(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
コイルが設けられたステータと磁石が設けられたロータとを有する車両駆動用回転電機、前記車両駆動用回転電機に駆動電流を供給するインバータ装置、および制動装置を備えた車両に搭載され、
前記インバータ装置へのトルク指令を算出するトルク指令演算部と、
前記制動装置への制動指令を算出する制動指令演算部と、
前記コイルの温度情報を取得するコイル温度取得部と、
前記磁石の温度情報を取得する磁石温度取得部と、
前記コイルの温度情報に基づいて第１のトルク制限値を算出する第１トルク制限部と、
前記磁石の温度情報に基づいて第２のトルク制限値を算出する第２トルク制限部と、
前記磁石の温度情報に基づいて前記車両駆動用回転電機の回転数制限値を算出する回転数制限演算部と、
前記回転数制限値における車両走行抵抗を求め、該車両走行抵抗に相当する釣合トルクを算出する釣合トルク演算部と、を備え、
前記トルク指令演算部は、前記車両駆動用回転電機の動作点のトルクが前記第１および第２のトルク制限値以下となり、前記動作点の回転数が前記回転数制限値以下となるようなトルク指令を出力するものであって、前記釣合トルクが負の値である場合にトルクゼロのトルク指令を出力し、
前記制動指令演算部は、前記釣合トルクが負の値である場合に制動力を発生させる制動指令を出力することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載の回転電機制御装置において、
前記車両に設けられたブレーキセンサのセンサ信号に基づいて、制動力要求を算出する制動力要求演算部を備え、
前記制動指令演算部は、
前記釣合トルク演算部で算出された前記釣合トルクが前記制動力要求に相当するトルクよりも小さい場合には、前記釣合トルクに基づく制動力を発生させるための制動指令を出力し、
前記釣合トルクが前記制動力要求に相当するトルク以上の場合には、前記制動力要求に基づく制動力を発生させるための制動指令を出力することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項３】
請求項１または２に記載の回転電機制御装置において、
前記車両は、前記車両駆動用回転電機の回転を変速して前記車両の駆動輪へ伝達する変速機を備えており、
前記車両に設けられたアクセルセンサのセンサ信号に基づいて、出力要求を算出する出力要求演算部と、
前記出力要求に基づいて前記車両駆動用回転電機に対する要求回転数を算出する回転数演算部と、
前記回転数制限値が前記要求回転数以上の場合には、前記車両駆動用回転電機の回転数が前記要求回転数となるような変速比を前記変速機へ出力し、前記回転数制限値が前記要求回転数より小さい場合には、前記車両駆動用回転電機の回転数が前記回転数制限値となるような変速比を前記変速機へ出力する変速指令演算部と、を備えたことを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項４】
請求項１乃至３のいずれか一項に記載の回転電機制御装置において、
前記コイル温度取得部は前記コイルの温度を検出する温度センサの検出値に基づいて前記温度情報を取得し、
前記磁石温度取得部は、前記コイル温度取得部で取得された前記温度情報と、前記イン
バータ装置による前記車両駆動用回転電機の駆動状態とに基づいて、前記磁石の温度情報として前記磁石の温度を推定することを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項５】
請求項４に記載の回転電機制御装置において、
前記車両駆動用回転電機の駆動状態は、該車両駆動用回転電機のトルクおよび回転数であることを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項６】
請求項１乃至５のいずれか一項に記載の回転電機制御装置において、
前記磁石温度取得部により取得された前記磁石の温度情報に基づいて、前記磁石が所定温度以上になったことを警告する磁石過熱警告部を備えたことを特徴とする回転電機制御装置。
【請求項７】
請求項１に記載の回転電機制御装置において、
少なくとも、前記第１トルク制限部、前記第２トルク制限部、前記回転数制限演算部および前記トルク指令演算部を有する第１の制御演算ユニットと、
少なくとも、前記第１の制御演算ユニットから送信された前記回転数制限値に基づいて前記釣合トルクを算出する前記釣合トルク演算部、および前記制動指令演算部を有する第２の制御演算ユニットと、を備えたことを特徴とする回転電機制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、コイルが設けられたステータと磁石が設けられたロータとを有する車両駆動用回転電機の回転電機制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
電気自動車の車両駆動用モータにおいて、コイルの焼損や磁石の熱減磁を避けるため、モータの過度な温度上昇を防止するモータ制御装置が知られている。例えば、特許文献１に記載の発明では、コイルや磁石の温度が上昇した際に、モータのトルクを下げることでコイルや磁石の温度を低下させるようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２００８−１０９８１６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、磁石の発熱は、磁石を貫く磁束の変化が原因で生じ、モータのトルクだけではなく、回転数が増加することによっても大きくなる。そのため、例えば高回転時において磁石が過度な温度になった場合、モータのトルクを下げる従来の装置では、磁石の過熱を十分に抑えることができないという問題があった。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
請求項１の発明に係る回転電機制御装置は、コイルが設けられたステータと磁石が設けられたロータとを有する車両駆動用回転電機、車両駆動用回転電機に駆動電流を供給するインバータ装置、および制動装置を備えた車両に搭載され、インバータ装置へのトルク指令を算出するトルク指令演算部と、制動装置への制動指令を算出する制動指令演算部と、コイルの温度情報を取得するコイル温度取得部と、磁石の温度情報を取得する磁石温度取得部と、コイルの温度情報に基づいて第１のトルク制限値を算出する第１トルク制限部と、磁石の温度情報に基づいて第２のトルク制限値を算出する第２トルク制限部と、磁石の温度情報に基づいて車両駆動用回転電機の回転数制限値を算出する回転数制限演算部と、回転数制限値における車両走行抵抗を求め、該車両走行抵抗に相当する釣合トルクを算出する釣合トルク演算部と、を備え、トルク指令演算部は、車両駆動用回転電機の動作点のトルクが第１および第２のトルク制限値以下となり、動作点の回転数が回転数制限値以下となるようなトルク指令を出力するものであって、釣合トルクが負の値である場合にトルクゼロのトルク指令を出力し、制動指令演算部は、釣合トルクが負の値である場合に制動力を発生させる制動指令を出力することを特徴とする。
