(57)【要約】【課題】既存の装置を使用し、温度センサを使用しなくとも温度センサを使用したときと同様の効果が得られ、温度センサの取り付け工数も不要とすることができるモータ制御装置および制御方法を提供する。【解決手段】モータ回転数を検出する回転数検出手段6と、モータ電流を検出する電流検出手段7と、モータに供給される印加電圧を検出する電圧検出手段8と、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求める温度推定手段11と、求めたモータ温度が所定値を超えたときモータ保護のための操作信号を発生させる保護信号発生手段12とを備えている。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ回転数を検出する回転数検出手段と、モータ電流を検出する電流検出手段と、モータに供給される印加電圧を検出する電圧検出手段と、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求める温度推定手段と、求めたモータ温度が所定値を超えたときモータ保護のための操作信号を発生させる保護信号発生手段とを備えていることを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
モータ回転数を検出する回転数検出ステップと、モータ電流を検出する電流検出ステップと、モータに供給される印加電圧を検出する電圧検出ステップと、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求める温度推定ステップと、求めたモータ温度が所定値を超えたときモータ保護のための操作信号を発生させる保護信号発生ステップとを備えていることを特徴とするモータ制御方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、ドライブトレーン（トランスミッション）用電動ポンプに用いられる電動モータの制御装置および制御方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
トランスミッションの周りが高温になると、モータの巻線も高温（１５０℃以上）となり、モータの寿命に悪影響を及ぼすため、以下のようなモータを保護する装置が知られている。
【０００３】
従来、特許文献１に記載されているように、モータの保護は、モータの温度変化を電圧に変換して出力する温度センサを使用して、モータの温度が上昇した場合に、このモータの運転を自動的に停止させて、その停止状態を保持することで、モータの温度上昇に対する保護動作の信頼性を高めるとともに、基準電圧と温度センサの出力電圧とを比較する比較器の基準電圧の調節により、保護装置が動作するモータ温度を任意かつ容易に設定できるとして温度センサ付きのモータ制御装置が知られている。  
【特許文献１】特開平５‐１３７３８３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
上記特許文献１の温度センサで温度を検知してモータを制御する装置には、次のような問題点がある。
【０００５】
１．モータステータに温度センサを取り付けることが困難である。
【０００６】
２．温度センサを取り付けるための加工およびコストが必要となる。
【０００７】
３．温度センサのリード線をドライバに取り付けることが必要となるため、組み立て工数が多くなる。
【０００８】
この発明の目的は、既存の装置を使用し、温度センサを使用しなくとも温度センサを使用したときと同様の効果が得られ、温度センサの取り付け工数も不要とすることができるモータ制御装置および制御方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
請求項１によるモータ制御装置は、モータ回転数を検出する回転数検出手段と、モータ電流を検出する電流検出手段と、モータに供給される印加電圧を検出する電圧検出手段と、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求める温度推定手段と、求めたモータ温度が所定値を超えたときモータ保護のための操作信号を発生させるモータ保護信号発生手段とを備えていることを特徴とするものである。
【００１０】
モータの電流およびモータ回転数は、温度の影響により変化し、モータ回転数は、印加電圧の影響によっても変化する。そこで、温度推定手段には、モータ電流、モータ回転数、モータ温度およびモータ電圧間の相関データが蓄えられ、この相関データを使用してモータ温度が推定される。
