CN103415992B - 电动汽车 - Google Patents

Abstract

本发明的课题在于提供一种电动汽车，其不会骤然地妨碍车辆的运转，并对电动机进行温度管理，能快速地进行恰当的应对处理。该电动汽车包括：驱动车轮(2)的电动机(6)；控制装置，该控制装置包括控制该电动机(6)的变频器(31)。设置温度传感器(Sma(Sia))，该温度传感器检测上述电动机(6)的电动机线圈(78)的温度Tmc或上述变频器(31)的温度Tic，设置限制机构(95(102))，该限制机构在通过该温度传感器(Sma(Sia))检测的温度Tmc(Tic)超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值时，在通过时间t对该温度Tmc(Tic)进行微分的dTmc/dt(dTic/dt)为0以下为止，降低电动机(6)的电流值、或对提供给变频器(31)的电流指令进行限制。

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2011-039854；申请日为2011年2月25日、申请号为日本特愿2011-039855的优先权，通过参照其整体，将其作为本申请的一部分的内容而引用。

技术领域

本发明涉及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的电动汽车。

背景技术

在电动汽车中，车辆驱动用的电动机的性能降低、故障对行驶性与安全性造成较大影响。由此，为了在有限的电池容量条件下提高续航距离，采用IPM型的电动机(埋入磁铁型同步电动机)，该IPM型的电动机使用了具有高效率性能的钕类磁铁。

另外，在电动汽车中，一般采用同步型的电动机、感应型的电动机，通过变频器将电池的直流电转换为交流电，进行电动机的驱动。变频器主要由多个半导体开关元件构成，但是由于流过电动机驱动用的大电流，故发热量大。在半导体开关元件中，由于温度导致的特性变化大，另外由于有时会因过热而损伤，故一般在变频器中设置冷却机构。

此外，在过去人们提出下述的方案，其中，在内轮电动机驱动装置中，为了确保可靠性，测定车轮用轴承、减速器与电动机等的温度，监视过度负荷，对应于温度测定值进行电动机的驱动电流的限制、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：日本特开2008-168790号公报

发明内容

发明要解决的课题

在电动汽车中，车辆的行驶条件不断变化，电动机转数、以及流过电动机线圈的电流均大幅度地变化。特别是，在内轮型的电动汽车中，由于电动机设置于悬架的弹簧的底侧，即弹簧下，故持续处于被施加振动状态等的电动机处于严酷的环境条件下。在于这样的恶劣环境下，于坡道等处连续地在高转矩产生状态运转的场合，电动机温度上升，使电动机线圈的绝缘性能劣化的可能性也高。为了进行车辆的安全行驶运转，对电动机进行温度管理是重要的。

另外，在电动汽车的变频器中，像前述那样设置冷却机构，在通常的驾驶的场合防止过度升温，但是，在坡道等处连续地在高转矩产生状态运转的场合，由于所流过的电流大，故具有因过热而特性改变、损伤的危险。变频器的特性变化、损伤导致电动机驱动的控制特性产生变化或者电动机无法驱动。

像上述那样，在内轮电动机驱动装置中，在测定电动机温度或变频器温度、监视过度负荷、限制电动机的驱动电流的场合，具有骤然地妨碍车辆的运转的危险。

本发明的目的在于提供一种电动汽车，其不会骤然地妨碍车辆的运转，可对电动机进行温度管理，另外可防止变频器的过热造成的特性变化和损伤、防止电动机驱动的控制特性的变化、防止电动机无法驱动的情况，快速地进行恰当的应对处理。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；控制装置U1，该控制装置U1包括控制该电动机6的变频器31，在上述电动机6的电动机线圈78或上述变频器31上设置温度传感器Sma(Sia)，该温度传感器Sma(Sia)检测上述电动机线圈78的温度Tmc或上述变频器31的温度Tic，设置限制机构，该限制机构在通过该温度传感器Sma(Sia)检测的温度Tmc(Tic)超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值时，在通过时间t对该温度Tmc(Tic)进行微分的dTmc/dt(dTic/dt)为0以下为止，在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，降低上述电动机6的电流值，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，对提供给上述变频器31的电流指令进行限制。在此，上述限制机构为电动机电流降低机构95或变频限制机构102。

