專利名稱：電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及串聯(lián)配置發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變換器和電動(dòng)機(jī)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以 及所述電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中同時(shí)使用電容的串聯(lián)型混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。
背景技術(shù)：
以往，已知電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，該電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)利用連接發(fā)動(dòng)機(jī)的發(fā)電機(jī) 的電力，通過變換器和逆變器等電力變換器驅(qū)動(dòng)電動(dòng)機(jī)，從而得到車輛的動(dòng)力。 作為這種電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的一個(gè)例子，有發(fā)電機(jī)至電動(dòng)機(jī)的能量流串聯(lián)的串聯(lián) 型組成，還知道在發(fā)電機(jī)與電動(dòng)機(jī)之間設(shè)置電容的串聯(lián)型混合電汽車驅(qū)動(dòng)系 統(tǒng)。例如，專利文獻(xiàn)1主要揭示混合型電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中在變換器、逆變器發(fā) 生故障時(shí)的系統(tǒng)組成。即，使交流發(fā)電機(jī)的極數(shù)少于交流電動(dòng)機(jī)的極數(shù)，并且 在變換器、逆變器發(fā)生故障時(shí)將它們從交流發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)斷開，把交流 發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)直接連接，利用交流發(fā)電機(jī)供給的交流電直接驅(qū)動(dòng)交流電 動(dòng)機(jī)。這樣，專利文獻(xiàn)1中，設(shè)置將設(shè)置在交流發(fā)電機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)之間的變 換器和逆變器旁路的電路，其目的在于電力變換器發(fā)生故障時(shí)也確保驅(qū)動(dòng)力， 從而提高工作可靠性。專利文獻(xiàn)l:日本國特開平11 — 341607號(hào)公報(bào)然而，配備將電力變換器旁路從而能將交流發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)直接連接 的電路的上述已有電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，以提高故障時(shí)的工作可靠性為目的，有在 用于各種目的包括非故障時(shí)的移動(dòng)體中應(yīng)用時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)的運(yùn)轉(zhuǎn)需要轉(zhuǎn)速范圍 大，存在發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料費(fèi)和排放氣體惡化，從而不能提高系統(tǒng)效率的問題。因 此，利用上述旁路電路的組成，限于發(fā)生故障時(shí)使用。而且，為了將上述已有電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)也用于發(fā)生故障時(shí)以外的巡航運(yùn)轉(zhuǎn)
時(shí)，在結(jié)合用于各種目的的移動(dòng)體的巡航速度生產(chǎn)車輛的情況下，存在必須增 加多種電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)門類的問題。本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于得到一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和混合 驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其中除確保電力變換器發(fā)生故障時(shí)的驅(qū)動(dòng)力外，還能對(duì)故障時(shí)以外 的使用使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料費(fèi)和排放氣體良好，而且減少生產(chǎn)符合其巡航速度的移 動(dòng)體時(shí)的發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的門類數(shù)。