(57)【特許請求の範囲】
【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、
車両の発進時に従動輪を電動モータで駆動するようにしたものにおいて、
前記電動モータで駆動される油圧ポンプを設けると共に、
前記電動モータと前記従動輪との間の動力伝達経路に、前記油圧ポンプに油圧回路を介して接続される油圧クラッチを介設する、
ことを特徴とする車両用発進アシスト装置。
【請求項２】
前記油圧回路に、前記電動モータの正転時にのみ前記油圧ポンプからの吐出油を前記油圧クラッチに供給する前進用の状態と、前記電動モータの逆転時にのみ前記油圧ポンプからの吐出油を前記油圧クラッチに供給する後進用の状態とに油路接続を切換える切換手段を設けることを特徴とする請求項１に記載の車両用発進アシスト装置。
【請求項３】
前記電動モータと前記油圧クラッチとの間に、電動モータ側の入力部材の正転時に油圧クラッチ側の出力部材の正転方向へのオーバー回転を許容し、入力部材の逆転時に出力部材の逆転方向へのオーバー回転を許容するツーウェイクラッチを介設することを特徴とする請求項１に記載の車両用発進アシスト装置。
【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、従動輪用の電動モータを設け、雪道等の滑り易い路面での発進時に従動輪を電動モータにより駆動して発進をアシストするようにした発進アシスト装置が知られている。
【０００３】
このものでは、電動モータとしてセルモータ等に使用する安価なＤＣブラシモータを用いており、発進後の従動輪側からの逆駆動によるモータの過回転でブラシの耐久性が損われることがないように、電動モータと従動輪との間の動力伝達経路にドグクラッチを介設し、発進後はドグクラッチをオフして電動モータと従動輪との連結を解くようにしている。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
上記従来例のものでは、発進アシスト開始時に従動輪の駆動トルクの急な立上りを生じてショックが発生し易くなり、また、電動モータの起動当初に大きな突入電流が流れたり、坂道発進時に後ずさりして、正転させようとしている電動モータが従動輪側からの逆駆動で無理に逆転され、電動モータに過負荷がかかることがあり、これに対処するため電動モータの電力供給システムが大形化してコストが高くなる。
【０００５】
本発明は、以上の点に鑑み、発進アシスト開始時のショックを低減し得るようにし、更に、突入電流を低く抑えると共に電動モータに過負荷が作用することを防止して、電力供給システムの低コスト化を図れるようにした発進アシスト装置を供給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、車両の発進時に従動輪を電動モータで駆動するようにしたものにおいて、前記電動モータで駆動される油圧ポンプを設けると共に、前記電動モータと前記従動輪との間の動力伝達経路に、前記油圧ポンプに油圧回路を介して接続される油圧クラッチを介設している。
【０００７】
油圧ポンプから油圧クラッチに供給される油圧は油圧ポンプの駆動源たる電動モータの回転数の上昇に伴って昇圧する。従って、電動モータの起動当初は油圧クラッチでの滑りを生じ、そのため電動モータに左程負荷はかからず、突入電流が低く抑えられる。その後、電動モータの回転数の上昇に伴い油圧クラッチの係合力が増加して従動輪にトルクが伝達されることになり、結局、従動輪の駆動トルクは緩やかに立上り、発進アシスト開始時のショックが低減される。また、坂道発進時に後ずさりしても、この場合は油圧ポンプからの供給油圧が低くなって油圧クラッチでの滑りを生ずるため、電動モータが従動輪側からの逆駆動で無理に逆転されることはなく、電動モータに過負荷が作用することを防止できる。
【０００８】
発進後は電動モータへの通電を停止するが、通電停止後も従動輪側からの逆駆動で電動モータと油圧ポンプとが回転させられて、油圧クラッチは係合したままになり、電動モータの過回転を生じてその耐久性が悪化する。
【０００９】
