JPH11240350A - 車両の発進アシスト装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 電動モータ７Ｌ，７Ｒと従動輪の車軸との間
に、ソレノイド１１２によってオンオフされるドグクラ
ッチ１１を有する伝動機構８Ｌ，８Ｒを介設し、発進時
にドグクラッチをオンして電動モータの出力トルクを従
動輪に伝達することにより発進アシストを行う装置にお
いて、発進後ドグクラッチをオフする際にドグクラッチ
にトルクが作用していても、ドグクラッチを確実にオフ
できるようにする。 【解決手段】 ドグクラッチ１１を構成する可動ドグ１
１０及び固定ドグ１１１のドグ歯１１０ａ，１１１ａの
歯側面に軸方向の抜き勾配αを付ける。ドグクラッチ１
１にトルクが作用して歯側面同士の圧接による摩擦力を
生じても、抜き勾配により歯側面同士の圧接力の軸方向
分力として可動ドグ１１０をオフ方向に押す押力が発生
し、摩擦力が押力で相殺されてドグクラッチ１１は確実
にオフされる。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、前輪と後輪との一
方をエンジンで駆動される駆動輪、他方を従動輪とする
車両に搭載する発進アシスト装置に関する。

【０００２】

【従来の技術】従来、この種の発進アシスト装置とし
て、雪道等の滑り易い路上での発進時に、電動モータに
より従動輪を駆動して発進をアシストするものが知られ
ている。このもので電動モータとしては、セルモータ等
として使用される安価なＤＣブラシモータを用いること
が望まれるが、発進後も電動モータが従動輪に連結され
ていると、従動輪側からの逆駆動により電動モータが過
回転し、ブラシの耐久性が損われる。

【０００３】そこで、電動モータと従動輪との間に、ソ
レノイドによりオンオフ操作されるドグクラッチを有す
る伝動機構を介設し、発進時にドグクラッチをオンして
電動モータの出力トルクを従動輪に伝達し、発進後に電
動モータの駆動を停止すると共にドグクラッチをオフす
るようにしている。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】ところで、電動モータ
としてＤＣブラシモータを用いると、ブラシの摩擦によ
る摩擦力が発生し、電動モータの駆動を停止しても従動
輪側からの逆駆動でドグクラッチにモータ内の摩擦力分
のトルクが作用し、ドグクラッチの歯側面の摩擦により
ドグクラッチがオン状態にロックされ、ドグクラッチが
オフしなくなることがある。この場合には、電動モータ
が発進後の従動輪側からの逆駆動により過回転し、電動
モータの耐久性が損われる。

【０００５】本発明は、以上の点に鑑み、発進後にドグ
クラッチを確実にオフし得るようにした発進アシスト装
置を提供することを課題としている。

【０００６】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決すべく、
本発明では、前輪と後輪との一方をエンジンで駆動され
る駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進アシ
スト装置であって、電動モータと、電動モータと従動輪
との間に介設した、ドグクラッチを有する伝動機構とを
備え、ドグクラッチをソレノイドによりオンオフ操作さ
れるものに構成し、発進時にドグクラッチをオンして電
動モータの出力トルクを伝動機構を介して従動輪に伝達
し、発進後に電動モータの駆動を停止すると共にドグク
ラッチをオフするものにおいて、ドグクラッチの歯側面
に軸方向の抜き勾配を付けている。

【０００７】本発明によれば、ドグクラッチに電動モー
タ内の摩擦力分のトルクが作用しても、このトルクはド
グクラッチの歯側面の抜き勾配によりドグクラッチをオ
フする押力として働き、発進後にドグクラッチを確実に
オフできる。

【０００８】

【発明の実施の形態】図１は、エンジン１により変速機
２を介して左右の前輪３Ｌ，３Ｒを駆動する前輪駆動車
両を示しており、従動輪たる左右の後輪４Ｌ，４Ｒを電
動式駆動装置５によって駆動可能としている。

【０００９】電動式駆動装置５は、図２に示す如く、ギ
アケース６に取付けた左右１対の電動モータ７Ｌ，７Ｒ
と、ギアケース６内の左右１対の差動装置８Ｌ，８Ｒと
を備えている。

【００１０】各電動モータ７Ｌ，７Ｒは、ロータ７ａと
ステータ７ｂとブラシ７ｃとを有するＤＣブラシモータ
で構成されており、各電動モータ７Ｌ，７Ｒの出力軸７
ｄに減速ギア列９Ｌ，９Ｒを連結している。

