JP3543507B2 - 車両用駆動装置 - Google Patents
車両用駆動装置 Download PDFInfo
- Publication number
- JP3543507B2 JP3543507B2 JP23214596A JP23214596A JP3543507B2 JP 3543507 B2 JP3543507 B2 JP 3543507B2 JP 23214596 A JP23214596 A JP 23214596A JP 23214596 A JP23214596 A JP 23214596A JP 3543507 B2 JP3543507 B2 JP 3543507B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- rotor
- slit
- drive device
- passage
- torque
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Expired - Fee Related
Links
Images
Classifications
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L3/00—Electric devices on electrically-propelled vehicles for safety purposes; Monitoring operating variables, e.g. speed, deceleration or energy consumption
- B60L3/0023—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train
- B60L3/0061—Detecting, eliminating, remedying or compensating for drive train abnormalities, e.g. failures within the drive train relating to electrical machines
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L15/00—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles
- B60L15/20—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed
- B60L15/2009—Methods, circuits, or devices for controlling the traction-motor speed of electrically-propelled vehicles for control of the vehicle or its driving motor to achieve a desired performance, e.g. speed, torque, programmed variation of speed for braking
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/10—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines
- B60L50/16—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by engine-driven generators, e.g. generators driven by combustion engines with provision for separate direct mechanical propulsion
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L50/00—Electric propulsion with power supplied within the vehicle
- B60L50/50—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells
- B60L50/60—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries
- B60L50/61—Electric propulsion with power supplied within the vehicle using propulsion power supplied by batteries or fuel cells using power supplied by batteries by batteries charged by engine-driven generators, e.g. series hybrid electric vehicles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L7/00—Electrodynamic brake systems for vehicles in general
- B60L7/10—Dynamic electric regenerative braking
- B60L7/12—Dynamic electric regenerative braking for vehicles propelled by dc motors
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/12—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/10—Vehicle control parameters
- B60L2240/36—Temperature of vehicle components or parts
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/421—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/42—Drive Train control parameters related to electric machines
- B60L2240/423—Torque
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
- B60L2240/441—Speed
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B60—VEHICLES IN GENERAL
- B60L—PROPULSION OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; SUPPLYING ELECTRIC POWER FOR AUXILIARY EQUIPMENT OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRODYNAMIC BRAKE SYSTEMS FOR VEHICLES IN GENERAL; MAGNETIC SUSPENSION OR LEVITATION FOR VEHICLES; MONITORING OPERATING VARIABLES OF ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES; ELECTRIC SAFETY DEVICES FOR ELECTRICALLY-PROPELLED VEHICLES
