CN103402808A - 电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种电动汽车，在该电动汽车中，相对车轮用轴承、电动机、减速器等的异常，进行适当的车辆的驱动，确保车轮用轴承、电动机、减速器等的可靠性。在具有ECU(21)和变频装置(22)的电动汽车中，在变频装置(22)上设置转矩变化量推算机构(37)。转矩变化量推算机构(37)按照已确定的规则，根据由检测车轮转数的旋转传感器(24)或电动机(6)的角度传感器(36)而获得的转数的变化量、荷载传感器(41)所检测的路面与轮胎之间在车辆行进方向的荷载的变化量或电动机电流的变化量，推算包括由车轮用轴承(4)、电动机(6)或减速器(7)造成的转矩变化的转矩变化量。

Description

电动汽车

相关申请

本申请要求申请日为2011年2月25日，申请号为日本特愿2011—039411号申请的优先权，通过参照其整体，将其作为构成本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及电动汽车，其构成：具有驱动车轮的电动机的电池驱动、燃料电池驱动等的内轮电动机车辆等。

背景技术

在电动汽车中，车辆驱动用的电动机、使该电动机的旋转减速的减速器、以及车轮用轴承的性能的降低及故障，对行驶性、安全性造成很大影响。特别是在内轮电动机驱动装置中，作为谋求小型化的结果，由于伴随有减速器与电动机的高速旋转化，故确保它们的可靠性成为重要的课题。

在内轮电动机驱动装置中，为了确保可靠性，人们提出有下述的方案，其中，测定车轮用轴承、减速器与电动机等的温度，监视过度负荷，对应于温度测定值限制电动机的驱动电流或降低电动机转数(比如专利文献1)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：JP特开2008—168790号公报

发明内容

发明要解决的课题

对于电动汽车中的车轮用轴承、减速器与电动机，在常年使用的期间，具有产生异常磨耗、电源系统的不良状态等的故障、性能降低的危险。如在专利文献1中记载的那样，最好对应于温度测定值实现电动机的驱动减轻，以便进行在与过度负荷相对应的最佳状态的车辆的驱动。但是，在与温度测定相对应的控制中，具有各种由于环境变化等的温度变化的原因，另外异常的影响不会马上出现，故作为与车轮用轴承、减速器与电动机的异常相对应的控制，在目前是最不充分的。

本发明的目的在于提供一种电动汽车，在该电动汽车中，相对车轮用轴承、电动机、减速器等的异常，进行适当的车辆的驱动，确保车轮用轴承、电动机、减速器等的可靠性。在下面，针对本发明的概要，采用表示实施方式的附图中的标号而进行说明。

用于解决课题的技术方案

本发明的电动汽车包括：驱动车轮2的电动机6；ECU 21，该ECU 21为控制车辆整体的电子控制单元；变频装置22，该变频装置22具有变频器31和电动机控制部29，该变频器31将电池19的直流电转换为用于上述电动机6的驱动的交流电，该电动机控制部29按照上述ECU 21的控制，至少控制上述变频器31，在上述变频装置22上设置转矩变化量推算机构37，该转矩变化量推算机构37按照已确定的规则，根据由检测车轮转数的旋转传感器24或检测上述电动机6的旋转角的角度传感器36而获得的转数的变化量、设置于车轮用轴承4上的荷载传感器41所检测的路面与轮胎之间在车辆行进方向的荷载的变化量、或上述电动机6的电流检测机构35所检测的电动机电流的变化量，推算包括由车轮用轴承4、电动机6、或介设于电动机6和车轮2之间的减速器7造成的转矩变化的转矩变化量。

无论在按照一定速度使车辆行驶的场合，还是在进行加速、减速的场合，实际上，车轮转数、电动机转数等的转数反复有某程度的频率的上下变化，该上下变化为相对基本的转数的变化曲线而重叠的变化成分。同样对于作用于路面与轮胎之间在车辆行进方向的荷载，在行驶走时，经常反复有增减变化。对于电动机电流，也在行驶时，经常反复有增减变化。在这些转数、路面与轮胎之间的荷载、与电动机电流中的上述增减变化的反复造成的变化成分中，车轮用轴承4、减速器7、电动机6等造成的转矩变化而产生的比例高。比如，如果在车轮用轴承4、减速器7中，具有旋转造成的滚动接触、所滑动接触的部分的异常磨耗等产生的摩擦增大部分，则在该部分的1圈中产生1圈的转矩增加，形成上述车轮转数、电动机转数、车辆行进方向的荷载的变化成分。另外，上述异常磨耗也对电动机电流产生影响。

