JP2009095078A - 可変界磁モータ装置および可変界磁モータ装置を備えた自動二輪車 - Google Patents

Abstract

【課題】 回転軸の軸線方向長さが小さい可変界磁モータ装置、および当該可変界磁モータ装置を備えた自動二輪車を提供する。
【解決手段】 ベース５と、前記ベースに回転自在に支持され、当該ベースの表面から突出する突出部６１を有するモータ回転軸６と、前記突出部に固定されたロータ７と、前記回転軸の軸線方向に移動可能に設けられたステータ８とを有する可変界磁モータ装置Ｍであって、揺動運動により前記ステータを移動させるように、前記モータ回転軸の径方向に延在し、中間部において前記ベースに対して揺動自在に支持され、一端が前記ステータに連結された連結部材９１と、前記連結部材を揺動させるべく、当該連結部材の他端を変位させるアクチュエータ１０とを有することを特徴とする。
【選択図】 図２

Description

本発明は、可変界磁モータ装置に関し、特に装置の厚みが薄い可変界磁モータ装置に関するものである。また、当該可変界磁モータ装置を備えた自動二輪車に関する。

近年、モータの界磁を調整できるようにし、使用状況に応じた適切な回転数及びトルクが得られるようにした可変界磁モータ装置が駆動源として利用されている。一般的に可変界磁モータ装置は、ステータ又はロータの一方が他方に対して変位（移動）可能に設けられ、当該ステータ及びロータの相対位置を変位させる変位機構によって、両者の対向面積を増減させて界磁を増減させる。このようなモータを電気自動車に適用することによって、自動車の加速時に対向面積を増大させて界磁を増加させ、高トルクが得られるようにし、逆に高速走行時には対向面積を減少させて界磁を減少させ、高速回転が得られるようにすることができる。

変位機構は、モータ回転軸の軸線に沿った送りねじ（台形ねじ、ボールねじ）と、送りねじを回転させるアクチュエータとから構成され、ステータに送りねじと螺合する部分を形成し、アクチュエータにより送りねじを回転させることによってステータをモータ回転軸の軸線に沿った方向に変位させるものがある（特許文献１）。
特開２００２−１４３５９５号公報

しかしながら、従来の可変界磁モータ装置は、ステータに対して変位機構をモータの回転軸方向に直列に設ける構造のため、可変界磁モータ装置のモータ回転軸の軸線方向長さが長くなるという問題があった。自動車両においては、モータ回転軸が、タイヤの回転軸（車軸）に対して平行に配置されることが多く、特にスクータにおいては、後輪と車幅方向に連続してモータが配置されることがある。そのため、可変界磁モータ装置のモータ回転軸の軸線方向長さが長いと、スクータの車幅が大きくなるため、可変界磁モータ装置をスクータへ適用するに際し、障害となっていた。

本発明は、上記の問題を鑑みてなされたものであって、回転軸の軸線方向長さが小さい可変界磁モータ装置、および当該可変界磁モータ装置を備えた自動二輪車を提供することを目的とする。

上記課題を解決するために、第１の発明は、ベース（５）と、前記ベースに回転自在に支持され、当該ベースの表面から突出する突出部（６１）を有するモータ回転軸（６）と、前記突出部に固定されたロータ（７）と、前記回転軸の軸線方向に移動可能に設けられたステータ（８）とを有する可変界磁モータ装置（Ｍ）であって、揺動運動により前記ステータを移動させるように、前記モータ回転軸の径方向に延在し、中間部において前記ベースに対して揺動自在に支持され、一端が前記ステータに連結された連結部材（９１）と、前記連結部材を揺動させるべく、当該連結部材の他端を変位させるアクチュエータ（１０）とを有することを特徴とする。

