JP2014121225A - Speed control device and speed control method for electric vehicle - Google Patents

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国棟 李
Keisen Itakura
慶宜 板倉
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a speed control device and a speed control method for electric vehicles which reduce the synchro time for synchronizing an electric motor and reduce abnormal sounds due to back-lash between gears.SOLUTION: A speed control device for electric vehicles includes present shift stage clutch release means 82, synchro control means 83 and target shift stage clutch engagement means 85. The synchro control means 83 has a gain adjustment portion 83a adjusting the PI control gain used in controlling the revolution speed of an electric motor on the basis of a vehicle speed detected by vehicle speed detection means and a revolution speed detected by revolution speed detection means.

Description

この発明は、電動モータの回転数を変速して車輪へ伝達する電気自動車の変速制御装置および変速制御方法に関し、特に電動モータをシンクロさせるシンクロ時間の短縮と、異音の低減を図る技術に関する。   The present invention relates to a shift control device and a shift control method for an electric vehicle that changes the number of rotations of an electric motor and transmits it to a wheel, and more particularly to a technique for shortening a synchronization time for synchronizing an electric motor and reducing abnormal noise.

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(ディファレンシャル)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。   As a drive device for an electric vehicle, there is a vehicle motor drive device that transmits power to drive wheels via an electric motor, a transmission, and a differential (differential). For example, a two-way roller clutch is used for switching the gear position of the transmission.

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を用いた電気自動車が提案されている(特願2011−227666)。   When this vehicle motor drive device is used, it is possible to use the electric motor in a highly efficient rotational speed and torque region during driving and regeneration by switching the transmission gear ratio according to the running conditions. . In addition, by setting an appropriate gear ratio, the rotational speed of the rotating member of the transmission during high-speed traveling can be reduced, and the power loss of the transmission can be reduced to improve the energy efficiency of the vehicle. An electric vehicle using such a vehicle motor drive device has been proposed (Japanese Patent Application No. 2011-227666).

特開2004−116467号公報JP 2004-116467 A

正方向:電動モータを駆動するとき、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とき、ローラクラッチが締結している方向とする。
シンクロ:電動モータの出力を増減することによって、電動モータの回転数を目標変速段の回転数に一致させるための接近動作である。
Positive direction: The direction in which the roller clutch is fastened when the electric motor is driven.
Negative direction: When the electric motor is regenerated, the roller clutch is engaged.
Synchro: An approach operation for making the rotation speed of the electric motor coincide with the rotation speed of the target gear by increasing or decreasing the output of the electric motor.

前述の従来技術では、変速中、現変速段のクラッチが解除された後、電動モータのシンクロを行う。そこで、シンクロ時間を短縮するために、電動モータを急加減速させる必要がある。
シフトダウン:電動モータを急加速させる必要がある。
シフトアップ:電動モータを急減速させる必要がある。
前記の電動モータのシンクロにおいて、電動モータの回転数制御に使用するPIゲイン(P:Proportional,I:Integral)は定数である。そのために、PIゲインを大きく設定すると目標変速段の回転数(シンクロの目標回転数)をオーバーしてしまう現象が発生する。この現象をオーバーシュートと呼ぶ。オーバーシュートには、歯車間のバックラッシュに起因する異音が発生する問題がある。オーバーシュート現象を避けるために、PIゲインを低く設定したため、シンクロ時間が増加する問題が生じている。
In the above-described prior art, the electric motor is synchronized after the clutch at the current shift stage is released during the shift. Therefore, in order to shorten the synchronization time, it is necessary to rapidly accelerate and decelerate the electric motor.
Shift down: The electric motor needs to be accelerated rapidly.
Shift up: The electric motor must be decelerated rapidly.
In the synchronization of the electric motor, the PI gain (P: Proportional, I: Integral) used for controlling the rotational speed of the electric motor is a constant. For this reason, if the PI gain is set to be large, a phenomenon occurs in which the rotational speed of the target gear stage (the target rotational speed of the synchro) is exceeded. This phenomenon is called overshoot. The overshoot has a problem that abnormal noise is generated due to backlash between the gears. Since the PI gain is set low in order to avoid the overshoot phenomenon, there is a problem that the synchronization time increases.

他の従来技術として、エンジン用バリアブル・ノズル・タービン(VNT)のフィードバック制御システムにおいて、フィードバック制御用PIDゲイン調整方法が提案されている(特許文献1)。この方法は、目標値に対する実値のオーバーシュート値が所定値を超えた場合に、偏差から求められるフィードバックPIDゲインの演算から小さい値に変更する方法である。
この方法は、オーバーシュートをより適切に抑えることができるが、オーバーシュートを避けることができない。
As another conventional technique, a feedback control PID gain adjustment method has been proposed in a feedback control system for an engine variable nozzle turbine (VNT) (Patent Document 1). This method is a method of changing the feedback PID gain obtained from the deviation to a smaller value when the actual overshoot value with respect to the target value exceeds a predetermined value.
Although this method can suppress overshoot more appropriately, it cannot avoid overshoot.

この発明の目的は、電動モータをシンクロさせるシンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音を低減することができる電気自動車の変速制御装置および変速制御方法を提供することである。   SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to provide a shift control device and a shift control method for an electric vehicle capable of shortening a sync time for synchronizing an electric motor and reducing noise caused by backlash between gears. is there.

この発明の電気自動車の変速制御装置は、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ウェイ型のクラッチ16A,16Bと、これら各クラッチ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23A,23B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装置であって、
目標変速段への変速指令に応答して、前記変速切換アクチュエータ47により前記シフト部材45を動作させ、前記電動モータ3のトルクを除荷して現変速段のクラッチ16A,16Bの係合を解除する現変速段クラッチ解除手段82と、
この現変速段クラッチ解除手段82で前記現変速段のクラッチ16A,16Bの係合を解除した後、前記電動モータ3を回転数制御することにより前記目標変速段の前記クラッチ16A,16Bの外輪23A,23Bと内輪18A,18Bの回転数が同期するようにシンクロさせるシンクロ制御手段83と、
前記目標変速段の摩擦板35A,35Bと外輪23A,23Bを当接させ、前記電動モータ3を回転数制御することにより、目標変速段のクラッチ16A,16Bを係合させる目標変速段クラッチ係合手段85と、
を有し、
車速を検出する車速検出手段94と、前記電動モータ3の回転数を検出する回転数検出手段66とを設け、
前記シンクロ制御手段83は、前記車速検出手段94で検出される車速と、前記回転数検出手段66で検出される回転数とに基づき、前記電動モータ3をPI制御またはPID制御で回転数制御するものであって、この回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整するゲイン調整部83aを有することを特徴とする。
The shift control apparatus for an electric vehicle according to the present invention includes a plurality of gear stages LA and LB having different gear ratios, and an input shaft 7 connected to a motor shaft 4 that is an output shaft of the electric motor 3 for traveling. The two-way clutches 16A and 16B of each gear stage that are respectively interposed between the gear trains LA and LB of each gear stage and can be switched intermittently, and the gear shift that performs switching of the clutches 16A and 16B. A transmission 5 having a ratio switching mechanism 40;
The gear ratio switching mechanism 40 is a mechanism that switches between contact and separation of the rotating friction plates 35A and 35B connected to the retainers 21A and 21B with the outer rings 23A and 23B by the shift member 45 being advanced and retracted. is there,
A shift control device for an electric vehicle,
In response to a shift command to the target shift stage, the shift switching actuator 47 operates the shift member 45 to unload the torque of the electric motor 3 and disengage the clutches 16A and 16B at the current shift stage. Current gear stage clutch release means 82,
After the engagement of the clutches 16A and 16B at the current shift stage is released by the current shift stage clutch release means 82, the outer ring 23A of the clutches 16A and 16B at the target shift stage is controlled by controlling the rotational speed of the electric motor 3. , 23B and the synchronization control means 83 for synchronizing so that the rotation speeds of the inner rings 18A, 18B are synchronized,
Target gear stage clutch engagement in which the target gear stage clutches 16A and 16B are engaged by bringing the target gear stage friction plates 35A and 35B into contact with the outer wheels 23A and 23B and controlling the rotational speed of the electric motor 3. Means 85;
Have
Vehicle speed detection means 94 for detecting the vehicle speed, and rotation speed detection means 66 for detecting the rotation speed of the electric motor 3,
The sync control means 83 controls the rotation speed of the electric motor 3 by PI control or PID control based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 94 and the rotation speed detected by the rotation speed detection means 66. It is characterized by having a gain adjustment section 83a for adjusting the PI control gain used when controlling the rotational speed.

この構成によると、現変速段のクラッチ16A,16Bの係合を解除した後、シンクロ制御手段83は、電動モータ3を回転数制御することにより目標変速段のクラッチ16A,16Bの外輪23A,23Bと内輪18A,18Bの回転数が同期するようにシンクロさせる。電動モータ3をシンクロさせるとき、シンクロ制御手段83のゲイン調整部83aは、車速検出手段94で検出される車速と、回転数検出手段66で検出される電動モータ3の回転数とに基づき、電動モータ3を回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整する。このように時々刻々と変化する車速とモータ回転数とに基づいてPI制御ゲインを最適設定することで、電動モータ3のオーバーシュート現象を避け、シンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音の低減を図ることができる。   According to this configuration, after releasing the engagement of the clutches 16A and 16B at the current gear stage, the sync control means 83 controls the rotation speed of the electric motor 3 to thereby control the outer wheels 23A and 23B of the clutches 16A and 16B at the target gear stage. And synchronize so that the rotational speeds of the inner rings 18A and 18B are synchronized. When synchronizing the electric motor 3, the gain adjustment unit 83 a of the synchronization control means 83 is based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means 94 and the rotation speed of the electric motor 3 detected by the rotation speed detection means 66. The PI control gain used when controlling the rotation speed of the motor 3 is adjusted. In this way, by optimally setting the PI control gain based on the vehicle speed and the motor speed that change from moment to moment, the overshoot phenomenon of the electric motor 3 is avoided, the synchronization time is shortened, and backlash between the gears is achieved. It is possible to reduce abnormal noise caused by noise.

入力信号に基づいて変速判断を行い、前記変速機5の前記変速切換アクチュエータ47に指令を出す変速ECU61を設け、この変速ECU61は、前記車速と前記回転数とに応じて前記PI制御ゲインを規定するPIゲイン制御用テーブル84aが記録された記録手段84を有し、前記ゲイン調整部83aは、前記記録手段84に記録された前記PIゲイン制御用テーブル84aからPI制御ゲインを取り込み、前記電動モータ3を制御するものとしても良い。記録手段84にPIゲイン制御用テーブル84aを記録することで、車速とモータ回転数とに基づきPI制御ゲインを最適に設定することができる。またPI制御ゲインを必要に応じて容易に書換えることができる。   A shift ECU 61 is provided that performs a shift determination based on an input signal and issues a command to the shift switching actuator 47 of the transmission 5. The shift ECU 61 defines the PI control gain according to the vehicle speed and the rotational speed. Recording means 84 in which a PI gain control table 84a is recorded, and the gain adjusting unit 83a takes in a PI control gain from the PI gain control table 84a recorded in the recording means 84, and the electric motor 3 may be controlled. By recording the PI gain control table 84a in the recording means 84, the PI control gain can be optimally set based on the vehicle speed and the motor rotation speed. Further, the PI control gain can be easily rewritten as necessary.

前記PIゲイン制御用テーブル84aは、シフトダウン用とシフトアップ用各々設定され、前記各PIゲイン制御用テーブル84aは、前記電動モータ3の実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値の定められた間隔毎に設けられるものとしても良い。このようにPIゲイン制御用テーブル84aをきめ細かく設定することで、シフトダウン,シフトアップにかかわらず、シンクロ時間の短縮をより図ると共に、バックラッシュに起因する異音をより低減することができる。
前記PIゲイン制御用テーブル84aは、車速について定められた間隔毎に設けられるものとしても良い。
前記PIゲイン制御用テーブル84aは、車速全域にわたって等間隔毎または低速域,中速域,高速域に分けて設けられるものとしても良い。
The PI gain control table 84a is set for downshifting and upshifting, and each PI gain control table 84a is set with an absolute value of the deviation between the actual rotational speed of the electric motor 3 and the target rotational speed. It may be provided at every interval. By finely setting the PI gain control table 84a in this way, it is possible to further shorten the synchro time regardless of downshifting or upshifting, and to further reduce abnormal noise caused by backlash.
The PI gain control table 84a may be provided at intervals determined with respect to the vehicle speed.
The PI gain control table 84a may be provided at equal intervals or divided into a low speed region, a medium speed region, and a high speed region over the entire vehicle speed.

