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公開番号2025107559
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-07-18
出願番号2024000934
出願日2024-01-08
発明の名称絶縁劣化判定装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02P 29/024 20160101AFI20250711BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】部分放電が生じることによる電動機の絶縁部の劣化を判定することができる絶縁劣化判定装置を提供する。
【解決手段】複数のスイッチ素子を有するパワーコントロールユニットと、パワーコントロールユニットを制御することによって複数のコイルに電圧が印加されて駆動するとともに、複数のコイル間を含む絶縁部を有する電動機とを備えた絶縁劣化判定装置であって、電動機のトルクと回転数とに基づく電動機動作点を所定周期毎に判定し(ステップS3)、電動機動作点が、スイッチ素子のスイッチ制御に伴うサージ電圧によって部分放電が発生する部分放電発生動作点であるか否かを判定し(ステップS4)、電動機動作点が部分放電発生動作点である回数を累積し(ステップS5)、電動機動作点が部分放電発生動作点である累積回数が、所定回数以上である場合に、絶縁部が絶縁劣化していると判定する(ステップS7)。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
複数のスイッチ素子を有するパワーコントロールユニットと、前記パワーコントロールユニットを制御することによって複数のコイルに電圧が印加されて駆動するとともに、前記複数のコイル間を含む絶縁部を有する電動機とを備えた絶縁劣化判定装置であって、
前記電動機のトルクと回転数とに基づく電動機動作点を所定周期毎に判定し、
前記電動機動作点が、前記スイッチ素子のスイッチ制御に伴うサージ電圧によって部分放電が発生する予め定められた部分放電発生動作点であるか否かを判定し、
前記電動機動作点が前記部分放電発生動作点である回数を累積し、
前記電動機動作点が前記部分放電発生動作点である累積回数が、予め定められた所定回数以上である場合に、前記絶縁部が絶縁劣化していると判定する
ことを特徴とする絶縁劣化判定装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルの被覆材などのモータや発電機に設けられた絶縁部の部分放電による劣化を判定する装置に関するものである。
続きを表示（約 1,900 文字）【背景技術】
【０００２】
特許文献１には、一対の前輪を駆動するモータと、一対の後輪を駆動するモータとを備えた車両の制御装置が記載されている。この制御装置には、サージ電圧が部分放電を生じる電圧となるモータの動作点を定めたマップが設けられていて、それぞれのモータの動作点が、部分放電を生じる動作点となる場合に、一方のモータの動作点が部分放電を生じない動作点となるように出力を増加させ、他方のモータの動作点が部分放電を生じない動作点となるように出力を低下させることにより、車両全体の駆動力を維持しつつ、各モータを駆動することによって部分放電が生じることを抑制するように構成されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１７－０７３９２６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載された制御装置は、部分放電が生じる動作点でのモータの駆動を抑制することにより、車両全体としての出力の低下を抑制しつつ、モータのコイルの絶縁部に部分放電が生じることを抑制している。しかしながら、モータを一つのみ備えた車両や、二つ以上備えた車両であっても、車両の走行安定性を維持するためなどの種々の要求によって、モータの動作点を部分放電が生じない動作点に変更できない場合があり、部分放電が生じることを回避できない場合がある。
【０００５】
本発明は、上記の技術的課題に着目してなされたものであって、部分放電が生じることによる電動機の絶縁部の劣化を判定することができる絶縁劣化判定装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
本発明は、上記の目的を達成するために、複数のスイッチ素子を有するパワーコントロールユニットと、前記パワーコントロールユニットを制御することによって複数のコイルに電圧が印加されて駆動するとともに、前記複数のコイル間を含む絶縁部を有する電動機とを備えた絶縁劣化判定装置であって、前記電動機のトルクと回転数とに基づく電動機動作点を所定周期毎に判定し、前記電動機動作点が、前記スイッチ素子のスイッチ制御に伴うサージ電圧によって部分放電が発生する予め定められた部分放電発生動作点であるか否かを判定し、前記電動機動作点が前記部分放電発生動作点である回数を累積し、前記電動機動作点が前記部分放電発生動作点である累積回数が、予め定められた所定回数以上である場合に、前記絶縁部が絶縁劣化していると判定することを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
本発明によれば、所定周期毎に電動機動作点を判定し、その電動機動作点が部分放電発生動作点である累積回数が所定回数以上である場合に、電動機を構成する絶縁部が絶縁劣化していると判定する。したがって、電動機に要求されるトルクや回転数に応じて不可避的に部分放電が発生する場合であっても、絶縁部の劣化を適切に判定することができる。そのため、絶縁部の劣化を使用者に通知し、または絶縁部が更に劣化することを抑制するための適切な制御に切り替えるなど、絶縁部の劣化に対応した処置を適切に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
部分放電マップの一例を示す図である。
絶縁劣化判定装置によって実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
モータ温度、気圧、モータトルク、およびモータ回転数の変化を示すタイムチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
本発明を図に示す実施形態に基づいて説明する。なお、以下に説明する実施形態は本発明を具体化した場合の一例に過ぎないのであって、本発明を限定するものではない。
【００１０】
本発明の実施形態における電動機は、従来の電気自動車やハイブリッド車両の駆動力源として設けられたモータや発電機と同様に構成することができる。具体的には、円周方向に複数の永久磁石が並んで設けられたロータと、そのロータを囲うように設けられ、円周方向に所定の間隔を空けて複数のコイルが巻き付けられたステータとによって構成された永久磁石式の同期モータによって構成することができる。このコイルは、隣り合うコイルと異なる電圧が印加されるものであり、ワニスなどによって絶縁被覆されている。すなわち、絶縁被覆は、隣り合うコイルとの間を絶縁するものであって、本発明の実施形態における「絶縁部」に相当する。
（【００１１】以降は省略されています）

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