CN103946060B - 电动车辆控制装置 - Google Patents

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Abstract

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)。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W＝k1×R×Tt/m/r2(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。

Description

电动车辆控制装置
相关申请
本申请要求申请日为2011年11月24日、申请号为JP特愿2011—256141的申请；以及申请日为2011年12月1日、申请号为JP特愿2011—263401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
本发明涉及电池驱动、燃料电池驱动等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
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。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：JP特开2008—172935号公报
发明内容
发明要解决的课题
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。
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。
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。
解决课题用的技术方案
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(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：
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；
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、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：
(1)W＝k1×R×Tt/m/r2
其中，k1表示常数，在1～2范围内的任意值，
(2)W＝k2×R×Tt/m/r2+mg×sin(a)/m/r
其中，k2表示常数，在1～2范围内的任意值，g表示重力的加速度，
(3)W＝k3×R×Tt/m/r2+mg×sin(a1)/m/r
其中，k3表示常数，在1～2范围内的任意值，
(4)W＝k4×R×Tmaxt/m/r2
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1～2范围内的任意值，
(5)W＝k5×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(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1～2范围内的任意值，g表示重力的加速度；
(6)W＝k6×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(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1～2范围内的任意值；
滑移对应控制机构(38)，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/s2)(在下面相同)。
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(电动机的总驱动转矩Tt)×(减速比R)，即，Tt×R。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Tt×R除以轮胎半径r而得到的值，即，Tt×R×1/r。根据F＝mα的关系，理论上的加速度α＝F/m，即，Tt×R×1/r×1/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α除以轮胎半径r，则得到Tt×R×1/r×1/m×1/r，如果整理，则为R×Tt/m/r2。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响或允许某程度的滑移用的系数。
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1～2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。
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。
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“mg×sin(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“mg×sin(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。
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“mg×sin(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。
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。
同样在采用式(5)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，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“mg×sin(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。
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，将作为因车辆爬坡角度(a)而影响的加速度成分“mg×sin(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。
还可在本发明中，上述电动机(6)为分别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。
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。
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)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。
也可在本发明中，还设置有角加速度检测机构(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。
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。
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。
