(57)【要約】【課題】バッテリから送られる駆動電力によって駆動する車輪の駆動効率の低下が生じたときに、バッテリの電力が無駄に消費されるのを防止した車両用駆動力配分装置を提供する。【解決手段】車両１の前後方向に亘って設けられた複数の車輪１５をそれぞれ駆動するインホイールモータ１０と、インホイールモータ１０に併設された受電ユニット１１と、受電ユニット１１に対向するように設けられ、受電ユニット１１との間で無線送電が可能な送電ユニット１２と、車輪１５を駆動する駆動電力を供給する、送電ユニット１２側に接続されたバッテリ１３と、各車輪１５のそれぞれに対応して設けられた送電ユニット１２にバッテリ１３から送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する車輪１５の駆動力との間の駆動効率に対応して、各送電ユニット１２に送られる駆動電力の配分割合を調節する駆動力配分手段１４と、を備えた車両用駆動力配分装置を構成する。【選択図】図１
2017112711.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車両の前後方向に亘って設けられた複数の車輪をそれぞれ駆動するインホイールモータと、
前記インホイールモータに併設された受電ユニットと、
前記受電ユニットに対向するように設けられ、前記受電ユニットとの間で無線送電が可能な送電ユニットと、
前記車輪を駆動する駆動電力を供給する、前記送電ユニット側に接続されたバッテリと、
前記各車輪のそれぞれに対応して設けられた前記送電ユニットに前記バッテリから送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する前記車輪の駆動力との間の駆動効率に対応して、前記各送電ユニットに送られる駆動電力の配分割合を調節する駆動力配分手段と、
を備えた車両用駆動力配分装置。
【請求項２】
前記駆動力配分手段が、前記車両の前後方向に亘って設けられた前記車輪のうち、前後一方側の前記駆動効率が低下した場合に、前記一方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を減少させるとともに、前後他方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を増大させる制御を行う請求項１に記載の車両用駆動力配分装置。
【請求項３】
前記駆動力配分手段が、前記一方側の前記車輪の前記駆動効率の低下量が大きいほど、前記他方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を増大させる制御を行なう請求項２に記載の車両用駆動力配分装置。
【請求項４】
前記駆動効率が、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの間の無線送電効率によって決まる請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動力配分装置。
【請求項５】
前記駆動効率が、前記インホイールモータの出力効率によって決まる請求項１から３のいずれか１項に記載の車両用駆動力配分装置。
【請求項６】
前記駆動力配分手段が、前記車両が走行している路面状況に応じて前記各送電ユニットに送られる前記駆動電力の配分割合を調節する請求項２から５のいずれか１項に記載の車両用駆動力配分装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、複数の車輪をワイヤレス式のインホイールモータで駆動する車両において、バッテリから各インホイールモータへの駆動電力の伝送効率に対応して、各車輪への駆動電力の配分を制御する車両用駆動力配分装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、特許文献１には、車両側と車輪側に、電力を無線送電するための電力送電アンテナを設け、車輪を駆動する駆動電力をバッテリからインホイールモータ側に無線送電によって送る車両駆動装置が開示されている（本文献の段落００３８、図３等参照）。このように、電力を無線送電することにより、送電用ケーブルを車両と可動部である車輪との間に設ける必要がなく、車輪の良好な操舵性を確保することができる（本文献の段落００４８参照）。
【０００３】
