專利名稱：線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)以及汽車的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種在車輛的輪圏(wheel)中內(nèi)置有車輪驅(qū)動用馬達(dá) 的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)以及裝載有該線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)的汽車，特別涉及 具有多個定子并能夠?qū)⒐男无D(zhuǎn)子的驅(qū)動轉(zhuǎn)矩調(diào)整為最大轉(zhuǎn)矩、并且容易 進(jìn)行該轉(zhuǎn)矩的調(diào)整的線'性驅(qū)動行駛系統(tǒng)以及汽車。
背景技術(shù)：
以往，使用發(fā)動機(jī)作為汽車的動力源，但是，近年來，作為取代該 發(fā)動機(jī)的車輪的動力源，輪馬達(dá)(wheel motor)引人關(guān)注。輪馬達(dá)具有如下特征動力的傳遞效率高，并且，能夠按各車輪獨 立地進(jìn)行響應(yīng)性良好的控制。并且，通過將輪馬達(dá)分別裝載在四個輪上，從而無需復(fù)雜的驅(qū)動系 統(tǒng)(變速器、主動軸、差動齒輪等)，就能夠提高底板(floor)下的設(shè) 計自由度。關(guān)于這樣的具有各種優(yōu)點的輪馬達(dá)， 一直以來存在種種提案。例如， 一種外轉(zhuǎn)子型的輪馬達(dá)，具有盤式輪圈(disk wheel),具 有輪輞(rim)部和盤部；馬達(dá)定子，固定在輪轂(hub)支撐部上，輪 輞部和盤部的至少一個構(gòu)成馬達(dá)轉(zhuǎn)子，該馬達(dá)具有作為感應(yīng)電動機(jī)的結(jié) 構(gòu)(例如，參照專利文獻(xiàn)1 )。另外，作為其他結(jié)構(gòu)例，例如具有如下輪馬達(dá)，該輪馬達(dá)具有馬 達(dá)轉(zhuǎn)子，固定設(shè)置在輪輞部的內(nèi)周側(cè)，并具有多個轉(zhuǎn)子突極部，該多個 轉(zhuǎn)子突極部在朝向支撐軸的方向上突出，并且位于整個圓周上；馬達(dá)定 子，固定設(shè)置在支撐軸上，并具有多個定子突極部，該多個定子突極部 在遠(yuǎn)離該支撐軸的方向上突出，并且位于整個圓周上，該輪馬達(dá)作為開 關(guān)^f茲阻馬達(dá)而構(gòu)成(例如，參照專利文獻(xiàn)2)。作為又一結(jié)構(gòu)例的輪馬達(dá)，例如具有如下輪馬達(dá)該輪馬達(dá)檢測在 車輪的非旋轉(zhuǎn)部 一體地呈多列的圓弧狀或圓周狀配置的多個電磁鐵、在 其兩側(cè)或 一 側(cè)對應(yīng)于上述電；茲《失的位置上、且與上述電磁鐵保持;微細(xì)間 隙而接觸的方式將多個磁鐵在圓周上等間隔安裝的以非磁性材料構(gòu)成
的旋轉(zhuǎn)軸、與通過磁傳感器進(jìn)行旋轉(zhuǎn)的磁鐵相關(guān)的磁極以及位置，使電 流切換用半導(dǎo)體動作，切換電流的正負(fù)，變換電磁鐵的磁極，產(chǎn)生驅(qū)動 力，并且，控制上述電流的斷續(xù)的時間以及電量，進(jìn)行車輪的旋轉(zhuǎn)速度 控制(例如，參照專利文獻(xiàn)3)。由于該外^子型輪馬達(dá)容易使i出轉(zhuǎn)矩增大，并且不需;減速器， 所以能夠降低驅(qū)動力的損耗，并且，能夠抑制彈簧下重量的增加。另外， 由于沒有減速器，所以容易將馬達(dá)容納在輪圏殼內(nèi)。并且，由于內(nèi)側(cè)是 空洞，所以具有能夠容納制動器等部件這樣的優(yōu)點。并且，根據(jù)這些結(jié)構(gòu)上的優(yōu)點，能夠在存在轉(zhuǎn)向機(jī)構(gòu)的前輪上也安 裝馬達(dá)。由此，能夠?qū)崿F(xiàn)四車輪輪馬達(dá)汽車。專利文獻(xiàn)1:日本特開平10-305735號公報； 專利文獻(xiàn)2:日本特開2004-343905號公沖艮； 專利文獻(xiàn)3:日本特開平07-101252號公報。但是，在汽車的行駛中，需要控制車輪的轉(zhuǎn)速，但由于在專利文獻(xiàn) 1記載的輪馬達(dá)作為感應(yīng)電動機(jī)而構(gòu)成，所以其轉(zhuǎn)速的控制非常困難。 即， 一直以來，感應(yīng)電動機(jī)主要利用于轉(zhuǎn)速為恒定的設(shè)備種類，而不面 向需要控制轉(zhuǎn)速的設(shè)備種類。這與感應(yīng)電動機(jī)的旋轉(zhuǎn)控制的困難性有關(guān)。感應(yīng)電動機(jī)利用交流電壓電氣地產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，與其同步地使轉(zhuǎn)子 旋轉(zhuǎn)。在此，為了控制轉(zhuǎn)子的轉(zhuǎn)速，考慮使交流電壓的電壓值變化。具體地說，例如舉出如下方法插入電阻而利用該電阻的電壓降的 方法或進(jìn)行開關(guān)控制也就是相位控制的方法。但是，在前者的情況下，損失過大而并不實用。另外，在后者的情 況下，由于響應(yīng)性差，所以這也并不實用。如上所述，由于感應(yīng)電動機(jī)不面向需要旋轉(zhuǎn)控制的設(shè)備種類，所以 不得不說由感應(yīng)電動機(jī)構(gòu)成輪馬達(dá)是不適合的。另外，專利文獻(xiàn)2記載的輪馬達(dá)中，轉(zhuǎn)子突極部和定子突極部這兩 者各自具有兩個U字型的磁芯體，使轉(zhuǎn)子突極部中的U字型磁芯和定 子突極部中的U字型磁芯對置為"c〕"，形成兩個O字型(環(huán)狀)的磁 路。在該結(jié)構(gòu)中， 一個定子突極部具有的兩個磁芯體共同分享由一個線 圈產(chǎn)生的磁場，并不形成有兩個電磁鐵。因此，不能夠按每個磁芯體產(chǎn)
生不同的磁場，在用于使轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)矩控制上有限。并且，在專利文獻(xiàn)3記載的輪馬達(dá)在以旋轉(zhuǎn)軸為中心的半徑方向的 多個圓周上分散配置多個電磁鐵。但是，由于動作原理與感應(yīng)電動機(jī)相 同，所以，具有與專利文獻(xiàn)1共同的上述問題。此外，提出在轉(zhuǎn)子上使用永磁鐵的被稱為所謂的PM馬達(dá)的馬達(dá)(例 如日本特開2002-281772號公報)，但是，當(dāng)使用永磁鐵時，就必須采 用用于防止砂鐵或鐵屑的吸附的密封結(jié)構(gòu)，從而結(jié)構(gòu)變得復(fù)雜。發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，目的是提供線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)和 汽車，通過與感應(yīng)電動機(jī)不同的新結(jié)構(gòu)來實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)速控制，并且， 能夠以不使用永磁鐵的簡易結(jié)構(gòu)迅速且可靠地調(diào)整最大轉(zhuǎn)矩。為了實現(xiàn)該目的，本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)作成如下結(jié)構(gòu)，具有 輪圈，具有鼓形轉(zhuǎn)子；定子，配置在該輪圈的內(nèi)側(cè)，其中，所述輪圈具 有成為該輪圈的旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸，定子具有電磁鐵，該電磁鐵在以旋 轉(zhuǎn)軸為中心的圓周上配置有多個，并且，將多個作為一列，在旋轉(zhuǎn)軸方 向上配置多列。