(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の変速ショックを防止する。【解決手段】電動モータ３の回転が入力される入力軸３０と、その入力軸３０上の１速入力ギヤ３１Ａおよび２速入力ギヤ３１Ｂと、出力軸３２上の１速出力ギヤ３３Ａおよび２速出力ギヤ３３Ｂと、１速出力ギヤ３３Ａと出力軸３２の間に組み込まれた１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと、２速出力ギヤ３３Ｂと出力軸３２の間に組み込まれた２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂとを有する車両用モータ駆動装置Ａにおいて、変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ３の回転数を出力軸３２の回転数に基づいて演算し、その回転数を目標値として電動モータ３を加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを係合させる。【選択図】図３
2013130266.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（３０）と、その入力軸（３０）と一体に回転するように入力軸（３０）上に設けられた第１入力ギヤ（３１Ａ）および第２入力ギヤ（３１Ｂ）と、前記入力軸（３０）に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸（３２）と、その出力軸（３２）に対して回転可能に出力軸（３２）上に設けられ、前記第１入力ギヤ（３１Ａ）および第２入力ギヤ（３１Ｂ）にそれぞれ噛合する第１出力ギヤ（３３Ａ）および第２出力ギヤ（３３Ｂ）と、前記第１出力ギヤ（３３Ａ）と出力軸（３２）の間に組み込まれた第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）と、前記第２出力ギヤ（３３Ｂ）と出力軸（３２）の間に組み込まれた第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）と、前記第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）とを選択的に係合させる変速アクチュエータ（５７）と、前記出力軸（３２）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（５）とを有する車両用モータ駆動装置において、
前記出力軸（３２）の回転数を検出する出力側回転センサ（１１）と、現変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ，４４Ｂ）の係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）を係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）の入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ（３）の回転数を、前記出力側回転センサ（１１）で検出した出力軸（３２）の回転数に基づいて演算し、その回転数を目標値として電動モータ（３）を加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）を係合させる制御を行なう変速制御手段（１０）とを設けたことを特徴とする車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記出力側回転センサ（１１）が、前記出力軸（３２）と一体に回転するように出力軸（３２）に取り付けられた回転検出用ロータ（１１Ａ）と、その回転検出用ロータ（１１Ａ）に近接して設けた回転検出用ステータ（１１Ｂ）とからなる請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）は、第１出力ギヤ（３３Ａ）の内周と出力軸（３２）の外周のうち一方に設けられた円筒面（４５）と、他方に設けられたカム面（４７）と、そのカム面（４７）と前記円筒面（４５）の間に組み込まれたローラ（４８）と、そのローラ（４８）を保持し、前記カム面（４７）と円筒面（４５）の間にローラ（４８）を係合させる係合位置とローラ（４８）の係合を解除する中立位置との間で出力軸（３２）に対して相対回転可能に設けられた第１保持器（４９Ａ）と、その第１保持器（４９Ａ）を前記中立位置に弾性保持する第１スイッチばね（５０Ａ）とからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）は、第２出力ギヤ（３３Ｂ）の内周と出力軸（３２）の外周のうち一方に設けられた円筒面（４５）と、他方に設けられたカム面（４７）と、そのカム面（４７）と前記円筒面（４５）の間に組み込まれたローラ（４８）と、そのローラ（４８）を保持し、前記カム面（４７）と円筒面（４５）の間にローラ（４８）を係合させる係合位置とローラ（４８）の係合を解除する中立位置との間で前記出力軸（３２）に対して相対回転可能に設けられた第２保持器（４９Ｂ）と、その第２保持器（４９Ｂ）を前記中立位置に弾性保持する第２スイッチばね（５０Ｂ）とからなる請求項１または２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記変速アクチュエータ（５７）は、前記第１保持器（４９Ａ）に対して回り止めされかつ前記第１出力ギヤ（３３Ａ）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（５９Ａ）と、その第１摩擦板（５９Ａ）を前記第１出力ギヤ（３３Ａ）の側面から離反する方向に付勢する第１離反ばね（６４Ａ）と、前記第２保持器（４９Ｂ）に対して回り止めされかつ前記第２出力ギヤ（３３Ｂ）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（５９Ｂ）と、その第２摩擦板（５９Ｂ）を前記第２出力ギヤ（３３Ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第２離反ばね（６４Ｂ）と、前記第１摩擦板（５９Ａ）を押圧して前記第１出力ギヤ（３３Ａ）の側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板（５９Ｂ）を押圧して前記第２出力ギヤ（３３Ｂ）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（５８）と、そのシフトリング（５８）を軸方向に移動させるシフト機構（６５）とからなる請求項３に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
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（３０）と、その入力軸（３０）に対して回転可能に入力軸（３０）上に設けられた第１入力ギヤ（３１Ａ）および第２入力ギヤ（３１Ｂ）と、前記入力軸（３０）に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸（３２）と、その出力軸（３２）と一体に回転するように出力軸（３２）上に設けられ、前記第１入力ギヤ（３１Ａ）および第２入力ギヤ（３１Ｂ）にそれぞれ噛合する第１出力ギヤ（３３Ａ）および第２出力ギヤ（３３Ｂ）と、前記第１入力ギヤ（３１Ａ）と入力軸（３０）の間に組み込まれた第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）と、前記第２入力ギヤ（３１Ｂ）と入力軸（３０）の間に組み込まれた第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）と、前記第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）と第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）とを選択的に係合させる変速アクチュエータ（５７）と、前記出力軸（３２）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（５）とを有する車両用モータ駆動装置において、
