(57)【要約】  モータのロータに用いられる永久磁石の温度を高精度に推定するために、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置において、推定モード設定部は、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にし、永久磁石温度推定部は、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する。
2014057558.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、
前記モータが駆動力を発生して前記車両が走行している状態で、前記モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、前記モータに流れる電流を０にする推定モード設定部と、
前記モータに流れる電流が０である期間に、前記モータの誘起電圧に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する永久磁石温度推定部と、
を備えたモータ制御装置。
【請求項２】
前記車両の加速度の変化量を計算する加速度変化量演算部をさらに備え、
前記推定モード設定部は、前記モータのトルクを０にした場合の前記加速度の変化量が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記推定モード設定部は、前記車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサからの、前記アクセルペダルの踏み込み量の変化率が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記推定モード設定部は、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令の変化量が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記推定モード設定部は、前記所定条件が成立し、前記モータに流れる電流を０にする場合に、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令に対して、ローパスフィルタ処理を行って前記モータのトルクを低減する
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記推定モード設定部は、前記所定条件が成立し、前記モータに流れる電流を０にする場合に、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令に対して、勾配制限を掛けながら前記モータのトルクを低減する
請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置で実行されるモータ制御方法であって、
前記モータが駆動力を発生して前記車両が走行している状態で、前記モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定する判定ステップと、
前記所定条件が成立した場合に、前記モータに流れる電流を０にする電流制御ステップと、
前記モータに流れる電流が０である期間に、前記モータの誘起電圧に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定ステップと、
を備えたモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するモータ制御装置およびモータ制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
近年、ＣＯ２の排出量を低減するために、モータおよびエンジンを搭載したハイブリッド自動車や、モータのみで駆動を行う電気自動車等の電動車両が増加している。これらのモータを搭載した電動車両は、モータの他に、モータを駆動するためのインバータや、電源となるバッテリ等を備えている。【０００３】
また、これらの電動車両では、モータの出力を向上させるために、バッテリ電圧の高電圧化や、昇圧コンバータによる高電圧化等が進められている。さらに、これらの電動車両では、長時間使用された場合でも、モータの温度が高温にならないように、冷却機能の性能向上が進められている。【０００４】
しかしながら、モータが駆動力を発生して走行している場合に、例えば山岳高速道路等においてモータを高出力の状態で長時間使用すると、ステータやロータの温度が上昇して上限値に達する。ここで、ロータに用いられる永久磁石は、温度が上限値を超えると減磁が発生し、モータのトルクが低下するという問題があった。【０００５】
そこで、このような場合の保護を行うために、ステータには、サーミスタ等の温度センサを取り付けることで対応を行っている。これに対して、ロータに用いられる永久磁石については、回転部分であることからサーミスタ等の温度センサを取り付けることが困難であり、永久磁石の温度を計測できないという問題があった。【０００６】
このような課題を解決するために、ステータ温度検出手段で検出したステータコイルの温度、冷却液の液温度、冷却液とステータコイルとの間の熱抵抗と、ステータコイルと永久磁石との間の熱抵抗との比である熱抵抗比、およびステータコイルと永久磁石との発熱比（放熱特性）に基づいて、永久磁石の温度を推定するモータ制御装置が提案されている（例えば、特許文献１参照）。【０００７】
