JP2009191919A - 動力伝達制御装置および動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】大型化や複雑化を招くことなく、駆動源と被駆動部材との間における伝達トルク容量を適宜に制御することができる動力伝達制御装置を提供する。
【解決手段】駆動源１３と被駆動部材１，２との間の伝達トルクを制御する動力伝達制御装置において、遊星ローラ機構１４と、その遊星ローラ機構１４の第１回転体２１および第２回転体２２の少なくともいずれか一方と転動体２４との間に設けられた隙間２５に介在させられた磁性流体２６と、その磁性流体２６に作用させる磁気を制御して磁性流体２６の流動性を変化させ遊星ローラ機構１４の伝達トルク容量を制御する伝達トルク制御手段とを備え、駆動源１３が遊星ローラ機構１４のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結され、かつ被駆動部材１，２が遊星ローラ機構１４の駆動源１３が連結されない他のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結されている。
【選択図】 図２

Description

この発明は、複数の回転部材の間で伝達されるトルクを制御する動力伝達制御装置およびその動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置に関するものである。

近年、電気自動車の一形態として、車輪にモータを組み込んで車輪をモータで直接駆動するいわゆるインホイールモータ方式の車両が開発されている。このインホイールモータは、駆動輪の近傍に設けられて駆動輪に直接動力を伝達するものであるから、従来の車両に設けられている変速機やデファレンシャルなどの動力伝達機構を設ける必要がなくなり、車両の構成を簡素化することができる。その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載された電動式車輪駆動装置は、電動モータとウェッジローラ型の摩擦ローラ式減速機とを一体的に組み合わせ、それら電動モータと摩擦ローラ式減速機とを、車輪を構成するホイールの内径側に設置した構成となっている。

特開２００３−２８２５４号公報

上記の特許文献１に記載されている電動式車輪駆動装置によれば、インホイールモータの出力トルクを、そのインホイールモータと共に車輪のホイール内に設置された摩擦ローラ式減速機で減速（すなわち増幅）することにより、インホイールモータとして高速型で小型・軽量のものを使用することができ、また、インホイールモータと車輪との間の動力伝達を摩擦ローラで行うことにより、運転時の騒音を低減することができる、とされている。

しかしながら、この特許文献１に記載されている電動式車輪駆動装置は、上記のようにインホイールモータの出力トルクを適切に減速して車輪に伝達することができるものの、その出力トルクの車輪への伝達を遮断するための構成に関しては考慮されていない。インホイールモータと車輪との間におけるトルク伝達を遮断するためには、それらインホイールモータと車輪との間に何らかのクラッチ機構を設ける必要があるが、インホイールモータと車輪との間に、具体的には、インホイールモータと減速機との間に、もしくは減速機と車輪との間に、例えば摩擦クラッチや電磁クラッチなどの周知のクラッチ機構を設置したとすると、装置構造の大型化あるいは複雑化を招いてしまう。

このように、例えば上記のインホイールモータなどの駆動源と、車輪などの被駆動部材との間におけるトルクの伝達状態もしくは伝達トルク容量を制御する装置において、装置の大型化や複雑化を伴うことなく駆動源と被駆動部材との間のトルク伝達を適宜に遮断できる構成を実現するためには、未だ改良の余地があった。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、装置の大型化や複雑化を招くことなく、駆動源と被駆動部材との間における伝達トルク容量をトルク遮断状態（すなわち伝達トルク容量がゼロの状態）を含めて適宜に制御することができる動力伝達制御装置およびその動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、駆動源と被駆動部材との間で伝達されるトルクを制御する動力伝達制御装置において、中心軸線を中心に回転しかつ外周面がトルク伝達面となる第１回転体と、該第１回転体に対して同心円上に配置されかつ内周面がトルク伝達面となる第２回転体と、これらの回転体の間であって前記第１回転体の外周面および前記第２回転体の内周面の少なくともいずれか一方との間に隙間が設けられて配置された転動体と、前記第１回転体に対して同心円上に配置されかつ前記転動体を自転かつ公転自在に保持する第３回転体とを有する遊星ローラ機構と、前記隙間に介在させられるとともに、作用する磁気が増大することにより流動性が低下する磁性流体と、前記磁性流体に作用させる磁気を制御して前記流動性を変化させることにより前記隙間を介して相対する前記第１回転体および前記第２回転体の少なくともいずれか一方と、前記転動体との間における伝達トルク容量を制御する伝達トルク制御手段とを備え、前記駆動源が前記遊星ローラ機構のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結され、かつ前記被駆動部材が遊星ローラ機構の前記駆動源が連結されない他のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする動力伝達制御装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記伝達トルク制御手段が、前記磁性流体に作用させる磁気を減少させることにより前記駆動源と前記被駆動部材との間の動力伝達を遮断する手段を含むことを特徴とする動力伝達制御装置である。

一方、請求項３の発明は、電動機と車輪との間で伝達されるトルクを制御する動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置において、中心軸線を中心に回転しかつ外周面がトルク伝達面となる第１回転体と、該第１回転体に対して同心円上に配置されかつ内周面がトルク伝達面となる第２回転体と、これらの回転体の間であって前記第１回転体の外周面および前記第２回転体の内周面の少なくともいずれか一方との間に隙間が設けられて配置された転動体と、前記第１回転体に対して同心円上に配置されかつ前記転動体を自転かつ公転自在に保持する第３回転体とを有する遊星ローラ機構と、前記隙間に介在させられるとともに、作用する磁気が増大することにより流動性が低下する磁性流体と、前記磁性流体に作用させる磁気を制御して前記流動性を変化させることにより前記隙間を介して相対する前記第１回転体および前記第２回転体の少なくともいずれか一方と、前記転動体との間における伝達トルク容量を制御する伝達トルク制御手段とを備え、前記電動機の回転軸が前記遊星ローラ機構のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結され、かつ前記車輪のホイールが前記遊星ローラ機構の前記電動機が連結されない他のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結されているとともに、それら前記電動機と前記遊星ローラ機構とが前記ホイールに内蔵されていることを特徴とする動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置である。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記車両が、前記電動機の力行・回生状態を制御することにより該電動機が前記ホイールに内蔵されている電動機駆動輪に作用させる制動力を制御して前記車両の制動中における該電動機駆動輪の固定を抑制する電動機ＡＢＳ装置を備え、前記伝達トルク制御手段が、前記電動機ＡＢＳ装置が作動した際に前記電動機を力行する必要があると判断した場合に、前記磁性流体に作用させる磁気を減少させて前記電動機と前記電動機駆動輪との間の動力伝達を遮断する手段を含むことを特徴とする動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置である。

また、請求項５の発明は、請求項４の発明において、前記車両が、前記電動機駆動輪を機械的に制動する機械ブレーキ装置を備え、前記伝達トルク制御手段が、前記電動機ＡＢＳ装置が作動して前記磁性流体に作用させる磁気を減少させる際に車速が予め定めた閾値以下の場合には、前記機械ブレーキ装置による制動力を減少させる手段を含むことを特徴とする動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置である。

そして、請求項６の発明は、請求項３の発明において、前記電動機が運転される際のモータ効率を求めるモータ効率算出手段と、前記モータ効率算出手段により求められた前記モータ効率と前記電動機に要求される指示トルクとに基づいて、前記電動機で該指示トルクを出力する場合に前記モータ効率が最大になる前記電動機の最大効率回転数を求めるモータ回転数算出手段とを更に備え、前記伝達トルク制御手段が、前記指示トルクを出力するように運転される前記電動機の回転数が、前記モータ回転数算出手段により求められた前記最大効率回転数に追従するように前記磁性流体に作用させる磁気を制御する手段を含むことを特徴とする動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置である。

