传动装置的制造方法_2

文档序号:8491085阅读:来源:国知局
向与 输入侧转子28隔着规定的空隙相向且相对于输入侧转子2能够相对旋转的第一输出侧转 子18。在图1所示的例子中,输入侧转子28在比第一输出侧转子18更靠径向内侧的位置与 第一输出侧转子18相向配置。输入侧转子28包括:转子铁芯52、以及在转子铁芯52上沿 其周向配设的多相(例如3相)转子绕组30。通过使多相(例如3相)交流电流在多相转 子绕组30中流动,转子绕组30能够产生沿转子周向旋转的旋转磁场。第一输出侧转子18 包括:转子铁芯53、以及在转子铁芯53上沿其周向配设且产生磁场磁通(field magnetic flux)的多个永磁铁33。多个永磁铁33与输入侧转子28 (转子铁芯52)相向地配设在转 子铁芯53的内周部。
[0042] 第二旋转电机11具有:固定于未图示的定子外壳的定子16、以及在与旋转轴正交 的径向与定子16隔着规定的空隙相向且相对于定子16能够相对旋转的第二输出侧转子 19。在图1所示的例子中,第二输出侧转子19在比定子16更靠径向内侧的位置与定子16 相向配置。定子16包括:定子铁芯51、以及在定子铁芯51上沿其周向配设的多相(例如 3相)定子绕组20。通过使多相(例如3相)交流电流在多相定子绕组20中流动,定子绕 组20能够产生沿定子周向旋转的旋转磁场。第二输出侧转子19包括:转子铁芯54、以及 在转子铁芯54上沿其周向配设且产生磁场磁通的多个永磁铁32。多个永磁铁32与定子 16 (定子铁芯51)相向地配设在转子铁芯54的外周部。
[0043] 作为直流电源而设置的能够充电放电的蓄电装置42例如能够由二次电池构成, 可以蓄积电能。作为在蓄电装置42与定子绕组20之间进行电力转换的第一电力转换装置 而设置的变换器40,可以利用具有开关元件和与开关元件反向并联的二极管(整流元件) 的公知结构来实现,能够根据开关元件的开关动作将来自蓄电装置42的直流电转换为交 流(例如3相交流)并供给到定子绕组20的各相。并且,变换器40也能够进行将在定子 绕组20的各相中流动的交流电流转换为直流并将电能回收到蓄电装置42中这种方向的电 力转换。这样,变换器40能够在蓄电装置42与定子绕组20之间进行双向的电力转换。
[0044] 滑环95以机械方式与输入侧转子28连结,并且与转子绕组30的各相电连接。旋 转被固定了的电刷96被压在滑环95上与其电接触。滑环95相对于电刷96滑动的同时 (维持与电刷96的电接触的同时)与输入侧转子28 -同旋转。电刷96与变换器41电连 接。在电刷96上附设有用于检测电刷96的温度的温度传感器97。作为在蓄电装置42以 及变换器40中的任一方与转子绕组30之间进行电力转换的第二电力转换装置而设置的变 换器41,可以利用具有开关元件和与开关元件反向并联的二极管(整流元件)的公知结构 来实现,能够根据开关元件的开关动作将来自蓄电装置42的直流电转换为交流(例如3相 交流)并经由电刷96以及滑环95供给到转子绕组30的各相。并且,变换器41也能够进行 将在转子绕组30的各相中流动的交流电流转换为直流这种方向的电力转换。此时,转子绕 组30的交流电由滑环95以及电刷96导出,该导出的交流电由变换器41转换为直流。由 变换器41转换成了直流的电力由变换器40转换为交流后能够向定子绕组20的各相供给。 即,变换器40能够将来自变换器41的直流电和来自蓄电装置42的直流电中的任一方(至 少一方)转换为交流并向定子绕组20的各相供给。另外,也能够将由变换器41转换成了 直流的电力回收到蓄电装置42中。这样,变换器41能够在蓄电装置42以及变换器40中 的任一方与转子绕组30之间进行双向的电力转换。
[0045] 第一旋转电机10的输入侧转子28以及滑环95以机械方式与发动机36连结,由 此,来自发动机36的动力被传递到输入侧转子28。而且,第二旋转电机11的第二输出侧转 子19以机械方式与驱动轴37连结,由此,来自第二输出侧转子19的动力被传递到驱动轴 37 (车轮38)。并且,第一旋转电机10的第一输出侧转子18经由传动机构56以机械方式与 第二旋转电机11的第二输出侧转子19以及驱动轴37连结,由此,来自第一输出侧转子18 的动力经由传动机构56被传递到驱动轴37,第二输出侧转子19与第一输出侧转子18的旋 转连动地旋转。在图1所示的例子中,传动机构56是具有相互啮合的传动齿轮56a、56b的 齿轮传动机构,传动齿轮56a以机械方式与第一旋转电机10的第一输出侧转子18连结,传 动齿轮56b以机械方式与第二旋转电机11的第二输出侧转子19以及驱动轴37连结。传 动齿轮56a的直径(节圆直径)比传动齿轮56b的直径(节圆直径)大,在驱动轴37 (车 轮38)旋转时,来自第一输出侧转子18的动力由传动机构56增速后向驱动轴37传递,第 二输出侧转子19的旋转速度相比第一输出侧转子18的旋转速度增高。制动器47能够根 据其卡合/释放来选择性地进行发动机36、输入侧转子28及滑环95的旋转的限制/解除。 通过使制动器47卡合,发动机36、输入侧转子28及滑环95被固定于旋转被固定了的外壳, 发动机36、输入侧转子28及滑环95的旋转被限制。另一方面,通过释放制动器47,允许发 动机36、输入侧转子28及滑环95旋转。
