(57)【要約】【課題】モータの出力を過剰に低下させずにモータを保護することが可能なモータ冷却装置を提供する。【解決手段】第１温度センサ１０Ａは、ステータコイル４において温度が最も高くなる部位に設置されている。第２温度センサ１０Ｂは、ステータコイル４において絶縁が最も弱くなる部位に設置されている。ステータコイル４において絶縁が最も弱くなる部位には、冷媒流路２１によって冷媒が供給される。制御部は、モータ１の動作点に応じて第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂのうちの少なくとも一方の温度センサを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいてモータ１の動作を制御する。【選択図】図１
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【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータが備えるコイルにおける特定部位に冷媒を供給する冷媒供給手段と、
前記モータ内においてそれぞれ異なる場所に設置されて温度を検出する複数の温度センサと、
前記モータの動作点に応じて前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つの温度センサを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する制御手段と、
を有することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記複数の温度センサのうちの第１の温度センサは、前記モータ内において前記特定部位とは異なる場所に設置されて温度を検出し、
前記複数の温度センサのうちの第２の温度センサは、前記特定部位に設置されて温度を検出し、
前記制御手段は、前記モータの動作点に応じて前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサのうちの少なくとも一方の温度センサを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項２に記載のモータ制御装置であって、
前記制御手段は、前記モータのトルクが所定の閾値以上となる場合、前記第１の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項２に記載のモータ制御装置であって、
前記制御手段は、前記モータのトルクが所定の閾値未満となる場合、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
請求項１に記載のモータ制御装置であって、
前記コイルの中性線の線径は、前記コイルのうち前記モータのステータコアに巻回されている導線の線径よりも小さく部分的に異なり、
前記複数の温度センサのうちの第１の温度センサは、前記中性線において線径が第１の線径となる場所に設置されて温度を検出し、
前記複数の温度センサのうちの第２の温度センサは、前記中性線において線径が前記第１の線径よりも大きい第２の線径となる場所に設置されて温度を検出し、
前記複数の温度センサのうちの第３の温度センサは、線径が前記第２の線径よりも大きい前記導線の近傍に設置されて温度を検出し、
前記制御手段は、前記モータの動作点に応じて、前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ又は前記第３の温度センサのいずれかを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項６】
請求項５に記載のモータ制御装置であって、
前記制御手段は、前記モータのトルクが相対的に高くなる動作領域では、前記第１の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項７】
請求項５に記載のモータ制御装置であって、
前記制御手段は、前記モータの回転数が相対的に多くなる動作領域では、前記第２の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項８】
請求項１から請求項７のいずれか一項に記載のモータ制御装置であって、
前記特定部位は前記コイルにおいて絶縁が最も弱くなる部位である、
ことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータの温度を検出してモータの動作を制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
モータのステータコアやコイルに冷媒を供給することでモータを冷却する冷却装置が知られている。また、モータにおいて温度が相対的に高くなる場所に温度センサを設置してモータの温度を検出し、モータの温度に基づいてモータの出力を制限することでモータの保護を図る技術が知られている。例えば下記の特許文献１には、ステータコアに設けられている温度センサによって検出された温度が所定値以上となる場合に、モータの出力を制限することでモータを保護する装置が開示されている。
【０００３】
ところで、インバータを用いてモータの動作を制御する場合、インバータのスイッチング特性とモータの特性とによって、モータ内部でコイルにサージ電圧が発生する。サージ電圧が増大して絶縁耐圧を超えると絶縁破壊に至り、部分放電が発生するおそれがある。例えばＳＣ（Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）巻線構造のコイルでは、導線間の電位差が大きくなって放電しやすくなる。サージ電圧はコイルのインダクタンスに起因して発生するため、モータ内の位置によってサージ電圧の大きさが異なる。特に動力線の近傍においてはサージ電圧が大きくなって放電しやすい傾向にある。従来、サージ電圧が相対的に高くなる絶縁最弱部位を保護するために、絶縁最弱部位に冷媒を供給することで絶縁最弱部位を積極的に冷却している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
【特許文献１】特開２００６−７４９６２号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
上述したように、導線間の電位差が大きくなるときに放電しないようにモータを保護する必要がある。ところが、モータの動作点（トルク及び回転数）に応じてサージ電圧の分布が変わるため、モータを保護するための基準（例えば保護の基準となる温度）がモータの動作点に応じて変わることになる。
【０００６】
上記の特許文献１に記載された装置では、モータの動作点に応じてサージ電圧の分布が変わって保護の基準（例えば保護の基準となる温度）が変わるにもかかわらず、ステータコアに設けられた１つの温度センサによって温度を検出しているため、モータの出力を制限しなくてもよい動作点であってもモータの出力を低下させてモータを過剰に保護するおそれがある。その結果、モータの動作領域を減少させてしまうことになる。このように従来技術では、モータの出力を過剰に低下させずに、サージ電圧の分布の変化に応じてモータを適切に保護することは困難であった。
【０００７】
本発明の目的は、モータの出力を過剰に低下させずにモータを保護することが可能なモータ制御装置を提供することである。
【課題を解決するための手段】
【０００８】
本発明は、モータが備えるコイルにおける特定部位に冷媒を供給する冷媒供給手段と、前記モータ内においてそれぞれ異なる場所に設置されて温度を検出する複数の温度センサと、前記モータの動作点に応じて前記複数の温度センサのうちの少なくとも１つの温度センサを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御する制御手段と、を有することを特徴とするモータ制御装置である。
【０００９】
前記複数の温度センサのうちの第１の温度センサは、前記モータ内において前記特定部位とは異なる場所に設置されて温度を検出し、前記複数の温度センサのうちの第２の温度センサは、前記特定部位に設置されて温度を検出し、前記制御手段は、前記モータの動作点に応じて前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサのうちの少なくとも一方の温度センサを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１０】
前記制御手段は、前記モータのトルクが所定の閾値以上となる場合、前記第１の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１１】
前記制御手段は、前記モータのトルクが所定の閾値未満となる場合、前記第１の温度センサ及び前記第２の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１２】
