(57)【要約】【課題】大きな異常に陥る前に端子部の温度上昇を事前に検出できて、モータ駆動電流を抑制することによる安全の確保に寄与することができ、またシンプルな回路構成で検出できるモータ駆動装置を提供する。【解決手段】このモータ駆動装置は、自動車の走行駆動用の駆動源である三相のモータ１と、このモータ１を制御する制御装置２とを備える。制御装置２における温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視された各端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷが警戒温度Ｔwarn以下のときは、アクセル操作信号に応じた駆動電流をモータ１に出力することを許可する。温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視されたいずれかの端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷが警戒温度Ｔwarnを超えるときは、アクセル操作信号に対して駆動電流を停止させる。【選択図】図６
2018042313.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
自動車の走行駆動用の駆動源である三相のモータと、このモータを制御する制御装置とを備えたモータ駆動装置であって、
前記モータは、モータ外部の動力線を接続する各相の端子を備え、
前記各相の端子に、この端子の温度を計測し温度に係る情報を出力する温度センサがそれぞれ取付けられ、
前記制御装置は、
アクセル操作手段から与えられるアクセル操作信号に応じて、前記モータに出力する駆動電流を制御する基本制御手段と、
前記温度センサで計測される前記端子の前記温度に係る情報を監視する温度監視手段と、
前記基本制御手段に対し、前記温度監視手段で監視された前記端子の前記温度に係る情報から設定温度以下であると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に応じた駆動電流を前記モータに出力することを許可し、前記端子の前記温度に係る情報から設定温度を超えると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流を制限または停止させる温度異常対応制御手段と、を備えるモータ駆動装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、前記各温度センサは、前記設定温度を超えているか否かをＯＮ／ＯＦＦ信号で出力するサーミスタであり、前記温度監視手段は、前記各サーミスタから出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号を監視するモータ駆動装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ駆動装置において、前記基本制御手段に対し、前記温度異常対応制御手段は、前記温度監視手段が少なくともいずれか一つのサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、前記モータに出力する駆動電流を停止させ、前記温度監視手段が全てのサーミスタからＯＮ信号を与えられたとき、前記与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流を前記モータに出力することを許可するモータ駆動装置。
【請求項４】
請求項３に記載のモータ駆動装置において、前記制御装置は、トルク指令値に従って前記モータに駆動電流を出力するインバータ装置と、前記アクセル操作手段からのアクセル操作信号から前記トルク指令値を決定する駆動指令手段を有する車両制御コントローラと、を備え、
前記基本制御手段に対し、前記温度異常対応制御手段は、前記温度監視手段が少なくともいずれか一つのサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、前記トルク指令値を「零」とすることで、前記モータに出力する駆動電流を停止させるモータ駆動装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ駆動装置において、前記温度監視手段は、監視された前記各相の端子の温度の中で最大値をＴｍａｘとし、前記温度異常対応制御手段は、前記設定温度のうち警戒温度Ｔｗａｒｎ、この警戒温度Ｔｗａｒｎよりも高く設定された限界温度Ｔｆａｕｌｔ、前記モータの回転数に応じた電流上限値Ｉｌｉｍｉｔ、端子温度に応じた電流上限値Ｉｍａｘ、最終的な駆動電流Ｉｏｕｔとすると、
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  Ｉｍａｘ＝０
の条件に則り電流上限値Ｉｍａｘを決定し、前記アクセル操作信号から決定されるトルク指令値に応じた駆動電流ＩｏｕｔがＩｍａｘを超えているとき、ＩｏｕｔをＩｍａｘに変更して出力するモータ駆動装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ駆動装置において、前記電流上限値Ｉｌｉｍｉｔに代えて、前記モータの回転数に応じたトルク上限値TRQｌｉｍｉｔとし、
前記電流上限値Ｉｍａｘに代えて、端子温度に応じたトルク上限値TRQｍａｘとし、
前記駆動電流Ｉｏｕｔに代えて、最終的な指令トルクTRQｏｕｔとして、
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  TRQｍａｘ＝０
