电动汽车的制作方法
【专利摘要】本发明提供一种电动汽车，其为通过各自的电动机而驱动左右的驱动轮的电动汽车，其中，在从采用差速器的发动机车辆改乘到电动汽车时，谋求不对驾驶员造成不适感，通过简单的结构而进行滑移的控制。适用于具有分别驱动左右的驱动轮(2、2)的电动机(6、6)的电动汽车。在控制两个电动机(6、6)的控制装置(11)中设置基本控制机构(14)、滑动判断机构(15)和滑移时两轮驱动降低机构(16)。基本控制机构(14)使通过左右的电动机(6)产生的驱动力相等，该驱动力根据加速踏板(22)的踏入量而确定。滑动判断机构(15)判断各驱动轮(2、2)和路面之间的滑动的状态。滑移时两轮驱动降低机构(16)在通过滑动判断机构(15)判断在至少一个的驱动轮(2)产生较大的滑动的情况下，一起降低左右电动机(6、6)的驱动电流。
【专利说明】电动汽车
[0001]相关申请
[0002]本申请要求申请日为2011年11月11日、申请号为JP特愿2011-247145号申请的优先权，通过参照其整体而作为构成本申请的一部分的内容而进行引用。
【技术领域】
[0003]本发明涉及通过各自的电动机而驱动左右的驱动轮的形式的电动汽车，特别是涉及适于单人乘座的小型车等的简易、低成本型的车辆的电动汽车。
【背景技术】
[0004]关于单人乘座的小型车，即使在日本国内，也允许在公共车道上行驶。另外，在外国，还有要求小型且价格低的电动汽车的国家。在这样的简易的、低成本的小型车辆中，在过去采用下述的驱动形式，其通过一个发动机，经由差速器将旋转传递给左右的车轮。即使在电动汽车中，通常也采用通过一个电动机经由差速器将旋转传递给左右的车轮的形式。
[0005]在上述那样的小型、简易型的电动汽车中，根据轻质化等的课题，具有构成下述形式的情况:采用内轮电动机等通过各自的马达电动机而驱动左右的驱动轮(比如专利文献I)。同样在通过各自的电动机而驱动该左右的驱动轮的电动汽车中，在公共车道上行驶的情况下，由于在各种的状况的路面上行驶，故优选进行发挥响应性良好的电动机的特性的滑移控制。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献I JP特开2006-258289号文献
【发明内容】
[0009]发明要解决的课题
[0010]但是，在分别对左右的车轮进行滑移控制的情况下，由于电动机的高响应性，故对于从采用差速器的发动机车辆改乘的驾驶员来说，有时会对行驶性产生不适感。
[0011]本发明的目的在于提供一种电动汽车，其为通过各自的电动机而驱动左右的驱动轮的电动汽车，其中，在不对从使用差速器的发动机车改乘的驾驶员造成不适感的情况下，通过简单的结构而谋求滑移的控制。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
[0013]构成本发明的一个方案的电动汽车为下述电动汽车，该电动汽车包括左右的驱动轮2、2 ;分别驱动该左右的驱动轮2、2的两个电动机6、6 ;控制装置11，该控制装置11控制该两个电动机6、6 ;
[0014]上述控制装置11包括:
[0015]基本控制机构14，该基本控制机构14按照下述方式确定驱动力，该方式为:使通过上述两个电动机6、6产生的驱动力相等，并且这些驱动力依赖于驾驶员操作的加速踏板22的踏入量；
[0016]滑动判断机构15，该滑动判断机构15判断是否在上述左右的驱动轮2、2的相应轮与路面之间产生规定值以上的滑动；
[0017]滑移时两轮驱动降低机构16，该滑移时两轮驱动降低机构16在上述滑动判断机构15判断为在上述左右的驱动轮2、2中的至少单侧的驱动轮2和路面之间产生上述规定值以上的滑动的情况下，将上述两个电动机6、6的驱动电流一起降低到相同的第I已确定的电流值以下的程度或相同的第I已确定的比例以上的程度。
[0018]上述电动机6也可为构成内轮电动机驱动装置8的电动机，另外上述电动机还可按照与该电动机6驱动的驱动轮2分开的方式装载于车身，经由驱动传递部件31将该电动机6的旋转传递给上述驱动轮2。
