JP4896546B2 - 電動機を具備する車両 - Google Patents
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Description
この電動機では、例えば電動機の回転速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、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第1および第2回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、各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って、第1および第2回転子の周方向の相対位置を変更するようになっている。
また、例えば固定子に発生する回転磁界の速度に応じて第1および第2回転子の位相差を制御する場合には、回転磁界速度が変更されることから、電動機の制御処理が複雑化してしまうという問題が生じる。
しかも、外周側永久磁石の界磁磁束に対する内周側永久磁石の界磁磁束による界磁強め状態と界磁弱め状態との間の状態変化を連続的に設定することができ、電動機の誘起電圧定数を適宜の値に連続的に変化させることができる。これにより、電動機の運転可能な回転数およびトルクの値を連続的に変更することができると共に、運転可能な回転数およびトルクの範囲を拡大させることができる。
さらに、オイルポンプを電動機の回転数に応じて駆動することができる。
さらに、請求項4に記載の発明の電動機を具備する車両によれば、単一のオイルポンプから供給される油圧によって、油圧回路が複雑化することを防止しつつ、適切にアクチュエータ部および吸排気弁の作動特性可変機構を駆動することができる。
さらに、請求項6に記載の発明の電動機を具備する車両によれば、単一のオイルポンプから供給される油圧によって、油圧回路が複雑化することを防止しつつ、適切にアクチュエータ部および断接機構を、互いに独立に制御することができる。
本実施の形態による電動機10は、例えば図1および図2に示すように、周方向に沿って配置された各永久磁石11a,12aを具備する略円環状の各内周側回転子11および外周側回転子12からなるロータ(R)13と、ロータ13を回転させる回転磁界を発生する複数相の固定子巻線(図示略)を有する固定子14と、内周側回転子11および外周側回転子12に接続され、内周側回転子11と外周側回転子12との間の相対的な位相を油圧により制御する位相制御装置(VP)15とを備えたブラシレスDCモータであって、例えばハイブリッド車両や電動車両等の車両の走行駆動源とされるモータや各種の車両に搭載されたオルタネータ等とされている。
そして、周方向で隣り合う内周側磁石装着部23,23間において内周側ロータ鉄心21の外周面21A上には回転軸Oに平行に伸びる凹溝21aが形成されている。
また、周方向で隣り合う外周側磁石装着部24,24間において外周側ロータ鉄心22の外周面22A上には回転軸Oに平行に伸びる凹溝22aが形成されている。
そして、各磁石装着孔23a,24aは回転軸Oに平行な方向に対する断面が、略周方向が長手方向かつ略径方向が短手方向の略長方形状に形成され、各磁石装着孔23a,24aには回転軸Oに平行に伸びる略長方形板状の各永久磁石11a,12aが装着されている。
これにより、内周側回転子11と外周側回転子12との回転軸O周りの相対位置に応じて、電動機10の状態を、外周側がN極とされた内周側回転子11の内周側永久磁石11aと、外周側がS極とされた外周側回転子12の外周側永久磁石12bとが同位相、あるいは、外周側がS極とされた内周側回転子11の内周側永久磁石11bと、外周側がN極とされた外周側回転子12の外周側永久磁石12aとが同位相に配置される弱め界磁状態から、外周側がN極とされた内周側回転子11の内周側永久磁石11aと、外周側がN極とされた外周側回転子12の外周側永久磁石12aとが同位相、あるいは、外周側がS極とされた内周側回転子11の内周側永久磁石11bと、外周側がS極とされた外周側回転子12の外周側永久磁石12bとが同位相に配置される強め界磁状態に亘る適宜の状態に設定可能とされている。
特に、弱め界磁状態および強め界磁状態においては、回転軸Oに平行な方向に対する断面において、内周側永久磁石11a,11bの各長辺と外周側永久磁石12a,12bの各長辺とが対向するように設定されている。
そして、オイルポンプ31によってオイルパン32から汲み上げられたオイルを位相制御機構15に供給する油路33には、制御装置34により開弁状態が制御される切換バルブ35が備えられている。
