JP2014236554A - 車両用モータ駆動装置 - Google Patents

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Guodong Li
国棟 李
磯部 史浩
Fumihiro Isobe
史浩 磯部
慶宜 板倉
Keisen Itakura
慶宜 板倉
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Ntn株式会社
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Abstract

【課題】車両の駆動源としての電動モータからディファレンシャルギヤまでの動力伝達経路にローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置において、車両が後方発進するときの円滑性を向上させる。【解決手段】車両が後方発進するときに、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、アクセル開度信号の大きさによらずに、現変速段のローラクラッチが締結するための最低限のトルクとして予め設定された締結用トルクで電動モータ3を逆転方向に駆動する制御を行なう。【選択図】図2

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車両用モータ駆動装置に関する。
電気自動車の駆動に用いられる車両用モータ駆動装置として、車両の駆動源としての電動モータと、その電動モータの回転を変速して出力する変速機と、その変速機から出力された回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤとからなるものが従来から知られている。
この車両用モータ駆動装置を使用すると、走行条件に応じて変速機の変速比を切り換えることにより、駆動および回生時において、効率の高い回転数およびトルク領域で電動モータを使用することが可能となる。また、適切な変速比とすることで、高速走行時の変速機の回転部材の回転速度が下がり、変速機の動力損失が低減して車両のエネルギ効率を向上させることができる。
このような車両用モータ駆動装置として、特許文献1のように、ローラクラッチを用いたものが知られている。この車両用モータ駆動装置は、車両の駆動源としての電動モータと、その電動モータの回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、電動モータから1速ローラクラッチを介してディファレンシャルギヤに回転を伝達する1速の動力伝達経路と、電動モータから2速ローラクラッチを介してディファレンシャルギヤに回転を伝達する2速の動力伝達経路と、1速ローラクラッチと2速ローラクラッチのうちの一方を現変速段のローラクラッチとして選択的に締結させる変速アクチュエータとを有する。
この車両用モータ駆動装置を使用すると、1速ローラクラッチを締結したときは、1速の動力伝達経路を通って、電動モータからディファレンシャルギヤに回転が伝達するので、ディファレンシャルギヤの回転が1速の変速比で変速されたものとなる。また、2速ローラクラッチを締結したときは、2速の動力伝達経路を通って、電動モータからディファレンシャルギヤに回転が伝達するので、ディファレンシャルギヤの回転が2速の変速比で変速されたものとなる。
特開2012−253873号公報
ところで、特許文献1のように、車両の駆動源としての電動モータからディファレンシャルギヤまでの動力伝達経路にローラクラッチを用いた場合、運転者がシフトポジションをドライブレンジやパーキングレンジからリバースレンジに切り替え、その後、車両が後方発進するときに、ローラクラッチのローラが正転方向の係合を解除して逆転方向に係合するので、ローラが逆転方向に係合する瞬間に、ショックトルクや異音が生じるおそれがあった。特に、車両が後方発進するときにアクセルペダルが踏み込まれた場合、ローラが逆転方向に係合する際の衝撃が大きくなり、大きなショックと異音が生じてしまう。
この発明が解決しようとする課題は、車両の駆動源としての電動モータからディファレンシャルギヤまでの動力伝達経路にローラクラッチを用いた車両用モータ駆動装置において、車両が後方発進するときの円滑性を向上させることである。
上記の課題を解決するため、この発明においては、車両の駆動源としての電動モータと、その電動モータの回転を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、前記電動モータから1速ローラクラッチを介して前記ディファレンシャルギヤに回転を伝達する1速の動力伝達経路と、前記電動モータから2速ローラクラッチを介して前記ディファレンシャルギヤに回転を伝達する2速の動力伝達経路と、前記1速ローラクラッチと前記2速ローラクラッチのうちの一方を現変速段のローラクラッチとして選択的に締結させる変速アクチュエータと、運転者のアクセルペダルの操作によるアクセル開度信号に基づいて前記電動モータの駆動トルクの大きさを制御する制御装置とを有し、その制御装置は、車両が後方発進するときに、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、前記アクセル開度信号の大きさによらずに、現変速段のローラクラッチが締結するための最低限のトルクとして予め設定された締結用トルクで前記電動モータを逆転方向に駆動する制御を行なう構成を車両用モータ駆動装置に採用した。
このようにすると、運転者がシフトポジションをリバースレンジに切り替え、その後、車両が後方発進するときに、運転者がアクセルペダルを踏み込んでも、ローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、電動モータの駆動トルクが、アクセル開度信号の大きさによらず締結用トルクに抑えられるため、ローラクラッチが逆転方向に締結する際のショックトルクや異音が防止される。そのため、車両が後方発進するときの円滑性が向上する。
前記制御装置は、車両が後方発進するときに、前記ローラクラッチが逆転方向に締結した後は、前記締結用トルクから、前記アクセル開度信号に基づく目標トルクまで、前記電動モータの駆動トルクを次第に増加させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの増加率を、前記ローラクラッチが逆転方向に締結した直後は小さく、次に大きくなるように設定すると好ましい。
このようにすると、電動モータの駆動トルクが締結用トルクから目標トルクまで増加するときに、ディファレンシャルギヤから左右の車輪に回転を伝達するドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができる。そのため、車両が後方発進するときの円滑性を更に向上させることができる。
