(57)【要約】【課題】  ＰＭモータのコイル抵抗値や電機子鎖交磁束数が温度によって変化した場合においても、ＰＭモータを指令通りに駆動制御できる駆動方法および温度推定方法を提供すること。【解決手段】  ＳＰＭモータ１の回転角度をレゾルバ２で検出し、角度ディジタル変換器３で回転位置θおよび回転速度ωに変換する。モータパラメータ演算器５は、角度ディジタル変換器３により得られた回転速度ωと、電流座標変換器４によりフィードバック電流Ｉｕ、Ｉｖを座標変換した電流Ｉｄ、Ｉｑと、電流制御器７でｄ・ｑ軸座標上の電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊と電流Ｉｄ、Ｉｑとの偏差を比例積分して得られるｄ・ｑ軸座標上の電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊とからコイル抵抗値Ｒおよび電機子鎖交磁束数Φを算出する。電流演算器６は、トルク指令値Ｔ＊と電機子鎖交磁束数Φから電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を決定し、ＳＰＭモータ１のトルクを制御する。【選択図】      図１
2005218215.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
トルク指令値に対応するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、フィードバック電流を座標変換したｄ軸電流およびｑ軸電流との偏差を比例積分してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を算出し、該ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を座標変換した三相電圧指令値でＰＭモータを駆動するインバータを制御するＰＭモータの駆動方法であって、
前記ＰＭモータの回転位置および回転速度を検出するステップと、該検出した回転位置および回転速度と、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と、前記ｑ軸電圧指令値およびｄ軸電圧指令値とからコイル抵抗値を算出するステップと、該コイル抵抗値に基づいて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、該電機子鎖交磁束数と前記トルク指令値よりｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を決定するステップと、を有することを特徴とするＰＭモータの駆動方法。
【請求項２】
前記ＰＭモータの回転中および停止中における各コイル抵抗値を算出するステップと、それらの差から温度変化によるコイルの自己インダクタンスを補正するステップと、該補正した自己インダクタンスを用いて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、を有することを特徴とする請求項１に記載のＰＭモータの駆動方法。
【請求項３】
前記ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値とをＣＰＵにより演算することを特徴とする請求項１または請求項２に記載のＰＭモータの駆動方法。
【請求項４】
前記ＰＭモータは、自動車に適用したものであることを特徴とする請求項１〜請求項３のいずれか一項に記載のＰＭモータの駆動方法。
【請求項５】
前記ＰＭモータは、自動車部品を制御するアクチュエータであることを特徴とする請求項４に記載のＰＭモータの駆動方法。
【請求項６】
前記ＰＭモータは、ブレーキにおけるアクチュエータであることを特徴とする請求項５に記載のＰＭモータの駆動方法。
【請求項７】
トルク指令値に対応するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、フィードバック電流を座標変換したｄ軸電流およびｑ軸電流との偏差を比例積分してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を算出し、該ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を座標変換した三相電圧指令値でＰＭモータを駆動するインバータを制御するＰＭモータの温度推定方法であって、
前記ＰＭモータの回転位置および回転速度を検出するステップと、該検出した回転位置および回転速度と、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と、前記ｑ軸電圧指令値およびｄ軸電圧指令値とからコイル抵抗値を算出するステップと、該コイル抵抗値を予め調べたコイル抵抗値の温度特性と比較することによりコイル温度を推定するステップと、前記算出したコイル抵抗値に基づいて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、該電機子鎖交磁束数を予め調べた電機子鎖交磁束数の温度特性と比較することにより永久磁石温度を推定するステップと、を有することを特徴とするＰＭモータの温度推定方法。
