JP2008187781A - 車両 - Google Patents

Abstract

【課題】重量が軽く、高い駆動力を得ることが可能な車両を提供する。
【解決手段】車両１は、一対の第１の車輪２ａ，２ｂと、当該一対の第１の車輪２ａ，２ｂを駆動する、当該車両１に常設された駆動源３と、一対の第２の車輪５ａ，５ｂと、当該車両１に着脱可能に装着される駆動源６の駆動力を上記一対の第２の車輪５ａ，５ｂに伝達する駆動力伝達機構７とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、自動車等の車両に関する。

左右一対の前輪と左右一対の後輪とを有し、前輪または後輪の一方が駆動される二輪駆動（２ＷＤ）方式の車両がある。この二輪駆動方式の車両では、雪道や砂地等で車両が完全にスタック（立ち往生）した場合、当該状況から脱するには、車輪と路面との間に板を入れたり、車両を牽引したりする必要がある。また、急な登坂路で駆動力不足により登坂不可能な場合、後退して別の道を通る必要がある。

上記二輪駆動方式の車両よりも発進性能や登坂性能で優れる車両として、前後４つの車輪が駆動される四輪駆動（４ＷＤ）方式の車両がある。

例えば、特許文献１〜３には、前輪を駆動するエンジンと、後輪を駆動するモータとを備える四輪駆動車両が開示されている。

特開２００５−１６１９３３号公報 特開２０００−２６４０８６号公報 特開２００６−６９５４０号公報

しかし、上記従来の四輪駆動車両では、前輪を駆動するエンジンと、後輪を駆動するモータとが車両に常設されているので、車両の重量が大きく燃費が悪い。

そこで、本発明は、重量が軽く、高い駆動力を得ることが可能な車両を提供する。

本発明に係る車両は、一対の第１の車輪と、前記一対の第１の車輪を駆動する、当該車両に常設された駆動源と、一対の第２の車輪と、当該車両に着脱可能に装着される駆動源の駆動力を、前記一対の第２の車輪に伝達する駆動力伝達機構と、を有することを特徴とする。

本発明の一態様では、前記常設された駆動源は、車載電源からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータを含み、前記着脱可能に装着される駆動源は、前記車載電源からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータである。

本発明によれば、重量が軽く、高い駆動力を得ることが可能な車両を提供することができる。

以下、本発明の実施の形態を図面に従って説明する。

図１は、本実施の形態に係る車両１の概略側面図である。図１に示されるように、車両１は、一対の第１の車輪２ａ，２ｂと、当該一対の第１の車輪２ａ，２ｂを駆動する、車両１に常設された駆動源３と、当該駆動源３の駆動力を一対の第１の車輪２ａ，２ｂに伝達する駆動力伝達機構４と、一対の第２の車輪５ａ，５ｂと、車両１に着脱可能に装着される駆動源６と、当該駆動源６の駆動力を一対の第２の車輪５ａ，５ｂに伝達する駆動力伝達機構７とを含む。

一つの態様では、常設された駆動源３は、車載電源８からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータを含み、着脱可能に装着される駆動源６は、上記車載電源８からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータである。

上記構成を有する車両１では、駆動源６が装着されていない状態では、駆動源３により第１の車輪２ａ，２ｂが駆動され、駆動源６が装着された状態では、駆動源３により第１の車輪２ａ，２ｂが駆動されるとともに駆動源６により第２の車輪５ａ，５ｂが駆動される。

図２は、本実施の形態に係る車両１の具体的な構成の一例を示す概略ブロック図である。図２に示される例では、車両１は、二輪駆動方式（より具体的には、ＦＦ駆動（フロントエンジン・フロントドライブ）方式）のハイブリッド車両であって、外付けモータを装着することによって一時的に四輪駆動化することが可能なものである。以下、図２を参照して、車両１の具体的な構成の一例を説明する。

図２において、車両１は、左右一対の前輪１０Ｌ，１０Ｒと、左右一対の後輪１２Ｌ，１２Ｒとを備えている。

まず、前輪１０Ｌ，１０Ｒの駆動に関する構成および作用を説明する。

車両１は、燃料により動力を出力する内燃機関であるエンジン１４と、当該エンジン１４に接続された動力分割機構１６と、当該動力分割機構１６に接続されたモータＭＧ１，ＭＧ２とを備えている。

