JP2008196657A - 動力伝達装置の回転数推定装置 - Google Patents

Abstract

【課題】トラクションドライブ方式において、入力側の回転情報に基づいて出力側が停止しているか否かを判定する際の精度を向上させること。
【解決手段】減速装置ＲＧは、トラクション遊星ローラであり、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとを回転要素とし、回転要素間に介在させた伝達油のせん断力によって、動力を伝達する。減速装置ＲＧは、サンローラ１０Ｓに電動機ＭＧが接続され、リングローラ１０Ｒが静止系Ｓに固定されて、キャリア１０Ｃに接続された車輪Ｗへ電動機ＭＧの動力が伝達される。この減速装置ＲＧでは、回転要素の滑り速度に基づいて推定された入力回転数と、実際の入力回転数とに基づいて、車輪Ｗが停止しているか否かが判定される。
【選択図】 図４−１

Description

本発明は、回転要素間に介在させたトラクション油（伝達油）によって動力を伝達する動力伝達装置に関する。

例えば摩擦ローラのような回転要素を互いに接触させるとともに、回転要素間に介在させた伝達油のせん断応力によって、接触させた回転要素間で動力を伝達する動力伝達方式がある。このような動力伝達方式を、トラクションドライブ方式という。トラクションドライブ方式を用いた駆動装置としては、例えば、特許文献１には、電動機と摩擦ローラ式減速装置とを一体的に組み合わせ、ホイール内に配置する電動式車輪駆動装置が開示されている。

特開２００３−２８２５４号公報

ところで、回転数センサの数を低減するため、減速装置に対する入力回転数に基づいて出力回転数を求めるものがある。トラクションドライブ方式は、伝達油のせん断応力によって動力を伝達するため、動力を伝達する回転要素同士の間に滑りが発生する場合がある。このため、出力側が停止していても入力側は回転していることがあり、入力側の回転情報から出力側が停止しているか否かを正確に判定することは困難であった。特許文献１に開示されている技術では、この点について言及されておらず、改善の余地がある。

この発明は、上記に鑑みてなされたものであって、トラクションドライブ方式において、入力側の回転情報に基づいて出力側が停止しているか否かを判定する際の精度を向上させることを目的とする。

上述した課題を解決し、目的を達成するために、本発明に係る動力伝達装置の回転数推定装置は、回転要素間に介在させた流体によって、動力発生手段が発生する動力を伝達する動力伝達装置の出力回転数を判定するものであり、前記動力伝達装置が備える回転要素間の滑り速度に基づいて前記動力伝達装置の入力回転数を求める滑りパラメータ演算部と、前記動力伝達装置へ入力される実際の回転数と、前記滑りパラメータ演算部が求めた前記入力回転数とに基づいて、前記動力伝達装置の出力回転数が０であるか否かを判定する停止判定部と、を含むことを特徴とする。

この動力伝達装置の回転数推定装置は、回転要素間に介在させた流体によって、動力発生手段が発生する動力を伝達する、いわゆるトラクションドライブ方式による動力伝達装置において、回転要素間における滑り速度から推定した入力回転数と、実際の入力回転数とに基づいて、車輪が停止しているか否かを判定する。このように、回転要素間における滑りを考慮して出力側、すなわち車輪の回転が停止しているか否かを判定するので、入力側の回転情報に基づいて出力側が停止しているか否かを判定する際の精度を向上させることができる。

本発明の好ましい態様としては、前記滑りパラメータ演算部は、前記動力発生手段の発生するトルクに基づいて、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体のせん断応力を求め、このせん断応力に基づいて前記滑り速度を求めることが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記滑りパラメータ演算部は、前記動力伝達装置が備える回転要素間の滑り率を求め、前記動力伝達装置に対する入力回転数と、前記滑りパラメータ演算部が求めた滑り率とに基づいて、前記動力伝達装置の出力回転数を推定する回転数推定部を備えることが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置及び前記動力発生手段を搭載する車両の停止時に前記動力発生手段が前記動力伝達装置へトルクを付与している発進待機状態であるか否かを前記停止判定部が判定し、前記発進待機状態である場合には、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の過度の昇温を抑制する動力伝達装置保護部を備えることが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記停止判定部は、前記動力伝達装置の出力回転数が０であり、かつ前記動力発生手段がトルクを発生している場合に、前記発進待機状態であると判定することが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置保護部は、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度が予め定めた所定の温度を超えた場合には、前記動力発生手段の発生するトルクをそれまでよりも低減することが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置保護部は、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度が上昇するにしたがって、前記動力発生手段の発生するトルクを低減することが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置保護部は、前記停止判定部が前記発進待機状態であると判定した場合には、前記動力伝達装置へ供給する流体の流量を、それまでよりも増加させることが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置へ供給する流体の流量は、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度に基づいて増加させることが望ましい。

本発明の好ましい態様としては、前記動力伝達装置保護部は、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度を、前記動力発生手段の回転数と、前記動力発生手段のトルクとから推定することが望ましい。

この発明に係る動力伝達装置の回転数推定装置は、トラクションドライブ方式において、入力側の回転情報に基づいて出力側が停止しているか否かを判定する際の精度を向上させることができる。

以下、この発明につき図面を参照しつつ詳細に説明する。なお、この発明を実施するための最良の形態（以下実施形態という）によりこの発明が限定されるものではない。また、下記実施形態における構成要素には、当業者が容易に想定できるもの、あるいは実質的に同一のもの、いわゆる均等の範囲のものが含まれる。

以下においては、動力発生手段に電動機を用いる、いわゆる電気自動車に本発明を適用した場合について説明するが、本発明の適用対象はこれに限られるものではない。また、動力発生手段は電動機に限られるものではなく、内燃機関でもよく、内燃機関と電動機とを組み合わせた、いわゆるハイブリッドの動力発生手段を用いてもよい。

（実施形態１）
本実施形態は、回転要素間に介在させた流体（例えばトラクション油）によって動力を伝達する動力伝達装置において、動力伝達装置が備える回転要素の滑り速度に基づいて求められる入力回転数と、動力伝達装置に対する実際の入力回転数とに基づいて、動力伝達装置の出力回転数が０であるか否かを判定する点に特徴がある。以下の説明においては、動力伝達装置として、入力される動力発生手段の回転数を減速して車輪に出力する減速装置を対象とする。なお、動力伝達装置は、入力回転数を増速して出力するものであってもよい。また、回転数は、単位時間あたりの回転数である（以下の実施形態でも同様）。

図１は、実施形態１に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。図１に示す車両１は、電動機のみを動力発生手段とする走行装置１００を備える。走行装置１００は、動力発生手段として、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒを備えている。そして、左前電動機３ｆｌは左側前輪２ｆｌを、右前電動機３ｆｒは右側前輪２ｆｒを、左後電動機３ｒｌは左側後輪２ｒｌを、右後電動機３ｒｒは右側後輪２ｒｒを駆動する。このように、この走行装置１００は、すべての車輪が駆動輪となる全輪駆動形式となっている。車両１は、図１の矢印Ｘ方向に進行する。

本実施形態において、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒは、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒのホイール内に配置される、いわゆるインホイール形式の構成となっている。以下の説明において、４台の電動機を区別しない場合には、単に電動機ＭＧといい、４輪を区別しない場合には、単に車輪Ｗという。

本実施形態において、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒは、ＥＣＵ（Engine Control Unit）５０によってそれぞれ独立に制御される。これによって、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒそれぞれの駆動力が独立して制御される。また、左側前輪２ｆｌの駆動力と、右側前輪２ｆｒの駆動力と、左側後輪２ｒｌの駆動力と、右側後輪２ｒｒの駆動力との配分比は、必要に応じてＥＣＵ５０によって変更することができる。これによって、旋回時において内外輪や前後輪の回転数差を設けたり、トラクションコントロールを実行したりすることができる。また、左側前輪２ｆｌ、右側前輪２ｆｒ、左側後輪２ｒｌ、右側後輪２ｒｒには、それぞれ制動装置ＢＲが取り付けられており、これらを制動する。

図１に示すように、本実施形態において、電動機ＭＧと車輪Ｗとは、減速装置ＲＧを介して接続される。減速装置ＲＧは、各電動機及び各車輪に対して設けられる。すなわち、左前電動機３ｆｌと左側前輪２ｆｌとの間には左前減速装置１０ｆｌが設けられ、右前電動機３ｆｒと右側前輪２ｆｒとの間には右前減速装置１０ｆｒが設けられ、左後電動機３ｒｌと左側後輪２ｒｌとの間には左後減速装置１０ｒｌが設けられ、右後電動機３ｒｒと右側後輪２ｒｒとの間には右後減速装置１０ｒｒが設けられる。一般に、電動機は小型化するとトルクが低下するが、減速装置ＲＧを設けることによって電動機ＭＧのトルクを増加させることができる。その結果、走行装置１００が搭載する電動機ＭＧを小型化することができる。ここで、４台の減速装置を区別しない場合には、単に減速装置ＲＧという。

左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒには、それぞれ左前電動機用レゾルバ４０ｆｌ、右前電動機用レゾルバ４０ｆｒ、左後電動機用レゾルバ４０ｒｌ、右後電動機用レゾルバ４０ｒｒによって回転角度や回転速度が検出される。左前電動機用レゾルバ４０ｆｌ、右前電動機用レゾルバ４０ｆｒ、左後電動機用レゾルバ４０ｒｌ、右後電動機用レゾルバ４０ｒｒの出力は、動力発生手段制御装置である電動機用ＥＣＵ８に取り込まれて、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒの制御に用いられる。ここで、４輪を区別しない場合には、単にレゾルバＱという。

左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒは、電動機制御回路６に接続されている。電動機制御回路６には、図１に示す車両１が搭載する、例えばニッケル−水素電池や鉛蓄電池等の車載電源７が接続されており、必要に応じて、車載電源７から左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒを駆動するための電力が供給される。電動機制御回路６は、Ｗ、Ｖ、Ｕの三相電流を発生させるための３つのインバータ回路より構成されている。インバータ回路は、ＥＣＵ５０からの指令に基づいて電動機用ＥＣＵ８が制御する。これによって、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒが駆動制御される。

