JP2010064545A - Vehicular driving device - Google Patents
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Abstract
Description
本発明は、車両用駆動装置に関し、より詳しくは内燃機関の発生動力から転換された電力で車輪軸を駆動するハイブリッド形式の車両用駆動装置に関する。 The present invention relates to a vehicle drive device, and more particularly to a hybrid vehicle drive device that drives a wheel shaft with electric power converted from power generated by an internal combustion engine.
従来、内燃機関の駆動力を介して電力に変換するとき、全てを電力に変換せず、回転エネルギの一部を直接駆動側へ伝達し、この2つの動力を用いて車両を駆動する装置が提案されている(例えば、特許文献1参照)。 Conventionally, when converting into electric power through the driving force of an internal combustion engine, there is an apparatus that does not convert everything into electric power but directly transmits a part of rotational energy to the driving side and drives the vehicle using these two powers. It has been proposed (see, for example, Patent Document 1).
この特許文献1記載の車両用駆動装置の構成としては、同軸上に第1ロータ(エンジン直結)、第2ロータ、ステータが配置されており、第1ロータと第2ロータで相互電磁作用を行うと共に回転数を制御するように通電し、第2ロータとステータとの間で相互電磁作用を行いトルクを制御するように通電制御される。 As a configuration of the vehicle drive device described in Patent Document 1, a first rotor (engine direct connection), a second rotor, and a stator are arranged on the same axis, and a mutual electromagnetic action is performed between the first rotor and the second rotor. At the same time, energization is controlled so as to control the rotational speed, and energization control is performed so as to control the torque by performing a mutual electromagnetic action between the second rotor and the stator.
即ち、図6に示すように、100はエンジン(以下E/Gという)であり、1000はE/G100の出力を入力として受け、車軸(駆動輪)700等により構成される負荷出力(走行駆動出力)に対応出来る様に駆動トルク及び回転数の過不足分を調整して出力するトルク−回転数(speed)コンバータ(以下、T−Sコンバータと略称する)として機能する車両用駆動装置であり、内部に入出力の回転数を調整する回転数調整部1200と入出力のトルクを調整するトルク調整部1400及び図示しない減速部とを有する。200はT−Sコンバータ1000の回転数調整部1200の通電を制御する第1のインバータであり、400は同じくT−Sコンバータ1000のトルク調整部1400の通電を制御する第2のインバータである。500はT−Sコンバータ1000の回転センサ及びその他の内部情報及び外部情報により、第1のインバータ200及び第2のインバータ400を制御するECUであり、800はバッテリである。700は負荷出力としてのタイヤ等に連結された車軸(駆動輪)である。
That is, as shown in FIG. 6, 100 is an engine (hereinafter referred to as E / G), 1000 receives the output of E / G100 as an input, and a load output (running drive) composed of an axle (drive wheel) 700 and the like. This is a vehicle drive device that functions as a torque-speed converter (hereinafter abbreviated as a TS converter) that adjusts and outputs the drive torque and the excess / deficiency of the rotation speed so as to correspond to the output). In addition, a rotation
E/G100の図示しない出力軸は、E/G100の駆動とともに回転駆動し、T−Sコンバータ1000のシャフト1213と図示しないセレーションを介して回転方向において拘束されるよう連結されており、従ってE/G100からの回転出力をこのセレーションを介して伝達する。
The output shaft (not shown) of the E /
T−Sコンバータ1000は内部にシャフト1213に一体的に設けられた第1の回転子である第1ロータ1210と、第2の回転子である第2ロータ1310及び固定子に相当するステータ1410を有する。ここでステータ1410は回転磁界を作る巻線及びステータコアより構成されている。又、第1ロータ1210も回転磁界を作る巻線及びロータコアを有しており、スリップリング1630及び図示しないブラシホルダ、ブラシ、シャフト1213内部のモールド等の絶縁部を介して設けられているリード部を介して外部から給電を受けている。
The
第2ロータ1310は中空のロータヨークとその内周面にN,S極を作るべく等間隔に配置された磁石が設けられており、回転数調整部1200を構成する。又、第2ロータ1310には中空ロータヨークの外周面上にN、S極を作るべく等間隔に配置された磁石も設けられており、ステータコア等と共にトルク調整部1400を構成する。
The
