JP2014047817A - 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置 - Google Patents

電気自動車の変速制御方法および変速制御装置 Download PDF

Info

Publication number
JP2014047817A
JP2014047817A JP2012189598A JP2012189598A JP2014047817A JP 2014047817 A JP2014047817 A JP 2014047817A JP 2012189598 A JP2012189598 A JP 2012189598A JP 2012189598 A JP2012189598 A JP 2012189598A JP 2014047817 A JP2014047817 A JP 2014047817A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
shift
speed
gear
temperature
detection unit
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP2012189598A
Other languages
English (en)
Inventor
Guodong Li
国棟 李
Fumihiro Isobe
史浩 磯部
Original Assignee
Ntn Corp
Ntn株式会社
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Ntn Corp, Ntn株式会社 filed Critical Ntn Corp
Priority to JP2012189598A priority Critical patent/JP2014047817A/ja
Publication of JP2014047817A publication Critical patent/JP2014047817A/ja
Pending legal-status Critical Current

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T10/00Road transport of goods or passengers
    • Y02T10/60Other road transportation technologies with climate change mitigation effect
    • Y02T10/70Energy storage systems for electromobility, e.g. batteries

Abstract

【課題】 締結要素の締結および解除を確実に行うことができる電気自動車の変速制御方法および変速制御装置を提供する。
【解決手段】 この電気自動車における変速制御方法は、信号等取得過程(S1)と、判定過程(S2)と、変速過程(S3)とを有する。信号等取得過程(S1)では、変速操作部の操作信号、油温検出部により検出される潤滑油の温度、スロットル検出部により検出されるスロットル開度、車速検出部により検出される車速、および加速度検出部により検出される加減速度を取得する。判定過程(S2)では、この信号等取得過程(S1)で取得される各種信号等を、定められた判定アルゴリズムにより判定する。変速過程(S3)では、この判定過程(S2)で判定された判定結果に基づき、変速機の変速を実行する。
【選択図】 図14

