(57)【要約】【課題】  アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じることを防止できる電気自動車の制御方法および制御システムを提供する。【解決手段】  モータ軸に連結された入力軸と各変速段のギヤ列との間に２ウェイ型のローラクラッチを介在させた変速機を備える電気自動車に適用する。アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御であるクリープ制御を行うことで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させる。【選択図】        図８
2013153618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列と、走行用の電動モータの出力軸であるモータ軸に連結された入力軸と前記各変速段のギヤ列との間にそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチと、これら各ローラクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構とを有する変速機を備え、
前記各ローラクラッチは、内輪のカム面と外輪間に設けられた各楔状空間にローラが介在し、各ローラが楔状空間の狭まり部分に係合することで接続状態となり、保持器により各ローラを楔状空間の広がり部分に位置させることで切断状態となる構成であり、
前記変速比切換機構は、保持器に連結されて回転する摩擦板の外輪への接触と離間とを変速切換アクチュエータによるシフト部材の進退によって切り換える機構である、
電気自動車における制御方法において、
アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、ローラクラッチ締結時に生じるショックトルクと異音を低減させるために、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御であるクリープ制御を行うことで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させる、
ことを特徴とする電気自動車の制御方法。
【請求項２】
請求項１において、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御は、車両走行速度の全速度領域である電気自動車の制御方法。
【請求項３】
請求項１において、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させる電気自動車の制御方法。
【請求項４】
請求項３において、前記回生制御を実施する車速は、一定車速以上とする電気自動車の制御方法。
【請求項５】
請求項１ないし請求項４のいずれか１項において、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる電気自動車の制御方法。
【請求項６】
請求項５において、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる制御につき、ローラクラッチの締結方向を切換える制御を各変速段にて行う電気自動車の制御方法。
【請求項７】
請求項６において、ローラクラッチの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うにつき、ローラクラッチの締結方向切換時に、回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップをメモリに設定しておき、マップの値を用いて前記回転数制御を実施する電気自動車の制御方法。
【請求項８】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、回生制動の開始につき、現変速段のローラクラッチが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行う電気自動車の制御方法。
【請求項９】
請求項８において、現変速段のローラクラッチが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行うにつき、現変速段のローラクラッチ締結時の制限電流または制限トルクから回生指令トルクに向けて、トルク制御にてｎ回補間制御し、回生指令値の信号との誤差を縮めていく追跡過程で、誤差がある閾値以内になると、ｎ回補間制御を終了する電気自動車の制御方法。
【請求項１０】
請求項１ないし請求項９のいずれか１項において、回生制動につき、回生指令トルクがクリープ負トルク閾値の絶対値（正）を下回ると、クリープ負トルク閾値の絶対値（正）として、締結時の制限電流からクリープ負トルク閾値の絶対値（正）への補間制御を実施しながら、回生制御を行い、回生制御中には、電動モータのｑ軸電流（トルク成分) の方向は負である電気自動車の制御方法。
【請求項１１】
請求項１ないし請求項１０のいずれか１項において、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止する電気自動車の制御方法。
【請求項１２】
請求項１１において、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止するにつき、一定時間に、アクセル開度信号が（クリープ正トルク＋閾値トルクＡ）を上回った場合に、一定時間をリセットし、アクセル信号が（クリープ正トルク+ 閾値トルクＡ）を上回った時点から待ち時間を数え始める電気自動車の制御方法。
【請求項１３】
請求項１ないし請求項１２のいずれか１項において、回生指令トルク値に従って回生制御を実施中に、車速が一定車速を下回った場合に、直ちに回生制御を停止する電気自動車の制御方法。
【請求項１４】
請求項１ないし請求項１３のいずれか１項において、回生制御の停止後、回生指令トルクから締結時の制限電流または制限トルクに向けて、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施する電気自動車の制御方法。
【請求項１５】
請求項１４において、ｎ回補間制御の完了後、トルク制御から回転数制御へ切換時に、メモリに設定された回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップの値を用いて回転数制御を実施する電気自動車の制御方法。
【請求項１６】
請求項１５において、上記回転数制御の完了後、回転数制御からトルク制御へ切換え、現変速ローラクラッチの締結の制限電流または制限トルクからアクセル開度信号に向け、ｎ回補間制御を実施する電気自動車の制御方法。
【請求項１７】
請求項１ないし請求項１６のいずれか１項において、車両の電源を起動時および停車時に、シフト操作部材のシフトレンジ信号に基づいてローラクラッチをトルク制御により、駆動側または非駆動側の楔空間に締結させる制御において、前回のシフト操作部材のシフトレンジに応じて、（予め変速ECU のROM ）メモリに設定された制御トルクと制限時間のデータを取込み、数段階に分けて前記クリープ制御を実施する電気自動車の制御方法。
【請求項１８】
請求項１ないし請求項１７のいずれか１項において、シフト操作部材のシフトレンジがドライブレンジの場合、現変速段のローラクラッチを駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は正である電気自動車の制御方法。
【請求項１９】
請求項１ないし請求項１７のいずれか１項において、シフト操作部材のシフトレンジがリバースレンジの場合、現変速段のローラクラッチを非駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負である電気自動車の制御方法。
【請求項２０】
互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列と、走行用の電動モータの出力軸であるモータ軸に連結された入力軸と前記各変速段のギヤ列との間にそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチと、これら各ローラクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構とを有する変速機を備え、
前記各ローラクラッチは、内輪のカム面と外輪間に設けられた各楔状空間にローラが介在し、各ローラが楔状空間の狭まり部分に係合することで接続状態となり、保持器により各ローラを楔状空間の広がり部分に位置させることで切断状態となる構成であり、
前記変速比切換機構は、保持器に連結されて回転する摩擦板の外輪への接触と離間とを変速切換アクチュエータによるシフト部材の進退によって切り換える機構である、
電気自動車における制御システムにおいて、
アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とすることで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させるクリープ制御手段を設けたことを特徴とする電気自動車の制御方法。
【請求項２１】
請求項２０において、前記クリープ制御手段は、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が開度閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記開度閾値以上とする制御を、車両走行速度の全速度領域で行う電気自動車の制御システム。
【請求項２２】
請求項２０において、前記クリープ制御手段により、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させる回生時制御手段を設けた電気自動車の制御システム。
【請求項２３】
請求項２０ないし請求項２２のいずれか１項において、前記クリープ制御手段は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる電気自動車の制御システム。
【請求項２４】
