JP6424779B2 - パーキングロック機構及びパーキングロック方法 - Google Patents

Description

本発明は、パーキングロック機構及びパーキングロック方法に関する。

従来から、電気自動車等の減速機の駆動を抑止するパーキングロック機構が知られている（例えば、特許文献１参照）。パーキングロック機構は、軸を中心に揺動可能に設けられた揺動部材と、当該揺動部材と一体に設けられ、揺動部材の揺動により減速機のギアに係合可能に設けられた係合部材と、を備え、ギアと係合部材とを係合させることにより、ギアの回転を抑止している。

特開２００６−２１７７２６号公報

パーキングロック機構では、係合部材がギアに係合する位置で揺動部材に当接して揺動部材の揺動を規制する規制部材が設けられており、揺動部材を規制部材に当接させることにより、揺動部材の位置を把握している。この構成では、揺動部材が規制部材に当接したときに、その反動により揺動部材が揺動方向とは逆方向に揺動するおそれがある。この場合、係合部材とギアとが十分に係合しないおそれがある。

本発明によれば、ギアに対して係合部材を確実に係合させることができるパーキングロック機構及びパーキングロック方法を提供することを目的とする。

本発明に係るパーキングロック機構は、軸を中心に揺動可能に設けられた揺動部材と、当該揺動部材と一体に設けられ、揺動部材の揺動によりギアに係合可能に設けられた係合部材と、を有するロック部と、係合部材がギアに係合する位置で揺動部材に当接して揺動部材の揺動を規制する規制部と、揺動部材を揺動させるモータと、モータの駆動を制御する制御部と、を備え、制御部は、ギアに係合部材が係合するようにモータの駆動を制御して揺動部材を一方向に揺動させ、揺動部材と規制部とが当接した場合にモータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過した場合に、揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御する。

このパーキングロック機構では、制御部は、揺動部材と規制部とが当接した場合にモータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過したと判断すると、揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御する。これにより、パーキングロック機構では、揺動部材が規制部に当接したときの反動で揺動部材が一方向とは反対の他方向に揺動したとしても、所定時間の経過後に揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御するため、規制部と当接する位置で揺動部材を停止させることができる。そのため、揺動部材に設けられた係合部材は、ギアと係合する位置で停止する。したがって、パーキングロック機構では、ギアに対して係合部材を確実に係合させることができる。

一実施形態においては、制御部は、所定時間が経過したときにモータを駆動させるための電流値を、揺動部材を規制部に当接させるときにモータを駆動させるための電流値よりも小さくしてもよい。揺動部材を一方向に揺動させるための駆動力が大き過ぎると、揺動部材と規制部とが再度当接するおそれがある。そこで、パーキングロック機構では、モータを駆動させるための電流値を小さくすることで、揺動部材と規制部とが当接したときの反動に抗するために適切な駆動力をモータにより実現できる。その結果、係合部材を、ギアと係合する位置で停止させることができる。

一実施形態においては、モータは三相モータであり、制御部は、所定時間が経過したときにモータを駆動させる場合には、三相のうちの一相に電流を供給させてもよい。このように、三相モータにおいて一相のみに電流を供給することにより、揺動部材と規制部とが当接したときの反動に抗するために適切な駆動力をモータにより実現できる。その結果、係合部材を、ギアと係合する位置で停止させることができる。

本発明のパーキングロック方法は、軸を中心に揺動可能に設けられた揺動部材と、当該揺動部材と一体に設けられ、揺動部材の揺動によりギアに係合可能に設けられた係合部材と、を有するロック部と、係合部材がギアに係合する位置で揺動部材に当接して揺動部材の揺動を規制する規制部と、揺動部材を揺動させるモータと、モータの駆動を制御する制御部と、を備えるパーキングロック機構におけるパーキングロック方法であって、制御部によって、ギアに係合部材が係合するようにモータの駆動を制御して揺動部材を一方向に揺動させ、揺動部材と規制部とが当接した場合にモータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過した場合に、揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御する。

このパーキングロック方法では、制御部によって、ギアに係合部材が係合するようにモータの駆動を制御して揺動部材を一方向に揺動させ、揺動部材と規制部とが当接した場合にモータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過したと判断すると、揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御する。これにより、パーキングロック方法では、揺動部材が規制部に当接したときの反動で揺動部材が一方向とは反対の他方向に揺動したとしても、所定時間の経過後に、揺動部材が一方向に揺動するようにモータの駆動を制御する。そのため、パーキングロック方法では、規制部と当接する位置で揺動部材を停止させることができる。そのため、揺動部材に設けられた係合部材は、ギアと係合する位置で停止する。したがって、パーキングロック方法では、ギアに対して係合部材を確実に係合させることができる。