の条件に則りトルク上限値TRQｍａｘを決定し、トルク指令値に応じた指令トルクTRQｏｕｔがTRQｍａｘを超えているとき、TRQｏｕｔをTRQｍａｘに変更して出力することで、駆動電流を制限するモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電気自動車等の駆動源として大電流で駆動するモータ、または、その試験装置の駆動用モータ等に適用されるモータ駆動装置に関し、特にその端子部の劣化等を検出する技術に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車等に使用する走行用のモータは、高トルク化要求が年々高まっており、出力の増大に伴いモータ駆動電流の大電流化が進んでいる。このため、接続端子部のわずかな接触抵抗の増加が、損失、発熱の増加につながり無視できない状態になる。このため大電流駆動モータは、コネクタ接続ではなく端子部のボルト締結をしている箇所が多くみられる。これにより、モータ動力線とモータコイルとの接続は、端子部の押し圧力の確保または接触面積の拡大等による接触抵抗の低減を行っている。
【０００３】
また、モータの端子部の異常検出に係る提案として、電動パワーステアリング装置における電動モータからのリード線とコントローラとの接続に関し、接触抵抗を確実に管理し大電流化や高電圧化に対応可能とするとともに、電動パワーステアリング装置のレイアウトの自由度を上げる提案がされている。これによると、端子間の接触抵抗を測定し端子部の異常検出を行う（例えば、特許文献１）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−３４１７１２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
モータにおける前記ボルト接続による端子部では、ボルト締結やばねによる押し当て力等により接触抵抗が低い状態を確保されているが、自動車に搭載されているモータは、振動により取付ボルトに緩みが生じる、または温度および湿度の変動による端子劣化が生じる等の影響により接触抵抗が増大する可能性がある。このため長期運用時には、接触抵抗が増大し、その結果、端子接続部の発熱、および効率の低下が懸念される。
【０００６】
ボルト締結の場合、緩み対策としてネジ嵌合部に嫌気性の緩み止め接着剤を使用する方法が考えられるが、施工時に端子接触面に接着剤が誤って入り込み接触抵抗を増大させてしまった場合でも確認することは難しい。コネクタなどのバネ力による押し当て等の場合、接触面は部分的に隙間が残る可能性があり、長期運用と環境状況により、端子部の腐食等が発生し接触抵抗が増加する虞がある。
以上のように電気自動車などの駆動モータの動力線端子部の接触面は、長期運用によって接触抵抗が増大することが考えられ、そのような状態を放置すると端子部の発熱を招き、最悪の場合には周辺絶縁体が融解、出力短絡が発生し放電、過昇温等に繋がる虞が考えられる。
【０００７】
特許文献１の技術は、電動パワーステアリングであるため、大電流と言えど数十Ａ程度であるが、車両走行用のモータは、さらに大電圧、大電流となるため、特許文献１の技術を適用すると、測定回路が大掛かりになってしまう。
【０００８】
この発明の目的は、大きな異常に陥る前に端子部の温度上昇を事前に検出できて、モータ駆動電流を抑制することによる安全の確保に寄与することができ、またシンプルな回路構成で検出できるモータ駆動装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
この発明のモータ駆動装置は、自動車の走行駆動用の駆動源である三相のモータ１と、このモータ１を制御する制御装置２とを備えたモータ駆動装置であって、
前記モータ１は、モータ外部の動力線１４を接続する各相の端子を備え、
前記各相の端子に、この端子の温度を計測し温度に係る情報を出力する温度センサ２１がそれぞれ取付けられ、
前記制御装置２は、
アクセル操作手段２６から与えられるアクセル操作信号に応じて、前記モータ１に出力する駆動電流を制御する基本制御手段Ｋｓと、
前記温度センサ２１で計測される前記端子の前記温度に係る情報を監視する温度監視手段３１と、
前記基本制御手段Ｋｓに対し、前記温度監視手段３１で監視された前記端子の前記温度に係る情報から設定温度以下であると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に応じた駆動電流を前記モータ１に出力することを許可し、前記端子の前記温度に係る情報から設定温度を超えると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流を制限または停止させる温度異常対応制御手段３２と、を備える。
前記「温度に係る情報」とは、例えば、変化する温度に応じて対応付けられたデジタル信号またはアナログ信号であっても良いし、設定温度を超えているか否かのオンオフ信号であっても良い。前記設定温度は、例えば、設計等によって任意に定める温度であって、例えば、試験およびシミュレーションのいずれか一方または両方により適切な温度を求めて定められる。
【００１０】
この構成によると、基本制御手段Ｋｓは、アクセル操作手段２６から与えられるアクセル操作信号に応じて、モータ１に出力する駆動電流を制御する。この駆動電流が、順次、動力線１４、各相の端子に入力されることで、モータ１が回転駆動される。これにより自動車を走行させることができる。
【００１１】
温度監視手段３１は、温度センサ２１で計測される端子の温度に係る情報を監視する。
温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視された端子の温度に係る情報から設定温度以下であると判定されるときは、アクセル操作信号に応じた駆動電流をモータ１に出力することを許可する。温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視された端子の温度に係る情報から設定温度を超えると判定されるときは、アクセル操作信号に対して駆動電流を制限または停止させる。
