JP2009159760A - Electric motor - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は電動機に関し、より具体的には着磁された2個の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更する位相変更機構を備えた電動機に関する。 The present invention relates to an electric motor, and more specifically to an electric motor including a phase change mechanism that changes a phase indicating a relative rotation angle by rotating two magnetized rotors relative to each other.
着磁された2個の回転子を相対回転させて両者の相対回転角を示す位相を変更するようにした電動機の例としては、下記の特許文献1記載の技術を挙げることができる。特許文献1記載の技術にあっては、電動機の回転速度に応じて2個の回転子の位相を変更する場合、遠心力の作用により径方向に沿って変位する部材を介して2個の回転子のいずれかを周方向に相対回転させるように構成している。また、固定子に発生する回転磁界の速度に応じて位相を変更する場合、2個の回転子が慣性により回転速度を維持する状態で固定子巻線に制御電流を通電して回転磁界速度を変更することにより、周方向の相対位置を変化させている。
ところで、このような位相が変更可能な電動機において油などの作動流体を作動室に給排して位相を変更するとき、目標とする位相の位置で反力トルクと釣り合わせつつ停止させることになるが、作動室のシール部から作動流体が漏れることによってエネルギ損失が生じる場合があった。 By the way, in such an electric motor capable of changing the phase, when the phase is changed by supplying and discharging a working fluid such as oil to the working chamber, it is stopped while balancing with the reaction force torque at the target phase position. However, energy loss may occur due to leakage of the working fluid from the seal portion of the working chamber.
従って、この発明の目的は上記した課題を解消することにあり、作動流体を作動室に給排して位相を変更すると共に、作動室のシール部から作動流体が漏れることによって生じるエネルギ損失を抑制するようにした電動機を提供することにある。 Accordingly, an object of the present invention is to eliminate the above-described problems, and supply and discharge the working fluid to and from the working chamber to change the phase and suppress energy loss caused by the working fluid leaking from the seal portion of the working chamber. An object is to provide an electric motor.
上記の目的を達成するために、請求項1にあっては、それぞれ着磁される第1、第2の回転子と、前記第1、第2の回転子の一方に固定されるベーンと他方に固定される仕切壁とで画成される作動室と、前記作動室に作動流体を給排して前記第1、第2の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構とを備えた電動機において、前記作動流体が電圧を印加されると粘度が増加する電気粘性流体からなると共に、前記ベーンと仕切壁のいずれかのシール部に前記電圧を印加するための電極を設ける如く構成した。 In order to achieve the above object, in claim 1, the first and second rotors respectively magnetized, the vane fixed to one of the first and second rotors, and the other A working chamber defined by a partition wall fixed to the working chamber, and a working fluid is supplied to and discharged from the working chamber to rotate at least one of the first and second rotors about a rotation axis. An electric motor having a phase change mechanism for changing a phase indicating a relative displacement angle between the two, wherein the working fluid is composed of an electrorheological fluid whose viscosity increases when a voltage is applied thereto, and either the vane or the partition wall. An electrode for applying the voltage is provided on the seal portion.
請求項2に係る電動機にあっては、前記電気粘性流体の特性を制御する制御手段を備えると共に、前記制御手段は、前記位相の保持が必要とされるとき、前記電極を介して前記電圧を印加する如く構成した。
The electric motor according to
請求項3に係る電動機にあっては、前記制御手段は、前記電気粘性流体の温度に応じて前記印加する電圧を変更する如く構成した。 In the electric motor according to claim 3, the control means is configured to change the applied voltage in accordance with the temperature of the electrorheological fluid.
請求項4に係る電動機にあっては、前記制御手段は、前記電気粘性流体の温度が上昇するにつれて前記印加する電圧を増加する如く構成した。 In the electric motor according to claim 4, the control means is configured to increase the applied voltage as the temperature of the electrorheological fluid increases.
請求項5に係る電動機にあっては、前記制御手段は、前記位相が変更されて安定した状態にあると判断されるとき、前記電圧を印加する如く構成した。 In the electric motor according to claim 5, the control means is configured to apply the voltage when it is determined that the phase is changed and the state is stable.
