JPH0650142B2 - 車両駆動制御装置 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 （産業上の利用分野） 本発明は車両の駆動エンジンと電動機を組合せた車両駆
動制御装置に関する。

（従来技術） エンジン駆動による自動車は公害の問題があり、電気自
動車はバツテリー容量や充電時間の問題がある。そこで
比較的低公害で省エネルギ型としてエンジンを効率の良
い領域のみで作動させ、電動機を補助的に使用するパラ
レル方式のハイブリツド車があるが、エンジン出力と電
動機出力とを合力させるための減速機構が複雑になつて
いる。

（発明の目的） 本発明は、経済運転速度にて運転するエンジンの出力と
電動機の出力とを電動機軸内に内蔵する遊星歯車機構に
て合力することによつてコンパクトに構成された車両駆
動構造を提供し、更には推進軸にトルクメータを付属さ
せることによつて電動機出力の調整を容易とし、エネル
ギ消費効率の良好な車両駆動構造を提供することを目的
としている。

（実施例） 以下に、本発明について図示の実施例に基いて説明す
る。

第１図、２図にて、本発明に係る車両駆動制御装置の機
器配置の概略を説明する。これは、１個のエンジンに２
個の電動機を組合せた場合を示す。

１は経済運転速度にて運転される図外のエンジンからの
エンジン出力軸である。エンジン出力は、歯車１ａから
歯車３ａ，３′aを経てそれぞれの電動機２，２′のエ
ンジン側入力軸３，３′に伝達される。電動機２，２′
の内部には後記する第１遊星歯車機構と第２遊星歯車機
構とが内蔵されており、エンジン出力に電動機出力が合
力されて最終的には電動機側出力軸４，４′に出力さ
れ、歯車４ａ，４′aから１個のトルクメータ５の歯車
５ａを経て推進軸６へと出力されて車両の駆動力に供さ
れる。

第３図に基いて電動機内部構造について説明する。Ａ，
Ｂ，Ｃ，Ｄ，Ｅ，Ｆ，Ｇはそれぞれ軸受である。３はエ
ンジン側入力軸、７は電動機２のケーシング、８は界磁
巻線、９は中空の電機子鉄心１０に装着された電機子コ
イルである。１１は強磁性材のクラツチ板であり、その
ボス部11aは、電動機側入力軸たる第１遊星歯車機構１
２の入力軸12a′にスプライン結合11a′し、かつ常態で
は圧縮ばね１３にて付勢されており、クラツチ板１１は
エンジン側入力軸３の端部に固定された摩擦フエーシン
グ３ｂに圧接してエンジン側からの入力を第１遊星歯車
機構１２側へ伝達している。１４は制動装置を構成する
電磁石であり、励磁されることによつて、圧縮ばね１３
力に打勝つてクラツチ板１１を吸引して後退させてエン
ジン側入力軸３との結合を解くと共に、制動装置を構成
する摩擦フエーシング11bがケーシング７に固定された
ブレーキ部材７ａに摺接して制動力が得られる。

１２は第１遊星歯車機構、１２′は第２遊星歯車機構で
ある。12a,12′aは太陽歯車、12a,12′aは太陽歯車、12
a′，12′a′は入力軸、12b,12′bは遊星歯車、12c,1
2′cは電機子鉄心１０の内周に固定された内歯歯車であ
り、電動機２の回転によつて回転し得る。12d,12′dは
回転支持軸、12e,12′eは支持腕、12e′は第１遊星歯車
機構の出力軸で第２遊星歯車機構の入力軸12′a′に接
続し、４は第２遊星歯車機構の出力軸を兼ねた電動機側
出力軸である。

10aは電機子鉄心１０の一端面に固定された仕切壁兼制
動板であり、10a′は摩擦フエーシング、１５は制動手
段である。すなわち電動機２への給電を断ち、制動手段
１５を作用させることによつて電機子鉄心１０の回転を
完全に停止させ得る。なお、９ａは電動機２が直流電動
機の場合の整流子を示し、４ａは電動機側出力軸４に固
定した歯車である。

次に作用について説明する。

(イ)図外の駆動エンジンが経済運転速度で運転され、ク
ラツチ板１１が摩擦フエーシング３ｂに圧接してエンジ
ン側入力軸３側への作用位置にあり、電動機２に給電さ
れず、制動手段１５にて電機子鉄心１０が静止している
場合は、エンジン側入力軸３への入力は第１遊星歯車機
構１２、第２遊星歯車機構１２′にて減速されて電動機
側出力軸４に出力される。

