JP2011062011A - Electric vehicle - Google Patents
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Abstract
Description
この発明は、車両に搭載された電動機の駆動のみによって車両を走行させるようにした電気自動車に関する。 The present invention relates to an electric vehicle that causes a vehicle to travel only by driving an electric motor mounted on the vehicle.
電動機の駆動によってのみ車両を走行させるようにした電気自動車においては、車両の走行時に電動機や、その電動機を制御する制御手段が故障すると、駆動輪がロックして急制動し、操舵不能に陥り、極めて危険な状態となる。 In an electric vehicle in which the vehicle is driven only by driving the electric motor, when the electric motor or a control means for controlling the electric motor fails during driving of the vehicle, the driving wheel is locked and suddenly braked, and the steering becomes impossible. It becomes extremely dangerous.
そのような不都合を解消するため、電気自動車においては、フェイルセーフ機能が設けられている。フェイルセーフ機能を有する電気自動車として、特許文献1に記載されたものが従来から知られている。
In order to eliminate such inconvenience, an electric vehicle is provided with a fail-safe function. As an electric vehicle having a fail-safe function, one described in
上記特許文献1に記載された電気自動車においては、電動機から車輪に至る動力伝達系にクラッチを組込み、上記電動機の作動を制御する制御手段の故障を判定する判定手段を設け、その判定手段により上記制御手段が故障と判定された際に、油圧アクチュエータで上記クラッチを切り、電動機から車輪への動力伝達を遮断して、急制動を回避するようにしている。
In the electric vehicle described in
ところで、上記従来の電気自動車のように、油圧を駆動源とするアクチュエータによってドグクラッチ等のクラッチを切るようにした場合、電動機の焼き付きや、支持軸受の焼き付き等、機械的な故障が突発的に発生した場合、その故障発生からクラッチが切れるまでに多少のタイムラグが生じるため、その間に車輪がロックして操舵不能となり、車両が急停止するという問題がある。 By the way, when a clutch such as a dog clutch is disengaged by an actuator using hydraulic pressure as a drive source as in the conventional electric vehicle described above, a mechanical failure such as seizure of an electric motor or seizure of a support bearing suddenly occurs. In this case, a slight time lag occurs from the occurrence of the failure until the clutch is disengaged, and there is a problem in that the wheels are locked during that time, the steering becomes impossible, and the vehicle suddenly stops.
また、油圧を駆動源とするアクチュエータによってクラッチを制御するため、油圧ポンプや油圧シリンダ、油圧配管を必要として、構造が複雑となり、エネルギの損失も大きいという問題もある。 In addition, since the clutch is controlled by an actuator that uses hydraulic pressure as a drive source, a hydraulic pump, a hydraulic cylinder, and hydraulic piping are required, resulting in a complicated structure and a large energy loss.
ここで、一般的な純粋な電気自動車においては、多段変速機を必要とせず、1段または2段の変速機を用いるようにしているため、エンジン車やハイブリッド車に比較して部品点数が少なく、電動機から車輪への部品連結ガタが小さい。 Here, in a general pure electric vehicle, a multi-stage transmission is not required, and a single-stage or two-stage transmission is used. Therefore, the number of parts is smaller than that of an engine vehicle or a hybrid vehicle. The connection backlash from the motor to the wheel is small.
また、電動機は、発進時からのトルクがエンジンに比較して大きく、しかも、電動機のロータの慣性モーメントも大きい。 Moreover, the electric motor has a larger torque from the start than the engine, and also has a large moment of inertia of the rotor of the electric motor.
このため、電気自動車の低速発進時にアクセルペダルを強く踏み込んだ後、その踏み込みを解除すると、ペダル踏み込み時に駆動部品に生じる大きなねじれが急激に解放されて、ゆれ戻し振動が発生し、その振動が車体に伝播されてドライバに不安感を与えたり、乗り心地を悪化させるという不都合がある。 For this reason, if you depress the accelerator pedal strongly when the electric vehicle starts at a low speed and then release the depression, the large torsion that occurs in the drive parts when the pedal is depressed is suddenly released, and a back-shake vibration is generated. There is an inconvenience that it is propagated to the driver and gives anxiety to the driver and deteriorates the ride comfort.