本実施形態においては、アクセル開度センサ４２によって検出されるアクセル５の開度によって、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒの出力が制御され、その結果、走行装置１００の総駆動力ＦＤ＿ａｌｌが制御される。なお、本実施形態においては、一組のインバータ回路によって１台の電動機が制御される。走行装置１００は４台の電動機、すなわち、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒを備えるため、これらを制御するために、電動機制御回路６には４組のインバータ回路が備えられる。

左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒが走行装置１００の動力発生手段として用いられる場合、車載電源７の電力が電動機制御回路６を介して供給される。また、例えば車両１の減速時には、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒが発電機として機能して回生発電を行い、これによって回収したエネルギーを車載電源７に蓄える。これは、ブレーキ信号やアクセルオフ等の信号に基づいて、ＥＣＵ５０が電動機制御回路６を制御することにより実現される。

ＥＣＵ５０は、本実施形態に係る走行装置１００の駆動力を制御したり、制動時には、電動機ＭＧにより電力を回生したりする。車両１が備える通信回線９には、レゾルバＱ、アクセル開度センサ４２、ヨーセンサ４３、車速センサ４４、操舵角センサ４５等が接続されている。そして、ＥＣＵ５０は、通信回線９を介して、走行装置１００の制御に必要な情報をこれらのセンサ類から取得する。また、後述するように、ＥＣＵ５０には動力伝達装置の回転数推定装置３０が備えられており、本実施形態に係る回転数推定方法を実行する。なお、本実施形態において、動力伝達装置の回転数推定装置３０は、ＥＣＵ５０の一機能として実現される。

図２は、実施形態１に係る車両の駆動系支持構造の構成例を示す説明図である。図２に示す駆動系支持構造は、車両１の前輪、すなわち左側前輪２ｆｌ及び右側前輪２ｆｒの支持構造である。本実施形態に係る車両１を走行させる駆動系は、電動機ＭＧと、減速装置ＲＧと、車輪Ｗとで構成される。本実施形態に係る車両１は、いわゆるインホイール形式を採用するので、電動機ＭＧ、減速装置ＲＧ及び車輪Ｗは、懸架装置１Ｓのばね下構造物、すなわち、懸架装置１Ｓのばね２０Ｓよりも鉛直方向下方に存在する構造物となる。

電動機ＭＧ、減速装置ＲＧは、懸架装置１Ｓを構成する取付リンク２４に取り付けられる。減速装置ＲＧの回転軸（減速装置回転軸）ＲＧｓには車輪Ｗが取り付けられるので、車輪Ｗは、減速装置ＲＧを介して取付リンク２４に取り付けられる。本実施形態においては、減速装置ＲＧのリングローラ１０Ｒが取付リンク２４に固定される。そして、減速装置ＲＧには電動機ＭＧの回転軸（電動機回転軸）ＭＧｓが接続され、減速装置ＲＧの回転軸（減速装置回転軸）ＲＧｓには車輪Ｗが取り付けられる。これによって、電動機ＭＧの回転数を減速装置ＲＧで減速して、車輪Ｗを駆動する。

図２に示すように、本実施形態において、懸架装置１Ｓには、いわゆるストラット形式が用いられている。減衰力発生手段であるダンパー２０の一方の端部にはアッパーマウント２０Ｕが設けられ、これを介してダンパー２０が車両本体１Ｂに取り付けられる。ダンパー２０の他方の端部には、ブラケット２０Ｂが設けられている。

ダンパー２０のブラケット２０Ｂは、取付リンク２４に設けられる取付リンクブラケット２４ｂに取り付けられる。また、取付リンク２４のピポット部２４ｐは、トランスバースリンク２２のピボット受け２８と組み合わされ、ピン結合される。これによって、取付リンク２４とトランスバースリンク２２とが連結される。なお、取付リンク２４のピポット部２４ｐは、取付リンク２４に取り付けられる電動機ＭＧの電動機回転軸ＭＧｓに対して、取付リンクブラケット２４ｂとほぼ対称となる位置に設けられる。

このような構成により、懸架装置１Ｓを構成するダンパー２０とトランスバースリンク（ロワーアーム）２２とは、取付リンク２４によって連結される。そして、電動機ＭＧ、減速装置ＲＧ及び車輪Ｗは、取付リンク２４を介して懸架装置１Ｓに取り付けられ、車両１の車両本体１Ｂに支持される。

トランスバースリンク２２は、車両取付部２７で車両本体１Ｂに取り付けられている。そして、取付リンク２４が上下方向（図２中のＹ方向、以下同様）に動作することにより、車両取付部２７の揺動軸Ｚｓｆを中心として揺動運動する。ここで、上下方向とは、重力の作用方向と平行な方向である。

取付リンク２４に取り付けられる減速装置ＲＧの減速装置回転軸ＲＧｓには、ブレーキローター２１及びホイール１３が取り付けられる。ホイール１３には空気入りタイヤ２３が取り付けられて、車輪Ｗとなる。路面ＧＬから車輪Ｗへの入力によって、ホイール１３は上下方向に動作する。ホイール１３は減速装置回転軸ＲＧｓに取り付けられており、また、電動機ＭＧと減速装置ＲＧとは取付リンク２４に取り付けられているので、ホイール１３が上下方向に動作すると、電動機ＭＧ及び減速装置ＲＧは、取付リンク２４とともに上下方向に動作する。ばね下構造物である車輪Ｗ、電動機ＭＧ等が上下方向に動作することによる車両本体１Ｂへの入力は、懸架装置１Ｓのばね２０Ｓ及びダンパー２０で吸収される。

図３−１は、実施形態１に係る減速装置の構造を示す模式図である。図３−２は、実施形態１に係る減速装置が備える回転要素間の拡大図である。図４−１、図４−２は、実施形態１に係る減速装置のスケルトン図である。図１に示す、本実施形態に係る車両１が備える走行装置１００は、電動機ＭＧが発生する動力を、減速装置ＲＧを介して車輪Ｗへ伝達する。減速装置ＲＧは、回転要素であるローラ同士の間に介在する流体のせん断応力によって、ローラ間で動力を伝達する、いわゆるトラクションドライブ方式を採用する。ローラ同士の間に介在する流体は、いわゆるトラクション油（以下伝達油という）であり、伝達油のせん断応力は、速度勾配に応じて発生する。

図３−１に示すように、減速装置ＲＧは、複数種類の回転要素で構成されるトラクション遊星ローラであり、基本的な構成は、遊星歯車装置と同様である。減速装置ＲＧは、サンローラ１０Ｓと、ピニオンローラ１０Ｐと、キャリア１０Ｃと、リングローラ１０Ｒとを回転要素として備える。すなわち、減速装置ＲＧは４種類の回転要素を備えて構成される。リングローラ１０Ｒの内周部には、キャリア１０Ｃによって回転可能に支持された複数（本実施形態では３個）のピニオンローラ１０Ｐが等間隔に配置される。また、サンローラ１０Ｓの外周部には、複数のピニオンローラ１０Ｐが等間隔で配置される。キャリア１０Ｃは、複数のピニオンローラ１０Ｐの回転軸１０ＰＳを支持して、サンローラ１０Ｓに対するピニオンローラ１０Ｐの公転を取り出す部材である。

減速装置ＲＧは、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間で動力を伝達する。図３−２に示すように、減速装置ＲＧは、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間に伝達油ＴＦを介在させ、伝達油ＴＦの摩擦力によってサンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間で動力を伝達する。ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間も同様である。伝達油ＴＦは、回転要素同士の接触部に生じる高い圧力のもとでガラス状に固化する性質を持っており、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間や、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間で、動力を伝達する。

このように、トラクション遊星ローラで構成される減速装置ＲＧは、回転要素間で動力を伝達するため、回転要素間の接触部に高い圧力を発生させる。このために、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとは、リングローラ１０Ｒの内周部へ、しまり嵌めのような状態で配置される。また、減速装置ＲＧが備える回転要素間に、サブミクロンオーダーの伝達油ＴＦの油膜を形成して、回転要素間で動力を伝達する。このため、サンローラ１０Ｓの表面、ピニオンローラ１０Ｐの表面、リングローラ１０Ｒの内周部の表面は、極めて高い精度で、かつ極めて滑らかに仕上げてある。

図４−１、図４−２に示すように、本実施形態においては、減速装置ＲＧのサンローラ１０Ｓに電動機ＭＧの出力軸３Ｓを接続する。そして、図４−１に示すように、減速装置ＲＧのリングローラ１０Ｒを静止系Ｓに固定して、キャリア１０Ｃに接続した車輪Ｗを駆動するか、図４−２に示すように、減速装置ＲＧのキャリア１０Ｃを静止系Ｓに固定して、リングローラ１０Ｒに接続した車輪Ｗを駆動する。いずれの場合でも、サンローラ１０Ｓから入力される電動機ＭＧの回転数が減速されて、キャリア１０Ｃあるいはリングローラ１０Ｒへ出力される。

本実施形態において、図４−１に示す構成を実現する場合、上述した図２に示す懸架装置１Ｓにおいて、減速装置ＲＧのリングローラ１０Ｒを、静止系である取付リンク２４に固定する。これによって、電動機回転軸ＭＧｓの回転数を減速して車輪Ｗを駆動する。また、図４−２に示す構成を実現する場合には、減速装置ＲＧのキャリア１０Ｃを、静止系である取付リンク２４に固定し、減速装置ＲＧのリングローラ１０Ｒに車輪Ｗを取り付ける。

本実施形態の減速装置ＲＧに用いるトラクション遊星ローラは、歯車式の遊星ギヤと比較して、減速比を大きくとることができる。このため、より高い回転数で電動機を用いることができる。本実施形態においては、トラクション遊星ローラを用いる減速装置ＲＧにより、大きな減速比が確保できるので、小型の電動機を高い回転数で用いることができる。その結果、車両１の走行装置１００が備える電動機ＭＧを小型化することができる。これによって、本実施形態に係る走行装置１００のようにインホイール形式を用いる場合には、ばね下質量を軽減して、車両１の走行性能を向上させたり、乗り心地を向上させたりすることができる。

