DE102024109087A1

DE102024109087A1 - Erfassung und verringerung sowohl von getriebe- als auch von lagerstrom über eine stromdrossel

Info

Publication number: DE102024109087A1
Application number: DE102024109087.1A
Authority: DE
Inventors: Yilun Luo; Minh-Khai Nguyen; Renato Amorim Torres; Alireza Fatemi; Thomas K. Duhon; Azadeh Narimissa; Shaoyan Richard Ye
Original assignee: GM Global Technology Operations LLC
Current assignee: GM Global Technology Operations LLC
Priority date: 2024-02-13
Filing date: 2024-03-28
Publication date: 2025-08-14
Also published as: CN120498195A; US20250256587A1

Abstract

Ein Fahrzeug, ein System und ein Verfahren zum Betreiben des Fahrzeugs. Das System enthält einen Motor, eine Drossel und einen Prozessor. Der Motor enthält eine Rotorwelle und ein Lager zwischen der Rotorwelle und dem Motor, wobei ein Lagerstrom durch das Lager und entlang der Rotorwelle zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs fließt und wobei der Motor mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment betrieben wird. Die Drossel ist an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet. Die Drossel enthält eine Wicklung, wobei der Lagerstrom durch die Drossel geleitet wird, um einen Sensorstrom in der Wicklung zu induzieren. Der Prozessor ist konfiguriert, den Lagerstrom aus dem Sensorstrom zu bestimmen und dann, wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt, ein Signal zu übertragen, um einen Bediener zu benachrichtigen.

Description

EINLEITUNG
Der Gegenstand der Offenbarung bezieht sich auf das Diagnostizieren von inneren Motorströmen und insbesondere auf ein System und ein Verfahren zum Detektieren von Schäden an Lagern eines Motors auf der Grundlage eines Lagerstroms des Motors.
Ein Elektromotor wird verwendet, um ein Elektrofahrzeug zu betreiben. Im Motor können, wenn dieser in einem gegebenen Motordrehmoment- oder Motordrehzahlbereich betrieben wird, innere Ströme induziert werden, die Schäden verursachen können. Insbesondere kann ein Strom durch ein Lager fließen, das einer Rotorwelle ermöglicht, sich in Bezug auf einen Rahmen des Motors zu drehen. Dieser Lagerstrom kann über die Zeit Schaden an dem Lager verursachen und dadurch den Betrieb des Motors beeinträchtigen. Daher ist es wünschenswert, ein Verfahren zur Diagnose eines Schadens eines Lagers des Motors aufgrund von Lagerstrom bereitzustellen.
ZUSAMMENFASSUNG
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform wird ein Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs offenbart. Ein Motor des Fahrzeugs wird mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment betrieben, um einen Lagerstrom, der durch ein Lager des Motors und zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs entlang einer Rotorwelle fließt, zu erzeugen. Es wird ein Sensorstrom gemessen, wobei der Sensorstrom in Reaktion auf den Fluss des Lagerstroms durch eine Wicklung an einer Drossel in der Drossel induziert wird. Der Lagerstrom wird aus dem Sensorstrom bestimmt. Wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt, wird ein Signal übertragen, um einen Bediener zu benachrichtigen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Messen des Sensorstroms ferner das Messen des Sensorstroms über ein Ampèremeter, das mit der Wicklung gekoppelt ist.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Messen des Sensorstroms ferner das Messen einer Spannung über einem Widerstand, der die Enden der Wicklung verbindet, und das Bestimmen des Sensorstroms aus der Spannung und einem Widerstandswert des Widerstandes.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Messen des Sensorstroms ferner das Messen einer Spannung über den Enden der Wicklung und das Integrieren der Spannung über eine Zeitdauer, um den Sensorstrom zu bestimmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, ist die Drossel an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Verfahren ferner das Messen eines Wechselrichter-Gleichtaktstroms durch einen Wechselrichter und das Bestimmen eines Gleichtaktstroms durch den Motor auf der Grundlage des Wechselrichter-Gleichtaktstroms, wobei der Wechselrichter-Gleichtaktstrom über eine Wechselrichter-Drossel, durch die eine positive Gleichstromleitung des Wechselrichters und eine negative Gleichstromleitung des Wechselrichters verlaufen, oder eine Wechselrichter-Drossel, durch die zumindest eine Leitung des Wechselstromausgangs des Wechselrichters verläuft, gemessen wird.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das Verfahren ferner in Reaktion auf das Signal das Wechseln eines Öls einer Antriebseinheit und/oder das Ersetzen des Lagers.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein System zum Betreiben eines Fahrzeugs offenbart. Das System enthält einen Motor, eine Drossel und einen Prozessor. Der Motor enthält eine Rotorwelle und ein Lager zwischen der Rotorwelle und dem Motor, wobei ein Lagerstrom durch das Lager und entlang der Rotorwelle zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs fließt und wobei der Motor mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment betrieben wird. Die Drossel enthält eine Wicklung, wobei der Lagerstrom durch die Drossel geleitet wird, um einen Sensorstrom in der Wicklung zu induzieren. Der Prozessor ist konfiguriert, den Lagerstrom aus dem Sensorstrom zu bestimmen und dann, wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt, ein Signal zu übertragen, um einen Bediener zu benachrichtigen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das System ferner ein Amperemeter, das mit der Wicklung gekoppelt ist, um den Sensorstrom zu messen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das System ferner einen Widerstand, der die Enden der Wicklung verbindet, und ein Voltmeter zum Messen einer Spannung, die durch den Sensorstrom in dem Widerstand induziert wird, wobei der Prozessor den Sensorstrom aus der Spannung und einem Widerstand des Widerstandes bestimmt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das System ferner ein Voltmeter, das über den Enden der Wicklung angeordnet ist, um eine Spannung zu messen, und eine Integrationsschaltung, die konfiguriert ist, die Spannung über eine Zeitdauer zu integrieren, um den Sensorstrom zu bestimmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, ist die Drossel an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das System ferner eine Wechselrichterdrossel, durch die eine positive Gleichstromleitung eines Wechselrichters und eine negative Gleichstromleitung des Wechselrichters verlaufen, und eine Wechselrichterdrossel, durch die zumindest eine Leitung des Wechselstromausgangs des Wechselrichters verläuft, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen Wechselrichter-Gleichtaktstrom durch die Wechselrichterdrossel zu messen und einen Gleichtaktstrom durch den Motor auf der Grundlage des Wechselrichter-Gleichtaktstroms zu bestimmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, umfasst das System ferner in Reaktion auf das Signal das Wechseln eines Öls einer Antriebseinheit und/oder das Ersetzen des Lagers.
