电动车辆控制装置.pdf

1、(10)申请公布号 CN 103946060 A (43)申请公布日 2014.07.23 C N 1 0 3 9 4 6 0 6 0 A (21)申请号 201280057647.7 (22)申请日 2012.11.22 2011-256141 2011.11.24 JP 2011-263401 2011.12.01 JP B60L 15/20(2006.01) (71)申请人 NTN株式会社 地址日本大阪府 (72)发明人尾崎孝美 冈田浩一 铃木健一 (74)专利代理机构北京三幸商标专利事务所 (普通合伙) 11216 代理人刘激扬 (54) 发明名称 电动车辆控制装置 (57) 摘要 作

2、为驱动车辆的车轮(2)的全部电动机(6) 的驱动转矩的总和的总驱动转矩为(Tt)、车辆质 量为(m)、轮胎半径为(r)、插入电动机(6)和车轮 (2)之间的减速器(7)的减速比为(R)。设置角加 速度监视机构(37)，其监视车轮(2)的通过角加 速度检测机构(39)而检测的角加速度是否在通 过式Wk1RTt/m/r 2 (k1为常数)而计算的 允许角加速度(W)以下。设置滑移对应控制机构 (38)，该机构在判定为超过允许角加速度(W)时， 在电动机控制部分(33)中减少电动机的驱动转 矩。 (30)优先权数据 (85)PCT国际申请进入国家阶段日 2014.05.23 (86)PCT国际申请的

3、申请数据 PCT/JP2012/080323 2012.11.22 (87)PCT国际申请的公布数据 WO2013/077409 JA 2013.05.30 (51)Int.Cl. 权利要求书2页 说明书18页 附图11页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请 权利要求书2页 说明书18页 附图11页 (10)申请公布号 CN 103946060 A CN 103946060 A 1/2页 2 1.一种电动车辆控制装置，该电动车辆控制装置包括：电动机控制部分，该电动机控 制部分对应于由转矩指令机构提供的转矩指令，控制驱动车轮的电动机的转矩，该电动车 辆控制装置设置有： 角

4、加速度检测机构，该角加速度检测机构检测通过上述电动机而驱动的车轮的角加速 度； 角加速度监视机构，该角加速度监视机构在下述场合监视任意车轮的通过上述角加速 度检测机构而检测的角加速度是否处于通过下述式(1)(6)中的任意式而计算的允许角 加速度W以下，该场合指：作为驱动车辆的车轮的全部电动机的驱动转矩的总和的总驱动 转矩为Tt、车辆质量为m、轮胎半径为r、插入电动机和车轮之间的减速器的减速比为R、通 过爬坡角度检测机构而检测的车辆爬坡角度为a、针对车辆规格而设定的最大的车辆爬坡 角度为a1， 该式(1)(6)分别为： (1)Wk1RTt/m/r 2 其中，k1表示常数，在12范围内的任意值，

5、(2)Wk2RTt/m/r 2 +mgsin(a)/m/r 其中，k2表示常数，在12范围内的任意值，g表示重力的加速度， (3)Wk3RTt/m/r 2 +mgsin(a1)/m/r 其中，k3表示常数，在12范围内的任意值， (4)Wk4RTmaxt/m/r 2 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大转矩， k4表示常数，在12范围内的任意值， (5)Wk5RTmaxt/m/r 2 +mgsin(a)/m/r 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大转矩， k5表示常数，在12范围内的任意值，g表示重力的加速度， (6)

6、Wk6RTmaxt/m/r 2 +mgsin(a1)/m/r， 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大转矩， k6表示常数，在12范围内的任意值； 滑移对应控制机构，该滑移对应控制机构在该角加速度监视机构判定超过允许角加速 度W时，在上述电动机控制部分中减少电动机的驱动转矩。 2.根据权利要求1所述的电动车辆控制装置，其中，上述电动机为分别驱动上述电动 汽车的车轮的电动机。 3.根据权利要求2所述的电动车辆控制装置，其中，上述滑移对应控制机构仅仅针对 下述的电动机，在上述电动机控制部中减少电动机的驱动转矩，该电动机指驱动通过上述 角加速度检测机构检测的角加速

7、度超过上述允许角加速度W的车轮的电动机。 4.根据权利要求2所述的电动车辆控制装置，其中，上述电动机构成内轮电动机装置， 该内轮电动机装置的一部分或整体设置于车轮内部且包括上述电动机和减速器。 5.根据权利要求1所述的电动车辆控制装置，其中，上述电动汽车包括减少上述电动 机的转速的减速器，该减速器为具有4以上的高减速比的摆线减速器。 6.根据权利要求1所述的电动车辆控制装置，其中，还设置有角加速度检测机构，该角 权 利 要 求 书CN 103946060 A 2/2页 3 加速度检测机构按照加减速的操作机构所输出的指令输出转矩指令值，上述滑移对应控制 机构在通过上述角加速度检测机构所检测的角加

