JPH1066399A - Power transmitting device, motor and vehicle with power transmitting device - Google Patents

Power transmitting device, motor and vehicle with power transmitting device

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JPH1066399A
JPH1066399A JP22762296A JP22762296A JPH1066399A JP H1066399 A JPH1066399 A JP H1066399A JP 22762296 A JP22762296 A JP 22762296A JP 22762296 A JP22762296 A JP 22762296A JP H1066399 A JPH1066399 A JP H1066399A
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JP
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rotor
transmission device
power transmission
vehicle
drive shaft
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Masayuki Nakamura
雅之 中村
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Toyota Motor Corp
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide power transmitting device with a simple constitution for generating part of output of a prime mover to a driving shaft, while energy is regenerated according to the necessity. SOLUTION: A complex motor 130 is put between an output shaft 56 of a motor 50 and a driving shaft 22. The complex motor 130 includes a rotor 132 for generating a rotating field, a squirrel-cage rotor bar 134 with a bare conductor, and a three-phase coil 44 at a stator 36. In the complex motor 130, the rotor bar 134 with the rotor 123 and the rotor bar 134 with the three-phase coil 44 constitute each an induction motor. In spite of a simple constitution, the rotational energy of a prime mover 50 is generated on the side of the driving shaft 22, while the energy is regenerative through the three-phase coil 44. In addition, when a phototransistor for controlling a resistance value across the bare conductor of the rotor bar 134 is provided, various kinds of operation control may be realized.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、原動機の出力を負
荷に接続された駆動軸に伝達する動力伝達装置、この動
力伝達装置を構成する誘導電動機およびこの動力伝達装
置を用いた車輌に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a power transmission device for transmitting an output of a prime mover to a drive shaft connected to a load, an induction motor constituting the power transmission device, and a vehicle using the power transmission device. is there.

【0002】[0002]

【従来の技術】従来、原動機の回転軸に二つの回転子と
コイルとを設けた複合電動機を結合し、これらのコイル
への通電を制御することで、原動機の出力のトルクを変
換して外部に出力するものが知られている(例えば、特
公昭53−58号公報に記載された「電磁継手と三相交
流電動機の結合装置」や特開昭48−1546号公報に
記載された「電磁歯車装置」など)。かかる装置では、
各コイルに通電して回転子に電磁石を形成し、この電磁
石のS,N極同士の吸引・反発の相互作用により、回転
子を回転している。この場合、回転子の回転は、外部の
多相交流の周期に同期的であり、形成される電磁石の極
数をP、多相交流の周波数をf、軸の回転数をn、とす
ると、 n=120×f/P の関係が成り立つことが知られている。
2. Description of the Related Art Conventionally, a composite motor having two rotors and coils provided on a rotating shaft of a prime mover is connected to each other, and by controlling the energization of these coils, the output torque of the prime mover is converted to provide an external motor. (E.g., "Coupling device of electromagnetic coupling and three-phase AC motor" described in JP-B-53-58 and "Electromagnetic coupling described in JP-A-48-1546"). Gear device "). In such a device,
Each coil is energized to form an electromagnet on the rotor, and the rotor is rotated by the interaction between the S and N poles of the electromagnet, attracting and repelling. In this case, the rotation of the rotor is synchronous with the period of the external polyphase alternating current. If the number of poles of the formed electromagnet is P, the frequency of the polyphase alternating current is f, and the rotational speed of the shaft is n, It is known that the relationship of n = 120 × f / P holds.

【0003】[0003]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、かかる
装置では、極数Pの変更は、タップの切換による他はな
く、非連続的な調整とならざるを得ないから、動力伝達
装置として、回転数とトルクをきめ細かく制御すること
ができなかった。また、これらの装置では、スリップリ
ングなどを介して電力を回転子上のコイルに供給せざる
を得ないから、ブラシなどの摺動部を持つことになり、
装置全体の信頼性が低下するという問題があった。
However, in such a device, the number of poles P cannot be changed except by switching taps and must be a discontinuous adjustment. And the torque could not be finely controlled. In addition, in these devices, electric power must be supplied to the coil on the rotor via a slip ring or the like, so that the device has a sliding portion such as a brush,
There has been a problem that the reliability of the entire apparatus is reduced.

【0004】本発明の動力伝達装置は、こうした問題を
解決し、きめ細かな出力制御を実現し、かつ電力制御を
非接触な構成により実現することを目的としてなされ、
次の構成を採った。また、本発明は、かかる動力伝達装
置に用いるのに適した誘導電動機および動力伝達装置を
用いた車輌を提供することも、その目的としている。
[0004] The power transmission device of the present invention is intended to solve these problems, realize fine output control, and realize power control by a non-contact configuration.
The following configuration was adopted. Another object of the present invention is to provide an induction motor suitable for use in such a power transmission device and a vehicle using the power transmission device.

【0005】[0005]

【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力伝達装置は、原動機の出力を負荷に接続され
た駆動軸に伝達する動力伝達装置であって、前記原動機
の出力軸に機械的に接続され、界磁を形成可能なロータ
と、前記ロータと電磁的に結合し、該ロータに対して相
対的に回転可能であって、前記駆動軸に結合されたロー
タバーと、該ロータバーと電磁的に結合した固定子コイ
ルと、該固定子コイルとの間で多相交流をやり取り可能
な多相交流駆動回路とを備えたことを要旨とする。
SUMMARY OF THE INVENTION A power transmission device of the present invention is a power transmission device for transmitting an output of a prime mover to a drive shaft connected to a load. A rotor bar that is electrically connected to form a field, is electromagnetically coupled to the rotor, is rotatable relative to the rotor, and is coupled to the drive shaft; The gist of the present invention is to provide a stator coil that is electromagnetically coupled, and a polyphase AC drive circuit that can exchange polyphase AC with the stator coil.

【0006】この動力伝達装置は、原動機の出力軸に機
械的に結合されたロータと、駆動軸に結合されたロータ
バーとが電磁的に結合されており、更にロータバーと固
定子コイルとが電磁的に結合されている。従って、丁度
固定子とロータとの間にロータバーが介在する構成とな
る。ここで、固定子コイルと多相交流駆動回路との間で
多相交流をやり取りすることにより、ロータバーと固定
子コイルとの間の電磁的な結合が変化し、原動機の出力
を基にして、駆動軸に所望のトルクを伝達することが可
能になる。
In this power transmission device, a rotor mechanically coupled to an output shaft of a prime mover and a rotor bar coupled to a drive shaft are electromagnetically coupled, and the rotor bar and the stator coil are electromagnetically coupled. Is joined to. Therefore, the rotor bar is interposed between the stator and the rotor. Here, by exchanging the polyphase alternating current between the stator coil and the polyphase alternating current drive circuit, the electromagnetic coupling between the rotor bar and the stator coil changes, and based on the output of the motor, A desired torque can be transmitted to the drive shaft.

【0007】かかる動力伝達装置において、前記ロータ
に、界磁を形成可能な界磁コイルを内蔵し、この界磁コ
イルと電磁的に結合可能な励磁コイルをロータ外に設け
た構成を採ることができる。この場合には、ロータとの
間で直接エネルギのやり取りを行なうことができる。
In this power transmission device, a configuration may be adopted in which a field coil capable of forming a field is built in the rotor, and an excitation coil that can be electromagnetically coupled to the field coil is provided outside the rotor. it can. In this case, energy can be directly exchanged with the rotor.

【0008】また、この動力伝達装置において、ロータ
バーを、前記駆動軸の軸方向に平行な複数の導体を備
え、該導体の両端にそれぞれスリップリングを備えた構
造とし、このロータバーと固定子コイルとにより、かご
型誘導機を構成することも好適である。かご型誘導機
は、同期電動機よりも構成を簡略にできるなどの利点が
得られる。また、このスリップリングに、導体間の電気
的な抵抗を変更可能な可変抵抗素子を備えれば、かご型
誘導機の特性をこの抵抗値を可変することにより、容易
に調整可能となる。
Further, in this power transmission device, the rotor bar has a structure having a plurality of conductors parallel to the axial direction of the drive shaft, and having a slip ring at each end of the conductor. Thus, it is also preferable to configure a cage type induction machine. The cage-type induction machine has advantages such as a simpler configuration than the synchronous motor. Further, if the slip ring is provided with a variable resistance element capable of changing the electric resistance between the conductors, the characteristics of the cage induction machine can be easily adjusted by changing the resistance value.

【0009】かかる動力伝達装置は、可変抵抗素子の抵
抗値を制御して、ロータバーの出力トルクを、駆動軸に
接続された負荷に応じた値に調整するトルク調整手段を
備えるものとすることができる。ロータバーの出力トル
クを駆動軸に接続された負荷に応じた値に調整すること
により、駆動軸回転数の加速、維持、減速などを自在に
行なうことができる。
The power transmission device may include torque adjusting means for controlling the resistance value of the variable resistance element to adjust the output torque of the rotor bar to a value according to the load connected to the drive shaft. it can. By adjusting the output torque of the rotor bar to a value corresponding to the load connected to the drive shaft, acceleration, maintenance, deceleration, and the like of the drive shaft speed can be freely performed.

【0010】また、こうした動力伝達装置において、多
相交流駆動回路を制御し、ロータバーの滑りを調整する
ことにより、駆動軸に出力されるトルクを調整する滑り
調整手段を備える構成を採ることも可能である。この場
合には、ロータバーの滑りを調整することにより、駆動
軸に出力されるトルクを調整することができる。
[0010] Further, in such a power transmission device, it is possible to adopt a configuration having a slip adjusting means for adjusting the torque output to the drive shaft by controlling the polyphase AC drive circuit and adjusting the slip of the rotor bar. It is. In this case, by adjusting the slippage of the rotor bar, the torque output to the drive shaft can be adjusted.

【0011】もとより、駆動軸に出力されるトルクは、
多相交流駆動回路を制御し、固定子コイルに付与する多
相交流の周波数を調整することによっても、ロータバー
の滑りの調整を介して、制御することができる。
Of course, the torque output to the drive shaft is
By controlling the polyphase AC drive circuit and adjusting the frequency of the polyphase AC applied to the stator coil, the control can also be performed through the adjustment of the slippage of the rotor bar.

【0012】本発明の動力伝達装置は、少なくとも電力
を放出可能な二次電池を備え、二次電池に蓄えられた電
力を利用して多相交流駆動回路を介して、電動機を駆動
して、駆動軸のトルクを制御する構成とすることができ
る。この構成によれば、原動機からのエネルギでは、駆
動軸側に必要とされるエネルギをまかなうことができな
いとき、二次電池に蓄えられた電力を利用して、これを
補うことができる。
[0012] The power transmission device of the present invention includes a secondary battery capable of discharging at least electric power, and drives a motor through a polyphase AC drive circuit using electric power stored in the secondary battery. A configuration for controlling the torque of the drive shaft can be adopted. According to this configuration, when the energy from the prime mover cannot provide the energy required for the drive shaft, the energy stored in the secondary battery can be used to supplement the energy.