請求項1にあっては、それぞれ着磁される第1、第2の回転子の一方に固定されるベーンと他方に固定される仕切壁とから画成される作動室に作動流体を給排して第1、第2の回転子の少なくともいずれかを回転軸線を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相を変更する位相変更機構とを備えた電動機において、作動流体が電圧を印加されると粘度が増加する電気粘性流体からなると共に、ベーンと仕切壁のいずれかのシール部に電圧を印加するための電極を設ける如く構成したので、電極を介して電圧を印加することで流体の粘度を増加させ、よって作動室のシール部から作動流体が漏れることによって生じるエネルギ損失を抑制することが可能となる。 According to claim 1, the working fluid is supplied to and discharged from a working chamber defined by a vane fixed to one of the first and second rotors magnetized and a partition wall fixed to the other. Then, in the electric motor including the phase change mechanism that changes at least one of the first and second rotors around the rotation axis to change the phase indicating the relative displacement angle between them, the working fluid generates a voltage. It is composed of an electrorheological fluid whose viscosity increases when applied, and an electrode for applying a voltage to the seal part of either the vane or the partition wall is provided, so by applying a voltage through the electrode, By increasing the viscosity of the fluid, it is possible to suppress energy loss caused by leakage of the working fluid from the seal portion of the working chamber.
請求項2に係る電動機にあっては、位相の保持が必要とされるとき、電極を介して電圧を印加する如く構成したので、上記した効果に加え、位相の保持が必要とされるとき、電極を介して電圧を印加することで流体の粘度を増加させることができ、よって作動室のシール部から作動流体が漏れることによって生じるエネルギ損失を抑制することができる。
In the electric motor according to
また、作動室のシール部の付近の流体の粘度が増加することで、その部位のフリクションが高まり、第1、第2の回転子を保持すべき位相の位置に留めるのに必要な流体の量自体を削減することによっても、エネルギ損失を抑制することができる。 Further, the increase in the viscosity of the fluid in the vicinity of the seal portion of the working chamber increases the friction at that portion, and the amount of fluid necessary to keep the first and second rotors at the phase positions to be held. Energy loss can also be suppressed by reducing itself.
請求項3に係る電動機にあっては、電気粘性流体の温度に応じて前記印加する電圧を変更する如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を効果的に抑制することができる。 In the electric motor according to the third aspect, since the applied voltage is changed according to the temperature of the electrorheological fluid, energy loss can be effectively suppressed in addition to the above-described effects.
請求項4に係る電動機にあっては、電気粘性流体の温度が上昇するにつれて印加する電圧を増加する如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。即ち、流体の温度が低いときは粘度が本来的に高いことから、印加する電圧を減少させることで、印加電圧を含めてエネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。また、温度が上昇するにつれて印加する電圧を増加することで、流体の粘度を一定、例えば最適の粘度に調整することができ、よってシールの安定性を一層良く確保できると共に、作動流体の給排の制御性やエネルギ損失の抑制を一層良く達成することができる。 In the electric motor according to the fourth aspect, since the voltage to be applied is increased as the temperature of the electrorheological fluid rises, energy loss can be more effectively suppressed in addition to the above-described effects. That is, since the viscosity is inherently high when the temperature of the fluid is low, energy loss including the applied voltage can be more effectively suppressed by reducing the applied voltage. Also, by increasing the applied voltage as the temperature rises, the viscosity of the fluid can be adjusted to a constant, for example, optimum viscosity, so that the stability of the seal can be further ensured and the working fluid can be supplied and discharged. Controllability and energy loss suppression can be achieved even better.
請求項5に係る電動機にあっては、位相が変更されて安定した状態にあると判断されるとき、電圧を印加する如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。即ち、位相の変更中に印加すると、フリクションが増加するが、位相が変更されて安定した状態で印加することでそのような不都合を回避することができ、よってエネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。 The electric motor according to claim 5 is configured to apply a voltage when it is determined that the phase is changed and is in a stable state. In addition to the above-described effect, the energy loss is further effectively suppressed. can do. That is, if applied during phase change, the friction increases, but such inconvenience can be avoided by applying in a stable state with the phase changed, thus more effectively suppressing energy loss. be able to.
以下、添付図面に即してこの発明に係る電動機を実施するための最良の形態について説明する。 The best mode for carrying out the electric motor according to the present invention will be described below with reference to the accompanying drawings.
図1は、この発明の実施例に係る電動機で、ハイブリッド車両に搭載されたときの構成を示す概略図である。 FIG. 1 is a schematic diagram showing a configuration of an electric motor according to an embodiment of the present invention when mounted on a hybrid vehicle.
