(57)【要約】【課題】インホイールモータ方式の車両における走行性能の向上を図る技術を提供する。【解決手段】本発明のある態様のモータ制御装置は、駆動用トルクを駆動輪に付与するインホイールモータ１００を制御するモータ制御装置であって、車輪が転舵する際に車両が受ける走行抵抗に対して追加すべきトルクを算出する追加トルク算出部３０と、アクセル操作及びブレーキ操作に基づいて定まる基準トルクＴｂと、追加すべきトルクとの合計トルクを発生させるようインホイールモータ１００の駆動を制御するモータ制御部３２と、を備える。【選択図】図５
2014155342.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
駆動用トルクを駆動輪に付与するインホイールモータを制御するモータ制御装置であって、
車輪が転舵する際に車両が受ける走行抵抗に対して追加すべきトルクを算出する追加トルク算出部と、
アクセル操作及びブレーキ操作に基づいて定まる基準トルクと、前記追加すべきトルクとの合計トルクを発生させるよう前記インホイールモータの駆動を制御するモータ制御部と、
を備えることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
前記インホイールモータは、転舵用トルクを転舵輪に付与するように構成され、
前記追加トルク算出部は、前記走行抵抗及び車輪が転舵する際に車両が受ける転舵抵抗に対して追加すべきトルクを算出し、
前記モータ制御部は、アクセル操作、ブレーキ操作及びステアリング操作に基づいて定まる基準トルクと、前記追加すべきトルクとの合計トルクを発生させるよう前記インホイールモータの駆動を制御する請求項１に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置に関する。特に、自動車等の車両に用いられるモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、ホイールインモータ構造を採用した車両用駆動輪構造であって、独立に制御可能な２つの駆動用同軸モータを備え、２つの同軸モータの出力トルクの大きさに差を付けることによって操舵を可能とする車両用駆動輪構造が開示されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−１４５０６９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
本発明者は、インホイールモータを備えた駆動輪構造について鋭意研究を重ねた結果、従来の構造には、車両の走行性能の向上を図る上で改善の余地があることを見出した。
【０００５】
本発明はこうした状況に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、インホイールモータ方式の車両における走行性能の向上を図る技術を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記課題を解決するために、本発明のある態様のモータ制御装置は、駆動用トルクを駆動輪に付与するインホイールモータを制御するモータ制御装置であって、車輪が転舵する際に車両が受ける走行抵抗に対して追加すべきトルクを算出する追加トルク算出部と、アクセル操作及びブレーキ操作に基づいて定まる基準トルクと、前記追加すべきトルクとの合計トルクを発生させるよう前記インホイールモータの駆動を制御するモータ制御部と、を備えることを特徴とする。
【０００７】
この態様によれば、インホイールモータ方式の車両における走行性能の向上を図ることができる。
【０００８】
上記態様において、前記インホイールモータは、転舵用トルクを転舵輪に付与するように構成され、前記追加トルク算出部は、前記走行抵抗及び車輪が転舵する際に車両が受ける転舵抵抗に対して追加すべきトルクを算出し、前記モータ制御部は、アクセル操作、ブレーキ操作及びステアリング操作に基づいて定まる基準トルクと、前記追加すべきトルクとの合計トルクを発生させるよう前記インホイールモータの駆動を制御してもよい。この態様によれば、インホイールモータ方式の車両における走行性能をより向上させることができる。
【発明の効果】
【０００９】
本発明によれば、インホイールモータ方式の車両における走行性能の向上を図る技術を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１０】
【図１】実施の形態に係るモータ制御装置を搭載する車両の概念構成を示す説明図である。
