JP2003289694A - Drive switching device - Google Patents

Drive switching device

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JP2003289694A
JP2003289694A JP2002089381A JP2002089381A JP2003289694A JP 2003289694 A JP2003289694 A JP 2003289694A JP 2002089381 A JP2002089381 A JP 2002089381A JP 2002089381 A JP2002089381 A JP 2002089381A JP 2003289694 A JP2003289694 A JP 2003289694A
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JP
Japan
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motor
state
energization
heat generation
drive
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Application number
JP2002089381A
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Japanese (ja)
Inventor
Noriaki Nonaka
典昭 野中
Tsukasa Iida
司 飯田
Akira Kato
朗 加藤
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Aisin Corp
Original Assignee
Aisin Seiki Co Ltd
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Publication date
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To protect a motor by suppressing heating of the motor even when a movement of an output member such as a rod or the like is restrained. <P>SOLUTION: A drive switching device 10 comprises a motor side rotary member 35A rotating by a rotation of an output shaft 31A of the motor 31, the rod 33 for switching a drive state by the rotation of the motor 31, a spiral spring 35B for absorbing a rotary force from the motor 31 when the rotation of the rod 33 is restricted, an operation switch 36 for designating switching of the drive state, and a control unit 40 for moving the rod 33 according to the state of the switch 36. The unit 40 detects a motor current I flowing to the motor 31, detects an energizing time T1 from the start of the motor 31, and estimates a heating temperature T of the motor 31 according to the current I and the time T1. The device allows or inhibits the input from the switch 50 based on the estimated heating temperature T to protect the motor 31. <P>COPYRIGHT: (C)2004,JPO

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、駆動状態を切替え
る駆動切替装置に関するものであり、車両において駆動
形態(2輪駆動状態、センターデフフリーやセンターデ
フロックと言った4輪駆動状態等)を切り替える駆動切
替装置に係わる。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a drive switching device for switching drive states, and switches drive modes (two-wheel drive state, four-wheel drive state such as center differential free or center differential lock) in a vehicle. It is related to the drive switching device.

【0002】[0002]

【従来の技術】近年では、車両の高性能化に伴い、ドラ
イバーは自分の好み、または、車両の走行状態や走路の
状態によって、駆動力を付与する車両の動力伝達形態
を、2輪駆動状態、或いは、センターデフフリー状態や
センターデフロック状態と言った4輪駆動状態に切り替
えられる構成となってきている。
2. Description of the Related Art In recent years, as the performance of vehicles has improved, drivers have been able to change the form of power transmission of a vehicle, which gives driving force, to a two-wheel drive state according to their own preference or the running state or running state of the vehicle. Alternatively, the configuration is such that it can be switched to a four-wheel drive state such as a center differential free state or a center differential lock state.

【0003】例えば、特開平8−223983号公報に
示される推力アクチュエータでは、モータは動力伝達機
構によって軸方向の推力に変換されて、ロッドに伝達さ
れる。ロッドはその推力を受けて軸方向に移動し、切替
装置のフォークシャフトを駆動して2輪駆動と4輪駆動
を切り替える。この場合、ロッドがロックしてモータに
過大な負荷がかからない様に、モータに流れる負荷電流
が制限されようになっている。
For example, in the thrust actuator disclosed in Japanese Unexamined Patent Publication No. 8-223983, the motor is converted into axial thrust by the power transmission mechanism and transmitted to the rod. The rod receives the thrust and moves in the axial direction, and drives the fork shaft of the switching device to switch between two-wheel drive and four-wheel drive. In this case, the load current flowing through the motor is limited so that the rod is locked and the motor is not overloaded.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記し
た公報に示される推力アクチュエータでは、モータの駆
動中にロッドがロックして、モータにかかる負荷が所定
値以上になると、モータへの通電電流を制限するように
している。この為、例えば、ロッドが移動しているにも
かかわらず何らかの負荷がロッドに作用した場合、モー
タにかかる負荷がロック時の負荷よりは小さいが、ロッ
ドが円滑に移動する通常のモータ駆動状態の負荷よりも
大きい場合には、モータへの通電は制限されない。
However, in the thrust actuator disclosed in the above publication, when the rod locks during driving of the motor and the load applied to the motor exceeds a predetermined value, the current supplied to the motor is limited. I am trying to do it. For this reason, for example, if some load acts on the rod while the rod is moving, the load applied to the motor is smaller than the load at the time of locking, but the rod moves smoothly in the normal motor drive state. If it is larger than the load, the energization of the motor is not restricted.

【0005】それ故に、ロッドに作用する負荷がロック
時よりも小さく且つ通常のモータ駆動時よりも大きい状
態が継続するとモータが発熱し、モータが焼損等によっ
て破損してしまうことが起こり得る。
Therefore, if the load acting on the rod is smaller than when the rod is locked and larger than when the motor is normally driven, the motor may generate heat and be damaged due to burning or the like.

【0006】そこで、本発明は、この様な問題点に鑑み
てなされたものであり、ロッド等の出力部材の移動が規
制された場合でも、モータの発熱を抑え、モータの保護
を図ることを課題とする。
Therefore, the present invention has been made in view of such a problem, and it is possible to suppress the heat generation of the motor and protect the motor even when the movement of the output member such as the rod is restricted. It is an issue.

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記した課題を解決する
ために講じた手段は、通電に応じて駆動するモータと、
該モータの出力軸とともに回転するモータ側回転部材
と、前記モータの駆動にともなって移動することによ
り、車両の駆動状態を第1状態あるいは第2状態のいず
れかに切り替える出力部材と、該出力部材と前記モータ
側回転部材出力軸との間に配設され、前記出力部材の回
転が規制された場合に、前記モータの回転を吸収する回
転吸収機構と、選択操作によって車両の駆動状態を前記
第1状態あるいは前記第2状態のいずれかに選択する操
作部材と、該操作部材の選択操作に応じて前記モータの
駆動を制御し、前記出力部材を移動させる制御装置とを
備えた駆動切替装置において、前記制御装置は、前記モ
ータに流れるモータ電流を検出すると共に、前記モータ
の起動からの通電時間を検出し、前記モータ電流と前記
通電時間とにより、前記モータの発熱温度を推定して、
該発熱温度に基づき前記モータへの通電を規制する様に
したことである。
[Means for Solving the Problems] Means taken for solving the above-mentioned problems include a motor driven in response to energization,
A motor-side rotating member that rotates together with the output shaft of the motor, an output member that switches the driving state of the vehicle to either the first state or the second state by moving with the driving of the motor, and the output member. A rotation absorbing mechanism that is disposed between the motor-side rotating member output shaft and the motor-side rotating member and absorbs rotation of the motor when rotation of the output member is restricted; A drive switching device comprising: an operation member for selecting either one state or the second state; and a control device for controlling the drive of the motor and moving the output member according to a selection operation of the operation member. The control device detects a motor current flowing through the motor, detects an energization time from the start of the motor, and detects the energization time from the motor current and the energization time. By estimating the heat generation temperature of the motor,
The electric power to the motor is regulated based on the heat generation temperature.

【0008】上記した手段によれば、制御装置は、モー
タに流れるモータ電流を検出すると共に、モータの起動
からの通電時間を検出し、モータ電流と通電時間によ
り、モータの発熱温度を推定することが可能となる。そ
して、推定された発熱温度に基づき、モータへの通電を
規制することによって、モータはモータ電流と起動から
の通電時間によって、焼損等の不具合の原因となる発熱
状態が簡単な方法により監視されるものとなるので、モ
ータの発熱を確実に抑え、モータの保護を図ることが可
能となる。
According to the above means, the control device detects the motor current flowing through the motor, detects the energization time from the start of the motor, and estimates the heat generation temperature of the motor from the motor current and the energization time. Is possible. Then, by restricting energization to the motor based on the estimated exothermic temperature, the motor is monitored by a simple method for the exothermic state that causes a failure such as burnout according to the motor current and the energization time from startup. Therefore, heat generation of the motor can be surely suppressed and the motor can be protected.

【0009】これによって、モータの発熱のおそれがあ
る場合には確実にモータの通電が制限されることになる
ので、モータを小型化することも可能である。
As a result, when the motor is likely to generate heat, the energization of the motor is surely restricted, so that the motor can be miniaturized.

