(57)【要約】【課題】温度センサを用いることなく、制御部の過熱状態を判定することができる回転電機一体型制御装置を提供する。【解決手段】回転電機一体型制御装置１００は、回転電機２００と、回転電機２００の駆動を制御する制御部３００と、ロータ２３０の回転位置を検出する回転位置検出部４００と、磁気シールド５００と、を備える。回転位置検出部４００は、磁石４１０と磁電変換素子４２０とを有する。磁気シールド５００は、磁電変換素子４２０が外乱電磁場を検出することを抑制する。また、磁気シールド５００は、透磁率に温度特性を有する磁性材料を用いて形成され、制御部３００の温度に追従して温度変化するように配置されている。制御部３００は、回転位置検出部４００の第２検出信号に基づいて、制御部３００が過熱状態にあるか否かを判定する判定部３５０を有する。【選択図】図７
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
ステータ（２１０）と、前記ステータに対し、相対回転可能に設けられたロータ（２３０）と、前記ロータとともに回転するシャフト（２２０）と、を有する回転電機（２００）と、
前記回転電機の駆動を制御する制御部（３００）と、
前記シャフトの先端に固定され、前記シャフトとともに回転する磁石（４１０）と、前記シャフトの軸方向において、前記磁石に離間しつつ対向配置され、前記制御部に対して検出信号を出力する磁電変換素子（４２０）と、を有し、前記ロータの回転位置を検出する回転位置検出部（４００）と、
前記磁電変換素子が外乱電磁場を検出することを抑制する磁気シールド（５００）と、を備える回転電機一体型制御装置であって、
前記磁気シールドは、透磁率に温度特性を有する磁性材料を用いて形成されるとともに、前記制御部の温度に追従して温度変化するように配置され、
前記制御部は、前記磁電変換素子の前記検出信号に基づいて、前記制御部が過熱状態にあるか否かを判定する判定部（３５０）を有することを特徴とする回転電機一体型制御装置。
【請求項２】
前記制御部及び前記磁気シールドを少なくとも収容する筐体（３３０）をさらに備えることを特徴とする請求項１に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項３】
キュリー温度が、前記制御部の許容温度の範囲内であって前記許容温度の最高値から所定値までの高温域にある材料を用いて、前記磁気シールドが形成されていることを特徴とする請求項１又は請求項２に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項４】
前記磁気シールドは、第１シールド（５４０）と、前記第１シールドを取り囲むように環状に設けられる第２シールド（５５０）と、を有し、
キュリー温度が、前記許容温度の範囲内であって、前記最高値から所定値までの高温域内にあるような材料を用いて、前記第１シールドが形成されており、
キュリー温度が、前記最高値よりも高い材料を用いて、前記第２シールドが形成されていることを特徴とする請求項３に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項５】
前記磁気シールドは、前記磁石と前記磁電変換素子との対向空間を取り囲むように、前記軸方向に沿った筒状とされていることを特徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項６】
前記磁気シールドは、前記磁電変換素子側の端部に、その開口断面積を小さくするように張り出した張出部（５２０）を有することを特徴とする請求項５に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項７】
前記磁電変換素子は、前記張出部に囲まれた領域に配置されており、
前記判定部は、前記検出信号と第１閾値及び該第１閾値よりも小さい値に設定されている第２閾値とを比較して、前記検出信号が、前記第１閾値よりも小さく、前記第２閾値よりも大きい場合に、前記制御部が過熱状態であると判定することを特徴とする請求項６に記載の回転電機一体型制御装置。
【請求項８】
前記磁電変換素子は、前記軸方向において前記磁気シールドよりも前記磁石から離れて配置されており、
前記判定部は、前記検出信号と第１閾値及び該第１閾値よりも小さい値に設定されている第２閾値とを比較して、前記検出信号が、前記第１閾値よりも大きい場合、又は前記第２閾値よりも小さい場合に前記制御部が過熱状態であると判定することを特徴とする請求項６に記載の回転電機一体型制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機と、回転電機を制御する制御部と、が一体で構成された回転電機一体型制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、例えば特許文献１に記載のように、電動機と、電動機を制御するための制御回路（制御部）と、が一体で構成された機電一体の回転電機が知られている。特許文献１の回転電機は、電動機におけるロータの回転位置を検出するための回転位置検出部と、回転位置検出部に対する外部磁界をシールドするシールド部材（磁気シールド）と、を備えている。回転位置検出部は、回転軸の一端側に取り付けられ、回転位置検出部の外周をシールド部材が覆っている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００７−６０７３４号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
