(57)【要約】      （修正有）【課題】標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができる電動車両の絶縁構造を提供する。【解決手段】電動車両に搭載される少なくとも回転電機３の絶縁破壊を防止する電動車両の絶縁構造であって、前記回転電機の内部の圧力を検出する圧力センサ３２Ａ、３２Ｂと、前記回転電機の内部に空気を供給可能な空気供給部３４Ａ、３４Ｂ、３５と、前記空気供給部を制御する空気供給制御部３０とを備え、前記空気供給制御部は、前記電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上であることを条件として、前記回転電機の内部の圧力が１気圧より低い第１所定圧力より低い場合に前記空気供給部を動作させて前記回転電機に空気を供給するように制御する。【選択図】図２
2017114181.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動車両に搭載される少なくとも回転電機の絶縁破壊を防止する電動車両の絶縁構造であって、
前記回転電機の内部の圧力を検出する圧力センサと、
前記回転電機の内部に空気を供給可能な空気供給部と、
前記空気供給部を制御する空気供給制御部と
を備え、
前記空気供給制御部は、前記電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上であることを条件として、前記回転電機の内部の圧力が１気圧より低い第１所定圧力より低い場合に前記空気供給部を動作させて前記回転電機に空気を供給するように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
【請求項２】
請求項１に記載の電動車両の絶縁構造において、
前記空気供給制御部は、前記回転電機の内部の圧力が１気圧より高い第２所定圧力を超えた場合に前記空気供給部の動作を停止する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
【請求項３】
請求項１又は２に記載の電動車両の絶縁構造において、
前記回転電機に接続されるインバータの内部の圧力を検出する第２の圧力センサを具備すると共に、前記空気供給部は、前記インバータの内部にも空気を供給可能であり、
前記空気供給制御部は、前記電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上であることを条件として、前記回転電機の内部の圧力又は前記インバータの内部の圧力が前記所定圧力より低い場合に前記空気供給部を動作させて前記回転電機に空気を供給するように制御する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
【請求項４】
請求項３に記載の電動車両の絶縁構造において、
前記空気供給制御部は、前記回転電機の内部の圧力又は前記インバータの内部の圧力が前記第２所定圧力を超えた場合に前記空気供給部の動作を停止する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
【請求項５】
請求項３又は４に記載の電動車両の絶縁構造において、
前記回転電機の内部と前記インバータの内部とを連通する連通通路を具備する
ことを特徴とする電動車両の絶縁構造。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、駆動源としての走行用モータ（電動機）が搭載された電動車両の絶縁構造に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電気自動車やハイブリッド車両等の電動車両は、駆動源としての走行用モータを備えている。このようなモータやインバータを収容するケース体には、ケース体内の圧力を調整する圧力調整弁が設けられている構造が知られている。このような構造では、車両が標高の高い場所に移動すると、ケース体内部の圧力が低下する。一般的に、モータに印加される電圧の常用域では、圧力が低いほど絶縁耐力低下することが知られている。ケース体内の圧力が低下すると、絶縁破壊を回避するためにモータに対する印加電圧を低下させなければならず、この結果、モータの出力の低下を招く。
【０００３】
そこで、従来、標高の高い場所では、モータ等の絶縁抵抗が低下するので、モータへの電圧の印加を低下させるように制御することが提案されている（特許文献１参照）。また、このような制御では標高の高い場所では出力が制限されるので、標高が高いことが検出された際に、コンプレッサによりモータのケース体内部に空気を供給して圧力の低下を抑制することが提案されている（特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２０１４−５０１７４号公報
