电气设备的制作方法

专利名称：电气设备的制作方法
技术领域：
本发明涉及一种像电动汽车或家用电器那样将各种执行元件
(actuator)作为驱动源而工作的电气设备。
背景技术：
以往，在混合动力电动汽车中，提出了从电池呈充满电状态时开始的累计行车距离到达规定值时，通过使发电机不工作来抑制发电机的使用(汽油等燃料的使用)，谋求地球环境的清洁的技术(例如，日本国专利公报第3018958号)。
另外，在燃料电池系统中，提出了与商用电力系统地联合并由输出变动次数计算寿命，当寿命将近时为了延长寿命而降低输出的技术(例如，日本国公开专利公报2007-042436号)
但是，电子部件作为电气设备的结构是重要的要素，而结构上或成本上极难做到对所有部件逐次判断经年变化或劣化。另外，从安全方面来看，在电气设备的工作中应避免由于电子部件的破损、劣化而导致马达等执行元件停止或失控的情况。
因此，在电子部件劣化而导致安全性或工作效率等性能下降之前，需要向用户通知电气设备超过了使用耐久时间，促使其进行维护(maintenance ) o
但是，在现有的电气设备中，还没有公开在电子部件劣化而导致安全性或工作效率等性能下降之前促使用户进行维护的产品。即使在累计使用时间到达规定值时向用户发出了警告，也有被用户无视该警告的情况。因此，若不在适当的时期实施维护，则存在其结果带来安全性或工作效果等性能下降的问题。

发明内容
因此，本发明的目的在于提供一种在随着工作时间的增大而导致安全性或工作效率等性能下降时能够向用户强制性地促使进行维护的电气设备。
本发明的电气设备具备通过执行元件进行驱动的驱动部和控制所述
执行元件的动作的控制电路，特征在于，所述控制电路具有检测单元，其检测与构成电气设备的一个或多个部件的劣化对应变化的驱动状况值；
和输出限制单元，其根据由该检测单元所检测的驱动状况值，限制执行元件的输出。
具体而言，所述控制电路的输出限制单元使所述驱动状况值到达规定的耐久值之后的执行元件输出的限制值从最大限制值降低到最小限制值。
另外，具体而言，所述驱动状况值是驱动时间、环境温度或部件温度的累计值、流过执行元件的电流变动或电压变动的累计值、扭矩变动的累计值、驱动速度变动的累计值，或者是根据这些值变化的值。
特别是，当电气设备为电动车辆时，所述驱动状况值是行车距离、行车时间、速度变化的累计值、马达扭矩变动的累计值，或者是根据这些值变化的值。
另外，所述执行元件输出规定流过执行元件的电流或电压、扭矩、执行元件的工作速度或者能转移的工作模式。
特别是，当电气设备为电动车辆时，所述执行元件的输出是马达扭矩、马达旋转数、马达电流、从电池提供给马达的电流、从电池提供给马达的电压或者从电池提供给马达的功率。
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根据上述本发明的电气设备，由于驱动状况值(例如，行车距离的累计值)到达规定的耐久值时，执行元件输出(例如，马达扭矩)的限制值从通常工作时的最大限制值降低到耐久性恶化时的最小限制值，因此得不到根据用户指令的执行元件的输出，其结果，用户为了得到通常的性能而不得不实施部件的修理或更换等维护。
这里，根据对应于驱动状况值的变化将执行元件输出的限制值从最大限制值逐渐降低到最小限制值的结构，当驱动状况值(例如，行车距离的累计值)到达规定的耐久值时，由于执行元件输出(例如，马达输出)不会急剧降低，因此很安全。
在具体的结构中，所述执行元件输出按照构成电气设备的特定部件的温度不会超过规定的限制值的方式进行限制。这里，该部件温度的限制值在所述驱动状况值到达耐久值之后从最高限制值降低到最低限制值。
根据该具体的结构，通过执行元件输出的限制，构成电气设备的特定部件的温度被抑制且不会超过规定的限制值。由此，延长该部件的寿命。
在其它的具体结构中，具备重置单元，其根据维护的实施，将所述执行元件输出的限制值重置为通常工作时的最大限制值。
由此，由于在实施维护后，执行元件输出的限制值恢复成通常工作时的最大限制值，因此能够以通常的行车性能继续行车。
更具体而言，所述驱动状况值的耐久值分别针对构成电气设备的多个部件而设定，每次实施其中的特定部件的维护时，更新该部件的耐久值。
根据该具体结构，每一部件都促使用户进行维护，由此能够在适当的时期实施维护。