【請求項８】
請求項７記載の温度推定方法により推定したコイル温度および永久磁石温度が予め定めた各所定値を超えた場合に、ＰＭモータの駆動を制限または停止するステップを有することを特徴とする請求項１〜請求項６のいずれか一項に記載のＰＭモータの駆動方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、永久磁石を使用するＰＭモータ（永久磁石モータ）において、温度変化に対応して駆動を制御することのできるＰＭモータの駆動方法、およびＰＭモータの温度推定方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
ロータに永久磁石を配置し、コイルをインバータで駆動する永久磁石モータ（以下、ＰＭモータという。）は、誘導モータと比較して小型で強力なモータであることから、近年、家電用や産業機器用、車載機器用のモータ として広く使用されている。このようなＰＭモータでは、温度変化によってコイル抵抗値が変化したり、また、温度変化に伴い永久磁石の磁気特性が変化して電機子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ことがある。
【０００３】
従来、温度変化に対するＰＭモータの駆動方法としては、例えば図５に示す制御ブロックを用いて電流を最適な値に制御する方法が提案されている。図５において、ＰＭモータ１のコイルに埋め込まれた温度検出器７でコイル温度を検出し、その検出値を磁石温度検出値として鎖交磁束テーブル１２により磁石温度検出値に対応する電機子鎖交磁束数を求め、コイル電流を制御する。また、ＰＭモータのｄ・ｑ軸座標系における回路方程式を利用し、ｄ・ｑ軸上の電圧指令値とフィードバック電流から電機子鎖交磁束数を検出して電流を制御するものである（例えば、特許文献１参照）。
【特許文献１】特開２００２−９５３００号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかしながら、上記従来のＰＭモータの駆動方法にあっては、温度検出器７はコイルに埋め込まれてコイル温度を検出するので、磁束を発生する永久磁石の温度とはずれがあり、このため求められた電機子鎖交磁束数は誤差を伴い、ＰＭモータを指令通りに駆動できないという事情がある。
【０００５】
また、ｄ・ｑ軸上の電圧指令値とフィードバック電流から電機子鎖交磁束数を推定しているが、回路方程式におけるコイル抵抗値は定数として用いられており、実際には温度によってコイル抵抗値が変化するので、検出された電機子鎖交磁束数には誤差を伴い、ＰＭモータを指令通りに駆動できないという問題がある。
【０００６】
さらに、温度を検出するためのセンサを必要とするので、ＰＭモータを構成する部品点数が増えるという問題がある。
【０００７】
本発明は、前述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度変化によってコイル抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合においても、ＰＭモータを指令通りに駆動制御できる駆動方法および温度推定方法を提供することにある。
【０００８】
また、本発明の他の目的は、温度を検出するためのセンサを不要として、ＰＭモータを構成する部品点数を低減できるＰＭモータの駆動方法および温度推定方法を提供することにある。
【０００９】
また、別の目的は、コイル温度を推定することにより、コイルの焼損を未然に防止することにある。
【００１０】
さらに、別の目的は、永久磁石温度を推定することにより、永久磁石の熱減磁を防止することにある。
【課題を解決するための手段】
【００１１】
前述した目的を達成するため、本発明に係るＰＭモータの駆動方法は、下記（１）〜（６）を特徴としている。
【００１２】
（１）トルク指令値に対応するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、フィードバック電流を座標変換したｄ軸電流およびｑ軸電流との偏差を比例積分してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を算出し、該ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を座標変換した三相電圧指令値でＰＭモータを駆動するインバータを制御するＰＭモータの駆動方法であって、
前記ＰＭモータの回転位置および回転速度を検出するステップと、該検出した回転位置および回転速度と、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と、前記ｑ軸電圧指令値およびｄ軸電圧指令値とからコイル抵抗値を算出するステップと、該コイル抵抗値に基づいて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、該電機子鎖交磁束数と前記トルク指令値よりｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値を決定するステップと、を有すること。
【００１３】