図1において符号10は電動機を示し、電動機10は、内燃機関(以下「エンジン」という)12と共に、ハイブリッド車両(図示せず)に搭載される。電動機10は、具体的にはブラシレスモータあるいは交流同期電動機からなる。エンジン12はガソリン噴射式火花点火式で4気筒を備える。電動機10とエンジン12は、駆動軸14を介してCVT(無段変速機)からなる変速機16に接続される。変速機16はエンジン12などの出力を変速し、車輪(駆動輪)20に伝達して車両を走行させる。このように車両は、パラレル方式のハイブリッド車両からなる。
In FIG. 1,
電動機10はエンジン12が回転するとき常に回転し、始動時には通電されてエンジン12をクランキングして始動させると共に、加速時などにも通電されてエンジン12の回転をアシスト(増速)する。電動機10は、通電されないときはエンジン12の回転に伴って空転すると共に、エンジン12への燃料供給が停止される減速時には駆動軸14の回転によって生じた運動エネルギを電気エネルギに変換して出力する回生機能を有する発電機(ジェネレータ)として機能する。
The
電動機10は、パワードライブユニット(PDU)22を介してバッテリ24に接続される。PDU22はインバータを備え、バッテリ24から供給(放電)される直流(電力)を交流に変換して電動機10に供給すると共に、電動機10の回生動作によって発電された交流を直流に変換してバッテリ24に供給する。
The
さらに、エンジン12の動作を制御するエンジン制御ユニット(ENGECU)26、電動機10の動作を制御するモータ制御ユニット(MOTECU)30、およびバッテリ24の充電状態SOC(State Of Charge)を算出して充放電の管理などを行うバッテリ制御ユニット(BATECU)32、ならびに変速機16の動作を制御する変速制御ユニット(T/MECU)34が設けられる。上記したENGECU26などのECU(電子制御ユニット)は全てマイクロコンピュータからなり、通信バス36を介して相互に通信自在に接続される。
Further, an engine control unit (ENGECU) 26 that controls the operation of the
次いで電動機10について詳細に説明する。
Next, the
図2は電動機10の要部断面図、図3は電動機10の位相変更機構を示す分解斜視図、図4は図2に示す回転子の磁石片の磁極の向きを示す模式図、および図5は図2に示す電動機10の回転子の側面図、図6は電動機10の制御ブロック図である。
2 is a cross-sectional view of the main part of the
図示の如く、電動機10は、円環状の固定子(ステータ)40と、その内側に収容される、同様に円環状の回転子42と、回転軸(回転軸線)44を備える。固定子40は鉄系材料から製作される薄板が積層(あるいは鉄系材料を鋳造)されてなると共に、3相(U,V,W相)の固定子巻線40aが配置されてなる。
As shown in the figure, the
回転子42は、外周側(第1)の回転子42aと、回転軸(回転軸線)44を中心として相対回転あるいは相対変位自在な内周側(第2)の回転子42bからなる。回転子42a,42bは例えば焼結金属から製作される鉄心からなると共に、円周側にはそれぞれ複数組、より正確には16組の磁石片(永久磁石)46が相互に僅かな間隔をおいて配置される。
The
図2と図3に示す如く、回転子42には位相変更機構50が設けられる。位相変更機構50は、回転軸44にスプライン(図示せず)を介して固定されるベーンロータ52と、内周側の回転子42bの内周面に嵌合されて固定される環状ハウジング54と、ベーンロータ52を外周側の回転子42aにピン56aで固定する、一対のドライブプレート56と、それらに作動流体、より具体的にはER(電気)粘性流体を供給する流体供給機構60(図6に示す)からなる。ベーンロータ52と環状ハウジング54も焼結金属から製作される。
As shown in FIGS. 2 and 3, the
図3に良く示す如く、ベーンロータ52は中央のボス部から径方向に等間隔をおいて突出する複数個(6個)のベーン52aが形成されると共に、環状ハウジング54の内部には中心側に等間隔をおいて突出する複数個(6個)の仕切壁54aが形成される。ベーン52aと仕切壁54aの先端にはそれぞれシール部(シール部材)52b,54bが配置される。
As shown in FIG. 3, the
シール部52bはベーン52aの先端に配置され、環状ハウジング54の内周面54b1に当接してベーン52aと内周面54b1の間を液密にシールする。シール部54bは仕切壁54aの先端に配置され、ベーンロータ52のボス部の外周面52b1に当接して仕切壁54aとボス部の外周面52b1の間を液密にシールする。
The
環状ハウジング54は、図2に示す如く、軸方向長さ(幅)が内周側の回転子42bよりも大きく形成され、2枚のドライブプレート56に穿設された環状の溝56b(図3で図示省略)に移動自在に収容され、よって環状ハウジング54と内周側の回転子42bは、外周側の回転子42aと回転軸44に回転自在に支持される。
As shown in FIG. 2, the
2枚のドライブプレート56は環状ハウジング54の両側面に摺動自在に密接させられ、環状ハウジング54の仕切壁54aとベーンロータ52のボス部の外周面52b1との間に密閉空間を複数個(6個)形成する。この密閉空間はベーンロータ52のベーン52aによって二分され、進角側作動室(第1の作動室)54cと遅角側作動室(第2の作動室)54dを形成する。ここで、「進角」(ADV)とは内周側の回転子42bを外周側の回転子42aに対して矢印ADV(図5)で示す電動機10の回転方向と同一の方向に、「遅角」(RTD)とはその逆方向に相対回転させることを意味する。
