JP2009532277A - 電気推進システム - Google Patents
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Abstract
【選択図】図1
Description
本出願は、2006年4月3日出願の米国特許仮出願番号60/788,041、及び2006年8月21日出願の米国特許仮出願番号60/823,043の優先権を主張するものであり、これらの全ての開示内容は引用により本明細書に組み込まれている。
Claims (90)
- 車両の動力装置であって、
第2の取付け部の取付け具に連結する第1の取付け部の取付け具を備え、サスペンションを対象車両に取り付けるために使用されるシャーシと、
前記シャーシによって支持され、該シャーシがモータの発生トルクを受け止めて前記取付け具を介して車両にトルクを伝達するようになっている、少なくとも1つのモータと、
左右面で隔てられている2つのホイールマウントを前記シャーシに移動可能に連結するサスペンション部と、
を備えることを特徴とする装置。 - 前記サスペンション部が、少なくとも1つのスプリングを含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、少なくとも1つのスプリング、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項2に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのモータが、少なくとも2つのモータを含み、各々は連結してそれぞれのホイールマウントを駆動するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、モータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項5に記載の装置。
- 前記シャーシに連結され、少なくとも1メガジュールの容量をもつモータバッテリと、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチとを更に含むことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、前記モータバッテリ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項7に記載の装置。
- 前記シャーシが、該シャーシが車両に取り付いた状態で前記モータを取り外すことができる寸法のオープンサイドを有していることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項9に記載の装置。
- 前記シャーシ及び前記取付け部の取付け具は、突出部への取付け部として構成され、その数は4つ又はそれ以下であることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項11に記載の装置。
- 前記シャーシが、トラスを形成する部分を有することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのモータが少なくとも2つのモータを含み、各々は連結してそれぞれのホイールマウントを駆動するようになっており、前記モータが前記ホイールマウントの間の中央に配置され、各々は可変長シャフトによってそれぞれのホイールマウントの一方に連結され、これによって原動力がそれぞれのホイールマウントの一方に加えられることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、モータ、サスペンション部、可変長シャフト、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項14に記載の装置。
- インバータ及びモータバッテリを更に備え、両者は前記シャーシに連結され、前記バッテリは少なくとも1メガジュールの容量をもち、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチを更に備え、前記インバータは少なくとも1キロワットの容量をもつことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、バッテリ、インバータ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項16に記載の装置。
- ヒートシンク、インバータ、及びモータバッテリを更に備え、各々は前記シャーシに連結され、前記バッテリは少なくとも1メガジュールの容量をもち、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチを更に備え、前記インバータは少なくとも1キロワットの容量をもつことを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、バッテリ、インバータ、少なくとも1つの導体、スイッチ、少なくとも1つのモータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項18に記載の装置。
