JP4877296B2 - 駆動装置およびその制御装置 - Google Patents

Description

この発明は、車両の駆動輪毎に設けられ、かつその駆動輪に直接動力を伝達し、駆動力あるいは制動力を作用させることのできる駆動装置およびその駆動装置を制御の対象とする制御装置に関するものである。

近年、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そのモータにより車輪を直接駆動する、いわゆるインホイールモータ方式の駆動装置が開発されている。その一例が特許文献１に記載されている。この特許文献１に記載されたインホイールドライブユニットは、モータと遊星減速機と出力軸とホイールリムとを備え、出力軸に連結する遊星減速機の回転要素を回転自在に支持する軸受の少なくとも一方が、ホイールリムの幅方向中心面よりも車幅方向内側に配置されるとともに、軸受により出力軸が回転自在に支持されている。そして、モータと遊星減速機と出力軸とホイールリムとが、この順番で動力伝達可能に連結されていて、したがってモータの出力トルクがモータからホイールリムへ減速されながら伝達される構成となっている。

特開２００７−９９１０６号公報

上記の特許文献１に記載されているようなインホイールモータ方式の駆動装置は、車輪のホイール内部もしくはその近傍に駆動力源のモータが設置されて車輪に直接動力を伝達するものであるから、従来の車両における変速機やデファレンシャルなどの動力伝達機構を設ける必要がなくなり、車両の構成を簡素化することができる。一方、上記のようにインホイールモータ方式の駆動装置は、車輪との間で直接動力の伝達が行われる構成であることから、例えば、車両が凹凸や障害物等がある悪路を走行する場合などのように、車輪側から想定した範囲を超える大きな外力が駆動装置に直接伝達される可能性がある。

このような車輪側からの想定外の過大な外力に対して、従来は、仮に上記のような想定外の外力が駆動装置に入力された場合であっても駆動装置内部の伝動軸や歯車あるいはモータに異常が生じることのないように、例えば安全率を通常よりも大きくとるなどして外力が作用する各部品の強度が高められていた。すなわち、上記のような想定外の過大入力を考慮せずに設定した場合と比較して、各部品が大型化されたり、あるいはより高強度の材質が採用されるなどしていた。その結果、駆動装置の体格増や重量増、あるいは製造コストの増大を招いていた。

この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであり、車輪側からの過大な外力が入力される場合であっても、装置の大型化や重量増あるいはコストアップを招くことなく、過大入力の装置内の各部に対する影響を緩和することができる駆動装置およびその駆動装置を制御の対象とする制御装置を提供することを目的とするものである。

上記の目的を達成するために、請求項１の発明は、車輪と該車輪毎に個別に設けられた駆動力源との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置において、前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されていて、前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構が設けられることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項２の発明は、請求項１の発明において、前記最弱部位が、前記伝動軸としての断面積を前記伝動軸の他の部位の断面積と比較して最も小さくすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項３の発明は、請求項１の発明において、前記最弱部位が、オイルを流通させる油路を設けることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項４の発明は、請求項１の発明において、前記最弱部位が、材質を前記伝動軸の他の部位の材質と比較して最も弱くすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項５の発明は、請求項１ないし４のいずれかの発明において、前記機構が、前記伝動軸と前記駆動力源との間および前記伝動軸と前記車輪との間でそれぞれ動力伝達を行う際に、それぞれ前記離隔する方向の推力を発生するはすば歯車を用いた歯車伝動機構を含むことを特徴とする駆動装置である。

また、請求項６の発明は、請求項５の発明において、前記伝動軸の前記駆動力源側の端部が、外周部と内周部とを有する円筒状に形成されていて、該外周部に一方の前記歯車伝動機構が設けられ、かつ該内周部に該伝動軸を回転自在に支持する軸受けが設けられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項７の発明は、請求項１ないし６のいずれかの発明において、前記伝動軸は、少なくとも一部が中空軸として構成されていて、前記伝動軸の中空部分に、オイルポンプの回転軸が該伝動軸と一体回転可能に挿入されていることを特徴とする駆動装置である。

さらに、請求項８の発明は、車輪と該車輪毎に個別に設けられた駆動力源との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置において、
前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されるとともに、該伝動軸が、少なくとも一部が中空軸として構成されていて、前記伝動軸の中空部分に、オイルポンプの回転軸が該伝動軸と一体回転可能に挿入され、前記回転軸は、前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分に一体回転可能に嵌合させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項９の発明は、請求項８の発明において、前記回転軸が、前記伝動軸の前記最弱部位よりも前記車輪側の内周部まで挿入させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項１０の発明は、請求項８または９の発明において、前記駆動力源が、前記伝動軸が前記最弱部位で分割された場合に、前記オイルポンプを駆動可能に構成されていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項１１の発明は、請求項８ないし１０のいずれかの発明において、前記最弱部位が、前記伝動軸としての断面積を前記伝動軸の他の部位の断面積と比較して最も小さくすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。

また、請求項１２の発明は、請求項８ないし１１のいずれかの発明において、前記最弱部位が、オイルを流通させる油路を設けることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。
また、請求項１３の発明は、請求項８ないし１１のいずれかの発明において、前記最弱部位が、材質を前記伝動軸の他の部位の材質と比較して最も弱くすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする駆動装置である。
また、請求項１４の発明は、請求項８ないし１１のいずれかの発明において、前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構が設けられていることを特徴とする駆動装置である。
また、請求項１５の発明は、請求項８ないし１４のいずれかの発明において、前記機構が、前記伝動軸と前記駆動力源との間および前記伝動軸と前記車輪との間でそれぞれ動力伝達を行う際に、それぞれ前記離隔する方向の推力を発生するはすば歯車を用いた歯車伝動機構を含むことを特徴とする駆動装置である。
また、請求項１６の発明は、請求項８ないし１５のいずれかの発明において、前記伝動軸の前記駆動力源側の端部が、外周部と内周部とを有する円筒状に形成されていて、該外周部に一方の前記歯車伝動機構が設けられ、かつ該内周部に該伝動軸を回転自在に支持する軸受けが設けられていることを特徴とする駆動装置である。
そして、請求項１７の発明は、請求項１ないし１６のいずれかの発明において、前記駆動力源が、前記車輪のホイールに内蔵されたインホイールモータを含むことを特徴とする駆動装置である。

一方、請求項１８の発明は、車輪と該車輪毎に個別に設けられた電動機との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置の制御装置において、前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されているとともに、前記伝動軸が前記最弱部位で分割された場合に前記電動機の出力トルクにより駆動可能なオイルポンプと、前記伝動軸の前記最弱部位から前記電動機側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構と、前記駆動装置の運転状態を検出するセンサと、前記センサの検出値に基づいて前記伝動軸が前記最弱部位で分割される異常の有無を判断する異常検出手段と、前記異常検出手段により判断した前記異常の有無に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えていることを特徴とする駆動装置の制御装置である。

また、請求項１９の発明は、請求項１８の発明において、前記センサが、前記車輪の回転数を検出する車輪速センサと、前記電動機の回転数を検出する回転数センサとを含み、前記異常検出手段が、前記車輪速センサの検出値に基づいて当該車輪速センサに異常はないと判断し、かつ当該車輪速センサにより検出した前記車輪の回転数と当該車輪に設けられた前記電動機の前記回転数センサにより検出した当該電動機の回転数とのずれが判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記最弱部位が分割されたと判断する手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。

また、請求項２０の発明は、請求項１８または１９の発明において、前記センサが、前記電動機の回転角度を検出する回転角センサを更に含み、前記異常検出手段が、前記車輪速センサの検出値に基づいて当該車輪速センサに異常があると判断し、かつ当該車輪速センサにより検出した前記車輪の回転数と当該車輪に設けられた前記電動機の前記回転角センサにより検出した当該電動機の回転角度とのずれが判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記最弱部位が分割されたと判断する手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。