（２）上記（１）に記載したＰＭモータの駆動方法であって、前記ＰＭモータの回転中および停止中における各コイル抵抗値を算出するステップと、それらの差から温度変化によるコイルの自己インダクタンスを補正するステップと、該補正した自己インダクタンスを用いて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、を有すること。
【００１４】
（３）上記（１）または（２）に記載したＰＭモータの駆動方法であって、前記ｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値とをＣＰＵにより演算すること。
【００１５】
（４）上記（１）〜（３）のいずれか一つに記載したＰＭモータの駆動方法であって、前記ＰＭモータは、自動車に適用したものであること。
【００１６】
（５）上記（４）に記載したＰＭモータの駆動方法であって、前記ＰＭモータは、自動車部品を制御するアクチュエータであること。
【００１７】
（６）上記（５）に記載したＰＭモータの駆動方法であって、前記ＰＭモータは、ブレーキにおけるアクチュエータであること。
【００１８】
上記（１）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度変化によってコイルの抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合においても、指令通りにＰＭモータを駆動できる。また、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度を検出するためのセンサが不要になり、部品点数を低減できる。
【００１９】
また、上記（２）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、ＰＭモータの電機子鎖交磁束数を温度に応じて正確に検出でき、指令通りにＰＭモータを駆動することが可能となる。
さらに、上記（３）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、ＰＭモータを複雑なハードウェア構成によらず、指令通りに駆動制御できる。
【００２０】
また、上記（４）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、自動車において、温度変化によりＰＭモータのコイルの抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合でも、指令通りにＰＭモータを駆動できる。
【００２１】
また、上記（５）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、自動車部品を制御するアクチュエータにおいて、温度変化によりＰＭモータのコイルの抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合でも、指令通りにＰＭモータを駆動することが可能となる。
【００２２】
また、上記（６）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、自動車のブレーキのアクチュエータにおいて、温度変化によりＰＭモータのコイルの抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合でも、指令通りにＰＭモータを駆動することが可能となる。
【００２３】
前述した目的を達成するため、本発明に係るＰＭモータの温度推定方法は、下記（７）を特徴としている。
【００２４】
（７）トルク指令値に対応するｄ軸電流指令値およびｑ軸電流指令値と、フィードバック電流を座標変換したｄ軸電流およびｑ軸電流との偏差を比例積分してｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を算出し、該ｄ軸電圧指令値およびｑ軸電圧指令値を座標変換した三相電圧指令値でＰＭモータを駆動するインバータを制御するＰＭモータの温度推定方法であって、前記ＰＭモータの回転位置および回転速度を検出するステップと、該検出した回転位置および回転速度と、前記ｄ軸電流およびｑ軸電流と、前記ｑ軸電圧指令値およびｄ軸電圧指令値とからコイル抵抗値を算出するステップと、該コイル抵抗値を予め調べたコイル抵抗値の温度特性と比較することによりコイル温度を推定するステップと、前記算出したコイル抵抗値に基づいて電機子鎖交磁束数を求めるステップと、該電機子鎖交磁束数を予め調べた電機子鎖交磁束数の温度特性と比較することにより永久磁石温度を推定するステップと、を有すること。
【００２５】
上記（７）に記載のＰＭモータの温度推定方法によれば、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度を正確に推定でき、温度変化によってコイルの抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合においても、指令通りにＰＭモータを駆動できる。また、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度を検出するためのセンサが不要になり、部品点数を低減できる。