また、アンチロック・ブレーキ・システム(ABS)が搭載された電気自動車では、車輪に対する制動力の付与と解除が数ミリ秒の短時間で繰り返し行なわれるため、ABSの作動時、車輪と電動機とが繋がれた状態であると、その電動機の慣性力の大きいロータのイナーシャによって車輪が回り続け、ABS制御に対する車輪の追従性が悪くなり、制動距離が長くなったり、車両がスピンして走行が不安定になるという不都合が生じる。 In addition, in an electric vehicle equipped with an anti-lock braking system (ABS), the braking force is applied to and released from the wheel repeatedly in a short time of several milliseconds. In the connected state, the wheel continues to rotate due to the inertia of the rotor having a large inertial force of the electric motor, the followability of the wheel to the ABS control is deteriorated, the braking distance becomes long, the vehicle spins and the running is disabled. The disadvantage of becoming stable arises.
この発明の課題は、電動機のみを駆動源とする電気自動車において、電動機の故障時やABSの作動時に、電動機から車輪への動力伝達を直ちに遮断することができるようにすることである。 SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to make it possible to immediately cut off power transmission from a motor to a wheel when the motor fails or when an ABS is operated in an electric vehicle using only the motor as a drive source.
上記の課題を解決するため、この発明においては、駆動源を電動機のみとし、その電動機の駆動力を車輪に伝達して車両を走行させるようにした電気自動車において、前記電動機の駆動力を車輪に伝達する動力伝達系に、保持器およびその保持器に保持された係合子を有し、前記保持器の回転制御による係合子の係合によって駆動側軸と被駆動側軸とを結合する2ウェイクラッチと、通電とその通電の遮断とにより前記保持器の回転制御を行って2ウェイクラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込んだ構成を採用したのである。 In order to solve the above problems, in the present invention, in an electric vehicle in which the drive source is only an electric motor and the vehicle is driven by transmitting the driving force of the electric motor to the wheel, the driving force of the electric motor is applied to the wheel. 2 way which has a retainer and an engagement element held by the retainer in a power transmission system for transmission, and couples the driving side shaft and the driven side axis by engagement of the engagement element by rotation control of the retainer A configuration incorporating a clutch and an electromagnetic clutch for controlling the engagement and disengagement of the two-way clutch by controlling the rotation of the cage by energization and interruption of the energization is adopted.
上記の構成からなる電気自動車においては、車両の走行時に、電動機が万一故障した際には、電磁クラッチにより2ウェイクラッチを係合解除状態に切換えて、上記電動機から車輪への動力伝達を遮断する。このとき、2ウェイクラッチは、電磁クラッチによって制御されるため、上記2ウェイクラッチは瞬時に係合解除の状態に切り換えられることになる。このため、車輪がロックされて操舵不能になり、車両が急停止するようなことはない。 In the electric vehicle having the above-described configuration, when the electric motor breaks down while the vehicle is running, the two-way clutch is switched to the disengaged state by the electromagnetic clutch, and the power transmission from the electric motor to the wheels is cut off. To do. At this time, since the 2-way clutch is controlled by the electromagnetic clutch, the 2-way clutch is instantly switched to the disengaged state. For this reason, the wheel is locked and cannot be steered, and the vehicle does not suddenly stop.
ここで、電動機の故障等の異常を検出する手段として、電動機の回転軸の回転速度および車輪の回転速度を検出するセンサを設け、各センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定する方法や、電動機の回転軸の加速度および車輪の加速度を検出する加速度センサを設け、各加速度センサから出力される検出信号の比較から電動機の異常を判定する方法を採用することができる。 Here, as means for detecting an abnormality such as a failure of the motor, a sensor for detecting the rotational speed of the rotating shaft of the motor and the rotational speed of the wheel is provided, and the abnormality of the motor is determined by comparing the detection signals output from each sensor. Or an acceleration sensor that detects the acceleration of the rotating shaft of the electric motor and the acceleration of the wheel, and a method of determining an abnormality of the electric motor from comparison of detection signals output from the respective acceleration sensors can be employed.
