决定装置710计算出用于达到所确定的理想车辆状态的目标扭矩Nm、目标转数rpm,并将其输出给指示车辆状态决定装置720。
将当前SOC状态%信息输出给理想车辆状态决定装置710的电源状态检测装置624根据从检测电池400的状态的电池状态检测装置626输入的电池充放电量wh、电池温度deg,生成包括电池充放电量wh、电池温度deg以及SOC状态%信息的SOC状态信息(当前SOC信息)。
该电源状态检测装置624根据从电池状态检测装置626输入的信息,将SOC过小、过大、电池过热等信息作为SOC信息输出给错误决定装置790。
另外,电池状态检测装置626检测出电池的电压V、电流A、以及温度deg等,然后生成电池充放电量wh、电池温度deg并将其输出给电源状态检测装置624。
向理想电源状态决定装置730输入由电池充放电效率分布图752得到的充放电效率信息、由发电机运行效率分布图753和引擎运行效率分布图754得到的发电机效率信息、由按钮开关状态检测装置618得到的运行模式信息。另外,从电源状态检测装置624向理想电源状态决定装置730输入当前SOC状态%信息,从错误状态决定装置790向理想电源状态决定装置730输入错误状态信息,另外,从车辆状态检测装置628向理想电源状态决定装置730输入车辆状态信息(当前行驶负载N、加速负载N、坡度负载N、车速kph、加速度g等信息)。
根据这些输入的信息,理想电源状态决定装置730生成对驱动单元200的各个构成要素的限制、目标、动作信息,以使车辆处于理想的电源状态。然后,理想电源状态决定装置730将生成的各种信息输出给指示车辆状态决定装置720或指示电源状态决定装置740。详细来说,理想电源状态决定装置730用于决定电池400的充电量,其根据输入的电池状态SOC来计算电池充电量,并将该电池充电量与根据驱动马达500的输出而得到的当前使用的电能相加来决定目标发电量。理想电源状态决定装置730据此将限制扭矩Nm和限制转数rpm输出给指示车辆状态决定装置720,并将发电机动作决定信息、目标扭矩Nm、目标电能Kw、目标转数rpm输出给指示电源状态决定装置740。
指示车辆状态决定装置720根据输入的信息,生成并输出用于控制驱动马达500的驱动和与驱动马达500相关的各个构成要素、例如间隙调整器550的驱动的指示信息,以达到所确定的理想车辆状态。
具体来说,输入到指示车辆状态决定装置720中的信息是来自理想车辆状态决定装置710的目标扭矩Nm和目标转数rpm、以及来自理想电源状态决定装置730的限制扭矩Nm、限制转数rpm。另外,从车辆状态检测装置628向指示车辆状态决定装置720输入车辆状态信息(当前行驶负载N、加速负载N、坡度负载N、车速kph、加速度g等信息),从错误状态决定装置790向指示车辆状态决定装置720输入错误状态信息。
然后,指示车辆状态决定装置720根据输入的信息,将对驱动马达500的指示扭矩和指示转数rpm分别输出给间隙量计算部760和驱动马达运行装置630。
间隙量计算部760根据从指示车辆状态决定装置720输入的对驱动马达500的指示扭矩和指示转数、从驱动马达运行装置630输入的当前转数、表示间隙量-当前转数的关系的图780来计算出对应于当前转数的驱动马达500中的间隙量G。
间隙量计算部760将与计算出的间隙量G相对应的驱动信号输出给间隙调整器驱动电路770。间隙调整器驱动电路770根据输入的驱动信号生成驱动电流,并输出给间隙调整器550以驱动间隙调整器550。
间隙调整器驱动电路770控制转子530和定子520的相对位置(间隙G),使得即使在驱动过程中也能根据总是在变化的行驶状态而产生对于获取期望的扭矩和转数来说最合适的吸引力和排斥力。