前記出力軸（３２）の回転数を検出する出力側回転センサ（１１）と、現変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ，４４Ｂ）の係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）を係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）の入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ（３）の回転数を、前記出力側回転センサ（１１）で検出した出力軸（３２）の回転数に基づいて演算し、その回転数を目標値として電動モータ（３）を加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ，４４Ａ）を係合させる制御を行なう変速制御手段（１０）とを設けたことを特徴とする車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記出力側回転センサ（１１）が、前記出力軸（３２）と一体に回転するように出力軸（３２）に取り付けられた回転検出用ロータ（１１Ａ）と、その回転検出用ロータ（１１Ａ）に近接して設けた回転検出用ステータ（１１Ｂ）とからなる請求項５に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
前記第１の２ウェイローラクラッチ（４４Ａ）は、第１入力ギヤ（３１Ａ）の内周と入力軸（３０）の外周のうち一方に設けられた円筒面（４５）と、他方に設けられたカム面（４７）と、そのカム面（４７）と前記円筒面（４５）の間に組み込まれたローラ（４８）と、そのローラ（４８）を保持し、前記カム面（４７）と円筒面（４５）の間にローラ（４８）を係合させる係合位置とローラ（４８）の係合を解除する中立位置との間で入力軸（３０）に対して相対回転可能に設けられた第１保持器（４９Ａ）と、その第１保持器（４９Ａ）を前記中立位置に弾性保持する第１スイッチばね（５０Ａ）とからなり、
前記第２の２ウェイローラクラッチ（４４Ｂ）は、第２入力ギヤ（３１Ｂ）の内周と入力軸（３０）の外周のうち一方に設けられた円筒面（４５）と、他方に設けられたカム面（４７）と、そのカム面（４７）と前記円筒面（４５）の間に組み込まれたローラ（４８）と、そのローラ（４８）を保持し、前記カム面（４７）と円筒面（４５）の間にローラ（４８）を係合させる係合位置とローラ（４８）の係合を解除する中立位置との間で前記入力軸（３０）に対して相対回転可能に設けられた第２保持器（４９Ｂ）と、その第２保持器（４９Ｂ）を前記中立位置に弾性保持する第２スイッチばね（５０Ｂ）とからなる請求項５または６に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
前記変速アクチュエータ（５７）は、前記第１保持器（４９Ａ）に対して回り止めされかつ前記第１入力ギヤ（３１Ａ）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（５９Ａ）と、その第１摩擦板（５９Ａ）を前記第１入力ギヤ（３１Ａ）の側面から離反する方向に付勢する第１離反ばね（６４Ａ）と、前記第２保持器（４９Ｂ）に対して回り止めされかつ前記第２入力ギヤ（３１Ｂ）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（５９Ｂ）と、その第２摩擦板（５９Ｂ）を前記第２入力ギヤ（３１Ｂ）の側面から離反する方向に付勢する第２離反ばね（６４Ｂ）と、前記第１摩擦板（５９Ａ）を押圧して前記第１入力ギヤ（３１Ａ）の側面に接触させる第１シフト位置と前記第２摩擦板（５９Ｂ）を押圧して前記第２入力ギヤ（３１Ｂ）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（５８）と、そのシフトリング（５８）を軸方向に移動させるシフト機構（６５）とからなる請求項７に記載の車両用モータ駆動装置。
【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、その電動モータから出力された回転を減速する減速機と、その減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を有し、前記減速機が、切り換え可能な複数の減速比をもつものが知られている。
【０００３】
この車両用モータ駆動装置を使用すると、走行条件に応じて減速機の減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、適切な減速機とすることで、高速走行時の減速機の回転部材の回転数が下がり、減速機の動力損失が低減して車両のエネルギー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、電動モータの回転が入力される入力軸と、その入力軸上に設けられた１速入力ギヤおよび２速入力ギヤと、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、その出力軸上に設けられた１速出力ギヤおよび２速出力ギヤとを有する。１速入力ギヤおよび２速入力ギヤは、１速出力ギヤおよび２速出力ギヤにそれぞれ噛合している。
【０００５】
そして、１速出力ギヤと出力軸の間には、１速の２ウェイローラクラッチが組み込まれ、２速出力ギヤと出力軸の間には、２速の２ウェイローラクラッチが組み込まれ、この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変速アクチュエータで選択的に係合させることにより、電動モータからディファレンシャルギヤに伝達する回転の減速比を１速と２速の間で切り替え可能となっている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特開２０１１−５８５３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
本願発明の発明者は、特許文献１の車両用モータ駆動装置を試作したところ、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させたときに、不快なショックや異音が生じる可能性があることが分かった。この変速ショックは、次変速段の２ウェイローラクラッチが係合するとき、２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差が瞬時にゼロとなることによって発生する。
【０００８】
この変速ショックを防止するため、本願発明の発明者は、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除した後、電動モータを加速または減速することで、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側の回転数を出力側の回転数に近づけ、その状態で、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる制御を試験した。
【０００９】
この試験の結果、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させるときに、予め入力側の回転数を出力側の回転数に近づけておくことで、変速ショックを小さく抑えることが可能となるが、入力側の回転数を出力側の回転数に近づけすぎると、別の問題が生じることが分かった。
【００１０】