第2ロータ1310の一端は、図示しないハウジングより外部へ延出しており、その先端部はセレーションを介して減速部の複数のギヤと噛合し、T−Sコンバータからの回転力を減速してデファレンシャルギヤを介して車軸(駆動輪)700へ伝達する。
One end of the
このように、図6に示す従来の車両用駆動装置では、第1ロータ1210は内燃機関100に連結され、内燃機関100の駆動により回転駆動するとともに、第2ロータ1310は負荷出力としての車軸(駆動輪)700に連結され、上述した第1及び第2の磁気回路の角速度及びトルク制御により回転駆動される。また、第1ロータ1210には、第2ロータ1310との相対角速度及びトルクを通電制御可能な巻線が巻回され第1の磁気回路とともに第1の回転電機を構成するとともにステータ1410には第2ロータ1310との相対角速度及びトルクを通電制御可能な巻線が巻回され第2の磁気回路とともに第2の回転電機を構成している。そして、第1ロータ1210の巻線と蓄電手段としてのバッテリ800間に設けられ、両回転子の角速度の差に応じた電力を授受可能に制御する第1のインバータ200と、ステータ1410の巻線とバッテリ800間に設けられ、第2ロータ1310とステータ1410間との作用トルクに応じた電力を授受可能に制御する第2のインバータ400と、両インバータの通電タイミングを制御する制御装置としてのECU500を備えている。
As described above, in the conventional vehicle drive device shown in FIG. 6, the
そして、図6に示す従来の車両用駆動装置のモータ構成は、同期機であり、第1ロータ1210と第2ロータ1310とは同期して回転する構成を有している。従って、エンジン100の角周波数をωE/G、トルクをTE/G、車軸(駆動輪)700の角周波数をωrm、トルクをTrmとすると、後述する図2(a)に示すように、第1のインバータ200の角周波数はωrm−ωE/G、第2のインバータ400の角周波数はωrm、第1のインバータ200の出力はTE/G(ωrm−ωE/G)、第2のインバータ400の出力はTrmωrmで表わされる。
上述した従来の車両用駆動装置では、いきおい第1のインバータ200及び第2のインバータ400のインバータ容量が比較的大きなものとなり、その結果、車両用駆動装置1000全体の小型化も困難になるという問題があった。
In the conventional vehicle drive device described above, the inverter capacity of the
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであり、インバータ容量を低減することが可能な車両用駆動装置を提供することを目的とする。 The present invention has been made in view of the above problems, and an object of the present invention is to provide a vehicle drive device capable of reducing inverter capacity.
以下、上記課題を解決するのに適した各手段につき、必要に応じて作用効果等を付記しつつ説明する。 Hereinafter, each means suitable for solving the above-described problems will be described with additional effects and the like as necessary.
1.内燃機関の出力を入力する入力軸と、連結される負荷出力に対し出力する出力軸を備え、前記負荷出力に対し所定の駆動トルク及び回転数を出力制御する駆動装置であって、
前記内燃機関からの出力を前記負荷出力に伝達する相対回転可能な第1及び第2ロータと、ステータとを備えるとともに、前記第2ロータには、前記第1ロータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第1の磁気回路が形成される第1ロータ側部と、前記ステータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第2の磁気回路が形成されるステータ側部とを備える車両用駆動装置において、
前記第2ロータを、第1ロータ側部とステータ側部とに共通の巻線を巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したことを特徴とする車両用駆動装置。
1. A drive device comprising an input shaft for inputting an output of an internal combustion engine and an output shaft for outputting to a connected load output, wherein the drive output is controlled for a predetermined drive torque and rotational speed for the load output,
The first and second rotors that can rotate relative to each other to transmit the output from the internal combustion engine to the load output, and a stator, and the second rotor is rotationally driven relative to the first rotor. The first rotor side portion in which the first magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action is formed by, and the stator side portion in which the second magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action by being driven to rotate relative to the stator is formed. In a vehicle drive device comprising:
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the second rotor is formed in a winding structure in which a common winding is wound around the first rotor side portion and the stator side portion to be electrically coupled.