【図２】インホイールモータを含む駆動転舵輪構造を模式的に示す図である。
【図３】図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。
【図４】図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、インホイールモータによる車輪の駆動及び転舵を説明するための模式図である。
【図５】実施の形態に係るモータ制御装置の構成を模式的に示す機能ブロック図である。
【図６】車輪の転舵により発生するサイドフォース、コーナリングドラッグ及びセルフアライニングトルクを模式的に示す説明図である。
【図７】タイヤスリップ角と、サイドフォースと、コーナリングパワーとの関係を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１１】
以下、図面を参照しながら、本発明を実施するための形態（以下、実施形態という）について詳細に説明する。なお、図面の説明において同一の要素には同一の符号を付し、重複する説明を適宜省略する。
【００１２】
図１は、実施の形態に係るモータ制御装置を搭載する車両の概念構成を示す説明図である。車両１０は、前後左右の車輪２００のホイール内若しくはその近傍にインホイールモータ１００が設けられた、インホイールモータ方式の自動車である。インホイールモータ１００は、駆動用トルクを駆動輪に付与するためのモータである。車両１０は、前後左右の４輪が駆動輪であり、各輪独立して制御可能である。このように、各駆動輪にモータを設ける方式によれば、単一のモータの出力を各ホイールに分配する方式に比べて、伝達系の部品やその設置スペースを省略することができ、また伝達による損失も抑制することができる。インホイールモータ１００の構造については、後に詳細に説明する。
【００１３】
インホイールモータ１００を駆動する場合、例えば、アクセルペダル１４から入力される運転者のアクセル操作量に基づき、車両１０に搭載されたＥＣＵ１６が、各インホイールモータ１００に対応して車体側に設置される各アンプ１８にモータ指令値（トルク指令値）を供給する。アンプ１８はインバータ等で構成され、車両１０に搭載されたバッテリ２０に接続されている。アンプ１８は、バッテリ２０から供給される直流電力を三相交流電圧に変換し、必要なタイミングで必要量の電流をインホイールモータ１００に提供する。
【００１４】
また、インホイールモータ１００には、インホイールモータ１００のロータの回転状態を検出するロータリエンコーダ２２が設けられている。ＥＣＵ１６は、ロータリエンコーダ２２で検出される回転状態情報を取得し、実際のロータの回転状態とモータ指令値に基づく目標回転状態との差異に基づき、モータ指令値を補正する。これにより、運転者のアクセルペダル１４の操作量に基づいたインホイールモータ１００の回転制御が実現される。
【００１５】
また、ＥＣＵ１６には、ブレーキペダル２４からその踏み込み操作量を示す信号や、ステアリング２６から操舵角度や操舵速度等を示す信号が入力され、必要に応じてインホイールモータ１００の制御に反映できるよう構成されている。例えば、運転者がブレーキペダル２４を操作して減速要求を行った場合、ＥＣＵ１６は、インホイールモータ１００を発電機として機能させて回生制動を行うとともに、必要に応じてバッテリ２０の充電を実施する。これにより、常用の油圧ブレーキの代わりに、又は油圧ブレーキに加えて制動力を確保することが可能になり、安定した制動を行うことができる。
【００１６】
また、ステアリング２６の操舵に基づき、ＥＣＵ１６はインホイールモータ１００の出力を変化させ、車輪２００の転舵に伴う速度低下を抑制する制御を実行する。当該制御については、後に詳細に説明する。また、ＥＣＵ１６はインホイールモータ１００に内蔵される磁石を用いて電磁ブレーキ効果を発生させ、インホイールモータ１００の回転を停止固定するロック状態を作り出すこともできる。
【００１７】
続いて、インホイールモータ１００周辺の構造について詳細に説明する。図２は、インホイールモータを含む駆動転舵輪構造を模式的に示す図である。図２は、車両後方から駆動転舵輪構造の内部を透視した状態を図示している。図３は、図２のＡ−Ａ線に沿った断面図である。車両１０は、車両左右方向に略平行な車輪回転軸Ｘを中心軸として回転可能に設置された車輪取付部材１０１を有する。車輪取付部材１０１の車両外側端には、車輪２００（図１参照）を取り付けるためのハブ１０１ａが形成される。
【００１８】