前記コイルの中性線の線径は、前記コイルのうち前記モータのステータコアに巻回されている導線の線径よりも小さく部分的に異なり、前記複数の温度センサのうちの第１の温度センサは、前記中性線において線径が第１の線径となる場所に設置されて温度を検出し、前記複数の温度センサのうちの第２の温度センサは、前記中性線において線径が前記第１の線径よりも大きい第２の線径となる場所に設置されて温度を検出し、前記複数の温度センサのうちの第３の温度センサは、線径が前記第２の線径よりも大きい前記導線の近傍に設置されて温度を検出し、前記制御手段は、前記モータの動作点に応じて、前記第１の温度センサ、前記第２の温度センサ又は前記第３の温度センサのいずれかを選択し、選択した温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１３】
前記制御手段は、前記モータのトルクが相対的に高くなる動作領域では、前記第１の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１４】
前記制御手段は、前記モータの回転数が相対的に多くなる動作領域では、前記第２の温度センサの検出結果に基づいて前記モータの動作を制御してもよい。
【００１５】
前記特定部位は前記コイルにおいて絶縁が最も弱くなる部位であってもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によると、モータの動作点に応じて複数の温度センサから少なくとも１つの温度センサを選択し、選択した温度センサによって検出された温度に基づいてモータの動作を制御することで、モータの出力を過剰に低下させずにモータを保護することが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の第１実施形態に係るモータの一例を示す上面図である。
【図２】本発明の第１実施形態に係るモータの一例を示す側面図である。
【図３】本発明の第１実施形態に係るモータ制御装置の一例を示すブロック図である。
【図４】モータの回転数とトルクとの関係の一例を示すグラフである。
【図５】本発明の第２実施形態に係るモータの一例を示す上面図である。
【図６】本発明の第２実施形態に係るモータの一部を拡大して示す斜視図である。
【図７】本発明の第２実施形態に係るモータ制御装置の一例を示すブロック図である。
【図８】モータの回転数とトルクとの関係の一例を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
［第１実施形態］
図１から図３を参照して、本発明の第１実施形態に係るモータ及びモータ制御装置について説明する。第１実施形態に係るモータ１は、一例として三相交流同期モータであり、ハイブリッド自動車、電気自動車又は燃料電池自動車等の車両に搭載される。例えば図３に示すように、モータ１にはインバータ３４が接続されており、インバータ３４とバッテリ３０とがコンバータ３２を介して接続されている。
【００１９】
図１及び図２に示すように、モータ１は、ステータ２と図示しないロータとを備えている。ステータ２は、複数の電磁鋼板の積層体である環状のステータコア３と、ステータコア３から径方向内側に突出した複数のティースとを備えている。隣り合うティースにはスロットが設けられている。ステータコア３にはステータコイル４が巻回されている。図示しないロータは、複数の電磁鋼板の積層体であるロータコアと永久磁石とを含み、ステータコア３の内側に配置されている。また、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれのコイルから動力線が引き出されており、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相のそれぞれのコイルにおいて、動力線とは反対側端部から中性線５が引き出されている。Ｕ相ケーブル、Ｖ相ケーブル及びＷ相ケーブルからなる図示しない三相ケーブルが動力線を介してステータコイル４に接続され、トルク指令値によって指定されたトルクを出力するためのモータ制御電流が三相ケーブルを介してステータコイル４に供給される。
【００２０】
本実施形態に係るステータ２では、ＳＣ（Ｓｅｇｍｅｎｔ  Ｃｏｎｄｕｃｔｏｒ）巻線構造が採用されている。すなわち、セグメントコンダクタと称される導線をステータコア３のスロットに軸方向に沿って挿入し、その後、導線の先端部を折り曲げてティースに巻回することでステータコイル４が構成される。例えばＵ字状の導線をステータコア３の一方面側からステータコア３の各スロットに挿入し、スロットから各導線の飛び出し端部を周方向に折り曲げ、各導線の飛び出し端部の先端部を所定の組み合わせで溶接することでステータコイル４が構成される。
