(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させ、駆動力を伝達しない接触部材と、
を備えることを特徴とする、車両の駆動装置。
【請求項２】
前記接触部材を前記回転部材に向けて移動する駆動部を備え、
前記駆動部は、車両後退時に前記接触部材を前記回転部材に向けて移動し、前記接触部材と前記回転部材の前記凹凸部を接触させることを特徴とする、請求項１に記載の車両の駆動装置。
【請求項３】
車両後退時に車両速度を取得するステップと、
前記車両速度が所定値以上の場合に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転する回転部材に接触部材を接触させて音を発生させるステップと、
を備えることを特徴とする、車両の駆動方法。
【請求項４】
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させる接触部材と、
前記接触部材を前記回転部材に向けて移動する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、車両後退時に車両速度が所定値以上の場合に、前記接触部材を前記回転部材に向けて移動し、前記接触部材と前記回転部材の前記凹凸部を接触させることを特徴とする、車両の駆動装置。
【請求項５】
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させる接触部材と、
前記接触部材が前記凹凸部に接触した際に、前記接触部材を前記凹凸部の凹凸に倣って伸縮させる弾性部材と、
を備えることを特徴とする、車両の駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の駆動装置及び車両の駆動方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば下記の特許文献１には、減速機構に連結されたカウンタドライブギヤと、ニュートラルポジション時にカウンタドライブギヤに接触する摩擦材を備え、摩擦材は、モータにより駆動するパーキングポールにより、ニュートラルポジション時のみカウンタドライブギヤに接触する構成が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】国際公開第２０１０−１０３６２５号明細書
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
原動機としてモータを使用する車両においては、モータの特性上、低回転域から比較的大きなトルクを出力可能であるため、減速機の減速比を比較的小さくすることが想定される。この場合、前進と後退の切り換えは、後退専用ギヤを用いるのではなく、モータ回転方向を制御することで対応することになる。内燃機関を用いた車両のような後退専用ギヤを用いる場合は、後退専用ギヤがローギヤードに設定されているため、後退時に高車速になることはない。一方、モータの回転方向を切り換えることで前進および後退を切り換える場合は、コントローラの故障等により車速制限制御が無効になると、減速機の減速比は前進時と同じであるため、後退時にも前進時と同等の車両速度が発生する可能性がある。
【０００５】
上記特許文献に記載された技術は、ニュートラルポジション時のみ摩擦材がカウンタドライブギヤに接触することを記載しているが、車両後退時に車両速度を抑制することは何ら考慮していない。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題に鑑みてなされたものであり、本発明の目的とするところは、車両後退時に車両速度を抑制することが可能な、新規かつ改良された車両の駆動装置及び車両の駆動方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するために、本発明のある観点によれば、
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させ、駆動力を伝達しない接触部材と、
を備えることを特徴とする、車両の駆動装置が提供される。
【００１１】
また、前記接触部材を前記回転部材に向けて移動する駆動部を備え、前記駆動部は、車両後退時に前記接触部材を前記回転部材に向けて移動し、前記接触部材と前記回転部材の前記凹凸部を接触させるものであっても良い。
【００１２】
また、前記駆動部は、車両速度が所定値以上の場合に前記接触部材と前記回転部材の前記凹凸部を接触させるものであっても良い。
【００１３】
また、前記駆動部は、車両速度が大きいほど前記接触部材を前記回転部材に近づけるものであっても良い。
【００１４】
また、前記凹凸部は、前記回転部材の回転方向に沿って設けられたものであっても良い。
