JP2005312147A

JP2005312147A - Electric motor driving device

Info

Publication number: JP2005312147A
Application number: JP2004123906A
Authority: JP
Inventors: Masao Teraoka; 正夫寺岡; Tomiaki Ochiai; 富明落合
Original assignee: Tochigi Fuji Sangyo KK
Current assignee: GKN Driveline Japan Ltd
Priority date: 2004-04-20
Filing date: 2004-04-20
Publication date: 2005-11-04

Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To suppress the forcible rotation of an electric motor from a wheel side by the generation of a drag torque. <P>SOLUTION: A deceleration driving device 23 includes the electric motor 5 which can output a torque, rear wheels 11, 13 receiving the output rotation of the electric motor 5, and a clutch 33 disposed in an oil lubricating environment which can interrupt and continue the torque transmission between the electric motor 5 and the rear wheels 11, 13. The electric motor 5 is used as a magnet motor having a permanent magnet. When the clutch 33 is disconnected, the rotation to be driven of the magnet motor is suppressed or specified by the magnetic force of the permanent magnet. <P>COPYRIGHT: (C)2006,JPO&NCIPI

Description

この発明は、駆動力源に電動モータを用いた電気自動車や、駆動力源にエンジン（内燃機関）と電動モータとを併用する四輪駆動ハイブリッド電気自動車の電動モータ側動力伝達系に用いられる電動モータ駆動装置に関する。 The present invention is an electric vehicle used in an electric motor side power transmission system of an electric vehicle using an electric motor as a driving force source, or a four-wheel drive hybrid electric vehicle using both an engine (internal combustion engine) and an electric motor as a driving force source. The present invention relates to a motor drive device.

従来の電動モータ駆動装置としては、例えば図９に示すような減速駆動装置がある。図９の減速駆動装置２００は、電動モータ２０１の出力を減速して左右のアクスルシャフトへ伝達し、例えば左右の後輪を駆動するようになっている。電動モータ２０１は、副駆動源として用いられている。前輪側は内燃機関などのエンジンが主駆動源として用いられ、該エンジンによって左右前輪を駆動するようになっている。 As a conventional electric motor drive device, for example, there is a reduction drive device as shown in FIG. The deceleration drive device 200 of FIG. 9 decelerates the output of the electric motor 201 and transmits it to the left and right axle shafts, for example, to drive the left and right rear wheels. The electric motor 201 is used as a sub drive source. On the front wheel side, an engine such as an internal combustion engine is used as a main drive source, and the left and right front wheels are driven by the engine.

前記減速駆動装置２００には、固定側のハウジング２０５に第１伝動軸２０７が回転自在に支持されている。第１伝動軸２０７は、電動モータ２０１に連動連結され、該電動モータ２０１から入力トルクを受けるようになっている。第１伝動軸２０７には、第１の減速機構２０９を構成する減速ギヤ２１１が設けられている。減速ギヤ２１１には、第１の減速機構２０９の他方の減速ギヤ２１５が噛合っている。減速ギヤ２１５は、第２伝動軸２１７に支持されている。第２伝動軸２１７は、前記第１伝動軸２０７に対して平行に配置され、前記ハウジング２０５に回転自在に支持されている。 In the deceleration drive device 200, a first transmission shaft 207 is rotatably supported by a fixed housing 205. The first transmission shaft 207 is linked to the electric motor 201 and receives input torque from the electric motor 201. The first transmission shaft 207 is provided with a reduction gear 211 that constitutes the first reduction mechanism 209. The reduction gear 211 is engaged with the other reduction gear 215 of the first reduction mechanism 209. The reduction gear 215 is supported by the second transmission shaft 217. The second transmission shaft 217 is disposed in parallel to the first transmission shaft 207 and is rotatably supported by the housing 205.

前記第２伝動軸２１７には、第２の減速機構２１９を構成する減速ギヤ２２１が設けられている。減速ギヤ２２１には、第２の減速機構２１９の他方の減速ギヤ２２３が噛合っている。減速ギヤ２２３は、リヤデファレンシャル装置２２５のデフケース２２７に対しベアリング２２９を介して相対回転自在に支持されている。 The second transmission shaft 217 is provided with a reduction gear 221 that constitutes a second reduction mechanism 219. The other reduction gear 223 of the second reduction mechanism 219 is engaged with the reduction gear 221. The reduction gear 223 is supported so as to be rotatable relative to the differential case 227 of the rear differential device 225 via a bearing 229.

前記リヤデファレンシャル装置２２５は、前記デフケース２２７内に差動歯車機構２３１を支持している。デフケース２２９は、ハウジング２０５にベアリング２３３により回転自在に支持されている。 The rear differential device 225 supports a differential gear mechanism 231 in the differential case 227. The differential case 229 is rotatably supported by the housing 205 by a bearing 233.

前記減速ギヤ２２３とデフケース２２９との間のトルクの伝達遮断の切り替えは、多板の摩擦板を用いた電磁摩擦クラッチ２３５で行われる。電磁摩擦クラッチ２３５は、デフケース２２９内のデフオイルにより潤滑される環境となっている。 Switching of the transmission interruption of torque between the reduction gear 223 and the differential case 229 is performed by an electromagnetic friction clutch 235 using a multi-plate friction plate. The electromagnetic friction clutch 235 is in an environment lubricated by the differential oil in the differential case 229.

前記電磁摩擦クラッチ２３５がトルク伝達状態に有れば、電動モータ２０１を駆動することにより、第１，第２減速機構２０９，２１９を介して減速されたトルクがリヤデファレンシャル装置２２５へ伝達される。リヤデファレンシャル装置２２５からは、左右のアクスルシャフトへトルクが伝達される。このトルクにより、エンジンの駆動に対し発進走行や登坂走行のアシストを行うことができる。 If the electromagnetic friction clutch 235 is in the torque transmission state, the electric motor 201 is driven, and the torque decelerated through the first and second reduction mechanisms 209 and 219 is transmitted to the rear differential device 225. Torque is transmitted from the rear differential device 225 to the left and right axle shafts. With this torque, it is possible to assist starting driving and uphill driving for driving the engine.

前記電動モータが停止しているときは、前記電磁摩擦クラッチ２３５がトルク遮断状態に切り替えられる。この切り替え状態で、車輪側の回転がリヤデファレンシャル装置２２５へ伝達されても、第１，第２減速機構２０９，２１９、電動モータ２０１へ回転が伝達されることはない。このため、電動モータ２０１の出力が停止しているとき第１，第２減速機構２０９，２１９、及び電動モータが車輪側の回転により強制的に駆動されて被駆動回転することは、基本的にはない。 When the electric motor is stopped, the electromagnetic friction clutch 235 is switched to a torque cutoff state. Even if the wheel side rotation is transmitted to the rear differential device 225 in this switching state, the rotation is not transmitted to the first and second reduction mechanisms 209 and 219 and the electric motor 201. For this reason, when the output of the electric motor 201 is stopped, the first and second speed reduction mechanisms 209 and 219 and the electric motor are forcibly driven by the wheel side rotation and driven to rotate. There is no.

しかし、冬季など外気温度が低いと走行当初などにおいてデフケース２２９内のデフオイルの粘性が高く、電磁摩擦クラッチ２３５にドラグトルクを招く恐れがある。電磁摩擦クラッチ２３５にドラグトルクを招いた場合には、電磁摩擦クラッチ２３５が遮断状態に制御されていても、左右後輪側の回転が電磁摩擦クラッチ２３５、第１，第２減速機構２０９，２１９を介して電動モータ２０１に入力されることになり、電動モータ２０１の回転子側が強制的に回転駆動される恐れがある。 However, when the outside air temperature is low, such as in winter, the viscosity of the differential oil in the differential case 229 is high at the beginning of traveling and the like, and there is a possibility of causing drag torque to the electromagnetic friction clutch 235. When drag torque is applied to the electromagnetic friction clutch 235, the rotation of the left and right rear wheels is controlled by the electromagnetic friction clutch 235 and the first and second reduction mechanisms 209 and 219 even if the electromagnetic friction clutch 235 is controlled to be in the disconnected state. Therefore, the rotor side of the electric motor 201 may be forcibly rotated.

前記ドラグトルクの発生は、電磁摩擦クラッチ２３５が大型化すればそれだけ大きくなり、電磁摩擦クラッチ２３５のトルク伝達容量の増大が制限される恐れがある。 The generation of the drag torque increases as the electromagnetic friction clutch 235 increases in size, and there is a possibility that the increase in the torque transmission capacity of the electromagnetic friction clutch 235 is limited.

特開２００３−１０４０７３号公報JP 2003-104073 A

解決しようとする問題点は、ドラグトルクの発生により電動モータが被駆動部側から強制的に回転される点である。 The problem to be solved is that the electric motor is forcibly rotated from the driven part side by the generation of the drag torque.

本発明は、ドラグトルクの発生により電動モータが被駆動部側から強制的に回転されることを抑制するため、電動モータを、永久磁石を有するマグネットモータや、電磁石を有するコイルモータとし、クラッチの遮断時に、前記永久磁石又は電磁石の磁力により前記電動モータの被駆動回転の抑制又は規制を行うことを最も主要な特徴とする。 In the present invention, in order to prevent the electric motor from being forcibly rotated from the driven portion side due to the generation of drag torque, the electric motor is a magnet motor having a permanent magnet or a coil motor having an electromagnet. The main feature is that the driven rotation of the electric motor is suppressed or restricted by the magnetic force of the permanent magnet or electromagnet at the time of interruption.

