JP2002315108A - 動力出力装置およびこれを搭載する電動車両 - Google Patents
動力出力装置およびこれを搭載する電動車両Info
- Publication number
- JP2002315108A JP2002315108A JP2001110111A JP2001110111A JP2002315108A JP 2002315108 A JP2002315108 A JP 2002315108A JP 2001110111 A JP2001110111 A JP 2001110111A JP 2001110111 A JP2001110111 A JP 2001110111A JP 2002315108 A JP2002315108 A JP 2002315108A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- motor
- region
- loss
- power
- low
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N Iron Chemical compound [Fe] XEEYBQQBJWHFJM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 66
- 238000004804 winding Methods 0.000 claims abstract description 35
- 229910052742 iron Inorganic materials 0.000 claims abstract description 33
- RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N Copper Chemical compound [Cu] RYGMFSIKBFXOCR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims abstract description 30
- 229910052802 copper Inorganic materials 0.000 claims abstract description 30
- 239000010949 copper Substances 0.000 claims abstract description 30
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 10
- 238000000034 method Methods 0.000 claims description 2
- 241001424392 Lucia limbaria Species 0.000 abstract 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 6
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 4
- 101001125854 Homo sapiens Peptidase inhibitor 16 Proteins 0.000 description 1
- 102100029324 Peptidase inhibitor 16 Human genes 0.000 description 1
- 230000001172 regenerating effect Effects 0.000 description 1
- 230000001360 synchronised effect Effects 0.000 description 1
Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/62—Hybrid vehicles
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02T—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
- Y02T10/00—Road transport of goods or passengers
- Y02T10/60—Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
- Y02T10/7072—Electromobility specific charging systems or methods for batteries, ultracapacitors, supercapacitors or double-layer capacitors
Landscapes
- Hybrid Electric Vehicles (AREA)
- Electric Propulsion And Braking For Vehicles (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 ハイブリッド自動車のエネルギ効率をより向
上させる。 【解決手段】 モータの出力可能な領域のうち高トルク
低回転数の領域Ａ内を主動作領域として駆動制御される
モータを集中巻きモータとすると共に低トルク高回転数
の領域Ｂ内を主動作領域ｂとして駆動制御されるモータ
を分布巻きモータとする。集中巻きモータは一般に分布
巻きモータに比して鉄損は大きく銅損は小さいから、銅
損が大きく現われ鉄損が小さく現われる高トルク低回転
数領域を主動作領域として駆動制御されるモータを低銅
損高鉄損の集中巻きモータとすると共に銅損が小さく現
われ鉄損が大きく現われる低トルク高回転領域を主動作
領域として駆動制御されるモータを高銅損低鉄損の分布
巻きモータとすることにより、ハイブリッド自動車のエ
ネルギ効率をより向上させることができる。
上させる。 【解決手段】 モータの出力可能な領域のうち高トルク
低回転数の領域Ａ内を主動作領域として駆動制御される
モータを集中巻きモータとすると共に低トルク高回転数
の領域Ｂ内を主動作領域ｂとして駆動制御されるモータ
を分布巻きモータとする。集中巻きモータは一般に分布