【0013】他方、少なくとも電力を充電可能な二次電
池を備え、固定子コイルから回生された電力を該二次電
池に蓄える構成とすることもできる。この場合には、原
動機の出力が駆動軸側が必要とするエネルギに対して余
剰なとき、これを二次電池に蓄えることができる。
On the other hand, it is also possible to provide a secondary battery capable of charging at least power, and to store the power regenerated from the stator coil in the secondary battery. In this case, when the output of the prime mover is excessive with respect to the energy required by the drive shaft, this can be stored in the secondary battery.

【0014】次に、本発明の誘導電動機の構成について
説明する。本発明の誘導電動機は、回転軸に機械的に接
続され、界磁を形成可能なロータと、前記ロータと電磁
的に結合し、該ロータに対して相対的に回転可能であっ
て、駆動軸に結合されたロータバーと、該ロータバーと
電磁的に結合した固定子コイルとを備え、該固定子コイ
ルとの間で多相交流をやり取り可能な多相交流駆動回路
により駆動される構成を有する。
Next, the configuration of the induction motor of the present invention will be described. An induction motor according to the present invention includes a rotor mechanically connected to a rotating shaft, a rotor capable of forming a field, electromagnetically coupled to the rotor, and rotatable relative to the rotor; And a stator coil electromagnetically coupled to the rotor bar, and driven by a polyphase AC drive circuit capable of exchanging polyphase AC with the stator coil.

【0015】この誘導電動機は、回転軸に機械的に結合
されたロータと、駆動軸に結合されたロータバーとが電
磁的に結合されており、更にロータバーと固定子コイル
とが電磁的に結合されている。従って、丁度固定子とロ
ータとの間にロータバーが介在する構成となる。ここ
で、固定子コイルとの間で多相交流をやり取り可能な多
相交流駆動回路により駆動されることにより、ロータバ
ーと固定子コイルとの間の電磁的な結合が変化し、回転
軸側を基準として、駆動軸に所望のトルクを出力するこ
とが可能になる。
In this induction motor, a rotor mechanically coupled to a rotating shaft and a rotor bar coupled to a drive shaft are electromagnetically coupled. Further, the rotor bar and the stator coil are electromagnetically coupled. ing. Therefore, the rotor bar is interposed between the stator and the rotor. Here, the electromagnetic coupling between the rotor bar and the stator coil changes by being driven by a polyphase AC drive circuit capable of exchanging polyphase AC with the stator coil, and the rotating shaft side As a reference, it is possible to output a desired torque to the drive shaft.

【0016】かかる誘導電動機において、ロータに、界
磁を形成可能な界磁コイルを内蔵し、この界磁コイルと
電磁的に結合可能な励磁コイルを設けることも好適であ
る。この場合には、直接ロータとの間でエネルギを入出
力することができる。
In such an induction motor, it is also preferable that the rotor incorporates a field coil capable of forming a field, and an excitation coil which can be electromagnetically coupled to the field coil. In this case, energy can be directly input and output to and from the rotor.

【0017】また、この誘導電動機を、そのロータバー
が、駆動軸の軸方向に平行な複数の導体を備え、該導体
の両端にそれぞれスリップリングを備えたかご型誘導機
として構成することもできる。更に、このスリップリン
グに、導体間の電気的な抵抗を変更可能な可変抵抗素子
を備える構成も好適である。この場合には、かご型電動
機としての利点を享受しつつ、外部から容易にその特性
を可変することができる。
Further, the induction motor may be configured as a cage type induction machine in which the rotor bar includes a plurality of conductors parallel to the axial direction of the drive shaft, and slip rings are provided at both ends of the conductors. Further, it is preferable that the slip ring is provided with a variable resistance element capable of changing the electric resistance between the conductors. In this case, the characteristics can be easily changed from the outside while enjoying the advantages of the car type electric motor.

【0018】次に、本発明の車輌について説明する。本
発明の車輌は、原動機の出力軸に結合された動力伝達装
置の出力により、車輪に結合された駆動軸を駆動する車
輌であって、前記動力伝達装置は、前記原動機の出力軸
に機械的に接続され、界磁を形成可能なロータと、前記
ロータと電磁的に結合し、該ロータに対して相対的に回
転可能であって、前記駆動軸に結合されたロータバー
と、該ロータバーと電磁的に結合した固定子コイルと、
を備え、更に車輌の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、該検出された運転状態に基づいて、該固定子コイ
ルとの間で多相交流をやり取りする多相交流駆動回路と
を備えたことを要旨とする。
Next, the vehicle of the present invention will be described. A vehicle according to the present invention is a vehicle that drives a drive shaft coupled to wheels by an output of a power transmission device coupled to an output shaft of a prime mover, wherein the power transmission device is mechanically connected to an output shaft of the prime mover. A rotor bar that is connected to the rotor and electromagnetically coupled to the rotor, is rotatable relative to the rotor, and is coupled to the drive shaft; Stator coil,
Operating state detecting means for detecting an operating state of the vehicle, and a polyphase AC drive circuit for exchanging polyphase AC with the stator coil based on the detected operating state. That is the gist.

【0019】この車輌では、動力伝達装置が、原動機の
出力軸に機械的に結合されたロータと駆動軸に結合され
たロータバーとが電磁的に結合されており、更にロータ
バーと固定子コイルとが電磁的に結合された構成を有す
る。従って、この動力伝達装置では、丁度固定子とロー
タとの間にロータバーが介在する構成となる。ここで、
車輌の運転状態を検出し、この運転状態に基づいて、固
定子コイルと多相交流駆動回路との間で多相交流をやり
取りすることにより、ロータバーと固定子コイルとの間
の電磁的な結合が変化し、原動機の出力を基にして、駆
動軸に車輌の運転状態に応じたトルクを伝達することが
可能になる。
In this vehicle, the power transmission device includes a rotor mechanically coupled to the output shaft of the prime mover and a rotor bar coupled to the drive shaft, which are electromagnetically coupled to each other, and further comprising a rotor bar and a stator coil. It has a configuration that is electromagnetically coupled. Therefore, in this power transmission device, the rotor bar is interposed between the stator and the rotor. here,
The electromagnetic coupling between the rotor bar and the stator coil is detected by detecting the operating state of the vehicle and exchanging polyphase alternating current between the stator coil and the polyphase alternating current drive circuit based on the operating state. Changes, and it becomes possible to transmit a torque corresponding to the driving state of the vehicle to the drive shaft based on the output of the prime mover.

【0020】ここで、動力伝達装置のロータバーは、前
記回転軸に平行な複数の導体からなり、その両端にスリ
ップリングが設けられてなり、このスリップリングに
は、導体間の電気的な抵抗を変更可能な可変抵抗素子を
設ける構成とすることができる。このとき、可変抵抗素
子の抵抗値を制御して、ロータバーの出力トルクを、駆
動軸に接続された負荷に応じた値に調整するトルク調整
手段を備えるものとすれば、車輌の駆動軸に接続された
負荷に応じて動力伝達装置の特性を容易に可変すること
ができ、好適である。
Here, the rotor bar of the power transmission device is composed of a plurality of conductors parallel to the rotation axis, and is provided with slip rings at both ends thereof. The slip rings provide an electric resistance between the conductors. A structure in which a variable resistance element that can be changed can be provided. At this time, if it is provided with torque adjusting means for controlling the resistance value of the variable resistance element and adjusting the output torque of the rotor bar to a value corresponding to the load connected to the drive shaft, the torque control means can be connected to the drive shaft of the vehicle. This is preferable because the characteristics of the power transmission device can be easily changed according to the applied load.

【0021】もとより、車輌の運転状態に基づいて、多
相交流駆動回路を制御し、ロータバーの滑りを調整する
ことで、駆動軸に出力されるトルクを調整するといった
構成も可能である。動力伝達装置のロータバーは誘導電
動機の構成をとるから、滑りを制御することにより、容
易にその出力を調整することができる。
Of course, it is also possible to control the multi-phase AC drive circuit based on the operating state of the vehicle and adjust the torque output to the drive shaft by adjusting the slippage of the rotor bar. Since the rotor bar of the power transmission device has an induction motor configuration, its output can be easily adjusted by controlling slippage.

【0022】また、こうした車輌に、少なくとも電力を
放出可能な二次電池を搭載し、運転状態検出手段により
検出された車輌の負荷と原動機の出力とを比較し、車輌
の負荷の方が大きい場合には、この二次電池に蓄えられ
た電力を利用して電動機を駆動して、駆動軸のトルクを
増大する構成を採ることも望ましい。原動機の出力では
不足する場合に、これを補うことができる。
Also, a secondary battery capable of discharging at least electric power is mounted on such a vehicle, and the load of the vehicle detected by the operating state detecting means is compared with the output of the prime mover. It is also desirable to employ a configuration in which the electric motor is driven using the electric power stored in the secondary battery to increase the torque of the drive shaft. This can be compensated for when the output of the prime mover is insufficient.

【0023】他方、少なくとも電力を充電可能な二次電
池を車載し、運転状態検出手段により検出された車輌の
負荷と原動機の出力とを比較し、車輌の負荷の方が小さ
い場合には、電動機から電力を回生し、この二次電池に
蓄える構成とすることも望ましい。この場合には、原動
機の余剰のエネルギを二次電池に蓄えることができ、エ
ネルギの利用効率が向上する。
On the other hand, a secondary battery capable of charging at least electric power is mounted on a vehicle, and the load of the vehicle detected by the operating state detecting means is compared with the output of the prime mover. It is also desirable to adopt a configuration in which power is regenerated from the battery and stored in the secondary battery. In this case, the surplus energy of the prime mover can be stored in the secondary battery, and the energy use efficiency is improved.

【0024】[0024]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を説明
する。図1は本発明の第1の実施例の形態としての動力
伝達装置20およびその駆動回路の概略構成を示す構成
図、図2は図1の動力伝達装置20を搭載する車両の概
略構成を示す構成図である。説明の都合上、まず図3を
用いて、車両全体の構成から説明する。
Embodiments of the present invention will be described below. FIG. 1 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a power transmission device 20 and a drive circuit thereof according to a first embodiment of the present invention, and FIG. 2 shows a schematic configuration of a vehicle equipped with the power transmission device 20 of FIG. It is a block diagram. For convenience of explanation, the configuration of the entire vehicle will be described first with reference to FIG.

【0025】図2に示すように、この車両には、動力源
である原動機50としてガソリンにより運転されるガソ
リンエンジンが備えられている。この原動機50は、吸
気系からスロットルバルブ66を介して吸入した空気と
燃料噴射弁51から噴射されたガソリンとの混合気を燃
焼室52に吸入し、この混合気の爆発により押し下げら
れるピストン54の運動をクランクシャフト56の回転
運動に変換する。ここで、スロットルバルブ66はモー
タ68により開閉駆動される。点火プラグ62は、イグ
ナイタ58からディストリビュータ60を介して導かれ
た高電圧によって電気火花を形成し、混合気はその電気
火花によって点火されて爆発燃焼する。
As shown in FIG. 2, this vehicle is provided with a gasoline engine driven by gasoline as a prime mover 50 as a power source. The prime mover 50 sucks into the combustion chamber 52 an air-fuel mixture of the air sucked from the intake system through the throttle valve 66 and the gasoline injected from the fuel injection valve 51, and the piston 54 is pushed down by the explosion of the air-fuel mixture. The movement is converted into a rotational movement of the crankshaft 56. Here, the throttle valve 66 is driven to open and close by a motor 68. The spark plug 62 forms an electric spark by a high voltage guided from the igniter 58 via the distributor 60, and the air-fuel mixture is ignited by the electric spark to explode and burn.