手段1によれば、第2ロータを、第1ロータ側部とステータ側部とに共通の巻線を巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したので、第1ロータ及びステータへの通電によって第2ロータの第1ロータ側部とステータ側部とに誘導される電流が流れ第1ロータ及びステータと相互電磁作用を行って回転磁界を発生することができる。 According to the means 1, since the second rotor is formed in a winding structure in which a common winding is wound around the first rotor side portion and the stator side portion and electrically coupled thereto, the first rotor and the stator are energized. As a result, a current induced in the first rotor side portion and the stator side portion of the second rotor flows, and a mutual magnetic action is generated between the first rotor and the stator to generate a rotating magnetic field.
2.前記第2ロータに巻回された巻線は、第1ロータ側部に巻回された巻線とステータ側部に巻回された巻線の相順変換を行うように巻回されていることを特徴とする手段1に記載の車両用駆動装置。 2. The winding wound around the second rotor is wound so as to perform phase-sequence conversion between the winding wound around the first rotor side and the winding wound around the stator side. The vehicle drive device according to claim 1, characterized in that:
手段2によれば、第2ロータの第1ロータ側部とステータ側部で回転磁界を逆転することができる。 According to the means 2, the rotating magnetic field can be reversed between the first rotor side portion and the stator side portion of the second rotor.
3.前記第1ロータの巻線と蓄電手段間に設けられ、前記両回転子の角速度の差に応じた電力を授受可能に制御する第1の電力変換器と、前記ステータの巻線と蓄電手段間に設けられ、前記第2ロータと前記ステータ間との作用トルクに応じた電力を授受可能に制御する第2の電力変換器と、前記両電力変換器の通電タイミングを制御する制御装置を備え、更に、前記第2ロータの巻線と蓄電手段間に第3の電力変換器を設けたことを特徴とする手段1又は2に記載の車両用駆動装置。 3. A first power converter that is provided between the winding of the first rotor and the power storage means, and controls the power according to the difference in angular speed between the two rotors, and between the winding of the stator and the power storage means Provided with a second power converter that controls power transfer according to an operating torque between the second rotor and the stator, and a control device that controls energization timing of the power converters, The vehicle drive device according to means 1 or 2, further comprising a third power converter provided between the winding of the second rotor and the power storage means.
手段3によれば、制御装置により第3の電力変換器を介して上述した回転磁界を制御することができる。
According to the
4.前記制御装置は、更に、前記第3の電力変換器を用いて前記第2ロータの回転磁界を制御することを特徴とする手段3に記載の車両用駆動装置。
4). 4. The vehicle drive device according to
手段4によれば、第1ロータ、ステータにそれぞれ接続された第1、第2の電力変換器の出力周波数を減少させ、電力変換器の容量を低減することができる。なお、第2ロータの巻線に接続された第3の電力変換器は励磁電力のみを出力できればよいため、電力変換器の容量は第1ロータ、ステータにそれぞれ接続された第1、第2の電力変換器と比較すると非常に小さいものとすることができる。 According to the means 4, the output frequency of the first and second power converters connected to the first rotor and the stator can be reduced, and the capacity of the power converter can be reduced. Since the third power converter connected to the winding of the second rotor only needs to output excitation power, the capacity of the power converter is the first and second connected to the first rotor and the stator, respectively. It can be very small compared to a power converter.
