JP3418357B2 - Vehicle drive assist device and control method - Google Patents

Vehicle drive assist device and control method

Info

Publication number
JP3418357B2
JP3418357B2 JP16584699A JP16584699A JP3418357B2 JP 3418357 B2 JP3418357 B2 JP 3418357B2 JP 16584699 A JP16584699 A JP 16584699A JP 16584699 A JP16584699 A JP 16584699A JP 3418357 B2 JP3418357 B2 JP 3418357B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
vehicle
electric motor
engine
electromagnetic clutch
speed reducer
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP16584699A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JP2000355227A (en
Inventor
尚也 清水
良範 深作
光利 阿部
敬一 増野
忠 佐久間
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hitachi Ltd
Hitachi Automotive Systems Engineering Co Ltd
Original Assignee
Hitachi Ltd
Hitachi Car Engineering Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hitachi Ltd, Hitachi Car Engineering Co Ltd filed Critical Hitachi Ltd
Priority to JP16584699A priority Critical patent/JP3418357B2/en
Publication of JP2000355227A publication Critical patent/JP2000355227A/en
Application granted granted Critical
Publication of JP3418357B2 publication Critical patent/JP3418357B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/62Hybrid vehicles

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、減速機付電動機を
有する車両駆動用アシスト装置に係り、特に、4輪駆動
車の駆動装置やスタータに用いるのに適した車両駆動用
アシスト装置および制御方法に関するものである。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a vehicle drive assist device having an electric motor with a speed reducer, and more particularly to a vehicle drive assist device and control method suitable for use in a drive device and a starter of a four-wheel drive vehicle. It is about.

【0002】[0002]

【従来の技術】自動車には、車両駆動用アシスト装置と
して4輪駆動車の車輪の駆動装置や始動時にエンジンを
駆動するスタータのような、各種の減速機付電動機が組
み込まれている。
2. Description of the Related Art An automobile is equipped with various types of electric motors with reduction gears such as a drive device for driving wheels of a four-wheel drive vehicle and a starter for driving an engine at the time of start as an assist device for driving the vehicle.

【0003】まず、4輪駆動車の車輪の駆動装置を例に
して、車両駆動用アシスト装置を説明する。4輪駆動車
は、発進時に後輪の駆動力を増大させて発進力をアシス
トする機能があり、特に、雪路や凍結路面等の低μ路か
らの発進アシスト、段差、轍のある路面からの発進アシ
スト、あるいは低μ路連続登坂運転などに適している。
First, a vehicle drive assist device will be described by taking a wheel drive device of a four-wheel drive vehicle as an example. A four-wheel drive vehicle has a function of assisting the starting force by increasing the driving force of the rear wheels at the time of starting. Especially, the starting assist from a low μ road such as a snow road or an icy road surface, a step or a road surface with a rut It is suitable for vehicle start assistance or continuous uphill driving on low μ roads.

【0004】4輪駆動車の旋回時には、前輪と後輪の回
転数を異ならせる必要があり、エンジンから後輪側への
動力伝達経路に回転差吸収手段を設ける必要がある。従
来の4輪駆動車の駆動装置では、例えば、特開平2−2
34846号公報に記載されたように、エンジンから後
輪側へのプロペラシャフトを介した動力伝達経路に、ギ
アやキャリアを含む減速機構とキャリア駆動制御手段と
を備えた回転差吸収手段を設けたものが知られている。
When the four-wheel drive vehicle turns, it is necessary to make the rotation speeds of the front wheels and the rear wheels different from each other, and it is necessary to provide a rotation difference absorbing means in the power transmission path from the engine to the rear wheels. In a conventional drive device for a four-wheel drive vehicle, for example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 2-2
As described in Japanese Patent No. 34846, a rotation difference absorbing means including a reduction mechanism including gears and carriers and carrier drive control means is provided in a power transmission path from an engine to a rear wheel side through a propeller shaft. Things are known.

【0005】また、エンジンにより前輪を駆動し、減速
機付電動機により後輪を駆動するハイブリッド車におい
て、車両の発進時には、路面状況に応じた発進加速度を
求め、この加速度を得るように電動機を制御し、発進加
速性を良くしたものが、特開平5−131858号公報
に記載されている。
Further, in a hybrid vehicle in which the front wheels are driven by an engine and the rear wheels are driven by an electric motor with a speed reducer, when the vehicle starts, a starting acceleration corresponding to the road surface condition is obtained, and the electric motor is controlled so as to obtain this acceleration. However, the one having improved start-up acceleration property is described in Japanese Patent Laid-Open No. 5-131858.

【0006】また、発電機、電動機及び駆動制御手段を
備え、発電機は内燃エンジンのエネルギーを電気エネル
ギーに変換し、駆動制御手段が電気エネルギーの供給を
制御して電動機を作動させる4輪駆動装置が、特開平7
−231508号公報に記載されている。駆動制御手段
には12V系バッテリーから電力が供給されている。こ
の公報の図4には、ディファレンシャル31とギアボッ
クス32及びクラッチ機構33で後輪駆動部15を構成
したものが記載されている。
Further, the four-wheel drive system comprises a generator, an electric motor, and drive control means, the generator converts the energy of the internal combustion engine into electric energy, and the drive control means controls the supply of electric energy to operate the electric motor. However, JP-A-7
No. 231508. Electric power is supplied to the drive control means from a 12V system battery. FIG. 4 of this publication shows that the rear wheel drive unit 15 is constituted by the differential 31, the gearbox 32, and the clutch mechanism 33.

【0007】また、エンジンにより前輪を駆動し、減速
機付電動機により後輪を駆動するハイブリッド車におい
て、電動モータ駆動部が車体のトンネル内に効率的に収
納されて車室フロアの有効スペースを用意に得ることが
できるようにしたものが、特開平11−099838号
公報に記載されている。
Also, in a hybrid vehicle in which the front wheels are driven by the engine and the rear wheels are driven by an electric motor with a speed reducer, the electric motor drive section is efficiently housed in the tunnel of the vehicle body to prepare an effective space on the passenger compartment floor. The one that can be obtained is described in JP-A No. 11-099838.

【0008】さらに、前後輪の一方をエンジンで駆動し
他方を電動機により駆動する前後輪駆動車両において、
発進アシストが必要な低μ路での発進時に、エンジンで
駆動される車輪の駆動トルクを検出し、駆動トルクが所
定値よりも小さいとき電動機を作動させるようにしたも
のが、特開平9−2090号公報に記載されている。
Further, in a front and rear wheel drive vehicle in which one of the front and rear wheels is driven by an engine and the other is driven by an electric motor,
Japanese Patent Application Laid-Open No. 9-2090 discloses a method in which the driving torque of wheels driven by an engine is detected at the time of starting on a low μ road where starting assistance is required and the electric motor is operated when the driving torque is smaller than a predetermined value. It is described in Japanese Patent Publication No.

【0009】一方、対環境、燃費の観点から、車両が人
の乗降、荷物の積み下ろし、信号待ちなどで一時的に停
車し(アクセル−オフ)アイドリング状態にあるのを検
出して自動的にエンジンを停止させる自動アイドルスト
ップ機能付きエンジンが開発されつつある。この場合の
車両駆動用アシスト装置は、アイドルストップの後、ア
クセルが踏まれたらスムーズに走行を開始すべく、車両
を速やかに発進させ車速を増大させる必要がある。
On the other hand, from the viewpoint of environment and fuel consumption, it is detected that the vehicle is temporarily stopped (accelerator-off) due to people getting on and off, loading and unloading luggage, waiting for a signal, etc., and the engine is automatically operated. An engine with an automatic idle stop function to stop the engine is being developed. In this case, the vehicle drive assist device must promptly start the vehicle and increase the vehicle speed so that the vehicle can smoothly start traveling when the accelerator is depressed after the idle stop.

【0010】[0010]

【発明が解決しようとする課題】特開平2−23484
6号公報に記載されたもののように、エンジンを動力源
とし後輪側への動力伝達経路にプロペラシャフトが介在
しているものでは、プロペラシャフトを介した動力伝達
の遅れが避けられず、発進アシストが必要な低μ路等に
おける発進加速性に劣っている。
DISCLOSURE OF THE INVENTION Problems to be Solved by the Invention
In the case where the propeller shaft is interposed in the power transmission path to the rear wheels by using the engine as the power source like the one described in Japanese Patent Publication No. 6, a delay in power transmission via the propeller shaft cannot be avoided and the vehicle is started. It is inferior in start acceleration on low μ roads that require assistance.

【0011】また、特開平9−2090号公報に記載さ
れている様に、エンジンで駆動される車輪の駆動トルク
を検出してから、換言すると車両が動き出してから電動
機を作動させるようにしたものは、起動時すなわち車速
がゼロの状態から発進アシストが得られるものではない
ために、発進加速性に劣っている。
Further, as described in Japanese Patent Laid-Open No. 9-2090, the electric motor is operated after the driving torque of the wheels driven by the engine is detected, in other words, the vehicle starts to move. The vehicle is inferior in start-up acceleration because the vehicle start speed, that is, the vehicle speed is zero when the vehicle start assist cannot be obtained.

【0012】さらに、従来例において、発進加速性を良
くするために減速機付電動機により後輪を駆動する方式
のものは、構成が複雑で大きく、コストが高い。電動機
のコストを低減するために、制御回路の簡単な直流電動
機を採用することが考えられるが、ブラシの寿命を長く
するためには、 半径方向長さを長くする必要があり、
車両床下の狭いスペースへ取付けるのには適さない。
Further, in the conventional example, the system in which the rear wheel is driven by the electric motor with a speed reducer in order to improve the starting acceleration property has a complicated structure, is large, and is high in cost. In order to reduce the cost of the motor, it is possible to adopt a DC motor with a simple control circuit, but in order to extend the life of the brush, it is necessary to increase the radial length,
Not suitable for mounting in a narrow space under the vehicle floor.

【0013】また、特開平7−231508号公報の図
4に記載されているような、ディファレンシャル31と
ギアボックス32及びクラッチ機構33で後輪駆動部1
5を一体的に構成し、この後輪駆動部15に電動機の回
転を伝達するようにした構造では、クラッチの伝達トル
クを大きくすることができず、そのため、減速機付電動
機を小型化することには限界があり、車両床下へ取付け
るのに必要なスペースを確保しにくい。
Further, as shown in FIG. 4 of Japanese Patent Application Laid-Open No. 7-231508, the rear wheel drive unit 1 includes a differential 31, a gear box 32 and a clutch mechanism 33.
In the structure in which 5 is integrally configured and the rotation of the electric motor is transmitted to the rear wheel drive unit 15, the transmission torque of the clutch cannot be increased, and therefore, the electric motor with the reduction gear can be downsized. Has a limit, and it is difficult to secure the space required for mounting it under the floor of the vehicle.

