CN103415413A - 电动机的诊断方法 - Google Patents

Abstract

一种通过电动机(6)驱动车轮(2)的电动汽车的电动机(6)的诊断装置，其中，设置有启动时异常检测机构(98)，该启动时异常检测机构在接通车辆的电源的非行驶时，检测电动机线圈(78)的线圈温度和电动机线圈(78)的线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈(78)异常。另外，设置有行驶时异常检测机构(99)，该行驶时异常检测机构(99)在车辆的行驶时，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈(78)异常。

Description

电动机的诊断方法

相关申请

本申请要求申请日为2011年3月7日，申请号为日本特愿2011—048633号的优先权，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

本发明涉及驱动电动汽车的车轮的电动机的诊断装置和诊断方法，也涉及驱动电动机的自我诊断功能。

背景技术

在电动汽车中，用于车轮驱动的电动机和控制它的控制器的故障对行驶性、安全性造成很大影响。特别是在电动汽车中，在采用内轮电动机驱动装置的场合，作为谋求该装置的紧凑化的结果，由于伴随作为该组成部件的车轮用轴承、减速器以及电动机的高速旋转化，故确保它们的可靠性将成为重要的课题。在过去，人们提出了下述的方案，其中，针对内轮电动机驱动装置，在车辆的行驶时，为了确保可靠性，测定车轮用轴承、减速器以及电动机等的温度，监视过载，根据温度测定值，限制电动机的驱动电流、降低电动机转数(例如，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

在内轮电动机型的电动汽车中，各轮独立地安装有响应性高的电动机。特别是在将作为电动汽车的驱动源的电动机的驱动转矩经由具有高的减速比的减速器而传递给车轮的场合，因电动机控制的不稳定而造成的电动机的转矩被放大后传递给车轮。由此，在该电动机发生故障时，为了可保持稳定的车辆姿态，则必须进行与该状况相对应的应对。

如上，在内轮电动机驱动装置中，在车辆行驶时，测定电动机的温度，监视过载，并对电动机进行驱动限制。但是，最好在该场合，在车辆的启动时或者不对电动机供电，例如，使车辆行驶的前阶段这样的非行驶时，实施精细的诊断，在电动机产生异常的场合，修理电动机等或请求救援该车辆。另外，还可以预想到即使在非行驶时电动机正常的情况下，在车辆行驶时电动机线圈仍会产生异常。

本发明的目的在于提供一种电动机的诊断装置和诊断方法，其中，在车辆行驶时以及车辆非行驶时的任一场合，均可检测电动机线圈的异常，可在早期实现对电动机异常的应对处理。下面针对本发明的概述，采用表示实施方式的附图中的符号进行说明。

解决课题用的技术方案

本发明的电动机的诊断装置为通过电动机6驱动车轮2的电动汽车的上述电动机6的诊断装置，其中，设置有启动时异常检测机构98，该启动时异常检测机构98在接通车辆的电源的非行驶时，检测电动机线圈78的线圈温度和电动机线圈78的线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常，设置有行驶时异常检测机构99，该行驶时异常检测机构99在车辆的行驶时，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压和电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈78异常。

上述“接通车辆的电源的非行驶时”指如在驾驶员乘座于车辆后到开始行驶之间的启动时等状态下，通过钥匙等将电源接通于控制车辆的整体的ECU21等控制机构，但是尚未对电动机6进行供电时；为了停止行驶而不对电动机6进行供电，但控制上述车辆的整体的机构的电源维持接通状态时。

按照该方案，在接通车辆的电源的非行驶时，通过启动时异常检测机构98检测电动机线圈78的异常。即，检测线圈温度和线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时检测出电动机线圈78异常。例如，如果电动机线圈78产生绝缘劣化等异常，则线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值。如此使车辆行驶的前阶段等状态下，例如，作为行驶前的燃油类等车辆整体的异常检查时的一个检查项目，或行驶开始后的停止时，诊断电动机6的异常，在电动机6产生异常的场合，可修理上述电动机6等，或请求救援该车辆。

