JP4953830B2

JP4953830B2 - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP4953830B2
Application number: JP2007003997A
Authority: JP
Inventors: 孝美尾崎; 浩一岡田; 祐介牧野
Original assignee: NTN Corp
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2012-06-13
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP2008172935A

Description

この発明は、自動車に搭載されるモータ、減速機、および車輪用軸受が連結されたインホイールモータ駆動装置に関する。

従来、電気自動車で使用されるインホイールモータ駆動装置として、車輪用軸受（ハブベアリング）と減速機、モータが連結され、モータの駆動トルクを、減速機で倍増（回転数では減速）し、車輪用軸受を介してタイヤに伝達する構成のものがある。この減速機には、遊星歯車を使用したものが用いられたりするが、コンパクト化を図るため、サイクロイド減速機が使用される（例えば、特許文献１）。
特開２００６−２５８２８９号公報

上記インホイールモータ駆動装置における減速機にはバックラッシュ（機械的な遊び）が存在し、特にコンパクト化が図れるサイクロイド減速機ではバックラッシュが大きい。設計によって、このバックラッシュを小さくすることは可能であるが、その製造コストおよび組み立て性に難がある。
上記バックラッシュが存在すると、減速機が停止状態から急加速したときに、バックラッシュによって、構成部品間の衝突が起こったり、また、急加速・減速によって、構成部品間に過大な作用力が発生することになり、減速機部品の耐久性に問題がある。
また、この構成部品間の衝突によって、モータからの衝突音が発生したり、さらには、駆動される車体の乗り心地が悪くなったりする。

この発明の目的は、モータの起動時、加速・減速時のモータ駆動力の単位時間当たりの変化量を制限することで、減速機部でのバックラッシュに伴う金属部品間に生じる過大な作用力を防ぎ、減速機部品の耐久性を向上させると共に、乗り心地を改善できるインホイールモータ駆動装置を提供することである。

この発明のインホイールモータ駆動装置は、車輪用軸受Ａ、モータＢ、およびこのモータＢと上記車輪用軸受Ａとの間に介在した減速機Ｃを有するインホイールモータ駆動装置において、アクセルペダルの踏み込み量を電気信号に変換したアクセル信号による外部モータ指令値に応じて上記モータＢの駆動を制御するコントローラ５１を設け、このコントローラ５１は、上記アクセル信号により生成されるモータ駆動力指令値ｒに応じてモータＢに流す電流を生成するモータ駆動用コントローラ回路５５、およびモータ起動時、加速時、減速時のいずれにおいてもモータＢの駆動力の単位時間当たりの変化量を設定値以下に制御する駆動力変化制限手段５６を有するものとしたことを特徴とする。
この構成によると、モータＢの駆動力の単位時間当たりの変化量、すなわち微分量を設定値以下に制御する駆動力変化制限手段５６を設けたため、モータ起動時、加速時および減速時に、モータＢを滑らかに駆動・回転させることができる。このため、減速機Ｃを構成する部品間の過大な作用力を抑制し、また部品間の衝突を防ぐことができ、減速機Ｃの耐久性を向上させることができる。さらに、滑らかな駆動・回転により減速機Ｃ内での振動も抑制でき、これにより、駆動される車体の乗り心地を改善することができる。
コントローラ５１には、モータの角加速度が規定値を超えた場合または規定値以上の場合にモータ駆動トルクを設定分だけ減少させ、この減少の後、車両前輪の操舵角とホイールベース、トレッドから求めた車両の旋回半径に応じたモータＢの回転数に達した後に、再度モータＢの駆動トルクを上昇させる状況対応制御手段６０を設ける。
このように、角加速度が規定値を超えた場合にモータ駆動トルクを減少させ、車両の旋回半径に応じたタイヤの回転数となるモータの回転数に達した後に、再度モータの駆動トルクを上昇させることで、モータ駆動トルクを適正にしつつ車両姿勢制御も最適に保つことができる。