第２の発明は第１の発明であって、前記連結部材は、前記回転軸の前記突出部の突出長さの範囲内で揺動するように設けられていることを特徴とする。

第３の発明は、第１の発明または第２の発明による可変界磁モータ装置を備えた自動ニ輪車（Ａ）である。

第１の発明によれば、ステータを移動させる手段（ステータ移動手段）は、ステータのモータ回転軸の軸線方向位置には配置されないため、ステータ移動手段を設けるための空間を、モータ回転軸の軸線方向位置から省くことができる。このため、モータ回転軸をステータ移動手段の分だけ短くすることができる。これにより、自動二輪車等への適合性が向上する。第２の発明によれば、可変界磁モータ装置は、モータ回転軸の部分において、モータ回転軸の軸線方向における距離、すなわち可変界磁モータ装置の厚さが最も厚くなる。ロータ、ステータおよびモータ回転軸によって定まる可変界磁モータ装置の必要な厚さの範囲内にステータ移動手段を配置することで、全体の容積を最小にすることができる。第３の発明によれば、自動二輪車の駆動部における車幅方向の長さを小さくすることができる。

以下、本発明の実施形態を電動自動二輪車の駆動装置として適用した例について示す。なお、本発明に基づく駆動装置にあっては、自動二輪車に限られるものではなく、４輪を含む自動車の駆動装置として適用し得る。

図１は、本発明を適用した電動自動二輪車を示す全体図である。図２は、本発明の実施形態に係る駆動装置を一部破断して示す平面図である。図３は、本発明の実施形態に係る可変界磁モータ装置を示す断面図であり、ロータおよびステータを含む動力発生部を断面図で表している。図４は、図２の矢印ＩＶ−ＩＶ線に沿って見た断面図である。図５は、図２の矢印Ｖ−Ｖ線に沿って見た断面図である。図６は、本発明の実施形態に係る可変界磁モータ装置を示す断面図であり、ロータおよびステータを含む動力発生部を断面図で表している。図６は、ステータがロータより引抜かれた状態を表している。図７は、本駆動装置に適する制御ブロックを示す図である。図８は、制御要領を示すフロー図である。

図１に示すように、本発明の実施形態に係る自動二輪車Ａは、車体フレーム１と、車体フレーム１の進行方向前後に操舵輪となる前輪ＷＦ及び駆動輪となる後輪ＷＲと、後輪ＷＲを駆動するための駆動装置２とを有する。自動二輪車Ａの進行方向を矢印ａで示す。駆動装置２は、本発明に基づき構成された可変界磁モータ装置Ｍを動力発生源と、可変界磁モータ装置Ｍの駆動制御を行うコントローラＣとを備えた電動駆動装置である。駆動装置２は、車体フレーム１に搭載された車載バッテリＢＴより電力の供給を受け、可変界磁モータ装置Ｍの駆動を行う。

次に、図２を参照して駆動装置２について説明する。駆動装置２は、車体前後方向に長い箱型に形成されたケーシング３内に主要構成機構が収容されている。駆動装置２は、可変界磁モータ装置Ｍと、コントローラＣと、可変界磁モータ装置Ｍからの駆動力を後輪ＷＲの車軸４に伝える減速機Ｒとを有している。

可変界磁モータ装置Ｍは、ケーシング３に固定されたベース５と、ベース５に対して垂直、かつ回転自在に設けられたモータ回転軸６と、モータ回転軸６に固定されたロータ７と、モータ回転軸６の軸線方向に移動可能に設けられたステータ８と、ベース５に固定され、ステータ８をモータ回転軸６の軸線方向に移動させるステータ移動手段９とを有する。図２に示すように、本実施形態では、可変界磁モータ装置Ｍはアウタロータ型モータ装置であるが、他の実施形態ではアウタロータ型モータ装置でなくともよい。

ベース５は、平板に形成されており、ケーシング３の長手方向、つまり車体前後方向に延在している。ベース５の車体外方側、つまり図２における紙面上方側を向く面をベース５の正面５ａとし、裏面を背面５ｂとする。ベース５は背面５ｂ側で支持脚５１を介してケーシング３に固定されている。なお、他の実施形態では、ベース５はケーシング３と一体的に形成されていてもよい。ベース５の車体前後方向における後部には、モータ回転軸６が貫通するモータ回転軸孔５２が形成され、軸受５３を介してモータ回転軸６を軸支している。

モータ回転軸６は、ベース５の正面５ａ側に突出する正面側突出部６１を有し、正面側突出部６１の先端部にはロータ７が同軸に嵌合され、ナット６２により固定されている。また、モータ回転軸６は、ベース５の背面５ｂ側に突出する背面側突出部６３を有し、背面側突出部６３の先端部にはギヤ６４が形成されている。

