(57)【要約】【課題】永久磁石モータの減磁を正確に推定可能なモータ駆動装置を提供する。【解決手段】マップ保持部８９は、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないときのｑ軸の電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐをマップとして保持する。減磁状態演算部９１は、回転数検出部８１からのモータ回転数ＭＲＮに基づいて回転角速度ωを演算する。そして、減磁状態演算部９１は、マップ保持部８９からの電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐと、ＰＩ制御部８６からの制御対象である電圧操作量Ｖｑと、回転角速度ωとに基づいて減磁量＝（Ｖｑ＿ｍａｐ−Ｖｑ）／ωを演算し、減磁量が所定値よりも大きいとき、永久磁石モータ６０の動作を制御する処理信号ＯＰＥを出力する。【選択図】        図１
2005051892.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
永久磁石モータのｄ−ｑ軸変換を用いた制御におけるｑ軸の電圧操作量に基づいて、前記永久磁石モータの減磁量を推定する推定手段と、
前記推定された減磁量が所定値よりも大きいとき、前記永久磁石モータの動作制限処理を行なう動作処理手段とを備えるモータ駆動装置。
【請求項２】
前記永久磁石モータの駆動に必要な入力電圧を可変するコンバータをさらに備え、
前記推定手段は、前記入力電圧の電圧レベルに応じて、前記推定した減磁量を補正する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項３】
前記推定手段は、制御対象であるｑ軸の電圧操作量を基準値と比較することにより前記減磁量を推定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項４】
前記推定手段は、基準値と、制御対象であるｑ軸の電圧操作量との差に基づいて前記減磁量を推定する、請求項１に記載のモータ駆動装置。
【請求項５】
前記推定手段は、少なくとも２つの回転数に対する基準値をマップとして保持しており、前記マップから前記基準値を抽出して前記減磁量を推定する、請求項３または請求項４に記載のモータ駆動装置。
【請求項６】
前記基準値は、前記永久磁石モータに減磁が発生していないときの前記ｑ軸の電圧操作量である、請求項３から請求項５のいずれか１項に記載のモータ駆動装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、永久磁石モータの減磁を推定可能なモータ駆動装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
最近、環境に配慮した自動車としてハイブリッド自動車（Ｈｙｂｒｉｄ  Ｖｅｈｉｃｌｅ）が大きな注目を集めている。そして、ハイブリッド自動車は、一部、実用化されている。
【０００３】
このハイブリッド自動車は、従来のエンジンに加え、直流電源とインバータとインバータによって駆動されるモータとを動力源とする自動車である。つまり、エンジンを駆動することにより動力源を得るとともに、直流電源からの直流電圧をインバータによって交流電圧に変換し、その変換した交流電圧によりモータを回転することによって動力源を得るものである。
【０００４】
そして、特許文献１には、ハイブリッド自動車用のモータ駆動システムが開示されている。このモータ駆動システムは、ハイブリッド自動車の制御に用いられるデータに基づいて、回転電機の永久磁石の磁石温度により永久磁石の減磁を推定する。
【０００５】
【特許文献１】
特開２００１−１５７３０４号公報
【０００６】
【特許文献２】
特開２００２−１０６７７号公報
【０００７】
【特許文献３】
特開平１１−１８４９６号公報
【０００８】
【発明が解決しようとする課題】
しかし、従来の減磁推定方法は、ハイブリッド自動車の制御データに基づいて推定された永久磁石の磁石温度を用いて減磁を推定する方法であるため、減磁を正確に推定できないという問題がある。
【０００９】
そこで、この発明は、かかる問題を解決するためになされたものであり、その目的は、永久磁石モータの減磁を正確に推定可能なモータ駆動装置を提供することである。
【００１０】
【課題を解決するための手段および発明の効果】
この発明によれば、モータ駆動装置は、推定手段と、動作処理手段とを備える。推定手段は、永久磁石モータのｄ−ｑ軸変換を用いた制御におけるｑ軸の電圧操作量に基づいて、永久磁石モータの減磁量を推定する。動作処理手段は、推定手段によって推定された減磁量が所定値よりも大きいとき、永久磁石モータの動作制限処理を行なう。
【００１１】