Gemäß einer weiteren beispielhaften Ausführungsform wird ein Fahrzeug offenbart. Das Fahrzeug enthält einen Motor, eine Drossel und einen Prozessor. Der Motor enthält eine Rotorwelle und ein Lager zwischen der Rotorwelle und dem Motor, wobei ein Lagerstrom durch das Lager und entlang der Rotorwelle zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs fließt und wobei der Motor mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment betrieben wird. Die Drossel enthält eine Wicklung, wobei der Lagerstrom durch die Drossel geleitet wird, um einen Sensorstrom in der Wicklung zu induzieren. Der Prozessor ist konfiguriert, den Lagerstrom aus dem Sensorstrom zu bestimmen und dann, wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt, ein Signal zu übertragen, um einen Bediener zu benachrichtigen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das Fahrzeug ferner ein Ampèremeter, das mit der Wicklung gekoppelt ist, um den Sensorstrom zu messen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das Fahrzeug ferner einen Widerstand, der die Enden der Wicklung verbindet, und ein Voltmeter zum Messen einer Spannung, die durch den Sensorstrom in dem Widerstand induziert wird, wobei der Prozessor den Sensorstrom aus der Spannung und einem Widerstand des Widerstandes bestimmt.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das Fahrzeug ferner ein Voltmeter, die über den Enden der Wicklung angeordnet ist, um eine Spannung zu messen, und eine Integrationsschaltung, die konfiguriert ist, die Spannung über eine Zeitdauer zu integrieren, um den Sensorstrom zu bestimmen.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, ist die Drossel an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet.
Zusätzlich zu einem oder mehreren der Merkmale, die hier beschrieben sind, enthält das Fahrzeug ferner eine Wechselrichterdrossel, durch die eine positive Gleichstromleitung eines Wechselrichters und eine negative Gleichstromleitung des Wechselrichters verlaufen, und eine Wechselrichterdrossel, durch die zumindest eine Leitung des Wechselstromausgangs des Wechselrichters verläuft, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen Wechselrichter-Gleichtaktstrom durch die Wechselrichterdrossel zu messen und einen Gleichtaktstrom durch den Motor auf der Grundlage des Wechselrichter-Gleichtaktstroms zu bestimmen.
Die oben beschriebenen Merkmale und Vorteile und weitere Merkmale und Vorteile der Offenbarung werden aus der folgenden genauen Beschreibung, wenn sie in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen genommen wird, ersichtlich.
KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Weitere Merkmale, Vorteile und Details erscheinen lediglich beispielhaft in der folgenden genauen Beschreibung, wobei die genaue Beschreibung auf die Zeichnungen Bezug nimmt; es zeigen:

1 ein Fahrzeug gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform;
2 eine seitliche Querschnittsansicht eines Motors des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform;
3 eine perspektivische Ansicht einer Drossel gemäß einer Ausführungsform;
4 eine perspektivische Ansicht der Drossel gemäß einer zweiten Ausführungsform;
5 eine perspektivische Ansicht der Drossel gemäß einer dritten Ausführungsform;
6 Graphen von elektrischen Parametern des Motors über die Zeit;
7 eine Darstellung des Lagerstroms gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform;
8 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Verwendung von Strommessungen zur Diagnose und Reparatur oder Wartung des Motors;
9 einen Ablaufplan eines Verfahrens zur Verwendung von Sensorstrommessungen, um den Motor, der mehrere Sensoren enthält, zu diagnostizieren und zu reparieren oder zu warten;
10 eine Antriebsanordnung, die den Motor und das Getriebe gemäß einer veranschaulichenden Ausführungsform enthält;
11 eine Ansicht der Schaltungsanordnung des Wechselrichters gemäß einer Ausführungsform;
12 eine perspektivische Ansicht des Stromsensors des Wechselrichters gemäß einer Ausführungsform; und
13 eine perspektivische Ansicht des Stromsensors gemäß einer weiteren Ausführungsform.

GENAUE BESCHREIBUNG
Die folgende Beschreibung ist lediglich beispielhafter Natur und ist nicht dazu vorgesehen, die vorliegende Offenbarung, ihre Anwendung oder Verwendungen zu beschränken. Es ist zu verstehen, dass im Verlauf der Zeichnungen entsprechende Bezugszeichen ähnliche oder entsprechende Abschnitte und Merkmale bezeichnen.
Gemäß einer beispielhaften Ausführungsform zeigt 1 eine Ausführungsform eines Fahrzeugs 10, das eine Fahrzeugkarosserie 12 enthält, die mindestens teilweise eine Fahrgastzelle 14 definiert. Die Fahrzeugkarosserie 12 trägt außerdem verschiedene Fahrzeuguntersysteme, die ein Vortriebssystem 16 und weitere Untersysteme, um Funktionen des Vortriebssystems 16 zu unterstützen, enthalten, und weitere Fahrzeugkomponenten wie z. B. ein Bremsuntersystem, ein Aufhängungssystem, ein Lenkuntersystem und weitere.
Das Fahrzeug 10 kann ein elektrisch mit Energie versorgtes Fahrzeug (EV), ein Hybridfahrzeug oder ein sonstiges Fahrzeug sein. In einer Ausführungsform ist das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug, das mehrere Motoren und/oder Antriebssysteme enthält. Eine beliebige Anzahl von Antriebseinheiten wie z. B. eine oder mehrere Antriebseinheiten zum Ausüben eines Drehmoments auf Vorderräder (die nicht gezeigt sind) und/oder Hinterräder (die nicht gezeigt sind) kann enthalten sein. Die Antriebseinheiten sind steuerbar, das Fahrzeug 10 in verschiedenen Betriebsmodi wie z. B. einem normalen Modus, einem Hochleistungsmodus (in dem ein zusätzliches Drehmoment ausgeübt wird), einem Allradantrieb („AWD“), einem Vorderradantrieb („FWD“), einem Hinterradantrieb („RWD“) und weiteren zu betreiben.
