(57)【要約】【課題】  四輪独立駆動車の利点を発揮させ、一輪失陥により生じるヨー角速度の急変を防止して、車両を安全に停止させることができる一輪失陥時車両制御装置を提供する。【解決手段】  制御対象の車両１は、左右の前輪および左右の後輪となる各車輪２に独立して制駆動力を与えることができる車輪個別の制駆動源４を有する。車輪２毎に失陥が生じたことを検出し、その検出された車輪２である失陥輪に発生している制動力となる前後力を推定する失陥検出・前後力推定手段２４を設ける。この手段２４で失陥が生じたことが検出されると、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪２に加えるように、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源４を制御する一輪失陥時制御手段３４を設ける。【選択図】        図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
左右の前輪および左右の後輪となる各車輪に独立して制駆動力を与えることができる車輪個別の制駆動源を有する四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置であって、
前記車輪毎に失陥が生じたことを検出し、その失陥が検出された車輪である失陥輪に発生している制動力となる前後力を推定する失陥検出・前後力推定手段と、この失陥検出・前後力推定手段で失陥が生じたことが検出されると、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪に加えるように、前記対角に位置する車輪の前記制駆動源を制御する一輪失陥時制御手段とを備える
ことを特徴とする四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置において、前記対角に位置する車輪に加えるべき前後力が、この対角に位置する車輪の前記制駆動源が発生可能な最大トルクを超える場合に、前記一輪失陥時制御手段は、前記対角に位置する車輪の前記制駆動源に発生可能な最大制動トルクを発生させると共に、前記失陥輪と前記対角に位置する車輪を除いた残りの二輪の前記制駆動源に対して駆動トルクの発生を停止させる四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置。
【請求項３】
請求項１または請求項２に記載の四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置において、前記各制駆動源が、インホイールモータ駆動装置を構成するモータである四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、インホイールモータ駆動装置などを搭載した四輪独立駆動車の一輪が失陥した場合の車両運動制御を行う一輪失陥時車両制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
左右独立駆動車の制駆動源の一つが故障して、正常な制駆動力を発生できなくなった場合の車両制御手法として、以下に挙げる提案がなされている。
特許文献１：前輪駆動の左右輪独立駆動車において、旋回走行中に駆動源の一方が駆動不能に陥ったとき、以下の方法で駆動力を制御して車両の挙動変化を抑制し、車両の走行安定性を向上させる。
ａ）旋回外輪側の前輪の駆動源が駆動不能に陥ると、旋回内輪側の前輪に対する駆動力を徐々に低下させていき、所定時間経過後には駆動力をゼロにする。
ｂ）旋回内輪側の前輪の駆動源が駆動不能に陥ると、旋回外輪側の前輪に対する駆動力の供給を直ちに停止させる。
【０００３】
特許文献２：四輪独立駆動車の一輪の駆動源が失陥した場合、失陥輪の左右反対側の制駆動力を失陥輪の制駆動力に近付ける。制駆動力の近づけ度合いを、故障の状況に応じて以下のように変える。
ａ）前輪のキングピンオフセットが正の車両では、前輪（転舵輪）の一方が失陥した場合は、後輪（非転舵輪）の一方が失陥した場合に比べ、制駆動力の近づけ度合いを高くする。
ｂ）前輪のキングピンオフセットが負の車両では、前輪（転舵輪）の一方が失陥した場合は、後輪（非転舵輪）の一方が失陥した場合に比べ、制駆動力の近づけ度合いを低くする。
ｃ）失陥した時の左右輪の制駆動力差が大きいほど、制駆動力の近づけ度合いを高くする。
【０００４】
非特許文献１：八輪独立駆動車の一輪のモータが失陥した場合に、失陥モードに応じて以下のような対策を講じる。