したがって、請求項１の発明によれば、駆動源と、外部からの動力を受けて駆動される被駆動部材とが、第１ないし第３回転体の３つの回転要素を有する遊星ローラ機構を介して連結される。そしてその遊星ローラ機構は、第３回転体により保持されて第１回転体と第２回転体との間に配置される転動体と第１回転体との間に、もしくは転動体と第２回転体との間に、もしくは転動体と第１および第２回転体との間に、磁性流体が介在させられる隙間が設けられている。したがって、その隙間に介在させた磁性流体に作用する磁気が弱く磁性流体の流動性が十分に高い場合には、遊星ローラ機構の各回転要素の間では動力の伝達は行われない。そして隙間に介在させた磁性流体に作用する磁気が強くなり磁性流体の流動性が低下すると、遊星ローラ機構の各回転要素のトルク伝達面同士の間の摩擦力が増大し、遊星ローラ機構が第１ないし第３回転体を回転要素とする差動機構として機能する。

そのため、遊星ローラ機構に設けた隙間に介在させた磁性流体に対して作用させる磁気の強さを制御することにより、遊星ローラ機構を介して互いに連結される駆動源と被駆動部材との間の動力の伝達状態を、動力遮断状態と動力伝達状態とに切り替えて制御することができる。言い換えると、各回転要素のトルク伝達面同士が対向する部分の少なくともいずれか１個所に磁性流体が介在させられる隙間が設けられた遊星ローラ機構を、伝達トルク容量が可変なクラッチとして機能させることができ、それにより駆動源と被駆動部材との間の伝達トルク容量を適宜に変更することができる。したがって、新たに専用のクラッチ等を設けることなく、すなわち装置の大型化や複雑化を招くことなく、駆動源と被駆動部材との間の動力の伝達状態を制御する構成を容易に得ることができる。

また、請求項２の発明によれば、遊星ローラ機構に設けられた隙間に介在させた磁性流体へ作用させる磁気を弱くすることもしくはゼロにすることにより、駆動源と被駆動部材との間の動力伝達を容易に遮断することができる。

一方、請求項３の発明によれば、車両の電動機と車輪とが、第１ないし第３回転体の３つの回転要素を有する遊星ローラ機構を介して連結されるとともに、それら電動機と遊星ローラ機構とが車輪のホイール内に設置される。すなわち、車輪との間に遊星ローラ機構を備えたインホイールモータが構成される。そしてその遊星ローラ機構は、第３回転体により保持されて第１回転体と第２回転体との間に配置される転動体と第１回転体との間に、もしくは転動体と第２回転体との間に、もしくは転動体と第１および第２回転体との間に、磁性流体が介在させられる隙間が設けられている。したがって、その隙間に介在させた磁性流体に作用する磁気が弱く磁性流体の流動性が十分に高い場合には、遊星ローラ機構の各回転要素の間では動力の伝達は行われない。そして隙間に介在させた磁性流体に作用する磁気が強くなり磁性流体の流動性が低下すると、遊星ローラ機構の各回転要素のトルク伝達面同士の間の摩擦力が増大し、遊星ローラ機構が第１ないし第３回転体を回転要素とする差動機構として機能する。

そのため、遊星ローラ機構に設けた隙間に介在させた磁性流体に対して作用させる磁気の強さを制御することにより、遊星ローラ機構を介して互いに連結される電動機と車輪との間の動力の伝達状態を、動力遮断状態と動力伝達状態とに切り替えて制御することができる。言い換えると、各回転要素のトルク伝達面同士が対向する部分の少なくともいずれか１個所に磁性流体が介在させられる隙間が設けられた遊星ローラ機構を、伝達トルク容量が可変なクラッチとして機能させることができ、それにより電動機と車輪との間の伝達トルク容量を適宜に変更することができる。例えば遊星ローラ機構に設けられた隙間に介在させた磁性流体へ作用させる磁気を弱くすることもしくはゼロにすることにより、電動機と車輪との間の動力伝達を容易に遮断することができる。したがって、新たに専用のクラッチ等を設けることなく、すなわち装置の大型化や複雑化を招くことなく、電動機と車輪との間の動力の伝達状態を制御する構成を容易に得ることができる。

また、請求項４の発明によれば、電動機駆動輪に制動力を作用させた車両の制動中におけるその電動機駆動輪の固定を抑制する電動機ＡＢＳ装置が作動した際に、例えば回転が固定された電動機駆動輪を車両の走行を安定させるための適切な回転数まで速やかに復帰させるために、電動機でトルクを出力する必要がある場合、すなわち電動機を力行させる必要がある場合には、遊星ローラ機構に設けられた隙間に介在させた磁性流体へ作用させる磁気が弱められもしくはゼロにされて、電動機と電動機駆動輪との間の動力伝達が遮断される。そのため、回転が固定された電動機駆動輪の回転数を復帰させるために電動機を力行する際に、一旦、電動機と電動機駆動輪との間の動力伝達が遮断されて電動機が電動機駆動輪の慣性トルクから解放されるので、その間に電動機の回転数を速やかに上昇させることができる。そして電動機の回転数を所望する回転数まで上昇させた後に、磁性流体へ作用させる磁気を強めて電動機と電動機駆動輪との間を動力伝達状態にすれば、電動機駆動輪の回転を速やかに復帰させることができ、電動機ＡＢＳ装置による車両の走行安定化制御を適切に行うことができる。

また、請求項５の発明によれば、電動機ＡＢＳ装置が作動した際に、電動機を力行させる必要がある場合であって、なおかつ車速が予め設定した閾値以下の低車速である場合には、遊星ローラ機構に設けられた隙間に介在させた磁性流体へ作用させる磁気が弱められもしくはゼロにされて、電動機と電動機駆動輪との間の動力伝達が遮断されるとともに、電動機駆動輪に設けられた機械ブレーキ装置による制動力が弱められもしくはゼロにされる。そのため、車速が低く電動機駆動輪よりも電動機の慣性トルクが大きい状態で電動機と電動機駆動輪との間の動力伝達が遮断された場合に、電動機駆動輪を機械ブレーキ装置で制動し続けることによる電動機駆動輪の固定を回避もしくは抑制することができる。

そして、請求項６の発明によれば、電動機を運転して車両を駆動する場合に、電動機のモータ効率と、電動機に要求される出力トルクの指令値である指示トルクとに基づいて、その指示トルクを電動機が出力する場合にモータ効率が最大になる最大効率回転数が求められる。そして電動機の回転制御と併せて、遊星ローラ機構に設けられた隙間に介在させた磁性流体へ作用させる磁気の強弱を制御することにより、出力トルクが指示トルクで一定で、回転数が最大効率回転数となるように電動機が運転される。そのため、電動機を最大効率回転数の近傍で運転することができ、電動機の消費電力を低減することができる。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。まず、この発明で対象とする動力伝達制御装置とそれを搭載した車両の構成および制御系統を図１に示す。この図１に示す車両Ｖｅは、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４を有している。そして、前輪１，２および後輪３，４は、それぞれ、互いにもしくはそれぞれ独立してサスペンション機構（図示せず）を介して車両Ｖｅの車体Ｂｏに支持されていている。

この車両Ｖｅの駆動力源として、先ず、後輪３，４を駆動する駆動力源５が設けられている。具体的には、駆動力源５の出力側に、駆動力源５の出力トルクを変速する変速機６が配置され、その変速機６の出力側に、出力軸７およびデファレンシャル８ならびに左右の駆動軸９，１０を介して左右の後輪３，４が連結されている。

