JP2011245921A

JP2011245921A - 盗難防止装置

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Publication number: JP2011245921A
Application number: JP2010119050A
Authority: JP
Inventors: Makoto Yamamoto; 山本　　誠
Original assignee: Tokai Rika Co Ltd
Current assignee: Tokai Rika Co Ltd
Priority date: 2010-05-25
Filing date: 2010-05-25
Publication date: 2011-12-08
Anticipated expiration: 2030-05-25
Also published as: JP5456577B2

Abstract

【課題】車両の制御に反して外部からロック解除されることを防止することができる盗難防止装置を提供する。
【解決手段】ロック装置４０Ａは、モータ１０と、モータ１０の回転数を減速して出力する減速機２０と、減速機２０の出力を前輪５０Ｆに伝達するシャフト２０ｆとを有する車両１Ａに搭載され、モータ１０の回転軸、減速機２０に含まれるギヤの回転軸又はシャフト２０ｆの少なくとも１つに設けられたロックホルダと、ロックホルダと嵌め合わされることでロックホルダの回転動作を制限するロックバーと、ロックバーとロックホルダとを嵌め合わせる状態又はその解除状態となるよう制御するＥＣＵ３０とを有する。
【選択図】図１

Description

本発明は、電気自動車の駆動系の動作を制限する盗難防止装置に関する。

従来、ホイールインドライブ方式のモータの回転軸にロックギヤを設けてロックピンで回転動作を制限するパーキングロック装置がある（例えば、特許文献１参照）。このパーキングロック装置は、ホイールインドライブ方式の電気自動車に装備されるものであり、ホイールを駆動するスイッチト・リラクタンス・モータと、モータの動作を制御するモータコントローラと、モータの回転軸に設けられるノッチを有するロックギヤと、ロックギヤのノッチに噛み合う噛合突起を有するロックピンと、ロックピンのロック状態又は解除状態を制御するパーキングロックコントローラと、ロックピンの解除状態を検出する検出装置とを備える。

このパーキングロック装置によれば、ロックギヤのノッチとロックピンの噛合突起とに噛み合い荷重が加わっている場合、検出装置によってロックピンの解除状態が検出されるまで、モータコントローラによりモータを荷重と逆方向に回転させる制御が行われる。このため、ロックギヤのノッチと、ロックピンの噛合突起との噛み合い荷重を解消することができ、小さな操作力でロックピンのロック状態又は解除状態を制御することができる。

特開２００５−１６８０７６号公報

しかし、特許文献１に示すパーキングロック装置は、電気自動車のホイールに設置されているため、ホイール内部に外部から人為的にアクセスすることで、パーキングロックコントローラの制御に反して、ロックギヤとロックピンとのロックが解除される恐れがあった。

従って、本発明の目的は、車両の制御に反して外部からロック解除されることを防止することができる盗難防止装置を提供する。

本発明の一態様は、モータと、モータの回転数を減速して出力する減速機と、前記減速機の出力を車輪に伝達する車軸とを有する車両に搭載される盗難防止装置であって、前記モータの回転軸、前記減速機に含まれるギヤの回転軸又は前記車軸の少なくとも１つに設けられたロックホルダと、前記ロックホルダと嵌め合わされることで前記ロックホルダの回転動作を制限するロックバーと、前記ロックバーの位置を移動して、前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせる状態又はその解除状態となるよう制御する制御手段とを有する盗難防止装置を提供する。

上記盗難防止装置の車両は、前記モータの回転角度の位置を検出する検出器をさらに有し、前記制御手段は、前記検出器から前記回転角度の位置を取得して、前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせることができる位置に前記ロックホルダを回転するよう前記モータを回転制御するようにしてもよい。

上記盗難防止装置の制御手段は、前記モータへの電力遮断中に前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせる状態又はその解除状態となるよう制御するようにしてもよい。

本発明によれば、車両の制御に反して外部からロック解除されることを防止することができる。

図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両の内部構成を示す概略ブロック図である。図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵの接続構成を示すブロック図である。図３Ａ（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るロック装置の構成を示す概略図であり、図３Ａ（ａ）は正面図、図３Ａ（ｂ）は側面図を示す。図３Ｂ（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るロック装置の他の構成を示す概略図であり、図３Ｂ（ａ）は正面図、図３Ｂ（ｂ）は側面図を示す。図４は、本発明の第２の実施の形態に係る車両の内部構成を示す概略ブロック図である。図５は、本発明の第２の実施の形態に係るロック装置の構成を示す概略斜視図である。

