車両用モータ駆動装置および自動車
【課題】変速切換時のトルク抜けの時間が短い車両用モータ駆動装置を提供することである。
【解決手段】電動モータ１０によって回転駆動される第１シャフト２１と第２シャフト２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設ける。第１減速ギヤ列２３の第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２間および第２減速ギヤ列２４の第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２間に２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂを組込み、その２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの係合および係合解除を変速切換アクチュエータ５０により制御する。変速段を切換えるときに、現変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの摩擦板５２ａが離反した後に、電動モータ１０のモータトルクを変化させて現変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合を解除する。
【解決手段】電動モータ１０によって回転駆動される第１シャフト２１と第２シャフト２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設ける。第１減速ギヤ列２３の第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２間および第２減速ギヤ列２４の第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２間に２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂを組込み、その２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの係合および係合解除を変速切換アクチュエータ５０により制御する。変速段を切換えるときに、現変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの摩擦板５２ａが離反した後に、電動モータ１０のモータトルクを変化させて現変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合を解除する。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源として備え、その電動モータの出力を減速して車輪へ伝達する車両用モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。ここで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータの回転をベルト式無段変速機（ＣＶＴ）あるいは遊星歯車式変速機からなる変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから出力される回転を遊星歯車式変速機の変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから補助駆動輪へのトルク伝達経路が常に閉じた状態にあるため、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでは、補助駆動輪からの回転によって、変速機およびモータが回転されることになり、エネルギの損失が大きいという不都合がある。特に、モータとして、永久磁石式同期モータを採用した場合、誘導モータに比べてモータを回転させることによる動力損失が大きい。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の車両用モータ駆動装置においては、変速機に設けられたキーのスライドによって、変速機をＬｏギヤの状態、Ｈｉギヤの状態およびニュートラルの状態に切り換えることができるようにしているため、そのニュートラルの状態に切り換えることによって補助駆動輪から変速機やモータが回転されるのを防止することができるが、キーをスライドして遊星歯車機構のリングギヤとケーシングとを結合し、あるいは、上記リングギヤとサンギヤとを結合する変速の切換時に、相対回転する２つの部材をシンクロさせ、その相対回転速度差を小さくした状態でなければ２部品を結合することができない。そのため、シンクロに要する時間が長く、その間、車両は空走状態となり、ドライバビリティや商品性を低下させることになる。
【０００６】
そこで、この発明の発明者は、車輪側から回転されるのを防止することができ、しかも、変速の切換えを迅速に行なうことができるようにした車両用モータ駆動装置を検討し、そのような車両用モータ駆動装置として、電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータとからなる車両用モータ駆動装置を考案した。
【０００７】
前記２ウェイローラクラッチとしては、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成のものを採用することができる。
【０００８】
また、前記変速切換アクチュエータとしては、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなるものを採用することができる。
【０００９】
上記車両用モータ駆動装置の変速段を切換える場合、その切換えは、まず、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除し、次に、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させることによって行なう。ここで、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間でトルクが伝達していると、そのトルクが２ウェイローラクラッチの係合解除を妨げるので、２ウェイローラクラッチの変速切換アクチュエータを作動させただけでは、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除することができない。
【００１０】
このため、現変速段の２ウェイローラクラッチを確実に係合解除するためには、２ウェイローラクラッチの変速切換アクチュエータを作動させるだけでなく、２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロまで低下させる必要がある。
【００１１】
一方、２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをいったんゼロまで低下させるようにした車両用の変速段切換装置として、特許文献３，４に記載のものが知られている。
【００１２】
特許文献３の変速段切換装置は、エンジンから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、エンジンのスロットルバルブ開度を制御するスロットルアクチュエータとを有する。
【００１３】
この変速段切換装置において、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するように作動を開始し、これと同時に、スロットルアクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクがゼロとなるようにスロットルバルブ開度を制御する。
【００１４】
また、特許文献４の変速段切換装置は、エンジンから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、エンジンと変速機の間でトルクの伝達と遮断を切換える電磁クラッチと、前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータとを有する。
【００１５】
この変速段切換装置において、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するように作動を開始し、これと同時に、電磁クラッチは、エンジンと変速機の間でトルクの伝達を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３６８３４０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２４８９号公報
【特許文献３】特許第３１０９０３６号公報
【特許文献４】特開２００４−２１１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献３，４の変速段切換装置は、変速切換アクチュエータの作動開始と同時に車輪を駆動するトルクがゼロとなるため、変速切換時のトルク抜けの時間（空走時間）が長いという問題があった。
【００１８】
この発明が解決しようとする課題は、変速切換時のトルク抜けの時間が短い車両用モータ駆動装置および電気自動車ならびにハイブリッド車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するため、この発明に係る車両用モータ駆動装置おいては、電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、係合解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、前記電動モータと変速切換アクチュエータの作動を制御する電子制御装置とからなり、
前記２ウェイローラクラッチは、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなり、
前記変速切換アクチュエータは、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなり、
前記電子制御装置は、変速切換指令を受けたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように変速切換アクチュエータを作動させ、このとき、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反したか否かを判定し、前記摩擦板が離反したと判定した後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行ない、この制御によって現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる構成を採用したのである。
【００２０】
上記の構成からなる車両用モータ駆動装置において、変速切換アクチュエータの作動により、各変速段のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの１つを係合して平行軸とギヤとを締結状態に切換えることにより、電動モータの回転は締結状態のギヤ列により変速されてディファレンシャルギヤに伝達され、左右の車輪が回転する。
【００２１】
また、変速切換アクチュエータの作動により、上記２ウェイローラクラッチを係合解除状態に切換えると、電動モータからディファレンシャルギヤへのトルク伝達が遮断される。その２ウェイローラクラッチの係合解除状態で、平行軸とギヤは相対回転し得る状態にあるため、車輪側から回転トルクが伝達されると、ギヤが空回転し、平行軸は回転しない。
【００２２】
また、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように作動するが、このとき、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定された後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行なうので、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定されるまでの間は、電動モータのモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。
【００２３】
ここで、前記変速切換指令がシフトアップの変速切換指令であるときは、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、前記電動モータを減速する制御を採用することができる。
【００２４】
また、前記変速切換指令がシフトダウンの変速切換指令であるときは、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロにする制御を採用することができる。
【００２５】
この発明に係る電気自動車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。
【００２６】
また、この発明に係るハイブリッド車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。
【００２７】
上記のようなハイブリッド車へのモータ駆動装置の採用において、エンジンの駆動による走行時、２ウェイローラクラッチを係合解除状態としておくことにより、モータによって駆動される車輪側から変速機やモータが回転されるのを防止することができ、エネルギの損失を抑制することができる。
【００２８】
シフト機構として、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなるもの採用することができる。
【００２９】
上記変速切換アクチュエータにおいて、アクチュエータによりシフトロッドを軸方向に移動させると、シフトフォークによりスリーブおよび制御リングが円筒面が形成された部材に向けて移動し、上記制御リングにより摩擦板が円筒面が形成された部材に押し付けられて、その部材と摩擦係合する。その摩擦係合により、保持器は円筒面が形成された部材と連結された状態となるため、保持器はカム面が形成された部材に対して相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、２ウェイローラクラッチは直ちに係合状態になり、電動モータの回転は減速されてディファレンシャルギヤに伝達され、車輪が回転する。