前記PIゲイン制御用テーブル84aは、前記電動モータ3の実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値が小さいほど積分ゲインを減少させ、同時に比例ゲインを減少させ、前記偏差の絶対値が大きいほど積分ゲインを増加させ、同時に比例ゲインを増加させるものとしても良い。PIゲイン制御用テーブル84aを、例えば、実車試験等による結果に基づき、前記のように最適に設定することで、電動モータ3のオーバーシュート現象を避け、シンクロ時間の短縮と歯車間のバックラッシュに起因する異音の低減をより図ることができる。   The PI gain control table 84a reduces the integral gain as the absolute value of the deviation between the actual rotational speed of the electric motor 3 and the target rotational speed is smaller, and simultaneously decreases the proportional gain, and the larger the absolute value of the deviation is. The integral gain may be increased, and the proportional gain may be increased at the same time. The PI gain control table 84a is optimally set as described above, for example, based on the result of an actual vehicle test or the like, thereby avoiding the overshoot phenomenon of the electric motor 3, reducing the synchronization time and backlash between the gears. The resulting abnormal noise can be further reduced.

前記ゲイン調整部83aは、前記PIゲイン制御用テーブル84aにおける比例ゲインの調整値を使用し、前記PIゲイン制御用テーブル84aにおける積分ゲインの調整値を使用しないものとしても良い。この場合、シンクロ制御手段83の演算処理負荷の軽減を図ることが可能となる。
前記ゲイン調整部83aにより、比例ゲインまたは積分ゲインを操作するゲイン操作量にそれぞれ制限値を設け、その制限値を超える場合には、前記ゲイン調整部83aは前記制限値を上限値として使用するものとしても良い。
The gain adjustment unit 83a may use the adjustment value of the proportional gain in the PI gain control table 84a, and may not use the adjustment value of the integral gain in the PI gain control table 84a. In this case, it is possible to reduce the calculation processing load of the synchronization control means 83.
The gain adjusting unit 83a provides a limit value for each gain operation amount for operating the proportional gain or the integral gain, and when the limit value is exceeded, the gain adjusting unit 83a uses the limit value as the upper limit value. It is also good.

この発明の電気自動車の変速制御方法は、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ウェイ型のクラッチと、これら各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係合子が介在し、各係合子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、保持器により各係合子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変速制御方法であって、
目標変速段への変速指令に応答して、前記変速切換アクチュエータにより前記シフト部材を動作させ、前記電動モータのトルクを除荷して現変速段のクラッチの係合を解除する現変速段クラッチ解除過程と、
この現変速段クラッチ解除過程で前記現変速段のクラッチの係合を解除した後、前記電動モータを回転数制御することにより前記目標変速段の前記クラッチの外輪と内輪の回転数が同期するようにシンクロさせるシンクロ制御過程と、
前記目標変速段の摩擦板と外輪を当接させ、前記電動モータを回転数制御することにより、目標変速段のクラッチを係合させる目標変速段クラッチ係合過程と、
を有し、
車速を検出する車速検出手段と、前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段とを設け、
前記シンクロ制御過程は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記回転数検出手段で検出される回転数とに基づき、前記電動モータを回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整するゲイン調整過程を有することを特徴とする。
The shift control method for an electric vehicle according to the present invention includes a gear train of a plurality of shift stages having different gear ratios, an input shaft connected to a motor shaft that is an output shaft of a traveling electric motor, and a gear of each of the shift stages. A transmission having a two-way type clutch for each gear stage that is interposed between the trains and can be switched intermittently, and a gear ratio switching mechanism that switches the intermittent state of each clutch;
Each of the clutches is engaged when an engagement element is interposed in each wedge-shaped space provided between the cam surface of the inner ring and the outer ring, and each engagement element engages with a narrow portion of the wedge-shaped space. It is configured to be in a cut state by positioning the ligature in the spreading part of the wedge-shaped space,
The transmission ratio switching mechanism is a mechanism that switches contact and separation of a rotating friction plate connected to a retainer with an outer ring by advancing and retreating a shift member by a transmission switching actuator.
A shift control method for an electric vehicle,
In response to a shift command to the target shift stage, the shift member is operated by the shift switching actuator, the torque of the electric motor is unloaded, and the engagement of the clutch of the current shift stage is released. Process,
After releasing the engagement of the clutch of the current shift stage in the process of releasing the current shift stage clutch, the rotation speed of the outer ring and the inner ring of the clutch of the target shift stage is synchronized by controlling the rotation speed of the electric motor. The synchro control process to synchronize
A target gear stage clutch engagement process for engaging a clutch of the target gear stage by bringing the friction plate of the target gear stage into contact with the outer ring and controlling the rotational speed of the electric motor;
Have
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed, and rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor,
The sync control process includes a gain for adjusting a PI control gain used when controlling the rotational speed of the electric motor based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the rotational speed detected by the rotational speed detecting means. It has an adjustment process.

この方法によると、現変速段クラッチ解除過程では、目標変速段への変速指令に応答して、変速切換アクチュエータによりシフト部材を動作させる。これにより、電動モータのトルクを除荷して現変速段のクラッチ,の係合を解除する。この現変速段クラッチ解除過程の後、シンクロ制御過程では、電動モータを回転数制御することにより目標変速段のクラッチの外輪と内輪の回転数が同期するようにシンクロさせる。その後、目標変速段クラッチ係合過程において、目標変速段の摩擦板と外輪を当接させ、電動モータを回転数制御することにより、目標変速段のクラッチを係合させる。   According to this method, in the current shift stage clutch release process, the shift member is operated by the shift switching actuator in response to a shift command to the target shift stage. As a result, the torque of the electric motor is unloaded and the engagement of the current gear stage clutch is released. After the current gear stage clutch release process, in the synchro control process, the electric motor is controlled so as to synchronize so that the rotational speeds of the outer and inner rings of the clutch of the target gear stage are synchronized. Thereafter, in the target shift stage clutch engagement process, the target shift stage clutch is brought into contact with the outer ring and the electric motor is controlled in rotational speed to engage the target shift stage clutch.

電動モータをシンクロさせるとき、シンクロ制御過程におけるゲイン調整過程では、車速検出手段で検出される車速と、回転数検出手段で検出される電動モータの回転数とに基づき、電動モータを回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整する。このように車速とモータ回転数とに基づいてPI制御ゲインを最適設定することで、電動モータのオーバーシュート現象を避け、シンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音の低減を図ることができる。
前記変速制御方法を、車両の前後輪のいずれか一方、または前後輪の両方を駆動する車両用モータ駆動装置の電気自動車に適用しても良い。
エンジンにて車両の前後輪のいずれか一方の車輪を駆動し、前記変速制御方法を実施する変速制御装置を含む車両用モータ駆動装置で、いずれか他方の車輪を駆動するようにしても良い。
When synchronizing the electric motor, in the gain adjustment process in the synchronization control process, the rotational speed of the electric motor is controlled based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means and the rotational speed of the electric motor detected by the rotational speed detecting means. Adjust the PI control gain used sometimes. Thus, by optimally setting the PI control gain based on the vehicle speed and the motor speed, the overshoot phenomenon of the electric motor can be avoided, the synchronization time can be shortened, and the abnormal noise caused by the backlash between the gears can be reduced. Reduction can be achieved.
The shift control method may be applied to an electric vehicle of a vehicle motor drive device that drives either one of the front and rear wheels of the vehicle or both of the front and rear wheels.
One of the front and rear wheels of the vehicle may be driven by an engine, and the other wheel may be driven by a vehicle motor drive device including a shift control device that implements the shift control method.

この発明の電気自動車の変速制御装置は、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ウェイ型のクラッチと、これら各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変速制御装置であって、目標変速段への変速指令に応答して、前記変速切換アクチュエータにより前記シフト部材を動作させ、前記電動モータのトルクを除荷して現変速段のクラッチの係合を解除する現変速段クラッチ解除手段と、この現変速段クラッチ解除手段で前記現変速段のクラッチの係合を解除した後、前記電動モータを回転数制御することにより前記目標変速段の前記クラッチの外輪と内輪の回転数が同期するようにシンクロさせるシンクロ制御手段と、前記目標変速段の摩擦板と外輪を当接させ、前記電動モータを回転数制御することにより、目標変速段のクラッチを係合させる目標変速段クラッチ係合手段とを有し、車速を検出する車速検出手段と、前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段とを設け、前記シンクロ制御手段は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記回転数検出手段で検出される回転数とに基づき、前記電動モータをPI制御またはPID制御で回転数制御するものであって、この回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整するゲイン調整部を有する。このため、電動モータをシンクロさせるシンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音を低減することができる。   The shift control apparatus for an electric vehicle according to the present invention includes a gear train of a plurality of shift stages having different gear ratios, an input shaft connected to a motor shaft that is an output shaft of a traveling electric motor, and a gear of each of the shift stages. A transmission having a two-way type clutch of each gear stage that can be switched intermittently, and a gear ratio switching mechanism that performs switching of the intermittent state of each of the clutches. The mechanism is a gear shift control device for an electric vehicle, which is a mechanism for switching between contact and separation of the rotating friction plate connected to the cage with the shift member by the shift switching actuator. In response to the shift command, the shift member is operated by the shift switching actuator to unload the torque of the electric motor and disengage the clutch of the current shift step. After releasing the engagement of the clutch at the current shift stage by the latch release means and the current shift stage clutch release means, the rotation of the outer and inner rings of the clutch at the target shift stage is controlled by controlling the rotation speed of the electric motor. Synchronization control means for synchronizing the numbers so as to synchronize with each other, and a target shift stage for engaging the clutch of the target shift stage by contacting the friction plate and the outer ring of the target shift stage and controlling the rotation speed of the electric motor. A vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed, and a rotation speed detecting means for detecting the rotation speed of the electric motor, wherein the sync control means is configured to detect the vehicle speed detected by the vehicle speed detecting means. And the rotational speed of the electric motor is controlled by PI control or PID control based on the rotational speed detected by the rotational speed detection means. Having a gain adjustment section that adjusts the PI control gain to be used. For this reason, it is possible to shorten the synchronization time for synchronizing the electric motor, and to reduce noise caused by backlash between the gears.

この発明の電気自動車の変速制御方法は、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ウェイ型のクラッチと、これら各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係合子が介在し、各係合子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、保持器により各係合子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変速制御方法であって、目標変速段への変速指令に応答して、前記変速切換アクチュエータにより前記シフト部材を動作させ、前記電動モータのトルクを除荷して現変速段のクラッチの係合を解除する現変速段クラッチ解除過程と、この現変速段クラッチ解除過程で前記現変速段のクラッチの係合を解除した後、前記電動モータを回転数制御することにより前記目標変速段の前記クラッチの外輪と内輪の回転数が同期するようにシンクロさせるシンクロ制御過程と、前記目標変速段の摩擦板と外輪を当接させ、前記電動モータを回転数制御することにより、目標変速段のクラッチを係合させる目標変速段クラッチ係合過程とを有し、車速を検出する車速検出手段と、前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段とを設け、前記シンクロ制御過程は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記回転数検出手段で検出される回転数とに基づき、前記電動モータをPI制御またはPID制御で回転数制御するものであって、この回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整するゲイン調整過程を有する。このため、電動モータをシンクロさせるシンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音を低減することができる。   The shift control method for an electric vehicle according to the present invention includes a gear train of a plurality of shift stages having different gear ratios, an input shaft connected to a motor shaft that is an output shaft of a traveling electric motor, and a gear of each of the shift stages. And a transmission having a two-way type clutch for each gear stage that can be switched intermittently and a gear ratio switching mechanism for switching the intermittent state of each of the clutches. In addition, an engagement element is interposed in each wedge-shaped space provided between the cam surface of the inner ring and the outer ring, and each engagement element engages with a narrowed portion of the wedge-shaped space, so that each engagement element is connected to the wedge-shaped space by a cage. The gear ratio switching mechanism is configured to be in a disconnected state by being positioned in a widened portion of the gear. Cut by A shift control method for an electric vehicle, which is a mechanism for changing, in response to a shift command to a target shift stage, the shift switching actuator is operated by the shift switching actuator to unload the torque of the electric motor. By releasing the engagement of the clutch of the current speed stage, and releasing the engagement of the clutch of the current speed stage in the current gear stage clutch releasing process, and then controlling the rotational speed of the electric motor. A synchronization control process in which the outer ring and the inner ring of the clutch at the target shift stage are synchronized so as to synchronize, and the friction plate and the outer ring of the target shift stage are brought into contact with each other to control the rotation speed of the electric motor. A target gear stage clutch engaging process for engaging a target gear stage clutch, and detecting a vehicle speed detecting means for detecting a vehicle speed and a rotational speed of the electric motor. A rotational speed detection means, and the synchro control process is configured to perform PI control or PID control on the electric motor based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the rotational speed detected by the rotational speed detection means. The rotation speed control is performed, and a gain adjustment process for adjusting a PI control gain used when the rotation speed control is performed is provided. For this reason, it is possible to shorten the synchronization time for synchronizing the electric motor, and to reduce noise caused by backlash between the gears.