【００１５】
また、前記凹凸部は、前記回転部材の回転方向に沿って設けられたギヤ歯面から構成されるものであっても良い。
【００１６】
また、前記接触部材が前記凹凸部に接触した際に、前記接触部材を前記凹凸部の凹凸に倣って伸縮させる弾性部材を備えるものであっても良い。
【００１７】
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
車両後退時に車両速度を取得するステップと、
前記車両速度が所定値以上の場合に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転する回転部材に接触部材を接触させて音を発生させるステップと、
を備える車両の駆動方法が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させる接触部材と、
前記接触部材を前記回転部材に向けて移動する駆動部と、
を備え、
前記駆動部は、車両後退時に車両速度が所定値以上の場合に、前記接触部材を前記回転部材に向けて移動し、前記接触部材と前記回転部材の前記凹凸部を接触させることを特徴とする、車両の駆動装置が提供される。
また、上記課題を解決するために、本発明の別の観点によれば、
車両後退時に、車両に駆動力を伝達する駆動力伝達部材の駆動に伴って回転し、凹凸部が設けられた回転部材と、
車両後退時に前記回転部材の前記凹凸部と接触して音を発生させる接触部材と、
前記接触部材が前記凹凸部に接触した際に、前記接触部材を前記凹凸部の凹凸に倣って伸縮させる弾性部材と、
を備えることを特徴とする、車両の駆動装置が提供される。
【発明の効果】
【００１８】
以上説明したように本発明によれば、車両後退時に車両速度を抑制することが可能な、車両の駆動装置及び車両の駆動方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】本発明の一実施形態に係る本実施形態に係る車両を示す模式図である。
【図２】モータ、ギヤボックス、ドライブシャフト及びその周辺の構成を示す模式図である。
【図３】回転板とギヤの間にはクラッチを設けた例を示す模式図である。
【図４】クラッチの機能を説明するための模式図である。
【図５】音源ピンがギヤ歯面に接触する様子を示す模式図である。
【図６】音源ピンとその周辺の構成を示す模式図である。
【図７】サーボモータの駆動力により音源ピンをギヤ歯面３０２に出し入れする構成を示す模式図である。
【図８】図７に示す構成の車両後退時を示す模式図である。
【図９】図８に示す状態で、ギヤ歯面の移動に伴ってバネ機構が伸縮し、ギヤ歯面との接触に応じて音源ピンがストロークする様子を示す模式図である。
【図１０】図８に示す状態で、ギヤ歯面の移動に伴ってバネ機構が伸縮し、ギヤ歯面との接触に応じて音源ピンがストロークする様子を示す模式図である。
【図１１】コントローラ内のサーボモータを制御するためのブロックを示す模式図である。
【図１２】コントローラで行われる処理を示すフローチャートである。
【図１３】車両速度Ｖに応じた音源ピンのストローク量を規定するマップを示す模式図である。
【図１４】ピンストローク量に応じたサーボモータ指示電流を規定するマップを示す模式図である。
【図１５】車両速度と音源ピンによるノイズ音との関係を示す模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、本明細書及び図面において、実質的に同一の機能構成を有する構成要素については、同一の符号を付することにより重複説明を省略する。
【００２１】
まず、図１を参照して、本発明の一実施形態に係る車両１０００の構成について説明する。図１は、本実施形態に係る車両１０００を示す模式図である。本実施形態に係る車両１０００は、一例として、前後独立駆動のシステムを有するＨＥＶ車両（ハイブリッド自動車）、Ｐｌｕｇ−ｉｎＨＥＶ（プラグインハイブリッド車両）、ＥＶ車両（電気自動車）等の車両である。図１に示すように、車両１０００は、前輪１００，１０２、後輪１０４，１０６、前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれを駆動する駆動力発生装置（モータ）１０８，１１０、モータ１０８，１１０の駆動力を前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれに伝達するギヤボックス１１６，１１８、モータ１０８，１１０のそれぞれを制御するインバータ１２３，１２４、ギヤボックス１１６の駆動を前輪１００，１０２に伝達するドライブシャフト１１２、ギヤボックス１１８の駆動を後輪１０４，１０６に伝達するドライブシャフト１１４、パーキングブレーキシステム１２０，１２２、モータ回転数センサ１２５，１２６、後輪１０４，１０６のそれぞれの車輪速（車両速度Ｖ）を検出する車輪速センサ１２７，１２８、前輪１００，１０２を操舵するステアリングホイール１３０、前後加速度センサ１３２、横加速度センサ１３４、バッテリー１３６、舵角センサ１３８、パワーステアリング機構１４０、ヨーレートセンサ１４２、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４、アクセル開度センサ１４６、制御装置（コントローラ）２００を有して構成されている。