巻きモータに比して鉄損は大きく銅損は小さいから、銅
損が大きく現われ鉄損が小さく現われる高トルク低回転
数領域を主動作領域として駆動制御されるモータを低銅
損高鉄損の集中巻きモータとすると共に銅損が小さく現
われ鉄損が大きく現われる低トルク高回転領域を主動作
領域として駆動制御されるモータを高銅損低鉄損の分布
巻きモータとすることにより、ハイブリッド自動車のエ
ネルギ効率をより向上させることができる。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、動力出力装置およ
びこれを搭載する電動車両に関し、詳しくは、互いに異
なる所定の出力特性領域を各々主動作領域として駆動制
御される複数の電動機を有し該複数の電動機の駆動によ
り出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装置お
よびこれを搭載する電動車両に関する。
びこれを搭載する電動車両に関し、詳しくは、互いに異
なる所定の出力特性領域を各々主動作領域として駆動制
御される複数の電動機を有し該複数の電動機の駆動によ
り出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装置お
よびこれを搭載する電動車両に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来の動力出力装置としては、定格出力
が異なる２つの電動機と、動力出力装置の出力軸に要求
される出力に応じて２つの電動機の電力供給の配分を制
御する制御装置とを備えたものが提案されている（特開
平６−１８９４１５号公報など）。この動力出力装置で
は、出力軸に要求される出力が小さいときには小さい定
格出力の電動機に電力を供給し、出力軸に要求される出
力が大きいときには大きい定格出力の電動機に電力を供
給することにより、高出力性能と省電力化とを両立する
ことができるとされている。
が異なる２つの電動機と、動力出力装置の出力軸に要求
される出力に応じて２つの電動機の電力供給の配分を制
御する制御装置とを備えたものが提案されている（特開
平６−１８９４１５号公報など）。この動力出力装置で
は、出力軸に要求される出力が小さいときには小さい定
格出力の電動機に電力を供給し、出力軸に要求される出
力が大きいときには大きい定格出力の電動機に電力を供
給することにより、高出力性能と省電力化とを両立する
ことができるとされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、こうし
た動力出力装置では、装置のエネルギ効率が十分に向上
しない場合がある。電動機は、その出力が同じであって
も運転ポイント（トルクと回転数からなる出力特性ポイ
ント）によっては回転に伴う電動機の損失、例えば、鉄
損や銅損に基づく損失が大きく異なる。前述の動力出力
装置では、装置の出力軸に要求される出力のみに基づい
て定格出力の異なる２つの電動機から使用する電動機を
選択するから、電動機が主に駆動制御される運転ポイン
トの領域によっては電動機の損失が大きくなり、装置の
エネルギ効率が十分に向上しない場合がある。
た動力出力装置では、装置のエネルギ効率が十分に向上
しない場合がある。電動機は、その出力が同じであって
も運転ポイント（トルクと回転数からなる出力特性ポイ
ント）によっては回転に伴う電動機の損失、例えば、鉄
損や銅損に基づく損失が大きく異なる。前述の動力出力
装置では、装置の出力軸に要求される出力のみに基づい
て定格出力の異なる２つの電動機から使用する電動機を
選択するから、電動機が主に駆動制御される運転ポイン
トの領域によっては電動機の損失が大きくなり、装置の
エネルギ効率が十分に向上しない場合がある。
【０００４】本発明の動力出力装置は、装置のエネルギ
効率をより向上させることを目的の一つとする。また、
本発明の動力出力装置を搭載する電動車両は、車両のエ
ネルギ効率をより向上させることを目的の一つとする。
効率をより向上させることを目的の一つとする。また、
本発明の動力出力装置を搭載する電動車両は、車両のエ
ネルギ効率をより向上させることを目的の一つとする。
【０００５】
【課題を解決するための手段およびその作用・効果】本
発明の動力出力装置およびこれを搭載する電動車両は、
上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手
段を採った。
発明の動力出力装置およびこれを搭載する電動車両は、
上述の目的の少なくとも一部を達成するために以下の手
段を採った。
【０００６】本発明の第１の動力出力装置は、互いに異
なる所定の出力特性領域内を各々主動作領域として駆動
制御される複数の電動機を有し、該複数の電動機の駆動
により出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装
置であって、前記複数の電動機は、各々の主動作領域に
対応する出力特性領域内で駆動制御されるときの動作損
失が、他の出力特性領域内で駆動制御されるときの動作
損失よりも少なくなるように形成された電動機であるこ
とを要旨とする。
なる所定の出力特性領域内を各々主動作領域として駆動
制御される複数の電動機を有し、該複数の電動機の駆動
により出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装
置であって、前記複数の電動機は、各々の主動作領域に
対応する出力特性領域内で駆動制御されるときの動作損
失が、他の出力特性領域内で駆動制御されるときの動作
損失よりも少なくなるように形成された電動機であるこ
とを要旨とする。
【０００７】この本発明の第１の動力出力装置では、複
数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力特性領
域内で駆動制御されるときの動作損失が、他の出力特性
領域内で駆動制御されるときの動作損失よりも少なくな
るように形成するから、装置全体のエネルギ効率をより
向上させることができる。
数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力特性領