ロータ７は、扁平な有底円筒形状に形成されており、円筒側壁７１の内壁には、周方向にＮ・Ｓ極を並べた複数のマグネット（永久磁石）７２が配設されている。また、ロータ７の側壁７１に囲まれた空間は、有底円筒部分の底部７３とは相反する側が開放されており、その空間内にステータ８が設けられている。

図３に示すように、ステータ８は、モータ回転軸６と同軸に設けられた環状のスライド部材８１と、スライド部材８１から半径方向外向きに突出し、マグネット７２と相対する複数のステータコア８２と、それらステータコア８２に巻回されたコイル８３とを有する。スライド部材８１と、ステータコア８２とは適所でねじ止めされ固定されている。ステータコア８２は、例えば、モータ回転軸６の軸線方向に積層した積層鋼板によって形成されている。

モータ回転軸６を所定の間隙を介して外囲する円筒形状に形成され、モータ回転軸６と同軸にベース５の正面５ａ側に固定されたステータ支持部材８４に、スライド部材８１は支持されている。ステータ支持部材８４の円筒側面の外面には、円筒形状の軸線方向と平行方向に延在するスプライン８５が形成されており、スライド部材８１のステータ支持部材８４と接する面にはスプライン８５と一致する形状に溝８６が形成されている。ステータ支持部材８４の先端には、ステータ支持部材８４の軸線に対して径方向外方へと延在するストッパ８７が形成されている。ストッパ８７は、スライド部材８１のロータ７の底部７３側への移動を規制し、ステータ８とロータ７との対向面積が最大となる位置を決定している。

また、ステータ８には、後述するステータ移動手段９の連結部材９１が連結するための被連結部材８８が設けられている。被連結部材８８は、モータ回転軸６と同軸の円筒部８８ａと、円筒部８８ａの軸線方向における両端部に形成され、径方向外方へと延在するフランジ部８８ｂが形成されている。フランジ部８８ｂの一方は、スライド部材８１と当接し、ステータコアねじ８２およびスライド部材８１とねじ止めされている。

ステータ移動手段９は、被連結部材８８と連結する連結部材９１と、連結部材９１に連結するアクチュエータ１０とを備えている。連結部材９１は、同一方向へと延びる２つの直線状部材が互いの軸線を偏倚させて結合された本体部９２と、本体部９２の両端部に形成された２股に分岐した端部９３・９４とを有している。連結部材９１は、剛性を有する部材により形成されている。連結部材９１は、モータ回転軸６の径方向、すなわちベース５の正面５ａに沿うように延在し、中央部においてモータ回転軸６の軸線と垂直な軸線を有する揺動中心軸を有している。揺動中心軸は、揺動中心軸と同心の回転軸を有する揺動中心コロ９５によって形成されている。揺動中心コロ９５は、ベース５の正面５ａに固定された２枚の支持板５４に形成された長穴５５によって、揺動中心コロ９５の軸線を回転中心として揺動可能に支持されている。長穴５５は、連結部材９１が延在する方向に延びている。

被連結部材８８と連結する端部９３の両先端の互いに向かい合う部位には、揺動中心軸の軸線と平行な回転軸を有する係合コロ９６が回転自在に設けられている。係合コロ９６は、被連結部材８８の２つのフランジ部８８ｂの間に位置されている。

連結部材９１の端部９３の他方端である端部９４は、アクチュエータ１０に連結している。アクチュエータ１０は、動力を発生するモータ部１１と、モータ部１１の駆動力によって回転させられる台形ねじ１２と、台形ねじに螺合した変位部１３とを有する。モータ部１１は、モータ１１ａと、モータ１１ａの回転方向を直交する回転方向に変換し、かつ減速を行う減速機構１１ｂとにより構成されている。モータ部１１の出力軸１１ｄがモータ回転軸６の軸線と平行となるように、モータ部１１は脚部１１ｃを介してベース５の正面５ａに固定されている。モータ部１１は、例えばパワーウインド用モータのような、モジュール化されて市販されているものを使用してもよい。

台形ねじの軸線がモータ部１１の出力軸１１ｄの軸線と同軸になるように、台形ねじ１２の一端は出力軸１１ｄに固定され、他端はベース５に回転自在に支持されている。台形ねじ１２の軸線は、モータ部１１の出力軸１１ｄの軸線と同軸に配置されているため、台形ねじ１２の軸線はモータ回転軸６の軸線と平行である。