Description

この発明は、電動モータの回転を変速して車輪へ伝達する電気自動車の変速制御方法および変速制御装置に関し、例えば、変速機の油温センサ等からの温度信号を取り込んで、自動変速および手動変速の実施可否を判断する技術に関する。
電気自動車の駆動装置として、電動モータ、2段変速機、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。
この車両用モータ駆動装置に関して、外気温が低温時に、変速機内の潤滑油(Automatic Transmission Fluid;略称ATF)等の温度が低くなることで、その潤滑油の粘度が高くなり、変速に関与するクラッチ、共噛み防止装置、ミス係合防止装置、摩擦板等の締結要素の締結および解除が遅れ、変速遅延が発生する。さらに極低温時に、これら締結要素の締結および解除が不能になる可能性がある。
特開平2−96068号公報
<エンジン車>
変速機内のATF作動油の温度が低くなることで、その作動油の粘度が高くなり、変速に関与する摩擦締結要素の締結および解除が遅れ、変速遅延が発生する現象を防止するための制御方法と変速制御装置が提案されている(特許文献1)。
提案:エンジン始動後、作動液温が一定温度以下の場合に、自動変速機が最高速段に設定されるのを防止する低速段保持手段と、一定温度以上の検知信号または所定時間経過信号のいずれか一方の入力により、前記低速段保持手段による最高速段防止機能を解除する手段が提案されている。
欠点:エンジン始動後、所定時間経過信号の入力により、低速段保持による最高速段防止機能を解除する解除手段に関して、
エンジン始動後、所定時間経過しても、作動液温が再び低下した場合、クラッチの締結または解除が不能となる可能性があり、本装置に適用できない。
<電気自動車>
外気温の極低温時に、クラッチの締結、解除が不能になり、自動または手動変速できない可能性がある。
この発明の目的は、締結要素の締結および解除を確実に行うことができる電気自動車の変速制御方法および変速制御装置を提供することである。
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LA,LBと、走行用の駆動モータ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2ウェイ型のクラッチ16A,16Bと、これらクラッチ16A,16Bの断続の切換を行う変速比切換機構40と、変速の許否を操作する変速操作部とを有する変速機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23,23への接触と離間とを変速切換アクチュエータ47によるシフト部材45の進退によって切り換える機構であり、前記変速機5内の潤滑油の温度を検出する油温検出部84と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部63aと、車速を検出する車速検出部94と、車両の加減速度を検出する加速度検出部95とを有する、電気自動車における変速制御方法において、
前記変速操作部86の操作信号、前記油温検出部84により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部63aにより検出されるスロットル開度、前記車速検出部94により検出される車速、および前記加速度検出部95により検出される加減速度を取得する信号等取得過程と、
この信号等取得過程で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定過程と、
この判定過程で判定された判定結果に基づき、前記変速機5の変速を実行する変速過程と、
を有することを特徴とする。
この方法によると、信号等取得過程では、変速操作部86の操作信号、潤滑油の温度、スロットル開度、車速、および加減速度を取得する。判定過程では、これら操作信号、温度、スロットル開度、車速、および加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する。変速過程では、前記判定過程で判定された判定結果に基づき、変速機5の変速を実行する。特に、変速機内の潤滑油の温度を加味して、変速の実施可否を判断するため、潤滑油の温度が低下している状態では、変速機5の変速を実施せず、潤滑油の温度が上昇するまで元の変速段を維持する。つまり、潤滑油の温度が上昇することで、変速段の変速を実施する。したがって、クラッチ等の締結要素の締結および解除を確実に行うことができる。
前記変速操作部86は、自動変速と手動変速を切換え可能に構成されるものであっても良い。
前記判定過程における判定アルゴリズムは、自動変速を判定する自動変速アルゴリズムを含み、この自動変速アルゴリズムにて、車速とスロットル開度とを対応させた、シフトアップの変速線マップに基づいた判断条件を満足したうえで、さらに前記油温検出部84により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、前記変速過程にて前記変速機5の変速を実行するものであっても良い。
シフトアップの変速線マップに基づいた判断条件として、例えば、現在の車速よりスロットル開度を算出し、現在のスロットル開度との比較および車両の加減速度等がある。判定過程において、この判断条件を満足したうえで、さらに油温検出部84により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、シフトアップ変速を自動的に行う。
前記判定過程における判定アルゴリズムは、手動変速を判定する手動変速アルゴリズムを含み、この手動変速アルゴリズムにて、前記車速検出部94により検出された車速が定められた車速閾値を上回り、さらに前記油温検出部84により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、前記変速過程にて前記変速機5の変速を実行するものであっても良い。
変速操作部86における例えば一つの操作スイッチ96を操作することで手動変速を許可し、他の操作スイッチ97,98を操作することで、手動シフトアップ変速または手動シフトダウン変速を許可する。その後、油温検出部84により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、シフトアップ変速またはシフトダウン変速を開始する。
入力信号に基づいて変速判断を行ない、前記変速切換アクチュエータ47に変速指令を出力する変速ECU61を有し、この変速ECU61は、前記車速閾値および前記温度閾値を記憶する記憶手段85を有し、前記判定過程では、前記記憶手段85から前記車速閾値および前記温度閾値を取込み、検出された車速が前記車速閾値を上回るか否かを判定し、検出された温度が前記温度閾値を上回るか否かを判定するものであっても良い。
前記電気自動車は、車両の前後輪1,2のいずれか一方または両方を前記駆動モータ3で駆動するものであっても良い。
前記電気自動車は、車両の前後輪1,2のいずれか一方をエンジンEにて駆動し、前後輪1,2のいずれか他方を前記駆動モータ3で駆動するものであっても良い。
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、走行用の駆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2ウェイ型のクラッチと、これらクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構と、変速の許否を操作する変速操作部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り、
前記変速機内の潤滑油の温度を検出する油温検出部と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部と、車速を検出する車速検出部と、車両の加減速度を検出する加速度検出部とを有する、
電気自動車における変速制御装置において、
前記変速操作部の操作信号、前記油温検出部により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部により検出されるスロットル開度、前記車速検出部により検出される車速、および前記加速度検出部により検出される加減速度を取得する信号等取得手段と、