Zum Beispiel ist das Vortriebssystem 16 ein Mehrfachantriebssystem, das eine Frontantriebseinheit 20 zum Antreiben von Vorderrädern und Heckantriebseinheiten zum Antreiben von Hinterrädern enthält. Die Frontantriebseinheit 20 enthält einen Frontelektromotor 22 und einen Frontwechselrichter 24 (z. B. ein Frontleistungswechselrichtermodul oder FPIM) sowie weitere Komponenten wie z. B. ein Kühlsystem. Eine linke Heckantriebseinheit 30L enthält einen linken Heckelektromotor 32L und einen linken Heckwechselrichter 34L. Eine rechte Heckantriebseinheit 30R enthält einen rechten Heckelektromotor 32R und einen rechten Heckwechselrichter 34R. Der Frontwechselrichter 24, der linke Heckwechselrichter 34L und der rechte Heckwechselrichter 34R (z. B. Leistungswechselrichtereinheiten oder PIMs) setzen jeweils eine Gleichstromleistung (DC-Leistung) von einem Hochspannungsbatteriesystem (HV-Batteriesystem) 40 zu Mehrphasenwechselstromleistung (z. B. Zweiphasenwechselstromleistung, Dreiphasenwechselstromleistung, Sechsphasenwechselstromleistung usw.) (Mehrphasen-AC-Leistung) um, um den Frontelektromotor 22, den linken Heckelektromotor 32L und den rechten Heckelektromotor 32R anzusteuern.
Wie in 1 gezeigt ist, weisen die Antriebssysteme getrennte Elektromotoren auf. Allerdings sind Ausführungsformen nicht derart begrenzt. Zum Beispiel können statt getrennter Motoren mehrere Antriebe durch eine einzelne Maschine bereitgestellt werden, die mehrere Sätze Wicklungen aufweist, die physisch unabhängig sind.
Wie in 1 außerdem gezeigt ist, sind die Antriebssysteme derart konfiguriert, dass der Frontelektromotor 22 die Vorderräder (die nicht gezeigt sind) antreibt und der linke Heckelektromotor 32L und der rechte Heckelektromotor 32R die Hinterräder (die nicht gezeigt sind) antreiben. Allerdings sind Ausführungsformen nicht derart beschränkt, da eine beliebige Anzahl von Antriebssystemen und/oder Motoren bei verschiedenen Orten (z. B. ein Motor, der jedes Rad antreibt, Partnermotoren pro Achse usw.) vorhanden sein kann. Zusätzlich sind Ausführungsformen nicht auf ein Doppelantriebssystem beschränkt, da Ausführungsformen mit einem Fahrzeug verwendet werden können, das eine beliebige Anzahl Motoren und/oder Leistungswechselrichter aufweist.
Im Vortriebssystem 16 sind die Frontantriebseinheit 20, die linke Heckantriebseinheit 30L und eine rechte Heckantriebseinheit 30R mit einem Batteriesystem 40 elektrisch verbunden. Das Batteriesystem 40 kann auch mit weiteren elektrischen Komponenten (die auch als „elektrische Lasten“ bezeichnet werden) wie z. B. einer Fahrzeugelektronik (z. B. mittels eines Hilfsleistungsmoduls oder APM 42), Heizvorrichtungen, Kühlsystemen und Weiteren elektrisch verbunden sein. Das Batteriesystem 40 kann als ein wiederaufladbares Energiespeichersystem (RESS) konfiguriert sein.
In einer Ausführungsform enthält das Batteriesystem 40 mehrere getrennte Batteriebaugruppen, wobei jede Batteriebaugruppe unabhängig geladen werden kann und verwendet werden kann, um Leistung zu einem Antriebssystem oder Antriebssystemen unabhängig zuzuführen. Zum Beispiel enthält das Batteriesystem 40 eine erste Batteriebaugruppe wie z. B. ein erstes Batteriepack 44, das mit dem Frontwechselrichter 24 verbunden ist, und ein zweites Batteriepack 46. Das erste Batteriepack 44 enthält mehrere Batteriemodule 48 und das zweite Batteriepack 46 enthält mehrere Batteriemodule 50. Jedes der mehreren ersten Batteriemodule 48 und der mehreren zweiten Batteriemodule 50 enthält eine Anzahl einzelner Zellen (die nicht gezeigt sind). In verschiedenen Ausführungsformen können ein oder mehrere der Batteriepacks eine MODACS-Batterie (eine Batterie mit mehreren Ausgängen und dynamisch einstellbarer Kapazität) enthalten.
Jeder des Frontelektromotors 22 und des linken Heckelektromotors 32L und des rechten Heckelektromotors 32R ist ein Dreiphasenmotor, der Dreiphasenmotorwicklungen aufweist. Allerdings sind hier beschriebene Ausführungsformen nicht derart beschränkt. Zum Beispiel können die Motoren beliebige Mehrphasenmaschinen sein, die durch Mehrphasenwechselrichter versorgt werden, und können die Antriebseinheiten unter Verwendung einer einzelnen Maschine realisiert werden, die unabhängige Sätze von Wicklungen aufweist.
Das Batteriesystem 40 und/oder das Vortriebssystem 16 enthält ein Schaltsystem, das verschiedene Schaltvorrichtungen zum Steuern des Betriebs des ersten Batteriepacks 44 und des zweiten Batteriepacks 46 und wahlweisen Verbinden des ersten Batteriepacks 44 und des zweiten Batteriepacks 46 mit der Frontantriebseinheit 20, der linken Heckantriebseinheit 30L und der rechten Heckantriebseinheit 30R aufweist. Die Schaltvorrichtungen können auch betrieben werden, das erste Batteriepack 44 und das zweite Batteriepack 46 mit einem Ladesystem wahlweise zu verbinden. Das Ladesystem kann verwendet werden, um das erste Batteriepack 44 und das zweite Batteriepack 46 zu laden und/oder Leistung von dem ersten Batteriepack 44 und/oder dem zweiten Batteriepack 46 zuzuführen, um ein weiteres Energiespeichersystem zu laden (z. B. Fahrzeug-zu-Fahrzeug- (V2V-) und/oder Fahrzeug-zu-Allem-Laden (V2X-Laden)). Das Ladesystem enthält ein oder mehrere Lademodule. Zum Beispiel ist ein erstes fahrzeugseitiges Lademodul (OBCM) 52 mit einem Ladeanschluss 54 zum Laden zu und von einem Wechselstromsystem oder einer Wechselstromvorrichtung wie z. B. einer Netzwechselstromversorgung elektrisch verbunden. Ein zweites OBCM 53 kann zum Gleichstromladen (z. B. schnelles Gleichstromladen oder DCFC) enthalten sein.
