(57)【要約】【課題】ロータに設けられた磁石の温度を推定する場合において、モータの出力トルクが反映された温度が推定されるようにする。【解決手段】ロータに磁石が設けられているモータ１０の回転加速度が測定され、モータ１０に供給される電流が検出される。磁石温度推定装置２８は、モータ１０の回転加速度と、検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、ロータに設けられている磁石の温度を推定する。【選択図】図１
2018046615.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、
前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記磁石の温度を推定する温度推定手段と、
を有することを特徴とする磁石温度推定装置。
【請求項２】
ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、
前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記モータの鎖交磁束数を推定する鎖交磁束推定手段と、
を有することを特徴とする鎖交磁束推定装置。
【請求項３】
ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、
前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記磁石の温度を推定する温度推定手段と、
前記推定された温度に応じて、トルク指令値に対するｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を変更して前記モータを制御する制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記推定された温度が温度閾値以上になった場合、前記モータのトルク又は回転数を制限する制限手段を更に有する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、
前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、
前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記モータの鎖交磁束数を推定する鎖交磁束推定手段と、
前記推定された鎖交磁束数に応じて、トルク指令値に対するｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を変更して前記モータを制御する制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、温度推定装置、鎖交磁束推定装置及びモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータに永久磁石が設けられている永久磁石モータ（以下、「ＰＭモータ」と称する）が知られている。このＰＭモータにおいては、永久磁石の温度によって永久磁石の磁気特性が変化して鎖交磁束数が変化することにより、ＰＭモータの出力特性が変動する場合がある。これに対処するために、特許文献１に記載のＰＭモータの駆動方法においては、ｄ軸電流、ｑ軸電流、ｄ軸及びｑ軸座標上の電圧指令値、及び、ＰＭモータの回転速度に基づいて、ＰＭモータの鎖交磁束数を演算し、その鎖交磁束数を用いてＰＭモータの出力トルクを制御している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００５−２１８２１５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記の特許文献１に記載の方法においては、ＰＭモータの実際の出力トルクを直接的に利用しているわけではない。それ故、鎖交磁束数を用いて演算された出力トルクの推定精度が確証できる程度のものとは限らないという問題がある。
【０００５】
本発明の目的は、ロータに設けられた磁石の温度を推定する場合において、モータの出力トルクを反映して温度を推定することにある。あるいは、モータの出力トルクを反映して鎖交磁束数を推定することにある。あるいは、モータの制御に出力トルクが反映されるようにすることにある。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
請求項１に係る発明は、ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記磁石の温度を推定する温度推定手段と、を有することを特徴とする磁石温度推定装置である。
【０００７】
請求項２に係る発明は、ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記モータの鎖交磁束数を推定する鎖交磁束推定手段と、を有することを特徴とする鎖交磁束推定装置である。
【０００８】
請求項３に係る発明は、ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記磁石の温度を推定する温度推定手段と、前記推定された温度に応じて、トルク指令値に対するｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を変更して前記モータを制御する制御手段と、を有することを特徴とするモータ制御装置である。
【０００９】
請求項４に係る発明は、請求項３に記載のモータ制御装置において、前記推定された温度が温度閾値以上になった場合、前記モータのトルク又は回転数を制限する制限手段を更に有する、ことを特徴とするモータ制御装置である。
【００１０】