この信号等取得手段で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定手段と、
この判定手段で判定された判定結果に基づき、前記変速機の変速指令を生成する変速指令生成手段と、
を有することを特徴とする。
この構成によると、信号等取得手段は、変速操作部の操作信号、潤滑油の温度、スロットル開度、車速、および加減速度を取得する。判定手段では、これら操作信号、温度、スロットル開度、車速、および加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する。変速指令生成手段は、前記判定手段で判定された判定結果に基づき、変速機の変速指令を生成する。特に、変速機内の潤滑油の温度を加味して、変速の実施可否を判断するため、潤滑油の温度が低下している状態では、変速機の変速を実施せず、潤滑油の温度が上昇するまで元の変速段を維持する。つまり、潤滑油の温度が上昇することで、変速段の変速を実施する。したがって、クラッチ等の締結要素の締結および解除を確実に行うことができる。
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、走行用の駆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2ウェイ型のクラッチと、これらクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構と、変速の許否を操作する変速操作部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り、前記変速機内の潤滑油の温度を検出する油温検出部と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部と、車速を検出する車速検出部と、車両の加減速度を検出する加速度検出部とを有する、電気自動車における変速制御方法において、
前記変速操作部の操作信号、前記油温検出部により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部により検出されるスロットル開度、前記車速検出部により検出される車速、および前記加速度検出部により検出される加減速度を取得する信号等取得過程と、
この信号等取得過程で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定過程と、
この判定過程で判定された判定結果に基づき、前記変速機の変速を実行する変速過程と、
を有する。このため、締結要素の締結および解除を確実に行うことができる。
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、走行用の駆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2ウェイ型のクラッチと、これらクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構と、変速の許否を操作する変速操作部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り、前記変速機内の潤滑油の温度を検出する油温検出部と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部と、車速を検出する車速検出部と、車両の加減速度を検出する加速度検出部とを有する、電気自動車における変速制御装置において、
前記変速操作部の操作信号、前記油温検出部により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部により検出されるスロットル開度、前記車速検出部により検出される車速、および前記加速度検出部により検出される加減速度を取得する信号等取得手段と、
この信号等取得手段で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定手段と、
この判定手段で判定された判定結果に基づき、前記変速機の変速指令を生成する変速指令生成手段とを有する。このため、締結要素の締結および解除を確実に行うことができる。
この発明の一実施形態に係る変速制御方法,変速制御装置を適用する電気自動車の概略図である。 同変速制御方法,変速制御装置を適用するハイブリッド車の概略図である。 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。 同車両用モータ駆動装置の減速比切換機構の断面図である。 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。 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。 同車両のレバー操作パネルの説明図である。 同車両用モータ駆動装置のインバータ制御装置のブロック図である。 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。 同変速制御方法における自動変速線図である。 同変速制御方法におけるシフトアップ自動変速線マップの構成図である。 同変速制御方法におけるシフトダウン自動変速線マップの構成図である。 同変速制御方法における自動変速判断のフローチャートである。 同変速制御方法の概要を示すフローチャートである。 同変速制御方法における手動シフトアップ変速判断のフローチャートである。 同変速制御方法における手動シフトダウン変速判断のフローチャートである。 図4の一部の拡大断面図である。 図4のXVIII -XVIII線に沿った断面図である。 図4のXIX-XIX 線に沿った断面図である。 図4のXX-XX 線に沿った断面図である。 同車両用モータ駆動装置のシフト機構を示す断面図である。 図4の減速比切換機構におけるローラクラッチ等の分解斜視図である。
以下、この発明の実施形態にかかる電気自動車の変速制御方法を説明する。なお以下の説明は、変速制御装置の説明をも含む。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。
図2は、左右一対の前輪1をエンジンEによって駆動される主駆動輪とし、左右一対の後輪2を車両用モータ駆動装置Aで駆動される補助駆動輪としたハイブリッド自動車HVを示す。ハイブリッド自動車HVには、エンジンEの回転を変速するトランスミッションTと、トランスミッションTから出力された回転を左右の前輪1に分配するディファレンシャルDとが設けられている。この実施形態の変速制御方法および変速制御装置は、図1,図2の車両用モータ駆動装置Aに適用される。
図3に示すように、車両用モータ駆動装置Aは、走行用の駆動モータ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。
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。
変速機5および変速比切換機構40については、ここでは変速制御方法・装置の理解に必要な範囲で簡単に説明し、変速制御方法・装置の説明の後に、詳細に説明する。
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。
各ローラクラッチ16A,16Bは、図17に示す2速のローラクラッチ16Bの例で説明するように、外周面が多角形状とされた内輪18Bの外周の平面状の各カム面19と外輪23の内周の円筒面間に設けられた各楔状空間Sにローラ20が介在する。楔状空間Sは、円周方向の両側が狭まり、円周方向の中央が広がり部分となる。各ローラクラッチ16A,16Bは、各ローラ20が楔状空間Sの狭まり部分に係合することで接続状態となり、保持器21Bにより各ローラ20を楔状空間Sの広がり部分に位置させることで切断状態となる構成である。
変速比切換機構40は、図4に示すように、ローラクラッチ16A,16Bの保持器21A,21Bに連結されて回転する環状の摩擦板35A,35Bの外輪23への接触と離間とを変速切換アクチュエータ47による、シフト部材であるシフトフォーク45の進退によって切り換える機構である。シフト機構41は、変速比切換機構40のうちの、摩擦板35A,35Bを動作される機構部分であり、変速切換アクチュエータ47とシフトフォーク45により構成される。