- B60L2240/00—Control parameters of input or output; Target parameters
- B60L2240/40—Drive Train control parameters
- B60L2240/44—Drive Train control parameters related to combustion engines
- B60L2240/443—Torque
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/64—Electric machine technologies in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/70—Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/72—Electric energy management in electromobility
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T90/00—Enabling technologies or technologies with a potential or indirect contribution to GHG emissions mitigation
- Y02T90/10—Technologies relating to charging of electric vehicles
- Y02T90/16—Information or communication technologies improving the operation of electric vehicles
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Transportation (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
- Motor Or Generator Cooling System (AREA)
Description
【0001】
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用駆動装置に関し、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。
【0002】
【従来の技術】
特開平7−15805号公報は、内燃機関発生動力の回転数を変換する電磁カップリングと、トルクを制御する補助電動機によって内燃機関と電気機械のハイブリッド化を行い、動力機関の省燃費、低公害化を実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシステムでは2つの独立した回転機が必要となり、特に電磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率の良い冷却(液冷等)が困難となるため、熱容量等を増加する必要が有り、そのため回転機本体が大きくなり、結果としてシステム重量が増加し、省燃費化の実現が困難となる。また、本機能は従来車両のトルクコンバータ及び変速機に置き換えられるべきものであり、このスペースに2つの回転機を搭載するのが望ましいが、事実上困難となる。
【0004】
そこで、本発明は、この電磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率良い冷却を行うことができる車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため請求項1の記載によれば、内燃機関の駆動力により、第1及び第2の回転子は相対的に回転駆動され、第2の回転子は、第1の磁気回路により第1の回転子との間で相互電磁作用を発生させるとともにハウジングに固定された固定子との間で第2の磁気回路により相互電磁作用を引き起こす。そして、内燃機関の回転力に対し、第1の回転電機で回転数を、第2の回転電機でトルクを負荷側の要求値に対応させる様これらの相互電磁作用により発生する駆動トルク、回転数を制御して負荷出力を駆動制御する。また、第1の回転子、第2の回転子ならびに固定子に冷媒を供給することで、第1の回転子、第2の回転子ならびに固定子の熱容量を大きくする必要がなくなり、小型化にできるため、駆動装置全体の体格を押さえることができる。
さらに、第2の連通路により、第1のコイルの更なる冷却を行うことができる。
またさらに、第2の回転子の内周から外周に連通する連通路を容易に形成できる。
【0006】
請求項2の記載によれば、鋼板に穴とこの孔と外周とをつなぐスリットを形成し鋼板を積層することで、第2の連通路を容易に形成することができる。
また、請求項5の記載によれば、第1と第2のスリットの重複部に、前記第2の回転子の積層板を締め付けるためのスルーボルトを通すことで、第2の回転子の組み付けに必要なスルーボルトの収納に場所をとらず、小型化をはかることができる。
【0007】
また、請求項6の記載によれば、第2の回転子の鋼板を1種類にする事が出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施例を示す。
100は内燃機関等のエンジンであり、1000はエンジン100の出力を入力として受け、車両用の駆動輪等から構成される負荷出力(走行駆動出力)に対応できるように駆動トルク及び回転数を適宜制御して負荷出力に向けて出力するトルク−回転数コンバータとして機能する駆動装置であり、内部に一対のコイルと界磁極により構成される入出力間の回転数を調整する回転数調整部1200と入出力間のトルクを調整するトルク調整部1400とを有する。 このトルク−回転数(speed)コンバータを以下略してT−Sコンバータ1000と呼ぶ。
【0009】
200はT−Sコンバータ1000の回転数調整部1200の通電を制御するインバータであり、本実施例においては、回転数調整部1200は3相の回転機により構成されていることから、インバータ200のスイッチング動作により、3相の交流電流が回転数調整部1200へ向けて通電制御されている。
400は同じくT−Sコンバータ1000のトルク調整部1400の通電を制御するインバータであり、回転数調整部1200と同様3相交流電流を通電制御している
500はT−Sコンバータ1000に設けられた回転センサ、その他の内部情報及び外部情報によりインバータ200及び400を制御するECUである。600は一般の車両等に用いられている直流のバッテリーである。700は負荷出力として車両のタイヤ等により構成される駆動輪である。
【0010】
さらに、エンジン100とT−Sコンバータ1000間には一般の内燃機関駆動型の車両に広く用いられているジョイント部及び減速機(増速機含む)等が構成されるが本実施例では図示を省略、またT−Sコンバータ1000と駆動輪700間にも同様に減速機800,差動ギヤ900等が設けられている。
次にT−Sコンバータ1000の詳細な構造について説明する。
【0011】
エンジン100の回転駆動力を伝達出力する出力軸110は、図示しないジョイント部、減速機(増速機)等を介してT−Sコンバータ1000のほぼ中心に位置するシャフト状の入力軸1213と連結されており、エンジン100の回転駆動力を入力軸1213へ直接伝達する。本実施例においては、出力軸110と入力軸1213を同一軸状に直線的に配置するようにしたが、車両の搭載スペースに合わせ、適宜ジョイント等を介して出力軸110と入力軸1213の軸方向に角度をもたせて配置させることも可能である。
【0012】