この場合、前記油圧回路に、前記電動モータの正転時にのみ前記油圧ポンプからの吐出油を前記油圧クラッチに供給する前進用の状態と、前記電動モータの逆転時にのみ前記油圧ポンプからの吐出油を前記油圧クラッチに供給する後進用の状態とに油路接続を切換える切換手段を設けておけば、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できる。即ち、切換手段により油路接続を前進用の状態に切換えて電動モータを正転方向に駆動することにより前進方向の発進をアシストした後、油路接続を後進用の状態に切換えれば、従動輪側からの逆駆動で電動モータが正転されても油圧クラッチには給油されないため、油圧クラッチが解放されて電動モータと従動輪との連結が解かれ、電動モータの正転方向の逆駆動が防止される。同様に、油路接続を後進用の状態に切換えて電動モータを逆転方向に駆動することにより後進方向の発進をアシストした後、油路接続を前進用の状態に切換えれば、油圧クラッチが解放されて電動モータの逆転方向の逆駆動が防止される。
【００１０】
また、前記電動モータと前記油圧クラッチとの間に、電動モータ側の入力部材の正転時に油圧クラッチ側の出力部材の正転方向へのオーバー回転を許容し、入力部材の逆転時に出力部材の逆転方向へのオーバー回転を許容するツーウェイクラッチを介設すれば、上記切換手段を設けずに発進後の電動モータの逆駆動を防止できる。即ち、前進方向や後進方向の発進をアシストすべく電動モータを正転方向や逆転方向に駆動したときは、電動モータの出力トルクがツーウェイクラッチと油圧クラッチとを介して従動輪に伝達されるが、電動モータの非駆動時は、ツーウェイクラッチの出力部材が正逆両方向に自由に回転できるようになり、発進後の電動モータの逆駆動が防止される。
【００１１】
【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間に発進アシスト装置５を配置している。
【００１２】
発進アシスト装置５は、図２に示す如く、ＤＣブラシモータから成る電動モータ６によりディファレンシャルギア７を介して左右の後輪４Ｌ，４Ｒを駆動するように構成されている。電動モータ６とディファレンシャルギア７との間の動力伝達経路には油圧クラッチ８が介設されている。そして、電動モータ６と油圧クラッチ８とを連結する軸９上にギアポンプから成る油圧ポンプ１０を設け、油圧ポンプ１０からの吐出油を油圧回路１１を介して油圧クラッチ８に供給している。
【００１３】
油圧回路１１には、図３に示す如く、切換手段たる電磁式の切換弁１２が設けられている。切換弁１２には、電動モータ６の正転時に油を吐出し、逆転時に油を吸い込む油圧ポンプ１０の一方のポートに連通する油路Ｌ１と、電動モータ６の逆転時に油を吐出し、正転時に油を吸い込む油圧ポンプ１０の他方のポートに連通する油路Ｌ２と、油圧クラッチ８に連通する油路Ｌ３と、ストレーナ１３1と吸い上げ用のチェック弁１４1とこれに並列の排油用のリリーフ弁１５とを介設した油路Ｌ４とが接続されている。また、油路Ｌ３には、ストレーナ１３2と吸い上げ用のチェック弁１４1とを介設した油路Ｌ５と、レギュレータ１６を介設した油路Ｌ６と、排油用のチェック弁１７と絞り１８とを介設した油路Ｌ７とが分岐接続されている。
【００１４】
切換弁１２は、油路Ｌ１を油路Ｌ３に接続すると共に、油路Ｌ２を油路Ｌ４に接続する前進位置と、油路Ｌ１を油路Ｌ４に接続すると共に、油路Ｌ２を油路Ｌ３に接続する後進位置とに切換自在である。前進位置では、電動モータ６を正転させると、油圧ポンプ１０により油路Ｌ４を介して油が吸い上げられて、油圧ポンプ１０からの吐出油が油路Ｌ３を介して油圧クラッチ８に供給されるが、電動モータ６を逆転させると、油圧ポンプ１０により油路Ｌ５を介して油が吸い上げられ、この油が油圧ポンプ１０から油路Ｌ４のリリーフ弁１５を介して排油され、油圧クラッチ８には給油されない。また、後進位置では、電動モータ６を逆転させると、油圧ポンプ１０により油路Ｌ４を介して油が吸い上げられて、油圧ポンプ１０からの吐出油が油路Ｌ３を介して油圧クラッチ８に供給されるが、電動モータを正転させると、油圧ポンプ１０により油路Ｌ５を介して油が吸い上げられ、この油が油圧ポンプ１０から油路Ｌ４のリリーフ弁１５を介して排油され、油圧クラッチ８には給油されない。