上述したように、本実施形態の減速装置ＲＧに用いるトラクション遊星ローラは、大きい減速比を確保できるという利点があるが、回転要素間に介在する伝達油ＴＦのせん断応力によって動力を伝達するため、回転要素間に滑りが発生する。この滑りに起因して、トラクション遊星ローラを用いた本実施形態に係る減速装置ＲＧは、車輪Ｗが停止している状態、すなわち、減速装置ＲＧのキャリア１０Ｃ及びリングローラが固定されている状態では、電動機ＭＧの回転数から車輪Ｗの回転数を推定する際の精度が低下する。

車輪Ｗの回転数を推定する精度が低下すると、例えば、制動時に車輪Ｗのロックを回避するための制動装置ＢＲのアンチロック制御が正しく実行できないおそれがある。車輪Ｗが停止している状態であること、すなわち、車輪Ｗの回転数が０であることを正確に求めるため、電動機ＭＧの回転情報を検出するレゾルバＱの他に、車輪Ｗの回転数を検出する回転数センサを設ける手法も考えられる。しかし、車輪Ｗの回転数を検出するセンサを設けるとコスト増加を招くとともに、回転数センサの取付スペースを確保しなければならないという問題が発生する。特に、本実施形態に係る車両１が備える走行装置１００のように、いわゆるインホイールモータ形式を採用する場合、車輪Ｗのホイール内に回転数センサを取り付ける必要があるため、取付スペースの確保がより難しくなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、次に説明する回転数推定方法により、減速装置ＲＧが備える回転要素の滑り速度に基づいて車輪Ｗの回転数が０であるときにおける減速装置ＲＧへの入力回転数を求め、これと減速装置に対する実際の入力回転数（すなわち電動機ＭＧの回転数）とを比較することによって、減速装置の出力回転数（すなわち車輪Ｗの回転数）が０であるか否かを判定する。これによって、レゾルバＱの他に、減速装置の出力回転数（すなわち車輪Ｗの回転数）を検出する回転数センサを設けることなく、減速装置の出力回転数が０であるか否か、すなわち車輪Ｗが停止しているか否かを精度よく判定することができる。次に、本実施形態に係る回転数推定方法を説明する。

図５は、実施形態１に係る回転数推定方法を説明するための模式図である。図６は、回転要素同士の接触部におけるせん断応力と接線方向滑り速度との関係を記述した滑り速度マップの概念図である。図７は、減速装置の回転要素同士が接触する部分における伝達油の油膜形状を示す概念図である。図５に示す減速装置ＲＧにおいて、減速装置ＲＧを構成するサンローラ１０Ｓの半径をＲＳとする。また、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの接触部をＰＳ、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの接触部をＰＲとする。

本実施形態では、減速装置ＲＧが備える回転要素間における滑り速度Ｖｓｌｉｐに基づいて、車輪Ｗの回転数が０であるか否かを判定する。ここで、滑り速度Ｖｓｌｉｐは、減速装置ＲＧが備える回転要素同士における接線方向速度の差である。図５に示す減速装置ＲＧでは、車輪Ｗが停止しているため、リングローラ１０Ｒ及びキャリア１０Ｃがともに回転しない状態（すなわち固定された状態）である。

この状態においては、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間における滑り速度Ｖｓｌｉｐ＿ＳＰは式（１）で求められ、また、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間における滑り速度Ｖｓｌｉｐ＿ＰＲは式（２）で求められる。ここで、Ｖｓはサンローラ１０Ｓの接線方向速度であり、Ｖｐはピニオンローラ１０Ｐの接線方向速度である。また、車輪Ｗが停止しており、リングローラ１０Ｒ及びキャリア１０Ｃはともに固定なので、リングローラ１０Ｒの接線方向速度Ｖｒ＝０である。
Ｖｓｌｉｐ＿ＳＰ＝Ｖｓ−Ｖｐ・・（１）
Ｖｓｌｉｐ＿ＰＲ＝Ｖｐ−０・・（２）

接線力の釣り合いから、接触部ＰＳ（サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとが接触する部分）と接触部ＰＲ（ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとが接触する部分）との接線力Ｆは等しいので、Ｖｓｌｉｐ＿ＳＰ＝Ｖｓｌｉｐ＿ＰＲ＝Ｖｓｌｉｐとなる。したがって、ＶｐとＶｓとの関係は、式（４）のようになる。
Ｖｓ＝２×Ｖｐ・・（４）

また、式（２）から、Ｖｓｌｉｐ＿ＰＲ＝Ｖｓｌｉｐ＝Ｖｐ＝Ｖｓｌｉｐ＿ＳＰなので、滑り速度Ｖｓｌｉｐ＝Ｖｐとなる。これにより、サンローラ１０Ｓの接線方向速度Ｖｓは、滑り速度Ｖｓｌｉｐを用いて式（５）のようになる。
Ｖｓ＝２×Ｖｓｌｉｐ・・・（５）

式（５）で求められるサンローラ１０Ｓの接線方向速度Ｖｓが、車輪Ｗが停止しているためにリングローラ１０Ｒ及びキャリア１０Ｃがともに固定状態である場合におけるサンローラ１０Ｓの接線方向速度となる。式（５）の右辺をサンローラ１０Ｓの回転角速度（停止時回転角速度）ωｓ＿０で表すと、ωｓ＿０＝Ｖｓ／ＲＳ＝２×Ｖｓｌｉｐ／ＲＳとなる。ここで、回転角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ．）と回転数Ｎ（ｒｅｖ．／ｓｅｃ．）との関係は、Ｎ＝ω／（２×π）なので、回転角速度ω（ｒａｄ／ｓｅｃ．）は回転数Ｎ（ｒｅｖ．／ｓｅｃ．）に相当する。なお、回転数は単位時間当たりの回転数である。

図４−１や図４−２に示すように、サンローラ１０Ｓには電動機ＭＧが直結してある。すなわち、減速装置ＲＧに対する入力回転角速度ωｉｎ（入力回転数Ｎｉｎに相当）は、電動機ＭＧの回転角速度ωｍになる。車輪Ｗが停止しており、減速装置ＲＧのリングローラ１０Ｒ及びキャリア１０Ｃがともに固定状態である場合には、レゾルバＱによって検出される電動機ＭＧの回転角速度ωｍはωｓ＿０（＝２×Ｖｓｌｉｐ／ＲＳ）となる。

したがって、レゾルバＱによって検出される電動機ＭＧの回転角速度（電動機ＭＧの回転数Ｎｍに相当）ωｍが停止時回転角速度ωｓ＿０であれば、減速装置ＲＧの出力回転角速度ωｏｕｔ、すなわち車輪Ｗの回転角速度（車輪Ｗの回転数Ｎｗに相当）ωｗは０であると判定することができる。ここで、レゾルバＱの検出精度やＣＰＵ５０ｐの演算誤差、あるいは通信遅れ等の誤差要因を考慮した上で許容される範囲内で、電動機ＭＧの回転角速度ωｍと停止時回転角速度ωｓ＿０とが一致する場合には、車輪Ｗの回転角速度ωｗが０であると判定する。電動機ＭＧの回転角速度ωｍと停止時回転角速度ωｓ＿０とが完全一致する場合にも、車輪Ｗの回転角速度ωｗが０であると判定する。

式（６）は、停止時回転角速度ωｓ＿０を回転数に書き直したものであり、これを、減速装置ＲＧの出力回転数Ｎｏｕｔ（すなわち車輪Ｗの回転数Ｎｗに相当）が０であるか否かを判定するための停止判定パラメータＮ＿０という。そして、減速装置ＲＧに対する入力回転数Ｎｉｎ（すなわち電動機ＭＧの回転数Ｎｍ）がＮ＿０である場合に、減速装置ＲＧの出力回転数Ｎｏｕｔ、すなわち車輪Ｗの回転数Ｎｗは０であると判定することができる。
Ｎ＿０＝２×Ｖｓｌｉｐ／ＲＳ／（２×π）・・（６）

ここで、レゾルバＱの検出精度やＣＰＵ５０ｐの演算誤差、あるいは通信遅れ等の誤差要因を考慮した上で許容される範囲内で、入力回転数Ｎｉｎ（すなわち電動機ＭＧの回転数Ｎｍ）と停止判定パラメータＮ＿０とが一致する場合には、出力回転数Ｎｏｕｔ（すなわち車輪Ｗの回転数Ｎｗ）が０であると判定する。入力回転数Ｎｉｎと停止判定パラメータＮ＿０とが完全一致する場合にも、出力回転数Ｎｏｕｔが０であると判定する。

なお、レゾルバＱの検出精度やＣＰＵ５０ｐの演算誤差、あるいは通信遅れ等の誤差要因を考慮した上で許容される範囲内で、入力回転数Ｎｉｎと停止判定パラメータＮ＿０とが一致する場合には、出力回転数Ｎｏｕｔが０と判定される。

車輪Ｗの回転数Ｎｗが０であるか否かを判定するためには、滑り速度Ｖｓｌｉｐを求める必要がある。図６の滑り速度マップ６０に示すように、動力を伝達する回転要素間に介在する伝達油ＴＦのせん断応力τ（ＭＰａ）は、滑り速度Ｖｓｌｉｐが増加するにしたがって増加する。そして、せん断応力τが決定されると滑り速度Ｖｓｌｉｐは一義的に決定される。したがって、せん断応力τを得ることができれば、滑り速度Ｖｓｌｉｐを求めることができる。

減速装置ＲＧの回転要素同士の接触部（図５ではサンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの接触部ＰＳ）で伝達可能な接線力（一接触部あたりの接線力）Ｆは、式（７）で求めることができる。式（７）中のＦＮは、図５に示すように、回転要素間における垂直方向の押付力であり、減速装置ＲＧが備えるサンローラ１０Ｓ及びリングローラ１０Ｒの回転軸Ｚｒと、ピニオンローラ１０Ｐの回転軸Ｚｐとを通る直線上での押付力である。接線力Ｆは、接触部ＰＳ、あるいは接触部ＰＲにおけるサンローラ１０Ｓ、ピニオンローラ１０Ｐ、リングローラ１０Ｒの接線方向における力である。押付力ＦＮは、減速装置ＲＧの仕様から求めることができる。ここで、ＴＭは、電動機ＭＧの発生するトルク（電動機トルク）、ｎｐは、減速装置ＲＧが備えるピニオンローラ１０Ｐの個数である。
Ｆ＝ＴＭ／（ＲＳ×ｎｐ）・・（７）