また、請求項２１の発明は、請求項１８ないし２０のいずれかの発明において、前記センサが、前記オイルポンプによりオイルを供給する被供給部の温度を検出する温度センサを更に含み、前記電動機制御手段が、前記異常検出手段により前記最弱部位が分割されたと判断され、かつ前記温度センサにより検出した前記温度が前記被供給部へのオイルの供給を必要とする判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記電動機を制御して前記オイルポンプを駆動させる手段を含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。

そして、請求項２２の発明は、請求項１８ないし２１のいずれかの発明において、前記電動機が、前記車輪のホイールに内蔵されたインホイールモータを含むことを特徴とする駆動装置の制御装置である。

請求項１の発明によれば、車輪と駆動力源との間の動力伝達経路の中で、伝動軸の一部分に、車輪に加わる外力に対する強度が他の部位と比較して最も弱い最弱部位が形成される。その結果、例えば走行中の車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用した場合に、車輪と駆動力源との間の動力伝達経路のうち伝動軸の最弱部位を最初に分割させることができる。言い換えると、車輪側からの過大入力が動力伝達経路の他の部位に伝達されないように伝動軸の最弱部位のみを分割させることができる。そのため、装置の大型化や重量増あるいはコストアップを招くことなく、車輪側からの過大入力が動力伝達経路の他の部位に影響を及ぼすことを回避もしくは緩和することができる。
また、伝動軸に、その伝動軸に形成した最弱部位から駆動力源側の部分と、その伝動軸に形成した最弱部位から車輪側の部分とが互いに離れようとする力を発生させる機構が設けられる。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、その最弱部位の分割個所同士が互いに干渉してしまうことを回避もしくは抑制することができる。

また、請求項２の発明によれば、伝動軸の一部分が、その軸方向に垂直な平面における断面積が伝動軸の他の部位と比較して最も小さくなるように形成される。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して最も低い最弱部位を容易に形成することができる。

また、請求項３の発明によれば、伝動軸の一部分に、オイルを流通させるための油路が形成される。したがって、油路が形成された部分はその油路の分だけ断面積が伝動軸の他の部位と比較して小さくなる。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して最も低い最弱部位を容易に形成することができる。

また、請求項４の発明によれば、例えば、伝動軸の一部分に対する熱処理や表面処理の条件もしくは方法を伝動軸のその他の部位と異ならせることなどにより、その伝動軸の一部分の材質が伝動軸の他の部位と比較して最も弱くなるように形成される。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して弱い最弱部位を容易に形成することができる。

また、請求項５の発明によれば、伝動軸と駆動力源との間および伝動軸と車輪との間に、はすば歯車による歯車伝動機構が設けられ、それらの間で動力伝達が行われる。その結果、伝動軸に、その伝動軸に形成した最弱部位から駆動力源側の部分と、その伝動軸に形成した最弱部位から車輪側の部分とが互いに離れようとする力を発生させることができる。すなわち、はすば歯車は、動力を伝達する際にその軸方向に推力（スラスト力）を生じさせる歯車であるので、その推力の方向が伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分と最弱部位から車輪側の部分とが互いに離隔する方向になるようにはすば歯車の歯のねじれ方向を設定し、伝動軸と駆動力源との間および伝動軸と車輪との間にそれぞれ設置することにより、伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分と最弱部位から車輪側の部分とを互いに離隔させる方向の力を容易に発生させることができる。

また、請求項６の発明によれば、円筒形状に形成された伝動軸の駆動力源側の端部の外周部と内周部とに、駆動力源と伝動軸との間で動力伝達を行う歯車伝動機構と、伝動軸の駆動力源側の端部を支持する軸受けとがそれぞれ設置される。すなわち、伝動軸の駆動力源側の端部の軸方向でのほぼ同じ位置に、伝動軸に動力を伝える歯車伝動機構と、その伝動軸の一端を支持する軸受けとが設置される。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合であっても、分割された伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分の軸受けによる支持を容易にして、その分割された部分の回転状態あるいは支持状態を維持し易くなる。

また、請求項７の発明によれば、中空構造として形成された伝動軸の中空部に、オイルポンプの回転軸が伝動軸と一体回転するように挿入されて嵌合させられる。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、オイルポンプおよびその回転軸によって分割された伝動軸を応急的に支持することができ、その分割された伝動軸の回転状態あるいは支持状態を維持することができる。

さらに、請求項８の発明によれば、中空構造として形成された伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分の中空部に、オイルポンプの回転軸が伝動軸と一体回転するように挿入されて嵌合させられる。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、オイルポンプおよびその回転軸によって分割された伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分を応急的に支持することができ、その分割された部分の回転状態あるいは支持状態を維持することができる。

また、請求項９の発明によれば、中空構造として形成された伝動軸の中空部に挿入して嵌合させられるオイルポンプの回転軸が、伝動軸の軸方向における最弱部位よりも車輪側の部分まで挿入される。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、オイルポンプおよびその回転軸によって分割された伝動軸の最弱部位を応急的に支持することができ、その分割された伝動軸の回転を維持することができる。

また、請求項１０の発明によれば、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、駆動力源の出力トルクによりオイルポンプを駆動することができる。そのため、伝動軸の最弱部位が分割された場合であっても、オイルポンプを駆動して、オイルの供給を必要とする個所に適切にオイルを供給することができる。
また、請求項１１の発明によれば、伝動軸の一部分が、その軸方向に垂直な平面における断面積が伝動軸の他の部位と比較して最も小さくなるように形成される。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して最も低い最弱部位を容易に形成することができる。
また、請求項１２の発明によれば、伝動軸の一部分に、オイルを流通させるための油路が形成される。したがって、油路が形成された部分はその油路の分だけ断面積が伝動軸の他の部位と比較して小さくなる。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して最も低い最弱部位を容易に形成することができる。
また、請求項１３の発明によれば、例えば、伝動軸の一部分に対する熱処理や表面処理の条件もしくは方法を伝動軸のその他の部位と異ならせることなどにより、その伝動軸の一部分の材質が伝動軸の他の部位と比較して最も弱くなるように形成される。そのため、伝動軸の一部分に、車輪に作用する外力に対する強度が他の部位と比較して弱い最弱部位を容易に形成することができる。
また請求項１４の発明によれば、伝動軸に、その伝動軸に形成した最弱部位から駆動力源側の部分と、その伝動軸に形成した最弱部位から車輪側の部分とが互いに離れようとする力を発生させる機構が設けられる。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合に、その最弱部位の分割個所同士が互いに干渉してしまうことを回避もしくは抑制することができる。
また、請求項１５の発明によれば、伝動軸と駆動力源との間および伝動軸と車輪との間に、はすば歯車による歯車伝動機構が設けられ、それらの間で動力伝達が行われる。その結果、伝動軸に、その伝動軸に形成した最弱部位から駆動力源側の部分と、その伝動軸に形成した最弱部位から車輪側の部分とが互いに離れようとする力を発生させることができる。すなわち、はすば歯車は、動力を伝達する際にその軸方向に推力（スラスト力）を生じさせる歯車であるので、その推力の方向が伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分と最弱部位から車輪側の部分とが互いに離隔する方向になるようにはすば歯車の歯のねじれ方向を設定し、伝動軸と駆動力源との間および伝動軸と車輪との間にそれぞれ設置することにより、伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分と最弱部位から車輪側の部分とを互いに離隔させる方向の力を容易に発生させることができる。
また、請求項１６の発明によれば、円筒形状に形成された伝動軸の駆動力源側の端部の外周部と内周部とに、駆動力源と伝動軸との間で動力伝達を行う歯車伝動機構と、伝動軸の駆動力源側の端部を支持する軸受けとがそれぞれ設置される。すなわち、伝動軸の駆動力源側の端部の軸方向でのほぼ同じ位置に、伝動軸に動力を伝える歯車伝動機構と、その伝動軸の一端を支持する軸受けとが設置される。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された場合であっても、分割された伝動軸の最弱部位から駆動力源側の部分の軸受けによる支持を容易にして、その分割された部分の回転状態あるいは支持状態を維持し易くなる。

