(57)【要約】【課題】磁歪部材を有するＰＭモータに高い性能を発揮させることのできるモータ制御装置、および同ＰＭモータの検査を適正に行うことのできるモータ検査装置を提供する。【解決手段】ＰＭモータのロータの一部が磁歪材料からなる磁歪部材によって構成されている。ＰＭモータは、モータ回転速度ωを上限速度ωｕによって制限しつつ運転される。電子制御装置は、モータ回転速度ωとＰＭモータの内部の磁束（推定磁束φａ）とを検出するとともに、それらモータ回転速度ωおよび推定磁束φａに基づいて上限速度ωｕを補正する（Ｓ１０１〜Ｓ１１３）。【選択図】図５
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
磁歪材料からなる磁歪部材がロータの一部をなすＰＭモータの作動を制御するモータ制御装置であって、
前記ＰＭモータの回転速度を上限速度によって制限する制限部と、
前記ＰＭモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記ＰＭモータの内部の磁束を検出する磁束検出部と、
前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて、前記上限速度を補正する補正部と
を備えるモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記補正部は、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて前記磁歪部材の実際のヤング率の指標値を算出するとともに、同指標値と予め定められた基準値との差が小さくなるように前記上限速度を補正する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載のモータ制御装置において、
前記補正部は、前記上限速度の補正を許可する条件として、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記上限速度との大小関係を用いる
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１〜３のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記ＰＭモータは、表面磁石型のモータであり、同モータの回転中心方向において永久磁石を挟む位置に配置された前記磁歪部材と、前記永久磁石との間に前記磁歪部材を挟む態様でモータシャフトに固定されたエンドプレートと、前記永久磁石および前記磁歪部材の外周面を周囲全周にわたって覆うカバーと、を有する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記上限速度が予め定められた判定速度以下であるときに異常ありと判定する判定部を有する
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
磁歪材料からなる磁歪部材がロータの一部をなすＰＭモータを接続して、同ＰＭモータの異常の有無を検査するモータ検査装置であって、
予め定めた所定期間にわたり、前記ＰＭモータの回転速度を上限速度によって制限しつつ同ＰＭモータを運転するモータ運転部と、
前記ＰＭモータの回転速度を検出する速度検出部と、
前記ＰＭモータの内部の磁束を検出する磁束検出部と、
前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて前記上限速度を補正する補正処理を、前記所定期間にわたって実行する補正実行部と、
前記上限速度と予め定められた判定値との大小関係をもとに、前記ＰＭモータの異常の有無を判定する異常判定部と
を備えるモータ検査装置。
【請求項７】
請求項６に記載のモータ検査装置において、
前記補正実行部は、前記補正処理において、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて前記磁歪部材の実際のヤング率の指標値を算出するとともに、同指標値と予め定められた基準値との差が小さくなるように前記上限速度を補正する
ことを特徴とするモータ検査装置。
【請求項８】
請求項６または７に記載のモータ検査装置において、
前記補正実行部は、前記補正処理において、前記上限速度の補正を許可する条件として、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記上限速度との大小関係を用いる
ことを特徴とするモータ検査装置。
【請求項９】
請求項６〜８のいずれか一項に記載のモータ検査装置において、
前記異常判定部は、前記所定期間にわたって補正した前記上限速度が予め定められた判定速度範囲内である場合には異常なしと判定する一方、前記所定期間にわたって補正した前記上限速度が前記判定速度範囲外である場合には異常ありと判定する
ことを特徴とするモータ検査装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＭモータの作動を制御するモータ制御装置およびＰＭモータの異常の有無を検査するモータ検査装置に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
従来、永久磁石同期回転機（いわゆるＰＭモータ）の回転子（ロータ）に、応力に応じて透磁率が変化する磁歪材料からなる磁歪部材を設けることが提案されている（特許文献１参照）。
【０００３】
特許文献１に記載のＰＭモータには、円筒形状の磁歪部材がロータの外周面を覆うように設けられている。このＰＭモータでは、その運転に際して回転速度が高くなると、ロータに作用する遠心力が大きくなるため、磁歪部材に生じる引っ張り応力が大きくなって磁歪部材の透磁率が高くなる。そして、これにより磁歪部材の内部をロータの周方向に通過する磁束が多くなる結果、同ロータの外部に放出される磁束が少なくなる。このように上記ＰＭモータでは、ロータに設けられた磁歪部材によって、高回転時において磁束を減らして界磁を弱める作用（弱め界磁作用）が得られるようになるため、ＰＭモータの高回転での運転が可能になる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開平９−２００９８５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ここで、ＰＭモータの高回転での運転に際して、磁歪部材に生じる応力が大きくなって同磁歪部材の変形量が大きくなった場合に、磁歪部材が塑性変形するおそれがある。この場合、磁歪部材の特性が変化してしまうため、同磁歪部材による磁束の調節を適正に行えなくなり、ＰＭモータの作動制御を適正に実行することができなくなる。