【００１１】各差動装置８Ｌ，８Ｒは、サンギア８ａ
と、リングギア８ｂと、該両ギア８ａ，８ｂに噛合する
プラネタリピニオン８ｃを担持するキャリア８ｄとを有
する遊星歯車式差動装置で構成されており、各差動装置
８Ｌ，８Ｒのサンギア８ａを前記各減速ギア列９Ｌ，９
Ｒに連結すると共に、各差動装置８Ｌ，８Ｒのキャリア
８ｄを各後輪４Ｌ，４Ｒの車軸に等速ジョイント１０を
介して連結している。また、左右の差動装置８Ｌ，８Ｒ
のリングギア８ｂ，８ｂ同士を連結し、リングギア８ｂ
の回転をドグクラッチ１１で拘束し得るようにしてい
る。リングギア８ｂの回転を拘束すると、リングギア８
ｂが反力受けとなって、各差動装置８Ｌ，８Ｒのサンギ
ア８ａの回転に伴いキャリア８ｄが回転し、かくて、両
差動装置８Ｌ，８Ｒにより両電動モータ７Ｌ，７Ｒの出
力トルクを両後輪４Ｌ，４Ｒに伝達するドグクラッチ１
１付きの伝動機構が構成される。

【００１２】ドグクラッチ１１は、リングギア８ｂの外
周にスプライン係合させた可動ドグ１１０と、可動ドグ
１１０に対し軸方向に対向させてギアケース６内に固定
した固定ドグ１１１とで構成されており、可動ドグ１１
０の一端（左端）のドグ歯１１０ａを固定ドグ１１１の
ドグ歯１１１ａに係合させることでドグクラッチ１１が
オンしてリングギア８ｂの回転が拘束される。そして、
可動ドグ１１０を軸方向に進退するソレノイド１１２を
設け、ソレノイド１１２によってドグクラッチ１１をオ
ンオフ操作するようにしている。

【００１３】ソレノイド１１２は、そのコイル１１２ａ
への通電でばね１１２ｂに抗して軸方向一方（左方）に
移動されるロッド１１２ｃを備えており、ロッド１１２
ｃに可動ドグ１１０の外周に装着したスリーブ１１３に
係合するフォーク１１２ｄを取付けて、スリーブ１１３
をロッド１１２ｃと一体に軸方向に進退させるようにし
ている。そして、スリーブ１１３の内周面に、可動ドグ
１１０に形成した左右２列の透孔に装着する左右２組の
ボール１１４を受け入れる左右１対の凹溝１１３ａ，１
１３ｂを形成すると共に、リングギア８ｂの外周面に、
可動ドグ１１０が固定ドグ１１１に係合する左方のオン
位置に移動した状態で左側の組のボール１１４に合致す
る凹溝１１５を形成している。かくて、図３（Ａ）に示
す如くドグクラッチ１１のオフ状態でソレノイド１１２
への通電によりスリーブ１１３を左方に移動させると、
可動ドグ１１０がボール１１４を介してスリーブ１１３
と共に左動し、可動ドグ１１０が図３（Ｂ）に示すオン
位置に移動した後のスリーブ１１３の更なる左動により
左側の組のボール１１４が図３（Ｃ）に示す如くスリー
ブ１１３の１対の凹溝１１３ａ，１１３ｂ間の溝壁１１
３ｃによってリングギア８ｂの凹溝１１５に押し込ま
れ、ドグクラッチ１１はオン状態に保持される。ソレノ
イド１１２への通電を停止すると、ばね１１２ｂの付勢
力によりスリーブ１１３が右方に押し戻され、スリーブ
１１３が図３（Ｂ）に示す位置に右動したところで左側
の組のボール１１４が遠心力でスリーブ１１３の左側の
凹溝１１３ａに進入してリングギア８ｂの凹溝１１５か
ら離脱し、以後可動ドグ１１０がボール１１４を介して
スリーブ１１３と共に図３（Ａ）に示す位置まで右動
し、ドグクラッチ１１はオフされる。

【００１４】ここで、可動ドグ１１０及び固定ドグ１１
１のドグ歯１１０ａ，１１１ａの歯側面には軸方向の抜
き勾配αが付けられており、ドグクラッチ１１にトルク
が作用したとき、抜き勾配αによって可動ドグ１１０に
固定ドグ１１１から離脱する方向、即ち、ドグクラッチ
１１のオフ方向（右方）の押力が作用するようにしてい
る。尚、図３（Ｃ）に示すドグクラッチ１１のオン状態
では、可動ドグ１１０にオフ方向の押力が作用しても、
この押力はリングギア８ｂの凹溝１１５に係合するボー
ル１１４を介してリングギア８ｂで受けられるため、可
動ドグ１１０はオン位置に保持される。

【００１５】電動モータ７Ｌ，７Ｒとソレノイド１１２
とは、前輪３Ｌ，３Ｒの回転速度ＶＦを検出する前輪速
度センサ１２と、後輪４Ｌ，４Ｒの回転速度ＶＲを検出
する後輪速度センサ１３と、ブレーキスイッチ１４と、
アクセルスイッチ１５と、変速機２がニュートラル状態
か否かを検出するニュートラルスイッチ１６とからの信
号を入力するコントローラ１７によって制御される。

【００１６】その制御内容は図４に示す通りであり、ブ
レーキスイッチ１４がオフ（Ｓ１）、アクセルスイッチ
１５がオン（Ｓ２）、変速機２が非ニュートラル状態
（Ｓ３）、後輪速度ＶＲが所定の発進判断基準値ＶＳ１
（例えば１０Ｋｍ／ｈ）未満（Ｓ４）という４条件が成
立したときに発進時と判断し、発進時と判断されたとき
は、発進アシストフラグＦが「１」にセットされている
か否かを判別し（Ｓ５）、Ｆ＝０であれば、前輪速度Ｖ
Ｆと後輪速度ＶＲとの差△Ｖが所定の基準値△ＶＳ以上
か否かを判別する（Ｓ６）。△Ｖ≧△ＶＳであれば前輪
３Ｌ，３Ｒがスリップしていると判断して、発進アシス
トフラグＦを１にセットし（Ｓ７）、次に、ソレノイド
１１２に通電してドグクラッチ１１をオンすると共に
（Ｓ８）、電動モータ７Ｌ，７Ｒを駆動する（Ｓ９）。
これによれば、各電動モータ７Ｌ，７Ｒの出力トルクが
各減速ギア列９Ｌ，９Ｒと各差動装置８Ｌ，８Ｒとを介
して各後輪４Ｌ，４Ｒに伝達され、後輪４Ｌ，４Ｒが駆
動されて発進がアシストされる。

【００１７】発進後ＶＲ≧ＶＳ１になれば、発進アシス
トフラグＦを「０」にリセットした後（Ｓ１０）、ソレ
ノイド１１２への通電を停止してドグクラッチ６をオフ
すると共に（Ｓ１１）、電動モータ７Ｌ，７Ｒの駆動を
停止する。（Ｓ１２）。

【００１８】ところで、電動モータ７Ｌ，７Ｒにはブラ
シ７ｃの摩擦による摩擦力が発生し、上り坂での発進時
に電動モータ７Ｌ，７Ｒを駆動しても力不足で車両が後
ずさりする等して後輪４Ｌ，４Ｒ側から逆駆動されてい
る状態では、電動モータ７Ｌ，７Ｒの駆動を停止して
も、ドグクラッチ１１に電動モータ７Ｌ，７Ｒ内の摩擦
力分のトルクが作用する。そして、このトルクにより可
動ドグ１１０及び固定ドグ１１１のドグ歯１１０ａ，１
１１ａの歯側面同士が圧接し、歯側面間の摩擦により可
動ドグ１１０がばね１１２ｂの付勢力では固定ドグ１１
１から離脱不能となる可能性がある。然し、本実施形態
では、歯側面に上記の如く軸方向の抜き勾配αを付けて
いるため、歯側面同士の圧接力の軸方向分力として可動
ドグ１１０にオフ方向の押力が作動し、歯側面間の摩擦
力がこの押力で相殺される。従って、ソレノイド１１２
の消費電力を低減すべくばね１１２ｂの付勢力を弱くし
ても、ソレノイド１１２への通電停止で可動ドグ１１０
が固定ドグ１１１から確実に離脱し、ドグクラッチ１１
は確実にオフされる。

【００１９】ドグクラッチ１１をオフすると、リングギ
ア８ｂの拘束が解除されて、リングギア８ｂが差動装置
８Ｌ，８Ｒのキャリア８ｄと同方向に空転し、左右の後
輪４Ｌ，４Ｒの差回転を生じない限り差動装置８Ｌ，８
Ｒのサンギア８ａは回転せず、電動モータ７Ｌ，７Ｒの
後輪４Ｌ，４Ｒ側からの逆駆動は生じない。

【００２０】また、本実施形態では、車両の旋回時に、
ドグクラッチ１１をオフしたまま左右の電動モータ７
Ｌ，７Ｒのうち外輪側の電動モータを正転させると共に
内輪側の電動モータを逆転させる。例えば、右旋回時に
は、左側の電動モータ７Ｌを正転させると共に右側の電
動モータ７Ｒを逆転させる。これによれば、左側の差動
装置８Ｌのサンギア８ａが正転されてそのキャリア７ｄ
がリングギア７ｂに対し正転されると共に、右側の差動
装置８Ｒのサンギア８ａが逆転されてそのキャリア８ｄ
がリングギア８ｂに対し逆転される。この場合、左側の
差動装置８Ｌのリングギア８ｂには逆転方向の反力が作
用し、右側の差動装置８Ｒのリングギア８ｂには正転方
向の反力が作用するが、両リングギア８ｂ，８ｂは互に
連結されているため、両反力は打消される。従って、リ
ングギア８ｂの回転速度を基準にして、左側の差動装置
８Ｌのキャリア８ｄ、即ち、左後輪４Ｌが増速され、右
側の差動装置８Ｒのキャリア８ｄ、即ち、右後輪４Ｒが
減速される。その結果、外輪たる左後輪４Ｌに駆動力、
内輪たる右後輪４Ｒに制動力が付与されて右旋回方向へ
のヨーモメントが発生し、旋回がアシストされる。

【００２１】尚、電動式駆動装置５で発進アシストのみ
を行う場合には、図５に示す如く、１個の電動モータ７
と、左右の後輪４Ｌ，４Ｒを連結する１個の傘歯車式差
動装置８とを用い、電動モータ７を差動装置８のデフケ
ース８０にドグクラッチ１１を介して連結するようにし
ても良い。この場合、ドグクラッチ１１は、電動モータ
７側とデフケース８０側との一方にスプライン係合され
る可動ドグ１１０と他方に固定される固定ドグ１１１と
で構成し、コントローラ１７によって制御されるソレノ
イド１１２により可動ドグ１１１を固定ドグ１１１側に
進退させてドグクラッチ１１をオンオフする。そして、
可動ドグ１１０及び固定ドグ１１１のドグ歯１１０ａ，
１１１ａの歯側面に上記実施形態と同様に軸方向の抜き
勾配αを付け、発進後ソレノイド１１２への通電を停止
したとき図外のばねの付勢力でドグクラッチ１１が確実
にオフされるようにする。

【００２２】以上、前輪駆動車両に本発明を適用した実
施形態について説明したが、前輪を従動輪とする後輪駆
動車両にも同様に本発明を適用できる。

【００２３】

【発明の効果】以上の説明から明らかなように、本発明
によれば、発進後ドグクラッチをオフする際にドグクラ
ッチにトルクが作用していても、ドグクラッチを確実に
オフすることができ、発進後の従動輪側からの逆駆動に
よる電動モータの過回転を防止して、その耐久性を向上
させることができる。

【図面の簡単な説明】

【図１】 本発明の使用例を示す図

【図２】 本発明装置の第１実施形態の断面図

【図３】 （Ａ）（Ｂ）（Ｃ）第１実施形態のドグクラ
ッチの切換動作を示す断面図

【図４】 発進アシストの制御プログラムを示すフロー
図

【図５】 本発明装置の第２実施形態を示すスケルトン
図

【符号の説明】

１ エンジン ３Ｌ，３Ｒ 前輪（駆
動輪） ４Ｌ，４Ｒ 後輪（従動輪） ７Ｌ，７Ｒ，７
電動モータ ８Ｌ，８Ｒ，８ 差動装置（伝動機構） １
１ ドグクラッチ １１２ ソレノイド

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 前輪と後輪との一方をエンジンで駆動さ
   れる駆動輪、他方を従動輪とする車両に搭載する発進ア
   シスト装置であって、 電動モータと、電動モータと従動輪との間に介設した、
   ドグクラッチを有する伝動機構とを備え、ドグクラッチ
   をソレノイドによりオンオフ操作されるものに構成し、
   発進時にドグクラッチをオンして電動モータの出力トル
   クを伝動機構を介して従動輪に伝達し、発進後に電動モ
   ータの駆動を停止すると共にドグクラッチをオフするも
   のにおいて、 ドグクラッチの歯側面に軸方向の抜き勾配を付けた、 ことを特徴とする車両の発進アシスト装置。