【0010】この場合、制御装置はモータへの通電を終
了してからの通電停止時間を検出し、前記モータ電流と
通電停止時間から発熱温度を推定し、発熱温度が所定温
度となるまで、操作部材による選択操作を禁止すれば、
モータの駆動停止後もモータ電流と通電停止時間とから
発熱温度を推定し、モータの発熱温度が低下する状態を
監視することが可能となる。これにより、モータの駆動
停止後も発熱温度が所定温度より高い場合には、操作部
材の選択操作に応じたモータの駆動を禁止して、モータ
の保護を図ることが可能になる。一方、モータの駆動停
止後の発熱温度が所定温度よりも低くなれば、操作部材
の選択操作に応じたモータの駆動を許可することが可能
になる。
In this case, the control device detects the power supply stop time after the power supply to the motor is finished, estimates the heat generation temperature from the motor current and the power supply stop time, and operates until the heat generation temperature reaches a predetermined temperature. If you prohibit the selection operation by members,
Even after the driving of the motor is stopped, it is possible to estimate the heat generation temperature from the motor current and the power supply stop time, and monitor the state where the heat generation temperature of the motor decreases. As a result, when the heat generation temperature is higher than the predetermined temperature even after the driving of the motor is stopped, it is possible to protect the motor by prohibiting the driving of the motor according to the selection operation of the operation member. On the other hand, if the heat generation temperature after the driving of the motor is stopped becomes lower than the predetermined temperature, it becomes possible to permit the driving of the motor according to the selection operation of the operation member.

【0011】[0011]

【発明の実施の形態】本発明の一実施形態について、図
面を参照して説明する。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

【0012】図1は本実施形態における切替装置用アク
チュエータによって、駆動状態が切り替えられる駆動切
換装置10の断面図である。尚、図1においては、各構
成が見難くならない様、一部を除いてハッチングを省略
している。
FIG. 1 is a sectional view of a drive switching device 10 whose drive state is switched by an actuator for a switching device in this embodiment. It should be noted that in FIG. 1, hatching is omitted except for a part so that the respective components are not easily seen.

【0013】駆動切替装置10は、変速機(図示せず)
の出力である入力軸24の駆動力が前輪と後輪に伝達さ
れる様、車両の前輪駆動軸12と後輪駆動軸11との間
に配設される。この駆動切替装置10は、アクチュエー
タ30の作動により、車両の駆動状態を2輪駆動、4輪
駆動(センターデフロック)及び4輪駆動(センターデ
フフリー)の3つの状態のいずれかに切り替えることが
可能な装置である。尚、本実施における駆動切替装置1
0は、上記した3つの状態に加え、減速機23によっ
て、4輪駆動時における最終減速比をハイギヤとローギ
ヤに切り替え可能な構成となっている。ハイギヤとロー
ギヤを切り替えるシフトレバー20を、運転席からドラ
イバーが手動で切り替えることにより、ハイギヤとロー
ギヤとの切り替えが行える構成となっている。略中央に
設けられる後輪駆動軸11には、図示しない変速機の入
力軸24を介して回転駆動力が伝達される。そして、後
輪駆動軸11の回転駆動力は、中央に設けられるセンタ
ーデフユニット13に伝達され、センターデフユニット
13からは、サイレントチェーン19を介して、前輪駆
動軸12に回転駆動力が伝達される構成となっている。
ここに示すセンターデフユニット13は、前輪駆動軸1
2と後輪駆動軸11との間の回転数の差を吸収する装置
であり、遊星歯車機構によって構成されている。
The drive switching device 10 is a transmission (not shown).
Is arranged between the front wheel drive shaft 12 and the rear wheel drive shaft 11 of the vehicle so that the driving force of the input shaft 24, which is the output of the above, is transmitted to the front wheels and the rear wheels. The drive switching device 10 can switch the drive state of the vehicle to any of three states of two-wheel drive, four-wheel drive (center differential lock), and four-wheel drive (center differential free) by operating the actuator 30. It is a device. The drive switching device 1 in this embodiment
In addition to the above three states, 0 is configured such that the reduction gear 23 can switch the final reduction ratio during four-wheel drive between high gear and low gear. The driver can manually switch the shift lever 20 that switches between high gear and low gear to switch between high gear and low gear. Rotational driving force is transmitted to the rear wheel drive shaft 11 provided at substantially the center via an input shaft 24 of a transmission (not shown). Then, the rotational drive force of the rear wheel drive shaft 11 is transmitted to the center differential unit 13 provided in the center, and the rotational drive force is transmitted from the center differential unit 13 to the front wheel drive shaft 12 via the silent chain 19. It is configured to.
The center differential unit 13 shown here is the front wheel drive shaft 1
It is a device that absorbs the difference in rotation speed between the two and the rear wheel drive shaft 11, and is configured by a planetary gear mechanism.

【0014】また、図1に示す駆動切替装置10には、
駆動源となるアクチュエータ30の図2に示すロッド
(出力部材)33に連結される第1シャフト14と、第
1シャフト14と並設される第2シャフト15と、第1
シャフト14及び第2シャフト15に対して所定の範囲
内で軸方向に移動可能に配設される2駆/4駆切替用の
シフトフォーク16及びセンターデフロックを行うシフ
トフォーク17と、シフトフォーク16と設けられてシ
フトフォーク16と一体に動くスリーブ16A、及び、
シフトフォーク17と一体に設けられてシフトフォーク
17と一体に動くスリーブ17Aとを備える。
The drive switching device 10 shown in FIG.
A first shaft 14 connected to a rod (output member) 33 of the actuator 30 serving as a drive source shown in FIG. 2, a second shaft 15 provided in parallel with the first shaft 14, and a first shaft 14.
A shift fork 16 for switching between two-wheel drive and four-wheel drive, which is arranged so as to be axially movable within a predetermined range with respect to the shaft 14 and the second shaft 15, a shift fork 17 for performing center differential lock, and a shift fork 16. A sleeve 16A that is provided and moves integrally with the shift fork 16, and
The shift fork 17 is integrally provided with a sleeve 17A that moves integrally with the shift fork 17.

【0015】2つの第1シャフト14及び第2シャフト
15には、第1シャフト14と第2シャフト15上を摺
動して移動するシフトフォーク16、17が移動自在に
嵌っている。第1シャフト14には、軸方向において2
つの円周状のフランジ14A,14Bが形成され、第2
シャフト15には、軸方向において3つのフランジ15
A,15B,15Cが形成されている。これらのフラン
ジ14A,14B、15A,15B、15Cの設けられ
る位置は、以下の様である。
Shift forks 16 and 17 slidably moving on the first shaft 14 and the second shaft 15 are movably fitted to the two first shafts 14 and the second shaft 15. The first shaft 14 has 2 in the axial direction.
Two circumferential flanges 14A, 14B are formed,
The shaft 15 has three flanges 15 in the axial direction.
A, 15B and 15C are formed. The positions at which these flanges 14A, 14B, 15A, 15B, 15C are provided are as follows.

【0016】つまり、図1に示す状態において、第1シ
ャフト14において、フランジ14Aは両シフトフォー
ク16,17とは当接せず、フランジ14Bはシフトフ
ォーク16の一方の側(図1に示す左側)に当接する。
また、第2シャフト15においては、フランジ15Cは
シフトフォーク17の一方の側(図1に示す右側)に当
接するが、フランジ15Aは両シフトフォーク16,1
7には当接しない。また、フランジ15Bはシフトフォ
ーク16の一方の側(図1に示す右側)に当接し、第1
シャフト14および第2シャフト5がそれぞれ独立して
軸方向に移動する構成となっている。これによって、上
記したフランジ14A,14B、15A,15B、15
Cの作用により、2つのシフトフォーク16,17は、
それぞれ押圧されたり、押圧されなかったりして、第1
シャフト14および第2シャフト15上を摺動し、シフ
トフォーク16、17の軸方向において位置を移動する
ことができる。
That is, in the state shown in FIG. 1, in the first shaft 14, the flange 14A does not abut on both shift forks 16 and 17, and the flange 14B is on one side of the shift fork 16 (left side in FIG. 1). A).
Further, in the second shaft 15, the flange 15C abuts on one side of the shift fork 17 (on the right side in FIG. 1), but the flange 15A does not contact both shift forks 16, 1.
Don't touch 7. The flange 15B abuts on one side of the shift fork 16 (on the right side in FIG. 1), and
The shaft 14 and the second shaft 5 are independently movable in the axial direction. Thereby, the above-mentioned flanges 14A, 14B, 15A, 15B, 15
By the action of C, the two shift forks 16 and 17 are
Each is pressed or not pressed,
The position can be moved in the axial direction of the shift forks 16 and 17 by sliding on the shaft 14 and the second shaft 15.

