车辆
阅读：2发布：2020-06-25
专利汇可以提供车辆专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且本 发明 提供一种车辆，其通过识别 电动机 的耐久寿命而能够避免电动机的输出限制。车辆(VE)具备：电动机(MOT)；电动机控制装置(ECU)，其控制向电动机(MOT)供给的电 力 ； 大气压 检测部(S1)，其检测大气压；以及存储部(M)，其对超过局部放电起始 电压 (PDIV)的电压输入到电动机(MOT)中的次数进行存储，所述局部放电起始电压(PDIV)根据由大气压检测部(S1)检测到的大气压而设定。，下面是车辆专利的具体信息内容。
1.一种车辆，其具备：
电动机；
电动机控制装置，其控制向所述电动机供给的电力；
大气压检测部，其检测大气压；以及
存储部，其对超过局部放电起始电压的电压输入到所述电动机中的次数进行存储，所述局部放电起始电压根据由所述大气压检测部检测到的大气压而设定。
2.根据权利要求1所述的车辆，其中，
在由所述存储部存储到的所述次数超过了规定次数的情况下，所述电动机控制装置限制向所述电动机供给的电压。
3.根据权利要求2所述的车辆，其中，
所述车辆还具备电力转换装置，该电力转换装置转换向所述电动机供给的电力，所述电动机控制装置限制由所述电力转换装置输出的升压电压。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的车辆，其中，
所述车辆还具备对温度进行检测的温度检测部，
所述局部放电起始电压基于由所述大气压检测部检测到的大气压及由所述温度检测部检测到的温度而设定。
5.根据权利要求4所述的车辆，其中，
所述电动机具备卷绕有被绝缘覆膜所覆盖的线圈的定子、以及转子，所述温度检测部检测所述线圈的温度。
6.根据权利要求5所述的车辆，其中，
所述线圈具备多个线圈段，且通过所述绝缘覆膜剥离后的线圈段端部彼此接合而构成，
所述温度检测部配置在接合部的附近，
所述局部放电起始电压基于在所述接合部附近的局部放电起始电压基准值、所述大气压、以及所述接合部附近的温度而设定。
7.根据权利要求5或6所述的车辆，其中，
所述温度检测部设置有多个，
多个所述温度检测部配置在所述线圈的不同部位，
所述局部放电起始电压基于各部位的局部放电起始电压基准值、所述大气压、以及各部位的温度而设定。
8.根据权利要求1至7中任一项所述的车辆，其中，
所述车辆具备报告部，所述报告部在由所述存储部存储到的所述次数超过了规定次数的情况下向乘客报告。
9.根据权利要求8所述的车辆，其中，
所述报告部包括能够目视观察的显示部、或发出警告音的扬声器。
车辆
技术领域
背景技术
[0003] 然而，搭载有电动机的车辆有时在高地行驶。尤其，在高地上，大气压低，在这种环境下，空气的密度下降。若空气的密度下降，则在电动机中，存在局部放电起始电压下降等问题。若局部放电起始电压下降，则绝缘体的绝缘性能劣化，进而存在耐久寿命劣化等问题。
[0005] 在先技术文献
[0006] 专利文献1：日本特开2006-288170号公报
[0007] 然而，在专利文献1所记载的控制中，根据大气压限制电压值，因此若标高变高，则有可能无法获得电动机的最大输出，且输出总是受到限制。尤其，若考虑到传感器误差，则可能会出现如下状况：即使标高没有那么高的状态下，也必须限制电动机的输出。
发明内容
[0008] 本发明提供一种车辆，其通过识别电动机的耐久寿命而能够避免电动机的输出限制。
[0009] 本发明的车辆，其具备：
[0010] 电动机；
[0011] 电动机控制装置，其控制向所述电动机供给的电力；
[0012] 大气压检测部，其检测大气压；以及
