(57)【要約】【課題】電力消費量を低減させることができる回転電機を提供すること。【解決手段】ロータコアを有するロータと、前記ロータコアに固定されたロータシャフトと、前記ロータに対して径方向に間隔をあけて配置されたステータと、を備え、前記ロータコアと一体で回転する前記ロータシャフトから出力されたトルクによって、駆動輪を駆動させて走行可能な電動車に搭載される回転電機であって、前記電動車のパーキングロックが解除されて、前記ロータシャフトが正回転している場合には前記ロータコアを正回転させ、前記ロータシャフトが逆回転している場合には前記ロータコアを逆回転させるように、前記ロータコアの回転を制御するロータコア回転制御装置を備える。【選択図】図３
2022003852.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータコアを有するロータと、
前記ロータコアに固定されたロータシャフトと、
前記ロータに対して径方向に間隔をあけて配置されたステータと、
を備え、
前記ロータコアと一体で回転する前記ロータシャフトから出力されたトルクによって、駆動輪を駆動させて走行可能な電動車に搭載される回転電機であって、
前記電動車のパーキングロックが解除されて、前記ロータシャフトが正回転している場合には前記ロータコアを正回転させ、前記ロータシャフトが逆回転している場合には前記ロータコアを逆回転させるように、前記ロータコアの回転を制御するロータコア回転制御装置を備えることを特徴とする回転電機。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、パーキングロックが解除された場合、他のシフトレンジになるまでの間に回転電機である電動モータの回転が検出されると、電動モータが回転しなくなるまで、電動モータを制御して逆回転方向の駆動トルクを発生させて、パーキング抜き時に発生する振動を低減させる技術が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００３−２６４９０８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、特許文献１に開示された技術では、電動モータの回転を打ち消す方向に、ステータに対するロータコアの相対回転を抑制する駆動トルクが発生するよう電動モータを制御するため、電力消費量が大きくなるおそれがある。
【０００５】
本発明は、上記課題に鑑みてなされたものであって、その目的は、電力消費量を低減させることができる回転電機を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に回転電機は、ロータコアを有するロータと、前記ロータコアに固定されたロータシャフトと、前記ロータに対して径方向に間隔をあけて配置されたステータと、を備え、前記ロータコアと一体で回転する前記ロータシャフトから出力されたトルクによって、駆動輪を駆動させて走行可能な電動車に搭載される回転電機であって、前記電動車のパーキングロックが解除されて、前記ロータシャフトが正回転している場合には前記ロータコアを正回転させ、前記ロータシャフトが逆回転している場合には前記ロータコアを逆回転させるように、前記ロータコアの回転を制御するロータコア回転制御装置を備えることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明に係る回転電機は、パーキングロックが解除され、ロータシャフトが正回転している場合にはロータコアを正回転するように制御して、ロータシャフトが逆回転している場合にはロータコアを逆回転するように制御するため、ロータシャフトの回転方向とは逆方向にロータコアを回転させる場合よりも、電力消費量を低減させることができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】図１は、実施形態に係る電動車の概略構成を示した図である。
【図２】図２は、ロータシャフト及びロータの断面図である。
【図３】図３は、実施形態における電動モータの制御ルーチンを示すフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下に、本発明に係る回転電機の実施形態について説明する。なお、本実施形態により本発明が限定されるものではない。
【００１０】