この発明の一実施形態に係る変速制御装置,変速制御方法を適用する電気自動車の概略図である。1 is a schematic diagram of an electric vehicle to which a shift control device and a shift control method according to an embodiment of the present invention are applied. 同変速制御装置,変速制御方法を適用するハイブリッド車の概略図である。It is the schematic of the hybrid vehicle to which the same shift control apparatus and the shift control method are applied. 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。It is sectional drawing of the motor drive device for vehicles of the vehicle shown in FIG. 1, FIG. 同車両用モータ駆動装置の変速比切換機構の断面図である。It is sectional drawing of the gear ratio switching mechanism of the motor drive apparatus for vehicles. 同車両用モータ駆動装置を制御する変速制御システムを概略示すブロック図である。It is a block diagram which shows schematically the gear shift control system which controls the motor drive device for vehicles. 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。It is a block diagram of the inverter apparatus of the motor drive apparatus for vehicles. 同車両のレバー操作パネルの説明図である。It is explanatory drawing of the lever operation panel of the vehicle. 同車両用モータ駆動装置のインバータ装置のブロック図である。It is a block diagram of the inverter apparatus of the motor drive apparatus for vehicles. 同車両用モータ駆動装置の変速制御装置の概念構成を示すブロック図である。It is a block diagram which shows the conceptual structure of the transmission control apparatus of the motor drive device for vehicles. 同変速制御方法の概要を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the outline | summary of the speed-change control method. 同変速制御装置,変速制御方法における変速時、電動モータを駆動させるトルクと、各動作時間との概略特性を示す図である。It is a figure which shows the general characteristic of the torque which drives an electric motor at the time of the speed change in the speed change control apparatus and the speed change control method, and each operation time. 従来技術を用いてシフトダウンを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。It is a figure which shows the rotation speed change of the electric motor in the case of performing a downshift using a prior art. この発明の一実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法を用いてシフトダウンを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。It is a figure which shows the rotation speed change of the electric motor in the case of performing a downshift using the transmission control apparatus and transmission control method which concern on one Embodiment of this invention. 従来技術を用いてシフトアップを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。It is a figure which shows the rotation speed change of the electric motor in the case of performing a shift up using a prior art. この発明の一実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法を用いてシフトアップを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。It is a figure which shows the rotation speed change of the electric motor in the case of shifting up using the transmission control apparatus and transmission control method which concern on one Embodiment of this invention. 同変速制御装置および変速制御方法で用いるPIゲイン制御用テーブルの例を示す図である。It is a figure which shows the example of the table for PI gain control used with the speed-change control apparatus and the speed-change control method. 図4の一部の拡大断面図である。FIG. 5 is a partial enlarged cross-sectional view of FIG. 4. 図4のA−A線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the AA line of FIG. 図4のB−B線に沿った断面図である。It is sectional drawing along the BB line of FIG. 図4のC−C線に沿った断面図である。It is sectional drawing along CC line of FIG. 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。It is sectional drawing which shows the shift mechanism of the motor drive device for vehicles. 図4の変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。FIG. 5 is an exploded perspective view of a roller clutch and the like in the gear ratio switching mechanism of FIG. 4.

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装置および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。   Hereinafter, a shift control device and a shift control method for an electric vehicle according to embodiments of the present invention will be described. FIG. 1 shows an electric vehicle EV in which a pair of left and right front wheels 1 are drive wheels driven by a vehicle motor drive device A, and a pair of left and right rear wheels 2 are driven wheels.

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装置および変速制御方法は、図1,図2の車両用モータ駆動装置Aに適用される。   FIG. 2 shows a hybrid vehicle HV in which a pair of left and right front wheels 1 are main drive wheels driven by an engine E, and a pair of left and right rear wheels 2 are auxiliary drive wheels driven by a vehicle motor drive device A. The hybrid vehicle HV is provided with a transmission T for shifting the rotation of the engine E and a differential D for distributing the rotation output from the transmission T to the left and right front wheels 1. The shift control device and the shift control method of this embodiment are applied to the vehicle motor drive device A shown in FIGS.

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。   As shown in FIG. 3, the vehicle motor drive device A includes a traveling electric motor 3, a transmission 5 that shifts and outputs the rotation of the output shaft 4 of the electric motor 3, and an output from the transmission 5. The differential 6 is distributed to the pair of left and right front wheels 1 of the electric vehicle EV shown in FIG. 1 or to the pair of left and right rear wheels 2 of the hybrid vehicle shown in FIG.

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ウェイ型のクラッチ16A,16Bと、これら各クラッチ16A,16Bの断続の切換を行う変速比切換機構40とを有する。クラッチ16A,16Bは、それぞれ係合子としてローラを用いたローラクラッチが適用されているが、係合子としてスプラグを用いたスプラグ型クラッチを適用してもよい。この例では、以後、クラッチ16A,16Bをそれぞれローラクラッチ16A,16Bと表記して説明する。   The transmission 5 has two gear stages, and as shown in FIG. 3, a plurality of gear trains LA and LB (two trains in this example) having different gear ratios, and the output of the electric motor 3. Two-way type clutches 16A and 16B for each gear stage that can be switched intermittently by interposing the input shaft 7 connected to the motor shaft 4 as a shaft and the gear trains LA and LB for the respective gear stages, respectively, And a gear ratio switching mechanism 40 for switching on and off of the clutches 16A and 16B. As the clutches 16A and 16B, a roller clutch using a roller as an engagement element is applied, but a sprag type clutch using a sprag as an engagement element may be applied. In this example, the clutches 16A and 16B will be described as roller clutches 16A and 16B, respectively.

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および変速制御装置の理解に必要な範囲で簡単に説明し、変速制御方法および変速制御装置の説明の後に、詳細に説明する。   The transmission 5 and the transmission ratio switching mechanism 40 will be briefly described here within a range necessary for understanding the transmission control method and the transmission control device, and will be described in detail after the description of the transmission control method and the transmission control device.

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。   The transmission 5 includes an input shaft 7 to which the rotation of the motor shaft 4 is input, an output shaft 8 disposed in parallel to the input shaft 7 at a distance from each other, and a parallel having the gear trains LA and LB. It is a shaft always meshing transmission. The input gear 9A of the first gear train LA and the input gear 9B of the second gear train LB are integrally provided on the input shaft, and the output gear 10A of the first gear train LA and the output gear 10B of the second gear train LB are output shafts. 8 is rotatably installed on the outer periphery. The roller clutches 16A and 16B are interposed between the output gears 10A and 10B and the output shaft 8.

各ローラクラッチ16A,16Bは、図18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23B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。   The roller clutches 16A and 16B are each formed of a flat cam surface 19 and an outer ring 23B on the outer periphery of the inner ring 18B having a polygonal outer peripheral surface, as described in the example of the two-speed roller clutch 16B shown in FIG. A roller 20 is interposed in each wedge-shaped space S provided between the inner circumferential cylindrical surfaces. In the wedge-shaped space S, both sides in the circumferential direction are narrowed, and the center in the circumferential direction is an expanded portion. The roller clutches 16A and 16B are connected when the rollers 20 are engaged with the narrowed portions of the wedge-shaped space S, and are disconnected when the rollers 20 are positioned at the expanded portions of the wedge-shaped space S by the cage 21B. It is the composition which becomes.

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23A,23B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。   As shown in FIG. 4, the transmission ratio switching mechanism 40 is configured to contact and separate the annular friction plates 35 </ b> A and 35 </ b> B connected to the retainers 21 </ b> A and 21 </ b> B of the roller clutches 16 </ b> A and 16 </ b> B from the outer rings 23 </ b> A and 23 </ b> B. This is a mechanism for switching by the shift fork 45, which is a shift member, by the shift switching actuator 47. The shift mechanism 41 is a mechanism part that operates the friction plates 35 </ b> A and 35 </ b> B in the speed ratio switching mechanism 40, and includes a speed change switching actuator 47 and a shift fork 45.

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、クラッチ外輪23A,23B(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23A,23Bとが相対回転する場合に、摩擦板35A,35Bと外輪23A,23B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。   The shift switching actuator 47 is an electric motor for shifting. The rotation of the output shaft 47a is converted into a linear motion of the shift rod 46 by the feed screw mechanism 48, and the shift fork 45 attached to the shift rod 46 is axially moved. Move to. As the shift fork 45 moves, the shift sleeve 43 and the shift ring 34 move. The shift ring 34 presses the friction plates 35A and 35B against the side surfaces of the clutch outer rings 23A and 23B (output gears 10A and 10B). Thus, when the inner rings 18A, 18B with cam surfaces and the outer rings 23A, 23B rotate relative to each other, a frictional force (torque) acts between the friction plates 35A, 35B and the outer rings 23A, 23B, and the cage 21A. , 21B, the roller 20 can be pushed into the narrow portion of the wedge-shaped space S.

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17)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の広がり部分である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。   The cages 21A and 21B are rotatable with respect to the inner rings 18A and 18B. However, the switch springs 22A and 22B (FIG. 17) allow the center of the cam surface 19 (FIG. 17) of the inner rings 18A and 18B, that is, a wedge-shaped space. The neutral position where S is spread and the center of the pocket 21a in the circumferential direction are biased. The friction plates 35A and 35B are connected to the switch springs 22A and 22B so as to be rotatable together with the cages 21A and 21B.

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者間の信号転走はCAN通信(コントローラー・エリア・ネットワーク)で行われる。   FIG. 5 is a block diagram showing a control system for controlling the vehicle motor drive device A. As shown in FIG. This control system has an integrated ECU 60, a transmission ECU 61, and an inverter device 62. Signal rolling between the three members of the integrated ECU 60, the shift ECU 61, and the inverter device 62 is performed by CAN communication (controller area network).

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。   The integrated ECU 60 is an electronic control device that performs cooperative control among all on-vehicle electronic control devices, and includes an accelerator opening sensor 63a of the accelerator pedal 63, a brake opening sensor 91a of the brake pedal 91, and a steering angle sensor 92a of the steering wheel 92. The shift lever 93 is connected to a lever position sensor 93a for manually switching the gear position. The integrated ECU 60 shifts the accelerator position sensor 63a, the brake position sensor 91a, the steering angle sensor 92a, the accelerator position signal detected by the lever position sensor 93a, the brake position signal, the steering angle signal, and the lever position signal. A function to transmit to the ECU 61 and a function to perform the cooperative control by these four types of signals and signals from various other sensors and the like are provided.

変速ECU61は、統合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。   The shift ECU 61 is an electronic control device that controls automatic shift based on various signals transmitted from the integrated ECU 60 and various signals directly input to the shift ECU 61. The shift ECU 61 performs shift determination based on various input signals, Commands are sent to the gear change actuator 47 and the inverter device 62 of the machine 5.

変速ECU61は、次の各機能(1)〜(7)を備える。
(1)車速度センサ(車速検出部)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、新たな自動変速制御と回生制御を行わない。
(3)急ハンドルと判断した場合は、新たな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3のクリープ制御を実施する。
The transmission ECU 61 has the following functions (1) to (7).
(1) The vehicle speed sensor (vehicle speed detector) 94 and the acceleration sensor 95 receive the vehicle speed and vehicle acceleration / deceleration detection signals, receive the accelerator opening signal from the integrated ECU 60, and determine automatic shift.
(2) When it is determined that the brake is sudden, new automatic shift control and regenerative control are not performed.
(3) If it is determined that the steering wheel is sudden, a new automatic shift is not performed.
(4) The position signal of the shift lever 93 is received from the integrated ECU 60 and the creep control of the electric motor 3 is performed.