請求項２３において、前記クリープ制御手段は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる制御につき、ローラクラッチの締結方向を切換える制御を各変速段にて行う電気自動車の制御システム。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車において、アクセル操作に対応するクリープ制御、および電動モータの回生制動を行う電気自動車の制御方法および制御システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の駆動装置として、電動モータ、変速機、および差動装置（デファレンシャル）を介し駆動輪に動力を伝達する車両用モータ駆動装置がある。変速機の変速段の切換には、例えば２ウェイ型のローラクラッチが用いられる。
【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。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や特許文献２に記載のものが知られている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１１−５７０３０号公報
【特許文献２】特開平８−１６８１１０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１等に記載の車両用モータ駆動装置においては、変速切換を行う際に、変速機の目標変速段のローラクラッチ係合時、大きな変速ショックトルクと異音が生じる課題がある。特に、目標変速段の摩擦板と外輪間の当接完了時に、変速機の第２シャフトの回転数と外輪の回転数に大きな回転数差があると、大きな変速ショックトルクと異音が生じる。そこで、変速ショックトルクを低減するための変速制御方法が提案されている。
【０００６】
このような変速制御方法として、変速切換時の車速と選択された目標変速段の変速比に基き、電動モータの目標回転数を算出して、電動モータの目標回転数に応じて電動モータの出力を制御する技術が提案されている（例えば、特願２０１１−１２３４３３号）。この提案例は、トルク制御と回転数制御の二つのフィードバック制御を切り換える制御法である。
しかし、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じるという課題がある。
【０００７】
この課題は、具体的には次の課題（１），（２）である。
なお、この明細書において、
正方向：電動モータを駆動する時に、ローラクラッチが締結している方向とする。
負方向：電動モータを回生する時、ローラクラッチが締結している方向とする。
回生制御方法：機械エネルギーを電気エネルギーとして吸収する目的とした制御技術である。
【０００８】
（１）アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じる。アクセルを踏んだ状態で、車を走らせると、ローラクラッチが正方向に締結している状態で、トルク制御により、電動モータを駆動する状態になる。その後、アクセルを抜くと現変速段のローラクラッチの締結が解除される状態になる可能性がある。一旦、現変速段のローラクラッチの締結が解除された場合、再びアクセルを踏むと、ローラクラッチが再度正方向に素早く締結するので、ショックトルクと異音が生じる。
（２）回生制御を行うためには、ローラクラッチを負方向に締結する必要となる。トルク制御方法により、ローラクラッチを負方向に締結すると、同様に締結ショックと異音が生じやすい。
【０００９】
この発明の目的は、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じることを防止できる電気自動車の制御方法および制御システムを提供することである。
この発明の他の目的は、回生制動を行うときに、ローラクラッチの締結ショックと異音が生じることを防止できるようにすることである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の電気自動車の制御方法は、制御対象となる電気自動車が、互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢと、走行用の電動モータ３の出力軸であるモータ軸４に連結された入力軸７と前記各変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢとの間にそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂと、これら各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの断続の切換を行う変速比切換機構４０とを有する変速機５を備え、
前記各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂは、内輪１６Ａ，１６Ｂと外輪２３，２３間に設けられた各楔状空間Ｓにローラ２０が介在し、保持器２１Ａ，２１Ｂにより各ローラ２０を楔状空間の広がり部分に保持させることで切断状態となり、各ローラ２０が楔状空間Ｓの狭まり部分に係合することで接続状態となる構成であり、
前記変速比切換機構４０は、保持器２１Ａ，２１Ｂに連結されて回転する摩擦板３５Ａ，３５Ｂの外輪２３，２３への接触と離間とを変速切換アクチュエータ４７によるシフト部材４５の進退によって切り換える機構である、
電気自動車における変速制御方法において、
アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御であるクリープ制御を行うことで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させることを特徴とする。前記閾値は設計により適宜定める。
【００１１】
この方法によると、アクセルのＯＮ，ＯＦＦ間の切り換え時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とするため、ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させることができ、そのため、ローラクラッチ締結時に生じるショックトルクと異音を低減させることができる。
【００１２】
この発明方法において、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回るとアクセル開度信号を前記開度閾値以上とする制御は、車両走行速度の全速度領域であって良い。この場合、常に、アクセルのＯＮ，ＯＦＦ間の切り換えによってローラクラッチ締結時に生じるショックトルクと異音を低減させることができる。
【００１３】
この発明方法において、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させるようにしても良い。
この場合に、前記回生制御を実施する車速は、定められた車速以上とするのが良い。
【００１４】
この発明方法において、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させるのが良い。
この場合に、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる制御につき、ローラクラッチの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うのが良い。
【００１５】
このローラクラッチの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うについては、例えば、ローラクラッチの締結方向切換時に、回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップを、変速ＥＣＵのＲＯＭ等のメモリに設定しておき、マップの値を用いて前記回転数制御を実施する。
【００１６】
この発明方法において、回生制動の開始につき、現変速段のローラクラッチが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行うのが良い。
【００１７】
この場合に、現変速段のローラクラッチが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行うにつき、現変速段のローラクラッチ締結時の制限電流または制限トルクから回生指令トルクに向けて、トルク制御にてｎ回補間制御し、回生指令値の信号との誤差を縮めていく追跡過程で、誤差がある閾値以内になると、ｎ回補間制御を終了するのが良い。
【００１８】
この発明方法において、回生制動につき、回生指令トルクがクリープ負トルク閾値の絶対値（正）を下回ると、クリープ負トルク閾値の絶対値（正）として、締結時の制限電流からクリープ負トルク閾値の絶対値（正）への補間制御を実施しながら、回生制御を行い、回生制御中には、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負であるのが良い。
【００１９】
この発明方法において、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止するのが良い。
【００２０】
この場合に、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止するにつき、一定時間に、アクセル開度信号が（クリープ正トルク＋閾値トルクＡ）を上回った場合に、一定時間をリセットし、アクセル信号が（クリープ正トルク+ 閾値トルクＡ）を上回った時点から待ち時間を数え始めるのが良い。
【００２１】
この発明方法において、回生指令トルク値に従って回生制御を実施中に、車速が一定車速を下回った場合に、直ちに回生制御を停止するのが良い。
【００２２】
この発明方法において、回生制御の停止後、回生指令トルクから締結時の制限電流または制限トルクに向けて、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施するのが良い。
【００２３】