當(dāng)線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這樣的結(jié)構(gòu)時，由于電磁鐵在旋轉(zhuǎn)軸方向上 配置有多列，所以能夠?qū)崿F(xiàn)具有多個定子的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)。并且，各電磁鐵能夠按各列進(jìn)行不同的電流控制。例如，將一列的 電磁鐵作為轉(zhuǎn)子的磁化用，將其他列的電磁鐵作為該被磁化的轉(zhuǎn)子的旋 轉(zhuǎn)控制用，適當(dāng)?shù)乜刂七@些磁化用電磁鐵和旋轉(zhuǎn)控制用電磁鐵，由此， 能夠利用未使用永磁鐵的簡易結(jié)構(gòu)迅速且可靠地實現(xiàn)最大轉(zhuǎn)矩的調(diào)整。另外，本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)鼓形轉(zhuǎn)子具有 在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周上配置多個的圓弧狀的磁芯，在這些磁芯 彼此間具有狹縫。若使線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)，不在轉(zhuǎn)子中使用永磁鐵就能夠 以簡易結(jié)構(gòu)實現(xiàn)線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)。并且，由磁化用電磁鐵磁化并且能 夠以與旋轉(zhuǎn)控制用電磁鐵的斥力或吸引力使鼓形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。另外，本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)具有控制在電 磁鐵中流過的電流的控制單元，該控制單元將多列的電磁鐵中的一部分 列的電磁鐵作為用于使磁芯磁化的磁化用線圏進(jìn)行控制，并且，將另一
個或兩個以上的列的電磁鐵作為用于使鼓形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)用線圈進(jìn) ^f亍控制。當(dāng)使線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)時，在轉(zhuǎn)子中不使用永磁鐵的結(jié) 構(gòu)中，也能夠使轉(zhuǎn)子磁芯磁化并進(jìn)行旋轉(zhuǎn)控制，使鼓形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)。因此， 能夠以與感應(yīng)電動機(jī)不同的新結(jié)構(gòu)實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)速控制。并且，對磁化用線圏和旋轉(zhuǎn)用線圏分別進(jìn)行適當(dāng)?shù)碾娏骺刂?，從?能夠迅速且可靠地調(diào)整最大轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)控制單元以如下方式 進(jìn)行控制，即，對配置有作為磁化用線圈進(jìn)行控制的電磁鐵的一列中的 多個電》茲鐵，切換如下情況在相鄰的電f茲4夾中分別流過反向的電流， U字型地產(chǎn)生磁場，并將一方作為N極，將另一方作為S極；在多個電 磁鐵中每隔 一 個流過電流。若使線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)，能夠根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)實現(xiàn) 適當(dāng)?shù)拇判敬呕?。例如，在汽車起動時，產(chǎn)生U字型磁場來使磁芯磁化。 另一方面，在汽車行駛時，由于不那么需要轉(zhuǎn)矩，所以每隔一個在電磁 鐵上流過電流。通過進(jìn)行這樣的控制，從而能夠根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)產(chǎn) 生轉(zhuǎn)矩，能夠抑制無用的電流消耗。并且，在每隔一個在電磁鐵中流過電流的情況下，未流過電流的電 磁鐵使用行駛中的制動器操作時反電動勢發(fā)電作用等，作為發(fā)電機(jī)發(fā)出 電力，所以能夠使其相當(dāng)于蓄電池的充電。本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)控制單元以如下方式 進(jìn)行控制，即，對配置有作為旋轉(zhuǎn)用線圈進(jìn)行控制的電磁鐵的一列中的 多個電磁鐵，將這些多個電磁鐵分為多個組，切換如下情況按各組在 一個電磁《失中流過電流，在其它電磁鐵中不流過電流；4姿各組在多個電 磁鐵中流過電流，在其它電磁鐵中不流經(jīng)電流；在所有的電磁鐵中流過 電流。若線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)，則能夠根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)產(chǎn)生 適當(dāng)?shù)霓D(zhuǎn)矩。例如，在汽車的起動時，在所有的電磁鐵中流過電流。另 一方面，在汽車行駛時，由于不那么需要轉(zhuǎn)矩，所以在各組各一個電磁 鐵中流過電流。通過進(jìn)行這種控制，從而能夠根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)產(chǎn)生 轉(zhuǎn)矩，能夠抑制無用的電流消耗。并且，根據(jù)汽車的行駛狀態(tài)，適當(dāng)?shù)乜刂圃诖呕镁€圏中流過的電 流和在旋轉(zhuǎn)用線圏中流過的電流這兩者，從而能夠迅速且可靠地調(diào)整最 大轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)，具有油門裝置，由 駕駛員操作；操作量檢測單元，對操作該油門裝置的量進(jìn)行檢測；脈沖 發(fā)生器，當(dāng)從該操作量檢測單元接收檢測信號時，生成與該檢測信號表 示的操作量相應(yīng)的頻率的脈沖信號并進(jìn)行輸出；驅(qū)動用信號輸出單元， 基于來自該脈沖發(fā)生器的脈沖信號，生成電磁鐵的驅(qū)動用信號并進(jìn)行輸 出，控制單元基于驅(qū)動用信號，控制在多個電磁鐵中流過的電流。若使線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)，則在油門裝置的操作量(變化 量)大的情況下，能夠提高脈沖信號的頻率，使旋轉(zhuǎn)用線圏的感應(yīng)開關(guān) 動作上升，提高旋轉(zhuǎn)速度。另一方面，在油門裝置的操作量小的情況下， 能夠降低脈沖信號的頻率，使旋轉(zhuǎn)用線圏的感應(yīng)開關(guān)動作下降，降低旋 轉(zhuǎn)速度。這樣，能夠根據(jù)油門裝置的操作量適當(dāng)?shù)乜刂栖囕喌男D(zhuǎn)速度。