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HINTERGRUND DER ERFINDUNG
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Gebiet der Erfindung
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Die vorliegende Erfindung betrifft ein einen Antriebsmotor, der ein Rad antreibt, zum Beispiel ein elektrisches Fahrzeug, das den Antriebsmotor enthält, sowie ein Antriebsmotor-Steuerverfahren.
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Beschreibung der verwandten Technik:
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Das Folgende ist in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2000 -
324607 A offenbart. „Wenn ein Drehmomentsensor an einer stromabwärtigen Seite eines Elektromotors verwendet wird, ist das Motorsteuermittel bevorzugt ein Mittel, das den Antrieb des Elektromotors basierend auf einer Differenz zwischen dem vom Drehmomentsensor detektierten Drehmoment und dem den Soll-Drehzustand entsprechenden Drehmoment rückkoppelnd regelt. Wenn dies der Fall ist, ist es möglich, das von der Antriebsquelle ausgegebene Drehmoment geeignet an ein Soll-Drehmoment anzupassen.“
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ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
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Es sollte angemerkt werden, dass der Antriebsmotor, der die Räder antreibt, zumindest einen Rotor, eine Rotorwelle, die innerhalb dieses Rotors angeordnet ist, sowie eine Ausgangswelle, die mit der Rotorwelle durch eine Längsverzahnung verbunden ist und die Drehkraft der Rotorwelle zur Ausgangsseite überträgt. In anderen Worten, die Rotorwelle und die Ausgangswelle sind über eine Längsverzahnung miteinander verbunden.
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Da eine Längsverzahnung gewöhnlich ein loses Element aufweist, tritt ein so genannter Drehmomentverlust auf, wenn sich das Fahrzeug zu bewegen beginnt oder die Antriebskraft aus einem Zustand heraus zunimmt, wo zum Beispiel der Antriebsmotor angenähert keine Antriebskraft erzeugt, und es bestehen Bedenken, dass sich die Ausgangswelle plötzlich drehen wird und einen Stoß verursacht, der sich nach außen als Geräusch und Vibration fortpflanzt.
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Die vorliegende Erfindung berücksichtigt die obigen Probleme und es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, einen Antriebsmotor und ein Antriebsmotor-Steuerverfahren anzugeben, die es möglich machen, eine plötzliche Drehung der Ausgangswelle basierend auf dem losen Element der Längsverzahnung zu begrenzen.
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Ferner ist es eine andere Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein elektrisches Fahrzeug anzugeben, das es möglich macht, die Fortpflanzung von Vibrationen und abnormalen Geräuschen nach außen hin zu begrenzen und auch das unangenehme Gefühl des Fahrers zu reduzieren.
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Ein erster Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Antriebsmotor, in dem ein magnetostriktiver Drehmomentsensor an einem Außenumfang einer Welle angeordnet ist, wobei der Antriebsmotor aufweist: einen Rotor; eine Rotorwelle, die innerhalb des Rotors angeordnet ist; und eine Ausgangswelle, die mit der Rotorwelle durch eine ein loses Element aufweisende Verbindung verbunden ist und konfiguriert ist, um eine Drehkraft der Rotorwelle zu einer Ausgangsseite zu übertragen, wobei der magnetostriktive Drehmomentsensor an einer Ausgangsseite der Verbindung in einem Bereich angeordnet ist, der mit der Verbindung nicht überlappt.
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Ein zweiter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein elektrisches Fahrzeug, das den Antriebsmotor gemäß dem oben beschriebenen ersten Aspekt enthält.
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Ein dritter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren des obigen Antriebsmotors, welches enthält: einen Schritt zur Bestimmung, ob ein Drehmoment-Befehlswert von einem Motorsteuerabschnitt, der zur Steuerung des Antriebsmotors konfiguriert ist, größer als oder gleich einem vorgeschriebenen Wert ist; einen Schritt zur Bestimmung, ob ein Ist-Drehmoment von dem Drehmomentsensor bei einem Minimum ist, wenn der Drehmoment-Befehlswert größer als oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist; und einen Schritt zum Senken des Drehmoment-Befehlswert, wenn das Ist-Drehmoment bei dem Minimum ist.
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Ein vierter Aspekt der vorliegenden Erfindung ist ein Steuerverfahren des obigen Antriebs elektromotors, welches enthält: einen Schritt zur Bestimmung, ob ein Drehmoment-Befehlswert von einem Motorsteuerabschnitt, der zur Steuerung des Antriebsmotors konfiguriert ist, größer als oder gleich einem vorgeschriebenen Wert ist; einen Schritt zur Bestimmung, ob ein Ist-Drehmoment von dem Drehmomentsensor bei einem Minimum ist; und einen Schritt zum Ausgeben des Drehmoment-Befehlswerts, ohne den Drehmoment-Befehlswert zu senken, wenn der Drehmoment-Befehlswert kleiner als der vorgeschriebene Wert ist, oder wenn bestimmt wird, dass das Ist-Drehmoment von dem Drehmomentsensor nicht bei dem Minimum ist.
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Gemäß der vorliegenden Erfindung ist es möglich, eine plötzliche Drehung der Ausgangswelle basierend auf dem losen Element der Längsverzahnung zu begrenzen. Ferner ist es gemäß der vorliegenden Erfindung möglich, die Fortpflanzung von Vibrationen und Geräuschen nach außen zu begrenzen und das unangenehme Gefühl des Fahrers zu reduzieren.
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Die obigen und andere Ziele, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit den beigefügten Zeichnungen näher ersichtlich, worin eine bevorzugte Ausführung der vorliegenden Erfindung als illustratives Beispiel gezeigt ist.
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Figurenliste
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- 1 ist eine schematische Konfigurationsansicht des elektrischen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführung;
- 2 ist eine vereinfachte Ansicht der mechanischen Verbindungsbeziehungen in dem Antriebssystem des elektrischen Fahrzeugs;
- 3 ist eine Querschnittsansicht eines Anordnungsbeispiels des Drehmomentsensors in dem Antriebsmotor gemäß der vorliegenden Ausführung;
- 4 ist ein Blockdiagramm einer schematischen Konfiguration Vibrationsverhinderungsprozessabschnitts und des Spielverhinderungsprozessabschnitts;
- 5A zeigt in einem Diagramm einen Vibrationswellenverlauf des Traktionselektromotors (Antriebsmotors), der aus einer periodischen Fluktuation des Drehzahlsensors extrahiert ist;
- 5B zeigt in einem Diagramm einen Wellenverlauf, der durch Kombination des Vibrationswellenverlaufs des Traktionselektromotors mit einem Wellenverlauf, der zu diesem Vibrationswellenverlauf gegenphasig ist, erhalten ist;
- 6A zeigt in einem Diagramm eine Änderung der Soll-Drehzahl des Traktionselektromotors, eine Änderung der Drehzahl, die durch das lose Element der Längsverzahnung hervorgerufen wird; und eine Änderung der Drehzahl, die durch den Spielverhinderungsprozessabschnitt hervorgerufen wird;
- 6B zeigt in einem Diagramm eine Änderung im Soll-Drehmoment-Befehlswert, eine Änderung im Drehmoment-Befehlswert, die durch das lose Element der Längsverzahnung hervorgerufen wird, sowie eine Änderung im Drehmoment-Befehlswert, die durch den Spielverhinderungsprozessabschnitt hervorgerufen wird;
- 6C zeigt in einem Diagramm eine Änderung des Ist-Drehmoments von dem Drehmomentsensor; und
- 7 zeigt in einem Flussdiagramm, die Prozessoperationen des Antriebsmotors und des elektrischen Fahrzeugs gemäß der vorliegenden Ausführung.
