特開 2023-130185 車両用装置、プログラム、車両用システム

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2023130185

(43)【公開日】2023-09-20

(54)【発明の名称】車両用装置、プログラム、車両用システム

(51)【国際特許分類】

   G01P 3/44 20060101AFI20230912BHJP

   G01P 3/48 20060101ALI20230912BHJP

【ＦＩ】

G01P3/44 B

G01P3/48 Z

【審査請求】未請求

【請求項の数】13

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2022034713

(22)【出願日】2022-03-07

(71)【出願人】

【識別番号】000004260

【氏名又は名称】株式会社デンソー

(71)【出願人】

【識別番号】000004695

【氏名又は名称】株式会社ＳＯＫＥＮ

(74)【代理人】

【識別番号】100121821

【弁理士】

【氏名又は名称】山田 強

(74)【代理人】

【識別番号】100139480

【弁理士】

【氏名又は名称】日野 京子

(74)【代理人】

【識別番号】100125575

【弁理士】

【氏名又は名称】松田 洋

(74)【代理人】

【識別番号】100175134

【弁理士】

【氏名又は名称】北 裕介

(74)【代理人】

【識別番号】100207859

【弁理士】

【氏名又は名称】塩谷 尚人

(72)【発明者】

【氏名】堀畑 晴美

(72)【発明者】

【氏名】榎園 和也

(72)【発明者】

【氏名】赤間 貞洋

(72)【発明者】

【氏名】近江 徹哉

(72)【発明者】

【氏名】木田 喜啓

(57)【要約】

【課題】車輪の回転速度を把握することができる車両用装置、プログラム及び車両用システムを提供する。
【解決手段】車両用装置は、車輪を構成するホイール１０の内側空間に、軸受５０、レース部８０、平面状の受信コイル及び励磁コイルを備えている。レース部８０は、軸受５０を構成する内輪５２と一体回転する。レース部８０は、金属部分と、軸受５０の軸方向において貫かれた部分とが周方向において交互に設けられた構成になっている。受信コイルには、励磁コイルに励磁電圧が供給されている場合に電圧が誘起される。車両用装置は、受信コイルの出力電圧信号に基づいて、車輪の回転速度を算出する。
【選択図】 図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

車両に適用される車両用装置において、
前記車両の車輪を前記車両の車体に対して回転可能に支持する軸受（５０，３５０）と、
前記軸受の周方向に延びる円環状の検出対象部（８１，８２，８４，８５，８７，８８，３１０，３７０）と、
前記車体に対して固定されるとともに前記軸受の軸方向において前記検出対象部と対向する位置に前記検出対象部と非接触の状態で設けられ、前記軸方向と交差する方向に延びる平面状の受信コイル（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）と、
交流の励磁電圧が供給される励磁コイル（１００）と、を備え、
前記検出対象部は、前記車輪の回転に伴って回転するように設けられ、
前記検出対象部は、
金属部分（８１，３１２）と、前記軸受の軸方向において貫かれた部分（８２，３１３）とが前記周方向において交互に設けられた構成、
前記軸方向に凹む凹部（８８）と、前記凹部に対して前記軸方向に突出する凸部（８７）とが前記周方向において交互に設けられた構成、又は
金属部分と非金属部分とが前記周方向において交互に設けられた構成
になっており、
前記受信コイルには、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合に電圧が誘起され、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪の回転速度を算出するパラメータ算出部（７２，７３）を備える、車両用装置。

【請求項2】

前記車両の走行動力源となるモータ（２０，３２０）を備え、
前記モータは、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニット（３２）を含む回転子（３０）を有し、
前記パラメータ算出部は、前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記回転子の回転角を更に算出する、請求項１に記載の車両用装置。

【請求項3】

前記受信コイルは、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合において、前記検出対象部の前記軸方向の変位、前記検出対象部の前記軸方向と直交する上下方向の変位、及び前記検出対象部の車長方向の変位のうち、少なくとも１つに応じた電圧信号を出力し、
前記パラメータ算出部は、前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪に作用する荷重を更に算出する、請求項１又は２に記載の車両用装置。

【請求項4】

前記車両の走行動力源となるモータ（３２０）を備え、
前記受信コイルは、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合において、前記検出対象部の前記軸方向の変位、前記検出対象部の前記軸方向と直交する上下方向の変位、及び前記検出対象部の車長方向の変位のうち、少なくとも１つに応じた電圧信号を出力し、
前記パラメータ算出部は、前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記モータの回転軸（３２１）に作用する荷重を更に算出する、請求項１に記載の車両用装置。

【請求項5】

算出された前記荷重に基づいて、前記車両の保守管理に係る処理を行う管理部（７４～７９）を備える、請求項３又は４に記載の車両用装置。

【請求項6】

前記管理部は、前記保守管理に係る処理として、
算出された前記荷重に基づいて、前記車輪に作用したストレスの累積値を算出する処理（７４）と、
算出した前記累積値に基づいて、前記車両をメンテナンスすべき旨の情報を通知する処理（７６）と、を行う、請求項５に記載の車両用装置。

【請求項7】

前記管理部は、前記保守管理に係る処理として、
算出された前記荷重に基づいて、前記車両の故障可能性があるか否かを判定する処理（７９）を行う、請求項５に記載の車両用装置。

【請求項8】

前記管理部は、前記保守管理に係る処理として、
算出された前記荷重に基づいて、前記車輪に作用したストレスの累積値を算出する処理（７４）と、
算出した前記累積値に基づいて、前記車両又は前記車両の構成部品のリユースが可能であるか否かの判定処理（７７）と、を行う、請求項５に記載の車両用装置。

【請求項9】

前記管理部は、リユースが可能であると判定した場合、算出した前記累積値に基づいて、前記車両又は前記車両の構成部品のリユース価値の判定処理（７４）を行う、請求項８に記載の車両用装置。

【請求項10】

前記管理部は、前記保守管理に係る処理として、
算出された前記荷重に基づいて、前記車輪に作用したストレスの累積値を算出する処理（７４）と、
算出した前記累積値に基づいて、前記車両の構成部品の交換時期を判定する処理（７６）と、を行う、請求項５に記載の車両用装置。

【請求項11】

前記軸受（５０）は、外輪部材（５１）、内輪部材（５２）、及び前記外輪部材と前記内輪部材との間に設けられる転動体（５３）を有し、前記車体に対して固定されるベース部（４２）に対して前記車輪を回転可能に支持し、
前記軸受、前記検出対象部及び前記励磁コイルは、前記車輪を構成するホイール（１０）の内側空間に設けられ、
前記受信コイルは、前記内側空間において前記ベース部に対して固定され、
前記外輪部材及び前記内輪部材のうち、一方である第１軸受部材（５２）が前記車輪に対して固定され、他方である第２軸受部材（５１）が前記ベース部に対して固定され、
前記検出対象部は、前記第１軸受部材と一体回転するように設けられている、請求項１～１０のいずれか１項に記載の車両用装置。

【請求項12】

車両の車輪を前記車両の車体に対して回転可能に支持する軸受（５０，３５０）と、
前記軸受の周方向に延びる円環状の検出対象部（８１，８２，８４，８５，８７，８８，３１０，３７０）と、
前記車体に対して固定されるとともに前記軸受の軸方向において前記検出対象部と対向する位置に前記検出対象部と非接触の状態で設けられ、前記軸方向と交差する方向に延びる平面状の受信コイル（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）と、
交流の励磁電圧が供給される励磁コイル（１００）と、
コンピュータ（７０，４１０，６００）と、を備えるシステムに適用されるプログラムにおいて、
前記検出対象部は、前記車輪の回転に伴って回転するように設けられ、
前記検出対象部は、
金属部分（８１，３１２）と、前記軸受の軸方向において貫かれた部分（８２，３１３）とが前記周方向において交互に設けられた構成、
前記軸方向に凹む凹部（８８）と、前記凹部に対して前記軸方向に突出する凸部（８７）とが前記周方向において交互に設けられた構成、又は
金属部分と非金属部分とが前記周方向において交互に設けられた構成
になっており、
前記受信コイルは、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合において、前記検出対象部の前記軸方向の変位、前記検出対象部の前記軸方向と直交する上下方向の変位、及び前記検出対象部の車長方向の変位のうち、少なくとも１つに応じた電圧信号を出力し、
前記コンピュータに、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪の回転速度を算出する処理と、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪に作用する荷重を算出する処理と、
算出した前記荷重に基づいて、前記車両の保守管理に係る処理と、を行わせる、プログラム。

【請求項13】

車両（４００）に搭載された車両用装置と、前記車両に搭載された制御装置（４１０）と、通信ネットワーク（５００）を介して前記制御装置と通信可能なサーバ（６００）と、を備える車両用システムにおいて、
前記車両用装置は、
前記車両の車輪を前記車両の車体に対して回転可能に支持する軸受（５０，３５０）と、
前記軸受の周方向に延びる円環状の検出対象部（８１，８２，８４，８５，８７，８８，３１０，３７０）と、
前記車体に対して固定されるとともに前記軸受の軸方向において前記検出対象部と対向する位置に前記検出対象部と非接触の状態で設けられ、前記軸方向と交差する方向に延びる平面状の受信コイル（１１０，１２０，１３０，１４０，１５０）と、
交流の励磁電圧が供給される励磁コイル（１００）と、を備え、
前記検出対象部は、前記車輪の回転に伴って回転するように設けられ、
前記検出対象部は、
金属部分（８１，３１２）と、前記軸受の軸方向において貫かれた部分（８２，３１３）とが前記周方向において交互に設けられた構成、
前記軸方向に凹む凹部（８８）と、前記凹部に対して前記軸方向に突出する凸部（８７）とが前記周方向において交互に設けられた構成、又は
金属部分と非金属部分とが前記周方向において交互に設けられた構成
になっており、
前記受信コイルは、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合において、前記検出対象部の前記軸方向の変位、前記検出対象部の前記軸方向と直交する上下方向の変位、及び前記検出対象部の車長方向の変位のうち、少なくとも１つに応じた電圧信号を出力し、
前記制御装置は、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪の回転速度を算出する処理と、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪に作用する荷重を算出する処理と、
算出した前記荷重を前記通信ネットワークを介して前記サーバに送信する処理と、を行い、
前記サーバは、前記制御装置から送信された前記荷重を受信し、受信した前記荷重に基づいて、前記車両の保守管理に係る処理を行う、車両用システム。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、車両用装置、プログラム及び車両用システムに関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に記載されているように、車輪の回転速度に応じた信号を出力する車輪速センサと、車輪速センサの出力信号に基づいて車輪の回転速度を算出する制御装置とを備える車両が知られている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【特許文献1】特許第２９００００１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0004】

従来の車輪速センサに代えて、車輪の回転速度を把握可能な新たな構成が望まれている。

【0005】

本発明は、車輪の回転速度を把握することができる車両用装置、プログラム及び車両用システムを提供することを主たる目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0006】