[0019]在该方案的情况下，由于设置滑动判断机构15，在判定为在驱动轮2与路面之间产生规定值以上的滑动的情况下，通过滑移时两轮驱动降低机构16降低电动机6的驱动电流，故可消除滑移状态而恢复轮胎抓地力，进行稳定的行驶。在该情况下，由于滑移时两轮驱动降低机构16将上述两个电动机6、6的驱动电流一起降低到相同的第I已确定的电流值以下的程度或相同的第I已确定的比例以上的程度，故不同于仅降低产生滑移的驱动轮2的驱动的情况，对于驾驶员而言，获得与具有差速器的汽车相同的行驶感，在不给驾驶员造成不适感的情况下，谋求滑移的控制。而且，由于按照相同的方式一起降低左右的电动机
6、6的驱动电流，故控制系统的结构也很简单。
[0020]在上述方案中，还包括由驾驶员切换开闭的选择开关25，上述控制装置11还包括滑移时单轮驱动降低机构17，在该滑移时单轮驱动降低机构17中，在上述选择开关25打开的情况下，如果上述滑动判断机构15判定为在上述左右驱动轮2、2的任意一个的驱动轮2和路面之间产生上述规定值以上的滑动时，则仅将下述电动机电流降低到第2已确定的电流值以下的程度或第2已确定的比例以上的程度，该电动机电流为对被判定为发生上述规定值以上的滑动的驱动轮2进行驱动的电动机6的电流，而在驱动没有被判定为产生上述规定值以上的滑动的驱动轮2的电动机6时，产生依赖于驾驶员所操作的加速踏板22的踏入量的驱动力。
[0021]上述第2已确定的电流值和上述第2已确定的比例既可分别与上述第I已确定的电流值和上述第I已确定的比例相同，也可不同。
[0022]行车时具有需要在容易滑移的路面比如泥泞路面、积雪路面、冻结路面上以仅仅单轮着地的状态而行驶的情况。在该情况下，由于降低左右两轮2、2两者的电动机6的驱动电流，故具有驱动力不足、行驶速度过低的情况。在这样的情况下，如果设置上述滑移时单轮驱动降低机构17，则可通过以正常的方式驱动不产生滑移的单轮2，减少驱动力不足而引起的速度降低。如果仅使单轮2正常地驱动，则在该状态下，因左右的驱动力的差异，使车辆的行驶方向改变，但是，在通过驾驶员而切换开闭的选择开关25处于打开状态下发挥滑移时单轮驱动降低机构17的功能。由此，对于驾驶员来说不会意外改变行驶方向，驾驶员预测到车辆行驶方向改变，可在按照可直行的方式对方向盘进行操作的同时，进行行驶。
[0023]在上述方案中，还可包括检测上述驱动轮2的旋转的驱动轮旋转检测机构18或检测上述电动机6的转速的电动机旋转检测机构19,上述滑动判断机构15在通过上述驱动轮旋转检测机构18检测的上述驱动轮2的转速(即电动机6的转速)或通过电动机旋转检测机构19检测的上述电动机6的转速的变化率超过规定的转速变化率阈值的情况下，可判定为在上述驱动轮2和路面之间产生上述规定值以上的滑动。
[0024]由于不是通过转速本身，而是通过转速的变化率而判断滑动的状态，故可正确判断滑动的值。一般来说，在产生滑移的情况下，因电动机负荷降低，电动机转数会急剧上升。可根据该现象，进行滑移的判断。
[0025]在上述方案中，上述滑动判断机构15可在下述情况下判定在驱动轮2和路面之间产生了上述规定值以上的滑动，该情况为，车速与根据构成判断对象的驱动轮2或该驱动轮2的电动机6的转速检测值而运算出的驱动轮轮胎外周的周速度的差分超过已确定的差分阈值。
[0026]还可通过该车速与计量值的差，简单地检测滑动的状态。
[0027]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组合也包含在本发明中。
【专利附图】
【附图说明】
[0028]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，多个附图中的相同部件标号表示相同或相当的部分。
[0029]图1为包括本发明的第I实施方式的电动汽车，以及其控制系统的构思方案的方框图的俯视说明图；
[0030]图2为本发明的第2实施方式的电动汽车的俯视说明图。
