(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車において、
電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するものであって、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行うことを特徴とする電気自動車の駆動装置。
【請求項２】
前記駆動ユニットにおける変速がシフトアップの場合は、前記回転信号のうち遅い回転に基づくものが採用され、また、シフトダウンの場合は、前記回転信号のうち速い回転に基づくものが採用されることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動装置。
【請求項３】
走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設け、前記回転速度センサのいずれか１つの信号で前記各駆動ユニットの制御が同時に行われることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動装置。
【請求項４】
走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設けるとともに、前記回転速度センサからの速度情報の平均値を求める演算手段を設け、更に、前記演算手段により求められた平均値と前記各回転速度センサからの速度情報を比較処理する速度比較処理手段を設け、この速度比較処理手段において、前記走行速度の平均値から、最も異なる値が削除される処理がなされることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動装置。
【請求項５】
前記モータが消費する電流を検出するモータ消費電流検出手段を設けるとともに、当該モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を設け、更に、これら検出された電流と回転数を演算して比較し判定する比較判定手段を設け、前記比較判定手段により走行輪がスリップしていると判断されたときは、当該駆動ユニットにおける走行速度検出手段からの回転信号がキャンセルされることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動装置。
【請求項６】
前記駆動ユニットの駆動が、自動変速モードとマニュアル操作モードとに択一的に選択可能に設けられていることを特徴とする請求項１記載の電気自動車の駆動装置。
【請求項７】
バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車の制御方法において、
電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するようにし、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行うものであって、ギアチェンジ中は、モータの出力トルクを零乃至極小とし、ギアチェンジが終了した後に再びモータの出力トルクを発生するようにしたことを特徴とする電気自動車の制御方法。
【請求項８】
手動操作が行われているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するようにしたことを特徴とする請求項７記載の電気自動車の制御方法。
【請求項９】
車両が停止しているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するようにしたことを特徴とする請求項７記載の電気自動車の制御方法。
【請求項１０】
ギアチェンジするときに、噛み合いギアに速度差を設けたことを特徴とする請求項７記載の電気自動車の制御方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータを搭載した電気自動車に関するもので、より詳細には、電気自動車の駆動装置及びその制御方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
近時、ガソリン自動車等の内燃式エンジン車両に代替する次世代車両として、走行用モータを用いる電気自動車が注目されている。クリーンな電気エネルギーを用いる電気自動車は、大気汚染の要因の７０％内外を占めるという内燃式エンジン自動車の有害な排気ガスや騒音等の環境問題を根本的に解決でき、また、石油等の化石燃料の資源寿命を倍以上に延ばすことができるといわれている。
【０００３】
電気自動車は、従来のガソリン自動車と同様に、緩衝装置を介して車体に懸架された走行輪を備えて、モータを駆動源とした動力伝達装置により回転駆動され、そして、モータは、電気動力部から電力が供給されている。
【０００４】
この電気動力部は、複数の蓄電池を用いたバッテリ電源部、電力を安定化して供給する電源回路部、走行用のモータ、モータの駆動出力を直接制御するモータ駆動回路、モータ駆動回路に動作指令等を出力する総合制御回路部を備えて構成されている。そして、前記モータから生じるモータ駆動力は、従来のように動力伝達装置を介して走行輪に伝達され、車両を走行させている。
【０００５】
このような動力伝達装置としては、図１３に示すように、従来のガソリン車に利用されていたものを用いて、エンジンの代わりに単一の走行用モータ５２を配設したものが知られている。この電気自動車５０の動力伝達装置５１は、車体前方に設置されたモータ５２に直結される変速機５３と、変速機５３に接続され車体後方に駆動力を伝達するプロペラシャフト５４と、後方の左右輪５５，５５が接続された後輪軸５６に駆動力を分配するデファレンシャルギア５７とから構成され、変速機５３によりモータ出力を減速して、後方の車輪５５，５５を回転駆動している。また、変速機５３を省略して、プロペラシャフト５４にモータ５２を直結したものや、更に、プロペラシャフト５４も省略して、デファレンシャルギア５７にモータ５２を直結して一体化したものも知られている。
【０００６】
また、これらの減速機及び伝達機構を省略し、左右輪の中に、それぞれモータを組み込み、このモータにより左右輪を直接的に回転駆動するダイレクト・ドライブ化したもの等も知られている。
【０００７】
更に、このような電気自動車のブレーキは、従来のガソリン車と異なり、通常の機械的なブレーキに加えて、回生ブレーキを用いるのが一般的である。この回生ブレーキとは、ブレーキが作動した車両の減速時に、走行用モータを一時的に発電機として用い、このモータ発電により、車両が減速するために削減すべき運動エネルギーを電気エネルギーに変換し、更に、この得られた電気エネルギーを蓄電池に回収するように構成されている。
【０００８】
従って、このような回生ブレーキによれば、物理的な接触による摩擦制動力を用いる機械的なブレーキに比べて、非接触、電磁的な制動力を利用しているので、摩擦制動時の発熱によるブレーキ力の低下や、摩耗による性能低下を回避でき、ブレーキ装置としての信頼性と耐久性が向上している。また、この回生ブレーキによって、原理的にモータによる加速性能と同程度の減速性能を得ることができるのみならず、電気的な制御により、モータ発電量を制御できるので、回生ブレーキ力も任意に設定制御することができる。
【０００９】
【発明が解決しようとする課題】
ところが、一般の電気自動車においては、通常は単一の走行用モータを用いてモータ駆動力を機械的な伝達機構を用いて各輪に分配しているので、伝達機構を構成する変速機、プロペラシャフト、デファレンシャル・ギア等が大型化する不都合があった。また、これらの回転部分の慣性モーメントが大きいので、加速に要するエネルギが大きくなり、モータ駆動力の伝達効率が低下してしまう。
【００１０】
また、これらに多くの車体スペースが占有されるので、車の外観等に悪影響を与え車体設計の自由度が制約されてしまうという不都合もあった。
【００１１】
更に、ダイレクト・ドライブ化したものは、変速機を備えていないので、車両が走行する広い走行速度範囲に応じて、モータ低効率領域を用いることになり、モータ効率が低下する不具合があった。特に、車両の低速走行時には、この傾向が著しく、大出力のモータが必要となるので、モータが大型化して、総体的な性能が低下してしまう。
【００１２】
また更に、変速機を備えた車両においては、この変速機を変速動作させるために、車両の走行速度を的確に検出することが必要であり、この走行速度は、走行輪の回転速度から得るようにしているのが一般に行われている。ところが、走行状況によっては、走行輪のタイヤスリップが生じるので、この走行輪の回転速度に基づいて、実際の走行速度を判別することは困難な場合が生じていた。
【００１３】
そこで、本発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータを搭載した電気自動車において、モータ駆動力の伝達効率が向上し、車体設計の自由度が増加し、モータ効率の低下を回避でき、小型モータを使用することの可能な駆動ユニット及びその制御方法を提供することを目的としている。
【００１８】
【課題を解決するための手段】
本願第１請求項に記載した発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車において、電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するものであって、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行う構成の電気自動車の駆動装置である。
【００１９】
このように構成すると、悪路、天候等の影響による路面状況の変化や、タイヤの空気バランスの崩れに起因して、複数の駆動ユニットから、それぞれ、得られる走行速度が異なっている場合も、ある１つの速度信号を基準にして、全駆動ユニットを同時にギアチェンジ動作させることにより、安定した動作が行えるので、十分な安全性を確保することができる。
【００２０】
更に、全駆動ユニットのギアチェンジを同時に開始し、また、全駆動ユニットのギアチェンジ終了後に、全駆動ユニットの出力動作を再開するので、ギアチェンジ前後での、走行バランスが崩れることを防止することができる。また、変速機に電磁式クラッチを具備している場合は、従来の自動変速機における機械式クラッチに必須な油圧アクチュエータ等の付属装置が不要となるので、装置として小型・軽量化でき、また、電磁式クラッチによる変速動作が電気信号により直接的に行われるので、当該変速動作を走行用モータの回転タイミング等のようなモータ駆動制御と協調動作させることができる。
【００２１】
本願第２請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、駆動ユニットにおける変速がシフトアップの場合は、前記回転信号のうち遅い回転に基づくものが採用され、また、シフトダウンの場合は、前記回転信号のうち速い回転に基づくものが採用される構成の電気自動車の駆動装置である。
【００２２】
すなわち、シフトアップの場合つまり低速用のギア位置から高速用のギア位置に切り換える場合は、車両が加速中であり、回転している走行輪の速い方が、過回転によりスリップしていると見なせるので、これらの中から遅い走行速度を選択するようにし、また、シフトダウンの場合つまり高速用のギア位置から低速用のギア位置に切り換える場合は、車両が減速中であり、回転している走行輪の遅い方が、タイヤロック等により路面に対して追従回転できずにスリップしていると見なせるので、速い走行速度を選択するようにしている。従って、実際の走行状況に適う正確な制御がなされるので、走行が円滑化されるとともに、安全性を確保することができる。また、検出された複数の走行速度が異なる場合には、遅い方の走行速度によりシフトアップ判定し、速い方の走行速度によりシフトダウン判定することとなり、シフトアップ及びシフトダウンの判定時に、異なる基準を設けていることになり、よりギアチェンジ動作のヒステリシス特性を強化して確保することができる。
【００２５】
本願第３請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設け、前記回転速度センサのいずれか１つの信号で前記各駆動ユニットの制御が同時に行われる構成の電気自動車の駆動装置である。
【００２６】
従って、より多数の速度情報を得ることにより、速度情報の正確度を高めることができるので、ギアチェンジ判定の信頼性も向上でき、安定した制御動作が可能となり、十分な安全性を確保することができる。
【００２７】
本願第４請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設けるとともに、前記回転速度センサからの速度情報の平均値を求める演算手段を設け、更に、前記演算手段により求められた平均値と前記各回転速度センサからの速度情報を比較処理する速度比較処理手段を設け、この速度比較処理手段において、前記走行速度の平均値から、最も異なる値が削除される処理がなされる構成の電気自動車の駆動装置である。
【００２８】