The two
進角側作動室54c、遅角側作動室54dには流体、具体的には前記したER(電気)粘性流体(Electro-rheological流体。以下「ER流体」と略称)が供給される。ER流体は例えば絶縁性の微粒子を絶縁液体(シリコンオイル)に加えられてなり、電圧を印加されると、粘度(レオロジー挙動)が増加する特性を備える。
The advance-
図6に示す流体供給機構60において、ER流体は、リザーバ60aから電動モータ60bで駆動されるポンプ60cで汲み上げられ、電磁ソレノイド弁を介挿されたER流体供給回路(図示せず)を通って回転軸44に圧送される。図2に示す如く、回転軸44に圧送されたER流体は、回転軸44からベーンロータ52に形成される2本の流体路(油路)62,64を介して進角側作動室54c、遅角側作動室54dに供給される。
In the
流体路62,64はほぼ平行しており、図2と図5に示す如く、回転軸44の軸方向に穿設された流体路62a,64aと、それに連続して回転軸44の外周面に穿設された流体路62b,64bと、それに連続してベーンロータ52のボス部に放射状に穿設された流体路62c,64cからなる。流体路62は進角側作動室54cに、流体路64は遅角側作動室54dに接続され、リザーバ60a(図6)との間でER流体を給排される。
The
進角側作動室54cと遅角側作動室54dはER流体が給排されて伸縮し、よって外周側の回転子42aに固定されたベーン52aに対して仕切壁54aと一体にされた内周側の回転子42bが回転軸(回転軸線)44を中心として相対回転させられることで、外周側の回転子42aと内周側の回転子42bの間の相対回転角あるいは変位角を示す位相が0度から180度の間で変更され、それに応じて電動機10の誘起電圧が変更される。
The advance-
図5に最進角位置にあるときの進角側作動室54cと遅角側作動室54dを示す。この実施例に係る電動機10にあっては、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最遅角位置(位相0度)にあるとき、図4(a)に示すように、それらの磁石片46は同極同士が対向して強め界磁(界磁が増加)となる一方、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最進角位置(位相180度)にあるとき、図4(b)に示すように、それらの磁石片46は対極同士が対向して弱め界磁(界磁が減少)となる。
FIG. 5 shows the advance
それにより電動機10の誘起電圧定数Keが変更され、電動機10の特性が変更される。即ち、強め界磁によって誘起電圧定数Keが増加すると、電動機10の運転可能な許容回転速度は低下するものの、出力可能な最大トルクは増大し、逆に弱め界磁によって誘起電圧定数Keが減少すると、出力可能な最大トルクは減少し、許容回転速度は上昇する。
Thereby, the induced voltage constant Ke of the
尚、電動機10は、内周側の回転子42bが外周側の回転子42aに対して最遅角位置(位相0度)にあるとき、安定する。即ち、ER流体が供給されないとき、回転子42は最遅角位置に向けて相対変位し、反力トルクと釣り合う位置で停止する。
The
この実施例に係る電動機10で特徴的なことは、ベーンロータ52のベーン52aと環状ハウジング54の仕切壁54aのいずれか、より具体的には仕切壁54aに、ER流体に電圧を印加するための電極66を設けたことにある。
What is characteristic of the
即ち、図7と図8に示す如く、環状ハウジング54の仕切壁54aの先端に配置されるシール部54bの付近には電極66が設けられる。電極66は、シール部54bの両側に貼り付けられる銅箔からなる陽極66aと、それに当接するボス部の外周面52b1を接地することで形成された陰極66bからなる(図7と図8において銅箔からなる陽極66aの厚みを誇張して示す)。
That is, as shown in FIGS. 7 and 8, the
陽極66aは電線68を介してバッテリ24に接続され、シール部54bが当接するボス部の外周面52b1からなる陰極66bとの間で電圧が印加可能のように構成される。電圧が印加されると、陽極66aと陰極66bの付近、即ち、図8に破線で示す部位に充満するER流体の粘度は増加させられる。
The
次いで、図6を参照して電動機10の制御を説明する。図示の制御はMOTECU30で実行される。
Next, the control of the
図示の制御を概説すると、回転子42の永久磁石46の界磁極の磁束方向をd軸(界磁軸)とし、それに直交する方向をq軸(トルク軸)とする、電動機10の回転子42の回転位相に同期して回転する回転直交座標をなすdq座標上で電流のフィードバック制御を実行するものである。
The outline of the control shown in the drawing is as follows. The magnetic flux direction of the field pole of the
即ち、電流指令算出部30aは、アクセル開度センサ(図示せず)で検出されるアクセル開度に基づいて算出されるトルクTと、回転角センサ30bで検出される電動機10の回転角θmを微分器30cで微分して算出される電動機10の回転数Nmと、Ke算出部30dで算出される誘起電圧定数Keを入力し、それらに基づいてPDU22から固定子巻線40aに供給されるべき3相電流Iu,Iv,Iwを指定するためのd,q軸の電流指令であるId指令とIq指令を算出する。