【0014】一方、始動時にエンジンを駆動するスター
タとしての減速機付電動機は、ピニオンとリングギアの
噛み合わせ結合方式となっているため、噛み合い時にピ
ニオンとリングギアが衝突することや起動時大径のリン
グギアが空転し続けることによりピニオンやリングギア
破損、磨耗を生じ易く、スタータとしての耐久性は通
常、20万回〜40万回である。このようなスタータ
を、起動、停止を頻繁に繰り返す自動アイドルストップ
機能付きエンジンに採用すると、耐久性の面で制約を受
けて長期間の使用できない。スタータとしてより耐久性
に優れた車両駆動用アシスト装置が必要である。
On the other hand, since the electric motor with reduction gear as a starter for driving the engine at the time of starting has a meshing coupling system of the pinion and the ring gear, there is a collision between the pinion and the ring gear at the time of meshing and a large diameter at the time of starting. If the ring gear continues to run idly, the pinion, the ring gear, and the wear are likely to occur, and the durability as a starter is usually 200,000 to 400,000 times. If such a starter is used in an engine with an automatic idle stop function that frequently starts and stops, it cannot be used for a long period of time due to restrictions in terms of durability. There is a need for a vehicle drive assist device that is more durable as a starter.

【0015】本発明の目的は、減速機付電動機を有する
車両駆動用アシスト装置として、コンパクト、高性能で
車両床下等の狭いスペースでも容易に取付けることので
きる車両駆動用アシスト装置および制御方法を提供する
ことにある。
An object of the present invention is to provide a vehicle drive assist device and a control method as a vehicle drive assist device having a motor with a reduction gear, which is compact and has high performance and can be easily installed even in a narrow space such as under the floor of the vehicle. To do.

【0016】本発明の他の目的は、減速機付電動機を有
する車両駆動用アシスト装置として、安価、かつコンパ
クトで車両床下等の狭いスペースでも容易に取付けるこ
とのできる車両駆動用アシスト装置を提供することにあ
る。
Another object of the present invention is to provide, as a vehicle drive assist device having an electric motor with a speed reducer, a vehicle drive assist device which is inexpensive, compact, and easily mountable in a narrow space such as under the floor of the vehicle. Especially.

【0017】本発明の他の目的は、耐久性に優れ、自動
アイドルストップ機能付きエンジンのスタータ等に適し
た車両駆動用アシスト装置を提供することにある。
Another object of the present invention is to provide a vehicle drive assist device which is excellent in durability and is suitable for a starter of an engine having an automatic idle stop function.

【0018】[0018]

【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、減速機
付電動機を備えた車両駆動用アシスト装置であって、前
記減速機付電動機が、直流分巻電動機と、該直流分巻電
動機のアーマチャシャフトの回転を減速して減速機シャ
フトに伝達する減速機と、該減速機シャフトにクラッチ
シャフトを接続する電磁クラッチとを一体的に構成した
ものであり、前記直流分巻電動機、前記減速機及び前記
電磁クラッチの各シャフトが同一軸線上になるように複
数の軸受を配置したことにある。
A feature of the present invention is a vehicle drive assist device including an electric motor with a speed reducer, wherein the electric motor with a speed reducer includes a DC shunt winding motor and a DC shunt winding motor. A decelerator for decelerating the rotation of the armature shaft and transmitting it to the decelerator shaft, and an electromagnetic clutch for connecting a clutch shaft to the decelerator shaft are integrally formed. And a plurality of bearings are arranged such that the shafts of the electromagnetic clutch are on the same axis.

【0019】本発明の他の特徴は、減速機付電動機を備
えた車両駆動用アシスト装置であって、前記減速機付電
動機は、直流分巻電動機、減速機及び電磁クラッチを一
体的な構造としたものであり、前記直流分巻電動機のア
ーマチャコアの直径Dとフィールド巻線の半径方向厚み
Lの関係を、L≒1/2(1±0.2)Dとしたことに
ある。
Another feature of the present invention is a vehicle drive assist device including an electric motor with a speed reducer, wherein the electric motor with a speed reducer has a structure in which a DC shunt winding motor, a speed reducer and an electromagnetic clutch are integrated. The relationship between the diameter D of the armature core of the DC shunt winding motor and the radial thickness L of the field winding is L≈1 / 2 (1 ± 0.2) D.

【0020】本発明の他の特徴は、減速機付電動機を備
えた車両駆動用アシスト装置であって、前記減速機付電
動機は、直流分巻電動機、減速機及び電磁クラッチを一
体的な構造としたものであり、前記直流分巻電動機、前
記減速機及び前記電磁クラッチの各シャフトが、同一軸
線上になるように複数の軸受が配置されており、前記直
流分巻電動機のアーマチャ電流を最大で200〜400
A程度、フィールド電流を最大で20A程度もしくはそ
れ以下とし、アーマチャコアの直径Dとフィールド巻線
の半径方向厚みLの関係を、L≒1/2(1±0.2)
Dとしたことにある。
Another feature of the present invention is a vehicle drive assist device including an electric motor with a speed reducer, wherein the electric motor with a speed reducer has a structure in which a DC shunt winding motor, a speed reducer and an electromagnetic clutch are integrated. Each of the DC shunt winding motor, the speed reducer, and the shaft of the electromagnetic clutch is provided with a plurality of bearings arranged on the same axis, and the maximum armature current of the DC shunt winding motor is set. 200-400
A, the maximum field current is about 20 A or less, and the relationship between the diameter D of the armature core and the radial thickness L of the field winding is L≈1 / 2 (1 ± 0.2)
It is called D.

【0021】本発明の他の特徴は、車両の前輪または後
輪のいずれか一方をエンジンにより駆動し、所定の運転
時に前記車両駆動用アシスト装置により他方の車輪の駆
動をアシストする4輪駆動車両の駆動装置にある。
Another feature of the present invention is a four-wheel drive vehicle in which either the front wheel or the rear wheel of the vehicle is driven by the engine, and the vehicle drive assist device assists the drive of the other wheel during a predetermined operation. Drive device.

【0022】本発明の他の特徴は、エンジンと始動時に
該エンジンを駆動するスタータを備えた車両の駆動装置
において、前記スタータが、前記車両駆動用アシスト装
置であることにある。
Another feature of the present invention is that in a vehicle drive device including an engine and a starter for driving the engine at the time of starting, the starter is the vehicle drive assist device.

【0023】本発明によれば、前記車両駆動用アシスト
装置の減速機付電動機として電動機、減速機及び電磁ク
ラッチを予め一体的な構造として形成することにより、
軸精度を向上させ電磁クラッチのエアギャップを高い精
度にできると共に、一体構造の状態でのエージングを前
提として電磁クラッチを小型化にできる。
According to the present invention, by forming the electric motor, the speed reducer, and the electromagnetic clutch as an integral structure in advance as the electric motor with the speed reducer of the vehicle drive assist device,
The shaft accuracy can be improved and the air gap of the electromagnetic clutch can be made highly accurate, and the electromagnetic clutch can be downsized on the premise of aging in the state of the integrated structure.

【0024】また、前記車両駆動用アシスト装置の減速
機付電動機を構成する分巻電動機への入力回路を、アー
マチャ巻線用とフィールド巻線用の並列の回路によって
構成し、分巻電動機のアーマチャ巻線に大電流、フィー
ルド巻線に小電流を流すようにしたことにより、電動機
に要求される駆動トルクを発生させつつ、電動機の外形
寸法を小さくすることができる。
Further, the input circuit to the shunt winding motor constituting the motor with a speed reducer of the vehicle drive assist device is configured by parallel circuits for armature winding and field winding, and the armature of the shunt winding motor is provided. By supplying a large current to the windings and a small current to the field windings, it is possible to reduce the external dimensions of the electric motor while generating the drive torque required for the electric motor.

【0025】このように、本発明によれば、車両駆動用
アシスト装置すなわち電動機、減速機及び電磁クラッチ
の一体構造をコンパクトに纏めることができるので、車
両床下へ取付けるのに必要なスペースを低減できる。
As described above, according to the present invention, the integrated structure of the vehicle drive assist device, that is, the electric motor, the speed reducer, and the electromagnetic clutch can be compactly assembled, so that the space required for mounting the vehicle under the floor can be reduced. .

【0026】また、前記車両駆動用アシスト装置の電動
機を直流分巻電動機とし、アーマチャ電流を最大で20
0〜400A程度、フィールド電流を最大で20A程度
もしくはそれ以下とすることで、分巻電動機への入力回
路を、アーマチャ巻線用とフィールド巻線用の並列の回
路によって構成し、フィールド電流の供給系統及びその
制御回路を既存の制御回路に内蔵させ、マイコンを共用
化することで、電流の供給系統及びその制御回路を安価
にできると共に、バッテリーの負担を軽減することがで
きる。
The motor of the vehicle drive assist device is a DC shunt winding motor, and the maximum armature current is 20.
By setting the field current to about 0 to 400 A and the maximum field current to about 20 A or less, the input circuit to the shunt winding motor is configured by a parallel circuit for armature winding and field winding to supply the field current. By incorporating the system and its control circuit into the existing control circuit and sharing the microcomputer, the current supply system and its control circuit can be made inexpensive and the burden on the battery can be reduced.

【0027】さらに、車両駆動用アシスト装置の直流分
巻電動機のアーマチャ巻線に大電流、フィールド巻線に
小電流を流すようにしたことにより、電動機に要求され
る駆動トルクを発生させつつ、電動機の外形寸法を小さ
くすることができるとともに、ブラシの長さを長くして
ブラシの長寿命化を図ることができる。
Further, by supplying a large current to the armature winding and a small current to the field winding of the DC shunt winding electric motor of the vehicle drive assist device, the electric motor can be generated while generating the driving torque required for the electric motor. The outer dimensions of the brush can be reduced, and the brush length can be increased to prolong the life of the brush.

【0028】さらに、本発明の車両駆動用アシスト装置
用減速機付電動機は、耐久性が良く電磁クラッチのトル
ク伝達効率も良くなるため、自動アイドルストップ機能
付きエンジンのスタータに採用すると対環境、燃費に優
れた効果を発揮する。
Further, since the electric motor with speed reducer for the vehicle drive assist device of the present invention has a high durability and a high torque transmission efficiency of the electromagnetic clutch, if it is used as a starter for an engine with an automatic idle stop function, it will reduce environmental impact and fuel consumption. Exerts an excellent effect on.

【0029】[0029]

【発明の実施の形態】以下、本発明を4輪駆動車両の車
輪の駆動装置に適用した実施例について、図面に沿って
説明する。図1は、本発明の一実施例の駆動装置を採用
した4輪駆動車の全体構成を示すものである。4輪駆動
車1の前輪3はエンジン2により、後輪4は直流電動機
5により、夫々駆動される。6はオルタネーターであり
エンジン2により駆動されその出力がバッテリー7に蓄
積される。電動機5は減速機及び電磁クラッチ8を一体
に備えており(減速機付電動機)、ディファレンシャル
ギア9及びドライブシャフトを介して後輪4の車軸に連
結されている。電磁クラッチ8をオンにすると、電動機
5により駆動される減速機の出力シャフトが電磁クラッ
チ8を介してディファレンシャルギア9に接続される。
電磁クラッチ8をオフにすると、電動機5は後輪4側か
ら切り離される。なお、電動機5は、正逆回転の切替え
が容易な直流分巻電動機とするのが望ましい。
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION An embodiment in which the present invention is applied to a wheel drive device of a four-wheel drive vehicle will be described below with reference to the drawings. FIG. 1 shows the overall configuration of a four-wheel drive vehicle that employs a drive device according to an embodiment of the present invention. The front wheel 3 of the four-wheel drive vehicle 1 is driven by the engine 2, and the rear wheel 4 is driven by the DC motor 5. An alternator 6 is driven by the engine 2 and its output is stored in the battery 7. The electric motor 5 integrally includes a speed reducer and an electromagnetic clutch 8 (electric motor with a speed reducer), and is connected to the axle of the rear wheel 4 via a differential gear 9 and a drive shaft. When the electromagnetic clutch 8 is turned on, the output shaft of the speed reducer driven by the electric motor 5 is connected to the differential gear 9 via the electromagnetic clutch 8.
When the electromagnetic clutch 8 is turned off, the electric motor 5 is disconnected from the rear wheel 4 side. It is desirable that the electric motor 5 be a DC shunt winding electric motor that allows easy switching between forward and reverse rotation.