請求項５に係る発明は、ロータに磁石が設けられているモータの回転加速度を測定する回転加速度測定手段と、前記モータに供給される電流を検出する電流検出手段と、前記回転加速度と、前記検出された電流を座標変換することで得られたｄ軸電流及びｑ軸電流と、に基づいて、前記モータの鎖交磁束数を推定する鎖交磁束推定手段と、前記推定された鎖交磁束数に応じて、トルク指令値に対するｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を変更して前記モータを制御する制御手段と、を有することを特徴とするモータ制御装置である。
【発明の効果】
【００１１】
本発明によると、ロータに設けられた磁石の温度を推定する場合において、モータの出力トルクが反映された温度を推定することが可能となる。あるいは、モータの出力トルクが反映された鎖交磁束数を推定することが可能となる。あるいは、モータの制御に出力トルクを反映させることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図２】鎖交磁束数と磁石温度との対応関係を模式的に示す図である。
【図３】第１実施形態に係る電流指令テーブルの一例を示す図である。
【図４】磁石温度と出力トルクとの関係を示す図である。
【図５】本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図６】第２実施形態に係る電流指令テーブルの一例を示す図である。
【図７】本発明の第３実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図８】モータの回転数とトルクとの関係を示す図である。
【図９】本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【図１０】本発明の第５実施形態に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
［第１実施形態］
図１を参照して、本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図１には、第１実施形態に係るモータ制御装置の一例が示されている。このモータ制御装置は、モータ１０を制御する装置である。モータ１０及びモータ制御装置は、例えば電気自動車やハイブリッド自動車に搭載され、モータ１０が車両の駆動に用いられる。もちろん、モータ１０及びモータ制御装置は、車両以外の用途に用いられてもよい。
【００１４】
モータ１０は、ロータ（回転子）に永久磁石が設けられている永久磁石モータ（ＰＭモータ）である。モータ１０は、ロータの表面に永久磁石が貼り付けられたＳＰＭ（Surface Permanent Magnet）モータであってもよいし、ロータの内部に永久磁石が埋め込まれたＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータであってもよい。モータ１０は、電動機として機能するとともに発電機としても機能するモータジェネレータであってもよい。モータ１０としては、例えば三相同期型交流モータを用いることができる。
【００１５】
モータ１０には、三相コイルのうちのＵ相及びＶ相に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出するための電流センサが設けられている。これらの電流センサによって検出されたＵ相電流Ｉｕ及びＶ相電流Ｉｖは、３軸２軸変換部１６に出力される。
【００１６】
また、モータ１０には、モータ１０に含まれるロータの回転角θを検出するための回転角センサ１２が設けられている。回転角センサ１２は、例えばレゾルバ等のセンサである。回転角センサ１２によって検出された回転角θは、３軸２軸変換部１６や２軸３軸変換部２０に出力される。
【００１７】
電流指令生成部１４は、トルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。例えば、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す電流指令テーブルが予め作成されて記憶されており、電流指令生成部１４は、その電流指令テーブルを参照することにより、トルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。もちろん、電流指令テーブルの替わりに、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す関数が予め作成されて記憶されており、電流指令生成部１４は、その関数に従って、トルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定してもよい。
【００１８】
また、電流指令生成部１４は、モータ１０のロータに設けられている磁石の温度に応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。後述するように、磁石の温度は、磁石温度推定装置２８によって推定される。例えば、磁石の温度毎に、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す電流指令テーブルが予め作成されて記憶されており、電流指令生成部１４は、推定された磁石温度に対応する電流指令テーブルを参照することにより、トルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。もちろん、電流指令テーブルの替わりに、磁石温度毎に、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す関数が予め作成されて記憶されていてもよいし、磁石温度、トルク指令値Ｔｒ＊及び電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す関数が予め作成されて記憶されていてもよい。電流指令生成部１４は、その関数に従って、磁石温度とトルク指令値Ｔｒ＊とに対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定してもよい。