上述转矩变化量推算机构37根据像这样而产生的转数、车辆行进方向的荷载、电动机电流的变化量，按照已确定的规则，推算包括由车轮用轴承4、电动机6、或减速器7等造成的转矩变化的转矩变化量。在这里所说的“已确定的规则”可根据模拟等方式来适当地确定。另外，在上述转数、车辆行进方向的荷载、电动机电流的变化量中，包括还通过转矩变化以外的因素而产生的变化量，但是，转矩变化的因素的成分多。由此，即使在包括转矩变化以外的因素造成的成分的情况下，通过相对已推算的转矩变化量的异常判断，由于存在过多地判定异常的情况，故即使在视为转矩变化的情况下，从可靠性的方面来说仍没有问题。

另外，由于上述转矩变化量推算机构37设置于在ECU 21的控制下作用的变频装置22上，故与设置于ECU 21上的场合相比较，为了实现电动机驱动的安装，在异常发生时马上进行控制。另外，转矩变化量推算机构37所输出的转矩变化量也可不一定为转矩的单位，可为作为转矩变化而对待用的值，还可为转数等的单位。像这样，通过设置上述转矩变化量推算机构37，可相对车轮用轴承4、电动机6、减速器7等的异常，进行适合的车辆的驱动，可确保车轮用轴承4、电动机6、减速器7等的可靠性。

在本发明中，可在上述变频装置22上设置异常对应电动机驱动限制机构38，该异常对应电动机驱动限制机构38监视通过上述转矩变化量推算机构37推算的转矩变化量是否超过阈值，在判定超过时，对上述变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。适当确定上述阈值。在通过转矩变化量推算机构37推算的转矩变化量超过阈值的场合，认为在车轮用轴承4、减速器7、电动机6等中产生某种障碍的情况多。由此，通过对上述变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制，安全性提高。既可使电动机转矩指令或电动机电流的限制按照比如已确定的比例降低，也可为限制上限的控制。

在设置异常对应电动机驱动限制机构38的场合，可在上述变频装置22上设置异常报告机构39，该异常报告机构39在通过异常对应电动机驱动限制机构38而判定上述转矩变化量超过阈值时，将异常发生信息输出给上述ECU 21。在通过设置于变频装置22上的异常对应电动机驱动限制机构38，对电动机转矩指令或电动机电流进行限制的场合，还对车辆的其它的部分产生影响。由于ECU 21为综合地对车辆整体进行控制的装置，故在通过上述变频装置22中的异常对应电动机驱动限制机构38判定上述转矩变化量超过阈值时，将异常发生信息输出给ECU 21，由此，通过ECU21进行车辆整体的适合的控制。另外，还可使ECU 21为将驱动的指令提供给变频装置22的上级控制装置，在变频装置22的应急的控制后，通过ECU 21，借助此后的驱动进行适合的控制。

也可在本发明中，上述电动机6构成内轮电动机驱动装置8，该内轮电动机驱动装置8一部分或整体设置于车轮2内部，包括上述电动机6和车轮用轴承4与减速器7。在内轮电动机驱动装置8的场合，作为谋求小型化的结果，由于伴随车轮用轴承4、减速器7与电动机6的高速的旋转，故确保它们的可靠性成为重要的课题。由此，确保设置上述转矩变化量推算机构37而带来的可靠性是更有效的。

还可在本发明中，包括减小上述电动机6的旋转速度的上述减速器7，该减速器7具有6以上的高减速比。在高减速比的场合，谋求电动机6的小型化，但是由于通过减速器增加电动机6的发生转矩，将其传递给轮胎，故特别是电动机6的异常的影响大。由此，更加有效地确保了本发明的可靠性。

另外，也可在本发明中，包括减小上述电动机6的旋转速度的上述减速器7，该减速器7为摆线型减速器。摆线型减速器通过高减速比，获得平滑的旋转，但是局部磨耗等的影响较大。由此，更加有效地确保了本发明的可靠性。

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求的两个以上的任意的组合也包含在本发明中。

附图说明

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，实施形式和附图用于单纯的图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由权利要求书确定。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。