すなわち、２ウェイローラクラッチは入力側と出力側の回転数差を利用して係合するという特徴をもつことから、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させるときに、予め次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側の回転数を出力側の回転数に近づけすぎると、次変速段の２ウェイローラクラッチがなかなか係合せず、その結果、変速切換えの応答性が低下してしまうことが分かった。
【００１１】
したがって、変速切換えの応答性を確保するには、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差を予めゼロにするのではなく、ゼロよりも大きい所定の目標値にする必要がある。
【００１２】
そこで、本願発明の発明者は、変速ショックの防止と変速切換えの応答性とを両立するため、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数（以下「目標回転数」という）を演算し、この目標回転数を目標値として電動モータを加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる制御を考案した。
【００１３】
さらに、本願発明の発明者は、電動モータの目標回転数を演算するために、ディファレンシャルギヤの回転数を検出する出力側回転センサを設け、この出力側回転センサで検出したディファレンシャルギヤの回転数に基づいて電動モータの目標回転数を演算し、その目標回転数を目標値として電動モータを加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる制御を行なう車両用モータ駆動装置を試作し、変速ショックの有無を評価した。この結果、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させるときに、理論上は変速ショックが生じないはずなのに、実際には変速ショックが生じる場合があることが分かった。
【００１４】
この変速ショックの原因を調査したところ、ディファレンシャルギヤの回転数に基づいて電動モータの目標回転数を演算したのでは、出力軸からディファレンシャルギヤに回転を伝達するときにファイナル減速比（試作評価機では４〜５程度）が存在することから、電動モータの目標回転数を演算するのに必要な出力側回転センサの分解能が不足し、この出力側回転センサの分解能不足が原因で電動モータの目標回転数に誤差が生じていることが分かった。
【００１５】
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の変速ショックを防止することである。
【課題を解決するための手段】
【００１６】
上記の課題を解決するため、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、その入力軸と一体に回転するように入力軸上に設けられた第１入力ギヤおよび第２入力ギヤと、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、その出力軸に対して回転可能に出力軸上に設けられ、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、前記第１出力ギヤと出力軸の間に組み込まれた第１の２ウェイローラクラッチと、前記第２出力ギヤと出力軸の間に組み込まれた第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を有する車両用モータ駆動装置において、
前記出力軸の回転数を検出する出力側回転センサと、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数を、前記出力側回転センサで検出した出力軸の回転数に基づいて演算し、その回転数を目標値として電動モータを加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる制御を行なう変速制御手段とを設けた。
【００１７】
このようにすると、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数（目標回転数）を演算し、この目標回転数を目標値として電動モータを加速または減速することで、予め次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側の回転数を出力側の回転数に近づけることができ、変速ショックを小さく抑えることが可能となる。また、電動モータの目標回転数を演算するための出力側の回転数として、ファイナル減速比で減速されたディファレンシャルギヤの回転数ではなく、ファイナル減速比で減速する前の出力軸の回転数を用いるので、電動モータの目標回転数を演算するのに必要な出力側回転センサの分解能を確保しやすく、電動モータの目標回転数に誤差が生じにくい。
【００１８】
前記出力側回転センサとしては、前記出力軸と一体に回転するように出力軸に取り付けられた回転検出用ロータと、その回転検出用ロータに近接して設けた回転検出用ステータとからなるものを採用することができる。
【００１９】
前記第１の２ウェイローラクラッチとしては、第１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出力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るものを使用することができる。
【００２０】
同様に、前記第２の２ウェイローラクラッチとしては、第２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出力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るものを使用することができる。
【００２１】
この場合、前記変速アクチュエータとしては、前記第１保持器に対して回り止めされかつ前記第１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第１摩擦板と、その第１摩擦板を前記第１出力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第２摩擦板と、その第２摩擦板を前記第２出力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出力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出力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るものを使用することができる。
【００２２】
この構成の変速アクチュエータを採用すると、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第１摩擦板が出力軸に対して相対回転し、この摩擦板に回り止めされた第１保持器が中立位置から係合位置に移動するので、第１の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。また、このとき、第２摩擦板は離反ばねの付勢力によって第２出力ギヤの側面から離反しているので、第２保持器はスイッチばねの弾性力により中立位置に保持され、第２の２ウェイローラクラッチは係合が解除された状態となる。
【００２３】
そして、シフト機構の作動により、シフトリングを第１シフト位置から第２シフト位置に向かって軸方向移動させると、離反ばねの付勢力によって第１摩擦板が第１出力ギヤの側面から離反する方向に移動し、第１摩擦板と第１出力ギヤの間の摩擦が小さくなるので、スイッチばねの弾性力により第１保持器が係合位置から中立位置に移動し、この第１保持器の移動によって第１の２ウェイローラクラッチの係合が解除される。シフトリングが第２シフト位置に到達すると、第２摩擦板が第２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第２摩擦板が出力軸に対して相対回転し、この摩擦板に回り止めされた第２保持器が中立位置から係合位置に移動するので、第２の２ウェイローラクラッチが係合した状態となる。