電動機は、ロータ及びステータの発熱が大きいため、かなりの高温まで温度上昇する。制御回路は電動機からの伝導熱及び輻射熱を受けて、許容温度を超える虞がある。そのため、一般的に、制御回路には、過熱保護を目的として温度センサを設ける必要がある。
【０００５】
しかしながら、制御回路に温度センサを設けると、回転位置検出部の検出信号の信号処理に加えて、温度センサの検出信号の信号処理を行う必要がある。これによれば、制御回路の制御が複雑になる。さらに、温度センサの配置スペースを確保する必要があり、且つ、製造コストも高くなる。
【０００６】
そこで、本発明は、上記問題点に鑑み、温度センサを用いることなく、制御部の過熱状態を判定することができる回転電機一体型制御装置を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
ここに開示される発明は、上記目的を達成するために以下の技術的手段を採用する。なお、特許請求の範囲及びこの項に記載した括弧内の符号は、ひとつの態様として下記の実施形態に記載の具体的手段との対応関係を示すものであって、発明の技術的範囲を限定するものではない。
【０００８】
開示された本発明のひとつは、ステータ（２１０）と、ステータに対し、相対回転可能に設けられたロータ（２３０）と、ロータとともに回転するシャフト（２２０）と、を有する回転電機（２００）と、回転電機の駆動を制御する制御部（３００）と、シャフトの先端に固定され、シャフトとともに回転する磁石（４１０）と、シャフトの軸方向において、磁石に離間しつつ対向配置され、制御部に対して検出信号を出力する磁電変換素子（４２０）と、を有し、ロータの回転位置を検出する回転位置検出部（４００）と、磁電変換素子が外乱電磁場を検出することを抑制する磁気シールド（５００）と、を備える回転電機一体型制御装置であって、磁気シールドは、透磁率に温度特性を有する磁性材料を用いて形成されるとともに、制御部の温度に追従して温度変化するように配置され、制御部は、磁電変換素子の検出信号に基づいて、制御部が過熱状態にあるか否かを判定する判定部（３５０）を有することを特徴とする。
【０００９】
これによれば、制御部の温度が変化すると、磁気シールドの温度が変化する。さらに、磁気シールドの温度に応じて磁気シールドの透磁率が変化し、磁電変換素子に誘導される磁束の密度が変化するので、磁電変換素子の検出信号も変化する。
【００１０】
したがって、判定部は、磁電変換素子の検出信号に基づいて、制御部が過熱状態にあるか否かを判定することができる。よって、温度センサを用いることなく、制御部の過熱状態を判定することができる。
【００１１】
また、磁電変換素子の検出信号により、過熱状態の判定を行うことができるため、制御部の制御を簡素化することができる。また、温度センサを配置するスペースを省くことができ、且つ、製造コストを削減することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１２】
【図１】第１実施形態に係る回転電機一体型制御装置の概略構成を示す断面図である。
【図２】図１のＩＩ−ＩＩ線に沿う断面図であり、ステータ、ロータ及びシャフトの断面構造を示す図である。
【図３】ソフトフェライトにおける初透磁率の温度特性を示す図である。
【図４】回転位置検出部及び磁気シールドの詳細構造を示す断面図である。
【図５】磁束の経路を示す断面図である。
【図６】磁束の経路を示す断面図である。
【図７】回転位置検出部及びマイコンの機能を示すブロック図である。
【図８】第２検出信号及び閾値を示す図である。
【図９】判定部の過熱判定を説明するためのフローチャート図である。
【図１０】変形例１における回転位置検出部及び磁気シールドの詳細構造を示す断面図である。
【図１１】磁束の経路を示す断面図である。
【図１２】磁束の経路を示す断面図である。
【図１３】第２実施形態に係る回転電機一体型制御装置における回転位置検出部及び磁気シールドの詳細構造を示す断面図である。
【図１４】磁束の経路を示す断面図である。
【図１５】磁束の経路を示す断面図である。
【図１６】第２検出信号及び閾値を示す図である。
【図１７】判定部の過熱判定を説明するためのフローチャート図である。
【図１８】変形例２における磁束の経路を示す断面図である。
【図１９】磁束の経路を示す断面図である。
【図２０】第３実施形態に係る回転電機一体型制御装置における回転位置検出部及び磁気シールドの詳細構造を示す断面図である。
【図２１】磁束の経路を示す断面図である。
【図２２】磁束の経路を示す断面図である。
【図２３】変形例３における回転位置検出部及び磁気シールドの詳細構造を示す断面図である。
【発明を実施するための形態】
【００１３】
以下、本発明の実施形態を、図面を参照して説明する。なお、以下に示す各実施形態において、共通乃至関連する要素には同一の符号を付与するものとする。
【００１４】
（第１実施形態）
先ず、図１及び図２に基づき、本実施形態に係る回転電機一体型制御装置１００の概略構成について説明する。
【００１５】