图1为通过俯视图而表示本发明的一个实施方式的电动汽车的构思结构的方框图；

图2为该电动汽车的变频装置的构思结构的方框图；

图3为设置于该变频装置上的转矩变量推算机构和异常对应电动机驱动限制机构的方框图；

图4为表示车轮转数的变化例子的曲线图；

图5为表示电动机电流和车辆行进方向荷载的变化例子的曲线图；

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；

图7为沿图6中的VII—VII线的剖视图；

图8为图7的部分放大剖视图；

图9将该电动汽车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；

图10为该电动汽车中的传感单元的放大俯视图；

图11为该传感单元的纵向剖视图；

图12为该电动汽车中的旋转检测器的一个例子的纵向剖视图。

具体实施方式

根据图1～12，对本发明的一个实施方式进行说明。像图1所示的那样，该电动汽车为四轮汽车，其中，构成车身1的左右的后轮的车轮2为驱动轮，构成左右的前轮的车轮3为从动轮中的转向轮。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”。构成驱动轮的左右的车轮2、2分别通过单独的行走用的电动机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以及车轮用轴承4相互构成作为一个组装部件的内轮电动机驱动装置8，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上设置电动式的制动器9、10。

作为构成左右的车轮的转向轮的车轮3、3可经由转向机构11进行转向，通过操舵机构12而操舵。转向机构11为通过左右移动系杆11a改变保持车轮用轴承5的转向节臂11b的角度的机构，通过EPS(电动助力转向)电动机13，经由旋转/直线运动转换机构(图中未示出)左右移动。操舵机构12为线控转向式，其中，通过转向角传感器15而检测未与系杆11a以机械方式连接的方向盘14的转向角，通过作为该检测的转向角的旋转指令，为EPS电动机13提供驱动指令。

对控制系统进行说明。像图1所示的那样，作为进行汽车的整体的控制的电子控制单元的ECU 21、按照该ECU 21的指令进行行驶用的电动机6的控制的变频装置22、与制动控制器23装载于车身1上。ECU 21由计算机、在其中运行的程序、以及各种的电子电路等构成。

如果从功能类别而大致分类，ECU 21分为驱动控制部21a和普通控制部21b。驱动控制部21a根据加速踏板操作部16所输出的加速指令、制动操作部17所输出的减速指令、以及转向角传感器15所输出的旋转指令，生成提供给左右轮的行驶用电动机6、6的加速、减速指令，输出给变频装置22。驱动控制部21a不但具有上述功能，而且还具有下述的功能，即，采用根据设置于各车轮2、3的车轮用轴承4、5上的旋转传感器24而获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息，对所输出的加速、减速指令进行补偿。加速踏板操作部16由加速踏板和检测其踏入量、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，输出上述减速指令的传感器17a构成。

ECU 21的普通控制部21b具有将上述制动操作部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、雨刷器、GPS、气垫等，在这里，作为代表，作为一个块而示出。

制动控制器23为按照从ECU 21所输出的减速指令，将制动指令提供给各车轮2、3的制动器9、10的机构。在从ECU 21输出的制动指令中，包括通过制动操作部17所输出的减速指令而生成的指令，以及通过ECU 21所具有的安全性提高用的机构而生成的指令。制动控制器23还具有防锁死刹车系统。制动控制器23通过电子电路、微型计算机等构成。

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，但是，即使在共同地设置的情况下，仍可按照比如，电动机转矩相互不同的方式单独地控制各电源电路部28。电动机控制部29具有下述的功能，即，该电动机控制部29所具有的内轮电动机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。

图2为表示变频装置22的构思结构的方框图。电源电路部28由变频器31与PWM驱动器32构成，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3相的交流电，该PWM驱动器32控制该变频器31。该电动机6由3相的同步电动机等构成。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，将开关指令提供给上述各半导体开关元件。

电动机控制部29由计算机、在其中运行的程序、以及电子电路构成，作为构成其基本结构的控制部，具有电动机驱动控制部33。电动机驱动控制部33为下述的机构，该机构按照来自于作为上级控制机构的ECU提供的转矩指令等的加速、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。电动机驱动控制部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，电动机驱动控制部33根据角度传感器36而获得电动机6的转子的转角，进行矢量控制。

在本实施方式中，在上述结构的电动机控制部29中，设置下述的转矩变化量推算机构37、异常对应电动机驱动限制机构38、与异常报告机构39。

转矩变化量推算机构37为下述的机构，该机构按照已确定的规则，根据下述变化量，推算包括车轮用轴承4、电动机6或减速器7造成的转矩变化的转矩变化量Δτ，该变化量分别为：转数的变化量，该转数的变化量根据检测通过电动机6而驱动的车轮2的车轮转数的上述旋转传感器24或检测上述电动机6的旋转角的角度传感器36而获得；设置于车轮用轴承4上的荷载传感器41所检测的路面与轮胎间在车轮行进方向的荷载Fx的变化量；或电动机6的电流检测机构35所检测的电动机电流的变化量。

