JP2540806B2 - Vehicle drive - Google Patents

Vehicle drive

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JP2540806B2
JP2540806B2 JP61137790A JP13779086A JP2540806B2 JP 2540806 B2 JP2540806 B2 JP 2540806B2 JP 61137790 A JP61137790 A JP 61137790A JP 13779086 A JP13779086 A JP 13779086A JP 2540806 B2 JP2540806 B2 JP 2540806B2
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英男 河村
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【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、ターボチャージャ付車両において、車輪の
ブレーキドラムに電動機を取付けて車両を駆動する車輪
駆動装置に関する。
Description: BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a wheel drive device for a vehicle with a turbocharger, in which an electric motor is attached to a brake drum of a wheel to drive the vehicle.

(従来の技術) 現在、市中を走行している車両の大多数は内燃機関を
原動力として車軸を回転させ、車輪を駆動して走行する
車両が殆どであり、一部には車両に搭載した電源から、
車軸を駆動する電動機に電力を供給して、車輪を回転さ
せて車両の走行力としている。
(Prior Art) Currently, the majority of vehicles running in the city are mostly vehicles that run by rotating an axle and driving wheels by using an internal combustion engine as a driving force. From the power supply
Electric power is supplied to the electric motor that drives the axles, and the wheels are rotated to provide the running force of the vehicle.

また、内燃機関の排気ガスによるエネルギーを電気エ
ネルギーとして回生し、この電力にて電動機を駆動して
車両の走行力の増強手段として利用する方法が考え出さ
れている。
In addition, a method has been devised in which energy generated by exhaust gas from an internal combustion engine is regenerated as electric energy, and an electric motor is driven by this electric power to be used as a means for increasing the running force of a vehicle.

このような、電力により車輪を駆動する方法として、
車輪に対し永久磁石を放射状に配置して磁極を構成した
回転子を固定して設けるとともに、固定子を車軸あるい
は車体に固定して取付け、蓄電池により固定子に給電し
て車輪に回転力を発生せしめる電気自動車等の駆動装置
の提案が特開昭52-22214号公報に開示されている。
As a method of driving wheels by electric power,
Permanent magnets are radially arranged on the wheels to fixedly install a rotor that forms magnetic poles, and the stator is fixedly attached to the axle or vehicle body, and the storage battery supplies power to the stator to generate rotational force on the wheels. Japanese Patent Laid-Open No. 52-22214 discloses a proposal for a drive device for an electric vehicle.

(発明が解決しようとする問題点) 上記の特開昭52-22214号公報に示された提案において
は、電源として車両に備えた蓄電池を用いる直流機であ
り、排気エネルギーを交流電力に回生するエネルギー回
収装置に用いる場合には回生電力を整流し、低電圧の直
流とする問題がある。さらに上記の提案においては永久
磁石を有する回転子の駆動に際し、直流電力の切換供給
機構を必要とする問題も生ずる。
(Problems to be Solved by the Invention) In the proposal disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 52-22214, a DC machine using a storage battery provided in a vehicle as a power source is used to regenerate exhaust energy into AC power. When used for an energy recovery device, there is a problem that the regenerated electric power is rectified into a low-voltage direct current. Further, in the above proposal, there is a problem that a switching power supply mechanism for DC power is required when driving a rotor having permanent magnets.

本発明はこれらの問題点に鑑みてなされたものであ
り、その目的は交流電源にて作動し、電源の切換供給機
構を要せず車輪の駆動を行う車輪駆動装置を提供するに
ある。
The present invention has been made in view of these problems, and an object thereof is to provide a wheel drive device that operates with an AC power supply and that drives wheels without requiring a power supply switching supply mechanism.

(問題点を解決するための手段) 本発明によれば、車両を駆動するエンジンの排気経路
の途中にタービンを配置し、排気ガスにより回転される
該タービンの回転力により発電機を動作させて排気エネ
ルギーを回収するターボチャージャを具備する車両の駆
動装置において、環状円筒状に形成した磁性体の内側に
カゴ形コイルを設けた回転子を車輪のブレーキドラムに
取り付けるとともに、該回転子に対応する多相巻線を有
する固定子を車体側に設けた誘導形回転電機と、上記発
電機により発電された電力で該誘導回転電機を電動機運
転制御する制御手段と、車両の制動時に上記回転電機を
発電機運転して該制動動作を助成する制御手段と、上記
回転電機の発電電力を蓄電する蓄電手段と、を具備する
ことを特徴とする車両の駆動装置が提供される。
(Means for Solving the Problems) According to the present invention, the turbine is arranged in the middle of the exhaust path of the engine for driving the vehicle, and the generator is operated by the rotational force of the turbine rotated by the exhaust gas. In a vehicle drive device equipped with a turbocharger for recovering exhaust energy, a rotor provided with a cage coil inside a magnetic body formed in an annular cylindrical shape is attached to a brake drum of a wheel and corresponds to the rotor. An induction rotating electric machine in which a stator having a multi-phase winding is provided on the vehicle body side, control means for controlling the operation of the induction rotating electric machine by electric power generated by the generator, and the rotating electric machine when braking the vehicle. There is provided a drive device for a vehicle, comprising: a control unit that operates a generator to assist the braking operation; and a power storage unit that stores the power generated by the rotating electric machine. Be done.