- 車輪速を示す信号を受信するようになっているモータコントローラ及び入力部と、ホイールマウントを駆動する出力伝達装置とを更に備え、前記少なくとも1つのモータは、各々のホイールマウントに対するそれぞれの原動力出力部を有し、前記コントローラは、車輪速入力に応答して、各々のホイールマウントに対する出力を制御するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 各々のホイールマウントのブレーキと、車両ヨー及び操舵入力信号を示す信号を受信するための入力部を有するコントローラとを備え、前記コントローラは、アクティブスタビリティコントロールを行うために前記車両ヨー信号及び操舵入力信号に応答して前記ブレーキを制御するようになっていることを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 前記少なくとも1つのモータは2つのモータであり、それぞれの原動力出力の各々は、2つのモータのそれぞれの出力であることを特徴とする請求項20に記載の装置。
- 前記第1及び第2の取付け部の取付け具を取り付け及び取り外しすることによって、前記シャーシ、モータコントローラ、バッテリ、インバータ、少なくとも1つの導体、スイッチ、モータ、サスペンション部、及びホイールマウントが、自立型ユニットとして取り付け及び取り外しできることを特徴とする請求項22に記載の装置。
- 熱交換機能をもつヒートシンク、及び前後方向に開口し空気通路を定めてダクトを形成するスキッドプレートを更に備え、熱交換面が前記空気通路に突出することを特徴とする請求項1に記載の装置。
- 車両の動力モジュールであって、
取付け部の取付け具を備え、少なくとも1つのモータが発生するトルクに起因するモーメントを受け止めて前記取付け部の取付け具に伝達するように、少なくとも1つのモータを支持する自立型サブシャーシと、
少なくとも1つのモータに連結されて駆動される2つのホイールマウントと、
前記少なくとも1つのモータを制御して内燃機関を含む車両駆動装置の少なくとも推進アシストをもたらすようになっているコントローラと、
を備え、前記取付け部の取付け具が、車両のサスペンション支持部に取り付け可能になっていることを特徴とするモジュール。 - 前記コントローラが、少なくとも1つのモータを制御してアクティブスタビリティコントロールをもたらすようになっていることを特徴とする請求項25に記載のモジュール。
- 前記少なくとも1つのモータが2つのモータを含み、各々が前記2つのホイールマウントのそれぞれに連結されていることを特徴とする請求項25に記載のモジュール。
- 前記コントローラが、前記モータを制御してアクティブスタビリティコントロールをもたらすようになっていることを特徴とする請求項27に記載のモジュール。
- 前記コントローラが車輪速入力部を有し、少なくとも1つのモータを制御して車輪速入力部に印加される信号に応答するアクティブトラクションコントロールをもたらすことを特徴とする請求項25に記載のモジュール。
- バッテリを更に備え、前記少なくとも1つのモータが選択的に前記バッテリを充電するジェネレータとして機能することを特徴とする請求項25に記載のモジュール。
- 前記シャーシに連結されたインバータ及びモータバッテリと、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチとを更に備え、前記モータバッテリが少なくとも1メガジュール容量をもち、前記インバータが少なくとも1キロワットの容量をもつことを特徴とする請求項25に記載のモジュール。
- 前記モジュールの重量が100キログラム以下であることを特徴とする請求項31に記載のモジュール。
- 車両の動力装置であって、
車両内に支持するための支持部を備える2つのモータと、
前記2つのモータの各々に設けられるホイールマウント及びドライブシャフトと、
前記2つのモータに連結され両者の間でトルクを伝達するクラッチと、
を備え、前記ドライブシャフトの各々が、前記2つのモータのそれぞれ1つと前記2つのホイールマウントのそれぞれ1つとの間に連結されて前記ホイールマウントを回転させることを特徴とする装置。 - 前記支持部が、モータ軸が車両の左右面で一致するように前記モータを支持するようになっていることを特徴とする請求項31に記載の装置。
- 前記クラッチが連続スリップを維持できることを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記クラッチが連続スリップを維持できると共にロック可能であることを特徴とする請求項33に記載の装置。
- コントローラを更に備え、前記コントローラが、アクセルからのアクセル信号を受信して、前記アクセル信号に応答して前記2つのモータの原動出力及び前記クラッチを制御するようになっていることを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記コントローラが、少なくとも1つのアクセル信号に関して前記クラッチを係合するようになっていることを特徴とする請求項37に記載の装置。