异常对应电动机驱动限制机构38为下述的机构，该机构监视通过转矩变化量推算机构37而推算的转矩变化量Δτ是否超过阈值Δτθ，在判定超过时，对从变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。该限制比如，通过电动机驱动控制部33的输出部，限制从电动机驱动控制部33提供给PWM驱动器32的电流指令。上述限制也可在电动机驱动控制部33内的转换为电流指令之前的电动机转矩指令处理阶段进行。

上述异常报告机构39为下述的机构，该机构在通过异常对应电动机驱动限制机构38而判定上述转矩变化量Δτ超过阈值Δτθ时，将异常发生信息输出给上述ECU。

图3表示转矩变量推算机构37和异常对应电动机驱动限制机构38的具体例子。该例子为根据旋转传感器24的转数的变化量推算转矩变化量Δτ的场合的例子。转矩变量推算机构37由低通滤波器37a和振幅检测电路37b构成，该低通滤波器37a使旋转传感器24所输出的转数信号通过，该振幅检测电路37b检测通过低通滤波器37a的转数信号的振幅，振幅检测电路37b所检测的振幅值为构成推算值的转矩变化量Δτ。低通滤波器37a的截止频率对应于内轮电动机驱动装置8等的结构、其转数而适当设定，比如，10Hz或100Hz等。

异常对应电动机驱动限制机构38由异常检测部38a与电动机驱动控制限制部38b构成。异常检测部38a具有设定了该阈值Δτθ的阈值设定机构38ab与比较机构38aa。比较机构38aa对转矩变量推算机构37所输出的转矩变化量Δτ与阈值Δτθ进行比较，判定转矩变化量Δτ是否超过阈值Δτθ。电动机驱动控制限制部38b对比较机构38aa表示超过阈值Δτθ的信号的输出作出响应，对变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。该电动机转矩指令或电动机电流的限制既可按照比如确定的比例而降低，也可为限制上限的控制。

对上述方案的转矩变化的推算、以及与该推算相对应的控制进行说明。无论是在按照一定速度而使车辆行驶的情况下，还是在进行加速、减速的情况下，实际上，车轮转数、电动机转数等的转数反复有某程度的频率的增减变化。比如，像图4所示的那样，实际的转数的变化曲线a为相对基本的转数的变化曲线b，增减变化反复成分c重叠的曲线。

像图5中的曲线d所示的那样，同样对于作用于路面与轮胎之间在车辆行进方向的荷载，在行驶时，在平时反复呈现增减变化。像该图中的曲线e所示的那样，同样对于电动机电流，在行驶时，在平时反复呈现稍稍的增减变化。

对于该转数、路面与轮胎之间的荷载、与电动机电流中的上述增减变化的反复成分，车轮用轴承4、减速器7、电动机6等造成的转矩变化的成分较大。如果比如，在车轮用轴承4、减速器7中，具有旋转造成的滚动接触、所滑动接触的部分的异常磨耗等造成的摩擦增大部分，则发生该部分的1圈的1次的转矩增加，构成上述车轮转数、电动机转数、车辆行进方向的荷载的变化成分。另外，上述异常磨耗还对电动机电流造成影响。

图2的转矩变量推算机构37根据像上述那样而产生的转数、车辆行进方向的荷载、电动机电流的变化量，按照已确定的规则而推算包括车轮用轴承4、电动机6，或介设于电动机6和车轮2之间的减速器7造成的转矩变化的转矩变化量Δτ。在这里所说的“已确定的规则”可根据模拟等方式适当地确定。另外，在上述转数、车辆行进方向的荷载、电动机电流的变化量中，包括因转矩变量以外的因素而产生的变化量，但是多数为转矩变量的因素造成的变化量。即使在包括转矩变量以外的因素产生的变化量的情况下，在判定异常的场合，因仅仅多余地产生，故即使视为转矩变化，从可靠性的方面来说，仍没有问题。另外，转矩变量推算机构37所输出的转矩变化量也可不一定为转矩的单位，可为用于作为转矩变化而对待的值，还可为转数等的单位。