而且，根据其它的具体的结构，所述控制电路在所述驱动状况值到达规定的耐久值之后，在每次执行元件停止时或每次向电气设备接入电源时，将那时的执行元件输出的限制值反映在实际的执行元件输出的限制中。
根据该具体的结构，由于不存在在所述驱动状况值到达规定的耐久值之后的工作途中执行元件输出的限制值变化且执行元件输出降低的情况，因此很安全。
另外，基于所述控制电路的执行元件输出的限制能够将对应于用户指令的执行元件输出的响应的执行元件输出的最大值、执行元件输出的变化率或者执行元件输出的响应性作为对象来实施。(发明效果)
根据本发明的电气设备，在随着使用而安全性或工作效率等性能降低时，能够向用户强制性地促使进行维护。


图1是表示本发明的电气设备的第1基本结构的模块图。图2是表示本发明的电气设备的第2基本结构的模块图。图3是表示在电动车辆中实施了本发明时的结构的模块图。图4是表示对应于行车距离的输出扭矩的限制状态的图。图5是表示进行对应于行车距离的输出扭矩的限制时的控制程序的流程图。
图6是表示对应于行车距离的部件温度的限制状态的图。图7是表示进行对应于行车距离的部件温度的限制时的控制程序的流程图。
图8是说明将运转履历作为驱动状况值的一个实施例的图表。图9是说明将运转履历作为驱动状况值的其它的一个实施例的图表。图IO是表示用于计量电解电容器的劣化状态的电路结构的图。图11是表示用于计量电解电容器的劣化状态的程序的流程图。图12是表示由多个系统构成的电气设备的模块图。图13是表示根据电池的SOH进行输出限制的实施例的控制电路的结 构的模块图。
图14是表示由多个系统构成的电气设备的输出限制代表值的选择程 序的流程图。
图15是表示在马达停止时与电源再接入时反映扭矩限制的例的图。 图16是表示仅在电源接入时反映扭矩限制的例的图。 图17是表示在马达停止时与电源再接入时反映扭矩服制情况下的控 制程序的流程图。
图18是表示仅在电源接入时反映扭矩限制的情况下的控制程序的流 程图。
图19是表示通过实施维护重置耐久行车距离的例的图。 图20是表示改变马达扭矩的限制值的两个例的图。 图21是说明将多个部件作为对象的耐久行车距离的更新方法的图。 图22是对应于节气门开度的马达扭矩的响应例的图。 图23是表示通过限制用户能够选择的运转马达来进行输出限制的例 的模块图。
图24是表示运转马达选择的程序的一例的流程图。
图25是表示各运转马达与限制耐久时间的关系的图表。
图26是表示运转马达选择的程序的其它例的流程图。
图27是表示各运转马达与限制耐久时间的其它关系的图表。
图28是表示降低向系统附加的负荷的两个方法的曲线图。
图29是表示基于运转马达与最大输出扭矩的输出限制的程序的流程图。
图中
(1) 一行车距离计量部；(2) —节气门传感器输入部；(3) —耐 久行车距离保持部；(4) 一输出扭矩限制值生成部；(5) —输出扭矩生 成部；(6)—马达输出控制部；(7) _马达；(8) —控制电路；(9)— 电池。
具体实施例方式
以下，参照附图具体地说明本发明的实施方式。 [第1基本结构]
图l表示在以空调等家用电器为代表的电气设备中实施了本发明时的 控制电路(81)的基本结构，由该控制电路(81)控制马达等执行元件的 输出。
该控制电路(81)包括计量反映构成电气设备的部件的寿命的部件 寿命值(例如，部件温度的累计值或开/关次数等)的部件寿命计量部(11)、 保持成为因特定的部件的劣化而导致产生耐久性的下降的部件界限状态
(例如关于开/关次数的耐久值)的部件界限状态保持部(31)、根据所述
部件寿命值与部件界限状态生成执行元件输出的限制值的输出限制值生
成部(41)、根据输出限制值控制执行元件输出的执行元件输出控制部 (61)。
图2表示在以混合动力汽车等电动车辆为代表的各种电气设备中实施 了本发明时的控制电路(82)的基本结构，由该控制电路(82)控制马达 等执行元件的输出。
该控制电路(82)包括计量执行元件工作的时间的累计值的输出累 计时间计量部(12)、保持成为因特定的部件的劣化而导致产生耐久性的 下降的限制耐久时间的限制耐久时间保持部(32)、根据所述时间累计值 与限制耐久时间生成执行元件输出的限制值的输出限制值生成部(42)、 根据输出限制值控制执行元件输出的执行元件输出控制部(62)。
图3表示在电动车辆中实施了本发明时的结构。该电动车辆以电池为 电源且通过马达(7)的旋转来行驶，马达(7)被控制电路(8)控制。
控制电路(8)包括计量车辆的累计行车距离的行车距离计量部(1 )、