【発明の効果】
【０００６】
本発明によれば、ロータに設けられた磁石の温度が過度に上昇するのを防止できる。
【図面の簡単な説明】
【０００７】
【図１】第１の実施の形態における回転電機制御装置の概略構成を示す図である。
【図２】モータ２の構成を示す断面図である。
【図３】コイル２６の発熱の傾向を説明する図である。
【図４】磁石２１の発熱の傾向を説明する図である。
【図５】モータ２が高温な場合の保護範囲を示す図である。
【図６】第１の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。
【図７】第１の実施の形態におけるモータ制御プログラムを示すフローチャートである。
【図８】ステップＳ０９の詳細を示すフローチャートである。
【図９】ステップ１０の詳細を示すフローチャートである。
【図１０】ステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。
【図１１】第２の実施の形態における回転電機制御装置の概略構成を示す図である。
【図１２】第２の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。
【図１３】第２の実施の形態のモータ制御プログラムを示すフローチャートである。
【図１４】ステップＳ２４の詳細を示すフローチャートである。
【図１５】第３の実施の形態における回転電機制御装置の概略構成を示す図である。
【図１６】第３の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。
【図１７】コイル温度と第１のトルク制限との関係を示す図である。
【図１８】磁石温度と第２のトルク制限および回転数制限との関係を示す図である。
【図１９】トルク要求Ｔｒ、第１のトルク制限Ｔr1、第２のトルク制限Ｔr2の一例を示す図である。
【発明を実施するための形態】
【０００８】
以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。以下に説明する実施形態では、モータを車両の唯一の駆動源とする電気自動車の制御装置に適用した場合を例に挙げて本発明を説明しているが、本発明は、鉄道車両や建設車両などの電動車両、内燃機関であるエンジンと電動機とを車両の駆動源とする電動車両、例えばハイブリッド自動車（乗用車）、ハイブリッドトラックなどの貨物自動車、ハイブリッドバスなどの乗り合い自動車などの制御装置にも適用することができる。
【０００９】
−第１の実施の形態−
図１は、第１の実施の形態における電気自動車の回転電機制御装置（以下では、モータ制御装置と呼ぶ）の構成を示す図である。なお図１の破線矢印は信号の流れを示している。車両には、車両のエネルギー源であるバッテリ１と、車両を電動駆動するモータ２と、バッテリ１とモータ２の間で電力変換を行うインバータ電源３と、インバータ電源３，制動装置７および磁石過熱警告灯１７等を制御する制御演算部８とを備えている。
【００１０】
インバータ電源３は、バッテリ１から供給される直流電力を、パルス幅変調（ＰＷＭ）により三相交流電力に変換してモータ２に供給する。モータ２は、インバータ電源３から三相交流電力として供給された電気エネルギーを運動エネルギーに変換する。モータ２が運動エネルギーとして発生した動力は、減速機４に伝えられ、この減速機４内部のギア式の減速機構により減速された後に、差動機構５を介して左右の駆動輪６に伝えられ、車両を駆動する駆動力となる。
【００１１】
駆動輪６の近傍には車両を制動させる制動装置７が設けられている。制動装置７には油圧倍力装置が備えられており、この油圧倍力装置が発生する油圧操作力で駆動輪６を押さえつけ、摩擦力を発生させる。これにより運動エネルギーを熱エネルギーに変換し、車両を制動させる。制動装置７は、車両を制動させることでモータ２の回転数を低下させることができる。
【００１２】
図１において、制御演算部８はＣＰＵやメモリなどから構成され、後述するモータ制御プログラムを実行してモータ２および制動装置７を制御する。制御演算部８は、インバータ電源３に指令を送り、モータ２に通電する電流の大きさや、交流電流の周波数を変更させることで、モータ２が発生するトルクや、バッテリ１に充電される回生電力を変化させることができる。また、制御演算部８は、駆動輪６に発生させる摩擦力を変更させる指令（後述する制動力指令）を制動装置７に送ることで、制動装置７が発生する制動力を変化させることができる。
【００１３】
図１に示すように、制御演算部８には、車速を検出する車速センサ９、アクセルペダル開度（アクセルペダルの操作量）を検出するアクセルセンサ１０、ブレーキペダル開度（ブレーキペダルの操作量）を検出するブレーキセンサ１１、モータ２の後述するコイル２６の温度を検出するコイル温度センサ１２、外気温を検出する外気温センサ１３、モータ２のトルクを検出するトルクセンサ１４、モータ２の回転数を検出する回転数センサ１５、道路勾配を検出する勾配センサ１６、後述する磁石過熱警告灯１７、などが接続されている。
【００１４】
図２はモータ２の構成を示す断面図である。モータ２はＩＰＭ（Interior Permanent Magnet）モータであって、ロータ２０の内部に磁石２１が埋め込まれている。ロータ２０にはシャフト２２が取り付けられており、そのシャフト２２は、カバー２３に設けられた軸受２４によって支持されている。ハウジング２５は、前後をカバー２３でふさがれ、内周面にはコイル２６が設けられたステータ２７が固定されている。コイル２６に交流電流を通電して回転磁界を発生させると、磁石２１が埋め込まれたロータ２０およびシャフト２２が回転する。その結果、モータ２に供給された電気エネルギーが運動エネルギーに変換される。
【００１５】
モータ２は運転状態に応じて発熱する。そのため、発熱によってモータ温度が過度に上昇すると、コイル２６に塗布されているワニスが変質するおそれがある。また、磁石２１（例えば、レアアースメタルを用いた磁石）は、高温時に大きな逆磁場を受けると不可逆減磁するという性質を有している。従って、コイル２６および磁石２１を過度な温度上昇から保護する必要がある。
【００１６】
コイル２６は、交流電流が通電されると電気抵抗により発熱する。図３はコイル２６の発熱の傾向を説明する図であり、モータ２の回転数・トルク特性（最大トルク）を示す曲線Ｌ１にコイル２６の発熱傾向（ラインＬ１１〜Ｌ１４）を重ねて示したものである。図３において縦軸はモータトルク、横軸はモータ回転数を表しており、太線で示すラインＬ１は常温におけるモータ２の最大トルクを表している。最大トルクＬ１は、各モータ回転数において出力可能なモータトルクを示しており、モータ２は最大トルクよりも内側の領域（ラインＬ１で囲まれた領域）で用いられる。
【００１７】
発熱傾向を表す各ラインＬ１１〜Ｌ１４は、発熱量が同一の動作点を結んだ曲線である。コイル２６に通電される交流電流は、概ねモータトルクの大きさ（絶対値）に応じて変化する。そのため、コイル２６の発熱量はモータトルクの大きさに応じて大きくなり、Ｌ１１＜Ｌ１２＜Ｌ１３＜Ｌ１４の順に発熱量が大きくなっている。図３からも分かるように、モータトルクが同じであれば、回転数が変化しても発熱量はほとんど変化しない。モータトルクが負の領域のＬ１１〜Ｌ１４は、モータ２を回生動作させたときの発熱量を示している。