このように端子の温度に係る情報に基づいて、駆動電流に制限をかけるまたは駆動電流を停止させることにより、端子の異常な発熱を抑えることが可能となる。また制御装置２が、基本制御手段Ｋｓ、温度監視手段３１および温度異常対応制御手段３２を備える構成は、例えば、大電圧、大電流を測定する回路等に比べて簡素化できるため、省スペース化を図れるうえコスト低減を図ることができる。
【００１２】
前記各温度センサ２１は、前記設定温度を超えているか否かをＯＮ／ＯＦＦ信号で出力するサーミスタであり、前記温度監視手段３１は、前記各サーミスタから出力されるＯＮ／ＯＦＦ信号を監視するものであっても良い。この場合、前記サーミスタとして、例えば、ある温度に達すると急激に抵抗が上昇する特性を持つ正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ；PTC：Positive Temperature Coefficient）を適用し得る。温度異常対応制御手段３２は、前記ＯＮ／ＯＦＦ信号に対して、例えば、駆動電流のＯＮ／ＯＦＦ制御を行うことで、端子の異常な発熱を抑制する効果が得られる。
【００１３】
前記基本制御手段Ｋｓに対し、前記温度異常対応制御手段３２は、前記温度監視手段３１が少なくともいずれか一つのサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、前記モータ１に出力する駆動電流を停止させ、前記温度監視手段３１が全てのサーミスタからＯＮ信号を与えられたとき、前記与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流を前記モータ１に出力することを許可するものであっても良い。この場合、例えば、端子温度に応じて木目細かく駆動電流を制御するよりも、制御系を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。
【００１４】
前記制御装置２は、トルク指令値に従って前記モータ１に駆動電流を出力するインバータ装置２４と、前記アクセル操作手段２６からのアクセル操作信号から前記トルク指令値を決定する駆動指令手段２５ａを有する車両制御コントローラ２５と、を備え、
前記基本制御手段Ｋｓに対し、前記温度異常対応制御手段３２は、前記温度監視手段３１が少なくともいずれか一つのサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、前記トルク指令値を「零」とすることで、前記モータ１に出力する駆動電流を停止させるものであっても良い。
【００１５】
この構成によると、車両制御コントローラ２５の駆動指令手段２５ａは、アクセル操作手段２６からのアクセル操作信号からトルク指令値を決定する。インバータ装置２４は、トルク指令値に従ってモータ１に駆動電流を出力する。温度異常対応制御手段３２は、温度監視手段３１が少なくともいずれか一つのサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、前記トルク指令値を「零」とすることで、モータ１に出力する駆動電流を停止させる。このようにインバータ装置２４から出力する駆動電流に直接働きかける制御を行うのではなく、車両制御コントローラ２５から出力されるトルク指令値に働きかける制御を行うことで、駆動電流のＯＮ／ＯＦＦ制御を行う結果となる。これにより、端子の異常な発熱を抑制することができる。
【００１６】
前記温度監視手段３１は、監視された前記各相の端子の温度の中で最大値をＴｍａｘとし、前記温度異常対応制御手段３２は、前記設定温度のうち警戒温度Ｔｗａｒｎ、この警戒温度Ｔｗａｒｎよりも高く設定された限界温度Ｔｆａｕｌｔ、前記モータ１の回転数に応じた電流上限値Ｉｌｉｍｉｔ、端子温度に応じた電流上限値Ｉｍａｘ、最終的な駆動電流Ｉｏｕｔとすると、
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  Ｉｍａｘ＝０
の条件に則り電流上限値Ｉｍａｘを決定し、前記アクセル操作信号から決定されるトルク指令値に応じた駆動電流ＩｏｕｔがＩｍａｘを超えているとき、ＩｏｕｔをＩｍａｘに変更して出力するものであっても良い。
前記「回転数」とは、単位時間当たりの回転数であり、回転速度と同義である。
この構成によると、端子温度に応じてモータの駆動電流を細かく制限することが可能となる。このため、車両の挙動を滑らかに制御することが可能となる。
【００１７】
前記電流上限値Ｉｌｉｍｉｔに代えて、前記モータ１の回転数に応じたトルク上限値TRQｌｉｍｉｔとし、
前記電流上限値Ｉｍａｘに代えて、端子温度に応じたトルク上限値TRQｍａｘとし、
前記駆動電流Ｉｏｕｔに代えて、最終的な指令トルクTRQｏｕｔとして、
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  TRQｍａｘ＝０
の条件に則りトルク上限値TRQｍａｘを決定し、トルク指令値に応じた指令トルクTRQｏｕｔがTRQｍａｘを超えているとき、TRQｏｕｔをTRQｍａｘに変更して出力することで、駆動電流を制限するものであっても良い。
この構成によると、端子温度に応じて指令トルクを細かく制限することで、結果的にモータの駆動電流を細かく制限することが可能となる。
【発明の効果】
【００１８】
この発明のモータ駆動装置は、自動車の走行駆動用の駆動源である三相のモータと、このモータを制御する制御装置とを備えたモータ駆動装置であって、前記モータは、モータ外部の動力線を接続する各相の端子を備え、前記各相の端子に、この端子の温度を計測し温度に係る情報を出力する温度センサがそれぞれ取付けられ、前記制御装置は、アクセル操作手段から与えられるアクセル操作信号に応じて、前記モータに出力する駆動電流を制御する基本制御手段と、前記温度センサで計測される前記端子の前記温度に係る情報を監視する温度監視手段と、前記基本制御手段に対し、前記温度監視手段で監視された前記端子の前記温度に係る情報から設定温度以下であると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に応じた駆動電流を前記モータに出力することを許可し、前記端子の前記温度に係る情報から設定温度を超えると判定されるときは、前記与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流を制限または停止させる温度異常対応制御手段と、を備える。このため、大きな異常に陥る前に端子部の温度上昇を事前に検出できて、モータ駆動電流を抑制することによる安全の確保に寄与することができ、またシンプルな回路構成で検出できる。