9检测节气门(throttle)开度的节气门传感器输入部(2)、保持成为因特 定的部件的劣化而导致产生耐久性的下降的行车距离(耐久行车距离)的 耐久行车距离保持部(3)、根据行车距离与耐久行车距离生成输出扭矩 的限制值的输出扭矩限制值生成部(4)、根据节气门开度与输出扭矩限 制值生成输出扭矩的输出扭矩生成部(5)、根据所生成的输出扭矩控制 马达输出的马达输出控制部(6)。
图4表示对应于行车距离的输出扭矩限制值的变化， 一直到行车距离 到达耐久行车距离Dl为止维持一定的通常的扭矩限制值tmax，之后在 行车距离增大到界限行车距离D2的过程中，从通常的扭矩限制值Tmax 渐渐减到收敛扭矩限制值t 0，从行车距离超过界限行车距离D2开始维持 收敛扭矩限制值rO。
由图中的式1能够算出实际行车距离d为耐久行车距离Dl以上、界 限行车距离D2以下时的输出扭矩限制值t 。
图5表示控制电路(8)执行的马达输出控制的程序。首先，在步骤 Sl中，从计量上一次维护实施开始的行车距离，在步骤S2中，判断行车 距离是否比耐久行车距离大。在这里判断为否时转移到步骤S6，将输出扭 矩限制值设定为通常的扭矩限制值t max。
在步骤S2中判断为是时，在步骤S3中，判断行车距离是否比界限行 车距离大。在这里判断为否时转移到步骤S5，将输出扭矩限制值更新为由 所述式l计算出的值。另外，在步骤S3中判断为是时转移到步骤S4，将 输出扭矩限制值设定为收敛扭矩限制值t 0。
之后，在步骤S7中，根据节气门传感器输入值计算出假定目标扭矩， 并在步骤S8中判断假定目标扭矩是否比输出扭矩限制值大。在这里判断 为是时，在步骤S9中将输出扭矩限制值设定为目标扭矩，判断为否时， 在步骤S10中将假定目标扭矩设定为目标扭矩。之后，在步骤S11中，基 于所述目标扭矩实施马达输出控制，并返回步骤S1。
根据上述控制程序，如图4所示，由于一直到行车距离到达耐久行车 距离D1为止设定为通常的扭矩限制值Tmax，因此获得对应于节气门开 度的通常的输出扭矩并发挥通常的行车性能。
之后，行车距离超过耐久行车距离Dl时， 一直到界限行车距离D2 为止，设定为根据行车距离渐渐减少的扭矩限制值，能够逐渐限制输出扭 矩。而且，行车距离超过界限行车距离D2之后，设定有一定的收敛扭矩 限制值rO。其结果，由于不能获得对应于节气门开度的输出扭矩，且会 降低行车性能，因此用户能够意识该状态。
所以，用户为了获得通常的行车性能，不得不实施部件的修理或更换 等维护。
另外，如上所述，即使行车距离超过耐久行车距离Dl，由于扭矩限 制值会从通常的扭矩限制值Tmax渐渐减小到收敛扭矩限制值rO，因此 不会急剧降低马达的输出扭矩，很安全。
图6和图7表示用于按照构成电动车辆的特定部件的温度不会超过规 定的限制值的方式限制马达输出的构成例。这里，如图6所示，部件温度 的限制值在行车距离到达耐久行车距离D1为止，维持一定的通常的最高 温度T2，之后，在行车距离到达界限行车距离D2的过程中，从通常的最 高温度T2渐渐减小到收敛最高温度Tl，从行车距离超过界限行车距离 D2开始维持收敛最高温度Tl。
由图中的式2能够计算出实际行车距离d为耐久行车距离Dl以上、 界限行车距离D2以下时的部件温度限制值Tn。
图7表示控制电路(8)执行的马达输出控制的程序。首先，在步骤 S21中，计量从上一次的维护实施开始的行车距离，在步骤S22中，判断 行车距离是否比耐久行车距离大。在这里判断为否时转移到步骤S27。
在步骤S22中判断为是时，在步骤S23中由所述式2计算出温度限制
ii值。之后，在步骤S24中，判断部件的实际温度t是否超过了温度限制值 Tn，在这里判断为是时转移到步骤S25，将输出扭矩限制值减少规定值ou 另外，在步骤S24中判断为否时转移到步骤S26，将输出扭矩限制值增加 规定值a。
之后，在步骤S27中，根据节气门传感器输入值计算出假定目标扭矩， 在步骤S28中判断假定目标扭矩是否比输出扭矩限制值大。在这里判断为 是时，在步骤S29中将输出扭矩限制值设定为目标扭矩，判断为否时，在 步骤S30中将假定目标扭矩设定为目标扭矩。之后，在步骤S31中，基于 所述目标扭矩实施马达输出控制，并返回步骤S21。
根据上述控制程序，如图6所示，由于行车距离到达耐久行车距离 Dl为止，作为部件温度的限制值而设定有通常的最高温度T2，因此能获 得对应于节气门开度的通常的输出扭矩并发挥通常的行车性能。