また、モータに印加される電圧、モータに流れる電流およびモータ定数である抵抗とインダクタンスとからなるモデルを用いて、モータの基本式から永久磁石の温度を推定する（永久磁石磁束の温度特性を利用して温度を推定する）モータ温度推定装置が提案されている（例えば、特許文献２参照）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特許第４５７２９０７号公報
【特許文献２】特開２００４−２０１４２５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
しかしながら、従来技術には、以下のような課題がある。
特許文献１に示されたモータ制御装置では、１計算周期前の永久磁石の温度に対して、各パラメータから計算した温度上昇量を加算して永久磁石の温度を推定している。ここで、例えばステータコイルと永久磁石との発熱比は、雰囲気温度や車両の速度等によって変化するので、計算した温度上昇量は、誤差を含む値となる。【００１０】
そのため、温度推定の誤差が、温度上昇量の計算を行う毎に積分されるので、時間の経過とともに誤差が増加するという問題がある。したがって、特許文献１に示されたモータ制御装置を車両に適用した場合には、長時間の走行途中に誤差が大きくなるので、大きな余裕を持って出力の抑制を行わなければならないという問題がある。【００１１】
特許文献２に示されたモータ温度推定装置では、永久磁石の温度を推定する際に、モータ定数である抵抗とインダクタンスとからなるモデルを用いているので、モータ毎にモータ定数のばらつき等の影響が大きく、推定温度と実際の温度との誤差が大きいという問題がある。【００１２】
この発明は、上記のような課題を解決するためになされたものであり、モータのロータに用いられる永久磁石の温度を高精度に推定することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１３】
この発明に係るモータ制御装置は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にする推定モード設定部と、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する永久磁石温度推定部とを備えたものである。【００１４】
また、この発明に係るモータ制御方法は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置で実行されるモータ制御方法であって、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定する判定ステップと、所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にする電流制御ステップと、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する温度推定ステップとを備えたものである。
【発明の効果】
【００１５】
この発明に係るモータ制御装置によれば、推定モード設定部は、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にし、永久磁石温度推定部は、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する。
また、この発明に係るモータ制御方法によれば、判定ステップは、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定し、電流制御ステップは、所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にし、温度推定ステップは、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する。
そのため、モータのロータに用いられる永久磁石の温度を高精度に推定することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【００１６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用される電動車両を示すブロック構成図である。
【図２】図１に示したモータ制御装置を詳細に示すブロック構成図である。
【図３】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の永久磁石温度推定部における温度推定処理を説明するための説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の推定モード設定部における推定モード判定処理を示すフローチャートである。
【図５】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、温度推定処理を実行した場合の挙動を示すタイミングチャートである。
【図６】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の推定モード設定部における目標電流設定処理を示すフローチャートである。
【図７】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、推定モードを実行した場合のトルクおよび電流の挙動を示すタイミングチャートである。
【発明を実施するための形態】
【００１７】
以下、この発明に係るモータ制御装置およびモータ制御方法の好適な実施の形態につき図面を用いて説明するが、各図において同一、または相当する部分については、同一符号を付して説明する。
【００１８】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置が適用される電動車両を示すブロック構成図である。図１において、この電動車両は、モータ１０、電力変換器２０、モータ制御装置３０、バッテリ４０、車両制御装置５０、アクセルポジションセンサ（ＡＰＳ）６０およびブレーキストロークセンサ７０を備えている。