按照该方案，温度传感器Sma持续检测电动机6的电动机线圈78的温度Tmc，温度传感器Sia持续检测变频器31的温度Tic。比如，在于坡道等处连续在高转矩产生状态使电动汽车运转的场合，电动机线圈78和变频器31的温度Tmc(Tic)上升。限制机构判断所检测的温度Tmc(Tic)是否超过已确定的阈值。

在限制机构为电动机电流降低机构95的场合，电动机电流降低机构95在判定温度Tmc超过电动机线圈温度阈值时，进行降低电动机6的电流值的控制。然后，在识别到温度Tmc变化的程度为0以下的倾向时，即，如果温度上升率dTmc/dt为0以下，则不等待温度Tmc本身下降到规定值，解除降低电动机电流的控制，由此，防止电动机6的骤然的驱动限制。

由于电动机电流降低机构95的控制解除，即使在电动机线圈78的温度Tmc开始上升的情况下，如果此时温度Tmc为电动机线圈温度阈值以上的温度，则再次进行降低电动机6的电流值的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除降低电动机电流的控制，故可确实防止过度负荷。

在限制机构为变频限制机构102的场合，变频限制机构102判断所检测的温度Tic是否超过已确定的变频器温度阈值。变频限制机构102在判定温度Tic超过变频器温度阈值时，对提供给变频器31的电流指令进行限制。具体来说，进行改变占空比和脉冲数中的任意一者或两者的控制。比如，表示相对切换周期的脉冲为ON时间的上述占空比小于已设定的占空比，降低电压实效值，切换周期为同一周期时产生不等幅脉冲，由此可对提供给变频器31的电流指令进行限制。

然后，在识别到温度Tic变化的程度为0以下的倾向时，即如果温度上升率dTic/dt为0以下，由于不等待温度Tic本身降低到规定值，解除对变频器31的电流指令进行限制的控制，故没有过于降低电动机电流，防止电动机6的骤然的驱动限制。由于变频限制机构102的控制解除，即使在变频器31的温度Tic开始上升的情况下，如果此时温度Tic为变频器温度阈值以上的温度，则再次进行限制向变频器31的电流指令的控制。另外，如果温度上升率小于0，由于对变频器31的电流指令进行限制的控制被解除，故可确实防止过度负荷。于是，可防止变频器31的过热造成的特性变化和损伤、可防止电动机驱动的控制特性的变化、电动机无法驱动的情况。

上述控制装置U1也可包括ECU21和变频装置22，该ECU21为对车辆整体进行控制的电子控制单元，该变频装置22包括：具有上述变频器31的电源电路部28和按照上述ECU21的控制而至少对上述电源电路部28进行控制的电动机控制部29，上述变频器将电池的直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电。

也可将上述限制机构95(102)设置于上述电动机控制部29中，该限制机构95(102)包括判断部39(39A)和控制部40(40A)，该判断部39(39A)判断通过上述温度传感器Sma(Sia)检测的温度Tmc(Tic)是否超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值，该控制部40(40A)在判定所检测的温度Tmc(Tic)超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，将指令输出给电源电路部28，上述指令在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，为降低上述电动机6的电流值的指令，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，为对提供给上述变频器31的电流指令进行限制的指令。

在作为上述限制机构的电动机电流降低机构95或变频限制机构102设置于变频装置22的电动机控制部29中的场合，由于在接近电动机6的部位，进行检测温度的判断等，故对于布线是有利的，与设置于ECU21上的场合相比较，可进行快速的控制，可快速地避免车辆行驶方面的问题。另外可减轻因高功能化而变得复杂化的ECU21的负担。

还可在上述变频装置22中设置有异常报告机构41，该异常报告机构41在通过上述判断部39(39A)而判定上述所检测的温度超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，在上述温度传感器Sma设置于上述电动机线圈78上的场合，将电动机6的异常报告输出给上述ECU21，在上述温度传感器Sia设置于上述变频器31中的场合，将变频器31的异常报告输出。由于ECU21为从总体对车辆整体进行控制的装置，故在通过变频装置22中的电动机电流降低机构95检测电动机线圈78的异常或通过变频控制机构102检测变频器31的异常时，将电动机6或变频器31的异常报告输出给ECU21，由此，通过ECU21进行车辆整体的恰当的控制。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，在变频装置22的应急的控制后，通过ECU21还可对驱动进行此后的更加恰当的控制。根据情况，也可将电动机电流降低机构95和变频器控制机构102均设置于上述ECU21内部。