駆動力源５としては、例えば、内燃機関または電動機の少なくとも一方を用いることができる。電動機としては、例えば電気エネルギを運動エネルギに変換する力行機能と運動エネルギを電気エネルギに変換する回生機能とを有するモータ・ジェネレータを用いることが可能である。この実施例では、駆動力源５として、ガソリンエンジンやディーゼルエンジンあるいは天然ガスエンジンなどの内燃機関であって、例えば電子制御式のスロットルバルブ（図示せず）を備え出力を電気的に自動制御可能なエンジン（Ｅ／Ｇ）５を用いた場合について説明する。

変速機６としては、手動変速機、あるいは自動変速機、あるいは無段変速機などの各種の変速機を用いることが可能である。この実施例では、変速機６として、設定される変速比を電気的に自動制御可能な自動変速機（Ａ／Ｔ）６を用いた場合について説明する。

また、エンジン５の出力すなわち駆動力を後輪３，４にそれぞれ伝達する駆動軸９，１０には、それぞれ制動装置１１が設けられている。この制動装置１１は、例えば、マスタシリンダ（図示せず）から圧送される油圧により、駆動軸９，１０に機械的な制動力を作用させるブレーキシュー（図示せず）あるいはブレーキキャリパのピストン（図示せず）などを動作させるブレーキアクチュエータ１２に接続されている。

一方、前輪１，２のホイール内部には、それぞれ電動機１３および遊星ローラ機構１４が組み込まれていている。すなわち、それら前輪１，２の電動機１３は、いわゆるインホイールモータ１３であり、インホイールモータ１３のロータ軸と前輪１，２のホイールとが、遊星ローラ機構１４を介して動力伝達可能に連結されている。

各インホイールモータ１３は、例えば交流同期モータであり、インバータ１５を介してバッテリ１６に接続されている。そして各インホイールモータ１３の駆動時には、バッテリ１６の直流電力がインバータ１５によって交流電力に変換され、その交流電力が各インホイールモータ１３に供給されることにより各インホイールモータ１３が力行されて、前輪１，２に駆動トルクが付与される。また、各インホイールモータ１３は前輪１，２の回転エネルギを利用して回生制御することも可能である。すなわち、各インホイールモータ１３の回生・発電時には、前輪１，２の回転（運動）エネルギが各インホイールモータ１３によって電気エネルギに変換され、その際に生じる電力がインバータ１５を介してバッテリ１６に充電される。このとき、前輪１，２には回生・発電に基づく制動トルクが付与される。

各遊星ローラ機構１４は、中心軸線を中心に回転しかつ外周面がトルク伝達面となる第１回転体と、その第１回転体に対して同心円上に配置されかつ内周面がトルク伝達面となる第２回転体と、これらの回転体の間に配置された転動体と、前記の第１回転体に対して同心円上に配置されかつ転動体を自転かつ公転自在に保持する第３回転体とを有する構成となっていて、この発明の動力伝達制御装置の主たる構成部分となっている。なお、この遊星ローラ機構１４の詳細な構成の説明については後述する。

また、前輪１，２のホイールもしくはホイールと遊星ローラ機構１４とを接続する駆動軸（図示せず）には、制動装置１７が設けられている。この制動装置１７は、前述の制動装置１１と同様、例えば、マスタシリンダ（図示せず）から圧送される油圧により、前輪１，２に機械的な制動力を作用させるブレーキシュー（図示せず）あるいはブレーキキャリパのピストン（図示せず）などを動作させるブレーキアクチュエータ１２に接続されている。したがって、この車両Ｖｅにおける前輪１，２が、インホイールモータ１３により駆動されるこの発明における電動機駆動輪に相当し、また、前輪１，２にそれぞれ設けられてそれら前輪１，２を機械的に制動する制動装置１７が、この発明における機械ブレーキ装置に相当している。

そして、上記のエンジン５、自動変速機６、ブレーキアクチュエータ１２、インホイールモータ１３、遊星ローラ機構１４は、それらエンジン５の出力、あるいは自動変速機６の変速比、あるいはインホイールモータ１３の力行・回生状態、あるいはブレーキアクチュエータ１２の動作状態、あるいは後述する遊星ローラ機構１４内の磁性流体に作用させる磁気などを制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１８にそれぞれ接続されている。そして、エンジン５の出力は、例えば運転者によるアクセル操作（すなわち要求駆動力）に基づいて制御されるとともに、そのアクセル操作とは別に自動制御されることも可能になっている。また自動変速機６の変速比は、例えば車速と要求駆動力とに基づいて、あるいは運転者によるシフト操作に連動して制御されることが可能になっている。

また、各インホイールモータ１３の回転を独立して制御することにより、前輪１，２に作用させる駆動力および制動力をそれぞれ独立して制御することができるようになっている。例えば、前輪１，２を制動する際に、前輪１もしくは前輪２の回転が制動力により固定されてしまうことを回避するためにインホイールモータ１３を適宜に力行・回生制御すること、すなわちインホイールモータ１３によるＡＢＳ（anti lock braking system）制御を実行することができる。すなわち、各インホイールモータ１３および電子制御装置１８により、この発明におけるいわゆる電動機ＡＢＳ装置が構成されている。

そして、ブレーキアクチュエータ１２の動作状態は、運転者によるブレーキ操作に連動して制御されるとともに、そのブレーキ操作とは別に自動制御されることも可能になっている。すなわち、この車両Ｖｅは、上記のインホイールモータ１３によるＡＢＳ制御に対して、制動装置１１，１７によるいわゆる機械ブレーキ装置によるＡＢＳ制御を実行することもできるように構成されている。

前述したように、この発明では、装置の大型化や複雑化を招くことなく、駆動源と被駆動部材との間におけるトルクの伝達状態をトルク遮断状態を含めて適宜に制御できる装置を提供することを目的としていて、そのために、上記の遊星ローラ機構１４の構成に工夫がされている。その遊星ローラ機構１４を中心として構成されるこの発明の動力伝達制御装置について、図２に基づいて説明する。

図２において、遊星ローラ機構１４は、外周面が転動面とされた第１回転体２１と、内周面が転動面とされた第２回転体２２とが、同心円上に、かつ相対回転可能に配置され、それらの各回転体の間に、４個の転動体２４が自転および公転できるように第３回転体２３によって保持されて配置されている。これは、従来知られている遊星歯車機構における歯車を、摩擦接触によりトルク伝達し、もしくはトラクションオイルなどを介してトルク伝達する回転体や転動体に置き換えた構成の装置であり、したがって各回転体２１，２２，２３を３つの回転要素としてこれらの回転要素が相互に差動回転するように構成されている。

第１回転体２１は、外周の転動面２１ａもしくはトルク伝達面２１ａが真円もしくはこれに近い形状の円柱状もしくは円筒状の部材であり、回転軸として形成したものであってもよい。すなわち、この第１回転体２１は、遊星歯車機構におけるサンギヤに相当するものであり、したがって以下の説明では、この第１回転体２１をサンローラ２１と記すことがある。

また、第２回転体２２は、内周の転動面２２ａもしくはトルク伝達面２２ａが真円もしくはこれに近い形状の筒状の部材であり、好ましくは円筒状もしくはリング状に構成されている。すなわち、この第２回転体２２は、遊星歯車機構におけるリングギヤに相当するものであり、したがって以下の説明では、この第２回転体２２をリングローラ２２と記すことがある。