【００１９】
モータ１０は、車両のファイナルギア（図示せず）に連結され、車軸に動力を伝えて車両を駆動する。電力変換器２０は、モータ１０に、モータ１０を駆動するための交流電力を供給するインバータである。電力変換器２０は、６つのスイッチング素子やコンデンサで構成され、スイッチング素子には、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）等が使用される。
【００２０】
モータ制御装置３０は、車両制御装置５０から出力されたトルク指令に応じたトルクをモータ１０に発生させるように、電力変換器２０を制御する。ここで、モータ制御装置３０と車両制御装置５０との情報のやりとりは、例えばＣＡＮ（Ｃｏｎｔｒｏｌｌｅｒ  Ａｒｅａ  Ｎｅｔｗｏｒｋ）等が用いられる。
【００２１】
具体的には、モータ制御装置３０は、モータ１０に取り付けられ、ロータの角度位置を検出する角度位置センサ、モータ１０に取り付けられ、ステータコイルの温度（ステータ温度）を検出する温度センサ、および電力変換器２０に設けられ、電力変換器２０に流れる電流を検出する電流センサからの各出力信号に基づいて、電力変換器２０のスイッチング素子のオンオフを制御するオンオフ信号を出力する。
【００２２】
バッテリ４０は、電力変換器２０に直流電力を供給する。バッテリ４０としては、例えばリチウムイオン電池等が使用される。車両制御装置５０は、アクセルポジションセンサ６０やブレーキストロークセンサ７０からのドライバ操作量と、図示しない他のセンサから得られた車両の状態（例えば車速）とに基づいて、モータ１０に発生させるトルクを決定する。
【００２３】
アクセルポジションセンサ６０は、ドライバのアクセル踏み込み量を検出して車両制御装置５０に出力する。ブレーキストロークセンサ７０は、ドライバのブレーキ踏み込み量を検出して車両制御装置５０に出力する。
【００２４】
図２は、図１に示したモータ制御装置３０を詳細に示すブロック構成図である。図２において、モータ制御装置３０は、モータ回転数演算部３１、加速度変化量演算部３２、ＡＰＳ変化率演算部３３、推定モード設定部３４、電流制御部３５および永久磁石温度推定部３６を有している。
【００２５】
モータ回転数演算部３１は、角度位置センサで検出されたロータの角度位置に基づいて、モータ回転数を計算する。加速度変化量演算部３２は、車両制御装置５０から出力されたトルク指令と、モータ回転数演算部３１で計算されたモータ回転数とに基づいて、モータトルクを０にした場合の加速度変化量を計算する。
【００２６】
具体的には、一例として、まず、加速度変化量演算部３２は、モータ回転数Ｎｍ［ｒｐｍ］から、次式（１）を用いて、車速Ｖｓ［ｍ／ｓ］を計算する。なお、式（１）において、ｒはタイヤ半径を示し、Ｇはギア比を示している。
【００２７】
Ｖｓ＝Ｎｍ／（Ｇ×６０）×２πｒ    ・・・（１）
【００２８】
続いて、加速度変化量演算部３２は、あらかじめ設定された車速−走行抵抗マップ（関数）から、次式（２）を用いて、走行抵抗Ｆｖを計算する。
【００２９】
Ｆｖ＝ｆ（Ｖｓ）    ・・・（２）
【００３０】
次に、加速度変化量演算部３２は、モータ１０のトルク指令Ｔｍ［Ｎｍ］から、次式（３）を用いて、モータトルクによる駆動力Ｆｍ［Ｎ］を計算する。
【００３１】
Ｆｍ＝Ｔｍ×Ｇ／ｒ    ・・・（３）
【００３２】
続いて、加速度変化量演算部３２は、上記式（２）、（３）の計算結果に基づいて、次式（４）を用いて、モータトルクを０にした場合の加速度変化量Δａを計算する。なお、式（４）において、ｍは車重を示している。
【００３３】
Δａ＝（Ｆｍ−Ｆｖ）／ｍ−Ｆｖ／ｍ    ・・・（４）
【００３４】
なお、ここでは、走行抵抗を利用して加速度変化量を計算する場合について説明したが、これに限定されず、車両の走行状態に応じて、例えば走行抵抗が無視できる程度に小さい場合には、簡易的に上記式（２）で表される走行抵抗を０に設定し、トルク指令のみに基づいて加速度変化量を計算してもよい。
【００３５】
ＡＰＳ変化率演算部３３は、車両制御装置５０から出力されたアクセルポジションセンサ６０の信号（以下、「ＡＰＳ信号」と称する）に基づいて、ＡＰＳ変化率を計算する。具体的には、ＡＰＳ変化率演算部３３は、ＡＰＳ値を時間微分してＡＰＳの変化量を計算する。
【００３６】
推定モード設定部３４は、車両制御装置５０から出力されたトルク指令、加速度変化量演算部３２から出力された加速度変化量、およびＡＰＳ変化率演算部３３から出力されたＡＰＳ変化率に基づいて、推定モードフラグを設定するとともに、目標電流を計算する。
【００３７】
電流制御部３５は、モータ１０に流れる電流が目標電流に追従するように、電力変換器２０のスイッチング素子のオンオフを制御するオンオフ信号を出力する。永久磁石温度推定部３６は、モータ回転数演算部３１からのモータ回転数、推定モード設定部３４からの推定モードフラグおよび電流制御部３５からのインバータ指令電圧ｖｄ、ｖｑに基づいて、モータ１０のロータに用いられる永久磁石の温度を計算する。
【００３８】
続いて、図３を参照しながら、永久磁石温度推定部３６における永久磁石の温度推定に係る原理について説明する。図３は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の永久磁石温度推定部３６における温度推定処理を説明するための図であり、永久磁石の磁束と永久磁石の温度との関係を示している。
【００３９】