変位部１３は、円筒形状に形成された部材であり、中心軸に沿って台形ねじ１２の形状と一致するめねじが形成されている。また、変位部１３の側壁には、揺動中心コロ９５の軸線と平行な方向にねじ孔１３ａが２つ形成されている。連結部材９１の端部９４の両先端部には、両ねじ孔１３ａと一致する位置のそれぞれに孔９４ａが形成されている。ねじ孔１３ａと孔９４ａを一致させた状態で、ねじ１３ｂが孔９４ａを貫通してねじ孔１３ａに螺合することによって、連結部材９１は変位部１３に、揺動中心コロ９５の軸線と平行な軸線を回転軸として揺動可能に固定されている。このとき、ねじ１３ｂは、端部９４の回転軸１３ｃとして機能する。

このように構成することで、ステータ８をモータ回転軸６の軸線方向に移動させることができる可変界磁モータ装置Ｍが形成される。可変界磁モータ装置Ｍの界磁を変化させる動作について説明する。まず、アクチュエータ１０のモータ１１ａが回転することで、減速機構１１ｂを介して台形ねじ１２が回転させられる。台形ねじ１２に螺合した変位部１３は、連結部材９１の端部９４と連結しているため、台形ねじ１２の軸線回りに回転が禁止されており、台形ねじ１２の回転に伴って、台形ねじ１２の軸線方向に移動（変位）する。連結部材９１は、剛体により形成されているため、変位部１３に連結した端部９４が移動させられると、連結部材９１は揺動中心コロ９５の軸線を回転中心として揺動し、他方の端部９３をモータ回転軸６の軸線方向に移動（変位）させる。端部９３は、被連結部材８８の両フランジ８８ｂの間に係合（把持）されているため、端部９３がモータ回転軸６の軸線方向に移動することで、被連結部材８８および当該被連結部材８８と一体的に固定されたステータ８がモータ回転軸６の軸線方向に移動（変位）する（図６参照）。このとき、ステータ支持部材８４の外面に形成されたスプライン８５と、スライド部材８１に形成された溝８６との嵌合により、ステータ８の進路は規制され、モータ回転軸６の軸線回りに回転することなく、モータ回転軸６の軸線方向に移動する。ステータ８がロータ７に対して移動することで、ステータコア８２とマグネット７２との対向する面積が変化し、可変界磁モータ装置Ｍの有効磁束が調整される。

変位部１３の移動により、端部９４の回転軸１３ｃの軸線と、揺動中心コロ９５の軸線との間のベース５に平行な方向の距離は変化するが、揺動中心コロ９５はベース５に平行な方向に延びた長穴５５に支持されているため、当該距離の変化に応じてベース５に平行な方向に移動することができる。また、連結部材９１の揺動によって、揺動中心コロ９５の軸線と、端部９３に設けられた係合コロ９６の軸線と間のベース５に平行な方向の距離が変化するが、係合コロ９６は、被連結部材８８に沿ってベース５に平行な方向に移動することができる。揺動中心コロ９５のベース５に平行な方向の位置変化に対しても同様に、係合コロ９６はベース５に平行な方向に移動することができる。そのため、変位部の移動に対して、連結部材９１等に加わる負荷を低減することができ、またステータ８を滑らかに移動させることができる。揺動中心コロ９５および係合コロ９６のように、コロを用いることによって、各回転軸と長穴５５および被連結部材８８との摩擦抵抗を低減することができる。

本実施形態に係る可変界磁モータ装置Ｍは、ステータ移動手段としての連結部材９１およびアクチュエータ１０が、ロータ７およびステータ８のモータ回転軸６の軸線方向に直列に配置されないため、ロータ７とベース５との間の距離を小さくすることできる。つまり、可変界磁モータＭ装置の回転軸６を短くすることができる。そのため、駆動装置２の車幅方向における長さを小さくすることができるので、自動二輪車への適用性（搭載性）が向上する。

次に、本実施形態に係る可変界磁モータ装置Ｍを備えた自動二輪車Ａの構成について説明する。本実施形態に係る可変界磁モータ装置Ｍのモータ回転軸６の背面側突出部６３の先端部に形成されたギヤ６４は、中間軸１４を介して後輪ＷＲの車軸４に連結し自動二輪車の駆動部を構成する。

