(57)【要約】  ＥＣＵ４０は、インホイールモータ２０_1，２０_2，２０_3，２０_4の熱容量Ｃ_1，Ｃ_2，Ｃ_3，Ｃ_4と、許容限界温度Ｔmp_max_1〜Ｔmp_max_4と、モータ温度Ｔmp_1，Ｔmp_2，Ｔmp_3，Ｔmp_4とに基づいて、インホイールモータ２０_1，２０_2，２０_3，２０_4の熱余裕Ｍｇ_1，Ｍｇ_2，Ｍｇ_3，Ｍg_4を計算する（ステップＳ１１〜Ｓ１２）。続いて、ＥＣＵ４０は、トータル要求トルクＴ_totalを、熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4の比率を使って各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に配分する（Ｓ１３）。ＥＣＵ４０は、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。これにより、４つのインホイールモータ２０の発熱状態が均一になる。
2013069092.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪毎に設けられ、前記車輪の駆動力または制動力を発生するインホイールモータと、
前記各インホイールモータを制御して、前記車輪毎に独立した駆動力または制動力を発生させるモータ制御手段と
を備えた車両の制駆動力制御装置において、
前記モータ制御手段は、
前記各インホイールモータの熱余裕の大きさを演算する熱余裕演算手段と、
前記熱余裕演算手段により演算された各インホイールモータの熱余裕のバランスに基づいて、前記各インホイールモータの熱余裕が平均化されるように前記各インホイールモータで発生させる車輪の駆動力または制動力の配分を演算する制駆動力配分演算手段と
を備えたことを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
【請求項２】
前記熱余裕演算手段は、
前記各インホイールモータの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記温度取得手段により取得した各インホイールモータの温度と、前記各インホイールモータの熱容量とに基づいて、各インホイールモータの前記熱余裕の大きさを演算することを特徴とする請求項１記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項３】
前記熱余裕演算手段は、
前記インホイールモータの許容限界温度から前記温度取得手段が取得した温度を減算した値と、前記インホイールモータの熱容量との積に基づいて前記熱余裕の大きさを演算することを特徴とする請求項１または２記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項４】
前記制駆動力配分演算手段は、全車輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値であるトータル要求制駆動力を、各車輪のインホイールモータの熱余裕のバランスで各車輪のインホイールモータに配分するように演算することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項５】
前記制駆動力配分演算手段は、左側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である左車輪要求制駆動力を、左前輪のインホイールモータの熱余裕と左後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで左側の前後輪のインホイールモータに配分し、右側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である右車輪要求制駆動力を、右前輪のインホイールモータの熱余裕と右後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで右側の前後輪のインホイールモータに配分するように演算することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項６】
前記制駆動力配分演算手段は、
前記車両の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
前記走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱性能に基づいて前記配分を調整する配分調整手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項７】
前記配分調整手段は、走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱バランスに基づいて、放熱しにくいインホイールモータに対しては前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項６記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項８】
前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段であり、
前記配分調整手段は、前記車速取得手段が取得した車速が高い場合には低い場合に比べて、後輪のインホイールモータの前輪のインホイールモータに対する前記駆動力または制動力の配分の比が小さくなるように前記配分を調整することを特徴とする請求項７記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項９】
前記走行状態取得手段は、車両の旋回状態を取得する旋回状態取得手段であり、
前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両の旋回状態に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項７または８記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項１０】
前記旋回状態取得手段は、車両のスリップ角を取得し、
前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両のスリップ角に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項９記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項１１】
前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段であり、
前記配分調整手段は、
前記車両の前輪に加わる荷重と後輪に加わる荷重とのバランスを表す荷重バランスを取得する荷重バランス取得手段を備え、
前記各インホイールモータの駆動力または制動力を前記荷重バランス取得手段が取得した荷重バランスに応じた配分に調整するとともに、前記車速が低い場合には車速が高い場合に比べて、前記荷重バランスに応じた配分に調整する度合いを小さくすることを特徴とする請求項６ないし請求項１０の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、車両の各車輪で発生させる駆動力または制動力を個別に制御する車両の制駆動力制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の一形態として、バネ下となる車輪のホイール内部もしくはその近傍にモータを配置し、このモータにより車輪を直接駆動す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方式の車両においては、車輪ごとに設けたモータを独立して駆動（力行）制御または回生制御することにより、車両の走行状態に応じて各車輪に付与する駆動力または制動力を独立して制御することができる。【０００３】
このようなインホイールモータ方式の車両においては、モータが車輪のホイール内部もしくはその近傍に配置されているため、モータの制駆動動作により発生した熱が放熱されにくく、モータにこもりやすい。そこで、例えば、特許文献１に提案されている駆動力制御装置においては、モータの温度を検出し、その検出温度の上昇率からモータ温度が許容限界温度を超えると推定したときに、許容限界温度を超えると推定されたモータに係る車輪の駆動力を減少側に補正してモータの焼け付きを防止している。また、許容限界温度を超えると推定されたモータに係る車輪が前輪の片側である場合には、後輪における同じ側の車輪の駆動力を増大補正してヨーレート挙動の変化を防止している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００９−２４７２０５号公報
【発明の概要】
【０００５】
しかしながら、特許文献１に提案された駆動力制御装置では、モータ温度が許容限界温度を超えると推定されていない期間においては、なんらモータの発熱状態に応じた制駆動力の分配変更を行っていなく、モータ温度が許容限界温度を超えると推定された時点になって初めてモータの制駆動力が制限される。従って、それまでの期間においては、各モータの使用状況に大きな差が出てしまい、各モータの発熱状態がアンバランスとなり、十分に熱余裕があるモータと熱余裕がわずかとなっているモータとが混在する状態となる。このように、各モータの熱余裕がアンバランスとなってしまうことから、一輪のモータだけが早い段階で許容限界温度に達してしまうことがある。この場合には、その時点から、モータの制駆動力が制限されることになり、車両として発生できるヨーレートや横加速度の制御性が低下してしまう。
