(57)【要約】【課題】２ウェイローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置において、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻し、その後、再びアクセルペダルを踏み込んだときの振動・異音を防止する。【解決手段】電動モータ３の回転が入力される入力軸７と、入力軸７に設けられた１速入力ギヤ９Ａおよび２速入力ギヤ９Ｂと、１速入力ギヤ９Ａおよび２速入力ギヤ９Ｂにそれぞれ噛合する１速出力ギヤ１０Ａおよび２速出力ギヤ１０Ｂと、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａと、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂと、電動モータ３のモータトルク制御装置５９とを設け、モータトルク制御装置５９は、アクセルペダル６１が踏み込まれていないときに現変速段の２ウェイローラクラッチ１６Ａを係合位置に保持するトルクを電動モータ３で発生する制御を実行する。【選択図】図３
2012219850.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータ（３）と、
その電動モータ（３）の回転が入力される入力軸（７）と、
前記入力軸（７）に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸（８）と、
前記入力軸（７）に設けられた第１入力ギヤ（９Ａ）および第２入力ギヤ（９Ｂ）と、
前記出力軸（８）に設けられ、前記第１入力ギヤ（９Ａ）および第２入力ギヤ（９Ｂ）にそれぞれ噛合する第１出力ギヤ（１０Ａ）および第２出力ギヤ（１０Ｂ）と、
前記出力軸（８）の回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤ（６）と、
前記電動モータ（３）の発生トルクを制御するモータトルク制御装置（５９）とを有し、
前記第１入力ギヤ（９Ａ）と第２入力ギヤ（９Ｂ）と入力軸（７）の組と、前記第１出力ギヤ（１０Ａ）と第２出力ギヤ（１０Ｂ）と出力軸（８）の組とのうち一方を、第１クラッチギヤ（１０Ａ）と第２クラッチギヤ（１０Ｂ）とこれらのクラッチギヤ（１０Ａ，１０Ｂ）を軸受（１５）を介して回転可能に支持するクラッチギヤ支持軸（８）とし、
前記第１クラッチギヤ（１０Ａ）とクラッチギヤ支持軸（８）との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第１の２ウェイローラクラッチ（１６Ａ）と、前記第２クラッチギヤ（１０Ｂ）とクラッチギヤ支持軸（８）との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第２の２ウェイローラクラッチ（１６Ｂ）と、前記第１の２ウェイローラクラッチ（１６Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（１６Ｂ）とを選択的に係合させる変速アクチュエータ（３３）を設け、
前記第１の２ウェイローラクラッチ（１６Ａ）は、第１クラッチギヤ（１０Ａ）の内周とクラッチギヤ支持軸（８）の外周のうち一方に設けられた円筒面（１７）と、他方に設けられたカム面（１９）と、そのカム面（１９）と前記円筒面（１７）の間に組み込まれたローラ（２０）と、そのローラ（２０）を保持し、前記カム面（１９）と円筒面（１７）の間にローラ（２０）を係合させる係合位置とローラ（２０）の係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸（８）に対して相対回転可能に設けられた第１保持器（２１Ａ）と、その第１保持器（２１Ａ）を前記中立位置に弾性保持する第１スイッチばね（２２Ａ）とからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチ（１６Ｂ）は、第２クラッチギヤ（１０Ｂ）の内周とクラッチギヤ支持軸（８）の外周のうち一方に設けられた円筒面（１７）と、他方に設けられたカム面（１９）と、そのカム面（１９）と前記円筒面（１７）の間に組み込まれたローラ（２０）と、そのローラ（２０）を保持し、前記カム面（１９）と円筒面（１７）の間にローラ（２０）を係合させる係合位置とローラ（２０）の係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸（８）に対して相対回転可能に設けられた第２保持器（２１Ｂ）と、その第２保持器（２１Ｂ）を前記中立位置に弾性保持する第２スイッチばね（２２Ｂ）とからなり、
前記変速アクチュエータ（３３）は、前記第１保持器（２１Ａ）に対して回り止めされかつ前記第１クラッチギヤ（１０Ａ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第１摩擦板（３５Ａ）と、その第１摩擦板（３５Ａ）を前記第１クラッチギヤ（１０Ａ）の側面から離反する方向に付勢する第１離反ばね（３９Ａ）と、前記第２保持器（２１Ｂ）に対して回り止めされかつ前記第２クラッチギヤ（１０Ｂ）の側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第２摩擦板（３５Ｂ）と、その第２摩擦板（３５Ｂ）を前記第２クラッチギヤ（１０Ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第２離反ばね（３９Ｂ）と、前記第１摩擦板（３５Ａ）を押圧して前記第１クラッチギヤ（１０Ａ）の側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板（３５Ｂ）を押圧して前記第２クラッチギヤ（１０Ｂ）の側面に接触させる第２シフト位置との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリング（３４）と、そのシフトリング（３４）を軸方向に移動させるシフト機構（４１）とからなり、
前記モータトルク制御装置（５９）は、アクセルペダル（６１）が踏み込まれているか否かを判定するアクセル操作判定手段（Ｓ３）と、そのアクセル操作判定手段（Ｓ３）でアクセルペダル（６１）が踏み込まれていないと判定されたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチ（１６Ａ）の保持器を係合位置から中立位置に戻そうとする前記スイッチばね（２２Ａ）の弾性力に抗して現変速段の２ウェイローラクラッチ（１６Ａ）の保持器（２１Ａ）を係合位置に保持するトルクを前記電動モータ（３）で発生するローラ係合保持制御を実行するローラ係合保持制御手段（Ｓ４）とを有する車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記モータトルク制御装置（５９）が、運転者のブレーキ操作量が予め設定されたしきい値（Ｔｈ）よりも大きいか否かを判定するブレーキ操作判定手段（Ｓ２）を更に有し、
前記ローラ係合保持制御手段（Ｓ４）は、そのブレーキ操作判定手段（Ｓ２）で運転者のブレーキ操作量が前記しきい値（Ｔｈ）よりも大きいと判定されたときに前記ローラ係合保持制御を解除する請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記モータトルク制御装置（５９）が、ブレーキペダル（６２）が踏み込まれているか否か判定するブレーキ操作判定手段（Ｓ２）を更に有し、