【００１５】
かくて、切換弁１２を前進位置に切換えて電動モータ６を正転方向に駆動し、または、切換弁１２を後進位置に切換えて電動モータ６を逆転方向に駆動すると、電動モータ６の出力トルクが油圧クラッチ８を介して左右の後輪４Ｌ，４Ｒに伝達されて、前進方向または後進方向の発進アシストが行われる。この場合、油圧ポンプ１０から油路Ｌ３に給油される油の一部は油路Ｌ７の絞り１８を介して排油され、そのため、電動モータ６の回転数の上昇に伴う油圧ポンプ１０からの吐出油量の増加に応じて油圧クラッチ８に入力される油圧が緩やかに昇圧され、レギュレータ１６で規定される所定圧に昇圧されたところで油圧が一定になる。図４は、電動モータ６の回転数に対する電動モータ６の出力トルクと、油圧クラッチ１０のトルク伝達容量と、後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクとの関係を示している。ここで、油圧クラッチ１０のトルク伝達容量は、油圧クラッチ１０に入力される油圧に比例して増加する。そして、電動モータ６の回転数が所定値Ｎａに達するまでは、電動モータ６の出力トルクが油圧クラッチ１０で伝達可能なトルクを上回るため、油圧クラッチ１０の滑りを生じて、後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクが緩やかに立上る。尚、油路Ｌ７を設けなくても、油圧ポンプ１０や油圧クラッチ８でのリークにより電動モータ６の低回転域での油圧の上昇が規制されるから、後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクの急な立上りは防止できるが、本実施例のように油路Ｌ７を設けて、絞り１８を介しての排油が行われるようにすれば、後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクをより緩やかに立上げることができる。
【００１６】
電動モータ６には、バッテリー１９からドライバー回路２０を介して給電されるようになっており、コントローラ２１によりドライバー回路２０を介して電動モータ６を制御すると共に切換弁１２の切換制御を行うようにしている。コントローラ２１には、前輪３Ｌ，３Ｒの回転速度ＶＦを検出する前輪速センサ２２と、後輪４Ｌ，４Ｒの回転速度ＶＲを検出する後輪速センサ２３と、ブレーキスイッチ２４と、アクセルスイッチ２５と、変速機２のポジションセンサ２６とからの信号が入力されており、これら信号に基づいて発進アシスト制御を行う。
【００１７】
発進アシスト制御の詳細は図５に示す通りであり、ブレーキスイッチ２４がオフ（Ｓ１）、アクセルスイッチ２５がオン（Ｓ２）、変速機２のポジションが非ニュートラル用のポジション（Ｓ３）、後輪速度ＶＲが所定の発進判断基準値ＶＳ（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ＶＦ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、変速機２のポジションが前進用のポジションと後進用のポジションの何れであるかを判別する（Ｓ８）。そして、前進用のポジションであるときは、切換弁１２を前進位置に切換えると共に（Ｓ９）、電動モータ６を正転方向に駆動し（Ｓ１０）、また、後進用のポジションであるときは、切換弁１２を後進位置に切換えると共に（Ｓ１１）、電動モータ６を逆転方向に駆動する（Ｓ１２）。
【００１８】
これによれば、電動モータ６の出力トルクが油圧クラッチ１０を介して後輪４Ｌ，４Ｒに伝達され、前進方向または後進方向の発進がアシストされる。この場合、後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクが上記の如く緩やかに立上がるため、発進アシスト開始時のショックが低減されると共に、電動モータ６の突入電流が低く抑えられる。また、電動モータ６の負荷が増加すると、電動モータ６の回転数の低下で油圧クラッチ１０の油圧が低下して油圧クラッチ１０の滑りを生ずる。従って、坂道発進時に車両が後ずさりしても、電動モータ６が後輪４Ｌ，４Ｒ側からの逆駆動で無理に逆転されることはなく、電動モータ６に過負荷が作用することを防止できる。このように、突入電流を低く抑えて、且つ、過負荷を防止できるため、バッテリー６ａやドライバー回路６ｂの容量が小さくて済み、電動モータ６の電力供給システムの低コスト化を図ることができる。