8、速度超过上述转矩指令值的场合，减少上 述转矩指令值。 7.根据权利要求6所述的电动车辆控制装置，其中，上述滑移对应控制机构将车辆质 量作为固定值，仅仅通过输出转矩确定而设定允许角加速度W。 8.根据权利要求6所述的电动车辆控制装置，其中，在车辆的两个前轮和两个后轮的 相应的车轮用轴承中设置荷载传感器，上述滑移对应控制机构通过上述各荷载传感器实时 地测定车辆质量，采用该已测定的车辆质量，确定而设定上述允许角加速度W。 9.根据权利要求6所述的电动车辆控制装置，其中，上述滑移对应控制机构对应于车 辆的角加速度超过上述允许角加速度W的程度，改变转矩的降低量。 10.根据权利要求6所述的电动车辆控制装

9、置，其中，包括独立地驱动两轮以上的车轮 的电动机和上述电动车辆控制装置，以可独立地控制各轮的方式设置上述滑移对应控制机 构。 11.一种电动车辆，该电动车辆包括权利要求1所述的电动车辆控制装置。 权 利 要 求 书CN 103946060 A 1/18页 4 电动车辆控制装置 0001 相关申请 0002 本申请要求申请日为2011年11月24日、申请号为JP特愿2011256141的申 请；以及申请日为2011年12月1日、申请号为JP特愿2011263401的申请的优先权，通 过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。 技术领域 0003 本发明涉及电池驱动、燃料电池驱动等

10、的电动汽车这样的电动车辆控制装置，本 发明特别是涉及其轮胎的滑移控制。 背景技术 0004 在电动汽车等的电动车辆中，与内燃机相比较，采用响应性高的电动机。对该电动 机的转矩进行控制。特别是在内轮电动机型的电动汽车中，各轮独立地采用响应性高的电 动机。 0005 现有技术文献 0006 专利文献 0007 专利文献1：JP特开2008172935号公报 发明内容 0008 发明要解决的课题 0009 由于像上述那样，电动汽车采用响应性高的电动机，对该电动机的转矩进行控制， 故在轮胎因滑移等原因而与路面脱离时，轮胎产生急剧的转速上升。这样的滑移造成的电 动机急剧的转速上升不利于车辆的稳定行驶。在

11、分别驱动车轮的内轮电动机型的电动汽车 中，必须要求极力地防止一部分的驱动轮像上述那样的滑移，造成电动机急剧的转速上升。 0010 由于电动车辆像上述那样，通过响应性良好的电动机而进行驱动，故人们认为转 矩控制容易带来车辆的稳定行驶。特别是关于滑移控制，灵活运用高速的转矩响应性，可进 行超过制动器控制程度的高度的控制。一般在轮胎的角加速度超过一定值的场合判定为滑 移，进行减少转矩的控制。但是，在该方法中，不能够吸收驱动转矩的不同造成的滑移时的 角加速度的差异，进行取较大的富裕值的安全侧的阈值设定，无法使用轮胎的摩擦力至其 上限。 0011 本发明的目的在于提供一种电动车辆控制装置，在该电动车辆控

12、制装置中，可防 止轮胎发生滑移造成的异常转矩的增加，可有助于车辆的稳定行驶，本发明的另一目的在 于提供一种电动车辆控制装置和电动车辆，在该电动车辆控制装置和电动车辆中，可实施 适合的滑移防止，可最大限度地利用轮胎的摩擦力。本发明的还一目的在于提供一种电动 车辆，在该电动车辆中，可防止轮胎的滑移发生造成的异常转矩的增加，进行稳定的行驶。 在下面，采用表示实施方式的图中的标号，对本发明的概述进行说明。 0012 解决课题用的技术方案 说 明 书CN 103946060 A 2/18页 5 0013 本发明的电动车辆控制装置(20)涉及下述的电动车辆控制装置，该电动车辆控 制装置包括电动机控制部分(

13、33)，该电动机控制部分(33)对应于由转矩指令机构(34)提 供的转矩指令，控制驱动车轮(2)的电动机(6)的转矩，该电动车辆控制装置设置有： 0014 角加速度检测机构(39)，该角加速度检测机构(39)检测通过上述电动机(6)而驱 动的车轮(2)的角加速度； 0015 角加速度监视机构(37)，该角加速度监视机构(37)在下述场合监视任意的车轮 (2)的通过上述角加速度检测机构(39)而检测的角加速度是否处于通过下述式(1)(6) 中的任意式而计算的允许角加速度(W)以下，该场合指：作为驱动上述车轮(2)的全部电动 机(6)的驱动转矩的总和的总驱动转矩为Tt、车辆质量为m、轮胎半径为r、