5.前記回転磁界の周波数は第1ロータ周波数と第2ロータ周波数の間の値を取ることを特徴とする手段4に記載の車両用駆動装置。 5. 5. The vehicle drive device according to claim 4, wherein the frequency of the rotating magnetic field takes a value between the first rotor frequency and the second rotor frequency.
手段5によれば、第1ロータ、ステータにそれぞれ接続された第1、第2の電力変換器の出力電力を低減することができる。 According to the means 5, the output power of the first and second power converters connected to the first rotor and the stator can be reduced.
6.前記第1ロータと第2ロータ間の相対速度(すべり)を発生させ、前記第2ロータの巻線を励磁することを特徴とする手段1乃至5に記載の車両用駆動装置。 6). The vehicle drive device according to any one of claims 1 to 5, wherein a relative speed (slip) between the first rotor and the second rotor is generated to excite the winding of the second rotor.
手段6によれば、第1ロータ、ステータにそれぞれ接続された第1、第2の電力変換器の出力電力を低減することができる。 According to the means 6, the output power of the first and second power converters connected to the first rotor and the stator can be reduced.
以下、本発明の車両用駆動装置及びその制御方法を具体化した実施形態について図面を参照しつつ具体的に説明する。 DESCRIPTION OF EMBODIMENTS Hereinafter, embodiments of a vehicle drive device and a control method thereof according to the present invention will be specifically described with reference to the drawings.
図1には、本実施形態の車両用駆動装置の要部の概略構成が示されている。本実施形態の車両用駆動装置の基本的構成は、図6に示した従来の車両用駆動装置の構成と略同様であり、図1では同様の部分には同様の参照符号を付して、その詳しい説明は省略する。 FIG. 1 shows a schematic configuration of a main part of the vehicle drive device of the present embodiment. The basic configuration of the vehicle drive device of the present embodiment is substantially the same as the configuration of the conventional vehicle drive device shown in FIG. 6, and in FIG. Detailed description thereof is omitted.
本実施形態は、その車両用駆動装置のモータ構成が、従来の車両用駆動装置と異なり、誘導機であるのが特徴であり、第2ロータ1310を、第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに共通の巻線1310Lを巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したことを特徴とし、それぞれ第1ロータ1210の巻線及びステータ1410の巻線への通電によって第2ロータ1310の第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに誘導される電流が流れ第1ロータ1210及びステータ1410と相互電磁作用を行って回転磁界を発生するように構成されている。
The present embodiment is characterized in that the motor configuration of the vehicle drive device is an induction machine, unlike the conventional vehicle drive device, and the
即ち、本実施形態の車両用駆動装置1000は、図1に示すように、内燃機関(エンジン)100の出力を入力する入力軸と、連結される負荷出力に対し出力する出力軸を備え、負荷出力に対し所定の駆動トルク及び回転数を出力制御する駆動装置であって、内燃機関100からの出力を負荷出力に伝達する相対回転可能な第1ロータ1210、第2ロータ1310と、ステータ1410とを備えている。第2ロータ1310には、第1ロータ1210と相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第1の磁気回路が形成される第1ロータ側部1310Aと、ステータ1410と相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第2の磁気回路が形成されるステータ側部1310Bとを備えている。そして、上述したように、第2ロータ1310を、第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに共通の巻線1310Lを巻回し、図1に示すように電気的に結合した巻線構造に形成している。
