传动装置的制造方法_3

文档序号:8491085阅读:来源:国知局
器等起步装置。
[0052] 并且,在转子绕组30产生的交流电经由滑环95以及电刷96被导出。被导出的交 流电由变换器41转换为直流。而且,根据变换器40的开关动作,来自变换器41的直流电 由变换器40转换为交流后供给到定子绕组20,从而使交流电流在定子绕组20中流动并在 定子16形成旋转磁场。借助该定子16的旋转磁场与第二输出侧转子19的永磁铁32的磁 场磁通之间的电磁相互作用,可以使与发动机旋转时的旋转方向相同方向的转矩从定子16 作用于第二输出侧转子19,如图2的箭头b所示,第二输出侧转子19的动力向驱动轴37传 递。由此,可以实现使驱动轴37的正转方向的转矩放大的转矩放大功能。另一方面,也可 以将从转子绕组30经由滑环95以及电刷96被导出并由变换器41转换成了直流的电力回 收到蓄电装置42中。在该情况下,发动机36的动力相比驱动轴37(车轮38)的动力增大, 尤其是在驱动轴37所要求的转矩小的轻负荷行驶时,可以在发动机36的热效率增高的动 作点进行发动机36的运转。
[0053] 另外,控制变换器40的开关动作以便从蓄电装置42向定子绕组20供给电力,从 而可以使用发动机36的动力驱动车轮38沿正转方向旋转,并且,利用使用向定子绕组20 供给的电力而产生的第二输出侧转子19的动力对车轮38的正转方向的旋转驱动进行辅 助。在该情况下,发动机36的动力相比驱动轴37 (车轮38)的动力减小,尤其是在驱动轴 37所要求的转矩大的高负荷行驶时,可以在发动机36的热效率增高的动作点进行发动机 36的运转。
[0054] 当在输入侧转子28与第一输出侧转子18之间产生转矩并将发动机36的动力向 驱动轴37传递的情况下,在输入侧转子28的旋转速度比第一输出侧转子18的旋转速度高 时,进行第一旋转电机10的发电运转以便从转子绕组30进行电力回收。另一方面,在第一 输出侧转子18的旋转速度比输入侧转子28的旋转速度高时,为了从输入侧转子28使转矩 作用于第一输出侧转子18,需要向转子绕组30供给电力来进行第一旋转电机10的动力运 转。此时,若想要利用由第二旋转电机11的发电运转得到的定子绕组20的发电电力来提 供向转子绕组30供给的电力,则产生所谓动力循环而使得动力传递效率降低,在上述动力 循环中,将用于对驱动轴37进行驱动的第二输出侧转子19的一部分动力转换为定子绕组 20的发电电力,并将定子绕组20的发电电力向转子绕组30供给以使第一输出侧转子18产 生动力,从而对驱动轴37进行驱动。相比之下,在图1所示的结构例中,传动机构56是增 速机构,在驱动轴37旋转时第一输出侧转子18的旋转速度相比第二输出侧转子19的旋转 速度降低。因此,输入侧转子28 (发动机36)的旋转速度相比第一输出侧转子18的旋转速 度增高、即可以使进行第一旋转电机10的发电运转的车速的范围(驱动轴37的旋转速度 的范围)进一步向高车速区域侧扩展。其结果是,可以使不产生动力循环的车速的范围进 一步向高车速区域侧扩展,可以提高动力传递效率。例如,在第一输出侧转子18的旋转速 度与第二输出侧转子19的旋转速度相等的条件下,进行第一旋转电机10的发电运转的车 速的范围被限定于图3的箭头A所示的范围,相比之下,在第一输出侧转子18的旋转速度 为第二输出侧转子19的旋转速度的一半(传动机构56的速度比为2)的条件下,可以使进 行第一旋转电机10的发电运转的车速的范围扩展至图4的箭头B所示的范围。
[0055] 另外,通过将传动机构56设为增速机构,可以降低第一旋转电机10的最高输出。 第一旋转电机10的最高输出大致由最大转矩和维持最大转矩的旋转速度之积确定。第一 旋转电机10的最大转矩由发动机36的最大转矩确定,第一旋转电机10的最高旋转速度 (绝对值)可以根据传动机构56的速度比而改变。越增大传动机构56的速度比,可以越发 减小第一旋转电机10的最高旋转速度,可以越发减小第一旋转电机10的最高输出。
[0056] 另外,在本实施方式中,也可以进行在使发动机36的运转停止了的状态下使用蓄 电装置42的电力对驱动轴37 (车轮38)进行驱动的EV (Electric Vehicle)行驶。例如, 如图5的箭头c所示,电子控制单元50控制变换器40的开关动作以便将来自蓄电装置42 的直流电转换为交流并向定子绕组20供给,从而可以利用定子绕组20的交流电流使转矩 Tmg从定子16作用于第二输出侧转子19来对驱动轴37进行驱动。由此,可以进行EV行驶。 以下,将利用定子绕组20的交流电流使转矩Tmg作用于定子16与第二输出侧转子19之间 来对驱动轴37进行驱动的EV行驶模式设为PM电机驱动模式。在PM电机驱动模式中,控 制变换器40的开关动作以便从定子绕组20进行电力回收,从而也可以进行使减速方向的 转矩Tmg从定子16作用于第二输出侧转子19以使驱动轴37 (车轮38)减速的再生行驶。