本実施形態に係る回転電機一体型制御装置１００は、例えば車両に搭載される機電一体の制御装置である。図１に示すように、この回転電機一体型制御装置１００は、回転電機２００と、回転電機２００の駆動を制御する制御部３００と、回転位置検出部４００と、磁気シールド５００と、を備えている。
【００１６】
回転電機２００は、例えばスタータを構成するモータであり、ステータ２１０と、シャフト２２０と、ロータ２３０と、を有している。
【００１７】
ステータ２１０は、図２に示すように、円筒状のステータコア２１１と、ステータコア２１１の内壁から円筒の内側に向かって突出した複数の突極２１２を有している。それぞれの突極２１２にはステータコイル２１３が巻きつけられている。ステータコイル２１３には交流電流が流れるようになっており、ステータ２１０が電磁石として機能する。
【００１８】
シャフト２２０は、ステータ２１０の軸と同軸の柱状体である。シャフト２２０は、後述するロータ２３０と一体的に形成され、ロータ２３０とともに回転する。図１では、その回転軸をＬと示している。シャフト２２０の一端側には、後述する磁石４１０が固定されている。また、シャフト２２０には、磁石４１０が固定された一端と反対の他端にプーリ２２１が固定されている。シャフト２２０の回転とともにプーリ２２１も回転する。プーリ２２１には図示しないベルトが嵌合され、このベルトを介して、例えばエンジン等にシャフト２２０の回転運動が伝達される。
【００１９】
ロータ２３０は、図２に示すように、ステータ２１０と同軸の円筒状の部材であり、ステータ２１０の内周側に配置されている。そして、ロータ２３０の軸を含む空洞部２３１にシャフト２２０が挿入固定されている。また、ロータ２３０は、その内部にロータコイル２３２を有している。ロータコイル２３２に流れる電流により形成される磁場と、ステータ２１０により形成される磁場とが相互作用して、ロータ２３０に回転のモーメントが発生するようになっている。
【００２０】
なお、ステータ２１０とロータ２３０は、図１に示すように、モータケース２４０に収容されている。モータケース２４０には、回転軸Ｌに沿ってシャフト２２０を挿通するための挿通孔２４１が形成されている。挿通孔２４１には、シャフト２２０が歳差運動しないように軸受２４２が配置されている。
【００２１】
制御部３００は、例えばエンジンＥＣＵであり、回転電機２００は、制御部３００からの信号に基づいて駆動が制御される。制御部３００は、基板３１０と、マイコン３２０と、電源ＩＣ３２１と、を有している。
【００２２】
基板３１０は、一般的に知られたプリント基板である。基板３１０には、マイコン３２０、電源ＩＣ３２１、及び、その他電子部品が実装されている。
【００２３】
マイコン３２０は、制御処理や演算処理を行うＣＰＵ、各種プログラムやデータを保存するためメモリを含む記憶装置、入力回路、出力回路等を含んで構成されている。
【００２４】
電源ＩＣ３２１は、マイコン３２０への電源供給及び電源供給の停止を管理する機能を備えている。
【００２５】
基板３１０、基板３１０に実装されたマイコン３２０、電源ＩＣ３２１、磁電変換素子４２０、及び、磁気シールド５００は、筐体３３０に収容されている。また、筐体３３０はカバー３３１に収容されている。
【００２６】
スイッチング素子３２２は、筐体３３０の外部であって、カバー３３１の内面に配置される。スイッチング素子３２２は、例えば絶縁ゲートバイポーラトランジスタ（ＩＧＢＴ）やＭＯＳＦＥＴなどで構成されている。そして、カバー３３１の外面であって、スイッチング素子３２２が配置された部分の近傍に放熱フィン３３２が配置されている。放熱フィン３３２は、おもにスイッチング素子３２２により発生した熱をカバー３３１の外部に放熱するようになっている。
【００２７】
回転位置検出部４００は、磁石４１０と、磁電変換素子４２０と、Ａ／Ｄ変換器４３０と、を備えている。磁石４１０は、シャフト２２０の一端側に固定されており、回転軸Ｌに直交する方向に磁極を有している。また、磁石４１０は、シャフト２２０とともに回転するため、回転軸Ｌに沿う平面を貫く磁束の向きは、シャフト２２０の回転に伴って変化する。
【００２８】
磁電変換素子４２０は、例えばホール素子である。本実施形態における磁電変換素子４２０は、回転軸Ｌの方向において、磁石４１０と対向するように配置されるとともに、回転軸Ｌに直交する方向に感度をもつように、基板３１０に実装されている。これにより、磁電変換素子４２０は、磁石４１０の回転位置に対応した第１検出信号を出力するようになっている。なお、第１検出信号は、アナログ信号である。
【００２９】
Ａ／Ｄ変換器４３０は、アナログ信号である第１検出信号をデジタル信号である第２検出信号に変換する装置である。なお、Ａ／Ｄ変換器４３０は、磁電変換素子４２０と一体に形成されている。そのため、図１では、Ａ／Ｄ変換器４３０を省略して図示する。
【００３０】
磁気シールド５００は、回転位置検出部４００に対する外乱電磁場の影響を抑制するシールド部材である。磁気シールド５００の構成については、追って詳述する。
【００３１】
本実施形態に係る磁気シールド５００は、ソフトフェライトである。ソフトフェライトは、外乱電磁場として有意であるＭＨｚ〜ＧＨｚの高周波ノイズに対しては、ｋＨｚ（１０３Ｈｚ）以下の周波数帯で振動する電磁場に較べて、ノイズ吸収量を高くすることができる。これにより、例えばスイッチング素子３２２及び回転電機一体型制御装置１００の外部から発生する高周波ノイズ（外乱電磁場）を、効率良くシールドすることができ、ノイズ強度を抑制することができる。