(5)手動変速機能を備えている。
(6)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ている。
(7)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ている。
(5) A manual transmission function is provided.
(6) A function of detecting the shift position of the shift switching actuator 47 from a shift position sensor 68 attached to the transmission 5 and a function of acquiring the rotational speed of the electric motor 3 from the inverter are provided.
(7) A function of transmitting a torque command or a rotational speed command and a shift command to the inverter device 62 and a function of driving a shift switching actuator 47 attached to the transmission 5 are provided.

この実施形態の変速制御装置および変速制御方法は、変速ECU61による自動変速モードおよび手動変速モードの各変速モードにおける制御に係る。変速ECU61は、図9に示す各種の機能達成手段を有しているが、これらの手段については後に説明する。   The shift control device and the shift control method of this embodiment relate to control in each shift mode of the automatic shift mode and the manual shift mode by the shift ECU 61. The speed change ECU 61 has various function achievement means shown in FIG. 9, which will be described later.

図5において、インバータ装置62は、バッテリ69から直流電流が供給されて、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に設けられた回転角度センサ66から、電動モータ3の回転数を示す信号が入力される。   In FIG. 5, an inverter device 62 is supplied with a direct current from a battery 69 to supply AC motor drive power to the electric motor 3, and controls the supplied power based on a signal from the transmission ECU 61. A signal indicating the number of rotations of the electric motor 3 is input to the inverter device 62 from a rotation angle sensor 66 provided in the electric motor 3.

インバータ装置62は、電動モータ3を駆動する機能、および回転角度センサ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、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とを有する。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。
電動モータ3は、3相の通電により、転流を行っている。電動モータ3の駆動のためには大電流が必要である。
The inverter device 62 has a function of driving the electric motor 3 and a function of obtaining a rotation angle signal of the electric motor 3 from the rotation angle sensor 66. As shown in FIG. 6, the inverter device 62 includes an inverter 71 and an inverter control circuit 72 that controls the inverter 71. Each phase of the electric motor 3 (at the connection point of the inverter 71, U, V, W phase upper arm switching elements Up, Vp, Wp and U, V, W phase lower arm switching elements Un, Vn, Wn) U, V, W phase) terminals are connected. To the inverter 71, an open / close command is given to each switching element Up, Vp, Wp, Un, Vn, Wn from the inverter control circuit 72 so as to output three-phase AC power.
The electric motor 3 performs commutation by energization of three phases. A large current is required to drive the electric motor 3.

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。   FIG. 7 shows the configuration of the shift lever operation panel 75. When the driver manually operates the shift lever 93, as in the known example, P (parking), R (reverse), N (neutral), D (drive), 2nd speed (second), 1st speed (low) ) Can be switched. The shift lever operation panel 75 is a display device indicating which range is currently switched in this way. Range selection information on the shift lever operation panel 75 is input to the integrated ECU 60. The first speed range is the first speed state. The shift lever operation panel 75 may serve as a touch panel type input means and may be an operation means operated by a driver instead of the shift lever 93.

図8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を行い、変速時以外のときはトルク制御を行う。詳細な説明は省略する。   FIG. 8 shows a block diagram of the electric motor 3, inverter torque control, and inverter rotation speed control. The inverter control circuit 72 can be controlled by switching between torque control and rotation speed control. Both torque control and rotation speed control are feedback control and vector control. Torque control and rotational speed control are performed at the time of shifting, and torque control is performed at times other than shifting. Detailed description is omitted.

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。
インバータ制御回路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で電流指令値を生成する。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8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。
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をPWM制御し、電動モータ3を駆動する。
The configuration of the inverter control circuit 72 shown in the figure will be described together with an outline of the torque control method.
The inverter control circuit 72 acquires an accelerator signal (torque command) and the electric motor rotation number, and generates a current command value in the current command unit 101. At the time of torque control, the current command unit 101 receives a torque command generated by the torque command unit 110 of the speed change ECU 61 from the accelerator signal. Note that the torque command unit 110 and the speed command unit 106 of the transmission ECU 61 in FIG. 8 collectively indicate means for outputting the torque command and the speed command among the components of the transmission ECU 61.
The power converter 62a performs PWM control of the inverter 71 according to the PWM duties Vu, Vv, and Vw, and drives the electric motor 3.

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。また電動モータ3の回転子角度を回転角度センサ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、その差分に対して、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。
The rotation speed control by the inverter control circuit 72 of FIG.
The speed command unit 106 is a means for giving a speed command to the inverter control circuit 72 and is provided in the speed change ECU 61. Further, the rotor angle of the electric motor 3 is acquired from the rotation angle sensor 66, and the actual rotation speed of the electric motor 3 is calculated by the speed calculation unit 108. The comparison unit 109 obtains the difference between the speed command of the speed command unit 106 and the actual electric motor rotation number calculated by the speed calculation unit 108, and the control unit 107 performs PID control (proportional integral derivative control) for the difference. Alternatively, PI control (proportional integral control) is performed, and the control amount is input to the current command unit 101 as a torque command. During the rotation speed control, a torque command based on the speed command from the speed calculation unit 108 is input to the current command unit 101 instead of the torque command from the torque command unit 110.

なお、図8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8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。
In FIG. 8, the inverter control circuit 72 is described separately for a speed control unit 73 and a torque control unit 74.
The torque control unit 74 is a part of the inverter control circuit 72 that performs the function of controlling the electric motor 3 by torque control. The current command unit 101, the current PI control unit 102, and the two-phase / three-phase changing unit shown in FIG. 103, a three-phase / two-phase change unit 104, a speed calculation unit 108, and a prediction unit 111.
The speed control unit 73 is a part of the inverter control circuit 72 that performs the function of controlling the electric motor 3 by speed control. The speed control unit 73 includes a comparison unit 109 and a control unit 107. A torque command is given to the unit 101, and the subsequent control is performed by the torque control unit 74.

次に、電気自動車における車両用モータ駆動装置の変速制御装置につき、図9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8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、変速ECU61は、変速指令生成手段81、現変速段クラッチ解除手段82、シンクロ制御手段83、目標変速段クラッチ係合手段85、回転数・トルク制御切換手段86、および記録手段としての例えばROM84を備える。変速ECU61は、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62へ出力し、変速時にトルク制御と回転数制御を切換える。
Next, a shift control device for a vehicle motor drive device in an electric vehicle will be described with reference to the block diagram of FIG. The electric vehicle to be controlled is the electric vehicle described above with reference to FIGS. 1 to 8 to which the shift control method of the above embodiment is applied.
This shift control device for an electric vehicle is a device that implements the shift control method of the above-described embodiment. The shift ECU 61 includes a shift command generation means 81, a current shift speed clutch release means 82, a sync control means 83, a target shift speed. A clutch engaging means 85, a rotation speed / torque control switching means 86, and a ROM 84 as a recording means are provided. The shift ECU 61 outputs a torque command to the inverter control device 62 as torque control for control of the electric motor 3 other than during automatic shift, and switches between torque control and rotation speed control during shift.

変速指令生成手段81は、アクセル開度信号、車速の検出値、および車両の加減速度から、定められた規則に従って目標変速段への変速指令を生成する。この変速指令は変速ECU61が出す。
現変速段クラッチ解除手段82は、目標変速段への変速指令に応答して、変速切換アクチュエータ47によりシフト部材45を動作させ、現変速段の摩擦板35A,35Bと外輪23A,23Bの当接を解除し、トルク制御により電動モータ3のトルクを除荷して現変速段のローラクラッチ16A,16Bの係合を解除する。
The shift command generation means 81 generates a shift command to the target shift stage according to a predetermined rule from the accelerator opening signal, the detected vehicle speed value, and the vehicle acceleration / deceleration. The shift ECU 61 issues this shift command.
In response to the shift command to the target shift stage, the current shift stage clutch release means 82 operates the shift member 45 by the shift switching actuator 47 to contact the friction plates 35A, 35B of the current shift stage and the outer wheels 23A, 23B. Is released, the torque of the electric motor 3 is unloaded by torque control, and the engagement of the roller clutches 16A and 16B at the current gear stage is released.

シンクロ制御手段83は、電動モータ3を回転数制御することにより目標変速段のローラクラッチ16A,16Bの外輪23A,23Bと内輪18A,18Bの回転数が同期するようにシンクロさせる。
目標変速段クラッチ係合手段85は、目標変速段の摩擦板35A,35Bと外輪23A,23Bを当接させ、電動モータ3を回転数制御することにより、目標変速段のローラクラッチ16A,17Bを係合させる。
回転数・トルク制御切換手段86は、電動モータ3の制御を回転数制御からトルク制御に切換えて電動モータ3のトルクを入力する。
The sync control means 83 controls the electric motor 3 so as to synchronize so that the rotation speeds of the outer wheels 23A and 23B and the inner rings 18A and 18B of the roller clutches 16A and 16B at the target gear stage are synchronized.
The target gear stage clutch engagement means 85 brings the target gear stage roller clutches 16A and 17B into contact with the target gear stage friction plates 35A and 35B and the outer wheels 23A and 23B, and controls the rotation speed of the electric motor 3. Engage.
The rotational speed / torque control switching means 86 switches the control of the electric motor 3 from rotational speed control to torque control and inputs the torque of the electric motor 3.

ROM84には、後述するPIゲイン制御用テーブル84a,その他演算に必要な制限値等が書き換え可能に記録されている。シンクロ制御手段83は、電動モータ3をシンクロさせるときに、電動モータ3の回転数制御に使用するPI制御ゲインを、前記PIゲイン制御用テーブル84aから取り込み電動モータ3を回転数制御する。すなわちシンクロ制御手段83はゲイン調整部83aを含み、このゲイン調整部83aは、車速検出手段である車速度センサ94で検出される車速と、電動モータ3の回転数を検出する回転数検出手段である回転角度センサ66で検出される回転数とに基づき、電動モータ3を回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整する。   In the ROM 84, a PI gain control table 84a, which will be described later, and other limit values necessary for calculation are recorded in a rewritable manner. The sync control means 83 takes in the PI control gain used for the rotation speed control of the electric motor 3 from the PI gain control table 84a and controls the rotation speed of the electric motor 3 when synchronizing the electric motor 3. That is, the sync control means 83 includes a gain adjustment section 83a, which is a rotation speed detection means for detecting the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 94, which is a vehicle speed detection means, and the rotation speed of the electric motor 3. Based on the rotation speed detected by a certain rotation angle sensor 66, the PI control gain used when the rotation speed of the electric motor 3 is controlled is adjusted.

これら変速指令生成手段81、現変速段クラッチ解除手段82、シンクロ制御手段83、目標変速段クラッチ係合手段85、および回転数・トルク制御切換手段86は、図10の各ステップS1,S2,S3,S4,S5の処理をそれぞれ行う機能を有する。
図10は、変速制御方法の概要を示すフローチャートである。実行手順を説明する。
例えば、車両のイグニッションスイッチ等をオンすることで本処理が開始する。本処理開始後、ステップS1において、アクセル開度、車速、車両の加減速度を検出して、変速ECU61が目標変速段への変速指令を出す。次に、ステップS2に移行し、前記目標変速段への変速指令に応答して、変速切換アクチュエータ47によりシフト部材45を動作させ、電動モータ3のトルクを除荷して現変速段のローラクラッチ16A,16Bの係合を解除する(現変速段クラッチ解除過程)。
These shift command generation means 81, current shift speed clutch release means 82, synchro control means 83, target shift speed clutch engagement means 85, and rotation speed / torque control switching means 86 are arranged in steps S1, S2, S3 of FIG. , S4, and S5.
FIG. 10 is a flowchart showing an outline of the shift control method. The execution procedure will be described.
For example, this processing is started by turning on an ignition switch or the like of the vehicle. After the start of this processing, in step S1, the accelerator opening degree, the vehicle speed, and the acceleration / deceleration of the vehicle are detected, and the shift ECU 61 issues a shift command to the target shift stage. Next, the process proceeds to step S2, and in response to the shift command to the target shift stage, the shift member 45 is operated by the shift switching actuator 47, the torque of the electric motor 3 is unloaded, and the roller clutch of the current shift stage. The engagement between 16A and 16B is released (current shift stage clutch release process).