好ましくは、モータ駆動装置は、コンバータをさらに備える。コンバータは、永久磁石モータの駆動に必要な入力電圧を可変する。そして、推定手段は、入力電圧の電圧レベルに応じて、推定した減磁量を補正する。
【００１２】
好ましくは、推定手段は、制御対象であるｑ軸の電圧操作量を基準値と比較することにより減磁量を推定する。
【００１３】
好ましくは、推定手段は、基準値と、制御対象であるｑ軸の電圧操作量との差に基づいて減磁量を推定する。
【００１４】
好ましくは、推定手段は、少なくとも２つの回転数に対する基準値をマップとして保持しており、マップから基準値を抽出して減磁量を推定する。
【００１５】
好ましくは、基準値は、永久磁石モータに減磁が発生していないときのｑ軸の電圧操作量である。
【００１６】
この発明によるモータ駆動装置においては、永久磁石モータのｄ−ｑ軸変換を用いた制御におけるｑ軸の電圧操作量、すなわち、永久磁石から出射される電機子鎖交磁束のうちｑ軸方向の電機子鎖交磁束に基づいて減磁量が推定される。そして、推定された減磁量が所定値よりも大きいとき、永久磁石モータの動作が制限される。
【００１７】
したがって、この発明によれば、減磁量を正確に推定できる。そして、推定した減磁量に基づいて永久磁石モータに対する処理を的確に行なうことができる。
【００１８】
【発明の実施の形態】
本発明の実施の形態について図面を参照しながら詳細に説明する。なお、図中同一または相当部分には同一符号を付してその説明は繰返さない。
【００１９】
図１を参照して、この発明の実施の形態によるモータ駆動装置１００は、直流電源１０と、電圧センサー１１，１２と、コンバータ２０と、コンデンサ３０と、インバータ４０と、電流センサー５０と、回転位置センサー７０と、制御装置８０，９０とを備える。
【００２０】
コンバータ２０は、直流電源１０とコンデンサ３０との間に接続される。コンデンサ３０は、電源ライン１とアースライン２との間に接続される。
【００２１】
電圧センサー１１は、直流電源１０から出力される直流電圧Ｖｂを検出して制御装置９０へ出力する。電圧センサー１２は、コンデンサ３０の両端の電圧Ｖｍを検出して制御装置８０，９０へ出力する。
【００２２】
コンバータ２０は、制御装置９０からの信号ＰＷＭ１によって直流電源１０からの直流電圧Ｖｂを昇圧してコンデンサ３０に供給する。コンデンサ３０は、コンバータ２０からの直流電圧を平滑化し、その平滑化した直流電圧をインバータ４０に供給する。
【００２３】
インバータ４０は、コンデンサ３０を介して直流電圧を受け、その受けた直流電圧を制御装置８０からの信号ＰＷＭ２によって交流電圧に変換して永久磁石モータ６０を駆動する。
【００２４】
電流センサー５０は、永久磁石モータ６０に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出し、その検出したモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを制御装置８０へ出力する。なお、図１においては、電流センサー５０は、２個しか示されていない。これは、永久磁石モータ６０が３相モータの場合、２つの相に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを検出すれば、その検出されたモータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいて残りの相に流れるモータ電流Ｉｗを演算できるからである。したがって、３相の各々に流れるモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを独自に検出する場合、３個の電流センサー５０を設けてもよい。
【００２５】
永久磁石モータ６０は、Ｕ相コイル、Ｖ相コイルおよびＷ相コイルをステータコイルとして含む３相のモータである。
【００２６】
回転位置センサー７０は、永久磁石モータ６０のロータの回転位置を検出し、その検出した回転位置を示すセンサー値θを制御装置８０へ出力する。
【００２７】
制御装置８０は、回転数検出部８１と、３相／２相変換部８２と、電流指令生成部８３と、減算器８４，８５と、ＰＩ制御部８６と、２相／３相変換部８７と、ＰＷＭ生成部８８と、マップ保持部８９と、減磁状態演算部９１とを含む。
【００２８】
回転数検出部８１は、回転位置センサー７０からセンサー値θを受け、その受けたセンサー値θに基づいてモータ回転数ＭＲＮを検出する。そして、回転数検出部８１は、モータ回転数ＭＲＮを電流指令演算部８３、マップ保持部８９、減磁状態演算部９１および制御装置９０へ出力する。
【００２９】
３相／２相変換部８２は、２個の電流センサー５０，５０からモータ電流Ｉｕ，Ｉｖを受ける。そして、３相／２相変換部８２は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖに基づいてモータ電流Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖを演算する。