【０００６】
本発明は、上記課題を解決するためになされたものであり、各モータの熱余裕を平均化することにより各モータが許容限界温度に達しにくくなるようにすることを目的とする。
【０００７】
上記目的を達成するために、本発明の特徴は、車両の車輪毎に設けられ、前記車輪の駆動力または制動力を発生するインホイールモータ（２０_1〜２０_4）と、前記各インホイールモータを制御して、前記車輪毎に独立した駆動力または制動力を発生させるモータ制御手段（４０）とを備えた車両の制駆動力制御装置において、
前記モータ制御手段は、前記各インホイールモータの熱余裕（Ｍｇ_1〜Ｍg_4）の大きさを演算する熱余裕演算手段（Ｓ１２）と、前記熱余裕演算手段により演算された各インホイールモータの熱余裕のバランスに基づいて、前記各インホイールモータの熱余裕が平均化されるように前記各インホイールモータで発生させる車輪の駆動力または制動力の配分を演算する制駆動力配分演算手段（Ｓ１３，Ｓ１３１，Ｓ３７，Ｓ４６，）とを備えたことにある。
【０００８】
この場合、前記熱余裕演算手段は、前記各インホイールモータの温度を取得する温度取得手段（５０_1〜５０_4，Ｓ１１）を備え、前記温度取得手段により取得した各インホイールモータの温度（Ｔmp_1〜Ｔmp_4）と、前記各インホイールモータの熱容量（Ｃ_1〜Ｃ_4）とに基づいて、各インホイールモータの前記熱余裕（Ｍｇ_1〜Ｍg_4）の大きさを演算するとよい。
【０００９】
また、前記熱余裕演算手段は、前記インホイールモータの許容限界温度（Ｔmp_max_1〜Ｔmp_max_4）から前記温度取得手段が取得した温度を減算した値と、前記インホイールモータの熱容量との積に基づいて前記熱余裕の大きさを演算するとよい。
【００１０】
本発明においては、モータ制御手段が各インホイールモータを制御して、車輪毎に独立した駆動力または制動力を発生させる。モータ制御手段は、熱余裕演算手段と制駆動力配分演算手段とを備えている。熱余裕演算手段は、各インホイールモータの熱余裕の大きさを演算する。インホイールモータの熱余裕の大きさは、インホイールモータの温度と、インホイールモータの熱容量とに基づいて演算することができる。そのために、熱余裕演算手段は、各インホイールモータの温度を取得する温度取得手段を備えている。ここで、「温度を取得する」とは、温度を表す情報を取得することを意味しており、例えば、温度センサにより直接的に検出した温度を表す情報を取得してもよいし、インホイールモータに流れる電流に基づいて演算した推定温度を表す情報を取得してもよい。
【００１１】
この場合、インホイールモータの熱余裕の大きさは、例えば、インホイールモータの許容限界温度から温度取得手段が取得した温度を減算した値と、インホイールモータの熱容量との積に基づいて演算するとよい。
【００１２】
各インホイールモータの熱余裕にアンバランスが生じると、特定のインホイールモータだけが早い段階で許容限界温度に達してしまうことがあり、その場合には、その時点から、モータの制駆動力が制限されることになり、車両の運動性能が低下してしまう。そこで、本発明においては、制駆動力配分演算手段が、各インホイールモータの熱余裕のバランスに基づいて、各インホイールモータの熱余裕が平均化（均等化）されるように各インホイールモータで発生させる車輪の駆動力または制動力の配分を演算する。例えば、熱余裕の大きさが大きいインホイールモータほど配分が大きくなるように、熱余裕の大きさが小さいインホイールモータほど配分が小さくなるように、車輪の駆動力または制動力の配分を演算する。
【００１３】
従って、本発明によれば、各インホイールモータの温度が平均化されて、特定のインホイールモータだけが早い段階で許容限界温度に達してしまうことが防止される。このため、全てのインホイールモータが許容限界温度に達しにくくなって、その性能を十分に発揮させることができ、車両の運動性能の低下を抑制することができる。
【００１４】
本発明の他の特徴は、前記制駆動力配分演算手段は、全車輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値であるトータル要求制駆動力を、各車輪のインホイールモータの熱余裕のバランスで各車輪のインホイールモータに配分するように演算する（Ｓ１３）ことにある。
【００１５】
本発明においては、トータル要求制駆動力を各車輪のインホイールモータの熱余裕のバランスで各車輪のインホイールモータに配分する。つまり、熱余裕の大きさが大きいインホイールモータほど配分が大きくなるように、逆に、熱余裕の大きさが小さいインホイールモータほど配分が小さくなるように、車輪の駆動力または制動力の配分を演算する。このため、本発明によれば、各インホイールモータの温度を良好に平均化することができる。
【００１６】
本発明の他の特徴は、前記制駆動力配分演算手段は、左側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である左車輪要求制駆動力を、左前輪のインホイールモータの熱余裕と左後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで左側の前後輪のインホイールモータに配分し、右側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である右車輪要求制駆動力を、右前輪のインホイールモータの熱余裕と右後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで右側の前後輪のインホイールモータに配分するように演算する（Ｓ１３１）ことにある。
【００１７】
本発明においては、左側の前後輪のインホイールモータと右側の前後輪のインホイールモータとにおいて、それぞれ前輪と後輪とでインホイールモータの熱余裕のバランスで要求制駆動力を配分する。つまり、熱余裕に基づく駆動力または制動力の配分は、左車輪と右車輪とのあいだでは行わず、前輪と後輪とのあいだで行う。従って、前後輪のインホイールモータの温度を平均化しつつ、車両のヨー方向の挙動変化を抑制することができる。
【００１８】
本発明の他の特徴は、前記制駆動力配分演算手段は、前記車両の走行状態を取得する走行状態取得手段（Ｓ２１，Ｓ４１，Ｓ４２）と、前記走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱性能に基づいて前記配分を調整する配分調整手段（Ｓ２２〜Ｓ２３，Ｓ３１〜Ｓ３６，Ｓ４３〜Ｓ４５）とを備えたことにある。
【００１９】
この場合、前記配分調整手段は、走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱バランスに基づいて、放熱しにくいインホイールモータに対しては前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整するとよい。
【００２０】
インホイールモータの発熱状態は、その放熱性能によっても変化する。また、放熱性能は、車両の走行状態に応じて変化する。そこで、本発明においては、走行状態取得手段が車両の走行状態を取得し、配分調整手段が走行状態に応じた各インホイールモータの放熱性能に基づいて駆動力または制動力を調整する。例えば、走行状態に応じた各インホイールモータの放熱バランスに基づいて、放熱しにくいインホイールモータに対しては駆動力または制動力の配分を小さくするように調整する。換言すれば、放熱しやすいインホイールモータに対しては駆動力または制動力の配分を大きくするように調整する。従って、本発明によれば、一層良好に各インホイールモータの温度を平均化することができる。尚、「走行状態を取得する」とは、走行状態を表す情報を取得することを意味する。
【００２１】
本発明の他の特徴は、前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段（Ｓ２１）であり、前記配分調整手段は、前記車速取得手段が取得した車速が高い場合には低い場合に比べて、後輪のインホイールモータの前輪のインホイールモータに対する前記駆動力または制動力の配分の比が小さくなるように前記配分を調整する（Ｓ２２〜Ｓ２３）ことにある。
【００２２】
インホイールモータは、車速が高いほど風による冷却性能が良好となるが、後輪のインホイールモータには風が当たりにくく、前輪のインホイールモータに比べて冷却性能が劣る。従って、高速走行時においては、低速走行時に比べて、前輪のインホイールモータと後輪のインホイールモータとで冷却性能に差が生じてしまう。そこで、本発明においては、配分調整手段が、車速が高い場合には低い場合に比べて、後輪のインホイールモータの前輪のインホイールモータに対する駆動力または制動力の配分の比が小さくなるように配分を調整する。換言すれば、車速が高い場合には低い場合に比べて、前輪のインホイールモータの後輪のインホイールモータに対する駆動力または制動力の配分の比が大きくなるように配分を調整する。従って、本発明によれば、一層良好に各インホイールモータの温度を平均化することができる。尚、「車速を取得する」とは、車速を表す情報を取得することを意味する。
【００２３】