そして、請求項１７の発明によれば、車輪のホイール内部もしくはその近傍に設置されたインホイールモータを駆動力源とする駆動装置に対して、装置の大型化や重量増あるいはコストアップを招くことなく、車輪側からの過大入力が駆動装置内の各部に影響を及ぼすことを回避もしくは緩和することができる。別の言い方をすると、車輪側からの過大入力に対するいわゆるフェールセーフ機能を確立することができる。

一方、請求項１８の発明によれば、車輪と駆動力源である電動機との間の動力伝達経路の中で、伝動軸の一部分に、車輪に加わる外力に対する強度が他の部位よりも最も低い最弱部位が形成される。また、その最弱部位が分割された状態でも駆動することが可能なオイルポンプが設けられる。その結果、例えば走行中の車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用した場合に、車輪と電動機との間の動力伝達経路のうち伝動軸の最弱部位を最初に分割させることができる。言い換えると、動力伝達経路の他の部位における外力の影響を回避もしくは緩和して伝動軸の最弱部位のみを分割させることができる。また、そのように伝動軸の最弱部位が分割された場合であっても、オイルポンプを駆動することができる。すなわち、車輪側からの過大入力に対するいわゆるフェールセーフ機能を有した駆動装置が構成される。

そして、そのフェールセーフ機能を有した構成の駆動装置を制御の対象にして、各センサの検出値から駆動装置内の異常の有無について判断され、その異常が検出された場合に、その異常の状態に応じて電動機の回転が適宜に制御される。そのため、例えば車輪に想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸の最弱部位が分割された状態で、オイルポンプによるオイルの供給が必要な場合に、電動機の回転を制御してオイルポンプの駆動状態を適切に制御し、オイルの供給を必要とする個所へ適切にオイルを供給することができる。すなわち、駆動装置の車輪側からの過大入力に対するフェールセーフ機能を確立することができる。

また、請求項１９の発明によれば、車輪速センサにより検出する車輪の回転数と、回転数センサにより検出する電動機の回転軸の回転数とに基づいて、伝動軸の最弱部位における分割の有無を容易にかつ適切に判断することができる。

また、請求項２０の発明によれば、車輪速センサにより検出する車輪の回転数と、回転角センサにより検出する電動機の回転軸の回転角度とに基づいて、伝動軸の最弱部位における分割の有無を容易にかつ適切に判断することができる。

また、請求項２１の発明によれば、温度センサにより検出するオイルの被供給部の温度に基づいて、その被供給部へのオイルの供給の必要性あるいは必要度を容易にかつ適切に判断することができる。そして、その被供給部へのオイルの供給が必要と判断された場合に、電動機の回転を制御し、オイルポンプの駆動状態を適切に制御して、被供給部へ適切にオイルを供給することができる。言い換えると、被供給部へのオイルの供給が必要でない場合には電動機を駆動させないでおくことができ、被供給部へのオイルの供給が必要な場合にのみ、電動機を効率良く駆動させてオイルを供給することができる。

そして、請求項２２の発明によれば、車輪のホイール内部もしくはその近傍に設置されたインホイールモータを駆動力源とする駆動装置に対して、装置の大型化や重量増あるいはコストアップを招くことなく、車輪側からの過大入力が駆動装置内の各部に影響を及ぼすことを回避もしくは緩和することができる。別の言い方をすると、車輪側からの過大入力に対するいわゆるフェールセーフ機能を確立することができる。

この発明に係る駆動装置は、車輪に対してその車輪毎に個別に設けられた駆動力源の出力トルクを伝達させて車輪に駆動力もしくは制動力を発生させるものであり、その一例として、例えば、車輪のホイールに駆動力源としての電動機（モータ）が内蔵されたいわゆるインホイールモータ方式の駆動装置が挙げられる。このインホイールモータは、車体に支持されてホイールを直接駆動する電動機であり、その駆動の形態は、回転子（ロータ）と一体の出力軸をホイール取付部に直接連結してホイールを駆動する形態であってもよい。あるいは、出力軸とホイールとの間に、変速機構を介在させて、その変速機構で減速もしくは増速させたトルクをホイールに伝達する形態であってもよい。そのインホイールモータは、例えば、前輪などの操舵輪においてはナックルアーム、後輪などの非操舵輪についてはアッパーアームおよびロアーアームなどのアーム部材を介して車体に支持されている。

図１に、この発明に係る駆動装置の一例を模式的に示してある。この図１に示す例は、上述したようないわゆるインホイールモータ方式の駆動装置を車両に適用した構成例である。図１において、符号Ｗは車両における車輪を示し、図示しないホイールとタイヤとから構成されている。そして、この車輪Ｗのホイールの内周部分であって、車輪Ｗと同軸上にインホイールモータユニットＭが配置されている。言い換えると、車輪Ｗのホイールに、インホイールモータユニットＭが内蔵されている。

このインホイールモータユニットＭは、主として、車両を走行させる駆動トルクを出力するためのものであり、誘導モータや同期モータなどのモータ１が、ハウジング２の内部に収納されている。すなわち、このインホイールユニットＭにおけるモータ１は、この発明に係る駆動装置の駆動力源であって、車輪Ｗ毎に設けられその車輪Ｗに出力トルクを伝達することができる電動機である。そして、このインホイールモータユニットＭは、そのハウジング２をアーム部材（図示せず）に取り付けることにより、そのアーム部材を介して車両の車体（図示せず）に連結されて支持されている。

そして、このモータ１には、その出力軸（もしくはロータ軸）１ａの回転角度（回転位置）および回転数を検出するためのレゾルバ３が設けられている。このレゾルバ３により出力軸１ａの回転角度を検出することができ、その回転角度の検出値を基に出力軸１ａの回転数を求めることができる。したがって、このレゾルバ３は、この発明における回転角センサおよび回転数センサとして機能している。

上記のモータ１の出力軸１ａと平行に伝動軸４が配置されていて、それら出力軸１ａと伝動軸４とがカウンタギヤ対５を介して動力伝達可能に連結されている。すなわち、出力軸１ａの先端（図１での左端）に出力軸１ａと一体に形成されたカウンタギヤ対５のカウンタドライブギヤ５ａと、伝動軸４のモータ１側（図１での右側）の端部に一体に形成されたカウンタギヤ対５のカウンタドリブンギヤ５ｂとが互いに噛み合っている。

ここで、上記のカウンタギヤ対５は、動力を伝達する際に軸方向へのスラスト力が生じるはすば歯車が採用されている。そして、出力軸１ａと伝動軸４との間で動力伝達を行う際に、伝動軸４からモータ１側の方向のスラスト力が発生するように、そのはすば歯車の歯の傾斜方向（ねじれ方向）が設定されている。したがって、伝動軸４に動力が伝達される場合すなわち伝動軸４が回転させられる場合には、伝動軸４のモータ１側の端部に伝動軸４をモータ１側へ移動させようとする力が作用する。これは、後述するように、伝動軸４がその伝動軸４に設けた最弱部位で分割された際に、その分割された部分同士の干渉を防ぐためのものである。

伝動軸４は、軸芯部分がくり抜かれた中空軸となっていて、その両端が、例えばハウジング２内部の固定部６に固定された軸受け７，８によりそれぞれ支持されている。より具体的には、伝動軸４は、中空の円柱状に形成された本体部４ａと、その本体部４ａと一体に形成されるとともに外周部分に前記のカウンタドリブンギヤ５ｂが一体に形成されかつ内周部分に前記の一方の軸受け７が配置された円筒部４ｂとから構成されている。言い換えると、伝動軸４は、中空の円柱状の本体部４ａと、外周部４ｏと内周部４ｉとを有する円筒状の円筒部４ｂとから構成されていて、それら本体部４ａと円筒部４ｂとが一体に形成されている。