(作用) 本発明によれば、回転子として内面にカゴ型コイルを
有する環形円筒状の磁性体を車輪のブレーキドラムに取
付け、この回転子に対応する固定子に多相巻線を施して
車体側に取り付けて誘導機を構成したので、多相巻線に
通電することにより車輪が駆動される。又制動時には該
誘導機を発電機として用いて制動動作の補助となる。
(Operation) According to the present invention, a ring-shaped cylindrical magnetic body having a cage coil on the inner surface is attached to a brake drum of a wheel as a rotor, and a stator corresponding to the rotor is provided with multiphase windings to form a vehicle body. Since the induction machine is mounted on the side, the wheels are driven by energizing the multiphase windings. During braking, the induction machine is used as a generator to assist the braking operation.

(実施例) つぎに、本発明の実施例について図面を用いて詳細に
説明する。
(Example) Next, the Example of this invention is described in detail using drawing.

第1図は本発明に係る車輪駆動装置の一実施例の構成
を示す断面図であり、第2図はその回転子および固定子
の説明図である。
FIG. 1 is a sectional view showing the configuration of an embodiment of a wheel drive device according to the present invention, and FIG. 2 is an explanatory view of its rotor and stator.

第1,2図において、1は車軸であり車両に搭載された
内燃機関の動力を伝達されて車輪を駆動するものであ
り、その一端は動力の伝達機構、例えばディファレンシ
ャルギヤ装置などに接続され、他端には車輪のディスク
ホイール3を取付けるブレーキドラム2が設けられてい
る。4はカバー軸であり、所定の懸架装置により車体側
に保持され、ベアリング4aによって車軸1を軸支してい
る。なお、3aはタイヤであり、ディスクホイール3の外
周に取付けられ車輪を構成している。
In FIGS. 1 and 2, reference numeral 1 denotes an axle for driving the wheels by transmitting power of an internal combustion engine mounted on a vehicle, one end of which is connected to a power transmission mechanism, for example, a differential gear device, At the other end, a brake drum 2 to which a disc wheel 3 of a wheel is attached is provided. Reference numeral 4 denotes a cover shaft, which is held on the vehicle body side by a predetermined suspension device and supports the axle 1 by a bearing 4a. 3a is a tire, which is attached to the outer circumference of the disc wheel 3 to form a wheel.

5は電動機の回転子でありブレーキドラム2のドラム
部の内面に取付けられており、環状の硅素鋼板からなる
磁性体が円筒状に積層され、円筒状の内側の部分には誘
導機のカゴ型コイルとなる複数本の金属棒5aが全周にわ
たって等間隔に植設されている。5bは電気の良導体より
なるショートリングであり、回転子5の両側面に設けら
れ、植設されたすべての金属棒5aの端部をそれぞれ電気
的に接続している。
Reference numeral 5 denotes a rotor of the electric motor, which is attached to the inner surface of the drum portion of the brake drum 2. A magnetic body made of an annular silicon steel plate is laminated in a cylindrical shape, and the inner portion of the cylindrical shape has a basket shape of an induction machine. A plurality of metal rods 5a to be coils are planted at equal intervals over the entire circumference. Reference numeral 5b is a short ring made of a good conductor of electricity, which is provided on both side surfaces of the rotor 5 and electrically connects the end portions of all the metal rods 5a implanted.

6は回転子5に対応する固定子であり、磁性体よりな
る固定子コア6aと巻線6cとにて構成されている。固定子
コア6aはカゴ型コイルを備えた回転子5に対応して放射
状に配置した複数個の凸極6bを有し、その中心部はカバ
ー軸4の端部に固定されている。そして凸極6bには多相
回路となる巻線6cが巻回され、巻線6cに通電時には固定
子コア6aに回転磁界を生じ、回転子5を回転駆動するよ
う構成されている。
Reference numeral 6 is a stator corresponding to the rotor 5, and is composed of a stator core 6a made of a magnetic material and a winding wire 6c. The stator core 6a has a plurality of salient poles 6b arranged radially corresponding to the rotor 5 having a cage coil, and its center is fixed to the end of the cover shaft 4. A winding 6c, which is a multi-phase circuit, is wound around the salient pole 6b, and when the winding 6c is energized, a rotating magnetic field is generated in the stator core 6a to rotate the rotor 5.