【0030】10はマイクロコンピュータを備えた電動
機コントローラであり、車速信号Sなどに基づいて電動
機5のアーマチャ電流を制御するための信号を生成し、
電動機5とその電源であるバッテリー7との間に配置さ
れたパワーモジュール11の出力を制御する。また、電
動機5のフィールド巻線に制御されたフィールド電流を
供給する。
Reference numeral 10 denotes an electric motor controller equipped with a microcomputer, which generates a signal for controlling the armature current of the electric motor 5 based on the vehicle speed signal S and the like,
It controls the output of the power module 11 arranged between the electric motor 5 and the battery 7 which is the power source thereof. It also supplies a controlled field current to the field winding of the electric motor 5.

【0031】なお、電動機5、減速機及び電磁クラッチ
8の一体構造体(減速機付電動機)は、その外形寸法
が、ディファレンシャルギア9の外形寸法と同等以下で
あるのが望ましく、例えば、200mm以下とする。
The external dimensions of the integrated structure of the electric motor 5, the speed reducer and the electromagnetic clutch 8 (electric motor with speed reducer) is preferably equal to or less than the external dimension of the differential gear 9, for example, 200 mm or less. And

【0032】4輪駆動車1の前輪3及び後輪4には車輪
速センサー21が設けられており、マイクロコンピュー
タを備えたABSコントロールユニット71において各
車輪速センサー21の出力などに基づいて路面の摩擦係
数μが演算され、μの値に応じた制動力が各車輪に対応
するブレーキ20に付与されるように、ABSアクチュ
エータ72が作動する。一方、73はマイクロコンピュ
ータを備えエンジン2を制御するエンジンコントロール
ユニットである。
The front wheel 3 and the rear wheel 4 of the four-wheel drive vehicle 1 are provided with wheel speed sensors 21, and the ABS control unit 71 equipped with a microcomputer detects the road surface speed based on the output of each wheel speed sensor 21. The friction coefficient μ is calculated, and the ABS actuator 72 is operated so that the braking force corresponding to the value of μ is applied to the brake 20 corresponding to each wheel. On the other hand, 73 is an engine control unit that includes a microcomputer and controls the engine 2.

【0033】図2に、図1に示した実施例の電力供給及
び制御関係の回路構成例を示す。100は図1のパワー
モジュール11に対応するパワーコントロールユニット
であり、120は図1の電動機コントローラ10に対応
する信号コントロールユニットである。信号コントロー
ルユニット120は、Hブリッジドライバの駆動信号を
生成するマイクロプロセッサ122、Hブリッジドライ
バ125と、スイッチング素子MOS3〜6を有するH
ブリッジ126によって構成されている。マイクロプロ
セッサ122は、CPUと電動機制御用のプログラムや
データを保持するメモリを備え、I/O121やA/D
変換機器122を介して入力される車速センサ21、ギ
ア位置検出器31、アクセル開度センサ32の各情報に
基づいて、電動機5の界磁電流の向きやアーマチャ電流
値を演算し、その結果はI/O121を介して出力され
る。マイクロプロセッサ122に、バッテリー7の電圧
を所定値に維持するためにオルタネーター6を制御する
機能を持たせても良い。
FIG. 2 shows a circuit configuration example relating to the power supply and control of the embodiment shown in FIG. Reference numeral 100 is a power control unit corresponding to the power module 11 of FIG. 1, and 120 is a signal control unit corresponding to the electric motor controller 10 of FIG. The signal control unit 120 includes a microprocessor 122 that generates a drive signal for the H-bridge driver, an H-bridge driver 125, and an H that includes switching elements MOS3 to MOS6.
It is composed of a bridge 126. The microprocessor 122 includes a CPU and a memory that holds a program and data for controlling the electric motor, and has an I / O 121 and an A / D.
The direction of the field current of the electric motor 5 and the armature current value are calculated based on the information of the vehicle speed sensor 21, the gear position detector 31, and the accelerator opening sensor 32 input via the conversion device 122, and the result is It is output via the I / O 121. The microprocessor 122 may have a function of controlling the alternator 6 in order to maintain the voltage of the battery 7 at a predetermined value.

【0034】分巻電動機5への入力回路は、アーマチャ
巻線用とフィールド巻線用の並列の回路によって構成さ
れている。すなわち、バッテリー7は、36V用バッテ
リー7Aと12V用バッテリー7Bの2つがあり、これ
に対応してオルタネーターも、出力42Vのオルタネー
ター6Aと出力14Vのオルタネーター6Bの2つがあ
る。
The input circuit to the shunt winding motor 5 is composed of parallel circuits for armature winding and field winding. That is, the battery 7 has two batteries, that is, a 36V battery 7A and a 12V battery 7B, and correspondingly, there are also two alternators, an alternator 6A having an output of 42V and an alternator 6B having an output of 14V.

【0035】電動機5のアーマチャ巻線51には、36
V用バッテリー7Aから電力線12、パワーコントロー
ルユニット100のパワースイッチMOS1 104を
介して36Vの電力が供給される。
The armature winding 51 of the electric motor 5 has 36
36V power is supplied from the V battery 7A through the power line 12 and the power switch MOS1 104 of the power control unit 100.

【0036】一方、電動機5のフィールド巻線52に
は、12V用バッテリー7Bから電力線13、信号コン
トロールユニット120のHブリッジ126(MOS3
〜6)、電力線14を介して12Vの電力が供給され
る。Hブリッジドライバ125によりHブリッジ126
のスイッチング素子が駆動されて、フィールド電流の向
きが正逆に切替えられる。
On the other hand, in the field winding 52 of the electric motor 5, from the 12V battery 7B to the power line 13, the H bridge 126 (MOS3 of the signal control unit 120).
6), 12V power is supplied through the power line 14. H bridge 126 by H bridge driver 125
The switching element is driven to switch the direction of the field current between forward and reverse.

【0037】本発明では、並列回路を採用し、かつ、ア
ーマチャ巻線及びフィールド巻線の径や巻数を変えるこ
とにより、アーマチャ巻線への入力電流を大きくし、フ
ィールド巻線への入力電流を小さく設定することができ
る。例えば、アーマチャ電流を最大で200〜400A
程度とし、フィールド電流は最大で20A程度もしくは
それ以下になるように設定される。
In the present invention, a parallel circuit is adopted, and the input current to the field winding is increased by increasing the input current to the armature winding by changing the diameter and the number of turns of the armature winding and the field winding. Can be set small. For example, the maximum armature current is 200-400A
The field current is set to about 20 A or less at the maximum.

【0038】信号コントロールユニット120のマイク
ロプロセッサ122は、車速センサ21、アクセル開度
センサ32の出力等の他に、アーマチャ巻線51の電流
を検出する電流センサー102の検出値に基づいて、パ
ワーコントロールユニット100のパワースイッチMO
S1 104を制御する信号G1を生成し、信号ライン
128を介してパワースイッチMOS1 104を駆動
する。
The microprocessor 122 of the signal control unit 120 controls the power based on the output of the vehicle speed sensor 21, the accelerator opening sensor 32, etc., and the detection value of the current sensor 102 for detecting the current of the armature winding 51. Power switch MO of unit 100
A signal G1 for controlling S1 104 is generated to drive the power switch MOS1 104 via the signal line 128.

【0039】また、マイクロプロセッサ122は、電磁
クラッチ8のオンオフ信号を生成してパワースイッチM
OS2 106を駆動し、電磁クラッチ8の電磁コイル
81の電源ライン129をオンオフする。
Further, the microprocessor 122 generates an on / off signal of the electromagnetic clutch 8 to generate a power switch M.
The OS2 106 is driven to turn on / off the power supply line 129 of the electromagnetic coil 81 of the electromagnetic clutch 8.

【0040】本発明では、フィールド電流が20A程度
の小さい値に設定されているために、フィールド電流の
供給系統すなわち電力線13、14は、その途中をマイ
クロプロセッサ122を含む信号コントロールユニット
120と同じ基板内に形成することができる。マイクロ
プロセッサ122に出入りする信号ラインも当然のこと
ながら、信号コントロールユニット120と同じ基板内
に形成することができる。また、電磁クラッチ8の電磁
コイル81の電源ライン129を流れる電流も10A程
度なので、パワースイッチMOS2 106と共に、信
号コントロールユニット120と同じ基板内に形成する
ことができる。
In the present invention, since the field current is set to a small value of about 20 A, the field current supply system, that is, the power lines 13 and 14 are provided on the same board as the signal control unit 120 including the microprocessor 122. Can be formed within. The signal lines to and from the microprocessor 122 can of course be formed on the same substrate as the signal control unit 120. Further, since the current flowing through the power supply line 129 of the electromagnetic coil 81 of the electromagnetic clutch 8 is about 10 A, it can be formed together with the power switch MOS2 106 on the same substrate as the signal control unit 120.

【0041】次に、図1に示した減速機付電動機の構成
例を図3、図4に示す。図3は減速機付電動機の縦断面
図、図4は図3に示した減速機付電動機の電動機部分の
横断面図である。電動機5は、減速機54及び電磁クラ
ッチ8と一体化され、1個の減速機付電動機を構成して
いる。
Next, FIGS. 3 and 4 show examples of the configuration of the electric motor with reduction gear shown in FIG. FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the electric motor with reduction gear, and FIG. 4 is a horizontal cross-sectional view of the electric motor portion of the electric motor with reduction gear shown in FIG. The electric motor 5 is integrated with the speed reducer 54 and the electromagnetic clutch 8 to form one electric motor with a speed reducer.

【0042】減速機54は、電動機5のアーマチャシャ
フト57に設けられたギアに噛合う3個のプラネタリギ
ア56とこれらのプラネタリギア56が内転する1つの
インターナルギア55とによって構成され、インターナ
ルギア55に減速機シャフト58が連結されている。減
速比は10〜15とやや大きく設定し、減速機シャフト
側を小さくする。これにより、電磁クラッチ8の外側に
プーリーを配置することも可能になる。
The speed reducer 54 is composed of three planetary gears 56 meshing with gears provided on the armature shaft 57 of the electric motor 5 and one internal gear 55 inwardly rotating these planetary gears 56. A speed reducer shaft 58 is connected to 55. The reduction gear ratio is set to be slightly larger, 10 to 15, and the reduction gear shaft side is made smaller. This also allows the pulley to be arranged outside the electromagnetic clutch 8.