【００３０】
ここで、カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を平行軸上に設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けておくと、車両の急加減速時に２ウェイローラクラッチの保持器およびローラに作用する慣性力や摩擦力によるドラグトルクによって、ローラが誤係合するのを防止することができる。
【００３１】
また、制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速切換アクチュエータによって２組の２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
さらに、制御リングとスリーブの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングからスリーブへの回転伝達を遮断することができるため、変速比の切換えを円滑に行なうことができる。
【００３３】
さらに、摩擦板と制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングとの接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができるため、摩擦板が円筒面が形成された部材の側面に対する摩擦係合時に、摩擦板を制御リングに対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチを確実に係合させることができる。
【００３４】
上記変速切換アクチュエータにおいて、シフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータは、モータであってもよく、あるいは、シフトロッドに接続されるシリンダあるいはソレノイドであってもよい。
【００３５】
モータを採用する場合は、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けるようにする。その運動変換機構として、シフトロッドを中心に回転自在に支持され、モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなるものを採用することができる。
【発明の効果】
【００３６】
上記のように、この発明においては、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定されるまでの間は、電動モータのモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、変速切換アクチュエータの作動開始と同時にモータトルクがゼロとなる制御を行なうものと比較して、変速切換時のトルク抜けの時間が短い。
【００３７】
また、電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機の各変速段毎のギヤと平行軸間に２ウェイローラクラッチを組込み、その２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を変速切換アクチュエータによって制御するようにしたので、上記２ウェイローラクラッチの係合解除により、車輪側からの回転により、変速機やモータが回転されるのを防止することができる。このため、この発明に係るモータ駆動装置をハイブリッド車に搭載して補助駆動輪を駆動する構成を採用することにより、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでのエネルギの損失を抑制することができる。
【００３８】
また、変速切換アクチュエータの作動によって２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御することにより、その２ウェイローラクラッチが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（イ）は、この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図、（ロ）は、上記車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド車の概略図
【図２】この発明に係る車両用モータ駆動装置の断面図
【図３】図２の変速機の要部を拡大して示す断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図３のV−V線に沿った断面図
【図６】変速切換アクチュエータを示す断面図
【図７】図３のVII−VII線に沿った断面図
【図８】図６の一部を拡大して示す断面図
【図９】変速切換状態を示す断面図
【図１０】２ウェイローラクラッチの内輪、保持器、スイッチばねおよび変速切換アクチュエータの弾性部材、ワッシャ、摩擦板のそれぞれを示す分解斜視図
【図１１】図２に示す車両用モータ駆動装置を制御する電子制御装置のブロック図
【図１２】図１１に示す電子制御装置のシフトアップ時の制御を示すフロー図
【図１３】図１１に示す電子制御装置のシフトダウン時の制御を示すフロー図
【図１４】（ａ）は、シフトアップ時のシフト位置と、モータトルクと、次変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材の回転速度との対応関係を示す図、（ｂ）は、シフトダウン時のシフト位置と、モータトルクと、次変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材の回転速度との対応関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１（イ）は、この発明に係るモータ駆動装置Ａによって左右一対の前輪１を駆動するようにした電気自動車ＥＶを示す。また、図１（ロ）は、エンジンＥによって左右一対の駆動輪としての前輪１を駆動し、上記モータ駆動装置Ａによって左右一対の補助駆動輪としての後輪２を駆動するハイブリッド車ＨＶを示し、上記エンジンＥの回転を、トランスミッションＴおよびディファレンシャルギヤＤを介して前輪１に伝達するようにしている。
【００４１】
図２に示すように、モータ駆動装置Ａは、電動モータ１０と、その電動モータ１０の出力軸１１の回転を変速する変速機２０と、その変速機２０から出力される動力を、図１（イ）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１（ロ）に示すハイブリッド車ＨＶの左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ８０とを有している。
【００４２】
変速機２０は、第１シャフト２１と第２シャフト２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設けた常時噛合い式減速機からなる。
【００４３】
第１シャフト２１および第２シャフト２２は、ハウジング２５内に組込まれた対向一対の軸受２６により回転自在に支持されて平行の配置とされ、上記第１シャフト２１が電動モータ１０の出力軸１１に接続されている。
【００４４】
第１減速ギヤ列２３は、第１シャフト２１に第１入力ギヤ２３ａを設け、その第１入力ギヤ２３ａに噛合する第１出力ギヤ２３ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としている。
【００４５】
一方、第２減速ギヤ列２４は、第１シャフト２１に第２入力ギヤ２４ａを設け、その第２入力ギヤ２４ａに噛合する第２出力ギヤ２４ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としており、その第２減速ギヤ列２４の減速比は第１減速ギヤ列２３の減速比より小さくなっている。
【００４６】
図３乃至図５に示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２との間には、その第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２とを締結、解除する第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａが組込まれている。また、第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２間には、その第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２を締結、解除する第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが組込まれている。
【００４７】
ここで、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、同一の構成であって左右対称の向きとされているため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを以下に説明し、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂについては、同一の部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
第１の２ウェイローラクラッチ３０は、第２シャフト２２に内輪３１を、スプライン３２による嵌合として回り止めし、その内輪３１の外周に第１出力ギヤ２３ｂの内周に形成された円筒面３３との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数の平坦なカム面３４を周方向に等間隔に設け、各カム面３４と円筒面３３間にローラ３５を組込み、そのローラ３５を第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１間に組込まれた保持器３６で保持している。
【００４９】
また、内輪３１の軸方向の一端面に円形の凹部３７を形成し、その凹部３７内にスイッチばね３８の円形部３８ａを嵌合し、その円形部３８ａの両端から外向きに設けられた一対の押圧片３８ｂを、凹部３７の外周壁に形成された切欠き３９から保持器３６の一端面に形成された切欠部４０に挿入し、その一対の押圧片３８ｂで切欠き３９および切欠部４０の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧して、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に対して係合解除する中立位置に保持器３６を弾性保持している。
【００５０】
ここで、第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた内輪３１と第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた内輪３１は、その対向部間に組込まれた回転部材としての間座４１と、第２シャフト２２に嵌合された一対のストッパリング４４により両側から挟持されて軸方向に非可動の支持とされている。また、間座４１は対向一対の内輪３１のそれぞれと一体に回転するようになっている。
【００５１】
一対の内輪３１には、ストッパリング４４と対向する外端部に円筒形の軸受嵌合面４２が形成され、その軸受嵌合面４２に嵌合された軸受４３によって、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが内輪３１に対して回転自在に支持されている。
【００５２】
第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、図６乃至図８に示す変速切換アクチュエータ５０によって係合、係合解除が制御される。
【００５３】
変速切換アクチュエータ５０は、間座４１の外周に軸方向に移動可能な制御リング５１を嵌合して回転自在に支持し、その制御リング５１の両側に配置された一対の摩擦板５２ａ、５２ｂの一方を第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、かつ、他方を第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０により第１出力ギヤ２３ｂに向けて移動させ、その第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ａの摩擦係合により保持器３６を第１出力ギヤ２３ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。
【００５４】
また、シフト機構６０により制御リング５１を第２出力ギヤ２４ｂに向けて移動させ、その第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ｂの摩擦係合により保持器３６を第２出力ギヤ２４ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。
【００５５】
ここで、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂは環状をなし、その内径面に形成されたＬ形の係合片５３を保持器３６に形成された前記切欠部４０に係合して、摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを保持器３６に回り止めしている。また、係合片５３と内輪３１の対向面間にワッシャ５４と弾性部材５５とを組込み、その弾性部材５５によって摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを内輪３１から離反する係合解除位置に向けて付勢している。
【００５６】
さらに、係合片５３の内端に係合溝５７を形成し、一方、間座４１の外周には、その係合溝５７とで係合手段５６を形成する複数の係合突条５８を設け、上記摩擦板５２ａ、５２ｂが係合解除位置まで移動した際、係合溝５７を係合突条５８の一つに係合させて、間座４１に一体化された内輪３１と保持器３６とが相対的に回転するのを防止し、ローラ３５を中立位置に保持するようにしている。
【００５７】