すなわち、４つの走行輪から得られる走行速度データのうち、これらの平均値から最も離れた異常値を削除していることにより、走行輪の１つが何等かの状況又は理由により正常な回転状態より大きく逸脱しても、この走行輪に基づいた異常な走行速度値が除去され、この異常値によってギアチェンジ判定することが防止され、速度検出の信頼性を向上することができる。また、このように異常値を削除した後に、車両をシフトアップ及びシフトダウンする走行状況に応じて、タイヤスリップしていないと予想できる最も信頼できる値を選択して、ギアチェンジ判定することができ、これらの結果、正確なギアチェンジ判定が行えて、車両の走行性能と安全性をより向上することができる。
【００２９】
本願第５請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、前記モータが消費する電流を検出するモータ消費電流検出手段を設けるとともに、当該モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を設け、更に、これら検出された電流と回転数を演算して比較し判定する比較判定手段を設け、前記比較判定手段により走行輪がスリップしていると判断されたときは、当該駆動ユニットにおける走行速度検出手段からの回転信号がキャンセルされる構成の電気自動車の駆動装置である。
【００３０】
このように、モータ消費電流と、このモータ消費電流によるモータ回転数とが不整合となっていることを検出し、スリップが生起していると判別していることにより、専用のスリップ検出用の機器を用いずにセンサレスにスリップ判別することができるので、走行信頼性を向上することができる。
【００３１】
また、運転者の操作ミスや走行環境条件が原因となったスリップだけではなく、電力供給系や制御回路系の障害が原因となったスリップを判別でき、安全性を向上することができる。更に、これらの両者の系が、同時に障害を起こした場合や、両者が同時に不調動作した複合的な原因による障害が生起した場合にも、判別処理できるので、より一層確実に安全性を確保することができる。
【００３２】
本願第６請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、前記駆動ユニットの駆動が、自動変速モードとマニュアル操作モードとに択一的に選択可能に設けられている構成の電気自動車の駆動装置である。
【００３３】
このように構成すると、マニュアル操作モードにおいては、変速動作に運転者の意向を確実に反映できるので、運転操作感を楽しんだり、スポーツ走行に対応することができる。また、自動変速モードがプログラムソフト的に又は機能的に不調な場合や、走行環境状況に適合できなくなった場合にも、このマニュアル・モードにより対応することができる。
【００３６】
本願第７請求項に記載した発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車の制御方法において、電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するようにし、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行うものであって、ギアチェンジ中は、モータの出力トルクを零乃至極小とし、ギアチェンジが終了した後に再びモータの出力トルクを発生するように構成した電気自動車の制御方法である。
【００３７】
このように、モータを、その直前の回転速度を維持する回転維持状態や、モータ供給電力をカットしたフリーラン状態にして、モータからの出力トルクを零乃至極小にすることにより、噛み合い接続の解除及び爾後の接続を行いやすくしている。従って、ギアチェンジ時のショック発生を可及的に排除することができる。また、噛み合い解除及び接続がスムーズになされるので、各駆動ユニット間の駆動バランスが崩れることなく走行することができる。
【００３８】
本願第８請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、手動操作が行われているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するように構成した電気自動車の制御方法である。
【００３９】
従って、ある単独の駆動ユニットがギアチェンジを終了した場合には、即座に、その駆動ユニットから出力動作するように構成されているので、他の駆動ユニットのクラッチ動作が不能となって、モータ駆動力の伝達が不可能な場合にも、正常に動作可能な駆動ユニットにより応急的な走行が可能となる。すなわち、少なくとも単独の駆動ユニットさえ稼働できれば、車両が走行機能を完全に喪失することを防止できるので、安全性を向上することができる。
【００４０】
本願第９請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、車両が停止しているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するようにした構成の電気自動車の制御方法である。
【００４１】
このように構成すると、車両が停止状態から発進する場合に、ある単独の駆動ユニットがクラッチ接続を完了すると、その駆動ユニットが出力動作して、僅かでも車両が動くので、接続未了の他の駆動ユニットの接続及び被接続クラッチ同志に回転格差が生じ、そのクラッチの噛み合い接続をしやくすることができ、迅速な発進が可能になるとともに、発進時のクラッチ接続性能を向上することができる。
【００４２】
本願第１０請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、ギアチェンジするときに、噛み合いギアに速度差を設けた構成の電気自動車の制御方法である。
【００４３】
このように、噛み合わせるギア間に速度差を設けているので、噛み合い接続の確実性を向上することができる。
【００４８】
【発明の実施の形態】
以下に、本発明を図１ないし図１２に示す各具体例に基づいて説明する。各具体例の電気自動車は、図１に示すように、電気自動車の一種である電動４輪車を例に採って説明するものである。また、ここに説明する電動４輪車の基本的な構成は、後述する各具体例においても同一のものが用いられる。
【００４９】
この電気自動車１は、従来の内燃式エンジン駆動によるガソリン車と同様に、車体２の前後に、車体メインフレームに懸架された走行輪、すなわち前輪４及び後輪５を備え、この前輪４はハンドル６によって操舵される。後輪５は、従来のものと異なり、それぞれ独立した、走行用のモータ７を備えた駆動ユニット８によって回転駆動される。また、これらの駆動ユニット８の中間には、駆動ユニット８の動作を制御する制御部１０が設けられるとともに、車体２の中央には、電気動力部１１が搭載される。この電気動力部１１から、前記駆動ユニット８及び制御部１０に電力が供給される。
【００５０】
前記電気動力部１１は、主にバッテリ電源１２により構成され、図示を省略した残存容量計、電源回路等を備えている。このバッテリ電源１２は、車体にブラケットを介して固定された蓄電池群１２ａ，１２ａを備えて構成され、これらの蓄電池群１２ａは、電力の伝達ロスが十分に小さいケーブルを用いて、所定の電圧が得られるように直列に接続されている。
【００５１】
前記駆動ユニット８は、図２に示すように、主に走行用モータ７、変速装置１３を備えて構成され、この走行用モータ７の出力を、走行状況に応じて２速又は１速の変速動作モードに選択する変速装置１３を介して、後輪５に伝達している。また、この駆動ユニット８は、車体２に図示を省略した緩衝装置を介して、取付けられている。尚、図示を省略したが、モータ７と変速装置１３は密閉ケースに収納され、ケース内部には、潤滑剤が充填されている。
【００５２】
前記走行用モータ７は、耐久性及び信頼性に優れた大出力のＤＣブラシレスモータであり、後輪５が結合された車軸５ａと同様に、そのモータ出力軸７ａを水平にして搭載されている。また、このモータ７のモータ出力軸７ａ近傍には、ホール素子等を用いた非接触式の回転速度センサ７ｂが配設されている。この速度センサ７ｂにより、モータ出力軸７ａの回転速度を検出して制御部１０に出力する。このモータ回転速度は、後述する各種の制御に用いられる。
【００５３】
尚、本例においては、走行用モータ７として、ＤＣブラシレスモータを用いたが、これに限らず、一般的なＤＣモータや、誘導モータを用いてもよい。
【００５４】
また、モータの回転速度センサは、走行用モータとして、このようにＤＣブラシレスモータが用いられている場合には、モータ回転制御用にモータに予め備えられているエンコーダ等の回転位置検出手段を流用しても良く、また、位置センサレスなブラシレスモータの場合には、転流制御用の信号から回転速度を得ることができるので、いずれにしても構造的な簡素化を図ることができる。
【００５５】
前記変速装置１３は、駆動輪となる走行輪（本例では後輪５）に直結された車軸５ａに、スプライン結合されたドグクラッチ１４を、１速回転ギア１５及び２速回転ギア１６のどちらかに、択一的に機械的な噛み合い接続させることにより、高効率的にモータ出力を、１速又は２速の減速比により減速して、走行輪である後輪５に伝達するようにしている。
【００５６】
すなわち、モータ出力ギア７ｃに中間ギア１９が噛合し、この中間ギア１９と同軸に１速減速ギア１７並びに２速減速ギア１８が固着され、ギア１７に前記１速回転ギア１５が、また、ギア１８に２速回転ギア１６が噛合する。これらの１速減速ギア１７と１速回転ギア１５、及び、２速減速ギア１８と２速回転ギア１６との間に設定されたギア比により、モータ回転出力が所定出力に減速される。
【００５７】
従って、車両が低速走行する場合は、比較的高減速比にて減速駆動される１速回転ギア１５にドグクラッチ１４を噛み合い接続させることにより、モータ７を通常回転させて、このモータ出力を高減速して効率良く車軸５ａに伝達することができる。これにより、モータ７を極度に低速回転させずに、モータ性能を良好に発揮することができる。
【００５８】
また、車両が高速走行する場合は、低減速比の２速回転ギア１６にドグクラッチ１４が噛み合い接続され、モータ７の高回転出力を効率良く、車軸５ａから走行輪（後輪５）へ伝達される。
【００５９】
前記ドグクラッチ１４は、車軸５ａの長手方向に刻設されたスプライン溝に、内周孔に設けられた凸部が嵌合し、該車軸５ａの長手方向にスライド移動可能に設けられている。このドグクラッチ１４は、噛み合いクラッチの一種であり（ジョークラッチ）、ドグクラッチ１４の軸方向の両側面には、車軸５ａを中心とする円周上に、間欠的に設けられた角形突起形状のクラッチ歯１４ａ，１４ａが設けられている。これに対向する１速／２速回転ギア１５，１６の側面には、同様に間欠的な角形突起形状のクラッチ歯１５ａ，１５ａ，１６ａ，１６ａが設けられている。これらの歯１４ａ，１５ａ，１６ａの軸方向の断面形状は、四角形状に形成され、ある一組みの噛み合い接続後には、両者間に軸方向のスラスト力が発生することを防止して、噛み合いを維持するための押圧力を不要にしている。
【００６０】
更に、ドグクラッチ１４の軸方向のスライド駆動は、電磁力を用いた３位置型の永久磁石式アクチュエータ２０により行われ、このアクチュエータ２０は、後述するクラッチ駆動回路２６に接続され、クラッチ駆動回路２６によりスライド駆動動作が制御されている。従って、ドグクラッチ１４を、１速／２速回転ギア１５，１６のどちらにも噛み合わない中立位置に位置させたり、選択した１速又は２速回転ギア１５，１６に接続する位置まで移動できるようしている。
【００６１】
すなわち、このアクチュエータ２０は、ドグクラッチ１４の外周に固着され、主としてリング状の永久磁石２１ａにより構成されたクラッチ可動部２１と、この外周の駆動ユニット８側に固定され、主として駆動コイル２２ａにより構成されたクラッチ駆動部２２とから構成され、このクラッチ可動部２１の永久磁石２１ａは、軸方向に所定のＮ／Ｓ極に着磁されている。
【００６２】
そして、この駆動コイル２２ａに所定方向への通電電流を供給することにより、軸方向に所定のＮ／Ｓ極を有する電磁磁界を生成し、この生成磁場によって、クラッチ可動部２１の永久磁石２１ａに電磁的な反発／吸引力を作用させて、任意方向にスライド移動させ、また、通電を停止することにより、その移動位置で停止させることができるようにしている。従って、このクラッチ可動部２１が固着されたドグクラッチ１４を、２速位置、中立位置、１速位置のいずれかに移動させてその位置で停止させることができる。
【００６３】
また、このようにドグクラッチ１４の動作は、電磁力により行われるので、走行用モータ７と電気的な連係動作が可能に設けられている。すなわち、クラッチ可動部２１からの電磁力によって、選択した１速又は２速回転ギア１５，１６側に、ドグクラッチ１４を含めたクラッチ可動部２１を移動させ、このドグクラッチ１４を、１速回転ギア１５又は２速回転ギア１６に噛み合わせるタイミングと、モータ駆動との連係動作を行うことができる。
【００６４】
更に、前記クラッチ可動部２１の近傍には、ホール素子等を用いた非接触式の位置検出センサ２１ｂが配設され、この位置検出センサ２１ｂの出力端子は、制御部１０に接続されている。従って、この位置検出センサ２１ｂにより、現時点でのドグクラッチ１４の動作位置が常に検出され、制御部１０に入力されている。そして、このドグクラッチ１４の動作位置は、後述する各種の制御に用いられている。
【００６５】
前記制御部１０は、モータ７の出力動作を制御するモータ駆動回路２５と、上述した変速装置１３のアクチュエータ２０に１速又は２速への接続動作を制御するクラッチ駆動回路２６と、これらの両回路２５，２６に動作指令を出力する総合制御回路２７とから構成されている。