【００１９】
３軸２軸変換部１６は、回転角センサ１２によって検出されたモータ１０の回転角θを用いた座標変換（３相→２相）を行うことにより、検出及び算出されたモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを算出する。
【００２０】
電流制御部１８には、電流指令生成部１４によって求められたｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊と、検出されたｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、の偏差ΔＩｄ（ΔＩｄ＝Ｉｄ＊−Ｉｄ）及びΔＩｑ（ΔＩｑ＝Ｉｑ＊−Ｉｑ）が入力される。電流制御部１８は、ｄ軸電流偏差ΔＩｄ及びｑ軸電流偏差ΔＩｑのそれぞれについて、所定ゲインによるＰＩ制御（比例積分演算）を行うことで制御偏差を求め、その制御偏差に応じたｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を生成する。
【００２１】
２軸３軸変換部２０は、モータ１０の回転角θを用いた座標変換（２相→３相）によって、ｄ軸電圧指令値Ｖｄ＊及びｑ軸電圧指令値Ｖｑ＊を、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相の各相における電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。
【００２２】
ＰＷＭ信号生成部２２は、各相における電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと所定の搬送波との比較に基づいて、インバータ（ＩＮＶ）２４に含まれる複数（例えば６個）のスイッチング素子をオン／オフするためのスイッチング制御信号を生成する。生成されたスイッチング制御信号に従ってインバータ２４がスイッチング制御されることにより、トルク指令値Ｔｒ＊に従ったトルクを出力するための交流電圧が、モータ１０に印加される。これによりモータ１０が駆動される。
【００２３】
モータ１０が電動機として機能する場合、図示しないバッテリ（例えば直流電源）から供給される直流電圧が、必要に応じて図示しないコンバータによって昇圧され、その後、インバータ２４で三相交流電圧に変換され、その三相交流電圧が駆動電圧としてモータ１０に印加される。これによりモータ１０が回転駆動される。モータ１０には負荷が接続されており、モータ１０の回転駆動によって生成された動力が負荷に伝達される。モータ１０が発電機として機能する場合、モータ１０で発電された三相交流電圧は、インバータ２４によって直流電圧に変換されてバッテリに充電される。
【００２４】
なお、電流指令生成部１４、電流制御部１８、２軸３軸変換部２０、ＰＷＭ信号生成部２２及びインバータ２４が、制御手段の一例に相当する。
【００２５】
回転加速度測定部２６は、モータ１０の回転加速度αを測定する。回転加速度の測定手法としては、公知の手法が用いられる。例えば、回転加速度測定部２６は、ロータの回転角θに基づいてモータ１０の回転数を算出し、その回転数の差分からモータ１０の回転加速度αを演算してもよい。もちろん、回転加速度測定部２６は、別の手法によってモータ１０の回転加速度αを測定してもよい。回転加速度αは、磁石温度推定装置２８に出力される。
【００２６】
第１実施形態に係るモータ制御装置は、磁石温度推定装置２８を含む。磁石温度推定装置２８は、モータ１０の回転加速度αと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、ロータに設置されている永久磁石の温度を推定する装置である。以下、磁石温度推定装置２８について詳しく説明する。
【００２７】
磁石温度推定装置２８は、トルク推定部３０、鎖交磁束推定部３２及び温度推定部３４を含む。
【００２８】
トルク推定部３０は、モータ１０の回転加速度αを受け、その回転加速度αに基づいて、モータ１０の出力トルクＴｍを演算する。例えば、以下の式（１）に従って、モータ１０の出力トルクＴｍが演算される。
Ｔｍ＝Ｊ・α＋（回転抵抗）・・・（１）
【００２９】
Ｊは、モータ１０とモータ１０に接続されている負荷とからなる系の慣性モーメントである。この慣性モーメントＪは、予め測定されている。回転抵抗は、摩擦等によって生じる抵抗であり、予め定められた値である。自動車に用いられる駆動モータの場合、回転抵抗は例えば走行抵抗に相当する。
【００３０】
鎖交磁束推定部３２は、モータ１０の出力トルクＴｍ、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを受け、出力トルクＴｍと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、モータ１０の鎖交磁束数Φｍａｇを演算する。以下、鎖交磁束数Φｍａｇの演算方法について詳しく説明する。
【００３１】
モータ１０の出力トルクＴｍは、以下の式（２）によって表わされる。
Ｔｍ＝ｐ｛Φｍａｇ・Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉｄ・Ｉｑ｝・・・（２）
【００３２】
ｐは、モータ１０の極対数である。Ｉｄはｄ軸電流であり、Ｉｑはｑ軸電流である。Ｌｄはｄ軸のインダクタンスであり、Ｌｑはｑ軸のインダクタンスである。極対数ｐ及びインダクタンスＬｄ，Ｌｑは、モータ１０に固有の値であり、予め定められた値である。
【００３３】