この車両には、車両側に設けられ、車両外部の外部電源によって充電される第１バッテリと、各車輪のモータユニット内部に設けられ、第１バッテリとの間で無線によって電力伝送される第２バッテリを備えている（本文献の段落００２２参照）。モータユニットには、第２バッテリから電力が直接供給される。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特許第５７７５６０５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
特許文献１に示す構成においては、第１バッテリと第２バッテリとの間で無線によって電力が送電されるが、四輪のうちいずれかの車輪の無線送電の伝送効率が低下したときに、第２バッテリの充電のために第１バッテリからより大きな電流を流さなければならず、第１バッテリに蓄えられた駆動電力を無駄に消費してしまう問題があった。そこで、この発明は、特定の車輪に、バッテリから送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する前記車輪の駆動力との間の駆動効率の低下が生じたときに、バッテリの電力が無駄に消費されるのを防止することを課題とする。
【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、この発明においては、車両の前後方向に亘って設けられた複数の車輪をそれぞれ駆動するインホイールモータと、前記インホイールモータに併設された受電ユニットと、前記受電ユニットに対向するように設けられ、前記受電ユニットとの間で無線送電が可能な送電ユニットと、前記車輪を駆動する駆動電力を供給する、前記送電ユニット側に接続されたバッテリと、前記各車輪のそれぞれに対応して設けられた前記送電ユニットに前記バッテリから送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する前記車輪の駆動力との間の駆動効率に対応して、前記各送電ユニットに送られる駆動電力の配分割合を調節する駆動力配分手段と、を備えた車両用駆動力配分装置を構成した。
【０００７】
前記構成においては、前記駆動力配分手段が、前記車両の前後方向に亘って設けられた前記車輪のうち、前後一方側の前記駆動効率が低下した場合に、前記一方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を減少させるとともに、前後他方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を増大させる制御を行う構成とするのが好ましい。
【０００８】
また、この構成においては前記駆動力配分手段が、前記一方側の前記車輪の前記駆動効率の低下量が大きいほど、前記他方側の前記車輪に送られる前記駆動電力を増大させる制御を行なう構成とするのが好ましい。
【０００９】
前記各構成においては、前記駆動効率が、前記受電ユニットと前記送電ユニットとの間の無線送電効率によって決まる構成とすることができる。
【００１０】
あるいは、前記駆動効率が、前記インホイールモータの出力効率によって決まる構成とすることができる。
【００１１】
前記各構成においては、前記駆動力配分手段が、前記車両が走行している路面状況に応じて前記各送電ユニットに送られる前記駆動電力の配分割合を調節する構成とすることができる。
【発明の効果】
【００１２】
この発明によると、駆動力配分手段によって、バッテリから送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する車輪の駆動力との間の駆動効率に対応して、各車輪のインホイールモータに送られる駆動電力の配分割合を調節するようにしたので、駆動効率が低い車輪側に多くの駆動電力を送って、バッテリの電力が無駄に消費されるのを防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１３】
【図１】この発明に係る車両用駆動力配分装置を搭載した四輪駆動車両を示す全体構成図
【図２】図１の車両において、全ての車輪に均等に駆動電力を配分した状態を示す全体構成図
【図３】図２に示す状態において、右後輪に送電効率の低下が生じた状態を示す全体構成図
【図４】図３に示す状態において、バッテリからの前後車輪への駆動力の配分比を変更した状態を示す全体構成図
【発明を実施するための形態】
【００１４】
