专利名称：混合动力车辆的制作方法
技术领域：
本发明涉及通过用于驱动被驱动部的动力装置来进行驱动的混合动力车辆。
背景技术：
作为以往的这种动力装置，例如公知专利文献1中公开的装置。该动力装置是用于驱动车辆的左右驱动轮的装置，具备作为动力源的内燃机、和与内燃机以及驱动轮连结的变速装置。该变速装置具有由一般的单排齿轮型构成的第1以及第2行星齿轮装置；和分别具备一个转子以及定子的第1以及第2旋转机。如图141所示，第1行星齿轮装置的第1环形齿轮、第1行星轮架以及第1恒星齿轮分别机械式地连结于内燃机、第2行星齿轮装置的第2行星轮架以及第1旋转机。第2行星齿轮装置的第2恒星齿轮、第2行星轮架以及第2环形齿轮分别机械式地连结于第2旋转机、驱动轮以及第1旋转机。另外，第1以及第2旋转机经由控制器相互电连接。此外， 在图141中，关于要素间的连结，用实线表示机械式的连结，用单点划线表示电连接。另外， 用带箭头的粗实线表示动力以及电力的流动。在以上结构的以往的动力装置中，在车辆的行驶中，内燃机的动力例如如下面那样传递到驱动轮。即，如图141所示，内燃机的动力被传递到第1环形齿轮后，与如后述那样传递到第1恒星齿轮的动力合成，该合成动力经由第1行星轮架传递到第2行星轮架。另外，在该情况下，由第2旋转机进行发电，并且发出的电力经由控制器被提供给第1旋转机。 伴随该发电，被传递到第2行星轮架的合成动力的一部分被分配给第2恒星齿轮以及第2 环形齿轮，合成动力的剩余部分被传递到驱动轮。被分配给第2恒星齿轮的动力被传递到第2旋转机，被分配给第2环形齿轮的动力经由第1旋转机被传递到第1恒星齿轮。进而， 伴随上述的电力的提供而产生的第1旋转机的动力被传递到第1恒星齿轮。现有技术文献专利文献专利文献1 美国专利第6478705号说明书
发明内容
发明要解决的课题在该以往的动力装置中，在上述结构的基础上，除了第1以及第2旋转机，还不可缺少至少2个用来分配、合成动力的行星齿轮装置，因此相应地会导致动力装置的大型化。 另外，如上述那样，在以往的动力装置中，在由第1行星轮架一第2行星轮架一第2环形齿轮一第1旋转机一第1恒星齿轮一第1行星轮架构成的路径、和由第1行星轮架一第2行星轮架一第2恒星齿轮一第2旋转机一第1旋转机一第1恒星齿轮一第1行星轮架构成的路径上，动力再循环。由于该动力的再循环，来自第1环形齿轮以及第1恒星齿轮的非常大的合成动力通过第1行星轮架，保持原样地通过第2行星轮架，因此为了应对该大的合成动力，不得不使第1以及第2行星齿轮装置大型化，从而导致动力装置的进一步大型化以及成本的增大。进而，伴随这样的动力装置的大型化以及通过动力装置的动力的增大，在动力装置中产生的损失也增大，导致动力装置的驱动效率变低。本发明的目的是提供一种由能够实现小型化以及成本削减、同时能够提高驱动效率的动力装置驱动的混合动力车辆。用于解决课题的手段为了解决上述课题实现上述目的，技术方案1中所述的混合动力车辆，其特征在于，通过动力装置驱动，该动力装置具备第1旋转机(例如，实施方式中的第1旋转机21、 第1旋转机10)，其具有第1转子(例如，实施方式中的Al转子24、第1转子14)，其中相邻2个磁极具有相互不同极性的磁极列沿圆周方向设置；第1定子(例如，实施方式中的定子23、定子16)，其与上述第1转子在径向上对置地配置，具有根据在沿上述圆周方向排列的多个电枢产生的磁极的变化，产生沿上述圆周方向移动的旋转磁场的电枢列；和第2转子(例如，实施方式中的A2转子25，第2转子1 ，其配置在上述第1转子与上述第1定子之间，具有相互隔着间隔地沿上述圆周方向排列的多个软磁性体，该第1旋转机将在上述第1定子的上述电枢列产生的磁极的数量、上述第1转子的上述磁极列的磁极的数量和上述第2转子的上述软磁性体的数量之比，设定为1 m (l+m)/2，其中，m兴1，在驱动轴连接上述第1转子以及上述第2转子的一方；原动机(例如，实施方式中的发动机幻，其输出轴与上述第1转子以及上述第2转子的另一方连接；第2旋转机(例如，实施方式中的第 2旋转机31、第1行星齿轮装置PSl以及旋转机101、第2旋转机20)，其被构成为与上述驱动轴之间能输入输出动力，并且与上述第1旋转机之间能授受电力；和蓄电器(例如，实施方式中的电池43、电池33)，其与上述第1旋转机以及上述第2旋转机之间能授受电力，上述混合动力车辆具备检测上述蓄电器的充电状态的状态检测部(例如，实施方式中的电流电压传感器56)；和进行上述动力装置的控制的控制部(例如，实施方式中的EC^)，在为了该混合动力车辆的进发而驱动上述原动机时，上述控制部基于上述蓄电器的剩余容量来控制上述原动机的输出。进而，在技术方案2中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在上述蓄电器的剩余容量为低于上述上限值的第1阈值以上的状态下，在为了该混合动力车辆的前方进发而驱动上述原动机的情况下，上述控制部通过控制在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度，将上述原动机的转速限制得较低，由此降低上述原动机的输出。