域内で駆動制御されるときの動作損失が、他の出力特性
領域内で駆動制御されるときの動作損失よりも少なくな
るように形成するから、装置全体のエネルギ効率をより
向上させることができる。
【０００８】本発明の第２の動力出力装置は、互いに異
なる所定の出力特性領域内を各々主動作領域として駆動
制御される複数の電動機を有し、該複数の電動機の駆動
により出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装
置であって、前記複数の電動機は、各々の主動作領域に
対応する出力特性領域が、電動機の動作可能な領域のう
ちで動作損失が少ない低損失領域となるようにそれぞれ
選定された電動機であることを要旨とする。
なる所定の出力特性領域内を各々主動作領域として駆動
制御される複数の電動機を有し、該複数の電動機の駆動
により出力軸に要求される動力を出力可能な動力出力装
置であって、前記複数の電動機は、各々の主動作領域に
対応する出力特性領域が、電動機の動作可能な領域のう
ちで動作損失が少ない低損失領域となるようにそれぞれ
選定された電動機であることを要旨とする。
【０００９】この本発明の第２の動力出力装置では、複
数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力特性領
域が電動機の動作可能な領域のうちで動作損失が少ない
低損失領域となるようにそれぞれ選定されるから、装置
全体のエネルギ効率を向上させることができる。
数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力特性領
域が電動機の動作可能な領域のうちで動作損失が少ない
低損失領域となるようにそれぞれ選定されるから、装置
全体のエネルギ効率を向上させることができる。
【００１０】こうした本発明の第１または第２の動力出
力装置において、前記複数の電動機は、各々の主動作領
域に対応する出力特性領域に応じて異なる方式により巻
かれたコイルにより形成された電動機としたものとする
こともできる。この態様の本発明の第１または第２の動
力出力装置において、前記複数の電動機のうち、前記所
定の出力特性領域として高トルク低回転数の領域内を主
動作領域として駆動制御される電動機は、集中巻コイル
により形成された電動機とし、低トルク高回転数の領域
を主動作領域として駆動制御される電動機は、分布巻コ
イルにより形成された電動機としたものとすることもで
きる。
力装置において、前記複数の電動機は、各々の主動作領
域に対応する出力特性領域に応じて異なる方式により巻
かれたコイルにより形成された電動機としたものとする
こともできる。この態様の本発明の第１または第２の動
力出力装置において、前記複数の電動機のうち、前記所
定の出力特性領域として高トルク低回転数の領域内を主
動作領域として駆動制御される電動機は、集中巻コイル
により形成された電動機とし、低トルク高回転数の領域
を主動作領域として駆動制御される電動機は、分布巻コ
イルにより形成された電動機としたものとすることもで
きる。
【００１１】また、本発明の第１または第２の動力出力
装置において、前記動作損失は、銅損および鉄損に基づ
く損失であるものとすることもできる。この態様の本発
明の第１または第２の動力出力装置において、前記複数
の電動機のうち、前記所定の出力特性領域として高トル
ク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制御される
電動機は、低銅損および高鉄損の電動機とし、低トルク
高回転数の領域内を主動作領域として駆動制御される電
動機は、高銅損および低鉄損の電動機としたものとする
こともできる。
装置において、前記動作損失は、銅損および鉄損に基づ
く損失であるものとすることもできる。この態様の本発
明の第１または第２の動力出力装置において、前記複数
の電動機のうち、前記所定の出力特性領域として高トル
ク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制御される
電動機は、低銅損および高鉄損の電動機とし、低トルク
高回転数の領域内を主動作領域として駆動制御される電
動機は、高銅損および低鉄損の電動機としたものとする
こともできる。
【００１２】本発明の電動車両は、本発明の第１または
第２の動力出力装置が搭載された電動車両であって内燃
機関を備え、前記複数の電動機は、前記内燃機関からの
動力の少なくとも一部を受けて発電可能な発電電動機
と、該発電電動機からの発電電力を用いて前記内燃機関
と共に前記電動車両の車軸に要求される動力を出力可能
な電動機とを含むことを要旨とする。
第２の動力出力装置が搭載された電動車両であって内燃
機関を備え、前記複数の電動機は、前記内燃機関からの
動力の少なくとも一部を受けて発電可能な発電電動機
と、該発電電動機からの発電電力を用いて前記内燃機関
と共に前記電動車両の車軸に要求される動力を出力可能
な電動機とを含むことを要旨とする。
【００１３】この本発明の電動車両では、内燃機関を備
え、複数の電動機は、内燃機関からの動力の少なくとも
一部を受けて発電可能な発電電動機と、発電電動機から
の発電電力を用いて内燃機関と共に電動車両の車軸に要
求される動力を出力可能な電動機とを含む。この発電電
動機と電動機とを各主動作領域に対応する出力特性領域
に応じて構成することにより、車両のエネルギ効率をよ
り向上させることができる。
え、複数の電動機は、内燃機関からの動力の少なくとも
一部を受けて発電可能な発電電動機と、発電電動機から
の発電電力を用いて内燃機関と共に電動車両の車軸に要
求される動力を出力可能な電動機とを含む。この発電電
動機と電動機とを各主動作領域に対応する出力特性領域
に応じて構成することにより、車両のエネルギ効率をよ
り向上させることができる。
【００１４】
【発明の実施の形態】次に、本発明の実施の形態を実施
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成
の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動
車２０は、図示するように主にガソリンで駆動する内燃