前記電動モータの駆動トルクの大きさを前記目標トルクまで次第に増加させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの増加率は、前記電動モータの駆動トルクが前記目標トルクに到達する直前に小さくなるように設定すると好ましい。
このようにすると、電動モータの駆動トルクが目標トルクに到達する直前に、ドライブシャフトの捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、電動モータの駆動トルクが目標トルクに到達した直後に、ドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができ、車両が後方発進するときの円滑性を向上させることができる。
前記制御装置は、前記アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさが、車両が徐行するための駆動トルクとして予め設定されたクリープトルクよりも小さいときは、前記クリープトルクを前記目標トルクとして設定し、前記アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさがクリープトルクよりも大きいときは、前記アクセル開度信号に対応するトルク値を前記目標トルクとして設定するように構成することができる。
このようにすると、運転者がアクセルペダルを離した状態で車両が後方発進するときは、車両が徐行するためのクリープトルクを目標トルクとして電動モータの駆動トルクが増加し、運転者がアクセルペダルを踏んでいる状態で車両が後方発進するときは、アクセル開度信号に対応するトルク値を目標トルクとして電動モータの駆動トルクが増加する。そのため、内燃機関を動力源としてクリープ走行を行なう車両と同じ感覚で車両を後退させることが可能である。
前記制御装置は、車両の後退走行中に、車速が予め設定された第1閾値を上回ったときは、前記電動モータの駆動トルクの大きさを前記クリープトルクまで次第に減少させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの減少率を、車速が前記第1閾値を上回った直後は小さく、次に大きくなるように設定するように構成することができる。
このようにすると、車両の後退走行中の車速が第1閾値を上回ったときに、電動モータの駆動トルクが減少するので、後退走行中の安全性を高めることができる。また、電動モータの駆動トルクが減少するときに、車速が第1閾値を上回った直後は、駆動トルクの時間当たりの減少率が小さいので、このときドライブシャフトの捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、その後に大きい減少率で駆動トルクを減少させても、ドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、前記電動モータの駆動トルクの大きさを前記クリープトルクまで次第に減少させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの減少率は、前記電動モータの駆動トルクが前記クリープトルクに到達する直前に小さくなるように設定すると好ましい。
このようにすると、電動モータの駆動トルクがクリープトルクに到達した直後に、ディファレンシャルギヤから左右の車輪に回転を伝達するドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、前記制御装置は、車両の後退走行中に、車速が前記第1閾値を上回った後、第1閾値よりも小さい第2閾値を下回ったときは、前記電動モータの駆動トルクの大きさを、前記アクセル開度信号に対応するトルク値まで次第に増加させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの増加率を、車速が前記第2閾値を下回った直後は小さく、次に大きくなるように設定するように構成することができる。
このようにすると、車両の後退走行中の車速が第2閾値を下回ったときに電動モータの駆動トルクが増加するので、後退走行中の上限車速を第1閾値と第2閾値を含む領域にコントロールすることが可能となる。また、電動モータの駆動トルクが増加するときに、車速が第2閾値を下回った直後は、駆動トルクの時間当たりの増加率が小さいので、このときドライブシャフトに捩りエネルギが比較的ゆっくりと溜まる。そのため、その後に大きい増加率で駆動トルクを増加させても、ドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、前記電動モータの駆動トルクの大きさを前記アクセル開度信号に対応するトルク値まで次第に増加させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの増加率は、前記電動モータの駆動トルクが前記アクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前に小さくなるように設定すると好ましい。
このようにすると、電動モータの駆動トルクが前記アクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前に、ドライブシャフトの捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、電動モータの駆動トルクが前記アクセル開度信号に対応するトルク値に到達した直後に、ドライブシャフトに捩れ振動が生じるのを防止することができる。
前記1速および2速のローラクラッチとしては、円筒面と、その円筒面からの間隔が中央から正転側と逆転側の両側に向かって次第に狭くなるように形成されたカム面と、カム面と円筒面の間で正転側と逆転側に選択的に係合可能なローラと、そのローラを保持した状態で前記カム面と円筒面の間にローラを正転側で係合させる正転側の係合位置と逆転側で係合させる逆転側の係合位置との間で周方向に移動可能に設けられた保持器と、その保持器を前記ローラの係合を解除する中立位置に弾性保持するスイッチばねとを有するものを採用することができる。
この発明の車両用モータ駆動装置は、運転者がシフトポジションをリバースレンジに切り替え、その後、車両が後方発進するときに、運転者がアクセルペダルを踏み込んでも、ローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、電動モータの駆動トルクが、アクセル開度信号の大きさによらず締結用トルクに抑えられる。そのため、ローラクラッチが逆転方向に締結する際のショックトルクや異音が生じにくく、車両が後方発進するときの円滑性が高い。
