JP2019156077A - 電動車両 - Google Patents

Abstract

【課題】アクチュエータを用いたパーキングロック時にパーキングロック機構にかかる負荷の低減を図ることができる電動車両を提供する。【解決手段】パーキングアクチュエータを用いたパーキングロック機構と、レゾルバを用いた電動回転機と、電動回転機と接続可能な足軸と、パーキングアクチュエータおよび電動回転機を制御する制御部と、を備え、制御部は、パーキングボタンから停車要請を受理した際、レゾルバによる回転状態情報を用いて、電動回転機の回転状態が規定の回転状態となった場合に、パーキングアクチュエータをロック作動させる。【選択図】図５

Description

本発明は、電動車両に関する。

車両走行時の駆動力源として電動モータを用いる電動車両において、変速機ケースに取り付けられたパーキング用シャフトにパーキングポールを揺動可能に支持し、パーキングポールの爪部をパーキングギヤに係合することでパーキングロックを作動するパーキング装置を備えた電動車両が知られている。この種の電動車両として、例えば特許文献１記載の電動車両は、シフトレバーを駐車位置から他の操作位置へ移動操作しようとする運転者のＰ抜き意思を判断するＰ抜き意思判断手段と、Ｐ抜き意思判断手段によって運転者がＰ抜き意思を有すると判断された場合に、パーキングロックギヤとパーキングポールとの噛合荷重が小さくなるように電動モータを作動させるＰ抜き時モータ制御手段と、を有する。

特開平９−２８６３１２号公報

しかし、電動車両が低速走行時の減速中に、使用者のパーキング要請（停車要請）を受けるパーキングボタンが操作されることにより、パーキングロック機構に有するパーキングポールがパーキングギヤに係合された場合、パーキングポールとパーキングギヤとの間に回転差があることから、パーキングポールに大きなトルク（負荷）がかかることになる。そのため、パーキングロック機構およびそのケースに、車重と慣性とを受けられる強度が要求され、コストおよび重量を増加させるという課題がある。

そこで本発明は、アクチュエータを用いたパーキングロック時にパーキングロック機構にかかる負荷の低減を図ることができる電動車両を提供することを目的とする。

上記課題の解決手段として、請求項１に記載した発明は、パーキングアクチュエータ（例えば実施形態のパーキングアクチュエータ１３）を用いたパーキングロック機構（例えば実施形態のパーキングロック機構１４）と、レゾルバ（例えば実施形態のレゾルバ１５）を用いた電動回転機（例えば実施形態の電動回転機１６）と、前記電動回転機と接続可能な足軸（例えば実施形態の足軸１７）と、前記パーキングアクチュエータおよび電動回転機を制御する制御部（例えば実施形態の制御部１２）と、を備える電動車両（例えば実施形態の電動車両１０）であって、前記制御部は、パーキング操作子（例えば実施形態のパーキングボタン１８）から停車要請を受理した際、前記レゾルバによる回転状態情報を用いて、前記電動回転機の回転状態が規定の回転状態となった場合に、前記パーキングアクチュエータをロック作動させる。
請求項２に記載した発明は、前記制御部は、前記電動回転機が前記足軸と接続された状態で、前記レゾルバによる回転状態情報を用いて、前記電動回転機が規定の回転速度未満又は以下まで低下したことを確認して、前記パーキングアクチュエータをロック作動させる。

請求項１に記載した発明によれば、電動車両の低速走行時の減速中に停車要請がされた場合、レゾルバによる回転状態情報から、足軸に接続可能な電動回転機の回転状態が規定の回転状態となったときに、パーキングアクチュエータをロック作動させる。これにより、足軸の回転速度の低下を検知してパーキングロック機構の機構部品間の回転差を抑えることが可能となり、パーキングロック機構およびこれを支持するケース等の負荷を低減させることができる。したがって、パーキングロック機構および周辺部品の強度の最適化を図り、コストダウンおよび小型軽量化を図ることができる。
請求項２に記載した発明によれば、電動回転機が足軸と接続された状態で、レゾルバによる回転状態情報から所定速度まで低下したことを確認した後、パーキングアクチュエータをロック作動させる。このため、レゾルバによって足軸の回転状態情報を精細に検知した上で、パーキングアクチュエータをロック作動させることができ、パーキングロック機構の負荷を低減させることができる。