T−Sコンバータ1000は内部に入力軸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等が設けられている。
ステ−タ1410は、回転磁界を作る巻線1411及びステ−タコア1412より構成されている。
【0013】
又、入力軸1213は複数の異なる径の外周部を有しており、第1ロータ1210、ベアリング、電源供給の為のスリップリング、回転センサ等が配置されている。第1ロータ1210は回転磁界を形成する巻線1211及びロータコア1212から構成されており、巻線1211はブラシホルダ1610、ブラシ1620、スリップリング1630及び、シャフト1213内部にモ−ルド等の絶縁部1650を介して設けられているリ−ド部1660及び端子台1670を介して給電を受けている。スリップリング1630からのリ−ド部1660及び端子台1670への接続部の断面図は図2に記載する。
【0014】
第1ロータ1210の外周には、第1ロータと対向して円筒状の第2ロータ1310が第1ロータ1210と相対的に回転可能なように同一軸上に回転自在に配置されている。第2ロータ1310は、中空のロ−タヨ−ク1311とその内周側にN,S極を作るべく等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁1220が設けられており、ロ−タコア1212及び巻線1211とで回転数調整部1200を構成する。
【0015】
又、第2ロ−タ1310には中空ロ−タヨ−ク1311の外周側にN,S極を作るべく等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁1420も設けられており、前記ステ−タコア1412及び巻線1411と共にトルク調整部1400を構成する。
ここで、ロ−タ1311の内側或いは、外側に設けられた磁石はそれぞれロ−タヨ−ク1311内部に空間部を設けその中に挿入し固定されている。
【0016】
また、第2ロ−タ1310のロ−タヨ−ク1311は、ロ−タフレ−ム1331、1332及びベアリング1510、1511を介して外部フレ−ム1710、1720に回転可能に設けられている。また、第1ロ−タ1210は、シャフト1213及びベアリング1512、1513を介して第2ロ−タのロ−タフレ−ム1331、1332に回転可能に設けられている。
【0017】
第2ロ−タ1310のロ−タフレ−ム1332の端部には、ギヤ840がボルト841等で1332に固定されており、減速部800の連結ギヤ845及び差動ギヤ部900を介して車両の駆動輪700へエンジン、T−Sコンバ−タ1000の出力を伝達する。
1911、1912は回転検出センサであり、それぞれ第1ロ−タ1210、第2ロ−タ1310の回転位置を検出している。1920はブラシホルダ1610のカバ−ケ−スである。
【0018】
次に、第1ロータ1210及び第2ロータ1310、ステータ1410の断面構造について、図3に基づいて説明する。図3は磁気回路断面を示すものであるが、内部の構造は、軸対称であるため、1/2断面のみを図示した形で説明する。
まず、第1ロ−タ1210であるが、これは入力軸1213に圧入されたロータコア1212とその外周側に、断面T字状の複数のロ−タティ−ス1214が所定の間隔で設けられており、各ロ−タティ−ス1214はそれぞれ基部に形成したダブテ−ル1214aによりロ−タコア1212の外周の取り付け溝内に嵌着固定されている。そして各ロ−タティ−ス1214には3相界磁巻線1211が巻装されている。
【0019】
ロータティ−ス1214の外周にはエアギャップg1を介して円筒状のロータヨーク1311が回転自在に設けられており、その内周面側の内部に、円周方向に等間隔で複数の磁石1220が設けられている。これら磁石1220は内周面側の磁極が、交互にN,S極となるように配置されている。
各磁石1220の両端には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aがそれぞれ形成されている。また、各磁石1220間のスペ−スにはボルト穴1311bがロ−タヨ−ク1311を貫通するように周方向の複数位置に設けられており、ロ−タヨ−ク1311を両サイドで支持するフレ−ム1331、1332を結合するためのスルーボルト1333(図1)が上記各ボルト穴1311b内に挿入される。
【0020】
この界磁極1220とロータコア1212、ロ−タティ−ス1214及び巻線1211との間で磁束が形成されることにより一つの磁気回路を形成し、巻線1211に流れる電流をインバータ200により適宜制御することによって、負荷出力の回転数を調整する回転数調整部1200を構成する。
また、ロータヨーク1311の外周面側の内側に円周方向に等間隔に複数の磁石1420が配置されており、磁石1420の両端部には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aが磁石1220の場合と同様に形成されている。磁石1420の磁極の配置は磁石1220と同様である。
【0021】
第2ロータ1310の外径はd2であり、さらにその外周部に所定のエアギャップg2を介してステータ1410が設けられている。ステータ1410のステータコア1412の内周面側には巻線1411が巻装されるための複数のスロット1412aが形成されており、第2ロータの界磁極1420との間で磁束を形成し、第2の磁気回路を形成する。そして、巻線1411に流れる電流をインバータ400により適宜制御することによって負荷出力へ向けてのトルクを調整することが可能であり、この磁気回路によりトルク調整部1400を構成する。
【0022】
また、後述するが、第1のエアギャップg1から第2のエアギャップg2ヘの冷媒の連通路を形成するために、内側スリット1311c、外側スリット1311dおよびスリット重複部1311eを設けている。
上記の構成に於いて、エンジン100の出力を電磁力を介してダイレクトに車両出力側へ伝達し、モータ出力をアシストするメカニズムを説明する。今エンジン100の出力の回転数が2n〔rpm〕,トルクがt〔Nm〕である時、これを車両出力(回転数n〔rpm〕,トルク2t〔Nm〕)としたい場合について説明する。
【0023】
この回転数調整部1200では入力(第1ロータ回転エネルギー)と出力(第2ロータ回転エネルギー)でトルクは作用、反作用の関係にあり、トルクを同一トルクt〔Nm〕として、エンジン100の回転数2n〔rpm〕を車両出力回転数n〔rpm〕に調整する。
第2ロ−タ1310にまずトルクt〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るためには、回転方向と作用するトルク方向が逆となる制動状態となり、第2ロータ1310の回転数調整部側の磁石1220の位置を回転センサ1911、1912の相対角により検出し第1ロータ1210の巻線1211への通電位置を適当に計算、制御する事により、制動状態に制御し、第1ロータより発電出力が得られこれをバッテリー600を介してトルク調整部1400へ送る。第1ロータ1210の巻線1211への通電はインバータ200から給電器1600のブラシホルダ1610のブラシ1620、スリップリング1630、リード部1660及び端子台1670を経て行われ、通電タイミングは第1ロータ、第2ロータの回転センサ1911、1912の相対角によって計算される。これにより第2ロ−タ1310側へトルクt〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るとともにエネルギーntが発電出力として得られる。この様に回転数調整部1200はエンジン100の出力トルクt〔Nm〕を車両出力側である駆動輪700へそのまま伝達しながら、エンジン100側と出力側の回転数の差を発電出力とする機能を持つ。また、逆にエンジン100側の回転数が出力回転数より小さいときは、バッテリー600より給電を受け、電動機としての機能を行う。
