モータの診断方法
【課題】 車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができるモータの診断装置および診断方法を提供する。
【解決手段】 車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段９８を設けた。さらに車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段９９を設けた。
【解決手段】 車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段９８を設けた。さらに車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段９９を設けた。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車の車輪を駆動するモータの診断装置および診断方法に関し、駆動モータの自己診断機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車では、車両駆動のためのモータおよびこれを制御するコントローラの故障は、走行性、安全性に大きく影響する。特に、電気自動車において、インホイールモータ駆動装置を用いた場合、同装置のコンパクト化を図る結果、この構成部品である車輪用軸受、減速機、およびモータは、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。
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インホイールモータ型の電気自動車では、各輪独立に応答性の高いモータが取り付けられている。特に、電気自動車の駆動源であるモータの駆動トルクを、高い減速比を有する減速機を介してホイールにトルク伝達する場合、モータ制御の不安定化を原因としたモータのトルクは、拡大されてホイールにトルク伝達される。このため、このモータの故障時には、安定した車両姿勢を保つことができるように、その状況に応じた対応が必要となる。
【０００５】
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。しかし、この場合、車両の始動時またはモータへの電力供給を行っていない、例えば、車両を走行させる前段階のような非走行時に木目細かい診断を実施し、モータに異常が生じていた場合には、モータ等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することが望ましい。また非走行時にモータが正常であった場合でも、車両走行時にモータコイルに異常が起こることも考えられる。
【０００６】
この発明の目的は、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができるモータの診断装置および診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のモータの診断装置は、車輪２をモータ６により駆動する電気自動車の前記モータ６の診断装置であって、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイル７８のコイル温度とモータコイル７８のコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する始動時異常検出手段９８を設け、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する走行時異常検出手段９９を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記「車両の電源が投入されている非走行時」とは、ドライバが車両に乗った後、走行を開始するまでの間である始動時等のように、キー等で車両の全体を制御するＥＣＵ２１等の制御手段に電源が投入されているが、まだモータ６への電力供給を行っていないときや、走行停止のためにモータ６への電力供給は行っていないが、前記車両の全体を制御する手段の電源は投入状態を維持しているときを言う。
【０００９】
この構成によると、車両の電源が投入されている非走行時には、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。つまりコイル温度とコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。例えば、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が起こると、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超える。このように車両を走行させる前段階などで、例えば走行前のオイル系等の車両全体の異常チェック時の一つのチェック項目として、あるいは走行開始後の停止時に、モータ６の異常を診断し、モータ６に異常が生じていた場合には、前記モータ６等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することができる。
【００１０】
車両の走行時には、走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出する。つまりコイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。車両の走行時にはモータ６が回転している。このモータ回転時、例えば、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が設定範囲から外れて異常に高くなる。またモータ回転数に応じてモータ印加電圧に逆起電力が作用するため、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に応じて時々刻々と変化する。したがって、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を常時検出することで、モータコイル７８の異常と検出し得る。このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００１１】
前記始動時異常検出手段９８は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものとしても良い。
前記始動時異常検出手段９８は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものとしても良い。
【００１２】
前記モータ６を駆動する手段が、直流電力を前記モータ６の駆動に用いる交流電力に変換するインバータ３１を有する場合は、これらモータ６とインバータ３１との電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段１０１を設け、前記始動時異常検出手段９８は、前記切換手段１０１を開放して各相のモータコイル７８に順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。車両の電源が投入された非走行時に、切換手段１０１を開放することで、インバータ３１の半導体スイッチング素子等に流れる電流を遮断して、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流を正確に計測し得る。この計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測することが可能となる。なお、走行時には、切換手段１０１を閉じ、インバータ３１から電流をモータ６に流す。
【００１３】
前記モータ６を駆動する手段が、直流電力を前記モータ６の駆動に用いる交流電力に変換するインバータ３１を有する場合は、前記始動時異常検出手段９８は、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。コイル抵抗を計測する際、例えば、モータ６の各相のモータコイル７８とインバータ３１との電気的接続点間に電圧を印加し、その電気的接続点間の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測し得る。この場合、モータ６とインバータ３１との電気的接続を切り換える切換手段を不要とでき、装置の構造を簡単化できる。
【００１４】
前記モータコイル７８に近接してサーミスタ１０３を設け、前記始動時異常検出手段９８は、計測されたコイル抵抗を、前記サーミスタ１０３で出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段１０４を含むものとしても良い。このようにコイル抵抗をコイル温度に応じて補正することで、非走行時のモータ６の異常をより正確に検出することができる。
【００１５】
前記モータ６が、駆動輪である各車輪２毎にそれぞれ設けられるものであっても良い。
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。車両の非走行時には始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出でき、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出することができるため、モータ６の信頼性をより高めることが可能となる。
【００１６】
前記減速機７は、モータ６の回転を減速するサイクロイド減速機であっても良い。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。モータ６の駆動トルクを、前記のように高い減速比を有する減速機７を介してホイールにトルク伝達するとき、前記駆動トルクは拡大されてホイールにトルク伝達されるため、モータ異常の影響が大きくなるが、車両の非走行時に始動時異常検出手段９８により実際の車両が走行する前段階でモータコイル７８の異常を検出し得る。そのため、異常検出がより効果的となる。なお、仮に、車両の非走行時に異常が検出されなかったとしても、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出し得る。
【００１７】
この発明の電気自動車は、前記いずれかのモータ６により駆動可能に構成されるものである。
この発明のモータの診断方法は、車輪２をモータ６により駆動する電気自動車の前記モータ６の診断方法であって、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイル７８のコイル温度とモータコイル７８のコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する始動時異常検出過程と、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する走行時異常検出過程とを含む。
【００１８】
この構成によると、始動時異常検出過程では、車両の電源が投入されている非走行時におけるモータコイル７８の異常を検出する。すなわちコイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。走行時異常検出過程では、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のモータの診断装置は、車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断装置であって、車両の電源が投入された非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段を設け、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段を設けたため、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００２０】
この発明のモータの診断方法は、車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断方法であって、車両の電源が投入された非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出過程と、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出過程とを有するため、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図２】同電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成のブロック図である。
【図３】同診断装置の要部の回路構成例を示す概略図である。
【図４】同診断装置の始動時異常検出手段におけるコイル抵抗の検出例を示す図である。
【図５】同診断装置の走行時異常検出手段における、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を示す図である。
【図６】同電気自動車におけるインホイールモータ駆動装置の破断正面図である。
【図７】図６のVII-VII 線断面となるモータ部分の断面図である。
【図８】図６のVIII-VIII 線断面となる減速機部分の断面図である。
