(57)【要約】      （修正有）【課題】同期電動装置のコイルと磁石の温度を同時に正確に求めることを可能にする、同期電動装置の診断方法、制御方法およびシステムを提供する。【解決手段】内部温度測定手段２により、同期電動装置４の回転子の速度Ωｍ、３相の電圧ｕｍおよび電流ｉｍが測定され、コイルの抵抗と磁石の磁束のための状態観測器を用いて同期電動装置４の内部温度Ｔｃｕ、Ｔａｉ（コイルと磁石の温度）を求める。求めた内部温度Ｔｃｕ、Ｔａｉに基づいて同期電動装置４を診断、制御する。【選択図】図１
2014230486.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
同期電動装置における内部温度測定方法であって、同期電動装置は、それぞれに少なくとも１つのコイルが接続された３相からなる固定子と、少なくとも１つの磁石を有する回転子とを有し、前記コイルの電磁場は前記回転子に回転を起こさせるものであり、前記回転子の速度Ωｍだけでなく前記相の電圧ｕｍおよび電流ｉｍが測定され、以下の段階
ａ）前記コイルの温度Ｔｃｕに対応する、前記コイルに関する抵抗
【数１】
2014230486.tif 000041
を前記コイルの抵抗
【数２】
2014230486.tif 000042
の状態観測器の手段によって前記測定から推定し、
ｂ）前記磁石の温度Ｔａｉに対応する、前記磁石の磁束
【数３】
2014230486.tif 000043
の強度を該磁石の磁束の強度
【数４】
2014230486.tif 000044
のための状態観測器の手段によって前記測定から推定し、
ｃ）前記コイルの抵抗
【数５】
2014230486.tif 000045
の前記推定の手段によって前記コイルに関する温度Ｔｃｕを求め、そして、
ｄ）前記磁石の磁束
【数６】
2014230486.tif 000046
の強度の前記推定の手段によって前記磁石に関する温度Ｔａｉを求める
ことを実行することを特徴とする内部温度測定方法。
【請求項２】
請求項１に記載の方法において、前記コイルの前記抵抗
【数７】
2014230486.tif 000047
は、以下の段階が実行されることによって推定され、
ｉ）測定された電圧ｕｍと電流ｉｍの変換を介したパーク座標系において、電圧ｕｄ，ｑと電流ｉｄ，ｑを求め、
ｉｉ）
【数８】
2014230486.tif 000048
を以下のタイプの式
【数９】
2014230486.tif 000049
の手段によって推定し、そして、
ｉｉｉ）該コイルの前記抵抗
【数１０】
2014230486.tif 000050
を、前記測定と、状態観測器によって推定された前記電流
【数１１】
2014230486.tif 000051
との手段によって、以下のフォーム
【数１２】
2014230486.tif 000052
により推定する、
ただし、Ｌｄ：前記電動装置の直流インダクタンス
Ｌｑ：前記電動装置の直交インダクタンス
ｋｄ，ｋｒ，ｋｐ，ｋφ：校正変数
ｐ：該電動装置のポールペアの数
とする、内部温度測定方法。
【請求項３】
上記請求項のいずれか１項に記載の方法において、前記磁石の磁束強度
【数１３】
2014230486.tif 000053
は、以下の段階が実行されることで推定され、
ｉ）測定された電圧ｕｍと電流ｉｍの変換を介したパーク座標系において、電圧ｕｄ，ｑと電流ｉｄ，ｑを求め、
ｉｉ）
【数１４】
2014230486.tif 000054
を以下のタイプの式
【数１５】
2014230486.tif 000055
の手段によって推定し、そして、
ｉｉｉ）該磁石の前記磁束強度
【数１６】
2014230486.tif 000056
を、前記測定と、状態観測器によって推定された前記電流
【数１７】
2014230486.tif 000057