［第１の実施の形態］
（車両の構成）
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る車両の内部構成を示す概略ブロック図である。

この車両１Ａは、バッテリ１２に蓄電された電力を消費して動作する電気自動車であり、インバータ１１によって直流から交流に変換されたバッテリ１２の電力を回転駆動力に変換する回転界磁形式の同期モータ、例えば、ＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータ等であるモータ１０と、複数の歯車（ギヤ）から構成されてモータ１０の回転速度を減じてシャフト２０ｆに駆動力を伝達する減速機２０と、車両１Ａの各部を電気的に制御するＥＣＵ（Electronic Control Unit）３０と、モータ１０から減速機２０にかけての駆動系の回転動作及びモータ１０の回転軸の回転動作を制限するロック装置４０Ａと、シャフト２０ｆと接続されて回転する前輪５０Ｆ及びシャフト２０ｒと接続されて車両１Ａの走行に追従して回転する後輪５０Ｒとを備える。

図２は、本発明の第１の実施の形態に係るＥＣＵ３０の接続構成を示すブロック図である。

ＥＣＵ３０は、ロック装置４０Ａに接続されるロック装置制御手段３００及びモータ１０に接続される駆動制御手段３０１等を有する。なお、ＥＣＵ３０は、インバータ１１、バッテリ１２を含む他の機能部にも接続され、各部の状態を監視し、各部の動作を制御する。

ロック装置制御手段３００は、ロックバー位置センサ４００によって後述するロックバーの位置を取得する。また、ロック装置制御手段３００は、ロック用モータ４０５を制御することで、ロックバーを移動する。

駆動制御手段３０１は、運転者により図示しないアクセルペダルが操作されると、その操作に応じてモータ１０を駆動制御する。また、検出器としてのロータリーエンコーダ１００によって検出されるモータ１０の回転角度の位置を取得する。

図３Ａ（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るロック装置４０Ａの構成を示す概略図であり、図３Ａ（ａ）は正面図、図３Ａ（ｂ）は側面図を示す。一例として、モータ１０から減速機２０にかけての駆動系の回転動作を制限するロック装置４０Ａについて説明する。

ロック装置４０Ａは、モータ１０の回転動作を制限するためのロックバー４００Ａと、ロックバー４００Ａと嵌め合わされるノッチ４０１ａを外周部に有し、モータ１０の回転軸に取り付けられるロックホルダ４０１と、回転可能に支持されるシャフト４０２と、シャフト４０２の回転によりロックバー４００Ａをシャフト４０２の軸方向（Ａ方向）に平行移動させるロックホルダ４０３と、シャフト４０２を回転させるギヤ４０４と、ギヤ４０４を回転させるアクチュエータとしてのロック用モータ４０５とを備える。なお、ソレノイドアクチュエータ等を用いてロックバー４００Ａを移動させてもよい。

ロック装置４０Ａは、ロック用モータ４０５がロック装置制御手段３００により制御され、ロックバー４００Ａの先端４００ａが図中のＡ方向に移動されてノッチ４０１ａと嵌め合わされることでロック状態となる。また、ロックバー４００Ａが図中のＡ方向と反対方向に移動されてノッチ４０１ａと嵌め合わされなくなることで解除状態となる。なお、ロックバー４００Ａの位置は、図示しないロックバー位置センサ４００により検出される。

なお、モータ１０の回転軸の回転動作を制限するロック装置４０Ａは、モータ１０の回転軸をロックホルダ４０１が取り付けられた側と逆側にも突出させて、その回転軸にロックホルダを取り付けて、対応したロックバーを備えて構成する。

また、ロック装置として、上記したロック装置４０Ａに換えて以下に説明するロック装置４０Ｂを用いてもよい。

図３Ｂ（ａ）及び（ｂ）は、本発明の第１の実施の形態に係るロック装置の他の構成を示す概略図であり、図３Ｂ（ａ）は正面図、図３Ｂ（ｂ）は側面図を示す。

ロック装置４０Ｂは、ロック装置４０Ａに加えて、パーキングロックポール４０６の作用端４０６ｂを押すことで固定軸４０６ｃを中心にＢ方向に回転させるためのロックバー４００Ｂと、ノッチ４０１ａと嵌め合わされる先端４０６ａを有するパーキングロックポール４０６とを備える。また、ロック用モータ４０５、ギヤ４０４、ロックホルダ４０３及びロックバー４００Ｂの配置がモータ１０に対して異なり、ロックバー４００Ｂの長手方向とモータ１０の回転軸方向が平行になるように設置される。

