WO2019065641A1

WO2019065641A1 - パークロック制御装置および車両用モータ駆動装置

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Publication number: WO2019065641A1
Application number: PCT/JP2018/035484
Authority: WO
Inventors: 朋久魚住
Original assignee: Ntn株式会社
Priority date: 2017-09-26
Filing date: 2018-09-25
Publication date: 2019-04-04
Also published as: JP2019059302A

Abstract

パークロック制御装置（６０）は、モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されるパークロック機構（４１Ｌ，４１Ｒ）を制御する。パークロック機構（４１Ｌ，４１Ｒ）は、外周面に歯と溝とが交互に繰り返し形成されたパークギヤと、パークギヤの溝に係合するロック位置と溝に係合しないロック解除位置との間で変位させられる係合部材とを含む。パークロック制御装置（６０）は、パークギヤの回転位相を検出する位相検出部（６１Ｌ，６１Ｒ）と、位相検出部により検出されたパークギヤの回転位相に応じて、係合部材の作動を制御する作動制御部（６２）とを備える。

Description

パークロック制御装置および車両用モータ駆動装置

　本発明は、モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御するパークロック制御装置に関する。

　パークロック制御装置の従来技術として、特開２０１３－７５６５１号公報（特許文献１）および特開２０１６－１２４３０５号公報（特許文献２）が挙げられる。

　特許文献１のパークロック制御装置は、車両の左右に独立して設けられるインホイールモータ駆動装置ごとに搭載されたパークロック機構を制御する装置である。この制御装置は、パークロックの作動指令が出力された場合に、複数のパークロック機構のうち、何れか一方のパークロック機構だけをまず作動させ、その後も車両が移動すると推定又は検出されたときに他方のパークロック機構を作動させることを特徴としている。これにより、一方のみのパークロック機構だけで車両を停止できた場合は、電力消費を抑制することができる。つまり、大電力を要するパークロック用のアクチュエータを複数箇所で同時に作動させることに起因する、電圧の降下による不具合（電費の悪化、電気装備の故障や作動不良）を誘発する可能性を低減させることができる。

　特許文献２のパークロック制御装置は、パークロック操作時に、車輪速が予め設定された締結許可閾値よりも高い場合にパークロック機構の動作を禁止し、締結許可閾値以下の場合にパークロック機構の動作を許可すること、及び、車輪がロックしていると判定された時にパークロック機構の動作を禁止することを特徴としている。これにより、低摩擦係数路などにおいて車輪ロックにより車輪速が締結許可車輪速よりも低下した場合でも、実際には締結許可車輪速よりも高くなるような車体速度で、パークロックの作動によりタイヤのグリップが回復した際に予期しない車両挙動が発生するのを抑制できる。

特開２０１３－７５６５１号公報特開２０１６－１２４３０５号公報

　特許文献１に記載のパークロック制御装置では、最初にパークロック機構を作動させる駆動輪を決定するために、傾き検知手段に基づく路面の勾配情報や現在位置に基づく傾斜情報に加え、操舵角や後輪回転数を利用するとしている。

　しかし、パークロック機構はギヤ状の歯（パーキングギヤ）をパーキングポールと噛合わせる構造であるため、パーキングギヤが噛み合い可能な位相に無い状態でパーキングポールを作動させた場合は、パーキングギヤとパーキングポールが噛合うまでに車両が数十ｍｍも移動することがある。さらに、最初に動作させた側の駆動輪だけでは制動力が不十分で、もう片側も作動させることになった場合、以下に示すように、なかなかパークロック機構の噛み合わせによる車両の停止が完了しないような状況が考えられる。

　つまり、最初に作動指令を出した側が折悪しく全く噛み合わない位相であり、これが噛み合う位相まで車両が動いて噛み合っても車両の停止状態を維持するには不十分な制動力しか発生せず、次に反対側に作動指令を出したタイミングではこれも折悪しく全く噛み合わない位相となってしまっている、という状況である。このような場合、車両停止までに大きく車両が動いてしまう。

　特許文献２では、パークロック動作の可否判定を行う際、車輪のロックが疑われる場合はパークロック動作を禁止することで、たとえば車輪ロック中にパークロックが一方の車輪のみ動作し、その後タイヤのグリップが回復した際に、運転者の意図しない車両挙動を誘発することを防止している。

　しかし、本技術は、判定対象が車速に限定されており、車両が停止してないのに車輪ロックしている場合や、車速が早すぎる場合のパークロック作動を許可しないというものである。つまり、パークロック許可の判定がなされて実際にパークロック作動指令を出す時点において、設定車速が早すぎればパーキングポールがはじかれる異音（ラチェッティング音）が発生するし、遅すぎれば運転者の意図に反してなかなかパークロック機構が作動しないということになり、噛み合いが完了して実際に車両が停止するまでに車両が移動してしまう違和感を運転者が感ずることになる。

　また、特許文献１および２のパークロック制御装置は、インホイールモータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御する装置であるが、オンボードタイプのモータ駆動装置など各種の車両用モータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御する装置においても同様に、係合部材がパークギヤに弾かれると、ラチェッティング音が発生したり、車両がなかなか停止しないという不具合が発生し得る。

　本発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであって、その目的は、パークギヤに係合部材を適切に係合させることのできるパークロック制御装置を提供することである。

　この発明のある局面に従うパークロック制御装置は、モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御するパークロック制御装置であって、パークロック機構は、外周面に歯と溝とが交互に繰り返し形成されたパークギヤと、パークギヤの溝に係合するロック位置と溝に係合しないロック解除位置との間で変位させられる係合部材とを含む。パークロック制御装置は、パークギヤの回転位相を検出する位相検出部と、位相検出部により検出されたパークギヤの回転位相に応じて、係合部材の作動を制御する作動制御部とを備える。

　好ましくは、作動制御部は、パークギヤの回転位相とパークギヤの回転速度とに基づいて、係合部材の作動タイミングを判定する判定手段を含む。

　パークロック機構を搭載した車両用モータ駆動装置が、駆動輪ごとに設けられたインホイールモータ駆動装置である場合、作動制御部は、パークロック機構ごとに係合部材の作動を制御することが望ましい。

