JP5735305B2 - 電気自動車 - Google Patents
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Description
また、従来、インホイールモータ駆動装置において、信頼性確保のために、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3)。
なお、上記のように、インホイールモータ駆動装置において、モータ温度を測定して過負荷を監視し、駆動制限することは行われているが、主にモータの温度測定結果による制御では、モータの永久磁石の減磁等による性能低下に対して適切な対応は行えない。
前記モータ6のモータ回転数、モータ電圧、およびモータ電流の内の少なくとも2つをそれぞれ検出する複数のセンサ36,37,35と、これらのセンサ出力であるモータ回転数、モータ電圧、およびモータ電流の内の少なくとも2つの検出信号から、定められた規則に従い、前記モータ6のロータの永久磁石の磁力が、磁力を示す単位ではなく定められた磁力の段階のどの段階に属するかを推定する磁力推定手段38を、前記インバータ装置22または前記ECU21に設けたことを特徴とする。
前記磁力推定手段38は、このようなモータ回転数、モータ電圧、モータ電流の関係を定めた適宜の規則を設けておくことで、モータ電流、モータ電圧、およびモータ回転数の内の少なくとも2つの検出信号から、定められた規則に従い、前記モータ6のロータ75の永久磁石80の磁力が、定められた磁力の段階のどの段階に属するかを推定する。この推定した永久磁石80の磁力の出力は、磁束密度等の磁力を示す単位ではない。
このようにロータ75の永久磁石80の磁力が推定されることで、永久磁石80の熱による減磁や、永久磁石80の欠けや割れ等に起因する磁力の低下が分かり、その適切な対処が行える。
前記判定手段39により磁力低下が判明したときに、モータ6の電流指令等となるインバータ装置22の出力に制限を加えることで、例えば、モータ駆動によって高温状態になっているときに、モータ6の出力低下や停止の処置を行うことで、現在以上に高温になることを回避し、モータ6の磁石がさらに劣化することを未然に防止できる。
例えば、前記モータ6がネオジウム系の永久磁石を用いた埋込磁石型同期モータである場合、前述のように、永久磁石80の耐熱温度が低く、またその環境温度がこれを超えると、不可逆減磁となる結果、モータ駆動能力が急激に劣り、場合によっては車両駆動もできなくなる恐れがある。しかし、モータ6の出力低下や停止の処置を行い、永久磁石80がさらに劣化することを未然に防止することで、モータ6の駆動不能を回避し、修理工場や、処置が可能な場所まで車両を走行させることができる。
ECU21は車両全般の制御を行う手段であり、インバータ装置22等により駆動制限等の制御を行った場合は、その異常報告を受けることで、車両全般の適切な制御が行える。
運転席の表示装置27に異常の表示が行われることで、車両の停止や徐行、修理工場への走行など、運転者により迅速に適切な処置を行うことができる。
減速比を高くした場合、モータ6は小型で高速回転するものが用いられるため、前記渦電流損失による発熱が高くなる。そのため、この発明における、前記磁力推定手段38を設けることによる効果が、より一層効果的となる。
特に、前記磁力推定手段で推定された磁力が設定許容範囲内にあるか否を判定する判定手段を設け、さらに前記判定手段が設定許容範囲の範囲外と判定したときに、前記インバータ装置の出力に制限を与える異常対応モータ駆動制限手段を設けたため、前記減磁等の性能劣化が生じた場合に、適切な対処がより迅速に行える。
なお、インホイールモータ駆動装置8のモータ電流の配線や各種センサ系,指令系の配線は、モータハウジング72等に設けられたコネクタ99により纏めて行われる。
前記磁力推定手段38は、このようなモータ回転数、モータ電圧、モータ電流の関係を定めた適宜の規則を設けておくことで、モータ電流、モータ電圧、およびモータ回転数の内の少なくとも2つの検出信号から、定められた規則に従い、前記モータ6のロータ75の永久磁石80の磁力を推定する。この推定した永久磁石80の磁力の出力は、磁束密度等の磁力を示す単位ではなく、適宜定めた磁力の段階のどの段階に属するかの値である。 なお、磁力推定手段38は、永久磁石80の磁力の推定につき、上記のモータ回転数とモータ電圧の比較、モータ回転数とモータ電流の比較、およびモータ電圧の波形とモータ電流の波形の比較のいずれを行って磁力の推定を行うものであっても良い。