That is, as shown in FIG. 1, the
かかる構成を有しているので、それぞれ第1ロータ1210の巻線及びステータ1410の巻線への通電によって第2ロータ1310の第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに誘導される電流が流れ第1ロータ1210及びステータ1410と相互電磁作用を行って、回転磁界を発生させることができる。
With this configuration, currents induced in the first
尚、本実施形態では、第2ロータ1310に巻回された巻線1310Lは、第1ロータ側部1310Aに巻回された巻線とステータ側部1310Bに巻回された巻線の相順変換を行うように巻回されている。即ち、第2ロータ1310の巻線構造として、UVWの3相交流モータにおいて、図1の右下に示すように、第1ロータ側部1310Aに巻回された巻線とステータ側部1310Bに巻回された巻線とでUVWの相順を変換している。このように相順を変換しているので、第2ロータ1310の第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bで上述した発生する回転磁界を逆転することができる。
In this embodiment, the winding 1310L wound around the
また、第1ロータ1210の巻線と蓄電手段としてのバッテリ800間に設けられ、両回転子の角速度の差に応じた電力を授受可能に制御する電力変換器としての第1のインバータ200と、ステータ1410の巻線とバッテリ800間に設けられ、第2ロータ1310とステータ1410間との作用トルクに応じた電力を授受可能に制御する電力変換器としての第2のインバータ400と、電力変換器としてのインバータの通電タイミングを制御する制御装置としてのECU500を備えているが、本実施形態では、更に、第2ロータ1310の巻線1310Lとバッテリ800間に電力変換器としての第3のインバータ600を設け、ECU500は、上述した第1のインバータ200と第2のインバータ400の通電タイミングを制御するだけでなく、第3のインバータ600への通電タイミングをも制御する制御装置として機能する。これにより、ECU500は、第2ロータ1310との間に発生する回転磁界を制御することができる。
A
このように、制御装置としてのECU50が、更に、電力変換器としての第3のインバータ600を用いて第2ロータ1310の回転磁界を制御するので、第1ロータ1210、ステータ1410にそれぞれ接続された電力変換器としての第1のインバータ200、電力変換器としての第2のインバータ400の出力周波数を減少させ、電力変換器としてのインバータ容量を低減することができる。なお、第2ロータ1310の巻線1310Lに接続された電力変換器としての第3のインバータ600は励磁電力のみを出力できればよいため、電力変換器としてのインバータ容量は第1ロータ1210、ステータ1410にそれぞれ接続された電力変換器としての第1、第2のインバータ200、400と比較すると非常に小さいものとすることができる。尚、第2ロータ1310の巻線1310Lへの通電は電力変換器としての第3のインバータ600からスリップリング1690等を経て行われる。
Thus, since ECU50 as a control apparatus further controls the rotating magnetic field of the
また、上記回転磁界の周波数は第1ロータ1210の周波数と第2ロータ1310の周波数の間の値を取ることができる。かかる構成により、第1ロータ1210、ステータ1410にそれぞれ接続された電力変換器としての第1、第2のインバータ200、400の出力電力を低減することができる。
Further, the frequency of the rotating magnetic field can take a value between the frequency of the
以上に述べたように、本実施形態では、第2ロータ1310を、第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに共通の巻線1310Lを巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したので、それぞれ電力変換器としての第1、第2のインバータ200、400による第1ロータ1210の巻線、ステータ1410の巻線への通電及び電力変換器としての第3のインバータ600による巻線1310Lの励磁によって第2ロータ1310の第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに誘導される電流が流れ第1ロータ1210及びステータ1410と相互電磁作用を行って回転磁界を発生することができる。そして、この回転磁界が発生する分、電力変換器としての第1、第2のインバータ200、400による電力供給を減少させることができる。
As described above, in the present embodiment, the
即ち、第2ロータ1310に回転磁界を発生させ、第1ロータ1210と第2ロータ1310の各合成磁界間の相対速度を減少させ、第1ロータ1210に供給する電力変換器としての第1のインバータ200の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することが可能である。
That is, the first inverter as a power converter that generates a rotating magnetic field in the