ａ）フリーになった場合：失陥モータの左右反対側のモータをフリーにする。
ｂ）ロックした場合：失陥モータの左右反対側のモータで回生制動力を発生させる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００５】
【特許文献１】特開平０８−１６８１１２号公報
【特許文献２】特許第４４１２４７６号公報
【非特許文献】
【０００６】
【非特許文献１】河上清源ら：インホイールモータを用いた全輪駆動車におけるモータ失陥時の操縦安定性に関する評価、日本機械学會論文集Ｃ編、72-719（2006）、2123-2129
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
特許文献１の手法は、前輪駆動の２輪独立駆動車に適用する技術であり、４輪駆動車の場合に、必ずしも適切な制御とはならない。
特許文２，３の手法は、いずれも、失陥輪に対し左右反対側に位置する車輪に制動力を与えるため、旋回走行中に失陥が発生して前記制動力付与の制御を行った場合、失陥輪を含む前輪の横力の和あるいは後輪の横力の和が低下し、意図しない車両のヨーイング運動を招く可能性がある。
【０００８】
例えば図４（Ｂ）に示すように、定常円を旋回する走行中に、×印を付したように右後輪が失陥し、制動力Ｘ４が発生した場合、タイヤの摩擦円の考えによると、右後輪の横力Ｙ４が低下して右前輪の横力Ｙ２よりも小さくなる。この状態で左右反対輪である左後輪に制動力Ｘ３を加えた場合、左後輪の横力Ｙ３も小さくなり、左右後輪の横力の和（Ｙ３＋Ｙ４）が、左右前輪の横力の和（Ｙ１＋Ｙ２）よりも小さくなる。そのため、車両に大きなモーメントＭ１が発生し、意図しない車両のヨーイング運動、つまりヨー角速度の急変を招く恐れがある。
【０００９】
この発明の課題は、四輪独立駆動車の利点を発揮させ、一輪失陥により生じるヨー角速度の急変を防止して、車両を安全に停止させることができる四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
この発明の四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置３３は、左右の前輪および左右の後輪となる各車輪２（２１〜２４）に独立して制駆動力を与えることができる車輪個別の制駆動源４を有する制御装置であって、
前記車輪２毎に失陥が生じたことを検出し、その失陥が検出された車輪２である失陥輪に発生している制動力となる前後力を推定する失陥検出・前後力推定手段２４と、この失陥検出・前後力推定手段２４で失陥が生じたことが検出されると、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪２に加えるように、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源４を制御する一輪失陥時制御手段３４とを備える。
なお、この明細書で言う「車輪の失陥」とは、車輪２を回転駆動する制駆動源４およびその動力を伝達する伝達系を含む駆動系、および車輪２を支持する軸受の失陥を含む。前記「制駆動源」は、車輪２に駆動力を与える駆動源および制動力を与える制動源を合わせた概念であり、例えば回生制動機能を有する電動のモータである。
【００１１】
この構成によると、車両の四輪のいずれかの車輪２に失陥が生じると、失陥検出・前後力推定手段２４によりその失陥が検出され、その検出された車輪２である失陥輪に発生している制動力となる前後力が推定される。この失陥検出に応答して前記一輪失陥時制御手段３４は、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪２に加えるように、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源４を制御する。
一般に前後力が大きくなると、その車輪２が発生し得る横力は小さくなるため、失陥によりいずれか一輪の車輪２が制動力を発すると、その車輪２の横力が低下することがある。そのため、このままでは左右の前輪で生じる横力の和と、左右の後輪で生じる横力の和とが大きく異なってヨーイング運動が生じる恐れがある。しかし、上記のように、失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪２に加えることで、そのトルクを加えた対角の車輪２の横力も低下し、前輪の横力の和と後輪の横力の和との均衡が保たれる。これにより、失陥によるヨーイング運動の急変を抑えることができる。