【００１１】
各検出手段で得られたモータ回転数、モータ電流および印加電圧は、操作部に入力され、操作部は、これらのデータおよび上位コントローラからの制御信号に基づいて、ドライブ回路を制御する。
【００１２】
温度推定手段は、モータ回転数、モータ電流および印加電圧の測定値から、モータ温度の推定値を求める。
【００１３】
モータ保護信号発生手段は、温度推定手段で求められたモータ温度が高温であれば、モータの運転停止や電流の負荷低減を行い、これにより、モータの破損・変形が防止される。モータ保護信号発生手段には、例えば、第１の所定温度（例えば１００℃）とこれより高い第２の所定温度（例えば１３０℃）とが設定され、モータ保護信号発生手段は、推定温度が第１の所定温度を超えた場合には、負荷低減信号を、推定温度が第２の所定温度を超えた場合には、運転停止信号を出力するものとされる。  
請求項２によるモータ制御方法は、モータ回転数を検出する回転数検出ステップと、モータ電流を検出する電流検出ステップと、モータに供給される印加電圧を検出する電圧検出ステップと、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求める温度推定ステップと、求めたモータ温度が所定値を超えたときモータ保護のための操作信号を発生させるモータ保護信号発生ステップとを備えていることを特徴とするものである。
【００１４】
推定ステップは、モータ電流と、モータ回転数と、印加電圧とが特定の組み合わせになったときの相関データに基づき、プログラムを介してモータの温度を推定することができる。
【００１５】
この発明によるモータ制御装置およびモータ制御方法は、例えば、自動車のドライブトレーン（トランスミッション）用電動ポンプ（電動内接ポンプ）に一体化されたモータを制御するのに適している。モータは、例えば、ブラシレスモータとされ、より好ましくは、センサレスブラシレスモータとされる。ドライブトレーン用電動ポンプのモータは、その設置箇所が高温となりやすいため、位置検出センサや回転センサを取り付ける場合には、センサの高温耐久性が問題となるが、センサレスブラシレスモータとすることにより、この問題が解消される。そして、このセンサレスブラシレスモータにおいて、温度センサを使用せずにモータ温度を推定した制御を行うことにより、高温環境下における耐久性および安全性がより高められたモータを得ることができる。
【００１６】
モータ回転数、モータ電流および印加電圧は、モータを監視するために必要なデータであるので、これらを検出する手段は、通常、既存のモータ制御装置に備わっており、新規に追加必要なものではない。したがって、温度推定手段および操作部を実現するプログラムを新たに付加することにより、ハードの構成は従来のままで、このモータ制御装置を得ることができる。
【発明の効果】
【００１７】
請求項１のモータ制御装置によると、電流、回転数および電圧から温度を推定するので、温度センサを不要とすることができる。
【００１８】
請求項2のモータ制御方法によれば、電流、回転数および電圧から温度を推定することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１９】
この発明の実施形態を、図面を参照して説明する。
【００２０】
この発明によるモータ制御装置(1)は、図１に示すように、モータ(3)のドライブ回路(4)を操作する操作部(5)と、モータ回転数を検出する回転数検出手段(6)と、モータ電流を検出する電流検出手段(7)と、電圧印加手段(2)からモータ(3)に供給される印加電圧を検出する電圧検出手段(8)とを備えている。
【００２１】
モータ(3)は、ドライブトレーン用電動ポンプに一体化されており、高温雰囲気下で使用されている。
【００２２】
ドライブ回路(4)は、操作部(5)からの信号に基づいてモータ(3)を操作する回路からなる。
【００２３】
操作部(5)には、温度センサを使用せずにモータ温度を求める温度推定手段(11)と、求めたモータ温度が所定値を超えたときにモータ保護のための操作信号を発生させるモータ保護信号発生手段(12)とが設けられている。
【００２４】
回転数検出手段(6)は、回転数測定回路をモータに接続してモータ回転数を検出する。
【００２５】
電流検出手段(7)は、電流測定回路をモータに接続してモータ電流を検出する。
【００２６】
電圧検出手段(8)は、電圧印加手段(2)と操作部(5)との間に接続してドライブ回路(4)に印加される印加電圧を検出する。
【００２７】