また、上述したように、第2ロータ1310の巻線構造において、界磁の相順を変えることにより、ステータ1410側では第2ロータ1310と逆方向に回転する磁界が発生し、ステータ1410側の合成磁界は第1ロータ1210側より周波数が減少し、ステータ1410に供給する電力変換器としての第2のインバータ400の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することも可能である。
Further, as described above, in the winding structure of the
図1に示すように、エンジン100の角周波数をωE/G、トルクをTE/G、車軸(駆動輪)700の角周波数をωrm、トルクをTrmとすると、図2(a)に示すように、第1のインバータ200の角周波数はωrm+ωe−ωE/G、第2のインバータ400の角周波数はωrm−ωe、第1のインバータ200の出力はTE/G(ωrm+ωe−ωE/G)、第2のインバータ400の出力はTrm(ωrm−ωe)で表わされる。
As shown in FIG. 1, when the angular frequency of the
例えば、図2(b)に示すように、ωE/G=600rad/s、ωrm=300rad/s、ωe=150rad/sとすると、比較例としての図6で述べた従来の車両用駆動装置では、第1のインバータ200の角周波数は−300、第2のインバータ400の角周波数は300、第1のインバータ200の出力は−300TE/G、第2のインバータ400の出力は300Trmであるのに対し、本実施形態の車両用駆動装置では、第1のインバータ200の角周波数は−150、第2のインバータ400の角周波数は150、第1のインバータ200の出力は−150TE/G、第2のインバータ400の出力は150Trmとなり、電力変換器としての第1のインバータ200、第2のインバータ400の容量を約半分に低減することも可能と解される。
For example, as shown in FIG. 2B, if ωE / G = 600 rad / s, ωrm = 300 rad / s, and ωe = 150 rad / s, the conventional vehicle drive device described in FIG. The angular frequency of the
次に、本実施形態の特徴をなすECU500による制御動作を図3を参照して説明する。図3は、ECU500による各インバータの制御処理を示すフローチャートである。
Next, a control operation by the
図3に示すように、まずECU500は、この制御処理を開始すると(S301)、アクセル開度またはブレーキペダル踏角よりトルク指令値Trmを読み込む(S302)。次に、エンジントルクTEGを読み込み(S303)、エンジン角周波数ωEGおよび車軸角周波数ωrmを読み込む(S304)。そして、これらωEGおよびωrmの値により第3のインバータ600の出力角周波数ωeを決定する(S305)。そして、上述したTrm,TEG,の値とS305で求めたωeより第3のインバータ600の電圧指令値V3refを決定する(S306)。続いて、求めたωEG、ωrmおよびωeより第1のインバータ200の角周波数ωinv1、第2のインバータ400の角周波数ωinv2を決定する(S307)。これにより、Trm,TEG,ωinv1およびωinv2, より第1のインバータ200の電圧指令値V1refおよび第2のインバータ400の電圧指令値V2refを決定する(S308)。これにより、第1のインバータ200、第2のインバータ400の各インバータを制御する(S309)。
As shown in FIG. 3, first, the
尚、ECU500による上述した各値の算出方法自体は、上述した特許文献1等にも記載されている公知の方法によるので、ここでは詳述しない。
Note that the calculation method of each value described above by the
次に、図4を参照して、本発明の第2の実施形態に係る車両用駆動装置及びその制御方法について説明する。 Next, a vehicle drive device and a control method thereof according to the second embodiment of the present invention will be described with reference to FIG.
図4には、本実施形態の車両用駆動装置の要部の概略構成が示されている。本実施形態の車両用駆動装置の基本的構成は、図1に示した第1の実施形態の車両用駆動装置の構成と略同様であり、図4では同様の部分には同様の参照符号を付して、その詳しい説明は省略する。 FIG. 4 shows a schematic configuration of a main part of the vehicle drive device of the present embodiment. The basic configuration of the vehicle drive device of this embodiment is substantially the same as the configuration of the vehicle drive device of the first embodiment shown in FIG. 1, and like reference numerals are used for like parts in FIG. A detailed description thereof will be omitted.