　また、作動制御部は、複数のパークロック機構のうちのいずれか１つの係合部材を作動してパークギヤの回転が停止した場合に、車両の停止の有無を判定し、車両が停止していないと判定された場合にのみ、残りのパークロック機構の係合部材の作動を制御することが望ましい。

　好ましくは、パークロック制御装置は、パークギヤの各溝の位相範囲を示す位相範囲情報を記憶する記憶部と、係合部材の作動に伴ってパークギヤの回転が停止したときのパークギヤの位相に基づいて、記憶部に記憶された位相範囲情報を更新する更新処理部とをさらに備える。

　車両用モータ駆動装置のケーシングに、モータの回転角を検出する回転角センサが収容されている場合、位相検出部は、回転角センサからの信号に基づいて、パークギヤの回転位相を検出することが望ましい。

　この発明の他の局面に従う車両用モータ駆動装置は、上記したパークロック制御装置によって制御されるパークロック機構を備える。

　本発明によれば、パークギヤに係合部材を適切に係合させることができる。したがって、係合部材がパークギヤに弾かれることに起因するラチェッティング音の発生を防止することができる。また、その結果、運転者が音を不快に感じることを抑制できるとともに、パークギヤまたは係合部材の摩耗を抑制することができる。さらに、本発明によれば、パークロックの作動要求を受けてから車両が停止するまでの時間を短縮することも可能となる。

本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置およびパークロック制御装置が車両に搭載されている状態を模式的に示す図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置およびパークロック制御装置を模式的に示す横断面図である。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置およびパークロック制御装置を模式的に示す展開断面図である。本発明の実施の形態におけるパークロック機構の構成を模式的に示す図である。本発明の実施の形態および変形例１（２）に係るパークロック制御装置の機能構成を示す機能ブロック図である。本発明の実施の形態および変形例１（２）において記憶部に記憶される位相範囲情報のデータ構造例を示す図である。本発明の実施の形態に係るパークロック制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態の変形例２に係るパークロック制御装置の動作を示すフローチャートである。本発明の実施の形態に係るインホイールモータ駆動装置の内部に、パークロック専用の回転角センサを設けた状態を模式的に示す図である。

　本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。

　本実施の形態に係るパークロック制御装置は、モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御する。本実施の形態において、車両用モータ駆動装置は、図１に示すような車両１００に搭載されるインホイールモータ駆動装置１０である。車両１００は、電気自動車であり、シャーシ１０１と、前輪としての操舵輪１０２と、懸架装置（サスペンション）を介してシャーシ１０１の下部に取り付けられた、後輪としての駆動輪１０３とを備えている。

　インホイールモータ駆動装置１０は、左右の駆動輪１０３ごとに設けられ、内部にパークロック機構４１を有している。本実施の形態に係るパークロック制御装置６０は、左のインホイールモータ駆動装置１０Ｌに搭載されたパークロック機構４１Ｌと、右のインホイールモータ駆動装置１０Ｒに搭載されたパークロック機構４１Ｒとの双方を制御する。なお、以下の説明において、左右のインホイールモータ駆動装置１０Ｌ，１０Ｒを区別する必要のない場合には、単にインホイールモータ駆動装置１０と記す。同様に、左右のパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒを区別する必要のない場合には、単にパークロック機構４１と記す。

　（インホイールモータ駆動装置の基本構成について）
　はじめに、図２および図３を参照して、パークロック機構４１を内蔵するインホイールモータ駆動装置１０の基本構成例について説明する。なお、図２は、インホイールモータ駆動装置１０を示す横断面図であり、インホイールモータ駆動装置１０の内部を車両１００の車幅方向外側からみた状態を表す。図２中、紙面左側は車両前方を表し、紙面右側は車両後方を表し、紙面上側は車両上方を表し、紙面下側は車両下方を表す。図３は、インホイールモータ駆動装置１０を模式的に示す展開断面図である。図３で表される断面は、図１に示す軸線Ｍおよび軸線Ｎを含む平面と、軸線Ｎおよび軸線Ｏを含む平面とを、この順序で接続した展開平面である。図３中、紙面左側は車幅方向外側を表し、紙面右側は車幅方向内側を表す。

　図３に示すように、インホイールモータ駆動装置１０は、図示しない車輪の中心に設けられる車輪ハブ軸受部１１と、車輪を駆動するモータ部２１と、モータ部の回転を減速して車輪ハブ軸受部１１に伝達する減速部３１と、車輪を回転不能に保持するパークロック機構４１とを備える。モータ部２１および減速部３１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏからオフセットして配置される。軸線Ｏは車幅方向に延び、車軸に一致する。軸線Ｏ方向位置に関し、車輪ハブ軸受部１１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向一方（車幅方向外側）に配置され、モータ部２１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向他方（車幅方向内側）に配置され、減速部３１はインホイールモータ駆動装置１０の軸線方向中央部に配置される。

　図３に示すように車輪ハブ軸受部１１は、たとえば回転内輪・固定外輪とされ、図示しない車輪ホイールと結合する回転輪（ハブ輪）としての内輪１２と、内輪１２の外径側に同軸に配置される固定輪としての外輪１３と、内輪１２と外輪１３との間の環状空間に配置される複数の転動体１４を有する。内輪１２の回転中心は、車輪ハブ軸受部１１の中心を通る軸線Ｏに一致する。

　外輪１３の外周面には周方向で異なる位置に複数の外輪突出部１３ｆが立設される。外径方向に突出する各外輪突出部１３ｆには貫通孔が穿設される。各貫通孔は軸線Ｏと平行に延び、軸線Ｏ方向一方側からボルト１５が通される。各ボルト１５の軸部は、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆに穿設される雌ねじ孔と螺合する。連結部材としてのボルト１５により外輪１３は正面部分３８ｆに連結固定される。なお正面部分３８ｆは減速部３１の軸線Ｏ方向一方端を覆うケーシング壁部である。外輪１３は正面部分３８ｆを貫通する。