在车辆的行驶时，通过启动时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常。即，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压和电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈78异常。在车辆的行驶时，电动机6旋转。在该电动机旋转时，例如，如果电动机线圈78产生短路异常，则相对电动机外加电压，电动机电流不在设定范围且异常地高。另外，由于根据电动机转数，对电动机外加电压产生相反的电动势的作用，故电动机外加电压与电动机电流的关系根据电动机转数而时刻变化。因此，通过不间断地检测与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系，可检测出电动机线圈78异常。如此，在车辆的行驶时以及车辆的非行驶时中的任一场合，均可检测到电动机线圈78的异常，可提高电动汽车的可靠性。另外，可在早期实现对电动机异常的应对处理。

上述启动时异常检测机构98也可检测线圈温度和线圈电阻，在线圈温度超过阈值，或线圈电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常。

上述启动时异常检测机构98还可检测线圈温度和绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常。

驱动上述电动机6的机构具有变频器31，该变频器31将直流电转换为用于上述电动机6的驱动的交流电，在该场合，设置切换机构101，该切换机构101以可开闭的方式切换该电动机6与变频器31的电连接，上述启动时异常检测机构98也可将上述切换机构101打开，依次切换到各相的电动机线圈78，外加电压，并根据外加有电压的各相的电动机线圈78的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。在接通车辆的电源的非行驶时，通过打开切换机构101，隔断流过变频器31的半导体开关元件等的电流，可正确地测量外加有电压的各相的电动机线圈78的电流。可根据该测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。另外，在行驶时，将切换机构101关闭，电流从变频器31流向电动机6。

驱动上述电动机6的机构具有变频器31，该变频器31将直流电转换为用于上述电动机6的驱动的交流电，在该场合，上述启动时异常检测机构98可依次对各相的电动机线圈78外加电压，并根据外加有电压的各相的电动机线圈78的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。在测量线圈电阻时，例如，在电动机6的各相的电动机线圈78与变频器31的电连接点之间外加电压，可根据该电连接点之间的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。在该场合，不需要切换电动机6与变频器31的电连接的切换机构，可简化装置的结构。

也可以接近上述电动机线圈78的方式设置热敏电阻103，上述启动时异常检测机构98可包括补偿机构104，该补偿机构104根据通过上述热敏电阻103所输出的线圈温度，对已测量的线圈电阻进行补偿。通过如此地根据线圈温度对线圈电阻进行补偿，可更加正确地检测出非行驶时的电动机6的异常。

上述电动机6也可分别设置于作为驱动轮的各车轮2。上述电动机6还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的内部，并具有上述电动机6、车轮用轴承4和减速器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，由于伴随车轮用轴承4、减速器7以及电动机6的高速旋转化，故确保它们的可靠性成为重要的课题。由于在车辆的非行驶时，可通过启动时异常检测机构98检测电动机线圈78的异常，在车辆的行驶时，可通过行驶时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常，故可进一步提高电动机6的可靠性。

上述减速器7还可为减小电动机6的旋转速度的摆线减速器。将减速器7设为摆线减速器，例如，其减速比为1/6以上的场合，可谋求电动机6的小型化，可谋求装置的紧凑化。在将电动机6的驱动转矩经由上述的具有高减速比的减速器7传递给车轮时，由于该驱动转矩被放大后传递给车轮，故电动机异常的影响变大，但是在车辆的非行驶时，可通过启动时异常检测机构98，在实际的车辆行驶的前阶段检测电动机线圈78的异常。由此，异常检测更加有效。另外，即使在车辆的非行驶时没有检测到异常的情况下，仍能在车辆的行驶时，通过行驶时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常。

本发明的电动汽车以可通过上述任一电动机6而驱动的方式构成。

本发明的电动机的诊断方法为通过电动机6驱动车轮2的电动汽车的上述电动机6的诊断方法，该方法包括：启动时异常检测步骤，在该步骤中，在接通车辆的电源的非行驶时，检测电动机线圈78的线圈温度和电动机线圈78的线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常；行驶时异常检测步骤，在该步骤中，在车辆的行驶时，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压和电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈78异常。

按照该方案，在启动时异常检测步骤，检测接通车辆的电源的非行驶时的电动机线圈78的异常。即，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常。在行驶时异常检测步骤，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈78异常。如此，车辆的行驶时以及车辆的非行驶时中的任一场合均可检测电动机线圈78的异常，可提高电动汽车的可靠性。另外，可在早期实现对电动机异常的应对处理。