まず、モータ１０のｄｑ軸上における電圧と電流との関係を表す電圧方程式は、次式（５）で表される。なお、式（５）において、Ｒはステータコイルの抵抗値を示し、Ｌｄはｄ軸インダクタンスを示し、Ｌｑはｑ軸インダクタンスを示し、ωはモータ電気角速度を示し、Ψは永久磁石鎖交磁束を示している。
【００４０】
【数１】
2014057558.tif 000003
【００４１】
また、モータ１０の発生するトルクと、ｄｑ軸上における電流との関係を表すトルク式は、次式（６）で表される。なお、式（６）において、Ｔはモータトルクを示している。
【００４２】
【数２】
2014057558.tif 000004
【００４３】
一般に、モータ１０の発生するトルクを制御する場合には、目標とするトルク設定値から、目標電流であるｄｑ軸電流の目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）を計算する。次に、実際にモータ１０に通電されるｄｑ軸電流（ｉｄ、ｉｑ）が、目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）になるように電流制御を行う。
【００４４】
なお、実際にモータ１０に通電されるｄｑ軸電流（ｉｄ、ｉｑ）は、電力変換器２０に設けられた電流センサの出力値と、モータ１０に取り付けられた角度位置センサの出力値とに基づいて計算される。
【００４５】
ここで、モータ１０の誘起電圧（ωΨ）を計算するためには、ｄｑ軸電流の目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）を０に設定する（すなわち、ｉｄ*＝０、ｉｑ*＝０）。これにより、ｄｑ軸電圧指令値は、次式（７）で表される値になり、ｑ軸電圧指令値と誘起電圧とが一致する。
【００４６】
【数３】
2014057558.tif 000005
【００４７】
最終的に、モータ１０のロータに用いられる永久磁石の温度と相関性のある永久磁石の鎖交磁束Ψは、次式（８）で表される。また、永久磁石の推定温度は、式（８）で求められた鎖交磁束Ψに基づいて、モータ１０の特性からあらかじめ定められたマップから計算される。
【００４８】
【数４】
2014057558.tif 000006
【００４９】
なお、上記の説明では、ｄｑ軸電流の目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）を０に設定するとしたが、これに限定されず、実際にモータ１０に通電されるｄｑ軸電流（ｉｄ、ｉｑ）を０にするような制御を実行してもよい。ｄｑ軸電流の目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）を０に設定した場合には、推定モード設定部３４が自ら有している値であることから、すぐに参照することができ、実際にモータ１０に通電されるｄｑ軸電流（ｉｄ、ｉｑ）を０にする場合には、誤差の少ない制御を実行することができる。
【００５０】
また、ｄｑ軸電流の目標値（ｉｄ*、ｉｑ*）を０に設定すること、または実際にモータ１０に通電されるｄｑ軸電流（ｉｄ、ｉｑ）を０にすることは、結果的に、モータトルクを０に設定することと等価である。
【００５１】
これにより、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）が０、すなわちトルクが０の状態で、モータ定数を用いることなく永久磁石の温度を計算することができるので、モータのロータに用いられる永久磁石の温度を高精度に推定することができる
【００５２】
次に、図４のフローチャートを参照しながら、推定モード設定部３４で推定モードを判定する処理について説明する。図４は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の推定モード設定部３４における推定モード判定処理を示すフローチャートであり、例えば１［ｍｓ］等の計算周期で繰り返し実行される。
【００５３】
まず、推定モード設定部３４は、推定モードフラグが０であるか否かを判定する（ステップＳ１）。ここで、推定モードフラグは、前回の処理において記憶された値が参照される。
【００５４】
ステップＳ１において、推定モードフラグが０であり（すなわち、Ｙｅｓ）、推定モード実行中でないと判定された場合には、推定モード設定部３４は、加速度変化量演算部３２で計算された加速度変化量が、あらかじめ設定された第１所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ２）。
【００５５】
なお、加速度変化量演算部３２において、上述したように、簡易的に走行抵抗を０に設定して加速度変化量を計算した場合には、トルクの絶対値が小さい場合に、推定モードを実行することと等価になる。
【００５６】
ステップＳ２において、加速度変化量が第１所定値よりも小さい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、ＡＰＳ変化率演算部３３で計算されたＡＰＳ変化率が、あらかじめ設定された第２所定値よりも小さいか否かを判定する（ステップＳ３）。
【００５７】
ステップＳ３において、ＡＰＳ変化率が第２所定値よりも小さい（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、推定モードフラグを１に設定して推定モードを開始するとともに、推定モードの継続時間をカウントする継続時間カウンタを０にクリアする（ステップＳ４）。
【００５８】
一方、ステップＳ２において、加速度変化量が第１所定値以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合、およびステップＳ３において、ＡＰＳ変化率が第２所定値以上である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、推定モードフラグを０のまま維持するとともに、継続時間カウンタを０にクリアする（ステップＳ５）。