之后，行车距离超过耐久行车距离Dl时，到达界限行车距离D2为 止设置有根据行车距离渐渐减少的部件温度限制值Tn，能够逐渐限制输 出扭矩。而且，行车距离超过界限行车距离D2之后，设定有一定的收敛 最高温度Tl。其结果，由于不能获得对应于节气门开度的输出扭矩，且 会降低行车性能，因此用户能够意识该状态。
所以，用户为了获得通常的行车性能，不得不实施部件的修理或更换 等维护。 '
另外，限制部件温度时，基于部件的温度与寿命的关系，例如在电解 电容器中基于阿雷尼乌斯(Arrhenius)法则，能够决定部件温度限制值。 另夕卜，在马达中，由于使用在轴承(bearing)的润滑油的劣化被温度左右， 因此能够从这个观点决定温度限制值。
在由半导体构成的部件中，由于随着温度上升 进行迁移(migration) 而存在断线的隐患，因此能够从这个观点决定温度限制值。而且，在开关 中，由于通过温度降低而产生工作不良并且在高温环境中通过绝缘物的劣 化而导致寿命明显变短，因此能够从这个观点决定温度限制值。
图8表示将运转履历作为驱动状况值的一个实施例。对电路基板的寿 命有影响的要素之一是基板温度。所以，在设备的驱动中测量每一单位时 间(例如一分钟)的基板平均温度，根据影响程度分等级后在每一温度带 中累计使用时间。
之后，如下述数学式3所示，计算出在各温度带(等级r)的累计时 间上乘以加权系数Wi之后的累计值(寿命累计值L)，将该寿命累计值L 作为驱动状况值，在该寿命累计值L到达规定的耐久值之后的执行元件输 出上加限制。
数学式3
L二S (WjTi) i=l， 2， 3， 4， 5
另外，作为驱动状况值，也可以代替基板的平均温度而采用马达的平 均旋转速度、总旋转速度、扭矩、电流、电压、功率等。
另外，作为将运转履历作为驱动状况值的其它的例子，每单位时间 (分)的电路负载的累计值超过规定的界限值时，能够采用在执行元件输 出上加上限制的方法。作为影响电路基板的寿命的要素，除基板温度之外
可以列举马达的旋转数、输出扭矩D
所以，如图9所示，相对于这些要素能取的值进行与负载的大小对应 的等级附加。而且，在每一等级上设定各要素的值，并将乘上各要素的值 之后的结果作为单位时间的电路负载的大小Lj，将该电路负载的大小Li 的累计值L (数学式4)作为驱动状况值，在该累计值L到达规定的耐久 值后的执行元件输出上加上限制。
在图9所示的例中，将"基板的平均温度"的等级5的值设定为13， 将"马达的平均旋转速度"的等级5的值设定为7。
数学式4
L=ZLi i二l， 2， 3，……使用时间(n分)
另外，电路负载的大小Li并不限于乘上各要素的值之后的值，也能够釆用加上各要素的值之后的值。
另外，作为驱动状况值，对上述要素能进一步加上电流、电压、功率等。
图IO和图ll表示针对测量作为构成电气设备的一个部件的电解电容
器的劣化状态(寿命值)的方法的实施例。作为测量电解电容器的劣化状
态的方法公知有测量电压变动(波动(ripple))的方法、测量电解电容器 的等效串联电阻(ESR)的方法、测量电解电容器的电容的方法，而在本 实施例中将测量电解电容器的电容。
在图10中，电源(91)的功率经过平滑用电解电容器(73)去除波 动的基础上提供给马达控制用变换器(72)，通过该马达控制用变换器(72) 驱动马达(71)。在马达控制电路(83)上连接非易失性存储器(77)。
马达控制电路(83)进行马达控制用变换器(72)的控制，并且进行 用户操作的按键开关(75)的接通/关断的检测、马达用电源开关(74)以 及控制电路用电源开关(76)的控制。而且，马达控制电路(83)能够测 量平滑电容器(73)的两端电压。
图11表示计量电解电容器的劣化状态的程序。在通过功率的供给而 电解电容器被充电之后，能够通过计量切断功率的供给时的电解电容器的 两端电压来确认电解电容器的电容。
所以，首先，在步骤S81中，产生按键开关呈关断状态的主电源的关 断请求，对应于此，在步骤S82中，停止马达控制用变换器，在步骤S83 中，关断马达用电源开关。由此，电解电容器在存有电荷的状态下变成无 功率供给的状态。
该状态下，在步骤S84中测量平滑用电解电容器的两端电压Vc，在 步骤S85中计算出两端电压Vc的与过去数次之间的平均值，将该计算结 果作为寿命值保存在非易失性存储器中。