また、接触部ＰＳで伝達可能な接線力は、動力を伝達する回転要素間に介在する伝達油ＴＦのせん断応力τ及び動力を伝達する回転要素同士の接触部の面積（接触面積）Ｓを用いて、式（８）で求めることができる。したがって、式（７）、式（８）から、せん断応力τは、式（９）のようになる。ここで、接触面積ＳＡは、図７に示す、回転要素間に介在する伝達油ＴＦの接触長さＬと、回転要素の回転軸方向長さｄとの積Ｌ×ｄで求めることができる。
Ｆ＝τ×Ｓ・・（８）
τ＝ＴＭ／｛（ＲＳ×ｎｐ）×ＳＡ｝・・（９）

図６に示す滑り速度マップ６０は、例えば、２円筒試験機によって求めることができる。なお、理論式に基づいて、滑り速度マップ６０を作成してもよい。ここで、せん断応力τと滑り速度Ｖｓｌｉｐとの関係は、回転要素間に介在する伝達油ＴＦの平均圧力ｐｍや回転要素間に介在する伝達油ＴＦの温度（油膜温度）θによって変化する。したがって、異なる条件の下でせん断応力τと滑り速度Ｖｓｌｉｐとの関係を求めて滑り速度マップ６０を作成し、減速装置ＲＧの動作条件に応じて適切な滑り速度Ｖｓｌｉｐを設定することが好ましい。

例えば、油膜温度θが上昇するにしたがって、同じせん断応力τでも滑り速度Ｖｓｌｉｐは大きくなるので、油膜温度θを考慮しないと、車輪Ｗの回転数が０であるか否かを判定する際の精度が低下する。このため、図６に示す滑り速度マップ６０のように、複数の異なる油膜温度θに対して、それぞれせん断応力τと滑り速度Ｖｓｌｉｐとの関係を記述し、油膜温度θに応じて適切なせん断応力τと滑り速度Ｖｓｌｉｐとの関係（滑り速度カーブ）を用いて滑り速度Ｖｓｌｉｐを求める。例えば、図６に示す滑り速度マップ６０においては、油膜温度がθａのときの滑り速度カーブはａ、油膜温度がθｂのときの滑り速度カーブはｂ、油膜温度がθｃのときの滑り速度カーブはｃであり、θａ＜θｂ＜θｃである。

なお、図６の滑り速度マップ６０に記述されている滑り速度カーブａ、ｂ、ｃは離散的なので、油膜温度θが滑り速度カーブ間にある場合には、例えば線形補間によって滑り速度Ｖｓｌｉｐを求める。また、図６に示す滑り速度マップ６０では、減速装置ＲＧの動作条件は油膜温度θを異ならせているが、他の動作条件（例えば、上述した回転要素間に介在する伝達油ＴＦの平均圧力ｐｍ）を考慮してもよい。このようにすれば、運転条件や環境によって減速装置ＲＧの動作条件が変化した場合でも、車輪Ｗの回転数が０であるか否かを判定する際の精度低下を抑制できる。

せん断応力τは、電動機トルクＴＭを式（９）に与えることによって求めることができる。このようにして求めたせん断応力τを、滑り速度マップ６０に与えれば、そのときの滑り速度Ｖｓｌｉｐを求めることができる。車輪Ｗの回転数が０であるか否かを判定する際には、電動機トルクＴＭから求めたせん断応力τを滑り速度マップ６０に与えて滑り速度Ｖｓｌｉｐを取得する。そして、Ｖｓｌｉｐとを式（６）に与えて、停止判定パラメータＮ＿０を求める。この停止判定パラメータＮ＿０と、レゾルバＱが取得した情報から求めた電動機ＭＧの回転数Ｎｍとが一致した場合には、車輪Ｗの回転数Ｎｗは０であると判定する。

図８は、実施形態１に係る動力伝達装置の回転数推定装置の構成例を示す説明図である。図８に示すように、動力伝達装置の回転数推定装置（以下回転数推定装置という）３０は、ＥＣＵ５０に組み込まれて構成されている。ＥＣＵ５０は、ＣＰＵ（Central Processing Unit：中央演算装置）５０ｐと、記憶部５０ｍと、入力及び出力ポート５５、５６とから構成される。

なお、ＥＣＵ５０とは別個に、本実施形態に係る回転数推定装置３０を用意し、これをＥＣＵ５０に接続してもよい。そして、本実施形態に係る回転数推定方法を実現するにあたっては、ＥＣＵ５０が備える走行装置１００等に対する制御機能を、前記回転数推定装置３０が利用できるように構成してもよい。

回転数推定装置３０は、制御情報取得部３１と、滑りパラメータ演算部３２と、停止判定部３３とを含んで構成される。これらが、本実施形態に係る回転数推定方法を実行する部分となる。本実施形態において、回転数推定装置３０は、ＥＣＵ５０を構成するＣＰＵ５０ｐの一部として構成される。ＣＰＵ５０ｐには、電動機出力制御部５０ｐｅが備えられており、車両１の走行時における電動機ＭＧの出力や電力の回生を制御する他、回転数推定装置３０が推定した結果に基づいて電動機ＭＧを制御する。また、ＣＰＵ５０ｐには、総合制御部５０ｐｃが備えられており、電動機ＭＧの制御に必要な情報を演算する。

ＣＰＵ５０ｐと記憶部５０ｍとは、バス５４₁〜５４₃を介して、入力ポート５５及び出力ポート５６を介して接続される。これにより、回転数推定装置３０を構成する制御情報取得部３１と滑りパラメータ演算部３２と停止判定部３３とは、相互に制御データをやり取りしたり、一方に命令を出したりできるように構成される。また、回転数推定装置３０は、ＥＣＵ５０が有する走行装置１００の運転制御データを取得し、これを利用することもできる。さらに、回転数推定装置３０は、本実施形態に係る回転数推定方法をＥＣＵ５０が予め備えている運転制御ルーチンに割り込ませたりすることができる。

入力ポート５５は、通信回線９と接続される。通信回線９には、アクセル開度センサ４２、ヨーセンサ４３、車速センサ４４、操舵角センサ４５、電動機駆動電流検出回路４６その他の、走行装置１００の運転制御に必要な情報を取得するセンサ類が接続されている。ＣＰＵ５０ｐは、通信回線９を介して、これらのセンサ類から出力される信号を取得する。これにより、ＣＰＵ５０ｐは、走行装置１００の運転制御や、本実施形態に係る回転数推定方法の実行に必要な情報を取得することができる。また、出力ポート５６は、通信回線９と接続されている。そして、ＣＰＵ５０ｐが演算した電動機ＭＧ（左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒ）に対する駆動制御指令は、通信回線９を介して電動機用ＥＣＵ８に発信される。これによって、電動機用ＥＣＵ８を介して、電動機ＭＧを制御することができる。

記憶部５０ｍには、本実施形態に係る回転数推定方法の処理手順を含むコンピュータプログラムや滑り速度マップ６０、あるいは本実施形態に係る回転数推定方法に用いるデータ等が格納されている。ここで、記憶部５０ｍは、ＲＡＭ（Random Access Memory）のような揮発性のメモリ、フラッシュメモリ等の不揮発性のメモリ、あるいはこれらの組み合わせにより構成することができる。

上記コンピュータプログラムは、ＣＰＵ５０ｐへ既に記録されているコンピュータプログラムと組み合わせによって、本実施形態に係る回転数推定方法の処理手順を実現できるものであってもよい。また、この回転数推定装置３０は、前記コンピュータプログラムの代わりに専用のハードウェアを用いて、制御情報取得部３１、滑りパラメータ演算部３２及び停止判定部３３の機能を実現するものであってもよい。

通信回線９に接続される電動機用ＥＣＵ８は、入力ポート８ｉと、ＣＰＵ８ｐと、プリドライバ８ｄとを備えている。入力ポート８ｉは通信回線９に接続されており、ＣＰＵ８ｐは、通信回線９及び入力ポート８ｉを介して、ＥＣＵ５０から発信される電動機ＭＧの駆動制御指令を取得する。ＣＰＵ８ｐは、取得した駆動制御指令に基づいて電動機ＭＧに供給する電流の値、すなわち電流指令値を演算する。そして、ＣＰＵ８ｐは、演算した電流指令値をプリドライバ８ｄに出力し、プリドライバ８ｄ及びプリドライバ８ｄに接続される電動機制御回路６を介して、電動機ＭＧを駆動制御する。

また、ＣＰＵ８ｐは、入力ポート８ｉに接続されるレゾルバＱ（左前電動機用レゾルバ４０ｆｌ、右前電動機用レゾルバ４０ｆｒ、左後電動機用レゾルバ４０ｒｌ、右後電動機用レゾルバ４０ｒｒ）が検出する電動機回転速度や、入力ポート８ｉに接続される電動機駆動電流検出回路４６が検出する電動機ＭＧの駆動電流値を取得する。そして、ＣＰＵ８ｐは、取得した電動機回転速度や駆動電流値に基づいて、ＥＣＵ５０から発信される電動機ＭＧの駆動制御指令の通りに電動機ＭＧが駆動されるように、電動機ＭＧをフィードバック制御する。

電動機用ＥＣＵ８が備えるプリドライバ８ｄは、ＣＰＵ８ｐで演算された電流指令値を、パルス幅変調されたデューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕ、Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂに変換するためのものである。ここで、デューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕは正相の三相信号を表し、デューティ指令値Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂは逆相の三相信号を表す。プリドライバ８ｄから出力されるデューティ指令値Ｗ、Ｖ、Ｕ、Ｗｂ、Ｖｂ、Ｕｂは電動機制御回路６が備えるインバータ回路に送られて、左前電動機３ｆｌ、右前電動機３ｆｒ、左後電動機３ｒｌ、右後電動機３ｒｒが駆動制御される。次に、本実施形態に係る回転数推定方法を説明する。