权利要求书和/或说明书和/或附图中公开的至少两个方案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

根据参照附图的以下对优选的实施形式的说明，会更清楚地理解本发明。但是，实施形式和附图只用于图示和说明，不应用于确定本发明的范围。本发明的范围由所附的权利要求书确定。在附图中，多个附图中的同一符号表示同一或相当的部分。

图1为通过平面图表示装载有本发明的第1实施方式的电动汽车用驱动电动机的诊断装置的电动汽车的构思方案的方框图；

图2为该电动汽车用驱动电动机的诊断装置的构思方案的方框图；

图3为该诊断装置的关键部分的电路结构例的概要图；

图4(a)～图4(c)为表示该诊断装置的启动时异常检测机构中的线圈电阻的检测例的附图；

图5(a)～图5(c)为表示该诊断装置的行驶时异常检测机构中的与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系的曲线图；

图6为该电动汽车中的内轮电动机驱动装置的剖视主视图；

图7为图6中的VII—VII线剖面的电动机部分的剖视图；

图8为图6中的VIII—VIII线剖面的减速器部分的剖视图；

图9为图8的部分放大剖视图；

图10为本发明的第2实施方式所涉及的电动汽车用驱动电动机的诊断装置的构思方案的关键部分的方框图。

具体实施方式

根据图1～图9，对本发明的第1实施方式所涉及的电动汽车用驱动电动机的诊断装置及其诊断方法进行说明。该驱动电动机的诊断装置装载于电动汽车。该电动汽车为如图1所示的4轮汽车，其中，构成车体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支承于车体1。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成部件的内轮电动机驱动装置8。如图2所示，内轮电动机驱动装置8的一部分或全部设置于驱动轮2的内部。在本实施方式中，也可沿驱动轮2的轴心C，将车轮用轴承4和减速器7的整体和电动机6的一部分与驱动轮2重合，但是也可将内轮电动机驱动装置8的整体与驱动轮2重合。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。

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，经由旋转和直线运动转换机构(图中未示出)左右移动。转向角通过转向角传感器15检测，该传感器输出输出给ECU21，该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。如图2所示，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和按照该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和制动控制器23装载于车体1。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。

如果从功能类别分类的话，ECU21分为驱动控制部21a和普通控制部21b。驱动控制部21a根据加速器操作部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所输出的转动指令，生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。驱动控制部21a除上述功能外，也可具有下述的功能，即，采用从旋转传感器24而获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息，该旋转传感器24设置于各车轮2、3的车轮用轴承4、5上，对所输出的加速和减速指令进行补偿。加速器操作部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；在显示装置27中进行显示的功能等。该辅助系统25例如，空调、灯、雨刷器、GPS、安全气囊等，在此作为代表以一个方块表示。

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，除通过制动操作部17所输出的减速指令而生成的指令以外，还包括通过ECU21所具有的用于提高安全性的机构而生成的指令。制动控制器23除上述以外，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由对应各电动机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既可对应各电源电路部28而一起设置，也可分别地设置，但是，即使在一起设置的情况下，例如，可按照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，将该电动机控制部29所具有的关于内轮电动机8的各检测值、控制值等各信息(称为“IWM系统信息”)输出给ECU21。

图2为表示该电动汽车用驱动电动机的诊断装置的构思方案的方框图。电源电路部28由变频器31和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，并具有电动机驱动控制部33作为其基础的控制部。电动机驱动控制部33为下述的机构，即，按照作为上级控制机构的ECU所提供的转矩指令等的加速和减速指令，转换为电流指令，并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从电流检测机构35获得从变频器31流向电动机6的电动机电流值，从而进行电流反馈控制。另外，电动机驱动控制部33从角度传感器36获得电动机6的转子的转角，并进行矢量控制等与转角相对应的控制。

对电动机的诊断装置进行说明。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线圈异常检测机构95、检测用控制部96、异常报告机构41以及切换机构101，在ECU21中设置异常显示机构42。本实施方式的电动机的诊断装置包括该电动机线圈异常检测机构95、检测用控制部96、异常报告机构41、切换机构101以及异常显示机构42。电动机线圈异常检测机构95包括启动时异常检测机构98和行驶时异常检测机构99。