【００２４】
同様にして、シフトリングを第２シフト位置から第１シフト位置に軸方向移動させることにより、第２の２ウェイローラクラッチの係合を解除して、第１の２ウェイローラクラッチを係合させることができる。
【００２５】
また、第１出力ギヤと第２出力ギヤにかえて、第１入力ギヤと第２入力ギヤにクラッチを組み込んだ構成の車両用モータ駆動装置を採用しても、上記の課題を解決することができる。
【００２６】
すなわち、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、その入力軸に対して回転可能に入力軸上に設けられた第１入力ギヤおよび第２入力ギヤと、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、その出力軸と一体に回転するように出力軸上に設けられ、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、前記第１入力ギヤと入力軸の間に組み込まれた第１の２ウェイローラクラッチと、前記第２入力ギヤと入力軸の間に組み込まれた第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を有する車両用モータ駆動装置において、
前記出力軸の回転数を検出する出力側回転センサと、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数を、前記出力側回転センサで検出した出力軸の回転数に基づいて演算し、その回転数を目標値として電動モータを加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる制御を行なう変速制御手段とを設けてもよい。
【００２７】
このようにしても、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数（目標回転数）を演算し、この目標回転数を目標値として電動モータを加速または減速することで、予め次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側の回転数を出力側の回転数に近づけることができ、変速ショックを小さく抑えることが可能となる。また、電動モータの目標回転数を演算するための出力側の回転数として、ファイナル減速比で減速されたディファレンシャルギヤの回転数ではなく、ファイナル減速比で減速する前の出力軸の回転数を用いるので、電動モータの目標回転数を演算するのに必要な出力側回転センサの分解能を確保しやすく、電動モータの目標回転数に誤差が生じにくい。
【００２８】
前記出力側回転センサとしては、前記出力軸と一体に回転するように出力軸に取り付けられた回転検出用ロータと、その回転検出用ロータに近接して設けた回転検出用ステータとからなるものを採用することができる。
【００２９】
前記第１の２ウェイローラクラッチとしては、第１入力ギヤの内周と入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入力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るものを使用することができる。
【００３０】
同様に、前記第２の２ウェイローラクラッチとしては、第２入力ギヤの内周と入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入力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るものを使用することができる。
【００３１】
この場合、前記変速アクチュエータとしては、前記第１保持器に対して回り止めされかつ前記第１入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第１摩擦板と、その第１摩擦板を前記第１入力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入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第２摩擦板と、その第２摩擦板を前記第２入力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入力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入力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るものを使用することができる。
【発明の効果】
【００３２】
この発明の車両用モータ駆動装置は、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータの回転数を演算し、この回転数を目標値として電動モータを加速または減速することで、変速ショックを小さく抑えることができる。また、電動モータの目標値とする回転数を演算するための出力側の回転数として、ファイナル減速比で減速されたディファレンシャルギヤの回転数ではなく、ファイナル減速比で減速する前の出力軸の回転数を用いるので、電動モータの目標値とする回転数を演算するのに必要な出力側回転センサの分解能を確保しやすく、電動モータの目標値とする回転数に誤差が生じにくい。
【図面の簡単な説明】
【００３３】
【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の電動モータ近傍の拡大断面図
【図５】図３の出力軸近傍の拡大断面図
【図６】図５のVI−VI線に沿った断面図
【図７】図５のVII−VII線に沿った断面図
【図８】図５のVIII−VIII線に沿った断面図
【図９】図５に示すシフトリングを軸方向に移動させるシフト機構を示す断面図
【図１０】図５のシフトリング近傍の拡大断面図
【図１１】図１０に示すシフトリングを１速シフト位置に移動させた状態を示す拡大断面図
【図１２】図３に示す車両用モータ駆動装置の変速制御装置を示すブロック図
【図１３】図３に示す車両用モータ駆動装置のシフトアップ時の制御を示すフロー図
【図１４】図３に示す車両用モータ駆動装置のシフトダウン時の制御を示すフロー図
【発明を実施するための形態】
【００３４】
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。
【００３５】
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。
【００３６】
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を、以下、図３から図１０に基づいて説明する。
【００３７】
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から出力された回転を減速する減速機４と、その減速機４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５とからなる。
【００３８】
図４に示すように、電動モータ３は、環状のステータ６と、そのステータ６の内側に配置されたロータ７とからなる。ステータ６およびロータ７は、モータハウジング８に収容されている。
【００３９】
電動モータ３には、ロータ７の回転数を検出する入力側回転センサ９が装着されている。入力側回転センサ９は、ロータ７と一体に回転するようにロータ７の外周に取り付けられたレゾルバロータ９Ａと、モータハウジング８に固定されたレゾルバステータ９Ｂとからなる。入力側回転センサ９は、図１２に示す変速制御装置１０に接続されている。変速制御装置１０は、入力側回転センサ９の出力信号に基づいて電動モータ３の回転を制御する。
【００４０】