【0024】
次に、第1ロータ1210よりエンジン100の出力トルクt〔Nm〕を電磁力を介して伝えられた第2ロータ1310においては車両出力を2nt(トルク2t、回転数n)とするために、不足となっているトルク分及びそれに必要な出力ntを補う必要がある。この場合のトルク調整部1400の働きは通常のモータと同様でインバータ400からステータ巻線1411へ所望のトルク、回転数となるように、第2ロータ1310のトルク調整部1400側の磁石1420の位置を回転センサ1912で検出し、通電タイミングを計算しながら給電を行う。逆に、エンジン100側トルクが出力側トルク以上となった時は、トルク調整部1400は、発電モードで働き、過剰なエネルギーをバッテリ600に送る機能を持つ。
【0025】
以上のように、エンジン100からの入力(トルクt,回転数2n)をまず回転数調整部1200により、エンジン100のトルクtは、そのまま第2ロータ1310へ伝達し、エンジン100の回転数2nを所望の出力回転数nに合わせるが、その時に生ずる回転数差n×トルクtのエネルギーを電力に変換し、インバータ200、バッテリ600を介してトルク調整部1400へ送る。トルク調整部1400側では、回転数調整部1200或いはバッテリ600の出力を受け、そのトルクtの車両出力トルクに対する不足分或いは過剰分をここで補正する。この時、不足の場合は、1400は電動機として、過剰であれば発電機として機能する。
【0026】
また、回転数調整部1200もエンジン100の入力の設定によっては電動機として機能する必要がある。
逆に、前記システムを車両の制動時に利用する場合は、エンジン100をコンプレッサー(或いはエンジン100によるブレーキ)として前記回転数調整部1200の第1ロータの回転抵抗体として利用でき、車両の制動エネルギーの内、前記回転数調整部1200で制動エネルギーの一部を吸収するので、トルク調整部1400が負担する制動エネルギーは減少し、制動時に必要な容量も小さくする事ができる。
【0027】
以上のような構成によりエンジン100の回転エネルギーを一部電磁力を介してダイレクトに走行駆動側へ伝達することで、電力系統及び回転機の容量を小さくすることができ、さらには2つの回転機を複合化し内外配置としたので大幅に小型化が可能となると共に、一部回転エネルギーを電力に、又電力から回転エネルギーに変換する工程が省けるので、その分効率UPも期待できる。
【0028】
一般に回転機は多極化することで必要磁路断面積が減少する。本実施例では磁石1220、1420を複数に分割して多極化することで、第2ロータの厚みを極端に薄くすることが出来、従って2つの回転機(回転数調整部1200、トルク調整部1400)を同心円状に配置し、一体化した際の径方向への極大化をさらに軽減させ、小型化を一層向上させている。
【0029】
次に、第1ロ−タ1210を冷却する冷媒は、図1における冷媒導入管1752よりT−Sコンバ−タ内に入る。この導入管1752はオイルハウジング1750の冷媒取り入れ口1750aに繋がれており、冷媒はここからオイルハウジング1750に設けられた溝1750b及びハウジング1710の端面との間の空間部分を流れてシャフト1213の円周溝1213dへ到達する。この時、冷媒は前記オイルハウジング1750とシャフト1213及びその間に設けられたオイルシ−ル1760とハウジング1710とシャフト1213との間のオイルシール1761によって外部への漏れを防止している。これにより、外部から導入された冷媒は、シャフト1213の溝1213d及びシャフト内往路1213eを通過し、シャフト1213と第1ロ−タ1210のセンタ−コア1212内の通路穴1212a(通路)に繋がるジョイントハウジング1775を介してセンターコア1212内に導入される。そして、この通路穴1212aは、センターコア1212の鋼板に穴部を設け(図2)、これら鋼板を積層することにより構成される。
【0030】
センターコア1212内の往路側通路穴1212aに入った冷媒のうち、一部の冷媒は、通路穴1212aから外周面(巻線1211側)に通じる第2の連通路をなすスリット部1212bから巻線1211側に流れ、残りの冷媒は管路1771を介してセンターコア1212内の復路側通路穴1212aを流れ、再びジョイントハウジング1775の復路1775bを通ってシャフト1213内復路1213f,シャフト1213の円周溝1213gを介してハウジング1710の外部側に移る。また、センターコア1212内の復路側通路穴1212aにも、外周面(巻線1211側)に通じる第2の連通路をなすスリット部1212bが形成され、このスリット部1212bから冷媒が巻線1211側にも流れるようになっている。そして、冷媒が往路側通路穴1212aおよび復路側通路穴1212aを流れることで、センターコア1212を十分に冷却することができる。
【0031】
また、冷媒は往路と同じようにオイルハウジング1750とオイルシ−ル1761とにより外部への漏れを防止している。又、ハウジング1710に設けられた溝1710b及びオイルハウジング1750との間の空間を通じて、冷媒の出口1750cに繋がっており、ここから冷媒導出管1753を通って図示しない熱交換機に通じている。熱を貰った高温の冷媒は、該熱交換機で冷却され再度導入管1752に送られる。
【0032】
さらに、冷媒の一部は、スリット部1212bより、ロータコア1212の外周に放出され、ロータティース1214、ロータ巻線1211を直接冷却して、第1のエアギャップg1に入る。
ここで、第2ロータ1310の内周側と外周側を連通する連通路について、以下説明すると、この第2ロータ1310を構成する複数の鋼板には、図3に示すごとく、第2ロータ1310の内周側に開口している内側スリット1311cと第2ロータ1310の外周側に開口している外側スリット131 1dとが所定の間隔をおいて交互に形成されている。そして、この鋼板をそれぞれのスリットが一致するように複数枚重ねて所定の厚みを形成すると共に、その後、所定の厚みを有する複数の鋼板を、内側スリット1311cと外側スリット1311dとが対向するように重ねることで、図1に示すごとく、交互にスリット1311c、1311dにより形成された空間が、交互に配置されることになる。また、内側スリット1311cと外側スリット1311dとを対向するように重ねることで、スリット重複部1311eが形成され、内側スリット1311cからスリット重複部1311eを介して外側スリット1311dに連通路が形成される。なお、この重複部1311eの一部を利用して、スルーボルト1333が挿入されるボルト穴1311bも形成されることになる。
【0033】
従って、上述の第1のエアギャップg1に入った冷媒は、上記連通路(内側スリット1311c→スリット重複部1311e→外側スリット1311d)を通って、第2のエアギャップg2に入る。この第2のエアギャップg2に入った冷媒は、ステータ1410のステータコア1412およびステータコイル1411を冷却し、コア端部より回転電機の地方向に重力で収集され、冷媒排出口1755より熱交換機に送られる。
【0034】
以上の構成により、第1ロータ1210ならびに第2ロータ1310の鋼板にスリットを形成し、かつ積層することで、容易に冷媒を導く通路を形成することができ、さらには第1ロータ1210、第2ロータ1310ならびにステータ1410を確実に冷却することができ、結果としてT−Sコンバータ1000の体格を小型化することができる。
【0035】
以上の構成では冷媒を一部復路側通路穴1212aを通し冷媒管1753に戻したが、全て1212bより放出し、冷却しても良い。