この発明に係る車両用駆動力配分装置を搭載した車両１の全体構成図を図１に示す。この車両用駆動力配分装置は、インホイールモータ１０、受電ユニット１１、送電ユニット１２、バッテリ１３、及び、駆動力配分手段１４を主要な構成要素としている。図１に示す車両は、前後の車輪全てに駆動力が与えられる四輪駆動車である。
【００１５】
インホイールモータ１０は、車輪１５内に設けられており、力行時には、車輪１５に駆動力を与える駆動源として機能する一方で、回生時には、電力の回生を行いつつ車輪１５を制動する制動装置として機能する。なお、図示は省略したが、インホイールモータ１０には、電力変換ユニットやインバータが併設されている。
【００１６】
受電ユニット１１は、インホイールモータ１０に併設されている。送電ユニット１２は、受電ユニット１１に対し、所定間隔だけ離間しつつこの受電ユニット１１に臨むように設けられている。このように、受電ユニット１１及び送電ユニット１２を配置することにより、受電ユニット１１と送電ユニット１２との間で電磁波による無線送電を行うことができ（図１中の矢印ｅ１、ｅ２参照）、この無線送電によって、バッテリ１３からインホイールモータ１０への駆動電力の供給、及び、インホイールモータ１０によって生じた回生電力のバッテリ１３への充電を行うことができる（図１中の矢印ｆ参照）。
【００１７】
受電ユニット１１、及び、送電ユニット１２として、例えば、巻回したコイルを採用することができる。送電ユニット１２には電力変換ユニット１６が併設されており、この電力変換ユニット１６で直流と交流間の変換を行う。
【００１８】
駆動力配分手段１４は、各車輪１５に設けられた送電ユニット１２にバッテリ１３から送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する車輪１５の駆動力との間の駆動効率の低下に対応して、バッテリ１３から各送電ユニット１２に送られる駆動電力の配分割合を調節する機能を備える。この駆動効率の低下の原因として、送電ユニット１２からインホイールモータ１０に至るまでの間における、受電ユニット１１と送電ユニット１２との間の無線送電効率の低下や（両ユニット１１、１２の間に異物が介在したり、アライメントがずれたりした場合）、インホイールモータ１０の出力効率の低下（インホイールモータ１０自体に何らかの問題が生じた場合）等が考えられる。
【００１９】
この場合、駆動効率が低下した車輪１５を所定の駆動力で駆動させるためには、バッテリ１３からより大きな電流を流さなければならず、バッテリ１３に蓄えられた駆動電力を無駄に消費してしまう。そこで、駆動効率が低下した車輪１５への駆動電力の配分割合を小さくする一方で、駆動効率が正常な車輪１５への駆動電力の配分割合を大きくすることにより、車両１全体としての駆動力を確保しつつ、バッテリ１３の電力が無駄に消費されるのを防止することができる。
【００２０】
図２から図４を用いて、この発明に係る車両用駆動力配分装置の作用を説明する。
【００２１】
図２に示すように、前後の車輪１５に対する駆動力配分比が５０：５０（本図中の四角で囲んだ数字を参照）の四輪駆動車の場合、駆動力配分手段１４は、前後それぞれ左右の車輪１５に全体の駆動力の２５％ずつが配分されるように（本図中の丸で囲んだ数字を参照）、駆動電力の配分割合を調節する。例えば、車両１に要求される出力（アクセルの踏み込み量によって決まる車輪１５の駆動力）が１００ｋＷの場合、各車輪１５への要求出力は２５ｋＷずつとなる。送電ユニット１２から受電ユニット１１への無線送電効率（駆動効率）が９０％（無線送電がロスなく正常に行われている状態）の場合、各車輪１５の出力を２５ｋＷとするためには、バッテリ１３から各車輪１５の送電ユニット１２に送られる駆動電力は、約１１１ｋＷ（＝２５ｋＷ／０．９×４）となる。
【００２２】
ここで、図３に示すように、四輪のうち右側後輪の送受電ユニット１１、１２に異常が生じ、この右側後輪の無線送電効率のみが７０％に低下した場合、前後の車輪１５に対する駆動力配分比を５０：５０（本図中の四角で囲んだ数字を参照）のままとすると、各車輪１５の出力を２５ｋＷに維持するためには、バッテリ１３から各車輪１５の送電ユニット１２に送られる駆動電力は約１１９ｋＷ（＝２５ｋＷ／０．９×３＋２５ｋＷ／０．７）となり、全ての車輪１５において無線送電がロスなく正常に行われる場合と比較して、使用電力が約８ｋＷ増加する。これは、無線送電効率が低下した右側後輪を２５ｋＷの出力で駆動するためには、より多くの電力をバッテリ１３から送る必要があるためである。