図３に示すように、減速機４は、電動モータ３のロータ７の回転が入力される入力軸３０と、入力軸３０と一体に回転するように入力軸３０上に設けられた１速入力ギヤ３１Ａおよび２速入力ギヤ３１Ｂと、入力軸３０に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸３２と、出力軸３２に対して回転可能に出力軸３２上に設けられた１速出力ギヤ３３Ａおよび２速出力ギヤ３３Ｂとを有する。この減速機４は、ロータ７から入力軸３０に入力された回転を１速入力ギヤ３１Ａおよび１速出力ギヤ３３Ａ（または２速入力ギヤ３１Ｂおよび２速出力ギヤ３３Ｂ）で減速して出力する。
【００４１】
入力軸３０は、電動モータ３のロータ７と同軸上に直列に並ぶように配置され、軸方向に間隔をおいて配置された一対の転がり軸受３４，３５で回転可能に支持されている。ロータ７と入力軸３０は、両者が一体に回転するようにスプライン嵌合によって接続されている。入力軸３０を支持する一対の転がり軸受３４，３５のうち、電動モータ３側の転がり軸受３５はモータハウジング８に組み付けられ、電動モータ３とは反対側の転がり軸受３４は、減速機４を収容する減速機ハウジング４２に組み付けられている。
【００４２】
出力軸３２も、軸方向に間隔をおいて配置された一対の転がり軸受４０，４１で回転可能に支持されている。出力軸３２を支持する一対の転がり軸受４０，４１のうち、電動モータ３側の転がり軸受４１はモータハウジング８に組み付けられ、電動モータ３とは反対側の転がり軸受４０は、減速機４を収容する減速機ハウジング４２に組み付けられている。モータハウジング８と減速機ハウジング４２は、電動モータ３の軸方向に突き合わせた状態で図示しないボルトによって締結されている。
【００４３】
出力軸３２には、出力軸３２の回転数を検出する出力側回転センサ１１が装着されている。出力側回転センサ１１は、出力軸３２と一体に回転するように出力軸３２の外周に取り付けられた回転検出用ロータ１１Ａと、その回転検出用ロータ１１Ａに近接して設けられた回転検出用ステータ１１Ｂとからなる。回転検出用ステータ１１Ｂは、減速機ハウジング４２に固定されている。この出力側回転センサ１１は、入力側回転センサ９と同様に、図１２に示す変速制御装置１０に接続されている。変速制御装置１０は、出力側回転センサ１１の出力信号に基づいて電動モータ３の目標回転数を演算する。
【００４４】
出力側回転センサ１１としては、出力軸３２の外周に固定した歯車を回転検出用ロータ１１Ａとして用い、出力軸３２の回転に伴い所定位置を通過する歯車の歯数を回転検出用ステータ１１Ｂでカウントする歯車式回転センサや、磁気式または光学式のロータリエンコーダなどを使用することができる。
【００４５】
図３に示すように、１速入力ギヤ３１Ａと２速入力ギヤ３１Ｂは軸方向に間隔をおいて配置され、入力軸３０と一体に回転するように入力軸３０に固定されている。１速出力ギヤ３３Ａと２速出力ギヤ３３Ｂも軸方向に間隔をおいて配置されている。
【００４６】
図５に示すように、１速出力ギヤ３３Ａは、出力軸３２が貫通する環状に形成され、転がり軸受４３Ａを介して出力軸３２で支持されており、出力軸３２を中心として出力軸３２に対して回転可能となっている。同様に、２速出力ギヤ３３Ｂも、転がり軸受４３Ｂを介して出力軸３２で回転可能に支持されている。
【００４７】
１速入力ギヤ３１Ａと１速出力ギヤ３３Ａは互いに噛合しており、その噛合によって１速入力ギヤ３１Ａと１速出力ギヤ３３Ａの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ３１Ｂと２速出力ギヤ３３Ｂも噛合しており、その噛合によって２速入力ギヤ３１Ｂと２速出力ギヤ３３Ｂの間で回転が伝達するようになっている。２速入力ギヤ３１Ｂと２速出力ギヤ３３Ｂの減速比は、１速入力ギヤ３１Ａと１速出力ギヤ３３Ａの減速比よりも小さい。
【００４８】
１速出力ギヤ３３Ａと出力軸３２の間には、１速出力ギヤ３３Ａと出力軸３２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４４Ａが組み込まれている。この１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａは、クラッチが係合した状態では、正逆のいずれの方向にトルクが入力されたときにもそのトルクを伝達し、クラッチの係合を解除した状態では、正逆のいずれの方向にトルクが入力されたときにも空転する。同様に、２速出力ギヤ３３Ｂと出力軸３２の間にも、２速出力ギヤ３３Ｂと出力軸３２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４４Ｂが組み込まれている。
【００４９】
１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂは、左右対称の同一構成なので、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを以下に説明し、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂについては、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａ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ＡをＢに置き換えた符号を付して説明を省略する。
【００５０】
図５〜図７に示すように、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａは、１速出力ギヤ３３Ａの内周に設けられた円筒面４５と、出力軸３２の外周に回り止めした環状の１速カム部材４６Ａに形成されたカム面４７と、カム面４７と円筒面４５の間に組み込まれたローラ４８と、ローラ４８を保持する１速保持器４９Ａと、１速スイッチばね５０Ａとからなる。カム面４７は、円筒面４５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４５と半径方向に対向する平坦面である。
【００５１】
図６に示すように、１速保持器４９Ａは、周方向に間隔をおいて複数のポケット５１を有する円筒状に形成され、その各ポケット５１にローラ４８が収容されている。また、１速保持器４９Ａは、カム面４７と円筒面４５の間にローラ４８を係合させる係合位置とローラ４８の係合を解除する中立位置との間で出力軸３２に対して相対回転可能となっている。
【００５２】
図７に示すように、１速スイッチばね５０Ａは、鋼線をＣ形に巻いたＣ形環状部５２と、Ｃ形環状部５２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５３，５３とからなる。Ｃ形環状部５２は、１速カム部材４６Ａ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５４に嵌め込まれ、一対の延出部５３，５３は、１速カム部材４６Ａの軸方向端面に形成された径方向溝５５に挿入されている。
【００５３】
径方向溝５５は、スイッチばね収容凹部５４の内周縁から径方向外方に延びて１速カム部材４６Ａの外周に至るように形成されている。１速スイッチばね５０Ａの延出部５３は、径方向溝５５の径方向外端から突出しており、その延出部５３の径方向溝５５からの突出部分が、１速保持器４９Ａの軸方向端部に形成された切欠き５６に挿入されている。径方向溝５５と切欠き５６は同じ幅に形成されている。
【００５４】
延出部５３は、径方向溝５５の周方向で対向する内面と、切欠き５６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１速保持器４９Ａを中立位置に弾性保持している。
【００５５】