動力分割機構１６は、外歯歯車のサンギアと、このサンギアと同心円上に配置された内歯歯車のリングギアと、サンギアに噛合すると共にリングギアに噛合する複数のピニオンギアと、複数のピニオンギアを自転かつ公転自在に保持するキャリアとを備え、サンギアとリングギアとキャリアとを回転要素として差動作用を行う遊星歯車機構として構成されている。キャリアにはエンジン１４のクランクシャフトが、サンギアにはモータＭＧ１が、リングギアにはリングギア軸を介してモータＭＧ２がそれぞれ連結されている。動力分割機構１６のリングギアは、フロントディファレンシャル装置１８を介して前輪１０Ｌ，１０Ｒに接続されている。また、モータＭＧ１，ＭＧ２には、インバータ２０を介して車載電源である高圧バッテリ２２が接続されている。

また、車両１は、エンジン１４やインバータ２０等を制御する制御装置２４を備えている。この制御装置２４は、例えば、一台または複数台のコンピュータにより実現され、その機能は、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の記録媒体に記録されたプログラムがメインメモリに読み出されてＣＰＵ（Central Processing Unit）により実行されることによって実現される。

上記構成において、エンジン１４の動力は、動力分割機構１６によってモータＭＧ１と前輪１０Ｌ，１０Ｒとに分配され、モータＭＧ１での発電と前輪１０Ｌ，１０Ｒの駆動とに用いられる。モータＭＧ１で発電された電力は、インバータ２０により交流から直流に変換され、高圧バッテリ２２またはモータＭＧ２に供給され、高圧バッテリ２２の充電またはモータＭＧ２の駆動に用いられる。

また、モータＭＧ２は、高圧バッテリ２２またはモータＭＧ１からインバータ２０を介して電力の供給を受けて動力を発生させ、当該動力は、動力分割機構１６のリングギアおよびフロントディファレンシャル装置１８を介して前輪１０Ｌ，１０Ｒに伝達される。

次に、後輪１２Ｌ，１２Ｒの駆動に関する構成および作用を説明する。

後輪１２Ｌ，１２Ｒには、駆動軸（ドライブシャフト）を介してリアディファレンシャル装置２６が接続されている。このリアディファレンシャル装置２６は、外付けモータ２８を接続可能に構成されている。

一つの態様では、図３に示されるように、外付けモータ２８は、駆動力を発生させるモータ本体２８ａと、当該モータ本体２８ａの駆動力を出力する出力軸２８ｂと、当該出力軸２８ｂに接続された出力ギア２８ｃと、モータ本体２８ａに電力を供給するためのケーブル２８ｄとを含んで構成される。一方、リアディファレンシャル装置２６は、ディファレンシャルギアと、これを収容するディファレンシャルケース２６ａとを含んで構成される。ディファレンシャルケース２６ａには、外付けモータ２８を取り付けるための取り付け穴２６ｂが設けられている。好ましくは、外付けモータ２８の着脱の確実性や作業安全上の観点より、外付けモータ２８とリアディファレンシャル装置２６とには、外付けモータ２８の着脱を案内するガイド機構が設けられる。例えば、図３では、モータ本体２８ａの外周には、ガイド用の突起２８ｅが設けられており、リアディファレンシャル装置２６には、取り付け穴２６ｂの外周部分に、突起２８ｅを案内するための切り込み２６ｃが設けられている。

着脱のし易さの観点より、好適な一態様では、外付けモータ２８は、車両内部（トランクルーム）に上後方から接続される。ここで、外付けモータ２８の取り付け手順の一例を示す。まず、車両１のトランクルームを開け、デッキフロアボックスを取り外す。すると、トランクルームの底に穴があり、当該穴にはリアディファレンシャル装置２６のオイルが漏れないように蓋がしてあるので、当該蓋を開ける。すると、穴からディファレンシャルケース２６ａの取り付け穴２６ｂが見えるので、そこに外付けモータ２８を差し込み、外付けモータ２８の出力ギア２８ｃとディファレンシャルギアとを噛合させる。また、外付けモータ２８のケーブル２８ｄを車両１のインバータ２０に接続する。