【００２３】
そこで、このように後輪に無線送電効率の低下が生じたときには、図４に示すように、前後の車輪１５に対する駆動力配分比を６０：４０（本図中の四角で囲んだ数字を参照）に変更して、左右の前輪への要求出力をそれぞれ３０ｋＷ、左右の後輪への要求出力をそれぞれ２０ｋＷとする（本図中の丸で囲んだ数字を参照）。この場合、バッテリ１３から各車輪１５の送電ユニット１２に送られる駆動電力は、約１１７．５ｋＷ（＝３０ｋＷ／０．９×２＋２０ｋＷ／０．９＋２０ｋＷ／０．７）となる。この駆動電力は、全ての車輪１５の無線送電効率が正常な場合（図２に示した状態）と比較すると約６．５ｋＷ増加しているものの、右側後輪の無線送電効率が低下した状態で、前後の車輪１５に対する駆動力配分比を５０：５０のままとした場合（図３に示した状態）と比較すると約１．５ｋＷ減少している。
【００２４】
このように、前後の車輪１５のうち、後輪側に無線送電効率の低下が生じたときに、バッテリ１３から後輪側に送られる駆動電力を減少させる一方で、無線送電がロスなく正常に行われている前輪側に送られる駆動電力を増大させることにより、車両１全体としての駆動力を確保しつつ、バッテリ１３の電力が無駄に消費されるのを極力防止することができる。
【００２５】
上記の前後の車輪１５に対する駆動力配分比はあくまでも一例である。すなわち、無線送電効率の低下が生じている車輪１５の無線送電効率の低下度合いに応じて、無線送電がロスなく正常に行われている車輪１５への駆動力配分比を増大させるようにしてもよい。また、路面状況、車輪１５の空転率、気象状況等によっても駆動力配分比は適宜変更される。
【００２６】
例えば、路面状況が良好な場合は、車輪１５が空転することなく走行が安定しやすいため、前後の車輪１５のうち無線送電効率が低下した側に送られる駆動電力を大幅に減らす（場合によっては、駆動電力の供給を遮断する）ことによって、無線送電のロスを極力減らすように、駆動力配分手段による制御を行う。その一方で、例えば、路面が滑りやすい状況においては、車輪１５が空転して走行が不安定となりやすいため、無線送電のロスが生じるのを甘受した上で、前後の車輪１５への均等な駆動電力の配分を維持する。この駆動力配分比の変更は、車両１の走行中においても適宜行うことができる。
【００２７】
また、上記においては、後輪側に無線送電効率の低下が生じた場合を例示したが、前後輪の両方において無線送電効率の低下が生じる場合もある。この場合は、例えば、前後の車輪１５のうち、無線送電効率がより低い側への駆動電力の配分を小さくして、車両１全体としての駆動力を確保しつつ、バッテリ１３の電力が無駄に消費されるのを極力防止することができる。
【００２８】
さらに、上記においては、受電ユニット１１と送電ユニット１２との間の無線送電効率が低下したときについて説明したが、インホイールモータ１０に起因して特定の車輪１５の出力効率が低下した場合も、駆動力配分手段１４によって、バッテリ１３から各インホイールモータ１０に送られる駆動電力を制御することによって、上記と同様に、車両１全体としての駆動力を確保しつつ、バッテリ１３の電力が無駄に消費されるのを極力防止することができる。
【００２９】
上記の実施形態はあくまでも一例であって、特定の車輪１５に、バッテリ１３から送られる駆動電力と、この駆動電力によって駆動する車輪１５の駆動力との間の駆動効率の低下が生じたときに、バッテリ１３の電力が無駄に消費されるのを防止する、という本願発明の課題を解決し得る限りにおいて、各構成要素の構成や配置、素材等を適宜変更することができる。
【００３０】
例えば、上記においては、四輪車を例示して説明したが、この発明に係る構成は、前後方向に亘って設けられた複数の車輪１５を備えた車両１であれば、二輪車や三輪車等にも適用することができる。
【００３１】
上記においては、力行時の駆動力配分について説明したが、回生時の駆動力配分に関しても同様に適用することができる。
【符号の説明】
【００３２】
１  車両
１０  インホイールモータ
１１  受電ユニット
１２  送電ユニット
１３  バッテリ
１４  駆動力配分手段
１５  車輪
１６  電力変換ユニット
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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