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BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGEN
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Nachfolgend werden bevorzugte Ausführungen eines Antriebsmotors, elektrischen Fahrzeugs und eines Antriebsmotor-Steuerverfahrens gemäß der vorliegenden Erfindung in Bezug auf die 1 bis 7 beschrieben.
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Vorliegende Ausführung
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<Konfiguration der vorliegenden Ausführung>
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[Gesamtkonfiguration]
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1 ist eine schematische Konfigurationsansicht eines elektrischen Fahrzeugs 10 gemäß der vorliegenden Ausführung. Das elektrische Fahrzeug 10 ist ein so genanntes Hybridfahrzeug. Das elektrische Fahrzeug 10 enthält einen Verbrennungsmotor 20, eine erste drehende elektrische Maschine 22 (GEN), eine zweite drehende elektrische Maschine 24 (TRC), einen ersten Inverter 26, einen zweiten Inverter 28, eine erste Kupplung 30, eine zweite Kupplung 32, eine dritte Kupplung 34, ein Rad 36, eine Hochspannungsbatterie 38, einen Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 40, einen SOC-Sensor 42, einen AP-Betätigungsbetragsensor 44, einen BP-Betätigungsbetragsensor 46, Drehzahlsensoren 48a und 48b, einen magnetostriktiven Drehmomentsensor 50 (nachfolgend einfach als Drehmomentsensor 50 bezeichnet), Stromsensoren 52a und 52b, einen Herabstufwandler 54, eine Niederspannungsbatterie 56, elektrische Hilfsausstattung sowie eine elektronische Steuereinheit 60 (nachfolgend als „ECU 60“ bezeichnet).
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Nachfolgend werden der Verbrennungsmotor 20, die erste drehende elektrische Maschine 22, die zweite drehende elektrische Maschine 24, die erste Kupplung 30, die zweite Kupplung 32 und die dritte Kupplung 34 gemeinsam als Antriebssystem 80 bezeichnet. Dieses Antriebssystem ist für jedes Rad 36 vorgesehen, es sind zum Beispiel vier Antriebssysteme 80 vorgesehen, wenn vier Räder vorhanden sind, und es sind zwei Antriebssysteme 80 vorgesehen, wenn zwei Räder vorhanden sind. Es sollte angemerkt werden, dass zwei Räder 36 über eine Differenzialvorrichtung (in den Zeichnungen nicht gezeigt) verbunden sein können.
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Ferner wird der Kraftübertragungsweg, der den Verbrennungsmotor 20 mit dem Rad 36 verbindet, als erster Übertragungsweg 90 bezeichnet. Der erste Übertragungsweg 90 überträgt die von dem Verbrennungsmotor 20 erzeugte Kraft Feng auf das Rad 36. Ferner wird ein Kraftübertragungsweg, der die erste drehende elektrische Maschine 22 mit einem ersten Verzweigungspunkt 94 verbindet, der sich auf der Verbrennungsmotor 20-Seite der ersten Kupplung 30 in dem ersten Übertragungsweg 90 befindet, als zweiter Übertragungsweg 92 bezeichnet. Noch weiter wird ein Kraftübertragungsweg, der die zweite drehende elektrische Maschine 24 mit einem zweiten Verzweigungspunkt 98 verbindet, der sich an der Radseite 36 der ersten Kupplung 30 in dem ersten Übertragungsweg 90 befindet, als dritter Übertragungsweg 96 bezeichnet.
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[Antriebssystem 80]
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Wie in 2 gezeigt, enthält das Antriebssystem 80 eine Verbrennungsmotorwelle 200, eine Generatorwelle 202, eine Elektromotorwelle 204, eine Gegenwelle 206 sowie eine Radausgangswelle 208. Der Verbrennungsmotor 20 ist mit der Verbrennungsmotorwelle 200 über eine Kurbelwelle 210, eine Antriebsplatte 212 und einen Dämpfer 214 verbunden. Die erste Kupplung 30 (Verbrennungsmotorkupplung), ein erstes Verbrennungsmotorwellen-Zahnrad 220 und ein zweites Verbrennungsmotorwellen-Zahnrad 222 sind auf der Verbrennungsmotorwelle 200 angeordnet.
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Die Generatorwelle 202 enthält ein Generatorwellen-Zahnrad 230, das mit dem ersten Verbrennungsmotorwellen-Zahnrad 220 der Verbrennungsmotorwelle 200 in Eingriff steht. Die Elektromotorwelle 204 enthält ein Elektromotorwellen-Zahnrad 250, das mit dem zweiten Gegenwellen-Zahnrad 262 der Gegenwelle 206 in Eingriff steht. Die Gegenwelle 206 enthält ein erstes Gegenwellen-Zahnrad 260, ein zweites Gegenwellen-Zahnrad 262 und ein drittes Gegenwellen-Zahnrad 264.
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Das erste Gegenwellen-Zahnrad 260 steht mit dem zweiten Verbrennungsmotorwellen-Zahnrad 222 der Verbrennungsmotorwelle 200 in Eingriff. Das zweite Gegenwellen-Zahnrad 262 steht mit dem Elektromotorwellen-Zahnrad 250 der Elektromotorwelle 204 in Eingriff. Das dritte Gegenwellen-Zahnrad 264 steht mit einem Ausgangswellen-Zahnrad 270 der Radausgangswelle 208 in Eingriff. Eine in den Zeichnungen nicht gezeigte Differenzialvorrichtung ist an der Radausgangswelle 208 vorgesehen. Jede Welle 200, 202, 204, 206 und 208 ist eine Drehmomentübertragungswelle, die auf das Rad 36 ein Drehmoment überträgt.
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Wenn der Verbrennungsmotor 20 arbeitet, während die erste Kupplung 30 im getrennten Zustand ist, erzeugt die erste drehende elektrische Maschine 22 aufgrund des Verbrennungsmotor-Drehmoments Teng elektrische Energie. Wenn der Verbrennungsmotor 20 arbeitet, während die erste Kupplung 30 im verbundenen Zustand ist, wird das Verbrennungsmotor-Drehmoment Teng über die Verbrennungsmotorwelle 200, die Gegenwelle 206 und die Radausgangswelle 208 auf das Rad 36 übertragen. Wenn die erste Kupplung 30 im verbundenen Zustand ist, kann die erste drehende elektrische Maschine 22 aufgrund des Verbrennungsmotor-Drehmoments Teng elektrische Energie erzeugen, oder kann die erste drehende elektrische Maschine 22 selbst ein Drehmoment Teng zum Antrieb des Fahrzeugs erzeugen.