【００２２】
各モータ１０８，１１０は、制御装置２００の指令に基づき各モータ１０８，１１０に対応するインバータ１２３，１２４が制御されることで、その駆動が制御される。各モータ１０８，１１０の駆動力は、各ギヤボックス１１６，１１８を介して前輪１００，１０２及び後輪１０４，１０６のそれぞれに伝達される。
【００２３】
パワーステアリング機構１４０は、ドライバーによるステアリングホイール１３０の操作に応じて、トルク制御又は角度制御により前輪１００，１０２の舵角を制御する。
【００２４】
図２は、モータ１０８、ギヤボックス１１６、ドライブシャフト１１２及びその周辺の構成を示す模式図である。なお、モータ１１０、ギヤボックス１１８、ドライブシャフト１１４及びその周辺の構成も図２と同様である。図２において、モータ１０８の回転はギヤ（駆動力伝達部材）１５０，１５２を介してディファレンシャルギヤ１５４に伝達され、左右のドライブシャフト１１２へ伝達される。
【００２５】
本実施形態に係る車両１０００は、前進と後退をモータの回転方向指示制御により行う。すなわち、車両１０００は、前進と後退を減速段で機械的に切り換える機構は有しておらず、モータ１０８，１１０の回転方向を切り換えることで前進と後退が切り換わる。
【００２６】
以上のように構成された車両１０００において、後退時にコントローラ２００に故障等が発生した場合、モータ１０８，１１０による車速制限が効かなくなり、車両速度が上昇することが考えられる。
【００２７】
前述したように、原動機としてモータを使用する車両においては、モータの特性上、減速機の減速段を１段ないし２段のみとして、減速比を小さくすることが想定される。内燃機関車両のような後退専用ギヤを用いる場合は、内燃機関のトルク特性に応じて後退専用ギヤがローギヤードに設定されているため、コントローラが故障しても後退時に高車速になることはない。一方、モータの回転方向を切り換えることで前進および後進を切り換える場合は、コントローラの故障等により車速制限制御が無効になると、減速機の減速段は前進時と同じであるため、後退時にも前進時と同等の車両速度が発生する可能性がある。
【００２８】
このため、本実施形態では、後退時のみギヤと接触する音源（接触部材）ピン３２０を設け、音源ピン３２０をギヤに接触させることで音を発生させる。これにより、後退時に車速が上がると、ギヤと音源ピン３２０の接触する音が大きくなるため、運転者に車速の上昇を知らせることができ、車速が上がることを抑制することができる。モータ制御を行うコントローラ２００とは別に車速抑制の制御指示を行うため、コントローラ２００の故障等により速度が上昇した場合であっても、速度上昇を抑制して安全を確保することが可能となる。
【００２９】
図２に示すように、ギヤ１５２には、回転板（回転部材）３００が設けられており、後退時のみ回転板３００と音源ピン３２０が接触して音が発生するように構成されている。回転板３００には外周の回転方向に沿って凹凸状のギヤ歯面３０２が設けられており、音源ピン３２０はギヤ歯面３０２と接触することで音を発生させる。
【００３０】
後退時のみ音源ピン３２０から音を発生させるため、図３に示すように、回転板３００とギヤ１５２の間にはクラッチ（１ｗａｙクラッチ）３１０が設けられている。回転板３００は、クラッチ３１０の作用により後退時のみギヤ１５２とともに回転し、前進時はギヤ１５２に対して空転することで、停止状態となる。
【００３１】
図４は、クラッチ３０２の機能を説明するための模式図である。車両後退時（クラッチの噛み合い時）は、ギヤ１５２の軸１５２ａが回転板３００に対して反時計回りに回転しようとすると、ばね３０２ａのスプリング作用で、ころ３０２ｂが外輪カム面３００ａの噛み合い位置に進み、外輪カム面３００ａと軸１５２ａとのくさび作用で回転板３００が軸１５２ａとともに回転する。
【００３２】
一方、車両前進時（クラッチの空転時）は、ギヤ１５２の軸１５２ａが回転板３００に対して時計回りに回転しようとすると、ころ３０２ｂが外輪カム面２００ａから離れ、軸１５２ａは回転板３００に対して空転する。このため、回転板３００は停止した状態となる。
【００３３】
以上のように、回転板３００のギヤ歯面３０２に対して音源ピン３２０が接触し、車両後退時のみ回転板３００が回転することで、車両後退時のみ音源ピン３２０から音を発生させることができる。