なお、この切換バルブ35は、例えばオイルポンプ31から位相制御機構15にオイルを供給可能であると共に、オイルパン32にオイルを排出可能とされている。
そして、例えば界磁強め状態では、電動機10のトルク定数(つまり、トルク/相電流)を相対的に高い値に設定することができ、電動機10の運転時の電流損失を低減すること無しに、または、固定子巻線への通電を制御するインバータ(図示略)の出力電流の最大値を変更すること無しに、電動機10が出力する最大トルク値を増大させることができ、電動機10の運転効率の最大値を増大させ、運転効率が所定効率以上となる高効率領域を拡大させることができる。
なお、動弁機構42は、例えば内燃機関(E)41の状態に応じて、吸気バルブおよび排気バルブの各開閉タイミングおよび吸排気弁開度等を可変制御する吸排気弁の作動特性可変機構等とされている。
また、第2の切換バルブ44は、例えばオイルポンプ31から動弁機構42にオイルを供給可能であると共に、オイルパン32にオイルを排出可能とされている。
なお、変速機(T/M)52に供給されるオイルは、例えば潤滑油として機能して、オイルパン32に回収されるようになっている。
11 内周側回転子
11a,11b 内周側永久磁石
12 外周側回転子
12a,12b 外周側永久磁石
15 位相制御機構(回動手段)
31 オイルポンプ
33 油路(油圧回路)
35 切換バルブ(バルブ)
42 動弁機構
43 第2の油路(油圧回路)
44 第2の切換バルブ(バルブ)
53 クラッチ(断接機構)
54 第3の油路(油圧回路)
55 第4の油路(油圧回路)
56 クラッチ側切換バルブ(バルブ)
63 動力伝達機構(伝達機構)
Claims (6)
- 周方向に沿って配置された内周側永久磁石を具備する内周側回転子および周方向に沿って配置された外周側永久磁石を具備する外周側回転子の互いの回転軸が同軸に配置され、
少なくとも前記内周側回転子および前記外周側回転子の何れか一方を前記回転軸周りに回動させることによって前記内周側回転子と前記外周側回転子との間の相対的な位相を変更させて、前記外周側永久磁石および前記内周側永久磁石の界磁磁束により固定子巻線を鎖交する鎖交磁束の大きさを変更可能な回動手段を備える電動機を具備する車両であって、
前記外周側永久磁石および前記内周側永久磁石は、前記鎖交磁束が相対的に大きな界磁強め状態において前記外周側永久磁石および前記内周側永久磁石同士が吸引し合い、
前記鎖交磁束が相対的に小さな界磁弱め状態において前記外周側永久磁石および前記内周側永久磁石同士が反発し合うように前記外周側回転子および前記内周側回転子に各々配置されており、
前記回動手段は、オイルポンプから供給される油圧により、少なくとも前記内周側回転子および前記外周側回転子の何れか一方を前記回転軸周りに回動させるアクチュエータ部を備え、
前記オイルポンプは、前記電動機を駆動源として駆動可能とされ、前記電動機の回転軸に対して所定回転数比で回転可能な回転軸を備え、
前記オイルポンプから前記回動手段の前記アクチュエータ部へ油圧を供給する油路には、制御手段により開弁状態が制御可能なバルブが設けられ、
前記制御手段は、前記オイルポンプの前記回転軸が所定の回転数以上である場合に、前記バルブを介して前記回動手段の前記アクチュエータ部へ油圧を供給することを特徴とする電動機を具備する車両。 - 内燃機関および前記電動機を車両の駆動源として備え、少なくとも前記内燃機関および前記電動機の何れか一方の駆動力を車両の駆動輪に伝達する伝達機構を備え、
前記オイルポンプから前記回動手段の前記アクチュエータ部および前記内燃機関の動弁機構に油圧を供給する油圧回路を備えることを特徴とする請求項1に記載の電動機を具備する車両。 - 前記オイルポンプから前記内燃機関の前記動弁機構へ油圧を供給する油路はバルブを備えることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の電動機を具備する車両。
- 前記内燃機関の前記動弁機構は吸排気弁の作動特性可変機構であることを特徴とする請求項2または請求項3に記載の電動機を具備する車両。
- 前記オイルポンプから前記回動手段の前記アクチュエータ部および車両の走行駆動用変速機に油圧を供給する油圧回路を備えることを特徴とする請求項1から請求項4の何れか1つに記載の電動機を具備する車両。
- 前記オイルポンプから前記走行駆動用変速機に供給される油圧によって前記走行駆動用変速機を介して伝達される駆動力の断接を行う断接機構を備え、
前記オイルポンプから前記断接機構に油圧を供給する油路はバルブを備えることを特徴とする請求項5に記載の電動機を具備する車両。
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