【００１８】
一方、磁石２１は、磁石２１を貫く磁束の変化に応じて発熱する。図４は磁石２１の発熱の傾向を説明する図であり、モータ２の最大トルクを示す曲線Ｌ１に磁石２１の発熱傾向（曲線Ｌ２１〜Ｌ２４）を重ねて示したものである。コイル２６によって形成される磁束の密度は、モータトルクの大きさに応じて大きくなる。また、モータ２の回転数が大きくなると磁束の変化が激しくなる。そのため、磁石２１の発熱量はモータトルクの大きさとモータ回転数に応じて変化し、図４に示すように、同一発熱量の動作点を結んだ曲線Ｌ２１〜Ｌ２４は複雑な形状となっている。図４においては、Ｌ２１＜Ｌ２２＜Ｌ２３＜Ｌ２４の順に発熱量が大きくなっている。
【００１９】
上述したように、コイル２６の発熱量はモータトルクの大きさに応じて変化するのに対して（図３）、磁石２１の発熱量はモータトルクの大きさとモータ回転数に応じて変化する（図４）。従って、コイル２６はモータトルクの大きさ（絶対値）が大きくなると発熱量が増え、コイル温度が高温になる。また、磁石２１の場合には、モータトルクの大きさが大きくなったりモータ回転数が大きくなったりすると発熱量が増え、磁石温度が高温になる。
【００２０】
そのため、コイル２６がその上限温度Ｔcmaxを超えないようにするためには、コイル温度に応じて発熱量すなわちモータトルクを制限すればよい。コイル温度が比較的低い場合には許容されるモータトルクは比較的大きく、ある温度以下では図３の最大トルクまで許容される。逆に、コイル温度が比較的高い場合には、許容されるモータトルクは小さくなる。ここでは、このコイル温度に応じて定まるモータトルクの許容値（制限値）を「第１のトルク制限」と呼ぶことにする。
【００２１】
図１７は、コイル温度と第１のトルク制限との関係を示す図である。上述したように、コイル２６は図３に示すような発熱傾向を有していて、モータトルクが等しければ発熱量はモータ回転数に依らずほぼ一定となっている。よって、第１のトルク制限Ｌ１０１，Ｌ１０２，Ｌ１０３は横軸に平行な直線で表される。ここで、Ｌ１０１，Ｌ１０２，Ｌ１０３は、それぞれコイル２６の温度がＴc1，Ｔc2，Ｔc3（Ｔc1＜Ｔc2＜Ｔc3）の場合の第１のトルク制限である。モータトルクが負の領域に示したラインＬ１０１’，Ｌ１０２’，Ｌ１０３’はラインＬ１０１〜Ｌ１０３を正負反転したものであり、モータトルクが負の場合の第１のトルク制限である。
【００２２】
コイル温度が常温の場合には、最大トルクＬ１まで出力してもコイル温度は上限温度Ｔcmaxを超えることがない。一方、コイル温度がＴc1である場合には、モータトルクがラインＬ１０１を超えるとコイル温度は上限温度Ｔcmaxを超えてしまうので、ラインＬ１０１とラインＬ１とで囲まれた領域（第１の制限範囲と呼ぶ）は運転が制限される。そして、ラインＬ１０１よりも下側の低トルクの動作点で運転が継続される。さらに、コイル温度がＴc1よりも高いＴc2である場合には、第１のトルク制限Ｌ１０２はラインＬ１０１よりもモータトルクの大きさ（絶対値）が小さくなる。このように、コイル２６の温度が上限温度Ｔcmaxを超えないようにするためには、コイル温度が高い場合ほどより小さな絶対値を有する第１のトルク制限が設定される。
【００２３】
一方、磁石２１の発熱量はモータトルクの大きさ（絶対値）とモータ回転数に応じて変化し、発熱量一定のラインは図４に示すラインＬ２１〜Ｌ２４のような形状となる。磁石２１の温度が上限温度Ｔmmaxを超えないようにするためには、磁石の温度Ｔm1，Ｔm2，Ｔm3（Ｔm1＜Ｔm2＜Ｔm3）に応じて、図１８に示すラインＬ２０１〜Ｌ２０３で表されるトルク制限が設定される。
【００２４】
ラインＬ２０１〜Ｌ２０３の形状は、図４に示した発熱量一定のラインＬ２１〜Ｌ２４の形状と似ている。ただし、ラインＬ２１〜Ｌ２４において回転数が大きな領域（モータトルク＝０に近い領域）では、モータトルクに依らずモータ回転数はほとんど同じになっているので、その領域におけるラインＬ２０１〜Ｌ２０３の形状は、モータトルクに依存しない垂直な直線とした。ここでは、ラインＬ２０１〜Ｌ２０３に関して、垂直な直線部分Ｌ２０１ｂ〜Ｌ２０３ｂを「回転数制限」と呼び、その他の曲線部分Ｌ２０１ａ〜Ｌ２０３ａ，Ｌ２０１ａ’〜Ｌ２０３ａ’を「第２のトルク制限」と呼ぶことにする。
【００２５】
磁石温度がＴm1の場合には、ラインＬ１とラインＬ２０１とで囲まれる領域での運転が制限され、ラインＬ２０１よりも左側の低回転の動作点で運転が継続される。また、磁石温度がＴm3に上昇した場合には、動作点がラインＬ２０１よりも左側の領域となるように制御すれば良い。このようにモータ２の運転を制御することで、磁石温度が磁石２１の上限温度Ｔmmaxを超えるのを防止することができる。
【００２６】
後述するように、コイル２６が高温になった場合には、モータトルクの大きさ（絶対値）を下げてコイル温度を下げ、一方、磁石２１が高温になった場合には、モータトルクの大きさを下げるかモータ回転数を下げるかして磁石温度を下げて、コイル温度および磁石温度がそれらの上限温度Ｔcmax、Ｔmmaxを超えるのを防止する。このように、コイル２６と磁石２１では、高温になりやすい動作点、および、温度を下げるために望ましい対応が異なる。第１の実施の形態では、コイル２６が高温の場合と、磁石２１が高温の場合とで、異なる保護動作を実施することでコイル２６および磁石２１の過度な温度上昇を防止でき、また、コイル２６が高温で磁石２１が高温でない場合は、ラインＬ１０２とラインＬ１で囲まれた範囲内の、高回転かつ低トルクの動作点で運転ができ、コイル２６が高温でなく磁石２１が高温である場合は、ラインＬ１とラインＬ２０1で囲まれた範囲内の、低回転高トルクの動作点で運転ができるなど、モータ２が高温な場合における過剰な制限を避けることができる。
【００２７】
モータ２の温度が比較的高く、コイル２６の温度がＴc2で磁石２１の温度がＴm1であった場合には、図５に示すように、コイル温度に関する制限（第１のトルク制限Ｌ１０２，Ｌ１０２’）と磁石温度に関する制限（第２のトルク制限Ｌ２０１ａ，Ｌ２０１ａ’、回転数制限Ｌ２０１ｂ）が設定される。ラインＬ１０２，Ｌ１０２’，Ｌ２０１ａ，Ｌ２０１ａ’およびＬ２０１ｂで囲まれた領域（第２の制限範囲と呼ぶ）でモータ２を制御することで、コイル温度および磁石温度が上限温度Ｔcmax、Ｔmmaxを超えるのを防止することができる。なお、第１のトルク制限、第２のトルク制限、回転数制限は正数である。
【００２８】
制御演算部８は、モータトルクの大きさ（絶対値）が第１のトルク制限以下となるようにインバータ電源３に指令を送り、コイル２６の発熱を抑える。これにより、コイル２６の過度な温度上昇を避けることができる。また、制御演算部８は、モータトルクの大きさ（絶対値）が第２のトルク制限以下となるようにインバータ電源３に指令を送り、磁石２１の発熱を抑える。
【００２９】
