电动机驱动系统的制作方法

1.本技术涉及电动机驱动系统。


背景技术：

2.以往的电动机驱动系统中，例如专利文献1所公开的那样，根据传感器信息推定电动机或逆变器的劣化状态，基于推定出的劣化信息缓和电动机驱动系统的劣化状态的进展，即控制驱动电动机的系统内部的逆变器来延长其寿命。现有技术文献专利文献
3.专利文献1：日本专利特开2016-129462号公报


技术实现要素：

发明所要解决的技术问题
4.在这样的电动机驱动系统中，例如在用于共享汽车或出租车等车辆的情况下，针对车辆所使用的每个领域来管理车辆的运行，因为车辆所适用的路径、道路环境没有较大的变化，所以对输入至电动机、逆变器的转矩、转速的指令以几乎同样的大小、频率来运行。电动机、逆变器通常由损失变小的电流、电压来控制，此外，对于共享汽车或出租车，车辆的加减速、行驶速度由用户的要求(到达目的地的时间、乘坐舒适度)来优先决定。因此，仅缓和逆变器的动作条件，实际上难以延长电动机或电动机控制装置的寿命。
5.此外，共享汽车或出租车的经营者不能掌握电动机或电动机控制装置的剩余寿命，因此难以基于电动机或电动机控制装置的寿命来更换或调度车辆。
6.本技术公开了用于解决上述问题的技术，其目的在于提供一种能够基于电动机或电动机控制装置的寿命来更换或调度车辆的电动机驱动系统。解决技术问题所采用的技术方案
7.本技术中公开的电动机驱动系统的特征在于，包括：电动机，该电动机对车辆进行行驶驱动；电动机控制装置，该电动机控制装置控制所述电动机，且包含逆变器及控制所述逆变器的控制装置；以及通信用电子控制单元，该通信用电子控制单元与所述控制装置连接，所述通信用电子控制单元将从所述控制装置发送来的驱动所述电动机的系统的信息发送至所述车辆的外部。发明效果
8.根据本技术中公开的电动机驱动系统，可以得到能基于电动机或电动机控制装置的寿命来更换或调度车辆的电动机驱动系统。
附图说明
9.图1是说明搭载了实施方式1所涉及的电动机驱动系统的电动车的简要结构的图。图2是说明实施方式1所涉及的电动机驱动系统的结构框图。图3是示出以具备处理器和存储器的处理电路来实现用于实施方式1所涉及的电动机驱动系统的控制装置的结构图。图4是示出从用于实施方式1所涉及的电动机驱动系统的控制装置向通信电子控制单元发送数据的通信程序的一个示例的流程图。图5是将从用于实施方式1所涉及的电动机驱动系统的控制装置发送来的数据在通信电子控制单元中进行处理的流程图。图6是示出从用于实施方式1所涉及的电动机驱动系统的通信电子控制单元向电动车的外部发送数据的通信流程图的一个示例的图。
具体实施方式
10.以下，使用附图对本技术所涉及的电动机驱动系统装置的实施方式进行说明。另外，各图中对相同或相当的部分标注相同标号来表示，并省略重复说明。
11.实施方式1.图1是说明搭载了实施方式1所涉及的电动机驱动系统的电动车的简要结构的图。作为车辆的电动车100包括：行驶驱动用电动机10；以及电动机控制装置13，该电动机控制装置13包含向电动机10供电的逆变器11和控制装置12。电动机10例如是具有永磁体并由三相交流电驱动的电动机。此外，电动车100包括：作为控制装置12的上级控制单元对电动车100的整体进行统一控制及协调控制的车辆控制用电子控制单元(以下称为“车辆控制ecu”)14，以及与电动车100的外部进行通信的通信用电子控制单元(以下称为“通信ecu”)15。另外，标号16表示电动车100的车轮。
12.图2是示出搭载于电动车100的实施方式1所涉及的电动机驱动系统的结构框图。图2中，电动机控制装置13经由功率开关器20并利用直流母线21a、21b与直流电源22相连接，并与直流电源22交换电动机10的驱动功率或再生功率。此外，电动机控制装置13通过交流母线23与电动机10相连接，并与电动机10交换驱动功率或再生功率。在电动机10上设置有检测电动机10的旋转角的旋转角传感器24。另外，电动机10是对负载进行旋转驱动并且将负载的旋转能量作为电能可再生的电动机，例如使用永磁体三相交流同步电动机或三相无刷电动机。