另外，本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)能夠為如下結(jié)構(gòu)，定子具有定 子基體，電磁鐵安裝在外周，并且，形成有用于使旋轉(zhuǎn)軸通過的貫通孔； 多個軸承，嵌合到該定子基體的所述貫通孔中，并且，旋轉(zhuǎn)軸在內(nèi)輪中 通過；旋轉(zhuǎn)傳感器，安裝在這些多個軸承中的兩個軸承之間。若使線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)為這種結(jié)構(gòu)，則能夠在兩個軸承之間安裝旋 轉(zhuǎn)傳感器。本發(fā)明的汽車是具有多個車輪的汽車，能夠為如下結(jié)構(gòu) 一個或兩 個以上的車輪裝載有權(quán)利要求1~7中任一項的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)。當(dāng)使汽車為這種結(jié)構(gòu)時，能夠在車輪部分裝載的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng) 中迅速且可靠地調(diào)整最大轉(zhuǎn)矩。本發(fā)明的汽車能夠為如下結(jié)構(gòu)具有將加溫或冷卻后的空氣送入到 車內(nèi)的空調(diào)裝置，該空調(diào)裝置具有噴出口，露出配置在所述車內(nèi)，將 空氣噴出到車內(nèi)；風(fēng)扇，配置在該噴出口的內(nèi)側(cè)，從噴出口向車內(nèi)送出 空氣；珀爾帖元件，對該風(fēng)扇送出的空氣進(jìn)行加溫或冷卻。若汽車為這種結(jié)構(gòu)，則能夠通過珀爾帖元件的電壓變換對空氣加溫 或冷卻，將該空氣送入車內(nèi)。如上所述，根據(jù)本發(fā)明，由于是具有多個定子的結(jié)構(gòu)，所以能夠?qū)?一部分作為磁化用線圏進(jìn)行控制，使磁芯磁化，將其他作為旋轉(zhuǎn)用線圏 進(jìn)行控制，產(chǎn)生旋轉(zhuǎn)磁場，能夠迅速且可靠調(diào)整最大轉(zhuǎn)矩。
并且，由于磁芯使用使多個圓弧狀的板構(gòu)件成排并形成為環(huán)狀的結(jié) 構(gòu)，所以能夠?qū)崿F(xiàn)不使用永磁鐵的簡易結(jié)構(gòu)。


圖l是表示本發(fā)明的汽車的車輪部分的結(jié)構(gòu)的圖，(i)是從汽車的 側(cè)面觀察時的車輪的主視圖(卸下輪的盤部的狀態(tài)的圖)，(ii)是從汽車的前方(或者后方)觀察時的車輪的剖視圖(該圖(i)的A-A剖視圖)。圖2是表示呈環(huán)狀組合的磁芯的形狀的外觀立體圖。 圖3是表示各列的電磁鐵的配置的配置圖。圖4是與電磁線圈A的控制相關(guān)的說明圖，(i)是表示電磁線圈A 的配置的側(cè)視圖，(ii)是表示電磁線圏A的電流控制例的控制模式。圖5是與電磁線圏B的控制相關(guān)的說明圖，(i)是表示電磁線圈B 的配置的側(cè)視圖，(ii)是表示電磁線圏B的電流控制例的控制模式。圖6是從上方觀察汽車時的車輪的安裝部分的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖7是從側(cè)面觀察汽車時的車輪的安裝部分的結(jié)構(gòu)的主視圖。圖8是表示方向切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的后方側(cè)視圖。圖9是表示方向切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。圖11是表示汽車整體的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。 々^ '、 圖12是表示控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖13是表示在電源控制裝置上連接輔助電源情況下的結(jié)構(gòu)的框圖。 圖14是表示在電源控制裝置上連接能夠卸下的發(fā)電機(jī)情況下的結(jié) 構(gòu)的概略圖。圖15是表示計算機(jī)控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖16是表示與車輪的旋轉(zhuǎn)控制相關(guān)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。圖17是表示油門的操作量、脈沖信號、驅(qū)動用信號的關(guān)系的說明圖。圖18是表示從后方觀察汽車的駕駛座以及副駕駛座時的各座席及 其周邊的結(jié)構(gòu)的概略圖。圖19是表示在儀表面板上安裝的單元拱形件(unit dome)及其內(nèi) 部結(jié)構(gòu)的剖視圖。
圖20是表示在門上安裝的單元拱形件及其內(nèi)部結(jié)構(gòu)的剖視圖。 附圖標(biāo)記說明1汽車10車輪20輪圏23磁芯30定子32電磁鐵33電磁鐵支撐構(gòu)件34貫通孔35臺部36鐵芯37電石茲線圈40旋轉(zhuǎn)軸50軸承80控制系統(tǒng)81電源控制裝置82電池83線性電源DC穩(wěn)壓器84行駛裝置85線性行駛控制裝置85-1脈沖變換器(脈沖發(fā)生器)86計算機(jī)控制系統(tǒng)96油門裝置97操作量檢測單元103a、 103b側(cè)通風(fēng)噴出口104單元拱形件105風(fēng)扇106珀爾帖元件108a、 108b門通風(fēng)噴出口
具體實施例方式
下面，參照附圖對本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)以及汽車的優(yōu)選實施 方式進(jìn)4亍i兌明。線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)(車輪的結(jié)構(gòu))首先，參照圖1 (i) 、 (ii)對本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)的實施 方式進(jìn)4亍i兌明。該圖(i) 、 (ii)是表示本實施方式中的汽車的車輪部分的結(jié)構(gòu)的 圖，該圖(i)是從汽車的側(cè)面觀察時的車輪的主視圖(輪圏的卸下盤部 的狀態(tài)的圖)，該圖(ii)是從汽車的前方(或者后方)觀察時的車輪 的剖視圖(該圖(i)的A-A剖視圖)。如該圖(i) 、 (ii)所示，車輪10具有輪胎11,形成為大致環(huán) 狀；輪圈20，形成為大致圓筒形狀，在外周面安裝有輪胎11,并且， 其一部分或全部構(gòu)成線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)的鼓形轉(zhuǎn)子(從動部)；定子30， 配置在該輪圏20的內(nèi)側(cè)；旋轉(zhuǎn)軸40,成為輪圈20的旋轉(zhuǎn)的中心軸；軸 承(bearing) 50 ( 50-1 ~ 50-3 ),安裝在該旋轉(zhuǎn)軸40和定子30之間。如該圖(ii)所示，輪圏20具有輪輞部21,形成為大致圓筒形狀， 從其環(huán)狀的內(nèi)圓內(nèi)側(cè)支撐輪胎11;盤部22,形成為圓板狀，從其圓筒 形狀的內(nèi)側(cè)面支撐輪輞部21;多個磁芯(鼓形磁芯)23 ( 23-1 ~23-n), 沿著輪輞部21的內(nèi)側(cè)面配置成環(huán)狀。一個磁芯23是形成為圓弧狀的板構(gòu)件。當(dāng)連成一排地排列多個該 磁芯23時，形成如圖2 (i)所示那樣的環(huán)狀體。該環(huán)狀體沿著輪輞部 21的內(nèi)側(cè)面配置。此外，在圖2(1) 、 (ii)中，環(huán)狀體將多個磁芯23排列形成為一 列，但是并不限于一列，也能夠排列形成為多列。