機関としてのエンジン２２と、エンジン２２からの動力
を所定のトルク比でサンギア軸３３とリングギア軸３７
とに分配可能なギアユニット３０と、ギアユニット３０
のサンギア軸３３に連結された発電可能なモータＭＧ１
と、ギアユニット３０のリングギア軸３７に連結される
と共に車輪５４，５６の車軸５０に連結された発電可能
なモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２との間でイン
バータ６２，６４を介して電力のやり取りを行なうバッ
テリ６０とを備える。
例を用いて説明する。図１は、本発明の一実施例である
動力出力装置を搭載したハイブリッド自動車２０の構成
の概略を示す構成図である。実施例のハイブリッド自動
車２０は、図示するように主にガソリンで駆動する内燃
機関としてのエンジン２２と、エンジン２２からの動力
を所定のトルク比でサンギア軸３３とリングギア軸３７
とに分配可能なギアユニット３０と、ギアユニット３０
のサンギア軸３３に連結された発電可能なモータＭＧ１
と、ギアユニット３０のリングギア軸３７に連結される
と共に車輪５４，５６の車軸５０に連結された発電可能
なモータＭＧ２と、モータＭＧ１，ＭＧ２との間でイン
バータ６２，６４を介して電力のやり取りを行なうバッ
テリ６０とを備える。
【００１５】ギアユニット３０は、サンギア３２とリン
グギア３６とその間に設けられた複数のプラネタリピニ
オンギア３４とを備えるプラネタリギアユニットとして
構成されている。ギアユニット３０の複数のプラネタリ
ピニオンギア３４を連結するプラネタリキャリア３５に
は、エンジン２２のクランクシャフト２４がダンパ２６
を介して接続されている。ギアユニット３０のサンギア
軸３３には、モータＭＧ１の回転軸が接続されている。
ギアユニット３０のリングギア軸３７には、モータＭＧ
２の回転軸４０がリングギア軸３７に設けられたギア３
８と回転軸４０に設けられたギア４２とを連結するベル
ト４４を介して接続されている。モータＭＧ２の回転軸
４０に設けられたギア４６には、動力出力装置の出力軸
としての車輪５４，５６の車軸５０がデファレンシャル
ギア５２を介して接続されている。したがって、ギアユ
ニット３０のリングギア軸３７は、モータＭＧ２の回転
軸４０に接続されると共に車輪５４，５６の車軸５０に
接続されている。
グギア３６とその間に設けられた複数のプラネタリピニ
オンギア３４とを備えるプラネタリギアユニットとして
構成されている。ギアユニット３０の複数のプラネタリ
ピニオンギア３４を連結するプラネタリキャリア３５に
は、エンジン２２のクランクシャフト２４がダンパ２６
を介して接続されている。ギアユニット３０のサンギア
軸３３には、モータＭＧ１の回転軸が接続されている。
ギアユニット３０のリングギア軸３７には、モータＭＧ
２の回転軸４０がリングギア軸３７に設けられたギア３
８と回転軸４０に設けられたギア４２とを連結するベル
ト４４を介して接続されている。モータＭＧ２の回転軸
４０に設けられたギア４６には、動力出力装置の出力軸
としての車輪５４，５６の車軸５０がデファレンシャル
ギア５２を介して接続されている。したがって、ギアユ
ニット３０のリングギア軸３７は、モータＭＧ２の回転
軸４０に接続されると共に車輪５４，５６の車軸５０に
接続されている。
【００１６】モータＭＧ１，ＭＧ２は、例えば、外表面
に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻
回された発電可能なＰＭ型の同期式発電電動機として構
成されている。モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルはそ
れぞれインバータ６２，６４に接続されており、モータ
ＭＧ１、ＭＧ２はインバータ６２，６４による力行制御
や回生制御により電動機や発電機として動作する。モー
タＭＧ１は、集中巻きコイルにより、モータＭＧ２は、
分布巻きコイルによりそれぞれ形成されている。集中巻
きのモータＭＧ１は、分布巻きのモータＭＧ２に比して
鉄損が大きく高回転数領域におけるモータ損失は大きく
なるものの、巻線を一つのティース（歯）に集中して巻
くから、巻線として断面積の大きい平角線を用いて整列
巻きすることにより、モータのスロットにおけるコイル
の占積率を高くすることができると共にコイルエンドを
小さくすることができる。これは、図２に例示する集中
巻きモータと分布巻きモータとの巻線抵抗の比較結果の
ように、集中巻きの巻線抵抗が分布巻きの巻線抵抗より
も小さくなることを意味する。したがって、集中巻きの
モータＭＧ１は、分布巻きのモータＭＧ２に比して、鉄
損は大きいが銅損は小さいことがわかる。即ち、モータ
ＭＧ１は低銅損高鉄損のモータであり、モータＭＧ２は
高銅損低鉄損のモータであることがわかる。
に永久磁石が貼り付けられたロータと、三相コイルが巻
回された発電可能なＰＭ型の同期式発電電動機として構
成されている。モータＭＧ１，ＭＧ２の三相コイルはそ
れぞれインバータ６２，６４に接続されており、モータ
ＭＧ１、ＭＧ２はインバータ６２，６４による力行制御
や回生制御により電動機や発電機として動作する。モー
タＭＧ１は、集中巻きコイルにより、モータＭＧ２は、
分布巻きコイルによりそれぞれ形成されている。集中巻
きのモータＭＧ１は、分布巻きのモータＭＧ２に比して
鉄損が大きく高回転数領域におけるモータ損失は大きく
なるものの、巻線を一つのティース（歯）に集中して巻
くから、巻線として断面積の大きい平角線を用いて整列
巻きすることにより、モータのスロットにおけるコイル
の占積率を高くすることができると共にコイルエンドを
小さくすることができる。これは、図２に例示する集中
巻きモータと分布巻きモータとの巻線抵抗の比較結果の
ように、集中巻きの巻線抵抗が分布巻きの巻線抵抗より
も小さくなることを意味する。したがって、集中巻きの
モータＭＧ１は、分布巻きのモータＭＧ２に比して、鉄
損は大きいが銅損は小さいことがわかる。即ち、モータ
ＭＧ１は低銅損高鉄損のモータであり、モータＭＧ２は
高銅損低鉄損のモータであることがわかる。
【００１７】こうして構成された実施例のハイブリッド