コントローラＣは、可変界磁モータ装置Ｍを駆動制御する制御回路ＥＣＵと、制御回路ＥＣＵの制御に基づき可変界磁モータＭに車載バッテリＢＴからの電力を調整して供給するインバータ２１とを備えている。本発明の実施形態の制御要領について、図７のブロック回路図を参照して示す。なお、図示例の可変界磁モータ装置Ｍの基本形にあっては３相のブラシレスモータと同様のものであって良い。

図７に示すように、電源としての車載バッテリＢＴに、ＦＥＴを用いたブリッジ回路が構成された駆動電流供給回路としてのインバータ２１を介してモータＭの各相コイル８３が接続されている。なお、バッテリＢＴとインバータ２１とを接続する電源線には電流検出センサ２２が設けられており、それにより検出された電流検出信号が、制御手段を構成する制御回路ＥＣＵの電流検出回路２５に入力するようになっている。モータＭにはステータ８に対するロータ７の回転角度を検出する回転角度センサ２４が設けられており（モータの構成を示す図においては省略している）、その回転角度信号が回転角度検出回路２７に入力し、回転角度検出回路２７ではロータ７の回転位置及び回転数（回転速度）を算出する。このようにして回転角度検出手段が構成されている。

また、制御回路ＥＣＵ内には、外部の例えばアクセル開度センサ（図示せず）からの信号であって良い運転操作信号が入力する運転操作入力回路２８と、運転操作入力回路２８からの出力信号が入力する出力電流指令回路２９と、出力電流指令回路２９および電流検出回路２５からの各出力信号が入力する電流比較回路３１と、電流比較回路３１からの出力信号が入力するデューティ決定手段としての出力Ｄｕｔｙ決定回路３３と、出力Ｄｕｔｙ決定回路３３からの出力信号が入力するデューティ判定手段としてのＤｕｔｙ１００％判定回路３６と、出力Ｄｕｔｙ決定回路３３からの出力信号に基づいてパルス幅変調されかつデューティ比に応じた制御信号としてのＰＷＭ信号をインバータ２１に出力するパルス幅変調信号発生手段としてのＰＷＭ信号生成回路３８と、運転操作入力回路２８または電流比較回路３１またはＤｕｔｙ１００％判定回路３６または外部のからのステータ位置操作手段（図示せず）からの各出力信号に基づいてステータ８の位置を決めるステータ位置制御回路３９と、ステータ位置制御回路３９からのステータ位置信号に基づいてアクチュエータ１０に駆動信号を出力する移動制御手段としての位置駆動回路４０と、ステータ位置制御回路３９からのステータ位置信号に基づいて出力Ｄｕｔｙ決定回路３３によるデューティ比を変更する出力を禁止する禁止手段としての禁止回路４２が設けられている。

なお、上記Ｄｕｔｙ１００％判定回路３６にあっては、出力Ｄｕｔｙ決定回路３３からの出力信号によるデューティ比がデューティ限度値としての１００％に達したと判定したらその結果をステータ位置制御回路３９に出力する。また、ステータ位置制御回路３９では、各入力信号の優先順位または組み合わせを設定して、それに応じてステータ位置信号を出力するようにして良い。また、各回路はＩＣを用いて構成されるものと、ＣＰＵのプログラム制御により構成されるものとを含むものであって良い。また、図示された回路名称及び信号線により理解される部分についてはその詳しい説明を省略する。

上記ステータ位置制御回路３９にてステータ８（ステータコア８２）の設定位置（目標位置）を算出し、それに応じた位置制御信号が位置駆動回路４０からアクチュエータ１０に出力され、アクチュエータ１０により連結部材９１を介してステータ８（ステータコア８２）を駆動しかつ上記目標位置で停止状態にする。これにより、上記したようにマグネット７２の磁極面とステータコア８２のティース突出端面との対向面積が増減し、対向面積を通ることになる有効磁束が増減するため、可変界磁モータ装置Ｍの特性を、対向面積を大きくした場合には低回転・高トルク型とし、対向面積を小さくした場合には高回転・低トルク型とすることができる。