第１の発明は、車両に適用される車両用装置において、
前記車両の車輪を前記車両の車体に対して回転可能に支持する軸受と、
前記軸受の周方向に延びる円環状の検出対象部と、
前記車体に対して固定されるとともに前記軸受の軸方向において前記検出対象部と対向する位置に前記検出対象部と非接触の状態で設けられ、前記軸方向と交差する方向に延びる平面状の受信コイルと、
前記内側空間に設けられ、交流の励磁電圧が供給される励磁コイルと、を備え、
前記外輪部材及び前記内輪部材のうち、一方である第１軸受部材が前記車輪に対して固定され、他方である第２軸受部材が前記ベース部に対して固定され、
前記検出対象部は、前記車輪の回転に伴って回転するように設けられ、
前記検出対象部は、
金属部分と、前記軸受の軸方向において貫かれた部分とが前記周方向において交互に設けられた構成、
前記軸方向に凹む凹部と、前記凹部に対して前記軸方向に突出する凸部とが前記周方向において交互に設けられた構成、又は
金属部分と非金属部分とが前記周方向において交互に設けられた構成
になっており、
前記受信コイルには、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合に電圧が誘起され、
前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪の回転速度を算出するパラメータ算出部を備える。

【0007】

検出対象部が回転すると、励磁電圧が供給されている受信コイルからは、車輪の回転速度に応じた誘起電圧信号が出力される。このため、パラメータ算出部は、受信コイルの出力電圧信号に基づいて、車輪の回転速度を算出することができる。ここで、受信コイルは、軸受の軸方向と交差する方向に延びる平面状とされている。このため、受信コイルの小型化を図ることができる。以上説明した第１の発明によれば、車輪の回転速度を把握することができる。

【0008】

第２の発明は、第１の発明において、前記車両の走行動力源となるモータを備え、
前記モータは、周方向に極性が交互となる複数の磁極を形成する磁石ユニットを含む回転子を有し、
前記パラメータ算出部は、前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記回転子の回転角を更に算出する。

【0009】

第２の発明によれば、車輪の回転速度に加えて、モータの制御に用いられる回転子の回転角（例えば電気角）を算出することができる。

【0010】

第３の発明は、第１又は第２の発明において、前記受信コイルは、前記励磁コイルに前記励磁電圧が供給されている場合において、前記検出対象部の前記軸方向の変位、前記検出対象部の前記軸方向と直交する上下方向の変位、及び前記検出対象部の車長方向の変位のうち、少なくとも１つに応じた電圧信号を出力し、
前記パラメータ算出部は、前記受信コイルの出力電圧信号に基づいて、前記車輪に作用する荷重を更に算出する。

【0011】

第３の発明によれば、車輪の回転速度に加えて、車輪に作用する荷重を算出することができる。

【図面の簡単な説明】

【0012】

【図1】第１実施形態に係る車輪の縦断面図。

【図2】レース部の平面図。

【図3】タイヤに横力が作用した場合に外輪に対して内輪が傾斜した状態を示す図。

【図4】タイヤに垂直荷重が作用した場合における内輪の上下方向変位を示す図。

【図5】検出ユニットを示す図。

【図6】検出ユニット及び処理部の電気的構成を示す図。

【図7】多層基板の平面視における励磁コイル及び第１，第２受信コイルの投影図。

【図8】多層基板の１層目に形成された配線パターン及びビアを示す図。

【図9】多層基板の２層目に形成された配線パターン及びビアを示す図。

【図10】多層基板の３層目に形成された配線パターン及びビアを示す図。

【図11】多層基板の４層目に形成された配線パターン及びビアを示す図。

【図12】第１，第２受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係を示す図。

【図13】変位及び回転角の検出原理を説明するための図。

【図14】変位及び回転角の検出原理を説明するための図。

【図15】簡略化した第２受信コイルの平面図。

【図16】受信コイルの出力電圧信号及びこの信号の包絡線の推移を示す図。

【図17】第１，第２包絡線の推移を示す図。

【図18】変位信号及び軸方向変位の関係を示す特性図。

【図19】横力が作用した場合における包絡線の基準状態からの変化を示す図。

【図20】垂直荷重が作用した場合における第１，第２受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係を示す図。

【図21】垂直荷重が作用した場合における包絡線の基準状態からの変化を示す図。

【図22】変位信号及び上下方向変位の関係を示す特性図。

【図23】第１，第２変位信号と、各変位ΔＹ，ΔＺ、横力及び垂直荷重とが紐づけられた特性情報を示す図。

【図24】第１実施形態の変形例に係るレース部の平面図。

【図25】第１実施形態の変形例に係るレース部の斜視図。

【図26】第１実施形態の変形例に係るレース部の平面図。

【図27】第２実施形態に係る第１，第２受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係を示す図。

【図28】第３実施形態に係る受信コイルを示す図。

【図29】基準状態における受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係と、包絡線の推移とを示す図。

【図30】横力が作用する場合における受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係と、包絡線の推移とを示す図。

【図31】垂直荷重が作用する場合における受信コイル及び遮蔽部の相対位置関係と、包絡線の推移とを示す図。

【図32】第４実施形態に係るレース部及び検出ユニットを示す図。

【図33】第５実施形態に係る車輪の縦断面図。

【図34】第６実施形態に係る車輪の縦断面図。

【図35】第７実施形態に係る車輪の縦断面図。

【図36】レース部の平面図。

【図37】第８実施形態に係る車両の保守管理処理の機能ブロック図。

【図38】車輪に作用する荷重の統計値の算出方法の一例を示す図。

【図39】車輪に作用する荷重の統計値の算出方法の一例を示す図。

【図40】メンテナンス通知処理による通知時期の一例を示す図。

【図41】メンテナンス通知処理による通知時期の一例を示す図。

【図42】メンテナンス通知処理による通知時期の一例を示す図。

【図43】車両の構成部品の寿命診断方法の一例を示す図。

【図44】車両の構成部品の寿命診断及びリユース判定方法の一例を示す図。

【図45】リユース判定方法の一例を示す図。

【図46】リユース判定方法の一例を示す図。

【図47】第９実施形態に係る車両用システムの全体構成図。

【図48】その他の実施形態に係る車輪の縦断面図。

【発明を実施するための形態】

【0013】

＜第１実施形態＞
以下、本発明に係る車両用装置を具体化した第１実施形態について、図面を参照しつつ説明する。本実施形態の車両用装置は、インホイールモータを備える車輪（駆動輪）に作用する力を算出可能に構成されている。車両は、例えば、２つの前輪及び２つの後輪を有する乗用の４輪車両である。ただし、車両としては、これに限らず、２輪車両等、４輪以外の車両であってもよい。また、車両の用途としては、乗用に限らない。

【0014】

図１に示すように、車輪は、ホイール１０及びインホイールモータ２０を備えている。ホイール１０は、円筒状のリム部１１と、リム部１１のうち車幅方向外側の端部に設けられた円板上のディスク部１２とを備えている。リム部１１の外周には、タイヤ１３が取り付けられている。

【0015】

インホイールモータ２０は、リム部１１及びディスク部１２により囲まれたホイール１０の内側空間に収容されており、ホイール１０に回転動力を付与する。インホイールモータ２０は、回転子３０と、回転子３０の径方向内側に配置された固定子４０とを備えるアウタロータ型のモータである。

【0016】

回転子３０は、円筒状の磁石保持部３１と、磁石保持部３１の内周面に設けられた磁石ユニット３２とを備えている。磁石保持部３１においてインホイールモータ２０の軸方向（車両の車幅方向）の外側端から内側端までにわたって、リム部１１の内周面と対向している。磁石ユニット３２は、回転子３０の回転中心軸線と同心の円筒状をなしており、磁石保持部３１の内周面に固定された複数の磁石を有している。つまり、本実施形態のインホイールモータ２０は表面磁石型の同期機（ＳＰＭＳＭ）である。磁石ユニット３２において、磁石は、回転子３０の周方向に沿って極性が交互に変わるように並べられている。これにより、磁石ユニット３２には、周方向に複数の磁極が形成されている。磁石は、例えば焼結ネオジム磁石である。ちなみに、インホイールモータ２０としては、埋込磁石型の同期機（ＩＰＭＳＭ）であってもよい。

【0017】

回転子３０は、磁石保持部３１のうち車幅方向外側端部に設けられ、磁石保持部３１とディスク部１２とを接続する円盤状の平板部３３を備えている。平板部３３には、ディスク部１２がボルトにより固定されている。これにより、回転子３０とホイール１０とが一体回転する。

【0018】

固定子４０は、径方向において磁石ユニット３２と対向する位置に配置された円筒状の固定子巻線４１と、固定子巻線４１の径方向内側に設けられた円筒状の固定子ベース部４２とを備えている。固定子巻線４１は、径方向において磁石ユニット３２と対向する位置に設けられたコイルサイド部と、コイルサイド部の軸方向両端に設けられたコイルエンド部とを備えている。

【0019】

固定子ベース部４２は、例えばナックル等を介して車体に固定され、固定子巻線４１等を保持する。固定子ベース部４２は、車体に対して固定された円筒部４３を備えている。円筒部４３のうち径方向において固定子巻線４１と隣り合う部分が固定子コア４３ａとされている。

【0020】

固定子ベース部４２は、円筒部４３の軸方向一端から径方向内側に延びる固定部４４を備えている。固定部４４及び軸受５０により、固定子ベース部４２に対して回転子３０が回転可能に支持されている。固定部４４のうち径方向外側端部は、平板部３３側に突出する円環状の突出部４５とされている。突出部４５のうち平板部３３に対向する部分は平坦面とされている。

【0021】

軸受５０は、転がり軸受（例えばラジアル玉軸受）であり、「第１軸受部材」に相当する外輪５１と、「第２軸受部材」に相当する内輪５２と、外輪５１及び内輪５２の間に配置された複数の転動体５３（例えば玉）とを備えている。外輪５１は、ボルトにより固定部４４に固定されている。内輪５２は、径方向において外輪５１と対向する円柱部５２ａと、円柱部５２ａの軸方向一端部から径方向外側に延びるフランジ部５２ｂとを備えている。フランジ部５２ｂは、ボルトにより平板部３３及びディスク部１２に固定されている。なお、図１には、内輪５２と外輪５１とが同軸になっている状態を示す。

【0022】

車両には、固定子巻線４１に電気的に接続されたインバータと、インバータに電気的に接続された蓄電部とが備えられている。蓄電部は、車体に設けられ、例えばリチウムイオン蓄電池等の蓄電池である。インバータを構成する上，下アームスイッチのスイッチング制御は、制御装置により行われる。これにより、回転子３０が回転し、車輪が回転する。なお、インバータ及び制御装置は、車体に設けられていてもよいし、インホイールモータ２０に内蔵されていてもよい。

【0023】

ホイール１０の内側空間には、「検出用回転部」に相当する円盤状のレース部８０と、「変位検出部」に相当する検出ユニット９０とが設けられている。レース部８０及び検出ユニット９０は、インホイールモータ２０の回転子３０の回転角（具体的には、電気角又は機械角）、車輪の回転速度、接地面（地面）ＧＬと車輪（タイヤ１３）との間に作用する横力Ｆｙ、及び接地面ＧＬに対して垂直方向に接地面ＧＬと車輪との間に作用する力（以下、垂直荷重Ｆｚ）を算出するために用いられる。横力が作用する方向と垂直荷重が作用する方向とは直交する。例えば、算出された回転角（電気角）は、制御装置においてインバータのスイッチング制御に用いられ、車輪の回転速度及び横力及び垂直荷重は、制御装置において車両の走行制御に用いられる。

【0024】

図１及び図２に示すように、レース部８０は、円盤状をなし、金属材料（例えば、鉄又はアルミニウム）で構成されている。レース部８０の中央部には、貫通孔が形成されている。レース部８０のうち貫通孔の周縁部は、ディスク部１２方向に屈曲する屈曲部８０ａとされている。屈曲部８０ａは、回転子３０の平板部３３の中央部に形成された貫通孔に嵌め込まれている。レース部８０は、回転子３０の平板部３３から離間して、かつ、内輪５２のフランジ部５２ｂに面接触した状態で、ボルトにより固定されている。これにより、レース部８０と内輪５２とが同軸にされている。レース部８０、回転子３０及びホイール１０は一体回転する。

