JP5781326B2 - 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、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)。
さらに、モータコイルの短絡異常が発生すると、モータの回転により常時ブレーキがかかる状態となるため、外部車両による牽引による車両移動も容易にできないといった問題もある。
前記短絡異常監視手段95は、モータ印加電圧に対してモータ電流値が定められた閾値よりも大きいとき、モータコイル78の短絡異常が発生したと判断するものであっても良い。モータ印加電圧に対してモータ電流値が異常に高いと、モータ6が短絡していると推定される。また、3相の供給電流間のばらつきによって判断してもよい。前記「閾値」は、実験、シミュレーション等によりモータ印加電圧に対するモータ電流値を求めておき、モータコイル78の短絡異常が発生したときのモータ電流値を求める。このモータ電流値に例えば安全係数を見込んだ値を閾値とする等、適宜に定めればよい。
しかし、高い減速比を有する減速機を利用すると、コンパクト化が図られる反面、減速比を高くした分、モータ6の回転トルクは拡大してタイヤ2に伝達されるため、モータコイル78の短絡異常による急ブレーキ状態を未然に防止することができるので、車両が急激に走行不能に陥ることを回避することができる。
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。
短絡異常監視手段95は、モータ6のモータコイル78の短絡異常を検出するものである。この短絡異常監視手段95は、インバータ31からモータ6への3相(U,V,W相)の各相毎の供給電流計測値から、モータコイル78の短絡異常が発生したか否かを判断する。具体的には、短絡異常監視手段95は、判定部39と、制御部40とを有する。
図4(A)は、モータ6の3相のモータコイル78とインバータ31との接続を概略示す図であり、図4(B)は、各モータコイル78の一端が異常時切断手段Esにそれぞれ接続された例を示す概略図である。モータ6は、3相のモータコイル78の一端が中性点P1で接続されるスター結線により結線された同期モータである。
ECU21に設けられた異常表示手段42は、異常報告手段41から出力された短絡異常の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。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。
3相の同期モータにおいて、モータ回転時、モータコイル78の短絡異常が発生すると、モータ印加電圧に対してモータ電流値が異常に高くなり、不所望なモータ回転数となる。そこで、短絡異常監視手段95は、常時モータコイル78の短絡異常を監視する。短絡異常監視手段95のうち判定部39は、モータ印加電圧に対してモータ電流値が定められた閾値よりも大きいとき、モータコイル78の短絡異常が発生したと判断する。制御部40は、判定部39の判断に基づき、異常時切断手段Esに対し、モータコイル78の中性点P1から各モータコイル78を電気的に切断するように指令を行う。異常時切断手段Esは、この制御部40からの指令に基づき、前記中性点P1から各モータコイル78を電気的に切断する。このようにモータコイル78の短絡異常を常時監視することで、モータ6の短絡異常を早期に検知し、中性点P1から各モータコイル78を電気的に切断することで、不所望なモータ回転数となることを防ぐことができる。また切断を前記中性点P1で行うため、3相(U,V,W)の各モータコイル78のうち何れのモータコイル78が短絡異常を起こしても、モータ6の急制動を防ぐことができる。したがって、車両が急激に走行不能に陥ることを回避することができる。
短絡異常監視手段95をインバータ装置22に設けたため、ECU21に設ける場合に比べて迅速な制御が行え、車両走行上の問題を迅速に回避することができる。また高機能化により煩雑化が進むECU21の負担を軽減することができる。
減速機7をサイクロイド減速機として減速比を例えば1/6以上に高くした場合、モータ6の小型化を図り、装置のコンパクト化を図ることができる。しかし、高い減速比を有する減速機を利用すると、コンパクト化が図られる半面、減速比を高くした分、モータ6の回転トルクは拡大してタイヤ2に伝達されるため、モータコイル78の短絡異常による急ブレーキ状態を未然に防止することができるので、車両が急激に走行不能に陥ることを回避することができる。
6…モータ
7…減速機
8…インホイールモータ駆動装置
19…バッテリ
21…ECU
28…パワー回路部
29…モータコントロール部
31…インバータ
41…異常報告手段
78…モータコイル
95…短絡異常監視手段
Es…異常時切断手段
Claims (7)
- 車輪を駆動するモータと、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、
前記モータは、3相の各モータコイルの一端が中性点で接続されるスター結線により結線された同期モータであり、モータコイルの短絡異常を検出する短絡異常監視手段と、この短絡異常監視手段で短絡異常が検出されると、前記中性点から各モータコイルを電気的に切断する異常時切断手段を設け、前記短絡異常は、前記モータコイルが完全に短絡した場合に限らず、前記モータコイルに電流の短絡流れがある程度以上に発生した場合を含み、前記インバータ装置に前記短絡異常を検出する短絡異常監視手段が設けられたものであって、この短絡異常監視手段で短絡異常が検出されたとき、前記ECUに短絡異常の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ことを特徴とする電気自動車。 - 請求項1において、前記短絡異常監視手段は、インバータからモータへの3相の供給電流計測値から、モータコイルの短絡異常が発生したか否かを判断する電気自動車。
- 請求項1または請求項2において、前記短絡異常監視手段は、モータ印加電圧に対してモータ電流値が定められた閾値よりも大きいとき、モータコイルの短絡異常が発生したと判断する電気自動車。
- 請求項1ないし請求項3のいずれか1項において、前記異常時切断手段は、リレーまたは電子スイッチである電気自動車。
- 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5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。
- 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。
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