进而，在技术方案3中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在上述蓄电器的剩余容量为高于上述下限值的第2阈值以下的状态下，在为了该混合动力车辆的后方进发而驱动上述原动机的情况下，上述控制部通过控制在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度，将上述原动机的转速限制得较低，由此降低上述原动机的输出。进而，在技术方案4中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述控制部按照维持上述原动机的输出转矩的方式控制上述原动机。进而，在技术方案5中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，在针对上述原动机所要求的转矩，在上述第1旋转机的上述第1定子产生的每单位时间的再生能量超过规定值的情况下，上述控制部按照将上述原动机的输出转矩限制得较低的方式来控制上述原动机。进而，在技术方案6中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在该混合动力车辆基于来自上述第1旋转机的驱动力进行行驶时，若上述蓄电器的剩余容量在高于上述下限值的第2阈值以下，则上述控制部按照如下方式进行控制驱动上述原动机，在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度降低。进而，在技术方案7中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述第2旋转机具有电动机(例如，实施方式中的旋转机101)，其具有旋转部件(例如，实施方式中的转子103)以及电枢(例如，实施方式中的定子102)；和旋转机构(例如，实施方式中的第 1行星齿轮装置PS1)，其具有保持共线关系进行动作的第1旋转要素(例如，实施方式中的第1恒星齿轮Si)、第2旋转要素(例如，实施方式中的第1行星轮架Cl)以及与上述旋转部件连接的第3旋转要素(例如，实施方式中的第1环形齿轮Rl)，具有将输入到上述第2 旋转要素的能量分配给上述第1旋转要素以及上述第3旋转要素的功能、和将输入到上述第1旋转要素以及上述第3旋转要素的各能量合成并输出到上述第2旋转要素的功能，上述第1转子以及上述第2旋转要素、和上述第2转子以及上述第1旋转要素与中的一方与上述原动机的上述输出轴连接，另一方与上述驱动轴连接。进而，在技术方案8中所述的发明的混合动力车辆中，其特征在于，上述第2旋转机具有第3转子(例如，实施方式中的Bl转子34)，其中相邻2个磁极具有相互不同极性的磁极列沿圆周方向设置；第2定子(例如，实施方式中的定子33)，其与上述第3转子在径向上对置地配置，具有根据在沿上述圆周方向排列的多个电枢产生的磁极的变化，产生沿上述圆周方向移动的旋转磁场的电枢列；和第4转子(例如，实施方式中的B2转子35)， 其配置在上述第3转子与上述第2定子之间，具有相互隔着间隔地沿上述圆周方向排列的多个软磁性体，在上述第2定子的上述电枢列产生的磁极的数量、上述第3转子的上述磁极列的磁极的数量和上述第4转子的上述软磁性体的数量之比，被设定为1 m (l+m)/2, 其中，m兴1，在上述驱动轴连接上述第1转子，在上述原动机的上述输出轴连接上述第2转子的情况下，上述第4转子与上述驱动轴连接，上述第3转子与上述原动机的上述输出轴连接，在上述驱动轴连接上述第2转子，在上述原动机的上述输出轴连接上述第1转子的情况下，上述第3转子与上述驱动轴连接，上述第4转子与上述原动机的上述输出轴连接。发明效果根据技术方案1中所述的发明的混合动力车辆，能防止蓄电器的过充放电。根据技术方案2中所述的发明的混合动力车辆，能防止蓄电器的过充电。根据技术方案3或者6中所述的发明的混合动力车辆，能防止蓄电器的过放电。根据技术方案4 5中所述的发明的混合动力车辆，能防止蓄电器的过充放电。根据技术方案7 8中所述的发明的混合动力车辆，能实现小型化以及成本的减少，并且能提高驱动效率。
图1是示意性表示第1实施方式的动力装置的图。图2是表示控制图1所示的发动机等的控制装置的框图。图3是图1所示的第1旋转机的放大剖面图。图4是将图1所示的第1旋转机的定子、Al以及A2的转子在圆周方向上展开来示意性表示的图。图5是表示第1旋转机的等效电路的图。图6是表示图1所示的第1旋转机中的第1磁场电角速度、Al以及A2的转子电角速度之间的关系的一个例子的速度共线图。图7 (a) (c)是用于对在将图1所示的第1旋转机的Al转子保持不能旋转的状态下，向定子提供电力的情况下的动作进行说明的图。图8(a) (d)是用于对图7(a) (c)的后续的动作进行说明的图。图9(a)、(b)是用于对图8(a) (d)的后续的动作进行说明的图。图10是用于对第1定子磁极从图7(a) (c)所示的状态旋转了电角2 π时的第 1定子磁极、磁芯的位置关系进行说明的图。图11 (a) (c)是用于对在将图1所示的第1旋转机的A2转子保持不能旋转的状态下，对定子提供电力的情况下的动作进行说明的图。图12(a) (d)是用于对图11(a) (c)的后续的动作进行说明的图。图13(a)、(b)是用于对图12(a) (d)的后续的动作进行说明的图。