【0025】

レース部８０のうち径方向外側端部は、固定子ベース部４２の突出部４５と対向している。図２に示すように、レース部８０の径方向外側端部には、金属部分である遮蔽部８１と、レース部８０の板厚方向に貫かれた切欠８２とが周方向において交互に形成されている。遮蔽部８１及び切欠８２により、円環状の「検出対象部」が形成されている。本実施形態では、遮蔽部８１の周方向長さＬ１と、切欠８２の周方向長さＬ２とが等しくなっている。また、図２に示す例では、遮蔽部８１及び切欠８２が８組設けられている。なお、図２に示すＬＣｉは、内輪５２の中心軸線を示す。

【0026】

検出ユニット９０は、いわゆる渦電流式のインダクティブセンサである。検出ユニット９０は、図２、図５及び図６に示すように、基板９１と、基板９１に設けられたコイル部９２と、回路部９３とを備えている。図２は、ホイール１０側から見たレース部８０を示す図である。図５は、ホイール１０側から見た基板９１を示す図である。基板９１は、突出部４５の平坦面に固定されている。これにより、基板９１は、外輪５１の軸方向と直交する方向に延びている。本実施形態では、基板９１は、円環状の突出部４５のうち上端部の平坦面に固定されている。

【0027】

図１及び図６に示すように、回路部９３は、処理部７０と電気的に接続されている。詳しくは、突出部４５に挿通孔４６が形成され、挿通孔４６に挿通された配線を介して処理部７０と回路部９３とが電気的に接続されている。なお、処理部７０は、車体に設けられていてもよいし、インホイールモータ２０に内蔵されていてもよい。

【0028】

コイル部９２は、励磁コイル１００、第１受信コイル１１０及び第２受信コイル１２０を備えている。各コイル１００，１１０，１２０は平面コイルである。回路部９３は、集積回路で構成されている。回路部９３は、図６に示すように、励磁コイル１００に高周波の励磁電圧を供給する励磁回路９４と、受信回路９５とを備えている。励磁コイル１００に励磁電圧が供給されると、励磁電圧と同じ又は同等の周波数の電圧が第１受信コイル１１０及び第２受信コイル１２０に誘起される。受信回路９５は、各受信コイル１１０，１２０の両端の電圧を出力電圧信号として検出する。

【0029】

図１に示すように車輪に横力Ｆｙが作用すると、図３に示すように、外輪５１の中心軸線ＬＣｏに対する内輪５２の中心軸線ＬＣｉの傾きθが大きくなる。この場合、各受信コイル１１０，１２０と、レース部８０との軸方向距離が変化し、各受信コイル１１０，１２０の出力電圧信号の振幅が変化する。検出ユニット９０は、この振幅変化に基づいて、レース部８０の軸方向変位ΔＹを算出し、算出した軸方向変位ΔＹに基づいて、横力Ｆｙを算出する。

【0030】

一方、車輪に垂直荷重Ｆｚが作用すると、図４に示すように、外輪５１の中心軸線ＬＣｏに対して直交する方向に、内輪５２の中心軸線ＬＣｉが変位する。その結果、フランジ部５２ｂに固定されたレース部８０も変位する。この場合において、各受信コイル１１０，１２０の出力電圧信号の振幅が変化するように検出ユニット９０が構成されている。この構成については、後に詳述する。検出ユニット９０は、この振幅変化に基づいて、レース部８０の軸方向及び車長方向と直交する方向における変位（以下、上下方向変位ΔＺ）を算出し、算出した上下方向変位ΔＺに基づいて、垂直荷重Ｆｚを算出する。

【0031】

続いて、図７～図１１を用いて、コイル部９２について説明する。本実施形態において、基板９１は多層基板（具体的には４層の基板）であり、コイル部９２を構成する励磁コイル１００及び各受信コイル１１０，１２０は、多層基板上の配線パターンにより構成されている。図８～図１１には、レース部８０側から基板９１を見た場合における各層に形成された配線パターンを示す。図７（ａ）は、１層目の配線パターンに２～４層目の配線パターンを投影した図である。

【0032】

まず、励磁コイル１００について説明する。励磁コイル１００は、図８及び図９に示すように、基板９１の板厚方向に隣接する１層目及び２層目に形成されている。各層の配線パターンは、励磁側ビアＶＩに充填された導体により電気的に接続されている。１層目には、配線パターンとして、励磁回路９４に電気的に接続された第１励磁端部１０１と、第１励磁端部１０１から励磁側ビアＶＩまで時計回りに複数回（３回）周回して形成された第１励磁パターン１０２とが形成されている。２層目には、励磁回路９４に電気的に接続された第２励磁端部１０３と、第２励磁端部１０３から励磁側ビアＶＩまで反時計回りに複数回（３回）周回して形成された第２励磁パターン１０４とが形成されている。これにより、６ターンの平面コイルの励磁コイル１００が基板９１に形成されている。励磁コイル１００は、外輪５１の周方向に延びる円弧状をなしている。

【0033】

続いて、第１受信コイル１１０について説明する。第１受信コイル１１０は、図８～図１１に示すように、１～４層目に形成されている。図１０に示すように、３層目には、受信回路９５に電気的に接続された第１受信端部１１１が形成されている。第１受信端部１１１には、第１ＡビアＶＡ１を介して、１層目のパターン１１２の第１端が接続されている。パターン１１２の第２端には、第２ＡビアＶＡ２を介して、２層目のパターン１１３の第１端が接続されている。パターン１１３の第２端には、第３ＡビアＶＡ３、パターン１１４及び第４ＡビアＶＡ４を介して、１層目のパターン１１５の第１端が接続されている。パターン１１５の第２端には、第５ＡビアＶＡ５を介して、２層目のパターン１１６の第１端が接続されている。パターン１１６の第２端には、第６ＡビアＶＡ６、パターン１１７及び第７ＡビアＶＡ７を介して、４層目の第２受信端部１１８が接続されている。第２受信端部１１８は、受信回路９５に接続されている。受信回路９５は、第１受信端部１１１及び第２受信端部１１８の電位差を第１出力電圧信号ｖ１として検出する。

【0034】

第１受信コイル１１０は、図７（ａ）に示すように、基板９１の平面視において励磁コイル１００に囲まれた領域に設けられている。また、第１受信コイル１１０は、励磁コイル１００に励磁電圧が供給されている場合、第１受信コイル１１０の第１受信端部１１１及び第２受信端部１１８の間に第１極性の電圧を発生させる第１部分と、第１極性とは逆極性の第２極性の電圧を発生する第２部分とから構成されることとなる。詳しくは、図７（ｂ）に示すように、基板９１の平面視において、第１受信コイル１１０の周方向の中央部が１ターンの第１部分１１０Ａとされ、第１受信コイル１１０のうち第１部分１１０Ａの両端部が、第１部分１１０Ａと同じターン数（１ターン）の第２部分１１０Ｂとされている。これにより、第１受信コイル１１０の周方向の中央軸線Ｌｔに対して一方側の第１，第２部分１１０Ａ，１１０Ｂのパターン形状と他方側の第１，第２部分１１０Ａ，１１０Ｂのパターン形状とが上記中央軸線Ｌｔに対して対称になっている。

【0035】

続いて、第２受信コイル１２０について説明する。第２受信コイル１２０は、図８～図１１に示すように、１～４層目に形成されている。図１０に示すように、３層目には、受信回路９５に電気的に接続された第３受信端部１２１が形成されている。第３受信端部１２１には、第１ＢビアＶＢ１を介して、２層目のパターン１２２の第１端が接続されている。パターン１２２の第２端には、第２ＢビアＶＢ２を介して、１層目のパターン１２３の第１端が接続されている。パターン１２３の第２端には、第３ＡビアＶＡ３、パターン１２４及び第４ＢビアＶＢ４を介して、１層目のパターン１２５の第１端が接続されている。パターン１２５の第２端には、第５ＢビアＶＢ５を介して、２層目のパターン１２６の第１端が接続されている。パターン１２６の第２端には、第６ＢビアＶＢ６、パターン１２７及び第７ＢビアＶＢ７を介して、４層目の第４受信端部１２８が接続されている。第４受信端部１２８は、受信回路９５に接続されている。受信回路９５は、第３受信端部１２１及び第４受信端部１２８の電位差を第２出力電圧信号ｖ２として検出する。

【0036】

第２受信コイル１２０は、図７（ａ）に示すように、基板９１の平面視において励磁コイル１００に囲まれた領域に設けられている。第２受信コイル１２０の周方向長さは、第１受信コイル１１０の周方向長さと同じである。第２受信コイル１２０の径方向長さは、第１受信コイル１１０の径方向長さよりも大きい。

【0037】

図７（ｃ）に示すように、第２受信コイル１２０は、第１受信コイル１１０と同様に、第１部分１２０Ａ及び第２部分１２０Ｂから構成されている。基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０の周方向の中央軸線Ｌｔに対して一方側が第１部分１２０Ａとされ、他方側が第２部分１２０Ｂとされている。

【0038】

第１受信コイル１１０及び第２受信コイル１２０において、中央軸線Ｌｔから周方向端までの周方向長さは、遮蔽部８１及び切欠８２の周方向長さＬ１と同じである。また、図７（ａ）に示すように、基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０の周方向両端位置は、第１受信コイル１１０の周方向両端位置と同じである。

【0039】

基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０の径方向外側端の位置は、図１２に示すように、外輪５１の中心軸線ＬＣｏを中心とする第１同心円Ｃ１上に存在する。第１受信コイル１１０の径方向外側端の位置は、中心軸線ＬＣｏを中心とする第２同心円Ｃ２上に存在する。第２同心円Ｃ２の半径は、第１同心円Ｃ１の半径よりも小さい。第１受信コイル１１０の径方向内側端の位置は、中心軸線ＬＣｏを中心とする第３同心円Ｃ３上に存在する。第３同心円Ｃ３の半径は、第２同心円Ｃ２の半径よりも小さい。第２受信コイル１２０の径方向内側端の位置は、中心軸線ＬＣｏを中心とする第４同心円Ｃ４上に存在する。第４同心円Ｃ４の半径は、第３同心円Ｃ３の半径よりも小さい。

【0040】

第２受信コイル１２０の径方向外側端部は、基準状態における遮蔽部８１の径方向外側端８１ａからはみ出している。基準状態は、任意に設定することができる。基準状態とは、例えば車両の停車状態であり、具体的には例えば水平な路面に車両が停車している状態である。図１２に示すＣＰは、外輪５１の中心軸線ＬＣｏを中心として、かつ、基準状態における遮蔽部８１の径方向外側端８１ａを通る同心円ＣＰである。

【0041】

続いて、図１３～図２３を用いて、検出ユニット９０によって変位及び回転角を検出できる原理について説明する。

【0042】

まず、図１３及び図１４を用いて、この原理の概要について説明する。図１３に示すように、励磁コイルに高周波の励磁電圧ｖｒ（ｔ）が供給されると、励磁コイルに高周波電流が流れる。その電流により磁束φ（ｔ）が発生し、磁束φ（ｔ）が受信コイルを鎖交する。受信コイルの両端には、鎖交磁束の時間変化率に比例した電圧ｖｅ（ｔ）が誘起される。