この場合に、ｎ回補間制御の完了後、トルク制御から回転数制御へ切換時に、変速ＥＣＵのＲＯＭ等のメモリに設定された回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップの値を用いて回転数制御を実施するのが良い。
【００２４】
この場合に、上記回転数制御の完了後、回転数制御からトルク制御へ切換え、現変速ローラクラッチの締結の制限電流または制限トルクからアクセル開度信号に向け、ｎ回補間制御を実施するのが良い。
【００２５】
この発明方法において、車両の電源を起動時および停車時に、シフト操作部材のシフトレンジ信号に基づいてローラクラッチをトルク制御により、駆動側または非駆動側の楔空間に締結させる制御において、前回のシフト操作部材のシフトレンジに応じて、予め変速ＥＣＵのＲＯＭ等のメモリに設定された制御トルクと制限時間のデータを取込み、数段階に分けて前記クリープ制御を実施するのが良い。
【００２６】
この発明方法において、シフト操作部材のシフトレンジがドライブレンジの場合、現変速段のローラクラッチを駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は正であるのがよい。
【００２７】
この発明方法において、シフト操作部材のシフトレンジがリバースレンジの場合、現変速段のローラクラッチを非駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負であるのが良い。
【００２８】
この発明の電気自動車の制御システムは、制御対象となる電気自動車が、互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢと、走行用の電動モータ３の出力軸であるモータ軸４に連結された入力軸７と前記各変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢとの間にそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂと、これら各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの断続の切換を行う変速比切換機構４０とを有する変速機５を備え、
前記各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂは、内輪１８Ａ，１８Ｂと外輪２３，２３間に設けられた各楔状空間Ｓにローラ２０が介在し、保持器２１Ａ，２１Ｂにより各ローラ２０を楔状空間の広がり部分に保持させることで切断状態となり、各ローラ２０が楔状空間Ｓの狭まり部分に係合することで接続状態となる構成であり、
前記変速比切換機構４０は、保持器２１Ａ，２１Ｂに連結されて回転する摩擦板３５Ａ，３５Ｂの外輪２３，２３への接触と離間とを変速切換アクチュエータ４７によるシフト部材４５の進退によって切り換える機構である、
電気自動車における制御システムにおいて、
アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時に生じるショックトルクと異音を低減させるために、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とすることで、前記ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂのローラ２０を常に駆動側に締結させるクリープ制御手段８１を設けたことを特徴とする。
【００２９】
この構成によると、アクセルのＯＮ，ＯＦＦ間の切り換え時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とするため、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂのローラ２０を常に駆動側に締結させることができ、そのため、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時に生じるショックトルクと異音を低減させることができる。
【００３０】
この発明システムにおいて、前記クリープ制御手段８１は、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が開度閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記開度閾値以上とする制御を、車両走行速度の全速度領域で行うのが良い。
【００３１】
この発明システムにおいて、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂのローラ２０を常に非駆動側に締結させる回生時制御手段８３を設けることが好ましい。
【００３２】
この発明システムにおいて、前記クリープ制御手段８１は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させるのが良い。
【００３３】
この場合に、前記クリープ制御手段８１は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる制御につき、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うのが良い。
【発明の効果】
【００３４】
この発明の電気自動車の制御方法は、互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列と、走行用の電動モータの出力軸であるモータ軸に連結された入力軸と前記各変速段のギヤ列との間にそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチと、これら各ローラクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構とを有する変速機を備え、前記各ローラクラッチは、内輪のカム面と外輪間に設けられた各楔状空間にローラが介在し、各ローラが楔状空間の狭まり部分に係合することで接続状態となり、保持器により各ローラを楔状空間の広がり部分に位置させることで切断状態となる構成であり、前記変速比切換機構は、保持器に連結されて回転する摩擦板の外輪への接触と離間とを変速切換アクチュエータによるシフト部材の進退によって切り換える機構である、電気自動車における制御方法において、
アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、ローラクラッチ締結時に生じるショックトルクと異音を低減させるために、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御であるクリープ制御を行うことで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させるため、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じることを防止できる。
【００３５】
この発明方法において、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させるようにした場合は、回生制御を行うときに、ローラクラッチの締結ショックと異音が生じることを防止できる。
【００３６】
この発明の電気自動車の制御システムは、この発明方法と同じ制御対象の電気自動車を制御する制御システムであって、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、ローラクラッチ締結時に生じるショックトルクと異音を低減させるために、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とすることで、前記ローラクラッチのローラを常に駆動側に締結させるクリープ制御手段を設けたため、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作や、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じることを防止できる。
【００３７】
この発明システムにおいて、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させるようにした場合は、回生制御を行うときに、ローラクラッチの締結ショックと異音が生じることを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【００３８】
【図１】この発明の一実施形態に係る制御方法，制御システムを適用する電気自動車の概略図である。
【図２】同実施形態に係る制御方法，制御システムを適用するハイブリッド車の概略である。
【図３】図１，図２に示す車両の車両用モータ駆動装置の断面図である。
【図４】同車両用モータ駆動装置の減速比切換機構の断面図である。
【図５】同制御システムの概略ブロック図である。
【図６】同車両用モータ駆動装置のインバータ装置の構成図である。
【図７】同電気自動車のレバー操作パネルの説明図である。
【図８】同制御方法におけるレバー操作に伴うクリープ制御についてのフローチャートである。
【図９】同車両用モータ駆動装置のインバータ制御装置のブロック図である。
【図１０】同制御方法，制御システムにおけるクリープ制御と回生制御の特性図である。
【図１１】同電気自動車の制御システムの概念構成のブロックである。
【図１２】図４の一部の拡大断面図である。
【図１３】図４のXIII -XIII線に沿った断面図である。
【図１４】図４のXIV-XIV 線に沿った断面図である。
【図１５】図４のXV-XV 線に沿った断面図である。
【図１６】同車両用モータ駆動装置のシフト機構を示す断面図である。
【図１７】図４の減速比切換機構におけるローラクラッチ等の分解斜視図である。
【発明を実施するための形態】
【００３９】
以下、この発明の実施形態にかかる電気自動車の変速制御方法を説明する。図１は、左右一対の前輪１を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。
【００４０】
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Ｄとが設けられている。この実施形態の変速制御方法および変速制御装置は、図１，図２の車両用モータ駆動装置Ａに適用される。