本発明の他の特徴は、前記走行状態取得手段は、車両の旋回状態を取得する旋回状態取得手段（Ｓ４１〜Ｓ４２）であり、前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両の旋回状態に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分が小さくなるように前記配分を調整する（Ｓ４３〜Ｓ４５）ことにある。
【００２４】
車両が旋回しているときには、左後輪のインホイールモータと右後輪のインホイールモータとにおいて風の当たり具合が異なるため、冷却性能が相違する。そこで、本発明においては、配分調整手段が、車両の旋回状態に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの駆動力または制動力の配分を小さくするように調整する。従って、本発明によれば、一層良好に各インホイールモータの温度を平均化することができる。尚、「旋回状態を取得する」とは、旋回状態を表す情報を取得することを意味する。
【００２５】
本発明の他の特徴は、前記旋回状態取得手段は、車両のスリップ角を取得し、前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両のスリップ角に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することにある。
【００２６】
左右の後輪のインホイールモータにおいては、車両のスリップ角に応じて風の当たり具合が変化し、冷却性能のバランスが変化する。そこで、本発明においては、配分調整手段が、車両のスリップ角に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの駆動力または制動力の配分を小さくするように調整する。従って、本発明によれば、一層良好に各インホイールモータの温度を平均化することができる。尚、「旋回状態を取得する」とは、旋回状態を表す情報を取得することを意味する。
【００２７】
本発明の他の特徴は、前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段であり、前記配分調整手段は、前記車両の前輪に加わる荷重と後輪に加わる荷重とのバランスを表す荷重バランスを取得する荷重バランス取得手段（Ｓ３１〜Ｓ３３）を備え、前記各インホイールモータの駆動力または制動力を前記荷重バランス取得手段が取得した荷重バランスに応じた配分に調整するとともに、前記車速が低い場合には車速が高い場合に比べて、前記荷重バランスに応じた配分に調整する度合いを小さくする（Ｓ３４〜Ｓ３６）ことにある。
【００２８】
車両の安定性を良好にするためには、車輪の駆動力あるいは制動力を、前輪と後輪との荷重バランスに応じた配分にするとよい。しかし、低速走行時においては、全ての車輪のインホイールモータの冷却性能が低下するため、荷重バランスに応じた配分に調整するとインホイールモータの熱余裕に差が生じやすい。そこで、本発明においては、配分調整手段が、車速が低い場合には車速が高い場合に比べて、荷重バランスに応じた配分に調整する度合いを小さくする。換言すれば、車速が低い場合には車速が高い場合に比べて、熱余裕のバランスに応じた配分に調整する度合を大きくする。従って、本発明によれば、通常走行時においては、良好な車両の安定性が得られ、低速走行時においては、各インホイールモータの温度を平均化することができる。尚、「荷重バランスを取得する」とは、荷重バランスを表す情報を取得することを意味する。荷重バランスは、例えば、各輪に働く荷重を検出する荷重センサを設け、荷重センサの検出値から求めても良いし、車高センサを設け、車高センサの検出値とサスペンションのばね定数から演算により求めても良いし、予め設定した固定値を使ってもよい。
【００２９】
尚、上記説明においては、発明の理解を助けるために、実施形態に対応する発明の構成に対して、実施形態で用いた符号を括弧書きで添えているが、発明の各構成要件は、前記符号によって規定される実施形態に限定させるものではない。
【図面の簡単な説明】
【００３０】
【図１】図１は、実施形態にかかる車両の制駆動力制御装置が搭載される車両の概略構成図である。
【図２】図２は、第１実施形態にかかる制駆動力配分制御ルーチンである。
【図３】図３は、第１実施形態の変形例にかかる制駆動力配分制御ルーチンである。
【図４】図４は、第２実施形態にかかる制駆動力配分制御ルーチンである。
【図５】図５は、第２実施形態にかかる補正係数マップを表すグラフである。
【図６】図６は、第３実施形態にかかる制駆動力配分制御ルーチンである。
【図７】図７は、第３実施形態にかかる配分調整係数マップを表すグラフである。
【図８】図８は、第４実施形態にかかる後輪の冷却性能のアンバランスを説明する説明図である。
【図９】図９は、第４実施形態にかかる制駆動力配分制御ルーチンである。
【図１０】図１０は、第４実施形態にかかるスリップ角を説明する説明図である。
【図１１】図１１は、第４実施形態にかかるスリップ角と車速との関係を表すグラフである。
【図１２】図１２は、第４実施形態にかかる補正トルクマップを表すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００３１】
以下、本発明の実施形態について図面を用いて詳細に説明する。図１は、本実施形態の車両の制駆動力制御装置が搭載される車両１の構成を概略的に示している。
【００３２】
車両１は、左右前輪１０_1，１０_2および左右後輪１０_3，１０_4を備えている。左右前輪１０_1，１０_2のホイール内部にはインホイールモータ２０_1，２０_2が組み込まれ、また、左右後輪１０_3，１０_4のホイール内部にはインホイールモータ２０_3，２０_4が組み込まれている。インホイールモータ２０_1，２０_2およびインホイールモータ２０_3，２０_4は、それぞれ左右前輪１０_1，１０_2および左右後輪１０_3，１０_4に動力伝達可能に連結されている。この車両１においては、各インホイールモータ２０_1〜２０_4の回転をそれぞれ独立して制御することにより、左右前輪１０_1，１０_2および左右後輪１０_3，１０_4に発生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。
【００３３】
これらの各インホイールモータ２０_1〜２０_4は、モータドライバであるインバータ２５に接続される。インバータ２５は、各インホイールモータ２０_1〜２０_4に対応するように４組設けられ、バッテリ２６から供給される直流電力を交流電力に変換して、その交流電力を各インホイールモータ２０_1〜２０_4に独立して供給する。これにより、各インホイールモータ２０_1〜２０_4は、駆動制御されて、左右前輪１０_1，１０_2および左右後輪１０_3，１０_4に対して駆動力を付与する。
【００３４】
また、各インホイールモータ２０_1〜２０_4は、発電機としても機能し、左右前輪１０_1，１０_2および左右後輪１０_3，１０_4の回転エネルギーにより発電して、発電電力をインバータ２５を介してバッテリ２６に回生することができる。このインホイールモータ２０_1〜２０_4の発電により発生する制動力は、車輪に対して制動力を付与する。
【００３５】
また、各車輪１０_1〜１０_4には、それぞれ、ブレーキ機構３０_1，３０_2，３０_3，３０_4が設けられている。各ブレーキ機構３０_1〜３０_4は、例えば、ディスクブレーキやドラムブレーキなどの公知の制動装置である。これらのブレーキ機構３０_1〜３０_4は、ブレーキアクチュエータ３５に接続され、ブレーキアクチュエータ３５から供給される油圧によりブレーキキャリパのピストンやブレーキシュー（ともに図示省略）などが作動して各輪１０_1〜１０_4に制動力を生じさせる。
【００３６】
上記インバータ２５およびブレーキアクチュエータ３５は、電子制御ユニット４０にそれぞれ接続されている。電子制御ユニット４０（以下、ＥＣＵ４０と呼ぶ）は、ＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭなどからなるマイクロコンピュータを主要構成部品とするものであり、各種プログラムを実行して各インホイールモータ２０_1〜２０_4の作動を制御するものである。このため、ＥＣＵ４０には、アクセルペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）から運転者のアクセル操作量を検出するアクセルセンサ４１、ブレーキペダルの踏み込み量（あるいは、角度や圧力など）から運転者のブレーキ操作量を検出するブレーキセンサ４２、車両１の車速Ｖを検出する車速センサ４３が接続され、アクセル操作量、ブレーキ操作量、車速を表すセンサ信号を入力する。また、ＥＣＵ４０は、インバータ２５から各インホイールモータ２０_1〜２０_4に流れる電流値を表す信号や、インバータ２５に供給される電源電圧を表す信号など、モータ制御に必要なセンサ信号をインバータ２５から入力する。
【００３７】
各インホイールモータ２０_1〜２０_4には、モータ温度を検出する温度センサ５０_1，５０_2，５０_3，５０_4が設けられている。ＥＣＵ４０は、各温度センサ５０_1，５０_2，５０_3，５０_4により検出されるモータ温度Ｔmp_1，Ｔmp_2，Ｔmp_3，Ｔmp_4を表すセンサ信号を入力する。各温度センサ５０_1〜５０_4は、インホイールモータ２０_1〜２０_4の発熱状態を検出できる部位の温度を検出するものであれば良く、例えば、モータケーシング内の温度や、コイルの温度等を検出する。尚、温度センサ５０_1〜５０_4により直接的にモータ温度を検出する構成に代えて、インホイールモータ２０_1〜２０_4に流す電流値に基づいてモータ温度を推定する構成を採用することもできる。モータ温度の推定については、周知であるためここでは説明しないが、例えば、モータに流れる電流値を測定し、その電流値の二乗積算値を使った計算によりモータ温度を推定することができる。