自動車２０では、図示しない電子制御ユニットにより種
々の運転モードが設定されてエンジン２２と共にモータ
ＭＧ１およびモータＭＧ２が駆動制御される。この運転
モードとしては、車軸５０への出力要求に見合った動力
が出力されるようエンジン２２を運転すると共にエンジ
ン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによ
りトルク変換して車軸５０に要求出力を出力するトルク
変換駆動モードや、車軸５０への要求出力を上回る動力
が出力されるようエンジン２２を運転すると共にエンジ
ン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによ
りトルク変換して車軸５０に要求出力を出力すると共に
余剰の電力をバッテリ６０を充電する充電駆動モード、
車軸５０への要求出力を下回る動力が出力されるようエ
ンジン２２を運転すると共にエンジン２２からの動力と
バッテリ６０からの電力とを用いてモータＭＧ１とモー
タＭＧ２とにより車軸５０に要求出力を出力する放電駆
動モードなどがある。
自動車２０では、図示しない電子制御ユニットにより種
々の運転モードが設定されてエンジン２２と共にモータ
ＭＧ１およびモータＭＧ２が駆動制御される。この運転
モードとしては、車軸５０への出力要求に見合った動力
が出力されるようエンジン２２を運転すると共にエンジ
ン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによ
りトルク変換して車軸５０に要求出力を出力するトルク
変換駆動モードや、車軸５０への要求出力を上回る動力
が出力されるようエンジン２２を運転すると共にエンジ
ン２２からの動力をモータＭＧ１とモータＭＧ２とによ
りトルク変換して車軸５０に要求出力を出力すると共に
余剰の電力をバッテリ６０を充電する充電駆動モード、
車軸５０への要求出力を下回る動力が出力されるようエ
ンジン２２を運転すると共にエンジン２２からの動力と
バッテリ６０からの電力とを用いてモータＭＧ１とモー
タＭＧ２とにより車軸５０に要求出力を出力する放電駆
動モードなどがある。
【００１８】こうしたハイブリッド自動車２０における
定常走行時では、トルク変換駆動モードが設定される。
トルク変換駆動モードでは、エンジン２２は要求される
出力に基づいてできる限り効率の高い運転ポイント（ト
ルクと回転数により定まるポイント）で運転しつつ、車
軸５０に指令トルクが出力されるようにエンジン２２か
らの動力をモータＭＧ１およびモータＭＧ２によりトル
ク変換する。トルク変換は、主にモータＭＧ１を高トル
ク低回転数の領域で駆動制御すると共にモータＭＧ２を
低トルク高回転数の領域で駆動制御することにより行な
われる。即ち、図３に示すようにモータＭＧ１は高トル
ク低回転数の領域Ａ内を主動作領域ａ（他の出力特性領
域よりも高頻度に設定される運転範囲）で駆動制御さ
れ、モータＭＧ２は低トルク高回転数の領域Ｂ内を主動
作領域ｂとして駆動制御される。
定常走行時では、トルク変換駆動モードが設定される。
トルク変換駆動モードでは、エンジン２２は要求される
出力に基づいてできる限り効率の高い運転ポイント（ト
ルクと回転数により定まるポイント）で運転しつつ、車
軸５０に指令トルクが出力されるようにエンジン２２か
らの動力をモータＭＧ１およびモータＭＧ２によりトル
ク変換する。トルク変換は、主にモータＭＧ１を高トル
ク低回転数の領域で駆動制御すると共にモータＭＧ２を
低トルク高回転数の領域で駆動制御することにより行な
われる。即ち、図３に示すようにモータＭＧ１は高トル
ク低回転数の領域Ａ内を主動作領域ａ（他の出力特性領
域よりも高頻度に設定される運転範囲）で駆動制御さ
れ、モータＭＧ２は低トルク高回転数の領域Ｂ内を主動
作領域ｂとして駆動制御される。
【００１９】図４はモータが駆動制御される出力特性領
域に応じた銅損および鉄損の分布の一例を示す図であ
る。モータＭＧ１，ＭＧ２は、その駆動に基づいて銅損
や鉄損、機械損などの損失が発生する。このうち銅損
は、発生するトルクが大きいほど大きく現われ、鉄損
は、回転数が大きくなるほど大きく現われる。即ち、図
４に示すように、高トルク低回転数の出力特性領域Ａで
は、銅損は大きく現われると共に鉄損は小さく現われ、
低トルク高回転数の出力特性領域Ｂでは、逆に銅損は小
さく現われると共に鉄損は大きく現われる。したがっ
て、高トルク低回転数の出力特性領域Ａ内で主に駆動制
御されるモータＭＧ１として、モータが動作可能な領域
のうちで高トルク低回転数域の動作損失が少ない低銅損
高鉄損のモータを採用し、低トルク高回転数の出力特性
領域Ｂ内で主に駆動制御されるモータＭＧ２として、低
トルク高回転数域の動作損失が少ない高銅損低鉄損のモ
ータを採用すれば、全体の損失を少なくできることがわ
かる。前述したように高トルク低回転数の出力特性領域
Ａを主動作領域ａとするモータＭＧ１は低銅損高鉄損の
集中巻きにより形成し、低トルク高回転数の領域Ｂを主
動作領域ｂとするモータＭＧ２は高銅損低鉄損の分布巻
きにより形成したから、モータＭＧ１の高トルクの駆動
に伴う銅損の影響をより少なくすると共にモータＭＧ２
の高回転数の駆動に伴う鉄損の影響をより少なくするこ
とができる。また、高鉄損のモータＭＧ１は低回転数で
駆動され、高銅損のモータＭＧ２は低トルクで駆動され
るから、それぞれ鉄損や銅損の影響により損失が増加す
ることもない。
域に応じた銅損および鉄損の分布の一例を示す図であ
る。モータＭＧ１，ＭＧ２は、その駆動に基づいて銅損
や鉄損、機械損などの損失が発生する。このうち銅損
は、発生するトルクが大きいほど大きく現われ、鉄損
は、回転数が大きくなるほど大きく現われる。即ち、図
４に示すように、高トルク低回転数の出力特性領域Ａで
は、銅損は大きく現われると共に鉄損は小さく現われ、
低トルク高回転数の出力特性領域Ｂでは、逆に銅損は小
さく現われると共に鉄損は大きく現われる。したがっ
て、高トルク低回転数の出力特性領域Ａ内で主に駆動制
御されるモータＭＧ１として、モータが動作可能な領域
のうちで高トルク低回転数域の動作損失が少ない低銅損
高鉄損のモータを採用し、低トルク高回転数の出力特性