上述电动机6也可构成内轮电动机驱动装置8，该内轮电动机驱动装置8的一部分或整体设置于车轮2内部，具有上述电动机6、车轮用轴承4、减速器7。在内轮电动机驱动装置8的场合，作为谋求紧凑化的结果，对于车轮用轴承4、减速器7以及电动机6，由于伴随有材料使用量的削减和电动机6的高速旋转化，故它们的可靠性的确保成为重要的课题。特别是，由于检测电动机线圈78的温度、持续监视电动机线圈78的异常比如绝缘性能劣化等，可进行适当降低电动机6的电流值的控制。不但如此，或代替该方式检测变频器31的温度、持续监视变频器31的过热造成的异常比如，半导体开关元件过热造成的热失控等，由此可进行适当限制提供给变频器31的电流指令的控制。

还可包括减小上述电动机6的旋转速度的减速器7，该减速器7也可为摆线减速器。在减速器7为摆线减速器、减速比较高而为比如1/6以上的场合，可谋求电动机6的小型化，谋求装置的紧凑化。在减速比高的场合，电动机6采用高速旋转的类型。在电动机6为高速旋转状态时，由于可防止变频器31的特性变化、损伤、可防止电动机驱动的控制特性的变化、防止电动机无法驱动，故可避免车辆突然地陷入无法行驶的状态的情况。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个方案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。

图1为通过平面表示本发明第1实施方式的电动汽车的构思方案的方框图；

图2为该电动汽车的变频装置等的构思方案的方框图；

图3为该电动汽车的控制系统的方框图；

图4(A)和图4(B)为表示该电动汽车的电动机的电动机线圈的温度和时间的关系的特性图；

图5为该电动汽车中的内轮电动机驱动装置的剖面主视图；

图6为构成沿图5中的VI-VI的剖面的电动机部分的纵向剖视图；

图7为构成沿图5中的VII-VII的剖面的减速器部分的纵向剖视图；

图8为图7的部分放大剖视图；

图9为本发明第2实施方式的电动汽车的ECU等的构思方案的方框图；

图10为本发明第3实施方式的电动汽车的变频装置等的构思方案的方框图；

图11为该电动汽车的控制系统的方框图；

图12(A)和图12(B)为该电动汽车的变频器的温度和时间的关系的特性图；

图13为本发明第4实施方式的电动汽车的ECU等的构思方案的方框图。

具体实施方式

下面参照图1～8对本发明第1实施方式的电动汽车进行说明。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为从动轮的操舵轮。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，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而直接对车轮2进行旋转驱动。在各车轮2、3上设置电动式的制动器9、10。

作为构成左右的前轮的操舵轮的车轮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，通过操舵机构12的指令驱动EPS(电动助力转向)电动机13，经由旋转直线运动变换机构(图中未示出)，使转向机构11左右移动。转向角通过转向角传感器15而检测，该传感器输出为输出给ECU21，该信息用于左右轮的加速、减速指令等。

像图5所示的那样，在内轮电动机驱动装置8中，减速器7介设于车轮用轴承4和电动机6之间，将车轮2(图2)的轮毂和电动机6(图5)的旋转输出轴74连接于同轴心上，该车轮2是通过车轮用轴承4支承的驱动轮。减速器7可为减速比为1/6以上的类型。该减速器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，在本说明书中，在安装于车辆上的状态，将车辆的车宽方向的靠近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、多排滚动体55构成，在外方部件51的内周上形成多排的滚动面53，在内方部件52的外周上形成与各滚动面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，各滚动面53、54按照滚珠接触角在背面对合的方式形成。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，开设有轮毂螺栓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。

电动机6为径向间隙型的IPM电动机(即，埋入型磁铁同步电动机)，在该电动机中，在固定于圆筒状的电动机外壳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。