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Wenn die zweite drehende elektrische Maschine 24 als Traktionselektromotor arbeitet, während die erste Kupplung 30 im getrennten Zustand ist, wird ein Elektromotor-Drehmoment Ttrc über die Elektromotorwelle 204, die Gegenwelle 206 und die Radausgangswelle 208 auf das Rad 36 übertragen. Wenn das Fahrzeug 10 verzögert, wird ein Regenerations-Drehmoment Treg durch den entgegengesetzten Weg in die zweite drehende elektrische Maschine 24 eingegeben, so dass die zweite drehende elektrische Maschine 24 regeneriert. Wenn ferner der Verbrennungsmotor 20 und die zweite drehende elektrische Maschine 24 arbeiten, während die erste Kupplung 30 im verbundenen Zustand ist, werden das Verbrennungsmotor-Drehmoment Teng und das Elektromotor-Drehmoment Ttrc auf das Rad 36 übertragen.
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Die Konfiguration des Antriebssystems
80 ist nicht auf die in
2 gezeigte Konfiguration beschränkt. Zum Beispiel kann auch eine Konfiguration, wie zum Beispiel der in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2017 -
100590 A beschriebenen Konfiguration ähnlich ist, für das Antriebssystem
80 verwendet werden (siehe zum Beispiel
2 der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2017-100590 A ).
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[Verbrennungsmotor 20]
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Der Verbrennungsmotor 20 erzeugt die Kraft Feng als erste Antriebsquelle zum Fahren des Fahrzeugs 10 und führt diese Kraft Feng dem Rad 36 (Antriebsrad) zu. Ferner erzeugt der Verbrennungsmotor 20 elektrische Energie durch Antrieb der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 mit der Kraft Feng. Nachfolgend wird Parametern in Bezug auf den Verbrennungsmotor 20 „ENG“ oder „eng“ beigefügt. In 1 und dergleichen ist der Verbrennungsmotor 20 mit „ENG“ bezeichnet.
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[Erste drehende elektrische Maschine 22]
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Die erste drehende elektrische Maschine 22 hat eine bürstenlose Dreiphasen-AC-(Wechselstrom)-Bauart und fungiert als Generator, der mit der Kraft Feng von dem Verbrennungsmotor 20 elektrische Energie erzeugt. Die von der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 erzeugte elektrische Energie Pgen wird dem ersten Inverter 26 der Hochspannungsbatterie 38 (nachfolgend als die „Batterie 38“ bezeichnet) oder der zweiten drehenden elektrischen Maschine 24 oder der elektrischen Hilfsausstattung 58 zugeführt. Die erste drehende elektrische Maschine 22 ist ein Synchronmotor mit internem Permanentmagneten (IPMSM). Die erste drehende elektrische Maschine 22 enthält einen Stator und einen Rotor, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind.
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Nachfolgend wird die erste drehende elektrische Maschine 22 auch als Generator 22 bezeichnet. Die erste drehende elektrische Maschine 22 kann als Traktionselektromotor fungieren, zusätzlich zu oder anstelle der Funktion als Generator. Nachfolgend wird Parametern in Bezug auf den Generator 22 „GEN“ oder „gen“ beigefügt. Ferner ist in 1 und dergleichen der Generator 22 mit „GEN“ bezeichnet. Der Generator 22 kann als der Starterelektromotor des Verbrennungsmotors 20 verwendet werden.
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[Zweite drehende elektrische Maschine 24]
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Die zweite drehende elektrische Maschine 24 hat eine bürstenlose Dreiphasen-AC-Bauart, die eine Kraft Ftrc erzeugt, welche als zweite Antriebskraft zum Fahren des elektrischen Fahrzeugs 10 dient, und führt diese Kraft Ftrc dem Rad 36 (Antriebsrad) zu. In anderen Worten, die zweite drehende elektrische Maschine 24 fungiert als Traktionselektromotor, der von der Energie Pbat von der Hochspannungsbatterie 38 und/oder der Energie Pgen von dem Generator 22 angetrieben wird. Ferner führt die zweite drehende elektrische Maschine 24 eine Regeneration durch, wenn das elektrische Fahrzeug 10 bremst, und versorgt die Batterie 38 über einen in den Zeichnungen nicht gezeigten zweiten Inverter mit Regenerationsenergie Preg. Die Regenerationsenergie Preg kann der elektrischen Hilfsausstattung 58 zugeführt werden (nachfolgend als „Hilfsausstattung 58“ bezeichnet). In der gleichen Weise wie der Generator 22 ist die zweite drehende elektrische Maschine 24 ein Synchronmotor mit internem Permanentmagneten (IPMSM). Die zweite drehende elektrische Maschine 24 enthält einen Stator und einen Rotor, die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind. Nachfolgend wird die zweite drehende elektrische Maschine 24 auch als Traktionselektromotor 24 oder TRC-Motor 24 bezeichnet.
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Die zweite drehende elektrische Maschine 24 kann, zusätzlich zu oder anstelle der Funktion als Traktionselektromotor, als Generator fungieren. Nachfolgend wird Parametern in Bezug auf den Traktionselektromotor 24 „TRC“ oder „trc“ beigefügt. Ferner ist in 1 und dergleichen der Traktionselektromotor 24 mit „TRC“ bezeichnet.
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Wie in 3 gezeigt, enthält der Traktionselektromotor 24 den Antriebsmotor 100. Dieser Antriebsmotor 100 enthält einen Rotor 300 und einen Stator 302, zusätzlich zur Elektromotorwelle 204. Der Rotor 300 dreht sich zentriert auf einer Drehachse Ax. Die Elektromotorwelle 204 enthält eine Rotorwelle 310, die innerhalb des Rotors 300 angeordnet ist, sowie eine Ausgangswelle 312, die mit der Rotorwelle 310 verbunden ist. Die Ausgangswelle 312 ist durch eine Längsverzahnung mit der Rotorwelle 310 verbunden. Die Verbindung der Rotorwelle 310 mit der Ausgangswelle 312 kann, anstelle der Längsverzahnung 314, auch zum Beispiel durch eine Kupplung oder Verbindungsstruktur erreicht werden. In der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 kann auch ein Antriebsmotor enthalten sein, der dem Antriebsmotor 100 ähnlich ist.
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Die Elektromotorwelle 204 ist aus einem magnetischen Körper zusammengesetzt. Der magnetische Körper ist zum Beispiel KohlenstoffStahl oder Legierungsstahl (Chromstahl, Chrommolybdenstahl oder dergleichen). Die Elektromotorwelle 204 ist an einem ersten Lager 330a, einem zweiten Lager 330b, einem dritten Lager 330c und einem vierten Lager 330d drehbar gelagert. In anderen Worten, die Rotorwelle 310 ist an dem ersten Lager 33a und dem zweiten Lager 330b drehbar gelagert, die jeweils an beiden Endabschnitten der Rotorwelle 310 angeordnet sind, und die Ausgangswelle 312 ist an dem dritten Lager 33c und dem vierten Lager 330d drehbar gelagert, die jeweils an beiden Endabschnitten der Ausgangswelle 312 angeordnet sind. Das dritte Lager 330c ist an jenem Endabschnitt angeordnet, der der Längsverzahnung 314 näher ist.