【００４１】
図３に示すように、車両用モータ駆動装置Ａは、走行用の電動モータ３と、電動モータ３の出力軸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車の左右一対の後輪２に分配するディファレンシャル６とを有する。
【００４２】
変速機５は、変速段数が２段であって、図３に示すように、互いに変速比が異なる複数（この例では２列）の変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢと、電動モータ３の出力軸であるモータ軸４に連結された入力軸７と前記各変速段のギヤ列ＬＡ，ＬＢにそれぞれ介在し断続の切換が可能な各変速段の２ウェイ型のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂと、これら各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの断続の切換を行う変速比切換機構４０とを有する。
【００４３】
変速機５および変速比切換機構４０については、ここでは変速制御方法・装置の理解に必要な範囲で簡単に説明し、変速制御方法・装置の説明の後に、詳細に説明する。
【００４４】
変速機５は、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、上記各ギヤ列ＬＡ，ＬＢとを有する平行軸常時噛合型変速機である。１速ギヤ列ＬＡの入力ギヤ９Ａおよび２速ギヤ列ＬＢの入力ギヤ９Ｂが入力軸に一体に設けられ、１速ギヤ列ＬＡの出力ギヤ１０Ａおよび２速ギヤ列ＬＢの出力ギヤ１０Ｂが出力軸８の外周に回転自在に設置されている。これら各出力ギヤ１０Ａ，１０Ｂと出力軸８の間に、前記ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが介在させてある。
【００４５】
各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂは、図１７に示す２速のローラクラッチ１６Ｂの例で説明するように、外周面が多角形状とされた内輪１８Ｂの外周の平面状の各カム面１９と外輪２３の内周の円筒面間に設けられた各楔状空間Ｓにローラ２０が介在する。楔状空間Ｓは、円周方向の両側が狭まり、円周方向の中央が広がり部分となる。各ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂは、各ローラ２０が楔状空間Ｓの狭まり部分に係合することで接続状態となり、保持器２１Ｂにより各ローラ２０を楔状空間Ｓの広がり部分に位置させることで切断状態となる構成である。
【００４６】
外輪２３は、外周部が前記出力ギヤ１０Ａ，１０Ｂとされている。内輪１８Ａ，１８Ｂは、スプライン等により出力軸８に対して相対回転不能に設けられる。円滑な相対回転、つまり空転を可能とするため、外輪２３を構成する出力ギヤ１０Ａ，１０Ｂと内輪１８Ａ，１８Ｂとの間には、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂ以外に軸受１５（図３，図４）が設けられる。
【００４７】
変速比切換機構４０は、図４に示すように、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの保持器２１Ａ，２１Ｂに連結されて回転する環状の摩擦板３５Ａ，３５Ｂの外輪２３への接触と離間とを変速切換アクチュエータ４７による、シフト部材であるシフトフォーク４５の進退によって切り換える機構である。シフト機構４１は、変速比切換機構４０のうちの、摩擦板３５Ａ，３５Ｂを動作される機構部分であり、変速切換アクチュエータ４７とシフトフォーク４５により構成される。
【００４８】
変速切換アクチュエータ４７は、シフト用の電動モータであり、その出力軸４７ａの回転を、送りねじ機構４８によりシフトロッド４６の直動運動に変換し、シフトロッド４６に取り付けたシフトフォーク４５を軸方向に移動させる。シフトフォーク４５の移動により、シフトスリーブ４３およびシフトリング３４が移動する。シフトリング３４が摩擦板３５Ａ，３５Ｂを、クラック外輪２３（出力ギヤ１０Ａ，１０Ｂ）の側面に押し付ける。これにより、カム面付きの内輪１８Ａ，１８Ｂと外輪２３とが相対回転する場合に、摩擦板３５Ａ，３５Ｂと外輪２３との間に摩擦力（トルク）が作用し、保持器２１Ａ，２１Ｂを介してローラ２０を楔状空間Ｓの狭まり部分に押し込むことができる。
【００４９】
なお、保持器２１Ａ，２１Ｂは内輪１８Ａ，１８Ｂに対して回転自在であるが、スイッチばね２２Ａ，２２Ｂ（図１６，図１８）により、内輪１８Ａ，１８Ｂのカム面１９（図１７）の中央、つまり楔状空間Ｓの広がり部分であ中立位置とポケット２１ａの円周方向中央とが一致するように付勢される。摩擦板３５Ａ，３５Ｂは、上記スイッチばね２２Ａ，２２Ｂにより、保持器２１Ａ，２１Ｂと共に回転可能なように連結されている。
【００５０】
図５は、車両用モータ駆動装置Ａを制御する制御システムを示すブロック図である。この制御システムは、統合ＥＣＵ６０、変速ＥＣＵ６１、およびインバータ装置６２を有する。統合ＥＣＵ６０、変速ＥＣＵ６１、およびインバータ装置６２の３者間の信号転送はＣＡＮ通信（コントローラー・エリア・ネットワーク）で行われる。
【００５１】
統合ＥＣＵ６０は、車載全ての電子制御装置間の協調制御を行う電子制御装置であり、アクセルペダル６３のアクセル開度センサ６３ａ、ブレーキペダル９１のブレーキ開度センサ９１ａ、ステアリングホイール９２の操舵角センサ９２ａ、変速段を手動で切り替えるシフトレバー９３のレバー位置センサ９３ａに接続されている。統合ＥＣＵ６０は、これらアクセル開度センサ６３ａ、ブレーキ開度センサ９１ａ、操舵角センサ９２ａ、レバー位置センサ９３ａの検出したアクセル開度信号、ブレーキ開度信号、操舵角信号、およびレバー位置信号を、変速ＥＣＵ６１に送信する機能、並びにこれらの４種の信号および他の各種のセンサ等の信号によって前記協調制御を行う機能を備える。
【００５２】
変速ＥＣＵ６１は、ＥＣＵ６０から送信された各種信号や、直接に変速ＥＣＵ６１に入力された各種信号により、自動変速の制御を行う電子制御装置であり、各種入力信号に基づいて変速判断を行ない、変速機５の変速切換アクチュエータ４７とインバータ装置６２に指令を出す。また、変速ＥＣＵ６１は、クリープ制御と回生制御の実施時に制御指令を作り、インバータ装置へ６２に送信する機能を持つ。
【００５３】
変速ＥＣＵ６１は、次の各機能（１）〜（８）を備える。
（１）車速度センサ９４および加速度センサ９５から、車速と車両の加減速度の検出信号を受け、統合ＥＣＵ６０からアクセル開度信号を受け取り、自動変速の判断を行う。
（２）急ブレーキと判断した場合は、自動変速を行わない。
（３）急ハンドルと判断した場合は、自動変速を行わない。
（４）統合ＥＣＵ６０からシフトレバー９３の位置信号を受け取り、電動モータのクリープ制御を実施する。
【００５４】
（５）運転者により操作される第１〜第３の操作スイッチ９６〜９８の操作に応じた制御を行う。
第１の操作スイッチ９６：自動／手動変速の切換用トグルスイッチである。
第２の操作スイッチ９７：タクトスイッチであり、上記の第１の操作スイッチ９６が手動変速で設定された場合のみ、有効とする。第２の操作スイッチ９７を押すと、シフトアップ変速が実施される。
第３の操作スイッチ９８：タクトスイッチであり、上記の第１の操作スイッチ９６が手動変速で設定された場合のみ、有効とする。第３の操作スイッチ９８を押すと、シフトダウン変速が実施される。
【００５５】
（６）表示部９９へ、車速、電動モータ回転数、トルク指令値等を表示させる。表示部９９は、液晶表示装置等の画像を表示する装置、または指針で表示する装置である。
（７）変速切替アクチュエータ４７のシフト位置を、変速機５に付けられたシフト位置センサ６８から検出する機能とインバータから電動モータ３の回転数を取得する機能を備える。
（８）インバータ装置６２にトルク指令または回転数指令と変速指令を送信する機能、および変速機５に付けられた変速切替アクチュエータ４７を駆動する機能を備える。
【００５６】
変速ＥＣＵ６１には、自動変速モードと手動変速モードの変速モードがプログラムされており、自動変速モードと手動変速モードは、運転者による前記第１の操作スイッチ９６の操作によって切り替えられる。
この実施形態の変速制御方法および変速制御装置は、変速ＥＣＵ６１による自動変速モードにおける制御に係る。変速ＥＣＵ６１は、図１６に示す各種の機能達成手段（８１〜８６）を有しているが、これらの手段については後に説明する。
【００５７】
図５において、インバータ装置６２は、バッテリ６９から直流電力が供給されて、電動モータ３に交流のモータ駆動電力を供給するとともに、その供給電力を変速ＥＣＵ６１からの信号に基づいて制御する。インバータ装置６２には、電動モータ３に設けられた回転検出装置であるレゾルバ６６から、電動モータ３の回転数を示す信号が入力される。またインバータ装置６２は、電力を回生するための制御を行う機能を備えている。
【００５８】
インバータ装置６２は、電動モータ３を駆動する機能、およびレゾルバ６６から電動モータ３の回転角信号を得る機能を備える。インバータ装置６２は、図６に示すように、ＩＧＢＴモジュールからなるインバータ７１と、このインバータ７１を制御するインバータ制御回路７２とで構成される。インバータ７１と、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の上側アームスイッチング素子Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐと、Ｕ，Ｖ，Ｗ相の下側アームスイッチング素子Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎの接続点に電動モータ３の各相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の端子を接続したものである。インバータ７１には、３相１８０度通電型（正弦波通電）の交流電力を出力するように、インバータ制御回路７２から各スイッチング素子Ｕｐ，Ｖｐ，Ｗｐ，Ｕｎ，Ｖｎ，Ｗｎに開閉指令が与えられる。