【００３０】
そうすると、３相／２相変換部８２は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いて三相二相変換する。すなわち、３相／２相変換部８２は、モータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗおよびセンサー値θを次式に代入して電流値Ｉｄ，Ｉｑを演算する。
【００３１】
【数１】
2005051892.tif 000003
【００３２】
つまり、３相／２相変換部８２は、永久磁石モータ６０の３相コイルの各相に流れる３相のモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをセンサー値θを用いてｄ軸およびｑ軸に流れる電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。そして、３相／２相変換部８２は、演算した電流値Ｉｄを減算器８４へ出力し、演算した電流値Ｉｑを減算器８５へ出力する。
【００３３】
電流指令生成部８３は、モータ駆動装置１００の外部に設けられたＥＣＵ（Ｅｌｅｃｔｒｉｃａｌ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）からトルク指令値ＴＲを受け、回転数検出部８１からモータ回転数ＭＲＮを受け、電圧センサー１２から電圧Ｖｍを受ける。そして、電流指令生成部８３は、トルク指令値ＴＲ、モータ回転数ＭＲＮおよび電圧Ｖｍに基づいて、トルク指令値ＴＲによって指定されたトルクを出力するための電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を生成し、その生成した電流指令Ｉｄ＊を減算器８４およびマップ保持部８９へ出力し、生成した電流指令Ｉｑ＊を減算器８５およびマップ保持部８９へ出力する。
【００３４】
減算器８４は、電流指令Ｉｄ＊と電流値Ｉｄとの偏差ΔＩｄを演算し、その演算した偏差ΔＩｄをＰＩ制御部８６へ出力する。また、減算器８５は、電流指令Ｉｑ＊と電流値Ｉｑとの偏差ΔＩｑを演算し、その演算した偏差ΔＩｑをＰＩ制御部８６へ出力する。
【００３５】
ＰＩ制御部８６は、偏差ΔＩｄ，ΔＩｑに対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算し、その演算した電圧操作量Ｖｄを２相／３相変換部８７へ出力し、演算した電圧操作量Ｖｑを２相／３相変換部８７および減磁状態演算部９１へ出力する。
【００３６】
２相／３相変換部８７は、ＰＩ制御部８６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを回転位置センサー７０からのセンサー値θを用いて二相三相変換する。すなわち、２相／３相変換部８７は、ＰＩ制御部８６からの電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑおよび回転位置センサー７０からのセンサー値θを次式に代入して永久磁石モータ６０の３相コイルに印加する電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗを演算する。
【００３７】
【数２】
2005051892.tif 000004
【００３８】
つまり、２相／３相変換部８７は、ｄ軸およびｑ軸に印加する電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑをセンサー値θを用いて永久磁石モータ６０の３相コイルに印加する電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗに変換する。
【００３９】
そして、２相／３相変換部８７は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，ＶｗをＰＷＭ生成部８８へ出力する。
【００４０】
ＰＷＭ生成部８８は、電圧操作量Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗと、電圧センサー１２からの電圧Ｖｍとに基づいて信号ＰＷＭ２を生成し、その生成した信号ＰＷＭ２をインバータ４０へ出力する。より具体的には、ＰＷＭ生成部８８は、電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて信号ＰＷＭの高さおよび幅を設定して信号ＰＷＭを生成する。この場合、ＰＷＭ生成部８８は、電圧Ｖｍの電圧レベルが相対的に高くなれば、信号ＰＷＭの高さを相対的に高くし、幅を相対的に狭くして信号ＰＷＭを生成する。
【００４１】
