專利名稱：動力輸出裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及動力輸出裝置，尤其涉及混合車輛的動力輸出裝置。
背景技術(shù)：
目前，公知如下這樣的混合車輛的動力輸出裝置，該動力輸出裝置具備發(fā)動機、 電機、太陽輪、齒圈、與這些太陽輪和齒圈嚙合的多個行星輪、以及由支撐多個行星輪的行星架構(gòu)成的行星齒輪機構(gòu)(例如，參照專利文獻1)。如圖63所示，上述專利文獻1所記載的動力輸出裝置500將行星齒輪機構(gòu)501的太陽輪502與作為發(fā)電機(generator)的第1電機504連接，將行星架505與發(fā)動機506 連接，將齒圈507與驅(qū)動軸508連接。由此，發(fā)動機506的轉(zhuǎn)矩由行星齒輪機構(gòu)501分配給齒圈507和太陽輪502，分配給齒圈507的分配轉(zhuǎn)矩被傳遞給驅(qū)動軸508。此外，在上述專利文獻1所記載的動力輸出裝置500中，發(fā)動機506的轉(zhuǎn)矩被分配給驅(qū)動軸508而傳遞，所以對驅(qū)動軸508的轉(zhuǎn)矩進行補償?shù)牡?電機509與齒圈507連接?，F(xiàn)有技術(shù)文獻專利文獻專利文獻1 日本特開2007-290677號公報

發(fā)明內(nèi)容
發(fā)明要解決的技術(shù)問題但是，在該上述專利文獻1所記載的動力輸出裝置500中，因為采用將行星架505 與發(fā)動機506連接的動力分割方式，所以必須分配發(fā)動機轉(zhuǎn)矩，在將與發(fā)動機轉(zhuǎn)矩同等的轉(zhuǎn)矩傳遞至驅(qū)動軸508的情況下，需要從第2電機509對電機轉(zhuǎn)矩進行補償，存在構(gòu)造復雜、價格昂貴且難以安裝到車輛上這樣的問題。本發(fā)明是鑒于上述情況而作出的，其目的在于，提供一種可將發(fā)動機轉(zhuǎn)矩與電動機轉(zhuǎn)矩的合成轉(zhuǎn)矩傳遞至驅(qū)動軸的動力輸出裝置。為了實現(xiàn)上述目的，第一方面所述的發(fā)明是一種動力輸出裝置，其具備內(nèi)燃機、電動機以及具有與所述內(nèi)燃機連接的2個變速軸的變速機，其特征在于，所述電動機具備定子，其用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；第1轉(zhuǎn)子，其具有多個磁極部并在徑向上與所述定子相對；以及第2轉(zhuǎn)子，其具有多個軟磁性部并設(shè)置在所述定子與所述第1轉(zhuǎn)子之間，該電動機構(gòu)成為在所述定子的旋轉(zhuǎn)磁場速度、所述第1轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與所述第2轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度之間保持預定的共線關(guān)系的同時進行旋轉(zhuǎn)，所述第1轉(zhuǎn)子與所述2個變速軸中的任意一方連接，所述第2轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸連接，所述2個變速軸中的另一方變速軸不經(jīng)由所述電動機而將動力傳遞到所述驅(qū)動軸。第二方面所述的發(fā)明除了第一方面所述發(fā)明的結(jié)構(gòu)之外，還具有如下的特征所述第1轉(zhuǎn)子具有磁極列，該磁極列由在預定方向上排列的預定多個的所述磁極部構(gòu)成，并被配置為鄰接的各2個所述磁極具有互不相同的極性，所述定子具有電樞列，該電樞列被配置為與所述磁極列相對，并通過多個電樞中產(chǎn)生的預定多個的電樞磁極，與所述磁極列之間產(chǎn)生沿所述預定方向移動的旋轉(zhuǎn)磁場，所述第2轉(zhuǎn)子具有軟磁性部列，該軟磁性部列由相互間隔而在所述預定方向上排列的預定多個的所述軟磁性部構(gòu)成，并被配置為位于所述磁極列與所述電樞列之間，沿著所述預定方向的預定區(qū)間中的所述電樞磁極的數(shù)量、所述磁極的數(shù)量與所述軟磁性部的數(shù)量之比被設(shè)定為1 m (l+m)/2，其中1.0。根據(jù)該電動機，配置第2轉(zhuǎn)子的軟磁性部列，使其位于相互相對的第1轉(zhuǎn)子的磁極列與定子的電樞列之間，分別構(gòu)成這些磁極列、電樞列以及軟磁性部列的多個磁極、電樞以及軟磁性部在預定方向上排列。另外，隨著對電樞列供電產(chǎn)生多個電樞磁極，與磁極列之間產(chǎn)生基于這些電樞磁極的移動磁場并且在預定方向上移動。