That is, the current command calculation unit 30a calculates the torque T calculated based on the accelerator opening detected by an accelerator opening sensor (not shown) and the rotation angle θm of the
電流指令算出部30aの次段には、電動機回転数Nmの増大に伴う逆起電圧の増大を抑制するために回転子42の界磁量を等価的に弱めるように電流位相を制御するべく弱め界磁電流目標値をd軸補正電流として出力する界磁制御部30fと、バッテリ24の残容量などに応じてq軸補正電流を出力する電力制御部30gが接続される。
In the next stage of the current command calculation unit 30a, a weakening is performed so as to control the current phase so that the field quantity of the
従って、電流指令Id,Iqは、次の加減算段30i,30jで、d軸補正電流とq軸補正電流を加算されると共に、3相−dq変換部30k(後述)から出力されるd軸電流Idとq軸電流Iqが減算されて偏差ΔId,ΔIqが算出され、電流FB制御部30lに出力される。
Accordingly, the current commands Id and Iq are added with the d-axis correction current and the q-axis correction current in the next addition /
電流FB制御部30lは、例えば電動機回転数Nmに応じたPI動作により、偏差ΔId,ΔIqを増幅してd軸電圧指令値Vd指令とq軸電圧指令値Vq指令を算出し、dq−3相変換部30mに出力する。
The current FB control unit 30l amplifies the deviations ΔId and ΔIq by, for example, PI operation corresponding to the motor rotation speed Nm, calculates the d-axis voltage command value Vd command and the q-axis voltage command value Vq command, and dq-3 phase The data is output to the
dq−3相変換部30mは、回転角センサ30bから出力される電動機10の回転角θmを用いてdq座標上でのd軸電圧指令Vdおよびq軸電圧指令Vqを、静止座標である3相交流座標上での電圧指令値であるVu,Vv,Vwの各相出力電圧に変換してPWM演算部30nに出力する。
The dq-3
PWM演算部30nは、3相出力電圧(正弦波)Vu,Vv,Vwとキャリア信号(三角波)とスイッチング周波数に基づくパルス幅変調により、PDU22のPWMインバータの各スイッチング素子をオン・オフするゲート信号(PWM信号)を生成して固定子巻線40aに供給する。
The PWM calculation unit 30n is a gate signal for turning on / off each switching element of the PWM inverter of the
各相の電流Iu,Iv,Iwは電流センサ30o,30pで検出され、検出値はBPフィルタ30qでノイズが除去された後、前記した3相−dq変換部30kに送られる。3相−dq変換部30kは、フィルタ出力と電動機回転角θmに基づき、電動機10の回転位相による回転座標、即ち、dq座標上でのd軸電流Id,q軸電流Iqを算出する。この算出値に基づいて偏差が算出されることは前記した通りである。
The currents Iu, Iv, and Iw of each phase are detected by the
また、Ke指令算出部30rは、トルク指令Tと電動機回転数Nmと電動機電源電圧(バッテリ4の電圧)Vdcに基づき、電動機10の誘起電圧定数Keの指令値であるKe指令を出力する。他方、流体供給機構60を介して変更された位相(前記した内周側の回転子42bと外周側の回転子42aの相対変位角)は、位相センサ30sによって現在位相θとして検出されてKe算出部30dに送られる。Ke算出部30dは入力した現在位相θに基づいて誘起電圧定数Keを算出し、加減算段30tに送ると共に、電流指令算出部30aに送る。
Further, the Ke
加減算段30tにおいて、出力されたKe指令から誘起電圧定数Keが減算され、よって得られた差分ΔKeが位相制御部30uに入力される。位相制御部30uは、差分ΔKeが減少するように位相を決定し、それに基づいて流体供給機構60の動作を制御する。
In the addition / subtraction stage 30t, the induced voltage constant Ke is subtracted from the output Ke command, and the obtained difference ΔKe is input to the phase control unit 30u. The phase control unit 30u determines the phase so that the difference ΔKe decreases, and controls the operation of the
符号30vはER流体特性制御部を示す。ER流体特性制御部30vは、MOTECU30の動作の内のER流体の電圧印加による特性変更を実行する処理を機能的に表わすものである。
