電動汽車用驅動電動機的診斷裝置的制造方法
【專利說明】電動汽車用驅動電動機的診斷裝置
[0001]本發明是2012年3月5日申請的發明名稱為“電動機的診斷裝置和診斷方法”的第201280012184.2號發明專利申請的分案申請。
[0002]相關申請
[0003]本申請要求申請日為2011年3月7日，申請號為日本特愿2011—048633號的優先權，通過參照其整體將其作為構成本申請的一部分的內容而引用。
技術領域
[0004]本發明涉及驅動電動汽車的車輪的電動機的診斷裝置和診斷方法，也涉及驅動電動機的自我診斷功能。
【背景技術】
[0005]在電動汽車中，用于車輪驅動的電動機和控制它的控制器的故障對行駛性、安全性造成很大影響。特別是在電動汽車中，在采用內輪電動機驅動裝置的場合，作為謀求該裝置的緊湊化的結果，由于伴隨作為該組成部件的車輪用軸承、減速器以及電動機的高速旋轉化，故確保它們的可靠性將成為重要的課題。在過去，人們提出了下述的方案，其中，針對內輪電動機驅動裝置，在車輛的行駛時，為了確保可靠性，測定車輪用軸承、減速器以及電動機等的溫度，監視過載，根據溫度測定值，限制電動機的驅動電流、降低電動機轉數(例如，專利文獻I)。
[0006]現有技術文獻
[0007]專利文獻
[0008]專利文獻1:日本特開2008—168790號公報

【發明內容】

[0009]在內輪電動機型的電動汽車中，各輪獨立地安裝有響應性高的電動機。特別是在將作為電動汽車的驅動源的電動機的驅動轉矩經由具有高的減速比的減速器而傳遞給車輪的場合，因電動機控制的不穩定而造成的電動機的轉矩被放大后傳遞給車輪。由此，在該電動機發生故障時，為了可保持穩定的車輛姿態，則必須進行與該狀況相對應的應對。
[0010]如上，在內輪電動機驅動裝置中，在車輛行駛時，測定電動機的溫度，監視過載，并對電動機進行驅動限制。但是，最好在該場合，在車輛的啟動時或者不對電動機供電，例如，使車輛行駛的前階段這樣的非行駛時，實施精細的診斷，在電動機產生異常的場合，修理電動機等或請求救援該車輛。另外，還可以預想到即使在非行駛時電動機正常的情況下，在車輛行駛時電動機線圈仍會產生異常。
[0011 ] 本發明的目的在于提供一種電動機的診斷裝置和診斷方法，其中，在車輛行駛時以及車輛非行駛時的任一場合，均可檢測電動機線圈的異常，可在早期實現對電動機異常的應對處理。下面針對本發明的概述，采用表示實施方式的附圖中的符號進行說明。
[0012]解決課題用的技術方案
[0013]本發明的電動機的診斷裝置為通過電動機6驅動車輪2的電動汽車的上述電動機6的診斷裝置，其中，設置有啟動時異常檢測機構98，該啟動時異常檢測機構98在接通車輛的電源的非行駛時，檢測電動機線圈78的線圈溫度和電動機線圈78的線圈電阻或絕緣電阻，在線圈溫度超過閾值，或者線圈電阻或絕緣電阻超過閾值時，檢測出電動機線圈78異常，設置有行駛時異常檢測機構99，該行駛時異常檢測機構99在車輛的行駛時，檢測線圈溫度、電動機轉數、電動機外加電壓和電動機電流，在線圈溫度超過閾值，或與電動機轉數相對應的電動機外加電壓和電動機電流的關系不在設定范圍時，檢測出電動機線圈78異常。
[0014]上述“接通車輛的電源的非行駛時”指如在駕駛員乘座于車輛后到開始行駛之間的啟動時等狀態下，通過鑰匙等將電源接通于控制車輛的整體的ECU 21等控制機構，但是尚未對電動機6進行供電時；為了停止行駛而不對電動機6進行供電，但控制上述車輛的整體的機構的電源維持接通狀態時。
[0015]按照該方案，在接通車輛的電源的非行駛時，通過啟動時異常檢測機構98檢測電動機線圈78的異常。S卩，檢測線圈溫度和線圈電阻或絕緣電阻，在線圈溫度超過閾值，或者線圈電阻或絕緣電阻超過閾值時檢測出電動機線圈78異常。例如，如果電動機線圈78產生絕緣劣化等異常，則線圈溫度超過閾值，或者線圈電阻或絕緣電阻超過閾值。如此使車輛行駛的前階段等狀態下，例如，作為行駛前的燃油類等車輛整體的異常檢查時的一個檢查項目，或行駛開始后的停止時，診斷電動機6的異常，在電動機6產生異常的場合，可修理上述電動機6等，或請求救援該車輛。