本発明の伝動モータ駆動装置は、電動モータを、永久磁石を有するマグネットモータや、電磁石を有するコイルモータとし、クラッチの遮断時に、前記永久磁石又は電磁石の磁力により前記電動モータの被駆動回転の抑制又は規制を行うため、クラッチの遮断時に、前記永久磁石又は電磁石の磁力により前記電動モータの被駆動回転の規制を行うことができる。このため、クラッチにおけるドラグトルクをある程度許容することができ、クラッチのトルク伝達容量の増大を可能とする。
また、コイルモータを用いたときは、保持用の電流の調整により電磁石の磁力を調整することができ、より制御制を向上させることができる。 In the transmission motor drive device of the present invention, the electric motor is a magnet motor having a permanent magnet or a coil motor having an electromagnet, and the driven rotation of the electric motor is suppressed by the magnetic force of the permanent magnet or the electromagnet when the clutch is disconnected. Alternatively, since the regulation is performed, the driven rotation of the electric motor can be regulated by the magnetic force of the permanent magnet or the electromagnet when the clutch is disengaged. For this reason, the drag torque in the clutch can be allowed to some extent, and the torque transmission capacity of the clutch can be increased.
Further, when a coil motor is used, the magnetic force of the electromagnet can be adjusted by adjusting the holding current, and the control system can be further improved.

前記電動モータの出力回転を減速して前記クラッチへ入力する減速機構を設けた場合は、電動モータの出力トルクを減速機構で減速して被駆動部側へ伝達することができる。この場合、クラッチのドラグトルクにより被駆動部の回転が電動モータへ増速して伝達されても、永久磁石又は電磁石の磁力により前記電動モータの被駆動回転の抑制又は規制を行うことができるから、前記減速を確実に行わせることができる。また、電動モータからクラッチが配置された減速機構経路の回転も抑制又は規制することができる。 When a speed reduction mechanism that decelerates the output rotation of the electric motor and inputs it to the clutch is provided, the output torque of the electric motor can be reduced by the speed reduction mechanism and transmitted to the driven part side. In this case, even if the rotation of the driven part is accelerated and transmitted to the electric motor by the drag torque of the clutch, the driven rotation of the electric motor can be suppressed or restricted by the magnetic force of the permanent magnet or the electromagnet. The deceleration can be reliably performed. Further, the rotation of the speed reduction mechanism path where the clutch is arranged from the electric motor can also be suppressed or restricted.

前記電動モータの駆動回路に、開閉スイッチを備えた制動閉回路を並列接続し、前記駆動回路の遮断時に前記開閉スイッチをＯＮとする制動制御手段を設けた場合は、電動モータが被駆動回転されると電動モータのジェネレータ的な動作により前記制動閉回路に逆起電力による電流が流れて回転制動力を発生し、被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。 When a brake control circuit having an open / close switch is connected in parallel to the drive circuit of the electric motor and a brake control means for turning on the open / close switch when the drive circuit is shut off is provided, the electric motor is driven to rotate. Then, by the generator-like operation of the electric motor, a current due to the counter electromotive force flows in the brake closed circuit to generate a rotational braking force, and the driven rotation can be suppressed or restricted.

前記クラッチの温度環境を検出する温度センサを設け、前記制御手段は、前記温度センサが検出する温度が所定温度を下回るとき前記前記開閉スイッチをＯＮとする場合は、電動モータが被駆動回転されると電動モータのジェネレータ的な動作により前記制動閉回路に逆起電力による電流が流れて回転制動力を発生し、オイル粘性が高い時に被駆動回転の抑制又は規制を確実に行うことができる。 A temperature sensor for detecting the temperature environment of the clutch is provided, and the control means rotates the electric motor when the open / close switch is turned on when the temperature detected by the temperature sensor falls below a predetermined temperature. As a result of the generator-like operation of the electric motor, a current due to the counter electromotive force flows through the brake closed circuit to generate a rotational braking force, and the driven rotation can be reliably suppressed or restricted when the oil viscosity is high.

前記電動モータの被駆動回転を検出する回転検出手段を設け、前記制動制御手段は、前記回転検出手段が検出する被駆動回転が所定回転を上回るとき前記前記開閉スイッチをＯＮとする場合は、電動モータの被駆動回転が所定回転を上回るとき電動モータのジェネレータ的な動作により前記制動閉回路に逆起電力による電流が流れて回転制動力を発生し、被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。 Rotation detection means for detecting driven rotation of the electric motor is provided, and the braking control means is electrically operated when the open / close switch is turned on when the driven rotation detected by the rotation detection means exceeds a predetermined rotation. When the driven rotation of the motor exceeds a predetermined rotation, a current caused by a counter electromotive force flows through the braking closed circuit by a generator-like operation of the electric motor to generate a rotational braking force, thereby suppressing or regulating the driven rotation. it can.

前記回転検出手段が、前記電動モータの被駆動回転時の逆起電力を検出する場合は、特別な回転センサを設けなくても、或いは回転センサが故障しても逆起電力により電動モータの被駆動回転を確実に検出することができる。 When the rotation detection means detects the counter electromotive force during the driven rotation of the electric motor, even if a special rotation sensor is not provided, or the rotation sensor fails, the electric motor is driven by the counter electromotive force. Drive rotation can be detected reliably.

前記電動モータを、他の主駆動源に対して副駆動源とした場合は、全体的に小型、軽量に形成することができる。また、副駆動源の音振性能の向上を図ることができると共に、耐久性をも向上することができる。 When the electric motor is used as a sub drive source with respect to another main drive source, it can be formed small and light overall. In addition, the sound vibration performance of the sub drive source can be improved, and the durability can be improved.

前記主駆動源は内燃機関であり、前記内燃機関及び電動モータは、一方が前後輪の一方を他方が同他方を駆動する駆動源となる場合は、四輪駆動車において前後輪の一方へ動力を伝動する電動モータ駆動装置を小型、軽量に構成することができる。また、該減速駆動装置の音振性能の向上を図ることができると共に、耐久性をも向上することができる。 The main driving source is an internal combustion engine, and when the internal combustion engine and the electric motor are driving sources for driving one of the front and rear wheels and the other driving the other, the power is supplied to one of the front and rear wheels in a four-wheel drive vehicle. The electric motor drive device for transmitting the power can be made small and light. In addition, it is possible to improve the sound vibration performance of the deceleration drive device and also improve the durability.

電動モータの被駆動回転の規制を行うという目的を、簡単な構造で実現した。 The purpose of regulating the driven rotation of the electric motor is realized with a simple structure.

図１は、本発明の電動モータ駆動装置を実施例１に係る減速駆動装置に適用した四輪駆動車のスケルトン平面図である。図１のように、四輪駆動車１は、主駆動源である内燃機関としてのエンジン３と、副駆動源である電動モータ５とを備えている。 FIG. 1 is a skeleton plan view of a four-wheel drive vehicle in which an electric motor drive device of the present invention is applied to a deceleration drive device according to a first embodiment. As shown in FIG. 1, the four-wheel drive vehicle 1 includes an engine 3 as an internal combustion engine that is a main drive source, and an electric motor 5 that is a sub drive source.

本発明実施例の特徴は、前記電動モータ５を、永久磁石を有するマグネットモータとし、後述するクラッチの遮断時に、前記永久磁石の磁力により前記マグネットモータの被駆動回転の抑制又は規制を行うことにあるが、まず、四輪駆動車の全体構成、及び減速駆動装置の具体的構成を説明した後、特徴説明を行う。
（四輪駆動車の全体構成）
図１において、前記エンジン３は本実施形態において、左右の前輪７，９を駆動し、電動モータ５は同左右の後輪１１，１３を駆動する駆動源となっている。但し、前輪を副駆動源の電動モータ５で駆動し、後輪１１，１３を主駆動源のエンジン３で駆動する構成にすることもできる。 A feature of the embodiment of the present invention is that the electric motor 5 is a magnet motor having a permanent magnet, and the driven rotation of the magnet motor is suppressed or restricted by the magnetic force of the permanent magnet when the clutch described later is disengaged. First, the overall configuration of the four-wheel drive vehicle and the specific configuration of the deceleration drive device will be described, followed by a feature description.
(Overall configuration of a four-wheel drive vehicle)
In FIG. 1, the engine 3 drives left and right front wheels 7 and 9 in this embodiment, and the electric motor 5 is a drive source for driving the left and right rear wheels 11 and 13. However, the front wheels can be driven by the electric motor 5 as the auxiliary drive source, and the rear wheels 11 and 13 can be driven by the engine 3 as the main drive source.

前記エンジン３の出力は、トランスミッション１５を介してデファレンシャル装置であるフロントデファレンシャル装置１７に入力されるようになっている。フロントデファレンシャル装置１７には、左右のアクスルシャフト１９，２１を介して、前記前輪７，９が連動連結されている。 The output of the engine 3 is input to a front differential device 17 that is a differential device via a transmission 15. The front wheels 7 and 9 are connected to the front differential device 17 via left and right axle shafts 19 and 21.