電圧印加手段(2)は、電源回路とされ、操作部(5)に５V、ドライブ回路(4)に１２Vの電圧を印加している。
【００２８】
各検出手段(6)(7)(8)で得られたモータ回転数、モータ電流および印加電圧は、操作部(5)に入力され、操作部(5)は、これらのデータおよび上位コントローラからの制御信号に基づいて、ドライブ回路(4)を制御している。
【００２９】
温度推定手段(11)には、モータ回転数、モータ電流および印加電圧からモータ温度を求めるための相関データが蓄えられており、温度推定手段(11)では、時間とともに変化するモータ回転数、モータ電流および印加電圧の測定値から、モータ温度の推定値を常時求めている。
【００３０】
モータ保護信号発生手段(12)には、温度推定手段(11)で得られたモータ温度が適正かどうかを判定する判定プログラムが備えられており、推定されたモータ温度が高温であれば、モータ保護信号発生手段(12)はドライブ回路にモータを保護するための負荷低減信号を出力する。
【００３１】
温度推定手段(11)に蓄えられる相関データを図２乃至図５を参照して以下に説明する。
【００３２】
図２のグラフは、電圧をパラメータとする回転数とトルクとの関係を示している。図２には、回転数とトルクとの関係が右下がりの線で表示されており、上から１４Ｖ、１２Ｖ、１０Ｖとなっている。
【００３３】
図２のグラフにおいては、電圧が１２Vの場合、任意のトルク値が定まれば、回転数は１２Vの線により求められる。
【００３４】
また、図３のグラフは、電圧をパラメータとする電流とトルクとの関係を示している。図３には、電流とトルクとの関係が右上がりの線で表示されており、上から１４Ｖ、１２Ｖ、１０Ｖとなっている。
【００３５】
図３のグラフにおいては、電圧が１２Ｖの場合、任意のトルク値が定まれば、電流は１２Vの線により求められる。
【００３６】
図４のグラフは、温度をパラメータとする回転数とトルクとの関係を示している。図４には、電圧が一定に保持されており、回転数とトルクとの関係が右下がりの２０℃の実線と１００℃の破線とで表示されている。
【００３７】
２０℃の実線と１００℃の破線とは交差しており、交差地点から左側を低トルク域とし、右側を高トルク域とする。
【００３８】
低トルク域では、温度が低い場合には回転数が少なく、温度が高い場合には回転数が多くなる。
【００３９】
高トルク域では、温度が低い場合には回転数が多く、温度が高い場合には回転数が少なくなる。  
図４のグラフにおいては、所定トルク値における回転数を求めることにより、この回転数が２０℃の線上に位置すれば、温度が２０℃であることが推定できる。また、求めた回転数が２０℃の実線と１００℃の破線との中間に位置すれば、温度が６０℃であることが推定できる。
【００４０】
図５のグラフは、温度をパラメータとする電流とトルクとの関係を示している。
【００４１】
図５では、電流とトルクとの関係による温度のデータが右上がりの２０℃の実線と１００℃の破線とで表示されている。２０℃の実線と１００℃の破線とはトルクが０[N・ｍ]近傍で交差している。
【００４２】
図５のグラフにおいては、所定トルク値における電流を求めることにより、この電流が２０℃の実線上に位置すれば、モータの温度が２０℃であると推定できる。また、求めた電流が２０℃の実線と１００℃の破線との中間に位置すれば、温度が６０℃であることが推定できる。
【００４３】
こうして、温度センサを使用せずにモータ温度が求められ、このモータ温度に応じた制御が行われることにより、モータ(3)は、危険温度になる前にその負荷が低減される。
【図面の簡単な説明】
【００４４】
【図１】この発明によるモータ制御装置および制御方法のブロック線図である。
【図２】電圧をパラメータとする回転数とトルクとの関係を示した相関データである。
【図３】電圧をパラメータとする電流とトルクとの関係を示した相関データである。
【図４】温度をパラメータとする回転数とトルクとの関係を示した相関データである。
【図５】温度をパラメータとする電流とトルクとの関係を示した相関データである。
【符号の説明】
【００４５】
(6)          回転数検出手段
(7)          電流検出手段
(8)          電圧検出手段
(11)         温度推定手段
(12)         モータ保護信号発生手段
【図１】
2007181330.tif 000003
【図２】
2007181330.tif 000004
【図３】
2007181330.tif 000005
【図４】
2007181330.tif 000006
【図５】
2007181330.tif 000007