上記のように、外周部４ｏにカウンタドリブンギヤ５ｂが形成された円筒部４ｂの内周部４ｉに設けられた軸受け７は、より具体的には、円筒部４ｂの軸線方向においてカウンタドリブンギヤ５ｂと同じ位置もしくはほぼ同じ位置に配置されている。言い換えると、カウンタギヤ対５のカウンタドリブンギヤ５ｂと、伝動軸４の一端を支持する軸受け７とは、軸線方向での同じ位置もしくはほぼ同じ位置にそれぞれ配置されている。

これにより、外周部４ｏ側のカウンタドリブンギヤ５ｂがカウンタドライブギヤ５ａから荷重を受ける際に、その荷重の径方向（図１での上下方向）の分力の反力を全てもしくはほとんど軸受け７で受け持たせることができる。そのため、伝動軸４がカウンタギヤ対５側から受ける荷重によって伝動軸４を傾かせる方向もしくは曲げる方向のモーメントが発生しない。したがって、例えば伝動軸４が本体部４ａの途中で分割された場合に、その分割された伝動軸４のモータ１側の部分を軸受け７により片持ち状に支持して、その分割された部分の回転状態あるいはその分割された部分の支持状態を安定させて維持し易くなっている。

この発明における伝動軸４は、図１に示す例では、伝動軸４の本体部４ａのモータ１側（図１での右側）の部分に円筒部４ｂの車輪Ｗ側（図１での左側）の部分がそのフランジ部４ｆを介して互いに一体化された形状となっているが、それ以外の形状に構成することも可能である。すなわち、円筒部４ｂが前記の外周部４ｏと内周部４ｉとを備え、かつ後述するオイルポンプ１０の回転軸１０ａを内周部４ｉの内周側を通過させて本体部４ａの中空部分に挿入して配置できる形状であれば、例えば本体部４ａの外径と円筒部４ｂの外径とが等しいもしくはほぼ等しい形状であってもよい。

一方、伝動軸４の車輪Ｗ側（図１での左側）の端部は、その外周側に前記の他方の軸受け８が配置されている。そして、その車輪Ｗ側の端部と車輪Ｗとが、歯車伝動機構９を介して動力伝達可能に連結されている。この歯車伝動機構９は、図１に示す例では、外歯歯車であるサンギヤ９ｓと、これと同心円上に配置された内歯歯車であるリングギヤ９ｒと、これらのサンギヤ９ｓとリングギヤ９ｒとに噛み合っているピニオンギヤを自転かつ公転自在に保持しているキャリア９ｃとを回転要素とするシングルピニオン型の遊星歯車機構である。

この歯車伝動機構９すなわちプラネタリギヤ９のサンギヤ９ｓに、伝動軸４の車輪Ｗ側の端部が連結されている。言い換えると、伝動軸４の車輪Ｗ側の端部の外周部分に、プラネタリギヤ９のサンギヤ９ｓが一体に形成されている。そして、プラネタリギヤ９のキャリア９ｃに、車輪Ｗのホイール（図示せず）が連結されている。一方、プラネタリギヤ９のリングギヤ９ｒは、例えばハウジング２内部の固定部６に連結されていて、その回転が固定されている。そのため、このプラネタリギヤ９は、リングギヤ９ｒが反力要素となっていて、サンギヤ９ｓを入力要素とするとキャリア９ｃが出力要素となり、サンギヤ９ｓに入力されたトルクの回転数を減速してキャリア９ｃから出力するようになっている。すなわち、このプラネタリギヤ９は、カウンタギヤ対５を介して伝動軸４に伝達されるモータ１の出力トルクを減速して車輪Ｗへ伝達させる減速機構として機能している。

ここで、上記のプラネタリギヤ９には、前述のカウンタギヤ対５と同様に、動力を伝達する際に軸方向へのスラスト力が生じるはすば歯車が採用されている。そして、伝動軸４と車輪Ｗとの間で動力伝達を行う際に伝動軸４から車輪Ｗ側の方向のスラスト力が発生するように、そのはすば歯車の歯の傾斜方向（ねじれ方向）が設定されている。したがって、伝動軸４に動力が伝達される場合すなわち伝動軸４が回転させられる場合には、伝動軸４の車輪Ｗ側の端部に伝動軸４を車輪Ｗ側へ移動させようとする力が作用する。これは、後述するように、伝動軸４がその伝動軸４に設けた最弱部位で分割された際に、その分割された部分同士の干渉を防ぐためのものである。

このように、図１に例示したこの発明の駆動装置は、インホイールモータユニットＭから車輪Ｗに動力を直接伝達できるように構成されている。したがって、駆動装置の外部から車輪Ｗに入力される外力もインホイールモータユニットＭに直接伝達されるようになっている。すなわち、この発明の駆動装置は、カウンタギヤ対５および伝動軸４ならびにプラネタリギヤ９などから構成される動力伝達経路を介して、駆動力源であるインホイールモータユニットＭのモータ１と車輪Ｗとの間で、互いに直接動力の伝達が可能な構成となっている。

そのため、前述したように、例えば車両が凹凸や障害物等がある悪路を走行する場合などに、車輪Ｗ側からインホイールモータユニットＭに対して、許容範囲を超える大きな外力が直接伝達されて、例えば、インホイールモータユニットＭ内のカウンタギヤ対５やプラネタリギヤ９の歯車に異常が生じてしまう可能性がある。このような許容範囲を超えるような過大な外力に対して、言い換えると、想定した範囲を超えるような過大な外力に対して、インホイールモータユニットＭ内の各部を設計する際に想定する荷重を上乗せしておくこと、あるいは安全率を相当に高めに設定しておくことにより、上記のような想定外の過大入力に対応することができる。しかしながら、その場合は、上記のような想定外の過大入力を考慮せずに設計した場合と比較して、各部品が大型化され、あるいはより高強度の材質が採用されることになり、その結果、インホイールモータユニットＭの体格増や重量増、あるいはコストアップを招くことになる。

そこで、この発明の駆動装置では、車輪Ｗ側から想定した範囲もしくは許容範囲を超える大きな外力が入力されてモータ１と車輪Ｗとの間の動力伝達経路で異常が発生してしまうような場合であっても、装置の大型化や重量増あるいはコストアップを招くことなく、過大入力がインホイールモータユニットＭ内の各部に及ぼす影響を緩和するために、伝動軸４の本体部４ａに、車輪Ｗに作用する外力に対する耐久性が動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位４ｃが形成されている。

具体的には、図２の拡大図で示すように、伝動軸４の本体部４ａの軸線方向における所定の位置に、伝動軸４の他の部位よりも強度が低く、かつモータ１と車輪Ｗとの間の動力伝達経路内の各構成部材よりも車輪Ｗに作用する外力に対する耐久性が低くなる最弱部位４ｃが形成されている。この図２に示す例では、伝動軸４は、中空軸となっている伝動軸４の本体部４ａにおける最弱部位４ｃの肉厚（すなわち伝動軸４の外周面と内周面との間の距離）が、伝動軸４の本体部４ａにおけるその他の部位の肉厚よりも薄くなるように形成されている。言い換えると、伝動軸４は、最弱部位４ｃの軸としての断面積すなわち軸線方向に垂直な平面による断面の断面積が、伝動軸４の他の部位の断面積よりも小さくなるように形成されている。

さらに、伝動軸４の最弱部位４ｃには、後述するオイルポンプ１０により供給されるオイルが流通する油路４ｄが形成されている。この油路は、例えば伝動軸４の最弱部位４ｃの外周面から内周面まで貫通させた貫通孔であり、伝動軸４の最弱部位４ｃに１つ、もしくは最弱部位４ｃの円周方向における複数個所に設けられている。したがって、伝動軸４は、このような油路４ｄが形成されることによって、その分、その油路４ｄが形成された部位の耐久性が動力伝達経路の他の部位と比較して最も低くなる。すなわちこの発明における最弱部位４ｃが形成される。