上記減速機Ｃは、サイクロイド減速機であっても良い。サイクロイド減速機は、コンパクト化に優れる反面、バックラッシュが大きい欠点があるが、この発明によると上記駆動力変化制限手段５６によって滑らかに駆動・回転させることができるため、バックラッシュが大きい欠点が解消され、バックラッシュの問題を生じることなく、コンパクトな減速機、しいてはコンパクトなインホイールモータ駆動装置が実現される。

この発明において、上記駆動力変化制限手段５６として、上記コントローラ５１における上記外部モータ指令値の入力部５７と上記モータ駆動用コントローラ回路５５との間に介在したローパスフィルタ５６Ａを有するものとしても良い。この場合に、上記駆動力変化制限手段５６は、ローパスフィルタ５６Ａのみから構成されるものとしても良く、またローパスフィルタ５６Ａとその他の手段とを組み合わせたものであっても良い。
ローパスフィルタ５６Ａを挿入することで、アクセル等から発生させた外部モータ指令値の高周波ゲインが低下して急激な変動が抑えられる。これによって、モータＢの急激な加速・減速を抑制することができる。

この発明において、上記駆動力変化制限手段５５として、上記モータＢの角加速度の信号を上記モータ駆動力指令値ｒに対して負帰還させるフィードバック手段５６Ｂを有するものとしても良い。
このようにフィードバック手段５６Ｂを設けることで、モータ回転の角加速度をアクセル信号等による外部モータ指令値に対して減算するようにフィードバックしてモータ駆動力指令値ｒを生成することによっても、モータＢの急激な加速・減速を抑制することができる。

上記フィードバック手段５６Ｂを設けた場合に、このフィードバック手段５６Ｂが、上記角加速度の信号を通すローパスフィルタ５９を有するものであっても良い。
単純に回転角加速度を比例ゲイン（フィードバックゲイン）で増幅した信号をアクセル信号等に対して減算すると、この角加速度信号は高周波域でのゲインが高くなるため、高周波ノイズによって、誤動作する可能性もある。これに対して、上記フィードバック経路に、角加速度の信号を通すローパスフィルタ５９を比例回路５８とカスケードに組み合わせることにより、高周波ノイズによる誤動作を防止することができる。

この発明において、上記駆動力変化制限手段５６として、上記コントローラ５１における上記外部モータ指令値の入力部５７と上記モータ駆動用コントローラ回路５５との間に介在し上記外部モータ指令値と上記モータ駆動力指令値ｒとの関係を、１次を超える次数の関数とする指令値変換手段５６Ｃを有するものとしても良い。
アクセル信号等の外部モータ指令値と、モータ駆動用コントローラ回路５５に入力されるモータ駆動力指令値ｒとの関係について、１次を越える関数の関係を持たせることで、外部モータ指令値が小さい時にはその変化に応じるモータ駆動トルク変動を少なくすることができ、アクセルの踏み始めでは急速な加速を抑制できる。

この発明のインホイールモータ駆動装置は、車輪用軸受、モータ、およびこのモータと上記車輪用軸受との間に介在した減速機を有するインホイールモータ駆動装置において、アクセルペダルの踏み込み量を電気信号に変換したアクセル信号による外部モータ指令値に応じて上記モータの駆動を制御するコントローラを設け、このコントローラは、上記アクセル信号により生成されるモータ駆動力指令値に応じてモータに流す電流を生成するモータ駆動用コントローラ回路、およびモータ起動時、加速時、減速時のいずれにおいてもモータの駆動力の単位時間当たりの変化量を設定値以下に制御する駆動力変化制限手段を有するものとしたため、減速機部でのバックラッシュに伴う金属部品間に生じる過大な作用力を防ぎ、減速機部品の耐久性を向上させると共に、乗り心地を改善することができる。また、モータの角加速度が規定値を超えた場合または規定値以上の場合にモータ駆動トルクを設定分だけ減少させ、この減少の後、車両前輪の操舵角とホイールベース、トレッドから求めた車両の旋回半径に応じたモータの回転数に達した後に、再度モータの駆動トルクを上昇させる状況対応制御手段を設けたため、モータ駆動トルクを適正にしつつ車両姿勢制御も最適に保つことができる。