【００６６】
説明の便宜上、総合制御回路２７から述べると、この総合制御回路２７は、電気自動車の車室に設置され運転者により操作される走行選択部３０、アクセル３１、ブレーキ３２、走行用モータ７の速度センサ７ｂ、及び変速装置１３のクラッチ位置センサ２１ｂに接続され、これらの運転者の指示に基づく指令信号と機器の動作状態を示すセンサ信号が入力されている。そして、この総合制御回路２７は、主として、これらの入力信号された信号に基づいて、各種の動作指令を出力するマイクロコンピュータ２７ａによって構成され、このマイクロコンピュータ２７ａは、各入力信号をデジタル変換するＡ／Ｄ変換器、Ｉ／Ｏポート、ＣＰＵ、メモリ等を備えている。
【００６７】
そして、この総合制御回路２７は、運転者によるアクセル又はブレーキ操作や各種センサ等からの検出信号に基づいて、メモリに格納されたプログラムに準じて処理し、モータ駆動回路２５やクラッチ駆動回路２６に適切な動作指令を出力している。すなわち、通常走行時には、モータ駆動回路２５への出力指令を調整してモータ出力を制御し、車両の加減速が行われた変速時には、このモータ出力制御とともに、クラッチ駆動回路２６に動作指令を出力して変速装置１３のクラッチ接続動作を制御し、ブレーキ操作時には、モータ駆動回路２５を回生モードに制御して、モータ７を一時的に発電機として用いる回生ブレーキ動作をさせている。
【００６８】
また、走行選択部３０は、択一的な選択式レバーが用いられており、運転者のレバー操作により、前進又は後退の走行指令信号が出力され、この走行指令信号は、総合制御回路２７に入力される。また、アクセル３１は、アクセル・ペダル３１ａに接続された可変抵抗器３１ｂにより構成され、運転者のアクセル踏み込み量に応じた出力電圧信号が得られ、同様に総合制御回路２７に入力される。更に、ブレーキ３２は、同様に、ブレーキ・ペダル３２ａに接続された可変抵抗器３２ｂにより構成され、運転者のブレーキ踏み込み量に応じた出力電圧信号を総合制御回路２７に入力している。
【００６９】
すなわち、図３に示すように、総合制御回路２７には、前記走行選択部３０に入力端子が接続された回転方向制御回路２７ｂと、ドグクラッチ１４のアクチュエータ２０に備えられているクラッチ位置センサ２１ｂに入力端子が接続されたクラッチ位置判定回路２７ｃとが備えられ、これらの両回路２７ｂ，２７ｃの出力端子は、マイクロコンピュータ２７ａに接続されている。そして、この回転方向制御回路２７ｂは、運転者のレバー操作によって走行選択部３０から出力される前進／後退指令に基づいて、前進／後退に応じたモータ回転方向を決定し、この決定したモータ回転方向信号をマイクロコンピュータ２７ａに出力している。また、クラッチ位置判定回路２７ｃは、ドグクラッチ１４のクラッチ位置センサ２１ｂからのセンサ信号に基づいて、その時点でのクラッチの動作位置を判定し、判定したクラッチ動作位置信号をマイクロコンピュータ２７ａに出力している。
【００７０】
尚、図３においては、説明を簡略化するために、主に総合制御回路２７と、この総合制御回路２７により動作が制御される１セットのモータ駆動部、クラッチ駆動部のみを表示しているが、この総合制御回路２７は、後方の左右輪５，５毎に独立して設けられた駆動ユニット８，８を、すなわち、２セットのモータ駆動部、クラッチ駆動部を個別に制御している。
【００７１】
このように総合制御回路２７のマイクロコンピュータ２７ａには、運転者の前進／後退レバー操作に応じて、回転方向制御回路２７ｂからモータ回転方向信号が入力されるとともに、走行選択部３０から運転者がアクセル操作したときには、アクセル３１から出力される運転者のアクセル踏み込み量に応じた速度指令信号が入力される一方、運転者がブレーキ操作したときには、ブレーキ３２から出力される運転者のブレーキ踏み込み量に応じた回生指令信号が入力されている。更に、マイクロコンピュータ２７ａには、これらに加えて、モータ７に設けられた回転速度センサ７ｂからのモータ速度信号と、クラッチ位置センサ２１ｂからのセンサ信号に基づいてクラッチ位置判定回路２７ｃが判定したクラッチ位置信号が常時、入力されている。そして、これらの入力信号に基づいて、マイクロコンピュータ２７ａに予め用意された処理手順に準じて演算処理し、所定のモータ駆動回路２５にモータ出力指令値信号（Ｐ＊）を出力するとともに、所要のクラッチ駆動回路２６にクラッチ動作指令信号を出力している。
【００７２】
前記モータ駆動回路２５は、マイクロコンピュータ２７ａから出力されるモータ出力指令値信号（Ｐ＊）に基づいて、出力電圧信号を生成出力する出力電圧制御回路２５ｃと、この出力電圧信号に基づいて、チョッパ・パルス信号を生成出力するＰＷＭ制御回路２５ｂと、モータ７をバッテリ電源１２に高速なオンオフ・スイッチ断続動作が可能なバイポーラ・トランジスタ（以下、ＢＪＴと称する。）素子を備え、チョッパ・パルス信号によってスイッチング動作する三相フルブリッジ・インバータ回路２５ａとから構成されている。そして、このモータ出力指令値信号（Ｐ＊）に応じて、三相フルブリッジ・インバータ回路２５ａを所定にスイッチング動作させたチョッパ制御を行って、走行用モータ７に供給する実効電圧を増減させることにより、モータ７の回転速度やトルク等のモータ出力が制御されている。
【００７３】
前記クラッチ駆動回路２６は、マイクロコンピュータ２７ａから出力されるクラッチ動作指令信号に基づいて、チョッパ比率信号を生成出力する駆動信号形成回路２６ｃと、このチョッパ比率信号に基づいて、チョッパ・パルス信号を生成出力するＰＷＭ制御回路２６ｂと、主に、高速のスイッチング動作が可能なＢＪＴ素子が用いられ、このチョッパ・パルス信号に基づいた、ＢＪＴ素子のスイッチング動作により、アクチュエータ２０のクラッチ駆動部２２に備えられた駆動コイル２２ａに所定方向の通電を行うＨブリッジ・インバータ回路２６ａとから構成されている。そして、このクラッチ動作指令信号に応じて、Ｈブリッジ・インバータ回路２６ａのスイッチング動作によって、アクチュエータ２０の駆動コイル２２ａに所定方向、且つ、所定時間の通電制御を行い、これにより生成した電磁力により、ドグクラッチ１４を所定の１速位置、中立位置、２速位置に択一的に位置させて、クラッチの断続動作が制御される。
【００７４】
尚、前記両インバータ回路２５ａ，２６ａは、スイッチング素子として、ＢＪＴ素子を用いたが、これに限らず、ＭＯＳ−ＦＥＴ素子（電界効果トランジスタ）や、ＩＧＢＴ素子を適宜用いることができる。
【００７５】
このように構成された電気自動車は、運転者がメインキースイッチをオン操作すると、電源回路が作動し、バッテリ電源１２から各搭載機器に電力が供給され、車両が発進可能となる。次に、運転者がアクセル操作すると、これに応じて総合制御回路２７がモータ駆動回路２５に適切なモータ出力動作を指令する。この動作指令に基づき、モータ駆動回路２５が、駆動ユニット８の走行用モータ７への供給電力を増減して、走行用モータ７の出力を調整する。そして、この生成されたモータ出力を、変速装置１３の１速又は２速動作モードにより適切なトルクに変換して後輪５に伝達する。これにより、運転者の要望する速度で電気自動車１が走行する。また、運転者がブレーキ操作を行うと、図示を省略した機械的な制動装置が作動し、モータの出力動作が停止する。これと同時に、走行用モータ７を一時的に発電機として用いる回生ブレーキが動作し、電気自動車１が減速動作する。すなわち、この回生ブレーキ・モードのモータ発電によって、車両が減速する際の削減すべき運動エネルギーが電気エネルギーに変換され、この発電エネルギーが蓄電池に回収される。
【００７６】
次に、このような複数の駆動ユニット８を用いて実現される本発明の第１具体例に係る動作制御について、図４に示すフローチャートに基づいて説明する。
【００７７】
本例においては、各駆動ユニット８から検出されるモータ回転速度から車両の走行速度を推定し、この走行速度をギアチェンジ切り換え速度に比較して、ギアチェンジを実施するか否かを判定する判定方法において、各駆動ユニットから得られる複数の走行速度のどれかがギアチェンジ切り換え速度に達した場合に、一斉に全ての駆動ユニット８を、ギアチェンジ動作させるようにしている。
【００７８】
また、ギアチェンジを実行する判定基準である切り換え速度を、単一の値ではなく、ギアをシフトアップする場合と、シフトダウンする場合とでは、異なる値に設定している。このようにギアチェンジの実行判定に、ヒステリシス特性を持たせたことにより、この境界速度域付近に車両速度があるときには、ギアチェンジ動作が頻繁に起ることが防止でき、快適な走行が行えるようにしている。
【００７９】
尚、本例において、車両の走行速度は、走行輪５が路面に対してスリップしていないと仮定すれば、この走行輪５に変速装置１３の伝達機構を介して接続されているモータ７の動作状態から推定している。すなわち、その時点でのモータ７の回転速度と、選択されている１速又は２速のギアポジションに基づく減速比とから、走行輪５の回転数、つまり走行速度を容易に推定することができるものである。これは、後述する各具体例においても、同様である。
【００８０】
また、この走行速度は、左右の走行輪５を駆動している各駆動ユニット８から、個別に得られることになるので、車両が旋回している場合の内外輪差に基づく左右輪の速度差は、ハンドル６の操舵角度を検出し、これから旋回半径を演算することにより、適正に同一条件となるように補正処理されているものとし、これも後述する各具体例においても、同様である。
【００８１】
このフローチャートにおける前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０４においては、ギアチェンジを実行するか否かの判定が行われ、後半のステップＰ１１１〜Ｐ１１５においては、前半の実行判定に基づき、ギアチェンジ動作が実行される。尚、後述する各具体例においても、ステップＰ１１１〜Ｐ１１５までのギアチェンジ動作手順は、同一のものが用いられている。
【００８２】
まず、このフローチャートのステップＰ１０１において、左右の後輪５，５の現時点での回転速度ωＲ，ωＬが、それぞれ検出され、総合制御回路２７に読み込まれる。すなわち、各後輪５，５を個別に駆動している各駆動ユニット８の走行用モータ７に設けられた速度センサ７ｂから、各モータ７の現時点の回転速度が検出される。
【００８３】
次に、ステップＰ１０２に処理が移行し、このステップＰ１０２においては、現時点でのドグクラッチ２１の接続位置、つまりギアポジションが判別され、判別されたギアポジション位置により、処理が分岐する。すなわち、このギアポジションが１速位置の場合には、ステップＰ１０３に処理が移行し、２速位置の場合には、ステップＰ１０４に移行する。
【００８４】
そして、ギアポジションが１速位置であると判別されたステップＰ１０３においては、検出した車両の走行速度ωＲ，ωＬのいずれかが切換え速度Ｎ１まで上昇したか否かが判別され、上昇した場合には、ステップＰ１１１以降に処理が進み、各駆動ユニット８の変速装置１３を一斉にシフトアップするギアチェンジ動作が実行され、走行速度ωＲ，ωＬのいずれもが切換え速度Ｎ１まで達しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【００８５】
また、ギアポジションが２速位置であると判別されたステップＰ１０４においては、検出した走行速度ωＲ，ωＬのいずれかが切換え速度Ｎ２にまで低下したかが判別され、低下した場合には、ステップＰ１１１以降に処理が進み、各駆動ユニット８の変速装置１３を一斉にシフトダウンするギアチェンジ動作が実行され、走行速度ωＲ，ωＬのいずれもが切換え速度Ｎ２にまで低下しない場合は、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【００８６】
また、本例においては、図５に示すように、自動的なギアチェンジを判定する切換え速度Ｎは、単一の値ではなく、ギアをシフトアップする場合と、シフトダウンする場合とを区別して、それぞれの場合に応じた異なる値に設定されている。すなわち、ギアポジションのシフトアップとシフトダウンの各切換え速度Ｎは、同一の値ではなく、シフトアップ判定用の切換え速度Ｎ１と、これより所定値だけ格差を確保して、小さな値であるシフトダウン判定用の切換え速度Ｎ２とが設定されている。従って、あるギアチェンジ動作が終了した場合には、その終了時点での車両の走行速度と、次のギアチェンジ判定基準となる切換え速度Ｎ１又はＮ２とには、所定の格差が生じることになる。そして、例えば、ギアポジションが１速位置である車両の走行速度が上昇して、切換え速度Ｎ１まで到達した場合には、即座に、ギアチェンジ動作が行われ、ギアポジションが２速位置となり、この動作が終了した際に、僅かに走行速度が低下しても、再びシフトダウンするギアチェンジ動作を防止することができる。この結果、ギアチェンジ動作にヒステリシス特性を持たせることができるので、頻繁なギアチェンジ動作を防止でき、快適な走行を確保することができる。
【００８７】
以上のステップＰ１０１〜ステップＰ１０４により、ギアチェンジを実行すると判定された場合には、以下のステップＰ１１１〜ステップＰ１１５により、ギアチェンジが実行される。
【００８８】
すなわち、まず、ステップＰ１１１において、現在、総合制御回路２７から出力されている走行状況に応じたモータ出力指令値（Ｐ＊）がメモリに格納され、一時的に記憶保存される。