また車両１０は、車輪取付部材１０１を例えばボールベアリングなどを介して車輪回転軸Ｘまわりに回転可能に支持するとともに、転舵時に転舵軸Ｚまわりに車輪２００とともに回転するナックル１０２を有する。本実施の形態において、ナックル１０２は図示するような中空構造を採る。
【００１９】
ナックル１０２の内部には、２つの中空状の駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４と、インホイールモータ１００とが収容される。本実施の形態では、インホイールモータ１００は２つの同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂで構成され、同軸モータ１００Ａが駆動ギア１０３の内部に収容され、同軸モータ１００Ｂが駆動ギア１０４の内部に収容される。駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４は、略円盤状の形状を有し、中心軸が車輪回転軸Ｘと一致するように配置される。同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂは、車輪取付部材１０１の周囲に嵌挿される。同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂは、それぞれ独立に回転方向及び回転トルクを制御可能である。
【００２０】
同軸モータ１００Ａの外周側に位置する図示しないステータは駆動ギア１０３に固定され、内周側に位置する図示しないロータは車輪取付部材１０１に固定される。同様に、同軸モータ１００Ｂの外周側に位置する図示しないステータは駆動ギア１０４に固定され、内周側に位置する図示しないロータは車輪取付部材１０１に固定される。駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４の互いに対向する面の円周縁部には、所定角度でギア歯が形成される。
【００２１】
また車両１０は、例えばボールベアリングなどを介して転舵軸Ｚまわりに回転可能にナックル１０２に取り付けられたピニオンギア１０７を有する。ピニオンギア１０７は、駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４の双方のギア歯と噛合し、駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４のそれぞれと一対のかさ歯車機構を形成する。
【００２２】
ピニオンギア１０７のナックル１０２外に位置する端部は、サスペンションのアッパーアーム１０８に固定される。ピニオンギア１０７は、アッパーアーム１０８に対して相対的には回転しない。また、ナックル１０２の下端は、サスペンションのロワーアーム１０９に取り付けられる。ナックル１０２の下端は、ナックル１０２が転舵軸Ｚまわりにロワーアーム１０９に対して相対的に回転可能なように、例えば図示するようなボールジョイントによって取り付けられる。
【００２３】
このような構成を備えた駆動輪構造の動作について説明する。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）は、インホイールモータによる車輪の駆動及び転舵を説明するための模式図である。図４（Ａ）〜図４（Ｃ）では、駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４の動きに応じたピニオンギア１０７と車輪取付部材１０１の動きを概略的に示している。
【００２４】
図４（Ａ）に示すように、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂ（図２参照）を同方向に同トルクで回転させると、両モータのステータ又はロータを同じ方向に回転させようとする力が発生する。ここで、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂのステータに固定された駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４は、車輪回転軸Ｘまわりの同方向への回転がピニオンギア１０７によって規制される。そのため、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂのステータは、車輪回転軸Ｘまわりに同じ方向に回転しない。よって、車輪取付部材１０１に固定されたロータが車輪回転軸Ｘまわりに回転する。これにより、車輪取付部材１０１が車輪回転軸Ｘまわりに、すなわちＹＺ平面（図２及び３参照）において回転するため、車輪２００を駆動させることができる。