図９は、実施形態１に係る回転数推定方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る回転数推定方法を実行するにあたり、ステップＳ１０１において、図８に示す回転数推定装置３０の制御情報取得部３１は、電動機ＭＧのレゾルバＱが検出する電動機ＭＧの回転情報を取得し、また、電動機駆動電流検出回路４６から電動機ＭＧの駆動電流値を取得する。そして、ステップＳ１０２において、制御情報取得部３１は、取得した電動機ＭＧの回転情報から電動機ＭＧの回転数（電動機回転数）Ｎｍを求めるとともに、電動機ＭＧの駆動電流値から電動機ＭＧが発生している電動機トルクＴＭを求める。

ステップＳ１０３において回転数推定装置３０の滑りパラメータ演算部３２は、ステップＳ１０２で得られた電動機トルクＴＭを式（９）に与え、せん断応力τを求める。このとき、油膜温度θ等の減速装置ＲＧの動作条件を考慮する。滑りパラメータ演算部３２は、得られたせん断応力τを図６に示す滑り速度マップ６０に与えて対応する滑り速度Ｖｓｌｉｐを求め、この滑り速度Ｖｓｌｉｐを式（６）に与えて、現時点における停止判定パラメータＮ＿０を求める。なお、滑り速度Ｖｓｌｉｐを求める際には油膜温度θを考慮する。

ステップＳ１０５において、回転数推定装置３０の停止判定部３３は、ステップＳ１０４において得られた現時点における停止判定パラメータＮ＿０と、ステップＳ１０２で求めた電動機回転数Ｎｍ（すなわち入力回転数Ｎｉｎ）とを比較する。ステップＳ１０５でＹｅｓと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、Ｎｍ＝Ｎ＿０であると判定した場合、停止判定部３３は、出力回転数Ｎｏｕｔ＝０、すなわち車輪Ｗは停止していると判定する。ステップＳ１０５でＮｏと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、Ｎｍ≠Ｎ＿０であると判定した場合、停止判定部３３は、車輪Ｗは回転していると判定する。

以上、本実施形態では、トラクションドライブ方式による動力伝達装置において、回転要素間における滑り速度から推定した入力回転数と、実際の入力回転数とに基づいて、車輪が停止しているか否かを判定する。このように、回転要素間における滑りを考慮して出力側、すなわち車輪の回転が停止しているか否かを判定するので、実際の入力回転数を用いて、出力側が停止しているか否かの判定精度を向上させることができる。

（実施形態２）
実施形態２は、実施形態１の構成に加え、さらに、動力伝達装置である減速装置に対する入力回転数と、前記減速装置が備える回転要素間の滑り率とに基づいて、前記減速装置の出力回転数を推定する点に特徴がある。他の構成は、実施形態１と同様である。

上述したように、本実施形態の減速装置ＲＧに用いるトラクション遊星ローラは、大きい減速比を確保できるという利点があるが、回転要素間に介在する伝達油ＴＦのせん断応力によって動力を伝達するため、回転要素間に滑りが発生する。この滑りは、伝達油ＴＦの温度や伝達トルクによって変化するため、減速装置ＲＧの減速比ηは不定となる。したがって、電動機ＭＧの回転数（すなわち入力回転数Ｎｉｎ）から車輪Ｗの回転数（すなわち出力回転数Ｎｏｕｔ）を求める場合、電動機ＭＧの回転数を減速装置ＲＧの減速比ηで除するのみでは、車輪Ｗの正確な回転数を求めることはできない。車輪Ｗの正確な回転数を求めることができないと、いわゆるトラクションコントロールや車両１の左右輪間で駆動力を異ならせる駆動力配分制御等といった、車輪Ｗの駆動力制御の精度が低下し、駆動力制御の十分な効果が得られないおそれがある。

車輪Ｗの回転数を正確に求めるため、電動機ＭＧの回転情報を検出するレゾルバＱの他に、車輪Ｗの回転数を検出する回転数センサを設ける手法も考えられる。しかし、車輪Ｗの回転数を検出するセンサを設けるとコスト増加を招くとともに、回転数センサの取付スペースを確保しなければならないという問題が発生する。特に、本実施形態に係る車両１が備える走行装置１００のように、いわゆるインホイールモータ形式を採用する場合、車輪Ｗのホイール内に回転数センサを取り付ける必要があるため、取付スペースの確保がより難しくなるおそれがある。

そこで、本実施形態では、次に説明する回転数推定方法により、電動機ＭＧの回転速度や回転方向等の回転情報を取得するレゾルバＱにより検出した電動機ＭＧの回転数から、車輪Ｗの回転数を推定する。すなわち、減速装置ＲＧが備える回転要素間の滑り率に基づいて、電動機ＭＧの回転数から車輪Ｗの回転数を推定する。これによって、レゾルバＱの他に車輪Ｗの回転数を検出する回転数センサを設けることなく、車輪Ｗの回転数を精度よく求めることができる。次に、本実施形態に係る回転数推定方法を説明する。

図１０−１は、実施形態２に係る回転数推定方法を説明するための模式図である。図１０−２は、実施形態２に係る減速装置が備える回転要素の拡大図である。図１１は、回転要素間のトラクション係数と滑り率との関係を記述したマップの概念図である。図１０−１に示す減速装置ＲＧにおいて、減速装置ＲＧを構成するリングローラ１０Ｒの半径をＲＲ、ピニオンローラ１０Ｐの半径をＲＰ、サンローラ１０Ｓの半径をＲＳとする。また、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの接触部をＰＳ、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの接触部をＰＲとする。

上述した図４−１に示す構成の場合、すなわち、リングローラ１０Ｒを静止系Ｓに固定した場合、キャリア１０Ｃの回転数（出力回転数）Ｎｏｕｔと、サンローラ１０Ｓの回転数（入力回転数）Ｎｉｎとの関係は、式（１０）で表すことができる。また、図４−２に示す構成の場合、すなわち、キャリア１０Ｃを静止系Ｓに固定した場合、リングローラ１０Ｒの回転数（出力回転数）Ｎｏｕｔと、サンローラ１０Ｓの回転数（入力回転数）Ｎｉｎとの関係は、式（１１）で表すことができる。式（１０）、式（１１）中のＳＬＰは、動力を伝達する回転要素間の滑り率である。また、出力回転数Ｎｏｕｔは車輪Ｗの回転数であり、入力回転数Ｎｉｎは電動機ＭＧの回転数である。

Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ×（１−ＳＬＰ）×ＲＳ／（ＲＲ＋ＲＳ）・・（１０）
Ｎｏｕｔ＝Ｎｉｎ×（１−ＳＬＰ）²×ＲＳ／ＲＲ・・（１１）

入力回転数Ｎｉｎは、電動機ＭＧの回転数であり、レゾルバＱによって検出することができる。したがって、式（１０）、式（１１）において、滑り率ＳＬＰが求まれば、出力回転数Ｎｏｕｔを求めることができる。このために、本実施形態に係る回転数推定方法では、図１１に示す滑り率マップ６１から滑り率ＳＬＰを求める。滑り率マップ６１は、減速装置ＲＧの回転要素間のトラクション係数μＴと滑り率ＳＬＰとの関係が記述してある。

ここで、図１０−２を用いて、滑り率ＳＬＰについて説明する。本実施形態において、滑り率ＳＬＰは、回転要素同士の接触部において、入力側の回転要素の接線方向速度をＶｉ、被入力側の回転要素の接線方向速度をＶｏとすると、ＳＬＰ＝Ｖｏ／（Ｖｉ−Ｖｏ）となる。例えば、入力側がサンローラ１０Ｓであり被入力側がピニオンローラ１０Ｐである場合に、両者の接触部におけるサンローラ１０Ｓの接線方向速度をＶｓ、ピニオンローラ１０Ｐの接線方向速度をＶｐとすると、ＳＬＰ＝Ｖｐ／（Ｖｓ−Ｖｐ）となる。

減速装置ＲＧの回転要素間は、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間、ピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間があるが、各回転要素間において、接線方向の力は等しいという条件が成立する。このため、いずれの回転要素間においても、滑り率ＳＬＰは等しくなり、図１１に示す滑り率マップ６１の関係が成立する。ここで、図１１に示す滑り率マップ６１は、例えば、２円筒試験機等を用いた実験により、トラクション係数μＴと滑り率ＳＬＰとの関係を予め求めておくことにより作成する。また、トラクション係数μＴと滑り率ＳＬＰとの理論式を用いて滑り率マップ６１を作成してもよい。滑り率マップ６１は、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

図１０−１に示す減速装置ＲＧが備える回転要素間のトラクション係数μＴと滑り率ＳＬＰとの関係は、図１１に示す滑り率マップ６１のように、減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦの温度（油膜温度）θに応じて変化する。すなわち、油膜温度θが高くなるにしたがって、同じトラクション係数μＴであっても、滑り率ＳＬＰは大きくなる。このため、油膜温度θを考慮しないと、出力回転数Ｎｏｕｔの推定精度が低下する。

図１１に示す滑り率マップ６１は、異なる油膜温度θに対して、それぞれトラクション係数μＴと滑り率ＳＬＰとの関係（以下トラクションカーブという）を用意し、油膜温度θに応じて適切なトラクションカーブを用いて滑り率ＳＬＰが求められる。これによって、油膜温度θを考慮して滑り率ＳＬＰを決定することができるので、出力回転数Ｎｏｕｔの推定精度の低下を抑制できる。

図１１に示す滑り率マップ６１において、油膜温度がθａのときのトラクションカーブはａ、油膜温度がθｂのときのトラクションカーブはｂ、油膜温度がθｃのときのトラクションカーブはｃであり、θａ＜θｂ＜θｃである。図１１に示す滑り率マップ６１から分かるように、油膜温度θが高くなるにしたがって、同じトラクション係数μＴにおける滑り率ＳＬＰの値は大きくなる。

図１１に示す滑り率マップ６１に記述されているトラクションカーブは離散的なので、油膜温度θがトラクションカーブ間にある場合には、例えば線形補間によって滑り率ＳＬＰを求める。本実施形態によれば、運転条件や環境によって油膜温度θが変化した場合でも、出力回転数Ｎｏｕｔの推定精度の低下を抑制できる。