14、插入电动机(6) 和车轮(2)之间的减速器(7)的减速比为R、通过爬坡角度检测机构(41)而检测的车辆爬 坡角度为a、针对车辆规格而设定的最大的车辆爬坡角度为a1，该式(1)(6)分别为： 0016 (1)Wk1RTt/m/r 2 0017 其中，k1表示常数，在12范围内的任意值， 0018 (2)Wk2RTt/m/r 2 +mgsin(a)/m/r 0019 其中，k2表示常数，在12范围内的任意值，g表示重力的加速度， 0020 (3)Wk3RTt/m/r 2 +mgsin(a1)/m/r 0021 其中，k3表示常数，在12范围内的任意值， 0022 (4)Wk4RTmaxt/m/r

15、2 0023 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大 转矩，k4表示常数，在12范围内的任意值， 0024 (5)Wk5RTmaxt/m/r 2 +mgsin(a)/m/r， 0025 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大 转矩，k5表示常数，在12范围内的任意值，g表示重力的加速度； 0026 (6)Wk6RTmaxt/m/r 2 +mgsin(a1)/m/r 0027 其中，Tmaxt表示作为驱动车辆的车轮的全部电动机的最大转矩的总和的总最大 转矩，k6表示常数，在12范围内的任意值； 0028 滑移对应控制机构(3

16、8)，该滑移对应控制机构(38)在该角加速度监视机构(37) 判定超过允许角加速度(W)时，在上述电动机控制部分(33)中减少电动机6的驱动转矩。 另外，各量的单位为Tt(Nm)、m(kg)、r(m)，W(rad/s 2 )(在下面相同)。 0029 在采用式(1)的场合，车轮(2)的没有考虑风压等的外力等的理论上的角加速度 w，像下述那样，通过电动机(6)的总驱动转矩Tt、车轮质量m、轮胎半径r、减速比R而确定。 在这里所说的减速比R指相对输入，以R倍而减速。于是，如果已检测到的车轮(2)的角 加速度超过上述理论上的角加速度(w)，则经推算，车轮(2)产生滑移。即，减速器(7)的 输出转矩为

17、(电动机的总驱动转矩Tt)(减速比R)，即，TtR。在平地行驶的场合，在轮 胎的触地点处产生的推进力F为减速器输出转矩TtR除以轮胎半径r而得到的值，即， TtR1/r。根据Fm的关系，理论上的加速度F/m，即，TtR1/r1/m。如果换 算为角加速度，则对于理论上的角加速度w，将加速度除以轮胎半径r，则得到TtR1/ r1/m1/r，如果整理，则为RTt/m/r 2 。如果将该理论上的角加速度w与下述系数k1相 乘，则得出上述式(1)的右边，而该系数k1为考虑风压等的外力、驱动传递系数的损失的影 说 明 书CN 103946060 A 3/18页 6 响或允许某程度的滑移用的系数。 0030

18、 角加速度监视机构(37)不间断地监视通过角加速度检测机构(39)而检测的角加 速度是否在下述的允许角加速度(W)以下，该允许角加速度(W)为像上述那样求出的理论 上的角加速度w与用于允许某程度的滑移等的系数k1相乘的值。如果判断为超过允许角 加速度(W)，则滑移对应控制机构(38)在电动机控制部分(33)中减少电动机(6)的驱动转 矩。通过像这样，在发生滑移时减少驱动转矩，由此即使在电动机控制部分(33)为闭环的 转矩控制的情况下，仍可防止滑移发生造成的异常转矩的增加，进行稳定的行驶。由于如果 上述系数k1为1，则即使在稍稍发生滑移的情况下仍减少转矩，故上述系数必须在1以上， 但是如果该系数

19、过大而为2以上，则由于无法获得滑移防止的实际效果，故可根据试验、模 拟等方式，在12的范围内确定在适合的值。另外，通过滑移对应控制机构(38)而减少 驱动转矩的程度，适当设定即可。 0031 上述式(1)的允许角加速度W适合于平地行驶的场合，在于坡地上行驶的场合，可 通过下述式(2)或式(3)，形成考虑了爬坡角度(a)的值。关于爬坡角度(a)，在具有爬坡角 度检测机构(41)的场合，可采用其检测值，另外在不具有爬坡角度检测机构(41)的场合， 可采用车辆的设计上的最大爬坡角度。 0032 在采用式(2)的电动车辆控制装置(20)的场合，将作为因车辆爬坡角度(a)而影 响的加速度成分的“mgsi