との手段によって、以下のフォーム
【数１８】
2014230486.tif 000058
により推定する、
ただし、Ｌｄ：前記電動装置の直流インダクタンス
Ｌｑ：前記電動装置の直交インダクタンス
ｋｄ，ｋｒ，ｋｐ，ｋφ：校正変数
ｐ：該電動装置のポールペアの数
とする、内部温度測定方法。
【請求項４】
上記請求項のいずれか１項に記載の方法において、前記コイルの前記温度Ｔｃｕは、以下のフォームの式
【数１９】
2014230486.tif 000059
の手段によって求められる、
ただし、Ｒ０は基準温度Ｔｒｅｆに関する前記コイルの基準抵抗であり、αは前記コイルの定数温度抵抗パラメータとする、内部温度測定方法。
【請求項５】
上記請求項のいずれか１項に記載の方法において、前記磁石の前記温度Ｔａｉは、以下のフォームの式
【数２０】
2014230486.tif 000060
の手段によって求められる、
ただし、φ０は基準温度Ｔｒｅｆに関する前記磁石の基準磁束強度であり、βは前記磁石の定数温度抵抗パラメータとする、内部温度測定方法。
【請求項６】
上記請求項のいずれか１項に記載の方法において、前記コイルの抵抗と前記磁石の磁束強度を推定する段階より遡って電気量を前処理する段階を有する、内部温度測定方法。
【請求項７】
請求項６に記載の方法において、電気量ｙの前記前処理は、測定された電気信号ｙｍが回転子の測定位置θｍに対応するコサイン関数およびサイン関数の総和の形に分解されること
【数２１】
2014230486.tif 000061
によって実行され、係数ａｉ、ｂｉは同定によって決まり、主要項
【数２２】
2014230486.tif 000062
の保存によって決まる、内部温度測定方法。
【請求項８】
上記請求項のいずれか１項に記載の方法において、温度Ｔｆｅｒは、前記コイルの前記温度Ｔｃｕおよび前記磁石のＴａｉと、前記電動装置のエネルギー損失との手段によって、前記電動装置のフレームに関して求められる、内部温度測定方法。
【請求項９】
請求項８に記載の方法において、前記フレームの前記温度Ｔｆｅｒは、以下のタイプの式
【数２３】
2014230486.tif 000063
の手段によって求められ、ただし、Ｔ＝（Ｔｆｅｒ，Ｔｃｕ，Ｔａｉ）、Ｐ＝（Ｐｆｅｒ，Ｐｊｏｕｌｅｓ，Ｐｍ）、Ｐｆｅｒは前記電動装置の鉄損に対応し、Ｐｊｏｕｌｅｓは前記電動装置のジュール損失に対応し、Ｐｍは前記電動装置の機械損失に対応し、Ｋは利得、Ａは温度モデルの定数行列、さらに、
【数２４】
2014230486.tif 000064
である、内部温度測定方法。
【請求項１０】
同期電動装置のための診断方法は、以下の段階、
上記請求項のいずれか１項に記載の方法により前記電動装置の前記内部温度を求め、そして、
前記求められた温度にしたがって前記同期装置の過熱を診断する
ことを実行することを特徴とする診断方法。
【請求項１１】
同期電動装置の制御方法は、以下の段階、
請求項１〜９のいずれか１項に記載の方法により前記電動装置の前記内部温度を求め、そして、
前記求められた温度にしたがって前記同期装置のトルクを制御する
ことを実行することを特徴とする制御方法。
【請求項１２】
請求項１１に記載された前記制御方法を適用可能に構成されていることを特徴とする同期電動装置制御システム。
【請求項１３】
少なくとも１つの同期電動装置（４）を有する自動車であって、
請求項１２に記載された制御システム（１）をさらに有することを特徴とする自動車。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、同期電動装置、特に、自動車に関する制御および診断の分野に関する。
【背景技術】
【０００２】