具体来说,当为了启动而需要大的扭矩时,通过驱动控制间隙调整器550来缩小转子530和定子520之间的间隙G。由于间隙G减小,在转子530和定子520之间产生大的吸引力/排斥力。另一方面,当为了高速运行而需要高的旋转轴230的旋转速度时,通过驱动控制间隙调整器550来增大转子530和定子520之间的间隙G。由于间隙G增大,在转子530和定子520之间产生小的吸引力/排斥力,从而能够提高与之成反比的旋转速度。
间隙调整器550根据从间隙调整器驱动电路770输出的驱动电流,通过可动部件使转子向离开、靠近定子的方向移动,以达到预定长度的间隙。
驱动马达运行装置630根据输入的信息,向驱动马达500输出U、V、W相,驱动控制驱动马达500。输入到该驱动马达运行装置630的信息是从指示车辆状态决定装置720输入的指示扭矩Nm和指示转数rpm、从驱动马达状态检测装置632输入的驱动马达500的当前扭矩Nm和驱动马达500的当前转数rpm。该驱动马达运行装置630向驱动马达500提供24V以上的、在这里为24V的高电压电源。
驱动马达状态检测装置632检测驱动马达500的运行状态,根据从驱动马达500反馈的转数和U、V、W相信息生成表示实际的驱动马达500的状态的马达状态信息并输出。
详细地说,驱动马达状态检测装置632检测表示驱动马达500的状态的驱动马达500的转数FB_pps以及输入给驱动马达的U、V、W相FB_A。驱动马达状态检测装置632根据这些检测出的信息,将当前驱动马达500的扭矩(当前扭矩Nm)和转数(当前转数rpm)输出给驱动马达运行装置630。此外,驱动马达状态检测装置632还将当前扭矩Nm输出给车辆状态检测装置628,将当前转数rpm输出给间隙量计算部760。另外,驱动马达状态检测装置632将所输入的信息、即被反馈的驱动马达500的转数和三相输出信息与预先设定的信息进行比较,并向错误状态决定装置790输出过电流、过旋转以及过热等信息。
车辆状态检测装置628根据输入信息检测实际的车辆状态,在这里,所述输入信息是指从驱动马达状态检测装置632得到的信息、从车辆的前后轮104、102得到的信息、以及车辆重量等信息。详细地说,车辆状态检测装置628根据从驱动马达状态检测装置632输入的当前扭矩Nm、从后轮旋转状态检测装置634或前轮旋转状态检测装置635输入的车轮旋转信息以及预先设定的车辆重量等信息生成车辆状态信息并输出。另外,作为根据输入信息而生成的车辆状态信息,车辆状态检测装置628生成当前车辆状态为与通常运行状态不同的异常状态这一信息,并将该信息输出给错误状态决定装置790。
所谓该车辆状态为异常状态这一信息,例如有表示实际车速超出了作为上限车速的阈值时的超车速或者逆行状态的信息等。
后轮旋转状态检测装置634检测后轮102的旋转状态、即车辆后轮102的旋转脉冲方向,并根据该检测出的旋转脉冲方向的信息生成车速kpm、车辆加速度g,然后将其输出给车辆状态检测装置628。
前轮旋转状态检测装置635检测前轮104的旋转状态、即车辆前轮104的旋转脉冲方向,并根据该检测出的旋转脉冲方向的信息生成车速kpm、车辆加速度g,然后将其输出给车辆状态检测装置628。
指示电源状态决定装置740根据从理想电源状态决定装置730输入的发电机动作决定信息和用于达到理想电源状态的目标值,进行用于控制电源系统的各个构成要素的指示决定,以达到由理想电源状态决定装置730决定的理想电源状态。然后,指示电源状态决定装置740将决定的指示内容适当地输出给电源系统的各个构成要素、在这里是指与发电机210和引擎220的驱动有关的各个构成要素。
具体来说,指示电源状态决定装置740根据输入信息,将用于以规定的转数驱动发电机210的指示发电机转数rpm输出给控制发电机210的驱动的发电机运行装置636。另外,指示电源状态决定装置740根据输入信息,将空气量(节流阀开度)和燃料流量信息输出给控制引擎220的驱动的空气/燃料混合供给装置638,将点火on/off信息输出给引擎点火装置640。