前記電動モータ５は、伝動モータ駆動装置である減速駆動装置２３の駆動源として構成されている。減速駆動装置２３の出力側には、左右のアクスルシャフト２５，２７を介して、前記左右の後輪１１，１３が連動連結されている。 The electric motor 5 is configured as a drive source of a deceleration drive device 23 that is a transmission motor drive device. The left and right rear wheels 11 and 13 are interlocked and connected to the output side of the deceleration driving device 23 via left and right axle shafts 25 and 27.

前記電動モータ５の出力は、減速駆動装置２３の減速機構２９に入力されるようになっている。減速駆動装置２３には、リヤデファレンシャル装置３１が設けられている。リヤデファレンシャル装置３１には、前記左右のアクスルシャフト２５，２７が連動連結されている。減速駆動装置２３には、クラッチ３３が設けられている。クラッチ３３は、減速駆動装置２３の潤滑オイルによるオイル潤滑環境にあり、前記減速機構２９とリヤデファレンシャル装置３１との間のトルク伝達を断続する。すなわち、クラッチ３３は、電動モータ５と被駆動部である左右後輪１１，１３側との間のトルク伝達を断続可能な構成となっている。 The output of the electric motor 5 is input to the speed reduction mechanism 29 of the speed reduction drive device 23. The deceleration drive device 23 is provided with a rear differential device 31. The left and right axle shafts 25 and 27 are linked to the rear differential device 31 in an interlocking manner. The deceleration drive device 23 is provided with a clutch 33. The clutch 33 is in an oil lubrication environment with the lubricating oil of the speed reduction drive device 23, and interrupts torque transmission between the speed reduction mechanism 29 and the rear differential device 31. That is, the clutch 33 is configured to be able to intermittently transmit torque between the electric motor 5 and the left and right rear wheels 11 and 13 that are driven parts.

前記電動モータ５は、制御手段としてのコントローラ３５によって制御されるようになっている。コントローラ３５には、ギヤ回転数センサ３７、温度センサ３９からの検出信号を入力するほか、前後輪７，９，１１，１３の車輪速センサからの検出値等の各種センサからの検出信号を入力するようになっている。ギヤ回転数センサ３５は、前記減速機構２９のギヤの回転数を検出するもので、本実施例において前記電動モータ５の被駆動回転を検出する回転検出手段を構成する。前記温度センサ３９は、前記減速駆動装置２３内の潤滑オイルの温度を検出するものであり、潤滑オイルの温度により前記クラッチ３３の温度環境を検出する。なお、クラッチ３３の温度環境は、減速駆動装置２３のケーシング４７の温度、クラッチ３３の周辺部材の温度、外気温度、さらにはこれらの組み合わせによっても検出することができる。 The electric motor 5 is controlled by a controller 35 as control means. The controller 35 receives detection signals from the gear speed sensor 37 and the temperature sensor 39, and also inputs detection signals from various sensors such as detection values from the wheel speed sensors of the front and rear wheels 7, 9, 11, and 13. It is supposed to be. The gear rotation speed sensor 35 detects the rotation speed of the gear of the speed reduction mechanism 29, and constitutes a rotation detection means for detecting the driven rotation of the electric motor 5 in this embodiment. The temperature sensor 39 detects the temperature of the lubricating oil in the deceleration drive device 23, and detects the temperature environment of the clutch 33 based on the temperature of the lubricating oil. The temperature environment of the clutch 33 can also be detected by the temperature of the casing 47 of the deceleration drive device 23, the temperature of the peripheral members of the clutch 33, the outside air temperature, and a combination thereof.

前記電動モータ５には、バッテリ４１から給電されるようになっている。バッテリ４１には蓄電用のジェネレータ４３が接続されている。バッテリ４１は、車両の減速時等においてジェネレータ４３の発電によって充電される。 The electric motor 5 is supplied with power from a battery 41. The battery 41 is connected to a power storage generator 43. The battery 41 is charged by the power generation of the generator 43 when the vehicle is decelerated or the like.

なお、図１の二点鎖線図示のように、主駆動源であるエンジン３により駆動される専用ジェネレータ４５を設け、該専用ジェネレータ４５による発電電流を前記伝動モータ５へ直接供給する構成にすることも可能である。この場合は、電動モータ５給電用のバッテリ４１を省略することができる。 1, a dedicated generator 45 that is driven by the engine 3 that is the main drive source is provided, and the power generation current generated by the dedicated generator 45 is directly supplied to the transmission motor 5. Is also possible. In this case, the battery 41 for feeding the electric motor 5 can be omitted.

通常走行時には、コントローラ３５の制御により電動モータ５の駆動停止及びクラッチ３３遮断を行って後輪１１，１３側へのトルク伝達を停止する。エンジン３の駆動によってトランスミッション１５を介しフロントデファレンシャル装置１７にトルクが伝達される。フロントデファレンシャル装置１７から左右のアクスルシャフト１９，２１を介して、左右の前輪７，９にトルク伝達が行われ、二輪駆動状態で走行することができる。 During normal running, the drive of the electric motor 5 is stopped and the clutch 33 is disconnected under the control of the controller 35, and torque transmission to the rear wheels 11, 13 is stopped. Torque is transmitted to the front differential device 17 through the transmission 15 by driving the engine 3. Torque is transmitted from the front differential device 17 to the left and right front wheels 7 and 9 via the left and right axle shafts 19 and 21, and the vehicle can travel in a two-wheel drive state.

車両発進走行、車両加速走行時等、大きな駆動力が必要となるときは、コントローラ３５により電動モータ５が駆動されると共にクラッチ３３が接続される。従って、電動モータ５の出力トルクが減速駆動装置２３の減速機構２９、クラッチ３３、リヤデファレンシャル装置３１へと伝達される。リヤデファレンシャル装置３１からは、左右のアクスルシャフト２５，２７を介して左右の後輪１１，１３へトルク伝達が行われる。 When a large driving force is required, such as when the vehicle starts running or the vehicle accelerates, the electric motor 5 is driven by the controller 35 and the clutch 33 is connected. Accordingly, the output torque of the electric motor 5 is transmitted to the speed reduction mechanism 29, the clutch 33, and the rear differential device 31 of the speed reduction drive device 23. Torque is transmitted from the rear differential device 31 to the left and right rear wheels 11 and 13 via the left and right axle shafts 25 and 27.

従って、四輪駆動車１は、エンジン３による前輪７，９の駆動と電動モータ５による後輪１１，１３の駆動とによって四輪駆動状態で大きな駆動力で発進走行等を行うことができる。
（減速駆動装置の具体的構成）
かかる四輪駆動車１の前記減速駆動装置２３は、例えば図２のようになっている。図２は減速駆動装置２３の断面図ある。 Therefore, the four-wheel drive vehicle 1 can perform start-up running with a large driving force in the four-wheel drive state by driving the front wheels 7 and 9 by the engine 3 and driving the rear wheels 11 and 13 by the electric motor 5.
(Specific configuration of deceleration drive)
The deceleration drive device 23 of the four-wheel drive vehicle 1 is, for example, as shown in FIG. FIG. 2 is a cross-sectional view of the deceleration drive device 23.

図２のように、減速駆動装置２３はケーシング４７に収容されている。このケーシング４７はケーシング本体４９とカバー５１から構成されており、カバー５１はボルト５３によってケーシング本体４９の一側開口部に固定されている。ケーシング４７にはオイル溜まりが設けられており、潤滑用のオイルが封入されている。このオイルは鉱物油である。 As shown in FIG. 2, the deceleration driving device 23 is accommodated in the casing 47. The casing 47 includes a casing main body 49 and a cover 51, and the cover 51 is fixed to one side opening of the casing main body 49 by a bolt 53. The casing 47 is provided with an oil reservoir, and contains lubricating oil. This oil is mineral oil.

前記電動モータ５は、ケーシング本体４９の他側端部にボルト５５により締結固定されている。 The electric motor 5 is fastened and fixed to the other end portion of the casing body 49 by a bolt 55.

前記ケーシング４７の内部には、電動モータ５と同軸に、第１軸５７が支持されている。第１軸５７は一端側がボールベアリング５９により、他端側がボールベアリング６１によってそれぞれケーシング本体４９に支時されている。第１軸５７の他端に形成された大径孔６３には、ハブ６５が溶接されている。ハブ６５には、スプライン６７が形成され、電動モータ５の出力軸６９がスプライン６７を介して第１軸５７にスプライン係合している。第１軸５７の他端部とケーシング本体４９との間にはオイルシール７１が介設されている。 A first shaft 57 is supported in the casing 47 coaxially with the electric motor 5. The first shaft 57 is supported by the casing body 49 at one end side by a ball bearing 59 and at the other end side by a ball bearing 61. A hub 65 is welded to the large-diameter hole 63 formed at the other end of the first shaft 57. A spline 67 is formed in the hub 65, and the output shaft 69 of the electric motor 5 is spline-engaged with the first shaft 57 via the spline 67. An oil seal 71 is interposed between the other end of the first shaft 57 and the casing body 49.

前記減速機構２９は、前記電動モータ５の出力回転を減速して前記クラッチ３３へ入力するもので、２段の第１，第２減速機構７３，７５から構成されている。 The deceleration mechanism 29 decelerates the output rotation of the electric motor 5 and inputs it to the clutch 33, and is composed of first and second reduction mechanisms 73 and 75 in two stages.