發(fā)明內(nèi)容為了解決上述課題并達(dá)到目的，本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體， 其中配備發(fā)動(dòng)機(jī)；連接此發(fā)動(dòng)機(jī)并產(chǎn)生交流電的交流發(fā)電機(jī)；將此交流發(fā)電 機(jī)供給的交流電變換成直流電的交流一直流變換器；將此交流一直流變換器輸 出的直流電變換成交流電的直流一交流變換器；由此直流一交流變換器輸出的 交流電驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)；以將所述交流一直流變換器和所述直流一交流變換 器旁路的方式，把所述交流發(fā)電機(jī)和所述交流電動(dòng)機(jī)直接連接的旁路部；可將 所述交流發(fā)電機(jī)至所述交流電動(dòng)機(jī)的電路徑，切換到經(jīng)過所述旁路部或所述交 流一直流變換器和所述直流一交流變換器的路徑的旁路切換部；可作所述交流 發(fā)電機(jī)的極數(shù)切換的發(fā)電機(jī)極數(shù)切換部；可作所述交流電動(dòng)機(jī)的極數(shù)切換的電 動(dòng)機(jī)極數(shù)切換部；判斷所述移動(dòng)體是否用預(yù)先設(shè)定的巡航速度運(yùn)轉(zhuǎn)的巡航速度 判斷部；以及控制部，該控制部在所述巡航速度判斷部判斷為所述移動(dòng)體達(dá)到 所述巡航速度時(shí)，使所述旁路切換部進(jìn)行切換，從而通過所述旁路部將所述交 流發(fā)電機(jī)與所述交流電動(dòng)機(jī)連接，并切換所述交流發(fā)電機(jī)極數(shù)和所述交流電動(dòng) 機(jī)的極數(shù)的至少一方，而且將所述交流發(fā)電機(jī)的頻率和所述交流電動(dòng)機(jī)的頻率 設(shè)定為適應(yīng)所述巡航速度的值。根據(jù)本發(fā)明，由巡航速度判斷部判斷為移動(dòng)體達(dá)到巡航速度時(shí)，通過旁路 部將交流發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)直接連接，并切換交流發(fā)電機(jī)和交流電動(dòng)機(jī)的極 數(shù)，按照巡航速度設(shè)定交流發(fā)電機(jī)的頻率和交流電動(dòng)機(jī)的頻率且進(jìn)行驅(qū)動(dòng)，因 此取得即使巡航運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)也能使燃料費(fèi)和排放氣體得到改善的效果。而且，巡航運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，按照根據(jù)移動(dòng)體的目的設(shè)定的巡航速度設(shè)定交流發(fā)電
機(jī)的頻率和交流電動(dòng)機(jī)的頻率，因此制造時(shí)能減少發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的門類數(shù)， 取得容易生產(chǎn)的效果。


圖1是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式1的組成的框圖。圖2是示出一般發(fā)電機(jī)特性、實(shí)施方式1中的加減速模式的轉(zhuǎn)速設(shè)定值和 巡航速度模式的轉(zhuǎn)速設(shè)定范圍的圖。圖3的(a)是示出一例極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈結(jié)構(gòu)以及極數(shù)切 換例的圖，(b)是示出另一例極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈結(jié)構(gòu)以及極數(shù) 切換例的圖，(c)是示出又一例極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈結(jié)構(gòu)以及極 數(shù)切換例的圖。 .圖4是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式2的組成的框圖。 圖5是示出實(shí)施方式3的巡航速度判斷部的組成的圖。 圖6是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式4的組成的框圖。 圖7是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式5的組成的框圖。 圖8是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式6的組成的框圖。 圖9是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式7的組成的框圖。 標(biāo)號(hào)說明l是發(fā)動(dòng)機(jī)，2是發(fā)電機(jī)，3是交流一直流變換器，4是電容，5是直流一交 流變換器，6是感應(yīng)電動(dòng)機(jī)，7是傳動(dòng)裝置，8是驅(qū)動(dòng)軸，9是差動(dòng)齒輪，10是 車輪，11、23是運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)，12是主控制器(巡航速度判斷部)，13是發(fā)動(dòng)機(jī)控制模 件，14、 15是變換器控制電路，16是發(fā)動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)，n是電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)， 18是旁路部，19、 20是發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)，21、 22是電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)， 24是ETC， 25是導(dǎo)航系統(tǒng)，26是運(yùn)行管理系統(tǒng)，27是發(fā)電機(jī)極數(shù)切換信號(hào)， 28是電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換信號(hào)。