本発明の実施形態における電動車両の概念図である。 上記電動車両のシステム構成図である。 上記電動車両の駆動ユニットの内部構造を説明する概略図である。 上記駆動ユニットのパーキングロック機構の詳細構造図である。 上記電動車両の制御動作を説明するフローチャートである。

以下、本発明の実施形態について図面を参照して説明する。
図１〜図３に示すように、本実施形態の電動車両１０は、駆動ユニット１１と、制御部１２と、を備える。駆動ユニット１１は、パーキングアクチュエータ１３を用いたパーキングロック機構１４と、レゾルバ１５を用いた電動回転機１６と、車輪側への出力軸としての足軸１７と、を備える。

なお、以下の説明では、便宜上、図３に示すように、互いに直交する３次元の直交３軸（Ｘ軸，Ｙ軸，Ｚ軸）を想定し、Ｘ軸方向を左右方向、Ｙ軸方向を前後方向、Ｚ軸方向を上下方向と定義して、この定義に従い各部の構成を説明する。前後方向、左右方向および上下方向は、それぞれ例えば車体長さ方向、車幅方向および車体高さ方向に相当する。

電動車両１０は、使用者によりパーキングボタン１８が操作されると、この操作を停車要請として、制御部１２がパーキングロック機構１４を作動させる。すなわち、制御部１２は、停車要請に対応して、パーキングロック機構１４のパーキングアクチュエータ１３を作動させ、パーキングポール１９をパーキングギヤ２０に係合させる。これにより、電動車両１０がパーキングロック状態（ロック作動状態）となる。

本実施形態の電動車両１０において、平坦路Ｆにおける低速走行時の減速中に停車要請があると、制御部１２は、レゾルバ１５による車速判断制御により、電動車両１０の車速が予め定められた値よりも小さい場合に、パーキングロック機構１４のパーキングアクチュエータ１３を作動させて、パーキングポール１９をパーキングギヤ２０に係合させる。このため、パーキングロック機構１４のパーキングボタン１８が操作された際のトルクが小さい状態において、電動車両１０がパーキングロック状態とする。

図４を併せて参照し、パーキングアクチュエータ１３は、例えば正逆回転可能な電気モータ２１と、例えば歯車減速機構等の動力伝達機構２２と、を備える。パーキングアクチュエータ１３は、制御部１２に電気的に接続される。

レゾルバ１５は、電動回転機１６の駆動軸の回転角度および速度を検知するセンサであって、出力を例えばアングルシーケンサに接続して組み合わせることにより、アングルシーケンサ側から任意の出力信号を生成する。レゾルバ１５は、制御部１２に電気的に接続されて、制御部１２に回転状態情報を与える。レゾルバ１５は、駆動軸の回転状態情報を精細に検知することができる。より具体的に、レゾルバ１５は、駆動軸の回転状態情報を、例えば車速換算で０．５ｋｐｈ程度まで検知することができる。

制御部１２は、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）であって、駆動ユニット１１の総合的な運転制御を電気的に司るマイクロコントローラである。制御部１２には、例えば運転席に配置されたパーキングボタン１８が電気的に接続される。制御部１２は、レゾルバ１５によって算出された速度情報を用いて、電動車両１０の速度が予め定められた閾値（例えば１ｋｐｈ）よりも低いと判別された場合に、パーキングアクチュエータ１３を駆動させて電動車両１０をパーキングロック状態とする。

図３に示すように、駆動ユニット１１は、ユニットケース２４の内側に、変速機を構成する複数の回転軸２３が配置される。回転軸２３は、動力源である電動回転機１６からの動力が入力される入力軸と、不図示の駆動輪に動力を出力する出力軸（足軸１７）と、入力軸から出力軸に至る動力伝達経路の途中に配置された中間軸と、を含む。これらの回転軸２３は、それぞれ左右方向に延在し、互いに平行に設けられる。

駆動ユニット１１は、パーキングロック機構１４を備えている。パーキングロック機構１４は、複数の回転軸２３の内、駆動軸と常時連動する軸の回転をロック可能である。パーキングロック機構１４は、例えば前記中間軸に一体回転可能に設けられたパーキングギヤ２０と、略前後方向に延在し、先端部（前端部）にパーキングギヤ２０に係合する爪部２６が設けられたパーキングポール１９と、を備える。なお、パーキングギヤ２０は、中間軸の他、駆動輪と常時連動する出力軸（足軸１７）等に設けることもできる。

図４に示すように、パーキングロック機構１４は、パーキングポール１９の基端部に貫通孔２７が開口され、貫通孔２７に、左右方向の軸線ＣＬ１に沿ってパーキングシャフト２８が挿入される。これにより、パーキングポール１９は、パーキングシャフト２８を支点にして図４中の矢印Ｒ１、Ｒ２方向に揺動可能に支持される。

パーキングポール１９の支持部には、戻しバネ２９が介装される。パーキングポール１９は、戻しバネ２９によりＲ２方向、すなわち、パーキングポール１９の爪部２６がパーキングギヤ２０から離間する方向（下方）に常時付勢される。また、パーキングポール１９は、パーキングアクチュエータ１３によりＲ１方向、すなわち、パーキングポール１９の爪部２６がパーキングギヤ２０に接近する方向（上方）に移動可能である。

パーキングアクチュエータ１３は、パーキングポール１９の先端部の下端面３０に摺動しつつ左右方向の軸線ＣＬ２に沿って進退可能に設けられたパーキングカム３１を有する。パーキングカム３１は、軸線ＣＬ２を中心とした円錐面３２を有する。円錐面３２は、例えば左右方向一側に向けて径が拡大し、パーキングカム３１全体がコーン形状を呈する。パーキングカム３１は、動力伝達機構２２を介して電気モータ２１に接続される。パーキングカム３１は、電気モータ２１の駆動に伴い、左右方向に進退移動する。

運転者によってパーキングボタン１８が押下されると、パーキングカム３１が左右方向で前進する。これにより、パーキングカム３１の円錐面３２がパーキングポール１９の下端面３０に摺動しながら、パーキングポール１９が戻しバネ２９の付勢力に抗してＲ１方向に揺動する。したがって、パーキングポール１９の爪部２６がパーキングギヤ２０に係合し、電動車両１０がパーキングロック状態となる。

また、パーキングボタン１８が押下された後に、運転者によってパーキングボタン１８が再度押下されると、パーキングカム３１が左右方向で後退する。これにより、パーキングポール１９が戻しバネ２９の付勢力によりＲ２方向に揺動し、パーキングポール１９の爪部２６がパーキングギヤ２０から離間して爪部２６とパーキングギヤ２０との係合が解除され、電動車両１０がパーキングアンロック状態となる。

次に、本実施形態の電動車両１０の制御動作を図５のフローチャートを参照して説明する。
まず、電動車両１０が平坦路Ｆにおける低速走行時の減速中に、運転者によってパーキングボタン１８が操作されると、制御部１２が制御動作を開始する（ステップＳ１０１）。

次に、制御部１２は、現在の電動車両１０の車速が、予め定められた閾値（例えば１ｋｐｈ程度）よりも低いか否かを判別する（ステップＳ１０２）。車速の検出は、足軸１７に接続された電動回転機１６のレゾルバ１５から得た回転状態情報で精度よく行うことができる。

制御部１２は、現在の電動車両１０の車速が予め定められた閾値以上と判別された場合（ステップＳ１０２でＮＯ）、このステップＳ１０２を繰り返し実行する。
そして、制御部１２は、現在の電動車両１０の車速が閾値よりも低いと判別された場合（ステップＳ１０２でＹＥＳ）、パーキングアクチュエータ１４を駆動させる（ステップＳ１０３）。