すなわち、１速保持器４９Ａを出力軸３２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５５の位置と切欠き５６の位置が周方向にずれるので、一対の延出部５３，５３の間隔が狭まる方向にＣ形環状部５２が弾性変形し、その弾性復元力によって１速スイッチばね５０Ａの一対の延出部５３，５３が径方向溝５５の内面と切欠き５６の内面を押圧し、その押圧によって１速保持器４９Ａ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。
【００５６】
１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂは、変速アクチュエータ５７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。
【００５７】
図１０に示すように、変速アクチュエータ５７は、１速出力ギヤ３３Ａと２速出力ギヤ３３Ｂの間に軸方向に移動可能に設けられたシフトリング５８と、１速出力ギヤ３３Ａとシフトリング５８の間に組み込まれた１速摩擦板５９Ａと、２速出力ギヤ３３Ｂとシフトリング５８の間に組み込まれた２速摩擦板５９Ｂとを有する。
【００５８】
ここで、１速摩擦板５９Ａと２速摩擦板５９Ｂは、左右対称の同一構成となっているので、２速摩擦板５９Ｂを以下に説明し、１速摩擦板５９Ａについては、２速摩擦板５９Ｂ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。
【００５９】
２速摩擦板５９Ｂには、２速保持器４９Ｂの切欠き５６に係合する突片６０（図８参照）が設けられ、この突片６０と切欠き５６の係合によって、２速摩擦板５９Ｂが２速保持器４９Ｂに回り止めされている。２速保持器４９Ｂの切欠き５６は、２速摩擦板５９Ｂの突片６０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５９Ｂは、２速保持器４９Ｂに回り止めされた状態のまま、２速出力ギヤ３３Ｂ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４９Ｂに対して軸方向に移動可能となっている。
【００６０】
２速摩擦板５９Ｂの突片６０の先端に凹部６１が形成されている。一方、出力軸３２の外周に固定された間座６２には、凹部６１に係合する凸部６３が形成されている。そして、凹部６１と凸部６３は、２速摩擦板５９Ｂが２速出力ギヤ３３Ｂの側面から離反した位置にある状態では、凹部６１と凸部６３が係合することで、２速摩擦板５９Ｂを間座６２を介して出力軸３２に回り止めし、このとき、２速摩擦板５９Ｂに回り止めされた２速保持器４９Ｂ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５９Ｂが２速出力ギヤ３３Ｂの側面に接触する位置にある状態では、凹部６１と凸部６３の係合が解除することで、２速摩擦板５９Ｂの回り止めが解除されるようになっている。
【００６１】
２速摩擦板５９Ｂと２速カム部材４６Ｂの間には、軸方向に圧縮された状態で２速離反ばね６４Ｂが組み込まれており、この２速離反ばね６４Ｂの弾性復元力によって２速摩擦板５９Ｂが２速出力ギヤ３３Ｂの側面から離反する方向に付勢されている。
【００６２】
シフトリング５８は、１速摩擦板５９Ａを押圧して１速出力ギヤ３３Ａの側面に接触させる１速シフト位置と、２速摩擦板５９Ｂを押圧して２速出力ギヤ３３Ｂ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５８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６５が設けられている。
【００６３】
図８、図９に示すように、シフト機構６５は、シフトリング５８を転がり軸受６６を介して回転可能に支持するシフトスリーブ６７と、そのシフトスリーブ６７の外周に設けられた環状溝６８に係合する二股状のシフトフォーク６９と、シフトフォーク６９が固定されたシフトロッド７０と、シフトモータ７１と、シフトモータ７１の回転をシフトロッド７０の直線運動に変換する運動変換機構７２（送りねじ機構等）とからなる。
【００６４】
図９に示すように、シフトロッド７０は、出力軸３２に対して間隔をおいて平行に配置され、減速機ハウジング４２内に組み込まれた一対の滑り軸受７３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５８とシフトスリーブ６７の間に組み込まれた転がり軸受６６は、シフトリング５８とシフトスリーブ６７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。
【００６５】
このシフト機構６５は、シフトモータ７１の回転が運動変換機構７２により直線運動に変換されてシフトフォーク６９に伝達し、そのシフトフォーク６９の直線運動が転がり軸受６６を介してシフトリング５８に伝達することにより、シフトリング５８を軸方向に移動させる。
【００６６】
図３に示すように、出力軸３２には、出力軸３２の回転をディファレンシャルギヤ５に伝達するファイナルギヤ７４が固定されている。
【００６７】
ディファレンシャルギヤ５は、軸方向に間隔をおいて配置された一対の軸受７５，７５で回転可能に支持されたデフケース７６と、デフケース７６の回転中心と同軸にデフケース７６に固定され、ファイナルギヤ７４に噛合するリングギヤ７７と、デフケース７６の回転中心と直角な方向にデフケース７６に固定されたピニオン軸７８と、ピニオン軸７８に回転可能に支持された一対のピニオン７９と、その一対のピニオン７９に噛合する左右一対のサイドギヤ８０とからなる。左側のサイドギヤ８０には、左側の車輪に接続されたアクスル８１の軸端部が接続され、右側のサイドギヤ８０には、右側の車輪に接続されたアクスル８１の軸端部が接続されている。出力軸３２が回転するとき、出力軸３２の回転はファイナルギヤ７４を介してデフケース７６に伝達され、そのデフケース７６の回転がピニオン７９とサイドギヤ８０を介して左右の車輪に分配される。ここで、出力軸３２からディファレンシャルギヤ５に回転を伝達するときのファイナル減速比（すなわち、ファイナルギヤ７４の歯数に対するリングギヤ７７の歯数の比）は４〜５の範囲の大きさに設定されている。
【００６８】
以下に、車両用モータ駆動装置Ａの動作例を説明する。
【００６９】
まず、図１０に示すように、１速摩擦板５９Ａが１速出力ギヤ３３Ａの側面から離反し、かつ、２速摩擦板５９Ｂも２速出力ギヤ３３Ｂの側面から離反した状態では、１速保持器４９Ａは１速スイッチばね５０Ａのばね力により中立位置に保持され、２速保持器４９Ｂも２速スイッチばね５０Ｂのばね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４４Ａはローラ４８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４４Ｂもローラ４８の係合が解除された状態となる。
【００７０】
この状態では、図３に示す電動モータ３のモータ軸が回転し、入力軸３０が回転しても、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂによって回転の伝達が遮断されるので、１速出力ギヤ３３Ａおよび２速出力ギヤ３３Ｂは空転し、入力軸３０の回転は出力軸３２に伝達されない。
【００７１】
次に、シフト機構６５を作動させて、図１０に示すシフトリング５８を１速出力ギヤ３３Ａに向けて移動させると、図１１に示すように、１速摩擦板５９Ａが１速出力ギヤ３３Ａ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５９Ａが出力軸３２に対して相対回転するので、１速摩擦板５９Ａに回り止めされた１速保持器４９Ａが中立位置から係合位置に移動し、１速保持器４９Ａに保持されたローラ４８が円筒面４５とカム面４７の間のくさび形空間の狭小部分に押し込まれ、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａが係合した状態となる。
【００７２】