【具体实施方式】
[0031 ] 根据附图对本发明的各实施方式进行说明。
[0032]图1为包括本发明的第I实施方式的电动汽车与其控制系统的构思方案的方框图的俯视说明图。该电动汽车为比如单人乘座用的小型电动汽车。该电动汽车为下述的四轮汽车，其中，构成车身I的左右后轮的车轮为驱动轮2，构成左右前轮的车轮3为从动轮。构成前轮的车轮3为转向轮。构成后轮的左右的驱动轮2、2分别通过独立的内轮型的电动机
6、6而驱动。
[0033]电动机6的旋转经由减速器7和车轮用轴承4的旋转侧圈而被传递给驱动轮2。该电动机6、减速器7和车轮用轴承4构成相互作为一个组装部件的内轮电动机驱动装置
8。电动机6为比如埋入磁铁型同步电动机。减速器7为比如摆线式的减速器，具有10以上的高减速比。内轮电动机驱动装置8按照电动机6接近车轮2的方式设置，装置的一部分或整体设置于车轮2的内部。蓄电池29用作两个电动机6、6的驱动、以及车辆整体的电系统的电源。
[0034]对操作系统进行说明。在车身I的驾驶席处设置有方向盘21、加速踏板22和制动踏板24，通过方向盘21而进行构成转向轮的车轮3、3的转向。加速踏板22的踏入量通过踏入量检测机构23而被检测。在具有驾驶席的速度表等的操作盘(图中未示出)中，设置有用于进行后述滑移控制的选择的选择开关25。
[0035]对控制系统进行说明。分别与左右的驱动轮2相对应的驱动设置于左右的两个电动机6、6的控制系统由:一个控制装置11和两个电力变换电路12、12构成，该控制装置11是左右的电动机6、6共同具有的，该电力变换电路12、12分别相对左右的电动机6而设置。控制装置11由微型计算机等计算机和在其中运行的程序以及各种电子电路等构成。各电力变换电路12由将蓄电池29的直流电变换为交流电的变频器组成，由半导体开关元件构成。
[0036]各电子变换电路12通过设置于控制装置11的两个变频控制机构13、13中的相应机构，以PWM控制等进行电力控制。在图中，给出下述的结构，其中，将各自的变频控制机构13分别分配给各电力变换电路12，设置共计两个变频控制机构13、13，但是如果可分别控制各电力变换电路12，则也可仅设置一个变频控制机构13。在各电动机6中，设置检测转速的电动机旋转检测机构19。另外，检测各驱动轮2的转速的驱动轮转速检测机构18设置于比如车轮用轴承4中。同样相对构成从动轮的各车轮3，设置检测其转速的从动轮转速检测机构20。
[0037]控制装置11包括基本控制机构14、滑动判断机构15、滑移时两轮驱动降低机构
16、滑移时单轮驱动降低机构17、上述两个变频控制机构13、13。
[0038]基本控制机构14为在正常行驶时，按照下述方式确定驱动力的机构，该方式为:使通过左右的电动机6、6产生的驱动力相等，并且这些驱动力依赖于驾驶员操作的加速踏板22的踏入量。踏入量根据上述踏入量检测机构23而获得。上述“正常行驶时”指除了由滑移时两轮驱动降低机构16、滑移时单轮驱动降低机构17控制的行驶时以外的行驶期间。
[0039]滑动判断机构15为分别判断各驱动轮2与和该驱动轮2相对应的路面之间，即，驱动轮2的轮胎和路面之间的滑移的状态的机构。滑动判断机构15在比如下述情况下判定为在驱动轮2与和该驱动轮2相对应的路面之间产生规定值以上的滑动，该情况为，通过各驱动轮转速检测机构18检测的驱动轮2的转速(即电动机6的转速)或通过电动机旋转检测机构19检测的电动机6的转速的转速变化率超过已设定的转速变化率阈值。一般来说，如果产生滑移，则因电动机负荷降低，电动机转数和驱动轮转数会急剧地上升。由此，可将电动机或驱动轮转速急剧上升时的转速变化率设定为上述转速变化率阈值，进行产生滑移的判断。上述转速变化率阈值可通过试验和/或模拟等方式适当设定。另外，该判断分别针对左右两个驱动轮2、2而进行。