【００３２】
また、ｋＨｚ以下の周波数帯の電磁場に対しては、ＭＨｚ〜ＧＨｚの周波数帯の電磁場に較べて透磁率を大きくすることができる。これにより、ｋＨｚ以下の角周波数で回転する磁石４１０の電磁場に対して、磁気シールド５００を磁路として機能させることができる。
【００３３】
また、図３に示すように、一般的なソフトフェライトの初透磁率は、キュリー温度直前でピークを有し、ピークからキュリー温度にかけて著しく低下する。これによると、磁気シールド５００は、温度がキュリー温度以上の場合に、ノイズを抑制する機能が低下する。さらに、磁路として磁束を誘導する機能も低下する。
【００３４】
磁気シールド５００は、制御部３００とともに筐体３３０に収容されており、制御部３００の温度に追従して温度変化する。また、キュリー温度が、制御部３００の許容温度の範囲内であって、最高値から所定値までの高温域にある材料を用いて、磁気シールド５００が形成されている。つまり、制御部３００が許容可能な最高温度に到達したとき又は到達する直前に、磁気シールド５００の温度がキュリー温度に到達するような材料を用いる。例えば、キュリー温度が、制御部３００の許容可能な最高温度よりも３０℃程度低い磁気シールド５００を用いる。
【００３５】
ここで、制御部３００における許容可能な最高温度は、基板３１０に実装されているマイコン３２０、電源ＩＣ３２１、及びその他電子部品の許容可能な最高温度のうち、最も低い温度とされる。ここで、制御部３００の温度が許容可能な最高温度を超えた場合、制御部３００が過熱状態（以下、単に過熱状態と示す）とする。また、制御部３００の温度が許容可能な温度の場合、制御部３００状態を通常状態（以下、単に通常状態と示す）とする。
【００３６】
次に、図４に基づき、回転位置検出部４００及び磁気シールド５００の構造について、詳しく説明する。
【００３７】
磁気シールド５００は、ロータ２３０の回転軸Ｌに対して回転対称とされた円筒状をしている。磁気シールド５００は、回転軸Ｌに沿って延設された外周部５１０と、外周部５１０における磁電変換素子４２０側の端部５１０ａに形成された張出部５２０と、を有している。張出部５２０は、張出部５２０の形成された部分の開口５００ａの断面積が、外周部５１０の内径よりも小さくなるように形成されている。換言すれば、磁気シールド５００は、有底円筒の底に外周部５１０よりも内径の小さい孔（開口５００ａ）が開けられた構成となっている。
【００３８】
上記したように、磁石４１０と磁電変換素子４２０は、回転軸Ｌに沿う方向において、互いに対向するように配置されている。そして、磁気シールド５００は、磁石４１０と磁電変換素子４２０の対向空間Ｒ１を取り囲むように配置されている。本実施形態における磁電変換素子４２０は、張出部５２０に囲まれた領域Ｒ２、より詳しくは、張出部５２０の端面５２０ａに囲まれた領域Ｒ２、に配置されている。
【００３９】
次に、図５及び図６に基づき、磁石４１０から発生する磁束の経路について説明する。
【００４０】
上記したように、通常状態の場合に、磁気シールド５００は磁路として機能する。図５に示すように、磁石４１０のＮ極から出た磁束Ｂは、透磁率が高い磁気シールド５００に誘導される。詳しくは、磁束Ｂは外周部５１０に進入する。磁気シールド５００は張出部５２０を有しているから、磁束Ｂは外周部５１０から張出部５２０に誘導される。そして、磁束Ｂは、張出部５２０の端面５２０ａから略垂直に出て、再び対向する端面５２０ａから張出部５２０に進入する。磁束Ｂは張出部５２０から外周部５１０を経由して磁石４１０のＳ極に向かう。領域Ｒ２に磁電変換素子４２０が配置されているため、磁束Ｂを効率良く磁電変換素子４２０に誘導することができる。
【００４１】
これに対し、過熱状態の場合、磁気シールド５００は、磁路としての機能が低下する。つまり、磁気シールド５００に誘導される磁束Ｂが低下する。これによれば、図６に示すように、通常状態の場合に領域Ｒ２を通過していた磁束Ｂは、磁電変換素子４２０よりも磁石４１０から制御部３００側に広がる。つまり、回転軸Ｌの方向において磁気シールド５００よりも磁石４１０から離れている領域Ｒ３における磁束Ｂの密度は増加する。これによれば、磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度が低下する。
【００４２】
次に、図７及び図８に基づき、回転位置検出部４００及びマイコン３２０について説明する。
【００４３】
図７に示すように、回転位置検出部４００は、磁石４１０と、磁電変換素子４２０と、Ａ／Ｄ変換器４３０と、を有する。Ａ／Ｄ変換器４３０は、磁電変換素子４２０から出力された第１検出信号を、デジタル信号である第２検出信号に変換する。Ａ／Ｄ変換器４３０は、この第２検出信号をマイコン３２０に出力する。
【００４４】
本実施形態では、回転位置計算部３４０及び判定部３５０が、マイコン３２０の機能として実現されている。回転位置検出部４００のＡ／Ｄ変換器４３０から出力された第２検出信号が回転位置計算部３４０及び判定部３５０に入力される。ここで、第２検出信号は、特許請求の範囲に記載の検出信号に相当する。
【００４５】