上述したように、磁石２１の発熱は、モータトルクの大きさ（絶対値）とモータ回転数に応じて大きくなる。そのため、モータトルクを下げても、モータ回転数が大きい場合には、磁石２１の温度が上昇する可能性がある。例えば、車両が下り勾配を走行中のような場合、すなわち、モータ回転数を増加させる負荷がシャフト２２に加わっている場合には、モータトルクをゼロに制限しても、車速すなわちモータ回転数は増加する。このとき、磁石２１の発熱が大きくなり磁石温度は上昇を続ける。また、このような場合にモータトルクを調整してモータ回転数を下げようとすると、モータトルクを回生側に増大させる必要がある。この場合も磁石２１の発熱は増大する。
【００３０】
本実施形態では、制御演算部８は、モータ回転数が回転数制限を超えると、モータトルクをゼロとするようにインバータ電源３に指令を送るとともに、車速すなわちモータ回転数を低下させるように制動装置７に指令を送る。これにより、モータトルクを回生側に増大させることなくモータ回転数を低下させ、磁石２１の過度な温度上昇を避けることができる。
【００３１】
図６は第１の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。図７は第１の実施の形態のモータ制御プログラムを示すフローチャートである。以下では、図６，７を用いて第１の実施の形態のモータ制御動作を説明する。制御演算部８のＣＰＵは、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により図６に示すモータ制御ブロックを構成し、車両のイグニッションキースイッチ（不図示）がオンしている間、図７に示すモータ制御プログラムを繰り返し実行する。
【００３２】
制御演算部８には、トルク要求演算部３０、制動力要求演算部３１、発熱演算部３２、磁石温度演算部３３、第１の制限部３４、第２の制限部３６、釣合トルク演算部３９、トルク指令演算部４０，点灯指令演算部４２、および制動力指令演算部４１が設けられている。第１の制限部３４には第１のトルク制限部３５が設けられており、第２の制限部３６には、第２のトルク制限部３７および回転数制限部３８が設けられている。各部の動作は以下に説明する。
【００３３】
ステップＳ０１では、車速センサ９から入力される車速信号と、アクセルセンサ１０から入力されるアクセル開度信号（アクセルペダルの踏み込み量に応じた信号）とに基づいて、モータ２のトルク要求をトルク要求演算部３０において計算する。具体的には、アクセルペダルのアクセル開度は車両としての出力要求に比例するので、アクセル開度を出力要求に換算する。そして、その出力要求を車速で除算することで、車両の駆動力要求、すなわちモータ２のトルク要求を計算する。
【００３４】
ステップＳ０２では、ブレーキセンサ１１から入力されるブレーキ開度信号（ブレーキペダルの踏み込み量に応じた信号）に基づいて、制動装置７の制動力要求を制動力要求演算部３１において計算する。ブレーキペダルのブレーキ開度は車両としての制動力要求に比例するので、ブレーキ開度を制動力要求に換算する。なお、制動力要求はモータトルク相当に換算されており、車両を減速させるように働くので負値となる。
【００３５】
ステップＳ０３では、トルクセンサ１４から入力されるモータトルクと、回転数センサ１５から入力されるモータ回転数とに基づいて、モータ２の各部（モータコイル、永久磁石、モータステータ、ロータ等の各部）の発熱量を発熱演算部３２において計算する。インバータ電源３からモータ２に入力される交流電流は、モータトルクおよびモータ回転数に対して概ね決まった大きさおよび周波数となる。従って、モータ２の各部の発熱量は、モータ２のの駆動状態であるモータトルクおよびモータ回転数から計算することができる。モータトルクおよびモータ回転数とモータ２の各部の発熱量との対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ０３では、この数値マップを検索することで、モータ２の各部の発熱量を計算する。
【００３６】
ステップＳ０４では、コイル温度センサ１２から入力されるコイル２６の温度と、外気温センサ１３から入力される外気温と、発熱演算部３２で計算されたモータ２の各部の発熱量とに基づいて、磁石２１の温度を磁石温度演算部３３において計算する。モータ２の各部の温度は、モータ２の各部の発熱と、モータ２の各部の熱の移動と、モータ２の各部から外気への放熱と、の収支で決まる。
【００３７】
ここで、モータ２の各部間での熱の移動量は、各部間の温度差で決まる。また、モータ２の各部から外気への放熱量は、モータ２の各部と外気の温度差で決まる。従って、モータ２の各部の発熱量と外気温度とから、モータ２の各部すなわち磁石２１の温度を計算することができる。さらに、コイル温度センサ１２によって実測されるコイル温度の検出値を用いてモータ２の各部の温度を計算することで、モータ２の各部すなわち磁石２１の温度を、より高精度に計算することができる。磁石２１の発熱は概ねモータトルクとモータ回転数とで決まるので、磁石２１の温度は、コイル温度センサ１２によって実測されるコイル温度と、モータ２の駆動状態であるモータトルクおよびモータ回転数とから推定することができる。モータ２の駆動状態として、上述した交流電流の大きさおよび周波数を用いても良い。もちろん、コイル温度の実測値を用いなくても、モータ２の各部の発熱量と外気温（例えば、モータ停止時の温度は外気温と等しいと仮定する）とからモータ２の各部の温度を計算することはできる。
【００３８】
ステップＳ０５では、第１の制限部３４に設けられた第１のトルク制限部３５は、コイル温度センサ１２から入力されたコイル２６の温度に基づいて、コイル２６を過度な温度上昇から保護するための第１のトルク制限を計算する。ここで、第１のトルク制限はコイル２６が上限温度Ｔcmaxを超える限界のモータトルクであり、コイル２６の温度と発熱量で決まる。コイル温度が高い場合と低い場合とを比較すると、コイル温度が高い場合の方がコイル２６の温度が上限温度Ｔcmaxに達するまでの熱量が小さい。コイル２６の発熱は概ねモータトルクで決まるので、第１のトルク制限（上限温度Ｔcmaxを超える限界のモータトルク）はコイル温度が高い方が小さくなる。従って、第１のトルク制限はコイル２６の温度から計算することができる。コイル温度が高いほど第１のトルク制限はゼロに近づき、コイル温度＝Ｔcmaxのときには第１のトルク制限＝０となる。
【００３９】
なお、コイル２６の温度から第１のトルク制限までの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ０５ではこの数値マップを検索することで、第１のトルク制限を計算する。第１のトルク制限は正数であり、力行側は第１のトルク制限以下となるようにモータトルクを制限し、回生側は第１のトルク制限の正負反転値以上となるようにモータトルクを制限する。
【００４０】