【００３８】
以下、各車輪１０_1〜１０_4については、それらのうちの一つあるいは複数を特定しない場合には、単に、車輪１０と呼ぶ。また、各インホイールモータ２０_1〜２０_4については、それらのうちの一つあるいは複数を特定しない場合には、単に、インホイールモータ２０と呼ぶ。また、各ブレーキ機構３０_1〜３０_4については、それらのうちの一つあるいは複数を特定しない場合には、単に、ブレーキ機構３０と呼ぶ。また、各温度センサ５０_1〜５０_4については、それらのうちの一つあるいは複数を特定しない場合には、単に、温度センサ５０と呼ぶ。
【００３９】
ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ４１およびブレーキセンサ４２から入力される信号に基づいて、運転者のアクセル操作量およびブレーキ操作量に応じた要求駆動力および要求制動力（目標駆動力および目標制動力）、すなわち、車両１を走行または制動させるために必要とされるトータル要求制駆動力を演算する。本実施形態においては、トータル要求制駆動力を後述する方法により、各車輪１０_1〜１０_4のインホイールモータ２０_1〜２０_4で発生させる各輪要求制駆動力に配分する。要求制駆動力の値が正の場合は、駆動力が要求されている場合であり、要求制駆動力が負の場合は、制動力が要求されている場合である。
【００４０】
ＥＣＵ４０は、各輪要求制駆動力に応じた電流がインホイールモータ２０に流れるようにＰＷＭ制御信号を生成してインバータ２５に出力する。各輪要求制駆動力が負の場合には、インホイールモータ２０を発電機として作動させて回生制動トルクを発生させる。この場合、各輪要求制駆動力（制動力）がインホイールモータ２０で発生できる回生制動トルクよりも大きい場合には、各輪要求制駆動力をインホイールモータ２０で発生可能な最大回生制動トルクに設定し、回生制動トルクでは不足する分については、ブレーキアクチュエータ３５に制御信号を出力して、ブレーキ機構３０を作動させて油圧制動トルクを発生させる。
【００４１】
このようにして、ＥＣＵ４０は、アクセルセンサ４１およびブレーキセンサ４２から入力される信号に基づいて車両１に要求される制駆動力であるトータル要求制駆動力を求め、そのトータル要求制駆動力を発生させるように各インホイールモータ２０の駆動・回生状態、および、ブレーキアクチュエータ３５すなわち各ブレーキ機構３０の動作をそれぞれ制御する信号を出力することにより、車両１の走行状態を制御する。
【００４２】
次に、トータル要求制駆動力を各輪要求制駆動力に配分する方法について説明する。図２は、ＥＣＵ４０が実行する制駆動力配分制御ルーチンを表す。制駆動力配分制御ルーチンは、イグニッションスイッチがオンしている期間において、所定の短い周期で繰り返し実行される。尚、制駆動力配分制御ルーチンについては、以下、複数の実施形態について説明するため、ここでの実施形態を第１実施形態と呼ぶ。
【００４３】
第１実施形態の制駆動力配分制御ルーチンが起動すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、各インホイールモータ２０_1〜２０_4に設けられた温度センサ５０_1〜５０_4により検出されたモータ温度Ｔmp_1，Ｔmp_2，Ｔmp_3，Ｔmp_4を読み込む。続いて、ステップＳ１２において、各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1，Ｍｇ_2，Ｍｇ_3，Ｍg_4を計算する。本実施形態においては、熱余裕Ｍg_1〜Ｍg_4を次式（１）〜（４）を使って計算する。
Ｍg_1＝Ｃ_1×（Ｔmp_max_1−Ｔmp_1）          式（１）
Ｍg_2＝Ｃ_2×（Ｔmp_max_2−Ｔmp_2）          式（２）
Ｍg_3＝Ｃ_3×（Ｔmp_max_3−Ｔmp_3）          式（３）
Ｍg_4＝Ｃ_4×（Ｔmp_max_4−Ｔmp_4）          式（４）
ここで、Ｃ_1，Ｃ_2，Ｃ_3，Ｃ_4は、インホイールモータ２０_1，２０_2，２０_3，２０_4の熱容量、Ｔmp_max_1，Ｔmp_max_2，Ｔmp_max_3，Ｔmp_max_4は、インホイールモータ２０_1，２０_2，２０_3，２０_4の許容限界温度であり、予め設定されている。以下、熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4、熱容量Ｃ_1〜Ｃ_4、許容限界温度Ｔmp_max_1〜Ｔmp_max_4、モータ温度Ｔmp_1〜Ｔmp_4を総称する場合には、熱余裕Ｍｇ_k、熱容量Ｃ_k、許容限界温度Ｔmp_max_k、モータ温度Ｔmp_kと呼ぶ。
【００４４】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、各インホイールモータ２０_1，２０_2，２０_3，２０_4の要求トルク（各輪要求トルク）Ｔ_1，Ｔ_2，Ｔ_3，Ｔ_4を次式（５）〜（８）を使って計算する。
Ｔ_1＝（Ｍg_1／Ｍg_total）×Ｔ_total          式（５）
Ｔ_2＝（Ｍg_2／Ｍg_total）×Ｔ_total          式（６）
Ｔ_3＝（Ｍg_3／Ｍg_total）×Ｔ_total          式（７）
Ｔ_4＝（Ｍg_4／Ｍg_total）×Ｔ_total          式（８）
ここで、Ｍg_totalは、各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4の合計値（＝Ｍg_1＋Ｍg_2＋Ｍg_3＋Ｍg_4）である。また、Ｔ_totalは、トータル要求制駆動力を表すトルクである。以下、各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を総称する場合には、各輪要求トルクＴ_kと呼ぶ。
【００４５】
上記式（５）〜（８）からわかるように、ステップＳ１３においては、ＥＣＵ４０は、トータル要求トルクＴ_totalを各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4の比率（バランス）を使って各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に配分する。
【００４６】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算すると、制駆動力配分制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で同様の処理を繰り返す。ＥＣＵ４０は、この制駆動力配分制御ルーチンで計算された各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に基づいて、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。
【００４７】
この第１実施形態としての制駆動力配分制御ルーチンによれば、4つのインホイールモータ２０の熱余裕Ｍｇ_kの大きさのバランスから、熱余裕Ｍｇ_kが大きいインホイールモータ２０ほど各輪要求トルクＴ_kが大きくなるように設定される。従って、熱余裕Ｍｇ_kが大きいインホイールモータ２０ほど負荷が大きくなって発熱量が大きくなり、逆に、熱余裕Ｍｇ_kが小さいインホイールモータ２０ほど負荷が小さくなって発熱量が少なくなる。従って、４つのインホイールモータ２０の熱余裕が平均化（均等化）される。これにより、４つのインホイールモータ２０の発熱状態が均一になる。
【００４８】
このように、本実施形態によれば、従来装置のように、モータ温度が許容限界温度近傍になって初めて制駆動力の制限を行うのではなく、モータ温度が適正範囲に入っている通常時から４つのインホイールモータ２０の熱余裕が均等になるようにインホイールモータ２０を制御する。このため、十分に熱余裕があるインホイールモータ２０と熱余裕がわずかとなっているインホイールモータ２０とが混在する状態とはならず、一輪のインホイールモータ２０だけが早い段階で過熱状態に達してしまうことが防止される。従って、インホイールモータ２０の全てが許容限界温度に達しにくくなり、４つのインホイールモータ２０の能力を十分に活かすことができる。このため、モータ過熱による制駆動力の制限により車両の運動性能（例えば、緊急回避時の運動性能）が低下してしまうことを抑制できる。また、各車輪１０の制駆動力制御の自由度を維持することができる。
【００４９】
次に、第１実施形態の制駆動力配分制御ルーチンの変形例について説明する。上述した第１実施形態においては、トータル要求トルクＴ_totalを４つのインホイールモータ２０の各輪要求トルクＴ_kに配分しているが、この変形例においては、トータル要求トルクＴ_totalを左輪要求トルクＴ_leftと右輪要求トルクＴ_rightとに配分し、左輪要求トルクＴ_leftおよび右輪要求トルクＴ_rightを、それぞれ熱余裕を用いて前後輪で配分する。
【００５０】