前記現変速段クラッチ解除過程にて現変速段のローラクラッチ16A,16Bの係合を解除した後、ステップS3において、電動モータ3の回転数を回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを、車速とモータ回転数とに基づき調整する(シンクロ制御過程、ゲイン調整過程)。
次に、ステップS4では、目標変速段の摩擦板35A,35Bと外輪23を当接させ、電動モータ3を回転数制御することにより、目標変速段のローラクラッチ16A,16Bを係合させる(目標変速段クラッチ係合過程)。その後、ステップS5において、回転数・トルク制御切換手段86は、電動モータ3の制御を回転数制御からトルク制御に切換える。
After releasing the engagement of the roller clutches 16A and 16B at the current shift stage in the current shift stage clutch release process, the PI control gain used when controlling the rotation speed of the electric motor 3 at step S3 is set to the vehicle speed. And adjustment based on the motor speed (synchronization control process, gain adjustment process).
Next, in step S4, the friction plates 35A, 35B at the target gear stage and the outer ring 23 are brought into contact with each other, and the rotational speed of the electric motor 3 is controlled to engage the roller clutches 16A, 16B at the target gear stage (target). (Gear stage clutch engagement process). Thereafter, in step S5, the rotational speed / torque control switching means 86 switches the control of the electric motor 3 from rotational speed control to torque control.

図11は、前記変速制御装置,変速制御方法における変速時、電動モータ3を駆動させるトルクと、各動作時間との概略特性を示す図である。変速ECU61は、車両がDレンジ(図7)で走行時に、自動変速判断を行い、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。
本変速制御装置における電気自動車の変速制御方法において、電動モータ3を駆動させる動作は主に下記の動作(1)→動作(5)になっている。
FIG. 11 is a diagram showing a schematic characteristic of the torque for driving the electric motor 3 and each operation time during a shift in the shift control device and the shift control method. The shift ECU 61 makes an automatic shift determination when the vehicle travels in the D range (FIG. 7) and issues a command to the shift switching actuator 47 and the inverter device 62 of the transmission 5.
In the shift control method for an electric vehicle in this shift control apparatus, the operation for driving the electric motor 3 is mainly the following operation (1) → operation (5).

動作(1)→動作(5)における電動モータトルクの出力状態について説明する。
t0→t1間(動作(1)):車両が現変速段走行トルクで走行している。
現変速段の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3を駆動している。このとき電動モータ3のトルクは、変速機5および差動装置6を介して駆動輪に伝達されている。
The output state of the electric motor torque in the operation (1) → the operation (5) will be described.
Between t0 and t1 (operation (1)): The vehicle is traveling at the current shift stage traveling torque.
The electric motor 3 is driven by torque control in a state where the roller clutch at the current gear stage is engaged in the forward direction. At this time, the torque of the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels via the transmission 5 and the differential 6.

t1→t2間(動作(2)):変速ECU61における現変速段クラッチ解除手段82が、現変速段のクラッチを解除させる。
t2→t3間(動作(3)):変速ECU61におけるシンクロ制御手段83が、電動モータ3をシンクロさせる。
t3→t4間(動作(4)):変速ECU61における目標変速段クラッチ係合手段85が、目標変速段のクラッチを締結させる。
t4→(動作(5)):車両が目標変速段走行トルクで走行している。
目標変速段の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3を駆動している。このとき電動モータ3のトルクは、変速機5および差動装置6を介して駆動輪に伝達されている。
Between t1 and t2 (operation (2)): The current gear stage clutch release means 82 in the shift ECU 61 releases the clutch at the current gear stage.
Between t2 and t3 (operation (3)): The sync control means 83 in the speed change ECU 61 synchronizes the electric motor 3.
Between t3 and t4 (operation (4)): The target gear stage clutch engaging means 85 in the speed change ECU 61 engages the clutch of the target speed stage.
t4 → (Operation (5)): The vehicle is traveling at the target shift stage traveling torque.
The electric motor 3 is driven by torque control in a state where the roller clutch of the target gear stage is engaged in the forward direction. At this time, the torque of the electric motor 3 is transmitted to the drive wheels via the transmission 5 and the differential 6.

図12は、従来技術を用いてシフトダウンを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。図11の動作(3)において、従来技術により電動モータをシンクロさせる場合の、電動モータの回転数の変化図である。
t0→t1:電動モータをシンクロさせる前の回転数であり、車速に即した現変速段での回転数で、電動モータを回転させている。
t1→t2:電動モータの回転数を目標変速段の回転数に一致させるため、電動モータの回転数を回転数制御により増加させる。シンクロ時間を短縮させるため、回転数制御に使用するPI制御のゲインを大きく設定する(PIゲインは定数である)。操作は、電動モータの回転数を増加させるため、トルク指令値として、正となる。
t2→t3:上記のPI制御ゲインを大きく設定することで、電動モータの回転数が目標変速段の目標回転数を上回ってしまう(オーバーシュート)。オーバーシュート後の電動モータの回転数の変動によって、歯車間のバックラッシュに起因する異音が生じやすくなる。
FIG. 12 is a diagram illustrating a change in the rotational speed of the electric motor when downshifting is performed using the conventional technology. In operation (3) of FIG. 11, it is a change figure of the rotation speed of an electric motor in the case of synchronizing an electric motor by a prior art.
t0 → t1: The number of rotations before the electric motor is synchronized, and the electric motor is rotated at the number of rotations at the current gear position corresponding to the vehicle speed.
t1 → t2: In order to make the rotation speed of the electric motor coincide with the rotation speed of the target gear, the rotation speed of the electric motor is increased by rotation speed control. In order to shorten the synchronization time, the gain of the PI control used for the rotational speed control is set large (the PI gain is a constant). Since the operation increases the rotation speed of the electric motor, the torque command value becomes positive.
t2 → t3: By setting the PI control gain large, the rotational speed of the electric motor exceeds the target rotational speed of the target gear (overshoot). Due to fluctuations in the rotational speed of the electric motor after overshooting, abnormal noise due to backlash between the gears is likely to occur.

図13は、実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法を用いてシフトダウンを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。図11の動作(3)において、この実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法により電動モータをシンクロさせる場合の、電動モータの回転数の変化図である。
t0→t1:電動モータをシンクロさせる前の回転数であり、車速に即した現変速段での回転数で、電動モータを回転させている。
t1→t2:車速、および、電動モータの回転数と目標変速段の回転数との間の差回転数に基づき、PI制御ゲインを調整することで、シンクロ時間を短縮する動作である。
t2時:電動モータのシンクロがオーバーシュートせず完了し、目標変速段の回転数と同じ回転数で、電動モータを回転させている。オーバーシュートしないことで、電動モータの回転数の変動が抑えられ、歯車間のバックラッシュに起因する異音が生じにくくなる。
FIG. 13 is a diagram illustrating a change in the rotation speed of the electric motor when downshifting is performed using the shift control device and the shift control method according to the embodiment. FIG. 12 is a change diagram of the number of revolutions of the electric motor when the electric motor is synchronized by the transmission control device and the transmission control method according to this embodiment in the operation (3) of FIG. 11.
t0 → t1: The number of rotations before the electric motor is synchronized, and the electric motor is rotated at the number of rotations at the current gear position corresponding to the vehicle speed.
t1 → t2: An operation for shortening the synchronization time by adjusting the PI control gain based on the vehicle speed and the difference rotational speed between the rotational speed of the electric motor and the rotational speed of the target gear.
At t2: The synchronization of the electric motor is completed without overshooting, and the electric motor is rotated at the same rotational speed as the target gear stage. By not overshooting, fluctuations in the number of revolutions of the electric motor are suppressed, and abnormal noise caused by backlash between gears is less likely to occur.

図14は、従来技術を用いてシフトアップを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。図11の動作(3)において、従来技術により電動モータをシンクロさせる場合の、電動モータの回転数の変化図である。
t0→t1:電動モータをシンクロさせる前の回転数であり、車速に即した現変速段での回転数で、電動モータを回転させている。
t1→t2:電動モータの回転数を目標変速段の回転数に一致させるため、電動モータの回転数を回転数制御により減少させる。シンクロ時間を短縮させるため、回転数制御に使用するPI制御のゲインを大きく設定する(PIゲインは定数である)。操作は、電動モータの回転数を減少させるため、トルク指令値として、負となる。
t2→t3:上記のPI制御ゲインを大きく設定することで、電動モータの回転数が目標変速段の目標回転数を上回って、オーバーシュートしてしまう。オーバーシュート後の電動モータの回転数の変動によって、歯車間のバックラッシュに起因する異音が生じやすくなる。
FIG. 14 is a diagram illustrating a change in the rotational speed of the electric motor when the upshift is performed using the conventional technique. In operation (3) of FIG. 11, it is a change figure of the rotation speed of an electric motor in the case of synchronizing an electric motor by a prior art.
t0 → t1: The number of rotations before the electric motor is synchronized, and the electric motor is rotated at the number of rotations at the current gear position corresponding to the vehicle speed.
t1 → t2: In order to make the rotation speed of the electric motor coincide with the rotation speed of the target gear, the rotation speed of the electric motor is decreased by rotation speed control. In order to shorten the synchronization time, the gain of the PI control used for the rotational speed control is set large (the PI gain is a constant). The operation is negative as the torque command value in order to reduce the rotation speed of the electric motor.
t2 → t3: When the PI control gain is set to be large, the rotational speed of the electric motor exceeds the target rotational speed of the target shift stage and overshoots. Due to fluctuations in the rotational speed of the electric motor after overshooting, abnormal noise due to backlash between the gears is likely to occur.

図15は、実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法を用いてシフトアップを行う場合の電動モータの回転数変化を示す図である。図11の動作(3)において、この実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法により電動モータをシンクロさせる場合の、電動モータの回転数の変化図である。
t0→t1:電動モータをシンクロさせる前の回転数であり、車速に即した現変速段での回転数で、電動モータを回転させている。
t1→t2:車速、および、電動モータの回転数と目標変速段の回転数との間の差回転数に基づき、PI制御ゲインを調整することで、シンクロ時間を短縮する動作である。
t2時:電動モータのシンクロがオーバーシュートせず完了し、目標変速段の回転数と同じ回転数で、電動モータを回転させている。オーバーシュートしないことで、電動モータの回転数の変動が抑えられ、歯車間のバックラッシュに起因する異音が生じにくくなる。
FIG. 15 is a diagram illustrating a change in the rotational speed of the electric motor when the upshift is performed using the shift control device and the shift control method according to the embodiment. FIG. 12 is a change diagram of the number of revolutions of the electric motor when the electric motor is synchronized by the transmission control device and the transmission control method according to this embodiment in the operation (3) of FIG. 11.
t0 → t1: The number of rotations before the electric motor is synchronized, and the electric motor is rotated at the number of rotations at the current gear position corresponding to the vehicle speed.
t1 → t2: An operation for shortening the synchronization time by adjusting the PI control gain based on the vehicle speed and the difference rotational speed between the rotational speed of the electric motor and the rotational speed of the target gear.
At t2: The synchronization of the electric motor is completed without overshooting, and the electric motor is rotated at the same rotational speed as the target gear stage. By not overshooting, fluctuations in the number of revolutions of the electric motor are suppressed, and abnormal noise caused by backlash between gears is less likely to occur.

図16は、実施形態に係る変速制御装置および変速制御方法で用いるPIゲイン制御用テーブルの例を示す図である。図11の動作(3)において、電動モータを急加減速することが必要である。
シフトダウン:電動モータを急加速させる必要がある。
シフトアップ:電動モータを急減速させる必要がある。
下記の内容はPI制御で電動モータのオーバーシュート現象を防止するためのものである。
FIG. 16 is a diagram illustrating an example of a PI gain control table used in the shift control device and the shift control method according to the embodiment. In the operation (3) of FIG. 11, it is necessary to rapidly accelerate and decelerate the electric motor.
Shift down: The electric motor needs to be accelerated rapidly.
Shift up: The electric motor must be decelerated rapidly.
The following contents are for preventing the overshoot phenomenon of the electric motor by PI control.