なお、図３にこの最弱部位４ｃの他の構成例を示す。この図３に示す駆動装置における伝動軸４の最弱部位４ｃは、その部位の材質が、伝動軸４の他の部位の材質と比較して最も弱くなるように形成されている。例えば、浸炭処理やショットピーニングなど、最弱部位４ｃに対する熱処理や表面処理の条件もしくは方法を伝動軸４のその他の部位と異ならせることにより、その最弱部位４ｃの材質的な強度が伝動軸４の他の部位よりも弱めて、最弱部位４ｃを形成することができる。

この図３に示した例では、材質を変化させて形成した最弱部位４ｃの形状が、本体部４ａの外周面および内周面がそれぞれ均一に形成された形状、すなわち最弱部位４ｃの軸としての断面積が伝動軸４の他の部位の断面積と等しくなるように形成された形状となっているが、前述の図２，３で示した例のように、最弱部位４ｃの軸としての断面積が伝動軸４の他の部位の断面積よりも小さくなるように形成された形状の部分に対して、さらに、例えば熱処理や表面処理を施すことによってその部分の材質の強度を低下させて、最弱部位４ｃを形成することもできる。

ここで、伝動軸４の円筒部４ｂあるいは本体部４ａと円筒部４ｂとの連結部分は、伝動軸４の本体部４ａよりも強度が高くなるように、各部の形状・寸法が設定されて形成されている。また、モータ１と車輪Ｗとの間の動力伝達経路内の伝動軸４以外の各構成部材も、伝動軸４の本体部４ａよりも強度が高くなるように、各部の形状・寸法が設定されて形成されている。したがって、モータ１と車輪Ｗとの間の動力伝達経路内において、伝動軸４に形成された最弱部位４ｃが最も強度が低い部位となっている。なお、当然、この最弱部位４ｃの強度は、この駆動装置における設計上の必要強度以上となるように設定されている。

そして、この発明の駆動装置では、その駆動装置内の各駆動部分やモータ１の発熱部分などへオイルを供給するためのオイルポンプ１０が設けられている。このオイルポンプ１０は、駆動力源であるモータ１の出力トルクが伝達されることにより駆動されて油圧を発生するものであり、外部から動力を得てその回転軸１０ａを駆動することによって吸入口（図示せず）からオイルを吸引し、その吸入したオイルを吐出口（図示せず）から吐出するように構成されている。例えば、歯車ポンプ、トロコイドポンプ、ベーンポンプ、ねじポンプなどの回転ポンプや、あるいはピストンポンプなどの各種構成の公知のポンプを採用することができる。そしてこのオイルポンプ１０は、ハウジング２内の底部に設けられたオイル溜まり１１に貯留しているオイルを吸入し、例えばモータ１のロータやコイルエンド（共に図示せず）、あるいは駆動装置内の各回転部材を支持する軸受けや各回転部材の間で動力伝達を行う歯車等の伝動部材など、オイルによる冷却や潤滑を行う必要がある部位へ向けてオイルを吐出して供給するようになっている。

オイルポンプ１０の回転軸１０ａは、伝動軸４の本体部４ａにおける中空部分に挿入させられていて、そして、それらオイルポンプ１０の回転軸１０ａと伝動軸４の本体部４ａとは、伝動軸４の本体部４ａの、伝動軸４の軸線方向における最弱部位４ｃが形成されている位置からモータ１側の部分の間で、互いに一体回転するように嵌合させられている。例えば、回転軸１０ａの外周部分と本体部４ａの内周部分とに形成したスプラインあるいはキー溝およびキーなどにより、それらオイルポンプ１０の回転軸１０ａと伝動軸４の本体部４ａとが、伝動軸４の本体部４ａの最弱部位４ｃが形成されている位置からモータ１側の間で、一体回転可能なように互いに連結されている。

このように、オイルポンプ１０は、その回転軸１０ａが伝動軸４の最弱部位４ｃからモータ１側の部分に一体回転可能に嵌合させられていることにより、伝動軸４が最弱部位４ｃで分割された場合であっても、モータ１の出力トルクによってその分割された伝動軸４の最弱部位４ｃからモータ１側の部分と共に回転軸１０ａを回転させてオイルポンプ１０を駆動させることができる。

上記のオイルポンプ１０の回転軸１０ａの先端、すなわち回転軸１０ａの伝動軸４の中空部分に挿入される側（図１，２での左側）の先端は、伝動軸４の軸線方向における最弱部位４ｃが形成されている位置よりも車輪Ｗ側の部分まで挿入されている。言い換えると、オイルポンプ１０の回転軸１０ａは、伝動軸４の中空部分に挿入された際に、その先端部１０ｂが伝動軸４の軸線方向における最弱部位４ｃが形成されている位置よりも車輪Ｗ側の部分に位置するように、各部の寸法・形状が設定されて形成されている。

したがって、伝動軸４が最弱部位４ｃで分割された場合に、伝動軸４の最弱部位４ｃから車輪Ｗ側の部分と最弱部位４ｃからモータ１側の部分との両方の分割された部分が、オイルポンプ１０の回転軸１０ａの先端部分で支持されることになる。そのため、伝動軸４が最弱部位４ｃで分割された状態で、伝動軸４の最弱部位４ｃから車輪Ｗ側の部分すなわち車輪Ｗの回転状態あるいは支持状態を維持することができる。すなわち、伝動軸４が最弱部位４ｃで分割された場合に、車輪Ｗを空転可能な状態にすることができる。

なお、回転軸１０ａが伝動軸４の中空部分に挿入された際に、伝動軸４の軸線方向における最弱部位４ｃの位置よりも車輪Ｗ側の部分に位置する回転軸１０ａの外周面は、摩擦係数が低くなるように表面加工されること、あるいはコーティングなどの表面処理が施されることが好ましい。それにより、上記のように伝動軸４が最弱部位４ｃで分割され、その分割された部分の内周面を回転軸１０ａの外周面で受けて支持する場合に、それら分割された部分の内周面と回転軸１０ａの外周面との間の摩擦を低減し、焼き付きなどの発生を防止もしくは抑制することができる。

また、オイルポンプ１０の回転軸１０ａの内部には、オイルポンプ１０から吐出されるオイルの流路（図示せず）が形成されていて、回転軸１０ａの先端部１０ｂから、および回転軸１０ａが伝動軸４の中空部分に挿入された状態で、前述の伝動軸４の最弱部位４ｃに形成された油路４ｄと対応する個所からオイルを吐出して供給するように構成されている。そのため、上記のように伝動軸４が最弱部位４ｃで分割され、その分割された部分の内周面を回転軸１０ａの外周面で受けて支持する場合に、それら分割された部分をオイルポンプ１０により供給されるオイルによって強制的に潤滑および冷却することができ、それら分割された部分における焼き付きなどの発生を防止もしくは抑制することができる。

この駆動装置を制御するため、すなわちモータ１の回転を制御するための電子制御装置（ＥＣＵ）１２が設けられていて、この電子制御装置１２に対してモータ１が制御信号の伝達が可能なように接続されている。

この電子制御装置１２には、この駆動装置を制御するための各種センサが接続されていて、具体的には、車輪Ｗ毎に設けられてその車輪Ｗの回転数すなわちプラネタリギヤ９のキャリア９ｃの回転数を検出する車輪速センサ１３、伝動軸４の最弱部位４ｃに設けられてその最弱部位４ｃの温度を検出する温度センサ１４、そして前述のモータ１のレゾルバ３などからの信号が入力されるように構成されている。

これにより、電子制御装置１２では、モータ１の回転軸１ａの回転角度、モータ１の回転軸１ａの回転数、各車輪Ｗの回転数（車輪速）、伝動軸４の最弱部位４ｃの温度状態などを検出することができる。これに対して、電子制御装置１４からは、例えばインバータ（図示せず）等を介して各モータ１の回転をそれぞれ制御する信号が出力されるように構成されている。