【００２５】
図４（Ｂ）及び図４（Ｃ）に示すように、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂを逆方向に同トルクで回転させると、両モータのステータ又はロータを逆方向に回転させようとする力が発生する。ここで、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂのロータはいずれも車輪取付部材１０１に固定されている。そのため、車輪取付部材１０１を逆方向に回転させようとする力が打ち消し合って、車輪取付部材１０１を車輪回転軸Ｘまわりに回転させることはできない。したがって、両モータのロータは車輪回転軸Ｘまわりに回転しない。よって、駆動ギア１０３及び１０４に固定されたステータが車輪回転軸Ｘまわりに回転する。これにより、ナックル１０２がサスペンションに対して相対的に転舵軸Ｚまわりに、すなわちＸＹ平面（図３参照）において回転するため、車輪２００を転舵させることができる。
【００２６】
上述のように、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂが発生させるトルクの大きさが等しい場合、駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４の回転方向が車輪回転軸Ｘまわりについて同方向であれば、車輪２００を転舵させずに駆動のみさせることができ、逆方向であれば車輪２００を駆動させずに転舵のみさせることができる。
【００２７】
また、車両１０は、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂの出力トルクの大きさに差を付けることによって、モータ出力を任意の割合で同相（駆動）成分と逆相（転舵）成分とに配分することができる。すなわち、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂの出力トルクの大きさが異なると、駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４が同じ方向に回転している場合であっても回転速度に差が生じるため、逆相成分が生じる。したがって、同軸モータ１００Ａ及び同軸モータ１００Ｂの出力トルクの大きさを制御して駆動ギア１０３及び駆動ギア１０４間の回転速度差を調整することによって、モータ出力の駆動成分の割合と転舵成分との割合を任意に変化させることができる。よって、車両１０は、走行しながら旋回することができる。
【００２８】
すなわち、本実施の形態に係る車両１０は、モータ制御のみで駆動及び操舵を双方とも可能とするホイールインモータ構造を有する。車両１０は、前後左右の４輪が転舵輪であり、インホイールモータ１００は、転舵用トルクを転舵輪に付与するように構成されている。
【００２９】
続いて、車両走行中の車輪２００の転舵時に生じる速度低下を抑制するための制御について説明する。図５は、実施の形態に係るモータ制御装置の構成を模式的に示す機能ブロック図である。本実施の形態では、ＥＣＵ１６がモータ制御装置を構成している。ＥＣＵ１６は、ハードウェア構成としてはコンピュータのＣＰＵやメモリをはじめとする素子や回路で実現され、ソフトウェア構成としてはコンピュータプログラム等によって実現されるが、図５ではそれらの連携によって実現される機能ブロックとして描いている。これらの機能ブロックがハードウェア、ソフトウェアの組合せによっていろいろなかたちで実現できることは、当業者には理解されるところである。図６は、車輪の転舵により発生するサイドフォース、コーナリングドラッグ及びセルフアライニングトルクを模式的に示す説明図である。図６では、キングピン軸の路面交点Ｐ２を、便宜的に車輪２００の中心点（平面視したときの車輪２００の中心線Ｎと車輪２００の回転軸との交点）と重なる位置としている。図７は、タイヤスリップ角と、サイドフォースと、コーナリングパワーとの関係を示すグラフである。
【００３０】
図５に示すように、本実施の形態に係るモータ制御装置を構成するＥＣＵ１６は、追加トルク算出部３０と、モータ制御部３２と、車両情報記憶部３４と、基準トルク算出部３６とを備え、アクセルペダル１４、アンプ１８、ロータリエンコーダ２２、ブレーキペダル２４、ステアリングセンサ２８、車速センサ４０、ヨーレートセンサ４２及びＧセンサ４４等が接続されている。ステアリングセンサ２８は、ステアリング２６の操舵角度又は操舵速度を検出する。Ｇセンサ４４は、車両１０の前後方向の加速度及び左右方向の加速度を検出する。