車両用モータ駆動装置を搭載した電気自動車の概略図 図1に示す車両用モータ駆動装置の断面図 図2の1速出力ギヤおよび2速出力ギヤ近傍の拡大断面図 図3のシフトリング近傍の拡大断面図 図3のV−V線に沿った断面図 図3のVI−VI線に沿った断面図 図3のVII−VII線に沿った断面図 シフト機構を示す断面図 図3の2速カム部材近傍の分解斜視図 図2に示す車両用モータ駆動装置の制御システムを示すブロック図 シフトレバーの操作パネルの構成を示す図 自動変速線図を示す図(図中、実線がシフトアップ線、破線がシフトダウン線である) 電動モータの回転数制御とトルク制御を選択的に行なう制御回路のブロック図 インバータの構成を示す図 車両が後方発進するときに、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、アクセル開度信号の大きさによらない所定の締結用トルクで電動モータを逆転方向に駆動する制御を示すフロー図 後退走行中の車速を制限する制御を示すフロー図 後退走行中の車速を制限する制御を行なっているときの電動モータの駆動トルクと時間の対応関係の一例を示す図
以下、この発明の実施形態にかかる車両用モータ駆動装置A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を従動輪とした車両EV(電気自動車)を示す。
図2、図3に示すように、車両用モータ駆動装置Aは、車両EVの駆動源としての電動モータ3と、電動モータ3の回転を変速して出力する変速機4と、変速機4から出力された回転を左右の前輪1に分配するディファレンシャルギヤ5とを有する。
変速機4は、電動モータ3のモータ軸6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、入力軸7と一体回転するように設けられた1速入力ギヤ9Aおよび2速入力ギヤ9Bと、出力軸8に回転可能に支持された1速出力ギヤ10Aおよび2速出力ギヤ10Bと、1速出力ギヤ10Aと出力軸8の間に組み込まれた1速ローラクラッチ11Aと、2速出力ギヤ10Bと出力軸8の間に組み込まれた2速ローラクラッチ11Bと、1速ローラクラッチ11Aと2速ローラクラッチ11Bのうちの一方を現変速段のローラクラッチとして選択的に締結させる変速アクチュエータ12とを有する。1速入力ギヤ9Aは1速出力ギヤ10Aと常時噛み合い、2速入力ギヤ9Bは2速出力ギヤ10Bと常時噛み合っている。
ここで、入力軸7と1速入力ギヤ9Aと1速出力ギヤ10Aと1速ローラクラッチ11Aと出力軸8は、電動モータ3から1速ローラクラッチ11Aを介してディファレンシャルギヤ5に回転を伝達する1速の動力伝達経路4Aを構成し、入力軸7と2速入力ギヤ9Bと2速出力ギヤ10Bと2速ローラクラッチ11Bと出力軸8は、電動モータ3から2速ローラクラッチ11Bを介してディファレンシャルギヤ5に回転を伝達する2速の動力伝達経路4Bを構成している。そして、1速ローラクラッチ11Aと2速のローラクラッチ11Bとを選択的に締結することにより、電動モータ3からディファレンシャルギヤ5までの動力伝達経路を、1速の動力伝達経路4Aと2速の動力伝達経路4Bとの間で切り替えることが可能となっている。
入力軸7は、モータ軸6と同軸上に直列に配置されている。この入力軸7は、ハウジング13内に組込まれた一対の軸受14で回転可能に支持されている。入力軸7の軸端はスプライン嵌合によってモータ軸6に接続され、入力軸7とモータ軸6が一体回転するようになっている。出力軸8は、ハウジング13内に組込まれた一対の軸受15で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はいずれも入力軸7に固定されており、入力軸7が回転するとき、1速入力ギヤ9Aと2速入力ギヤ9Bがいずれも入力軸7と一体に回転するようになっている。
図3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ている。1速出力ギヤ10Aは、1速出力ギヤ10Aと出力軸8の間に設けた軸受16で回転可能に支持されている。同様に、2速出力ギヤ10Bも、出力軸8を貫通させる環状に形成されている。2速出力ギヤ10Bは、2速出力ギヤ10Bと出力軸8の間に設けた軸受16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。1速入力ギヤ9Aの歯数に対する1速出力ギヤ10Aの歯数の比(1速のギヤ比)は、2速入力ギヤ9Bの歯数に対する2速出力ギヤ10Bの歯数の比(2速のギヤ比)よりも大きい。
1速ローラクラッチ11Aは、正逆両方向のトルクを伝達する締結状態と、正逆両方向のトルクの伝達を遮断する空転状態とを切り換え可能な2ウェイクラッチである。すなわち、1速ローラクラッチ11Aを締結したとき、1速ローラクラッチ11Aは、1速出力ギヤ10Aと出力軸8の間で、正転方向のトルクと逆転方向のトルクをいずれも伝達する状態となる。一方、1速ローラクラッチ11Aの締結を解除したとき、1速ローラクラッチ11Aは、1速出力ギヤ10Aと出力軸8の間で、正転方向のトルクの伝達と逆転方向のトルクの伝達をいずれも遮断する状態(両方向に空転する状態)となる。2速ローラクラッチ11Bも、正逆両方向のトルクを伝達する締結状態と、正逆両方向のトルクの伝達を遮断する空転状態とを切り換え可能な2ウェイクラッチである。
ここで、正転方向とは、電動モータ3を駆動源として車両EVが前進するときに入力軸7と出力軸8の間を伝達するトルクの方向であり、逆転方向とは、電動モータ3を駆動源として車両EVが後退するときに入力軸7と出力軸8の間を伝達するトルクの方向である。また逆転方向は、前進走行中の車両EVを電動モータ3で回生制動するときに入力軸7と出力軸8の間を伝達するトルクの方向でもある。
1速ローラクラッチ11Aと2速ローラクラッチ11Bは、左右対称の同一構成なので、2速ローラクラッチ11Bを以下に説明し、1速ローラクラッチ11Aについては、2速ローラクラッチ11B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4〜図6に示すように、2速ローラクラッチ11B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速保持器21Bを中立位置に保持する2速スイッチばね22Bとからなる。カム面19は、円筒面17からの間隔が中央から正転側と逆転側の両側に向かって次第に狭くなるように形成された面であり、このカム面19と円筒面17の間でローラ20が正転側と逆転側に選択的に係合可能となっている。カム面19は、例えば、図5に示すように円筒面17と対向する平坦面である。
図3、図9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23が周方向に間隔をおいて形成されている。また、2速保持器21Bは、2速カム部材18Bに対して周方向にスライド可能に支持されている。この2速保持器21Bは、ポケット23にローラ20を保持した状態で、カム面19と円筒面17の間にローラ20を正転側で係合させる正転側の係合位置と、カム面19と円筒面17の間にローラ20を逆転側で係合させる逆転側の係合位置との間で周方向に移動可能となっている。また、2速保持器21Bは、軸方向には非可動とされている。