【0043】

図１４には、金属部分である遮蔽部により受信コイルの一部が覆われた状態を示す。遮蔽部のうち受信コイルと対向する部分には、励磁コイルの通電に伴う鎖交磁束により渦電流が流れる。この渦電流により、受信コイルに誘起電圧を発生させる磁束を弱める向きに磁束が発生し、受信コイルの誘起電圧の振幅が小さくなる。つまり、受信コイルの両端の電位差の振幅は、受信コイルのうち遮蔽部に覆われていない面積に比例する。

【0044】

図１３及び図１４の説明事項を踏まえ、図１５及び図１６を用いて、第２受信コイル１２０を例にして検出原理について説明する。図１５及び図１６は、図７等に示した第２受信コイル１２０及び遮蔽部８１を、周方向を直線状にして示した図である。図１６は、第２受信コイル１２０及び遮蔽部８１の相対的な位置関係と、第２受信コイル１２０の第２出力電圧信号ｖ２の推移とを示す図である。

【0045】

図１５及び図１６において、第２受信端部１１８から第１受信端部１１１へと電流が流れる方向（Ｉ＋）を正方向と称し、第１受信端部１１１から第２受信端部１１８へと電流が流れる方向（Ｉ－）を負方向と称すこととする。また、図１５及び図１６では、紙面手前側から奥側に、励磁コイル１００からの磁束が通過する。

【0046】

図１６の時刻ｔ１において、第１部分１２０Ａの中央側の半分と、第２部分１２０Ｂの中央側の半分とが遮蔽部８１により覆われている。第１部分１２０Ａには正方向に電流を流そうとする電圧が誘起され、第２部分１２０Ｂには負方向に電流を流そうとする電圧が誘起される。その結果、第１部分１２０Ａで発生する誘起電圧と第２部分１２０Ｂで発生する誘起電圧とが打ち消し合い、第２出力電圧信号ｖ２の振幅が０となる。

【0047】

時刻ｔ２において、第１部分１２０Ａ及び第２部分１２０Ｂのうち第２部分１２０Ｂが遮蔽部８１により覆われる。この場合、第１部分１２０Ａには正方向に電流を流そうとする電圧が誘起され、第２部分１２０Ｂの誘起電圧が０となる。その結果、第２出力電圧信号ｖ２の振幅が第１極性（正極性）側の最大値となる。この最大値は、レース部８０が第２受信コイル１２０に近づくほど大きくなる。

【0048】

時刻ｔ３において、第１部分１２０Ａの端部側の半分と、第２部分１２０Ｂの端部側の半分とが遮蔽部８１により覆われている。第１部分１２０Ａには正方向に電流を流そうとする電圧が誘起され、第２部分１２０Ｂには負方向に電流を流そうとする電圧が誘起される。その結果、第１部分１２０Ａで発生する誘起電圧と第２部分１２０Ｂで発生する誘起電圧とが打ち消し合い、第２出力電圧信号ｖ２の振幅が０となる。

【0049】

時刻ｔ４において、第１部分１２０Ａ及び第２部分１２０Ｂのうち第１部分１２０Ａが遮蔽部８１により覆われる。この場合、第２部分１２０Ｂには負方向に電流を流そうとする電圧が誘起され、第１部分１２０Ａの誘起電圧が０となる。その結果、第２出力電圧信号ｖ２の振幅が、第１極性とは逆極性の第２極性（負極性）側の最大値となる。この最大値は、レース部８０が第２受信コイル１２０に近づくほど大きくなる。

【0050】

本実施形態では、レース部８０の径方向外側端部に遮蔽部８１及び切欠８２が交互に形成されている。このため、回転子３０の回転中において、第２受信コイル１２０の第２出力電圧信号ｖ２の振幅は周期的に変化し、図１６及び図１７に破線にて示すように、第２出力電圧信号ｖ２の包絡線（以下、第２包絡線ＥＮＶ２）は、正弦波状になる。例えば、磁石ユニット３２の磁極位置の周方向間隔と、遮蔽部８１及び切欠８２の周方向長さとを関係付けて設定することにより、振幅又は包絡線と電気角θｅとを対応付けることができる。

【0051】

本実施形態では、励磁コイル１００に励磁電圧が供給されている場合において、第２受信コイル１２０の第２出力電圧信号ｖ２に対する第１受信コイル１１０の第１出力電圧信号ｖ１の位相差が９０度である。このため、図１７に一点鎖線にて示すように、第２包絡線ＥＮＶ２に対する第１出力電圧信号ｖ１の包絡線（以下、第１包絡線ＥＮＶ１）の位相差も９０度である。

【0052】

図１７に示すように、第２包絡線ＥＮＶ２の振幅は、第１包絡線ＥＮＶ１の振幅よりも小さい。これは、図７（ａ）に示すように、基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０により囲まれる面積が第１受信コイル１１０により囲まれる面積よりも大きいためである。

【0053】

受信回路９５は、基準状態における第１包絡線ＥＳ１の振幅に対する実際の第１包絡線ＥＮＶ１の振幅のずれ量を第１変位信号として処理部７０に出力する。また、受信回路９５は、基準状態における第２包絡線ＥＳ２の振幅に対する実際の第２包絡線ＥＮＶ２の振幅のずれ量を第２変位信号として処理部７０に出力する。本実施形態では、基準状態における第１，第２変位信号が０となるように受信回路９５が構成されている。各変位信号は、各出力電圧信号ｖ１，ｖ２の正極性側の振幅最大値及び負極性側の振幅最大値が出現するたびに更新される。

【0054】

車輪に作用する横力が変化する場合について説明する。

【0055】

横力の方向が車幅方向外側を向いている場合、レース部８０の上端部が固定子ベース部４２側に近づき、下端部がホイール１０側に近づくように外輪５１に対して内輪５２が傾く。この場合における軸方向変位ΔＹ及び各変位信号の極性を、図１８に示すように正とする。軸方向変位ΔＹが正方向に大きくなるほど、各変位信号が正方向に大きくなる。これは、図１９（ａ）に示すように、レース部８０が第１，第２受信コイル１１０，１２０に近づくほど、基準状態における第１，第２包絡線ＥＳ１，ＥＳ２に対して、実際の第１，第２包絡線ＥＮＶ１，ＥＮＶ２が大きくなるためである。

【0056】

横力の方向が車幅方向内側を向いている場合、レース部８０の下端部が固定子ベース部４２側に近づき、上端部がホイール１０側に近づくように外輪５１に対して内輪５２が傾く。この場合における軸方向変位ΔＹ及び各変位信号の極性を、図１８に示すように負とする。軸方向変位ΔＹが負方向に大きくなるほど、各変位信号が負方向に大きくなる。これは、図１９（ｂ）に示すように、レース部８０が第１，第２受信コイル１１０，１２０から離れるほど、基準状態における第１，第２包絡線ＥＳ１，ＥＳ２に対して、実際の第１，第２包絡線ＥＮＶ１，ＥＮＶ２が小さくなるためである。一方、基準状態における第１，第２変位信号は０となる。

【0057】

続いて、車輪に作用する垂直荷重が変化する場合について説明する。

【0058】

図２０に、基準状態における各受信コイル１１０，１２０及び遮蔽部８１の相対位置関係を示す。図２０は、図７等に示した第１，第２受信コイル１１０，１２０及び遮蔽部８１を、周方向を直線状にして示した図である。図中、ハッチングにて示す部分は、各受信コイル１１０，１２０のうち遮蔽部８１により覆われる部分である。図２１（ａ）に、基準状態における各包絡線の推移を示す。

【0059】

上向きの垂直荷重が増加する場合、レース部８０の上端部が上側に変位する。この場合における上下方向変位ΔＺ及び各変位信号の極性を、図２２に示すように正とする。上下方向変位ΔＺが正方向に大きくなるほど、各変位信号が正方向に大きくなる。これは、図２０（ｂ）に示すように、レース部８０が上側に変位するほど、第２受信コイル１２０のうち遮蔽部８１により覆われる面積が増加し、図２１（ｂ）に示すように、基準状態における第１，第２包絡線ＥＳ１，ＥＳ２に対して、実際の第１，第２包絡線ＥＮＶ１，ＥＮＶ２が大きくなるためである。

【0060】

一方、下向きの垂直荷重が増加する場合、レース部８０の上端部が下側に変位する。この場合における上下方向変位ΔＺ及び各変位信号の極性を、図２２に示すように負とする。上下方向変位ΔＺが負方向に大きくなるほど、各変位信号が負方向に大きくなる。これは、図２０（ｃ）に示すように、レース部８０が下側に変位するほど、第２受信コイル１２０のうち遮蔽部８１により覆われる面積が減少し、図２１（ｃ）に示すように、基準状態における第１，第２包絡線ＥＳ１，ＥＳ２に対して、実際の第１，第２包絡線ＥＮＶ１，ＥＮＶ２が小さくなるためである。

【0061】

図１８に示すように、軸方向変位ΔＹの単位変化量あたりの第２変位信号の変化量である第２横力係数Ｋ２ｙは、軸方向変位ΔＹの単位変化量あたりの第１変化信号の変化量である第１横力係数Ｋ１ｙよりも大きい。これは、基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０により囲まれる面積が第１受信コイル１１０により囲まれる面積よりも大きいためである。

【0062】

図２２に示すように、上下方向変位ΔＺの単位変化量あたりの第２変位信号の変化量である第２垂直荷重係数Ｋ２ｚは、上下方向変位ΔＺの単位変化量あたりの第１変化信号の変化量である第１垂直荷重係数Ｋ１ｚよりも大きい。これは、基板９１の平面視において、第２受信コイル１２０により囲まれる面積が第１受信コイル１１０により囲まれる面積よりも大きいためである。

【0063】

また、第２垂直荷重係数Ｋ２ｚは第２横力係数Ｋ２ｙよりも小さく、第１垂直荷重係数Ｋ１ｚは第１横力係数Ｋ１ｙよりも小さい。これは、例えば、車輪における上下方向の剛性が車幅方向の剛性よりも大きいことに起因する。本実施形態では、「Ｋ２ｙ＞Ｋ１ｙ＞Ｋ２ｚ＞Ｋ１ｚ」の関係になっている。

【0064】

以上から、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺの組み合わせと、第１変位信号及び第２変位信号の組み合わせとを一義的に紐づけることができる。このため、処理部７０を構成する変位算出部７１は、第１，第２変位信号と、第１，第２変位信号、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺを算出する。

【0065】

処理部７０を構成する力算出部７２は、算出された軸方向変位ΔＹと、軸方向変位ΔＹ及び横力Ｆｙが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、横力Ｆｙを算出する。力算出部７２は、算出された上下方向変位ΔＺと、上下方向変位ΔＺ及び垂直荷重Ｆｚが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、垂直荷重Ｆｚを算出する。

【0066】

なお、上記マップ情報又は数式情報は、処理部７０が備える記憶部（例えば不揮発性メモリ）に記憶されていればよい。また、力算出部７２は、第１，第２変位信号と、第１，第２変位信号、横力Ｆｙ及び垂直荷重Ｆｚが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、横力Ｆｙ及び垂直荷重Ｆｚを算出してもよい。第１，第２変位信号と、マップ情報又は数式情報とに基づく荷重の算出は、第１，第２変位信号が登場する以下の各実施形態においても同様に適用できる。