【0026】この原動機50の運転は、電子制御ユニッ
ト(以下、EFIECUと呼ぶ)70により制御されて
いる。EFIECU70には、原動機50の運転状態を
示す種々のセンサが接続されている。例えば、スロット
ルバルブ66の開度を検出するスロットルポジションセ
ンサ67や、原動機の50の負荷を検出する吸気管負圧
センサ72、原動機50の水温を検出する水温センサ7
4、ディストリビュータ60に設けられクランクシャフ
ト56の回転数と回転角度を検出する回転数センサ76
及び回転角度センサ78などである。なお、EFIEC
U70には、この他、例えばイグニッションキーの状態
STを検出するスタータスイッチ79なども接続されて
いるが、その他のセンサ,スイッチなどの図示は省略し
た。
The operation of the prime mover 50 is controlled by an electronic control unit (hereinafter, referred to as EFIECU) 70. Various sensors indicating the operating state of the prime mover 50 are connected to the EFIECU 70. For example, a throttle position sensor 67 for detecting the opening of the throttle valve 66, an intake pipe negative pressure sensor 72 for detecting the load on the prime mover 50, and a water temperature sensor 7 for detecting the water temperature of the prime mover 50.
4. A rotation speed sensor 76 provided in the distributor 60 for detecting the rotation speed and the rotation angle of the crankshaft 56
And a rotation angle sensor 78. In addition, EFIEC
In addition, a starter switch 79 for detecting the state ST of the ignition key and the like are also connected to the U70, but illustration of other sensors and switches is omitted.

【0027】原動機50のクランクシャフト56は、動
力伝達装置20を介して駆動軸22に結合されている。
駆動軸22はディファレンシャルギヤ24に結合されて
おり、駆動軸22から出力されるトルクは最終的に左右
の駆動輪26,28に伝達される。動力伝達装置20
は、制御装置80により制御されている。制御装置80
の構成は後で詳述するが、内部には制御CPUが備えら
れており、シフトレバー82に設けられたシフトポジシ
ョンセンサ84やアクセルペダル64に設けられたアク
セルペダルポジションセンサ65、あるいはブレーキペ
ダル69の踏み込み量を検出するブレーキペダルポジシ
ョンセンサ69aなども接続されている。また、制御装
置80は、上述したEFIECU70と通信により、種
々の情報をやり取りしている。
The crankshaft 56 of the prime mover 50 is connected to the drive shaft 22 via the power transmission device 20.
The drive shaft 22 is connected to a differential gear 24, and the torque output from the drive shaft 22 is finally transmitted to the left and right drive wheels 26, 28. Power transmission device 20
Are controlled by the control device 80. Control device 80
Although a configuration will be described in detail later, a control CPU is provided therein, and a shift position sensor 84 provided on the shift lever 82, an accelerator pedal position sensor 65 provided on the accelerator pedal 64, or a brake pedal 69 is provided. A brake pedal position sensor 69a for detecting the depression amount of the brake pedal is also connected. Further, the control device 80 exchanges various information with the above-mentioned EFIECU 70 by communication.

【0028】動力伝達装置20の構成について説明す
る。図1に示すように、動力伝達装置20は、動力を発
生する原動機50に結合され、車軸22に動力を出力す
るものであって、複合モータ30として実現されてい
る。この複合モータ30は、原動機50のクランクシャ
フト56の一端に機械的に結合されたロータ32、この
ロータ32に対して相対的に回転可能であり駆動軸22
に結合されたロータバー34、ロータバー34の外周に
位置する固定子36から構成されている。また、原動機
50の回転数θeを検出する回転数センサ57がクラン
クシャフト56に、駆動軸22の回転数θdを検出する
回転数センサ59が駆動軸22に、それぞれ設けられて
いる。
The configuration of the power transmission device 20 will be described. As shown in FIG. 1, the power transmission device 20 is coupled to a prime mover 50 that generates power and outputs power to the axle 22, and is realized as a composite motor 30. The composite motor 30 includes a rotor 32 mechanically coupled to one end of a crankshaft 56 of the prime mover 50, and a drive shaft 22 rotatable relative to the rotor 32.
And a stator 36 located on the outer periphery of the rotor bar 34. A rotation speed sensor 57 for detecting the rotation speed θe of the prime mover 50 is provided on the crankshaft 56, and a rotation speed sensor 59 for detecting the rotation speed θd of the drive shaft 22 is provided on the drive shaft 22.

【0029】各モータの概略構成について、複合モータ
30の断面図である図3により説明する。複合モータ3
0は、図3に示すように、ロータ32の外周面に一対の
永久磁石37,38を備える。このロータ32は、無方
向性電磁鋼板の薄板を積層することにより形成されてい
る。また、ロータバー34は、かご型電動機におけるか
ご型巻線と同じものであり、鉄心表面の24個の溝に裸
導体(実施例ではアルミニウム)40を入れ、その両端
を短絡環41によって短絡した構成を有する。ロータバ
ー34の外見を、図4に示した。
The schematic structure of each motor will be described with reference to FIG. Composite motor 3
No. 0 has a pair of permanent magnets 37 and 38 on the outer peripheral surface of the rotor 32 as shown in FIG. The rotor 32 is formed by laminating thin sheets of non-oriented electrical steel sheets. Further, the rotor bar 34 is the same as the cage winding in the cage motor, in which a bare conductor (aluminum in the embodiment) 40 is inserted into 24 grooves on the surface of the iron core, and both ends thereof are short-circuited by the short-circuit ring 41. Having. The appearance of the rotor bar 34 is shown in FIG.

【0030】固定子36には、図3に示すように、24
本のティース42が設けられており、このティース42
間のスロット43には、回転磁界を形成する三相コイル
44が巻回されている。この固定子36も、無方向性電
磁鋼板の薄板を積層することで形成されている。この三
相コイル44に通電される三相交流により回転磁界が形
成される。固定子36とロータバー34およびロータ3
2との距離は、この回転磁界が、ロータバー34のみな
らず、ロータ32の永久磁石37,38とも相互作用を
生じる程度の距離とされている。
As shown in FIG.
The teeth 42 are provided.
A three-phase coil 44 that forms a rotating magnetic field is wound around the slot 43 between them. The stator 36 is also formed by laminating thin sheets of non-oriented electrical steel sheets. A rotating magnetic field is formed by the three-phase alternating current supplied to the three-phase coil 44. Stator 36, rotor bar 34 and rotor 3
The distance from the rotor 2 is such that the rotating magnetic field interacts not only with the rotor bar 34 but also with the permanent magnets 37 and 38 of the rotor 32.

【0031】ロータ32上の永久磁石37,38が形成
する磁界と固定子36上の三相コイル44が形成する回
転磁界とロータバー34における裸導体40を流れる電
流の作用により、ロータ32とロータバー34は種々の
振る舞いを示す。複合モータ30の制御の詳細について
は、後で詳しく説明する。
By the action of the magnetic field formed by the permanent magnets 37 and 38 on the rotor 32, the rotating magnetic field formed by the three-phase coil 44 on the stator 36, and the current flowing through the bare conductor 40 on the rotor bar 34, the rotor 32 and the rotor bar 34 Indicates various behaviors. The control of the composite motor 30 will be described later in detail.

【0032】次に、複合モータ30を駆動・制御する制
御装置80およびその駆動回路について説明する。制御
装置80は、複合モータ30を駆動する駆動回路91、
駆動回路91を制御する制御CPU90、二次電池であ
るバッテリ94から構成されている。制御CPU90
は、1チップマイクロプロセッサであり、内部に、ワー
ク用のRAM90a、処理プログラムを記憶したROM
90b、入出力ポート(図示せず)及びEFIECU7
0と通信を行なうシリアル通信ポート(図示せず)を備
える。この制御CPU90には、回転数センサ57から
のエンジン回転角度θe、回転数センサ59からの駆動
軸回転角度θd、アクセルペダルポジションセンサ65
からのアクセルペダルポジション(アクセルペダルの踏
込量)AP、シフトポジションセンサ84からのシフト
ポジションSP、駆動回路91に設けられた2つの電流
検出器95,96からの電流値Iu,Iv、バッテリ9
4の残容量を検出する残容量検出器99からの残容量B
RMなどが、入力ポートを介して入力されている。なお、
残容量検出器99は、バッテリ94の電解液の比重また
はバッテリ94の全体の重量を測定して残容量を検出す
るものや、充電・放電の電流値と時間を演算して残容量
を検出するものや、バッテリの端子間を瞬間的にショー
トさせて電流を流し内部抵抗を測ることにより残容量を
検出するものなどが知られている。
Next, the control device 80 for driving and controlling the composite motor 30 and its driving circuit will be described. The control device 80 includes a drive circuit 91 that drives the composite motor 30,
It comprises a control CPU 90 for controlling the drive circuit 91 and a battery 94 as a secondary battery. Control CPU 90
Is a one-chip microprocessor, in which a work RAM 90a and a ROM storing a processing program are stored.
90b, input / output port (not shown) and EFIECU7
0 is provided with a serial communication port (not shown) for communicating with the communication port. The control CPU 90 includes an engine rotation angle θe from the rotation speed sensor 57, a drive shaft rotation angle θd from the rotation speed sensor 59, and an accelerator pedal position sensor 65.
Pedal position (accelerator pedal depression amount) AP, shift position SP from shift position sensor 84, current values Iu and Iv from two current detectors 95 and 96 provided in drive circuit 91, battery 9
Remaining capacity B from the remaining capacity detector 99 for detecting the remaining capacity of No. 4
RM or the like is input via the input port. In addition,
The remaining capacity detector 99 detects the remaining capacity by measuring the specific gravity of the electrolyte of the battery 94 or the total weight of the battery 94, or detects the remaining capacity by calculating the current value and time of charging / discharging. There are known ones that detect the remaining capacity by measuring the internal resistance by causing a current to flow by momentarily shorting the terminals of the battery, and the like.

【0033】また、制御CPU90からは、駆動回路9
1に設けられたスイッチング素子である6個のトランジ
スタTr1ないしTr6を駆動する制御信号SW1が出
力されている。駆動回路91内の6個のトランジスタT
r1ないしTr6は、トランジスタインバータを構成し
ており、それぞれ、一対の電源ラインP1,P2に対し
てソース側とシンク側となるよう2個ずつペアで配置さ
れ、その接続点に、複合モータ30の三相コイル(UV
W)44の各々が、接続されている。電源ラインP1,
P2は、バッテリ94のプラス側とマイナス側に、それ
ぞれ接続されているから、制御CPU90により対をな
すトランジスタTr1ないしTr6のオン時間の割合を
制御信号SW1により順次制御し、各コイル44に流れ
る電流を、PWM制御によって擬似的な正弦波にする
と、三相コイル44により、回転磁界が形成される。
Further, the control CPU 90 sends the driving circuit 9
A control signal SW1 for driving the six transistors Tr1 to Tr6, which are switching elements provided in the switch 1, is output. Six transistors T in drive circuit 91
r1 to Tr6 constitute a transistor inverter, and are arranged in pairs each of which is a pair of power supply lines P1 and P2 so as to be on a source side and a sink side. Three-phase coil (UV
W) 44 are connected. Power supply line P1,
Since P2 is connected to the positive side and the negative side of the battery 94, respectively, the control CPU 90 sequentially controls the ratio of the on-time of the transistors Tr1 to Tr6 forming a pair by the control signal SW1. Is converted into a pseudo sine wave by PWM control, a rotating magnetic field is formed by the three-phase coil 44.