ABSが搭載された電気自動車においては、車両走行時でのABSの作動時、電磁クラッチによって2ウェイクラッチを係合解除状態に切換える。その切換えにより、電動機と車輪は切り離された状態となるため、電動機のロータがイナーシャによって回転を続けても、その回転は車輪側に伝達されない。このため、ABSの制御にロータが影響を与えるようなことはなく、ABS制御に対して車輪を良好に追従させることができる。 In an electric vehicle equipped with an ABS, a two-way clutch is switched to a disengaged state by an electromagnetic clutch when the ABS is operated when the vehicle is running. As a result of the switching, the electric motor and the wheel are separated from each other. Therefore, even if the rotor of the electric motor continues to rotate due to the inertia, the rotation is not transmitted to the wheel side. For this reason, the rotor does not affect the control of the ABS, and the wheel can follow the ABS control well.
ここで、2ウェイクラッチとして、以下に示すクラッチ1乃至3を採用することができる。
クラッチ1;被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが中立位置に保持されるよう保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだローラタイプのもの。
クラッチ2;被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周の一方に円筒面を、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面を設け、前記外輪と入力軸間に組込まれた保持器には、各カム面と対向する位置にポケットを形成し、そのポケット内に前記外輪と入力軸の相対回転により前記円筒面とカム面に係合するローラを組込み、前記外輪と入力軸のうち、カム面が形成された側の部材と保持器との間に、ローラが円筒面とカム面で形成される楔空間の一方の狭小部に押し込まれる方向の回転トルクを保持器に付与するスイッチばねを組込んだローラタイプのもの。
クラッチ3;被駆動側軸に接続される外輪の内周と、その外輪の内側に組込まれ、駆動側軸に接続される入力軸の外周それぞれに円筒面を設け、その円筒面間に第1保持器と、その第1保持器の内側に配置される第2保持器とを組込み、その両保持器の対向位置に設けられたポケット内に、その両保持器が相対回転した際に外輪と入力軸のそれぞれの円筒面に係合するスプラグを組込み、前記第2保持器を入力軸に固定し、前記第1保持器と第2保持器間に、前記スプラグが外輪の円筒面および入力軸の円筒面に係合する方向に第1保持器を周方向一方に向けて付勢するスイッチばねを組込んだスプラグタイプのもの。
Here, the following
上記いずれの2ウェイクラッチの採用においても、ローラあるいはスプラグからなる係合子が、入力軸の一方向の回転を外輪に伝達する係合状態から入力軸の他方向の回転を外輪に伝達する係合状態に切り換わるまでは回転方向ガタとなり、そのガタが大きいため、アクセルペダルを強く踏み込んだ後、その踏み込みが解除されて、部品の捩じれが解放される際、その捩じれの解放を上記回転方向ガタにより吸収することができ、ゆれ戻し振動の車両への伝達を抑制することができる。 In any of the above-described two-way clutches, the engagement element including the roller or the sprag is engaged so that the rotation of the input shaft in one direction is transmitted to the outer ring from the engagement state in which the rotation of the input shaft is transmitted to the outer ring. Until it switches to the state, the backlash is large and the backlash is large.Therefore, after the accelerator pedal is depressed strongly, the depression is released and the twisting of the part is released. Therefore, it is possible to suppress the transmission of the shakeback vibration to the vehicle.
上記2ウェイクラッチは、電動機と、その電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機との間に組込むようにしてもよく、電動機の回転を変速して車輪に伝達する変速機と、その変速機から出力される駆動力を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルとの間、あるいは、電動機の回転を左右のアクスルに伝達するディファレンシャルとアクスルとの間に組込むようにしてもよい。さらに、左右一対のアクスルとそのアクスルのそれぞれに接続された車輪との間に組込むようにしてもよい。 The two-way clutch may be incorporated between the electric motor and a transmission that shifts the rotation of the electric motor and transmits it to the wheels. The driving force output from the machine may be incorporated between the differential that transmits the driving force to the left and right axles, or between the differential that transmits the rotation of the electric motor to the left and right axles and the axle. Further, it may be incorporated between a pair of left and right axles and wheels connected to each of the axles.