- コントローラを更に備え、前記コントローラがアクセルからのアクセル信号を受信して、前記アクセル信号に応答して前記2つのモータの原動出力を制御するようになっていることを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記コントローラに印加される加速度信号を出力する加速度計を更に備え、前記コントローラは、前記2つのモータ原動出力を制御して、前記加速度信号に応答するアクティブスタビリティコントロールをもたらすことを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記コントローラが、車輪速信号を受信して、前記車輪速信号に応答して前記2つのモータの原動出力を制御することを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記コントローラが、車輪速信号を受信して、前記車輪速信号に応答して前記2つのモータの原動出力を制御してトラクションコントロールをもたらすことを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 前記2つのモータ及びクラッチが、ステータ及びロータと一緒に収容されており、前記クラッチが各ロータを相互に連結することを特徴とする請求項33に記載の装置。
- 少なくとも4つのそれぞれの車輪のサスペンションを取り付けるために少なくとも4セットのハードポイントを有するフレームと、
車両の進行方向の前後方向軸に直交する方向に分割されたハードポイントセットの2つに連結する取付け部の取付け具を備えるサブシャーシと、
前記サブシャーシによって支持され、該シャーシがモータの発生トルクを受け止めて前記取付け具を介して前記ハードポイントセットの2つにトルクを伝達するようになっている、少なくとも1つのモータと、
ホイールマウントを前記サブシャーシに移動可能に連結するサスペンション部と、
を備え、前記サブシャーシ、少なくとも1つのモータ、ホイールマウント、及びサスペンション部が、自立型ユニットとして取り付け及び取り外し可能になっていることを特徴とする車両。 - 前記サスペンション部が少なくとも1つのスプリングを含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記少なくとも1つのモータが少なくとも2つのモータを含み、前記モータの各々が前記ホイールマウントのそれぞれに連結して駆動することを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記サブシャーシに連結し、少なくとも1メガジュールの容量を有するモータバッテリと、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチとを更に備え、前記サブシャーシが、取り付け及び取り外し可能な自立型ユニットの一部として前記モータバッテリも含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記サブシャーシが、該サブシャーシが車両に取り付いた状態で前記モータを取り外すことができる寸法のオープンサイドを有していることを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記サブシャーシ及び前記取付け部の取付け具は、突出部への取付け部として構成され、その数は4つ又はそれ以下であることを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記サブシャーシがトラスを形成する部分を有することを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記少なくとも1つのモータが少なくとも2つのモータを含み、各々は連結してそれぞれのホイールマウントを駆動するようになっており、前記モータが前記ホイールマウントの間の中央に配置され、各々は可変長シャフトによってそれぞれのホイールマウントの一方に連結され、これによって原動力がそれぞれのホイールマウントの一方に加えられ、更に、前記サブシャーシが取り付け及び取り外し可能な自立型ユニットの一部として前記可変長シャフトを含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- インバータ及びモータバッテリを更に備え、両者は前記シャーシに連結され、前記バッテリは少なくとも1メガジュールの容量を有し、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチを更に備え、前記インバータは少なくとも1キロワットの容量を有し、更に、前記サブシャーシが取り付け及び取り外し可能な自立型ユニットの一部として前記モータバッテリ及びインバータを含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- ヒートシンク、インバータ、及びモータバッテリを更に備え、両者は前記シャーシに連結され、前記バッテリは少なくとも1メガジュールの容量を有し、前記少なくとも1つのモータを前記モータバッテリに接続する少なくとも1つの導体及び少なくとも1つのスイッチを更に備え、前記インバータは少なくとも1キロワットの容量を有し、更に、前記サブシャーシが取り付け及び取り外し可能な自立型ユニットの一部として前記モータバッテリ、ヒートシンク、及びインバータを含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 