同期装置は、回転部分となる回転子と、固定部分となる固定子とで構成される。回転子は、永久磁石またはＤＣ電源コイルと、電磁石と呼ばれる磁気回路とで構成される。固定子は３相を有し、それぞれが少なくとも１つのコイル（巻き線とも呼ぶ）と接続され、そして、これら３つのコイルには電力と電圧が供給される。外力は回転子を回転するのに使用される：固定子のコイル（巻き線）における交流によって誘導される磁界が回転子の回転を引き起こす。この回転磁場の速度を「同期速度」と称する。
【０００３】
そのような電動装置を制御および診断するには、電動装置の内部温度を知ることが重要である。実際に、温度情報は、電動装置のトルクのベクトル制御の標準的手段で使用される。そのため、温度上昇による、電動装置の動作変化が考慮され、例えば、磁束強度とコイル抵抗は一定ではなく、それらは温度に伴って変化する。ベクトル制御に注目するのは、その応用によって所要のトルクを生成する装置に関して、その装置内で電流の循環が回転子の位置と相および同期を合わせる必要があるからである。したがって、電動装置を制御する手段は、トルク制御アルゴリズムによって提供される電圧をモータの端子に供給する。
【０００４】
電動装置の内部温度は、コイルの温度と回転子に組み込まれた磁石（または電磁石）の温度に対応する。さらに、電動装置のフレームの温度も制御および診断の目的となり得る。フレームと呼ばれるものは、支持体としての役目を果たし、コイルを含む固定子の強磁性体からなる。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
電動装置内の温度検出器は温度測定に用いられる。しかしながら、そのような検出器を回転する回転子に配置することはできず、それゆえ磁石の温度を知ることはできない。さらに、検出器はコイルまたはフレームの表面の温度を測定できるだけであり、材料の内部ではない。その上、そのような装備は、不正確な測定、測定ノイズの存在、検出失敗のリスク、高コストなどの他の欠点を含む。
【０００６】
さらに、電動装置で実行される測定から温度を求めるために、アルゴリズムは日々進歩している。従来技術におけるアルゴリズムは、磁石の温度およびコイルの温度に伴って変化する物理量の電気測定からそれらの温度を推定することで、磁石の温度またはコイルの温度を別々に再現する。しかし、それらは次の２つの大きなカテゴリーに分類される。
・モータの内部温度に関連する物理パラメータが抽出されるような、モータ端子に特定電圧の供給を必要とする、特定の信号の投入に基づくアルゴリズム。
・モータの動作（リアルタイムの推定器または観測器）の数学的記述にのみ基づく、モータ入力に特定の信号を必要としないアルゴリズム。
さらに、これらの解決策は電動装置の監視のためにのみ使用され、その制御のためのものではない。
【０００７】
したがって、コイルと磁石の温度を同時に正確に求めることを可能にする用具およびアルゴリズム解決がなかった。
これらの問題を解決するために、本発明は、コイルの抵抗と磁石の磁束のための状態観測器を用いて内部温度（コイルと磁石の温度）を求める方法に関する。そのため、電動装置の全ての部品の温度を正確に求めることができる。本発明は求められた内部温度から電動装置を診断する方法、制御する方法、および制御するシステムにも関連する。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、同期電動装置における内部温度測定方法に関し、同期電動装置は、それぞれに少なくとも１つのコイルが接続された３相からなる固定子と、少なくとも１つの磁石を有する回転子とを有し、前記コイルの電磁場は前記回転子に回転を起こさせるものであり、上記の方法では前記回転子の速度Ωｍだけでなく前記相の電圧ｕｍおよび電流ｉｍが測定される。この方法のために、以下の段階が実行される。
ａ）前記コイルの温度Ｔｃｕに対応する、前記コイルに関する抵抗
【数１】
2014230486.tif 000003