20、n(a)/m/r”的值添加于平地行驶的场合的加速度成分中，确定而 监视允许角加速度(W)的值。由此，在坡道上，进行角度速度监视机构(37)的适合的滑移 判断，有效地减少滑移防止、滑移造成的异常转矩增加的防止用的转矩。另外，由于通过爬 坡角度检测机构(41)检测而控制实际的爬坡角度(a)，故可以良好的精度而进行与爬坡角 度(a)相对应的滑移判断。在该电动车辆控制装置(20)中，在通过爬坡角度检测机构(41) 而检测的爬坡角度(a)为零的场合，即，在平地行驶的场合，由于作为因车辆爬坡角度(a) 而影响的加速度成分“mgsin(a)/m/r”的值为零，故其结果是，角加速度监视机构(37)进 行与采用

21、式(1)的电动车辆控制装置(20)相同的判断。采用式(2)的电动车辆控制装置 (20)的其它的结构、效果与采用式(1)的电动车辆控制装置(20)相同。 0033 同样在采用式(3)的电动车辆控制装置(20)的场合，将作为因针对车辆的规格而 设定的车辆爬坡角度(a1)而影响的加速度成分“mgsin(a1)/m/r”的值添加于平地行驶 的场合的加速度成分中，确定而监视允许角加速度(W)的值。在该场合，评估作为车辆规格 而设定的最大的车辆爬坡角度(a1)，确定允许角加速度(W)。由此，在上坡中，防止滑移判 断的误判的情况，防止错误地减少转矩的情况。另外，在该方案的场合，由于将作为规格而 设定的最大的

22、车辆爬坡角度(a1)用于判断，故不需要设置爬坡角度检测机构(41)，结构简 单。采用式(3)的电动车辆控制装置(20)的其它的结构、效果，与采用上述式(1)的电动 车辆控制装置(20)相同。 0034 在采用式(4)的电动车辆控制装置的场合，针对求出全部电动机(6)的转矩的总 和，采用电动机(6)的最大转矩。由此，与通过实际的驱动转矩而计算的场合相比较，还以 较大程度而评估允许角加速度(W)，防止过度减少滑移防止、异常转矩防止用的转矩的情 况。采用上述式(4)的电动车辆控制装置(20)的其它的结构、效果，与采用上述式(1)的 电动车辆控制装置相同。 0035 同样在采用式(5)的电动车辆控制装

23、置(20)的场合，针对求出全部电动机(6)的 说 明 书CN 103946060 A 4/18页 7 转矩的总和，采用电动机(6)的最大转矩。由此，与通过实际的驱动转矩而计算的场合相比 较，还以较大程度而评估允许角加速度(W)，防止过度减少转矩的情况，该减少转矩是为了 防止滑移、异常转矩增大而进行。另外，与采用式(2)的电动车辆控制装置(20)相同，将作 为因车辆爬坡角度(a)而影响的加速度成分“mgsin(a)/m/r”的值添加于平地行驶的场 合的加速度成分中，确定而监视允许角加速度(W)的值。由此，在坡道中，进行角加速度监 视机构(37)的适合的滑移判断，有效地减少滑移防止、异常转矩增加防

24、止用的转矩。另外， 由于通过爬坡角度检测机构(41)检测而控制实际的爬坡角度(a)，故可以良好的精度进行 与爬坡角度(a)相对应的滑移判断。采用式(5)所适用的电动车辆控制装置(20)的其它 的结构、效果，与采用上述式(1)或式(2)的电动车辆控制装置(20)相同。 0036 同样在采用式(6)的电动车辆控制装置(20)的场合，针对求出全部电动机(6)的 转矩的总和，采用电动机(6)的最大转矩。由此，与通过实际的驱动转矩而计算的场合相比 较，较大地评估允许角加速度(W)，防止转矩的过度减少的情况，该转矩减少是为了滑移防 止、异常转矩增加。另外，与采用式(3)的电动车辆控制装置(20)相同，将作

25、为因车辆爬坡 角度(a)而影响的加速度成分“mgsin(a)/m/r”的值添加于平地行驶的场合的加速度成 分中，确定而监视允许角加速度(W)的值。在该场合，评估作为车辆规格而设定的最大的车 辆爬坡角度(a1)，确定允许角加速度(W)。由此，在上坡中，防止滑移判断的误判断，防止错 误地减少转矩的情况。另外，在该方案的场合，由于将作为规格而设定的最大的车辆爬坡角 度(a1)用于判断，故不需要设置爬坡角度检测机构(41)，结构简单。采用该式(6)的电动 车辆控制装置(20)中的其它的结构、效果，与采用式(1)或(3)的电动车辆控制装置(20) 相同。 0037 还可在本发明中，上述电动机(6)为分别