次に、本発明に基づく駆動制御要領を図８を参照して以下に示す。なお、二輪自動車におけるアクセル操作量に応じて運転操作入力回路２８から操作信号を出力電流指令回路２９に出力し、その操作信号に応じてデューティ比による加減速制御を行う点については、公知のＰＷＭ制御と同じであって良く、その詳しい説明を省略する。

上記運転操作入力回路２８において駆動（加速）制御を行うとした場合には、図４のステップＳＴ１で電流検出センサ２２による電流値の読み込みを行い、次のステップＳＴ２では電流比較回路３１により目標駆動電流（出力電流指令回路２９の出力値）と現在駆動電流（電流検出回路２５の出力値）との比較を行い、目標値が現在値よりも大きいと判定された場合にはステップＳＴ３に進む。ステップＳＴ３ではＤｕｔｙ判定回路３６によりデューティ比（以後ＤＵＴＹと記す）がデューティ限度値としての値ＭＡＸに達したか否かを判別する。図示例では第１の値ＭＡＸを１００％とするが、モータの特性や使用環境に応じて必ずしも１００％である必要はない。また、ＤＵＴＹは、出力Ｄｕｔｙ決定回路３３で決定された値であるが、図３のブロック図に示されるように、操作量に基づいて設定された出力電流指令値と電流検出値との比較（例えば差分）に応じて決定される。

上記ステップＳＴ３でＤＵＴＹがデューティ限度値ＭＡＸに達したと判定された場合にはステップＳＴ４に進む。このステップＳＴ４に進んできた場合には、デューティ比が最大（１００％）でありかつ駆動電流を増やしたい場合である。デューティ比の増加による電流を増やす制御が頭打ちになった場合には、有効磁束を減少させることにより電流を増大することができる。デューティ比が最大になっている場合には高速回転している場合があり、そのような高速回転では逆起電力の増大により、電流をより多く流すことができなくなる。しかしながら、図示例のようにステータ８とロータ７との対向面積を減らす、すなわち有効磁束を減らすことにより逆起電力が減少して、電流をより多く流すことができるようになる。なお、電流の増減制御に対しては進角を変える進角制御でも可能であるが、ステータコア８２の挿抜による方が、効率が良い。これにより、より高速回転が可能となる。

そのため、ステップＳＴ４ではステータコア８２を抜く制御を行うが、同時に例えばコア移動制御中の信号を用いて禁止回路４２により出力Ｄｕｔｙ決定回路３３に対してデューティ制御を禁止し、ステップＳＴ１に戻る。このように、ステータコア８２の移動制御を行う場合にはデューティ制御を確実に禁止することにより、制御対象が明確になり、制御プログラムを簡略化することができ、上記したような効果的な駆動制御を低コストで提供し得る。また、デューティ限度値ＭＡＸが１００％である場合、スイッチング損失の少ない１００％デューティの動作領域が広がり、高効率な駆動が可能となる。

なお、ステータコア８２が図２の実線で示されるように位置する方向にステータコア８２が入ると表現し、ステータ８が二点鎖線で示される（一部のみ表示）ように位置する方向に対してはステータコア８２を抜くと表現するものとする。また、目標位置とは、ステータ位置制御回路３９により設定したステータコア８２の位置である。界磁弱め制御を行わない場合には最大に入れておくものとする（図３の状態）。

また、ステップＳＴ３でデューティ比がデューティ限度値ＭＡＸに達していないと判定された場合にはステップＳＴ５に進む。ステップＳＴ５では、電流比較回路３１の比較結果に基づいて出力Ｄｕｔｙ決定回路３３により決定されたデューティ比になるように、ＰＷＭ信号生成回路３８による駆動ＤＵＴＹを増やす制御を行って、ステップＳＴ１に戻る。その増加されたＤＵＴＹでインバータ２１が制御され、モータＭの駆動力が増加する。