車輪速を示す信号を受信するようになっているモータコントローラ及び入力部と、ホイールマウントを駆動する出力伝達装置とを更に備え、前記少なくとも1つのモータは、各々のホイールマウントに対するそれぞれの原動力出力部を有し、前記コントローラは、車輪速入力に応答して、各々のホイールマウントに対する出力を制御するようになっており、更に、前記サブシャーシが取り付け及び取り外し可能な自立型ユニットの一部として前記コントローラを含むことを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 車輪速を示す信号を受信するようになっているモータコントローラ及び入力部と、ホイールマウントを駆動する出力伝達装置とを更に備え、前記少なくとも1つのモータは、各々のホイールマウントに対するそれぞれの原動力出力部を有し、前記コントローラは、車輪速入力に応答して、各々のホイールマウントに対する出力を制御するようになっていることを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 前記少なくとも1つのモータは2つのモータであり、それぞれの原動力出力の各々は、2つのモータのそれぞれの出力であることを特徴とする請求項55に記載の車両。
- 熱交換機能をもつヒートシンク、及び前後方向に開口し空気通路を定めてダクトを形成するスキッドプレートを更に備え、熱交換面が前記空気通路に突出することを特徴とする請求項44に記載の車両。
- 燃料エンジンを備え、第1の2つの車輪を駆動するエンジン駆動装置であって、マイルドハイブリッドエンジンの最低又はゼロ運転要求の期間中に燃料が消費されないように自動的に燃料エンジンを停止及び始動するようになったエンジン駆動装置と、
フレームと、前記フレームに取り付けられたサブシャーシと、
前記サブシャーシによって支持され、該シャーシがモータの発生トルクを受け止めて前記フレームにトルクを伝達するようになっている、少なくとも1つのモータと、
前記少なくとも1つのモータに電力を供給するように接続された充電可能なバッテリと、
少なくとも1つのモータが前記サブシャーシによって支持された第2の2つの車輪を駆動できるようになっている、サブシャーシの動力伝達装置と、
前記少なくとも1つのモータを制御して、車両運転時並びに回生制動及びバッテリの充電時に、前記エンジン駆動装置の全最大出力の少なくとも15%を提供するように、推進アシストを実行するようになっているコントローラと、
を備えることを特徴とする車両。 - 前記少なくとも1つのモータが少なくとも2つのモータを含み、各々は連結して前記第2の2つの車輪のそれぞれを駆動することを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 前記バッテリが少なくとも1メガジュールの容量を有することを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 前記サブシャーシが、該サブシャーシが車両に取り付いた状態で前記モータを取り外すことができる寸法のオープンサイドを有していることを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 前記サブシャーシが自立型ユニットであることを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 前記サブシャーシが、前記第2の2つの車輪を支持するサスペンションを含む自立型ユニットであることを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 前記第2の2つの車輪の各々のためのブレーキを更に備え、前記コントローラが、操舵入力及び車両ヨー検出に応答して、前記ブレーキを制御することによってアクティブスタビリティコントロールを更にもたらすようになっていることを特徴とする請求項58に記載の車両。
- 自動車の製造方法であって、
2つの車輪を駆動する内燃機関式動力伝達装置を含むと共に通常サスペンション取付け機能部に適合する2つの非駆動輪を有する、既存の車両デザインのサスペンション取付け機能部に取り付けることになる、電気駆動装置の構成部品を有するサブシャーシを作る段階と、
完成車両を作るために前記サブシャーシを前記サスペンション取付け機能部に取り付ける段階と、
を含むことを特徴とする方法。 - 前記取り付ける段階が、前記サブシャーシに適合するように前記車両を構成する段階を含むことを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 前記電気駆動装置の構成部品がモータを含むことを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 前記電気駆動装置の構成部品が2つのモータを含み、各々が車輪に連結して駆動することを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 前記サブシャーシに適合するように前記車両を改造する段階を更に含むことを特徴とする請求項65に記載の方法。
- 進行方向を有し、駆動装置の構成部品として機能するように車両に結合可能な車両の動力装置であって、
それぞれのホイールマウントを駆動するようになっている2つのモータであって、該2つのモータを支持するようになっている支持部を有する2つのモータと、
前記動力装置が前記車両に搭載されると、前記車両の反対側になるように分かれる各ホイールマウントと、
前記2つのモータの間に連結して両者の間にトルクを伝達するクラッチと、