图14是表示将第1旋转机的Al转子保持不能旋转的情况下的U相 W相的反电动势(逆起電圧)的改变的一个例子的图。图15是表示将第1旋转机的Al转子保持不能旋转的情况下的第1驱动用等效转矩、Al以及A2的转子传递转矩的改变的一个例子的图。图16是表示将第1旋转机的A2转子保持不能旋转的情况下的U相 W相的反电动势的改变的一个例子的图。图17是表示将第1旋转机的A2转子保持不能旋转的情况下的第1驱动用等效转矩、Al以及A2的转子传递转矩的改变的一个例子的图。图18是图1所示的第2旋转机的放大剖面图。图19是用于对具备2个旋转机的动力装置的动作的一个例子进行说明的图。图20是用于对图19所示的动力装置的变速动作进行说明的图。图21是表示在由第1以及第2旋转机对被驱动部进行的驱动中起动热力机的情况下，图19所示的动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图22是表示在使被驱动部的速度迅速上升的情况下，图19所示的动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图23是表示图1的动力装置1中的驱动力控制的框线图。图M是具有1共线4要素的组成的动力装置1的速度共线图。图25是表示在EV蠕变(” 1J)中图1的动力装置中的转矩的传递状况的图。图沈⑷是图1所示的动力装置的EV蠕变中的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。
图27是表示EV进发中图1的动力装置中的转矩的传递状况的图。图观⑷是图1所示的动力装置的EV进发时的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图四是表示EV行驶中ENG起动时图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图30是图1所示的动力装置的EV行驶中ENG起动时的第1以及第2旋转机21、 31的各速度共线图。图31是将图30所示的2个速度共线图合成后的速度共线图。图32是表示电池输入输出零模式的ENG行驶中图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图33(a)是图1所示的动力装置的电池输入输出零模式的ENG行驶中的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图34是表示辅助模式的ENG行驶中图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图35是表示驱动时充电模式的ENG行驶中图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图36(a)是图1所示的动力装置的ENG行驶中的急加速运转开始时的第1以及第 2旋转机21、31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图37是表示减速再生中图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图38(a)是图1所示的动力装置的减速再生中的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图39是表示停车中ENG起动时图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图40 (a)是图1所示的动力装置的停车中ENG起动时的第1以及第2旋转机21、 31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图41是表示ENG蠕变中图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图42(a)是图1所示的动力装置的ENG蠕变中的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图43是表示ENG进发时图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图44(a)是图1所示的动力装置的ENG进发时的第1以及第2旋转机21、31的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图45是表示EV后退进发时图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图46 (a)是图1所示的动力装置的EV后退进发时的第1以及第2旋转机21、31 的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图47是表示ENG后退进发时图1所示的动力装置中的转矩的传递状况的图。图48 (a)是图1所示的动力装置的ENG后退进发时的第1以及第2旋转机21、31 的各速度共线图的一个例子，(b)是将2个速度共线图合成后的速度共线图。图49是表示反复充放电的电池SOC的范围的图。图50 (a)、(b)表示动作装置1的动作模式为"ENG进发”时，(a)是电池SOC小于第1阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第1阈值以上时的速度共线图。
