(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電気駆動モータ（ＭＥ）と、駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）と、駆動インバータ（ＯＮＤ）とを備える、車両（ＶＥ）の電気駆動システム（ＳＹＳ）を制御する方法であって、
前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）と前記車両（ＶＥ）のシャーシとの間の絶縁抵抗（Ｒｉ）の測定値が設定閾値より低いことを検出するステップ（Ｅ１）と、
前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）を前記駆動インバータ（ＯＮＤ）に接続するリレーの閉状態を検出するステップ（Ｅ２）と、
前記検出ステップ（Ｅ１、Ｅ２）に続いて、前記絶縁抵抗（Ｒｉ）の測定値が前記設定閾値より高いことがステップ（Ｅ５）で検出されない限り、前記絶縁抵抗（Ｒｉ）の測定値が前記設定閾値より低いことを条件として、第１の設定継続時間（Ｔ１）の限度内で、前記電気駆動モータ（ＭＥ）の冷却ファン（ＶＲ）を作動させるステップ（Ｅ４）を有する制御方法。
【請求項２】
前記駆動インバータ（ＯＮＤ）が駆動モードにある場合には、前記検出ステップ（Ｅ１、Ｅ２）に続いて、前記絶縁抵抗（Ｒｉ）の測定値が前記設定閾値より高いことがステップ（Ｅ９）で検出されない限り、第２の設定継続時間（Ｔ２）内で、前記電気駆動モータ（ＭＥ）に下位制御モードを適用してジュール加熱を促すステップ（Ｅ８）が行われることを特徴とする、請求項１に記載の制御方法。
【請求項３】
前記第１（Ｔ１）または第２（Ｔ２）の設定継続時間の終了時点で、前記絶縁抵抗の測定値が前記設定閾値より低いことが検出された場合、外部電力グリッドによる前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）の再充電を阻止する下位モードを適用するステップ（Ｅ６）を含むことを特徴とする、請求項１または２に記載の制御方法。
【請求項４】
電気駆動モータ（ＭＥ）と、駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）と、駆動インバータ（ＯＮＤ）と、前記電気駆動モータ（ＭＥ）を冷却するファン（ＶＲ）とを備える、車両（ＶＥ）用の電気駆動システム（ＳＹＳ）であって、
前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）と前記車両（ＶＥ）のシャーシとの間の絶縁抵抗（Ｒｉ）を測定する手段（ＭＲ）と、
前記測定手段（ＭＲ）から得られた測定値を設定閾値と比較する手段と、
前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）を前記駆動インバータ（ＯＮＤ）に接続するリレー（ＲＥＬ）の閉状態を検出する手段と
をさらに備える駆動システム（ＳＹＳ）において、
前記測定値が前記設定閾値より低いとき、前記検出手段が、前記測定手段（ＭＲ）によって測定された前記絶縁抵抗（Ｒｉ）が前記設定閾値より低く留まっている間は、第１の設定継続時間（Ｔ１）の限度内で、前記ファン（ＶＲ）を作動させることができることを特徴とする電気駆動システム（ＳＹＳ）。
【請求項５】
前記駆動インバータ（ＯＮＤ）が駆動モードにあり、かつ前記測定値が前記設定閾値より低いとき、さらに、前記検出手段が、前記測定手段（ＭＲ）によって測定された前記絶縁抵抗（Ｒｉ）が前記設定閾値より低く留まっている間は、第２の設定継続時間（Ｔ２）の限度内で、ジュール加熱を促す下位モードに前記電気駆動モータ（ＭＥ）を入れるように制御する手段を作動させることができることを特徴とする、請求項４に記載の電気駆動システム（ＳＹＳ）。
【請求項６】