この発明の基礎となる提案例を図１ないし図５と共に説明する。図１に、車両の車輪用軸受Ａと電動式のモータＢとの間に減速機Ｃを介在させ、車輪用軸受Ａで支持されるハブとモータＢの出力軸２４とを同軸心上で連結したインホイールモータ駆動装置を示す。減速機Ｃは、サイクロイド減速機であって、モータＢの出力軸２４に同軸に連結される入力軸３２に偏心部３２ａ，３２ｂを形成し、偏心部３２ａ，３２ｂにそれぞれ軸受３５を介して曲線板３４ａ，３４ｂを装着し、曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動を車輪軸受へ回転運動として伝達する構成である。

すなわち、減速機Ｃにつき、モータＢの回転を曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動とし、この偏心運動を回転運動としてハブに伝達するサイクロイド減速機とすることにより、コンパクトで大きな減速比が得られる減速機Ｃとこの減速機Ｃのコンパクトな配置構造を有するインホイールモータ駆動装置である。上記サイクロイド減速機Ｃは、部品点数が少なくコンパクトに設計でき、１段で１／１０以上の大きな減速比を得ることができる。

モータＢは、外部のコントローラ５１によって駆動され、その電流源はバッテリ５２によって供給される。コントローラ５１は、外部のアクセル５４から出力されるアクセル信号に従い、モータＢの駆動電流を制御するものである。また、コントローラ５１は、モータＢの回転数を回転センサ５３で検出し、モータＢの回転制御に利用する構成である。アクセル５４は、車両のアクセルペダル（図示せず）と、このアクセルペダルの踏み込み量を電気信号であるアクセル信号に変換するアクセル信号生成手段（図示せず）とで構成される。

図２，図３は、インホイールモータ駆動装置の機械部分の具体的構成例を示す。なお、この明細書において、車両に取付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。車輪用軸受Ａは、軸受の転走面を形成した内方部材２がハブを構成する第３世代型の内輪回転タイプとされている。

この車輪用軸受Ａは、内周に複列の転走面３を形成した外方部材１と、これら各転走面３に対向する転走面４を形成した内方部材２と、これら外方部材１およびハブ２の転走面３，４間に介在した複列の転動体５とで構成される。内方部材２は、車両の車輪を取付けるハブを兼用する。この車輪用軸受Ａは、複列のアンギュラ玉軸受型とされていて、転動体５はボールからなり、各列毎に保持器６で保持されている。上記転走面３，４は断面円弧状であり、各転走面３，４は接触角が外向きとなるように形成されている。外方部材１とハブ２との間の軸受空間のアウトボード側端は、シール部材７でシールされている。

外方部材１は静止側軌道輪となるものであって、減速機Ｃのアウトボード側のハウジング３３ｂに取付けるフランジ１ａを外周に有し、全体が一体の部品とされている。フランジ１ａには、周方向の複数箇所にボルト挿通孔１４が設けられている。また、ハウジング３３ｂには、ボルト挿通孔１４に対応する位置に、内周にねじが切られたボルト螺着孔４４が設けられている。ボルト挿通孔１４に挿通した取付ボルト１５をボルト螺着孔４４に螺着させることにより、外方部材１がハウジング３３ｂに取付けられる。

内方部材２は、車輪取付用のハブフランジ９ａを有するアウトボード側材９と、このアウトボード側材９の内周にアウトボード側が嵌合して加締めによってアウトボード側材９に一体化されたインボード側材１０とでなる。これらアウトボード側材９およびインボード側材１０に、前記各列の転走面４が形成されている。インボード側材１０の中心には貫通孔１１が設けられている。ハブフランジ９ａには、周方向複数箇所にハブボルト１６の挿入孔１７が設けられている。アウトボード側材９のハブフランジ９ａの根元部付近には、ホイールおよび制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部１３がアウトボード側に突出している。このパイロット部１３の内周には、前記貫通孔１１のアウトボード側端を塞ぐキャップ１８が取付けられている。