又、1752、1753両側から冷媒を入れ1755で回収しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における全体構成及び主要部の縦断面図である。
【図2】本発明の実施例における要部を拡大して示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施例における駆動装置の主要部の横断面図である。
【符号の説明】
100 エンジン(E/G)
200、400 インバータ
500 ECU
600 バッテリ
1000 トルク−回転数コンバータ
1200 回転数調整部
1210 第1ロータ
1211 巻線
1212 センターコア
1212a 穴
1212b スリット部
1310 第2ロータ
1311c 内側スリット
1311d 外側スリット
1311e スリット重複部
1410 ステータ
1710 ハウジング
1752 冷媒導入管
【発明の属する技術分野】
本発明は車両用駆動装置に関し、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。
【0002】
【従来の技術】
特開平7−15805号公報は、内燃機関発生動力の回転数を変換する電磁カップリングと、トルクを制御する補助電動機によって内燃機関と電気機械のハイブリッド化を行い、動力機関の省燃費、低公害化を実現している。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、このシステムでは2つの独立した回転機が必要となり、特に電磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率の良い冷却(液冷等)が困難となるため、熱容量等を増加する必要が有り、そのため回転機本体が大きくなり、結果としてシステム重量が増加し、省燃費化の実現が困難となる。また、本機能は従来車両のトルクコンバータ及び変速機に置き換えられるべきものであり、このスペースに2つの回転機を搭載するのが望ましいが、事実上困難となる。
【0004】
そこで、本発明は、この電磁カップリング駆動装置の可回転磁場を有する回転子の効率良い冷却を行うことができる車両用駆動装置を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】
本発明は上記目的を達成するため請求項1の記載によれば、内燃機関の駆動力により、第1及び第2の回転子は相対的に回転駆動され、第2の回転子は、第1の磁気回路により第1の回転子との間で相互電磁作用を発生させるとともにハウジングに固定された固定子との間で第2の磁気回路により相互電磁作用を引き起こす。そして、内燃機関の回転力に対し、第1の回転電機で回転数を、第2の回転電機でトルクを負荷側の要求値に対応させる様これらの相互電磁作用により発生する駆動トルク、回転数を制御して負荷出力を駆動制御する。また、第1の回転子、第2の回転子ならびに固定子に冷媒を供給することで、第1の回転子、第2の回転子ならびに固定子の熱容量を大きくする必要がなくなり、小型化にできるため、駆動装置全体の体格を押さえることができる。
さらに、第2の連通路により、第1のコイルの更なる冷却を行うことができる。
またさらに、第2の回転子の内周から外周に連通する連通路を容易に形成できる。
【0006】
請求項2の記載によれば、鋼板に穴とこの孔と外周とをつなぐスリットを形成し鋼板を積層することで、第2の連通路を容易に形成することができる。
また、請求項5の記載によれば、第1と第2のスリットの重複部に、前記第2の回転子の積層板を締め付けるためのスルーボルトを通すことで、第2の回転子の組み付けに必要なスルーボルトの収納に場所をとらず、小型化をはかることができる。
【0007】
また、請求項6の記載によれば、第2の回転子の鋼板を1種類にする事が出来る。
【0008】
【発明の実施の形態】
図1に本発明の実施例を示す。
100は内燃機関等のエンジンであり、1000はエンジン100の出力を入力として受け、車両用の駆動輪等から構成される負荷出力(走行駆動出力)に対応できるように駆動トルク及び回転数を適宜制御して負荷出力に向けて出力するトルク−回転数コンバータとして機能する駆動装置であり、内部に一対のコイルと界磁極により構成される入出力間の回転数を調整する回転数調整部1200と入出力間のトルクを調整するトルク調整部1400とを有する。 このトルク−回転数(speed)コンバータを以下略してT−Sコンバータ1000と呼ぶ。
【0009】
200はT−Sコンバータ1000の回転数調整部1200の通電を制御するインバータであり、本実施例においては、回転数調整部1200は3相の回転機により構成されていることから、インバータ200のスイッチング動作により、3相の交流電流が回転数調整部1200へ向けて通電制御されている。
400は同じくT−Sコンバータ1000のトルク調整部1400の通電を制御するインバータであり、回転数調整部1200と同様3相交流電流を通電制御している
500はT−Sコンバータ1000に設けられた回転センサ、その他の内部情報及び外部情報によりインバータ200及び400を制御するECUである。600は一般の車両等に用いられている直流のバッテリーである。700は負荷出力として車両のタイヤ等により構成される駆動輪である。
【0010】
さらに、エンジン100とT−Sコンバータ1000間には一般の内燃機関駆動型の車両に広く用いられているジョイント部及び減速機(増速機含む)等が構成されるが本実施例では図示を省略、またT−Sコンバータ1000と駆動輪700間にも同様に減速機800,差動ギヤ900等が設けられている。
次にT−Sコンバータ1000の詳細な構造について説明する。
【0011】
エンジン100の回転駆動力を伝達出力する出力軸110は、図示しないジョイント部、減速機(増速機)等を介してT−Sコンバータ1000のほぼ中心に位置するシャフト状の入力軸1213と連結されており、エンジン100の回転駆動力を入力軸1213へ直接伝達する。本実施例においては、出力軸110と入力軸1213を同一軸状に直線的に配置するようにしたが、車両の搭載スペースに合わせ、適宜ジョイント等を介して出力軸110と入力軸1213の軸方向に角度をもたせて配置させることも可能である。
【0012】
T−Sコンバータ1000は内部に入力軸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等が設けられている。
ステ−タ1410は、回転磁界を作る巻線1411及びステ−タコア1412より構成されている。
【0013】
又、入力軸1213は複数の異なる径の外周部を有しており、第1ロータ1210、ベアリング、電源供給の為のスリップリング、回転センサ等が配置されている。第1ロータ1210は回転磁界を形成する巻線1211及びロータコア1212から構成されており、巻線1211はブラシホルダ1610、ブラシ1620、スリップリング1630及び、シャフト1213内部にモ−ルド等の絶縁部1650を介して設けられているリ−ド部1660及び端子台1670を介して給電を受けている。スリップリング1630からのリ−ド部1660及び端子台1670への接続部の断面図は図2に記載する。
【0014】
第1ロータ1210の外周には、第1ロータと対向して円筒状の第2ロータ1310が第1ロータ1210と相対的に回転可能なように同一軸上に回転自在に配置されている。第2ロータ1310は、中空のロ−タヨ−ク1311とその内周側にN,S極を作るべく等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁1220が設けられており、ロ−タコア1212及び巻線1211とで回転数調整部1200を構成する。