【図面の簡単な説明】
【００１９】
【図１】この発明の実施形態に係るモータの側面図である。
【図２】同モータの断面図である。
【図３】同モータの端子付近を拡大して示す図である。
【図４】同モータの端子付近を拡大して示す断面図である。
【図５】同モータを備えたモータ駆動装置の制御系を概略示すブロック図である。
【図６】同モータ駆動装置の制御系を詳細に示すブロック図である。
【図７】同モータ駆動装置の制御を段階的に示すフローチャートである。
【図８】この発明の他の実施形態に係るモータ駆動装置の制御を段階的に示すフローチャートである。
【図９】この発明のさらに他の実施形態に係るモータ駆動装置の制御系を詳細に示すブロック図である。
【図１０】いずれかのモータ駆動装置を備えた車両を概略示す図である。
【発明を実施するための形態】
【００２０】
この発明の実施形態に係るモータ駆動装置を図１ないし図７と共に説明する。このモータ駆動装置は自動車に搭載され、走行駆動用の駆動源として用いられる。図１および図２に示すように、このモータ駆動装置は、モータ１と、このモータ１を制御する制御装置２とを備えている。先ず、モータ１について説明する。
【００２１】
このモータ１は、ラジアルギャップタイプの三相（Ｕ相，Ｖ相，Ｗ相）モータが適用される。このモータ１は、モータハウジング３、ステータ４、ロータ５、および転がり軸受６，６を有する。モータハウジング３は、有底筒形状のハウジング本体７と、このハウジング本体７の開口端を閉じるモータカバー８と、ハウジング本体７の開口上端を閉じる蓋部材９とを有する。モータカバー８および蓋部材９は、それぞれハウジング本体７にボルトにより着脱自在に設けられる。
【００２２】
ハウジング本体７の内周面に、ステータ４が設けられ、このステータ４の内周に間隔（ラジアルギャップ）をあけてロータ５が設けられている。スタータ４は、例えば、軟質磁性材料から成るステータコア４ａと、このステータコア４ａに巻回されたコイル４ｂとを有する円環状の部材である。
【００２３】
ロータ５は、ステータコア４ａの内周に環状隙間を介して設けられるコア部５ａと、このコア部５ａに内蔵される複数の永久磁石（図示せず）とを有する。これら永久磁石は、円周方向一定間隔おきに配列される。ロータ５は、モータ軸５ｂを中心部に有する。モータ軸５ｂは、軸方向の一部がハウジング本体７の側壁７ａの開口部から、モータハウジング３の外部に引き出されている。外部に引き出されたモータ軸５ｂの一部は、例えば、図示外の減速機に同軸に結合される。
【００２４】
ハウジング本体７の側壁７ａの開口部とモータ軸５ｂとの間にはシール部材１０が設けられている。ハウジング本体７の側壁７ａ、モータカバー８には、それぞれ転がり軸受６，６が同軸に嵌合固定されている。モータ軸５ｂは、モータハウジング３に転がり軸受６，６を介して回転自在に支持されている。
【００２５】
モータ１の端子構造等について説明する。
ハウジング本体７内における上部に、端子台１１が設けられている。
図３は、このモータ１の端子付近を拡大して示す図である。同図３に示すように、端子台１１には、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の端子（「巻線端子」と称す）１２ｕ，１２ｖ，１２ｗがボルト１３により着脱自在に接続されている。各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗは、モータ外部の動力線１４（図４）を接続する端子である。
図４に示すように、動力線１４は、ハウジング本体７の引き出し部７ｂからモータ外に引き出され、後述のインバータに接続されている。前記インバータは、図示外のバッテリの直流電力をモータ１の駆動に用いる三相の交流電力に変換するものである。
【００２６】
ハウジング本体７内の開口上端付近に、端子台１１が固定されている。この端子台１１は、絶縁性材料から成る端子台基部１５と、導電部材１６とを有する。ハウジング本体７内の開口上端付近において、軸方向一方（モータカバー８側）に突出する突出部１７が設けられている。端子台基部１５は略直方体形状に形成され、この端子台基部１５の隅部に、突出部１７に係合される凹形状の係合部１５ａが形成されている。ハウジング本体７内の開口上端付近における一側面に、端子台基部１５の一側面が当接されると共に、ハウジング本体７の突出部１７に係合部１５ａが係合された状態で、端子台基部１５がハウジング本体７に固定されている。
【００２７】
図３および図４に示すように、端子台基部１５の表面のうち上面および端面に、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相に対応する三つの導電部材１６がそれぞれボルト３５により着脱自在に連結されている。各導電部材１６は、導電性のある金属から成る。各導電部材１６は、この導電部材１６を、モータ軸５ｂ（図２）の軸方向および上下方向を含む平面で切断して見た断面がＬ字形状に形成されている。各導電部材１６のうち、端子台基部１５の端面に沿った立板部１６ａと、端子台基部１５の上面に沿った水平板部１６ｂとで断面Ｌ字形状に形成されている。これら導電部材１６は、仕切壁１９を隔てて端子台基部１５に設けられている。各仕切壁１９は、絶縁性材料から成り隣合う各相が短絡することを防止する部材である。
【００２８】
