(57)【要約】本発明は、車軸を有する車輪と、動作時に駆動モーメントを車軸に加える駆動手段とを有し、駆動モーメントのアームを車輪の半径の大きさで割った駆動率が０．５７よりも大きい駆動アセンブリに関する。これによって、効率が改善される。モータ自体の効率の改善に加えて、これによって前述の追加の効果が得られ、その結果、モータ単独の効率の改善から期待された以上の比較的大きな効率の改善が得られる。
2006520299.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪回転軸線を有する車輪と、動作時に前記車輪に駆動モーメントを加える駆動手段とを有し、前記駆動モーメントのアームを前記車輪の半径の大きさで割った駆動率が０．５７よりも大きい駆動アセンブリ。
【請求項２】
前記駆動率が０．６５よりも大きい、請求項１に記載の駆動アセンブリ。
【請求項３】
前記駆動率が０．７よりも大きい、請求項１または２に記載の駆動アセンブリ。
【請求項４】
前記駆動率が１．０よりも小さく、好ましくは０．９５よりも小さい、請求項１、２または３に記載の駆動アセンブリ。
【請求項５】
前記駆動手段は電気モータを含む、先行する請求項の１つまたはいくつかの請求項に記載の駆動アセンブリ。
【請求項６】
前記電気モータは複数の永久磁石を備えている同期モータである、請求項５に記載の駆動アセンブリ。
【請求項７】
前記電気モータは、乗り物内に、該乗り物に対して静止して配置されている複数の巻き線を備えているステータと、永久磁石を備えているロータとを有している、請求項５または６に記載の駆動アセンブリ。
【請求項８】
前記ステータ内に前記電気モータを動作させるための動作手段と制御手段とを有している、請求項７に記載の駆動アセンブリ。
【請求項９】
前記ロータは、前記ステータの周りにこれと同軸に配置されており、かつ前記電気モータの駆動軸に接続されている、請求項８に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１０】
前記駆動手段は、前記車輪の外側に、かつ前記車輪に隣接して取り付けられている、先行する請求項のいずれか１項に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１１】
前記駆動手段は駆動軸を有し、前記車輪は車軸を有しており、前記駆動軸と前記車軸とは一直線に揃えられている、先行する請求項のいずれか１項に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１２】
前記駆動手段は駆動軸を有し、前記車輪は車軸を有しており、前記駆動軸は前記車軸を直接駆動する、先行する請求項のいずれか１項に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１３】
前記駆動軸は前記車軸である、請求項１２に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１４】
前記車輪は車軸を有し、前記複数の永久磁石は前記車軸に接続されている、請求項７に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１５】
前記車輪が車軸を有し、前記駆動手段は、前記車軸を直接駆動する駆動軸を有している電気モータを含み、前記電気モータは、少なくとも０．３Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量の、好ましくは少なくとも０．４Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量の最大公称トルクを有している、乗り物質量を有する乗り物のための、先行する請求項のいずれか１項に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１６】
車軸を備えている車輪と、駆動軸とロータとステータとを有している電気モータとを有し、前記駆動軸は直接駆動のために前記車軸に接続されており、前記電気モータは前記車輪の隣に配置されている、乗り物用の駆動アセンブリ。
【請求項１７】
前記車軸と前記駆動軸は一直線に配置されている、請求項１６に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１８】