回転位置計算部３４０は、第２検出信号に基づいて、磁石４１０の回転位置を計算する。ここで、第１検出信号は、ロータ２３０の回転に伴って信号が増減するアナログ信号である。本実施形態では、第１検出信号が磁電変換素子４２０の出力電圧であり、第１検出信号として、ロータ２３０の回転にともない正の値と負の値を交互にとる正弦波状の信号が出力される。第２検出信号は、図８に示すように、この第１検出信号をデジタル化した階段状の信号である。回転位置計算部３４０は、第２検出信号の位相情報に基づいて、磁石４１０の回転位置、つまり、ロータ２３０の回転位置を計算する。
【００４６】
判定部３５０は、第２検出信号に基づいて、制御部３００が過熱状態にあるか否かを判定する（以下、単に過熱判定とする）。判定部３５０は、閾値記憶部３５１と、判定結果算出部３５２と、を有する。
【００４７】
閾値記憶部３５１には、過熱判定に用いられる２つの閾値が予め記憶されている。第２検出信号の振幅中心を基準に、大きい値に設定されている第１閾値と、小さい値に設定されている第２閾値と、が閾値記憶部３５１に記憶されている。第１閾値は、振幅中心よりも判定基準値Ｔだけ大きい。また、第２閾値は、振幅中心よりも判定基準値Ｔだけ小さい。ここで、判定基準値Ｔは、通常状態の場合における第２検出信号の振幅と、過熱状態の場合における第２検出信号の振幅と、の間の値に設定されている。
【００４８】
上記したように、過熱状態の場合、磁電変換素子４２０に誘導される磁束密度が低下する。これによれば、第１検出信号の振幅が低下する。よって、図８に破線で示すように、第２検出信号の振幅も低下する。
【００４９】
判定結果算出部３５２は、第２検出信号及び閾値に基づいて、過熱判定の結果を算出する。ここで、第２検出信号の値は、時間によって変化する。このため、判定結果算出部３５２は、第２検出信号と閾値とを所定時間監視してから、過熱判定の結果を算出する。
【００５０】
次に、図９に基づき、判定部３５０が実行する過熱判定の具体的な処理手順を説明する。
【００５１】
過熱判定は、例えば、回転電機２００が駆動を開始するとスタートし、回転電機２００が駆動している間は、繰り返し実行する。先ず、判定部３５０は、第２検出信号を取得する（Ｓ１０）。
【００５２】
次に、第２検出信号が、第１閾値より大きい状態、又は第２閾値より小さい状態をとるか否かを判定する（Ｓ１２）。判定結果算出部３５２が、第２検出信号と第１閾値及び第１閾値よりも小さい値に設定されている第２閾値とを比較する。詳しくは、第２検出信号が第１閾値より大きい状態、又は第２検出信号が第２閾値より小さい状態をとるか否かを所定時間監視する。
【００５３】
Ｓ１２において、第２検出信号が、第１閾値よりも大きい状態、又は第２閾値よりも小さい状態である場合、その状態を維持するか否かを判定する（Ｓ１４）。つまり、第２検出信号と閾値との大小関係が、所定時間内に変化するか否かを判定する。
【００５４】
Ｓ１４において、第２検出信号が、第１閾値より大きい状態、又は第２閾値より小さい状態を維持しない場合、過熱フラグをクリアする（Ｓ１６）。過熱フラグをクリアすることにより、通常状態であると判定する。そして、処理を終了する。
【００５５】
上記したように、第２検出信号は振幅中心を基準に値が増減する信号である。これに対し、閾値は、一定値である。つまり、第２検出信号の振幅が判定基準値Ｔより大きい場合であっても、第２検出信号と閾値との大小関係が所定時間内に変化する。よって、この大小関係が所定時間内に変化した場合に、通常状態であると判定する。
【００５６】
一方、Ｓ１４において、第２検出信号が第１閾値より大きい状態、又は第２閾値より小さい状態を維持している場合、判定部３５０は処理を終了する。この場合、第２検出信号は、振幅中心を基準に増減する信号ではない。つまり、第２検出信号は、ロータ２３０の位置を反映した信号ではない。このとき、例えば、回転位置検出部４００又は制御部３００において、電源やグランドのショート等の異常が発生している。
【００５７】
この場合、判定部３５０は、過熱状態か否かを判定することができないため処理を終了する。また、判定部３５０は、回転位置検出部４００又は制御部３００の異常に関する信号を外部に出力することとしてもよい。
【００５８】
ここで、過熱状態の場合、第２検出信号の振幅は判定基準値Ｔ以下である。つまり、第２検出信号は、その位相に関わらず第１閾値より小さく、第２閾値より大きい。ただし、上記のように、異常が発生している場合に、第２検出信号が、第１閾値よりも小さく第２閾値よりも大きい一定値をとることが考えられる。
【００５９】
したがって、Ｓ１２において、第２検出信号が、第１閾値より小さく、第２閾値より大きい状態である場合、第２検出信号が振幅中心を基準に増減する信号であるか否かを判定する（Ｓ１８）。これは、第２検出信号は、ロータ２３０の位置を反映する信号であるか否かを判定するためである。
【００６０】
Ｓ１８において、第２検出信号が、振幅中心を基準に増減する場合、過熱フラグをセットする（Ｓ２０）。過熱フラグをセットすることにより、過熱状態であると判定する。
【００６１】
一方、Ｓ１８において、第２検出信号が、振幅中心を基準に増減しない場合、過熱状態か否かを判定することができないため、判定部３５０は処理を終了する。
【００６２】
次に、上記した回転電機一体型制御装置１００の効果について説明する。