端子台基部１５の上面に、各相の動力線の端子（「動力線端子」と称す）２０に対応する雌ねじ１５ｂが形成されている。各導電部材１６の水平板部１６ｂにおける、各雌ねじ１５ｂに対応する位置に、貫通孔がそれぞれ形成されている。各相の動力線端子２０の端子孔からボルト１８を挿入し、水平板部１６ｂの貫通孔を通して端子台基部１５の雌ねじ１５ｂにボルト１８を螺合することで、各相の動力線端子２０が端子台１１の各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに電気的に接続される。なおハウジング本体７の開口上端から蓋部材９を離脱させた状態で、工具等を用いて端子台基部１５の雌ねじ１５ｂにボルト１８が螺合される。これにより各相の動力線端子２０が端子台１１の各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに接続される。接続後、ハウジング本体７の開口上端に蓋部材９が取付けられる。なお端子台基部１５の上面に雌ねじ１５ｂを形成することなく各水平板部１６ｂに図示外の雌ねじを形成し、ボルト１８が各水平板部１６ｂの前記雌ねじに螺合される構成にしても良い。
【００２９】
また端子台基部１５の上面に、各導電部材１６の水平板部１６ｂに対応する雌ねじ１５ｅが形成されている。各水平板部１６ｂにおける、雌ねじ１５ｅに対応する位置に、座繰り孔を有する貫通孔がそれぞれ形成されている。各水平板部１６ｂの前記貫通孔からボルト３５を挿入し、端子台基部１５の雌ねじ１５ｅにボルト３５を螺合することで、各導電部材１６が端子台基部１５に連結される。
端子台基部１５の端面に、各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに対応する雌ねじ１５ｃが形成されている。各導電部材１６の立板部１６ａにおける、各雌ねじ１５ｃに対応する位置に、貫通孔がそれぞれ形成されている。各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗの端子孔からボルト１３を挿入し、立板部１６ａの貫通孔を通して端子台基部１５の雌ねじ１５ｃにボルト１３を螺合することで、各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗが端子台１１に締結される。なお端子台基部１５の端面に雌ねじ１５ｃを形成することなく各立板部１６ａに図示外の雌ねじを形成し、ボルト１３が各立板部１６ａの前記雌ねじに螺合される構成にしても良い。
【００３０】
また端子台１１におけるＵ，Ｖ，Ｗ各相の端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗには、各端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗの温度を計測する温度センサ２１がそれぞれ取付けられている。各温度センサ２１として、サーミスタが適用されている。この実施形態のサーミスタとして、例えば、ある温度に達すると急激に抵抗が上昇する特性を持つ正特性サーミスタ（ＰＴＣサーミスタ；PTC：Positive Temperature Coefficient）を適用し得る。
【００３１】
端子台基部１５の端面に、各相の端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗに対応する雌ねじ１５ｄが形成されている。この雌ねじ１５ｄは、各相の巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに対応する雌ねじ１５ｃに対し、一定の間隔を隔てて平行に形成されている。立板部１６ａには、各相の雌ねじ１５ｄに対応する位置に貫通孔が形成されている。
【００３２】
各温度センサ２１には、ボルト止め用のブラケット２１ａが設けられ、このブラケット２１ａからボルト２２を挿入し、立板部１６ａの貫通孔を通して端子台基部１５の雌ねじ１５ｄにボルト２２を螺合することで、各温度センサ２１がＵ，Ｖ，Ｗ各相の端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗに取付けられる。なお端子台基部１５の端面に雌ねじ１５ｄを形成することなく各立板部１６ａに図示外の雌ねじを形成し、ボルト２２が各立板部１６ａの前記雌ねじに螺合される構成にしても良い。各温度センサ２１は信号コネクタ２３に接続されている。ハウジング本体７の上部に、信号コネクタ２３が固定されている。各温度センサ２１で計測される各相の端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗの温度は信号コネクタ２３から出力される。モータカバー８には、端子台１１が露出する矩形孔８ａが形成されている。例えば、矩形孔８ａから工具等を挿入し端子台基部１５の各雌ねじ１５ｃ，１５ｄにボルト１３，２２がそれぞれ螺合される。
【００３３】
制御系について説明する。
図５は、このモータ制御装置の制御系を概略示すブロック図である。制御装置２は、モータ１に駆動電流を出力するインバータ装置２４と、このインバータ装置２４の上位制御手段である車両制御コントローラ２５とを有する。
車両の運転者がアクセル操作手段２６を操作し、車両トルクおよび速度を調整する。アクセル操作手段２６としては、例えばアクセルペダルが適用される。アクセル操作手段２６の信号（アクセルペダル信号）は、車両制御コントローラ２５に入力される。車両制御コントローラ２５として、例えば、車両全般を制御する電気制御ユニット（ＥＣＵ）が適用される。前記「ＥＣＵ」は「ＶＣＵ」とも称される。
【００３４】
車両制御コントローラ２５は、インバータ装置２４にトルク指令値を出力する。インバータ装置２４は、トルク指令値に応じた駆動電流をモータ１に出力する。