を前記コイルの抵抗
【数２】
2014230486.tif 000004
の状態観測器の手段によって前記測定から推定し、
ｂ）前記磁石の温度Ｔａｉに対応する、前記磁石の磁束
【数３】
2014230486.tif 000005
の強度を該磁石の磁束の強度
【数４】
2014230486.tif 000006
のための状態観測器の手段によって前記測定から推定し、
ｃ）前記コイルの抵抗
【数５】
2014230486.tif 000007
の前記推定の手段によって前記コイルに関する温度Ｔｃｕを求め、そして、
ｄ）前記磁石の磁束
【数６】
2014230486.tif 000008
の強度の前記推定の手段によって前記磁石に関する温度Ｔａｉを求める。
【０００９】
本発明によれば、該コイルの前記抵抗
【数７】
2014230486.tif 000009
は、以下の段階が実行されることによって推定される。
ｉ）測定された電圧ｕｍと電流ｉｍの変換を介したパーク座標系において、電圧ｕｄ，ｑと電流ｉｄ，ｑを求め、
ｉｉ）
【数８】
2014230486.tif 000010
を以下のタイプの式
【数９】
2014230486.tif 000011
の手段によって推定し、そして、
ｉｉｉ）該コイルの前記抵抗
【数１０】
2014230486.tif 000012
を、前記測定と、状態観測器によって推定された前記電流
【数１１】
2014230486.tif 000013
との手段によって、以下のフォーム
【数１２】
2014230486.tif 000014
により推定する。
ただし、Ｌｄ：前記電動装置の直流インダクタンス
Ｌｑ：前記電動装置の直交インダクタンス
ｋｄ，ｋｒ，ｋｐ，ｋφ：校正変数
ｐ：該電動装置のポールペアの数
【００１０】
本発明によれば、該磁石の磁束強度
【数１３】
2014230486.tif 000015
は、以下の段階が実行されることで推定される。
ｉ）測定された電圧ｕｍと電流ｉｍの変換を介したパーク座標系において、電圧ｕｄ，ｑと電流ｉｄ，ｑを求め、
ｉｉ）
【数１４】
2014230486.tif 000016
を以下のタイプの式
【数１５】
2014230486.tif 000017
の手段によって推定し、そして、
ｉｉｉ）該磁石の前記磁束強度
【数１６】
2014230486.tif 000018
を、前記測定と、状態観測器によって推定された前記電流
【数１７】
2014230486.tif 000019
との手段によって、以下のフォーム
【数１８】
2014230486.tif 000020
により推定する。
ただし、Ｌｄ：前記電動装置の直流インダクタンス
Ｌｑ：前記電動装置の直交インダクタンス
ｋｄ，ｋｒ，ｋｐ，ｋφ：校正変数
ｐ：該電動装置のポールペアの数
【００１１】
有利には、前記コイルの前記温度Ｔｃｕは、以下のフォームの式
【数１９】
2014230486.tif 000021
の手段によって求められる。ただし、Ｒ０は基準温度Ｔｒｅｆに関する前記コイルの基準抵抗であり、αは前記コイルの定数温度抵抗パラメータである。
【００１２】
有利には、前記磁石の前記温度Ｔａｉは、以下のフォームの式
【数２０】
2014230486.tif 000022
の手段によって求められる。ただし、φ０は基準温度Ｔｒｅｆに関する前記磁石の基準磁束強度であり、βは前記磁石の定数温度抵抗パラメータである。
【００１３】
さらに、その方法は、該コイルの抵抗と該磁石の磁束強度を推定する段階より遡って電気量を前処理する段階を有する。
【００１４】
望ましくは、電気量ｙの前記前処理は、測定された電気信号ｙｍが回転子の測定位置θｍに対応するコサイン関数およびサイン関数の総和の形に分解されること
【数２１】
2014230486.tif 000023
によって実行され、係数ａｉ、ｂｉは同定によって決まり、主要項