【図９】図８の部分拡大断面図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係る電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成の要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の第１の実施形態に係る電気自動車用駆動モータの診断装置およびその診断方法を図１ないし図９と共に説明する。この駆動モータの診断装置は、電気自動車に搭載されている。この電気自動車は、図１に示すように、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。駆動輪および従動輪となる車輪２，３は、いずれもタイヤを有し、それぞれ車輪用軸受４，５を介して車体１に支持されている。車輪用軸受４，５は、図１ではハブベアリングの略称「Ｈ／Ｂ」を付してある。駆動輪となる左右の車輪２，２は、それぞれ独立の走行用のモータ６，６により駆動される。モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して車輪２に伝達される。これらモータ６、減速機７、および車輪用軸受４は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ駆動装置８を構成しており、インホイールモータ駆動装置８は、一部または全体が車輪２内に配置される。インホイールモータ駆動装置８は、インホイールモータユニットとも称される。モータ６は、減速機７を介さずに直接に車輪２を回転駆動するものであっても良い。各車輪２，３には、電動式のブレーキ９，１０が設けられている。
【００２３】
左右の前輪となる操舵輪である車輪３，３は、転舵機構１１を介して転舵可能であり、操舵機構１２により操舵される。転舵機構１１は、タイロッド１１ａを左右移動させることで、車輪用軸受５を保持した左右のナックルアーム１１ｂの角度を変える機構であり、操舵機構１２の指令によりＥＰＳ（電動パワーステアリング）モータ１３を駆動させ、回転・直線運動変換機構（図示せず）を介して左右移動させられる。操舵角は操舵角センサ１５で検出し、このセンサ出力はＥＣＵ２１に出力され、その情報は左右輪の加速・減速指令等に使用される。
【００２４】
制御系を説明する。図１に示すように、制御装置Ｕ１は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ２１と、このＥＣＵ２１の指令に従って走行用のモータ６の制御を行うインバータ装置２２とを有する。前記ＥＣＵ２１と、インバータ装置２２と、ブレーキコントローラ２３とが、車体１に搭載されている。ＥＣＵ２１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。
【００２５】
ＥＣＵ２１は、機能別に大別すると駆動制御部２１ａと一般制御部２１ｂとに分けられる。駆動制御部２１ａは、アクセル操作部１６の出力する加速指令と、ブレーキ操作部１７の出力する減速指令と、操舵角センサ１５の出力する旋回指令とから、左右輪の走行用モータ６，６に与える加速・減速指令を生成し、インバータ装置２２へ出力する。駆動制御部２１ａは、上記の他に、出力する加速・減速指令を、各車輪２，３の車輪用軸受４，５に設けられた回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報や、車載の各センサの情報を用いて補正する機能を有していても良い。アクセル操作部１６は、アクセルペダルとその踏み込み量を検出して前記加速指令を出力するセンサ１６ａとでなる。ブレーキ操作部１７は、ブレーキペダルとその踏み込み量を検出して前記減速指令を出力するセンサ１７ａとでなる。
【００２６】
ＥＣＵ２１の一般制御部２１ｂは、前記ブレーキ操作部１７の出力する減速指令をブレーキコントローラ２３へ出力する機能、各種の補機システム２５を制御する機能、コンソールの操作パネル２６からの入力指令を処理する機能、表示手段２７に表示を行う機能などを有する。前記補機システム２５は、例えば、エアコン、ライト、ワイパー、ＧＰＳ、エアバッグ等であり、ここでは代表して一つのブロックとして示す。
【００２７】
ブレーキコントローラ２３は、ＥＣＵ２１から出力される減速指令に従って、各車輪２，３のブレーキ９，１０に制動指令を与える手段である。ＥＣＵ２１から出力される制動指令には、ブレーキ操作部１７の出力する減速指令によって生成される指令の他に、ＥＣＵ２１の持つ安全性向上のための手段によって生成される指令がある。ブレーキコントローラ２３は、この他にアンチロックブレーキシステムを備える。ブレーキコントローラ２３は、電子回路やマイコン等により構成される。
【００２８】
インバータ装置２２は、各モータ６に対して設けられたパワー回路部２８と、このパワー回路部２８を制御するモータコントール部２９とで構成される。モータコントール部２９は、各パワー回路部２８に対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良いが、共通して設けられた場合であっても、各パワー回路部２８を、例えば互いにモータトルクが異なるように独立して制御可能なものとされる。モータコントール部２９は、このモータコントール部２９が持つインホイールモータ８に関する各検出値や制御値等の各情報（「ＩＷＭシステム情報」と称す）をＥＣＵ２１に出力する機能を有する。
【００２９】
図２は、この電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成のブロック図である。パワー回路部２８は、バッテリ１９の直流電力をモータ６の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ３１と、このインバータ３１を制御するＰＷＭドライバ３２とで構成される。モータ６は３相の同期モータ等からなる。インバータ３１は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ３２は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
【００３０】
モータコントール部２９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部３３を有している。モータ駆動制御部３３は、上位制御手段であるＥＣＵから与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部２８のＰＷＭドライバ３２に電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部３３は、インバータ３１からモータ６に流すモータ電流値を電流検出手段３５から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部３３は、モータ６のロータの回転角を角度センサ３６から得て、ベクトル制御等の回転角に応じた制御を行う。
【００３１】
モータの診断装置について説明する。
この実施形態では、上記構成のモータコントロール部２９に、次のモータコイル異常検出手段９５、検出用制御部９６、異常報告手段４１、および切換手段１０１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の診断装置は、これらモータコイル異常検出手段９５、検出用制御部９６、異常報告手段４１、切換手段１０１、および異常表示手段４２を有する。モータコイル異常検出手段９５は、始動時異常検出手段９８と、走行時異常検出手段９９とを有する。
【００３２】
先ず、始動時異常検出手段９８について説明する。
始動時異常検出手段９８は、検出部９８ａと、判定部９８ｂとを有する。この例では、検出部９８ａは、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度と、モータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出する。前記「車両の電源が投入されている非走行時」とは、この電気自動車のＥＣＵ２１に電源が投入されていて、車両が完全に停止している状態を言い、例えば、（１）ドライバ等がキー、スタートボタン等の始動手段を、「オフ」からモータ６への電力供給前の「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や、（２）ＥＣＵ２１がオンの状態で前記始動手段を「オン」の位置に操作しているが、ＥＣＵ２１がモータ６への加速指令を生成していない場合、および、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等から車両が走行停止状態にあると判定されるときを言い、ＥＣＵ２１に微小電流が流れてオンになっているが、車両にドライバ等が乗車せずに車両のセキュリティがオンとなったロック状態にあるときは含まない。
前記始動手段が「アクセサリ電源」または「オン」の位置にあるとき、ＥＣＵ２１がオンとなっていると判定される。ＥＣＵ２１がオンと判定され、且つ、電流検出手段３５からのモータ電流、または回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等からモータ６への電力供給は行っていないと判定されるとき、車両の電源が投入されている非走行時であると判断される。前記判定部９８ｂは、検出部９８ａにて検出されたコイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と判定する。
【００３３】
ここで図３は、駆動モータ６の診断装置の要部の回路構成例を示す概略図であり、図４は、同診断装置の始動時異常検出手段９８におけるコイル抵抗の検出例を示す図である。図３に示すように、モータ６のモータハウジング７２は、車両のナックル１００に固定されている。このモータ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。このモータ６とインバータ３１との電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段１０１を設けている。すなわち、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の各モータコイル７８の巻線の他端に、それぞれ切換手段１０１であるリレーを介して、インバータ３１におけるスイッチングトランジスタ等の各駆動素子９７に接続された各相の内部配線１０２が接続されている。
【００３４】
前記リレーは、車両の走行時、３つ全てのリレー接点が閉じられるいわゆるノーマルクローズのリレーが適用されている。始動時異常検出手段９８は、車両の電源が投入された非走行時に、３つ全てのリレー接点を開放するように検出用制御部９６（図２）に指令する。キー等の始動手段が「アクセサリ電源」または「オン」の位置にあるとき、ＥＣＵ２１がオンと判定され、さらに、電流検出手段３５からのモータ電流等からモータ６への電力供給は行っていないと判定されるとき、車両の電源が投入された非走行時であると判断される。３つ全てのリレー接点が開放すると、始動時異常検出手段９８の検出部９８ａは、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、各相のモータコイル７８に順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしている。図３に示すように、例えば、始動時異常検出手段９８における検出部９８ａに、各Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電極間に電圧を印加する計測用電源Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、および電流センサＡ１，Ａ２，Ａ３がそれぞれ設けられる。これら計測用電源Ｖ１〜Ｖ３および電流センサＡ１〜Ａ３は、この例ではモータハウジング７２から取り出され切換手段１０１の接点まで延びる各相の配線に、それぞれ電気的に接続されている。
図４（ａ）に示すように、Ｕ，Ｖ相の電極間に計測用電源Ｖ１により電圧を印加し、Ｕ相およびＶ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ１により計測する。以下、図４（ｂ）に示すように、Ｕ，Ｗ相の電極間に計測用電源Ｖ２により電圧を印加し、Ｕ相およびＷ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ２により計測し、図４（ｃ）に示すように、Ｖ，Ｗ相の電極間に計測用電源Ｖ３により電圧を印加し、Ｖ相およびＷ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ３により計測する。始動時異常検出手段９８の判定部９８ｂは、検出されたコイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。なお、図３の例では、モータ６において、各相につき１つのモータコイル７８のみを示しているが、各相のモータコイル７８が円周方向に沿って配置された複数の電極のコイルからなる場合、それらの電極のコイルを、相毎に並列接続または直列接続されたものが、図の１つのモータコイル７８となる。
【００３５】
また、検出部１０５は、図３に示すように、リレー１０６を閉じ、モータコイル７８とモータケース７２との間に計測用電源Ｖ４により所定の電圧を印加し、両者間に流れる電流を電流センサＡ４により計測し、モータコイル７８とモータケース７２間の絶縁抵抗を計測し得る。判定部１０７は、計測された絶縁抵抗が閾値を超えるか否かを判定する。