【特許文献２】特開２００９−２７８８４９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
しかしながら、特許文献２では、標高に応じて空気を常に供給しているので、モータのケース体内部に無駄に空気を供給している場合があるという問題がある。
【０００６】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができる電動車両の絶縁構造を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決する本発明の第１の態様は、電動車両に搭載される少なくとも回転電機の絶縁破壊を防止する電動車両の絶縁構造であって、前記回転電機の内部の圧力を検出する圧力センサと、前記回転電機の内部に空気を供給可能な空気供給部と、前記空気供給部を制御する空気供給制御部とを備え、前記空気供給制御部は、前記電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上であることを条件として、前記回転電機の内部の圧力が１気圧より低い第１所定圧力より低い場合に前記空気供給部を動作させて前記回転電機に空気を供給するように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。
【０００８】
かかる態様では、電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上である場合には、回転電機の内部の圧力が第１所定圧力より低い場合に回転電機の内部に空気を導入して内部の圧力を上昇させるので、標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができる。
【０００９】
本発明の第２の態様は、第１の態様の電動車両の絶縁構造において、前記空気供給制御部は、前記回転電機の内部の圧力が１気圧より高い第２所定圧力を超えた場合に前記空気供給部の動作を停止することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。
【００１０】
かかる態様では、回転電気の内部の圧力が、所定電圧以上の目標電圧を出力しても、絶縁破壊を生じる虞のない第２所定圧力を超えた場合には空気供給部の動作を停止する。
【００１１】
本発明の第３の態様は、第１又は２の態様の電動車両の絶縁構造において、前記回転電機に接続されるインバータの内部の圧力を検出する第２の圧力センサを具備すると共に、前記空気供給部は、前記インバータの内部にも空気を供給可能であり、前記空気供給制御部は、前記電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上であることを条件として、前記回転電機の内部の圧力又は前記インバータの内部の圧力が前記所定圧力より低い場合に前記空気供給部を動作させて前記回転電機に空気を供給するように制御することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。
【００１２】
かかる態様では、電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上である場合には、インバータの内部の圧力が１気圧より低い第１所定圧力より低い場合に内部に空気を導入して内部の圧力を上昇させるので、標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができる。
【００１３】
本発明の第４の態様は、第３の態様の電動車両の絶縁構造において、前記空気供給制御部は、前記回転電機の内部の圧力又は前記インバータの内部の圧力が前記第２所定圧力を超えた場合に前記空気供給部の動作を停止することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。
【００１４】
かかる態様では、回転電機又はインバータの何れかの内部の圧力が上昇し過ぎるのを防止することができる。
【００１５】
本発明の第５の態様は、第３又は４の態様の電動車両の絶縁構造において、  前記回転電機の内部と前記インバータの内部とを連通する連通通路を具備することを特徴とする電動車両の絶縁構造にある。
【００１６】
かかる態様では、回転電機の内部の圧力とインバータの内部の圧力とが同一となるので、絶縁破壊をより効率的に防止することができる。
【発明の効果】
【００１７】