[0040]滑动判断机构15也可变为由上述电动机6或驱动轮2的转速的变化率造成的滑动判断，在车速与根据构成判断对象的驱动轮2或该驱动轮2的电动机6的转速检测值而运算出的驱动轮轮胎外周的周速度的差分超过已确定的差分阈值的情况下，判定在驱动轮2和路面之间产生了大于上述规定的值的滑动。上述车速既可通过任何的方法求出，也可比如通过各个驱动轮2的转速的运算而推算出，也可根据各个从动轮3检测到的转速而计算出。
[0041]滑移时两轮驱动降低机构16为下述的机构，其中，在通过滑动判断机构15而判定在左右的驱动轮2、2中的至少单侧驱动轮2和路面之间产生规定值以上的滑动的情况下，将上述左右的电动机6、6的驱动电流一起降低到已确定的电流值(第I已确定的电流值)以下的程度、或已确定的比例(第I已确定的比例)以上的程度。左右的电动机6、6的驱动电流降低到相互相同的电流值(第I已确定的电流值)以下的程度，或相互相同的比例(第I已确定的比例)以上的程度。通过下述方式，判断是否为上述的“规定值以上的滑动”，该方式为:如上述那样，电动机6或驱动轮2的转速的变化率是否大于已确定的转速变化率阈值，或车速和根据转速检测值而运算的驱动轮轮胎外周的周速度的差分是否大于已确定的差分阈值。电动机6的驱动电流的降低目标如上述那样，既可为作为固定值的“已确定的电流值”，也可为比如，相对当前的电动机电流的已确定的比例。另外，作为固定值的已确定的电流值或已确定的比例可根据试验、模拟等方式适当确定。
[0042]滑移时单轮驱动降低机构17为下述的机构，其中，在上述选择开关25打开的情况下，在通过滑动判断机构15而判定在左右任意一者的驱动轮2和路面之间产生上述规定值以上的滑动的情况下，仅将判定为已发生该较大滑移的驱动轮2的电动机6的电动机电流降低到已确定的电流值(第2已确定的电流值)以下的程度，或已确定的比例(第2已确定的比例)以上的程度，使判定为没有产生上述规定值以上的滑移的驱动轮2的电动机6产生下述的驱动力，该驱动力依赖于驾驶员操作的加速踏板22的踏入量。
[0043]另外，滑移时两轮驱动降低机构16在选择开关25打开的情况下不工作。另外，在实现采用滑移时两轮驱动降低机构16的电流降低的情况下，与实现采用滑移时单轮驱动降低机构17的电流降低的情况下，用于滑动判断机构15的滑移发生的判断的上述规定的值既可为相同的值，也可为相互不同的值。
[0044]按照上述结构的电动汽车设置滑动判断机构15，在判定在至少一个驱动轮2和路面之间产生规定值以上的滑动的情况下，由于要通过滑移时两轮驱动降低机构16而降低电动机6、6的驱动电流，故可消除滑移状态，恢复轮胎抓地力，从而可进行稳定的行驶。在该情况下，由于滑移时两轮驱动降低机构16要将左右的电动机6、6的驱动电流一起地降低到相同的已确定的电流值(第I已确定的电流值)以下的程度，或相同比例(第I已确定的比例)以上的程度，故不同于仅降低产生滑移的一个驱动轮2的驱动的情况，对于驾驶员，获得与具有差速器的汽车相同的行驶感觉，谋求不给驾驶员带来不适感而进行滑移的控制。另外，由于按照相同的方式将左右的电动机6、6的驱动电流一起地降低，故控制系统的结构也简单。
[0045]另外，由于设置滑移时单轮驱动降低机构17，故获得下述优点。即，具有需要在容易滑移的路面比如泥泞路面、积雪路面、冻结路面上以仅依赖单轮着地的状态而行驶的情况。在该情况下，由于降低左右两轮2、2两者的电动机6、6的驱动电流，故具有驱动力不足，行驶速度过度降低的情况。在这样的情况下，如果设置上述滑移时单轮驱动降低机构17，则可通过正常地驱动不产生滑移的单轮2，减轻驱动力不足而导致的速度降低。如果仅使单轮2正常地驱动，则在该状态，因左右的驱动力的差而使车辆的行驶方向改变，但是，在通过驾驶员而切换开闭的选择开关25处于打开状态下，发挥滑移时单轮驱动降低机构17的功能。由此，对于驾驶员来说不会意外改变行驶方向，驾驶员预测到车辆行驶方向改变，可在按照可直行的方式对方向盘进行操作的同时，进行行驶。
[0046]另外，在上述第I实施方式中，对电动机6为内轮电动机的情况进行了说明，但是，本发明也可适用于下述电动汽车，其中，比如图2所示的第2实施方式那样，电动机6分别从驱动轮2上分开，而装载于车身I的车台等，具有将电动机6的旋转传递给驱动轮2的驱动传递部件31。上述驱动传递部件31为比如等速万向节。在该图的例子中，驱动轮2为前轮。
