專利名稱：驅(qū)動電動車輛的系統(tǒng)及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及驅(qū)動電動車輛的系統(tǒng)及方法，更具體地說，涉及由內(nèi)燃機產(chǎn)生電力的電動車輛混合式驅(qū)動系統(tǒng)。
本發(fā)明基于以下專利申請并由此提出優(yōu)先權(quán)要求1995年1月31日提出的平7-13699，1995年1月31日提出的平7-13700，1995年6月8日提出平7-141744，1995年6月9日提出的平7-142991和平7-142993，這里結(jié)合、引用這些專利申請的內(nèi)容。
日本專利特開昭60-1069揭示了一種由內(nèi)燃機產(chǎn)生電力的電動車輛混合式驅(qū)動系統(tǒng)。這樣的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，包括與內(nèi)燃機驅(qū)動軸機械相連的發(fā)電機、驅(qū)動車輛的車輪用的電動機、貯存發(fā)電機發(fā)出的電力并激勵電動機用的電池，以及當(dāng)車輛速度降低時將電動機的電力進行再生用的控制裝置。
然而，由于上述普通系統(tǒng)的全部驅(qū)動動力都通過電力系統(tǒng)，包括發(fā)電機、電池和電動機施加在車輪上，所以動力系統(tǒng)需要尺寸大。另外，能量要經(jīng)多次轉(zhuǎn)換，所以總效率不那么高。
日本專利特開昭58-130704揭示了一種轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換系統(tǒng)，其中引擎的功率轉(zhuǎn)換成電磁感應(yīng)力，通過具有控制線圈的車輪驅(qū)動電動機傳遞給車輛的車輪，并且，按照需要，把來自電池的電力輸送到車輪驅(qū)動電動機，或者車輪的動能由車輪驅(qū)動電動機(起發(fā)電機的作用)轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏A存在飛輪上。
但是，因為供給驅(qū)動電動機控制線圈(短路線圈)的感應(yīng)電流頻率與發(fā)動機轉(zhuǎn)速成正比，無法改變，所以，雖然轉(zhuǎn)矩可以改變，但車輛的車輪轉(zhuǎn)速卻無法控制。
鑒于上述情況，本發(fā)明的第一個目的是提供一種改良的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)及方法，其中引擎功率的一部分直接傳遞給車輪，其余部分則轉(zhuǎn)變?yōu)殡娏Γ沟密囕喌霓D(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速均能改變，從而提高該系統(tǒng)的效率。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種改良的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，它包括改進的轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換器(下稱T-S轉(zhuǎn)換器)，后者包括具有第一控制線圈的第一轉(zhuǎn)子、具有第二控制線圈的定子、具有用來產(chǎn)生分別耦合第一與第二控制線圈的第一及第二構(gòu)件的第二轉(zhuǎn)子。該系統(tǒng)還包括檢測第一與第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用的轉(zhuǎn)速傳感器，以及用于根據(jù)第一與第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速而供給第一與第二控制線圈控制電流，以便T-S轉(zhuǎn)換器將引擎的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)變?yōu)檐囕v驅(qū)動件的設(shè)定的轉(zhuǎn)速與設(shè)定的轉(zhuǎn)矩的控制電流供應(yīng)裝置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其中T-S轉(zhuǎn)換器還包括減速裝置。該減速裝置可以包括行星齒輪。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其中，控制電流供應(yīng)裝置控制引擎以便當(dāng)車輛的驅(qū)動件驅(qū)動輸出軸時起剎車件的作用。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其中，第一與第二轉(zhuǎn)子和定子彼此同軸配置。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其中，第一與第二構(gòu)件中至少一個是永久磁鐵。其余的可以是鼠籠式導(dǎo)體。
本發(fā)明的另一個目的是提供一種電動車輛驅(qū)動方法，它包括以下步驟計算車輛驅(qū)動件的設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv及設(shè)定角速度ωv；檢測引擎的輸出轉(zhuǎn)矩Te及輸出角速度ωe；根據(jù)轉(zhuǎn)矩Tv與Te之間以及角速度ωv與ωe之間的差值，向第一與第二控制線圈提供控制電流，以便將引擎的轉(zhuǎn)矩Te及角速度ωe轉(zhuǎn)變成車輛驅(qū)動件的設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv及設(shè)定角速度ωv。
可以加上一個電流控制步驟，以便當(dāng)引擎的角速度ωe高于設(shè)定角速度ωv以及引擎的輸出轉(zhuǎn)矩Te大于設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，產(chǎn)生電池的充電電流。
可以加上另一個電流控制步驟，以便當(dāng)引擎的角速度ωe低于設(shè)定角速度ωv以及引擎的輸出轉(zhuǎn)矩Te小于設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩。
本發(fā)明的其他目的、特點與特性以及本發(fā)明的有關(guān)部分的功能，通過研究以下的詳細敘述、后附的權(quán)利要求書以及附圖可以變得更加清楚。附圖中