异常对应电动机驱动限制机构38监视该已推算的转矩变化量是否超过阈值，在判定超过时，对变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。在像上述那样，通过转矩变量推算机构37而推算的转矩变量超过阈值的场合，认为在许多场合，对车轮用轴承4、减速器7、电动机6等产生某种的障碍。由此，通过对变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制，安全性提高。电动机转矩指令或电动机电流的限制为按照比如，确定的比例而降低，或限制上限的控制。

如果通过图3的具体例子进行说明，转矩变量推算机构37使旋转传感器24所输出的转数信号通过低通滤波器37a去除构成低频的图4的基本转数的变化曲线b，抽取上下变化的变更成分c。通过振幅检测电路37b而检测像这样抽取的增减变化的变更成分c的振幅。已检测的振幅为转矩变化量Δτ。在异常对应电动机驱动限制机构38中，通过异常检测部38a，将上述转矩变化量的推算值Δτ与阈值Δτθ进行比较，判定转矩变化量Δτ是否超过阈值Δτθ。电动机驱动控制限制部38b对超过阈值Δτθ的判断结果作出响应，对变频装置22所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。

像这样，可通过设置转矩变量推算机构37和异常对应电动机驱动限制机构38，相对车轮用轴承4、电动机6、减速器7等的异常，进行适当的车辆的驱动，实现确保了该车轮用轴承4、电动机6、减速器7等的可靠性。在内轮电动机驱动装置8的场合，作为谋求小型化的结果，对于车轮用轴承4、减速器7、电动机6，由于伴随有材料使用量的削减、电动机6的高速旋转化，故确保它们的可靠性成为重要的课题。由此，更加有效地确保了设置上述转矩变量推算机构37和异常对应电动机驱动限制机构38带来的可靠性。特别是，在减速器7具有6以上的高减速比的场合，为摆线减速器的场合，谋求电动机6的小型化，但是由于减速器增大，电动机6的发生转矩传递给轮胎，故特别是电动机6的异常的影响大。由此，本实施方式的可靠性的确保更加有效。

另外，由于上述转矩变量推算机构37和异常对应电动机驱动限制机构38设置于在ECU 21的控制下实现的变频装置22上，故与设置于ECU 21上的场合相比较，在发生异常时，马上进行控制，以便实现电动机驱动的安全。

异常报告机构39在通过异常对应电动机驱动限制机构38判定上述转矩变化量超过阈值时，将异常发生信息输出给ECU 21。在通过设置于变频装置22上的异常对应电动机驱动限制机构38对电动机转矩指令、电动机电流进行限制的场合，还对车辆的其它的部分造成影响。由于ECU 21为总体上对车辆整体进行控制的装置，故在通过变频装置22中的异常对应电动机驱动限制机构38，判定上述转矩变化量超过阈值时，将异常发生信息输出给ECU21，由此，通过ECU 21进行车辆整体的适合的控制。另外，ECU21为将驱动的指令提供给变频装置22的上级控制机构，还可在变频装置22的应急的控制后，通过ECU 21借助此后的控制进行适合的控制。ECU 21在从上述异常报告机构39接收异常的报告的场合，比如，可在显示器27的画面中进行异常的情况的显示，让驾驶员了解。

下面根据图6～图8，给出上述内轮电动机驱动装置8的具体例子。像图6所示的那样，该内轮电动机驱动装置8通过将减速器7介设于车轮用轴承4和电动机6之间，将作为通过车轮用轴承4支承的驱动轮的车轮2的轮毂和电动机6的旋转输出轴74连接于同轴心上。减速器7为摆线减速器，其为下述的结构，在同轴地连接于电动机6的旋转输出轴74上的旋转输入轴82上，形成偏心部82a、82b，分别在偏心部82a、82b上，经由轴承85安装曲线板84a、84b，将曲线板84a、84b的偏心运动作为旋转运动，传递给车轮用轴承4。另外，在该说明书中，将在安装于车辆上的状态，靠近车辆的车宽方向的外侧的一侧称为外侧，将靠近车辆的中间处的一侧称为内侧。

车轮用轴承4由外方部件51、内方部件52和多排滚动体55构成，在外方部件51的内周形成多排的滚动面53，在内方部件52的外周形成与各滚动面53面对的滚动面54，该多排滚动体55介设于该外方部件51和内方部件52的滚动面53、54之间。内方部件52兼作安装驱动轮的轮毂。该车轮用轴承4为多排的角接触球轴承型，滚动体55由滚珠形成，针对每排而通过保持器56保持。上述滚动面53、54的截面呈圆弧状，按照滚珠接触角在背面对准的方式形成。外方部件51和内方部件52之间的轴承空间的外侧端通过一对密封件57密封。