图6为电动机的纵向剖视图(图5的VI-VI剖面)。电动机6的转子75由通过软质磁性材料形成的铁芯部79和永久磁铁80构成，该永久磁铁80内置于该铁芯部79内部。在永久磁铁80中，邻接的两个永久磁铁按照其截面呈V字状对合的方式排列于转子铁芯部79内的同一圆周上。永久磁铁80采用钕类磁铁。定子73由通过软质磁性体形成的定子铁芯部77和线圈78构成。铁芯部77的外周面呈截面为圆形的环状，在铁芯部77的内周面上向内径侧突出的多个齿77a在圆周方向并列而形成。线圈78卷绕于定子铁芯部77的上述各齿77a上。

像图5所示的那样，在电动机6中设置角度传感器36，该角度传感器36检测电动机定子73和电动机转子75之间的相对旋转角度。角度传感器36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，按照比如在径向面对上述被检测部70a的方式而接近设置。被检测部70a和检测部70b也可在轴向面对而接近设置。角度传感器36还可为旋转变压器。在该电动机6中，为了其效率的最大化，故根据角度传感器36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、各种传感器系统的布线、指令系统的布线通过设置于电动机外壳72等的连接器99集中而实施。

减速器7像上述那样为摆线减速器，像图7那样，由外形呈坡度小的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。在外周侧对上述各曲线板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，旋转输入轴82通过2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，以旋转运动的方式传递给内方部件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1/10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，为了抵消各曲线板84a、84b的偏心运动造成的振动，安装平衡块91，该平衡块91向与各偏心部82a、82b的偏心方向相反的方向偏心。

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，可将各曲线板84a、84b的偏心运动流畅地以旋转运动的方式传递给内方部件52。

在图5中，该内轮电动机驱动装置8的车轮用轴承4在减速器7的外壳83b或电动机6的外壳72的外周部，经由转向节等的悬架装置(图中未示出)而固定于车身上。

对控制系统进行说明。像图1所示的那样，控制装置U1包括作为进行汽车整体的控制的电子控制单元的ECU21以及按照该ECU21的指令进行行驶用的电动机6的控制的变频装置22。上述ECU21、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。

如果从功能类别而分类，ECU21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，将其输出给变频装置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，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。

ECU21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、安全气囊等，在这里，作为代表，以一个方块的方式示出。

制动控制器23为按照从ECU21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ECU21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ECU21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。

变频装置22由对各电动机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而构成。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等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。

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，上述加速减速指令是从作为上级控制机构的ECU提供的转矩指令等得到。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中设置下述的电动机电流降低机构95和异常报告机构41，在ECU21中设置异常显示机构42。另外，在电动机6中设置温度传感器Sma，该温度传感器Sma检测该电动机线圈78(图5)的温度Tmc。

电动机电流降低机构95降低电动机6的电流值。该电动机电流降低机构95在通过上述温度传感器Sma检测的电动机线圈78的温度Tmc超过已确定的电动机线圈温度阈值时，降低电动机6的电流值，直至通过时间t对该温度Tmc进行微分的dTmc/dt为0以下。具体来说，电动机电流降低机构95包括判断部39和控制部40。

上述温度传感器Sma采用比如热敏电阻。该热敏电阻接触而固定于电动机线圈78上，由此，可检测电动机线圈78的温度Tmc。在本例子中，像图2和图3所示的那样，通过热敏电阻检测出的检测值通过放大器Ap而放大，其放大值由判断部39而判断。

判断部39持续判断通过温度传感器Sma检测的温度Tmc是否超过已确定的电动机线圈温度阈值。上述阈值通过比如实验、模拟等，根据使电动机线圈产生绝缘性能劣化的电动机线圈78的温度和时间的关系而适当求出。关于电动机线圈78是否产生绝缘性能劣化，可将与外加于电动机6上的电动机外加电压相对应的电动机电流值，和没有产生绝缘性能劣化的基准值进行比较而判断。另外，电动机外加电压通过设置于电流检测机构35的后级等处的图中未示出的电压传感器而获得，电动机电流值通过电流检测机构35而获得。已求出的电动机线圈温度阈值以表格的形式，以可改写的方式存储于图中未示出的存储机构中。