【0017】次に、駆動切替装置10における駆動状態
の切り替えについて説明する。本実施形態における駆動
切替装置10は、ロッド33の位置に応じて第1シャフ
ト14および第2シャフト15が駆動され、ロッド33
の位置に応じて、第1シャフト14が軸方向に移動され
る。これにより、両シャフト14、15上を、摺動自在
な状態で配設される2駆/4駆切替用のシフトフォーク
16及びセンターデフフリー状態とセンターデフロック
状態とを切り替えるセンターデフロックを行うシフトフ
ォーク17が、軸方向に移動し、各シフトフォーク1
6、17に設けられ、シフトフォーク16,17と一体
で動くスリーブ16A、17Aが軸方向に移動し、スリ
ーブ16A,17Aは、センターデフユニット内部の図
示しない歯車機構または2駆/4駆を切り替える歯車1
8と、スプライン嵌合したり、スプライン嵌合しなかっ
たりする。
Next, switching of the drive state in the drive switching device 10 will be described. In the drive switching device 10 according to the present embodiment, the first shaft 14 and the second shaft 15 are driven according to the position of the rod 33, and the rod 33
The first shaft 14 is moved in the axial direction according to the position. As a result, a shift fork 16 for switching between two-wheel drive and four-wheel drive, which is disposed in a slidable manner on both shafts 14 and 15, and a shift fork for performing center differential lock for switching between the center differential free state and the center differential lock state. 17 moves in the axial direction, and each shift fork 1
6 and 17, the sleeves 16A and 17A that move integrally with the shift forks 16 and 17 move in the axial direction, and the sleeves 16A and 17A switch between a gear mechanism (not shown) inside the center differential unit or 2/4 drive Gear 1
8, spline fit or not.

【0018】その結果、本実施形態では、車両の駆動状
態を2輪駆動の状態、4輪駆動(センターデフフリー)
及び4輪駆動(センターデフロック)の状態と言った、
3つの状態に切り替えることが可能である。尚、本実施
形態では、第1状態を2輪駆動の状態、第2状態を4輪
駆動の状態とするが、これとは別に、例えば、第1状態
を2輪駆動の状態、第2状態をセンターデフフリーの状
態、更に第3状態をセンターデフロックの状態としても
良い。また、これらの状態に限定されるものではなく、
上記した状態を入れ替えたり、または、その他の状態を
追加することも可能である。
As a result, in this embodiment, the driving state of the vehicle is two-wheel drive, four-wheel drive (center differential free).
And 4 wheel drive (center differential lock) state,
It is possible to switch to three states. In the present embodiment, the first state is a two-wheel drive state and the second state is a four-wheel drive state. However, apart from this, for example, the first state is a two-wheel drive state, a second state. May be set to the center differential free state, and the third state may be set to the center differential lock state. Further, it is not limited to these states,
It is possible to replace the above states or add other states.

【0019】車両の動力伝達について、補足説明を行う
と、センターデフフリーの4輪駆動の状態では、前輪駆
動軸12と中央のセンターデフユニット13とが連結さ
れ、センターデフユニット内に設けられる遊星歯車機構
の遊星歯車による作用によって、両駆動軸11、12に
発生する回転数の差を吸収しながら、後輪駆動軸11の
回転駆動力がサイレントチェーン19を介して、前輪駆
動軸12に伝達される。
A supplementary explanation of the power transmission of the vehicle will be made. In the center-diff free four-wheel drive state, the front wheel drive shaft 12 and the center center diff unit 13 are connected to each other, and a planet provided in the center diff unit is connected. By the action of the planetary gears of the gear mechanism, the rotational driving force of the rear wheel drive shaft 11 is transmitted to the front wheel drive shaft 12 via the silent chain 19 while absorbing the difference in rotational speed generated between the two drive shafts 11 and 12. To be done.

【0020】また、センターデフロックの4輪駆動の状
態では、シフトフォーク17と一体で移動するスリーブ
17Aが、センターデフユニット13の遊星歯車機構と
噛み合いロックする。この様に、両者間で噛み合いがロ
ックすると、前輪駆動軸12と後輪駆動軸11とが直結
状態となり、両駆動軸11、12は同じ回転数で回転駆
動する。
Further, in the four-wheel drive state of the center differential lock, the sleeve 17A that moves integrally with the shift fork 17 meshes with the planetary gear mechanism of the center differential unit 13 and locks. In this way, when the meshing is locked between the two, the front wheel drive shaft 12 and the rear wheel drive shaft 11 are directly connected, and both drive shafts 11 and 12 are rotationally driven at the same rotational speed.

【0021】一方、駆動状態が2輪駆動の状態では、前
輪駆動軸12とセンターデフユニット13は連結され
ず、後輪駆動軸11のみに入力軸24の回転駆動力が伝
達されるものとなる。
On the other hand, when the drive state is the two-wheel drive state, the front wheel drive shaft 12 and the center differential unit 13 are not connected, and the rotational drive force of the input shaft 24 is transmitted only to the rear wheel drive shaft 11. .

【0022】次に、駆動切替装置10を駆動するアクチ
ュエータ30について説明する。図2は、アクチュエー
タ30の断面図を示し、図3は、図2に示す上視図であ
る。
Next, the actuator 30 for driving the drive switching device 10 will be described. 2 shows a cross-sectional view of the actuator 30, and FIG. 3 is a top view shown in FIG.

【0023】アクチュエータ30は、制御装置40から
の駆動を行うモータ31と、モータ31の出力軸31A
の回転トルクを軸方向の推力に変換して出力する出力機
構32と、出力機構32を介してモータ31の回転トル
クに応じた推力が伝達され、その伝達された推力に応じ
て位置が変位する出力部材としてのロッド33と、モー
タ31の出力軸31Aと出力機構32との間に配設され
て、ロッド33側から出力軸31A側へ伝達される動力
によって、出力軸31Aの回転を禁止する逆転禁止機構
としてのサイクロイドギヤ34と、サイクロイドギヤ3
4と出力機構32との間に配設され、モータ31の回転
時且つロッド33の往復動不可時におけるモータ31の
回転を吸収する回転吸収機構35と、回転吸収機構35
と出力軸31Aとの間に配設され、出力軸31Aの回転
角度を検出するリミットスイッチ36とを備え、これら
はハウジング37内に収められている。尚、サイクロー
ドギア34の代わりにウォームギアを用いることも可能
である。
The actuator 30 includes a motor 31 driven by the control device 40 and an output shaft 31A of the motor 31.
The output mechanism 32 that converts the rotational torque of the motor into the thrust in the axial direction and outputs the thrust, and the thrust corresponding to the rotation torque of the motor 31 are transmitted via the output mechanism 32, and the position is displaced according to the transmitted thrust. The rotation of the output shaft 31A is prohibited by the power transmitted from the rod 33 side to the output shaft 31A side, which is arranged between the rod 33 as the output member, the output shaft 31A of the motor 31, and the output mechanism 32. Cycloid gear 34 as a reverse rotation prohibiting mechanism, and cycloid gear 3
4 and the output mechanism 32, and a rotation absorbing mechanism 35 that absorbs the rotation of the motor 31 when the motor 31 rotates and the rod 33 cannot reciprocate, and a rotation absorbing mechanism 35.
And a limit switch 36 that is disposed between the output shaft 31A and the output shaft 31A and that detects the rotation angle of the output shaft 31A. It is also possible to use a worm gear instead of the cyclic road gear 34.

【0024】回転吸収機構35は、サイクロイドギヤ3
4を介してモータ31の出力軸31Aの回転が伝達され
るモータ側回転部材35Aと、一端がモータ側回転部材
35Aに固定され且つモータ側回転部材35Aがモータ
31により回転を行う回転方向に弾縮可能な弾性部材と
してのスパイラルスプリング35Bと、スパイラルスプ
リング35Bの他端に固定されて出力機構32にモータ
側回転部材35Aからの回転力が伝達される出力側回転
部材35Cと、モータ側回転部材35Aと出力側回転部
材35Cとの間に配設されるプレート35Dとを備え
る。
The rotation absorbing mechanism 35 includes the cycloid gear 3
The motor-side rotating member 35A to which the rotation of the output shaft 31A of the motor 31 is transmitted via the motor 4, and one end fixed to the motor-side rotating member 35A and the motor-side rotating member 35A is rotated by the motor 31 in a rotating direction. A spiral spring 35B as a retractable elastic member, an output side rotating member 35C fixed to the other end of the spiral spring 35B and transmitting the rotational force from the motor side rotating member 35A to the output mechanism 32, and a motor side rotating member. 35A and a plate 35D arranged between the output side rotation member 35C.