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23(出力ギヤ10A,10B)の側面に押し付ける。これにより、カム面付きの内輪18A,18Bと外輪23とが相対回転する場合に、摩擦板35A,35Bと外輪23との間に摩擦力(トルク)が作用し、保持器21A,21Bを介してローラ20を楔状空間Sの狭まり部分に押し込むことができる。
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。
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。
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のアクセル開度つまりスロットル開度を検出するスロットル検出部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、これらスロットル検出部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の検出したスロットル開度信号、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。
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。車両用モータ駆動装置Aには、変速機内に貯留された潤滑油の油温を検出する油温センサ(温度検出部)84が設けられている。この油温センサ84で検出された油温は変速ECU61に入力されて後述の判定に供される。
変速ECU61は、次の各機能(1)〜(8)を備える。
(1)車速検出部94および加速度検出部95から、車速と車両の加減速度の検出信号を受け、統合ECU60からアクセル開度信号を受け取り、自動変速の判断を行う。
(2)急ブレーキと判断した場合は、自動変速を行わない。
(3)急ハンドルと判断した場合は、自動変速を行わない。
(4)統合ECU60からシフトレバー93の位置信号を受け取り、電動モータ3のクリープ制御を実施する。
(5)運転者により操作される変速操作部86として、第1〜第3の操作スイッチ96〜98の操作に応じた制御を行う。
第1の操作スイッチ96:自動/手動変速の切換用トグルスイッチである。
第2の操作スイッチ97:タクトスイッチであり、上記の第1の操作スイッチ96が手動変速で設定された場合のみ、有効とする。第2の操作スイッチ97を押すと、シフトアップ変速が実施される。
第3の操作スイッチ98:タクトスイッチであり、上記の第1の操作スイッチ96が手動変速で設定された場合のみ、有効とする。第3の操作スイッチ98を押すと、シフトダウン変速が実施される。第2,第3の操作スイッチ97,98として、必ず異なるスイッチが適用される。
(6)表示部99へ、車速、電動モータ回転数、トルク指令値等を表示させる。表示部99は、液晶表示装置等の画像を表示する装置、または指針で表示する装置である。
(7)変速切換アクチュエータ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62から電動モータ3の回転数を取得する機能を備える。
(8)インバータ装置62にトルク指令または回転数指令と変速指令を送信する機能、および変速機5に設けられた変速切換アクチュエータ47を駆動する機能を備える。
変速ECU61には、自動変速モードと手動変速モードの各判定アルゴリズムからなるプログラムがそれぞれ格納されており、自動変速モードと手動変速モードは、運転者による前記第1の操作スイッチ96の操作によって切り替えられる。
この実施形態の変速制御方法および変速制御装置は、変速ECU61による自動変速モードおよび手動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(81〜83)等を有しているが、これらの手段については後に説明する。
図5において、インバータ装置62は、バッテリ69から直流電力が供給されて、電動モータ3に交流のモータ駆動電力を供給するとともに、その供給電力を変速ECU61からの信号に基づいて制御する。インバータ装置62には、電動モータ3に設けられた回転検出装置である回転角度センサ66から、電動モータ3の回転数を示す信号が入力される。
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とで構成される。インバータ71と、U,V,W相の上側アームスイッチング素子Up,Vp,Wpと、U,V,W相の下側アームスイッチング素子Un,Vn,Wnの接続点に電動モータ3の各相(U,V,W相)の端子を接続したものである。インバータ71には、3相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。高トルクの要求に対して、電動モータ3の駆動のためには大電流が必要である。
図7は、シフトレバー操作パネル75の構成を示す。運転者がシフトレバー93(図5)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。
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,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。例えば、変速時はトルク制御と回転数制御とを行い、変速時以外のときはトルク制御を行う。
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。
同図のインバータ制御回路72による回転数制御を説明する。
速度指令部106は、インバータ制御回路72に対して速度指令を与える手段であり、変速ECU61に設けられている。速度指令部106は、変速時の車速と選択された目標変速段の変速比に基づき、電動モータ3の目標回転数を算出する。算出した目標回転数は、速度指令としてインバータ装置62のインバータ制御回路72に指示される。
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。
回転数制御では、電動モータ3の目標回転数は一定の時間間隔で計算され、変速中に車速が急に変化しても、変速の目標回転数は車速の変化を追及できる特徴をもつ。それによって、変速ショックを低減することができる。
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。
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7と共に前述した電気自動車である。
この電気自動車の変速制御装置は、上記実施形態の変速制御方法を実施する装置であって、上記変速ECU61に、次の、信号等取得手段81、判定手段82、および変速指令生成手段83を備えることを特徴とする。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72へ出力し、変速時にトルク制御と回転数制御を切換る。
信号等取得手段81は、変速操作部86である第1〜第3の操作スイッチ96〜98の操作信号、油温検出部である油温センサ84により検出される潤滑油の温度、スロットル検出部63a(図5)により検出されるスロットル開度、車速検出部94により検出される車速、および加速度検出部95により検出される加減速度を取得する。
判定手段82は、この信号等取得手段81で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する。この判定アルゴリズムで用いられる後述の温度閾値、車速閾値は、変速ECU61における記憶手段であるROM85に格納されている。
変速指令生成手段83は、判定手段82で判定された判定結果に基づき、変速機5(図5)の変速指令を生成する。
これら信号等取得手段81、判定手段82、および変速指令生成手段83は、より具体的には、図14の各ステップS1,S2,およびS3の処理をそれぞれ行う機能を有する。
図10は、この変速制御方法における自動変速線図である。実線はシフトアップ線、破線はシフトダウン線である。横軸を車速、縦軸をアクセル開度として表される。