前記ローラ係合保持制御手段（Ｓ４）は、そのブレーキ操作判定手段（Ｓ２）でブレーキペダル（６２）が踏み込まれていると判定されたときに前記ローラ係合保持制御を解除する請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記ローラ係合保持制御手段（Ｓ４）は、前記ローラ係合保持制御により前記電動モータ（３）で発生するトルクの大きさが、車速が速いほど大きく設定されている請求項１から３のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記ローラ係合保持制御手段（Ｓ４）は、前記ローラ係合保持制御により前記電動モータ（３）で発生するトルクの大きさが変速段に応じて設定されている請求項１から３のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
左右一対の前輪（１）と左右一対の後輪（２）のうち少なくとも一方を請求項１から５のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置（Ａ）で駆動するようにした電気自動車。
【請求項７】
左右一対の前輪（１）と左右一対の後輪（２）のうち一方をエンジン（Ｅ）で駆動し、他方を請求項１から５のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置（Ａ）で駆動するようにしたハイブリッド自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータの回転を変速して車輪へ伝達する車両用モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド自動車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、電動モータと、その電動モータの回転を変速する変速機と、その変速機から出力された回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤとからなるものが従来から知られている。
【０００３】
この車両用モータ駆動装置を使用すると、走行条件に応じて変速機の変速比を切り換えることにより、駆動および回生時において、効率の高い回転数およびトルク領域で電動モータを使用することが可能となる。また、適切な変速比とすることで、高速走行時の変速機の回転部材の回転速度が下がり、変速機の動力損失が低減して車両のエネルギ効率を向上させることができる。
【０００４】
このような車両用モータ駆動装置として、例えば特許文献１に記載のものが知られている。特許文献１に記載の車両用モータ駆動装置は、変速比の異なる２つの回転伝達経路にそれぞれ設けられた摩擦クラッチと、その摩擦クラッチを選択的に係合させる変速アクチュエータを有する。
【０００５】
ここで、摩擦クラッチは、回転伝達経路の上流側に接続されたプレッシャプレートと、回転伝達経路の下流側に接続されたクラッチプレートとを軸方向に対向して配置したものであり、プレッシャプレートがクラッチプレートから離反した状態では回転の伝達が遮断され、プレッシャプレートをクラッチプレートに接触させると、その接触面間の摩擦力を介して回転が伝達される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１０−２２３２９８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
ところで、本願発明の発明者らは、変速比の異なる２つの回転伝達経路を切り換えるクラッチとして、上記の摩擦クラッチではなく、２ウェイローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置を検討し、そのような車両用モータ駆動装置として以下の構成のものを考案した。
【０００８】
電動モータと、その電動モータの回転が入力される入力軸と、入力軸に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸と、入力軸に設けられた１速入力ギヤおよび２速入力ギヤと、出力軸に設けられ、１速入力ギヤおよび２速入力ギヤにそれぞれ噛合する１速出力ギヤおよび２速出力ギヤと、出力軸の回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤとを有し、
１速出力ギヤと２速出力ギヤは軸受を介して出力軸で回転可能に支持され、
１速出力ギヤと出力軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう１速の２ウェイローラクラッチと、２速出力ギヤと出力軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう２速の２ウェイローラクラッチと、１速の２ウェイローラクラッチと２速の２ウェイローラクラッチとを選択的に係合させる変速アクチュエータを設けた車両用モータ駆動装置。
【０００９】
ここで、１速の２ウェイローラクラッチは、１速出力ギヤの内周と出力軸の外周のうち一方に設けられた円筒面と、他方に設けられたカム面と、そのカム面と円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で出力軸に対して相対回転可能に設けられた１速保持器と、その１速保持器を中立位置に弾性保持する１速スイッチばねとからなる構成のものであり、１速保持器を係合位置と中立位置の間で周方向に移動させることにより、トルクの伝達と遮断を切り換えることができるようになっている。２速の２ウェイローラクラッチも、１速の２ウェイローラクラッチと同様の構成である。
【００１０】
また、変速アクチュエータは、１速保持器に対して回り止めされかつ１速出力ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた１速摩擦板と、その１速摩擦板を１速出力ギヤの側面から離反する方向に付勢する１速離反ばねと、２速保持器に対して回り止めされかつ２速出力ギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた２速摩擦板と、その２速摩擦板を２速出力ギヤの側面から離反する方向に付勢する２速離反ばねと、１速摩擦板を押圧して１速出力ギヤの側面に接触させる１速シフト位置と２速摩擦板を押圧して２速出力ギヤの側面に接触させる２速シフト位置との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリングと、そのシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構とからなる。
【００１１】
上記構成からなる車両用モータ駆動装置は、シフト機構の作動により、シフトリングを１速シフト位置に移動させたときは、１速摩擦板が１速出力ギヤの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって１速摩擦板が出力軸に対して相対回転し、この１速摩擦板に回り止めされた１速保持器が１速スイッチばねの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動するので、１速保持器に保持されたローラがカム面と円筒面の間に係合し、１速出力ギヤと出力軸との間でトルクの伝達が行われる。同様に、シフトリングを２速シフト位置に移動させたときは、２速保持器に保持されたローラがカム面と円筒面の間に係合し、２速出力ギヤと出力軸との間でトルクの伝達が行われる。
【００１２】
ところで、この発明の発明者は、上記構成の車両用モータ駆動装置を採用した場合、１速の２ウェイローラクラッチまたは２速の２ウェイローラクラッチのローラがカム面と円筒面の間に係合した状態において、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻し、その後、再びアクセルペダルを踏み込んだときに、不快な振動・異音が発生するおそれがある問題を見出した。この問題を以下に説明する。
【００１３】