【００５９】
電動モータ３は、３相の正弦波通電により、転流を行っている。電動モータ３は、ＩＰＭモータ（埋込永久磁石同期モータ）である。ＩＰＭ電動モータ３の駆動のためには大電流が必要であり、インバータ７１内の前記各スイッチング素子には、ＩＧＢＴ (Insulated Gate Bipolar Transistor)が使用されている。低騒音、高効率、高トルク等の要求に対して、上記のように、ＩＰＭ電動モータ３の駆動方式は１８０度通電型（正弦波通電) が使用される。
【００６０】
図７は、シフトレバー操作パネル７５の構成を示す。運転手がシフトレバー９３を手動操作することによって、周知の例と同様に、Ｐ（パーキング）、Ｒ（リバース）、Ｎ（ニュートラル）、Ｄ（ドライブ）、２速（セカンド）、１速（ロウ）の各レンジを切り換えることができる。シフトレバー操作パネル７５は、このように切り換えられるどのレンジに現在あるかを示す表示装置である。シフトレバー操作パネル７５におけるレンジ選択情報は統合ＥＣＵ６０に入力される。１速レンジは１速段状態である。なお、シフトレバー操作パネル７５は、タッチパネル形式の入力手段を兼ねて、シフトレバー９３に代えて運転者により操作される操作手段としても良い。
【００６１】
図８は、シフトレバー９３の操作に伴いクリープ制御を実施するフローチャートである。このフローチャートは、車両起動時および停止時（タイヤが回転していない状態）に、シフトレバー９３の操作に伴いクリープ制御を実施するフローチャートである。
同図の制御流れの説明の前に、このクリープ制御の解決課題を説明する。アクセルのＯＮからＯＦＦや、ＯＦＦからＯＮへの操作によって、ローラクラッチ締結時にショックトルクと異音が生じる。アクセルを踏んだ状態で、車を走らせると、ローラクラッチを正方向に締結している状態で、トルク制御により、電動モータを駆動する状態になる。その後、アクセルを抜くと現変速段のローラクラッチの締結が解除される状態になる可能性がある。一旦、現変速段のローラクラッチの締結が解除された場合、再びアクセルを踏むと、ローラクラッチが再度正方向に素早く締結するので、締結ショックと異音が生じる。図８の制御によると、このような課題が解消される。
【００６２】
このフローチャート実行手順を説明する。レバー操作時の状況は、次の各場合である。
(1) 前回：Ｒ，  現在：Ｒ
(2) 前回：notＲ  現在：Ｒ
(3) 前回：Ｄ    現在：Ｄ
(4) 前回：notＤ  現在：Ｄ
（上記のＤは：Ｄor２ or １レンジとする)
変速ＥＣＵ６１のＲＯＭ等からなるメモリ８３に、上記の四つ状況に応じて、制御トルクと制限時間のマップ８４が設定されている。制御トルクと制限時間は、それぞれ３段階に分けて、設定されている。マップ８４からデータを取り込んで、クリープ制御を実施する。
【００６３】
第１ステップ：Ｒレンジかどうかの判断を一定時間、例えば０．５秒間以内に行う（Ｓ１，Ｓ２）。
ＹＥＳの場合：前回のシフトレバー９３（図５）のレンジはＲレンジかどうかを判断する（Ｓ３）。
この判断でＹＥＳの場合：変速ＥＣＵ６１の上記メモリ８３に設定されているマップ８４から制御トルクＢと制御時間Ｂを取込んで、３段階に分けて、トルク制御を行う（Ｓ４）。
Ｓ３の判断でＮ０の場合：マップ８４から制御トルクＡと制御時間Ａを取り込んで、３段階に分けて、トルク制御を行う（Ｓ５）。
その後、現在レンジを変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に記録してから（Ｓ６）、リアルタイムでアクセル信号Ｔを導入し、電動モータをトルク制御により駆動させる（Ｓ７）。電動モータ３のｑ軸電流  ８ルク成分）の方向は負である。
【００６４】
Ｓ１の判断で、Ｎ０の場合：第２ステップ（Ｓ８）へジャンプする。
第２ステップ：Ｄor２ or １レンジかどうかの判断を０．５秒間以内に行う（Ｓ８，Ｓ９）。
ＹＥＳの場合：前回のシフトレバー９３のレンジはＤor２ or Ｌレンジかどうかを判断する（Ｓ１０）。
この判断でＹＥＳの場合：変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に設定されているマップ８４  から制御トルクＤと制御時間Ｄを取込んで、３段階に分けてトルク制御を行う（Ｓ１１）。
Ｎ０の場合：マップ８４から制御トルクＣと制御時間Ｃを取り込んで、３段階に分けてトルク制御を行う（Ｓ１２）。
その後、現在レンジを変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に記録してから（Ｓ６）、リアルタイムでアクセル信号Ｔを導入し、電動モータをトルク制御により駆動させる（Ｓ７）。電動モータのｑ軸電流( トルク成分) の方向は正である。
【００６５】
Ｓ９の判断でＮ０の場合：ステップ３へジャンプする。
第３ステップ（Ｓ１３）：ＰorＮレンジかどうかの判断を瞬時に行う（Ｓ１３）。
ＹＥＳの場合：トルク指令値をゼロに設定し、トルク制御を行う（Ｓ１４）。
ＮＯの場合：フローチャートをリターンさせる。
【００６６】
図９は、電動モータ３と、インバータトルク制御、インバータ回転数制御のブロック図を示す。このインバータ制御回路７２は、トルク制御と回転数制御とに切り換えて制御可能としてあり、トルク制御と回転数制御とも、フィードバック制御で、かつベクトル制御である。変速時はトルク制御と回転数制御とを行い、変速時以外のときはトルク制御を行う。
【００６７】
アクセル信号と電動モータ回転数に応じて、最大トルク制御テーブル〈図示せず〉から、相応なトルク指令値を算出する。算出されたトルク指令値に基づき、電動モータの相電流(Ia)と電流位相角( β) の指令値を生成する。 Ia とβの値に基づき、d 軸電流( 界磁成分)O＿Idとq 軸電流( トルク成分)O＿Iqに分けて電流のベクトル制御およびフィードバック制御を行う。
【００６８】
同図のインバータ制御回路７２の構成を、トルク制御方法の概要と共に説明する。
制御回路７２は、アクセル信号（トルク指令）と電動モータ回転数を取得して、電流指令部１０１で電流指令値を作成する。電流指令部１０１には、トルク制御時は、アクセル信号から変速ＥＣＵ６１のトルク指令部１１０で生成されたトルク指令が入力される。なお、図１５における変速ＥＣＵ６１のトルク指令部１１０および速度指令部１０６は、変速ＥＣＵ６１の構成要素のうち、トルク指令および速度指令を出力する手段を総称して示している。
【００６９】
電流指令部１０１は、このトルク指令と、レゾルバ６６で検出された電動モータ回転数とから、定められた規則に従って電流指令値を作り出す。具体的には、アクセル信号（トルク指令）と電動モータ回転数に応じて、変速ＥＣＵ６１またはインバータ制御回路７２に設けられた最大トルク制御テーブル（図示せず）を参照し、相応なトルク指令値を算出する。算出されたトルク指令値に基づき、電動モータ３の相電流（Ｉａ）と電流位相角（β）の指令値を生成する。これら相電流Ｉａと電流位相角βの指令値に基づき、ｄ軸電流（界磁成分）Ｏ＿Ｉｄと、ｑ軸電流（トルク成分）Ｏ＿Ｉｑに分けて電流のベクトル制御およびフィードバック制御を行う。
O_Id = Ia * sinβ
O_Iq = Ia * cosβ
【００７０】
電流ＰＩ制御部１０２は、電流指令部１０１から出力されたｄ軸電流Ｏ＿Ｉｄ、ｑ軸電流Ｏ＿Ｉｑの値と、モータ電流および回転子角度から３相・２相変換部１０４で計算された２相電流Ｉｄ，Ｉｑとから、ＰＩ制御による電圧値による制御量Ｖｄ，Ｖｑを算出する。前記３相・２相変換部１０４では、電流センサ１０５で検出される電動モータのｕ相電流（Ｉｕ）とｗ相電流（Ｉｗ）の検出値から、次式、Ｉｖ＝- （Ｉｕ＋Ｉｗ）、で求められるｖ相電流（Ｉｖ）を算出し、Ｉｕ，Ｉｖ，１ｗの３相電流からＩｄ，Ｉｑ  の２相電流に変換する。この変換に使われる電動モータ３の回転子角度は、レゾルバ６６から取得する。
【００７１】
２相・３相変換部１０３は、入力された２相の制御量Ｖｄ，Ｖｑに基づき、３相のＰＷＭデューティＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。変換に使われるモータ回転子の回転角は、次のパルスの発生位置(角度)での値となるように、予測計算部１１１の計算で、Θ＋ΔΘ（ΔΘ＝Θ- ＯＩｄ＿Θ）式から求められる予測値を使用している。
ここで、Θ：現サンプリング時間での回転子の回転角度(電気角)
ＯＩｄ＿Θ：前サンプリング時間での回転子の回転角度(電気角)
である。
【００７２】
電力変換部６２ａは、ＰＷＭデューティＶｕ，Ｖｖ，Ｖｗに従ってインバータ７１（IGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor) ）をＰＷＭ制御し、電動モータ３を駆動する。
【００７３】
同図のインバータ制御回路７２による回転数制御を説明する。
速度指令部１０６は、インバータ制御回路７２に対して速度指令を与える手段であり、変速ＥＣＵ６１に設けられている。速度指令部１０６は、変速時の車速と選択された目標変速段の変速比に基づき、電動モータ３の目標回転数を算出する。算出した目標回転数は、速度指令としてインバータ装置６２のインバータ制御回路７２に指示される。
【００７４】
また、電動モータ３の回転子角度をレゾルバ６６から取得し、実際の電動モータ３の回転数を速度計算部１０８で算出する。速度指令部１０６の速度指令と、速度計算部１０８で算出した実際の電動モータ回転数の差分を比較部１０９で求め、その差分に対つき、制御部１０７でＰＩＤ制御（比例積分微分制御）、あるいはＰＩ制御（比例積分制御）を行い、制御量をトルク指令として、電流指令部１０１に入力する。回転数制御時、この速度計算部１０８の速度指令に基づくトルク指令が、トルク指令部１１０からのトルク指令に代えて電流指令部１０１に入力される。
回転数制御では、電動モータ３の目標回転数は１msec間隔で計算され、変速中に車速が急に変化しても、変速の目標回転数は車速の変化を追及できる特徴をもつ。それによって、変速ショックを低減することができる。
【００７５】
なお、図９において、インバータ制御回路７２は、速度制御部７３と、トルク制御部７４とに分けて説明している。