26、驱动上述电动汽车的车轮(2)的电动机 (6)。在电动汽车中，对电动机(6)的转矩进行控制，另外，电动机(6)的响应性高，由此在 分别通过电动机而驱动各车轮(2)的车辆中，如果驱动轮中的一部分的车轮(2)处于上浮 等状态，则作为负荷轻的结果，使该车轮(2)的电动机加速。由此，本发明的加速度判断的 转矩减少的控制在稳定行驶方面更加有效。 0038 也可在本发明中，在通过电动机(6)而分别驱动车轮(2)的电动汽车中，上述滑移 对应控制机构(38)仅仅针对下述的电动机(6)，在上述电动机控制部分(33)中减少电动机 (6)的驱动转矩，该电动机指驱动通过上述角加速度检测机构(39)而检测的角加速度超过

27、上述允许角加速度W的车轮的电动机。如果像上述那样，在分别通过电动机而驱动各车轮 (2)的车辆中，驱动轮中的一部分的车轮(2)处于上浮等状态，则由于使该车轮(2)的电动 机(6)加速，故从行驶的稳定方面来说，最好，仅仅针对已加速的电动机(6)，在上述电动机 控制部分(33)中减少电动机的驱动转矩。 0039 还可在本发明中，上述电动机(6)构成内轮电动机装置(8)，该内轮电动机装置 (8)的一部分或整体设置于车轮(2)的内部且包括上述电动机(6)和减速器(7)。另外，上 述电动汽车包括减少上述电动机(6)的转速的减速器(7)，该减速器也可具有4以上的高减 速比。上述电动汽车包括减少上述电动机(6

28、)的转速的减速器(7)，该减速器(7)也可为摆 线减速器。如果为采用内轮电动机驱动装置的电动汽车，则由于各轮(2)独立地通过响应 性良好的电动机(6)而驱动，故对驱动车轮的滑移的控制大大地影响行驶的稳定性。由此， 本发明的滑移的降低的效果通过行驶的稳定性的提高而有效地发挥。另外，在采用摆线减 说 明 书CN 103946060 A 5/18页 8 速器等的内轮电动机驱动装置(8)等的减速器(7)的减速比高的场合，有助于电动机(6) 的小型化，但是，电动机(6)的转矩扩大而传递给车轮。由此，轮胎的滑移的防止、滑移造成 的异常的转矩增加的防止是更重要的。 0040 也可在本发明中，还设置有角加速度

29、检测机构(39)，该角加速度检测机构(39)按 照加减速的操作机构所输出的指令输出转矩指令值，上述滑移对应控制机构(38)在通过 上述角加速度机构(39)所检测的角加速度超过角加速度的设定上限值的场合，减少上述 转矩指令值。 0041 按照上述方案，滑移对应控制机构(38)将用于滑移判断的车轮的角加速度的上 限值作为车辆质量和输出转矩的函数而设定，在超过上述上限值的场合，判定产生滑移，降 低转矩指令值。由此，可将滑移判断用的角加速度的上限值，即阈值设定在最佳值，不形成 白白地在安全侧较大的阈值，可最大限度地利用轮胎的摩擦力。 0042 还可在本发明中，上述滑移对应控制机构(38)将车辆质量作为

30、固定值，仅仅通过 输出转矩确定而设定角加速度的上限值。如果将车辆质量作为固定值，则滑移对应控制机 构(38)较简单，另外，不需要用于测定车辆质量的传感器装置。 0043 也可在本发明中，在车辆的两个前轮和两个后轮的相应的车轮用轴承中设置荷载 传感器(46)，上述滑移对应控制机构(38)通过上述各荷载传感器(46)实时地测定车辆重 量，采用该已测定的车辆质量，确定而设定上述上限值。在该方案的场合，由于实时地测定 因乘客数量、装载货物等而变化的车辆质量，确定滑移判断用的上限值，故可进行更加适合 的上限值的设定，可更进一步最大限度地利用轮胎的摩擦力。 0044 还可在本发明中，上述滑移对应控制机构(

31、38)对应于车辆的角加速度超过上述 上限值的程度，改变转矩的降低量。即使在滑移对应控制机构(38)的转矩的降低量为固定 值的情况下，仍可进行滑移控制。通过对应于超过上限值的程度改变转矩的降低量，由此没 有白白地降低转矩，进行更进一步适合的滑移控制。 0045 也可在本发明中，在包括独立地驱动两轮以上的车轮的电动机和上述电动车辆控 制装置(20)的电动车辆中，以可各轮独立地控制的方式设置上述滑移对应控制机构(38)。 由于车轮(2)的滑移多为个别车轮产生，故在具有独立地驱动两轮以上的车轮(2)的电动 机的场合，通过各轮独立地进行滑移控制，不白白地降低行驶驱动力。另外，由于滑移控制 为针对产生滑移

