JP2001008315A - 電動車両の駆動制御装置 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【課題】 加速中の変速時に回転数制御を行うことによ
って生じる減速感を低減でき、運転フィーリングを向上
できる電動車両の駆動制御装置を提供する。 【解決手段】 スロットル入力に応じて駆動モータ５０
により車輪１７を駆動するようにした電動車両の駆動制
御装置において、上記駆動モータ５０と車輪１７との間
に変速機構４３を設けるとともに、該変速機構４３を所
定の変速段に切り換える変速アクチュエータ８８を設
け、加速運転時には上記変速アクチュエータ８８による
変速をモータ回転数の増加に伴って出力トルクが低下す
る領域で行うように制御する変速制御手段３００を備え
る。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、バッテリを電源と
する駆動モータにより車輪を駆動するようにした電動車
両の駆動制御装置に関し、特に加速状態での変速時の減
速感を抑制できるようにしたものに関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、低公害，低騒音を図る観点から、
バッテリを電源とする駆動モータにより車輪を回転駆動
するようにした電動二輪車が注目されている。この電動
二輪車では、駆動モータと後輪との間に変速機構を設
け、スロットル入力に応じて駆動モータの回転を制御す
るとともに、アクチュエータにより変速機構を運転状態
に応じた変速段に切り換えるようにしたものがある。

【０００３】上記アクチュエータを用いる変速機構とし
て、中間軸に、ドッグ爪を有するドッグギヤを軸方向移
動自在かつ相対回転可能に装着するとともに、ドッグ孔
を有するホイールギヤを中間軸と共に回転するように固
定し、上記アクチュエータによってドッグギヤのドッグ
爪をホイールギヤのドッグ孔に抜き差しすることにより
自動変速するようにしたものがある。

【０００４】このような自動変速を行うようにした装置
として、従来、例えば特開平５−３３２４２８号公報に
記載されているように、切り換えをスムーズに行って変
速ショックを緩和する観点から、変速時に駆動モータの
出力を一時的に低減又は停止する等のいわゆるトルクカ
ット、あるいは上記ホイールギヤとドッグギヤとの回転
数が一致するようにモータ回転数を制御する回転数制御
を行い、この間に変速を行うようにしたものが提案され
ている。

【０００５】

【発明が解決しようとする課題】しかしながら、上記従
来の変速制御装置では、上記トルクカットや回転数制御
により運転者は減速感を感じ運転フィーリングが悪いと
いう問題がある。特に、加速中にシフトアップするとき
は運転者は加速を意識して乗車しているため、上記減速
感がより一層大きくなる。

【０００６】本発明は、上記従来の状況に鑑みてなされ
たもので、変速時に回転数制御やトルクカットを行うこ
とによって生じる減速感、特に加速中に乗員が感じる減
速感を低減でき、運転フィーリングを向上できる電動車
両の駆動制御装置を提供することを目的としている。

【０００７】

【課題を解決するための手段】図１７に示すように、請
求項１の発明は、スロットル入力に応じて駆動モータ５
０により車輪１７を駆動するようにした電動車両の駆動
制御装置において、上記駆動モータ５０と車輪１７との
間に変速機構４３を設けるとともに、該変速機構４３を
所定の変速段に切り換える変速アクチュエータ８８を設
け、加速運転時には上記変速アクチュエータ８８による
変速をモータ回転数の増加に伴って出力トルクが低下す
る領域で行うように制御する変速制御手段３００を備え
たことを特徴としている。

【０００８】請求項２の発明は、請求項１において、上
記変速制御手段３００は、バッテリ１５の電圧が低い場
合における上記変速を行なうモータ回転数領域をバッテ
リ電圧が高い場合におけるモータ回転数領域より低く制
御することを特徴としている。

【０００９】請求項３の発明は、請求項１又は２におい
て、上記変速制御手段３００は、運転者がスロットルを
戻したときには上記変速を行うモータ回転数領域よりも
低いモータ回転数領域で変速することを特徴としてい
る。

【００１０】

【発明の作用効果】請求項１の発明に係る電動車両の駆
動制御装置によれば、加速運転時には上記変速アクチュ
エータ８８による変速は、モータ回転数の増加に伴って
出力トルクがモータ特性上自然に低下する領域で行われ
るので、この変速動作に伴ってモータ出力を一時的に減
少又は停止した場合でも乗員が急激な減速感を感じるこ
とを抑制でき、運転フィーリングを向上することができ
る。