【0067】

処理部７０を構成する角度算出部７３は、第１出力電圧信号ｖ１及び第２出力電圧信号ｖ２の少なくとも一方に基づいて、回転子３０の回転角（例えば電気角θｅ）を算出する。

【0068】

具体的には例えば、角度算出部７３は、第１包絡線ＥＮＶ１又は第２包絡線ＥＮＶ２に基づいて、電気角θｅを算出すればよい。これは、包絡線が出力電圧信号の振幅の推移を示す情報であること、及び出力電圧信号の振幅が回転角に依存することに基づく算出方法である。

【0069】

また、例えば、角度算出部７３は、第１出力電圧信号ｖ１、第２出力電圧信号ｖ２及び励磁電圧ｖｒを入力として、同期検波及びローパスフィルタを用いることにより、電気角θｅを算出すればよい。この算出方法は、デジタルトラッキング方式のものであり、例えば、特開２０１５－０７３４０７の明細書の段落００２８～００３０に記載されている。

【0070】

角度算出部７３は、第１包絡線ＥＮＶ１又は第２包絡線ＥＮＶ２に基づいて、車輪の回転速度を算出する。この算出方法は、レース部８０の回転中において、レース部８０の回転速度が高いほど、包絡線の周波数が高くなることに基づく方法である。角度算出部７３及び力算出部７２が「パラメータ算出部」に相当する。

【0071】

なお、角度算出部７３は、算出した電気角の時間微分値に基づいて、車輪の回転速度を算出してもよい。

【0072】

以上詳述した本実施形態によれば、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺを適正に算出することができ、ひいては横力Ｆｙ及び垂直荷重Ｆｚの算出精度を高めることができる。また、１つの検出ユニット９０及び処理部７０により、車輪に作用する荷重に加えて、車輪の回転速度及び電気角を算出することができる。このため、車載センサの数を削減することができる。

【0073】

各受信コイル１１０，１２０は、軸受５０の軸方向と交差する方向に延びる平面状とされている。このため、各受信コイル１１０，１２０の小型化を図ることができる。平面状であるため、ホイール１０の内側空間において軸方向に広いスペースを確保できない場合であっても、各受信コイル１１０，１２０を配置しやすい。

【0074】

固定子ベース部４２のうち、径方向において軸受５０から離れた位置であって、軸方向においてレース部８０の径方向端部と対向する位置に、検出ユニット９０が設けられている。レース部８０のうち軸方向において検出ユニット９０と対向する部分は、軸受５０から径方向外側に離れた部分である。このため、車輪に横力が作用する場合において、レース部８０のうち軸方向において検出ユニット９０と対向する部分の軸方向の変位を大きくすることができる。その結果、軸方向変位ΔＹの検出精度を高めることができ、ひいては車両のばね下を構成する車輪の横力Ｆｙの算出精度を高めることができる。

【0075】

インホイールモータ２０をアウタロータ型の構成としたため、レース部８０の径方向端部を、軸受５０から径方向に大きく離れた位置に配置することができる。これにより、軸方向変位ΔＹの検出精度を高めることができる。

【0076】

第１受信コイル１１０及び第２受信コイル１２０が、固定子巻線４１を構成するコイルエンド部よりも軸方向においてホイール１０側に設けられている。これにより、固定子巻線４１への通電に伴うノイズ等が第１受信コイル１１０及び第２受信コイル１２０の誘起電圧に及ぼす影響を抑制できる。その結果、軸方向変位ΔＹ、上下方向変位ΔＺ及び回転角の検出精度を高めることができる。

【0077】

＜第１実施形態の変形例＞
・レース部は、図１等に示した構成に限らず、例えば、以下（Ａ），（Ｂ）の構成であってもよい。

【0078】

（Ａ）図２４に示すように、レース部８３には、遮蔽部８５と、レース部を貫く開口８４とが周方向において交互に設けられている。なお、図２４の８３ａは、図１及び図２に示す屈曲部８０ａに相当する。また、開口８４の周方向長さが図２の切欠８２の周方向長さに対応する。

【0079】

（Ｂ）図２５及び図２６に示すように、レース部８３には、レース部８３の平坦面から内輪５２の軸方向に突出する凸部８７と、レース部８３の平坦面から軸方向に突出するとともに凸部８７に対して内輪５２の軸方向に凹む凹部８８とが周方向において交互に設けられている。なお、凸部８７の周方向長さが図２の遮蔽部８１の周方向長さに対応し、凹部８８の周方向長さが図２の切欠８２の周方向長さに対応する。凹部８８及び凸部８７が設けられていることにより、回転子３０の回転中において、各受信コイル１１０，１２０とレース部８３との軸方向距離が変化する。この変化を利用して、第１実施形態と同様に、軸方向変位ΔＹを検出することができる。

【0080】

・第２受信コイル１２０の径方向長さと、第１受信コイル１１０の径方向長さとが同じであってもよい。また、第２受信コイル１２０の径方向外側端の位置と、第１受信コイル１１０の径方向外側端の位置とが同じであり、第２受信コイル１２０の径方向内側端の位置と、第１受信コイル１１０の径方向内側端の位置とが同じであってもよい。この場合、検出ユニット９０及び処理部７０により、車輪に作用する荷重として、横力Ｆｙを算出することはできる。

【0081】

ちなみに、この場合、基板９１に形成される２つの受信コイルが、同じ形状のコイル（例えば第２受信コイル１２０）であってもよい。この場合、２つの受信コイルの誘起電圧の位相が同じになる。

【0082】

＜第２実施形態＞
本実施形態では、図２７に示すように、第１受信コイル１３０及び第２受信コイル１４０の形状が変更されている。図２７は、第１，第２受信コイル１３０，１４０及び遮蔽部８１を、周方向を直線状にして示した図である。第１受信コイル１３０は、第１実施形態の第１受信コイル１１０に対応し、第２受信コイル１４０は、第１実施形態の第２受信コイル１２０に対応している。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0083】

第１受信コイル１３０の径方向寸法と、第２受信コイル１４０の径方向寸法とは同じである。基板９１の平面視において、第２受信コイル１４０の径方向外側端の位置は、外輪５１の中心軸線ＬＣｏを中心とする第１同心円ＣＡ上に存在する。第１受信コイル１３０の径方向外側端の位置は、中心軸線ＬＣｏを中心とする第２同心円ＣＢ上に存在する。第２同心円ＣＢの半径は、第１同心円ＣＡの半径よりも小さい。第２受信コイル１４０の径方向外側端部は、基準状態における遮蔽部８１の径方向外側端８１ａからはみ出している。

【0084】

本実施形態においても、図１８及び図２２に示すような特性がある。このため、変位算出部７１及び力算出部７２により、第１実施形態と同様に算出処理を行うことができる。

【0085】

＜第３実施形態＞
本実施形態では、２つの受信コイルに代えて、１つの受信コイルの出力電圧信号に基づいて、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺが算出される。以下、第１実施形態との相違点を中心に説明する。

【0086】

図２８は、受信コイル１５０を、周方向を直線状にして示した図である。受信コイル１５０は、第１実施形態の第２受信コイル１２０に対応し、第１部分１５０Ａ及び第２部分１５０Ｂを有している。受信コイル１５０は、基板９１に形成されている。第１部分１５０Ａ、第２部分１５０Ｂ及び遮蔽部８１の周方向寸法は同じである。

【0087】

基板９１の平面視において、第１部分１５０Ａの径方向外側端の位置は、外輪５１の中心軸線ＬＣｏを中心とする第１同心円Ｃα上に存在する。第２部分１５０Ｂの径方向外側端の位置は、中心軸線ＬＣｏを中心とする第２同心円Ｃβ上に存在する。第２同心円Ｃβの半径は、第１同心円Ｃαの半径よりも小さい。第１部分１５０Ａにより囲まれる面積は、第２部分１５０Ｂにより囲まれる面積よりも大きい。第１部分１５０Ａの径方向外側端部は、基準状態における遮蔽部８１の径方向外側端８１ａからはみ出している。

【0088】

続いて、図２９～図３１を用いて、１つの受信コイル１５０の出力電圧信号に基づいて、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺを算出できる理由について説明する。

【0089】

図２９には、基準状態における受信コイル１５０及び遮蔽部８１の相対位置関係と、基準状態における上記出力電圧信号の包絡線（以下、基準包絡線ＥＳ）の推移とを示す。図２９（ａ）には、受信コイル１５０の平面視において、第１部分１５０Ａの一部が遮蔽部８１により覆われている状態を示す。図２９（ｂ）には、レース部８０が回転し、第１部分１５０Ａ及び第２部分１５０Ｂの一部が遮蔽部８１により覆われている状態を示す。図２９（ｃ）には、レース部８０が更に回転し、第２部分１５０Ｂ全てが遮蔽部８１により覆われている状態を示す。

【0090】

基準包絡線ＥＳにおいて、相対的に小さい小振幅と、相対的に大きい大振幅とが交互に出現する。図３１には、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングをｔｓ０にて示す。図２９において、受信コイル１５０と遮蔽部８１との相対位置関係が（ａ）の場合における基準包絡線ＥＳは時刻ｔｓａの値（つまり、小振幅）となり、（ｂ）の場合における基準包絡線ＥＳは時刻ｔｓｂの値となり、（ｃ）の場合における基準包絡線ＥＳは時刻ｔｓｃの値（つまり、大振幅）となる。

【0091】

続いて、図３０に、車輪に車幅方向内側の横力が作用する場合における受信コイル１５０及び遮蔽部８１の相対位置関係と、出力電圧信号の包絡線ＥＮＶの推移とを示す。図３０において、受信コイル１５０と遮蔽部８１との相対位置関係が（ａ）の場合における包絡線ＥＮＶは時刻ｔｙａの値（つまり、小振幅）となり、（ｂ）の場合における包絡線ＥＮＶは時刻ｔｙｂの値となり、（ｃ）の場合における基準包絡線ＥＳは時刻ｔｙｃの値（つまり、大振幅）となる。

【0092】

車幅方向内側の横力が車輪に作用すると、遮蔽部８１が受信コイル１５０から離れるように変位する。この場合、包絡線ＥＮＶの小振幅は、基準包絡線ＥＳの小振幅よりも小さくなり、包絡線ＥＮＶの大振幅は、基準包絡線ＥＳの大振幅よりも小さくなる。また、包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングｔｙ０が、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングｔｓ０から遅れる。

【0093】

一方、車幅方向外側の横力が車輪に作用すると、遮蔽部８１が受信コイル１５０に近づくように変位する。この場合、包絡線ＥＮＶの小振幅は、基準包絡線ＥＳの小振幅よりも大きくなり、包絡線ＥＮＶの大振幅は、基準包絡線ＥＳの大振幅よりも大きくなる。また、包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングｔｙ０が、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングｔｓ０よりも早まる。

【0094】

したがって、包絡線の大振幅及び小振幅と、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミング及び包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングのずれ量とに基づいて、軸方向変位ΔＹを把握することができる。

【0095】

続いて、図３１に、車輪に作用する上向きの垂直荷重が増加する場合における受信コイル１５０及び遮蔽部８１の相対位置関係と、出力電圧信号の包絡線ＥＮＶの推移とを示す。図３１において、受信コイル１５０と遮蔽部８１との相対位置関係が（ａ）の場合における包絡線ＥＮＶは時刻ｔｚａの値（つまり、小振幅）となり、（ｂ）の場合における包絡線ＥＮＶは時刻ｔｚｂの値となり、（ｃ）の場合における基準包絡線ＥＳは時刻ｔｚｃの値（つまり、大振幅）となる。