P制御だけでは通常オフセット(目標値との定常偏差)が生じる。このため、P制御のオフセットを無くすため、I制御を加え、実測値と目標値の偏差を無くすまで電動モータを制御する。
操作量:PI=P+I
電動モータの回転数の偏差:E_ROT=O_ROT−A_ROT
(O_ROT:電動モータの目標回転数 ; A_ROT:電動モータの実際の回転数)
P操作量:P=Kp×E_ROT
I操作量:I=I+Ki×E_ROT
A normal offset (steady deviation from the target value) is generated only by the P control. For this reason, in order to eliminate the offset of P control, I control is added and the electric motor is controlled until the deviation between the actual measurement value and the target value is eliminated.
Manipulation amount: PI = P + I
Deviation in the number of revolutions of the electric motor: E_ROT = O_ROT−A_ROT
(O_ROT: target rotation speed of electric motor; A_ROT: actual rotation speed of electric motor)
P manipulated variable: P = Kp × E_ROT
I operation amount: I = I + Ki × E_ROT

PI制御ゲインの調整ルール:
1.電動モータの実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値|E_ROT|が小さいほど、積分ゲインKiおよび比例ゲインKpを減少させる。
2.逆に、電動モータの実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値|E_ROT|が大きいほど、積分ゲインKiおよび比例ゲインKpを増加させる。
PIゲイン制御用テーブルは、本調整ルールに従って実車試験結果に基づき作成したものである。
PI control gain adjustment rules:
1. The integral gain Ki and the proportional gain Kp are decreased as the absolute value | E_ROT | of the deviation between the actual rotational speed of the electric motor and the target rotational speed is smaller.
2. Conversely, the integral gain Ki and the proportional gain Kp are increased as the absolute value | E_ROT | of the deviation between the actual rotational speed of the electric motor and the target rotational speed is larger.
The PI gain control table is created based on the actual vehicle test results according to this adjustment rule.

本PIゲイン制御用テーブルは、シフトアップ用とシフトダウン用それぞれの場合に分けて2種類設ける。各PIゲイン制御用テーブルは、実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値|E_ROT|の定間隔毎(例えば、500rpm,1000rpm,1500rpm・・・等)に、PI制御ゲインを設定する。さらに、車速についても定間隔毎(例えば、5km/h、10km/h、15km/h・・・等)に、テーブルを設ける。
ここで、定間隔で値が設定されるテーブルにおいて、設定値が定められていない中間の|E_ROT|および車速では、その両隣のテーブル設定値から、線形補間によりPI制御ゲインを算出し決定する。これらのテーブルは、前記ROM84に記録される。
またこの例では、ゲイン調整部83aにより、比例ゲインを操作するゲイン操作量(P操作量)と、積分ゲインを操作するゲイン操作量(I操作量)とにそれぞれ制限値を設けている。ゲイン調整部83aは、P操作量,I操作量の各制限値を超える場合には、前記各制限値を上限値として使用している。
Two types of PI gain control tables are provided for each of upshifting and downshifting. Each PI gain control table sets PI control gains at regular intervals (for example, 500 rpm, 1000 rpm, 1500 rpm, etc.) of the absolute value | E_ROT | of the deviation between the actually measured rotational speed and the target rotational speed. Further, a table is provided for each vehicle speed at regular intervals (for example, 5 km / h, 10 km / h, 15 km / h, etc.).
Here, in a table in which values are set at regular intervals, at an intermediate | E_ROT | in which the set value is not determined and the vehicle speed, a PI control gain is calculated and determined by linear interpolation from the table set values on both sides. These tables are recorded in the ROM 84.
Further, in this example, the gain adjusting unit 83a sets limit values for the gain operation amount (P operation amount) for operating the proportional gain and the gain operation amount (I operation amount) for operating the integral gain. When the gain adjustment unit 83a exceeds the limit values of the P operation amount and the I operation amount, the gain adjustment unit 83a uses the limit values as upper limit values.

次に、図3,4の車両用モータ駆動装置の詳細を、図3、4、図17〜図22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内に組み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。
Next, the details of the vehicle motor drive device shown in FIGS. 3 and 4 will be described together with FIGS. 3 and 4 and FIGS.
In FIG. 3, the motor shaft 4 is coaxially arranged in series with the input shaft 7, and is rotationally driven by a stator 12 of the electric motor 3 fixed to the housing 11. The input shaft 7 is rotatably supported by a pair of opposed bearings 13 incorporated in the housing 11, and the shaft end of the input shaft 7 is connected to the motor shaft 4 by spline fitting. The output shaft 8 is rotatably supported by a pair of opposed bearings 14 incorporated in the housing 11.

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。   The first-speed input gear 9 </ b> A and the second-speed input gear 9 </ b> B are arranged at an interval in the axial direction, and are fixed to the input shaft 7 so as to rotate integrally with the input shaft 7 about the input shaft 7. The first-speed output gear 10A and the second-speed output gear 10B are also arranged at intervals in the axial direction.

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。   As shown in FIG. 4, the first-speed output gear 10 </ b> A is formed in an annular shape that penetrates the output shaft 8, and is supported by the output shaft 8 via a bearing 15, and the output shaft 8 is centered on the output shaft 8. And can be rotated. Similarly, the second speed output gear 10 </ b> B is also rotatably supported by the output shaft 8 via the bearing 15.

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。   The first speed input gear 9A and the first speed output gear 10A mesh with each other, and rotation is transmitted between the first speed input gear 9A and the first speed output gear 10A. The 2nd speed input gear 9B and the 2nd speed output gear 10B are also meshed, and rotation is transmitted between the 2nd speed input gear 9B and the 2nd speed output gear 10B by the meshing. The reduction ratio between the second speed input gear 9B and the second speed output gear 10B is smaller than the reduction ratio between the first speed input gear 9A and the first speed output gear 10A.

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。   Between the first-speed output gear 10A and the output shaft 8, a first-speed two-way roller clutch 16A that incorporates torque transmission and switching between the first-speed output gear 10A and the output shaft 8 is incorporated. Further, a 2-speed 2-way roller clutch 16B is incorporated between the 2-speed output gear 10B and the output shaft 8 to switch torque transmission and interruption between the 2-speed output gear 10B and the output shaft 8. .

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。   Since the first-speed two-way roller clutch 16A and the second-speed two-way roller clutch 16B have the same symmetrical configuration, the second-speed two-way roller clutch 16B will be described below. The parts corresponding to the 2-speed 2-way roller clutch 16B are denoted by the same reference numerals or the reference numerals in which the alphabet B at the end is replaced with A, and the description thereof is omitted.

図17〜図19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とを有する。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18に示すように円筒面17と対向する平坦面である。   As shown in FIGS. 17 to 19, the two-speed two-way roller clutch 16 </ b> B includes a cylindrical surface 17 provided on the inner periphery of the second-speed output gear 10 </ b> B and an annular second gear that is prevented from rotating on the outer periphery of the output shaft 8. It has a cam surface 19 formed on the cam member 18B, a roller 20 incorporated between the cam surface 19 and the cylindrical surface 17, a 2-speed retainer 21B for holding the roller 20, and a 2-speed switch spring 22B. The cam surface 19 is a surface that forms a wedge-shaped space S that gradually narrows from the center in the circumferential direction toward both ends in the circumferential direction with the cylindrical surface 17. For example, the cam surface 19 faces the cylindrical surface 17 as shown in FIG. It is a flat surface.

図4、図22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。   As shown in FIGS. 4 and 22, the 2-speed retainer 21 </ b> B includes a cylindrical portion 24 in which a plurality of pockets 21 a that store the rollers 20 are formed at intervals in the circumferential direction, and a radial direction from one end of the cylindrical portion 24. And an inward flange portion 25 extending inward. The radially inner end of the inward flange portion 25 is supported so as to be slidable in the circumferential direction on the outer periphery of the second-speed cam member 18B, and the second-speed cage 21B causes the cam surface 19 and the cylindrical surface 17 to slide. Between the engagement position where the roller 20 is engaged and the neutral position where the engagement of the roller 20 is released, rotation relative to the output shaft 8 is possible. Further, the inward flange portion 25 of the second-speed cage 21B is restricted from moving in the axial direction, thereby making the second-speed cage 21B immovable in the axial direction.

図18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10B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10B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。   As shown in FIG. 18, each cam surface 19 is formed symmetrically with respect to a virtual plane including the center of rotation, so that the rollers 20 arranged between each cam surface 19 and the cylindrical surface 17 can rotate forward. The engagement is possible in both the direction and the reverse direction. That is, when the vehicle is advanced by the torque generated by the electric motor 3, the roller 20 held by the second-speed cage 21B is rotated by rotating the second-speed cage 21B in the normal rotation direction with respect to the output shaft 8. Is engaged with a space narrowing portion on the forward rotation direction side between the cam surface 19 and the cylindrical surface 17, and torque in the forward rotation direction is transmitted between the second speed output gear 10 </ b> B and the output shaft 8 via the roller 20. On the other hand, when the vehicle is moved backward by the torque generated by the electric motor 3, the second speed retainer 21B is rotated relative to the output shaft 8 in the reverse rotation direction to maintain the second speed. The roller 20 held by the vessel 21B is engaged with the space narrowing portion on the reverse direction side between the cam surface 19 and the cylindrical surface 17, and between the second speed output gear 10B and the output shaft 8 via the roller 20. Reverse direction torque It is possible to transfer.

図19、図22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とを有する。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環状溝である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。   As shown in FIGS. 19 and 22, the two-speed switch spring 22 </ b> B includes a C-shaped annular portion 26 in which a steel wire is wound in a C shape, and a pair extending radially outward from both ends of the C-shaped annular portion 26. Extending portions 27, 27. The C-shaped annular portion 26 is fitted into a switch spring accommodating recess 28 which is an annular groove formed in the axial end surface of the second-speed cam member 18B, and the pair of extending portions 27 and 27 are shafts of the second-speed cam member 18B. It is inserted in a radial groove 29 formed in the direction end face.

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。   The radial groove 29 is formed so as to extend radially outward from the inner peripheral edge of the switch spring accommodating recess 28 and reach the outer periphery of the second-speed cam member 18B. The extension portion 27 of the second speed switch spring 22B protrudes from the radially outer end of the radial groove 29, and the protruding portion of the extension portion 27 from the radial groove 29 is the cylindrical portion of the second speed cage 21B. 24 is inserted into a notch 30 formed at the end in the axial direction. The radial groove 29 and the notch 30 are formed to have the same width.

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。
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19に示す中立位置から周方向に移動させると、径方向溝29に対する切欠き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。
The extending portions 27, 27 are in contact with the inner surface facing the circumferential direction of the radial groove 29 and the inner surface facing the circumferential direction of the notch 30, respectively, and 2 by the circumferential force acting on the contact surface. The speed holder 21B is elastically held in the neutral position.
That is, when the second-speed cage 21B is rotated relative to the output shaft 8 and moved in the circumferential direction from the neutral position shown in FIG. 19, the position of the notch 30 with respect to the radial groove 29 is shifted in the circumferential direction. The C-shaped annular portion 26 is elastically deformed in the direction in which the distance between the pair of extending portions 27, 27 is narrowed, and the pair of extending portions 27, 27 of the two-speed switch spring 22 </ b> B are formed on the inner surface of the radial groove 29 by the elastic restoring force. The inner surface of the notch 30 is pressed, and a force in a direction to return the second-speed cage 21B to the neutral position is applied by the pressing.

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われている。図17に示すように、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、図4に示すように、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。図17に示すように、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。   As shown in FIG. 4, the first-speed cam member 18A and the second-speed cam member 18B are prevented from rotating with respect to the output shaft 8 by spline fitting. As shown in FIG. 17, the cam surface 19 of the first speed cam member 18A and the cam surface 19 of the second speed cam member 18B have the same number and the same phase. As shown in FIG. 4, the first speed cam member 18 </ b> A and the second speed cam member 18 </ b> B are not movable in the axial direction by a pair of retaining rings 31 fitted to the outer periphery of the output shaft 8. As shown in FIG. 17, a spacer 32 is incorporated between the first speed cam member 18A and the second speed cam member 18B.

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、変速用伝達機構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。
変速用伝達機構33は、1速出力ギヤ10A(断面でない部分は図示せず。図21においても同様。)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2速摩擦板35Bとを有する。
The first-speed two-way roller clutch 16A and the second-speed two-way roller clutch 16B can be selectively engaged by the transmission mechanism 33 for transmission.
The transmission mechanism 33 for shifting is provided with a shift ring 34 that is movably provided in the axial direction between the first-speed output gear 10A (the portion not shown in cross section is not shown in FIG. 21) and the second-speed output gear 10B. A first-speed output gear 10 </ b> A and a second-speed friction plate 35 </ b> B incorporated between the shift ring 34 are included.