13.此外，电动机控制装置13如上所述，包括逆变器11及控制装置12。逆变器电路11由连接在电源输入侧的直流母线21a、21b间的电容器25、对逆变器11的直流母线电压进行检测的电压检测部26以及多个开关元件27、28、29、30、31、32构成，包括进行直流/交流的功率转换的功率转换电路33、和对流过交流母线23的电动机10的电流进行检测的电动机电流检测部34。
14.电容器25具有抑制直流母线电压的纹波的功能，或使逆变器11的电源阻抗降低来使逆变器11的交流电流驱动能力提高的功能，以及吸收浪涌电压的功能等。此外，电压检测部26通过分压电阻等将直流母线电压分压为由控制装置12读入的电压，向控制装置12输出
直流母线电压信息。
15.功率转换电路33是将众所周知的6个开关元件进行全桥连接而得到的转换电路。即，如图2所示，开关元件27、28、开关元件29、30、开关元件31、32分别彼此串联连接，且并联连接至直流电源22。此外，开关元件27、28的中点与电动机10的u相的输入连接，开关元件29、30的中点与电动机10的v相的输入连接，开关元件31、32的中点与电动机10的w相的输入连接。此处，将连接至直流电源22的正极侧即直流母线21a的开关元件27、29、31称为上级侧开关元件，将连接至直流电源22的负极侧即直流母线21b的开关元件28、30、32称为下级侧开关元件。
16.开关元件27、28、29、30、31、32使用例如图2所示的mosfet(metal oxide semiconductor field effect transistor：金属氧化物半导体场效应管)、igbt(insulated gate bipolar transistor：绝缘栅双极型晶体管)等。另外，在构成开关元件27、28、29、30、31、32的各mosfet中，将从直流电源22的负极侧朝向正极侧的方向、即从下级侧开关元件28、30、32朝向上级侧开关元件27、29、31的方向作为顺方向，并联地设置有续流二极管(fwd)。
17.电动机电流检测部34对流过交流母线23的电动机电流进行检测，将电流转换为电压并将电动机电流信息输出至控制电路12。图2中示出了通过分流电阻来检测电流的结构。另外，电动机电流检测部34可以是使用了霍尔元件等的电流传感器。
18.功率开关器20对直流电源22和电动机控制装置13之间的功率交换进行控制。具体而言，功率开关器20在下述的等情况下通过未图示的上位系统而被控制为开放状态，即：在电动机10的再生运行时直流电源22的电压成为设定值以上的情况、直流电源22的电压因直流电源22的损耗等而成为设定值以下的情况、流过直流电源22中的电流成为设定值以上的情况、或检测到车辆的故障或碰撞的情况等。另外，功率开关器20可以是由控制装置12控制的结构。
19.此外，旋转角传感器24通过旋转变压器或编码器等对电动机10的转子旋转角进行检测。将由旋转角传感器24检测出的转子旋转角输出至控制装置12。另外，基于电动机10的永磁体的极对数将转子旋转角θm换算成电气角θe。
20.控制装置12掌管电动机控制装置13整体的控制，由微控制器或驱动电路等构成。图3是示出了由具备了处理器35和存储器36的处理电路37来实现控制装置12这一情况的结构图。在处理电路37为处理器35的情况下，控制装置12的各部分的功能由软件、固件或软件和固件的组合来实现。软件及固件以程序的形式来表述，并储存于存储器36。处理器35读取储存于存储器36的程序并执行，从而实现各部分的功能。即，控制装置12包括在由处理电路37执行时用于存储最终执行上述各控制的程序的存储器36。
21.这些程序也可以是使计算机执行上述各部分的步骤或方法的程序。这里，存储器36例如相当于ram(random access memory：随机存取存储器)、rom(read only memory：只读存储器)、闪存、eprom(erasable programmable read only memory：可擦除可编程只读存储器)、eeprom(electrically erasable and programmable read only memory：电可擦可编程只读存储器)等非易失性或易失性的半导体存储器。另外，磁盘、软盘、光盘、压缩磁盘、小型磁盘、dvd等也相当于存储器36。