【００１９】
発進後、ＶＲ≧ＶＳになれば、発進アシストフラグＦを「０」にリセットし（Ｓ１３）、次に、変速機２のポジションがニュートラル用のポジションと前進用のポジションと後進用のポジションの何れであるかを判別する（Ｓ１４）。そして、前進用のポジションであるときは、切換弁１２を後進位置に切換え（Ｓ１５）、また、後進用のポジションであるときは、切換弁１２を前進位置に切換え（Ｓ１６）、次に、電動モータ６の駆動を停止する（Ｓ１７）。尚、ニュートラル用のポジションであるときは、切換弁１２を切換えずに電動モータ６の駆動を停止する。
【００２０】
上記の如く切換弁１２を切換えると、油圧クラッチ８に給油されなくなり、油圧クラッチ８が解放されて電動モータ６と後輪４Ｌ，４Ｒとの連結が解かれる。かくて、発進後の後輪４Ｌ，４Ｒ側からの逆駆動による電動モータ６の過回転が防止される。
【００２１】
図６は発進アシスト装置５の第２の実施形態を示しており、上記第１実施形態と同様の部材には上記と同一の符号を付している。第２実施形態のものにおける第１実施形態との主たる相違点は、電動モータ６と油圧クラッチ８との間にツーウェイクラッチ２７を介設したことである。
【００２２】
尚、図６に示すものでは、油圧クラッチ８と油圧ポンプ１０との間にツーウェイクラッチ２７を介設しているが、油圧ポンプ１０と電動モータ６との間にツーウェイクラッチ２７を介設しても良い。
【００２３】
ツーウェイクラッチ２７は、図７に示す如く、電動モータ６に連結されるギア６ａに噛合するギア２７０ａを形成した入力部材たるアウタ２７０と、油圧クラッチ８に連結される出力部材たるインナ２７１と、アウタ２７０とインナ２７１との間に、図８に示す如く、周方向に間隔を存して配置した複数のスプラグ２７２と、アウタ２７０の内周に圧入固定した外側リテーナ２７３と、外側リテーナ２７３の内周に、規制ピン２７４ａで規制される所定角度だけ外側リテーナ２７３に対し相対回転自在に配置した内側リテーナ２７４と、内側リテーナ２７４に皿ばね２７５ａによって圧接されるスイッチングプレート２７５とで構成されており、スイッチングプレート２７５の外周に、ギア６ａに噛合するギア２７５ｂを形成している。
【００２４】
図８において時計方向を正転方向とすると、外側リテーナ２７３に対し内側リテーナ２７４が逆転方向に回転変位している図８（Ａ）の状態では、アウタ２７０に対するインナ２７１の正転方向へのオーバー回転が許容され、外側リテーナ２７３に対し内側リテーナ２７４が正転方向に回転変位している図８（Ｂ）の状態では、アウタ２７０に対するインナ２７１の逆転方向へのオーバー回転が許容される。
【００２５】
ギア２７５ｂの歯数はギア２７０ａの歯数よりも所定数（例えば１歯）多くなっており、電動モータ６によりギア６ａを介して図９に実線で示すギア２７０ａを正転方向に回転させると、図９に点線で示すギア２７５ｂが正転しつつギア２７０ａに対し逆転方向に相対回転し、ギア２７０ａに一体のアウタ２７０に固定される外側リテーナ２７３に対し、ギア２７５ｂに一体のスイッチングプレート２７５に摩擦係合する内側リテーナ２７４が逆転方向に回転変位して図８（Ａ）の状態に切換わり、インナ２７１の正転方向へのオーバー回転が許容される。また、電動モータ６によりギア６ａを介してギア２７０ａを逆転方向に回転させたときは、ギア２７０ａに対しギア２７５ｂが正転方向に相対回転して図８（Ｂ）の状態に切換わり、インナ２７１の逆転方向へのオーバー回転が許容される。また、電動モータ６の駆動停止時に、図８（Ａ）の状態でインナ２７１が逆転方向に回転すると、一時的にアウタ２７０も逆転方向に回転するが、この回転に伴うギア２７０ａを介してのギア６ａの回転によりギア２７５ｂがギア２７０ａに対し正転方向に相対回転して図８（Ｂ）の状態に切換わり、以後インナ２７１は逆転方向に自由回転する。電動モータ６の駆動停止時に、図８（Ｂ）の状態でインナ２７１が正転方向に回転したときも、アウタ２７０の一時的な正転方向の回転でギア２７０ａとギア６ａとを介してギア２７５ｂがギア２７０ａに対し逆転方向に相対回転して図８（Ａ）の状態に切換わり、以後インナ２７１は正転方向に自由回転する。