【００２６】
また、上記（１）〜（６）のいずれか一つに記載した本発明に係るＰＭモータの駆動方法は、下記（８）を特徴としている。
【００２７】
（８）上記（７）に記載の温度推定方法により推定したコイル温度および永久磁石温度が予め定めた各所定値を超えた場合に、ＰＭモータの駆動を制限または停止するステップを有すること。
【００２８】
上記（８）に記載のＰＭモータの駆動方法によれば、ＰＭモータの温度上昇によってコイルの焼損や永久磁石の熱減磁を未然に防止することができる。
【発明の効果】
【００２９】
本発明によれば、ＰＭモータのコイルや永久磁石の温度変化によってコイル抵抗値および電機子鎖交磁束数が変化した場合においても、指令通りに駆動制御できるＰＭモータの駆動方法および温度推定方法を提供できる。
【００３０】
また、本発明によれば、温度を検出するためのセンサを不要として、ＰＭモータを構成する部品点数を低減ができるＰＭモータの駆動方法および温度推定方法を提供できる。
【００３１】
さらに、本発明によれば、コイルの焼損および永久磁石の熱減磁を未然に防止できる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３２】
本実施形態では、ＰＭモータとして、表面永久磁石型ロータを使用するＳＰＭモータ（表面永久磁石モータ）のトルク制御における駆動方法について説明する。図１は、本発明の実施形態におけるＳＰＭモータの制御ブロックを示す図である。
【００３３】
本実施形態のＳＰＭモータの制御ブロックは、ＳＰＭモータ１と、レゾルバ２と、角度ディジタル変換器（ＲＤＣ）３と、電流座標変換器４と、モータパラメータ演算器５と、電流演算器６と、電流制御器７と、電圧座標変換器８と、インバータ９を有する構成である。尚、これら各制御ブロックのうち、電流座標変換器４、モータパラメータ演算器５、電流演算器６、電流制御器７および電圧座標変換器８は、ＣＰＵ（即ち、Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ）におけるプログラムに従って動作するソフトウェア処理によって機能する。
【００３４】
レゾルバ２は、ＳＰＭモータ１の回転軸に接続されて回転角度を検出するためのもので、回転角度に対応する信号を出力する。角度ディジタル変換器（ＲＤＣ）３は、レゾルバ２から出力される回転角度信号をＳＰＭモータ１のロータ位置θおよび回転速度ωに変換する。
【００３５】
電流座標変換器４は、インバータ９のＵ相およびＶ相の各出力電流Ｉｕ、ＩｖからＷ相電流Ｉｗを求め、これらの三相電流検出値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを三相／二相変換すると共に、ＲＤＣ３により検出されたロータ位置θを考慮に入れて、ｄ・ｑ軸座標上のフィードバックコイル電流Ｉｄ、Ｉｑを算出する。
【００３６】
モータパラメータ演算器５は、ＲＤＣ３から得られるＳＰＭモータ１の回転速度ωと、電流座標変換器４から得られるフィードバックコイル電流Ｉｄ、Ｉｑと、後述する電流制御器７から得られるｄ・ｑ軸座標上のモータ印加電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊とにより、コイル抵抗値Ｒ、コイル温度、電機子鎖交磁束数Φおよび永久磁石温度を推定する。以下、これについて詳細に説明する。
【００３７】
ＳＰＭモータ１のコイル抵抗値、自己インダクタンスおよび電機子鎖交磁束数は、一般に温度によって変化する。図２は、コイル抵抗値の温度特性を示す図であり、抵抗値Ｒは温度と共に上昇する。このことから、既知のコイルについて温度と抵抗値の関係を前以て調べておけば、対象のコイルの抵抗値を検出することにより、コイル温度を推定することができる。
【００３８】
図３は、電機子鎖交磁束数の温度特性を示す図であり、電機子鎖交磁束数は永久磁石の温度上昇と共に減少する。このことから、既知の永久磁石の温度条件において電機子鎖交磁束数を前以て調べておけば、対象のコイルについて電機子鎖交磁束数を検出することにより、永久磁石の温度を推定することができる。
【００３９】
次に、モータパラメータ演算器５において、上記の関係を利用してＳＰＭモータ１のコイル抵抗値、コイル温度、電機子鎖交磁束数Φおよび永久磁石温度を推定する過程を説明する。
【００４０】
ＳＰＭモータの電圧方程式は、ｄ・ｑ軸座標系では次のように表される。
【００４１】
【数１】
2005218215.tif 000003
【数２】
2005218215.tif 000004
【００４２】
但し、Ｒはコイル抵抗値、Ｌｄ、Ｌｑはそれぞれｄ・ｑ軸座標系におけるコイルの自己インダクタンス、ωは角周波数、Φは電機子鎖交磁束数、Ｖｄ、Ｖｑはそれぞれｄ・ｑ軸座標系におけるモータ印加電圧、Ｉｄ、Ｉｑはそれぞれｄ・ｑ軸座標系におけるフィードバックコイル電流である。
【００４３】
ここで、自己インダクタンスの温度変化は十分小さいものとして、取り敢えず前以て調べておいた定数とする。ｄ・ｑ軸上ではＩｄ、Ｉｑは直流値となるので、Ｉｄを一定に制御すると、ｄＩｄ／ｄｔ＝０となり、式（１）によりコイル抵抗値Ｒが式（３）として求められる。