【0034】以上構成を説明した動力伝達装置20の動
作について説明する。図5は、本実施例の動力伝達装置
20や原動機を運転する運転制御ルーチンを示すフロー
チャートである。図示するように、まず制御装置80
は、車輌の運転状態を入力する処理を行なう(ステップ
S100)。車輌の運転状態とは、例えばアクセルペダ
ルポジションセンサ65から読み込んだアクセルペダル
64の操作量や原動機50の回転角度θdなど、車輌の
運転状態を表わしている諸量である。続いて、入力した
運転状態に基づいて、運転モードを決定する処理を行な
い(ステップS110)、決定した運転モードに従っ
て、原動機50や複合モータ30を運転する処理を行な
う(ステップS120)。本実施例で実現可能な運転モ
ードを図6に示す。図6は、原動機50と組み合わせ
て、動力伝達装置20における複合モータ30の動作状
態の組み合わせを示す説明図である。第1の実施の形態
では、動力伝達装置20において、制御装置80が可変
できる対象は、原動機50の運転または停止と、三相コ
イル44への送電またはその停止(オフ)である。原動
機50の運転または停止は、実際には、EFIECU7
0を介して行なわれる。第1の実施の形態では、図6に
示した3つの運転モードが実現可能である。以下、これ
らの運転モードについて説明する。
The operation of the power transmission device 20 having the above-described configuration will be described. FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation control routine for operating the power transmission device 20 and the prime mover of the present embodiment. As shown in FIG.
Performs a process of inputting the driving state of the vehicle (step S100). The driving state of the vehicle is various quantities representing the driving state of the vehicle, such as the operation amount of the accelerator pedal 64 read from the accelerator pedal position sensor 65 and the rotation angle θd of the prime mover 50. Subsequently, a process for determining an operation mode is performed based on the input operation state (step S110), and a process for operating the prime mover 50 and the composite motor 30 is performed according to the determined operation mode (step S120). FIG. 6 shows an operation mode that can be realized in the present embodiment. FIG. 6 is an explanatory diagram showing combinations of operating states of the composite motor 30 in the power transmission device 20 in combination with the prime mover 50. In the first embodiment, in the power transmission device 20, the targets that can be changed by the control device 80 are the operation or stop of the prime mover 50 and the transmission of power to the three-phase coil 44 or the stop (off) thereof. The operation or stop of the prime mover 50 is actually performed by the EFIECU 7
0 is performed. In the first embodiment, the three operation modes shown in FIG. 6 can be realized. Hereinafter, these operation modes will be described.

【0035】(1)原動機50の出力のみで駆動軸22
を運転するモード このモードでは、原動機50を運転し、三相コイル44
への送電をオフする。この場合には、クランクシャフト
56を介してロータ32が回転される。ロータ32の表
面には、永久磁石37,38が固定されているので、ロ
ータ32の回転により回転磁界が発生し、かご型のロー
タバー34は、誘導機の動作原理に従い回転する。図7
に、かご型誘導機における滑り率Sと出力トルクTとの
関係を例示した。図示するように、かご型誘導機におい
ては、負荷と釣り合うトルクが得られる滑り率Sで運転
されることになる。なお、滑り率S=1とは、誘導電動
機が、同期速度で運転されている状態をいう。
(1) The drive shaft 22 is driven only by the output of the prime mover 50.
In this mode, the prime mover 50 is operated and the three-phase coil 44 is operated.
Turn off power transmission to. In this case, the rotor 32 is rotated via the crankshaft 56. Since the permanent magnets 37 and 38 are fixed to the surface of the rotor 32, a rotating magnetic field is generated by the rotation of the rotor 32, and the cage rotor bar 34 rotates according to the operating principle of the induction machine. FIG.
The relationship between the slip ratio S and the output torque T in the squirrel cage induction machine is illustrated by way of example. As shown in the figure, the squirrel-cage induction machine is operated at the slip ratio S at which a torque balanced with the load is obtained. Note that the slip ratio S = 1 means that the induction motor is operating at a synchronous speed.

【0036】(2)複合モータ30によるアシストを受
けて運転するモード このモードでは、原動機50を運転し、かつ三相コイル
44に送電を行なう。三相コイル44の送電は、実際に
は、回転数センサ59により検出した駆動軸の回転角度
θdに基づき、ロータバー34の回転数に応じた回転磁
界が三相コイル44に生じるように行なう。三相コイル
44の回転磁界によりロータバー34は直接駆動され、
駆動軸22の回転は、複合モータ30によりアシストさ
れることになる。この結果、駆動軸22は、原動機50
の出力するトルク以上のトルクにより回転される。この
場合、複合モータ30を回転するエネルギは、バッテリ
94から供給される。固定子側の三相コイル44の電圧
を高くした場合の複合モータ30の出力トルクTの変化
の様子を図8に示した。滑り率Sにより最大トルクを得
るものとしても、負荷より小さなトルクしか得られない
場合には、三相コイル44に印可する電圧(実際には、
トランジスタTr1ないしTr6のデューティ)を可変
することにより、動力伝達装置20全体の出力トルクT
を増加するのである。
(2) Mode in which operation is performed with assistance from the composite motor 30 In this mode, the prime mover 50 is operated and power is transmitted to the three-phase coil 44. The power transmission of the three-phase coil 44 is actually performed such that a rotating magnetic field corresponding to the rotation speed of the rotor bar 34 is generated in the three-phase coil 44 based on the rotation angle θd of the drive shaft detected by the rotation speed sensor 59. The rotor bar 34 is directly driven by the rotating magnetic field of the three-phase coil 44,
The rotation of the drive shaft 22 is assisted by the composite motor 30. As a result, the drive shaft 22 is
Is rotated by a torque equal to or greater than the torque output by In this case, energy for rotating the composite motor 30 is supplied from the battery 94. FIG. 8 shows how the output torque T of the composite motor 30 changes when the voltage of the three-phase coil 44 on the stator side is increased. Even if the maximum torque is obtained by the slip ratio S, if only a torque smaller than the load is obtained, the voltage applied to the three-phase coil 44 (actually,
By varying the duty ratio of the transistors Tr1 to Tr6), the output torque T of the entire power transmission device 20 is changed.
Increase.

【0037】(3)車輌走行中のエンジン始動モード このモードでは、車輌は走行しており、駆動軸22、ひ
いてはロータバー34は回転している。ロータバー34
の回転により、永久磁石37,38を備えたロータ32
も回転しており、原動機50のクランクシャフト56回
転している。この状態で、EFIECU70から、燃料
噴射弁51の開弁信号やイグナイタ58の作動信号など
が出力されると、原動機50は始動する。
(3) Engine start mode while the vehicle is running In this mode, the vehicle is running, and the drive shaft 22 and, consequently, the rotor bar 34 are rotating. Rotor bar 34
, The rotor 32 having the permanent magnets 37 and 38
Is also rotating, and the crankshaft 56 of the motor 50 is rotating. In this state, when a signal to open the fuel injection valve 51 or an operation signal of the igniter 58 is output from the EFIECU 70, the prime mover 50 starts.

【0038】以上説明した第1の実施の形態の動力伝達
装置20によれば、かご型誘導機の構成を用い、原動機
50の出力を容易にアシストすることができる。しか
も、かご型誘導機の構成を用いているので、構成が極め
て簡易なものになるという利点がある。ロータ32に対
して相対的に回転するロータバー34に通電を行なう必
要がなく、スリップリングや差動トランスといった部品
を備える必要がない。このため、構成が簡易で、信頼性
が高いという利点が得られる。
According to the power transmission device 20 of the first embodiment described above, the output of the prime mover 50 can be easily assisted by using the structure of the cage type induction motor. Moreover, since the configuration of the cage type induction machine is used, there is an advantage that the configuration is extremely simple. There is no need to energize the rotor bar 34 that rotates relative to the rotor 32, and there is no need to provide components such as slip rings and differential transformers. Therefore, advantages such as simple configuration and high reliability can be obtained.

【0039】なお、上記構成では、原動機50が運転さ
れていてかつ駆動軸22が回転していない状態(アイド
ル状態)にすることができないが、図示しないクラッチ
などにより駆動軸22を固定する構成を設ければ良い。
この場合には、ロータ32の回転により、三相コイル4
4には起電力が誘導されるので、駆動回路91のトラン
ジスタTr1ないしTr6をオン・オフして、電力を三
相コイル44から回生し、バッテリ94を充電すること
も可能である。
In the above configuration, it is not possible to set the driving motor 50 in operation and the drive shaft 22 is not rotating (idle state). However, the drive shaft 22 is fixed by a clutch or the like (not shown). It may be provided.
In this case, the rotation of the rotor 32 causes the three-phase coil 4
4, an electromotive force is induced, so that the transistors Tr1 to Tr6 of the drive circuit 91 can be turned on / off to regenerate power from the three-phase coil 44 and charge the battery 94.

【0040】次に、本発明の第2の実施の形態について
説明する。第2の実施の形態における概略構成を図9に
示す。この実施の形態では、第1の実施の形態と比べ
て、次の点が相違する。なお、第1の実施の形態と同一
の部材については、同一の符号を用いて図示・説明す
る。
Next, a second embodiment of the present invention will be described. FIG. 9 shows a schematic configuration according to the second embodiment. This embodiment differs from the first embodiment in the following points. Note that the same members as those in the first embodiment are illustrated and described using the same reference numerals.

【0041】(A)動力伝達装置120は、永久磁石3
7,38を備えた第1の実施の形態の複合モータ30に
代えて、ロータ励磁コイル133とロータフィールドコ
イル135を備えた複合モータ130を採用した。この
複合モータ130は、図10に示すように、ロータ13
2が永久磁石37,38に代えて、ロータフィールドコ
イル135を備える。また、ロータ励磁コイル133
が、ロータ132の外周に設けられている。このロータ
フィールドコイル135は、カップリングコイル133
aと結合されている。カップリングコイル133aは、
励磁コイル133と電磁的に結合し、励磁コイル133
に交流電流を流すことにより、フィールドコイル135
に電流を流すことが可能となっている。複合モータ13
0における固定子のティースなどの構成は、第1の実施
の形態と同一である。
(A) The power transmission device 120 includes the permanent magnet 3
Instead of the composite motor 30 according to the first embodiment having the first and third motors 7 and 38, a composite motor 130 having a rotor excitation coil 133 and a rotor field coil 135 is employed. As shown in FIG. 10, the composite motor 130
2 includes a rotor field coil 135 instead of the permanent magnets 37 and 38. Also, the rotor excitation coil 133
Are provided on the outer periphery of the rotor 132. The rotor field coil 135 includes a coupling coil 133
a. The coupling coil 133a
It is electromagnetically coupled to the exciting coil 133 and the exciting coil 133
When an alternating current is passed through the
Current can flow through the Composite motor 13
The configuration of the stator teeth at 0 is the same as that of the first embodiment.