この状態では、１速出力ギヤ３３Ａの回転は、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを介して出力軸３２に伝達され、出力軸３２の回転が、ディファレンシャルギヤ５を介してアクスル８１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。
【００７３】
次に、シフト機構６５の作動により、シフトリング５８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５９Ａと１速出力ギヤ３３Ａ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５０Ａのばね力により１速保持器４９Ａが係合位置から中立位置に移動し、この１速保持器４９Ａの移動によって１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの係合が解除される。
【００７４】
シフトリング５８が２速シフト位置に到達すると、２速摩擦板５９Ｂがシフトリング５８で押圧されて２速出力ギヤ３３Ｂの側面に接触するので、その接触面間の摩擦力によって２速摩擦板５９Ｂが出力軸３２に対して相対回転し、２速摩擦板５９Ｂに回り止めされた２速保持器４９Ｂが中立位置から係合位置に移動し、この２速保持器４９Ｂの移動によって２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂが係合した状態となる。
【００７５】
この状態では、２速出力ギヤ３３Ｂの回転は、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを介して出力軸３２に伝達され、出力軸３２の回転がディファレンシャルギヤ５を介してアクスル８１に伝達される。
【００７６】
同様に、シフトリング５８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４４Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを係合させることができる。
【００７７】
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、現変速段として例えば１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの係合を解除した後、次変速段として２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを係合させたときに、不快なショックや異音が生じる可能性がある。この変速ショックは、次変速段としての２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂが係合するときに、２ウェイローラクラッチ４４Ｂの入力側と出力側の回転数差が瞬時にゼロとなることによって発生する。
【００７８】
この変速ショックを防止するため、図１２に示す変速制御装置１０は、現変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａ（または４４Ｂ）の係合を解除した後、電動モータ３を減速（または加速）することで、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）の入力側の回転数を出力側の回転数に近づけ、その状態で、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）を係合させる制御を行なう。
【００７９】
このような制御を行なうと、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）を係合させるときに、予め入力側の回転数を出力側の回転数に近づけておくことで、変速ショックを小さく抑えることが可能となるが、入力側の回転数を出力側の回転数に近づけすぎると、別の問題が生じる。
【００８０】
すなわち、２ウェイローラクラッチ４４Ａおよび４４Ｂは入力側と出力側の回転数差を利用して係合するという特徴をもつことから、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａまたは４４Ｂを係合させるときに、予め次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａまたは４４Ｂの入力側の回転数を出力側の回転数に近づけすぎると、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａまたは４４Ｂがなかなか係合せず、その結果、変速切換えの応答性が低下してしまう。
【００８１】
したがって、変速切換えの応答性を確保するには、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａまたは４４Ｂの入力側と出力側の回転数差を予めゼロにするのではなく、ゼロよりも大きい所定の目標値にする必要がある。
【００８２】
そこで、図１２に示す変速制御装置１０は、変速ショックの防止と変速切換えの応答性とを両立するため、現変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａ（または４４Ｂ）の係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）を係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）の入力側と出力側の回転数差が、ゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ３の回転数（以下「目標回転数」という）を演算し、この目標回転数を目標値として電動モータ３を加速または減速した後、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）を係合させる制御を行なう。
【００８３】
図１３に基づいて、１速から２速に切り換えるシフトアップ時の制御について説明する。
【００８４】
変速制御装置１０が、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの係合を解除して、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを係合させるシフトアップの変速指令を受けたとき、まず、シフトモータ７１の作動によりシフトリング５８を１速シフト位置から２速シフト位置に向けて移動させ、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの係合を解除する（ステップＳ１）。
【００８５】
次に、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ３の回転数（目標回転数）を、出力側回転センサ１１で検出した出力軸３２の回転数と２速の減速比（すなわち、２速入力ギヤ３１Ｂの歯数に対する２速出力ギヤ３３Ｂの歯数の比）に基づいて演算する（ステップＳ２）。
【００８６】
そして、このようにして演算される目標回転数を目標値として電動モータ３を減速し（ステップＳ３）、入力側回転センサ９で検出される電動モータ３の回転数が目標回転数に到達した後、シフトモータ７１の作動によりシフトリング５８を２速シフト位置に到達させて、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを係合させる（ステップＳ４）。
【００８７】
以上のように、１速から２速へのシフトアップを行なうと、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの係合を解除した後、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂを係合させる前に、予め２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの入力側の回転数を減速して出力側の回転数に近づけることで、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂが係合するときの変速ショックを抑えることができる。