例えば、左輪要求トルクＴ_leftおよび右輪要求トルクＴ_rightは、それぞれトータル要求トルクＴ_totalの１／２に設定するようにしてもよい。あるいは、図１に破線にて示す操舵角センサ４４を設け、操舵角センサ４４により検出される操舵角θと車速センサ４３により検出される車速Ｖとに応じて左右輪配分比Ｒrl（０＜Ｒrl＜１）を設定し、左輪要求トルクＴ_leftをトータル要求トルクＴ_totalにＲrlを乗算した値とし、右輪要求トルクＴ_rightをトータル要求トルクＴ_totalに（１−Ｒrl）を乗算した値とするようにしてもよい。
【００５１】
図３は、第１実施形態の変形例としてのＥＣＵ４０の実行する制駆動力配分制御ルーチンを表す。この制駆動力配分制御ルーチンは、第１実施形態のステップＳ１３の処理をステップＳ１３１に変更したものであり、他の処理（Ｓ１１，Ｓ１２）については、第１実施形態と同一である。
【００５２】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、モータ温度Ｔmp_k（k＝１〜４）を読み込み、ステップＳ１２において、上述した式（１）〜（４）を使って各インホイールモータの熱余裕Ｍg_k（k＝１〜４）を計算する。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３１において、各インホイールモータ２０_1〜２０_4の要求トルク（各輪要求トルク）Ｔ_1〜Ｔ_4を次式（９）〜（１２）を使って計算する。
Ｔ_1＝（Ｍg_1／（Ｍg_1＋Ｍg_3））×Ｔ_left          式（９）
Ｔ_2＝（Ｍg_2／（Ｍg_2＋Ｍg_4））×Ｔ_right          式（１０）
Ｔ_3＝（Ｍg_3／（Ｍg_1＋Ｍg_3））×Ｔ_left          式（１１）
Ｔ_4＝（Ｍg_4／（Ｍg_2＋Ｍg_4））×Ｔ_right          式（１２）
【００５３】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３１において、各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算すると、制駆動力配分制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で同様の処理を繰り返す。ＥＣＵ４０は、この制駆動力配分制御ルーチンで計算された各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に基づいて、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。
【００５４】
この第１実施形態の変形例としての制駆動力配分制御ルーチンによれば、左輪要求トルクＴ_leftおよび右輪要求トルクＴ_rightを、それぞれ熱余裕を用いて前後輪で配分するため、車両１のヨー方向の挙動変化を抑えることができる。また、第１実施形態と同様に４つのインホイールモータ２０の熱余裕が平均化されるため、早い段階で特定のインホイールモータ２０が過熱状態となることが防止される。
【００５５】
次に、第２実施形態に係る車両の制駆動力制御装置について説明する。上述した第１実施形態においては、熱余裕のみに基づいて各輪要求トルクの配分を計算したが、この第２実施形態においては、車両１の走行状態を加味して各輪要求トルクの配分を行う。
【００５６】
車両１の高速走行時においては、風によるインホイールモータ２０の冷却性能が向上するが、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4は、前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2に比べて風があたりにくく冷却性能が劣る。そこで、第２実施形態では、車両１の高速走行時においては、冷めやすい前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2を主として使用するように各輪要求トルクの配分を設定して、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4の過熱を防止する。
【００５７】
図４は、第２実施形態としてのＥＣＵ４０の実行する制駆動力配分制御ルーチンを表す。この制駆動力配分制御ルーチンは、第１実施形態のステップＳ１２に代えて、ステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の処理を実行するものであり、他の処理（Ｓ１１，Ｓ１３）については、第１実施形態と同一である。
【００５８】
制駆動力配分制御ルーチンが起動すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、モータ温度Ｔmp_k（k＝１〜４）を読み込み、続くステップＳ２１において、車速センサ４３により検出される車速Ｖを読み込む。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２２において、車速Ｖに応じた補正係数α_front，α_rearを計算する。補正係数α_frontは、図５（ａ）に示す補正係数マップを参照して計算され、補正係数α_rearは、図５（ｂ）に示す補正係数マップを参照して計算される。補正係数マップは、ＥＣＵ４０のメモリ内に記憶されている。
【００５９】
補正係数α_frontは、車速Ｖが予め設定された基準車速Ｖ１以上となる高速走行時において１．０より大きな値に設定され、基準車速Ｖ１未満の場合において１．０に設定される。本実施形態においては、補正係数マップは、車速Ｖが基準車速Ｖ１以上となる場合には、車速Ｖが高いほど補正係数α_frontが増加する特性を有するが、１．０より大きな一定値に設定する特性であってもよい。また、補正係数α_rearは、車速Ｖが予め設定された基準車速Ｖ１以上となる高速走行時において１．０より小さな値（０＜α_rear＜１．０）に設定され、基準車速Ｖ１未満の場合において１．０に設定される。本実施形態においては、補正係数マップは、車速Ｖが基準車速Ｖ１以上となる場合には、車速Ｖが高いほど補正係数α_rearが減少する特性を有するが、１．０より小さな一定値に設定する特性であってもよい。
【００６０】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ２３において、各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4を次式（１３）〜（１６）を使って計算する。
Ｍg_1＝Ｃ_1×（Ｔmp_max_1−Ｔmp_1）×α_front          式（１３）
Ｍg_2＝Ｃ_2×（Ｔmp_max_2−Ｔmp_2）×α_front          式（１４）
Ｍg_3＝Ｃ_3×（Ｔmp_max_3−Ｔmp_3）×α_rear          式（１５）
Ｍg_4＝Ｃ_4×（Ｔmp_max_4−Ｔmp_4）×α_rear          式（１６）
【００６１】
つまり、このステップＳ２３の処理は、第１実施形態で計算した熱余裕Ｍg_kに補正係数α_front，α_rearを乗算することにより、熱余裕Ｍg_kを補正するものである。
【００６２】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、ステップＳ２３にて算出した熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4を使って、第１実施形態と同様に、式（５）〜（８）を使って各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算する。
【００６３】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ１３において、各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算すると、制駆動力配分制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で同様の処理を繰り返す。ＥＣＵ４０は、この制駆動力配分制御ルーチンで計算された各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に基づいて、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。
【００６４】
この第２実施形態としての制駆動力配分制御ルーチンによれば、車両１の走行状態を表す車速Ｖに基づいて、車速Ｖが基準車速Ｖ１以上となる場合には、前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2の熱余裕が増加するように補正され、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4の熱余裕が減少するように補正される。これにより、車速が高い場合には低い場合に比べて、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4の前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2に対する制駆動力の配分の比が小さくなるように調整される。
【００６５】