ロック装置４０Ｂは、ロック用モータ４０５がロック装置制御手段３００により制御され、パーキングロックポール４０６が固定軸４０６ｃを中心に図中のＢ方向に回転され、先端４０６ａがノッチ４０１ａと嵌め合わされることでロック状態となる。

（ロック動作）
まず、運転者は、車両１Ａの走行後等、停車状態において、モータ１０の動作を停止させるため、図示しないイグニションキー等を操作する。ＥＣＵ３０は、イグニションキーの操作を受け付けると、インバータ１１からモータ１０へバッテリ１２の電力供給を遮断した後、ＥＣＵ３０のロック装置制御手段３００によってロック装置４０Ａをロック状態へと制御する。なお、これは、ロックしている状態でモータ１０が動作することで、モータ１０やロック装置４０Ａを損傷しないための手順である。

また、ロックバー４００Ａの先端４００ａをノッチ４０１ａに嵌め合わせることができる回転角度の位置にロックホルダ４０１が位置していないとき、モータ１０への電力供給を遮断する前に、ＥＣＵ３０のロック装置制御手段３００は、駆動制御手段３０１にロックバー４００Ａの先端４００ａをノッチ４０１ａに嵌め合わせることができる回転角度の位置にロックホルダ４０１を回転させるよう要求する。

駆動制御手段３０１は、ロータリーエンコーダ１００から回転角度の位置を取得し、モータ１０を制御してノッチ４０１ａが先端４００ａと嵌め合わせることができる回転角度の位置までロックホルダ４０１を回転させる。

駆動制御手段３０１は、ノッチ４０１ａの回転角度の位置制御が完了すると、ロック装置制御手段３００へその旨送信する。ＥＣＵ３０は、その旨受信すると、モータ１０への電力供給を遮断し、ロック装置制御手段３００は、ロック用モータ４０５を制御して図３Ａに示すロックバー４００ＡをＡ方向へと移動させ、ロックバー４００Ａの先端４００ａとロックホルダ４０１のノッチ４０１ａとを嵌め合わせる。なお、図３Ｂに示すロック装置４０Ｂを用いる場合についても同様の動作を行う。

（ロック解除動作）
まず、運転者は、モータ１０の動作を開始させるため、イグニションキー等を操作する。ＥＣＵ３０は、イグニションキーの操作を受け付けると、ＥＣＵ３０のロック装置制御手段３００によってロック装置４０Ａをロック解除状態へと制御する。次に、ＥＣＵ３０は、インバータ１１からモータ１０へバッテリ１２の電力を供給する。

（第１の実施の形態の効果）
上記した第１の実施の形態によると、駆動力の伝達順が減速機２０より前段階であるモータ１０の軸にロックホルダ４０１を設けて、ロックバー４００Ａによってロックホルダ４０１の回転を制限したため、ホイール付近に設置していた場合に比べて外部からアクセスすることが難しく、車両の制御に反して外部からロック解除されることを防止することができる。また、ロックホルダ４０１をサンギヤ２１ａとともにギヤボックスに収容することで、さらにアクセスが困難となりロック解除が困難となる。なお、ロックホルダ及びロックバーを含むロック装置は、複数箇所に設けてもよい。

また、モータ１０の軸に発生するトルクは、減速された後段の他のギヤに比べて小さいため、ロックバー４００Ａの先端４００ａとロックホルダ４０１のノッチ４０１ａとの噛み合い荷重が比較的小さく、噛み合い荷重の解消のために特別な構成を必要としない。

また、盗難防止のために従来設置していたステアリングロックが不要となり、ステアリングロックを設置するために長くしていたステアリングポストの軸長を短くすることができ、車両の設計の自由度が向上する。

なお、ロック装置４０Ａ（４０Ｂ）は、減速機２０に含まれるいずれかのギヤにロックバーと嵌め合わせるためのノッチを設けることで設置してもよい。この場合、ロックバーの剛性を比較的高いものとせずに構成を簡易なものとするため、ノッチが設置されるギヤに発生するトルクが他のギヤに比べて小さいものを選択することが好ましい。また、外部からのアクセスを防止するため、減速機２０のギヤのうち駆動力の伝達順が他のギヤに比べてモータ１０に近いものを選択することが好ましい。