【0025】図3に示す様に、モータ側回転部材35A
に近接して配置され、出力機構32の回転状態から、ロ
ッド33の移動により動作するシフトフォーク16,1
7の所定位置で、スイッチ状態が切り換わるリミットス
イッチ36は、4つの端子a,b,c,dを有する。リ
ミットスイッチ36は、出力軸31Aの回転角度に応じ
て各端子における接点の接触・非接触の組み合せが変化
し、出力軸31Aの回転角度を検出し、上記した3つの
駆動状態に対応したロッド33の位置及び各位置の中間
位置が検出可能である。
As shown in FIG. 3, the motor side rotating member 35A
The shift forks 16, 1 which are arranged in proximity to the output mechanism 32 and operate by the movement of the rod 33 from the rotating state of the output mechanism 32.
The limit switch 36 that switches the switch state at a predetermined position of 7 has four terminals a, b, c, d. The limit switch 36 changes the contact / non-contact combination of the contacts at each terminal according to the rotation angle of the output shaft 31A, detects the rotation angle of the output shaft 31A, and detects the rotation angle of the output shaft 31A, and the rod 33 corresponding to the above three drive states. The position and the intermediate position of each position can be detected.

【0026】[0026]

【表1】 表1は、リミットスイッチ36の各端子a,b,c,d
の接触状態と車両の駆動状態の設定位置との関係を示
す。表1において、「○」は接点の接触時を示し、空欄
は非接触時を示す。この様に、リミットスイッチ36で
は、端子aが接地端子となり、状態検出を行う4つの端
子a,b,c,dの接触状態が変化する事によって、リ
ミットスイッチ36の設定位置I〜Vを検出し、更に設
定位置がI〜Vのどの位置にあるかによって車両の駆動
状態の設定位置A〜C、及びそれらの中間位置が検出さ
れる。本実施形態においては、一例として、設定位置A
は、2輪駆動の状態を示す。また、設定位置Bは、4輪
駆動(センターデフフリー)の状態を示す。更に、設定
位置Cは、4輪駆動(センターデフロック)の状態を示
すものとする。
[Table 1] Table 1 shows each terminal a, b, c, d of the limit switch 36.
3 shows the relationship between the contact state of the vehicle and the set position of the vehicle driving state. In Table 1, “◯” indicates when the contacts were in contact, and blank columns indicate when the contacts were not in contact. As described above, in the limit switch 36, the terminal a serves as the ground terminal, and the contact states of the four terminals a, b, c, and d for detecting the state change, so that the set positions I to V of the limit switch 36 are detected. Further, the set positions A to C of the driving state of the vehicle and their intermediate positions are detected depending on the set position I to V. In the present embodiment, as an example, the setting position A
Indicates a two-wheel drive state. Further, the set position B indicates a four-wheel drive (center differential free) state. Further, the set position C indicates a four-wheel drive (center differential lock) state.

【0027】また、駆動状態の切り替えを行うアクチュ
エータ30は、車両の走行車速を検出する車速信号や変
速機の位置を示すシフト位置信号等の外部信号を入力し
て車両の駆動状態を選択し、選択された駆動状態となる
べくモータ31への通電を出力する制御装置40をハウ
ジング37の外部に備える。
Further, the actuator 30 for switching the driving state inputs an external signal such as a vehicle speed signal for detecting the traveling vehicle speed of the vehicle or a shift position signal indicating the position of the transmission to select the driving state of the vehicle, A control device 40 that outputs electric power to the motor 31 so as to achieve the selected driving state is provided outside the housing 37.

【0028】そこで、図4に示す全体の参照して、制御
装置40の内部構成について簡単に説明する。制御装置
40は、内部にマイコン41、電源回路42、通電切替
回路43、電流検出回路47を備える。この制御装置4
0には、車両に搭載されたバッテリー51から電源(例
えば、12V)が供給され、バッテリー51からの電圧
は、車両の負荷状態によって変動するため、一旦、電源
回路42に取り込まれる。この電源回路42によって、
負荷状態により変動しない安定した電圧(例えば、5
V)が作られ、その安定した電圧がマイコン41に入力
される。また、制御装置40には、上記した3つの駆動
状態をロータリースイッチ形式で切り替える手動の操作
スイッチ(操作手段)50の切替信号と、リミットスイ
ッチ36の各端子b、c、dの接触/非接触の状態信号
が入力され、更には、モータ31に流れる電流を、モー
タ31の一方の端子に接続されたシャント抵抗等を用い
た電流検出回路4により検出し、モータ電流がマイコン
41に入力される。マイコン41に入力されるこれらの
信号は、マイコン41の内部または外部に設けられるイ
ンターフェース回路(図示せず)を介して入力される。
マイコン41は、これらの入力された信号に基づき、モ
ータ31を駆動するモータ駆動信号を通電切替回路43
に対して出力する。すると、通電切替回路43はモータ
駆動信号に対応した通電(モータ31を正転または逆転
させる通電)を行い、モータ31を駆動させる。
Therefore, the internal configuration of the control device 40 will be briefly described with reference to the whole of FIG. The control device 40 includes a microcomputer 41, a power supply circuit 42, an energization switching circuit 43, and a current detection circuit 47 inside. This controller 4
0 is supplied with power (for example, 12 V) from the battery 51 mounted on the vehicle, and the voltage from the battery 51 fluctuates depending on the load state of the vehicle, and thus is temporarily taken into the power supply circuit 42. With this power supply circuit 42,
A stable voltage (for example, 5
V) is generated and the stable voltage is input to the microcomputer 41. Further, the control device 40 has a switching signal of a manual operation switch (operation means) 50 for switching the above-mentioned three driving states in a rotary switch format, and contact / non-contact of each terminal b, c, d of the limit switch 36. State signal is input, and further, the current flowing in the motor 31 is detected by the current detection circuit 4 using a shunt resistor or the like connected to one terminal of the motor 31, and the motor current is input to the microcomputer 41. . These signals input to the microcomputer 41 are input via an interface circuit (not shown) provided inside or outside the microcomputer 41.
Based on these input signals, the microcomputer 41 sends a motor drive signal for driving the motor 31 to the energization switching circuit 43.
Output to. Then, the energization switching circuit 43 energizes according to the motor drive signal (energization for rotating the motor 31 forward or backward) to drive the motor 31.

【0029】次に、アクチュエータ30の作動につい
て、説明する。本実施形態においては、一例としてセン
ターデフフリーの状態から、センターデフロックの状態
へと切り替わる際の各構成の作動を説明する。図5は、
モータ31に流れるモータ電流(モータ電流値)と時間
の関係を示しており、また、図6は、モータ31の発熱
による温度上昇(具体的にはモータ電流Iとモータ通電
時間T1の積和Σ(I・T1)と時間との関係を示すタ
イムチャートである。
Next, the operation of the actuator 30 will be described. In the present embodiment, as an example, the operation of each configuration when switching from the center differential free state to the center differential lock state will be described. Figure 5
FIG. 6 shows the relationship between the motor current flowing through the motor 31 (motor current value) and time. Further, FIG. 6 shows the temperature rise due to heat generation of the motor 31 (specifically, the product sum Σ of the motor current I and the motor energization time T1). 7 is a time chart showing the relationship between (I · T1) and time.

【0030】まず最初に、図5および図6を参照してモ
ータ制御の概略を説明する。尚、ここでは一例として、
操作スイッチ50をドライバーが操作することによっ
て、駆動状態がセンターデフフリーの状態からセンター
デフロックの状態に移行させる場合について説明を行う
が、これに限定されるものではなく、上記した3つの駆
動状態のいずれかの状態から、異なった駆動状態に遷移
する場合にも応用が可能である。
First, an outline of motor control will be described with reference to FIGS. 5 and 6. Here, as an example,
A case where the driver operates the operation switch 50 to shift the drive state from the center differential free state to the center differential lock state will be described. However, the present invention is not limited to this, and the three drive states described above are used. The present invention can also be applied to the case where a transition is made from any state to a different drive state.