【００２１】
ここで、ステータコイル４に発生するサージ電圧の分布について説明する。インバータ３４によってモータ１の動作を制御する場合、ステータコイル４にサージ電圧が発生する。サージ電圧はステータコイル４のインダクタンスに起因して発生するため、場所によってサージ電圧の大きさが異なる。例えば、動力線の近傍ではサージ電圧が相対的に高くなり、中性線５の近傍や動力線から離れた部位ではサージ電圧が相対的に低くなる傾向にある。
【００２２】
また、モータ１に冷媒を供給するための冷媒流路２１が、ステータコイル４においてサージ電圧が相対的に高くなり絶縁が最も弱くなる絶縁最弱部位の近傍に配置されている。図３に示すように、冷媒流路２１にはポンプ２０が接続されている。冷媒はポンプ２０によって冷媒流路２１に流れ込み、冷媒流路２１を流れた冷媒はステータコイル４の絶縁最弱部位に供給される。冷媒の冷却性能は冷媒の流量によって定まる。従って、ステータコイル４に対する冷媒の冷却性能は、冷媒流路２１に流れる冷媒の流量によって定まる。なお、冷媒流路２１に流れる冷媒の流量は、ポンプ２０の回転数によって定まる。冷媒流路２１が冷媒供給手段の一例に相当し、例えばパイプ等によって構成されている。
【００２３】
第１実施形態では、第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂがモータ１に設置されている。例えば、第１温度センサ１０Ａは、中性線５の近傍の場所であって、ステータコイル４の温度が相対的に高くなる場所に設置されている。一例として、第１温度センサ１０Ａは温度が最も高くなる場所に設置されている。また、第２温度センサ１０Ｂは、ステータコイル４においてサージ電圧が相対的に高くなる絶縁最弱部位に設置されている。第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂは例えばサーミスタであり、図３に示すように、温度を示すデータを制御部３６に出力する。また、図３に示すように、モータ１にはレゾルバ２２が設置されている。レゾルバ２２は、モータ１のロータの回転角を検出し、回転角を示すデータを制御部３６に出力する。制御部３６は、回転角に基づいてモータ１（ロータ）の回転数（回転速度）を算出する。
【００２４】
ここで、図３を参照して、モータ１が搭載される車両及びモータ制御装置について説明する。図３に示すように、車両は、一例として、モータ１と、第１温度センサ１０Ａと、第２温度センサ１０Ｂと、ポンプ２０と、冷媒流路２１と、レゾルバ２２と、バッテリ３０と、コンバータ３２と、インバータ３４と、制御部３６とを含んで構成されている。なお、車両は、図示しないエンジン（内燃機関）を含んでいてもよい。
【００２５】
バッテリ３０は、例えば充放電可能な直流電力源である。バッテリ３０としては、例えば、数１００Ｖの端子電圧を有するリチウムイオン組電池、ニッケル水素組電池又はキャパシタ等を用いることができる。
【００２６】
コンバータ３２は、スイッチング素子を含む昇降圧チョッパ回路によって構成され、制御部３６からのスイッチング制御信号に基づいて、バッテリ３０側の電圧とインバータ３４側の電圧との間の電圧変換を行う。
【００２７】
インバータ３４はスイッチング素子を含んで構成され、制御部３６からのスイッチング制御信号に基づいて、バッテリ３０側からコンバータ３２を介して供給される直流電圧を三相交流電圧に変換してモータ１に供給する。これにより、モータ１は、トルク指令値によって指定された要求トルクを発生するように駆動される。また、インバータ３４は、回生制動時に、モータ１が発電した交流電圧を制御部３６からのスイッチング制御信号に基づいて直流電圧に変換し、変換した直流電圧をコンバータ３２を介してバッテリ３０に供給する。
【００２８】
制御部３６は、図示しないアクセル開度センサから得られるアクセル開度に基づいてトルク指令値を求める。また、制御部３６は、コンバータ３２のスイッチング素子のスイッチング動作を制御することで、コンバータ３２を昇圧回路又は降圧回路として機能させる。また、制御部３６は、コンバータ３２によって昇圧された電圧、トルク指令値及びモータ１に供給される電流に基づいて、インバータ３４のスイッチング素子のスイッチング動作を制御する。
【００２９】