モータＢは、筒状のハウジング２２に固定したステータ２３と出力軸２４に取付けたロータ２５との間にアキシアルギャップを設けたアキシアルギャップ型のものである。出力軸２４は、減速機Ｃのインボード側のハウジング３３ａの筒部に２つの軸受２６で片持ち支持されている。出力軸２４とハウジング３３ａ間の隙間のインボード側端は、シール部材２７でシールされている。また、ハウジング２２のインボード側の開口にはキャップ２８が装着され、ハウジング２２の周壁部には冷却液流路２９が設けられている。

減速機Ｃは、上記のようにサイクロイド減速機であり、図３のように外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板３４ａ，３４ｂが、それぞれ軸受３５を介して入力軸３２の各偏心部３２ａ，３２ｂに装着してある。これら各曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン３６を、それぞれハウジング３３ｂに差し渡して設け、内方部材２のインボード側材１０に取付けた複数の内ピン３８を、各曲線板３４ａ，３４ｂの内部に設けられた複数の円形の貫通孔３９に挿入状態に係合させてある。入力軸３２は、モータＢの出力軸２４とスプライン結合されて一体に回転する。なお、入力軸３２はインボード側のハウジング３３ａと内方部材２のインボード側材１０の内径面とに２つの軸受４０で両持ち支持されている。

モータＢの出力軸２４が回転すると、これと一体回転する入力軸３２に取付けられた各曲線板３４ａ，３４ｂが偏心運動を行う。この各曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動が、内ピン３８と貫通孔３９との係合によって、内方部材２に回転運動として伝達される。出力軸２４の回転に対して内方部材２の回転は減速されたものとなる。

前記２枚の曲線板３４ａ，３４ｂは、互いに偏心運動による振動が打ち消されるように１８０°位相をずらして入力軸３２の各偏心部３２ａ，３２ｂに装着され、各偏心部３２ａ，３２ｂの両側には、各曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動によって発生する回転軸に直交する軸回りの慣性偶力よる振動を打ち消すように、各偏心部３２ａ，３２ｂの偏心方向と逆方向へ偏心させたカウンターウエイト４１が装着されている。

図３（Ｂ）に拡大して示すように、前記各外ピン３６と内ピン３８には軸受４２，４３が装着され、これらの軸受４２，４３の外輪４２ａ，４３ａが、それぞれ各曲線板３４ａ，３４ｂの外周と各貫通孔３９の内周とに転接する。したがって、外ピン３６と各曲線板３４ａ，３４ｂの外周との接触抵抗、および内ピン３８と各貫通孔３９の内周との接触抵抗を低減し、各曲線板３４ａ，３４ｂの偏心運動をスムーズに内方部材２に回転運動として伝達することができる。

この車輪用軸受装置は、減速機Ｃのハウジング３３ｂまたはモータＢのハウジング２２の外周部で、ナックル等の懸架装置（図示せず）を介して車体に固定される。

図４は、コントローラ５１の構成例を示す。コントローラ５１は、アクセル信号による外部モータ指令値（コントローラ５１に対する外部から与えられるモータ指令値）に応じてモータＢの駆動を制御するものであり、上記アクセル信号により生成されるモータ駆動力指令値ｒに応じてモータＢに流す電流を生成するモータ駆動用コントローラ回路５５を有している。この回路５５で生成された電流がモータＢに流され、モータＢは回転トルクを発生する。モータ駆動用コントローラ回路５５は、例えば、モータ駆動力指令値ｒに比例したモータ電流を生成する。

この提案例は、このコントローラ５１に、モータＢの駆動力の単位時間当たりの変化量、すなわち駆動力の微分量を設定値以下に制御する駆動力変化制限手段５６を設けたものである。
駆動力変化制限手段５６は、例えば図５のように、コントローラ５１におけるアクセル信号の入力部５７とモータ駆動用コントローラ回路５５との間に介在したローパスフィルタ５６Ａからなる。

この構成のインホイールモータ駆動装置によると、モータコントローラ５１に、アクセル信号の入力部５７とモータ駆動用コントローラ回路５５との間にローパスフィルタ５６Ａを挿入したため、アクセル信号の高周波ゲインが低下し、モータ駆動用コントローラ回路５５に入力されるモータ駆動指令値ｒは、アクセル５４（図１）からの信号の急激な変動が抑えられたものとなる。これによって、モータＢの急激な加速・減速を抑制することができる。すなわち、モータＢの駆動力の単位時間当たりの変化量である微分量を設定値以下に制御することができる。
その原理図（ブロック線図）を図４，図５に併記してある。図中ｓはラプラス変換素子てあり、ｊJはモータＢの慣性モーメントである。