ECU21に設けられた異常表示手段42は、異常報告手段41から出力され異常発生情報を受けて、運転席の表示装置27に、異常を知らせる表示を行わせる手段である。判定手段39がECU21に設けられた場合は、判定手段39により、前記設定許容範囲から外れたと判定された旨の判定結果を受けて、前記異常を知らせる表示を行わせる。この表示装置27における表示は、文字や記号による表示、例えばアイコンによる表示とされる。異常表示手段42は、判定手段39が前記安全用設定範囲内にあるかの判定を行う機能を有するものである場合は、その判定結果に基づき、設定許容範囲内ではあるが、安全用設定範囲を超える範囲であることを表示する機能を有するものとするのが良い。
2,3…車輪
4,5…車輪用軸受
6…モータ
7…減速機
8…インホイールモータ駆動装置
9,10…電動式のブレーキ
11…転舵機構
12…操舵機構
21…ECU
22…インバータ装置
24…回転センサ
27…表示装置
28…パワー回路部
29…モータコントロール部
31…インバータ
32…PWMドライバ
33…モータ駆動制御部
35…電流センサ
36…角度センサ
37…電圧センサ
38…磁力推定手段
39…判定手段
40…異常対応モータ駆動制限手段
41…異常報告手段
42…異常表示手段
Claims (8)
- 車輪を駆動する同期型のモータと、車両全般を制御する電気制御ユニットであるECUと、バッテリの直流電力を前記モータの駆動に用いる交流電力に変換するインバータを含むパワー回路部および前記ECUの制御に従って少なくとも前記パワー回路部を制御するモータコントロール部を有するインバータ装置とを備えた電気自動車において、
前記のモータのモータ回転数、モータ電圧、およびモータ電流の内の少なくとも2つをそれぞれ検出する複数のセンサと、これらのセンサ出力であるモータ回転数、モータ電圧、およびモータ電流の内の少なくとも2つの検出信号から、定められた規則に従い、前記モータのロータの永久磁石の磁力が、磁力を示す単位ではなく定められた磁力の段階のどの段階に属するかを推定する磁力推定手段を、前記インバータ装置または前記ECUに設け、
前記磁力推定手段で推定された磁力が設定許容範囲内にあるか否を判定する判定手段を、前記インバータ装置または前記ECUに設け、
前記判定手段が設定許容範囲の範囲外と判定したときに、前記インバータ装置の出力に制限を与える異常対応モータ駆動制限手段を前記インバータ装置または前記ECUに設けた
ことを特徴とする電気自動車。 - 請求項1において、前記判定手段、前記磁力推定手段、および異常対応モータ駆動制限手段を前記インバータ装置に設けた電気自動車。
- 請求項2において、前記推定された磁力が前記判定手段により、前記設定許容範囲から外れたと判定されたときに、前記ECUに異常発生情報を出力する異常報告手段を前記インバータ装置に設けた電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記判定手段が設定許容範囲の範囲外と判定したときに、運転席の表示装置に、異常を知らせる表示を行わせる異常表示手段を前記ECUに設けた電気自動車。
- 請求項1ないし請求項4のいずれか1項において、前記モータがネオジウム系の永久磁石を用いた埋込磁石型同期モータである電気自動車。
- 請求項1ないし請求項5のいずれか1項において、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。
- 請求項1ないし請求項6のいずれか1項において、前記モータの回転を減速する減速機を備え、この減速機は、1/6以上の高減速比を有する電気自動車。
- 請求項1ないし請求項7のいずれか1項において、前記モータの回転を減速する減速機を備え、前記減速機はサイクロイド減速機である電気自動車。
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