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公開番号2021058054
公報種別公開特許公報(A)
公開日20210408
出願番号2019181703
出願日20191001
発明の名称回転体駆動システム
出願人株式会社デンソー
代理人個人,個人,個人,個人
主分類H02P 5/46 20060101AFI20210312BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】大出力のインバータを設置することなく、所定の回転体の異常時にそれ以外の回転体の出力を充分に大きく確保できるようにする。
【解決手段】駆動システム300は、第1モータ160により駆動される第1回転体の状態に異常がないと判定された場合には、第1スイッチ150がONで連結スイッチ50がOFFの通常状態にする。それにより、第1インバータ120により第1モータ160を駆動すると共に、第2インバータ220により第2モータ260を駆動する。他方、第1回転体の状態が異常と判定された場合には、第1スイッチ150がOFFで連結スイッチ50がONの第1対処状態にする。それにより、第1インバータ120と第2インバータ220との双方により第2モータ260を駆動する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項1】
所定の第1回転体(190)を駆動する第1モータ(160)と、前記第1回転体とは別の第2回転体(290)を駆動する第2モータ(260)と、前記第1モータを駆動する第1インバータ(120)と、前記第2モータを駆動する第2インバータ(220)と、を有する駆動システムにおいて、
ONになると前記第1インバータと前記第1モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す第1スイッチ(150)と、
ONになると前記第1インバータと前記第2モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す連結スイッチ(50)と、
前記第1回転体の状態が異常か否かを判定する判定部(14)と、
前記第1スイッチ及び前記連結スイッチを制御する制御部(15)と、を有し、
前記判定部により前記第1回転体の状態に異常がないと判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがONで前記連結スイッチがOFFの通常状態(s0)にすることにより、前記第1インバータにより前記第1モータを駆動すると共に、前記第2インバータにより前記第2モータを駆動し、
前記判定部により前記第1回転体の状態が異常と判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがOFFで前記連結スイッチがONの第1対処状態(s1)にすることにより、前記第1インバータと前記第2インバータとの双方により前記第2モータを駆動する、
回転体駆動システム(300)。
続きを表示(約 1,800 文字)【請求項2】
所定の第1回転体(190)を駆動する第1モータ(160)と、前記第1回転体とは別の第2回転体(290)を駆動する第2モータ(260)と、前記第1モータを駆動する第1インバータ(120)と、前記第2モータを駆動する第2インバータ(220)と、を有する駆動システムにおいて、
ONになると前記第1インバータと前記第1モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す第1スイッチ(150)と、
ONになると前記第2インバータと前記第2モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す第2スイッチ(250)と、
ONになると、前記第1インバータと前記第2モータとを、前記第2スイッチがONの状態において通電可能、かつ前記第2インバータと前記第1モータとを、前記第1スイッチがONの状態において通電可能に接続し、OFFになると、前記第1インバータと前記第2モータとを通電不能、かつ前記第2インバータと前記第1モータとを通電不能にする連結スイッチ(50)と、
前記第1回転体及び前記第2回転体の状態がそれぞれ異常か否かを判定する判定部(14)と、
前記第1スイッチと前記第2スイッチと前記連結スイッチとを制御する制御部(15)と、を有し、
前記判定部により前記第1回転体及び前記第2回転体のいずれのトラクションにも異常がないと判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがONで前記第2スイッチがONで前記連結スイッチがOFFの通常状態(s0)にすることにより、前記第1インバータにより前記第1モータを駆動すると共に、前記第2インバータにより前記第2モータを駆動し、