7は電動機カバーであり、カバー軸4に取付けられ、
固定子6と回転子5を覆うように形成されている。
7 is an electric motor cover, which is attached to the cover shaft 4,
It is formed so as to cover the stator 6 and the rotor 5.

第3図は本実施例を作動させる関連部材の構成の一例
を示すブロック図であり、エンジンのターボチャージャ
に設けた発電機にて本実施例の回転子を駆動する一例を
示したものである。
FIG. 3 is a block diagram showing an example of a configuration of related members for operating the present embodiment, and shows an example of driving the rotor of the present embodiment by a generator provided in an engine turbocharger. .

第3図において、エンジンAの排気管A1にはターボチ
ャージャBの排気ハウジングB1が取付けられ、エンジン
Aの排出する排気ガスのエネルギーによってタービンブ
レードB2が駆動される。そして、タービンブレードB2と
同軸に設けられたコンプレッサブレードB3が駆動される
ことにより、過給気が吸気管A2を介してエンジンAに圧
送される。また、タービンブレードB2とコンプレッサブ
レードB3との間には発電機Cが設けてあり、排気ガスの
エネルギーによってタービンブレードB2が駆動される
と、発電機Cの作動によって発電された電力が後述する
コントローラDに送出される。
In FIG. 3, an exhaust housing B1 of a turbocharger B is attached to an exhaust pipe A1 of an engine A, and a turbine blade B2 is driven by energy of exhaust gas discharged from the engine A. Then, by driving the compressor blade B3 provided coaxially with the turbine blade B2, the supercharged air is pressure-fed to the engine A through the intake pipe A2. Further, a generator C is provided between the turbine blade B2 and the compressor blade B3, and when the turbine blade B2 is driven by the energy of the exhaust gas, electric power generated by the operation of the generator C will be described later. Sent to D.

Eは回転センサであり、カバー軸4に取付けられ、車
軸1の回転数を検出して検出信号をコントローラDに送
信する。
E is a rotation sensor, which is attached to the cover shaft 4, detects the number of rotations of the axle 1, and transmits a detection signal to the controller D.

コントローラDはマイクロコンピュータにて構成さ
れ、その入出力装置にはコンバータや整流器を有してお
り、発電機Cから送出された電力の周波数を変換して、
固定子6に設けた巻線6cに供給する。そして、マイクロ
コンピュータのメモリに格納されたプログラムにより、
回転センサEからの検出信号に対応して、回転子5を力
行させる周波数の電力に変換して固定子6の巻線6cに送
出するものである。
The controller D is composed of a microcomputer, and its input / output device has a converter and a rectifier, converts the frequency of the electric power sent from the generator C,
It is supplied to the winding 6c provided on the stator 6. Then, by the program stored in the memory of the microcomputer,
Corresponding to the detection signal from the rotation sensor E, it is converted into electric power of a frequency for causing the rotor 5 to perform powering and sent to the winding 6c of the stator 6.

なお、FはコントローラDに電源を供給するバッテリ
であり、バッテリFの充電時には発電機Cの発電電力の
一部がコントローラDを介して整流され充電される。
Note that F is a battery that supplies power to the controller D, and when the battery F is charged, a part of the power generated by the generator C is rectified and charged via the controller D.

つぎに、このように構成された本実施例の作動を説明
する。
Next, the operation of the present embodiment thus configured will be described.

エンジンAより排出される排気ガスのエネルギーによ
ってタービンブレードB2が回転駆動されると、同軸上に
設けられた発電機Cが発電作動し、電力をコントローラ
Dに送電する。コントローラDには回転センサEからの
車軸1の回転数に基づく検出信号が入力されており、こ
の検出信号に対応して送電された電力の周波数を、回転
子5を力行させる交流周波数に変換し、固定子6の巻線
6cに供給する。したがって、回転子5は力行駆動される
ことにより、ブレーキドラム2、ディスクホイール3を
介してタイヤ3aを駆動して車両の走行力を助勢すること
になる。
When the turbine blade B2 is rotationally driven by the energy of the exhaust gas discharged from the engine A, the generator C provided coaxially operates to generate electric power and transmits the electric power to the controller D. A detection signal based on the rotation speed of the axle 1 from the rotation sensor E is input to the controller D, and the frequency of the electric power transmitted corresponding to this detection signal is converted into an AC frequency for powering the rotor 5. , Winding of stator 6
Supply to 6c. Therefore, when the rotor 5 is driven by power, the tire 3a is driven through the brake drum 2 and the disc wheel 3 to assist the running force of the vehicle.