なお、対角の車輪２に制動トルクを加えるので、失陥を生じた車輪２と左右同じ側で前後逆の車輪２に制動力を加えるのと異なり、左側の前後輪の横力の和と、右側の前後輪の横力の和との均衡も保たれ、左右輪の横力の和の相違によるヨーイング運動が回避される。
上記の対角の車輪２に制動トルクを加える制御は、特に、おおよそ一定の曲率を持ったカーブで、ハンドル角を保持したまま旋回している場面で有効である。
【００１２】
この発明において、前記対角に位置する車輪２に加えるべき前後力が、この対角に位置する車輪２の前記制駆動源４が発生可能な最大トルクを超える場合に、前記一輪失陥時制御手段３４は、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源４に発生可能な最大制動トルクを発生させると共に、前記失陥輪と前記対角に位置する車輪２を除いた残りの二輪の前記制駆動源４に対して駆動トルクの発生を停止させるようにしても良い。
【００１３】
制御により車両が減速しようとしているとき、失陥輪と制御輪を除いた二輪（非制御輪）に駆動トルクを加えていると、非制御輪のスリップ率は大きくなる可能性がある。その結果、非制御輪の横力が十分確保されなくなり、意図しないヨーイング運動が生じると考えられる。特に、車輪ロックのような大きな制動力を発生させる深刻な失陥が生じたときに、非制御輪に駆動トルクが与えられると、ヨーイング運動が急変すると予想される。
そこで、失陥輪に対して対角に位置する車輪２において、制御に必要な制動トルクが発生可能な最大制動トルクを超える場合は、深刻な失陥が生じていると判断する。そして、このとき、失陥輪に対して対角に位置する車輪２に発生可能な最大制動トルクを与えるとともに、非制御輪への駆動トルクの供給を停止する。この方法により、深刻な失陥が生じてもできる限りヨーイング運動の変化を小さくする。
【００１４】
この発明において、前記各制駆動源４がインホイールモータ駆動装置７を構成するモータであっても良い。
四輪独立の制駆動は、インホイールモータ駆動装置を用いた車両の場合に一般的となるが、このような車両の場合に、この発明の前記各効果が効果的に発揮される。
【発明の効果】
【００１５】
この発明の四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置は、左右の前輪および左右の後輪となる各車輪に独立して制駆動力を与えることができる車輪個別の制駆動源を有する四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置であって、前記車輪毎に失陥が生じたことを検出し、その失陥が検出された車輪である失陥輪に発生している制動力となる前後力を推定する失陥検出・前後力推定手段と、この失陥検出・前後力推定手段で失陥が生じたことが検出されると、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪に加えるように、前記対角に位置する車輪の前記制駆動源を制御する一輪失陥時制御手段とを備えるため、一輪の失陥が生じたときに、四輪独立駆動車の利点を発揮させ、一輪失陥により生じるヨー角速度の急変を防止して、車両を安全に停止させることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の一実施形態に係る四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置の概念構成を車両の平面図と共に示す説明図である。
【図２】同一輪失陥時車両制御装置の失陥検出・前後力推定手段の処理の概要を示す流れ図である。
【図３】同一輪失陥時車両制御装置の効果を車両運動のシミュレーションにより検証した結果のグラフである。
【図４】（Ａ）は同実施形態の一輪失陥時車両制御装置による右後輪失陥時の制御で生じる横力等を示す説明図、（Ｂ）は従来装置による右後輪失陥時の制御で生じる横力等を示す説明図である。
【図５】（Ａ）は同実施形態の一輪失陥時車両制御装置による左後輪失陥時の制御で生じる横力等を示す説明図、（Ｂ）は従来装置による左後輪失陥時の制御で生じる横力等を示す説明図である。
【図６】（Ａ）は同実施形態の一輪失陥時車両制御装置による右後輪失陥時の非制御輪への駆動力供給停止の場合に生じる横力等を示す説明図、（Ｂ）は制御適用中に非制御輪に駆動力が働いている場合に生じる横力等を示す説明図である。
