JP2011217516A - 車両の制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】外部からの過大な入力に起因する異常を速やかに検出し、電動機および駆動系統の損傷を未然に防止することが可能な車両の制御装置を提供すること。
【解決手段】少なくとも３つの車輪を有するとともにそのうちの少なくとも左右一対の車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御可能な電動機を備えた車両の制御装置において、前記各車輪の車輪速度を検出する回転速度検出手段（ステップＳ１）と、前記回転速度検出手段により検出した前記各車輪の車輪速度の速度変化に基づいて、前記各車輪のいずれか１つの車輪に走行路面側から入力される過大なトルクを検出する外乱検出手段（ステップＳ１）とを設けた。
【選択図】図１

Description

この発明は、複数の車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に独立して制御可能な電動機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、車輪のホイール内部もしくはその近傍に電動機を配置してその電動機により車輪を直接駆動するいわゆるインホイールモータ方式の車両（インホイールモータ車）が開発されている。このインホイールモータ車では、各駆動輪毎に設けられた電動機を個別に制御することにより、各駆動輪に付与する駆動トルクもしくは制動トルクをそれぞれ独立して制御することができる。そのため、車両の駆動力および制動力を走行状態に応じて適宜に制御することができ、旋回性や操縦安定性あるいは走破性などの車両の走行性能を向上させることができる。また、このようなインホイールモータ車は、電動機が駆動輪のホイール内部もしくはそ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。

上記のようなインホイールモータ車に関連する技術として、特許文献１には、車両に搭載されたインホイールモータの異常発生の有無を、周囲の環境の影響を受けることなく正確に診断することを目的とした車両の異常診断装置に関する発明が記載されている。この特許文献１に記載された発明は、進行方向に対して左右対称な位置にある車輪のそれぞれを電気的に駆動する一対のホイールモータの内部温度をそれぞれ計測し、計測した一対のホイールモータの内部温度の差を算出して、その算出した温度差を所定の閾値と比較することによって車両の異常の有無を判定するように構成されている。また、この特許文献１には、車両に異常が有ると判定した場合に警報を発生する手段に関しても開示されている。

また、特許文献２には、インホイールモータ駆動の電気自動車において、左右どちらか一方の車輪がロックした場合に、車両の挙動を速やかに安定させることを目的とした電気自動車に関する発明が記載されている。この特許文献２に記載された発明は、左右の車輪の回転数差と所定値とを比較し、回転数差が所定値よりも大きい場合に、回転数が小さい方の車輪がロックしていると判定し、回転数が大きい方の車輪の駆動力を走行時の回転方向とは逆方向に発生させ、その車輪をロックさせるように構成されている。

そして、特許文献３には、ホイールが外力を受けて変形した場合であっても、減速機のへの外力の作用を緩和し、減速機およびモータを確実に保護することを目的としたインホイールモータに関する発明が記載されている。この特許文献３に記載された発明は、モータと、そのモータの出力を変速する減速機と、その減速機の出力により回転するホイールと、それら減速機とホイールとを連結する連結軸とを備え、減速機がモータを中心にホイールと反対側に配置されるとともに、ホイールに所定以上の外力が作用した場合に、減速機とホイールとの間の動力伝達が遮断されるように構成されている。

なお、特許文献４には、路面の凹凸などに起因する外乱によるトルクが車輪側から変速機構に入力された場合に、伝動部分あるいは摩擦係合部分での滑りや動力伝達効率の低下などの、変速機構における不具合の発生を防止することを目的としたハイブリッド車の制御装置に関する発明が記載されている。この特許文献４に記載された発明は、入力部材に内燃機関が連結され、出力部材に電動機および駆動輪が連結された変速機構を搭載したハイブリッド車の制御装置であって、走行中に駆動輪側から前記変速機構へ入力される外乱トルクを検出し、その外乱トルクが検出された場合に、その外乱トルクを打ち消す逆トルクを電動機により出力するように構成されている。