一方、車両が走行中の制動時には、回転子5と固定子
6とが誘電発電機として作動するように、回転センサE
からの検出信号に対応して、コントローラDは多相回路
の巻線6cを制御する。そして、発電された巻線6cからの
交流電力を整流後、バッテリFに送電して充電が行われ
る。
On the other hand, during braking while the vehicle is running, the rotation sensor E so that the rotor 5 and the stator 6 operate as an induction generator.
The controller D controls the winding 6c of the multi-phase circuit in response to the detection signal from. Then, after rectifying the generated AC power from the winding 6c, the AC power is transmitted to the battery F for charging.

なお、上記の説明においてはエンジンのトルクにより
駆動される車両の走行力の助勢として車輪駆動装置を使
用したが、車両に搭載されたエンジンによって直接に駆
動されるエンジンの電気出力により、本車輪駆動装置を
駆動して走行力の主原動力として使用してもよい。
In the above description, the wheel drive device is used to assist the running force of the vehicle driven by the engine torque, but the wheel drive device is driven by the electric output of the engine directly driven by the engine mounted on the vehicle. The device may be driven and used as the main driving force of the running force.

以上本発明を一実施例により説明したが、本発明の主
旨の範囲内で種々の変形が可能であり、これらを本発明
の範囲から排除するものではない。
Although the present invention has been described with reference to the embodiments, various modifications can be made within the scope of the gist of the present invention, and these modifications are not excluded from the scope of the present invention.

(発明の効果) 本発明はカゴ型コイルを有する環形円筒状の磁性体を
車輪のブレーキドラムに取付けて回転子となし、車体側
に多相巻線を有する固定子を取付けて車輪を直接駆動す
る電動機とし、さらに車輪の回転数を検出する回転セン
サを設けて制御するので、駆動に際し低圧の直流電源で
ないため電源の切換供給機構などを要せず、車輪の回転
状況に対応して常に回転子を力行させて、車輪を駆動で
きる効果がある。
(Effects of the Invention) The present invention mounts a ring-shaped cylindrical magnetic body having a cage coil on a brake drum of a wheel to form a rotor, and mounts a stator having a multiphase winding on the vehicle body side to directly drive the wheel. Since it is an electric motor and is controlled by a rotation sensor that detects the number of rotations of the wheels, it does not require a power supply switching supply mechanism because it is not a low-voltage DC power supply when driving, and it always rotates according to the rotation situation of the wheels. There is an effect that the child can be driven to drive the wheels.

なお、車両の制動時には制動力を電気エネルギーとし
て回収可能な利点が得られる効果も生ずる。
There is also an advantage that the braking force can be recovered as electric energy when the vehicle is braked.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

第1図は本発明に係る車輪駆動装置の一実施例の構成を
示す断面図、第2図はその回転子および固定子の説明
図、第3図は本実施例を作動させる関連部材の構成の一
例を示すブロック図である。 1……車軸、2……ブレーキドラム、3……ディスクホ
イール、5……回転子、5a……金属棒、5b……ショート
リング、6……固定子、6c……巻線。
FIG. 1 is a sectional view showing the construction of an embodiment of a wheel drive device according to the present invention, FIG. 2 is an explanatory view of its rotor and stator, and FIG. 3 is a construction of related members for operating this embodiment. It is a block diagram showing an example. 1 ... axle, 2 ... brake drum, 3 ... disk wheel, 5 ... rotor, 5a ... metal rod, 5b ... short ring, 6 ... stator, 6c ... winding.

Claims (1)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】車両を駆動するエンジンの排気経路の途中
にタービンを配置し、排気ガスにより回転される該ター
ビンの回転力により発電機を動作させて排気エネルギー
を回収するターボチャージャを具備する車両の駆動装置
において、 環状円筒状に形成した磁性体の内側にカゴ形コイルを設
けた回転子を車輪のブレーキドラムに取り付けるととも
に、該回転子に対応する多相巻線を有する固定子を車体
側に設けた誘導形回転電機と、 上記発電機により発電された電力で該誘導回転電機を電
動機運転制御する制御手段と、 車両の制動時に上記回転電機を発電機運転して該制動動
作を助成する制御手段と、 上記回転電機の発電電力を蓄電する蓄電手段と、 を具備することを特徴とする車両の駆動装置。
1. A vehicle having a turbocharger for arranging a turbine in the middle of an exhaust path of an engine for driving a vehicle, and operating a generator by a rotational force of the turbine rotated by exhaust gas to recover exhaust energy. In the driving device of (1), a rotor having a cage coil inside a magnetic body formed in an annular cylindrical shape is attached to a brake drum of a wheel, and a stator having a multiphase winding corresponding to the rotor is attached to the vehicle body side. An induction rotating electric machine provided in the vehicle, a control means for controlling the induction rotating electric machine to operate with the electric power generated by the generator, and a driving operation of the rotating electric machine to assist the braking operation when the vehicle is braked. A drive device for a vehicle, comprising: a control unit; and a power storage unit that stores the power generated by the rotating electric machine.
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