【図７】同一輪失陥時車両制御装置における失陥検出・前後力推定手段の概念構成を主に示すブロック図である。
【図８】同一輪失陥時車両制御装置の動作の説明に用いる車輪の運動モデルの説明図である。
【図９】同一輪失陥時車両制御装置における失陥検出・前後力推定手段による前後力推定処理を示す流れ図である。
【図１０】同一輪失陥時車両制御装置における失陥検出・前後力推定手段による車輪毎に車両速度を推定した例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
この発明一実施形態に係る四輪独立駆動車における一輪失陥時車両制御装置を図１ないし図１０と共に説明する。図１は、一輪失陥時車両制御装置３３を搭載した車両の概念構成を平面図で示す。車両１は、左右の前輪となる車輪２（２１，２２）および後輪となる車輪２（２３，２４）が、それぞれ制駆動源であるモータ４によって独立して駆動される四輪独立駆動車である。なお、各車輪２１〜２４は、それぞれ「前輪２１，２２、後輪２３，２４」と称する場合があり、また機能や状態に応じて「失陥輪」、「非制御輪」と称する場合がある。各モータ４は、車輪用軸受５、およびモータ４の回転を減速して車輪用軸受５の図示外の回転側軌道輪に伝達する減速機６と共に、インホイールモータ駆動装置７を構成する。左右の前輪となる車輪２は、転舵機構８により転舵可能であり、操舵入力手段であるハンドル９により転舵機構８を介して操舵される。
【００１８】
車両１の制御系について説明する。
車両１の制御系は、メインのＥＣＵ２１と、各モータ４をそれぞれ駆動するインバータ装置２２とを有する。ＥＣＵ２１は、車両全体の協調制御，統括制御を行う電気制御ユニットであり、トルク分配手段２３が設けられている。トルク分配手段２３は、アクセルペダル１３等のアクセル操作手段からの加速指令、およびブレーキペダル１４等のブレーキ操作手段からの減速指令が入力され、前記加速指令と減速指令の差に応じた制駆動指令を、各モータ４に分配する。前記制駆動指令は、例えば、トルク指令である。
【００１９】
トルク分配手段２３から分配して出力される駆動指令は、各車輪２の各インバータ装置２２に与えられる。各インバータ装置２２は、図示外のバッテリの直流電力をモータ４の駆動用の交流電力に変換する図示外のインバータと、このインバータを制御するモータコントロール回路部（図示せず）とを有する。このモータコントロール回路部には、例えば、マイクロコンピュータおよびモータ制御プログラムが含まれる。各インバータ装置２２は、与えられたトルク指令等の制駆動指令に応じて、前記インバータを制御し、モータ４に与える電力を制御する。
【００２０】
上記構成のＥＣＵ２１を構成するコンピュータおよびそのプログラムの一部で、この実施形態に係る一輪失陥時車両制御装置３３が構成される。なお、前記メインのＥＣＵ２１とは別の専用のＥＣＵ等で前記一輪失陥時車両制御装置３３を構成しても良い。
この一輪失陥時車両制御装置３３は、失陥検出・前後力推定手段２４と一輪失陥時制御手段３４とを備え、さらに報知手段３５を備える。
【００２１】
前記失陥検出・前後力推定手段２４は、前記車輪２毎に失陥が生じたことを検出し、その失陥が検出された車輪２である失陥輪に発生している制動力となる前後力を推定する手段である。一輪失陥時制御手段３４は、モータ４の回転速度および車両１のヨー角速度の検出値等から失陥の検出および失陥輪の特定を行い、指令トルクおよびモータ回転速度の検出値から健全輪（失陥輪以外車輪２）の前後力を推定し、その推定した健全輪の前後力と車両の前後加速度の検出値とから失陥輪の前後力の推定を行う。
【００２２】
一輪失陥時制御手段３４は、失陥検出・前後力推定手段２４で失陥が生じたことが検出されると、前記失陥輪に作用していると推定された前後力に相当するトルクを前記失陥輪に対し対角に位置する車輪２に加えるように、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源であるモータ４を制御する手段である。
また、前記一輪失陥時制御手段３４は、前記対角に位置する車輪２に加えるべき前後力が、この対角に位置する車輪２の前記制駆動源４が発生可能な最大トルクを超える場合は、前記対角に位置する車輪２の前記制駆動源４に発生可能な最大制動トルクを発生させると共に、前記失陥輪と前記対角に位置する車輪２を除いた二輪の前記制駆動源４に対して駆動トルクの発生を停止させる。