前記第１（Ｔ１）または第２（Ｔ２）の設定継続時間の終了時点で、前記測定手段（ＭＲ）によって測定された前記絶縁抵抗（Ｒｉ）が前記設定閾値より低く留まっているとき、外部電力グリッドによる前記駆動バッテリ（Ｂａｔｔ）の再充電を阻止する下位モードを作動させることができる手段をさらに備えることを特徴とする、請求項４または５に記載の電気駆動システム（ＳＹＳ）。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、一般に、電気分野およびハイブリッドまたは電気自動車両の分野に関する。より詳細には、本発明は、少なくとも部分的に電気的に駆動される車両用の駆動システムに関する。
【背景技術】
【０００２】
そのような車両は、インバータを経由して電気モータに電力を供給する少なくとも１つの駆動バッテリを備える。駆動バッテリは、４００Ｖの高電圧になる開回路電圧を有するので、この駆動バッテリによって電力供給される駆動システムを車両のシャーシから絶縁する必要がある。それによって、車両の整備を行う作業者は、車両のシャーシと駆動バッテリの端子に同時に触れた際に起こる感電の危険性から守られている。
【０００３】
車両の駆動バッテリと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗は、たとえば欧州特許出願公開第１，９８１，１４３号明細書に記載されているように、車両の運用中連続的に測定される。この絶縁抵抗がある閾値より下がると直ぐに、車両の運用が制限され、たとえばその後の電気モータの使用が阻止される。さらに、たとえば、車両が、駆動バッテリを再充電する外部電力グリッドからガルバニック変圧器によって絶縁されていない一体式型電器を使用する場合、ユーザを流れる接触電流が大きくなりそうであれば駆動バッテリの再充電が阻止される。
【０００４】
ところで、そのような少なくとも部分的に電気的に駆動される車両の絶縁抵抗は、湿気が存在すると、特に電気モータがシールされていないとき、急速に低下しがちである。具体的には、湿気が存在すると、１つまたは複数の漏洩電流が、電気モータの固定子の巻き線と電気モータのハウジングとの間、またはそれら巻き線と固定子を形成するシートの束との間、さらにはそれら巻き線と電気モータの回転子の間にさえも流れる。したがって、車両の絶縁抵抗の監視と連携する安全機構が、頻繁に、駆動バッテリの再充電を制約し、車両の使用を、たとえば電気モードを阻止または制限する下位モードに制約する恐れがある。
【発明の概要】
【０００５】
本発明の目的の１つは、従来技術の問題点の少なくとも一部を軽減することであり、そのために、車両の電気駆動システムを制御する方法、および対応する電気駆動システムを提供するものであって、それによってユーザにとってこの電気駆動システムの有用性が増す。
【０００６】
このために、本発明は、電気駆動モータと、駆動バッテリと、駆動インバータとを備える、車両の電気駆動システムを制御する方法であって、
前記バッテリと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗の測定値が設定閾値より低いことを検出するステップと、
前記バッテリを前記インバータに接続するリレーの閉状態を検出するステップと
を含む制御方法において、
前記検出ステップに続いて、前記絶縁抵抗の測定値が前記設定閾値より高いことがステップで検出されない限り、第１の設定継続時間の限度内で、前記電気駆動モータの冷却ファンを作動させるステップが行われることを特徴とする制御方法を提案する。
【０００７】
本発明の効力として、車両の絶縁抵抗が設定閾値より低いことが検出されると、車両の電気モータは、その除湿のために、可能な限り速やかに乾燥される。これにより、車両の絶縁抵抗の減少が湿気に起因する場合、車両の絶縁抵抗が、電気駆動システムの使用を制約しない値まで回復することが可能になる。電気モータを乾燥するこの方策が、モータに閉じ込められた水分を最大限に除去することを可能にし、その結果、それが固定子の巻線と円筒ヘッドとの間の絶縁の劣化を防止するので電気モータの耐用時間も延ばす。
【０００８】
本発明による制御方法の有利な一特徴によれば、インバータが駆動モードにある場合には、前記検出ステップに続いて、前記絶縁抵抗の測定値が前記設定閾値より高いことがステップで検出されない限り、第２の設定継続時間の限度内で、前記電気モータに下位制御モードを適用してジュール加熱を促すステップが行われる。