この発明に係る電気自動車において、電磁クラッチとして、保持器に回り止めされ、かつ、軸方向に移動自在に支持されたアーマチュアと、前記外輪または入力軸に固定されてアーマチュアと軸方向で対向するロータと、静止部材に支持されて通電によりロータにアーマチュアを吸着させる電磁石とからなるものを採用することができる。 In the electric vehicle according to the present invention, as an electromagnetic clutch, an armature that is prevented from rotating by a cage and supported so as to be movable in the axial direction, and a rotor that is fixed to the outer ring or the input shaft and faces the armature in the axial direction And an electromagnet that is supported by a stationary member and that attracts the armature to the rotor by energization can be employed.
上記のように、この発明においては、電動機から車輪への動力伝達系に2ウェイクラッチを組込み、その2ウェイクラッチの係合および係合解除を電磁クラッチによって制御するようにしたので、電動機の故障時に、電動機から車輪への動力伝達を直ちに遮断することができる。このため、車輪がロックされて操舵不能になり、車両が急停止するのを防止することができる。 As described above, in the present invention, since the two-way clutch is incorporated in the power transmission system from the motor to the wheels, and the engagement and disengagement of the two-way clutch are controlled by the electromagnetic clutch, the failure of the motor Sometimes, power transmission from the motor to the wheels can be interrupted immediately. For this reason, it is possible to prevent the vehicle from being suddenly stopped due to the wheels being locked and being unable to steer.
また、2ウェイクラッチの制御が油圧を用いることのない電気的な制御であるため、構成の簡素化を図ることができる。 Further, since the control of the two-way clutch is electrical control that does not use hydraulic pressure, the configuration can be simplified.
さらに、ABSによる車輪の制動時に2ウェイクラッチを係合解除させることによって、電動機のロータがABS制御に影響を与えるのを防止することができる。 Further, by disengaging the two-way clutch during braking of the wheels by ABS, it is possible to prevent the rotor of the electric motor from affecting the ABS control.
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図1に示すように、電気自動車における車体1の前部には左右一対の前輪2が設けられ、また、後部には左右一対の後輪3が設けられている。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. As shown in FIG. 1, a pair of left and right
車体1の前部には、電動機10が搭載され、その電動機10の回転は変速機11により変速され、その変速機11の出力軸の回転はフロントディファレンシャル12から左右一対のアクスル4に伝達され、前輪2が回転するようになっている。
An
変速機11として、ここでは、電動機10の回転を1段に変速するようにしたものが採用されているが、2段に変速するようにした変速機を採用するようにしてもよい。
Here, the
電動機10と変速機11との間には、電動機10から変速機11への駆動力の伝達と遮断の切換えを行なう動力断続装置20が組込まれている。
Between the
図2に示すように、動力断続装置20は、2ウェイクラッチ21と、その2ウェイクラッチ21の係合および係合解除を制御する電磁クラッチ40とからなる。
As shown in FIG. 2, the
図2および図3に示すように、2ウェイクラッチ21は、外輪22の内側に入力軸23を組み込んで軸受24により相対的に回転自在に支持し、その入力軸23の一端部に設けられた大径のカムリング部25の外周に、上記外輪22の内周に形成された円筒面26との間で周方向の両端が狭小の楔空間を形成する複数のカム面27を周方向に等間隔に設け、上記外輪22と入力軸23間に組込まれた保持器28には上記カム面27と対向する位置にポケット29を形成し、各ポケット29内に係合子としてのローラ30を組込み、上記入力軸23と保持器28の相対回転によりローラ30を円筒面26とカム面27に係合させて、入力軸23の回転を外輪22に伝達するようにしている。