具體實(shí)施方式
根據(jù)附圖詳細(xì)說明本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式。再者此實(shí)施方式并非限
定本發(fā)明。實(shí)施方式1圖1是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式1的組成的框圖；圖2是示出一般 發(fā)電機(jī)特性、實(shí)施方式1中的加減速模式的轉(zhuǎn)速設(shè)定值和巡航速度模式的轉(zhuǎn)速 設(shè)定范圍的圖；圖3的(a) (c)分別是示出極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的線圈 結(jié)構(gòu)例以及極數(shù)切換例的圖。如圖1所示，本實(shí)施方式的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體，其中配備發(fā) 動(dòng)機(jī)l;連接發(fā)動(dòng)機(jī)1并產(chǎn)生交流電的交流發(fā)電機(jī)2;將交流發(fā)電機(jī)2供給的 交流電變換成直流電的交流一直流變換器3;儲(chǔ)蓄交流一直流變換器3輸出的 直流電的電容4;將交流一直流變換器3輸出的直流電變換成交流電的直流一交流變換器5;以及由直流一交流變換器5輸出的交流電驅(qū)動(dòng)的感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6。 這樣，本實(shí)施方式中，將發(fā)動(dòng)機(jī)l、發(fā)電機(jī)2、交流一直流變換器3、直流一交 流變換器5、以及感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6串聯(lián)，構(gòu)成串聯(lián)型的組成，并構(gòu)成在交流一直 流變換器3與直流一交流變換器5之間設(shè)置電容4的串聯(lián)混合型，但本發(fā)明對(duì) 不設(shè)電容4的組成也同樣可用。又，本實(shí)施方式使用例如感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6，但不 限于此，也能使用其它類型的電動(dòng)機(jī)。本實(shí)施方式還配備切換感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的轉(zhuǎn)速和轉(zhuǎn)矩的傳動(dòng)裝置7、驅(qū)動(dòng)軸8、 差動(dòng)齒輪9、以及設(shè)置在連接差動(dòng)齒輪9的車軸的兩端的車輪10，表示例如汽 車、公共汽車、卡車等的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)。本實(shí)施方式還配備可切換發(fā)電機(jī)2的極數(shù)的發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19和20、 以及可切換感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的極數(shù)的電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)21和22，發(fā)電機(jī)2作 為極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)起作用，感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6作為極數(shù)可切換的電動(dòng)機(jī)起作用。 發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19以對(duì)應(yīng)于U、 V、 W這三相配備3個(gè)轉(zhuǎn)換器的方式加以 構(gòu)成，發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)20以對(duì)應(yīng)于U、 V、 W這三相配備3個(gè)開關(guān)的方式 加以構(gòu)成。電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)21以對(duì)應(yīng)于U、 V、 W這三相配備3個(gè)轉(zhuǎn)換器 的方式加以構(gòu)成，電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)22以對(duì)應(yīng)于U、 V、 W這三相配備3個(gè) 開關(guān)的方式加以構(gòu)成。圖3的(a)是示出一例極數(shù)可切換的發(fā)電機(jī)2或感應(yīng)電動(dòng) 機(jī)6的線圈結(jié)構(gòu)和極數(shù)切換例的圖，以對(duì)比左側(cè)所示低速時(shí)的結(jié)構(gòu)和右側(cè)所示 高速時(shí)的結(jié)構(gòu)的方式示出。如圖3的(a)所示，通過切換2個(gè)極數(shù)切換開關(guān)，使 低速時(shí)和高速時(shí)的結(jié)構(gòu)不同，低速時(shí)加大極數(shù)，而高速時(shí)減少極數(shù)。圖3的(b)、 圖3的(c)分別是示出與圖3的(a)不同的極數(shù)可切換發(fā)電機(jī)2或感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的 線圈結(jié)構(gòu)和極數(shù)切換例的圖，與(a)同樣，也在左側(cè)示出低速時(shí)的結(jié)構(gòu)，在右側(cè) 示出高速時(shí)的結(jié)構(gòu)。