JP2012189095A - モータの診断方法 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】 車両の電源が投入されている非走行時に、オイルの汚染度合い、劣化度合い、およびオイル量の少なくともいずれか1つの検出項目の検出を行うオイル劣化等検出手段37を設ける。オイル劣化等検出手段37で検出される検出値が設定範囲から外れるとき、オイル供給システムの異常を出力するか、またはモータ6の回転始動を許可しない異常時制御手段40を設けた。
【選択図】 図2
Description
従来、インホイールモータ駆動装置において、車両の走行時、信頼性確保のために、車輪用軸受、減速機、およびモータ等の温度を測定して過負荷を監視し、温度測定値に応じてモータの駆動電流の制限や、モータ回転数を低下させるものが提案されている(例えば、特許文献1)。
上記のように、インホイールモータ駆動装置において、車両走行時、モータの温度を測定して過負荷を監視し、モータを駆動制限することは行われている。この場合にも、車両走行時、減速機が回転してオイルが泡立ちオイル内に空気が混入するため、オイルの劣化状態等を計測することが難しい。
前記オイル劣化等検出手段37で検出される検出値をローパスフィルタ38aを介して処理した値が、設定範囲から外れるか否かを判定する判定部39を設けたものとしても良い。
前記モータ6は、一部または全体が車輪2内に配置されて前記モータ6と車輪用軸受4と減速機7とを含むインホイールモータ駆動装置8を構成するものであっても良い。インホイールモータ駆動装置8の場合、コンパクト化を図る結果、車輪用軸受4、減速機7、およびモータ6は、高速回転化を伴うため、これらの信頼性確保が重要な課題となる。車両の電源が投入されている非走行時に、オイル劣化等検出手段により前記いずれかの検出項目を検出することで、オイル供給システムの異常を検出できるため、モータおよび減速機の信頼性をより高めることが可能となる。
この実施形態では、図2に示すように、上記構成のモータコントロール部29に、次のオイル劣化等検出手段37、ローパスフィルタ38a,検出回路38b、判定部39、異常時制御手段40、および異常報告手段41を設け、ECU21に異常表示手段42を設けている。この実施形態におけるモータ6の診断装置は、これらオイル劣化等検出手段37、ローパスフィルタ38a,検出回路38b、判定部39、異常時制御手段40、異常報告手段41、および異常表示手段42を有する。前記電気自動車は、この例では減速機7の潤滑およびモータ6の冷却の両方に用いられるオイルを供給するオイル供給システム(図8乃至図10と共に後述する)を備えている。
またオイル劣化等検出手段37は、オイル内の混入空気がオイル外に開放されるまでの時間以上経過した後、前記オイルの検出項目を検出する。例えば、走行開始後の停止直後においては、オイル内に空気が混入した状態となっている。このため、オイル内の混入空気がオイル外に開放されるまでの時間以上経過した後、前記オイルの検出項目を検出する。この時間は、実験等により設定される。
オイル劣化等検出手段37は、この例では、オイルの汚染度合いを検出する汚染度合い検出部37aと、オイルの劣化度合いを検出する劣化度合い検出部37bと、オイル量を検出するオイル量検出部37cとを含む。各検出部37a,37b,37cにて検出される検出値が設定範囲から外れるか否かを判定する判定部39がそれぞれ設けられている。前記異常時制御手段40は、各判定部39にて検出値が設定範囲から外れたと判定したとき、オイル供給システムの異常を出力すると共にモータ6の回転始動を許可しない制御を行う。
I=Iin・exp(−αx) …(1)
となる。前記式(1)における定数αの値は、オイルの状態によって変化する。例えば、減速機7の回転に伴い摩耗粉等の異物がオイル内に混入した場合、その異物の混入量が増加するに従い前記定数αが大きくなる。また、オイルが劣化すると酸化、変色が進行するので、その劣化状態が進行するにつれて前記定数αが大きくなる。したがって試験により、光源43からの入射光量、透過距離を適宜設定して、前記オイル供給システムにおけるオイルを交換した直後の透過光強度を記憶しておき、この基準となる透過光強度I0と、検出された透過光強度I1との比(検出された透過光強度I1/基準となる透過光強度I0)を求めることで、光透過率を測定し得る。