一つの態様では、外付けモータ２８は、車両１（例えばトランクルーム）に積まれ、必要時にリアディファレンシャル装置２６に接続される。

また、別の態様では、外付けモータ２８は、車両１には積まれず、必要時にサービスマン等により持参され、リアディファレンシャル装置２６に接続される。

また、別の態様では、外付けモータ２８は、車両１には積まれず、インフラとして、雪道や急な登坂路などの所定の場所に常設される。

外付けモータ２８のケーブル２８ｄは、使用しないときには絶縁カバーで覆っておくことが好ましく、外付けモータ２８の出力ギア２８ｃはケースで覆っておくことが好ましい。

上記構成において、外付けモータ２８が車両１に装着されていない場合、後輪１２Ｌ，１２Ｒは駆動されない。したがって、車両１は、二輪駆動方式により走行する。

一方、外付けモータ２８が車両１に装着された場合、後輪１２Ｌ，１２Ｒは、外付けモータ２８の駆動力により駆動される。具体的には、外付けモータ２８のモータ本体２８ａは、ケーブル２８ｄおよびインバータ２０を介して高圧バッテリ２２から電力の供給を受けて、駆動力を発生させる。この駆動力は、出力軸２８ｂ、出力ギア２８ｃ、およびリアディファレンシャル装置２６を介して後輪１２Ｌ，１２Ｒに伝達され、これにより後輪１２Ｌ，１２Ｒが回転駆動される。したがって、車両１は、四輪駆動方式により走行する。なお、この場合、外付けモータ２８への電力の供給は、例えば制御装置２４によって制御される。

図４は、制御装置２４の動作手順の一例を示すフローチャートである。以下、図４を参照して、制御装置２４の動作の一例を説明する。

制御装置２４は、イグニションスイッチのＯＮを検知すると（Ｓ１）、例えば外付けモータ２８の有無を検出するセンサの出力に基づき、外付けモータ２８がリアディファレンシャル装置２６に接続されているか否かを判断する（Ｓ２）。

そして、外付けモータ２８が接続されていないと判断された場合（Ｓ２：ＮＯ）、制御装置２４は、車両１を二輪駆動方式で走行させる２ＷＤ制御を実行する（Ｓ３）。

一方、外付けモータ２８が接続されていると判断された場合（Ｓ２：ＹＥＳ）、制御装置２４は、所定の４ＷＤ制御条件が満たされているか否かを判断する（Ｓ４）。ここで、所定の４ＷＤ制御条件としては、例えば、外付けモータ２８に設けられた識別チップ（例えばＩＣチップ）と正常に通信できること、識別チップから読み出された外付けモータ２８の定格が当該車両１に対応していること、外付けモータ２８が正常に装着されていること、および外付けモータ２８に対する漏電テストに成功したことなどが挙げられる。

４ＷＤ制御条件が満たされていないと判断された場合（Ｓ４：ＮＯ）、制御装置２４は、例えば車両１のインストルメントパネル上の表示などによりユーザにエラーを通知する（Ｓ５）。

一方、４ＷＤ制御条件が満たされていると判断された場合（Ｓ４：ＹＥＳ）、制御装置２４は、車両１のインストルメントパネルに設置されている４ＷＤランプをＯＮし（Ｓ６）、車両１を四輪駆動方式で走行させる４ＷＤ制御を実行する（Ｓ７）。この４ＷＤ制御は、例えば、通常の四輪駆動車における４ＷＤ制御と同様のものである。ただし、外付けモータ２８は、条件を限定して使用されてもよい。例えば、外付けモータ２８が装着されている場合、制御装置２４は、車速を所定速度（例えば５ｋｍ／ｈ）以下に制限してもよい。制御装置２４は、上記４ＷＤ制御を行う際、外付けモータ２８用の電力を確保するため、高圧バッテリ２２に余力があると判断した場合は、高圧バッテリ２２の入出力制限Ｗｉｎ／Ｗｏｕｔを一時的に拡大してもよい。

なお、上記の例では、外付けモータ２８は車両１のインバータ２０に接続されるが、図５に示されるように、外付けモータ２８がインバータ２８ｆを含み、インバータ２８ｆがケーブル２８ｄを介して車両１の高圧バッテリ２２に接続されてもよい。この構成では、外付けモータ２８がインバータ２８ｆを内蔵しているので、高圧バッテリ２２がリアトランクに搭載される車両において、ケーブル長を短くすることができる。

また、外付けモータ２８は、上記の例では、常設された駆動源（モータＭＧ２）に電力を供給する車載電源（高圧バッテリ２２）から電力の供給を受けるが、補機類に電力を供給する低圧バッテリ（いわゆる補機バッテリ）など、他の車載電源から電力の供給を受けてもよい。また、車載電源は、電力を供給できるものであればよく、コンデンサなどであってもよい。