［第２の実施の形態］
図４は、本発明の第２の実施の形態に係る車両の内部構成を示す概略ブロック図である。第２の実施の形態は、車両がハイブリッド自動車である点で第１の実施の形態と異なる。

この車両１Ｂは、モータ１０及びエンジン６０の駆動力によって動作するハイブリッド自動車であり、第１の実施の形態の車両１Ａの構成に加えて、エンジン６０と、エンジン６０の駆動力により発電する発電用モータ１３と、モータ１０の駆動力を減速する減速プラネタリーギヤ２１と、エンジン６０の駆動力を減速機２０と発電用モータ１３とに分割する動力分割プラネタリーギヤ２２と、減速プラネタリーギヤ２１から減速機２０にかけての駆動系の回転動作、モータ１０の回転軸の回転動作及びエンジン６０の回転軸の回転動作を制限するロック装置４０Ｃとを備える。

図５は、本発明の第２の実施の形態に係る駆動系及びロック装置の構成を示す概略斜視図である。

モータ１０は、シャフト６０ａの外側に配される円筒状の回転軸にサンギヤ２１ａを有するとともに、回転軸のサンギヤ２１ａが設けられるのと対向する側にロックホルダ４０１Ｅを有し、ノッチ２００ｅとロックバー４００Ｅとが嵌め合わされることで回転が制限される。発電用モータ１３は、同様に、シャフト６０ａの外側に配される円筒状の回転軸にサンギヤ２２ａを有する。

カウンタードライブギヤ２０ａは、サンギヤ２１ａを中心とした減速プラネタリーギヤ２１と、サンギヤ２２ａを中心とした動力分割プラネタリーギヤ２２とを有する。

減速プラネタリーギヤ２１は、サンギヤ２１ａと噛み合い自転及び公転するピニオンギヤ２１ｂと、ピニオンギヤ２１ｂと噛み合う内歯のリングギヤ２１ｃとを有する。ピニオンギヤ２１ｂの公転は、プラネタリーキャリア２１ｄによって制御される。

動力分割プラネタリーギヤ２２は、サンギヤ２２ａと噛み合い自転及び公転するピニオンギヤ２２ｂと、ピニオンギヤ２２ｂと噛み合う内歯のリングギヤ２２ｃとを有する。ピニオンギヤ２２ｂは、シャフト６０ａに接続されるプラネタリーキャリア２２ｄによって制御される。

エンジン６０の駆動力を伝達するシャフト６０ａは、ロックホルダ４０１Ｆを有し、ノッチ２００ｆとロックバー４００Ｆとが嵌め合わされることで回転が制限される。また、シャフト６０ａは、オイルポンプ６０を駆動するとともに、プラネタリーキャリア２２ｄと接続され、動力分割プラネタリーギヤ２２のピニオンギヤ２２ｂの公転を制御する。

減速機２０は、カウンタードライブギヤ２０ａと噛み合うカウンタードリブンギヤ２０ｂと、カウンタードリブンギヤ２０ｂと連結されるファイナルドライブギヤ２０ｃと、ファイナルドライブギヤ２０ｃと噛み合いシャフト２０ｆに連結されるファイナルドリブンギヤ２０ｄとを有する。

カウンタードリブンギヤ２０ｂとファイナルドライブギヤ２０ｃとの連結シャフトにはノッチ２００ｃが設けられ、ロックバー４００Ｃと嵌め合わされることで回転が制限される。また、シャフト２０ｆにノッチ２００ｄが設けられ、ロックバー４００Ｄと嵌め合わされることで回転が制限される。

ロックバー４００Ｃ〜４００Ｆは、第１の実施の形態と同様にロック用モータ等のアクチュエータによってロック状態又は解除状態の位置移動が制御される。

なお、車両１Ｂの前輪５０Ｆの回転を制限できる位置であれば、カウンタードリブンギヤ２０ｂ及びファイナルドリブンギヤ２０ｄ以外の箇所にロック装置４０Ｃを設けてもよい。例えば、カウンタードリブンギヤ２０ｂより駆動系が前段であるカウンタードライブギヤ２０ａにロック装置４０Ｃを設ける構成にしてもよい。

