CN114679087A - 马达控制装置 - Google Patents

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Abstract

公开马达控制装置。马达控制装置(10)具备大气压传感器(11)、线圈温度传感器(12)以及检测施加到马达(6)的电压的电压传感器(13)，根据大气压和线圈温度计算部分放电开始电压，在线圈温度超过设定的线圈温度上限值的情况下，限制马达(6)的输出，在电压超过部分放电开始电压的情况下，将线圈温度上限值设定得低。

Description

马达控制装置
相关申请的交叉引用
本申请要求在2020年12月24日提交的日本专利申请No.2020-214720和2021年7月7日提交的日本专利申请No.2021-112796的优先权，这些日本专利申请在此通过引用并入本文，其包括说明书、权利要求书、附图和摘要。
技术领域
本公开涉及进行保护马达的线圈的绝缘覆膜的控制的马达控制装置。
背景技术
马达设置于例如电动车辆。在马达中，在施加的电压超过预定电压(部分放电开始电压)时，在线圈的绝缘覆膜中发生部分放电，绝缘覆膜的绝缘性能劣化，马达的耐久寿命降低。部分放电开始电压依赖于大气压和线圈温度。因此，例如，在电动车辆在高地行驶的情况下，部分放电开始电压比平地低，绝缘性能易于劣化。
在日本特开2020－018067号公报中，公开了一种在施加到马达的电压超过部分放电开始电压的情况下通过升压转换器使施加到马达的电压降低的马达控制装置。由此，避免马达的绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达的耐久寿命降低。
发明内容
但是，根据电动车辆，还有时不具有升压转换器。另外，升压转换器以及构成升压转换器的升压电路昂贵且部件成本高。
因此，本公开的目的在于提供一种即使在施加到马达的电压超过部分放电开始电压的情况下，也无需使用升压转换器而能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化的马达控制装置。
本公开提供一种马达控制装置，其特征在于，具备：电子控制单元ECU；大气压检测部，检测大气压；线圈温度检测部，检测马达的线圈温度；以及电压检测部，检测施加到马达的电压，ECU构成为：根据由大气压检测部检测的大气压和由线圈温度检测部检测的线圈温度，计算部分放电开始电压，在由线圈温度检测部检测的线圈温度超过设定的线圈温度上限值的情况下，限制马达的输出，在由电压检测部检测的电压超过部分放电开始电压的情况下，将线圈温度上限值设定得低。
本公开提供一种马达控制装置，其特征在于，具备：电子控制单元ECU；大气压检测部，检测大气压；多个线圈温度检测部，分别检测多个马达的线圈温度；以及电压检测部，检测施加到马达的电压，ECU构成为：根据由大气压检测部检测的大气压和由多个线圈温度检测部分别检测的多个线圈温度，针对多个马达的每一个分别计算多个部分放电开始电压，在由多个线圈温度检测部检测的多个线圈温度分别超过对线圈设定的线圈温度上限值的情况下，限制超过线圈温度上限值的马达的输出，在由电压检测部检测的电压超过多个部分放电开始电压的各个的情况下，将超过部分放电开始电压的马达的线圈温度上限值设定得低。
本公开提供一种马达控制装置，其特征在于，具备：电子控制单元ECU；大气压检测部，检测大气压；线圈温度检测部，检测马达的线圈温度；以及电压检测部，检测施加到马达的电压，ECU根据由大气压检测部检测的大气压和由线圈温度检测部检测的线圈温度，计算部分放电开始电压，在由电压检测部检测的电压超过部分放电开始电压的情况下，将对马达供给电力的电池的上限充电率设定得低。
根据本公开的马达控制装置，即使在施加到马达的电压超过部分放电开始电压的情况下，也通过抑制线圈温度的上升而使部分放电开始电压上升，从而无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达的耐久寿命降低。
另外，根据本公开的马达控制装置，即使在设置于具有多个马达的车辆的情况下，也仅针对施加到马达的电压超过部分放电开始电压的马达抑制线圈温度的上升而使部分放电开始电压上升，从而能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达的耐久寿命降低。换言之，不会限制施加到马达的电压超过部分放电开始电压的马达以外的输出，能够避免车辆的输出多余地降低。
根据本公开的马达控制装置，即使在施加到马达的电压超过部分放电开始电压的情况下，也通过将电池的上限充电率设定得低而使施加到马达的电压成为预定电压以下，从而无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达的耐久寿命降低。
附图说明
图1是示出设置作为实施方式的一个例子的马达控制装置的车辆的示意图。
图2是示出马达控制装置的结构的框图。
图3是示出各线圈温度下的马达的部分放电开始电压和大气压的相关性的图表。