最后，在步骤S86中，关断控制电路用电源开关，关断系统的电源。以上，使用电解电容器说明了实施例，但是只要是能够确认劣化状态 的部件，就能够计量该其它部件的劣化状态并基于该计量结果进行输出限
制。例如，计量EEPROM的劣化状态时，向EEPROM的写入次数超过规 定的耐久值(例如，100万次)时进行输出限制。另外，在电位计(可变 电阻器)的情况下，滑动部分的滑动次数超过规定的耐久值时进行输出限 制。另外，在继电器或开关的情况下，能够使用累计接通/关断次数来实施 输出限制。
另外，应计量劣化状态的部件不仅限于设备的必须构成要素，也可以 是能够监视劣化状态的监视用部件。
图12表示马达控制系统(101)、电池控制系统(102)、安全功能控 制系统(103)、车身控制系统(104)、多媒体控制系统(105)等多个系 统通过车内LAN互相连接的电动车辆的结构，这些多个系统分别独立， 并且各系统通过车内LAN与其它的系统进行通信并进行联合。
这里，马达控制系统(101)以外的系统不能向用户有效地进行基于 输出限制的维护时期的通知时，例如，电池控制系统(102)寿命将近时， 电池控制系统(102)通过向马达控制系统(101)发送关于寿命的通知数 据，马达控制系统(101)代替电池控制系统(102)进行输出限制，促使 用户进行维护。
图13表示关于来自其它系统的关于寿命的通知数据表示电池寿命的 SOH (State of Health)时的控制电路(83)的结构。在该控制电路(83) 中，输出限制值生成部(43)比较由电池SOH计量部(13)计量的SOH 与保持在SOH界限状态保持部(33)中的SOH界限值(耐久值)，当SOH 的计量值超过了 SOH界限值时，生成输出限制值并提供给执行元件输出 控制部(63)。由此，向执行元件的输出附加限制。
SOH值在SOH限制值与SOH界限值之间时，随着SOH的上升将输 出从最大值逐渐降低，且SOH值到达SOH界限值以后将输出设定为最小 值。
另外，图14表示在由N个系统构成的电气设备中向两个以上的系统 同时附加输出限制时的控制程序。首先，在步骤S91中，将系统序号重置 为0，并且将输出扭矩限制假定值重置为0。
之后，在步骤S93中，计算系统序号n的输出限制值，在步骤S94中， 判断系统序号n的输出限制值是否比输出限制假定值大。在这里，判断为 是的时候，在步骤S95中将系统序号n的输出限制值设定为输出限制假定 值之后，转移到步骤S96。在步骤S94中判断为否的时候转移到步骤S96。
在步骤S96中判断系统序号n是否比N小，在这里判断为是的时候， 在步骤S97中增加系统序号n之后，返回步骤S93，反复进行系统序号n 的输出限制值的计算。之后，在步骤S96中判断为否的时候，转移到步骤 S98，将输出限制值作为输出限制代表值来采用并结束程序。
其结果，作为系统整体的输出限制代表值选择最大的输出限制值。
图15的例子在马达停止时与电源再接入时将马达输出的限制值反映 在实际的马达输出的限制中，将马达停止时或电源再接入时的马达扭矩限 制值使用在之后的行车的扭矩限制中。
图17表示在此时控制电路(18)执行的马达输出控制的程序。首先， 在步骤S41中，判断马达是否已停止，是的时候在步骤S42中计量行车距 离，在步骤S43中判断行车距离是否比耐久行车距离大。在这里判断为否 时转移到步骤S47，将输出扭矩限制值设定为通常的扭矩限制值t max。
在步骤S41中判断为否时，转移到步骤S48。在步骤S43中判断为是时，在步骤S44中判断行车距离是否比界限行 车距离大。在这里，判断为否时转移到步骤S46，将输出扭矩限制值更新 为由所述式1计算出的值。另外，在步骤S44中判断为是时转移到步骤 S45，将输出扭矩限制值设定为收敛扭矩限制值t 0。
之后，在步骤S48中，从节气门传感器输入值计算出假定目标扭矩， 在步骤S49中判断假定目标扭矩是否比输出扭矩限制值大。在这里判断为 是时，在步骤S50中将输出扭矩限制值设定为目标扭矩，判断为否时，在 步骤S51中将假定目标扭矩设定为目标扭矩。之后，在步骤S52中，基于 所述目标扭矩实施马达输出控制并返回步骤S41 。
另外，在图16的例子仅在电源再接入时将马达输出的限制值反映在 实际的马达输出的限制中，在马达停止时，相对于无视马达扭矩的限制值 的变化，将电源再接入时的马达扭矩限制值使用在之后的行车的扭矩限制 中。