このように、モータＢの駆動力の微分量が制限されるため、モータＢの起動時、加速時および減速時に、モータＢを滑らかに駆動・回転させることができる。このため、減速機Ｃを構成する部品、例えば曲線板３４ａ，３４ｂ、外ピン３６、内ピン３８等の間の過大な作用力を抑制し、またこれらの部品間の衝突を防ぐことができ、減速機Ｃの耐久性を向上させることができる。さらに、滑らかな駆動・回転により減速機Ｃ内での振動も抑制でき、これにより、駆動される車体の乗り心地を改善することができる。

上記駆動力変化制限手段５６は、ローパスフィルタ５６Ａの他に、次のように各種の構成のものとできる。
図６は、駆動力変化制限手段５６として、モータＢの回転角の加速度の信号を、上記モータ駆動力指令値ｒに対して負帰還させるフィードバック手段５６Ｂを設けた例を示す。フィードバック系には、回転角加速度のフィードバックゲイン（比例ゲイン）Ｆを与える比例回路５８が設けられている。

このように、モータＢの回転角加速度をアクセル信号に減算するようにフィードバックしてモータ駆動力指令値ｒを生成することによっても、モータＢの急激な加速・減速を抑制することができる。
この場合、モータＢの回転角加速度の検出は、モータＢのロータの回転センサ５３（図１）で得られる回転角を２階微分することで得ても良い。また、モータＢにタコジェネレータ（図示せず）を装着し、その出力を１階微分することで得ても良い。その他いずれの方式において、検出した回転角加速度を利用してもよい。

図７は、図６に示す提案例において、フィードバック系に、比例回路５８に対してローパスフィルタ５９をカスケードに組み合わせた例を示す。
図６に示した例では、単純に回転角加速度を比例ゲイン（フィードバックゲイン）Ｆで増幅した信号をアクセル信号に減算する構成であるため、フィードバックされる角加速度信号の高周波域でのゲインが高くなり、高周波ノイズによって、誤動作する可能性がある。しかし、図７の例のように、比例ゲインＦを与える比例回路５８とローパスフィルタ５８とをカスケードに組み合わせることによって、高周波ノイズによる誤動作を防止することができる。

図８は駆動力変化制限手段５６のさらに他の例を示す。すなわち、図６または図７のフィードバック手段５６Ｂは、図５と共に前述したアクセル信号の入力系のローパスフィルタ５６Ａと、図８のように組み合わせても良い。

図９は駆動力変化制限手段５６のさらに他の例を示す。この例は、駆動力変化制限手段５６を構成する手段として、コントローラ５１における外部モータ指令値の入力部５７とモータ駆動用コントローラ回路５５との間に、アクセル信号による外部モータ指令値とモータ駆動力指令値ｒとの関係を、例えば図１０に示すような１次を超える次数の関数とする指令値変換手段５６Ｃを介在させたものである。このように指令値を変換することで、アクセル信号が小さい時にはその変化に応じるモータ駆動トルク変動を少なくすることができ、アクセルの踏み始めでは急速な加速を抑制できる。指令値変換手段５６Ｃは、例えば２次関数、またはさらに高次の関係となるように変換するものとされるが、１次を超える次数であれば、２次未満の次数の関数の関係に変換するものであっても良い。
また、この提案例では、図６と共に前述したフィードバック手段５６Ｂを併用し、指令値変換手段５６Ｃとフィードバック手段５６Ｂとで駆動力変化制限手段５６を構成している。