【０００９】
燃焼機関に適用されるこの下位制御モードでは、運転手が必要とするトルクを得ることを可能にするのみではなく、冷却ファンが開始したモータの乾燥を促進するために電気モータを加熱することも可能にするように固定子電流が印加される。それによって、車両の絶縁抵抗の低い値が湿気に起因する場合、車両の使用を制約しない値へのこの絶縁抵抗の回復が加速される。
【００１０】
本発明による制御方法の有利な一特徴によれば、第１または第２の設定継続時間の終了時点で、前記絶縁抵抗の測定値が前記設定閾値より低いことが検出された場合、前記方法は、外部電力グリッドによる前記バッテリの再充電を阻止する下位モードを適用するステップを含む。
【００１１】
具体的には、乾燥方策が実行されているにも拘らずある時間を経ても絶縁抵抗が回復しない場合、そこから、絶縁不良が湿気の所為ではないことが推定される。したがって、乾燥方策の適用を停止して、車両の下位使用モードに移行し、駆動バッテリへの再充電を阻止し、たとえば内燃機関のみを使用し、あるいは絶縁抵抗に関してメンテナンスを行う必要があることをユーザインターフェースを介して通知する。
【００１２】
本発明は、また、電気駆動モータと、駆動バッテリと、駆動インバータと、前記電気駆動モータを冷却するファンとを備える、車両用の電気駆動システムであって、
前記バッテリと車両のシャーシとの間の絶縁抵抗を測定する手段と、
前記測定手段から得られた測定値を設定閾値と比較する手段と、
前記バッテリを前記インバータに接続するリレーの閉状態を検出する手段と
をさらに備える駆動システムにおいて、
前記測定値が前記設定閾値より低いとき、前記検出手段が、前記測定手段によって測定された絶縁抵抗が前記設定閾値より低く留まっている間は、第１の設定継続時間の限度内で、前記ファンを作動させることができることを特徴とする電気駆動システムに関する。
【００１３】
有利には、インバータが駆動モードにあり、かつ前記測定値が前記設定閾値より低いとき、さらに、前記検出手段が、前記測定手段によって測定された絶縁抵抗が前記設定閾値より低く留まっている間は、第２の設定継続時間の限度内で、ジュール加熱を促す下位モードにモータを入れるように制御する手段を作動させることができる。
【００１４】
有利には、本発明による前記システムは、第１または第２の設定継続時間の終了時点で、前記測定手段によって測定された絶縁抵抗が前記設定閾値より低く留まっているとき、外部電力グリッドによる前記バッテリの再充電を阻止する下位モードを作動させることができる手段をさらに備える。
【００１５】
本発明による電気駆動システムは、本発明による制御方法の利点と同様な利点を有する。
【００１６】
他の特徴および利点が、図面を参照して説明される好ましい一実施形態を読むことによって明らかになるであろう。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明による電気駆動システムを上記の好ましい実施形態で示す図である。
【図２】本発明による制御方法のステップを上記の好ましい実施形態で示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
図１に示される本発明の好ましい一実施形態によれば、電気車両のＶＥの電気駆動システムＳＹＳは、
電気駆動モータＭＥと、
駆動インバータＯＮＤと、
駆動モードにおいて、すなわち車両ＶＥが動いているとき、駆動インバータＯＮＤを介して電気モータＭＥに電力を供給することができる駆動バッテリＢａｔｔと
を備える。本願書では、駆動モードは、固定子および／または回転子電流が零でないこと、すなわち、インバータが、モータトルク設定点に対応するように制御されていることを意味する。この駆動モードには、駆動バッテリＢａｔｔの再充電モードは含まれない。
【００１９】
リレーＲＥＬは、駆動バッテリＢａｔｔをインバータＯＮＤに電気接続することができ、インバータＯＮＤはさらにそのトランジスタ回路に、やはり駆動システムＳＹＳの一部を形成する電気制御ユニットから電気モータＭＥの制御設定点を受け取る。
【００２０】