前記駆動モーメントのアームを前記車輪の半径の大きさで割ったものである、前記駆動モータの駆動率は０．５７よりも大きく、前記電気モータは、少なくとも０．３Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量の、好ましくは少なくとも０．４Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量の最大公称トルクを有している、乗り物質量を有している乗り物用の、請求項１６または１７に記載の駆動アセンブリ。
【請求項１９】
先行する請求項のいずれか１項に記載の駆動アセンブリに適したモータ。
【請求項２０】
ハウジングを有し、該ハウジングが
該ハウジングに連結され、かつ少なくとも２つのグループの物理的に分離された複数の巻き線を有するステータと、
前記ステータ内に同軸に回転可能に取り付けられ、かつ複数の永久磁石を有しているロータと、
前記複数の巻き線内の電力と、前記電力の位相とを制御する制御手段と、
前記複数の巻き線を流れる電流と、前記ロータの前記ステータに対する角度位置とを計測する計測手段と、
前記制御手段と前記計測手段とに接続されて前記電気モータを動作させる動作手段と、
前記動作手段に接続され、データを前記ハウジングの外部と通信するデータ通信手段と、
を備えたハウジングを有する電気モータ。
【請求項２１】
前記計測手段は、２つ前記永久磁石の間に配置されていて、磁場を計測する少なくとも２つの手段を有している、請求項２０に記載の電気モータ。
【請求項２２】
前記ロータの軸線方向両端部は、取り付け手段、特に駆動軸用の取り付け手段を有している、請求項２０または２１に記載の電気モータ。
【請求項２３】
両前記取り付け手段の１つは、内部で、軸の端部を前記ロータに動作可能に接続可能なブッシュを含む、請求項２２に記載の電気モータ。
【請求項２４】
前記動作手段は、いわゆる「マスタ」と「スレーブ」設定を有しており、前記動作手段は、出力に対する要求または前記ロータの回転速度のいずれかに影響されて、または前記データ通信手段によって、いわゆる「マスタ」設定から「スレーブ」設定に、そしてその逆に変更可能である、先行する請求項のいずれか１項に記載の電気モータ。
【請求項２５】
請求項２４に記載の少なくとも２つの電気モータのアセンブリであって、前記電気モータの１つはいわゆる「マスタ」に設定され、他方の、またはそれ以外の前記電気モータはいわゆる「スレーブ」に設定されており、前記データ通信手段は相互に接続されて、各々が、前記他の電気モータまたは複数の電気モータとデータを交換する、アセンブリ。
【請求項２６】
前記ロータの軸線方向端部はホモキネティックカプリングを備えている、先行する請求項のいずれか１項に記載の電気モータ。
【請求項２７】
回転軸線を有している車軸を有している車輪と、電気モータの回転軸線を有しているロータを備えている電気モータとを備え、前記電気モータは、前記電気モータの前記回転軸線が前記車輪の前記回転軸線の上方に配置された状態で、該乗り物内に配置されている乗り物。
【請求項２８】
前記電気モータの前記回転軸線は前記車輪の前記回転軸線に実質的に平行である、請求項２７に記載の乗り物。
【請求項２９】
前記ロータは１つまたは２つ以上のホモキネティックカプリングによって前記車軸に連結されている、請求項２７または２８に記載の乗り物。
【請求項３０】
先行する請求項のいずれか１項に記載の電気モータを備えた先行する請求項のいずれか１項に記載の乗り物。
【請求項３１】
明細書に記述されたおよび／または図に示された１つまたは２つ以上の特徴的な手段を有する装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車輪と駆動手段とを有している駆動アセンブリ、および少なくとも１つのそのような駆動アセンブリを備えている乗り物に関する。
【背景技術】
【０００２】
車輪を、燃焼エンジン、（ジェット）タービン、またはたとえば電気モータなどの駆動手段によって駆動するのが一般に行われている。駆動手段は、通常、加速付きギヤボックスまたは無段変速機（ＣＶＴ）等の減速変速機によって車輪に接続されている。
【０００３】
一方、オランダ特許出願公開明細書第１０１４１８２号に記載されているように、車輪内に取り付けられている電気モータが知られている。
【０００４】
ＥＰＯ特許出願公開明細書第０  ５８８  ４７８号は、そのような車輪の多数の模式図を使用して、寸法と詳細についてはより詳細には触れずに、車輪内の電気モータについて記述している。