例えば、１速の２ウェイローラクラッチが係合した状態において、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻すと、アクセル操作量の減少に伴って電動モータの発生するトルクが小さくなるので、電動モータから１速出力ギヤと１速摩擦板とを介して１速保持器に伝達するトルクが１速スイッチばねの弾性力よりも小さくなり、その結果、１速スイッチばねの弾性力により１速保持器が係合位置から中立位置に移動し、１速の２ウェイローラクラッチの係合が解除される。
【００１４】
その後、再びアクセルペダルを踏み込むと、アクセル操作量の増大に伴って電動モータの発生するトルクが大きくなるので、電動モータから１速出力ギヤと１速摩擦板とを介して１速保持器に伝達するトルクが１速スイッチばねの弾性力よりも大きくなり、そのトルクにより１速保持器が１速スイッチばねの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動し、１速の２ウェイローラクラッチのローラがカム面と円筒面の間に再び係合し、このローラが再係合する衝撃により不快な振動・異音が発生するおそれがある。
【００１５】
同様に、２速の２ウェイローラクラッチが係合した状態においても、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻すと、２速スイッチばねの弾性力により２速保持器が係合位置から中立位置に移動し、２速の２ウェイローラクラッチの係合が解除され、その後、再びアクセルペダルを踏み込んだときに、２速の２ウェイローラクラッチのローラが再係合するので、この再係合の衝撃により不快な振動・異音が発生するおそれがある。
【００１６】
この発明が解決しようとする課題は、２ウェイローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置において、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻し、その後、再びアクセルペダルを踏み込んだときの振動・異音を防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
上記の課題を解決するため、この発明においては、電動モータと、その電動モータの回転が入力される入力軸と、前記入力軸に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸と、前記入力軸に設けられた第１入力ギヤおよび第２入力ギヤと、前記出力軸に設けられ、前記第１入力ギヤおよび第２入力ギヤにそれぞれ噛合する第１出力ギヤおよび第２出力ギヤと、前記出力軸の回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、前記電動モータの発生トルクを制御するモータトルク制御装置とを有し、
前記第１入力ギヤと第２入力ギヤと入力軸の組と、前記第１出力ギヤと第２出力ギヤと出力軸の組とのうち一方を、第１クラッチギヤと第２クラッチギヤとこれらのクラッチギヤを軸受を介して回転可能に支持するクラッチギヤ支持軸とし、
前記第１クラッチギヤとクラッチギヤ支持軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第１の２ウェイローラクラッチと、前記第２クラッチギヤとクラッチギヤ支持軸との間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう第２の２ウェイローラクラッチと、前記第１の２ウェイローラクラッチと第２の２ウェイローラクラッチとを選択的に係合させる変速アクチュエータを設け、
前記第１の２ウェイローラクラッチは、第１クラッチギヤの内周とクラッチギヤ支持軸の外周のうち一方に設けられた円筒面と、他方に設けられたカム面と、そのカム面と前記円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、前記カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第１保持器と、その第１保持器を前記中立位置に弾性保持する第１スイッチばねとからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチは、第２クラッチギヤの内周とクラッチギヤ支持軸の外周のうち一方に設けられた円筒面と、他方に設けられたカム面と、そのカム面と前記円筒面の間に組み込まれたローラと、そのローラを保持し、前記カム面と円筒面の間にローラを係合させる係合位置とローラの係合を解除する中立位置との間で前記クラッチギヤ支持軸に対して相対回転可能に設けられた第２保持器と、その第２保持器を前記中立位置に弾性保持する第２スイッチばねとからなり、
前記変速アクチュエータは、前記第１保持器に対して回り止めされかつ前記第１クラッチギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第１摩擦板と、その第１摩擦板を前記第１クラッチギヤの側面から離反する方向に付勢する第１離反ばねと、前記第２保持器に対して回り止めされかつ前記第２クラッチギヤの側面に接触する位置と離反する位置との間で軸方向に移動可能に設けられた第２摩擦板と、その第２摩擦板を前記第２クラッチギヤの側面から離反する方向に付勢する第２離反ばねと、前記第１摩擦板を押圧して前記第１クラッチギヤの側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板を押圧して前記第２クラッチギヤの側面に接触させる第２シフト位置との間で軸方向に移動可能に設けられたシフトリングと、そのシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構とからなり、
前記モータトルク制御装置は、アクセルペダルが踏み込まれているか否かを判定するアクセル操作判定手段と、そのアクセル操作判定手段でアクセルペダルが踏み込まれていないと判定されたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの保持器を係合位置から中立位置に戻そうとする前記スイッチばねの弾性力に抗して現変速段の２ウェイローラクラッチの保持器を係合位置に保持するトルクを前記電動モータで発生するローラ係合保持制御を実行するローラ係合保持制御手段とを有する構成を車両用モータ駆動装置に採用した。
【００１８】
この構成を採用した車両用モータ駆動装置は、シフトリングが第１シフト位置にあるときは、第１摩擦板が第１クラッチギヤの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって第１摩擦板がクラッチギヤ支持軸に対して相対回転し、この第１摩擦板に回り止めされた第１保持器が第１スイッチばねの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動するので、第１保持器に保持されたローラがカム面と円筒面の間に係合し、第１クラッチギヤとクラッチギヤ支持軸との間でトルクの伝達が行われる。
【００１９】
そして、上記構成の車両用モータ駆動装置を採用した場合、第１の２ウェイローラクラッチが係合した状態において、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻すと、アクセル操作量の減少に伴って電動モータの発生するトルクが小さくなるが、前記アクセル操作判定手段でアクセルペダルが踏み込まれていないと判定されたときに、前記ローラ係合保持制御手段が、第１保持器を係合位置から中立位置に戻そうとする第１スイッチばねの弾性力に抗して第１保持器を係合位置に保持するトルクを前記電動モータで発生するローラ係合保持制御を実行するので、第１保持器が係合位置から中立位置に移動せず、第１の２ウェイローラクラッチの係合が保持される。第２の２ウェイローラクラッチが係合した状態においても同様である。このように、アクセルペダルを戻してから再びアクセルペダルを踏み込むまでの一連の動作の間、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合が解除されないので、ローラの再係合による振動・異音が発生しない。