特開２００８−１３１７０３号公報 特開２００６−１１５６３９号公報 国際公開２００５／０２３５７５号 特開２００９−４０２０１号公報

上記の特許文献１に記載されている車両は、左右一対のインホイールモータ内部の温度差を求め、その温度差と閾値とを比較することによってインホイールモータの異常の有無を判断するように構成されている。インホイールモータに何らかのフェールが発生した場合には、そのフェールが生じたインホイールモータは内部温度が、正常な他のインホイールモータの内部温度と比較して異常に上昇することが想定される。そのため、インホイールモータの内部温度を監視することにより、インホイールモータに発生したフェールを検出することができる。

しかしながら、そのようなインホイールモータの異常な温度上昇は、インホイールモータに何らかのフェールが発生した結果として起こるものであり、したがって、上記のようにインホイールモータの内部温度の変化に基づいてフェールを判断すると、例えば走行中の路面の外乱など外部からの過大な入力に起因する異常の発生を速やかに検出できない可能性がある。

このように、インホイールモータなど各車輪のトルクを個別に制御可能な電動機を搭載した車両において、外部からの過大な入力に起因する異常を速やかに検出し、電動機および電動機と各車輪との間の駆動系統のフェールを未然に防止するためには、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、外部からの過大な入力に起因する異常を速やかに検出し、電動機および駆動系統の損傷を未然に防止することが可能な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、少なくとも３つの車輪を有するとともにそのうちの少なくとも左右一対の車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御可能な電動機を備えた車両の制御装置において、前記各車輪の車輪速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出した前記各車輪の車輪速度の速度変化に基づいて、前記各車輪のいずれか１つの車輪に走行路面側から入力される過大なトルクを検出する外乱検出手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項２の発明は、少なくとも左右一対の車輪を含む少なくとも３つの車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御可能な電動機を備えた車両の制御装置において、前記各車輪の車輪速度もしくは前記各電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、前記回転速度検出手段により検出した前記各車輪の車輪速度の速度変化もしくは前記各電動機の回転速度の速度変化に基づいて、前記各車輪のいずれか１つの車輪に走行路面側から入力される過大なトルクを検出する外乱検出手段とを備えていることを特徴とする制御装置である。

また、請求項３の発明は、請求項１または２の発明において、前記外乱検出手段は、前記回転速度検出手段により求めた前記速度変化の変化方向が前記車両が進行する際の前記車輪の回転方向と逆方向であり、かつ前記速度変化の変化量が予め設定した閾値以上である場合に、前記過大なトルクが入力されたことを検出する手段を含むことを特徴とする制御装置である。

また、請求項４の発明は、請求項３の発明において、前記外乱検出手段により前記過大なトルクが検出された場合に、該過大なトルクが検出された車輪に前記回転速度検出手段により求めた前記速度変化の変化方向と同方向のトルクを付与するように前記電動機を制御する出力制御手段を更に備えていることを特徴とする制御装置である。

そして、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記電動機は、前記各車輪毎のホイール内もしくはその近傍にそれぞれ設けられ、前記各車輪に直接動力を伝達してトルクを付与するインホイールモータを含むことを特徴とする制御装置である。

したがって、請求項１および２の発明によれば、車両の走行中、各車輪の車輪速度もしくは各車輪を個別に直接駆動する各電動機の回転速度が監視され、そのうちのいずれか１つの車輪の車輪速度もしくは電動機の回転速度の速度変化に基づいて、走行路面側からの過大なトルクの入力を検出することができる。そのため、電動機や車輪と電動機との間の駆動系統などにフェールを生じさせるような外乱による異常を速やかに検出することができ、そのような走行中の外乱に起因する電動機や駆動系統の損傷を未然に防止することができる。

また、請求項３の発明によれば、車両の走行中、各車輪の車輪速度もしくは各車輪を個別に直接駆動する各電動機の回転速度が監視され、いずれか１つの車輪の車輪速度もしくは電動機の回転速度に、車両が進行する際の前記車輪の回転方向と逆方向の閾値を超えるような大きな速度変化が生じた場合に、走行路面側から過大なトルクが車輪に入力されたと判断される。すなわち、いずれか１つの車輪もしくは電動機にその回転を妨げるような外乱によるトルクが入力された場合、その外乱によるトルクの入力が即座に検出される。そのため、電動機や車輪と電動機との間の駆動系統などにフェールを生じさせるような外乱による異常を速やかにかつ確実に検出することができる。

また、請求項４の発明によれば、車輪の車輪速度もしくは電動機の回転速度の速度変化に基づいて走行路面側からの過大なトルクの入力を検出した場合に、その場合の速度変化の変化方向に応じて、すなわちその速度変化の変化方向と同方向のトルクが電動機から出力される。そのため、走行路面側からの過大なトルクの入力によって増大する電動機と車輪との間の駆動系統に作用する荷重や電動機の負荷を速やかに低減することができる。

そして、請求項５の発明によれば、車輪のホイール内部もしくはその近傍に設置されたインホイールモータを駆動力源とする車両に対して、インホイールモータ自体や、車輪とインホイールモータとの間の駆動系統などにフェールを生じさせるような外乱による異常を速やかに検出することができ、走行中の外乱に起因するインホイールモータや駆動系統の損傷を未然に防止することができる。別の言い方をすると、走行路面側からの過大なトルクの入力に対するいわゆるフェールセーフ機能を確立することができる。

この発明の制御装置による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制御を実行する際の外乱による車輪速度の異常状態を説明するためのタイムチャートである。 この発明の制御装置による制御を実行する際の外乱による車輪速度の異常状態を説明するためのタイムチャートである。 この発明の制御装置による他の制御例を説明するためのフローチャートである。 この発明で制御の対象とする車両の構成例を示す模式図である。 この発明で制御の対象とする車両の他の構成例を示す模式図である。 この発明で制御の対象とする車両の他の構成例を示す模式図である。

つぎに、この発明の実施例を図面に基づいて説明する。先ず、この発明で制御の対象とする車両の構成および制御系統を図５に示す。この発明で対象とする車両は、少なくとも左右一対の車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御することが可能な駆動力源が設けられており、この図５では、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４に、それれら各車輪１，２，３，４のそれぞれに個別にトルクを付与する駆動力源として、電動機５，６および電動機７，８が設けられた車両Ｖｅの構成例を示している。

具体的には、この車両Ｖｅは、車両Ｖｅの幅方向（図５での左右方向）における左右の前輪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は、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の車台に支持されている。同様に、後輪３，４も、互いにもしくはそれぞれ独立してサスペンション機構を介して車両Ｖｅの車台に支持されている。

車両Ｖｅの駆動力源として、前輪１，２のホイール内部および後輪３，４のホイール内部には、それぞれ、電動機５，６および電動機７，８が組み込まれていて、それら電動機５，６の出力軸および電動機７，８の出力軸と、前輪１，２および後輪３，４とが、それぞれ動力伝達可能に連結されている。すなわち、前輪１，２の電動機５，６および後輪３，４の電動機７，８は、いわゆるインホイールモータ５，６，７，８であり、前輪１，２および後輪３，４と共に車両Ｖｅのばね下に配置されている。そして、各インホイールモータ５，６，７，８の回転をそれぞれ個別に独立して制御することにより、前輪１，２および後輪３，４の駆動トルクあるいは制動トルクを、それぞれ独立して制御することができる構成となっている。

これらの各インホイールモータ５，６，７，８は、例えば交流同期モータにより構成されていて、インバータ９を介してバッテリやキャパシタなどの蓄電装置１０に接続されている。したがって、各インホイールモータ５，６，７，８の駆動時には、蓄電装置１０の直流電力がインバータ９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５，６，７，８に供給されることによりそれら各インホイールモータ５，６，７，８が力行制御されて、前輪１，２および後輪３，４に駆動トルクが付与される。

また、各インホイールモータ５，６，７，８は前輪１，２および後輪３，４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５，６，７，８の回生・発電時には、前輪１，２および後輪３，４の回転（運動）エネルギが各インホイールモータ５，６，７，８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９を介して蓄電装置１０に蓄電される。このとき、前輪１，２および後輪３，４には回生・発電力に基づく制動トルクが付与される。

そして、上記のインバータ９は、各インホイールモータ５，６，７，８の回転状態を制御する電子制御装置（ＥＣＵ）１１に、それぞれ接続されている。この電子制御装置１１には、例えば、各駆動輪１，２，３，４の回転速度（車輪速度）をそれぞれ検出する車輪速センサ１２，１３，１４，１５や各インホイールモータ５，６，７，８の出力軸の回転角度を検出するレゾルバ（図示せず）などの各種センサ類からの検出信号、およびインバータ９からの情報信号などが入力されるように構成されている。

このうち、インバータ９からこの電子制御装置１１に入力される信号に基づいて、各インホイールモータ５，６，７，８の出力トルク（モータトルク）がそれぞれ演算されて求められる。例えば、インバータ９からの入力信号によって各インホイールモータ５，６，７，８が力行制御されていることを検出した場合に、その際に各インホイールモータ５，６，７，８へ供給される電力量あるいは電流値を検出し、それに基づいて各インホイールモータ５，６，７，８のモータトルクをそれぞれ算出することができる。また、各インホイールモータ５，６，７，８の回転を制御する際の電流値を基に、各インホイールモータ５，６，７，８の回転数をそれぞれ算出することもできる。

一方、電子制御装置１１からは、インバータ９を介して各インホイールモータ５，６，７，８の回転をそれぞれ制御する信号が出力されるように構成されている。すなわち、各インホイールモータ５，６，７，８の回転（力行・回生）を制御するために、各インホイールモータ５，６，７，８へ供給する、もしくは各インホイールモータ５，６，７，８から回収する電流を制御するための制御信号が、電子制御装置１１からインバータ９へ出力されるようになっている。

なお、上記の図５では、左右の前輪１，２および左右の後輪３，４の両方に、駆動力源として、インホイールモータ５，６，７，８がそれぞれ設けられた４輪駆動方式の車両Ｖｅの構成例を示しているが、この発明における車両Ｖｅは、例えば図６，図７に示すように、インホイールモータが左右の前輪１，２もしくは左右の後輪３，４のいずれか一方に設けられた構成であってもよい。

すなわち、この発明における車両Ｖｅは、例えば図６の（ａ）に示すように、左右の後輪３，４のみにインホイールモータ７，８がそれぞれ設けられるとともに、前輪１，２を駆動するための電動機（モータ・ジェネレータ）１６およびトランスアクスル１７が車台に配置された４輪駆動方式の車両Ｖｅであってもよい。あるいは、この発明における車両Ｖｅは、例えば図６の（ｂ）に示すように、左右の後輪３，４のみにインホイールモータ７，８がそれぞれ設けられるとともに、前輪１，２を駆動するためのエンジンおよび電動機（モータ・ジェネレータ）ならびにトランスミッションなどから構成されるハイブリッドユニット１８が車台に配置された４輪駆動方式のハイブリッド車両Ｖｅであってもよい。あるいは、この発明における車両Ｖｅは、例えば図６の（ｃ）に示すように、左右の前輪１，２のみにインホイールモータ５，６がそれぞれ設けられるとともに、後輪３，４を駆動するためのエンジンおよびトランスミッションならびにデファレンシャルなどから構成される駆動ユニット１９が車台に配置された４輪駆動方式のハイブリッド車両Ｖｅであってもよい。要は、この発明で対象とする車両Ｖｅは、そのうち少なくとも左右一対の車輪を含む少なくとも３つの車輪が、例えば上記の各インホイールモータ５，６，７，８のように、車輪を独立して直接駆動することが可能な構成であればよい。

さらに、この発明における車両Ｖｅは、例えば図７の（ａ）に示すように、左右の後輪３，４のみにインホイールモータ７，８がそれぞれ設けられた後輪駆動方式の車両Ｖｅであってもよい。あるいは、この発明における車両Ｖｅは、例えば図７の（ｂ）に示すように、左右の前輪１，２のみにインホイールモータ５，６がそれぞれ設けられた前輪駆動方式の車両Ｖｅであってもよい。要は、この発明で対象とする車両Ｖｅは、少なくとも３つの車輪を備え、そのうち少なくとも左右一対の車輪が、例えば上記の各インホイールモータ５，６，７，８のように、車輪を独立して直接駆動することが可能な構成であればよい。

前述したように、この発明で対象としている車両Ｖｅは、少なくとも左右一対の駆動輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御することが可能なように、具体的には、上記のように各車輪１，２，３，４のホイール内部に組み込まれて各車輪１，２，３，４をそれぞれ直接駆動するインホイールモータ５，６，７，８により構成されている。そのため、走行状態に応じて各駆動輪１，２，３，４を個別に制御することにより、旋回性や操安性などの車両Ｖｅの走行性能を向上させることができる。その一方で、例えば、いずれか１つの駆動輪に路面側から過大なトルクが入力された場合を想定して、過大トルクの入力があった駆動輪がロックしてしまうことを防止するため、あるいは、駆動輪とインホイールモータとの間の駆動系統およびインホイールモータ自体の損傷を防止するためのフェールセーフ機能を確立させておく必要がある。

過大トルクの入力による駆動輪のロックを防止するためには、例えば各駆動輪１，２，３，４と各インホイールモータ５，６，７，８との間の駆動系統の途中にいわゆるトルクフューズとして機能する構成を設け、過大トルクの入力に対してそのトルクフューズの部分を破断させることにより動力伝達を遮断して駆動輪をフリーにして、駆動輪のロックを防止する設計を採用することができる。

一方、駆動系統およびインホイールモータ自体の損傷を防止するためには、駆動輪側から入力した過大トルクに対してそれを打ち消すようなトルクをインホイールモータから出力することによって、駆動系統やインホイールモータ自体の損傷を防止することが考えられる。すなわち、走行中の外乱などに即応して各インホイールモータ５，６，７，８の出力を適宜に制御することにより、上記のような外乱に対応するフェールセーフ機能を確立させることができる。そこで、この発明における車両Ｖｅの制御装置では、例えば、凹凸の大きな悪路を走行中に駆動輪側からの過大なトルクの入力に対して、その過大トルクの入力を速やかに検出し、その過大トルクの回転方向や大きさに対応して各インホイールモータ５，６，７，８の回転を速やかに制御することにより、過大トルクを打ち消すように構成されている。

図１は、その制御の一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１において、先ず、１輪のみに車両Ｖｅが進行する際の車輪の回転方向とは逆方向でかつ閾値α以上の車輪速変化があるか否かが判断される（ステップＳ１）。これは、例えば、車両Ｖｅが凹凸の大きな悪路や障害物のある路面を走行する際に、いずれか１つの車輪のみに過大なトルクが入力されるような状況を速やかに検知するためステップである。具体的には、各車輪１，２，３，４毎に設けられている車輪速センサ１２，１３，１４，１５により各車輪１，２，３，４の回転速度（車輪速度）それぞれ検出され、そのうちのいずれか１輪の車輪速度のみが、車両Ｖｅが進行する際の車輪の回転方向とは逆方向に異常に掛け離れていないか否か、すなわちいずれか１輪のみに、その車輪の回転方向とは逆方向でありかつ閾値αとして予め設定した所定値を超える車輪速度の変化が生じたか否かが判断される。

より具体的には、いずれか１つの車輪のみに他の３つの車輪の回転方向とは逆方向の車輪速変化があり、なおかつ、いずれか１つの車輪の車輪速度と他の３つの車輪の車輪速度との速度差が閾値α以上であるか否かが判断される。なお、この場合の車輪速度の速度差の算出は、大きな速度変化が生じた１つの車輪の車輪速度と、他の３つの車輪のそれぞれの車輪速度との速度差でもよく、あるいは、大きな速度変化が生じた１つの車輪の車輪速度と、他の３つの車輪の車輪速度の平均値との速度差であってもよい。

車両Ｖｅは、通常の走行状態においては、各車輪１，２，３，４の車輪速度の間に大きな速度差は生じない。例えば旋回時に、内輪側の車輪速度と外輪側の車輪速度との間にその際の旋回半径や車速に応じて多少の速度差が生じる程度である。したがって、通常の走行状態で生じ得る速度差以上の値に閾値αを設定しておき、その閾値αを超えるような車輪速度の速度差がいずれか１つの車輪のみに発生した場合に、その車輪に外部から異常なもしくは過大なトルクが入力したと判断することができる。

したがって、いずれの車輪にも閾値αを超えるような車輪速度の変化が生じていないことにより、このステップＳ１で否定的に判断された場合は、以降の制御は行わずに、このルーチンを一旦終了する。これに対して、いずれか１つの車輪のみに他の３つの車輪の回転方向とは逆方向でかつ閾値α以上の車輪速度の変化が生じた、すなわちいずれか１つの車輪のみに他の３つの車輪の回転方向とは逆方向の車輪速変化があり、なおかつ、いずれか１つの車輪の車輪速度と他の３つの車輪の車輪速度との速度差が閾値α以上となったことにより、ステップＳ１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２へ進み、その場合の車輪速度変化の方向が正方向であるか否かが判断される。

車輪速度変化の方向が正方向であるとは、車両Ｖｅの前進する際の車輪の回転方向のことであり、車輪速度変化の方向が負方向であるとは、車両Ｖｅの後進する際の車輪の回転方向のことである。例えば、図２には、いずれか１つの車輪に正方向の大きな車輪速度変化が生じた状態を示してある。すなわち、図２に示す状態は、車両Ｖｅの後進時に、いずれか１つの車輪（ここでは仮に車輪４とする）に正方向の大きな車輪速度変化が生じた状態であって、後進方向の駆動トルクが作用していた車輪４に、外乱による前進方向のトルクが作用した結果、すなわち後進方向に回転していた車輪４の回転を停止させようとする方向のトルクが作用した結果、他の車輪１，２，３との間に大きな車輪速度の速度差が生じた状態である。

一方、図３には、いずれか１つの車輪に負方向の大きな車輪速度変化が生じた状態を示してある。すなわち、図３に示す状態は、車両Ｖｅの前進時に、いずれか１つの車輪（ここでは仮に車輪４とする）に負方向の大きな車輪速度変化が生じた状態であって、前進方向の駆動トルクが作用していた車輪４に、外乱による後進方向のトルクが作用した結果、すなわち前進方向に回転していた車輪４の回転を停止させようとする方向のトルクが作用した結果、他の車輪１，２，３との間に大きな車輪速度の速度差が生じた状態である。

そして、車輪速度変化の方向が正方向であることにより、ステップＳ２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ３へ進み、他の車輪と比較して大きな車輪速度変化があった車輪に設けられているインホイールモータが、正方向のトルクを出力するように制御される。例えば図３に示す状態においては、車輪４に設けられているインホイールモータ８が、正方向すなわち車両Ｖｅを前進させる方向のトルクを出力するように制御される。すなわち、車両Ｖｅの後進時に、車両Ｖｅを後進させる方向のトルクに対抗して、外乱による後進方向の回転を停止させる方向、すなわち車両Ｖｅを前進させる方向の過大なトルクが作用した車輪４およびインホイールモータ８に対して、そのインホイールモータ８の回転が制御されて車両Ｖｅを前進させる方向のトルクが出力される。

その結果、車両Ｖｅを後進させるためのインホイールモータ８の出力トルクと、外乱により車輪４側から入力された過大なトルクとが互いに対抗することにより、車輪４とインホイールモータ８との間の駆動系統に生じていた捻りモーメントやインホイールモータ８に掛かっていた負荷が低減されることになる。そのため、異常な外乱の影響によって車輪４とインホイールモータ８との間の駆動系統およびインホイールモータ８が損傷してしまうような事態を未然に防止することができる。そして、上記のようにしてステップＳ３で外乱による過大なトルクを打ち消すようにインホイールモータの回転が制御されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、車輪速度変化の方向が負方向であることにより、ステップＳ２で否定的的に判断された場合は、ステップＳ４へ進み、他の車輪と比較して大きな車輪速度変化があった車輪に設けられているインホイールモータが、負方向のトルクを出力するように制御される。例えば図４に示す状態においては、車輪４に設けられているインホイールモータ８が、負方向すなわち車両Ｖｅを後進させる方向のトルクを出力するように制御される。すなわち、車両Ｖｅの前進時に、車両Ｖｅを前進させる方向のトルクに対抗して、外乱による前進方向の回転を停止させる方向、すなわち車両Ｖｅを後進させる方向の過大なトルクが作用した車輪４およびインホイールモータ８に対して、そのインホイールモータ８の回転が制御されて車両Ｖｅを後進させる方向のトルクが出力される。

その結果、車両Ｖｅを前進させるためのインホイールモータ８の出力トルクと、外乱により車輪４側から入力された過大なトルクとが互いに対抗することにより、車輪４とインホイールモータ８との間の駆動系統に生じていた捻りモーメントやインホイールモータ８に掛かっていた負荷が低減されることになる。そのため、異常な外乱の影響によって車輪４とインホイールモータ８との間の駆動系統およびインホイールモータ８が損傷してしまうような事態を未然に防止することができる。そして、上記のように、ステップＳ４で外乱による過大なトルクを打ち消すようにインホイールモータの回転が制御されると、その後、このルーチンを一旦終了する。

なお、この発明では、例えば図４のフローチャートに示すように、いずれか１つの車輪に大きな速度変化が生じるような外乱による異常が発生した場合に、警報や警告を発することにより、その異常を運転者に認識させるための制御を実行することもできる。すなわち、図４において、先ず、１輪のみに閾値α以上の車輪速変化があるか否かが判断される（ステップＳ１１）。これは、上述の図１のフローチャートにおけるステップＳ１の制御と同様の制御内容である。

いずれの車輪にも閾値αを超えるような車輪速度の変化が生じ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、以降の制御は行わずに、このルーチンを一旦終了する。これに対して、いずれか１つの車輪のみに閾値α以上の車輪速度の変化が生じた、すなわちいずれか１つの車輪の車輪速度と他の３つの車輪の車輪速度との速度差が閾値α以上となったことにより、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、その場合の外乱による異常の発生を運転者に認識させるために、警報もしくは警告が発せられる。

具体的には、警告音や警告を告知する音声が発生させられ、あるいは、警告灯が点灯させられたり、警告を表示する画像や映像などが表示される。そのため、外乱による異常の発生を運転者に認識させて、その異常に対応する運転操作の実行を運転者に促すことができる。そしてその後、このルーチンを一旦終了する。

なお、この図４のフローチャートに示す制御は、前述の図１のフローチャートに示す制御と独立して併行させて実行することができる。あるいは、前述の図１のフローチャートに示す制御の中に組み込んで実行することもできる。

以上のように、この発明に係る車両Ｖｅの制御装置によれば、車両Ｖｅの走行中、各車輪１，２，３，４の車輪速度もしくは各車輪１，２，３，４を個別に直接駆動する各インホイールモータ５，６，７，８の回転速度が監視され、そのうちのいずれか１つの車輪の車輪速度もしくはインホイールモータの回転速度の速度変化に基づいて、走行路面側からの過大なトルクの入力を検出することができる。

すなわち、車両Ｖｅの走行中、いずれか１つの車輪の車輪速度もしくはインホイールモータの回転速度に、車両Ｖｅを走行させている回転方向と逆方向の閾値αを超えるような大きな速度変化が生じた場合に、走行路面側から過大なトルクが車輪に入力されたと判断される。したがって、いずれか１つの車輪もしくはインホイールモータにその回転を妨げるような外乱によるトルクが入力された場合に、その外乱によるトルクの入力を即座に検出することができる。

そのため、各インホイールモータ５，６，７，８や、各車輪１，２，３，４と各インホイールモータ５，６，７，８との間の駆動系統などにフェールを生じさせるような外乱による異常を速やかにかつ確実に検出することができ、そのような走行中の外乱に起因するインホイールモータ５，６，７，８や駆動系統の損傷を未然に防止することができる。

また、各車輪１，２，３，４の車輪速度もしくは各インホイールモータ５，６，７，８の回転速度の速度変化に基づいて走行路面側からの過大なトルクの入力を検出した場合に、その場合の速度変化の変化方向に応じて、すなわちその速度変化の変化方向と同方向のトルクが、その過大なトルクが入力された車輪のインホイールモータから出力される。そのため、走行路面側からの過大なトルクの入力によって増大するインホイールモータと車輪との間の駆動系統に作用する荷重や、インホイールモータの負荷を速やかに低減することができる。

そして、上記のように、走行中の外乱に起因する各インホイールモータ５，６，７，８や駆動系統の損傷を未然に防止するフェールセーフ機能が確立されることにより、各インホイールモータ５，６，７，８や駆動系統の負担を軽減させることができ、その結果、各インホイールモータ５，６，７，８および駆動系統の小型・軽量化や簡素化、あるいはコストダウンを図ることができる。

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、ステップＳ１，Ｓ１１を実行する機能的手段が、この発明における「回転速度検出手段」および「外乱検出手段」に相当する。そして、ステップＳ２，Ｓ３，Ｓ４を実行する機能的手段が、この発明における「出力制御手段」に相当する。

なお、上述した具体例では、外乱による過大なトルクの入力を、各車輪１，２，３，４の車輪速度の変化に基づいて検出する例を示しているが、各車輪１，２，３，４にそれぞれ設けられている各インホイールモータ８の回転数の変化に基づいて、過大なトルクの入力などの外乱による異常を検出するように構成してもよい。

１，２…前輪、 ３，４…後輪、 ５，６，７，８…インホイールモータ（駆動力源）、 １１…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １２，１３，１４，１５…車輪速センサ、 Ｖｅ…車両。

Claims (5)

1. 少なくとも３つの車輪を有するとともにそのうちの少なくとも左右一対の車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御可能な電動機を備えた車両の制御装置において、
   前記各車輪の車輪速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記回転速度検出手段により検出した前記各車輪の車輪速度の速度変化に基づいて、前記各車輪のいずれか１つの車輪に走行路面側から入力される過大なトルクを検出する外乱検出手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
2. 少なくとも左右一対の車輪を含む少なくとも３つの車輪に付与するトルクをそれぞれ個別に制御可能な電動機を備えた車両の制御装置において、
   前記各車輪の車輪速度もしくは前記各電動機の回転速度を検出する回転速度検出手段と、
   前記回転速度検出手段により検出した前記各車輪の車輪速度の速度変化もしくは前記各電動機の回転速度の速度変化に基づいて、前記各車輪のいずれか１つの車輪に走行路面側から入力される過大なトルクを検出する外乱検出手段と
   を備えていることを特徴とする車両の制御装置。
3. 前記外乱検出手段は、前記回転速度検出手段により求めた前記速度変化の変化方向が前記車両が進行する際の前記車輪の回転方向と逆方向であり、かつ前記速度変化の変化量が予め設定した閾値以上である場合に、前記過大なトルクが入力されたことを検出する手段を含むことを特徴とする請求項１または２に記載の車両の制御装置。
4. 前記外乱検出手段により前記過大なトルクが検出された場合に、該過大なトルクが検出された車輪に前記回転速度検出手段により求めた前記速度変化の変化方向と同方向のトルクを付与するように前記電動機を制御する出力制御手段を更に備えていることを特徴とする請求項３に記載の車両の制御装置。
5. 前記電動機は、前記各車輪毎のホイール内もしくはその近傍にそれぞれ設けられ、前記各車輪に直接動力を伝達してトルクを付与するインホイールモータを含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の車両の制御装置。

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