進而，鄰接的各2個磁極具有互不相同的極性，在鄰接的各2個軟磁性部之間空著間隔。如上所述，在磁極列與電樞列之間，產(chǎn)生基于多個電樞磁極的移動磁場并且配置有軟磁性部列，因而軟磁性部由于電樞磁極和磁極而被磁化。通過上述情況和如上所述地在鄰接的各2個軟磁性部之間空著間隔， 產(chǎn)生聯(lián)結(jié)磁極、軟磁性部和電樞磁極這樣的磁力線。另外，通過該磁力線的磁力作用，提供給電樞的電力被轉(zhuǎn)換為動力，從第1轉(zhuǎn)子、定子或第2轉(zhuǎn)子被輸出。在此情況下，例如，當在下述條件(a)以及(b)的情況下構(gòu)成本發(fā)明的電動機時， 移動磁場、第1以及第2轉(zhuǎn)子之間的速度關(guān)系、以及第1以及第2轉(zhuǎn)子與定子之間的轉(zhuǎn)矩的關(guān)系如下表示。另外，與電動機相當?shù)牡刃щ娐啡鐖D62所示。(a)電動機是旋轉(zhuǎn)機，電樞具有U相、V相以及W相這3相線圈；(b)電樞磁極是2個，磁極是4個，S卩，設(shè)電樞磁極的N極以及S極為1組的極對數(shù)是值1，設(shè)磁極的N極以及S極為1組的極對數(shù)是值2，軟磁性部是3個。此夕卜，將在說明書中使用的“極對”稱作N極以及S極的1組。在此情況下，通過軟磁性部中的第ι軟磁性部的磁極的磁通Ψ α由下式(ι)表
7J\ O[式1]Ψ α = · cos[2( θ 2-θ ι)]......(ι)這里，Ψ ·是磁極的磁通的最大值，θ 1以及θ 2是相對于U相線圈的磁極的旋轉(zhuǎn)角度位置以及軟磁性部的旋轉(zhuǎn)角度位置。另外，在此情況下，磁極的極對數(shù)與電樞磁極的極對數(shù)之比是值2. 0，所以磁極磁通相對于移動磁場以2倍的周期進行旋轉(zhuǎn)(變化)，因此在上述式⑴中，為了表示該情況，將(Θ2-Θ 1)乘上了值2.0。因此，關(guān)于經(jīng)由第1軟磁性部而通過U相線圈的磁極的磁通Ψιι ，由將式(1)乘以 COS θ 2而獲得的下式( 來表示。[式2]Ψιι = Ψ f · cos [2 ( θ 2- θ 1) ] cos θ 2......(2)同樣，通過軟磁性部中的第2軟磁性部的磁極的磁通Ψ1 2由下式(3)來表示。[式3]ψk' ;；'< f . c: s [2 (/; 2 務(wù)寧 〉..... < 3 )關(guān)于第2軟磁性部相對于電樞的旋轉(zhuǎn)角度位置，其相對于第1軟磁性部提前 2 π/3,因此在上述式(3)中為了表示該情況而將θ 2記上了 2 π /3。
因此，關(guān)于經(jīng)由第2軟磁性部而通過U相線圈的磁極的磁通Ψιι2，由將式(3)乘以 cos(e 2+2 JI /3)而獲得的下式(4)來表示。[式4]
·,! τι2 *rψU2^i-COsili02 + ---- θ 1)..cos (02'^)..... ( 1)同樣，經(jīng)由軟磁性部中的第3軟磁性部而通過U相線圈的磁極的磁通Ψιι3由下式 (5)來表示。[式5]ψ u3 = τ；' -vosit i>) 2 r -- 6 1 廠 fos (0 + -γ),....(“)在如圖62所示的電動機中，經(jīng)由軟磁性部而通過U相線圈的磁極的磁通Ψιι是將上述式O)、(4)以及(5)所表示的磁通Ψ Ψ 3求和所得到的磁通，所以用下式(6)表不。[式6]
· ^Mw-mm-ψ, .....!. · C U S [ 2 ( > 2 .... r> i): C ..”、O 2 ι. V f ·:: —s L ；! (2 * ψ .. 0 l)]c ο - ι ” ！ - )4 ψ f ■ rc λ :2 I； Π 年※·'丨；》k0S W 2 卜1f )……(6)
<S Λ另外，當使該式(6) —般化時，經(jīng)由軟磁性部而通過U相線圈的磁極的磁通Ψιι由下式(7)來表示。[式7]
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· · · ( )這里，a、b以及c分別是磁極的極對數(shù)、軟磁性部數(shù)以及電樞磁極的極對數(shù)。另外， 當根據(jù)三角函數(shù)的和與積的公式對該式(7)進行變形時，獲得下式(8)。[式8]ψ-J 二 ν L . φJ If OS [(η 舍 C) 0 2 -a- ￡J “ (a 丨 d (i -1) jI cos [ia一c) 02 a· I + (a-r) (:-U ^ll ..... ( S )在該式(8)中，當b = a+c并且根據(jù)cos ( θ +2 Ji) = cos θ進行整理時，獲得下式 (9)。[式9]ψU=I ·ιΗ - cos [ (a f r) fi2 - a * 11