式（２）を変形することにより、鎖交磁束数Φｍａｇは、以下の式（３）によって表わされる。
Φｍａｇ＝Ｔｍ／（ｐ・Ｉｑ）−（Ｌｄ−Ｌｑ）・Ｉｄ・・・（３）
【００３４】
極対数ｐ及びインダクタンスＬｄ，Ｌｑは既知の値であり、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑは、検出された電流である。式（１）によって演算された出力トルクＴｍ、つまりトルク推定部３０によって演算された出力トルクＴｍを式（３）に代入することにより、鎖交磁束数Φｍａｇが演算される。
【００３５】
温度推定部３４は、鎖交磁束数Φｍａｇと、モータ１０のロータに設定されている磁石の温度と、の対応関係に基づいて、その磁石の温度を推定する。鎖交磁束数Φｍａｇと磁石温度との対応関係は、モータ１０に固有の対応関係であり、その対応関係は予め測定されている。例えば、鎖交磁束数Φｍａｇと磁石温度との対応関係を示す磁石温度テーブルが予め作成されて記憶されており、温度推定部３４は、その磁石温度テーブルを参照することにより、鎖交磁束数Φｍａｇに対応する磁石温度を推定する。例えば、磁石温度が上がるほど鎖交磁束数Φｍａｇは低下する。温度推定部３４は、その対応関係に基づいて磁石温度を推定する。
【００３６】
温度推定部３４によって推定された磁石温度は、電流指令生成部１４に出力される。電流指令生成部１４は、推定された磁石温度に応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。
【００３７】
以下、図２を参照して、鎖交磁束数Φｍａｇと磁石温度との対応関係について詳しく説明する。図２には、その対応関係を模式的に示すグラフの一例が示されている。横軸は磁石温度を示しており、縦軸は鎖交磁束数Φｍａｇを示している。このグラフはモータ１０に固有のグラフであり、モータ１０毎に予め作成されて磁石温度推定装置２８に記憶される。グラフに示すように、磁石温度が高くなるほど鎖交磁束数Φｍａｇが少なくなる。
【００３８】
以下、図３を参照して、電流指令生成部１４によって用いられる電流指令テーブルについて詳しく説明する。図３には、その電流指令テーブルの一例が示されている。電流指令テーブル群３６は、互いに磁石温度が異なる複数の電流指令テーブルを含む。個々の電流指令テーブルにおいては、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）とが対応付けられている。図３に示す例では、電流指令テーブルは、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示すグラフである。
【００３９】
モータ１０のロータに設置されている永久磁石の温度が変化することで、モータ１０の特性が変化し、これにより、モータ１０の出力トルクも変化する。第１実施形態では、磁石温度が変化した場合であっても、トルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとを一致させるための（又はその差が僅かとなるような）複数の電流指令値テーブルが予め作成されて電流指令生成部１４に記憶されている。つまり、磁石温度が変化した場合であってもトルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとが一致するように（又はその差が僅かとなるように）、磁石温度に応じてトルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係が互いに異なる複数の電流指令テーブルが予め作成されている。さらに換言すると、互いに異なる磁石温度においてもトルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとが一致するような、複数の電流指令テーブルが予め作成されて記憶されている。
【００４０】
磁石温度推定装置２８によって磁石温度が推定されると、電流指令生成部１４は、電流指令テーブル群３６の中から、その推定された温度に対応する電流指令テーブルを選択し、その電流指令テーブルに従って、トルク指令値Ｔｒ＊に対応する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を決定する。つまり、電流指令生成部１４は、推定された磁石温度に応じて電流指令テーブルを切り替えて、磁石温度に応じた電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を決定する。
【００４１】
図４には、磁石温度とモータ１０の出力トルクとの関係を模式的に示すグラフが示されている。このグラフにおいて、横軸は、モータ１０のロータに設置されている永久磁石の温度（磁石温度）を示しており、縦軸は、モータ１０の出力トルクを示している。符号３８で示すグラフは、トルク指令値Ｔｒ＊を示している。このトルク指令値Ｔｒ＊は、磁石温度に対して一定の値である。符号４０で示すグラフは、第１実施形態に係る制御方法によって得られた出力トルクを示すグラフである。この出力トルクは、トルク指令値Ｔｒ＊に一致している。つまり、磁石温度に応じて電流指令テーブルを切り替えることにより、磁石温度が変化した場合であっても、出力トルクはトルク指令値Ｔｒ＊に一致する、又は、その差が僅かとなる。
【００４２】
符号４２で示すグラフは、比較例に係る制御方法によって得られた出力トルクを示すグラフである。比較例においては、磁石温度に応じて電流指令テーブルを切り替えずに、磁石温度に対して固定の電流指令テーブルを用いて電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を決定している。磁石温度の変化に伴ってモータ１０の特性が変化しているにもかかわらず、磁石温度に対して一定の電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を用いてモータ１０を制御しているため、磁石温度に応じて出力トルクが変化しており、また、出力トルクがトルク指令値Ｔｒ＊に一致しなくなる。