【0015】
又、第2ロ−タ1310には中空ロ−タヨ−ク1311の外周側にN,S極を作るべく等間隔に配置された磁石より構成される磁石界磁1420も設けられており、前記ステ−タコア1412及び巻線1411と共にトルク調整部1400を構成する。
ここで、ロ−タ1311の内側或いは、外側に設けられた磁石はそれぞれロ−タヨ−ク1311内部に空間部を設けその中に挿入し固定されている。
【0016】
また、第2ロ−タ1310のロ−タヨ−ク1311は、ロ−タフレ−ム1331、1332及びベアリング1510、1511を介して外部フレ−ム1710、1720に回転可能に設けられている。また、第1ロ−タ1210は、シャフト1213及びベアリング1512、1513を介して第2ロ−タのロ−タフレ−ム1331、1332に回転可能に設けられている。
【0017】
第2ロ−タ1310のロ−タフレ−ム1332の端部には、ギヤ840がボルト841等で1332に固定されており、減速部800の連結ギヤ845及び差動ギヤ部900を介して車両の駆動輪700へエンジン、T−Sコンバ−タ1000の出力を伝達する。
1911、1912は回転検出センサであり、それぞれ第1ロ−タ1210、第2ロ−タ1310の回転位置を検出している。1920はブラシホルダ1610のカバ−ケ−スである。
【0018】
次に、第1ロータ1210及び第2ロータ1310、ステータ1410の断面構造について、図3に基づいて説明する。図3は磁気回路断面を示すものであるが、内部の構造は、軸対称であるため、1/2断面のみを図示した形で説明する。
まず、第1ロ−タ1210であるが、これは入力軸1213に圧入されたロータコア1212とその外周側に、断面T字状の複数のロ−タティ−ス1214が所定の間隔で設けられており、各ロ−タティ−ス1214はそれぞれ基部に形成したダブテ−ル1214aによりロ−タコア1212の外周の取り付け溝内に嵌着固定されている。そして各ロ−タティ−ス1214には3相界磁巻線1211が巻装されている。
【0019】
ロータティ−ス1214の外周にはエアギャップg1を介して円筒状のロータヨーク1311が回転自在に設けられており、その内周面側の内部に、円周方向に等間隔で複数の磁石1220が設けられている。これら磁石1220は内周面側の磁極が、交互にN,S極となるように配置されている。
各磁石1220の両端には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aがそれぞれ形成されている。また、各磁石1220間のスペ−スにはボルト穴1311bがロ−タヨ−ク1311を貫通するように周方向の複数位置に設けられており、ロ−タヨ−ク1311を両サイドで支持するフレ−ム1331、1332を結合するためのスルーボルト1333(図1)が上記各ボルト穴1311b内に挿入される。
【0020】
この界磁極1220とロータコア1212、ロ−タティ−ス1214及び巻線1211との間で磁束が形成されることにより一つの磁気回路を形成し、巻線1211に流れる電流をインバータ200により適宜制御することによって、負荷出力の回転数を調整する回転数調整部1200を構成する。
また、ロータヨーク1311の外周面側の内側に円周方向に等間隔に複数の磁石1420が配置されており、磁石1420の両端部には、磁束の漏れを防ぐための開口部1311aが磁石1220の場合と同様に形成されている。磁石1420の磁極の配置は磁石1220と同様である。
【0021】
第2ロータ1310の外径はd2であり、さらにその外周部に所定のエアギャップg2を介してステータ1410が設けられている。ステータ1410のステータコア1412の内周面側には巻線1411が巻装されるための複数のスロット1412aが形成されており、第2ロータの界磁極1420との間で磁束を形成し、第2の磁気回路を形成する。そして、巻線1411に流れる電流をインバータ400により適宜制御することによって負荷出力へ向けてのトルクを調整することが可能であり、この磁気回路によりトルク調整部1400を構成する。
【0022】
また、後述するが、第1のエアギャップg1から第2のエアギャップg2ヘの冷媒の連通路を形成するために、内側スリット1311c、外側スリット1311dおよびスリット重複部1311eを設けている。
上記の構成に於いて、エンジン100の出力を電磁力を介してダイレクトに車両出力側へ伝達し、モータ出力をアシストするメカニズムを説明する。今エンジン100の出力の回転数が2n〔rpm〕,トルクがt〔Nm〕である時、これを車両出力(回転数n〔rpm〕,トルク2t〔Nm〕)としたい場合について説明する。
【0023】
この回転数調整部1200では入力(第1ロータ回転エネルギー)と出力(第2ロータ回転エネルギー)でトルクは作用、反作用の関係にあり、トルクを同一トルクt〔Nm〕として、エンジン100の回転数2n〔rpm〕を車両出力回転数n〔rpm〕に調整する。
第2ロ−タ1310にまずトルクt〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るためには、回転方向と作用するトルク方向が逆となる制動状態となり、第2ロータ1310の回転数調整部側の磁石1220の位置を回転センサ1911、1912の相対角により検出し第1ロータ1210の巻線1211への通電位置を適当に計算、制御する事により、制動状態に制御し、第1ロータより発電出力が得られこれをバッテリー600を介してトルク調整部1400へ送る。第1ロータ1210の巻線1211への通電はインバータ200から給電器1600のブラシホルダ1610のブラシ1620、スリップリング1630、リード部1660及び端子台1670を経て行われ、通電タイミングは第1ロータ、第2ロータの回転センサ1911、1912の相対角によって計算される。これにより第2ロ−タ1310側へトルクt〔Nm〕、回転数n〔rpm〕の出力を得るとともにエネルギーntが発電出力として得られる。この様に回転数調整部1200はエンジン100の出力トルクt〔Nm〕を車両出力側である駆動輪700へそのまま伝達しながら、エンジン100側と出力側の回転数の差を発電出力とする機能を持つ。また、逆にエンジン100側の回転数が出力回転数より小さいときは、バッテリー600より給電を受け、電動機としての機能を行う。
【0024】
次に、第1ロータ1210よりエンジン100の出力トルクt〔Nm〕を電磁力を介して伝えられた第2ロータ1310においては車両出力を2nt(トルク2t、回転数n)とするために、不足となっているトルク分及びそれに必要な出力ntを補う必要がある。この場合のトルク調整部1400の働きは通常のモータと同様でインバータ400からステータ巻線1411へ所望のトルク、回転数となるように、第2ロータ1310のトルク調整部1400側の磁石1420の位置を回転センサ1912で検出し、通電タイミングを計算しながら給電を行う。逆に、エンジン100側トルクが出力側トルク以上となった時は、トルク調整部1400は、発電モードで働き、過剰なエネルギーをバッテリ600に送る機能を持つ。
【0025】
以上のように、エンジン100からの入力(トルクt,回転数2n)をまず回転数調整部1200により、エンジン100のトルクtは、そのまま第2ロータ1310へ伝達し、エンジン100の回転数2nを所望の出力回転数nに合わせるが、その時に生ずる回転数差n×トルクtのエネルギーを電力に変換し、インバータ200、バッテリ600を介してトルク調整部1400へ送る。トルク調整部1400側では、回転数調整部1200或いはバッテリ600の出力を受け、そのトルクtの車両出力トルクに対する不足分或いは過剰分をここで補正する。この時、不足の場合は、1400は電動機として、過剰であれば発電機として機能する。
【0026】