【００８９】
次に、ステップＰ１１２において、総合制御回路２７により、モータ７の出力制御が行われ、モータ出力トルクが極小となる。すなわち、モータ供給電流が所定値に減少され、モータ７を、直前の回転速度を維持するだけの回転維持状態、もしくは、モータに全く電力が供給されないフリーラン状態となる。従って、このようにモータ７の出力トルクが極小となるので、同様にモータ駆動側から車輪従動側に伝達されるトルクが極小となり、次のステップＰ１１３で行われる従前のドグクラッチ１４と、１速又は２速回転ギア１５，１６との噛み合い接続をスムーズに解除することができるようにしている。
【００９０】
次に、ステップＰ１１３において、総合制御回路２７からクラッチ駆動回路２６に切換え指令が出力され、このクラッチ駆動回路２６によりアクチュエータ２０が通電制御され、このアクチュエータ２０により、それまでの１速又は２速回転ギア１５，１６とドグクラッチ１４の接続を解除し、次に解除したドグクラッチ１４を選択した他方の回転ギアに接続させる。
【００９１】
そして、ステップＰ１１４において、各駆動ユニット８のクラッチ位置センサ２１ｂからのセンサ信号により、全部の駆動ユニット８，８のクラッチ切換え接続が完了したか否かが判別され、完了した場合には、ステップＰ１１５に処理が移行し、未了の場合には、ステップＰ１１３に処理が復帰する。
【００９２】
そして、ステップＰ１１５において、保存したモータ出力指令値（Ｐ＊）を復帰させ、この値（Ｐ＊）に基づいて、全部の駆動ユニット８，８の走行用モータ７の駆動が再開され、通常の走行モードに戻り、運転者のアクセル操作に応じたモータ７の出力制御が実行され、車両の加減速が行われる。
【００９３】
従って、全部の駆動ユニット８，８のギアチェンジが終了したことを確認してから、各駆動ユニット８の走行用モータ７のトルク出力を開始しているので、チェンジ時のショック発生を防止することができる。また、各駆動ユニット８を同時に、トルク発生を開始するようにしているので、車両としてのトラクション・バランスが崩れることを防止でき、走行バランスを良好に維持したまま走行することができる。
【００９４】
また、ステップＰ１１２〜ステップＰ１１４のクラッチ切換え動作は、以下のように行われている。
【００９５】
このクラッチ動作は、ドグクラッチ１４が１速又は２速回転ギア１５，１６に接続されている場合には、この噛み合い解除動作と、ドグクラッチ１４を選択した１速又は２速回転ギア１５，１６に接続する接続動作とにより構成されている。
【００９６】
まず、クラッチ解除動作を説明する。このクラッチ解除動作は、モータ７を、その直前の回転速度を維持する回転維持状態や、モータ供給電力をカットしたフリーラン状態にして、モータ７からの出力トルクを零乃至極小にすることにより、噛み合い接続の解除を行いやすくしている。従って、モータ出力トルクが極小となるので、同様に、噛み合った駆動側の１速又は２速回転ギア１５，１６から、被動側のドグクラッチ１４に伝達されるトルクが極小となる。これと同時に、ドグクラッチ１４の移動位置が、中立位置となるように、アクチュエータ２０に通電制御される。これにより、モータ７からの出力トルクが極小となっているので、伝達トルクが極小となり、噛み合った駆動側の１速又は２速回転ギア１５，１６から被動側のドグクラッチ１４を抜きやすく、つまり駆動側及び被動側クラッチ歯の嵌合をスムーズに解除して、ドグクラッチ１４を中立位置に移動することができる。
【００９７】
次に、クラッチ接続動作を説明する。このクラッチ接続動作は、ドグクラッチ１４を、モータ７により駆動される１速回転ギア１５又は２速回転ギア１６に接続する際に、このドグクラッチ１４の回転速度に対して、この１速又は２速回転ギア１５，１６の回転速度を、ある一定の速度差を持って接続するように設定されている。
【００９８】
すなわち、本例の変速装置１３に用いられているドグクラッチ１４は、噛み合いクラッチの一種であり、単一の試行（１回行われる噛み合い）においては、１〜２％と非常に低い接続確率特性を有している。そこで、このドグクラッチ１４を、噛み合い接続する際に、すなわち、スライド移動して噛み合わせる被動側のドグクラッチ１４の回転速度に、噛み合う駆動側の１速又は２速回転ギア１５，１６の回転速度を、僅かに大きくして、スムーズ且つ確実に接続できるようにしている。また、この速度差は、駆動側が速くなるように設定されているので、車両の停止状態から発進する場合のドグクラッチ接続時に、モータ７の逆転を防止するとともに、シフトダウンや加速時にシフトアップする場合には、ブレーキ的なショックが生起しないようにしている。
【００９９】
このようにモータ７の速度を目標速度に加減速させるが、この目標速度は、被動側ドグクラッチ１４の回転速度よりも僅かに大きく設定されている。すなわち、この目標速度は、瞬間的なギアチェンジ動作中には、安定した定速運動しているとみなせるドグクラッチ１４の速度より、僅かに大きくなる速度に設定されている。そして、この速度差は、僅かな時間で、ドグクラッチ１４と、これに接続される第１速回転ギア１５又は２速回転ギア１６とが、互いに周方向にクラッチ歯１つ分ズレる回転速度差より大きく設定されている。この速度差は、例えば、実際にドグクラッチ１４の回転速度が１０００ＲＰＭの場合には、第１又は２速回転ギアの回転速度を、１０１０〜１０２０ＲＰＭとするように設定され、極めて僅かである。
【０１００】
そして、モータ７により加減速された１速又は２速回転ギア１５，１６が、この従動側ドグクラッチ１４の回転速度より僅かに大きな目標速度に達したことを、モータ側の速度センサ７ｂにより検出して確認すると、モータ７は、その回転速度を維持するように回転制御されるとともに、アクチュエータ２０への通電制御により、ギアチェンジの接続動作が開始される。そして、ドグクラッチ１４のクラッチ歯１４ａの移動側先端が、１速又は２速回転ギア１５，１６のクラッチ歯先１５ａ，１６ａ先端に接触し、この時点では、確率的にドグクラッチ１４と１速又は２速回転ギア１５，１６とが噛み合うことは殆ど無く、ドグクラッチ１４の移動が停止するが、僅かな時間の後には両者の噛み合いが完了する。すなわち、両者間の速度差により、両者が互いにクラッチ歯１つ分ズレるので、この途中で必ずドグクラッチ歯１４ａと、１速又は２速回転ギア１５，１６のクラッチ歯先１５ａ，１６ａとは、正常に噛み合うことになる。従って、駆動側の速度が、従動側の速度よりも僅かに大きいので、確率的に生起することが多いドグクラッチの歯同士が対向して当接した場合にも、この両者の相対的な回転格差により、互いに正常な噛み合い位置までズレて、接続することができる。また、この際には、両者の速度差をドグクラッチの歯１つ分ズレる程度に僅かに大きいので、ドグクラッチ接続時のショックを、軽減できるとともに、駆動側の速度を、従動側の速度よりも僅かに大きくしているので、この接続ショックの方向を、進行方向に向けたものにでき、変速時の不快感を減少できる。
【０１０１】
従って、噛み合わせるドグクラッチと出力ギアの間に僅かな回転速度差を設けているので、噛み合い接続の確実性を向上することができる。
【０１０２】
また、この回転速度差は、接続する駆動側ドグクラッチの回転速度を、従動側のドグクラッチ回転速度よりも僅かに大きく設定しているので、このクラッチ接続時のショックが生じる方向を、進行方向に向けたものにでき、変速時の不快感を減少することができる。
【０１０３】
尚、このようにシフトアップ判定用切り換え速度と、シフトダウン判定用切り換え速度とを異ならせて、ギアチェンジ動作にヒステリシス特性を確保する手法は、後述する各具体例においても、同様に用いている。
【０１０４】
また、本例においては、モータ側に減速ギア機構を設け、所定の減速比により回転する複数ギアを設けるとともに、車軸側に、このギアに選択接続するドグクラッチを設けたが、両者を逆配置したものに適用することができる。これは、後述する各具体例においても、同様である。
【０１０５】
更に、本例においては、２段変速装置に適用した例を説明したが、これに限られずに、より他段の変速装置にも適用することができる。また、この多段変速装置において、各ギアチェンジが生起する速度域に応じて、適切なギアポジション毎の切換え速度を設定するようにしてもよい。
【０１０６】
また更に、本例のフローチャートにおいては、ギアポジションにより分岐処理しているが、車両の走行速度の上昇又は下降、つまり加速又は減速中か否かにより、分岐処理するように構成してもよい。
【０１０７】
以上説明したように、本例によれば、各走行輪を回転駆動する変速機付きの駆動ユニットを複数個、車両に搭載して、個別に制御しているので、個別的な柔軟な制御が可能となり、総合的な走行性能を向上することができる。
【０１０８】
すなわち、車両全体として見たトルク配分も、機械的なデファレンシャル方式に比べて、自由に変更することが可能となり、車体重心バランスに応じた最適値に設定できる等、設計の自由度を大幅に向上することができる。
【０１０９】
また、悪路、天候等の影響による路面状況の変化や、タイヤの空気バランスの崩れに起因して、複数の駆動ユニットから、それぞれ、得られる走行速度が異なっている場合も、ある１つの速度信号を基準にして、全駆動ユニットを同時にギアチェンジ動作させることにより、安定した動作が行えるので、十分な安全性を確保することができる。
【０１１０】
更に、全駆動ユニットのギアチェンジを同時に開始し、また、全駆動ユニットのギアチェンジ終了後に、全駆動ユニットの出力動作を再開しているので、ギアチェンジ前後での、走行バランスが崩れることを防止することができる。
【０１１１】
また、ギアチェンジ動作にヒステリシス特性を持たせているので、頻繁なギアチェンジ動作が防止され、快適且つ安定した車両の走行を行うことができ、走行性能を向上することができる。
【０１１２】
更に、モータを変速機を介して駆動輪に接続するダイレクトドライブ化したことにより、駆動力を分配伝達するプロペラシャフト等が不必要となり、駆動伝達機構が簡素化され、また、駆動力を減速変換する変速機を備えていることにより、常にモータの高効率領域を利用でき、モータの小型化が可能となり、従って、駆動力伝達系が車体内に占めるスペースを極めて小さくできることになるので、車の外観や、車体設計の自由度を向上することができる。
【０１１３】
また更に、簡素な構造で安価、且つ、優れた耐久性のドグクラッチのみで、変速装置を構成することができ、また、流体変速装置やベルト式変速装置に比べて、伝達性能の高効率化を達成することができる。すなわち、電磁力により動作させた噛み合いクラッチの一種であるドグクラッチと、駆動側と被動側とを、機械的噛み合いによって連結により、駆動力を伝達しているので、高効率の伝動効率を達成することができる。例えば、この噛み合いクラッチは、従来のＶベルトの摩擦伝動による７０％の伝達効率に比較して、約９０％以上に効率向上を達成することができる。これは、ベルト伝動においては、伝動時に滑り、摩擦、ベルトの変形等により大きな伝達損失が生じるが、噛み合いによる伝動においては、これらの損失が極めて小さいためである。
【０１１４】
また、変速機のクラッチの断続動作を電磁力を用いて、電気的に行っているので、モータとの電気的な連係を図って、クラッチ動作性能の向上が可能となっている。すなわち、このクラッチ断続動作時には、クラッチ動作信号に応じて、モータのトルクや回転数が瞬間的に適切なものに変更して制御することができるので、移動するクラッチ相互の噛み合い、繋がり、外れというものをスムーズに行うことができ、確実且つ快適なクラッチ動作感を得ることができるとともに、クラッチの断続性能を向上することができる。
【０１１５】
次に、本発明の第２具体例を、図６に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１１６】
本例においては、車両の走行速度による自動的なギアチェンジ判定を行う際に、各駆動ユニットから走行速度を検出し、これらの検出値が互いに異なる場合に、シフトアップ又はシフトダウン状況に応じて適切な検出値を選択するようにして、より変速動作の正確度の向上を図ったものである。
【０１１７】
前述したように、車両の走行速度は、走行輪と各減速ギアを介在して連結されたモータの回転に基づいて推定しているので、走行輪が正常に接地していないでタイヤスリップが生じた場合は、実際の走行速度が得られない不都合がある。これは、例えば、加速の際に、走行輪が路面に対して過回転してタイヤスリップが生じた場合は、スリップしている走行輪の回転速度は、実際の走行速度よりも大きくなる。他方、ブレーキによる減速時に、走行輪が路面に対して追従回転できずにタイヤスリップを生じた場合には、スリップしている走行輪の回転速度は、実際の走行速度よりも小さくなる。
【０１１８】
従って、本例においては、各駆動ユニットから互いに異なる速度検出値が得られた場合に、シフトアップが生じる１速走行時には、遅い方の走行輪の速度により、シフトアップ判定を行い、他方、シフトダウンが生じる２速走行時には、速い方の走行輪の回転速度により、シフトダウン判定を行うことで、より正確な走行速度ωを採択することにより、車両としての変速制御の正確度を向上させるとともに、更に、ギアチェンジ動作のヒステリシス特性を強化したものである。
【０１１９】