つぎに、上述した構成のこの発明に係る駆動装置を対象としたフェールセーフ制御、具体的には、この駆動装置におけるフェールの有無を判断する制御（フェール判定制御）の一例について説明する。なお、この発明に係る駆動装置を４輪の車両に適用した場合、例えば図４に示すように、車両の４輪全てに、この車輪ＷにインホイールモータユニットＭを内蔵させたこの発明の駆動装置を設置することができる。あるいは、図示しないが、前輪もしくは後輪のいずれか一方の左右輪に、この発明の駆動装置を設置し、他方の左右輪を例えば内燃機関などの他の動力源により駆動するように構成することもできる。ここでは、図４に示すように、この発明に係る駆動装置を４輪の車両に適用し、その４輪全てにこの発明の駆動装置を設置した構成を対象にした制御例について説明する。

図５は、その制御の一例を説明するためのフローチャートであって、このフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図５において、先ず、各車輪Ｗ毎に、それら各車輪Ｗの回転数が検出され、対象とする車輪（自輪）Ｗと、その他の車輪（他輪）Ｗとの回転数の検出値が互いに比較される（ステップＳ１）。これら各車輪Ｗの回転数は、前述したように、各車輪Ｗ毎に設けられている各車輪速センサ１３により検出することができる。

ついで、各車輪Ｗの回転数の検出値の比較結果から、自輪Ｗの車輪速センサ１３に何らかの異常すなわちフェールが生じているか否かが判断される（ステップＳ２）。例えば車両が所定の車速で直進している場合、４輪の各車輪Ｗの回転数はいずれもほぼ等しい値になる。このとき、仮に自輪Ｗの回転数の検出値が、他の３つの他輪Ｗの回転数の検出値と比較して異なっていた場合、その自輪Ｗの車輪速センサ１３はフェールしていると判断することができる。

例えば、各車輪Ｗの回転数の検出値がいずれも等しく、自輪Ｗの車輪速センサ１３にフェールは生じていないと判定されたことにより、このステップＳ２で否定的に判断された場合には、ステップＳ３へ進み、自輪Ｗに対して、他の３つの他輪Ｗに対するのと同様の制御が実行される。例えば、自輪Ｗに対して、他の３つの他輪Ｗに対するトルク制御と同様の制御指令が出力される。

このようにして各車輪Ｗの回転制御が実行されている間、自輪Ｗに設けられているモータ１の回転数が常時もしくは定期的に検出されてモニターされている。そして、その自輪Ｗのモータ１の回転数が異常に増大したか否かが判断される（ステップＳ４）。モータ１の回転数は、前述したように、モータ１に備えられたレゾルバ３の検出値から求めることができる。また、モータ１の回転数の異常な増大とは、例えば、車輪Ｗの回転数に対するモータ１の回転数が、閾値とした設定した所定の値を超えて増大（上昇）した場合、言い換えると、車輪Ｗの回転数とモータ１の回転数との偏差が所定の値よりも大きくなった場合に、そのモータ１の回転数が異常に増大したと判断することができる。

したがって、自輪Ｗのモータ１の回転数の検出値に異常が認められないことにより、このステップＳ４で否定的に判断された場合は、前記のステップＳ３へ戻り、従前の制御が繰り返される。すなわち、自輪Ｗのモータ１の回転数の検出値に異常が認められることなどによってこのステップＳ４で肯定的に判断されない限り、これらステップＳ３，Ｓ４の制御が繰り返し実行される。

これに対して、例えば、自輪Ｗの回転数に対するその自輪Ｗに設けられたモータ１の回転数が、閾値として設定した所定の値を超えて増大（上昇）したことなどにより、ステップＳ４で肯定的に判断された場合、言い換えると、自輪Ｗの回転数とその自輪Ｗに設けられたモータ１の回転数とのずれが、判断基準として定められた閾値を超えたことにより、ステップＳ４で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進み、自輪ＷのインホイールモータユニットＭにおける伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されたと判断される。すなわち、何らかの要因により、自輪Ｗ側から許容範囲を超えた大きな外力がインホイールモータユニットＭ内に入力されて、前述したように、そのインホイールモータユニットＭの動力伝達経路内で最も耐久性が低くなるように設定されている伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されて、その結果、自輪Ｗの回転数とモータ１の回転数との値に乖離が発生したものと判断される。

伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されたと判断されると、その最弱部位４ｃの分割に対応するモータ１の制御、具体的にはモータ１によるオイルポンプ１０の駆動制御が実行される（ステップＳ６）。すなわち、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割された場合は、その分割部分における回転摺動部分の焼き付きとの防止や、分割後も依然として回転している自輪Ｗ側の例えば軸受け８やプラネタリギヤ９などの回転部材の潤滑や冷却のために、オイルポンプ１０の駆動状態が適宜制御される。そのため、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割された場合であっても、オイルポンプ１０が継続して駆動制御され、上記のオイル必要部位に適切にオイルが供給されて、回転摺動部分の焼き付きや各回転部材の摩耗や過熱が防止もしくは抑制される。そして、その後このルーチンを一旦終了する。

一方、例えば、自輪Ｗの回転数の検出値が、他の３つの他輪Ｗの回転数の検出値と比較して大きく異なっていて、自輪Ｗの車輪速センサ１３にフェールが発生したと判定されたことにより、前述のステップＳ２で肯定的に判断された場合には、ステップＳ７へ進み、各車輪Ｗ毎に、それら各車輪Ｗのモータ１の回転角度（具体的にはモータ１のロータ軸１ａの回転角度）が検出され、自輪Ｗのモータ１と、他の３つ他輪Ｗのモータ１との回転角度の検出値が互いに比較される。これら各モータ１の回転角度は、前述したように、各車輪Ｗのモータ１毎に設けられているレゾルバ３により検出することができる。

ついで、各車輪Ｗの回転角度の検出値の比較結果から、自輪Ｗのレゾルバ３に何らかの異常すなわちフェールが生じているか否かが判断される（ステップＳ８）。前述の車輪速センサ１３のフェールの判定制御と同様に、例えば車両が所定の車速で直進している場合、４輪の各車輪Ｗのモータ１の回転角度はいずれもほぼ等しい値になる。このとき、仮に自輪Ｗのモータ１の回転角度の検出値が、他の３つの他輪Ｗのモータ１の回転角度の検出値と比較して異なっていた場合、その自輪Ｗのモータ１のレゾルバ３はフェールしていると判断することができる。

例えば、自輪Ｗのモータ１の回転角度の検出値が、他の３つの他輪Ｗのモータ１の回転角度の検出値と比較して大きく異なっていて、自輪Ｗのモータ１のレゾルバ３にフェールが発生したと判定されたことにより、このステップＳ８で肯定的に判断された場合には、ステップＳ９へ進み、その自輪Ｗのモータ１の回転制御が中止され、その後、このルーチンを一旦終了する。すなわち、モータ１のレゾルバ３にフェールが発生した場合は、そのモータ１を適正に制御することが不可能になるため、そのモータ１に対する制御が速やかに中止される。

これに対して、例えば、各車輪Ｗのモータ１の回転角度の検出値がいずれも等しく、自輪Ｗのモータ１のレゾルバ３にフェールは生じていないと判定されたことにより、ステップＳ８で否定的に判断された場合には、ステップＳ１０へ進み、そのレゾルバ３による検出値と、車輪速センサ１３による検出値とが互いに比較される。