【００８８】
続いて、図１４に基づいて、２速から１速に切り換えるシフトダウン時の制御について説明する。
【００８９】
変速制御装置１０が、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの係合を解除して、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを係合させるシフトダウンの変速指令を受けたとき、まず、シフトモータ７１の作動によりシフトリング５８を２速シフト位置から１速シフト位置に向けて移動させ、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの係合を解除する（ステップＳ５）。
【００９０】
次に、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ３の回転数（目標回転数）を、出力側回転センサ１１で検出した出力軸３２の回転数と１速の減速比（すなわち、１速入力ギヤ３１Ａの歯数に対する１速出力ギヤ３３Ａの歯数の比）に基づいて演算する（ステップＳ６）。
【００９１】
そして、このようにして演算される目標回転数を目標値として電動モータ３を加速し（ステップＳ７）、入力側回転センサ９で検出される電動モータ３の回転数が目標回転数に到達した後、シフトモータ７１の作動によりシフトリング５８を１速シフト位置に到達させて、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを係合させる（ステップＳ８）。
【００９２】
以上のように、２速から１速へのシフトダウンを行なうと、２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂの係合を解除した後、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａを係合させる前に、予め１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａの入力側の回転数を加速して出力側の回転数に近づけることで、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａが係合するときの変速ショックを抑えることができる。
【００９３】
このように、車両用モータ駆動装置Ａは、現変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ａ（または４４Ｂ）の係合を解除して次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）を係合させる変速指令を受けたときに、次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）の入力側と出力側の回転数差がゼロよりも大きい所定の目標値をとるような電動モータ３の回転数（目標回転数）を演算し、この目標回転数を目標値として電動モータ３を加速または減速することで、予め次変速段の２ウェイローラクラッチ４４Ｂ（または４４Ａ）の入力側の回転数を出力側の回転数に近づけることができ、変速ショックを小さく抑えることができる。
【００９４】
ところで、上記実施形態では、電動モータ３の目標回転数を演算するための出力側の回転数として出力軸３２の回転数を用いたが、出力軸３２の回転数にかえて、ディファレンシャルギヤ５の回転数を用いることが考えられる。すなわち、電動モータ３の目標回転数を演算するための出力側回転センサ１１をディファレンシャルギヤ５に設け、ディファレンシャルギヤ５の回転数に基づいて電動モータ３の目標回転数を演算することも可能であるが、このようにすると、出力軸３２からディファレンシャルギヤ５に回転を伝達するときにファイナル減速比（４〜５程度）が存在することから、電動モータ３の目標回転数を演算するのに必要な出力側回転センサ１１の分解能が不足し、この出力側回転センサ１１の分解能不足が原因で電動モータ３の目標回転数に誤差が生じる可能性がある。
【００９５】
これに対し、上記実施形態の車両用モータ駆動装置Ａは、電動モータ３の目標回転数を演算するための出力側の回転数として、ファイナル減速比で減速されたディファレンシャルギヤ５の回転数ではなく、ファイナル減速比で減速する前の出力軸３２の回転数を用いるので、電動モータ３の目標回転数を演算するのに必要な出力側回転センサ１１の分解能を確保しやすく、電動モータ３の目標回転数に誤差が生じにくい。また、ファイナルギヤ７４とリングギヤ７７の間に存在するバックラッシによる誤差も生じない。
【００９６】
上記実施形態では、１速出力ギヤ３３Ａと２速出力ギヤ３３Ｂに１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂをそれぞれ組み込んだ車両用モータ駆動装置Ａを例に挙げて説明したが、１速出力ギヤと２速出力ギヤにかえて、１速入力ギヤと２速入力ギヤに１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂをそれぞれ組み込んだ構成の車両用モータ駆動装置Ａを採用することも可能である。
【００９７】
すなわち、減速機４として、電動モータ３の回転が入力される入力軸３０と、その入力軸３０に対して回転可能に入力軸３０上に設けられた１速入力ギヤ３１Ａおよび２速入力ギヤ３１Ｂと、１速入力ギヤ３１Ａと入力軸３０の間に組み込まれた１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと、２速入力ギヤ３１Ｂと入力軸３０の間に組み込まれた２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂと、１速の２ウェイローラクラッチ４４Ａと２速の２ウェイローラクラッチ４４Ｂとを選択的に係合させる変速アクチュエータ５７と、入力軸３０に対して間隔をおいて平行に配置された出力軸３２と、その出力軸３２と一体に回転するように出力軸３２上に設けられ、１速入力ギヤ３１Ａおよび２速入力ギヤ３１Ｂにそれぞれ噛合する１速出力ギヤ３３Ａおよび２速出力ギヤ３３Ｂと、出力軸３２の回転をディファレンシャルギヤ５に伝達するファイナルギヤ７４とからなるものを用いることができる。
【符号の説明】
【００９８】
３          電動モータ
５          ディファレンシャルギヤ
１０        変速制御装置
１１        出力側回転センサ
１１Ａ      回転検出用ロータ
１１Ｂ      回転検出用ステータ
３０        入力軸
３１Ａ      １速入力ギヤ
３１Ｂ      ２速入力ギヤ
３２        出力軸
３３Ａ      １速出力ギヤ
３３Ｂ      ２速出力ギヤ
４４Ａ      １速の２ウェイローラクラッチ
４４Ｂ      ２速の２ウェイローラクラッチ
４５        円筒面
４７        カム面
４８        ローラ
４９Ａ      １速保持器
４９Ｂ      ２速保持器
５０Ａ      １速スイッチばね
５０Ｂ      ２速スイッチばね
５７        変速アクチュエータ
５８        シフトリング
５９Ａ      １速摩擦板
５９Ｂ      ２速摩擦板
６４Ａ      １速離反ばね
６４Ｂ      ２速離反ばね
６５        シフト機構
Ａ          車両用モータ駆動装置
【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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【図１４】
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