図３では、検出部１０５はモータコイル７８のＷ相に接続されているが、Ｕ相やＶ相に接続されてもよい。
図３に示すように、モータコイル７８のコイル温度を検出する温度センサとして、例えば、サーミスタ１０３が使用される。このサーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着することで、モータコイル７８の温度を検出し得る。検出部９８ａにおいて、例えば、サーミスタ１０３で検出された値が図示外のアンプで増幅され、判定部９８ｂにてこの増幅値が閾値を超えるか否か判定される。この例では、サーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着してコイル温度を検出しているが、サーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着しないで、コイル温度を検出し得る程度にモータコイル７８に近づけて設けても良い。また、各相Ｕ，Ｖ，Ｗに接続した各コイルの温度をサーミスタ１０３で個別に計測するようにしてもよい。
また、図３ではリレー101を使用し、車両の電源が投入された非走行時に、３つ全てのリレー接点を開放してコイルの抵抗値を測定する方法を採っているが、リレーを設けなくてもよい。その場合、予め、モータコイル７８が正常な状態のコイルの抵抗値が計測される。
【００３６】
各閾値について説明する。
前記のように、判定部９８ｂにおいて、コイル抵抗、絶縁抵抗が各閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。この場合、例えば、実験、シミュレーション等により、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が生じていない正常時における、印加電圧と電流値との関係を基準値として記憶しておく。規定の印加電圧に対し絶縁劣化が生じた電流値にさらに計測誤差等を加味した値を、コイル抵抗または絶縁抵抗の判定の際の閾値とする。
また判定部９８ｂにおいて、コイル温度が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。この場合、例えば、実験、シミュレーション等により、モータコイル７８の正常時における、印加電圧とコイル温度と印加させた時間との関係を基準値として記憶しておく。規定の印加電圧を一定時間モータコイル７８に印加させると、正常時のコイル温度は一義的に定まる。この場合に計測されるコイル温度が、基準値よりもα（αは例えば１０数％以上）高いと、モータ６に過負荷が生じていると推定される。前記αを、コイル温度の判定の際の閾値とする。
【００３７】
走行時異常検出手段９９について説明する。
図２に示すように、走行時異常検出手段９９は、検出部９９ａと、判定部９９ｂとを有する。この例では、検出部９９ａは、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出する。ＥＣＵ２１がオンで、且つ、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報または電流検出手段３５からのモータ電流からモータ６へ電力供給を行っていると判断されるとき、前記「車両の走行時」であると判定される。前記判定部９９ｂは、検出部９９ａにて検出されたコイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。
【００３８】
車両の走行時におけるコイル温度の判定の際の閾値は、前記と同様に定められる。つまり、モータコイル７８の正常時における、印加電圧とコイル温度と印加させた時間との関係を基準値として記憶しておき、規定の印加電圧を一定時間モータコイルに印加させたときのコイル温度が、前記基準値よりもα（αは例えば１０数％以上）高いと、モータ６に過負荷が生じていると推定される。前記αを、コイル温度の判定の際の閾値とする。但し、コイル温度を検出、判定する際、３つ全てのリレー接点が閉じられた状態で、前記規定の印加電圧をモータコイル７８に印加させている。
【００３９】
車両の走行時における、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に対応して種々設定されている。図５は、この診断装置の走行時異常検出手段９９における、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を示す図である。図５（ａ）は、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のときのモータ印加電圧とモータ電流との関係を示す。この場合の基準値をＫ１とすると、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のとき、任意のモータ印加電圧における基準値Ｋ１に対し±Ｓａ（Ｓａは例えば１０数％）の範囲内にあるとき、モータ６に過負荷が生じていないと推定される。換言すれば、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ１に対し±Ｓａの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。
【００４０】
以下同様に、図５（ｂ）に示すように、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ２ｒｐｍ以上ａ３ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ１とは異なる基準値Ｋ２に対し±Ｓｂの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。図５（ｃ）に示すように、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ３ｒｐｍ以上ａ４ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ３に対し±Ｓｃの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。±Ｓａ，±Ｓｂ，±Ｓｃの各範囲が前記設定範囲である。なお、この例では、モータ回転数の領域を３つの領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めているが、必ずしもこの例に限定されるものではない。例えば、モータ回転数の領域を２つの領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めても良いし、モータ回転数の領域を４つ以上の領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めても良い。
【００４１】
作用効果について説明する。
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、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。後述の車両走行後、ＥＣＵ２１がオンのまま、ＥＣＵ２１がモータ６への加速指令を生成していない場合、および、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等から車両が走行停止状態にあると判定されるときにも、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。
この始動時異常検出手段９８における検出部９８ａは、コイル温度とコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出する。判定部９８ｂは、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。例えば、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が起こると、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超える。このように車両を走行させる前段階などで、例えば走行前のオイル系等の車両全体の異常チェック時の一つのチェック項目として、あるいは走行開始後の停止時に、モータ６の異常を診断し、モータ６に異常が生じていた場合には、前記モータ６等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することができる。
【００４２】
車両の走行時、つまりＥＣＵ２１がオンで、且つ、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報または電流検出手段３５からのモータ電流からモータ６へ電力供給を行っていると判断されるときには、走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出する。この走行時異常検出手段９９における検出部９９ａは、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出する。判定部９９ｂは、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。車両の走行時にはモータ６が回転している。このモータ回転時、例えば、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が設定範囲から外れて異常に高くなる。またモータ回転数に応じてモータ印加電圧に逆起電力が作用するため、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に応じて時々刻々と変化する。したがって、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を常時検出することで、モータコイル７８の異常と検出し得る。
このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００４３】
検出用制御部９６は、走行時異常検出手段９９における判定部９９ｂによりモータコイル７８の異常を検出したときに、モータ６の電流値を低減するように、モータ駆動制御部３３を介してパワー回路部２８に指令しても良い。モータ電流の低減は、現在の電流に対して定められた割合（例えば数％）で低下させても良いし、また定められた値低下させても良い。
モータコイル異常検出手段９５をインバータ装置２２のモータコントロール部２９に設け、モータ６に近い部位でモータコイルの異常判定を行えるため、配線上有利であり、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。
【００４４】
ＥＣＵ２１は、車両全般を統括して制御する装置であるため、モータコイル異常検出手段９５により異常を検出したとき、ＥＣＵ２１にモータコイル７８に異常ありとの異常報告を出力することで、ＥＣＵ２１により車両全体の適切な制御が行える。また、ＥＣＵ２１はインバータ装置２２に駆動の指令を与える上位制御手段であり、インバータ装置２２による応急的な制御の後、ＥＣＵ２１により、その後の駆動のより適切な制御を行うことも可能となる。
【００４５】
また、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。車両の非走行時には始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出でき、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出することができるため、モータ６の信頼性をより高めることが可能となる。
【００４６】
インホイールモータ駆動装置８における減速機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。モータ６の駆動トルクを、前記のように高い減速比を有する減速機７を介してホイールにトルク伝達するとき、前記駆動トルクは拡大されてホイールにトルク伝達されるため、モータ異常の影響が大きくなるが、車両の非走行時に始動時異常検出手段９８により実際の車両が走行する前段階でモータコイル７８の異常を検出し得る。そのため、異常検出がより効果的となる。なお、仮に、車両の非走行時に異常が検出されなかったとしても、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出し得る。
【００４７】
図６に一例を示すように、インホイールモータ駆動装置８は、車輪用軸受４とモータ６との間に減速機７を介在させ、車輪用軸受４で支持される駆動輪である車輪２（図２）のハブとモータ６（図６）の回転出力軸７４とを同軸心上で連結してある。減速機７は、減速比が１／６以上のものであるのが良い。この減速機７は、サイクロイド減速機であって、モータ６の回転出力軸７４に同軸に連結される回転入力軸８２に偏心部８２ａ，８２ｂを形成し、偏心部８２ａ，８２ｂにそれぞれ軸受８５を介して曲線板８４ａ，８４ｂを装着し、曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動を車輪用軸受４へ回転運動として伝達する構成である。なお、この明細書において、車両に取り付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００４８】