前記第１減速機構７３は互いに噛み合った小径ギア７７と大径ギア７９から構成されている。小径ギア７７は第１軸５７の一端部に一体形成されており、大径ギア７９は第２軸８５に圧入支持されている。第２軸８５の一端側はボールベアリング８７によってカバー５１に支時されており、他端部はニードルベアリング８９によってケーシング本体４９に支時されている。第２軸８５の一端側とカバー５１との間にはオイルシール９１が配置され、外部へのオイル漏れを防止している。 The first speed reduction mechanism 73 includes a small-diameter gear 77 and a large-diameter gear 79 that mesh with each other. The small diameter gear 77 is formed integrally with one end of the first shaft 57, and the large diameter gear 79 is press-fitted and supported by the second shaft 85. One end of the second shaft 85 is supported on the cover 51 by a ball bearing 87, and the other end is supported on the casing main body 49 by a needle bearing 89. An oil seal 91 is disposed between one end side of the second shaft 85 and the cover 51 to prevent oil leakage to the outside.

前記第２減速機構７５は互いに噛み合った小径ギア８１と大径ギア８３から構成されている。小径ギア８１は第２軸８５に一体形成されており、大径ギア８３はリヤデファレンシャル装置３１のアウターデフケース９３の端部に溶接されている。 The second reduction mechanism 75 includes a small diameter gear 81 and a large diameter gear 83 that are meshed with each other. The small diameter gear 81 is integrally formed with the second shaft 85, and the large diameter gear 83 is welded to the end of the outer differential case 93 of the rear differential device 31.

前記電動モータ５の出力トルクは、第１，第２減速機構７３，７５によって後輪１１，１３の走行回転数域まで減速され、トルクが増幅されてリヤデファレンシャル装置３１のアウターデフケース９３を回転させる。 The output torque of the electric motor 5 is decelerated to the traveling rotational speed range of the rear wheels 11 and 13 by the first and second reduction mechanisms 73 and 75, and the torque is amplified to rotate the outer differential case 93 of the rear differential device 31. .

前記リヤデファレンシャル装置３１は、前記クラッチ３３、ベベルギア式の差動機構９５などから構成されている。 The rear differential device 31 includes the clutch 33, a bevel gear type differential mechanism 95, and the like.

前記クラッチ３３は、アウターデフケース９３、インナーデフケース９７、多板式のメインクラッチ９９、ボールカム１０１、プレッシャープレート１０３、カムリング１０５、多板式のパイロットクラッチ１０７、リターンスプリング１０９、アーマチャ１１１、電磁石１１３により構成されている。 The clutch 33 includes an outer differential case 93, an inner differential case 97, a multi-plate main clutch 99, a ball cam 101, a pressure plate 103, a cam ring 105, a multi-plate pilot clutch 107, a return spring 109, an armature 111, and an electromagnet 113. Yes.

前記アウターデフケース９３の大径ギア８３は、ボールベアリング１１５，１１７によってインナーデフケース９７上に支承されている。また、アウターデフケース９３は大径ギア７９によるトルク伝達だけを行い、部材の支持機能から開放されたフローティング構造になっている。 The large diameter gear 83 of the outer differential case 93 is supported on the inner differential case 97 by ball bearings 115 and 117. In addition, the outer differential case 93 has a floating structure in which only torque transmission by the large-diameter gear 79 is performed and the member supporting function is released.

前記インナーデフケース９７は、一端のボス部１１９がボールベアリング１２１によってカバー５１に支承され、他端のボス部１２３がボールベアリング１２５と電磁石１１３のコア１２７とを介してケーシング本体４９に支持されている。コア１２７はケーシング本体４９に固定されている。 The inner differential case 97 has a boss 119 at one end supported by the cover 51 by a ball bearing 121, and a boss 123 at the other end supported by the casing body 49 via a ball bearing 125 and a core 127 of the electromagnet 113. . The core 127 is fixed to the casing body 49.

前記ボス部１２３の外周には、磁性材料で形成されたロータ１２９がスナップリング１３１によって固定され、軸方向に位置決められている。 A rotor 129 made of a magnetic material is fixed to the outer periphery of the boss portion 123 by a snap ring 131 and is positioned in the axial direction.

前記メインクラッチ９９は、アウターデフケース９３とインナーデフケース９７との間に配置されている。メインクラッチ９９のアウタープレートはアウターデフケース９３の内周にスプライン係合し、同インナープレートはインナーデフケース９７の外周にスプライン係合している。 The main clutch 99 is disposed between the outer differential case 93 and the inner differential case 97. The outer plate of the main clutch 99 is spline engaged with the inner periphery of the outer differential case 93, and the inner plate is spline engaged with the outer periphery of the inner differential case 97.

前記パイロットクラッチ１０７はアウターデフケース９３とカムリング１０５との間に配置されている。パイロットクラッチ１０７のアウタープレートはアウターデフケース９３の内周にスプライン係合し、同インナープレートはカムリング１０５の外周にスプライン係合している。 The pilot clutch 107 is disposed between the outer differential case 93 and the cam ring 105. The outer plate of the pilot clutch 107 is spline engaged with the inner periphery of the outer differential case 93, and the inner plate is spline engaged with the outer periphery of the cam ring 105.

前記ボールカム１０１はプレッシャープレート１０３とカムリング１０５との間に形成されている。プレッシャープレート１０３はインナーデフケース９７の外周に軸方向移動自在にスプライン係合し、ボールカム１０１のカムスラスト力を受けてメインクラッチ９９を押圧する。 The ball cam 101 is formed between a pressure plate 103 and a cam ring 105. The pressure plate 103 is spline-engaged with the outer periphery of the inner differential case 97 so as to be axially movable, and receives the cam thrust force of the ball cam 101 to press the main clutch 99.

前記カムリング１０５とロータ１２９との間には、スラストベアリング１３３が配置されている。スラストベアリング１３３は、ボールカム１０１のカム反力を受けると共に、カムリング１０５とロータ１２９との間の相対回転を吸収する。 A thrust bearing 133 is disposed between the cam ring 105 and the rotor 129. The thrust bearing 133 receives the cam reaction force of the ball cam 101 and absorbs the relative rotation between the cam ring 105 and the rotor 129.

前記プレッシャープレート１０３とインナーデフケース９７との間に、リターンスプリング１３５が配置されている。プレッシャープレート１０３は、リターンスプリング１０９によりメインクラッチ９９の連結解除方向に付勢されている。 A return spring 135 is disposed between the pressure plate 103 and the inner differential case 97. The pressure plate 103 is urged in the direction of releasing the connection of the main clutch 99 by a return spring 109.

前記アーマチャ１１１はリング状に形成されており、プレッシャープレート１０３とパイロットクラッチ１０７との間に軸方向移動自在に配置されている。 The armature 111 is formed in a ring shape and is disposed between the pressure plate 103 and the pilot clutch 107 so as to be movable in the axial direction.

前記電磁石１１３のリード線はグロメットを介してケーシング本体４９の外部に引き出され、コネクターによってバッテリー４１側に接続されている。 The lead wire of the electromagnet 113 is drawn out of the casing body 49 through a grommet and connected to the battery 41 side by a connector.

前記電磁石１１３のコア１２７とロータ１２９との間には適度なエアギャップが形成されており、このエアギャップ、ロータ１２９、パイロットクラッチ１０７、アーマチャ１１１によって電磁石１１３の磁路が構成されている。電磁石１１３を通電制御すると前記磁路上に磁束ループが形成される。 An appropriate air gap is formed between the core 127 of the electromagnet 113 and the rotor 129, and the magnetic path of the electromagnet 113 is constituted by the air gap, the rotor 129, the pilot clutch 107, and the armature 111. When the electromagnet 113 is energized and controlled, a magnetic flux loop is formed on the magnetic path.

前記差動機構９５は、ピニオンシャフト１３７、ピニオンギア１３９、出力側のサイドギア１４１，１４３から構成されている。 The differential mechanism 95 includes a pinion shaft 137, a pinion gear 139, and output side gears 141 and 143.

前記サイドギア１４１，１４３は左右のアクスルシャフト２５，２７にそれぞれスプライン係合しており、各アクスルシャフト２５，２７はインナーデフケース９７の両ボス部１１９，１２３とカバー５１及びケーシング本体４９とをそれぞれ貫通し、左右の後輪１１，１３に連結されている。 The side gears 141 and 143 are spline-engaged with the left and right axle shafts 25 and 27, respectively. The left and right rear wheels 11 and 13 are connected.

前記アクスルシャフト２５，２７とカバー５１及びケーシング本体４９との間には、それぞれオイルシール１４５が配置され、外部へのオイル漏れを防止している。 Oil seals 145 are disposed between the axle shafts 25 and 27, the cover 51, and the casing body 49, respectively, to prevent oil leakage to the outside.

前記インナーデフケース９７の回転はピニオンシャフト１３７からピニオンギア１３９を介して各サイドギア１４１，１４３に配分され、さらにアクスルシャフト２５，２７から左右の後輪１１，１３に伝達される。 The rotation of the inner differential case 97 is distributed from the pinion shaft 137 to the side gears 141 and 143 via the pinion gear 139 and further transmitted from the axle shafts 25 and 27 to the left and right rear wheels 11 and 13.