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、効率が改善された、適用可能な用途がより多様な駆動装置を実現することである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
そのために、本発明は、車輪の回転軸線を有する車輪と、動作時に車輪に駆動モーメントを加える駆動手段とを有しており、駆動モーメントのアームを車輪の半径の長さで割った駆動率が０．５７よりも大きい駆動アセンブリを提供する。
【０００７】
車輪の半径に対するアームのそのような比率を選択することによって、一方では実用的な乗り物の製造を可能にする有効な状態が得られ、他方では効率が最適化される。
【０００８】
前述のオランダ特許に記述されているような車輪内の電気モータに関する試験と研究によって、オランダ特許出願公開明細書第１０１４１８２号に記述された実施形態に関する効率を、駆動モーメントのアームを車輪の半径にできるだけ近くした場合に、さらに改良できる可能性のあるという発見と洞察が得られた。
【０００９】
さらに、エネルギーを使用するその他の構成部品の純損失を大幅に減少させる他の効果があることもわかった。効率の向上によって、予期したよりも容量の小さいモータを駆動に使用することができる。したがって、必要な電池容量も減少させることができる。さらに、充電器やその他の電子部品などのいくつかの部品をより軽量な構造にすることができる。その結果、必要なモータ容量をさらに小さくすることができる。その結果、理論的に計算された駆動よりもはるかに効率的な駆動が可能なことが明らかになった。
【００１０】
その結果、その時点で計算され、そして知られていた効率を超える効率の改善が可能になった。
【００１１】
ここで、アームは、回転の軸線つまりロータの中心と、駆動手段が駆動軸つまりロータを回転させるように駆動軸つまりロータに作用させる力の作用線との間の距離によって定義される。
【００１２】
本発明の駆動装置は、電気モータが使用されている場合に、構造の実現が技術的に容易なことがわかった。
【００１３】
たとえば、複数の巻き線を有しているステータと、周囲に取り付けられている複数の永久磁石を有しているロータ（いわゆる外部作動ロータ、“ｂｕｉｔｅｎｌｏｐｅｒ”）とを備えている電気モータを使用しており、ステータは、不動状態で、乗り物に連結されており、複数の永久磁石を有しているロータは、ステータを中心に回転し、かつ車輪の車軸と車輪に接続されている場合、アームはロータの内径の半分、たとえばロータの内側の半径になる。そのような設定によって、驚異的に高効率の本発明の駆動装置を実現することができる。
【００１４】
電気モータは、ロータとして駆動軸に取り付けられている複数の巻き線を有していてもよく、複数の永久磁石はステータの外側に不動状態に取り付けられていても良い。この場合、アームはロータの直径の半分である。種々の変形も可能である。
【００１５】
駆動手段が電気モータを有している実施態様では、ステータは複数の巻き線を有することになり、ロータは複数の永久磁石を有することになる。その結果、複雑な電力供給は必要なく、電気モータの構造を簡略化できる。さらに、乗り物への接続、つまり組み込みも簡略化できる。ロータが複数の巻き線内で回転する、内部作動ロータ（“ｂｉｎｎｅｎｌｏｐｅｒ”）をここで選択することも可能で、外部作動ロータ（“ｂｕｉｔｅｎｌｏｐｅｒ”）は複数の巻き線を中心に回転する。できるだけ大きい駆動率を実現するには、外部作動ロータ（“ｂｕｉｔｅｎｌｏｐｅｒ”）が好ましい。
【００１６】
一実施態様では、車輪はタイヤ、好ましくは空気入りタイヤを備えている。車輪の半径には、タイヤの厚さも含まれている。タイヤを備えている乗り物の場合、本発明の駆動アセンブリを選択する明白な理由は少ない。
【００１７】
簡単な取り付けについての他の実施態様では、駆動手段は、車軸と駆動手段の駆動軸との間に角度をつけることが可能な接続手段によって取り付けられている。そのような接続手段の例としては、差動伝達装置、いわゆるホモキネティックカプリング（ｈｏｍｏｋｉｎｅｔｉｃ  ｃｏｕｐｌｉｎｇ）の使用、または、同様な手段がある。
【００１８】