[0046] 电子控制单元50通过控制变换器40的开关元件的开关动作来控制变换器40中 的电力转换,从而控制在定子绕组20的各相中流动的交流电流。而且,电子控制单元50通 过控制变换器41的开关元件的开关动作来控制变换器41中的电力转换,从而控制在转子 绕组30的各相中流动的交流电流。并且,电子控制单元50也进行切换制动器47的卡合/ 释放的控制、以及发动机36的运转状态的控制。
[0047] 根据变换器40的开关动作使多相(例如3相)交流电流在多相定子绕组20中流 动,由此,定子绕组20产生沿定子周向旋转的旋转磁场。而且,借助由定子绕组20产生的 旋转磁场与由永磁铁32产生的磁场磁通的电磁相互作用(吸引以及排斥作用),可以使转 矩(磁铁转矩)作用于第二输出侧转子19,从而可以驱动第二输出侧转子19旋转。即,可 以将从蓄电装置42经由变换器40供给到定子绕组20的电力转换为第二输出侧转子19的 动力(机械动力),从而可以使第二旋转电机11 (定子16以及第二输出侧转子19)作为同 步电动机(PM电机部)发挥作用。并且,也可以将第二输出侧转子19的动力转换为定子绕 组20的电力并经由变换器40回收到蓄电装置42中。这样,定子16的定子绕组20与第二 输出侧转子19的永磁铁32电磁结合,从而可以使由定子绕组20产生的旋转磁场作用于第 二输出侧转子19而使转矩(磁铁转矩)作用于定子16与第二输出侧转子19之间。电子 控制单元50根据变换器40的开关动作来控制例如在定子绕组20中流动的交流电流的振 幅、相位角,从而可以控制作用于定子16与第二输出侧转子19之间的转矩(PM电机转矩)。
[0048] 另外,伴随着输入侧转子28相对于第一输出侧转子18相对旋转而在输入侧转子 28 (转子绕组30)与第一输出侧转子18 (永磁铁33)之间产生旋转差,在转子绕组30中产 生感应电动势,因该感应电动势而使感应电流(交流电流)在转子绕组30中流动,从而产 生旋转磁场。而且,借助利用转子绕组30的感应电流产生的旋转磁场与永磁铁33的磁场 磁通的电磁相互作用,可以使转矩作用于第一输出侧转子18,从而可以驱动第一输出侧转 子18旋转。这样,输入侧转子28的转子绕组30与第一输出侧转子18的永磁铁33电磁结 合,从而使由转子绕组30产生的旋转磁场作用于第一输出侧转子18,与此相应地,转矩(磁 铁转矩)作用于输入侧转子28与第一输出侧转子18之间。因此,可以在输入侧转子28与 第一输出侧转子18之间传递动力(机械动力),可以使第一旋转电机10 (输入侧转子28以 及第一输出侧转子18)作为感应电磁耦合部发挥作用。
[0049] 在利用转子绕组30的感应电流在输入侧转子28与第一输出侧转子18之间产生 转矩(电磁耦合转矩)时,电子控制单元50进行变换器41的开关动作,以便允许感应电流 在转子绕组30中流动。此时,电子控制单元50根据变换器41的开关动作来控制在转子绕 组30中流动的交流电流,从而可以控制作用于输入侧转子28与第一输出侧转子18之间的 电磁耦合转矩。另一方面,电子控制单元50将变换器41的开关元件维持在断开状态而使 开关动作停止,从而使感应电流不再在转子绕组30中流动,转矩不再作用于输入侧转子28 与第一输出侧转子18之间。
[0050] 接着,对本实施方式的混合动力驱动装置的动作进行说明。
[0051] 当在制动器47被释放的状态下发动机36产生动力的情况下,发动机36的动力被 传递到输入侧转子28,输入侧转子28沿发动机旋转方向旋转驱动。在输入侧转子28的旋 转速度相比第一输出侧转子18的旋转速度增高时,在转子绕组30产生感应电动势。电子 控制单元50进行变换器41的开关动作,以便允许感应电流在转子绕组30中流动。由此, 借助转子绕组30的感应电流和永磁铁33的磁场磁通的电磁相互作用,发动机旋转方向的 电磁耦合转矩从输入侧转子28作用于第一输出侧转子18而使第一输出侧转子18沿发动 机旋转方向旋转驱动。这样,被传递到了输入侧转子28的来自发动机36的动力,通过输入 侦梓专子28的转子绕组30与第一输出侧转子18的永磁铁33的电磁结合,向第一输出侧转 子18传递。被传递到了第一输出侧转子18的动力如图2的箭头a所示,由传动机构56增 速后向驱动轴37 (车轮38)传递,从而用于车辆的前进驱动等负荷的正转驱动。因此,可以 使用发动机36的动力沿正转方向驱动车轮38旋转,从而可以向前进方向驱动车辆。并且, 由于能够允许输入侧转子28与第一输出侧转子18的旋转差,因此,即便车轮38的旋转停 止,发动机36也不会失速。因此,可以使第一旋转电机10作为起步装置发挥作用,不需要 另行设置摩擦离合器、变矩
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