【0043】減速機シャフト58の外周には電磁クラッ
チ8の電磁コイルが配置されており、減速機シャフト5
8及びクラッチシャフト59に連結された一対のディス
クを電磁コイルにより係合、切離する。なお、クラッチ
トルクを大きくする構成上クラッチ8部分の半径が大き
くなるので、減速機付電動機の中では、クラッチ8の外
径が最も大きくなる。
The electromagnetic coil of the electromagnetic clutch 8 is arranged on the outer periphery of the speed reducer shaft 58, and
8 and a pair of disks connected to the clutch shaft 59 are engaged and disengaged by an electromagnetic coil. In addition, since the radius of the clutch 8 portion is increased in order to increase the clutch torque, the outer diameter of the clutch 8 is the largest in the motor with a reduction gear.

【0044】前に述べたように、電動機5のアーマチャ
巻線51には36Vの電力が供給され、フィールド巻線
52には12Vの電力が供給され、なおかつ、アーマチ
ャ巻線への入力電流は大きく、フィールド巻線への入力
電流は小さく設定されている。アーマチャ巻線51には
高電圧、大電流の電力が供給されるので、巻数を少なく
し、アーマチャコア51Aを小型化、すなわち半径を小
さくすることができる。一方、フィールド巻線52には
より低電圧、小電流の電力が供給されるので、その巻数
を多くしている。
As described above, 36 V of electric power is supplied to the armature winding 51 of the electric motor 5, 12 V of electric power is supplied to the field winding 52, and the input current to the armature winding is large. The input current to the field winding is set small. Since high-voltage, large-current power is supplied to the armature winding 51, the number of turns can be reduced and the armature core 51A can be miniaturized, that is, the radius can be reduced. On the other hand, since the field winding 52 is supplied with electric power of lower voltage and smaller current, the number of turns is increased.

【0045】このように、アーマチャ巻線51とフィー
ルド巻線52(フィールドコア52A)に2つの電源か
ら異なる大きさの電力を供給し、分巻電動機5のアーマ
チャコア51Aの半径1/2Dとフィールド巻線52の
半径方向の厚みLをほぼ等しくしたことが、本発明の特
徴の1つである。
As described above, the armature winding 51 and the field winding 52 (field core 52A) are supplied with electric powers of different magnitudes from the two power sources, and the radius 1 / 2D of the armature core 51A of the shunt winding motor 5 and the field. One of the characteristics of the present invention is that the thickness L of the winding wire 52 in the radial direction is made substantially equal.

【0046】アーマチャコア51Aの半径は小さくなる
ため、整流子53Aの半径も小さくなり、ブラシ53の
半径方向長さを十分に長くし、ブラシの長寿命化を図る
ことができる。車両床下への取付スペースを考慮した場
合、電動機5のブラシ53が収納される部分の外径寸法
を最大で減速機54の外径に対応する大きさとすること
により、ブラシ53の長さを十分に長くすることができ
る。
Since the radius of the armature core 51A becomes smaller, the radius of the commutator 53A also becomes smaller, and the length of the brush 53 in the radial direction can be made sufficiently long to prolong the life of the brush. In consideration of the installation space under the floor of the vehicle, the length of the brush 53 is sufficiently set by setting the outer diameter of the portion of the electric motor 5 in which the brush 53 is accommodated to the maximum size corresponding to the outer diameter of the speed reducer 54. Can be long.

【0047】さらに、電動機5のアーマチャシャフト5
7、減速機シャフト58、クラッチシャフト59の各シ
ャフトは、同一軸線上になるように軸受60〜64が配
置されており、これらの各軸受けの軸精度を向上させる
ことができる。その結果、電磁クラッチのエアギャップ
を0.3mm程度の高い精度にすることができる。これ
により、電磁クラッチ8の吸引トルクが高まる。一例と
して、電動機、減速機及び電磁クラッチ一体構造の減速
機付電動機の場合、電動機及び減速機と電磁クラッチと
を別構造にしたものに比べて、約2.5倍の伝達トルク
を発生できる。そのため、電磁クラッチを小型化するこ
とが可能となる。
Further, the armature shaft 5 of the electric motor 5
Bearings 60 to 64 are arranged on the shafts of 7, the speed reducer shaft 58, and the clutch shaft 59 so as to be on the same axis, and the shaft accuracy of each of these bearings can be improved. As a result, the air gap of the electromagnetic clutch can be highly accurate to about 0.3 mm. This increases the suction torque of the electromagnetic clutch 8. As an example, in the case of an electric motor with a reducer having an integrated structure of an electric motor, a speed reducer and an electromagnetic clutch, it is possible to generate about 2.5 times as much transmission torque as compared with a structure in which the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch have different structures. Therefore, the electromagnetic clutch can be downsized.

【0048】特に、電動機、減速機及び電磁クラッチを
一体構造としたことで、これらの一体構造の状態でエー
ジングを行い、電磁クラッチの吸着力を所定の値にする
ことができる。実験によれば、電磁クラッチの吸着力と
して100Nが要求されている場合、電磁クラッチ部分
の直径135mm、厚さ45mmのもので、当初40N
の吸着力であったものを、一体構造の状態でエージング
を行い100Nにすることができた。一方、 従来方
式、すなわちクラッチが車体のディファレンシャルギア
側に設けられているものでは、電動機、減速機及び電磁
クラッチを一体にした状態でのエージングは不可能であ
り、信頼性に配慮して最初の状態で100Nの吸着力が
得られるように、電磁クラッチを大きめに製作せざるを
得ない。上記一体構造のものと同じ条件で100Nの吸
着力が得られるようにすることを考えると、 クラッチ
部分の直径150mm、厚さ55mmが必要となる。本
発明の減速機付電動機は、一体構造の状態でのエージン
グを前提にして製作することができるため、 電磁クラ
ッチを小型化にできる。
In particular, since the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch are integrally formed, aging can be performed in the state of these integrated structures and the adsorption force of the electromagnetic clutch can be set to a predetermined value. According to the experiment, when 100N is required as the attraction force of the electromagnetic clutch, the electromagnetic clutch portion having a diameter of 135 mm and a thickness of 45 mm is initially 40N.
It was possible to aging the one having a suction force of 100 N by performing aging in the state of the integral structure to 100N. On the other hand, in the conventional method, that is, in the case where the clutch is provided on the side of the differential gear of the vehicle body, it is impossible to perform aging with the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch integrated. The electromagnetic clutch has to be made larger so that a suction force of 100 N can be obtained in this state. Considering that an adsorption force of 100 N can be obtained under the same conditions as those of the above-mentioned integral structure, the clutch portion needs to have a diameter of 150 mm and a thickness of 55 mm. Since the electric motor with reduction gear of the present invention can be manufactured on the premise of aging in the state of an integral structure, the electromagnetic clutch can be miniaturized.

【0049】このように、電磁クラッチを小型化にでき
るので、電動機、減速機及び電磁クラッチの一体構造を
コンパクトに纏め、車両床下へ取付けるのに必要なスペ
ースを低減できる。すなわち、これらの一体構造体の外
形寸法を、ディファレンシャルギア9の外形寸法と同等
以下、例えば200mm以下にするのは容易である。
As described above, since the electromagnetic clutch can be miniaturized, the integrated structure of the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch can be compacted, and the space required for mounting the vehicle under the floor can be reduced. That is, it is easy to make the external dimensions of these integrated structures equal to or less than the external dimensions of the differential gear 9, for example, 200 mm or less.

【0050】次に、図5のフローチャートにより、コン
トローラ10のマイクロプロセッサ122の動作を説明
する。まず、最初に車速信号から車速が0Kmか否かを判
断し(ステップ502)、車速が0Km/h(停車中)な
らば、次に電磁クラッチ8をオンとするためにパワース
イッチMOS2 106をオンにする指令を出す。車速
が0Km/hでなければ、ステップ510に進み電磁クラ
ッチ8をオフにし(MOS2=オフ)、つぎに、アーマ
チャ電流を制御するパワースイッチMOS1104をオ
フにし(ステップ512)、最初のステップに戻る。
Next, the operation of the microprocessor 122 of the controller 10 will be described with reference to the flowchart of FIG. First, it is first judged from the vehicle speed signal whether or not the vehicle speed is 0 km (step 502). If the vehicle speed is 0 km / h (while stopped), then the power switch MOS2 106 is turned on to turn on the electromagnetic clutch 8. Issue a command to If the vehicle speed is not 0 km / h, the routine proceeds to step 510, the electromagnetic clutch 8 is turned off (MOS2 = off), then the power switch MOS1104 for controlling the armature current is turned off (step 512), and the procedure returns to the first step.

【0051】キースイッチ投入直後は、車速が0Km/h
であり、電磁クラッチ8をオンとしてからステップ50
6に進む。ステップ506では、アクセルが踏まれてい
るかすなわちアクセル開度が所定値θ0以上か否かを判
断し、アクセルが踏まれていなければ車を発進させる意
図がなく従って発進アシストは不用なので、ステップ5
10に進み電磁クラッチ8をオフにする。
Immediately after turning on the key switch, the vehicle speed is 0 km / h.
After turning on the electromagnetic clutch 8, step 50
Go to 6. In step 506, it is determined whether the accelerator is stepped on, that is, whether the accelerator opening is equal to or greater than a predetermined value θ0. If the accelerator is not stepped on, there is no intention to start the vehicle, and therefore start assist is unnecessary.
Proceeding to 10, the electromagnetic clutch 8 is turned off.

【0052】もし、アクセルが踏まれていれば、次ぎ
に、ステップ508で、車速が20Km/h以上か否かを
判断する。もし、20Km/h以下の場合には、514に
示すような車速と要求トルクの関係を与えるマップに基
づいて、要求トルクを求める。これは、発進アシストが
必要な低μ路での発進時に、電動機5を作動させるため
に、図6に示すような、始動時から所定値以下の範囲に
おいて、車速の増加に伴い要求トルクが減少する特性を
与えるものである。例えば、始動発進時(0Km/h)か
ら車速が6〜8Km/hの間は、一定の要求トルクとし、
それを超えて20Km/hになるまでの間は、車速の増加
に伴い要求トルクが連続的に減少する特性とする。従っ
て、要求トルクが一定の範囲では、アーマチャ電流を最
大の200〜400A程度、フィールド電流を最大の2
0A程度とし、要求トルクTが連続的に減少する範囲で
は、アーマチャ電流Iaやフィールド電流Ifを適宜変え
て、発進、加速、後退などの夫々の運転状況に応じた走
行アシストを行う。
If the accelerator is stepped on, next, at step 508, it is judged if the vehicle speed is 20 km / h or more. If the speed is 20 Km / h or less, the required torque is obtained based on a map 514 showing the relationship between the vehicle speed and the required torque. This is because in order to operate the electric motor 5 at the time of starting on a low μ road where starting assistance is required, the required torque decreases as the vehicle speed increases within a range below a predetermined value from the time of starting, as shown in FIG. It gives the property to do. For example, from the time of starting and starting (0 km / h), the vehicle speed is between 6 and 8 km / h, and the required torque is constant,
The required torque continuously decreases as the vehicle speed increases until the speed reaches 20 km / h. Therefore, in the range where the required torque is constant, the maximum armature current is about 200 to 400 A and the maximum field current is 2 A.
Within a range in which the required torque T is continuously reduced to about 0 A, the armature current Ia and the field current If are appropriately changed to perform traveling assistance according to the respective driving conditions such as start, acceleration, and reverse.