32、而轮胎摩擦力降低的车轮(2)，按照产生轮胎摩擦力的方式进行的控制，故 即使在降低左右中的仅仅一个车轮(2)的转矩指令值的情况下，左右的行驶驱动力的平衡 比产生滑移的场合更加良好。 0046 本发明的电动车辆包括本发明的上述任意项的结构的电动车辆控制装置(20)。按 照该电动车辆，通过本发明的电动车辆控制装置(20)的滑移控制，滑移判断用的角加速度 的上限值不构成白白地在安全侧较大的阈值，可最大限度地利用轮胎的摩擦力，不白白地 产生速度降低，可进行滑移少的稳定的行驶。 0047 权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个结构中的任意的组合均包 含在本发明中。特别是，权利要求书中的各项权利要

33、求的两个以上的任意的组合也包含在 本发明中。 附图说明 说 明 书CN 103946060 A 6/18页 9 0048 根据参照附图的下面的优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实 施形式和附图单纯用于图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由后附的 权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一部件标号表示同一或相当的部分。 0049 图1为通过俯视图而表示设置本发明的第1实施方式的电动车辆控制装置的电动 汽车的构思方案的方框图； 0050 图2为该电动汽车的电动车辆控制装置中的变频装置的构思方案的方框图； 0051 图3A为表示该电动汽车中的转矩和加速度的关系的示意图；

34、 0052 图3B为表示该电动汽车中的转矩和加速度的关系的方框图； 0053 图4A为表示该电动汽车中的转矩和加速度的关系的方框图； 0054 图4B为该电动汽车的爬坡时的作用力的说明图； 0055 图5A为表示该电动汽车的电动车辆控制装置中的滑移对应控制机构的转矩降低 的例子的曲线图； 0056 图5B为表示该电动汽车的电动车辆控制装置中的滑移对应控制机构的转矩降低 的另一例子的曲线图； 0057 图6为该电动汽车中的内轮电动机驱动装置的剖面主视图； 0058 图7为沿图6中的VIIVII线的剖视图； 0059 图8为图7的部分放大剖视图； 0060 图9为通过俯视图而表示本发明的第2实施方

35、式的电动车辆的构思方案的方框 图； 0061 图10为表示该电动车辆的内轮电动机单元的构思方案的方框图； 0062 图11为表示该电动车辆的变频装置和滑移对应控制机构的概述方案的方框图； 0063 图12为表示设置于该变频装置中的滑移对应控制机构的控制例子的曲线图； 0064 图13为将该电动车辆中的车轮用轴承的外方部件的侧视图和荷载检测用的信号 处理单元组合的图； 0065 图14为该电动车辆中的传感单元的放大俯视图； 0066 图15为该传感单元的剖视图。 具体实施 方式 0067 根据图1图8对本发明的第1实施方式进行说明。该电动汽车为下述的四轮的 汽车，其中，构成车身1的左右后轮的车轮

36、2为驱动轮，构成左右前轮的车轮3为作为从动 轮的转向轮。构成驱动轮和从动轮的车轮2、3均具有轮胎，分别经由车轮用轴承4、5而支 承于车身1上。对于车轮用轴承4、5，在图1中标注轮毂轴承的简称“H/B”。构成驱动轮的 左右车轮2、2分别通过独立的行驶用的电动机6、6而驱动。电动机6的旋转经由减速器7 和车轮用轴承4传递给车轮2。该电动机6、减速器7与车轮用轴承4相互构成作为一个组 成部件的内轮电动机驱动装置8，该内轮电动机驱动装置8的一部分或全部设置于车轮2的 内部。内轮电动机驱动装置8也称为内轮电动机单元。电动机6也可不经由减速器7而直 接旋转驱动车轮2。在各车轮2、3上分别设置有电动式等的制

37、动器9、10。 0068 构成左右的前轮的转向轮的车轮3、3可经由操舵机构11进行操舵，通过转向机构 12而转向。操舵机构11为通过左右移动系杆11a而改变保持车轮用轴承5的左右的转向 说 明 书CN 103946060 A 7/18页 10 节臂11b的角度的机构，通过转向机构12的指令，驱动EPS(电动助力转向)电动机13，经 由旋转和直线运动转换机构(图中未示出)而左右移动。通过转向角传感器15而检测转 向角，其传感器输出输出给ECU21，其信息用于左右轮的加速和减速指令等。 0069 对控制系统进行说明。作为进行汽车整体的控制的电气控制单元的ECU21、与按照 该ECU21的指令进行行