一実施態様では、複数の巻き線は、不動状態で乗り物に接続されており、複数の永久磁石が複数の巻き線の周囲に配置され、かつ駆動軸に接続されている。その結果、電力の供給が簡単なため、構造を簡略化することができる。さらに、複数の磁石が取り付けられているロータは、軽量な構造にすることができる。
【００１９】
本発明の駆動アセンブリの一実施態様では、駆動率は０．６５よりも大きい。駆動手段を適切に選択することにより、この駆動率が実現可能であると考えられた。他の実施態様では、駆動率は０．７よりも大きい。しかし、これは、駆動手段の設計に対する要求が高いことを意味する。
【００２０】
一実施態様では、駆動率は１．０よりも小さく、好ましくは０．９５よりも小さい。その場合、車輪の材質と種類を適切に選択しなければならない。たとえば、空気入りタイヤを使用する場合、空気入りタイヤの例外的な種類と型とを選択しなければならなくなる。
【００２１】
本発明の駆動アセンブリの一実施態様では、駆動手段は電気モータを含んでいる。電気モータは、本発明の駆動アセンブリで使用するのに特に適していることがわかっている。たとえば、電気モータは低い回転数で高いトルクを発生する。さらに、注意深い設計によって、駆動率に対する本発明の要求に応じた駆動が実現される。
【００２２】
本発明の他の実施態様では、電気モータは複数の永久磁石を備えている同期モータである。このようにして、モータは単純な構造を有することができる。さらに、複数の永久磁石を使用することによって、モータを十分に小型に作ることができる。
【００２３】
駆動手段が電気モータである本発明の駆動アセンブリの一実施態様では、電気モータは、乗り物内に、乗り物に対して静止状態で配置されている複数の巻き線を備えているステータと、複数の永久磁石を備えているロータとを有している。その結果、電気モータは、本発明で使用するのに十分に小型に作ることができる。
【００２４】
一実施態様では、駆動手段は、ステータ内に、好ましくはステータに押し当てられている、電気モータを動作させる動作手段と制御手段とを有している。
【００２５】
他の実施態様では、ロータは、ステータの周りにこれと同軸に配置され、かつ電気モータの駆動軸に接続されている（外部作動ロータ、“ｂｕｉｔｅｎｌｏｐｅｒ”）。
【００２６】
一実施態様では、駆動手段は、車輪に隣接して取り付けられている。
【００２７】
一実施態様では、駆動手段は駆動軸を有し、駆動軸と車軸とは一直線に揃えられている。
【００２８】
一実施態様では、駆動軸と車軸とは直接駆動のために接続されている。
【００２９】
一実施態様では、駆動手段は駆動軸を有しており、駆動軸は車軸を直接駆動する。この実施態様の特別の実施態様では、駆動軸は車軸である。
【００３０】
駆動手段が複数の磁石を備えている電気モータである、駆動アセンブリの一実施態様では、複数の永久磁石は車軸に連結されている。
【００３１】
任意に、車軸と駆動軸は、車軸の縦方向の軸線と駆動軸の縦方向の軸線とが１８０°に等しくない角度にできる接続部分によって連結されていてもよい。このような接続部分の例としては、差動変速機とホモキネティックカプリングがある。
【００３２】
一実施態様では、駆動手段が少なくとも０．３Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量のトルクを発生する電気モータを有しているときには、効率をさらに改善できると考えられ、特に、本発明の、前述のような駆動アセンブリを備えている乗り物のエネルギー消費をさらに改善できると考えられる。少なくとも０．４Ｎｍ／ｋｇ乗り物質量において、さらなる改善が達成されると考えられる。このトルクは最大公称トルク（ｍａｘｉｍｕｍ  ｎｏｍｉｎａｌ  ｔｏｒｑｕｅ）である。電気モータは、その最大（公称）トルクのたとえば２倍のトルクをも短時間で出力することができる。しかし、前述の、一見して大きな、極端な寸法設定によって効率上の大きな利点が得られることがわかっている。
【００３３】
本発明の他の態様は、車軸を備えている車輪と、駆動軸とロータとステータとを有している電気モータとを有し、駆動軸は直接駆動のために車軸に接続されており、電気モータは車輪の隣に配置されている、乗り物用の駆動アセンブリに関する。
【００３４】
これによって、驚くほどエネルギー効率の高い駆動が実現される。
【００３５】
駆動アセンブリの一実施態様では、車軸と駆動軸とは一直線に配置されている。さらに、前述のような他の実施態様も可能である。
【００３６】