【0053】予め車速と要求トルクTの関係を与える特
性マップをメモリに記録保持しておく。要求トルクが求
まったら、次に、この要求トルクを分巻電動機5に発生
させるための電流値Ia0を設定する(ステップ51
6)。アーマチャ電流Iaは、T=KΦIa の関係式か
ら演算して求めることもできるが(ただし、Kは定数、
Φは磁束)、要求トルクTと電流値Ia0との関係を与え
る特性マップをメモリに記録保持しておく。そして、こ
の電流値Ia0に基づいて、分巻電動機5に供給する電流
の制御を行う(ステップ518)。
A characteristic map giving the relationship between the vehicle speed and the required torque T is recorded and held in the memory in advance. When the required torque is obtained, next, the current value Ia0 for generating the required torque in the shunt winding motor 5 is set (step 51).
6). The armature current Ia can be calculated by the relational expression of T = KΦIa (where K is a constant,
Φ is a magnetic flux), and a characteristic map that gives the relationship between the required torque T and the current value Ia0 is recorded and held in the memory. Then, the current supplied to the shunt winding motor 5 is controlled based on the current value Ia0 (step 518).

【0054】さらに、ギア位置を判定し(ステップ52
0)、ギア位置がドライブポジションDであれば正転と
してHブリッジ126のMOS3、MOS6をオンにし
(ステップ522)、ステップ506に戻る。ギア位置
が逆転Rであれば(ステップ524)、Hブリッジ12
6のMOS4、MOS5をオンにし(ステップ52
6)、ステップ506に戻る。そして、アクセルが踏ま
れていてなおかつ、車速が20Km/h未満の運転状態で
は、ステップ514〜526の制御を繰り返す。車速が
20Km/hを超えたら、走行アシストは不要なので、ス
テップ510で電磁クラッチ8をオフにし、つぎに、ア
ーマチャ電流を制御するパワースイッチMOS1 10
4をオフにし、最初のステップに戻る。従って、車速が
20Km/h以上になったら前輪のみがエンジンで駆動さ
れて走行し、後輪は、エンジンや電動機に対してフリー
な状態となり車両の走行に伴って回転する。
Further, the gear position is determined (step 52
0), if the gear position is the drive position D, the normal rotation is performed and the MOS3 and MOS6 of the H bridge 126 are turned on (step 522) and the process returns to step 506. If the gear position is reverse R (step 524), the H bridge 12
6 turns on MOS4 and MOS5 (step 52
6) and returns to step 506. Then, in a driving state in which the accelerator is stepped on and the vehicle speed is less than 20 km / h, the control of steps 514 to 526 is repeated. If the vehicle speed exceeds 20 km / h, no driving assistance is required, so the electromagnetic clutch 8 is turned off in step 510, and then the power switch MOS1 10 for controlling the armature current.
Turn off 4 and go back to the first step. Therefore, when the vehicle speed becomes 20 km / h or more, only the front wheels are driven by the engine to travel, and the rear wheels are free from the engine and the electric motor and rotate as the vehicle travels.

【0055】ステップ518における電流制御の処理手
順の詳細を、図7に示す。最初に、電動機5のアーマチ
ャ電流の実測値Ia0と設定値Iaとを比較する(ステッ
プ5181)。アーマチャ電流の実測値Ia0が設定値I
aよりも小さければ、電流制御におけるパワースイッチ
MOS1 104のオンデューティを Duty=Duty+
1とし(ステップ5182)、実測値Ia0が設定値Ia
よりも大きければ、パワースイッチMOS1 104の
オンデューティを Duty=Duty−1とし(ステップ5
183)し、これらのDutyに基づいてパワースイッチ
MOS1 104をオンオフし、電動機5のアーマチャ
電流が設定値Iaになるように電流制御を行う(ステッ
プ5184)。以下同様な処理を繰り返す。
FIG. 7 shows details of the current control processing procedure in step 518. First, the measured value Ia0 of the armature current of the electric motor 5 is compared with the set value Ia (step 5181). The measured value Ia0 of the armature current is the set value I
If it is smaller than a, the on-duty of the power switch MOS1 104 in the current control is Duty = Duty +
1 (step 5182), and the measured value Ia0 is the set value Ia.
If it is larger than the above, the on-duty of the power switch MOS1 104 is set to Duty = Duty−1 (step 5
183), and based on these Duty, the power switch MOS1 104 is turned on / off, and current control is performed so that the armature current of the electric motor 5 becomes the set value Ia (step 5184). The same process is repeated thereafter.

【0056】本発明によれば、電動機5は、エンジンと
は切り離して独立に制御される。すなわち、車両の始動
時(車速がゼロの状態)から所定値(例えば20Km/
h)以下の範囲の前進走行及び後退時に限定して、電磁
クラッチをオンにして車両の後輪を駆動し、車速が20
Km/h以上になったら電磁クラッチをオフにしてエンジ
ンのみで走行する。エンジンからプロペラシャフトを介
して車両の後輪を駆動するものに比べると、エンジンか
らの変速機構やプロペラシャフトが不要となり、4輪駆
動機構が、小型、軽量化されると同時に、所定値以上で
は後輪側が前輪側から切り離されるので燃費向上にも寄
与する。また、起動時すなわち車速がゼロの状態から発
進アシストが得られるために、発進加速性に優れてい
る。
According to the present invention, the electric motor 5 is controlled independently of the engine. That is, a predetermined value (for example, 20 Km /
h) Only when the vehicle travels forward or backward within the following range, the electromagnetic clutch is turned on to drive the rear wheels of the vehicle, and the vehicle speed is 20
When the speed exceeds Km / h, turn off the electromagnetic clutch and drive only with the engine. Compared to the one that drives the rear wheels of the vehicle from the engine via the propeller shaft, the transmission mechanism from the engine and the propeller shaft are not required, and the four-wheel drive mechanism is made smaller and lighter, and at the same time, above a certain value. The rear wheel side is separated from the front wheel side, which also contributes to improved fuel efficiency. Further, the starting acceleration is excellent because the starting assist can be obtained at the time of start-up, that is, when the vehicle speed is zero.

【0057】本発明によれば、電動機5のアーマチャシ
ャフト56、減速機シャフト57、クラッチシャフト5
8の各シャフトは、同一軸線上になるように軸受60〜
64が配置されており、これら電動機、減速機及び電磁
クラッチを予め一体的な構造として形成することによ
り、電動機、減速機と電磁クラッチとを別構造にしたも
のに比べて、発進加速性に優れている。また、一体的な
構造としたことで、ギア効率も向上し、より大きな伝達
トルクを発生できるため、電磁クラッチを小型化にで
き、電動機、減速機及び電磁クラッチの一体構造をコン
パクトに纏め、車両床下へ取付けるのに必要なスペース
を低減できる。
According to the present invention, the armature shaft 56 of the electric motor 5, the reduction gear shaft 57, and the clutch shaft 5
Each shaft of No. 8 has bearings 60 to so that they are on the same axis.
64 is arranged, and by forming these electric motor, speed reducer and electromagnetic clutch as an integrated structure in advance, the starting acceleration is superior to the structure in which the electric motor, speed reducer and electromagnetic clutch are different. ing. In addition, the integrated structure improves gear efficiency and can generate a larger transmission torque, so the electromagnetic clutch can be miniaturized, and the integrated structure of the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch can be made compact, The space required for mounting under the floor can be reduced.

【0058】また、本発明によれば、分巻電動機5への
入力回路を、アーマチャ巻線用とフィールド巻線用の並
列の回路によって構成しており、マチュア巻線51とフ
ィールド巻線52に異なる電圧の電源から電力を供給す
るようにしたことにより、フィールド電流を20A程度
の小さい値に設定できる。そのために、フィールド電流
の供給系統すなわち電力線13、14の途中部分を、マ
イクロプロセッサ122を含む信号コントロールユニッ
ト120と同じ基板内に形成することができる。マイク
ロプロセッサ122に出入りする信号ラインも当然のこ
とながら、信号コントロールユニット120と同じ基板
内に形成することができる。また、電磁クラッチ8の電
磁コイル81の電源ライン129を流れる電流が10A
程度なので、パワースイッチMOS2 106と共に、
信号コントロールユニット120と同じ基板内に形成す
ることができる。
Further, according to the present invention, the input circuit to the shunt winding motor 5 is composed of parallel circuits for the armature winding and the field winding, and the armature winding 51 and the field winding 52 are connected to each other. By supplying power from power sources having different voltages, the field current can be set to a small value of about 20A. Therefore, the field current supply system, that is, the intermediate portions of the power lines 13 and 14 can be formed on the same substrate as the signal control unit 120 including the microprocessor 122. The signal lines to and from the microprocessor 122 can of course be formed on the same substrate as the signal control unit 120. Further, the current flowing through the power supply line 129 of the electromagnetic coil 81 of the electromagnetic clutch 8 is 10A.
Since it is about the degree, with the power switch MOS2 106,
It can be formed on the same substrate as the signal control unit 120.

【0059】また、フィールド電流が小さいため、電動
機5のフィールド電流供給系統及びその制御回路及び電
磁クラッチ8の電源ライン129などを、ABSコント
ロールユニット71と同じ基板内に形成することができ
る。また、電動機5のフィールド電流の供給系統及びそ
の制御回路を及び電磁クラッチ8の電源ライン129な
どをこのエンジンコントロールユニット73と同じ基板
内に形成してもよい。あるいは、これらをABSコント
ロールユニット71及びエンジンコントロールユニット
73と同じ基板内に形成してもよい。これによって分巻
電動機5のフィールド電流の供給系統及びその制御回路
を安価にすることができる。
Further, since the field current is small, the field current supply system of the electric motor 5 and its control circuit, the power supply line 129 of the electromagnetic clutch 8 and the like can be formed on the same substrate as the ABS control unit 71. Further, the field current supply system of the electric motor 5 and its control circuit, the power supply line 129 of the electromagnetic clutch 8 and the like may be formed on the same substrate as the engine control unit 73. Alternatively, these may be formed on the same substrate as the ABS control unit 71 and the engine control unit 73. This makes it possible to reduce the cost of the field current supply system of the shunt motor 5 and its control circuit.