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。   Here, since the first-speed friction plate 35A and the second-speed friction plate 35B have the same configuration with left-right symmetry, the second-speed friction plate 35B will be described below, and the first-speed friction plate 35A corresponds to the second-speed friction plate 35B. Parts are denoted by the same reference numerals or reference numerals in which the alphabet B at the end is replaced with A, and description thereof is omitted.

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間する位置との間で、2速保持器21Bに対して軸方向に移動可能となっている。   The second-speed friction plate 35B is provided with a projecting piece 36 that engages with the notch 30 of the second-speed retainer 21B. The engagement between the projecting piece 36 and the notch 30 causes the second-speed friction plate 35B to hold the second speed. The rotation is stopped by the vessel 21B. The notch 30 of the second-speed retainer 21B accommodates the projecting piece 36 of the second-speed friction plate 35B so as to be slidable in the axial direction. By this sliding, the second-speed friction plate 35B rotates around the second-speed retainer 21B. It can move in the axial direction with respect to the second-speed retainer 21B between a position where it contacts the side surface of the second-speed output gear 10B and a position where it is separated, while being stopped.

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、間座32を介して2速摩擦板35Bを出力軸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。   A recess 37 is formed at the tip of the projecting piece 36 of the second speed friction plate 35 </ b> B, and a protrusion 38 that engages with the recess 37 is formed on the outer periphery of the spacer 32. The concave portion 37 and the convex portion 38 are engaged with the concave portion 37 and the convex portion 38 through the spacer 32 in a state where the second speed friction plate 35B is in a position separated from the side surface of the second speed output gear 10B. Thus, the second-speed friction plate 35B is prevented from rotating around the output shaft 8, and at this time, the second-speed retainer 21B that is prevented from rotating by the second-speed friction plate 35B is held in the neutral position. Further, in a state where the second speed friction plate 35B is in a position in contact with the side surface of the second speed output gear 10B, the engagement between the concave portion 37 and the convex portion 38 is released to release the rotation prevention of the second speed friction plate 35B. It has become so.

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速離間ばね39Bが組み込まれており、この2速離間ばね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の側面から離間する方向に付勢されている。
2速離間ばね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90Bを介して2速摩擦板35Bの突片36に係合し、他端が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90B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。
Between the second speed friction plate 35B and the second speed cam member 18B, a second speed separation spring 39B is incorporated in an axially compressed state, and the second speed friction plate is obtained by the elastic restoring force of the second speed separation spring 39B. 35B is biased in a direction away from the side surface of the second-speed output gear 10B.
The second speed separating spring 39B is a coil spring wound along the outer periphery of the spacer 32, and one end of the second speed separating spring 39B engages with the protruding piece 36 of the second speed friction plate 35B via the second speed washer 90B. Is supported by the axial end surface of the second speed cam member 18B. The 2-speed washer 90B is formed in an annular shape so as to cover the radial groove 29 on the axial end surface of the 2-speed cam member 18B.

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。   The shift ring 34 presses the first-speed friction plate 35A to contact the side surface of the first-speed output gear 10A and the first-speed shift position SP1f to press the second-speed friction plate 35B to contact the side surface of the second-speed output gear 10B. The second-speed shift position SP2f is supported so as to be movable in the axial direction. Further, a shift mechanism 41 that moves the shift ring 34 in the axial direction between the first-speed shift position SP1f and the second-speed shift position SP2f is provided. The shift mechanism 41 constitutes a part of the gear ratio switching mechanism 40 as described above.

図20、図21に示すように、シフト機構41は、シフトリング34(図4)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)とを有する。   As shown in FIGS. 20 and 21, the shift mechanism 41 includes a shift sleeve 43 that rotatably supports a shift ring 34 (FIG. 4) via a rolling bearing 42, and an annular shape provided on the outer periphery of the shift sleeve 43. A bifurcated shift fork 45 that engages with the groove 44, a shift rod 46 to which the shift fork 45 is fixed, a shift switching actuator 47 that is a shift motor, and the rotation of the shift switching actuator 47 into a linear motion of the shift rod 46. And a motion conversion mechanism 48 (feed screw mechanism or the like) for conversion.

図21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。   As shown in FIG. 21, the shift rod 46 is arranged parallel to the output shaft 8 at a distance, and is supported by a pair of sliding bearings 49 incorporated in the housing 11 so as to be slidable in the axial direction. . The rolling bearing 42 incorporated between the shift ring 34 and the shift sleeve 43 is assembled so as to be immovable in the axial direction with respect to both the shift ring 34 and the shift sleeve 43.

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(図4)に伝達することにより、同シフトリングを軸方向に移動させる。   In the shift mechanism 41, the rotation of the shift switching actuator 47 is converted into a linear motion by the motion conversion mechanism 48 and transmitted to the shift fork 45, and the linear motion of the shift fork 45 is transferred to the shift ring 34 (see FIG. 4), the shift ring is moved in the axial direction.

図17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。   As shown in FIG. 17, a preload spring 50 that is compressible in the axial direction is incorporated in the axial clearance on both sides between the shift fork 45 and the annular groove 44. Thus, when the first speed friction plate 35A is pressed by the shift ring 34 and brought into contact with the side surface of the first speed output gear 10A, the preload spring 50 is adjusted by adjusting the relative position in the axial direction of the shift fork 45 with respect to the shift sleeve 43. Thus, it is possible to adjust the friction force between the contact surfaces of the first speed friction plate 35A and the first speed output gear 10A. Further, also when the second speed friction plate 35B is pressed by the shift ring 34 and brought into contact with the side surface of the second speed output gear 10B, the frictional force between the contact surfaces of the second speed friction plate 35B and the second speed output gear 10B is adjusted. Is possible.

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。   As shown in FIG. 3, a differential drive gear 51 that transmits the rotation of the output shaft 8 to the differential 6 is fixed to the output shaft 8.

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とを有する。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。   The differential 6 includes a differential case 53 rotatably supported by a pair of bearings 52, a ring gear 54 that is fixed to the differential case 53 coaxially with the rotational center of the differential case 53, and meshes with the differential drive gear 51, and the rotational center of the differential case 53. It has a pinion shaft 55 fixed to the differential case 53 in a perpendicular direction, a pair of pinions 56 rotatably supported by the pinion shaft 55, and a pair of left and right side gears 57 that mesh with the pair of pinions 56. The left side gear 57 is connected to the shaft end portion of the axle 58 connected to the left wheel, and the right side gear 57 is connected to the shaft end portion of the axle 58 connected to the right wheel. When the output shaft 8 rotates, the rotation of the output shaft 8 is transmitted to the differential case 53 via the differential drive gear 51, and the rotation of the differential case 53 is distributed to the left and right wheels via the pinion 56 and the side gear 57.

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17に示すように、1速摩擦板35Aが1速出力ギヤ10Aの側面から離間し、かつ、2速摩擦板35Bも2速出力ギヤ10Bの側面から離間した状態では、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。
Below, the operation example of the motor drive apparatus A for vehicles is demonstrated.
First, as shown in FIG. 17, the first speed friction plate 35A is separated from the side surface of the first speed output gear 10A, and the second speed friction plate 35B is also separated from the side surface of the second speed output gear 10B. 21A is held in the neutral position by the elastic force of the first speed switch spring 22A, and the second speed holder 21B is also held in the neutral position by the elastic force of the second speed switch spring 22B. The engagement of the roller 20 is released, and the 2-speed 2-way roller clutch 16B is also released from the engagement of the roller 20.

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。   In this state, even if the input shaft 7 is rotated by driving the electric motor 3 shown in FIG. 3, transmission of rotation is interrupted by the first-speed two-way roller clutch 16A and the second-speed two-way roller clutch 16B. The first speed output gear 10 </ b> A and the second speed output gear 10 </ b> B idle, and the rotation of the input shaft 7 is not transmitted to the output shaft 8.

次に、シフト機構41を作動させて、図17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(図18)の狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。   Next, when the shift mechanism 41 is operated and the shift ring 34 shown in FIG. 17 is moved toward the first-speed output gear 10A, the first-speed friction plate 35A comes into contact with the side surface of the first-speed output gear 10A. The first-speed friction plate 35A rotates relative to the output shaft 8 by the frictional force between the surfaces, and the first-speed retainer 21A that is prevented from rotating by the first-speed friction plate 35A resists the elastic force of the first-speed switch spring 22A. Therefore, the roller 20 held by the first-speed holder 21A is pushed into the narrowed portion of the wedge-shaped space S (FIG. 18) between the cylindrical surface 17 and the cam surface 19 to engage. Combined state.

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。   In this state, the rotation of the first-speed output gear 10A is transmitted to the output shaft 8 via the first-speed two-way roller clutch 16A, and the rotation of the output shaft 8 is transmitted to the axle 58 via the differential 6. As a result, in the electric vehicle EV shown in FIG. 1, the front wheels 1 as drive wheels are rotationally driven, and in the hybrid vehicle HV shown in FIG. 2, the rear wheels 2 as auxiliary drive wheels are rotationally driven.

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。   Next, when the shift ring 34 is moved in the axial direction from the first speed shift position to the second speed shift position by the operation of the shift mechanism 41, the frictional force between the contact surfaces of the first speed friction plate 35A and the first speed output gear 10A. Therefore, the first-speed retainer 21A is moved from the engagement position to the neutral position by the elastic force of the first-speed switch spring 22A, and the first-speed two-way roller clutch 16A is engaged by the movement of the first-speed retainer 21A. Is released.

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に側面に接触し、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(図18)の狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。   When the shift ring 34 reaches the 2nd speed shift position, the 2nd speed friction plate 35B is pressed by the shift ring 34 and comes into contact with the side surface of the 2nd speed output gear 10B. The second-speed retainer 21B that rotates relative to the output shaft 8 and is prevented from rotating by the second-speed friction plate 35B moves from the neutral position to the engagement position against the elastic force of the second-speed switch spring 22B. The roller 20 held by the speed holder 21 </ b> B is pushed into and engaged with the narrowed portion of the wedge-shaped space S (FIG. 18) between the cylindrical surface 17 and the cam surface 19.

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。
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。
In this state, the rotation of the 2-speed output gear 10B is transmitted to the output shaft 8 via the 2-speed 2-way roller clutch 16B, and the rotation of the output shaft 8 is transmitted to the axle 58 via the differential 6.
Similarly, by shifting the shift ring 34 in the axial direction from the 2nd gear shift position to the 1st gear shift position, the engagement of the 2nd gear 2 way roller clutch 16B is released and the 1st gear 2 way roller clutch 16A is engaged. Can be combined.

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。   When the first-speed two-way roller clutch 16A is disengaged, if torque is transmitted via the first-speed two-way roller clutch 16A, the torque causes the roller 20 to move between the cylindrical surface 17 and the cam surface 19. Acting to push into the narrowed portion of the wedge-shaped space S between the two, the disengagement of the first-speed two-way roller clutch 16A is prevented. Therefore, when the shift ring 34 starts to move in the axial direction from the first speed shift position SP1f to the second speed shift position SP2f by the operation of the shift mechanism 41, the first speed friction plate 35A is moved to the side surface of the first speed output gear 10A. There is a possibility that the engagement of the first-speed two-way roller clutch 16A is not released even though it has already separated from the initial position.

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の側面から離間させるだけでなく、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。   Therefore, in order to reliably disengage the first-speed two-way roller clutch 16A, not only the first-speed friction plate 35A is separated from the side surface of the first-speed output gear 10A by the operation of the shift mechanism 41, but also the electric It is necessary to change the torque transmitted between the input shaft 7 and the output shaft 8 by controlling the output of the motor 3. The same applies when the second-speed two-way roller clutch 16B is disengaged.

そこで、上記制御システムでは、図8、図9等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。   Therefore, in the above control system, the electric motor 3 and the shift switching actuator 47 are controlled by the shift control device shown in FIGS. 8 and 9, and the first-speed two-way roller clutch 16A or the second-speed two-way roller is controlled by this control. The reliability of the operation when releasing the engagement of the clutch 16B is ensured.