外方部件51为静止侧轨道圈，具有安装于减速器7的外侧的外壳83b上的法兰51a，为整体是一体的部件。在法兰51a上的周向的多个部位开设有螺栓插孔64。另外，在外壳83b中的与螺栓插孔64相对应的位置，开设有于内周车有螺纹的螺栓螺接孔94。穿过螺栓插孔64的安装螺栓65螺接于螺栓螺接孔94中，由此将外方部件51安装于外壳83b上。

内方部件52为旋转侧轨道圈，由外侧件59和内侧件60构成，该外侧件59具有车辆安装用的轮毂法兰59a，该内侧件60的外侧嵌合于该外侧件59的内周，通过压接与外侧件59形成一体。在该外侧件59和内侧件60上，形成上述各排的滚动面54。在内侧件60的中心开设有通孔61。在轮毂法兰59a上的周向的多个部位具有轮毂螺栓66的压配合孔67。在外侧件59的轮毂法兰59a的根部附近，对驱动轮和制动部件(图中未示出)进行导向的圆筒状的导向部63向外侧突出。在该导向部63的内周安装将上述通孔61的外侧端封闭的盖68。

减速器7像上述那样为摆线减速器，像图7那样，由外形呈坡度小波状的次摆线曲线形成的两个曲线板84a、84b分别经由轴承85安装于旋转输出轴82的各偏心部82a、82b上。在外周侧对各曲线板84a、84b的偏心运动进行导向的多个外销86分别跨接而设置于外壳83b上，安装于内方部件52的内侧件60上的多个内销88在插入状态而卡合于设置于各曲线板84a、84b的内部的多个圆形的通孔89中。旋转输入轴82通过花键而与电动机6的旋转输出轴74连接，成一体地旋转。另外，像图6那样，旋转输入轴82通过两个轴承90，在两端支承于内侧的外壳83a和内方部件52的内侧件60的内径面上。

如果电动机6的旋转输出轴74旋转，则安装于与其成一体地旋转的旋转输入轴82上的各曲线板84a、84b进行偏心运动。该各曲线板84a、84b的偏心运动通过内销88和通孔89的卡合，作为旋转运动而传递给内方部件52。相对旋转输出轴74的旋转，内方部件52的旋转减速。比如，可通过1级的摆线减速器，获得10以上的减速比。

上述两个曲线板84a、84b按照偏心运动相互抵消的方式，以180°的相位差而安装于旋转输入轴82的各偏心部82a、82b上，在各偏心部82a、82b的两侧，按照抵消各曲线板84a、84b的偏心运动造成的振动的方式，安装向与各偏心部82a、82b的偏心方向相反的方向偏心的平衡块91。

像图8以放大方式所示的那样，在上述各外销86和内销88上安装有轴承92、93，该轴承92、93的外圈92a、93a分别与各曲线板84a、84b的外周和各通孔89的内周滚动接触。于是，可降低外销86和各曲线板84a、84b的外周的接触阻力、以及内销88和各通孔89的内周的接触阻力，将各曲线板84a、84b的偏心运动顺利地作为旋转运动而传递给内方部件52。

在图6中，电动机6为径向间隙型的IPM电动机，在该电动机中，在固定于圆筒的电动机外壳72上的电动机定子73、与安装于旋转输出轴74上的电动机转子75之间，设置径向间隙。旋转输出轴74通过悬臂方式，借助两个轴承76而支承于减速器7的内侧的外壳83a的筒部。另外，在电动机外壳72的周壁部上设置冷却液流路95。通过使润滑油或水溶性的冷却剂流过该冷却液流路95，进行电动机定子73的冷却。

电动机定子73由通过软质磁性体形成的定子芯部77和线圈78构成。定子芯部77的外周面嵌合于电动机外壳72的内周面上，保持于电动机外壳72上。电动机转子75由转子芯部79与多个永久磁铁80构成，该转子芯部79按照与电动机定子73同心的方式外嵌于旋转输出轴74上，该多个永久磁铁80内置于该转子芯部79中。