図６に示すように、シフト機構６０は、第２シャフト２２に平行に配置されたシフトロッド６１をハウジング２５に取り付けられた一対の滑り軸受６２によりスライド自在に支持し、そのシフトロッド６１にシフトフォーク６３を取付け、一方、制御リング５１の外周に嵌合された転がり軸受６４でスリーブ６５を回転自在に支持し、かつ、軸方向に非可動に支持し、そのスリーブ６５の外周に環状溝６６を設け、その環状溝６６にシフトフォーク６３の先端の二股片６３ａを嵌合し、上記シフトロッド６１をアクチュエータ６７により軸方向に移動させて、スリーブ６５と共に制御リング５１を軸方向に移動させるようにしている。
【００５８】
アクチュエータ６７として、シフトロッド６１に接続されるシリンダやソレノイドを採用することができるが、ここでは、モータ６８を採用し、そのモータ６８の出力軸６９の回転を運動変換機構７０によりシフトロッド６１の軸方向への移動に変換するようにしている。
【００５９】
すなわち、モータ６８の出力軸６９に設けられた駆動ギヤ７１にナット部材としての従動ギヤ７２を噛合し、その従動ギヤ７２を対向一対の軸受７３により回転自在に支持し、その従動ギヤ７２の内周に形成された雌ねじ７４をシフトロッド６１の端部外周に形成された雄ねじ７５にねじ係合し、上記従動ギヤ７２の定位置での回転により、シフトロッド６１を軸方向に移動させるようにしている。
【００６０】
図２に示すように、第２シャフト２２の軸端部には、その第２シャフト２２の回転をディファレンシャルギヤ８０に伝達するアウトプットギヤ７６が設けられている。
【００６１】
ディファレンシャルギヤ８０は、アウトプットギヤ７６に噛合するリングギヤ８１をハウジング２５によって回転自在に支持されたデフケース８２に取付け、上記デフケース８２により両端部が回転自在に支持されたピニオン軸８３に一対のピニオン８４を取付け、その一対のピニオン８４のそれぞれに一対のサイドギヤ８５を噛合した構成とされ、その一対のサイドギヤ８５のそれぞれにアクスル８６の軸端部が接続されている。
【００６２】
電動モータ１０の回転は、図１１に示す電子制御装置９０から出力される制御信号によって制御される。電子制御装置９０には、第１シャフト回転センサ９１から第１シャフト２１の回転速度を示す検知信号が、第２シャフト回転センサ９２から第２シャフト２２の回転速度を示す検知信号が、シフト位置センサ９３からシフトフォーク６３の位置を示す検知信号がそれぞれ入力される。シフト位置センサ９３としては、例えば、シフトロッド６１に接続したポテンショメータが挙げられる。また、電子制御装置９０からは、モータ６８の回転を制御する制御信号が出力される。
【００６３】
実施の形態で示す車両用モータ駆動装置Ａは上記の構造からなり、図３は、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂから離反する係合解除位置に保持された状態を示し、上記第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａおよび第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのそれぞれは、図４に示すように、係合解除状態にある。
【００６４】
このため、電動モータ１０が駆動されて第１シャフト２１が回転しても、その回転は第１入力ギヤ２３ａからこれに噛合する第１出力ギヤ２３ｂに伝達され、また、第２入力ギヤ２４ａからこれに噛合する第２出力ギヤ２４ｂに伝達されるが、第２シャフト２２に伝達されず、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが空転する。
【００６５】
第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの空転状態において、２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの中立状態にあるローラ３５には円筒面３３との接触により、ドラグトルクが作用して、保持器３６を回転させようとする。
【００６６】
このとき、保持器３６に回り止めされた摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれは、係合溝５７と係合突条５８に係合によって内輪３１に対して回り止めされているため、保持器３６も内輪３１に対して回り止めされる状態にある。このため、ローラ３５に作用するドラグトルクによって、内輪３１と保持器３６とが相対回転するようなことはなく、第１、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂが誤係合するという不都合の発生はない。
【００６７】
電動モータ１０の駆動によって第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂのそれぞれが空転する状態において、図６に示すモータ６８の駆動によりシフトロッド６１を同図の右方向に移動させると、シフトフォーク６３によってスリーブ６５および制御リング５１がシフトロッド６１と同方向に移動され、その制御リング５１により、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる。
【００６８】
このとき、摩擦板５２ａの係合溝５７と間座４１の係合突条５８の係合が解除し、また、摩擦板５２ａは、第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合するため、保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂに連結される状態になる。
【００６９】
このため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転は、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを介して第２シャフト２２に直ちに伝達される。また、第２シャフト２２の回転はディファレンシャルギヤ８０を介してアクスル８６に伝達される。
【００７０】
その結果、図１（イ）に示す電気自動車ＥＶにおいては、前輪１が回転することになり、その電気自動車ＥＶを走行させることができると共に、図１（ロ）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が回転し、前輪１の駆動をアシストすることになる。
【００７１】
ここで、内輪３１と保持器３６が相対回転すると、スイッチばね３８が弾性変形する。そのため、モータ６８を上記の逆方向に回転し、シフトロッド６１を上記の逆の方向に移動（図６の左方向）させて、制御リング５１を第１出力ギヤ２３ｂから離反する方向に移動させると、摩擦板５２ａは弾性部材５５の復元弾性により、第１出力ギヤ２３ｂから離反し、同時にスイッチばね３８の復元弾性により、保持器３６が復帰回動され、ローラ３５は中立位置に戻されることになり、第１シャフト２１から第２シャフト２２への回転伝達が直ちに遮断されることになる。
【００７２】
シフトロッド６１を同方向（図６の左方向）にさらに移動させると、制御リング５１の押圧により、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられて摩擦係合する。
【００７３】
このため、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第２出力ギヤ２４ｂの回転は、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを介して第２シャフト２２に直ちに伝達されることになり、トルク伝達経路が直ちに切換えられることになる。
【００７４】
ところで、２ウェイローラクラッチ３０Ａの出入力部材間、すなわち、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間でトルクが伝達していると、そのトルクが２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除を妨げるので、モータ６８の作動により摩擦板５２ａを第１出力ギヤ２３ｂから離反させただけでは、２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除することができない。
【００７５】
このため、２ウェイローラクラッチ３０Ａを確実に係合解除するためには、モータ６８の作動により摩擦板５２ａを第１出力ギヤ２３ｂから離反させるだけでなく、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間で伝達されるトルクをゼロまで低下させる必要がある。
【００７６】
そこで、電子制御装置９０は、図１２，図１３に示すように、電動モータ１０と変速切換アクチュエータ５０の作動を制御し、この制御によって、２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するときは、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間で伝達されるトルクをいったんゼロまで低下させるようにしている。
【００７７】
図１２、図１４（ａ）に基づいて、シフトアップ時の制御について説明する。
【００７８】
シフトアップの変速指令を受けると、まず、第１シャフト回転センサ９１、第２シャフト回転センサ９２、シフト位置センサ９３からそれぞれ信号を取り込み、これらの信号に基づいて、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの出入力部材の回転速度（すなわち、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏ）と、シフトフォーク６３の位置ＳＰを演算する（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、第１出力ギヤ２３ｂから摩擦板５２ａが離反するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフトフォーク６３の位置（以下、「シフト位置」という）ＳＰを現変速段のシフト位置ＳＰ１から中立位置ＳＰＮに向けて移動させる（ステップＳ２〜Ｓ４、図１４（ａ）の時刻ｔ０）。ここで、現変速段のシフト位置ＳＰ１は、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合する位置である。また、中立位置ＳＰＮは、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合する位置ＳＰ１と、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面に摩擦係合する位置ＳＰ２のちょうど中間の位置である。
【００８０】
シフトフォーク６３が中立位置ＳＰＮに向けて移動している間、現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差が、予め設定されたしきい値ＤＳＰ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００８１】
現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差がしきい値ＤＳＰ１以下になったときは、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面から確実に離反したと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ１からＴ２に低下させる（ステップＳ６〜Ｓ８、図１４（ａ）の時刻ｔ１）。Ｔ１は、通常走行時のモータトルクであり、正の値である。Ｔ２は負の値であり、電動モータ１０を減速させる制動トルクである。
【００８２】
モータトルクを低下させるこの制御により、２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合解除するとともに、電動モータ１０が速やかに減速する。電動モータ１０は、印加する電流によりモータトルクを制御することができ、エンジンに比べて格段に短時間で減速可能である。このとき、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉは電動モータ１０と連動して減速するが、内輪３１の回転速度ＮＧｏは、車両の慣性によりほぼ一定に維持される。シフト位置ＳＰは、中立位置ＳＰＮに達したのち、その状態を保持する。
【００８３】
モータトルクをＴ２に低下する制御を開始した後、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が、予め設定された第１しきい値ＤＮ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００８４】
第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下になったとき、第２出力ギヤ２４ｂに向かって摩擦板５２ｂが移動するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを中立位置ＳＰＮから次変速段のシフト位置ＳＰ２に向けて移動させる（ステップＳ１０〜Ｓ１２、図１４（ａ）の時刻ｔ２）。
【００８５】
さらに、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が、予め設定された第２しきい値ＤＮ２（＜ＤＮ１）以下になったとき（ステップＳ１３，Ｓ１４）、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合するのに十分シンクロしたと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ２からＴ３に変化させ、電動モータ１０を惰性回転させる（ステップＳ１５，Ｓ１６、図１４（ａ）の時刻ｔ３）。Ｔ３の大きさは、ほぼゼロである。ここでいうゼロとは、厳密な意味でゼロである必要はなく、スイッチばね３８の弾性復元力によって２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合解除可能な程度の微小トルクを許容する意味でのゼロである。
【００８６】