[0016]在車輛的行駛時，通過啟動時異常檢測機構99檢測電動機線圈78的異常。S卩，檢測線圈溫度、電動機轉數、電動機外加電壓和電動機電流，在線圈溫度超過閾值，或與電動機轉數相對應的電動機外加電壓和電動機電流的關系不在設定范圍時，檢測出電動機線圈78異常。在車輛的行駛時，電動機6旋轉。在該電動機旋轉時，例如，如果電動機線圈78產生短路異常，則相對電動機外加電壓，電動機電流不在設定范圍且異常地高。另外，由于根據電動機轉數，對電動機外加電壓產生相反的電動勢的作用，故電動機外加電壓與電動機電流的關系根據電動機轉數而時刻變化。因此，通過不間斷地檢測與電動機轉數相對應的電動機外加電壓與電動機電流的關系，可檢測出電動機線圈78異常。如此，在車輛的行駛時以及車輛的非行駛時中的任一場合，均可檢測到電動機線圈78的異常，可提高電動汽車的可靠性。另外，可在早期實現對電動機異常的應對處理。
[0017]上述啟動時異常檢測機構98也可檢測線圈溫度和線圈電阻，在線圈溫度超過閾值，或線圈電阻超過閾值時，檢測出電動機線圈78異常。
[0018]上述啟動時異常檢測機構98還可檢測線圈溫度和絕緣電阻，在線圈溫度超過閾值，或絕緣電阻超過閾值時，檢測出電動機線圈78異常。
[0019]驅動上述電動機6的機構具有變頻器31，該變頻器31將直流電轉換為用于上述電動機6的驅動的交流電，在該場合，設置切換機構101，該切換機構101以可開閉的方式切換該電動機6與變頻器31的電連接，上述啟動時異常檢測機構98也可將上述切換機構101打開，依次切換到各相的電動機線圈78，外加電壓，并根據外加有電壓的各相的電動機線圈78的電流的測量值，測量各相的電動機線圈78的線圈電阻。在接通車輛的電源的非行駛時，通過打開切換機構101，隔斷流過變頻器31的半導體開關元件等的電流，可正確地測量外加有電壓的各相的電動機線圈78的電流。可根據該測量值，測量各相的電動機線圈78的線圈電阻。另外，在行駛時，將切換機構101關閉，電流從變頻器31流向電動機6。
[0020]驅動上述電動機6的機構具有變頻器31，該變頻器31將直流電轉換為用于上述電動機6的驅動的交流電，在該場合，上述啟動時異常檢測機構98可依次對各相的電動機線圈78外加電壓，并根據外加有電壓的各相的電動機線圈78的電流的測量值，測量各相的電動機線圈78的線圈電阻。在測量線圈電阻時，例如，在電動機6的各相的電動機線圈78與變頻器31的電連接點之間外加電壓，可根據該電連接點之間的電流的測量值，測量各相的電動機線圈78的線圈電阻。在該場合，不需要切換電動機6與變頻器31的電連接的切換機構，可簡化裝置的結構。
[0021]也可以接近上述電動機線圈78的方式設置熱敏電阻103，上述啟動時異常檢測機構98可包括補償機構104，該補償機構104根據通過上述熱敏電阻103所輸出的線圈溫度，對已測量的線圈電阻進行補償。通過如此地根據線圈溫度對線圈電阻進行補償，可更加正確地檢測出非行駛時的電動機6的異常。
[0022]上述電動機6也可分別設置于作為驅動輪的各車輪2。上述電動機6還可構成內輪電動機驅動裝置8，該內輪電動機驅動裝置8的一部分或整體設置于車輪2的內部，并具有上述電動機6、車輪用軸承4和減速器7。在內輪電動機驅動裝置8的場合，作為謀求緊湊化的結果，由于伴隨車輪用軸承4、減速器7以及電動機6的高速旋轉化，故確保它們的可靠性成為重要的課題。由于在車輛的非行駛時，可通過啟動時異常檢測機構98檢測電動機線圈78的異常，在車輛的行駛時，可通過行駛時異常檢測機構99檢測電動機線圈78的異常，故可進一步提高電動機6的可靠性。
[0023]上述減速器7還可為減小電動機6的旋轉速度的擺線減速器。將減速器7設為擺線減速器，例如，其減速比為1/6以上的場合，可謀求電動機6的小型化，可謀求裝置的緊湊化。在將電動機6的驅動轉矩經由上述的具有高減速比的減速器7傳遞給車輪時，由于該驅動轉矩被放大后傳遞給車輪，故電動機異常的影響變大，但是在車輛的非行駛時，可通過啟動時異常檢測機構98，在實際的車輛行駛的前階段檢測電動機線圈78的異常。由此，異常檢測更加有效。另外，即使在車輛的非行駛時沒有檢測到異常的情況下，仍能在車輛的行駛時，通過行駛時異常檢測機構99檢測電動機線圈78的異常。
[0024]本發明的電動汽車以可通過上述任一電動機6而驅動的方式構成。
[0025]本發明的電動機的診斷方法為通過電動機6驅動車輪2的電動汽車的上述電動機6