上記滑り率マップ６１に、現在の運転条件におけるトラクション係数μＴを与えれば、そのときの滑り率ＳＬＰを求めることができ、これに基づいて、式（１０）あるいは式（１１）から、出力回転数Ｎｏｕｔを求めることができる。次に、トラクション係数μＴを求める手法を説明する。

図１０−１に示す減速装置において、回転要素同士の接触部ＰＳ、あるいは接触部ＰＲで伝達可能な接線力（一接触部あたりの接線力）Ｆは、式（１２）で求めることができる。また、接線力Ｆは、上述した式（７）で求めることができる。ここで、式（１２）中のＦＮは、図１０−２に示すように、回転要素間における鉛直方向の押付力であり、減速装置ＲＧが備えるサンローラ１０Ｓ及びリングローラ１０Ｒの回転軸Ｚｒと、ピニオンローラ１０Ｐの回転軸Ｚｐとを通る直線上での押付力である。押付力ＦＮは、減速装置ＲＧの仕様から求めることができる。
Ｆ＝μＴ×ＦＮ・・（１２）

上述した式（７）の接線力と（１２）の接線力とは等しいため、式（７）の右辺＝式（１２）の右辺としてトラクション係数μＴについて整理すると、式（１３）のようになる。式（１３）に電動機トルクＴＭを与えれば、そのときのトラクション係数μＴを求めることができる。式（１３）に電動機トルクＴＭを与えることによって得られたトラクション係数μＴを、滑り率マップ６１に与えれば、そのときの滑り率ＳＬＰを求めることができる。これによって得られた滑り率ＳＬＰ及びレゾルバＱによって得られる電動機ＭＧの回転数、すなわち、入力回転数Ｎｉｎを式（１０）あるいは式（１１）に与えれば、出力回転数Ｎｏｕｔ、すなわち車輪Ｗの回転数を求めることができる。
μＴ＝ＴＭ／（ＦＮ×ＲＳ×ｎｐ）・・（１３）

次に、図１１に示す滑り率マップ６１を用いて滑り率ＳＬＰを求める際に用いる油膜温度θの推定手法を説明する。まず、減速装置ＲＧに供給される伝達油の温度や、油膜温度と相関の高い部分の温度を実測することにより油膜温度を推定する手法を説明する。

図１２は、実測によって油膜温度を推定する方法を説明するための模式図である。油膜温度θを推定するにあたっては、伝達油ＴＦの温度を測定し、この温度を油膜温度θと推定することができる。すなわち、伝達油ＴＦの温度を測定し、この温度を減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦの温度と推定して、図１１の滑り率マップ６１に記述した滑り率ＳＬＰを変更する。

ここで、回転要素間に介在する伝達油ＴＦの体積は微小であり、油膜温度θは局所的な熱の授受に影響される。このため、例えばオイルパン内における伝達油ＴＦの温度と、回転要素間に介在する伝達油ＴＦの温度、すなわち油膜温度θとは異なる場合が多い。油膜温度θを直接測定することは極めて難しいため、減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦの近傍の温度を測定し、この温度を減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦの温度と推定して、図１１の滑り率マップ６１に記述した滑り率ＳＬＰを変更することが好ましい。

例えば、本実施形態では、図１２に示すように、最も発熱量の大きい電動機ＭＧに直結するサンローラ１０Ｓの温度を、例えば熱電対やサーミスタ等を用いた伝達油温度センサ４７で計測する。そして、本実施形態に係る回転数推定装置３０ａは、サンローラ１０Ｓの温度を油膜温度θであると推定して、図１１に示す滑り率マップ６１に記述された滑り率ＳＬＰを変更する。このように、減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦにできるだけ近い部分の温度を油膜温度θとして推定することによって、油膜温度θに基づいて滑り率ＳＬＰを決定する際の精度をより向上させることができる。

また、電動機ＭＧを保護するための制御に用いる、電動機ＭＧの温度（ステータＭＧ＿Ｓの温度）を油膜温度θであると推定して、本実施形態に係る回転数推定装置３０ａが、図１１に示す滑り率マップ６１に記述された滑り率ＳＬＰを変更するようにしてもよい。電動機ＭＧの温度は、例えば、電動機ＭＧのステータＭＧ＿Ｓに設けられる電動機温度センサ４８によって測定することができる。このようにすれば、伝達油温度センサ４７を新たに設ける必要がないので、コスト低減を図ることができるとともに、伝達油温度センサ４７を取り付けるスペースを確保する必要がなくなる。次に、減速装置ＲＧが備える回転要素同士が接触する部分に発生する滑りによる損失（滑り損失）に基づいて油膜温度θを推定する手法を説明する。

図１３は、滑り損失と、減速装置に対する入力との関係を示す説明図である。図１４は、減速装置に対する入力が変動した場合における滑り損失の時間変化を示す概念図である。例えば、図１に示す車両１において、トラクションコントロールや駆動力配分制御を実行している場合は、電動機ＭＧの出力や回転数の変動が大きくなる。

その結果、入力回転数Ｎｉｎの変動も大きくなる。このような過渡状態においては、減速装置ＲＧの回転要素同士が接触する部分の外部に対する熱の授受（電動機ＭＧからの熱伝導や外部への放熱等）よりも、回転要素同士が接触する部分の滑りによる損失の発熱分が、油膜温度θに対して支配的となる。そして、減速装置ＲＧの回転要素や電動機ＭＧの昇温速度よりも高い速度で油膜温度θが上昇する。その結果、減速装置ＲＧへの入力が大きく変化するような過渡状態（例えば、電動機ＭＧの出力や回転数の変化が大きくなるような状態）においては、油膜温度θの推定精度が低下するため、油膜温度θに基づいて滑り率ＳＬＰを決定する際の精度が低下する。

このような場合、減速装置ＲＧが備える回転要素同士が接触する接触部の滑り損失Ｐｌに基づいて、油膜温度θそのものを推定する。これによって、過渡状態における油膜温度θの推定精度を向上させることができるので、油膜温度θに基づいて滑り率ＳＬＰを決定する際の精度低下を抑制できる。

図１３に示す滑り損失マップ６２に示すように、減速装置ＲＧへの入力、すなわち電動機ＭＧの出力（電動機出力）Ｐｍが増加すると、減速装置ＲＧの回転要素間における動力の伝達効率は低下し、減速装置ＲＧの回転要素同士が接触する部分の滑りによる損失（滑り損失）Ｐｌは増加する。この滑り損失Ｐｌが、油膜温度θを上昇させる。なお、図１３の滑り損失Ｐｌは、減速装置ＲＧが備える回転要素同士のすべての接触部における滑り損失である。

図１３示す滑り損失マップ６２に記述される滑り損失Ｐｌと電動機出力Ｐｍとの関係は、例えば、２円筒試験機等を用いた実験により求めることができる。図１３示す滑り損失マップ６２においては、ある条件における滑り損失Ｐｌと電動機出力Ｐｍとの関係を示しているが、電動機ＭＧの回転数や平均油膜圧力等の運転条件を異ならせて、それぞれの運転条件に対応した滑り損失Ｐｌと電動機出力Ｐｍとの関係を記述するようにしてもよい。なお、滑り損失マップ６２は、ＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

図１３から、時刻ｔ＝ｔ１における電動機出力をＰｍ１、時刻ｔ＝ｔ１から所定時間Δｔが経過した後における電動機出力をＰｍ２とすると、電動機出力の変化分（電動機出力変化分）ΔＰｍは、Ｐｍ２−Ｐｍ１で求めることができる。また、時刻ｔ＝ｔ１における滑り損失Ｐｌ１は、時刻ｔ＝ｔ１における電動機出力Ｐｍ１を図１３に示す滑り損失マップ６２へ与えることにより求めることができる。時刻ｔ＝ｔ１からΔｔ経過した後における滑り損失Ｐｌ２は、時刻ｔ＝ｔ１＋Δｔにおける電動機出力Ｐｍ２を、図１３に示す滑り損失マップ６２へ与えることにより求めることができる。

図１４は、電動機出力Ｐｍが変化した場合における滑り損失Ｐｌの時間変化を示している。時刻ｔ＝ｔ１からｔ＝ｔ１＋Δｔまでに増加した滑り損失の増加分（滑り損失増加分）ΔＰｌは、図１４の領域Ａになる。これによって、トラクションコントロール等により、電動機出力変化分ΔＰｍが発生した場合における滑り損失増加分ΔＰｌを求めることができる。そして、電動機出力変化分ΔＰｍが発生したときに、減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦに与えられるエネルギーは、滑り損失増加分ΔＰｌとなる。

電動機出力Ｐｍの増加によって発生する滑り損失増加分ΔＰｌが、減速装置ＲＧの回転要素間に介在する伝達油ＴＦに与えられ、油膜温度θを増加させる。サンプリング周期、すなわち回転数推定装置の演算周期に相当する時間をΔｔとし、１サンプリング周期Δｔにおける電動機出力変化分ΔＰｍによって発生する滑り損失増加分ΔＰｌにより上昇する油膜温度上昇分Δθは、式（１４）のようになる。
Δθ＝（１／Ｃｏｉｌ）×（ΔＰｌ×Δｔ）／（Ｖｏｉｌ×ρｏｉｌ）・・（１４）

ここで、Ｌは図７に示す、回転要素間に介在する伝達油ＴＦの接触長さ、ｄは回転要素の回転軸方向長さ、ｈは回転要素間に介在する伝達油ＴＦの平均厚さ、Ｖｏｉｌは回転要素間に介在する伝達油ＴＦの体積（ｍ³）、ρｏｉｌは伝達油ＴＦの密度（ｋｇ／ｍ³）、Ｃｏｉｌは伝達油ＴＦの比熱（Ｊ／（ｋｇ・Ｋ））である。接触長さＬは、例えば、ヘルツの接触応力の式を利用して求めることができる。また、平均油膜厚さｈは、例えば、レイノルズの式を利用して求めてもよいし、定数として式（７）に与えてもよい。