車輪用軸受４は、内周に複列の転走面５３を形成した外方部材５１と、これら各転走面５３に対向する転走面５４を外周に形成した内方部材５２と、これら外方部材５１および内方部材５２の転走面５３，５４間に介在した複列の転動体５５とで構成される。内方部材５２は、駆動輪を取り付けるハブを兼用する。この車輪用軸受４は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、転動体５５はボールからなり、各列毎に保持器５６で保持されている。上記転走面５３，５４は断面円弧状であり、各転走面５３，５４は接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材５１と内方部材５２との間の軸受空間のアウトボード側端は、シール部材５７でシールされている。
【００４９】
外方部材５１は静止側軌道輪となるものであって、減速機７のアウトボード側のハウジング８３ｂに取り付けるフランジ５１ａを有し、全体が一体の部品とされている。フランジ５１ａには、周方向の複数箇所にボルト挿通孔６４が設けられている。また、ハウジング８３ｂには，ボルト挿通孔６４に対応する位置に、内周にねじが切られたボルト螺着孔９４が設けられている。ボルト挿通孔９４に挿通した取付ボルト６５をボルト螺着孔９４に螺着させることにより、外方部材５１がハウジング８３ｂに取り付けられる。
【００５０】
内方部材５２は回転側軌道輪となるものであって、車輪取付用のハブフランジ５９ａを有するアウトボード側材５９と、このアウトボード側材５９の内周にアウトボード側が嵌合して加締めによってアウトボード側材５９に一体化されたインボード側材６０とでなる。これらアウトボード側材５９およびインボード側材６０に、前記各列の転走面５４が形成されている。インボード側材６０の中心には貫通孔６１が設けられている。ハブフランジ５９ａには、周方向複数箇所にハブボルト６６の圧入孔６７が設けられている。アウトボード側材５９のハブフランジ５９ａの根元部付近には、駆動輪および制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部６３がアウトボード側に突出している。このパイロット部６３の内周には、前記貫通孔６１のアウトボード側端を塞ぐキャップ６８が取り付けられている。
【００５１】
モータ６は、筒状のモータハウジング７２に固定したモータステータ７３と、回転出力軸７４に取り付けたモータロータ７５との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（すなわち埋込磁石型同期モータ）である。回転出力軸７４は、減速機７のインボード側のハウジング８３ａの筒部に２つの軸受７６で片持ち支持されている。
【００５２】
図７は、モータの断面図（図６のVII-VII 断面）を示す。モータ６のロータ７５は、軟質磁性材料からなるコア部７９と、このコア部７９に内蔵される永久磁石８０から構成される。永久磁石８０は、隣り合う２つの永久磁石がロータコア部７９内の同一円周上で断面ハ字状に向き合うように配列される。永久磁石８０にはネオジウム系磁石が用いられている。ステータ７３は軟質磁性材料からなるコア部７７とコイル７８で構成される。コア部７７は外周面が断面円形とされたリング状で、その内周面に内径側に突出する複数のティース７７ａが円周方向に並んで形成されている。コイル７８は、ステータコア部７７の前記各ティース７７ａに巻回されている。
【００５３】
図６に示すように、モータ６には、モータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度を検出する角度センサ３６が設けられる。角度センサ３６は、モータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度を表す信号を検出して出力する角度センサ本体７０と、この角度センサ本体７０の出力する信号から角度を演算する角度演算回路７１とを有する。角度センサ本体７０は、回転出力軸７４の外周面に設けられる被検出部７０ａと、モータハウジング７２に設けられ前記被検出部７０ａに例えば径方向に対向して近接配置される検出部７０ｂとでなる。被検出部７０ａと検出部７０ｂは軸方向に対向して近接配置されるものであっても良い。角度センサ３６はレゾルバであっても良い。このモータ６では、その効率を最大にするため、角度センサ３６の検出するモータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度に基づき、モータステータ７３のコイル７８へ流す交流電流の各波の各相の印加タイミングを、モータコントール部２９のモータ駆動制御部３３によってコントロールするようにされている。
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。
【００５４】
減速機７は、上記したようにサイクロイド減速機であり、図８のように外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板８４ａ，８４ｂが、それぞれ軸受８５を介して回転入力軸８２の各偏心部８２ａ，８２ｂに装着してある。これら各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン８６を、それぞれハウジング８３ｂに差し渡して設け、内方部材２のインボード側材６０に取り付けた複数の内ピン８８を、各曲線板８４ａ，８４ｂの内部に設けられた複数の円形の貫通孔８９に挿入状態に係合させてある。回転入力軸８２は、モータ６の回転出力軸７４とスプライン結合されて一体に回転する。なお、回転入力軸８２はインボード側のハウジング８３ａと内方部材５２のインボード側材６０の内径面とに２つの軸受９０で両持ち支持されている。
【００５５】
モータ６の回転出力軸７４が回転すると、これと一体回転する回転入力軸８２に取り付けられた各曲線板８４ａ，８４ｂが偏心運動を行う。この各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動が、内ピン８８と貫通孔８９との係合によって、内方部材５２に回転運動として伝達される。回転出力軸７４の回転に対して内方部材５２の回転は減速されたものとなる。例えば、１段のサイクロイド減速機で１／１０以上の減速比を得ることができる。
【００５６】
前記２枚の曲線板８４ａ，８４ｂは、互いに偏心運動が打ち消されるように１８０°位相をずらして回転入力軸８２の各偏心部８２ａ，８２ｂに装着され、各偏心部８２ａ，８２ｂの両側には、各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動による振動を打ち消すように、各偏心部８２ａ，８２ｂの偏心方向と逆方向へ偏心させたカウンターウエイト９１が装着されている。
【００５７】
図９に拡大して示すように、前記各外ピン８６と内ピン８８には軸受９２，９３が装着され、これらの軸受９２，９３の外輪９２ａ，９３ａが、それぞれ各曲線板８４ａ，８４ｂの外周と各貫通孔８９の内周とに転接するようになっている。したがって、外ピン８６と各曲線板８４ａ，８４ｂの外周との接触抵抗、および内ピン８８と各貫通孔８９の内周との接触抵抗を低減し、各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動をスムーズに内方部材５２に回転運動として伝達することができる。
【００５８】
図６において、このインホイールモータ駆動装置８の車輪用軸受４は、減速機７のハウジング８３ｂまたはモータ６のハウジング７２の外周部で、ナックル等の懸架装置（図３）を介して車体に固定される。
【００５９】
他の実施形態について説明する。
図２に示す始動時異常検出手段９８は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものであっても良い。この構成において、インバータ３１とモータ６とが電気的に接続された状態で、始動時異常検出手段９８は、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。コイル抵抗を計測する際、例えば、モータ６の各相のモータコイル７８とインバータ３１との電気的接続点間に電圧を印加し、その電気的接続点間の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測し得る。この場合、モータ６とインバータ３１との電気的接続を切り換える切換手段を不要とでき、装置の構造を簡単化できる。
【００６０】
また、図２に示す始動時異常検出手段９８は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものであっても良い。
始動時異常検出手段９８は、計測されたコイル抵抗を、モータコイル７８に設けた前記サーミスタで出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段を含むものであっても良い。図４に示したように、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するが、例えば、車両の走行後直ぐに再始動するような場合には、コイル温度が比較的高く徐々に温度低下していく結果、このコイル温度に応じてコイル抵抗は、長時間停止した車両の始動時のコイル抵抗よりも小さくなる。
【００６１】
そこで、非走行時において計測されたコイル抵抗を客観的に判断するために、図１０に示すように、補正手段１０４を始動時異常検出手段９８に設けている。この場合、実験等により、コイル温度が基準温度（常温付近で適宜に定めた温度）のときのコイル抵抗と、コイル温度が上昇したときのコイル抵抗を求めておく。求めた複数のコイル抵抗から補正手段１０４による補正係数Ｋｔを算出し得る。したがって、コイル抵抗をコイル温度に応じて補正係数Ｋｔを掛けて補正することで、非走行時のモータ６の異常をより正確に検出することができる。
モータコイル異常検出手段９５を、車両全般を制御する電気制御ユニットであるＥＣＵ２１に設けても良い。
【符号の説明】
【００６２】
２…車輪
４…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
７８…モータコイル
３１…インバータ
９８…始動時異常検出手段
９９…走行時異常検出手段
１０１…切換手段
１０３…サーミスタ
１０４…補正手段
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車の車輪を駆動するモータの診断装置および診断方法に関し、駆動モータの自己診断機能に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車では、車両駆動のためのモータおよびこれを制御するコントローラの故障は、走行性、安全性に大きく影響する。特に、電気自動車において、インホイールモータ駆動装置を用いた場合、同装置のコンパクト化を図る結果、この構成部品である車輪用軸受、減速機、およびモータは、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。
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）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１６８７９０号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
インホイールモータ型の電気自動車では、各輪独立に応答性の高いモータが取り付けられている。特に、電気自動車の駆動源であるモータの駆動トルクを、高い減速比を有する減速機を介してホイールにトルク伝達する場合、モータ制御の不安定化を原因としたモータのトルクは、拡大されてホイールにトルク伝達される。このため、このモータの故障時には、安定した車両姿勢を保つことができるように、その状況に応じた対応が必要となる。
【０００５】
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。しかし、この場合、車両の始動時またはモータへの電力供給を行っていない、例えば、車両を走行させる前段階のような非走行時に木目細かい診断を実施し、モータに異常が生じていた場合には、モータ等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することが望ましい。また非走行時にモータが正常であった場合でも、車両走行時にモータコイルに異常が起こることも考えられる。
【０００６】
この発明の目的は、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができるモータの診断装置および診断方法を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明のモータの診断装置は、車輪２をモータ６により駆動する電気自動車の前記モータ６の診断装置であって、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイル７８のコイル温度とモータコイル７８のコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する始動時異常検出手段９８を設け、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する走行時異常検出手段９９を設けたことを特徴とする。
【０００８】
前記「車両の電源が投入されている非走行時」とは、ドライバが車両に乗った後、走行を開始するまでの間である始動時等のように、キー等で車両の全体を制御するＥＣＵ２１等の制御手段に電源が投入されているが、まだモータ６への電力供給を行っていないときや、走行停止のためにモータ６への電力供給は行っていないが、前記車両の全体を制御する手段の電源は投入状態を維持しているときを言う。