また、上記の例では、常設された駆動源により前輪が駆動されるが、常設された駆動源により後輪が駆動され、着脱可能な駆動源により前輪が駆動される構成であってもよい。

また、車両１は、上記の例ではハイブリッド車であるが、内燃機関のみが常設された内燃機関車や、モータのみが常設された電気自動車など、他の種類の車両であってもよい。

以上のとおり、本実施の形態に係る車両は、一対の第１の車輪と、当該一対の第１の車輪を駆動する、当該車両に常設された駆動源と、一対の第２の車輪と、当該車両に着脱可能に装着される駆動源の駆動力を上記一対の第２の車輪に伝達する駆動力伝達機構とを有する。このため、本実施の形態によれば、重量が軽く、高い駆動力を得ることが可能な車両が提供される。具体的には、第２の車輪を駆動するための駆動源を着脱可能とするので、第２の車輪を駆動するための駆動源を常設する構成と比較して、車両の重量が軽く、燃費が良い。また、着脱可能な駆動源により第２の車輪を駆動することができるので、第１の車輪だけを駆動する構成と比較して、高い駆動力を得ることができる。

より具体的には、通常は２ＷＤで走行するので、車重が軽く、燃費も良い。また、必要時には外付けモータ２８が装着されて４ＷＤ化されるので、高い駆動力が得られる。ここで、必要時としては、例えば、雪道や砂地等の低μ路でのスリップ時や、急な登坂路の登坂時などがある。外付けモータ２８は、スリップ時や登坂時などの緊急時に装着されてもよいし、スキーに行く場合のように、４ＷＤが必要であると考えられるときに事前に装着されてもよい。

また、本実施の形態では、着脱可能な駆動源を非常用と限定することにより、駆動源に必要とされる性能を落とすことができ、駆動源の体格を小さくすることができる。これにより、コストダウンを図ることができる。

なお、本発明は、上記実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲内で種々変更することができる。

例えば、定格消費電力１０ｋＷ品、２０ｋＷ品、３０ｋＷ品というように、複数種類の外付けモータを準備しておき、ユーザが自分の車両に適合する外付けモータを選択するようにしてもよい。この場合、外付けモータ２８に当該モータの種類を識別するための識別チップ（例えばＩＣチップ）を設け、車両１が当該車両１に装着されている外付けモータ２８の種類を識別チップによって識別することにより、車両１への外付けモータの誤接続を防止することができる。

また、車両１は、図６に示されるように、乗員が座るシート（例えば３列目シート）６１が倒されることにより外付けモータ２８が上から押さえられロックされるロック機構を有してもよい。

実施の形態に係る車両の概略側面図である。 実施の形態に係る車両の具体的な構成の一例を示す概略ブロック図である。 外付けモータおよびリアディファレンシャル装置の構成の一例を示す概略斜視図である。 制御装置の動作手順の一例を示すフローチャートである。 実施の形態に係る車両の具体的な構成の別の一例を示す概略ブロック図である。 外付けモータをロックするロック機構を示す概略側面図である。

符号の説明

１ 車両、２ａ，２ｂ 第１の車輪、３，６ 駆動源、４，７ 駆動力伝達機構、８ 車載電源、１０Ｌ，１０Ｒ 前輪、１２Ｌ，１２Ｒ 後輪、１４ エンジン、１６ 動力分割機構、ＭＧ１，ＭＧ２ モータ、１８ フロントディファレンシャル装置、２０ インバータ、２２ 高圧バッテリ、２４ 制御装置、２６ リアディファレンシャル装置、２８ 外付けモータ。

Claims (2)

1. 一対の第１の車輪と、
   前記一対の第１の車輪を駆動する、当該車両に常設された駆動源と、
   一対の第２の車輪と、
   当該車両に着脱可能に装着される駆動源の駆動力を、前記一対の第２の車輪に伝達する駆動力伝達機構と、
   を有することを特徴とする車両。
2. 請求項１に記載の車両であって、
   前記常設された駆動源は、車載電源からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータを含み、
   前記着脱可能に装着される駆動源は、前記車載電源からの電力の供給を受けて駆動力を発生させるモータである、
   ことを特徴とする車両。

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