JP2008168790A

JP2008168790A - インホイールモータ駆動装置

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Publication number: JP2008168790A
Application number: JP2007003998A
Authority: JP
Inventors: Takami Ozaki; 孝美尾崎; Koichi Okada; 浩一岡田; Yusuke Makino; 祐介牧野
Original assignee: NTN Corp; NTN Toyo Bearing Co Ltd
Current assignee: NTN Corp
Priority date: 2007-01-12
Filing date: 2007-01-12
Publication date: 2008-07-24
Anticipated expiration: 2027-01-12
Also published as: JP5072370B2

Abstract

【課題】モータおよび減速機を含むインホイールモータユニットの過負荷状態を簡易に判断できて、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保できるインホイールモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】車輪用軸受Ａ、モータＢ、およびこのモータＢと車輪用軸受Ａとの間に介在した減速機Ｃを有し、上記モータＢの駆動を制御するコントーラ５１を設けたインホイールモータ駆動装置とする。上記車輪用軸受Ａ、モータＢ、および減速機ＣからなるインホイールモータユニットＵの温度を測定する温度センサ５６を設ける。この温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータＢの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段５７を設ける。温度検出の代わりに、振動検出により制御を行うようにしても良い。
【選択図】図４

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。

電気自動車で使用されるインホイールモータユニット形式のインホイールモータ駆動装置は、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、ハブベアリングを介してタイヤに伝達する構成である。
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、乗り心地を確保するため、車体のばね下重量を極力軽くする構成が採られ、サイクロイド減速機が使用される（例えば、特許文献１）。またモータにおいても同様に、そのサイズは極力コンパクトに設計され、モータのパワー密度は大きくならざるを得ない。
特開２００６−２５８２８９号公報

しかし、このようにコンパクト化を図る結果、減速機およびモータの信頼性確保が重要な課題となる。特にユニットの冷却性能は課題のひとつであり、小さなサイズ内、すなわち小さな表面積での冷却が必要となり、付随する冷却ユニットのサイズが大きくなると同時に、この冷却のための消費エネルギは大きくなってしまう。
また、コンパクトな減速機を使った場合には、異常な過大トルクの印加は極力回避したい。

この発明の目的は、モータおよび減速機を含むインホイールモータユニットの過負荷状態を簡易に判断できて、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保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、モータ、およびこのモータと車輪用軸受との間に介在した減速機を有し、上記モータの駆動を制御するコントーラを設けたインホイールモータ駆動装置において、上記車輪用軸受、モータ、および減速機からなるインホイールモータユニットの温度を測定する温度センサを設け、この温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段を上記コントローラに設けたことを特徴とする。

インホイールモータユニットは、モータや減速機が過負荷状態になると、温度が過度に上昇する。この構成によると、インホイールモータユニットの温度を測定する温度センサを設け、この温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段を設けたため、インホイールモータユニットの過負荷状態を温度情報の判断で簡易に判断できて、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができる。そのため、モータや減速機の信頼性が確保できる。すなわち、インホイールモータユニットでは、モータおよび減速機のコンパクト化が図られるため、過負荷の防止が課題となるが、その負荷状態を上記のように温度情報で監視することで、信頼性を高められる。過負荷状態を温度情報で判断するため、センサとして温度センサを設ければ良く、簡易な構成とできる。

この発明において、上記減速機が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、コンパクトで軽量に設計できる利点があるが、コンパクト化により異常な過大トルクが印加される懸念がある。しかし、この発明によると、上記のように温度情報で過負荷を判断して制御を行う温度対応モータ制御手段を設けたため、異常な過大トルクの印加の問題を生じることなく、そのコンパクト化、乗り心地確保の利点を発揮させることができる。

上記温度センサは、上記モータを構成しているモータステータの温度、もしくはモータロータの温度、または上記減速機の温度、または上記インホイールモータユニットのケースの温度を検出するものであっても良い。
モータステータ、モータロータ、減速機、インホイールモータユニットのケース等は、インホイールモータユニットの過負荷を反映して温度が上昇する。そのため、これらのいずれかの温度を検出することで、インホイールモータユニットの過負荷が検出できる。