すなわち、本例は、図６のフローチャートに示されるように、このフローチャートにおける前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０６においては、より正確に車両の走行速度を推定してギアチェンジを実行するか否かの判定が行われ、後半のステップＰ１１１〜Ｐ１１５においては、前半の実行判定に基づき、前記第１具体例と同様のギアチェンジ動作が実行される。
【０１２０】
まず、ステップＰ１０１において、左右の後輪を駆動する各駆動ユニット８から、それぞれ、走行速度ωＲ，ωＬが検出される。
【０１２１】
次に、ステップＰ１０２に処理が移行し、このステップＰ１０２では、現在のギアポジションが判別される。このギアポジションが１速位置の場合には、ステップＰ１０３に処理が移行し、２速位置の場合には、ステップＰ１０４に処理が移行する。
【０１２２】
そして、ギアポジションが１速位置と判定されたステップＰ１０３においては、左右の駆動ユニット８から検出された走行速度ωＲ，ωＬを比較判定し、これらのうちの遅い方を、走行速度ωとして選択処理している。そして、この選択した走行速度ωにより、次のステップＰ１０５でギアチェンジ判定をしている。
【０１２３】
すなわち、検出された走行速度ωＲ，ωＬが互いに異なるということは、どちらか一方が、不正な値であるということになる。そして、ギアポジションを１速位置から２速位置にシフトアップしようとする場合には、車両が加速していることが多いので、この加速中には、走行輪が路面に対して過回転して、空転スリップしている可能性が高く、従って、回転速度が速い走行輪の方が不正な値であり、回転速度の遅い走行輪の方が正確度が高いと考えられる。そのため、この回転速度の遅い走行速度ωＲ又はωＬを、実際の車両の走行速度ωとして選択し、後の処理に用いている。このように、ギアポジションが１速位置において、検出された走行速度ωＲ，ωＬが互いに異なる場合は、遅い走行速度を選択して、次のステップＰ１０５に処理が進む。
【０１２４】
また、ギアポジションが２速位置と判定されたステップＰ１０４においては、走行速度ωＲ，ωＬを比較判定し、これらのうちの速い方を、走行速度ωとして選択処理している。そして、この選択した走行速度ωにより、次の、ステップＰ１０６でギアチェンジ判定をしている。
【０１２５】
すなわち、走行速度ωＲ，ωＬが互いに異なり、ギアポジションを２速から１速にシフトダウンしようとする場合には、車両がブレーキ操作等によって減速しているときであり、この減速中には、走行輪が路面に対して追従回転できずに、スリップしている可能性が高いことにより、回転速度が遅い走行輪の方が不正な値であり、回転速度の速い走行輪の方が正確度が高いと考えられる。従って、この回転速度の速い走行速度を、実際の車両の走行速度として選択し、後の処理に用いている。このように、ギアポジションが２速位置で、検出された走行速度ωＲ，ωＬが互いに異なる場合は、速い走行速度を選択して、次のステップＰ１０５に処理が進む。
【０１２６】
このステップＰ１０５においては、この選択した走行速度ωがシフトアップ切換え速度Ｎ１まで上昇したか否かが判別され、上昇した場合には、ステップＰ１１１以降のギアチェンジ実行処理に進み、上昇しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１２７】
また、ステップＰ１０６においては、同様に選択した走行速度ωがシフトダウン切換え速度Ｎ２にまで低下したか否かが判別され、低下した場合には、ステップＰ１１１以降のギアチェンジ実行処理に進み、低下しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１２８】
以上説明したように、本例によれば、各駆動ユニットから得られた走行速度が異なる場合は、ギアポジションから推定される走行状況に応じた、適切な走行速度を選択し、この走行速度によりギアチェンジの実行判定しているので、ギアチェンジ動作の正確度が向上でき、快適な走行性能を得ることができる。すなわち、低速用のギア位置から高速用のギア位置に切り換える場合には、車両が加速中であり、回転している走行輪の速い方が、過回転によりスリップしていると見なせるので、これらの中から遅い走行速度を選択するようにし、高速用のギア位置から低速用のギア位置に切り換える場合には、車両が減速中であり、回転している走行輪の遅い方が、タイヤロック等により路面に対して追従回転できずにスリップしていると見なせるので、速い走行速度を選択するようにしている。
【０１２９】
また、本例においては、このように検出された複数の走行速度が異なる場合には、遅い方の走行速度によりシフトアップ判定し、速い方の走行速度によりシフトダウン判定しているので、前記第１具体例と同様に、シフトアップ及びシフトダウンの判定時に、異なる基準を設けていることになり、よりギアチェンジ動作のヒステリシス特性を強化して確保することができる。
【０１３０】
更に、本発明の第３具体例を、図７に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１３１】
本具体例においては、前記第２具体例の構成に加えて、回生ブレーキの作動中に生じるギアチェンジ動作をキャンセルすることにより、回生ブレーキによる制動動作を維持させ、安全性とブレーキ性能を向上させている。
【０１３２】
図７に示すフローチャートの前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０７においては、適切な走行輪を選択して、正確な車両の走行速度を推定してギアチェンジを実行するか否かの判定を行うとともに、回生ブレーキの動作時に、ギアチェンジのシフトダウン動作をキャンセルし、後半のステップＰ１１１〜Ｐ１１５においては、前半の実行判定に基づき、所定のギアチェンジ動作が実行される。
【０１３３】
これは、通常走行の回生ブレーキ作動時には、このブレーキ動作により走行速度が低下するので、速度域によってはシフトダウンのギアチェンジ動作が自動的に行われることになる。そこで、シフトダウンを判定するステップＰ１０６の後段に、回生ブレーキが作動中なのかを判定するステップＰ１０７を設け、このステップＰ１０７により、ブレーキ動作時には、ステップＰ１０１に処理を復帰させ、ステップＰ１１１以降のギアチェンジ動作をキャンセルするようにしている。
【０１３４】
すなわち、本例の駆動ユニット８においては、ブレーキ装置として、回生ブレーキを用いている。この回生ブレーキとは、走行輪に変速装置１３を介して接続されているモータ７を、一時的に発電機として用い、車両の削減すべき運動エネルギーを電気エネルギーに変換して蓄電池に回収するものである。従って、回生ブレーキの作動中にギアチェンジを実行することは、このクラッチ断続動作中に、走行輪とモータ７との接続を一時的に解除することになり、回生ブレーキが機能できない時間が生じる。この結果、回生ブレーキによる車両の制動距離が長くなってしまい、十分な安全性が確保できない不都合が生じる。また、ギアチェンジ動作が終了すると、モータ７と走行輪とに介在する減速ギア比が変更されるので、モータ７の回転数がギアチェンジ前とは異なり、このモータ７の発電量が変化し、回生制動力が変動してしまう。従って、ギアチェンジ前と後では、このモータ７を用いた回生ブレーキの利き具合が変化してしまうことになる。
【０１３５】
そこで、本例においては、回生ブレーキ動作中に、ギアチェンジ動作をキャンセルすることにより、これらの不都合な事態を未然に防いでいる。
【０１３６】
本例においては、前記第２具体例と同様に、ステップＰ１０１〜ステップＰ１０６はギアチェンジの判定処理が行われる。
【０１３７】
まず、ステップＰ１０１において、左右の後輪５，５を駆動する各駆動ユニット８から、それぞれ、走行速度ωＲ，ωＬが検出され、次のステップＰ１０２では、現在のギアポジションが判別され、このギアポジションが１速位置の場合には、ステップＰ１０３に処理が移行し、２速位置の場合には、ステップＰ１０４に処理が移行する。
【０１３８】
そして、ギアポジションが１速位置のステップＰ１０３においては、左右の駆動ユニット８から検出された走行速度ωＲ，ωＬを比較判定し、前記具体例と同様の理由から、これらのうちの遅い方を選択処理し、この選択した走行速度ωＲ又はωＬにより、次のステップＰ１０５でギアチェンジ判定をしている。
【０１３９】
このステップＰ１０５においては、この選択した走行速度ωが切換え速度Ｎ１まで上昇したか否かが判別され、上昇した場合には、ステップＰ１１１以降のギアチェンジ実行処理に進み、上昇しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１４０】
また、ギアポジションが２速位置と判定されたステップＰ１０４においては、走行速度ωＲ，ωＬを比較判定し、前記具体例と同様の理由から、これらのうちの速い方を選択処理している。そして、この選択した走行速度ωにより、次の、ステップＰ１０６でギアチェンジ判定をしている。
【０１４１】
このステップＰ１０６においては、選択した走行速度ωが切換え速度Ｎ２にまで低下したか否かが判別され、低下した場合には、ステップＰ１０７以降に処理が進み、低下しない場合には、ステップＰ１０１に復帰する。
【０１４２】
このステップＰ１０７においては、回生ブレーキが動作中であるか否かが判別され、回生ブレーキが動作している場合は、ステップＰ１０１に処理が復帰し、動作していない場合は、ステップＰ１１１以降に処理が進み、ギアチェンジが実行される。
【０１４３】
以上説明したように、本具体例によれば、回生ブレーキの作動中は、ギアチェンジ動作をキャンセルしたことにより、モータと駆動輪との接続状態を保持し、回生ブレーキ動作を維持できるようにしたので、安全性とブレーキ性能を向上することができる。これは、例えば、回生ブレーキ作動中にギアチェンジが実行されると、このギアチェンジ中には、駆動輪とモータとの接続が遮断され、回生ブレーキが機能しないので、車両の制動距離が長くなったり、回生ブレーキの利き具合が途中で変化したりすることになる。従って、回生ブレーキ作動中には、ギアチェンジを禁止することにより、これらの不都合が生じることを解消することができ、制動距離を平常に保ち、回生ブレーキの利き具合を安定にすることができる。例えば、特に、緊急時に急制動を掛ける場合に対応することができることになり、十分な安全性を確保することができる。
【０１４４】
更に、本発明の第４具体例を、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１４５】
本具体例においては、前記第１具体例と同様な構成に加えて、駆動ユニットが設けられていない前方の左右輪に回転速度センサを設け、車両の４車輪全ての回転速度を検出することにより、ギアチェンジ動作の正確度を向上させたものである。
【０１４６】
すなわち、駆動ユニット８が設けられた後輪５，５は、モータ７に変速装置１３を介して接続されているので、モータ７に接続されていない前輪４に比べて、モータ７から駆動力又は制動力が与えられる機会が多いことにより、加減速時において路面に対してスリップする可能性が高くなる。従って、駆動ユニットが設けられていない前輪４に、走行輪の回転速度を検出する回転速度センサを設け、この回転速度センサにより、前輪４から得られる走行速度もギアチェンジ判定に追加して用いることによって、より走行速度の検出精度の向上を図り、正確なギアチェンジ動作を可能にしたものである。
【０１４７】
次に、本例の駆動ユニットの制御方法を、図８に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおける前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０６においては、４輪の回転速度から正確な車両の走行速度を推定してギアチェンジを実行するか否かの判定を行い、後半のステップＰ１１１〜Ｐ１１５においては、前半の実行判定に基づいて、所定のギアチェンジ動作が実行される。
【０１４８】
まず、ステップＰ１０１では、４つの走行輪から、それぞれ個別に現時点の走行速度が検出され、これらの検出値が、総合制御回路２７に読み込まれる。すなわち、左右の前輪４，４に設けられた各速度センサにより、走行速度ωＦＬ，ωＦＲが得られる。また、これと同時に、左右の後輪５，５を個別に駆動している各駆動ユニット８の走行用モータ７に設けられた速度センサ７ｂから、各モータ７の回転速度が検出され、走行速度ωＲＬ，ωＲＲが得られる。
【０１４９】
次に、ステップＰ１０２では、現在のギアポジションを判定し、１速位置ならばステップＰ１０３に、２速位置ならばステップＰ１０４に処理が移行する。
【０１５０】
そして、ステップＰ１０３において、これらの検出された走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを比較判定し、前記具体例と同様の理由から、これらのうちの最も遅い方を、走行速度ωとして選択処理し、この選択した走行速度ωにより、次のステップＰ１０５でギアチェンジ判定をしている。
【０１５１】
このステップＰ１０５において、選択した走行速度ωが、シフトアップ切り換え速度Ｎ１まで上昇したか否かが判定される。そして、上昇した場合には、後半のステップＰ１１１以降に移行し、全ての駆動ユニット８を一斉にシフトアップのギアチェンジが実行される一方、上昇しない場合には、ステップＰ１０１に戻る。
【０１５２】