另外，該磁芯23 ^皮電磁鐵32 (后述)爿磁化而受到旋轉(zhuǎn)力，從而車 輪10進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。因此，磁芯23具有作為鼓形轉(zhuǎn)子的功能。在形成環(huán)狀體的多個磁芯23的各個之間設(shè)置有狹縫(間隙)24 (24-l~24-n)。各狹縫24分別為同一寬度。此外，磁芯23能夠與輪圈20的輪輞部21為一體結(jié)構(gòu)。也就是， 能夠?qū)⑤嗇y部21的一部分或全部作為磁芯23而形成。另外，磁芯23 也能夠為如下結(jié)構(gòu)與輪輞部21獨立地制造，并安裝在輪輞部21的內(nèi) 側(cè)面。并且，磁芯23能夠與輪輞部21接觸地配置，或者，也能夠配置在離開輪輞部21的位置。定子30是線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)的驅(qū)動部，如圖1 (i) 、 (ii)所示， 具有支撐構(gòu)件31和多個電磁鐵32 ( 32-11 ~32-mn)。支撐構(gòu)件(定子基體)31被固定在車身主體(底盤)50上，并且 支撐電磁石32。特別是，將支撐構(gòu)件31的形成為圓筒形狀并在其外周 面安裝有電磁鐵32的部分稱為電磁鐵支撐構(gòu)件(圓筒形構(gòu)件)33。另外，在該支撐構(gòu)件31上穿設(shè)有與電磁鐵支撐構(gòu)件33的圓筒形狀 的中空相通的貫通孔34。在該貫通孔34中嵌合軸承50,該軸承50的 外輪的外周與貫通孔34的側(cè)面相接觸。電磁鐵32具有臺部35、鐵芯36和電磁線圏37。臺部35形成為圓筒形狀，位于以旋轉(zhuǎn)軸40為中心的圓周上。另外，臺部35配置在支撐構(gòu)件31的電磁鐵支撐構(gòu)件33的外側(cè)。 該臺部35也能夠與電磁鐵支撐構(gòu)件33的外周接觸地配置，另外，也能 夠配置在離開其外周的位置上。鐵芯36是從臺部35向旋轉(zhuǎn)軸40的徑向外側(cè)延伸的圓柱形狀(或 者棱柱形狀等)的磁極構(gòu)件。通常，對于該鐵芯36來說，對每一個電 磁鐵32各具有一個。但是，也能夠為日本特開2004-343905號公報記載 的鐵芯(磁芯)那樣的結(jié)構(gòu)。這些臺部35或鐵芯36能夠使用例如方向性硅鋼板等形成。電磁線圏37是巻繞在鐵芯36上的線圏。流過該電磁線圈37的電 流被計算機(jī)控制。關(guān)于該電流控制的具體例，在后面敘述的"電磁線圏 的控制"中詳細(xì)l又述。并且，如圖1 (i) 、 (ii)所示，電磁鐵32 (鐵芯36和電石茲線圈 37的對)在以旋轉(zhuǎn)軸40為中心的圓周上配置多個，并且，將它們多個 作為一列而在旋轉(zhuǎn)軸40的軸向上呈多列配置。具體地說，電磁鐵32沿 著在電磁鐵支撐構(gòu)件33的外側(cè)配置的臺部35的外周面以多個(在該圖 (i)中為16個)配置一列，并且，以多列對其進(jìn)行配置(在該圖(ii) 中為兩列)。能夠使各列的電磁鐵32的數(shù)量相同。另外，在一個列中，能夠使 多個電磁鐵32以等間隔配置。因此，當(dāng)從正面(圖1 (i)示出的方向) 觀察車輪10時，在跟前列配置的各電磁鐵32和在里側(cè)列配置的各電磁 鐵32的配置位置一致。
但是，在本實施方式中，如圖3所示，在里側(cè)列配置的各電磁鐵32 相對于在跟前列配置的各電磁鐵32,配置于在輪圏20的旋轉(zhuǎn)方向上稍 微錯開的位置上。由此，能夠進(jìn)行調(diào)整，以便產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩。此外，在圖1 (i)中，電磁鐵32在一列上配置有16個，但并不限 于16個，能夠配置任意數(shù)量。另外，在該圖(ii)中，將16個電磁鐵'32作為一列而排列兩列， 但并不限于兩列，能夠為3列以上。對于旋轉(zhuǎn)軸40來說，如圖1 (ii)所示， 一端連接到輪圏20的輪轂 孔(中心孔)等，另一端連接到用于對輪圏20的旋轉(zhuǎn)進(jìn)行制動的制動 盤41。輪圈20以該旋轉(zhuǎn)軸40為中心進(jìn)行旋轉(zhuǎn)。軸承50嵌合到支撐構(gòu)件31的貫通孔34中并固定外輪。另一方面， 旋轉(zhuǎn)軸40通到內(nèi)輪。通過該軸承50，從而能夠在將支撐構(gòu)件31固定在 車身主體50上的狀態(tài)下使輪圏20旋轉(zhuǎn)。在本實施方式中，具有三個該軸承50。由此，能夠在支撐構(gòu)件31 的貫通孔34的內(nèi)部，在兩個軸承50之間容納檢測輪圈20的轉(zhuǎn)速等的 傳感器(旋轉(zhuǎn)傳感器)。此外，在本實施方式中，具有三個軸承50,但并不限于三個，也可 以是兩個或四個以上。另外，旋轉(zhuǎn)傳感器是檢測與輪圈20或旋轉(zhuǎn)軸40的旋轉(zhuǎn)相關(guān)的數(shù)值 的傳感器即可。例如，包括檢測這些輪圈20等的轉(zhuǎn)速或旋轉(zhuǎn)速度等的 傳感器。如上述所述，車輪10具有鼓形轉(zhuǎn)子(磁芯23)和定子30。并且， 包括后述的控制系統(tǒng)80，構(gòu)成線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)。并且，上述說明的車輪10能夠安裝在以往公知的汽車上。在該情 況下，能夠由本實施方式的車輪10構(gòu)成汽車所具有的多個車輪中的一 部分或全部。電i茲4失的電流控制接著，參照圖4、圖5對電磁鐵的電流控制進(jìn)行說明。 圖4是與電磁線圏A的控制相關(guān)的說明圖，圖5是與電磁線圈B的 控制相關(guān)的說明圖。另外,圖4(i)是表示電磁線圈A的配置的側(cè)視圖， 圖4 (ii)是表示電磁線圈A的電流控制例的控制模式。并且，圖5(1)
是表示電磁線圏B的配置的側(cè)視圖，圖5 (ii)是表示電磁線圈B的電 流控制例的控制模式。另外，如圖3所示，將構(gòu)成一個列(跟前側(cè)的列)的多個電磁鐵32 的各電磁線圏設(shè)為電磁線圏A,將構(gòu)成另一個列(里側(cè)的列)的多個電 磁鐵32的各電磁線圏設(shè)為電磁線圏B。此時，電磁線圈A為用于使磁 芯23感應(yīng)磁化的感應(yīng)電磁線圏(磁化用線圈)，電磁線圏B為驅(qū)動磁 氣的旋轉(zhuǎn)力感應(yīng)線圈(旋轉(zhuǎn)驅(qū)動用線圈、旋轉(zhuǎn)用線圈)。這樣，本實施 方式的車輪10成為具有感應(yīng)電磁線圏和旋轉(zhuǎn)力感應(yīng)線圏的兩個定子的 結(jié)構(gòu)。關(guān)于這兩個定子的電流控制，下面進(jìn)行說明。 (電磁線圈A的控制)首先，如圖4 (i)所示，電；茲線圏A (感應(yīng)電》茲線圏A)由16個 電磁線圈Al A16構(gòu)成。如該圖(ii)所示，在使電流流過這些電磁線圈A的模式中，存在 第一模式(ii-l)和第二模式(u-2)。 (1)第一模式第一模式是將相鄰的兩個電磁線圏作為一組而流過電流(成為 ON)。具體地說，如該圖(ii-l)所示,將"A1.A2"、 "A3.A4"、 "A5'A6"、 "A7.A8"、 "A9.A10"、 "A11.A12"、 "A13.A14"、 "A15'A6"分別作為一組而；克過電法b。在這里，在成為一組的兩個電》茲線圈中分別流過反向的電流。例如， 在"A1A2"中，使在電磁線圏Al中流過的電流和在電磁線圏A2中流過 的電流為反向。由此，能夠通過"巻繞有電磁線圏Al的鐵芯36"-"臺部 35"-"巻繞有電磁線圏A2的鐵芯36"而產(chǎn)生U字型的磁場。