【数２２】
2014230486.tif 000024
の保存によって決まる。
【００１５】
本発明の実施形態によれば、温度Ｔｆｅｒは、該コイルの前記温度Ｔｃｕおよび該磁石のＴａｉと、前記電動装置のエネルギー損失との手段によって、前記電動装置のフレームに関して求められる。
【００１６】
望ましくは、前記フレームの前記温度Ｔｆｅｒは、以下のタイプの式
【数２３】
2014230486.tif 000025
の手段によって求められる。ただし、Ｔ＝（Ｔｆｅｒ，Ｔｃｕ，Ｔａｉ）、Ｐ＝（Ｐｆｅｒ，Ｐｊｏｕｌｅｓ，Ｐｍ）、Ｐｆｅｒは前記電動装置の鉄損に対応し、Ｐｊｏｕｌｅｓは前記電動装置のジュール損失に対応し、Ｐｍは前記電動装置の機械損失に対応し、Ｋは利得、Ａは温度モデルの定数行列、さらに、
【数２４】
2014230486.tif 000026
である。
【００１７】
本発明は、同期電動装置のための診断方法にも関連し、以下の段階が実行される、
上述の方法により前記電動装置の前記内部温度を求め、そして、
前記求められた温度にしたがって前記同期装置の過熱を診断する。
【００１８】
さらに、本発明は、同期電動装置の制御方法にも関連し、以下の段階が実行される、
上述の方法により前記電動装置の前記内部温度を求め、そして、
前記求められた温度にしたがって前記同期装置のトルクを制御する。
【００１９】
本発明は、上述の制御方法を適用可能に構成された、同期電動装置を制御するシステムにも関連する。
【００２０】
本発明は、少なくとも１つの同期電動装置を有する自動車であって、さらに上述の制御システムを有する自動車に関連する。
【００２１】
本発明による方法の他の特徴および効果は、添付図の参照とともに、限定されない具体例で得られる実施形態の以下の記述の解釈から明らかである。
【図面の簡単な説明】
【００２２】
【図１】図１は本発明による同期電動装置の制御を示す。
【図２】図２は本発明による方法のフローチャートである。
【図３】図３は状態観測器を用いた温度測定の段階の実施形態を示す。
【発明を実施するための形態】
【００２３】
本発明による方法は同期電動装置に適用される。そのような装置は回転部となる回転子と、固定部となる固定子とを有する。回転部は少なくとも１つの磁石（または電磁石）を有する。固定子は３相で分けられた少なくとも３つのコイルを有し、これらのコイル（通常は銅で作られた）は、回転子を回転させるに適合した磁界を生成するように順番に提供される。それらのコイルはフレームによって支持されており、フレームは通常は鉄で作られ、ケーシングとも呼ばれる。
【００２４】
図１は標準的に３相からなる同期電動装置の制御を示す。この装置は、永久磁石、制御励起または二重励起タイプであってもよい。電動装置（４）は、回転子の位置および／または速度を測定する少なくとも１つの手段と、図に示されていない、相電圧および相電流を測定する手段とが設けられている。電動装置の制御手段（１）は、電動装置（４）の内部温度（コイルおよび磁石の温度、任意でフレームの温度）を求める手段（２）と、電動装置（４）のトルクを制御する手段（３）とからなる。内部温度測定手段（２）は、回転子の速度Ωｍの測定と、電圧Ｕｍおよび電流ｉｍの測定とから温度を求める。これらは、電動装置（４）の３相のそれぞれの相の電流と電圧である。トルク制御手段（３）は、電動装置（４）にトルク設定点を供給するために、速度Ωｒｏｔと電圧Ｕｍおよび電流ｉｍに対する、内部温度にしたがってモータ端子に電圧を供給する。
【００２５】
注記
明細書において使用される表記は、以下の通りである。
ｕ：電動装置の相の端子間に印加される電圧
ｉ：電動装置の相に順に供給される電流
θ：固定子に関して電動装置の回転子の回転角に対応する回転位置
Ω：固定子に関して電動装置の回転子の回転する速度に対応する回転速度