图18表示在电源再接入后紧接着进行一次输出扭矩的限制时的控制 程序。首先，在步骤S61中接入电源时，在步骤S62计量行车距离，在步 骤S63中判断行车距离是否比耐久行车距离大。在这里，判断为否时转移 到步骤S67，将输出扭矩限制值设定为通常的扭矩限制值t max。
在步骤S63中判断为是时，在步骤S64中判断行车距离是否比界限行 车距离大。在这里，判断为否时转移到步骤S66，将输出扭矩限制值更新 为由所述式1计算出的值。另外，在步骤S64中判断为是时转移到步骤 S65，将输出扭矩限制值设定为收敛限制值tO。
之后，在步骤S68中，从节气门传感器输入值计算出假定目标扭矩， 在步骤S69中判断假定目标扭矩是否比输出扭矩限制值大。在这里，判断 为是时在步骤S70中将输出扭矩限制值设定为目标扭矩，判断为否时，在 步骤S71中将假定目标扭矩设定为目标扭矩。之后，在步骤S72中，基于所述目标扭矩实施马达输出控制并返回步骤S68。
如上所述，根据将在实际的马达输出的限制中反映马达输出的限制值 的时刻作为马达停止时、电源接入时(电源再接入时)或两时刻的结构， 由于在行车途中改变马达输出的限制值，并降低马达输出，因此很安全。
图19表示由于行车距离超过了耐久行车距离而实施了耐久性降低的 部件的修理或更换等维护时将马达输出的限制值重置为通常行车时的马 达最大值的结构例。
根据该结构例，通过实施维护， 一直到下一次行车距离到达耐久行车 距离为止能再次发挥通常的行车性能。
另外，图20用虚线表示了在行车距离到达了耐久行车距离的时刻使 马达扭矩的限制值迅速降到最小值的例子。即使是这样的情况下，用户通 过意识基于马达扭矩的限制的行车性能的降低，能够实施维护。
但是，本发明的电动车辆由多个机械的或电气的部件构成，如图21 所示，例如，A、 B、 C三个部件特别引起因耐久性劣化的安全性降低时， 分别针对这些部件设定耐久行车距离。而且，每次到达任一个部件的耐久 行车距离时通过实施维护更新耐久行车距离。在图示的例中，首先，部件 B的耐久行车距离到来，通过该部件B的维护更新部件B的耐久行车距离， 但是，在该更新的耐久行车距离到来以前，部件A的耐久行车距离到来， 通过部件A的维护更新部件A的耐久行车距离。而且，之后，再次更新 了部件B的耐久行车距离后，部件C的耐久行车距离到来，通过部件C 的维护更新部件C的耐久行车距离。
这样，通过在每次实施各部件的维护时更新该部件的耐久值，促使用 户对每一部件的维护，由此在适当的时期能够实施每一部件的维护。
,3]
另外，作为关于随着行车而变化的耐久性的行车状况值，不仅限于上 述的行车距离，也能采用行车时间、速度变化的累计值、马达扭矩变动的累计值、环境温度(周围温度)或部件温度的累计值或根据这些值而变化 的各种值。
作为行车状况值采用了行车距离时，作为耐久行车距离的决定方法， 能够采用根据构成电动车辆的多个部件中寿命最短的部件决定的方法、针 对搭载在一块基板上的多个部件以其中的寿命最短的部件为代表在每一 基板上决定耐久行车距离的方法等。另外，作为行车状况值采用行车时间 时，能够对应法律等中义务性的定期检查或车检时期而决定耐久行车时 间。而且，也能够组合耐久行车距离与耐久行车时间而使用。
根据上述本发明的电动车辆，关于行车距离等的耐久性的行车状况值 到达规定的耐久值时，由于其后的马达输出被限制且行车性能会降低，因 此能够强制性地促使用户进行维护。此时，由于马达输出维持行车必要的 最低限度的输出值，因此不会阻碍行车。
另外，本发明的各部分结构不仅限于上述实施方式，在权利请求的范 围所记载的技术范围内能够进行各种变形。例如，能够采用将耐久行车距 离根据电动车辆的使用状况而改变的结构。
另外，作为马达输出的限制方法，不仅限于如上述的限制马达扭矩的 方法，能够采用限制马达旋转数、马达电流、从电池提供给马达的电流、 从电池提供给马达的电压或者从电池提供给马达的功率的方法。
而且，并用本发明的马达输出的限制与基于向操作面板的警告显示或 警告蜂鸣器的鸣动等的报告也有效。
作为设定应限制马达输出的行车距离或使用年限等耐久值的部件，也可以是轮胎或机器润滑油(engine oil)等用户更换部件。另外，耐久值的 设定也能采用用户自身能设定为对应于部件的耐久值的结构。具体而言， 例如，能够通过采用具备由显示器、输入文字以及数字的输入键、基于输 入的文字以及数字进行信息处理的信息处理部构成的耐久行车距离设定 单元的结构来实现。