2速保持器21Bは、2速スイッチばね22Bの力によって、カム面19と円筒面17の間へのローラ20の係合を解除する中立位置に弾性保持されている。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の幅と切欠き30の幅は等しい。延出部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する。
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6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、変速アクチュエータ12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。
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SP1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SP2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SP1と2速シフト位置SP2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。
図7、図8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47と、シフトモータ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8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13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、シフトモータ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2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ギヤ5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ギヤ5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、左側の前輪1に接続されたドライブシャフト58の軸端部が接続され、右側のサイドギヤ57には、右側の前輪1に接続されたドライブシャフト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を介して左右の前輪1に分配される。
上記の車両用モータ駆動装置Aは、図10に示す制御システムで制御される。この制御システムは、統合ECU60と変速ECU61とインバータ62とを有する。
統合ECU60は、変速ECU61やブレーキECU(図示せず)やステアリングECU(図示せず)など、車両EVに搭載された全てのECUの協調制御を行なう。統合ECU60には、アクセル開度センサ63からアクセルペダルの操作量に対応するアクセル開度信号が入力され、ブレーキストロークセンサ64からブレーキペダルの操作量に対応するブレーキストローク信号が入力され、操舵角センサ65からステアリングの操舵角に対応する操舵角信号が入力され、レバー位置センサ66から運転者のシフトレバー操作により選択されたシフトポジションに対応するシフトレバー位置信号が入力される。
図11に示すように、シフトレバーは、P(パーキング)レンジ、R(リバース)レンジ、N(ニュートラル)レンジ、D(ドライブ)レンジ、2速(セカンド)レンジ、1速(ロウ)レンジのいずれかのシフトポジションを選択するための手動操作部である。統合ECU60に入力された各信号は、統合ECU60から変速ECU61に送信される。
図10に示すように、変速ECU61は、シフトポジションを切り替えるための変速アクチュエータ12の制御を行なう。また、変速ECU61は、アクセル開度信号に基づいて電動モータ3の駆動トルクの大きさを制御し、クリープ走行するときの電動モータ3の制御も行なう。変速ECU61には、車速センサ67から車速に対応する信号が入力され、加速度センサ68から車両EVの加速度に対応する信号が入力される。また、変速ECU61には、第1操作スイッチ69、第2操作スイッチ70、第3操作スイッチ71、表示部72が接続されている。第1操作スイッチ69は、自動変速モードと手動変速モードとを切り替えるためのトグルスイッチである。第2操作スイッチ70はタクトスイッチであり、第1操作スイッチ69で手動変速モードが選択された場合のみ有効となる。この第2操作スイッチ70を押すと、シフトアップ変速が実施される。第3操作スイッチ71もタクトスイッチであり、第1操作スイッチ69で手動変速モードが選択された場合のみ有効となる。この第3操作スイッチ71を押すと、シフトダウン変速が実施される。表示部72は、運転者が視認できる位置に配置され、現在の車速、電動モータ3の回転数、電動モータ3に対するトルク指令値等をそれぞれ表示する。
変速ECU61は、第1操作スイッチ69で自動変速モードが選択されているときには、統合ECU60から受け取るアクセル開度信号と自動変速線図(図12を参照)とに基づいてシフトアップ変速またはシフトダウン変速の判断を行なうとともに、その判断に従って変速アクチュエータ12と電動モータ3の駆動を制御する。例えば、車速が加速している状態で図12に示すシフトアップ線を左から右にまたぐときは、シフトアップ変速を行なうように変速アクチュエータ12と電動モータ3の駆動を制御する。また、車速が一定速度の状態でシフトアップ線を上から下にまたぐときは、シフトアップ変速を行なう。また、車速が減速している状態でシフトダウン線を右から左にまたぐときに、シフトダウン変速を行なう。また、車速が一定速度の状態でシフトダウン線を下から上にまたぐときに、シフトダウン変速を行なう。ただし、ブレーキストローク信号や操舵角信号に基づいて、急ブレーキと判断されたときや、急ハンドルと判断されたときは自動変速を行なわない。
変速ECU61には、シフト位置センサ73から現在の変速機4のシフト位置に対応するシフト位置信号が入力される。シフト位置センサ73としては、例えばシフトフォーク45の軸方向位置を検出する近接センサを用いることができる。変速ECU61は、インバータ62から電動モータ3の回転数を受け取る。また、変速ECU61は、インバータ62にトルク指令値または回転数指令値を送信する。変速ECU61はインバータ62に変速指令を送信する機能も有する。