アクセルペダルを一杯に踏み込むと、シフトダウン変速され所要の加速力が得られる。このようにアクセルペダルを全開付近まで踏込むことにより、強制的にシフトダウン変速することをキックダウンという。図10のキックダウン域がそれに当たる。
図11は、この変速制御方法におけるシフトアップ自動変速線マップの構成図である。変速ECU61(図5)のROM等のメモリに、図11の変速線マップのデータが格納されている。図11の変速線図より、現在の変速段のシフトアップの変速線マップを参照することで、現在の車速よりスロットル開度を算出し、現在のスロットル開度との比較および車の加減速度によりシフトアップ変速が実行される。
図12は、この変速制御方法におけるシフトダウン自動変速線マップの構成図である。変速ECU61(図5)のROM等のメモリに、図12の変速線マップのデータが格納されている。図12の変速線図より、現在の変速段のシフトダウンの変速線マップを参照することで、現在の車速よりスロットル開度を算出し、現在のスロットル開度との比較および車の加減速度によりシフトダウン変速が実行される。
図13は、自動変速判断フローチャートを示す。図7のDレンジ走行時に、自動変速判断を行う。自動変速の実行可否の判断を、次の3パターンで行う。本処理開始後、第1の操作スイッチ96がオンのとき(ステップa1:Yes)、自動変速が許可される。
パターン1:車両加速でシフトアップ線を左から右へ跨ぐ時に(ステップa2:Yes)、車両加速と判断され(ステップa3:Yes)、且つ、油温>温度閾値(負数)の場合(ステップa4:Yes)にシフトアップ変速をする(ステップa5)。ステップa3で車両加速か否かは、加速度検出部95により検出される加減速度により判断される。車両加速でないとの判断でステップa6に移行する。
パターン2:車両減速でシフトダウン線を右から左へ跨ぐ時(ステップa6:Yes、ステップa7:Yes)、且つ、油温>温度閾値(負数)の場合(ステップa8:Yes)にシフトダウン変速をする(ステップa9)。
パターン3:シフトダウン線を下から上へ跨ぐ時(キックダウン時)(ステップa10:Yes)、且つ、油温>温度閾値(負数)の場合(ステップa8:Yes)にシフトダウン変速をする( キックダウンという)。
このアルゴリズムでは、極低音時に、クラッチの締結もしくは解除が不能となる課題の対策として、変速機内の潤滑油の油温センサ84から温度信号を取り込み、変速の一条件として、油温>温度閾値(負数)の場合(ステップa4,a8:Yes)、変速を実施する。例えば、クラッチの締結もしくは解除が可能となる潤滑油の温度と、同クラッチの締結もしくは解除が不能となる潤滑油の温度を、試験において求めることで、温度閾値を設定し得る。
図14は、この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、変速ECU61は各種信号等を取得する。具体的には、変速操作部の操作信号、油温検出部により検出される潤滑油の温度、スロットル検出部により検出されるスロットル開度、車速検出部により検出される車速、および加速度検出部により検出される加減速度を取得する(信号等取得過程)。
次に、ステップS2(判定過程)に移行し、取得される操作信号、温度、スロットル開度、車速、および加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する。次に、ステップS2(変速過程)に移行し、判定された判定結果に基づき、変速機の変速指令を生成して変速機の変速を実行する。
図15は、この変速制御方法における手動シフトアップ変速判断のフローチャートである。本処理開始後、第1の操作スイッチ96がオフのとき(ステップb1:Yes)、手動変速が許可される。次に、第2の操作スイッチ97を押し放す瞬間か否かが判断される。同スイッチを押し放す瞬間状態で(ステップb2:Yes)、手動シフトアップ変速が許可される。次に、車速>車速閾値B(正数)か否かが判断される(ステップb3)。車速閾値Bは、変速ECU61(図5)の記憶手段であるROM等のメモリに格納され、手動シフトアップ変速を行う試験に応じて適宜に設定される。車速が車速閾値Bより大(ステップb3:Yes)との判断で、油温度>温度閾値A(負数)が否かが判断される。油温度が温度閾値Aより大(ステップb4:Yes)との判断で、シフトアップが開始する(ステップb5)。
図16は、この変速制御方法における手動シフトダウン変速判断のフローチャートである。本処理開始後、第1の操作スイッチ96がオフのとき(ステップc1:Yes)、手動変速が許可される。次に、第3の操作スイッチ98を押し放す瞬間か否かが判断される。同スイッチを押し放す瞬間状態で(ステップc2:Yes)、手動シフトダウン変速が許可される。次に、車速>車速閾値A(正数)か否かが判断される(ステップc3)。車速閾値Aは、変速ECU61(図5)の記憶手段であるROM等のメモリに格納され、手動シフトダウン変速を行う試験に応じて適宜に設定される。車速が車速閾値Aより大(ステップc3:Yes)との判断で、油温度>温度閾値A(負数)が否かが判断される。油温度が温度閾値Aより大(ステップc4:Yes)との判断で、シフトダウンが開始する(ステップc5)。なお車速閾値Aは、手動シフトアップ変速判断時における車速閾値Bと同じ値が用いられる。但し、これら車速閾値A,Bは必ずしも同じ値になるとは限らない。
次に、図3,図4の車両用モータ駆動装置の詳細を、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。
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。
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。
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。
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。
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。
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とからなる。カム面19は、円筒面17との間で周方向中央から周方向両端に向かって次第に狭くなる楔状空間Sを形成するような面であり、例えば、図18に示すように円筒面17と対向する平坦面である。
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。
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9Bと出力軸8の間で正転方向のトルクを伝達することが可能となっており、一方、電動モータ3が発生するトルクにより車両を後退させるときは、2速保持器21Bを出力軸8に対して逆転方向に相対回転させることにより、2速保持器21Bに保持されたローラ20を、カム面19と円筒面17の間の逆転方向側の空間狭まり部分に係合させ、そのローラ20を介して2速出力ギヤ9Bと出力軸8の間で逆転方向のトルクを伝達することが可能となっている。
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とからなる。C形環状部26は、2速カム部材18Bの軸方向端面に形成された円形のスイッチばね収容凹部28に嵌め込まれ、一対の延出部27,27は、2速カム部材18Bの軸方向端面に形成された径方向溝29に挿入されている。
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。
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の位置と切欠き30の位置が周方向にずれるので、一対の延出部27,27の間隔が狭まる方向にC形環状部26が弾性変形し、その弾性復元力によって2速スイッチばね22Bの一対の延出部27,27が径方向溝29の内面と切欠き30の内面を押圧し、その押圧によって2速保持器21Bを中立位置に戻す方向の力が作用するようになっている。
図4に示すように、1速カム部材18Aと2速カム部材18Bの出力軸8に対する回り止めは、スプライン嵌合によって行なわれている。1速カム部材18Aのカム面19と2速カム部材18Bのカム面19は同数かつ同位相となっている。また、1速カム部材18Aと2速カム部材18Bは、出力軸8の外周に嵌合した一対の止め輪31によって軸方向に非可動となっている。1速カム部材18Aと2速カム部材18Bの間には間座32が組み込まれている。