并且，巻 繞有電磁線圈Al的鐵芯36中的靠近磁芯23側(cè)(磁極側(cè))為N極，巻 繞有電磁線圈A2的鐵芯36的磁極側(cè)為S極(根據(jù)流過電流的方向，巻 繞有電磁線圈Al的鐵芯36為S極，巻繞有電磁線圏A2的鐵芯36為N 極)。此外，這些極性取決于巻繞電磁線圏37的方向和流過電流的方 向。并且，磁芯23被磁化為與相對置的鐵芯36的極性相對應(yīng)的磁性。 例如，在巻繞有電磁線圏Al的鐵芯36的磁極側(cè)為N極的情況下，處于 與該鐵芯36相對置的位置的磁芯23被磁化為N極。另夕卜，在巻繞有電 磁線圈A2的鐵芯36的磁極側(cè)為S極的情況下，處于與該鐵芯36相對 置的位置的磁芯23祐J茲化為S極。 (2)第二模式對于第二模式來說，多個電磁線圏37中每隔一個流過電流。具體地 說，如該圖"i隱2)所示，在"A2"、 "A4"、 "A6"、 "A8"、 "A10"、 "A12"、 "A14"、 "A16"的各電磁線圏37中未流過電流(成為OFF)，在"A1"、 "A3"、 "A5"、 "A7"、 "A9"、 "A11"、 "A13"、 "A15"的各電磁線圏37中流過電流 (成為ON)。上述的第一模式是在起動時等需要高轉(zhuǎn)矩時的控制模式。相對于 此，第二模式是行駛中等不那么需要轉(zhuǎn)矩時的控制模式。當(dāng)以該第二模式流過電流時，使磁芯23磁化的磁力低于第一模式。但是，若在行駛中，大概因慣性使汽車向前前進(jìn)，因而不需要高轉(zhuǎn)矩。此處，在未流過電流的電磁線圏37中，利用行駛中的制動器操作 時的反電動勢發(fā)電作用等，以發(fā)電機(jī)的原理產(chǎn)生電力。該產(chǎn)生的電力經(jīng) 由線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83以及電源控制裝置81 (參照圖12),用于電 池82的充電。(電磁線圈B的控制)如圖5 (i)所示，電磁線圈B (旋轉(zhuǎn)力感應(yīng)線圈B)與電磁線圈A 同樣地由16個電石茲線圈Bl ~ B16構(gòu)成。在使電流流過這些電磁線圏B的模式中，如該圖(ii)所示，存在 第一模式(ii-l)、第二模式(ii-2)、第三模式(ii-3)、第四模式(ii-4)。并且，對于電i茲線圏B來說，例如，如該圖(ii)所示，將相鄰的四 個電i茲4失32作為一組，將整體分為四個組("B1.B2.B3.B4"、"B5.B6.B7'B8"、 "B9.B10.B11.B12"、 "B13.B14.B15.B16")進(jìn)行控制。(1) 第一模式第一模式是按各組僅在一個電磁線圏B中流過電流而在其他電磁 線圏B中不流過電流的模式。具體地說，如該圖(ii-l)所示，在"B1"、 "B5"、 "B9"、 "B13，，中流 過電流。并且，在"B2'B3.B4" 、 "B6.B7.B8" 、 "B10.B11.B12"、 "B14'B15'B16"中不流過電流。(2) 第二模式第二才莫式是^安各組在兩個電》茲線圏B中流過電流而在其他電》茲線
圏B中不流過電流的才莫式。具體地說，如該圖(ii-2)所示，在"B1.B2"、 "B5.B6"、 "B9.B10"、 "B13.B14，，中流過電流。并且，在"B3.B4，，、"B7'B8"、"B11.B12"、"B15.B16"中不流過電流。(3) 第三模式第三模式是按各組在三個電磁線圈B中流過電流而在其他電磁線 圈B中不流過電流的4莫式。如該圖(ii-3)所示，在"B1.B2.B3"、 "B5.B6.B7"、 "B9.B10.B11"、 "B13.B14.B15"中流過電流。并且，在"B4"、 "B8"、 "B12"、 "B16"中不流過電流。(4) 第四模式第四模式是在所有的電磁線圈B中流經(jīng)電流的模式。如該圖(li畫4 )所示，在"B1B2.B3B4" 、 "B5'B6B7.B8"、"B9.B10.B11.B12"、 "B13.B14.B15.B16"的所有電磁線圈37中流過電流。 通過進(jìn)行這樣的控制，例如，在起動時，以第四模式進(jìn)行控制，產(chǎn)生最大轉(zhuǎn)矩，在行駛時，以第一 第三模式進(jìn)行控制，能夠謀求省電力化。另外，在以第一-第三模式進(jìn)行控制的情況下，在未流過電流的電 磁線圈B中，利用行駛中的制動器操作時的反電動勢發(fā)電作用等，以發(fā) 電機(jī)的原理產(chǎn)生電力。該產(chǎn)生的電力經(jīng)由線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83和電源 控制裝置81 (參照圖12),用于電池82的充電。此外，在本實施方式中，將16個電石茲線圈B分為四個組，^旦并不 限于四個組，也可以是兩個、三個或五個以上。另外，在本實施方式中，由四個電；茲線圏構(gòu)成一組，^f旦是并不限于 四個，也可以是兩個、三個或五個以上。安裝部分的結(jié)構(gòu)接著，參照圖6、圖7對車輪的安裝部分的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。圖6是從上方觀察汽車時的車輪的安裝部分的結(jié)構(gòu)的俯視圖，圖7是從側(cè)面觀察汽車時的車輪的安裝部分的結(jié)構(gòu)的主視圖。如圖6、圖7所示，在汽車1中具有盤制動器單元51、減震器52、張力臂53和馬達(dá)控制電纜54。
盤制動器單元51是將制動裝置的構(gòu)成要素即制動器氣缸、制動杠 桿機(jī)構(gòu)、間隙調(diào)整器、制動塊安裝機(jī)構(gòu)等(這些未圖示)集中到一個殼 體的小空間之中的機(jī)構(gòu)。減震器52利用彈簧(未圖示)的回復(fù)力吸收車體的震動。張力臂(拉桿、壓縮桿)53起到固定比上臂細(xì)的下臂的輔助性的作用。馬達(dá)控制電纜54是用于為了對線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)的各電磁鐵32進(jìn) 行電流控制而從線性行駛控制裝置85 (后面敘述)發(fā)送信號的電纜。接著，參照圖8、圖9對前輪線性系統(tǒng)和方向切換機(jī)構(gòu)進(jìn)行說明。圖8是表示方向切換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的后方側(cè)視圖，圖9是表示方向切 換機(jī)構(gòu)的結(jié)構(gòu)的俯視圖。在車輪10中裝載有線性系統(tǒng)的情況下，也能夠利用以往的方向切 換機(jī)構(gòu)。如圖8和圖9所示，在裝載有本實施方式的車輪10的汽車1中， 具有上臂55、下臂56、轉(zhuǎn)環(huán)輪轂(swivel hub) 57、行駛單元58、把手 臂(handle arm ) 59和壓桿60。由上臂55、下臂56、轉(zhuǎn)環(huán)輪轂57以及連接上臂55和下臂56的車 體部分構(gòu)成曲柄。另外，在上臂55的上方連接減震器52。由此，吸收車輪10的上下 移動的沖擊。把手臂59連結(jié)兩個前輪，并且在其中途連接到把手上。由此，當(dāng) 將^^手向右轉(zhuǎn)動時，前輪偏向右，當(dāng)將^^手向左轉(zhuǎn)動時，前輪偏向左。此外，如圖IO所示，將旋轉(zhuǎn)軸40延長，連接發(fā)動機(jī)61,從而能夠 實現(xiàn)混合車。汽車的其他結(jié)構(gòu)接著，參照圖11對本實施方式的汽車結(jié)構(gòu)中的與后述的控制系統(tǒng) 相關(guān)的結(jié)構(gòu)進(jìn)行說明。該圖是表示汽車整體的外觀結(jié)構(gòu)的立體圖。汽車l具有太陽能電池71、通氣口 72、風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)73、方向 指示器74和前大燈75。如圖ll所示，太陽能電池71能夠配置在車體的頂蓋(車頂部)、