を備えることを特徴とする装置。 - 前記クラッチが連続スリップを維持するようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- 前記クラッチが連続スリップを維持すると共に係合可能になっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- コントローラを更に備え、前記コントローラが、加速指令に応答する信号を受信して、前記信号に応答して前記2つのモータの原動出力及びクラッチを制御するようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- 前記コントローラが、前記信号の少なくとも1つの状態に関して前記クラッチを係合するようになっていることを特徴とする請求項73に記載の装置。
- 前記コントローラが、前記信号が閾値レベルよりも高い加速度を示す場合に、該コントローラによってクラッチを係合するようになっていることを特徴とする請求項73に記載の装置。
- コントローラを更に備え、該コントローラが、アクセルからのアクセル信号を受信して、前記アクセル信号に応答して前記2つのモータの原動出力を制御するようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- コントローラと、該コントローラに加速度信号を与える加速度計とを更に備え、前記コントローラが、前記加速度信号に応答して前記2つのモータの原動出力を制御してアクティブスタビリティコントロールをもたらすようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- コントローラを更に備え、前記コントローラが、車輪速に対応する信号を受信して、前記信号に応答して前記クラッチを制御するようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- コントローラを更に備え、前記コントローラが、車輪速に対応する信号を受信して、前記信号に応答して前記クラッチ及びモータを制御するようになっていることを特徴とする請求項70に記載の装置。
- 前記2つのモータ及びクラッチが、ステータ及びロータと一緒に収容されており、前記クラッチが各ロータを相互に連結することを特徴とする請求項70に記載の装置。
- 両者の間の軸距離が変動すると両者を結合するトルク総量を変化させる相互作用部材を有し、付勢部材によって相互に近づく方向に又は離れる方向に駆動される第1及び第2のロータと、
一次巻き線を有するステータ、及び一次巻き線が発生する磁界により磁気的に結合される二次巻き線を有する第1のロータと、
前記第1のロータに取り付けられた磁気回路の第1の部分と、前記第2のロータに取り付けられた磁気回路の第2の部分とを有し、電流が励起されると、前記第1及び第2のロータに前記付勢部材に抗する力を加えて、前記第1及び第2のロータを近づく方向に又は離れる方向に駆動するように配置された電磁石と、
を備える電磁クラッチであって、前記電磁石が、前記二次巻き線に結合されて、前記二次巻き線からの電流によって励起されることになることを特徴とするクラッチ。 - 前記第1及び第2のロータは集合的に磁気渦電流ブレーキを形成し、両者の軸距離が変わると両者の間のトルク結合量が変化することを特徴とする請求項81に記載のクラッチ。
- 前記第1及び第2のロータは、前記第1及び第2のロータの間の軸距離が所定に距離に達すると両者を係合する相互係合部材を有することを特徴とする請求項81に記載のクラッチ。
- 両者の間のトルク結合がクラッチ作動巻き線に電流を発生することによって電磁的に作動される第1及び第2の回転部材を備える、電磁的に作動するクラッチ機構と、
一次巻き線を備えるステータ部材と、
を備えるクラッチであって、
前記第1の回転部材は、前記一次巻き線に磁気的に結合する二次巻き線を備え、前記一次巻き線内に励起電流が発生すると前記二次巻き線が励起されるようになっており、
前記二次巻き線は、前記クラッチ作動巻き線に電流が発生するように結合されており、前記一次巻き線が励起されると、前記クラッチ機構が作動して第1及び第2の回転部材の間のトルク結合がもたらされることを特徴とするクラッチ。 - それぞれが異極性をもつ第1及び第2のプログレッシブ信号を発生する、第1及び第2のプログレッシブ入力装置に連結され、ユーザが作動させる入力部材と、
前記第1及び第2の信号に応答して、前記第1及び第2の信号が所定の関係の信号レベルを有する場合のみ、加速指令信号を発生するようになっている、加速指令発生器と、
を備えることを特徴とする加速コントローラ。 - 前記入力部材が、車両のアクセル操作手段を含むことを特徴とする請求項85に記載のコントローラ。
- 前記入力装置が可変抵抗器を含むことを特徴とする請求項85に記載のコントローラ。
- 前記入力装置が、電気的に異極性の抵抗器及び前記抵抗器に接触する摺動子をもつ可変抵抗器を含むことを特徴とする請求項85に記載のコントローラ。
- 前記第1及び第2の信号に応答して、前記信号が所定の関係から外れるとアラームを発生するアラーム信号発生器を更に備えることを特徴とする請求項85に記載のコントローラ。
- 前記加速指令がプログレッシブ信号であることを特徴とする請求項85に記載のコントローラ。
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