【００１１】請求項２の発明によれば、変速を行なうモ
ータ回転数領域をバッテリ電圧が低い場合には低回転数
領域側に補正するようにしたので、変速時の減速感に対
するバッテリ電圧の影響を減少させることができる。

【００１２】請求項３の発明によれば、スロットルを戻
したときには上記モータ回転数領域より低速側で変速す
るようにしたが、運転者はスロットルを戻した場合には
減速状態となることをある程度予測していることから、
変速時にモータ出力を一時的に減少又は停止しても、減
速感を感じることはほとんどなく、従って運転フィーリ
ングが低下することはない。

【００１３】

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を添付
図面に基づいて説明する。図１ないし図１６は、本発明
の一実施形態による電動車両の自動変速装置を説明する
ための図であり、図１，図２はスクータ型電動二輪車の
左，右側面図、図３は動力ユニットの断面平面図、図４
は動力ユニットのケース蓋を外した状態の左側面図、図
５，図６変速切換機構の断面平面図，左側面図、図７は
減速大ギヤ及び大中間ギヤの正面図、図８は変速位置検
出動作を示す模式図、図９は駆動制御装置の概略構成
図、図１０はスロットル開度と車速と変速段との関係を
示す特性図、図１１は車速とモータ駆動力と変速段との
関係を示す特性図、図１２，１３は車速とスロットル開
度，出力トルクと変速段との関係を示す特性図、図１４
はスロットルの戻し量を説明するための特性図、図１５
はスロットル戻しの検出動作を説明するためのフローチ
ャート図、図１６は変速動作を説明するための図であ
る。

【００１４】図において、１はスクータ型電動二輪車で
あり、これの車体フレーム２は、ヘッドパイプ３に車体
後方に斜め下方に延びる１本のメインフレーム４を接続
し、該メインフレーム４の下端に左, 右一対のサイドフ
レーム５，５の前端を接続し、該各サイドフレーム５を
後方に延長した概略構造のものである。

【００１５】上記左, 右のサイドフレーム５，５は、メ
インフレーム４から車幅方向外方に拡開しつつ下方に延
びた後、車体後方に屈曲して略水平に直線状に延びる水
平部５ａと、該水平部５ａの後端から上方に屈曲した
後、後方斜め上方に延びる傾斜部５ｂとから構成されて
いる。そして上記左右のサイドフレーム５，５の前端付
近と上記傾斜部５ｂの前端付近とはブラケット６ａ，６
ｂを介して補強パイプ６により連結されており、側面か
ら見たとき該補強パイプ６と上記水平部５ｂとで囲まれ
た空間内に後述する電池ユニット１５が搭載されてお
り、また上記後側のブラケット６ｂの上端部によりシー
ト１６が前ヒンジを介して上下方向に回動可能に支持さ
れている。

【００１６】上記ヘッドパイプ３には操向軸７が回転自
在に枢支されている。該操向軸７の下端にはフロントフ
ォーク８が、上端には操向ハンドル９がそれぞれ固定さ
れており、該フロントフォーク８の下端には前輪１０が
軸支されている。

【００１７】上記操向ハンドル９はハンドルカバー２０
で囲まれている。また上記ヘッドパイプ３の前方にはフ
ロントカバー２１が、後方にはレッグシールド２２がそ
れぞれ装着され、両者でヘッドパイプ３を囲んでいる。
上記レッグシールド２２の下端部に続いて後方に延びる
フートボード２３が上記サイドフレーム５，５の水平部
５ａに搭載された電池ユニット１５の上方を覆うように
配設されている。また該フートボード２３の左, 右側縁
に続いて電池ユニット１５及び水平部５ａ，補強パイプ
６の側方及び下方を覆うようにアンダカバー２４が配設
されている。さらにまた上記傾斜部５ｂの側方は上記シ
ート１６の下方を覆うサイドカバー２５によって覆われ
ている。なおシート１６下方のサイドカバー２５内には
該シート１６により開閉される収納ボックスが配設され
ている。

【００１８】上記車体フレーム２の左，右の傾斜部５
ｂ，５ｂにより電動式駆動装置１４が懸架支持されてい
る。この電動式駆動装置１４は、上記電池ユニット１５
と、該電池ユニット１５を電源として後輪１７を回転駆
動する動力ユニット１３と、上記操向ハンドル９の右端
部に配設されたアクセルグリップ９ａの回動操作（スロ
ットル開度）及び車速に基づいて上記動力ユニット１３
への給電量を制御するコントロールユニット１８と、該
コントロールユニット１８からの制御信号に応じて駆動
モータ５０，切り換えモータ８８等の回転を制御するパ
ワーモジュール２７、及び上記電池ユニット１５を充電
する充電器２６とを備えている。