As shown in FIGS. 2 and 3, the two-way clutch 21 incorporates an
ここで、入力軸23の他端部には、図1に示す電動機10の回転軸の回転が伝達される入力リング31が嵌合され、その入力リング31と入力軸23とはスプライン32の嵌合とされて一体に回転するようになっている。
Here, an
また、カムリング部25の軸方向の一端面には円形の凹部33が形成され、その凹部33内にスイッチばね34が組込まれている。スイッチばね34は周方向の一部が切り離された円形状をなし、その切り離し部の両端には一対の押圧片35が外向きに設けられている。
A
一対の押圧片35は、凹部33の周壁に形成された切欠部36から保持器28の一端部に形成された切欠き37内に挿入されて、その切欠部36および切欠き37の周方向の両端部を相反する方向に押圧し、その押圧によって、ローラ30が円筒面26およびカム面27に係合解除される中立位置に保持器28が弾性保持されている。
The pair of
図2に示すように、電磁クラッチ40は、アーマチュア41と、そのアーマチュア41と軸方向で対向するロータ42と、そのロータ42と軸方向で対向して、通電によりロータ42にアーマチュア41を吸着させる電磁石43からなる。
As shown in FIG. 2, the
図2および図4に示すように、アーマチュア41は環状をなしている。このアーマチュア41は、外輪22の開口側の端部内に嵌合されて外輪22に回り止めされた非磁性体からなるロータガイド38内に組込まれて保持器28の他端部に形成された内向きフランジ28aと軸方向で対向している。
As shown in FIGS. 2 and 4, the
また、アーマチュア41は、内向きフランジ28aの内周部に形成された筒部28bにスライド自在に嵌合され、その内周部に設けられた突片41aと筒部28bに形成された切欠部28cの係合により保持器28に対して回り止めされている。
The
図2に示すように、ロータ42は、吸着板部42aの外周部と内周部に同方向に向く円筒部42b、42cを設けた構成とされ、上記外周円筒部42bがロータガイド38に嵌合されて、そのロータガイド38に固定されている。
As shown in FIG. 2, the
電磁石43は、電磁コイル43aと、その電磁コイル43aを保持するコア43bからなる。この電磁石43は、静止部材としての支持リング44に支持され、一方、静止リング44は外輪22との間に組込まれた軸受45および入力リング31との間に組込まれた軸受46によって、外輪22および入力リング31に対して相対的に回転自在に支持されている。
The
実施の形態で示す電気自動車は上記の構造からなり、車両の前進発進に際しては、電動機10を駆動し、電磁クラッチ40の電磁コイル43aに通電する。
The electric vehicle shown in the embodiment has the above-described structure, and drives the
電磁コイル43aに対する通電により、ロータ42にアーマチュア41が吸着され、そのアーマチュア41およびロータ42を介して外輪22に保持器28が結合される。
By energizing the
一方、電動機10の駆動により、その電動機10の回転が入力軸23に伝達されて入力軸23が図5の矢印で示す方向に回転する。このとき、保持器28は外輪22に結合されているため、入力軸23と保持器28は相対的に回転し、その相対回転により、図6に示すように、ローラ30が円筒面26およびカム面27に係合する。
On the other hand, by driving the
そのため、入力軸23の回転はローラ30を介して外輪22に伝達され、その外輪22の回転は変速機11により変速され、その変速機11から出力される回転がフロントディファレンシャル12から左右一対のアクスル4に伝達されて前輪2が回転し、車両が前進走行する。
Therefore, the rotation of the
一般に、車両の発進は低速発進とされるが、アクセルペダルを誤って強く踏み込むことがあり、その急発進による驚きによりペダルの踏み込みが直ちに解除される場合がある。このとき、入力軸23は大きな捩じれが生じた後にその捩じれが急激に解放されることになる。
In general, the vehicle is started at a low speed, but the accelerator pedal may be accidentally depressed strongly, and the depression of the pedal may be released immediately due to the surprise caused by the sudden start. At this time, the
このとき、ローラ30は、図6に示す前進走行の係合位置から図7に示す後退走行の係合位置に切り換わり、その係合位置が切り換わるまでは回転方向のガタであって、その回転方向ガタが大きいため、入力軸23の捩じれの解放を上記回転方向ガタによって吸収することができる。したがって、ゆれ戻し振動の車両への伝達を抑制し、ドライバに不安感を与えたり、乗り心地を悪化させるというようなことはない。
At this time, the
車両の高速走行時、電動機10が万一故障した際には、電磁クラッチ40の電磁コイル43aに対する通電を解除する。
When the