38、驶用的电动机6的控制的变频装置22、以及制动控制器23装载于车 身1上。ECU21由计算机、在其中运行的程序、以及各种的电子电路等构成。本实施方式的 电动车辆控制装置20主要由上述ECU21和变频装置22构成。 0070 ECU21包括转矩指令机构34和普通控制部21b。转矩指令机构34根据加速操作部 16所输出的加速指令、制动操作部17所输出的减速指令、转向角传感器15所输出的回转指 令形成提供给左右轮的行驶用电动机6、6的加速和减速指令，将其输出给变频装置22。转 矩指令机构34除了上述功能以外，还可具有下述的功能，即，采用根据设置于各车轮2、3的 车轮用轴承4、5中的旋转传感器24而获得

39、的轮胎速度的信息、车载的各传感器的信息，对 所输出的加速和减速指令进行补偿。加速操作部16由加速踏板和检测其踏入量并输出上 述加速指令的传感器16a构成。制动操作部17由制动踏板和检测其踏入量并输出上述减 速指令的传感器17a构成。 0071 ECU21的普通控制部21b具有：将上述控制制动操作部17所输出的减速指令输出 给制动控制器23的功能；控制各种的辅助系统25的功能；对来自控制台的操作面板26的 输入指令进行处理的功能；在显示机构27中进行显示的功能等。该辅助系统25为比如空 调、灯、雨刷、GPS、气囊等，在这里，作为代表，以一个方块示出。 0072 制动控制器23为按照从ECU21输

40、出的制动指令，将制动指令提供给各车轮2、3的 制动器9、10的机构。从ECU21所输出的制动指令包括：通过制动操作部17所输出的减速 指令所形成的指令、以及通过ECU21所具有的用于提高安全性的机构所形成的指令。此外， 制动控制器23包括防抱死系统。制动控制器23由电子电路、微型计算机等构成。 0073 变频装置22由相对各电动机6而设置的电源电路部28、与控制该电源电路部28 的电动机控制部29构成。电动机控制部29既可相对各电源电路部28而共同地设置，也可 分别地设置，即使在共同地设置的场合，各电源电路部28可按照比如电动机转矩相互不同 的方式单独地控制。电动机控制部29具有下述的功能，即

41、，该电动机控制部29所具有的内 轮电动机驱动装置8的各检测值、控制值等的各信息(称为“IWM系统信息”)输出给ECU。 0074 图2为表示变频装置22的构思方案的方框图。电源电路部28由变频器31与PWM 驱动器32构成，该变频器31将电池19的直流电转换为用于电动机6的驱动的三相的交流 电，该PWM驱动器32控制该变频器31。该电动机6由三相的埋入磁铁型同步电动机等构 成。变频器31由多个半导体开关元件(图中未示出)构成，PWM驱动器32对已输入的电 流指令进行脉冲幅度调制，将开关(onoff)指令提供给上述各半导体开关元件。 0075 电动机控制部29由计算机、在其中运行的程序、以及电子

42、电路构成，电动机控制 部29包括作为基本的控制部的电动机控制部分33。电动机控制部分33为按照从作为上级 控制机构的ECU21的转矩指令机构34提供的转矩指令的加速和减速指令转换为电流指令， 将电流指令提供给电源电路部28的PWM驱动器32的机构。电动机控制部分33根据电流 检测机构35获得从变频器31而流过电动机6的电动机电流值，进行电流反馈控制。另外， 电动机控制部分33根据角度传感器36而获得电动机6的转子的转角，通过矢量控制等方 说 明 书CN 103946060 A 10 8/18页 11 式而进行与转子转角相对应的控制。 0076 在本实施方式中，在上述结构的电动机控制部29中，设

43、置下述的角加速度监视机 构37、滑移对应控制机构38、报告机构42。另外，设置有角加速度检测机构39与爬坡角度 检测机构41，该角加速度检测机构39检测通过电动机6而驱动的车轮2的角加速度。 0077 角加速度检测机构39由比如对从上述旋转传感器24获得的轮胎转速的检测值进 行微分处理、检测角加速度的机构等构成，既可作为电动机控制部29的一部分而设置，也 可作为独立于电动机控制部29的传感器而设置。爬坡角度检测机构41由比如检测车辆的 车身1的姿势的陀螺仪等构成，装载于车身1的适合的部位。爬坡角度检测机构41并不限 于检测车身1的姿势，也可通过驱动系统的监视等检测爬坡角度。 0078 角加速度