インバータ装置２４から出力された電流は、図４に示すように、動力線１４、端子台１１を順次経由し、モータ巻線端子１２ｕ，１２ｖ，１２ｗに入力される。これによりモータ１が回転駆動される。各温度センサ２１で計測された各端子の温度は、図５に示すように、インバータ装置２４または車両制御コントローラ２５で監視される。
【００３５】
図６は、このモータ駆動装置の制御系を詳細に示すブロック図である。
車両制御コントローラ２５は駆動指令手段２５ａを備える。この駆動指令手段２５ａは、モータ１毎にトルク指令値を出力する。駆動指令手段２５ａは、アクセルペダルの踏込量に応じたアクセルペダル信号と車速よりトルク指令値を決定し、各モータ１に対応するインバータ装置２４に前記トルク指令値を出力する。なお車速は、例えば、モータ１の回転角度検出手段（図示せず）から得られた回転角度を微分すること等により求められる。
【００３６】
インバータ装置２４は、各モータ１に対して設けられたパワー回路部２７と、このパワー回路部２７を制御するモータコントロール部２８とを有する。モータコントロール部２８は、このモータコントロール部２８が持つモータ駆動装置に関する各検出値および制御値等の各情報を車両制御コントローラ２５に出力する機能を有する。パワー回路部２７は、図示外のバッテリの直流電力をモータ１の駆動に用いる三相の交流電力に変換するインバータ２７ａと、このインバータ２７ａを制御するＰＷＭドライバ２７ｂとを有する。インバータ２７ａは、複数の半導体スイッチング素子（図示せず）で構成される。ＰＷＭドライバ２７ｂは、入力された電流指令をパルス幅変調し、前記各半導体スイッチング素子にオンオフ指令を与える。
【００３７】
モータコントロール部２８は、コンピュータとこれに実行されるプログラム、および電子回路により構成され、その基本となる制御部としてモータ駆動制御手段２９を有する。このモータ駆動制御手段２９は、駆動指令手段２５ａから与えられるトルク指令値に従い、与えられたトルク指令値を電流指令に変換して、ＰＷＭドライバ２７ｂに電流指令を与える。これら駆動指令手段２５ａおよびモータ駆動制御手段２９を有する基本制御手段Ｋｓは、アクセル操作手段２６から与えられるアクセル操作信号に応じて、モータ１に出力する駆動電流を制御する。モータ駆動制御手段２９は、インバータ２７ａからモータ１に流すモータ電流を電流検出手段３０から得て、電流フィードバック制御を行う。またモータ駆動制御手段２９は、モータロータの回転角度を前記回転角度検出手段から得てベクトル制御を行う。
【００３８】
モータコントロール部２８は、温度監視手段３１および温度異常対応制御手段３２を備えている。温度監視手段３１は、モータ１の各端子の温度センサ２１で計測される温度を監視（モニタリング）する。各端子の温度センサ２１として、前述のＰＴＣサーミスタを適用する場合には、端子の温度が警戒温度Ｔwarnで抵抗が上昇するような設定とする。ＰＴＣサーミスタは、端子の温度が警戒温度Ｔwarnを超えているときＯＦＦ信号を出力し、端子の温度が警戒温度Ｔwarnを超えていないときＯＮ信号を出力する。温度監視手段３１は、各ＰＴＣサーミスタから出力される端子温度に係る情報であるＯＮ／ＯＦＦ信号を監視する。
【００３９】
温度異常対応制御手段３２は、監視される端子の温度が警戒温度（設定温度）Ｔwarnを上回ったと判定されるときは、モータ１への駆動電流を遮断し、監視される端子の温度が警戒温度Ｔwarn以下に低下したと判定されるときはモータ駆動を再開するような制御を施す。これにより端子の異常発熱を抑え得る。各端子の温度が一つでも警戒温度Ｔwarnを上回っている場合には、ＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号が出力される。この場合、温度異常対応制御手段３２は、モータ１への駆動電流を遮断する。温度異常対応制御手段３２は、駆動電流が遮断している状態において、全てのＰＴＣサーミスタが警戒温度Ｔwarnを下回っている（つまり全てのＰＴＣサーミスタからＯＮ信号が出力される）と、駆動電流を復帰させる。換言すれば、温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流をモータ１に出力することを許可する。
【００４０】
温度異常対応制御手段３２は、判定部３２ａと、異常対応制御部３２ｂとを有する。判定部３２ａは、温度監視手段３１が各ＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたか否かを判定する。異常対応制御部３２ｂは、少なくともいずれか一つのＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたと判定部３２ａで判定されたとき、モータ１に出力する駆動電流を停止させる。
【００４１】
異常対応制御部３２ｂは、全てのＰＴＣサーミスタからＯＮ信号を与えられたと判定部３２ａで判定されたとき、基本制御手段Ｋｓに対し、与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流をモータ１に出力することを許可する。この場合、アクセル操作信号と車速より決定されたトルク指令値に応じた駆動電流がモータ１に出力される。
【００４２】
図７は、このモータ駆動装置の制御を段階的に示すフローチャートである。
図６も適宜参照しつつ説明する。自動車の主電源を投入した状態で、運転者がアクセル操作手段２６を操作することでアクセル操作信号が車両制御コントローラ２５に入力されると、基本制御手段Ｋｓはアクセル操作信号に応じた駆動電流を求める。この際、温度監視手段３１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに係る情報を監視し、判定部３２ａは温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに係る情報から警戒温度Ｔwarnを上回っているかを判断する（ステップＳ１）。
【００４３】