　内輪１２は、外輪１３よりも長い筒状体であり、外輪１３の中心孔に通される。外輪１３からインホイールモータ駆動装置１０の外部へ突出する内輪１２の軸線Ｏ方向一方端部には、結合部１２ｆが形成される。結合部１２ｆはフランジであり、図示しないブレーキロータおよび車輪（駆動輪１０３）と同軸に結合するための結合部を構成する。内輪１２は、結合部１２ｆで車輪と結合し、車輪と一体回転する。

　転動体１４は例えば鋼球である。内輪１２の軸線Ｏ方向中央部の外周面は、第１列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端部外周には内側軌道輪１２ｒが嵌合する。内側軌道輪１２ｒの外周面は、第２列に配置される複数の転動体１４の内側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向一方端部の内周面は、第１列の転動体１４の外側軌道面を構成する。外輪１３の軸線Ｏ方向他方端部の内周面は、第２列の転動体１４の外側軌道面を構成する。内輪１２および外輪１３間の環状空間には、シール材１６がさらに介在する。シール材１６は環状空間の両端を封止して、塵埃および異物の侵入を阻止する。内輪１２の軸線Ｏ方向他方端の中心孔には減速部３１の出力軸３７が差し込まれてスプライン嵌合する。

　モータ部２１は、モータ回転軸２２、ロータ２３、ステータ２４、およびモータケーシング２５を有し、この順序でモータ部２１の軸線Ｍから外径側へ順次配置される。モータ部２１は、インナロータ、アウタステータ形式のラジアルギャップモータであるが、他の形式であってもよい。例えば図示しなかったがモータ部２１はアキシャルギャップモータであってもよい。

　モータ回転軸２２およびロータ２３の回転中心になる軸線Ｍは、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏと平行に延びる。つまりモータ部２１は、車輪ハブ軸受部１１の軸線Ｏから離れるようオフセットして配置される。例えば図１に示すようにモータ部の軸線Ｍは、軸線Ｏから車両前後方向にオフセットして、具体的には軸線Ｏよりも車両前方に配置される。

　モータ回転軸２２の両端部は、転がり軸受２７，２８を介して、本体ケーシング３８の背面部分３８ｂと、モータ部２１のモータケーシングカバー２５ｖに回転自在に支持される。モータケーシング２５は略円筒形状であり、軸線Ｍ方向一方端で本体ケーシング３８の背面部分３８ｂと一体に結合し、軸線Ｍ方向他方端を板状のモータケーシングカバー２５ｖで封止される。

　モータケーシングカバー２５ｖは、モータ回転軸２２の軸線Ｍ方向他方端部を受入れる受け入れ空間を有しており、この受け入れ空間に、モータ回転軸２２の回転を検出するレゾルバ２９が収容されている。レゾルバ２９は、回転要素の回転角を検出する回転角センサである。レゾルバ２９によって検出された信号は、信号線（図示せず）を介して車体に搭載されたモータ制御装置（図示せず）に送信される。

　減速部３１は、モータ部２１のモータ回転軸２２と同軸に結合する入力軸３２ｓと、入力軸３２ｓの外周面に同軸に設けられる入力歯車３２と、複数の中間歯車３３，３５と、これら中間歯車３３，３５の中心と結合する中間軸３４と、車輪ハブ軸受部１１の内輪１２と同軸に結合する出力軸３７と、出力軸３７の外周面に同軸に設けられる出力歯車３６と、これら複数の歯車および回転軸を収容する本体ケーシング（減速機ケーシング）３８を有する。本体ケーシング３８、モータケーシング２５、およびモータケーシングカバー２５ｖによって、インホイールモータ駆動装置１０全体のケーシング９が構成される。

　入力歯車３２は外歯のはすば歯車である。入力軸３２ｓは中空構造であり、この中空の入力軸３２ｓにモータ回転軸２２の軸線方向一方端部が差し込まれて相対回転不可能にスプライン嵌合（セレーションも含む以下同じ）される。入力軸３２ｓは入力歯車３２の両端側で、転がり軸受３２ｍ，３２ｎを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂに回転自在に支持される。

　減速部３１の中間軸３４の回転中心になる軸線Ｎは軸線Ｏと平行に延びる。中間軸３４の両端は、軸受３４ｍ，３４ｎを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂに回転自在に支持される。中間軸３４の中央部には、第１中間歯車３３および第２中間歯車３５が、中間軸３４の軸線Ｎと同軸に設けられる。第１中間歯車３３および第２中間歯車３５は、外歯のはすば歯車であり、第１中間歯車３３の径が第２中間歯車３５の径よりも大きい。大径の第１中間歯車３３は、第２中間歯車３５よりも軸線Ｎ方向他方側に配置されて、小径の入力歯車３２と噛合する。小径の第２中間歯車３５は、第１中間歯車３３よりも軸線Ｎ方向一方側に配置されて、大径の出力歯車３６と噛合する。

　中間軸３４の軸線Ｎは、図２に示すように、軸線Ｏおよび軸線Ｍよりも上方に配置される。また中間軸３４の軸線Ｎは、軸線Ｏよりも車両前方、軸線Ｍよりも車両後方に配置される。減速部３１は、車両前後方向に間隔を空けて配置されて互いに平行に延びる軸線Ｏ，Ｎ，Ｍを有する３軸の平行軸歯車減速機である。

　出力歯車３６は外歯のはすば歯車であり、出力軸３７の中央部に同軸に設けられる。出力軸３７は軸線Ｏに沿って延びる。出力軸３７の軸線Ｏ方向一方端部は、内輪１２の中心孔に差し込まれて相対回転不可能に嵌合する。かかる嵌合は、スプライン嵌合あるいはセレーション嵌合である。出力軸３７の軸線Ｏ方向他方端部は、転がり軸受３７ｎを介して、本体ケーシング３８の背面部分３８ｂに回転自在に支持される。