悪路などで後輪１１，１３の間に駆動抵抗差が生じると、電動モータ５の駆動力はピニオンギア１３９の自転によって左右の後輪１１，１３に差動配分される。 When a drive resistance difference occurs between the rear wheels 11 and 13 on a rough road or the like, the driving force of the electric motor 5 is differentially distributed to the left and right rear wheels 11 and 13 by the rotation of the pinion gear 139.

前記コントローラ３５は、各種センサーによって検知した路面状態、車両の発進、加速、旋回のような走行条件及び操舵条件などに応じて、電磁石１１３の通電制御を行う。 The controller 35 performs energization control of the electromagnet 113 according to road surface conditions detected by various sensors, traveling conditions such as vehicle start, acceleration, and turning, and steering conditions.

前記電磁石１１３の通電制御は、電動モータ５の動作コントロールと共に行われ、電磁石１１３の通電停止は、電動モータ５を駆動停止させるときに行われる。 The energization control of the electromagnet 113 is performed together with the operation control of the electric motor 5, and the energization stop of the electromagnet 113 is performed when the driving of the electric motor 5 is stopped.

前記電磁石１１３が励磁されると、上記の磁束ループによってアーマチャ１１１が吸引され、ロータ１２９との間でパイロットクラッチ１０７を締結し、パイロットトルクを発生させる。パイロットトルクが発生すると、パイロットクラッチ１０７によってアウターデフケース９３に連結されたカムリング１０５と、インナーデフケース９７側のプレッシャープレート１０３とを介してボールカム１０１に電動モータ５側からの伝達トルクが作用する。ボールカム１０１は、前記伝達トルクを増幅しながらカムスラスト力に変換し、プレッシャープレート１０３を移動させてメインクラッチ９９を締結させる。 When the electromagnet 113 is excited, the armature 111 is attracted by the magnetic flux loop, and the pilot clutch 107 is engaged with the rotor 129 to generate pilot torque. When pilot torque is generated, transmission torque from the electric motor 5 side acts on the ball cam 101 via the cam ring 105 connected to the outer differential case 93 by the pilot clutch 107 and the pressure plate 103 on the inner differential case 97 side. The ball cam 101 amplifies the transmission torque and converts it into a cam thrust force, and moves the pressure plate 103 to fasten the main clutch 99.

こうしてクラッチ３３が連結されると、大径ギア８３に伝達された電動モータ５のトルクがアウターデフケース９３からインナーデフケース９７に伝達され、その回転は差動機構９５によって左右の後輪１１，１３に配分され、車両が四輪駆動状態になる。 When the clutch 33 is thus connected, the torque of the electric motor 5 transmitted to the large-diameter gear 83 is transmitted from the outer differential case 93 to the inner differential case 97, and the rotation is transmitted to the left and right rear wheels 11, 13 by the differential mechanism 95. It is distributed and the vehicle is in a four-wheel drive state.

このとき、電磁石１１３の励磁電流を制御すると、パイロットクラッチ１０７の滑り率が変化してボールカム１０１のカムスラスト力が変わり、後輪１１，１３側への伝達トルクが制御される。このような伝達トルクの制御を、例えば、旋回時に行うと旋回性と車体の安定性とを大きく向上させることができる。 At this time, when the excitation current of the electromagnet 113 is controlled, the slip ratio of the pilot clutch 107 changes, the cam thrust force of the ball cam 101 changes, and the torque transmitted to the rear wheels 11 and 13 is controlled. When such transmission torque control is performed during turning, for example, the turning performance and the stability of the vehicle body can be greatly improved.

前記電磁石１１３の励磁を停止すると、パイロットクラッチ１０７が開放されてボールカム１０１のカムスラスト力が消失し、リターンスプリング１３５の付勢力によってプレッシャープレート１０３が戻り、メインクラッチ９９が開放されてクラッチ３３の連結が解除され、車両は前輪７，９の二輪駆動状態になる。 When the excitation of the electromagnet 113 is stopped, the pilot clutch 107 is released, the cam thrust force of the ball cam 101 disappears, the pressure plate 103 is returned by the biasing force of the return spring 135, the main clutch 99 is released, and the clutch 33 is connected. The vehicle is released and the front wheels 7 and 9 are in a two-wheel drive state.

前記クラッチ３３の連結解除操作は、上記のように電動モータ５の停止操作と同時に行われるから、二輪駆動状態では、アウターデフケース９３と減速機構２９と電動モータ５が後輪１１，１３の連れ回りから切り離され、機械的に回されることが防止される。 Since the operation of releasing the clutch 33 is performed simultaneously with the operation of stopping the electric motor 5 as described above, in the two-wheel drive state, the outer differential case 93, the speed reduction mechanism 29, and the electric motor 5 are rotated together with the rear wheels 11, 13. Is prevented from being mechanically turned.

従って、減速機構２９、電動モータ５及びそのベアリング、バッテリー４１、レギュレータなどの集積回路の回路素子が後輪１１，１３の連れ回りによる悪影響から保護され、耐久性が向上する。 Accordingly, circuit elements of the integrated circuit such as the speed reduction mechanism 29, the electric motor 5 and its bearings, the battery 41, and the regulator are protected from adverse effects caused by the accompanying rotation of the rear wheels 11 and 13, and durability is improved.

前記ケーシング本体４９内でのオイルの粘性による回転抵抗は、オイル温度が−２０℃に下がるまで極めて小さいが、−２０℃以下になると急激に増加し、−３０℃以下になると増加の割合がさらに大きくなる。 The rotational resistance due to the viscosity of the oil in the casing body 49 is extremely small until the oil temperature drops to -20 ° C, but increases rapidly when the oil temperature is -20 ° C or lower, and further increases when the oil temperature is -30 ° C or lower. growing.

前記メインクラッチ９９とパイロットクラッチ１０７は、ケーシング４７内のオイル溜りのオイルによって潤滑・冷却されるが、オイル温度が−３０℃以下になる寒冷地や厳冬期にはオイルの粘性の急激な上昇によって、リヤデファレンシャル装置３１のメインクラッチ９９（クラッチ３３）にドラグトルクを生じる恐れがある。クラッチ３３にドラグトルクが生じると、二輪駆動走行時に電動モータ２５を停止させても後輪２１，２３連れ回りの回転が減速機構２９を通って増速され、電動モータ５を高速で無理に回転させるから、電動モータ５と上記の関連機能に負担が掛かる。この負担を少しでも少なくしようとすると、クラッチ３３のトルク伝達容量の増大が制限される。 The main clutch 99 and the pilot clutch 107 are lubricated and cooled by the oil in the oil reservoir in the casing 47. However, in a cold region where the oil temperature is -30 ° C. or lower and in the severe winter season, the oil viscosity rapidly increases. There is a risk that drag torque is generated in the main clutch 99 (clutch 33) of the rear differential device 31. When drag torque is generated in the clutch 33, the rotation of the rear wheels 21, 23 is increased through the speed reduction mechanism 29 even if the electric motor 25 is stopped during two-wheel drive running, and the electric motor 5 is forcibly rotated at high speed. Therefore, the electric motor 5 and the related functions are burdened. In order to reduce this burden as much as possible, an increase in the torque transmission capacity of the clutch 33 is limited.

そこで、本実施例では、図３から図５のような構成とした。図３は、図２のＳＡ−ＳＡ矢視断面図、図４は電動モータ５の駆動回路の一部を示す回路図、図５はフローチャートである。 Therefore, in this embodiment, the configuration shown in FIGS. 3 to 5 is adopted. 3 is a cross-sectional view taken along the line SA-SA in FIG. 2, FIG. 4 is a circuit diagram showing a part of the drive circuit of the electric motor 5, and FIG. 5 is a flowchart.

図３のように、前記電動モータ５は、マグネットモータで構成されている。電動モータ５は、モータハウジング１４７内に永久磁石１４９を備えている。永久磁石１４９は本実施形態において周方向等間隔に４個設けられている。回転子１５１は前記出力軸６９と一体に回転する構成となっている。回転子１５１には、外周側にヘッド部１５３が設けられている。ヘッド部１５３は、周方向等間隔に５個設けられている。各ヘッド部の内側に電機子コイル１５５が設けられている。 As shown in FIG. 3, the electric motor 5 is a magnet motor. The electric motor 5 includes a permanent magnet 149 in a motor housing 147. In the present embodiment, four permanent magnets 149 are provided at equal intervals in the circumferential direction. The rotor 151 is configured to rotate integrally with the output shaft 69. The rotor 151 is provided with a head portion 153 on the outer peripheral side. Five head portions 153 are provided at equal intervals in the circumferential direction. An armature coil 155 is provided inside each head portion.

図４のように、前記電動モータ５は、駆動回路１５７によって前記コントローラ３５
及びバッテリ４１に対して回路構成されている。駆動回路１５７に、制動閉回路１５９を並列に接続している。制動閉回路１５９には、開閉スイッチ１６１が設けられている。開閉スイッチ１６１は、制動制御手段としても機能する前記コントローラ３５により開閉制御されるようになっている。 As shown in FIG. 4, the electric motor 5 is connected to the controller 35 by a drive circuit 157.
And a circuit configuration for the battery 41. A brake closed circuit 159 is connected in parallel to the drive circuit 157. The brake closing circuit 159 is provided with an open / close switch 161. The opening / closing switch 161 is controlled to be opened / closed by the controller 35 that also functions as a braking control means.