また、制御部３６は、ポンプ２０の回転数を制御することで、冷媒流路２１に流れる冷媒の流量を制御する。例えば制御部３６は、モータ１の動作点に応じてポンプ２０の回転数を制御することで、動作点に応じて冷媒の流量を制御してもよい。一例として、制御部３６は、モータ１の回転数が増大するほどポンプ２０の回転数を増大させる。これにより、モータ１の回転数が増大するほど（車速が速くなるほど）、冷媒流路２１に供給される冷媒の流量が増大する。
【００３０】
また、制御部３６は、モータ１の動作点（トルク及び回転数）に応じて、第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂのうちの少なくとも１つの温度センサを選択し、選択した温度センサによって検出された温度に基づいてモータ１の動作を制御する。例えば、選択した温度センサの検出結果に基づいてモータ１の出力を制限することで、モータ１の保護を図る。
【００３１】
ここで、図４を参照してモータ１の運転範囲について説明する。図４は、モータ１の運転範囲の一例を示すグラフであり、具体的には、モータ１の回転数Ｎ［ｒｐｍ］とモータ１のトルクＴ［Ｎｍ］との関係を示すグラフである。モータ１の運転範囲には、主に運転される動作領域Ｂと、動作領域Ｂよりもトルクが大きい動作領域Ａとが含まれる。
【００３２】
制御部３６は、モータ１の動作点（トルク及び回転数）が動作領域Ａに含まれる場合と、モータ１の動作点が動作領域Ｂに含まれる場合とに応じて、第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂのうちの少なくとも１つの温度センサを選択し、選択した温度センサによって検出された温度に基づいてモータ１の動作を制御する。
【００３３】
例えば、動作領域Ａではサージ電圧の立ち上りが動作領域Ｂよりも小さいため、部分放電が発生し難い傾向にある。一方、動作領域Ｂではサージ電圧の立ち上りが動作領域Ａよりも大きくなって電位差が増大するため、部分放電が発生しやすい傾向にある。従って、モータ１の動作点が動作領域Ｂに含まれる場合、絶縁最弱部位にて絶縁破壊に至って部分放電が発生するおそれがある。そこで、モータ１の動作点が動作領域Ｂに含まれる場合と動作点が動作領域Ａに含まれる場合とで、モータ１を保護するための基準を変えることで、モータ１の出力を過剰に低下させることなくモータ１の保護を図る。
【００３４】
例えば、モータ１のトルクが所定の閾値以上となって動作点が動作領域Ａに含まれる場合、部分放電が発生し難い傾向にあるため、制御部３６は、温度が最も高くなる場所に設置されている第１温度センサ１０Ａによって検出された温度ＴＡに基づいてモータ１の動作を制御する。一方、モータ１のトルクが閾値未満となって動作点が動作領域Ｂに含まれる場合、部分放電が発生しやすい傾向にあるため、制御部３６は、第１温度センサ１０Ａによって検出された温度ＴＡと、絶縁最弱部位に設置されている第２温度センサ１０Ｂによって検出された温度ＴＢとに基づいてモータ１の動作を制御する。
【００３５】
具体的には以下に示すように、ステータコイル４の耐熱温度に相当する第１基準温度と、第１基準温度よりも低い第２基準温度とを用いてモータ１の動作を制御する。
動作領域Ａでは、第１温度センサ１０Ａによって検出された温度ＴＡが第１基準温度よりも大きくなった場合（温度ＴＡ＞第１基準温度）、制御部３６は、モータ１の出力を低下させるようにインバータ３４のスイッチング動作を制御する。
動作領域Ｂでは、第１温度センサ１０Ａによって検出された温度ＴＡが第１基準温度よりも大きくなり、第２温度センサ１０Ｂによって検出された温度ＴＢが第１基準温度よりも低い第２基準温度よりも大きくなった場合（温度ＴＡ＞第１基準温度、かつ、温度ＴＢ＞第２基準温度）、制御部３６は、モータ１の出力を低下させるようにインバータ３４のスイッチング動作を制御する。
【００３６】
一例として、第１基準温度を２１０℃とし、第２基準温度を１８０℃とする。
この場合、動作領域Ａにて温度ＴＡ＞２１０℃となった場合、制御部３６は、モータ１の出力を低下させる。
また、動作領域Ｂにて温度ＴＡ＞２１０℃、かつ、温度ＴＢ＞１８０℃となった場合、制御部３６は、モータ１の出力を低下させる。
例えば、モータ１の動作点が動作領域Ａに含まれる場合、温度ＴＡに基づいてモータ１の出力を制御し、モータ１の動作点が動作領域Ａから動作領域Ｂに移行した場合、温度ＴＡ及び温度ＴＢに基づいてモータ１の出力を制御する。
【００３７】