図１１〜図１３は、この発明の一実施形態を示す。この例は、コントローラ５１に、図１２に流れ図で示すアルゴリズムでモータＢの駆動を制御する状況対応制御手段６０を設けたものである。
すなわち、モータ駆動トルクを入力し（Ｓ１）、モータＢの角加速度を検出して（Ｓ２）、この角加速度が予め設定した規定値を超えるか否かを判定し（Ｓ３）、規定値を超えた場合、モータ駆動トルクを予め設定した分だけ減少させる（Ｓ４）。上記判定過程（Ｓ３）で、角加速度が規定値未満の場合は、角加速度の検出（Ｓ２）および上記判定（Ｓ３）を繰り返す。すなわち、角加速度につき規定値を超えるまで監視を続ける。なお、上記判定過程（Ｓ３）は、規定値を超えるか否かの判定に代えて、規定値以上であるか否かを判定するようにしても良い。
ステップＳ４で、モータ駆動トルクを減少させた後は、モータＢの回転数を測定し（Ｓ５）、車両前輪の操舵角とホイールベース（前後輪距離）、トレッド（左右輪距離）から求めた車両の旋回半径に応じた車輪の回転数となるモータの回転数に達したか否かを判定する処理（Ｓ６）を繰り返して続け、車両旋回半径に応じた車輪回転数となるモータＢの回転数に達した後に、再度モータＢの駆動トルクを元のトルク値（ステップＳ１で検出したときのトルク値）まで上昇復帰させる（Ｓ７）。

このように、モータＢの角加速度が規定値を越えた場合に、モータ駆動トルクを予め設定した分だけ減少させ、この後、車両の旋回半径に応じたタイヤの回転数となるモータの回転数に達した後に、再度モータの駆動トルクを上昇させる制御を行うことで、モータ駆動トルクを適正にしつつ車両姿勢制御も最適に保つことができる。

具体的制御方法を、図１３を用いて説明する。まず、基本となる車輪回転数を求める方法を説明する。ホイールベースをＨ、トレッドをＤ、左右前輪６１，６２の平均舵角をθとした場合、左右後輪６３，６４の軸の中心位置の旋回半径Ｒは、Ｒ＝Ｈ×tan(π/2- θ) で表される。また、車輪の旋回半径は、右前輪６２では、Ｒfr=(（Ｒ−Ｄ／２)²＋Ｈ²)^1/2、左前輪６１では、Ｒfl=(（Ｒ＋Ｄ／２)²＋Ｈ²)^1/2、右後輪６４では、Ｒrr＝Ｒ＋Ｄ／２、左後輪６３では、Ｒrl＝Ｒ−Ｄ／２となる。全ての車輪の旋回角速度は同じであるから、車輪回転数の比は旋回半径の比と等しい。

上記関係より、モータＢによる駆動輪が空転した場合も、左右前輪６１，６２の回転数を元に、あるべき回転数を推定し、モータトルクを減少させること（図１２のステップＳ３，Ｓ４の処理）によってその回転数に制御することができる。ただし、その回転数において駆動力を発生していることが確認できないため、回転数到達後、再度モータトルクを上昇させて駆動力を発生する（図１２のステップＳ５，Ｓ６）。モータＢの角加速度が規定値を超えた場合は、再度モータトルクを減少させ回転数を下げる制御を行う。

図１１において、状況対応制御手段６０は、モータ駆動用コントローラ回路５５に対して上記制御を行うものとされる。状況対応制御手段６０には、モータ駆動トルクの入力（図１２のステップＳ１）として、例えば、モータ駆動用コントローラ回路５５の出力する電流値が入力され、またモータの角加速度は、前記各実施形態と同様に回転センサ５３（図１）やタコジェネレータ等の検出値から微分演算される値を用いる。操舵角については、車両のハンドル等の操舵角を検出する操舵角検出手段（図示せず）から得た信号が状況対応制御手段６０に入力される。

状況対応制御手段６０は、これ自体が特許請求の範囲で言う駆動力変化制限手段となるが、この実施形態では、状況対応制御手段６０と共に、別の駆動力変化制限手段５６を併用している。併用する別の駆動力変化制限手段５６は、図５〜図１０と共に前述したいずれかの構成のものとされる。