一輪失陥時制御手段３４によるトルクの制御は、トルク配分手段２３で前述のように配分するトルクに対して加減すること等で行われる。
【００２３】
報知手段３５は、失陥検出・前後力推定手段２４から失陥の検出結果を受け、車両１の運転席にあるメータ類等の表示装置の画面や音声発生手段（いずれも図示せず）等から、ドライバーへ異常発生の旨の報知を行う。
【００２４】
上記構成の作用を説明する。なお、前記失陥検出・前後力推定手段２４の具体的な構成および作用については、後に、図７〜図１０と共に説明する。
前記失陥検出・前後力推定手段２４は、図２に流れ図で示すように、走行中に四輪の車輪２の内で、失陥輪の有無を判断し、失陥輪があればどの車輪２が失陥しているか特定し（ステップＳ１）、さらに失陥輪に作用する制動力となる前後力を推定する（ステップ２，３）。
【００２５】
ここで、車両１が定常円旋回中（定常円に沿って旋回する走行中）に右後輪となる車輪２が失陥し、制動力が生じたと仮定して制御動作を説明する。車輪２の番号は‘１’が左前輪、‘２’が右前輪、‘３’が左後輪、‘４’が右後輪（失陥輪）を表す。このとき、右後輪と対角に位置する左前輪に、Ｘ４と同じ制動力を与えるべく、制動トルクを次式（１）の通り与える。
Ｔ１＝ＲＸ４                          …（１）
【００２６】
Ｒは車輪半径を表す。モータ３が駆動源であれば、式（１）の制動トルクはモータ制御による回生制動で与えるのが簡単である。一般に前後力が大きくなると、その車輪が発生し得る横力は小さくなるため、失陥により右後輪２４が制動力を発すると、右後輪の横力が低下することがある。したがって、従来技術のように失陥輪に対して左右反対側の車輪に制動力を与えると、図４（Ｂ）に示す通り、前輪の横力の和（Ｙ１＋Ｙ２）と後輪の横力の和（Ｙ３＋Ｙ４）とが不均衡になって車両１のヨーイング運動が失陥後に急変する可能性がある。
【００２７】
しかしながら、図４（Ａ）に示すように式（１）の制動トルクを失陥輪である右後輪２４に対して対角に位置する左前輪２１に加えることで、左前輪２１の横力Ｙ１も低下し、前輪２１，２２の横力の和（Ｙ１＋Ｙ２）と後輪２３，２４の横力の和（Ｙ３＋Ｙ４）の均衡は保たれて、失陥によるヨーイング運動の急変を抑えることができる。
【００２８】
失陥輪が左後輪２３であっても上記と同様であり、図５（Ｂ）に示すように、左右反対側の車輪２４に制動力Ｘ４を与えると、前輪２１，２２の横力の和（Ｙ１＋Ｙ２）と後輪２３，２４の横力の和（Ｙ３＋Ｙ４）とが不均衡になるが、図５（Ａ）に示すよう制動トルクＲＸ２（＝ＲＸ３）を失陥輪である左後輪２３に対して対角に位置する右前輪２２に加えることで、ヨーイング運動の急変を抑えることができる。
【００２９】
車両運動のシミュレーションにより、この実施形態の制御の効果を検証した結果を図３に示す。図３は定常円旋回中に右後輪２４が失陥して、ドライバーの意図しない制動力が生じた場面を想定している。制御をしない場合、あるいは失陥後に失陥輪に対し左右反対側に位置する左後輪２３に制動力を与える場合（左後輪制御）と比べて、失陥輪２４に対し対角に位置する左前輪２１に制動力を与える場合（左前輪制御）は、ヨー角速度が変化しに難いことが、同図より確認できる。
【００３０】
また、制御により車両が減速しようとしているとき、失陥輪と制御輪を除いた残りの二輪（非制御輪）に駆動トルクを加えていると、非制御輪のスリップ率は大きくなる可能性がある。その結果、図６（Ｂ）に示すように非制御輪の横力Ｙ２、Ｙ３が十分確保されなくなり、意図しないヨーイング運動が生じると考えられる。特に、車輪ロックのような大きな制動力を発生させる深刻な失陥が生じたときに、非制御輪に駆動トルクが与えられると、ヨーイング運動が急変すると予想される。
【００３１】
そこで、一輪失陥時制御手段３４により次の制御を行うようにした。式（１）に関連して、失陥輪に対して対角に位置する車輪において、制御に必要な制動トルクが発生可能な最大制動トルクを超える場合は、深刻な失陥が生じていると判断する。そして、このとき、図６（Ａ）に示すように失陥輪２４に対して対角に位置する車輪２１に発生可能な最大制動トルクを与えるとともに、非制御輪２２，２３への駆動トルクの供給を停止する。この方法により、深刻な失陥が生じてもできる限りヨーイング運動の変化を小さくする。
【００３２】
この実施形態によると、上述のように一輪失陥により生じるヨー角速度の急変を防止して、車両を安全に停止させることができる。