ステップＳ０６では、第２の制限部３６内の第２のトルク制限部３７は、回転数センサ１５から入力されたモータ回転数と、磁石温度演算部３３から入力された磁石２１の温度とに基づいて、磁石２１を過度な温度上昇から保護するための第２のトルク制限を計算する。第２のトルク制限は、磁石２１が上限温度を超える限界のモータトルクであり、磁石２１の温度と発熱とで決まる。上述したように磁石２１の発熱は概ねモータトルクとモータ回転数とで決まる。従って、第２のトルク制限はモータ回転数と磁石２１の温度から計算することができる。図１７に示すように第２のトルク制限を表すラインＬ２０１〜Ｌ２０３は、磁石温度が高くなるほど低回転数に近づき、モータ回転数が等しいところを比較すると、磁石温度が高いほどトルク値が小さくなっている。
【００４１】
モータ回転数および磁石２１の温度から第２のトルク制限までの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ０６ではこの数値マップを検索することで、第２のトルク制限を計算する。第２のトルク制限は正数であり、力行側は第２のトルク制限以下となるようにモータトルクを制限し、回生側は第２のトルク制限の正負反転値以上となるようにモータトルクを制限する。
【００４２】
ステップＳ０７では、第２の制限部３６内の回転数制限部３８は、磁石温度演算部３３から入力される磁石２１の温度に基づいて、磁石２１を過度な温度上昇から保護するための回転数制限（図１８のラインＬ２０１ｂ〜Ｌ２０３ｂで表される回転数Ｎmax）を計算する。図１８に示したように回転数制限Ｎmaxは、モータトルクの大きさがどのような値であっても磁石温度が上限温度を超える限界のモータ回転数であり、磁石２１の温度と発熱とで決まる。
【００４３】
上述したように、磁石２１の発熱は概ねモータトルクとモータ回転数で決まるが、図４に示すように各ラインＬ２１〜Ｌ２４において、回転数が大きな領域（モータトルク＝０に近い領域）では、発熱量がほぼモータ回転数に依存している。すなわち、モータトルク＝０に近い領域では、ラインＬ２１〜Ｌ２４は垂直な直線に近い形状をしている。そこで、本実施形態では、回転数制限のラインを垂直な直線で近似している。従って、回転数制限Ｎmaxは磁石２１の温度から計算することができる。磁石２１の温度から回転数制限Ｎmaxまでの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ０７ではこの数値マップを検索することで、回転数制限Ｎmaxを計算する。
【００４４】
なお、モータ回転数が回転数制限以上の場合における第２のトルク制限は、後述する釣合トルクがゼロ以上の場合には、（第２のトルク制限）＝（釣合トルク）のように設定される。一方、釣合トルクがゼロよりも小（すなわち、釣合トルクが負の値）の場合には、（第２のトルク制限）＝０のように設定される。それぞれ、図５の一点鎖線で示すようなラインとなる。
【００４５】
ステップＳ０８では、回転数制限部３８から入力される回転数制限Ｎmaxと勾配センサ１６から入力される道路勾配とに基づいて、釣合トルク演算部３９において釣合トルクを計算する。釣合トルクは  モータ回転数が回転数制限Ｎmaxであるときに、車両の走行抵抗と釣り合うモータトルクである。走行抵抗は、道路勾配や、空気抵抗や、転がり摩擦抵抗等により決まる。空気抵抗や転がり摩擦抵抗は車速に応じてほぼ決まるため、勾配センサ１６からの道路勾配を用いることで、走行抵抗が決まる。
【００４６】
モータトルクを釣合トルクの値にすると、モータ回転数は回転数制限の値に収束する。釣合トルクは回転数制限と走行抵抗で決まり、あるモータ回転数における走行抵抗は道路勾配が分かれば決まる。従って、釣合トルクは回転数制限と道路勾配から計算することができる。なお、走行抵抗が負の値の場合（例えば、下り坂を走行する場合）には、釣合トルクは走行抵抗のラインと回転数制限Ｎmaxのラインとが交差するモータトルクなので、負の値となる。回転数制限および道路勾配から釣合トルクまでの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ０８ではこの数値マップを検索することで、釣合トルクを計算する。
【００４７】
ステップＳ０９では、トルク指令演算部４０は、トルク要求演算部３０から入力されるトルク要求と、第１のトルク制限部３５から入力される第１のトルク制限と、第２のトルク制限部３７から入力される第２のトルク制限とに基づいて、インバータ電源３へ送信するトルク指令を計算する。
【００４８】
図８はステップＳ０９の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ０９１では、ステップＳ０１で計算したトルク要求がゼロ以上であるかを判定する。ステップＳ０９１においてトルク要求がゼロ以上と判定された場合、ステップＳ０９２へ進む。ステップＳ０９２では、ステップＳ０５で計算した第１のトルク制限と、ステップＳ０６で計算した第２のトルク制限と、トルク要求とを比較し、それらの内の最も値が小さいものをインバータ電源３へ送信するトルク指令に設定する。
【００４９】
図１９は、トルク要求Ｔｒ、第１のトルク制限Ｔr1、第２のトルク制限Ｔr2の一例を示したものである。図１９（ａ）に示す例では、トルクの値が最も小さいものはトルク要求Ｔｒなので、ステップＳ０２９では、トルク要求Ｔｒに基づいてインバータ電源３へ送信するトルク指令が設定される。一方、図１９（ｂ）に示す例では、第２のトルク制限Ｔr2が最も小さいので、第２のトルク制限Ｔr2に基づくトルク指令がインバータ電源３へ送信される。また、モータ回転数Ｎが回転数制限（図１９のＮmax）以上の場合には、上述したように、釣合トルクの正負に応じて第２のトルク制限はゼロまたは釣合トルクとされるので、それらに基づくトルク指令がインバータ電源３へ送信される。
【００５０】
一方、ステップＳ０９１においてトルク要求がゼロより小（すなわちマイナス）であると判定された場合には、ステップＳ０９３へ進む。ステップＳ０９３では、ステップＳ０５で計算した第１のトルク制限の正負反転値と、ステップＳ０６で計算した第２のトルク制限の正負反転値と、トルク要求とを比較し、それらの最大値に基づくトルク指令をインバータ電源３へ送信する。これにより、コイル２６および磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００５１】
図７に戻って、ステップＳ１０では、制動力指令演算部４１は、釣合トルク演算部３９から入力される釣合トルクと、制動力要求演算部３１から入力される制動力要求とに基づいて、制動装置７へ送信する制動力指令を計算する。
【００５２】
図９はステップ１０の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１０１では、ステップＳ０８で計算された釣合トルクがステップＳ０２で計算された制動力要求以上であるか否かを判定する。制動力要求はゼロ（ブレーキを操作しない場合）か負（ブレーキを踏み込んだ場合）であるので、平地走行時や上り坂走行時のように走行抵抗が正であって、釣合トルクが正の場合にはステップＳ１０１においてＹＥＳ（釣合トルク≧制動力要求）と判定されて、ステップＳ１０３へ進む。ステップＳ１０３では、制動装置７へ送信すべき制動力指令として、ステップＳ０２で計算された制動力要求が選択される。
【００５３】