【０００９】
この構成によると、車両の電源が投入されている非走行時には、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。つまりコイル温度とコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。例えば、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が起こると、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超える。このように車両を走行させる前段階などで、例えば走行前のオイル系等の車両全体の異常チェック時の一つのチェック項目として、あるいは走行開始後の停止時に、モータ６の異常を診断し、モータ６に異常が生じていた場合には、前記モータ６等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することができる。
【００１０】
車両の走行時には、走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出する。つまりコイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。車両の走行時にはモータ６が回転している。このモータ回転時、例えば、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が設定範囲から外れて異常に高くなる。またモータ回転数に応じてモータ印加電圧に逆起電力が作用するため、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に応じて時々刻々と変化する。したがって、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を常時検出することで、モータコイル７８の異常と検出し得る。このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００１１】
前記始動時異常検出手段９８は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものとしても良い。
前記始動時異常検出手段９８は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものとしても良い。
【００１２】
前記モータ６を駆動する手段が、直流電力を前記モータ６の駆動に用いる交流電力に変換するインバータ３１を有する場合は、これらモータ６とインバータ３１との電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段１０１を設け、前記始動時異常検出手段９８は、前記切換手段１０１を開放して各相のモータコイル７８に順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。車両の電源が投入された非走行時に、切換手段１０１を開放することで、インバータ３１の半導体スイッチング素子等に流れる電流を遮断して、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流を正確に計測し得る。この計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測することが可能となる。なお、走行時には、切換手段１０１を閉じ、インバータ３１から電流をモータ６に流す。
【００１３】
前記モータ６を駆動する手段が、直流電力を前記モータ６の駆動に用いる交流電力に変換するインバータ３１を有する場合は、前記始動時異常検出手段９８は、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。コイル抵抗を計測する際、例えば、モータ６の各相のモータコイル７８とインバータ３１との電気的接続点間に電圧を印加し、その電気的接続点間の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測し得る。この場合、モータ６とインバータ３１との電気的接続を切り換える切換手段を不要とでき、装置の構造を簡単化できる。
【００１４】
前記モータコイル７８に近接してサーミスタ１０３を設け、前記始動時異常検出手段９８は、計測されたコイル抵抗を、前記サーミスタ１０３で出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段１０４を含むものとしても良い。このようにコイル抵抗をコイル温度に応じて補正することで、非走行時のモータ６の異常をより正確に検出することができる。
【００１５】
前記モータ６が、駆動輪である各車輪２毎にそれぞれ設けられるものであっても良い。
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。車両の非走行時には始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出でき、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出することができるため、モータ６の信頼性をより高めることが可能となる。
【００１６】
前記減速機７は、モータ６の回転を減速するサイクロイド減速機であっても良い。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。モータ６の駆動トルクを、前記のように高い減速比を有する減速機７を介してホイールにトルク伝達するとき、前記駆動トルクは拡大されてホイールにトルク伝達されるため、モータ異常の影響が大きくなるが、車両の非走行時に始動時異常検出手段９８により実際の車両が走行する前段階でモータコイル７８の異常を検出し得る。そのため、異常検出がより効果的となる。なお、仮に、車両の非走行時に異常が検出されなかったとしても、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出し得る。
【００１７】
この発明の電気自動車は、前記いずれかのモータ６により駆動可能に構成されるものである。
この発明のモータの診断方法は、車輪２をモータ６により駆動する電気自動車の前記モータ６の診断方法であって、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイル７８のコイル温度とモータコイル７８のコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する始動時異常検出過程と、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する走行時異常検出過程とを含む。
【００１８】
この構成によると、始動時異常検出過程では、車両の電源が投入されている非走行時におけるモータコイル７８の異常を検出する。すなわちコイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。走行時異常検出過程では、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【発明の効果】
【００１９】
この発明のモータの診断装置は、車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断装置であって、車両の電源が投入された非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段を設け、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段を設けたため、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００２０】
この発明のモータの診断方法は、車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断方法であって、車両の電源が投入された非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出過程と、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出過程とを有するため、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイルの異常を検出することができ、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００２１】
【図１】この発明の第１の実施形態に係る電気自動車を平面図で示す概念構成のブロック図である。
【図２】同電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成のブロック図である。
【図３】同診断装置の要部の回路構成例を示す概略図である。
【図４】同診断装置の始動時異常検出手段におけるコイル抵抗の検出例を示す図である。
【図５】同診断装置の走行時異常検出手段における、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を示す図である。
【図６】同電気自動車におけるインホイールモータ駆動装置の破断正面図である。
【図７】図６のVII-VII 線断面となるモータ部分の断面図である。
【図８】図６のVIII-VIII 線断面となる減速機部分の断面図である。
【図９】図８の部分拡大断面図である。
【図１０】この発明の他の実施形態に係る電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成の要部のブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００２２】
この発明の第１の実施形態に係る電気自動車用駆動モータの診断装置およびその診断方法を図１ないし図９と共に説明する。この駆動モータの診断装置は、電気自動車に搭載されている。この電気自動車は、図１に示すように、車体１の左右の後輪となる車輪２が駆動輪とされ、左右の前輪となる車輪３が従動輪の操舵輪とされた４輪の自動車である。駆動輪および従動輪となる車輪２，３は、いずれもタイヤを有し、それぞれ車輪用軸受４，５を介して車体１に支持されている。車輪用軸受４，５は、図１ではハブベアリングの略称「Ｈ／Ｂ」を付してある。駆動輪となる左右の車輪２，２は、それぞれ独立の走行用のモータ６，６により駆動される。モータ６の回転は、減速機７および車輪用軸受４を介して車輪２に伝達される。これらモータ６、減速機７、および車輪用軸受４は、互いに一つの組立部品であるインホイールモータ駆動装置８を構成しており、インホイールモータ駆動装置８は、一部または全体が車輪２内に配置される。インホイールモータ駆動装置８は、インホイールモータユニットとも称される。モータ６は、減速機７を介さずに直接に車輪２を回転駆動するものであっても良い。各車輪２，３には、電動式のブレーキ９，１０が設けられている。
【００２３】
左右の前輪となる操舵輪である車輪３，３は、転舵機構１１を介して転舵可能であり、操舵機構１２により操舵される。転舵機構１１は、タイロッド１１ａを左右移動させることで、車輪用軸受５を保持した左右のナックルアーム１１ｂの角度を変える機構であり、操舵機構１２の指令によりＥＰＳ（電動パワーステアリング）モータ１３を駆動させ、回転・直線運動変換機構（図示せず）を介して左右移動させられる。操舵角は操舵角センサ１５で検出し、このセンサ出力はＥＣＵ２１に出力され、その情報は左右輪の加速・減速指令等に使用される。
【００２４】
制御系を説明する。図１に示すように、制御装置Ｕ１は、自動車全般の制御を行う電気制御ユニットであるＥＣＵ２１と、このＥＣＵ２１の指令に従って走行用のモータ６の制御を行うインバータ装置２２とを有する。前記ＥＣＵ２１と、インバータ装置２２と、ブレーキコントローラ２３とが、車体１に搭載されている。ＥＣＵ２１は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、並びに各種の電子回路等で構成される。
【００２５】
ＥＣＵ２１は、機能別に大別すると駆動制御部２１ａと一般制御部２１ｂとに分けられる。駆動制御部２１ａは、アクセル操作部１６の出力する加速指令と、ブレーキ操作部１７の出力する減速指令と、操舵角センサ１５の出力する旋回指令とから、左右輪の走行用モータ６，６に与える加速・減速指令を生成し、インバータ装置２２へ出力する。駆動制御部２１ａは、上記の他に、出力する加速・減速指令を、各車輪２，３の車輪用軸受４，５に設けられた回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報や、車載の各センサの情報を用いて補正する機能を有していても良い。アクセル操作部１６は、アクセルペダルとその踏み込み量を検出して前記加速指令を出力するセンサ１６ａとでなる。ブレーキ操作部１７は、ブレーキペダルとその踏み込み量を検出して前記減速指令を出力するセンサ１７ａとでなる。
【００２６】
ＥＣＵ２１の一般制御部２１ｂは、前記ブレーキ操作部１７の出力する減速指令をブレーキコントローラ２３へ出力する機能、各種の補機システム２５を制御する機能、コンソールの操作パネル２６からの入力指令を処理する機能、表示手段２７に表示を行う機能などを有する。前記補機システム２５は、例えば、エアコン、ライト、ワイパー、ＧＰＳ、エアバッグ等であり、ここでは代表して一つのブロックとして示す。