【００５９】
一方、ステップＳ１において、推定モードフラグが１であり（すなわち、Ｎｏ）、推定モード実行中であると判定された場合には、推定モード設定部３４は、継続時間カウンタが推定モードを終了させる第３所定値以上になっているか否かを判定する（ステップＳ６）。
【００６０】
ステップＳ６において、継続時間カウンタが第３所定値以上になっている（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、推定モードフラグを０に設定して推定モードを終了するとともに、推定モードの継続時間をカウントする継続時間カウンタを０にクリアする（ステップＳ７）。
【００６１】
一方、ステップＳ６において、継続時間カウンタが第３所定値未満である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、推定モードフラグを１のまま維持するとともに、継続時間カウンタをインクリメントする（ステップＳ８）。
【００６２】
続いて、推定モード設定部３４は、推定モードフラグの状態に応じて、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）を設定し（ステップＳ９）、図４の処理を終了する。
【００６３】
ここで、上述した第１〜第３所定値は、例えば以下のようにして設定される。
第１所定値は、トルクを０に切り替えた際に、ドライバに違和感を与えていない加速度変化量を実験等で求める。
第２所定値は、トルクを０に切り替えた際に、ドライバに違和感を与えていないＡＰＳ変化量を実験等で求める。
第３所定値は、電流ｉｄ、ｉｑが、０に落ち着くまでの時間を設定する。
【００６４】
また、上記の説明では、ステップＳ２において、加速度変化量が第１所定値よりも小さく、かつステップＳ３において、ＡＰＳ変化率が第２所定値よりも小さい場合に、推定モードフラグが１に設定されると説明した。しかしながら、これに限定されず、加速度変化量が第１所定値よりも小さいか、またはＡＰＳ変化率が第２所定値よりも小さい場合に、推定モードフラグが１に設定されてもよい。何れの場合であっても、ドライバに違和感を与えることなく永久磁石の温度を推定することができる。
【００６５】
また、ＡＰＳ変化率に代えて、トルク指令の変化量（微分値）が、あらかじめ設定されても所定値よりも小さい場合に、推定モードフラグが１に設定されてもよい。この場合には、モータ制御装置３０が車両制御装置５０からＡＰＳ信号を得る必要がなく（新しいセンサ情報を必要とせず）、かつドライバに違和感を与えることなく永久磁石の温度を推定することができる。
【００６６】
次に、図５を参照しながら、永久磁石の温度を推定する場合について説明する。図５は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、温度推定処理を実行した場合の挙動を示すタイミングチャートである。
【００６７】
まず、時刻ｔ０〜ｔ１においては、推定モードを実行するための条件が成立しない期間であり、ＡＰＳに応じてトルクが決定される。
次に、時刻ｔ１〜ｔ２においては、アクセルペダルが徐々に放された状態であり、ＡＰＳ変化量がマイナスになる。ここでは、ＡＰＳ変化量が第２所定値よりも小さくなるが、加速度変化量が第１所定値よりも大きいので、推定モードには移行しない。
【００６８】
続いて、時刻ｔ２において、アクセルペダルがさらに放され、加速度変化量が第１所定値よりも小さくなる。ここでは、ＡＰＳ変化量および加速度変化量が、ともに推定モードへの移行条件を満たしているので、推定モードを実行する。
【００６９】
次に、時刻ｔ２〜ｔ３においては、推定モードが成立している期間であり、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）が０に設定されて、トルクが０となる。このとき、このタイミングで誘起電圧を計算し、永久磁石の温度を推定する。
【００７０】
続いて、時刻ｔ３において、継続時間カウンタが第３所定値を超える時間であり、推定モードを終了する。
次に、時刻ｔ４以降においては、推定モードを実行するための条件が成立しない期間であり、ＡＰＳに応じてトルクが決定される。
【００７１】
なお、図５では、推定モード実行中の時刻ｔ２〜ｔ３において、ドライバがアクセルペダルを踏み込んでいる。このとき、ドライバビリティを重視するのであれば、推定モードを中断し、永久磁石の温度推定を重視するのであれば、推定モードを継続すればよい。
【００７２】
続いて、図６のフローチャートを参照しながら、図４のステップＳ９に示した目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）を設定する処理について説明する。図６は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の推定モード設定部３４における目標電流設定処理を示すフローチャートである。なお、図６に示す処理は、図４に示したフローチャートからコールされるので、計算周期は、上位関数に依存する。
【００７３】
まず、推定モード設定部３４は、推定モードフラグが０であるか否かを判定する（ステップＳ１１）。ここで、推定モードフラグは、図４に示したフローチャートにおける判定結果を用いる。
【００７４】
ステップＳ１１において、推定モードフラグが０であり（すなわち、Ｙｅｓ）、推定モード実行中でないと判定された場合には、推定モード設定部３４は、第１目標トルクとして、車両制御装置５０からのトルク指令を設定する（ステップＳ１２）。