なお、電動機10の故障の判断に際しては、図1に示すように、電動機10の回転軸の回転速度を検出するセンサS1および前輪2の回転速度を検出するセンサS2を設け、各センサS1、S2から出力される検出信号の比較から電動機10の異常を判断することができる。なお、電動機10の回転軸の加速度および前輪2の加速度を検出する加速度センサを設け、各加速度センサから出力される検出信号の比較から電動機10の異常を判定することもできる。
Note that when the determination of failure of the
上記のように、高速走行中での電動機10の故障時に、電磁コイル43aに対する通電を解除すると、スイッチばね34の復元弾性により、保持器28が入力軸23に対して回転されて、図5に示すように、ローラ30が中立位置に戻され、2ウェイクラッチ21は直ちに係合解除状態となって、外輪22と入力軸23との結合を解除する状態となる。
As described above, when the energization of the
このため、前輪2がロックして操舵不能になるようなことはない。また、車両が急停止することがなく、ドライバはパニックに陥ることなく、自分の意思で停止する等の操作が可能となる。
For this reason, the
また、停止後に、車両を人手により押して道路の脇に移動させる場合においても、電動機10と前輪2は切り離されているため、電動機10が抵抗となることがなく、車両を道路脇までスムーズに移動させることができる。
In addition, after stopping, when the vehicle is manually moved to the side of the road, since the
ここで、電気自動車にABSが搭載されている場合において、そのABSの作動時は、電磁クラッチ40の電磁コイル43aに対する通電を解除する。その通電の解除によって2ウェイクラッチ21は、上記と同様に係合解除状態に切換わり、電動機10と前輪2とは切り離された状態となる。このため、電動機10のロータがイナーシャによって回転し続けたとしても、その回転は前輪2側に伝達されない。このため、ABSの制御に電動機10のロータが影響を与えるようなことがなく、ABS制御に対して前輪2を良好に追従させることができる。
Here, when the ABS is mounted on the electric vehicle, energization of the
図2乃至図4では、外輪22の内周に円筒面26を形成し、カムリング部25の外周にカム面27を設けたが、カムリング部25の外周に円筒面を形成し、外輪22の内周にカム面を設けるようにしてもよい。この場合、外輪22と保持器28の相互間にスイッチばね34を組み込んで、ローラ30が中立位置に保持されるよう保持器28を弾性保持する。また、電磁石43のロータ42を入力軸23で支持するようにする。
2 to 4, the
図8乃至図13は、動力断続装置20を形成する2ウェイクラッチ21の他の例を示す。この例では、スイッチばね34の両端に設けられた一対の押圧片35の長さを相違させ、その短い方の押圧片35aを凹部33周壁に形成された切欠部36の周方向で対向する端面の一方に係合させ、長い方の押圧片35bを保持器28の一端部に形成された周方向に長い長孔39の他端面に係合させて、ローラ30が、車両前進時の係合位置に配置されるスタンバイ状態に保持器28を弾性保持している点で図2に示す2ウェイクラッチ21と相違している。
8 to 13 show another example of the two-way clutch 21 that forms the
このため、図2に示す2ウェイクラッチ21と同一の部品には同一の符号を付して説明を省略する。 For this reason, the same components as those of the 2-way clutch 21 shown in FIG.
上記のように、2ウェイクラッチ21のローラ30が、車両前進時の係合位置に配置されるスタンバイ状態に保持器28を弾性保持することにより、車両の前進発進のために電動機10を駆動すると、2ウェイクラッチ21は1ウェイクラッチモードになっているため、電動機10から入力軸23に伝達される回転により、図12に示すように、ローラ30は円筒面26およびカム面27に直ちに係合し、入力軸23の回転はローラ30を介して外輪22に伝達される。
As described above, when the
また、外輪22の回転は、変速機11からフロントディファレンシャル12を介して前輪2に直ちに伝達されることになる。このため、車両を違和感なく発進させることができる。
Further, the rotation of the
また、高速走行中に電動機10が故障して、その電動機10がロックしても、2ウェイクラッチ21は1ウェイクラッチモードになって、外輪22は入力軸23に対して、図12の点線で示す矢印の方向に相対回転し得るため、前輪2がロックするようなことがなく、車両はそのまま惰性で走行する。
Further, even if the
このため、ドライバはパニックに陥ることなく、自分の意思で停止する等の操作が可能となり、その車両の停止後、手押しによって車両を道路脇までスムーズに移動させることができる。 For this reason, the driver can perform an operation such as stopping by his / her own intention without falling into a panic, and after the vehicle stops, the vehicle can be smoothly moved to the side of the road by hand.