本實(shí)施方式還配備將交流一直流變換器3、電容4和直流一交流變換器5旁 路并將發(fā)電機(jī)2與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6直接連接的例如作為連接線的旁路部18、以及 可將發(fā)電機(jī)2至感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的電路徑切換到包含交流一直流變換器3、電容 4和直流一交流變換器5的電路或旁路部18的2個(gè)切換開關(guān)、即發(fā)電機(jī)旁路開 關(guān)16和電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)17。發(fā)電機(jī)旁路開關(guān)16是設(shè)置在發(fā)電機(jī)2與交流一直 流變換器3之間的切換開關(guān)，電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)17是設(shè)置在直流一交流變換器5 與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6之間的切換開關(guān)。而且，將發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19設(shè)置在發(fā) 電機(jī)2與發(fā)電機(jī)旁路開關(guān)16之間，將電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)21設(shè)置在電動(dòng)機(jī)旁 路開關(guān)H與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6之間。本實(shí)施方式還配備進(jìn)行發(fā)動(dòng)機(jī)1的控制的發(fā)動(dòng)機(jī)控制模件(ECM)13、進(jìn)行交 流一直流變換器3的控制的作為驅(qū)動(dòng)器的變換器控制電路14、進(jìn)行直流一交流 變換器5的控制的作為驅(qū)動(dòng)器的變換器控制電路15進(jìn)行包含發(fā)動(dòng)機(jī)控制模件 (ECM)13、變換器控制電路14、 15等的系統(tǒng)的控制的主控制器12、以及連接 主控制器12并配備各種傳感器從而可進(jìn)行系統(tǒng)總體控制的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)11。主控制器12具備作為巡航速度判斷部的功能，由此速度判斷部進(jìn)行是否用 巡航速度運(yùn)行的判斷。這里，巡航速度是指作為移動(dòng)體的狀態(tài)長時(shí)間且使用得 多的實(shí)質(zhì)上恒定的速度，是根據(jù)客戶要求的規(guī)格等并按照移動(dòng)體預(yù)先設(shè)定的。 例如移動(dòng)體是主要在高速公路上運(yùn)行的公共汽車的情況下，巡航速度是高速公 路的運(yùn)行時(shí)的典型速度。又，將發(fā)電機(jī)旁路開關(guān)16和電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)15分別 連接到主控制器12，由主控制器12控制它們的切換。再者，本實(shí)施方式中， 取為主控制器12具備作為巡航速度判斷部的功能，但也可取為使巡航速度判 斷部獨(dú)立的組成。運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)11中設(shè)置加速踏板傳感器、剎車傳感器、變速桿和速度傳感器等各
種傳感器、控制設(shè)備，將來自運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)11的控制指令、這些傳感器取得的信息 等輸入到主控制器12。接著，參照圖l和圖2說明本實(shí)施方式的動(dòng)作。首先，說明本移動(dòng)體加減速時(shí)的動(dòng)作。停止時(shí)，將發(fā)電機(jī)旁路開關(guān)16設(shè)定成把發(fā)電機(jī)2與交流一直流 變換器3連接，此外，將電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān)17設(shè)定成把直流一交流變換器5與 感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6連接。然后，根據(jù)來自運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)11的指令，從停止?fàn)顟B(tài)進(jìn)行加速 時(shí)，通過主控制器12、發(fā)動(dòng)機(jī)控制模件13驅(qū)動(dòng)發(fā)動(dòng)機(jī)1，由發(fā)動(dòng)機(jī)1驅(qū)動(dòng)發(fā) 電機(jī)2，使其產(chǎn)生交流電。將發(fā)電機(jī)2產(chǎn)生的交流電經(jīng)發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19、 發(fā)電機(jī)旁路開關(guān)16輸入到交流一直流變換器3，變換成直流電后加以輸出。從 交流一直流變換器3輸出的直流電能用于電容4的充電，將從交流一直流變換 器3輸出的直流電或從電容4放電的直流電輸入到直流一交流變換器5，變換 成交流電后加以輸出。將直流一交流變換器5輸出的交流電經(jīng)電動(dòng)機(jī)旁路開關(guān) 17、電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)21輸入到感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6，利用供給的交流電驅(qū)動(dòng)感應(yīng) 電動(dòng)機(jī)6，并產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩。該轉(zhuǎn)矩通過傳動(dòng)裝置7、驅(qū)動(dòng)軸8、差動(dòng)齒輪9，使車 輛10旋轉(zhuǎn)。圖2示出發(fā)動(dòng)機(jī)1的一般特性，將橫軸作為轉(zhuǎn)速(rpm:轉(zhuǎn)/秒)， 描繪馬力與轉(zhuǎn)矩曲線。移動(dòng)體加減速時(shí)，發(fā)動(dòng)機(jī)1利用圖2的發(fā)動(dòng)機(jī)特性進(jìn)行 運(yùn)轉(zhuǎn)，使轉(zhuǎn)速變化造成的損耗不發(fā)生。即，使發(fā)動(dòng)機(jī)l的轉(zhuǎn)速恒定，對(duì)燃料費(fèi)、 排放氣體等有利，所以如圖2的加減速模式A所示，以設(shè)定成恒定轉(zhuǎn)速的方式 驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體。3^時(shí)，交流一直流變換器3和直流一交流變換器5各自的變換效 率為95%左右，變換器系統(tǒng)總效率為90%左右。接著，說明本移動(dòng)體巡航運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)的動(dòng)作。主控制器12的巡航速度判斷部判 斷為本移動(dòng)體用巡航速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，切換發(fā)電機(jī)旁路切換開關(guān)16和電動(dòng)機(jī)旁路 切換開關(guān)17，使發(fā)電機(jī)2和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6通過旁路部18連接。進(jìn)而，按照巡 航速度設(shè)定發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19和20、電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān)21和22，設(shè) 定線圈、傳動(dòng)裝置7、差動(dòng)齒輪9，使發(fā)動(dòng)機(jī)1的轉(zhuǎn)速與巡航速度一致，形成 發(fā)電機(jī)頻率與電動(dòng)機(jī)頻率實(shí)質(zhì)上相等。S卩，發(fā)動(dòng)機(jī)1從圖2所示的加減速模式 A變成巡航速度模式B，并按照移動(dòng)體的速度控制發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速。再者，圖2中， 示出與巡航速度模式A對(duì)應(yīng)的轉(zhuǎn)速范圍根據(jù)運(yùn)行狀況按移動(dòng)體的巡航速度具有寬度。這樣，通過旁路部18將發(fā)電機(jī)2與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6直接連接，不進(jìn)行變換器的電變換，通過改變極數(shù)就將轉(zhuǎn)速設(shè)定成與滿足移動(dòng)體的目的的巡航速度 一致。再者，與已有技術(shù)相同，也在變換器發(fā)生故障時(shí)，可通過利用以旁路部18 為中介，將發(fā)電機(jī)2與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6直接連接的組成，得到驅(qū)動(dòng)力。根據(jù)本實(shí)施方式，能由發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19和20、電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換開關(guān) 21和22切換發(fā)電機(jī)極數(shù)和電動(dòng)機(jī)極數(shù)，并添加由巡航速度判斷部判斷移動(dòng)體 巡航速度的功能，從而在移動(dòng)體用巡航速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，以旁路部18為中介將發(fā) 電機(jī)2與感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6直接連接，用適應(yīng)巡航速度的發(fā)動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速進(jìn)行控制并驅(qū) 動(dòng)，所以無交流一直流變換器3和直流一交流變換器5中的損耗，使燃料費(fèi)、 排放氣體得到改善，能進(jìn)行效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。利用這種組成，串聯(lián)型混合系統(tǒng) 能改善比并聯(lián)型混合系統(tǒng)效率差的巡航速度上的燃料費(fèi)、排放氣體。又，變換器發(fā)生故障時(shí)以通過旁路部將交流發(fā)電機(jī)與交流電動(dòng)機(jī)直接連接 的方式進(jìn)行驅(qū)動(dòng)的已有電汽車驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)(例如參考專利文獻(xiàn)l)中，在以變換器發(fā) 生故障時(shí)以外也利用此組成為目的并結(jié)合用于各種目的的移動(dòng)體的巡航速度 生產(chǎn)車輛的情況下，必須增加多種電動(dòng)機(jī)和發(fā)電機(jī)門類。