【００１９】上記コントロールユニット１８はサイドカ
バー２５内の後端部に起立させて搭載されている。該コ
ントロールユニット１８の後側にはキャリア２８を支持
する左，右一対の脚部２８ａが立設されており、該キャ
リア２８の前端部はシート１６の後端部を支持する門形
のステー１６ａに固定されている。このようにして上記
コントロールユニット１８はキャリア２８，脚部２８
ａ，ステー１６ａ及びサイドフレーム５の後端部で囲ま
れた空間内に位置しており、外力が直接作用することが
ないようになっている。

【００２０】また上記充電器２６はシート１６の後端部
を支持する門形のステー１６ａの内側に位置するように
搭載されている。さらにまた上記パワーモジュール２７
は後輪１７の右側上部を覆うように配置され、その前側
上部はサイドカバー２５内に位置しており、ガソリンエ
ンジン搭載車の場合の消音器に似た外観を呈している。

【００２１】上記電池ユニット１５は、充電可能な多数
のＮｉ−Ｃｄ電池セル１５ａを直列接続してなるバッテ
リ１５ｂを４組直列接続してなり、電池ケース３２内に
配置されている。この電池ケース３２は、左, 右のサイ
ドフレーム５，５の水平部５ａ，５ａ間に４本のステー
３３を架け渡して溶接固定し、該ステー３３上にボルト
締め固定されている。なお、上記各バッテリ１５ｂはフ
ートボード２３を取り外し、電池ケース３２の蓋体を取
り外すことにより外部に取り出し可能となっている。

【００２２】上記動力ユニット１３は、左, 右の傾斜部
５ｂの下面に固定された左，右の懸架ブラケット１１，
１１間に挿通固定されたピボット軸１２により上下揺動
自在に枢支されている。またこの動力ユニット１３の後
端と左側のサイドフレーム５の傾斜部５ｂの後端との間
には１本の緩衝器１９が介設されている。

【００２３】上記動力ユニット１３は、車両左側に配設
され、前後方向に延びる側面視略長円箱状のアルミダイ
キャスト製伝動ケース４１と、該伝動ケース４１の前端
部に車幅方向に向けて配置された駆動モータ５０とを一
体的に結合して構成されている。

【００２４】上記伝動ケース４１は、動力伝達装置とし
ての巻き掛け伝動機構４２，及び歯車式変速機構４３を
支持するケース本体４４と、該ケース本体４４の外周側
合面４４ａに開閉可能に結合されたケース蓋体４５とか
らなり、ケース本体４４の前部上面に一体形成されたボ
ス部４４ｂが軸受５１ａを介して上記ピボット軸１２に
より軸支されている。

【００２５】上記伝動ケース４１内は、上記ケース本体
４４とケース蓋体４５とで形成された乾式の巻き掛け室
４６と、ケース本体４４の後端部とこれの内周側合面４
４ｃに装着された蓋部材４７とで形成された湿式のギヤ
室４８とに区分けされており、上記巻き掛け室４６内に
上記巻き掛け伝動機構４２が、上記ギヤ室４８内に上記
歯車式変速機構４３が配置されている。

【００２６】また上記伝動ケース４１の右側前端部には
フランジ部４４ｄが外方に拡がるように一体形成されて
おり、該フランジ部４４ｄに上記駆動モータ５０が出力
軸５０ａを上記ピボット軸１２と平行に向けてボルト締
め固定されている。この駆動モータ５０の上面に形成さ
れたボス部５０ｂが軸受メタル５１ｂを介して上記ピボ
ット軸１２の右側部で軸支されており、また該ピボット
軸１２の左側部はケース本体４４の前部上面に一体形成
された上記ボス部４４ｂで軸受５１ａを介して軸支され
ている。これにより伝動ケース４１と駆動モータ５０と
が上記ピボット軸１２を中心に一体的に上下揺動するよ
うになっている。また駆動モータ５０にはモータ回転
数，回転位置を検出するエンコーダ５２が装着されてお
り、該エンコーダ５０からの検出値は上記コントロール
ユニット１８に入力される。

