JP4304488B2 - 車両 - Google Patents

Description

本発明は車両に関し、より詳細にはギアロック機構により駐停車時に車輪のロックを図る車両に関する。

車両の各車輪に個別に取り付けられ、各車輪を独立に駆動制御可能なモータ駆動装置が開発されている（例えば、特許文献１参照）。

このようなモータ駆動装置を備えた車両では、駐停車時において電動モータ自体が全く制動力を持っていないため、駐停車時において確実なロックを実現するために、何らかのロック機構が必要となる。そこで特許文献１の車両では、電磁プランジャと係止機構とを備えたロック機構によりモータ駆動装置をロックして、駐停車時における車輪のロックを実現しようとしている。
特開２００２−１８６１１５号公報

発明者は、上記のような各車輪を個別に駆動制御できるモータ駆動装置を利用し、四輪を独立して駆動制御可能な車両を開発している。そして、駐停車時における車輪のロックは、上記したロック機構とは異なり、ギアロック機構により実現しようと考えている。

しかしながら、左右前輪のモータ駆動装置の間又は左右後輪のモータ駆動装置の間にギアロック機構を単に採用した場合、左右のモータ駆動装置でギアの位相が大きく異なって歯のズレが大きいときには、左右両輪のロックのタイミングが大幅にずれるおそれがあった。従って、片輪のみが先にロックされた状態となり、例えば坂道での駐停車時においてロックが作動していない車輪側がずり下がり、運転者に不安を抱かせるおそれがあった。

本発明は、上記した事情に鑑みて為されたものであり、駐停車時における左右両輪のロックの時間差を小さくすることが可能な車両を提供することを目的とする。

本発明に係る車両は、（１）複数対の車輪と、（２）複数対の車輪の各々に接続され、各車輪を独立して駆動制御可能な複数のモータ駆動装置と、（３）複数のモータ駆動装置の各々に設けられ、モータの出力軸又は動力伝達系をギアによりロックする複数のギアロック機構と、（４）複数のギアロック機構各々のギアの回転位置を検出する複数の回転位置検出器と、（５）複数の回転位置検出器の検出値に基づいて、車体の左側の一のギアと右側の一のギアとの組み合わせのうち、歯のズレが最小なギア対を求め、そのギア対をロックするように複数のギアロック機構を制御するロック制御手段と、を備えることを特徴とする。

この車両では、各車輪に対しモータ駆動装置とギアロック機構を備えているため、例えば四輪車両においては、左右前輪のモータ駆動装置の間や左右後輪のモータ駆動装置の間のみならず、右前輪と左後輪のモータ駆動装置の間や左前輪と右後輪のモータ駆動装置の間でも、ギアのロックを行うことができる。このように、車体の左側でモータ駆動装置をロックするギアと、車体の右側でモータ駆動装置をロックするギアとの組み合わせが増えるため、ロックする左右のギアの歯のズレを最小にすることができる可能性が高まる。従って、ロック制御手段により車体の左側のギアと右側のギアとの間で歯のズレが最小なギア対を求め、このギア対をロックすることで、左右両輪のロックの時間差を小さくすることができる。その結果、駐停車時において片輪側のずり下がりが発生するおそれを低減することができ、運転者に不安を抱かせるおそれを低減することが可能となる。

本発明によれば、駐停車時における左右両輪のロックの時間差を小さくすることができる。その結果、片輪側のずり下がりが発生するおそれを低減することができ、運転者に不安を抱かせるおそれを低減することが可能となる。

以下、添付図面を参照して本発明の実施形態について説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を省略する。

図１は本実施形態に係る車両１の概要構成図である。

図１に示すように、本実施形態に係る車両１は四輪駆動車であり、右前の車輪２ＦＲ、右後の車輪２ＲＲ、左前の車輪２ＦＬ、左後の車輪２ＲＬを備えている。

各車輪２には、それぞれモータ駆動装置３が設けられている。モータ駆動装置３は独立して駆動制御可能であり、各車輪２を独立して駆動制御可能となっている。このモータ駆動装置３としては、例えばホイールインモータを用いることができる。

モータ駆動装置３は、図２に示すように、モータ５と、減速機構６と、これらモータ５及び減速機構６を収容するケーシング７と、を有している。モータ５は出力軸８を有し、この出力軸８が減速機構６のサンギア９に接続されている。減速機構６は、サンギア９と、ピニオンギア１０と、リングギア１１と、キャリア１２と、駆動軸１３と、を有している。リングギア１１は、ケーシング７内で固定されている。駆動軸１３はキャリア１２に接続されており、この駆動軸１３が車輪２に接続されている。