前記判定部により前記第1回転体の状態が異常と判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがOFFで前記第2スイッチがONで前記連結スイッチがONの第1対処状態(s1)にすることにより、前記第1インバータと前記第2インバータとの双方により前記第2モータを駆動し、
前記判定部により前記第2回転体の状態が異常と判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがONで前記第2スイッチがOFFで前記連結スイッチがONの第2対処状態(s2)にすることにより、前記第1インバータと前記第2インバータとの双方により前記第1モータを駆動する、
回転体駆動システム(300)。
【請求項3】
前記第1回転体は、車両(400)の左右一方のタイヤであり、前記第2回転体は、前記車両の左右他方のタイヤであり、
前記判定部は、前記状態が異常か否かの判定として、トラクションが異常か否かを判定する、
請求項1又は2に記載の回転体駆動システム。
【請求項4】
前記第1モータと、前記第1インバータと、前記第1インバータを制御する所定の第1制御部(110)と、を含むシステムを第1駆動システム(100)とし、前記第2モータと、前記第2インバータと、前記第2インバータを制御する所定の第2制御部(210)と、を含むシステムを第2駆動システム(200)として、
前記第1対処状態では、前記第2駆動システムは、前記第2モータの駆動に基づき得られる所定情報(i2)を前記第1制御部に入力し、前記第1制御部は、前記所定情報を用いて、前記第1インバータによる前記第2モータの駆動を制御する、
請求項1〜3のいずれか1項に記載の回転体駆動システム。
【請求項5】
前記通常状態から前記第1対処状態に切り替える際には、前記通常状態において前記第1インバータによる前記第1モータの駆動が停止されてから、前記第1スイッチをOFFにして前記第1対処状態に切り替える、請求項1〜4のいずれか1項に記載の回転体駆動システム。
【請求項6】
前記通常状態では、前記第2インバータにより、所定の上限出力以下の出力で前記第2モータを駆動し、前記第1対処状態では、前記第1インバータと前記第2インバータとの共働により、所定の制限時間内において前記上限出力よりも大きい出力で前記第2モータを駆動し、
前記制限時間は、前記上限出力よりも大きい出力で前記第2モータを駆動することにより前記第2モータに所定の性能劣化が生じるまでの時間に基づいて定められる時間である、請求項1〜5のいずれか1項に記載の回転体駆動システム。

発明の詳細な説明【技術分野】
【0001】
本発明は、回転体を駆動する回転体駆動システムに関する。
続きを表示(約 4,800 文字)【背景技術】
【0002】
車両駆動システムの中には、タイヤを駆動するモータとそれを駆動するインバータとを有する駆動システム(電源系統)を、複数有するものがある。そして、そのような技術を示す文献としては、次の特許文献1がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0003】
特開2009−35243号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0004】
上記のような車両駆動システムによれば、いずれかの駆動システムに不調が生じた場合にも、他の駆動システムによりその機能を補うことができる。そのため、車両が走行不能に陥るのを回避することができる。
【0005】
しかしながら、このような車両駆動システムにおいても、いずれかの駆動タイヤがぬかるみや氷雪等に入ってそのタイヤのトラクションが低下した場合には、通常の車両駆動システムと同様に、当該駆動タイヤ以外の駆動タイヤのトルクしか地面に伝わらなくなる。そのため、当該ぬかるみや氷雪等からの脱出が困難になってしまう。
【0006】
他方、当該トラクションが低下した駆動タイヤ以外の駆動タイヤのトルクのみでも、当該ぬかるみや氷雪等から充分脱出できる走破性能を確保しようとすると、大出力のインバータが必要となる。
【0007】
また、これと類似の課題は、車両駆動システム以外の回転体駆動システムについても起こり得る。具体的には、例えば、ドローン駆動システムにおいて、ドローンが有する複数のプロペラのうちの1又は複数のプロペラが破損等により故障した場合には、残りのプロペラによる出力のみで飛行を維持しつつ軟着陸する必要がある。この場合において、残りのプロペラのみで飛行を維持できるだけの飛行性能を確保しようとすると、大出力のインバータが必要となる。
【0008】
本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、大出力のインバータを設置することなく、所定の回転体の異常時にそれ以外の回転体の出力を充分に大きく確保できるようにすること、を主たる目的とする。
【課題を解決するための手段】
【0009】
本発明の回転体駆動システムは、所定の第1回転体を駆動する第1モータと、前記第1回転体とは別の第2回転体を駆動する第2モータと、前記第1モータを駆動する第1インバータと、前記第2モータを駆動する第2インバータと、を有する。
【0010】
前記回転体駆動システムは、さらに第1スイッチと連結スイッチと判定部と制御部とを有する。前記第1スイッチは、ONになると前記第1インバータと前記第1モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す。前記連結スイッチは、ONになると前記第1インバータと前記第2モータとを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す。前記判定部は、前記第1回転体の状態が異常か否かを判定する。前記制御部は、前記第1スイッチ及び前記連結スイッチを制御する。
【0011】
前記回転体駆動システムは、前記判定部により前記第1回転体の状態に異常がないと判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがONで前記連結スイッチがOFFの通常状態にする。それにより、前記第1インバータにより前記第1モータを駆動すると共に、前記第2インバータにより前記第2モータを駆動する。
【0012】
他方、前記回転体駆動システムは、前記判定部により前記第1回転体の状態が異常と判定された場合には、前記制御部により、前記第1スイッチがOFFで前記連結スイッチがONの第1対処状態にする。それにより、前記第1インバータと前記第2インバータとの双方により前記第2モータを駆動する。
【0013】
本発明によれば、判定部により第1回転体の状態が異常と判定された場合には、制御部により上記の第1対処状態にすることにより、第1インバータと第2インバータとの双方により第2モータを駆動する。そのため、第2インバータのみで第2モータを駆動する場合に比べて、第2回転体のトルクを向上させることができる。そのため、大出力の第2インバータを設置することなく、第1回転体の異常時に第2回転体の出力を充分に大きく確保できるようにすることができる。
【図面の簡単な説明】
【0014】
第1実施形態の回転体駆動システムを示す概略図
回転体駆動システムを示す回路図
回転体駆動システムの通常状態を示す回路図
回転体駆動システムの第1対処状態を示す回路図
回転体駆動システムの第2対処状態を示す回路図
接続制御を示すフローチャート
図4,図5を簡略化した回路図
【発明を実施するための形態】
【0015】
[第1実施形態]
次に本発明の実施形態について図面を参照しつつ説明する。ただし、本発明は実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲で適宜変更して実施できる。
【0016】
図1は、本実施形態の車両駆動システム300を示す概略図である。車両駆動システム300は、車両400に搭載されており、上位ECU10とバッテリ20と第1駆動システム100と第2駆動システム200と連結スイッチ50とを有する。
【0017】
第1駆動システム100は、第1タイヤ190と第1モータ160と第1インバータ120と第1制御部110と第1スイッチ150とを有する。第1タイヤ190は、本実施形態では、左側の前輪であり、第1回転軸180と共に回転する。
【0018】
第1モータ160は、第1回転軸180を減速機(図示略)等を介して回転駆動することにより、第1タイヤ190を回転駆動する。第1インバータ120は、バッテリ20から給電される直流の電力を交流に変換して第1モータ160に給電することにより、第1モータ160を駆動する。第1制御部110は、第1インバータ120を制御することにより、第1モータ160による第1タイヤ190の駆動を制御する。
【0019】
詳しくは、第1駆動システム100は、第1モータ160の駆動に基づき得られる第1モータ情報i1を第1制御部110に入力する。その第1モータ情報i1は、例えば、第1モータ160のステータに対するロータの回転角に関する情報や、第1モータ160のステータが有するU相コイル164、V相コイル165、W相コイル166に流れている各電流に関する情報等である。第1制御部110は、その第1モータ情報i1を用いて第1インバータ120を制御することにより、第1タイヤ190の駆動を制御する。
【0020】
第2駆動システム200は、第2タイヤ290と第2モータ260と第2インバータ220と第2制御部210と第2スイッチ250とを有する。第2タイヤ290は、右側の前輪であり、第2回転軸280と共に回転する。
【0021】
第2駆動システム200のより具体的な説明は、上記の第1駆動システム100の説明を、次のように読み替えて同様である。すなわち、「第1」を「第2」に、「左」を「右」に、「U相」を「X相」に、「V相」を「Y相」に、「W相」を「Z相」にそれぞれ読み替えると共に、符号をそれぞれ該当するものに読み替える。
【0022】
図2は、車両駆動システム300を示す回路図である。まず、第1駆動システム100について説明する。第1モータ160は、U相コイル164とV相コイル165とW相コイル166とを有し、それらの一端どうしは中性点で接続されている。
【0023】
第1インバータ120は、第1上配線122と、3本の上アーム(124〜126)と、3本の接続線(134〜136)と、3本の下アーム(144〜146)と、第1下配線148とを有する。
【0024】
第1上配線122は、一端がバッテリ20のプラス側の端子に接続されている。第1下配線148は、一端がバッテリ20のマイナス側の端子に接続されている。
【0025】
3本の接続線(134〜136)は、U相線134とV相線135とW相線136とからなる。U相線134は、一端がU相コイル164における中性点とは反対側の端部に接続されている。V相線135は、一端がV相コイル165における中性点とは反対側の端部に接続されている。W相線136は、一端がW相コイル166における中性点とは反対側の端部に接続されている。
【0026】
3本の上アーム(124〜126)は、U相上アーム124とV相上アーム125とW相上アーム126とからなる。U相上アーム124は、一端が第1上配線122に接続され、他端がU相線134に接続されている。そして、長さ方向中間部にU相上スイッチUaが設けられている。V相上アーム125は、一端が第1上配線122に接続され、他端がV相線135に接続されている。そして、長さ方向中間部にV相上スイッチVaが設けられている。W相上アーム126は、一端が第1上配線122に接続され、他端がW相線136に接続されている。そして、長さ方向中間部にW相上スイッチWaが設けられている。
【0027】
3本の下アーム(144〜146)は、U相下アーム144とV相下アーム145とW相下アーム146とからなる。U相下アーム144は、一端が第1下配線148に接続され、他端がU相線134に接続されている。そして、長さ方向中間部にU相下スイッチUbが設けられている。V相下アーム145は、一端が第1下配線148に接続され、他端がV相線135に接続されている。そして、長さ方向中間部にV相下スイッチVbが設けられている。W相下アーム146は、一端が第1下配線148に接続され、他端がW相線136に接続されている。そして、長さ方向中間部にW相下スイッチWbが設けられている。
【0028】
そして、3本の接続線(134〜136)に第1スイッチ150が設けられている。詳しくは、第1スイッチ150は、U相スイッチ154とV相スイッチ155とW相スイッチ156とを有する。U相スイッチ154は、U相線134における上下のアーム(124,144)とU相コイル164との間に設けられている。V相スイッチ155は、V相線135における上下のアーム(125,145)とV相コイル165との間に設けられている。W相スイッチ156は、W相線136における上下のアーム(126,146)とW相コイル166との間に設けられている。
【0029】
以下、「第1スイッチ150」が「ON」というときは、当該第1スイッチ150を構成する「3つのスイッチ(154〜156)」全てが「ON」のことをいい、「第1スイッチ150」が「OFF」というときは、それら「3つのスイッチ(154〜156)」全てが「OFF」のことをいうものとする。第1スイッチ150は、ONになると第1インバータ120と第1モータ160とを通電可能に接続し、OFFになるとその接続を切り離す。
【0030】
第1制御部110は、3つの各上スイッチ(Ua,Va,Wa)及び3つの各下スイッチ(Ub,Vb,Wb)のON,OFFを制御することにより、第1インバータ120を制御する。
(【0031】以降は省略されています)

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