專利名稱：電動驅動裝置的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及作為具備電動機的驅動裝置所搭載的電動驅動裝置。
背景技術：
目前，在專利文獻1公開有將電動機和無級變速器組合的驅動裝置。該裝置以由 變換器和電動機的最大效率曲線得到的目標電動機轉速進行行駛，通過利用無級變速器控 制變速比，以實現(xiàn)對應于駕駛者的意圖的驅動狀態(tài)。專利文獻1 (日本)特開平5-176419號公報但是，專利文獻1記載的裝置中，尋求電動機的效率，且由于總是在無級變速機側 進行變速比控制，所以存在下述問題。首先，作為無級變速器，公知有帶式及環(huán)式之類的各 種構成，然而，這些現(xiàn)存的無級變速器的效率大概為90%左右時，與常時嚙合的減速機構相 比效率低。在將變速比在較寬范圍變更的情況下，需要一定程度的齒輪比幅(最低的減速 比/最高的變速比以下記為變速比有效范圍)，然而，在無級變速器的情況下，當變速比有 效范圍*才力^夕)為5以上時，效率進一步惡化。另外，因為當縮小變速比有效 范圍時雖然效率提高，但電動機大型化，因此，任何一個都會導致車輛搭載性惡化。

發(fā)明內容
本發(fā)明就是鑒于所述問題而提出的，其目的在于提供一種高效率且緊湊的電動驅
動裝置。為了實現(xiàn)上述目的，在本發(fā)明中，構成將電動機和無級變速機構連接的裝置，在將 無級變速機構的變速比設為規(guī)定的變速比的情況下，在根據(jù)要求轉矩決定的第二要求轉矩 在電動機的額定范圍內時，將無級變速機構的變速比固定為規(guī)定的變速比，而且，控制電動 機以實現(xiàn)第二要求轉矩，在根據(jù)要求轉矩決定的第二要求轉矩在電動機的額定范圍外時， 變更無級變速機構的變速比，而且，控制電動機以實現(xiàn)驅動對象的要求轉矩。因此，可以提供高效率且緊湊的電動驅動裝置。


圖1是表示搭載有實施例1的電動驅動裝置的電動汽車的構成的概略圖；圖2是只表現(xiàn)實施例1的電動驅動裝置的特定元件的立體圖；圖3是表示實施例1的驅動力控制處理的流程圖；圖4是圖1的要求轉矩圖；圖5是表示實施例1的電動機轉速和電動機轉矩及變換器輸出電壓的關系的圖；圖6是表示比較例1、2及實施例1的體積及效率的關系的概略圖； 圖7是表示實施例2的KRG的尺寸關系的概略圖；圖8是表示搭載有實施例3的電動驅動裝置的混合型汽車的構成的概略圖；圖9是表示搭載有實施例4的電動驅動裝置的混合型汽車的構成的概略圖10是表示在電動機的額定范圍以大于1值固定變速器變速比時的電動機轉速 與電動機轉矩及變速器輸出軸轉速與變速器輸出軸轉矩的關系的圖；圖11是表示在電動機的額定范圍以小于1值固定變速器變速比時的電動機轉速 與電動機轉矩及變速器輸出軸轉速與變速器輸出軸轉矩的關系的圖。附圖標記說明

1、殼體2、電動機3、前進/后退切換機構4、圓錐環(huán)型無級變速機構5、差速器機構6、驅動輪(驅動對象)41、變速促動器41a、轉動促動器41b、轉動部件41c、移動軸41d、支持部件42、變速環(huán)43、輸入圓錐件44、輸出圓錐件50、加載機構60、減速器100、控制器2OO、變換器300、蓄電池ENG、發(fā)動機