控制部40在判定所检测的电动机线圈78的温度Tmc超过已确定的电动机线圈温度阈值时，按照降低电动机6的电流值的方式，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。电动机电流的降低既可按照相对当前的电流而确定的比例(比如，90%)而降低，还可仅仅以确定的值而降低。然后，在识别到温度Tmc变化的程度在0以下的征兆时，即，如果作为温度上升率的dTmc/dt在0以下，不等待温度Tmc本身下降到规定值，解除降低电动机电流的控制。由此，防止电动机6的骤然的驱动限制。上述dTmc/dt在0以下这一点与任意的微小时间的温度Tmc的斜率为0以下同义。电动机线圈78的温度没有骤然降低，如果降低电动机电流直至温度降低到某程度，那么因电动机6的紧急的驱动限制，有时会妨碍车辆的运转，但是，像上述那样，获取温度降低的征兆，解除电流限制，由此，避免电动机6的骤然的驱动限制导致的问题。

由于电动机电流降低机构95的控制解除，即使在电动机线圈78的温度Tmc开始上升，如果此时温度Tmc为电动机线圈温度阈值以上的温度，则再次进行降低电动机6的电流值的控制。由此，在温度上升率为0以下时，即使在解除降低电动机电流的控制的情况下，可确实防止过大负荷。具体来说，图4(A)和图4(B)为分别表示该电动汽车的电动机6的电动机线圈78的温度Tmc和时间t的关系的特性图。

在图4(A)中，在电动机线圈78的温度Tmc为上升时间t1时，判断部39判定电动机线圈78的温度Tmc超过电动机线圈温度阈值Ema。控制部40接收该判断结果，按照降低电动机6的电流值的方式，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。电动机驱动控制部33按照从控制部40提供的指令，将电流指令提供给电源电路部28的PWM驱动器32。电源电路部28降低供给电动机6的电流。

在时间t2，温度上升率dTmc/dt为“0”(温度Tmc一定)，由此，控制部40解除降低电动机6的电流值的控制。在图4(A)的例子中，由于在时间t2以后，作为温度上升率的dTmc/dt为负值(温度Tmc降低)，故即使在电动机温度Tmc为电动机线圈温度阈值Ema以上的情况下，不等待温度Tmc本身下降到电动机线圈温度阈值Ema，控制部40解除降低电动机电流的控制。

同样在图4(B)中，在时间t1时，控制部40接收判断部39的判断结果，为了降低电动机6的电流值，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。在时间t2后，由于来自电动机电流降低机构95的控制解除，即使在电动机线圈78的温度Tmc开始上升的情况下，如果判定在时间t3温度Tmc为电动机线圈温度阈值以上的温度，则控制部40再次进行降低电动机6的电流值的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除降低电动机电流值的控制，故可确实防止过大负荷。

像图2所示的那样，异常报告机构41为下述机构，即，在通过判断部39而判定温度Tmc超过电动机线圈温度阈值时，将异常发生信息输出给ECU21。

设置于ECU21中的异常显示机构42为接收从异常报告机构41输出的电动机6的异常发生信息，在驾驶席的显示装置27中进行告知异常的显示的机构。该显示装置27的显示为字符、记号的显示，比如图标的显示。

对作用效果进行说明。按照本方案，温度传感器Sma持续检测电动机线圈78的温度Tmc。比如，在于坡道等处连续地在高转矩产生状态驾驶电动汽车的场合，电动机线圈78的温度Tmc上升。判断部39判断已检测的温度Tmc是否超过已确定的电动机线圈温度阈值，在判定为超过时，控制部40按照降低电动机6的电流值的方式对电源电路部28给出指令。然后，在识别出温度Tmc下降的程度为0以下的倾向时，即，如果温度上升率dTmc/dt为0以下，由于不等待温度Tmc本身降低到规定值而解除降低电动机电流的控制，故防止电动机6的骤然的驱动限制。

由于电动机电流降低机构95的控制解除，即使在电动机线圈78的温度Tmc开始上升的情况下，如果此时温度Tmc为电动机线圈温度阈值以上的温度，则再次进行降低电动机6的电流值的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除降低电动机电流值的控制，故可确实防止过度负荷。