圖1是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第一個實施例的系統(tǒng)；圖2A，2B，2C及2D是曲線圖，說明第一個實施例的系統(tǒng)如何將引擎的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成車輛的設(shè)定轉(zhuǎn)矩及設(shè)定轉(zhuǎn)速；圖3是一個沿圖1中的III-III線切割的示意的截面圖，說明本系統(tǒng)的T-S轉(zhuǎn)換器的主要部分；圖4是截面圖，說明本發(fā)明第二個實施例的T-S轉(zhuǎn)換器的主要部分；圖5是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第三個實施例的系統(tǒng)；圖6A，6B，6C及6D是曲線圖，說明第三個實施例的系統(tǒng)如何將引擎的轉(zhuǎn)矩及轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)變成車輛的設(shè)定轉(zhuǎn)矩及設(shè)定轉(zhuǎn)速；圖7是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第四個實施例的系統(tǒng)；圖8是示意的本發(fā)明的系統(tǒng)的控制步驟流程圖；圖9是圖8所示流程圖中一個步驟的子程序的流程圖；圖10是圖8所示流程圖中一個步驟的子程序的流程圖；圖11是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第五個實施例的系統(tǒng)；圖12是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第六個實施例的系統(tǒng)；圖13是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明本發(fā)明第七個實施例的系統(tǒng)；
圖14是示意的截面?zhèn)纫晥D，說明圖13所示系統(tǒng)的一部分；圖15A，15B，15C，15D，15E及15F是截面圖，說明本發(fā)明的T-S轉(zhuǎn)換器第二轉(zhuǎn)子的各種方案。
現(xiàn)參照圖1說明本發(fā)明第一個實施例的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)。
轉(zhuǎn)矩—轉(zhuǎn)速轉(zhuǎn)換器1000(T-S轉(zhuǎn)換器)是一個驅(qū)動裝置，它由引擎100驅(qū)動，并以按車輛的駕駛狀態(tài)控制的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩與轉(zhuǎn)速驅(qū)動車輛的車輪700。T-S轉(zhuǎn)換器包括如后述的同步電動機結(jié)構(gòu)的速度控制部分1200；如后述的另一同步電動機結(jié)構(gòu)的轉(zhuǎn)矩控制部分1400；以及減速部分1800。逆變器200有功率開關(guān)三極管(未示出)，它將電池600供應(yīng)的直流轉(zhuǎn)變?yōu)槿嘟涣?，供給T-S轉(zhuǎn)換器的速度控制部分。當(dāng)速度控制部分1200被車輛的車輪700驅(qū)動時，逆變器還將速度控制部分1200產(chǎn)生的交流轉(zhuǎn)變成直流，向電池600充電。像逆變器200一樣，逆變器400在電池600與T-S轉(zhuǎn)換器1000的轉(zhuǎn)矩控制部分1400之間將直流變成交流，并把交流變成直流。逆變器控制單元500根據(jù)從加速踏板傳感器810、剎車踏板傳感器820、轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912(見后述)以及其他傳感器傳來的信號，對逆變器200和400進行控制。一般車輛用的聯(lián)結(jié)件及減速機構(gòu)可以設(shè)置在引擎100與T-S轉(zhuǎn)換器1000之間以及在T-S轉(zhuǎn)換器1000與車輪700之間。引擎100的引擎軸110通過聯(lián)軸節(jié)(未示出)聯(lián)結(jié)到T-S轉(zhuǎn)換器1000的輸入軸1213。
T-S轉(zhuǎn)換器1000包括一對圓柱形外框1719及1720；由輸入軸1213拖動的圓柱形第一轉(zhuǎn)子1213；隔一氣隙可旋轉(zhuǎn)地設(shè)置在第一轉(zhuǎn)子1210周圍的第二轉(zhuǎn)子1310；以及固定在外框1710內(nèi)圓周上的定子1410。輸入軸1213從外框1710一端中心延伸，并與引擎軸110相連。定子1410有定子線圈和控制線圈1411，當(dāng)其被逆變器400激勵時產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場。第一轉(zhuǎn)子1210有轉(zhuǎn)子線圈1212和形成旋轉(zhuǎn)磁場的控制線圈1211。電刷架1610、三刷電刷1620和三滑環(huán)1630設(shè)置在蓋罩1920內(nèi)，將三相電功率提供給第一轉(zhuǎn)子1210的控制線圈1211。諸如軸承1510及1511等軸支承件固定在驅(qū)動軸1213上?？刂凭€圈1211用帶有絕緣件1650穿過軸承1512的導(dǎo)線1660與滑環(huán)1630相連接。絕緣件1650穿過輸入軸1213上開的槽從軸承1512底下穿過。第二轉(zhuǎn)子1310有一個空心回轉(zhuǎn)磁軛1311，多個內(nèi)部永久磁鐵1220用園環(huán)1225每隔相等的間距固定在其內(nèi)圓周上，以交替地提供N，S極?？招幕剞D(zhuǎn)磁軛1311通過回轉(zhuǎn)框1331及1332以及軸承1510及1511支承在外框1710及1720上。輸入軸1213通過軸承1512及1513可轉(zhuǎn)動地支承在回轉(zhuǎn)框1331及1332上。永久磁鐵1220、轉(zhuǎn)子鐵芯1212及控制線圈1211構(gòu)成相當(dāng)于上述速度控制部分1200的同步電動機。第二轉(zhuǎn)子1310還有多個外部永久磁鐵1420用園環(huán)1425每隔相等的間距固定在空心回轉(zhuǎn)磁軛1311的外圓周上，以交替地提供N，S極。永久磁鐵1420、定子鐵芯1412及控制線圈1411構(gòu)成相當(dāng)于上述轉(zhuǎn)矩控制部分1400的同步電動機。轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912分別安置在蓋罩1920以及第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)子框1331和外框1710之間的空間內(nèi)。傳感器1911及1912連接至逆變器的控制單元500上，如后所述控制第一及第二轉(zhuǎn)子1210及1310的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩。
T-S轉(zhuǎn)換器1000的減速部分1800具有中心齒輪軸1810、行星齒輪1820、內(nèi)齒輪1830、行星齒輪軸1840以及輸出軸。輸入軸1811在中心軸1810的一端形成，并與轉(zhuǎn)子框1332輪轂部分的內(nèi)齒輪1332a嚙合。中心齒輪軸1810分別通過軸承1514及1515可旋轉(zhuǎn)地由外框1720和輸出軸1860加以支承。旋轉(zhuǎn)從第二轉(zhuǎn)子1310通過中心齒輪軸1810、傳給輸出軸1860，中心齒輪1812在中心齒輪軸1810的周圍形成，并與行星齒輪1820嚙合。轉(zhuǎn)速由內(nèi)齒輪1830及行星齒輪軸1840降低，并傳給與輸出軸1860形成地整體的行星齒輪的支承部分1861。輸出軸1860可旋轉(zhuǎn)地由裝配在減速部分1800的框架1730的支承部分上的軸承1516支承。中心齒輪軸1810及輸出軸1860與輸入軸1213配置在一條直線上。內(nèi)齒輪1830通過固定件1835固定在減速部分1800的框架1730上。