この発明において、上記温度対応モータ制御手段は、上記温度センサで測定された温度またはこの温度の時間微分が、設定された規定値を超えた場合に、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるものであっても良い。
このように温度またはその時間微分を規定値と比較すると、インホイールモータユニットの過負荷が容易に判断できる。過負荷時は、正常時よりも温度上昇が急激となるため、温度変化の時間微分で判断する場合は、温度が異常高温になる前に過負荷を判断できて、迅速な過負荷の判断により、過負荷をより一層確実に防止することができる。

この発明において、上記モータが、モータステータを冷却する冷却媒体流路を有する場合に、上記温度センサとして、上記冷却媒体流路の冷却媒体の入口温度を測定するものと、出口温度を測定するものとを設け、上記温度対応モータ制御手段は、上記各温度センサで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定されるモータの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるものであっても良い。
上記入口温度は、モータステータの冷却媒体流路に注入される前の冷却媒体の温度であり、出口温度は冷却媒体流路から排出された後の冷却媒体の温度である。このようにモータステータの冷却媒体の入口温度および出口温度を測定するようにすれば、モータの異常をより一層正確に検出することができ、より適切なモータ過負荷防止のモータ制御が行える。

この発明において、上記減速機を冷却する冷却媒体流路を有するものである場合に、上記温度センサとして、上記冷却媒体流路の冷却媒体の入口温度を測定するものと、出口温度を測定するものとを設け、上記温度対応モータ制御手段は、上記各温度センサで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定されるモータの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるものであっても良い。
この場合の入口温度は減速機の冷却媒体流路に注入される前の冷却媒体の温度であり、出口温度は冷却媒体流路から排出された後の冷却媒体の温度である。減速機は、コンパクト化によって過大トルクの印加が生じ、温度上昇を生じる懸念があるが、このように減速機の冷却媒体の入口温度および出口温度を検出するようにすれば、減速機の異常をより一層正確に検出することができ、より適切な減速機過負荷防止のモータ制御が行える。

この発明における他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車輪用軸受との間に介在した減速機を有し、上記モータの駆動を制御するコントーラを設けたインホイールモータ駆動装置において、上記車輪用軸受、モータ、および減速機からなるインホイールモータユニットの振動を検出する振動センサを設け、この振動センサで測定された振動情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる振動対応モータ制御手段を上記コントローラに設けても良い。
インホイールモータユニットにおけるモータや減速機の過負荷が生じたときは、振動を発生する。このため、インホイールモータユニットの振動を検出することによっても、インホイールモータユニットのモータや減速機の過負荷を検出することができる。この振動情報の判断で過負荷を検出する場合も、上記の温度情報による過負荷検出の場合と同様に、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保できる。

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し、上記モータの駆動を制御するコントーラを設けたインホイールモータ駆動装置において、上記車輪用軸受、モータ、および減速機からなるインホイールモータユニットの温度を測定する温度センサを設け、この温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段を設けたため、インホイールモータユニットの過負荷状態を簡易に判断できて、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保される。
この発明の他のインホイールモータ駆動装置は、インホイールモータユニットの振動を検出する振動センサを設け、この振動センサで測定された振動情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる振動対応モータ制御手段を上記コントローラに設けたため、インホイールモータユニットの過負荷状態を簡易に判断できて、インホイールモータユニットの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保される。

この発明の第１の実施形態を図１ないし図４および図９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。これら車輪用軸受Ａ、モータＢ、および減速機Ｃは、互いに一つの組立部品としてユニット化されたインホイールモータユニットＵを構成する。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のハブベアリングとされている。

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の周壁部には冷却媒体流路２９が設けられている。冷却媒体流路２９には、ポンプ等の供給駆動源（図示せず）により、油または水溶性の冷却剤等からなる冷却媒体が、循環させられる。

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。

このコントローラ５１に、温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段５７が設けられている。

温度センサ５６は、図１の実施形態では、モータＢのハウジング２２における端面部に設けられ、ステータ２３の温度を測定する。
温度センサ５６は、この他に、例えば図５に示すように、減速機Ｃのハウジング３３ｂに設けられて減速機Ｃの温度を測定するものとしても良い。
また、温度センサ５６は、図６のようにモータロータ２５の温度を検出する輻射式の温度センサとし、モータＢのハウジング２２の内面に設けても良い。
さらに、温度センサ５６は、これら各図の例以外の部位に配置しても良い。例えば、インホイールモータユニットＵのケースとなるモータハウジング２２や減速機ハウジング３３ａ，３３ｂの任意の箇所に設けられて、これら各ハウジング２２，３３ａ，３３ｂの温度を検出するものであっても良い。