另外，对于上述各部分的功能，可以用专用硬件来实现一部分，并用软件或固件来实现一部分。由此，处理电路可以利用硬件、软件、固件或它们的组合来实现上述各部分的功能。
22.图4是示出从控制装置12向通信ecu15发送数据的通信程序的一个示例的流程图。首先，在步骤s401中启动程序，并在步骤s402中获取驱动电动机10的系统的信息即电动机个体值(电动机识别编号、逆变器识别编号、载波频率、电动机电流值、电动机电压值)、车辆识别编号及位置信息。在步骤s403中开始与通信ecu15的通信，并在步骤s404中，将在步骤s402中获取的数据发送至通信ecu15。在步骤s405中，确认向通信ecu15发送数据是否完成，数据发送未完成的情况下返回步骤s404，数据发送完成的情况下进入步骤s406并结束程序。
23.图5是处理从控制装置12发送出并由通信ecu15接收的数据的流程图。首先，在步骤s501中启动程序，并在步骤s502中获取电动机个体值(电动机识别编号、逆变器识别编号、载波频率、电动机电流值、电动机电压值)、车辆识别编号、位置信息。在步骤s503中，基于在s502中获取的载波频率、电动机电流值、电动机电压值及逆变器11的部件特性中的至少任意一个或多个的组合而得的信息，计算寿命预测信息即寿命预测值，进入步骤s504并结束程序。另外，关于寿命预测值的计算方法，例如在日本专利特开2007-28741号公报中公开有一个示例，可以使用该方法。
24.图6是从通信ecu15向电动车100的外部发送数据的通信流程图的一个示例。首先，在步骤s601中启动程序，并在步骤s602中获取电动机个体值(电动机识别编号、逆变器识别编号、载波频率、电动机电流值、电动机电压值)、车辆识别编号、位置信息及作为寿命信息的寿命预测值。
25.在步骤s603中开始与电动车100的外部的通信，并在步骤s604中，将在步骤s602中获取的数据发送至电动车100的外部。在步骤s605中，确认向电动车100的外部的发送是否完成，发送未完成的情况下返回步骤s604，发送完成的情况下进入步骤s606并结束程序。
26.如上所述，根据实施方式1所涉及的电动机驱动系统，基于从控制装置12发送来的信息，通过与电动车100的外部进行通信，在车辆外部就能够掌握电动机10或逆变器11的寿命。
27.另外，通信ecu15的外部通信可以通过can(注册商标)等有线通信单元，或bluetooth(注册商标)、wifi(注册商标)、4g、5g等为代表的面向移动设备的网络回线等无线单元，又或经由如智能手机、pc、移动设备那样的搭载了与外部通信的通信单元的终端设备的通信单元中的任意一个或组合，进行外部通信。
28.此外，所述寿命预测值可以基于电动机10的电流值、电压值、载波频率、逆变器11的部件特性中的至少任意一个或多个的组合而得的信息，由具有通过机器学习学习到的信息的寿命推定部来计算。
29.因此，例如共享汽车、出租车的经营者可以通过有线或无线的通信单元，实时掌握电动机及电动机控制装置的寿命，从而可以利用该寿命，基于电动机及电动机控制装置的
寿命来决定电动机驱动系统的更换时期。此外，通过掌握剩余寿命，可以决定车辆调度区域，例如，是在山路较多的区域使用，还是在平坦道路较多的区域使用等，不仅要考虑行驶距离信息，还要考虑使用区域的地形。因此，对共享汽车、出租车等经营者，可以得到向顾客稳定地调度车辆的效果。
30.本技术记载了例示性的实施方式，但实施方式所记载的各种特征、形态及功能并不限于特定的实施方式的适用，能单独或以各种组合适用于实施方式。因此，在本技术所公开的技术范围内可以设想无数未举例示出的变形例。例如，设为包含有对至少一个结构要素进行变形的情况、追加的情况或省略的情况。标号说明
31.10电动机，11逆变器，12控制装置，13电动机控制装置，14车辆控制用电子控制单元(车辆控制ecu)，15通信用电子控制单元(通信ecu)，16车轮，20功率开关器，21a、21b直流母线，22直流电源，23交流母线，24旋转角传感器，25电容器，26电压检测部，27、28、29、30、31、32开关元件，33功率转换电路，34电动机电流检测部，35处理器，36存储器，37处理电路，100电动车。