図１は、実施形態に係る電動車の概略構成を示した図である。図１において、電動駆動装置１０は、回転電機である電動モータ１２と駆動系１４とを有している。電動モータ１２は、ロータシャフト１６と一体をなし、ロータシャフト１６と共に回転するロータ１８と、ロータシャフト１６及びロータ１８を回転可能に支持するモータハウジング２０と、モータハウジング２０に固定されロータ１８と共働してロータシャフト１６を回転させるステータ２２とを有している。モータハウジング２０は、モータマウント２４にて電動駆動装置１０のハウジング２６に固定され収容されている。
【００１１】
図２は、ロータシャフト１６及びロータ１８の断面図である。図２に示すように、ロータ１８は、複数の永久磁石１８２が設けられた円環状のロータコア１８１と、ロータコア１８１の周方向にわたって設けられた複数の永久磁石１８２とを有している。ロータコア１８１の内周面には、ロータシャフト１６の外周面に設けられた一対のキー溝１６ａにそれぞれ嵌合する一対の突起部（キー形状）１８１ａが設けられている。本実施形態においては、ロータシャフト１６のキー溝１６ａと、ロータコア１８１の突起部１８１ａとによって、ロータシャフト１６とロータコア１８１とを締結する締結部が構成されている。ロータシャフト１６は、キー溝１６ａに突起部１８１ａが嵌合することにより、ロータコア１８１との相対回転が規制されている。なお、図２中の矢印Ｒ１は、ロータコア１６１からロータシャフト１６への例えば正回転（電動車の前進方向に対応する回転方向に回転）のトルクの入力を示している。また、図２中の矢印Ｒ２は、左右の駆動輪６８，７４からロータシャフト１６への例えば正回転のトルクの入力を示している。
【００１２】
本実施形態においては、ハウジング２６が互いに他に対しロータシャフト１６の両側に隔置されたマウント２８，３０により車体Ｂに固定されている。マウント２８，３０は、それぞれロータシャフト１６に平行な軸線３２，３４を有する実質的に円筒状のゴムブッシュよりなるインシュレータ３６，３８を有し、インシュレータ３６，３８により電動駆動装置１０の振動が車体Ｂへ伝達されることが抑制される。
【００１３】
また、本実施形態において、駆動系１４は、減速歯車装置４０及び差動歯車装置４２を含む。減速歯車装置４０は、カウンタギヤ対４４とファイナルギヤ対４６とを有している。カウンタギヤ対４４は、電動モータ１２のロータシャフト１６に固定された出力ギヤ４８と、中間軸５０に固定された入力ギヤ５２とよりなる。ファイナルギヤ対４６は、中間軸５０に固定された出力ギヤ５４と、差動歯車装置４２に設けられた入力ギヤ５６とよりなっている。
【００１４】
差動歯車装置４２は、入力ギヤ５６の回転平面に平行な軸線の周りに回転可能に支持された一対の入力ピニオンギヤ５８と、入力ピニオンギヤ５８の軸線に垂直な軸線の周りに回転可能に支持され、入力ピニオンギヤ５８と噛み合う一対の出力ピニオンギヤ６０，６２とを有している。本実施形態において、出力ピニオンギヤ６０は、電動モータ１２のロータシャフト１６と平行な軸線の周りに回転可能に支持された出力軸６４の内端に固定されている。出力軸６４の外端は、一対の等速ジョイント６６を介して左側の駆動輪６８に接続されている。同様に、出力ピニオンギヤ６２は、出力軸６４の軸線に整合する軸線の周りに回転可能に支持された出力軸７０の内端に固定されている。出力軸７０の外端は、一対の等速ジョイント７２を介して右側の駆動輪７４に接続されている。
【００１５】
本実施形態において、中間軸５０には、パーキングロックギヤ７６が固定されている。電動駆動装置１０のハウジング２６には、パーキングロックギヤ７６に近接してパーキングロック装置７８が設けられている。パーキングロック装置７８は、パーキングポール８０と、パーキングポール８０を駆動する駆動装置８２とを有している。
【００１６】
駆動装置８２は、ケーブル８４Ａによって運転者により操作されるシフトレバー８４に接続されており、シフトレバー８４に連動して駆動されるようになっている。シフトレバー８４がパーキングレンジに設定されると、パーキングポール８０が駆動装置８２によってパーキングロックギヤ７６に係合せしめられ、これにより電動駆動装置１０がパーキングロック状態にされる。また、電動車の走行開始時に、シフトレバー８４がパーキングレンジより解除（パーキング抜き）されると、パーキングポール８０が駆動装置８２によってパーキングロックギヤ７６より離脱せしめられ、これにより電動駆動装置１０のパーキングロック状態が解除される。
【００１７】
電動モータ１２は、シフトレバー８４により設定されるシフトレンジ、及び、運転者により操作されるアクセルペダル８６により設定されるアクセル設定量に応じて、所定の制御ルーチンに従って電子制御装置８８により制御され、これにより電動車の走行時における電動モータ１２の駆動トルクが制御される。また、電動モータ１２は、運転者によりパーキング抜き操作が行われた際における電動モータ１２の回転状況に応じて、所定の制御ルーチンに従って電子制御装置８８により制御され、これによりパーキングロック解除時における電動駆動装置１０の振動が抑制される。