在电动机6中设置多个(在这里为两个)角度传感器36A、36B，该多个角度传感器36A、36B检测电动机定子73和电动机转子75之间的相对旋转角度。这些角度传感器36A、36B为图1、图2中的角度传感器36。各角度传感器36A、36B包括：角度传感器主体70，该角度传感器主体70检测表示电动机定子73和电动机转子75之间的相对旋转角度的信号，将其输出；角度运算电路71，该角度运算电路71根据该角度传感器主体70所输出的信号，对角度进行运算。角度传感器主体70由被检测部70a和检测部70b构成，该被检测部70a设置于旋转输出轴74的外周面上，该检测部70b设置于电动机外壳72上，按照比如在径向而面对的方式接近设置于上述被检测部70a上。

被检测部70a和检测部70b也可在轴向面对而接近设置。在这里，作为各角度传感器36A、36B，采用种类相互不同的传感器。即，比如，一个角度传感器36A采用其角度传感器主体70的被检测部70a由磁性编码器构成的类型，另一角度传感器36B采用旋转变压器。电动机6的旋转控制通过上述电动机控制部29(图1，图2)而进行。在该电动机6中，由于其效率最大，故根据角度传感器36A、36B所检测的电动机定子73和电动机转子75之间的相对旋转角度，通过电动机控制部29的电动机驱动控制部33，对流向电动机定子73的线圈78的交流电流的各波的各相的外加时刻进行控制。另外，内轮电动机驱动装置8的电动机电流的布线、各种传感器系统、指令系统的布线通过设置于电动机外壳72等的连接器99而集中而实施。

图2所示的上述荷载传感器41由比如，作为从外侧观看到外方部件51的主视图的图9所示的多个传感单元120和信号处理单元130构成，该信号处理单元130对这些传感单元120的输出信号进行处理。传感单元120设置于车轮用轴承4中的作为静止侧轨道圈的外方部件51的外径面的四个部位。在这里，这些传感单元120设置于位于轮胎触地面的上下位置和左右位置的外方部件51中的外径面的顶面部、底面部、右面部与左面部上。信号处理单元130既可设置于外方部件51上，也可设置于变频装置22的电动机控制部29上。

信号处理单元130对上述四个部位的传感单元120的输出进行比较，按照已确定的运算式，对作用于车轮用轴承4上的各荷载，具体来说在车轮2的路面与轮胎之间构成作用荷载的垂直方向荷载Fz；构成驱动力、制动力的车辆行进方向荷载Fx；与轴向荷载Fy进行运算，将其输出。由于设置四个上述的传感单元120，各传感单元120按照圆周方向90度的相位差，均等设置于位于轮胎触地面的上下位置和左右位置的外方部件51的外径面的顶面部、底面部、右面部与左面部上，故可以良好的精度而推算作用于车轮用轴承4上的垂直方向荷载Fz、车辆行进方向荷载Fx、轴向荷载Fy。

垂直方向荷载Fz通过对上下两个传感单元120的输出进行比较的方式而获得，车辆行进方向荷载Fx通过对前后两个传感单元120的输出进行比较的方式而获得。轴向荷载Fy通过对四个传感单元120的输出进行比较的方式而获得。信号处理单元130的上述各荷载Fx、Fy、Fz的运算通过根据借助试验、模拟而求出的值，设定运算式、参数的方式以良好的精度而进行。另外，更具体地说，在上述运算中进行各种的补偿，对于补偿，其说明省略。

上述各传感单元120像比如图10和11的放大俯视图和放大剖视图所示的那样，由形变发生部件121与形变传感器122构成，形变传感器122安装于形变发生部件121上，检测形变发生部件121的形变。形变发生部件121由钢材等的可弹性变形的金属制的厚度小于3mm的薄板件构成，平面大致形状在全长的范围内呈均匀的宽度的带状，在中间的两侧边部具有缺口部121b。另外，形变发生部件121在两端部具有两个接触固定部121a，该两个接触固定部121a经由间隔件123，接触固定于外方部件51的外径面上。形变传感器122贴于相对形变发生部件121的各方向的荷载，形变大的部位。在这里，该部位选择在形变发生部件121的外面侧，由2侧边部的缺口部121b夹持的中间部位，形变传感器122检测缺口部121b的周边的周向的形变。

上述传感单元120按照下述方式设置，该方式为：该形变发生部件121的两个接触固定部121a在外方部件51的轴向，到达相同尺寸的位置，并且两个接触固定部121a到达在圆周方向相互离开的位置，这些接触固定部121a分别经由间隔件123，由螺栓124固定于外方部件51的外径面上。上述各螺栓124分别从开设于接触固定部121a中的在径向贯通的螺栓插孔125穿过间隔件123的螺栓插孔126，与开设于外方部件51的外周部上的螺纹孔127螺合。