なお、検出対象となるオイルの両側の光ファイバー44,44は、それぞれ端面がライン状または平面状に並ぶように複数対向させて設けても良い。この場合、受光側において十分な受光面積を確保できるので、受光部45で十分な受光強度を得ることができる。したがって、受光部45にて光透過率を安定して測定することができる。
図6に示すように、劣化度合い検出部37bは、オイル内で間隔を空けて設けられる2枚の電極49,49と、これら電極49,49間に交流電圧を印加する検出用電源50と、この検出用電源50により2枚の電極49,49間に交流電圧を印加したときのオイルの誘電率を求める誘電率算出手段51とを有する。ここで、2枚の電極49,49および電極49,49間に介在するオイルの等価回路として、静電容量Cと抵抗Rとが並列接続された並列回路を仮定する。前記静電容量Cは、電極49,49間に介在するオイルの静電容量値に相当する。2枚の電極49,49の間隔および平面の面積が既知であるため、誘電率算出手段51は、電極49,49間に介在するオイルの静電容量Cおよび電極49,49間の抵抗Rからオイルの誘電率εを求め得る。電極49,49間の抵抗Rは、印加した交流電圧を計測する電圧センサ52と、電極49,49間に交流電圧を印加したときに流れる電流を計測する電流センサ53とにより求めることができる。
また図2に示すように、オイル量検出部37cは、液体の水位制御に用いられる磁気式、光学式、電極式、超音波式の液面レベルセンサから成る。この液面レベルセンサがタンク46(図6)内に設けられ、車両の電源が投入されていない非走行時に、前記タンク46内で定められた上限値と下限値の間に液面レベルが収まっているか否かを判定部39にて判定する。
車両の電源が投入された非走行時、具体的には、ドライバ等がキー、スタートボタン等の始動手段を、「オフ」から、補機システム25、例えば、ライト、ワイパー等を駆動可能な「アクセサリ電源」の位置に操作してECU21がオンとなったとき、オイル劣化等検出手段37は、オイルの汚染度合い、劣化度合い、およびオイル量の少なくともいずれか1つの検出項目を検出する。このような車両の電源が投入されている非走行時には、減速機7の回転を停止させてオイルの泡立ちを低減することが可能となり、オイルの汚染度合い、劣化度合い、およびオイル粘度を容易に且つ正確に計測することができる。
図8および図10に示すように、オイル供給システムは、油路76と、オイル供給口77と、オイル排出口78と、タンク46と、回転ポンプ54と、循環油路79と、冷却手段80とを有する。油路76は、モータ側回転部材54の内部における、インボード側端からアウトボード側に軸方向に延びる。オイル供給口77は、図10に示すように、油路76のうち偏心部59a,59bが設けられる軸方向位置から、モータ側回転部材54の外径面に向かってそれぞれ半径方向外方に延びている。
前記回転ポンプ54は、オイル排出口78と循環油路79との間の油路途中に設けられ、オイルを強制的に循環させている。回転ポンプ54は、例えば、インボード側材63の回転により回転するインナーロータ54aと、このインナーロータ54aの回転に伴って従動回転するアウターロータ54bと、図示外のポンプ室と、オイル排出口78に連通する吸入口と、循環油路79に連通する吐出口とを有するサイクロイドポンプである。
冷却手段80は、循環油路79を通過するオイルおよびモータ6を冷却する手段であり、モータハウジング55に形成された冷却水路80aと、モータハウジング55に取り付けられたヒートシンク80bとを含む。
図2に示す異常時制御手段40は、異常報告手段41への異常出力と共に、モータ6の回転始動を許可しない制御を行っているが、いずれか一方のみを行うようにしても良い。
図2に示すオイル劣化等検出手段37は、汚染度合い検出部37aと、劣化度合い検出部37bと、オイル量検出部37cとを含む構成となっているが、必ずしもこの構成に限定されるものではない。汚染度合い検出部37a、劣化度合い検出部37b、およびオイル量検出部37cの3つの構成要素のうちいずれか1つを含む構成としても良いし、いずれか2つの構成要素を含む構成としても良い。
図8に示すオイル供給システムのタンク46を、モータハウジング55と別体に配管接続して設けても良い。
図8のオイル供給システムを、減速機7の潤滑のみに用いるようにしても良いし、モータ6の冷却のみに用いるようにすることも可能である。
6…モータ
7…減速機
8…インホイールモータ駆動装置
21…ECU
24…回転センサ
35…電流検出手段
37…オイル劣化等検出手段