发电机运行装置636根据从指示电源状态决定装置740输入的指示发电机转数rpm以及从发电机状态检测装置642输入的实际的发电机210的运行状态信息(当前发电电能kw和当前发电转数rpm),对发电机210进行U、V、W相输出A。由此来控制发电机210的运行。
发电机状态检测装置642通过检测来自发电机210的反馈信息(发电机210的转数FB_pps以及U、V、W相FB_A)来检测发电机210的实际的运行状态。然后,发电机状态检测装置642根据输入的实际的发电机210的运行状态信息,向发电机运行装置636输出当前发电电能kw和当前发电转数rpm,进行反馈控制。另外,发电机状态检测装置642根据输入信息判断发电机210的运行状态的异常状态,并将异常状信息(表示过电流、过旋转、过热等的状态信息)输出给错误状态决定装置790。
空气/燃料混合供给装置638将混合气体送到引擎220的汽缸内,在所述混合气体中,以基于从指示电源状态决定装置740输入的空气量(节流阀开度)信息和燃料流量信息的比例来混合空气和燃料。
引擎点火装置640根据从指示电源状态决定装置740输入的点火on/off信息,将点火脉冲输出给引擎220,对引擎220进行点火。
引擎220根据该输入的混合气体和点火on/off信息进行驱动,并通过引擎状态检测装置644来检测引擎转数rpm、引擎水温deg。
引擎状态检测装置644根据检测出的引擎转数rpm、引擎水温deg来检测引擎的驱动状态。当引擎状态检测装置644检测到启动失败、过旋转、过热等引擎异常驱动状态时,将该信息输出给错误状态决定装置790。
当在车辆的运行控制中出现异常状态时,错误状态决定装置790根据从构成驱动单元200的各个构成要素输入的异常状态信息,将该异常状态信息所表示的异常状态作为错误状态显示信息输出给显示装置。另外,错误状态决定装置790为了决定与输入的异常状态信息所表示的异常状态相对应的控制,将错误状态信息输出给指示车辆状态决定装置720和理想电源状态决定装置730。
此时,错误状态决定装置790单个判断输入的异常状态信息所表示的异常状态是否存在于包括驱动马达500的驱动马达驱动控制系统、包括发电机210的发电机210驱动控制系统、以及包括引擎220的引擎驱动控制系统中。
然后,根据该判断,错误状态决定装置790分别对驱动马达500、发电机210、引擎220进行运行继续、限制运行、停止、再起动不能停止等判断,并将表示该判断内容的信息作为错误状态信息输出给指示车辆状态决定装置720和理想电源状态决定装置730。
作为输入该错误状态决定装置790的异常状态信息,例如有驱动马达500或发电机210中的过电流、过旋转以及过热等信息;实际的车辆状态(超车速、逆行);引擎220中的启动失败、过旋转以及过热等信息;电池400中的SOC过小、SOC过大、电池过热等信息等。
显示装置646根据输入的信息在显示面板648上进行显示。具体来说,除了错误状态显示信息,由燃料消耗计算部650根据燃料流量而计算的燃料消耗信息、来自车辆状态检测装置628的车速信息也被输入显示装置646。
根据这些输入信息,显示装置646将车速kph、燃料kpl、异常的各种信息输出给显示面板648以进行显示。
这样构成的控制部700根据分别输入的信息,在能效最好的状态下运行混合动力车辆100,控制其行驶状态。
具体来说,在控制部700中,通过理想车辆状态决定装置710和指示车辆状态决定装置720来控制包括驱动马达500的车辆驱动(车辆状态)系统,通过理想电源状态决定装置730和指示电源状态决定装置740来控制引擎220、发电机210、以及包括电池400的电源系统。
特别是当控制车辆驱动系统时,将油门开度%、制动器开关on/off、马达效率、运行模式、当前SOC状态%等信息输入理想车辆状态决定装置710,据此,从理想车辆状态决定装置710向指示车辆状态决定装置720输入对驱动马达500的目标扭矩Nm、目标转数rpm。