滑り損失に基づいて油膜温度θを推定する場合、電動機出力Ｐｍの変化によって発生する滑り損失増加分ΔＰｌを式（１４）に与えて油膜温度上昇分Δθを求め、この油膜温度上昇分Δθを、ｔ＝ｔ１における油膜温度θｎ−１に加算することによって、現時点（すなわちｔ＝ｔ１＋Δｔ）における油膜温度θｎを推定する。そして、このθｎを、図１１に示す滑り率マップ６１による滑り率ＳＬＰの推定に用いる油膜温度θとする。これによって、電動機出力Ｐｍが急激に変化した場合でも、これに起因して発生する滑り損失増加分ΔＰｌを考慮できるので、油膜温度θの推定精度が向上する。その結果、出力回転数Ｎｏｕｔの推定精度がより向上する。

図１５は、実施形態２に係る回転数推定装置の構成例を示す説明図である。本実施形態に係る回転数推定装置３０ａは、図８に示す回転数推定装置３０に、回転数推定部３４を追加した点が異なる。他の構成は、図８に示す回転数推定装置３０と同様である。次に、実施形態２に係る回転数推定方法の手順を説明する。

図１６は、実施形態２に係る回転数推定方法の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る回転数推定方法のステップＳ２０１、ステップＳ２０２は、実施形態１に係る回転数推定方法のステップＳ１０１、ステップＳ１０２と同様なので、説明を省略する。

ステップＳ２０３において回転数推定装置３０ａの滑りパラメータ演算部３２は、ステップＳ２０２で得られた電動機トルクＴＭを式（１３）に与え、トラクション係数μＴを求める。また、滑りパラメータ演算部３２は、ステップＳ２０２で得られた電動機トルクＴＭを式（９）に与え、せん断応力τを求める。このとき、油膜温度θ等の減速装置ＲＧの動作条件を考慮する。

次に、ステップＳ２０４において、滑りパラメータ演算部３２は、ステップＳ２０３で求めたトラクション係数μＴを、図１１に示す滑り率マップ６１に与えて、対応する滑り率ＳＬＰを求める。このとき、上述した油膜温度θを求める手法を用いて油膜温度θを推定し、滑り率ＳＬＰを求める際に考慮する。また、滑りパラメータ演算部３２は、ステップＳ２０３で求めたせん断応力τを図６に示す滑り速度マップ６０に与えて対応する滑り速度Ｖｓｌｉｐを求め、この滑り速度Ｖｓｌｉｐを式（６）に与えて、停止判定パラメータＮ＿０を求める。なお、滑り速度Ｖｓｌｉｐを求める際には油膜温度θを考慮する。

ステップＳ２０５において、回転数推定装置３０ａの停止判定部３３は、ステップＳ２０４において得られた現時点における停止判定パラメータＮ＿０と、ステップＳ２０２で求めた電動機回転数Ｎｍとを比較する。ステップＳ２０５でＹｅｓと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、Ｎｍ＝Ｎ＿０であると判定した場合、停止判定部３３は、車輪Ｗは停止していると判定する。

ステップＳ２０５でＮｏと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、Ｎｍ≠Ｎ＿０であると判定した場合、停止判定部３３は、車輪Ｗは回転していると判定する。そして、回転数推定装置３０ａの回転数推定部３４は、ステップＳ２０４で求めた滑り率ＳＬＰを式（１０）あるいは式（１１）に与えて、出力回転数Ｎｏｕｔを求める。これによって、電動機回転数Ｎｍから、車輪Ｗの回転数を求めることができる。

以上、本実施形態では、トラクションドライブ方式による動力伝達装置において、回転要素間における滑り率に基づいて、入力回転数から出力回転数を推定する。このように、回転要素間における滑りを考慮して出力回転数を推定するので、入力回転数に基づいて出力回転数を推定する際の精度を向上させることができる。その結果、トラクションコントロールや駆動力配分制御の精度が向上する。

（実施形態３）
実施形態３は、車両の停止時において、動力発生手段である電動機により車両を進行させる方向のトルクを予め減速装置に与える発進待機状態にあるときに、減速装置が備える回転要素間に過度の滑りが発生することによって弾性流体潤滑（ＥＨＬ：Elastohydrodynamic Lubrication）状態を維持できなくなることを回避するための保護機能を備える点に特徴がある。

図１に示す車両１が発進する際に後退したり、発進が遅れたりすることを回避するために、車両１が停止している場合には、車両１を進行させる方向のトルクを電動機ＭＧによって予め減速装置ＲＧに与えることがある。この状態を、発進待機状態という。図１に示す車両１は、電動機ＭＧの出力を、いわゆるトラクションドライブを用いた減速装置ＲＧを介して車輪Ｗへ伝達する。このため、車両１が停止した状態で電動機ＭＧから減速装置ＲＧにトルクを与えると、上述した式（１）、式（２）から分かるように、サンローラ１０Ｓには接線方向速度Ｖｓが、ピニオンローラ１０Ｐには接線方向速度Ｖｐ発生する。すなわち、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間、及びピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間には滑りが発生する。これによって、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間、及びピニオンローラ１０Ｐとリングローラ１０Ｒとの間に介在する伝達油の温度、すなわち油膜温度θが上昇する。

油膜温度θの上昇にともなって、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間等の滑りは増加し、ある限界を超えると、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間等に介在する伝達油ＴＦは、油膜温度θの上昇により、弾性流体潤滑状態を維持できなくなる。これを回避するため、本実施形態では、実施形態１に係る回転数推定方法によって車輪Ｗが停止していると判定し、かつ電動機トルクＴＭが０でないと判定された場合には、油膜温度θの過度の上昇を抑制する制御を実行する。

図１７は、実施形態３に係る回転数推定装置の構成を示す説明図である。本実施形態に係る回転数推定装置３０ｂは、図８に示す回転数推定装置３０に、動力伝達装置保護部３５を追加した点が異なる。他の構成は、図８に示す回転数推定装置３０と同様である。次に、実施形態３に係る車両停止時制御を説明する。

図１８は、実施形態３に係る車両停止時制御の手順を示すフローチャートである。本実施形態に係る車両停止時制御を実行するにあたり、ステップＳ３０１において、回転数推定装置３０ｂの制御情報取得部３１、滑りパラメータ演算部３２及び停止判定部３３は、実施形態１で説明した回転数推定方法を実行し、図１に示す車両１の車輪Ｗが停止しているか否かを判定する。

ステップＳ３０１でＮｏと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、車輪Ｗは回転していると判定した場合はＳＴＡＲＴに戻る。ステップＳ３０１でＹｅｓと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、車輪Ｗは停止している（出力回転数Ｎｏｕｔ＝０）と判定した場合、ステップＳ３０２へ進む。ステップＳ３０２において、停止判定部３３は、電動機駆動電流検出回路４６から電動機ＭＧの駆動電流を取得し、電動機トルクＴＭが発生しているか否かを判定する。

ステップＳ３０２においてＮｏと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、電動機トルクＴＭ＝０であると判定した場合は、サンローラ１０Ｓとピニオンローラ１０Ｐとの間等に滑りは発生していないため、ＳＴＡＲＴに戻る。ステップＳ３０２においてＹｅｓと判定された場合、すなわち、停止判定部３３が、電動機トルクＴＭ≠０であると判定した場合は、ステップＳ３０３に進む。このように、車輪Ｗが停止し、かつ電動機トルクＴＭが発生していることによって発進待機状態を判定するので、確実に発進待機状態を判定できる。

ステップＳ３０３において、回転数推定装置３０ｂの動力伝達装置保護部３５は、減速装置ＲＧの油膜温度θを推定する。油膜温度θの推定は、実施形態２で説明した手法を用いる。ステップＳ３０４において、動力伝達装置保護部３５は、油膜温度θに応じて、動力伝達装置である減速装置ＲＧの保護を実行する。次に、本実施形態に係る減速装置ＲＧの保護手法を説明する。

図１９−１、図１９−２は、減速装置の保護を実行する際に用いる制御マップの一例を示す概念図である。ここで説明する減速装置ＲＧの保護手法は、油膜温度θに応じて、電動機トルクＴＭを減少させることにより、油膜温度θの過度な昇温を抑制するものである。図１９−１に示す制御マップ６３による制御は、油膜温度θが予め定めた制御実行温度θ＿ｃを超えた場合に、電動機トルクＴＭをＴＭ０からＴＭ０'に低減する。すなわち、動力伝達装置保護部３５が、θ＞θ＿ｃであると判定した場合には、動力伝達装置保護部３５が電動機トルクＴＭをＴＭ０'に変更する。これによって、減速装置ＲＧの回転要素間に発生する滑りを低減して油膜温度θの昇温を抑制する。ここで、ＴＭ０は、車両１が停止しているときにおける待機トルクである。また、制御実行温度θ＿ｃは、例えば、油膜温度θの上昇により、伝達油ＴＦが弾性流体潤滑状態を維持できなくなる温度を基準として設定する。なお、制御マップ６３は、図８に示すＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

図１９−２に示す制御マップ６４による制御は、油膜温度θの上昇に応じて、電動機トルクＴＭを低減する。すなわち、動力伝達装置保護部３５は、推定した油膜温度θが上昇するにしたがって、電動機トルクＴＭが小さくなるように制御する。これによって、減速装置ＲＧの回転要素間に発生する滑りを低減して油膜温度θの昇温を抑制する。このように、推定した油膜温度θが上昇するにしたがって、電動機トルクＴＭが小さくなるように制御することにより、電動機トルクＴＭの変化を滑らかにできるので、運転者に与える違和感を抑制できる。なお、制御マップ６４は、図８に示すＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

油膜温度θは、実施形態２で説明した手法、すなわち、減速装置ＲＧに供給される伝達油の温度や、油膜温度と相関の高い部分の温度を実測することにより油膜温度θを推定する手法や、減速装置ＲＧの回転要素間の滑り損失から油膜温度θを推定する手法によって推定することができる。また、減速装置ＲＧの滑り速度Ｖｓｌｉｐとせん断応力τとに基づいた油膜温度θのマップを作成し、これによって油膜温度θを推定してもよい。