かかる本発明の電動車両の絶縁構造によれば、電動車両から要求される目標電圧が所定電圧以上である場合には、回転電機の内部の圧力が第１所定圧力より低い場合に回転電機の内部に空気を導入して内部の圧力を上昇させるので、標高の高い場合でも出力の制限を受けることなく絶縁破壊を防止することができるという効果を奏する。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】本発明の一実施形態に係る電動車両の概略構成を示す図である。
【図２】本発明の一実施形態に係る絶縁構造の概略構成を示すブロック図である。
【図３】本発明に係る絶縁構造の制御の一例を示すフローチャートである。
【図４】本発明に係る絶縁構造の制御の結果の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
以下、本発明の一実施形態について図面を参照して詳細に説明する。
まずは、本実施形態に係る電動車両の全体構成について説明する。図１に示すように、本実施形態に係る電動車両１は、電気自動車（ＥＶ）であり、二次電池であるバッテリ２と、このバッテリ２の電力により作動する駆動源としての回転電機である走行用モータ（電動機）３と、を備える。バッテリ２と走行用モータ３とはインバータ４を介して接続されている。走行用モータ３は、例えば、図示しない自動変速機等を含む伝達系５を介して駆動輪（本実施形態では、前輪）６に連結されている。
【００２０】
なお走行用モータ３は、通常走行時は、伝達系５を介して駆動輪６を駆動させる一方、いわゆる回生時には、駆動輪６からの回転を受けて発電し、その電力をバッテリ２に供給する。つまり走行用モータ３は、通常走行時にはプラス側のトルクを出力し、回生時にはマイナス側のトルクを出力する。
【００２１】
また電動車両１は、電動車両１を総合的に制御する制御部１０を備えている。例えば、走行用モータ３は、制御部１０が備えるモータ制御部２０によって制御される。このモータ制御部２０は、電動車両１に設けられた各種センサ、例えば、ブレーキペダル２１のストローク（ＢＰＳ）を検出するブレーキペダルストロークセンサ２２、電動車両１の車速を検出する車速センサ２３、電動車両１の加速度（減速度）を検出する加速度センサ２４、走行用モータ３の出力トルクを検出するトルクセンサ２５等からの信号に基づいてインバータ４を制御し、走行用モータ３から出力される出力トルクが適切な大きさとなるにようにする。
【００２２】
このような電動車両に搭載される絶縁構造の概略構成を図２に示す。図２に示すように、本実施形態の絶縁構造は、回転電機である走行用モータ３及びインバータ４に適用されており、制御部１０（図１参照）には、空気供給制御部３０が設けられている。
【００２３】
走行用モータ３及びインバータ４のケース３ａ、４ａのそれぞれには、ケース３ａ、４ａの内部の圧力を調整するための電磁バルブ等からなる圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂが設けられ、さらに、ケース３ａ、４ａの内部の圧力を検出する圧力センサ３２Ａ、３２Ｂが設けられている。また、ケース３ａ、４ａには、その内部に空気を供給する空気供給路３４Ａ、３４Ｂの一端部が接続され、他端部には加圧ポンプ（コンプレッサ）３５が接続されている。圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂ及び加圧ポンプ３５は、空気供給制御部３０により制御されるようになっており、圧力センサ３２Ａ、３２Ｂが検出した圧力は空気供給制御部３０に送信されるようになっている。
【００２４】
本実施形態では、絶縁破壊を防止する対象として走行用モータ３及びインバータ４に空気を供給するようにしているが、例えば、インバータ４には他の絶縁破壊対策を施し、走行用モータ３のみに本発明の絶縁構造を適用してもよい。また、本実施形態では、走行用モータ３及びインバータ４のそれぞれのケース３ａ、４ａに圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂ及び圧力センサ３２Ａ、３２Ｂを設けたが、ケース３ａ、４ａの内部同士を連通する連通路を設け、両者の内部の圧力の調整及び検出を一つの圧力センサ及び圧力調整弁で行うようにしてもよい。
【００２５】
次に、本実施形態の絶縁構造の制御の一例について図３のフローチャートを参照して説明する。まず、ステップＳ１で車両が要求する目標電圧が所定電圧以上かどうかを判断し、所定電圧に達しない場合には、そのまま終了する。
【００２６】