【０００６】
こうした不都合を回避するために、ＰＭモータの回転速度に上限速度を定めて、同上限速度を超えないようにＰＭモータの作動制御を実行することが考えられる。これにより、ＰＭモータの運転中に上記応力が過大になることが抑えられるため、磁歪部材の塑性変形を回避することが可能になる。
【０００７】
ただし、磁歪部材が塑性変形するようになるＰＭモータの回転速度は、同ＰＭモータの個体差や経時的変化による影響等によって個体毎に異なる。そのため、磁歪部材の塑性変形を確実に回避するためには、上記個体差や経時的変化による影響等を考慮したうえで、いかなるＰＭモータであっても磁歪部材の塑性変形が回避されるように余裕をもった低い速度を上限速度として設定せざるを得ない。これは、ＰＭモータの高性能化を妨げる要因になるために好ましくない。
【０００８】
本発明は、そうした実情に鑑みてなされたものであり、その目的は、磁歪部材を有するＰＭモータに高い性能を発揮させることのできるモータ制御装置、および同ＰＭモータの検査を適正に行うことのできるモータ検査装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
上記課題を解決するためのモータ制御装置は、磁歪材料からなる磁歪部材がロータの一部をなすＰＭモータの作動を制御するモータ制御装置であって、前記ＰＭモータの回転速度を上限速度によって制限する制限部と、前記ＰＭモータの回転速度を検出する速度検出部と、前記ＰＭモータの内部の磁束を検出する磁束検出部と、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて、前記上限速度を補正する補正部とを備える。
【００１０】
上記構成では、ＰＭモータの回転速度が高くなると、ロータに設けられた磁歪部材に生じる応力が大きくなって同磁歪部材の透磁率が変化し、ロータの外部に放出される磁束が変化するようになる。こうしたＰＭモータを採用したために、高回転時においてＰＭモータ内部の磁束を減らして界磁を弱める作用（弱め界磁作用）が得られるようになり、同ＰＭモータの高回転での運転が可能になる。
【００１１】
ここで、上記磁歪部材に生じる応力と同応力によって発生する歪みとの関係（ヤング率）は、磁歪部材の弾性変化領域と塑性変形領域とで異なる。上記構成によれば、ＰＭモータの回転速度（上記応力の指標値）とＰＭモータ内部の磁束（上記歪みの指標値）とが検出されるため、それら検出した回転速度および磁束の関係（例えば、［回転速度］／［基準状態からの磁束の変化量］）をもとに実際のヤング率を把握することができる。こうしたことから、ＰＭモータの回転速度の検出値とＰＭモータ内部の磁束の検出値とはともに、実際のヤング率の指標値であると云える。上記構成では、そうした回転速度の検出値と磁束の検出値とに基づいてモータ回転速度の上限速度が補正されるため、ＰＭモータの個体差や経時的な変化による影響等に合わせて、実際のヤング率が塑性変形領域のヤング率に近い値にならないように、且つ弾性変化領域のヤング率に近い値になるように、上限速度を補正することができる。
【００１２】
上記構成によれば、こうした上限速度をもとにＰＭモータを運転することができるため、いかなるＰＭモータであっても磁性部材の塑性変形が回避されるように余裕をもった低い速度が上限速度として設定された装置と比較して、高い速度でＰＭモータを運転することが可能になり、ＰＭモータに高い性能を発揮させることができるようになる。
【００１３】
上記課題を解決するためのモータ検査装置は、磁歪材料からなる磁歪部材がロータの一部をなすＰＭモータを接続して、同ＰＭモータの異常の有無を検査するモータ検査装置であって、予め定めた所定期間にわたり、前記ＰＭモータの回転速度を上限速度によって制限しつつ同ＰＭモータを運転するモータ運転部と、前記ＰＭモータの回転速度を検出する速度検出部と、前記ＰＭモータの内部の磁束を検出する磁束検出部と、前記速度検出部によって検出される回転速度と前記磁束検出部によって検出される磁束とに基づいて前記上限速度を補正する補正処理を、前記所定期間にわたって実行する補正実行部と、前記上限速度と予め定められた判定値との大小関係をもとに、前記ＰＭモータの異常の有無を判定する異常判定部とを備える。
【００１４】
上記ＰＭモータは、その回転速度が高くなった場合に、ロータに設けられた磁歪部材に生じる応力が大きくなって同磁歪部材の透磁率が変化するため、ロータの外部に放出される磁束が変化するようになる。これにより、ＰＭモータ内部の磁束を減らして界磁を弱める作用（弱め界磁作用）が得られるため、ＰＭモータの高回転での運転が可能になる。
【００１５】
ここで、上記磁歪部材に生じる応力と同応力によって発生する歪みとの関係（ヤング率）は、磁歪部材の弾性変化領域と塑性変形領域とで異なる。上記構成によれば、ＰＭモータの回転速度（上記応力の指標値）とＰＭモータ内部の磁束（上記歪みの指標値）とが検出されるため、それら検出した回転速度および磁束の関係（例えば、［回転速度］／［基準状態からの磁束の変化量］）をもとに実際のヤング率を把握することができる。こうしたことから、ＰＭモータの回転速度の検出値とＰＭモータ内部の磁束の検出値とはともに、実際のヤング率の指標値であると云える。上記構成では、そうした回転速度の検出値と磁束の検出値とに基づいてモータ回転速度の上限速度が補正されるため、ＰＭモータの個体差に合わせて、実際のヤング率が塑性変形領域のヤング率に近い値にならないように、且つ弾性変化領域のヤング率に近い値になるように、上限速度を補正することができる。そして、こうした上限速度の補正を所定期間にわたって実行することにより、ＰＭモータに異常がなければ、同上限速度は一定の範囲内に収まるようになる。
【００１６】