さらに、転動体２４は上記の第１回転体２１と第２回転体２２との間に挟み込まれて回転することにより、第１回転体２１と第２回転体２２との間でのトルク伝達を媒介するものであり、ローラや球体などによって構成することができ、あるいは相互にトルク伝達可能に接触した複数のローラを一対として複数対の転動体２４を第１回転体２１と第２回転体２２との間に配置することができる。この転動体２４は、自転かつ公転自在であって、第１回転体２１と第２回転体２２とに対して、同心円上に、かつ相対回転可能に配置された第３回転体２３によって保持されている。すなわち、この転動体２４は、遊星歯車機構におけるピニオンギヤに相当するものであり、したがって以下の説明では、この転動体２４をピニオンローラ２４と記すことがある。また、第３回転体２３は、遊星歯車機構におけるキャリアに相当するものであり、したがって以下の説明では、この第３回転体２３をキャリア２３と記すことがある。

なお、これら「第１回転体（サンローラ）２１」および「第２回転体（リングローラ）２２」ならびに「第３回転体（キャリア）２３」は、相対的な回転を行う部材を意味しており、したがって固定要素とされる場合には回転しない部材となることもある。

そして、この発明における遊星ローラ機構１４は、互いに相対するサンローラ２１の外周の転動面２１ａと各ピニオンローラ２４の外周の転動面２４ａとの間に、隙間２５が設けられている。すなわち、それらサンローラ２１と各ピニオンローラ２４とは、通常の状態では互いに摩擦接触しない位置に、言い換えると、通常の状態では互いにトルク伝達しない位置に、それぞれ配置されている。なお、各ピニオンローラ２４とリングローラ２２とは、互いに摩擦接触する位置に、言い換えると、互いにトルク伝達する位置に、それぞれ配置されている。またリングローラ２２は、インホイールモータ１３のケーシング（図示せず）などと共に、例えばサスペンション機構のアーム（図示せず）などに固定されていて、その回転が規制されている。

また、上記の隙間２５には、磁性流体（もしくは磁気粘性流体）２６が介在させられている。具体的には、遊星ローラ機構１４の各ローラ２１，２２，２４およびキャリア２３を収容して保持するケーシング（図示せず）の内部に磁性流体２６が充填されていて、隙間２５に常時磁性流体２６が介在するようになっている。

この磁性流体２６は、従来知られているもので、例えばマグネタイトなどの磁性体を油や水溶液中に分散させた流体状の物質であって、磁気を印加することによりその流動性が低下し、もしくは固化する流体である。この発明における磁性流体２６は、摩擦接触する機械部品に対して潤滑および冷却機能を有する潤滑油に、上記のような磁性体を混合して分散させたものであって、磁気が印加されていない通常の状態では、所定の流動性を有していて潤滑油として機能するようになっている。そして、磁気が印加された状態では、その流動性が低下し、もしくは固化するようになっている。

また、上記のサンローラ２１の回転軸であって、サンローラ２１と一体回転するサンローラ軸２１ｓに、電磁コイル２７が取り付けられている。またこの電磁コイル２７は、直流電源２８と、ＯＮ・ＯＦＦスイッチおよび可変抵抗の機能を有するスイッチ機構２９と共に電気回路を構成している。そしてスイッチ機構２９は、前述の電子制御装置１８に接続されていて、その電子制御装置１８により、スイッチ機構２９のスイッチの開閉状態および可変抵抗の抵抗値が制御されるようになっている。

さらに、サンローラ軸２１ｓおよびサンローラ２１は、いずれも磁性体によって形成されていて、それらサンローラ軸２１ｓとサンローラ２１とは互いに磁力の伝達が可能に連結されている。もしくはそれらサンローラ軸２１ｓとサンローラ２１とは一体に形成することもできる。そのため、スイッチ機構２９を制御して電磁コイル２７に通電した状態では、サンローラ軸２１ｓおよびサンローラ２１は電磁石となり磁気を発生するようになっている。したがって、電子制御装置１８により電磁コイル２７の通電量を制御することによって、サンローラ２１を電磁石として機能させてそのサンローラ２１から発生させる磁気の強さを制御することができる。例えば、スイッチ機構２９をＯＦＦの状態に制御してサンローラ２１からは磁気が発生しない状態に制御することができる。またスイッチ機構２９をＯＮの状態にし、その抵抗値を増減させることにより、電磁コイル２７の通電量を増減させてサンローラ２１から発生させる磁気の強さを増減制御することができる。

そして、この遊星ローラ機構１４のサンローラ２１のサンローラ軸２１ｓが、前述の図１に示したインホイールモータ１３のロータ軸１３ｓに動力伝達可能に連結されている。また、遊星ローラ機構１４のキャリア２３が、前輪（すなわち電動機駆動輪）１，２のホイール１ｗ，２ｗに動力伝達可能に連結されている。

上記のように、インホイールモータ１３のロータ軸１３ｓと前輪１，２のホイール１ｗ，２ｗとを互いに連結する遊星ローラ機構１４が、サンローラ２１とピニオンローラ２４との間に磁性流体２６が介在させられる隙間２５が設けられて、サンローラ２１を電磁石として機能させてそのサンローラ２１から発生する磁気の強弱を制御できるように構成されていることにより、隙間２５に介在させられている磁性流体２６に作用させる磁気を制御して、磁性流体２６の流動性を変化させることができる。

隙間２５に介在させられている磁性流体２６の流動性が低下すると、サンローラ２１の転動面２１ａと各ピニオンローラ２４の転動面２４ａとの間で摩擦力が発生し、その結果、サンローラ２１と各ピニオンローラ２４との間で、すなわちサンローラ２１とキャリア２３との間でトルクの伝達を行うことが可能になる。

すなわち、サンローラ２１のサンローラ軸２１ｓに設けられた電磁コイル２７への通電を停止することにより、磁性流体２６への磁気の印加を停止して磁性流体２６を通常の所定の流動性を有する状態にして、サンローラ２１とキャリア２３との間のトルクの伝達を遮断した状態にすることができる。一方、電磁コイル２７へ通電することにより、磁性流体２６へ磁気を印可して磁性流体２６の流動性を低下させた状態にして、サンローラ２１とキャリア２３との間でトルクの伝達が可能な状態にすることができる。さらに、電磁コイル２７への通電量を制御することにより、磁性流体２６へ印可する磁気の強弱を制御して磁性流体２６の流動性を変化させて、サンローラ２１とキャリア２３との間の伝達トルク容量を変化させることができる。

したがって、上記のサンローラ２１およびサンローラ軸２１ｓ、およびサンローラ軸２１ｓに設けられた電磁コイル２７、および電磁コイル２７と電気回路を構成する直流電源２８およびスイッチ機構２９、そしてスイッチ機構２９の動作を制御する電子制御装置１８等が、この発明における伝達トルク制御手段として機能している。そして、その伝達トルク制御手段と、上記のようにサンローラ２１とピニオンローラ２４との間の隙間２５に磁性流体２６を介在させた遊星ローラ機構１４とによって、駆動源としてのインホイールモータ１３と、被駆動部材としての前輪１，２のホイール１ｗ，２ｗとの間で伝達されるトルクを制御するこの発明における動力伝達制御装置が構成されている。

（第１の制御例）
つぎに、上記のように構成されたこの発明の動力伝達制御装置を搭載した車両Ｖｅの制御例を説明する。図３は、この発明の動力伝達制御装置を搭載した車両Ｖｅの制御装置による第１の制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図３において、先ず、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御（モータＡＢＳ）が開始され、その制御が実行中であるか否かが判断される（ステップＳ１１）。前述したように、この発明における車両Ｖｅは、制動装置１１，１７すなわち機械ブレーキ装置の動作を自動制御することによるＡＢＳ制御に加えて、インホイールモータ１３の力行・回生状態を自動制御することによるＡＢＳ制御（モータＡＢＳ）を実行することができるように構成されている。ここでは、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御の実行状態について判断される。

インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が未だ開始されていないことにより、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が開始されたこと、もしくは実行中であることにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１２へ進み、インホイールモータ１３を力行制御する必要があるか否かが判断される。

インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が実行される場合、車輪（すなわち電動機駆動輪）１，２の回転数や回転の固定状態に応じて、インホイールモータ１３の回転が力行状態もしくは回生状態に適宜切り替えられて制御される。例えば車輪１，２が制動されてその回転が固定され、もしくは車速に対して車輪１，２の回転数が低下し過ぎて、車両Ｖｅの走行安定性や操舵性が低下する場合には、車輪１，２への制動を解除するとともに、車輪１，２に駆動トルクを付与して、すなわちインホイールモータ１３を力行制御して、車輪１，２の回転数が車両Ｖｅの走行を安定させる所定の回転数まで上昇させられる。

この場合、インホイールモータ１３と車輪１，２との間が動力伝達状態のままで、インホイールモータ１３を力行制御して車輪１，２に回転数を上昇させるとすれば、車輪１，２の慣性トルクがインホイールモータ１３に負荷として作用することになり、車輪１，２を所定の回転数まで上昇させるのに要する時間が長くなってしまう。そこで、この発明の制御装置による第１の制御例では、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御の実行中に、インホイールモータ１３を力行制御する必要がある場合に、インホイールモータ１３と車輪１，２との動力伝達経路の間に設けられた遊星ローラ機構１４を動力遮断状態すなわち動力伝達が不可能な状態に制御してインホイールモータ１３を車輪１，２の慣性トルクから一旦解放し、先ずインホイールモータ１３の回転数を所定の回転数まで速やかに上昇させることにより、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御を適切に実行できるように構成されている。

したがって、インホイールモータ１３を力行制御する必要があることにより、ステップＳ１２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１３へ進み、磁性流体２６への印加電流がＯＦＦにされる。すなわち、遊星ローラ機構１４の隙間２５に介在させられた磁性流体２６に磁気を作用させるためにサンローラ２１の電磁コイル２７に印可される電流がゼロにされる。その結果、サンローラ２１の転動面２１ａと各ピニオンローラ２４の転動面２４ａとの間の隙間２５に介在させられている磁性流体２６に磁気が作用しなくなり、磁性流体２６の流動性が増大して、サンローラ２１と各ピニオンローラ２４との間、すなわちサンローラ２１とキャリア２３との間の動力伝達が遮断される。すなわち、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断される。

一方、インホイールモータ１３を力行制御する必要がないことにより、ステップＳ１２で否定的に判断された場合には、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。なお、インホイールモータ１３による通常のＡＢＳ制御は、別ルーチンで実行されることになる。

前記のステップＳ１３で、電磁コイル２７に印可される電流がゼロにされて、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断されると、インホイールモータ１３の目標回転数Ｎm0が、その時点の車輪１，２の実回転数Ｎwに相当する値Ｎm0'に変換され、その変換された目標回転数値Ｎm0'に基づいてインホイールモータ１３の回転が制御される（ステップＳ１４）。車輪１，２の実回転数Ｎwに相当する値Ｎm0'とは、仮にインホイールモータ１３と車輪１，２との間が動力伝達状態である場合における遊星ローラ機構１４のローラ比から、車輪１，２を回転数Ｎwで駆動する際のインホイールモータ１３の回転数Ｎm0'のことである。

インホイールモータ１３の回転が目標回転数Ｎm0'で制御されると、車輪１，２の実回転数Ｎwに相当するインホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、予め設定した閾値αを超えて小さくなったか否かが判断される（ステップＳ１５）。この場合の閾値αは、例えば、実験的あるいは設計的に予め設定した一定値であってもよく、あるいは、予め閾値αと車速ｖとの関係を表すマップを設定しておき、そのマップから車速ｖをパラメータとして閾値αを求めてもよい。

インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、未だ閾値αを超えて小さくなっていない、すなわち実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が未だ閾値αよりも大きいことにより、このステップＳ１５で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ１３に戻り、従前の制御が繰り返される。すなわち、上記のステップＳ１３ないしＳ１５の制御が、インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が閾値αを超えて小さくなるまで、繰り返し実行される。

この場合、上記のようにインホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断されて、インホイールモータ１３に車輪１，２の慣性トルクによる負荷が作用しないようになっているため、インホイールモータ１３の回転数を速やかに上昇させることができ、上記のステップＳ１３ないしＳ１５の制御、すなわちインホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差を閾値αよりも小さくする制御を速やかに完了させることができる。

そして、インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、閾値αを超えて小さくなった、すなわち実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が閾値αよりも小さくなったことにより、ステップＳ１５で肯定的に判断された場合には、ステップＳ１６へ進み、磁性流体２６への印加電流がＯＮにされる。すなわち、サンローラ２１の電磁コイル２７に電流が印加されて、遊星ローラ機構１４の隙間２５に介在させられた磁性流体２６に磁気が作用させられる。その結果、磁性流体２６の流動性が低下して、サンローラ２１と各ピニオンローラ２４との間、すなわちサンローラ２１とキャリア２３との間の動力伝達が可能になる。すなわち、インホイールモータ１３と車輪１，２と間が、遊星ローラ機構１４のサンローラ２１とキャリア２３との間のローラ比により変速される状態で動力伝達可能に連結される。

したがって、回転数が上昇させられた状態のインホイールモータ１３と車輪１，２とが動力伝達可能に連結されて、その結果、車輪１，２の回転数が所望する回転数まで速やかに上昇させられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

（第２の制御例）
図４は、この発明の動力伝達制御装置を搭載した車両Ｖｅの制御装置による第２の制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。この第２の制御例は、車速が遅い状態で、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が実行される際に、回転が固定された車輪１，２の回転数を上昇させるためにインホイールモータ１３を力行制御させる場合に、一旦、遊星ローラ機構１４の磁性流体２６に作用させる磁気を解消させてインホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達を遮断し、インホイールモータ１３の回転数を上昇させる場合に、インホイールモータ１３と車輪１，２との慣性トルクの大きさの違いを考慮して、機械式の制動装置１７を適宜に制御するようにした制御例である。

図４において、先ず、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御（モータＡＢＳ）が開始され、その制御が実行中であるか否かが判断される（ステップＳ２１）。インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が未だ開始されていないことにより、このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。これに対して、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御が開始されたこと、もしくは実行中であることにより、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２２へ進み、インホイールモータ１３を力行制御する必要があるか否かが判断される。

前述の第１の制御例の場合と同様に、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御の実行中に、インホイールモータ１３を力行制御する必要がある場合に、インホイールモータ１３と車輪１，２との動力伝達経路の間に設けられた遊星ローラ機構１４を動力遮断状態してインホイールモータ１３を車輪１，２の慣性トルクから一旦解放し、先ずインホイールモータ１３の回転数を所定の回転数まで速やかに上昇させる。

したがって、インホイールモータ１３を力行制御する必要があることにより、ステップＳ２２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２３へ進み、磁性流体２６への印加電流がＯＦＦにされる。すなわち、遊星ローラ機構１４の隙間２５に介在させられた磁性流体２６に磁気を作用させるためにサンローラ２１の電磁コイル２７に印可される電流がゼロにされる。その結果、サンローラ２１の転動面２１ａと各ピニオンローラ２４の転動面２４ａとの間の隙間２５に介在させられている磁性流体２６に磁気が作用しなくなり、磁性流体２６の流動性が増大して、サンローラ２１と各ピニオンローラ２４との間、すなわちサンローラ２１とキャリア２３との間の動力伝達が遮断される。すなわち、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断される。

一方、インホイールモータ１３を力行制御する必要がないことにより、ステップＳ２２で否定的に判断された場合には、以降の制御を実行することなく、このルーチンを一旦終了する。なお、インホイールモータ１３による通常のＡＢＳ制御は、別ルーチンで実行されることになる。