【００６３】
本実施形態では、制御部３００の温度に追従して、磁気シールド５００の温度が変化する。さらに、磁気シールド５００の温度変化に基づいて磁気シールド５００の透磁率が変化し、これにより磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度が変化する。したがって、判定部３５０は、磁電変換素子の検出信号（第２検出信号）に基づいて、過熱判定を行うことができる。よって、温度センサを用いることなく、過熱判定を行うことができる。
【００６４】
また、磁電変換素子４２０の検出信号により、過熱状態の判定を行うことができるため、制御部３００の制御を簡素化することができる。また、温度センサを配置するスペースを省くことができ、且つ、製造コストを削減することができる。
【００６５】
ところで、図３に示したように、磁気シールド５００の温度がキュリー温度に到達した場合、透磁率は著しく低下する。つまり、キュリー温度の前後で、磁気シールド５００の透磁率が大きく異なる。したがって、磁気シールド５００の温度がキュリー温度の前後の場合で、第２検出信号の振幅の差を大きくすることができる。
【００６６】
本実施形態では、キュリー温度が、制御部３００の許容温度の範囲内であって、最高値から所定値までの高温域にある材料を用いて、磁気シールド５００が形成されている。これによれば、制御部３００が過熱状態になったとき、又は過熱状態になる直前に、第２検出信号の振幅を大きく変化させることができる。これによれば、判定部３５０が誤判定することを抑制することができる。
【００６７】
また、本実施形態において、磁気シールド５００は、磁電変換素子４２０側の端部に、その開口断面積を小さくするように張り出した張出部５２０を有する。これによれば、領域Ｒ３の磁束密度に較べ、張出部に囲まれた領域Ｒ２の磁束密度を高くすることができる。つまり、通常状態の場合に、効率的に磁電変換素子４２０に磁束を誘導することができる。
【００６８】
したがって、通常状態の場合と過熱状態の場合で、磁電変換素子４２０に誘導される磁束の差が大きい。つまり、第２検出信号の振幅の差を大きくすることができる。これによれば、第２検出信号がノイズを含む場合であっても、判定部３５０の誤判定を抑制ことができる。
【００６９】
（変形例１）
上記した第１実施形態に対して、図１０に示すような、磁気シールド５００が張出部５２０を有さない構成としてもよい。磁気シールド５００は外周部５１０のみから構成され、内径が回転軸Ｌの方向に常に一定な円筒である。
【００７０】
通常状態の場合、磁束Ｂが磁気シールド５００に誘導される。誘導された磁束Ｂは、図１１に示すように、外周部５１０のうち、磁電変換素子４２０側の端面５１０ｂを略垂直に通るように形成されている。また、磁束Ｂは、張出部５２０を有する構成に比べて、制御部３００側に拡がって形成されている。磁電変換素子４２０は、磁気シールド５００からより離れた位置であって、磁束Ｂの密度が高い位置に配置されている。
【００７１】
過熱状態の場合、磁気シールド５００に誘導される磁束Ｂが低下する。したがって、図１２に示すように、通常状態の場合に磁電変換素子４２０に誘導されていた磁束Ｂが、回転軸Ｌと直交する方向に広がる。これによれば、通常状態の場合に較べ、磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度が低下する。したがって、第１実施形態と同様に、判定部３５０が第２検出信号に基づいて過熱判定を行うことができる。
【００７２】
（第２実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した回転電機一体型制御装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００７３】
第１実施形態では、磁電変換素子４２０が張出部５２０に囲まれた領域Ｒ２内に配置されている例を示した。これに対し、本実施形態では、図１３に示すように、磁電変換素子４２０は、回転軸Ｌの方向において磁気シールド５００よりも磁石４１０から離れた領域Ｒ３に配置されている。
【００７４】
磁気シールド５００の形状は、第１実施形態と同じ形状である。したがって、通常状態の場合に、磁気シールド５００に誘導される磁束Ｂの経路は、第１実施形態と同様である。つまり、図１４に示すように、磁束Ｂは領域Ｒ２を通る。磁電変換素子４２０は、Ｒ２に配置されていないため、磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度は低い。
【００７５】
これに対し、過熱状態の場合、磁気シールド５００に誘導される磁束Ｂが低下する。これによれば、図１５に示すように、通常状態の場合に較べ、磁束Ｂは、回転軸Ｌの方向に広がる。つまり、領域Ｒ３の磁束Ｂの密度が向上する。したがって、磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度が向上する。
【００７６】
これによれば、図１６に示すように、過熱状態の場合は、通常状態の場合に較べ、第２検出信号の振幅が増加する。つまり、第１実施形態に対し、通常状態と過熱状態とにおける、第２検出信号の振幅の大小関係が逆となる。なお、判定基準値Ｔは、通常状態の場合における第２検出信号の振幅と、過熱状態の場合における第２検出信号の振幅と、の間の値に設定されている。