【００２０】
前記モータトルク制御装置は、ブレーキペダルが踏み込まれているか否かを問わず、前記ローラ係合保持制御を実行するように構成することも可能であるが、前記モータトルク制御装置は、運転者のブレーキ操作量が予め設定されたしきい値よりも大きいか否かを判定するブレーキ操作判定手段を更に設け、前記ローラ係合保持制御手段は、そのブレーキ操作判定手段で運転者のブレーキ操作量が前記しきい値よりも大きいと判定されたときに前記ローラ係合保持制御を解除するように構成すると好ましい。このようにすると、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、ローラ係合保持制御によるトルクの発生を中止するので速やかに減速することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００２１】
また、前記モータトルク制御装置に、ブレーキペダルが踏み込まれているか否か判定するブレーキ操作判定手段を更に設け、前記ローラ係合保持制御手段は、そのブレーキ操作判定手段でブレーキペダルが踏み込まれていると判定されたときに前記ローラ係合保持制御を解除するように構成してもよい。このようにしても、ブレーキペダルが踏み込まれたときに、ローラ係合保持制御によるトルクの発生を中止するので速やかに減速することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００２２】
前記ローラ係合保持制御手段は、前記ローラ係合保持制御により前記電動モータで発生するトルクの大きさを車速によらず一定とすることも可能である。このようにした場合、車速が遅い状態においてアクセルペダルの踏み込みを解除し、前記ローラ係合保持制御が実行されたときは、車両の走行抵抗が小さいので、車両の走行抵抗と車両駆動力（すなわち前記ローラ係合保持制御により電動モータが発生するトルク）の差が小さく、車両の速度を維持することができる。しかしながら、車速が速い状態においてアクセルペダルの踏み込みを解除し、前記ローラ係合保持制御が実行されたときは、車両の走行抵抗が大きいので、車両の走行抵抗が車両駆動力を大きく上回ってしまい、車両が減速しやすくなる。その結果、減速した車速を元に戻そうと運転者がアクセルペダルを踏み込むので、無駄な電気が消費される。
【００２３】
そこで、前記ローラ係合保持制御により前記電動モータで発生するトルクの大きさは、車速が速いほど大きくなるように設定すると好ましい。このようにすると、車速が速いときは、前記ローラ係合保持制御により電動モータが発生するトルクも大きくなるので、車速が速い状態においてアクセルペダルの踏み込みを解除して前記ローラ係合保持制御が実行されたときに、車両の走行抵抗と車両駆動力の差を小さく抑えることができ、車両の速度を維持しやすくなる。その結果、運転者が無駄にアクセルペダルを踏み込むのを抑制することができ、電気消費量を抑えることが可能となる。
【００２４】
また、前記ローラ係合保持制御により前記電動モータで発生するトルクの大きさは、変速段に応じて設定することができる。このようにすると、前記ローラ係合保持制御が実行されるときの変速段にかかわらず、前記ローラ係合保持制御により電動モータで発生するトルクの大きさを最適な大きさに調整することができる。
【００２５】
また、この発明では、上記の車両用モータ駆動装置を用いた電気自動車として、左右一対の前輪と左右一対の後輪のうち少なくとも一方を上記の車両用モータ駆動装置で駆動するようにした電気自動車を提供する。
【００２６】
また、この発明では、上記の車両用モータ駆動装置を用いたハイブリッド自動車として、左右一対の前輪と左右一対の後輪のうち一方をエンジンで駆動し、他方を上記の車両用モータ駆動装置で駆動するようにしたハイブリッド自動車を提供する。
【発明の効果】
【００２７】
この発明の車両用モータ駆動装置を採用すると、アクセルペダルを踏み込んだ状態からアクセルペダルを戻したときに、電動モータが、現変速段の保持器を係合位置から中立位置に戻そうとするスイッチばねの弾性力に抗して現変速段の保持器を係合位置に保持するトルクを発生するので、現変速段の保持器が係合位置から中立位置に移動せず、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合が保持される。したがって、アクセルペダルを戻してから再びアクセルペダルを踏み込んだときに、ローラの再係合による振動・異音が発生しない。
【図面の簡単な説明】
【００２８】
【図１】この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図
【図２】この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド自動車の概略図
【図３】この発明に係る車両用モータ駆動装置の断面図
【図４】図３の１速出力ギヤおよび２速出力ギヤ近傍の拡大断面図
【図５】図４のシフトリング近傍の拡大断面図
【図６】図４のVI−VI線に沿った断面図
【図７】図４のVII−VII線に沿った断面図
【図８】図４のVIII−VIII線に沿った断面図
【図９】シフト機構を示す断面図
【図１０】図４の２速カム部材近傍の分解斜視図
【図１１】図３に示す電動モータのモータトルク制御装置のブロック図
【図１２】図１１に示すモータトルク制御装置の制御を示すフロー図
【図１３】図１２に示すローラ係合保持制御を実行したときに電動モータで発生するトルクと、車速との対応関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００２９】
図１は、左右一対の前輪１をこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａで駆動される駆動輪とし、左右一対の後輪２を従動輪とした電気自動車ＥＶを示す。
【００３０】
図２は、左右一対の前輪１をエンジンＥによって駆動される主駆動輪とし、左右一対の後輪２をこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａで駆動される補助駆動輪としたハイブリッド自動車ＨＶを示す。ハイブリッド自動車ＨＶには、エンジンＥの回転を変速するトランスミッションＴと、トランスミッションＴから出力された回転を左右の前輪１に分配するディファレンシャルギヤＤとが設けられている。
【００３１】
この電気自動車ＥＶおよびハイブリッド自動車ＨＶに組み込まれたこの発明に係る車両用モータ駆動装置Ａについて以下に説明する。
【００３２】
図３に示すように、車両用モータ駆動装置Ａは、電動モータ３と、電動モータ３のモータ軸４の回転を変速して出力する変速機５と、その変速機５から出力された回転を図１に示す電気自動車ＥＶの左右一対の前輪１に分配し、または、図２に示すハイブリッド自動車ＨＶの左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ６とを有する。
【００３３】
変速機５は、図３に示すように、モータ軸４の回転が入力される入力軸７と、入力軸７に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸８と、入力軸７に設けられた１速入力ギヤ９Ａおよび２速入力ギヤ９Ｂと、出力軸８に設けられた１速出力ギヤ１０Ａおよび２速出力ギヤ１０Ｂとを有する。