图8是示出由本发明一个实施方式的车轮驱动装置的控制部700控制的引擎和马达的设定输出比的图。在图8中,曲线L10是表示马达/引擎输出比的曲线,曲线L11是驱动马达的驱动输出(Kw)的驱动曲线,曲线L12是以往的引擎驱动的两轮车(例如引擎的最高输出(Kw/rpm)为3.8(5.2PS)/8000、最大力矩(N·m/rpm)为4.6(0.47kgf·m)/6500)的实际输出(Kw)的驱动曲线。
如图8所示,在具有本实施方式的车轮驱动装置的混合动力车辆100中,通过各个决定装置710~740来进行控制,使得驱动马达和引擎的输出比在低中速域中较大、并随着速度增加而降低。其原因在于,在怠速运转时等以低速旋转而开始行驶时,在引擎驱动的情况下,能效低,因此希望尽可能地提高引擎的转速来输出。
在混合动力车辆100中,通过各个决定装置710~740,使驱动马达500的驱动输出在车速为20km时基本达到最大驱动输出。如曲线L11所示,通过各个决定装置710~740,在驱动马达500的驱动输出达到最大输出之前,驱动马达500的输出与引擎220的输出之比达到最大(这里大约为1.62倍)。并且,驱动马达500的输出与该引擎220的输出之比被控制为随着车速上升而逐渐减小。
由此,在混合动力车辆100中,通过各个决定装置710~740进行控制,使得驱动马达500的驱动输出在车速约为19km时达到最大,并在油门全开、持续加速的情况下维持该最大的输出。另外,在混合动力车辆100中,各个决定装置710~740进行控制,使得驱动马达500的驱动输出在达到最大输出之前呈单调增加函数。
这样,在混合动力车辆100中,如图8的L10所示,控制部700对引擎和马达的输出进行设定并控制其驱动,使得没有人为的不合理的输出曲线,从而在从发动到经济行驶这一期间内能够顺利地进行输出。因此,和曲线L12所示的以往类型的引擎汽车不同,在车速为10~20km/h的低速域期间,不会由于排气、油耗以及噪音而降低驱动输出(图的d部分)。
因此,当驾驶者从停止状态打开油门并开始行驶时,混合动力车辆100能够以驱动马达行驶所特有的顺畅而稳定地启动,并且能够在保持安静的状态下实现顺畅的驱动轮旋转并直至最高速。
另外,指示车辆状态决定装置720根据从理想车辆状态决定装置710输入的信息和从理想电源状态决定装置730、错误状态决定装置790以及车辆状态检测装置628输入的信息来控制车辆驱动系统、即间隙调整器550和驱动马达500。
在这里,对在车轮驱动装置中使用间隙调整器550而进行的驱动马达500的间隙可变处理进行说明。
图9是说明驱动马达中的转子和定子的间隙可变处理的流程图。
在步骤S51中,在理想车辆状态决定装置710中判断混合动力车辆的主开关(省略图示)是否闭合,若主开关闭合,则转到步骤S52,若断开,则重复步骤S51的处理。
在步骤S52中,理想车辆状态决定装置710通过指示车辆状态决定装置720向间隙调整器550输出以最大速度达到最大间隙的指令,在这里,即以最大速度达到最大冲程(stroke)的指令。
在步骤S52中,指示车辆状态决定装置720根据从理想车辆状态决定装置710输入的信息,向间隙量计算部760输出指示扭矩和指示转数,该指示扭矩和指示转数用于使转子以最大速度移动到间隙为最大间隔宽度的位置。在本实施方式的间隙调整器的结构中,指示车辆状态决定装置720按照使间隙调整器的冲程长度以最大速度变成最长的方式对间隙量计算部760进行指示。接受该指示的间隙量计算部760将对应于指示的驱动信号输出给间隙调整器驱动电路770。
间隙调整器驱动电路770接受该驱动信号,并将与所输入的驱动信号相对应的驱动电流输出给间隙调整器550以驱动间隙调整器550,使得以间隙调整器驱动性能所能达到的最短时间使间隙变为最大间隔宽度(图2的间隙G2)。