各モータ駆動装置３には、図１及び図２に示すように、ギアロック機構１４が設けられている。ギアロック機構１４は、駐停車時において車輪２をロックするためにモータ駆動装置３をロックする。このギアロック機構１４は、例えば図３に示すように、ギア１５とこのギア１５の歯１５ａに係止されてギア１５をロックする係止爪１６と、を有している。本実施形態では、このギア１５が駆動軸１３に設けられている。

ギアロック機構１４には、ギア１５の回転位置を検出する回転位置検出器１７が設けられている。回転位置検出器１７としては、例えば解像度の高いレゾルバなどを好適に用いることができる。

また車両１は、図１に示すように、ＥＣＵ（Electronic Control Unit）２０を備えている。ＥＣＵ２０は、車両１の制御を行う制御手段であり、例えばＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、入力信号回路、出力信号回路、電源回路などにより構成されている。ＥＣＵ２０には、モータ駆動装置３を駆動させるドライバ４が接続されている。ドライバ４は、モータ駆動装置３の駆動回路などによって構成される。ＥＣＵ２０は、ドライバ４に駆動制御信号を出力し、その駆動制御信号に応じてモータ駆動装置３を駆動させる駆動力制御手段として機能する。

ＥＣＵ２０には、アクセルセンサ２１、ブレーキセンサ２２、シフトポジションセンサ２３、加速度センサ２４、ヨーレイトセンサ２５、ステアリングセンサ２６がそれぞれ電気的に接続されている。アクセルセンサ２１は、アクセルの踏み込み量を検出するセンサである。このアクセルセンサ２１として、スロットルバルブのスロットル開度を検出するスロットル開度センサなどを用いてもよい。

ブレーキセンサ２２は、ブレーキの踏み込み量を検出するセンサである。シフトポジションセンサ２３は、変速機のシフトポジションを検出するセンサである。加速度センサ２４は、車両の前後方向の加速度を検出するセンサである。ヨーレイトセンサ２５は、車両に生ずるヨーレイトを検出するセンサである。ステアリングセンサ２６は、車両のハンドルの操舵状態を検出するセンサである。

またＥＣＵ２０には、前述したギアロック機構１４の係止爪１６、回転位置検出器１７がそれぞれ接続されている。ＥＣＵ２０は、ギアロック機構１４の係止爪１６にロック制御信号を出力し、そのロック制御信号に応じてギア１５をロック及びロック解除するように、ギアロック機構１４を制御するロック制御手段として機能する。

次に本実施形態に係る車両１の動作について説明する。

本実施形態に係る車両１では、アクセルセンサ２１、ブレーキセンサ２２、及びシフトポジションセンサ２３などの出力信号に基づいて、ＥＣＵ２０はモータ駆動装置３を駆動制御する駆動制御信号を演算し、ドライバ４に出力する。ドライバ４は、その駆動制御信号に基づいて、モータ駆動装置３を駆動制御する。なお、加速度センサ２４やヨーレイトセンサ２５の出力信号は、走行安定性を図るため等に適宜利用される。

ここで本実施形態に係る車両１では、駐停車時における車輪２のロック動作が極めて特徴的である。そこで図４のフローチャートを参照して、車輪２のロック動作について説明する。

まず、駐停車時においてシフトレバーがパーキングポジションにシフトされたとき、ＥＣＵ２０は、シフトポジションセンサ２３からパーキング信号を受信する（ステップＳ１１）。

ＥＣＵ２０は、パーキング信号を受信すると、各回転位置検出器１７にギアロック機構１４のギア１５の回転位置を検出するための回転位置検出指令信号を出力する。回転位置検出器１７は、回転位置検出指令信号を受信すると、ギア１５の回転位置を検出する（ステップＳ１２）。例えば、回転位置検出器１７としてレゾルバを用いたときは、ギア１５の回転位置はギア１５の位相として検出される。

回転位置検出器１７で検出した各ギア１５の回転位置を表す回転位置信号は、ＥＣＵ２０に送られる。ＥＣＵ２０は、受信した各ギア１５の回転位置信号に基づいて、車体の左側の一のギア１５と右側の一のギア１５との組み合わせのうち、歯１５ａのズレが最小なギア対を求める（ステップＳ１３）。本実施形態の車両１は四輪駆動車であるため、ＥＣＵ２０は、左前ＦＬ−右前ＦＲ、左前ＦＬ−右後ＲＲ、左後ＲＬ−右前ＦＲ、左後ＲＬ−右後ＲＲの４つの組み合わせについて、歯１５ａのズレが最小なギア対を求める。各ギア１５の歯１５ａのズレは、例えばレゾルバにより各ギア１５の位相のズレとして求めることができる。