In einer Ausführungsform enthält das Schaltsystem eine erste Schaltvorrichtung 60, die das erste Batteriepack 44 mit dem Frontwechselrichter 24, dem linken Heckwechselrichter 34L und dem rechten Heckwechselrichter 34R wahlweise verbindet, und eine zweite Schaltvorrichtung 62, die das zweite Batteriepack 46 mit dem Frontwechselrichter 24, dem linken Heckwechselrichter 34L und dem rechten Heckwechselrichter 34R wahlweise verbindet. Das Schaltsystem enthält außerdem eine dritte Schaltvorrichtung 64 (die auch als eine „Batterieschaltvorrichtung“ bezeichnet wird) zum wahlweisen in Reihe Schalten des ersten Batteriepacks 44 mit dem zweiten Batteriepack 46.
Beliebige verschiedener Controller können verwendet werden, um Funktionen des Batteriesystems 40, des Schaltsystems und der Antriebseinheiten zu steuern. Ein Controller enthält eine beliebige geeignete Verarbeitungsvorrichtung oder Verarbeitungseinheit und kann einen vorhandenen Controller wie z. B. einen Antriebssystemcontroller, einen RESS-Controller und/oder Controller im Antriebssystem verwenden. Zum Beispiel kann ein Controller 65 zum Steuern von Schalt- und Antriebssteueroperationen enthalten sein, wie hier diskutiert wird.
Der Controller kann eine Verarbeitungsschaltungsanordnung enthalten, die eine anwendungsspezifische integrierte Schaltung (ASIC), eine elektronische Schaltung, einen Prozessor (gemeinsam verwendet, fest zugeordnet oder eine Gruppe) mit einem Speicher, der ein oder mehrere Software- oder Firmware-Programme ausführt, eine kombinatorische Logikschaltung und/oder weitere geeignete Komponenten, die die beschriebene Funktionalität bereitstellen, enthalten kann. Der Controller kann ein nicht transitorisches computerlesbares Medium enthalten, das Befehle speichert, die, wenn sie durch einen oder mehrere Prozessoren des Controllers verarbeitet werden, ein Verfahren zum Bestimmen einer Spannung, die an einen Wechselrichter des Elektrofahrzeugs angelegt werden soll, gemäß einer oder mehreren Ausführungsformen, die hier genau dargestellt sind, implementieren.
Das Fahrzeug 10 enthält außerdem ein Computersystem 55, das eine oder mehrere Verarbeitungsvorrichtungen 56 und eine Anwenderschnittstelle 58 enthält. Das Computersystem 55 kann mit dem Ladesystemcontroller kommunizieren, z. B., um Anweisungen in Reaktion auf eine Anwendereingabe zu ihm zu liefern. Die verschiedenen Verarbeitungsvorrichtungen, Module und Einheiten können mittels einer Kommunikationsvorrichtung oder eines Kommunikationssystems wie z. B. eines Controllerbereichsnetzes (CAN) oder eines Übertragungssteuerprotokollbusses (TCP-Bus) miteinander kommunizieren.
Wie hier veranschaulicht ist, ist das Fahrzeug 10 ein Elektrofahrzeug. In einer alternativen Ausführungsform kann das Fahrzeug 10 ein Fahrzeug mit Brennkraftmaschine, ein Hybridfahrzeug usw. sein.
2 zeigt eine seitliche Querschnittsansicht 200 eines Motors 202 des Fahrzeugs gemäß einer Ausführungsform. Der Motor 202 enthält einen Rahmen 204, der einen geschlossenen Raum bildet, der darin einen Stator 206 und einen Rotor 208 enthält. Der Rotor 208 dreht sich in Bezug auf den Stator 206 um eine Längsachse 205 des Motors 202 und ist mit einer Rotorwelle 210 verbunden. Die Rotorwelle 210 erstreckt sich durch eine Öffnung 212 im Rahmen 204 aus dem Motor 202 und in ein Getriebe 214, wodurch ein Drehmoment von dem Motor an das Getriebe übertragen wird.
Der Motor 202 enthält ferner ein oder mehrere Lagergehäuse, um die Reibung zwischen der Rotorwelle 210 und dem Rahmen 204 während der Drehung des Rotors 208 zu verringern. Ein erstes Lagergehäuse 216 ist zwischen der Rotorwelle 210 und dem Rahmen 204 auf einer ersten Seite des Rotors 208 nahe der Öffnung 212 angeordnet. Ein zweites Lagergehäuse 218 ist zwischen der Rotorwelle 210 und dem Rahmen 204 an einer zweiten Seite des Rotors 208 gegenüber der ersten Seite angeordnet. Das erste Lagergehäuse 216 enthält einen ersten Lagersatz 220, der die Reibung zwischen der Rotorwelle und dem Rahmen an der ersten Seite verringert, und das zweite Lagergehäuse 218 enthält einen zweiten Lagersatz 222, der die Reibung zwischen der Rotorwelle und dem Rahmen an der zweiten Seite verringert. Das Getriebe 214 kann ein drittes Lagergehäuse 224 enthalten, das einen dritten Lagersatz 226 besitzt, um die Reibung zwischen der Rotorwelle 210 und einem Rahmen des Getriebes zu verringern.
Ein Wechselrichter 228 stellt einen Dreiphasenstrom für den Motor 202 bereit, um eine Drehung des Rotors 208 zu erzeugen. Ein elektrischer Strom wird durch den Stator 206 geleitet, um ein Magnetfeld zu erzeugen. Der Rotor 208 reagiert auf das Magnetfeld, indem er sich in Bezug auf den Stator 206 dreht. Wenn der Motor 202 betrieben wird oder mit einem gegebenen Bereich des Motordrehmoments und der Motordrehzahl betrieben wird, werden Ableitströme induziert. Diese Ableitströme umfassen einen Zirkulations-Lagerstrom 230 (CBC), einen Lagerstrom durch das maschinelle Fertigen mithilfe elektrischer Entladungen (EDM BC 232), einen ersten Getriebestrom 234 und einen zweiten Getriebestrom 236. Der Zirkulations-Lagerstrom 230 (CBC) zirkuliert durch den Rotor 208, die Rotorwelle 210, den ersten Lagersatz 220, den Rahmen 204 und den zweiten Lagersatz 222. Der EDM BC 232 ist ähnlich dem Zirkulations-Lagerstrom 230 und umfasst einen Entladestrom zwischen dem Stator 206 und dem Rotor 208. Der erste Getriebestrom 234 wird von dem Stator 206 in den Rahmen 204, durch den ersten Lagersatz 220 und in die Rotorwelle 210 abgeleitet, wo er von dem Motor 202 zu dem Getriebe 214 fließt. Der zweite Getriebestrom 236 wird von dem Stator 206 zu dem Rotor 208 abgeleitet und fließt dann von dem Motor 202 durch die Rotorwelle 210 zu dem Getriebe 214.