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。
还可在本发明中，上述滑移对应控制机构(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。
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。
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。
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。
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；
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；
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；
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；
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；
图4B为该电动汽车的爬坡时的作用力的说明图；
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；
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；
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为通过俯视图而表示本发明的第2实施方式的电动车辆的构思方案的方框图；
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；
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；
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；
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；
图14为该电动车辆中的传感单元的放大俯视图；
图15为该传感单元的剖视图。
具体实施方式
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动器9、10。
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。
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。
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。
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。
制动控制器23为按照从ECU21输出的制动指令，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。
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，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。
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。
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，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，通过矢量控制等方式而进行与转子转角相对应的控制。
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。
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。
角加速度监视机构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/s2)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，
W＝k2×R×Tt/m/r2+mg×sin(a)/m/r(2)
其中，k2为常数(在1～2的范围内的任意的值)，g为重力加速度。
上述车辆爬坡角度a在下坡的场合为负值。
各量的单位为Tt(Nm)、m(kg)、r(m)、a(rad)、W(rad/s2)(在下面相同)。
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，
W＝k1×R×Tt/m/r2(1)
其中，k1为常数(在1～2的范围内的任意的值)
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。
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。
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、对应于滑移而减少转矩的消息等的显示。
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。
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Tt×R。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Tt×R除以轮胎半径r的值，即Tt×R×1/r。理论上的加速度α根据F＝mα的关系，为α＝F/m，即Tt×R×1/r×1/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α除以轮胎半径r，得到Tt×R×1/r×1/m×1/r，如果进行整理，则为R×Tt/m/r2。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)。
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α(rad)而产生的车辆质量m的力“mg×sin(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，为“mg×sin(a)/m/r”。
于是，在于坡道上行驶时，在检测到超过通过式(2)：
W＝k2×R×Tt/m/r2+mg×sin(a)/m/r(2)
所确定的允许角加速度W的角加速度的场合，可推算出产生滑移。
另外，在于坡道上行驶的场合，由于作为因车辆爬坡角度a而影响的加速度成分的“mg×sin(a)/m/r”的值为零，故采用式(2)，由此无论平地、坡道均可进行滑移的推算。
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是指用于允许某程度的滑移等的系数k2与像上述那样求出的理论上的加速度w相乘而得到的值。如果判定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，在滑移发生时减少驱动转矩6，可防止滑移发生造成的异常转矩的增加，进行稳定的行驶。如果上述k1、k2为1，则即使在稍稍的滑移的情况下就减少转矩，故必须要求该系数为1以上，如果过大而为2以上，由于无法获得防止滑移、异常转矩增加的防止的实际效果，故可根据试验、模拟等方式在1～2的范围内确定为合适值。