他方、ステップＰ１０４では、これらの検出された走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを比較判定し、前記具体例と同様の理由から、これらのうちの最も速い方を、走行速度ωとして選択処理し、この選択した走行速度ωにより、次の、ステップＰ１０６でギアチェンジ判定をしている。
【０１５３】
このステップＰ１０６において、選択した走行速度ωが切換え速度Ｎ２にまで低下したか否かが判定される。そして、低下した場合には、後半のステップＰ１１１以降に移行し、全ての駆動ユニット８を一斉にシフトダウンのギアチェンジが実行される一方、低下しない場合には、ステップＰ１０１に戻る。
【０１５４】
以上説明したように、本具体例によれば、現時点での車両の走行速度を、駆動ユニットが設けられている走行輪に基づくことに加えて、駆動ユニットが設けられていない走行輪に基づいて検出し、これらの検出値のうち変速状況に応じた検出値を採択してギアチェンジ判定に用いているので、ギアチェンジ動作の正確度を向上させることができ、車両の安定した走行が可能となる。すなわち、ギアチェンジ判定に用いる速度検出データの個数を増大していることにより、少なくとも何等かの原因による不正な検出データを選択して、判定制御する機会を減少することができる。従って、このように速度情報の正確度を高めることができるので、ギアチェンジ判定の信頼性も向上でき、安定した制御動作が可能となる。
【０１５５】
また、駆動ユニットによる駆動力・制動力が伝達される駆動輪は、特に加減速時にタイヤスリップが生じる可能性が高く、正確な走行速度を得られないおそれがあるのに対して、駆動ユニットが設けられていない走行輪は、このような時にもスリップレスな正常回転を維持できると予想できるので、比較的信頼性が高い走行速度を検出できることになり、より正確なギアチェンジ判定動作が可能となる。
【０１５６】
次に、本発明の第５具体例を、図９に基づいて説明する。
【０１５７】
本具体例の駆動ユニット８は、前記第４具体例と同様の構成に加えて、車両の４輪全ての回転速度を検出するとともに、これらの検出値の中から他の検出値と最も異なるものを削除する削除処理を行い、更に、第２具体例と同様に、残りの検出値のうちからシフトアップ又はシフトダウン状況に応じた適切な検出値を選択して、この検出値によりギアチェンジ判定することにより、ギアチェンジ動作の正確度を向上させたものである。
【０１５８】
すなわち、本例においては、駆動ユニット８が設けられていない左右の前輪４，４にもそれぞれ回転速度センサを設け、これらの回転速度センサにより検出した各前後輪の回転速度を総合制御部２７に読み込ませている。そして、これらの検出された複数の走行速度から、まず異常な値を判定して削除処理し、次に、より実際の走行速度と近いと考えられる値を選択してギアチェンジ判定を行うようにしている。すなわち、各駆動ユニット８から検出されるモータ回転速度と、各前後輪の回転速度センサから検出される各前輪の回転速度とから、車両の走行速度を演算するとともに、これらの走行速度の平均値から、最も異なる値を削除処理し、更に、シフトアップ又はシフトダウンするギアチェンジ判定に応じた適切な検出値を選択している。
【０１５９】
次に、このように構成された電気自動車１における駆動ユニット８の制御方法を、図９に示すフローチャートに基づいて説明する。このフローチャートにおける前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０８においては、４輪の回転速度から正確な車両の走行速度を推定してギアチェンジを実行するか否かの判定を行い、後半のステップＰ１１１〜Ｐ１１５においては、前半の実行判定に基づいて、所定のギアチェンジ動作が実行される。
【０１６０】
まず、ステップＰ１０１において、前記第４具体例と同様に、４つの走行輪から、それぞれ個別に現時点の走行速度が検出され、これらの走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲが、総合制御回路２７に読み込まれる。
【０１６１】
次に、ステップＰ１０２においては、これらの走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの速度平均値ω０が演算される。
【０１６２】
ステップＰ１０３においては、これらの検出した走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの内、演算された速度平均値ω０から最も離れた値が削除される。従って、何等かの理由により、例えば、砂場に車輪がとられたりして、ある１つの走行輪が他の走行輪に対して異常な走行速度を示した場合には、必然的にこの異常値を除去することができ、この異常値によって後段のギアチェンジ判定が誤判定となることを防止することができる。
【０１６３】
次に、ステップＰ１０４においては、現在のギアポジションが判定され、１速位置ならばステップＰ１０５に、２速位置ならばステップＰ１０６に処理が移行する。
【０１６４】
そして、ギアポジションが１速位置と判定されたステップＰ１０５においては、これらの検出した走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲを比較判定し、これらのうちから最も遅い走行速度ωを選択している。すなわち、ギアポジションが１速位置であるときにギアチェンジする場合とは、ギアポジションを１速位置から２速位置にシフトアップする場合であり、車両が加速中であると見なせるので、この加速中には、走行輪が路面に対して過回転して、空転スリップしている可能性が高いことにより、これらの検出した走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの中から最も遅い走行速度ωを選択している。そして、この選択した走行速度ωにより、次の、ステップＰ１０７でギアチェンジ判定をしている。
【０１６５】
ステップＰ１０７においては、選択した走行速度ωがシフトアップ切換え速度Ｎ１まで上昇したか否かが判別され、上昇した場合には、ステップＰ１１１以降のシフトアップするギアチェンジ動作処理に進み、上昇しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１６６】
また、ギアポジションが２速位置と判定されたステップＰ１０６においては、検出した走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲをを比較判定し、これらのうちから最も速い走行速度ωを選択している。すなわち、ギアポジションが２速位置であるときにギアチェンジする場合とは、ギアポジションを２速位置から１速位置にシフトダウンする場合であり、車両が減速中であると見なせるので、この減速中には、タイヤロック等により路面に対して追従回転できずスリップしている可能性が高いことにより、これらの検出した走行速度ωＦＬ，ωＦＲ，ωＲＬ，ωＲＲの中から最も速い走行速度ωを選択している。そして、この選択した走行速度ωにより、次の、ステップＰ１０７でギアチェンジ判定をしている。
【０１６７】
ステップＰ１０８においては、走行速度がシフトダウン切換え速度Ｎ２にまで低下したか否かが判別され、低下した場合には、ステップＰ１１１以降に処理が進み、シフトダウンするギアチェンジ動作が実行され、低下しない場合には、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１６８】
以上、説明したように、本例によれば、前記第４具体例と同様な効果を奏するのみならず、４つの走行輪から得られる走行速度データの内、これらの平均値から最も離れた異常値を削除していることにより、走行輪の１つが何等かの状況又は理由により正常な回転状態より大きく逸脱しても、この走行輪に基づいた異常な走行速度値が除去され、この異常値によってギアチェンジ判定することが防止され、速度検出の信頼性を向上することができる。また、このように異常値を削除した後に、車両をシフトアップ及びシフトダウンする走行状況に応じて、タイヤスリップしていないと予想できる最も信頼できる値を選択して、ギアチェンジ判定することができ、これらの結果、正確なギアチェンジ判定が行えて、車両の走行性能と安全性をより向上することができる。
【０１６９】
次に、本発明の第６具体例を、図１０に基づいて説明する。
【０１７０】
本具体例においては、駆動ユニット８が、前記第１具体例と同様に自動的な変速動作の構成に加えて、運転者の任意によるマニュアル変速操作ができる構成を追加したものである。
【０１７１】
すなわち、本具体例の電気自動車１は、図１０に示すように、走行選択部３０に、上述した自動変速モードに加えて、この走行時に運転者の操作によって１速及び２速を選択するマニュアル操作モードが追加されている。そして、このマニュアル変速操作時には、運転者の任意なギアチェンジ動作が実行できるようにしている。
【０１７２】
この走行選択部３０の選択ポジションは、駐車、後退、ニュートラル、自動変速モードの前進に加えて、マニュアル操作モードの２ｎｄ、１ｓｔが追加されている。
【０１７３】
尚、ニュートラルとは、各駆動ユニット８に備えられている変速装置１３のドグクラッチ１４を、１速回転ギア１５及び２速回転ギア１６の両方から外した状態にするものである。
【０１７４】
また、本具体例における、２ｎｄ、１ｓｔといったマニュアル操作においては、ギアチェンジの実行は、制御等による干渉は行われず、運転者の選択によって即座に実行される。従って、変速装置１３の変速動作に、運転者の意向を確実に反映することが可能となる。
【０１７５】
更に、このマニュアル・モードのギアチェンジ操作においては、上述した各具体例と異なり、ある単独の駆動ユニット８がギアチェンジを終了した場合には、即座に、その駆動ユニット８の走行用モータ７に出力指令値が発せられるように構成されている。
【０１７６】
従って、ある駆動ユニット８のクラッチが強固に噛み合って噛み合い解除できなくなったり、クラッチ歯が破損して噛み合わなくなったり、駆動コイルが焼損したりして、クラッチ切り換え操作が不能となった等のように、ある駆動ユニット８の駆動トルクの伝達が不可能な場合でも、他方の動作可能な駆動ユニット８により応急的な走行が可能となる。
【０１７７】
また、このマニュアル・モードに拘らず、すなわち、両走行モードにおいて、車両が停止状態から発進する際には、ある単独の駆動ユニット８がクラッチ接続を完了すると、即座に、その駆動ユニット８から出力動作するように制御を構成している。従って、接続終了した駆動ユニット８の駆動力により、僅かでも車両が移動するので、接続未了の他の駆動ユニット８の接続及び被接続クラッチ同志に回転格差が生じ、そのクラッチの噛み合い接続をしやくすることができ、迅速な発進が可能になるとともに、発進時のクラッチ接続性能を向上できる。すなわち、出力動作していないモータ７に接続されている１速／２速回転ギア１５，１６は、その回転を停止している一方、車両が僅かでも動いたことにより、回転した走行輪に直結されているドグクラッチ１４は、同様に僅かでも回転することになり、この結果、両者間に回転格差が生じることになる。
【０１７８】
以上説明したように、本具体例によれば、自動変速モードに、マニュアル操作モードを追加したことにより、このマニュアル操作モードにおいては、変速動作に運転者の意向を確実に反映できるので、運転操作感を楽しんだり、スポーツ走行に対応することができる。また、自動変速モードがプログラムソフト的に又は機能的に不調な場合や、走行環境状況に適合できなくなった場合にも、このマニュアル・モードにより対応することができる。
【０１７９】
また、このマニュアル・ギアチェンジ操作においては、ある単独の駆動ユニットがギアチェンジを終了した場合には、即座に、その駆動ユニットから出力動作するように構成されているので、他の駆動ユニットのクラッチ動作が不能となって、モータ駆動力の伝達が不可能な場合にも、正常に動作可能な駆動ユニットにより応急的な走行が可能となる。すなわち、少なくとも単独の駆動ユニットさえ稼働できれば、車両が走行機能を完全に喪失することを防止でき、安全性を向上することができる。
【０１８０】
更に、マニュアル・モードに拘らず、車両が停止状態から発進するときには、ある単独の駆動ユニットがクラッチ接続を完了すると、その駆動ユニットから出力動作するように構成されているので、車両の発進性能とクラッチ接続性能を向上することができる。すなわち、僅かでも車両が動くことにより、接続未了の他の駆動ユニットが接続されている走行輪も回転する一方、その駆動ユニットのモータが停止しているので、これらに連係接続された接続及び被接続クラッチに回転格差を生じさせて、クラッチの噛み合い接続しやくすることができる。
【０１８１】
次に、本発明の第７具体例を、図１１に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１８２】
本具体例においては、回生ブレーキの作動時に、走行状況により過大となった回生制動力によって走行輪の回転がロックした場合に、回生ブレーキの制動量を減少するように制御することにより、このタイヤロックを解除してスリップを防止できるようにしたものである。すなわち、タイヤの摩耗状況や、天候などによる路面の状況等によっては、これらのタイヤと路面間に働く摩擦力が変動するので、この変動した摩擦力に対して、回生ブレーキによる回生制動力が過大となった場合には、タイヤがロックして、スリップが生じてしまう。