發(fā)動機(jī)罩、后貨箱機(jī)罩等上，對從太陽等接收的光進(jìn)行光電變換，作為 電能而輸出。該變換后的電能輸送到電源控制裝置81。通氣口 72是位于汽車前窗玻璃的下方、取入外部氣體的開口。對于風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)73來說，在發(fā)動機(jī)罩內(nèi)部的前方朝向前護(hù)柵(散 熱器護(hù)柵) 一側(cè)配置風(fēng)扇，利用在該前護(hù)柵取入的外部氣體(空氣)的 風(fēng)力使風(fēng)扇旋轉(zhuǎn)，利用該旋轉(zhuǎn)力，由發(fā)電機(jī)主體進(jìn)行發(fā)電。該發(fā)出的電 力輸送到電源控制裝置81。方向指示器74安裝在汽車1的前方或后方的各側(cè)，通過使內(nèi)置的 高亮度的LED閃爍，從而指示該汽車l要行進(jìn)的方向。前大燈75是用于夜間行駛的照明燈，能夠使用高亮度LED和鹵素 燈的混合體。尾燈75是處于汽車1的車輛后部的燈。在該尾燈75中存在例如在 移動到倒檔(back gear)時點亮的倒車信號燈、在制動時點亮的停車燈 (制動燈)、后方向指示器燈等?？刂葡到y(tǒng)下面，參照圖12對本實施方式的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)和汽車的控制 系統(tǒng)進(jìn)行說明。該圖是表示控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖。如該圖所示，線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)和汽車的控制系統(tǒng)(控制單元)80 具有電源控制裝置81、電池(主電池)82、線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83、行 駛裝置84、線性行駛控制裝置85和計算機(jī)控制系統(tǒng)86。對于電源控制裝置81來說，當(dāng)從太陽能電池71、風(fēng)扇式發(fā)電機(jī)73、 電池82、線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83分別接收電力時，將該電力供給至線 性行駛控制裝置85。另外，電源控制裝置81將從線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器 83 (行駛裝置84的電磁鐵32)接受到的電力用于電池82的充電。此外，在電源控制裝置81中，因為即使少也抑制電池82的使用， 所以，能夠?qū)碜蕴柲茈姵?1、風(fēng)扇式發(fā)電沖幾73、線性發(fā)電DC穩(wěn)壓 器83 (行駛裝置84的電磁鐵32)的電力優(yōu)先于來自電池82的電力輸 送到線性行駛控制裝置85。另外，如圖13所示，電源控制裝置81除了從主電池82接收電力 的供給之外，還從輔助電源(輔助電池、預(yù)備電池)90接收電力的供給。 輔助電源90與電源控制裝置81之間由連接器91連接。也就是， 輔助電源90與電源控制裝置81之間能夠進(jìn)行裝卸。因此，例如在長時 間的停車等時，能夠?qū)⑤o助電源90從電源控制裝置81卸下，搬運至家 中，由連接到家庭用電源(AC100V)的充電器92進(jìn)行充電。 并且，如圖14所示，電源控制裝置81能夠連接發(fā)電機(jī)93。 發(fā)電機(jī)93安裝在汽車1的后貨箱中，與電源控制裝置81之間由連 接器94連接。也就是，發(fā)電機(jī)93與電源控制裝置81之間能夠進(jìn)行裝 卸。該發(fā)電機(jī)93是例如在行駛中電池82電壓下降到85%的情況下用于 自動地單元啟動(cell start)的小型發(fā)電機(jī)。 該發(fā)電機(jī)93的排氣被排出到外部。該圖14所示出的結(jié)構(gòu)用于利用電池的技術(shù)革新來符合將來的需要。線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83經(jīng)由發(fā)電系統(tǒng)電氣配線87接收由行駛裝置 84的電磁鐵32發(fā)出的電力，并將該接收到的電力從交流整流成直流， 穩(wěn)定地輸送到電源控制裝置81。也就是，線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83是穩(wěn) 定充電裝置，也能夠稱為監(jiān)視控制。另外，線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83從線性行駛控制裝置85接收該動作 的遠(yuǎn)程信號并作為動作基準(zhǔn)。行駛裝置84包括各車輪10、在這些各車輪IO上裝載的鼓形轉(zhuǎn)子(磁 芯23)和定子30。由該行駛裝置84的電磁鐵32發(fā)出的電力經(jīng)由發(fā)電系統(tǒng)電氣配線87 而輸送到線性發(fā)電DC穩(wěn)壓器83。另外，行駛裝置84經(jīng)由驅(qū)動電氣配線88而從行駛控制裝置85接 收電磁鐵32的控制信號(控制電流)。由此，實現(xiàn)在上述的"電磁鐵的 電流控制"說明過的內(nèi)容。線性行駛控制裝置85是與計算機(jī)控制系統(tǒng)86 —起成為控制系統(tǒng)80 的中心的裝置，具有脈沖變換器(Pulse inverter)部85-l、行駛控制部 85-2、發(fā)電控制部85-3和系統(tǒng)監(jiān)^L部85-4。脈沖 變換器部85-1接收與油門裝置(未圖示)的操作量相應(yīng)的控制 信號，并將該直流信號變換為交流信號(脈沖信號)。行駛控制部85-2基于在脈沖變換器部85-1中生成的脈沖信號，生 成驅(qū)動用信號，通過將該驅(qū)動用信號經(jīng)由驅(qū)動電氣配線88輸送到行駛 裝置84,從而控制行駛裝置84。此外，關(guān)于這些脈沖變換器部85-1和行駛控制部85-2的各動作的詳細(xì)內(nèi)容，在后面的"旋轉(zhuǎn)控制，，部分詳細(xì)敘述。發(fā)電控制部85-3控制由行駛裝置84的電磁鐵82發(fā)出的電力。 系統(tǒng)監(jiān)視部85-4監(jiān)視以該線性行駛控制裝置85為中心的控制系統(tǒng)80的整個系統(tǒng)。計算機(jī)控制系統(tǒng)86是與線性行駛控制裝置85 —起成為控制系統(tǒng)80 的中心的裝置，如圖15所示，進(jìn)行各車輪10 (前輪右側(cè)10-1、前輪左 側(cè)10-2、后輪右側(cè)10-3、后輪左側(cè)10-4)的各定子30的控制、行駛驅(qū) 動控制部86-l、制動器控制部86-2、把手操作控制部86-3、轉(zhuǎn)彎控制部 86-4、行駛充電線圏切換控制部86-5、輔助充電反電動勢控制部86-6、 A線圈控制部86-7、 B線圈控制部86-8等。行駛驅(qū)動控制部86-1與線性行駛控制裝置85的行駛控制部85-2 — 起，控制在行駛裝置84的各電磁鐵32中流過的電流，調(diào)整施加在鼓形 轉(zhuǎn)子上的轉(zhuǎn)矩，使行駛速度變化。對于制動器控制部86-2來說，通過踩踏制動器(未圖示)或操作手 動制動器95,從而向盤制動器單元51發(fā)送控制信號，使制動盤41動作 等，進(jìn)行車輪10的制動控制。把手操作控制部86-3進(jìn)行例如EHPS (Electro Hydraulic Powwer Steering:電動液壓助力轉(zhuǎn)向)。