【００２７】上記巻き掛け伝動機構４２は、回転比が略
１：１となるように設定された歯付き駆動プーリ５５
と、歯付き従動プーリ５６とを歯付きベルト５７で連結
した構成となっている。該歯付きベルト５７の弛み側に
はベルト張力を調整する歯付き調整プーリ５８が噛合し
ている。該調整プーリ５８は支持アーム５９により揺動
可能に支持されており、該支持アーム５９はスプリング
６０によりベルトの緊張方向に付勢されている。

【００２８】上記駆動プーリ５５の駆動軸５５ａは上記
駆動モータ５０の出力軸５０ａに同軸をなすようにスプ
ライン結合されており、この駆動軸５５ａはケース本体
４４に一体形成されたボス部４４ｅに軸受６１，６１を
介して軸支されている。

【００２９】上記歯車式変速機構４３は、上記ギヤ室４
８内に上記出力軸５０ａと平行に従動軸５６ａ，中間軸
６５，及び上記後輪１７が固定された後輪軸６６を配置
し、各歯車を噛合させた構成となっている。上記各軸５
６ａ，６５，６６はケース本体４４及び蓋部材４７によ
り軸受６７を介して軸支されている。

【００３０】上記従動軸５６ａの左端部は蓋部材４７を
貫通して巻き掛け室４６内に突出しており、該突出部に
上記従動プーリ５６が装着されている。なお、６７ａは
オイルシールである。上記従動軸５６ａの右端部には小
減速ギヤ５６ｂが一体形成されており、該小減速ギヤ５
６ｂには上記中間軸６５に固定された大減速ギヤ（ホイ
ールギヤ）６８が噛合している。

【００３１】上記中間軸６５には小中間ギヤ６５ａが一
体形成されており、該小中間ギヤ６５ａには上記後輪軸
６６に相対回転可能に装着された大後輪ギヤ６９が噛合
している。また上記中間軸６５には大中間ギヤ（ドッグ
ギヤ）７０が該中間軸６５に対して相対回転可能にかつ
軸方向移動可能に装着されており、該大中間ギヤ７０に
は上記後輪軸６６に固定された小後輪ギヤ７１が常時噛
合している。この大中間ギヤ７０にはドッグ爪７０ａが
突出形成されており、該ドッグ爪７０ａは該大中間ギヤ
７０を軸方向に上記大減速ギヤ６８側（図３上側）に移
動させたとき該大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａに係合
するようになっている。

【００３２】ここで図７に示すように、上記大中間ギヤ
７０のドッグ爪７０ａは１２０°間隔毎に３ヶ所に突設
されており、横断面円形の棒状をなしている。一方、上
記大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａは６０°間隔毎に６
ヶ所に貫通形成されており、上記ドッグ爪７０ａより少
し大径でかつ円周方向に長い長円状をなしている。これ
により上記ドック爪７０ａのドッグ孔６８ａ内への挿入
が容易かつ円滑に行われるようになっている。

【００３３】上記大後輪ギヤ６９と後輪軸６６と間には
ワンウェイクラッチ７２が介設されている。このワンウ
ェイクラッチ７２は、上記後輪軸６６に固定された内輪
７３と、上記大後輪ギヤ６９に固定された外輪７４との
間に周方向に複数個のラチェット爪７５を介在させ、該
ラチェット爪７５を付勢ばね（不図示）により上記外輪
７４の内周面に形成された係合歯７４ａに係合する方向
に押し付けるように付勢した構造のものである。これに
より中間軸６５から後輪軸６６への図４反時計回りの回
転伝達のみを許容し、後輪軸６６から中間軸６５への図
４反時計回りの回転伝達は遮断するようになっている。

【００３４】上記中間軸６５の下方にはフォーク軸７
６，ドラム軸７７が該中間軸６５と平行に配設されてい
る。上記フォーク軸７６には上記大中間ギヤ７０に回転
方向に摺動自在に係合するシフトフォーク７８が軸方向
に移動可能に装着されている。また上記ドラム軸７７に
はシフトドラム７９が固定されており、該シフトドラム
７９の外周には上記シフトフォーク７８のガイドピン７
８ａが摺動自在に係合するガイド溝７９ａが凹設されて
いる。このガイド溝７９ａは該シフトドラム７９の周方
向にハイ変速段部ａ，ロー変速段部ｂを９０°間隔で交
互に位置するように波状に形成したものであり（図５の
展開図参照）、シフトドラム７９を一方向に回転させる
ことにより変速段がローとハイとに交互に切り換わるよ
うになっている。

