电动机、控制装置和电动机驱动装置的制造方法
【技术领域】
[0001]本发明涉及具有设置有线圈的定子和设置有磁铁的转子的车辆驱动用电动机的电动机驱动装置。
【背景技术】
[0002]在电动汽车的车辆驱动用电动机中，已知有为了避免线圈烧损或磁铁的热退磁而防止电动机温度过度上升的电动机驱动装置。例如，在专利文献I记载的发明中，在线圈或磁铁的温度上升时，通过使电动机的转矩下降，来降低线圈或磁铁的温度。
[0003]现有技术文献
[0004]专利文献1:日本特开2008 - 109816号公报
【发明内容】
[0005]发明要解决的课题
[0006]在具有设置有线圈的定子和设置有磁铁的转子的电动机中，线圈的发热因电阻而产生，其发热量与电动机转矩的大小对应地发生变化，与此相对，磁铁的发热因贯穿磁铁的磁通的变化而产生，其发热量与电动机转矩的大小和电动机转速对应地发生变化。因此，在线圈的情况下，如果电动机转矩的大小增大，则发热量增加，线圈温度变成高温。此外，在磁铁21的情况下，如果电动机转矩的大小增大或者电动机转速增大，则发热量增加，磁铁温度变成高温。
[0007]这样，在线圈和磁铁中，发热的原因、动作不同，仅计测线圈温度，不能精确地检测设置有磁铁的转子的温度，不能防止过度的温度上升。
[0008]而且，磁铁嵌入在作为旋转部分的转子中，不能直接安装温度传感器来计测温度。
[0009]本发明是为了解决上述课题而完成的，其目的在于提供一种能够高精度地检测以往难以检测的转子的温度的电动机、控制装置和电动机驱动装置。
[0010]用于解决问题的手段
[0011]为了解决上述问题，采用例如记载在权利要求中的结构。本申请包含多个解决上述课题的技术方案，列举其中一个例子，其特征为:包括:设置有线圈的定子；固定所述定子的壳体；通过轴承而被所述壳体支承的转子；和内气温度检测部，其检测填充在所述壳体内部的空气的内气的温度”。
[0012]根据本发明，能够高精度地检测转子的温度。上述以外的结构及效果通过以下的实施方式的说明即可明确。
【附图说明】
[0013]图1是表示本发明的第一实施方式的电动机驱动装置的概略结构的图。
[0014]图2是表示本发明的第一实施方式的电动机2的概略结构的主要部分截面图。
[0015]图3是表示本发明的第一实施方式的线圈24的发热趋势的特性图。
[0016]图4是表示本发明的第一实施方式的磁铁21的发热趋势的特性图。
[0017]图5是表示本发明的第一实施方式的电动机2的各部的热流动的图。
[0018]图6是本发明的第一实施方式的控制运算部8的方框图。
[0019]图7是表示本发明的第一实施方式的控制运算部8的动作的流程图。
[0020]图8是本发明的第一实施方式的磁铁温度运算部32的方框图。
[0021]图9是表示本发明的第一实施方式的磁铁温度运算部32的动作的流程图。
[0022]图10是本发明的第一实施方式的磁铁温度运算部32的推定结果的曲线图。
[0023]图11是表示本发明的第二实施方式的电动机2的概略结构的主要部分截面图。
[0024]图12是表示本发明的第三实施方式的电动机2的概略结构的主要部分截面图。
[0025]图13是表示本发明的第四实施方式的电动机驱动装置的概略结构的图。
[0026]符号说明
[0027]I 电池
[0028]2 电动机
[0029]3 逆变电源
[0030]4 减速器
[0031]5 差动机构
[0032]6 驱动轮
[0033]7 制动装置
[0034]8 控制运算部
[0035]9 车速传感器
[0036]10加速传感器
[0037]11制动传感器
[0038]12外气温度传感器
[0039]13转矩传感器
[0040]14转速传感器
[0041]15冷却水温度传感器
[0042]16线圈温度传感器
[0043]17内气温度传感器
[0044]18内气温度检测点支承部件
[0045]20 转子
[0046]21 磁铁
[0047]22 壳体
[0048]23 轴承
[0049]24 线圈
[0050]25 定子
[0051]26冷却水
[0052]27 内气
[0053]30 转矩请求运算部
[0054]31 制动力请求运算部
[0055]32磁铁温度运算部
[0056]33转矩限制运算部
[0057]34转速限制运算部
[0058]35转矩指令运算部
[0059]36制动力指令运算部