[0013] 存储部，其对超过局部放电起始电压的电压输入到所述电动机中的次数进行存储，所述局部放电起始电压根据由所述大气压检测部检测到的大气压而设定。
[0014] 发明效果
[0015] 根据本发明，存储部对超过局部放电起始电压的电压输入到电动机中的次数进行存储，所述局部放电起始电压根据由大气压检测部检测到的大气压而设定，从而能够识别电动机的耐久寿命。这样，通过对电动机的耐久寿命进行识别，从而能够以在接近电动机的耐久寿命之前不限制电动机的输出的方式进行控制。附图说明
[0016] 图1是本发明的一实施方式的车辆的主要部分概念图。
[0017] 图2是作为驱动源的电动机的立体图。
[0019] 图3B是图2的电动机的另一端侧的定子铁心的局部放大图。
[0020] 图3C是图2的电动机的另一端侧的定子铁心的其他的局部放大图。
[0021] 图4是电动机保护控制的流程图。
[0022] 图5是表示发生电压与局部放电起始电压的关系的图表。
[0023] 图6是表示局部放电起始电压与更换推荐次数的关系的寿命曲线图表。
[0024] 附图标记说明：
[0025] D 报告部；
[0026] ECU 电动机控制装置；
[0027] MOT 电动机；
[0028] S1 大气压检测部；
[0029] S2 温度检测部；
[0030] VE 车辆；
[0031] PCU 电力转换装置；
[0032] PDIV 局部放电起始电压；
[0034] 52 定子；
[0035] 53 线圈；
[0036] 53a 线圈段；
[0037] 60 导体；
[0038] 61 绝缘覆膜；
[0039] 62 接合部。
具体实施方式
[0040] 以下，对本发明的一实施方式的车辆进行说明。
[0041] 如图1所示，本实施方式的车辆VE具备：电动机MOT，其作为驱动源；电动机控制装置ECU，其对供给到电动机MOT中的电力进行控制；电力转换装置PCU，其对供给到电动机MOT中的电力进行转换；大气压检测部S1，其对大气压进行检测；温度检测部S2，其对电动机MOT的温度进行检测；存储部M；以及报告部D。
[0042] 电动机MOT例如为三相交流同步电动机，且与车辆VE的驱动轮W连结，使驱动轮W发生与所供给的交流电压对应的驱动力。
[0043] 如图2所示，电动机MOT是所谓内转子型电动机，该电动机具备转子51、以及以隔着少许间隙而与转子51的外径侧对置的方式配置的定子52。在定子52上卷绕有通过导体60被绝缘覆膜61覆盖而构成的线圈53(参照图3B及图3C)。
[0044] 如图3A～图3C所示，线圈53包括多个U字状线圈段53a。在本实施方式的电动机MOT中，四根U字状线圈段53a从定子铁心54的一端面54a侧顺次插入到插槽中，且从定子铁心54的另一端面54b侧突出的线圈段53a的端部彼此在绝缘覆膜61被剥离的接合部62接合(例如，焊接)。
[0045] 如图3A所示，在定子铁心54的一端面54a侧，各线圈段53a的导体60通过覆盖该导体60的两个绝缘覆膜61而绝缘(以下，将图3A所示的部分称作线圈重叠部C1。)。如图3B所示，在定子铁心54的另一端面54b侧，存在如下部位：接合部62彼此经由所交叉的绝缘覆膜61的表面而绝缘的部位(以下，将图3B所示的部分称作线圈沿面部C2。)；以及绝缘覆膜61被剥离的接合部62与被绝缘覆膜61覆盖的导体60交叉，且通过插入的绝缘覆膜61而绝缘的部位(以下，将图3C所示的部分称作线圈交叉部C3。)。在这些各部位中，由于所插入的绝缘覆膜的数量和绝缘距离不同，因此具有不同的局部放电起始电压PDIV(Partial Discharge Inception Voltage)。