【００３５】上記歯車式変速機構４３において、大中間
ギヤ７０が大減速ギヤ６８に係合せず中間軸６５に対し
て空転するロー変速段となっている場合、駆動モータ５
０の回転は巻き掛け伝動機構４２を介して従動軸５６ａ
から大減速ギヤ６８を介して中間軸６５に伝達され、該
中間軸６５の小中間ギヤ６５ａから大後輪ギヤ６９，ワ
ンウェイクラッチ７２を介して後輪軸６６に伝達され、
該後輪軸６６が後輪１７を回転させる。

【００３６】またシフトドラム７９を９０°回転させる
と、ガイドピン７８ａがガイド溝７９ａのハイ変速段部
ａ内に位置することからシフトフォーク７８が大中間ギ
ヤ７０を軸方向に大減速ギヤ６８側に移動させ、該大中
間ギヤ７０のドッグ爪７０ａが該大減速ギヤ６８のドッ
グ孔６８ａに係合し、これにより大中間ギヤ７０は中間
軸６５に対して固定され、ロー変速段からハイ変速段に
切り換えられる。これにより駆動モータ５０の回転は中
間軸６５の大中間ギヤ７０から小後輪ギヤ７１を介して
後輪軸６６に伝達され、後輪１７を回転させる。

【００３７】ここで上記ハイ変速段では、中間軸６５の
回転は小中間ギヤ６５ａから大後輪ギヤ６９の経路でも
後輪軸６６に伝達される。この経路での後輪軸６６の回
転数より、上記大中間ギヤ７０から小後輪ギヤ７１の経
路で伝達された後輪軸６６回転数のほうが大きくなり、
両者の間に回転数差が生じるが、この回転数差は上記ワ
ンウェイクラッチ７２のラチェット爪７５が外輪７４の
係合歯７４ａから解放されることにより吸収される。

【００３８】上記シフトドラム７９には、該ドラム７９
をロー変速段位置又はハイ変速段位置に保持する節度機
構が配設されている。この節度機構は、シフトドラム７
９の外周部に軸方向に延びる４本のピン８０ａを９０°
間隔で配置固定し、このピン８０ａ間に係合するローラ
８０を設け、該ローラ８０をストッパレバー８１により
軸支するとともに、該ストッパレバー８１をケース本体
４４に揺動可能に支持し、該レバー８１をスプリング８
３によりピン係合方向に回動付勢した構造のものであ
る。

【００３９】上記シフトドラム７９を上記スプリング８
３の付勢力に抗して回転させると、該回転に伴って、上
記ローラ８０はピン８０ａを乗り上げて該乗り上げたピ
ン８０ａと隣合うピン８０ａとの間に上記付勢力でもっ
て係合する。このようにしてシフトドラム７９は、ロー
変速段，又はハイ変速段の何れかに確実に保持される。

【００４０】上記ドラム軸７７は蓋部材４７を貫通して
巻き掛け室４６内に突出しており、該突出部には切り換
え機構８５が接続されている。この切り換え機構８５
は、複数の減速ギヤ列８６が収納されたギヤケース８７
と、該ギヤケース８７に固定され上記減速ギヤ列８６を
回転駆動する切換モータ（変速アクチュエータ）８８
と、上記ギヤケース８７により軸支され減速ギヤ列８６
で回転駆動される切り換え軸８９とを備えている。

【００４１】上記切り換え軸８９の両端部はギヤケース
８７から外方に突出しており、この一方の突出部には切
り換えギヤ９０が装着されており、該切り換えギヤ９０
は上記ドラム軸７７の突出部に装着されたシフトギヤ９
１に噛合している。ここで上記両ギヤ９０，９１には逃
げ溝９０ａ，９１ａが形成されており、該逃げ溝９０
ａ，９１ａ内に上記切り換え軸８９，ドラム軸７７に貫
通固着されたピン８９ａ，７７ａが該両軸８９，７７の
軸回りに所定角度の遊びを以て係合している。この遊び
は、後述するように、シフトドラム７９が切換モータ８
８の回転に応じた速度よりも速く回動するのを所定角度
範囲で許容するためのものである。

【００４２】上記切換モータ８８は上記コントロールユ
ニット１８により駆動制御される。この切換モータ８８
が回転すると、減速ギヤ列８６を介して切り換え軸８９
とともシフトドラム７９が９０°回転し、これによりシ
フトフォーク７８が大中間ギヤ７０を軸方向に移動さ
せ、その結果上述の変速段切り換えが行われる。