インバータ62は、電動モータ3に電力を供給するとともに、その供給電力を変速ECU61から受け取る信号に基づいて制御するユニットである。インバータ62は、電動モータ3に取り付けられたレゾルバ74から電動モータ3の回転角信号を受け取る。そして、インバータ62は、電動モータ3を車両EVの駆動源として駆動するとき、トルク制御または回転数制御により電動モータ3を駆動する。トルク制御は、電動モータ3の駆動トルクが目標トルクとなるように電動モータ3の駆動電圧を制御する制御方式である。このような制御として周知のフィードバック制御やベクトル制御が挙げられる。また、回転数制御は、電動モータ3の回転数が目標回転数となるように電動モータ3の駆動電圧を制御する制御方式である。このような制御として、電動モータ3の実際の回転数と、変速ECU61で設定された目標回転数との偏差に基づいてPID制御(図13に示す方法)またはPI制御を行ない、電動モータ3の駆動トルクを制御量として変化させる制御が挙げられる。電動モータ3の実際の回転数は、レゾルバ74から取得した電動モータ3の回転角信号に基づいて算出される。
統合ECU60と変速ECU61とインバータ62の三者は、CAN(コントローラー・エリア・ネットワーク)で接続され、このCAN(図ではCAN_1、CAN_2)を介して相互に通信できるようになっている。
図14に示すように、インバータ62は、U相、V相、W相の上アームスイッチング素子Up、Vp、Wpと、U相、V相、W相の下アームスイッチング素子Un、Vn、Wnとを有し、これらの上アームスイッチング素子Up、Vp、Wpと下アームスイッチング素子Un、Vn、Wnの間に電動モータ3のU相、V相、W相がそれぞれ接続されている。このインバータ62は、電動モータ3に3相180度通電型(正弦波通電)の交流電力を供給する。電動モータ3は3相の正弦波通電により転流を行なう。電動モータ3はIPM(Interior Permanent Magnet)モータであり、このタイプの電動モータ3を駆動するためには大電流が必要となるため、インバータ62の各スイッチング素子としてIGBT(Insulated Gate Bipolar Transistor)が用いられている。また、IPM電動モータ3の低騒音、高効率、高トルクを実現するため、電動モータ3の駆動方式として180度通電型(正弦波通電)が採用されている。
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4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速保持器は1速スイッチばね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。そのため、1速ローラクラッチ11Aと2速ローラクラッチ11Bはいずれも空転状態となり、入力軸7と出力軸8の間で正逆両方向のトルクの伝達が遮断される。
次に、シフト機構41を作動させて、図4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の側面に接触する。このとき、1速ローラクラッチ11Aは、正逆両方向のトルクを伝達する締結状態となる。
この締結状態で、電動モータ3が正転方向に回転すると、1速摩擦板35Aと1速出力ギヤ10Aの接触面間の摩擦力によって1速摩擦板35Aが出力軸8に対して正転方向に相対回転し、この1速摩擦板35Aに回り止めされた1速保持器が1速スイッチばねの弾性力に抗して中立位置から正転側の係合位置に移動し、ローラ20が円筒面17とカム面19の間の正転側の狭小部分に押し込まれて係合するので、入力軸7と出力軸8の間で正転方向のトルクが伝達される。
このとき、電動モータ3で発生した正転方向のトルクは、入力軸7、1速入力ギヤ9A、1速出力ギヤ10A、1速ローラクラッチ11A、出力軸8、ディファレンシャルギヤ5を順に介してドライブシャフト58に伝達される。その結果、図1に示す駆動輪としての前輪1が正転方向に駆動され、車両EVが前進走行する。
一方、上記と同じ締結状態で、電動モータ3が逆転方向に回転すると、1速摩擦板35Aと1速出力ギヤ10Aの接触面間の摩擦力によって1速摩擦板35Aが出力軸8に対して逆転方向に相対回転し、この1速摩擦板35Aに回り止めされた1速保持器が1速スイッチばねの弾性力に抗して中立位置から逆転側の係合位置に移動し、ローラ20が円筒面17とカム面19の間の逆転側の狭小部分に押し込まれて係合するので、入力軸7と出力軸8の間で逆転方向のトルクが伝達される。
このとき、電動モータ3で発生した逆転方向のトルクは、入力軸7、1速入力ギヤ9A、1速出力ギヤ10A、1速ローラクラッチ11A、出力軸8、ディファレンシャルギヤ5を順に介してドライブシャフト58に伝達される。その結果、図1に示す駆動輪としての前輪1が逆転方向に回転駆動され、車両EVが後退走行する。
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速スイッチばねの弾性力により1速保持器が係合位置から中立位置に移動し、この1速保持器の移動によって1速ローラクラッチ11Aの締結状態が解除され、1速ローラクラッチ11Aは空転状態となる。
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の側面に接触する。このとき、2速ローラクラッチ11Bは、正逆両方向のトルクを伝達する締結状態となる。
以上のように、この車両用モータ駆動装置Aは、シフトリング34を1速シフト位置に移動して1速ローラクラッチ11Aを締結したときは、1速の動力伝達経路4Aを通って、電動モータ3からディファレンシャルギヤ5に回転が伝達するので、ディファレンシャルギヤ5の回転が1速の変速比で変速されたものとなる。また、シフトリング34を2速シフト位置に移動して2速ローラクラッチ11Bを締結したときは、2速の動力伝達経路4Bを通って、電動モータ3からディファレンシャルギヤ5に回転が伝達するので、ディファレンシャルギヤ5の回転が2速の変速比で変速されたものとなる。
ところで、この車両用モータ駆動装置Aにおいては、運転者がシフトレバーを操作してリバースレンジのシフトポジションを選択し、その後、車両EVが後方発進すると、現変速段のローラクラッチ(例えば1速ローラクラッチ11A)のローラ20が正転方向の係合を解除して逆転方向に係合するので、ローラ20が逆転方向に係合する瞬間に、ショックトルクや異音が生じるおそれがある。特に、車両EVが後方発進するときにアクセルペダルが踏み込まれた場合、ローラ20が逆転方向に係合する際の衝撃が大きくなり、大きなショックと異音が生じるおそれがある。また、運転者がシフトレバーをリバースレンジに切り替えながらアクセルペダルを踏み込むという操作(通常このような操作はしないが)をもし行なったときにも、ローラクラッチが衝撃的に係合し、大きなショックと異音が生じるおそれがある。