領域Ｂ内で主に駆動制御されるモータＭＧ２として、低
トルク高回転数域の動作損失が少ない高銅損低鉄損のモ
ータを採用すれば、全体の損失を少なくできることがわ
かる。前述したように高トルク低回転数の出力特性領域
Ａを主動作領域ａとするモータＭＧ１は低銅損高鉄損の
集中巻きにより形成し、低トルク高回転数の領域Ｂを主
動作領域ｂとするモータＭＧ２は高銅損低鉄損の分布巻
きにより形成したから、モータＭＧ１の高トルクの駆動
に伴う銅損の影響をより少なくすると共にモータＭＧ２
の高回転数の駆動に伴う鉄損の影響をより少なくするこ
とができる。また、高鉄損のモータＭＧ１は低回転数で
駆動され、高銅損のモータＭＧ２は低トルクで駆動され
るから、それぞれ鉄損や銅損の影響により損失が増加す
ることもない。
【００２０】以上説明した実施例のハイブリッド自動車
２０によれば、モータの回転に伴う損失のうち、銅損は
大きく現われ鉄損は小さく現われる高トルク低回転数の
領域内を主動作領域として駆動制御されるモータＭＧ１
は、高トルク低回転数の領域を低損失領域とする低銅損
高鉄損の集中巻きモータを採用し、銅損は小さく現われ
鉄損は大きく現われる低トルク高回転数の領域内を主動
作領域として駆動制御されるモータＭＧ２は、低トルク
高回転数の領域を低損失領域とする高銅損低鉄損の分布
巻きモータを採用するから、モータＭＧ１およびモータ
ＭＧ２の駆動に伴う銅損および鉄損の影響をより少なく
することができ、車両全体のエネルギ効率をより向上さ
せることができる。
２０によれば、モータの回転に伴う損失のうち、銅損は
大きく現われ鉄損は小さく現われる高トルク低回転数の
領域内を主動作領域として駆動制御されるモータＭＧ１
は、高トルク低回転数の領域を低損失領域とする低銅損
高鉄損の集中巻きモータを採用し、銅損は小さく現われ
鉄損は大きく現われる低トルク高回転数の領域内を主動
作領域として駆動制御されるモータＭＧ２は、低トルク
高回転数の領域を低損失領域とする高銅損低鉄損の分布
巻きモータを採用するから、モータＭＧ１およびモータ
ＭＧ２の駆動に伴う銅損および鉄損の影響をより少なく
することができ、車両全体のエネルギ効率をより向上さ
せることができる。
【００２１】実施例のハイブリッド自動車２０では、モ
ータの出力可能な領域を高トルク低回転数の領域と低ト
ルク高回転数の領域との２つの出力特性領域に分け、高
トルク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制御さ
れるモータとして、高トルク低回転数の領域を低損失領
域とする集中巻きモータを採用すると共に低トルク高回
転数の領域内を主動作領域として駆動制御されるモータ
として、低トルク高回転数の領域を低損失領域とする分
布巻きモータを採用したが、モータの出力可能な領域を
３つ以上の領域に分け、分割した各々の出力特性領域内
を主動作領域として駆動制御される各モータとして、各
出力特性領域を低損失領域とするモータ（各出力特性領
域に応じてコイルの巻回方式の異なるモータ）をそれぞ
れ採用するものとしてもよい。例えば、分割された複数
の出力特性領域のうち主動作領域に対応する出力特性領
域で駆動するモータの損失が他の出力特性領域で駆動す
る場合の損失よりも少なくなるように毎極毎相のコイル
のスロット数やコイルの断面積の大きさなどを適宜調節
してモータを構成するのである。
ータの出力可能な領域を高トルク低回転数の領域と低ト
ルク高回転数の領域との２つの出力特性領域に分け、高
トルク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制御さ
れるモータとして、高トルク低回転数の領域を低損失領
域とする集中巻きモータを採用すると共に低トルク高回
転数の領域内を主動作領域として駆動制御されるモータ
として、低トルク高回転数の領域を低損失領域とする分
布巻きモータを採用したが、モータの出力可能な領域を
３つ以上の領域に分け、分割した各々の出力特性領域内
を主動作領域として駆動制御される各モータとして、各
出力特性領域を低損失領域とするモータ（各出力特性領
域に応じてコイルの巻回方式の異なるモータ）をそれぞ
れ採用するものとしてもよい。例えば、分割された複数
の出力特性領域のうち主動作領域に対応する出力特性領
域で駆動するモータの損失が他の出力特性領域で駆動す
る場合の損失よりも少なくなるように毎極毎相のコイル
のスロット数やコイルの断面積の大きさなどを適宜調節
してモータを構成するのである。
【００２２】以上、本発明の実施の形態について実施例
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
を用いて説明したが、本発明のこうした実施例に何ら限
定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲
内において、種々なる形態で実施し得ることは勿論であ
る。
【図１】 本発明の一実施例である動力出力装置が搭載
されたハイブリッド車両２０の構成の概略を示す構成図
である。
されたハイブリッド車両２０の構成の概略を示す構成図
である。
【図２】 分布巻きモータと集中巻きモータとの巻線抵
抗の比較結果を説明する説明図である。
抗の比較結果を説明する説明図である。
【図３】 モータＭＧ１の主動作領域とモータＭＧ２の
主動作領域との関係を示す図である。
主動作領域との関係を示す図である。
【図４】 モータが駆動制御される出力特性領域に応じ
た鉄損と銅損の分布を説明する説明図である。
た鉄損と銅損の分布を説明する説明図である。
２０ ハイブリッド自動車、２２ エンジン、２４ ク
ランクシャフト、２６ダンパ、３０ ギアユニット、３
２ サンギア、３３ サンギア軸、３４ プラネタリピ
ニオンギア、３５ プラネタリキャリア、３６ リング
ギア、３７リングギア軸、３８ ギア、４０ 回転軸、
４２ ギア、４４ ベルト、４６ギア、５０ 車軸、５
２ ディファレンシャルギア、５４，５６ 車輪、６０
バッテリ、６２，６４ インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２
モータ。
ランクシャフト、２６ダンパ、３０ ギアユニット、３