現(xiàn)參照圖8所示的流程圖描述T-S轉(zhuǎn)換器1000的工作過程。
當(dāng)逆變器的控制單元500啟動時，在程序步S100處，根據(jù)由加速踏板傳感器810檢測出的代表油門開度的信號，以及由剎車踏板傳感器820檢測出的代表剎車踏板踏下程度的信號，確定車輛的車輪的設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv。然后，在程序步S102處，根據(jù)由轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912來的信號，確定第一轉(zhuǎn)子1210的角速度ωe及第二轉(zhuǎn)子1310的角速度ωv。接著，根據(jù)逆變器控制單元500的數(shù)據(jù)映射，從油門開度信號及角速度信號ωv，計算引擎100產(chǎn)生的引擎轉(zhuǎn)矩Te(程序步S104)。下一程序步確定在第一轉(zhuǎn)子1210及第二轉(zhuǎn)子1310之間傳遞的傳遞轉(zhuǎn)矩Tt。將傳遞轉(zhuǎn)矩Tt設(shè)置成等于引擎轉(zhuǎn)矩Te。就是說，除了轉(zhuǎn)矩略有改變以維持車輛驅(qū)動的穩(wěn)定性以外，在第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子1210及1310之間，對于引擎轉(zhuǎn)矩Te既不增，又不減。為了消除第一轉(zhuǎn)子與第二轉(zhuǎn)子1210及1310之間轉(zhuǎn)矩的微小改變，由逆變器200對第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)速進行控制。
然后，在程序步S106處，確定用來補充傳遞轉(zhuǎn)矩T1與設(shè)定轉(zhuǎn)矩Te之差的轉(zhuǎn)矩控制部分1400的轉(zhuǎn)矩T2。就是說，轉(zhuǎn)矩的關(guān)系表達為T2＝Tv-Tt＝Tv-Te。接著，在程序步S108處，逆變器400控制轉(zhuǎn)矩控制部分1400以產(chǎn)生補充轉(zhuǎn)矩T2。
在圖9所示的程序步S106處，根據(jù)引擎轉(zhuǎn)矩Te與設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv之間的差值，轉(zhuǎn)矩控制部分1400或者起發(fā)電機的作用，或者起電動機的作用。
當(dāng)在程序步S1060處測出引擎轉(zhuǎn)矩Te小于設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，過程進到程序步S1062，轉(zhuǎn)矩控制部分1400被控制，變成一個車輪驅(qū)動電動機，用逆變器400提供的功率產(chǎn)生轉(zhuǎn)矩T2＝Tv-Te。另一方面，如果測出的引擎轉(zhuǎn)矩Te大于設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv，過程進到程序步S1064，轉(zhuǎn)矩控制部分1400被控制，變成一個發(fā)電機，被轉(zhuǎn)矩T2＝Tv-Te驅(qū)動。如果引擎轉(zhuǎn)矩Te等于設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv，則轉(zhuǎn)矩控制部分1400既不起發(fā)電機的作用，又不起電動機的作用。
引擎轉(zhuǎn)矩Te可如圖10所示，由剎車踏板傳感器傳來的剎車踏板操作信號進行計算。在程序步S1044處，當(dāng)車輛被駕駛走在陡峭的斜坡上，而剎車踏板被下踏至超過一定程度時，引擎被停止供油，從而停止驅(qū)動第一轉(zhuǎn)子1210。然后，在程序步S1046處，設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv只由剎車踏板計算，而在程序步S1048處，算出在角速度ωe下引擎轉(zhuǎn)矩的負值，使得逆變器400控制轉(zhuǎn)矩控制部分1400起再生制動器的作用。
另一方面，當(dāng)在程序步S1040處測出剎車踏板被踏下不超過一定程度時，在程序步S1042處，用一般方法從油門開度信號、角速度ωe等等計算轉(zhuǎn)矩Te。
然后，在圖8程序步S110處，用已知的方法(例如，從電池電壓及充電電流計算) 測出電池600的充電狀態(tài)。若充電比高于最大值，則第一轉(zhuǎn)子停止受逆變器200控制，而只允許由轉(zhuǎn)矩控制部分1400控制。這時，在程序步S112處，引擎100的供油被切斷，或減少。然后，如果在程序步S114處測出充電比不低于最小值，則過程返回程序步S100。另一方面，如果電池的充電比不高于最大值，則過程進到程序步S114，而如果電池的充電比低于最小值，則過程進到程序步S116。在程序步S116處，當(dāng)引擎100供油增大之后，過程返回程序步S100。
按照上述實施例，傳遞轉(zhuǎn)矩Tt受速度控制部分1200控制，基本上等于引擎轉(zhuǎn)矩Te。但是，當(dāng)轉(zhuǎn)矩維持恒定時，可以控制第二轉(zhuǎn)子1310，使之以高于第一轉(zhuǎn)子1210的速度旋轉(zhuǎn)。就是說，提高逆變器400供給定子1410的交流頻率，使之與第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速相一致，并控制逆變器200供給第二轉(zhuǎn)子1310的交流頻率，使之與第一轉(zhuǎn)子1210與第二轉(zhuǎn)子1310之間的轉(zhuǎn)速差相一致。
現(xiàn)參照圖1、圖2A至2D以及圖3，描述當(dāng)引擎以t(牛頓.米)的轉(zhuǎn)矩在2n(轉(zhuǎn)/分)的速度旋轉(zhuǎn)，而車輛以2t(牛頓.米)的轉(zhuǎn)矩在n(轉(zhuǎn)/分)的速度行駛時，T-S轉(zhuǎn)換器1000的工作情況。為了便于討論，在這里處理引擎以及車輛車輪的轉(zhuǎn)速與轉(zhuǎn)矩，就象引擎與車輪直接相連。因為第二轉(zhuǎn)子1310通過減速部分1800與輸出軸1860機械相連，故第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)速必須受到速度控制部分1200的控制，以便與車速相一致。
圖2A所示的引擎轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)、速度2n(轉(zhuǎn)/分)的旋轉(zhuǎn)運動通過聯(lián)軸節(jié)(未示出) 傳遞給T-S轉(zhuǎn)換器1000的輸入軸1213，以及第一轉(zhuǎn)子1210。第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)速2n(轉(zhuǎn)/分)由速度控制部分1200的感應(yīng)力或電磁力減至n(轉(zhuǎn)/分)，并如圖2B所示傳遞給車輛的車輪700。