在步骤S52之后,转到步骤S53,理想车辆状态决定装置710根据预先设定的间隙调整器的最大冲程和最大速度来判断是否经过了达到全冲程的时间。
在步骤S53中,若经过了达到全冲程的时间,则转到步骤S54,若没有经过所述时间,则在经过所述时间之前重复步骤S53的处理。
在步骤S54中,将当前的间隙调整器550的位置、详细地说是将转子530相对于定子520的相对位置重置为间隙调整器550的全冲程位置,然后转到步骤S55。详细地说,在步骤S54中,理想车辆状态决定装置710通过指示车辆状态决定装置720,将当前的间隙调整器550的位置设定为间隙调整器550的全冲程状态时的位置、即间隙最大位置(图2所示的G2)。
在步骤S55中,通过油门状态检测装置610来检测油门开度量(油门开度%),然后移到步骤S56。
在步骤S56中,理想车辆状态决定装置710根据从油门状态检测装置610输入的油门开度量和其它输入的信息,将对驱动马达500的驱动指令(目标扭矩Nm、目标转数rpm)输出给指示车辆状态决定装置720,然后转到步骤S57。
在步骤S57中,由驱动马达状态检测装置632检测驱动马达500的转数,然后转到步骤S58。并且,在步骤S57中,将由驱动马达状态检测装置632检测的驱动马达500的转数作为当前转数而输出给驱动马达运行装置630和间隙量计算部760。
在步骤S58中,间隙量计算部760根据输入的当前转数、指示转数以及存储在存储器750中的间隙量-当前转数图780来计算出目标间隙量,然后转到步骤S59。
在步骤S59中,间隙量计算部760计算目标间隙量-当前间隙量,并判断正负。若目标间隙量-当前间隙量的计算结果为正、即当前间隙量不足,则转到步骤S60,若目标间隙量-当前间隙量的计算结果为负、即当前间隙量过多,则转到步骤S61。
在步骤S60中,为了补偿通过计算而得到的不足部分,间隙量计算部760输出对应于不足部分的间隙量增加的驱动信号,然后转到步骤S62。
在步骤S61中,为了减去通过计算而得到的过多部分,间隙量计算部760输出对应于过多部分的间隙量减少的驱动信号。
在步骤S62中,间隙量计算部760根据输入的信息,再次计算当前间隙量,然后转到步骤S63。详细来说,在步骤S62中,通过指示车辆状态决定装置720,将给间隙调整器550的指示扭矩和指示转数输入间隙量计算部760,所述指示扭矩和指示转数基于与从理想车辆状态决定装置710输入的油门开度相对应的驱动马达500的目标扭矩和目标转数。间隙量计算部760根据这些从指示车辆状态决定装置720输入的信息、来自存储器750的间隙量-当前转数图780、来自驱动马达状态检测装置632的当前转数rpm来计算对应于当前转数的间隙量。
在步骤S63中,在理想车辆状态决定装置710中,通过检测从主开关输入的on/off信息来判断系统是否结束,若为off,则判断系统为系统结束,若为on、即没有结束,则转到步骤S64。
在步骤S64中,判断驱动马达500的当前转数是零还是零以外的数值,若是零,则转到步骤S65,若是零以外的数值,则转到步骤S55,再次进行油门开度量的检测。详细来说,在步骤S64中,驱动马达运行装置630比较从驱动马达状态检测装置632输入的驱动马达500的当前转数和预先设定的转数0的值。
在步骤S65中,判断对驱动马达500的指示扭矩是零还是零以外的数值,若是零,则转到步骤S66,若是零以外的数值,则转到步骤S55,再次进行油门开度量的检测。详细来说,在步骤S65中,驱动马达运行装置630比较从指示车辆状态决定装置720输入的对驱动马达500的指示扭矩和预先设定的扭矩0的值。
在步骤S66中,判断驱动马达500的指示转数是零还是零以外的数值,若是零,则转到步骤S52,若是零以外的数值,则转到步骤S55,再次进行油门开度量的检测。详细来说,在步骤S66中,驱动马达运行装置630比较从指示车辆状态决定装置720输入的对驱动马达500的指示转数和预先设定的转数0的值。