上記構成によれば、このように補正される上限速度と判定値との比較を通じて、上限速度が正常なＰＭモータに見合う値になっているか否かを判断し、その結果をもとにＰＭモータの異常の有無を判定することができる。このようにして磁歪部材を有するＰＭモータの検査を適正に行うことができる。
【発明の効果】
【００１７】
本発明のモータ制御装置によれば、磁歪部材を有するＰＭモータに高い性能を発揮させることができる。また本発明のモータ検査装置によれば、磁歪部材を有するＰＭモータの検査を適正に行うことができる。
【図面の簡単な説明】
【００１８】
【図１】第１実施形態のモータ制御装置の概略構成を示すブロック図。
【図２】第１実施形態のＰＭモータのロータの分解斜視図。
【図３】同ロータの側面図。
【図４】モータ回転速度とＰＭモータ内部の磁束との関係から磁歪部材の応力線図を作成した結果を示すグラフ。
【図５】第１実施形態の補正判定処理の実行手順を示すフローチャート。
【図６】第２実施形態の検査処理の実行手順を示すフローチャート。
【発明を実施するための形態】
【００１９】
（第１実施形態）
以下、第１実施形態のモータ制御装置について説明する。
本実施形態のモータ制御装置は、電気自動車の駆動輪を駆動する交流モータの作動を制御するものである。
【００２０】
図１に示すように、車両には駆動源としての永久磁石同期回転機（ＰＭモータ１１）と電力供給源としてのバッテリ１２とが搭載されている。これらＰＭモータ１１およびバッテリ１２はインバータ２０を介して接続されている。
【００２１】
インバータ２０は、六つのスイッチング素子２１によって構成された三相ブリッジ整流回路や、マイクロコンピュータを中心に構成されたインバータコントローラ２２を備えている。インバータコントローラ２２には、各種センサの出力信号が取り込まれている。それらセンサとしては、バッテリ１２からインバータ２０に供給される電圧（供給電圧Ｖ）を検出するための電圧センサ２３や、バッテリ１２からインバータ２０に供給される電流（供給電流ＩＢ）を検出するための供給電流センサ２４が設けられている。また、ＰＭモータ１１の各相を流れる電流（相電流ＩＰ）を検出するための相電流センサ２５や、ＰＭモータ１１の回転速度（モータ回転速度ω）を検出するための速度センサ２６なども設けられている。
【００２２】
車両には、マイクロコンピュータを中心に構成された電子制御装置１３が設けられている。この電子制御装置１３にも、各種センサの出力信号が取り込まれている。それらセンサとしては、アクセル操作部材（図示略）の操作量（アクセル操作量ＡＣＣ）を検出するためのアクセルセンサ１４や、車両の走行速度（車速ＳＰＤ）を検出するための速度センサ１５などが設けられている。また電子制御装置１３には、インバータコントローラ２２を介して、供給電圧Ｖ、供給電流ＩＢ、および相電流ＩＰが取り込まれている。さらに車室内には、ＰＭモータ１１の異常発生時に点灯するランプ１６が設けられており、このランプ１６も電子制御装置１３に接続されている。本実施形態では、この電子制御装置１３が、制限部、速度検出部、磁束検出部、補正部、および判定部として機能する。
【００２３】
電子制御装置１３は、各種センサの出力信号に基づき各種の演算を行い、その演算結果に基づいてインバータ２０の作動制御やランプ１６の点灯制御などの車両運転にかかる各種制御を実行する。
【００２４】
インバータ２０の作動制御は、基本的には、以下のように実行される。
先ず、電子制御装置１３は、アクセル操作量ＡＣＣおよび車速ＳＰＤに基づいてＰＭモータ１１の発生トルクの制御目標値（トルク指令値）を算出するとともに、同トルク指令値をインバータコントローラ２２に出力する。そして、インバータコントローラ２２は、このトルク指令値、前記供給電圧Ｖ、供給電流ＩＢ、および相電流ＩＰに基づいて、各スイッチング素子２１に出力するパルス信号を生成する。そして、このパルス信号が各スイッチング素子２１に対して出力されることにより、各スイッチング素子２１の作動が制御されてＰＭモータ１１の駆動が制御される。
【００２５】
こうしたインバータ２０の作動制御を通じて、バッテリ１２から供給される直流電力が可変電圧および可変周波数の交流電力に変換されてＰＭモータ１１に出力される。そして、この交流電力によってＰＭモータ１１が車両運転状態に見合う回転態様で駆動されるようになる。
【００２６】
本実施形態では、ＰＭモータ１１の回転子（ロータ）に、応力に応じて透磁率が変化する磁歪材料からなる磁歪部材が設けられている。こうした磁歪部材を設けることにより、高回転運転時においてＰＭモータ１１内部の磁束を減らして界磁を弱める作用（弱め界磁作用）が得られるようになり、同ＰＭモータ１１の高回転での運転が可能になっている。
【００２７】
以下、ＰＭモータ１１のロータの構造を、図２および図３を参照して詳しく説明する。
図２および図３に示すように、ＰＭモータ１１の回転軸（モータシャフト３２）には、周方向において４つに分割された構造の永久磁石３３が同モータシャフト３２の外周面を覆う略円筒形状をなすように取り付けられている。ＰＭモータ１１は表面磁石型のモータである。
【００２８】
前記磁歪材料からなる磁歪部材３１は、ロータ３４の回転中心方向（図３の左右方向）において永久磁石３３を挟む位置にそれぞれ配置されている。それら磁歪部材３１は、中央に貫通孔を有する円板状をなしており、同貫通孔にモータシャフト３２が挿通された状態で上記永久磁石３３の回転中心方向における両端の表面全体を覆うように設けられている。
【００２９】
またモータシャフト３２には、円板状のベース部３５と円筒状のボス部３６とからなるエンドプレート３７が設けられている。エンドプレート３７は、そのボス部３６に上記モータシャフト３２が挿通されるとともにベース部３５と上記永久磁石３３との間に磁歪部材３１が挟み込まれた状態で、モータシャフト３２に固定されている。
【００３０】
さらにロータ３４には、磁歪部材３１および永久磁石３３の外周面を全周にわたって覆う略円筒状のカバー３８が取り付けられている。このカバー３８は、炭素繊維シートからなり、永久磁石３３や磁歪部材３１の外周面を押さえ付けるように配設されている。このカバー３８により、ロータ３４の回転に際して、永久磁石３３や磁歪部材３１が回転中心と直交する方向（以下、径方向）に変位したり変形したりすることが抑えられる。