【0031】そこで、車両の駆動状態をセンターデフフ
リーの状態からセンターデフロックの状態に動作させる
場合、ドライバーは操作スイッチ50を操作する。する
と、モータ31に連続通電がなされ、モータ31は駆動
され、モータ31は起動電流が流れた後、落ち着く。こ
の様に、起動電流がモータ起動時に流れると、モータ電
流は急激に増加した後、低下するものとなる。モータ電
流が低下して落ち着いた時間t1から時間t2まではロ
ッド33は、モータ回転に伴って移動する。この期間で
は、安定したモータ電流がモータ31に流れてモータ3
1の出力軸31Aが回転し、出力機構32を介してロッ
ド33が軸方向に変位する。時間t2まではロッド33
の軸方向の変位は規制されることなく、時間に比例して
ロッド33がストロークする。尚、この期間では、スパ
イラルスプリング35Bに作用する荷重は各部材の摺動
抵抗だけである。
Therefore, when operating the vehicle from the center differential free state to the center differential lock state, the driver operates the operation switch 50. Then, the motor 31 is continuously energized, the motor 31 is driven, and the motor 31 settles down after the starting current flows. As described above, when the starting current flows at the time of starting the motor, the motor current rapidly increases and then decreases. The rod 33 moves along with the rotation of the motor from time t1 to time t2 when the motor current has dropped and settled down. During this period, a stable motor current flows to the motor 31 and the motor 3
The output shaft 31A of No. 1 rotates, and the rod 33 is axially displaced via the output mechanism 32. Rod 33 until time t2
The axial displacement of the rod 33 is not restricted, and the rod 33 strokes in proportion to time. In this period, the load acting on the spiral spring 35B is only the sliding resistance of each member.

【0032】時間t2になると、これまで滑らかな移動
を行っていたロッド33の移動によって、シフトフォー
ク17に設けられたスリーブ17Aの軸方向の端部が、
センターデフユニット13の内部の遊星歯車機構に当接
する。この場合、スリーブ17Aが軸方向に変位して
も、センターデフフリーの状態では遊星歯車機構が作用
している為、スリーブ17Aの内外周に形成されたスプ
ラインとセンターデフユニット13に形成されたスプラ
インとは直ぐには噛み合わない。スリーブ17Aのスプ
ラインとセンターデフユニット13のスプラインとが噛
み合い、ロッド33の移動が完了するまでは、スパイラ
ルスプリング35Bが弾縮した待ち状態となる。この待
ち状態には、ロッド33が軸方向に変位できない状態
と、ロッド33が所定の負荷を受けながら軸方向に変位
する状態の2つの状態があり、これらの状態の下で、モ
ータ31に流れる電流値は徐々に大きくなる。
At time t2, the axial end of the sleeve 17A provided on the shift fork 17 is moved by the movement of the rod 33, which has been moving smoothly until now.
It contacts the planetary gear mechanism inside the center differential unit 13. In this case, even if the sleeve 17A is displaced in the axial direction, since the planetary gear mechanism operates in the center differential free state, the spline formed on the inner and outer circumferences of the sleeve 17A and the spline formed on the center differential unit 13 Does not immediately engage. Until the spline of the sleeve 17A meshes with the spline of the center differential unit 13 and the movement of the rod 33 is completed, the spiral spring 35B is in a waiting state in which it is elastically contracted. In this waiting state, there are two states: a state in which the rod 33 cannot be displaced in the axial direction and a state in which the rod 33 is displaced in the axial direction while receiving a predetermined load. Under these states, the current flows to the motor 31. The current value gradually increases.

【0033】この様に、スプライン嵌合が互いに噛み合
わない状態であると、ロッド33の移動が規制されるモ
ータロックと似た状態となり、この状態が発生すると、
スパイラルスプリング35Bを弾縮させて、スパイラル
リング35Bの巻き上げを行う待ち動作に入る。この場
合、ロッド33の移動が規制され、モータ31の回転が
ロックする状態と同じ様に、モータ電流は急激に増加す
る。その後、モータ保護を図るために設定された所定電
流となる時間t3において、予め設定されたモータ電流
になると、時間t3〜t4まで所定時間の間は、そのモ
ータ31を保持する為、10〜90%のデューティ比に
よって、モータ31に通電を行う。即ち、十分なスプラ
イン嵌合による噛み合いを確保する為に、モータ31の
PWM(Pulse Width Modulation)制御を、制御装置
40のマイコン41は行う。そして、時間t4になって
もモータ電流が低下しない場合には、スプライン嵌合の
噛み合いが十分ではない状態でのモータ31の発熱から
の保護を図るため、モータ31のデューティ制御による
通電を止め、間欠通電を開始する。ここで実施される間
欠通電は、スリーブ17Aとセンターデフユニット13
の遊星歯車機構とのスプライン嵌合が十分でない場合に
行われるものであり、モータ31への通電量を抑えた低
い電流を流す時間と、ある程度高い電流をモータ31に
付与する時間とを所定周期(例えば、20msec)で
間欠して行う。この様な間欠通電を行うことにより、ス
リーブ17Aとセンターデフユニット13の遊星歯車機
構とがスプライン嵌合する場合、両者の同期がとれてい
ない状態下で、ロッド33への荷重が抜けない様に、所
定荷重をロッド33にかけた状態で、少しずつロッド3
3に軸方向の移動力を付与し、ずらしながら両者間で同
期がとれるポイントを探し求める様にしている。
As described above, when the spline fittings are not in mesh with each other, a state similar to a motor lock in which movement of the rod 33 is restricted is generated. When this state occurs,
The spiral spring 35B is elastically contracted to start a waiting operation for winding up the spiral ring 35B. In this case, the movement of the rod 33 is restricted, and the motor current rapidly increases as in the state where the rotation of the motor 31 is locked. After that, when the motor current reaches a preset motor current at a time t3 when a predetermined current is set to protect the motor, the motor 31 is held for a predetermined time from time t3 to t4. The motor 31 is energized with a duty ratio of%. That is, the microcomputer 41 of the control device 40 performs PWM (Pulse Width Modulation) control of the motor 31 in order to ensure sufficient engagement by spline fitting. When the motor current does not decrease even at time t4, the energization by the duty control of the motor 31 is stopped in order to protect the motor 31 from heat generation when the engagement of the spline fitting is insufficient. Start intermittent energization. The intermittent energization performed here is performed by the sleeve 17A and the center differential unit 13.
This is performed when the spline fitting with the planetary gear mechanism is not sufficient, and a time for passing a low current while suppressing the energization amount to the motor 31 and a time for applying a somewhat high current to the motor 31 are set to a predetermined cycle. (For example, 20 msec) is performed intermittently. By performing such intermittent energization, when the sleeve 17A and the planetary gear mechanism of the center differential unit 13 are spline-fitted to each other, the load on the rod 33 is prevented from being released under the condition where the two are not synchronized. , With the prescribed load applied to the rod 33, gradually increase the rod 3
Axial movement force is applied to 3 and the points are searched for for synchronization between the two while shifting.

【0034】そして、時間t5において、間欠通電を行
うことにより、同期がとれると、ロッド33の軸方向の
移動が規制されていた時に蓄えていたスパイラルスプリ
ング35Bの付勢力によって、ロッド33は軸方向に移
動し始める。すると、モータロックの状態が解除され、
モータ電流が、時間t6まで低下する。この状態となる
と、時間t6で通電方法を、間欠通電から連続通電に切
り替える。通電方法を切り替えると、モータ31には起
動電流が流れ、モータ電流は急激に増加した後、低下す
る。そして、ある程度、ロッド33が移動すると、ロッ
ド33に作用する負荷が次第に増加してゆくことで、モ
ータ電流が徐々に上昇する。その後、最終の到達地点ま
でロッド33が到達(センターデフロック状態となる最
終的な設定位置C)すると、リミットスイッチ36の状
態がセンターデフロック状態を示す(4端子の内、端子
a,dのみが接触状態となる)と、連続通電が時間t8
にて終了し、ここでモータ制御を一旦終了する。
Then, at the time t5, when the synchronization is achieved by performing the intermittent energization, the rod 33 is axially moved by the urging force of the spiral spring 35B stored when the axial movement of the rod 33 is restricted. Start moving to. Then, the state of motor lock is released,
The motor current drops until time t6. In this state, at time t6, the energization method is switched from intermittent energization to continuous energization. When the energization method is switched, a starting current flows through the motor 31, and the motor current rapidly increases and then decreases. When the rod 33 moves to some extent, the load acting on the rod 33 gradually increases, and the motor current gradually increases. After that, when the rod 33 reaches the final reaching point (the final set position C where the center differential lock state is set), the limit switch 36 indicates the center differential lock state (only the terminals a and d of the four terminals are in contact with each other). State), continuous energization is time t8
Then, the motor control is once ended.