首先，对启动时异常检测机构98进行说明。启动时异常检测机构98包括检测部98a和判断部98b。在本例子中，检测部98a在接通车辆的电源的非行驶时检测电动机线圈的线圈温度和电动机线圈的线圈电阻或绝缘电阻。上述“接通车辆的电源的非行驶时”指接通该电动汽车的ECU21的电源，并且车辆完全停止的状态，例如，(1)驾驶员等将钥匙、启动按钮等启动机构从“关”操作到向电动机6的供电前的“配件电源”的位置，ECU21处于打开状态、(2)在ECU21处于打开状态，将上述启动机构操作到“打开”的位置，但是ECU21没有生成发给电动机6的加速指令的场合，以及根据旋转传感器24所获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息等，判断出车辆处于行驶停止状态时。其中不包括下述情况。虽然ECU21有微小电流流过而处于打开状态，但是处于驾驶员没有在车辆中，车辆的保险处于打开的锁定状态。

在上述启动机构位于“配件电源”或“打开”的位置时，判断出ECU21处在打开状态。在判断出ECU21处在打开状态，并且根据来自电流检测机构35的电动机电流，或根据旋转传感器24获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息等，判断出没有对电动机6进行供电时，则判断出接通车辆的电源的非行驶时。上述判断部98b在通过检测部98a而检测的线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，判断出电动机线圈的异常。

在此，图3为表示驱动电动机6的诊断装置的关键部分的电路结构例的概要图，图4(a)、图4(b)、图4(c)为表示该诊断装置的启动时异常检测机构98中的线圈电阻的检测例的附图。如图3所示，电动机6的电动机外壳72固定于车辆的转向节100。该电动机6为同步电动机，其中，三相的电动机线圈78的一端通过连接于中性点P1的星形连线而连接。设置切换机构101，该切换机构101以可开闭的方式切换该电动机6与变频器31的电连接。即，在3相(U、V、W相)的各电动机线圈78的绕组的另一端，分别经由作为切换机构101的继电器，连接有连接于变频器31中的开关晶体管等各驱动元件97的各相的内部布线102。

上述继电器适用于在车辆的行驶时，全部三个继电器触点关闭的所谓的正常关闭的继电器。启动时异常检测机构98在接通车辆的电源的非行驶时，按照将全部三个继电器触点开放的方式向检测用控制部96(图2)给出指令。在钥匙等启动机构位于“配件电源”或“打开”的位置时，判断ECU21处于打开状态。更进一步，在根据来自电流检测机构35的电动机电流等判断出没有向电动机6供电时，判断出处于接通车辆的电源的非行驶时。如果开放全部三个继电器触点，则启动时异常检测机构98的检测部98a如图4(a)、图4(b)、图4(c)所示，依次将电压外加于各相的电动机线圈78，并根据外加有电压的各相的电动机线圈78的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。

如图3所示，例如，在启动时异常检测机构98的检测部98a中，分别设置有在各U、V、W相的电极之间外加电压的测量用电源V1、V2、V3以及电流传感器A1、A2、A3。该测量用电源V1～V3以及电流传感器A1～A3在本例子中，分别与延伸到从电动机外壳72抽出的切换机构101的触点的各相的布线电连接。

如图4(a)所示，在U、V相的电极之间，通过测量用电源V1外加电压，并通过电流传感器A1测量U相和V相的电动机线圈78、78的电流的测量值。以下，如图4(b)所示，在U、W相的电极之间，通过测量用电源V2外加电压，并通过电流传感器A2测量U相和W相的电动机线圈78、78的电流的测量值，如图4(c)所示，在V、W相的电极之间，通过测量用电源V3外加电压，并通过电流传感器A3测量V相和W相的电动机线圈78、78的电流的测量值。启动时异常检测机构98的判断部98b在已检测的线圈电阻超过阈值时，判断出电动机线圈78的异常。另外，在图3的例子中，在电动机6中显示对应每相只有一个电动机线圈78，但在各相的电动机线圈78由沿圆周方向设置的多个电极的线圈构成的场合，这些电极的线圈对应每相而并联或串联而组成的部件为图中的一个电动机线圈78。

另外，检测部105如图3所示，可将继电器106关闭，在电动机线圈78和电动机外壳72之间，通过测量用电源V4外加规定的电压，并通过电流传感器A4测量流过两者之间的电流，从而测量电动机线圈78和电动机外壳72之间的绝缘电阻。判断部107判断已测量的绝缘电阻是否超过阈值。在图3中，检测部105与电动机线圈78的W相连接，但是也可与U相、V相连接。