マップ保持部８９は、電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の各々に対して測定されたｑ軸の電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを少なくとも２つのモータ回転数ＭＲＮに対応付けたマップを保持する。この電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐは、永久磁石モータ６０が減磁していないときのｑ軸の電圧操作量である。
【００４２】
そして、マップ保持部８９は、電流指令生成部８３から電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を受け、回転数検出部８１からモータ回転数ＭＲＮを受けると、モータ回転数ＭＲＮおよび電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊に対応する電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐをマップから抽出して減磁状態演算部９１へ出力する。
【００４３】
減磁状態演算部９１は、ＰＩ制御部８６からのｑ軸の電圧操作量Ｖｑ、マップ保持部８９からの電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐおよび回転数検出部８１からのモータ回転数ＭＲＮに基づいて、後述する方法によって永久磁石モータ６０の減磁量を演算し、その演算した減磁量が所定値よりも大きいとき、永久磁石モータ６０へ流す電流を制限したり、永久磁石モータ６０のモータ回転数ＭＲＮを制限したり、外部へ警報を出力したりするための処理信号ＯＰＥを出力する。
【００４４】
また、減磁状態演算部９１は、演算した減磁量を電圧センサー１２から受けた電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて、後述する方法によって補正する。
【００４５】
制御装置９０は、外部ＥＣＵからのトルク指令値ＴＲ、電圧センサー１１からの直流電圧Ｖｂ、電圧センサー１２からの電圧Ｖｍおよび回転数検出部８１からのモータ回転数ＭＲＮに基づいて、コンバータ２０を制御するための信号ＰＷＭ１を生成してコンバータ２０へ出力する。
【００４６】
より具体的には、制御装置９０は、トルク指令値ＴＲおよびモータ回転数ＭＲＮに基づいてコンバータ２０の電圧指令を演算し、その演算した電圧指令と、直流電圧Ｖｂと、電圧Ｖｍとに基づいて電圧Ｖｍを電圧指令に設定するための信号ＰＷＭ２を生成する。
【００４７】
図２は、図１に示すコンバータ２０の回路図である。図２を参照して、コンバータ２０は、ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２と、ダイオードＤ１，Ｄ２と、リアクトルＬ１とを含む。ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２は、電源ライン１とアースライン２との間に直列に接続される。リアクトルＬ１は、一方端がＮＰＮトランジスタＱ１とＮＰＮトランジスタＱ２との中間点に接続され、他方端が直流電源１０の正極に接続される。また、各ＮＰＮトランジスタＱ１，Ｑ２のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ１，Ｄ２がそれぞれ接続されている。
【００４８】
図３は、図１に示すインバータ４０の回路図を示す。図３を参照して、インバータ４０は、Ｕ相アーム１５と、Ｖ相アーム１６と、Ｗ相アーム１７とを含む。Ｕ相アーム１５、Ｖ相アーム１６およびＷ相アーム１７は、電源ライン１とアースライン２との間に並列に設けられる。
【００４９】
Ｕ相アーム１５は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４から成り、Ｖ相アーム１６は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６から成り、Ｗ相アーム１７は、直列に接続されたＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８から成る。また、各ＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のコレクタ−エミッタ間には、エミッタ側からコレクタ側へ電流を流すダイオードＤ３〜Ｄ８がそれぞれ接続されている。
【００５０】
インバータ４０の各相アームの中間点は、永久磁石モータ６０の各相コイルの各相端に接続されている。すなわち、永久磁石モータ６０のＵ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ３，Ｑ４の中間点に、Ｖ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ５，Ｑ６の中間点に、Ｗ相コイルの他端がＮＰＮトランジスタＱ７，Ｑ８の中間点にそれぞれ接続されている。