【００２７】
ブレーキコントローラ２３は、ＥＣＵ２１から出力される減速指令に従って、各車輪２，３のブレーキ９，１０に制動指令を与える手段である。ＥＣＵ２１から出力される制動指令には、ブレーキ操作部１７の出力する減速指令によって生成される指令の他に、ＥＣＵ２１の持つ安全性向上のための手段によって生成される指令がある。ブレーキコントローラ２３は、この他にアンチロックブレーキシステムを備える。ブレーキコントローラ２３は、電子回路やマイコン等により構成される。
【００２８】
インバータ装置２２は、各モータ６に対して設けられたパワー回路部２８と、このパワー回路部２８を制御するモータコントール部２９とで構成される。モータコントール部２９は、各パワー回路部２８に対して共通して設けられていても、別々に設けられていても良いが、共通して設けられた場合であっても、各パワー回路部２８を、例えば互いにモータトルクが異なるように独立して制御可能なものとされる。モータコントール部２９は、このモータコントール部２９が持つインホイールモータ８に関する各検出値や制御値等の各情報（「ＩＷＭシステム情報」と称す）をＥＣＵ２１に出力する機能を有する。
【００２９】
図２は、この電気自動車用駆動モータの診断装置の概念構成のブロック図である。パワー回路部２８は、バッテリ１９の直流電力をモータ６の駆動に用いる３相の交流電力に変換するインバータ３１と、このインバータ３１を制御するＰＷＭドライバ３２とで構成される。モータ６は３相の同期モータ等からなる。インバータ３１は、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成され、ＰＷＭドライバ３２は、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
【００３０】
モータコントール部２９は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御部３３を有している。モータ駆動制御部３３は、上位制御手段であるＥＣＵから与えられるトルク指令等による加速・減速指令に従い、電流指令に変換して、パワー回路部２８のＰＷＭドライバ３２に電流指令を与える手段である。モータ駆動制御部３３は、インバータ３１からモータ６に流すモータ電流値を電流検出手段３５から得て、電流フィードバック制御を行う。また、モータ駆動制御部３３は、モータ６のロータの回転角を角度センサ３６から得て、ベクトル制御等の回転角に応じた制御を行う。
【００３１】
モータの診断装置について説明する。
この実施形態では、上記構成のモータコントロール部２９に、次のモータコイル異常検出手段９５、検出用制御部９６、異常報告手段４１、および切換手段１０１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の診断装置は、これらモータコイル異常検出手段９５、検出用制御部９６、異常報告手段４１、切換手段１０１、および異常表示手段４２を有する。モータコイル異常検出手段９５は、始動時異常検出手段９８と、走行時異常検出手段９９とを有する。
【００３２】
先ず、始動時異常検出手段９８について説明する。
始動時異常検出手段９８は、検出部９８ａと、判定部９８ｂとを有する。この例では、検出部９８ａは、車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度と、モータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出する。前記「車両の電源が投入されている非走行時」とは、この電気自動車のＥＣＵ２１に電源が投入されていて、車両が完全に停止している状態を言い、例えば、（１）ドライバ等がキー、スタートボタン等の始動手段を、「オフ」からモータ６への電力供給前の「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や、（２）ＥＣＵ２１がオンの状態で前記始動手段を「オン」の位置に操作しているが、ＥＣＵ２１がモータ６への加速指令を生成していない場合、および、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等から車両が走行停止状態にあると判定されるときを言い、ＥＣＵ２１に微小電流が流れてオンになっているが、車両にドライバ等が乗車せずに車両のセキュリティがオンとなったロック状態にあるときは含まない。
前記始動手段が「アクセサリ電源」または「オン」の位置にあるとき、ＥＣＵ２１がオンとなっていると判定される。ＥＣＵ２１がオンと判定され、且つ、電流検出手段３５からのモータ電流、または回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等からモータ６への電力供給は行っていないと判定されるとき、車両の電源が投入されている非走行時であると判断される。前記判定部９８ｂは、検出部９８ａにて検出されたコイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と判定する。
【００３３】
ここで図３は、駆動モータ６の診断装置の要部の回路構成例を示す概略図であり、図４は、同診断装置の始動時異常検出手段９８におけるコイル抵抗の検出例を示す図である。図３に示すように、モータ６のモータハウジング７２は、車両のナックル１００に固定されている。このモータ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。このモータ６とインバータ３１との電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段１０１を設けている。すなわち、３相（Ｕ，Ｖ，Ｗ相）の各モータコイル７８の巻線の他端に、それぞれ切換手段１０１であるリレーを介して、インバータ３１におけるスイッチングトランジスタ等の各駆動素子９７に接続された各相の内部配線１０２が接続されている。
【００３４】
前記リレーは、車両の走行時、３つ全てのリレー接点が閉じられるいわゆるノーマルクローズのリレーが適用されている。始動時異常検出手段９８は、車両の電源が投入された非走行時に、３つ全てのリレー接点を開放するように検出用制御部９６（図２）に指令する。キー等の始動手段が「アクセサリ電源」または「オン」の位置にあるとき、ＥＣＵ２１がオンと判定され、さらに、電流検出手段３５からのモータ電流等からモータ６への電力供給は行っていないと判定されるとき、車両の電源が投入された非走行時であると判断される。３つ全てのリレー接点が開放すると、始動時異常検出手段９８の検出部９８ａは、図４（ａ），（ｂ），（ｃ）に示すように、各相のモータコイル７８に順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしている。図３に示すように、例えば、始動時異常検出手段９８における検出部９８ａに、各Ｕ，Ｖ，Ｗ相の電極間に電圧を印加する計測用電源Ｖ１，Ｖ２，Ｖ３、および電流センサＡ１，Ａ２，Ａ３がそれぞれ設けられる。これら計測用電源Ｖ１〜Ｖ３および電流センサＡ１〜Ａ３は、この例ではモータハウジング７２から取り出され切換手段１０１の接点まで延びる各相の配線に、それぞれ電気的に接続されている。
図４（ａ）に示すように、Ｕ，Ｖ相の電極間に計測用電源Ｖ１により電圧を印加し、Ｕ相およびＶ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ１により計測する。以下、図４（ｂ）に示すように、Ｕ，Ｗ相の電極間に計測用電源Ｖ２により電圧を印加し、Ｕ相およびＷ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ２により計測し、図４（ｃ）に示すように、Ｖ，Ｗ相の電極間に計測用電源Ｖ３により電圧を印加し、Ｖ相およびＷ相のモータコイル７８，７８の電流の計測値を電流センサＡ３により計測する。始動時異常検出手段９８の判定部９８ｂは、検出されたコイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。なお、図３の例では、モータ６において、各相につき１つのモータコイル７８のみを示しているが、各相のモータコイル７８が円周方向に沿って配置された複数の電極のコイルからなる場合、それらの電極のコイルを、相毎に並列接続または直列接続されたものが、図の１つのモータコイル７８となる。
【００３５】
また、検出部１０５は、図３に示すように、リレー１０６を閉じ、モータコイル７８とモータケース７２との間に計測用電源Ｖ４により所定の電圧を印加し、両者間に流れる電流を電流センサＡ４により計測し、モータコイル７８とモータケース７２間の絶縁抵抗を計測し得る。判定部１０７は、計測された絶縁抵抗が閾値を超えるか否かを判定する。
図３では、検出部１０５はモータコイル７８のＷ相に接続されているが、Ｕ相やＶ相に接続されてもよい。
図３に示すように、モータコイル７８のコイル温度を検出する温度センサとして、例えば、サーミスタ１０３が使用される。このサーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着することで、モータコイル７８の温度を検出し得る。検出部９８ａにおいて、例えば、サーミスタ１０３で検出された値が図示外のアンプで増幅され、判定部９８ｂにてこの増幅値が閾値を超えるか否か判定される。この例では、サーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着してコイル温度を検出しているが、サーミスタ１０３を、モータコイル７８に固着しないで、コイル温度を検出し得る程度にモータコイル７８に近づけて設けても良い。また、各相Ｕ，Ｖ，Ｗに接続した各コイルの温度をサーミスタ１０３で個別に計測するようにしてもよい。
また、図３ではリレー101を使用し、車両の電源が投入された非走行時に、３つ全てのリレー接点を開放してコイルの抵抗値を測定する方法を採っているが、リレーを設けなくてもよい。その場合、予め、モータコイル７８が正常な状態のコイルの抵抗値が計測される。
【００３６】
各閾値について説明する。
前記のように、判定部９８ｂにおいて、コイル抵抗、絶縁抵抗が各閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。この場合、例えば、実験、シミュレーション等により、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が生じていない正常時における、印加電圧と電流値との関係を基準値として記憶しておく。規定の印加電圧に対し絶縁劣化が生じた電流値にさらに計測誤差等を加味した値を、コイル抵抗または絶縁抵抗の判定の際の閾値とする。
また判定部９８ｂにおいて、コイル温度が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と判定する。この場合、例えば、実験、シミュレーション等により、モータコイル７８の正常時における、印加電圧とコイル温度と印加させた時間との関係を基準値として記憶しておく。規定の印加電圧を一定時間モータコイル７８に印加させると、正常時のコイル温度は一義的に定まる。この場合に計測されるコイル温度が、基準値よりもα（αは例えば１０数％以上）高いと、モータ６に過負荷が生じていると推定される。前記αを、コイル温度の判定の際の閾値とする。
【００３７】
走行時異常検出手段９９について説明する。
図２に示すように、走行時異常検出手段９９は、検出部９９ａと、判定部９９ｂとを有する。この例では、検出部９９ａは、車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出する。ＥＣＵ２１がオンで、且つ、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報または電流検出手段３５からのモータ電流からモータ６へ電力供給を行っていると判断されるとき、前記「車両の走行時」であると判定される。前記判定部９９ｂは、検出部９９ａにて検出されたコイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。
【００３８】
車両の走行時におけるコイル温度の判定の際の閾値は、前記と同様に定められる。つまり、モータコイル７８の正常時における、印加電圧とコイル温度と印加させた時間との関係を基準値として記憶しておき、規定の印加電圧を一定時間モータコイルに印加させたときのコイル温度が、前記基準値よりもα（αは例えば１０数％以上）高いと、モータ６に過負荷が生じていると推定される。前記αを、コイル温度の判定の際の閾値とする。但し、コイル温度を検出、判定する際、３つ全てのリレー接点が閉じられた状態で、前記規定の印加電圧をモータコイル７８に印加させている。
【００３９】