由于电动机电流降低机构95设置于变频装置22的电动机控制部29上，在接近电动机6的部位进行检测温度的判断等，故对于布线是有利的。与设置于ECU21上的场合相比较，可进行快速的控制，可快速地避免车辆行驶方面的问题。另外可减轻因高功能化而变得复杂化的ECU21的负担。

由于ECU21为从整体上控制车辆整体的装置，故在通过变频装置22中的电动机电流降低机构95而检测到电动机线圈78的异常时，将电动机6的异常报告输出给ECU21，由此，通过ECU21进行车辆整体的恰当的控制。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ECU21进行此后的驱动的更加恰当的控制。

另外，在内轮电动机驱动装置8的场合，作为谋求紧凑化的结果，对于车轮用轴承4、减速器7以及电动机6，由于伴随有材料使用量的削减，电动机6的高速旋转化，故它们的可靠性的确保成为重要的课题。特别是，可通过检测电动机线圈78的温度、持续监视电动机线圈78的异常比如绝缘性能劣化等，可进行适当地降低电动机6的电流值的控制。

在内轮电动机驱动装置8中的减速器7为摆线减速器，减速比按照比如，1/6以上的较高程度的场合，可谋求电动机6的小型化、可谋求装置的紧凑化。在减速比高的场合，电动机6采用高速旋转的类型。在电动机6处于高速旋转状态时，可在早期检测电动机6的电动机线圈78的绝缘劣化等的异常，快速地进行恰当的应对处理。

在降低电动机6的电流时，降低电动机电流的已确定的比例既可为比如就每个经过时间，每次按照电动机电流值的整体的数个%而降低，还可暂时增加就每个经过时间而降低电动机电流值的比例。也可像图9所示的第2实施方式的电动汽车那样，将电动机电流降低机构95设置于作为对车辆整体进行控制的电子控制单元的ECU21上。

下面对本发明的第3和第4实施方式的电动汽车进行说明。在下述的说明中，对于对应于通过借助各方式在前面进行的方式而说明的事项相对应的部分，采用同一标号，省略重复的说明。在仅仅说明方案的一部分的场合，方案的其它的部分与在先说明的方式相同。不仅对于在实施的各方式中具体说明的部分的组合是可能的，而且特别是如果组合中没有障碍，则也可部分地将实施方式之间组合。

首先，通过图10所示的方框图，对本发明的第3实施方式的电动汽车的变频装置等的构思方案进行说明。在本实施方式中，在电动机控制部29中，设置下述的变频限制机构102、异常报告机构41，在ECU21中设置异常显示机构42。另外，在变频器31中，设置检测该变频器31的温度Tic的温度传感器Sia。变频限制机构102对提供给变频器31的电流指令进行限制。该变频限制机构102在通过该温度传感器Sia而检测出的变频器31的温度Tic超过已确定的变频器温度阈值时，对提供给变频器31的电流指令进行限制，直至通过时间t对该温度Tic进行微分的dTic/dt为0以下。具体来说，变频限制机构102包括判断部39A和控制部40A。

上述温度传感器Sia采用比如热敏电阻。通过将该热敏电阻固定于安装有多个半导体开关元件的基板上，可检测变频器31的温度Tic。另外，也可将热敏电阻固定于半导体开关元件本身上。在本例子中，像图10和图11所示的那样，通过热敏电阻检测的检测值通过放大器Ap而放大，该放大值通过判断部39A而判断。

判断部39A持续判断通过温度传感器Sia而检测的温度Tic是否超过已确定的变频器温度阈值。上述阈值也可为所采用的半导体开关元件的动作保证温度，比如通过实验、模拟等，根据产生变频器31的特性变化的变频器31的温度和时间的关系而适当求出。已求出的变频器温度阈值作为表格，通过可改写的方式存储于图中未示出的存储机构中。

控制部40A在判定所检测的变频器31的温度Tic超过已确定的变频器温度阈值时，按照对提供给变频器31的电流指令进行限制的方式，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。上述电动机驱动控制部33按照来自ECU21的加速减速指令，转换为电流指令，将电流指令提供给PWM驱动器32，但是接收来自上述控制部40A的指令，对上述电流指令进行限制。