【００５１】
図４は、図１に示す永久磁石モータ６０の減磁量を演算する方法を説明するための概念図である。永久磁石モータ６０の磁石による電圧はｑ軸方向に現われる。
【００５２】
したがって、この発明においては、ｄ−ｑ軸変換を用いて永久磁石モータ６０を制御するときのｑ軸の電圧操作量Ｖｑに基づいて永久磁石モータ６０の減磁量を演算する。
【００５３】
ｄ−ｑ軸変換を用いて永久磁石モータ６０を制御する場合、ｑ軸の電圧方程式は、次式のようになる。
【００５４】
Ｖｑ＝ωΦ−ωＬｄＩｄ＋ＲＩｑ・・・（３）
ただし、ω：回転角速度、Φ：永久磁石による電機子鎖交磁束、Ｌｄ：ｑ軸のインダクタンス、Ｒ：電機子抵抗、Ｉｄ：電機子電流のｄ軸成分、Ｉｑ：電機子電流のｑ軸成分
なお、式（３）において、ωＬｄＩｄは、弱め界磁制御に用いられる項である。
【００５５】
図４の（ａ）は、減磁が生じていない場合を示し、図４の（ｂ）は、減磁が生じている場合を示す。減磁が生じていない場合、電機子鎖交磁束は、Φｃであり、ｑ軸の電圧操作量はＶｑｃである。したがって、減磁が生じていない場合、次式が成立する。
【００５６】
Ｖｑｃ＝ωΦｃ−ωＬｄＩｄ＋ＲＩｑ・・・（４）
減磁が生じている場合、電機子鎖交磁束は、Φ１であり、ｑ軸の電圧操作量はＶｑ１である。したがって、減磁が生じている場合、次式が成立する。
【００５７】
Ｖｑ１＝ωΦ１−ωＬｄＩｄ＋ＲＩｑ・・・（５）
そして、式（４）から式（５）を減算すると、
Ｖｑｃ−Ｖｑ１＝ω（Φｃ−Φ１）
となり、
Φｃ−Φ１＝（Ｖｑｃ−Ｖｑ１）／ω・・・（６）
となる。
【００５８】
減磁が生じている場合、Φ１＜Φｃであるので、式（６）の左辺は、電機子鎖交磁束の変化量、すなわち、減磁量を表わす。
【００５９】
したがって、式（６）の右辺を演算することにより減磁量を求めることができる。
【００６０】
この発明においては、減磁が生じていないときのｑ軸の電圧操作量Ｖｑｃを電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊の各々に対して予め測定し、その測定値Ｖｑ＿ｍａｐをマップとして保持する。そして、測定値Ｖｑ＿ｍａｐと制御対象である電圧操作量Ｖｑ１と回転角速度ωとを式（６）に代入して減磁量Φｃ−Φ１を演算する。
【００６１】
演算した減磁量Φｃ−Φ１が正であるとき、永久磁石モータ６０に減磁が生じていることになり、演算した減磁量Φｃ−Φ１が零であるとき、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないことになる。
【００６２】
このように、この発明においては、ｄ−ｑ軸変換を用いて永久磁石モータ６０を制御する場合のｑ軸の電圧操作量Ｖｑに基づいて減磁量を演算し、その演算結果に基づいて永久磁石モータ６０に減磁が生じているか否かを判定する。
【００６３】
図５は、図１に示すマップ保持部８９が保持するマップの概念図である。図５を参照して、マップＭＡＰは、モータ回転数とトルクとの各交点に位置する複数の電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐからなる。なお、図５においては、白丸は、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを示す。
【００６４】
そして、マップＭＡＰは、少なくとも２つのモータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２に対する電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを含む。
【００６５】
永久磁石モータ６０においては、トルクは、電機子電流のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑの関数であるので、図５に示すトルクは、電機子電流のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑを示す。したがって、図５において、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐがモータ回転数とトルクとの各交点に位置することは、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐがモータ回転数と、電機子電流のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑとの各交点に位置することに相当する。つまり、マップＭＡＰは、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と電機子電流のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑとに対応する電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐからなる。