異常対応制御部３２ｂは、少なくともいずれか一つの端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷが警戒温度Ｔwarnを上回った場合には（ステップＳ１：ＹＥＳ）、モータ１への駆動電流を遮断する（ステップＳ２）。ステップＳ１において、異常対応制御部３２ｂは、各相の端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷが全て警戒温度Ｔwarn以下であれば、基本制御手段Ｋｓに対し、駆動電流の出力を許可する（ステップＳ３）。その後本処理を終了する。
【００４４】
以上説明したモータ駆動装置によれば、温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視された各端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに係る情報から警戒温度Ｔwarn以下であると判定されるときは、アクセル操作信号に応じた駆動電流をモータ１に出力することを許可する。温度異常対応制御手段３２は、基本制御手段Ｋｓに対し、監視されたいずれかの端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに係る情報から警戒温度Ｔwarnを超えると判定されるときは、アクセル操作信号に対して駆動電流を停止させる。
このように端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷに応じて駆動電流を停止させることにより、端子の異常な発熱を抑えることが可能となる。また制御装置２が、基本制御手段Ｋｓ、温度監視手段３１および温度異常対応制御手段３２を備える構成は、例えば、大電圧、大電流を測定する回路等に比べて簡素化できるため、省スペース化を図れるうえコスト低減を図ることができる。
【００４５】
基本制御手段Ｋｓに対し、温度異常対応制御手段３２は、温度監視手段３１が少なくともいずれか一つのＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、モータ１に出力する駆動電流を停止させ、温度監視手段３１が全てのＰＴＣサーミスタからＯＮ信号を与えられたとき、与えられたアクセル操作信号に対して駆動電流をモータ１に出力することを許可する。この場合、例えば、端子温度に応じて木目細かく駆動電流を制御するよりも、制御系を簡単化でき、コスト低減を図ることができる。
【００４６】
他の実施形態について説明する。
以下の説明においては、各実施の形態で先行して説明している事項に対応している部分には同一の参照符号を付し、重複する説明を略する。構成の一部のみを説明している場合、構成の他の部分は、特に記載のない限り先行して説明している形態と同様とする。同一の構成から同一の作用効果を奏する。実施の各形態で具体的に説明している部分の組合せばかりではなく、特に組合せに支障が生じなければ、実施の形態同士を部分的に組合せることも可能である。
【００４７】
各相の端子の温度を計測する温度センサ２１として、例えば、温度に応じて抵抗が変化する負特性サーミスタ（ＮＴＣサーミスタ；NTC：Negative Temperature Coefficient）を適用し得る。このような負特性サーミスタを適用した場合には、端子温度に応じてモータ駆動電流を制限することが可能となるため、車両挙動を滑らかに制御することが可能となる。
【００４８】
具体的なモータ駆動電流の制限方法として、検出した端子の温度Ｔ、端子の警戒温度Ｔwarn、この警戒温度Ｔｗａｒｎよりも高く設定された限界温度Ｔｆａｕｌｔとすると、基本制御手段Ｋｓ（図６）に対し、温度異常対応制御手段３２（図６）は、例えば、以下のような条件式を用いて駆動電流を制限する。これにより、端子の発熱を抑えながらモータ１（図６）を駆動することができる。
【００４９】
Ｔ＜Ｔｗａｒｎのとき、駆動電流上限値を制限せず。
Ｔｗａｒｎ≦Ｔ＜Ｔｆａｕｌｔのとき、駆動電流上限値＝正常時の駆動電流上限値×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ≦Ｔのとき、駆動電流＝０
なお、図３に示すように、各端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗの温度をそれぞれ計測する温度センサ２１が設けられているため、各端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗの温度の中の最大値Ｔｍａｘを上記条件式のＴとして取り扱うことで、早期に端子Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗの発熱を抑制させることが可能である。
【００５０】
図８は、他の実施形態に係るモータ駆動装置の制御を段階的に示すフローチャートである。図６も参照しつつ説明する。自動車の主電源を投入した状態で、運転者がアクセル操作手段２６を操作することでアクセル操作信号が車両制御コントローラ２５に入力されると、基本制御手段Ｋｓはアクセル操作信号に応じた駆動電流を求める。温度監視手段３１は、Ｕ，Ｖ，Ｗ各相の端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷを常時監視し取得する（ステップａ１）。
【００５１】
次に、判定部３２ａは、各相の端子の温度ＴＵ，ＴＶ，ＴＷの中の最大値をＴｍａｘとする（ステップａ２）。次に、判定部３２ａは、最大値Ｔｍａｘと、警戒温度Ｔｗａｒｎおよび限界温度Ｔｆａｕｌｔとを比較する（ステップａ３、但しＴｗａｒｎ＜Ｔｆａｕｌｔ）。モータ１は回転速度に応じた駆動電流の上限である電流上限値Ｉｌｉｍｉｔが決められているが、端子の温度の上昇に応じ、電流上限をさらに制限した電流上限値Ｉｍａｘとする。その結果に基づいて、温度異常対応制御手段３２は、最終的な駆動電流（出力電流値）Ｉｏｕｔを決定することで、端子の温度の上昇を抑えることが可能となる。電流上限の制限方法は以下の条件の通りである。