車両の走行時における、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に対応して種々設定されている。図５は、この診断装置の走行時異常検出手段９９における、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を示す図である。図５（ａ）は、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のときのモータ印加電圧とモータ電流との関係を示す。この場合の基準値をＫ１とすると、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のとき、任意のモータ印加電圧における基準値Ｋ１に対し±Ｓａ（Ｓａは例えば１０数％）の範囲内にあるとき、モータ６に過負荷が生じていないと推定される。換言すれば、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ１ｒｐｍ以上ａ２ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ１に対し±Ｓａの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。
【００４０】
以下同様に、図５（ｂ）に示すように、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ２ｒｐｍ以上ａ３ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ１とは異なる基準値Ｋ２に対し±Ｓｂの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。図５（ｃ）に示すように、判定部９９ｂは、モータ回転数がａ３ｒｐｍ以上ａ４ｒｐｍ未満のとき、基準値Ｋ３に対し±Ｓｃの範囲から外れるときモータコイル７８の異常と判定する。±Ｓａ，±Ｓｂ，±Ｓｃの各範囲が前記設定範囲である。なお、この例では、モータ回転数の領域を３つの領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めているが、必ずしもこの例に限定されるものではない。例えば、モータ回転数の領域を２つの領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めても良いし、モータ回転数の領域を４つ以上の領域に分けて、各領域における基準値及び設定範囲を定めても良い。
【００４１】
作用効果について説明する。
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、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。後述の車両走行後、ＥＣＵ２１がオンのまま、ＥＣＵ２１がモータ６への加速指令を生成していない場合、および、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報、車載の各センサの情報等から車両が走行停止状態にあると判定されるときにも、始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出する。
この始動時異常検出手段９８における検出部９８ａは、コイル温度とコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出する。判定部９８ｂは、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出する。例えば、モータコイル７８に絶縁劣化等の異常が起こると、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超える。このように車両を走行させる前段階などで、例えば走行前のオイル系等の車両全体の異常チェック時の一つのチェック項目として、あるいは走行開始後の停止時に、モータ６の異常を診断し、モータ６に異常が生じていた場合には、前記モータ６等の修理に向かうか、この車両の救援を要請することができる。
【００４２】
車両の走行時、つまりＥＣＵ２１がオンで、且つ、回転センサ２４から得られるタイヤ回転数の情報または電流検出手段３５からのモータ電流からモータ６へ電力供給を行っていると判断されるときには、走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出する。この走行時異常検出手段９９における検出部９９ａは、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出する。判定部９９ｂは、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイル７８の異常と検出する。車両の走行時にはモータ６が回転している。このモータ回転時、例えば、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が設定範囲から外れて異常に高くなる。またモータ回転数に応じてモータ印加電圧に逆起電力が作用するため、モータ印加電圧とモータ電流との関係は、モータ回転数に応じて時々刻々と変化する。したがって、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係を常時検出することで、モータコイル７８の異常と検出し得る。
このように、車両の走行時と、車両の非走行時のいずれの場合でも、モータコイル７８の異常を検出でき、電気自動車の信頼性を高めることが可能となる。また、モータ異常への対処を早期に図ることができる。
【００４３】
検出用制御部９６は、走行時異常検出手段９９における判定部９９ｂによりモータコイル７８の異常を検出したときに、モータ６の電流値を低減するように、モータ駆動制御部３３を介してパワー回路部２８に指令しても良い。モータ電流の低減は、現在の電流に対して定められた割合（例えば数％）で低下させても良いし、また定められた値低下させても良い。
モータコイル異常検出手段９５をインバータ装置２２のモータコントロール部２９に設け、モータ６に近い部位でモータコイルの異常判定を行えるため、配線上有利であり、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。
【００４４】
ＥＣＵ２１は、車両全般を統括して制御する装置であるため、モータコイル異常検出手段９５により異常を検出したとき、ＥＣＵ２１にモータコイル７８に異常ありとの異常報告を出力することで、ＥＣＵ２１により車両全体の適切な制御が行える。また、ＥＣＵ２１はインバータ装置２２に駆動の指令を与える上位制御手段であり、インバータ装置２２による応急的な制御の後、ＥＣＵ２１により、その後の駆動のより適切な制御を行うことも可能となる。
【００４５】
また、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。車両の非走行時には始動時異常検出手段９８によりモータコイル７８の異常を検出でき、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出することができるため、モータ６の信頼性をより高めることが可能となる。
【００４６】
インホイールモータ駆動装置８における減速機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。モータ６の駆動トルクを、前記のように高い減速比を有する減速機７を介してホイールにトルク伝達するとき、前記駆動トルクは拡大されてホイールにトルク伝達されるため、モータ異常の影響が大きくなるが、車両の非走行時に始動時異常検出手段９８により実際の車両が走行する前段階でモータコイル７８の異常を検出し得る。そのため、異常検出がより効果的となる。なお、仮に、車両の非走行時に異常が検出されなかったとしても、車両の走行時には走行時異常検出手段９９によりモータコイル７８の異常を検出し得る。
【００４７】
図６に一例を示すように、インホイールモータ駆動装置８は、車輪用軸受４とモータ６との間に減速機７を介在させ、車輪用軸受４で支持される駆動輪である車輪２（図２）のハブとモータ６（図６）の回転出力軸７４とを同軸心上で連結してある。減速機７は、減速比が１／６以上のものであるのが良い。この減速機７は、サイクロイド減速機であって、モータ６の回転出力軸７４に同軸に連結される回転入力軸８２に偏心部８２ａ，８２ｂを形成し、偏心部８２ａ，８２ｂにそれぞれ軸受８５を介して曲線板８４ａ，８４ｂを装着し、曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動を車輪用軸受４へ回転運動として伝達する構成である。なお、この明細書において、車両に取り付けた状態で車両の車幅方向の外側寄りとなる側をアウトボード側と呼び、車両の中央寄りとなる側をインボード側と呼ぶ。
【００４８】
車輪用軸受４は、内周に複列の転走面５３を形成した外方部材５１と、これら各転走面５３に対向する転走面５４を外周に形成した内方部材５２と、これら外方部材５１および内方部材５２の転走面５３，５４間に介在した複列の転動体５５とで構成される。内方部材５２は、駆動輪を取り付けるハブを兼用する。この車輪用軸受４は、複列のアンギュラ玉軸受とされていて、転動体５５はボールからなり、各列毎に保持器５６で保持されている。上記転走面５３，５４は断面円弧状であり、各転走面５３，５４は接触角が背面合わせとなるように形成されている。外方部材５１と内方部材５２との間の軸受空間のアウトボード側端は、シール部材５７でシールされている。
【００４９】
外方部材５１は静止側軌道輪となるものであって、減速機７のアウトボード側のハウジング８３ｂに取り付けるフランジ５１ａを有し、全体が一体の部品とされている。フランジ５１ａには、周方向の複数箇所にボルト挿通孔６４が設けられている。また、ハウジング８３ｂには，ボルト挿通孔６４に対応する位置に、内周にねじが切られたボルト螺着孔９４が設けられている。ボルト挿通孔９４に挿通した取付ボルト６５をボルト螺着孔９４に螺着させることにより、外方部材５１がハウジング８３ｂに取り付けられる。
【００５０】
内方部材５２は回転側軌道輪となるものであって、車輪取付用のハブフランジ５９ａを有するアウトボード側材５９と、このアウトボード側材５９の内周にアウトボード側が嵌合して加締めによってアウトボード側材５９に一体化されたインボード側材６０とでなる。これらアウトボード側材５９およびインボード側材６０に、前記各列の転走面５４が形成されている。インボード側材６０の中心には貫通孔６１が設けられている。ハブフランジ５９ａには、周方向複数箇所にハブボルト６６の圧入孔６７が設けられている。アウトボード側材５９のハブフランジ５９ａの根元部付近には、駆動輪および制動部品（図示せず）を案内する円筒状のパイロット部６３がアウトボード側に突出している。このパイロット部６３の内周には、前記貫通孔６１のアウトボード側端を塞ぐキャップ６８が取り付けられている。
【００５１】
モータ６は、筒状のモータハウジング７２に固定したモータステータ７３と、回転出力軸７４に取り付けたモータロータ７５との間にラジアルギャップを設けたラジアルギャップ型のＩＰＭモータ（すなわち埋込磁石型同期モータ）である。回転出力軸７４は、減速機７のインボード側のハウジング８３ａの筒部に２つの軸受７６で片持ち支持されている。
【００５２】
図７は、モータの断面図（図６のVII-VII 断面）を示す。モータ６のロータ７５は、軟質磁性材料からなるコア部７９と、このコア部７９に内蔵される永久磁石８０から構成される。永久磁石８０は、隣り合う２つの永久磁石がロータコア部７９内の同一円周上で断面ハ字状に向き合うように配列される。永久磁石８０にはネオジウム系磁石が用いられている。ステータ７３は軟質磁性材料からなるコア部７７とコイル７８で構成される。コア部７７は外周面が断面円形とされたリング状で、その内周面に内径側に突出する複数のティース７７ａが円周方向に並んで形成されている。コイル７８は、ステータコア部７７の前記各ティース７７ａに巻回されている。
【００５３】
図６に示すように、モータ６には、モータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度を検出する角度センサ３６が設けられる。角度センサ３６は、モータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度を表す信号を検出して出力する角度センサ本体７０と、この角度センサ本体７０の出力する信号から角度を演算する角度演算回路７１とを有する。角度センサ本体７０は、回転出力軸７４の外周面に設けられる被検出部７０ａと、モータハウジング７２に設けられ前記被検出部７０ａに例えば径方向に対向して近接配置される検出部７０ｂとでなる。被検出部７０ａと検出部７０ｂは軸方向に対向して近接配置されるものであっても良い。角度センサ３６はレゾルバであっても良い。このモータ６では、その効率を最大にするため、角度センサ３６の検出するモータステータ７３とモータロータ７５の間の相対回転角度に基づき、モータステータ７３のコイル７８へ流す交流電流の各波の各相の印加タイミングを、モータコントール部２９のモータ駆動制御部３３によってコントロールするようにされている。
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。
【００５４】
減速機７は、上記したようにサイクロイド減速機であり、図８のように外形がなだらかな波状のトロコイド曲線で形成された２枚の曲線板８４ａ，８４ｂが、それぞれ軸受８５を介して回転入力軸８２の各偏心部８２ａ，８２ｂに装着してある。これら各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動を外周側で案内する複数の外ピン８６を、それぞれハウジング８３ｂに差し渡して設け、内方部材２のインボード側材６０に取り付けた複数の内ピン８８を、各曲線板８４ａ，８４ｂの内部に設けられた複数の円形の貫通孔８９に挿入状態に係合させてある。回転入力軸８２は、モータ６の回転出力軸７４とスプライン結合されて一体に回転する。なお、回転入力軸８２はインボード側のハウジング８３ａと内方部材５２のインボード側材６０の内径面とに２つの軸受９０で両持ち支持されている。