【0042】(B)動力伝達装置120を制御する制御
装置180は、第1の実施の形態の第1の駆動回路91
の構成に加えて、第1の駆動回路91と同一の構成を有
する第2の駆動回路92を備える。第2の駆動回路92
も、そのソースラインとシンクラインがバッテリ94の
両極に結合されており、その間に2個一組のトランジス
タTr11ないしTr16を備える。2個一組のトラン
ジスタTr11ないしTr16のエミクタとコレクタの
結合点には、ロータ励磁コイル133の三相u,v,w
が結合されている。また、励磁コイル133のu相およ
びv相の電流を検出する電流検出器97,98も設けら
れている。トランジスタTr11ないしTr16のオン
・オフを制御する制御信号SW2が制御CPU90から
各トランジスタTr11ないしTr16に接続されてい
る。
(B) The control device 180 for controlling the power transmission device 120 includes the first drive circuit 91 of the first embodiment.
In addition to the configuration described above, a second drive circuit 92 having the same configuration as the first drive circuit 91 is provided. Second drive circuit 92
Also, the source line and the sink line are coupled to both poles of the battery 94, and a pair of transistors Tr11 to Tr16 is provided therebetween. The three-phase u, v, w of the rotor excitation coil 133 is provided at the junction between the emitter and the collector of the pair of transistors Tr11 to Tr16.
Are combined. Further, current detectors 97 and 98 for detecting u-phase and v-phase currents of the exciting coil 133 are provided. A control signal SW2 for controlling on / off of the transistors Tr11 to Tr16 is connected from the control CPU 90 to each of the transistors Tr11 to Tr16.

【0043】第2の実施の形態における動力伝達装置1
20のその他の構成および制御装置80による処理の内
容は、第1の実施の形態と同様である。かかる動力伝達
装置120では、図11に示した5つの運転モードを実
現することができる。この5つの運転モードのうち、
(1)(2)(3)の3つは、第1の実施の形態とほぼ
同一の運転モードである。即ち、第1の実施の形態で
は、ロータ32は永久磁石37,38を備え、永久磁石
による回転磁界を利用したが、この実施の形態では、ロ
ータ励磁コイル133に通電することにより、ロータフ
ィールドコイル135をオンとし、永久磁石による回転
磁界に代えているのである。もとより、この実施の形態
では、励磁コイル133に通電する電流の強度を代える
ことにより、ロータフィールドコイル135による磁界
の強さを変えることができるので、第1の実施の形態と
比べると、例えばパワーアシストのアシスト量の制御
を、励磁コイル133への通電を制御することにより行
なうことができるなど、制御の自由度が高いという利点
が得られる。また、図12に示すように、三相コイルに
通電する交流の周波数を代えることによっても複合モー
タ130の出力トルクを変えることができる。したがっ
て、交流の周波数を変えることによっても、原動機50
の出力と複合モータ130の出力とを加えたものを、負
荷とバランスさせることができる。
Power transmission device 1 according to second embodiment
The other configuration of 20 and the contents of processing by the control device 80 are the same as those of the first embodiment. In the power transmission device 120, the five operation modes shown in FIG. 11 can be realized. Of these five operation modes,
The three modes (1), (2), and (3) are almost the same operation modes as in the first embodiment. That is, in the first embodiment, the rotor 32 has the permanent magnets 37 and 38 and utilizes the rotating magnetic field generated by the permanent magnets. In this embodiment, the rotor field coil is energized by energizing the rotor excitation coil 133. 135 is turned on to replace the rotating magnetic field by the permanent magnet. Of course, in this embodiment, the intensity of the magnetic field generated by the rotor field coil 135 can be changed by changing the intensity of the current flowing through the excitation coil 133. There is an advantage that the degree of freedom of the control is high, for example, the assist amount can be controlled by controlling the energization of the exciting coil 133. Also, as shown in FIG. 12, the output torque of the composite motor 130 can be changed by changing the frequency of the alternating current supplied to the three-phase coil. Therefore, by changing the frequency of the alternating current,
And the output of the composite motor 130 can be balanced with the load.

【0044】他の運転モードについて説明する。 (4)減速運転モード このモードは、原動機50を運転し、ロータ励磁コイル
133への通電を行なわず、即ちロータフィールドコイ
ル135をオフとする。このとき、車輌が走行中であれ
ば、駆動軸22は回転しており、かご型のロータバー1
34も回転している。そこで、固定子36の三相コイル
44に接続された第1の駆動回路91のトランジスタT
r1ないしTr6を、駆動軸22の回転に同期してオン
・オフすると、三相コイル44に誘導された電力をバッ
テリ94に回生することができる。このとき、ロータバ
ー134の裸導体に電流が流れ、ロータ132のロータ
フィールドコイル135と間で相互作用を生じる。この
結果、原動機50の出力するエネルギは、ロータ132
からロータバー134を介して駆動軸22に伝達される
ことになり、結局車輌の減速によるエネルギと原動機5
0の出力とが回生されることになる。なお、原動機50
を停止していても、複合モータ130側からロータ13
2が受ける力を原動機50のクランクシャフト56の静
止摩擦力以下に制御しながら減速を行なうのであれば、
原動機50を逆回転することがないから、原動機50を
停止したまま制動を行なうことができる。この場合に
は、制動によるエネルギのみを回生する運転モードとな
る。
Next, another operation mode will be described. (4) Deceleration operation mode In this mode, the prime mover 50 is operated, and power is not supplied to the rotor excitation coil 133, that is, the rotor field coil 135 is turned off. At this time, if the vehicle is running, the drive shaft 22 is rotating, and the cage-shaped rotor bar 1 is rotated.
34 is also rotating. Therefore, the transistor T of the first drive circuit 91 connected to the three-phase coil 44 of the stator 36
When r1 to Tr6 are turned on and off in synchronization with the rotation of the drive shaft 22, the electric power induced in the three-phase coil 44 can be regenerated to the battery 94. At this time, a current flows through the bare conductor of the rotor bar 134, and interaction occurs with the rotor field coil 135 of the rotor 132. As a result, the energy output from the prime mover 50 is
Is transmitted to the drive shaft 22 via the rotor bar 134, and eventually the energy due to the deceleration of the vehicle and the motor 5
The output of 0 will be regenerated. The motor 50
Is stopped, the rotor 13 is
If the deceleration is performed while controlling the force received by the motor 2 to be equal to or less than the static frictional force of the crankshaft 56 of the prime mover 50,
Since the prime mover 50 does not rotate in the reverse direction, braking can be performed while the prime mover 50 is stopped. In this case, an operation mode in which only the energy by braking is regenerated.

【0045】(5)後退、微動などの運転モード このモードでは、ロータ励磁コイル133への通電はオ
フとし、フィールドコイル135もオフとする。その上
で、原動機50を運転もしくは停止し、複合モータ13
0の三相コイル44に送電する。この運転モードでは、
結局複合モータ130のみにより駆動軸22が回転され
ることになる。したがって、三相コイル44へ送電する
際、通常の回転方向に応じて三相交流を流せば、駆動軸
22は正転して車輌は微速前進し、反対方向に三相交流
を流せば、駆動軸22は逆転して、車輌は後退すること
になる。なお、このモードで、原動機50を運転すれ
ば、ロータ132は、かご型のロータバー134の内部
で回転するから、ロータ励磁コイル133から電力を回
生することも可能である。
(5) Operation mode such as retreat and fine movement In this mode, the power supply to the rotor excitation coil 133 is turned off, and the field coil 135 is also turned off. Then, the motor 50 is operated or stopped, and the composite motor 13
0 to the three-phase coil 44. In this mode of operation,
As a result, the drive shaft 22 is rotated only by the composite motor 130. Therefore, when transmitting power to the three-phase coil 44, if a three-phase alternating current is applied in accordance with a normal rotation direction, the drive shaft 22 rotates forward and the vehicle moves forward at a very low speed. The shaft 22 reverses, and the vehicle moves backward. In addition, if the prime mover 50 is operated in this mode, the rotor 132 rotates inside the cage-shaped rotor bar 134, so that it is possible to regenerate electric power from the rotor excitation coil 133.

【0046】この実施の形態によれば、第1の形態の効
果に加えて、ロータ132側の界磁の強さを自由に制御
することができ、動力伝達装置120により多様な動力
伝達を実現することができる。したがって、実現できる
運転モードの幅を広くすることができる。また、減速時
などに電力を回生することができるので、車輌としての
トータルなエネルギ消費を低減することができる。な
お、この実施の形態では、三相コイル44のU相および
V相に流れる電流を電流検出器95,96により、また
ロータ励磁コイル133のu相およびv相に流れる電流
を電流検出器97,98により、各々検出しているが、
誘導電動機では、滑りにより出力を制御しているので、
各相コイルに流れる電流を検出しなくても、その運転を
制御することも可能である。
According to this embodiment, in addition to the effects of the first embodiment, the strength of the field on the rotor 132 can be freely controlled, and various power transmissions can be realized by the power transmission device 120. can do. Therefore, the range of operation modes that can be realized can be widened. In addition, since power can be regenerated at the time of deceleration or the like, the total energy consumption of the vehicle can be reduced. In this embodiment, the currents flowing in the U and V phases of the three-phase coil 44 are detected by the current detectors 95 and 96, and the currents flowing in the u and v phases of the rotor exciting coil 133 are detected by the current detectors 97 and 96. 98, each is detected,
In the induction motor, the output is controlled by slipping,
The operation can be controlled without detecting the current flowing in each phase coil.