【００７７】
図９に示した第１実施形態における処理手順に対し、図１７に示す本実施形態の過熱判定の処理手順では、Ｓ１６及びＳ２０の処理が逆転する。
【００７８】
つまり、第２検出信号が、第１閾値より小さく、第２閾値より大きい状態であって、振幅中心を基準に値が増減する場合に、過熱フラグをクリアする（Ｓ２０）。また、第２検出信号が、第１閾値より大きい状態、又は第２閾値より小さい状態であって、所定時間その状態を維持する場合に、過熱フラグをセットする（Ｓ１６）。このように、判定部３５０は、第２検出信号に基づき過熱判定を行うことができる。
【００７９】
（変形例２）
上記した第２実施形態に対して、図１８に示すような、磁気シールド５００が開口５００ａを有さない構成としてもよい。磁気シールド５００は、外周部５１０の端部５１０ａに形成された蓋部５３０を有する。蓋部５３０は、回転軸Ｌの方向に磁石４１０と対向し、対向空間Ｒ１を横断するように形成されている。つまり、第２実施形態に対し、開口５００ａを塞ぐように形成されている。換言すれば、磁気シールド５００は、磁石４１０を囲む有底円筒形状とされている。
【００８０】
この構成によれば、通常状態の場合、磁石４１０のＮ極から磁気シールド５００に誘導された磁束は、外周部５１０から蓋部５３０を通る。そして、再び外周部５１０を通って、Ｓ極に戻る。
【００８１】
これに対し、図１９に示すように、過熱状態の場合、蓋部５３０を通っていた磁束Ｂは、磁気シールド５００を通ることなく、制御部３００側に広がる。つまり、通常状態の場合よりも、磁電変換素子４２０が検出する磁束密度が向上する。したがって、第２実施形態と同様に、判定部３５０が第２検出信号に基づいての過熱判定を行うことができる。
【００８２】
（第３実施形態）
本実施形態において、第１実施形態に示した回転電機一体型制御装置１００と共通する部分についての説明は割愛する。
【００８３】
第１実施形態では、磁気シールド５００が一種類の磁性材料により構成された例について示した。これに対して、本実施形態では、磁気シールド５００が２層構造とされている。なお、磁気シールド５００を除く構成については第１実施形態と同様であるから、詳細な説明は割愛する。
【００８４】
この磁気シールド５００は、図２０に示すように、第１シールド５４０と第２シールド５５０とを有している。第１シールド５４０は、第１実施形態における磁気シールド５００と同様に、第１外周部５４１と第１張出部５４２とを有する円筒部材である。なお、第１実施形態と同様に、磁気シールド５００は、有底円筒の底に開口５００ａを有する形状とされている。第１シールド５４０は、ソフトフェライトにより構成されている。
【００８５】
また、キュリー温度が、制御部３００の許容可能な最高温度から所定の範囲である高温域内にあるような材料を用いて、第１シールド５４０が形成されている。つまり、制御部３００が過熱状態になったとき、又は過熱状態になる直前に、第１シールド５４０がキュリー温度に到達するような材料を用いる。
【００８６】
第２シールド５５０は、第１シールド５４０を取り囲むように環状に設けられている。第２シールド５５０は、第１シールド５４０の第１外周部５４１を取り囲むように形成された第２外周部５５１を有している。そして、第２外周部５５１と一体的に形成され、第１シールド５４０の第１張出部５４２の張り出し方向に沿って張り出した第２張出部５５２を有している。換言すれば、第２シールド５５０は第１シールド５４０よりも磁石４１０から遠い位置にある。第２シールド５５０は、第１シールド５４０と異なる種類のソフトフェライトにより構成されている。
【００８７】
また、キュリー温度が、制御部３００の許容可能な最高温度よりも十分に高い材料を用いて、第２シールド５５０が形成されている。つまり、過熱状態であって、制御部３００の温度が想定され得る最高の温度に到達した場合であっても、第２シールド５５０の温度がキュリー温度に到達しない。さらに、第２シールド５５０は、通常状態の場合に、第１シールド５４０よりも、透磁率が低いものを用いる。
【００８８】
第１シールド５４０及び第２シールド５５０は、ともにソフトフェライトから構成されており、高周波ノイズに対してはノイズシールドとして機能させることができる。また、磁石４１０が発生する磁束に対して、磁路として機能させることができる。また、磁電変換素子４２０は、第２張出部５５２により囲まれる領域Ｒ４に配置されており、第１張出部５４２により囲まれる領域Ｒ５内に配置されていない。
【００８９】
通常状態の場合、図２１に示すように、磁気シールド５００に誘導される磁束Ｂは、主に、透磁率の高い第１シールド５４０を通る。つまり、磁束Ｂは領域Ｒ５を通る。したがって、領域Ｒ４に通る磁束は低いため、磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度は低い。
【００９０】
これに対し、過熱状態の場合、第１シールド５４０の温度は、キュリー温度以上に到達している。このため、第１シールド５４０は、磁路としての機能が低下している。したがって、磁石４１０から発生する磁束Ｂは、第２シールド５５０に誘導される。Ｎ極からでた磁束Ｂは、第１外周部５４１を通過し、第２外周部５５１に誘導される。そして、領域Ｒ４、第２張出部５５２、及び第２外周部５５１を通って、Ｓ極に入る。つまり、通常状態の場合に比べ、領域Ｒ４に配置された磁電変換素子４２０に誘導される磁束Ｂの密度が向上する。