【００５５】
モータ６の回転出力軸７４が回転すると、これと一体回転する回転入力軸８２に取り付けられた各曲線板８４ａ，８４ｂが偏心運動を行う。この各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動が、内ピン８８と貫通孔８９との係合によって、内方部材５２に回転運動として伝達される。回転出力軸７４の回転に対して内方部材５２の回転は減速されたものとなる。例えば、１段のサイクロイド減速機で１／１０以上の減速比を得ることができる。
【００５６】
前記２枚の曲線板８４ａ，８４ｂは、互いに偏心運動が打ち消されるように１８０°位相をずらして回転入力軸８２の各偏心部８２ａ，８２ｂに装着され、各偏心部８２ａ，８２ｂの両側には、各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動による振動を打ち消すように、各偏心部８２ａ，８２ｂの偏心方向と逆方向へ偏心させたカウンターウエイト９１が装着されている。
【００５７】
図９に拡大して示すように、前記各外ピン８６と内ピン８８には軸受９２，９３が装着され、これらの軸受９２，９３の外輪９２ａ，９３ａが、それぞれ各曲線板８４ａ，８４ｂの外周と各貫通孔８９の内周とに転接するようになっている。したがって、外ピン８６と各曲線板８４ａ，８４ｂの外周との接触抵抗、および内ピン８８と各貫通孔８９の内周との接触抵抗を低減し、各曲線板８４ａ，８４ｂの偏心運動をスムーズに内方部材５２に回転運動として伝達することができる。
【００５８】
図６において、このインホイールモータ駆動装置８の車輪用軸受４は、減速機７のハウジング８３ｂまたはモータ６のハウジング７２の外周部で、ナックル等の懸架装置（図３）を介して車体に固定される。
【００５９】
他の実施形態について説明する。
図２に示す始動時異常検出手段９８は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものであっても良い。この構成において、インバータ３１とモータ６とが電気的に接続された状態で、始動時異常検出手段９８は、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するものとしても良い。コイル抵抗を計測する際、例えば、モータ６の各相のモータコイル７８とインバータ３１との電気的接続点間に電圧を印加し、その電気的接続点間の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測し得る。この場合、モータ６とインバータ３１との電気的接続を切り換える切換手段を不要とでき、装置の構造を簡単化できる。
【００６０】
また、図２に示す始動時異常検出手段９８は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイル７８の異常と検出するものであっても良い。
始動時異常検出手段９８は、計測されたコイル抵抗を、モータコイル７８に設けた前記サーミスタで出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段を含むものであっても良い。図４に示したように、各相のモータコイル７８に順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイル７８の電流の計測値から、各相のモータコイル７８のコイル抵抗を計測するが、例えば、車両の走行後直ぐに再始動するような場合には、コイル温度が比較的高く徐々に温度低下していく結果、このコイル温度に応じてコイル抵抗は、長時間停止した車両の始動時のコイル抵抗よりも小さくなる。
【００６１】
そこで、非走行時において計測されたコイル抵抗を客観的に判断するために、図１０に示すように、補正手段１０４を始動時異常検出手段９８に設けている。この場合、実験等により、コイル温度が基準温度（常温付近で適宜に定めた温度）のときのコイル抵抗と、コイル温度が上昇したときのコイル抵抗を求めておく。求めた複数のコイル抵抗から補正手段１０４による補正係数Ｋｔを算出し得る。したがって、コイル抵抗をコイル温度に応じて補正係数Ｋｔを掛けて補正することで、非走行時のモータ６の異常をより正確に検出することができる。
モータコイル異常検出手段９５を、車両全般を制御する電気制御ユニットであるＥＣＵ２１に設けても良い。
【符号の説明】
【００６２】
２…車輪
４…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
７８…モータコイル
３１…インバータ
９８…始動時異常検出手段
９９…走行時異常検出手段
１０１…切換手段
１０３…サーミスタ
１０４…補正手段
【特許請求の範囲】
【請求項１】
車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断装置であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段を設け、
車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段を設けたことを特徴とする電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項２】
請求項１において、前記始動時異常検出手段は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項３】
請求項１において、前記始動時異常検出手段は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項４】
請求項２において、前記モータを駆動する手段が、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有し、
これらモータとインバータとの電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段を設け、
前記始動時異常検出手段は、前記切換手段を開放して各相のモータコイルに順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイルの電流の計測値から、各相のモータコイルのコイル抵抗を計測するものとした電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項５】
請求項２において、前記モータを駆動する手段が、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有し、
前記始動時異常検出手段は、各相のモータコイルに順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイルの電流の計測値から、各相のモータコイルのコイル抵抗を計測するものとした電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項６】
請求項２、４、５のいずれか１項において、前記モータコイルに近接してサーミスタを設け、前記始動時異常検出手段は、計測されたコイル抵抗を、前記サーミスタで出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段を含む電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項７】
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、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】
請求項７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】
請求項８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１０】
請求項１ないし請求項９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。
【請求項１１】
車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断方法であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出過程と、
車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出過程と、を含む電気自動車用駆動モータの診断方法。
【請求項１】
車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断装置であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出手段を設け、
車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出手段を設けたことを特徴とする電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項２】
請求項１において、前記始動時異常検出手段は、コイル温度とコイル抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項３】
請求項１において、前記始動時異常検出手段は、コイル温度と絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項４】
請求項２において、前記モータを駆動する手段が、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有し、
これらモータとインバータとの電気的接続を開閉自在に切り換える切換手段を設け、
前記始動時異常検出手段は、前記切換手段を開放して各相のモータコイルに順次切換えて電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイルの電流の計測値から、各相のモータコイルのコイル抵抗を計測するものとした電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項５】
請求項２において、前記モータを駆動する手段が、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有し、
前記始動時異常検出手段は、各相のモータコイルに順次電圧を印加させて、電圧が印加された各相のモータコイルの電流の計測値から、各相のモータコイルのコイル抵抗を計測するものとした電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項６】
請求項２、４、５のいずれか１項において、前記モータコイルに近接してサーミスタを設け、前記始動時異常検出手段は、計測されたコイル抵抗を、前記サーミスタで出力されるコイル温度に応じて補正する補正手段を含む電気自動車用駆動モータの診断装置。
【請求項７】
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、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】
請求項７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】
請求項８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１０】
請求項１ないし請求項９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。
【請求項１１】
車輪をモータにより駆動する電気自動車の前記モータの診断方法であって、
車両の電源が投入されている非走行時に、モータコイルのコイル温度とモータコイルのコイル抵抗または絶縁抵抗とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、コイル抵抗もしくは絶縁抵抗が閾値を超えたときモータコイルの異常と検出する始動時異常検出過程と、
車両の走行時に、コイル温度とモータ回転数とモータ印加電圧とモータ電流とを検出し、コイル温度が閾値を超えるか、または、モータ回転数に対応する、モータ印加電圧とモータ電流との関係が設定範囲から外れるときモータコイルの異常と検出する走行時異常検出過程と、を含む電気自動車用駆動モータの診断方法。
【図１】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【図２】
【図３】
【図４】
【図５】
【図６】
【図７】
【図８】
【図９】
【図１０】
【公開番号】特開２０１２−１８６９３０（Ｐ２０１２−１８６９３０Ａ）
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願番号】特願２０１１−４８６３３（Ｐ２０１１−４８６３３）
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
【公開日】平成２４年９月２７日（２０１２．９．２７）
【国際特許分類】
【出願日】平成２３年３月７日（２０１１．３．７）
【出願人】（０００１０２６９２）ＮＴＮ株式会社 (9,006)
【Ｆターム（参考）】
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