【００４４】
【数３】
2005218215.tif 000005
【００４５】
従って、ＲＤＣ３、電流座標変換器４および電流制御器７からそれぞれ得られる角周波数ω、ｄ軸モータ指令電圧Ｖｄ＊、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを用いてコイル抵抗値Ｒを算出することができ、さらに、図２に示したコイル抵抗値の温度特性からコイル温度を推定することが可能である。
【００４６】
同様にして、式（２）から電機子鎖交磁束数Φが次の式（４）によって求められる。
【００４７】
【数４】
2005218215.tif 000006
【００４８】
従って、ＲＤＣ３、電流座標変換器４および電流制御器７からそれぞれ得られる角周波数ω、ｄ軸モータ指令電圧Ｖｄ＊、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑを用いてコイル抵抗値Ｒを算出することができると共に、コイル抵抗値Ｒから電機子鎖交磁束数Φを求め、さらに、図３に示した電機子鎖交磁束数の温度特性から永久磁石の温度を推定することが可能となる。
【００４９】
尚、式（４）におけるｄＩｑ／ｄｔは、ＣＰＵによる演算では差分法などにより求めることができ、Ｉｑが一定となるような定トルク制御時には、ｄＩｑ／ｄｔ＝０となる。
【００５０】
上記の例では、自己インダクタンスの温度変化は十分小さいと仮定して定数として扱ったが、自己インダクタンスの温度変化を考慮に入れて、より正確に電機子鎖交磁束数Φを算出する方法を次に説明する。
【００５１】
ＳＰＭモータ１の回転停止時には、式（３）においてω＝０となり、コイル抵抗値Ｒは次のように求められる。
【００５２】
【数５】
2005218215.tif 000007
【００５３】
式（３）を用いて検出したコイル抵抗値Ｒには、実際は自己インダクタンスＬｑの温度による変化分が含まれ、変化分ΔＬｑを用いて修正した次の式とは誤差が生じる。
【００５４】
【数６】
2005218215.tif 000008
【００５５】
ＳＰＭモータ１の回転時と停止時でコイル温度が急激には変化しないと仮定すると、式（６）により求められるコイル抵抗値と、式（５）で求められるコイル抵抗値とは等しくなるので、回転時において式（３）から検出されるコイル抵抗値と、停止時において式（５）から検出されるコイル抵抗値との差から、自己インダクタンスＬｑの温度変化による変化分ΔＬｑを求めることができる。
【００５６】
ｄ・ｑ軸座標系における自己インダクタンスＬｄ、Ｌｑの比率は温度によって変化することはないので、予めその比率を調べておくことにより、変化分ΔＬｑを加算して補正した自己インダクタンスＬｑから変化分ΔＬｄを考慮に入れた自己インダクタンスＬｄを求めることができる。
【００５７】
このようにして求めたコイル抵抗値Ｒおよび自己インダクタンスＬｑ、Ｌｄを式（４）に代入することにより、ＳＰＭモータ１の回転時と停止時においてコイル温度が急激に変化しないとした場合のより正確な電機子鎖交磁束数Φを算出することができる。
【００５８】
電流演算器６は、トルク指令値Ｔ＊と、モータパラメータ演算器５から得られる電機子鎖交磁束数Φとからｄ・ｑ軸座標上の電流指令値Ｉｑ＊、Ｉｄ＊を算出するものであり、以下に算出過程を説明する。
【００５９】
ＳＰＭモータのトルクＴは、自己インダクタンスＬｑ、Ｌｄが等しいので、モータの極数をｐとすると、次の式（７）のように表される。
【数７】
2005218215.tif 000009
【００６０】
式（７）からｑ軸電流Ｉｑが次式によって求められる。
【００６１】
【数８】
2005218215.tif 000010
【００６２】
このようにして、モータパラメータ演算器５から得られる電機子鎖交磁束数Φを用いることにより、ｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出することができる。ｄ軸電流指令値Ｉｄ＊は、トルクに寄与しない電流値となるので任意の値に設定する。尚、好ましくは最適な弱め界磁になるように設定する。弱め界磁を行なうために、図４に示されるＳＰＭモータの制御ブロックの変形例のように、角周波数ωを電流演算器６の演算に使用する構成にしてもよい。角周波数ωに依存したｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を算出する場合は、ｄ軸電流は一定ではなく変化するので、コイル抵抗値Ｒは下記の式（９）のように表される。尚、式（９）におけるｄＩｄ／ｄｔは、ＣＰＵにおける演算では差分法等により求めることができる。
【００６３】
【数９】
2005218215.tif 000011
【００６４】
電流制御器７は、電流演算器６から得られるｄ・ｑ軸座標上の電流指令値Ｉｑ＊、Ｉｄ＊と、電流座標変換器４により得られるフィードバックコイル電流Ｉｑ、Ｉｄとの偏差をそれぞれ比例積分演算することにより、ｄ・ｑ軸座標上のモータ印加電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊をそれぞれ出力する。
【００６５】