前記のステップＳ２３で、電磁コイル２７に印可される電流がゼロにされて、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断されると、その時点の車速ｖが、予め設定された閾値β以下であるか否かが判断される（ステップＳ２４）。

上記のように、インホイールモータ１３によるＡＢＳ制御の実行中に、インホイールモータ１３を力行制御してその回転数を速やかに上昇させるために、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達を遮断する際に、車両Ｖｅが、例えば予め実験的にもしくは設計的に求めた閾値βよりも遅い低車速で走行している場合は、車輪１，２の慣性トルクよりもインホイールモータ１３の慣性トルクの方が大きい場合がある。その場合、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断されると、車輪１，２においては、インホイールモータ１３の慣性トルクから解放された状態になり、その際に制動装置１７による制動力を車輪１，２のそのまま作用し続けたとすると、車輪１，２の回転が固定されてしまう可能性がある。そこで、この発明の制御装置による第２の制御例では、所定の低車速で走行中の場合には、上記のように磁性流体２６に作用させる磁気を解除してインホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達を遮断するとともに、制動装置１７による制動力も解除するように制御される。

したがって、車速ｖが閾値β以下であることにより、このステップＳ２４で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２５へ進み、制動装置１７が解放するように制御された後に、インホイールモータ１３の目標回転数Ｎm0が、その時点の車輪１，２の実回転数Ｎwに相当する値Ｎm0'に変換され、その変換された目標回転数値Ｎm0'に基づいてインホイールモータ１３の回転が制御される（ステップＳ２６）。一方、車速ｖが閾値βよりも速いことにより、ステップＳ２４で否定的に判断された場合には、ステップＳ２５の制御を行わずに、上記のステップＳ２６へ進む。

インホイールモータ１３の回転が目標回転数Ｎm0'で制御されると、車輪１，２の実回転数Ｎwに相当するインホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、予め設定した閾値αを超えて小さくなったか否かが判断される（ステップＳ２７）。

インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、未だ閾値αを超えて小さくなっていない、すなわち実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が未だ閾値αよりも大きいことにより、このステップＳ２７で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ２３に戻り、従前の制御が繰り返される。すなわち、上記のステップＳ２３ないしＳ２７の制御が、インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が閾値αを超えて小さくなるまで、繰り返し実行される。

この場合、上記のようにインホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断されて、インホイールモータ１３に車輪１，２の慣性トルクによる負荷が作用しないようになっているため、インホイールモータ１３の回転数を速やかに上昇させることができ、上記のステップＳ２３ないしＳ２７の制御、すなわちインホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差を閾値αよりも小さくする制御を速やかに完了させることができる。

また、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達が遮断された際に、車速が閾値βよりも遅い低車速の状態で、車輪１，２よりもインホイールモータ１３の慣性トルクが大きい場合であっても、制動装置１７による制動力も解放されているので、制動装置１７の制動力により車輪１，２の回転が固定されてしまうことを回避することができる。

インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が、閾値αを超えて小さくなった、すなわち実回転数Ｎmと車速ｖとの偏差が閾値αよりも小さくなったことにより、ステップＳ２７で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２８へ進み、磁性流体２６への印加電流がＯＮにされる。すなわち、サンローラ２１の電磁コイル２７に電流が印加されて、遊星ローラ機構１４の隙間２５に介在させられた磁性流体２６に磁気が作用させられ、インホイールモータ１３と車輪１，２と間が、遊星ローラ機構１４のサンローラ２１とキャリア２３との間のローラ比により変速される状態で動力伝達可能に連結される。その結果、回転数が上昇させられた状態のインホイールモータ１３と車輪１，２とが動力伝達可能に連結されて、車輪１，２の回転数が所望する回転数まで速やかに上昇させられる。

つづいて、制動装置１７が解放されているか否かが判断される（ステップＳ２９）。制動装置１７の解放が既に終了していること、すなわち既に制動装置１７により車輪１，２に制動力が作用させられていることにより、このステップＳ２９で否定的に判断された場合は、このルーチンを一旦終了する。

そして、制動装置１７が未だ解放されていることにより、ステップＳ２９で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３０へ進み、制動装置１７の解放が終了させられる。すなわち制動装置１７により車輪１，２へ制動力が作用させられる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

（第３の制御例）
図５は、この発明の動力伝達制御装置を搭載した車両Ｖｅの制御装置による第３の制御例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。この第３の制御例は、上記のように構成されたこの発明の動力伝達制御装置が、磁性流体２６に作用させる磁気の強さを制御することにより、遊星ローラ機構１４の入力要素と出力要素との間の伝達トルク容量を変化させることができる機能を有していることを利用して、その動力伝達制御装置を搭載した車両Ｖｅのインホイールモータ１３を常にモータ効率の良い領域で運転させるようにした制御例である。

図５において、先ず、インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと、インホイールモータ１３に対する指示トルクＴm0が読み込まれる（ステップＳ３１）。ここで、指示トルクＴm0は、車両Ｖｅの要求駆動量等に基づいてインホイールモータ１３に要求される出力トルクの指令値である。

ついで、インホイールモータ１３の実回転数Ｎmと指示トルクＴm0から、その時点のインホイールモータ１３のモータ効率ηmが算出される（ステップＳ３２）。これは、インホイールモータ１３の性能諸元等を基に算出することができる。

インホイールモータ１３のモータ効率ηmが算出されると、インホイールモータ１３を現在の指示トルクＴm0で運転する場合に、モータ効率ηmの向上が望めるインホイールモータ１３の回転数領域が存在するか否かが判断される（ステップＳ３３）。この制御は、例えば図６に示すような、モータ効率ηmと、モータ回転数ＮmおよびモータトルクＴmとの関係を示したモータ効率マップから、現在の指示トルクＴm0のレベルにおいてモータ効率ηmがより良い回転数領域の有無を判断することにより実行することができる。

指示トルクＴm0で運転する場合に、モータ効率ηmの向上が望めるインホイールモータ１３の回転数領域が存在しないことにより、このステップＳ３３で否定的に判断された場合は、すなわち、その時点でインホイールモータ１３が運転されている回転数領域が、モータ効率ηmが最良であると判断でき、特にこの第３の制御例で示す制御を行う必要がないため、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、指示トルクＴm0で運転する場合に、モータ効率ηmの向上が望めるインホイールモータ１３の回転数領域が存在することにより、ステップＳ３３で肯定的に判断された場合には、ステップＳ３４へ進み、上記のモータ効率マップから、指示トルクＴm0で運転した場合に、モータ効率ηmが最大になるインホイールモータ１３の最大効率回転数Ｎm1が求められ、その最大効率回転数Ｎm1がインホイールモータ１３の回転を制御する際の指示回転数Ｎm1として設定される。

そして、インホイールモータ１３の回転数Ｎmが、上記のステップＳ３４で求められた指示回転数Ｎm1に追従するように、磁性流体２６に作用させる磁気がフィードバック制御される（ステップＳ３５）。具体的には、磁性流体２６に作用させる磁気を制御するためにサンローラ２１の磁気コイル２７に印加する電流値がフィードバック制御される。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

なお、上記のステップＳ３５の制御では、磁性流体２６に作用させる磁気を変化させて遊星ローラ機構１４の伝達トルク容量を変化させるため、すなわち遊星ローラ機構１４の入力側と出力側との間の変速比を変化させるために、磁気コイル２７に印可する電流値をフィードバック制御する例を示しているが、磁気コイル２７に印可する電流値に対応する遊星ローラ機構１４の入力側と出力側との間の変速比を、予め実験的に求めておくことにより、上記のステップＳ３５のフィードバック制御に代えてフィードフォワード制御を行うことも可能である。

このように、磁性流体２６に作用させる磁気を制御して遊星ローラ機構１４の入力側と出力側との間、すなわちインホイールモータ１３と車輪１，２との間の変速比を無段階に変化させることにより、インホイールモータ１３を、その出力トルクＴmを一定に維持させた状態で回転数Ｎmを無段階に変化させて、モータ効率ηmが良好な領域で運転することができ、インホイールモータ１３の消費電力を抑制することができる。

ここで、上述した具体例とこの発明との関係を簡単に説明すると、上述したステップＳ１３，Ｓ１６，Ｓ２３，Ｓ２８，Ｓ３５の機能的手段が、この発明の伝達トルク制御手段に相当する。また、ステップＳ３３の機能的手段が、この発明のモータ効率算出手段に相当し、ステップＳ３４の機能的手段が、この発明のモータ回転数算出手段に相当する。

以上のように、この発明による動力伝達制御装置、およびその動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置によれば、例えば、インホイールモータ１３などの駆動源と、車輪１，２などの被駆動部材とが、サンローラ２１，リングローラ２２，キャリア２３の３つの回転要素を有する遊星ローラ機構１４を介して連結される。そしてその遊星ローラ機構１４は、上記の実施例では、キャリア２３により保持されてサンローラ２１とリングローラ２２との間に配置されるピニオンローラ２４との間に、磁性流体２６が介在させられる隙間２５が設けられている。したがって、その隙間２５に介在させた磁性流体２６に作用する磁気が弱く磁性流体２６の流動性が十分に高い場合には、遊星ローラ機構１４の各回転要素の間では動力の伝達は行われない。そして隙間２５に介在させた磁性流体２６に作用する磁気が強くなり磁性流体２６の流動性が低下すると、遊星ローラ機構１４の各回転要素のトルク伝達面同士、具体的にはサンローラ２１のトルク伝達面２１ａとピニオンローラ２４のトルク伝達面２４ａとの間の摩擦力が増大し、遊星ローラ機構１４がサンローラ２１およびリングローラ２２ならびにキャリア２３を回転要素とする差動機構として機能する。

そのため、遊星ローラ機構１４に設けた隙間２５に介在させた磁性流体２５に対して作用させる磁気の強さを制御することにより、遊星ローラ機構１４を介して互いに連結されるインホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力の伝達状態を、動力遮断状態と動力伝達状態とに切り替えて制御することができる。言い換えると、サンローラ２１とピニオンローラ２４とのトルク伝達面２１ａ，２４ａ同士が対向する部分に磁性流体２６が介在させられる隙間２５が設けられた遊星ローラ機構１４を、伝達トルク容量が可変なクラッチとして機能させることができる。その結果、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の伝達トルク容量を適宜に変更することができる。したがって、新たに専用のクラッチ等を設けることなく、すなわち装置の大型化や複雑化を招くことなく、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力の伝達状態を制御する構成を容易に得ることができる。

また、遊星ローラ機構１４に設けられた隙間２５に介在させた磁性流体２６へ作用させる磁気を弱くすることもしくはゼロにすること、具体的には、サンローラ２１およびサンローラ軸２１ｓに設けられた磁気コイル２７へ印可する電流を低下させることもしくはゼロにすることにより、インホイールモータ１３と車輪１，２との間の動力伝達を容易に遮断することができる。

また、インホイールモータ１３が内蔵された車輪１，２すなわち電動機駆動輪１，２に制動力を作用させて、車両Ｖｅを制動している際の電動機駆動輪１，２の固定を抑制する電動機ＡＢＳ装置が作動した際に、例えば回転が固定された電動機駆動輪１，２を車両Ｖｅの走行を安定させるための適切な回転数まで速やかに復帰させるために、インホイールモータ１３でトルクを出力する必要がある場合、すなわちインホイールモータ１３を力行させる必要がある場合には、遊星ローラ機構１４に設けられた隙間２５に介在させた磁性流体２６へ作用させる磁気が弱められもしくはゼロにされて、インホイールモータ１３と電動機駆動輪１，２との間の動力伝達が遮断される。そのため、回転が固定された電動機駆動輪１，２の回転数を復帰させるためにインホイールモータ１３を力行させてその回転数を上昇させる場合に、一旦、インホイールモータ１３と電動機駆動輪１，２との間の動力伝達が遮断されてインホイールモータ１３が電動機駆動輪１，２の慣性トルクから解放されるので、その間にインホイールモータ１３の回転数を速やかに上昇させることができる。そしてインホイールモータ１３の回転数を所望する回転数まで上昇させた後に、磁性流体２６へ作用させる磁気を強めてインホイールモータ１３と電動機駆動輪１，２との間を動力伝達状態にすれば、電動機駆動輪１，２の回転を速やかに復帰させることができ、電動機ＡＢＳ装置による車両Ｖｅの走行安定化制御を適切に行うことができる。

また、電動機ＡＢＳ装置が作動した際に、インホイールモータ１３を力行させる必要がある場合であって、なおかつ車速ｖが予め設定した閾値β以下の低車速である場合には、遊星ローラ機構１４に設けられた隙間２５に介在させた磁性流体２６へ作用させる磁気が弱められもしくはゼロにされて、インホイールモータ１３と電動機駆動輪１，２との間の動力伝達が遮断されるとともに、電動機駆動輪１，２に設けられた機械式のブレーキ装置である制動装置１７による制動力が弱められもしくはゼロにされる。そのため、車速ｖが低く電動機駆動輪１，２よりもインホイールモータ１３の慣性トルクが大きい状態でインホイールモータ１３と電動機駆動輪１，２との間の動力伝達が遮断された場合に、電動機駆動輪１，２を制動装置１７で制動し続けることによる電動機駆動輪１，２の固定を回避もしくは抑制することができる。

そして、インホイールモータ１３を運転して車両Ｖｅを駆動する場合に、インホイールモータ１３のモータ効率ηmと、インホイールモータ１３に要求される出力トルクの指令値である指示トルクＴm0とに基づいて、その指示トルクＴm0をインホイールモータ１３が出力する場合にモータ効率ηmが最大になる最大効率回転数Ｎm1が求められる。そしてインホイールモータ１３の回転制御と併せて、遊星ローラ機構１４に設けられた隙間２５に介在させた磁性流体２６へ作用させる磁気の強弱を制御することにより、出力トルクが指示トルクＴm0で一定で、回転数が最大効率回転数Ｎm1となるようにインホイールモータ１３が運転される。そのため、インホイールモータ１３を最大効率回転数Ｎm1の近傍で運転することができ、インホイールモータ１３の消費電力を低減することができる。

なお、この発明は、上記の具体例に限定されないのであって、具体例では、磁性流体２６を介在させるために、遊星ローラ機構１４の互いに相対するサンローラ２１のトルク伝達面２１ａとピニオンローラ２４のトルク伝達面２４ａとの間に隙間２５を設けた例を示しているが、この磁性流体２６を介在させるための隙間２５は、例えば、互いに相対するリングローラ２２のトルク伝達面２２ａとピニオンローラ２４のトルク伝達面２４ａとの間に設けられてもよく、あるいは、互いに相対するサンローラ２１のトルク伝達面２１ａとピニオンローラ２４のトルク伝達面２４ａとの間、および互いに相対するリングローラ２２のトルク伝達面２２ａとピニオンローラ２４のトルク伝達面２４ａとの間の両方に隙間２５を設けることもできる。

また、上記の具体例では、インホイールモータ１３すなわち駆動源および車輪１，２すなわち被駆動部材と、遊星ローラ機構１４との連結が、遊星ローラ機構１４のサンローラ２１と駆動源とが動力伝達可能に連結され、遊星ローラ機構１４のキャリア２３と被駆動部材とが動力伝達可能に連結され、遊星ローラ機構１４のリングローラ２２が固定要素となっている例を示している。この場合、遊星ローラ機構１４の磁性流体２６に磁気が作用していて遊星ローラ機構１４が動力伝達状態にある際には、サンローラ２１に入力された駆動源のトルクが減速されてキャリア２３を介して被駆動部材へ伝達される。すなわち、遊星ローラ機構１４が減速機として機能することになる。

これに対して、駆動源および被駆動部材と遊星ローラ機構１４との連結を、上記の具体例と反対にすることもできる。すなわち、遊星ローラ機構１４のキャリア２３と駆動源とが動力伝達可能に連結され、遊星ローラ機構１４のサンローラ２１と被駆動部材とが動力伝達可能に連結され、遊星ローラ機構１４のリングローラ２２を固定要素としてもよい。この場合、遊星ローラ機構１４が動力伝達状態にある際には、キャリア２３に入力された駆動源のトルクが増速されてサンローラ２１を介して被駆動部材へ伝達される。すなわち、遊星ローラ機構１４が増速機として機能することになる。あるいは、これら以外の組み合わせで連結されてもよい。すなわち、駆動源が、遊星ローラ機構１４のサンローラ２１およびリングローラ２２ならびにキャリア２３の３つの回転要素のうちのいずれか１つの回転要素に動力伝達可能に連結され、かつ被駆動部材が、遊星ローラ機構１４の３つの回転要素のうち、駆動源が連結される回転要素以外の他の２つのうちのいずれか一方に動力伝達可能に連結された構成であればよい。

また、この発明で対象とする車両Ｖｅは、少なくとも前輪１，２と後輪３，４とが、それぞれ独立して駆動力および制動力を作用させることができる構成であればよい。例えば、前輪１，２にインホイールモータがそれぞれ設けられるとともに、後輪３，４にもインホイールモータがそれぞれ設けられた四輪駆動車の構成であってもよい。

この発明の動力伝達制御装置を適用可能な車両の構成および制御系統を模式的に示す概念図である。 この発明の動力伝達制御装置の構成および制御系統を説明するための模式図である。 この発明の制御装置による第１の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置による第２の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置による第３の制御例を説明するためのフローチャートである。 図５のフローチャートに示す制御例において用いられるマップの一例を説明するための模式図である。

符号の説明

１，２…前輪（被駆動部材，電動機駆動輪）、 １ｗ，２ｗ…ホイール、 ３，４…後輪、 ５…エンジン、 １２…ブレーキアクチュエータ、 １３…インホイールモータ（駆動源，電動機）、 １３ｓ…ロータ軸（回転軸）、 １４…遊星ローラ機構、 １５…インバータ、 １６…バッテリ、 １７…制動装置（機械ブレーキ装置）、 １８…電子制御装置（ＥＣＵ）、 ２１…サンローラ（第１回転体）、 ２１ａ，２２ａ，２４ａ…転動面（トルク伝達面）、 ２２…リングローラ（第２回転体）、 ２３…キャリア（第３回転体）、 ２４…ピニオンローラ（転動体）、 ２８…直流電源、 ２９…スイッチ機構、 Ｖｅ…車両。

Claims (6)

1. 駆動源と被駆動部材との間で伝達されるトルクを制御する動力伝達制御装置において、 中心軸線を中心に回転しかつ外周面がトルク伝達面となる第１回転体と、該第１回転体に対して同心円上に配置されかつ内周面がトルク伝達面となる第２回転体と、これらの回転体の間であって前記第１回転体の外周面および前記第２回転体の内周面の少なくともいずれか一方との間に隙間が設けられて配置された転動体と、前記第１回転体に対して同心円上に配置されかつ前記転動体を自転かつ公転自在に保持する第３回転体とを有する遊星ローラ機構と、
   前記隙間に介在させられるとともに、作用する磁気が増大することにより流動性が低下する磁性流体と、
   前記磁性流体に作用させる磁気を制御して前記流動性を変化させることにより前記隙間を介して相対する前記第１回転体および前記第２回転体の少なくともいずれか一方と、前記転動体との間における伝達トルク容量を制御する伝達トルク制御手段と
   を備え、
   前記駆動源が前記遊星ローラ機構のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結され、かつ前記被駆動部材が遊星ローラ機構の前記駆動源が連結されない他のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結されていることを特徴とする動力伝達制御装置。
2. 前記伝達トルク制御手段は、前記磁性流体に作用させる磁気を減少させることにより前記駆動源と前記被駆動部材との間の動力伝達を遮断する手段を含むことを特徴とする請求項１に記載の動力伝達制御装置。
3. 電動機と車輪との間で伝達されるトルクを制御する動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置において、
   中心軸線を中心に回転しかつ外周面がトルク伝達面となる第１回転体と、該第１回転体に対して同心円上に配置されかつ内周面がトルク伝達面となる第２回転体と、これらの回転体の間であって前記第１回転体の外周面および前記第２回転体の内周面の少なくともいずれか一方との間に隙間が設けられて配置された転動体と、前記第１回転体に対して同心円上に配置されかつ前記転動体を自転かつ公転自在に保持する第３回転体とを有する遊星ローラ機構と、
   前記隙間に介在させられるとともに、作用する磁気が増大することにより流動性が低下する磁性流体と、
   前記磁性流体に作用させる磁気を制御して前記流動性を変化させることにより前記隙間を介して相対する前記第１回転体および前記第２回転体の少なくともいずれか一方と、前記転動体との間における伝達トルク容量を制御する伝達トルク制御手段と
   を備え、
   前記電動機の回転軸が前記遊星ローラ機構のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結され、かつ前記車輪のホイールが前記遊星ローラ機構の前記電動機が連結されない他のいずれか１つの回転体に動力伝達可能に連結されているとともに、それら前記電動機と前記遊星ローラ機構とが前記ホイールに内蔵されている
   ことを特徴とする動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置。
4. 前記車両は、前記電動機の力行・回生状態を制御することにより該電動機が前記ホイールに内蔵されている電動機駆動輪に作用させる制動力を制御して前記車両の制動中における該電動機駆動輪の固定を抑制する電動機ＡＢＳ装置を備え、
   前記伝達トルク制御手段は、前記電動機ＡＢＳ装置が作動した際に前記電動機を力行する必要があると判断した場合に、前記磁性流体に作用させる磁気を減少させて前記電動機と前記電動機駆動輪との間の動力伝達を遮断する手段を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置。
5. 前記車両は、前記電動機駆動輪を機械的に制動する機械ブレーキ装置を備え、
   前記伝達トルク制御手段は、前記電動機ＡＢＳ装置が作動して前記磁性流体に作用させる磁気を減少させる際に車速が予め定めた閾値以下の場合には、前記機械ブレーキ装置による制動力を減少させる手段を含む
   ことを特徴とする請求項４に記載の動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置。
6. 前記電動機が運転される際のモータ効率を求めるモータ効率算出手段と、
   前記モータ効率算出手段により求められた前記モータ効率と前記電動機に要求される指示トルクとに基づいて、前記電動機で該指示トルクを出力する場合に前記モータ効率が最大になる前記電動機の最大効率回転数を求めるモータ回転数算出手段と
   を更に備え、
   前記伝達トルク制御手段は、前記指示トルクを出力するように運転される前記電動機の回転数が、前記モータ回転数算出手段により求められた前記最大効率回転数に追従するように前記磁性流体に作用させる磁気を制御する手段を含む
   ことを特徴とする請求項３に記載の動力伝達制御装置を搭載した車両の制御装置。

Images