37a…汚染度合い検出部
37b…劣化度合い検出部
38a…ローパスフィルタ
39…判定部
40…異常時制御手段
43…光源
44…光ファイバー
45…受光部
46…タンク
47…オイル温度検出部
48…粘度検出部
49…電極
50…検出用電源
51…誘電率算出手段
Claims (12)
- 車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、これら減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられるオイルを供給するオイル供給システムとを備えた電気自動車の前記モータを診断する診断装置であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、前記オイルの「汚染度合い」、「劣化度合い」、および「オイル量」の少なくともいずれか1つの検出項目の検出を行うオイル劣化等検出手段を設け、このオイル劣化等検出手段で検出される検出値が設定範囲から外れるとき、オイル供給システムの異常を出力するか、またはモータの回転始動を許可しない異常時制御手段を設けたことを特徴とする電気自動車用モータの診断装置。 - 請求項1において、前記オイル劣化等検出手段は、オイル内の混入空気がオイル外に開放されるまでの時間以上経過した後、前記オイルの検出項目の検出を行うものである電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1または請求項2において、前記オイル供給システムは、オイルを貯留するタンクを有し、このタンク内にオイル劣化等検出手段の検出部を設けた電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記オイル劣化等検出手段のうち、オイルの汚染度合いを検出する汚染度合い検出部は、オイル内の光透過率の測定手段を有する電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記オイル劣化等検出手段のうち、オイルの劣化度合いを検出する劣化度合い検出部は、オイル内で間隔を空けて設けられる2枚の電極と、これら電極間に交流電圧を印加する検出用電源と、この検出用電源により2枚の電極間に交流電圧を印加したときのオイルの誘電率を求める誘電率算出手段とを有する電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、前記オイル劣化等検出手段は、オイルの温度を検出するオイル温度検出部と、このオイル温度検出部で検出されるオイルの温度に基づいてオイルの粘度を求める粘度検出部とを有する電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記オイル劣化等検出手段で検出される検出値をローパスフィルタを介して処理した値が、設定範囲から外れるか否かを判定する判定部を設けた電気自動車用モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記モータが、駆動輪である各車輪毎にそれぞれ設けられる電気自動車用駆動モータの診断装置。
- 請求項8において、前記モータは、一部または全体が車輪内に配置されて前記モータと車輪用軸受と減速機とを含むインホイールモータ駆動装置を構成する電気自動車用駆動モータの診断装置。
- 請求項9において、前記減速機は、モータの回転を減速するサイクロイド減速機である電気自動車用駆動モータの診断装置。
- 請求項1ないし請求項10のいずれか1項のモータにより駆動可能に構成される電気自動車。
- 車輪を駆動するモータと、このモータの回転を減速する減速機と、これら減速機の潤滑およびモータの冷却のいずれか一方または両方に用いられるオイルを供給するオイル供給システムとを備えた電気自動車の前記モータを診断する診断方法であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、前記オイルの汚染度合い、劣化度合い、およびオイル量の少なくともいずれか1つの検出項目を検出する検出過程と、
前記検出過程で検出される検出値が設定範囲から外れるとき、オイル供給システムの異常を出力するか、またはモータの回転始動を許可しない異常時制御過程とを含む電気自動車用モータの診断方法。
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