高速走行時においては、風によるインホイールモータ２０の冷却性能が向上するが、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4は、前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2に比べて風があたりにくく冷却性能が劣る。これにより、冷却性能のアンバランスが生じる。そこで、第２実施形態においては、車両１が基準車速Ｖ１以上で走行する場合には、前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2と後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4とにおける熱余裕を、冷却性能のアンバランスを加味したものに補正する。これにより、高速走行時においては、冷却性能が低い後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4の制駆動力の配分が減り、冷却性能の高い前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2の制駆動力の配分が増える。この結果、各インホイールモータ２０の発熱状態が均一になり、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4が過熱状態となることを防止することができる。
【００６６】
尚、第２実施形態のステップＳ２１，Ｓ２２，Ｓ２３の処理を、第１実施形態の変形例に組み合わせるようにしてもよい。つまり、ステップＳ２３で計算した熱余裕Ｍg_kを使って、ステップＳ１３１の計算を行うようにしてもよい。
【００６７】
また、上記第２実施形態においては、補正係数α_frontと補正係数α_rearとの両方を可変に設定しているが、何れか一方を上記のように設定し、他方は１．０に固定するようにしてもよい。
【００６８】
次に、第３実施形態について説明する。各車輪１０の制駆動力は、各車輪１０の荷重比率に応じて配分すると車両安定性が良好となる。そこで、第３実施形態においては、熱余裕だけでなく荷重比率を加味して制駆動力を各車輪１０に配分することにより車両安定性の向上を図る。この場合、車両が低速走行しているときには、各車輪１０のインホイールモータ２０の風による冷却性能が低下するため、車速に応じて荷重比率を加味する度合（重み付け）を変更するようにして、低車速時においては、熱余裕のバランスを重視して制駆動力を配分する。
【００６９】
第３実施形態においては、図１に破線で示すように、車両１の荷重移動を検出するために車両１に加速度センサ４５が設けられる。加速度センサ４５は、車両１の前後方向の加速度Ｇを検出し、検出した加速度Ｇを表すセンサ信号をＥＣＵ４０に出力する。加速度センサ４５は、車両１の加速時、減速時における前後方向の加速度を検出するだけでなく、登り坂、下り坂での走行時においても、重力の方向が水平走行時に比べて前後方向に相対的に傾くため、坂道の角度に応じた前後方向の加速度を検出する。
【００７０】
図６は、第３実施形態としてのＥＣＵ４０の実行する制駆動力配分制御ルーチンを表す。この制駆動力配分制御ルーチンは、第１実施形態のステップＳ１３の処理に代えてステップＳ３１〜Ｓ３７の処理を行うものである。尚、第１実施形態と同一の処理については、図面に共通のステップ番号を付して簡単な説明に留める。
【００７１】
制駆動力配分制御ルーチンが起動すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、モータ温度Ｔmp_k（k＝１〜４）を読み込み、続くステップＳ１２において、第１実施形態と同様に、式（１）〜（４）を使って各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4を計算する。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３１において、加速度センサ４５により検出される車両１の前後方向の加速度Ｇを読み込む。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３２において、加速度Ｇに基づいて前輪１０_1，１０_2にかかる荷重Ｗfxと後輪１０_3，１０_4にかかる荷重Ｗrxとを次式（１７）、（１８）を使って計算する。
Ｗfx＝Ｗf＋ｍ・Ｇ・（Ｈ／Ｌ）            式（１７）
Ｗrx＝Ｗr−ｍ・Ｇ・（Ｈ／Ｌ）            式（１８）
【００７２】
ここで、ｍは車両質量［ｋｇ］、Ｗfは静止状態での前輪荷重［Ｎ］、Ｗrは静止状態での後輪荷重［Ｎ］、Ｈは重心高［ｍ］、Ｌはホイールベース［ｍ］である。上記式の右辺第２項は、荷重移動量を表している。制動時においては、荷重が前輪側に移動するため、上記式は制動時におけるものであるが、加速時においては、加速度Ｇの方向が制動時と反対となり、荷重は後輪側に移動する。
【００７３】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３３において、後輪荷重Ｗrxに対する前輪荷重Ｗfxの比である荷重比Ｒｗ（＝Ｗfx／Ｗrx）を計算する。
【００７４】
車両１の安定性能に対しては、前輪１０_1，１０_2側と後輪１０_3，１０_4側とにおける制駆動力の配分比率をＷfx：Ｗrxにするとよい。そこで、熱余裕のバランスに荷重バランスを加味することにより車両１の安定性能を向上させることができるが、低速走行時においては、全ての車輪１０のインホイールモータ２０の冷却性能が低下する（風による冷却作用が得られにくくなる状態になる）ため、制駆動力を荷重バランスに応じた配分に調整するとインホイールモータ２０の熱余裕に差が生じやすい。こうしたことを考慮して、第３実施形態においては、制駆動力の配分にあたって、熱余裕のバランスに荷重バランスを加味するだけでなく、以下のように、車速Ｖに応じて荷重バランスに応じた配分に調整する度合いを変更する。
【００７５】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ３３において、荷重比Ｒｗ（＝Ｗfx／Ｗrx）を計算すると、続くステップＳ３４において、車速センサ４３により検出される車速Ｖを読み込み、ステップＳ３５において、配分調整係数Ａを計算する。ＥＣＵ４０は、図７に示すような配分調整係数マップを記憶しており、この配分調整係数マップを参照して配分調整係数Ａを計算する。
【００７６】
配分調整係数マップは、車速Ｖが基準車速Ｖ２未満となる場合には、配分調整係数Ａを１．０に設定し、車速Ｖが基準車速Ｖ３以上となる場合には、配分調整係数Ａを荷重比Ｒｗに設定し、車速Ｖが基準車速Ｖ２以上で基準車速Ｖ３未満となる場合には、車速Ｖの増加に伴って１．０から荷重比Ｒｗにまでリニアに変化する配分調整係数Ａを設定する特性を有している。この基準車速Ｖ２は、全てのインホイールモータ２０が風によって冷えにくい状態となり始める車速Ｖの境界を表す。尚、この図７においては、前輪荷重Ｗfxが後輪荷重Ｗrxよりも大きい場合の例であるが、前輪荷重Ｗfxが後輪荷重Ｗrxよりも小さい場合には、荷重比Ｒｗが１．０より小さな値になるため、配分調整係数Ａは、車速Ｖが基準車速Ｖ２以上になると荷重比Ｒｗに近づくように減少する特性となる。
【００７７】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ３６において、次式（１９），（２０）により、熱余裕Ｍｇ_1，Ｍg_2に配分調整係数Ａを乗算した荷重比乗算熱余裕Ｍｇ_1’，Ｍg_2’を計算する。
Ｍg_1’＝Ｍg_1×Ａ            式（１９）
Ｍg_2’＝Ｍg_2×Ａ            式（２０）
【００７８】
続いて、ＥＣＵは、ステップＳ３７において、ステップＳ３６にて算出した荷重比乗算熱余裕Ｍｇ_1’，Ｍg_2’と、ステップＳ１２にて算出した熱余裕Ｍｇ_3，Ｍg_4を使って、次式（２１）〜（２４）により各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算する。
Ｔ_1＝（Ｍg_1’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（２１）
Ｔ_2＝（Ｍg_2’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（２２）
Ｔ_3＝（Ｍg_3／Ｍg_total’）×Ｔ_total            式（２３）
Ｔ_4＝（Ｍg_4／Ｍg_total’）×Ｔ_total            式（２４）
ここで、Ｍg_total’は、荷重比乗算熱余裕Ｍｇ_1’，Ｍg_2’と熱余裕Ｍｇ_3，Ｍg_4との合計値（＝Ｍg_1’＋Ｍg_2’＋Ｍg_3＋Ｍg_4）である。
【００７９】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ３７において各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算すると、制駆動力配分制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で同様の処理を繰り返す。ＥＣＵ４０は、この制駆動力配分制御ルーチンで計算された各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に基づいて、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。
【００８０】