具體實施例方式(實施例1)圖1是表示搭載有實施例1的電動驅動裝置的電動汽車的構成的概略圖。實施例 1的電動驅動裝置具有安裝于殼體1內的電動機2、和圓錐環(huán)型(二一 > U > V型)無級變 速器(以下記作KRG) 4。從KRG4的輸出軸48輸出的驅動力經由和輸出齒輪49嚙合的差速 器機構5傳遞給驅動輪6。另外，在電動驅動裝置具有控制行駛狀態(tài)的控制器100、作為電 源的蓄電池300、向電動機2輸出驅動電流的變換器200。另外，為便于說明，將在圖1的紙 面左右方向即從右向左的方向定義為χ軸正方向，將在圖1的紙面上下方向即從下向上的 方向定義為y軸正方向，將在圖1的紙面垂直方向即從里向外的方向定義為ζ軸正方向?？刂破?00中具有電動機控制裝置，其輸入檢測駕駛者的油門踏板操作量APO的 APO傳感器101的APO信號、和檢測車速VSP的車速傳感器102的車速信號，基于該輸入信 號控制電動機2的驅動狀態(tài)；變速機構控制裝置，其控制KRG4的變速狀態(tài)；判斷裝置，其判 斷以固定KRG4的變速比為1的狀態(tài)能否輸出電動機2在額定范圍內要求的轉矩和轉速。另夕卜，控制的詳細內容后面敘述。電動機2具有卷繞線圈并固定于殼體1內周的定子2a、埋設有多個永久磁鐵的 轉子2b、連接于轉子2b的電動機輸出軸2c。該電動機2為在額定范圍內可以自如實現(xiàn)轉矩 和轉速的組合的定轉矩電動機。所謂額定范圍，為使電動機2穩(wěn)定且可連續(xù)運行的輸出界 限范圍。圖5是表示實施例1的電動機轉速和電動機轉矩及變換器輸出電壓的關系的圖。 如圖5的斜線區(qū)域所示，實施例1的電動機2以額定轉矩Tmax = lOONm、額定轉速Nmax = IOOOOrpm規(guī)定的區(qū)域由額定范圍驅動，當在額定轉矩Nmax的狀態(tài)下使電動機2以額定轉 速Nmax旋轉時，電動機2輸出額定輸出。到該輸出為止可以自如地控制輸出狀態(tài)。變換器 200的最大輸出(最大電壓)在Tmax且Nmax的狀態(tài)時輸出，且在此以下的輸出范圍內被控 制。換言之，變換器200可以為對應于lOONm、IOOOOrpm的輸出電壓的構成，可以為比對應 于輸出軸轉矩所要求的轉矩及轉速的容量小的容量。KRG4具有輸入圓錐件43，其與電動機輸出軸2c連接，并且軸支承于同軸上，且相 對該X軸方向的軸線具有規(guī)定傾斜角(以下記為圓錐角。參照圖7)的圓錐形外周面；輸出 圓錐件44，其配置于和輸入圓錐件43的軸線平行的χ軸方向的軸線上 ，具有和輸入圓錐件 43相同的圓錐角的圓錐形外周面。另外，只要圓錐角相同，輸入圓錐件43的最大半徑(或 最小半徑)和輸出圓錐件44的最大半徑(或最小半徑)相同還是不同，都可以自如組合。在輸出圓錐件44的內部內置有加載機構50。加載機構50具有圓錐側凸輪部件 45，其和輸出圓錐件44 一體旋轉，在軸方向端面具有凸輪面；輸出軸側凸輪部件47，其和輸 出軸48 —體旋轉，在軸方向端面具有凸輪面；彈簧46，其在圓錐側凸輪部件45和輸出軸側 凸輪部件47之間施加初期作用力。在兩凸輪面之間配置球，根據(jù)兩部件的相對轉動量，產 生沿χ軸方向延伸的力、即加載力。在輸入圓錐件43和輸出圓錐件44之間配置有變速環(huán)42，其為圓環(huán)狀，且圓環(huán)內周 面?zhèn)群洼斎雸A錐件43接觸，圓環(huán)外周面和輸出圓錐件44接觸。變速環(huán)42通過變速促動器 41沿圓環(huán)旋轉自如地被支持。變速促動器41具有在圓環(huán)狀的多個部位滑動自如地支持變 速環(huán)42，且規(guī)定變速環(huán)42的法線向量的支持部件41d。另外，支持部件41d構成為沿移動 軸41c可移動。該移動軸41c在含有輸入圓錐件43的中心軸和輸出圓錐件44的中心軸的 平面內，和圓錐角方向(以下，記為變速方向)平行地延伸。