【０１８３】
そこで、本例においては、駆動ユニットが設けられた走行輪の回転状況を監視することにより、タイヤロックが生じているかを判定している。すなわち、回生ブレーキ作動中に、この走行輪の以前の回転速度と、現在の回転速度とを比較し、この現在の回転速度が、回生ブレーキの正常な作動状況によって予想される回転速度よりも、異常に低い場合には、走行輪がロックされていると判定している。そして、その駆動ユニットの回生ブレーキ動作を停止することにより、タイヤロックの解除処理を行っている。
【０１８４】
尚、各駆動ユニット８毎に独立した動作制御が可能なので、このタイヤロックの検出とロック解除処理は、各駆動ユニット８において個別に行うことができ、確実にスリップを防止することができる。
【０１８５】
すなわち、本具体例を、図１１に示すフローチャートに基づいて説明すると、このフローチャートにおける前半のステップＰ１０１〜Ｐ１０３においては、各駆動輪の以前の回転速度と、現在の回転速度とを比較して、タイヤがロックされているか否かの判定を行い、後半のステップＰ１０４〜Ｐ１０５においては、前半のタイヤロック判定に基づいて、所定のタイヤロック解除動作が実行される。
【０１８６】
まず、ステップＰ１０１において、現時点での駆動輪の回転速度ω（ｔ）が検出され、ステップＰ１０２に進む。
【０１８７】
次に、このステップＰ１０２においては、この検出された現在の回転速度ω（ｔ）が、総合制御回路２７の内部メモリに格納されて記憶保存され、ステップＰ１０３に進む。
【０１８８】
そして、このステップＰ１０３において、総合制御回路２７の内部メモリに格納された以前の回転速度ω（ｔ−１）と、現在の回転速度ω（ｔ）とを比較し、これらの差が極度に大きい場合には、その走行輪にタイヤロックが生じていると判別される。
【０１８９】
すなわち、正常にブレーキが動作する場合には、このブレーキの制動力により、車輪の回転速度が徐々に減少され、この車輪と路面との間に作用する摩擦力により、徐々に車両の走行速度を減速し、最終的に車両が停止すると、車輪の回転速度は０となる（ω（ｔ）＝０）。ところが、車体重量が変化したときや、天候等の影響により路面状況が悪化したときや、タイヤ面が摩滅して損耗したときには、車輪と路面と相互に働く摩擦力が正常時より減少することになる。従って、この減少した摩擦力に対して、ブレーキによる制動力が過大となり、車輪が路面に対して追従回転できずにタイヤロックが生起する場合があり、特に制動力が過大になった場合には、車輪の回転が完全に停止した状態で路面をスリップし滑っていくことになる。また、運転者がブレーキ操作ミスして、最初から過大な制動力を作用させたときにも、車輪の回転が停止するタイヤロックが生起することになる。これらの場合には、動摩擦力が静止摩擦力より小さい関係から、車輪と路面との間の摩擦力は減少し、このタイヤロック時のブレーキによる車両の制動距離は、極めて長くなる。また、車両が停止していないにも拘らず、現在の走行速度ω（ｔ）は、直前の走行速度ω（ｔ−１）に対して急激に減少し、検出される走行速度は、既にほぼ停止状態（ω（ｔ）＝０）となる。従って、この場合には、車両の速度検出に誤差が含まれることになり、ブレーキを解除して、通常の走行を再開したときには、走行制御が不調となる。
【０１９０】
従って、現在の走行速度ω（ｔ）が、直前の走行速度ω（ｔ−１）より遥かに小さい場合、つまり走行速度が異常に減少した場合には、タイヤロックが生起していると判別して、ステップＰ１０４以降のタイヤロックの解除を実行する処理に進む。他方、現在の走行速度ω（ｔ）が、直前の走行速度ω（ｔ−１）から正常なブレーキ動作による速度減少範囲に収まっている場合には、タイヤロックが生じていないと判別して、ステップＰ１０１に処理が復帰し、ブレーキ動作を継続する。尚、タイヤロックが生起したと判別された駆動ユニット８から得られる速度情報は、この速度検出は継続するとしても、タイヤロックが解除されるまで、走行制御に用いないようにしている。
【０１９１】
そして、タイヤロックが生起したと判別されたステップＰ１０４においては、まず、総合制御回路２７から出力されている回生指令信号値を変更し、モータ７による回生制動量を０に減少し、回生ブレーキ動作を一旦解除する。すなわち、このモータ７による制動力が極小となり、回生ブレーキにより回転がロックされた走行輪はフリーランの状態となる。従って、車輪は再び回転し、路面に対してより正常な摩擦力を回復させる。こうして次のステップＰ１０５に進む。
【０１９２】
このステップＰ１０５において、総合制御回路２７からモータ出力指令値（Ｐ＊）が出力され、この指令値（Ｐ＊）に基づいてモータ７の回転動作が再開され、ステップＰ１０１に処理が復帰する。
【０１９３】
尚、比較する車輪の回転速度を検出する時間間隔や、タイヤロックと判定する格差、つまり、走行速度の単位時間の変化量等は、確実且つ正確にタイヤロックを判別できる値に設定されている。すなわち、車体の重心バランス、車重による慣性力、走行速度等から最適な任意の値が選択されている。また、これらの値を、運転者の任意に又は走行中の走行状況に応じて自動的に再設定するように構成してもよい。
【０１９４】
以上説明したように、本具体例によれば、走行中の急ブレーキ操作や、滑りやすい路面上のブレーキ動作によって、ある駆動ユニットの車輪において制動力が過大となってタイヤロックが生じても、その車輪の回転速度の急激な変化から、このタイヤロックが生起していることを判別し、その駆動ユニットの回生ブレーキ動作を一旦停止し、回生ブレーキの回生制動量を極小とすることで、タイヤロックを解除することができる。
【０１９５】
また、このような各輪毎に設けられた駆動ユニットによれば、機械式ブレーキに比べて、制動力の変更が、電気的に容易に行えるのみならず、即座に、トルクレスに走行輪を回転駆動して、タイヤロックを確実に解除することができるので、十分な安全性を確保することができる。
【０１９６】
また更に、ブレーキ中に駆動輪がタイヤロックすると、左右の車体のバランスが崩れて、車体の横滑りを生じやすくなるが、左右でそれぞれ独立したタイヤロック解除の機能が備わっているため、スリップしている駆動輪のブレーキを適正に回復させ、更にこの適正なブレーキ作動は車体の直進性を阻害しないので、車体の横滑り等を回避することができる。こうしてヨー（偏揺れ）運動の制御が可能となる。
【０１９７】
更に、このように、予め備えられている走行輪の回転速度を検出する手段を用い、回生ブレーキ作動中の走行輪の回転状況からタイヤロックを判別し、特別な専用のタイヤロック検出機器を不要にして本発明を実現しているので、従前の電動車両に容易に適用できるとともに、低コスト化を図ることができる。
【０１９８】
次に、本発明の第８具体例を図１２に示すフローチャートに基づいて説明する。
【０１９９】
本具体例の駆動ユニット８は、前記第１具体例と同様の構成に加えて、制御部から出力されるモータ出力トルク指令値と、モータの消費電流から演算される実際のモータ出力トルク値とを比較判定して、タイヤスリップ判定できるようにしたものである。すなわち、モータ出力指令値Ｐ（＊）に含まれるトルク指令値と、実際に検出された消費電力から推定できるモータ出力トルクとが異なる場合には、タイヤスリップが発生していると判別することができる。また、このようにタイヤスリップが生じていると判別された駆動ユニットから得られる走行速度は、走行制御用のデータとして採用しないようにしている。
【０２００】
本例の駆動ユニット８の走行用モータは、ＤＣ（直流）モータが用いられており、このＤＣモータにおいては、モータが消費する電流と、モータが出力するトルクは、正比例の関係を有し、また、モータが消費する電圧と、モータの回転数も正比例の関係を有することが知られている。従って、これらの値の関係が、不整合となっていることを検出することにより、スリップ発生等により異常な作動状態になっていることを判別することができる。すなわち、例えば、目標のトルク出力値に、実際のトルク出力が達していない場合には、車輪が路面に対して過回転してタイヤスリップが生じていると判別することができる。
【０２０１】
すなわち、本例の制御は、図１２のフローチャートに示されるように、まず、ステップＰ１０１において、モータ出力指令値Ｐ（＊）に含まれているモータ出力トルク指令値Ｔ１が、総合制御回路２７の内部メモリに記憶保存され、ステップＰ１０２に進む。
【０２０２】
次に、このステップＰ１０２において、現時点でのモータ消費電流が、モータ消費電流検出手段により検出され、総合制御回路２７に読み込まれる。
【０２０３】
そして、ステップＰ１０３において、この検出されたモータ消費電流に基づき、総合制御回路２７が、現時点での変速装置１３のギアポジション位置による減速比を加味して、モータから実際に出力されているトルク値Ｔ2を演算して推定し、このトルク値Ｔ2が、総合制御回路２７の内部メモリに記憶保存され、ステップＰ１０４に進む。
【０２０４】
次に、ステップＰ１０４において、これらのモータ出力トルク指令値Ｔ１と、実際にモータ７から出力されているトルク値Ｔ２とが比較され、スリップが生起しているか否かが判別される。
【０２０５】
すなわち、実際に出力されているモータ・トルク値Ｔ２が、モータ出力トルク指令値Ｔ１より、規定値以上小さい場合は、駆動ユニット８を設けた走行輪５が過回転してスリップしていると判別される。つまり、この場合には、走行輪５がスリップしているので、モータ７は目標のトルクを発生出力することができなくなっている。
【０２０６】
また、出力されているモータ・トルク値Ｔ２が、モータ出力トルク指令値Ｔ１の規定値範囲内に留っている場合は、走行輪５は正常回転していると判別される。
【０２０７】
尚、前述した回生ブレーキ動作時に走行輪が、タイヤロックして回転が停止している場合にも、本例の検出手法を適用することができる。すなわち、回生ブレーキ指令値から予想される目標の回生トルクと、実際に生成された回生トルクとを比較判定して、この実際の回生トルクが目標トルクに満たない場合に、タイヤロックが生じていると判別できる。
【０２０８】
また、本例においては、モータへの電力供給経路上に専用のモータ消費電流検出手段を設けた構成としているが、予めバッテリユニットに備えられている残存容量計が、放電電流の積算方式を用いたものである場合や、走行用モータ系への放電電流を区別して監視できるものである場合は、残存容量計からモータ消費電流値を得るように構成し、専用のモータ消費電流検出手段を不要にしてもよい。従って、このようにモータ供給電力検出手段を残存容量計により構成する場合は、追加する回路／機器を不要にして、本発明を実現することができるので、低コスト化が図られ、経済性を向上することができる。
【０２０９】
更に、モータ出力指令値Ｐ（＊）に含まれるトルク指令値と、モータ消費電流から換算される実際のモータ出力トルクとを比較しているが、本発明は、これに限らず、トルク指令値からモータ消費電流を演算し、これらのモータ消費電流を比較することにより、スリップ判定を行ってもよい。
【０２１０】
以上説明したように、本例によれば、モータ出力トルク指令値と、モータ消費電流から推定される実際のモータ・トルク出力値とが不整合となっていることを検出し、タイヤスリップが生起していると判別していることにより、専用のスリップ検出用の機器を用いずにセンサレスにスリップ判別することができるので、コストダウンが図れるとともに、走行信頼性を向上することができる。また、専用の機器／回路等の追加せずに、従来の車両にも容易に実施することができ、広い適用範囲を得ることができる。
【０２１１】
すなわち、例えば、車両の発進加速時のタイヤスリップや、定速走行時の路面状態変化によるタイヤスリップが生じて、路面と走行輪との正常な追従関係が損なわれた場合には、同様に、この走行輪に接続されているモータから実際に生成されている出力トルクと、モータ出力指令値との関係が損なわれるので、確実に判別することができる。
【０２１２】
また、運転者の操作ミスや走行環境条件が原因となったスリップだけではなく、電力供給系や制御回路系の障害が原因となったスリップを判別でき、安全性を向上することができる。更に、これらの両者の系が、同時に障害を起こした場合や、両者が同時に不調動作した複合的な原因による障害が生起した場合にも、判別処理できるので、より一層確実に安全性を確保することができる。
【０２１７】
【発明の効果】
以上説明したように、本願第１請求項に記載した発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車において、電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するものであって、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行う構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、悪路、天候等の影響による路面状況の変化や、タイヤの空気バランスの崩れに起因して、複数の駆動ユニットから、それぞれ、得られる走行速度が異なっている場合も、ある１つの速度信号を基準にして、全駆動ユニットを同時にギアチェンジ動作させることにより、安定した動作が行えるので、十分な安全性を確保することができる。
【０２１８】