如图3所示，作为检测电动机线圈78的线圈温度的温度传感器例如使用热敏电阻103。通过将该热敏电阻103固定于电动机线圈78，从而可检测电动机线圈78的温度。在检测部98a中，例如，通过热敏电阻103检测的值通过图示以外的放大器放大，通过判断部98b判断该放大值是否超过阈值。在该例子中，将热敏电阻103固定于电动机线圈78而检测线圈温度，但是也可不将热敏电阻103固定于电动机线圈78，以可检测线圈温度的程度，按照接近电动机线圈78的方式设置即可。另外，也可通过热敏电阻103分别测量与各相U、V、W相连接的各线圈的温度。

另外，在图3中，采用下述的方法，其中，在采用继电器101，接通车辆的电源的非行驶时，将全部三个继电器触点开放，测定线圈的电阻，但是，也可不设置继电器。在该场合，预先测量电动机线圈78处于正常的状态的线圈的电阻值。

对各阈值进行说明。如上，在判断部98b中，在线圈电阻、绝缘电阻超过各阈值时，判断为电动机线圈78的异常。在该场合，例如，通过实验、模拟等，将电动机线圈78中不产生绝缘劣化等异常的正常时的外加电压与电流值的关系作为基准值而预先存储。在相对规定的外加电压而产生绝缘劣化的电流值中进一步加入测量误差等之后得到的值设为线圈电阻或绝缘电阻的判断时的阈值。

另外，在判断部98b中，在线圈温度超过阈值时，判断为电动机线圈78异常。在该场合，例如，通过实验、模拟等将在电动机线圈78正常时的外加电压和线圈温度与外加的时间的关系作为基准值而预先存储。如果将规定的外加电压以一定时间外加于电动机线圈78，则惟一地确定正常时的线圈温度。如果在该场合测量的线圈温度比基准值高出α(α例如在百分之十几以上)，则推断出在电动机6中产生了过载。将上述α设为线圈温度的判断时的阈值。

对行驶时异常检测机构99进行说明。如图2所示，行驶时异常检测机构99包括检测部99a和判断部99b。在本例子中，检测部99a在车辆的行驶时检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流。在ECU21处于打开状态，并且根据旋转传感器24所获得的轮胎转数的信息或来自电流检测机构35的电动机电流，判断出对电动机6供电时，判断为上述“车辆的行驶时”。上述判断部99b在通过检测部99a检测到的线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系超出设定范围时，判断出电动机线圈78异常。

按照与上述相同的方式，对车辆的行驶时的线圈温度的判断时的阈值进行定义。也就是说，如果将电动机线圈78的正常时的外加电压与线圈温度与外加的时间的关系作为基准值而预先存储，并以一定时间将规定的外加电压外加于电动机线圈上时的线圈温度比上述基准值高出α(α例如在百分之十几以上)，则推断出在电动机6中产生了过载。将上述α设为线圈温度的判断时的阈值。但是，在检测、判断线圈温度时，在将全部三个继电器触点关闭的状态，将上述规定的外加电压外加于电动机线圈78。

车辆行驶时的电动机外加电压与电动机电流的关系根据电动机转数进行各种设定。图5(a)～图5(c)为表示该诊断装置的行驶时异常检测机构99中的与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系的曲线图。图5(a)表示电动机转数在a1rpm以上不足a2rpm时的电动机外加电压与电动机电流的关系。如果将该场合的基准值设为K1，则在电动机转数在a1rpm以上不足a2rpm时，在位于相对任意的电动机外加电压的基准值K1为±Sa(Sa例如在10余%)的范围内时，推断出在电动机6中没有产生过载。换言之，判断部99b在电动机转数在a1rpm以上不足a2rpm时，不在相对基准值K1为±Sa的范围时，判断出电动机线圈78异常。

下面同样地，如图5(b)所示，判断部99b在电动机转数在a2rpm以上不足a3rpm时，不在不同于基准值K1的基准值K2±Sb的范围时，判断出电动机线圈78异常。如图5(c)所示，判断部99b在电动机转数在a3rpm以上不足a4rpm时，不在相对基准值K3±Sc的范围时，判断出电动机线圈78异常。±Sa、±Sb、±Sc的各范围为上述设定范围。另外，在本例子中，将电动机转数的区域分成三个区域，确定各区域的基准值和设定范围，但是，并不一定限定于本例子。例如，也可将电动机转数的区域分成两个区域，确定各区域的基准值和设定范围即可，还可将电动机转数的区域分成4个以上的区域，确定各区域的基准值和设定范围。