【００３４】
モータ軸４は、入力軸７と同軸上に直列に配置されており、ハウジング１１に固定された電動モータ３のステータ１２で回転駆動される。入力軸７は、ハウジング１１内に組込まれた対向一対の軸受１３により回転可能に支持され、入力軸７の軸端はスプライン嵌合によってモータ軸４に接続されている。出力軸８は、ハウジング１１内に組込まれた対向一対の軸受１４により回転可能に支持されている。
【００３５】
１速入力ギヤ９Ａと２速入力ギヤ９Ｂは軸方向に間隔をおいて配置され、入力軸７を中心として入力軸７と一体に回転するように入力軸７に固定されている。１速出力ギヤ１０Ａと２速出力ギヤ１０Ｂも軸方向に間隔をおいて配置されている。
【００３６】
図４に示すように、１速出力ギヤ１０Ａは、出力軸８を貫通させる環状に形成され、軸受１５を介して出力軸８で支持されており、出力軸８を中心として出力軸８に対して回転可能となっている。同様に、２速出力ギヤ１０Ｂも、軸受１５を介して出力軸８で回転可能に支持されている。
【００３７】
１速入力ギヤ９Ａと１速出力ギヤ１０Ａは互いに噛合しており、その噛合によって１速入力ギヤ９Ａと１速出力ギヤ１０Ａの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ９Ｂと２速出力ギヤ１０Ｂも噛合しており、その噛合によって２速入力ギヤ９Ｂと２速出力ギヤ１０Ｂの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ９Ｂと２速出力ギヤ１０Ｂの減速比は、１速入力ギヤ９Ａと１速出力ギヤ１０Ａの減速比よりも小さい。
【００３８】
１速出力ギヤ１０Ａと出力軸８の間には、１速出力ギヤ１０Ａと出力軸８の間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａが組込まれている。また、２速出力ギヤ１０Ｂと出力軸８の間には、２速出力ギヤ１０Ｂと出力軸８の間でトルクの伝達と遮断の切換えを行なう２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂが組込まれている。
【００３９】
１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂは、左右対称の同一構成なので、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂを以下に説明し、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａについては、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットＢをＡに置き換えた符号を付して説明を省略する。
【００４０】
図５〜図７に示すように、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂは、２速出力ギヤ１０Ｂの内周に設けられた円筒面１７と、出力軸８の外周に回り止めした環状の２速カム部材１８Ｂに形成されたカム面１９と、カム面１９と円筒面１７の間に組み込まれたローラ２０と、ローラ２０を保持する２速保持器２１Ｂと、２速スイッチばね２２Ｂとからなる。カム面１９は、円筒面１７との間で周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭くなるくさび形空間を形成するような面であり、例えば、図６に示すように円筒面１７と対向する平坦面である。
【００４１】
図４、図１０に示すように、２速保持器２１Ｂは、ローラ２０を収容する複数のポケット２３が周方向に間隔をおいて形成された円筒部２４と、円筒部２４の一端から径方向内方に延び出す内向きフランジ部２５とを有する。内向きフランジ部２５の径方向内端は、２速カム部材１８Ｂの外周で周方向にスライド可能に支持され、この周方向のスライドによって、２速保持器２１Ｂは、カム面１９と円筒面１７の間にローラ２０を係合させる係合位置とローラ２０の係合を解除する中立位置との間で出力軸８に対して相対回転可能となっている。また、２速保持器２１Ｂの内向きフランジ部２５は軸方向両側への移動が規制され、これにより２速保持器２１Ｂが軸方向に非可動とされている。
【００４２】
図６に示すように、各カム面１９は、回転中心を含む仮想平面に対して対称に形成され、これにより、各カム面１９と円筒面１７の間に配置されたローラ２０は、正転方向と逆転方向の両方向で係合可能となっている。すなわち、電動モータ３が発生するトルクにより車両を前進させるときは、２速保持器２１Ｂを出力軸８に対して正転方向に相対回転させることにより、２速保持器２１Ｂに保持されたローラ２０を、カム面１９と円筒面１７の間の正転方向側の狭小空間に係合させ、そのローラ２０を介して２速出力ギヤ９Ｂと出力軸８の間で正転方向のトルクを伝達することが可能となっており、一方、電動モータ３が発生するトルクにより車両を後退させるときは、２速保持器２１Ｂを出力軸８に対して逆転方向に相対回転させることにより、２速保持器２１Ｂに保持されたローラ２０を、カム面１９と円筒面１７の間の逆転方向側の狭小空間に係合させ、そのローラ２０を介して２速出力ギヤ９Ｂと出力軸８の間で逆転方向のトルクを伝達することが可能となっている。
【００４３】
図７、図１０に示すように、２速スイッチばね２２Ｂは、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部２６と、Ｃ形環状部２６の両端からそれぞれ径方向外方に延出する一対の延出部２７，２７とからなる。Ｃ形環状部２６は、２速カム部材１８Ｂの軸方向端面に形成された円形のスイッチばね収容凹部２８に嵌め込まれ、一対の延出部２７，２７は、２速カム部材１８Ｂの軸方向端面に形成された径方向溝２９に挿入されている。
【００４４】
径方向溝２９は、スイッチばね収容凹部２８の内周縁から径方向外方に延びて２速カム部材１８Ｂの外周に至るように形成されている。２速スイッチばね２２Ｂの延出部２７は、径方向溝２９の径方向外端から突出しており、その延出部２７の径方向溝２９からの突出部分が、２速保持器２１Ｂの円筒部２４の軸方向端部に形成された切欠き３０に挿入されている。径方向溝２９と切欠き３０は同じ幅に形成されている。
【００４５】
延出部２７，２７は、径方向溝２９の周方向で対向する内面と、切欠き３０の周方向で対向する内面にそれぞれ接触しており、その接触面に作用する周方向の力によって２速保持器２１Ｂを中立位置に弾性保持している。
【００４６】
すなわち、２速保持器２１Ｂを出力軸８に対して相対回転させて、図７に示す中立位置から周方向に移動させると、径方向溝２９の位置と切欠き３０の位置が周方向にずれるので、一対の延出部２７，２７の間隔が狭まる方向にＣ形環状部２６が弾性変形し、その弾性復元力によって２速スイッチばね２２Ｂの一対の延出部２７，２７が径方向溝２９の内面と切欠き３０の内面を押圧し、その押圧によって２速保持器２１Ｂを中立位置に戻す方向の力が作用するようになっている。
【００４７】
図４に示すように、１速カム部材１８Ａと２速カム部材１８Ｂの出力軸８に対する回り止めは、スプライン嵌合によって行なわれている。１速カム部材１８Ａのカム面１９と２速カム部材１８Ｂのカム面１９は同数かつ同位相となっている。また、１速カム部材１８Ａと２速カム部材１８Ｂは、出力軸８の外周に嵌合した一対の止め輪３１によって軸方向に非可動となっている。１速カム部材１８Ａと２速カム部材１８Ｂの間には間座３２が組み込まれている。
【００４８】
１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂは、変速アクチュエータ３３により選択的に係合することができるようになっている。
【００４９】