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[Erster Inverter 26 und zweiter Inverter 28]
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Der erste Inverter 26 und der zweite Inverter 28 haben Dreiphasen-Vollbrücken-Konfigurationen und führen eine DC/AC-Wandlung durch. In anderen Worten, der erste Inverter 26 und der zweite Inverter 28 wandeln den Gleichstrom von der Hochspannungsbatterie 38 in den Dreiphasen-Wechselstrom um und führen den Dreiphasen-Wechselstrom der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 und der zweiten drehenden elektrischen Maschine 24 zu. Ferner versorgen der erste Inverter 26 und der zweite Inverter 28 die Batterie 38 mit Gleichstrom, der aus der AC/DC-Wandlung resultiert, die an dem Wechselstrom durch den Stromerzeugungsbetrieb (oder Regenerationsbetrieb) der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 und der zweiten drehenden elektrischen Maschine 24 durchgeführt wird.
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[Erste Kupplung 30, zweite Kupplung 32 und dritte Kupplung 34]
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Die erste Kupplung 30 (erste Schaltvorrichtung) ist in dem ersten Übertragungsweg 90 angeordnet und schaltet zwischen einem verbundenen Zustand und einem getrennten Zustand zwischen dem Verbrennungsmotor 20 und dem Rad 36 basierend auf Anweisungen von der ECU 60.
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Die zweite Kupplung 32 (zweite Schaltvorrichtung) ist in dem zweiten Übertragungsweg 92 angeordnet und schaltet zwischen einem verbundenen Zustand und einem getrennten Zustand zwischen dem ersten Übertragungsweg und dem Generator 22 basierend auf Anweisungen von der ECU 60.
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Die dritte Kupplung 34 (dritte Schaltvorrichtung) ist in dem dritten Übertragungsweg 96 angeordnet und schaltet zwischen einem verbundenen Zustand und einem getrennten Zustand zwischen dem ersten Übertragungsweg 90 und dem Traktionselektromotor 24 basierend auf Anweisungen von der ECU 60.
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[Hochspannungsbatterie 38]
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Die Hochspannungsbatterie 38 ist eine Energiespeichervorrichtung (Energiespeicher), die eine Mehrzahl von Batteriezellen enthält und zur Ausgabe einer hohen Spannung (hunderte Volt) in der Lage ist, und kann zum Beispiel eine Lithiumionen-Sekundärbatterie, eine Nickelwasserstoff-Sekundärbatterie, eine Festzustand-Batterie oder dergleichen sein. Anstelle oder zusätzlich zur Batterie 38 kann auch eine Energiespeichervorrichtung wie etwa ein Kondensator verwendet werden.
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[Verschiedene Sensoren]
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Der Fahrzeuggeschwindigkeitssensor 40 detektiert die Fahrzeuggeschwindigkeit V [km/h] des Fahrzeugs 10 und sendet diese Fahrzeuggeschwindigkeit zur ECU 60. Der SOC-Sensor 42 ist aus einem Stromsensor oder dergleichen gebildet, in den Zeichnungen nicht gezeigt, detektiert den Ladezustand (SOC) der Batterie 38 und sendet diesen SOC zur ECU 60.
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Der AP-Betätigungsbetragsensor 44 detektiert den Druckbetrag (AP-Betätigungsbetrag θap) [Grad] oder [%] eines in den Zeichnungen nicht gezeigten Fahrpedals von einer Ausgangsposition und sendet diesen Druckbetrag zur ECU 60. Der BP-Betätigungsbetragsensor 46 detektiert den Druckbetrag (BP-Betätigungsbetrag θbp) [Grad] oder [%] eines in den Zeichnungen nicht gezeigten Bremspedals von einer Ausgangsposition und sendet diesen Druckbetrag zur ECU 60.
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Der erste Drehzahlsensor 48a ist zum Beispiel aus einem Winkelcodierer gebildet, detektiert die Drehzahl Ngen [UpM] des Generators 22 als Anzahl von Drehungen pro Zeiteinheit, und sendet diese Drehzahl Ngen zur ECU 60. Der Drehzahlsensor 48b ist zum Beispiel aus einem Winkelcodierer gebildet, detektiert die Ist-Drehzahl Ntrc [UpM] des Traktionselektromotors 24 als Anzahl von Drehungen pro Zeiteinheit, und sendet diese Ist-Drehzahl Ntrc zur ECU 60.
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Wie in 3 gezeigt, ist der Drehzahlsensor 48b nahe einem Ende an einer Seite der Rotorwelle 310 angeordnet und steht von dem Rotor 300 vor und ist gegenüber der Ausgangswellen 312-Seite angeordnet, d.h. der Drehzahlsensor 48b ist nahe jener Seite angeordnet, die kein Drehmomentübertragungsweg ist. Insbesondere ist der Drehzahlsensor 48b zwischen dem ersten Lager 330a und dem Rotor 300 an der Rotorwelle 310 angeordnet. Diese Konfiguration ist die gleiche wie auch für den ersten Drehzahlsensor 48a.
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Der Stromsensor 52a detektiert den Strom Igen, der zwischen dem Generator 22 und dem ersten Inverter 26 fließt. Der Stromsensor 52b detektiert den Strom Itrc, der zwischen dem Traktionselektromotor 24 und dem zweiten Inverter 48 fließt.
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[Herabstufwandler 54, Niederspannungsbatterie 56 und elektrische Hilfsausstattung 58]
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Der Herabstufwandler 54 stuft die Batteriespannung Vbat, die Energieerzeugungsspannung Vgen oder die Regenerationsspannung Vreg herunter und führt diese Spannung der elektrischen Hilfsausstattung 58 zu. Die Batteriespannung Vbat ist die Ausgangsspannung der Batterie 38, die Energieerzeugungsspannung Vgen ist die Ausgangsspannung des Generator 22, wenn er elektrische Energie erzeugt, und die Regenerationsspannung Vreg ist die Ausgangsspannung des Traktionselektromotors 24 während Regeneration. Die Hilfsausstattung 58 enthält zum Beispiel Leuchten, eine Klimaanlage, eine Navigationsvorrichtung, eine Audiovorrichtung und dergleichen.
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[ECU 60]
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Die ECU 60 ist eine Steuervorrichtung (oder Steuerschaltung), die das gesamte Antriebssystem 80 steuert, und enthält einen Eingabe/Ausgabeabschnitt 110, einen Rechenabschnitt 112 und einen Speicherabschnitt 114. Der Eingabe/Ausgabeabschnitt 110 führt die Eingabe und Ausgabe von Signalen mit jedem Abschnitt des Fahrzeugs 10 über Signalleitungen 116 (Kommunikationsleitungen) durch. Der Eingabe/Ausgabeabschnitt 110 enthält eine AD-Wandlerschaltung, die in den Zeichnungen nicht gezeigt ist, welche in sie eingegebene analoge Signale in digitale Signale umwandelt.
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Der Rechenabschnitt 112 enthält eine zentrale Prozessoreinheit (CPU) und arbeitet gemäß der Ausführung eines Programms, das in dem Speicherabschnitt 116 gespeichert ist. Ein Anteil der von dem Rechenabschnitt 112 durchgeführten Funktionen kann mittels eines Logik-ICs (integrierte Schaltung) realisiert werden. Das Programm kann von der Außenseite über eine drahtlose Kommunikationsvorrichtung (Mobiltelefon, Smartphone oder dergleichen), die in den Zeichnungen nicht gezeigt sind, zugeführt werden. Der Rechenabschnitt 112 kann einen Anteil des Programms mit Hardware (Schaltungskomponenten) konfigurieren.