即，通過電動馬達(dá)4吏油壓泵轉(zhuǎn)動，由工 作的動力轉(zhuǎn)向裝置根據(jù)車的速度控制油壓，對適當(dāng)?shù)陌咽值闹亓窟M(jìn)行電 子控制。轉(zhuǎn)彎控制部86-4調(diào)整基于把手(未圖示)的轉(zhuǎn)動角度的輪胎的角度。 另外，轉(zhuǎn)彎控制部86-4例如進(jìn)行ESP (電子穩(wěn)定程序)。即，在為了避開障礙物而突然轉(zhuǎn)動把手時，防止輪胎11失去穩(wěn)態(tài)而從道路飛出或自轉(zhuǎn)(spin )。并且，轉(zhuǎn)彎控制部86-4分別在四輪線性驅(qū)動行駛時的方向轉(zhuǎn)換等把 手操作時，根據(jù)車輪轉(zhuǎn)速進(jìn)行內(nèi)側(cè)和外側(cè)車輪的傳感器的路面抓地 (grip)控制。即，當(dāng)將把手向右轉(zhuǎn)動時，根據(jù)其旋轉(zhuǎn)半徑改變前輪的左車輪A和 前輪的右車輪B的旋轉(zhuǎn)比率。因此，檢測所有的車輪A D各自的轉(zhuǎn)速， 進(jìn)行用于具有行駛穩(wěn)定度的系統(tǒng)控制，控制把手角度和車輪A ~ D的轉(zhuǎn)
速的設(shè)定。例如，當(dāng)將把手向右轉(zhuǎn)動時，按照車輪A—車輪C(后輪的左車輪) —車輪D (后輪的右車輪)—車輪B的順序使轉(zhuǎn)速變快。進(jìn)行該轉(zhuǎn)速的設(shè)定控制。行駛充電線圏切換控制部86-5選擇為了產(chǎn)生行駛所需要的轉(zhuǎn)矩而 應(yīng)流過電流的電磁鐵32,并向線性行駛控制裝置85發(fā)出指示，以便在 該電磁鐵3 2中流過電流。輔助充電反電動勢控制部86-6向線性行駛控制裝置85發(fā)出指示， 以便在發(fā)電的電磁鐵32中不流過電流。對于A線圏控制部86-7來說，特別地對A線圏進(jìn)行由行駛充電線 圏切換控制部86-5或輔助充電反電動勢控制部86-6進(jìn)行的控制。對于B線圈控制部86-8來說，特別地對B線圈進(jìn)行由行駛充電線 圏切換控制部86-5或輔助充電反電動勢控制部86-6進(jìn)行的控制。旋轉(zhuǎn)控制接著，參照圖16和圖17對車輪的旋轉(zhuǎn)控制進(jìn)行說明。圖16是表示與車輪的旋轉(zhuǎn)控制相關(guān)的控制系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)的框圖，圖17是表示油門裝置的操作量(踏入量)、脈沖信號和驅(qū)動用信號的關(guān)系的圖。如圖16所示，與油門控制相關(guān)的控制系統(tǒng)具有油門裝置96、操 作量檢測單元97、脈沖發(fā)生器(脈沖變換器部)85-1、控制電壓比較單 元85-21、線圏切換供電控制單元85-22、驅(qū)動線圏單元(行駛裝置84 的定子)和系統(tǒng)控制單元(系統(tǒng)監(jiān)視部)85-4。油門裝置96是在進(jìn)行汽車1的加速操作時由駕駛員操作的裝置。 在該油門裝置96中，例如，包括配置在駕駛員的腳底并根據(jù)踏入的深 度來調(diào)整加速量的油門踏板、和作為殘疾人用而安裝在把手的左側(cè)且由 推出(或拉回)的距離來調(diào)整加速量的操縱桿等。在這些之中，關(guān)于油門踏板，踏入深度(或者踏入長度、踏入角度 等)成為操作量。另一方面，關(guān)于操縱桿，推出(或拉回)的距離成為 操作量。操作量檢測單元97檢測油門裝置96的操作量。該檢測能夠使用例 如光耦合器等來進(jìn)行。即，準(zhǔn)備多個光耦合器，并將其排成一列，安設(shè)在油門裝置96的操作方向。在油門裝置96上安裝有遮蓋光耦合器的遮 斷構(gòu)件，當(dāng)操作該油門裝置96時，根據(jù)該操作量，遮斷多個光耦合器 內(nèi)的光。并且，輸出與該光被遮斷的光耦合器的數(shù)量(或者光通過的光 耦合器的數(shù)量)相應(yīng)的控制信號(電壓變化)。脈沖發(fā)生器85-1從操作量檢測單元97接收控制信號，生成與該控 制信號的電壓值相應(yīng)的脈沖信號并輸出。例如，如圖17所示，若油門裝置96的操作量較少(該圖(1-1)) 且控制信號的電壓值較小，則生成頻率低的脈沖信號并輸出(該圖 (2-1))。另一方面，若油門裝置96的操作量多(該圖(1-2))且控制信號 的電壓值大，則生成頻率高的脈沖信號并輸出(該圖(2-2))。控制電壓比較單元(驅(qū)動用信號輸出單元)85-21基于來自脈沖發(fā) 生器85-l的脈沖信號而生成驅(qū)動用信號并進(jìn)行輸出。例如，如圖17所示，在脈沖信號的頻率低時(該圖(2-1)),生 成電壓值小的驅(qū)動用信號并輸出(該圖(3-1))。另一方面，在脈沖信號的頻率高時(該圖(2-2)),生成電壓值大 的驅(qū)動用信號并輸出(該圖(3-2))。另外，控制電壓比較單元85-21進(jìn)行脈沖變換器電源的強(qiáng)弱或頻率 的比較等。在與系統(tǒng)控制單元85-4的關(guān)系中，在能夠由驅(qū)動線圈單元 84充電的期間，通過系統(tǒng)控制單元85-4的控制進(jìn)行充電，從系統(tǒng)控制 單元85-4接收用于不使該定時誤動作的信號來進(jìn)行比較動作。線圏切換供電控制單元85-22基于來自控制電壓比較單元85-21的 驅(qū)動用信號，控制驅(qū)動線圏單元84。驅(qū)動線圏單元84是用于使鼓形磁芯23旋轉(zhuǎn)的磁斥力的線圏，包括 圖3的電磁線圈A和電》茲線圏B這二者。在這里，線圏A磁氣形成在 鼓形轉(zhuǎn)子上，線圈B對鼓形轉(zhuǎn)子進(jìn)行旋轉(zhuǎn)驅(qū)動。系統(tǒng)控制單元85-4是圖15的計算機(jī)控制系統(tǒng)的一部分，不是模擬 控制，不是在一體的控制下隔離的設(shè)備。處于圖12的線性行駛控制裝 置85中，是其一部分的意思。空調(diào)裝置接著，參照圖18對在汽車上裝載的空調(diào)裝置進(jìn)行說明。該圖是表示從后方觀察汽車的駕駛座以及副駕駛座時的各座席及
其周邊的結(jié)構(gòu)的概略圖。如該圖所示，在處于前窗101的下部后方的儀表面板102上具有側(cè)通風(fēng)噴出口 103 ( 103a、 103b)。側(cè)通風(fēng)噴出口 103露出配置在車內(nèi)，將從車外或車內(nèi)取入的空氣噴 出到車內(nèi)。該側(cè)通風(fēng)噴出口 103能夠具有多個。例如，如該圖所示，一 個側(cè)通風(fēng)噴出口 103從駕駛座觀察能夠配置在把手104的右側(cè)。另外， 另一個側(cè)通風(fēng)噴出口 103從副駕駛座觀察能夠配置在儀表面板102的左 側(cè)。但是，側(cè)通風(fēng)噴出口 103并不限于配置在這些位置，例如也能夠配 置在把手104的左側(cè)或音響裝置105的上方等。在該側(cè)通風(fēng)噴出口 103的內(nèi)側(cè)安裝有單元拱形件(unit dome) 104。 在圖19示出該單元拱形件104的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，在單元拱形件104的內(nèi)部具有風(fēng)扇105和珀爾帖元件 (Peltier device ) 106。風(fēng)扇105配置在單元拱形件104的內(nèi)部(側(cè)通風(fēng)噴出口 103跟前)， 從側(cè)通風(fēng)噴出口 103向汽車1的車內(nèi)送出空氣。珀爾帖元件106利用電壓變換對風(fēng)扇105送出的空氣進(jìn)行加溫或冷卻。