具体来说，控制部40A进行变更占空比和脉冲数中的任意一个或两者的控制。比如，表示相对开关周期的脉冲的ON时间的上述占空比比已设定的占空比低数十个百分比，降低电压实效值，或开关周期为同一周期，产生不等幅脉冲，由此，可对提供给变频器31的电流指令进行限制。

然后，在识别到温度Tic变化的程度为0以下的征兆时，即，如果温度上升率dTic/dt为0以下，则不等待温度Tic本身下降到规定值，解除限制变频器31的电流指令的控制，由此，不过于降低电动机电流，防止电动机6的骤然的驱动限制。上述dTic/dt为0以下与任意的微小时间的温度Tic的斜率为0以下同义。

变频器31的温度不骤然地下降，对变频器31的电流指令进行限制，直至温度下降到某程度，如果降低电动机电流，则因电动机6的骤然的驱动限制有时会妨碍车辆的运转，但是，通过像上述那样，获取温度降低的征兆，解除限制变频器31的电流指令的控制，故解除流过电动机6的电动机电流的限制，由此，还避免电动机6的骤然驱动限制的问题。

由于变频限制机构102的控制解除，即使在变频器31的温度Tic开始上升的情况下，如果此时温度Tic为变频器温度阈值以上的温度，则再次进行限制变频器31的电流指令的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除限制变频器31的电流指令的控制，故可确实防止过度负荷。于是，可防止由变频器31的过热造成的特性变化和损伤，可防止电动机驱动的控制特性的变化、电动机无法驱动的情况。具体来说，图12(A)和图12(B)为分别表示该电动汽车的变频器31的温度Tic和时间t的关系的特性图。

在图12(A)中，在变频器31的温度Tic为上升时间t1时，判断部39A判定变频器31的温度Tic超过变频器温度阈值Eia。控制部40A接收该判断结果，按照限制向变频器31的电流指令的方式，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。电动机驱动控制部33按照由控制部40A提供的指令，将电流指令提供给电源电路部28的PWM驱动器32。电源电路部28降低供给电动机6的电流。

在时间t2，上述温度上升率dTic/dt为“0”(温度Tic是一定的)，由此，控制部40A解除限制向变频器31的电流指令的控制。在图12(A)的例子中，由于在时间t2以后dTic/dt为负(温度Tic降低)，故即使在变频器温度Tic为变频器温度阈值Eia以上的情况下，不等待温度Tic本身下降到变频器温度阈值Eia，控制部40A解除限制电流指令的控制。

同样在图12(B)中，在时间t1时，控制部40A接收判断部39A的判断结果，按照限制变频器31的电流指令的方式，经由电动机驱动控制部33对电源电路部28给出指令。在时间t2以后，由于来自变频限制机构102的控制解除，即使在变频器31的温度Tic开始上升的情况下，如果判定在时间t3温度Tic为变频器温度阈值以上的温度，控制部40A再次进行限制向变频器31的电流指令的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除限制向变频器31的电流指令的控制，故可确实防止过度负荷。

对作用效果进行说明。按照该方案，温度传感器Sia持续检测变频器31的温度Tic。比如，在于坡道等处连续地在高转矩产生状态驾驶电动汽车的场合，变频器31的温度Tic上升，并且电动机线圈78的温度上升。判断部39A判断已检测的温度Tic是否超过已确定的变频器温度阈值，在判定为超过时，控制部40A按照对提供给变频器31的电流指令进行限制的方式对电源电路部28给出指令。然后，在识别温度Tic下降的程度为0以下的倾向时，即，如果温度上升率dTic/dt为0以下时，由于不等待温度Tic本身降低到规定值，解除限制向变频器31的电流指令的控制，故没有过于降低电动机电流，防止电动机6的骤然的驱动限制。

由于变频限制机构102的限制解除，即使在变频器31的温度Tic开始上升的情况下，如果此时温度Tic为变频器温度阈值以上的温度，则再次进行限制向变频器31的电流指令的控制。另外，如果温度上升率为0以下，由于解除限制向变频器31的电流指令的控制，故可确实防止过度负荷。于是，可防止变频器31的过热导致的特性变化和损伤、防止电动机驱动的控制特性的变化、电动机不能驱动的情况。