【0047】次に、本発明の第3の実施の形態について
説明する。第3の実施の形態は、第2の形態とほぼ同様
のハード構成を用いるが、ロータバー234の構成が異
なる。ロータバー234の構成を図13に示した。図示
するように、このロータバー234に、裸導体40を電
気的に結合する短絡環41に代えて、絶縁環241を用
い、裸導体40間にフォトトランジスタPTを接続して
いる。このフォトトランジスタPTに向き合う位置に発
光ダイオードLEDが設けられており、発光ダイオード
LEDの点灯を制御することにより、裸導体40間の抵
抗値を可変することができる。発光ダイオードLED
は、制御装置280の制御CPU290の出力ポートに
接続されているから、この実施の形態では、制御装置2
80は、第2の実施の形態において制御可能であった要
素(原動機50の運転状態、ロータ励磁コイル133へ
の送電の有無、固定子36の三相コイル44への送電の
有無)に加えて、かご型誘導機における裸導体間の抵抗
値Rを可変することができる。誘導電動機では、回転子
側の電流の流れ易さ、即ち抵抗値Rを可変することによ
り、図14に示したように、同じ滑り率Sであっても、
モータの出力トルクTを可変することができる。従っ
て、制御装置280は、発光ダイオードLEDの発光状
態を制御して、フォトトランジスタPTの状態を制御す
ることにより、誘導電動機としての出力トルクを自由に
制御することができる。なお、フォトトランジスタPT
は、スイッチング素子として用いてそのオン・オフのデ
ューティを制御することにより、抵抗値Rを可変するも
のとしても良い、照射光量に応じて電流の流れ易さが変
わるリニアな領域を利用して制御を行なっても良い。
Next, a third embodiment of the present invention will be described. The third embodiment uses substantially the same hardware configuration as the second embodiment, but differs in the configuration of the rotor bar 234. The configuration of the rotor bar 234 is shown in FIG. As shown in the figure, a phototransistor PT is connected between the bare conductors 40 using an insulating ring 241 instead of the short-circuit ring 41 that electrically couples the bare conductors 40 to the rotor bar 234. A light emitting diode LED is provided at a position facing the phototransistor PT. By controlling lighting of the light emitting diode LED, the resistance value between the bare conductors 40 can be varied. Light emitting diode LED
Is connected to the output port of the control CPU 290 of the control device 280.
Numeral 80 is in addition to the elements that can be controlled in the second embodiment (the operating state of the prime mover 50, the presence or absence of power transmission to the rotor excitation coil 133, and the presence or absence of power transmission to the three-phase coil 44 of the stator 36). The resistance R between the bare conductors in the cage induction machine can be varied. In the induction motor, as shown in FIG. 14, even when the slip ratio S is the same, as shown in FIG.
The output torque T of the motor can be varied. Therefore, the control device 280 can freely control the output torque as the induction motor by controlling the light emitting state of the light emitting diode LED and controlling the state of the phototransistor PT. Note that the phototransistor PT
Can be used as a switching element to control its on / off duty to vary the resistance value R. Control is performed using a linear region where the ease of current flow varies according to the amount of irradiation light. May be performed.

【0048】かかる構成を有するこの実施の形態では、
図15に示す運転モードにより、原動機50および動力
伝達装置120を運転することが可能である。この実施
の形態では、制御装置280による処理は第1の実施の
形態における処理(図5参照)と同一であり、また図1
5に示した運転モードのうち、(1)ないし(5)は、
第1,第2実施例で説明した運転モードとほぼ同一であ
る。そこで、(6)以降の運転モードについて説明す
る。
In this embodiment having such a configuration,
The driving mode and the power transmission device 120 can be operated by the operation mode shown in FIG. In this embodiment, the processing by the control device 280 is the same as the processing in the first embodiment (see FIG. 5).
Among the operation modes shown in FIG. 5, (1) to (5) are:
This is almost the same as the operation mode described in the first and second embodiments. Therefore, the operation modes after (6) will be described.

【0049】(6)車輌停止状態での原動機の始動モー
ド この運転モードでは、制御装置280はEFIECU7
0を介して原動機50の運転を停止している。この状態
で、発光ダイオードLEDを消灯してフォトトランジス
タPTをオフ状態とし、ロータ励磁コイル133に通電
してロータフィールドコイル135をオンとし、更に三
相コイル44に送電する。この結果、裸導体40には電
流が流れず、三相コイル44とロータ132のフィール
ドコイル135による磁界との相互作用により、ロータ
132、延いてはクランクシャフト56が回転される。
クランクシャフト56の回転に応じて、EFIECU7
0により燃料噴射弁51やイグナイタ58の制御を行な
うことは、(1)の運転モードと同様である。この運転
モード(6)では、裸導体40に電流が流れないことか
ら、ロータバー134、延いては駆動軸22を回転させ
る力は働かず、原動機50の始動に伴って駆動軸22を
特に固定しておく必要がない。
(6) Startup mode of the prime mover with the vehicle stopped In this operation mode, the control device 280 operates as follows.
The operation of the prime mover 50 is stopped via 0. In this state, the light emitting diode LED is turned off, the phototransistor PT is turned off, the rotor excitation coil 133 is energized to turn on the rotor field coil 135, and power is further transmitted to the three-phase coil 44. As a result, no current flows through the bare conductor 40, and the interaction between the three-phase coil 44 and the magnetic field generated by the field coil 135 of the rotor 132 causes the rotor 132 and, consequently, the crankshaft 56 to rotate.
According to the rotation of the crankshaft 56, the EFIECU 7
The control of the fuel injection valve 51 and the igniter 58 by 0 is the same as the operation mode of (1). In this operation mode (6), since no current flows through the bare conductor 40, a force for rotating the rotor bar 134, and consequently, the drive shaft 22 does not work, and the drive shaft 22 is particularly fixed with the start of the motor 50. There is no need to keep it.

【0050】(7)車輌発進モード1 このモードは、図示するように、原動機50を停止した
状態で車輌を発進・走行させる運転モードである。この
場合には、ロータ励磁コイル133への通電をオフと
し、三相コイル44への送電のみ行なう。従って、この
構成では、固定子36側の三相コイル44とロータバー
134とでかご型誘導電動機を構成していることにな
る。発光ダイオードLEDの状態をオフ(抵抗値大)か
らオン(抵抗値小または0)へと制御することにより、
複合モータ130におけるロータバー134の出力トル
クTは徐々に増大し、ロータバー134に結合された駆
動軸22が回転されて、車輌は発進する。発進後は、三
相コイル44に流れる電流を制御することにより、自由
に駆動軸22のトルク、回転数を制御して、走行するこ
とができる。
(7) Vehicle Start Mode 1 This mode is an operation mode in which the vehicle starts and runs with the motor 50 stopped, as shown in the figure. In this case, the power supply to the rotor excitation coil 133 is turned off, and only the power transmission to the three-phase coil 44 is performed. Therefore, in this configuration, the three-phase coil 44 on the stator 36 side and the rotor bar 134 constitute a squirrel-cage induction motor. By controlling the state of the light emitting diode LED from off (high resistance value) to on (low resistance value or 0),
The output torque T of the rotor bar 134 in the composite motor 130 gradually increases, and the drive shaft 22 connected to the rotor bar 134 is rotated, so that the vehicle starts. After the start, by controlling the current flowing through the three-phase coil 44, it is possible to freely control the torque and the number of revolutions of the drive shaft 22 and travel.

【0051】(8)車輌発進モード2 このモードは、上記の発進モードに加えて、原動機50
を運転状態としたものであり、原動機50の出力を駆動
軸22側に出力すべく、ロータ励磁コイル133もオン
状態とするものである。バッテリ94の充電の割合が低
いと判断された場合などには、原動機50を、上記の原
動機始動モードなどによりバッテリ94の電力を利用し
て起動すると、後は主として原動機50の出力を利用し
て、車輌を発進させる。車輌が発進した後は、原動機5
0の出力のみで単に運転するモード(1)、または車輌
減速中や車輌停止中に電力をバッテリ94に回生する運
転モード(4)(9)により運転を行なう。バッテリ9
4の充電状態が高まれば、原動機50を停止して、バッ
テリ94の電力を利用した複合モータ130による運転
モード(7)や、原動機50の出力を複合モータ130
によりアシストして高トルクで運転するモード(2)な
どで、車輌を運転することができる。
(8) Vehicle Start Mode 2 In this mode, the motor 50
, And the rotor excitation coil 133 is also turned on in order to output the output of the prime mover 50 to the drive shaft 22 side. When it is determined that the charging rate of the battery 94 is low, for example, when the prime mover 50 is started using the power of the battery 94 in the prime mover start mode or the like, the output of the prime mover 50 is mainly used thereafter. Start the vehicle. After the vehicle has started, the motor 5
The operation is performed in the mode (1) in which the vehicle is driven only by the output of 0, or in the operation modes (4) and (9) in which the electric power is regenerated to the battery 94 during deceleration or stop of the vehicle. Battery 9
When the state of charge of the battery 4 increases, the motor 50 is stopped, and the operation mode (7) of the composite motor 130 using the electric power of the battery 94 or the output of the
The vehicle can be driven in a mode (2) in which the vehicle is driven with a high torque by assisting the vehicle.

【0052】(9)車輌停止中の充電モード この運転状態では、原動機50は運転されており、ロー
タ励磁コイル133およびロータフィールドコイル13
5がオン状態とされる。また、発光ダイオードLEDは
消灯されており、フォトトランジスタPTはオフ状態と
される。したがって、この状態では、裸導体40には電
流は流れず、ロータ132のロータフィールドコイル1
35の固定子36側の三相コイル44とが直接相互作用
を生じる。そこで、運転モード(4)同様、三相コイル
44側の第1の駆動回路91の各トランジスタTr1な
いしTr6のオンオフを制御すれば、原動機50の出力
するエネルギの大部分を三相コイル44を介して、バッ
テリ94に回生することができる。
(9) Charging mode while vehicle is stopped In this operating state, the prime mover 50 is operating, and the rotor excitation coil 133 and the rotor field coil 13 are driven.
5 is turned on. The light emitting diode LED is turned off, and the phototransistor PT is turned off. Therefore, in this state, no current flows through the bare conductor 40 and the rotor field coil 1 of the rotor 132
The direct interaction occurs between the three-phase coil 44 and the three-phase coil 44 on the stator 36 side. Therefore, as in the operation mode (4), by controlling on / off of each of the transistors Tr1 to Tr6 of the first drive circuit 91 on the three-phase coil 44 side, most of the energy output from the prime mover 50 is transmitted through the three-phase coil 44. Thus, the battery 94 can be regenerated.

【0053】(10)運転停止モード 車輌を停止し使用しない場合などには、原動機50をは
じめとして、総ての動作をオフ状態とする。なお、走行
中の信号待ちで車輌が停止している場合などにも、この
運転停止モードとする事ができる。この状態から、使用
者がアクセルペダル64を踏み込めば、制御装置280
は、上述した車輌発進モード(7)(8)により、車輌
を発進することができる。原動機50を停止したまま車
輌を発進した場合でも、その後、いつでも必要に応じ
て、上述した始動モード(3)(6)により、原動機5
0を始動することができる。
(10) Operation stop mode When the vehicle is stopped and not used, all operations including the motor 50 are turned off. It is to be noted that this operation stop mode can be set even when the vehicle is stopped at a traffic light waiting. In this state, when the user depresses the accelerator pedal 64, the control device 280
Can start the vehicle in the vehicle start modes (7) and (8) described above. Even when the vehicle is started with the motor 50 stopped, the motor 5 can be started at any time by the start modes (3) and (6) as described above.
0 can be started.

【0054】以上説明した第3の実施の形態によれば、
車輌の運転状態に応じて、動力伝達装置120を自由に
制御して、必要なトルクを駆動軸22に出力すると共
に、余剰のエネルギの回生、原動機50の必要最小限の
運転などを実現することができる。この結果、かご型誘
導電動機を基本構成とするシンプルな構成により、動力
伝達装置120を構成することができ、かつ必要な動力
を駆動軸22に伝達・出力することができる。
According to the third embodiment described above,
To freely control the power transmission device 120 in accordance with the driving state of the vehicle to output necessary torque to the drive shaft 22 and to regenerate surplus energy, realize the minimum necessary operation of the prime mover 50, and the like. Can be. As a result, the power transmission device 120 can be configured with a simple configuration based on the squirrel-cage induction motor, and the required power can be transmitted and output to the drive shaft 22.