そして、モータ１のレゾルバ３による検出値と自輪Ｗの車輪速センサ１３による検出値とのずれが、インホイールモータユニットＭ内の駆動捻れの閾値よりも大きいか否かが判断される（ステップＳ１１）。モータ１のレゾルバ３による検出値と自輪Ｗの車輪速センサ１３による検出値とのずれとは、具体的には、車輪速センサ１３による検出した自輪Ｗの回転数を基に求めた自輪Ｗの回転角度と、その自輪Ｗに設けられたモータ１のレゾルバ３により検出したモータ１の回転角度とのずれすなわち偏差のことである。また、インホイールモータユニットＭ内の駆動捻れとは、通常時すなわち伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されていない状態で、モータ１の出力トルクにより車輪Ｗを駆動する場合に、モータ１から車輪Ｗに至る動力伝達経路において、軸の捻れや歯車のバックラッシなどの影響により不可避的に発生する捻れのことであり、その状態におけるモータ１の回転角度と車輪Ｗの回転角度とのずれすなわち偏差としてその大きさ（量）を表すことができる。そして、駆動捻れの閾値とは、例えば、上記の通常時に不可避的に発生する捻れの理論上の最大値であり、インホイールモータユニットＭ内の発生した駆動捻れが、通常時に不可避的に発生する程度の捻れ量であるか、あるいは通常時に不可避的に発生する捻れ量の範囲を超えた異状な捻れ量であるかを判定するための閾値として設定された所定の値である。

したがって、モータ１のレゾルバ３による検出値と自輪Ｗの車輪速センサ１３による検出値とのずれが、インホイールモータユニットＭ内の駆動捻れの閾値以下であることによって、このステップＳ１１で否定的に判断された場合は、その時点におけるインホイールモータユニットＭ内において、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されるなどのフェールは発生していないと判断し、以降の制御は実行されずに、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、モータ１のレゾルバ３による検出値と自輪Ｗの車輪速センサ１３による検出値とのずれが、インホイールモータユニットＭ内の駆動捻れの閾値よりの大きくなったことにより、ステップＳ１１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ５へ進み、自輪ＷのインホイールモータユニットＭにおける伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されたと判断される。すなわち、何らかの要因により、自輪Ｗ側から許容範囲を超えた大きな外力がインホイールモータユニットＭ内に入力されて、前述したように、そのインホイールモータユニットＭの動力伝達経路内で最も耐久性が低くなるように設定されている伝動軸４の最弱部位４ｃで分割が生じ、その結果、自輪Ｗの回転角度とモータ１の回転角度との値に乖離が発生したものと判断される。

伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されたと判断されると、前述したように、ステップＳ６へ進み、その最弱部位４ｃの分割に対応するモータ１の制御、具体的にはモータ１によるオイルポンプ１０の駆動制御が実行される。そして、その後このルーチンを一旦終了する。

この発明に係る駆動装置を対象とした制御の他の例として、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されるなどのフェールが発生した場合のモータ１によるオイルポンプ１０の制御（フェール発生時のオイルポンプ制御）の例を、図６のフローチャートで説明する。この図６のフローチャートで示されるルーチンは、所定の短時間毎に繰り返し実行される。図６において、先ず、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されるフェールが発生したか否かが判断される（ステップＳ２１）。これは、前述した図５のフローチャートで示すフェール判定制御の結果に基づいて判断することができる。

伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されるフェールが未だ発生していないことにより、このステップＳ２１で否定的に判断された場合は、このフェール発生時のオイルポンプ制御を行う必要はないので、以降の制御は実行されずに、このルーチンを一旦終了する。

これに対して、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割されるフェールが発生したことにより、ステップＳ２１で肯定的に判断された場合には、ステップＳ２２へ進み、温度センサ１４により伝動軸４の最弱部位４ｃにおける分割部分の温度（分割部温度）Ｔbが検出され、その分割部温度Ｔbが、焼き付き温度Ｔsよりも高いか否かが判断される。ここで、焼き付き温度Ｔsとは、伝動軸４の最弱部位４ｃが分割され、その分割部分が互いに摺動しながら相対回転した場合に焼き付きが発生するもしくは発生する可能性がある温度として設定した所定の温度であり、その分割部分で焼き付きが発生する可能性を判断するための閾値として設定した所定の値である。

したがって、分割部温度Ｔbが焼き付き温度Ｔsよりも高くなったことにより、このステップＳ２２で肯定的に判断された場合は、ステップＳ２３へ進み、最弱部位４ｃの分割に対応するモータ１の制御、具体的にはモータ１によるオイルポンプ１０の駆動制御が実行される。すなわち、分割部温度Ｔbが焼き付き温度Ｔsよりも高くなった場合は、最弱部位４ｃにおける分割部分で焼き付きが発生してしまう可能性があるので、その焼き付きの発生を回避するため、モータ１が制御されてオイルポンプ１０が適宜駆動され、分割部分へオイルが強制的に供給される。そして、その後このルーチンを一旦終了する。

一方、分割部温度Ｔbが未だ焼き付き温度Ｔs以下であることにより、ステップＳ２２で否定的に判断された場合には、ステップＳ２４へ進み、モータ１に設けられたサーミスタなどにより検出したモータ１の発熱部（例えばコイルエンド）の温度（サーミスタ温度）Ｔmが、閾値温度Ｔaよりも高いか否かが判断される。ここで、閾値温度Ｔaとは、例えばモータ１の発熱部が高温になってそのモータ１の回転制御に支障をきたす温度の下限値であり、通常時のオイルの供給によるモータ１の冷却に加えて、モータ１の冷却量すなわちモータ１への強制的なオイルの供給量を増大させる必要性を判断するための閾値として設定した所定の値である。

したがって、サーミスタ温度Ｔmが未だ閾値温度Ｔa以下であることにより、このステップＳ２４で否定的に判断された場合は、前述のステップＳ２１へ戻り、従前の制御が繰り返される。これに対して、サーミスタ温度Ｔmが閾値温度Ｔaよりも高くなったことにより、ステップＳ２４で肯定的に判断された場合には、前述のステップＳ２３へ進み、モータ１の高温状態に対応するモータ１の制御、具体的にはモータ１によるオイルポンプ１０の駆動制御が実行される。すなわち、サーミスタ温度Ｔmが閾値温度Ｔaよりも高くなった場合は、モータ１の発熱部分を一層冷却する必要があるので、モータ１が制御されてオイルポンプ１０が適宜駆動され、モータ１の発熱部分へオイルが強制的に供給される。そして、その後このルーチンを一旦終了する。

以上のように、この発明に係る駆動装置およびその制御装置によれば、車輪Ｗと駆動力源であるモータ１との間の動力伝達経路の中で、伝動軸４の一部分に、車輪Ｗに加わる外力に対する強度が他の部位と比較して最も低い最弱部位４ｃが形成される。また、その最弱部位４ｃが分割された状態でも駆動することが可能なオイルポンプ１０が設けられる。その結果、例えば走行中の車輪Ｗに想定した範囲を超える大きな外力が作用した場合に、車輪Ｗとモータ１との間の動力伝達経路のうち伝動軸４の最弱部位４ｃを最初に分割させることができる。言い換えると、動力伝達経路の他の部位に対する外力の影響を回避もしくは緩和して伝動軸４の最弱部位４ｃのみを分割させることができる。また、そのように伝動軸４の最弱部位４ｃが分割された場合であっても、オイルポンプ１０を駆動することができる。すなわち、車輪Ｗ側からの過大入力に対するいわゆるフェールセーフ機能を確立させることができる。

そして、そのフェールセーフ機能を有した構成の駆動装置を制御の対象として、例えば、モータ１のレゾルバ３、車輪Ｗの車輪速センサ１４、最弱部位４ｃの温度をモニターする温度センサ１４などの各センサの検出値から駆動装置内の異常の有無について判断され、その異常が検出された場合に、その異常の状態に応じてモータ１の回転が適宜に制御される。そのため、例えば車輪Ｗに想定した範囲を超える大きな外力が作用して伝動軸４の最弱部位４ｃが分割された状態で、オイルポンプ１０によるオイルの供給が必要な場合に、モータ１の回転を制御してオイルポンプ１０の駆動状態を適切に制御し、オイルの供給を必要とする個所へ適切にオイルを供給することができる。