本実施形態も、その車両用駆動装置のモータ構成が、従来の車両用駆動装置と異なり、誘導機であるのは第1の実施形態と同様であり、第2ロータ1310を、第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに共通の巻線1310Lを巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したことを特徴とし、それぞれ第1ロータ1210の巻線及びステータ1410の巻線への通電によって第2ロータ1310の第1ロータ側部1310Aとステータ側部1310Bとに誘導される電流が流れ第1ロータ1210及びステータ1410と相互電磁作用を行って回転磁界を発生するように構成されている。
In this embodiment as well, the motor configuration of the vehicle drive device is different from the conventional vehicle drive device in that it is an induction machine, as in the first embodiment, and the
さて、本実施形態の車両用駆動装置1000では、図4に示すように、第1の実施形態における電力変換器としての第3のインバータ600を備えておらず、第1ロータ1210と第2ロータ1310間の相対速度差(すべり)を発生させ、この相対速度差(すべり)によって第2ロータ1310の巻線1310Lを励磁することを特徴とする。かかる構成により、第1ロータ1210、ステータ1410にそれぞれ接続された電力変換器としての第1、第2のインバータ200、400の出力電力を低減することができる。
As shown in FIG. 4, the
このように、本実施形態では、第2ロータ1310の巻線1310Lの一次側(第1ロータ側部1310A)で回転磁界を制御することが大きな特徴である。その制御動作は、第1の実施形態よりもやや複雑になるが、電力変換器としての第3のインバータ600が不要になるという大きな利点を有している。
As described above, this embodiment is characterized in that the rotating magnetic field is controlled on the primary side (first
第2ロータ1310に回転磁界を発生させ、第1ロータ1210と第2ロータ1310の各合成磁界間の相対速度を減少させ、第1ロータ1210に供給する電力変換器としての第1のインバータ200の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することが可能であるのは第1の実施形態と同様である。
A rotating magnetic field is generated in the
また、第2ロータ1310の巻線構造において、界磁の相順を変えるのも第1の実施形態と同様であり、これにより、ステータ1410側では第2ロータ1310と逆方向に回転する磁界が発生し、ステータ1410側の合成磁界は第1ロータ1210側より周波数が減少し、ステータ1410に供給する電力変換器としての第2のインバータ400の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することが可能となる。
In addition, in the winding structure of the
次に、本実施形態の特徴をなすECU500による制御動作を図5を参照して説明する。図5は、ECU500による各インバータの制御処理を示すフローチャートである。
Next, the control operation by the
図5に示すように、まずECU500は、この制御処理を開始すると(S501)、アクセル開度またはブレーキペダル踏角よりトルク指令値Trmを読み込む(S502)。次に、エンジントルクTEGを読み込み(S503)、エンジン角周波数ωEGおよび車軸角周波数ωrmを読み込む(S504)。そして、これらωEGおよびωrmの値により第2ロータ1310の回転磁界の角周波数ωeを決定する(S505)。続いて、求めたωEG、ωrmおよびωeより第1のインバータ200の角周波数ωinv1、第2のインバータ400の角周波数ωinv2を決定する(S506)。これにより、Trm,TEG,ωinv1およびωinv2, より第1のインバータ200の電圧指令値V1refおよび第2のインバータ400の電圧指令値V2refを決定する(S507)。これにより、第1のインバータ200、第2のインバータ400の各インバータを制御する(S508)。
As shown in FIG. 5, first, the
尚、ECU500が上述したωEGおよびωrmの値により第2ロータ1310の回転磁界の角周波数ωeを算出する方法自体は、上述した特許文献1等にも記載されている公知の方法によるので、ここでは詳述しない。
Note that the method itself by which the
以上のように、本実施形態によれば、第2ロータ1310に回転磁界を発生させ、第1ロータ1210と第2ロータ1310の各合成磁界間の相対速度を減少させ、第1ロータ1210に供給する電力変換器としての第1のインバータ200の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することが可能である。
As described above, according to the present embodiment, a rotating magnetic field is generated in the
また、第2ロータ1310の巻線構造において、界磁の相順を変えることにより、ステータ1410側では第2ロータ1310と逆方向に回転する磁界が発生し、ステータ1410側の合成磁界は第1ロータ1210側より周波数が減少し、ステータ1410に供給する電力変換器としての第2のインバータ400の出力周波数を減少させることができるので、その電力変換器としてのインバータ容量を低減することが可能となる。
Further, in the winding structure of the
尚、本発明は上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲で種々の変更を施すことが可能である。例えば、上記実施形態では、バッテリと巻線の間に電力変換器としてのインバータを設けて巻線の制御を行っているが、バッテリを設けず、電力変換器として、インバータの代わりにマトリックスコンバータを用いて巻線の制御を行うようにしても良い。 In addition, this invention is not limited to embodiment mentioned above, A various change is possible in the range which does not deviate from the main point of this invention. For example, in the above embodiment, an inverter as a power converter is provided between the battery and the winding to control the winding. However, a battery is not provided and a matrix converter is used instead of the inverter as the power converter. It may be used to control the winding.