【００５２】
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ…（ステップａ４）
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  Ｉｍａｘ＝Ｉｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）…（ステップａ５）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  Ｉｍａｘ＝０…（ステップａ６）
【００５３】
温度異常対応制御手段３２は、電流上限値Ｉｍａｘを前記条件に則って求めた後、アクセル操作信号から決定されるトルク指令値に応じた駆動電流Ｉｏｕｔと電流上限値Ｉｍａｘを比較する（ステップａ７）。Ｉｏｕｔ＞Ｉｍａｘの場合には（ステップａ７：ＹＥＳ）、Ｉｏｕｔ＝Ｉｍａｘとすることで（ステップａ８）、端子台部の劣化等による発熱を抑制することが実現可能となる。トルク指令値に応じた駆動電流Ｉｏｕｔが電流上限値Ｉｍａｘ以下である場合には（ステップａ７：ＮＯ）、駆動電流Ｉｏｕｔが制限されることなくそのまま出力される。その後本処理を終了する。
【００５４】
図９に示すように、車両制御コントローラ２５に、温度監視手段３１および温度異常対応制御手段３２を設けた構成にしても良い。この場合、温度異常対応制御手段３２は、車両制御コントローラ２５が出力するトルク指令値を制限することで、前述の実施形態と同様の結果が得られる。具体的には、モータ回転数に応じた前記電流上限値Ｉｌｉｍｉｔに代えて、モータ回転数に応じたトルク上限値TRQｌｉｍｉｔとし、端子温度に応じた前記電流上限値Ｉｍａｘに代えて、端子温度に応じたトルク上限値TRQｍａｘとし、最終的な前記駆動電流Ｉｏｕｔに代えて、最終的な指令トルクTRQｏｕｔとする。
【００５５】
そこで温度異常対応制御手段３２は、以下の条件式に則りトルク上限値TRQｍａｘを決定する。
Ｔｍａｘ≦Ｔｗａｒｎのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ
Ｔｗａｒｎ＜Ｔｍａｘ≦Ｔｆａｕｌｔのとき  TRQｍａｘ＝TRQｌｉｍｉｔ×（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｍａｘ）／（Ｔｆａｕｌｔ−Ｔｗａｒｎ）
Ｔｆａｕｌｔ＜Ｔｍａｘのとき  TRQｍａｘ＝０
【００５６】
温度異常対応制御手段３２は、トルク指令値に応じた指令トルクTRQｏｕｔがTRQｍａｘを超えているとき、TRQｏｕｔをTRQｍａｘに変更して出力することで、端子台部の劣化等による発熱を抑制することが実現可能となる。トルク指令値に応じた指令トルクTRQｏｕｔがTRQｍａｘ以下である場合には、TRQｏｕｔが制限されることなくそのまま出力される。
【００５７】
温度センサ２１としてＰＴＣサーミスタを適用し、基本制御手段Ｋｓに対し、温度異常対応制御手段３２は、少なくともいずれか一つのＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、トルク指令値を「零」とすることで、モータ１に出力する駆動電流を停止させるようにしても良い。
【００５８】
温度センサ２１としてＰＴＣサーミスタを適用し、基本制御手段Ｋｓに対し、温度異常対応制御手段３２は、少なくともいずれか一つのＰＴＣサーミスタからＯＦＦ信号を与えられたとき、モータ１に出力する駆動電流またはトルク指令値を制限するようにしても良い。例えば、アクセルペダル信号と車速より求められるトルク指令値に対し、数％〜数十％低減させたトルク指令値に制限しても良いし、アクセルペダル信号と車速より求められるトルク指令値に応じた駆動電流に対し、数％〜数十％低減させた駆動電流に制限しても良い。制限させる割合は、試験またはシミュレーションにより定められる。
【００５９】
図１０は、いずれかのモータ駆動装置を備えた車両を概略示す図である。
車両として、車体３３に設けた二個のモータ１，１で左右の後輪二輪３４，３４を駆動する二モータオンボード形式としても良い。
図示しないが、車体に設けた一個のモータで左右の後輪二輪を駆動する一モータオンボード形式としても良い。その他、車両として、一モータオンボード形式、二モータオンボード形式、またはインホイールモータ駆動形式において、左右の前輪二輪を駆動する前輪駆動式の電気自動車を適用しても良い。前記各形式において、前後左右の車輪を駆動する四輪駆動式の電気自動車を適用しても良い。
この実施形態に係るモータを、試験装置の駆動用モータに適用しても良い。
【００６０】
以上、実施形態に基づいてこの発明を実施するための形態を説明したが、今回開示された実施の形態はすべての点で例示であって制限的なものではない。この発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
【符号の説明】
【００６１】
１…モータ
２…制御装置
１４…動力線
２１…温度センサ
２４…インバータ装置
２５…車両制御コントローラ
２５ａ…駆動指令手段
２６…アクセル操作手段
３１…温度監視手段
３２…温度異常対応制御手段
Ｋｓ…基本制御手段
Ｔｍｕ, Ｔｍｖ，Ｔｍｗ…各相の端子
【図１】
2018042313.tif 000003
【図２】
2018042313.tif 000004
【図３】
2018042313.tif 000005
【図４】
2018042313.tif 000006
【図５】
2018042313.tif 000007
【図６】
2018042313.tif 000008
【図７】
2018042313.tif 000009
【図８】
2018042313.tif 000010
【図９】
2018042313.tif 000011
【図１０】
2018042313.tif 000012