Die Rotorwelle 210 enthält verschiedene Drosseln zum Hemmen der Ableitströme. Eine erste innere Drossel 240 ist entlang der Rotorwelle 210 zwischen dem Rotor 208 und dem ersten Lagergehäuse 216 angeordnet. Eine zweite innere Drossel 242 ist entlang der Rotorwelle 210 zwischen dem Rotor 208 und dem zweiten Lagergehäuse 218 angeordnet. Gemäß alternativen Ausführungsformen ist nur eine der Drosseln oder eine Kombination aus zwei Drosseln vorhanden. Gemäß anderen Ausführungsformen kann die Rotorwelle 210 mehr als drei Drosseln enthalten.
Der Zirkulations-Lagerstrom 230, EDM BC 232 und der zweite Getriebestrom 236 fließen durch die erste innere Drossel 240, während der Zirkulations-Lagerstrom und der EDM BC 232 durch die zweite innere Drossel 242 fließen. Wie hier erläutert wird, verringern die erste innere Drossel 240 und die zweite innere Drossel 242 diese Ströme. Eine äußere Drossel 244 ist entlang der Rotorwelle zwischen dem Motor 202 und dem Getriebe 214 angeordnet. Der erste Getriebestrom 234 und der zweite Getriebestrom 236 fließen durch die äußere Drossel 244, die verwendet wird, um diese Ströme zu verringern.
3 zeigt eine perspektivische Ansicht einer Drossel 300 gemäß einer Ausführungsform. Die Drossel 300 enthält ein magnetisches Material in der Form eines Rings 302, der eine Welle 304 wie etwa die Rotorwelle 210 umschließt. Ein Primärstrom 306 fließt entlang der Welle 304 durch den Ring 302. Der Primärstrom 306 (I_P) kann ein Wechselstrom sein, der ein Magnetfeld 308 im Ring 302 erzeugt. Das Magnetfeld 308 erzeugt im magnetischen Material des Rings 302 einen Magnetfluss. Eine Änderung des Magnetflusses aufgrund einer Änderung des Magnetfeldes leitet Wärme aufgrund von Hystereseverlusten ab.
Eine Wicklung 310 ist um den Ring 302 gewickelt, um zu ermöglichen, dass die Drossel 300 als Stromsensor verwendet wird. Die Wicklung 310 ist durch eine elektrische Schaltung mit einer Messvorrichtung 312 verbunden. Zur Veranschaulichung ist die Messvorrichtung 312 in 3 als ein Ampèremeter gezeigt. Das Magnetfeld 308 in dem Ring 302 induziert einen Sensorstrom 314 in der Wicklung 310 und die Messvorrichtung 312 misst den Sensorstrom.
In 2 sind die erste innere Drossel 240, die zweite innere Drossel 242 und die äußere Drossel 244 mit Drähten gezeigt, die ermöglichen, dass sie als Stromsensoren verwendet werden können.
4 zeigt eine perspektivische Ansicht 400 der Drossel 300 gemäß einer zweiten Ausführungsform. Das Voltmeter 402 dient als Messvorrichtung und ist an der Wicklung 310 befestigt. Ein Widerstand 404, der einen bekannten Widerstandswert R besitzt, ist über zwei Enden der Wicklung 310 verbunden (d. h. ein erstes Ende, das einen Strom aufweist, der nicht in die Wicklung der Drossel eingetreten ist, und ein zweites Ende, das einen Strom aufweist, der aus der Wicklung ausgetreten ist). Das Voltmeter 402 misst eine Spannung über den Widerstand 404, die durch den Sensorstrom I_s induziert wird. Der Sensorstrom I_s kann dann durch das Ohmsche Gesetz bestimmt werden: I_s = V/R.
5 zeigt eine perspektivische Ansicht 500 der Drossel 300 gemäß einer dritten Ausführungsform. Das Voltmeter 402 dient als Messvorrichtung und ist mit den beiden Enden der Wicklung 310 verbunden. Die Spannung, die an dem Voltmeter 402 gemessen wird, wird an einen Integrierer oder eine Integrierschaltung 502, die die Spannung integriert, übertragen, um den Sensorstrom zu bestimmen, wie in Gl. (1) gezeigt ist: $I_{s} = k \int v d t$ wobei v die gemessene Spannung und k eine Umwandlungskonstante ist.
6 zeigt die Diagramme 600 der elektrischen Parameter des Motors über die Zeit. Ein erster Graph 602 zeigt eine Gleichtaktspannung 604, die dem Stator 206 von dem Wechselrichter 228 zugeführt wird. Ein zweiter Graph 606 zeigt eine Wellenspannung 608, die in Reaktion auf die Gleichtaktspannung 604 entlang der Rotorwelle 210 induziert wird. Ein dritter Graph 610 zeigt einen Lagerstrom 612, der in Reaktion auf die Wellenspannung 608 durch die Lager (z. B. den ersten Lagersatz 220) des Motors 202 fließt. Der Lagerstrom 612 kann durch die Stromsensoren (z. B. den Sensor der ersten inneren Drossel 240) detektiert werden.
Die Gleichtaktspannung 604 ist eine pulsweitenmodulierte Spannung (PWM-Spannung). Die Gleichtaktspannung 604 geht während eines PWM-Ereignisses 616 von einem Spannungsniveau auf ein anderes Spannungsniveau über. Die schnelle Änderung der Spannung während der Zeitdauer eines PWM-Ereignisses 616 induziert die Wellenspannung 608, die im zweiten Graphen 606 gezeigt ist. Die Wellenspannung 608 wiederum induziert den Lagerstrom 612, der im dritten Graphen 610 gezeigt ist. Der Lagerstrom 612 erreicht am Ende des PWM-Ereignisses 616 einen Spitzenwert 614, wonach der Lagerstrom mit übergangsweisen Schwankungen abgeleitet wird.