【００３４】
図５は、音源ピン３２０がギヤ歯面３０２に接触する様子を示す模式図である。また、図６は、音源ピン３２０とその周辺の構成を示す模式図である。図６に示すように、音源ピン３２０の先端には、ギヤ歯面３０２と接触するチャンファー面３２０ａが設けられている。音源ピン３２０は、台座３３０に対してバネ機構（弾性部材）３４０を介して装着されている。これにより、ギヤ歯面３０２との接触に応じて音源ピン３２０が図６中の矢印方向に伸縮（ストローク）する。これにより、音源ピン３２０のチャンファー面３２０ａと回転板３００のギヤ歯面３０２との接触で音が発生する。ギヤ歯面３０２とチャンファー面３２０ａとの間に最適な角度を持たせることにより、ギヤ歯面３０２や音源ピン３２０の破損を防止することができる。また、音源ピン３２０側にバネ機構３４０を設けることで、ギヤ歯面３０２との接触に応じて音源ピン３２０がストロークするため、ギヤ歯面３０２と音源ピン３２０の接触部におけるストレス低下を行うことができる。
【００３５】
後退時のみ音源ピン３２０をギヤ歯面３０２に接触させるため、図７に示す構成により、サーボモータ（駆動部）３５０の駆動力により音源ピン３２０をギヤ歯面３０２に出し入れすることもできる。この場合、クラッチ３０２を設ける必要はない。図７に示す構成においても、音源ピン３２０は、台座３３０に対してバネ機構３４０を介して装着されている。また、サーボモータ３５０の駆動軸３５０ａに設けられたネジ構造が台座３３０のネジと係合しており、サーボモータ３５０を駆動することにより台座３３０が軸方向に移動する。これにより、音源ピン３２０とギヤ歯面３０２との位置関係を調整することができる。駆動軸３５０ａはモータ軸受３６０によって支持されている。なお、図７に示す構成では、ギヤ歯面３０２をハイポイドのリングギヤと同形式のものを用いている。
【００３６】
図７に示す構成によれば、サーボモータ３５０の駆動により、車両後退時のみ音源ピン３２０をギヤ歯面３０２に接触させることができ、車両前進時は音源ピン３２０とギヤ歯面３０２が接触しないように音源ピン３２０を退避させることができる。ここで、図７は、車両前進時を示しており、台座３３０がサーボモータ３５０側に位置しているため、音源ピン３２０は退避している。一方、図８は、車両後退時を示しており、サーボモータ３５０の駆動により、音源ピン３２０がギヤ歯面３０２側に移動し、音源ピン３２０がギヤ歯面３０２と接触している。
【００３７】
図９及び図１０は、図８に示す車両後退時に、ギヤ歯面３０２の回転に伴ってバネ機構３４０が伸縮し、ギヤ歯面３０２との接触に応じて音源ピン３２０がストロークする様子を示している。
【００３８】
また、図７に示す構成によれば、サーボモータ３５０の駆動によって音源ピン３２０とギヤ歯面３０２の接触状態を変化させることができる。このため、音源ピン３２０とギヤ歯面３０２の接触量（接触面積）を車両速度に応じて変化させることができる。車両速度が大きいほど音源ピン３２０をギヤ歯面３０２側に移動して接触量を増やすことで、車両速度が大きいほど音源ピン３２０から発生する音を大きくすることができる。
【００３９】
従って、図７に示す構成により、車両速度に応じて音源ピン３２０のギヤ歯面３０２に対する接触量を増加させることで、音源ピン３２０とギヤ歯面３０２の接触によるノイズ音量を上げることで、ドライバーに後退時の速度増加を知らせることができ、速度増加を確実に抑制することができる。
【００４０】
図１１は、コントローラ２００内のサーボモータ３５０を制御するためのブロックを示す模式図である。図１１に示す構成は、サーボモータ３５０の駆動によって音源ピン３２０とギヤ歯面３０２の接触状態を変化させる場合の機能構成を示している。図１１に示すように、コントローラ２００は、後退時速度判定部２０２、後退速度抑制制御演算部２０４、音源ピン動作指示部２０６、ピンストロークマップ演算部２０８、サーボモータ要求電流指示部２１０を有して構成される。
【００４１】
図１１において、車載センサ２５０は、上述したモータ回転数センサ１２５，１２６、車輪速センサ１２７，１２８、前後加速度センサ１３２、横加速度センサ１３４、舵角センサ１３８、ヨーレートセンサ１４２、アクセル開度センサ１４６、インヒビターポジションセンサ（ＩＨＮ）１４４を含む。
【００４２】
図１２は、コントローラ２００で行われる処理を示すフローチャートである。以下では、図７に示したサーボモータ３５０を用いた構成により、車両速度に応じて音源ピン３２０が発生させる音の大きさを変化させる例について、図１１及び図１２に基づいて説明する。
【００４３】