[0046] 温度检测部S2是对电动机MOT的线圈53的温度进行检测的温度传感器。温度检测部S2优选为设置多个，且优选为在线圈重叠部C1、线圈沿面部C2、以及线圈交叉部C3中分别配置一个。温度检测部S2将与检测到的温度对应的检测信号发送到电动机控制装置ECU。
[0047] 大气压检测部S1是对车辆VE的周围的大气压进行检测的大气压传感器。大气压检测部S1将与检测到的大气压对应的检测信号发送到电动机控制装置ECU。
[0049] 电力转换装置PCU包括将直流电力升压的DC-DC转换器电路、以及将直流电力转换成交流电力的逆变器电路。根据从电动机控制装置ECU接收的控制信号，电力转换装置PCU将直流电力升压，且将升压后的直流电压转换成交流电压。
[0050] 在此，车辆VE行驶时，根据电动机MOT的工作，有时在内部绝缘体中，尤其在线圈53的绝缘覆膜61中发生局部放电。该局部放电起始电压根据大气压的变化而发生变化。即，在高地等大气压低的环境下，车辆VE行驶的情况下，局部放电起始电压下降。通过这种局部放电起始电压的下降，有可能使线圈53的绝缘覆膜61的绝缘性能劣化。
[0051] 然而，在电动机MOT的设计阶段中，保证了线圈53的绝缘覆膜61劣化到规定程度为止的电动机MOT的绝缘性能。换句话说，只要局部放电起始电压PDIV以下的电压供给到电动机MOT中，线圈53的绝缘覆膜61就不会劣化，或能够忽略线圈53的绝缘覆膜61的劣化。另外，在超过局部放电起始电压PDIV的电压供给到电动机MOT中的情况下，在超过局部放电起始电压PDIV的电压输入到电动机MOT中的次数超过规定次数(以下，还称作更换推荐计数)之前，电动机MOT可以照常使用。另一方面，在超过局部放电起始电压PDIV的电压输入到电动机MOT中的次数超过更换推荐计数之后，需要识别为接近电动机MOT的耐久寿命。
[0052] 于是，存储部M对超过局部放电起始电压PDIV的电压输入到电动机MOT中的次数(以下，还称作超过次数)进行存储，该局部放电起始电压PDIV是根据由大气压检测部S1检测到的大气压而设定的。存储部M对超过次数进行存储，从而能够识别电动机MOT的耐久寿命。这样，通过识别电动机MOT的耐久寿命，从而能够以在接近电动机MOT的耐久寿命之前不限制电动机MOT的输出的方式进行控制。
[0053] 电动机控制装置ECU在超过次数超过更换推荐计数之前不限制供给到电动机MOT中的电力。由此，在超过次数超过更换推荐计数之前认为电动机MOT的劣化较小，且乘客能够在不接收电动机的输出限制的情况下驱动车辆VE。另一方面，电动机控制装置ECU在超过次数超过更换推荐计数之后，认为接近电动机MOT的耐久寿命，而对供给到电动机MOT中的电压进行限制。由此，能够抑制已接近耐久寿命的电动机MOT的进一步的劣化。
[0054] 更换推荐计数例如从图6所示的寿命曲线图表导出。寿命曲线图表包括有限寿命曲线以及无限寿命曲线，在发生电压为α0以下的情况下，不设定更换推荐计数，在发生电压大于α0的情况下(例如，α1)，从PDIV与有限寿命曲线的交点设定更换推荐计数(例如，β1)。β1例如为1.0～9.0×109次。
[0055] 报告部D根据从电动机控制装置ECU接收的控制信号，当超过次数超过更换推荐计数的情况下，向乘客报告。报告部D可以是能够目视观察的显示部，也可以是发生警告音的扬声器。作为显示部，可以是车辆导航系统的显示画面，也可以是设置在车辆VE的内板上的灯等。
[0056] 以下，根据图4，对基于电动机控制装置ECU的电动机保护控制方法进行说明。
[0057] 首先，电动机控制装置ECU获取由大气压检测部S1检测到的车辆VE的周围的大气压(ST1)，且获取各部位(线圈重叠部C1、线圈沿面部C2、以及线圈交叉部C3)的温度(ST2)。局部放电起始电压PDIV根据大气压而变动，并且也根据各部位的温度而变动，因此通过掌握大气压及各部位的温度，能够更精确地计算局部放电起始电压PDIV。