【0060】図8は、電動機5のフィールド電流供給系
統及びその制御回路及び電磁クラッチ8の電源ライン1
29などを含む電動機コントローラ120を、ABSコ
ントロールユニット71と同じ基板200内に形成し、
マイクロコンピュータを共用化した例を示すものであ
る。ABSコントロールユニット71は、車輪速度セン
サー21の出力Wnに基づいて車輪度速算出処理部20
2で各車輪の速度VRを演算し、このVRから推定車速算
出部204で推定車速VREFを算出し、車輪減速度算出
部206で−aを算出する。さらに、スリップ率算出部
208ではVRとVREFからスリップ率λ1、λ2を算出す
る。最後に、μ算出部210で、スリップ率λ1、λ2と
−aから路面の摩擦係数μが演算され、各車輪に対応す
るブレーキ20にμの値に応じた制動力が付与されるよ
うにABSアクチュエータ72が作動する。
FIG. 8 shows the field current supply system of the electric motor 5, its control circuit, and the power supply line 1 of the electromagnetic clutch 8.
An electric motor controller 120 including 29 and the like is formed in the same substrate 200 as the ABS control unit 71,
It shows an example in which a microcomputer is shared. The ABS control unit 71 uses the wheel speed calculation processing unit 20 based on the output Wn of the wheel speed sensor 21.
In step 2, the speed VR of each wheel is calculated, the estimated vehicle speed calculation unit 204 calculates the estimated vehicle speed VREF from this VR, and the wheel deceleration calculation unit 206 calculates -a. Further, the slip ratio calculator 208 calculates slip ratios λ1 and λ2 from VR and VREF. Finally, the μ calculation unit 210 calculates the friction coefficient μ of the road surface from the slip ratios λ1, λ2 and −a, and ABS so that the braking force corresponding to the value of μ is applied to the brake 20 corresponding to each wheel. The actuator 72 operates.

【0061】このように、フィールド電流の供給系統及
びその制御回路及び電磁クラッチ8の電源ライン129
などを既存の制御回路に内蔵させ、マイコンを共用化す
ることで、電流の供給系統及びその制御回路を安価にで
きると共に、バッテリーの負担を軽減することができ
る。特に、電動機コントローラは走行アシストとして主
に車両の始動、加速時に動作するものであり、一方、A
BSコントロールユニットは車両の減速時の制動を制御
するものであり、両者の動作時期は異なっている。従っ
て、 電動機コントローラとABSコントロールユニッ
トを共通のマイクロコンピュータにより構成し、制御す
ることにより制御回路を安価にできる。
In this way, the field current supply system and its control circuit, and the power supply line 129 of the electromagnetic clutch 8 are provided.
By incorporating the above in an existing control circuit and sharing the microcomputer, the current supply system and its control circuit can be made inexpensive, and the load on the battery can be reduced. In particular, the electric motor controller mainly operates as a driving assist at the time of starting and accelerating the vehicle.
The BS control unit controls braking during deceleration of the vehicle, and the operation timings of the two are different. Therefore, the control circuit can be made inexpensive by configuring and controlling the electric motor controller and the ABS control unit by a common microcomputer.

【0062】また、本発明によれば、分巻電動機5への
入力回路を、アーマチャ巻線用とフィールド巻線用の並
列の回路によって構成しており、マチュア巻線51とフ
ィールド巻線52に異なる電圧の電源から電力を供給す
るようにしたことにより、分巻電動機5のアーマチャコ
ア51Aの半径1/2Dとフィールド巻線52の半径方
向の厚みがほぼ等しくなる。このような構成とすること
により、電動機5に要求される駆動トルクを発生させる
ことができると共に、電動機5の外形寸法を小さくでき
る。
Further, according to the present invention, the input circuit to the shunt winding motor 5 is constituted by a parallel circuit for armature winding and field winding, and the mature winding 51 and the field winding 52 are connected to each other. By supplying power from power sources of different voltages, the radius 1 / 2D of the armature core 51A of the shunt winding motor 5 and the radial thickness of the field winding 52 become substantially equal. With such a configuration, the drive torque required for the electric motor 5 can be generated, and the outer dimensions of the electric motor 5 can be reduced.

【0063】また、アーマチャコア51Aの半径が小さ
くなるため、ブラシ53の(アーマチャ半径方向の)長
さを長くし、ブラシの長寿命化を図ることができる。車
両床下への取付スペースを考慮した場合、電動機5のブ
ラシが収納される部分の外径寸法を最大で減速機の外径
に対応する大きさとすることができるので、この範囲内
でブラシ53の長さを長くすることができる。
Further, since the radius of the armature core 51A becomes smaller, the length of the brush 53 (in the armature radius direction) can be increased and the life of the brush can be extended. In consideration of the installation space under the floor of the vehicle, the outer diameter of the portion of the electric motor 5 in which the brush is housed can be set to the maximum size corresponding to the outer diameter of the speed reducer. The length can be increased.

【0064】図9に、本発明における、アーマチャコア
51Aの直径Dとフィールド巻線52の半径方向厚みL
の関係を示す。電動機5に要求される駆動トルクを発生
させつつ、電動機5の外形寸法を小さくするためには、
DとLの関係を、図に示すように、 L≒1/2(1±
0.2)Dとするのが望ましい。
FIG. 9 shows the diameter D of the armature core 51A and the radial thickness L of the field winding 52 in the present invention.
Shows the relationship. In order to reduce the external dimensions of the electric motor 5 while generating the drive torque required for the electric motor 5,
As shown in the figure, the relationship between D and L is L ≈ 1/2 (1 ±
0.2) D is desirable.

【0065】Lを1/2(1±0.2)Dよりも小さく
すると、フィールド巻線の巻数が少なくなり低圧(12
V)電源から必要な電力を供給するためには、線径を太
くして電流値を大きくせざるを得なくなり、 フィール
ド電流の供給系統及びその制御回路を既存の制御回路に
内蔵させ、ひいてはマイコンを共用化することができな
くなる。
When L is smaller than 1/2 (1 ± 0.2) D, the number of turns of the field winding is reduced and the low voltage (12
V) In order to supply the necessary power from the power supply, the wire diameter must be increased and the current value must be increased, and the field current supply system and its control circuit must be built into the existing control circuit. Cannot be shared.

【0066】逆に、Lを1/2(1±0.2)Dよりも
大きくすると、アーマチャコア51Aの半径が大きくな
るため、電動機5の外形寸法が大きくなる。特に、ブラ
シ53の長さを長くしてブラシの長寿命化を図るという
ことができなくなる。
On the contrary, when L is larger than 1/2 (1 ± 0.2) D, the radius of the armature core 51A becomes large, so that the outer dimension of the electric motor 5 becomes large. In particular, it becomes impossible to prolong the life of the brush 53 by increasing the length of the brush 53.

【0067】以上述べた実施例は、車両の前輪をエンジ
ンにより駆動し、所定の運転時に電動機により後輪の駆
動をアシストする駆動装置であるが、後輪をエンジンに
より駆動し、所定の運転時に電動機により前輪の駆動を
アシストする4輪駆動車両の駆動装置にも同様に本発明
を適用できる。
The above-described embodiment is a drive device in which the front wheels of a vehicle are driven by the engine and the electric motor assists the driving of the rear wheels during a predetermined operation. The present invention can be similarly applied to a drive device of a four-wheel drive vehicle in which driving of the front wheels is assisted by an electric motor.

【0068】次に、本発明の他の実施例になる車両駆動
用アシスト装置を図10、図11により説明する。この
実施例は、前に述べた実施例の減速機付電動機をエンジ
ンのスタータとして利用するものである。図10におい
て、スタータ50のクラッチシャフト59は、ベルトな
どのサイレントチェーンドライブ機構70によりエンジ
ンのクランクシャフトに連結されている。
Next, a vehicle drive assist device according to another embodiment of the present invention will be described with reference to FIGS. In this embodiment, the electric motor with reduction gear of the above-mentioned embodiment is used as a starter of an engine. In FIG. 10, the clutch shaft 59 of the starter 50 is connected to the crankshaft of the engine by a silent chain drive mechanism 70 such as a belt.

【0069】図11に、スタータ50の電力供給及び制
御関係の回路構成例を示す。110はパワーコントロー
ルユニット、130は信号コントロールユニットであ
る。信号コントロールユニット130のマイクロプロセ
ッサ122は、CPUと電動機制御用のプログラムやデ
ータを保持するメモリを備え、I/O121やA/D変
換機器122を介して入力される車速センサ21、ギア
位置検出器31、アクセル開度センサ32の各情報に基
づいて、電動機5の界磁電流のオンオフ時期やアーマチ
ャ電流値、電磁クラッチのオンオフ時期を演算し、その
結果はI/O121を介して、パワースイッチMOS1
104、パワースイッチMOS2 106及びMOS
30 133の駆動信号として出力される。なお、この
信号コントロールユニット130をエンジンコントロー
ルユニット73あるいはABSコントロールユニット7
1及びと同じ基板内に形成してもよい。
FIG. 11 shows an example of a circuit configuration related to power supply and control of the starter 50. 110 is a power control unit and 130 is a signal control unit. The microprocessor 122 of the signal control unit 130 includes a CPU and a memory that holds programs and data for controlling the electric motor, and the vehicle speed sensor 21 and the gear position detector that are input via the I / O 121 and the A / D conversion device 122. 31 based on the information of the accelerator opening sensor 32, the on / off timing of the field current of the electric motor 5, the armature current value, and the on / off timing of the electromagnetic clutch are calculated, and the result is calculated via the I / O 121 to the power switch MOS1.
104, power switch MOS2 106 and MOS
It is output as a drive signal of 30 133. The signal control unit 130 is used as the engine control unit 73 or the ABS control unit 7
It may be formed in the same substrate as 1 and.

【0070】分巻電動機5への入力回路は、アーマチャ
巻線用とフィールド巻線用の並列の回路によって構成さ
れている。本発明では、並列回路を採用し、かつ、アー
マチャ巻線及びフィールド巻線の径や巻数を変えること
により、アーマチャ巻線への入力電流を大きくし、フィ
ールド巻線への入力電流を小さく設定することができ
る。
The input circuit to the shunt winding motor 5 is composed of parallel circuits for armature winding and field winding. In the present invention, the parallel circuit is adopted, and the input current to the armature winding is increased and the input current to the field winding is set small by changing the diameter and the number of turns of the armature winding and the field winding. be able to.

【0071】また、マイクロプロセッサ122は、車速
センサ21の他にエンジン回転速度センサ33の信号を
取り込み、車両が人の乗降、信号待ち、荷物の積み下ろ
しなどで一時的に停車しアイドリング状態にあるのを検
出し、自動的にエンジンを停止させためのアイドルスト
ップ指令を生成し、エンジンコントロールユニット73
へ送る。アイドルストップ状態が終わったら直ちに走行
を開始するために、電磁クラッチ8をオンにしてスター
タ50によりエンジンを始動させる。
Further, the microprocessor 122 takes in signals from the engine speed sensor 33 in addition to the vehicle speed sensor 21, and the vehicle is in a idling state in which the vehicle is temporarily stopped by people getting on and off, waiting for a signal, loading and unloading luggage, and the like. Is detected, an idle stop command for automatically stopping the engine is generated, and the engine control unit 73
Send to. The electromagnetic clutch 8 is turned on and the engine is started by the starter 50 in order to start traveling immediately after the idling stop state ends.