Reference numeral 30v denotes an ER fluid characteristic control unit. The ER fluid characteristic control unit 30v functionally represents a process of executing characteristic change by voltage application of the ER fluid in the operation of the
ER流体特性制御部30vは位相センサ30sによって検出された現在位相(前記した内周側の回転子42bと外周側の回転子42aの相対回転角あるいは変位角)θと、位相制御部30uが出力する位相指令値θTと、リザーバ60aの付近に配置されてER流体の温度を示す出力を生じる温度センサ30wの出力を入力する。
The ER fluid characteristic control unit 30v outputs the current phase detected by the phase sensor 30s (relative rotation angle or displacement angle between the inner
図9はこの実施例に係る電動機の動作、具体的にはMOTECU30、より具体的にはそのER流体特性制御部30vの動作を示すフロー・チャートである。図示のプログラムは所定時間、例えば10msecごとに実行される。
FIG. 9 is a flowchart showing the operation of the electric motor according to this embodiment, specifically the operation of the
以下説明すると、S10において前回位相指令値θBT(位相指令値θTの前回のプログラム実行時の値)を読み込み、S12に進み、現在(今回の)位相指令値θT(今回のプログラム実行時の値)を読み込み、S14に進み、両者が等しいか、換言すれば位相の変更が終了して位相の保持が必要とされるときか否か判断する。 In the following, in S10, the previous phase command value θBT (the value of the phase command value θT at the time of the previous program execution) is read, and the process proceeds to S12, and the current (current) phase command value θT (the value at the time of the current program execution) The process proceeds to S14, and it is determined whether or not both are equal, in other words, whether or not the phase change is completed and the phase needs to be maintained.
S14で肯定されるときはS16に進み、位相θの所定時間、例えば5秒間の平均値∫θを算出し、S18に進み、検出された現在(今回の)位相θと平均値∫θが等しいか否か判断する。5秒間にわたる位相の平均値∫θが現在位相θと等しいことは位相が安定した状態にあることを意味するため、S18の処理は、位相が変更されて安定した状態にあるか否かを判断することに相当する。 When the result is affirmative in S14, the process proceeds to S16, and an average value ∫θ for a predetermined time of the phase θ, for example, 5 seconds is calculated. The process proceeds to S18, and the detected current (current) phase θ is equal to the average value ∫θ. Determine whether or not. If the average value ∫θ of the phase over 5 seconds is equal to the current phase θ, it means that the phase is in a stable state, and therefore the processing of S18 determines whether or not the phase is changed and is in a stable state. It corresponds to doing.
S18で肯定されるときはS20に進み、シール部印加電圧TAVを算出する。即ち、環状ハウジング54の仕切壁54aのシール部54bの電極66(陽極66a)に印加すべき電圧を算出する。
When the result in S18 is affirmative, the program proceeds to S20, and the seal portion application voltage TAV is calculated. That is, the voltage to be applied to the electrode 66 (
図10はそのシール部印加電圧TAVの算出処理を示すサブ・ルーチン・フロー・チャートである。 FIG. 10 is a sub-routine flowchart showing the calculation process of the seal portion applied voltage TAV.