[0058] 接着，电动机控制装置ECU计算线圈53的局部放电起始电压PDIV(ST3)。如上所述，线圈53的局部放电起始电压PDIV按每个部位而不同，并且也根据大气压及各部位的温度而发生变动。因此，局部放电起始电压PDIV通过下式(1)导出。
[0059] 局部放电起始电压PDIV＝各部位的基值PDIV×气压系数×温度系数(1)
[0060] 例如，在电动机控制装置ECU的内部事前存储有每个部位的PDIV基值映射，并通过访问PDIV基值映射来导出各部位的基值PDIV。
[0061] 接着，电动机控制装置ECU对发生在线圈53中的发生电压进行计算(ST4)。发生电压V是实际发生在电动机MOT的线圈53中的电压，如图5所示，向电动机MOT输入的电压包括脉动电压以及脉冲电压。因此，发生电压V通过下式(2)而导出。
[0062] 发生电压V＝(指示电压+电压脉动)×脉冲倍率 (2)
[0063] 接着，电动机控制装置ECU将所导出的局部放电起始电压PDIV与在电动机MOT的线圈53中发生的发生电压V进行比较(ST5)，在发生电压V不超过局部放电起始电压PDIV的情况下，开放向电动机MOT输入的最大电压(ST6)。即，从电力转换装置PCU向电动机MOT输入根据从电动机控制装置ECU接收到的控制信号而升压后的电压。
[0064] 另一方面，在发生电压V超过局部放电起始电压PDIV的情况下，使存储部M的PDIV计数增加一个(ST7)。
[0065] 然后，电动机控制装置ECU将PDIV计数与更换推荐计数进行比较(ST8)，在PDIV计数不超过更换推荐计数的情况下，开放向电动机MOT输入的最大电压(ST6)。
[0066] 另一方面，在PDIV计数超过更换推荐计数的情况下，电动机控制装置ECU限制向电动机MOT输入的最大电压(ST9)。即，电动机控制装置ECU限制向电动机MOT输入的最大电压，且设定限制范围内的最适电压，且将该最适电压指示给电力转换装置PCU。
[0067] 另外，电动机控制装置ECU限制向电动机MOT输入的最大电压(ST9)，并且以促使更换定子52的方式向报告部D发送控制信号，且报告部D以更换定子52方式向乘客报告(ST10)。
[0068] 需要说明的是，上述实施方式能够适当进行变形、改良等。例如，在上述实施方式中，例示了按每个部位对局部放电起始电压PDIV进行监视的情况，但也可以仅对如线圈交叉部C3那样最容易放电的部位中的局部放电起始电压PDIV进行监视。
[0070] (1)一种车辆(车辆VE)，其具备：
[0071] 电动机(电动机MOT)；
[0072] 电动机控制装置(电动机控制装置ECU)，其控制向该电动机供给的电力；
[0073] 大气压检测部(大气压检测部S1)，其检测大气压；
[0074] 存储部(存储部M)，其对超过局部放电起始电压(局部放电起始电压PDIV)的电压输入到所述电动机中的次数(超过次数)进行存储，所述局部放电起始电压根据由所述大气压检测部检测到的大气压而设定。
[0075] 根据(1)，存储部对超过局部放电起始电压的电压输入到电动机中的次数进行存储，所述局部放电起始电压根据由大气压检测部检测到的大气压而设定，从而能够识别电动机的耐久寿命。这样，通过对电动机的耐久寿命进行识别，从而能够以在接近电动机的耐久寿命之前不限制电动机的输出的方式进行控制。
[0076] (2)根据(1)所述的车辆，其中，
[0077] 在由所述存储部存储到的所述次数超过了规定次数(更换推荐计数)的情况下，所述电动机控制装置限制向该电动机供给的电压。