すなわち、動作領域Ａでは部分放電が発生し難い傾向にあるため、温度が最も高くなる場所に設置されている第１温度センサ１０Ａによって検出された温度ＴＡが、ステータコイル４の耐熱温度に相当する第１基準温度（例えば２１０℃）よりも大きくなった場合に、モータ１を保護するためにモータ１の出力を低下させる。このように、動作領域Ａでは、ステータコイル４の耐熱温度に相当する第１基準温度と温度ＴＡとの大小関係に基づいてモータ１の出力を制御することで、モータ１の出力を過剰に低下させることなくモータ１の保護を図ることができる。
【００３８】
一方、動作領域Ｂでは絶縁最弱部位にて絶縁破壊に至り部分放電が発生しやすい傾向にあるため、耐熱温度よりも低い第２基準温度（例えば１８０℃）を用いてモータ１の保護の必要性を判定することとし、温度ＴＡが、ステータコイル４の耐熱温度に相当する第１基準温度（例えば２１０℃）よりも大きくなり、かつ、絶縁最弱部位に設置されている第２温度センサ１０Ｂによって検出された温度ＴＢが、ステータコイル４の耐熱温度よりも低い第２基準温度（例えば１８０℃）よりも大きくなった場合に、モータ１を保護するためにモータ１の出力を低下させる。このように、ステータコイル４の耐熱温度に相当する第１基準温度と温度ＴＡとの大小関係に加えて、ステータコイル４の耐熱温度よりも低い第２基準温度と温度ＴＢとの大小関係に基づいて、モータ１の出力を制御することで、部分放電が発生しやすい動作領域Ｂにて、部分放電の発生を抑制してモータ１の保護を図ることができる。すなわち、部分放電が発生しやすい動作領域Ｂでは、モータ１の出力の低下を判定するための基準温度をステータコイル４の耐熱温度よりも低く設定することで、より確実にモータ１を保護することが可能となる。
【００３９】
以上のように、動作領域Ａと動作領域Ｂとでモータ１を保護するための基準を変え、モータ１の動作点に応じて温度Ａ及び温度Ｂのうちの少なくとも一方をモータ１の温度として選択してモータ１の動作を制御することで、モータ１を過剰に保護せずに、より確実にモータ１を保護することが可能となる。すなわち、動作領域Ａでは部分放電が発生し難い傾向にあるため、ステータコイル４の耐熱温度を基準としてモータ１の出力を制御し、動作領域Ｂでは部分放電が発生しやすい傾向にあるため、耐熱温度よりも低い温度を基準にしてモータ１の出力を制御することで、出力を低下させる必要がない動作領域では出力を低下させずにモータ１を保護することができ、部分放電が発生しやすい動作領域では、より確実にモータ１を保護することができる。モータ１の出力を過剰に低下させずに済むため、モータ１の動作領域の減少を抑制することができ、その結果、モータ１の保護とモータ１の性能向上とを両立させることができる。
【００４０】
［第２実施形態］
次に、図５から図７を参照して、本発明の第２実施形態に係るモータ及びモータ制御装置について説明する。第２実施形態に係るモータ１Ａは、上述した第１実施形態に係るモータ１と同様の構成を備えており、モータ１Ａの中性線５Ａ以外の構成は、モータ１の構成と同じである。また、上述した第１実施形態では、２つの温度センサ（第１温度センサ１０Ａ及び第２温度センサ１０Ｂ）がモータ１に設置されているが、第２実施形態では、３つの温度センサ（第１温度センサ１１Ａ、第２温度センサ１１Ｂ及び第３温度センサ１１Ｃ）がモータ１Ａに設置されている。中性線５Ａ及び温度センサ以外の構成は、第１実施形態と同じであるため、以下では、中性線５Ａ及び温度センサについて主に説明する。
【００４１】
中性線５Ａは部分的に線径が異なり、例えば２種類の線径を有する。例えば、中性線５Ａの一部の線径は線径φ１であり、他の部分の線径は線径φ２である。また、ステータコイル４においてステータコア３に巻回されている部分の導線（以下、「一般部」と称する場合がある）の線径は線径φ０である。線径φ０，φ１，φ２のうち、一般部の線径φ０が最も大きく、線径φ２が２番目に大きく、線径φ１が最も小さい。すなわち、各線径の大小関係は以下のようになっている。
「線径φ０＞線径φ２＞線径φ１」
【００４２】
第１温度センサ１１Ａは、中性線５Ａにおいて線径が線径φ１となっている場所の近傍に設置されている。第２温度センサ１１Ｂは、中性線５Ａにおいて線径が線径φ２となっている場所の近傍に設置されている。第３温度センサ１１Ｃは、ステータコイル４の一般部の近傍に設置されている。第１温度センサ１１Ａ、第２温度センサ１１Ｂ及び第３温度センサ１１Ｃは例えばサーミスタであり、図７に示すように、温度を示すデータを制御部３６に出力する。
【００４３】