【００３１】
追加トルク算出部３０は、車輪２００が転舵する際に車両１０が受ける走行抵抗及び転舵抵抗に対して追加すべきトルク（以下では適宜、このトルクを「追加トルクＴａ」という）を算出する。車両情報記憶部３４は、追加トルク算出部３０による追加トルクＴａの計算に必要とされる各種の情報を記憶する。基準トルク算出部３６は、アクセル操作、ブレーキ操作及びステアリング操作に基づいて定まる基準トルクＴｂを算出する。
【００３２】
例えば車両走行中に車輪２００が転舵されない場合、基準トルクＴｂは、アクセルペダル１４及びブレーキペダル２４の操作に応じて決まるインホイールモータ１００の出力トルク（駆動用トルク）である。また、車輪２００が転舵される場合、基準トルクＴｂは、アクセルペダル１４及びブレーキペダル２４の操作に応じた駆動用トルクと、ステアリング２６の操作に応じて決まるインホイールモータ１００の出力トルク（転舵用トルク）との合計トルクである。基準トルクＴｂには、後述する車輪転舵時に発生する走行抵抗や転舵抵抗に起因したトルクの不足分は考慮されていない。
【００３３】
基準トルクＴｂは、アクセルペダル１４、ブレーキペダル２４及びステアリング２６の操作量によって変化する。そこで、基準トルク算出部３６は、例えば予め作成された所定の関係式を用いて、各部の操作量から基準トルクＴｂを算出することができる。あるいは、基準トルク算出部３６は、アクセルペダル１４、ブレーキペダル２４及びステアリング２６の操作量と基準トルクＴｂとの関係を示すマップを予め車両情報記憶部３４に保持しておき、当該マップを用いて基準トルクＴｂを算出してもよい。基準トルク算出部３６は、算出した基準トルクＴｂの情報をモータ制御部３２に送る。
【００３４】
ここで、図６に示すように、車両１０の走行中に車輪２００が転舵されると、車輪２００には、車両１０の進行方向Ｍに対して斜め後方に作用する力Ｆが発生する。この車両旋回中の車輪２００に作用する力Ｆの分力であって、車両１０の進行方向Ｍに対して逆向きに作用する力がコーナリングドラッグＤである。コーナリングドラッグＤは、車両１０の進行方向Ｍに対して逆向きの力であるため、車両１０の走行抵抗となる。したがって、コーナリングドラッグＤにより車両１０の走行速度が低下し得る。
【００３５】
また、力Ｆの分力であって、車輪２００の中心線Ｎ（平面視での車輪２００の回転方向、すなわち車輪２００が転がる方向に対して平行な線）に対して垂直な方向に作用する力がサイドフォースＳＦである。車両１０の走行中に車輪２００が転舵される場合、車輪２００の接地面Ｒ内に位置する力Ｆ及びサイドフォースＳＦの着力点Ｐ１（接地面Ｒの中心点）は、キングピン軸延長線の路面交点Ｐ２に対して車両進行方向後方側にずれる。そのため、車輪２００には、サイドフォースＳＦの大きさと、着力点Ｐ１から路面交点Ｐ２までの距離とに応じた大きさのセルフアライニングトルクＳＡＴ（モーメント）がキングピン軸まわりに発生する。このセルフアライニングトルクＳＡＴは、車輪２００の転舵方向とは逆方向に作用する力、すなわち転舵する車輪２００を元に戻そうとする力である。したがって、セルフアライニングトルクＳＡＴは車輪２００の転舵抵抗となる。この転舵抵抗が発生すると、インホイールモータ１００の出力トルクのうち、転舵用トルクが不足することになる。この転舵用トルクの不足分を駆動用トルクの一部で補うと、駆動用トルクが不足して車両１０の走行速度が低下してしまう。
【００３６】
そこで、このような走行抵抗及び転舵抵抗に起因する車両１０の速度低下を抑制するために、モータ制御装置を構成するＥＣＵ１６は、以下の制御を実行する。すなわち、図５及び図６に示すように、ステアリング２６が操舵されると、ステアリングセンサ２８がステアリング２６の操舵角度Ｓ又は操舵速度ｖを検出し、検出値を示す信号をＥＣＵ１６に送信する。追加トルク算出部３０は、ステアリングセンサ２８から取得した操舵角度Ｓ又は操舵速度ｖを用いて、タイヤ実舵角δを算出する。
【００３７】
ステアリングセンサ２８から操舵角度Ｓを取得する場合、追加トルク算出部３０は、以下の式（１）にしたがってタイヤ実舵角δを算出する。また、ステアリングセンサ２８から操舵速度ｖを取得する場合、追加トルク算出部３０は、以下の式（２）にしたがってタイヤ実舵角δを算出する。タイヤ実舵角δは、車両１０の前後方向に沿った中心線、すなわち左右前輪間の中心と左右後輪間の中心とを通る中心線に対する車輪２００の中心線Ｎの角度（車両中心線と車輪中心線とがなす角度）である。したがって、タイヤ実舵角δは、いわゆるボディ基準の角度である。
【００３８】