本発明は、特定の電気モータと、電気モータを使用して特定の方法によって駆動される乗り物とに関する。
【００３７】
実際には、さまざまな実施形態の電気モータが公知である。公知の電気モータの問題は、発生するトルクの量の設定が困難なことが多いことである。さらに、いくつかの電気モータの動作は、互いに適合させることが困難なことが多い。さらに、電気モータの発生したトルクを必要な用途に適合させ、さまざまな用途に使用できるように電気モータの寸法を定めることは困難である。
【００３８】
本発明の目的は、前述の欠点を少なくとも部分的に克服することである。
【００３９】
本発明の他の目的は、多目的で、大きくすることが容易で、たとえば乗り物内への配備が容易な電気モータを提供することである。
【００４０】
本発明の他の目的は、燃費が有利な改良された乗り物を提供することである。
【００４１】
そのために、本発明は、ハウジングを有し、該ハウジングが、
ハウジングに連結されており、少なくとも２つのグループの物理的に分離された複数の巻き線を有するステータと、
ステータ内に同軸に回転可能に取り付けられており、複数の永久磁石を有しているロータと、
複数の巻き線内の電力と、電力の位相とを制御する制御手段と、
複数の巻き線を流れる電流と、ロータのステータに対する角度位置とを計測する計測手段と、
制御手段と計測手段とに接続され、電気モータを動作させる動作手段と、
動作手段に接続され、データをハウジングの外部に通信するデータ通信手段と、
を備えている電気モータを提供する。本発明はさらに、回転軸線を有している車軸を有している車輪と、電気モータの回転軸線を有しているロータを備えている電気モータとを備え、電気モータは、電気モータの回転軸線が車輪の回転軸線の上方に配置された状態で、乗り物内に配置されている乗り物に関する。
【００４２】
本発明の電気モータを選択することによって、トルクが調整可能な電気モータが得られる。さらに、いくつかのモータを互いに接続することができる。このために、特にハウジングは取り付け手段を備えている。
【００４３】
モータを乗り物内に配置することによって、乗り物の空気スリットの直径と車輪の直径との間の比率を有利にすることができる。その結果、エネルギー効率の高い乗り物を開発することができる。特に、本発明の第１の態様のモータと組み合わせて、有利な特徴を有する乗り物を開発することができる。特に、電気モータの駆動軸が車軸を直接駆動する。
【００４４】
電気モータの実施態様では、計測手段は、２つ永久磁石の間に配置されていて、磁場を計測する少なくとも２つの手段を有している。特に、制御手段に対して直接であるかないかにかかわらず計測手段の計測値をフィードバックすることによって、制御手段は最大の効果を実現するように電流または電圧の位相を最適化することができる。
【００４５】
電気モータの実施態様では、ロータの軸線方向両端部は、駆動軸用の取り付け手段を有している。特に、一端は、他端の取り付け手段と協働することが可能な取り付け手段を有している。このように、電気モータのこの種のロータは互いに接続することができる。ロータは、たとえば、連続している穴を備えていてもよい。２つまたは３つ以上の同様な電気モータが、ロータを互いに一直線に揃えた状態で、連続して設けられている場合、ロータを、穴を通した駆動軸によって互いに接続することができる。他の実施態様では、両取り付け手段の一方は、内部で軸の端部をロータに動作可能に接続可能なブッシュを有している。他方の取り付け手段は、軸を上に取り付け可能に構成することができる。
【００４６】
他の実施態様では、動作手段は、いわゆる「マスタ」と「スレーブ」設定を有しており、動作手段は、出力に対する要求またはロータの回転数のいずれかの影響によって、またはデータ通信手段によって、いわゆる「マスタ」設定から「スレーブ」設定に、そしてその逆に変更可能である。少なくとも２つのそのような電気モータのアセンブリにおいて、電気モータの１つはいわゆる「マスタ」に設定され、他方の、またはそれ以外の電気モータはいわゆる「スレーブ」に設定されており、データ通信手段は、各々が、他方の、またはそれ以外の電気モータとデータを交換するように相互に接続されている。
【００４７】
本発明の電気モータの実施態様では、ロータの端部はホモキネティックカプリングを備えている。
【００４８】
本発明の乗り物の実施態様では、電気モータの回転軸線は車輪の回転軸線に実質的に平行である。
【００４９】