【００４３】上記切換モータ８８によりシフトドラム７
９が回転すると、該回転力によりストッパレバー８１が
スプリング８３の付勢力に抗して押し上げられるととも
にローラ８０がピン８０ａに乗り上げ、シフトドラム７
９が４５°回転した時点でローラ８０の中心はシフトド
ラム７９とピン８０ａとの中心を結ぶ線上に位置し、こ
の状態からシフトドラム７９が僅かに回動するとローラ
８０は乗り上げたピン８０ａと隣合うピン８０ａとの間
に落ち込み、この際に何れかの変速段に切り換えられ
る。

【００４４】ここで、上記ローラ８０がピン８０ａに乗
り上げた位置からの回動はスプリング８３の付勢力によ
り瞬時に行われ、そのためシフトドラム７９が切換モー
タ８８の回転に応じた速度より速く回転することとな
り、切り換えを速やかに行うことができ、また切換モー
タ８８の負荷を軽減でき、その分だけバッテリの消耗を
低減することができる。なお、この場合シフトドラム７
９が高速で回転した場合の切換モータ８８の回転に応じ
た回転速度との差は上記逃げ溝９１ａ，９０ａで吸収さ
れる。

【００４５】また上記切り換え軸８９の他方の突出部に
は変速位置検出器（変速段検出手段）９５が配設されて
いる。この変速位置検出器９５は切り換え軸８９にこれ
と共に回転するように固定された円板状の磁石保持板９
６と、該磁石保持板９６と対向するように、かつ３０°
の角度間隔を開けて配置され、上記ギヤケース８７の外
壁に固定されたホール素子からなる第１，第２センサ９
８，９９とを備えている（図８参照）。

【００４６】上記磁石保持板９６には、９０°の円弧を
なすＳ極磁石１００，Ｎ極磁石１０１，Ｓ極磁石１０
０′，Ｎ極磁石１０１′が交互に埋設されている。また
上記第１センサ９８はＳ極磁石１００又は１００′と対
向したとき出力がローとなり、第２センサ９９はＮ極磁
石１０１又は１０１′と対向したとき出力がローとな
る。そして上記磁石保持板９６は、上記大中間ギヤ７０
が図５に実線で示すロー変速段位置にあるとき、上記両
磁石１００，１０１が上記第１，第２センサ９８，９９
と図８（ａ）に示す位置関係で対向するように上記切り
換え軸８９に固定されており、この位置を基準位置（０
°）とする。

【００４７】本実施形態装置では、ロー変速段（１速）
にある場合には、切り換え軸８９が上記基準位置にあ
り、そのため図５に示すように、シフトドラム７９のガ
イド溝７９ａのロー変速段部ｂにシフトフォーク７８の
ガイドピン７８ａが係合しており、これにより大中間ギ
ヤ７０が図示実線位置に位置し、該大中間ギヤ７０のド
ッグ爪７０ａと大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａとの係
合が解除されている。

【００４８】図１６に示すように、上記ロー変速段にあ
る場合に、ハイ変速段（２速）への変速指令信号が入力
されると、切り換えモータ８８が起動して切り換え軸８
９を回転させ、該回転が３０°を越えると上記第２セン
サ９９の出力がハイとなる。この第２センサ９９の信号
の立ち上がりにより速度制御が開始される。この速度制
御では、駆動モータ５０の回転数を、現時点での走行速
度とハイ変速段における減速比とに応じた回転数になる
ように減少させる制御が行われる。

【００４９】上記切り換え軸８９の回転が６１°に達す
ると上記大中間ギヤ７０のドッグ爪７０ａが大減速ギヤ
６８のドッグ孔６８ａに係合開始し、ハイ変速段とな
り、駆動モータ５０の回転は従動軸５６ａ，中間軸６５
から大中間ギヤ７０，小後輪ギヤ７１を介して後輪軸６
６に伝達される。

【００５０】上記切り換え軸８９の回転が９０°を越え
ると（図８（ｂ）参照）上記第１センサ９８の出力がハ
イとなり、該出力の立ち上がりにより切り換えモータ８
８が停止し、また上記駆動モータ５０の速度制御が停止
される。この後駆動モータ５０はスロットル開度，車速
に応じた回転速度となるように供給電流が制御される。
なお、この状態では、上記磁石保持板９６と第１，第２
センサ９８，９９とは図８（ｂ）に示す位置関係にあ
り、また該両センサ９８，９９の出力は共にハイとなっ
ている。