　出力歯車３６の軸線Ｏ方向一方端面には、環状凹部３６ｃが形成される。環状凹部３６ｃは軸線Ｏを中心とする。本体ケーシング３８の正面部分３８ｆには、環状凹部３６ｃに受け入れられる環状凸部３８ｇが形成される。これら環状凹部３６ｃの内径側部分と環状凸部３８ｇの内径側部分との間には転がり軸受３７ｍが設けられる。これにより出力軸３７の軸線Ｏ方向中央部は、転がり軸受３７ｍを介して、本体ケーシング３８の正面部分３８ｆに回転自在に支持される。

　減速部３１は、小径の駆動歯車と大径の従動歯車の噛合、即ち入力歯車３２と第１中間歯車３３の噛合、また第２中間歯車３５と出力歯車３６の噛合、により入力軸３２ｓの回転を減速して出力軸３７に伝達する。減速部３１の入力軸３２ｓから出力軸３７までの回転要素は、モータ部２１の回転を内輪１２に伝達する駆動伝達経路を構成する。

　本体ケーシング３８は、筒状部分と、当該筒状部分の両端を覆う板状の正面部分３８ｆおよび背面部分３８ｂを含む。筒状部分は、互いに平行に延びる軸線Ｏ、Ｎ、Ｍを取り囲むように減速部３１の内部部品を覆う。板状の正面部分３８ｆは、減速部３１の内部部品を軸線方向一方側から覆う。板状の背面部分３８ｂは、減速部３１の内部部品を軸線方向他方側から覆う。本体ケーシング３８の背面部分３８ｂは、モータケーシング２５と結合し、減速部３１の内部空間およびモータ部２１の内部空間を仕切る隔壁でもある。モータケーシング２５は本体ケーシング３８に支持されて、本体ケーシング３８から軸線方向他方側へ突出する。

　本体ケーシング３８は、減速部３１の内部空間を区画し、減速部３１の全ての回転要素（回転軸および歯車）を内部空間に収容する。図２に示すように本体ケーシング３８の下部は、オイル貯留部３９とされる。オイル貯留部３９は入力歯車３２の下方に配置される。本体ケーシング３８の内部空間の下部を占めるオイル貯留部３９には、モータ部２１および減速部３１を潤滑する潤滑油が貯留する。

　入力軸３２ｓと、中間軸３４と、出力軸３７は、上述した転がり軸受によって両持ち支持される。転がり軸受３２ｍ，３４ｍ，３７ｍ，３２ｎ，３４ｎ，３７ｎはラジアル軸受である。

　環状凹部３６ｃによって出力歯車３６の内径部分は軸線Ｏ方向に窪んだ形状にされ、出力歯車３６の内径部分の板厚寸法は出力歯車３６の歯幅よりも小さくされる。環状凹部３６ｃは転がり軸受３７ｍを収容する。このように軸線Ｏ方向位置に関し、出力歯車３６と転がり軸受３７ｍとを重ねるように配置して、インホイールモータ駆動装置１０の軸線方向寸法を小さくすることができる。

　（パークロック機構の構成例について）
　図４をさらに参照して、パークロック機構４１の構成例について説明する。なお、図２には、ロック解除状態にされたパークロック機構４１が示されており、図４には、ロック状態にされたパークロック機構４１が拡大して示されている。

　パークロック機構４１は、被係合部材としてのパークギヤ４２と、係合部材としてのパークポール４３と、パークポール４３を動作させるパークカム４４とを有する。

　パークギヤ４２は、入力軸３２ｓの外周に同軸に取付固定されている。図４に示すようにパークギヤ４２は、外歯歯車の如き多数の歯４２ｇと、隣り合う歯４２ｇの歯面および外歯歯車の歯底面によって区画される溝（凹部）４２ａを含む。つまり、パークギヤ４２の外周面には歯４２ｇと溝４２ａとが交互に繰り返し形成されている。

　係合部材としてのパークポール４３は、一端を支点とすることにより他端が揺動するレバー部材であって、パークギヤ４２と隣り合うように配置される。パークポール４３は、図４に示すようにパークギヤ４２の溝４２ａに係合するロック位置と、図２に示すようにパークギヤ４２から離れる（溝４２ａに係合しない）ロック解除位置との間を回動する。パークポール４３は一端で枢軸４５に枢支される。

　図３に示すように枢軸４５は本体ケーシング３８の内壁面に立設され、軸線Ｍと平行に延びる。基端になる一端は、パークギヤ４２から遠い位置であり、遊端になる他端は、パークギヤ４２に近い位置である。パークポール４３は、図４に示すように、一端と他端との間に、パークギヤ４２と向き合う正面およびパークギヤ４２とは反対側の背面を有する。パークポール４３の他端部の正面には、パークギヤ４２の溝４２ａに係合する凸部４３ａが設けられる。

　パークポール４３には、離反部材４９が設けられる。離反部材は例えばねじりばねであり、枢軸４５には巻き掛けられ、ロック解除位置へ復帰する方向の付勢力をパークポール４３に付与する。

　図４に示すようにパークポール４３がロック位置にされてパークポール４３の凸部４３ａがパークギヤ４２の溝４２ａに係合すると、パークギヤ４２の回転がロックされて、入力軸３２ｓは回転できない。そしてモータ回転軸２２から減速部３１を経て内輪１２に至る駆動伝達経路は回転不能に保持され、車輪が回転しないロック状態が実現する。

　反対に図２に示すようにパークポール４３がロック解除位置にされてパークポール４３の凸部４３ａがパークギヤ４２の溝４２ａに係合しないときには、パークギヤ４２の回転が許容されて、入力軸３２ｓは回転が可能になる。つまりモータ回転軸２２から減速部３１を経て内輪１２に至る駆動伝達経路は回転を許容され、車輪の回転が可能になる。

　図２に示すようにパークポール４３からみてパークギヤ４２と反対側には、パークカム４４および回動軸４６が設けられている。図３に示すように回動軸４６はパークカム４４を支持する支持部材であり、一端で本体ケーシング３８に回動可能に支持され、中央部でパークカム４４と結合する。回動軸４６の他端は、本体ケーシング３８を貫通し、本体ケーシング３８の外部に設けられるパークロック作動部材４７と結合する。回動軸４６および枢軸４５は軸線Ｍと平行に延びる。