図５に示すように、変速アクチュエータ３３は、１速出力ギヤ１０Ａと２速出力ギヤ１０Ｂの間に軸方向に移動可能に設けられたシフトリング３４と、１速出力ギヤ１０Ａとシフトリング３４の間に組み込まれた１速摩擦板３５Ａと、２速出力ギヤ１０Ｂとシフトリング３４の間に組み込まれた２速摩擦板３５Ｂとを有する。
【００５０】
ここで、１速摩擦板３５Ａと２速摩擦板３５Ｂは、左右対称の同一構成なので、２速摩擦板３５Ｂを以下に説明し、１速摩擦板３５Ａについては、２速摩擦板３５Ｂに対応する部分に同一の符号または末尾のアルファベットＢをＡに置き換えた符号を付して説明を省略する。
【００５１】
２速摩擦板３５Ｂには、２速保持器２１Ｂの切欠き３０に係合する突片３６が設けられ、この突片３６と切欠き３０の係合によって、２速摩擦板３５Ｂが２速保持器２１Ｂに回り止めされている。２速保持器２１Ｂの切欠き３０は、２速摩擦板３５Ｂの突片３６を軸方向にスライド可能に収容しており、このスライドによって、２速摩擦板３５Ｂは、２速保持器２１Ｂに回り止めされた状態のまま、２速出力ギヤ１０Ｂの側面に接触する位置と離反する位置との間で、２速保持器２１Ｂに対して軸方向に移動可能となっている。
【００５２】
２速摩擦板３５Ｂの突片３６の先端に凹部３７が形成されて、間座３２の外周には、凹部３７に係合する凸部３８が形成されている。そして、凹部３７と凸部３８は、２速摩擦板３５Ｂが２速出力ギヤ１０Ｂの側面から離反した位置にある状態では、凹部３７と凸部３８が係合することで、２速摩擦板３５Ｂを間座３２を介して出力軸８に回り止めし、このとき、２速摩擦板３５Ｂに回り止めされた２速保持器２１Ｂが中立位置に保持されるようになっている。また、２速摩擦板３５Ｂが２速出力ギヤ１０Ｂの側面に接触する位置にある状態では、凹部３７と凸部３８の係合が解除することで、２速摩擦板３５Ｂの回り止めが解除されるようになっている。
【００５３】
２速摩擦板３５Ｂと２速カム部材１８Ｂの間には、軸方向に圧縮された状態で２速離反ばね３９Ｂが組み込まれており、この２速離反ばね３９Ｂの弾性復元力によって２速摩擦板３５Ｂが２速出力ギヤ１０Ｂの側面から離反する方向に付勢されている。
【００５４】
２速離反ばね３９Ｂは、間座３２の外周に沿って巻回されたコイルスプリングであり、その一端が２速ワッシャ３９Ｂを介して２速カム部材１８Ｂの軸方向端面で支持されている。２速ワッシャ３９Ｂは、２速カム部材１８Ｂの軸方向端面の径方向溝２９を覆うように環状に形成されている。
【００５５】
シフトリング３４は、１速摩擦板３５Ａを押圧して１速出力ギヤ１０Ａの側面に接触させる１速シフト位置と、２速摩擦板３５Ｂを押圧して２速出力ギヤ１０Ｂの側面に接触させる２速シフト位置との間で軸方向に移動可能に支持されている。また、シフトリング３４を１速シフト位置と２速シフト位置の間で軸方向に移動させるシフト機構４１が設けられている。
【００５６】
図８、図９に示すように、シフト機構４１は、シフトリング３４を転がり軸受４２を介して回転可能に支持するシフトスリーブ４３と、そのシフトスリーブ４３の外周に設けられた環状溝４４に係合する二股状のシフトフォーク４５と、シフトフォーク４５が固定されたシフトロッド４６と、シフトモータ４７と、シフトモータ４７の回転をシフトロッド４６の直線運動に変換する運動変換機構４８（送りねじ機構等）とからなる。
【００５７】
図９に示すように、シフトロッド４６は、出力軸８に対して間隔をおいて平行に配置され、ハウジング１１内に組み込まれた一対の滑り軸受４９で軸方向にスライド可能に支持されている。シフトリング３４とシフトスリーブ４３の間に組み込まれた転がり軸受４２は、シフトリング３４とシフトスリーブ４３のいずれに対しても軸方向に非可動となるように組み付けられている。
【００５８】
このシフト機構４１は、シフトモータ４７の回転が運動変換機構４８により直線運動に変換されてシフトフォーク４５に伝達し、そのシフトフォーク４５の直線運動が転がり軸受４２を介してシフトリング３４に伝達することにより、シフトリング３４を軸方向に移動させる。
【００５９】
図５に示すように、シフトフォーク４５と環状溝４４の間の両側の軸方向隙間には、軸方向に圧縮可能な予圧ばね５０が組み込まれている。これにより、シフトリング３４で１速摩擦板３５Ａを押圧して１速出力ギヤ１０Ａの側面に接触させるときに、シフトスリーブ４３に対するシフトフォーク４５の軸方向の相対位置を調節することによって予圧ばね５０のばね力を調節し、１速摩擦板３５Ａと１速出力ギヤ１０Ａの接触面間の摩擦力を調整することが可能となっている。また、シフトリング３４で２速摩擦板３５Ｂを押圧して２速出力ギヤ１０Ｂの側面に接触させるときも、２速摩擦板３５Ｂと２速出力ギヤ１０Ｂの接触面間の摩擦力を調整することが可能となっている。
【００６０】
図３に示すように、出力軸８には、出力軸８の回転をディファレンシャルギヤ６に伝達するディファレンシャル駆動ギヤ５１が固定されている。
【００６１】
ディファレンシャルギヤ６は、一対の軸受５２で回転可能に支持されたデフケース５３と、デフケース５３の回転中心と同軸にデフケース５３に固定され、ディファレンシャル駆動ギヤ５１に噛合するリングギヤ５４と、デフケース５３の回転中心と直角な方向にデフケース５３に固定されたピニオン軸５５と、ピニオン軸５５に回転可能に支持された一対のピニオン５６と、その一対のピニオン５６に噛合する左右一対のサイドギヤ５７とからなる。左側のサイドギヤ５７には、左側の車輪に接続されたアクスル５８の軸端部が接続され、右側のサイドギヤ５７には、右側の車輪に接続されたアクスル５８の軸端部が接続されている。出力軸８が回転するとき、出力軸８の回転はディファレンシャル駆動ギヤ５１を介してデフケース５３に伝達され、そのデフケース５３の回転がピニオン５６とサイドギヤ５７を介して左右の車輪に分配される。
【００６２】
電動モータ３の発生するトルクは、図１１に示すモータトルク制御装置５９で制御される。このモータトルク制御装置５９には、シフトレンジ検出手段６０からシフトレンジ（すなわち、運転者により操作されるシフトレバーが、Ｄレンジ、Ｒレンジ、Ｎレンジ、Ｐレンジ等のいずれにあるか）に対応する信号が、アクセルペダル６１からアクセルペダル６１の操作量に対応する信号が、ブレーキペダル６２からブレーキペダル６２の操作量に対応する信号が、車速検出手段６３からは車両の走行速度に対応する信号が、変速段検出手段６４からは、現在の変速段（１速と２速のいずれか）を示す信号が入力される。また、モータトルク制御装置５９は、電動モータ３の発生するトルクの指令値をインバータ６５に出力する。インバータ６５は、電動モータ３に電力を供給するとともに、その供給電力を、モータトルク制御装置５９からの指令値に対応するトルクが電動モータ３で発生するよう制御する。
【００６３】
以下に、車両用モータ駆動装置Ａの動作例を説明する。
【００６４】
まず、図５に示すように、１速摩擦板３５Ａが１速出力ギヤ１０Ａの側面から離反し、かつ、２速摩擦板３５Ｂも２速出力ギヤ１０Ｂの側面から離反した状態では、１速保持器２１Ａは１速スイッチばね２２Ａの弾性力により中立位置に保持され、２速保持器２１Ｂも２速スイッチばね２２Ｂの弾性力により中立位置に保持されるので、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａはローラ２０の係合が解除された状態となり、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂもローラ２０の係合が解除された状態となる。
【００６５】
この状態では、図３に示す電動モータ３の駆動により入力軸７が回転しても、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａと２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂによって回転の伝達が遮断されるので、１速出力ギヤ１０Ａおよび２速出力ギヤ１０Ｂは空転し、入力軸７の回転は出力軸８に伝達されない。