【００４３】
以上のように、第１実施形態によると、モータ１０の出力トルクに関連する回転加速度αを用いて磁石温度を推定しているため、モータ１０の出力トルクが反映された磁石温度が得られる。これにより、出力トルクを利用しない場合と比べて、磁石温度の推定精度が向上する。
【００４４】
また、上記のように推定された磁石温度に応じてトルク指令値Ｔｒ＊に対する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を変更しているため、モータ１０の制御に出力トルクを反映させることが可能となる。また、磁石温度に応じてモータ１０の特性が変化した場合であっても、磁石温度に応じてトルク指令値Ｔｒ＊に対する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を変更しているため、トルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとを一致させることが可能となる。
【００４５】
［第２実施形態］
図５を参照して、本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図５には、第２実施形態に係るモータ制御装置の一例が示されている。このモータ制御装置は、第１実施形態と同様にモータ１０を制御する装置である。
【００４６】
第２実施形態に係るモータ制御装置は、第１実施形態に係る電流指令生成部１４の替わりに電流指令生成部１４Ａを含み、第１実施形態に係る磁石温度推定装置２８の替わりに鎖交磁束推定装置２８Ａを含む。電流指令生成部１４Ａ及び鎖交磁束推定装置２８Ａ以外の構成は、第１実施形態に係るモータ制御装置の構成と同じである。
【００４７】
鎖交磁束推定装置２８Ａは、モータ１０の回転加速度αと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、モータ１０の鎖交磁束数を推定する装置である。鎖交磁束推定装置２８Ａは、第１実施形態に係る磁石温度推定装置２８と同様に、トルク推定部３０と鎖交磁束推定部３２を含むが、温度推定部３４を含んでいない。第２実施形態では、第１実施形態と同様に、トルク推定部３０は、モータ１０の回転加速度αを受け、その回転加速度αに基づいて、モータ１０の出力トルクＴｍを演算する。また、鎖交磁束推定部３２は、第１実施形態と同様に、モータ１０の鎖交磁束数Φｍａｇを演算する。
【００４８】
鎖交磁束推定部３２によって推定された鎖交磁束数Φｍａｇは、電流指令生成部１４Ａに出力される。第２実施形態では、電流指令生成部１４Ａは、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。例えば、鎖交磁束数Φｍａｇ毎に、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す電流指令テーブルが予め作成されて記憶されており、電流指令生成部１４Ａは、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに対応する電流指令テーブルを参照することにより、トルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。もちろん、電流指令テーブルの替わりに、鎖交磁束数Φｍａｇ毎に、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す関数が予め作成されて記憶されていてもよいし、鎖交磁束数Φｍａｇ、トルク指令値Ｔｒ＊及び電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示す関数が予め作成されて記憶されていてもよい。電流指令生成部１４Ａは、その関数に従って、鎖交磁束数Φｍａｇとトルク指令値Ｔｒ＊とに対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定してもよい。
【００４９】
以下、図６を参照して、電流指令生成部１４Ａによって用いられる電流指令テーブルについて詳しく説明する。図６には、その電流指令テーブルの一例が示されている。電流指令テーブル群４４は、互いに鎖交磁束数Φｍａｇが異なる複数の電流指令テーブルを含む。個々の電流指令テーブルにおいては、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）とが対応付けられている。図６に示す例では、電流指令テーブルは、トルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係を示すグラフである。
【００５０】
モータ１０の鎖交磁束数Φｍａｇが変化することで、モータ１０の特性が変化し、これにより、モータ１０の出力トルクも変化する。第２実施形態では、鎖交磁束数Φｍａｇが変化した場合であっても、トルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとを一致させるための（又はその差が僅かとなるような）複数の電流指令値テーブルが予め作成されて電流指令生成部１４Ａに記憶されている。つまり、鎖交磁束数Φｍａｇが変化した場合であってもトルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとが一致するように（又はその差が僅かとなるように）、鎖交磁束数Φｍａｇに応じてトルク指令値Ｔｒ＊と電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）との対応関係が互いに異なる複数の電流指令テーブルが予め作成されている。さらに換言すると、互いに異なる鎖交磁束数Φｍａｇにおいてもトルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとが一致するような、複数の電流指令テーブルが予め作成されて記憶されている。