上記ステップＳＴ２で目標値が現在値以下と判定された場合にはステップＳＴ６に進む。ステップＳＴ６ではステータコア８２が最も入った位置（有効磁束が最大となる位置）であるか否かを判別し、最も入った位置ではない（少しでも抜けた位置にある）と判定された場合にはステップＳＴ７に進む。ステップＳＴ７では、この場合には現在の駆動電流が目標値に対して多過ぎることになるため、電流を減らすべくステータコア８２を入れる制御を行う。このステップＳＴ７に進んだ場合とは、ステータコア８２が抜けている状態であり、それは上記ステップＳＴ３・４を経た場合にステータコア８２が抜かれるため、デューティ比がデューティ限度値ＭＡＸに達している場合である。その状態で目標電流を下げる制御を行うというのは高回転側から低回転側に回転速度を落とす制御となり、上記ステップＳＴ４とは逆にステータコア８２を入れてステップＳＴ１に戻る。この場合もデューティ制御を禁止する状態にする。

ステップＳＴ６でステータコア８２が最も入った位置にあると判定された場合にはステップＳＴ８に進む。この場合にはステータコア８２を抜いた制御を行っていない場合デューティ制御の禁止を解除してデューティ制御を行っている状態とし、デューティ制御における電流減少制御としてデューティ比を減らす制御を行い、ステップＳＴ１に戻る。

このように界磁の大きさを可変として制御することにより、変速機を用いることなく一般走行に耐え得る電動式自動二輪車を実現し得る。

本発明によれば、駆動装置が可変界磁モータ装置を含むため、可変界磁モータの特性として低回転・高トルクから高回転・低トルクに至る広範囲な特性変化となるため、減速を高効率化すると共に何等問題なく速度を可変とすることができる。その結果、小型・軽量で高効率でありかつ通常走行に支障を来すことがない広い速度変化が可能な電動自動車を実現し得る。

また、自動二輪車Ａを停車させたとき（駆動装置２を停止させたとき）に、ステータ８をロータ７の外部に移動させるように制御することで、モータのコギングトルクを減少させることができる。このようにすると、車庫入れ等の自動二輪車Ａの手押しを必要とする場合に、車輪の回転に伴う負荷が減少し、自動二輪車Ａの移動を容易に行うことができるようになる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明は上記実施形態に限定されることなく幅広く変形実施することができる。例えば、実施形態ではアクチュエータに回転式のモータとモータによる回転力を直線方向の力に変換する送りねじを用いたが、リニアモータを用いて連結部材９１の端部９４を直接変位させてもよい。その他、連結部材９１や被連結部材８８等の形状は例示的なものであり本発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更可能である。

本発明を適用した電動自動二輪車を示す全体図である。 本発明の実施形態に係る駆動装置を一部破断して示す平面図である。 本発明の実施形態に係る可変界磁モータ装置を示す断面図である。 図２の矢印ＩＶ−ＩＶ線に沿って見た断面図である。 図２の矢印Ｖ−Ｖ線に沿って見た断面図である。 本発明の実施形態に係る可変界磁モータ装置を示す断面図である。 本駆動装置に適する制御ブロックを示す図である。 制御要領を示すフロー図である。

符号の説明

２ 駆動装置
３ ケーシング
４ 車軸
５ ベース
６ モータ回転軸
７ ロータ
８ ステータ
９ ステータ移動手段
１０ アクチュエータ
１１ モータ部
１２ 台形ねじ
１３ 変位部
５４ 支持板
５５ 長穴
７２ マグネット
８１ スライド部材
８２ ステータコア
８３ コイル
８４ ステータ支持部材
８８ 被連結部材
９１ 連結部材
９５ 揺動中心コロ
９６ 係合コロ
Ｍ 可変界磁モータ装置

Claims (3)

1. ベースと、前記ベースに回転自在に支持され、当該ベースの表面から突出する突出部を有するモータ回転軸と、前記突出部に固定されたロータと、前記モータ回転軸の軸線方向に移動可能に設けられたステータとを有する可変界磁モータ装置であって、
   揺動運動により前記ステータを移動させるように、前記回転軸の径方向に延在し、中間部において前記ベースに対して揺動自在に支持され、一端が前記ステータに連結された連結部材と、
   前記連結部材を揺動させるべく、当該連結部材の他端を変位させるアクチュエータと
   を有することを特徴とする可変界磁モータ装置。
2. 前記連結部材は、前記回転軸の前記突出部の突出長さの範囲内で揺動するように設けられていることを特徴とする、請求項１に記載の可変界磁モータ装置。
3. 請求項１または請求項２に記載の可変界磁モータ装置を備えた自動ニ輪車。

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