【００３１】
以下、上述した弱め界磁作用の発生原理について説明する。
本実施形態のＰＭモータ１１では、ロータ３４が高速回転した場合に、永久磁石３３や磁歪部材３１の径方向への弾性変形がカバー３８によって抑えられているために、それら永久磁石３３や磁歪部材３１が回転中心方向に弾性変形するようになる。ただし、永久磁石３３および磁歪部材３１を回転中心方向において挟む位置には一対のエンドプレート３７が設けられているため、これらエンドプレート３７により、モータシャフト３２に対する永久磁石３３および磁歪部材３１の回転中心方向への相対変位が規制されている。そのため、ロータ３４が高速回転した場合には、永久磁石３３や磁歪部材３１に圧縮応力が生じるようになる。本実施形態では、磁歪部材３１を構成する磁歪材料として、圧縮応力が大きくなるほど透磁率が大きくなるものが用いられている。そのため、上記圧縮応力によって磁歪部材３１の透磁率が高くなり、磁歪部材３１を通過する磁束が多くなるため、ロータ３４の外部に放出される磁束が少なくなる。このようにして、ＰＭモータ１１の高回転運転時にＰＭモータ１１内部の磁束を減らして界磁を弱める作用（弱め界磁作用）が得られる。
【００３２】
ここで、ＰＭモータ１１を高回転で運転する際に、磁歪部材３１に生じる圧縮応力が大きくなって同磁歪部材３１の変形量が大きくなった場合には、磁歪部材３１が塑性変形するおそれがある。この場合には、磁歪部材３１の特性が変化してしまうため、同磁歪部材３１による内部応力に応じた磁束の調節機能が適正に発揮されなくなり、ＰＭモータ１１（具体的には、インバータ２０）の作動制御を適正に実行することができなくなる。また、この場合には永久磁石３３の変形量が大きくなって同永久磁石３３に亀裂が生じてしまう可能性もある。
【００３３】
本実施形態では、こうした不都合を回避するために、ＰＭモータ１１の回転速度に上限速度ωｕを定めて、同上限速度ωｕを超えないようにインバータ２０の作動制御を実行するようにしている。これにより、ＰＭモータ１１の運転中に上記圧縮応力が過大になることが抑えられて、磁歪部材３１の塑性変形が回避される。
【００３４】
ところで、磁歪部材３１が塑性変形するようになるＰＭモータ１１の回転速度は、同ＰＭモータ１１の個体差や経時的変化による影響等によって個体毎に異なる。そのため本実施形態では、そうしたＰＭモータ１１の個体差や経時的変化による影響に応じて上限速度ωｕを補正するようにしている。なお、ＰＭモータ１１の経時的変化としては、エンドプレート３７の変形や変位などが挙げられる。
【００３５】
上限速度ωｕを補正する補正処理は次のような考えのもとに実行される。
本実施形態では、モータ回転速度ωが高くなるほど磁歪部材３１に作用する遠心力が大きくなって磁歪部材３１に生じる圧縮応力も大きくなるため、同モータ回転速度ωが上記圧縮応力の指標値であると云える。また、磁歪部材３１の歪みが大きくなるほど透磁率が高くなってＰＭモータ１１内部の磁束が少なくなるため、同磁束が磁歪部材３１の歪みの指標値であると云える。したがって、これらモータ回転速度ωおよびＰＭモータ１１内部の磁束の関係をもとに、磁歪部材３１に生じる圧縮応力と同圧縮応力によって発生する歪みとの関係（ヤング率＝［応力／歪み］）を把握することができる。こうしたことから、モータ回転速度ωとＰＭモータ１１内部の磁束（後述する推定磁束φａ）はともに、磁歪部材３１の実際のヤング率の指標値であると云える。
【００３６】
図４に、ＰＭモータ１１の運転中におけるモータ回転速度ω（上記圧縮応力の指標値）と、ＰＭモータ１１内部の磁束（上記歪みの指標値）との関係から磁歪部材３１の応力線図を作成した結果を示す。図４から明らかなように、ＰＭモータ１１の運転時における磁歪部材３１の実際のヤング率は、磁歪部材３１の弾性変化領域と塑性変形領域とで異なる。
【００３７】
この点をふまえて本実施形態では、モータ回転速度ωとＰＭモータ１１内部の磁束とに基づいて、磁歪部材３１の実際のヤング率の指標値（実ヤング率Ｅ）が算出される。そして、実ヤング率Ｅと予め定められた基準値（判定ヤング率Ｅｕ）との差が小さくなるように上限速度ωｕが補正される。この判定ヤング率Ｅｕとしては、磁歪部材３１の弾性変形領域におけるヤング率に対応する値が定められる。
【００３８】
こうした補正処理を実行することにより、ＰＭモータ１１の個体差や経時的変化による影響等に合わせて、磁歪部材３１の実際のヤング率が塑性変形領域のヤング率に近い値にならないように、且つ弾性変化領域のヤング率に近い値になるように、上限速度ωｕが補正されるようになる。これにより、ＰＭモータ１１の各個体の特性に合わせて上限速度ωｕを補正することができるため、いかなるＰＭモータ１１であっても磁歪部材３１の塑性変形が回避されるように余裕をもった低い速度が上限速度ωｕとして設定された装置と比較して、限界に近い高い速度でＰＭモータ１１を運転することが可能になる。したがって、ＰＭモータ１１に高い性能を発揮させることができるようになる。
【００３９】
以下、上記補正処理を含む補正判定処理の実行態様について図５を参照しつつ詳細に説明する。なお図５は、補正判定処理の実行手順を示すフローチャートであり、同フローチャートに示す一連の処理は、所定周期毎の処理として、電子制御装置１３により実行される。
【００４０】
図５に示すように、この処理では、上記補正処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１１３）と、上限速度ωｕをもとにＰＭモータ１１の異常の有無を判定する判定処理（ステップＳ１１４〜ステップＳ１１６）とが実行される。
【００４１】
補正処理では先ず、モータ回転速度ωに基づいて磁歪部材３１に生じる応力Ｆが算出される（ステップＳ１０１）。本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果からモータ回転速度ωと磁歪部材３１に生じる圧縮応力（応力Ｆ）との関係が予め求められて、電子制御装置１３に記憶されている。ステップＳ１０１の処理では、この関係に基づいて上記応力Ｆが算出される。
【００４２】