【００５１】
鎖交磁束推定装置２８Ａによって鎖交磁束数Φｍａｇが推定されると、電流指令生成部１４Ａは、電流指令テーブル群４４の中から、その推定された鎖交磁束数Φｍａｇに対応する電流指令テーブルを選択し、その電流指令テーブルに従って、トルク指令値Ｔｒ＊に対応する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を決定する。つまり、電流指令生成部１４Ａは、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じて電流指令テーブルを切り替えて、鎖交磁束数Φｍａｇに応じた電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を決定する。
【００５２】
以上のように、第２実施形態においては、鎖交磁束推定装置２８Ａによって、モータ１０の鎖交磁束数Φｍａｇが推定される。モータ１０の出力トルクに関連する回転加速度αを用いて鎖交磁束数Φｍａｇを推定しているため、モータ１０の出力トルクが反映された鎖交磁束数Φｍａｇが得られる。これにより、出力トルクを利用しない場合と比べて、鎖交磁束数Φｍａｇの推定精度が向上する。
【００５３】
また、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じてトルク指令値Ｔｒ＊に対する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を変更しているため、モータ１０の制御に出力トルクを反映させることが可能となる。また、鎖交磁束数Φｍａｇに応じてモータ１０の特性が変化した場合であっても、鎖交磁束数Φｍａｇに応じてトルク指令値Ｔｒ＊に対する電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を変更しているため、トルク指令値Ｔｒ＊と出力トルクとを一致させることが可能となる。
【００５４】
［第３実施形態］
図７を参照して、本発明の第３実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図７には、第３実施形態に係るモータ制御装置の一例が示されている。このモータ制御装置は、第１実施形態と同様にモータ１０を制御する装置である。
【００５５】
第３実施形態に係るモータ制御装置は、第１実施形態に係るモータ制御装置の構成を含み、更に、制限装置４６を含む。制限装置４６以外の構成は、第１実施形態に係るモータ制御装置の構成と同じである。
【００５６】
第１実施形態と同様に、磁石温度推定装置２８は、モータ１０の回転加速度αと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、磁石温度を推定する。その磁石温度は、電流指令生成部１４に出力されるとともに、制限装置４６にも出力される。電流指令生成部１４は、第１実施形態と同様に、推定された磁石温度に応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。例えば、電流指令生成部１４は、第１実施形態と同様に、推定された磁石温度に応じて電流指令テーブルを切り替えて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。
【００５７】
制限装置４６は、磁石温度推定装置２８から磁石温度を受け、その磁石温度が温度閾値以上になった場合に、モータ１０のトルク指令値Ｔｒ＊又は回転数を制限する装置である。温度閾値は予め設定された値であり、制限装置４６に予め記憶されている。もちろん、温度閾値は任意の値に変更されてもよい。トルク指令値Ｔｒ＊を制限する場合、制限装置４６は、磁石温度とトルク上限値との対応関係に基づいて、推定された磁石温度に対応するトルク上限値を決定し、トルク指令値Ｔｒ＊とそのトルク上限値とのうちで値が小さい方を、新たなトルク指令値Ｔｒ＊として決定する。電流指令生成部１４は、新たなトルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を特定する。磁石温度とトルク上限値との対応関係は、例えば予め測定される等して、予め定められて制限装置４６に記憶されている。
【００５８】
図８には、モータ１０の回転数とトルクとの関係を示すテーブル（マップ、グラフ）が示されている。横軸はモータ１０の回転数を示しており、縦軸はモータ１０のトルク（例えばトルク指令値Ｔｒ＊）を示している。図８に示されているテーブルは予め作成されて制限装置４６に記憶されている。
【００５９】
図８中の特性４８は、通常時の回転数とトルクとの関係を示している。通常時においては制限時よりもトルクは高くなっており、通常時のトルクは最大トルクとなる。特性５０，５２，５４，５６は、制限時の回転数とトルクとの関係を示している。第３実施形態では、磁石温度が温度閾値以上になった場合、磁石温度が高くなるほど、矢印５８で示す方向にトルクを制限する。つまり、磁石温度が高くなるほど、特性５０，５２，５４，５６の順番でトルクを制限する。制限時の特性の数は一例に過ぎず、図８中の特性の数よりも多い又は少ない数の特性が設定されていてもよい。また、磁石温度が高くなるほど、トルクを段階的に制限してもよいし、より細かく（つまり徐々に）トルクを制限してもよい。
【００６０】
以上のように、磁石温度が温度閾値以上になった場合にトルク指令値Ｔｒ＊又は回転数を制限することにより、磁石の熱減磁を防止することが可能となる。