44、监视机构37为下述的机构，其在下述的场合，监视车轮2的上述角加速 度检测机构39所检测出的角加速度是否为下述式(2)所计算的允许角加速度W(rad/s 2 )以 下，该场合是指：作为驱动车辆的车轮2的全部电动机6的驱动转矩的总和的总驱动转矩为 Tt、车辆质量为m、轮胎半径为r、插入电动机6和车轮2之间的减速器7的减速比为R，通过 爬坡角度检测机构41而检测出的车辆爬坡角度为a， 0079 Wk2RTt/m/r 2 +mgsin(a)/m/r (2) 0080 其中，k2为常数(在12的范围内的任意的值)，g为重力加速度。 0081 上述车辆爬坡角度a在下坡的场合为负值。 0082 各量的单位为

45、Tt(Nm)、m(kg)、r(m)、a(rad)、W(rad/s 2 )(在下面相同)。 0083 另外，在角加速度监视机构37中，在平地行驶的场合，由于上述式(2)中的右边的 “sin(a)/m/r”的项为零，故其结果是，监视是否在通过下述式(1)而计算的允许角加速度W 以下， 0084 Wk1RTt/m/r 2 (1) 0085 其中，k1为常数(在12的范围内的任意的值) 0086 在角加速度监视机构37中，总驱动转矩Tt的值通过下述的方式而求出，该方式 为：在变频装置22中的电动机控制部分33中，将根据电流计35的电流检测值等而识别的 当前的电动机驱动转距的值从车辆的全部的电动机6的变

46、频装置22中获得，进行加法运 算。对于总驱动转矩Tt的值，也可在ECU21中对通过各变频装置22的电动机控制部分33 获得的值进行加法运算，将其提供给各变频装置22的角加速度监视机构37。 0087 滑移对应控制机构38为下述的机构，该机构在角加速度监视机构37判定超过允 许角加速度W时，在电动机控制部分33中减少电动机的驱动转距。通过滑移对应控制机构 38，怎样地减少驱动转矩这一点可按照任意已确定的规则式而进行，比如，既可像图5(A) 所示的那样，从判定为超过允许角加速度W的时刻t1，逐渐地减少驱动转矩，也可像该图 5(B)所示的那样，在判定为超过允许角加速度W的时刻t1减少驱动转矩，直至设

47、定比例。 驱动转矩的减少的程度可通过试验、模拟等方式估计适合值而适当设定。另外，滑移对应控 制机构38在角加速度监视机构37检测到返回到允许角加速度W内时，解除减少驱动转矩 的控制。 0088 图2的报告机构42将角加速度监视机构37的超过允许角加速度W的判断结果、以 及在滑移对应控制机构38中进行减少驱动转矩的控制的内容的信息报告给ECU21。ECU21 接收该报告，通过比如转矩指令机构34等进行车辆整体的综合控制。另外，ECU21也可接 说 明 书CN 103946060 A 11 9/18页 12 收报告机构42的报告，在驾驶席的显示器27的画面中，进行产生滑移的消息、对应于滑移 而减少

48、转矩的消息等的显示。 0089 参照图3(A)、图3(B)、图4(A)、图4(B)对上述结构的滑移检测和滑移对应处置等 进行说明。车轮2的没有考虑风压等的外力等的理论上的角加速度w像下述那样，通过电 动机6的总驱动转矩Tt、车辆质量m、轮胎半径r、减速比R而确定。于是，如果已检测的车 轮2的角加速度超过上述理论上的角加速度w，则推算为车轮2产生滑移。 0090 即，像图3(A)所示的那样，减速器7的输出转矩为(电动机的总驱动转矩 Tt)(减速比R)，即TtR。在平地行驶的场合，于轮胎的触地点处产生的推进力F为减速 器输出转矩TtR除以轮胎半径r的值，即TtR1/r。理论上的加速度根据Fm 的关系，为F/m，即TtR1/r1/m。如果换算为角加速度，则理论上的角加速度w 是将加速度除以轮胎半径r，得到TtR1/r1/m1/r，如果进行整理，则为RTt/m/ r 2 。如果将风压等的外力、驱动传递系统的损失的影响的考虑、允许某程度的滑移用的系数 k1与该理论上的角加速度w相乘，则构成上述式(1)的右边。该式(1)的右边为式(2)的 右边的第1项(其中在式(2)中，为系数k2)。 0091 像图4(B)所示的那样，在于坡道上行驶的期间，通过路面倾斜角度(rad)而产 生的车辆质量m的力“mgsin(a)”与上述推进力F(N)相加。该加法运算的力的加速度成 分为式(2)的右边第2项