【0072】この実施例によれば、エンジンの始動時に
スタータ50がクラッチ8、サイレントチェーンドライ
ブ機構70を介してエンジン2に連結される構成となっ
ているために、ピニオンとリングギアの噛み合わせによ
りスタータとエンジンが連結されるものに比べて、連結
部分の耐久性が格段に向上する。実験によれば、ピニオ
ンとリングギアの噛み合わせ結合方式の場合、噛み合い
時にピニオンとリングギアが衝突することや起動時大径
のリングギアが空転し続けることによりピニオンやリン
グギア破損、磨耗を生じるため、スタータとしての耐久
性が20万回〜40万回である。これに対して、本発明
の電磁クラッチ結合方式の場合、電磁クラッチ結合方式
であり衝撃が少なく耐久性が70万回あるいはそれ以上
まで向上する。また、電磁クラッチの場合、端面すべり
やクラッチすべりが無く、トルクの伝達効率が良い。し
かも、噛み合い時の衝撃音が無く始動音が低減される。
According to this embodiment, since the starter 50 is connected to the engine 2 via the clutch 8 and the silent chain drive mechanism 70 at the time of starting the engine, the pinion and the ring gear are engaged with each other. The durability of the connecting part is significantly improved compared to the one in which the starter and the engine are connected. Experiments show that in the case of the pinion and ring gear meshing coupling method, the pinion and ring gear collide during meshing and the large diameter ring gear keeps idling at startup, causing pinion and ring gear damage and wear. Therefore, the durability as a starter is 200,000 to 400,000 times. On the other hand, in the case of the electromagnetic clutch coupling system of the present invention, the electromagnetic clutch coupling system is used and the impact is small and the durability is improved up to 700,000 times or more. Further, in the case of the electromagnetic clutch, there is no end surface slip or clutch slip, and the torque transmission efficiency is good. Moreover, there is no impact noise at the time of engagement, and the starting noise is reduced.

【0073】このように、本発明の減速機付電動機は、
連結部分の耐久性が格段に向上するとともにトルクの伝
達効率が良いため、自動アイドルストップ機能付きエン
ジンのスタータに採用しても何ら支障がない。
Thus, the electric motor with reduction gear of the present invention is
The durability of the connecting part is significantly improved and the torque transmission efficiency is good, so there is no problem even if it is used for a starter of an engine with an automatic idle stop function.

【0074】従来のピニオンとリングギアの噛み合わせ
結合方式のスタータは、耐久性に乏しいため、頻繁に起
動する必要の有る自動アイドルストップ機能付きの車両
には適していない。本発明の減速機付電動機は、耐久性
が良くトルクの伝達効率も良いため、自動アイドルスト
ップ機能付きエンジンのスタータに採用すると対環境、
燃費に優れた効果を発揮する。実験によれば、燃費が1
4%向上する。
The conventional starter of the intermeshing and coupling system of the pinion and the ring gear is poor in durability, and therefore is not suitable for a vehicle with an automatic idle stop function that needs to be started frequently. Since the electric motor with a reducer of the present invention has good durability and good torque transmission efficiency, it can be used as a starter for an engine with an automatic idle stop function against the environment,
Exhibits excellent fuel economy. Experiment shows that fuel consumption is 1
4% improvement.

【0075】[0075]

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、車
両駆動用アシスト装置の減速機付電動機として電動機、
減速機及び電磁クラッチを予め一体的な構造として形成
することにより、軸精度を向上させ電磁クラッチのエア
ギャップを高い精度にできると共に、一体構造の状態で
のエージングを前提として電磁クラッチを小型化にでき
る。また、分巻電動機への入力回路を、アーマチャ巻線
用とフィールド巻線用の並列の回路によって構成し、分
巻電動機のアーマチャ巻線に大電流、フィールド巻線に
小電流を流すようにしたことにより、電動機に要求され
る駆動トルクを発生させつつ、電動機の外形寸法を小さ
くすることができる。
As described above, according to the present invention, an electric motor as a speed reducer-equipped electric motor of an assist device for driving a vehicle,
By forming the speed reducer and the electromagnetic clutch as an integral structure in advance, the shaft accuracy can be improved and the air gap of the electromagnetic clutch can be made highly accurate, and the electromagnetic clutch can be downsized on the premise of aging in the state of the integrated structure. it can. Moreover, the input circuit to the shunt winding motor is configured by a parallel circuit for the armature winding and the field winding so that a large current flows in the armature winding of the shunt winding motor and a small current flows in the field winding. As a result, the outer dimensions of the electric motor can be reduced while generating the drive torque required for the electric motor.

【0076】このように、車両駆動用アシスト装置すな
わち電動機、減速機及び電磁クラッチの一体構造をコン
パクトに纏めることができるので、車両床下へ取付ける
のに必要なスペースを低減できる。
As described above, the vehicle drive assist device, that is, the integrated structure of the electric motor, the speed reducer and the electromagnetic clutch can be compactly assembled, so that the space required for mounting the vehicle under the floor can be reduced.

【0077】さらに、車両駆動用アシスト装置のフィー
ルド電流の供給系統及びその制御回路を安価にし、ひい
ては減速機付電動機のコストを低減できると共に、ブラ
シの半径方向長さを長くしブラシの長寿命化を図ること
ができる。
Further, the field current supply system and the control circuit for the field current of the vehicle drive assist device can be made inexpensive, the cost of the electric motor with reduction gear can be reduced, and the radial length of the brush can be increased to prolong the life of the brush. Can be achieved.

【0078】さらに、本発明の車両駆動用アシスト装置
は、耐久性が良くトルクの伝達効率も良いため、自動ア
イドルストップ機能付きエンジンのスタータに採用する
と対環境、燃費に優れた効果を発揮する。
Further, since the vehicle drive assist device of the present invention has high durability and high torque transmission efficiency, when it is used as a starter for an engine with an automatic idle stop function, it exhibits excellent effects on environment and fuel consumption.

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

【図1】本発明の一実施例になる車両駆動用アシスト装
置を採用した4輪駆動車の全体構成を示すものである。
FIG. 1 shows an overall configuration of a four-wheel drive vehicle that employs a vehicle drive assist device according to an embodiment of the present invention.

【図2】図1に示した実施例の電力供給及び制御関係の
回路構成例を示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing a circuit configuration example relating to power supply and control of the embodiment shown in FIG.

【図3】図1に示した実施例の減速機付電動機の縦断面
図である。
FIG. 3 is a vertical cross-sectional view of the electric motor with reduction gear of the embodiment shown in FIG.

【図4】図3における減速機付電動機の電動機部分の横
断面図である。
4 is a cross-sectional view of an electric motor portion of the electric motor with reduction gear shown in FIG.

【図5】電動機コントローラ10内のマイクロプロセッ
サの動作を説明するフローチャートである。
FIG. 5 is a flowchart illustrating an operation of a microprocessor in the electric motor controller 10.

【図6】車速と要求トルクの関係を与えるマップの説明
図である。
FIG. 6 is an explanatory diagram of a map that gives a relationship between vehicle speed and required torque.

【図7】図5のフローチャートにおける電流制御の処理
手順の詳細を示す図である。
FIG. 7 is a diagram showing details of a current control processing procedure in the flowchart of FIG. 5;

【図8】本発明の他の実施例になる車両駆動用アシスト
装置の制御回路の構成例を示す図である。
FIG. 8 is a diagram showing a configuration example of a control circuit of a vehicle drive assist device according to another embodiment of the present invention.

【図9】本発明における、アーマチャコア51Aの直径
Dとフィールド巻線52の半径方向厚みLの関係を示す
図である。
FIG. 9 is a diagram showing a relationship between a diameter D of an armature core 51A and a radial thickness L of a field winding 52 in the present invention.

【図10】本発明の他の実施例として車両駆動用アシス
ト装置をエンジンのスタータとして利用する例を示す図
である。
FIG. 10 is a diagram showing an example in which a vehicle drive assist device is used as a starter of an engine as another embodiment of the present invention.

【図11】図10に示す実施例におけるスタータの電力
供給及び制御関係の回路構成例を示す図である。
11 is a diagram showing an example of a circuit configuration related to power supply and control of a starter in the embodiment shown in FIG.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1…4輪駆動車、2…エンジン、3…前輪、4…後輪、
5…直流分巻電動機、6…オルタネーター、7…バッテ
リー、8…電磁クラッチ、9…ディファレンシャルギ
ア、10…電動機コントローラ、11…パワーモジュー
ル、20…ブレーキ、21…車輪速センサー、71…A
BSコントロールユニット、73…エンジンコントロー
ルユニット、100…パワーコントロールユニット、1
04…パワースイッチMOS1、106…パワースイッ
チMOS2、120…信号コントロールユニット、12
2…マイクロプロセッサ、125…Hブリッジドライ
バ、126…Hブリッジ、
1 ... 4-wheel drive vehicle, 2 ... engine, 3 ... front wheel, 4 ... rear wheel,
5 ... DC shunt winding motor, 6 ... Alternator, 7 ... Battery, 8 ... Electromagnetic clutch, 9 ... Differential gear, 10 ... Electric motor controller, 11 ... Power module, 20 ... Brake, 21 ... Wheel speed sensor, 71 ... A
BS control unit, 73 ... engine control unit, 100 ... power control unit, 1
04 ... Power switch MOS1, 106 ... Power switch MOS2, 120 ... Signal control unit, 12
2 ... Microprocessor, 125 ... H bridge driver, 126 ... H bridge,

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI B60K 17/04 B60L 11/14 B60L 11/14 F02D 29/02 D F02D 29/02 B60K 9/00 E (72)発明者 深作 良範 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 阿部 光利 茨城県ひたちなか市高場2477番地 株式 会社 日立カーエンジニアリング内 (72)発明者 増野 敬一 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (72)発明者 佐久間 忠 茨城県ひたちなか市大字高場2520番地 株式会社 日立製作所 自動車機器事業 部内 (56)参考文献 特開 平9−88778(JP,A) 特開 昭61−160358(JP,A) 特開 平7−15915(JP,A) 特開 平8−14145(JP,A) 特開 平11−125129(JP,A) 特開 平10−331749(JP,A) 実開 平5−46883(JP,U) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) B60K 17/356 B60K 6/04 B60K 17/04 B60L 11/14 F02D 29/02 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (51) Int.Cl. 7 Identification code FI B60K 17/04 B60L 11/14 B60L 11/14 F02D 29/02 D F02D 29/02 B60K 9/00 E (72) Inventor Fukasaku Yoshinori, Takata, Hitachi, Ibaraki 2520 Takaba, Hitachi, Ltd., Automotive Equipment Division (72) Inventor, Mitsutoshi Abe 2477, Takaba, Hitachinaka, Ibaraki, Hitachi Car Engineering (72) Inventor, Keiichi Masuno Hitachi, Hitachi, Ibaraki 2520 Takaba, Oita City, Hitachi, Ltd. (72) Inventor, Tadashi Sakuma, Hitachinaka City, Ibaraki 2520, Takaba, Hitachi, Ltd., Automotive Equipment Division (56) Reference: Japanese Patent Laid-Open No. 9-88778 ( JP, A) JP 61-160358 (JP, A) JP 7-15915 (JP A) JP-A-8-14145 (JP, A) JP-A-11-125129 (JP, A) JP-A-10-331749 (JP, A) Actually open 5-46883 (JP, U) (58) Survey Areas (Int.Cl. 7 , DB name) B60K 17/356 B60K 6/04 B60K 17/04 B60L 11/14 F02D 29/02