　本体ケーシング３８の貫通孔には回動軸４６が通されるところ、かかる貫通孔と回動軸４６との環状空間には、シール材５４および転がり軸受５５が設けられる。転がり軸受５５は例えばラジアル軸受であり、回動軸４６を回動自在に支持する。シール材５４は例えば環状のオイルシールであり、インホイールモータ駆動装置１０外部の異物が本体ケーシング３８内部に侵入することを防止する。本体ケーシング３８内部にはフランジ４６ｆが設けられる。フランジ４６ｆは回動軸４６に一体形成され、後述する付勢部材５３の一端が取付固定される。

　パークロック作動部材４７は、図３に示すように、本体ケーシング３８の外部に取り付けられる。またパークロック作動部材４７は回動軸４６と結合し、図２を参照して回動軸４６の背後（車幅方向内側）に配置される。

　図３に示すようにパークロック作動部材４７は、パークロック用ワイヤ４８の一端と結合する。パークロック作動部材４７は、パークロック用ワイヤ４８の押し引き動作によって回動軸４６を正転あるいは逆転させて、パークカム４４を回動させる。かかるパークカム４４の回動によって、パークポール４３はロック位置およびロック解除位置のいずれか一方に移動する。

　パークロック用ワイヤ４８のうち図示しない他端は、車両１００の車体まで延び、パークロック制御装置６０に接続される。パークロック用ワイヤ４８はアウタチューブ４８ｔおよびインナワイヤ４８ｗを有する。インナワイヤ４８ｗは押し引き可能である。

　なお、ここではパークロック用ワイヤ４８によってパークロック作動部材４７の動作を行う例を示したが、限定的ではなく、パークロック作動部材４７の動作を可能とするために、他の公知の部材を用いてもよい。

　図２を参照してパークカム４４は、回動中心を有する板状の部材であり、当該中心で回動軸４６と結合する。パークカム４４は、回動軸４６を回動中心とする環状の中心部４４ｂと、中心部４４ｂの中心孔には回動軸が通され、中心部４４ｂは回動軸４６に連結固定される。中心部４４ｂから外径方向に突出するカム部分４４ａを有する。パークカム４４は一部品であり、カム部分４４ａは中心部４４ｂに一体形成される突起である。

　パークカム４４には付勢部材５３が設けられる。付勢部材５３は例えばねじりばね等の弾性部材であって回動軸４６に巻き掛けられ、カム部分４４ａがパークポール４３他端部の背面４３ｄに当接するよう、パークカム４４を図４中、時計回りに付勢する。図４に示すように付勢部材５３の一端は、回動軸４６のフランジ４６ｆに取付固定される。付勢部材５３の他端は、カム部分４４ａに係止する。

　パークロック作動部材４７は、回動軸４６を回動させて、パークカム４４を正転あるいは逆転させる。これによりカム部分４４ａは図４に示すようにパークポール４３の背面に当接してパークポール４３を押圧し、パークポール４３はロック位置にされる。あるいはカム部分４４ａは図２に示すようにパークポール４３の背面から退動し、パークポール４３は離反部材４９の付勢力によってロック解除位置にされる。

　パークロック機構４１において、パークギヤ４２、パークポール４３、パークカム４４、枢軸４５、および回動軸４６の一端部は、本体ケーシング３８の内部に収容されている。つまり、本実施形態のパークロック機構４１は、内蔵型である。本実施の形態では、パークギヤ４２が入力軸３２ｓと同軸に設けられているため、小径の第２中間歯車３５の外径方向の空間にパークロック機構４１を収容できる。したがって、インホイールモータ駆動装置１０の大型化を防止することができる。

　なお、このようなパークロック機構４１はパークロック制御装置６０によって制御される。パークロック制御装置６０は、パークロック作動部材４７の押し引きを制御することによって、パークカム４４を介してパークポール４３を作動し、パークロック機構４１をロック状態またはロック解除状態にする。

　一般的なパークロック制御装置は、パークロック機構４１がロック解除状態にあるときに、パークロック作動要求（たとえば運転者によるブレーキレバー操作等）を受け付けると、パークロック機構４１をロック状態にする。つまり、ロック解除位置に位置するパークポール４３を、ロック位置に変位させる。ところが、パークギヤ４２とパークポール４３が噛合できる位相は限定されており、それ以外の位相でパークポール４３を作動すると、パークポール４３がパークギヤ４２の歯４２ｇに当たって押し付けられた状態になる。パークギヤ４２の回転速度が十分に低速であれば、噛合可能な位相になった時点でパークポール４３がパークギヤ４２と噛み合う。しかし、そうでない場合はパークポール４３が弾かれ、異音（ラチェッティング音）が発生する。

　そこで、本実施の形態に係るパークロック制御装置６０は、パークギヤ４２の回転位相を検出し、検出した回転位相に応じてパークポール４３の作動制御を行う。以下に、このようなパークロック制御装置６０の構成および動作について、詳細に説明する。なお、パークロック機構４１は、上述のように左右のインホイールモータ駆動装置１０Ｌ，１０Ｒのそれぞれに内蔵されており、左右のパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒが、車体に搭載された一つのパークロック制御装置６０によって制御される。

　（パークロック制御装置の構成について）
　次に、図５を参照してパークロック制御装置６０の構成例について説明する。図５は、パークロック制御装置６０の機能構成を示す機能ブロック図である。

　パークロック制御装置６０は、左側のパークロック機構４１Ｌに含まれるパークギヤ４２の回転位相を検出する位相検出部６１Ｌと、右側のパークロック機構４１Ｒに含まれるパークギヤ４２の回転位相を検出する位相検出部６１Ｒと、位相検出部６１Ｌ，６１Ｒにより検出されたそれぞれのパークギヤ４２の回転位相に応じて、対応のパークポール４３の作動を制御する作動制御部６２と、計時動作を行う計時部６４と、各種情報およびプログラムを記憶する記憶部６５と、左側のパークロック機構４１Ｌを動作させるための駆動部６６Ｌと、右側のパークロック機構４１Ｒを動作させるための駆動部６６Ｒとを備える。なお、図５に示す更新処理部６７は、本実施の形態においては必須の構成ではなく、後述の変形例１において説明する。