另外，變速器促動器41具有 以垂直于變速方向及ζ軸方向兩方的旋轉軸方向為中心使移動軸41c轉動的轉動部件41b、 和控制轉動部件41b的轉動位置的轉動促動器41a。圖2是只表現(xiàn)實施例1的電動驅動裝置的特定元件的立體圖。變速環(huán)42在變速 比一定的情況下，變速環(huán)42的法線向量的ζ軸方向成分為0，具有和變速方向平行的規(guī)定 的χ軸方向成分和y軸方向成分。當輸入圓錐件43旋轉時，通過輸入圓錐件43表面和變 速環(huán)42的內周面之間的摩擦傳遞驅動變速環(huán)42。此時，通過變速環(huán)42圓環(huán)外周面和輸出 圓錐件44表面之間的摩擦傳遞驅動輸出圓錐件44。這樣，變速環(huán)42的位置越靠χ軸正方 向側，變速比越低，越靠χ軸負方向側，變速比越高。將實施例1的KRG4以變速比在圓錐件 43,44的χ軸方向大致中間部分為1的方式被設定。χ軸方向中間部分為KRG4的轉矩傳遞 效率最高的位置。另外，當輸出軸48的轉矩增大時，從輸出軸48向χ軸負方向側作用按壓輸出圓錐 件44的力，將變速環(huán)42向與輸入圓錐件43之間按壓。這樣，由于根據(jù)轉矩設定輸入圓錐件43和變速環(huán)42和輸出圓錐件44之間的加載力，因此，有效地進行抑制滑動的摩擦傳遞。當輸出變速指令時，通過轉動促動器41a使轉動部件41b以轉動軸為中心轉動規(guī)定量。于是，在變速環(huán)42和兩圓錐件43、44的接觸部分產生大的速度差，通過該速度差作 用有使變速環(huán)42向變速方向移動的力。通過該移動量變更χ軸方向位置，使變速比無級地 變更。在變速結束時，使轉動促動器41a轉動，以使變速環(huán)的法線向量的ζ方向成分為0的 方式進行控制，結束變速。(關于驅動力控制)然后，對控制器100內執(zhí)行的驅動力控制內容進行說明。圖3是表示實施例1的 驅動力控制處理的流程圖。另外，在初期狀態(tài)下，設定KRG4的變速比為1。在步驟Si，計算要求轉矩Fd。圖4是實施例1的要求轉矩圖。要求轉矩Fd由根 據(jù)駕駛者的油門踏板開度APO而設定的多個特性(也可以連續(xù)地設定)構成，且由現(xiàn)在的 車速VSP和油門踏板開度APO決定要求轉矩Fd。在步驟S2，控制器100內的判斷裝置假定KRG4的變速比為1，計算對應于車速VSP 的電動機轉速Nd及電動機要求轉矩Td，計算出Nd、Td是否在額定范圍內。在實施例1的 情況下，判斷Nd是否在IOOOOrpm以下，Td是否在IOONm以下。而且，當在額定范圍內時進 入步驟S3，除此之外時進入步驟S4。在步驟S3，設定Nd、Td作為電動機目標控制量Fm，同時設定KRG4的目標變速比G* =1。然后，在步驟S11，電動機控制裝置執(zhí)行電動機2的控制，以使電動機2成為目標控制 量，在步驟S12執(zhí)行KRG4的變速比控制。在步驟S4，判斷裝置判斷電動機轉速Nd是否比最大轉速Nmax大，當大時，則判斷 為在圖5的額定范圍外的A區(qū)域，并進入步驟S5，除此之外，即電動機要求轉矩Td大且在 圖5的額定范圍外的B區(qū)域時進入步驟S8。當然，額定范圍、A區(qū)域、B區(qū)域以外的區(qū)域的 要求根據(jù)變換器200的輸出界限特性基本上不能實現(xiàn)。在步驟S5，檢索NcUTd的等輸出線和Nmax交差的點的電動機轉矩Tm。另外，電動 機轉矩Tm當然為比電動機要求轉矩Td高的值。在步驟S6，設定Nmax、Tm作為電動機目標控制量Fm。在步驟S7，設定為目標變速比G* = (Nmax/Nd)。