以下説明すると、S100において温度センサ30wの出力から検出されたER流体の温度TERを読み込み、S102に進み、読み込まれたER流体の温度TERから図11に示す特性を検索して印加電圧γVを算出し、S104に進み、算出された印加電圧γVをシール部印加電圧TAVとする。
Explained below, the temperature TER of the ER fluid detected from the output of the
図11に示す如く、シール部印加電圧TAV(印加電圧γV)は、ER流体の温度TERに応じて変更される、より具体的にはER流体の温度TERが上昇するにつれて増加するように決定される。これは、ER流体の温度TERが低い領域では本来的に粘度が高く、従って印加電圧も少なくて足るからである。 As shown in FIG. 11, the seal portion applied voltage TAV (applied voltage γV) is changed according to the temperature TER of the ER fluid, and more specifically, is determined to increase as the temperature TER of the ER fluid increases. The This is because the viscosity is inherently high in the region where the temperature TER of the ER fluid is low, and therefore the applied voltage is small.
図9フロー・チャートの説明に戻ると、次いでS22に進み、算出されたシール部印加電圧TAVをシール部54bの電極66(陽極66a)に印加する。これにより、陽極66aと陰極66bの付近に充満するER流体の粘度は増加し、ER流体がシール部54bとボス部の外周面52b1との間の間隙から漏れるのを抑制することができる。
Returning to the description of the flowchart of FIG. 9, the process proceeds to S22, and the calculated seal portion application voltage TAV is applied to the electrode 66 (
尚、S14で否定されるときは位相の変更が終了しておらず、位相の保持が必要とされていないことからS24に進み、シール部54bの電極66(陽極66a)に電圧を印加しないこととする。S18で否定されるときも位相が安定した状態にないことから、S24に進む。
When the result in S14 is negative, the phase change is not completed and the phase is not required to be maintained, so that the process proceeds to S24 and no voltage is applied to the electrode 66 (
この実施例に係る電動機にあっては、上記の如く、それぞれ着磁される第1、第2の回転子42a,42bと、前記第1、第2の回転子の一方に固定されるベーン52aと他方に固定される仕切壁54bとで画成される作動室54c、54dと、前記作動室に作動流体を給排して前記第1、第2の回転子42a,42bの少なくともいずれかを回転軸線44を中心として回動させて両者の相対変位角を示す位相θを変更する位相変更機構50とを備えた電動機10において、前記作動流体が電圧を印加されると粘度が増加する電気粘性流体(ER粘性流体あるいはER流体)からなると共に、前記ベーン52aと仕切壁54aのいずれか、より具体的には仕切壁54aのシール部54bに前記電圧を印加するための電極66、より具体的には陽極66aを設ける如く構成したので、電極66を介して電圧を印加することで電気粘性流体の粘度を増加させ、よって作動室54c、54dのシール部54bから電気粘性流体が漏れることによって生じるエネルギ損失を抑制することが可能となる。
In the electric motor according to this embodiment, as described above, the first and
また、前記電気粘性流体の特性を制御する制御手段(MOTECU30,ER流体特性制御部30v,S10からS24)を備えると共に、前記制御手段は、前記位相の保持が必要とされるとき、前記電極66を介して前記電圧を印加する(S14,S22)如く構成したので、位相の保持が必要とされるとき、電極66を介して電圧を印加することで電気粘性流体の粘度を増加させることができ、よって作動室54c,54dのシール部54bから電気粘性流体が漏れることによって生じるエネルギ損失を抑制することができる。
In addition, control means (
また、作動室54c,54dのシール部54bの付近の電気粘性流体の粘度が増加することで、その部位のフリクションが高まり、第1、第2の回転子42a,42bを保持すべき位相の位置に留めるのに必要な電気粘性流体の量自体を削減することによっても、エネルギ損失を抑制することができる。
Further, since the viscosity of the electrorheological fluid in the vicinity of the
また、前記制御手段は、前記電気粘性流体の温度TERに応じて前記印加する電圧を変更する(S20,S100からS104)如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を効果的に抑制することができる。 Further, since the control means is configured to change the applied voltage according to the temperature TER of the electrorheological fluid (S20, S100 to S104), in addition to the above-described effects, energy loss is effectively suppressed. be able to.