【００９１】
このように、制御部３００の温度により第１シールド５４０の透磁率が変化するため、この変化に基づいて判定部３５０が、過熱判定を行うことができる。判定部３５０による過熱判定は、第２実施形態と同様であり、その記載を省略する。
【００９２】
次に、上記した回転電機一体型制御装置１００の効果について説明する。
【００９３】
上記したように、第１実施形態における磁気シールド５００の温度がキュリー温度に到達すると透磁率は著しく低下する。これによれば、磁気シールド５００の外乱電磁場をシールドする機能が低下する。したがって、磁電変換素子４２０が外乱電磁場を検出する虞がある。これによれば、ロータ２３０の回転位置を検出する検出精度が低下し、判定部３５０が誤判定する虞がある。
【００９４】
これに対し本実施形態では、過熱状態の場合であっても、第２シールド５５０の温度がキュリー温度に到達しない。これによれば、磁電変換素子４２０に対し、第２シールド５５０が外乱電磁場をシールドすることができる。したがって、過熱状態の場合であっても、ロータ２３０の回転位置に関する検出精度を確保することができ、且つ、判定部３５０が誤判定することを抑制することができる。
【００９５】
（変形例３）
上記した第３実施形態に対して、図２３に示すような、第１シールド５４０が、第１張出部５４２ではなく、蓋部５４３を有する構成としてもよい。
蓋部５４３は、第１外周部５４１における磁電変換素子４２０側の端部５４１ａから、第３実施形態の開口５００ａを塞ぐように形成されている。
【００９６】
これによれば、通常状態の場合、第３実施形態と同様に、磁束Ｂは第１シールド５４０を通る。そして、過熱状態の場合、主に、第２シールド５５０を通る。したがって、制御部３００の温度により第１シールド５４０の透磁率が変化するため、この変化に基づいて判定部３５０が、過熱判定を行うことができる。
【００９７】
以上、本発明の好ましい実施形態について説明したが、本発明は上記した実施形態になんら制限されることなく、本発明の主旨を逸脱しない範囲において、種々変形して実施することが可能である。
【符号の説明】
【００９８】
１００・・・回転電機一体型制御装置、２００・・・回転電機、２１０・・・ステータ、２１１・・・ステータコア、２１２・・・突極、２１３・・・ステータコア、２２０・・・シャフト、２２１・・・プーリ、２３０・・・ロータ、２３１・・・空洞部、２３２・・・ロータコイル、２４０・・・モータケース、２４１・・・挿通孔、２４２・・・軸受、３００・・・制御部、３１０・・・基板、３２０・・・マイコン、３２１・・・電源ＩＣ、３２２・・・スイッチング素子、３３０・・・筐体、３３１・・・カバー、３３２・・・放熱フィン、３４０・・・回転位置計算部、３５０・・・判定部、３５１・・・閾値記憶部、３５２・・・判定結果算出部、４００・・・回転位置検出部、４１０・・・磁石、４２０・・・磁電変換素子、４３０・・・Ａ／Ｄ変換器、５００・・・磁気シールド、５００ａ・・・開口、５１０・・・外周部、５１０ａ・・・端部、５１０ｂ・・・端面、５２０・・・張出部、５２０ａ・・・端面、５３０・・・蓋部、５４０・・・第１シールド、５４１・・・第１外周部、５４１ａ・・・端部、５４２・・・第１張出部、５４３・・・蓋部、５５０・・・第２シールド、５５１・・・第２外周部、５５２・・・第２張出部
【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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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【図１１】
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【図１２】
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【図１３】
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【図１４】
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【図１５】
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【図１６】
2015116115.tif 000018
【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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【図２０】
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【図２１】
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【図２２】
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【図２３】
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