トルク制御部７４は、インバータ制御回路７２のうち、トルク制御により電動モータ３の制御の機能を果たす部分であり、図９の電流指令部１０１、電流ＰＩ制御部１０２、２相・３相変化部１０３、３相・２相変化部１０４、速度計算部１０８、および予測部１１１を含む。
速度制御部７３は、インバータ制御回路７２のうち、速度制御により電動モータ３の制御の機能を果たす部分であって、比較部１０９と、制御部１０７とを有し、トルク制御部７４の電流制御部１０１へトルク指令を与え、その後の制御をトルク制御部７４で行わせる。
【００７６】
図１０は、クリープ制御と回生制御の特性図を示す。同図において、各用語は次の意味である。
正方向：電動モータ３を駆動する時、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが締結している方向とする。
負方向：電動モータ３を回生する時、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが締結している方向とする。
ハンチング現象：ある動作を頻繁に繰返す行う現象。
クリープ制御：電動モータ３へのトルク指令値（正）がクリープ正トルク閾値或いは負トルク閾値の絶対値（正）を下回ったら、クリープ正トルク閾値或いは負トルク閾値で、電動モータを駆動させる制御。
クリープ正トルクの場合：電動モータ３のq 軸電流( トルク成分) の方向は正である。
クリープ負トルクの場合：電動モータ３のq 軸電流( トルク成分) の方向は負である。
いずれにしても、回生トルクの指令値或いはクリープトルクの指令値が正であることとする。
また、クリープ正トルク閾値と負トルク閾値はそれぞれ一定の値とする。
【００７７】
この特性図の概要説明をする。
t0→t1間：現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６ｂが正方向に締結している状態で、トルク制御により、電動モータ３を駆動させている。その時の時速は、定められた時速、例えば２０km/h以上とする。
t1→t2間：アクセルを抜く動作である。
t2→t3間：アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回ったら、クリープ正トルク閾値として、電動モータ３を駆動させる。この時、実際のアクセル開度信号が破線のような動きになっている。更に、t2-t3 の間に、アクセル開度の信号がクリープ正トルク閾値を下回った状態で一定時間を保てば、ローラクラッチを正方向から負方向へ締結する制御を行う。もし、t2-t3 の間に、アクセル開度信号が一旦（クリープ正トルク＋閾値トルクA ）を上回ったら、上記の負方向に締結する制御を行わない。その代わりに、t2-t3 間の待ち時間をリセットする。アクセル開度信号がクリープ正トルクを下回った時の時間をt2として、再びt3に向けて、待ち時間を数え始める。
【００７８】
特記：アクセル開度信号が一旦（クリープ正トルク+ 閾値トルクA ）を上回った・・・について。
クリープ正トルクに閾値トルクＡを設定する理由：ヒステリシス機能を持たせ、ノイズ等からの影響でハンチング現象を起こることを減らす目的である。
【００７９】
t3→t5間：トルク制御から回転数制御へ切替、回転数制御により、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを正方向から負方向へ締結させる時間。この時間は変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に設定されている。
t3→t5間の中、t3→t4間が、実際にローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向から負方向へ締結する時間。t4→t5間が、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが負方向に締結した状態で回転数制御を継続する時間。
【００８０】
特記：減速機５の作動状況により、実際にはローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時間にばらつきがあることを考慮し、回転数制御を実施する時間を実際の締結時間より大目に設定している。つまり、実際の締結時間t3→t4がt3→t5を上回らないように、回転数制御を行う。逆に、上回ったら、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが負方向に締結していない状態で、回転数制御からトルク制御への切り替え動作が行われ、その結果、ショックトルクと異音が生じる。
さらに、１速でクリープ制御から回生制御への切り替える場合、２速でクリープ制御から回生制御への切り替える場合の二つの切り換えルートがある。変速段に応じて、回転数制御を実施する時に、差回転数と制限電流は、例えば５km/h間隔で１速と２速に分けて、制御マップ８５が変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に設定されている。回転数制御実施時に、制御マップ８５から差回転数と制御電流の値を取り込んで、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結動作を行う。
【００８１】
t5→t6間：回転数制御をトルク制御に切り替え、現変速ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時の制限電流（制限トルク）から回生指令トルクに向け、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施する時間。t5は回転数制御からトルク制御へ切り換える時刻である。補間制御はｎ回補間であるため、補間値が回生指令の信号を常に追跡することができる。補間値は回生指令値の信号との誤差を縮めていく追跡過程の中、誤差がある閾値以内になると、追跡動作を完了させ、ｎ回補間制御も完了させる。
【００８２】
特記：図示の例は、締結時の制限電流（制限トルク）値がクリープ負トルク閾値と同一値である例。異なる場合として、t5で、回生指令トルクがクリープ負トルク閾値の絶対値（正）を下回る場合、回生指令トルクをクリープ負トルク閾値の絶対値（正）として、締結時の制限電流からクリープ負トルク閾値の絶対値（正）への補間制御を実施しながら、回生制御を行う。回生制御実施中は、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負である。
【００８３】
t6→t7間：回生トルク指令値に従って、回生制御を実施する時間。この時、実際のアクセル開度信号が破線のような動きになっている。アクセル開度信号が（クリープ正トルク＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定の時間を経過した後(t7 時) に、回生制御を停止させ、補間制御を経由して、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを負方向から正方向へ締結する制御を行う。
特記：t7時に車速が、定められた速度、例えば２０km/hを下回ったら、直ちに回生制御を停止させる。
【００８４】
t7→t8間：現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを回生指令トルクから締結時の制限電流（制限トルク）に向け、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施する時間。t8はトルク制御から回転数制御へ切り換える時刻である。
【００８５】
t8→t10 間：ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを負方向から正方向へ締結させるために、電動モータ３を回転数制御する時間。この時間は変速ＥＣＵ６１のメモリ    に設定されている。
t8→t10 間の中、t8→t9間は実際にローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが負方向から正方向へ締結する時間。
t9→t10 間：ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向に締結した状態で回転数制御を継続する時間。
【００８６】
特記：減速機５の作動状況により、実際にはローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時間にばらつきがあることを考慮し、回転数制御の実施時間を実際の締結時間より大目に設定している。つまり、実際の締結時間t8→t9がt8→t10 を上回らないように、回転数制御を行う。逆に、上回ったら、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向に締結していない状態で、回転数制御からトルク制御への切り替え動作が行われ、その結果、ショックトルクと異音が生じる。
【００８７】
さらに、１速で回生制御からクリープ制御への切り替える場合、２速で回生制御からクリープ制御への切り替える場合の二つ切り換えルートがあり、変速段に応じて、回転数制御を実施する時に、差回転数と制限電流を、定められた間隔、例えば５km/h間隔で１速と２速に分けて、制御マップ８５か変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に設定されている。回転数制御実施時に、制御マップ８５から差回転数と制御電流の値を取り込んで、ローラクラッチの締結動作を行う。
【００８８】
t10 →t11 間：現変速ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時の制限電流（制限トルク) からアクセル開度信号に向けて、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施させる時間。t10 は回転数制御からトルク制御への切り換える時刻である。補間制御はｎ回補間であるため、補間値がアクセル開度の信号を常に追跡することができる。補間値はアクセル開度の信号との誤差を縮めていく追跡過程の中、誤差がある閾値以内になったら、追跡動作を完了させ、ｎ回補間制御も完了させる。