この第３実施形態としての制駆動力配分制御ルーチンによれば、車両１の走行状態を表す車速Ｖに基づいて、車速Ｖが基準車速Ｖ２以上となる通常走行時には、熱余裕だけでなく荷重バランスを加味して制駆動力を４輪に配分するため、車両安定性の向上を図ることができる。また、車速Ｖが基準車速Ｖ２未満となる低速走行時には、全てのインホイールモータ２０の冷却性能が低下することから、熱余裕のバランスを重視して（この例では、荷重バランスを考慮せず、前輪１０_1，１０_2と後輪１０_3，１０_4との荷重比率を１：１とみなして）制駆動力を４輪に配分するため、各インホイールモータ２０の発熱状態を均一にして、早期に特定のインホイールモータ２０が過熱状態となることを防止することができる。
【００８１】
尚、第３実施形態に第２実施形態の処理を組み合わせるようにしてもよい。例えば、車速Ｖが基準速度Ｖ３より高い基準速度（例えば、第２実施形態における基準速度Ｖ１に相当する速度）を超える場合には、前輪１０_1，１０_2のインホイールモータ２０_1，２０_2の制駆動力の配分を増やし、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4の制駆動力の配分を減らすように調整してもよい。また、荷重バランスは、各輪に働く荷重を検出する荷重センサを設け、荷重センサの検出値から求めても良いし、車高センサを設け、車高センサの検出値とサスペンションのばね定数から演算により求めても良いし、予め設定した固定値を使ってもよい。
【００８２】
次に、第４実施形態について説明する。車両の旋回走行中においては、後輪１０_3，１０_4の一方の内側に風に当たりにくくなり、その車輪のインホイールモータ２０が冷えにくくなる。例えば、図８に示すように車両１が高速で左旋回走行しているときには、内輪となる後輪１０_3のインホイールモータ２０_3には風が直接当たって冷却性能が向上するが、外輪となる後輪１０_4のインホイールモータ２０_4には風が当たりにくくなって冷却性能が低下する。そこで、第４実施形態においては、車両１の旋回状態に応じて、後輪１０_3，１０_4のインホイールモータ２０_3，２０_4で発生させる制駆動力の配分を調整する。
【００８３】
図９は、第４実施形態としてのＥＣＵ４０の実行する制駆動力配分制御ルーチンを表す。この制駆動力配分制御ルーチンは、第１実施形態のステップＳ１３の処理に代えてステップＳ４１〜Ｓ４６の処理を行うものである。尚、第１実施形態と同一の処理については、図面に共通のステップ番号を付して簡単な説明に留める。
【００８４】
制駆動力配分制御ルーチンが起動すると、ＥＣＵ４０は、ステップＳ１１において、モータ温度Ｔmp_k（k＝１〜４）を読み込み、続くステップＳ１２において、第１実施形態と同様に、式（１）〜（４）を使って各インホイールモータ２０_1〜２０_4の熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4を計算する。続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４１において、操舵角センサ４４により検出される操舵角θと車速センサ４３により検出される車速Ｖとを読み込み、ステップＳ４２において、操舵角θと車速Ｖとに基づいてスリップ角βを計算する。スリップ角βは、車両１の進行方向に対する車体の向きを表し、図１０（ａ）に示すように、車両の進行方向に対して車体の向きが旋回方向内側に向いている場合には、スリップ角βは負の値となり、図９（ｂ）に示すように、車両の進行方向に対して車体の向きが旋回方向外側に向いている場合には、スリップ角βは正の値となる。スリップ角βは、一般に、次式（２５）により計算できることが知られている。
【数１】
2013069092.tif 000003
【００８５】
ここで、ｍは車重、Ｌはホイールベース、Ｌｆは重心から前輪軸までの距離、Ｌｒは重心から後輪軸までの距離、Ｋｆは前輪のコーナリングパワー、Ｋｒは後輪のコーナリングパワー、Ｖは車速、δは車輪の舵角を表す。舵角δは、操舵角センサ４４により検出された操舵角θ（ハンドル回転角）から求められる。舵角δは、例えば、中立位置に対して右操舵方向の角度を正の値で、左操舵方向の角度を負の値で表される。また、スリップ角βは、図１１に示すように、車速Ｖの大きい高速走行時と車速Ｖの小さい低速走行時において符号が変化する。
【００８６】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４３において、スリップ角βに基づいて、図１２に示す補正トルクマップを参照して、補正トルクＴβを計算する。補正トルクマップは、ＥＣＵ４０内のメモリに記憶されおり、スリップ角βの絶対値が設定値以下となる範囲においては、スリップ角βに比例した補正トルクＴβを設定し、スリップ角βの絶対値が設定値を超える場合には、スリップ角βと同じ符号の一定値に制限される特性を有する。
【００８７】
続いて、ＥＣＵ４０は、ステップＳ４４において、各輪要求トルクを補正トルクＴβを使って補正する。この実施形態においては、後輪の各輪要求トルクＴ_3〜Ｔ_4を補正トルクＴβを使って補正する。各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を補正した値を、補正後各輪要求トルクＴ_1’，Ｔ_2’，Ｔ_3’，Ｔ_4’とすると、補正後各輪要求トルクＴ_1’，Ｔ_2’，Ｔ_3’，Ｔ_4’は次式（２６），（２７），（２８），（２９）により計算される。
Ｔ_1’＝Ｔ_1                （２６）
Ｔ_2’＝Ｔ_2                （２７）
Ｔ_3’＝Ｔ_3＋Ｔβ          （２８）
Ｔ_4’＝Ｔ_4−Ｔβ          （２９）
【００８８】
この場合、補正トルクＴβは、車速Ｖに応じてスリップ角βの符号が変化することから、高速走行時においては、内輪側の車輪１０の要求トルクが増加し、外輪側の車輪１０の要求トルクが減少するように、低速走行時においては、外輪側の車輪１０の要求トルクが増加し、内輪側の車輪１０の要求トルクが減少するように設定される。
【００８９】
尚、補正前の各輪要求トルクＴ_1，Ｔ_2，Ｔ_3，Ｔ_4は、トータル要求トルクＴ_totalを均等配分したものでもよいし、例えば、操舵角センサ４４により検出される操舵角θと車速Ｖに応じて左右輪配分比を使って計算したものでもよいし、第３実施形態で説明した前後荷重比を使って配分したものであってもよい。
【００９０】
続いて、ＥＣＵは、ステップＳ４５において、熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4に補正後各輪トルクＴ_1’〜Ｔ_4’を乗算したトルク乗算熱余裕Ｍｇ_1’〜Ｍg_4’を次式（３０），（３１），（３２），（３３）を使って計算する。
Ｍg_1’＝Ｍg_1×Ｔ_1’            式（３０）
Ｍg_2’＝Ｍg_2×Ｔ_2’            式（３１）
Ｍg_3’＝Ｍg_3×Ｔ_3’            式（３２）
Ｍg_4’＝Ｍg_4×Ｔ_4’            式（３３）
このステップＳ４５の処理は、熱余裕のバランスを補正後各輪トルクＴ_1’〜Ｔ_4’のバランスで補正するものである。
【００９１】
続いて、ＥＣＵは、ステップＳ４６において、ステップＳ４５にて算出したトルク乗算熱余裕Ｍｇ_1’〜Ｍg_4’を使って、次式（３４）〜（３７）により最終的な各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算する。
Ｔ_1＝（Ｍg_1’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（３４）
Ｔ_2＝（Ｍg_2’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（３５）
Ｔ_3＝（Ｍg_3’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（３６）
Ｔ_4＝（Ｍg_4’／Ｍg_total’）×Ｔ_total          式（３７）
ここで、Ｍg_total’は、各インホイールモータ２０_1〜２０_4のトルク乗算熱余裕Ｍｇ_1’〜Ｍg_4’の合計値（＝Ｍg_1’＋Ｍg_2’＋Ｍg_3’＋Ｍg_4’）である。
【００９２】
ＥＣＵ４０は、ステップＳ４６において各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を計算すると、制駆動力配分制御ルーチンを一旦終了する。そして、所定の周期で同様の処理を繰り返す。ＥＣＵ４０は、この制駆動力配分制御ルーチンで計算された各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4に基づいて、各インホイールモータ２０_1〜２０_4が各輪要求トルクＴ_1〜Ｔ_4を発生するようにインバータ２５の作動を制御する。
【００９３】
この第４実施形態としての制駆動力配分制御ルーチンによれば、車両の走行状態を表すスリップ角βに基づいて、旋回走行時に風の当たりにくい側の後輪については各輪要求トルクを減らす方向に調整し、風の当たりやすい側の後輪については各輪要求トルクを増やす方向に調整する。従って、インホイールモータ２０の熱余裕のバランスに冷却性能のバランスを加味して、トータル要求トルクＴ_totalを各インホイールモータ２０_1〜２０_4に配分することができる。この結果、各インホイールモータ２０の発熱状態を均一にして、早期に特定のインホイールモータ２０が過熱状態となることを防止することができる。
【００９４】