【0096】

基準状態に対して上向きの垂直荷重が増加すると、遮蔽部８１が上側に変位する。この場合、包絡線ＥＮＶの小振幅は、基準包絡線ＥＳの小振幅よりも大きくなる。これは、第１部分１５０Ａにおいて遮蔽部８１により覆われる面積が増加し、第２部分１５０Ｂ側で発生する電位差を打ち消そうとする第１部分１５０Ａの誘起電圧が小さくなるためである。また、包絡線ＥＮＶの大振幅は、基準包絡線ＥＳの大振幅から変化しない。これは、遮蔽部８１が上側に変位した場合であっても、第２部分１５０Ｂの径方向外側端が遮蔽部８１からはみ出さないためである。

【0097】

基準状態に対して上向きの垂直荷重が増加すると、包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングｔｚ０が、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングｔｓ０から遅れる。

【0098】

一方、基準状態に対して下向きの垂直荷重が増加すると、遮蔽部８１が下側に変位する。この場合、包絡線ＥＮＶの小振幅は、基準包絡線ＥＳの小振幅よりも小さくなり、包絡線ＥＮＶの大振幅は、基準包絡線ＥＳの大振幅から変化しない。また、包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングｔｚ０が、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングｔｓ０よりも早まる。

【0099】

したがって、包絡線の大振幅及び小振幅と、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミング及び包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングのずれ量とに基づいて、上下方向変位ΔＺを把握することができる。

【0100】

以上から、包絡線ＥＮＶの小振幅、大振幅及び基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングと包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングとのずれ量の組み合わせと、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺの組み合わせとを紐づけたマップ情報又は数式情報が作成できる。変位算出部７１は、受信コイル１５０の出力電圧信号に基づく包絡線ＥＮＶを用いて、包絡線ＥＮＶの小振幅及び大振幅と、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングからのずれ量とを算出する。変位算出部７１は、算出した小振幅及び大振幅と、上記ずれ量と、上記マップ情報又は数式情報とに基づいて、軸方向変位ΔＹ及び上下方向変位ΔＺを算出する。力算出部７２は、算出された軸方向変位ΔＹと、軸方向変位ΔＹ及び横力Ｆｙが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、横力Ｆｙを算出する。力算出部７２は、算出された上下方向変位ΔＺと、上下方向変位ΔＺ及び垂直荷重Ｆｚが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、垂直荷重Ｆｚを算出する。なお、変位算出部７１は、例えば、回転子３０の電気角と関係付けて設定された基準タイミングを、基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングとして把握すればよい。また、マップ情報又は数式情報として、包絡線ＥＮＶの小振幅、大振幅及び基準包絡線ＥＳのゼロクロスタイミングと包絡線ＥＮＶのゼロクロスタイミングとのずれ量の組み合わせと、横力Ｆｙ及び垂直荷重Ｆｚの組み合わせとを紐づけたマップ情報又は数式情報が記憶部に記憶されていてもよい。この場合、力算出部７２は、このマップ情報又は数式情報と、算出した小振幅及び大振幅と、算出した上記ずれ量とに基づいて、横力Ｆｙ及び垂直荷重Ｆｚを算出すればよい。

【0101】

＜第３実施形態の変形例＞
受信コイルとして、図７（ｂ）のような形状の受信コイルが用いられてもよい。この場合、受信コイルの第１部分及び第２部分のうち一方の径方向寸法が他方の径方向寸法よりも大きくなっていればよい。

【0102】

＜第４実施形態＞
以下、第４実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態の検出ユニット９０は、垂直荷重Ｆｚに代えて、車両の車長方向において接地面ＧＬと車輪との間に作用する力（以下、前後荷重Ｆｘ）を算出する。横力Ｆｙが作用する方向と前後荷重Ｆｘが作用する方向とは直交する。前後荷重Ｆｘは、制御装置において車両の走行制御に用いられる。

【0103】

図３２に、レース部８０及び検出ユニット９０を示す。

【0104】

基板９１に形成された第１，第２受信コイル１１０，１２０は、内輪５２の中心軸線ＬＣｉ（レース部８０の回転中心）を通る水平軸線ＨＬを跨いた状態で設けられている。例えば、レース部８０の平坦面の平面視において、第１，第２受信コイル１１０，１２０の周方向の中央軸線Ｌｔと水平軸線ＨＬとが一致するように基板９１が配置されている。

【0105】

第１，第２受信コイル１１０，１２０は、レース部８０の車長方向両端部のうち、車両前側の端部又は車両後側の端部付近に設けられている。以下、車両前側の端部に第１，第２受信コイル１１０，１２０が設けられている場合を例にして説明する。

【0106】

車両が加速する場合における前後荷重Ｆｘを正とし、車両が減速する場合における前後荷重Ｆｘを負とする。前後荷重Ｆｘが正となる場合、遮蔽部８１が車両進行方向側に変位する。この状態は、第１実施形態において車輪に作用する上向きの垂直荷重が増加する状態に対応する。一方、前後荷重Ｆｘが負となる場合、遮蔽部８１が車両進行方向とは逆側に変位する。この状態は、第１実施形態において車輪に作用する下向きの垂直荷重が増加する状態に対応する。

【0107】

受信回路９５は、第１実施形態と同様に、基準状態における第１包絡線ＥＳ１の振幅に対する実際の第１包絡線ＥＮＶ１の振幅のずれ量を第１変位信号として処理部７０に出力する。また、受信回路９５は、基準状態における第２包絡線ＥＳ２の振幅に対する実際の第２包絡線ＥＮＶ２の振幅のずれ量を第２変位信号として処理部７０に出力する。

【0108】

変位算出部７１は、第１，第２変位信号と、第１，第２変位信号、軸方向変位ΔＹ及び車長方向変位ΔＸが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、軸方向変位ΔＹ及び車長方向変位ΔＸを算出する。

【0109】

力算出部７２は、算出された軸方向変位ΔＹと、軸方向変位ΔＹ及び横力Ｆｙが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、横力Ｆｙを算出する。力算出部７２は、算出された車長方向変位ΔＸと、車長方向変位ΔＸ及び前後荷重Ｆｘが関係付けられたマップ情報又は数式情報に基づいて、前後荷重Ｆｘを算出する。

【0110】

以上説明した本実施形態によれば、単一の検出ユニット９０により、軸方向変位ΔＹ及び車長方向変位ΔＸを検出することができる。

【0111】

＜第４実施形態の変形例＞
第１，第２受信コイルとして、図２７に示す第１，第２受信コイル１３０，１４０が用いられてもよい。また、受信コイルとしては、２つに限らず、図２８に示す１つの受信コイルが用いられてもよい。

【0112】

＜第５実施形態＞
以下、第５実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図３３に示すように、回転子３０、レース部８０及び軸受５０の同軸度を小さくできる構成が採用されている。なお、図３３において、先の図１等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。また、本実施形態のレース部８０には屈曲部８０ａが形成されていない。

【0113】

回転子３０を構成する平板部３３の径方向中央部には、貫通孔３３ａが形成されている。平板部３３のうち車幅方向内側の面には、径方向内側端部から径方向外側に向かって延びる円環状の段差部３３ｂが形成されている。段差部３３ｂのうち車幅方向内側の面は平坦面とされている。段差部３３ｂのうち径方向内側端部には、車幅方向内側に突出する円環状の位置決め部３３ｃが形成されている。

【0114】

レース部８０の径方向中央部には、貫通孔８０ｂが形成されている。段差部３３ｂの平坦面にレース部８０の平坦面が当接した状態で、レース部８０の貫通孔８０ｂに位置決め部３３ｃが嵌め合わされる。これにより、回転子３０の回転中心軸線とレース部８０の回転中心軸線とが同軸にされている。

【0115】

内輪５２のフランジ部５２ｂのうち径方向内側端部には、車幅方向外側に突出する円環状の軸受側段差部５２ｃが形成されている。平板部３３のうち位置決め部３３ｃよりも径方向内側部分は、車幅方向外側に凹む円環状の凹部３３ｄが形成されている。軸受側段差部５２ｃが凹部３３ｄに嵌め合わされることにより、内輪５２の中心軸線、回転子３０の回転中心軸線及びレース部８０の回転中心軸線が同軸にされている。特に本実施形態では、フランジ部５２ｂの車幅方向外側の平坦面と、レース部８０及び位置決め部３３ｃの平坦面とが当接している。これにより、回転子３０の回転中心軸線、レース部８０の回転中心軸線及び内輪５２の中心軸線の同軸度を好適に小さくできる。

【0116】

平板部３３、レース部８０及びフランジ部５２ｂには、軸方向に貫通する第１貫通孔が形成されている。第１貫通孔は、周方向に並んで（例えば、周方向に等間隔に並んで）複数形成されている。各第１貫通孔には、ボルト２００が挿通されている。ボルト２００の頭部を車幅方向外側に向けるとともにボルト２００の軸部を車幅方向内側に向けた状態で、ボルト２００が第１貫通孔に挿通されている。この挿通状態において、軸部の先端部の雄ネジがナット２０１の雌ネジにねじ込まれている。これにより、重ね合わされた状態の平板部３３、レース部８０及びフランジ部５２ｂがボルト２００の頭部とナット２０１とにより挟み込まれる。その結果、回転子３０、レース部８０及び軸受５０が一体化されている。

【0117】

平板部３３、レース部８０、フランジ部５２ｂ及びディスク部１２には、軸方向に貫通する第２貫通孔が形成されている。第２貫通孔は、第１貫通孔の形成位置からずれた位置に、周方向に並んで（例えば、周方向に等間隔に並んで）複数形成されている。各第２貫通孔には、ボルト２１０が挿通されている。ボルト２１０の頭部を車幅方向内側に向けるとともにボルト２１０の軸部を車幅方向外側に向けた状態で、ボルト２１０が第２貫通孔に挿通されている。この挿通状態において、ボルト２１０の雄ネジがナット２１１の雌ネジにねじ込まれている。これにより、重ね合わされた状態の平板部３３、フランジ部５２ｂ、レース部８０及びディスク部１２がボルト２１０の頭部とナット２１１とにより挟み込まれる。その結果、回転子３０、軸受５０、レース部８０及びホイール１０が一体化されている。

【0118】

続いて、駆動輪の製造方法について説明する。この製造方法では、レース部８０を備えるモータＡＳＳＹを組み立てた後、モータＡＳＳＹをホイール１０に組み付ける。

【0119】

段差部３３ｂの平坦面にレース部８０の平坦面を当接させた状態で、レース部８０の貫通孔８０ｂに位置決め部３３ｃを嵌め合わせる。その後、レース部８０を段差部３３ｂ及びフランジ部５２ｂで挟みつつ、軸受側段差部５２ｃを凹部３３ｄに嵌め合わせる。

【0120】

平板部３３、レース部８０及びフランジ部５２ｂを重ねた状態で、ボルト２００の頭部を回転子３０の外側に向けてボルト２００を各第１貫通孔に挿通する。そして、ボルト２００の雄ネジにナット２０１の雌ネジをねじ込む。これにより、重ね合わされた状態の平板部３３、レース部８０及びフランジ部５２ｂがボルト２００の頭部とナット２０１とにより挟み込まれる。これにより、回転子３０、レース部８０及び軸受５０が一体化されたモータＡＳＳＹとなる。ここで、段差部３３ｂの平坦面にレース部８０の平坦面を当接させているため、ボルト２００にナット２０１がねじ込まれる場合におけるレース部８０の反りを抑制することができる。