シフト位置ＳＰが、次変速段のシフト位置ＳＰ２に近づき、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂに接触すると、２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合し、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏが合致する（図１４（ａ）の時刻ｔ４）。シフト位置ＳＰが次変速段のシフト位置ＳＰ２に達した後、電動モータ１０のモータトルクをＴ３からＴ４に増加させ、次変速段の駆動を開始する（ステップＳ１７，Ｓ１８、図１４（ａ）の時刻ｔ５）。
【００８７】
以上のようにシフトアップ制御を行なうと、変速切換時のトルク抜けの時間は、図１４（ａ）において時刻ｔ１〜ｔ５の間の時間となる。そのため、変速切換指令を受けると同時に電動モータ１０のモータトルクを低減するようにする制御と比較して、時刻ｔ０〜ｔ１の間のモータトルクが維持されているので、トルク抜け時間が短い。
【００８８】
次に、図１３、図１４（ｂ）に基づいて、シフトダウン時の制御について説明する。
【００８９】
シフトダウンの変速指令を受けると、まず、第１シャフト回転センサ９１、第２シャフト回転センサ９２、シフト位置センサ９３からそれぞれ検知信号を取り込み、これらの検知信号に基づいて、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの出入力部材の回転速度（すなわち、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏ）と、シフトフォーク６３の位置ＳＰを演算する（ステップＳ２１）。
【００９０】
次に、第２出力ギヤ２４ｂから摩擦板５２ｂが離反するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを現変速段のシフト位置ＳＰ２から中立位置ＳＰＮに向けて移動させる（ステップＳ２２〜Ｓ２４、図１４（ｂ）の時刻ｔ０）。
【００９１】
シフトフォーク６３が中立位置ＳＰＮに向けて移動している間、現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差が、予め設定されたしきい値ＤＳＰ２以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００９２】
現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差がしきい値ＤＳＰ２以下になったときは、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面から確実に離反したと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ１からＴ２に低下させる（ステップＳ２６〜Ｓ２８、図１４（ｂ）の時刻ｔ１）。Ｔ１は、通常走行時のモータトルクであり、正の値である。Ｔ２の大きさは、ほぼゼロである。ここでいうゼロとは、厳密な意味でゼロである必要はなく、スイッチばね３８の弾性復元力によって２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合解除可能な程度の微小トルクを許容する意味でのゼロである。
【００９３】
シフト位置ＳＰが、中立位置ＳＰＮに達すると、電動モータ１０のモータトルクをＴ２からＴ３に増加させ、電動モータ１０を加速する（ステップＳ３０〜Ｓ３２、図１４（ｂ）の時刻ｔ２）。
【００９４】
モータトルクをＴ３に増加する制御を開始した後、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ３３，Ｓ３４）。
【００９５】
第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下になったとき、第１出力ギヤ２３ｂに向かって摩擦板５２ａが移動するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを中立位置ＳＰＮから次変速段のシフト位置ＳＰ１に向けて移動させる（ステップＳ３４〜Ｓ３６、図１４（ｂ）の時刻ｔ３）。
【００９６】
さらに、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第２しきい値ＤＮ２以下になったとき（ステップＳ３７，Ｓ３８）、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合するのに十分シンクロしたと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ３からＴ４に変化させ、電動モータ１０を惰性回転させる（ステップＳ３９，Ｓ４０、図１４（ｂ）の時刻ｔ４）。Ｔ４の大きさは、ほぼゼロである。
【００９７】
シフト位置ＳＰが、次変速段のシフト位置ＳＰ１に近づき、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂに接触すると、２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏが合致する（図１４（ｂ）の時刻ｔ５）。シフト位置ＳＰが次変速段のシフト位置ＳＰ１に達した後、電動モータ１０のモータトルクをＴ４からＴ５に増加させ、次変速段の駆動を開始する（ステップＳ４１，Ｓ４２、図１４（ｂ）の時刻ｔ６）。
【００９８】
以上のようにシフトダウン制御を行なうと、変速切換時のトルク抜けの時間は、図１４（ｂ）において時刻ｔ１〜ｔ６の間の時間となる。そのため、変速切換指令を受けると同時に電動モータ１０のモータトルクを低減するようにする制御と比較して、時刻ｔ０〜ｔ１の間のモータトルクが維持されているので、トルク抜け時間が短い。
【００９９】
上記のように、電子制御装置９０によって摩擦板５２ａ，５２ｂが離反したと判定されるまでの間は、電動モータ１０のモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、変速切換アクチュエータ５０の作動開始と同時にモータトルクがゼロとなる制御を行なうものと比較して、変速切換時のトルク抜けの時間を抑えることができる。
【０１００】
また、上記のように、アクチュエータとしてのモータ６８を駆動してシフトロッド６１を軸方向に移動させることにより、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａまたは第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。
【０１０１】
実施の形態で示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２出力ギヤ２４ｂ間に制御リング５１と２枚の摩擦板５２ａ、５２ｂを組込み、一方の摩擦板５２ａを第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、他方の摩擦板５２ｂを第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０で左右方向にシフトできるようにして、１つの変速切換アクチュエータ５０によって２組の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの係合、係合解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。
【０１０２】
ここで、図では省略したが、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１の対向面間に転がり軸受を組込んでおくのがよい。その転がり軸受の組込みによって、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１との接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができる。このため、摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂ、第２出力ギヤ２４ｂに押し付けられて摩擦係合する係合時に、摩擦板５２ａ、５２ｂを制御リング５１に対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチ３０Ａ，３０Ｂを確実に係合させることができる。
【０１０３】
実施の形態においては、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周に円筒面３３を形成し、各出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの内側に組込まれた内輪３１の外周にカム面３４を設けたが、その逆に、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周にカム面を形成し、内輪の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。この場合、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂと保持器３６との間にスイッチばねを組込むようにして、ローラが中立状態となるよう保持器を弾性保持する。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 前輪
２ 後輪
１０ 電動モータ
２０ 変速機
２１ 第１シャフト
２２ 第２シャフト
２３ 第１減速ギヤ列
２４ 第２減速ギヤ列
３０Ａ 第１の２ウェイローラクラッチ
３０Ｂ 第２の２ウェイローラクラッチ
３１ 内輪
３３ 円筒面
３４ カム面
３５ ローラ
３６ 保持器
３８ スイッチばね
４１ 間座（回転部材）
５０ 変速切換アクチュエータ
５１ 制御リング
５２ａ 摩擦板
５２ｂ 摩擦板
５５ 弾性部材
５６ 係合手段
５７ 係合溝
５８ 係合突条
６０ シフト機構
６１ シフトロッド
６３ シフトフォーク
６５ スリーブ
６７ アクチュエータ
６８ モータ
７２ 従動ギヤ（ナット部材）
７４ 雌ねじ
７５ 雄ねじ
８０ ディファレンシャルギヤ
９０ 電子制御装置
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動モータを駆動源として備え、その電動モータの出力を減速して車輪へ伝達する車両用モータ駆動装置およびそのモータ駆動装置を搭載した自動車に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車およびハイブリッド車の駆動装置に用いられる車両用モータ駆動装置として、特許文献１および２に記載されたものが従来から知られている。ここで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータの回転をベルト式無段変速機（ＣＶＴ）あるいは遊星歯車式変速機からなる変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。
【０００３】
また、特許文献２に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから出力される回転を遊星歯車式変速機の変速機に入力して変速し、その変速機から出力される回転をディファレンシャルギヤに入力して、左右の補助駆動輪（後輪）を回転させるようにしている。
【０００４】
ところで、特許文献１に記載された車両用モータ駆動装置においては、モータから補助駆動輪へのトルク伝達経路が常に閉じた状態にあるため、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでは、補助駆動輪からの回転によって、変速機およびモータが回転されることになり、エネルギの損失が大きいという不都合がある。特に、モータとして、永久磁石式同期モータを採用した場合、誘導モータに比べてモータを回転させることによる動力損失が大きい。
【０００５】
一方、特許文献２に記載の車両用モータ駆動装置においては、変速機に設けられたキーのスライドによって、変速機をＬｏギヤの状態、Ｈｉギヤの状態およびニュートラルの状態に切り換えることができるようにしているため、そのニュートラルの状態に切り換えることによって補助駆動輪から変速機やモータが回転されるのを防止することができるが、キーをスライドして遊星歯車機構のリングギヤとケーシングとを結合し、あるいは、上記リングギヤとサンギヤとを結合する変速の切換時に、相対回転する２つの部材をシンクロさせ、その相対回転速度差を小さくした状態でなければ２部品を結合することができない。そのため、シンクロに要する時間が長く、その間、車両は空走状態となり、ドライバビリティや商品性を低下させることになる。
【０００６】
そこで、この発明の発明者は、車輪側から回転されるのを防止することができ、しかも、変速の切換えを迅速に行なうことができるようにした車両用モータ駆動装置を検討し、そのような車両用モータ駆動装置として、電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータとからなる車両用モータ駆動装置を考案した。
【０００７】
前記２ウェイローラクラッチとしては、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成のものを採用することができる。
【０００８】
また、前記変速切換アクチュエータとしては、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなるものを採用することができる。
【０００９】
上記車両用モータ駆動装置の変速段を切換える場合、その切換えは、まず、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除し、次に、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させることによって行なう。ここで、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間でトルクが伝達していると、そのトルクが２ウェイローラクラッチの係合解除を妨げるので、２ウェイローラクラッチの変速切換アクチュエータを作動させただけでは、現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除することができない。