以上説明した変速制御装置および変速制御方法によると、現変速段のクラッチ16A,16Bの係合を解除した後、シンクロ制御手段83は、電動モータ3を回転数制御することにより目標変速段のクラッチ16A,16Bの外輪23A,23Bと内輪18A,18Bの回転数が同期するようにシンクロさせる。電動モータ3をシンクロさせるとき、シンクロ制御手段83のゲイン調整部83aは、車速度センサ94で検出される車速と、回転角度センサ66で検出されるモータ回転数とに基づき、電動モータ3を回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整する。このように時々刻々と変化する車速とモータ回転数とに基づいてPI制御ゲインを最適設定することで、電動モータ3のオーバーシュート現象を避け、シンクロ時間の短縮を図ると共に、歯車間のバックラッシュに起因する異音の低減を図ることができる。   According to the speed change control apparatus and speed change control method described above, after the clutches 16A and 16B at the current speed are disengaged, the sync control means 83 controls the speed of the electric motor 3 to control the clutch at the target speed. The 16A and 16B outer rings 23A and 23B and the inner rings 18A and 18B are synchronized so that the rotation speeds are synchronized. When synchronizing the electric motor 3, the gain adjusting unit 83 a of the synchronization control unit 83 rotates the electric motor 3 based on the vehicle speed detected by the vehicle speed sensor 94 and the motor rotation speed detected by the rotation angle sensor 66. The PI control gain used when performing numerical control is adjusted. In this way, by optimally setting the PI control gain based on the vehicle speed and the motor speed that change from moment to moment, the overshoot phenomenon of the electric motor 3 is avoided, the synchronization time is shortened, and backlash between the gears is achieved. It is possible to reduce abnormal noise caused by noise.

ゲイン調整部83aは、ROM84に記録されたPIゲイン制御用テーブル84aからPI制御ゲインを取り込み、電動モータ3を制御する。このようにROM84にPIゲイン制御用テーブル84aを記録することで、車速とモータ回転数とに基づきPI制御ゲインを最適に設定することができる。またPI制御ゲインを必要に応じて容易に書換えることができる。
PIゲイン制御用テーブル84aは、シフトダウン用とシフトアップ用各々設定され、前記各PIゲイン制御用テーブル84aは、電動モータ3の実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値の定められた間隔毎に設けられる。このようにPIゲイン制御用テーブル84aをきめ細かく設定することで、シフトダウン,シフトアップにかかわらず、シンクロ時間の短縮をより図ると共に、バックラッシュに起因する異音をより低減することができる。
The gain adjustment unit 83 a takes in the PI control gain from the PI gain control table 84 a recorded in the ROM 84 and controls the electric motor 3. Thus, by recording the PI gain control table 84a in the ROM 84, the PI control gain can be optimally set based on the vehicle speed and the motor rotation speed. Further, the PI control gain can be easily rewritten as necessary.
The PI gain control table 84a is set for each of the downshift and the upshift, and each PI gain control table 84a has a predetermined interval between absolute values of deviations between the actual rotational speed of the electric motor 3 and the target rotational speed. Provided for each. By finely setting the PI gain control table 84a in this way, it is possible to further shorten the synchro time regardless of downshifting or upshifting, and to further reduce abnormal noise caused by backlash.

PIゲイン制御用テーブル84aは、車速全域にわたって等間隔毎または低速域,中速域,高速域に分けて設けられるものとしても良い。
ゲイン調整部83aは、前記PIゲイン制御用テーブル84aにおける比例ゲインの調整値のみ使用し、前記PIゲイン制御用テーブル84aにおける積分ゲインの調整値を使用しないものとしても良い。この場合、シンクロ制御手段83の演算処理負荷の軽減を図ることが可能となる。
The PI gain control table 84a may be provided at equal intervals over the entire vehicle speed or divided into a low speed region, a medium speed region, and a high speed region.
The gain adjustment unit 83a may use only the adjustment value of the proportional gain in the PI gain control table 84a, and may not use the adjustment value of the integral gain in the PI gain control table 84a. In this case, it is possible to reduce the calculation processing load of the synchronization control means 83.

3…電動モータ
4…モータ軸
5…変速機
7…入力軸
16A,16B…クラッチ
18A,18B…内輪
19…カム面
20…ローラ(係合子)
21A,21B…保持器
23A,23B…外輪
35A,35B…摩擦板
40…変速比切換機構
45…シフトフォーク(シフト部材)
47…変速切換アクチュエータ
66…回転角度センサ(回転数検出手段)
82…現変速段クラッチ解除手段
83…シンクロ制御手段
83a…ゲイン調整部
84…ROM(記録手段)
84a…PIゲイン制御用テーブル
85…目標変速段クラッチ係合手段
94…車速度センサ(車速検出手段)
LA,LB…ギヤ列
S…楔状空間
DESCRIPTION OF SYMBOLS 3 ... Electric motor 4 ... Motor shaft 5 ... Transmission 7 ... Input shaft 16A, 16B ... Clutch 18A, 18B ... Inner ring 19 ... Cam surface 20 ... Roller (engagement element)
21A, 21B ... Retainer 23A, 23B ... Outer ring 35A, 35B ... Friction plate 40 ... Gear ratio switching mechanism 45 ... Shift fork (shift member)
47... Gear change switching actuator 66... Rotation angle sensor (rotational speed detection means)
82 ... Current gear stage clutch release means 83 ... Synchro control means 83a ... Gain adjustment section 84 ... ROM (recording means)
84a ... PI gain control table 85 ... target gear stage clutch engaging means 94 ... vehicle speed sensor (vehicle speed detecting means)
LA, LB ... gear train S ... wedge-shaped space

Claims (8)

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ウェイ型のクラッチと、これら各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変速制御装置であって、
目標変速段への変速指令に応答して、前記変速切換アクチュエータにより前記シフト部材を動作させ、前記電動モータのトルクを除荷して現変速段のクラッチの係合を解除する現変速段クラッチ解除手段と、
この現変速段クラッチ解除手段で前記現変速段のクラッチの係合を解除した後、前記電動モータを回転数制御することにより前記目標変速段の前記クラッチの外輪と内輪の回転数が同期するようにシンクロさせるシンクロ制御手段と、
前記目標変速段の摩擦板と外輪を当接させ、前記電動モータを回転数制御することにより、目標変速段のクラッチを係合させる目標変速段クラッチ係合手段と、
を有し、
車速を検出する車速検出手段と、前記電動モータの回転数を検出する回転数検出手段とを設け、
前記シンクロ制御手段は、前記車速検出手段で検出される車速と、前記回転数検出手段で検出される回転数とに基づき、前記電動モータをPI制御またはPID制御で回転数制御するものであって、この回転数制御するときに用いるPI制御ゲインを調整するゲイン調整部を有することを特徴とする電気自動車の変速制御装置。
Intermittent switching between a gear train of a plurality of gear stages having different gear ratios, an input shaft connected to a motor shaft that is an output shaft of an electric motor for traveling, and a gear train of each gear stage And a transmission having a two-way clutch for each shift stage capable of shifting, and a gear ratio switching mechanism for switching between on and off of each clutch,
The transmission ratio switching mechanism is a mechanism that switches contact and separation of a rotating friction plate connected to a retainer with an outer ring by advancing and retreating a shift member by a transmission switching actuator.
A shift control device for an electric vehicle,
In response to a shift command to the target shift stage, the shift member is operated by the shift switching actuator, the torque of the electric motor is unloaded, and the engagement of the clutch of the current shift stage is released. Means,
After releasing the clutch of the current gear stage with the current gear stage clutch release means, the rotation speed of the outer ring and the inner ring of the clutch of the target gear stage is synchronized by controlling the rotation speed of the electric motor. Synchronization control means for synchronizing to,
Target gear stage clutch engagement means for engaging the clutch of the target gear stage by bringing the friction plate of the target gear stage into contact with the outer ring and controlling the rotational speed of the electric motor;
Have
Vehicle speed detection means for detecting the vehicle speed, and rotation speed detection means for detecting the rotation speed of the electric motor,
The synchronization control means controls the rotational speed of the electric motor by PI control or PID control based on the vehicle speed detected by the vehicle speed detection means and the rotational speed detected by the rotational speed detection means. A shift control device for an electric vehicle comprising a gain adjustment unit for adjusting a PI control gain used when controlling the rotational speed.
請求項1記載の電気自動車の変速制御装置において、入力信号に基づいて変速判断を行い、前記変速機の前記変速切換アクチュエータに指令を出す変速ECUを設け、この変速ECUは、前記車速と前記回転数とに応じて前記PI制御ゲインを規定するPIゲイン制御用テーブルが記録された記録手段を有し、前記ゲイン調整部は、前記記録手段に記録された前記PIゲイン制御用テーブルからPI制御ゲインを取り込み、前記電動モータを制御する電気自動車の変速制御装置。   2. The shift control apparatus for an electric vehicle according to claim 1, further comprising a shift ECU that performs a shift determination based on an input signal and issues a command to the shift switching actuator of the transmission. Recording means for recording a PI gain control table that defines the PI control gain in accordance with the number, and the gain adjustment unit is configured to obtain a PI control gain from the PI gain control table recorded in the recording means. And an electric vehicle shift control device for controlling the electric motor. 請求項2記載の電気自動車の変速制御装置において、前記PIゲイン制御用テーブルは、シフトダウン用とシフトアップ用各々設定され、前記各PIゲイン制御用テーブルは、前記電動モータの実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値の定められた間隔毎に設けられる電気自動車の変速制御装置。   3. The shift control apparatus for an electric vehicle according to claim 2, wherein the PI gain control table is set for downshifting and upshifting, and the PI gain control table is set for the actual rotational speed and target of the electric motor. A speed change control device for an electric vehicle, which is provided at predetermined intervals of an absolute value of a deviation in rotational speed. 請求項2または請求項3に記載の電気自動車の変速制御装置において、前記PIゲイン制御用テーブルは、車速について定められた間隔毎に設けられる電気自動車の変速制御装置。   4. The shift control device for an electric vehicle according to claim 2, wherein the PI gain control table is provided at intervals determined with respect to a vehicle speed. 請求項4記載の電気自動車の変速制御装置において、前記PIゲイン制御用テーブルは、車速全域にわたって等間隔毎または低速域,中速域,高速域に分けて設けられる電気自動車の変速制御装置。   5. The shift control device for an electric vehicle according to claim 4, wherein the PI gain control table is provided at equal intervals or divided into a low speed region, a medium speed region, and a high speed region over the entire vehicle speed. 請求項2ないし請求項5のいずれか1項に記載の電気自動車の変速制御装置において、前記PIゲイン制御用テーブルは、前記電動モータの実測回転数と目標回転数の偏差の絶対値が小さいほど積分ゲインを減少させ、同時に比例ゲインを減少させ、前記偏差の絶対値が大きいほど積分ゲインを増加させ、同時に比例ゲインを増加させる電気自動車の変速制御装置。   6. The shift control apparatus for an electric vehicle according to claim 2, wherein the PI gain control table has a smaller absolute value of a deviation between the actual rotational speed of the electric motor and the target rotational speed. 7. A shift control apparatus for an electric vehicle that decreases an integral gain, simultaneously decreases a proportional gain, increases the integral gain as the absolute value of the deviation increases, and simultaneously increases the proportional gain. 請求項2ないし請求項6のいずれか1項に記載の電気自動車の変速制御装置において、前記ゲイン調整部は、前記PIゲイン制御用テーブルにおける比例ゲインの調整値を使用し、前記PIゲイン制御用テーブルにおける積分ゲインの調整値を使用しない電気自動車の変速制御装置。   The shift control apparatus for an electric vehicle according to any one of claims 2 to 6, wherein the gain adjustment unit uses an adjustment value of a proportional gain in the PI gain control table to control the PI gain. A shift control apparatus for an electric vehicle that does not use the adjustment value of the integral gain in the table. 請求項1ないし請求項7のいずれか1項に記載の電気自動車の変速制御装置において、前記ゲイン調整部により、比例ゲインまたは積分ゲインを操作するゲイン操作量にそれぞれ制限値を設け、その制限値を超える場合には、前記ゲイン調整部は前記制限値を上限値として使用する電気自動車の変速制御装置。   The shift control device for an electric vehicle according to any one of claims 1 to 7, wherein a limit value is provided for each gain operation amount for operating a proportional gain or an integral gain by the gain adjusting unit, and the limit value is set. If the value exceeds the upper limit, the gain adjustment unit uses the limit value as the upper limit value.
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