【0121】

モータＡＳＳＹとディスク部１２とを重ねた状態で、ボルト２１０の頭部を固定子ベース部４２側に向けてボルト２１０を各第２貫通孔に挿通する。そして、ボルト２１０の雄ネジにナット２１１の雌ネジをねじ込む。これにより、モータＡＳＳＹ及びホイール１０が一体化される。

【0122】

以上説明した本実施形態によれば、回転子３０、レース部８０及び軸受５０の同軸度を小さくした駆動輪を提供することができる。これにより、検出ユニット９０による検出精度を高めることができる。

【0123】

＜第６実施形態＞
以下、第６実施形態について、第５実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図３４に示すように、レース部８０が、内輪５２ではなく、回転子３０に固定されている。なお、図３４において、先の図３３等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0124】

段差部３３ｂの平坦面にレース部８０の平坦面が当接した状態で、レース部８０の貫通孔８０ｂに位置決め部３３ｃが嵌め合わされている。この状態で、ボルト２２０によりレース部８０と段差部３３ｂとが固定されている。

【0125】

平板部３３及びフランジ部５２ｂには、軸方向に貫通する第１貫通孔が形成されている。第１貫通孔は、周方向に並んで（例えば、周方向に等間隔に並んで）複数形成されている。各第１貫通孔には、ボルト２３０が挿通されている。ボルト２３０の頭部を車幅方向内側に向けるとともにボルト２３０の軸部を車幅方向外側に向けた状態で、ボルト２３０が第１貫通孔に挿通されている。この挿通状態において、ボルト２３０の雄ネジがナット２３１の雌ネジにねじ込まれている。これにより、重ね合わされた状態の平板部３３及びフランジ部５２ｂがボルト２３０の頭部とナット２３１とにより挟み込まれる。その結果、回転子３０、レース部８０及び軸受５０が一体化されている。

【0126】

平板部３３、フランジ部５２ｂ及びディスク部１２には、軸方向に貫通する第２貫通孔が形成されている。第２貫通孔は、径方向において第１貫通孔の形成位置からずれた位置に、周方向に並んで（例えば、周方向に等間隔に並んで）複数形成されている。各第２貫通孔には、ボルト２４０が挿通されている。ボルト２４０の頭部を車幅方向内側に向けるとともにボルト２４０の軸部を車幅方向外側に向けた状態で、ボルト２４０が第２貫通孔に挿通されている。この挿通状態において、ボルト２４０の雄ネジがナット２４１の雌ネジにねじ込まれている。これにより、重ね合わされた状態の平板部３３、フランジ部５２ｂ及びディスク部１２がボルト２４０の頭部とナット２４１とにより挟み込まれる。その結果、回転子３０及びホイール１０が一体化されている。

【0127】

＜第７実施形態＞
以下、第７実施形態について、第１実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図３５に示すように、ホイール１０の内側空間にインホイールモータが備えられていない。モータは、例えば、車両の車体に設けられたオンボードモータである。なお、図３５において、先の図１等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0128】

車輪は、サスペンション装置を介して車両の車体に取り付けられている。サスペンション装置は、ナックル３００（「ベース部」に相当）を備えている。ナックル３００には、車幅方向に貫通する貫通孔が形成されている。ナックル３００には、軸受５０の外輪５１がボルトにより固定されている。ナックル３００の貫通孔と、外輪５１の中心軸線ＬＣｏとは同軸である。

【0129】

外輪５１のうち車幅方向内側端部には、レース部３１０が固定されている。ナックル３００を車幅方向内側から見た場合、ナックル３００の貫通孔からレース部３１０が見えるようになっている。図３６に示すように、レース部３１０は、円盤状をなし、金属材料（例えば、鉄又はアルミニウム）で構成されている。レース部３１０は、円環部３１１と、円環部３１１から径方向内側に延びる遮蔽部３１２とを備えている。遮蔽部３１２は、周方向において等間隔に複数設けられている。これにより、金属部分である遮蔽部３１２と、レース部３１０の板厚方向に貫かれた切欠３１３とが周方向において交互に形成されている。本実施形態では、遮蔽部３１２の周方向長さと、切欠３１３の周方向長さとが等しくなっている。

【0130】

図３５に示すように、検出ユニット９０は、ナックル３００に取り付けられている。検出ユニット９０の第１，第２受信コイル１１０，１２０は、軸方向においてレース部３１０の遮蔽部３１２及び切欠３１３と対向するように設けられている。

【0131】

以上説明した本実施形態によれば、第１実施形態と同様の構成を得ることができる。

【0132】

＜第８実施形態＞
以下、第８実施形態について、上記各実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態の処理部７０は、車輪に作用する荷重算出値に基づいて、車両の保守管理処理を行う。図３７は、この処理の機能ブロック図である。処理部７０は、マイコンを主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。マイコンが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、保守管理処理、電気角算出処理、車輪の回転速度算出処理及び荷重算出処理のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。記憶部は、例えば不揮発性メモリである。なお、記憶部に記憶されるプログラムは、ＯＴＡ（Over The Air）等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。

【0133】

本実施形態の力算出部７２は、横力Ｆｙ、垂直荷重Ｆｚ及び前後荷重Ｆｘを算出する。このため、検出ユニット９０は、例えば、第１実施形態及び第４実施形態の構成を備えている。

【0134】

走行距離算出部７５は、車両の走行距離を算出する。詳しくは、走行距離算出部７５は、トリップ毎の走行距離や、積算走行距離を算出する。１トリップは、例えば、ユーザが車両に乗車して車両の走行が開始されてから、ユーザが車両を駐車するまでの期間である。積算走行距離は、車両が製造されてから現在までの走行距離である。走行距離算出部７５は、例えば、角度算出部７３により算出された車輪の回転速度に基づいて走行距離を算出すればよい。

【0135】

処理部７０は、車輪に作用したストレスの累積値を算出し、算出したストレス累積値に基づいて、車両の保守管理処理を行う。このために、処理部７０は、統計演算部７８及びストレス算出部７４を備えている。ストレス累積値は、積算走行距離が長くなったり、荷重が大きくなったりするほど、大きくなる傾向にある。このため、ストレス累積値は、車両の構成部品の劣化度合いと相関するパラメータである。

【0136】

統計演算部７８は、横力Ｆｙ、垂直荷重Ｆｚ及び前後荷重Ｆｘそれぞれの時間平均値Ｆａｖｅｙ，Ｆａｖｅｚ，Ｆａｖｅｘ及び最大値Ｆｍａｘｙ，Ｆｍａｘｚ，Ｆｍａｘｘを算出する。時間平均値及び最大値は、例えば図３８に示すように、車両が製造されてから現在までに算出された荷重に基づいて算出される。以下に説明する処理では、横力Ｆｙ、垂直荷重Ｆｚ及び前後荷重Ｆｘが用いられるが、説明の便宜上、垂直荷重Ｆｚを例にして説明する。

【0137】

ストレス算出部７４は、走行距離算出部７５により算出された積算走行距離と、統計演算部７８により算出された荷重平均値Ｆａｖｅｚ及び荷重最大値Ｆｍａｘｚとに基づいて、ストレス累積値を算出する。例えば、ストレス算出部７４は、下式に基づいて、ストレス累積値を算出すればよい。下式において、Ｋｂ，Ｋｍ，Ｋａは正の係数である。

【0138】

ストレス累積値＝Ｋｂ×積算走行距離×（Ｋｍ×Ｆｍａｘｚ＋Ｋａ×Ｆａｖｅｚ）
メンテナンス判定部７６は、算出されたストレス累積値が各判定閾値を超えたと判定するたびに、車両の構成部品を交換すべき旨の情報を車両のドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社に通知する。ドライバへの通知は、例えば、ナビゲーション装置により実施されればよい。また、管理者、整備業者及び車両製造会社への通知は、例えば、通信ネットワークを介して管理者、整備業者及び車両製造会社の通信端末に対して実施されればよい。

【0139】

図４０に示すように、判定閾値は複数設定されている。図４０に示す例では、隣り合う判定閾値の間隔が同一になっている。図４０に示す例では、ストレス累積値が時刻ｔ１において１つ目の判定閾値を超え、通知処理がなされる。また、ストレス累積値が時刻ｔ２，ｔ３，ｔ４において２，３，４つ目の判定閾値を超え、通知処理がなされる。

【0140】

通知処理によれば、車両の構成部品（例えば、タイヤ１３等の足回り部品）のストレスを高精度に把握でき、ドライバに部品交換を促すことができる。その結果、ドライバの乗車中に車両が故障する事態の発生を抑制できる。また、ストレス累積値が判定閾値を超えるたびにメンテナンス通知がなされるため、メンテナンスを必要以上に実施することも不要になり、車両維持に要するコストを削減できる。

【0141】

判定閾値の間隔は、図４１に示すように、ストレス累積値が大きくなるほど小さく設定されてもよい。積算走行距離が長くなるほど、車両の構成部品の劣化度合いが大きくなる傾向にある。このため、図４１に示す設定方法によれば、積算走行距離が長くなり、構成部品の故障が発生しやすい状況である場合に通知処理の頻度を高くできる。その結果、ドライバに車両の修理を適切に促すことができる。

【0142】

メンテナンス判定部７６は、ストレス累積値が判定閾値を超えたと判定した場合以外にも、図４２に示すように、積算走行距離が判定距離を超えたと判定した場合に通知処理を行ってもよい。図４２に示す例では、ストレス累積値が判定閾値を超えたと判定された時刻ｔ１，ｔ２，ｔ３以外に、積算走行距離が第１，第２判定距離を超えたと判定された時刻ｔａ，ｔｂにおいて通知処理が行われる。

【0143】

なお、ストレス累積値の算出に用いられる荷重最大値は、各トリップで算出された荷重最大値のうち最も大きい値が用いられてもよい。図３９に示す最大値は、各トリップで算出された荷重最大値のうち最も大きい値である。また、ストレス累積値の算出に用いられる荷重平均値は、各トリップで算出された荷重平均値の平均値が用いられてもよい。

【0144】

図３７の説明に戻り、処理部７０を構成するリユース判定部７７は、ストレス累積値に基づいて、車両を中古車としてリユース可能であるか否かを判定し，また、車両の構成部品を中古部品としてリユース可能であるか否かを判定する。リユース判定部７７は、リユース可能であると判定した場合、車両又は車両の構成部品のリユース価値を判定する。

【0145】

リユース判定部７７は、図４３に示すように、ストレス累積値が許容閾値Ｓｔｈ以下であると判定した場合、構成部品のリユースが可能であると判定する。許容閾値Ｓｔｈは、車両又は構成部品の設計寿命に基づいて設定されている。許容閾値Ｓｔｈは、車両毎又は構成部品毎に設定されていてもよい。一方、リユース判定部７７は、ストレス累積値が許容閾値Ｓｔｈを超えたと判定した場合、構成部品のリユースが不可能であると判定する。

【0146】

リユース判定部７７は、ストレス累積値が許容閾値Ｓｔｈ以下であると判定した場合、許容閾値Ｓｔｈに対してストレス累積値が小さいほど、構成部品のリユース価値（例えば、販売価格）が高いと判定する。この判定結果の情報は、例えば、車両の表示部（例えばナビゲーション装置のディスプレイ）又は管理者等の通信端末の表示部に表示される。これにより、構成部品や車両のリユース価値の見積もりを簡易に実施することができる。

【0147】

リユース判定部７７は、図４４に示すように、ストレス累積値が、許容閾値Ｓｔｈよりも小さい閾値Ｔｔｈ以下であると判定した場合、特定の用途向けの構成部品のリユースが可能であると判定してもよい。これは、例えば、リユースされる構成部品として劣化度合いが比較的小さい部品であることを判定するための判定方法である。