　記憶部６５には、左右のパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒそれぞれのパークギヤ４２の位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒが格納されている。位相範囲情報６８Ｌは、左側のパークロック機構４１におけるパークギヤ４２の各溝４２ａがパークポール４３と噛合可能な位相範囲を示す。位相範囲情報６８Ｒは、右側のパークロック機構４１におけるパークギヤ４２の各溝４２ａがパークポール４３と噛合可能な位相範囲を示す。たとえば、各パークギヤ４２がｎ個の溝４２ａを有しているとすると、図６に示すように、各溝４２ａの識別データ（たとえば識別ナンバー）と位相範囲データとが対応付けられて記憶される。

　左右のパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒの構成は共通であるため、パークギヤ４２の溝の個数は左右どちらも同じであり、また、典型的（理想的）には各溝の幅も左右同じである。溝の幅とは、隣合う歯面間の間隔であり、パークギヤ４２の回転角範囲で代用することができる長さである。そのため、本実施の形態では、記憶部６５に２種類の位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒを格納することが望ましくはあるものの、左右のパークギヤ４２に共通の１種類の位相範囲情報だけを格納してもよい。

　本実施の形態において、位相検出部６１Ｌは、左側のインホイールモータ駆動装置１０Ｌのケーシング９内に収容されたレゾルバ２９からの信号に基づいて、パークロック機構４１Ｌのパークギヤ４２の回転位相を検出する。同様に、位相検出部６１Ｒは、右側のインホイールモータ駆動装置１０Ｒのケーシング９内に収容されたレゾルバ２９からの信号に基づいて、パークロック機構４１Ｒのパークギヤ４２の回転位相を検出する。

　このように、モータ回転軸２２の回転を検出するレゾルバ２９を、パークギヤ４２の回転位相の検出に利用することで、部品数を抑えることができる。なお、図９に示すように、パークギヤ４２の外周面に対面するように専用の回転角センサ７０を設け、この回転角センサ７０からの信号に基づいて、パークギヤ４２の回転位相が検出されてもよい。

　作動制御部６２は、記憶部６５に記憶された位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒと位相検出部６１Ｌ，６１Ｒによりそれぞれ検出されたパークギヤ４２の回転位相とに基づいて、パークロック機構４１Ｌ，４１Ｒを動作させる。

　作動制御部６２は、その機能として、パークポール４３の作動タイミングを判定（決定）する判定部６３を有している。パークギヤ４２の回転位相だけでなく回転速度を考慮して、パークポール４３の作動タイミングを判定することが望ましい。判定部６３は、パークギヤ４２の現在の回転位相および回転速度、ならびに、パークポール４３の所定の回動速度に基づいて、たとえば何ｍｓｅｃ後にパークポール４３を作動させれば、最も早く溝４２ａに係合できるかを判定する。

　なお、パークギヤ４２の回転速度も、専用の回転角センサ７０からの信号またはレゾルバ２９からの信号に基づいて検出できる。あるいは、ＡＢＳ（アンチロックブレーキシステム）センサなど、車輪の回転を検出するための車輪速センサを利用して、パークギヤ４２の回転速度を算出してもよい。

　判定部６３がパークポール４３の作動タイミングを判定すると、作動制御部６２は、判定された作動タイミングに応じてパークポール４３を作動させる。具体的には、左側のパークロック機構４１Ｌのパークポール４３を作動させる場合、駆動部６６Ｌに制御信号を送信する。右側のパークロック機構４１Ｒのパークポール４３を作動させる場合、駆動部６６Ｒに制御信号を送信する。各駆動部６６Ｌ，６６Ｒは、たとえば、パークロック用ワイヤ４８のインナワイヤ４８ｗに接続されたアクチュエータであって、インナワイヤ４８ｗの押し引き（進退）動作を行う。これにより、パークロック作動部材４７を介してパークカム４４が回動する。

　判定部６３による、左右それぞれのパークポール４３の作動タイミングの判定の結果、駆動部６６Ｌ，６６Ｒのいずれか一方だけに制御信号を送信することでパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒのいずれか一方だけをロック状態とし、それによって車両１００が停止した場合には、他方のパークロック駆動部への制御信号を送信せずパークロック機構をロック解除状態のままとしてもよい。

　つまり、作動制御部６２は、複数のパークロック機構４１のうちのいずれか１つのパークポール４３を作動することによりパークギヤの４２の回転が停止した場合に、車両１００の停止の有無を判定し、車両１００が停止していないと判定された場合にのみ、残りのパークロック機構４１のパークポール４３の作動を制御することが望ましい。これにより、全てのパークロック機構４１を必ず作動させる形態に比べて、電力消費を抑制することができる。

　このように、本実施の形態では、作動制御部６２が、左右それぞれのパークギヤ４２の回転位相に応じてパークポール４３を作動できるため、パークロック機構４１Ｌ，４１Ｒのそれぞれにおいてパークポール４３をパークギヤ４２の溝４２ａに適切に係合させることができる。つまり、作動制御部６２は、パークロック機構４１ごとに、パークギヤ４２の複数の溝４２ａのなかから係合対象の溝４２ａを選択し、選択した溝４２ａにパークポール４３の凸部４３ａを狙い通りに打ち込むことができる。したがって、パークギヤ４２が必ずしも同時に噛合可能な位相に有るとは限らない複数のパークロック機構４１のうち、どのパークロック機構４１をどのタイミングで作動させればよいか容易に決定することができる。その結果、ラチェッティング音の発生を防止することができる。また、パークギヤ４２またはパークポール４３の凸部４３ａの摩耗を防止することができる。

　なお、図５に示した位相検出部６１Ｌ，６１Ｒおよび作動制御部６２は、それぞれがハードウェアにより実現されてもよいし、コンピュータがソフトウェアを実行することによって実現されてもよい。