なお、上記各実施形態は、一つの車輪におけるインホイールモータ駆動装置について説明したが、車両の各車輪を駆動するモータに対して、上記各実施形態で述べたインホイールモータ駆動装置が適用される。
また、上記各実施形態は、減速機Ｃがサイクロイド型である場合につき説明したが、この発明は、減速機Ｃを他の各種構成のものとした場合にも適用することができる。

この発明の基礎となる提案例にかかるインホイールモータ駆動装置の全体の構成を示す説明図である。同インホイールモータ駆動装置の車輪用軸受、減速機、およびモータを示す破断側面図である。（Ａ）は図２のIII-III 線に沿う断面図、（Ｂ）は同図（Ａ）の部分拡大断面図である。同インホイールモータ駆動装置のコントローラの一例の概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。図４につき一部を具体的ブロックに置き換えて示した説明図である。他の提案例に係るインホイールモータ駆動装置のコントローラの概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。さらに他の提案例に係るインホイールモータ駆動装置のコントローラの概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。さらに他の提案例に係るインホイールモータ駆動装置のコントローラの概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。さらに他の提案例に係るインホイールモータ駆動装置のコントローラの概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。同コントローラにおける指令値変換手段の関数例を示すグラフである。この発明の一実施形態に係るインホイールモータ駆動装置のコントローラの概念構成とモータのブロック線図とを組み合わせて示す説明図である。その状況対応制御手段の処理を示す流れ図である。同状況対応制御手段の処理を示す説明図である。

符号の説明

１…外方部材
２…内方部材（ハブ）
５…転動体
２４…出力軸
３２…入力軸
３２ａ，３２ｂ…偏心部
３４ａ，３４ｂ…曲線板
５１…コントローラ
５３…回転センサ
５４…アクセル
５５…モータ駆動用コントローラ回路
５６…駆動力変化制限手段
５６Ａ…ローパスフィルタ
５６Ｂ…フィードバック手段
５６Ｃ…指令値変換手段
５７…入力部
５８…比例回路
５９…ローパスフィルタ
６０…状況対応制御手段
Ａ…車輪用軸受
Ｂ…モータ
Ｃ…減速機

Claims

車輪用軸受、モータ、およびこのモータと上記車輪用軸受との間に介在した減速機を有するインホイールモータ駆動装置において、
アクセルペダルの踏み込み量を電気信号に変換したアクセル信号による外部モータ指令値に応じて上記モータの駆動を制御するコントローラを設け、このコントローラは、上記アクセル信号により生成されるモータ駆動力指令値に応じてモータに流す電流を生成するモータ駆動用コントローラ回路、およびモータ起動時、加速時、減速時のいずれにおいてもモータの駆動力の単位時間当たりの変化量を設定値以下に制御する駆動力変化制限手段を有するものとし、
前記コントローラに、モータの角加速度が規定値を超えた場合または規定値以上の場合にモータ駆動トルクを設定分だけ減少させ、この減少の後、車両前輪の操舵角とホイールベース、トレッドから求めた車両の旋回半径に応じたモータの回転数に達した後に、再度モータの駆動トルクを上昇させる状況対応制御手段を設けた、
ことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。
請求項１において、上記減速機がサイクロイド減速機であるインホイールモータ駆動装置。
請求項１または請求項２において、上記コントローラが、上記駆動力変化制限手段として、上記コントローラにおける上記外部モータ指令値の入力部と上記モータ駆動用コントローラ回路との間に介在したローパスフィルタを有するインホイールモータ駆動装置。
請求項１ないし請求項３のいずれか１項において、上記コントローラが、上記駆動力変化制限手段として、上記モータの角加速度の信号を上記モータ駆動力指令値に対して負帰還させるフィードバック手段を有するインホイールモータ駆動装置。
請求項４において、上記フィードバック手段が、上記角加速度の信号を通すローパスフィルタを有するインホイールモータ駆動装置。
請求項１ないし請求項５のいずれか１項において、上記駆動力変化制限手段として、上記コントローラにおける上記外部モータ指令値の入力部と上記モータ駆動用コントローラ回路との間に介在し上記外部モータ指令値と上記モータ駆動力指令値との関係を、１次を超える次数の関数とする指令値変換手段を有するインホイールモータ駆動装置。