中性線５Ａの線径φ１の部分、中性線５Ａの線径φ１の部分及び線径φ０の一般部のそれぞれで線径が異なるため、ステータコイル４に電流を供給した場合、中性線５Ａの線径φ１の部分、中性線５Ａの線径φ２の部分及び線径φ０の一般部のそれぞれで電流密度が異なる。線径が小さい部分ほど電流密度が大きくなり、例えば、中性線５Ａの線径φ１の部分における電流密度が最大となり、中性線５Ａの線径φ２の部分における電流密度が２番目に大きく、線径φ０の一般部における電流密度が最小となる。従って、ステータコイル４に電流を供給したときの発熱量が、線径φ１の部分、線径φ２の部分及び線径φ０の一般部のそれぞれで異なる。例えば、線径φ１の部分における発熱量が最も多くなり、線径φ２の部分における発熱量が２番目に多くなり、線径φ０の一般部における発熱量が最も少なくなる。その結果、ステータコイル４に電流を流した場合、線径φ１の部分における温度が最も高くなり、線径φ２の部分における温度が２番目に高くなり、線径φ０の一般部における温度が最も低くなる。すなわち、各線径の部分における発熱量の大小関係及び温度の大小関係は、以下のようになっている。
「線径φ１の部分の発熱量＞線径φ２の部分の発熱量＞線径φ０の部分の発熱量」
「線径φ１の部分の温度＞線径φ２の部分の温度＞線径φ０の部分の温度」
【００４４】
上述したように、第１温度センサ１１Ａは、中性線５Ａにおいて線径φ１の部分の近傍に設置されているため、最も高い温度を検出することになる。また、第２温度センサ１１Ｂは、中性線５Ａにおいて線径φ２の部分の近傍に設置されているため、２番目に高い温度を検出することになる。また、第３温度センサ１１Ｃは、線径φ０の一般部の近傍に設置されているため、最も低い温度を検出することになる。
【００４５】
次に、図７を参照して、モータ１Ａが搭載される車両及びモータ制御装置について説明する。図７に示すように、第２実施形態に係る車両は、第１実施形態に係る車両と同様の構成を備えており、モータ１Ａ及び温度センサ以外の構成は、第１実施形態に係る車両の構成と同じである。以下では、第１温度センサ１１Ａ、第２温度センサ１１Ｂ及び第３温度センサ１１Ｃを用いたモータ１Ａの制御について説明する。
【００４６】
制御部３６は、モータ１Ａの動作点（トルク及び回転数）に応じて、第１温度センサ１１Ａ、第２温度センサ１１Ｂ及び第３温度センサ１１Ｃのうちのいずれか１つの温度センサを選択し、選択した温度センサによって検出された温度に基づいてモータ１Ａの動作を制御する。例えば、選択した温度センサの検出結果に基づいてモータ１Ａの出力を制限することで、モータ１Ａの保護を図る。
【００４７】
ここで、図８を参照してモータ１Ａの運転範囲について説明する。図８は、モータ１Ａの運転範囲の一例を示すグラフであり、具体的には、モータ１Ａの回転数Ｎ［ｒｐｍ］とモータ１ＡのトルクＴ［Ｎｍ］との関係を示すグラフである。モータ１Ａの運転範囲には、主に運転される動作領域Ｃと、動作領域Ｃよりもトルクが大きい動作領域Ａと、動作領域Ｃよりも回転数が多い（回転速度が速い）動作領域Ｂとが含まれる。
【００４８】
制御部３６は、モータ１Ａの動作点（トルク及び回転数）が動作領域Ａに含まれる場合と、モータ１Ａの動作点が動作領域Ｂに含まれる場合と、モータ１Ａの動作点が動作領域Ｃに含まれる場合とに応じて、第１温度センサ１１Ａ、第２温度センサ１１Ｂ及び第３温度センサ１１Ｃのうちのいずれか１つの温度センサを選択し、選択した温度センサによって検出された温度に基づいてモータ１Ａの動作を制御する。
【００４９】
例えば、トルクが相対的に大きい動作領域Ａでは、ステータコイル４の一般部の温度上昇が速いため、温度上昇に対する温度センサの追従が遅れる。そこで、制御部３６は、中性線５Ａにおいて線径φ１の部位に設置されている第１温度センサ１１Ａによって検出された温度ＴＡに基づいて、モータ１Ａの動作を制御する。線径φ１の部位では、電流密度が最も大きくなり、線径φ２の部位及び線径φ０の一般部と比べて温度が高くなるため、第１温度センサ１１Ａによって検出される温度ＴＡは、第２温度センサ１１Ｂによって検出される温度ＴＢ及び第３温度センサ１１Ｃによって検出される温度ＴＣよりも高くなる。このように、線径φ１の部位の温度は強制的に上昇させられているため、線径φ１の部位の温度を検出することで、ステータコイル４の温度をより正確に推定することができる。従って、モータ１Ａの動作点が動作領域Ａに含まれる場合、制御部３６は、温度が強制的に上昇させられている線径φ１の部位に設置されている第１温度センサ１１Ａによって検出された温度ＴＡに基づいて、モータ１Ａの動作を制御する。例えば、制御部３６は、温度ＴＡがステータコイル４の耐熱温度より大きくなった場合、モータ１Ａの出力を低下させることでモータ１Ａの保護を図る。