一実施多様では、ロータは１つまたは２つ以上のホモキネティックカプリングによって車軸に連結されている。
【発明を実施するための最良の形態】
【００５０】
本発明を、本発明の直接駆動される車輪の例示的な実施形態に基づいてさらに明確にする。
【００５１】
図１は、本発明の直接駆動される車輪１の側面図を示している。ここで、タイヤ２は、車軸４に接続されているリム３に取り付けられている。車輪自体の外径はＤ１である。
【００５２】
車軸４には電気モータ５が取り付けられ、駆動軸８が車軸４に接続されている。図示の実施形態では、駆動軸と車軸とは、一体である。
【００５３】
この実施形態では、電気モータは、複数の巻き線７を備えているステータを内側に有している複数の永久磁石１０を有しているロータ６を備えている、いわゆる同期モータを備えている。この実施形態では、複数の永久磁石１０は、ロータ６によって駆動軸８に接続されており、複数の巻き線７は、乗り物に対して不動状態に接続されて、ステータを構成しており、ロータ６はステータを中心に作動する。その結果、単純で、軽量で、信頼性のある構造が達成され、本発明の駆動装置を容易に実現することができる。
【００５４】
複数の巻き線を駆動軸に接続し、複数の永久磁石を乗り物に対して不動状態とすることもできる。さらに、複数の永久磁石を複数の巻き線内に取り付け、複数の永久磁石か複数の巻き線かのいずれかを不動状態に取り付けることも、もちろん可能である。
【００５５】
図１に示されている電気モータにおいて、駆動軸８の中心からＤ２／２の距離で複数の出力が結合されている。Ｄ２はロータの内径である。これは、電気モータによって発生するモーメントのアームがＤ２／２であることを意味する。
【００５６】
本発明によれば、Ｄ２／Ｄ１は＞０．５７である。Ｄ２がＤ１に近づくほど、効率が高くなり、損失をさらに減少させる追加の効果が大きくなると考えられている。
【００５７】
図２は、図１の車輪の側面の断面図である。この側面図は、複数の永久磁石１０と複数の巻き線７との間の空気スリット１１を示している。本発明を明確に示すために、電気モータの直径をＤ２と示している。この直径は、ロータの内径である。
【００５８】
物や人の道路による運送のための乗り物には好ましい空気入りタイヤの厚さと、電気モータの最大径に関して、１＞Ｄ２／Ｄ１＞０．６５であることが好ましい。
【００５９】
電気モータは、構造に関して、参照により本明細書に援用されるＰＣＴ特許出願公開明細書第０１／５４９３９号に記載されている電気モータとほぼ同一であることが好ましい。前述の特許出願公開明細書に記載されているように、様々な被駆動輪を１台の乗り物で協働することもできる。
【００６０】
車輪は、タイヤ２と共に、表面９上を回転する。
【００６１】
図３は、動作手段および制御手段用の第１のコンパートメント４０３と、実際の電気モータとコンパートメント４０３内の電子部品に計測データを供給するケーブル４０５用の通路とを備えている第２のコンパートメントとに再分割されているハウジング４０２を備えている電気モータ４０１を示している。一実施形態では、電気モータは車輪の外側に配置されている。
【００６２】
電気モータは、電気モータのモータコンパートメント内で、ハウジングに取り付けられている複数の巻き線４０６を備えている。電気モータは、ハウジングのモータコンパートメント内に、ステータ巻き線４０６と同軸に回転可能に取り付けられているロータ４０７をさらに備えている。ロータは、複数の永久磁石４０８を備えている。
【００６３】
２つまたは３つ以上の電気モータを互いに接続するために、ハウジングはハウジングを互いに接続する取り付け手段を備えている。
【００６４】
さらに、ロータの軸線方向端部は、他のそのような電気モータのロータにロータを駆動接続する手段を備えている。ロータは、たとえば、ロータ全体を軸線方向に貫通して延びる穴を備えていてもよい。長い軸がすべてのロータを貫通して延びて、複数のロータを互いに接続していてもよい。この軸は、穴の凹部と協働して軸をロータと共に回転させる、たとえばカムを備えていてもよい。
【００６５】
本実施形態では特に、ロータは、他の軸の端部をロータ軸に動作可能に接続するように収容可能なブッシュ４１０を備えており、他方の端部はホモキネティックカプリング４１１をロータの他方の端部に接続する取り付け手段を備えているロータ軸４０９を備えている。ハウジング４０２は、同様のハウジングをこのハウジングに取り付ける取り付け手段をさらに備えている。