[0047]此外，同样在图1、图2中的任意的例子中，驱动轮2既可为前轮，也可为后轮。另夕卜，本发明可适用于具有分别驱动左右的驱动轮2、2的各自的电动机6、6的电动汽车，并不限于四轮车，也可适用于三轮的电动汽车或具有四轮以上的车轮的电动汽车。另外，本发明还可适用于具有驱动通过上述电动机6而驱动的驱动轮2以外的车轮3等的内燃机的混合动力车。
[0048]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。
[0049]标号的说明:
[0050]标号2表示驱动轮；
[0051]标号6表不电动机；
[0052]标号11表示控制装置；
[0053]标号14表示基本控制机构；
[0054]标号15表示滑动判断机构；
[0055]标号16表示滑移时两轮驱动降低机构；
[0056]标号17表示滑移时单轮驱动降低机构。
【权利要求】
1.一种电动汽车，该电动汽车包括: 分别驱动左右驱动轮的两个电动机； 控制装置，该控制装置控制该两个电动机； 上述控制装置包括: 基本控制机构，该基本控制机构按照下述方式确定驱动力，该方式为:使通过上述两个电动机产生的驱动力相等，并且这些驱动力依赖于驾驶员所操作的加速踏板的踏入量； 滑动判断机构，该滑动判断机构判断在上述左右驱动轮的相应轮与路面之间是否产生规定值以上的滑动； 滑移时两轮驱动降低机构，该滑移时两轮驱动降低机构在上述滑动判断机构判断为在上述左右驱动轮中的至少单侧的驱动轮和路面之间产生上述规定值以上的滑动的情况下，将上述两个电动机的驱动电流一起降低到相同的第I已确定的电流值，或相同的第I已确定的比例。
2.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，还包括选择开关，该选择开关通过驾驶员切换其开闭； 上述控制装置还包括: 滑移时单轮驱动降低机构，在该滑移时单轮驱动降低机构中，在上述选择开关打开的情况下，如果上述滑动判断机构判定为在上述左右驱动轮的任意一个驱动轮和路面之间产生上述规定值以上的滑动时，则仅将下述电动机的电流降低到第2已确定的电流值或第2已确定的比例，该电动机的电流为被判定为发生上述规定值以上的滑动的驱动轮进行驱动的电流，在驱动没有被判定为发生上述规定值以上的滑动的驱动轮电动机时，产生依赖于驾驶员所操作的加速踏板的踏入量的驱动力。
3.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，包括旋转检测机构，该旋转检测机构检测上述驱动轮或上述电动机的转速； 上述滑动判断机构在通过上述旋转检测机构检测的上述驱动轮或上述电动机的转速的变化率超过规定的转速变化率阈值的情况下，判定为在上述驱动轮和路面之间产生上述规定值以上的滑动。
4.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，上述滑动判断机构在下述情况下，判定在驱动轮和路面之间产生了上述规定值以上的滑动，该情况为，由车速与根据构成判断对象的驱动轮或该驱动轮的电动机的转速检测值而运算的驱动轮轮胎外周的周速度的差分超过已确定的差分阈值。
5.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，上述电动机为构成内轮电动机驱动装置的电动机。
6.根据权利要求1所述的电动汽车，其中，上述电动机与所驱动的上述驱动轮分开，上述电动机装载于车身； 上述电动汽车进一步具有将该电动机的旋转传递给该电动机所驱动的上述驱动轮的驱动传递部件。
【文档编号】B60L9/18GK103930303SQ201280055102
【公开日】2014年7月16日 申请日期:2012年11月8日 优先权日:2011年11月11日
【发明者】牧野智昭 申请人:Ntn株式会社