なお、サンギヤ２１ａ又は２１ｂのいずれかにロック装置４０Ｃを設置したとしても、カウンタードライブギヤ２０ａは回転を制限されず、前輪５０Ｆをロックできないため、カウンタードライブギヤ２０ａより前段にロック装置４０Ｃを設けることはできない。ただし、サンギヤ２１ａ及び２２ａの双方にロック装置４０Ｃを設けて、前輪５０Ｆをロックすることはできる。

（第２の実施の形態の効果）
上記した第２の実施の形態によると、ハイブリッドの駆動力を有する車両１Ｂのように、モータ１０及びエンジン６０の駆動力を配分して伝達する複雑な駆動系を有する場合であっても、ロックバー４００Ｃ〜４００Ｆをシャフト２０ｆの回転を制限できる位置に配置したため、車両１Ｂの前輪５０Ｆをロックすることができるとともに、第１の実施の形態と同様に、車両１Ｂの制御に反して外部からロック解除されることを防止することができる。

なお、図５に示すギヤ構成は一例であり、ギヤ数が増減した構成においても本発明を同様に適用することができる。ただし、盗難防止の観点からすると、上述したように前輪５０Ｆの回転を制限できる箇所にロック装置４０Ｃを設ける必要があり、また、装置構成の単純化の観点からすると、減速前のトルクが比較的小さいギヤに設けることが望ましい。

なお、本発明は、上記した実施の形態に限定されず、本発明の技術思想を逸脱あるいは調整しない範囲内で種々の変形が可能である。

１Ａ…車両、１Ｂ…車両、１０…モータ、１１…インバータ、１２…バッテリ、１３…発電用モータ、２０…減速機、２０ｆ…シャフト、２０ｒ…シャフト、２０ａ…カウンタードライブギヤ、２０ｂ…カウンタードリブンギヤ、２０ｃ…ファイナルドライブギヤ、２０ｄ…ファイナルドリブンギヤ、２１…減速プラネタリーギヤ、２１ａ…サンギヤ、２１ｂ…ピニオンギヤ、２１ｃ…リングギヤ、２１ｄ…プラネタリーキャリア、２２…動力分割プラネタリーギヤ、２２ａ…サンギヤ、２２ｂ…ピニオンギヤ、２２ｃ…リングギヤ、２２ｄ…プラネタリーキャリア、４０Ａ…ロック装置、４０Ｂ…ロック装置、５０Ｆ…前輪、５０Ｒ…後輪、６０…エンジン、６０…オイルポンプ、６０ａ…シャフト、１００…ロータリーエンコーダ、２００ｂ…ノッチ、２００ｄ…ノッチ、３００…ロック装置制御手段、３０１…駆動制御手段、４００…ロックバー位置センサ、４００Ａ…ロックバー、４００Ｂ…ロックバー、４００Ｃ…ロックバー、４００Ｄ…ロックバー、４００ａ…先端、４０１…ロックホルダ、４０１ａ…ノッチ、４０１ａ…先端、４０１ａ…ノッチ、４０２…シャフト、４０３…ロックホルダ、４０４…ギヤ、４０５…ロック用モータ、４０６…パーキングロックポール、４０６ａ…先端、４０６ｂ…作用端、４０６ｃ…固定軸

Claims

モータと、モータの回転数を減速して出力する減速機と、前記減速機の出力を車輪に伝達する車軸とを有する車両に搭載される盗難防止装置であって、
前記モータの回転軸、前記減速機に含まれるギヤの回転軸又は前記車軸の少なくとも１つに設けられたロックホルダと、
前記ロックホルダと嵌め合わされることで前記ロックホルダの回転動作を制限するロックバーと、
前記ロックバーの位置を移動して、前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせる状態又はその解除状態となるよう制御する制御手段とを有する盗難防止装置。
前記車両は、前記モータの回転角度の位置を検出する検出器をさらに有し、
前記制御手段は、前記検出器から前記回転角度の位置を取得して、前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせることができる位置に前記ロックホルダを回転するよう前記モータを回転制御することを特徴とする請求項１に記載の盗難防止装置。
前記制御手段は、前記モータへの電力遮断中に前記ロックバーと前記ロックホルダとを嵌め合わせる状態又はその解除状態となるよう制御することを特徴とする請求項１又は２に記載の盗難防止装置。