本発明によれば、ギアに対して係合部材を確実に係合させることができる。

図１は、一実施形態に係るパーキングロック機構の構成を示す図である。 図２は、揺動部材と規制部との位置関係を示す図である。 図３は、パーキングロック機構の構成を示すブロック図である。 図４は、モータに供給される電流と時間との関係を示す図である。 図５は、制御部の動作を説明するフローチャートである。 図６は、他の実施形態に係るパーキングロック機構において、モータに供給される電流と時間との関係を示す図である。

以下、添付図面を参照して、本発明の好適な実施形態について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一又は相当要素には同一符号を付し、重複する説明は省略する。

図１は、一実施形態に係るパーキングロック機構の構成を示す図である。図１に示されるパーキングロック機構１は、電気自動車等の車両のインホイールモータの出力軸を機械的に固定するものである。パーキングロック機構１は、例えば、インホイールモータ内の減速機内の出力軸に固定されたギア１００の回転を抑止する。図１〜図３に示されるように、パーキングロック機構１は、ロック部３と、規制部５と、モータ７と、制御部９と、を備えている。

ロック部３は、ギア１００の回転を抑止する。ロック部３は、揺動部材１０と、係合部材１２と、を備えている。揺動部材１０は、例えば、台形状を呈している。揺動部材１０は、一端部側（幅寸法が小さい側）がモータ７の出力軸７ａに固定されている。揺動部材１０は、出力軸７ａを中心に揺動可能に設けられている。

係合部材１２は、揺動部材１０に固定されており、揺動部材１０と一体に設けられている。係合部材１２は、揺動部材１０の揺動に同期して動く。係合部材１２は、ギア１００に係合可能に設けられている。具体的には、係合部材１２は、本体部１２ａと、係合部１２ｂと、を有している。本体部１２ａは、長尺状の部材であり、一端部が揺動部材１０に固定されている。係合部１２ｂは、本体部１２ａの他端部に設けられている。係合部１２ｂは、例えば、その延在方向が本体部１２ａの延在方向に直交するように、本体部１２ａに設けられている。すなわち、係合部材１２は、略Ｌ字形状を呈している。係合部１２ｂは、揺動部材１０の揺動に応じて、ギア１００の歯１０２と歯１０２との間に進入してギア１００と係合する。

規制部５は、ロック部３の揺動部材１０の揺動を規制する。図２に示されるように、規制部５は、第１規制部材１４と、第２規制部材１６と、を有している。第１規制部材１４と第２規制部材１６とは、揺動部材１０の揺動範囲を規制する。第１規制部材１４は、揺動部材１０が一方向（本実施形態では反時計回り方向）に揺動したときに、揺動部材１０の揺動を規制する。第１規制部材１４は、係合部材１２がギア１００に係合する位置で揺動部材１０に当接して揺動部材１０の揺動を規制する。第１規制部材１４は、揺動部材１０の一側面１０ａに当接することにより、揺動部材１０の揺動を規制する。

第２規制部材１６は、揺動部材１０が一方向とは反対の他方向（本実施形態では時計回り方向）に揺動したときに、揺動部材１０の揺動を規制する。第２規制部材１６は、係合部材１２がギア１００との係合が解除された位置で揺動部材１０に当接して揺動部材１０の揺動を規制する。第２規制部材１６は、揺動部材１０の他側面１０ｂに当接することにより、揺動部材１０の揺動を規制する。第１規制部材１４及び第２規制部材１６は、モータケース（図示せず）に固定されている。

モータ７は、揺動部材１０を揺動させる駆動源である。本実施形態では、モータ７は、三相（Ｖ相、Ｕ相、Ｗ相）のモータである。モータ７は、出力軸７ａが揺動部材１０の一端部に固定されている。モータ７は、制御部９により駆動が制御される。

制御部９は、モータ７の駆動を制御する。制御部９は、ＣＰＵ（CentralProcessing Unit）、ＲＯＭ（Read Only Memory）、ＲＡＭ（Random Access Memory）、ハードディスクなどで構成さている。制御部９では、ＲＯＭに記憶されているプログラムをＲＡＭにロードし、ＣＰＵで実行することで、各種の処理を実行する。

制御部９は、モータ７への電流の供給を制御することにより、モータ７の駆動（トルク）を制御する。具体的には、制御部９は、インバータ１８（図３参照）に供給する直流電力において電流値を制御する。インバータ１８は、電源から供給された直流電力を互いに１２０°位相の異なる交流電力に変換してモータ７に出力する。

制御部９は、インホイールモータの減速機内の出力軸の回転の停止を指示する信号を例えばＥＣＵ（Electric Control Unit）から出力される停止信号に基づいて、モータ７の駆動を制御する。制御部９は、停止信号を受け取ると、ギア１００に係合部材１２が係合するようにモータ７の駆動を制御して揺動部材１０を一方向に揺動させる。具体的には、制御部９は、モータ７の二相に交流電力が供給されるように制御する。このとき、図４に示されるように、モータ７に対して供給される電流の電流値は、第１電流値Ｓ１である。