【００８９】
特記：図示の例は、締結時の制限電流（制限トルク) 値がクリープ正トルク閾値と同一値である例。異なる場合として、t10 で、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回る場合、指令トルクをクリープ正トルク閾値として、締結時の制限電流からクリープ正トルク閾値への補間制御を実施しながら、トルク制御を行う。トルク制御中、電動モータ３のｑ軸電流( トルク成分) の方向は正である。
【００９０】
t11 →：補間制御の追跡動作が完了してから、アクセル開度の信号に従って、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向に締結した状態で、トルク制御により、電動モータ３を駆動させる。
【００９１】
以上は、クリープ制御と回生制御を行う手順であり、この手順を繰り返し実施することで、自動車の駆動と回生を実現している。
【００９２】
次に、この電気自動車の制御システム、特にその変速ＥＣＵ６１につき、図１１のブロック図を参照して説明する。制御対象となる電気自動車は、上記実施形態の変速制御方法を適用する図１〜図７と共に前述した電気自動車である。
この電気自動車の変速制御装置は、上記実施形態の変速制御方法を実施する装置であって、上記変速ＥＣＵ６１に、変速の基本的な制御を行う手段である変速制御手段８０が設けられている。この変速ＥＣＵ６１に、次のクリープ制御手段８１および回生時制御手段８２を設け、かつ変速ＥＣＵ６１のＲＯＭ等からなるメモリ８３のパラメータ等記憶領域８３ａに、各閾値や設定値、マップ８４，８５を記憶させている。以下の説明、および上記実施形態の制御方法で用いた各閾値およびマップ８４，８５は、このメモリ８３のパラメータ等記憶領域８３ａに設定されている。回生時制御手段８２は、補間手段８６を有していて、以下の説明、および上記実施形態の制御方法につき説明した補間の制御を行う。なお、変速ＥＣＵ６１は、変速制御手段８０により、自動変速時以外の電動モータ３の制御はトルク制御として、トルク指令をインバータ制御装置７２へ出力し、変速時にトルク制御と回転数制御を切換る。
【００９３】
クリープ制御手段８１は、その基本的な機能として、アクセルのＯＮからＯＦＦへの操作時、およびＯＦＦからＯＮへの操作時のいずれか一方または両方の操作時に、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時に生じるショックトルクと異音を低減させるために、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とすることで、前記ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂのローラ２０を常に駆動側に締結させる。
【００９４】
このように、アクセルのＯＮ，ＯＦＦ間の切り換え時に、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とするため、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂのローラを常に駆動側に締結させることができ、そのため、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時に生じるショックトルクと異音を低減させることができる。
【００９５】
このクリープ制御手段８１は、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が開度閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記開度閾値以上とする制御を、車両走行速度の全速度領域で行うようにしても良い。
【００９６】
回生時制御手段８２は、トルク制御で走行中に、アクセル開度信号が閾値を下回ると、アクセル開度信号を前記閾値以上とする制御につき、アクセルＯＦＦ時に回生制御を行い、回生指令トルクが回生時用の閾値を下回ると、この回生時用の閾値の負トルクを入力して、ローラクラッチのローラを常に非駆動側に締結させる。この回生制御を行う車速は、定められた車速以上とするのが良い。
【００９７】
クリープ制御手段８１は、詳しくは図８のフローチャートと共に前述したシフトレバー９３の操作に伴う制御を行う。また、クリープ制御手段８１および回生時制御手段８２は、それぞれ上記実施形態の制御方法説明したクリープ制御に係る各制御および回生制御に係る各制御、特に図１０等と共に説明したクリープ制御に係る各制御および回生制御に係る各制御を行う。
【００９８】
クリープ制御手段８１および回生時制御手段８２の制御内容につき、これらの手段の制御として前述した内容以外の内容を整理すると、次の制御を行う。
【００９９】
前記クリープ制御手段８１は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる。
この場合に、クリープ制御手段８１は、アクセル開度信号がクリープ正トルク閾値を下回って一定時間経過した後、トルク制御から回転数制御へ切換えてローラクラッチを駆動側方向から非駆動側方向へ締結させる制御につき、ローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うのが良い。
【０１００】
このローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結方向を切換える制御を各変速段にて行うについては、例えば、ローラクラッチの締結方向切換時に、回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップ８４を、変速ＥＣＵのＲＯＭ等のメモリ８３に設定しておき、マップ８４の値を用いて前記回転数制御を実施する。
【０１０１】
前記回生時制御手段８２は、回生制動の開始につき、現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行うのが良い。この場合に、現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂが正方向から負方向へ締結した後、回転数制御からトルク制御へ切換えて回生制動を行うにつき、補間制御手段８６により、現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂの締結時の制限電流または制限トルクから回生指令トルクに向けて、トルク制御にてｎ回補間制御し、回生指令値の信号との誤差を縮めていく追跡過程で、誤差がある閾値以内になると、ｎ回補間制御を終了するのが良い。
【０１０２】
前記回生時制御手段８２は、回生制動につき、回生指令トルクがクリープ負トルク閾値の絶対値（正）を下回ると、クリープ負トルク閾値の絶対値（正）として、締結時の制限電流からクリープ負トルク閾値の絶対値（正）への補間制御を実施しながら、回生制御を行い、回生制御中には、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負であるのが良い。
【０１０３】
前記回生時制御手段８２は、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止するのが良い。
【０１０４】
この場合に、回生指令トルク値に従い回生制御実施中、アクセル開度信号が（クリープ正トルク閾値＋閾値トルクＡ）を上回った状態で一定時間経過した場合に、回生制御を停止するにつき、一定時間に、アクセル開度信号が（クリープ正トルク＋閾値トルクＡ）を上回った場合に、一定時間をリセットし、アクセル信号が（クリープ正トルク+ 閾値トルクＡ）を上回った時点から待ち時間を数え始めるのが良い。
【０１０５】
回生時制御手段８２は、回生指令トルク値に従って回生制御を実施中に、車速が一定車速を下回った場合に、直ちに回生制御を停止するのが良い。
【０１０６】
回生時制御手段８２は、回生制御の停止後、回生指令トルクから締結時の制限電流または制限トルクに向けて、トルク制御にて、ｎ回補間制御を実施するのが良い。
【０１０７】
この場合に、ｎ回補間制御の完了後、トルク制御から回転数制御へ切換時に、変速ＥＣＵのメモリ８３に設定された回転数差と制限電流、回転数制御実施時間のマップ８４の値を用いて回転数制御を実施するのが良い。
【０１０８】
この場合に、上記回転数制御の完了後、回転数制御からトルク制御へ切換え、現変速ローラクラッチの締結の制限電流または制限トルクからアクセル開度信号に向け、ｎ回補間制御を実施するのが良い。
【０１０９】
前記クリープ制御手段８１および回生時制御手段８２は、車両の電源を起動時および停車時に、シフトレバー９３のシフトレンジ信号に基づいてローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂをトルク制御により、駆動側または非駆動側の楔空間に締結させる制御において、前回のシフトレバー９３のシフトレンジに応じて、予め変速ＥＣＵ６１のメモリ８３に設定された制御トルクと制限時間のデータを取込み、数段階に分けて前記クリープ制御を実施するのが良い。
【０１１０】
また、シフトレバー９３のシフトレンジがドライブレンジの場合、現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は正であるのがよい。
シフトレバー９３のシフトレンジがリバースレンジの場合、現変速段のローラクラッチ１６Ａ，１６Ｂを非駆動側楔空間に締結させ、電動モータのｑ軸電流（トルク成分）の方向は負であるのが良い。
【０１１１】
図３，４のモータ駆動装置の詳細を、図１２〜図１７と共に説明する。
図３において、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。
【０１１２】
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。
【０１１３】
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。
【０１１４】
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。