また、相電流ＩＰと、インバータコントローラ２２によって生成される前記パルス信号とに基づいて推定磁束φａが算出される（ステップＳ１０２）。本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果から、相電流ＩＰとパルス信号とＰＭモータ１１内部の実際の磁束（推定磁束φａ）との関係が予め求められて、電子制御装置１３に記憶されている。ステップＳ１０２の処理では、この関係に基づいて上記推定磁束φａが算出される。
【００４３】
さらに、基準磁束φｉが読み込まれる（ステップＳ１０３）。本実施形態では、ＰＭモータ１１の回転停止時（モータ回転速度ω＝「０」）に同ＰＭモータ１１の内部で発生している磁束が予め検出されるとともに、同磁束が基準磁束φｉとして電子制御装置１３に記憶されている。
【００４４】
また、磁歪部材３１の実際のヤング率の指標値（実ヤング率Ｅ）と比較される前記基準値（判定ヤング率Ｅｕ）が読み込まれる（ステップＳ１０４）。
図４から明らかなように、磁歪部材３１の弾性変形領域におけるヤング率と塑性変形領域におけるヤング率とは共に、それら弾性変形領域および塑性変形領域の境界部分（図４中にＢで示す部分）を除いて、略一定である。そして、上記境界部分Ｂでは、弾性変形領域から塑性変形領域に向かうに連れて、磁歪部材３１のヤング率は徐々に小さくなる。本実施形態では、弾性変形領域のうちの上記境界部分Ｂにおける磁歪部材３１のヤング率に対応する値が予め検出されるとともに、同値が上記判定ヤング率Ｅｕとして電子制御装置１３に予め記憶されている。
【００４５】
その後、基準磁束φｉから推定磁束φａを減算した値（φｉ−φａ）が磁束変化量Δφとして算出されるとともに（図５のステップＳ１０５）、この磁束変化量Δφによって前記応力Ｆを除算した値（＝Ｆ／Δφ）が、上記実ヤング率Ｅとして算出される（ステップＳ１０６）。なお、ＰＭモータ１１の回転停止時には（図４における作動点Ｃ１）、磁歪部材３１に遠心力が作用しておらず同磁歪部材３１の圧縮応力が「０」であるため、ＰＭモータ１１内部の磁束は「基準磁束φｉ」になると云える。また、ＰＭモータ１１の回転時には（例えば図４における作動点Ｃ２）、磁歪部材３１に遠心力が作用するために同磁歪部材３１の圧縮応力は正の値になり、ＰＭモータ１１内部の磁束は「推定磁束φａ」になる。したがって、ステップＳ１０６において算出される実ヤング率Ｅは、図４に示すグラフの傾きΔＹに対応する値になる。
【００４６】
そして、前記上限速度ωｕの更新量Ａが一旦「０」にリセットされた後（図５のステップＳ１０７）、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０８）。実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下である場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以下であるか否かが判断される（ステップＳ１０９）。
【００４７】
ここで、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以下である場合には（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、更新量Ａが所定値（−α［α＞０］）に変更されるとともに（ステップＳ１１０）、この更新量Ａを上限速度ωｕに加算した値が新たな上限速度ωｕとして更新される（ステップＳ１１１）。この場合には、上限速度ωｕが所定量「α」だけ低い速度に補正される。
【００４８】
一方、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも高い場合には（ステップＳ１０９：ＮＯ）、更新量Ａを「０」のままで変更することなく（ステップＳ１１０の処理がジャンプされて）、同更新量Ａを上限速度ωｕに加算した値が新たな上限速度ωｕとして更新される（ステップＳ１１１）。この場合には、更新量Ａが「０」であるため、上限速度ωｕは補正されない。
【００４９】
ここで、上限速度ωｕとして適正な値が定められていれば、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも高くなっているときには、磁歪部材３１の歪みが大きくなって実ヤング率Ｅは小さくなる。
【００５０】
そのため、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも高く、且つ実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下である場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ、且つステップＳ１０９：ＮＯ）、上限速度ωｕが実態に見合わない値（異常値）になっているとはいえず、上限速度ωｕを補正する必要性は低い。したがって本処理では、この場合には上限速度ωｕが補正されない。
【００５１】
その一方で、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以下であるのにも関わらず、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下になっている場合には（ステップＳ１０８：ＹＥＳ、且つステップＳ１０９：ＹＥＳ）、上限速度ωｕが異常値になっている可能性が高く、上限速度ωｕを補正する必要性が高い。詳しくは、上限速度ωｕが実情に見合う値よりも高い値であるために、実ヤング率Ｅが低くなっている可能性が高いと云える。したがって本処理では、この場合には上限速度ωｕが所定量「α」だけ低い速度に補正される。
【００５２】
このように本処理では、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下である場合に、モータ回転速度ωと上限速度ωｕとの大小関係をもとに同上限速度ωｕを補正する必要性を考慮したうえで、上限速度ωｕの補正が実行される。これにより、上限速度ωｕの誤補正が抑えられている。
【００５３】
その一方で、ステップＳ１０８の処理において実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕよりも大きいと判断される場合には（ステップＳ１０８：ＮＯ）、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以上であるか否かが判断される（ステップＳ１１２）。