[0060]41发热量运算部
[0061]42温度运算部
[0062]43线圈温度传感器故障判定部
[0063]44内气温度传感器故障判定部
[0064]45温度修正部
[0065]46磁铁温度选择部
[0066]50内气温度检测点隔热部件
[0067]51线圈温度传感器信号线
[0068]52内气温度传感器信号线
[0069]61第一控制运算部
[0070]62第二控制运算部
【具体实施方式】
[0071]下面，参照附图对用于实施本发明的方式进行说明。在以下说明的实施方式中，列举应用在以电动机为车辆的唯一驱动源的电动汽车的驱动系统中的情况为例子对本发明进行说明，不过本发明也能够应用在铁路车辆或建筑车辆等电动车辆、以作为内燃机的发动机和电动机为车辆的驱动源的电动车辆例如混合动力汽车(轿车)、混合动力卡车等货车、混合动力客车等公共汽车等的控制装置中。
[0072]此外，在以下的实施方式中，列举将本发明应用于在转子中设置有磁铁的电动机中的例子进行说明，但不局限于此，本发明也能够应用在如感应电动机那样在转子中不具有磁铁的电动机中。
[0073]<第一实施方式>
[0074]图1是表示第一实施方式的电动汽车的驱动系统(以下称为电动机驱动装置)的结构的图。此外，图1的虚线箭头表示信号的传递。在车辆中设置有:作为车辆的能源的电池(Battery)I ;电动驱动车辆的电动机2 ;在电池I与电动机2之间进行电力转换的逆变电源3 ;和控制逆变电源3、制动装置7等的控制运算部8。
[0075]逆变电源3将从电池I供给的直流电力通过脉宽调制(PWM)转换成三相交流电力，供给到电动机2。电动机2将从逆变电源3作为三相交流电力供给的电能转换为动能。电动机2产生的动力作为动能传递到减速器4，在通过该减速器4内部的齿轮式减速机构减速以后，经由差动机构5传递到左右驱动轮6，成为驱动车辆的驱动力。
[0076]在驱动轮6的附近设置有使车辆制动的制动装置7。在制动装置7设置有液压助力装置(Hydraulic booster)，用该液压助力装置产生的液压操作力推压驱动轮6，来产生摩擦力。由此，将动能转换为热能，对车辆进行制动。制动装置7通过对车辆进行制动，能够使电动机2的转速下降。
[0077]在图1中，控制运算部8由CPU、存储器等构成，执行后述的电动机控制程序，控制电动机2和制动装置7。控制运算部8通过向逆变电源3发送指令，变更在电动机2中流通的电流的大小、交流电流的频率，能够使电动机2产生的转矩、或向电池I充电的再生电力发生变化。此外，控制运算部8通过向制动装置7发送用于变更在驱动轮6上产生的摩擦力的指令(后述的制动力指令)，能够使制动装置7产生的制动力发生变化。
[0078]如图1所示，在控制运算部8与下述部件连接:检测车速的车速传感器9、检测加速踏板开度(加速踏板的操作量)的加速传感器10、检测制动踏板开度(制动踏板的操作量)的制动传感器11、检测外气温度的外气温度传感器12、检测电动机2的转矩的转矩传感器13、检测电动机2的转速的转速传感器14、检测电动机2的后述的冷却水26的温度的冷却水温度传感器15、检测电动机2的后述的线圈24的温度的线圈温度传感器16、检测电动机2的后述的内气27的温度的内气温度传感器17等。
[0079]图2是表示电动机2的结构的截面图。电动机2是IPM(Inter1r PermanentMagnet，内嵌永久磁铁)电动机，在转子20的内部嵌入有磁铁21。转子20的两端由设置于壳体22的轴承23支承。在壳体22的内周面固定有设置了线圈24的定子25。如果在线圈24中流通交流电流而产生旋转磁场，则嵌入有磁铁21的转子20旋转。其结果是，供给到电动机2的电能被转换成动能。
[0080]电动机2与运转状态对应地发热。因此，当电动机温度因发热而过度上升时，涂布于线圈24的漆有可能变质。此外，磁铁21 (例如使用稀土金属的磁铁)具有高温时如果受到较大的反向磁场作用就会发生不可逆退磁的这种性质。因此，需要保护线圈24和磁铁21以防止温度过度上升。
[0081]为了冷却电动机2，在壳体22中流动冷却水26。通过将壳体22的热量传递到该冷却水26，使电动机2的温度下降。为了监视线圈24的温度，在线圈24安装有线圈温度传感器16。
[0082]此外，为了计测填充在壳体22内侧的空气即内气27的温度，并且由后述的控制运算部8具有的磁铁温