そこで、変速ECU61は、図15に示すように、車両EVが後方発進するときに、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、アクセル開度信号の大きさによらずに、現変速段のローラクラッチが締結するための最低限のトルクとして予め設定された締結用トルクで電動モータ3を逆転方向に駆動する制御を行ない、この制御により車両EVが後方発進するときの円滑性を確保している。
図15に基づいて、車両EVが後方発進するときの変速ECU61の制御例を説明する。このフローチャートの制御は、車両EVの電源を起動した直後や、停止状態(車輪1,2が回転していない状態)からの車両発進時に実施する。
まず、運転者により選択されたシフトポジションがRレンジか否かを判断する(ステップS)。そして、一定時間Δt1の間、Rレンジであると判断されたときは、次のステップにジャンプする(ステップS)。一定時間Δt1が経過する前に、Rレンジではないと判断されたときは、経過時間tをゼロにリセットし、再び経過時間のカウントを始める(ステップS)。
シフトポジションがRレンジであると判断されたときは、その後、一定時間Δt2以内に、現変速段のローラクラッチを逆転方向に締結させる動作を行なう。この動作は、電動モータ3を逆転方向に回転駆動することにより行なう(ステップS,S)。この動作は、現変速段のローラクラッチが一定時間Δt2以内に締結するための最低限のトルクとして予め設定された締結用トルクで電動モータ3をトルク制御し、電動モータ3を逆転方向に回転駆動することにより行なう。この動作において、電動モータ3の駆動トルクは、アクセル開度信号の大きさによらずに一定とする。すなわち、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、運転者がアクセルを踏み込んでも、そのアクセル開度信号を無視し、電動モータ3の駆動トルクの大きさを締結用トルクに保持する。ここで、Δt2の大きさがあまりに小さいと、電動モータ3と変速機4の間や、変速機4とドライブシャフト58の間のバックラッシ等に起因して、異音が生じるおそれがあるので、そのような異音が気にならない範囲で最小のΔt2を、実車走行試験に基づいて設定すればよい。
現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結した後、締結用トルクから、アクセル開度信号に基づく目標トルクまで、電動モータ3の駆動トルクを次第に増加させる制御を行なう(ステップS〜S10)。このときの目標トルクの大きさは、アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさがクリープトルクよりも小さいときは、クリープトルクを目標トルクとして設定し(ステップS)、アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさがクリープトルクよりも大きいときは、アクセル開度信号に対応するトルク値を目標トルクとして設定する(ステップS)。ここで、クリープトルクは、車両EVが徐行(例えば5〜10km/h)するための駆動トルクとして予め設定されたトルク値である。
電動モータ3の駆動トルクを締結用トルクから目標トルクまで増加させる制御(ステップS10)は、トルク制御で行ない、締結用トルクからアクセル開度信号に対応するトルク値(目標トルク)に向けてn回補間制御することにより行なう。このとき、n回補間制御の補間値は、目標トルクを常時追跡して設定する。このn回補間制御の追跡動作は、ドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止するように、駆動トルクの増加率を数段階に変化させて行なう。
具体的には、電動モータ3の駆動トルクを締結用トルクから目標トルクまで増加させる動作を、複数段階(例えば3段階)に分けて行ない、このとき、駆動トルクの時間当たりの増加率を、現変速段のローラクラッチが逆転方向に締結した直後は小さく、次に大きくなり、電動モータ3の駆動トルクが目標トルクに到達する直前で再び小さくなるように設定する。このようにすると、電動モータ3の駆動トルクが締結用トルクから目標トルクまで増加するときにドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
そして、補間値とアクセル開度信号との間の誤差が所定のしきい値以下となったとき、n回補間制御の追跡動作を完了する。n回補間制御の追跡動作が完了した後は、アクセル開度信号に従って、トルク制御により電動モータ3を駆動する。
その後、図16に示すように、変速ECU61は、車両EVの後退走行中に、車速が予め設定された第1閾値を上回ったときに、電動モータ3の駆動トルクの大きさをクリープトルクまで次第に減少させる制御を行なう(ステップS11,S12)。これにより、後退走行中の車速を制限して、安全性を高めることができる。第1閾値は、通常15〜25km/hの範囲で設定される値であり、例えば22km/hである。
このとき、図17に示すように、駆動トルクを次第に減少させる動作は、複数段階(例えば3段階)に分けて行なう(時刻t〜t)。そして、駆動トルクの時間当たりの減少率を、車速が第1閾値を上回った直後は小さく(時刻t〜t)、次に大きくなるように設定する(時刻t〜t)。これにより、車速が第1閾値を上回った直後は、駆動トルクの時間当たりの減少率が小さいので、このときドライブシャフト58の捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、その後に大きい減少率で駆動トルクを減少させても、ドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができ、車両EVが後方発進するときの円滑性を向上させることができる。
また、電動モータ3の駆動トルクの大きさをクリープトルクまで次第に減少させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの減少率は、電動モータ3の駆動トルクがクリープトルクに到達する直前に小さくなるように設定すると好ましい(時刻t〜t)。このようにすると、電動モータ3の駆動トルクがクリープトルクに到達した直後にドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
図16に示すように、変速ECU61は、車速が第1閾値を上回った後、第2閾値(<第1閾値)を下回ったときは、電動モータ3の駆動トルクの大きさを、クリープトルクからアクセル開度信号に対応するトルク値まで次第に増加させる制御を行なう(S13〜S14)。このようにすると、後退走行中の上限車速を第1閾値と第2閾値を含む領域にコントロールすることが可能となる。第2閾値は、通常、第1閾値よりも1〜5km/hの範囲の所定の差をもって小さく設定される値であり、第1閾値が22km/hのとき、例えば第2閾値は20km/hである。
このときも、図17に示すように、駆動トルクを次第に増加させる制御は、複数段階(例えば3段階)に分けて行なう(時刻t〜t)。そして、このとき、駆動トルクの時間当たりの増加率を、車速が第2閾値を下回った直後は小さく(時刻t〜t)、次に大きくなり(時刻t〜t)、電動モータ3の駆動トルクがアクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前で再び小さくなるように設定する(時刻t〜t)。このようにすると、電動モータ3の駆動トルクがクリープトルクからアクセル開度信号に対応するトルク値まで増加するときにドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
図17に基づいて、車両EVが後退走行しているときの電動モータ3の駆動トルクの変化について説明する。
時刻tからtまでの間、電動モータ3が、アクセル開度信号に基づいてトルク制御で駆動されている。このとき、現変速段のローラクラッチ(1速ローラクラッチ11A)が逆転方向に締結した状態で、電動モータ3の駆動トルクが、変速機4とディファレンシャルギヤ5を介して前輪1に伝達している。
時刻tに、車速が第1閾値(例えば22km/h)を上回る。時刻tからtまでの間は、電動モータ3の駆動トルクが、アクセル開度信号に対応するトルク値からトルク閾値Aまでトルク変化率aで徐々に減少する。
時刻tに、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Aを下回る。時刻tからtまでの間は、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Aからトルク閾値Bまでトルク変化率bで徐々に減少する。ここで、トルク変化率aとトルク変化率bの大小関係は、a<bである。
時刻tに、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Bを下回る。時刻tからtまでの間は、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Bからクリープトルクまでトルク変化率cで徐々に減少する。ここで、トルク変化率bとトルク変化率cの大小関係は、b>cである。
時刻tからtまでの間は、電動モータ3がクリープトルクで駆動され、車速が徐々に低下する。破線は、アクセル開度信号に対応するトルク値を示す。
時刻tに、車速が第2閾値(例えば20km/h)を下回る。時刻tからtまでの間は、電動モータ3の駆動トルクが、クリープトルクからトルク閾値Cまでトルク変化率dで徐々に増加する。ここで、第1閾値>第2閾値としているのは、ハンチング現象の回避を目的としてヒステリシス特性を持たせるためである。
時刻tに、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Cを上回る。時刻t6からt7までの間は、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Cからトルク閾値Dまでトルク変化率eで徐々に増加する。ここで、トルク変化率dとトルク変化率eの大小関係は、d<eである。
時刻tに、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Dを上回る。時刻tからtまでの間は、電動モータ3の駆動トルクがトルク閾値Dからアクセル開度信号に対応するトルク値までトルク変化率fで徐々に増加する。ここで、トルク変化率eとトルク変化率fの大小関係は、e>fである。
時刻tからは、アクセル開度信号に従って電動モータ3のトルク制御を行なう。
この車両用モータ駆動装置Aは、運転者がシフトポジションをリバースレンジに切り替え、その後、車両EVが後方発進するときに、運転者がアクセルペダルを踏み込んでも、ローラクラッチが逆転方向に締結するまでの間は、電動モータ3の駆動トルクが、アクセル開度信号の大きさによらず締結用トルクに抑えられる。そのため、ローラクラッチが逆転方向に締結する際のショックトルクや異音が生じにくく、車両EVが後方発進するときの円滑性が高い。また、車両EVが後方発進するときに、電動モータ3と変速機4の間のバックラッシや、変速機4と前輪1の間のバックラッシに起因するショックトルクを低減することができる。更にドライブシャフト58の捩れ振動も抑制することができる。
また、この車両用モータ駆動装置Aは、運転者がアクセルペダルを離した状態で車両EVが後方発進するときは、車両EVが徐行するためのクリープトルクを目標トルクとして電動モータ3の駆動トルクが増加し、運転者がアクセルペダルを踏んでいる状態で車両EVが後方発進するときは、アクセル開度信号に対応するトルク値を目標トルクとして電動モータ3の駆動トルクが増加する。そのため、内燃機関を動力源としてクリープ走行を行なう車両と同じ感覚で車両EVを後退させることが可能である。
また、この車両用モータ駆動装置Aは、車両EVの後退走行中の車速が第1閾値を上回ったときに、電動モータ3の駆動トルクが減少するので、後退走行中の安全性が高い(時刻t〜t)。また、電動モータ3の駆動トルクが減少するときに、車速が第1閾値を上回った直後(時刻t〜t)は、駆動トルクの時間当たりの減少率aが小さいので、このときドライブシャフト58の捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、その後に大きい減少率bで駆動トルクを減少させても(時刻t〜t)、ドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、この車両用モータ駆動装置Aは、電動モータ3の駆動トルクがクリープトルクに到達する直前に小さくなるので(時刻t〜t)、電動モータ3の駆動トルクがクリープトルクに到達した直後に、ディファレンシャルギヤ5から左右の前輪1に回転を伝達するドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、この車両用モータ駆動装置Aは、車両EVの後退走行中の車速が第2閾値を下回ったときに電動モータ3の駆動トルクが増加するので(時刻t〜t)、後退走行中の上限車速を第1閾値と第2閾値を含む領域にコントロールすることが可能である。また、電動モータ3の駆動トルクが増加するときに、車速が第2閾値を下回った直後は(時刻t〜t)、駆動トルクの時間当たりの増加率dが小さいので、このときドライブシャフト58に捩りエネルギが比較的ゆっくりと溜まる。そのため、その後に大きい増加率eで駆動トルクを増加させても(時刻t〜t)、ドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
また、この車両用モータ駆動装置Aは、電動モータ3の駆動トルクがアクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前に小さくなるので(時刻t〜t)、電動モータ3の駆動トルクがアクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前に、ドライブシャフト58の捩りエネルギが比較的ゆっくりと解放される。そのため、電動モータ3の駆動トルクがアクセル開度信号に対応するトルク値に到達した直後に、ドライブシャフト58に捩れ振動が生じるのを防止することができる。
1 前輪
3 電動モータ
4A 1速の動力伝達経路
4B 2速の動力伝達経路
5 ディファレンシャルギヤ
11A 1速ローラクラッチ
11B 2速ローラクラッチ
12 変速アクチュエータ
17 円筒面
19 カム面
20 ローラ
21A 1速保持器
21B 2速保持器
22A 1速スイッチばね
22B 2速スイッチばね
61 変速ECU
EV 車両

Claims (9)

  1. 車両(EV)の駆動源としての電動モータ(3)と、
    その電動モータ(3)の回転を左右の車輪(1)に分配するディファレンシャルギヤ(5)と、
    前記電動モータ(3)から1速ローラクラッチ(11A)を介して前記ディファレンシャルギヤ(5)に回転を伝達する1速の動力伝達経路(4A)と、
    前記電動モータ(3)から2速ローラクラッチ(11B)を介して前記ディファレンシャルギヤ(5)に回転を伝達する2速の動力伝達経路(4B)と、
    前記1速ローラクラッチ(11A)と前記2速ローラクラッチ(11B)のうちの一方を現変速段のローラクラッチとして選択的に締結させる変速アクチュエータ(12)と、
    運転者のアクセルペダルの操作によるアクセル開度信号に基づいて前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを制御する制御装置(61)とを有し、
    その制御装置(61)は、車両(EV)が後方発進するときに、現変速段のローラクラッチ(11A)が逆転方向に締結するまでの間は、前記アクセル開度信号の大きさによらずに、現変速段のローラクラッチ(11A)が締結するための最低限のトルクとして予め設定された締結用トルクで前記電動モータ(3)を逆転方向に駆動する制御を行なう、
    車両用モータ駆動装置。
  2. 前記制御装置(61)は、車両(EV)が後方発進するときに、現変速段のローラクラッチ(11A)が逆転方向に締結した後は、前記締結用トルクから前記アクセル開度信号に基づく目標トルクまで前記電動モータ(3)の駆動トルクを次第に増加させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの増加率を、現変速段のローラクラッチ(11A)が逆転方向に締結した直後は小さく、次に大きくなるように設定した請求項1に記載の車両用モータ駆動装置。
  3. 前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを前記目標トルクまで次第に増加させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの増加率が、前記電動モータの駆動トルクが前記目標トルクに到達する直前に小さくなる請求項2に記載の車両用モータ駆動装置。
  4. 前記制御装置は、前記アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさが、車両(EV)が徐行するための駆動トルクとして予め設定されたクリープトルクよりも小さいときは、前記クリープトルクを前記目標トルクとして設定し、前記アクセル開度信号に対応するトルク値の大きさがクリープトルクよりも大きいときは、前記アクセル開度信号に対応するトルク値を前記目標トルクとして設定する請求項2または3に記載の車両用モータ駆動装置。
  5. 前記制御装置(61)は、車両(EV)の後退走行中に、車速が予め設定された第1閾値を上回ったときは、前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを前記クリープトルクまで次第に減少させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの減少率を、車速が前記第1閾値を上回った直後は小さく、次に大きくなるように設定した請求項4に記載の車両用モータ駆動装置。
  6. 前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを前記クリープトルクまで次第に減少させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの減少率が、前記電動モータ(3)の駆動トルクが前記クリープトルクに到達する直前に小さくなる請求項5に記載の車両用モータ駆動装置。
  7. 前記制御装置(61)は、車両(EV)の後退走行中に、車速が前記第1閾値を上回った後、第1閾値よりも小さい第2閾値を下回ったときは、前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを、前記アクセル開度信号に対応するトルク値まで次第に増加させる制御を行ない、このときの駆動トルクの時間当たりの増加率を、車速が前記第2閾値を下回った直後は小さく、次に大きくなるように設定した請求項5または6に記載の車両用モータ駆動装置。
  8. 前記電動モータ(3)の駆動トルクの大きさを前記アクセル開度信号に対応するトルク値まで次第に増加させる制御を行なうときの駆動トルクの時間当たりの増加率が、前記電動モータ(3)の駆動トルクが前記アクセル開度信号に対応するトルク値に到達する直前に小さくなる請求項7に記載の車両用モータ駆動装置。
  9. 前記1速および2速のローラクラッチ(11A,11B)は、円筒面(17)と、その円筒面(17)からの間隔が中央から正転側と逆転側の両側に向かって次第に狭くなるように形成されたカム面(19)と、カム面(19)と円筒面(17)の間で正転側と逆転側に選択的に係合可能なローラ(20)と、そのローラ(20)を保持した状態で前記カム面(19)と円筒面(17)の間にローラ(20)を正転側で係合させる正転側の係合位置と逆転側で係合させる逆転側の係合位置との間で周方向に移動可能に設けられた保持器(21A,21B)と、その保持器(21A,21B)を前記ローラ(20)の係合を解除する中立位置に弾性保持するスイッチばね(22A,22B)とを有する請求項1から8のいずれかに記載の車両用モータ駆動装置。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JP2017026056A (ja) * 2015-07-23 2017-02-02 トヨタ車体株式会社 電気自動車、2段変速機構及びインホイールモータ

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