由于变频限制机构102设置于变频装置22的电动机控制部29中，故在接近电动机6的部位可进行检测温度的判断等，从布线上是有利的。与设置于ECU21上的场合相比较，可进行快速的控制、可快速避免车辆行驶方面的问题。另外，可减轻因高功能化而变得复杂化的ECU21的负担。

由于ECU21为从总体上控制车辆整体的装置，故通过变频装置22的变频限制机构102，在检测到变频器31的温度异常时，将变频器31的异常报告输出给ECU21，由此，通过ECU21可进行车辆整体的恰当的控制。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，也可在变频装置22的应急的控制后，通过ECU21进行此后的驱动的更加恰当的控制。

另外，检测变频器31的温度；持续监视变频器31的异常，比如半导体开关元件过热造成的热失控等，由此，可进行恰当地限制提供给变频器31的电流指令的控制。

此外，由于电动机6在高速旋转状态时，防止变频器31的特性变化、损伤，可防止电动机驱动的控制特性的变化、电动机无法驱动，故可避免车辆突然地陷于无法行驶的状态的情况。

也可像与图9相对应的图13所示的第4实施方式的电动汽车那样，将变频限制机构102设置于作为对车辆整体进行控制的电子控制单元的ECU21中。

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，观看本申请说明书，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，应被解释为根据权利要求书而确定的发明的范围内。

标号的说明：

标号2表示车轮；

标号4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19表示电池；

标号21表示ECU；

标号22表示变频装置；

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39表示电动机电流降低机构的判断部；

标号39A表示变频限制机构的判断部；

标号40表示电动机电流降低机构的控制部；

标号40A表示变频限制机构的控制部；

标号41表示异常报告机构；

标号78表示电动机线圈；

标号95表示电动机电流降低机构；

标号102表示变频限制机构；

Sma表示检测电动机的温度的温度传感器；

Sia表示检测变频器的温度的温度传感器；

U1表示控制装置。

Claims (6)

1.一种电动汽车，该电动汽车包括：

驱动车轮的电动机；

控制装置，该控制装置包括控制该电动机的变频器，其特征在于，

在上述电动机的电动机线圈或上述变频器中设置温度传感器，该温度传感器检测上述电动机线圈的温度Tmc或上述变频器的温度Tic，设置限制机构，该限制机构在通过该温度传感器检测的温度Tmc或Tic在电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值以上时，在通过时间t对该温度Tmc或Tic进行微分的dTmc/dt或dTic/dt为0以下为止，在上述温度传感器设置于上述电动机线圈上的场合，降低上述电动机的电流值，在上述温度传感器设置于上述变频器中的场合，对提供给上述变频器的电流指令进行限制，在上述dTmc/dt或上述dTic/dt为0以下时，解除上述电动机的电流值的降低或解除提供给上述变频器的电流指令的限制。

2.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，上述控制装置包括ECU和变频装置，该ECU为对车辆整体进行控制的电子控制单元，该变频装置包括：具有上述变频器的电源电路部和按照上述ECU的控制而至少对上述电源电路部进行控制的电动机控制部，上述变频器将电池的直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电。

3.根据权利要求2所述的电动汽车，其中，上述限制机构设置于上述电动机控制部中，该限制机构包括判断部和控制部，该判断部判断通过上述温度传感器检测出的温度是否超过电动机线圈温度阈值或变频器温度阈值，该控制部在判定所检测的温度超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，将指令输出给电源电路部，上述指令在上述温度传感器设置于上述电动机线圈上的场合，为降低上述电动机的电流值的指令，在上述温度传感器设置于上述变频器中的场合，为对提供给上述变频器的电流指令进行限制的指令。

4.根据权利要求3所述的电动汽车，其中，在上述变频装置中设置有异常报告机构，该异常报告机构在通过上述判断部而判定上述所检测的温度超过上述电动机线圈温度阈值或上述变频器温度阈值时，在上述温度传感器设置于上述电动机线圈上的场合，将电动机的异常报告输出给上述ECU，在上述温度传感器设置于上述变频器中的场合，将变频器的异常报告输出给上述ECU。

5.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的一部分或整体设置于车轮内部，包括上述电动机、车轮用轴承、减速器。

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