図７ないし図１０は、図４の温度対応モータ制御手段５７の行う処理の別々の具体例をそれぞれ示す。これらの具体例は、図１，図５，図６等の各温度センサ５６の配置例の場合のいずれにも適用することができる。
図７の例は、温度センサ５６で検出する温度情報のうちの温度を用い、モータＢの駆動電流を制限する例である。この例では、温度対応モータ制御手段５７は、モータ駆動トルクを入力した後（Ｍ１）、温度センサ５６により温度を検出し（Ｍ２）、検出温度が規定値以上になるか否かを判定する。検出温度が規定値未満のときは、再度の温度検出（Ｍ２）を行う。この温度検出（Ｍ２）、判定（Ｍ３）の処理による温度の監視を繰り返し、規定値以上になると、モータＢの駆動電流を減少させ（Ｍ４）、モータ駆動トルクの入力ステップＭ１に戻る。モータ駆動トルクの入力（Ｍ１）は、例えば、図４のモータ駆動用コントローラ回路５５の出力する電流の電流値等を用いて行う。また、モータＢの駆動電流の減少（Ｍ４）は、モータ駆動用コントローラ回路５５に対して電流低下の指令を与えることで行う。

このように、温度センサ５６で測定されたインホイールモータユニットＵの温度に応じて、モータＢの駆動電流を制限するため、インホイールモータユニットＵの過負荷状態を温度の判断で簡易に判断できて、インホイールモータユニットＵの最適な状態で車両を駆動することができる。そのため、モータＢや減速機Ｃの信頼性が確保できる。すなわち、インホイールモータユニットＵでは、モータＢおよび減速機Ｃのコンパクト化が図られるため、過負荷の防止が課題となるが、その負荷状態を上記のように温度情報で監視することで、信頼性を高められる。過負荷状態を温度で判断するため、センサとして温度センサ５６を設ければ良く、簡易な構成とできる。また、温度センサ５６を図１や図６の例のようにモータＢに設ける場合は、モータＢの過負荷が適切に検出でき、モータＢの過負荷が防止できる。温度センサ５６を図５の例のように減速機Ｃに設ける場合は、減速機Ｃの過負荷を検出でき、減速機Ｃの過負荷を防止することができる。
なお、いずれの場合も、温度センサ５６で検出した温度等の温度情報は、コントローラ５１の温度対応モータ制御手段５７に入力することに加えて、車両の運転室のコンソール等に伝達して表示手段（図示せず）で表示させるようにしても良い。その場合、運転者が温度情報を見て、運転者の判断に基づく運転操作で、インホイールモータユニットＵの過負荷が生じない最適な状態で、車両を運転駆動することができる。

図８の例は、温度センサ５６で検出する温度情報のうちの温度の時間微分を用い、モータＢの駆動電流を制限する例である。この例では、温度対応モータ制御手段５７は、モータ駆動トルクを入力した後（Ｎ１）、温度センサ５６により検出される温度の時間微分を検出し（Ｎ２）、時間微分が規定値以上になるか否かを判定する。検出温度が規定値未満のときは、再度の温度の時間微分検出（Ｎ２）を行う。この時間微分検出（Ｎ２）、判定（Ｎ３）の処理による温度の時間微分監視を繰り返し、規定値以上になると、モータＢの駆動電流を減少させ（Ｎ４）、モータ駆動トルクの入力ステップＮ１に戻る。
過負荷時は、正常時よりも温度上昇が急激となるため、上記のように温度変化の時間微分で判断する場合は、温度が異常高温になる前に過負荷を判断できて、迅速な過負荷の判断により、過負荷をより一層確実に防止することができる。

図９の例は、図７の例において、温度が規制値以上の場合にモータ駆動電流を低下させる処理（Ｍ４）に代えて、モータＢの速度指令を減少する処理（Ｍ４′）を設けたものである。この速度指令の減少は、例えばモータ駆動力指令値ｒを減少させる処理としても良い。
図１０の例は、図８の例において、温度の時間微分が規制値以上の場合にモータ駆動電流を低下させる処理（Ｎ４）に代えて、モータＢの速度指令を減少する処理（Ｎ４′）を設けたものである。
これら図９，図１０の例のように、モータＢの速度指令を減少させることによっても、モータＢの過負荷を防止することができる。