(ロ)駆動エンジンが経済運転速度で運転され、クラツチ
板１１が摩擦フエーシング３ｂに圧接してエンジン側入
力軸３側への作用位置にあり、制動手段１５が解放され
ると共に電動機２に供電されて電機子鉄心１０が第１遊
星歯車機構１２の入力軸12a′と同方向に回転している
場合には、電動機２の停止時に比較して、両遊星歯車12
b,12′bの自転速度は遅くなり、公転速度は早くなり、
すなわち出力軸12e′と電動機側出力軸４の回転速度は
早くなり、かつエンジン側入力軸３へのエンジンの入力
に電動機３の出力が合力されて電動機側出力軸４に出力
される。

(ハ)クラツチ板１１と摩擦フエーシング３ｂとを切断し
かつブレーキ部材７ａを摩擦フエーシング11bに圧接さ
せて制動装置を作動させると共に、制動手段１５を解放
し、電動機２に給電して電機子鉄心１０を回転駆動すれ
ば、電動機側出力軸４は、両遊星歯車機構12,12′を介
して電動機２のみによつて回転駆動される。

次に推進軸６の一端に装備されて車輪側の所要トルクに
対応して電動機出力を調整するためのトルクメータにつ
いて第４図に基いて説明する。

２０は入力側枠であり、入力側枠２０は比較的長い円筒
状の尾部21aと筒状部21bとを一体化してなる外枠２１に
内枠２２を嵌合固定して構成されている。内枠２２は開
口部22a′を有する筒状部22aと、中央部に立設したボス
部22bとで二重円筒状に形成されている。外枠２１の開
口側端部外周には電動機側出力軸４に固定された歯車４
ａに噛合する歯車５ａが形成されている。２３は出力側
枠であり、一端の環状開口部23a′を有する筒状部23a
と、中央部に長く突出して開口部23b′を有する有底の
筒状部23bとよりなり、その一端の環状開口部23a′を内
枠の開口部22a′に対向させて配置され、開口部23b′の
内周面は内枠のボス部22bの外周面と若干の相互回動を
許容されてスプライン結合23b″し、外周面は内枠の筒
状部22aの内周面との間に軸受Ｈを介在させて相互回動
を許容してある。開口部23b′とボス部22bとをスプライ
ン結合23b″とするのはねじり棒２４の折損時の安全の
ためである。２４は比較的長いねじり棒で、その一端24
aを出力側枠の筒状部23bの底部とテーパにてスプライン
結合24a′し、内枠のボス部22b及び尾部21a内に遊挿さ
れ、他端24bを尾部21aの端部内周面とテーパにてスプラ
イン結合24b′されている。尾部21aの端部は、外部の固
定部たる電動機のケーシング７に付属する部材等に回転
可能に支承されている。従つて、電動機側出力軸４から
のトルクは伝導装置たる歯車４ａ，５ａを介してねじり
棒の他端24bから出力側枠２３を経て推進軸６に伝達さ
れる。そして、ねじり棒の他端24bに与えられるトルク
と車輪側からの抵抗としてのトルクとの差によつてねじ
り棒２４にねじりを生じ内枠の開口部22a′と出力側枠
の環状開口部23a′とに周方向のずれを生ずる。

上記のずれを電磁気的にかつ非接触状態にて検出する一
手段を説明する。

２５は内枠の開口部22a′内に固定された内側磁石であ
り、２６は出力側枠の環状開口部23a′内に固定された
外側磁石であり、対向する両磁石25,26は互に極性を異
にしている。２７は両磁石25,26間に配置されて、内枠
２２と出力側枠２３との相対移動に関係なく、部外に固
定されたコイルである。

そして、両磁石25,26はそれぞれ両開口部22a′，23a′
の周方向に交互に極性を異にして配置され、かつコイル
２７の巻線も対向する両磁石25,26の極性に応じて逆方
向に巻かれて両磁石25,26群の相対移動によつて生ずる
誘起電流が加算されるようになつている。

従つて、電動機側出力軸４の出力と車輪側負荷トルクと
の差によつて生ずるねじり棒２４のねじれを電気信号と
して取り出し、このトルク信号である電気信号を電動機
２の制御信号に利用して電動機２の出力を調整すること
によつて、経済的かつ安定した車両の運転がなされる。

そして、上記のような構造の小型の電動機の複数個を駆
動エンジンの出力軸の周りに配置して電動機の出力を駆
動エンジンの出力に合力して推進軸の出力とすることが
できる。