本発明は、内燃機関からの出力を負荷出力に伝達する相対回転可能な第1及び第2ロータと、ステータとを備えるとともに、第2ロータには、第1ロータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第1の磁気回路が形成される第1ロータ側部と、ステータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第2の磁気回路が形成されるステータ側部とを備える車両用駆動装置に、広く適用可能である。 The present invention includes first and second rotors that can rotate relative to each other to transmit output from an internal combustion engine to a load output, and a stator, and the second rotor is rotationally driven relative to the first rotor. A first rotor side portion on which a first magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action is formed, and a stator side portion on which a second magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action by being driven to rotate relative to the stator is formed. It is widely applicable to the vehicle drive device provided with this.
100 エンジン、 1000 車両用駆動装置、 200 第1のインバータ、
400 第2のインバータ、 500 ECU、600 第3のインバータ、
700 車軸(駆動輪)、 800 バッテリ、
1210 第1ロータ、 1310 第2ロータ、 1410 ステータ、
1310A 第1ロータ側部、 1310B ステータ側部、 1310L 巻線
100 engine, 1000 vehicle drive device, 200 first inverter,
400 second inverter, 500 ECU, 600 third inverter,
700 axles (drive wheels), 800 batteries,
1210 1st rotor, 1310 2nd rotor, 1410 Stator,
1310A First rotor side, 1310B Stator side, 1310L Winding
Claims (6)
前記内燃機関からの出力を前記負荷出力に伝達する相対回転可能な第1及び第2ロータと、ステータとを備えるとともに、前記第2ロータには、前記第1ロータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第1の磁気回路が形成される第1ロータ側部と、前記ステータと相対的に回転駆動することにより相互電磁作用を行う第2の磁気回路が形成されるステータ側部とを備える車両用駆動装置において、
前記第2ロータを、第1ロータ側部とステータ側部とに共通の巻線を巻回し電気的に結合した巻線構造に形成したことを特徴とする車両用駆動装置。 A drive device comprising an input shaft for inputting an output of an internal combustion engine and an output shaft for outputting to a connected load output, wherein the drive output is controlled for a predetermined drive torque and rotational speed for the load output,
The first and second rotors that can rotate relative to each other to transmit the output from the internal combustion engine to the load output, and a stator, and the second rotor is rotationally driven relative to the first rotor. The first rotor side portion in which the first magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action is formed by, and the stator side portion in which the second magnetic circuit that performs mutual electromagnetic action by being driven to rotate relative to the stator is formed. In a vehicle drive device comprising:
The vehicle drive device according to claim 1, wherein the second rotor is formed in a winding structure in which a common winding is wound around the first rotor side portion and the stator side portion to be electrically coupled.
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JP2008230813A JP2010064545A (en) | 2008-09-09 | 2008-09-09 | Vehicular driving device |
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