[0078] 根据(2)，在由存储部存储到的次数超过了规定次数的情况下，电动机控制装置限制向电动机供给的电压，由此能够抑制接近了耐久寿命的电动机的进一步的劣化。另一方面，电动机控制装置在由存储部存储到的次数超过规定次数之前不限制向电动机供给的电力，由此乘客能够在不受电动机的输出限制的情况下驱动车辆。另外，在由存储部存储到的次数超过规定次数之前，允许局部放电，且在该次数超过了规定次数之后，限制电动机的输出，从而能够确保电动机设计的自由度。即，可以减小线圈的绝缘覆膜的厚度，可以增加导体截面积，也可以增加定子的齿宽。
[0079] (3)根据(2)所述的车辆，其中，
[0080] 所述车辆还具备电力转换装置(电力转换装置PCU)，该电力转换装置转换向所述电动机供给的电力，
[0081] 所述电动机控制装置限制由所述电力转换装置输出的升压电压。
[0082] 根据(3)，通过限制由电力转换装置输出的升压电压，能够更可靠地抑制接近了耐久寿命的电动机的劣化。
[0083] (4)根据(1)至(3)中任一项所述的车辆，其中，
[0084] 所述车辆还具备对温度进行检测的温度检测部(温度检测部S2)，
[0085] 所述局部放电起始电压基于由所述大气压检测部检测到的大气压及由所述温度检测部检测到的温度而设定。
[0086] 根据(4)，局部放电起始电压基于大气压及温度而设定，因此能够更适当地设定局部放电起始电压。
[0087] (5)根据(4)所述的车辆，其中，
[0088] 所述电动机具备卷绕有线圈(线圈53)的定子(定子52)、以及转子(转子51)，在所述线圈中，导体(导体60)被绝缘覆膜(绝缘覆膜61)覆盖，
[0089] 所述温度检测部检测所述线圈的温度。
[0090] 根据(5)，能够更适当地识别因覆盖导体的绝缘覆膜的绝缘性能的劣化引起的电动机的耐久寿命。
[0091] (6)根据(5)所述的车辆，其中，
[0092] 所述线圈具备多个线圈段(线圈段53a)，且通过所述绝缘覆膜剥离后的线圈段端部彼此接合而构成，
[0093] 所述温度检测部配置在接合部(接合部62)的附近，
[0094] 所述局部放电起始电压基于在所述接合部附近的局部放电起始电压基准值(基值PDIV)、所述大气压、以及所述接合部附近的温度而设定。
[0095] 根据(6)，局部放电起始电压基于接合部附近的局部放电起始电压基准值、大气压、以及接合部附近的温度而设定，因此能够基于绝缘性能最容易劣化的部分来识别电动机的耐久寿命。
[0096] (7)根据(5)或(6)所述的车辆，其中，
[0097] 所述温度检测部设置有多个，
[0098] 多个所述温度检测部配置在所述线圈的不同部位，
[0099] 所述局部放电起始电压基于各部位的局部放电起始电压基准值(基值PDIV)、所述大气压、以及各部位的温度而设定。
[0100] 根据(7)，局部放电起始电压基于各部位的局部放电起始电压基准值、大气压、以及各部位的温度而设定，因此能够基于多个部位的状况来识别电动机的耐久寿命。
[0101] (8)根据(1)至(7)中任一项所述的车辆，其中，
[0102] 所述车辆具备报告部(报告部D)，所述报告部在由所述存储部存储到的所述次数超过了规定次数的情况下向乘客报告。
[0103] 根据(8)，报告部在由存储部存储到的次数超过了规定次数的情况下向乘客报告，从而能够促使乘客更换接近了耐久寿命的电动机。
[0104] (9)根据(8)所述的车辆，其中，
[0105] 所述报告部包括能够目视观察的显示部、或发出警告音的扬声器。
[0106] 根据(9)，报告部包括能够目视观察的显示部、或发出警告音的扬声器，由此能够可靠地向乘客报告由存储部存储到的次数超过了规定次数的事实。
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