為了將第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)速從2n(轉(zhuǎn)/分)減至n(轉(zhuǎn)/分)，而同時如圖2B所示維持轉(zhuǎn)矩t不變，第二轉(zhuǎn)子1310相對于第一轉(zhuǎn)子1210的旋轉(zhuǎn)方向F，如圖3所示，變得與第二轉(zhuǎn)子1210的轉(zhuǎn)矩的方向E相反。(順便提一句，箭頭G表示引擎轉(zhuǎn)矩的方向，而箭頭H表示車輛車輪的轉(zhuǎn)矩方向)。這時，T-S轉(zhuǎn)換器1000的速度控制部分以發(fā)電機的方式工作。第二轉(zhuǎn)子1310相對于第一轉(zhuǎn)子1210的旋轉(zhuǎn)由轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912檢測，而第一轉(zhuǎn)子1210的控制線圈1211按根據(jù)相對轉(zhuǎn)速計算出來的時序進行激勵。第一轉(zhuǎn)子1210的控制線圈1211產(chǎn)生的功率通過滑環(huán)1630和電刷1620供給電池600和轉(zhuǎn)矩控制部分1400。這樣，如圖2B網(wǎng)紋線所表示的，第二轉(zhuǎn)子1310使輸出軸1860以轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)、速度2n(轉(zhuǎn)/分)旋轉(zhuǎn)，產(chǎn)生能量nt(牛頓.米)(轉(zhuǎn)/分)。換句話說，T-S轉(zhuǎn)換器可以不加改變地將引擎轉(zhuǎn)矩t傳遞給車輛的車輪700，而引擎100與車輛車輪的轉(zhuǎn)速差用來發(fā)電。
于是，逆變器400以根據(jù)轉(zhuǎn)速傳感器1912來的信號計算的時序，向轉(zhuǎn)矩控制部分1400的定子控制線圈1411供應(yīng)交流電流，所以，第二轉(zhuǎn)子1310可以轉(zhuǎn)矩2t(牛頓.米)、速度n(轉(zhuǎn)/分)旋轉(zhuǎn)。就是說，轉(zhuǎn)矩控制部分1400被逆變器400激勵，如圖2C網(wǎng)紋線所表示，可以作為電動機產(chǎn)生附加轉(zhuǎn)矩。第二轉(zhuǎn)子1310通過回轉(zhuǎn)框1332的內(nèi)齒輪1332a、輸入軸1811和減速部分1800將旋轉(zhuǎn)傳給輸出軸1860。
如圖2A所示，以速度2n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)旋轉(zhuǎn)的引擎功率，施加在車輛上，使之如圖2D所示，以速度n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩2t(牛頓.米)行駛。
當(dāng)車輛要求的速度高于引擎的速度時，速度控制部分1200起電動機的作用，以驅(qū)動車輛。如果引擎的轉(zhuǎn)矩超過車輛要求的轉(zhuǎn)矩，則轉(zhuǎn)矩控制部分1400起發(fā)電機的作用，向電池充電。
當(dāng)引擎的功率與車輛車輪的負載出現(xiàn)差異時，引擎與車輛車輪之間，也以上述相同的方法進行轉(zhuǎn)換。例如，當(dāng)車輛向上爬行陡峭的坡道時，控制單元500控制逆變器200及400向控制線圈1211及1411提供電功率，從而協(xié)助引擎按照要求驅(qū)動車輛的車輪。另一方面，當(dāng)車輛駛下陡坡時，控制單元500控制逆變器200及400將控制線圈1211及1411發(fā)電產(chǎn)生的電功率向電池充電。
當(dāng)車輛需要進一步減速時，速度控制部分1200將車輪連接到引擎上，起剎車器或空壓機的作用。這樣，轉(zhuǎn)矩控制部分1400不需要大的剎車功率，結(jié)果尺寸緊湊。
(第二實施例)現(xiàn)參照圖4描述第二實施例的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)。
在這里，大體相同的部件或部分標(biāo)以相同的號碼，故在以后的各個實施例的描述中，不再對它們詳細描述。
按照第二實施例，第二轉(zhuǎn)子1310具有鼠籠式導(dǎo)體1227及1427，而不是永久磁鐵。相應(yīng)地，第二轉(zhuǎn)子1310起感應(yīng)電動機的作用，而不像在第一實施例中那樣起同步電動機的作用。
如圖4所示，圓柱形非磁性層1350放置在各鼠籠式導(dǎo)體之間，以防止速度控制部分1200與轉(zhuǎn)矩控制部分1400之間出現(xiàn)磁干擾，該圖是截面圖，顯示T-S轉(zhuǎn)換器1000的主要部分。
既然第二實施例的T-S轉(zhuǎn)換器包括感應(yīng)式第二轉(zhuǎn)子1310，轉(zhuǎn)速傳感器1311及1911就可以用配制在車輛的車輪附近的曲柄角傳感器或車速傳感器代替。
正如在第一實施例所描述的，第二轉(zhuǎn)子1310的鼠籠式導(dǎo)體1227及1427之中的任何一個都可以用永久磁鐵代替。
(第三實施例)現(xiàn)參照圖5及圖6A，6B，6C及6D描述第三實施例的T-S轉(zhuǎn)換器2000。
在引擎100輸出軸210的一端形成的齒輪210d，與在第二轉(zhuǎn)子1310框架2332上形成的內(nèi)齒輪2332d嚙合，以便將引擎功率直接傳遞給第二轉(zhuǎn)子1310。第一轉(zhuǎn)子1210由與引擎輸出軸配置在一條直線上又與之分離的軸2213帶動。減速部分1800的中心齒輪2213d在軸2213的與引擎100相反的一端上形成。
驅(qū)動動力通過齒輪2213d從第一轉(zhuǎn)子1210傳給行星齒輪1820。然后，在行星齒輪1820的轉(zhuǎn)速被內(nèi)齒輪1830減速后，驅(qū)動動力經(jīng)過行星齒輪軸1840及行星齒輪座1861傳給輸出軸1860。輸出軸1860可旋轉(zhuǎn)地支承在裝配于減速部分1800的框架2730的輪轂部分的軸承1516上。內(nèi)齒輪1830通過固定件1835固定在框架2730上。蓋罩1920、轉(zhuǎn)速傳感器1911及電刷架1610，與減速部分1800一起，裝配在框架2730內(nèi)。
現(xiàn)參照圖5、圖6A至6D及圖7描述T-S轉(zhuǎn)換器2000的工作情況。