对作用效果进行说明。在接通车辆的电源的非行驶时，具体来说，在驾驶员等将钥匙、启动按钮等启动机构从“关”操作到可驱动的辅助系统25，例如灯、雨刷器等“配件电源”的位置，从而ECU21处于打开状态时，通过启动时异常检测机构98检测电动机线圈78的异常。在后述的车辆行驶后，在ECU21一直处于打开的状态，并且在ECU21没有生成给电动机6的加速指令的场合，以及根据由旋转传感器24获得的轮胎转数的信息、车载的各传感器的信息等，判断出车辆处于行驶停止状态时，也通过启动时异常检测机构98检测电动机线圈78的异常。

该启动时异常检测机构98的检测部98a检测线圈温度和线圈电阻或绝缘电阻。判断部98b在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78的异常。例如，如果电动机线圈78产生绝缘劣化等异常，线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值。如此使车辆行驶的前阶段等场合，例如，作为行驶前的燃油类的车辆整体的异常检查时的一个检查项目，或行驶开始后的停止时诊断电动机6的异常，在电动机6产生异常的场合，可修理上述电动机6等，或请求救援该车辆。

在车辆的行驶时，即，在ECU21处于打开状态，并且根据旋转传感器24获得的轮胎转数的信息或来自电流检测机构35的电动机电流，判断出对电动机6进行供电时，通过行驶时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常。该行驶时异常检测机构99中的检测部99a检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压以及电动机电流。判断部99b在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈78异常。在车辆的行驶时，电动机6旋转。在该电动机旋转时，例如，如果产生电动机线圈78的短路异常，则相对电动机外加电压，电动机电流不在设定范围且异常地高。另外，由于根据电动机转数，对电动机外加电压产生相反的电动势的作用，故电动机外加电压与电动机电流的关系根据电动机转数时刻地变化。因此，可通过不间断地检测与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系，检测出电动机线圈78异常。

如此，在车辆的行驶时和车辆的非行驶时中的任一种场合，均可检测到电动机线圈78的异常，可提高电动汽车的可靠性。另外，可在早期实现对电动机异常的应对处理。

检测用控制部96在通过行驶时异常检测机构99的判断部99b检测到电动机线圈78的异常时，也可按照降低电动机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发出指令。电动机电流的降低可按照相对当前的电流成规定比例(例如，百分之几)的方式降低，也可按照降低规定的值的方式降低。

由于电动机线圈异常检测机构95设置于变频装置22的电动机控制部29，在接近电动机6的部位进行电动机线圈的异常判断，故在布线方面较有利，与设置于ECU21的场合相比，能够进行快速的控制，并且能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的ECU21的负担。

由于ECU21为对车辆整体进行综合性控制的装置，故在通过电动机线圈异常检测机构95检测到异常时，将电动机线圈78具有异常的异常报告输出给ECU21，从而通过ECU21可对车辆整体进行恰当的控制。另外，ECU21为将驱动的指令提供给变频装置22的上级控制装置，在变频装置22的应急控制后，能够通过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，由于作为谋求紧凑化的结果，伴随有车轮用轴承4、减速器7以及电动机6的高速旋转化，故确保它们的可靠性将成为重要的课题。由于在车辆的非行驶时，可通过启动时异常检测机构98检测电动机线圈78的异常，在车辆的行驶时，可通过行驶时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常，故可进一步地提高电动机6的可靠性。

将内轮电动机驱动装置8中的减速器7设为摆线减速器，其减速比例如，为1/6以上的场合，可实现电动机6的小型化和装置的紧凑化。在将电动机6的驱动转矩经由如上述那样的具有高减速比的减速器7传递给车轮时，由于该驱动转矩被放大后传递给车轮，故电动机异常的影响将变大，但是在车辆的非行驶时，可通过启动时异常检测机构98，在实际的车辆行驶的前阶段检测电动机线圈78的异常。由此，异常检测更加有效。另外，即使在车辆的非行驶时没有检测到异常的情况下，仍能在车辆的行驶时，通过行驶时异常检测机构99检测电动机线圈78的异常。