【００６６】
再び、図１を参照して、マップ保持部８９は、電流指令生成部８３から電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を受け、回転数検出部８１からモータ回転数ＭＲＮを受ける。マップＭＡＰは、上述したように、モータ回転数ＭＲＮ１，ＭＲＮ２と電機子電流のｄ軸成分Ｉｄおよびｑ軸成分Ｉｑとに対応する電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐからなるので、マップ保持部８９は、電流指令生成部８３から受けた電流指令Ｉｄ＊，Ｉｑ＊と、回転数検出部８１から受けたモータ回転数ＭＲＮとの交点に位置する電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐをマップＭＡＰから抽出し、その抽出した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを減磁状態演算部９１へ出力する。
【００６７】
減磁状態演算部９１は、ＰＩ制御部８６から電圧操作量Ｖｑを受け、マップ保持部８９から電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを受け、回転数検出部８１からモータ回転数ＭＲＮを受ける。そして、減磁状態演算部９１は、回転数検出部８１から受けたモータ回転数ＭＲＮに基づいて回転角速度ωを演算し、その演算した回転角速度ωと、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ，Ｖｑとを式（６）に代入する。この場合、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐは式（６）のＶｑｃに代入され、電圧操作量Ｖｑは式（６）のＶｑ１に代入される。
【００６８】
減磁状態演算部９１は、演算結果Φｃ−Φ１が所定値よりも大きいとき、永久磁石モータ６０に減磁が生じていると判定し、処理信号ＯＰＥを生成して外部ＥＣＵへ出力する。また、減磁状態演算部９１は、演算結果Φｃ−Φ１が所定値以下であるとき、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないと判定する。
【００６９】
このように、減磁状態演算部９１は、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないときに予め測定した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐと、制御対象である電圧操作量Ｖｑとに基づいて電機子鎖交磁束の変化量を演算し、その演算結果に基づいて永久磁石モータ６０に減磁が生じているか否かを判定する。
【００７０】
永久磁石モータ６０に減磁が生じている場合、回転位置センサー７０が出力するセンサー値θは、減磁を反映したものとなり、３相／２相変換部８２は、減磁を反映したセンサー値θによってモータ電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを電流値Ｉｄ，Ｉｑに変換する。したがって、電流値Ｉｄ、Ｉｑは、減磁の影響を受ける。
【００７１】
そして、ＰＩ制御部８６は、偏差ΔＩｄ（＝Ｉｄ＊−Ｉｄ），ΔＩｑ（＝Ｉｑ＊−Ｉｑ）に対してＰＩゲインを用いてモータ電流調整用の電圧操作量Ｖｄ，Ｖｑを演算するので、電圧操作量Ｖｑは、減磁を反映した値となる。
【００７２】
したがって、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ，Ｖｑを式（６）に代入して演算した演算結果Φｃ−Φ１の値によって永久磁石モータ６０に減磁が生じているか否かを判定できる。
【００７３】
減磁状態演算部９１は、インバータ４０の入力電圧、すなわち、コンバータ２０の出力電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて、上述した方法によって演算した減磁量Φｃ−Φ１を補正する。
【００７４】
図６は、図１に示すコンバータ２０の電圧指令のタイミングチャートである。上記においては、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないときの電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを予め測定すると説明したが、この測定した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐには、インバータ４０を構成するＮＰＮトランジスタＱ３〜Ｑ８のデッドタイムが含まれている。
【００７５】