一方、下り坂走行時のように走行抵抗が負の場合には釣合トルクも負となる。このような状況においては、（制動力要求）＜（釣合トルク）の場合には制動力要求の方がモータ回転数を減少させる効果が大きい。この場合、ステップＳ１０１でＹＥＳ（制動力要求＜釣合トルク）と判定され、ステップＳ１０３へ進んで、制動装置７へ送信すべき制動力指令として、ステップＳ０２で計算された制動力要求が選択される。逆に、（制動力要求）≧（釣合トルク）の場合には、釣合トルク（負値）の方がモータ回転数を減少させる効果が大きいので、ステップＳ１０２へ進んで釣合トルクが選択され、ステップＳ０８で計算された釣合トルクに基づく制動力指令が制動装置７へ送信される。
【００５４】
ステップＳ１０１からステップＳ１０２へ進んだ場合には、モータ回転数はステップＳ０７で計算した回転数制限まで低下され、一方、ステップＳ１０１からステップＳ１０３へ進んだ場合にはモータ回転数は回転数制限よりも低い回転数まで低下されるので、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００５５】
ステップＳ１１では、磁石温度演算部３３から入力された磁石２１の温度に基づいて、磁石過熱警告灯１７へ送信する点灯指令を、点灯指令演算部４２において計算する。
【００５６】
図１０はステップＳ１１の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ１１１では、ステップＳ０４で計算した磁石２１の温度が、所定値以上か否かを判定する。ステップＳ１１１において磁石２１の温度が所定値以上と判定された場合には、ステップＳ１１２へ進み、磁石過熱警告灯１７を点灯する。これにより運転者に車両、すなわちモータ回転数を低下させる運転を促し、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。一方、ステップＳ１１１において所定値未満と判定された場合には、ステップＳ１１２をスキップし、図１０の処理を終了する。
【００５７】
このように、磁石２１の温度が所定値を超えた場合には、磁石過熱警告灯１７を点灯させ、運転者に車速の低下を促す。この場合の所定値としては、例えば、上限温度Ｔmmaxに対して余裕を持たせた温度とすれば良い。これにより、運転者が意図しないタイミングでモータトルクやモータ回転数を制限することによる、運転者への違和感の付与を避けることができる。また、運転者にモータトルクやモータ回転数を低下させる運転を促すことができるため、コイル２６や磁石２１の過度な温度上昇を避けることができる。
【００５８】
以上説明したように、第１の実施の形態では、図６に示すように、第１のトルク制限部３５、第２のトルク制限部３７、回転数制限部３８および釣合トルク演算部３９を設け、モータトルクが第１のトルク制限部３５による第１のトルク制限以下および第２のトルク制限部３７による第２のトルク制限以下となるようなトルク指令を出力するとともに、モータ回転数が回転数制限部３８による回転数制限以下となるような制動力指令を出力するようにしたので、コイル２６の温度および磁石２１の温度の過度な上昇を防止することができる。
【００５９】
例えば、車両が急な登り勾配を低速走行する場合、大きなモータトルクが必要となり、コイル２６は高温になる。このような状況で走行を続けると、コイル２６を過度な温度上昇から保護するために、第１の制限範囲である高トルクの領域での運転は制限される。そのため、第１の制限範囲よりも低いトルクでの運転を継続することになる。ただし、この場合にはモータ回転数は小さいので、磁石２１は高温になりにくい。その後、急な登り勾配から平坦路に切り替わった場合、その時点では磁石２１は高温でないため低トルク高回転領域における走行が可能であり、走行を継続することができる。
【００６０】
また、車両が平坦路を高速巡航していた場合、モータ回転数が大きいため、磁石２１は高温になる。しかし、モータトルクは小さく、コイル２６は高温になりにくい。このような状況で走行を続けると、磁石２１を過度な温度上昇から保護するために、本実施の形態では、上述したようにトルク指令を釣合トルクとする。それにより、第２の制限範囲である低トルク高回転領域での運転は制限され、回転数制限以下での運転が継続される。
【００６１】
なお、磁石２１は回転体であるロータ２０に埋め込まれており、温度センサ等により直接計測することが難しい。そのため、本実施形態では、制御演算部８は、モータ２の運転状態より算出されるモータ２の発熱から、磁石２１の温度を計算するようにした。これにより、温度を検出するセンサを設けることなく、回転体に埋め込まれた磁石２１の温度を推定することができる。もちろん、スリップリングを介せば、温度センサにより磁石２１の温度を直接計測することも可能であり、そのような場合には計測された温度を磁石２１の温度として用いることができる。
【００６２】
−第２の実施の形態−
図１１〜１４は、本発明の第２の実施の形態を説明する図である。図１１は、第２の実施の形態におけるモータ制御装置の概略構成を示す図であり、破線矢印は信号の流れを示している。なお、図１に示す要素と同様の要素に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
【００６３】
図１１に記載のモータ制御装置は、モータ２が発生した動力を差動機構５に伝える変速機５０を備えている。変速機５０は、モータ２と駆動輪６の回転数の比である変速比を変化させることができる。変速機５０の変速比を変化させることで、モータ２をより高効率な動作点で運転するとともに、磁石２１の温度が過度に上昇した際に、モータ回転数を低下させることができる。
【００６４】
図１２は、第２の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。図１３は、第２の実施の形態のモータ制御プログラムを示すフローチャートである。これらの図を用いて第２の実施の形態におけるモータ制御動作を説明する。なお図６、図７に示す要素と同様の要素に対しては同一の符号を付して相違点を中心に説明する。
【００６５】
制御演算部８のＣＰＵは、マイクロコンピュータのソフトウェア形態により図１２に示すモータ制御ブロックを構成し、イグニッションキースイッチ（不図示）がオンしている間、図１３に示すモータ制御プログラムを繰り返し実行する。図１３のフローチャートでは、図７に示したフローチャートのステップＳ０１に代えてステップＳ２１〜Ｓ２３の処理が追加され、また、ステップＳ０８とステップＳ０９との間に、ステップＳ２４の処理が追加されている。
【００６６】
ステップＳ２１では、出力要求演算部６０は、アクセルセンサ１０から入力されるアクセル開度信号に基づいて、車両としての出力要求を計算する。アクセルペダルのアクセル開度は車両の出力要求値に比例するので、アクセル開度を出力要求値に換算する。
【００６７】
ステップＳ２２では、トルク要求変換部６１は、出力要求演算部６０から入力される出力要求に基づいて、出力要求を実現するモータトルクとモータ回転数のうち、最も効率の良い動作点を選択し、この動作点におけるモータトルクをトルク要求とする。出力要求からトルク要求までの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ２２の処理では、この数値マップを検索することで、出力要求をトルク要求へ変換する。
【００６８】
ステップＳ２３では、回転数要求変換部６２は、出力要求演算部６０から入力される出力要求に基づいて、出力要求を実現するモータトルクとモータ回転数のうち最も効率の良い動作点を選択し（すなわち、ステップＳ２２で選択した動作点）、この動作点におけるモータ回転数を回転数要求とする。出力要求から回転数要求までの対応関係は、制御演算部８が備えるメモリ内に数値マップとして格納されている。ステップＳ２３の処理では、この数値マップを検索することで、出力要求を回転数要求へ変換する。これにより、モータ２を高効率な動作点で運転することができる。
【００６９】
続くステップＳ０２からステップＳ０８までの処理は第１の実施の形態の場合と同様の処理である。すなわち、ステップＳ０２では、制動力要求演算部３１は、ブレーキセンサ１１から入力されたブレーキ開度信号似基づいて制動装置７の制動力要求を計算する。ステップＳ０３では、発熱演算部３２は、トルクセンサ１４から入力されたモータトルクおよび回転数センサ１５から入力されたモータ回転数に基づいて、モータ２各部の発熱を計算する。ステップＳ０４では、磁石温度演算部３３は、コイル温度センサ１２から入力されたコイル２６の温度、外気温センサ１３から入力された外気温および発熱演算部３２から入力されたモータ２各部の発熱に基づいて、磁石２１の温度を計算する。
【００７０】
ステップＳ０５では、第１の制限部３４に設けられた第１のトルク制限部３５は、コイル温度センサ１２から入力されたコイル２６の温度に基づいて、コイル２６を過度な温度上昇から保護するための第１のトルク制限を計算する。ステップＳ０６では、第２の制限部３６内の第２のトルク制限部３７は、回転数センサ１５から入力されたモータ回転数と、磁石温度演算部３３から入力された磁石２１の温度とに基づいて、磁石２１を過度な温度上昇から保護するための第２のトルク制限を計算する。
【００７１】
ステップＳ０７では、第２の制限部３６内の回転数制限部３８は、磁石温度演算部３３から入力される磁石２１の温度に基づいて、磁石２１を過度な温度上昇から保護するための回転数制限を計算する。ステップＳ０８では、回転数制限部３８から入力される回転数制限Ｎmaxと勾配センサ１６から入力される道路勾配とに基づいて、釣合トルク演算部３９において釣合トルクを計算する。
【００７２】
ステップＳ２４では、変速指令演算部６３は、車速センサ９から入力される車速信号、回転数要求変換部６２から入力される回転数要求および回転数制限部３８から入力される回転数制限に基づいて、変速機５０へ送信する変速指令を計算する。
【００７３】
図１４はステップＳ２４の詳細を示すフローチャートである。ステップＳ２４１では、ステップＳ０７で計算した回転数制限が、ステップＳ２３で計算した回転数要求以上であるかを判定する。ステップＳ２４１において回転数制限が回転数要求以上であった場合には、ステップＳ２４２に進み、モータ回転数が回転数要求となるように変速指令を計算する。変速比は変速機５０の入力回転数と出力回転数の比であり、モータ回転数を車速で除した値に比例する。ステップＳ２４２では、回転数要求を車速で除した値を換算し、変速指令とする。
【００７４】
ステップＳ２４１において回転数制限が回転数要求より小さい場合には、ステップＳ２４３に進み、モータ回転数が回転数制限となるように変速指令を計算する。ステップＳ２４３では、回転数制限を車速で除した値を換算し、変速指令とする。これにより、モータ回転数を、ステップＳ０７で計算した回転数制限まで低下させ、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００７５】
ステップＳ０９では、トルク指令演算部４０は、トルク要求変換部６１から入力されるトルク要求、第１のトルク制限部３５から入力される第１のトルク制限および第２のトルク制限部３７から入力される第２のトルク制限に基づいて、インバータ電源３へ送信するトルク指令を計算する。
【００７６】
ステップＳ１０では、制動力指令演算部４１は、釣合トルク演算部３９から入力される釣合トルクおよび制動力要求演算部３１から入力される制動力要求に基づいて、制動装置７へ送信する制動力要求を計算する。ステップＳ１１では、点灯指令演算部４２は、磁石温度演算部３３から入力される磁石２１の温度に基づいて、磁石過熱警告灯１７へ送信する点灯指令を計算する。
【００７７】
第２の実施の形態では、図５のように第１の制限範囲および第２の制限範囲を設定して車両に設けられた変速機５０を上述のように制御することにより、コイル２６および磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００７８】
例えば、上述したように車両が平坦路を高速巡航していた場合、モータ回転数が大きいため磁石２１は高温になるが、モータトルクは小さく、コイル２６は高温になりにくい。このような状況で走行を続けると、磁石２１を保護するため、第２の制限範囲である低トルク高回転領域は運転を制限される。このときに、第２の実施形態では、変速機５０の変速比を変化させ、等出力線上で高トルク低回転の動作点に移りつつモータトルクを変化させることで、モータトルクを回生側に増大させることなくモータ回転数を低下させ、磁石２１の過度な温度上昇を避けることができる。
【００７９】
また、車両が急な登り勾配を低速走行する場合、大きなモータトルクが必要となり、コイル２６は高温になる。しかし、モータ回転数は小さいので磁石２１は高温になりにくい。このような状況で走行を続けると、コイル２６を保護するため、第１の制限範囲である高トルクの領域は運転を制限される。しかし、磁石２１は高温でないため、低トルク高回転の領域は運転を継続できる。そこで、変速機５０の変速比を変化させ、等出力線上で低トルク高回転の動作点に移ることで、車速を下げることなくコイル２６の過度な温度上昇を抑えることができる。
【００８０】
−第３の実施の形態−
図１５、１６は第３の実施の形態におけるモータ制御装置の概略構成を示す図である。第３の実施の形態では、上述した第１の実施の形態の一部の構成（制御装置の構成）を変更したものである。なお、図１に示す要素と同様の要素に対しては同一の符号を付し、以下では相違点を中心に説明する。図１５の破線矢印は信号の流れを示している。
【００８１】
図１５のモータ制御装置における制御演算部８は、トルク指令をインバータ電源３へ送信する第１の制御演算部７０と、制動力指令を制動装置７へ送信する第２の制御演算部７１と、から構成されている。第１の制御演算部７０と第２の制御演算部７１とは、個別にＣＰＵやメモリでそれぞれ構成され、通信路を介して互いの間でデータの授受が行われる。通信路とは、第１の制御演算部７０と第２の制御演算部７１とが同一回路基板上に実装されている場合には回路パターンであり、別々の回路基板に実装されている場合には、回路基板間に設けられた配線である。
【００８２】