7 zeigt eine Darstellung 700 des Lagerstroms in einer veranschaulichenden Ausführungsform. Die Darstellung umfasst die Kurve 702, die den Lagerstrom während eines Schaltzyklus des Wechselrichters darstellt. Die Kurve 702 beginnt zu Beginn einer Schaltperiode (T_SW) und endet zum Ende der Schaltperiode. Es kann ein Verfahren verwendet werden, um das globale Maximum 704 des Lagerstroms zu identifizieren. Nach dem Beginn der Schaltperiode wird eine Verzögerungszeit (T_delay) ausgewählt und ein Wert des Lagerstroms zu der ausgewählten Verzögerungszeit gemessen. Die Verzögerungszeit wird dann erhöht und für die neue Verzögerungszeit wird ein neuer Lagerstrom gemessen. Der größere Wert des Lagerstroms wird beibehalten. Dies kann wiederholt werden, bis ein globales Maximum 704 des Lagerstroms (ein Spitzen-Lagerstrom) identifiziert wird.
8 zeigt einen Ablaufplan 800 eines Verfahrens zur Verwendung von Strommessungen, um den Motor zu diagnostizieren und zu reparieren oder zu warten. In Block 802 wird der Motor mit einem Drehmoment und einer Drehzahl betrieben, bei der ein Zirkulations-Lagerstrom vorhanden ist. Eine Verzögerung T_{PWM_ADC} zwischen einem PWM-Ereignis und einem ADC-Auslöser wird auf null gesetzt. In Block 804 wird ein ADC-Auslöser (in Reaktion auf ein PWM-Ereignis) angewiesen, den Lagerstrom I_bearing zu messen. In Block 806 wird der gemessene Lagerstrom I_bearing auf seine Größenordnung eingestellt (d. h. I_bearing gleich dem absoluten Wert von I_bearing gesetzt).
In Block 808 wird der Lagerstrom I_bearing mit dem vorherigen maximalen Spitzenwert des Lagerstroms (I_bearing,peak) verglichen. Wenn der Lagerstrom oberhalb des vorherigen maximalen Spitzenwerts liegt, fährt das Verfahren mit Block 810 fort.
In Block 810 wird der maximale Spitzenwert auf den gemessenen Lagerstrom aktualisiert. In Block 812 wird eine Gesamtverzögerungszeit mit der Schaltzeit T_sw verglichen. Wenn die Verzögerungszeit größer als die Schaltzeit ist, fährt das Verfahren mit Block 816 fort. Andernfalls fährt das Verfahren mit Block 814 fort. In Block 814 wird die Verzögerungszeit T_{PWM_ADC} zwischen dem PWM-Ereignis und dem ADC-Auslöser um einen ausgewählten Betrag wie etwa einige Nanosekunden erhöht. In Block 814 kehrt das Verfahren zu Block 804 zurück. Die Schleife, die den Block 804, den Block 806, den Block 808, den Block 810 und den Block 812 umfasst, stellt dabei die Verzögerungszeit T_{PWM_ADC} auf einen Wert ein, bei dem der Spitzenwert des Lagerstroms geringer als die vorherigen maximalen Spitzenwerte ist.
Kehrt das Verfahren zu Block 808 zurück, fährt es mit Block 816 fort, wenn der gemessene Lagerstrom kleiner oder gleich dem Maximum der vorherigen Spitzenwerte ist. In Block 816 wird der Spitzenwert des Lagerstroms (I_bearing,peak) ermittelt. In Block 818 wird der Spitzenwert des Lagerstroms I_bearing,peak mit einem Schadenschwellenwert I_{bearing,damage} verglichen. Der Schadenschwellenwert ist ein festgelegter Schwellenwert, der angibt, dass Schaden an den Lagern, z. B. durch eine elektrische Entladung, auftritt. Wenn der Spitzen-Lagerstrom I_bearing,peak oberhalb des Schadenschwellenwerts I_{bearing,damage} liegt, fährt das Verfahren mit Block 820 fort. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Block 802 zurück.
In Block 820 wird ein erstes Warnsignal an eine Anzeigevorrichtung übertragen, um einen Bediener vor einem möglichen Schaden an den Lagern zu warnen. Die Anzeigevorrichtung kann z. B. ein Bildschirm oder eine Anzeigevorrichtung an einem Armaturenbrett des Fahrzeugs sein. Insbesondere informiert das erste Signal den Bediener über die Notwendigkeit, das Öl der Antriebseinheit oder des Motors zu wechseln. Altes Öl ist im Allgemeinen leitfähiger als neues Öl und kann daher die Größenordnung des Lagerstroms erhöhen. Das Wechseln des alten Öls gegen neues Öl verringert daher die Leitfähigkeit des Öls und die Größenordnung des Lagerstroms. Sobald das Öl gewechselt wurde, wird der Spitzenlagerstrom I_bearing,peak erneut gemessen.
In Block 822 wird der Spitzen-Lagerstrom I_bearing,peak, der in Block 820 gemessen wurde, erneut mit dem Schadenschwellenwert verglichen. Wenn der Spitzen-Lagerstrom noch oberhalb des Schadenschwellenwerts liegt, fährt das Verfahren mit Block 824 fort. Andernfalls kehrt das Verfahren zu Block 802 zurück. In Block 824 wird ein zweites Warnsignal an die Anzeigevorrichtung übertragen, um den Bediener zu benachrichtigen, der die beschädigten Lager des Motors identifiziert und ersetzt.
9 zeigt einen Ablaufplan 900 eines Verfahrens zur Verwendung von Sensorstrommessungen, um den Motor, der mehrere Sensoren enthält, zu diagnostizieren und zu reparieren oder zu warten. Der Ablaufplan 900 umfasst die Blöcke 802-818 des Ablaufplans 800, der in 8 gezeigt ist. In Block 814 fährt das Verfahren mit Block 902 fort. In Block 902 werden mehrere Stromsensoren verwendet, um Lagerströme zu messen. Jeder Stromsensor misst den Strom durch ein zugehöriges Lager. Wenn der Strom durch einen festgelegten Prozentsatz der Lager oder durch eine festgelegte Anzahl der Lager einen Schwellenwert oder eine Stromgrenze überschreitet, fährt das Verfahren mit Block 904 fort. In Block 904 wird das Öl der Antriebseinheit oder des Motors gewechselt. Kehrt das Verfahren zu Block 902 zurück, fährt das Verfahren mit Block 906 fort, wenn der Strom durch mehr als 90 % der Lager den Schwellenwert oder die Stromgrenze überschreitet. In Block 906 werden die beschädigten Lager identifiziert und ersetzt.