図５は、前後左右の四輪間におけるギア１５のズレの様子の一例を示す図である。図５において小さい長方形の各ブロックは、ギア１５の歯１５ａを示している。各ブロックには、便宜上、等間隔の５個の目盛りを附している。また図６は、図５の例においてギア１５のズレを数値化して示す図である。

図５に示すように各ギア１５の歯１５ａがズレているとき、左前ＦＬ−右前ＦＲの車輪２のギア１５の組み合わせでは、ギア１５の歯１５ａのズレは目盛りを利用して４と表すことができる。同様に、左前ＦＬ−右後ＲＲ、左後ＲＬ−右前ＦＲ、及び左後ＲＬ−右後ＲＲの組み合わせでは、それぞれ２、３、及び１と表すことができる。従って、この場合は、歯１５ａのズレが最小なギア対が、左後ＲＬ−右後ＲＲの車輪２のギア対であると求められる。

このように歯１５ａのズレが最小なギア対を求めた後、ＥＣＵ２０はそれらギア対をロックするように、ギアロック機構１４にロック指令信号を出力する。ギアロック機構１４は、ロック指令信号を受信すると、係止爪１６を作動させてギア１５をロックする（ステップＳ１４）。図５の例では、左後ＲＬ及び右後ＲＲの車輪２に対するギアロック機構１４の係止爪１６が作動され、ギア１５がロックされる。

なお、このギアロック機構１４によるロックは、シフトレバーがパーキングポジションからドライブポジション等の他のポジションにシフトされたとき、解除される。

このように本実施形態に係る車両１では、各車輪２に対しモータ駆動装置３とギアロック機構１４が設けられているため、左右前輪のモータ駆動装置３の間や左右後輪のモータ駆動装置３の間のみならず、右前と左後の車輪２のモータ駆動装置３の間や左前と右後の車輪２のモータ駆動装置３の間でも、ギア１５のロックを行うことができる。このように、車体の左側でモータ駆動装置３をロックするギア１５と、車体の右側でモータ駆動装置３をロックするギア１５との組み合わせが４倍に増えるため、ロックする左右のギア１５の歯１５ａのズレを最小にすることができる可能性が高まる。従って、車体の左側のギア１５と右側のギア１５との間で歯１５ａのズレが最小なギア対を求め、このギア対をロックすることで、左右の車輪２をロックする時間差を小さくすることができる。その結果、駐停車時において片輪側のずり下がりが発生するおそれを低減することができ、運転者に不安を抱かせるおそれを低減することが可能となる。

なお、本発明は上記した実施形態に限定されることなく、種々の変形が可能である。例えば、上記した実施形態では、減速装置６の駆動軸１３にギア１５を設けたが、ギア１５は減速装置６のキャリア１２など、他の動力伝達系に設けてもよい。また、モータ５の出力軸８にギア１５を設けるようにしてもよい。

また、上記した実施形態では、シフトレバーがパーキングポジションにシフトされたときのポジション信号に基づいて、ギアロック動作を開始する場合について説明したが、運転者が操作するギアロックのための特別のスイッチ信号に基づいてギアロック動作を行うようにしてもよい。

また、上記した実施形態ではモータ駆動装置３としてインホイールモータについて説明したが、各車輪２を独立して制御可能であれば、他の形態のモータ駆動装置を適用してもよい。

また、上記した実施形態では四輪の車両について説明したが、本発明は六輪以上の車両にも適用することができる。

本実施形態に係る車両の概略構成図である。 車輪及びモータ駆動装置の構成を模式的に示す図である。 ギアロック機構を示す図である。 駐停車時における車輪のロック動作を示すフローチャートである。 前後左右の四輪間におけるギアのズレの様子の一例を示す図である。 図５の例においてギアのズレを数値化して示す図である。

符号の説明

１…車両、２…車輪、３…モータ駆動装置、５…モータ、８…出力軸、１２…キャリア、１３…駆動軸、１４…ギアロック機構、１５…ギア、１５ａ…ギアの歯、１７…回転位置検出器、２０…ＥＣＵ。

Claims (1)

1. 複数対の車輪と、
   前記複数対の車輪の各々に接続され、各車輪を独立して駆動制御可能な複数のモータ駆動装置と、
   前記複数のモータ駆動装置の各々に設けられ、モータの出力軸又は動力伝達系をギアによりロックする複数のギアロック機構と、
   前記複数のギアロック機構各々の前記ギアの回転位置を検出する複数の回転位置検出器と、
   前記複数の回転位置検出器の検出値に基づいて、車体の左側の一のギアと右側の一のギアとの組み合わせのうち、歯のズレが最小なギア対を求め、該ギア対をロックするように前記複数のギアロック機構を制御するロック制御手段と、
   を備えることを特徴とする車両。

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