先ず、ステップＳ１０では、後退時速度判定部２０２が、インヒビターポジションセンサ１４４からシフトポジション（ＩＨＮ）の情報を取得する。次のステップＳ１２では、後退時速度判定部２０２が、シフトポジション（ＩＨＮ）が後退（Ｒ）の位置であるか否かを判定し、後退（Ｒ）の場合はステップＳ１４へ進む。ステップＳ１４では、後退時速度判定部２０２が、車両速度Ｖ（Ｖｓｐｅｅｄ）を取得し、車両速度Ｖが規定値α以上であるか否かを判定し、車両速度Ｖが規定値α以上の場合はステップＳ１６へ進む。ステップＳ１６では、車両後退時に車両速度Ｖ（Ｖｓｐｅｅｄ）が規定値α以上であるため、後退速度抑制制御演算部２０４が、モータ制御コントローラが故障していると判定し、モータ制御コントローラが故障していることを示すフラグＭｏｔ＿ＣＴＲＬ＿ＭＦを１に設定する。
【００４４】
次のステップＳ１８では、音源ピン動作指示部２０６が、音源ピン３２０の動作指示を行い、音源ピン３２０の動作指示フラグを１に設定する（Ｒ＿ｐｉｎ＿ＯＮ＝１）。次のステップＳ２０では、ピンストロークマップ演算部２０８が車両速度Ｖ（Ｖｓｐｅｅｄ）を取得する。次のステップＳ２２では、ピンストロークマップ演算部２０８が、図１３に示すピンストロークマップを参照して、車両速度Ｖに応じた音源ピン３２０のストローク量（ピンストローク量Ｐｉｎ＿ｓｔ）を算出する。図１３のマップに示すように、車両速度Ｖが大きいほどピンストローク量Ｐｉｎ＿ｓｔは大きくなる。
【００４５】
次のステップＳ２４では、サーボモータ要求電流指示部２１０が、図１４に示すサーボモータ指示電流マップに基づいて、ピンストローク量Ｐｉｎ＿ｓｔに応じたサーボモータ指示電流ＳｅｒｖｏＭ＿ｃｕｒｒを算出する。図１４のマップに示すように、ピンストローク量Ｐｉｎ＿ｓｔが大きいほどサーボモータ指示電流ＳｅｒｖｏＭ＿ｃｕｒｒは大きくなる。サーボモータ３５０は、サーボモータ指示電流ＳｅｒｖｏＭ＿ｃｕｒｒによって駆動され、サーボモータ指示電流ＳｅｒｖｏＭ＿ｃｕｒｒが大きい程、音源ピン３２０はギヤ歯面３０２側に駆動される。従って、車両速度Ｖが大きいほど音源ピン３２０のギヤ歯面３０２に対する接触量が大きくなり、より大きな音を発生させることができる。
【００４６】
図１５は、車両速度と音源ピン３２０によるノイズ音（Ｎｏｉｚ［ｄＢ］）との関係を示す模式図である。図１１の処理により、車両速度Ｖが大きいほど、より大きなノイズ音を発生させることができる。
【００４７】
ステップＳ１２でシフトポジション（ＩＨＮ）が後退（Ｒ）の位置でない場合、又は、ステップＳ１４で車両速度Ｖ（Ｖｓｐｅｅｄ）が規定値α未満の場合は、ステップＳ２６へ進む。ステップＳ２６では、各フラグの値を０にリセットするとともに、ピンストローク量Ｐｉｎ＿ｓｔ、サーボモータ指示電流ＳｅｒｖｏＭ＿ｃｕｒｒを０にリセットする。
【００４８】
以上説明したように本実施形態によれば、駆動力を伝達するギヤ１５２とともに回転する回転板３００を設け、車両後退時に回転板３００に設けたギヤ歯面３０２と音源ピン３２０を接触させるようにしたため、音源ピン３２０から発生させたノイズ音により車両後退時にドライバーに対して車速が高くなっていることを注意喚起することができる。従って、車両後退時における車両速度の上昇を確実に抑えることが可能となる。
【００４９】
以上、添付図面を参照しながら本発明の好適な実施形態について詳細に説明したが、本発明はかかる例に限定されない。本発明の属する技術の分野における通常の知識を有する者であれば、特許請求の範囲に記載された技術的思想の範疇内において、各種の変更例または修正例に想到し得ることは明らかであり、これらについても、当然に本発明の技術的範囲に属するものと了解される。
【符号の説明】
【００５０】
１５２    ギヤ
２００    コントローラ
３００    回転板
３０２    ギヤ歯面
３１０    クラッチ
３２０    音源ピン
３４０    バネ機構
３５０    サーボモータ
【図１】
0006751304.tif 000002
【図２】
0006751304.tif 000003
【図３】
0006751304.tif 000004
【図４】
0006751304.tif 000005
【図５】
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【図６】
0006751304.tif 000007
【図７】
0006751304.tif 000008
【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
0006751304.tif 000012
【図１２】
0006751304.tif 000013
【図１３】
0006751304.tif 000014
【図１４】
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【図１５】
0006751304.tif 000016