【0148】

なお、リユース判定部７７は、図４５及び図４６に示すように、第１リユース判定値Ｒｔｈ１及び第２リユース判定値Ｒｔｈ２と、荷重最大値及び荷重平均値とを比較することにより、リユースの可否を判定してもよい。図４５に示す例では、リユース判定部７７は、「荷重最大値≦Ｒｔｈ１、荷重平均値≦Ｒｔｈ２」であると判定する。一方、図４５に示す例では、リユース判定部７７は、「荷重最大値≦Ｒｔｈ１、荷重平均値＞Ｒｔｈ２」であると判定する。図４５の判定結果は、例えば、リユース先の構成部品の使われ方が、現在の使われ方よりも厳しくないことを条件にリユース可能と判定する情報になり得る。一方、図４４の判定結果は、例えば、リユースされる構成部品として劣化度合いが比較的小さい部品であることを判定する情報になり得る。以上、リユース判定処理について説明したが、判定方法や閾値は、リユース先の用途等に応じて適宜決定されればよい。

【0149】

図３７の説明に戻り、処理部７０を構成する異常判定部７９は、力算出部７２により算出された荷重と、統計演算部７８により算出された荷重平均値とに基づいて、車両の故障可能性があるか否かを判定する。異常判定部７９は、例えば、「荷重＞Ｅ×荷重平均値」であると判定した場合に故障可能性があると判定してもよい。ここで、Ｅは正の係数である。なお、係数Ｅは、横力Ｆｙ、垂直荷重Ｆｚ及び前後荷重Ｆｘそれぞれについて個別に設定されていてもよい。

【0150】

異常判定部７９は、故障可能性があると判定した場合、故障可能性がある旨を、車両のドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社に通知する。異常判定部７９の処理によれば、車両の故障を事前に把握することができる。

【0151】

なお、異常判定部７９は、車両の走行に関わる制御目標値と、力算出部７２により算出された荷重とに基づいて、車両の故障可能性があるか否かを判定してもよい。詳しくは、異常判定部７９は、車両の走行に関わる実際の制御値が制御目標値である場合に想定される荷重と、算出された荷重とのずれが所定量を超えると判定した場合に車両の故障可能性があると判定する。ここで、制御目標値は、例えば以下の（Ａ）～（Ｃ）である。

【0152】

（Ａ）ドライバによるハンドル操作量に基づく車輪（操舵輪）の目標転舵角、又は車両の自動運転制御装置等により算出された目標転舵角。

【0153】

（Ｂ）ドライバによるブレーキペダルの踏み込み量に基づく車輪への目標制動力、又は自動運転制御装置等により算出された車輪への目標制動力。

【0154】

（Ｃ）ドライバによるアクセスペダルの踏み込み量に基づく車両の目標駆動力、又は自動運転制御装置等により算出された車両の目標駆動力。

【0155】

なお、本実施形態において、図３７に示す各構成が「管理部」に相当する。

【0156】

以上説明した本実施形態によれば、車両の保守管理を適正に実施することができる。

【0157】

＜第９実施形態＞
以下、第９実施形態について、第８実施形態との相違点を中心に図面を参照しつつ説明する。本実施形態では、図４７に示すように、保守管理処理の一部が、車両４００の外部に設置されたサーバ６００で実施される。なお、図４７において、先の図３７等に示した構成と同一の構成又は対応する構成については、便宜上、同一の符号を付している。

【0158】

車両４００は、制御装置４１０を備えている。制御装置４１０は、マイコンを主体として構成されている。制御装置４１０は、処理部７０と、車両側通信部４２０とを備えている。車両側通信部４２０は、インターネット等の通信ネットワーク５００を介して、サーバ６００が備えるサーバ側通信部６１０と情報のやりとりを行う。処理部７０は、力算出部７２及び走行距離算出部７５を備えている。ストレス算出部７４、メンテナンス判定部７６、リユース判定部７７、統計演算部７８及び異常判定部７９は、車両４００側の制御装置４１０には備えられておらず、サーバ６００の処理部６２０に備えられている。制御装置４１０において算出された荷重及び積算走行距離等の情報は、車両側通信部４２０、通信ネットワーク５００及びサーバ側通信部６１０を介してサーバ６００に送信される。

【0159】

サーバ６００は、マイコンを主体として構成され、マイコンは、ＣＰＵを備えている。マイコンが提供する機能は、実体的なメモリ装置に記録されたソフトウェアおよびそれを実行するコンピュータ、ソフトウェアのみ、ハードウェアのみ、あるいはそれらの組合せによって提供することができる。例えば、マイコンがハードウェアである電子回路によって提供される場合、それは多数の論理回路を含むデジタル回路、又はアナログ回路によって提供することができる。例えば、マイコンは、自身が備える記憶部としての非遷移的実体的記録媒体（non-transitory tangible storage medium）に格納されたプログラムを実行する。プログラムには、保守管理処理等のプログラムが含まれる。プログラムが実行されることにより、プログラムに対応する方法が実行される。なお、記憶部に記憶されるプログラムは、ＯＴＡ等、インターネット等の通信ネットワークを介して更新可能である。

【0160】

処理部６２０を構成するメンテナンス判定部７６は、算出されたストレス累積値が各判定閾値を超えたと判定するたびに、車両の構成部品を交換すべき旨の情報を車両のドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社に通知する。ドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社への通知は、サーバ側通信部６１０及び通信ネットワーク５００を介して実施される。

【0161】

リユース判定部７７は、第８実施形態で説明したリユースに関わる情報を、車両のドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社に通知する。異常判定部７９は、故障可能性があると判定した場合、故障可能性がある旨を、車両のドライバ、車両の管理者、車両の整備業者、及び車両製造会社に通知する。

【0162】

このように、保守管理処理の一部を、車両４００側ではなく、サーバ６００側で実施することもできる。

【0163】

＜その他の実施形態＞
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。

【0164】

・ホイール１０を回転可能に支持する軸受と、モータとが同軸になっていなくてもよい。また、モータの少なくとも一部がホイール１０の内側空間外に配置されていてもよい。この場合における車輪の一例を図４８に示す。図４８において、先の図１等の構成と同一の構成又は対応する構成に、便宜上、同一の符号を付しているものもある。

【0165】

車輪は、モータ３２０と、減速装置３４０とを備えている。モータ３２０のトルクは、減速装置３４０を介してホイール１０に伝達される。モータ３２０は、モータ３２０の回転軸３２１は、ホイール１０を回転可能に支持する軸受３５０の中心軸線に対して上方にオフセットしている。モータ３２０は、固定子３２２と、固定子３２２の径方向内側に配置された回転子３２３とを備えるインナロータ型のモータである。回転子３２３には、磁石ユニット３２４が設けられている。回転子３２３に設けられた回転軸３２１は、モータハウジング３２５に設けられた軸受３２６，３２７により回転可能に支持されている。回転軸３２１の先端部には、外歯が形成されている。モータハウジング３２５は、ナックル３６０に固定されている。

【0166】

減速装置３４０は、遊星歯車機構を備える装置である。減速装置３４０は、駆動軸３４１と、駆動軸３４１の端部に設けられたサンギア３４２とを備えている。サンギア３４２の外歯は、回転軸３２１の外歯と噛み合っている。サンギア３４２の直径は、回転軸３２１の直径よりも大きく、サンギア３４２の歯数は、回転軸３２１の歯数よりも多い。駆動軸３４１は、軸受３５０を構成する内輪３５１に固定されている。駆動軸３４１と内輪３５１の中心軸線とは同軸である。軸受３５０は、外輪３５２と、外輪３５２及び内輪３５１の間に配置された複数の転動体３５３とを備えている。外輪３５２のフランジ部３５２ａは、ボルトによりディスク部１２に固定されている。

【0167】

減速装置３４０は、キャリア３４３、リングギア３４４及び複数のピニオンギア３４５を備えている。キャリア３４３は、軸受３５０の外輪３５２に固定され、外輪３５２と一体回転する。キャリア３４３の中心軸線と、外輪３５２の中心軸線とは同軸である。キャリア３４３は、ピニオンギア３４５を回転可能に支持し、サンギア３４２の回転とともに回転するように構成されている。ピニオンギア３４５の外歯は、リングギア３４４の内歯と噛み合っている。リングギア３４４は、ケース３４６に固定され、ケース３４６は、ナックル３６０に固定されている。

【0168】

回転子３２３の軸方向端部には、円盤状のレース部３７０が設けられている。レース部３７０としては、上記各実施形態で説明した種々の構成を採用することができる。回転子３２３とレース部３７０とは一体回転する。モータハウジング３２５内において、レース部３７０と軸方向に対向する位置には、検出ユニット９０が設けられている。

【0169】

なお、図４８の構成において、力算出部７２は、横力Ｆｙに代えて、モータ３２０の回転軸３２１に作用する荷重であって、回転軸３２１が延びる方向（軸方向）に作用する荷重を算出すればよい。また、力算出部７２は、垂直荷重Ｆｚに代えて、回転軸３２１に作用する上下方向の荷重を算出すればよい。この場合において、回転軸３２１に作用する荷重の算出には、上記各実施形態で説明した構成と同様に、マップ情報又は数式情報が用いられればよい。

【0170】

・第１～第３，第５，第６実施形態において、検出ユニット９０が軸方向においてレース部８０の下端部と対向する位置に設けられていてもよい。また、検出ユニット９０が、レース部８０に対してディスク部１２側に配置されていてもよい。

【0171】

・図２の切欠８２、図２４の開口８４又は図３６の切欠３１３に、合成樹脂等の非金属部が設けられていてもよい。この場合、レース部において、金属部分と非金属部分とが周方向において交互に設けられた構成を実現でき、第１実施形態等の同様に回転角を検出することができる。

【0172】

・図１に示すインホイールモータ２０がレース部８０を備えていなくてもよい。この場合、例えば、インホイールモータ２０の平板部３３のうち、軸方向においてコイル部９２と対向する部分に、遮蔽部と開口とが周方向に交互に形成されたり、凹部と凸部とが周方向に交互に形成されたりしてもよい。なお、この場合、平板部３３が「検出用回転部」に相当する。

【0173】

・第１，第２，第５，第６実施形態において、基板９１に形成される受信コイルは１つであってもよい。

【0174】

・軸受としては、外輪５１が固定子ベース部４２に固定され、内輪５２がホイール１０に固定されているものに限らず、外輪がホイール１０に固定され、内輪が固定子ベース部４２に固定されているものであってもよい。この場合、内輪が「第１軸受部材」に相当し、外輪が「第２軸受部材」に相当する。

【0175】

・モータとしては、アウタロータ型のものに限らず、インナロータ型のものであってもよい。

【0176】

・本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

【符号の説明】

【0177】

２０…インホイールモータ、３０…回転子、４０…固定子、５０…軸受、８０…レース部、９０…検出ユニット。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】

【図10】

【図11】

【図12】

【図13】

【図14】

【図15】

【図16】

【図17】

【図18】

【図19】

【図20】

【図21】

【図22】

【図23】

【図24】

【図25】

【図26】

【図27】

【図28】

【図29】

【図30】

【図31】

【図32】

【図33】

【図34】

【図35】

【図36】

【図37】

【図38】

【図39】

【図40】

【図41】

【図42】

【図43】

【図44】

【図45】

【図46】

【図47】

【図48】