【００７５】
続いて、推定モード設定部３４は、トルク偏差＝｜第２目標トルク（前回値）−指令トルク｜として、トルク偏差を計算する（ステップＳ１３）。ここで、第２目標トルク（前回値）は、１計算ステップ前の値を使用する。また、｜｜は、絶対値処理を示している。
【００７６】
次に、推定モード設定部３４は、ステップＳ１３で計算したトルク偏差が、あらかじめ設定された第４所定値以上であるか否かを判定する（ステップＳ１４）。なお、第４所定値は、第２目標トルクがトルク指令と一致した場合を抽出するために設定される値であり、例えば指令トルクの１％等の値を設定する。
【００７７】
ステップＳ１４において、トルク偏差が第４所定値以上である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、第２目標トルクとして、第１目標トルクにローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行った値を設定する（ステップＳ１５）。
【００７８】
一方、ステップＳ１４において、トルク偏差が第４所定値未満である（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、第２目標トルクとして、第１目標トルクを設定する（ステップＳ１６）。
【００７９】
一方、ステップＳ１１において、推定モードフラグが１であり（すなわち、Ｎｏ）、推定モード実行中であると判定された場合には、推定モード設定部３４は、第１目標トルクとして０を設定する（ステップＳ１７）。
続いて、推定モード設定部３４は、第２目標トルクとして、第１目標トルクにローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行った値を設定する（ステップＳ１８）。
【００８０】
次に、推定モード設定部３４は、第２目標トルクが０であるか否かを判定する（ステップＳ１９）。
【００８１】
ステップＳ１９において、第２目標トルクが０である（すなわち、Ｙｅｓ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）を０に設定し（すなわち、ｉｄ*＝０、ｉｑ*＝０）（ステップＳ２０）、図６の処理を終了する。
【００８２】
一方、ステップＳ１９において、第２目標トルクが０でない（すなわち、Ｎｏ）と判定された場合には、推定モード設定部３４は、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）を、第２目標トルクおよびモータ回転数に応じた値に設定し（ステップＳ２１）、図６の処理を終了する。
【００８３】
なお、ステップＳ１５およびステップＳ１８におけるローパスフィルタのカットオフ周波数は、トルク変化により、ドライブシャフト剛性が原因で発生するねじれ共振が発生しない範囲（例えば数Ｈｚ程度）で値を設定する。
【００８４】
次に、図７を参照しながら、推定モードを実行した場合のトルクおよび電流の挙動について説明する。図７は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置において、推定モードを実行した場合のトルクおよび電流の挙動を示すタイミングチャートである。
【００８５】
まず、時刻ｔ１０〜ｔ１１においては、推定モードを実行しない期間であり、第１目標トルクは、車両制御装置５０からのトルク指令と一致する。
次に、時刻ｔ１１〜ｔ１２においては、推定モードが開始された直後であり、ローパスフィルタ処理により、第２目標トルクが徐々に０に近づく。
【００８６】
続いて、時刻ｔ１２〜ｔ１３においては、永久磁石の温度推定が実施されている期間であり、目標電流（ｉｄ*、ｉｑ*）が０に設定される。
【００８７】
次に、時刻ｔ１３〜ｔ１４においては、推定モードが終了し、第２目標トルクがトルク指令に復帰するまでの期間であり、第１目標トルクは、トルク指令と一致する。このとき、第２目標トルクは、第１目標トルクに対して、ローパスフィルタ処理が実行される。
続いて、時刻ｔ４以降においては、第２目標トルクとトルク指令とが一致し、推定モードが終了する。
【００８８】
図６および図７より、第２目標トルクとして、第１目標トルクにローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行った値を設定することにより、軸振動の共振を防止することができ、ドライバに違和感を与えることなく永久磁石の温度を推定することができる。
【００８９】
なお、上記の説明では、第１目標トルクにローパスフィルタ（ＬＰＦ）処理を行った値を設定するとした。しかしながら、これに限定されず、目標トルクを０に変化させる場合に、例えば１［ｓ］にトルクを５［Ｎ］までしか変更しない等の勾配制限をかけることにより、同様にドライバに違和感を与えることなく永久磁石の温度を推定することができる。
【００９０】
以上のように、実施の形態１によれば、推定モード設定部は、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にし、永久磁石温度推定部は、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する。
また、実施の形態１によれば、判定ステップは、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定し、電流制御ステップは、所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にし、温度推定ステップは、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する。