２ サンギア、３３ サンギア軸、３４ プラネタリピ
ニオンギア、３５ プラネタリキャリア、３６ リング
ギア、３７リングギア軸、３８ ギア、４０ 回転軸、
４２ ギア、４４ ベルト、４６ギア、５０ 車軸、５
２ ディファレンシャルギア、５４，５６ 車輪、６０
バッテリ、６２，６４ インバータ、ＭＧ１，ＭＧ２
モータ。
フロントページの続き (72)発明者 立松 和高 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 (72)発明者 粟田 秀哉 愛知県豊田市トヨタ町１番地 トヨタ自動 車株式会社内 Ｆターム(参考） 5H115 PA11 PC06 PG04 PI16 PI24 PI29 PO02 PO06 PO09 PU10 PU11 PU24 PU25 PV09 SE04 SE05 SE09
Claims (7)
- 【請求項１】 互いに異なる所定の出力特性領域内を各
々主動作領域として駆動制御される複数の電動機を有
し、該複数の電動機の駆動により出力軸に要求される動
力を出力可能な動力出力装置であって、 前記複数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力
特性領域内で駆動制御されるときの動作損失が、他の出
力特性領域内で駆動制御されるときの動作損失よりも少
なくなるように形成された電動機である動力出力装置。 - 【請求項２】 互いに異なる所定の出力特性領域内を各
々主動作領域として駆動制御される複数の電動機を有
し、該複数の電動機の駆動により出力軸に要求される動
力を出力可能な動力出力装置であって、 前記複数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力
特性領域が、電動機の動作可能な領域のうちで動作損失
が少ない低損失領域となるようにそれぞれ選定された電
動機である動力出力装置。 - 【請求項３】 請求項１または２記載の動力出力装置で
あって、 前記複数の電動機は、各々の主動作領域に対応する出力
特性領域に応じて異なる方式により巻回されたコイルに
より形成された電動機とした動力出力装置。 - 【請求項４】 請求項３記載の動力出力装置であって、 前記複数の電動機のうち、前記所定の出力特性領域とし
て高トルク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制
御される電動機は、集中巻コイルにより形成された電動
機とし、低トルク高回転数の領域内を主動作領域として
駆動制御される電動機は、分布巻コイルにより形成され
た電動機とした動力出力装置。 - 【請求項５】 請求項１または２記載の動力出力装置で
あって、 前記動作損失は、銅損および鉄損に基づく損失である動
力出力装置。 - 【請求項６】 請求項５記載の動力出力装置であって、 前記複数の電動機のうち、前記所定の出力特性として高
トルク低回転数の領域内を主動作領域として駆動制御さ
れる電動機は、低銅損および高鉄損の電動機とし、低ト
ルク高回転数の領域内を主動作領域として駆動制御され
る電動機は、高銅損および低鉄損の電動機とした動力出
力装置。 - 【請求項７】 請求項１ないし６記載の動力出力装置が
搭載された電動車両であって、 内燃機関を備え、 前記複数の電動機は、前記内燃機関からの動力の少なく
とも一部を受けて発電可能な発電電動機と、該発電電動
機からの発電電力を用いて前記内燃機関と共に前記電動
車両の車軸に要求される動力を出力可能な電動機とを含
む電動車両。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110111A JP4196545B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 動力出力装置およびこれを搭載する電動車両 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001110111A JP4196545B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 動力出力装置およびこれを搭載する電動車両 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002315108A true JP2002315108A (ja) | 2002-10-25 |
| JP4196545B2 JP4196545B2 (ja) | 2008-12-17 |
Family
ID=18961943
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001110111A Expired - Lifetime JP4196545B2 (ja) | 2001-04-09 | 2001-04-09 | 動力出力装置およびこれを搭載する電動車両 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4196545B2 (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011015603A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Honda Motor Co Ltd | 負荷駆動システムの制御装置 |
| JP2014207727A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-30 | 株式会社ジェイテクト | 車両走行装置およびこの車両走行装置を備える電動車両 |
| JP2017077808A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | いすゞ自動車株式会社 | ハイブリッド車両及びその制御方法 |
| CN116027672A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-04-28 | 山东大学 | 基于神经网络的模型预测控制方法 |
-
2001
- 2001-04-09 JP JP2001110111A patent/JP4196545B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2011015603A (ja) * | 2009-06-02 | 2011-01-20 | Honda Motor Co Ltd | 負荷駆動システムの制御装置 |
| JP2014207727A (ja) * | 2013-04-10 | 2014-10-30 | 株式会社ジェイテクト | 車両走行装置およびこの車両走行装置を備える電動車両 |
| JP2017077808A (ja) * | 2015-10-21 | 2017-04-27 | いすゞ自動車株式会社 | ハイブリッド車両及びその制御方法 |
| CN116027672A (zh) * | 2023-03-28 | 2023-04-28 | 山东大学 | 基于神经网络的模型预测控制方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4196545B2 (ja) | 2008-12-17 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4066236B2 (ja) | 自動車用補機駆動装置 | |
| US7164219B2 (en) | Electromechanical converter | |
| US6817432B2 (en) | Hybrid vehicle | |
| JP5309220B2 (ja) | 移動装置 | |
| JP3292688B2 (ja) | 回転電機、これを含むハイブリッド駆動装置及びその運転方法 | |
| US20140121867A1 (en) | Method of controlling a hybrid powertrain with multiple electric motors to reduce electrical power losses and hybrid powertrain configured for same | |
| JP2008179344A (ja) | 動力装置 | |
| Alamoudi et al. | State-of-the art electrical machines for modern electric vehicles | |
| CN103023206A (zh) | 混合动力汽车用五相容错式永磁行星齿轮电机及工作方法 | |
| JP2003301725A (ja) | エンジン複合回転電機 | |
| JP2019080438A (ja) | 二軸出力誘導機 | |
| RU126996U1 (ru) | Бесколлекторный электродвигатель постоянного тока | |
| JP5256351B2 (ja) | 動力装置 | |
| JP2004232560A (ja) | 内燃機関用補機駆動装置 | |
| JP2007022309A (ja) | ハイブリッド電気自動車の補機駆動装置 | |
| CN106451963A (zh) | 磁场调制式电机及电控无级变速器 | |
| JP2002315108A (ja) | 動力出力装置およびこれを搭載する電動車両 | |
| US20110271794A1 (en) | Hybrid electric vehicle generation system | |
| CN103978889B (zh) | 输出分配型混合动力系统 | |
| JP7153700B2 (ja) | 充電式電気自動車 | |
| JP2011084113A (ja) | 動力装置 | |
| JP5378053B2 (ja) | 車載動力伝達装置及び車両用動力制御システム | |
| JP5153587B2 (ja) | 動力装置 | |
| KR101282682B1 (ko) | 개방권선 전동기를 이용한 하이브리드 구동시스템 | |
| JP5171785B2 (ja) | 動力装置 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20070425 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20080408 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20080512 |
|
| RD04 | Notification of resignation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7424 Effective date: 20080512 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20080909 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20080922 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| R151 | Written notification of patent or utility model registration |
Ref document number: 4196545 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R151 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20111010 Year of fee payment: 3 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20121010 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20131010 Year of fee payment: 5 |
|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |