JP3611731B2 - 車両の補機駆動装置 - Google Patents

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Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は車両の補機駆動装置に関する。
【０００２】
【従来の技術】
車両走行用の原動機として、エンジンと電動機を組み合わせる、ハイブリッド電気自動車が知られている（特開平１０ー７５５０２号公報，特開平１０ー５１９０７号公報）。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
このような車両においては、パワーステアリングに用いる油圧の発生源としてのオイルポンプやブレーキなどに用いる空気圧の発生源としてのエアコンプレッサなど補機類の電動化も見られるが、補機用電動機系に故障など異常が発生すると、パワーステアリングへの油圧やブレーキなどへの空気圧を確保できないという可能性が考えられる。
【０００４】
この発明はこのような課題に着目してなされたものであり、補機用電動機系に故障が発生しても、車両の走行中は補機類の作動を確保できるようにする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
第１の発明では、車両の原動機としての走行用電動機と、その出力を車両の駆動輪に伝達する動力伝達機構と、ブレーキなどに用いる空気圧の発生源としてのエアコンプレッサやパワーステアリングに用いる油圧の発生源としてのオイルポンプなど補機類を駆動する補機用電動機と、を備える車両において、動力伝達機構に前記補機類の駆動軸を連結する動力取出機構と、動力取出機構を断続する電磁クラッチと、補機用電動機系が正常か異常かを判定するための手段と、この判定結果から補機用電動機系が正常なときは電磁クラッチを切断状態に保つとともに補機電動機系が異常なときには電磁クラッチを接続状態に切り替えるように制御する手段と、を設ける。
【０００６】
第２の発明では、車両の原動機としての走行用電動機と、その出力を車両の駆動輪に伝達する動力伝達機構と、ブレーキなどに用いる空気圧の発生源としてのエアコンプレッサやパワーステアリングに用いる油圧の発生源としてのオイルポンプなど補機類を駆動する補機用電動機と、を備える車両において、動力伝達機構に動力取出機構を介して連結する予備用のエアコンプレッサやパワーステアリング用オイルポンプなど補機類と、動力取出機構を断続する電磁クラッチと、補機用電動機系が正常か異常かを判定するための手段と、この判定結果から補機用電動機系が正常なときは電磁クラッチを切断状態に保つとともに補機電動機系が異常なときには電磁クラッチを接続状態に切り替えるように制御する手段と、を設ける。
【０００７】
第１の発明または第２の発明における、補機用電動機系が正常か異常かを判定する手段として、補機用電動機の回転を検出する手段と、走行用電動機の回転を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて走行用電動機が回転中で補機用電動機が停止およびそれに近い状態のときに補機用電動機系の異常を判定する手段と、を設ける。
【０００８】
第３の発明では、第１の発明または第２の発明において、補機用電動機系の異常時に作動する警報手段を設ける。
【０００９】
【発明の効果】
第１の発明では、車両の走行中に補機用電動機系の異常が判定されると、電磁クラッチが接続され、動力伝達機構から回転が動力取出機構を介してエアコンプレッサやパワーステアリング用オイルポンプなど補機類の駆動軸に伝達される。このため、補機用電動機系の異常時にも、補機類は走行用電動機の駆動力で作動するため、ブレーキなどへの空気圧やパワーステアリングへの油圧を良好に確保できる。補機用電動機系が正常なときは、電磁クラッチは切断され、走行用電動機への負荷を軽減する一方、補機類は補機用電動機で駆動される。
【００１０】
第２の発明では、車両の走行中に補機用電動機系の異常が判定されると、電磁クラッチが接続され、動力伝達機構から動力取出機構を介して出力される回転により予備用の補機類が駆動される。このため、補機用電動機系の異常時には、予備用の補機類が作動することにより、ブレーキなどへの空気圧やパワーステアリングへの油圧を良好に確保できる。補機用電動機系が正常なときは、電磁クラッチは切断され、走行用電動機への負荷を軽減する一方、補機類は補機用電動機で駆動される。
【００１１】
第１の発明または第２の発明においては、補機用電動機は車両の走行中に常時運転されることを前提にすると、補機類の回転と走行用電動機の回転とから補機用電動機が異常かどうかを簡単に判定できる。つまり、走行用電動機が回転状態にあるにも拘わらず、補機類が停止のときは、補機用電動機系が異常と判定されるのである。
【００１２】
第３の発明では、運転者に補機用電動機系の異常を警報できる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
図１において、１は車両の原動機としての電動機（走行モータ）であり、電動機１は電源の供給を受けると、車両走行用の駆動力を発生する。その駆動力は減速用のギヤボックス３を介してプロペラシャフト４に出力され、デファレンシャル５からアクスル６を介して駆動輪７へと伝達される。つまり、電動機１の出力を車両の駆動輪７へ伝達する動力伝達機構として、減速用のギヤボックス３，プロペラシャフト４，デファレンシャル５，アクスル６、が設けられる。
【００１４】
減速用のギヤボックス３には、電動機１に連結する入力軸３ａと、プロペラシャフト４に連結する出力軸３ｂと、これらの間に所定の歯数比でかみ合う１対の歯車３ｃ，３ｄと、が設けられる。また、出力軸３ｂの歯車３ｄに所定の歯数比でかみ合う歯車８と、その回転をギヤボックス３の外側へ取り出すための回転軸９と、が備えられる。回転軸９と後述する補機類２０，２１の駆動軸との間に１対のプーリ１０ａ，１０ｂとこれらを同期的に回転させるベルト１０ｃが設けられ、歯車８およびその回転軸９とともに動力伝達機構から回転を補機類２０，２１の駆動軸へ伝達する動力取出機構を構成する。そして、回転軸９の途中に動力の伝達を断続する電磁クラッチ１１が介装される。
【００１５】
その一方、２０はブレーキなどに用いる空気圧の発生源としてのエアコンプレッサ、２１はパワーステアリングに用いる油圧の発生源としてのオイルポンプであり、これら補機類２０，２１は互いの駆動軸どうしが同軸上に連結され、エアコンプレッサ２０側の駆動軸に補機用電動機２２（補機モータ）の回転軸が連結される。補機用電動機２０は、車両の走行中は常時運転され、停車中は所定の条件に応じて運転する（たとえば、エアタンクの空気圧が所定値以下のときは、停車中でも運転する）ように制御される。
【００１６】
電磁クラッチ１１を制御するのがコントローラ３０であり、補機用電動機２２の回転を検出する回転センサ３１と、走行用電動機１の回転を検出する回転（車速）センサ３２と、が設けられる。コントローラ３０は、これらセンサ３１，３２の検出信号に基づいて、補機用電動機２２系に異常がないかどうかを判定し、その判定結果から補機用電動機２２系の正常時は電磁クラッチ１１を切断状態に保つとともに補機用電動機２２系の異常時は電磁クラッチ１１を接続状態に切り替える。また、補機用電動機２２系の異常を判定すると、所定の警報を発生するように運転室の警報器３３（ブザーやランプなど）の作動を制御する機構も備える。
【００１７】
図２はコントローラ３０で行われる制御内容について、補機用電動機２２系の異常をどのように判定するのかを含めて説明する表であり、補機用電動機２２は正常時において、車両の走行中は常時運転され、停車中は所定の条件に応じて運転されるのであり、これを前提に補機用電動機２２系の正常か異常かの判定は行われる。すなわち、コントローラ３０は回転センサ３１，３２の検出信号に基づいて、走行用電動機１が停止で補機用電動機２２が停止または回転中のときは、前提に反しないため、補機用電動機２２系の正常を判定し、電磁クラッチ１１を切断状態に保つ。同じく走行用電動機１が回転中で補機用電動機２２が回転中のときは、前提と合致するため、補機用電動機２２系の正常を判定し、電磁クラッチ１１を切断状態に保つ一方、同じく走行用電動機１が回転中で補機用電動機２２が停止のときは、前提に反するため、補機用電動機２２系の異常を判定し、電磁クラッチ１１を接続状態に切り替えるのである。
【００１８】
このような構成により、車両の走行中に補機用電動機２２の異常が判定されると、電磁クラッチ１１が接続され、走行用電動機１の回転が減速用のギヤボックス３から動力取出機構を介してエアコンプレッサ２０およびパワーステアリング用オイルポンプ２１の駆動軸へ伝達される。このため、補機用電動機２２系が停止しても、エアコンプレッサ２０およびオイルポンプ２１は、走行用電動機１の回転で駆動されるから、ブレーキなどに用いる空気圧やパワーステアリングに用いる油圧を良好に確保できる。その際、運転室の警報器３３が作動するため、運転者は補機用電動機２２系の異常を知ることができる。補機用電動機２２系が正常なときは、電磁クラッチ１１は切断状態に保たれ、走行用電動機１への負荷を軽減する一方、エアコンプレッサ２０およびパワーステアリング用オイルポンプ２１は補機用電動機２２の回転で駆動される。
【００１９】
図３は別の実施形態を表すものであり、減速用のギヤボックス３において、その出力軸３ｂと回転軸９との間に所定の歯数比でかみ合う１対の歯車８ａ，８ｂが設けられ、ギヤボックス３の外部で回転軸９に予備用の補機類としてエアコンプレッサ２０ａおよびパワーステアリング用オイルポンプ２１ａが同軸上に連結される。つまり、予備用のエアコンプレッサ２０ａおよびオイルポンプ２１ａは、１対の歯車８ａ，８ｂと回転軸９とからなる動力取出機構を介してギヤボックス３の出力軸３ｂに連結される。回転軸９の途中に動力を断続する電磁クラッチ１１が介装され、電磁クラッチ１１を図２のように制御するコントローラ３０が設けられる。なお、図１と同じ部品に同じ符号を付ける。
【００２０】
このような構成により、車両の走行中に補機用電動機２２の異常が判定されると、電磁クラッチ１１が接続され、減速用のギヤボックス３から動力取出機構を介して出力される回転により予備用のエアコンプレッサ２０ａおよびパワーステアリング用オイルポンプ２１ａが駆動される。このため、補機用電動機２２が停止しても、予備用の補機類２０ａ，２１ａが走行用電動機１の回転で作動することにより、ブレーキなどに用いる空気圧やパワーステアリングに用いる油圧を良好に確保できる。補機用電動機２２系が正常なときは、電磁クラッチ１１は切断状態に保たれ、走行用電動機１への負荷を軽減する一方、補機類２０，２１は補機用電動機２２の回転で駆動される。
【００２１】
図３において、エアコンプレッサ２０，２０ａはエアタンク４０に対して並列に配管される。エアコンプレッサ２０，２０ａの一方が駆動されると、エアタンク４０へ空気圧が供給されるが、その空気圧が停止中のもう一方のエアコンプレッサ２０ａ，２０を介して漏れるのを防止するため、配管の並列部にそれぞれチェック弁４１，４１ａが介装される。オイルポンプ２１，２１ａについても、吸込側と吐出側がそれぞれパワーステアリング装置４５とオイルタンク４６に対して並列に配管される。オイルポンプ２１，２１ａの一方が駆動されると、パワーステアリング装置４５へ油圧が供給されるが、その油圧が停止中のもう一方のオイルポンプ２１ａ，２１を介して低圧側へ逃げるのを防止するため、各吐出側の配管にそれぞれチェック弁４６，４６ａが介装される。
【００２２】
なお、電磁クラッチ１１は補機用電動機２２系の異常時だけでなく、必要に応じて接続するように制御することも考えられる。その場合、２系統の補機類２０，２０ａ、２１，２１ａが同時に作動するため、エアタンク４０への圧縮空気の流量やパワーステアリング装置４５への圧油の流量が増加することになり、エアタンク４０の空気圧を速やかに上昇できるとともにパワーステアリング装置４５のアシスト力を増大できるという効果も得られる。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施形態を表す構成図である
【図２】コントローラの制御内容を説明する表である。
【図３】別の実施形態を表す構成図である。
【符号の説明】
１ 走行用電動機
３ 減速用のギヤボックス
４ プロペラシャフト
５ デファレンシャル
６ アクスル
７ 駆動輪
８ 補機駆動用の歯車
９ 回転軸
１０ａ，１０ｂ プーリ
１１ 電磁クラッチ
２０ エアコンプレッサ
２１ オイルポンプ
２２ 補機用電動機
３０ コントローラ
３１，３２ 回転センサ
３３ 警報器

Claims (3)

  1. 車両の原動機としての走行用電動機と、その出力を車両の駆動力に伝達する動力伝達機構と、ブレーキなどに用いられる空気圧の発生源としてエアコンプレッサやパワーステアリングに用いられる油圧の発生源としてのオイルポンプなど補機類を駆動する補機用電動機と、を備える車両において、動力伝達機構に前記補機類の駆動軸を連結する動力取出機構と、動力取出機構を断続する電磁クラッチと、補機用電動機系が正常か異常かを判定する手段と、この判定結果から補機用電動機系が正常なときは電磁クラッチを切断状態に保つとともに補機用電動機系が異常なときには電磁クラッチを接続状態に切り替えるように制御する手段と、を備えてなり、補機用電動機系が正常か異常かを判定する手段として、補機用電動機の回転を検出する手段と、走行用電動機の回転を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて走行用電動機が回転中で補機用電動機が停止およびそれに近い状態のときに補機用電動機系の異常を判定する手段と、を設けたことを特徴とする車両の補機駆動装置。
  2. 車両の原動機としての走行用電動機と、その出力を車両の駆動力に伝達する動力伝達機構と、ブレーキなどに用いられる空気圧の発生源としてエアコンプレッサやパワーステアリングに用いられる油圧の発生源としてのオイルポンプなど補機類を駆動する補機用電動機と、を備える車両において、動力伝達機構に動力取出機構を介して連結する予備用のエアコンプレッサやパワーステアリング用オイルポンプなど補機類と、動力取出機構を断続する電磁クラッチと、補機用電動機系が正常か異常かを判定する手段と、この判定結果から補機用電動機系が正常なときは電磁クラッチを切断状態に保つとともに補機用電動機系が異常なときには電磁クラッチを接続状態に切り替えるように制御する手段と、を備えてなり、補機用電動機系が正常か異常かを判定する手段として、補機用電動機の回転を検出する手段と、走行用電動機の回転を検出する手段と、これらの検出信号に基づいて走行用電動機が回転中で補機用電動機が停止およびそれに近い状態のときに補機用電動機系の異常を判定する手段と、を設けたことを特徴とする車両の補機駆動装置。
  3. 補機用電動機系の異常時に作動する警報手段を設けたことを特徴とする請求項１または請求項２に記載の補機駆動装置。
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