【0035】この様な動作を行うモータ制御において、
本実施形態においては、モータ31の発熱を防止し、モ
ータ31の保護を図るために、モータ31に流れるモー
タ電流Iと、モータ制御中にモータ31の起動を開始し
てからの経過時間Tを検出し、モータ電流Iと起動から
の経過時間Tとにより、モータ発熱温度Tを推定してい
る。そして、推定されたモータ発熱温度Tによって、モ
ータ31に流す通電量を規制している。
In the motor control for performing such operation,
In the present embodiment, in order to prevent heat generation of the motor 31 and protect the motor 31, the motor current I flowing through the motor 31 and the elapsed time T from the start of the motor 31 during motor control are set. The heat generation temperature T of the motor is estimated based on the detected motor current I and the elapsed time T from the start. The estimated motor heat generation temperature T regulates the amount of electricity supplied to the motor 31.

【0036】具体的には、モータ電流Iとモータ31の
通電時間T1を所定周期で検出し、モータ電流Iとモー
タ31の通電時間T1との積和Σ(I・T1)を演算す
るによって、モータ31の発熱に伴う上昇温度(発熱温
度と称する)を推定する。この発熱温度推定は、モータ
31が間欠通電されている場合には、モータ電流Iと通
電時間T1の積は温度推定値に加算されない様にしてい
る。しかし、モータ31に連続通電が成されている場合
には、モータ電流Iと通電時間T1の積を温度推定値に
加算して、モータ31の発熱温度を推定する。この発熱
温度の推定は、予めモータ31に所定電流を印加する
と、どれだけモータ温度が上昇するのかを実験的に求め
ておき、モータ電流と通電時間との関数により、上昇係
数または下降係数を設定する。そして、モータ31を制
御している場合には、上昇係数を発熱温度Tに加算し、
制御を行っていない場合には、下降係数を発熱温度Tか
ら減算して、モータ31の発熱温度Tを推定する。これ
を基にして、モータ31が発熱するモータ制御時に求め
たモータ発熱温度から、制御終了後、モータ31の発熱
温度の低下を推定し、モータ停止後の発熱温度によっ
て、操作スイッチ50の選択操作に応じたモータ31の
駆動を許可したり、禁止したりする様にしている。この
場合、操作スイッチ50による選択操作が行われた場
合、推定したモータ31の発熱温度Tが所定温度TMよ
りも高い場合には、モータ31の焼損等からのモータ保
護を図ることを目的として、操作スイッチ50の選択操
作に応じたモータ31の駆動を禁止する。一方、推定し
たモータ31の発熱温度Tが所定温度TMよりも低い場
合には、モータ31の発熱は、十分におさまっている、
或いは、モータ31は冷えているものとして、操作スイ
ッチ50の選択操作に応じたモータ31の駆動を許可す
る様にしている。
Specifically, the motor current I and the energization time T1 of the motor 31 are detected at a predetermined cycle, and the product sum Σ (I · T1) of the motor current I and the energization time T1 of the motor 31 is calculated. A temperature rise (called heat generation temperature) associated with heat generation of the motor 31 is estimated. This heat generation temperature estimation is such that, when the motor 31 is intermittently energized, the product of the motor current I and the energization time T1 is not added to the temperature estimated value. However, when the motor 31 is continuously energized, the product of the motor current I and the energization time T1 is added to the temperature estimation value to estimate the heat generation temperature of the motor 31. For the estimation of the heat generation temperature, how much the motor temperature rises when a predetermined current is applied to the motor 31 is experimentally obtained in advance, and the rise coefficient or the fall coefficient is set according to the function of the motor current and the energization time. To do. When the motor 31 is being controlled, the coefficient of increase is added to the heat generation temperature T,
When the control is not performed, the lowering coefficient is subtracted from the heat generation temperature T to estimate the heat generation temperature T of the motor 31. Based on this, a decrease in the heat generation temperature of the motor 31 is estimated after the control is completed from the motor heat generation temperature obtained during the motor control in which the motor 31 generates heat, and the operation switch 50 is selected by the heat generation temperature after the motor is stopped. The driving of the motor 31 according to the above is permitted or prohibited. In this case, when the selection operation by the operation switch 50 is performed and the estimated heat generation temperature T of the motor 31 is higher than the predetermined temperature TM, in order to protect the motor 31 from burning or the like, The drive of the motor 31 according to the selection operation of the operation switch 50 is prohibited. On the other hand, when the estimated heat generation temperature T of the motor 31 is lower than the predetermined temperature TM, the heat generation of the motor 31 is sufficiently suppressed.
Alternatively, the motor 31 is assumed to be cold, and the driving of the motor 31 according to the selection operation of the operation switch 50 is permitted.

【0037】そこで、図7に示すフローチャートを参照
して、マイコン41におけるモータ制御の処理について
説明する。
Therefore, the motor control processing in the microcomputer 41 will be described with reference to the flowchart shown in FIG.

【0038】図7に示すモータ制御は、図4に示すバッ
テリー51からの電源が供給されるイグニッションスイ
ッチ52がオフ状態(開状態)からオン状態(閉状態)
となった場合に、マイコン41に所定電圧(5V)が供
給されて、実行される様になっている。そこで、図7の
フローチャートを説明すると、ステップS1において、
操作スイッチ50よる選択操作がなされたどうかが、チ
ェックされる。ここで、操作スイッチ50による選択操
作がなされない場合には、以下に説明するモータ制御の
処理は行わないが、操作スイッチ50による選択操作が
なされた場合には、ステップS2にて操作スイッチ50
の操作許可フラグが成立する。次に、ステップS3に進
んで、操作スイッチ50が操作許可状態か否かがチェッ
クされる。ここで、スイッチ操作50の操作許可フラグ
が成立していない場合(操作禁止フラグが成立している
場合)には、ステップS13に進んでモータ31を非通
電とする。ステップS3においてスイッチ操作50の操
作許可フラグが成立している場合には、ステップS4に
進んで前述したモータ31のPWM制御を行い、ステッ
プS5に進む。
In the motor control shown in FIG. 7, the ignition switch 52 to which power is supplied from the battery 51 shown in FIG. 4 is switched from the off state (open state) to the on state (closed state).
When the above condition occurs, a predetermined voltage (5V) is supplied to the microcomputer 41 and the microcomputer 41 is executed. Therefore, explaining the flowchart of FIG. 7, in step S1,
It is checked whether or not the selection operation by the operation switch 50 is performed. Here, if the selection operation by the operation switch 50 is not performed, the motor control process described below is not performed, but if the selection operation by the operation switch 50 is performed, the operation switch 50 is performed in step S2.
The operation permission flag of is established. Next, in step S3, it is checked whether the operation switch 50 is in the operation permission state. Here, when the operation permission flag of the switch operation 50 is not established (when the operation prohibition flag is established), the process proceeds to step S13 and the motor 31 is de-energized. When the operation permission flag of the switch operation 50 is satisfied in step S3, the process proceeds to step S4, the PWM control of the motor 31 described above is performed, and the process proceeds to step S5.

【0039】ステップS5では、モータ31に流れるモ
ータ電流を電流検出回路47により検出し、その検出さ
れたモータ電流Iをマイコン内の所定メモリに記憶す
る。また、モータ制御において、モータ31に通電がな
されている場合(モータ制御中の状態)には、モータ3
1が起動されてからの通電時間T1が検出される。更
に、モータ31に通電がなされていない場合(モータ制
御中でない状態)には、モータ31への通電が終了し、
モータ31が停止してからの通電停止時間(単に、停止
時間と称す)T2が検出され、これらが所定メモリに記
憶される。その後、ステップS6にてロッド33の移動
が完了したかが判断される。このロッド33の移動の完
了は、ロッド33が所定状態まで到達する(上記した3
つの駆動状態となる)と、自動的にリミットスイッチ3
6が作動し、ロッド33の位置が検出できる様になって
いる。例えば、駆動状態がセンターデフフリーの状態か
らセンターデフロックの状態に移行した場合には、ロッ
ド33の移動完了状態とは、リミットスイッチ36は、
表1に示す如く、4つの端子の内、端子a,dのみが導
通した状態(センターデフロックの状態を示す)を意味
し、この状態では、スリーブ17Aの内外周に形成され
たスプラインとセンターデフユニット13に形成された
スプラインとが噛み合い、センターデフユニット13の
遊星歯車機構が作用しない様、スリーブ17Aが遊星歯
車機構を一体回転させて、センターデフロックの状態と
なり、ロッド33の移動が完了する。
In step S5, the motor current flowing through the motor 31 is detected by the current detection circuit 47, and the detected motor current I is stored in a predetermined memory in the microcomputer. Further, in the motor control, when the motor 31 is energized (state during motor control), the motor 3
The energization time T1 after 1 is started is detected. Furthermore, when the motor 31 is not energized (when the motor is not being controlled), the energization of the motor 31 is terminated,
The energization stop time (hereinafter simply referred to as stop time) T2 after the motor 31 is stopped is detected and stored in a predetermined memory. Then, in step S6, it is determined whether the movement of the rod 33 is completed. When the movement of the rod 33 is completed, the rod 33 reaches a predetermined state (see the above 3
Limit switch 3 automatically
6 is activated so that the position of the rod 33 can be detected. For example, when the drive state shifts from the center differential free state to the center differential lock state, the movement completion state of the rod 33 means that the limit switch 36 is
As shown in Table 1, this means a state in which only the terminals a and d among the four terminals are in conduction (indicating a center differential lock state). In this state, the splines and the center differential formed on the inner and outer circumferences of the sleeve 17A are indicated. The sleeve 17A integrally rotates the planetary gear mechanism so that the planetary gear mechanism of the center diff unit 13 does not operate, meshing with the spline formed in the unit 13, and the center diff lock state is established, and the movement of the rod 33 is completed.