Claims (8)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 エンジンによる車両駆動を減速機付直流分
巻電動機によりアシストする車両駆動用アシスト装置に
おいて、前記直流分巻電動機による駆動力をアーマチャ
シャフトの回転を減速して減速機のシャフトに伝達する
減速機と、前記減速機のシャフトに一体的に構成しクラ
ッチシャフトを接続する電磁クラッチと、前記直流分巻
電動機と前記減速機および前記電磁クラッチの各シャフ
トが同一軸線上に構成した複数の軸受と、前記直流分巻
電動機はそのアーマチャコアの直径Dに対してフィール
ド巻線の半径方向厚みLは、L≒(1/2)(1±0.
2))Dの範囲にあって、かつ前記直流分巻電動機およ
び前記減速機の外径寸法が前記電磁クラッチの外径寸法
よりも小さく、前記直流分巻電動機のブラシが収納され
る部分の外径寸法を電磁クラッチの外径寸法以内とした
電動機であり、予め定められた運転状態のとき前記電動
機の駆動力により前記車両の駆動をアシストすることを
特徴とする車両駆動用アシスト装置。
1. A vehicle drive assist device for assisting a vehicle drive by an engine with a DC shunt winding motor with a speed reducer, wherein the driving force from the DC shunt winding motor is transmitted to the shaft of the speed reducer by reducing the rotation of an armature shaft. A speed reducer, an electromagnetic clutch integrally formed on the shaft of the speed reducer and connecting a clutch shaft, a plurality of DC shunt winding motors, the speed reducer, and each shaft of the electromagnetic clutch configured on the same axis. In the bearing and the DC shunt winding motor, the radial thickness L of the field winding is L≈ (1/2) (1 ± 0.
2)) Outside the portion of the DC shunt winding motor in which the brushes of the DC shunt winding motor are accommodated, within the range of D, and the outer diameter dimensions of the DC shunt winding motor and the speed reducer are smaller than the outer diameter dimension of the electromagnetic clutch. A vehicle drive assist device, which is an electric motor having a diameter within an outer diameter of an electromagnetic clutch, and assists driving of the vehicle by a driving force of the electric motor in a predetermined operating state.
【請求項2】 請求項1において、前記減速機付直流分巻
電動機はアーマチャ電流を最大で200〜400Aの範
囲、フィールド電流は最大で20Aである直流分巻電動
機であることを特徴とする車両駆動用アシスト装置。
2. The vehicle according to claim 1, wherein the DC shunt winding motor with a speed reducer has a maximum armature current of 200 to 400 A and a field current of 20 A at the maximum. Drive assist device.
【請求項3】 請求項1〜2において、前記車両の前輪ま
たは後輪のいずれか一方を前記エンジンにより駆動し、
他方を予め定められた運転状態のときに前記直流分巻電
動機によるアシスト駆動をおこなうことを特徴とする車
両駆動用アシスト装置。
3. The engine according to claim 1, wherein either one of a front wheel and a rear wheel of the vehicle is driven by the engine,
An assist device for driving a vehicle, wherein assist driving is performed by the DC shunt winding motor when the other is in a predetermined operating state.
【請求項4】 請求項1〜2において、前記車両駆動用ア
シスト装置は、減速機、電磁クラッチおよびディファレ
ンシャルギアを介して前記他方の車輪に連結され、前記
各車輪に対する制動力を制御するABSコントロールユ
ニットを備え、前記電動機のフィールド電流の供給系統
及びその制御回路を前記ABSコントロールユニット基
板内に形成したことを特徴とする車両駆動用アシスト装
置。
4. The method of claim 1 or 2, wherein the vehicle driving assist apparatus, reduction gear, is coupled to the other wheel via the electromagnetic clutch and the differential gear, ABS control for controlling the braking force applied to each wheel A vehicle drive assist device comprising a unit, and a field current supply system of the electric motor and its control circuit are formed in the ABS control unit substrate.
【請求項5】 請求項1〜2において、前記エンジンの始
動時に前記電磁クラッチをオンにして前記電動機により
エンジンを始動駆動することを特徴とする車両駆動用ア
シスト装置。
5. The method of claim 1 or 2, a vehicle driving assist apparatus characterized by starting driving the engine by the electric motor and the electromagnetic clutch ON at the time of starting of the engine.
【請求項6】 請求項5において、前記エンジンが自動ア
イドルストップ機能付きエンジンであってその駆動をア
シストすることを特徴とする車両駆動用アシスト装置。
6. The method of Claim 5, wherein the engine is a vehicle driving assist apparatus characterized by assisting the drive an automatic idling stop function engine.
【請求項7】 請求項5,6において、前記エンジンをマ
イクロコンピュータにより制御するエンジンコントロー
ルユニットを備え、前記電動機のフィールド電流の供給
系統およびその制御回路を前記エンジンコントロールユ
ニットと同じ基板内に形成したことを特徴とする車両駆
動用アシスト装置。
7. The engine control unit according to claim 5, further comprising an engine control unit for controlling the engine by a microcomputer, wherein a field current supply system of the electric motor and its control circuit are formed on the same substrate as the engine control unit. An assist device for driving a vehicle, which is characterized in that
【請求項8】 車両の前輪または後輪のいずれか一方をエ
ンジンにより駆動し、予め定められた運転状態時に減速
機付直流分巻電動機により他方の車輪の駆動により前記
エンジンによる駆動をアシストする車両駆動用アシスト
制御方法であって、前記直流分巻電動機は、前記直流分
巻電動機はそのアーマチャコアの直径Dに対してフィー
ルド巻線の半径方向厚みLは、L≒(1/2)(1±
0.2))Dの範囲にあって、かつ前記直流分巻電動機
および前記減速機の外径寸法が前記電磁クラッチの外径
寸法よりも小さく、前記直流分巻電動機のブラシが収納
される部分の外径寸法を電磁クラッチの外径寸法以内と
した電動機であり減速機及び電磁クラッチを介して前記
他方の車輪に連結された減速機付直流分巻電動機であ
り、前記電動機を制御する電動機コントローラおよび前
記ABSコントロールユニットを共通のマイクロコンピ
ュータにより構成し,前記コントローラにより車速がゼ
ロから所定の車速値までの走行時に前記電磁クラッチを
オンにし、車速の増加に伴い要求トルクが減少する特性
にしたがって前記電動機に最大で200〜400Aのア
ーマチャ電流と最大でも20Aのフィールド電流を供給
して前記他方の車輪を駆動し、前記車速が前記所定の車
速値を超えたとき前記電磁クラッチをオフにし、前記車
両の減速制動時には、前記マイクロコンピュータにより
前記各車輪に対する制動力を制御することを特徴とする
車両駆動用アシスト制御方法。
8. A vehicle in which either one of a front wheel and a rear wheel of the vehicle is driven by an engine, and a DC shunt motor with a speed reducer drives the other wheel to assist the drive by the engine in a predetermined operating state. In the drive assist control method, the radial thickness L of the field winding is L≈ (1/2) (1) with respect to the diameter D of the armature core of the DC shunt winding motor. ±
0.2)) D, the outer diameter of the DC shunt winding motor and the speed reducer is smaller than the outer diameter of the electromagnetic clutch, and the brush of the DC shunt winding motor is accommodated. Is an electric motor whose outer diameter is within the outer diameter of the electromagnetic clutch, and is a DC shunt winding electric motor with a speed reducer connected to the other wheel via a speed reducer and an electromagnetic clutch, and a motor controller for controlling the electric motor The ABS control unit is configured by a common microcomputer, and the electromagnetic clutch is turned on by the controller when the vehicle speed is traveling from zero to a predetermined vehicle speed value, and the required torque decreases as the vehicle speed increases. The other wheel is supplied with an armature current of 200 to 400 A at maximum and a field current of 20 A at maximum to the electric motor. When driving, the electromagnetic clutch is turned off when the vehicle speed exceeds the predetermined vehicle speed value, and the braking force for each wheel is controlled by the microcomputer during deceleration braking of the vehicle. Assist control method.
JP16584699A 1999-06-11 1999-06-11 Vehicle drive assist device and control method Expired - Fee Related JP3418357B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16584699A JP3418357B2 (en) 1999-06-11 1999-06-11 Vehicle drive assist device and control method

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP16584699A JP3418357B2 (en) 1999-06-11 1999-06-11 Vehicle drive assist device and control method

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JP2000355227A JP2000355227A (en) 2000-12-26
JP3418357B2 true JP3418357B2 (en) 2003-06-23

Family

ID=15820121

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP16584699A Expired - Fee Related JP3418357B2 (en) 1999-06-11 1999-06-11 Vehicle drive assist device and control method

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP3418357B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR101760499B1 (en) 2009-03-05 2017-07-21 보그워너 스웨덴 아베 A device for torque vectoring
DE102010036884B4 (en) * 2010-08-06 2023-08-10 Dr. Ing. H.C. F. Porsche Aktiengesellschaft Drive system and motor vehicle with such a drive system
WO2022032520A1 (en) * 2020-08-12 2022-02-17 蔚然(南京)动力科技有限公司 Coaxial asynchronous electric drive system

Also Published As

Publication number Publication date
JP2000355227A (en) 2000-12-26

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6349782B1 (en) Front-and-rear wheel drive vehicle
JP3698411B2 (en) VEHICLE POWER GENERATION DEVICE AND ITS CONTROL METHOD
US6555927B1 (en) Vehicular engine starting control apparatus and vehicular engine starting control method
US6661109B2 (en) Electric generating system for automobiles and its control method
JP3211626B2 (en) Hybrid car
JP3810345B2 (en) Transmission control device for vehicle
JP3094872B2 (en) Control device for hybrid vehicles
US7308960B2 (en) Vehicle drive train unit and vehicle drive train system
US6020697A (en) Hybrid vehicle
WO2004089681A1 (en) Electric drive device for vehicle and hybrid engine/motor-type four wheel drive device
EP1127735B1 (en) Electric generating system for automobiles and its control method
EP2502797B1 (en) Hybrid vehicle system and controller
US20040159479A1 (en) Automatic stop/start controller for engine
JP4098331B2 (en) Vehicle electric drive device and engine / motor combined type four-wheel drive device
JP3178337B2 (en) Hybrid car
JP3418357B2 (en) Vehicle drive assist device and control method
JPH1075505A (en) Auxiliary driving force controller of vehicle
JP3904218B2 (en) Vehicle electric drive device and engine / motor combined type four-wheel drive device
JP3786067B2 (en) Hybrid vehicle
JP2003065106A (en) Power output device and electric vehicle
JP3490420B2 (en) Hybrid car
JP2004328824A (en) Method for reducing toothing noise of drive system gear device of hybrid vehicle
JP3646305B2 (en) Hybrid car
JP3419176B2 (en) Vehicle drive system
JP2000069608A (en) Driving unit for vehicle

Legal Events

Date Code Title Description
FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20090411

Year of fee payment: 6

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411

Year of fee payment: 7

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20100411

Year of fee payment: 7

S111 Request for change of ownership or part of ownership

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313115

S531 Written request for registration of change of domicile

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R313531

R350 Written notification of registration of transfer

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20110411

Year of fee payment: 8

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120411

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20120411

Year of fee payment: 9

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130411

Year of fee payment: 10

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20140411

Year of fee payment: 11

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees