JP2014206207A - インホイールモータ駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 インホイールモータ駆動装置のコンパクト化を図ると共に、潤滑油の油量を容易に検知することが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】 このインホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動する電動モータ１と、前記車輪を支持する車輪用軸受５と、電動モータ１の回転を減速して車輪用軸受５に伝達する減速機２とを備えている。さらに潤滑油を貯留する潤滑油貯留部２９と、この潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油を減速機２に供給して戻す潤滑油供給手段Ｊｋと、潤滑油貯留部２９の最下部に設けられ、潤滑油の油量を検出する油量検出センサ４０とを設けた。
【選択図】 図１

Description

この発明は、例えば、電気自動車等の駆動輪に用いられるインホイールモータ駆動装置に関する。

インホイールモータ駆動装置において、潤滑油路の途中に、潤滑油を循環させるポンプを配置した技術が提案されている（特許文献１）。このインホイールモータ駆動装置では、潤滑油の油量を検知する機構については開示されていない。
潤滑油の油量を検知する機構として、例えば、潤滑油の貯留部内にいわゆるフロート式の油量検知機構を設けることが考えられる。その他、車両停止時に貯留部にレベルゲージ等を差込むかまたは点検窓から目視により油量を測定することも考えられる。

特開２００９−６３０４３号公報

インホイールモータ駆動装置では、コンパクト化を図ると共にばね下重量の低減を図るため、一般的な内燃機関よりも潤滑油の油量が少なくなっている。このため、従来のインホイールモータ駆動装置では、運転中に潤滑油量が過剰に減少し、各部位の潤滑が十分に行われなくなった際、前記各部位に摩耗や異常発熱が生じる場合がある。

貯留部内にフロート式の油量検知機構を設ける場合、貯留部の容積を大きくする必要があるため、装置が大型化し、インホイールモータ駆動装置のコンパクト化、ばね下重量の低減を図ることができない。また構造が複雑となって製造コストが高くなる。
目視により油量を測定する場合には、油量の測定に手間がかかる。例えば、左右の駆動輪毎にそれぞれインホイールモータ駆動装置が設けられる場合、各インホイールモータ駆動装置毎に油量を測定しなければならずさらに手間がかかる。

この発明の目的は、インホイールモータ駆動装置のコンパクト化を図ると共に、潤滑油の油量を容易に検知することが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、車輪を駆動する電動モータと、前記車輪を支持する車輪用軸受と、前記電動モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝達する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置において、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部と、この潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を前記減速機に供給して戻す潤滑油供給手段と、前記潤滑油貯留部の最下部に設けられ、潤滑油の油量を検出する油量検出センサとを設けたことを特徴とする。

この構成によると、潤滑油貯留部には、潤滑油が一時的に貯留される。車両の運転時に、潤滑油供給手段は、潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を減速機に供給する。油量検出センサを用いて、例えば、車両停止時に、潤滑油貯留部内の潤滑油の油量を検出する。この油量検出センサは潤滑油貯留部の最下部に設けられるため、油量が過剰に減少したとしても、油量を精度良く且つ容易に検出することができる。このように油量が過剰に減少したときに、運転者はその旨認識して、例えば、車両を牽引させて修理工場等へ移動させる等必要な措置を講ずることができる。これにより、減速機の過度の摩耗等の異常を未然に防止することができる。また油量検出センサは、潤滑油貯留部の最下部の例えばドレンプラグ等に簡単に設けることができるため、汎用性を高めつつインホイールモータ駆動装置のコンパクト化、ばね下重量の低減を図ることができる。

前記油量検出センサは、圧力センサまたは重量センサであっても良い。潤滑油の油量と、圧力または重量との関係を例えばテーブルに記憶しておき、圧力センサまたは重量センサで検出される検出値を前記テーブルに照らして油量を演算する。これにより、フロート式の油量検知機構等のような比較的大掛かりな機構を潤滑油貯留部内に収める必要がなく、装置の大型化を抑制することができる。また潤滑油貯留部内の潤滑油の油量を容易に検出し得る。

前記油量検出センサが圧力センサである場合に、前記圧力センサは、信号線を介して、車両全体の統括制御を行う電子制御ユニット、および、前記電動モータを制御するモータ制御装置のいずれか一方に接続されていても良い。
前記電動モータは、ロータの回転角を検出するセンサを有し、前記圧力センサと、前記電子制御ユニットおよび前記モータ制御装置と接続する信号線が、前記電動モータの前記センサの接続ケーブルと同軸に配置されても良い。
前記油量検出センサと、前記電子制御ユニットおよび前記モータ制御装置とを接続する信号線の長手方向途中部に、接続部を設けても良い。

前記潤滑油供給手段は、前記電動モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、前記電動モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、前記減速機に設けられ、前記モータ回転軸油路および前記潤滑油貯留部に連通して潤滑油を前記減速機に供給する減速機油路と、前記潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて前記潤滑油流路を経由して前記モータ回転軸流路および前記減速機油路に循環させるポンプとを有する軸心給油機構であっても良い。
この場合、潤滑油を、ポンプにより、潤滑油流路を経由してモータ回転軸流路および減速機油路に強制的に循環させる。これにより、減速機全域にわたって潤滑油を安定して供給することができる。

車両停止後、前記油量検出センサにより、定められた一定時間、前記潤滑油貯留部内の潤滑油の油量を複数回計測し、その平均値を算出する演算手段を設けても良い。前記「定められた一定時間」は、試験やシミュレーション等により適宜に定めることができる。車両停止後、油路に存する潤滑油が前記潤滑油貯留部に流れ込む。演算手段は、一定時間において、油量検出センサで複数回計測した油量の平均値を算出することで、潤滑油の油量を安定して求めることができる。車両動作時には、潤滑油が循環され、油量検出センサのセンサ出力が安定しないため、車両停止後に、油量検出センサによる計測を行う。

前記潤滑油貯留部はすり鉢状の底部を有し、このすり鉢状の底部の最下部に、前記油量検出センサを設けても良い。この場合、潤滑油貯留部に貯留される潤滑油は、この潤滑油の重量により、すり鉢状の底部の最下部に流れ込む。このため、潤滑油の油量を安定して検出し得る。

車両の電源が投入されている車両停止時に、前記油量検出センサで検出される油量が、定められた設定範囲から外れるとき、前記潤滑油供給手段の異常情報を出力する異常報告手段を設けても良い。この異常報告手段により潤滑油供給手段の異常情報が出力されると、車両の運転者はその旨認識して、例えば、車両を牽引させて修理工場等に移動させる等必要な措置を講ずることができる。これにより、減速機の過度の摩耗等の異常を未然に防止することができる。
車両に搭載される全てのインホイールモータ駆動装置に、それぞれ前記油量検出センサを設けても良い。
前記異常報告手段から出力された異常情報を受けて、目視確認可能な警告を表示する警告表示手段、および音声を出力する音声出力手段のいずれか一方または両方を設けても良い。

前記油量検出センサで検出される油量が、定められた設定範囲から外れるとき、前記電動モータのモータトルクおよび回転数を制限する出力制限手段を設けても良い。出力制限手段は、検出される油量が定められた設定範囲から外れるとき、電動モータの出力を制限することで、潤滑油の給油が不十分な状態になることを防止し、減速機等に過度の摩耗等の異常が生じることを防ぐことができる。

前記出力制限手段は、前記油量検出センサで検出される油量が、定められた設定範囲から外れるとき、前記電動モータのモータトルクを徐々に減少し、前記電動モータを駆動停止させるものとしても良い。このように電動モータの出力を強制的に制限することで、減速機の過度の摩耗および異常発熱を確実に防止することが可能となる。したがって、潤滑油が過度に減少することによるインホイールモータ駆動装置の異常を未然に防止し、車両の走行中の急停車を誘発させないようにすることができる。

この発明のインホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動する電動モータと、前記車輪を支持する車輪用軸受と、前記電動モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝達する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置において、潤滑油を貯留する潤滑油貯留部と、この潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を前記減速機に供給して戻す潤滑油供給手段と、前記潤滑油貯留部の最下部に設けられ、潤滑油の油量を検出する油量検出センサとを設けたため、インホイールモータ駆動装置のコンパクト化を図ると共に、潤滑油の油量を容易に検知することができる。

この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置の断面図である。 同インホイールモータ駆動装置の潤滑油貯留部の拡大断面図である。 同インホイールモータ駆動装置の制御系のブロック図である。 同インホイールモータ駆動装置の重量センサで検出される重量と油量との関係を示す図である。 同インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車を概略示す図である。

この発明の第１の実施形態に係るインホイールモータ駆動装置を図１ないし図５と共に説明する。以下の説明は、インホイールモータ駆動装置の制御方法についての説明をも含む。図１に示すように、このインホイールモータ駆動装置は、車輪を駆動する電動モータ１と、この電動モータ１の回転を減速する減速機２と、この減速機２の入力軸３と同軸の出力部材４によって回転される車輪用軸受５と、潤滑油供給手段Ｊｋとを有する。車輪用軸受５と電動モータ１との間に減速機２を介在させ、車輪用軸受５で支持される駆動輪である車輪のハブと、電動モータ１のモータ回転軸６とを同軸心上で連結してある。

減速機２を収納する減速機ハウジング７には、車両における図示外のサスペンションが連結される。なお、この明細書において、インホイールモータ駆動装置を車両に支持し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。

電動モータ１は、モータハウジング８に固定したモータステータ９と、モータ回転軸６に取り付けたモータロータ１０との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（いわゆる埋込み磁石型同期モータ）である。モータハウジング８には、軸方向に離隔して軸受１１，１２が設けられ、これら軸受１１，１２にモータ回転軸６が回転自在に支持されている。モータ回転軸６は、電動モータ１の駆動力を減速機２に伝達するものである。モータ回転軸６の軸方向中間付近部には、径方向外方に延びるフランジ部６ａが設けられ、このフランジ部６ａにロータ固定部材１３を介してモータロータ１０が取付けられている。

減速機２の入力軸３は、軸方向一端がモータ回転軸６内に延びて、モータ回転軸６とスプライン嵌合されている。出力部材４のカップ部４ａ内に軸受１４ａが嵌合され、前記カップ部４ａに内ピン２２を介して連結される筒状の連結部材２６内に軸受１４ｂが嵌合されている。入力軸３は、これら軸受１４ａ，１４ｂにより回転自在に支持されている。よって減速機２の入力軸３およびモータ回転軸６は、軸受１１，１２，１４ａ，１４ｂにより一体に回転自在に支持される。減速機ハウジング７内における、入力軸３の外周面には、偏心部１５，１６が設けられる。これら偏心部１５，１６は、偏心運動による遠心力が互いに打ち消されるように１８０°位相をずらして設けられている。

減速機２は、減速比が例えば６以上のものであるのが良い。この減速機２は、インナハウジングＩｈと、曲線板１７，１８と、複数の外ピン１９と、運動変換機構２０と、カウンタウェイト２１とを有するサイクロイド減速機である。曲線板１７，１８は、外周が径方向内外に互違いに湾曲する曲線（波形）状で、偏心部１５，１６にそれぞれ回転自在に設けられる。減速機ハウジング７内にインナハウジングＩｈが連結され、このインナハウジングＩｈの内周に、軸受２７ａ，２７ｂを介して、出力部材４および連結部材２６が回転自在に支持されている。

インナハウジングＩｈに、針状ころ軸受を介して、複数の外ピン１９が円周方向一定間隔おきに設けられる。これら外ピン１９に対し、曲線板１７，１８の外周が転接可能に構成される。曲線板１７，１８が公転運動すると、これら曲線板１７，１８の外周の波形部分と、各外ピン１９とが係合して、これら曲線板１７，１８に自転運動を生じさせるようになっている。

運動変換機構２０は、曲線板１７，１８の自転運動を出力部材４に伝達する機構である。この運動変換機構２０は、出力部材４に設けられた複数の内ピン２２と、曲線板１７，１８に設けられた貫通孔とを有する。複数の内ピン２２は、出力部材４の回転軸心を中心として円周方向に等間隔に配設されている。減速機２の入力軸３における偏心部１５，１６に隣接する軸方向位置に、それぞれカウンタウェイト２１，２１が設けられている。

車輪用軸受５は、内周に複列の軌道面を形成した外方部材２３と、これら各軌道面に対向する軌道面を外周に設けた内方部材２４と、これら外方部材２３および内方部材２４の軌道面間に介在した複列の転動体２５とを有する。内方部材２４は、駆動輪を取付けるハブを兼用する。この車輪用軸受５は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、転動体２５はボールからなり、各列毎に保持器で保持されている。外方部材２３は静止側軌道輪となるものであって、減速機ハウジング７のアウトボード側端に取付けるフランジを有する。

潤滑油供給手段Ｊｋは、減速機２の潤滑および電動モータ１の冷却の両方に用いられる潤滑油を供給する軸心給油機構である。この潤滑油供給手段Ｊｋは、潤滑油流路３０と、モータ回転軸油路３２と、減速機油路３１と、ポンプ２８とを有する。潤滑油流路３０はモータハウジング８に設けられ、モータ回転軸油路３２は、電動モータ１のモータ回転軸６内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路３０に連通する。減速機油路３１は、減速機２に設けられ、モータ回転軸油路３２および潤滑油貯留部２９に連通して潤滑油を減速機２に供給する。

減速機油路３１は、入力軸油路３６と、オイル供給口３７と、オイル排出口３８とを有する。入力軸油路３６は、モータ回転軸油路３２に連通し、入力軸３の内部におけるインボード側端からアウトボード側に軸方向に延びる。オイル供給口３７は、入力軸油路３６のうち偏心部１５，１６が設けられる軸方向位置から、半径方向外方に延びている。
減速機ハウジング７には、減速機２の潤滑に供された潤滑油を潤滑油貯留部２９に排出するオイル排出口３８が設けられている。

ポンプ２８は、潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油を、潤滑油貯留部２９内の吸込口２９ｂから吸い上げて潤滑油流路３０を経由してモータ回転軸油路３２および減速機油路３１に循環させる。このポンプ２８は、例えば、出力部材４の回転により回転する図示外のインナーロータと、このインナーロータの回転に伴って従動回転するアウターロータと、ポンプ室と、吸入口と、吐出口とを有するサイクロイドポンプである。内方部材２４の回転により前記インナーロータが回転すると、前記アウターロータは従動回転する。このときインナーロータおよびアウターロータはそれぞれ異なる回転中心を中心として回転することで、前記ポンプ室の容積が連続的に変化する。

これにより、潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油は、吸い上げられて前記吸入口から流入し、前記吐出口から潤滑油流路３０に圧送される。潤滑油は、この潤滑油流路３０からモータ回転軸油路３２に導かれる。潤滑油の一部は、このモータ回転軸油路３２から、モータ回転軸６の貫通孔６ｂを経由して環状隙間δ１に導かれて、電動モータ１の冷却に供される。この冷却に供された潤滑油は、ロータ固定部材１３のフランジと、モータロータ１０の両端面との間のスリットからそれぞれ排出されて、遠心力および重力によって下方に移動しモータハウジング８の下部に落ち、その後、このモータハウジング８の下部に連通する潤滑油貯留部２９に貯留される。

モータ回転軸油路３２からオイル供給口３７に導かれた潤滑油は、減速機２内を潤滑する。つまりオイル供給口３７の外径側開口端から排出される潤滑油には、遠心力が作用することで、潤滑油は減速機２内の各部を潤滑しながら減速機ハウジング７内で半径方向外方に移動する。その後、潤滑油は、重力によって下方に移動し、オイル排出口３８から潤滑油貯留部２９に貯留される。

図２は、このインホイールモータ駆動装置の潤滑油貯留部の拡大断面図である。同図に示すように、潤滑油貯留部２９は、減速機ハウジング７の下部に設けられるいわゆるオイルタンクである。車両停止時において、この潤滑油貯留部２９に潤滑油が満杯状態（矢符で示す初期油量高さ）になるように満たされる。
潤滑油貯留部２９の底部２９ａは、下方に向かう程小径となるすり鉢状に設けられ、このすり鉢状の底部２９ａの最下部に、ドレンプラグ３９および油量検出センサ４０を設けている。この例では、ドレンプラグ３９における、潤滑油貯留部２９内に露出する先端部に、潤滑油の油量を検出する油量検出センサ４０が嵌込まれている。

油量検出センサ４０として、圧力センサまたは重量センサが適用される。これらのうち圧力センサは、例えば、ダイアフラム、ベローズ、静電容量式圧力センサ、半導体圧力センサ、および圧電式圧力センサの少なくともいずれか１つからなる。ただし、これらのセンサに限定されるものではない。
前記ダイアフラムは、外周縁部を固定した薄い円板で、この円板に潤滑油が作用する。これにより、円板の一方の面と他方の面の圧力差に比例して円板が弾性変形し、その変形の大きさから圧力を検出し得る。円板が比較的大きく弾性変形するときは、各種の変位センサを利用して圧力を電気信号に変換し得る。円板の弾性変形が僅かな場合には、円板の歪の大きさを例えばストレインゲージにより検出し、圧力を電気信号に変換し得る。潤滑油の油量と圧力との関係を、例えば、後述するテーブルに記憶しておき、演算手段４１（図３）は、検出される圧力を前記テーブルに照らして油量を演算する（以下同じ）。

前記ベローズは、周囲に蛇腹状のひだを設けた薄肉状の円筒部を含み、この円筒部の内部と外部との圧力差に応じて円筒部が軸方向に伸縮する。この円筒部の伸縮により同円筒部の端面が変位する。この端面の変位量が圧力差に比例する。前記変位量は変位センサ等により電気信号に変換し得る。
前記静電容量式圧力センサは、前記ダイアフラムまたは前記ベローズが圧力により弾性変形することを利用する。つまり固定極板に対して可動極板を変位させ、これら極板間の静電容量が変化することを利用して圧力を電気的に検出する。

前記半導体圧力センサは、ダイアフラムとストレインゲージが一体化したものであって、シリコン単結晶により受圧用ダイアフラムを形成し、この受圧用ダイアフラムの一部に、不純物を拡散してストレインゲージを形成する。受圧用ダイアフラムに圧力が加わることで、この受圧用ダイアフラムの一部が変形することにより、ストレインゲージの抵抗が変化し、ブリッジ回路により圧力に比例した電気信号を得る。
前記圧電式圧力センサは、圧電素子に圧力を加え、圧電効果により発生する電圧を増幅することにより、圧力変化を電気信号に変換し得る。
重量センサとして、例えば、潤滑油貯留部２９内における潤滑油の油量に比例する重量を弾性体の歪で測るロードセルや、前記重量を磁気的に検出する磁歪式力センサを適用し得る。図４に示すように、潤滑油の油量と重量との関係を例えば、テーブル４１ａ（図３）に記憶しておき、演算手段４１（図３）は、検出される重量を前記テーブルに照らして油量を演算する。

制御系を説明する。
図３は、このインホイールモータ駆動装置の制御系のブロック図である。同図に示すように、制御装置は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＶＣＵ４２と、このＶＣＵ４２の指令に従って駆動モータ１の制御を行うインバータ装置４３とを有する。これらＶＣＵ４２およびインバータ装置４３は車体に搭載されている。ＶＣＵ４２は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。

インバータ装置４３は、各電動モータ１に対して設けられたパワー回路部４４と、このパワー回路部４４を制御するモータコントロール部４５（モータ制御装置）とを有する。モータコントロール部４５は、各パワー回路部４４に対して共通して設けられていても、別々に設けられていてもいても良い。モータコントロール部４５は、このモータコントロール部４５が持つインホイールモータ駆動装置に関する各検出値や制御値等の各情報をＶＣＵ４２に出力する機能を有する。

パワー回路部４４は、バッテリ４６の直流電力を電動モータ１の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ４７と、このインバータ４７を制御するＰＷＭドライバ４８とを有する。インバータ４７は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ４８は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。

モータコントロール部４５は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部４９を有している。モータ駆動制御部４９は、上位制御手段であるＶＣＵ４２から与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部４４のＰＷＭドライバ４８に電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部４９は、インバータ４７から電動モータ１に流すモータ電流値を電流検出手段３５から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部４９は、電動モータ１のモータロータ１０（図１）の回転角を角度センサ５０から得て、ベクトル制御等の回転角に応じた制御を行う。

この実施形態では、前記構成のモータコントロール部４５に、演算手段４１、判定部５１、異常時制御手段５２、および異常報告手段５３を設け、ＶＣＵ４２に異常表示手段５４を設けている。このインホイールモータ駆動装置は、これら演算手段４１、判定部５１、異常時制御手段５２、異常報告手段５３、および異常表示手段５４を有する。
前記油量検出センサ４０は、信号線Ｌ１を介して、演算手段４１に接続されている。前記信号線Ｌ１は、前記角度センサ５０の接続ケーブルＬ２と同軸に配置されている。この油量検出センサ４０と演算手段４１とを接続する信号線Ｌ１の長手方向途中部には、例えば、コネクタ、端子台等の接続部Ｃｎが設けられている。

演算手段４１は、車両の電源が投入されている車両停止時に、車両停止後一定時間、検出値を前記テーブル４１ａに照らして、潤滑油の油量を演算する。前記「車両の電源が投入されている車両停止時」とは、この電気自動車のＶＣＵ４２に電源が投入されていて、車両が完全に停止している状態を言い、例えば、（１）運転者等がキー、スタートボタン等の始動手段を、「オフ」から電動モータ１への電力供給前の「アクセサリ電源」の位置に操作してＶＣＵ４２に電源が投入されたときや、（２）ＶＣＵ４２に電源が投入されて始動手段を「オン」にしているが、ＶＣＵ４２が電動モータ１への加速指令を生成していない場合を言う。車両動作時には、潤滑油が循環され、油量検出センサ４０のセンサ出力が安定しないため、車両停止後に、油量検出センサ４０による計測を行う。

判定部５１は、演算手段４１で演算される油量が、定められた設定範囲から外れるか否かを判定する。この場合の設定範囲は、実験、シミュレーション等により適宜定める。例えば、実験結果等から、減速機２の各部に過度の摩耗が生じない最低レベル以上の油量を前記「設定範囲」と定め得る。油量が定められた設定範囲から外れる、つまり最低レベル未満であると判定部５１で判定されると、異常時制御手段５２は、設定範囲から外れた（異常である）ことを示す信号の出力に応答した制御を行う。前記設定範囲は任意に書換え可能に構成される。なお油量が定められた設定範囲から外れていない正常時には、正常時制御手段５５より正常であることを示す信号がモータ駆動制御部４９に入力される。この場合、モータ駆動制御部４９は、前述の制御を行う。

異常時制御手段５２は、油量が定められた設定範囲から外れたことを示す信号の出力に応答して、例えば、潤滑油供給手段Ｊｋ（図１）が異常である旨の情報を出力するか、または電動モータ１の出力を制限する指令をモータ駆動制御部４９に入力する。モータ駆動制御部４９は、出力制限手段として、異常時制御手段５２からの指令に基づき、電動モータ１のモータトルクおよび回転数を制限する。出力制限の具体例として、モータ駆動制御部４９は、例えば、電動モータ１のモータトルクを徐々に減少し、電動モータ１を駆動停止させる。また電動モータ１の出力を制限する指令がモータ駆動制御部４９に入力している状態では、電動モータ１の回転始動を不許可とする。

異常報告手段５３は、異常時制御手段５２からの情報を受けて、ＶＣＵ４２に異常発生情報を出力する。ＶＣＵ４２の異常表示手段５４は、表示装置に、潤滑油供給手段Ｊｋ（図１）が異常である旨の情報を表示させることで、運転者の注意を喚起する。

作用効果について説明する。
潤滑油貯留部２９には、潤滑油が一時的に貯留される。
車両の運転時において、ポンプ２８は、潤滑油貯留部２９に貯留された潤滑油を吸い上げて潤滑油流路３０を経由してモータ回転軸油路３２および減速機油路３１に強制的に循環させる。潤滑油の一部は、モータ回転軸油路３２から、順次、貫通孔６ｂ、環状隙間δ１に導かれて、電動モータ１の冷却に供される。この冷却に供された潤滑油は、モータハウジング８の下部を経て潤滑油貯留部２９に貯留される。モータ回転軸油路３２からオイル供給口３７に導かれた潤滑油は、遠心力の作用により減速機２内の各部を潤滑しながら減速機ハウジング８内で半径方向外方に移動する。その後、潤滑油は、重力によって下方に移動し、オイル排出口３８から潤滑油貯留部２９に貯留される。

車両の電源が投入されている車両停止時に、油量検出センサ４０で検出される油量が、定められた設定範囲から外れるとき、異常時制御手段５２は、異常を示す信号に応答して、潤滑油供給手段Ｊｋが異常である旨の情報を出力すると共に、電動モータ１の出力を制限する指令をモータ駆動制御部４９に入力する。

油量検出センサ４０は、潤滑油貯留部２９の最下部に設けられるため、油量が過剰に減少したとしても、油量を精度良く且つ容易に検出することができる。このように油量が過剰に減少したときに、運転者は異常報告手段５３から出力される異常情報によりその旨認識して、例えば、車両をレッカー車等により牽引させて修理工場等へ移動させる等必要な措置を講ずることができる。これにより、減速機２の過度の摩耗等の異常を未然に防止することができる。また油量検出センサ４０は、潤滑油貯留部２９の最下部のドレンプラグ３９の先端部に嵌込まれている。このように油量検出センサ４０を潤滑油貯留部２９の最下部に簡単に設けることができるため、汎用性を高めつつインホイールモータ駆動装置のコンパクト化、ばね下重量の低減を図ることができる。

貯留部内にフロート式の油量検知機構を設ける場合、貯留部の容積を大きくする必要があるが、この実施形態では、演算手段４１が、圧力センサまたは重量センサで検出される検出値をテーブル４１ａに照らして油量を演算する。これにより、フロート式の油量検知機構等のような比較的大掛かりな機構を潤滑油貯留部内に収める必要がなく、装置の大型化を抑制することができる。また潤滑油貯留部２９内の潤滑油の油量を容易に検出し得る。

また軸心給油機構を設け、潤滑油を、ポンプ２８により、潤滑油流路３０を経由してモータ回転軸油路３２および減速機油路３１に強制的に循環させることにより、減速機全域にわたって潤滑油を安定して供給することができる。
潤滑油貯留部２９はすり鉢状の底部２９ａを有し、このすり鉢状の底部２９ａの最下部に、油量検出センサ４０を設けたため、潤滑油貯留部２９に貯留される潤滑油は、この潤滑油の重量により、すり鉢状の底部２９ａの最下部に流れ込む。このため、潤滑油の油量を安定して検出し得る。

モータ駆動制御部４９は、異常時制御手段５２からの指令に基づき、電動モータ１のモータトルクおよび回転数を制限するため、潤滑油の給油が不十分な状態になることを防止し、減速機２等に過度の摩耗等の異常が生じることを防ぐことができる。この場合において、モータ駆動制御部４９は、電動モータ１のモータトルクを徐々に減少し、電動モータ１を駆動停止させる。このように電動モータ１の出力を強制的に制限することで、減速機２の過度の摩耗および異常発熱を確実に防止することが可能となる。したがって、潤滑油が過度に減少することによるインホイールモータ駆動装置の異常を未然に防止し、車両の走行中の急停車を誘発させないようにすることができる。

他の実施形態について説明する。
ＶＣＵ４２に演算手段４１を設け、この演算手段４１と油量検出センサ４０とを信号線で接続しても良い。
演算手段４１は、車両停止後、油量検出センサ４０により、定められた一定時間、潤滑油貯留部２９内の潤滑油の油量を複数回計測し、その平均値を算出しても良い。この場合、潤滑油の油量を安定して求めることができる。
車両に搭載される全てのインホイールモータ駆動装置に、それぞれ油量検出センサ４０を設けても良い。
異常報告手段５３から出力された異常情報を受けて、音声を出力する音声出力手段を設けても良い。

図５は、インホイールモータ駆動装置を搭載した電気自動車を概略示す図である。
この電気自動車は、車体の左右の後輪となる車輪５６が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪５７が従動輪とされた４輪の自動車である。前輪となる車輪５７は操舵輪とされている。この例の電気自動車は、駆動輪となる左右の車輪５６，５６を、それぞれ独立の電動モータ１，１により駆動するドライブユニットを備えている。電動モータ１の回転は、減速機２および車輪用軸受５を介して車輪５６に伝達される。前記ドライブユニットは、電動モータ１の一部または全体が車輪５６内に配置されて、電動モータ１、減速機２、および車輪用軸受５を含むインホイールモータ駆動装置を構成している。
この電気自動車にいずれかのインホイールモータ駆動装置を搭載したため、潤滑油が過度に減少することによるインホイールモータ駆動装置の異常を未然に防止し、車両の走行中の急停車を誘発させないようにすることができる。

１…電動モータ
２…減速機
５…車輪用軸受
２８…ポンプ
２９…潤滑油貯留部
２９ａ…底部
３０…潤滑油流路
３１…減速機油路
３２…モータ回転軸油路
４０…油量検出センサ
５３…異常報告手段
５６…車輪
Ｊｋ…潤滑油供給手段

Claims (5)

1. 車輪を駆動する電動モータと、前記車輪を支持する車輪用軸受と、前記電動モータの回転を減速して前記車輪用軸受に伝達する減速機とを備えたインホイールモータ駆動装置において、
   潤滑油を貯留する潤滑油貯留部と、
   この潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を前記減速機に供給して戻す潤滑油供給手段と、
   前記潤滑油貯留部の最下部に設けられ、潤滑油の油量を検出する油量検出センサ
   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。
2. 請求項１記載のインホイールモータ駆動装置において、前記油量検出センサは、圧力センサまたは重量センサであるインホイールモータ駆動装置。
3. 請求項１または請求項２に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記潤滑油供給手段は、
   前記電動モータのモータハウジングに設けられる潤滑油流路と、
   前記電動モータのモータ回転軸内の軸心に沿って設けられ、前記潤滑油流路に連通するモータ回転軸油路と、
   前記減速機に設けられ、前記モータ回転軸油路および前記潤滑油貯留部に連通して潤滑油を前記減速機に供給する減速機油路と、
   前記潤滑油貯留部に貯留された潤滑油を吸い上げて前記潤滑油流路を経由して前記モータ回転軸流路および前記減速機油路に循環させるポンプと、
   を有する軸心給油機構であるインホイールモータ駆動装置。
4. 請求項１ないし請求項３のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、前記潤滑油貯留部はすり鉢状の底部を有し、このすり鉢状の底部の最下部に、前記油量検出センサを設けたインホイールモータ駆動装置。
5. 請求項１ないし請求項４のいずれか１項に記載のインホイールモータ駆動装置において、車両の電源が投入されている車両停止時に、前記油量検出センサで検出される油量が、定められた設定範囲から外れるとき、前記潤滑油供給手段の異常情報を出力する異常報告手段を設けたインホイールモータ駆動装置。

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