【００５０】
一方、回転数が相対的に多い（回転速度が相対的に速い）動作領域Ｂでは、モータ１Ａへの冷媒の供給量が相対的に多くためステータコイル４の一般部が冷却されるが、ステータコイル４の部位によって温度差が生じ、温度分布が相対的に大きくなる。この場合、中性線５Ａにおいて線径φ２の部位の温度を検出することで、ステータコイル４の温度をより正確に推定することができる。そして、制御部３６は、線径φ２の部位に設置されている第２温度センサ１１Ｂによって検出された温度ＴＢに基づいて、モータ１Ａの動作を制御する。例えば、制御部３６は、温度ＴＢがステータコイル４の耐熱温度よりも大きくなった場合、モータ１Ａの出力を低下させることでモータ１Ａの保護を図る。
【００５１】
また、動作領域Ｃでは、ステータコイル４における温度分布が相対的に小さいため、制御部３６は、ステータコイル４の一般部に設置されている第３温度センサ１１Ｃによって検出された温度ＴＣに基づいて、モータ１Ａの動作を制御する。動作領域Ｃでは、温度ＴＡ及び温度ＴＢは、ステータコイル４の温度よりも高い温度を示すと推定されるため、温度ＴＡ又は温度ＴＢに基づいてモータ１Ａの動作を制御した場合、モータ１Ａの出力を過剰に低下させるおそれがある。従って、動作領域Ｃでは、制御部３６は、温度ＴＣに基づいてモータ１Ａの動作を制御する。例えば、制御部３６は、温度ＴＣがステータコイル４の耐熱温度よりも大きくなった場合、モータ１Ａの出力を低下させることでモータ１Ａの保護を図る。
【００５２】
上述したように、モータの動作点に応じてステータの温度分布が変わるため、従来技術においては、温度センサによって検出される温度と、ステータコイルにおいて温度が最高となる部位の温度との間で乖離が生じ、モータの温度を正確に検出してモータを制御することが困難であった。また、温度センサの反応が遅い場合（時定数が大きい場合）、ステータコイルの温度上昇に対して温度センサによる追従が遅れるため、温度センサによって検出された温度が、モータの温度を正確に表さないこともある。このように、従来技術ではモータの温度を正確に検出することが困難であるため、モータを過剰に保護してしまう動作領域や、モータを保護できない動作領域が存在する場合がある。
【００５３】
そこで、本発明の第２実施形態では、中性線５Ａを一般部の導線よりも細くして線径φ１の部位と線径φ２の部位とを中性線５Ａに設けることで、ステータコイル４の温度上昇に追従して中性線５Ａの温度を強制的に上昇させるようにしている。そして、モータ１Ａの動作点に応じて、線径φ１の部位又は線径φ２の部位における温度を用いることで、モータ１Ａの温度をより正確に推定することが可能となり、検出された温度に基づいてモータ１Ａの動作を制御することで、モータ１Ａの出力を過剰に低下させずに、より確実にモータ１Ａを保護することが可能となる。このように、モータ１Ａの出力を過剰に低下させずに済むため、モータ１Ａの動作領域の減少を抑制することができ、その結果、モータ１Ａの保護とモータ１Ａの性能向上とを両立させることができる。
【００５４】
上述した制御部３６は、一例としてハードウェア資源とソフトウェアとの協働により実現され、例えば電子制御ユニット（ＥＣＵ:Ｅｌｅｃｔｒｏｎｉｃ  Ｃｏｎｔｒｏｌ  Ｕｎｉｔ）である。具体的には、制御部３６の機能は、記録媒体に記録されたプログラムがメモリに読み出されてＣＰＵ(Ｃｅｎｔｒａｌ  Ｐｒｏｃｅｓｓｉｎｇ  Ｕｎｉｔ)等のプロセッサにより実行されることによって実現される。上記のプログラムは、コンピュータ読み取り可能な記録媒体に記録されて提供されることも可能であるし、データ信号として通信により提供されることも可能である。なお、制御部３６は、ハードウェアのみにより実現されてもよい。また、制御部３６は、物理的に１つの装置により実現されてもよいし、複数の装置により実現されてもよい。
【符号の説明】
【００５５】
１，１Ａ  モータ、２  ステータ、３  ステータコア、４  ステータコイル、５，５Ａ  中性線、１０Ａ，１０Ｂ，１１Ａ，１１Ｂ，１１Ｃ  温度センサ、２０  ポンプ、２１  冷却流路、２２  レゾルバ、３０  バッテリ、３２  コンバータ、３４  インバータ、３６  制御部。
【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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