【００１０】
このため、現変速段の２ウェイローラクラッチを確実に係合解除するためには、２ウェイローラクラッチの変速切換アクチュエータを作動させるだけでなく、２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロまで低下させる必要がある。
【００１１】
一方、２ウェイローラクラッチを係合解除するときに、２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをいったんゼロまで低下させるようにした車両用の変速段切換装置として、特許文献３，４に記載のものが知られている。
【００１２】
特許文献３の変速段切換装置は、エンジンから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、エンジンのスロットルバルブ開度を制御するスロットルアクチュエータとを有する。
【００１３】
この変速段切換装置において、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するように作動を開始し、これと同時に、スロットルアクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクがゼロとなるようにスロットルバルブ開度を制御する。
【００１４】
また、特許文献４の変速段切換装置は、エンジンから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、エンジンと変速機の間でトルクの伝達と遮断を切換える電磁クラッチと、前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータとを有する。
【００１５】
この変速段切換装置において、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの係合を解除するように作動を開始し、これと同時に、電磁クラッチは、エンジンと変速機の間でトルクの伝達を遮断する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【００１６】
【特許文献１】特許第３６８３４０５号公報
【特許文献２】特開２００６−１１２４８９号公報
【特許文献３】特許第３１０９０３６号公報
【特許文献４】特開２００４−２１１８３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１７】
しかし、特許文献３，４の変速段切換装置は、変速切換アクチュエータの作動開始と同時に車輪を駆動するトルクがゼロとなるため、変速切換時のトルク抜けの時間（空走時間）が長いという問題があった。
【００１８】
この発明が解決しようとする課題は、変速切換時のトルク抜けの時間が短い車両用モータ駆動装置および電気自動車ならびにハイブリッド車を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１９】
上記の課題を解決するため、この発明に係る車両用モータ駆動装置おいては、電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、係合解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、前記電動モータと変速切換アクチュエータの作動を制御する電子制御装置とからなり、
前記２ウェイローラクラッチは、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなり、
前記変速切換アクチュエータは、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなり、
前記電子制御装置は、変速切換指令を受けたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように変速切換アクチュエータを作動させ、このとき、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反したか否かを判定し、前記摩擦板が離反したと判定した後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行ない、この制御によって現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる構成を採用したのである。
【００２０】
上記の構成からなる車両用モータ駆動装置において、変速切換アクチュエータの作動により、各変速段のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの１つを係合して平行軸とギヤとを締結状態に切換えることにより、電動モータの回転は締結状態のギヤ列により変速されてディファレンシャルギヤに伝達され、左右の車輪が回転する。
【００２１】
また、変速切換アクチュエータの作動により、上記２ウェイローラクラッチを係合解除状態に切換えると、電動モータからディファレンシャルギヤへのトルク伝達が遮断される。その２ウェイローラクラッチの係合解除状態で、平行軸とギヤは相対回転し得る状態にあるため、車輪側から回転トルクが伝達されると、ギヤが空回転し、平行軸は回転しない。
【００２２】
また、変速切換指令を受けたとき、変速切換アクチュエータは、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように作動するが、このとき、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定された後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行なうので、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定されるまでの間は、電動モータのモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。
【００２３】
ここで、前記変速切換指令がシフトアップの変速切換指令であるときは、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、前記電動モータを減速する制御を採用することができる。
【００２４】
また、前記変速切換指令がシフトダウンの変速切換指令であるときは、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロにする制御を採用することができる。
【００２５】
この発明に係る電気自動車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。
【００２６】
また、この発明に係るハイブリッド車においては、車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を上記のモータ駆動装置により駆動する構成を採用したのである。
【００２７】
上記のようなハイブリッド車へのモータ駆動装置の採用において、エンジンの駆動による走行時、２ウェイローラクラッチを係合解除状態としておくことにより、モータによって駆動される車輪側から変速機やモータが回転されるのを防止することができ、エネルギの損失を抑制することができる。
【００２８】
シフト機構として、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなるもの採用することができる。
【００２９】
上記変速切換アクチュエータにおいて、アクチュエータによりシフトロッドを軸方向に移動させると、シフトフォークによりスリーブおよび制御リングが円筒面が形成された部材に向けて移動し、上記制御リングにより摩擦板が円筒面が形成された部材に押し付けられて、その部材と摩擦係合する。その摩擦係合により、保持器は円筒面が形成された部材と連結された状態となるため、保持器はカム面が形成された部材に対して相対回転し、ローラが円筒面およびカム面に係合して、２ウェイローラクラッチは直ちに係合状態になり、電動モータの回転は減速されてディファレンシャルギヤに伝達され、車輪が回転する。
【００３０】
ここで、カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を平行軸上に設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けておくと、車両の急加減速時に２ウェイローラクラッチの保持器およびローラに作用する慣性力や摩擦力によるドラグトルクによって、ローラが誤係合するのを防止することができる。
【００３１】
また、制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速切換アクチュエータによって２組の２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。
【００３２】
さらに、制御リングとスリーブの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングからスリーブへの回転伝達を遮断することができるため、変速比の切換えを円滑に行なうことができる。
【００３３】
さらに、摩擦板と制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んでおくと、制御リングとの接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができるため、摩擦板が円筒面が形成された部材の側面に対する摩擦係合時に、摩擦板を制御リングに対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチを確実に係合させることができる。
【００３４】
上記変速切換アクチュエータにおいて、シフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータは、モータであってもよく、あるいは、シフトロッドに接続されるシリンダあるいはソレノイドであってもよい。
【００３５】
モータを採用する場合は、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けるようにする。その運動変換機構として、シフトロッドを中心に回転自在に支持され、モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなるものを採用することができる。
【発明の効果】
【００３６】
上記のように、この発明においては、電子制御装置によって摩擦板が離反したと判定されるまでの間は、電動モータのモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、変速切換アクチュエータの作動開始と同時にモータトルクがゼロとなる制御を行なうものと比較して、変速切換時のトルク抜けの時間が短い。
【００３７】
また、電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機の各変速段毎のギヤと平行軸間に２ウェイローラクラッチを組込み、その２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を変速切換アクチュエータによって制御するようにしたので、上記２ウェイローラクラッチの係合解除により、車輪側からの回転により、変速機やモータが回転されるのを防止することができる。このため、この発明に係るモータ駆動装置をハイブリッド車に搭載して補助駆動輪を駆動する構成を採用することにより、エンジンのみの動力で車両を走行させる走行モードでのエネルギの損失を抑制することができる。
【００３８】
また、変速切換アクチュエータの作動によって２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御することにより、その２ウェイローラクラッチが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。
【図面の簡単な説明】
【００３９】
【図１】（イ）は、この発明に係る車両用モータ駆動装置を採用した電気自動車の概略図、（ロ）は、上記車両用モータ駆動装置を採用したハイブリッド車の概略図
【図２】この発明に係る車両用モータ駆動装置の断面図
【図３】図２の変速機の要部を拡大して示す断面図
【図４】図３のIV−IV線に沿った断面図
【図５】図３のV−V線に沿った断面図
【図６】変速切換アクチュエータを示す断面図
【図７】図３のVII−VII線に沿った断面図
【図８】図６の一部を拡大して示す断面図
【図９】変速切換状態を示す断面図
【図１０】２ウェイローラクラッチの内輪、保持器、スイッチばねおよび変速切換アクチュエータの弾性部材、ワッシャ、摩擦板のそれぞれを示す分解斜視図
【図１１】図２に示す車両用モータ駆動装置を制御する電子制御装置のブロック図
【図１２】図１１に示す電子制御装置のシフトアップ時の制御を示すフロー図
【図１３】図１１に示す電子制御装置のシフトダウン時の制御を示すフロー図
【図１４】（ａ）は、シフトアップ時のシフト位置と、モータトルクと、次変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材の回転速度との対応関係を示す図、（ｂ）は、シフトダウン時のシフト位置と、モータトルクと、次変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材の回転速度との対応関係を示す図
【発明を実施するための形態】
【００４０】
以下、この発明の実施の形態を図面に基いて説明する。図１（イ）は、この発明に係るモータ駆動装置Ａによって左右一対の前輪１を駆動するようにした電気自動車ＥＶを示す。また、図１（ロ）は、エンジンＥによって左右一対の駆動輪としての前輪１を駆動し、上記モータ駆動装置Ａによって左右一対の補助駆動輪としての後輪２を駆動するハイブリッド車ＨＶを示し、上記エンジンＥの回転を、トランスミッションＴおよびディファレンシャルギヤＤを介して前輪１に伝達するようにしている。
【００４１】