【００６６】
次に、シフト機構４１を作動させて、図５に示すシフトリング３４を１速出力ギヤ１０Ａに向けて移動させると、１速摩擦板３５Ａが１速出力ギヤ１０Ａの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって１速摩擦板３５Ａが出力軸８に対して相対回転し、この１速摩擦板３５Ａに回り止めされた１速保持器２１Ａが１速スイッチばね２２Ａの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動するので、１速保持器２１Ａに保持されたローラ２０が、円筒面１７とカム面１９の間のくさび形空間の狭小部分に押し込まれて係合した状態となる。
【００６７】
この状態では、１速出力ギヤ１０Ａの回転は、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａを介して出力軸８に伝達され、出力軸８の回転が、ディファレンシャルギヤ６を介してアクスル５８に伝達される。その結果、図１に示す電気自動車ＥＶにおいては、駆動輪としての前輪１が回転駆動され、図２に示すハイブリッド自動車ＨＶにおいては補助駆動輪としての後輪２が回転駆動される。
【００６８】
次に、シフト機構４１の作動により、シフトリング３４を１速シフト位置から２速シフト位置に向かって軸方向移動させると、１速摩擦板３５Ａと１速出力ギヤ１０Ａの接触面間の摩擦力が小さくなるので、１速スイッチばね２２Ａの弾性力により１速保持器２１Ａが係合位置から中立位置に移動し、この１速保持器２１Ａの移動によって１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａの係合が解除される。
【００６９】
シフトリング３４が２速シフト位置に到達すると、２速摩擦板３５Ｂがシフトリング３４で押圧されて２速出力ギヤ１０Ｂの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって２速摩擦板３５Ｂが出力軸８に対して相対回転し、２速摩擦板３５Ｂに回り止めされた２速保持器２１Ｂが２速スイッチばね２２Ｂの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動するので、２速保持器２１Ｂに保持されたローラ２０が、円筒面１７とカム面１９の間のくさび形空間の狭小部分に押し込まれて係合した状態となる。
【００７０】
この状態では、２速出力ギヤ１０Ｂの回転は、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂを介して出力軸８に伝達され、出力軸８の回転がディファレンシャルギヤ６を介してアクスル５８に伝達される。
【００７１】
同様に、シフトリング３４を２速シフト位置から１速シフト位置に軸方向移動させることにより、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａを係合させることができる。
【００７２】
ところで、上記構成の車両用モータ駆動装置Ａにおいては、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａまたは２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂのローラ２０がカム面１９と円筒面１７の間に係合した状態において、アクセルペダル６１を踏み込んだ状態からアクセルペダル６１を戻し、その後、再びアクセルペダル６１を踏み込んだときに、不快な振動・異音が発生する可能性がある。
【００７３】
例えば、１速保持器２１Ａに保持されたローラ２０がカム面１９と円筒面１７の間に係合した状態において、アクセルペダル６１を踏み込んだ状態からアクセルペダル６１を戻すと、アクセル操作量の減少に伴って電動モータ３の発生するトルクが小さくなる。このとき、電動モータ３から１速出力ギヤ１０Ａと１速摩擦板３５Ａとを介して１速保持器２１Ａに伝達するトルクが１速スイッチばね２２Ａの弾性力よりも小さくなってしまうと、１速スイッチばね２２Ａの弾性力により１速保持器２１Ａが係合位置から中立位置に移動し、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａのローラ２０の係合が解除される。
【００７４】
この場合、再びアクセルペダル６１を踏み込むと、アクセル操作量の増大に伴って電動モータ３の発生するトルクが大きくなるので、電動モータ３から１速出力ギヤ１０Ａと１速摩擦板３５Ａとを介して１速保持器２１Ａに伝達するトルクが１速スイッチばね２２Ａの弾性力よりも大きくなり、そのトルクにより１速保持器２１Ａが１速スイッチばね２２Ａの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動し、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａのローラ２０がカム面１９と円筒面１７の間に再び係合し、このローラ２０が再係合する衝撃により不快な振動・異音が発生するおそれがある。
【００７５】
同様に、２速保持器２１Ｂに保持されたローラ２０がカム面１９と円筒面１７の間に係合した状態においても、アクセルペダル６１を踏み込んだ状態からアクセルペダル６１を戻したときに、電動モータ３から２速出力ギヤ１０Ｂと２速摩擦板３５Ｂとを介して２速保持器２１Ｂに伝達するトルクが２速スイッチばね２２Ｂの弾性力よりも小さくなってしまうと、２速スイッチばね２２Ｂの弾性力により２速保持器２１Ｂが係合位置から中立位置に移動し、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂのローラ２０の係合が解除され、その後、再びアクセルペダル６１を踏み込んだときに、２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂのローラ２０が再係合するので、この再係合の衝撃により不快な振動・異音が発生するおそれがある。
【００７６】
そこで、図１１に示すモータトルク制御装置５９は、シフトレンジ検出手段６０、アクセルペダル６１、ブレーキペダル６２、車速検出手段６３、変速段検出手段６４からの信号に基づいて電動モータ３の発生するトルクを制御し、この制御によって、ローラ２０の再係合による振動・異音を防止するようにしている。
【００７７】
以下、このモータトルク制御装置５９による制御を図１２に示すフロー図に基づいて説明する。
【００７８】
まず、シフトレンジ検出手段６０からの信号に基づいて、シフトレンジが前進レンジまたは後退レンジ（Ｄレンジ、Ｒレンジ等）にあるか、それ以外のシフトレンジ（Ｎレンジ、Ｐレンジ等）にあるかを判定する（ステップＳ１）。シフトレンジが前進レンジまたは後退レンジにあると判定されたときは、次に、ブレーキペダル６２およびアクセルペダル６１からの信号に基づいて、現在のブレーキ操作量が予め設定されたしきい値Ｔｈよりも小さいか否か（ステップＳ２）、また、アクセルペダル６１が踏み込まれているか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００７９】
ブレーキ操作量がしきい値Ｔｈよりも小さく、かつ、アクセルペダル６１が踏み込まれていないと判定されたときは、現変速段の２ウェイローラクラッチ１６Ａ（または１６Ｂ）の係合を保持するトルク（以下「ローラ係合保持トルク」という）を電動モータ３で発生するローラ係合保持制御を実行する（ステップＳ４）。
【００８０】