図２は、以上の制御の流れを示す。この制御は、特に、おおよそ一定の曲率を持ったカーブで、ハンドル角を保持したまま旋回している場面で有効である。
【００３３】
次に、前記失陥検出・前後力推定手段２４の具体例につき、図７〜図１０と共に説明する。この失陥検出・前後力推定手段２４は、車両速度計算手段２５と、速度差計算手段２６と、判定部２７と、正常時前後力推定手段２８と、異常時前後力推定手段２９と、記憶手段３０とを有する。正常時前後力推定手段２８および異常時前後力推定手段２９は、各車輪２の前後力を推定するとき、例えば、独立して駆動する各車輪２に与える駆動トルクを一時的に等しくする指令を、各モータ４をそれぞれ制御するインバータ装置（制御手段）２２に与える。
【００３４】
車両速度計算手段２５は、車輪２毎に次式で車両速度Ｖをそれぞれ求める。
Ｖｊ＝Ｒωｊ±（ｄ／２）ｒ                    …（２）
Ｒは車輪半径、ωは車輪の角速度、ｄは前後輪のトレッド、ｒはヨー角速度を表す。式（２）の符号は、左側の車輪では正、右側の車輪では負とする。添え字ｊは車輪の番号を表す。例えば、添え字ｊ＝１が左前輪、ｊ＝２が右前輪、ｊ＝３が左後輪、ｊ＝４が右後輪を表す。車輪半径Ｒ、トレッドｄは、車両固有のパラメータであり、例えば、記憶手段３０に記憶されてこの記憶手段３０から取得し得る。
【００３５】
角速度ωは、例えば、各車輪２に設けた回転センサ１５（図１参照）より取得される。ヨー角速度ｒは、ヨー角速度センサより取得してもよいし、ハンドル９の操舵角を検出する操舵検出センサ１１から演算により求めてもよい。演算により求める場合、具体的には、例えば、車両試験により、操舵角に対するヨー角速度ｒの伝達特性を予め求めておき、図７の車両速度計算手段２５は、求めた伝達特性に基づき、操舵検出センサ１１で検出された操舵角から相応なヨー角速度ｒを求める。
【００３６】
速度差計算手段２６は、車両速度計算手段２５で求めた車両速度の差を車輪同士で互いに求める。例えば、４番目の車輪２４の角速度より求めた車両速度を、他の車輪２（２１，２２，２３）の角速度より求めた車両速度と比較するときは、その車両速度の差を次式で計算する。
ΔＶｊ４＝Ｖｊ−Ｖ４（ｊ＝１〜３）                …（３）
【００３７】
ここで表１は、各車輪２の車両速度の差と閾値との関係を示す表である。この例では、４番目の車輪２が異常輪と判断される場合の例を示す。
【表１】
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【００３８】
表１に示すように、式（３）と同様の計算を１〜３番目の車輪についても行う。判定部２７は、計算の結果、車両速度の差ΔＶの大きさに応じて次のように前後力推定方法を変える。
【００３９】
Ａ．（判定部２７により、全ての車両速度の差が閾値以下と判定された場合）
この場合は４輪全てに大きなトルク損失が発生していないと考える。この場合、正常時前後力推定手段２８が、全ての車輪２につき、定められた運動方程式より各車輪２の前後力を推定する。前記閾値は、記憶手段３０に書換え可能に記憶される。
【００４０】
ここで図８は、この車両１の車輪２の運動モデルを示す図である。
前記定められた運動方程式は、例えば、次のように表される。
Ｉ（ｄω／ｄｔ）＝Ｔ−ＲＦ                              …（４）
Ｉは車輪２の回転部の慣性モーメント、ωは車輪２の角速度、Ｔは駆動トルク、Ｒは車輪２の半径、Ｆは前後力を表す（なお、ここまでの説明では、前後力Ｆのうちの制動力をＸと称した）。図２に示すように、慣性モーメントＩと車輪２の半径Ｒは、車両固有のパラメータであり、例えば、記憶手段３０から容易に取得し得る。角速度ωは、例えば、各車輪２に設けた回転センサ１５より取得し得る（図１参照）。
【００４１】
また駆動源がモータ４であるため、図１に示すように、各モータ４に流れる電流を観測する電流検出手段３２を設け、この電流検出手段３２により電流を観測することでこの電流と比例関係にある駆動トルクＴを正確に把握し得る。したがって、全ての車両速度の差が閾値以下と判定された場合、式（４）を用いて各車輪２の前後力を推定し得る。
【００４２】
Ｂ．（任意の車輪と他の車輪との車両速度の差が閾値より大と判定された場合）