図２に示すように、モータ駆動装置Ａは、電動モータ１０と、その電動モータ１０の出力軸１１の回転を変速する変速機２０と、その変速機２０から出力される動力を、図１（イ）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１（ロ）に示すハイブリッド車ＨＶの左右一対の後輪２に分配するディファレンシャルギヤ８０とを有している。
【００４２】
変速機２０は、第１シャフト２１と第２シャフト２２間に第１減速ギヤ列２３と第２減速ギヤ列２４を設けた常時噛合い式減速機からなる。
【００４３】
第１シャフト２１および第２シャフト２２は、ハウジング２５内に組込まれた対向一対の軸受２６により回転自在に支持されて平行の配置とされ、上記第１シャフト２１が電動モータ１０の出力軸１１に接続されている。
【００４４】
第１減速ギヤ列２３は、第１シャフト２１に第１入力ギヤ２３ａを設け、その第１入力ギヤ２３ａに噛合する第１出力ギヤ２３ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としている。
【００４５】
一方、第２減速ギヤ列２４は、第１シャフト２１に第２入力ギヤ２４ａを設け、その第２入力ギヤ２４ａに噛合する第２出力ギヤ２４ｂを第２シャフト２２を中心にして回転自在としており、その第２減速ギヤ列２４の減速比は第１減速ギヤ列２３の減速比より小さくなっている。
【００４６】
図３乃至図５に示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２との間には、その第１出力ギヤ２３ｂと第２シャフト２２とを締結、解除する第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａが組込まれている。また、第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２間には、その第２出力ギヤ２４ｂと第２シャフト２２を締結、解除する第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが組込まれている。
【００４７】
ここで、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、同一の構成であって左右対称の向きとされているため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを以下に説明し、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂについては、同一の部品に同一の符号を付して説明を省略する。
【００４８】
第１の２ウェイローラクラッチ３０は、第２シャフト２２に内輪３１を、スプライン３２による嵌合として回り止めし、その内輪３１の外周に第１出力ギヤ２３ｂの内周に形成された円筒面３３との間で周方向の両端が狭小のくさび形空間を形成する複数の平坦なカム面３４を周方向に等間隔に設け、各カム面３４と円筒面３３間にローラ３５を組込み、そのローラ３５を第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１間に組込まれた保持器３６で保持している。
【００４９】
また、内輪３１の軸方向の一端面に円形の凹部３７を形成し、その凹部３７内にスイッチばね３８の円形部３８ａを嵌合し、その円形部３８ａの両端から外向きに設けられた一対の押圧片３８ｂを、凹部３７の外周壁に形成された切欠き３９から保持器３６の一端面に形成された切欠部４０に挿入し、その一対の押圧片３８ｂで切欠き３９および切欠部４０の周方向で対向する端面を相反する方向に押圧して、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に対して係合解除する中立位置に保持器３６を弾性保持している。
【００５０】
ここで、第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた内輪３１と第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた内輪３１は、その対向部間に組込まれた回転部材としての間座４１と、第２シャフト２２に嵌合された一対のストッパリング４４により両側から挟持されて軸方向に非可動の支持とされている。また、間座４１は対向一対の内輪３１のそれぞれと一体に回転するようになっている。
【００５１】
一対の内輪３１には、ストッパリング４４と対向する外端部に円筒形の軸受嵌合面４２が形成され、その軸受嵌合面４２に嵌合された軸受４３によって、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが内輪３１に対して回転自在に支持されている。
【００５２】
第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａと第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂは、図６乃至図８に示す変速切換アクチュエータ５０によって係合、係合解除が制御される。
【００５３】
変速切換アクチュエータ５０は、間座４１の外周に軸方向に移動可能な制御リング５１を嵌合して回転自在に支持し、その制御リング５１の両側に配置された一対の摩擦板５２ａ、５２ｂの一方を第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、かつ、他方を第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０により第１出力ギヤ２３ｂに向けて移動させ、その第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ａの摩擦係合により保持器３６を第１出力ギヤ２３ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。
【００５４】
また、シフト機構６０により制御リング５１を第２出力ギヤ２４ｂに向けて移動させ、その第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられる摩擦板５２ｂの摩擦係合により保持器３６を第２出力ギヤ２４ｂに連結して、その保持器３６と内輪３１の相対回転により、ローラ３５を円筒面３３およびカム面３４に係合させるようにしている。
【００５５】
ここで、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂは環状をなし、その内径面に形成されたＬ形の係合片５３を保持器３６に形成された前記切欠部４０に係合して、摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを保持器３６に回り止めしている。また、係合片５３と内輪３１の対向面間にワッシャ５４と弾性部材５５とを組込み、その弾性部材５５によって摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれを内輪３１から離反する係合解除位置に向けて付勢している。
【００５６】
さらに、係合片５３の内端に係合溝５７を形成し、一方、間座４１の外周には、その係合溝５７とで係合手段５６を形成する複数の係合突条５８を設け、上記摩擦板５２ａ、５２ｂが係合解除位置まで移動した際、係合溝５７を係合突条５８の一つに係合させて、間座４１に一体化された内輪３１と保持器３６とが相対的に回転するのを防止し、ローラ３５を中立位置に保持するようにしている。
【００５７】
図６に示すように、シフト機構６０は、第２シャフト２２に平行に配置されたシフトロッド６１をハウジング２５に取り付けられた一対の滑り軸受６２によりスライド自在に支持し、そのシフトロッド６１にシフトフォーク６３を取付け、一方、制御リング５１の外周に嵌合された転がり軸受６４でスリーブ６５を回転自在に支持し、かつ、軸方向に非可動に支持し、そのスリーブ６５の外周に環状溝６６を設け、その環状溝６６にシフトフォーク６３の先端の二股片６３ａを嵌合し、上記シフトロッド６１をアクチュエータ６７により軸方向に移動させて、スリーブ６５と共に制御リング５１を軸方向に移動させるようにしている。
【００５８】
アクチュエータ６７として、シフトロッド６１に接続されるシリンダやソレノイドを採用することができるが、ここでは、モータ６８を採用し、そのモータ６８の出力軸６９の回転を運動変換機構７０によりシフトロッド６１の軸方向への移動に変換するようにしている。
【００５９】
すなわち、モータ６８の出力軸６９に設けられた駆動ギヤ７１にナット部材としての従動ギヤ７２を噛合し、その従動ギヤ７２を対向一対の軸受７３により回転自在に支持し、その従動ギヤ７２の内周に形成された雌ねじ７４をシフトロッド６１の端部外周に形成された雄ねじ７５にねじ係合し、上記従動ギヤ７２の定位置での回転により、シフトロッド６１を軸方向に移動させるようにしている。
【００６０】
図２に示すように、第２シャフト２２の軸端部には、その第２シャフト２２の回転をディファレンシャルギヤ８０に伝達するアウトプットギヤ７６が設けられている。
【００６１】
ディファレンシャルギヤ８０は、アウトプットギヤ７６に噛合するリングギヤ８１をハウジング２５によって回転自在に支持されたデフケース８２に取付け、上記デフケース８２により両端部が回転自在に支持されたピニオン軸８３に一対のピニオン８４を取付け、その一対のピニオン８４のそれぞれに一対のサイドギヤ８５を噛合した構成とされ、その一対のサイドギヤ８５のそれぞれにアクスル８６の軸端部が接続されている。
【００６２】
電動モータ１０の回転は、図１１に示す電子制御装置９０から出力される制御信号によって制御される。電子制御装置９０には、第１シャフト回転センサ９１から第１シャフト２１の回転速度を示す検知信号が、第２シャフト回転センサ９２から第２シャフト２２の回転速度を示す検知信号が、シフト位置センサ９３からシフトフォーク６３の位置を示す検知信号がそれぞれ入力される。シフト位置センサ９３としては、例えば、シフトロッド６１に接続したポテンショメータが挙げられる。また、電子制御装置９０からは、モータ６８の回転を制御する制御信号が出力される。
【００６３】
実施の形態で示す車両用モータ駆動装置Ａは上記の構造からなり、図３は、一対の摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂから離反する係合解除位置に保持された状態を示し、上記第１出力ギヤ２３ｂの内側に組込まれた第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａおよび第２出力ギヤ２４ｂの内側に組込まれた第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂのそれぞれは、図４に示すように、係合解除状態にある。
【００６４】
このため、電動モータ１０が駆動されて第１シャフト２１が回転しても、その回転は第１入力ギヤ２３ａからこれに噛合する第１出力ギヤ２３ｂに伝達され、また、第２入力ギヤ２４ａからこれに噛合する第２出力ギヤ２４ｂに伝達されるが、第２シャフト２２に伝達されず、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂが空転する。
【００６５】
第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの空転状態において、２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの中立状態にあるローラ３５には円筒面３３との接触により、ドラグトルクが作用して、保持器３６を回転させようとする。
【００６６】
このとき、保持器３６に回り止めされた摩擦板５２ａ、５２ｂのそれぞれは、係合溝５７と係合突条５８に係合によって内輪３１に対して回り止めされているため、保持器３６も内輪３１に対して回り止めされる状態にある。このため、ローラ３５に作用するドラグトルクによって、内輪３１と保持器３６とが相対回転するようなことはなく、第１、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂが誤係合するという不都合の発生はない。
【００６７】
電動モータ１０の駆動によって第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂのそれぞれが空転する状態において、図６に示すモータ６８の駆動によりシフトロッド６１を同図の右方向に移動させると、シフトフォーク６３によってスリーブ６５および制御リング５１がシフトロッド６１と同方向に移動され、その制御リング５１により、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に押し付けられる。
【００６８】
このとき、摩擦板５２ａの係合溝５７と間座４１の係合突条５８の係合が解除し、また、摩擦板５２ａは、第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合するため、保持器３６は第１出力ギヤ２３ｂに連結される状態になる。
【００６９】
このため、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転は、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａを介して第２シャフト２２に直ちに伝達される。また、第２シャフト２２の回転はディファレンシャルギヤ８０を介してアクスル８６に伝達される。
【００７０】
その結果、図１（イ）に示す電気自動車ＥＶにおいては、前輪１が回転することになり、その電気自動車ＥＶを走行させることができると共に、図１（ロ）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が回転し、前輪１の駆動をアシストすることになる。
【００７１】
ここで、内輪３１と保持器３６が相対回転すると、スイッチばね３８が弾性変形する。そのため、モータ６８を上記の逆方向に回転し、シフトロッド６１を上記の逆の方向に移動（図６の左方向）させて、制御リング５１を第１出力ギヤ２３ｂから離反する方向に移動させると、摩擦板５２ａは弾性部材５５の復元弾性により、第１出力ギヤ２３ｂから離反し、同時にスイッチばね３８の復元弾性により、保持器３６が復帰回動され、ローラ３５は中立位置に戻されることになり、第１シャフト２１から第２シャフト２２への回転伝達が直ちに遮断されることになる。
【００７２】