在这些步骤S64~步骤S66中,通过判断驱动马达500的当前转数、对驱动马达500的指示扭矩以及指示转数为零来判断电动车辆本身处于停止状态。
当经过以上步骤S64~步骤S66的处理而判断电动车辆本身处于停止状态时,在步骤S52中,将以最大速度达到最大间隙的指令输出给间隙调整器550。由此,当电动车辆处于停止状态时,间隙调整器550将其冲程延伸至最大,并将最大伸长状态(全冲程状态)重置为最大间隙位置。
因此,在间隙调整器550中,当在行驶过程中、在基于从间隙调整器驱动电路770输入的驱动电流的间隙量和因间隙调整器550的驱动而实际产生的间隙量之间产生误差(间隙误差)时,在车辆停止时即可消除该误差。因此,与引擎驱动式车辆相比,车辆100不仅在环境保护方面优越,其间隙误差也不容易蓄积。因此在车辆100中,通过驾驶者的实际操作、具体来说即油门操作,不易产生因间隙误差而导致的实际的驱动马达500的驱动时滞。
特别地,在车辆100中,驱动马达500由超过24V的电源驱动,在加速过程中,进行控制以使驱动马达500的后轮输出不下降。因此,在行驶过程中,驱动马达500在超过24V的电源电压的高电压下进行驱动,在该驱动过程中,即使在随着反复加速而产生间隙变化的情况下,也不易产生间隙误差,从而能够进一步确保运行的安全性。
作为间隙误差的原因,例如有:当将步进式马达用作间隙调整器550时即使从间隙调整器驱动电路770输出一次驱动电流(脉冲)也不驱动等、在速度急剧变化或者过负载时产生的失步。具体来说,在当车辆加速或者高速行驶时大的惯性力作用于间隙调整器550的间隙可变动作的情况下,或者在间隙可变动作系统(例如步进式马达等的驱动部分)中夹着什么东西时,会产生失步。另外,当对间隙调整器550的驱动电流为过电流时也会产生失步。
另外,在本实施方式中,在驱动马达500中,在间隙为最大间隔一侧进行间隙的重置、即初始化。即,可以防止以下情况发生:由于在驱动马达500的输出扭矩比较小的状态下驱动间隙调整器550,所以转子530和定子530彼此吸引而靠紧,因此间隙误差的初始化变得困难。
本发明的第一方式的车轮驱动装置包括:车轮;引擎;通过所述引擎的动力进行发电的发电机;以所述发电机的发电电能进行充电的电池;驱动马达,具有转子和与所述转子相对配置的定子,并通过来自所述发电机和电池中的至少一者的电能而产生动力,从而驱动所述车轮;马达调整器,通过使所述转子和所述定子的相对位置可以改变来调整所述转子和所述定子之间的间隙量,从而改变所述驱动马达的驱动输出;向所述驱动马达输出驱动指示信息的控制部;输出所述驱动马达的实际的运行状态的马达状态检测部;间隙量计算部,根据所述驱动指示信息和所述驱动马达的实际的运行状态来计算由所述马达调整器调整的间隙量;调整器驱动部,对应于所计算的间隙量来驱动所述马达调整器。其中,当所述驱动指示信息为停止信息、并且所述驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,所述间隙量计算部计算出预定间隙量,将其输出给所述调整器驱动部,并将对应于所述预定间隙量而改变了的所述转子和所述定子的相对位置设定为初始值。
根据该结构,产生使车轮旋转的驱动输出的驱动马达通过来自利用引擎驱动进行发电的发电机和电池中的至少一者的电能来进行驱动,并且,在驱动马达中,当驱动指示信息为停止信息、且驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,将对应于计算出的预定间隙量而改变了的转子和定子的相对位置设定为初始值、即被初始化的位置。
因此,作为驱动马达的动力供给源,可以使用利用引擎驱动进行发电的发电机的发电电能和来自于以该发电电能进行充电的电池的供给电能。即,能够在不加大电池的情况下确保行驶所需的消耗电能,并能够将可以输出高扭矩的马达用作驱动马达。另外,当驱动马达处于停止状态时,转子和定子的间隙量被初始化,从而消除了间隙量的误差。即,在驱动马达中,即使在驱动过程中反复改变间隙量,由于在每一次停止时对间隙量进行初始化,因此不易蓄积间隙量的误差。