【００５１】そして上記ハイ変速段の状態にある場合
に、ロー変速段への変速指令信号が入力されると、切り
換えモータ８８が起動して切り換え軸８９を回転させ、
該回転が図８（ｂ）に示角度位置を基準位置（０°）と
してここから３０°を越えると上記第２センサ９９の出
力がローとなる。この第２センサ９９の出力の立ち下が
りによりトルクカット制御が開始される。このトルクカ
ット制御では、駆動モータ５０への電流供給を停止し、
その後徐々に電流供給量を増加する制御が行われる。

【００５２】上記切り換え軸８９の回転が上記基準位置
から６１°を越えると上記大中間ギヤ７０のドッグ爪７
０ａの大減速ギヤ６８のドッグ孔６８ａとの係合が解除
され、ロー変速段となり、駆動モータ５０の回転は従動
軸５６ａ，中間軸６５から小中間ギヤ６５ａ，大後輪ギ
ヤ６９を介して後輪軸６６に伝達される。

【００５３】上記切り換え軸８９の回転が上記基準位置
から９０°を越えると上記第１センサ９８の出力がロー
となり、該出力の立ち下がりにより切り換えモータ８８
が停止し、また上記駆動モータ５０のトルクカット制御
が停止される。この後駆動モータ５０はスロットル開
度，車速に応じた回転速度となるように供給電流が制御
される。なお、この状態では、上記磁石保持板９６と第
１，第２センサ９８，９９とは図８（ｂ）に示す位置関
係にあり、また該両センサ９８，９９の出力は共にロー
となっている。

【００５４】上記コントロールユニット１８は、スロッ
トルセンサ２９からのスロットル開度検出値，エンコー
ダ５２からのモータ回転数等の各検出値が入力され、内
蔵する電流指令値マップに基づいて駆動モータ５０の回
転を制御し、また上記変速切換機構８５の切り換えモー
タ８８の動作を制御する変速制御手段として機能する。

【００５５】次に、上記コントローラ１８による変速制
御を図１０〜図１５に基づいて説明する。図１０〜図１
２において、特性線Ａはロー変速段でスロットルを所定
開度、例えば全開に保持した場合の車速と駆動力との関
係を、特性線Ｂはハイ変速段でスロットルを所定開度、
例えば全開に保持した場合の車速と駆動力との関係をそ
れぞれ示している。なお、特性線Ａ１，Ｂ１はバッテリ
電圧が低下した場合の特性を示し、また特性線Ｃは平坦
路での走行抵抗を示す。また特性線Ｄ１はロー変速段か
らハイ変速段にシフトアップされる場合のスロットル開
度と車速との関係を、特性線Ｄ２はハイ変速段からロー
変速段にキックダウンされる場合のスロットル開度と車
速との関係を示している。従って図１０中、斜線内領域
では以前の変速段が維持されることとなる。なお、図１
２では図１０の特性線Ｄ１，Ｄ２を簡略化して表現して
いる。

【００５６】上記特性線Ｄ１から、上記ロー変速段で走
行している場合、スロットル開度が小さいほど低速でハ
イ変速段にシフトアップされ、スロットル開度が大きい
ほど高速でシフトアップされ、従ってスロットルを大き
く開けるほど高速までロー変速段が保持され、大きな加
速が得られることが判る。

【００５７】また上記特性線Ａ，Ｂから、本実施形態の
駆動モータ５０は、車速（モータ回転数）がある所定の
速度ｖo までは一定の駆動力（トルク）を発生し、大き
な加速が得られるが、該所定速度ｖo を越えると駆動力
は減少し、得られる加速は小さくなっていくことが判
る。なお、運転者は、モータの駆動力特性が上述のよう
な傾向にある、つまり車速が高くなると駆動トルクが小
さくなることを体感的に認識しているのが一般的であ
る。

【００５８】上述のように、上記ロー変速段からハイ変
速段への変速においては、回転数制御が行われるが、こ
の回転数制御ではモータ出力が低減され、そのため運転
者は減速感を感じることとなるが、本実施形態では、上
記回転数制御が行われる上記変速動作を、図１１，図１
２に示すようにモータ駆動力がその特性上減少する車速
（回転数）領域で行うことにより運転者の感じる減速感
を低減している。

【００５９】即ち、本実施形態では、車速（モータ回転
数）が上記駆動力が減少する車速ｖo より大きい領域、
例えばｖ1 において上記変速を行うようにしている。従
って本実施形態では上記車速ｖ1 において上述の回転数
制御を行いつつ自動変速動作が行われることとなる。ま
た、バッテリ電圧が低い場合には、上記変速動作を行う
車速領域は、バッテリ電圧に応じた車速領域、例えばｖ
1 ′に補正される。