在耐久值设定单元中设定耐久值时，通过由输入键输入部件名与耐久 值，在信息处理部中处理输入的文字或数字，并在耐久行车距离保持部中 关联地设定部件名与耐久值。另外，设定时，在显示部显示输入内容。
而且，作为行车距离等的行车状况值到达了关于各部件的耐久值的时 刻的动作，设定每一部件的报警音或报警显示的结构也有效。
更进一步，本发明不仅限于电动车辆，也能应用于各种电气设备，例 如剃须刀、电风扇、吸尘器、洗衣机、空调、柴油机燃料喷射喷嘴的喷射
用执行元件(压电喷射器(匕。工yv乂^工夕夕一))等。
例如为剃须刀时，执行元件是线性马达(linearmotor)或压电元件， 驱动状况值是使用次数、累计使用时间、负荷状况(胡须的疏密)、累计 往返次数或者这些的组合等，输出限制对象是移动速度一定时的往返切换 时刻。
电风扇的时候，执行元件是马达，驱动状况值是使用次数、累计使用 时间、运转模式或者这些的组合等，输出限制对象是输出扭矩、输出电压、 输出电流、能选择的模式等。吸尘器的时候，执行元件是马达，驱动状况 值是使用次数、累计使用时间、电流、输出、运转模式或者这些的组合等， 输出限制对象是输出扭矩、输出电压、输出电流、能选择的模式等。
洗衣机的时候，执行元件是马达，驱动状况值是使用次数、累计使用 时间、电流、输出、运转模式或者这些的组合等，输出限制对象是能选择 的模式等。空调的时候，执行元件是马达，驱动状况值是使用次数、累计 使用时间、电流、运转模式或者这些的组合等，输出限制对象是能选择的 模式等。另外，压电喷射器的时候，执行元件是压电元件，驱动状况值是 使用次数、累计使用时间或者这些的组合等，输出限制对象是输出扭矩、输出电流等。
作为通过限制用户能选择的运转模式进行输出限制的例子，列举电风 扇。在这里，设驱动状况值是累计驱动时间。
如图23所示，用户通过操作IF (21)作为电风扇的运转模式能够选 择"强"、"中"、"弱"、"微风"四个等级，电风扇使用从操作IF (21)送 达的运转模式、从累计驱动时间计量部(14)获得的累计驱动时间、从限 制耐久时间保持部(34)获得的限制耐久时间，通过运转模式选择部(44) 选择实际的电风扇的运转模式。在这里，存在多个从限制耐久时间保持部 (34)获得的限制耐久时间。根据这样选择的运转模式，在输出扭矩生成 部(45)中生成输出扭矩并提供给马达输出控制部(64)。
图25表示各运转模式与限制耐久时间以及各运转模式附加给系统的 负荷的大小的关系。
图24表示运转模式选择的流程图。用户操作了运转模式时(步骤 S101),将用户选择的模式作为假定运转模式来获得(步骤S102)。之后， 进行假定运转模式的限制耐久时间与累计驱动时间的比较(步骤S103)， 该假定运转模式的限制耐久时间比累计驱动时间长时，将假定运转模式作 为实际的运转模式，利用对应的输出扭矩控制马达(步骤S105、 S106)。 若假定运转模式的限制耐久时间比累计驱动时间短时，将假定运转模式的 等级降低一级(步骤S104)。然后，再次进行假定运转模式的限制耐久时 间与累计驱动时间的比较。这样，直到假定运转模式的限制耐久时间变得 比累计驱动时间大为止降低假定运转模式的等级之后，将假定运转模式作 为实际的运转模式，利用对应的输出扭矩控制马达。
具体而言，电风扇的累计驱动时间比2万小时短时，用户能够选择(作 为电风扇能够进行驱动)"强"、"中"、"弱"、"微风"四个等级的运转模 式的全部。但是，累计驱动时间超过2万小时时，用户不能以"强"来驱 动电风扇。这里，所谓不能以"强"来驱动表示用户即使选择了 "强"， 也会通过运转模式选择部(44)强制性地转移到其它模式。而且，超过3万小时时，用户不能以"强"或"中"来驱动电风扇，只能选择"弱"、"微风"两个等级的运转模式。而且，超过4万小时时，用户不能以"强"、"中"、"弱"来驱动电风扇，只能以"微风"来驱动电风扇。
在上述的例中，在用户能够驱动电风扇的运转模式中加上了限制，但是也能在电风扇侧更加细微地加上输出限制。在图27所示的例中，作为运转模式，使用了 "强"、"准强"、"中"、"准中"、"弱"、"准弱"、"微风"、"准微风"。图26表示运转模式选择的流程图。图24与图26的区别在于在使假定运转模式降低一级的处理中增加了能降低的运转模式的等级(步骤S104')。