ここで、ローラ係合保持トルクは、現変速段として１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａが係合しているときは、１速保持器２１Ａを係合位置から中立位置に戻そうとする１速スイッチばね２２Ａの弾性力に抗して１速保持器２１Ａを係合位置に保持するトルクである。また、現変速段として２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂが係合しているときは、２速保持器２１Ｂを係合位置から中立位置に戻そうとする２速スイッチばね２２Ｂの弾性力に抗して２速保持器２１Ｂを係合位置に保持するトルクである。
【００８１】
また、シフトレンジが前進レンジのとき、ローラ係合保持トルクは正転方向のトルクであり、現変速段の２ウェイローラクラッチ１６Ａ（または１６Ｂ）のローラ２０を、カム面１９と円筒面１７の間の正転方向側の狭小空間に保持する。一方、シフトレンジが後退レンジのとき、ローラ係合保持トルクは逆転方向のトルクであり、現変速段の２ウェイローラクラッチ１６Ａ（または１６Ｂ）のローラ２０を、カム面１９と円筒面１７の間の逆転方向側の狭小空間に保持する。
【００８２】
ブレーキ操作量がしきい値Ｔｈよりも大きくなったときは（ステップＳ２）、ブレーキペダル６２が踏み込まれたと考えられるので、ローラ係合保持制御を解除して通常のトルク制御に切り替える（ステップＳ５）。ここで、通常のトルク制御としては、例えば、車両が前進しているときに電動モータ３をブレーキとして使用する場合であれば、電動モータ３に逆転方向のトルクを発生させる制御が挙げられ、各車輪１，２に設置した図示しない摩擦ブレーキ装置を作動させる場合であれば、電動モータ３の発生トルクをゼロにする制御が挙げられる。
【００８３】
また、アクセルペダル６１が踏み込まれたと判定されたときも（ステップＳ３）、ローラ係合保持制御を解除して通常のトルク制御に切り替える（ステップＳ５）。ここで、通常のトルク制御としては、例えば、アクセルペダル６１の操作量に応じた大きさのトルクを電動モータ３に発生させる制御が挙げられる。
【００８４】
上述した構成の車両用モータ駆動装置Ａを用いると、現変速段として１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａが係合した状態において、アクセルペダル６１を踏み込んだ状態からアクセルペダル６１を戻したときに、１速保持器２１Ａを係合位置から中立位置に戻そうとする１速スイッチばね２２Ａの弾性力に抗して１速保持器２１Ａを係合位置に保持するトルクを電動モータ３が発生するので、１速保持器２１Ａが係合位置から中立位置に移動せず、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａのローラ２０の係合が保持される。２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂのローラ２０がカム面１９と円筒面１７の間に係合した状態においても同様である。このように、アクセルペダル６１を戻してから再びアクセルペダル６１を踏み込むまでの一連の動作の間、現変速段の２ウェイローラクラッチ１６Ａ（または１６Ｂ）のローラ２０の係合が解除されないので、ローラ２０の再係合による振動・異音が発生しない。
【００８５】
モータトルク制御装置５９は、ブレーキペダル６２が踏み込まれているか否かを問わず、ローラ係合保持制御（ステップＳ４）を実行するように構成することも可能である。しかしながら、上記実施形態で示すように、運転者のブレーキ操作量がしきい値Ｔｈよりも大きいときに（ステップＳ２）、ローラ係合保持制御（ステップＳ４）を解除するように構成すると、ブレーキペダル６２が踏み込まれたときに、ローラ係合保持トルクの発生を中止するので速やかに減速することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００８６】
上記実施形態では、運転者のブレーキ操作量がしきい値Ｔｈよりも大きいと判定されたときにローラ係合保持制御（ステップＳ４）が解除されるように構成したが、ブレーキペダル６２が踏み込まれているか否かを示す二値信号に基づいてブレーキペダル６２が踏み込まれたと判定されたときにローラ係合保持制御（ステップＳ４）が解除されるように構成してもよい。このようにしても、ブレーキペダル６２が踏み込まれたときに、ローラ係合保持トルクの発生を中止するので速やかに減速することが可能となり、安全性を高めることができる。
【００８７】
ローラ係合保持トルクの大きさは、車速によらず一定とすることも可能である。このようにした場合、車速が遅い状態においてアクセルペダル６１の踏み込みを解除し、ローラ係合保持制御（ステップＳ４）が実行されたときは、車両の走行抵抗が小さいので、車両の走行抵抗と車両駆動力（すなわちローラ係合保持トルク）の差が小さく、車両の速度を維持することができる。しかしながら、車速が速い状態においてアクセルペダル６１の踏み込みを解除し、ローラ係合保持制御（ステップＳ４）が実行されたときは、車両の走行抵抗が大きいので、車両の走行抵抗が車両駆動力を大きく上回ってしまい、車両が減速しやすくなる。その結果、減速した車速を元に戻そうと運転者がアクセルペダル６１を踏み込むので、無駄な電気が消費される。
【００８８】
そこで、ローラ係合保持トルクの大きさは、図１３に示すように、車速が速いほど大きくなるように設定すると好ましい。このようにすると、車速が速いときは、ローラ係合保持トルクも大きくなるので、車速が速い状態においてアクセルペダル６１の踏み込みを解除してローラ係合保持制御が実行されたときに、車両の走行抵抗と車両駆動力の差を小さく抑えることができ、車両の速度を維持しやすくなる。その結果、運転者が無駄にアクセルペダル６１を踏み込むのを抑制することができ、電気消費量を抑えることが可能となる。
【００８９】
ここで、車両速度がゼロのとき、ローラ係合保持トルクの大きさを、車両の走行抵抗よりも大きく設定すると好ましい。このようにすると、シフトレンジが前進レンジまたは後退レンジのとき、車両が停止した状態からブレーキペダル６２の足を離すだけで、電動モータ３の発生トルクにより車両がクリープ走行するので、車庫入れや渋滞時の運転操作が容易となる。
【００９０】
また、図１３に示すように、ローラ係合保持トルクの大きさは、変速段に応じて設定することができる。このようにすると、ローラ係合保持制御が実行されるときの変速段にかかわらず、ローラ係合保持トルクの大きさを最適な大きさに調整することができる。
【符号の説明】
【００９１】
１        前輪
２        後輪
３        電動モータ
６        ディファレンシャルギヤ
７        入力軸
８        出力軸
９Ａ      １速入力ギヤ
９Ｂ      ２速入力ギヤ
１０Ａ    １速出力ギヤ
１０Ｂ    ２速出力ギヤ
１５      軸受
１６Ａ    １速の２ウェイローラクラッチ
１６Ｂ    ２速の２ウェイローラクラッチ
１７      円筒面
１９      カム面
２０      ローラ
２１Ａ    １速保持器
２１Ｂ    ２速保持器
２２Ａ    １速スイッチばね
２２Ｂ    ２速スイッチばね
３３      変速アクチュエータ
３４      シフトリング
３５Ａ    １速摩擦板
３５Ｂ    ２速摩擦板
３９Ａ    １速離反ばね
３９Ｂ    ２速離反ばね
４１      シフト機構
５９      モータトルク制御装置
６１      アクセルペダル
６２      ブレーキペダル
Ａ        車両用モータ駆動装置
Ｅ        エンジン
ＥＶ      電気自動車
ＨＶ      ハイブリッド自動車
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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