因此,能够在不加大电池容量的情况下安装到驱动系统的安装空间有限的车辆上,实现扭矩输出和行驶距离方面的高性能化,并且不易蓄积马达的间隙量的误差。
本发明第二方式的车轮驱动装置采用下述结构:在上述结构中,所述预定的间隙量为间隙的最大量,所述调整器驱动部通过所述马达调整器将所述转子和所述定子的相对位置移动至最大间隔位置,并将所述最大间隔位置设定为所述间隙的最大量的位置。
根据该结构,在驱动马达中,由于在转子和定子的相对位置为最大间隔位置、即间隙为最大量的位置处进行间隙量的初始化,因此,从作为可变间隙马达的驱动马达的性质方面来看,变成在输出扭矩小的状态下进行间隙的初始化。即,由于不在输出扭矩大的最小间隙一侧进行间隙初始化,因此,能够防止转子和定子彼此吸引而靠近、从而使初始化变得困难。
本发明第三方式的混合动力车辆采用具有上述结构的车轮驱动装置的结构。
根据该结构,产生使车轮旋转的驱动输出的驱动马达通过来自利用引擎驱动进行发电的发电机和电池中的至少一者的电能来进行驱动,并且,在驱动马达中,当驱动指令信息为停止信息、且驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,将对应于计算出的预定间隙量而改变了的转子和定子的相对位置设定为初始值。因此,在混合动力车辆中,作为使车轮旋转的驱动马达的动力供给源,可以使用利用引擎驱动进行发电的发电机的发电电能和来自以该发电电能进行充电的电池的供给电能。即,能够在不加大电池的情况下确保行驶所需的消耗电能,并能够将可以输出高扭矩的马达用作驱动马达。另外,当驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,转子和定子的间隙量被初始化,从而在行使中的车辆每次停车时消除间隙量的误差。即,在驱动马达中,即使在驱动过程中反复改变间隙量,由于在每次车辆停止时对间隙量进行初始化,因此不易蓄积间隙量的误差,从而能够确保运行的安全性。
工业实用性
本发明的车轮驱动装置具有以下效果:在驱动系统的安装空间有限的车辆中,能够实现扭矩输出和行驶距离方面的高性能化,并且不易蓄积马达间隙量的误差。因此,本发明可用于由马达驱动的混合动力车辆。

Claims (3)

1.一种车轮驱动装置,包括:车轮;引擎;通过所述引擎的动力进行发电的发电机;以所述发电机的发电电能进行充电的电池;驱动马达,具有转子和与所述转子相对配置的定子,并通过来自所述发电机和电池中的至少一者的电能而产生动力,从而驱动所述车轮;马达调整器,通过使所述转子和所述定子的相对位置可以改变来调整所述转子和所述定子之间的间隙量,从而改变所述驱动马达的驱动输出;向所述驱动马达输出驱动指示信息的控制部;输出所述驱动马达的实际的运行状态的马达状态检测部;间隙量计算部,根据所述驱动指示信息和所述驱动马达的实际的运行状态来计算由所述马达调整器调整的间隙量;调整器驱动部,对应于所计算的间隙量来驱动所述马达调整器;
所述车轮驱动装置的特征在于,当所述驱动指示信息为停止信息、并且所述驱动马达的实际的运行状态为停止状态时,所述间隙量计算部计算出预定间隙量,将其输出给所述调整器驱动部,并将对应于所述预定间隙量而改变了的所述转子和所述定子的相对位置设定为初始值。
2.如权利要求1所述的车轮驱动装置,其特征在于,
所述预定间隙量为间隙的最大量,
所述调整器驱动部通过所述调整器将所述转子和所述定子的相对位置移动至最大间隔位置,并将该最大间隔位置设定为所述间隙的最大量的位置。
3.一种混合动力车辆,其特征在于,具有权利要求1所述的车轮驱动装置。
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