(·. I·} JT+ X — Mjif {€f.s [ (a r) O2 -a ‘ U1 · U-c) (t -1) ^ J1 '.'·.*..'. (9)
「I “”當根據(jù)三角函數(shù)的加法定理來整理該式(9)時，獲得下式(10)。[式10] ψu 告· π · foN [ Ca C) 2 - ？ :、I
權(quán)利要求
1.一種動力輸出裝置，其具備內(nèi)燃機、電動機以及具有與所述內(nèi)燃機連接的2個變速軸的變速機，其特征在于，所述電動機具備定子，其用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；第1轉(zhuǎn)子，其具有多個磁極部并在徑向上與所述定子相對；以及第2轉(zhuǎn)子，其具有多個軟磁性部并設(shè)置在所述定子與所述第1轉(zhuǎn)子之間，該電動機構(gòu)成為在所述定子的旋轉(zhuǎn)磁場速度、所述第1轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度與所述第2轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度之間保持預定的共線關(guān)系的同時進行旋轉(zhuǎn)， 所述第1轉(zhuǎn)子與所述2個變速軸中的任意一方連接， 所述第2轉(zhuǎn)子與驅(qū)動軸連接，所述2個變速軸中的另一方變速軸不經(jīng)由所述電動機而將動力傳遞到所述驅(qū)動軸。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述第1轉(zhuǎn)子具有磁極列，該磁極列由在預定方向上排列的預定多個的所述磁極部構(gòu)成，并被配置為鄰接的各2個所述磁極具有互不相同的極性，所述定子具有電樞列，該電樞列被配置為與所述磁極列相對，并通過多個電樞中產(chǎn)生的預定多個的電樞磁極，與所述磁極列之間產(chǎn)生沿所述預定方向移動的旋轉(zhuǎn)磁場，所述第2轉(zhuǎn)子具有軟磁性部列，該軟磁性部列由相互間隔而在所述預定方向上排列的預定多個的所述軟磁性部構(gòu)成，并被配置為位于所述磁極列與所述電樞列之間，沿著所述預定方向的預定區(qū)間中的所述電樞磁極的數(shù)量、所述磁極的數(shù)量與所述軟磁性部的數(shù)量之比被設(shè)定為1 m (l+m)/2，其中1.0。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的動力輸出裝置，其特征在于， 該動力輸出裝置具有控制所述電動機的控制裝置， 所述控制裝置具備反饋控制部，其在第1相與第2相相互垂直的垂直二相坐標上，針對每相進行控制，以減小待提供給所述電動機的目標電流與提供給所述電動機的實際電流之間的偏差，并輸出對所述電動機施加的各相電壓的指令值；以及非干涉控制部，其在所述垂直二相坐標上，利用所述目標電流或所述實際電流的所述第1相的分量來校正所述反饋控制部所輸出的所述第2相的指令值，并且，利用所述目標電流或所述實際電流的所述第2相的分量來校正所述反饋控制部所輸出的所述第1相的指令值。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的動力輸出裝置，其特征在于， 該動力輸出裝置具有控制所述電動機的控制裝置， 所述控制裝置具備反饋控制部，其在第1相與第2相相互垂直的垂直二相坐標上，針對每相進行控制，以減小待提供給所述電動機的目標電流與提供給所述電動機的實際電流之間的偏差，并輸出對所述電動機施加的各相電壓的指令值；以及非干涉控制部，其在所述垂直二相坐標上，利用所述目標電流或所述實際電流的所述第1相的分量來校正所述反饋控制部所輸出的所述第2相的指令值，并且，利用所述目標電流或所述實際電流的所述第2相的分量來校正所述反饋控制部所輸出的所述第1相的指令值。
5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述控制裝置在使所述電動機進行驅(qū)動的情況下，對所述定子供電，以增大正轉(zhuǎn)方向的旋轉(zhuǎn)磁場。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述控制裝置在使所述電動機進行再生的情況下，使所述定子作用反轉(zhuǎn)方向的發(fā)電用等效轉(zhuǎn)矩，以減小旋轉(zhuǎn)磁場。