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Wie in 1 gezeigt, enthält der Rechenabschnitt 112 einen Antriebssystem-Steuerabschnitt 120, einen Verbrennungsmotor-Steuerabschnitt 122 (ENG-Steuerabschnitt), einen Generator-Steuerabschnitt 124 (GEN-Steuerabschnitt), einen Traktionselektromotor-Steuerabschnitt 126 (TRC-Steuerabschnitt) sowie einen Kupplungs-Steuerabschnitt 128.
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Der Antriebssystem-Steuerabschnitt 120 Antriebssysteme des Fahrzeugs 10. Hier enthalten die Antriebssysteme ein den Verbrennungsmotor 20 nutzendes Antriebssystem, ein den Traktionselektromotor 24 nutzendes Antriebssystem, sowie ein sowohl den Verbrennungsmotor 20 als auch den Traktionselektromotor 24 nutzendes Antriebssystem.
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Der Verbrennungsmotor-Steuerabschnitt 122 steuert den Verbrennungsmotor 20 basierend auf Anweisungen von dem Antriebssystem-Steuerabschnitt 120. Der Generator-Steuerabschnitt 124 (nachfolgend auch als „GEN-Steuerabschnitt 124“ bezeichnet) steuert den Generator 22 basierend auf Anweisungen von dem Antriebssystem-Steuerabschnitt 120.
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Der Traktionselektromotor-Steuerabschnitt 126 steuert den Traktionselektromotor 24 basierend auf Anweisungen von dem Antriebssystem-Steuerabschnitt 120. Der Kupplungs-Steuerabschnitt 128 steuert die ersten bis dritten Kupplungen 30, 32 und 34 basierend auf Anweisungen von dem Antriebssystem-Steuerabschnitt 120.
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Der Speicherabschnitt 114 speichert Programme und Daten, die vom Rechenabschnitt 112 verwendet werden, und enthält einen Direktzugriffspeicher (RAM). Als das RAM können ein flüchtiger Speicher wie etwa ein Register, und ein nicht-flüchtiger Speicher, wie etwa ein Flash-Speicher, verwendet werden. Ferner kann der Speicherabschnitt 114, zusätzlich zum RAM, einen Festwertspeicher (ROM) enthalten.
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<Fahrmodi>
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In der vorliegenden Ausführung werden ein MOT-Fahrmodus, ein Hybrid-Fahrmodus, ein ENG-Fahrmodus und ein Regenerations-Modus verwendet. Der MOT-Fahrmodus ist ein Modus, in dem der Traktionselektromotor 24 das Fahrzeug 10 hauptsächlich mittels der elektrischen Energie der Hochspannungsbatterie 38 antreibt. Der Hybrid-Fahrmodus ist ein Modus, in dem der Generator 22 elektrische Energie gemäß dem Drehmoment Teng des Verbrennungsmotors 20 erzeugt, und das Fahrzeug vom Traktionselektromotor 24 mittels dieser erzeugten elektrischen Energie angetrieben wird. Der ENG-Fahrmodus ist ein Modus, in dem die Fahrt mittels des Verbrennungsmotors 20 als Hauptantriebsquelle erreicht wird.
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Der MOT-Fahrmodus, der Hybrid-Fahrmodus und der ENG-Fahrmodus werden hauptsächlich gemäß der Fahrantriebskraft Fd des Fahrzeugs
10 und der Fahrzeuggeschwindigkeit V ausgewählt. Die Auswahl jedes Modus kann gemäß den Standards erfolgen, die in der japanischen Patentoffenlegungsschrift Nr.
JP 2017-100590 A beschrieben sind.
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[Charakteristische Konfiguration des elektrischen Fahrzeugs 10]
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Wie in 3 gezeigt, ist der Drehmomentsensor 50 des Fahrzeugs 10 an einer Position nahe der Rotorwelle 310 an der Ausgangswelle 312 angeordnet, zum Beispiel zwischen dem dritten Lager 330c und dem Elektromotorwellen-Zahnrad 250, um das Drehmoment Tr (IST-Drehmoment) zu detektieren, das in der Ausgangswelle 312 auftritt.
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Der Drehmomentsensor 50 enthält eine Mehrzahl von magnetostriktiven Schichten 350a und 350b sowie eine Mehrzahl von Spulen 352a und 352b. Die magnetostriktiven Schichten 350a und 350b (magnetostriktiven Filme) sind auf der Außenumfangsfläche der Ausgangswelle 312 angeordnet. Die magnetostriktiven Schichten 350a und 350b sind durch Beschichten ausgebildet. Alternativ können die magnetostriktiven Schichten 350a und 350b auch durch Nuten ausgebildet werden, die vom Rändeln resultieren, magnetostriktiven Metallfolien, die mit Klebstoff befestigt sind, oder einem ringförmigen magnetostriktiven Metallelement im Presssitz. Andererseits sind die Spulen 352a und 352b innerhalb eines Zylinders 354 angeordnet, der an einem Trägerelement gesichert ist, das in den Zeichnungen nicht gezeigt ist.
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Wenn, wie oben beschrieben, der Drehmomentsensor 50 angeordnet wird, werden der Rotor 300, das dritte Lager 330c und der Drehmomentsensor 50 bevorzugt in der genannten Reihenfolge von dem Rotor 300 zur Ausgangsseite hin angeordnet. Wenn zum Beispiel das Rad 36 direkt an der Ausgangswelle 312 angebracht wird, liegt ein Vorteil darin, dass der Drehmomentsensor 50 leicht angeordnet werden kann. Das ferner das dritte Lager 330c die Rolle einer magnetischen Abschirmung für den Magnetismus übernimmt, der von dem Rotor 300 und dergleichen erzeugt wird, ist es möglich, den Effekt von Magnetismus auf den Drehmomentsensor 50 zu beschränken.
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Der Drehmomentsensor 50 kann an einer der Längsverzahnung 314 entsprechenden Position angeordnet sein, aber der Drehmomentsensor 50 detektiert ungewünscht die Belastung, die in diesem Fall in der Längsverzahnung 314 auftritt, so dass diese Anordnung im Hinblick darauf, die Sensiergenauigkeit des Ist-Drehmoments Tr zu vergrößern, nicht bevorzugt ist.
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Ferner enthält, die in 1 gezeigt, das elektrische Fahrzeug 10 in der ECU 60 einen Vibrationsverhinderungs-Prozessabschnitt 400 und einen Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402.
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Wie in 4 gezeigt, enthält der Vibrationsverhinderungs-Prozessabschnitt 400 einen Drehmoment-Korrekturabschnitt 410, einen Addierer 412, ein Drehmoment-Strom-Umwandlungs-Kennfeld 414 sowie einen Stromcontroller 416.