如图6表示的例子，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，通过车轮用轴承4支承的作为驱动轮的车轮2(图2)的轮毂和电动机6(图6)的旋转输出轴74连接于同轴心。减速器7的减速比可在1/6以上。该减速器7为摆线减速器，其具有下述的结构，在同轴地连接于电动机6的旋转输出轴74的旋转输入轴82上，形成有偏心部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的偏心运动以旋转运动传递给车轮用轴承4。另外，在本说明书中，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相对的滚动面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，在每排通过球笼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密封件57密封。

外方部件51为静止侧轨道圈，具有法兰51a，该法兰51a安装于减速器7的外侧的外壳83b上，该外方部件51是整体为一体的部件。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，开设有在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，从而将外方部件51安装于外壳83b。

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，通过压接而与外侧件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的电动机定子73与安装于旋转输出轴74的电动机转子75之间，设置有径向间隙。旋转输出轴74通过悬臂方式，通过两个轴承76支承于减速器7的内侧的外壳83a的筒部。

图7为电动机的剖视图(图6的VII—VII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在转子铁芯部79内的同一圆周上。永久磁铁80采用钕系磁铁。定子73由通过软质磁性体形成的铁芯部77和线圈78构成。铁芯部77的外周面呈截面为圆形的环状，在其内周面上向内径侧突出的多个齿77a在圆周方向并列形成。线圈78卷绕于定子铁芯部77的上述各齿77a。

如图6所示，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检测并输出表示电动机定子73和电动机转子75之间的相对旋转角度的信号；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，该检测部70b设置于电动机外壳72，例如，以在径向相对的方式接近设置于上述被检测部70a。被检测部70a和检测部70b也可以在轴向相对的方式接近设置。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、各种传感器系统和指令系统的布线通过设置于电动机外壳72等的连接器99而集中实施。

减速器7为上述那样的摆线减速器，如图8那样的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安装于旋转输入轴82的各偏心部82a、82b。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分别跨接设置于外壳83b，安装于内方部件52的内侧件60的多个内销88在插入状态下，卡合于设置在各曲线板84a、84b的内部的多个圆形的通孔89中。旋转输入轴82通过花键与电动机6的旋转输出轴74连接，并成一体旋转。另外，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。

如果电动机6的旋转输出轴74旋转，则安装于与其成一体旋转的旋转输入轴82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的卡扣，以旋转运动传递给内方部件52。相对旋转输出轴74的旋转，内方部件52的旋转减速。例如，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°的相位差安装于旋转输入轴82的各偏心部82a、82b，在各偏心部82a、82b的两侧，按照抵消各曲线板84a、84b的偏心运动产生的振动的方式，安装平衡块91，该平衡块91以与各偏心部82a、82b的离心方向相反的方向偏心。

如图9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。因此，可降低外销86与各曲线板84a、84b的外周的接触阻力，以及内销88与各通孔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传递给内方部件52。

在图6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，经由转向节等悬架装置(图3)固定于车体。

上述第1实施方式的启动时异常检测机构98也可为在下述的类型。即，图2所示的启动时异常检测机构98也可检测线圈温度和线圈电阻，在线圈温度超过阈值，或线圈电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常。在该结构中，在变频器31与电动机6电连接的状态下，启动时异常检测机构98也可依次将电压外加于各相的电动机线圈78，并根据外加有电压的各相的电动机线圈78的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。在测量线圈电阻时，例如，在电动机6的各相的电动机线圈78与变频器31的电连接点之间外加电压，可根据该电连接点之间的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻。在该场合，可不需要切换电动机6与变频器31的电连接的切换机构，并且可简化装置的结构。

另外，图2所示的启动时异常检测机构98也可检测线圈温度和绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈78异常。启动时异常检测机构98也可包括补偿机构，该补偿机构根据通过设置于电动机线圈78的上述热敏电阻所输出的线圈温度，对已测量的线圈电阻进行补偿。如图4所示，依次将电压外加于各相的电动机线圈78，并根据外加有电压的各相的电动机线圈78的电流的测量值，测量各相的电动机线圈78的线圈电阻，但是例如，在车辆的行驶后马上再次启动的场合，作为线圈温度较高且温度慢慢降低的结果，根据该线圈温度，线圈电阻小于长时间停止的车辆的启动时的线圈电阻。