10 zeigt eine Antriebsanordnung 1000, die den Motor 202 und das Getriebe 214 in einer veranschaulichenden Ausführungsform enthält. Der Motor 202 ist über die Rotorwelle 210 mit dem Getriebe 214 gekoppelt. Die Rotorwelle 210 ist über ein erstes Lagergehäuse 1002, das Lager B1 enthält, an einem Rahmen des Getriebes 214 befestigt. Ein erstes Zahnrad 1004 (G1) koppelt die Rotorwelle 210 mit einer Getriebewelle 1006. Die Getriebewelle 1006 wird in dem Getriebe 214 an einer ersten Kontaktstelle 1008 an einem Ende der Getriebewelle und an einer zweiten Kontaktstelle 1010 an einem gegenüberliegenden Ende der Getriebewelle gehalten. Ein zweites Lagergehäuse 1012, das Lager B2 enthält, ist an der ersten Kontaktstelle 1008 angeordnet, um Reibung zwischen der Getriebewelle 1006 und einem Rahmen des Getriebes 214 zu verringern. Auf ähnliche Weise ist ein drittes Lagergehäuse 1014, das Lager B3 enthält, an der zweiten Kontaktstelle 1010 angeordnet, um Reibung zwischen der Getriebewelle 1006 und dem Rahmen des Getriebes 214 zu verringern. Zwischen dem Motor 202 und dem Getriebe 214 ist an der Rotorwelle 210 ein erster Stromsensor CS1 1015 angeordnet. Zwischen dem Zahnrad G1 und der ersten Kontaktstelle 1008 ist an der Getriebewelle 1006 ein zweiter Stromsensor CS2 1016 angeordnet. Zwischen dem Zahnrad G1 und der zweiten Kontaktstelle 1010 ist an der Getriebewelle 1006 ein dritter Stromsensor CS3 1018 angeordnet.
Der erste Stromsensor CS1 1015 misst einen Strom I_CS1 durch die Rotorwelle 210. Der zweite Stromsensor CS2 1016 misst einen Strom I_CS2 durch die Getriebewelle 1006 zwischen dem Zahnrad G1 und der ersten Kontaktstelle 1008. Der dritte Stromsensor CS3 misst einen Strom I_CS3 durch die Getriebewelle 1006 zwischen dem Zahnrad G1 und der zweiten Kontaktstelle 1010. Diese gemessenen Ströme können verwendet werden, um Ströme an anderen Orten innerhalb des Getriebes 214, an denen keine Stromsensoren angeordnet sind, zu bestimmen. Beispielhafte Positionen umfassen die Lager B1, die Lager B2 und das Zahnrad G1, wie in den Gl. (2)-(5) gezeigt ist: $I_{B 1} = I_{C S 1} - (I_{C S 2} - I_{C S 3})$ $I_{G 1} = I_{C S 2} + I_{C S 3}$ $I_{B 2} = I_{C S 2}$ $I_{B 3} = I_{C S 3}$ wobei I_B1 der Strom durch die Lager B1 des Getriebes ist, I_B2 der Strom durch die Lager B2 ist, I_G1 der Strom durch das Getriebe G1 ist und I_B3 der Strom durch die Lager B3 ist.
11 zeigt eine Ansicht 1100 der Schaltungsanordnung des Wechselrichters 228 gemäß einer Ausführungsform. Der Wechselrichter 228 enthält eine positive Gleichstromleitung 1102 und eine negative Gleichstromleitung 1104, um Leistung für den Motor bereitzustellen. Eine Wechselrichterdrossel dient als ein Stromsensor CS1. Die positive Gleichstromleitung 1102 und die negative Gleichstromleitung 1104 verlaufen durch den Stromsensor CS1, um einen Sensorstrom zu induzieren und den Gleichtaktstrom zu hemmen. Der Stromsensor CS1 misst einen Wechselrichter-Gleichtaktstrom („Wechselrichterstrom“) durch die positive Gleichstromleitung 1102 und/oder die negative Gleichstromleitung 1104. Der Stromsensor CS1 ermöglicht eine direkte Messung eines Gleichtaktstroms (CMC) im Motor 202.
11 zeigt auch die Wechselstromausgangsleitungen 1110, 1112 und 1114 des Wechselrichters 228. Gemäß verschiedenen Ausführungsformen kann ein Wechselstromsensor 1116 um die Wechselstromausgangsleitungen 1110, 1112 und 1114 angeordnet sein, um den Wechselrichter-Gleichtaktstrom zu messen.
12 zeigt eine perspektivische Ansicht des Stromsensors CS1 gemäß einer Ausführungsform. Die positive Gleichstromleitung 1102 und die negative Gleichstromleitung 1104 verlaufen durch den Stromsensor CS1. Eine Wicklung 1202 ist um einen Magnetring gewickelt, um den Stromsensor CS1 zu bilden. Ein Widerstand 1204, der einen bekannten Widerstand R besitzt, verbindet zwei Enden der Wicklung 1202. Ein Voltmeter 1206 misst eine Spannung über dem Widerstand 1204, die aus einem Strom I_s resultiert, der in der Wicklung 1202 induziert wird. Der Strom I_s kann anschließend durch das Ohmsche Gesetz bestimmt werden: I_s = V/R. Der Strom durch die positive Gleichstromleitung 1102 und die negative Gleichstromleitung 1104 kann aus dem Strom I_s bestimmt werden. Es sei erwähnt, dass gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehr als zwei Stromleitungen durch den Stromsensor CS1 verlaufen können.
13 zeigt eine perspektivische Ansicht 1300 des Stromsensors CS1 gemäß einer weiteren Ausführungsform. Das Voltmeter 1206 ist mit zwei Enden der Wicklung 1202 verbunden. Die Spannung, die an dem Voltmeter 1206 gemessen wird, wird an einen Integrierer oder eine Integrierschaltung 1302, die die Spannung integriert, übertragen, um den Sensorstrom zu bestimmen, wie hier in Bezug auf Gl. (1) erläutert wird. Auf ähnliche Weise wie in 12 gezeigt ist zu verstehen, dass gemäß verschiedenen Ausführungsformen mehr als zwei Stromleitungen durch den Stromsensor CS1 verlaufen können.