【００１８】
電子制御装置８８には、シフトレバー８４により設定されるシフトレンジを検出するシフトポジションセンサ９０から、シフトレンジＳＲを示す信号が入力される。また、電子制御装置８８には、アクセルペダル８６により設定されるアクセル設定量を検出するアクセルセンサ９２から、アクセル設定量ＡＳを示す信号が入力される。また、電子制御装置８８には、電動モータ１２のロータシャフト１６に設けられた回転位置センサ９４から、電動モータ１２の回転位置（ステータ２２に対するロータ１８の相対回転位置）θを示す信号が入力される。
【００１９】
なお、電子制御装置８８は、例えば、ＣＰＵとＲＯＭとＲＡＭと入出力ポート装置とを有し、これらが双方向性のコモンバスにより互いに接続された一般的な構成のマイクロコンピュータと、電動モータ１２へ駆動電流を出力する駆動回路と、から構成されている。また、回転位置センサ９４は、電動モータ１２の駆動トルクを制御するためのレゾルバであってもよい。
【００２０】
図３は、実施形態における電動モータ１２の制御ルーチンを示すフローチャートである。
【００２１】
まず、電子制御装置８８は、シフトレンジＳＲを示す信号の読み込みを行う（ステップＳ１）。次に、電子制御装置８８は、シフトレンジＳＲがパーキングレンジであるかを判断する（ステップＳ２）。パーキングレンジではないと判断した場合（ステップＳ２にてＮｏ）、電子制御装置８８は、一連の制御ルーチンを終了する。一方、パーキングレンジであると判断した場合（ステップＳ２にてＹｅｓ）、電子制御装置８８は、パーキング解除がなされたら（ステップＳ３にてＹｅｓ）、回転位置センサ９４から回転位置θを示す信号の読み取りを行う（ステップＳ４）。
【００２２】
次に、電子制御装置８８は、例えば、現サイクルの回転位置θｎと、前サイクルの回転位置θｎ−１との偏差Δθの絶対値が基準値Δθｃ（正の定数）以上であるか否かの判別により、ステータ２２に対し相対的にロータ１８が正回転しているか否か、すなわち、ロータシャフト１６は正回転しているか否かを判断する。ロータシャフト１６が正回転していると判断した場合（ステップＳ５にてＹｅｓ）、電子制御装置８８は、ロータコア１８１が正回転するように、ロータコア１８１に正回転のトルクが発生するよう電動モータ１２を制御するロータコア正回転制御を実行する（ステップＳ６）。その後、ロータシャフト１６の回転が完了したら（ステップＳ８）、電子制御装置８８は、一連の制御ルーチンを終了する。
【００２３】
一方、ロータシャフト１６が正回転していない（逆回転している）と判断した場合（ステップＳ５にてＮｏ）、電子制御装置８８は、ロータコア１８１が逆回転するように、ロータコア１８１に逆回転のトルクが発生するよう電動モータ１２を制御するロータコア逆回転制御を実行する（ステップＳ７）。その後、ロータシャフト１６の回転が完了したら（ステップＳ８）、電子制御装置８８は、一連の制御ルーチンを終了する。
【００２４】
以上のように、実施形態に係る電動モータ１２においては、パーキングロックが解除されると、ロータシャフト１６の回転方向を検出し、ロータシャフト１６が正回転している場合にはロータコア１８１を正回転するように制御して、ロータシャフト１６が逆回転している場合にはロータコア１８１を逆回転するように制御する。これにより、実施形態に係る電動モータ１２は、ロータシャフト１６の回転方向とは逆方向にロータコア１８１を回転させる場合よりも、電力消費量を低減させることができる。また、ロータシャフト１６の捩じれを低減できるため、ロータシャフト１６とロータコア１８１との締結部の応力を小さくすることができる。
【符号の説明】
【００２５】
１０  電動駆動装置
１２  電動モータ
１４  駆動系
１６  ロータシャフト
１６ａ  キー溝
１８  ロータ
２２  ステータ
２６  ハウジング
２８，３０  マウント
４０  減速歯車装置
４２  差動歯車装置
６８，７４  駆動輪
７６  パーキングロックギヤ
７８  パーキングロック装置
８４  シフトレバー
８６  アクセルペダル
８８  電子制御装置
９０  シフトポジションセンサ
９２  アクセルセンサ
９４  回転位置センサ
１８１  ロータコア
１８１ａ  突起部
１８２  永久磁石
【図１】
2022003852.tif 000003
【図２】
2022003852.tif 000004
【図３】
2022003852.tif 000005