图4是示出马达的线圈温度和输出的相关性的图表。
图5是马达的线圈的绝缘破坏曲线，是示出各特性中的施加电压和施加电压的次数的相关性的图表。
图6是示出绝缘覆膜保护控制的流程的流程图。
图7是示出设置作为实施方式的另一例子的马达控制装置的车辆的示意图。
图8是示出马达控制装置的结构的框图。
图9是示出设置作为实施方式的另一例子的马达控制装置的车辆的示意图。
图10是示出马达控制装置的结构的框图。
图11是马达的线圈的绝缘破坏曲线，是示出各特性中的施加电压和施加电压的次数的相关性的图表。
图12是示出绝缘覆膜保护控制的流程的流程图。
具体实施方式
以下，详细说明本公开的实施方式的一个例子。在以下的说明中，具体的形状、材料、方向、数值等是用于使本公开易于理解的例示，能够与用途、目的、规格等匹配地适当变更。
使用图1，说明设置作为实施方式的一个例子的马达控制装置10的车辆5。
如图1所示，马达控制装置10设置于车辆5，包含作为进行各种数据处理的处理器的ECU(Electronic Control Unit，电子控制单元)51。本例子的车辆5是通过从电池7供给的电力驱动马达6并将马达6作为动力行驶的电动车辆。此外，车辆5也可以是例如混合动力车辆。
马达控制装置10是进行保护马达6的线圈的绝缘覆膜的后述绝缘覆膜保护控制的控制装置。根据马达控制装置10，即使在施加到马达6的电压超过部分放电开始电压的情况下，通过抑制线圈温度的上升来使部分放电开始电压上升，从而能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低，详细内容后述。由此，无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低。
马达控制装置10具有：大气压传感器11，检测大气压；线圈温度传感器12，检测马达6的线圈温度；以及电压传感器13，检测施加到马达6的电压(以下施加电压)。
使用图2至图5，说明马达控制装置10的结构。
ECU51具有作为运算处理部的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)和RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储部，一边利用RAM的临时存储功能，一边依照预先存储于ROM的程序进行信号处理。
如图2所示，ECU51与大气压传感器11、线圈温度传感器12、电压传感器13等连接，接收从这些发送的信号。另外，ECU51与马达6连接，向其发送信号。
ECU51包括：大气压取得部14，取得由大气压传感器11检测的大气压；线圈温度取得部15，取得由线圈温度传感器12检测的马达6的线圈温度；部分放电开始电压计算部16(以下PDIV计算部16)，计算部分放电开始电压；电压取得部17，取得由电压传感器13检测的施加电压；计数部18，对马达6的电压超过部分放电开始电压的次数进行计数；以及线圈温度上限值降低部19，将线圈温度上限值设定得低。
PDIV计算部16具有如上所述根据大气压和马达6的线圈温度计算部分放电开始电压的功能。部分放电开始电压是指，在对马达6施加该电压以上的电压时在线圈的绝缘覆膜中发生部分放电的电压。在线圈的绝缘覆膜中发生部分放电时，绝缘覆膜的绝缘性能劣化，马达6的耐久寿命降低。如图3所示，部分放电开始电压根据大气压和马达6的线圈温度而变化。
计数部18具有如上所述对施加电压超过部分放电开始电压的次数进行计数的功能。此外，计数部18也可以计算施加电压超过部分放电开始电压的时间的合计时间。
线圈温度上限值降低部19具有在施加电压超过部分放电开始电压的次数成为预定次数以上的情况下，将线圈温度上限值设定得低的功能。在线圈温度上升时破坏线圈覆膜，成为马达6的短路以及发热等的原因，所以线圈温度上限值是指预先设定线圈温度的容许上限的值。
如图4所示，线圈温度和马达6的输出的相关性被设定为，在线圈温度小于预定温度时，马达6的输出上限值恒定，在线圈温度是预定温度以上的情况下，降低马达6的输出上限值。换言之，线圈温度上限值降低部29将开始马达6的输出上限值的降低的预定温度设定得低。
在马达6的输出超过输出上限值的情况下，例如，优选通过限制马达6的转矩、或者限制供给到马达6的电力的电流等的控制，限制马达6的输出。
在图5中，在马达6的线圈的绝缘破坏曲线中，示出施加电压和施加电压的次数的关系。绝缘破坏曲线是示出马达6的线圈的绝缘覆膜破坏的界限的施加电压和施加电压的次数的关系的曲线。在通过线圈温度上限值降低部19将线圈温度上限值设定得低的情况下，部分放电开始电压上升，所以绝缘破坏曲线缓和(在图5中的图表中上升)。
根据线圈温度上限值降低部19，将使输出上限值降低的线圈温度设定得低，抑制线圈温度的上升而使部分放电开始电压上升。由此，即使在施加电压超过上升前的部分放电开始电压的情况下，也能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低。其结果，无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低。