在步驟S8，檢索Nd、Td的等輸出線和Tmax交差的點的電動機轉速Nm。另外，電動 機轉速Nm當然為比電動機要求轉速Nd高的值。在步驟S9，設定Nm、Tmax作為電動機目標控制量Fm。在步驟S10，設定為目標變速比G* = (Nm/Nd)。在步驟11，基于設定的電動機目標控制量Fm執(zhí)行控制以使電動機2成為目標控制量。在步驟12，基于設定的目標變速比G*，變速控制裝置執(zhí)行KRG4的變速比控制。然后，說明作用。對于對一般車輛(例如從It到1.5t級)要求的動力性能，當不 具備變速器而只希望通過電動機實現(xiàn)，則必須搭載極高輸出的電動機。這導致電動機本身 大型化、變換器大型化，車輛搭載變得困難。然后，如果搭載變速器，則雖然變速器本身的構 成增加，但是可以實現(xiàn)電動機的小型化及變換器的小型化，車輛搭載性提高。在此，可討論 兩個選擇方向。其一，設置電動機的構成為中型，無級變速器為具有狹小的變速比有效范圍的構成，并記載于下面的比較例1。其二，減小電動機的構成，無級變速器為具有寬的變速比 有效范圍的構成，并記載于下面的比較例2。圖6是表示比較例1、2及實施例1的體積及效率的關系的概略圖。左側的縱軸表 示電動驅動裝置的動力傳遞效率，右側的縱軸表示電動驅動裝置的體積(占有容積)的倒 數(shù)。體積的倒數(shù)越大，搭載性越好，體積的倒數(shù)越小，搭載性越差。作為無級變速器的一般的 特性，當擴大變速比有效范圍時，效率降低。在實施例1的KRG4的情況下，考慮到為了擴 寬 變速比有效范圍而延長軸方向尺寸，或者增大圓錐角，但其均導致效率的降低(參照圖7)。 另外，將電動機的輸出范圍擴寬，不僅電動機自身的體積增大，而且變換器的體積增大。在比較例1的情況下，由于無級變速器的變速比有效范圍小，所以雖然效率高，但 為了彌補變速比小的量，而必須增大電動機及變換器的體積，體積變得非常大。在比較例2 的情況下，由于無級變速器的變速比有效范圍大，所以雖然電動機及變換器的體積變小，但 必須增大無級變速器的體積。另外，由于擴寬變速比有效范圍時傳遞效率也降低，所以為了 彌補該降低量，需要將電動機及變換器增大。與之相對，在實施例1中，在電動機2的額定范圍，將KRG4的變速比固定為效率最 高的“ 1 ”，換言之，在額定范圍，不進行變速而設定一定的變速比，只在超出額定范圍的要求 的情況下進行加速及減速。因此，可以縮窄無級變速器的變速比有效范圍，可以抑制傳遞效 率的降低。另外，因為傳遞效率的降低小，所以沒有必要彌補電動機2的降低量，可以抑制 電動機及轉換器本身的體積的大型化。如上述說明，在實施例1中，可以得到下述列舉的作用效果。(1)具備電動機2、向電動機2供給電力的變換器200、配置于電動機2和驅動對 象即驅動輪6之間的無級變速機構即KRG4、控制變換器200并在額定范圍內(規(guī)定的轉矩 范圍內且規(guī)定的轉速的方位內)控制電動機2的電動機控制裝置(步驟S11)、控制KRG4的 變速比的變速控制裝置(步驟S12)，并具有判斷裝置，其判斷在設定KPG4的變速比為1的 情況下決定的第二要求轉矩(電動機要求轉矩Td)是否在電動機2的額定范圍內且判斷根 據(jù)驅動對象的轉速決定的第二轉速(電動機轉速Nd)是否在電動機2的額定范圍內(步驟 S2)，在判斷裝置判斷為在額定范圍內的情況下，變速控制裝置固定KPG4的變速比為規(guī)定 的一定變速比(=1)，并且電動機控制裝置控制電動機2以實現(xiàn)第二要求轉矩(電動機要 求轉矩Td)，在判斷裝置判斷為在額定范圍外的情況下，變速控制裝置變更KPG4的變速比， 并且電動機控制裝置控制電動機2，以實現(xiàn)要求轉矩Fd。