【００６６】
それから、電子部品、特に、デジタルデータを、光学的に、無線で、またはケーブル接続のいずれかによって、あるいは、たとえばＴＣＰ／ＩＰプロトコルによって通信する（デジタル）ネットワーク内で送受信するデータ通信手段が互いに接続されると、機能的に単一の電気モータが構成される。
【００６７】
図４は、接続軸４２０によって、動作するように互いに接続されている、図３に示しているような２つの電気モータ４０１を備えている本実施形態の乗り物４１９の一部を示している。コンパートメント４０３に収容されている両方の電気モータの動作用の電子部品は、接続部４２２によって互いに接続されている。特に、データ通信手段は、２つのモータが機能的に１つのモータに構成されるように互いに接続されている。ハウジング、接続部、ロータのカプリングは、任意の数の同一の電気モータが、１つの電気モータとして相互に協働して動作する動作上の単一物になるように、互いに連結可能であるようになっている。１つのホモキネティックカプリングや２つのホモキネティックカプリングなどの、２つの柔軟な屈曲部を備えている軸４１１によって、２つのモータは、車軸４２４を備えている車輪４２３に接続されている。車輪の直径はＤ１である。本実施形態では、空気スリット４２６の直径はＤ２である。この図に示している構成の結果、車輪の直径と比較して空気スリットの直径を非常に大きく選択することができ、空気スリットの直径Ｄ２は、車輪の直径Ｄ１よりも大きくすることもできる。このような直接駆動の結果、非常に大きなエネルギー利得を達成することができる。２つの電気モータをこのように接続することによって、本発明の他の態様による、規格化された電気モータを利用可能な駆動部を作ることができる。このような電気モータを図３に示している。軽量の乗用車には、たとえば、図３の電気モータを１つの車輪のいずれかの側に装備し、トラックや大型の乗用車には、たとえば、図４に示しているように車輪あたり２つの相互に接続された電気モータを装備することができる。
【００６８】
図３に示している本発明の電気モータ用の電子制御部は、いくつかの部品からモジュラー形式に構築することができる。様々な部品は、階層的に互いに調整されている。以下の部品が、区分可能である。
１．パワーモジュール
最下位の階層では、複数のＩＧＢＴ主電流モジュールが使用された。ＩＧＢＴ主電流モジュール内に存在する構造は、それ自体信頼性が高く、低熱放射と最適な効率を保証する。主電流モジュールは、巻き線を流れる電流を調整する。巻き線は、３つのグループに分けられ、各々の位相は異なっている。巻き線あたり２つの主電流モジュールが設けられている。主電流モジュールは、上位の階層によって制御されており、それは以下のとおりである。
２．電流レギュレータ
第２の階層では、２つのＩＧＢＴ主電流モジュールが１つの電流レギュレータに接続され、電流レギュレータによって制御されている。ホール原理によって動作する独立した電流センサ（ホールセンサ）と共に、電流レギュレータは、付随しているモータ巻き線内の電流を制御する独立した最終階層を構成している。この階層では、モジュールと電流レギュレータは、動作用電子部品からすでに電気的に分離されている。２つの主電流モジュールを有している電流レギュレータとホールセンサは、さらに４Ｑ−モジュールと呼ばれる。電流レギュレータを備えている主電流モジュールは制御装置を構成している。制御装置は巻き線ごとに存在している。
３．ベクトルジェネレータ
ベクトルジェネレータは、制御値を複数のいわゆる４Ｑ−モジュール（階層１と２）に供給し、それによって、４Ｑ−モジュールは同期モータの巻き線よって磁場ベクトルを発生して、トルクのモーメントを定める。
【００６９】
いわゆるエンコーダまたはレゾルバである、角度と回転数を非常に正確に計測する計測装置は、ベクトルジェネレータに知られている、セパレータに対するロータの実際の位置を計測する。いわゆるＦＰＧＡであるプログラマブルロジックモジュールと共に、ロータの位置とそれに関連しているフィードバック値を素早く計算することで、モータのフィールドベクトルの最適な設定が保証される。ロータ位置は、記録することもできる。
【００７０】