また、前記制御手段は、前記電気粘性流体の温度TERが上昇するにつれて前記印加する電圧を増加する(S20,S100からS104)如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。即ち、電機粘性流体の温度が低いときは粘度が本来的に高いことから、印加する電圧を減少させることで、印加電圧を含めてエネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。また、温度が上昇するにつれて印加する電圧を増加することで、電気粘性流体の粘度を一定、例えば最適の粘度に調整することができ、よってシールの安定性を一層良く確保できると共に、流体供給機構60の制御性やエネルギ損失の抑制を一層良く達成することができるに調整することができる。 Further, since the control means is configured to increase the applied voltage as the temperature TER of the electrorheological fluid increases (S20, S100 to S104), in addition to the above-described effects, the energy loss is more effectively reduced. Can be suppressed. That is, since the viscosity is inherently high when the temperature of the electrorheological fluid is low, energy loss including the applied voltage can be more effectively suppressed by reducing the applied voltage. Further, by increasing the voltage to be applied as the temperature rises, the viscosity of the electrorheological fluid can be adjusted to a constant value, for example, the optimum viscosity, so that the stability of the seal can be further ensured, and the fluid supply mechanism The controllability of 60 and the suppression of energy loss can be adjusted so as to achieve better.
また、前記制御手段は、前記位相が変更されて安定した状態にあると判断されるとき、前記電圧を印加する(S14からS22)如く構成したので、上記した効果に加え、エネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。即ち、位相の変更中に印加すると、フリクションが増加するが、位相が変更されて安定した状態で印加することでそのような不都合を回避することができ、よってエネルギ損失を一層効果的に抑制することができる。 Further, since the control means is configured to apply the voltage (S14 to S22) when it is determined that the phase is changed and is in a stable state, in addition to the above-described effects, energy loss can be further improved. Can be suppressed. That is, if applied during phase change, the friction increases, but such inconvenience can be avoided by applying in a stable state with the phase changed, thus more effectively suppressing energy loss. be able to.
尚、上記において環状ハウジング54の仕切壁54aのシール部54bの付近に陽極66aを設けると共に、ベーンロータ52のボス部の外周面52b1を接地して陰極66bとしたが、ベーンロータ52のベーン52aのシール部52bの付近に陽極を設けると共に、環状ハウジング54の内周面54b1を接地して陰極としても良い。
In the above description, the
また、パラレルハイブリッド車に搭載された電動機を例にとってこの発明に係る電動機を説明したが、この発明は、シリーズハイブリッド車に搭載された電動機、さらには内燃機関を備えない電気自動車に搭載された電動機にも妥当する。 Further, the electric motor according to the present invention has been described by taking the electric motor mounted on the parallel hybrid vehicle as an example. However, the present invention relates to the electric motor mounted on the series hybrid vehicle, and further the electric motor mounted on the electric vehicle not including the internal combustion engine. Also valid.
また、第1、第2の回転子の少なくともいずれか、より具体的には第2の回転子42bを回転軸線(回転軸44)を中心として相対回転させて両者の相対回転角あるいは変位角を示す位相θを変更するように構成したが、第1、第2の回転子の双方を相対回転させて位相を変更するようにしても良い。
In addition, at least one of the first and second rotors, more specifically, the
10 電動機(電動モータ)、12 エンジン(内燃機関)、30 モータ制御ユニット(MOTECU)、30v ER流体特性制御部、30w 温度センサ、40 固定子、42 回転子、42a 外周側(第1)の回転子、42b 内周側(第2)の回転子、44 回転軸(回転軸線)、46 磁石片、50 位相変更機構、52 ベーンロータ,52a ベーン、52b シール部、52b1 外周面、54 環状ハウジング,54a 仕切壁、54b シール部、54b1 内周面、54c 進角側作動室(第1の作動室)、54d 遅角側作動室(第2の作動室)、56 ドライブプレート、62,64 流体路、60 流体供給機構、66 電極、66a 陽極、66b 陰極、68 電線
DESCRIPTION OF
Claims (5)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2007336608A JP2009159760A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Electric motor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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JP2007336608A JP2009159760A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Electric motor |
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JP2009159760A true JP2009159760A (en) | 2009-07-16 |
Family
ID=40963153
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
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JP2007336608A Withdrawn JP2009159760A (en) | 2007-12-27 | 2007-12-27 | Electric motor |
Country Status (1)
Country | Link |
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JP (1) | JP2009159760A (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105785188A (en) * | 2016-04-12 | 2016-07-20 | 国网江苏省电力公司电力科学研究院 | High-capacity phase modifier test method with small power grid influence |
-
2007
- 2007-12-27 JP JP2007336608A patent/JP2009159760A/en not_active Withdrawn
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