【００５４】
そして、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以上である場合には（ステップＳ１１２：ＹＥＳ）、更新量Ａが所定値（α）に更新されるとともに（ステップＳ１１３）、この更新量Ａを上限速度ωｕに加算した値が新たな上限速度ωｕとして記憶される（ステップＳ１１１）。この場合には、上限速度ωｕが所定量「α」だけ高い速度に補正される。
【００５５】
一方、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも低い場合には（ステップＳ１１２：ＮＯ）、更新量Ａを「０」のままで変更することなく（ステップＳ１１３の処理がジャンプされて）、同更新量Ａを上限速度ωｕに加算した値が新たな上限速度ωｕとして更新される（ステップＳ１１１）。この場合には、更新量Ａが「０」であるため、上限速度ωｕが補正されない。
【００５６】
上限速度ωｕとして適正な値が定められていれば、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも低くなっているときには、磁歪部材３１の歪みが小さくなって実ヤング率Ｅは大きくなる。
【００５７】
そのため、モータ回転速度ωが上限速度ωｕよりも低く、且つ実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕよりも大きい場合には（ステップＳ１０８：ＮＯ、且つステップＳ１１２：ＮＯ）、上限速度ωｕが異常値になっているとはいえず、上限速度ωｕを補正する必要性は低い。したがって本処理では、この場合には上限速度ωｕが補正されない。
【００５８】
その一方で、モータ回転速度ωが上限速度ωｕ以上であるのにも関わらず、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕよりも大きくなっている場合には（ステップＳ１０８：ＮＯ、且つステップＳ１１２：ＹＥＳ）、上限速度ωｕが異常値になっている可能性が高く、上限速度ωｕを補正する必要性が高い。詳しくは、上限速度ωｕが実態に見合う値よりも低い値であるために、実ヤング率Ｅが高くなっている可能性が高いと云える。したがって本処理では、この場合には上限速度ωｕが所定量「α」だけ高い速度に補正される。
【００５９】
このように本処理では、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕよりも高い場合に、モータ回転速度ωと上限速度ωｕとの大小関係をもとに同上限速度ωｕを補正する必要性を考慮したうえで、上限速度ωｕの補正が実行される。これにより、上限速度ωｕの誤補正が抑えられている。
【００６０】
このように補正処理では、実ヤング率Ｅ（磁歪部材３１のヤング率の指標値）が算出されるとともに、同実ヤング率Ｅと判定ヤング率Ｅｕ（磁歪部材３１の弾性変形領域におけるヤング率に対応する値）との差が小さくなるように上限速度ωｕが補正される。そのため、ＰＭモータ１１の個体差や経時的変化による影響等に合わせて、磁歪部材３１の実際のヤング率が塑性変形領域のヤング率に近い値にならないように、且つ同磁歪部材３１の弾性変化領域のヤング率に近い値になるように、上限速度ωｕを補正することができる。これにより、実ヤング率Ｅと判定ヤング率Ｅｕとの差をもとに磁歪部材３１の変形態様を精度良く把握したうえで、同磁歪部材３１が塑性変形せずに弾性変形する速度範囲（詳しくは、その上限値に近い速度）でＰＭモータ１１を運転することができるようになる。
【００６１】
したがって、いかなるＰＭモータ１１であっても磁歪部材３１の塑性変形が回避されるように余裕をもった低い速度が上限速度ωｕとして設定された装置と比較して、高い速度でＰＭモータ１１を運転することが可能になるため、ＰＭモータ１１に高い性能を発揮させることができるようになる。
【００６２】
このようにして補正処理（ステップＳ１０１〜ステップＳ１１３）が実行された後、前記判定処理が実行される。
この判定処理では先ず、判定速度ωｒが読み込まれるとともに（ステップＳ１１４）、上限速度ωｕが判定速度ωｒ以下であるか否かが判断される（ステップＳ１１５）。本実施形態では、各種の実験やシミュレーションの結果をもとに、磁歪部材３１や永久磁石３３の塑性変形に起因するＰＭモータ１１の故障の発生を適正に判定することの可能な上限速度ωｕが予め求められるとともに、同上限速度ωｕが判定速度ωｒとして電子制御装置１３に記憶されている。
【００６３】
そして、上限速度ωｕが判定速度ωｒ以下である場合には（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、異常有りと判定された後（ステップＳ１１６）、本処理は一旦終了される。この場合には、車室内のランプ１６が点灯されて、ＰＭモータ１１に異常が生じている旨が乗員に報知される。
【００６４】
一方、上限速度ωｕが判定速度ωｒよりも高い場合には（ステップＳ１１５：ＮＯ）、異常有りと判定することなく（ステップＳ１１６の処理がジャンプされて）、本処理は一旦終了される。この場合には、車室内のランプ１６が点灯されない。
【００６５】
このように判定処理によれば、ＰＭモータ１１に異常が生じたことに起因して上限速度ωｕが過度に低い速度まで補正された場合に、同上限速度ωｕをもとに、ＰＭモータ１１に異常が生じていると判定することができる。
【００６６】
なお、この判定処理では、磁歪部材３１の変形量が大きくなって塑性変形してしまった場合に、例えば次のような経緯で異常ありと判定されるようになる。磁歪部材３１が塑性変形すると、同磁歪部材３１のヤング率（図４参照）が低くなったままになる。そのため、判定処理においては、実ヤング率Ｅが判定ヤング率Ｅｕ以下であると常に判断されるようになる（ステップＳ１０８：ＹＥＳ）。したがって、その後において本処理が実行されてモータ回転速度ωが上限速度ωｕ以下になる度に（ステップＳ１０９：ＹＥＳ）、上限速度ωｕが所定量（α）だけ低い速度に更新されるようになる。その結果、上限速度ωｕが判定速度ωｒ以下になり（ステップＳ１１５：ＹＥＳ）、異常ありと判定されるようになる（ステップＳ１１６）。