マイクロプロセッサとＦＰＧＡとの組み合わせによって、ベクトルジェネレータの全体の機能は、光ファイバまたは電気ケーブルのいずれか好ましい方を通して完全にプログラム可能である。各電気モータは、たとえば、ＴＣＰ／ＩＰプロトコルによって通信可能で、コンピュータネットワークの一部となることができるネットワーク機能を備えていることが好ましい。これは、特定の用途に対して必要な新しいデータまたは修正を本発明の既に使用中の車輪に直接（電話やインターネットによって）実装可能なことを意味している。これらの修正は、ＦＰＧＡのソフトウェアと見なされるだけではなく、モジュールのハードウェアとも見なされる。
【００７１】
たとえば、たとえ巻き線またはモジュールが故障しても、車輪自体は継続して動作可能なように、モータ自体の駆動率を変更することができる。ベクトルジェネレータは、動作装置を構成している。前述の実施形態のエンコーダおよびホールセンサと付随する電子部品は計測装置を構成している。
４．ＣＰＵつまり中央処理装置
最初の３つの階層は一緒に電気モータ内に収容されている。ＣＰＵは、電気モータの外側に配置され、光学リングデータバスライン（ＯＲＤＡＢＵＬ）または他のコンピュータネットワーク接続によって乗り物上に存在する可能性のある本発明のさまざまなモータと通信する。右左折をして（ｔａｋｉｎｇ  ｂｅｎｄｓ）、運転の考え方全体（ｃｏｍｐｌｅｔｅ  ｄｒｉｖｉｎｇ  ｃｏｎｃｅｐｔ）を診断するときに、推定航法（ｏｄｍｅｔｒｉｃｓ）によって、走行した道路について、ＡＧＶ（無人搬送車）に必要な計算を実行することもできる。各階層は、運転状態にとって重要な情報を監視しＣＰＵに報告する。エラー報告は、上層の階層に即座に報告され、上層の階層は、損傷が発生する前に必要な措置を講じることで対応する。上層の階層は、エラーに対して正しく応答する緊急プログラムを起動することができる。その結果、１つのモジュール内のエラーが乗り物全体に影響することはほとんどない。
【００７２】
モジュラー装置は、後で難しい調整と設定動作を行わずにすむように、簡単なエラー診断を実施して、該当する部品を素早く特定することを可能にする。
【００７３】
非同期および同期モータの一般的な制御との重要な違いは、好適な実施形態では３つのグループに再分割されており、各々が３０個の独立した巻き線からなることが好ましい、すべての巻き線が電気的に互いに分離されており、各々の巻き線はそれ自体の４Ｑ−モジュールによって制御されるということである。４Ｑ−モジュールは、供給電圧によって互いに接続されているだけであり、その結果以下の利点が得られる。
【００７４】
１：通常の３位相制御の中の２つの位相だけが監視され制御される。第３の位相の電流は、他の２つの位相の動作から計算される。これは、電子部品を動作させるときと、たとえば、１つまたは２つ以上のモジュールの故障を相殺するときに、自由度がはるかに大きくなるということを意味する。
【００７５】
２：各モータ巻き線が正確に同一の電界強度を発生するように、電流の分配を正確に調整することができる。その結果、電界によって発生する、各巻き線内のトルクの実際のモーメントは調整可能で、かつ分離した巻き線の電気的変数の偏差には無関係である。
【００７６】
３：各巻き線の磁気的許容誤差は、ベクトルジェネレータによって独立して較正可能である。
【００７７】
４：１つの４Ｑ−モジュールが故障したり、巻き線の１つが短絡した場合でも、モータは動作を継続することができる。ヒューズやリレーによって、故障したモジュールや位相を他の２つの４Ｑ−モジュールや位相からそれらに影響を与えずに分離することができる。したがって、モータは、依然として制動することが可能で、いくつかの車輪が使用されているときは、それらを支援することができる。本実施形態では、特に、階層構造の利点は自明である。
【００７８】
前述の記述内容は、好適な実施形態の動作を説明するためにのみ含まれており、本発明の保護の範囲を制限するものでないことが明確になるであろう。当業者にとっては明白な前述の記述内容で説明した実施形態の変形や構造も、本発明の保護の範囲に含まれる。
【図面の簡単な説明】
【００７９】
【図１】本発明の駆動ユニットを有している車輪の側面図である。
【図２】図１の車輪の断面の側面図である。
【図３】本発明の他の態様の特定の電気モータの図である。
【図４】本発明の駆動アセンブリ内の図３のモータの用途の図である。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【国際調査報告】
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