δ＝Ｋｓ＊Ｓ  ・・・（１）
δ＝Ｋｓ＊∫ｖdt  ・・・（２）
式（１）及び式（２）において、Ｋｓはオーバーオールステアリングギア比である。オーバーオールステアリングギア比Ｋｓは、車両１０に固有の既知の値であり、予め車両情報記憶部３４に記憶されている。
【００３９】
タイヤ実舵角δが得られると、追加トルク算出部３０は、以下の式（３）にしたがってタイヤスリップ角θを算出する。タイヤスリップ角θは、車両１０の進行方向Ｍに対する車輪２００の中心線Ｎの角度である。
【００４０】
θ＝β＋lf／Ｖ−δ  ・・・（３）
式（３）において、βは車体スリップ角である。車体スリップ角βは、車両１０の前後方向に沿った中心線に対する車両１０の進行方向Ｍの角度である。したがって、車体スリップ角βは、いわゆるボディ基準の角度である。車体スリップ角βは、車速センサ４０から取得する車速、ステアリングセンサ２８から取得する操舵角度Ｓ、あるいは操舵速度ｖと操舵時間とから計算で求まる操舵角度、ヨーレートセンサ４２から取得するヨーレート、Ｇセンサ４４から取得する車両１０の前後方向及び左右方向の加速度等の制御量及び車両状態量から、予め設定された公知の演算アルゴリズムに基づいて追加トルク算出部３０が推定することができる。lfは、車両１０の重心からタイヤ接地点までの前後方向の距離である。距離lfは、車両１０に固有の既知の値であり、予め車両情報記憶部３４に記憶されている。Ｖは車速であり、車速センサ４０から取得することができる。
【００４１】
次いで、追加トルク算出部３０は、得られたタイヤスリップ角θからサイドフォースＳＦを導出する。タイヤスリップ角θと、サイドフォースＳＦと、コーナリングパワーＣＰとは、図７に示すような関係を有する。この関係は車輪２００に固有のものであり、この関係を示すマップが予め車両情報記憶部３４に記憶されている。追加トルク算出部３０は、当該マップを用いてタイヤスリップ角θからサイドフォースＳＦを導出することができる。コーナリングパワーＣＰは、タイヤスリップ角θの増加によるサイドフォースＳＦの増減の割合である。
【００４２】
サイドフォースＳＦが得られた後、追加トルク算出部３０は、以下の式（４）にしたがってコーナリングドラッグＤを算出する。
【００４３】
Ｄ＝ＳＦ＊μ＊Ｗ＊Ｇ＊ｃｏｓθ  ・・・（４）
式（４）において、μは路面の摩擦係数である。摩擦係数μは、ＥＣＵ１６により実施される公知のμ推定により決定される。例えば、摩擦係数μは、路面の表面状態を検出するセンサによって検出された路面状態に基づいて推定することができる。あるいは、摩擦係数μは、制動時や駆動時にスリップが生じた場合の制動力や駆動力に基づいて推定することができる。Ｗは、輪荷重である。輪荷重Ｗは、車両１０に固有の既知の値であり、予め車両情報記憶部３４に記憶されている。Ｇは、車両１０が旋回する際の加減速度であり、Ｇセンサ４４から取得することができる。
【００４４】
また、追加トルク算出部３０は、セルフアライニングトルクＳＡＴを算出する。セルフアライニングトルクＳＡＴは、車速Ｖ、操舵角度Ｓ、操舵速度ｖ、ヨーレート、車両前後方向及び左右方向の加速度、サイドフォースＳＦ、車輪２００の特性（タイヤ特性）等から、予め設定された公知の演算アルゴリズムに基づいて推定することができる。例えば、追加トルク算出部３０は、以下の式（５）にしたがってセルフアライニングトルクＳＡＴを算出する。
【００４５】
ＳＡＴ＝ＳＦ＊Ｌ  ・・・（５）
ＳＦは、上述したようにタイヤスリップ角θから導出したサイドフォースである。Ｌは、着力点Ｐ１から路面交点Ｐ２までの距離である。路面交点Ｐ２は、車輪２００の中心点に重なる位置とすることができる。着力点Ｐ１は、タイヤ特性やその他の制御量、車両状態量を用いて、追加トルク算出部３０が推定することができる。あるいは、セルフアライニングトルクＳＡＴは、タイロッド、ギアボックス、ステアリング等のステアリング系にかかるトルクを検出するセンサから取得した情報を用いて、予め設定された公知の演算アルゴリズムに基づいて推定することができる。
【００４６】
コーナリングドラッグＤ及びセルフアライニングトルクＳＡＴが得られると、追加トルク算出部３０は、追加トルクＴａを算出する。追加トルクＴａには、得られたコーナリングドラッグＤによる走行抵抗に対して必要なインホイールモータ１００の出力トルクの増加分と、セルフアライニングトルクＳＡＴによる転舵抵抗に対して必要なインホイールモータ１００の出力トルクの増加分との合計である。車両情報記憶部３４には、コーナリングドラッグＤ及びセルフアライニングトルクＳＡＴの大きさと、追加トルクＴａとの関係を示すマップが予め記憶されており、追加トルク算出部３０は、当該マップを用いて追加トルクＴａを算出することができる。追加トルクＴａは、走行抵抗及び転舵抵抗を完全に打ち消す大きさであることが好ましいが、それよりも小さい場合であっても、走行抵抗及び転舵抵抗による車速低下を軽減することはできるため、車両１０の走行性能の向上効果は得られる。追加トルク算出部３０は、得られた追加トルクＴａの情報をモータ制御部３２に送る。