図６を参照して、インバータ４０に入力される直流電圧が５００Ｖである場合、ｑ軸の電圧指令、すなわち、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐは、信号ＰＬ１によって表わされる。信号ＰＬ１は、幅Ｗ１および高さＨ１のパルス信号である。そして、信号ＰＬ１は、デッドタイムＤ１を含む。デッドタイムＤ１は、信号ＰＬ１と同じ高さＨ１を有し、幅ｗを有する。
【００７６】
インバータ４０に入力される直流電圧が２５０Ｖに低下した場合、ｑ軸の電圧指令、すなわち、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐは、信号ＰＬ２によって表わされる。信号ＰＬ２は、幅Ｗ２および高さＨ２のパルス信号である。インバータ４０に入力される直流電圧が５００Ｖから２５０Ｖへ低下したのであるから、幅Ｗ２＝２×Ｗ１、高さＨ２＝（Ｈ１）／２となる。
【００７７】
そうすると、信号ＰＬ２に本来含まれるデッドタイムは、高さＨ２および幅ｗを有するデッドタイムＤ２である。しかし、電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを直流電圧５００Ｖで測定した場合、インバータ４０に入力される直流電圧が低下したことによるデッドタイムの補正をしない場合、信号ＰＬ２は、信号ＰＬ１と同じデッドタイムＤ１を含むことになる。すなわち、信号ＰＬ２は、本来、含むべきデッドタイムＤ２に余分のデッドタイムＤ３を含む。
【００７８】
したがって、インバータ４０に入力される直流電圧が低下した場合、余分のデッドタイムＤ３を除去して電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを補正する必要がある。また、インバータ４０に入力される直流電圧が上昇した場合、不足するデッドタイムを加えて電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを補正する必要がある。
【００７９】
そこで、減磁状態演算部９１は、電圧センサー１２から受けた電圧Ｖｍの電圧レベルに応じて、マップ保持部８９から受けた電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを式（７）および（８）により補正する。
【００８０】
Ｖｑ＿ｍａｐ＿ａｄ＝Ｖｑ＿ｍａｐ±Ｖｄｅａｄ＿ｑ・・・（７）
Ｖｄｅａｄ＿ｑ＝（Ｖｍｉ−Ｖｍｆ）＊（Ｄｉ）＊（ｆｃ）＊ｃｏｓβ＊（３）１／２  ・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・（８）
ただし、Ｖｍｉ：電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ測定時のインバータ４０への入力電圧
Ｖｍｆ：制御時のインバータ４０への入力電圧
Ｄｉ：電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ測定時のデッドタイム
ｆｃ：インバータ４０のスイッチング周波数
β：ｑ軸と電流ベクトルとの成す角
なお、式（７）における「±」の「−」は、インバータ４０へ入力される直流電圧が低下した場合を示し、「＋」は、インバータ４０へ入力される直流電圧が上昇した場合を示す。
【００８１】
そうすると、減磁状態演算部９１は、補正した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ＿ａｄと、制御対象である電圧操作量Ｖｑおよび回転角速度ωとを式（６）に代入して減磁量Φｃ−Φ１を演算する。
【００８２】
この場合、減磁量Φｃ−Φ１は、補正した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ＿ａｄを用いて演算されるので、補正した電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ＿ａｄを用いて減磁量Φｃ−Φ１を演算することは、減磁量Φｃ−Φ１を補正することに相当する。
【００８３】
つまり、減磁状態演算部９１は、インバータ４０に入力される入力電圧の電圧レベルに応じて減磁量Φｃ−Φ１を補正する。また、上記入力電圧によるデッドタイムの補正は、Ｖｑ＿ｍａｐを電圧毎に持つことでも実現可能である。
【００８４】
モータ駆動装置１００は、図１に示すようにコンバータ２０を含むので、インバータ４０に入力される電圧Ｖｍの電圧レベルは、永久磁石モータ６０の出力トルクによって変化する。
【００８５】
したがって、上述したように、インバータ４０に入力される直流電圧の電圧レベルに応じて減磁量を補正することは、コンバータ２０を備えるモータ駆動装置１００においては、正確な減磁量を求める観点から特に効果がある。
【００８６】