【0040】ここで、操作スイッチ50にて指示された
位置(ここでは、センターデフフリーの状態)まで、リ
ミットスイッチ36が作動し、ロッド33の移動が完了
している場合にはステップS12に進むが、ロッド33
の移動がまだ完了位置まで到達していない移動中の場合
には、ステップS7にてモータ31の通電状態の判別を
行う。
Here, when the limit switch 36 is operated to the position designated by the operation switch 50 (here, the center differential free state) and the movement of the rod 33 is completed, the process proceeds to step S12. But the rod 33
When the movement is not yet reached to the completion position, the energization state of the motor 31 is determined in step S7.

【0041】ステップS7でのモータ状態判別は、モー
タ31に対して連続通電(起動から時間t4、及び、時
間t6〜t8)がなされているのか、間欠通電(時間t
4〜t6)がなされているのかを、モータ31の状態よ
り判別する。ステップS8にて、連続通電がなされてい
ない場合(間欠通電の状態)には、ステップS16に進
む。ステップS8にて、連続通電がなされている場合に
は、ステップS9に進んで、モータ制御が停止されてか
らの時間をカウントする停止時間T2をクリアし、ステ
ップS10においては、連続通電が開始してからの通電
時間T1をカウントする。この場合、モータ制御は所定
周期にて実行されるため、所定周期と通電時間カウンタ
の値を掛け合わせることによって、連続通電がなされて
からの経過時間がわかる。この様に、ステップS9,8
にて、モータ電流Iと経過時間Tとが検出されると、ス
テップS11において、増加方向での発熱温度Tの推定
がなされる。
Whether or not the motor 31 is continuously energized (time t4 and time t6 to t8 from start-up) is intermittently energized (time t).
It is determined from the state of the motor 31 whether or not 4 to t6) are performed. In step S8, when the continuous energization is not performed (intermittent energization state), the process proceeds to step S16. If the continuous energization is performed in step S8, the process proceeds to step S9 to clear the stop time T2 for counting the time after the motor control is stopped, and the continuous energization is started in step S10. The energization time T1 from the beginning is counted. In this case, since the motor control is executed in a predetermined cycle, the elapsed time after continuous energization can be found by multiplying the predetermined cycle by the value of the energization time counter. In this way, steps S9 and S8
At, when the motor current I and the elapsed time T are detected, the heat generation temperature T in the increasing direction is estimated in step S11.

【0042】モータ31の発熱温度Tは、モータ制御中
には発熱を伴うので増加する。この発熱温度Tの推定で
は、モータ電流Iと通電時間T1とを掛け合わせたもの
を積算Σ(I・T1)することによって、求められる。
つまり、発熱温度の推定では、積算Σ(I・T1)した
値によって、モータ31が制御中にどれくらい発熱し
て、どれくらいの温度になるのかが予め実験等により、
モータ31の上昇温度が設定される。これに基づき、モ
ータ31の発熱温度を推定できる。この場合、モータ制
御中、連続通電される時間では、その積算Σ(I・T
1)は増加してゆくものとなる。その後、処理はステッ
プS16に進む。
The heat generation temperature T of the motor 31 increases due to heat generation during motor control. The heat generation temperature T is estimated by multiplying the product of the motor current I and the energization time T1 by integrating Σ (I · T1).
That is, in the estimation of the heat generation temperature, the amount of heat generated by the motor 31 during the control and the temperature of the motor 31 during the control are determined in advance by experiments or the like based on the integrated value Σ (I · T1).
The rising temperature of the motor 31 is set. Based on this, the heat generation temperature of the motor 31 can be estimated. In this case, during motor control, at the time of continuous energization, the integration Σ (I · T
1) will increase. Thereafter, the processing proceeds to step S16.

【0043】一方、ロッド33の移動が完了した場合に
は、ステップS12において、モータ制御中にカウント
していた通電時間カウンタをクリアし、ステップS13
にてモータ31を非通電とする。そして、ステップS1
4に進み、今度はモータ制御が終了してからの停止時間
T2をカウントする停止時間カウンタを、所定周期にて
カウントする。その後、モータ31の発熱温度を、今度
はモータ電流Iと停止時間T2により推定する。この場
合でも、通電電流Iと停止時間T2からの積I・T2に
より、どれだけモータ31が発熱した状態から冷やされ
るかが、予め実験等により、モータ31の下降温度が設
定されており、モータ31の発熱温度を推定できる。こ
の場合、モータ制御を停止すると、一旦発熱を伴い増加
した発熱温度は、徐々に減少してゆくものとなる。
On the other hand, when the movement of the rod 33 is completed, in step S12, the energization time counter which was being counted during motor control is cleared, and step S13 is performed.
The motor 31 is de-energized. And step S1
4, the stop time counter that counts the stop time T2 after the motor control is finished is counted in a predetermined cycle. After that, the heat generation temperature of the motor 31 is estimated this time from the motor current I and the stop time T2. Even in this case, the descending temperature of the motor 31 is set in advance by experiments and the like to determine how much the motor 31 is cooled from the heat generation state by the product I · T2 of the energizing current I and the stop time T2. The heat generation temperature of 31 can be estimated. In this case, when the motor control is stopped, the heat generation temperature, which has once increased with heat generation, gradually decreases.

【0044】尚、この場合の様に、モータ制御が終了
し、モータ31への通電がなされない状態においては、
出力軸31Aはサイクロイドギヤ34を介して回転吸収
機構35に連結されているが故に、出力軸31Aは逆方
向に回転することはない。
When the motor control is completed and the motor 31 is not energized as in this case,
Since the output shaft 31A is connected to the rotation absorbing mechanism 35 via the cycloid gear 34, the output shaft 31A does not rotate in the reverse direction.

【0045】処理はステップS15の後、ステップS1
6を行うが、ここでは、モータ制御中またはモータ制御
終了後、推定により求めたモータ31の発熱温度Tが、
次回のスイッチ操作によるモータ制御において、耐え得
るだけの温度(所定温度TM)まで下がっているかがチ
ェックされる。ここで、推定された発熱温度Tが所定温
度TMまで下がっていれば、ステップS17にて、操作
スイッチ50のスイッチ操作許可フラグが成立する。ス
テップS17にて、所定温度TMまで下がっていない場
合には、ステップS18にてスイッチ操作禁止フラグを
成立させてからステップS3に戻り、ステップS3から
の処理を所定周期で繰り返し行う。
After the step S15, the process proceeds to the step S1.
6. Here, the heat generation temperature T of the motor 31 obtained by the estimation during the motor control or after the motor control is finished is
In the motor control by the next switch operation, it is checked whether the temperature has fallen to a temperature (predetermined temperature TM) that can be endured. Here, if the estimated heat generation temperature T has dropped to the predetermined temperature TM, the switch operation permission flag of the operation switch 50 is established in step S17. If the temperature has not fallen to the predetermined temperature TM in step S17, the switch operation prohibition flag is established in step S18, the process returns to step S3, and the process from step S3 is repeated in a predetermined cycle.