次に図５のフローチャートに基づいて作用を説明する。 Next, the operation will be described based on the flowchart of FIG.

ステップ１では、イグニッションスイッチのＯＮ，ＯＦＦ信号、温度センサ３９及びギヤ回転数センサ３７の検出信号を読み込みステップＳ２へ移行する。 In step 1, the ON / OFF signal of the ignition switch, the detection signals of the temperature sensor 39 and the gear speed sensor 37 are read, and the process proceeds to step S2.

ステップＳ２では、「２ＷＤモードか？」が判断される。ここでは、発進走行、加速走行により大きな駆動トルクを必要とする（４ＷＤモード）か否（２ＷＤモード）かをコントローラ３５が判断する。４ＷＤモードであるとき（ＮＯ）、ステップＳ３へ移行し、２ＷＤモードであるとき（ＹＥＳ）、ステップＳ４へ移行する。 In step S2, “2WD mode?” Is determined. Here, the controller 35 determines whether or not a large driving torque is required (4WD mode) or (2WD mode) for starting traveling and accelerating traveling. When the 4WD mode is selected (NO), the process proceeds to step S3. When the 2WD mode is selected (YES), the process proceeds to step S4.

ステップＳ３では、「接点ＡＯＦＦ」の処理が行われる。ここでは、コントローラ３５からの信号により図４の開閉スイッチ１６１がＯＦＦに制御される。このとき、電動モータ５は駆動回路１５７を介しコントローラ３５により回転駆動制御され、同時にクラッチ３３も締結制御される。従って、四輪駆動車１は、前後輪７，９，１１，１３による四輪駆動状態で走行し、エンジン３の出力に対する電動モータ５のパワーアシストにより発進走行や加速走行を無理なく円滑に行わせることができる。 In step S3, the process of “contact A OFF” is performed. Here, the open / close switch 161 of FIG. 4 is controlled to be OFF by a signal from the controller 35. At this time, the electric motor 5 is rotationally driven and controlled by the controller 35 via the drive circuit 157, and the clutch 33 is also controlled to be engaged at the same time. Therefore, the four-wheel drive vehicle 1 travels in a four-wheel drive state with the front and rear wheels 7, 9, 11, and 13, and smoothly starts and accelerates by the power assist of the electric motor 5 with respect to the output of the engine 3. Can be made.

ステップＳ４では、「モータ被駆動回転」が判断される。この判断では、ギヤ回転数検出センサ３７の検出信号により、電動モータ５が、後輪１１，１３側からの回転伝達により所定回転数以上の被駆動回転が行われているか否かが判断される。所定回転数以上の被駆動回転が行われていないと判断されたとき（ＮＯ）、処理は終了し、所定回転数以上の被駆動回転が行われていると判断されたとき（ＹＥＳ）、ステップＳ５へ移行する。 In step S4, “motor driven rotation” is determined. In this determination, based on the detection signal of the gear rotation speed detection sensor 37, it is determined whether or not the electric motor 5 is driven to rotate at a predetermined rotation speed or higher by rotation transmission from the rear wheels 11 and 13 side. . When it is determined that the driven rotation of the predetermined number of rotations or more is not performed (NO), the process ends, and when it is determined that the driven rotation of the predetermined number of rotations or more is performed (YES), step The process proceeds to S5.

前記ステップＳ４から処理が終了した場合、クラッチ３３でのドラグトルクにより後輪１１，１３からの回転伝達があっても、ドラグトルクが小さい状態にあるため、電動モータ５（マグネットモータ）の特性によりヘッド部１５３が永久磁石１４９に強く引き付けられて回転子１５１の回転が停止しているか、所定回転数を下回る回転となっている。このため、電動モータ５及び減速機構２９などの被駆動回転が抑制されるか規制され、電動モータ５と減速機構２９など関連機能とに負担が掛かることが抑制される。 When the processing is completed from step S4, the drag torque is small even if there is rotation transmission from the rear wheels 11 and 13 due to the drag torque in the clutch 33, and therefore, due to the characteristics of the electric motor 5 (magnet motor). The head portion 153 is strongly attracted to the permanent magnet 149 and the rotation of the rotor 151 is stopped, or the rotation is less than a predetermined number of rotations. For this reason, driven rotation of the electric motor 5 and the speed reduction mechanism 29 is suppressed or restricted, and a burden is imposed on the electric motor 5 and related functions such as the speed reduction mechanism 29.

ステップＳ５へ移行したときは、「接点ＡＯＮ」の処理が行われる。ここでは、コントローラ３５からの信号により開閉スイッチ１６１がＯＮに制御される。同時に駆動回路１５７による駆動制御、クラッチ３３の締結制御が停止される。開閉スイッチ１６１がＯＮにされると、電動モータ５と開閉スイッチ１６１との制動閉回路１５９が閉成される。この制動閉回路１５９の閉成により、電動モータ５が所定回転数以上で被駆動回転しているとき電動モータ５の逆起電力により電動モータ５及び開閉スイッチ１６１の制動閉回路１５９に電流が流れ、電動モータ５に制動作用が働く。この制動作用により前記永久磁石１４９によるヘッド部１５３の強い引き付けと相俟ってクラッチ３３でのドラグトルクによる電動モータ５の被駆動回転が抑制されるか規制され、電動モータ５と関連機能に負担が掛かることが抑制される。 When the process proceeds to step S5, the process of “contact A ON” is performed. Here, the open / close switch 161 is controlled to be ON by a signal from the controller 35. At the same time, drive control by the drive circuit 157 and engagement control of the clutch 33 are stopped. When the open / close switch 161 is turned on, a brake closing circuit 159 between the electric motor 5 and the open / close switch 161 is closed. Due to the closing of the brake closing circuit 159, when the electric motor 5 is driven to rotate at a predetermined rotation speed or more, a current flows through the brake closing circuit 159 of the electric motor 5 and the open / close switch 161 by the back electromotive force of the electric motor 5. A braking action is applied to the electric motor 5. This braking action, combined with the strong attraction of the head portion 153 by the permanent magnet 149, restrains or restricts the driven rotation of the electric motor 5 due to the drag torque at the clutch 33, and places a burden on the electric motor 5 and related functions. Is suppressed.

ステップＳ６では、「タイマー設定時間」の処理が行われ、コントローラ３５内のタイマが起動し、設定時間開閉スイッチ１６１のＯＮ状態が継続される。タイマの設定時間が経過するとステップＳ７へ移行する。 In step S6, a “timer set time” process is performed, the timer in the controller 35 is started, and the set time open / close switch 161 is kept on. When the set time of the timer elapses, the process proceeds to step S7.

ステップＳ７では、「設定温度以上か？」の判断が行われる。ここでは、温度センサ３９からの検出信号により減速機構３９内のオイル温度が判断され、クラッチ３３の温度環境を判断する。判断の結果、温度が所定温度を下回るとき（ＮＯ）、クラッチ３３でのドラグトルクが依然大きいと判断され、処理はステップＳ５へ戻り、ステップＳ５，Ｓ６の処理が繰り返される。判断の結果、温度が所定温度以上であるとき（ＹＥＳ）、クラッチ３３でのドラグトルクが小さいか無いと判断され、処理はステップＳ８へ移行する。 In step S7, a determination is made as to “is the set temperature or higher?”. Here, the oil temperature in the speed reduction mechanism 39 is determined from the detection signal from the temperature sensor 39, and the temperature environment of the clutch 33 is determined. As a result of the determination, when the temperature falls below a predetermined temperature (NO), it is determined that the drag torque at the clutch 33 is still large, the process returns to step S5, and the processes of steps S5 and S6 are repeated. As a result of the determination, when the temperature is equal to or higher than the predetermined temperature (YES), it is determined that the drag torque at the clutch 33 is small or not, and the process proceeds to step S8.

ステップＳ８では、「接点ＡＯＦＦ」の処理が行われる。ここでは、コントローラ３５からの信号により開閉スイッチ１６１がＯＦＦに制御され、処理は終了する。 In step S8, the process of “contact A OFF” is performed. Here, the open / close switch 161 is controlled to be turned OFF by a signal from the controller 35, and the process ends.

以上のように、電動モータ５を、永久磁石１４９を有するマグネットモータとし、クラッチ３３の遮断時に、前記永久磁石１４９の磁力により前記電動モータ５の被駆動回転の抑制又は規制を行うため、クラッチ３３の遮断時に、前記電動モータ５の被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。このため、電動モータ５と関連機能とに負担が掛かることが抑制される。また、クラッチ３３におけるドラグトルクをある程度許容することができ、クラッチ３３のトルク伝達容量の増大をも可能とする。 As described above, the electric motor 5 is a magnet motor having the permanent magnet 149, and when the clutch 33 is disconnected, the driven rotation of the electric motor 5 is suppressed or restricted by the magnetic force of the permanent magnet 149. At the time of shut-off, the driven rotation of the electric motor 5 can be suppressed or restricted. For this reason, it is suppressed that a burden is applied to the electric motor 5 and related functions. Further, the drag torque in the clutch 33 can be allowed to some extent, and the torque transmission capacity of the clutch 33 can be increased.