Ｔｃｕ：電動装置のコイルの温度
Ｔａｉ：電動装置の回転子の磁石の温度
Ｔｆｅｒ：電動装置のフレームの温度
Ｔ：Ｔ＝（Ｔｆｅｒ，Ｔｃｕ，Ｔａｉ）のような３次元温度ベクトル
Ｔｒｅｆ：基準温度、通常、２０℃
φ：回転磁石の磁束の強度、コイルの温度Ｔｃｕにしたがう変数
φ０：製品データによる、基準温度Ｔｒｅｆにおける基準磁束の強度
Ｒ：電動装置のコイルの抵抗、磁石の温度Ｔａｉにしたがう変数
Ｒ０：製品データによる、基準温度Ｔｒｅｆにおける基準コイルの抵抗
Ｌｄ：前記電動装置の直流インダクタンス、それは電動装置のパラメータの１つとして知られている（製品データまたは実験的に得られる）
Ｌｑ：前記電動装置の直交インダクタンス、それは電動装置のパラメータの１つとして知られている（製品データまたは実験的に得られる）
Ｐｊｏｕｌｅｓ：ジュール効果に起因する電動装置におけるエネルギー損失、電動装置のトルクおよび速度を関数としたマップのフォームで得られる製品データ
Ｐｆｅｒ：電動装置のフレームにおけるエネルギー損失、電動装置のトルクおよび速度を関数としたマップのフォームで得られる製品データ
Ｐｍ：電動装置における機械的エネルギー損失、電動装置のトルクおよび速度を関数としたマップのフォームで得られる製品データ
Ｐ：Ｐ＝（Ｐｆｅｒ，Ｐｊｏｕｌｅｓ，Ｐｍ）のような３次元損失ベクトル
Ｐ：電動装置のポールペアの数
α：コイルの材料の抵抗率によって決まる、コイルの定数温度耐性パラメータ
β：磁石によって決まる、磁石の定数温度耐性パラメータ
ｋｄ，ｋｑ，ｋｒ，ｋφ：管理される状態観測器の収束を考慮した校正変数
Ｋ：熱モデルに関する校正利得
Ａ：熱モデルの定数行列
Ｂ：定数列ベクトル、
【数２５】
2014230486.tif 000027
Ｃ：定数行ベクトル、Ｃ＝［０  １  １］
【００２６】
これらの表記のうち、−ｍによる添え字があるものは測定値を表す。推定値はアクセント記号で示されている。時間導関数はドット記号で示されている。−ｄまたは−ｑによる添え字がある表記はパーク座標系において表現される量であることを意味する。
【００２７】
本発明は電動装置の内部温度の測定を可能にする。
図２は本発明による方法の種々の段階を示す。
１）電気量の事前処理（ＰＲＥ）
２）コイルと磁石の温度の推定（ＯＢＳ）
３）フレーム温度の推定（ＭＴＨ）
【００２８】
電気量の事前処理（ＰＲＥ）とフレーム温度の推定（ＭＴＨ）の段階は任意的な段階である。
これらの段階の前に、電動装置の各相の電流ｉと電圧ｕだけでなく、回転位置θと回転速度Ωが測定される。
【００２９】
本発明によれば、測定された値を用いることで回転位置θと回転速度Ωが求められる。そのような測定値を得るために、何らかの検出器が用いられる。特に、限定された設置費を満足する低コスト位置検出器である。それは特にホール効果センサーまたは誘導検出器であってもよい。回転速度が位置から予測されるように、単一位置検出器が用いられてもよい。その代わりに、これらの量を測定するために推定アルゴリズムが用いられてもよい。そのアルゴリズムの一例が特に特許出願ＦＲ−１１／０３，９９４に記載されている。
【００３０】
同期電動装置は、同期電動装置の相に供給される電力の電圧と電流の制御を介してトルクが制御される。このモータの最適な制御のために、電圧と電流の検出器の手段によって、相端子間に印加される電圧ｕｍと相端子間に流れる電流ｉｍを測定する必要がある。
【００３１】
１）電気量の事前処理（ＰＲＥ）
電気量の測定は通常、種々の内部温度の推定を不確かにさせる測定ノイズを有する。この問題を克服するために、電気量の事前処理（ＰＲＥ）の段階（図２に破線で示す）が温度推定（ＯＢＳ）の段階から遡って実行され得る。この事前処理は、測定される量をフィルタし、ひいては内部温度推定の質を向上させる。