電気駆動システムＳＹＳは、また、駆動モードで電気モータＭＥを冷却することができる冷却ファンＶＲを備える。
【００２１】
駆動システムＳＹＳは、また、駆動バッテリＢａｔｔと車両ＶＥのシャーシとの間の絶縁抵抗を測定する手段ＭＲを備える。この測定手段ＭＲは、たとえば、制御スイッチを用いてシャーシと駆動バッテリＢａｔｔの端子のそれぞれとの間に接続することができる電圧計Ｖと、やはりシャーシと駆動バッテリＢａｔｔの端子のそれぞれとの間に接続することができる値が既知のインピーダンスとを備える。既知の値のインピーダンスおよび電圧計Ｖをシャーシとバッテリの端子の１つとの間に接続すると、電圧計Ｖによって得られる測定値が、車両ＶＥおよび駆動システムＳＹＳのプロセッサＥＶＣがその測定値から車両ＶＥのシャーシとバッテリＢａｔｔのその端子との間に並列に存在する絶縁インピーダンスを導き出すことを可能にする。次いで、プロセッサＥＶＣが、駆動バッテリＢａｔｔの端子のそれぞれと車両ＶＥのシャーシとの間に存在する絶縁インピーダンスの平均値として車両の絶縁抵抗Ｒｉを求める。測定手段ＭＲまたはプロセッサＥＶＣによって行われる測定には、測定ノイズを除去するために任意選択でフィルタが掛けられる。この場合、本発明による方法は、フィルタ済みの絶縁抵抗Ｒｉ測定値を使用する。
【００２２】
測定手段ＭＲおよびプロセッサＥＶＣから得られたこの絶縁抵抗装置値は、ひとたび車両ＶＥが運転状態になると、プロセッサＥＶＣによって、たとえば８０ｋΩ（キロオーム）に等しい、予め設定された閾値と比較される。この設定閾値は、好ましくは、たとえば駆動バッテリＢａｔｔの再充電を阻止するぎりぎりの閾値６７ｋΩの僅か上に設定される。
【００２３】
測定された絶縁抵抗Ｒｉがこの設定閾値を下回ると、プロセッサＥＶＣは、車両ＶＥの使用の下位モードへの移行を回避するために、電気モータＭＥを乾燥する方策を実行して、この絶縁抵抗Ｒｉをこの設定閾値より上に増加させることを試みる。
【００２４】
これを行うために、プロセッサＥＶＣは、駆動バッテリのリレーＲＥＬ、インバータＯＮＤ、および冷却ファンＶＲを管理する。より正確には、プロセッサＥＶＣは、ステップＥ１〜Ｅ９を含むアルゴリズムの形で図２に示される本発明による制御方法を実行する。
【００２５】
ステップＥ１は、絶縁抵抗Ｒｉ測定値が設定閾値より低いことの検出である。
【００２６】
このステップＥ１と平行に、プロセッサＥＶＣは、ステップＥ２で、駆動バッテリＢａｔｔとインバータＯＮＤとの間のリレーＲＥＬが閉じていることを検出する。これらリレーＲＥＬが閉じられていなければ、乾燥方策は実行されない。具体的には、そのような状態下で冷却ファンＶＲを起動すると、車両ＶＥの１４Ｖディープサイクルバッテリを空にする危険を冒すことになる。リレーＲＥＬが、ステップＥ１で既に閉じられている場合には、このステップＥ２は、リレーＲＥＬの閉状態を確認することになる。
【００２７】
ステップＥ１で、絶縁抵抗Ｒｉが設定閾値より低いと検知され、ステップＥ２で、リレーＲＥＬが閉じていると検知されたとき、ステップＥ３で、車両ＶＥが駆動モードか否かが判断される。車両ＶＥが駆動モードである場合には下記のステップＥ８へ進み、そうでなければステップＥ４に進む。
【００２８】
ステップＥ４は、冷却ファンＶＲの作動である。好ましくは、このステップＥ４では、ファンＶＲは、電気モータＭＥの内部から可能な限り多くの水分を取り除くために、最大速度で運転される。この作動ステップＥ４は、
ステップＥ５で、測定絶縁抵抗Ｒｉが設定閾値を超えていること、またはリレーＲＥＬが開いていることが検出されない場合に、
ファンＶＲの作動の継続時間ｔの限度内で、実行され、その継続時間はたとえば１０分という設定された作動継続時間より短い。この作動継続時間Ｔ１は、絶縁の低下が湿気に起因し、電気モータＭＥを乾燥する手段としてファンＶＲのみが使用される場合に、十分なレベルの絶縁を回復するのに必要な時間に応じて調整設定される。
【００２９】
ステップＥ５で、測定絶縁抵抗Ｒｉが設定閾値を超えていること、またはリレーＲＥＬが開いていることが検出された場合、ステップＥ７で、冷却ファンＶＲが停止される。