本實(shí)施方式中，可按照根據(jù)移動(dòng)體的目的決定的巡航速度切換交流電動(dòng)機(jī)的輸入頻率和交流發(fā)電 機(jī)的發(fā)電頻率，所以取得發(fā)電機(jī)、電動(dòng)機(jī)的門類少從而容易生產(chǎn)的效果。再者，本實(shí)施方式中以電力車輛為例作說明，但本發(fā)明不限于此，也能用 于其它移動(dòng)體。例如，取為將感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6或驅(qū)動(dòng)軸8連接到螺旋槳的組成， 則可用于船舶。此情況下，海洋上發(fā)生故障時(shí)，可通過旁路直連對(duì)付非常事態(tài)。實(shí)施方式2圖4是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式2的組成的框圖。如圖4所示，本 實(shí)施方式結(jié)構(gòu)上做成將實(shí)施方式1的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)11置換成運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)23， 并且運(yùn)轉(zhuǎn)臺(tái)23上設(shè)置的變速桿或巡航速度模式幵關(guān)通過本移動(dòng)體運(yùn)轉(zhuǎn)者手動(dòng)， 能指令巡航速度模式。本實(shí)施方式中，由本移動(dòng)體的運(yùn)轉(zhuǎn)者通過變速桿或巡航 速度模式開關(guān)指定巡航速度模式時(shí)，以實(shí)施方式1說明的巡航速度模式進(jìn)行運(yùn)
轉(zhuǎn)。S卩，本實(shí)施方式中，利用通過變速桿或巡航速度模式開關(guān)的手動(dòng)指令進(jìn)行 巡航速度判斷部的巡航速度判斷。再者，本實(shí)施方式的其它組成與實(shí)施方式1 的組成相同，所以圖4中，對(duì)同一組成單元標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。 這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于設(shè)置手動(dòng)指定巡航速度模式的功能，具有的 效果能在巡航速度模式自動(dòng)判斷困難的狀況下的移動(dòng)中，按照運(yùn)轉(zhuǎn)者的意志進(jìn) 行巡航速度模式的效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。實(shí)施方式3本實(shí)施方式在實(shí)施方式1的組成中，作為巡航速度判斷部，利用設(shè)置在運(yùn) 轉(zhuǎn)臺(tái)的速度傳感器檢測出的速度傳感器信號(hào)。圖5是示出本實(shí)施方式中主控制器12內(nèi)的對(duì)速度傳感器信號(hào)作出響應(yīng)的巡航速度判斷部的組成的圖。如圖5所示，示出的狀況把用"速度"表示的速度傳感器信號(hào)與作為相當(dāng)于預(yù)先設(shè)定的巡航速度上限值的信號(hào)的巡航速度上限50、和作為相當(dāng)于也同樣預(yù)先設(shè)定的 巡航速度下限值的信號(hào)的巡航速度下限51進(jìn)行比較，并判斷為檢測出的速度 處在巡航速度上限值與巡航速度下限值之間時(shí)，輸出巡航速度模式指令。圖5 中，將巡航速度上限50和速度傳感器信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器52，而將巡航速 度下限51和速度傳感器信號(hào)輸入到運(yùn)算放大器53，并通過AD變換器54、 55 將運(yùn)算放大器52、 53的輸出分別輸入到SR(置位一復(fù)位)型觸發(fā)器56，在檢測 出的速度處于巡航速度上限值與巡航速度下限值之間的情況下，輸出巡航速度 模式指令。這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于按照速度傳感器的檢測速度自動(dòng)判斷巡航速 度模式，具有即使運(yùn)轉(zhuǎn)者不作指示也可以的效果。實(shí)施方式4圖6是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式4的組成的框圖。如圖6所示，本 實(shí)施方式在實(shí)施方式1的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成中添加ETC (Electronic Toll Collection:自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng))車載設(shè)備24，利用高速公路或汽車專用道等的自動(dòng) 收費(fèi)系統(tǒng)判斷巡航速度。即，本移動(dòng)體為車輛且在高速公路或汽車專用道等上
行駛的情況下，利用車輛通過收費(fèi)關(guān)卡等時(shí)檢測出的信號(hào)判斷巡航速度模式 后，以實(shí)施方式1中說明的巡航速度模式運(yùn)轉(zhuǎn)。再者，例如利用設(shè)置在路側(cè)的
系統(tǒng)與ETC車載設(shè)備24的通信，在主控制器12取得巡航速度模式判斷信息。 移動(dòng)體的速度能例如從移動(dòng)體依次通過2個(gè)關(guān)卡時(shí)的時(shí)間差信息得到。設(shè)置在 路惻的系統(tǒng)設(shè)有速度傳感器的情況下，也可用該速度傳感器檢測出的速度信 息。本實(shí)施方式的其它組成與實(shí)施方式1的組成相同，所以圖6中對(duì)同一組成 單元標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于利用ETC24判斷巡航速度模式，因此對(duì)高速 公路或汽車專用道上使用得多的長途卡車或長途公共汽車，具有能可靠地進(jìn)行 巡航速度模式判斷的效果。