按照该方案，像上述那样，无论平地、坡道均可进行角加速度监视机构37的适合的滑移判断，减少滑移发生造成的异常转矩的增加防止用的转矩。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，故可以良好的精度进行与爬坡角度a相对应的滑移判断。
此外，在上述实施方式中，通过爬坡角度检测机构41检测而控制实际的爬坡角度a，但是也可不采用爬坡角度检测机构41，使用作为考虑爬坡角度的影响的车辆规格而设定的最大的车辆爬坡角度a1。即，在角加速度监视机构37针对车辆的规格而设定的最大的车辆爬坡角度为a1的场合，也可监视上述车轮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在通过下述式(3)而计算的允许角加速度W以下，
W＝k3×R×Tt/m/r2+mg×sin(a1)/m/r(3)
其中，k3为常数(在1～2的范围内的任意的值)。
同样在该方案的场合，将作为通过车辆爬坡角度a而影响的加速度成分的“mg×sin(a)/m/r”的值与平地行驶的场合的加速度成分相加，确定而监视允许角加速度W的值。在该场合，估计作为车辆的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，避免针对滑移而误判断的情况，避免误减少转矩的情况。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。
另外，在上述各实施方式中，将电动机6的实际动作时的驱动转矩用于滑移判断，但是，也可采用电动机6的最大转矩。在该场合，针对车辆爬坡角度，也可采用检测值，还可采用作为车辆的规格而设定的最大的车辆爬坡角度。即，在平地行驶的场合，角加速度监视机构37也可在作为驱动车辆的车轮2的全部电动机6的最大转矩的总和的总最大转矩为Tmaxt的场合，监视上述车轮2的通过上述角加速度检测机构而检测的角加速度是否在通过下述式(4)而计算的允许角加速度W以下，
W＝k4×R×Tmaxt/m/r2(4)
其中，k4为常数(在1～2的范围内的任意值)。
在坡道行驶中，角加速度监视机构37还可监视上述车轮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下述式(5)而计算出的允许角加速度W以下，
W＝k5×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(a)/m/r(5)
其中，k5为常数(在1～2的范围内的任意值)，g为重力的加速度。该场合的角度a为通过爬坡角度检测机构41而检测的车辆爬坡角度。
另外，角加速度监视机构37还可在作为规格而设定的最大的车辆爬坡角度为a1的场合，监视上述车轮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在通过下述式(6)而计算出的允许角加速度W以下，
W＝k6×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(a1)/m/r(6)
其中，k6为常数(在1～2的范围内的任意值)。
在像上述那样，针对求出全部电动机6的转矩的总和，在采用电动机6的最大转矩的场合，与通过实际的驱动转矩而计算的场合相比较，较大程度估计出允许角加速度W，避免过度减少转矩的情况，其中，该转矩用来防止滑移、异常转矩增加。
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。该内轮电动机驱动装置8于车轮用轴承4和电动机6之间介设有减速器7，于同轴心上将车轮2的轮毂和电动机6的旋转输出轴74连接，该车轮2作为通过车轮用轴承4而支承的驱动轮。减速器7为摆线减速器，其为下述的结构，其中在以同轴方式连接于电动机6的旋转输出轴74上的旋转输入轴82上形成偏心部82a、82b，在该偏心部82a、82b上分别经由轴承85，安装有曲线板84a、84b，将曲线板84a、84b的偏心运动作为旋转运动而传递给车轮用轴承4。另外，在本说明书中，将在安装于车身上的状态靠近车辆的车宽度方向的外侧的一侧称为外侧，将靠近车辆的中间的一侧称为内侧。
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，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，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的内周上，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2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。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，以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，按照抵消各曲线板84a、84b的偏心运动造成的振动的方式，安装有平衡块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，将各曲线板84a、84b的偏心运动顺利地以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的筒部上。
电动机定子73由通过软质磁性体形成的定子磁芯部77和线圈78构成，该定子磁芯部77的外周面与电动机外壳72的内周面嵌合，保持于电动机外壳72上。电动机转子75由转子磁芯部79和多个永久磁铁80构成，该转子磁芯部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内置于该转子磁芯部79中。
在电动机6上设置有多个(此处为两个)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。这些角度传感器36为图1、图2的角度传感器36。各角度传感器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，并将其输出；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，角度传感器36采用种类相互不同的类型。
即，比如，一个角度传感器36采用下述的类型，其中，其角度传感器主体70的被检测部70a由磁性编码器构成，另一角度传感器36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。在电动机6中，为了使其效率最大，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的电动机控制部分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，在上述实施方式中，角加速度监视机构37和滑移对应控制机构38设置于变频装置22中，但是这些机构37、38也可设置于ECU21中。
根据图9～图15，对本发明的第2实施方式进行说明。在这些附图中，与表示第1实施方式的图1～图8相同或相当的部分采用同一标号，其具体的说明省略。在表示第2实施方式的图9中，与图1的不同点在于，图1中的ECU21内的转矩指令机构34变为具有转矩分配机构48的驱动控制部21a，删除了图2的爬坡角度检测机构41，关于其它的结构，两者是共同的。