另外，在汽車1的門107的車內(nèi)側(cè)的側(cè)面具有門通風(fēng)噴出口 108 (103a、 103b)。側(cè)通風(fēng)噴出口 103露出配置在車內(nèi)，將從車外或車內(nèi)取入的控制噴 出到車內(nèi)。在該側(cè)通風(fēng)噴出口 103的內(nèi)側(cè)安裝有單元拱形件104。在圖20示出 該單元拱形件104的結(jié)構(gòu)。如該圖所示，單元拱形件104具有風(fēng)扇105和珀爾帖元件106。這 些風(fēng)扇105和珀爾帖元件106具有與在側(cè)通風(fēng)噴出口 103的內(nèi)側(cè)配置的 風(fēng)扇105和珀爾帖元件106同樣的功能。通過將這種結(jié)構(gòu)的空調(diào)裝置配置在汽車上，從而能夠?qū)⒓訙鼗蚶鋮s 后的空氣送入到車內(nèi)。并且，通過在風(fēng)扇的跟前配置珀爾帖元件，從而 也能夠在門內(nèi)部等狹小的地方安裝空調(diào)裝置。以上，對本發(fā)明的線'l"生行駛系統(tǒng)和汽車的優(yōu)選實施方式進(jìn)行了說 明，但本發(fā)明的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)和汽車并不限于上述的實施方式，不
言而喻，在能夠在本發(fā)明的范圍內(nèi)能夠?qū)嵤└鞣N變更。例如，在上述的實施方式中，是磁芯位于定子的外側(cè)的結(jié)構(gòu)，但磁芯并不限于定子的外側(cè)，也能夠為位于定子的內(nèi)側(cè)的結(jié)構(gòu)。另外，在圖3中，將盤側(cè)作為電磁線圈A,將另一側(cè)作為電磁線圈B,但并不限于此，也能夠反過來。并且，在該圖中，將電磁線圏A和電-茲線圏B分別設(shè)為一列，但它 們并不限于各一列，也可是多列。產(chǎn)業(yè)上的可利用性由于本發(fā)明是與在車輪的輪圈上裝載的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)相關(guān)的 發(fā)明，所以，能夠利用于具有輪圏的汽車或自行車等車輛上。
權(quán)利要求
1. 一種線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，具有輪圈，具有鼓形轉(zhuǎn)子；定子，配置在該輪圈的內(nèi)側(cè)，其特征在于，所述輪圈具有成為該輪圈的旋轉(zhuǎn)中心的旋轉(zhuǎn)軸，所述定子具有電磁鐵，該電磁鐵在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周上配置有多個，并且，將所述多個作為一列，在所述旋轉(zhuǎn)軸方向上配置多列。
2. 如權(quán)利要求1的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于，所述鼓形轉(zhuǎn)子具有在以所述旋轉(zhuǎn)軸為中心的圓周上配置多個的圓 弧狀的》茲芯，在這些磁芯彼此間具有狹縫。
3. 如權(quán)利要求2的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于， 具有控制在所述電磁鐵中流過的電流的控制單元， 該控制單元將所述多列的電磁鐵中的一部分列的電磁鐵作為用于使所述磁芯磁化的磁化用線圏進(jìn)行控制，并且，將其他一個或兩個以上 的列的電磁鐵作為用于使所述鼓形轉(zhuǎn)子旋轉(zhuǎn)的旋轉(zhuǎn)用線圏進(jìn)行控制。
4. 如權(quán)利要求3的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元以如下方式進(jìn)行控制，即，對配置有作為所述磁化用線圏進(jìn)行控制的電磁鐵的一列中的多個電磁鐵，切換如下情況在相鄰 的電磁鐵中分別流過反向的電流，U字型地產(chǎn)生磁場，并將一方作為N 極，將另一方作為S極；在所述多個電磁鐵中每隔一個流過電流。
5. 如權(quán)利要求3或4的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于， 所述控制單元以如下方式進(jìn)行控制，即，對配置有作為所述旋轉(zhuǎn)用線圏進(jìn)行控制的電磁鐵的一列中的多個電磁鐵，將這些多個電磁鐵分為 多個組，切換如下情況按各組在一個電磁鐵中流過電流，在其它電磁 鐵中不流過電流；4安各組在多個電》茲鐵中流過電流，在其它電》茲鐵中不 流過電流；在所有的電磁鐵中流過電流。
6. 如權(quán)利要求3~5中任一項的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于， 具有油門裝置，由駕駛員操作；操作量檢測單元，對操作該油門裝置的量進(jìn)行檢測；脈沖發(fā)生器，當(dāng)從該操作量檢測單元接收檢測信號 時，生成與該檢測信號表示的操作量相應(yīng)的頻率的脈沖信號并進(jìn)行輸 出；驅(qū)動用信號輸出單元，基于來自該脈沖發(fā)生器的所述脈沖信號，生 成所述電磁鐵的驅(qū)動用信號并進(jìn)行輸出， 所述控制單元基于所述驅(qū)動用信號，控制在所述多個電磁鐵中流過 的電流。
7. 如權(quán)利要求1 ~6中任一項的線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)，其特征在于， 所述定子具有定子基體，在外周安裝有所述電磁鐵，并且，形成有用于使所述旋轉(zhuǎn)軸通過的貫通孔；多個軸承，嵌合到該定子基體的所 述貫通孔中，并且，所述旋轉(zhuǎn)軸在內(nèi)輪中通過；旋轉(zhuǎn)傳感器，安裝在這 些多個軸承中的兩個軸承之間。
8. —種具有多個車輪的汽車，其特征在于一個或兩個以上的車輪裝載有權(quán)利要求1~7中任一項的線性驅(qū)動 行駛系統(tǒng)。
9. 如權(quán)利要求8的汽車，其特征在于， 具有將加溫或冷卻后的空氣送入到車內(nèi)的空調(diào)裝置， 該空調(diào)裝置具有噴出口，露出配置在所述車內(nèi)，將所述空氣噴出到車內(nèi)；風(fēng)扇，配置在該噴出口的內(nèi)側(cè)，從所述噴出口向所述車內(nèi)送出 所述空氣；珀爾帖元件，對該風(fēng)扇送出的空氣進(jìn)行加溫或冷卻。
全文摘要
本發(fā)明涉及線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)及汽車。由與感應(yīng)電動機(jī)不同的新結(jié)構(gòu)實現(xiàn)車輪的轉(zhuǎn)速控制，并且能夠以不使用永磁鐵的簡易結(jié)構(gòu)迅速可靠地調(diào)整最大轉(zhuǎn)矩。線性驅(qū)動行駛系統(tǒng)具有輪圈(20)，具有鼓形轉(zhuǎn)子；定子(30)，配置在該輪圈(20)的內(nèi)側(cè)，其中，定子(30)具有電磁鐵(32)，該電磁鐵(32)在以輪圈(20)的旋轉(zhuǎn)軸(40)為中心的圓周上配置有多個，并且，將這些多個作為一列，在旋轉(zhuǎn)軸方向上配置多列，鼓形轉(zhuǎn)子具有在以旋轉(zhuǎn)軸(40)為中心的圓周上配置多個的圓弧狀的磁芯(23)，控制單元(控制系統(tǒng)(80))將一部分列的電磁鐵(32)作為磁芯(23)的磁化用線圈來控制，將其他列的電磁鐵(32)作為鼓形轉(zhuǎn)子的旋轉(zhuǎn)用線圈來控制。
文檔編號H02K7/14GK101400537SQ200780009068
公開日2009年4月1日 申請日期2007年3月12日 優(yōu)先權(quán)日2006年3月15日
發(fā)明者布田一男, 高橋幸男 申請人:高橋幸男;布田一男