【００３０】
同様に、ステップＥ４で、ファンＶＲの作動継続時間が設定継続時間Ｔ１に達したら、ファンＶＲがステップＥ６で停止され、車両ＶＥの使用の下位モードが適用され、その下位モードでは、駆動バッテリバッテリＢａｔｔの再充電が阻止される。これは、ステップＥ１で検出された絶縁不良が電気モータＭＥ以外のところから来るときに電気モータＭＥを乾燥することを回避することを可能にする。この下位モードの適用は、さらに、次回電気車両を始動するとき、または次回駆動バッテリＢａｔｔを再充電しようと試みるとき、プロセッサＥＶＣが電気モータの乾燥方策を再実行することを防止する。
【００３１】
ステップＥ８では、
冷却ファンＶＲを作動させ、ファンＶＲはステップＥ４におけるのと同様にその最大速度で運転され、
電気モータＭＥに下位制御モードを適用してジュール加熱を促す。これを行うために、プロセッサＥＶＣが、たとえば、この下位モードの特定のマップから、運転手が要求するモータトルクを得るために固定子および／または回転子に流すべき電流値を読み取り、それに応じてインバータＯＮＤのトランジスタ回路を制御する。この電流値は、同じモータトルクを発生するが駆動バッテリＢａｔｔの放電を可能な限り少なくするために電気モータの効率を優先する、車両ＶＥの正規使用モードの電流値が使用される場合よりも、電気モータを余計に加熱することを可能にする。この電気モータの加熱は、車両を停止させているとき車両を動かそうとする不本意なモータトルクを発生しないように、車両が駆動モードにあるときのみ実行される。
【００３２】
このステップＥ８は、
ステップＥ９で、測定絶縁抵抗Ｒｉが設定閾値を超えていること、またはリレーＲＥＬが開いていることが検出されない場合に、
ファンＶＲの作動、および電気モータの下位制御モード適用の継続時間ｔの限度内で実行され、その継続時間は、たとえば５分という設定された作動継続時間Ｔ２より短い。この作動継続時間Ｔ２は、絶縁の低下が湿気に起因し、電気モータＭＥを乾燥する手段としてファンＶＲならびに固定子および／または回転子電流の両方が使用される場合に、十分なレベルの絶縁を回復するのに必要な時間に応じて調整設定される。変形実施形態として、この第２の設定継続時間Ｔ２を、第１の設定継続時間Ｔ１に等しくなるように選択してもよい。さらに別の変形形態では、このステップＥ８でのファンＶＲの作動の最大継続時間が、電気モータＭＥの下位制御モードの作動の最大継続時間とは異なり、たとえば後者の継続時間より長い。ファンＶＲは、たとえば、電気モータＭＥの温度を設定閾値より低く維持するために、車両ＶＥが駆動モードにある間ずっと作動させられている。ただし、その間ずっと最大速度である必要はない。
【００３３】
ステップＥ９で、測定絶縁抵抗Ｒｉが、設定閾値を超えたこと、またはリレーＲＥＬが開かれたことが検出された場合、ステップＥ７で、冷却ファンＶＲが停止され、正規制御モードが電気モータＭＥに再適用される。
【００３４】
同様に、ステップＥ８で、ファンＶＲの作動の継続時間が、設定継続時間Ｔ２に達した場合、ステップＥ６で、ファンＶＲが停止され、正規制御モードが、電気モータＭＥに再適用される。さらに、このステップＥ６で、駆動バッテリＢａｔｔの再充電が阻止される車両ＶＥの使用の下位モードが適用される。
【００３５】
実行されていた乾燥方策がステップＥ７で停止された場合、すなわち設定閾値を超える絶縁抵抗値の回復に続いて、低過ぎる測定絶縁抵抗および閉じたバッテリリレーＲＥＬを検出する新たなステップＥ１およびＥ２に続き、その乾燥方策が繰り返されることになるであろう。
【００３６】
この好ましい実施形態では、車両ＶＥは電気車両であるが、本発明は、ハイブリッド車両など、部分的に電気的な車両に適用可能である。同様に、たとえば、冷却ファンによる乾燥のみを使用し、静電流による電気モータの加熱による乾燥を使用しない他の実施形態や、制御方法が車両の複数のプロセッサの間に分散されており、それらプロセッサの全てが車両の電気駆動システムの一部を形成する訳ではない他の実施形態が可能である。
【図１】
0006527158.tif 000002
【図２】
0006527158.tif 000003