本発明の一実施形態によれば、電気量ｙ（電圧または電流）の事前処理は、測定位置に対応するコサイン関数およびサイン関数の総和の形への、測定された電気的信号ｙｍの分解によって得られる：
【数２６】
2014230486.tif 000028
係数ａｉ、ｂｉは同定によって決まる。慣例では、Ｎ＝３またはＮ＝４で、測定データの正しい処理が行われ得る。ただし、主要項は（Ｎ＝１）：
【数２７】
2014230486.tif 000029
に保持される。そして、事前処理で求められる量は、以下に定義された状態観測器に関して使用される。
【００３２】
２）コイルと磁石の温度の推定（ＯＢＳ）
巻き線と磁石の温度の推定（ＯＢＳ）は、２つの状態観測器：磁石の磁束φとコイルの抵抗Ｒ、を用いて（可能であれば事前処理の）測定から得られる。
本発明の一実施形態によれば、この段階は、図３に示すように、以下のような２つの分離できないパートを有してもよい。
・磁石の磁束強度とコイル（ＯＢＳ（Ｒ，φ））の抵抗の推定
および
・推定された磁束と抵抗から温度（測定（Ｔ））の再現
【００３３】
この段階では、パーク座標系を必要とし、３相電気量をｄとｑ、すなわち直流および直交によって示される２次元の量に変換する。実際には、パーク変換は２相軸または３相軸のシステムにおいて基準座標系を変換するための電気工学で用いられる数学的手段である。それは、通常、電動装置の固定子に関する「固定」座標系を、その回転子または磁界に関する回転座標系への変換に用いられる。
【００３４】
本発明にしたがって状態観測器を構築するために、以下のタイプの同期モータの固定空間表現を基礎として用いる。
【数２８】
2014230486.tif 000030
磁束φと抵抗Ｒは測定できないものであり、これらは電動装置の動作温度にしたがって変化する。
【００３５】
そして、以下のタイプの電流（ｉｄ，ｉｑ）の推定値
【数２９】
2014230486.tif 000031
のリアルタイム計算を提供する観測器を、以下の通り、設計することは可能である。
【数３０】
2014230486.tif 000032
ここで、
【数３１】
2014230486.tif 000033
は巻き線の抵抗の推定値および磁束の推定値である。これらの量は、以下のタイプの状態観測器によって、リアルタイムに計算され得る。
【数３２】
2014230486.tif 000034
これらの数式において、ｋｄ，ｋｑ，ｋｒ，ｋφは、管理される状態観測器の収束率を考慮した校正変数である。
【００３６】
上述の式から、Ｒ（Ｔｃｕ）およびφ（Ｔａｉ）の真値に近づく
【数３３】
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を推定することが可能である。そして、状態観測器によって推定された値から次の式
【数３４】
2014230486.tif 000036
を逆算することで種々の温度を再現することが可能となる。
これらの式において、φ０は基準温度Ｔｒｅｆ（通常、２０℃が選択される）における基準磁束の強度に対応し、それは製品データであり、Ｒ０は基準温度Ｔｒｅｆにおける基準コイルの抵抗に対応し、これも製品データであり、αおよびβは銅（コイル）および磁石の温度抵抗係数であり、これらの係数は一定であり、材料の抵抗率によって決まる。
【００３７】
そのため、２つの状態観測器（コイルの抵抗と磁石の磁束のための）の手段によって、電動装置の２つの内部温度：コイルの温度Ｔｃｕおよび磁石の温度Ｔａｉを求めることができる。
【００３８】
３）フレーム温度の推定（ＭＴＨ）
本発明によれば、電動装置のフレームの温度も推定することが可能である。この推定は、電動装置における種々のエネルギー損失を考慮するによってコイルおよび磁石の温度Ｔｃｕ、Ｔａｉから実行可能である。