【００６０】このようにモータ特性上、車速増加により
自然にモータ駆動力が低下した状態で変速動作が行われ
るので、運転者は変速動作に伴う減速感をあまり感じな
くなり、それだけ運転フィーリングの低下を回避でき
る。バッテリ電圧が低下した場合にも同様となる。

【００６１】また図１３〜図１５に示すように、本実施
形態では、ロー変速段で加速している状態でスロットル
を戻した場合には上述の場合より低い車速でハイ変速段
に変速するようにしている。即ち、例えばロー変速段で
スロットル開度Ｓ１に保持して加速している場合、通常
は車速ｖ1 に達した時点でハイ変速段に変速するのであ
るが、スロットルを戻した場合には特性線Ｄ３より高速
側、この場合は車速ｖ2 より高速であればハイ変速段に
変速する。

【００６２】上記スロットルを戻したか否かの検出は、
図１４，図１５に示すように、スロットル開度Ｅとスロ
ットル開度をフィルタリングした開度Ｅ′との差をスロ
ットル戻し量として検出し、該検出値が所定のしきい値
より大の場合にスロットルが戻されたと判断する。

【００６３】このようにスロットルが戻された場合に
は、図１３の特性線Ｄ３に従ってロー変速段からハイ変
速段に変速される。この場合、出力トルクが大きい時点
で上述の回転数制御が行われ、減速感が大きくなる懸念
があるが、運転者はスロットルを戻した時点で、減速感
が生じることを予測しているので、上記回転数制御によ
る減速感が大きくなることはない。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の一実施形態の駆動制御装置を備えたス
クータ型電動二輪車の左側面図である。

【図２】上記電動二輪車の右側面図である。

【図３】上記電動二輪車の動力ユニットの断面平面図で
ある。

【図４】上記電動二輪車の動力ユニットの側面図であ
る。

【図５】上記動力ユニットの変速切り換え機構の断面平
面図である。

【図６】上記変速切り換え機構の側面図である。

【図７】上記変速装置の大中間ギヤ，大減速ギヤの正面
図である。

【図８】上記変速装置の変速位置検出器を示す模式図で
ある。

【図９】上記電動二輪車の駆動制御装置の概略全体構成
図である。

【図１０】上記駆動制御装置の変速動作を説明するため
の特性図である。

【図１１】上記駆動制御装置の変速動作を説明するため
の特性図である。る。

【図１２】上記駆動制御装置の変速動作を説明するため
の特性図である。る。

【図１３】上記駆動制御装置の変速動作を説明するため
の特性図である。る。

【図１４】上記変速動作におけるスロットル戻し検出動
作を説明するための特性図である。

【図１５】上記スロットル戻し検出動作を説明するため
のフローチャート図である。

【図１６】上記駆動制御装置の変速動作を説明するため
の特性図である。

【図１７】本発明のクレーム構成図である。

【符号の説明】

１７ 車輪 ４３ 変速機構 ５０ 駆動モータ ８８ 変速アクチュエータ ３００ 変速制御手段

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き Ｆターム(参考） 3D035 AA06 3D039 AA07 AB04 AC04 AC23 AC77 AD11 5H115 PA01 PG10 PI16 PI29 PU01 QE08 RB08 SE03 SE08 SJ12 TB01 TO12 TO21 TO30 UI40

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 スロットル入力に応じて駆動モータによ
   り車輪を駆動するようにした電動車両の駆動制御装置に
   おいて、上記駆動モータと車輪との間に変速機構を設け
   るとともに、該変速機構を所定の変速段に切り換える変
   速アクチュエータを設け、加速運転時には上記変速アク
   チュエータによる変速をモータ回転数の増加に伴って出
   力トルクが低下する領域で行うように制御する変速制御
   手段を備えたことを特徴とする電動車両の駆動制御装
   置。
2. 【請求項２】 請求項１において、上記変速制御手段
   は、バッテリ電圧が低い場合における上記変速を行なう
   モータ回転数領域をバッテリ電圧が高い場合におけるモ
   ータ回転数領域より低く制御することを特徴とする電動
   車両の駆動制御装置。
3. 【請求項３】 請求項１又は２において、上記変速制御
   手段は、運転者がスロットルを戻したときには上記変速
   を行うモータ回転数領域よりも低いモータ回転数領域で
   変速することを特徴とする電動車両の駆動制御装置。