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Der Drehmoment-Korrekturabschnitt 410 erzeugt einen Drehmoment-Korrekturwert Tra durch Multiplizieren einer Differenz zwischen einem Signal Sa (Ist-Drehzahl Ntrc) von dem Drehzahlsensor 48b und einem Signal Sb, das durch Glätten des Signals Sa mit einem Filterungsprozess erhalten wird, mit einem Verstärkungskoeffizienten, der den Fahrzeugzustand (Beschleunigung oder Verzögerung, Konstantfahrt, automatischer Parkbetrieb und dergleichen) entspricht, welcher von einem Verstärker 418 (zum Beispiel einem P-Controller) verwendet wird.
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Der Addierer 412 addiert den Drehmoment-Korrekturwert Tra von dem Drehmoment-Korrekturabschnitt 410 zu einem Drehmoment-Sollwert Trb vom dem TRC-Steuerabschnitt 126, um den letztendlichen Drehmoment-Befehlswert Trc zu erzeugen.
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Das Drehmoment-Strom-Umwandlungs-Kennfeld 414 speichert vorab die Beziehung zwischen dem letztendlichen Drehmoment-Befehlswert Trc und dem Sollstrom Ia. Das Drehmoment-Strom-Umwandlungs-Kennfeld 414 führt dem Stromcontroller 416 den Sollstrom entsprechend dem letztendlichen Drehmoment-Befehlswert Trc von dem Addierer 412 zu. Der Stromcontroller 414 berechnet die Differenz ΔI zwischen dem Ist-Strom Itrc von dem Stromsensor 52b und dem Soll-Strom Ia von dem Drehmoment-Strom-Umwandlungs-Kennfeld 414. Ferner berechnet der Stromcontroller 416 ein Soll-Tastverhältnis Da entsprechend der Differenz ΔI und gibt das Treibersignal Sa entsprechend diesem Soll-Tastverhältnis Da an den zweiten Inverter 28 aus.
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Der zweite Inverter 28 schaltet ein Schaltelement (in den Zeichnungen nicht gezeigt) innerhalb des zweiten Inverters 28 in Antwort auf das Treibersignal Sa ein und führt den Strom von der Hochspannungsbatterie 38 (siehe 1) der zweiten drehenden elektrischen Maschine 24 (TRC) zu.
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Wie in 5A gezeigt, hat die Vibrationswelle Wa (siehe die durchgehende Linie) des Traktionselektromotors 24, die aus der periodischen Fluktuation des Drehzahlsensors 48b extrahiert wird, einen Resonanz-Wellenverlauf. Indem daher der Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126 mittels des oben beschriebenen Vibrationsverhinderungs-Prozessabschnitts 400 korrigiert wird, erhält man einen Effekt äquivalent zur Eingabe des Wellenverlaufs Wb (siehe Einzelpunkt-Kettenlinie), der zur Vibrationswelle Wa gegenphasig ist, in den Vibrationswellenverlauf Wa des Traktionselektromotors, wie in 5B gezeigt, und wird der korrigierte Vibrationswellenverlauf Wc nahezu Null.
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Falls andererseits die Motorleistung des Traktionselektromotors 24 eine vorgeschriebene Leistung ist und die Ausgabe des Drehmomentsensors 50 beim Minimum ist, ist senkt der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402 den Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126, um die Motorleistung des Traktionselektromotors 24 zu senken. Wenn zum Beispiel die Ausgabe des Drehmomentsensors 50 beim Minimum ist, obwohl der Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126 größer als oder gleich einem vorgeschriebenen Wert ist, wird die Motorleitung gesenkt.
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Gewöhnlich ist, wie mit der Einzelpunkt-Kettenlinie La von 6A gezeigt, das Fahrzeug 10 derart konstruiert, dass eine Soll-Drehzahl des Traktionselektromotors 24 über die Zeit glattgängig und graduell zunimmt. Um dies zu realisieren, wird, wie mit der Einzelpunkt-Kettenlinie Lb von 6B gezeigt, ein Soll-Drehmoment-Befehlswert für die Soll-Drehzahl gesetzt. In 6B ist ein Beispiel gezeigt, in dem ein konstanter Drehmoment-Befehlswert als der Soll-Drehmoment-Befehlswert verwendet wird.
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Wenn sich das Fahrzeug 10 zu bewegen beginnt, dreht sich zum Beispiel die Rotorwelle 310, aber wird die Antriebskraft der Rotorwelle 310, wegen der durch Längsverzahnung 314 hervorgerufenen Lose (Spalt oder Spiel) kaum auf die Ausgangswelle 312 übertragen, wie oben beschrieben. In diesem Fall ist, wie mit der durchgehenden Linie Lc von 6C gezeigt, das Ist-Drehmoment Tr vom Drehmomentsensor 50 (der Drehmomentwert vom Drehmomentsensor) angenähert Null.
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Wenn danach der Spalt der Längsverzahnung 314 verkleinert ist, was in keinem Spalt resultiert, und die Drehkraft der Rotorwelle 310 auf die Ausgangswelle 312 übertragen wird, dreht sich die Ausgangswelle 312 plötzlich, und dieser Stoß verursacht, dass der Verlauf der Drehzahl des Elektromotors von der Soll-Drehzahl (siehe Einzelpunkt-Kettenlinie La) signifikant verzerrt ist oder abweicht, wie mit der Doppelpunkt-Kettenlinie Ld von 6A gezeigt, und verursacht auch, dass der Verlauf des Drehmoment-Befehlswerts Trb von der Soll-Drehzahl (siehe die Einzelpunkt-Kettenlinie Lb) signifikant verzerrt ist oder abweicht, wie mit der Doppelpunkt-Kettenlinie Le von 6B gezeigt. Aus diesem Grund gibt es Fälle, in denen Vibrationen und abnormale Geräusche sich zur Außenseite des Traktionselektromotors 24 fortpflanzen.
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Wenn sich das Fahrzeug 10 zu bewegen beginnt, wenn zum Beispiel die Motorleistung des Traktionselektromotors 24 eine vorgeschriebene Leistung ist, d.h. wenn der Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126 größer als oder gleich einem vorgeschriebenen Wert ist, und die Ausgabe des Drehmomentsensors 50 beim Minimum ist (angenähert Null), senkt daher der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt den Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126, um hierdurch die Motorleistung des Traktionsmotors 24 zu senken. In anderen Worten, der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 400 bewirkt, dass der TRC-Steuerabschnitt 126 einen Drehmoment-Befehlswert Trb ausgibt, um den Spalt in der Längsverzahnung 314 zu verkleinern und zu eliminieren (den Spalt zu füllen).
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Obwohl danach der Spalt der Längsverzahnung 314 eliminiert und die Drehzahl der Rotorwelle 310 auf die Ausgangswelle 312 übertragen wird, dreht sich daher die Ausgangswelle 312 nicht plötzlich, weil die Motorleistung gesenkt worden ist, und folgt der Verlauf der Drehzahl des Elektromotors angenähert der Soll-Drehzahl (siehe Einzelpunkt-Kettenlinie La), wie mit der durchgehenden Linie Lf von 6A gezeigt, und folgt die Bahn des Drehmoment-Befehlswerts Trb angenähert dem Soll-Drehmoment-Befehlswert (siehe Einzelpunkt-Kettenlinie Lb), wie mit der durchgehenden Linie Ld von 6B gezeigt).