【0046】この様な制御を行う事によって、モータ3
1の発熱量をモータ電流Iと通電時間T1または通電終
了からの停止時間T2によって推定し、モータ31の発
熱温度Tが所定温度TMよりも高い場合にはモータ31
を通電制御せず、所定温度TMよりも低くなった(時間
t10となった)場合に、次の操作スイッチ50による
スイッチ操作を許可して、モータ31を通電制御する様
にすれば、モータ31の発熱量を抑え、モータ31を保
護しながら、駆動切替装置1の駆動状態の切り替えを行
うことができる。
By performing such control, the motor 3
The heat generation amount of No. 1 is estimated from the motor current I and the energization time T1 or the stop time T2 from the end of energization, and when the heat generation temperature T of the motor 31 is higher than the predetermined temperature TM, the motor 31
If the temperature is lower than the predetermined temperature TM (time t10) without controlling the energization of the motor 31, the next switch operation by the operation switch 50 is permitted and the motor 31 is energized. It is possible to switch the drive state of the drive switching device 1 while suppressing the amount of heat generated by the motor and protecting the motor 31.

【0047】[0047]

【発明の効果】本発明によれば、制御装置は、モータに
流れるモータ電流を検出すると共に、モータの起動から
の通電時間を検出し、モータ電流と通電時間により、モ
ータの発熱温度を推定して、推定された発熱温度に基づ
き、モータへの通電を規制することができる。これによ
って、モータはモータ電流と起動からの通電時間によっ
て、焼損等の不具合の原因となる発熱状態が簡単な方法
により監視でき、モータの保護を図ることができる。こ
れによって、モータの発熱のおそれがある場合には確実
にモータの通電がモータ温度によって制限でき、モータ
を小型化することもできる。
According to the present invention, the control device detects the motor current flowing in the motor, detects the energization time from the start of the motor, and estimates the heat generation temperature of the motor from the motor current and the energization time. Thus, it is possible to regulate the energization of the motor based on the estimated heat generation temperature. As a result, the motor can be protected by a simple method for monitoring the heat generation state that causes a failure such as burnout, based on the motor current and the energization time from startup. With this, when there is a risk of heat generation in the motor, the energization of the motor can be surely limited by the motor temperature, and the motor can be downsized.

【0048】この場合、制御装置はモータへの通電を終
了してからの通電停止時間を検出し、前記モータ電流と
通電停止時間から発熱温度を推定し、発熱温度が所定温
度となるまで、操作部材による選択操作を禁止すれば、
モータの駆動停止後もモータ電流と通電停止時間とから
発熱温度を推定し、モータの発熱温度が低下する状態を
監視することが可能となる。これにより、モータの駆動
停止後も発熱温度が所定温度より高い場合には、操作部
材の選択操作に応じたモータの駆動を禁止して、モータ
の保護を図ることが可能になる。一方、モータの駆動停
止後の発熱温度が所定温度よりも低くなれば、操作部材
の選択操作に応じたモータの駆動を許可することが可能
になる。
In this case, the control device detects the energization stop time after the completion of energization of the motor, estimates the heat generation temperature from the motor current and the current stop time, and operates until the heat generation temperature reaches a predetermined temperature. If you prohibit the selection operation by members,
Even after the driving of the motor is stopped, it is possible to estimate the heat generation temperature from the motor current and the power supply stop time, and monitor the state where the heat generation temperature of the motor decreases. As a result, when the heat generation temperature is higher than the predetermined temperature even after the driving of the motor is stopped, it is possible to protect the motor by prohibiting the driving of the motor according to the selection operation of the operation member. On the other hand, if the heat generation temperature after the driving of the motor is stopped becomes lower than the predetermined temperature, it becomes possible to permit the driving of the motor according to the selection operation of the operation member.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の一実施形態における駆動切替装置の断
面図である。
FIG. 1 is a cross-sectional view of a drive switching device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示す駆動切替用アクチュエータの断面図
である。
FIG. 2 is a sectional view of the drive switching actuator shown in FIG.

【図3】図2に示すA視図である。FIG. 3 is a view from A shown in FIG.

【図4】本発明の一実施形態における駆動切替装置の構
成図である。
FIG. 4 is a configuration diagram of a drive switching device according to an embodiment of the present invention.

【図5】本発明の一実施形態における駆動切替装置のモ
ータに流れる電流と時間との関係を示すタイムチャート
である。
FIG. 5 is a time chart showing the relationship between time and current flowing through the motor of the drive switching device according to the embodiment of the present invention.

【図6】本発明の一実施形態における駆動切替装置のモ
ータの発熱温度と時間との関係を示すタイムチャートで
ある。
FIG. 6 is a time chart showing a relationship between heat generation temperature and time of the motor of the drive switching device according to the embodiment of the present invention.

【図7】本発明の一実施形態における駆動切替装置の制
御装置の処理を示すフローチャートである。
FIG. 7 is a flowchart showing a process of a control device of the drive switching device according to the embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

10 駆動切替装置 31 モータ 32 出力機構 33 ロッド(出力部材) 35 回転吸収機構 36 リミットスイッチ 40 制御装置 50 手動スイッチ(操作部材) TM 所定温度 10 Drive switching device 31 motor 32 output mechanism 33 Rod (output member) 35 Rotational absorption mechanism 36 Limit switch 40 control device 50 Manual switch (operation member) TM predetermined temperature

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Fターム(参考) 3D036 GA14 GA22 GA32 GA46 GB05 GB06 GB13 GD09 GG32 GG61 GH13 GH15 GJ18 3D043 AA07 AA10 AB17 EA02 EA17 EA23 EA25 EB12 EB14 EE03 EE18 EF11 EF12 5H571 AA02 BB10 CC04 DD00 EE06 GG04 JJ03 LL34 MM02 MM06   ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continued front page    F-term (reference) 3D036 GA14 GA22 GA32 GA46 GB05                       GB06 GB13 GD09 GG32 GG61                       GH13 GH15 GJ18                 3D043 AA07 AA10 AB17 EA02 EA17                       EA23 EA25 EB12 EB14 EE03                       EE18 EF11 EF12                 5H571 AA02 BB10 CC04 DD00 EE06                       GG04 JJ03 LL34 MM02 MM06

Claims (2)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 通電に応じて駆動するモータと、 該モータの出力軸とともに回転するモータ側回転部材
と、 前記モータの駆動にともなって移動することにより、車
両の駆動状態を第1状態あるいは第2状態のいずれかに
切り替える出力部材と、 該出力部材と前記モータ側回転部材出力軸との間に配設
され、前記出力部材の回転が規制された場合に、前記モ
ータの回転を吸収する回転吸収機構と、 選択操作によって車両の駆動状態を前記第1状態あるい
は前記第2状態のいずれかに選択する操作部材と、 該操作部材の選択操作に応じて前記モータの駆動を制御
し、前記出力部材を移動させる制御装置とを備えた駆動
切替装置において、 前記制御装置は、前記モータに流れるモータ電流を検出
すると共に、前記モータの起動からの通電時間を検出
し、前記モータ電流と前記通電時間とにより、前記モー
タの発熱温度を推定して、該発熱温度に基づき前記モー
タへの通電を規制することを特徴とする駆動切替装置。
1. A motor driven in response to energization, a motor-side rotating member that rotates together with an output shaft of the motor, and a drive state of the vehicle that moves with the drive of the motor so that the vehicle is driven in a first state or a first state. An output member that switches between one of two states and a rotation that is disposed between the output member and the motor-side rotating member output shaft and that absorbs the rotation of the motor when the rotation of the output member is restricted. An absorption mechanism, an operation member for selecting the drive state of the vehicle to either the first state or the second state by a selection operation, and controlling the drive of the motor according to the selection operation of the operation member to output the output. In a drive switching device including a control device that moves a member, the control device detects a motor current flowing in the motor and detects an energization time from the start of the motor. The drive switching device is characterized in that the heat generation temperature of the motor is estimated based on the motor current and the energization time, and energization to the motor is regulated based on the heat generation temperature.
【請求項2】 前記制御装置は、前記モータへの通電を
終了してからの通電停止時間を検出し、前記モータ電流
と該通電停止時間から前記発熱温度を推定し、前記発熱
温度が所定温度となるまで、前記操作部材による操作を
禁止することを特徴とする請求項1に記載の駆動切替装
置。
2. The control device detects an energization stop time after ending energization of the motor, estimates the heat generation temperature from the motor current and the power supply stop time, and the heat generation temperature is a predetermined temperature. The drive switching device according to claim 1, wherein the operation by the operation member is prohibited until the following condition is satisfied.
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