【００６７】
以上説明したように、本実施形態によれば、以下に記載する効果が得られる。
（１）モータ回転速度ωと推定磁束φａとに基づいて上限速度ωｕを補正するようにしたため、いかなるＰＭモータ１１であっても磁歪部材３１の塑性変形が回避されるように余裕をもった低い速度が上限速度ωｕとして設定された装置と比較して、ＰＭモータ１１に高い性能を発揮させることができるようになる。
【００６８】
（２）モータ回転速度ωと推定磁束φａとに基づいて実ヤング率Ｅを算出するとともに、同実ヤング率Ｅと判定ヤング率Ｅｕとの差が小さくなるように上限速度ωｕを補正するようにした。また判定ヤング率Ｅｕを磁歪部材３１の弾性変形領域におけるヤング率に相当する値にした。そのため、磁歪部材３１が塑性変形せずに弾性変形する速度範囲でＰＭモータ１１が運転されるように、上限速度ωｕを補正することができる。
【００６９】
（３）上限速度ωｕの補正を許可する条件として、モータ回転速度ωと上限速度ωｕとの大小関係（図５のステップＳ１０９、ステップＳ１１２参照）を用いるようにした。これにより、上限速度ωｕを補正する必要性を考慮したうえで、上限速度ωｕの補正を実行することができるため、上限速度ωｕの誤補正を抑えることができる。
【００７０】
（４）ＰＭモータ１１として、磁歪部材３１、永久磁石３３、エンドプレート３７、およびカバー３８を有する表面磁石型のモータを採用した。そのため、ＰＭモータ１１の高回転時において弱め界磁作用が得られるようになる。
【００７１】
（５）上限速度ωｕが判定速度ωｒ以下であるときに異常ありと判定するようにした。そのため、ＰＭモータ１１に異常が生じたことに起因して上限速度ωｕが過度に低い速度まで補正された場合に、同上限速度ωｕをもとに、ＰＭモータ１１に異常が生じていると判定することができる。
【００７２】
（第２実施形態）
以下、第２実施形態のモータ検査装置について、第１実施形態のモータ制御装置との相違点を中心に説明する。なお以下では第１実施形態と同一の構成には同一の符号を付して示し、その詳細な説明は割愛する。
【００７３】
本実施形態のモータ検査装置と第１実施形態のモータ制御装置とは基本構造は同一である。第１実施形態のモータ制御装置は車両に搭載されてＰＭモータの作動を制御する装置であるのに対して、本実施形態のモータ検査装置は、工場内に設置されてＰＭモータの異常の有無を検査する装置である。本実施形態のモータ検査装置は、検査対象のＰＭモータを着脱可能な構造になっている。
【００７４】
本実施形態では、電子制御装置１３（図１）により、ＰＭモータ１１の異常の有無を検査する処理（検査処理）が実行される。本実施形態では、この電子制御装置１３が、モータ運転部、速度検出部、磁束検出部、補正実行部、および補正判定部として機能する。
【００７５】
以下、この検査処理の実行態様について図６を参照しつつ詳細に説明する。なお図６は検査処理の実行手順を概念的に示すフローチャートであり、同フローチャートに示す一連の処理は、実際には所定周期毎の処理として電子制御装置１３により実行される。
【００７６】
図６に示すように、この処理では先ず、インバータ２０の作動制御を通じて、予め定められた所定の運転パターンでのＰＭモータ１１の運転が実行される（ステップＳ２０１）。また、このＰＭモータ１１の運転に合わせて、前記補正処理（図５のステップＳ１０１〜ステップＳ１１３）が実行される（ステップＳ２０２）。そして、一定時間が経過するまでの間（ステップＳ２０３：ＮＯ）、ＰＭモータ１１を運転する処理（運転処理）と補正処理とが継続して実行される。なお本実施形態では、標準的な特性のＰＭモータ１１であれば補正処理による上限速度ωｕの変化が略飽和するようになる同補正処理の実行継続時間が予め求められるとともに、同実行継続時間が上記一定時間として電子制御装置１３に記憶されている。
【００７７】
こうした運転処理と補正処理とを実行することにより、ＰＭモータ１１の個体差に合わせて、磁歪部材３１の実際のヤング率が塑性変形領域のヤング率に近い値にならないように、且つ弾性変化領域のヤング率に近い値になるように、上限速度ωｕが補正されるようになる。そして、上記運転処理と補正処理とを一定時間にわたり継続して実行することにより、ＰＭモータ１１に異常がなければ、上限速度ωｕは一定の範囲内に収まるようになる。
【００７８】
この点をふまえて、検査処理では、ＰＭモータ１１の運転継続時間が一定時間に到達すると（ステップＳ２０３：ＹＥＳ）、補正処理を通じて補正された上限速度ωｕが、予め定められた判定速度範囲内であるか否かが判断される（ステップＳ２０４）。なお、この判定速度範囲としては、ＰＭモータ１１に要求される性能に応じた速度範囲が予め定められて、電子制御装置１３に記憶されている。
【００７９】
そして、上限速度ωｕが判定速度範囲内（判定値ＪＬ≦ωｕ≦判定値ＪＨ）である場合には（ステップＳ２０４：ＹＥＳ）、ＰＭモータ１１に異常が生じていないために一定時間にわたって補正処理を実行した後の上限速度ωｕが一定の判定速度範囲内に収まっているとして、ＰＭモータ１１に異常がないと判断される（ステップＳ２０５）。この場合には、異常の無いことを示すランプ（図示略）を点灯させるなどして、ＰＭモータ１１に異常が無い旨が作業者に報知される。
【００８０】
一方、上限速度ωｕが判定速度範囲外（判定値ＪＬ＞ωｕ、またはωｕ＞判定値ＪＨ）である場合には（ステップＳ２０４：ＮＯ）、ＰＭモータ１１の異常に起因して上限速度ωｕが過度に低い速度に補正されたり過度に高い速度に補正されたりしているとして、ＰＭモータ１１に異常があると判断される（ステップＳ２０６）。この場合には、異常があることを示すランプ（図示略）を点灯させるなどして、ＰＭモータ１１に異常がある旨が作業者に報知される。
【００８１】
このように、一定時間にわたり補正された上限速度ωｕと予め定められた判定速度範囲との比較を通じてＰＭモータ１１の異常の有無を判定した後、ＰＭモータ１１の運転が停止されて（ステップＳ２０７）、本処理は終了される。
【００８２】