當(dāng)如圖6A所示，引擎以轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩2t(牛頓.米)旋轉(zhuǎn)時，而車輛如圖6D所示，以轉(zhuǎn)速2n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)行駛時，引擎的轉(zhuǎn)動通過內(nèi)齒輪2332d、輸出軸210及聯(lián)軸節(jié)(未示出)傳給第二轉(zhuǎn)子1310。逆變器400按照由轉(zhuǎn)速傳感器1912的信號算出的時序，向轉(zhuǎn)矩控制部分1400的定子控制線圈1411供應(yīng)交流電流，使得第二轉(zhuǎn)子1310能以轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)旋轉(zhuǎn)。就是說，轉(zhuǎn)矩控制部分1400如圖6D所示，把從引擎100傳來的轉(zhuǎn)矩2t(牛頓.米)變成t(牛頓.米)，而同時維持轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)不變，并產(chǎn)生相當(dāng)于tn(牛頓.米)(轉(zhuǎn)/分)的電功率。所述發(fā)電功率由控制線圈1411通過逆變器400供給電池600。
然后，第二轉(zhuǎn)子1310的轉(zhuǎn)矩t，通過配置在第二轉(zhuǎn)子1310內(nèi)圓周的永久磁鐵1220傳給速度控制部分1200的第一轉(zhuǎn)子1210。
第一轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速n(轉(zhuǎn)/分)由速度控制部分1200的感應(yīng)力或電磁力變成2n(轉(zhuǎn)/分)，以便與車速相一致，并如圖6C所示，傳遞給車輛的車輪。當(dāng)?shù)诙D(zhuǎn)子1310的速度從n(轉(zhuǎn)/分)變成2n(轉(zhuǎn)/分)，而同時如圖6C所示，維持轉(zhuǎn)矩t不變，第一轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向與第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)方向相同，因此，T-S轉(zhuǎn)換器2000以電動機方式工作。第一轉(zhuǎn)子相對于第二轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)速度由轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912檢測出來，以便按照由相對轉(zhuǎn)速算出的時序，激勵第一轉(zhuǎn)子1210的控制線圈1211，并由逆變器200向速度控制部分1200供應(yīng)電功率。如圖6C網(wǎng)紋線所示，第一轉(zhuǎn)子1210消耗電池nt(牛頓.米)(轉(zhuǎn)/分)的能量，以速度2n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)旋轉(zhuǎn)。這樣，如圖6A所示，引擎以速度n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩2t(牛頓.米)旋轉(zhuǎn)的功率，可以加在車輛上，使之如圖6D所示，以速度2n(轉(zhuǎn)/分)及轉(zhuǎn)矩t(牛頓.米)行駛。當(dāng)引擎速度高于車輛速度時，速度控制部分1200能以電動機方式工作，而正如就第一實施例所描述的，當(dāng)車輛的負載大于引擎轉(zhuǎn)矩時，轉(zhuǎn)矩控制部分1400以發(fā)電機的方式工作。
(第四實施例)現(xiàn)參照圖7描述第四實施例的T-S轉(zhuǎn)換器。
按照第四實施例，第二轉(zhuǎn)子1310具有鼠籠式導(dǎo)體1227及1427，而不是圖5第三實施例T-S轉(zhuǎn)換器2000的永久磁鐵。相應(yīng)地，第二轉(zhuǎn)子1310起感應(yīng)電動機的作用，而不像就第二實施例中所描述的那樣起第一實施例中的同步電動機的作用。
如第二實施例用的圖4所示，圓柱形非磁性層1350放置在各鼠籠式導(dǎo)體之間，以防止速度控制部分1200與轉(zhuǎn)矩控制部分1400之間出現(xiàn)磁干擾。
(第五實施例)現(xiàn)參照圖11描述本發(fā)明第五實施例的T-S轉(zhuǎn)換器3000。T-S轉(zhuǎn)換器3000包括在軸上級聯(lián)配置的速度控制部分3200與轉(zhuǎn)矩控制部分3400。
速度控制部分3200構(gòu)造成三相同步電機，包括外殼3240及3241，圓柱形第二轉(zhuǎn)子3220通過軸承3251及3252以及第一轉(zhuǎn)子，由外殼3240及3241支承。
第二轉(zhuǎn)子3220連接到引擎100的輸出軸110，并通過軸承3253及3254支承第一轉(zhuǎn)子3210的軸3212，使之與引擎100的輸出軸110在一條直線上。第二轉(zhuǎn)子具有定子鐵芯3222、三相繞組線圈(稱為三相回轉(zhuǎn)機的線圈)3221和一對端框3228及3229。
第一轉(zhuǎn)子3210具有軸3213，固定在軸3213上由軟鐵制成的轉(zhuǎn)子鐵芯3211，具有永久磁鐵、用非磁性環(huán)固定在鐵芯外圓周上的構(gòu)造成眾所知的發(fā)電機的永磁轉(zhuǎn)子的磁極。
環(huán)形的滑環(huán)件3630固定在端框3228沿徑向靠內(nèi)的部分。滑環(huán)件3630有三個滑環(huán)，連接至線圈3221的各相的繞組，并由絕緣件支持。
電刷件3260連接至逆變器200，裝配在外殼3240端部形成的開孔內(nèi)。電刷件3260有電刷柄，三刷電刷1620可滑動地配置在電刷柄內(nèi)，彈簧將電刷壓向滑環(huán)。逆變器200通過電刷件3260及滑環(huán)件3630向線圈3221供應(yīng)控制電流。
轉(zhuǎn)速傳感器3281配置在外殼3241的內(nèi)表面與端框3229的外表面之間，檢測第二轉(zhuǎn)子3220的轉(zhuǎn)速，并將信號送到(前述)逆變器控制單元500。轉(zhuǎn)速傳感器3282配置在外殼3241的外表面第一轉(zhuǎn)子3210的軸3213之間，檢測第一轉(zhuǎn)子3210的轉(zhuǎn)速，并將信號送到逆變器控制單元500。
速度控制部分3200可以構(gòu)造成感應(yīng)式回轉(zhuǎn)機，后者不裝永久磁極，而裝鼠籠式導(dǎo)體。
轉(zhuǎn)矩控制部分3400是三相同步回轉(zhuǎn)機。轉(zhuǎn)矩控制部分3400具有第三轉(zhuǎn)子3410、通過軸承3451及3452支承第三轉(zhuǎn)子3410的外殼3440及3441、固定在外殼3440上的定子鐵芯3420以及連接至逆變器400的定子線圈3421。第三轉(zhuǎn)子3210具有通過聯(lián)軸節(jié)件3800與第一轉(zhuǎn)子3210的軸3213b并排在一條直線上的軸3413、由軟鐵制成的轉(zhuǎn)子鐵芯3411，以及具有由非磁性環(huán)3415支持的永久磁鐵構(gòu)造成眾所周知的永久磁鐵轉(zhuǎn)子的多個磁極3412。
轉(zhuǎn)速傳感器3481配置在外殼3440的內(nèi)表面與第三轉(zhuǎn)子3410的端面之間，以檢測第三轉(zhuǎn)子3410的轉(zhuǎn)速。
當(dāng)引擎100旋轉(zhuǎn)時，第二轉(zhuǎn)子3220被引擎驅(qū)動并驅(qū)動第一轉(zhuǎn)子3210，并且，被控制線圈3221產(chǎn)生的電磁力連接到第二轉(zhuǎn)子上的第三轉(zhuǎn)子以設(shè)定的轉(zhuǎn)速旋轉(zhuǎn)?？刂凭€圈3221被逆變器200以從上面的敘述中很容易明白的方式控制。逆變器400向定子線圈3421供應(yīng)控制電流，使第三轉(zhuǎn)子3410以設(shè)定的轉(zhuǎn)矩與設(shè)定的轉(zhuǎn)速驅(qū)動車輛的車輪700。
(第六實施例)現(xiàn)參照圖12描述本發(fā)明第六實施例的T-S轉(zhuǎn)換器4000。
在本實施例中，輸入軸1213與引擎輸出軸110的相連，與減速部分4800通過差動齒輪900與車輛車輪的相連，都處于同一側(cè)。結(jié)果，T-S轉(zhuǎn)換器4000可以裝在引擎周圍的有限空間之中。
減速部分4800包括小齒輪4810和大齒輪4820，后者由齒輪軸4840帶動，并與該小齒輪4810嚙合。差動齒輪900是一般類型，包括大齒輪830、齒輪箱910以及連接到車輛車輪700上的差動齒輪920及930。
減速部分4800的小齒輪4810與回轉(zhuǎn)框架1332輪轂部分的內(nèi)齒輪1332a嚙合，所述回轉(zhuǎn)框架隨T-S轉(zhuǎn)換器的輸出軸圍繞著輸入軸1213旋轉(zhuǎn)。減速部分4800的大齒輪4820與差動齒輪900的大齒輪830嚙合。
轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912配置在遠離引擎輸出軸及第二轉(zhuǎn)子輸出件(1332a)的一側(cè)，從而防止引擎與轉(zhuǎn)換器之間，以及轉(zhuǎn)換器與車輛車輪之間轉(zhuǎn)矩傳遞造成的噪聲傳到轉(zhuǎn)速傳感器1911及1912。
電刷1620及滑環(huán)1630也配置在遠離輸出軸的地方，從而防止轉(zhuǎn)矩傳遞造成電刷抖動。
減速部分4800不包括正齒輪，而包括斜齒輪。
(第七實施例)現(xiàn)參照圖13及圖14描述本發(fā)明第七實施例的T-S轉(zhuǎn)換器5000。
齒輪117由引擎100的輸出軸110通過細花鍵110a帶動，并與跟第二轉(zhuǎn)子1310的框架1332相連的齒輪120嚙合，從而如圖14所示，引擎的動力直接傳遞給第二轉(zhuǎn)子1310。第一轉(zhuǎn)子1210由與引擎輸出軸分離的軸1213帶動。減速部分5800包括大齒輪5820，后者固定在引擎100的一個部分，并與上述差動齒輪900的大齒輪830嚙合。齒輪1213a在軸1213引擎100一側(cè)的一端形成，并與該大齒輪嚙合。
驅(qū)動動力由第一轉(zhuǎn)子1210通過齒輪1213a、大齒輪5820及差動齒輪傳900遞給車輛的車輪700。
(第二轉(zhuǎn)子的各個方案)現(xiàn)參照圖13A及圖13B簡要地描述第二轉(zhuǎn)子1310的結(jié)構(gòu)方案。
第二轉(zhuǎn)子1310的內(nèi)部磁鐵1220的數(shù)目不同于外部磁鐵1420的數(shù)目，而且如圖15A所示，內(nèi)部磁鐵比外部磁鐵1420寬。
如圖15B所示，內(nèi)部磁鐵1220的角向位置不同于外部磁鐵1420。
如圖3及15C所示，內(nèi)部磁鐵和外部磁鐵的角向位置和數(shù)目都相同，但是，在相同的角向位置上磁鐵極性是特別的。就是說，如果對著第一轉(zhuǎn)子1210的一個內(nèi)部磁鐵1220極化為S極，則對著定子1410的對應(yīng)的一個外部磁鐵1420被極化成N極，相鄰的一個內(nèi)部磁鐵1220極化為N極，相鄰的一個外部磁鐵1420，與后者對應(yīng)，被極化為S極，所以，如圖15C所示，內(nèi)部和外部磁鐵一起產(chǎn)生的合成磁通1把線圈1211及1411兩者鏈接起來。結(jié)果，穿過線圈1211及1411的差磁通Φ2減小了，回轉(zhuǎn)磁軛的徑向厚度可以減小。
采用圖15D所示的結(jié)果，也可以達到同樣的效果。內(nèi)部磁鐵1220及外部磁鐵1420設(shè)置在用薄鋼板層疊而成的回轉(zhuǎn)磁軛1311中掏出的空洞里，從而可以省去非磁性園環(huán)1425。因為回轉(zhuǎn)磁軛的外圓周可以車制，所以，第一與第二轉(zhuǎn)子1210與1310之間或第二轉(zhuǎn)子1310與定子鐵芯1412之間的氣隙可以減小，所以，T-S轉(zhuǎn)換器的尺寸可以減小。
如圖15E所示，外部磁鐵1420的角向位置與第二轉(zhuǎn)子1310的內(nèi)部磁鐵1220的角向位置錯開。
如圖15F所示，第二轉(zhuǎn)子1310中的內(nèi)部磁鐵及外部磁鐵1220及1420可以采用平磁鐵。
雖然已參照附圖，聯(lián)系最佳實施例充分地描述了本發(fā)明，但應(yīng)指出，對于熟悉本行的人來說，各種修改及改變都變得非常明顯。所有這些修改及改變都應(yīng)理解為被包括在后附的權(quán)利要求書所定義的本發(fā)明的范圍內(nèi)。
權(quán)利要求
1.具有電池(600)、引擎(100)以及車輛驅(qū)動件(700，900)的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括速度控制部分(1000，2000，3000，4000，5000)，它具有外殼(1710，1720，1730，1920)、與該引擎連接的輸入軸(1213，1332a，3210)、與該車輛驅(qū)動件連接的輸出軸(1860，3413)、具有第一控制線圈(1211，3221)的第一轉(zhuǎn)子(1210，3220)、具有第二控制線圈(1411，3421)的定子(1410，3420)、具有用來產(chǎn)生與該第一控制線圈鏈接的磁場的第一組件(1220，3212)的第二轉(zhuǎn)子(1310，3210，3410)，以及具有用來產(chǎn)生與該第二控制線圈鏈接的磁場的第二組件(1420，3412)，檢測該第一轉(zhuǎn)子及該第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用的裝置(1911，1912，3281，3481)，與該電池、該第一及第二控制線圈及該轉(zhuǎn)速檢測裝置連接的，用來根據(jù)該第一及第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，以便對該引擎的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)換、以設(shè)定的轉(zhuǎn)速及設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛驅(qū)動件的裝置(200，400，500)。
2.權(quán)利要求1提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一轉(zhuǎn)子連接至輸入軸，而該第二轉(zhuǎn)子連接至輸出軸。
3.權(quán)利要求1提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第二轉(zhuǎn)子連接至輸入軸，而該第一轉(zhuǎn)子連接至輸出軸。
4.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器還包括與該輸出軸串聯(lián)的減速裝置(1800，4800，5800)。
5.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器還包括與該輸出軸串聯(lián)的行星齒輪減速裝置(1812，1820，1830)。
6.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該控制電流供應(yīng)裝置包括用于當(dāng)該車輛驅(qū)動件驅(qū)動該輸出軸時像剎車件一樣對該引擎進行控制的裝置。
7.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一轉(zhuǎn)子、第二轉(zhuǎn)子及定子彼此同軸地配置在一個共同的平面上。
8.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一轉(zhuǎn)子在半徑方向上配置在該第二轉(zhuǎn)子以內(nèi)，而第二轉(zhuǎn)子在半徑方向上同軸地配置在該定子以內(nèi)。
9.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中至少該第一及第二組件包括永久磁鐵。
10.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中至少該第一及第二組件包括一個鼠籠式導(dǎo)體。
11.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中至少該第一及第二組件包括鼠籠式導(dǎo)體，而該第二轉(zhuǎn)子包括配置在該第一及第二組件之間的非磁性組件。
12.權(quán)利要求1、2及3之中的任何一個權(quán)利要求提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該控制電流供應(yīng)裝置包括與該第一控制線圈(1211，3221)連接的第一逆變器(200)、與該第二控制線圈(1411，3421)連接的第二逆變器(400)，以及逆變器控制單元(500)，后者連接到該轉(zhuǎn)速檢測裝置(1911，1912，3281，3481)，并且連接到該第一及第二逆變器以便根據(jù)該第一及第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速控制由該逆變器向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流的時序。
13.權(quán)利要求12提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入軸與該輸出軸配置在該外殼的同一側(cè)。
14.權(quán)利要求13提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該輸入軸與該輸出軸彼此同軸地配置。
15.權(quán)利要求14提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該轉(zhuǎn)速檢測裝置配置在該外殼內(nèi)，遠離該輸入軸及該輸出軸。
16.權(quán)利要求15提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該控制電流供應(yīng)裝置包括電刷及滑環(huán)，它們配置在該外殼內(nèi)，遠離該輸入軸及該輸出軸。
17.權(quán)利要求16提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該轉(zhuǎn)速—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器還包括與該輸出軸串聯(lián)的減速裝置。
18.具有電池(600)、引擎(100)和差動齒輪(900)的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括具有外殼(1710，1720，1730，1920)的速度—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器(4000，5000)、配置在該外殼內(nèi)在一側(cè)與該引擎連接的輸入軸(1213，1332a)、與輸入軸同軸配置的并在同一側(cè)與該車輛差動齒輪連接的輸出軸(1213，1332a)、具有第一控制線圈(1211)的第一轉(zhuǎn)子(1210)、具有第二控制線圈(1411)的定子(1410)、具有用來產(chǎn)生與該第一控制線圈鏈接的磁場的第一組件(1220)以及用來產(chǎn)生與該第二控制線圈鏈接的磁場的第二組件(1420)的第二轉(zhuǎn)子(1310)，檢測該第一轉(zhuǎn)子及該第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用的裝置(1911，1912)，與該電池、該第一及第二控制線圈及該轉(zhuǎn)速檢測裝置連接的，用來根據(jù)該第一及第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，以便對該引擎的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)換、以設(shè)定的轉(zhuǎn)速及設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛驅(qū)動件的裝置(200，400，500)，它包括一些在該車輛驅(qū)動件驅(qū)動該輸出軸時，對該引擎起剎車件作用的控制裝置。
19.權(quán)利要求18提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該轉(zhuǎn)速檢測裝置配置在該外殼內(nèi)，遠離該輸入軸及該輸出軸。
20.權(quán)利要求18提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該控制電流供應(yīng)裝置包括電刷及滑環(huán)，配置在該外殼內(nèi)，遠離該輸入軸及該輸出軸。
21.權(quán)利要求18提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該控制電流供應(yīng)裝置包括產(chǎn)生電池充電電流的裝置。
22.具有電池(600)、引擎(100)和車輛驅(qū)動件(700，900)的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括具有外殼(1710，1720，1730，1920)的速度—轉(zhuǎn)矩轉(zhuǎn)換器(1000，2000，3000，4000，5000)、與該引擎連接的輸入軸(1213，1332a，3210)、與該車輛驅(qū)動件連接的輸出軸(1860，3413)、具有第一控制線圈(1211，3221)的第一轉(zhuǎn)子(1210，3220)、具有第二控制線圈(1411，3421)的定子(1410，3420)、具有用來產(chǎn)生通過磁通道與第一控制線圈鏈接的磁場的第一組件(1220，3212)以及用來產(chǎn)生通過同一磁通道與該第二控制線圈鏈接的磁場的第二組件(1420，3412)的第二轉(zhuǎn)子(1310)，檢測該第一轉(zhuǎn)子及該第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用的裝置(1911，1912，3281，3481)，與該電池、該第一及第二控制線圈及該轉(zhuǎn)速檢測裝置連接的，用來根據(jù)該第一及第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，以便對該引擎的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)換、以設(shè)定的轉(zhuǎn)速及設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛驅(qū)動件的裝置(200，400，500)。
23.權(quán)利要求22提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一組件包括若干磁極，而該第二組件包括同數(shù)量的磁極。
24.權(quán)利要求22提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)子包括疊層鐵芯，后者具有多個空洞，用來裝入該第一及該第二組件。
25.具有電池(600)、引擎(100)和車輛驅(qū)動件(700，900)的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于包括輸入軸(1213，1332a，3210)連接到該引擎的第一電磁回轉(zhuǎn)裝置、連接至該輸入軸并具有第一控制線圈(1211，3221)的第一轉(zhuǎn)子(1210，3220)、具有用來產(chǎn)生與第一控制線圈鏈接的磁場的第一組件(1220，3212)，第二電磁回轉(zhuǎn)裝置，它具有與該車輛驅(qū)動件連接的輸出軸(1860，3412)、具有第二控制線圈(1411，3421)的定子(1410，3412)以及與該輸出軸連接并具有用來產(chǎn)生與第二控制線圈鏈接的磁場的第二組件(1420，3412)的第二轉(zhuǎn)子，該第二轉(zhuǎn)子固定在該第一組件上，檢測該第一轉(zhuǎn)子及該第二轉(zhuǎn)子轉(zhuǎn)速用的裝置(1911，1912，3821，3481)，與該電池、該第一及第二控制線圈及該轉(zhuǎn)速檢測裝置連接的，用來根據(jù)該第一及第二轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，以便對該引擎的轉(zhuǎn)速及轉(zhuǎn)矩進行轉(zhuǎn)換、以設(shè)定的轉(zhuǎn)速及設(shè)定的轉(zhuǎn)矩驅(qū)動車輛驅(qū)動件的裝置(200，400，500)。
26.權(quán)利要求25提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一及第二控制線圈各自包括三相繞組。
27.權(quán)利要求26提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一及第二組件各自包括永久磁鐵。
28.權(quán)利要求26提出的電動車輛驅(qū)動系統(tǒng)，其特征在于其中該第一及第二組件之中至少一個包括鼠籠式導(dǎo)體。
29.電動車輛驅(qū)動方法，該電動車輛具有電池(600)、引擎(100)和車輛驅(qū)動件(700，900)、具有第一控制線圈和連接到該引擎的輸入軸(1213，1332a，3210)的第一電磁回轉(zhuǎn)裝置、以及具有第二控制線圈和連接至該車輛驅(qū)動件的輸出軸(1860，3412)的第二電磁回轉(zhuǎn)裝置，該方法的特征在于包括下列步驟計算該車輛驅(qū)動件的設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv及設(shè)定角速度ωv，檢測該引擎的輸出轉(zhuǎn)矩Te及角速度ωe，根據(jù)該轉(zhuǎn)矩Tv與Te之間以及該角速度ωv與ωe之間的差值，向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，從而轉(zhuǎn)換該引擎的轉(zhuǎn)矩Te及角速度ωe，并以設(shè)定的轉(zhuǎn)矩Tv及角速度ωv驅(qū)動車輛驅(qū)動件。
30.權(quán)利要求29提出的電動車輛驅(qū)動方法，其特征在于其中還包括向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，使得當(dāng)該引擎的該角速度ωe大于該設(shè)定角速度ωv，而該引擎的該輸出轉(zhuǎn)矩Te大于該設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，產(chǎn)生電池充電電流的步驟。
31.權(quán)利要求29提出的電動車輛驅(qū)動方法，其特征在于其中還包括向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，使得當(dāng)該引擎的該角速度ωe小于該設(shè)定角速度ωv，而該引擎的該輸出轉(zhuǎn)矩Te小于該設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，產(chǎn)生驅(qū)動轉(zhuǎn)矩的步驟。
32.權(quán)利要求29提出的電動車輛驅(qū)動方法，其特征在于其中還包括向該第一及第二控制線圈供應(yīng)控制電流，使得當(dāng)該引擎的該角速度ωe小于該設(shè)定角速度ωv，而該引擎的該輸出轉(zhuǎn)矩Te小于該設(shè)定轉(zhuǎn)矩Tv時，將該車輛驅(qū)動件作為負載連接到該引擎上。
全文摘要
T-S轉(zhuǎn)換器(1000)包括有第一控制線圈(1211)的第一轉(zhuǎn)子(1210)、第二轉(zhuǎn)子(1310)和有第二控制線圈(1411)的定子。第二轉(zhuǎn)子有如永久磁鐵向第一控制線圈(1211)提供磁場的第一磁場組件(1220)及如永久磁鐵向第二控制線圈(1411)提供磁場的第二磁場組件(1420)。根據(jù)車輛的運行情況，激勵第一及第二控制線圈，驅(qū)動第二轉(zhuǎn)子以設(shè)定的速度及設(shè)定的轉(zhuǎn)矩旋轉(zhuǎn)。車輛減速第二轉(zhuǎn)子(1310)被車輪驅(qū)動時第一及第二控制線圈被激勵而產(chǎn)生電池充電電流。
文檔編號B60K1/00GK1141859SQ9610691
公開日1997年2月5日 申請日期1996年6月7日 優(yōu)先權(quán)日1995年6月8日
發(fā)明者瀨口正弘, 伴在慶一郎 申請人:日本電裝株式會社