车辆驱动机构的制作方法
【专利摘要】车辆驱动机构具备使汽油燃料在内部燃烧来产生动力的发动机、和通过三相交流电力进行动作的双转子型电动机作为动力源。控制单元在使发动机停止而通过双转子型电动机使车辆行驶时，通过第一逆变器和第二逆变器在第一转子与第二转子之间以及定子与第二转子之间分别产生第一电动扭矩和第二电动扭矩，并且通过盘式制动器将驱动轴以及与其一体地旋转的第一转子固定成不能旋转。
【专利说明】车辆驱动机构
【技术领域】
[0001]本发明涉及车辆驱动机构，尤其涉及具备发动机以及电动机作为动力源的混合动力汽车的车辆驱动机构。
【背景技术】
[0002]具备发动机以及电动机作为动力源的混合动力汽车开始普及。在专利文献I的图8公开了具备发动机以及双转子型电动机的混合动力汽车的车辆驱动机构。这里公开的双转子型电动机具有与发动机的驱动轴连结的第一转子、被配设在第一转子的径向外侧并与车轴连结的第二转子以及配设在第二转子的径向外侧并固定于壳体的定子。在第一转子设有第一线圈，在定子设有第二线圈。另外，在第二转子的内周侧以与第一转子的第一线圈对置的方式设有第一磁铁，在第二转子的外周侧以与定子的第二线圈对置的方式设有第二磁铁。
[0003]在搭载了上述那样的车辆驱动机构的混合动力汽车中，当停止发动机而仅通过电动机使车辆行驶时，通过逆变器向定子的第二线圈供给电力来形成磁场，在定子的第二线圈与第二转子的第二磁铁之间产生电动扭矩。若第二转子通过该电动扭矩而旋转，则驱动与第二转子连结的车轴，使车辆行驶。
[0004]专利文献1:日本特开2005 - 47396号公报
[0005]然而，在上述那样的构成中，还对第一转子的第一线圈供给电力，在第一转子的第一线圈与第二转子的第一磁铁之间也会产生电动扭矩，若想要通过该电动扭矩使第二转子的驱动力增大，则会因第二转子的旋转的反作用力而第一转子也旋转。其结果，与第一转子连结的发动机也被驱动而产生动力损耗。另外，即使在第二转子旋转的反作用力微小，而第一转子并不较大地旋转的情况下，也存在因持续的扭矩变动而发动机的气缸、活塞环不匀磨损从而劣化的可能性。因此，在专利文献I所公开的车辆驱动机构中，必须避免在第一转子与第二转子之间产生电动扭矩，无法充分有效地利用能够通过双转子型电动机产生的扭矩。
【发明内容】
[0006]本发明是为了解决这样的问题而完成的，其目的在于提供一种在停止发动机而仅通过电动机使车辆行驶时，能够防止动力损耗、发动机的劣化，并且充分有效地利用能够通过电动机产生的扭矩的混合动力汽车的车辆驱动机构。
[0007]为了解决上述课题，本发明所涉及的车辆驱动机构的特征在于，具备:内燃机(发动机)，其使燃料燃烧来产生动力；旋转电机，其包含与内燃机机械式地连结的第一旋转件、被配设在第一旋转件的径向外侧并且与车轴机械式地连结的第二旋转件以及被配设在第二旋转件的径向外侧的固定件；电力供给单元，其向旋转电机供给电力；固定单元，其将第一旋转件固定成不能旋转；以及控制单元，其控制电力供给单元以及固定单元，控制单元在使内燃机停止而通过旋转电机使车辆行驶时，通过从电力供给单元向旋转电机供给电力，在旋转电机中第一旋转件与第二旋转件之间以及固定件与第二旋转件之间分别产生第一电动扭矩和第二电动扭矩，并且通过固定单元将固定成第一旋转件不能旋转。
[0008]根据本发明所涉及的车辆驱动机构，在停止发动机而仅通过电动机使车辆行驶时，能够防止动力损耗、发动机的劣化并且充分有效地利用能够通过电动机产生的扭矩。
【专利附图】
【附图说明】
[0009]图1是表示本发明的实施方式所涉及的车辆驱动机构的构成的图。
[0010]图2是表示一体地设置了本发明的实施方式所涉及的车辆驱动机构的变形例中的集电环和盘式制动器的构成的图。
[0011]图3是表示本发明的实施方式所涉及的车辆驱动机构的变形例中的双转子电动机的各种结构的图。
【具体实施方式】
[0012]以下，基于附图对本发明的实施方式进行说明。
[0013]实施方式.
[0014]图1示出本发明的实施方式所涉及的混合动力汽车的车辆驱动机构100的构成。
[0015]车辆驱动机构100具备使汽油燃料在内部燃烧来产生动力的发动机10和通过三相交流电力进行动作的双转子型电动机20作为动力源。双转子型电动机20具有:第一转子21，其与发动机10的驱动轴11机械式地连结并与该驱动轴11 一体地旋转；第二转子22，其被配设在第一转子21的径向外侧且经由臂12以及差速器13与车轴14机械式地连结；以及定子23，其被配设在第二转子22的径向外侧且固定于电动机外壳24。并且，第一转子21具有圆柱状的形状，第二转子22以及定子23具有圆环状的形状，图1示意地示出了这些元件的剖面。
[0016]在第一转子21设有第一线圈25，在定子23设有第二线圈26。另外，在第二转子22的内周侧以与第一转子21的第一线圈25对置的方式设有第一磁铁27，在第二转子22的外周侧以与定子23的第二线圈26对置的方式设有第二磁铁28。
[0017]另外，车辆驱动机构100具备能够对直流电力进行充放电的电池30、和将从电池30输出的直流电力转换为三相交流电力的第一逆变器31以及第二逆变器32，第一逆变器31以及第二逆变器32被后述的控制单元60控制。从第一逆变器31输出的三相交流电力经由由固定电刷41以及旋转环42构成的集电环机构40传递到沿驱动轴11布线的未图示的导电线，并通过该导电线供给至第一转子21的第一线圈25。另一方面，从第二逆变器32输出的三相交流电力供给至定子23的第二线圈26。
[0018]在驱动轴11的中途设有用于将驱动轴11以及与驱动轴11 一体地旋转的第一转子21固定成不能旋转的盘式制动器50。盘式制动器50由安装于驱动轴11的圆盘51和从两侧夹入圆盘51的摩擦材料52构成，并与第一逆变器31以及第二逆变器32同样地被控制单元60控制。
[0019]控制单元60通过控制第一逆变器31以及第二逆变器32来控制向第一转子21的第一线圈25以及定子23的第二线圈26的电力供给，并且通过控制盘式制动器50来控制驱动轴11以及与其一体地旋转的第一转子21的旋转状态。
[0020]接下来，对搭载了本实施方式所涉及的车辆驱动机构100的混合动力汽车停止发动机10而仅通过双转子型电动机20来进行行驶时的动作进行说明。
[0021]首先，控制单元60通过控制第一逆变器31以及第二逆变器来向第一转子21的第一线圈25以及定子23的第二线圈26供给三相交流电力，并且通过控制盘式制动器50将驱动轴11以及与驱动轴11 一体地旋转的第一转子21固定成不能旋转。
[0022]此时，在第一转子21的第一线圈25与第二转子22的第一磁铁27之间产生第一电动扭矩，并且在定子23的第二线圈26与第二转子22的第二磁铁28之间也产生第二电动扭矩。若第二转子接受这些第一电动扭矩和第二电动扭矩而旋转，则该旋转经由臂12以及差速器13传递至车轴14，使车辆行驶。
[0023]在上述中，若第二转子22通过第一转子21与第二转子22之间所产生的第一电动扭矩而旋转，则第一转子21受到其反作用力，但与第一转子21 —体地旋转的驱动轴11被盘式制动器50固定成不能旋转，所以第一转子21不会旋转。因此，经由驱动轴11与第一转子11连结的发动机10不会被驱动而产生动力损耗，另外也不会因持续的扭矩变动而发动机10的气缸、活塞环不匀磨损而劣化。
[0024]如以上所说明的那样，在本实施方式所涉及的混合动力汽车的车辆驱动机构100中，停止发动机10而仅通过双转子型电动机20使车辆行驶时，通过从第一逆变器31以及第二逆变器32向双转子型电动机20供给电力，在第一转子21与第二转子22之间以及定子23与第二转子22之间分别产生第一电动扭矩和第二电动扭矩，并且通过盘式制动器50将驱动轴11以及与驱动轴11 一体地旋转的第一转子21固定成不能旋转。由此，将在第一转子21与第二转子22之间产生的第一电动扭矩以及在定子23与第二转子22之间产生的第二电动扭矩均利用于第二转子的旋转，并且防止第一转子21受到第二转子22旋转的反作用力而旋转。其结果，能够防止动力损耗、发动机10的劣化，并且充分有效地利用通过双转子型电动机20能够产生的扭矩。
[0025]其他实施方式.
[0026]在上述实施方式中，如图2所示，也可以将集电环机构40与盘式制动器50收纳在同一机壳70内而一体地设置。由此,与独立地设置集电环机构40和盘式制动器50的构成相比，能够使整体小型化。
[0027]另外，第一逆变器31、第二逆变器32以及盘式制动器50也可以分别被不同的控制单元控制。
[0028]另外，双转子型电动机20并不限定于如在上述实施方式(图1)中所示的那样的、从径向内侧依次设置了第一线圈25、第一磁铁27、第二磁铁28以及第二线圈26的结构，例如也能够为图3的(a)?(C)所示那样的结构。在图3的(a)中，从径向内侧依次设置第一磁铁27a、第一线圈25a、第二磁铁28a以及第二线圈26a。在图3的(b)中，从径向内侧依次设置第一磁铁27b、第一线圈25b、第二线圈26b以及第二磁铁28b。在图3的(c)中，从径向内侧依次设置第一线圈25c、第一磁铁27c、第二线圈26c以及第二磁铁28c。
【权利要求】
1.一种车辆驱动机构，其特征在于，具备: 内燃机，其使燃料燃烧来产生动力； 旋转电机，其包含与所述内燃机机械式地连结的第一旋转件、被配设在该第一旋转件的径向外侧并且与车轴机械式地连结的第二旋转件以及被配设在该第二旋转件的径向外侧的固定件； 电力供给单元，其向所述旋转电机供给电力； 固定单元，其将所述第一旋转件固定成不能旋转；以及 控制单元，其控制所述电力供给单元以及所述固定单元， 所述控制单元在使所述内燃机停止而通过所述旋转电机使车辆行驶时，通过从所述电力供给单元向所述旋转电机供给电力，在该旋转电机中所述第一旋转件与所述第二旋转件之间以及所述固定件与所述第二旋转件之间分别产生第一电动扭矩和第二电动扭矩，并且通过所述固定单元将所述第一旋转件固定成不能旋转。
2.根据权利要求1所述的车辆驱动机构，其特征在于， 所述内燃机与所述第一旋转件通过驱动轴机械式地连结， 所述固定单元被设于所述驱动轴。
3.根据权利要求2所述的车辆驱动机构，其特征在于， 在所述驱动轴设有电连接所述电力供给单元和所述旋转电机的电连接单元， 所述固定单元与所述电连接单元一体地设置。
【文档编号】B60W10/10GK104185585SQ201380014366
【公开日】2014年12月3日 申请日期:2013年3月22日 优先权日:2012年3月27日
【发明者】吉原康二, 松本祥平 申请人:株式会社丰田自动织机