前記電動モータ５の出力回転を減速して前記クラッチ３３へ入力する減速機構２９を設けたので、電動モータ５の出力トルクを減速機構２９で減速して後輪１１，１３側へ伝達することができる。この場合、クラッチ３３のドラグトルクにより後輪１１，１３の回転が電動モータ５へ増速して伝達されても、永久磁石１４９の磁力により前記電動モータ５の被駆動回転の抑制又は規制を行うことができ、前記減速を確実に行わせることができる。 Since the speed reduction mechanism 29 for reducing the output rotation of the electric motor 5 and inputting it to the clutch 33 is provided, the output torque of the electric motor 5 can be reduced by the speed reduction mechanism 29 and transmitted to the rear wheels 11 and 13 side. it can. In this case, even if the rotation of the rear wheels 11 and 13 is accelerated and transmitted to the electric motor 5 by the drag torque of the clutch 33, the driven rotation of the electric motor 5 is suppressed or restricted by the magnetic force of the permanent magnet 149. The deceleration can be reliably performed.

前記電動モータ５の駆動回路１５７に、開閉スイッチ１６１を備えた制動閉回路１５９を並列接続し、前記駆動回路１５７の遮断時に前記開閉スイッチ１６１をＯＮとするコントローラ３５を設けたので、電動モータ５が被駆動回転されると電動モータ５のジェネレータ的な動作により前記制動閉回路１５９に逆起電力による電流が流れて回転制動力を発生し、被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。 Since the brake circuit 159 provided with the open / close switch 161 is connected in parallel to the drive circuit 157 of the electric motor 5 and the controller 35 is provided to turn on the open / close switch 161 when the drive circuit 157 is shut off. When the motor is driven and rotated, a current due to the counter electromotive force flows through the braking closed circuit 159 by the generator-like operation of the electric motor 5 to generate a rotational braking force, and the driven rotation can be suppressed or restricted.

前記クラッチ３３の温度環境を検出する温度センサ３９を設け、前記コントローラ３５は、前記温度センサ３９が検出する温度が所定温度を下回るとき前記前記開閉スイッチ１６１をＯＮとするため、電動モータ５が被駆動回転されると電動モータ５のジェネレータ的な動作により前記制動閉回路１５９に逆起電力による電流が流れ、オイルの粘性が高いときであっても同様に被駆動回転の抑制又は規制を確実に行うことができる。 A temperature sensor 39 for detecting the temperature environment of the clutch 33 is provided, and the controller 35 turns on the open / close switch 161 when the temperature detected by the temperature sensor 39 falls below a predetermined temperature. When driven and rotated, a generator-like operation of the electric motor 5 causes a current due to the counter electromotive force to flow through the brake closed circuit 159, and even when the viscosity of the oil is high, the driven rotation is similarly suppressed or restricted. It can be carried out.

前記電動モータ５の被駆動回転を検出するギヤ回転数センサ３７を設け、前記コントローラ３５は、前記ギヤ回転数センサ３７が検出する被駆動回転が所定回転を上回るとき前記前記開閉スイッチ１６１をＯＮとするため、電動モータ５の被駆動回転が所定回転を上回るとき前記制動閉回路１５９に逆起電力による電流が流れ、同様に被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。 A gear rotation speed sensor 37 for detecting the driven rotation of the electric motor 5 is provided, and the controller 35 turns on the opening / closing switch 161 when the driven rotation detected by the gear rotation speed sensor 37 exceeds a predetermined rotation. Therefore, when the driven rotation of the electric motor 5 exceeds a predetermined rotation, a current due to the counter electromotive force flows in the brake closed circuit 159, and similarly, the driven rotation can be suppressed or restricted.

なお、上記実施例において、制動閉回路１５９を省略することもできる。この場合、電動モータ５の被駆動回転の制動作用は、永久磁石１４９の磁力のみとなるが、マグネットモータの特性によりクラッチ３３のドラグトルクによっては、十分な制動作用を発揮することができる。 In the above embodiment, the brake closing circuit 159 can be omitted. In this case, the braking action of the driven rotation of the electric motor 5 is only the magnetic force of the permanent magnet 149, but a sufficient braking action can be exerted depending on the drag torque of the clutch 33 due to the characteristics of the magnet motor.

図６から図８は、本発明の実施例２に係り、図６は図２のＳＡ−ＳＡ矢視に対応した断面図、図７は電動モータの駆動回路の一部を示す回路図、図８はフローチャートである。なお、全体的な構成は図１，図２を参照し、また、実施例１と対応する構成部分には同符号又は同符号にＡを付して説明する。 6 to 8 relate to the second embodiment of the present invention, FIG. 6 is a cross-sectional view corresponding to the arrow SA-SA in FIG. 2, and FIG. 7 is a circuit diagram showing a part of the drive circuit of the electric motor. 8 is a flowchart. The overall configuration will be described with reference to FIGS. 1 and 2, and the components corresponding to those of the first embodiment will be described with the same reference numerals or the same reference numerals with “A”.

図６のように、前記電動モータ５Ａは、コイルモータで構成されている。電動モータ５Ａは、モータハウジング１４７Ａ内に主極１６５及び界磁コイル１６７で構成された４個の電磁石１６９と電機子コイル１７１を備えた回転子１７３とが設けられている。回転子１７３は前記出力軸６９と一体に回転する構成となっている。 As shown in FIG. 6, the electric motor 5A is formed of a coil motor. The electric motor 5A is provided with a rotor 173 provided with four electromagnets 169 composed of a main pole 165 and a field coil 167 and an armature coil 171 in a motor housing 147A. The rotor 173 is configured to rotate integrally with the output shaft 69.

図７のように、前記電動モータ５Ａは、駆動回路１５７Ａによって前記コントローラ３５及びバッテリ４１に対して回路構成されている。駆動回路１５７Ａに、制動閉回路１５９を並列に接続している。制動閉回路１５９には、開閉スイッチ１６１が設けられている。開閉スイッチ１６１は、制動制御手段としても機能する前記コントローラ３５により開閉制御されるようになっている。また、前記電動モータ５には、保持制御手段として保持制御回路１７５が接続されている。保持制御回路１７５は、前記クラッチ３３の遮断時に、前記電磁石１６９に保持のための通電を行い該電磁石１６９の磁力により前記電動モータ５Ａの被駆動回転の抑制又は規制を行う。 As shown in FIG. 7, the electric motor 5A is configured with respect to the controller 35 and the battery 41 by a drive circuit 157A. A brake closing circuit 159 is connected in parallel to the drive circuit 157A. The brake closing circuit 159 is provided with an open / close switch 161. The opening / closing switch 161 is controlled to be opened / closed by the controller 35 that also functions as a braking control means. The electric motor 5 is connected to a holding control circuit 175 as holding control means. The holding control circuit 175 energizes the electromagnet 169 for holding when the clutch 33 is disconnected, and suppresses or restricts the driven rotation of the electric motor 5A by the magnetic force of the electromagnet 169.

次に図８のフローチャートに基づいて作用を説明する。本実施例のフローチャートも基本的には実施例１の図５のフローチャートに対応しており、対応するステップには同符号を付して説明する。 Next, the operation will be described based on the flowchart of FIG. The flowchart of the present embodiment also basically corresponds to the flowchart of FIG. 5 of the first embodiment, and corresponding steps will be described with the same reference numerals.

図８のフローチャートでは、ステップＳ２で４ＷＤモードであると判断されてステップＳ９へ移行すると、「接点ＡＯＦＦ／界磁電流ＯＮ」の処理が行われる。この処理により、図７の開閉スイッチ１６１がＯＦＦに制御される。このとき、電動モータ５Ａにはコントローラ３５の制御により駆動回路１５７Ａを介し界磁電流が通電され、同時にクラッチ３３も締結制御される。従って、四輪駆動車１は、前後輪７，９，１１，１３による四輪駆動状態で走行し、エンジン３の出力に対する電動モータ５のパワーアシストにより発進走行や加速走行を無理なく円滑に行わせることができる。 In the flowchart of FIG. 8, when it is determined in step S2 that the mode is the 4WD mode and the process proceeds to step S9, the process of “contact A OFF / field current ON” is performed. By this process, the open / close switch 161 in FIG. 7 is controlled to be OFF. At this time, a field current is supplied to the electric motor 5A through the drive circuit 157A under the control of the controller 35, and at the same time, the clutch 33 is also controlled to be engaged. Therefore, the four-wheel drive vehicle 1 travels in a four-wheel drive state with the front and rear wheels 7, 9, 11, and 13, and smoothly starts and accelerates by the power assist of the electric motor 5 with respect to the output of the engine 3. Can be made.

ステップＳ４において電動モータ５Ａが被駆動回転していると判断され、且つステップＳ７においてクラッチ３３の温度環境が設定温度以下であれば（ＹＥＳ）ステップＳ１０へ移行し、設定温度を下回っていなければ（ＮＯ）ステップＳ１１へ移行する。 If it is determined in step S4 that the electric motor 5A is driven and rotated, and if the temperature environment of the clutch 33 is equal to or lower than the set temperature in step S7 (YES), the process proceeds to step S10, and if not lower than the set temperature ( NO) Move to step S11.