像图9所示的那样，如果从功能类别而分类，ECU21分为进行与驱动有关的控制的驱动控制部21a和进行其它的控制的普通控制部21b。驱动控制部21a具有转矩分配机构48，转矩分配机构48与上述第1实施方式的转矩指令机构34相同，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，将提供给左右轮的行驶用电动机6、6的加速和减速指令以转矩指令值而形成，将其输出给变频装置22。上述加速操作部16和制动操作部17构成加减速的操作机构58(图11)。在图9中，转矩分配机构48具有下述的功能，即，在具有制动操作部17输出减速指令时，分配为以再生制动的方式对电动机6发挥作用的制动转矩指令值、与使机械式的制动器9、10动作的制动转矩指令值。以再生制动的方式发挥作用的制动转矩指令值将提供给上述左右轮的行驶用电动机6、6的加速和减速指令反映在转矩指令值中。使机械式的制动器9、10动作的制动转矩指令值，输出给制动控制器23。转矩分配机构48不但具有上述功能，还可具有下述的功能，即，采用设置于各车辆2、3的车轮用轴承4、5上的旋转传感器24所获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息，对所输出的加速和减速指令进行补偿。
在该第2实施方式中与第1实施方式相同，电动机控制部29相对于各电源电路部28分别地设置，通过由电源电路28和电动机控制部29构成的变频装置22、与包括其控制对象的电动机6的内轮电动机驱动装置8，像上述那样地构成内轮电动机单元30。
图10为表示内轮电动机单元30的构思方案的方框图。变频装置22的电源电路部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，比如IPM(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。
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，电动机控制部29按照从作为上级控制机构的ECU21所提供的作为转矩指令等的加速和减速指令，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。电动机控制部29从电流检测机构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。在该电流控制中，从角度传感器36获得电动机6的转子的转角，进行矢量控制等的与转角相对应的控制。
在本第2实施方式中，像图11所示的那样，变频装置22的电动机控制部29中的电动机控制主部37的上级中，设置下述的滑移对应控制机构38。另外，设置有检测车轮的角加速度的角加速度检测机构39。电动机控制主部37为下述机构，按照上述ECU21发出的转矩指令，通过矢量控制等的与转角相对应的控制而提供给电源电路部28电流指令。角加速度检测机构39检测电动机6的转子的角加速度，将其换算为车轮的角加速度并进行输出。角加速度检测机构39为比如由旋转变压器和处理其检测信号的机构构成，但是，也可将上述角度传感器36用作车轮的角加速度的检测用的角加速度检测机构39。另外，上述滑移对应控制机构38按照可相互独立地控制的方式设置于针对各个车轮的电动机6的变频装置22中。
滑移对应控制机构38由上限值计算部42与角加速度判断部43、和加法运算部44构成。上限值计算部42为下述的机构，其将通过角加速度检测机构39而检测的角加速度的上限值作为车辆重量和输出转矩的函数而计算，将构成计算结果的上限值作为阈值而设定。输出转矩的值，在变频装置22中的电动机控制部29中，采用根据电流计的电流检测值等而识别的当前的电动机驱动转矩的值。
角加速度判断部43为下述的机构，其判断通过角加速度检测机构39而检测的角加速度是否超过通过上限值计算部42而计算的上限值，在超过的场合输出转矩补偿值，该转矩补偿值减少来自上级的ECU21的转矩指令值。加法运算部44为下述的机构，其将角加速度判断部43所输出的转矩补偿值与来自ECU21的转矩指令值相加。
滑移对应控制机构38的上限值计算部42既可将车辆重量作为固定值，检测值仅仅采用输出转矩以确定而设定角加速度的上限值，也可在车辆的两个前轮3和两个后轮2(图9)的相应的车轮用轴承4、5中设置荷载传感器46(图11)，通过各荷载传感器46实时地测定车辆重量，采用该已测定的车辆重量，确定而设定上述上限值。
滑移对应控制机构38中的角加速度判断部43，对应于车辆的角加速度超过上述上限值的程度，改变作为所输出的转矩补偿值的转矩的降低量。与超过上述上限值的程度相对应的转矩的降低量，既可成比例地，即直线地变化，另外还可对应于已确定的曲线或分阶段地变化。另外，角加速度判断部43也可使所输出的转矩补偿值一定。
对上述结构的滑移对应控制的方法进行说明。通过角加速度判断部43而监视构成驱动轮的各车轮的角速度的变化，即从角加速度检测机构39而输出的角速度的变化。通过角加速度变化判断部43，在角速度的变化大于由上限值计算部42根据车辆重量与转矩而像后述那样换算的上限值的阈值(Δωθ)的场合，判定轮胎滑移，输出转矩补偿值，通过加法运算部44与转矩指令值相加。在该场合，角加速度判断部43按照转矩指令值+转矩补偿值的值慢慢减小的方式输出转矩补偿值。图12表示该转矩补偿值的变化例子。
角加速度判断部43在像上述那样，判定为轮胎滑移、输出补偿值后，在判定轮胎没有滑移的场合，即，在判断角速度的变化为作为上限值的阈值(Δωθ)以下的场合，按照减小加法运算的转矩补偿值的方式进行，按照(转矩指令值+转矩补偿值)的值等于转矩指令值的方式，即，按照转矩补偿值慢慢降低而为零的方式动作。
下面结合计算式，对滑移判断的阈值(Δωθ)为车辆重量和输出转矩的函数的适合性进行说明。在这里，
车辆满载时质量：W(kg)；
车轴转矩：T(Nm)；
电动机转矩：To(Nm)；
轮胎有效半径：r(m)；
轮胎角速度：ω(rad/s)；
电动机角速度：ωo(rad/s)；
轮胎触地部的推力：F(N)；
车辆加速度：α(m/s2)；
车辆速度：V(m/s)；
重力加速度：g(m/s2)；
减速比：R。
车辆的运动规则如下所述：
F＝T/r＝R*T0/r＝W*g*α(11)
V＝r*ω＝α*t(12)
ω＝ωo/R(13)
根据式(12)、(13)
α＝r*ωo/(R*t)(14)
根据式(11)、(14)
ωo＝R2*TO*W*g*t/r2(15)
根据式(15)，电动机角加速度为：
ωo’＝R2*TO*W*g/r2[rad/s2](16)
根据式(16)，实际电动机的角加速度ΔωO应为：
ΔωO<R2*TO*W*g/r2(17)
(ΔωO：可根据车辆重量和转矩而换算的最大的角速度变化)
如果作为电动机旋转角的检测机构的旋转变压器的电动机1每圈的分割数为旋转变压器的分辨率×极对数，则通过比特换算的旋转角速度变化为：
Δωr＝旋转变压器的分辨率×R2*To*W*g/r2
Δωr∞K*TO*W(K＝旋转变压器的分辨率×R2*g/r2)(18)
根据式(18)，ωr∞K*To
单轮的转矩输出为：TO＝2*T1(T1：单轮的转矩)，由此，ωr∞K*T1
在相对电动机转矩T1，检测到K*T1以上的经比特换算的旋转角速度变化的场合，可判定为滑移，角加速度判断部43输出降低电动机转矩的转矩补偿值。另外，根据上述计算式而知道，该角速度变化的上限值为车辆的重量的函数。于是，如果实时地测定车辆的四轮的车轴荷载，总和为上式的W，则可进行最佳的控制。
按照上述结构的电动车辆控制装置，像这样，可进行适合的防止滑移处理，可最大限度地利用轮胎的摩擦力。
在电动机6上设置有角度传感器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，各角度传感器36采用磁编码器或旋转变压器。电动机6的旋转控制通过上述电动机控制部29(图9、图10)而进行。在电动机6中，为了使其效率最大化，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的电动机控制部分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集中而实施。