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Das Folgende beschreibt die Prozessoperationen des elektrischen Fahrzeugs 10 und des Antriebsmotors 100 gemäß der vorliegenden Ausführung unter Bezug auf 7.
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Zuerst bestimmt in Schritt S1 von 7 die ECU 60, ob die Fahrantriebsquelle die Elektromotorfahrt ist. Wenn sie die Elektromotorfahrt ist (Schritt S1: JA), geht der Prozess zu Schritt S2 weiter, und bestimmt der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402, ob der Drehmoment-Befehlswert Trb größer als oder gleich einem vorgeschriebenen Wert ist. Der vorgeschriebene Wert kann zum Beispiel ein Befehlswert sein, der von dem TRC-Steuerabschnitt 126 ausgegeben wird, wenn sich das Fahrzeug 10 zu bewegen beginnt, ein Befehlswert von dem TRC-Steuerabschnitt 126 während plötzlicher Beschleunigung durch die Elektromotorfahrt, ein Befehlswert, der von dem TRC-Steuerabschnitt 126 ausgegeben wird, wenn von Verbrennungsmotor-Fahrt zu Elektromotor-Fahrt umgeschaltet wird, oder dergleichen.
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Wenn der Drehmoment-Befehlswert Trb größer als oder gleich dem vorgeschriebenen Wert ist (Schritt S2: JA), geht der Prozess zu Schritt S3 weiter, und bestimmt der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402, ob das Ist-Drehmoment Tr von dem Drehmomentsensor 50 bei einem Minimum ist (nahezu Null). Wenn das Ist-Drehmoment Tr beim Minimum ist (Schritt S3: JA), geht der Prozess zu Schritt S4 weiter, und gibt der Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402 an den TRC-Steuerabschnitt 126 Anweisungen aus, den Drehmoment-Befehlswert Trb zu senken. Der TRC-Steuerabschnitt 126 senkt den Drehmoment-Befehlswert Trb basierend auf den Anweisungen von dem Spielverhinderungs-Prozessabschnitt 402. Insbesondere gibt der TRC-Steuerabschnitt 126 einen Drehmomentbefehlswert aus, um den Spalt zu verkleinern und zu eliminieren (um den Spalt zu füllen). Aus diesem Grund wird die Motorleistung des Traktionselektromotors 24 gesenkt.
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Wenn im oben beschriebenen Schritt S2 bestimmt wird, dass der Drehmoment-Befehlswert Trb kleiner als der vorgeschriebene Wert ist (Schritt S2: Nein), oder wenn in Schritt S2 bestimmt wird, dass das Ist-Drehmoment Tr von dem Drehmomentsensor 50 nicht beim Minimum ist (Schritt S3: NEIN), geht der Prozess zu Schritt S5 weiter, und wird der Drehmoment-Befehlswert Trb ausgegeben, ohne dass er gesenkt wird. In anderen Worten, der TRC-Steuerabschnitt 126 gibt den Drehmoment-Befehlswert aus, um den Traktionselektromotor 24 drehend anzutreiben.
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Wenn der Prozess von Schritt S4 oder Prozess von Schritt S5 beendet ist, oder wenn im obigen Schritt S1 bestimmt wird, dass die Elektromotor-Fahrt nicht durchgeführt wird (Schritt S1: NEIN), werden die Prozesse von Schritt S1 und folgende wiederholt, nachdem eine vorgeschriebene Zeit abgelaufen ist.
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<Effekt der vorliegenden Ausführung>
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Auf diese Weise ist der Antriebsmotor 100 der vorliegenden Ausführung ein Antriebsmotor 100, in dem ein Drehmomentsensor 50 am Außenumfang einer Welle angeordnet ist. Der Drehmomentsensor Antriebsmotor enthält einen Rotor 300, eine Rotorwelle 310, die innerhalb des Rotors 300 angeordnet ist, sowie eine Ausgangswelle 312, die mit der Rotorwelle 310 durch eine ein loses Element aufweisende Verbindung 314 verbunden ist und konfiguriert ist, um eine Drehkraft der Rotorwelle 310 zu einer Ausgangsseite zu übertragen, wobei der Drehmomentsensor 50 an einer Ausgangsseite der Verbindung 314 in einem Bereich angeordnet ist, die mit der Verbindung 314 nicht überlappt.
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Beispiele der ein loses Element aufweisenden Verbindung enthalten eine Längsverzahnung 314, eine Kupplungsverbindung oder dergleichen, sind aber nicht auf diese Beispiele beschränkt, und es können beliebige andere Verbindungsstrukturen vorteilhaft verwendet werden, solange sie eine Verbindung mit einem losen Element ist.
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Durch Anordnen des Drehmomentsensors 50 an der Ausgangsseite der Verbindung 314 ist es möglich, die Lose (Spalt) zu detektieren, die durch die Verbindung 314 hervorgerufen wird. Indem daher dieser detektierte Spaltabschnitt, der durch die Verbindung 314 hervorgerufen wird, in der Motorleitung wiedergespiegelt wird, ist es möglich, die Drehung an der Ausgangsseite zu glätten.
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Die vorliegende Ausführung enthält ferner ein drittes Lager 330c, das konfiguriert ist, um die Ausgangswelle 312 drehend zu lagern, und der Drehmomentsensor 50 ist näher an Ausgangsseite angeordnet als das dritte Lager 330c.
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Da der Rotor 300, das dritte Lager 330c und der Drehmomentsensor 50 in der genannten Reihenfolge von dem Rotor 300 zur Ausgangsseite hin angeordnet sind, fungiert das dritte Lager 330c als magnetische Abschirmung für den wechselnden Magnetismus von dem Rotor 300 und dergleichen. Auf diese Weise ist es möglich, die Erzeugung von Rauschen durch wechselnde Magnetfelder und dergleichen zu begrenzen.
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Die vorliegende Ausführung enthält ferner einen Drehzahlsensor 48b, der konfiguriert ist, um die Drehzahl des Rotors 300 zu detektieren, wobei der Drehzahlsensor 48b an jener Seite des Rotors 300 angeordnet ist, die kein Drehmoment-Übertragungsweg ist, und der Drehmomentsensor 50 an der anderen Seite des Rots 300 angeordnet ist, die der Drehmoment-Übertragungsweg ist.
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Indem der Drehzahlsensor 48b an der einen Endseite des Rotors 300 angeordnet wird, wird der Drehzahlsensor 48b weniger durch das Drehmoment beeinflusst, das gemäß der Drehung des Rotors 300 übertragen wird, und es wird möglich, die Drehzahl des Rotors 300 genau zu detektieren. Indem ferner der Drehmomentsensor 50 an der anderen Endseite des Rotors 300 vorgesehen wird, wird der Drehmomentsensor 50 weniger durch Rauschen dem Drehzahlsensor 48b beeinflusst, und es wird möglich, die Drehmoment-Detektionsgenauigkeit zu verbessern.