また、回転数調整部1200もエンジン100の入力の設定によっては電動機として機能する必要がある。
逆に、前記システムを車両の制動時に利用する場合は、エンジン100をコンプレッサー(或いはエンジン100によるブレーキ)として前記回転数調整部1200の第1ロータの回転抵抗体として利用でき、車両の制動エネルギーの内、前記回転数調整部1200で制動エネルギーの一部を吸収するので、トルク調整部1400が負担する制動エネルギーは減少し、制動時に必要な容量も小さくする事ができる。
【0027】
以上のような構成によりエンジン100の回転エネルギーを一部電磁力を介してダイレクトに走行駆動側へ伝達することで、電力系統及び回転機の容量を小さくすることができ、さらには2つの回転機を複合化し内外配置としたので大幅に小型化が可能となると共に、一部回転エネルギーを電力に、又電力から回転エネルギーに変換する工程が省けるので、その分効率UPも期待できる。
【0028】
一般に回転機は多極化することで必要磁路断面積が減少する。本実施例では磁石1220、1420を複数に分割して多極化することで、第2ロータの厚みを極端に薄くすることが出来、従って2つの回転機(回転数調整部1200、トルク調整部1400)を同心円状に配置し、一体化した際の径方向への極大化をさらに軽減させ、小型化を一層向上させている。
【0029】
次に、第1ロ−タ1210を冷却する冷媒は、図1における冷媒導入管1752よりT−Sコンバ−タ内に入る。この導入管1752はオイルハウジング1750の冷媒取り入れ口1750aに繋がれており、冷媒はここからオイルハウジング1750に設けられた溝1750b及びハウジング1710の端面との間の空間部分を流れてシャフト1213の円周溝1213dへ到達する。この時、冷媒は前記オイルハウジング1750とシャフト1213及びその間に設けられたオイルシ−ル1760とハウジング1710とシャフト1213との間のオイルシール1761によって外部への漏れを防止している。これにより、外部から導入された冷媒は、シャフト1213の溝1213d及びシャフト内往路1213eを通過し、シャフト1213と第1ロ−タ1210のセンタ−コア1212内の通路穴1212a(通路)に繋がるジョイントハウジング1775を介してセンターコア1212内に導入される。そして、この通路穴1212aは、センターコア1212の鋼板に穴部を設け(図2)、これら鋼板を積層することにより構成される。
【0030】
センターコア1212内の往路側通路穴1212aに入った冷媒のうち、一部の冷媒は、通路穴1212aから外周面(巻線1211側)に通じる第2の連通路をなすスリット部1212bから巻線1211側に流れ、残りの冷媒は管路1771を介してセンターコア1212内の復路側通路穴1212aを流れ、再びジョイントハウジング1775の復路1775bを通ってシャフト1213内復路1213f,シャフト1213の円周溝1213gを介してハウジング1710の外部側に移る。また、センターコア1212内の復路側通路穴1212aにも、外周面(巻線1211側)に通じる第2の連通路をなすスリット部1212bが形成され、このスリット部1212bから冷媒が巻線1211側にも流れるようになっている。そして、冷媒が往路側通路穴1212aおよび復路側通路穴1212aを流れることで、センターコア1212を十分に冷却することができる。
【0031】
また、冷媒は往路と同じようにオイルハウジング1750とオイルシ−ル1761とにより外部への漏れを防止している。又、ハウジング1710に設けられた溝1710b及びオイルハウジング1750との間の空間を通じて、冷媒の出口1750cに繋がっており、ここから冷媒導出管1753を通って図示しない熱交換機に通じている。熱を貰った高温の冷媒は、該熱交換機で冷却され再度導入管1752に送られる。
【0032】
さらに、冷媒の一部は、スリット部1212bより、ロータコア1212の外周に放出され、ロータティース1214、ロータ巻線1211を直接冷却して、第1のエアギャップg1に入る。
ここで、第2ロータ1310の内周側と外周側を連通する連通路について、以下説明すると、この第2ロータ1310を構成する複数の鋼板には、図3に示すごとく、第2ロータ1310の内周側に開口している内側スリット1311cと第2ロータ1310の外周側に開口している外側スリット131 1dとが所定の間隔をおいて交互に形成されている。そして、この鋼板をそれぞれのスリットが一致するように複数枚重ねて所定の厚みを形成すると共に、その後、所定の厚みを有する複数の鋼板を、内側スリット1311cと外側スリット1311dとが対向するように重ねることで、図1に示すごとく、交互にスリット1311c、1311dにより形成された空間が、交互に配置されることになる。また、内側スリット1311cと外側スリット1311dとを対向するように重ねることで、スリット重複部1311eが形成され、内側スリット1311cからスリット重複部1311eを介して外側スリット1311dに連通路が形成される。なお、この重複部1311eの一部を利用して、スルーボルト1333が挿入されるボルト穴1311bも形成されることになる。
【0033】
従って、上述の第1のエアギャップg1に入った冷媒は、上記連通路(内側スリット1311c→スリット重複部1311e→外側スリット1311d)を通って、第2のエアギャップg2に入る。この第2のエアギャップg2に入った冷媒は、ステータ1410のステータコア1412およびステータコイル1411を冷却し、コア端部より回転電機の地方向に重力で収集され、冷媒排出口1755より熱交換機に送られる。
【0034】
以上の構成により、第1ロータ1210ならびに第2ロータ1310の鋼板にスリットを形成し、かつ積層することで、容易に冷媒を導く通路を形成することができ、さらには第1ロータ1210、第2ロータ1310ならびにステータ1410を確実に冷却することができ、結果としてT−Sコンバータ1000の体格を小型化することができる。
【0035】
以上の構成では冷媒を一部復路側通路穴1212aを通し冷媒管1753に戻したが、全て1212bより放出し、冷却しても良い。
又、1752、1753両側から冷媒を入れ1755で回収しても良い。
【図面の簡単な説明】
【図1】本発明の第1実施例における全体構成及び主要部の縦断面図である。
【図2】本発明の実施例における要部を拡大して示す縦断面図である。
【図3】本発明の実施例における駆動装置の主要部の横断面図である。
【符号の説明】
100 エンジン(E/G)
200、400 インバータ
500 ECU
600 バッテリ
1000 トルク−回転数コンバータ
1200 回転数調整部
1210 第1ロータ
1211 巻線
1212 センターコア
1212a 穴
1212b スリット部
1310 第2ロータ
1311c 内側スリット
1311d 外側スリット
1311e スリット重複部
1410 ステータ
1710 ハウジング
1752 冷媒導入管
Claims (6)
- 内燃機関の出力を入力とし、連結される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において、
前記駆動装置は、ハウジングと、
前記ハウジングに収容され、前記内燃機関から負荷出力に回転力を伝える相対回転可能な第1及び第2の回転子と、
前記ハウジングに固定される固定子とを備えるとともに、
前記第2の回転子は前記固定子の内側に、前記第1の回転子は前記第2の回転子の内側に同心円状に配置され、
前記第1の回転子は、第1のコイルを有し、前記固定子は第2のコイルを有すると共に前記第2の回転子には、前記第1の回転子と第1のエアギャップを介して前記第1のコイルと相互電磁作用を行う第1の界磁を有し、前記第1のエアギャップと共に第1の回転電機を構成し、