これにより、制御部１２は、電動車両１０の速度が所定の値よりも低下したことを確認した上で、パーキングポール１９をパーキングギヤ２０に噛み込ませることが可能となる（ステップＳ１０４）。このため、パーキングポール１９およびパーキングギヤ２０の間の回転差が抑えられ、パーキングロック機構１４およびこれを支持するケース等の負荷が抑えられる。電動車両１０をパーキングロック状態とした後には処理を終了する。

以上説明したように、上記実施形態における電動車両１０は、パーキングアクチュエータ１３を用いたパーキングロック機構１４と、レゾルバ１５を用いた電動回転機１６と、電動回転機１６と接続可能な足軸１７と、パーキングアクチュエータ１３および電動回転機１６を制御する制御部１２と、を備え、制御部１２は、パーキングボタン１８から停車要請を受理した際、レゾルバ１５による回転状態情報を用いて、電動回転機１６の回転状態が規定の回転状態となった場合に、パーキングアクチュエータ１３をロック作動させる。

この構成によれば、電動車両１０の低速走行時の減速中に停車要請がされた場合、レゾルバ１５による回転状態情報から、足軸１７に接続可能な電動回転機１６の回転状態が規定の回転状態となったときに、パーキングアクチュエータ１３をロック作動させる。これにより、足軸１７の回転速度の低下を検知してパーキングロック機構１４の機構部品間の回転差を抑えることが可能となり、パーキングロック機構１４およびこれを支持するケース等の負荷を低減させることができる。したがって、パーキングロック機構１４および周辺部品の強度の最適化を図り、コストダウンおよび小型軽量化を図ることができる。

また、上記電動車両１０において、制御部１２は、電動回転機１６が足軸１７と接続された状態で、レゾルバ１５による回転状態情報を用いて、電動回転機１６が規定の回転速度未満又は以下まで低下したことを確認して、パーキングアクチュエータ１３をロック作動させる。
この構成によれば、電動回転機１６が足軸１７と接続された状態で、レゾルバ１５による回転状態情報から所定速度まで低下したことを確認した後、パーキングアクチュエータ１３をロック作動させる。このため、レゾルバ１５によって足軸１７の回転状態情報を精細に検知した上で、パーキングアクチュエータ１３をロック作動させることができ、パーキングロック機構１４の負荷を低減させることができる。

なお、本発明は上記実施形態に限られるものではなく、例えば、燃料電池自動車やハイブリット自動車あるいはプラグインハイブリット自動車等、駆動源に回転電動機を有する車両全般に適用することができる。パーキング操作子はボタンに限らずレバーやダイヤルであってもよい。
そして、上記実施形態における構成は本発明の一例であり、実施形態の構成要素を周知の構成要素に置き換える等、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々の変更が可能である。

１０ 電動車両
１１ 駆動ユニット
１２ 制御部
１３ パーキングアクチュエータ
１４ パーキングロック機構
１５ レゾルバ
１６ 電動回転機
１７ 足軸
１８ パーキングボタン（パーキング操作子）
１９ パーキングポール
２０ パーキングギヤ
Ｇ 傾斜推定部
ＧＳ Ｇセンサ
Ｍ１ 推力
Ｍ２ 対向推力

Claims (2)

1. パーキングアクチュエータを用いたパーキングロック機構と、レゾルバを用いた電動回転機と、前記電動回転機と接続可能な足軸と、前記パーキングアクチュエータおよび電動回転機を制御する制御部と、を備える電動車両であって、
   前記制御部は、パーキング操作子から停車要請を受理した際、前記レゾルバによる回転状態情報を用いて、前記電動回転機の回転状態が規定の回転状態となった場合に、前記パーキングアクチュエータをロック作動させる電動車両。
2. 前記制御部は、前記電動回転機が前記足軸と接続された状態で、前記レゾルバによる回転状態情報を用いて、前記電動回転機が規定の回転速度未満又は以下まで低下したことを確認して、前記パーキングアクチュエータをロック作動させる。請求項１に記載の電動車両。

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