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Auch wenn der Drehzahlsensor 48b seine Funktion aufgrund eines Stoßes oder dergleichen verliert, wird es möglich, eine Drehzahlsteuerung des Rotors 300 basierend auf dem vom Drehmomentsensor 50 sensierten Drehmoment zu implementieren. Indem zum Beispiel an dem TRC-Steuerabschnitt 126 unter Verwendung der Differenz zwischen dem Drehmoment-Befehlswert Trb von dem TRC-Steuerabschnitt 126, der den Rotor 300 steuert, und dem Ist-Drehmoment Tr, das von dem Drehmomentsensor 50 detektiert wird, eine Rückkopplungsregelung durchgeführt wird, ist es möglich, eine Drehzahlsteuerung des Rotors 300 zu implementieren. In anderen Worten, eine Drehzahlsteuerung mittels des Drehmomentsensors 50 kann als Ausfallsicherung fungieren, bis der beschädigte Drehzahlsensor 48b durch einen normalen Drehzahlsensor 48b ersetzt wird.
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Die vorliegende Erfindung enthält ferner den TRC-Steuerabschnitt 126, der konfiguriert ist, um die Motorleistung basierend auf der Ausgabe des Drehmomentsensors 50 zu steuern, und der TRC-Steuerabschnitt 126 senkt die Motorleistung, wenn die Motorleistung eine vorgeschriebene Leistung ist und die Ausgabe des Drehmomentsensors 50 bei einem Minimum ist.
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Es gibt Fälle, in denen ein Drehmomentverlust auftritt, wenn sich das Fahrzeug zu bewegen beginnt, oder wenn die Fahrzeuggeschwindigkeit V plötzlich zunimmt. Ein Drehmomentverlust ist ein Zustand, in dem sich die Rotorwelle 310 dreht, aber die Drehkraft der Rotorwelle 310 kaum auf die Ausgangswelle 312 übertragen wird, und zwar aufgrund der Lose (Spalt oder Spiel), die durch die Längsverzahnung 314 hervorgerufen wird. In anderen Worten, obwohl sich die Rotorwelle 310 gemäß der Motorleistung dreht, dreht sich die Ausgangswelle 312 kaum. Wenn in diesem Fall der Spalt gefüllt wird und die Drehkraft der Rotorwelle 310 auf die Ausgangswelle 312 übertragen wird, gibt es Fälle, in denen sich die Ausgangswelle 312 plötzlich dreht, und der resultierende Stoß als Vibration und Geräusch nach außen übertragen wird. Wenn der Antriebsmotor 100 als Antriebsmotor für das elektrische Fahrzeug verwendet wird, gibt es Fälle, in denen dieser Stoß den Komfort des Fahrers beeinträchtigt.
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Daher senkt der TRC-Steuerabschnitt 126 die Motorleistung, wenn die Ausgabe des Drehmomentsensors 50 bei einem Minimum ist. Aus diesem Grund ist es dann, wenn die Rotorwelle 310 mit der Ausgangswelle 312 verbunden ist, d.h. während der Spalt gefüllt ist, möglich, den Stoß zu schwächen und die Übertragung von Vibrationen und Geräuschen nach außen zu unterdrücken.
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Ferner enthält das Fahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Ausführung den oben beschriebenen Antriebsmotor 100. Indem der Drehmomentsensor 50 näher an der Ausgangsseite als die Verbindung 314 angeordnet wird, ist es möglich, die durch die Verbindung 314 hervorgerufene Lose (Spalt) zu detektieren. Indem daher die detektierte lose Komponente, die durch die Verbindung 314 verursacht wird, in der Motorleistung widergespiegelt wird, ist es möglich, die Drehung an der Ausgangsseite zu glätte. Im Ergebnis wird es möglich, die Fortpflanzung von Vibrationen und Geräuschen nach außen zu unterdrücken und ein unangenehmes Gefühl des Fahrers zu reduzieren.
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Modifikationen
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Die vorliegende Erfindung ist nicht auf die oben beschriebenen Ausführungen beschränkt und es versteht sich, dass sie basierend auf dem Inhalt dieser Beschreibung, verschiedene Konfigurationen einnehmen kann. Zum Beispiel kann sie die unten beschriebene Konfiguration einnehmen.
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<Anwendbares Ziel>
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Das Fahrzeug 10 gemäß der vorliegenden Ausführung ist konfiguriert, um eine Antriebskraft von der zweiten drehenden elektrischen Maschine auf die Radausgangswelle 208 zu übertragen, kann aber selektiv auch eine Konfiguration einnehmen, um Antriebskraft von der ersten drehenden elektrischen Maschine 22 auf die Radausgangswelle 208 zu übertragen. In diesem Fall kann der Drehmoment-Befehlswert, der von dem GEN-Steuerabschnitt 124 an die erste drehende elektrische Maschine 22 ausgegeben wird, korrigiert werden.
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<Drehende elektrische Maschine>
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Die erste drehende elektrische Maschine 22 und die zweite drehende elektrische Maschine 24 der vorliegenden Ausführung sind jeweils bürstenlose Dreiphasen-Wechselstrommaschinen. Jedoch sind vom Gesichtspunkt, den Drehmoment-Befehlswert Trc für die erste drehende elektrische Maschine 22 oder die zweite drehende elektrische Maschine 24 zu korrigieren, die drehenden elektrischen Maschinen nicht auf diese Typen beschränkt. Die erste drehende elektrische Maschine 22 und die zweite drehende elektrische Maschine 24 können auch Gleichstrommaschinen oder Bürstenmaschinen sein.
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Die erste drehende elektrische Maschine 22 und die zweite drehende elektrische Maschine 24 der vorliegenden Ausführung sind jeweils Synchronmotoren mit internem Permanentmagneten (IPMSM). Jedoch sind zum Beispiel von dem Gesichtspunkt, den Drehmoment-Befehlswert für die erste drehende elektrische Maschine 22 oder die zweite drehende elektrische Maschine 24 zu korrigieren, die drehenden elektrischen Maschinen nicht auf diese Typen beschränkt. Die erste drehende elektrische Maschine 22 und die zweite drehende elektrische Maschine 24 können auch andere Typen von drehenden elektrischen Maschinen sein.
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<Kupplungen>
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In der vorliegenden Ausführung sind die ersten bis dritten Kupplungen 30, 32 und 34 vorgesehen (siehe 1). Jedoch ist zum Beispiel vom Gesichtspunkt, den Drehmoment-Befehlswert Trc für die erste drehende elektrische Maschine 22 oder die zweite drehende elektrische Maschine 24 zu korrigieren, die vorliegende Erfindung hierauf nicht beschränkt. Zum Beispiel kann die zweite Kupplung 32 oder die dritte Kupplung 34 weggelassen werden.
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Ein Antriebsmotor (100), in dem ein Drehmomentsensor (50) an einem Außenumfang einer Welle angeordnet ist, enthält einen Rotor (300), eine Rotorwelle (310), die innerhalb des Rotors (300) angeordnet ist, sowie eine Ausgangswelle (312), die mit der Rotorwelle (310) durch eine Längsverzahnung (314) verbunden ist und die Drehkraft der Rotorwelle (310) zur Ausgangsseite hin ausgibt. Der Drehmomentsensor (50) ist an einer Ausgangsseite der Längsverzahnung (314) in einem Bereich angeordnet, der mit der Längsverzahnung (314) nicht überlappt.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2000 [0002]
- JP 324607 A [0002]
- JP 2017 [0022]
- JP 100590 A [0022]
- JP 2017100590 A [0022, 0049]