　（パークロック制御装置の動作について）
　図７を参照して、パークロック制御装置６０の動作について説明する。パークロック制御装置６０は、はじめに、パークロック作動要求の有無を判断する（ステップＳ１）。パークロック作動要求を受け付けると（ステップＳ１にてＹＥＳ）、各位相検出部６１Ｌ，６１Ｒにおいてパークギヤ４２の回転位相および回転速度が検出される。作動制御部６２は、各位相検出部６１Ｌ，６１Ｒにおいて検出されたこれらの情報を取得し、ロック可能な位相および速度の組合せの駆動輪１０３があるか否かを判断する（ステップＳ２）。具体的には、作動制御部６２の判定部６３が、左右それぞれのパークギヤ４２の回転位相および回転速度に基づき、パークロック機構４１Ｌ，４１Ｒのロックタイミング、すなわち、パークロック作動部材４７を介したパークポール４３の作動タイミングを判定する。その判定の結果、作動制御部６２は、現時点で左右のパークポール４３の両方またはいずれか１つを作動できるか否かを判定する。

　ロック可能な位相・速度の組合せの駆動輪１０３が存在すると判定された場合（ステップＳ２にてＹＥＳ）、ロック可能な位相の駆動輪１０３のパークロックを作動する（ステップＳ３）。たとえば、左側の駆動輪１０３Ｌがロック可能な場合、作動制御部６２は、駆動部６６Ｌを駆動して、左側のパークロック機構４１Ｌのパークカム４４を回動させる。これにより、パークポール４３を、図２に示すようなロック解除位置から図４に示すようなロック位置に変位させられる。

　その後、すべての駆動輪１０３のパークロックは作動したか否かを判断する（ステップＳ４）。つまり、左側のパークロック機構４１Ｌおよび右側のパークロック機構４１Ｒの双方がロック状態となったか否かを判断する。すべての駆動輪１０３のパークロックが作動したと判断した場合（ステップＳ４にてＹＥＳ）、パークロック作動を完了する。

　パークロック未作動の駆動輪１０３があると判断した場合（ステップＳ４にてＮＯ）、作動制御部６２は車両１００が停止したか否かを判定する（ステップＳ５）。つまり、片方の駆動輪１０３のパークロック機構４１をロック状態としたことで、車両１００が停止したか否かを判定する。車両１００が停止したか否かは、公知の手法により判定できる。

　車両１００を傾斜面上に停車させる場合など、車両１００が停止していないと判定された場合（ステップＳ５にてＮＯ）、ステップＳ２に戻り、上記処理を繰り返す。一方、車両１００が停止したと判定された場合には（ステップＳ５にてＹＥＳ）、パークロック作動を完了する。これにより、駆動部６６Ｌ，６６Ｒのいずれか一方を駆動させることなくパークロック作動を完了できるため、消費電力を低減することができる。

　以上説明したように、本実施の形態によれば、左右のパークロック機構４１Ｌ，４１Ｒを、それぞれのパークギヤ４２の回転位相および回転速度に応じて個別に作動できる。そのため、パークポール４３がロック位置となったときにパークポール４３とパークギヤ４２とが確実に噛み合うタイミングで作動指令を出すことができる。これにより、本実施の形態によれば、パークポール４３がはじかれる異音（ラチェッティング音）を防止することができる。また、駆動輪１０３の回転を即座に停止できるため、車両１００が無駄に移動してしまうことを防止でき、パークロックの作動要求を受けてから車両１００が停止するまでの時間を短縮することも可能となる。したがって、従来のパークロック制御装置を車両に搭載する場合に比べて、車両１００の運転車の満足度を向上させることができる。

　（変形例１）
　上述の図５を参照して、本実施の形態の変形例１について説明する。変形例１においては、パークロック制御装置６０は更新処理部６７をさらに備えている。更新処理部６７は、パークポール４３の作動に伴ってパークギヤ４２の回転が停止したときのパークギヤ４２の位相に基づいて、記憶部６５に記憶された位相範囲情報６８を更新する。

　たとえば、パークポール４３またはパークカム４４の回転角によってパークギヤ４２とパークポール４３とが噛合している状態（ロック状態）であることが判別できた場合に、更新処理部６７は、パークポール４３が係合した溝４２ａの位相範囲のずれの有無を判定し、ずれがあった場合に、記憶部６５に記憶された位相範囲情報６８を更新する。ずれの有無の判定も、位相検出部６１Ｌ，６１Ｒから得られる情報に基づき行うことができる。パークポール４３の凸部４３ａがパークギヤ４２の正転側の歯面および逆転側の歯面のどちらに当接しているかを判別し、当接面側の位相範囲（噛み合い可能範囲）を補正する。

　これにより、パークギヤ４２の製造誤差等により溝４２ａの幅（隣合う歯面間の間隔）に若干のばらつきがある場合であっても、パークロック作動を繰り返し行うことによって位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒを校正でき、より確実な噛み合いを実現できる。

　また、本実施の形態では、互いに噛合するパークギヤ４２およびパークポール４３の摩耗を抑制するものの、使用を重ねていくとこれらの摩耗は必ず発生し、パークロックが確実に作動できる位相はわずかずつ変化することになる。これを無視すると、パークギヤ４２の回転位相、回転速度、および、記憶部６５に記憶された位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒに基づき計算したタイミングでパークロック機構４１の作動指令を出しても、実際にはパークポール４３が弾かれてしまうおそれがある。

　これに対し、本変形例では、位相範囲情報６８Ｌ，６８Ｒを頻繁に校正することで、パークギヤ４２とパークポール４３とが噛合可能な位相の変化を吸収することができる。したがって、長期に亘って確実な噛み合いを実現できる。

　（他の変形例）
　上記実施の形態では、パークロック作動要求があった場合に、パークギヤ４２の位相がパークポール４３と噛合可能な位相となったときにパークポール４３を作動することとしたが、パークロック制御装置６０がパークギヤ４２の位相をコントロールしてもよい。すなわち、パークギヤ４２とパークポール４３とが噛合可能な位相となるように、モータ回転軸２２を回転させてもよい。