1速の2ウェイローラクラッチ16Aと2速の2ウェイローラクラッチ16Bは、変速アクチュエータ33により選択的に係合することができるようになっている。
図17に示すように、変速アクチュエータ33は、1速出力ギヤ10Aと2速出力ギヤ10Bの間に軸方向に移動可能に設けられたシフトリング34と、1速出力ギヤ10Aとシフトリング34の間に組み込まれた1速摩擦板35Aと、2速出力ギヤ10Bとシフトリング34の間に組み込まれた2速摩擦板35Bとを有する。
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。
2速摩擦板35Bには、2速保持器21Bの切欠き30に係合する突片36が設けられ、この突片36と切欠き30の係合によって、2速摩擦板35Bが2速保持器21Bに回り止めされている。2速保持器21Bの切欠き30は、2速摩擦板35Bの突片36を軸方向にスライド可能に収容しており、このスライドによって、2速摩擦板35Bは、2速保持器21Bに回り止めされた状態のまま、2速出力ギヤ10Bの側面に接触する位置と離反する位置との間で、2速保持器21Bに対して軸方向に移動可能となっている。
2速摩擦板35Bの突片36の先端に凹部37が形成されて、間座32の外周には、凹部37に係合する凸部38が形成されている。そして、凹部37と凸部38は、2速摩擦板35Bが2速出力ギヤ10Bの側面から離反した位置にある状態では、凹部37と凸部38が係合することで、2速摩擦板35Bを間座32を介して出力軸8に回り止めし、このとき、2速摩擦板35Bに回り止めされた2速保持器21Bが中立位置に保持されるようになっている。また、2速摩擦板35Bが2速出力ギヤ10Bの側面に接触する位置にある状態では、凹部37と凸部38の係合が解除することで、2速摩擦板35Bの回り止めが解除されるようになっている。
2速摩擦板35Bと2速カム部材18Bの間には、軸方向に圧縮された状態で2速離反ばね39Bが組み込まれており、この2速離反ばね39Bの弾性復元力によって2速摩擦板35Bが2速出力ギヤ10Bの側面から離反する方向に付勢されている。
2速離反ばね39Bは、間座32の外周に沿って巻回されたコイルスプリングであり、その一端が2速ワッシャ39Bを介して2速カム部材18Bの軸方向端面で支持されている。2速ワッシャ39Bは、2速カム部材18Bの軸方向端面の径方向溝29を覆うように環状に形成されている。
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。
図20、図21に示すように、シフト機構41は、シフトリング34を転がり軸受42を介して回転可能に支持するシフトスリーブ43と、そのシフトスリーブ43の外周に設けられた環状溝44に係合する二股状のシフトフォーク45と、シフトフォーク45が固定されたシフトロッド46と、シフトモータである変速切換アクチュエータ47と、変速切換アクチュエータ47の回転をシフトロッド46の直線運動に変換する運動変換機構48(送りねじ機構等)とからなる。
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。
このシフト機構41は、変速切換アクチュエータ47の回転が運動変換機構48により直線運動に変換されてシフトフォーク45に伝達し、そのシフトフォーク45の直線運動が転がり軸受42を介してシフトリング34に伝達することにより、シフトリング34を軸方向に移動させる。
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。
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。
ディファレンシャル6は、一対の軸受52で回転可能に支持されたデフケース53と、デフケース53の回転中心と同軸にデフケース53に固定され、ディファレンシャル駆動ギヤ51に噛合するリングギヤ54と、デフケース53の回転中心と直角な方向にデフケース53に固定されたピニオン軸55と、ピニオン軸55に回転可能に支持された一対のピニオン56と、その一対のピニオン56に噛合する左右一対のサイドギヤ57とからなる。左側のサイドギヤ57には、左側の車輪に接続されたアクスル58の軸端部が接続され、右側のサイドギヤ57には、右側の車輪に接続されたアクスル58の軸端部が接続されている。出力軸8が回転するとき、出力軸8の回転はディファレンシャル駆動ギヤ51を介してデフケース53に伝達され、そのデフケース53の回転がピニオン56とサイドギヤ57を介して左右の車輪に分配される。
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の側面から離反し、かつ、2速摩擦板35Bも2速出力ギヤ10Bの側面から離反した状態では、1速保持器21Aは1速スイッチばね22Aの弾性力により中立位置に保持され、2速保持器21Bも2速スイッチばね22Bの弾性力により中立位置に保持されるので、1速の2ウェイローラクラッチ16Aはローラ20の係合が解除された状態となり、2速の2ウェイローラクラッチ16Bもローラ20の係合が解除された状態となる。
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。
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の狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。
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。
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。
シフトリング34が2速シフト位置に到達すると、2速摩擦板35Bがシフトリング34で押圧されて2速出力ギヤ10Bの側面に接触し、その接触面間の摩擦力によって2速摩擦板35Bが出力軸8に対して相対回転し、2速摩擦板35Bに回り止めされた2速保持器21Bが2速スイッチばね22Bの弾性力に抗して中立位置から係合位置に移動するので、2速保持器21Bに保持されたローラ20が、円筒面17とカム面19の間の楔状空間Sの狭まり部分に押し込まれて係合した状態となる。
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。
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。
このため、1速の2ウェイローラクラッチ16Aを確実に係合解除するためには、シフト機構41の作動により、1速摩擦板35Aを1速出力ギヤ10Aの側面から離反させるだけでなく、電動モータ3の出力を制御して、入力軸7と出力軸8の間で伝達するトルクを変化させる必要がある。2速の2ウェイローラクラッチ16Bを係合解除するときも同様である。
そこで、上記制御システムでは、図9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。
以上説明した変速制御方法によると、変速機内の潤滑油の温度を加味して、変速の実施可否を判断するため、潤滑油の温度が低下している状態では、変速機5の変速を実施せず、潤滑油の温度が上昇するまで元の変速段を維持する。つまり、潤滑油の温度が上昇することで、変速段の変速を実施する。したがって、クラッチ等の締結要素の締結および解除を確実に行うことができる。
変速操作部86は、自動変速と手動変速を切換え可能に構成され、いずれの変速態様であっても、変速機内の潤滑油の温度が温度閾値より大と判定されたときに、変速機5の変速を円滑かつ確実に実行することができる。
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
21A,21B…保持器
23…外輪
35A,35B…摩擦板
40…変速比切換機構
45…シフト部材
47…変速切換アクチュエータ
61…変速ECU
63a…スロットル検出部
84…油温センサ(油温検出部)
86…変速操作部
94…車速検出部
95…加速度検出部
96,97,98…操作スイッチ
LA,LB…ギヤ列