7.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其特征在于，所述2個變速軸中的任意一方經(jīng)由第1連接單元與所述內(nèi)燃機連接， 所述2個變速軸中的另一方變速軸經(jīng)由第2連接單元與所述內(nèi)燃機連接， 所述2個變速軸中的任意一方或雙方能選擇性地與所述內(nèi)燃機聯(lián)結(jié)。
8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的動力輸出裝置，其特征在于， 所述2個變速軸中的任意一方是第1主軸，在所述第1主軸的所述內(nèi)燃機側(cè)的周圍相對旋轉(zhuǎn)自如地配置有第2主軸，該第2主軸比所述第1主軸短且構(gòu)成為中空。
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的動力輸出裝置，其特征在于， 該動力輸出裝置還具備第1中間軸，在所述第1中間軸上安裝有第1從動惰輪，該第1從動惰輪與安裝于所述第2主軸的第1驅(qū)動惰輪嚙合。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的動力輸出裝置，其特征在于， 該動力輸出裝置還具備第2中間軸，在所述第2中間軸上安裝有第2從動惰輪，該第2從動惰輪與安裝于所述第1中間軸的第1從動惰輪嚙合。
11.根據(jù)權(quán)利要求10所述的動力輸出裝置，其特征在于， 在所述第1主軸上設(shè)置有奇數(shù)檔的變速檔的齒輪，在所述第2中間軸上設(shè)置有偶數(shù)檔的變速檔的齒輪。
12.根據(jù)權(quán)利要求10所述的動力輸出裝置，其特征在于， 在所述第1主軸上設(shè)置有偶數(shù)檔的變速檔的齒輪，在所述第2中間軸上設(shè)置有奇數(shù)檔的變速檔的齒輪。
13.根據(jù)權(quán)利要求3所述的動力輸出裝置，其特征在于，該動力輸出裝置還具備設(shè)定請求動力的請求動力設(shè)定單元；和檢測所述電動機的輸出的電動機輸出檢測單元，在所述電動機輸出檢測單元所檢測到的所述電動機的輸出超過所述電動機的額定輸出的情況下，所述控制裝置以額定輸出來驅(qū)動所述電動機，并控制所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的動力輸出裝置，其特征在于，該動力輸出裝置還具備檢測所述電動機的轉(zhuǎn)速的電動機轉(zhuǎn)速檢測單元， 在由所述電動機輸出檢測單元檢測出的所述電動機的輸出不超過所述電動機的額定輸出，且由所述電動機轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的所述電動機的轉(zhuǎn)速超過所述電動機的最高轉(zhuǎn)速的情況下，所述控制裝置以最高轉(zhuǎn)速驅(qū)動所述電動機，并控制所述內(nèi)燃機的轉(zhuǎn)速。
15.根據(jù)權(quán)利要求14所述的動力輸出裝置，其特征在于，在由所述電動機輸出檢測單元檢測出的所述電動機的輸出不超過所述電動機的額定輸出，且由所述電動機轉(zhuǎn)速檢測單元檢測出的所述電動機的轉(zhuǎn)速不超過所述電動機的最高轉(zhuǎn)速的情況下，所述控制裝置保持在適當驅(qū)動區(qū)域中驅(qū)動所述內(nèi)燃機的狀態(tài)而驅(qū)動所述電動機。
全文摘要
一種動力輸出裝置(1)。其具備內(nèi)燃機(6)、電動機(2)和具有與內(nèi)燃機(6)連接的2個變速軸(11、16)的變速機(20)，電動機(2)具備定子(3)，其用于產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場；第1轉(zhuǎn)子(4)，其具有多個磁極部并在徑向上與定子(3)相對；以及第2轉(zhuǎn)子(5)，其具有多個軟磁性部并設(shè)置在定子(3)與第1轉(zhuǎn)子(4)之間，該電動機構(gòu)成為在定子(3)的旋轉(zhuǎn)磁場速度、第1轉(zhuǎn)子(4)的旋轉(zhuǎn)速度與第2轉(zhuǎn)子(5)的旋轉(zhuǎn)速度之間保持預定的共線關(guān)系的同時進行旋轉(zhuǎn)，第1轉(zhuǎn)子(4)與2個變速軸(11、16)中的任意一方連接，第2轉(zhuǎn)子(4)與驅(qū)動軸(9、9)連接，2個變速軸(11、16)中的另一方變速軸不經(jīng)由電動機(2)而將動力傳遞到所述驅(qū)動軸(9、9)。
文檔編號B60W10/10GK102481928SQ20108003857
公開日2012年5月30日 申請日期2010年9月24日 優(yōu)先權(quán)日2009年9月28日
發(fā)明者圷重光, 阿部典行 申請人:本田技研工業(yè)株式會社