これにより、目標電流が０、すなわちトルクが０の状態で、モータ定数を用いることなく永久磁石の温度を計算することができる。
そのため、モータのロータに用いられる永久磁石の温度を高精度に推定することができるモータ制御装置およびモータ制御方法を得ることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【手続補正書】
【提出日】平成27年7月31日(2015.7.31)
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１３
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１３】
この発明に係るモータ制御装置は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にする推定モード設定部と、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する永久磁石温度推定部と、車両の加速度の変化量を計算する加速度変化量演算部とを備え、推定モード設定部は、モータのトルクを０にした場合の加速度の変化量が、所定値以下となった場合に、モータに流れる電流を０にするものである。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【００１４】
また、この発明に係るモータ制御方法は、動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置で実行されるモータ制御方法であって、モータが駆動力を発生して車両が走行している状態で、モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定する判定ステップと、所定条件が成立した場合に、モータに流れる電流を０にする電流制御ステップと、モータに流れる電流が０である期間に、モータの誘起電圧に基づいて、永久磁石の温度を推定する温度推定ステップと、車両の加速度の変化量を計算する加速度変化量演算ステップと、を備え、電流制御ステップは、モータのトルクを０にした場合の加速度の変化量が、所定値以下となった場合に、モータに流れる電流を０にするものである。
【手続補正３】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正の内容】
【特許請求の範囲】
【請求項１】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置であって、
前記モータが駆動力を発生して前記車両が走行している状態で、前記モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立した場合に、前記モータに流れる電流を０にする推定モード設定部と、
前記モータに流れる電流が０である期間に、前記モータの誘起電圧に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する永久磁石温度推定部と、
前記車両の加速度の変化量を計算する加速度変化量演算部と、を備え、
前記推定モード設定部は、前記モータのトルクを０にした場合の前記加速度の変化量が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
モータ制御装置。
【請求項２】
前記推定モード設定部は、前記車両のアクセルペダルの踏み込み量を検出するアクセルポジションセンサからの、前記アクセルペダルの踏み込み量の変化率が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記推定モード設定部は、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令の変化量が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記推定モード設定部は、前記所定条件が成立し、前記モータに流れる電流を０にする場合に、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令に対して、ローパスフィルタ処理を行って前記モータのトルクの変動を低減する
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
前記推定モード設定部は、前記所定条件が成立し、前記モータに流れる電流を０にする場合に、前記モータの発生するトルクを制御する車両制御装置からのトルク指令に対して、勾配制限を掛けながら前記モータのトルクの変動を低減する
請求項１から請求項３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
動力源としてモータを備えた車両のモータ制御装置で実行されるモータ制御方法であって、
前記モータが駆動力を発生して前記車両が走行している状態で、前記モータのロータに使用される永久磁石の温度を推定するための所定条件が成立したか否かを判定する判定ステップと、
前記所定条件が成立した場合に、前記モータに流れる電流を０にする電流制御ステップと、
前記モータに流れる電流が０である期間に、前記モータの誘起電圧に基づいて、前記永久磁石の温度を推定する温度推定ステップと、
前記車両の加速度の変化量を計算する加速度変化量演算ステップと、を備え、
前記電流制御ステップは、前記モータのトルクを０にした場合の前記加速度の変化量が、所定値以下となった場合に、前記モータに流れる電流を０にする
モータ制御方法。
【国際調査報告】
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