Claims (8)

  1. 互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列と、走行用の駆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2ウェイ型のクラッチと、これらクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構と、変速の許否を操作する変速操作部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り、
    前記変速機内の潤滑油の温度を検出する油温検出部と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部と、車速を検出する車速検出部と、車両の加減速度を検出する加速度検出部とを有する、
    電気自動車における変速制御方法において、
    前記変速操作部の操作信号、前記油温検出部により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部により検出されるスロットル開度、前記車速検出部により検出される車速、および前記加速度検出部により検出される加減速度を取得する信号等取得過程と、
    この信号等取得過程で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定過程と、
    この判定過程で判定された判定結果に基づき、前記変速機の変速を実行する変速過程と、
    を有することを特徴とする電気自動車の変速制御方法。
  2. 請求項1において、前記変速操作部は、自動変速と手動変速を切換え可能に構成される電気自動車の変速制御方法。
  3. 請求項1または請求項2において、前記判定過程における判定アルゴリズムは、自動変速を判定する自動変速アルゴリズムを含み、この自動変速アルゴリズムにて、車速とスロットル開度とを対応させた、シフトアップの変速線マップに基づいた判断条件を満足したうえで、さらに前記油温検出部により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、前記変速過程にて前記変速機の変速を実行する電気自動車の変速制御方法。
  4. 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記判定過程における判定アルゴリズムは、手動変速を判定する手動変速アルゴリズムを含み、この手動変速アルゴリズムにて、前記車速検出部により検出された車速が定められた車速閾値を上回り、さらに前記油温検出部により検出された温度が定められた温度閾値を上回ったとき、前記変速過程にて前記変速機の変速を実行する電気自動車の変速制御方法。
  5. 請求項4において、入力信号に基づいて変速判断を行ない、前記変速切換アクチュエータに変速指令を出力する変速ECUを有し、この変速ECUは、前記車速閾値および前記温度閾値を記憶する記憶手段を有し、前記判定過程では、前記記憶手段から前記車速閾値および前記温度閾値を取込み、検出された車速が前記車速閾値を上回るか否かを判定し、検出された温度が前記温度閾値を上回るか否かを判定する電気自動車の変速制御方法。
  6. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記電気自動車は、車両の前後輪のいずれか一方または両方を前記駆動モータで駆動する電気自動車の変速制御方法。
  7. 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記電気自動車は、車両の前後輪のいずれか一方をエンジンにて駆動し、前後輪のいずれか他方を前記駆動モータで駆動する電気自動車の変速制御方法。
  8. 互いに変速比が異なる複数の変速段のギヤ列と、走行用の駆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2ウェイ型のクラッチと、これらクラッチの断続の切換を行う変速比切換機構と、変速の許否を操作する変速操作部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り、
    前記変速機内の潤滑油の温度を検出する油温検出部と、スロットルの開度を検出するスロットル検出部と、車速を検出する車速検出部と、車両の加減速度を検出する加速度検出部とを有する、
    電気自動車における変速制御装置において、
    前記変速操作部の操作信号、前記油温検出部により検出される潤滑油の温度、前記スロットル検出部により検出されるスロットル開度、前記車速検出部により検出される車速、および前記加速度検出部により検出される加減速度を取得する信号等取得手段と、
    この信号等取得手段で取得される前記操作信号、前記温度、前記スロットル開度、前記車速、および前記加減速度を、定められた判定アルゴリズムにより判定する判定手段と、
    この判定手段で判定された判定結果に基づき、前記変速機の変速指令を生成する変速指令生成手段と、
    を有することを特徴とする電気自動車の変速制御装置。
JP2012189598A 2012-08-30 2012-08-30 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置 Pending JP2014047817A (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012189598A JP2014047817A (ja) 2012-08-30 2012-08-30 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2012189598A JP2014047817A (ja) 2012-08-30 2012-08-30 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置