實(shí)施方式5
圖7是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式5的組成的框圖。如圖7所示，本 實(shí)施方式在實(shí)施方式1的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成中添加導(dǎo)航系統(tǒng)25，并且在本移動(dòng) 體是例如汽車的情況下，作為從導(dǎo)航系統(tǒng)25得到的運(yùn)行信息，利用汽車在高 速公路、汽車專用道或某程度目的處前無信號(hào)的公路上運(yùn)行的信息判斷巡航速
度模式，而且本移動(dòng)體是例如船舶的情況下，利用離開陸地的距離、其它航路 信息等判斷巡航速度模式，并以實(shí)施方式1中說明的巡航速度模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。 再者，本實(shí)施方式的其它組成與實(shí)施方式1的組成相同，所以圖7中對(duì)同一組 成單元標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于利用導(dǎo)航系統(tǒng)25的輸出判斷巡航速度模式， 具有的效果在移動(dòng)體是汽車時(shí)，不僅在高速公路、汽車專用道而且在信號(hào)少的 公路，都能進(jìn)行巡航速度模式的效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)，并且移動(dòng)體是船舶時(shí)，也能 進(jìn)行巡航速度模式的效率良好的運(yùn)轉(zhuǎn)。
實(shí)施方式6
圖8是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式6的組成的框圖。如圖8所示，本 實(shí)施方式在實(shí)施方式1的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)的組成中添加運(yùn)行管理系統(tǒng)26，并且本移
動(dòng)體是例如路線公共汽車或火車的情況下，從運(yùn)行管理系統(tǒng)26利用以恒定速 度連續(xù)行駛的區(qū)間信息判斷巡航速度模式，并以實(shí)施方式1中說明的巡航速度 模式進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。再者，本實(shí)施方式的其它組成與實(shí)施方式1的組成相同，所以
圖8中對(duì)同一組成單元標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
這樣，根據(jù)本實(shí)施方式，由于利用運(yùn)行管理系統(tǒng)26的輸出判斷巡航速度模 式，具有能在配備運(yùn)行管理系統(tǒng)的公共汽車路線、鐵道等中以巡航速度模式效 率良好地運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
實(shí)施方式7
圖9是示出本發(fā)明電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)實(shí)施方式7的組成的框圖。本實(shí)施方式中， 可設(shè)定多個(gè)巡航速度，如圖9所示，將發(fā)電機(jī)極數(shù)切換開關(guān)19和20、電動(dòng)機(jī) 極數(shù)切換開關(guān)21和22作為主控制器12可在運(yùn)轉(zhuǎn)中切換用的連接器，并利用 發(fā)電機(jī)極數(shù)切換指令信號(hào)27和電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換指令信號(hào)28進(jìn)行多個(gè)巡航速度 的切換。這樣，所取組成在運(yùn)轉(zhuǎn)中例如操作遙控操作開關(guān)，并根據(jù)來自主控制 器(巡航速度判斷部)12的指令，實(shí)施發(fā)電機(jī)2和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的極數(shù)切換。再 者，本實(shí)施方式的其它組成與實(shí)施方式1的組成相同，所以圖8中對(duì)同一組成 單元標(biāo)注同一標(biāo)號(hào)，省略其詳細(xì)說明。
本移動(dòng)體例如在市區(qū)和高速公路行駛的長途路線公共汽車等需要多種以恒 定速度行駛的模式的移動(dòng)體的情況下，巡航速度判斷部判斷多個(gè)巡航速度，市 區(qū)行駛中將巡航速度取為35公里/小時(shí)(km/h)、高速公路中將巡航速度取為 70公里/小時(shí)等，并且按照該速度切換發(fā)電機(jī)2和感應(yīng)電動(dòng)機(jī)6的極數(shù)，使 發(fā)電機(jī)頻率與電動(dòng)機(jī)頻率實(shí)質(zhì)上一致，適應(yīng)多種巡航速度模式。
根據(jù)本實(shí)施方式，具有多個(gè)恒定速度行駛模式的移動(dòng)體的情況下，運(yùn)轉(zhuǎn)中 可切換到滿足巡航速度的系統(tǒng)組成，所以具有能在各種速度中以巡航速度模式 效率良好地運(yùn)轉(zhuǎn)的效果。
工業(yè)上的實(shí)用性
綜上所述，本發(fā)明的電驅(qū)動(dòng)裝置能合適地用于電驅(qū)動(dòng)方式或串聯(lián)型混合方 式的公共汽車、卡車和船舶等。
權(quán)利要求