使用图6，说明利用马达控制装置10进行的绝缘覆膜保护控制的流程。
如图6所示，在步骤S11中，通过大气压取得部14取得由大气压传感器11检测的大气压。在步骤S12中，通过线圈温度取得部15取得由线圈温度传感器12取得的马达6的线圈温度。
在步骤S13中，通过PDIV计算部16，根据在步骤S11中取得的大气压和在步骤S12中取得的线圈温度，计算部分放电开始电压。大气压、线圈温度以及部分放电开始电压的相关性预先存储于马达控制装置10。
在步骤S14中，通过电压取得部17取得由电压传感器13检测的施加到马达6的电压。在步骤S15中，判定在步骤S14中取得的电压是否将部分放电开始电压超过预定次数。在超过预定次数的情况下，转移到步骤S16。在未超过预定次数的情况下，返回到步骤S14。
在步骤S16中，通过线圈温度上限值降低部19，将线圈温度上限值设定得低。换言之，将开始马达6的输出上限值的降低的线圈温度设定得低。
使用图7，说明作为实施方式的另一例子的马达控制装置20。
如图7所示，马达控制装置20设置于车辆5，包括作为进行各种数据处理的处理器的ECU52(Electronic Control Unit，电子控制单元)。本例子的车辆5是通过从电池7供给的电力驱动多个(在本例子中3个)马达6并将马达6作为动力行驶的电动车辆。此外，车辆5也可以是例如混合动力车辆。
马达控制装置20是控制设置于车辆5的多个马达6的装置。根据马达控制装置20，仅针对施加到马达6的电压超过部分放电开始电压的马达6抑制线圈温度的上升来使部分放电开始电压上升，从而能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低，详细内容后述。换言之，不会限制施加到马达6的电压超过部分放电开始电压的马达6以外的输出，能够避免车辆5的输出多余地降低。
马达控制装置20具有：大气压传感器21，检测大气压；多个线圈温度传感器22，检测多个马达6各自的线圈温度；以及电压传感器23，检测施加电压。
使用图8，说明马达控制装置20的结构。
ECU52具有作为运算处理部的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)和RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储部，一边利用RAM的临时存储功能，一边依照预先存储于ROM的程序进行信号处理。
ECU52包括：大气压取得部24，取得由大气压传感器21检测的大气压；线圈温度取得部25，取得由线圈温度传感器22取得的马达6的线圈温度；部分放电开始电压计算部26(以下PDIV计算部26)，计算部分放电开始电压；电压取得部27，取得由电压传感器23检测的马达6的施加电压；计数部28，对施加电压超过部分放电开始电压的次数进行计数；以及线圈温度上限值降低部29，将线圈温度上限值设定得低。
PDIV计算部26根据由大气压取得部24取得的大气压和由线圈温度取得部25分别检测的多个线圈温度，针对多个马达6的每一个，分别计算多个部分放电开始电压。
线圈温度上限值降低部29分别对由电压取得部27检测的电压超过多个部分放电开始电压的次数进行计数，将次数超过预定次数的马达6的线圈温度上限值设定得低。
关于其他马达控制装置20的功能，与上述马达控制装置10相同，所以省略说明。
使用图9，说明设置作为实施方式的另一例子的马达控制装置30的车辆5。
如图9所示，马达控制装置30设置于车辆5，包括作为进行各种数据处理的处理器的ECU53(Electronic Control Unit，电子控制单元)。本例子的车辆5是通过从电池7供给的电力驱动马达6并将马达6作为动力行驶的电动车辆。此外，车辆5也可以是例如混合动力车辆。
马达控制装置30是进行保护马达6的线圈的绝缘覆膜的后述绝缘覆膜保护控制的控制装置。根据马达控制装置30，即使在施加到马达6的电压超过部分放电开始电压的情况下，也通过将电池7的上限充电率设定得低而使施加到马达6的电压成为预定电压以下，从而能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低，详细内容后述。由此，无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低。
马达控制装置30具有：大气压传感器31，检测大气压；线圈温度传感器32，检测马达6的线圈温度；以及电压传感器33，检测施加到马达6的电压(以下施加电压)。
使用图10以及图11，说明马达控制装置30的结构。
ECU53具有作为运算处理部的CPU(Central Processing Unit，中央处理单元)和RAM(Random Access Memory，随机存取存储器)、ROM(Read Only Memory，只读存储器)等存储部，一边利用RAM的临时存储功能，一边依照预先存储于ROM的程序进行信号处理。