第１の制御演算部７０には、コイル２６の温度を検出するコイル温度センサ１２、外気温を検出する外気温センサ１３、モータ２のトルクを検出するトルクセンサ１４、モータ２の回転数を検出する回転数センサ１５、などが接続されている。第２の制御演算部７１には、車速を検出する車速センサ９、アクセルペダル開度を検出するアクセルセンサ１０、ブレーキペダル開度を検出するブレーキセンサ１１、道路勾配を検出する勾配センサ１６、などが接続されている。
【００８３】
図１６は第３の実施の形態におけるモータ制御を示すブロック図である。第１の制御演算部７０および第２の制御演算部７１のＣＰＵはマイクロコンピュータのソフトウェア形態により図１６に示すモータ制御ブロックを構成し、イグニッションキースイッチ（不図示）がオンしている間、モータ制御プログラムを実行する。
【００８４】
第１の制御演算部７０は主に、モータ２に固有の演算を実行する。第１の制御演算部７０は、発熱演算部３２、磁石温度演算部３３、第１のトルク制限部３５、第２のトルク制限部３７、回転数制限部３８、トルク指令演算部４０を備えている。第２の制御演算部７１は主に、モータ２によらない演算を実行する。第２の制御演算部７１は、トルク要求演算部３０、制動力要求演算部３１、釣合トルク演算部３９、制動力指令演算部４１を備えている。
【００８５】
第１の制御演算部７０は、コイル温度センサ１２から入力されたコイル２６の温度、外気温センサ１３から入力された外気温、トルクセンサ１４から入力されたモータトルク、回転数センサ１５から入力されたモータ回転数および第２の制御演算部７１から入力されたトルク要求に基づいて、第２の制御演算部７１へ送信する回転数制限およびモータ２へ送信するトルク指令を計算する。一方、第２の制御演算部７１は、車速センサ９から入力された車速信号、アクセルセンサ１０から入力されたアクセル開度信号、ブレーキセンサ１１から入力されたブレーキ開度信号、勾配センサ１６から入力された道路勾配、第１の制御演算部７０から入力された回転数制限に基づいて、第１の制御演算部７０へ送信するトルク要求および制動装置７へ送信する制動力要求を計算する。
【００８６】
このように、モータ２に固有な演算の実行部分と、モータ２に関係しない演算の実行部分と個別に構成することで、プログラムのメンテナンス性を向上させることができる。例えば、車両のスペックが変更になり、モータ２の特性が変わった場合には、第１の制御演算部７０のみを修正すればよい。また、第１の制御演算部７０に磁石過熱警告灯１７を接続し、磁石２１の温度が所定値以上であった場合に、磁石過熱警告灯１７を点灯してもよい。これにより、運転者にモータ回転数を低下させる運転を促し、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００８７】
（１）以上説明したように、上述した実施形態の回転電機制御装置では、トルク指令演算部４０は、モータ２のトルクが、コイル２６の温度情報に基づいて算出された第１のトルク制限（図５のＬ１０２）以下、かつ、磁石２１の温度情報に基づいて算出された第２のトルク制限（図５のＬ２０１ａ，２０１ａ’）以下となり、モータ２の回転数が磁石２１の温度情報に基づいて算出された回転数制限値（図５のＬ２０１ｂ）以下となるようなトルク指令を、算出して出力する。そして、このトルク指令に基づいてモータ２を駆動制御することにより、磁石２１およびコイル２６の過度な温度上昇を防止することができる。また、回転数制限値における車両走行抵抗に相当する釣合トルクが負の場合に、トルク指令演算部４０がトルクゼロのトルク指令を出力し、制動力指令演算部４１が制動力を発生させる制動指令を出力するようにした。その結果、モータトルクを回生側に増大させることなくモータ回転数を回転数制限値以下に低下させることができ、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００８８】
（２）また、算出された釣合トルクが制動力要求に相当するトルクよりも小さい場合には、釣合トルクに基づく制動力を発生させ、釣合トルクが制動力要求に相当するトルク以上の場合には、制動力要求に基づく制動力を発生させるようにしたので、制動力要求の大小に関係なくモータ回転数を確実に回転数制限値以下に低下させることができる。
【００８９】
（３）さらに、回転数演算部としての回転数要求変換部６２で出力要求に基づいてモータ２に対する要求回転数を算出し、回転数制限値が要求回転数以上の場合には、モータ２の回転数が回転数制限値となるような変速比を変速指令演算部６３から変速機５０へ出力し、回転数制限値が要求回転数より小さい場合には、モータ２の回転数が要求回転数となるような変速比を変速指令演算部６３から変速機５０へ出力するようにした。このように変速機５０により変速比を変更することで、モータ回転数を回転数制限値以下に低下させることができ、磁石２１の過度な温度上昇を防止することができる。
【００９０】
（４）また、温度センサの検出値とモータ２の駆動状態とに基づいて、磁石２１の温度を推定することにより、より精度よく磁石温度を推定することができる。モータ２の駆動状態としては、モータトルクおよびモータ回転数を用いても良いし、モータ２に入力される交流電流の大きさおよび周波数を用いても良い。
【００９１】
上述した各実施形態はそれぞれ単独に、あるいは組み合わせて用いても良い。それぞれの実施形態での効果を単独あるいは相乗して奏することができるからである。また、本発明の特徴を損なわない限り、本発明は上記実施の形態に何ら限定されるものではない。
【符号の説明】
【００９２】
１：バッテリ、２：モータ、３：インバータ電源、４：減速機、５：差動機構、６：駆動輪、７：制動装置、８：制御演算部、９：車速センサ、１０：アクセルセンサ、１１：ブレーキセンサ、１２：コイル温度センサ、１３：外気温センサ、１４：トルクセンサ、１５：回転数センサ、１６：勾配センサ、１７：磁石過熱警告灯、２０：ロータ、２１：磁石、２２：シャフト、２３：カバー、２４：軸受、２５：ハウジング、２６：コイル、２７：ステータ、３０：トルク要求演算部、３１：制動力要求演算部、３２：発熱演算部、３３：磁石温度演算部、３４：第１の制限部、３５：第１のトルク制限部、３６：第２の制限部、３７：第２のトルク制限部、３８：回転数制限部、３９：釣合トルク演算部、４０：トルク指令演算部、４１：制動力指令演算部、４２：点灯指令演算部、５０：変速機、６０：出力要求演算部、６１：トルク要求変換部、６２：回転数要求変換部、６３：変速指令演算部、７０：第１の制御演算部、７１：第２の制御演算部
【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】
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【図１７】
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【図１８】
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【図１９】
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