【００２６】
かくて、発進後に電動モータ６の駆動を停止すると、インナ２７１が正逆両方向に自由に回転できるようになり、電動モータ６に対する後輪４Ｌ，４Ｒ側からの逆駆動力の伝達が阻止される。従って、第１実施形態の切換弁１２を設けなくても、発進後の後輪４Ｌ，４Ｒ側からの逆駆動による電動モータ６の過回転が防止される。
【００２７】
油圧ポンプ１０と油圧クラッチ８とを接続する油圧回路１１には、図１０に示す如く、４個のチェック弁１４を組込んだブリッジ回路２８が設けられており、ブリッジ回路２８の吸い込み側にストレーナ１３を接続すると共に、ブリッジ回路３０の吐出側に油圧クラッチ８に連なる油路Ｌ３を接続し、電動モータ６の正逆何れの方向の回転によっても油圧ポンプ１０から油圧クラッチ８に給油されるようにしている。また、油路Ｌ３に、レギュレータ１６を介設した油路Ｌ６と、絞り１８を介設した排油用の油路Ｌ７とを分岐接続し、第１実施形態のものと同様に後輪４Ｌ，４Ｒの駆動トルクが緩やかに立上るようにしている。
【００２８】
また、第２実施形態では切換弁１２が不要になるため、発進アシスト制御は図５のＳ９，Ｓ１１，Ｓ１４，Ｓ１５，Ｓ１６のステップを削除したプログラムに従って行われる。
【００２９】
以上、前輪駆動車両用の発進アシスト装置について説明したが、後輪駆動車両用の発進アシスト装置にも同様に本発明を適用できる。
【００３０】
【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、発進アシスト開始時における従動輪の駆動トルクの急な立上りを防止して、ショックを低減でき、更に、突入電流を低く抑えると共に電動モータに過負荷が作用することを防止して、電力供給システムの低コスト化を図れる。
【図面の簡単な説明】
【図１】  本発明装置の使用例を示す図
【図２】  本発明装置の第１実施形態を示すスケルトン図
【図３】  第１実施形態の油圧回路を示す回路図
【図４】  電動モータの回転数に対する電動モータの出力トルクと油圧クラッチのトルク伝達容量と後輪駆動トルクとの変化を示すグラフ
【図５】  発進アシストの制御プログラムを示すフロー図
【図６】  本発明装置の第２実施形態を示すスケルトン図
【図７】  ツーウェイクラッチの断面図
【図８】  （Ａ）正転時におけるツーウェイクラッチの状態を示す図、（Ｂ）逆転時におけるツーウェイクラッチの状態を示す図
【図９】  ツーウェイクラッチのスイッチングプレート用ギアの噛合状態を示す図
【図１０】  第２実施形態の油圧回路を示す回路面
【符号の説明】
１  エンジン                ３Ｌ，３Ｒ  前輪（駆動輪）
４Ｌ，４Ｒ  後輪（従動輪）                  ５  発進アシスト装置
６  電動モータ                      ８  油圧クラッチ
１０  油圧ポンプ                    １１  油圧回路
１２  切換弁（切換手段）            ２７  ツーウェイクラッチ
【図１】
0003856985.tif 000002
【図２】
0003856985.tif 000003
【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
0003856985.tif 000007
【図７】
0003856985.tif 000008
【図８】
0003856985.tif 000009
【図９】
0003856985.tif 000010
【図１０】
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