如图10所示，ECU53与大气压传感器31、线圈温度传感器32、电压传感器33等连接，接收从这些发送的信号。另外，ECU53与马达6连接，向其发送信号。
ECU53包括：大气压取得部34，取得由大气压传感器31检测的大气压；线圈温度取得部35，取得由线圈温度传感器32检测的马达6的线圈温度；部分放电开始电压计算部36(以下PDIV计算部36)，计算部分放电开始电压；电压取得部37，取得由电压传感器33检测的施加电压；计数部38，对马达6的电压超过部分放电开始电压的次数进行计数；以及电池上限充电率降低部39，将电池7的上限充电率设定得低。
PDIV计算部36如上所述根据大气压和马达6的线圈温度，计算部分放电开始电压。
计数部38如上所述对施加电压超过部分放电开始电压的次数进行计数。此外，计数部38也可以计算施加电压超过部分放电开始电压的时间的合计时间。
电池上限充电率降低部39在施加电压超过部分放电开始电压的次数成为预定次数以上的情况下，将电池7的上限充电率设定得低。电池7的上限充电率是从电池7被完全充电的状态去掉放电的电量后的剩余的比例的上限率。
具体而言，利用电池上限充电率降低部39将电池7的上限充电率设定得低，从而如果例如车辆5是行驶中，则利用再生能源进行的向电池7的充电被限制为预定充电率以下。另外，通过充电设备将向电池7的充电限制为预定充电率以下。
在图11中，在马达6的线圈的绝缘破坏曲线中，示出施加电压和施加电压的次数的关系。绝缘破坏曲线是示出马达6的线圈的绝缘覆膜破坏的界限的施加电压和施加电压的次数的关系的曲线。在通过电池上限充电率降低部39将电池7的上限充电率设定得低的情况下，向马达6的施加电压成为预定电压以下，所以远离绝缘破坏曲线。
根据电池上限充电率降低部39，通过将电池7的上限充电率设定得低，使施加到马达6的电压成为预定电压以下，从而无需使用升压转换器，能够避免绝缘覆膜的绝缘性能劣化，避免马达6的耐久寿命降低。
使用图12，说明利用马达控制装置30进行的绝缘覆膜保护控制的流程。
如图12所示，在步骤S31中，通过大气压取得部34取得由大气压传感器31检测的大气压。在步骤S32中，通过线圈温度取得部35取得由线圈温度传感器32取得的马达6的线圈温度。
在步骤S33中，通过PDIV计算部36，根据在步骤S31中取得的大气压和在步骤S32中取得的线圈温度，计算部分放电开始电压。大气压、线圈温度以及部分放电开始电压的相关性预先存储于马达控制装置30。
在步骤S34中，通过电压取得部37取得由电压传感器33检测的施加到马达6的电压。在步骤S35中，判定在步骤S34中取得的电压是否将部分放电开始电压超过预定次数。在超过预定次数的情况下，转移到步骤S36。在未超过预定次数的情况下，返回到步骤S34。
在步骤S36中，通过电池上限充电率降低部39，将电池7的上限充电率设定得低。换言之，将施加到马达6的电压设为预定电压以下。
此外，本公开不限定于上述实施方式及其变形例，当然能够在本申请的权利要求书记载的事项的范围内进行各种变更、改良。

Claims (3)

1.一种马达控制装置，具备：
电子控制单元ECU；
大气压检测部，检测大气压；
线圈温度检测部，检测马达的线圈温度；以及
电压检测部，检测施加到所述马达的电压，
所述ECU构成为：
根据由所述大气压检测部检测的大气压和由所述线圈温度检测部检测的线圈温度，计算部分放电开始电压，
在由所述线圈温度检测部检测的线圈温度超过设定的线圈温度上限值的情况下，限制所述马达的输出，
在由所述电压检测部检测的电压超过所述部分放电开始电压的情况下，将所述线圈温度上限值设定得低。
2.一种马达控制装置，具备：
电子控制单元ECU；
大气压检测部，检测大气压；
多个线圈温度检测部，分别检测多个马达的线圈温度；以及
电压检测部，检测施加到所述马达的电压，
所述ECU构成为：
根据由所述大气压检测部检测的大气压和由所述多个线圈温度检测部分别检测的多个线圈温度，针对所述多个马达的每一个分别计算多个部分放电开始电压，
在由所述多个线圈温度检测部检测的多个线圈温度分别超过对该线圈设定的线圈温度上限值的情况下，限制超过所述线圈温度上限值的所述马达的输出，
在由所述电压检测部检测的电压超过多个所述部分放电开始电压的各个的情况下，将超过所述部分放电开始电压的所述马达的所述线圈温度上限值设定得低。
3.一种马达控制装置，具备：
电子控制单元ECU；
大气压检测部，检测大气压；
线圈温度检测部，检测马达的线圈温度；以及
电压检测部，检测施加到所述马达的电压，
所述ECU
根据由所述大气压检测部检测的大气压和由所述线圈温度检测部检测的线圈温度，计算部分放电开始电压，
在由所述电压检测部检测的电压超过所述部分放电开始电压的情况下，将对所述马达供给电力的电池的上限充电率设定得低。
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