图11所示的上述荷载传感器46由比如图13所示的多个传感单元120与信号处理单元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。图13表示从外侧观察外方部件51的主视图。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的路面和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的运算通过基于试验、模拟而求出的值预先设定运算式、参数的方式，可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14和15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，该形变传感器122安装于该形变发生部件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为3mm以下的薄板件构成，在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，接触而固定于外圈部件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，由两侧边部的缺口部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。关于设置有接触固定部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。
另外，在上述第2实施方式中，像图9、图10所示的那样，电动机控制部29设置于变频装置22，但是，电动机控制部29也可设置于主ECU21中。此外，ECU21和变频装置22在本实施方式中分开地设置，但是，也可作为一体的控制装置而设置。还有，在上述实施方式中，对用于具有内轮电动机驱动装置8的电动车辆的场合进行了说明，但是，本发明也可用于通过内含式的电动机而独立地驱动左右的车轮的电动车辆、通过1台的电动机而驱动左右的车轮的电动车辆。
在以上说明的各实施方式中，包括不以式(1)～(6)为前提的下述的应用形式1～7。
(形式1)
在形式1的电动车辆控制装置为下述的电动车辆控制装置，其包括电动机控制装置，该电动机控制装置根据加减速的操作机构所输出的指令，按照通过上级控制机构提供的转矩指令值，控制行驶用的电动机的驱动，
设置有旋转检测机构，该旋转检测机构检测通过上述电动机而驱动的车轮的角加速度，在上述电动机控制装置中设置滑移对应控制机构，该滑移对应控制机构将通过上述旋转检测机构而检测出的角加速度的上限值作为车辆重量和输出转矩的函数而设定，在该已设定的上限值超过通过上述旋转检测机构所检测的角加速度的场合，降低上述转矩指令值。
(形式2)
针对形式1，上述滑移对应控制机构将车辆重量作为固定值，仅仅通过输出转矩确定而设定角加速度的上限值。
(形式3)
针对形式1，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重量，采用该已测定的车辆重量，确定而设定上述上限值。
(形式4)
针对形式1～3中的任何一项，上述滑移对应控制机构对应于车轮的角加速度超过上述上限值的程度，改变转矩的降低量。
(形式5)
针对形式1～4中的任何一项，在具有单独地驱动两轮以上的车轮的电动机和上述电动机控制装置的电动车轮中，按照可各轮独立地进行控制的方式设置上述滑移对应控制机构。
(形式6)
一种电动车辆，该电动车辆包括形式1～5中的任何一项所述的电动车辆控制装置。
(形式7)
一种滑移对应控制方法，该方法根据加减速的操作机构所输出的指令，按照通过上级控制机构提供的转矩指令值，控制行驶用的电动机的驱动；
检测通过上述电动机所驱动的车轮的角加速度，采用该已检测的角加速度，将角加速度的上限值作为车辆重量和输出转矩的函数而设定，在已检测的车轮的角加速度超过该已设定的上限值的场合，降低上述转矩指令值。
如上所述，参照附图，对优选的实施形式以及应用形式进行了说明，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，应被解释为属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表示操舵机构；
标号12表示转向机构；
标号20表示电动车辆控制装置；
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表示电动机控制部分；
标号34表示转矩指令机构；
标号37表示角加速度监视机构；
标号38表示滑移对应控制机构；
标号39表示角加速度检测机构；
标号41表示爬坡角度检测机构；
标号46表示荷载传感器。

Claims (10)

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；角加速度检测机构，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，其特征在于该电动车辆控制装置设置有：
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)W＝k1×R×Tt/m/r2
其中，k1表示常数，在1～2范围内的任意值，
(2)W＝k2×R×Tt/m/r2+mg×sin(a)/m/r
其中，k2表示常数，在1～2范围内的任意值，g表示重力的加速度，
(3)W＝k3×R×Tt/m/r2+mg×sin(a1)/m/r
其中，k3表示常数，在1～2范围内的任意值，
(4)W＝k4×R×Tmaxt/m/r2
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1～2范围内的任意值，
(5)W＝k5×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(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1～2范围内的任意值，g表示重力的加速度，
(6)W＝k6×R×Tmaxt/m/r2+mg×sin(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1～2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车辆的车轮的电动机。
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，上述电动车辆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，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。
7.根据权利要求1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。
8.根据权利要求1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。
9.根据权利要求1所述的电动车辆控制装置，其中，包括独立地驱动两轮以上的车轮的电动机和对上述各电动机进行控制的变频装置，以可独立地控制各轮的方式设置上述滑移对应控制机构。
10.一种电动车辆，该电动车辆包括权利要求1所述的电动车辆控制装置。
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