因此，可以實現(xiàn)電動驅動裝置的小 型化。(2)在步驟5254、55、56、511及512(電動機控制裝置)，將驅動對象的轉速以規(guī) 定的一定變速比(=1)換算而得到的電動機轉速Nd在額定范圍外時，將電動機轉速設為 最大轉速Nmax，且控制在要求轉矩Fd所屬的等輸出線上即對應于最大轉速Nmax的電動機 轉矩Tm，在步驟S7、S12 (變速控制裝置)，增大最大轉速Nmax而實現(xiàn)驅動對象的轉速，換言 之，控制為目標轉速比G*= (Nmax/Nd) 0由此，可以將變速比的變化量設為最小，可以抑制 驅動效率的降低。(3)、在步驟S2、S4、S5、S6、S11及S12 (電動機控制裝置)，在要求轉矩Fd在額定范 圍外時，將電動機轉矩設為最大轉矩Tmax，且控制在要求轉矩Fd所屬的等輸出線上即對應 于最大轉矩Tmax的電動機轉速Nm，而且，在步驟S10、S12 (變速控制裝置)，減小對應于最大轉矩Tmax的電動機轉速Nm，實現(xiàn)驅動對象的轉速，換言之，控制為目標變速比G* = (Nm/ Nd)。由此，可以將變速比的變化量設為最小，可以抑制驅動效率的降低。(實施例2)接著，說明實施例2。由于基本的構成和實施例1相同，所以只說明不同點。在實 施例1中，在減小KRG4的變速比有效范圍時，縮短軸方向尺寸而提高效率且實現(xiàn)小型化。換 言之，設為不使用傳遞效率降低的區(qū)域的構成。與之相對，在實施例2中，不是縮短軸方向 尺寸，而是通過縮小圓錐角來實現(xiàn)高效率化，實現(xiàn)電動機2及轉換器200的小型化。另外，因為伴隨有KRG4的變速而產生的加減速的負載小，所以也可以抑制加載 力。該情況下，可以增大加載凸輪的凸輪面的傾斜，隨之可以得到更高的傳遞效率。圖7是表示實施例2的KRG的尺寸關系的概略圖。如圖7所示，在輸入圓錐件43 中，通過最小半徑al和最大半徑a2及軸方向長度L規(guī)定其形狀，在輸出圓錐件44中，通過 最小半徑bl和最大半徑b2及軸方向長度L規(guī)定其形狀。在此，(a2-al)/L= (b2_bl)/L = tana, (a =圓錐角)。以使各圓錐彼此接近的方式向軸方向按壓的力，即加載力F和 與可以傳遞的轉矩相關的垂直抵抗力N(摩擦力由N乘以摩擦系數(shù)μ表示)的關系表示為 N = F/sina。為了以短的軸方向長度L確保必要的變速比有效范圍，需要增大圓錐角a。 但是，當圓錐角α大時，在變速環(huán)42內的轉速差變大，導致旋轉損耗，因此，傳遞效率降低。 因此，在實施例2中，通過根據(jù)軸方向尺寸的縮短化而減小圓錐角α，可以抑制傳遞效率的 降低。(實施例3)其次，說明實施例3。圖8為表示搭載有實施例3的電動驅動裝置的電動汽車的 構成的概略圖。由于基本的構成和實施例1相同，所以只說明不同點。在實施例3中，以實 施例1的構成為基礎，在輸出圓錐件44和輸出軸48之間具備減速器60。在輸出圓錐件44 的端部形成有太陽齒輪61，在殼體1上固定有齒圈63，并具備支承與太陽齒輪61和齒圈63 兩齒輪嚙合的小齒輪的行星齒輪架62，將行星齒輪架62和輸出軸48連接。由此，由于可以 將通過輸入圓錐件43和輸出圓錐件44進行減速的旋轉再進一步減速并傳遞給輸出軸48， 因此，即使對終級減速比有限制，也可以得到更大的減速比。另外，以小的外形尺寸可以得 到大的減速比，通過與輸出圓錐件44配置于同軸上，可以提高車輛搭載性。(實施例4) 其次，說明實施例4。圖9是表示搭載有實施例4的電動驅動裝置的混合型汽車的 構成的概略圖。實施例1、2均表示僅以電動機為驅動源行駛的電動汽車。與之相對，實施 例4的不同點為是具備發(fā)動機ENG的混合型車輛。發(fā)動機ENG經由離合器70和電動機可離 合地連接?？刂破?00基于行駛狀態(tài)控制發(fā)動機ENG的工作狀態(tài)、離合器70的離合狀態(tài)， 設定為以最佳效率行駛。另外，發(fā)動機ENG只能在一個方向旋轉，因此，在電動機2和KRG4 之間設有前進/后退切換機構3。因為該前進/后退切換機構3是由行星齒輪機構和前進 離合器及后退制動器構成的眾所周知的機構，所以省略說明。在這樣構成的混合型汽車中，在只由電動機2的驅動力行駛的EV模式行駛的情況 下，通過進行和實施例1相同的控制，可以減小KRG4的變速比的變化量，可以抑制驅動效率 的降低。(實施例5)
在實施例5中，在電動機2的額定范圍內將KRG4的變速比(KRG4的輸入軸轉速/ KRG4的輸出軸轉速)固定為比[1]大的[1.3]。在額定范圍內，保持一定的變速比而不進 行變速，僅在需要超過額定范圍的情況下向高的一側或低的一側變速。 例如，在實施例1中，在步驟2中，控制器100內的判斷裝置假定KRG4的變速比為 1，從而計算出車速VSP對應的電動機轉速Nd及電動機要求扭矩Td，并計算(Nd，Td)是否 處于額定范圍內，但是在實施例5中，設定變速比為[1. 3]來進行計算。因此，相對電動機2的額定范圍(圖10的實線表示的范圍)，KRG4的輸出范圍(圖 10的虛線表示的范圍)向轉速降低、扭矩增大的傾向出現(xiàn)偏移。于是，在電動機2的轉速處于電動機2的額定范圍的最大轉速★①的位置的情況 下，由于KRG4的輸出軸的轉速變?yōu)榈陀凇铫俚牡托D的☆①，因此，即使驅動對象的要求 轉速眷①為低于★①的低轉速，如果高于☆①，則進行控制使KRG4的變速比向高的一側變 速即、變?yōu)樾∮赱1.3]的值(1.2)，從而能夠增大驅動對象的轉速，使其達到所需的轉速，而 不使電動機2的轉速脫離額定范圍。另外，在電動機2的輸出扭矩處于電動機2的額定范圍的最大扭矩★②的位置的 情況下，由于KRG4的輸出軸的扭矩變?yōu)楦哂凇铫诘母吲ぞ氐摹睥?，因此，即使驅動對象?要求扭矩為高于★②的高扭矩，如果小于☆②，則進行控制使KRG4的變速固定為[1.3]而 保持不變，從而達到電動機2所要求扭矩。反之，如果驅動對象的要求扭矩大于☆②，則進 行控制使KRG4的變速比向低的一側變速即、變?yōu)榇笥赱1. 3]的值(1. 4)，從而能夠增大驅動 對象的扭矩，使其達到所需的扭矩，而不使電動機2的輸出扭矩脫離額定范圍。(實施例6)在實施例6中，在電動機2的額定范圍內將KRG4的變速比(KRG4的輸入軸轉速/ KRG4的輸出軸轉速)固定為比[1]小的W. 7]。在額定范圍內，保持一定的變速比而不盡 興變速，僅在需要超過額定范圍的情況下向高的一側或低的一側變速。例如，在實施例1中，在步驟2中，控制器100內的判斷裝置假定KRG4的變速比為 1，從而計算出車速VSP對應的電動機轉速Nd及電動機要求扭矩Td，并計算(Nd，Td)是否 處于額定范圍內，但是在實施例6中，設定變速比為
來進行計算。因此，相對電動機2的額定范圍(圖11的實線表示的范圍)，KRG4的輸出范圍(圖 11的虛線表示的范圍)向轉速增大、扭矩減小的傾向出現(xiàn)偏移。于是，在電動機2的輸出扭矩處于電動機2的額定范圍的最大扭矩★②的位置 的情況下，由于KRG4的輸出軸的扭矩變?yōu)榈陀凇铫诘摹睥?，因此，即使驅動對象的要求?矩 ②為小于★②的小扭矩，如果大于☆②，則進行控制使KRG4的變速比向低的一側變速 艮口、變?yōu)榇笥?br> 的值(0.8)，從而能夠增大驅動對象的扭矩，使其達到所需的扭矩，而不 使電動機2的輸出扭矩脫離額定范圍。另外，在電動機2的轉速處于電動機2的額定范圍的最大扭矩★①的位置的情況 下，由于KRG4的輸出軸的轉速變?yōu)楦哂凇铫俚母咝D側的☆①，因此，即使驅動對象的要 求轉速為高于★①的高旋轉，如果小于☆①，則進行控制使KRG4的變速固定在
而保 持不變，從而達到電動機2所要求轉速。反之，如果驅動對象的要求轉速矩高于☆①，則進 行控制使KRG4的變速比向高的一側變速即變?yōu)樾∮赪. 7]的值(0.6)，從而能夠增大驅動 對象的轉速，使其達到所需的轉速，而不使電動機2的轉速脫離額定范圍。
以上，說明了實施例，但本發(fā)明并不限于上述實施例，可以取得適當?shù)钠渌臉?成。例如，在實施例1中表示了采用圓錐環(huán)型無級變速器的例子，但也可以應用帶式無級變 速器及環(huán)式無級變速器。另外，圓錐環(huán)型無級變速器由于零件數(shù)量少，不需要設置油泵等， 所以在價格方面非常有利。另外，表示了適用于車輛驅動裝置的例子，但并不限于車輛，對于以電動機為驅動 源工作的元件也同樣可以適用。另外，實施例1中，將在額定范圍內固定的變速比設為效率最高的1，但是，考慮到 輸入圓錐件和輸出圓錐件的半徑比，在有對機械性構成平衡性好地作用負載的情況下，并 不限于1，只要固定為其它效率最高的變速比即可。但是，由于需要對應于A區(qū)域及B區(qū)域， 因此，需留意應該選擇可以確保處于固定的變速比的兩側左右的變速檔的位置。另外，在實施例1中，因為設定固定變速比為1，所以，作為車輛，直接比較所要求 的要求轉矩和電動機2的轉矩，但在固定變速比為1以外的情況下，需要根據(jù)變速比判定是 否在額定的范圍內。另外，在實施例1中，在額定轉速內、且額定轉矩內的運轉因電動機2的效率高，所 以在該區(qū)域內運轉的情況下，進行固定變速比的控制，但是，在比額定轉矩及額定轉速大的 一側也存在效率高的運轉區(qū)域的情況下，也可以將比額定值大的值作為邊界設定區(qū)域。相 反，即使是額定轉矩及額定轉速，在電動機的效率比從使變速比變化的效率下降的情況下， 也可以將比額定值小的值作為邊界設定區(qū)域。另外，在實施例1中，由于規(guī)定的變速比為1，因此，判斷要求轉矩Fd是否在電動 機2的額定轉矩的范圍內，然而，在規(guī)定的變速比為1以外的情況下，根據(jù)該變速比(也含 有其它減速機構的變速比)，將要求轉矩Fd變換為第二要求轉矩，判斷裝置判斷該變換的 第二要求轉矩是否在額定范圍內。
權利要求
1.一種電動驅動裝置，具備 電動機；變換器，其將自電源供給的電力供給到該電動機； 無級變速機構，其配置于所述電動機和驅動對象之間； 電動機控制裝置，其控制所述變換器并控制所述電動機； 變速控制裝置，其控制所述無級變速機構的變速比，所述電動機控制裝置控制所述電動機，所述變速控制裝置控制所述無級變速機構，以 實現(xiàn)要求轉矩，其特征在于，所述電動驅動裝置具有判斷裝置，在將所述無級變速機構的變速比設置為規(guī)定的變速 比的情況下，所述判斷裝置判斷根據(jù)所述要求轉矩決定的第二要求轉矩是否在所述電動機 的規(guī)定的轉矩的范圍內，且判斷根據(jù)所述驅動對象的轉速決定的第二轉速是否在所述電動 機規(guī)定的轉速的范圍內，在所述判斷裝置判斷為在所述范圍內的情況下，所述變速控制裝置將所述無級變速機 構的變速比固定為所述規(guī)定的變速比，而且，所述電動機控制裝置控制所述電動機以實現(xiàn) 所述第二要求轉矩，在所述判斷裝置判斷為在所述范圍外的情況下，所述變速控制裝置變更所述無級變速 機構的變速比，而且，所述電動機控制裝置控制所述電動機以實現(xiàn)所述要求轉矩。