なお、電動機は直流電動機に限定するものではない。

（発明の構成） 本発明に係る車両駆動制御装置は、電動機の制御手段を
具えた電機子鉄心の内周に遊星歯車機構の内歯歯車を固
定し、太陽歯車の軸を電動機側入力軸とし、該入力軸を
非接続時に制動作動させる制動装置を具えたクラツチを
介して駆動エンジン側の入力軸と接続可能とし、遊星歯
車機構の支持腕に出力軸を接続し出力軸とトルクメータ
の入力側枠とを伝動装置にて連結した車両駆動制御装置
であつて、該トルクメータが、入力側枠と車両駆動出力
を得る推進軸に結合する出力側枠とをねじり棒で結合し
てなり、入力側枠と出力側枠との間のねじれを電磁気的
に検出して得られるトルク信号を、前記電動機の制御信
号に利用する車両駆動制御装置である。

（発明の効果） (イ)電機子鉄心内に遊星歯車機構を設けたことによつ
て、駆動エンジンの出力に電動機出力を減速して合力さ
せる減速装置がコンパクトになつた。又遊星歯車機構か
ら発生する騒音の外部に対する影響を減少できた。

(ロ)駆動エンジンの出力軸の周りに必要に応じて複数個
の小型電動機の配置が容易になされる。

(ハ)推進軸のトルクの調整が電動機の出力調整によつて
容易になされる。

(ニ)電動機を直流電動機とし、チヨツパー制御装置にト
ルクメータからの電気信号を導入することによつて車両
の自動変速運転がなされる。

(ホ)推進軸の回転駆動状態が３態様によつて確実に得ら
れる。すなわち、(1).クラツチを接続して制動装置を解
放すると共に、制動手段を作動させた状態で、駆動エン
ジンのみによる推進軸の回転駆動、(2).クラツチを接続
して制動装置を解放すると共に、制動手段を解放させた
状態で、駆動エンジン及び電動機による推進軸の回転駆
動、(3).クラツチを切断して制動装置を作動させると共
に、制動手段を解放させた状態で、電動機のみによる推
進軸の回転駆動が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明に係る車両駆動制御装置の実施例を示
す機器配置の側面図、第２図は同エンジン側からの正面
図、第３図は本発明に係る電動機の断面図、第４図は同
トルクメータの断面図である。 １：エンジン出力軸、２，２′：電動機、３，３′：エ
ンジン側入力軸、３ｂ：摩擦フエーシング（クラツ
チ）、４，４′：電動機側出力軸（出力軸）、４ａ，
４′ａ：歯車（伝動装置）、５：トルクメータ、５ａ：
歯車（伝動装置）、６：推進軸、７：ケーシング、７
ａ：ブレーキ部材（制動装置）、８：界磁巻線、９：電
機子コイル、１０：電機子鉄心、10a：仕切壁兼制動
板、１１：クラツチ板（クラツチ）、11a′：スプライ
ン結合、11b：摩擦フエーシング（制動装置）、１２：
第１遊星歯車機構、１２′：第２遊星歯車機構、12a,1
2′a：太陽歯車、12a′，12′a′：入力軸（電動機
側）、12b,12′b：遊星歯車、12c,12′c：内歯歯車、12
d,12′d：回転支持軸、12e,12′e：支持腕、12e′：出
力軸、１３：圧縮ばね、１４：電磁石、１５：制動手
段、２０：入力側枠、２１：外枠、21a：尾部、21b：筒
状部、２２：内枠、22a：筒状部、22a′：開口部、２
３：出力側枠、23a：筒状部、23a′：環状開口部、23
b：筒状部、23b′：開口部、23b″：スプライン結合、
２４：ねじり棒、２５：内側磁石、２６：外側磁石、２
７：コイル

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】電動機の制動手段を具えた電機子鉄心の内
   周に遊星歯車機構の内歯歯車を固定し、太陽歯車の軸を
   電動機側入力軸とし、該入力軸を非接続時に制動作動さ
   せる制動装置を具えたクラツチを介して駆動エンジン側
   の入力軸と接続可能とし、遊星歯車機構の支持腕に出力
   軸を接続し、該出力軸とトルクメータの入力側枠とを伝
   動装置にて連結した車両駆動制御装置であつて、該トル
   クメータが、入力側枠と車両駆動出力を得る推進軸に結
   合する出力側枠とをねじり棒で結合してなり、入力側枠
   と出力側枠との間のねじれを電磁気的に検出して得られ
   るトルク信号を、前記電動機の制御信号に利用すること
   を特徴とする車両駆動制御装置。