制御部９は、モータ７の駆動を制御して揺動部材１０を揺動させた後、揺動部材１０と第１規制部材１４とが当接した場合には、モータ７の駆動を停止させる。具体的には、制御部９は、モータ７の出力軸７ａの回転を検出する検出部２０（図３参照）から出力される信号に基づいて、揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したことを取得する。検出部２０は、例えば、エンコーダである。検出部２０は、出力軸７ａの回転（回転速度、位置）を検出し、その回転に応じた信号を制御部９に出力する。制御部９は、検出部２０から出力された信号において、モータ７の出力軸７ａの回転が停止していることを示している場合（例えば、回転を示す信号が「０」となった場合）には、揺動部材１０と第１規制部材１４とが当接していると判断し、モータ７の駆動を停止させる。

制御部９は、モータ７の駆動を停止させてから所定時間が経過した場合に、揺動部材１０が一方向に揺動するようにモータ７の駆動を制御する。具体的には、制御部９は、図４に示されるように、モータ７の動作を停止させた時間を「ｔ０」とすると、時間ｔ０から第１所定時間ｔ１が経過したか否かを判断する。第１所定時間ｔ１は、ロック部３及び規制部５の構成に応じて適宜設定される時間である。

制御部９は、時間ｔ０から第１所定時間ｔ１が経過したと判断した場合には、揺動部材１０が一方向（本実施形態では反時計回り方向）に揺動するようにモータ７の駆動を制御する。具体的には、制御部９は、モータ７の一相に交流電力が供給されるように制御する。このとき、図４に示されるように、モータ７に対して供給される電流の電流値は、第２電流値Ｓ２である。第２電流値Ｓ２は、一定値であり、第１電流値Ｓ１の約半分である。なお、揺動部材１０が一方に揺動するようにモータ７の駆動を制御部９が制御した結果、揺動部材１０が一方向に揺動しなくてもよい。揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したときの反動により揺動部材１０が一方向とは逆方向の他方向に揺動しようとするときに、揺動部材１０が一方向に揺動するようにモータ７の駆動を制御し、反動に抗する方向への力を作用させた結果、揺動部材１０が揺動せずに停止した状態となる場合がある。すなわち、揺動部材１０が一方向に揺動するようにモータ７を制御部９によって制御した場合であっても、実際に揺動部材１０が揺動しない場合もあり得る。

制御部９は、モータ７の駆動を再開させてから第２所定時間ｔ２が経過したか否かを判断する。具体的には、制御部９は、第１所定時間ｔ１から第２所定時間ｔ２が経過したか否かを判断する。第２所定時間ｔ２は、ロック部３及び規制部５の構成に応じて適宜設定される時間である。制御部９は、第１所定時間ｔ１から第２所定時間ｔ２が経過したと判断した場合には、モータ７の駆動を停止させる。

続いて、制御部９の動作（パーキングロック方法）について、図５を参照して説明する。図５は、制御部９の動作を説明するためのフローチャートである。

図４に示されるように、制御部９は、揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したか否かを、検出部２０から出力された信号に基づいて判断する（ステップＳ０１）。制御部９は、揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したと判断した場合には、図５に示されるように、モータ７への電流の供給を停止し、モータ７の駆動を停止させる（ステップＳ０２）。一方、制御部９は、揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したと判断しなかった場合には、ステップＳ０１の処理を繰り返す。

続いて、制御部９は、モータ７の駆動を停止させてから、第１所定時間ｔ１が経過したか否かを判断する（ステップＳ０３）。制御部９は、第１所定時間ｔ１が経過したと判断した場合には、モータ７を再度駆動させる（ステップＳ０４）。一方、制御部９は、第１所定時間ｔ１が経過したと判断しなかった場合には、第１所定時間ｔ１が経過するまで、同処理を繰り返す。

制御部９は、モータ７を駆動させてから（モータ７への電流の供給を開始してから）、第２所定時間ｔ２が経過したか否かを判断する（ステップＳ０５）。制御部９は、第２所定時間ｔ２が経過したと判断した場合には、モータ７への電流の供給を停止し、モータ７の駆動を停止させる（ステップＳ０６）。一方、制御部９は、第２所定時間ｔ２が経過したと判断しなかった場合には、第２所定時間ｔ２が経過するまで、同処理を繰り返す。