なお、インバータ４０のスイッチング周波数が変化した場合、デッドタイムの影響が変化するので、この発明においては、制御時におけるインバータ４０のスイッチング周波数が電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐの測定時におけるインバータ４０のスイッチング周波数から変化した場合にも電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを補正するようにしてもよい。
【００８７】
上述したように、減磁状態演算部９１は、永久磁石モータ６０に減磁が生じていないときのｑ軸の電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐと、ＰＩ制御部８６によって演算された制御対象である電圧操作量Ｖｑとの差分を演算して減磁量Φｃ−Φ１を推定するが、この発明においては、制御対象である電圧操作量Ｖｑを電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐ（「基準値」に相当する）と比較し、その比較結果に応じて永久磁石モータ６０に減磁が生じているか否かを判定するようにしてもよい。
【００８８】
この場合、減磁状態演算部９１は、電圧操作量Ｖｑが電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐよりも小さいとき永久磁石モータ６０に減磁が生じていると判定し、電圧操作量Ｖｑが電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐに等しいとき永久磁石モータ６０に減磁が生じていないと判定する。
【００８９】
また、上述したモータ駆動装置１００は、ハイブリッド自動車に搭載されるが、永久磁石モータ６０に減磁が生じた場合、外部ＥＣＵは、減磁状態演算部９１からの処理信号ＯＰＥに応じて、永久磁石モータ６０を停止するように制御装置８０へ指示し、エンジンにより走行するように制御する。これにより、ハイブリッド自動車をより安全に走行させることができる。
【００９０】
このように、永久磁石モータ６０の減磁量を正確に推定することは、モータ駆動装置１００がハイブリッド自動車に搭載される場合、特に効果がある。
【００９１】
なお、マップ保持部８９および減磁状態演算部９１は、永久磁石モータ６０の減磁量を推定する「推定手段」を構成する。
【００９２】
また、減磁状態演算部９１の機能のうち、演算した減磁量が所定値よりも大きいとき、処理信号ＯＰＥを出力する機能は、永久磁石モータ６０の動作制限処理を行なう「動作処理手段」を構成する。
【００９３】
さらに、上記においては、電流指令Ｉｄ＊、Ｉｑ＊により電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを抽出すると説明したが、この発明においては、これに限らず、電流センサー５０により検出され、３相／２相変換部８２により変換された電流Ｉｄ，Ｉｑにより電圧操作量Ｖｑ＿ｍａｐを抽出するようにしてもよい。
【００９４】
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と考えられるべきである。本発明の範囲は、上記した実施の形態の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。
【図面の簡単な説明】
【図１】この発明の実施の形態によるモータ駆動装置の概略ブロック図である。
【図２】図１に示すコンバータの回路図である。
【図３】図１に示すインバータの回路図である。
【図４】図１に示す永久磁石モータの減磁量を演算する方法を説明するための概念図である。
【図５】図１に示すマップ保持部が保持するマップの概念図である。
【図６】図１に示すコンバータの電圧指令のタイミングチャートである。
【符号の説明】
１  電源ライン、２  アースライン、１０  直流電源、１１，１２  電圧センサー、１５  Ｕ相アーム、１６  Ｖ相アーム、１７  Ｗ相アーム、２０  コンバータ、３０  コンデンサ、４０  インバータ、５０  電流センサー、６０  永久磁石モータ、７０  回転位置センサー、８０，９０  制御装置、８１  回転数検出部、８２  ３相／２相変換部、８３  電流指令生成部、８４，８５  減算器、８６  ＰＩ制御部、８７  ２相／３相変換部、８８  ＰＷＭ生成部、８９  マップ保持部、９１  減磁状態演算部、１００  モータ駆動装置、Ｌ１  リアクトル、Ｑ１〜Ｑ８  ＮＰＮトランジスタ、Ｄ１〜Ｄ８  ダイオード。
【図１】
2005051892.tif 000005
【図２】
2005051892.tif 000006
【図３】
2005051892.tif 000007
【図４】
2005051892.tif 000008
【図５】
2005051892.tif 000009
【図６】
2005051892.tif 000010