シフトロッド６１を同方向（図６の左方向）にさらに移動させると、制御リング５１の押圧により、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面に押し付けられて摩擦係合する。
【００７３】
このため、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６が内輪３１に対して相対回転し、ローラ３５が円筒面３３およびカム面３４に係合し、第２出力ギヤ２４ｂの回転は、第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂを介して第２シャフト２２に直ちに伝達されることになり、トルク伝達経路が直ちに切換えられることになる。
【００７４】
ところで、２ウェイローラクラッチ３０Ａの出入力部材間、すなわち、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間でトルクが伝達していると、そのトルクが２ウェイローラクラッチ３０Ａの係合解除を妨げるので、モータ６８の作動により摩擦板５２ａを第１出力ギヤ２３ｂから離反させただけでは、２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除することができない。
【００７５】
このため、２ウェイローラクラッチ３０Ａを確実に係合解除するためには、モータ６８の作動により摩擦板５２ａを第１出力ギヤ２３ｂから離反させるだけでなく、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間で伝達されるトルクをゼロまで低下させる必要がある。
【００７６】
そこで、電子制御装置９０は、図１２，図１３に示すように、電動モータ１０と変速切換アクチュエータ５０の作動を制御し、この制御によって、２ウェイローラクラッチ３０Ａを係合解除するときは、第１出力ギヤ２３ｂと内輪３１の間で伝達されるトルクをいったんゼロまで低下させるようにしている。
【００７７】
図１２、図１４（ａ）に基づいて、シフトアップ時の制御について説明する。
【００７８】
シフトアップの変速指令を受けると、まず、第１シャフト回転センサ９１、第２シャフト回転センサ９２、シフト位置センサ９３からそれぞれ信号を取り込み、これらの信号に基づいて、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの出入力部材の回転速度（すなわち、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏ）と、シフトフォーク６３の位置ＳＰを演算する（ステップＳ１）。
【００７９】
次に、第１出力ギヤ２３ｂから摩擦板５２ａが離反するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフトフォーク６３の位置（以下、「シフト位置」という）ＳＰを現変速段のシフト位置ＳＰ１から中立位置ＳＰＮに向けて移動させる（ステップＳ２〜Ｓ４、図１４（ａ）の時刻ｔ０）。ここで、現変速段のシフト位置ＳＰ１は、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合する位置である。また、中立位置ＳＰＮは、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面に摩擦係合する位置ＳＰ１と、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面に摩擦係合する位置ＳＰ２のちょうど中間の位置である。
【００８０】
シフトフォーク６３が中立位置ＳＰＮに向けて移動している間、現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差が、予め設定されたしきい値ＤＳＰ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ５，Ｓ６）。
【００８１】
現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差がしきい値ＤＳＰ１以下になったときは、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂの側面から確実に離反したと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ１からＴ２に低下させる（ステップＳ６〜Ｓ８、図１４（ａ）の時刻ｔ１）。Ｔ１は、通常走行時のモータトルクであり、正の値である。Ｔ２は負の値であり、電動モータ１０を減速させる制動トルクである。
【００８２】
モータトルクを低下させるこの制御により、２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合解除するとともに、電動モータ１０が速やかに減速する。電動モータ１０は、印加する電流によりモータトルクを制御することができ、エンジンに比べて格段に短時間で減速可能である。このとき、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉは電動モータ１０と連動して減速するが、内輪３１の回転速度ＮＧｏは、車両の慣性によりほぼ一定に維持される。シフト位置ＳＰは、中立位置ＳＰＮに達したのち、その状態を保持する。
【００８３】
モータトルクをＴ２に低下する制御を開始した後、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が、予め設定された第１しきい値ＤＮ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ９，Ｓ１０）。
【００８４】
第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下になったとき、第２出力ギヤ２４ｂに向かって摩擦板５２ｂが移動するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを中立位置ＳＰＮから次変速段のシフト位置ＳＰ２に向けて移動させる（ステップＳ１０〜Ｓ１２、図１４（ａ）の時刻ｔ２）。
【００８５】
さらに、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が、予め設定された第２しきい値ＤＮ２（＜ＤＮ１）以下になったとき（ステップＳ１３，Ｓ１４）、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合するのに十分シンクロしたと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ２からＴ３に変化させ、電動モータ１０を惰性回転させる（ステップＳ１５，Ｓ１６、図１４（ａ）の時刻ｔ３）。Ｔ３の大きさは、ほぼゼロである。ここでいうゼロとは、厳密な意味でゼロである必要はなく、スイッチばね３８の弾性復元力によって２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合解除可能な程度の微小トルクを許容する意味でのゼロである。
【００８６】
シフト位置ＳＰが、次変速段のシフト位置ＳＰ２に近づき、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂに接触すると、２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合し、第２出力ギヤ２４ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏが合致する（図１４（ａ）の時刻ｔ４）。シフト位置ＳＰが次変速段のシフト位置ＳＰ２に達した後、電動モータ１０のモータトルクをＴ３からＴ４に増加させ、次変速段の駆動を開始する（ステップＳ１７，Ｓ１８、図１４（ａ）の時刻ｔ５）。
【００８７】
以上のようにシフトアップ制御を行なうと、変速切換時のトルク抜けの時間は、図１４（ａ）において時刻ｔ１〜ｔ５の間の時間となる。そのため、変速切換指令を受けると同時に電動モータ１０のモータトルクを低減するようにする制御と比較して、時刻ｔ０〜ｔ１の間のモータトルクが維持されているので、トルク抜け時間が短い。
【００８８】
次に、図１３、図１４（ｂ）に基づいて、シフトダウン時の制御について説明する。
【００８９】
シフトダウンの変速指令を受けると、まず、第１シャフト回転センサ９１、第２シャフト回転センサ９２、シフト位置センサ９３からそれぞれ検知信号を取り込み、これらの検知信号に基づいて、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａの出入力部材の回転速度（すなわち、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏ）と、シフトフォーク６３の位置ＳＰを演算する（ステップＳ２１）。
【００９０】
次に、第２出力ギヤ２４ｂから摩擦板５２ｂが離反するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを現変速段のシフト位置ＳＰ２から中立位置ＳＰＮに向けて移動させる（ステップＳ２２〜Ｓ２４、図１４（ｂ）の時刻ｔ０）。
【００９１】
シフトフォーク６３が中立位置ＳＰＮに向けて移動している間、現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差が、予め設定されたしきい値ＤＳＰ２以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ２５，Ｓ２６）。
【００９２】
現在のシフト位置ＳＰと中立位置ＳＰＮの差がしきい値ＤＳＰ２以下になったときは、摩擦板５２ｂが第２出力ギヤ２４ｂの側面から確実に離反したと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ１からＴ２に低下させる（ステップＳ２６〜Ｓ２８、図１４（ｂ）の時刻ｔ１）。Ｔ１は、通常走行時のモータトルクであり、正の値である。Ｔ２の大きさは、ほぼゼロである。ここでいうゼロとは、厳密な意味でゼロである必要はなく、スイッチばね３８の弾性復元力によって２ウェイローラクラッチ３０Ｂが係合解除可能な程度の微小トルクを許容する意味でのゼロである。
【００９３】
シフト位置ＳＰが、中立位置ＳＰＮに達すると、電動モータ１０のモータトルクをＴ２からＴ３に増加させ、電動モータ１０を加速する（ステップＳ３０〜Ｓ３２、図１４（ｂ）の時刻ｔ２）。
【００９４】
モータトルクをＴ３に増加する制御を開始した後、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下であるか否かの判定を行なう（ステップＳ３３，Ｓ３４）。
【００９５】
第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第１しきい値ＤＮ１以下になったとき、第１出力ギヤ２３ｂに向かって摩擦板５２ａが移動するように変速切換アクチュエータ５０の作動を開始し、シフト位置ＳＰを中立位置ＳＰＮから次変速段のシフト位置ＳＰ１に向けて移動させる（ステップＳ３４〜Ｓ３６、図１４（ｂ）の時刻ｔ３）。
【００９６】
さらに、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏの速度差が第２しきい値ＤＮ２以下になったとき（ステップＳ３７，Ｓ３８）、次変速段の２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合するのに十分シンクロしたと考えられるので、電動モータ１０のモータトルクをＴ３からＴ４に変化させ、電動モータ１０を惰性回転させる（ステップＳ３９，Ｓ４０、図１４（ｂ）の時刻ｔ４）。Ｔ４の大きさは、ほぼゼロである。
【００９７】
シフト位置ＳＰが、次変速段のシフト位置ＳＰ１に近づき、摩擦板５２ａが第１出力ギヤ２３ｂに接触すると、２ウェイローラクラッチ３０Ａが係合し、第１出力ギヤ２３ｂの回転速度ＮＧｉと、内輪３１の回転速度ＮＧｏが合致する（図１４（ｂ）の時刻ｔ５）。シフト位置ＳＰが次変速段のシフト位置ＳＰ１に達した後、電動モータ１０のモータトルクをＴ４からＴ５に増加させ、次変速段の駆動を開始する（ステップＳ４１，Ｓ４２、図１４（ｂ）の時刻ｔ６）。
【００９８】
以上のようにシフトダウン制御を行なうと、変速切換時のトルク抜けの時間は、図１４（ｂ）において時刻ｔ１〜ｔ６の間の時間となる。そのため、変速切換指令を受けると同時に電動モータ１０のモータトルクを低減するようにする制御と比較して、時刻ｔ０〜ｔ１の間のモータトルクが維持されているので、トルク抜け時間が短い。
【００９９】
上記のように、電子制御装置９０によって摩擦板５２ａ，５２ｂが離反したと判定されるまでの間は、電動モータ１０のモータトルクが維持され、トルク抜けが生じない。そのため、変速切換アクチュエータ５０の作動開始と同時にモータトルクがゼロとなる制御を行なうものと比較して、変速切換時のトルク抜けの時間を抑えることができる。
【０１００】
また、上記のように、アクチュエータとしてのモータ６８を駆動してシフトロッド６１を軸方向に移動させることにより、第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａまたは第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂが直ちに係合および係合解除するため、変速の切換えを迅速に行なうことができる。
【０１０１】
実施の形態で示すように、第１出力ギヤ２３ｂと第２出力ギヤ２４ｂ間に制御リング５１と２枚の摩擦板５２ａ、５２ｂを組込み、一方の摩擦板５２ａを第１の２ウェイローラクラッチ３０Ａの保持器３６に回り止めし、他方の摩擦板５２ｂを第２の２ウェイローラクラッチ３０Ｂの保持器３６に回り止めし、上記制御リング５１をシフト機構６０で左右方向にシフトできるようにして、１つの変速切換アクチュエータ５０によって２組の２ウェイローラクラッチ３０Ａ、３０Ｂの係合、係合解除を制御し得るように構成すると、モータ駆動装置の小型化を図ることができる。
【０１０２】
ここで、図では省略したが、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１の対向面間に転がり軸受を組込んでおくのがよい。その転がり軸受の組込みによって、摩擦板５２ａ、５２ｂと制御リング５１との接触部に作用する摩擦抵抗の低減化を図ることができる。このため、摩擦板５２ａ、５２ｂが第１出力ギヤ２３ｂ、第２出力ギヤ２４ｂに押し付けられて摩擦係合する係合時に、摩擦板５２ａ、５２ｂを制御リング５１に対して円滑に相対回転させることができ、２ウェイローラクラッチ３０Ａ，３０Ｂを確実に係合させることができる。
【０１０３】
実施の形態においては、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周に円筒面３３を形成し、各出力ギヤ２３ｂ、２４ｂの内側に組込まれた内輪３１の外周にカム面３４を設けたが、その逆に、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂの内周にカム面を形成し、内輪の外周に円筒面を設けるようにしてもよい。この場合、第１出力ギヤ２３ｂおよび第２出力ギヤ２４ｂと保持器３６との間にスイッチばねを組込むようにして、ローラが中立状態となるよう保持器を弾性保持する。
【符号の説明】
【０１０４】
１ 前輪
２ 後輪
１０ 電動モータ
２０ 変速機
２１ 第１シャフト
２２ 第２シャフト
２３ 第１減速ギヤ列
２４ 第２減速ギヤ列
３０Ａ 第１の２ウェイローラクラッチ
３０Ｂ 第２の２ウェイローラクラッチ
３１ 内輪
３３ 円筒面
３４ カム面
３５ ローラ
３６ 保持器
３８ スイッチばね
４１ 間座（回転部材）
５０ 変速切換アクチュエータ
５１ 制御リング
５２ａ 摩擦板
５２ｂ 摩擦板
５５ 弾性部材
５６ 係合手段
５７ 係合溝
５８ 係合突条
６０ シフト機構
６１ シフトロッド
６３ シフトフォーク
６５ スリーブ
６７ アクチュエータ
６８ モータ
７２ 従動ギヤ（ナット部材）
７４ 雌ねじ
７５ 雄ねじ
８０ ディファレンシャルギヤ
９０ 電子制御装置
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、係合解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、前記電動モータと変速切換アクチュエータの作動を制御する電子制御装置とからなり、
前記２ウェイローラクラッチは、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなり、
前記変速切換アクチュエータは、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなり、
前記電子制御装置は、変速切換指令を受けたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように変速切換アクチュエータを作動させ、このとき、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反したか否かを判定し、前記摩擦板が離反したと判定した後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行ない、この制御によって現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記電子制御装置は、前記変速切換指令がシフトアップの変速切換指令であるとき、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、前記電動モータを減速する制御を行なう請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記電子制御装置は、前記変速切換指令がシフトダウンの変速切換指令であるとき、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロにする制御を行なう請求項１又は２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記シフト機構が、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなる請求項１乃至３のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けた請求項３又は４に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速切換アクチュエータによって２つの２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御し得るようにした請求項３乃至５のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御リングと前記スリーブの対向面間に転がり軸受を組込み、前記２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御する際に、前記転がり軸受を介して制御リングを軸方向に移動させるようにした請求項３乃至６のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
前記摩擦板と前記制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んだ請求項３乃至７のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項９】
前記アクチュエータがモータからなり、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けた請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記運動変換機構が、前記シフトロッドを中心に回転自在に支持され、前記モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなる請求項９に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたシリンダからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたソレノイドからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１３】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにした電気自動車。
【請求項１４】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにしたハイブリッド自動車。
【請求項１】
電動モータと、平行軸間に変速比が異なる複数のギヤ列が設けられ、そのギヤ列のトルク伝達経路を切り換えることによって前記電動モータから出力される回転を複数段に変速する常時噛合い式の変速機と、その変速機から出力される動力を左右の車輪に分配するディファレンシャルギヤと、ローラおよびそのローラを保持する保持器を有し、その保持器の回転制御により係合、係合解除して前記変速機の各変速段毎のギヤを平行軸に対して締結、解除するギヤ列と同数の２ウェイローラクラッチと、その２ウェイローラクラッチの保持器の回転を制御して、２ウェイローラクラッチの係合、係合解除を切り換える変速切換アクチュエータと、前記電動モータと変速切換アクチュエータの作動を制御する電子制御装置とからなり、
前記２ウェイローラクラッチは、平行軸とギヤとの間に組込まれて平行軸に回り止めされた内輪を有し、その内輪の外周とギヤの内周における一方に円筒面を形成し、他方にその円筒面との間で周方向の両端が狭小のくさび空間を形成するカム面を設け、そのカム面と円筒面間にローラを組込み、そのローラをギヤと内輪間に組込まれた保持器で保持し、前記カム面が形成された側の部材と保持器との間に、前記ローラが円筒面とカム面に対して係合解除された中立位置に保持器を弾性保持するスイッチばねを組込んだ構成からなり、
前記変速切換アクチュエータは、保持器に回り止めされ、前記円筒面が形成された側の部材の一側面に向けて移動可能に設けられた摩擦板と、その摩擦板を円筒面が形成された部材から離反する係合解除位置に向けて付勢する弾性部材と、前記摩擦板を円筒面が形成された部材に向けてシフトさせるシフト機構とからなり、
前記電子制御装置は、変速切換指令を受けたときに、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反するように変速切換アクチュエータを作動させ、このとき、現変速段の２ウェイローラクラッチの前記円筒面が形成された部材から摩擦板が離反したか否かを判定し、前記摩擦板が離反したと判定した後に、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる制御を行ない、この制御によって現変速段の２ウェイローラクラッチを係合解除した後、次変速段の２ウェイローラクラッチを係合させる車両用モータ駆動装置。
【請求項２】
前記電子制御装置は、前記変速切換指令がシフトアップの変速切換指令であるとき、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、前記電動モータを減速する制御を行なう請求項１に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項３】
前記電子制御装置は、前記変速切換指令がシフトダウンの変速切換指令であるとき、前記電動モータのモータトルクを現変速段の２ウェイローラクラッチが係合解除可能となる大きさに変化させる前記制御として、現変速段の２ウェイローラクラッチの出入力部材間で伝達されるトルクをゼロにする制御を行なう請求項１又は２に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項４】
前記シフト機構が、前記平行軸に平行配置された軸方向に移動可能なシフトロッドと、そのシフトロッドを軸方向に移動させるアクチュエータと、前記シフトロッドに支持され、そのシフトロッドの軸方向の移動時に前記スリーブと共に制御リングを円筒面が形成された部材に向けて移動させるシフトフォークとからなる請求項１乃至３のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項５】
前記カム面が形成された部材と一体に回転する回転部材を設け、前記摩擦板が摩擦係合解除位置まで移動した時、その摩擦板を回転部材に対して回転方向に係合させる係合手段を設けた請求項３又は４に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項６】
前記制御リングを隣接するギヤ列間に組込み、その制御リングの両側に一対の摩擦板を設け、一方の摩擦板を一方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めし、他方の摩擦板を他方のギヤ列に組込まれた２ウェイローラクラッチの保持器に回り止めして、１つの変速切換アクチュエータによって２つの２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御し得るようにした請求項３乃至５のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項７】
前記制御リングと前記スリーブの対向面間に転がり軸受を組込み、前記２ウェイローラクラッチの締結、係合解除を制御する際に、前記転がり軸受を介して制御リングを軸方向に移動させるようにした請求項３乃至６のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項８】
前記摩擦板と前記制御リングの対向面間に転がり軸受を組込んだ請求項３乃至７のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項９】
前記アクチュエータがモータからなり、そのモータの回転をシフトロッドの軸方向への移動に変換する運動変換機構を設けた請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１０】
前記運動変換機構が、前記シフトロッドを中心に回転自在に支持され、前記モータにより回転されるナット部材の内周に雌ねじを設け、その雌ねじをシフトロッドの外周に形成された雄ねじにねじ係合した構成からなる請求項９に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１１】
前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたシリンダからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１２】
前記アクチュエータが、シフトロッドに接続されたソレノイドからなる請求項４乃至８のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置。
【請求項１３】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の少なくとも一方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにした電気自動車。
【請求項１４】
車両の前部に設けられた左右一対の前輪と後部に設けられた左右一対の後輪の一方をエンジンで駆動し、他方を請求項１乃至１２のいずれかの項に記載の車両用モータ駆動装置により駆動するようにしたハイブリッド自動車。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図１１】
【図１２】
【図１３】
【図１４】
【公開番号】特開２０１１−５７０３０（Ｐ２０１１−５７０３０Ａ）
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２００９−２０７１９１（Ｐ２００９−２０７１９１）
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２３年３月２４日（２０１１．３．２４）
【国際特許分類】
【出願日】平成２１年９月８日（２００９．９．８）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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