Publications (1)

Publication Number Publication Date
JP2014047817A true JP2014047817A (ja) 2014-03-17

Family

ID=50607718

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2012189598A Pending JP2014047817A (ja) 2012-08-30 2012-08-30 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JP2014047817A (ja)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107117160A (zh) * 2017-03-10 2017-09-01 北京理工大学 一种电动汽车驱动系统及控制方法
WO2020022224A1 (ja) 2018-07-25 2020-01-30 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 制御装置

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN107117160A (zh) * 2017-03-10 2017-09-01 北京理工大学 一种电动汽车驱动系统及控制方法
WO2020022224A1 (ja) 2018-07-25 2020-01-30 アイシン・エィ・ダブリュ株式会社 制御装置
US11186284B2 (en) 2018-07-25 2021-11-30 Aisin Aw Co., Ltd. Control device

Similar Documents

Publication Publication Date Title
WO2011030670A1 (ja) 車両用モータ駆動装置および自動車
JP5822615B2 (ja) 自動クラッチ制御装置およびその変速制御方法
JP5863333B2 (ja) 自動クラッチ制御装置
JP4561587B2 (ja) 変速制御装置
JP2015007459A (ja) 電気自動車の変速制御装置
JP4616625B2 (ja) 自動変速制御装置
JP5863379B2 (ja) デュアルクラッチ式自動変速機およびその変速制御方法
WO2012165146A1 (ja) 車両用モータ駆動装置の変速制御方法および自動車の変速制御方法
JP2014121225A (ja) 電気自動車の変速制御装置および変速制御方法
JP2013152001A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP2014047817A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP5387967B2 (ja) 車両用モータ駆動装置および自動車
WO2013176074A1 (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
US9822829B2 (en) Controller of vehicle and vehicle
JP2013087778A (ja) デュアルクラッチ式自動変速機およびその変速制御方法
JP2014001746A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP2014023415A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP2013255329A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP2013079674A (ja) デュアルクラッチ式自動変速機
JP6212581B2 (ja) 自動変速機および自動変速機の制御方法
WO2013183482A1 (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP2013225955A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
JP4946797B2 (ja) 同期噛み合い式変速機の変速操作装置
JP2014045561A (ja) 電気自動車の変速制御方法および変速制御装置
WO2013081121A1 (ja) 電動モータ搭載自動車のアクセル操作応答制御方法