本実施形態の検査処理によれば、一定時間にわたり補正された上限速度ωｕと判定速度範囲との比較を通じて、上限速度ωｕが正常なＰＭモータ１１に見合う値になっているか否かを判断し、その結果をもとにＰＭモータ１１の異常の有無を判定することができ、同ＰＭモータ１１の検査を適正に行うことができる。
【００８３】
以上説明したように、本実施形態によれば、先の（２）および（３）に記載した効果に加えて、以下の（６）および（７）に記載する効果が得られる。
（６）一定時間にわたり補正された上限速度ωｕと判定速度範囲との比較を通じてＰＭモータ１１の異常の有無を判定するようにしたため、ＰＭモータ１１の検査を適正に行うことができる。
【００８４】
（７）ＰＭモータ１１に異常が生じていないために一定時間にわたって補正した後の上限速度ωｕが判定速度範囲内に収まっている場合には、ＰＭモータ１１に異常が無いと判定することができる。また、ＰＭモータ１１に異常があることに起因して上限速度ωｕが過度に低い速度に補正されたり過度に高い速度に補正されたりした場合には、同上限速度ωｕをもとに、ＰＭモータ１１に異常が生じていると判定することができる。
【００８５】
（他の実施形態）
なお、上記各実施形態は、以下のように変更して実施してもよい。
・第１実施形態の補正判定処理（図５）において異常ありと判定されたときに、その判定結果を乗員に報知するための手段は、例えばナビゲーションシステムの画面に異常有りの旨を表示させたりする等、任意の手段を採用することができる。
【００８６】
・第２実施形態において、検査処理による検査結果を作業者に報知するための手段は、検査結果を画像表示装置に表示するようにしたり、異常なしと判定されたときと異常ありと判定されたときとでスピーカーから異なる効果音を発するようにしたりする等、任意の手段を採用することができる。
【００８７】
・第２実施形態において、運転処理および補正処理の実行を継続する所定期間として、一定時間を定めることに限らず、上限速度ωｕの変化速度が略「０」になるまでの期間を定めるなど、任意の期間を定めることができる。上記所定期間は、標準的な特性のＰＭモータ１１であれば補正処理による上限速度ωｕの変化が略飽和するようになる期間であればよい。
【００８８】
・第２実施形態の検査処理において、運転処理（ステップＳ２０１）の実行期間と補正処理（ステップＳ２０２）の実行期間とが一致していなくてもよい。例えば運転処理の実行が開始されて暫くしてから補正処理の実行を開始するようにしてもよい。要は、運転処理と補正処理とが共に実行される一定の期間（所定期間）が定められていればよい。
【００８９】
・第２実施形態において、ＰＭモータ１１の異常の有無を、上限速度ωｕと判定速度範囲との比較に基づき判定することに代えて、上限速度ωｕと予め定められた判定値との大小関係をもとに判定するようにしてもよい。具体的には、所定期間にわたって補正した上限速度ωｕが判定値ＪＬ以上であるときには「異常なし」と判定し、同上限速度ωｕが判定値ＪＬ未満であるときには「異常あり」と判定するようにしてもよい。その他、所定期間にわたって補正した上限速度ωｕが判定値ＪＨ以下であるときには「異常なし」と判定し、同上限速度ωｕが判定値ＪＨより高いときには「異常あり」と判定すること等も可能である。
【００９０】
・各実施形態では、ＰＭモータ１１の回転停止時（図４の作動点Ｃ１）におけるＰＭモータ１１内部の磁束を「基準磁束φｉ」とするとともに磁歪部材３１の圧縮応力を「０」として、実ヤング率Ｅを算出した。これに代えて、ＰＭモータ１１の回転時（モータ回転速度ω≠０）における所定の作動点Ｄを予め定めて、標準的な特性のＰＭモータ１１の作動点ＤにおけるＰＭモータ１１内部の磁束を「基準磁束φｉ」とするとともに磁歪部材３１の圧縮応力を「基準応力ＦＤ」として、電子制御装置１３に予め記憶させておいてもよい。そして、この場合、実ヤング率Ｅを関係式「Ｅ＝（Ｆ−ＦＤ）／（φｉ−φａ）」から算出するようにしてもよい。こうした構成によっても、磁歪部材３１の実際のヤング率の指標値（図４に示すグラフの傾きΔＹに対応する値）を算出することができる。
【００９１】
・各実施形態の判定ヤング率Ｅｕとして、弾性変形領域のうちの境界部分Ｂ（図４参照）における磁歪部材３１のヤング率に対応する値を設定することに代えて、弾性変形領域における境界付近Ｂ以外の領域における磁歪部材３１のヤング率に対応する値を設定してもよい。
【００９２】
・各実施形態において、磁歪部材３１の実際のヤング率の指標値（実ヤング率）として、「応力Ｆ／磁束変化量Δφ」を算出することに限らず、「係数Ｋ×応力Ｆ／磁束変化量Δφ」を算出するようにしたり、「磁束変化量Δφ／応力Ｆ」を算出するようにしたりしてもよい。この場合には、実ヤング率の比較対象である判定ヤング率としても、同実ヤング率との比較に適した値を予め求めて定めておくことにより、補正処理を通じて上限速度ωｕを適正に補正することができる。
【００９３】
・第１実施形態のモータ制御装置や第２実施形態のモータ検査装置は、エンドプレート３７を有していないＰＭモータや、モータシャフト３２と永久磁石３３との間に円筒形状のコアが配置されたＰＭモータなど、任意の構造のＰＭモータに適用することができる。また、表面磁石型のＰＭモータに限らず、磁石埋込型のＰＭモータにも、第１実施形態のモータ制御装置や第２実施形態のモータ検査装置は適用することができる。その他、永久磁石の外周を覆う略円筒状の磁歪部材を有するＰＭモータなどにも、第１実施形態のモータ制御装置や第２実施形態のモータ検査装置は適用可能である。この場合には、磁歪部材を構成する磁歪材料として、引張応力が大きくなるほど透磁率が高くなるものを採用すればよい。
【符号の説明】
【００９４】
１１…ＰＭモータ、１２…バッテリ、１３…電子制御装置、１４…アクセルセンサ、１５…速度センサ、１６…ランプ、２０…インバータ、２１…スイッチング素子、２２…インバータコントローラ、２３…電圧センサ、２４…供給電流センサ、２５…相電流センサ、２６…速度センサ、３１…磁歪部材、３２…モータシャフト、３３…永久磁石、３４…ロータ、３５…ベース部、３６…ボス部、３７…エンドプレート、３８…カバー。
【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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