前記第2の回転子には、前記固定子と第2のエアギャップを介して前記第2のコイルと相互電磁作用を行う第2の界磁を有し前記第2のエアギャップと共に第2の回転電機を構成するとともに、
前記第1の回転子の内部に冷媒を供給する通路と、
この通路に接続され、前記第2の回転子の内周から外周に連通する連通路と、
この通路と前記連通路との間に設けられ、一端が前記通路に接続され、他端が前記第1のコイル側に開口する第2の連通路とからなり、
前記第2の回転子は複数の鋼板を積層してなり、外周側に開口する第1のスリットを有する第1の鋼板と、内周側に開口する第2のスリットを有する第2の鋼板とを交互に積層し、かつ第1のスリットと第2のスリットの一部が重複することで、第2の回転子の内周から外周に連通する前記連通路を形成することを特徴とする車両用駆動装置。 - 前記第1の回転子は複数の鋼板を積層してなり、前記鋼板に穴とこの孔と外周とをつなぐスリットを形成し鋼板を積層することで、前記冷媒の通路ならびに第2の連通路を形成することを特徴とする請求項1記載の車両用駆動装置。
- 前記第1のスリットおよび第2のスリットは、前記第2の回転電機の極数と一致していることを特徴とする請求項1記載の車両用駆動装置。
- 前記第1のスリットおよび第2のスリットは、前記第2の回転電機の極数の1つ置き、あるいはそれ以上の間隔で設けられていることを特徴とする請求項1記載の車両用駆動装置。
- 前記第1と第2のスリットの重複部に、前記第2の回転子の積層板を締め付けるためのスルーボルトを通すことを特徴とする請求項1ないし4のいずれかに記載の車両用駆動装置。
- 前記第1のスリットおよび第2のスリットが同一鋼板上に設けられ、積層位置を周方向にずらす事により前記連通路を形成することを特徴とする請求項1記載の車両用駆動装置。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23214596A JP3543507B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 車両用駆動装置 |
US08/847,609 US5917248A (en) | 1995-01-31 | 1997-04-25 | System and method for driving electric vehicle |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP23214596A JP3543507B2 (ja) | 1996-09-02 | 1996-09-02 | 車両用駆動装置 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH1080114A JPH1080114A (ja) | 1998-03-24 |
JP3543507B2 true JP3543507B2 (ja) | 2004-07-14 |
Family
ID=16934708
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP23214596A Expired - Fee Related JP3543507B2 (ja) | 1995-01-31 | 1996-09-02 | 車両用駆動装置 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JP3543507B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN113014040A (zh) * | 2021-03-30 | 2021-06-22 | 哈尔滨理工大学 | 一种外转子轮毂电机的轴向分段内定子的水冷冷却结构 |
-
1996
- 1996-09-02 JP JP23214596A patent/JP3543507B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH1080114A (ja) | 1998-03-24 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
US6833646B2 (en) | Hybrid car and dynamo-electric machine | |
US5917248A (en) | System and method for driving electric vehicle | |
US8242646B2 (en) | Rotating electric machine and drive device | |
US20060272870A1 (en) | Hybrid electrical vehicle employing permanent magnetic type dynamo-electric machine | |
CN102158026B (zh) | 一种双转子电机和用双转子电机作动力的混合动力车 | |
US7053513B2 (en) | Magnetic circuit structure for rotary electric machine | |
JP2009118712A (ja) | 回転電機 | |
WO2012126785A1 (en) | Drive system for a land craft | |
JP2000125525A (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP2004232560A (ja) | 内燃機関用補機駆動装置 | |
JP3752487B2 (ja) | ハイブリッド車及び回転電機 | |
JP3543507B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JPH09322499A (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP2010057271A (ja) | ダブルロータモータ | |
JP3543499B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3047798B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3171082B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JPH10146019A (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3095127B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3171104B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3578308B2 (ja) | 車両用駆動装置 | |
JPH11187614A (ja) | 車両用駆動装置 | |
JPH1042404A (ja) | 車両用駆動装置 | |
JP3651150B2 (ja) | 負荷駆動装置 | |
JP2001339923A (ja) | モータ |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20040316 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20040329 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
LAPS | Cancellation because of no payment of annual fees |