　具体的には、図８のフローチャートに示されるように、パークロック制御装置６０の作動制御部６２は、パークロック作動要求を受けたときに、ロック可能な位相・速度の組合せの駆動輪１０３がない場合には（ステップＳ２にてＮＯ）、パークギヤ４２の位相が変わるのを待つのではなく、駆動輪１０３の回転を要求する（ステップＳ６）。つまり、作動制御部６２は、モータ部２１の回転を制御するモータ制御ユニット（図示せず）に対し、モータ回転軸２２の回転を要求する。これにより、パークロック作動要求を受けてから車両１００が停止するまでに要する時間をさらに短縮することができる。

　（他の変形例）
　上記実施の形態では、パークギヤ４２に係合する係合部材が、パークカム４４により回動されるパークポール４３により実現されることとしたが、限定的ではなく、他の公知の部材を採用し得る。

　上記実施の形態では、パークギヤ４２が入力軸３２ｓの外周に同軸に取り付け固定されることとしたが、パークギヤ４２は、モータ回転軸２２の外周に取り付け固定されてもよい。この場合、パークロック機構が搭載されるインホイールモータ駆動装置は、減速機構を有さないダイレクトタイプであってもよい。

　あるいは、パークギヤ４２は、モータ部２１の回転を車輪ハブ（内輪１２）に伝達する駆動伝達経路上であれば、他の回転軸、すなわち出力軸３７または中間軸３４の外周に同軸に取付固定されてもよい。この場合であっても、パークギヤ４２の回転位相は、モータ回転軸２２の回転位相と相関するため、位相検出部６１Ｌ，６１Ｒは、モータ回転軸２２の回転を検出するレゾルバ２９の検知信号に基づいて、パークギヤ４２の回転位相を検出することができる。

　また、本実施の形態では、減速部３１が３軸の平行歯車式減速機により構成されることとしたが、限定的ではなく、たとえば４軸の平行歯車式減速機により構成されてもよい。あるいは、減速部は遊星歯車式減速機やサイクロイド式減速機により構成されてもよい。

　また、本実施の形態では、パークロック機構４１がインホイールモータ駆動装置１０に搭載されていることとして説明したが、限定的ではなく、オンボードタイプのモータ駆動装置など、モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されていればよい。そのため、パークロック制御装置は、１つのパークロック機構のみを制御する装置であってもよい。あるいは、駆動輪ごとにパークロック制御装置を設けてもよい。

　今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。

　９　ケーシング、１０，１０Ｌ，１０Ｒ　インホイールモータ駆動装置、１１　車輪ハブ軸受部、１２　内輪、１３　外輪、１４　転動体、２１　モータ部、２２　モータ回転軸、２３　ロータ、２４　ステータ、２５　モータケーシング、２５ｖ　モータケーシングカバー、２７，２８，３２ｍ，３２ｎ，３４ｍ，３４ｎ，３７ｍ，３７ｎ，５５　転がり軸受、２９　レゾルバ、３１　減速部、３２　入力歯車、３２ｓ　入力軸、３３，３５　中間歯車、３４　中間軸、３６　出力歯車、３７　出力軸、３８　本体ケーシング、３９　オイル貯留部、４１，４１Ｌ，４１Ｒ　パークロック機構、４２　パークギヤ、４２ａ　溝、４２ｇ　歯、４３　パークポール、４４　パークカム、４５　枢軸、４６　回動軸、４７　パークロック作動部材、４８　パークロック用ワイヤ、４８ｔ　アウタチューブ、４８ｗ　インナワイヤ、４９　離反部材、５３　付勢部材、６０　パークロック制御装置、６１Ｌ，６１Ｒ　位相検出部、６２　作動制御部、６３　判定部、６４　計時部、６５　記憶部、６６Ｌ，６６Ｒ　駆動部、６７　更新処理部、６８Ｌ，６８Ｒ　位相範囲情報、７０　回転角センサ、１００　車両、１０１　シャーシ、１０２　操舵輪、１０３，１０３Ｌ，１０３Ｒ　駆動輪。

Claims

　モータで車輪を駆動する車両用モータ駆動装置に搭載されたパークロック機構を制御するパークロック制御装置であって、
　前記パークロック機構は、外周面に歯と溝とが交互に繰り返し形成されたパークギヤと、前記パークギヤの溝に係合するロック位置と前記溝に係合しないロック解除位置との間で変位させられる係合部材とを含んでおり、
　前記パークギヤの回転位相を検出する位相検出部と、
　前記位相検出部により検出された前記パークギヤの回転位相に応じて、前記係合部材の作動を制御する作動制御部とを備える、パークロック制御装置。
　前記作動制御部は、前記パークギヤの回転位相と前記パークギヤの回転速度とに基づいて、前記係合部材の作動タイミングを決定する決定手段を含む、請求項１に記載のパークロック制御装置。
　前記パークロック機構を搭載した前記車両用モータ駆動装置は、駆動輪ごとに設けられたインホイールモータ駆動装置であって、
　前記作動制御部は、前記パークロック機構ごとに前記係合部材の作動を制御する、請求項１または２に記載のパークロック制御装置。
　前記作動制御部は、複数の前記パークロック機構のうちのいずれか１つの前記係合部材を作動して前記パークギヤの回転が停止した場合に、車両の停止の有無を判定し、車両が停止していないと判定された場合にのみ、残りの前記パークロック機構の前記係合部材の作動を制御する、請求項３に記載のパークロック制御装置。
　前記パークギヤの各溝が前記係合部材と噛合可能な位相範囲を示す位相範囲情報を記憶する記憶部と、
　前記係合部材の作動に伴って前記パークギヤの回転が停止したときの前記パークギヤの位相に基づいて、前記記憶部に記憶された位相範囲情報を更新する更新処理部とをさらに備える、請求項１～４のいずれかに記載のパークロック制御装置。
　前記車両用モータ駆動装置のケーシングには、前記モータの回転角を検出する回転角センサが収容されており、
　前記位相検出部は、前記回転角センサからの信号に基づいて、前記パークギヤの回転位相を検出する、請求項１～５のいずれかに記載のパークロック制御装置。
　請求項１～６のいずれかに記載のパークロック制御装置によって制御される前記パークロック機構を備える、車両用モータ駆動装置。