図１１および図１３は、この発明のさらに他の実施形態を示す。このインホイールモータ駆動装置は、図１ないし図４と共に説明した第１の実施形態において、ハウジング２２に設けた温度センサ５６の代わりに、モータＢのハウジング２２に設けられた冷却媒体流路２９の冷却媒体の入口温度を測定する温度センサ５６Ａと、出口温度を測定する温度センサ５６Ｂとを設けたものである。冷却媒体流路２９は、ハウジング２２の周壁部内に、入口２９ａから出口２９ｂに螺旋状に続く経路として形成され、入口２９ａおよび出口２９ｂは、ハウジング２２に対する外部に設けられたポンプ等の冷却媒体供給源（図示せず）に配管で接続されている。
上記入口温度は、冷却媒体流路２２に注入される前の冷却媒体の温度であり、その測定用の温度センサ５６Ａは、冷却媒体流路２２における入口２９ａの近傍部分、または入口２９ａに接続された配管に設けられる。出口温度は冷却媒体流路２２から排出された後の冷却媒体の温度であり、その測定用の温度センサ５６Ｂは、冷却媒体流路２２における出口２９ｂの近傍部分、または出口２９ｂに接続された配管に設けられる。

この実施形態では、図４の温度対応モータ制御手段５７は、各温度センサ５６Ａ，５６Ｂで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定されるモータの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータＢの駆動電流を制限するものとされる。冷却媒体の流量は、冷却媒体流路２９に接続した配管経路または冷却媒体供給源（図示せず）に設けられた流量測定手段（図示せず）から温度対応モータ制御手段５７に入力される。

図１２は、温度対応モータ制御手段５７の制御の具体例を示す。この例では、モータ駆動トルクを入力した後（Ｐ１）、温度センサ５６Ａ，５６Ｂにより入口温度（注入温度）および出口温度（排出温度）を測定し、かつ上記流量測定手段により流量を測定し（Ｐ２）、各温度の測定結果、流量、および比熱からモータＢの発熱量（または放熱量）を推定する（Ｐ３）。この推定した発熱量（または放熱量）が規定値以上になるか否かを判定する（Ｐ４）。推定量が規定値未満のときは、再度の温度・流量測定（Ｐ２）および発熱量（または放熱量）の推定を行う。この各測定（Ｐ２）、推定（Ｐ３）、判定（Ｍ４）の処理による発熱量（または放熱量）の推定量の監視を繰り返し、規定値以上になると、モータＢの駆動電流を減少させ（Ｐ５）、モータ駆動トルクの入力ステップＰ１に戻る。
モータＢの駆動電流を減少させる処理（Ｐ５）の代わりに、図１３のステップＰ５′のように、モータＢの速度指令を減少させても良い。

このようにモータステータ２２の冷却媒体の入口温度および出口温度を測定するようにすれば、モータＢの異常をより一層正確に検出することができ、より適切なモータ過負荷防止のモータ制御が行える。

なお、図１１ないし図１３に示す実施形態では、モータＢのハウジング２２に設けられた冷却媒体流路２９の入口温度および出口温度を検出するようにしたが、減速機Ｃのハウジング３３ａ，３３ｂに冷却媒体流路（図示せず）を設けた場合に、この減速機Ｃの冷却媒体流路の入口温度および出口温度を、温度センサで検出するようにしても良い。その場合、温度対応モータ制御手段５７（図４）は、各温度センサで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定される減速機Ｃの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータＢの駆動電流を制限するものとされる。この場合に、推定対象がモータＢであるか減速機Ｃであるかが異なる他は、図１２，図１３の処理と同様な処理がなされる。

このように減速機Ｃの冷却媒体の入口温度および出口温度を測定するようにすれば、減速機Ｃの異常をより一層正確に検出することができ、より適切な減速機負荷防止のモータ制御が行える。

図１４〜図１６は、この発明のさらに他の実施形態を示す。この実施形態は、振動検出によりモータ制御を行うものである。この実施形態は、図１〜図４と共に説明した第１の実施形態において、温度センサ５６を設ける代わりに、インホイールモータユニットＵの振動を検出する振動センサ５８を設ける。この振動センサで測定された振動情報に応じて、モータＢの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる振動対応モータ制御手段５９を上記コントローラ５１に設ける。
振動センサ５８は、この実施形態では減速機Ｃのハウジング３３ｂに設置したが、その配置位置は、インホイールモータユニットＵのどの部位としても良い。