图51 (a)、(b)表示动作装置1的动作模式为“EV行驶”时，(a)是电池SOC高于第 2阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第2阈值以下时的速度共线图。图52 (a)、(b)表示动作装置1的动作模式为“ENG后退进发”时，(a)是电池SOC 高于第2阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第2阈值以下时的速度共线图。图53是示意性表示第2实施方式的动力装置的图。图M是示意性表示第3实施方式的动力装置的图。图55是示意性表示第4实施方式的动力装置的图。图56是示意性表示第5实施方式的动力装置的图。图57是示意性表示第6实施方式的动力装置的图。图58是示意性表示第7实施方式的动力装置的图。图59是用于对具备旋转机与差动装置的第1动力装置的动作的一个例子进行说明的图。图60是用于对图59所示的第1动力装置的变速动作进行说明的图。图61是表示由第1以及第2旋转机对被驱动部进行的驱动中起动热力机的情况下图59所示的第1动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图62是表示使被驱动部的速度迅速上升的情况下图59所示的第1动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图63是用于对具备旋转机与差动装置的第2动力装置的动作的又一例子进行说明的图。图64是用于对图63所示的第2动力装置的变速动作进行说明的图。图65是表示由第1以及第2旋转机对被驱动部进行的驱动中起动热力机的情况下图63所示的第2动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图66是表示使被驱动部的速度迅速上升的情况下图63所示的第2动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图67是表示控制图58所示的发动机等的控制装置的框图。图68是表示图58的动力装置IF中的驱动力控制的框线图。图69是具有1共线4要素的组成的动力装置IF的速度共线图。图70是表示EV行驶中ENG起动的开始时图58所示的动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图71是用于对图58所示的动力装置中的第1旋转机、旋转机所进行的变速动作进行说明的图。图72是表示ENG行驶中的急加速运转开始时图58所示的动力装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图73是示意性表示第8实施方式的动力装置的图。图74是示意性表示第9实施方式的动力装置的图。图75是示意性表示第10实施方式的动力装置的图。图76是示意性表示第11实施方式的动力装置的图。
图77是示意性表示第12实施方式的动カ装置的图。图78是示意性表示第13实施方式的动カ装置的图。图79(a)是将表示第1恒星齿轮旋转速度、第1行星轮架旋转速度以及第1环形齿轮旋转速度的关系的一个例子的速度共线图，和表示第2恒星齿轮旋转速度、第2行星轮架旋转速度以及第2环形齿轮旋转速度的关系的一个例子的速度共线图一起表示的图， (b)是表示通过图78所示的动カ装置中的第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的4个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图80 (a)是将表示通过图78所示的动カ装置中的第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的4个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图，和表示第1磁场旋转速度、Al以及A2的转子旋转速度的关系的一个例子的速度共线图一起表示的图，(b) 是表示通过图78所示的动カ装置中的第2旋转机、第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的5个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图81 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下图78所示的动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图82 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下在图78所示的动カ装置中ENG行驶中的急加速运转开始时的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图83 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图84 (a)、(b)是分别表示在使被驱动部的速度迅速上升的情况下且(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下，动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图85是用于对动カ装置中的第1以及第2变速模式的切換进行说明的图。图86是示意性表示第14实施方式中的动カ装置的图。图87是示意性表示第15实施方式中的动カ装置的图。图88是表示EV行驶中ENG起动的开始时图87所示的动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图89是用于对图87所示的动カ装置中的旋转机、第2旋转机所进行的变速动作进行说明的图。图90是表示ENG行驶中的急加速运转开始时图87所示的动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图91是示意性表示第16实施方式中的动カ装置的图。图92是示意性表示第17实施方式中的动カ装置的图。图93是示意性表示第18实施方式中的动カ装置的图。图94是示意性表示第19实施方式中的动カ装置的图。图95是示意性表示第20实施方式中的动カ装置的图。图96(a)是将表示第1恒星齿轮旋转速度、第1行星轮架旋转速度以及第1环形齿轮旋转速度的关系的一个例子的速度共线图，和表示第2恒星齿轮旋转速度、第2行星轮架旋转速度以及第2环形齿轮旋转速度的关系的一个例子的速度共线图一起表示的图，
10(b)是表示通过图95所示的动カ装置中的第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的4个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图97 (a)是将表示通过图95所示的动カ装置中的第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的4个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图，和表示第2磁场旋转速度、Bl以及B2的转子旋转速度的关系的一个例子的速度共线图一起表示的图，(b) 是表示通过图95所示的动カ装置中的第2旋转机、第1以及第2行星齿轮装置的连结而构成的5个旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图98 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下图95所示的动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图99 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下在图95所示的动カ装置中EV行驶中ENG起动的开始时的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图100 (a)、(b)是分别表示(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度的关系的一个例子的速度共线图。图101 (a)、(b)是分别表示在由第1以及第2旋转机对被驱动部进行的驱动中起动热カ机的情况下并且在(a)第1变速模式下、(b)第2变速模式下，动カ装置中的各种旋转要素的旋转速度以及转矩的关系的一个例子的图。图102是示意性表示第21实施方式的动カ装置的图。图103是示意性表示第22实施方式的动カ装置的图。图104是表示第23实施方式所涉及的动カ装置以及采用了该动カ装置的混合动力车辆的概略结构的图。图105是表示第23实施方式的动カ装置的概略结构的图。图106是示意性表示第1旋转机以及第2旋转机的概略结构的剖面图。图107是直线状地示意性表示在图106的A-A线的位置沿圆周方向断开的圆环状的剖面的图。图108是表示与第1旋转机10相当的等效电路的图。图109是表示第1旋转机10中的磁场电角速度《mf、第1转子电角速度coel、和第2转子电角速度《e2的关系的一个例子的速度共线图。图110是表示磁场电角速度《MFR、第1转子电角速度《ER1、和第2转子电角速度《ER2的关系的一个例子的速度共线图。图111 (a) (c)是用于对在将第1旋转机的第1转子保持不能旋转的状态下向定子提供电カ的情况下的动作进行说明的图。图112(a) (d)是用于对图111(a) (c)的后续的动作进行说明的图。图113(a)、(b)是用于对图112(a) (d)的后续的动作进行说明的图。图114是用于对定子磁极从图110所示的状态旋转了电角2 π时的定子磁极、软磁性体磁芯的位置关系进行说明的图。图115(a) (c)是用于对在将第1旋转机的第2转子保持不能旋转的状态下，向定子提供了电カ的情况下的动作进行说明的图。图116(a) (d)是用于对图115(a) (c)的后续的动作进行说明的图。
图117(a)、(b)是用于对图116(a) (d)的后续的动作进行说明的图。图118是表示图104的动カ装置1中的驱动カ控制的框线图。图119是表示具有1共线3要素的組成的动カ装置1的速度共线图。图120是表示将第23实施方式的动カ装置的第1旋转机中的极对数量比α设为任意的值时的3个电角速度以及3个转矩的关系的一个例子的速度共线图。图121是表示将第23实施方式的动カ装置的第1旋转机中的极对数量比α设为值1、设为值1. 5、设为值2时的输出比RW与减速比R的关系的图。图122是表示第1旋转机以及第2旋转机的配置的变形例的图。图123是表示第1旋转机以及第2旋转机的配置的其他变形例的图。图IM是表示在第23实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的ー个例子的图。图125是表示在第23实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的其他一个例子的图。图1 是表示在第23实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的又ー个例子的图。图127是表示反复充放电的电池SOC的范围的图。图U8(a)、(b)表示动作装置1的动作模式为“发动机运转中”吋，(a)是电池SOC 小于第1阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第1阈值以上时的速度共线图。图1 (a)、(b)表示动作装置1的动作模式为“EV行驶”吋，(a)是电池SOC高于第2阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第2阈值以下时的速度共线图。图130(a)、(b)表示动作装置1的动作模式为“ENG后退进发”吋，(a)是电池SOC 小于第1阈值时的速度共线图、(b)是电池SOC在第1阈值以上时的速度共线图。图131是表示第M实施方式所涉及的动カ装置的概略结构的图。图132是表示在第M实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的ー个例子的图。图133是表示第25实施方式所涉及的动カ装置的概略结构的图。
图134是表示第沈实施方式所涉及的动カ装置的概略结构的图。图135是表示将第沈实施方式的动カ装置的第1旋转机中的极对数量比α设为任意的值时的3个电角速度以及3个转矩的关系的一个例子的速度共线图。图136是表示将第沈实施方式的动カ装置的第1旋转机中的极对数量比α设为值1、设为值1. 5、设为值2时的输出比RW'与减速比R的关系的图。图137是表示在第沈实施方式的动カ装置中设置了离合器的情况下的一个例子的图。图138是表示在第沈实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的ー个例子的图。图139是表示在第沈实施方式的动カ装置中设置了变速装置的情况下的其他一个例子的图。图140是表示第27实施方式所涉及的动カ装置的概略结构的图。图141是用于对以往的动カ装置的动作的一个例子进行说明的图。
具体实施例方式<1共线4要素〉以下，參照附图对本发明所涉及的具有1共线4要素的組成的动カ装置的实施方式进行说明。此外，关于表示附图中的剖面的部分，适当省略了影线。(第1实施方式)图1以及图2示意性表示了第1实施方式的动カ装置1。该动カ装置1是用于驱动车辆(未图示)的左右驱动轮DW、DW (被驱动部)的装置，如图1所示，具备作为动カ源的内燃机3(热カ机)；第1旋转机21以及第2旋转机31 ；经由驱动轴10、10与驱动轮DW、 DW连结的差动齿轮机构9 ；第1功率驱动单元(以下称作“第1PDU”)41以及第2功率驱动単元(以下称作“第2PDU”)42 ；和双方向型升降压转换器(以下称作“VCU”)44。另外，如图2所示，动カ装置1具备用于对内燃机3或第1以及第2旋转机21、31的动作进行控制的E⑶2。第1以及第2旋转机21、31如后面所述也发挥无级变速装置的作用。内燃机(以下称作“发动机”)3例如是汽油发动机，在该发动机3的曲柄轴3a上， 经由飞轮5直接连结有旋转自由地被轴承如支撑的第1旋转轴4。另外，连结轴6以及第 2旋转轴7相对于第1旋转轴4配置成同心状，惰轮轴8配置成与第1旋转轴4平行。这些连结轴6、第2旋转轴7以及惰轮轴8旋转自由地分别被轴承6a、7a以及8a、8a支撑。连结轴6被形成为中空，在其内侧旋转自由地嵌合上述第1旋转轴4。在惰轮轴8 上，一体地设有第1齿轮8b以及第2齿轮8c，前者8b啮合于与第2旋转轴7 —体的齿轮 7b，后者8c啮合于差动齿轮机构9的齿轮9a。通过以上结构，第2旋转轴7经由惰轮轴8、 差动齿轮机构9，与驱动轮DW、DW连结。以下，将第1旋转轴4、连结轴6以及第2旋转轴7 的圆周方向、轴线方向以及径向分别仅称作“圆周方向”、“轴线方向”以及“径向”。〈第1旋转机21>如图1以及图3所示，第1旋转机21具有定子23；被设置成与定子23对置的Al转子M ；在两者23J4之间设置的A2转子25。这些定子23、A2转子25 以及Al转子M在径向上从外侧按照该順序排列，并配置成同心状。在图3中，为了图示方便，示意性地描绘了第1旋转轴4等一部分要素。上述的定子23是产生第1旋转磁场的部件，如图3以及图4所示，具有铁芯23a、 设于该铁芯23a的U相、V相以及W相的绕组23c、23d、23e。此外，在图3中，为了方便，仅表示了 U相绕组23c。铁芯23a是层叠了多个钢板的圆筒状的部件，沿轴线方向延伸，固定于不能移动的壳体CA。另外，在铁芯23a的内周面形成有12个槽23b，这些槽2 沿轴线方向延伸，并且在圆周方向上等间隔排列。上述的U相 W相绕组23c 2 通过分布绕法(波状绕法)卷绕在槽23b中，并且经由上述的第1PDU41以及V⑶44，与电池43连接。 第1PDU41由逆变器等所构成的电路构成，与第2PDU42以及E⑶2连接(參照图1)。在以上结构的定子23中，从电池43提供电力，在U相 W相绕组23c 23e中流过电流吋，或者如后面所述那样进行发电时，在铁芯23a的Al转子M侧的端部，4个磁极在圆周方向上等间隔地产生(參照图7(a) (c))，并且由这些磁极产生的第1旋转磁场沿圆周方向移动。以下，将在铁芯23a产生的磁极称作“第1定子磁扱”。另外，在圆周方向上相邻的各2个第1定子磁极的极性相互不同。此外，在图7(a) (c)或后述的其他附图中， 在铁芯23a或U相 W相绕组23c 2 之上，用(N)以及⑶标记第1定子磁扱。
如图4所示，Al转子M具有由8个永磁铁2 构成的第1磁极列。这些永磁铁 24a在圆周方向上等间隔排列，该第1磁极列与定子23的铁芯23a对置。各永磁铁2 沿轴线方向延伸，其轴线方向的长度设定为与定子23的铁芯23a的相应长度相同。另外，永磁铁2 安装在环状的固定部Mb的外周面。该固定部Mb由软磁性体构成，例如铁或者层叠了多个钢板的部件，其内周面安装在圆环板状的凸缘的外周面。该凸缘与上述的连结轴6设计成一体。通过上述，包括永磁铁Ma的Al转子M与连结轴6 — 体地自由旋转。进而，由于在如上述那样由软磁性体构成的固定部Mb的外周面安装有永磁铁Ma，所以各永磁铁Ma，在定子23侧的端部，出现(N)或者⑶中的ー个磁扱。此夕卜， 在图4或后述的其他附图中，用(N)以及⑶标记永磁铁2 的磁极。另外，在圆周方向上相邻的各2个永磁铁Ma的极性相互不同。A2转子25具有由6个磁芯2 构成的第1软磁性体列。这些磁芯2 在圆周方向上等间隔排列，该第1软磁性体列在定子23的铁芯23a与Al转子M的第1磁极列之间， 分别隔着规定的间隔配置。各磁芯2 是软磁性体，例如层叠了多个钢板的部件，沿轴线方向延伸。另外，与永磁铁Ma同样，磁芯25a的轴线方向的长度被设定为与定子23的铁芯 23a的相应长度相同。进而，磁芯2 经由在轴线方向上若干延伸的筒状的连结部25c而安装于圆板状的凸缘25b的外端部。该凸缘2 与上述的第1旋转轴4设置成一体。由此，包括磁芯25a的A2转子25与第1旋转轴4 一体地自由旋转。此外，在图4或图7 (a) (c) 中，为了方便，省略了连结部25c以及凸缘25b。以下，对第1旋转机21的原理进行说明。其中，在该说明中，将定子23表示为“第 1定子”，将Al转子M表示为“第1转子，，，将A2转子25表示为“第2转子”。另外，将与提供给第1定子的电カ以及第1旋转磁场的电角速度《mf等效的转矩称作“第1驱动用等效转矩Tel”。首先，对该第1驱动用等效转矩Tel和传递到第1以及第2转子的转矩(以下分別称作“第1转子传递转矩Tl”、“第2转子传递转矩T2”)的关系，第1旋转磁场、第1以及第2转子的电角速度之间的关系进行说明。当在下面的条件㈧以及⑶下构成第1旋转机21吋，与第1旋转机21相当的等效电路如图5所示。(A)第1定子具有U相、V相以及W相的3相绕组(B)第1定子磁极为2个，第1磁极为4个，S卩，将第1定子磁极的N极以及S极设为1组的极对数量为值1，将第1磁极的N极以及S极设为1组的极对数量为值2，第1软磁性体由第1磁芯、第2磁芯以及第3磁芯所构成的3个软磁性体构成。其中，像这样在本说明书中使用的“极对”指的是N极以及S极的1組。在该情况下，通过第1软磁性体中的第1磁芯的第1磁极的磁通ΨΜ由下式(1)
^/Jn ο[数1]Ψ α = · cos[2( θ 2-θ ι)]......(1)在此，Vf是第1磁极的磁通的最大值，θ 1以及θ 2是第1磁极相对于U相绕组的旋转角度位置以及第1磁芯相对于U相绕组的旋转角度位置。另外，在该情况下，由于第 1磁极的极对数量与第1定子磁极的极对数量之比为值2. 0，所以第1磁极的磁通相对于第1旋转磁场以2倍的周期旋转(变化)，所以在上述的式(1)中，为了对此进行表示，将(Θ2-Θ 1)与值2.0相乘。因此，经由第1磁芯通过じ相绕组的第1磁极的磁通屯じ1由在式(1)中通过乘以 COS 0 2而得到的下式(2)表示。[数2]
权利要求
1.一种混合动力车辆，其特征在于，通过动力装置驱动，该动力装置具备第1旋转机，其具有第1转子，其中相邻2个磁极具有相互不同极性的磁极列沿圆周方向设置；第1定子，其与上述第1转子在径向上对置地配置，具有根据在沿上述圆周方向排列的多个电枢产生的磁极的变化，产生沿上述圆周方向移动的旋转磁场的电枢列；和第 2转子，其配置在上述第1转子与上述第1定子之间，具有相互隔着间隔地沿上述圆周方向排列的多个软磁性体，该第1旋转机将在上述第1定子的上述电枢列产生的磁极的数量、上述第1转子的上述磁极列的磁极的数量和上述第2转子的上述软磁性体的数量之比，设定为1 m (1+m)/2，其中，m乒1，在驱动轴连接上述第1转子以及上述第2转子的一方； 原动机，其输出轴与上述第1转子以及上述第2转子的另一方连接； 第2旋转机，其被构成为与上述驱动轴之间能输入输出动力，并且与上述第1旋转机之间能授受电力；和蓄电器，其与上述第1旋转机以及上述第2旋转机之间能授受电力，上述混合动力车辆具备检测上述蓄电器的充电状态的状态检测部；和进行上述动力装置的控制的控制部，在为了该混合动力车辆的进发而驱动上述原动机时，上述控制部基于上述蓄电器的剩余容量来控制上述原动机的输出。
2.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在上述蓄电器的剩余容量为低于上述上限值的第1阈值以上的状态下，在为了该混合动力车辆的前方进发而驱动上述原动机的情况下，上述控制部通过控制在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度，将上述原动机的转速限制得较低， 由此降低上述原动机的输出。
3.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在上述蓄电器的剩余容量为高于上述下限值的第2阈值以下的状态下，在为了该混合动力车辆的后方进发而驱动上述原动机的情况下，上述控制部通过控制在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度，将上述原动机的转速限制得较低， 由此降低上述原动机的输出。
4.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于， 上述控制部按照维持上述原动机的输出转矩的方式控制上述原动机。
5.根据权利要求2或3所述的混合动力车辆，其特征在于，在针对上述原动机所要求的转矩，在上述第1旋转机的上述第1定子产生的每单位时间的再生能量超过规定值的情况下，上述控制部按照将上述原动机的输出转矩限制得较低的方式来控制上述原动机。
6.根据权利要求1所述的混合动力车辆，其特征在于，上述控制部控制上述动力装置，使得上述蓄电器的剩余容量收于下限值到上限值的范围内，在该混合动力车辆基于来自上述第1旋转机的驱动力进行行驶时，若上述蓄电器的剩余容量在高于上述下限值的第2阈值以下，则上述控制部按照如下方式进行控制驱动上述原动机，在上述第1旋转机的上述第1定子产生的上述旋转磁场的磁场旋转速度降低。
7.根据权利要求1 6的任一项所述的混合动力车辆，其特征在于， 上述第2旋转机具有电动机，其具有旋转部件以及电枢；和旋转机构，其具有保持共线关系进行动作的第1旋转要素、第2旋转要素以及与上述旋转部件连接的第3旋转要素，具有将输入到上述第2旋转要素的能量分配给上述第1旋转要素以及上述第3旋转要素的功能、和将输入到上述第1旋转要素以及上述第3旋转要素的各能量合成并输出到上述第2旋转要素的功能，上述第1转子以及上述第2旋转要素、和上述第2转子以及上述第1旋转要素中的一方与上述原动机的上述输出轴连接，另一方与上述驱动轴连接。
8.根据权利要求1 6的任一项所述的混合动力车辆，其特征在于， 上述第2旋转机具有第3转子，其中相邻2个磁极具有相互不同极性的磁极列沿圆周方向设置； 第2定子，其与上述第3转子在径向上对置地配置，具有根据在沿上述圆周方向排列的多个电枢产生的磁极的变化，产生沿上述圆周方向移动的旋转磁场的电枢列；和第4转子，其配置在上述第3转子与上述第2定子之间，具有相互隔着间隔地沿上述圆周方向排列的多个软磁性体，在上述第2定子的上述电枢列产生的磁极的数量、上述第3转子的上述磁极列的磁极的数量和上述第4转子的上述软磁性体的数量之比，被设定为1 m (l+m)/2，其中，m乒1，在上述驱动轴连接上述第1转子，在上述原动机的上述输出轴连接上述第2转子的情况下，上述第4转子与上述驱动轴连接，上述第3转子与上述原动机的上述输出轴连接，在上述驱动轴连接上述第2转子，在上述原动机的上述输出轴连接上述第1转子的情况下，上述第3转子与上述驱动轴连接，上述第4转子与上述原动机的上述输出轴连接。
全文摘要
一种混合动力车辆，其通过动力装置驱动，该动力装置具有第1旋转机，其具有第1转子、第1定子和第2转子，将在第1定子的电枢列产生的磁极的数量、第1转子的磁极列的磁极的数量和第2转子的软磁性体的数量之比被设定为1∶m∶(1+m)/2，其中，m≠1，在驱动轴连接第1转子以及第2转子的一方；输出轴与另一方连接的原动机；第2旋转机；和蓄电器。混合动力车辆具备检测蓄电器的充电状态的状态检测部和进行动力装置的控制的控制部，控制部在为了该混合动力车辆进发而驱动原动机时，基于蓄电器的剩余容量来控制原动机的输出。因此，能实现小型化以及成本的减少，并且能提高驱动效率。
文档编号B60K6/448GK102574452SQ20108004360
公开日2012年7月11日 申请日期2010年7月23日 优先权日2009年10月13日
发明者圷重光, 大矢聪义, 板东真史, 笠冈广太, 阿部典行 申请人:本田技研工业株式会社