【0055】以上、本発明のいくつかの実施の形態につ
いて説明したが、本発明は、こうした実施の形態に何ら
限定されるものではなく、発明の要旨を変更しない範囲
内において、種々なる形態で実施することができる。例
えば、この動力伝達装置を図16に示すにように4輪駆
動車(4WD)に適用するようにしても良い。即ち、図
16に示す構成では、前輪側の駆動軸22には、上述し
た動力伝達装置120をそのまま配置し、駆動軸22に
設けたギヤ23およびディファレンシャルギヤ24を介
して、前輪部の駆動輪26,28を駆動する。他方、車
両の後輪側の駆動軸には独立のモータ340を配置し、
後輪部の駆動輪27,29を、このモータ340によっ
て駆動する。モータ340の駆動用に、第1,第2の駆
動回路91,92と同一の構成を有する第3の駆動回路
93を設ける。制御装置280その他の構成は、第3の
実施の形態と同様である。
Although some embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to these embodiments at all, and may be implemented in various forms without departing from the spirit of the invention. Can be implemented. For example, this power transmission device may be applied to a four-wheel drive vehicle (4WD) as shown in FIG. That is, in the configuration shown in FIG. 16, the above-described power transmission device 120 is arranged as it is on the drive shaft 22 on the front wheel side, and the drive wheel of the front wheel portion is driven via the gear 23 and the differential gear 24 provided on the drive shaft 22. 26 and 28 are driven. On the other hand, an independent motor 340 is arranged on the drive shaft on the rear wheel side of the vehicle,
The drive wheels 27 and 29 of the rear wheel portion are driven by the motor 340. A third drive circuit 93 having the same configuration as the first and second drive circuits 91 and 92 is provided for driving the motor 340. The other configuration of the control device 280 is the same as that of the third embodiment.

【0056】かかる構成では、前輪側の駆動輪26,2
8については、図15に示した総ての運転モードによる
運転が可能となり、更に後輪側の駆動輪27,29につ
いては、バッテリ94の電力を利用して出力トルクのア
シスト制御を行なったり、逆に余剰のエネルギをモータ
340を介して回生し、バッテリ94に蓄えるといった
制御を行なうことができる。
In such a configuration, the front drive wheels 26, 2
8, the operation in all the operation modes shown in FIG. 15 becomes possible. Further, for the drive wheels 27 and 29 on the rear wheel side, the assist control of the output torque is performed by using the electric power of the battery 94. Conversely, control can be performed such that surplus energy is regenerated through the motor 340 and stored in the battery 94.

【0057】また、上述した各実施の形態においては、
原動機50としてガソリンにより運転されるガソリンエ
ンジンを用いていたが、その他にも、ディーゼルエンジ
ンや、タービンエンジンや、ジェットエンジンなど各種
内燃或いは外燃機関を用いることができる。
In each of the above embodiments,
Although a gasoline engine driven by gasoline is used as the prime mover 50, various internal combustion or external combustion engines such as a diesel engine, a turbine engine, and a jet engine can be used.

【0058】第1及び第2の駆動回路91,92として
は、トランジスタインバータを用いていたが、その他に
も、IGBT(絶縁ゲートバイポーラモードトランジス
タ;Insulated Gate Bipolar mode Transistor)インバ
ータや、サイリスタインバータや、電圧PWM(パルス
幅変調;Pulse Width Modulation)インバータや、方形
波インバータ(電圧形インバータ,電流形インバータ)
や、共振インバータなどが用いることができる。
As the first and second driving circuits 91 and 92, transistor inverters are used. In addition, IGBT (Insulated Gate Bipolar mode Transistor) inverters, thyristor inverters, Voltage PWM (Pulse Width Modulation) inverters and square wave inverters (voltage-type inverters, current-type inverters)
Alternatively, a resonant inverter or the like can be used.

【0059】また、バッテリ94としてはPbバッテ
リ,NiMHバッテリ,Liバッテリなどを用いること
ができるが、バッテリ94に代えてキャパシタを用いる
こともできる。
As the battery 94, a Pb battery, a NiMH battery, a Li battery or the like can be used, but a capacitor can be used instead of the battery 94.

【0060】以上の各実施例では、動力伝達装置を車両
に搭載する場合について説明したが、本発明はこれに限
定されるものではなく、船舶,航空機などの輸送機器
や、その他各種産業機械などに搭載することも可能であ
る。
In each of the embodiments described above, the case where the power transmission device is mounted on the vehicle has been described. However, the present invention is not limited to this, and the present invention is not limited to this. It is also possible to mount it on.

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

【図1】本発明の第1の実施例としての動力伝達装置2
0の概略構成を示す構成図である。
FIG. 1 shows a power transmission device 2 according to a first embodiment of the present invention.
FIG. 3 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a zero.

【図2】図1の動力伝達装置20を搭載する車両の概略
構成を示す構成図である。
FIG. 2 is a configuration diagram showing a schematic configuration of a vehicle on which the power transmission device 20 of FIG. 1 is mounted.

【図3】複合モータ30の構造を、回転軸に交差する方
向の断面により模式的に示す説明図である。
FIG. 3 is an explanatory diagram schematically showing a structure of the composite motor 30 by a cross section in a direction intersecting a rotation axis.

【図4】ロータバー34の構造を示す斜視図である。FIG. 4 is a perspective view showing the structure of a rotor bar 34.

【図5】動力伝達装置20などの運転制御の処理を示す
フローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart showing processing of operation control of the power transmission device 20 and the like.

【図6】第1の実施の形態における運転モードを例示す
る説明図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram illustrating an operation mode according to the first embodiment.

【図7】誘導電動機の運転特性を示すグラフである。FIG. 7 is a graph showing operating characteristics of the induction motor.

【図8】同じく誘導電動機のステータの三相コイルの電
圧vと出力トルクとの関係を示すグラフである。
FIG. 8 is a graph showing the relationship between the output torque and the voltage v of the three-phase coil of the stator of the induction motor.

【図9】本発明の第2の実施の形態における動力伝達装
置120の概略構成を示す構成図である。
FIG. 9 is a configuration diagram illustrating a schematic configuration of a power transmission device 120 according to a second embodiment of the present invention.

【図10】第2の実施の形態における複合モータ130
の構造を、回転軸に交差する方向の断面により模式的に
示す説明図である。
FIG. 10 shows a composite motor 130 according to the second embodiment.
FIG. 4 is an explanatory view schematically showing the structure of FIG. 1 by a cross section in a direction intersecting the rotation axis.

【図11】第2の実施の形態における運転モードを例示
する説明図である。
FIG. 11 is an explanatory diagram illustrating an operation mode according to the second embodiment.

【図12】誘導電動機の三相コイルに印可する交流の周
波数と出力トルクTとの関係を例示するグラフである。
FIG. 12 is a graph illustrating a relationship between an output frequency T and an AC frequency applied to a three-phase coil of the induction motor.

【図13】本発明の第3の実施の形態における要部であ
るロータバー234の構成を例示する説明図である。
FIG. 13 is an explanatory diagram illustrating a configuration of a rotor bar 234 as a main part according to a third embodiment of the present invention.

【図14】誘導電動機の裸導体間の抵抗値Rと出力トル
クTとの関係を例示するグラフである。
FIG. 14 is a graph illustrating a relationship between a resistance value R between bare conductors of an induction motor and an output torque T;

【図15】第3の実施の形態における運転モードを例示
する説明図である。
FIG. 15 is an explanatory diagram illustrating an operation mode according to a third embodiment.

【図16】本発明の動力伝達装置を4輪駆動車に適応し
た場合の構成を示す構成図である。
FIG. 16 is a configuration diagram showing a configuration in a case where the power transmission device of the present invention is applied to a four-wheel drive vehicle.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

20…動力伝達装置 22…駆動軸 23…ギヤ 24…ディファレンシャルギヤ 26,28…駆動輪 27,29…駆動輪 30…複合モータ 32…ロータ 34…ロータバー 36…固定子 37,38…永久磁石 40…裸導体 41…短絡環 42…ティース 43…スロット 44…三相コイル 50…原動機 51…燃料噴射弁 52…燃焼室 54…ピストン 56…クランクシャフト 57…回転数センサ 58…イグナイタ 59…回転数センサ 60…ディストリビュータ 62…点火プラグ 64…アクセルペダル 65…アクセルペダルポジションセンサ 66…スロットルバルブ 67…スロットルポジションセンサ 68…モータ 69…ブレーキペダル 69a…ブレーキペダルポジションセンサ 70…EFIECU 72…吸気管負圧センサ 74…水温センサ 76…回転数センサ 78…回転角度センサ 79…スタータスイッチ 80…制御装置 82…シフトレバー 84…シフトポジションセンサ 90…制御CPU 90a…RAM 90b…ROM 91…第1の駆動回路 92…第2の駆動回路 94…バッテリ 95,96…電流検出器 97,98…電流検出器 99…残容量検出器 120…動力伝達装置 130…複合モータ 132…ロータ 133…ロータ励磁コイル 133a…カップリングコイル 134…ロータバー 135…ロータフィールドコイル 180…制御装置 234…ロータバー 241…絶縁環 280…制御装置 290…制御CPU 340…モータ LED…発光ダイオード PT…フォトトランジスタ Reference Signs List 20 power transmission device 22 drive shaft 23 gear 24 differential gear 26, 28 drive wheel 27, 29 drive wheel 30 composite motor 32 rotor 34 rotor bar 36 stator 37, 38 permanent magnet 40 Bare conductor 41 ... Short-circuit ring 42 ... Teeth 43 ... Slot 44 ... Three-phase coil 50 ... Motor 51 ... Fuel injection valve 52 ... Combustion chamber 54 ... Piston 56 ... Crank shaft 57 ... Rotation speed sensor 58 ... Igniter 59 ... Rotation speed sensor 60 ... Distributor 62 ... Spark plug 64 ... Accelerator pedal 65 ... Accelerator pedal position sensor 66 ... Throttle valve 67 ... Throttle position sensor 68 ... Motor 69 ... Brake pedal 69a ... Brake pedal position sensor 70 ... EFIECU 72 ... Intake pipe negative pressure sensor 74 ... Temperature sensor 76 Rotation sensor 78 Rotation angle sensor 79 Starter switch 80 Control device 82 Shift lever 84 Shift position sensor 90 Control CPU 90a RAM 90b ROM 91 First drive circuit 92 Second Drive circuit 94 ... battery 95,96 ... current detector 97,98 ... current detector 99 ... remaining capacity detector 120 ... power transmission device 130 ... composite motor 132 ... rotor 133 ... rotor excitation coil 133a ... coupling coil 134 ... Rotor bar 135 Rotor field coil 180 Control device 234 Rotor bar 241 Insulation ring 280 Control device 290 Control CPU 340 Motor LED Light emitting diode PT Phototransistor

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 H02P 7/36 H02P 7/36 J ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 6 Identification number Agency reference number FI Technical indication location H02P 7/36 H02P 7/36 E