例えば、表１の太枠内に示したように、車両速度の差ΔＶ１４、ΔＶ２４、ΔＶ３４が設定した閾値εより大きいと判定部２７で判定された場合、４番目の車輪２４に大きなトルク損失が発生している、すなわち４番目の車輪２４が異常輪であると判断する。このとき、前述の式（４）は成立しなくなり、前後力Ｆを正しく推定できなくなる。この場合、異常時前後力推定手段２９が、次式（５）により、異常輪の前後力を推定する。但し、他の１〜３番目の車輪２については、前記Ａ．と同様に式（４）を使って、前後力Ｆを推定する。
【００４３】
【数１】
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【００４４】
ｍは車両重量、ａｘは車両の前後加速度、ｍａｘは車両に働く前後力（４輪に働く前後力の和）に相当する。車両重量ｍは、例えば、記憶手段３０より取得する。前後加速度ａｘは、例えば、車両１に取り付けた加速度センサ３６より取得する。なおトルク損失が大きくなるといった異常は、１輪毎に発生して複数輪同時に発生するとは考えにくい。よって、Ｂ．の異常時前後力推定手段２９により、異常が生じた車輪２の前後力を推定し得る。したがって、車輪２に予期せぬトルク損失が発生していても、車輪２の前後力を直接検出するセンサ等を用いることなく、各車輪２の前後力を精度良く推定し得る。このため、例えば、車輪の前後力を直接検出する従来技術よりも製造コストの低減を図れる。
【００４５】
前記報知手段３５（図１参照）は、判定部２７で異常輪があると判定したときに、例えば、異常が発生した車輪２を運転席のモニター等（図示せず）に表示して、運転者の注意を喚起する。トルク損失が大きくなる異常の原因は、例えば、インホイールモータ駆動装置７の構成部品（歯車や軸受）等の異常に起因する。
【００４６】
図９は、前後力推定装置の前後力推定手順を示すフローチャートである。以後、図１，図７、図８も適宜参照しつつ説明する。例えば、この車両１の電源を投入後、同図の処理を、走行中および停止中に繰り返して行う。前後力の推定を開始し、速度差計算手段２６は、車両速度計算手段２５で求めた車両速度の差ΔＶを車輪同士で互いに求める（ステップＳ１）。次に、判定部２７が、ΔＶが全て閾値以下か否かを判定する（ステップＳ２）。ΔＶが全て閾値以下のとき（ステップＳ２：Ｙｅｓ）、正常時前後力推定手段２８は、式（４）より各車輪２の前後力を推定する（ステップＳ３）。その後、本処理を終了する。
【００４７】
ステップＳ２において、判定部２７は、閾値以下でないΔＶがあると判定したとき（ステップＳ２：Ｎｏ）、表１より異常輪の特定を行う（ステップＳ４）。次に、異常時前後力推定手段２９は、式（４）より異常輪以外の三輪の前後力を推定する（ステップＳ５）。次に、異常時前後力推定手段２９は、式（５）より異常輪の前後力を推定する（ステップＳ６）。その後本処理を終了する。
【００４８】
実際の車両走行中に１輪だけにトルク損失を発生させ、車輪毎に車両速度を推定した例を図１０に示す。異常輪の有無を判定するために、駆動輪に同じ駆動トルクを加えて式（２）より車輪毎の車両速度を計算するのが適切であるが、より簡単な方法としては、駆動トルクを与えずに惰性で走行しているときの車両速度を調べるのが良い。正常時前後力推定手段２８および異常時前後力推定手段２９は、独立して駆動する各車輪２に与える駆動トルクを一時的に零とする指令を各インバータ装置２２に与える。この場合、路面の摩擦係数に依存せずに異常輪の有無を判定できる。
【００４９】
なお、インホイールモータ駆動装置７においては、サイクロイド式の減速機、遊星減速機、２軸並行減速機、その他の減速機を適用可能であり、また、減速機を採用しない、所謂ダイレクトモータタイプであってもよい。
【００５０】
以上、実施例に基づいて本発明を実施するための形態を説明したが、ここで開示した実施の形態は全ての点で例示であって制限的なものではない。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内での全ての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００５１】
１…車両
２，２１，２２，２３，２４…車輪
４…モータ（駆動源）
７…インホイールモータ駆動装置
２４…失陥検出・前後力推定手段
２５…車両速度計算手段
２６…速度差計算手段
２８…正常時前後力推定手段
２９…異常時前後力推定手段
３３…一輪失陥時車両制御装置
３４…一輪失陥時車両制御手段
３５…放置装置
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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