Die Begriffe „ein“ und „eine“ bezeichnen keine Begrenzung einer Anzahl, sondern bezeichnen vielmehr das Vorliegen mindestens eines des referenzierten Elements. Der Begriff „oder“ bedeutet „und/oder“, sofern es durch einen Kontext nicht klar anders angegeben ist. Ein Bezug im Verlauf des Anmeldungstexts auf „einen Aspekt“ bedeutet, dass ein bestimmtes Element (z. B. ein Merkmal, eine Struktur, ein Schritt oder eine Eigenschaft), das in Verbindung mit dem Aspekt beschrieben wird, in mindestens einem Aspekt, der hier beschrieben ist, enthalten ist und in weiteren Aspekten vorhanden sein kann oder nicht. Zusätzlich ist zu verstehen, dass die beschriebenen Elemente in den verschiedenen Aspekten in einer beliebigen geeigneten Weise kombiniert werden können.
Wenn ein Element wie z. B. eine Schicht, eine dünne Schicht, ein Bereich oder ein Substrat als „an“ einem weiteren Element bezeichnet wird, kann es direkt an dem weiteren Element angeordnet sein oder können außerdem dazwischenliegende Elemente vorhanden sein. Dagegen sind dann, wenn ein Element als „direkt an“ einem weiteren Element bezeichnet wird, keine dazwischenliegenden Elemente vorhanden.
Sofern hier nicht das Gegenteil festgelegt ist, sind alle Prüfnormen die jüngste gültige Norm zu dem Anmeldetag dieser Anmeldung oder, wenn Priorität beansprucht wird, dem Anmeldetag der frühesten Prioritätsanmeldung, in der die Prüfnorm erscheint.
Sofern es nicht anders definiert ist, besitzen technische und wissenschaftliche Begriffe, die hier verwendet werden, dieselbe Bedeutung, die üblicherweise durch einen Fachmann auf dem Gebiet, dem diese Offenbarung angehört, verstanden wird.
Während die oben beschriebene Offenbarung unter Bezugnahme auf beispielhafte Ausführungsformen beschrieben wurde, werden Fachleute verstehen, dass verschiedene Änderungen vorgenommen werden können und Elemente durch ihre Entsprechungen ersetzt werden können, ohne von ihrem Umfang abzuweichen. Zusätzlich können viele Abwandlungen vorgenommen werden, um eine bestimmte Situation oder ein Material an die Unterweisungen der Offenbarung anzupassen, ohne von ihrem wesentlichen Umfang abzuweichen. Deshalb ist beabsichtigt, dass die vorliegende Offenbarung nicht auf die bestimmten offenbarten Ausführungsformen beschränkt ist, sondern alle Ausführungsformen enthält, die in ihren Umfang fallen.

Claims

Verfahren zum Betreiben eines Fahrzeugs, das umfasst: Betreiben eines Motors des Fahrzeugs mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment, um einen Lagerstrom zu erzeugen, der durch ein Lager des Motors und entlang einer Rotorwelle zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs fließt; Messen eines Sensorstroms, der in Reaktion auf den Fluss des Lagerstroms durch eine Wicklung an einer Drossel in der Drossel induziert wird; Bestimmen des Lagerstroms aus dem Sensorstrom; und Übertragen eines Signals, um einen Bediener zu benachrichtigen, wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen des Sensorstroms ferner das Messen einer Spannung über einem Widerstand, der die Enden der Wicklung verbindet, und das Bestimmen des Sensorstroms aus der Spannung und einem Widerstandswert des Widerstands umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei das Messen des Sensorstroms ferner das Messen einer Spannung über den Enden der Wicklung und das Integrieren der Spannung über eine Zeitdauer, um den Sensorstrom zu bestimmen, umfasst.
Verfahren nach Anspruch 1, wobei die Drossel an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet ist.
Verfahren nach Anspruch 1, das ferner das Messen eines Wechselrichter-Gleichtaktstroms durch einen Wechselrichter und das Bestimmen eines Gleichtaktstroms durch den Motor auf der Grundlage des Wechselrichter-Gleichtaktstroms umfasst, wobei der Wechselrichter-Gleichtaktstrom über (i) eine Wechselrichter-Drossel, durch die eine positive Gleichstromleitung des Wechselrichters und eine negative Gleichstromleitung des Wechselrichters verlaufen; oder (ii) eine Wechselrichter-Drossel, durch die zumindest eine Leitung des Wechselstromausgangs des Wechselrichters verläuft, gemessen wird.
System zum Betreiben eines Fahrzeugs, das umfasst: einen Motor des Fahrzeugs, wobei der Motor eine Rotorwelle und ein Lager zwischen der Rotorwelle und dem Motor enthält, wobei ein Lagerstrom durch das Lager und entlang der Rotorwelle zwischen dem Motor und einem Getriebe des Fahrzeugs fließt und wobei der Motor mit einer ausgewählten Motordrehzahl und einem ausgewählten Motordrehmoment betrieben wird; eine Drossel, die eine Wicklung enthält, wobei der Lagerstrom durch die Drossel geleitet wird, um einen Sensorstrom in der Wicklung zu induzieren; und einen Prozessor, der konfiguriert ist, den Lagerstrom aus dem Sensorstrom zu bestimmen und dann, wenn der Lagerstrom oberhalb eines ausgewählten Schadenschwellenwerts liegt, ein Signal zu übertragen, um einen Bediener zu benachrichtigen.
System nach Anspruch 6, das ferner einen Widerstand, der die Enden der Wicklung verbindet, und ein Voltmeter umfasst, um eine Spannung zu messen, die durch den Sensorstrom in dem Widerstand induziert wird, wobei der Prozessor den Sensorstrom aus der Spannung und einem Widerstandswert des Widerstands bestimmt.
System nach Anspruch 6, das über den Enden der Wicklung ferner ein Voltmeter zum Messen einer Spannung und eine Integrationsschaltung umfasst, die konfiguriert ist, die Spannung über eine Zeitdauer zu integrieren, um den Sensorstrom zu bestimmen.
System nach Anspruch 6, wobei die Drossel an der Rotorwelle zwischen dem Motor und dem Getriebe angeordnet ist.
System nach Anspruch 6, das ferner Folgendes umfasst: (i) eine Wechselrichterdrossel, durch die eine positive Gleichstromleitung eines Wechselrichters und eine negative Gleichstromleitung des Wechselrichters verlaufen; oder (ii) eine Wechselrichterdrossel, durch die zumindest eine Leitung des Wechselstromausgangs des Wechselrichters verläuft, wobei der Prozessor konfiguriert ist, einen Wechselrichter-Gleichtaktstrom durch die Wechselrichterdrossel zu messen und einen Gleichtaktstrom durch den Motor auf der Grundlage des Wechselrichter-Gleichtaktstroms zu bestimmen.