尚、この第４実施形態においては、スリップ角βから補正トルクＴβを計算しているが、スリップ角βから補正熱余裕Ｍｇ_βを計算し（図１２の補正トルクマップの縦軸を補正熱余裕Ｍｇ_βとしたマップを使用すればよい）、その補正熱余裕Ｍｇ_βを使って、熱余裕Ｍg_3と熱余裕Ｍg_4とを補正するようにしてもよい。この場合、風の当たりやすい側のインホイールモータ２０の熱余裕に補正熱余裕Ｍｇ_βを加算し、風の当たりにくい側のインホイールモータ２０の熱余裕に補正熱余裕Ｍｇ_βを減算するようにすればよい。
【００９５】
また、第４実施形態に第２実施形態の処理を組み合わせるようにしてもよい。この場合、第２実施形態のように車速Ｖに応じて設定される補正係数α_front，α_rearを計算し、この補正係数α_front，α_rearを使って演算した熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4（ステップＳ２３参照）を、ステップＳ４５における熱余裕Ｍｇ_1〜Ｍg_4として使用すればよい。
【００９６】
また、第4実施形態に第３実施形態の処理を組み合わせるようにしてもよい。この場合、第３実施形態のように配分調整係数Ａを計算し（ステップＳ３５参照）、この配分調整係数ＡをステップＳ４５の演算式（３０）、（３１）の右辺に乗算すればよい。また、同様にして、第４実施形態に第２実施形態の処理と第３実施形態の処理とを組み合わせるようにしてもよい。
【００９７】
以上、本実施形態にかかる制駆動力制御装置について説明したが、本発明は上記実施形態に限定されるものではなく、本発明の目的を逸脱しない限りにおいて種々の変更が可能である。
【００９８】
例えば、車両１に搭載されたナビゲーション装置４６（図１に破線にて示す）の保有する情報（道路情報、車両位置情報）を取得して車両１の走行状態の変化を事前に予測し、その予測した走行状態に応じた各インホイールモータ２０の放熱性能に基づいて制駆動力の配分を調整する配分調整手段を設けるようにしてもよい。例えば、車両１が螺旋状に延びた道路を走行することが予測される場合には、その道路に進入する手前から、第４実施形態のように、旋回走行によって風の当たりにくい側の後輪のインホイールモータ２０の制駆動力の配分を減らし、風の当たりやすい側の後輪のインホイールモータ２０の制駆動力の配分を増やすようにしてもよい。この場合、予測車速と、道路情報から得られる道路の回転半径とからスリップ角を推定して、制駆動力の調整を行えばよい。
【００９９】
また、車両１が登り坂あるいは下り坂を走行することが予測される場合には、その坂道に進入する手前から、道路情報に含まれる道路の傾斜に基づいて、前後輪の荷重比を推定計算し、その推定荷重比を使って、第３実施形態にように制駆動力の配分調整を行うようにしてもよい。
【０１００】
このように車両１の走行状態を事前に予測し、その予測した走行状態に応じた各インホイールモータ２０の放熱性能に基づいて制駆動力の配分を調整することにより、各インホイールモータ２０の熱余裕の平均化を一層適切の行うことができる。
【０１０１】
また、車両の走行状態の検出については、ヨーレートセンサあるいは横加速度センサなどを使用してもよい。
【図１】
2013069092.tif 000004
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【手続補正書】
【提出日】平成26年10月15日(2014.10.15)
【手続補正１】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の車輪毎に設けられ、前記車輪の駆動力または制動力を発生するインホイールモータと、
前記各インホイールモータを制御して、前記車輪毎に独立した駆動力または制動力を発生させるモータ制御手段と
を備えた車両の制駆動力制御装置において、
前記モータ制御手段は、
前記各インホイールモータの熱余裕の大きさを演算する熱余裕演算手段と、
前記熱余裕演算手段により演算された各インホイールモータの熱余裕のバランスに基づいて、前記各インホイールモータの熱余裕が平均化されるように前記各インホイールモータで発生させる車輪の駆動力または制動力の配分を演算する制駆動力配分演算手段と
を備えたことを特徴とする車両の制駆動力制御装置。
【請求項２】
前記熱余裕演算手段は、
前記各インホイールモータの温度を取得する温度取得手段を備え、
前記温度取得手段により取得した各インホイールモータの温度と、前記各インホイールモータの熱容量とに基づいて、各インホイールモータの前記熱余裕の大きさを演算することを特徴とする請求項１記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項３】
前記熱余裕演算手段は、
前記インホイールモータの許容限界温度から前記温度取得手段が取得した温度を減算した値と、前記インホイールモータの熱容量との積に基づいて前記熱余裕の大きさを演算することを特徴とする請求項２記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項４】
前記制駆動力配分演算手段は、全車輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値であるトータル要求制駆動力を、各車輪のインホイールモータの熱余裕のバランスで各車輪のインホイールモータに配分するように演算することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項５】
前記制駆動力配分演算手段は、左側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である左車輪要求制駆動力を、左前輪のインホイールモータの熱余裕と左後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで左側の前後輪のインホイールモータに配分し、右側の前後輪のインホイールモータで発生させる駆動力または制動力の要求値である右車輪要求制駆動力を、右前輪のインホイールモータの熱余裕と右後輪のインホイールモータの熱余裕とのバランスで右側の前後輪のインホイールモータに配分するように演算することを特徴とする請求項１ないし請求項３の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項６】
前記制駆動力配分演算手段は、
前記車両の走行状態を取得する走行状態取得手段と、
前記走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱性能に基づいて前記配分を調整する配分調整手段と
を備えたことを特徴とする請求項１ないし請求項５の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項７】
前記配分調整手段は、走行状態取得手段が取得した走行状態に応じた前記各インホイールモータの放熱バランスに基づいて、放熱しにくいインホイールモータに対しては前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項６記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項８】
前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段であり、
前記配分調整手段は、前記車速取得手段が取得した車速が高い場合には低い場合に比べて、後輪のインホイールモータの前輪のインホイールモータに対する前記駆動力または制動力の配分の比が小さくなるように前記配分を調整することを特徴とする請求項７記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項９】
前記走行状態取得手段は、車両の旋回状態を取得する旋回状態取得手段であり、
前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両の旋回状態に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項７または８記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項１０】
前記旋回状態取得手段は、車両のスリップ角を取得し、
前記配分調整手段は、前記旋回状態取得手段が取得した車両のスリップ角に基づいて、左後輪と右後輪とにおける放熱しにくい側のインホイールモータの前記駆動力または制動力の配分を小さくするように調整することを特徴とする請求項９記載の車両の制駆動力制御装置。
【請求項１１】
前記走行状態取得手段は、車速を取得する車速取得手段であり、
前記配分調整手段は、
前記車両の前輪に加わる荷重と後輪に加わる荷重とのバランスを表す荷重バランスを取得する荷重バランス取得手段を備え、
前記各インホイールモータの駆動力または制動力を前記荷重バランス取得手段が取得した荷重バランスに応じた配分に調整するとともに、前記車速が低い場合には車速が高い場合に比べて、前記荷重バランスに応じた配分に調整する度合いを小さくすることを特徴とする請求項６ないし請求項１０の何れか一項記載の車両の制駆動力制御装置。
【国際調査報告】
2013069092.tif 000016
2013069092.tif 000017
2013069092.tif 000018
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