【００４７】
モータ制御部３２は、基準トルクＴｂと追加トルクＴａとの合計トルクを発生させるようインホイールモータ１００の駆動を制御する。具体的には、モータ制御部３２は、追加トルクＴａに対応する電流Ｉａと、基準トルクＴｂに対応する電流Ｉｂとを導出し、合計電流Ｉをインホイールモータ１００に供給するようにアンプ１８にモータ指令値（電流値）を送信する。モータ制御部３２は、例えば追加トルクＴａと電流Ｉａの関係、及び基準トルクＴｂと電流Ｉｂの関係を示すマップを予め車両情報記憶部３４に保持しておき、当該マップを用いて電流Ｉａ及び電流Ｉｂを導出することができる。
【００４８】
その結果、車輪転舵時に発生する走行抵抗及び転舵抵抗に起因する出力トルクの不足分を増加された電流が、アンプ１８からインホイールモータ１００に印加される。これにより、車両１０の走行中に車輪２００が転舵される場合でも、インホイールモータ１００の出力トルクが不足することを抑制できるため、車両１０の車速が低下することを抑制できる。なお、追加トルク算出部３０及び基準トルク算出部３６が、追加トルクＴａに対応する電流Ｉａ、基準トルクＴｂに対応する電流Ｉｂを算出してもよい。
【００４９】
以上説明したように、本実施の形態に係るモータ制御装置は、駆動用トルクを駆動輪に付与し、転舵用トルクを転舵輪に付与するインホイールモータ１００と、車輪２００が転舵する際に車両１０が受ける走行抵抗及び転舵抵抗に対して追加すべきトルクを算出する追加トルク算出部３０と、基準トルクＴｂと追加トルクＴａとの合計トルクを発生させるようインホイールモータ１００の駆動を制御するモータ制御部３２とを備える。これにより、車輪転舵時に発生する走行抵抗や転舵抵抗に起因したインホイールモータ１００の出力トルクの不足を軽減させることができる。そのため、車速Ｖの低下や、車両１０の旋回初期におけるトラクションの抜けを抑制することができ、車両１０の走行フィーリングを高めることができる。特に、ステアリング２６が微小操舵される場合の走行フィーリングを高めることができる。また、車両１０の走行性に影響を与えることなく車輪２００を転舵させることができる。したがって、インホイールモータ方式の車両における走行性能を向上させることができる。
【００５０】
本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、当業者の知識に基づいて各種の設計変更などの変形を加えることも可能であり、そのような変形が加えられた実施の形態も本発明の範囲に含まれる。上述した実施の形態と変形との組合せによって生じる新たな実施の形態は、組み合わされる実施の形態及び変形それぞれの効果をあわせもつ。
【００５１】
上述した実施の形態では、追加トルク算出部３０は、走行抵抗及び転舵抵抗に対する追加トルクＴａを算出しているが、走行抵抗のみに対する増加トルクを算出する構成も本発明の範囲に含めることができる。例えば、インホイールモータ１００の出力トルクが車輪２００の駆動のみに用いられ、車輪２００の転舵には用いられない車両において、このような構成を好適に採用することができる。なお、インホイールモータの出力トルクが駆動及び転舵に用いられる構成においても、走行抵抗のみに対する増加トルクを算出する制御を実施してもよい。この場合は、モータ制御によりＥＣＵ１６にかかる負担を軽減することができる。一方、上述した実施の形態のように走行抵抗及び転舵抵抗に対する追加トルクＴａを算出する場合は、走行抵抗のみに対する追加トルクＴａを算出する場合に比べて、車両の走行性能をより向上させることができる。
【符号の説明】
【００５２】
１０  車両、  １６  ＥＣＵ、  ２６  ステアリング、  ３０  追加トルク算出部、  ３２  モータ制御部、  ３６  基準トルク算出部、  １００  インホイールモータ、  ２００  車輪、  Ｔａ  追加トルク、  Ｔｂ  基準トルク。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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