振動対応モータ制御手段５９は、例えば図１６に示す制御を行う。この例では、振動対応モータ制御手段５９は、モータ駆動トルクを入力した後（Ｑ１）、振動センサ５９により振動レベルを検出し（Ｑ２）、振動レベルが規定値以上になるか否かを判定する。検出温度が規定値未満のときは、再度の振動レベルの検出（Ｑ２）を行う。この振動レベル検出（Ｑ２）、判定（Ｑ３）の処理による振動レベルの監視を繰り返し、規定値以上になると、モータＢの駆動電流を減少させ（Ｑ４）、モータ駆動トルクの入力ステップＮ１に戻る。

モータＢの駆動電流を減少させる処理（Ｑ５）の代わりに、図１７のステップＱ５′のように、モータＢの速度指令を減少させても良い。

インホイールモータユニットＵにおけるモータＢや減速機Ｃの過負荷が生じたときは、振動を発生する。このため、インホイールモータユニットＵの振動を検出することによっても、インホイールモータユニットＵのモータＢや減速機Ｃの過負荷を検出することができる。この振動情報の判断で過負荷を検出する場合も、上記の温度情報による過負荷検出の場合と同様に、インホイールモータユニットＵの最適な状態で車両を駆動することができ、モータや減速機の信頼性が確保できる。
この実施形態おけるその他の構成は、図１ないし図４に示す第１の実施形態と同様である。

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。

この発明の第１の実施形態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１のインホイールモータ駆動装置につき温度センサの配置を異ならせた例の説明図である。図１のインホイールモータ駆動装置につき温度センサの配置をさらに異ならせた例の説明図である。第１の実施形態における温度対応モータ制御手段の処理の一例を示す流れ図である。同温度対応モータ制御手段の処理の他の例を示す流れ図である。同温度対応モータ制御手段の処理のさらに他の例を示す流れ図である。同温度対応モータ制御手段の処理のさらに他の例を示す流れ図である。この発明のさらに他の実施形態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。同実施形態における温度対応モータ制御手段の処理の一例を示す流れ図である。温度対応モータ制御手段の処理の他の例を示す流れ図である。この発明のさらに他の実施形態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。同実施形態における振動対応モータ制御手段の処理の一例を示す流れ図である。振動対応モータ制御手段の処理の他の例を示す流れ図である。

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
５４…アクセル
５５…モータ駆動用コントローラ回路
５６，５６Ａ，５６Ｂ…温度センサ
５７…温度対応モータ制御手段
５８…振動センサ
５９…振動対応モータ制御手段
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し、上記モータの駆動を制御するコントーラを設けたインホイールモータ駆動装置において、上記車輪用軸受、モータ、および減速機からなるインホイールモータユニットの温度を測定する温度センサを設け、この温度センサで測定された温度情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる温度対応モータ制御手段を上記コントローラに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、上記温度センサは、上記モータを構成しているモータステータの温度、もしくはモータロータの温度、または上記減速機の温度、または上記インホイールモータユニットのケースの温度を検出するものであ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、上記温度対応モータ制御手段は、上記温度センサで測定された温度またはこの温度の時間微分が、設定された規定値を超えた場合に、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるもの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、上記モータは、モータステータを冷却する冷却媒体流路を有し、上記温度センサとして、上記冷却媒体流路の冷却媒体の入口温度を測定するものと、出口温度を測定するものとを設け、上記温度対応モータ制御手段は、上記各温度センサで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定されるモータの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるもの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、上記減速機を冷却する冷却媒体流路を有し、上記温度センサとして、上記冷却媒体流路の冷却媒体の入口温度を測定するものと、出口温度を測定するものとを設け、上記温度対応モータ制御手段は、上記各温度センサで測定した入口温度，出口温度の測定結果、冷却媒体の流量、および比熱から推定されるモータの発熱量または冷却媒体による放熱量を推定し、その推定値から上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させるものであるインホイールモータ駆動装置。
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し、上記モータの駆動を制御するコントーラを設けたインホイールモータ駆動装置において、上記車輪用軸受、モータ、および減速機からなるインホイールモータユニットの振動を検出する振動センサを設け、この振動センサで測定された振動情報に応じて、上記モータの駆動電流を制限し、またはモータ回転数を低下させる振動対応モータ制御手段を上記コントローラに設けたことを特徴とするインホイールモータ駆動装置。