本発明の一実施形態によれば、フレームの温度は、電動装置の熱モデル（ＭＴＨ）と前処理で得られた温度観測に基づいて第２の観測器の手段によって求めることができる。
同期装置の熱表現は、次のように、記載される。
【数３５】
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Ａは熱モデルの定数行列であり、
【数３６】
2014230486.tif 000038
である。
行列Ａは複合熱モデルからの同定によって得られる。それは複合なので、制御システムにおいてオンラインで用いることができない。その意図は、Ａを同定することによって、複合モデルからオンラインで実行可能な縮小モデル（Ｔ＝ＡＴ＋ＢＰ）を構築することにある。この縮小モデル（Ｔ＝ＡＴ＋ＢＰ）は鉄の温度を推定するために用いられる。
フレーム（巻き線を含む支持体の役目を果たし、固定子に存在する鉄）の温度Ｔｒｅｆの推定値をリアルタイムで計算する観測器は、以下のタイプの式で設計される。
【数３７】
2014230486.tif 000039
利得Ｋは、真値Ｔにおける推定される温度
【数３８】
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の収束率を扱う。
その方法の全ての段階はコンピュータツール、とりわけ電動装置の制御装置によって実行され得る。そのため、電動装置の種々の内部温度はリアルアイムで求められる。
【００３９】
さらに、本発明は、同期電動装置のための診断方法に関し、以下の段階が実行される、
−上述の方法の手段によって、前記電動装置の内部温度（コイルおよび磁石の温度、任意でフレームの温度）を求め、そして、
−求められた温度にしたがって電動装置またはその部品（コイル、磁石、フレーム）の１つの過熱を診断する、例えば、求められた温度が製造業者および／またはユーザによって定義された閾値を超えるとき。
【００４０】
本発明は、同期電動装置の制御方法にも関連し、以下の段階が実行される、
−上述の方法の手段によって、前記電動装置の内部温度（コイルおよび磁石の温度、任意でフレームの温度）を求め、そして、
−前記求められた温度にしたがって前記同期装置のトルクを制御する。この段階は、温度に加えて、測定された電圧および電流だけでなく、回転子の位置と速度の測定を考慮した、電動装置のトルクの制御ベクトルの何らかの標準的手段を用いることで実行され得る。電動装置の制御のために温度を考慮することは、達成される動作に適合した制御を可能にする、電動装置のふるまいを正確に求め得る。
【００４１】
さらに、本発明は、上述した制御方法を適用可能に構成された、同期電動装置を制御するシステムに関連する。電動装置（４）を制御するシステム（１）の一例が図１に開示されている。電動装置の制御手段（１）は、電動装置（４）の内部温度（コイルおよび磁石の温度、任意でフレームの温度）を求める手段（２）と、電動装置（４）のトルクを制御する手段（３）とからなる。内部温度を測定する手段（２）は、前記回転子の速度Ωｍの測定と、電圧Ｕｍおよび電流ｉｍの測定とから温度を求める。トルク制御手段（３）は、電動装置（４）にトルク設定点を供給するために、速度Ωｒｏｔと電圧Ｕｍおよび電流ｉｍに対する、内部温度にしたがってモータ端子に電圧を印加する。
この制御システムは、乗り物、特に、電気またはハイブリッドモータ自動車に搭載された同期電動装置にも使用され得る。上述の制御システムは、本適用に限定されず、適用可能な全ての同期電動装置に適合する。
【符号の説明】
【００４２】
１    制御手段
２    内部温度測定手段
３    トルク制御手段
４    電動装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【外国語明細書】
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