1、一種電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，用于驅(qū)動(dòng)移動(dòng)體，其特征在于，配備發(fā)動(dòng)機(jī)；連接此發(fā)動(dòng)機(jī)、并產(chǎn)生交流電的交流發(fā)電機(jī)；將此交流發(fā)電機(jī)供給的交流電變換成直流電的交流—直流變換器；將此交流—直流變換器輸出的直流電變換成交流電的直流—交流變換器；由此直流—交流變換器輸出的交流電驅(qū)動(dòng)的交流電動(dòng)機(jī)；以將所述交流—直流變換器和所述直流—交流變換器旁路的方式，把所述交流發(fā)電機(jī)和所述交流電動(dòng)機(jī)直接連接的旁路部；可將所述交流發(fā)電機(jī)至所述交流電動(dòng)機(jī)的電路徑，切換到經(jīng)過所述旁路部或所述交流—直流變換器和所述直流—交流變換器的路徑的旁路切換部；可作所述交流發(fā)電機(jī)的極數(shù)切換的發(fā)電機(jī)極數(shù)切換部；可作所述交流發(fā)電機(jī)的極數(shù)切換的電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換部；判斷所述移動(dòng)體是否用預(yù)先設(shè)定的巡航速度運(yùn)轉(zhuǎn)的巡航速度判斷部；以及控制部，該控制部在所述巡航速度判斷部判斷為所述移動(dòng)體達(dá)到所述巡航速度時(shí)，使所述旁路切換部進(jìn)行切換，從而通過所述旁路部將所述交流發(fā)電機(jī)與所述交流電動(dòng)機(jī)連接，并切換所述交流發(fā)電機(jī)極數(shù)和所述交流電動(dòng)機(jī)極數(shù)的至少一方，而且將所述交流發(fā)電機(jī)的頻率和所述交流電動(dòng)機(jī)的頻率設(shè)定為與所述巡航速度相適應(yīng)的值。
2、 如權(quán)利要求1中所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于，所述巡航速度判斷部根據(jù)通過所述移動(dòng)體中設(shè)置的變速桿或開關(guān)完成的所 述移動(dòng)體的運(yùn)轉(zhuǎn)者的手動(dòng)指令，判斷巡航速度。
3、 如權(quán)利要求1中所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述巡航速度判斷部根據(jù)所述移動(dòng)體中設(shè)置的速度傳感器檢測出的速度，判斷巡航速度。
4、 如權(quán)利要求1中所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述巡航速度判斷部利用自動(dòng)收費(fèi)系統(tǒng)，判斷巡航速度。
5、 如權(quán)利要求1中所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述巡航速度判斷部利用導(dǎo)航系統(tǒng)，判斷巡航速度。
6、 如權(quán)利要求1中所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述巡航速度判斷部利用運(yùn)行管理系統(tǒng)，判斷巡航速度。
7、 如權(quán)利要求1至6中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 所述巡航速度判斷部判定多個(gè)不同的巡航速度，按照判定的巡航速度將進(jìn)行所述交流發(fā)電機(jī)極數(shù)切換用的發(fā)電機(jī)極數(shù)切換指令信號(hào)發(fā)送到所述發(fā)電機(jī) 極數(shù)切換部，并將進(jìn)行所述交流電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換用的電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換指令信號(hào) 發(fā)送到所述電動(dòng)機(jī)極數(shù)切換部。
8、 一種混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)，其特征在于， 配備權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)和電容。
全文摘要
本發(fā)明的目的為在串聯(lián)配置發(fā)動(dòng)機(jī)、發(fā)電機(jī)、變換器、電動(dòng)機(jī)的電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)、以及所述電驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中同時(shí)使用電容的串聯(lián)型混合驅(qū)動(dòng)系統(tǒng)中，除確保變換器發(fā)生故障時(shí)的驅(qū)動(dòng)力外，還能對(duì)故障時(shí)以外的使用使發(fā)動(dòng)機(jī)的燃料費(fèi)和排放氣體良好，而且減少生產(chǎn)符合其巡航速度的移動(dòng)體時(shí)的發(fā)電機(jī)和發(fā)動(dòng)機(jī)的門類數(shù)。為此，所取組成設(shè)置判斷移動(dòng)體的巡航速度的功能并可分別切換發(fā)電機(jī)的極數(shù)和電動(dòng)機(jī)的極數(shù)。判斷為移動(dòng)體以巡航速度運(yùn)轉(zhuǎn)時(shí)，通過旁路部將發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)直接連接，按照巡航速度切換發(fā)電機(jī)的極數(shù)和電動(dòng)機(jī)的極數(shù)并進(jìn)行運(yùn)轉(zhuǎn)。
文檔編號(hào)B60W10/08GK101400536SQ200780002039
公開日2009年4月1日 申請日期2007年4月24日 優(yōu)先權(quán)日2007年4月24日
發(fā)明者小林知宏 申請人:三菱電機(jī)株式會(huì)社