図２０は、油膜温度を推定するために用いる油膜温度マップの一例を示す概念図である。滑り速度Ｖｓｌｉｐは、減速装置ＲＧに対する入力回転数Ｎｉｎ、すなわち電動機回転数Ｎｍと相関があり、また、せん断応力τは、減速装置ＲＧに対する入力トルク、すなわち電動機トルクＴＭと相関がある。油膜温度θを推定するためのマップは、図２０に示す油膜温度マップ６５のように、電動機回転数Ｎｍと電動機トルクＴＭとの組み合わせに対応した油膜温度θがそれぞれ記述されている。このようにすれば、減速装置ＲＧの回転要素間の滑り損失から油膜温度θを推定する手法と比較して、演算負荷を軽減できる。なお、油膜温度マップ６５は、図８に示すＥＣＵ５０の記憶部５０ｍに格納される。

油膜温度マップ６５を用いる場合、動力伝達装置保護部３５は、レゾルバＱが検出する電動機ＭＧの回転情報から電動機回転数Ｎｍを求め、また、電動機駆動電流検出回路４６が検出する電動機ＭＧの駆動電流から電動機トルクＴＭを求める。そして、電動機回転数Ｎｍと電動機トルクＴＭとを、図２０に示す油膜温度マップ６５に与えて、対応する油膜温度θを取得する。そして、動力伝達装置保護部３５は、油膜温度マップ６５から求めた油膜温度θに基づいて、図１９−１、図１９−２を用いて説明した減速装置の保護を実行する。

図２１は、減速装置への伝達油の供給系を示す説明図である。減速装置ＲＧへ伝達油を供給するため、伝達油供給手段としてポンプ７０が設けられる。ポンプ７０は、減速装置ＲＧに供給され、オイルパン７１へ回収された伝達油ＴＦを、減速装置ＲＧへ供給する。ポンプ７０から吐出された伝達油ＴＦは、伝達油供給量制御手段である流量調整弁７２で流量を調整された後、減速装置ＲＧの回転要素へ供給される。これによって、回転要素間の伝達油ＴＦが不足しないようにするとともに、減速装置ＲＧが備える回転要素を冷却する。流量調整弁７２は、ＥＣＵ５０に備えられる回転数推定装置３０ｂによって制御される。

上述した減速装置ＲＧの保護手法では、油膜温度θに応じて、電動機トルクＴＭを減少させることにより、油膜温度θの過度な昇温を抑制した。ここで説明する減速装置ＲＧの保護手法は、油膜温度θに基づいて、減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量を変更するものである。例えば、油膜温度θが予め定めた制御実行温度θ＿ｃを超えた場合には、動力伝達装置保護部３５が、例えば、流量調整弁７２の開度を大きくしたり、ポンプ７０の吐出量を増加したりすることにより、減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量をそれまでよりも増加させる。また、油膜温度θが上昇するにしたがって、減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量を増加させる。これによって、減速装置ＲＧの油膜温度θの上昇を抑制することができる。

この手法によれば、電動機トルクＴＭを低減する必要はないので、電動機トルクＴＭを低減することに起因する車両１の発進時における遅れや、車両１の坂道停止時における後退といった運転者に与える違和感を低減できる。また、車両１の停止時には、必要に応じて伝達油ＴＦの流量を増加させるので、伝達油ＴＦを供給するためのエネルギーを抑制できる。なお、減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量を増加させても、油膜温度θの上昇が許容範囲を超える場合には、電動機トルクＴＭを低減するが、この場合でも、電動機トルクＴＭを低減するまでの時間をより長くすることができる。その結果、車両１の発進時における遅れや坂道停止時における後退といった違和感が発生するおそれをより低減できる。

なお、上記手法は、油膜温度θに基づいて減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量を変更したが、車輪Ｗの停止、かつ電動機トルクＴＭ≠０が成立した場合には、減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量をそれまでより増加させてもよい。このようにすれば、油膜温度θによらず、伝達油ＴＦの流量を増加させるので、より効果的に減速装置ＲＧの油膜温度θの上昇を抑制できる。この場合、図１８におけるステップＳ３０２でＹｅｓと判定された後に、動力伝達装置保護部３５が減速装置ＲＧへ供給する伝達油ＴＦの流量をそれまでより増加させる。

本実施形態では、発進待機状態において、油膜温度θが過度に上昇することを回避するため、減速装置に対する入力トルクを抑制したり、発進待機状態においては、減速装置へ供給する伝達油の流量をそれまでよりも増加させたりする。これによって、発進待機状態において、油膜温度の過度な昇温を抑制することができるので、確実に弾性流体潤滑状態を維持して、電動機の発生する動力を車輪へ確実に伝達することができる。

また、本実施形態において、発進待機状態は、回転要素間における滑り速度から推定した入力回転数と、実際の入力回転数とに基づいて判定する。このように、回転要素間における滑りを考慮して車輪の回転が停止しているか否かを判定するので、発進待機状態を確実に判定できる。

以上のように、本発明に係る減速装置は、トラクションドライブ方式による動力伝達装置に有用であり、特に動力伝達装置の出力側が停止しているか否かを判定することに適している。

実施形態１に係る走行装置を備える車両の構成を示す概略図である。 実施形態１に係る車両の駆動系支持構造の構成例を示す説明図である。 実施形態１に係る減速装置の構造を示す模式図である。 実施形態１に係る減速装置が備える回転要素間の拡大図である。 実施形態１に係る減速装置のスケルトン図である。 実施形態１に係る減速装置のスケルトン図である。 実施形態１に係る回転数推定方法を説明するための模式図である。 回転要素同士の接触部におけるせん断応力と接線方向滑り速度との関係を記述した滑り速度マップの概念図である。 減速装置の回転要素同士が接触する部分における伝達油の油膜形状を示す概念図である。 実施形態１に係る動力伝達装置の回転数推定装置の構成例を示す説明図である。 実施形態１に係る回転数推定方法の手順を示すフローチャートである。 実施形態２に係る回転数推定方法を説明するための模式図である。 実施形態２に係る減速装置が備える回転要素の拡大図である 回転要素間のトラクション係数と滑り率との関係を記述したマップの概念図である。 実測によって油膜温度を推定する方法を説明するための模式図である。 滑り損失と、減速装置に対する入力との関係を示す説明図である。 減速装置に対する入力が変動した場合における滑り損失の時間変化を示す概念図である。 実施形態２に係る回転数推定装置の構成例を示す説明図である。 実施形態２に係る回転数推定方法の手順を示すフローチャートである。 実施形態３に係る回転数推定装置の構成を示す説明図である。 実施形態３に係る車両停止時制御の手順を示すフローチャートである。 減速装置の保護を実行する際に用いる制御マップの一例を示す概念図である。 減速装置の保護を実行する際に用いる制御マップの一例を示す概念図である。 油膜温度を推定するために用いる油膜温度マップの一例を示す概念図である。 減速装置への伝達油の供給系を示す説明図である。

符号の説明

１ 車両
８ 電動機用ＥＣＵ
１０Ｃ キャリア
１０Ｐ ピニオンローラ
１０Ｓ サンローラ
１０Ｒ リングローラ
３０、３０ａ、３０ｂ 動力伝達装置の回転数推定装置（回転数推定装置）
３１ 制御情報取得部
３２ 滑りパラメータ演算部
３３ 停止判定部
３４ 回転数推定部
３５ 動力伝達装置保護部
４６ 電動機駆動電流検出回路
４７ 伝達油温度センサ
４８ 電動機温度センサ
５０ ＥＣＵ
５０ｍ 記憶部
５０ｐ ＣＰＵ
６０ 滑り速度マップ
６１ 滑り率マップ
６２ 滑り損失マップ
６３、６４ 制御マップ
６５ 油膜温度マップ
７０ ポンプ
７２ 流量調整弁
１００ 走行装置
ＢＲ 制動装置
ＭＧ 電動機
Ｑ レゾルバ
ＲＧ 減速装置

Claims (10)

1. 回転要素間に介在させた流体によって、動力発生手段が発生する動力を伝達する動力伝達装置の出力回転数を判定するものであり、
   前記動力伝達装置が備える回転要素間の滑り速度に基づいて前記動力伝達装置の入力回転数を求める滑りパラメータ演算部と、
   前記動力伝達装置へ入力される実際の回転数と、前記滑りパラメータ演算部が求めた前記入力回転数とに基づいて、前記動力伝達装置の出力回転数が０であるか否かを判定する停止判定部と、
   を含むことを特徴とする動力伝達装置の回転数推定装置。
2. 前記滑りパラメータ演算部は、
   前記動力発生手段の発生するトルクに基づいて、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体のせん断応力を求め、このせん断応力に基づいて前記滑り速度を求めることを特徴とする請求項１に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
3. 前記滑りパラメータ演算部は、前記動力伝達装置が備える回転要素間の滑り率を求め、
   前記動力伝達装置に対する入力回転数と、前記滑りパラメータ演算部が求めた滑り率とに基づいて、前記動力伝達装置の出力回転数を推定する回転数推定部を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
4. 前記動力伝達装置及び前記動力発生手段を搭載する車両の停止時に前記動力発生手段が前記動力伝達装置へトルクを付与している発進待機状態であるか否かを前記停止判定部が判定し、
   前記発進待機状態である場合には、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の過度の昇温を抑制する動力伝達装置保護部を備えることを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
5. 前記停止判定部は、前記動力伝達装置の出力回転数が０であり、かつ前記動力発生手段がトルクを発生している場合に、前記発進待機状態であると判定することを特徴とする請求項４に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
6. 前記動力伝達装置保護部は、
   前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度が予め定めた所定の温度を超えた場合には、前記動力発生手段の発生するトルクをそれまでよりも低減することを特徴とする請求項４又は５に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
7. 前記動力伝達装置保護部は、
   前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度が上昇するにしたがって、前記動力発生手段の発生するトルクを低減することを特徴とする請求項４又は５に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
8. 前記動力伝達装置保護部は、
   前記停止判定部が前記発進待機状態であると判定した場合には、前記動力伝達装置へ供給する流体の流量を、それまでよりも増加させることを特徴とする請求項４又は５に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
9. 前記動力伝達装置へ供給する流体の流量は、前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度に基づいて増加させることを特徴とする請求項８に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。
10. 前記動力伝達装置保護部は、
    前記動力伝達装置が備える回転要素間に介在する流体の温度を、前記動力発生手段の回転数と、前記動力発生手段のトルクとから推定することを特徴とする請求項４〜９のいずれか１項に記載の動力伝達装置の回転数推定装置。

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