【０１１５】
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。
【０１１６】
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。
【０１１７】
図１２〜図１４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楔状空間Ｓを形成するような面であり、例えば、図１３に示すように円筒面１７と対向する平坦面である。
【０１１８】
図４、図１７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２１ａ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。
【０１１９】
図１３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空間狭まり部分に係合させ、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空間狭まり部分に係合させ、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。
【０１２０】
図１４、図１７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。
【０１２１】
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。
【０１２２】
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。
【０１２３】
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１４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。
【０１２４】
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。
【０１２５】
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。
【０１２６】
図１２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。
【０１２７】
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。
【０１２８】
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。
【０１２９】
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。
【０１３０】
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。
【０１３１】
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。
【０１３２】
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ＳＰ１ｆ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ＳＰ２ｆ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ＳＰ１ｆと２速シフト位置ＳＰ２ｆ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。シフト機構４１は、前述のように変速比切換機構４０の一部を構成する。
【０１３３】
図１５、図１６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、シフトモータである変速切換アクチュエータ４７と、変速切換アクチュエータ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。
【０１３４】
図１６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。
【０１３５】
このシフト機構４１は、変速切換アクチュエータ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。
【０１３６】
図１２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。
【０１３７】
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。
【０１３８】
ディファレンシャル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。
【０１３９】
以下に、車両用モータ駆動装置Ａの動作例を説明する。
まず、図１２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。
【０１４０】
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。
【０１４１】
次に、シフト機構４１を作動させて、図１２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の間の楔状空間Ｓの狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。
【０１４２】
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。
【０１４３】
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。
【０１４４】
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の間の楔状空間Ｓの狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。
【０１４５】
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６を介してアクスル５８に伝達される。
【０１４６】
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。
【０１４７】
ところで、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａを係合解除するときに、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａを介してトルクが伝達していると、そのトルクがローラ２０を円筒面１７とカム面１９の間の楔状空間Ｓの狭まり部分に押し込むように作用し、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａの係合解除が妨げられる。そのため、シフト機構４１の作動により、シフトリング３４が１速シフト位置ＳＰ１ｆから２速シフト位置ＳＰ２ｆに向かって軸方向移動を開始したときに、１速摩擦板３５Ａが、１速出力ギヤ１０Ａの側面から既に離反しているにもかかわらず、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａの係合が解除されない可能性がある。
【０１４８】
このため、１速の２ウェイローラクラッチ１６Ａを確実に係合解除するためには、シフト機構４１の作動により、１速摩擦板３５Ａを１速出力ギヤ１０Ａの側面から離反させるだけでなく、電動モータ３の出力を制御して、入力軸７と出力軸８の間で伝達するトルクを変化させる必要がある。２速の２ウェイローラクラッチ１６Ｂを係合解除するときも同様である。
【０１４９】
そこで、上記制御システムでは、図１５に示す変速制御装置により、電動モータ３と変速切換アクチュエータ４７を制御し、この制御により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の係合を解除するときの動作の信頼性を確保している。
【符号の説明】
【０１５０】
１…前輪
２…後輪
３…電動モータ
４…モータ軸
５…変速機
６…ディファレンシャル
７…入力軸
８…出力軸
９Ａ，９Ｂ入力ギヤ
１０Ａ，１０Ｂ…出力ギヤ
１６Ａ，１６Ｂ…ローラクラッチ
１７…円筒面
１９…カム面
２０…ローラ
１８Ａ，１８Ｂ…内輪
２１Ａ，２１Ｂ…保持器
２２Ａ，２２Ｂ…スイッチばね
２３…外輪
３４…シフトリング
３５Ａ，３５Ｂ…摩擦板
３９Ａ，３９Ｂ…離反ばね
４０…変速比切換機構
４１…シフト機構
４７…変速切換アクチュエータ
４５…シフトフォーク（シフト部材）
７３…速度制御部
７４…トルク制御部
６０…統合ＥＣＵ
６１…変速ＥＣＵ
６２…インバータ装置
７１…インバータ
７２…インバー制御回路
４１…シフト機構
８１…クリープ制御手段
８２…回生時制御手段
８３…シンクロ制御手段
Ａ…車両用モータ駆動装置
ＥＶ…電気自動車
ＨＶ…ハイブリッド自動車
ＬＡ，ＬＢ…ギヤ列
【図１】
2013153618.tif 000003
【図２】
2013153618.tif 000004
【図３】
2013153618.tif 000005
【図４】
2013153618.tif 000006
【図５】
2013153618.tif 000007
【図６】
2013153618.tif 000008
【図７】
2013153618.tif 000009
【図８】
2013153618.tif 000010
【図９】
2013153618.tif 000011
【図１０】
2013153618.tif 000012
【図１１】
2013153618.tif 000013
【図１２】
2013153618.tif 000014
【図１３】
2013153618.tif 000015
【図１４】
2013153618.tif 000016
【図１５】
2013153618.tif 000017
【図１６】
2013153618.tif 000018
【図１７】
2013153618.tif 000019