ここで、車両の前進発進において、アクセルペダルの急激な踏み込みによる急加速後にペダルの踏み込みが直ちに解除される場合、ゆれ戻しによる振動が発生しようとするが、2ウェイクラッチ21は1ウェイクラッチモードであって、一方向にしか振動を伝達しないため、ゆれ戻しの振動を効果的に減衰することができる。 Here, in the forward start of the vehicle, when the depression of the pedal is released immediately after the rapid acceleration due to the sudden depression of the accelerator pedal, vibration due to the swingback is likely to occur, but the 2-way clutch 21 is in the 1-way clutch mode. In addition, since vibration is transmitted only in one direction, vibration of shaking back can be effectively damped.
電気自動車にABSが搭載されている場合において、そのABSの作動時は、電動機10の回転速度を前輪2の平均速度よりも大きく下げるようにする。このように、電動機10の回転速度を前輪2の平均速度よりも大きく下げることにより、2ウェイクラッチ21の外輪22は入力軸23に対してフリー回転する状態にあるため、ABS制御により前輪2が回転変動しながら制動することによって、その前輪2は電動機10と切り離されているため、ABS制御に影響を及ぼさない。
When an ABS is mounted on an electric vehicle, the rotational speed of the
以上のような走行モードにおいては、電磁石43の電磁コイル43aに対しての通電は必要としない。
In the traveling mode as described above, it is not necessary to energize the
車両を後退走行させる場合は、電動機10を逆方向に回転させ、電磁クラッチ40の電磁コイル43aに通電する。
When the vehicle is traveling backward, the
電磁コイル43aに対する通電により、ロータ42にアーマチュア41が吸着され、そのアーマチュア41およびロータ42を介して外輪22に保持器28が結合される。
By energizing the
一方、電動機10の駆動により、その電動機10の回転が入力軸23に伝達されて入力軸23が図11の矢印で示す方向に回転する。このとき、保持器28は外輪22に結合されているため、入力軸23と保持器28は相対的に回転し、その相対回転により、図13に示すように、ローラ30が円筒面26およびカム面27に係合する。
On the other hand, by driving the
そのため、入力軸23の回転はローラ30を介して外輪22に伝達され、その外輪22の回転は変速機11により変速され、その変速機11から出力される回転がフロントディファレンシャル12から左右一対のアクスル4に伝達されて前輪2が回転し、車両が後退走行する。
Therefore, the rotation of the
図14乃至図16は、動力断続装置20を形成する2ウェイクラッチ21のさらに他の例を示す。この例では、係合子としてスプラグ50を用いている。
14 to 16 show still another example of the two-way clutch 21 that forms the
図14乃至図16に示すように、外輪22の内周に形成された円筒面26と入力軸23のカムリング部25の外周に形成された円筒面27a間に、第1保持器51と、その内側に第2保持器52とを組込み、両保持器51、52に形成されて径方向で対向するポケット53、54内にスプラグ50を組込んでいる。第1保持器51のポケット53内には、第1保持器51の回転方向と同方向に向けてスプラグ50を付勢する一対の弾性片56が組込まれている。
As shown in FIGS. 14 to 16, between the
スプラグ50は両保持器51、52の相対回転により傾動して、外輪22および入力軸23の円筒面26、27aに係合するようになっている。この場合、スプラグ50は、図15および図16に示すように時計方向および反時計方向の両方向に係合可能とされている。このスプラグ50の採用は、係合子としてローラ30を用いた場合に比較して、同スペース内に本数が多く入るため、コンパクトでも大きな許容トルクが得られる。
The
図14の場合、第2保持器52を入力軸23に固定し、その第2保持器52と第1保持器51間にスイッチばね55を組み込んで、両保持器51、52のポケット53,54の位相が周方向の一方へずれる方向に第1保持器51を周方向に付勢している。これによってスプラグ50は、図15に示すように傾斜し、1ウェイクラッチを構成している。
In the case of FIG. 14, the
ここで、第1保持器51の端部には内向きフランジ51aが形成され、その内向きフランジ51aの内周部に設けられた筒部51bに電磁クラッチ40のアーマチュア41がスライド自在に嵌合され、かつ、回り止めされている。
Here, an
上記の構成からなる2ウェイクラッチ21においては、電磁コイル43aに電流が流れていないとき、図15に示すように、1ウエイクラッチの状態にあり、入力軸23が同図の矢印で示す方向に回転すると、その回転はスプラグ50を介して外輪22に伝達され、外輪22が入力軸23と同方向に回転する。