ここで、所定電圧とは、走行用モータ３などの内部圧力が低下した場合に、絶縁破壊を生じる虞がある電圧である。一般的に、内部の圧力が同じ場合、印加電圧が高ければ高いほど絶縁破壊が生じ易く、一方、印加電圧がそれほど高くなければ、内部の圧力が低くても絶縁破壊の虞はない。よって、標高が例えば、３０００ｍ程度になって気圧が低下し、走行用モータ３のケース３ａの内部の圧力が気圧と同じになった場合を想定したときに、絶縁破壊の虞のある印加電圧を所定電圧とし、この所定電圧以上の目標電圧が要求された場合のみに、ケース３ａの内部の気圧を制御するようにしている。一方、目標電圧が所定電圧未満の場合には、標高が高い場所に行っても、絶縁破壊を起こす虞がないので、特に制御を行わないこととし、無駄な制御を省いている。
【００２７】
本発明の絶縁構造では、目標電圧が所定電圧以上であることを条件として（ステップＳ１；Ｙｅｓ）、ステップＳ２以降の制御が開始される。ステップＳ２では、圧力センサ３２Ａ、３２Ｂの圧力が第１所定圧力Ａより低いかどうかを判断し、何れかの圧力が第１所定圧力Ａより低い場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、加圧ポンプ３５を動作させ（ステップＳ３）、空気供給路３４Ａ、３４Ｂを介して、走行用モータ３及びインバータ４のケース３ａ、４ａの内部に空気を供給する。
【００２８】
次いで、ステップＳ４で、圧力センサ３２Ａ、３２Ｂの圧力が第２所定圧力Ｂより高いかどうかを判断し、何れかの圧力が第２所定圧力Ｂ以下の場合には（ステップＳ４；Ｎｏ）、圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂを閉とし（ステップＳ５）、ステップＳ３に戻り、加圧ポンプ３５の動作を継続する（ステップＳ４）。そして、圧力センサ３２Ａ、３２Ｂの圧力が第２所定圧力Ｂより高いかどうかを判断し、何れかの圧力が第２所定圧力Ｂより高い場合には（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、加圧ポンプ３５の動作を停止し（ステップＳ６）、圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂを開とし（ステップＳ７）、ステップＳ１に戻る。
【００２９】
ここで、第１所定圧力Ａは、１気圧より低い圧力であり、目標電圧が所定電圧を超えた場合に絶縁破壊を起こす可能性がある気圧である。例えば、標高３０００ｍ程度の気圧に対応した圧力とすればよいが、安全をみて、例えば、標高２０００ｍ程度、又は標高１５００ｍ程度の気圧に対応した圧力とすればよい。例えば、０．７から０．９ａｔｍ、好ましくは０．７５から０．８５ａｔｍ程度である。
【００３０】
一方、第２所定圧力Ｂは、１気圧より高い圧力であり、それ以上高くしても絶縁破壊を防止する観点からは意味が無い圧力又はそれ以上高いとケース３ａ、４ａの安全性が確保できない圧力を設定すればよい。例えば、１．１から１．３ａｔｍ程度、好ましくは１．２ａｔｍ程度である。
【００３１】
このような制御フローに基づいて制御した際の、ケース３ａ、４ａの内部の圧力と時間との関係を図４に示す。図４に示すとおり、目標電圧が所定電圧を超えた場合においても、第２所定圧力Ｂから第１所定圧力Ａの間の圧力の場合には、特別な制御は行わないが、第１所定圧力Ａ未満となった場合には（ステップＳ２；Ｙｅｓ）、加圧ポンプ３５を動作させる（ステップＳ３）。これにより、空気供給路３４Ａ、３４Ｂを介して、走行用モータ３及びインバータ４のケース３ａ、４ａの内部に空気が供給され、内部の圧力が上昇する。そして、内部の圧力が第２所定圧力Ｂより大きくなった時点で（ステップＳ４；Ｙｅｓ）、加圧ポンプ３５の動作を停止し（ステップＳ６）、圧力調整弁３１Ａ、３１Ｂを開とする。これにより、惰性で上昇した内部の圧力は徐々に低下し、第２所定圧力Ｂを維持する。
【００３２】
以上、本発明の一実施形態について説明したが、本発明は上述の実施形態に限定されるものではない。
例えば、上述の実施形態では、電動車両の一例として、走行用モータを備える電気自動車（ＥＶ）を例示して本発明を説明したが、勿論、本発明は、各種の電動車両に適用可能であり、例えば、走行用モータと共にエンジン（内燃機関）を駆動装置として備えるハイブリッド車両等にも適用することができる。
【符号の説明】
【００３３】
１  電動車両
２  バッテリ
３  走行用モータ
４  インバータ
５  伝達系
６  駆動輪
１０  制御部
２０  モータ制御部
２１  ブレーキペダル
２２  ブレーキペダルストロークセンサ
２３  車速センサ
２４  加速度センサ
２５  トルクセンサ
３０  空気供給制御部
３１Ａ、３１Ｂ  圧力調整弁
３２Ａ、３２Ｂ  圧力センサ
３４Ａ、３４Ｂ  空気供給路
３５  加圧ポンプ
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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