ステップＳ１０では、「接点ＡＯＮ／界磁電流ＯＮ」の処理が行われる。この処理により、図７の開閉スイッチ１６１がＯＮとなって、制動閉回路１５９が閉成される。この制動閉回路１５９が閉成したときの制動作用は上記の通りである。同時にコントローラ３５の制御により、保持制御回路１７５を介し電磁石１６９に保持のための界磁電流の通電を行う。この電流により電磁石１６９が働き、その磁力により回転子１７３は主極１６５に強く引き付けられる。これら、制動閉回路１５９による制動作用と電磁石１６９による制動作用とにより回転子１７３は回転が停止するか、所定回転数を下回る回転となる。このため、電動モータ５Ａの被駆動回転が抑制されるか規制され、電動モータ５Ａと関連機能に負担が掛かることが抑制される。また、クラッチ３３におけるドラグトルクをある程度許容することができ、クラッチ３３のトルク伝達容量の増大をも可能とする。 In step S10, the process of “contact A ON / field current ON” is performed. By this processing, the open / close switch 161 of FIG. 7 is turned ON, and the brake closing circuit 159 is closed. The braking action when the brake closing circuit 159 is closed is as described above. At the same time, the field current for holding is supplied to the electromagnet 169 via the holding control circuit 175 under the control of the controller 35. The electromagnet 169 works by this current, and the rotor 173 is strongly attracted to the main pole 165 by the magnetic force. Due to the braking action by the brake closing circuit 159 and the braking action by the electromagnet 169, the rotor 173 stops rotating or turns below a predetermined rotational speed. For this reason, whether the driven rotation of the electric motor 5A is suppressed or restricted, and a burden is imposed on the electric motor 5A and related functions. Further, the drag torque in the clutch 33 can be allowed to some extent, and the torque transmission capacity of the clutch 33 can be increased.

ステップＳ１１では、「接点ＡＯＦＦ／界磁電流ＯＦＦ」の処理が行われる。この処理により、図７の開閉スイッチ１６１がＯＦＦとなって、制動閉回路１５９が開成され、保持制御回路１７５を介した保持用の界磁電流の通電制御が停止され処理は終了する。 In step S11, the process of “contact A OFF / field current OFF” is performed. By this process, the open / close switch 161 in FIG. 7 is turned OFF, the brake closing circuit 159 is opened, the energization control of the holding field current via the holding control circuit 175 is stopped, and the process is ended.

以上のように、本実施例においても、電動モータ５Ａを、電磁石１６９を有するコイルモータとし、クラッチ３３の遮断時に、前記電磁石１６９の磁力により前記電動モータ５Ａの被駆動回転の抑制又は規制を行うことができる。このため、電動モータ５Ａと関連機能に負担が掛かることが抑制される。また、クラッチ３３におけるドラグトルクをある程度許容することができ、クラッチ３３のトルク伝達容量の増大をも可能とする。その他、実施例１と同様な作用効果を奏することができる。また、本実施例では保持用の界磁電流の調整により電磁石１６９の磁力を調整することができ、より制御制を向上させることができる。 As described above, also in this embodiment, the electric motor 5A is a coil motor having the electromagnet 169, and when the clutch 33 is disconnected, the driven rotation of the electric motor 5A is suppressed or restricted by the magnetic force of the electromagnet 169. be able to. For this reason, it is suppressed that 5 A of electric motors and a related function are burdened. Further, the drag torque in the clutch 33 can be allowed to some extent, and the torque transmission capacity of the clutch 33 can be increased. In addition, the same effects as those of the first embodiment can be achieved. In this embodiment, the magnetic force of the electromagnet 169 can be adjusted by adjusting the holding field current, and the control can be further improved.

なお、上記各実施例では、電動モータ５，５Ａの被駆動回転をギヤ回転数センサ３７の検出信号により判断したが、前記電動モータ５，５Ａの被駆動回転時の逆起電力を検出して判断する回転検出手段の構成にすることも可能である。この場合は、逆起電力により電動モータ５，５Ａの被駆動回転を確実に検出することができる。また、前記ギヤ回転数センサ３７の検出に前記逆起電力の検出を組み合わせることで、ギヤ回転数センサ３７が故障したときでも電動モータ５，５Ａの被駆動回転検出のバックアップを行うことができ、より正確な制御を行わせることができる。 In each of the above embodiments, the driven rotation of the electric motors 5 and 5A is determined by the detection signal of the gear rotation number sensor 37, but the back electromotive force at the time of the driven rotation of the electric motors 5 and 5A is detected. It is also possible to adopt a configuration of rotation detection means for determining. In this case, the driven rotation of the electric motors 5 and 5A can be reliably detected by the counter electromotive force. Also, by combining the detection of the back electromotive force with the detection of the gear rotation speed sensor 37, it is possible to backup the detection of the driven rotation of the electric motors 5 and 5A even when the gear rotation speed sensor 37 fails. More accurate control can be performed.

四輪駆動車のスケルトン平面図である（実施例１）。(Example 1) which is a skeleton top view of a four-wheel drive vehicle. 減速駆動装置の断面図である（実施例１）。It is sectional drawing of a deceleration drive device (Example 1). 図２のＳＡ−ＳＡ矢視断面図である（実施例１）。(Example 1) which is SA-SA arrow sectional drawing of FIG. 電動モータの駆動回路の一部を示す回路図である（実施例１）。1 is a circuit diagram showing a part of a drive circuit of an electric motor (Example 1). FIG. フローチャートである（実施例１）。It is a flowchart (Example 1). 図２のＳＡ−ＳＡ矢視に対応した断面図である（実施例２）。(Example 2) which is sectional drawing corresponding to the SA-SA arrow of FIG. 電動モータの駆動回路の一部を示す回路図である（実施例２）。(Example 2) which is a circuit diagram which shows a part of drive circuit of an electric motor. フローチャートである（実施例２）。(Example 2) which is a flowchart. 減速駆動装置の断面図である（従来例）。It is sectional drawing of a deceleration drive device (conventional example).

Explanation of symbols

１四輪駆動車
３エンジン（主駆動源）
５電動モータ（マグネットモータ、副駆動源）
５Ａ電動モータ（コイルモータ、副駆動源）
１１，１３後輪（被駆動部）
２３減速駆動装置
２９減速機構
３３クラッチ
３５コントローラ（制動制御手段）
３７ギヤ回転数センサ（回転検出手段）
３９温度センサ
１４９永久磁石
１５７駆動回路
１５９制動閉回路
１６１開閉スイッチ
１６９電磁石
１７５保持制御回路 1 Four-wheel drive vehicle 3 Engine (main drive source)
5 Electric motor (magnet motor, auxiliary drive source)
5A Electric motor (coil motor, auxiliary drive source)
11, 13 Rear wheel (driven part)
23 Deceleration drive device 29 Deceleration mechanism 33 Clutch 35 Controller (braking control means)
37 Gear speed sensor (rotation detection means)
39 Temperature Sensor 149 Permanent Magnet 157 Drive Circuit 159 Braking Closed Circuit 161 Open / Close Switch 169 Electromagnet 175 Holding Control Circuit

Claims

An electric motor capable of outputting torque;
A driven part that receives the output rotation of the electric motor;
In an electric motor drive device comprising a clutch in an oil-lubricated environment capable of intermittent torque transmission between the electric motor and the driven part,
The electric motor is a magnet motor having a permanent magnet,
An electric motor driving device that suppresses or restricts the driven rotation of the magnet motor by the magnetic force of the permanent magnet when the clutch is disengaged.

The electric motor drive device according to claim 1,
An electric motor drive device comprising a speed reduction mechanism that decelerates an output rotation of the electric motor and inputs it to the clutch.

An electric motor capable of outputting torque;
A driven part that receives the output rotation of the electric motor;
In the electric motor drive device comprising a clutch in an oil lubrication environment capable of interrupting the torque between the electric motor and the driven part,
The electric motor is a coil motor having an electromagnet,
An electric motor drive device comprising: a holding control means for energizing the electromagnet for holding when the clutch is disengaged and for suppressing or regulating the driven rotation of the coil motor by the magnetic force of the electromagnet.

The electric motor drive device according to any one of claims 1 to 3,
A brake closed circuit having an open / close switch is connected in parallel to the drive circuit of the electric motor,
An electric motor drive device comprising braking control means for turning on the open / close switch when the drive circuit is shut off.

The electric motor drive device according to claim 4,
A temperature sensor for detecting the temperature environment of the clutch is provided;
The electric motor drive device characterized in that the brake control means turns on the open / close switch when a temperature detected by the temperature sensor falls below a predetermined temperature.

The electric motor drive device according to claim 4 or 5,
A rotation detecting means for detecting the driven rotation of the electric motor;
The electric motor drive device characterized in that the brake control means turns on the open / close switch when the rotation detected by the rotation detection means exceeds a predetermined rotation.

The electric motor driving device according to claim 6,
The electric motor driving device according to claim 1, wherein the rotation detecting means detects a counter electromotive force when the electric motor is driven to rotate.

The electric motor drive device according to any one of claims 1 to 7,
An electric motor drive device characterized in that the electric motor is a sub drive source with respect to another main drive source.

The electric motor drive device according to claim 8,
The main drive source is an internal combustion engine;
One of the internal combustion engine and the electric motor drives one of the front and rear wheels and the other drives the other.