以上説明したように、本実施形態に係るパーキングロック機構１は、制御部９は、揺動部材１０と第１規制部材１４とが当接した場合にモータ７の駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過したと判断すると、揺動部材１０が一方向に揺動するようにモータ７の駆動を制御する。これにより、パーキングロック機構１では、揺動部材１０が第１規制部材１４に当接したときの反動で揺動部材１０が一方向とは反対の他方向に揺動したとしても、所定時間の経過後に揺動部材１０が一方向に揺動するようにモータ７の駆動を制御するため、第１規制部材１４と当接する位置で揺動部材１０を停止させることができる。そのため、揺動部材１０に設けられた係合部材１２は、ギア１００と係合する位置で停止する。したがって、パーキングロック機構１では、ギア１００に対して係合部材１２を確実に係合させることができる。

本実施形態では、モータ７は三相モータである。制御部９は、第１所定時間ｔ１が経過したときにモータ７を駆動させる場合には、三相のうちの一相に電流を供給させる。揺動部材１０を一方向に揺動させるための駆動力が大き過ぎると、揺動部材１０と第１規制部材１４とが再度当接するおそれがある。そこで、パーキングロック機構１では、三相のモータ７において一相のみに電流を供給することにより、揺動部材１０と第１規制部材１４とが当接したときの反動に抗するために適切な駆動力をモータ７により実現できる。その結果、係合部材１２を、ギア１００と係合する位置で停止させることができる。

本発明は、上記実施形態に限定されない。例えば、上記実施形態では、揺動部材１０と第１規制部材１４とが当接したことを、出力軸７ａの回転を検出する検出部２０の出力信号に基づいて取得しているが、揺動部材１０と第１規制部材１４との当接は他の手段によって取得されてもよい。検出部としては、例えば、揺動部材１０と第１規制部材１４との当接を機械的又は光学的に検出するものであってもよい。

上記実施形態では、制御部９は、図５に示されるように、第１所定時間ｔ１から第２所定時間ｔ２にわたって一定の第２電流値Ｓ２の電流が供給されるように制御している。しかし、図６に示されるように、制御部９は、第１所定時間ｔ１から第２所定時間ｔ２にわたって、電流値が徐々に小さくなるように制御してもよい。

上記実施形態では、揺動部材１０が台形状を呈しており、係合部材１２が略Ｌ字形状を呈している形態を一例に説明したが、揺動部材１０及び係合部材１２の形状はこれに限定されない。揺動部材１０及び係合部材１２の形状は、設計に応じて適宜設定されればよい。

上記実施形態では、モータ７が三相モータである形態を一例に説明したが、モータの形態はこれに限定されない。

１…パーキングロック機構、３…ロック部、５…規制部、７…モータ、９…制御部、１０…揺動部材、１２…係合部材、１４…第１規制部材（規制部）。

Claims (4)

1. 軸を中心に揺動可能に設けられた揺動部材と、当該揺動部材と一体に設けられ、前記揺動部材の揺動によりギアに係合可能に設けられた係合部材と、を有するロック部と、
   前記係合部材が前記ギアに係合する位置で前記揺動部材に当接して前記揺動部材の揺動を規制する規制部と、
   前記揺動部材を揺動させるモータと、
   前記モータの駆動を制御する制御部と、を備え、
   前記制御部は、前記ギアに前記係合部材が係合するように前記モータの駆動を制御して前記揺動部材を一方向に揺動させ、前記揺動部材と前記規制部とが当接した場合に前記モータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過した場合に、前記揺動部材が前記一方向に揺動するように前記モータの駆動を制御する、パーキングロック機構。
2. 前記制御部は、前記所定時間が経過したときに前記モータを駆動させるための電流値を、前記揺動部材を前記規制部に当接させるときに前記モータを駆動させるための電流値よりも小さくする、請求項１に記載のパーキングロック機構。
3. 前記モータは三相モータであり、
   前記制御部は、前記所定時間が経過したときに前記モータを駆動させる場合には、三相のうちの一相に電流を供給させる、請求項１又は２に記載のパーキングロック機構。
4. 軸を中心に揺動可能に設けられた揺動部材と、当該揺動部材と一体に設けられ、前記揺動部材の揺動によりギアに係合可能に設けられた係合部材と、を有するロック部と、
   前記係合部材が前記ギアに係合する位置で前記揺動部材に当接して前記揺動部材の揺動を規制する規制部と、
   前記揺動部材を揺動させるモータと、
   前記モータの駆動を制御する制御部と、を備えるパーキングロック機構におけるパーキングロック方法であって、
   前記制御部によって、前記ギアに前記係合部材が係合するように前記モータの駆動を制御して前記揺動部材を一方向に揺動させ、前記揺動部材と前記規制部とが当接した場合に前記モータの駆動を停止させて、当該停止から所定時間が経過した場合に、前記揺動部材が前記一方向に揺動するように前記モータの駆動を制御する、パーキングロック方法。

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