更に、全駆動ユニットのギアチェンジを同時に開始し、また、全駆動ユニットのギアチェンジ終了後に、全駆動ユニットの出力動作を再開するので、ギアチェンジ前後での、走行バランスが崩れることを防止することができる。また、変速機に電磁式クラッチを具備している場合は、従来の自動変速機における機械式クラッチに必須な油圧アクチュエータ等の付属装置が不要となるので、装置として小型・軽量化でき、また、電磁式クラッチによる変速動作が電気信号により直接的に行われるので、当該変速動作を走行用モータの回転タイミング等のようなモータ駆動制御と協調動作させることができる。
【０２１９】
本願第２請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、駆動ユニットにおける変速がシフトアップの場合は、前記回転信号のうち遅い回転に基づくものが採用され、また、シフトダウンの場合は、前記回転信号のうち速い回転に基づくものが採用される構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、実際の走行状況に適う正確な制御がなされるので、走行が円滑化されるとともに、安全性を確保することができる。また、検出された複数の走行速度が異なる場合には、遅い方の走行速度によりシフトアップ判定し、速い方の走行速度によりシフトダウン判定することとなり、シフトアップ及びシフトダウンの判定時に、異なる基準を設けていることになり、よりギアチェンジ動作のヒステリシス特性を強化して確保することができる。
【０２２１】
本願第３請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設け、前記回転速度センサのいずれか１つの信号で前記各駆動ユニットの制御が同時に行われる構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、より多数の速度情報を得ることにより、速度情報の正確度を高めることができるので、ギアチェンジ判定の信頼性も向上でき、安定した制御動作が可能となり、十分な安全性を確保することができる。
【０２２２】
本願第４請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、走行輪の４輪にそれぞれ回転速度センサを設けるとともに、前記回転速度センサからの速度情報の平均値を求める演算手段を設け、更に、前記演算手段により求められた平均値と前記各回転速度センサからの速度情報を比較処理する速度比較処理手段を設け、この速度比較処理手段において、前記走行速度の平均値から、最も異なる値が削除される処理がなされる構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、走行輪の１つが何等かの状況又は理由により正常な回転状態より大きく逸脱しても、この走行輪に基づいた異常な走行速度値が除去され、この異常値によってギアチェンジ判定することが防止され、速度検出の信頼性を向上することができる。また、このように異常値を削除した後に、車両をシフトアップ及びシフトダウンする走行状況に応じて、タイヤスリップしていないと予想できる最も信頼できる値を選択して、ギアチェンジ判定することができ、これらの結果、正確なギアチェンジ判定が行えて、車両の走行性能と安全性をより向上することができる。
【０２２３】
本願第５請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、前記モータが消費する電流を検出するモータ消費電流検出手段を設けるとともに、当該モータの回転数を検出するモータ回転数検出手段を設け、更に、これら検出された電流と回転数を演算して比較し判定する比較判定手段を設け、前記比較判定手段により走行輪がスリップしていると判断されたときは、当該駆動ユニットにおける走行速度検出手段からの回転信号がキャンセルされる構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、専用のスリップ検出用の機器を用いずにセンサレスにスリップ判別することができるので、走行信頼性を向上することができる。
【０２２４】
また、運転者の操作ミスや走行環境条件が原因となったスリップだけではなく、電力供給系や制御回路系の障害が原因となったスリップを判別でき、安全性を向上することができる。更に、これらの両者の系が、同時に障害を起こした場合や、両者が同時に不調動作した複合的な原因による障害が生起した場合にも、判別処理できるので、より一層確実に安全性を確保することができる。
【０２２５】
本願第６請求項に記載した発明は、前記第１請求項の発明において、前記駆動ユニットの駆動が、自動変速モードとマニュアル操作モードとに択一的に選択可能に設けられている構成の電気自動車の駆動装置であり、従って、マニュアル操作モードにおいては、変速動作に運転者の意向を確実に反映できるので、運転操作感を楽しんだり、スポーツ走行に対応することができる。また、自動変速モードがプログラムソフト的に又は機能的に不調な場合や、走行環境状況に適合できなくなった場合にも、このマニュアル・モードにより対応することができる。
【０２２７】
本願第７請求項に記載した発明は、バッテリ電源で駆動する走行用モータ及び、前記モータからの回転出力を変速する変速機を搭載し、制御部からの指令信号に基づいて前記モータを制御する電気自動車の制御方法において、電磁式クラッチを用いた変速機と、モータと、回転速度センサを備えて駆動ユニットを形成するとともに、この駆動ユニットを、駆動輪となるべき走行輪にそれぞれ配設して、当該各駆動輪を個別に制御するようにし、更に、前記各回転速度センサからの回転信号のうち、いずれか１つの回転信号に基づいて、前記各駆動ユニットの変速制御を同時に行うものであって、ギアチェンジ中は、モータの出力トルクを零乃至極小とし、ギアチェンジが終了した後に再びモータの出力トルクを発生するように構成した電気自動車の制御方法であり、従って、噛み合い接続の解除及び爾後の接続が容易化される。そのため、ギアチェンジ時のショック発生を可及的に排除することができる。また、噛み合い解除及び接続がスムーズになされるので、各駆動ユニット間の駆動バランスが崩れることなく走行することができる。
【０２２８】
本願第８請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、手動操作が行われているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するように構成した電気自動車の制御方法であり、従って、ある単独の駆動ユニットがギアチェンジを終了した場合には、即座に、その駆動ユニットから出力動作するように構成されているので、他の駆動ユニットのクラッチ動作が不能となって、モータ駆動力の伝達が不可能な場合にも、正常に動作可能な駆動ユニットにより応急的な走行が可能となる。すなわち、少なくとも単独の駆動ユニットさえ稼働できれば、車両が走行機能を完全に喪失することを防止できるので、安全性を向上することができる。
【０２２９】
本願第９請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、車両が停止しているときは、１つの駆動ユニットにおいてギアチェンジが終了していればモータの出力トルクを発生するようにした構成の電気自動車の制御方法であり、従って、車両が停止状態から発進する場合に、ある単独の駆動ユニットがクラッチ接続を完了すると、その駆動ユニットが出力動作して、僅かでも車両が動くので、接続未了の他の駆動ユニットの接続及び被接続クラッチ同士に回転格差が生じ、そのクラッチの噛み合い接続をしやくすることができ、迅速な発進が可能になるとともに、発進時のクラッチ接続性能を向上することができる。
【０２３０】
本願第１０請求項に記載した発明は、前記第７請求項の発明において、ギアチェンジするときに、噛み合いギアに速度差を設けた構成の電気自動車の制御方法であって、噛み合わせるギア間に速度差を設けているので、噛み合い接続の確実性を向上することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】本発明に係る電気自動車の一具体例である電動４輪車を示す全体構成の平面図である。
【図２】本発明に係る電気自動車の全体構成を説明する回路ブロック図である。
【図３】本発明に係る電気自動車の総合制御回路、モータ駆動回路、クラッチ駆動回路を説明する回路ブロック図である。
【図４】本発明の第１具体例に係り、駆動ユニットのギアチェンジ動作制御を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第１具体例に係り、ギアチェンジ判定にヒステリシス特性が設定されていることを説明するグラフである。
【図６】本発明の第２具体例に係り、駆動ユニットのギアチェンジ動作制御を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３具体例に係り、駆動ユニットのギアチェンジ動作制御を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４具体例に係り、駆動ユニットのギアチェンジ動作制御を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第５具体例に係り、駆動ユニットのギアチェンジ動作制御を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第６具体例に係り、電気自動車の全体構成を説明する回路ブロック図である。
【図１１】本発明の第７具体例に係り、駆動ユニットの回生ブレーキ動作制御を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第８具体例に係り、駆動ユニットのタイヤスリップ判定を説明するフローチャートである。
【図１３】従来例の電気自動車に係り、電動４輪車の全体構成を示す平面図である。
【符号の説明】
１    電動４輪車
２    車体
４    前輪
５    後輪
５ａ    車軸
６    ハンドル
７    モータ
７ａ    走行用モータの出力軸
７ｂ    走行用モータの回転速度センサ
７ｃ    走行用モータのモータ出力ギア
８    駆動ユニット
１０    制御部
１１    電気動力部
１２    バッテリ電源
１２ａ    蓄電池
１３    変速装置
１４    ドグクラッチ
１５    １速回転ギア
１６    ２速回転ギア
１７    １速減速ギア
１８    ２速減速ギア
１９    中間ギア
２０    アクチュエータ
２１    クラッチ可動部
２１ａ    クラッチ可動部の永久磁石
２１ｂ    クラッチ可動部のクラッチ動作位置検出センサ
２２    クラッチ駆動部
２２ａ    クラッチ駆動部の駆動コイル
２５    モータ駆動回路
２５ａ    モータ駆動回路の三相フルブリッジ・インバータ回路
２５ｂ    モータ駆動回路のＰＷＭ制御回路
２５ｃ    モータ駆動回路の出力電圧制御回路
２６    クラッチ駆動回路
２６ａ    クラッチ駆動回路のＨブリッジ・インバータ回路
２６ｂ    クラッチ駆動回路のＰＷＭ制御回路
２６ｃ    クラッチ駆動回路の駆動信号形成回路
２７    総合制御回路
２７ａ    総合制御回路のマイクロコンピュータ
２７ｂ    総合制御回路のモータ回転方向制御回路
２７ｃ    総合制御回路のクラッチ位置判定回路
３０    走行選択部
３１    アクセル
３１ａ    アクセル・ペダル
３１ｂ    アクセル用可変抵抗器
３２    ブレーキ
３２ａ    ブレーキ・ペダル
３２ｂ    ブレーキ用可変抵抗器
５０    電気自動車
５１    動力伝達装置
５２    モータ
５３    変速機
５４    プロペラシャフト
５５    後輪
５６    後輪軸
５７    デファレンシャルギア
Ｐ＊    モータ出力指令値信号
Ｎ１    シフトアップ切り換え速度
Ｎ２    シフトダウン切り換え速度
ωＲ（ωＲＲ）    後方の右輪から検出される走行速度
ωＬ（ωＲＬ）    後方の左輪から検出される走行速度
ωＦＲ    前方の右輪から検出される走行速度
ωＦＬ    前方の左輪から検出される走行速度
ω    各輪から検出された値を選択した走行速度
ω０    各輪から検出された走行速度の速度平均値
ω（ｔ）    現時点での走行輪の回転速度
ω（ｔ−１）    所定時間前の走行輪の回転速度
Ｔ１    モータ・トルク出力指令値
Ｔ２    モータ消費電流から推定される実際のモータ・トルク出力値
【図１】
0003584106.tif 000002
【図２】
0003584106.tif 000003
【図３】
0003584106.tif 000004
【図４】
0003584106.tif 000005
【図５】
0003584106.tif 000006
【図６】
0003584106.tif 000007
【図７】
0003584106.tif 000008
【図８】
0003584106.tif 000009
【図９】
0003584106.tif 000010
【図１０】
0003584106.tif 000011
【図１１】
0003584106.tif 000012
【図１２】
0003584106.tif 000013
【図１３】
0003584106.tif 000014