In the two-way clutch 21 configured as described above, when no current is flowing through the
電磁コイル43aに通電すると、ロータ42にアーマチュア41が吸着されて外輪22と第1保持器51がアーマチュア41およびロータ42を介して一体化される。
When the
この状態で、入力軸23を図15に示す矢印と逆方向に回転すると、第2保持器52が第1保持器51に対して相対回転し、その相対回転によりスプラグ50が入力軸23の回転方向と逆方向に傾動して、図16に示すように、外輪22の円筒面26および入力軸23の円筒面27aに係合し、入力軸23の回転を外輪22に伝達する。
In this state, when the
なお、図14乃至図16で示すスプラグタイプの2ウェイクラッチでは、スイッチばね55により、第1保持器51を周方向の一方に向けて付勢して、スプラグ50を円筒面26、27aのそれぞれに係合させるようにしたが、上記スイッチばね55により、スプラグ50が円筒面26、27aのそれぞれに対して係合解除される中立位置に第1保持器51を弾性保持するようにしてもよい。
In the sprag type two-way clutch shown in FIG. 14 to FIG. 16, the
図1に示す実施の形態においては、電動機10と変速機11の間に動力断続装置20を組込むようにしたが、動力断続装置20の組込み位置はこれに限定されるものではない。
In the embodiment shown in FIG. 1, the
図17(a)乃至(c)は、動力断続装置20の組込みの他の例を示す。(
a)では、変速機11とフロントディファレンシャル12との間に動力断続装置20を組込んでいる。
FIGS. 17A to 17C show other examples of incorporation of the
In a), a
(b)は、左右一対のアクスル4のそれぞれとフロントディファレンシャル12との間に動力断続装置20を組込んでいる。
(B) incorporates a power interrupt
(c)は、左右一対のアクスル4と前輪2間のそれぞれに動力断続装置20を組込んでいる。
(C) incorporates a
2 前輪(車輪)
4 アクスル
10 電動機
11 変速機
12 フロントディファレンシャル(ディファレンシャル)
21 2ウェイクラッチ
22 外輪
23 入力軸
26 円筒面
27 カム面
27a 円筒面
28 保持器
29 ポケット
30 ローラ(係合子)
34 スイッチばね
40 電磁クラッチ
41 アーマチュア
42 ロータ
43 電磁石
50 スプラグ(係合子)
51 第1保持器
52 第2保持器
53 ポケット
54 ポケット
55 スイッチばね
2 Front wheels
4
21 Two-way clutch 22
34
51
Claims (12)
前記電動機の駆動力を車輪に伝達する動力伝達系に、保持器およびその保持器に保持された係合子を有し、前記保持器の回転制御による係合子の係合によって駆動側軸と被駆動側軸とを結合する2ウェイクラッチと、通電とその通電の遮断とにより前記保持器の回転制御を行って2ウェイクラッチの係合および係合解除を制御する電磁クラッチとを組込んだことを特徴とする電気自動車。 In an electric vehicle in which the drive source is only an electric motor and the vehicle is driven by transmitting the driving force of the electric motor to wheels,
The power transmission system that transmits the driving force of the electric motor to the wheels has a retainer and an engagement member held by the retainer, and the driven side shaft and the driven body are engaged by engagement of the engagement member by rotation control of the retainer. A combination of a two-way clutch that couples the side shaft and an electromagnetic clutch that controls rotation of the retainer by energization and interruption of the energization to control engagement and disengagement of the 2-way clutch. A featured electric car.
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CN111886151A (en) * | 2018-02-23 | 2020-11-03 | A·图塞克 | Vehicle front axle powertrain using electric motor with outer rotor |
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