Claims (18)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 原動機の出力を負荷に接続された駆動軸
に伝達する動力伝達装置であって、 前記原動機の出力軸に機械的に接続され、界磁を形成可
能なロータと、 前記ロータと電磁的に結合し、該ロータに対して相対的
に回転可能であって、前記駆動軸に結合されたロータバ
ーと、 該ロータバーと電磁的に結合した固定子コイルと、 該固定子コイルとの間で多相交流をやり取り可能な多相
交流駆動回路とを備えた動力伝達装置。
1. A power transmission device for transmitting an output of a prime mover to a drive shaft connected to a load, wherein the rotor is mechanically connected to an output shaft of the prime mover and is capable of forming a magnetic field. A rotor bar electromagnetically coupled and rotatable relative to the rotor and coupled to the drive shaft; a stator coil electromagnetically coupled to the rotor bar; and And a polyphase AC drive circuit capable of exchanging polyphase alternating current.
【請求項2】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 前記ロータは、界磁を形成可能な界磁コイルを内蔵し、 該界磁コイルと電磁的に結合可能な励磁コイルを設けた
動力伝達装置。
2. The power transmission device according to claim 1, wherein the rotor has a built-in field coil capable of forming a field, and an excitation coil that can be electromagnetically coupled to the field coil. Power transmission device.
【請求項3】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 前記ロータバーは、前記駆動軸の軸方向に平行な複数の
導体を備え、該導体の両端にそれぞれスリップリングを
備え、 該ロータバーと前記固定子コイルとにより、かご型誘導
機を構成した動力伝達装置。
3. The power transmission device according to claim 1, wherein the rotor bar includes a plurality of conductors parallel to an axial direction of the drive shaft, and a slip ring at each end of the conductor. A power transmission device comprising a cage induction machine formed by the stator coils.
【請求項4】 請求項3記載の動力伝達装置であって、 前記スリップリングに搭載され、前記導体間の電気的な
抵抗を変更可能な可変抵抗素子を備えた動力伝達装置。
4. The power transmission device according to claim 3, further comprising a variable resistance element mounted on the slip ring and capable of changing an electric resistance between the conductors.
【請求項5】 請求項4記載の動力伝達装置であって、 前記可変抵抗素子の抵抗値を制御して、前記ロータバー
の出力トルクを、前記駆動軸に接続された負荷に応じた
値に調整するトルク調整手段を備えた動力伝達装置。
5. The power transmission device according to claim 4, wherein a resistance value of the variable resistance element is controlled to adjust an output torque of the rotor bar to a value according to a load connected to the drive shaft. A power transmission device provided with a torque adjusting means.
【請求項6】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 前記多相交流駆動回路を制御し、前記ロータバーの滑り
を調整することにより、前記駆動軸に出力されるトルク
を調整する滑り調整手段を備えた動力伝達装置。
6. The power transmission device according to claim 1, wherein the multi-phase AC drive circuit is controlled to adjust a slip of the rotor bar, thereby adjusting a torque output to the drive shaft. Power transmission device with means.
【請求項7】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 前記多相交流駆動回路を制御し、前記固定子コイルに付
与する多相交流の周波数を調整することにより、ロータ
バーの滑りを可変して前記駆動軸に出力されるトルクを
調整する周波数調整手段を備えた動力伝達装置。
7. The power transmission device according to claim 1, wherein the slip of the rotor bar is variable by controlling the polyphase AC drive circuit and adjusting a frequency of the polyphase AC applied to the stator coil. A power transmission device comprising frequency adjustment means for adjusting the torque output to the drive shaft.
【請求項8】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 少なくとも電力を放出可能な二次電池を備え、 該二次電池に蓄えられた電力を利用して前記多相交流駆
動回路を介して、前記電動機を駆動して、前記駆動軸の
トルクを制御する動力伝達装置。
8. The power transmission device according to claim 1, further comprising a secondary battery capable of discharging at least electric power, and utilizing the electric power stored in the secondary battery through the multi-phase AC drive circuit. A power transmission device that drives the electric motor to control the torque of the drive shaft.
【請求項9】 請求項1記載の動力伝達装置であって、 少なくとも電力を充電可能な二次電池を備え、 前記固定子コイルから回生された電力を該二次電池に蓄
える動力伝達装置。
9. The power transmission device according to claim 1, further comprising a secondary battery capable of charging at least electric power, and storing the electric power regenerated from the stator coil in the secondary battery.
【請求項10】 回転軸に機械的に接続され、界磁を形
成可能なロータと、 前記ロータと電磁的に結合し、該ロータに対して相対的
に回転可能であって、駆動軸に結合されたロータバー
と、 該ロータバーと電磁的に結合した固定子コイルとを備
え、 該固定子コイルとの間で多相交流をやり取り可能な多相
交流駆動回路により駆動される誘導電動機。
10. A rotor mechanically connected to a rotating shaft and capable of forming a magnetic field, electromagnetically coupled to the rotor, rotatable relative to the rotor, and coupled to a drive shaft. An induction motor including a rotor bar, and a stator coil electromagnetically coupled to the rotor bar, and driven by a polyphase AC drive circuit capable of exchanging polyphase AC with the stator coil.
【請求項11】 請求項10記載の誘導電動機であっ
て、 前記ロータは、界磁を形成可能な界磁コイルを内蔵し、 該界磁コイルと電磁的に結合可能な励磁コイルを設けた
誘導電動機。
11. The induction motor according to claim 10, wherein the rotor has a built-in field coil capable of forming a field, and an excitation coil provided electromagnetically with the field coil. Electric motor.
【請求項12】 請求項10記載の誘導電動機であっ
て、 前記ロータバーは、前記駆動軸の軸方向に平行な複数の
導体を備え、該導体の両端にそれぞれスリップリングを
備えた誘導電動機。
12. The induction motor according to claim 10, wherein the rotor bar includes a plurality of conductors parallel to an axial direction of the drive shaft, and a slip ring is provided at each end of the conductor.
【請求項13】 前記スリップリングに搭載され、前記
導体間の電気的な抵抗を変更可能な可変抵抗素子を備え
た請求項10記載の誘導電動機。
13. The induction motor according to claim 10, further comprising a variable resistance element mounted on the slip ring and capable of changing an electric resistance between the conductors.
【請求項14】 原動機の出力軸に結合された動力伝達
装置の出力により、車輪に結合された駆動軸を駆動する
車輌であって、 前記動力伝達装置は、 前記原動機の出力軸に機械的に接続され、界磁を形成可
能なロータと、 前記ロータと電磁的に結合し、該ロータに対して相対的
に回転可能であって、前記駆動軸に結合されたロータバ
ーと、 該ロータバーと電磁的に結合した固定子コイルと、 を備え、更に車輌の運転状態を検出する運転状態検出手
段と、 該検出された運転状態に基づいて、該固定子コイルとの
間で多相交流をやり取りする多相交流駆動回路とを備え
た車輌。
14. A vehicle for driving a drive shaft coupled to wheels by an output of a power transmission device coupled to an output shaft of a prime mover, wherein the power transmission device is mechanically coupled to an output shaft of the prime mover. A rotor that is connected to form a magnetic field, is electromagnetically coupled to the rotor, is rotatable relative to the rotor, and is coupled to the drive shaft; Operating state detecting means for detecting an operating state of the vehicle; and a multi-phase exchange between the stator coil based on the detected operating state. A vehicle including a phase alternating current drive circuit.
【請求項15】 請求項14記載の車輌であって、 前記動力伝達装置のロータバーは、前記回転軸に平行な
複数の導体からなり、その両端にスリップリングが設け
られてなり、 該スリップリングには、前記導体間の電気的な抵抗を変
更可能な可変抵抗素子が設けられ、 前記可変抵抗素子の抵抗値を制御して、前記ロータバー
の出力トルクを、前記駆動軸に接続された負荷に応じた
値に調整するトルク調整手段を備えた車輌。
15. The vehicle according to claim 14, wherein the rotor bar of the power transmission device includes a plurality of conductors parallel to the rotation axis, and a slip ring is provided at both ends thereof. Is provided with a variable resistance element capable of changing the electrical resistance between the conductors, and controls a resistance value of the variable resistance element to change an output torque of the rotor bar according to a load connected to the drive shaft. A vehicle provided with torque adjusting means for adjusting the torque to a predetermined value.
【請求項16】 請求項14記載の車輌であって、 前記検出された車輌の運転状態に基づいて、前記多相交
流駆動回路を制御し、前記ロータバーの滑りを調整する
ことにより、前記駆動軸に出力されるトルクを調整する
滑り調整手段を備えた車輌。
16. The vehicle according to claim 14, wherein the drive shaft is controlled by controlling the polyphase AC drive circuit based on the detected operating state of the vehicle to adjust the slippage of the rotor bar. A vehicle provided with slip adjusting means for adjusting the torque output to the vehicle.
【請求項17】 請求項14記載の車輌であって、 少なくとも電力を放出可能な二次電池を備え、 前記運転状態検出手段により検出された車輌の負荷と、
前記原動機の出力とを比較し、該車輌の負荷の方が大き
い場合には、該二次電池に蓄えられた電力を利用して前
記電動機を駆動して、前記駆動軸のトルクを増大する車
輌。
17. The vehicle according to claim 14, further comprising: a secondary battery capable of discharging at least electric power; and a load on the vehicle detected by the driving state detection unit.
The output of the prime mover is compared, and when the load of the vehicle is larger, the vehicle drives the electric motor using the electric power stored in the secondary battery to increase the torque of the drive shaft. .
【請求項18】 請求項14記載の車輌であって、 少なくとも電力を充電可能な二次電池を備え、 前記運転状態検出手段により検出された車輌の負荷と、
前記原動機の出力とを比較し、該車輌の負荷の方が小さ
い場合には、前記電動機から電力を回生し、該二次電池
に蓄える車輌。
18. The vehicle according to claim 14, further comprising: a secondary battery capable of charging at least electric power; and a load on the vehicle detected by the driving state detection unit.
A vehicle that compares the output of the prime mover and, when the load of the vehicle is smaller, regenerates electric power from the electric motor and stores the electric power in the secondary battery.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005519571A (en) * 2002-03-01 2005-06-30 ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー Electromechanical transducer
JP2010057271A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Denso Corp Double rotor motor
JP2011507483A (en) * 2007-12-18 2011-03-03 ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー Electromechanical transducer operating method, controller, and computer program
US8143824B2 (en) 2008-06-05 2012-03-27 Mitsubishi Electric Corporation Regenerating braking system including synchronous motor with field excitation and control method thereof

Cited By (6)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2005519571A (en) * 2002-03-01 2005-06-30 ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー Electromechanical transducer
JP2010017074A (en) * 2002-03-01 2010-01-21 Nederlandse Organisatie Voor Toegepastnatuurwetenschappelijk Onderzoek Tno Electromechanical converter
JP4722397B2 (en) * 2002-03-01 2011-07-13 ネイダーランゼ、オルガニザティー、ボー、トゥーゲパストナトゥールウェテンシャッペルーク、オンダーツォーク、ティーエヌオー Electromechanical transducer
JP2011507483A (en) * 2007-12-18 2011-03-03 ネーデルランツ オルガニサティー フォール トゥーゲパストナトゥールヴェテンシャッペリーク オンデルズーク テーエンオー Electromechanical transducer operating method, controller, and computer program
US8143824B2 (en) 2008-06-05 2012-03-27 Mitsubishi Electric Corporation Regenerating braking system including synchronous motor with field excitation and control method thereof
JP2010057271A (en) * 2008-08-28 2010-03-11 Denso Corp Double rotor motor

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