图27表示增加了运转模式的等级时的各运转模式与限制耐久时间的关系。各运转模式按照从"强"到"准微风"的记载顺序负荷变小。在运转模式之中"强"、"中"、"弱"、"微风"四个等级是用户能选择的模式，相对于此，"准强"、"准中"、"准弱"、"准微风"四个等级不能被用户选择，是在电风扇侧考虑累计驱动时间而选择的运转模式。
例如，电风扇的累计驱动时间比2万小时短时，用户能够选择"强"、"中"、"弱"、"微风"四个等级的运转模式的全部，选择了 "强"时运转模式也是"强"。相对于此，累计驱动时间为2万小时以上且未满2.5万小时时，即使用户选择了 "强"作为运转模式，在电风扇侧会基于限制耐久时间的条件自动地转移到"准强"的运转模式。而且，累计驱动时间为2.5万小时以上且未满3万小时时，转移到"中"以下。由此，能够进行细微的输出限制。
在上述的图25和图27所示的运转模式中，采用了将各运转模式的输出扭矩分别设为一定并将向如图28 (a)所示的系统附加的负荷阶段性地降低的方法(第一方法)，但是也可以采用将向如图28 (b)所示的系统附加的负荷连续地降低的方法(第二方法)。图29是基于运转模式与最大输出扭矩的输出限制的流程图。用户选择的运转模式的限制耐久时间比累计驱动时间长时(步骤S103')，能够以用户选择的运转模式驱动电风扇(步骤S105'、 S106')。若用户选择的运转模式的限制耐久时间比累计驱动时间短时，以对应于该累计驱动时间的最大输出扭矩控制马达(步骤S107)。
艮口，若用户选择的运转模式为实际驱动范围内的运转模式，则用户能够以各运转模式驱动电风扇，但是，选择了实际驱动范围外的运转模式时，在第一方法中该累计驱动时间的输出扭矩以最大的运转模式驱动电风扇，而在第二方法中以该累计驱动时间的输出扭矩的最大值驱动电风扇。
权利要求
1、一种电气设备，具备驱动部，其通过执行元件进行驱动；和控制电路，其控制所述执行元件的动作；该电气设备的特征在于，所述控制电路具有检测单元，其检测与构成电气设备的一个或多个部件的劣化对应变化的驱动状况值；和输出限制单元，其根据由该检测单元所检测的驱动状况值，限制执行元件的输出。
2、 根据权利要求l所述的电气设备，其中，所述控制电路的输出限制单元使所述驱动状况值到达规定的耐久值 之后的执行元件输出的限制值从最大限制值降低到最小限制值。
3、 根据权利要求2所述的电气设备，其中，所述控制电路的输出限制单元在所述驱动状况值到达规定的耐久值 之后，根据驱动状况值的变化，使执行元件输出的限制值从所述最大限制 值逐渐降低到最小限制值。
4、 根据权利要求1至3中的任一项所述的电气设备，其中， 所述控制电路的输出限制单元通过限定能迁移的工作模式来限制执行元件输出。
5、 根据权利要求1至4中的任一项所述的电气设备，其中， 所述执行元件输出的限制按照构成电气设备的特定部件的温度不会超过规定的限制值的方式进行，该部件温度的限制值在所述驱动状况值到 达耐久值之后，从最高限制值降低到最低限制值。
6、 根据权利要求1至5中的任一项所述的电气设备，其中， 具备重置单元，其根据维护的实施，将所述执行元件输出的限制值重置为最大限制值。
7、 根据权利要求6所述的电气设备，其中，所述驱动状况值的耐久值分别针对构成电气设备的多个部件而设定， 每次实施其中的特定部件的维护时，更新与该部件相关的耐久值。
8、 根据权利要求1至7中的任一项所述的电气设备，其中，所述控制电路的输出限制单元在所述驱动状况值到达规定的耐久值 之后，在每次执行元件停止时或每次向电气设备接入电源时，将那时的执 行元件输出的限制值反映在实际的执行元件输出的限制中。
9、 根据权利要求1至8中的任一项所述的电气设备，其中， 多个系统相互联合而构成，所述驱动状况值是关于包含在所述多个系统中的一个系统的寿命的数据，从该系统向包括执行元件的另一个系统通 知所述数据，由此限制该另一个系统的执行元件输出。
10、 一种电气设备，其由电动车辆构成，所述电动车辆通过以电池为 电源的马达的旋转而行驶，该电气设备的特征在于，控制所述马达的动作的控制电路使马达输出的限制值从最大限制值 降低到最小限制值，其中所述马达输出的限制值是关于随着行车而变化的 耐久值的行车状况值到达规定的耐久值之后的值。
全文摘要
本发明提供一种电气设备，检测部件的劣化，限制执行元件的输出。
文档编号G05B9/02GK101652725SQ20088001091
公开日2010年2月17日 申请日期2008年3月27日 优先权日2007年3月29日
发明者鹰尾宏, 龟井浩气 申请人:三洋电机株式会社