また、電圧座標変換器８は、モータ印加電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊をＳＰＭモータ１の三相印加電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に変換し、インバータ９はこの三相印加電圧指令値Ｖｕ＊、Ｖｖ＊、Ｖｗ＊に基づいてＳＰＭモータ１の三相駆動電圧を出力する。
【００６６】
このような本発明の実施形態におけるＳＰＭモータ１の制御ブロックによれば、ＳＰＭモータ１の回転角度をレゾルバ２で検出し、角度ディジタル変換器３で回転位置θおよび回転速度ωに変換する。モータパラメータ演算器５において、角度ディジタル変換器３から得られる回転速度ωと、電流座標変換器４でフィードバック電流Ｉｕ、Ｉｖを座標変換した電流Ｉｄ、Ｉｑと、電流制御器７で電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊と電流Ｉｄ、Ｉｑとの偏差を比例積分して得られる電圧指令値Ｖｄ＊、Ｖｑ＊とからコイル抵抗値Ｒおよび電機子鎖交磁束数Φを算出する。また、電流演算器６は、トルク指令値Ｔ＊と電機子鎖交磁束数Φから電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を決定してＳＰＭモータ１のトルクを制御する。
【００６７】
これにより、ＳＰＭモータ１のコイルおよび永久磁石の温度に応じて、コイル抵抗値Ｒや電機子鎖交磁束数Φの値が変化しても、トルクを正確に制御することができる。
【００６８】
尚、ＰＭモータがＩＰＭ（埋め込み磁石）モータの場合は、トルクが次の式（１０）によって表される。
【００６９】
【数１０】
2005218215.tif 000012
ここで、右辺第１項はマグネットトルクであり、第２項はリラクタンストルクである。
【００７０】
トルク指令値Ｔ＊に対応したマグネットトルクおよびリラクタンストルクのテーブルを予め用意しておき、モータパラメータ演算器５によって算出した電機子鎖交磁束数Φから任意のマグネットトルクになるようにｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を算出すると共に、任意のリラクタンストルクとなるように算出したｑ軸電流指令値Ｉｑ＊を用いてｄ軸電流指令値Ｉｄ＊を設定するようにすればよい。
【００７１】
本発明のＰＭモータは、自動車等の乗物において好適に使用できる。例えば、自動車におけるブレーキのように、トルクを発生して物体を押し付けるようなアクチュエータにＰＭモータを適用した場合は、ブレーキパッドをドラムまたはディスクに押し付けている間モータは回転せず、トルクのみを発生する状態になっている。このため、コイルには逆起電圧が生じないので、コイルに印加する電圧およびコイルに流れる電流を測定することにより、コイル抵抗値を正確に求めることができる。
【００７２】
本発明のＰＭモータを、コイルと永久磁石の温度がほぼ等しくなる環境、または温度検出の精度を高く望まないでむしろ演算処理量を小さくしたい場合に使用する際は、コイル抵抗値からコイル温度を推定できるので、温度に対応した電機子鎖交磁束数のテーブルを予め用意しておき、検出したコイル温度から直ちに電機子鎖交磁束数を求めるようにしてもよい。これにより、演算処理の高速化が可能となる。
【００７３】
また、本実施形態では、ＳＰＭモータ１の回転位置および回転速度を検出するために、レゾルバ２およびＲＤＣ３を用いたが、これらに代わってホールＩＣまたはエンコーダを用いるようにしてもよい。
【００７４】
さらに、温度に予め上限値を規定してコイルと永久磁石の温度を監視し、上限値を超えた場合は、モータのトルクおよび電流を制限したり、アラームを外部の監視装置に送ってモータの異常を報知するようにしてもよい。これにより、温度上昇に伴うコイルの焼損や永久磁石の熱減磁を未然に防ぐことができる。
【００７５】
また、本実施形態では、本発明をＰＭモータのトルク制御における駆動方法に適用した場合の例について説明したが、トルク制御ループの外側に速度ループや位置ループがある制御系に適用することも可能である。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】本発明の実施形態におけるＳＰＭモータの制御ブロックを示す図である。
【図２】ＳＰＭモータにおけるコイル抵抗値の温度特性を示す図である。
【図３】ＳＰＭモータにおける電機子鎖交磁束数の温度特性を示す図である。
【図４】本発明の実施形態におけるＳＰＭモータの弱め界磁制御使用時の制御ブロックを示す図である。
【図５】従来のＰＭモータの制御ブロックを示す図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  ＳＰＭモータ
２  レゾルバ
３  角度ディジタル変換器
４  電流座標変換器
５  モータパラメータ演算器
６  電流演算器
７  電流制御器
８  電圧座標変換器
９  インバータ
【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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