【００６１】
［第４実施形態］
図９を参照して、本発明の第４実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図９には、第４実施形態に係るモータ制御装置の一例が示されている。
【００６２】
第４実施形態に係るモータ制御装置は、第２実施形態に係るモータ制御装置の構成を含み、更に、温度推定部３４と制限装置４６を含む。
【００６３】
第２実施形態と同様に、鎖交磁束推定装置２８Ａは、モータ１０の回転加速度αと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、鎖交磁束数Φｍａｇを推定する。その鎖交磁束数Φｍａｇは、電流指令生成部１４Ａに出力されるとともに、温度推定部３４に出力される。電流指令生成部１４Ａは、第２実施形態と同様に、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。例えば、電流指令生成部１４Ａは、第２実施形態と同様に、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じて電流指令テーブルを切り替えて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を決定する。
【００６４】
温度推定部３４は、第１実施形態と同様に、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに基づいて磁石温度を推定する。その磁石温度は制限装置４６に出力される。
【００６５】
制限装置４６は、第３実施形態と同様に、温度推定部３４によって推定された磁石温度を受け、その磁石温度が温度閾値以上になった場合に、モータ１０のトルク指令値Ｔｒ＊又は回転数を制限する。
【００６６】
上記の構成によると、第３実施形態と同様に、磁石の熱減磁を防止することが可能となる。
【００６７】
［第５実施形態］
図１０を参照して、本発明の第５実施形態に係るモータ制御装置について説明する。図１０には、第５実施形態に係るモータ制御装置の一例が示されている。
【００６８】
第５実施形態に係るモータ制御装置は、第２実施形態に係るモータ制御装置の構成を含み、更に、制限装置４６Ａを含む。制限装置４６Ａ以外の構成は、第２実施形態に係るモータ制御装置の構成と同じである。
【００６９】
第２実施形態と同様に、鎖交磁束推定装置２８Ａは、モータ１０の回転加速度αと、ｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑと、に基づいて、鎖交磁束数Φｍａｇを推定する。その鎖交磁束数Φｍａｇは、電流指令生成部１４Ａに出力されるとともに、制限装置４６にも出力される。電流指令生成部１４Ａは、第２実施形態と同様に、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに応じて、トルク指令値Ｔｒ＊に対するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を変更する。
【００７０】
制限装置４６Ａは、鎖交磁束推定装置２８Ａから鎖交磁束数Φｍａｇを受け、その鎖交磁束数Φｍａｇが磁束閾値以下になった場合、モータ１０のトルク指令値Ｔｒ＊又は回転数を制限する装置である。磁束閾値は予め設定された値であり、制限装置４６Ａに予め記憶されている。もちろん、磁束閾値は任意の値に変更されてもよい。トルク指令値Ｔｒ＊を制限する場合、制限装置４６Ａは、鎖交磁束数Φｍａｇとトルク上限値との対応関係に基づいて、推定された鎖交磁束数Φｍａｇに対応するトルク上限値を決定し、トルク指令値Ｔｒ＊とそのトルク上限値とのうちで値が小さい方を、新たなトルク指令値Ｔｒ＊として決定する。電流指令生成部１４Ａは、新たなトルク指令値Ｔｒ＊に対応するｄ軸電流指令値Ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を特定する。鎖交磁束数Φｍａｇとトルク上限値との対応関係は、例えば予め測定される等して、予め定められて制限装置４６Ａに記憶されている。
【００７１】
以上のように、鎖交磁束数Φｍａｇに応じてトルク指令値Ｔｒ＊又は回転数を制限することにより、磁石の熱減磁を防止することが可能となる。
【００７２】
上述した第１から第５実施形態に係るモータ制御装置は、一例としてハードウェア資源とソフトウェア資源との協働により実現される。具体的には、各モータ制御装置は、図示しないＣＰＵ等の１又は複数のプロセッサを備えている。当該１又は複数のプロセッサが、図示しない記憶装置に記憶されたプログラムを読み出して実行することにより、各モータ制御装置の各部の機能が実現される。上記プログラムは、ＣＤやＤＶＤ等の記録媒体を経由して、又は、ネットワーク等の通信経路を経由して、記憶装置に記憶される。別の例として、各モータ制御装置の各部は、例えばプロセッサや電子回路等のハードウェア資源により実現されてもよい。その実現においてメモリ等のデバイスが利用されてもよい。別の例として、各モータ制御装置の各部は、ＤＳＰ（Digital Signal Processor）やＦＰＧＡ（Field Programmable Gate Array）等によって実現されてもよい。
【符号の説明】
【００７３】
１０  モータ、１４，１４Ａ  電流指令生成部、２８  磁石温度推定装置、２８Ａ  鎖交磁束推定装置、３０  トルク推定部、３２  鎖交磁束推定部、３４  温度推定部、４６，４６Ａ  制限装置。
【図１】
2018046615.tif 000003
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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