[0057] 另外,电子控制单元50在通过制动器47的卡合而限制了发动机36以及输入侧转 子28的旋转的状态下,控制变换器41的开关动作以便如图6的箭头d所示将来自蓄电装 置42的直流电转换为交流并向转子绕组30供给,从而也可以利用转子绕组30的交流电流 使转矩Tcoup从输入侧转子28作用于第一输出侧转子18来对驱动轴37进行驱动。由此, 也可以进行EV行驶。以下,将利用转子绕组30的交流电流使转矩Tcoup作用于输入侧转 子28与第一输出侧转子18之间来对驱动轴37进行驱动的EV行驶模式设为电磁耦合驱动 模式。在电磁耦合驱动模式中,控制变换器41的开关动作以便从转子绕组30进行电力回 收,从而也可以进行使减速方向的转矩Tcoup从输入侧转子28作用于第一输出侧转子18 以使驱动轴37减速的再生行驶。
[0058] 另外,电子控制单元50在通过制动器47的卡合而限制了发动机36以及输入侧转 子28的旋转的状态下,控制变换器40、41的开关动作,以便如图7的箭头c、d所示将来自 蓄电装置42的直流电转换为交流并向定子绕组20以及转子绕组30供给,从而也可以利用 定子绕组20的交流电流使转矩Tmg从定子16作用于第二输出侧转子19并且利用转子绕 组30的交流电流使转矩Tcoup从输入侧转子28作用于第一输出侧转子18来对驱动轴37 进行驱动。由此,也可以进行EV行驶。以下,将利用定子绕组20的交流电流使转矩Tmg作 用于定子16与第二输出侧转子19之间并且利用转子绕组30的交流电流使转矩Tcoup作 用于输入侧转子28与第一输出侧转子18之间来对驱动轴37进行驱动的EV行驶模式设为 PM电机+电磁耦合驱动模式。在PM电机+电磁耦合驱动模式中,控制变换器40、41的开 关动作以便从定子绕组20以及转子绕组30进行电力回收,从而也可以进行使减速方向的 转矩Tmg从定子16作用于第二输出侧转子19并且使减速方向的转矩Tcoup从输入侧转子 28作用于第一输出侧转子18以使驱动轴37减速的再生行驶。
[0059] 在本实施方式中,在进行在使发动机36的运转停止了的状态下对驱动轴37进行 驱动的EV行驶的情况下,选择性地切换PM电机驱动模式、电磁耦合驱动模式、以及PM电机 +电磁耦合驱动模式中的任意两种以上的驱动模式并执行。例如,在驱动轴37 (车轮38)所 要求的转矩为设定转矩Trql以下时,执行PM电机驱动模式,利用从定子16作用于第二输 出侧转子19的转矩Tmg,提供驱动轴37的要求转矩,在驱动轴37所要求的转矩比设定转 矩Trql大时,执行PM电机+电磁親合驱动模式,利用从定子16作用于第二输出侧转子19 的转矩Tmg、以及从输入侧转子28作用于第一输出侧转子18的转矩Tcoup,提供驱动轴37 的要求转矩。由此,可以使EV行驶时的驱动轴37的最大驱动转矩增加。并且,也可以使再 生行驶时的驱动轴37的最大再生转矩增加。另外,能够降低第二旋转电机11的最高输出 以及变换器40的电容,能够降低第二旋转电机11以及变换器40的成本。另外,在驱动轴 37的要求转矩为设定转矩Trql以下时,选择PM电机驱动模式,相对于由转子绕组30的交 流电流产生的输入侧转子28与第一输出侧转子18之间的转矩Tcoup,使由定子绕组20的 交流电流产生的定子16与第二输出侧转子19之间的转矩Tmg优先作用,从而可以减少向 滑环95以及电刷96通电的频度,可以防止滑环95的局部过热。并且,在PM电机+电磁耦 合驱动模式中,相对于输入侧转子28与第一输出侧转子18之间的转矩Tcoup,使定子16与 第二输出侧转子19之间的转矩Tmg优先来增加转矩分配,从而也可以防止滑环95的局部 过热。但是,也可以在驱动轴37所要求的转矩为设定转矩Trql以下时,执行电磁耦合驱动 模式,在驱动轴37所要求的转矩比设定转矩Trql大时,执行PM电机+电磁耦合驱动模式。 另外,在电磁耦合驱动模式以及PM电机+电磁耦合驱动模式中,由于发动机36不会与第一 输出侧转子18的驱动连动地跟着转动,因此,不会产生由发动机36的摩擦带来的损失。
[0060] 另外,在执行PM电机驱动模式时,在第二旋转电机11的温度(例如定子绕组20的 温度)超过设定温度τ si的情况下,也可以切换到电磁耦合驱动模式。另一方面,在执行电 磁耦合驱动模式时,在第一旋转电机10的温度(例如转子绕组30的温度)超过设定温度 Tsl的情况下,也可以切换到PM电机驱动模式。由此,可以在防止第二旋转电机11 (例如定 子绕组20)以及第一旋转电机10(例如转子绕组30)的过热的同时进行EV行驶。另外,在 执行PM电机驱动模式时,在变换器40的温度(例如开关元件的温度)超过设定温度τ S2 的情况下,也可以切换到电磁耦合驱动模式,在执行电磁耦合驱动模式时,在变换器41的 温度(例如开关元件的温度)超过设定温度ts2的情况下,也可以切换到PM电机驱动模 式。由此,可以在防止变换器40、41的过热的同时进行EV行驶。另外,在PM电机驱动模式 连续地执行了设定时间tsl的情况下,也可以切换到电
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