通过像这样，经由间隔件123将接触固定部121a固定于外方部件51的外径面上，作为薄板状的形变发生部件121中的具有缺口部121b的中间部位处于与外方部件51的外径面离开的状态，缺口部121b的周边的形变变形容易。设置有接触固定部121a的轴向位置在这里选择位于外方部件51的外侧排的滚动面53的周边的轴向位置。在这里所说的外侧排的滚动面53的周边指从内侧排和外侧排的滚动面53的中间位置到外侧排的滚动面53的形成部的范围。在外方部件51的外径面中的接触固定有上述间隔件123的部位，形成平坦部1b。

形变传感器122可采用各种类型。比如，可通过金属箔应变仪构成形变传感器122。在该场合，通常，实现相对形变发生部件121的粘接固定。另外，可通过厚膜电阻，在形变发生部件121上形成形变传感器122。

图12表示图1、图2的旋转传感器24的一个例子。该旋转传感器24由磁性编码器24a与磁性传感器24b构成，该磁性编码器24a设置于车轮用轴承4中的内方部件52的外周，该磁性传感器24b面对该磁性编码器24a而设置于外方部件51上。磁性编码器24a为环状的部件，在该环状的部件中，沿圆周方向交替地对磁极N、S磁化。在该例子中，磁性传感器24b设置于两排的滚动体55、55之间，但是，也可设置于车轮用轴承4的端部。

如上所述，参照附图，对优选的实施形式进行了说明，但是，如果是本领域的技术人员，在阅读了本申请说明书后，会在显然的范围内容易想到各种变更和修改方式。于是，对于这样的变更和修改方式，应解释为处于根据权利要求书而确定的发明的范围内。

标号的说明：

标号1表示车身；

标号2、3表示车轮；

标号4、5表示车轮用轴承；

标号6表示电动机；

标号7表示减速器；

标号8表示内轮电动机驱动装置；

标号9、10表示电动式的制动器；

标号11表示转向机构；

标号12表示操舵机构；

标号19表示电池；

标号21表示ECU；

标号22表示变频装置；

标号24表示旋转传感器；

标号28表示电源电路部；

标号29表示电动机控制部；

标号31表示变频器；

标号32表示PWM驱动器；

标号33表示电动机驱动控制部；

标号35表示电流检测机构；

标号36表示角度传感器；

标号37表示转矩变化量推算机构；

标号38表示异常对应电动机驱动限制机构；

标号39表示异常报告机构；

标号41表示荷载传感器。

Claims (6)

1.一种电动汽车，该电动汽车包括：驱动车轮的电动机；ECU，该ECU为控制车辆整体的电子控制单元；变频装置，该变频装置具有电源电路部和电动机控制部，该电源电路部具有将电池的直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电的变频器，该电动机控制部按照上述ECU的控制，至少控制上述电源电路部；

在上述变频装置上设置转矩变化量推算机构，该转矩变化量推算机构按照已确定的规则，根据由检测车轮转数的旋转传感器或检测上述电动机的旋转角的角度传感器而获得的转数的变化量、设置于车轮用轴承上的荷载传感器所检测的路面与轮胎之间在车辆行进方向的荷载的变化量、或上述电动机的电流检测机构所检测的电动机电流的变化量，推算转矩变化量，该转矩变化量包括由车轮用轴承、电动机、或介设于电动机和车轮之间的减速器造成的转矩变化。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，在上述变频装置上设置异常对应电动机驱动限制机构，该异常对应电动机驱动限制机构监视通过上述转矩变化量推算机构推算的转矩变化量是否超过阈值，在判定超过上述阈值时，对上述变频装置所输出的电动机转矩指令或电动机电流进行限制。

3.根据权利要求2所述的电动汽车，其中，在上述变频装置上设置异常报告机构，该异常报告机构在通过异常对应电动机驱动限制机构而判定上述转矩变化量超过阈值时，将异常发生信息输出给上述ECU。

4.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，上述电动机构成内轮电动机驱动装置，该内轮电动机驱动装置一部分或整体设置于车轮内部，含有该电动机、车轮用轴承与减速器。

5.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，包括减小上述电动机的旋转速度的上述减速器，该减速器具有6以上的高减速比。

6.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，包括减小上述电动机的旋转速度的上述减速器，该减速器为摆线减速器。

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