2.如權利要求1所述的電動驅動裝置，其特征在于，所述電動機控制裝置在將所述無級變速機構的變速比設為規(guī)定的變速比的情況下，在 根據(jù)所述驅動對象的轉速決定的所述電動機的轉速在所述范圍外時，將所述電動機的轉速 控制為所述規(guī)定的轉速，并將所述電動機控制在所述第二要求轉矩所屬的等輸出線上、即 對應于所述規(guī)定的轉速的轉矩，所述變速控制裝置將所述規(guī)定的轉速增速，并將所述無級變速機構控制為實現(xiàn)所述驅 動對象的轉速的變速比。
3.如權利要求1或2所述的電動驅動裝置，其特征在于，所述電動機控制裝置在將所述無級變速機構的變速比設為規(guī)定的變速比的情況下，在 根據(jù)所述要求轉矩決定的所述電動機的要求轉矩在所述范圍外時，將所述電動機的轉矩控 制為所述規(guī)定的轉矩，并將所述電動機控制在所述第二要求轉矩所屬的等輸出線上、即對 應于所述規(guī)定的轉矩的轉速，所述變速控制裝置將所述電動機的轉速減速，并將所述無級變速機構控制為實現(xiàn)所述 要求轉矩的變速比。
4.如權利要求1 3中任一項所述的電動驅動裝置，其特征在于， 所述規(guī)定的變速比為所述無級變速器的傳遞效率最高的變速比。
5.如權利要求1所述的電動驅動裝置，其特征在于，在將所述規(guī)定的變速比規(guī)定為所述無極變速機構的輸入軸的轉速除以所述無極變速 機構的輸出軸的轉速的情況下，當根據(jù)所述驅動對象的轉速所決定的所述電動機的轉速在所述范圍外時，所述電動機 控制裝置將所述電動機的轉速控制為所述規(guī)定的轉速，并將所述電動機控制在所述第二要 求轉矩所屬的等輸出線上、即對應于所述規(guī)定的轉速的轉矩，所述變速控制機構使變速比向比所述規(guī)定的變速比高的一側變速，從而達到所述驅動 對象的轉速。
6.如權利要求1所述的電動驅動裝置，其特征在于，在將所述規(guī)定的變速比規(guī)定為所述無極變速機構的輸入軸的轉速除以所述無極變速 機構的輸出軸的轉速的情況下，當根據(jù)所述驅動對象的轉速所決定的所述電動機的轉速在所述范圍外時，所述電動機 控制裝置將所述電動機的轉矩控制為所述規(guī)定的轉矩，并將所述電動機控制在所述第二要 求轉矩所屬的等輸出線上、即對應于所述規(guī)定的轉矩的轉速，所述變速控制機構使變速比向比所述規(guī)定的變速比低的一側變速，從而達到所述要求 轉矩。
全文摘要
本發(fā)明提供一種高效率且緊湊的電動驅動裝置。構成電動機和無級變速機構連接的裝置，在將無級變速機構的變速比設為規(guī)定的變速比的情況下，在根據(jù)要求轉矩決定的第二要求轉矩在電動機的額定范圍內時，固定無級變速機構的變速比為規(guī)定的變速比，且控制電動機以實現(xiàn)第二要求轉矩，在根據(jù)要求轉矩決定的第二要求轉矩在電動機的額定范圍外時，變更無級變速機構的變速比，且控制電動機而實現(xiàn)驅動對象的要求轉矩。
文檔編號F16H63/50GK102029924SQ20101029249
公開日2011年4月27日 申請日期2010年9月25日 優(yōu)先權日2009年9月30日
發(fā)明者加藤芳章 申請人:加特可株式會社