なお、この発明は、上述した具体例に限定されないのであって、上述した具体例では、この発明に係る駆動装置を、車両のインホイールモータに適用した構成例を示しているが、インホイールモータに限らず、車輪毎にドライブシャフトや変速機構などを介して駆動力源としてモータ・ジェネレータなどが設けられた駆動装置に、この発明を適用することもできる。

この発明の駆動装置を適用可能な構成例を模式的に示す概念図である。 この発明の駆動装置における最弱部位の構成の一例を説明するための模式図である。 この発明の駆動装置における最弱部位の他の構成例を説明するための模式図である。 この発明の駆動装置を４輪の車両の搭載した状態を説明するための模式図である。 この発明の制御装置による制御の一例を説明するためのフローチャートである。 この発明の制御装置による他の制御例を説明するためのフローチャートである。

符号の説明

１…モータ（駆動力源）、 ３…レゾルバ（回転数センサ，回転角センサ）、 ４…伝動軸、 ４ａ…本体部、 ４ｂ…円筒部、 ４ｃ…最弱部位、 ４ｄ…油路、 ４ｉ…内周部、 ４ｏ…外周部、 ５…カウンタギヤ対、 ７，８…軸受け、 ９…プラネタリギヤ、 １０…オイルポンプ、 １０ａ…回転軸、 １２…電子制御装置（ＥＣＵ）、 １３…車輪速センサ、 １４…温度センサ、 Ｍ…インホイールモータユニット、 Ｗ…車輪。

Claims (22)

1. 車輪と該車輪毎に個別に設けられた駆動力源との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置において、
   前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されていて、
   前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構が設けられている
   ことを特徴とする駆動装置。
2. 前記最弱部位は、前記伝動軸としての断面積を前記伝動軸の他の部位の断面積と比較して最も小さくすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
3. 前記最弱部位は、オイルを流通させる油路を設けることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
4. 前記最弱部位は、材質を前記伝動軸の他の部位の材質と比較して最も弱くすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項１に記載の駆動装置。
5. 前記機構は、前記伝動軸と前記駆動力源との間および前記伝動軸と前記車輪との間でそれぞれ動力伝達を行う際に、それぞれ前記離隔する方向の推力を発生するはすば歯車を用いた歯車伝動機構を含むことを特徴とする請求項１ないし４のいずれかに記載の駆動装置。
6. 前記伝動軸の前記駆動力源側の端部は、外周部と内周部とを有する円筒状に形成されていて、該外周部に一方の前記歯車伝動機構が設けられ、かつ該内周部に該伝動軸を回転自在に支持する軸受けが設けられていることを特徴とする請求項５に記載の駆動装置。
7. 前記伝動軸は、少なくとも一部が中空軸として構成されていて、
   前記伝動軸の中空部分に、オイルポンプの回転軸が該伝動軸と一体回転可能に挿入されていることを特徴とする請求項１ないし６のいずれかに記載の駆動装置。
8. 車輪と該車輪毎に個別に設けられた駆動力源との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置において、
   前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されるとともに、該伝動軸は、少なくとも一部が中空軸として構成されていて、
   前記伝動軸の中空部分に、オイルポンプの回転軸が該伝動軸と一体回転可能に挿入され、
   前記回転軸は、前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分に一体回転可能に嵌合させられている
   ことを特徴とする駆動装置。
9. 前記回転軸は、前記伝動軸の前記最弱部位よりも前記車輪側の内周部まで挿入させられていることを特徴とする請求項８に記載の駆動装置。
10. 前記駆動力源は、前記伝動軸が前記最弱部位で分割された場合に、前記オイルポンプを駆動可能に構成されていることを特徴とする請求項８または９に記載の駆動装置。
11. 前記最弱部位は、前記伝動軸としての断面積を前記伝動軸の他の部位の断面積と比較して最も小さくすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項８ないし１０のいずれかに記載の駆動装置。
12. 前記最弱部位は、オイルを流通させる油路を設けることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の駆動装置。
13. 前記最弱部位は、材質を前記伝動軸の他の部位の材質と比較して最も弱くすることにより前記耐久性が低下させられていることを特徴とする請求項８ないし１１のいずれかに記載の駆動装置。
14. 前記伝動軸の前記最弱部位から前記駆動力源側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構が設けられていることを特徴とする請求項８ないし１３のいずれかに記載の駆動装置。
15. 前記機構は、前記伝動軸と前記駆動力源との間および前記伝動軸と前記車輪との間でそれぞれ動力伝達を行う際に、それぞれ前記離隔する方向の推力を発生するはすば歯車を用いた歯車伝動機構を含むことを特徴とする請求項８ないし１４のいずれかに記載の駆動装置。
16. 前記伝動軸の前記駆動力源側の端部は、外周部と内周部とを有する円筒状に形成されていて、該外周部に一方の前記歯車伝動機構が設けられ、かつ該内周部に該伝動軸を回転自在に支持する軸受けが設けられていることを特徴とする請求項８ないし１５のいずれかに記載の駆動装置。
17. 前記駆動力源は、前記車輪のホイールに内蔵されたインホイールモータを含むことを特徴とする請求項１ないし１６のいずれかに記載の駆動装置。
18. 車輪と該車輪毎に個別に設けられた電動機との間で伝動軸を含む動力伝達経路を構成し、該伝動軸を経由して動力を伝達させる駆動装置の制御装置において、
    前記伝動軸に、前記車輪に作用する外力に対する耐久性が前記動力伝達経路の他の部位と比較して最も低い最弱部位が形成されているとともに、
    前記伝動軸が前記最弱部位で分割された場合に前記電動機の出力トルクにより駆動可能なオイルポンプと、
    前記伝動軸の前記最弱部位から前記電動機側の部分と前記最弱部位から前記車輪側の部分とが互いに離隔する方向の力を生じさせる機構と、
    前記駆動装置の運転状態を検出するセンサと、
    前記センサの検出値に基づいて前記伝動軸が前記最弱部位で分割される異常の有無を判断する異常検出手段と、
    前記異常検出手段により判断した前記異常の有無に基づいて前記電動機を制御する電動機制御手段とを備えている
    ことを特徴とする駆動装置の制御装置。
    
19. 前記センサは、前記車輪の回転数を検出する車輪速センサと、前記電動機の回転数を検出する回転数センサとを含み、
    前記異常検出手段は、前記車輪速センサの検出値に基づいて当該車輪速センサに異常はないと判断し、かつ当該車輪速センサにより検出した前記車輪の回転数と当該車輪に設けられた前記電動機の前記回転数センサにより検出した当該電動機の回転数とのずれが判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記最弱部位が分割されたと判断する手段を含む
    ことを特徴とする請求項１８に記載の駆動装置の制御装置。
20. 前記センサは、前記電動機の回転角度を検出する回転角センサを更に含み、
    前記異常検出手段は、前記車輪速センサの検出値に基づいて当該車輪速センサに異常があると判断し、かつ当該車輪速センサにより検出した前記車輪の回転数と当該車輪に設けられた前記電動機の前記回転角センサにより検出した当該電動機の回転角度とのずれが判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記最弱部位が分割されたと判断する手段を含む
    ことを特徴とする請求項１８または１９に記載の駆動装置の制御装置。
21. 前記センサは、前記オイルポンプによりオイルを供給する被供給部の温度を検出する温度センサを更に含み、
    前記電動機制御手段は、前記異常検出手段により前記最弱部位が分割されたと判断され、かつ前記温度センサにより検出した前記温度が前記被供給部へのオイルの供給を必要とする判断基準として定めた閾値を超えた場合に、前記電動機を制御して前記オイルポンプを駆動させる手段を含む
    ことを特徴とする請求項１８ないし２０のいずれかに記載の駆動装置の制御装置。
    
22. 前記電動機は、前記車輪のホイールに内蔵されたインホイールモータを含むことを特徴とする請求項１８ないし２１のいずれかに記載の駆動装置の制御装置。
    

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