于是，为了客观地判断在非行驶时测量的线圈电阻，如图10所示的第2实施方式，补偿机构104设置于启动时异常检测机构98。在该场合，通过实验等方式，求出线圈温度为基准温度(在常温附近处适当规定的温度)时的线圈电阻和线圈温度上升时的线圈电阻。可根据求出的多个线圈电阻，计算出补偿机构104的补偿系数Kt。因此，根据线圈温度，通过乘以补偿系数Kt而对线圈电阻进行补偿，由此可更加正确地检测非行驶时的电动机6的异常。电动机线圈异常检测机构95也可设置于作为控制车辆整体的电子控制单元的ECU21。

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，阅读本申请说明书，会在显然的范围内容易地想到各种变更和修改方式。因此，对于这样的变更和修改方式，解释在根据权利要求书而确定的发明的范围内。

符号的说明：

符号2、3表示车轮；

符号4表示车轮用轴承；

符号6表示电动机；

符号7表示减速器；

符号8表示内轮电动机驱动装置；

符号78表示电动机线圈；

符号31表示变频器；

符号98表示启动时异常检测机构；

符号99表示行驶时异常检测机构；

符号101表示切换机构；

符号103表示热敏电阻；

符号104表示补偿机构。

Claims (11)

1.一种电动汽车用驱动电动机的诊断装置，该诊断装置为通过电动机驱动车轮的电动汽车的上述电动机的诊断装置，其特征在于，

设置有启动时异常检测机构，该启动时异常检测机构在接通车辆的电源的非行驶时，检测电动机线圈的线圈温度和电动机线圈的线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈异常；

设置有行驶时异常检测机构，该行驶时异常检测机构在车辆的行驶时，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈异常。

2.根据权利要求1所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，上述启动时异常检测机构检测线圈温度和线圈电阻，在线圈温度超过阈值，或线圈电阻超过阈值时，检测出电动机线圈异常。

3.根据权利要求1所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，上述启动时异常检测机构检测线圈温度和绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈异常。

4.根据权利要求2所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，驱动上述电动机的机构具有变频器，该变频器将直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电；

设置有切换机构，该切换机构以可开闭的方式切换该电动机与变频器的电连接，

上述启动时异常检测机构将上述切换机构打开，依次切换到各相的电动机线圈并外加电压，根据外加有电压的各相的电动机线圈的电流的测量值，测量各相的电动机线圈的线圈电阻。

5.根据权利要求2所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，驱动上述电动机的机构具有变频器，该变频器将直流电转换为用于上述电动机的驱动的交流电，

上述启动时异常检测机构依次对各相的电动机线圈外加电压，并根据外加有电压的各相的电动机线圈的电流的测量值，测量各相的电动机线圈的线圈电阻。

6.根据权利要求2所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，以接近上述电动机线圈的方式设置有热敏电阻，上述启动时异常检测机构包括补偿机构，该补偿机构根据通过上述热敏电阻输出的线圈温度，对已测量的线圈电阻进行补偿。

7.根据权利要求1所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，上述电动机分别设置于作为驱动轮的各车轮。

8.根据权利要求7所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，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的内部，并且具有上述电动机、车轮用轴承和减速器。

9.根据权利要求8所述的电动汽车用驱动电动机的诊断装置，其中，上述减速器为减小电动机的旋转速度的摆线减速器。

10.一种电动汽车，该电动汽车以可通过权利要求1所述的电动机驱动的方式构成。

11.一种电动汽车用驱动电动机的诊断方法，该诊断方法为通过电动机驱动车轮的电动汽车的上述电动机的诊断方法，该方法包括：

启动时异常检测步骤，在该步骤中，在接通车辆的电源的非行驶时，检测电动机线圈的线圈温度和电动机线圈的线圈电阻或绝缘电阻，在线圈温度超过阈值，或者线圈电阻或绝缘电阻超过阈值时，检测出电动机线圈异常；

行驶时异常检测步骤，在该步骤中，在车辆行驶时，检测线圈温度、电动机转数、电动机外加电压和电动机电流，在线圈温度超过阈值，或与电动机转数相对应的电动机外加电压与电动机电流的关系不在设定范围时，检测出电动机线圈异常。

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