JP2017063540A

JP2017063540A - モータ温度推定装置

Info

Publication number: JP2017063540A
Application number: JP2015186932A
Authority: JP
Inventors: 美宏奥松; Yoshihiro Okumatsu
Original assignee: Toyota Motor Corp
Current assignee: Toyota Motor Corp
Priority date: 2015-09-24
Filing date: 2015-09-24
Publication date: 2017-03-30

Abstract

【課題】従来のモータ温度推定方法では、推定温度を十分な精度で算出できない問題があった。【解決手段】本発明のモータ温度推定装置は、モータ２３の損失Ｐｌｏｓｓを算出する損失計算部１０と、モータ２３の巻線温度が上昇状態であるか下降状態であるかを判別する温度変化判別部１３と、熱時定数τｒｃを、速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの組み合わせに基づき決定して出力する熱時定数選択部１１と、熱時定数選択部１１から出力された熱時定数τｒｃと損失計算部１０が出力するモータ２３の損失Ｐｌｏｓｓとに基づき推定温度Ｔｓを算出する推定温度算出部と、を有し、熱時定数選択部１１は、温度変化判別部１３の判別結果が上昇状態であるか下降状態であるかに基づき、モータ２３の巻線温度が上昇状態であるときと下降状態であるときとで出力する熱時定数τｒｃの大きさを切り替える。【選択図】図１

Description

本発明はモータ温度推定装置に関し、例えば、モータの巻線温度を推定するモータ温度推定装置に関する。

モータは、回転運動を続けると発熱する。しかし、この発熱量が過剰になるとモータが破損するおそれが生じる。そのため、動作状態に応じたモータの温度を推定し、適切なモータ制御を行うことが望まれる。そこで、モータ温度推定装置の一例が特許文献１に開示されている。

特許文献１に記載のモータ温度推定装置は、モータを回転させる駆動電圧を演算して出力する電圧出力手段と、前記モータの回転角を検出する回転角検出手段と、前記電圧出力手段により出力される前記駆動電圧と、前記回転角検出手段により検出される前記回転角に基づいて前記モータに流れる駆動電流を推定する電流推定手段と、前記電流推定手段により推定される前記駆動電流と一次遅れ関数とに基づいて、前記モータの温度変化を推定するモータ温度推定手段とを備える。

特許文献１に記載のモータ温度推定装置では、上記構成を有することで、簡易な構成でモータ温度を推定することを実現する。

特開２０１３−２１９９１２号公報

特許文献１では、駆動電流を推定しているため、銅損による熱時定数に変化に対応することは出来るが、鉄損、機械損、風損などその他の損失の影響による熱時定数の変化に対応することが出来ない。つまり、特許文献１に記載の技術では、モータの巻線温度を十分に予測できない問題がある。

また、１つの熱時定数の精度を高めたとしても巻線の温度が上昇するときと下降するときとの両方に対して推定精度を高めることが難しい。そこで、図５に、モータの巻線温度の変化方向によって巻線温度の推定精度が悪化する課題を説明する図を示す。図５に示すように、熱時定数は、温度上昇時にモータの巻線温度を実際に測定した測定値に合わせたとしても、温度下降時にはずれが生じる。これは、巻線の温度が上昇するときと下降するときとで熱時定数に大きな差が生じるためである。

ここで、従来は、モータの温度推定が行われる分野は、産業機器や家電機器であり、負荷パターンがおおよそ決まっており、その範囲内で過負荷に対する温度を推定できれば良かった。そのため、上記特許文献１に記載の技術を用いたモータ温度推定方法でも問題は無かった。しかしながら、人と協調して動作するロボットでは、動作パターンが決まっておらず、操作者、外乱、故障などの影響で予期せぬ入力が入ることが想定される。そのため、人と協調して動作するロボットに用いられるモータの温度を推定するためには様々な動作パターンに対してより高精度にモータの巻線温度を推定する必要がある。しかしながら、特許文献１に記載の技術では、このような複雑な動作パターンの動きをするモータの巻線温度を高精度に推定することが出来ない問題がある。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたものであり、モータの巻線温度を高い精度で推定することを目的とするものである。

本発明にかかるモータ温度推定装置の一態様は、モータのトルク、回転速度及び回転角度の少なくとも１つを制御するシステムにおいて前記モータの巻線温度を推定するモータ温度推定装置であって、前記モータの損失を算出する損失計算部と、前記モータの前記巻線温度が上昇状態であるか下降状態であるかを判別する温度変化判別部と、前記巻線温度の熱変化率を示す熱時定数を、前記モータの速度を指示する速度指令値と、前記モータを駆動する駆動電流の大きさを指示する電流指令値と、の組み合わせに基づき決定して出力する熱時定数選択部と、前記熱時定数選択部から出力された熱時定数と損失計算部が出力する前記モータの損失とに基づき推定温度を算出する推定温度算出部と、を有し、前記熱時定数選択部は、前記温度変化判別部の判別結果が上昇状態であるか下降状態であるかに基づき、前記モータの前記巻線温度が上昇状態であるときと下降状態であるときとで出力する前記熱時定数の大きさを切り替える。

上記本発明の一態様によれば、熱時定数をモータの温度が上昇する期間と下降する期間とで切り替えることができる。これにより、上記本発明の一態様では、モータの巻線温度が上昇するときと下降するときとの両方でモータの推定温度の推定精度を高めることができる。

また、本発明にかかるモータ温度推定装置の別の態様では、前記熱時定数選択部は、前記モータの前記巻線温度が上昇するときの熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第１の時定数マップと、前記モータの前記巻線温度が下降するときの熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第２の時定数マップと、を有し、前記温度変化判別部の判別結果に基づき、前記第１の時定数マップと前記第２の時定数マップとのいずれか一方を選択して、選択した時定数マップから出力する前記熱時定数を抽出する。

これにより、本発明にかかるモータ温度推定装置は、モータの巻線温度が上昇するときに適用する時定数と、下降するときに適用する時定数と、をそれぞれ別の時定数マップとすることで、特別な演算をすることなくモータの温度変化の状態に応じた適切な熱時定数を決定することができ、熱時定数の決定に係る演算量を削減することができる。

本発明にかかるモータ温度推定装置の別の態様では、前記熱時定数選択部は、前記熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした時定数マップと、前記温度変化判別部の判別結果毎に異なる大きさの係数を出力する係数切替部と、前記時定数マップから出力された前記熱時定数と前記係数切替部が出力した前記係数とを乗算して前記推定温度算出部に出力する前記熱時定数を出力する乗算器と、を有する。

これにより本発明にかかるモータ温度推定装置は、１つの時定数マップを利用するのみで、モータの温度変化の状態に応じた適切な熱時定数を決定することができ、時定数マップの数の抑制及び時定数マップの作成工数の削減を実現することができる。

本発明にかかるモータ温度推定装置の別の態様では、前記温度変化判別部は、１サイクル前の電流指令値と、現サイクルの電流指令値とを比較して前記モータの巻線温度が上昇状態であるか、下降状態であるかを判定する。

モータの実際の温度は、電流の変化に対しておくれることがあるが、本発明にかかるモータ温度推定装置は、モータの温度変化のきっかけとなる駆動電流の変化を熱時定数の切り替えの判定基準とする。これにより、本発明にかかるモータ温度推定装置は、精度の高いモータの巻線の推定温度の精度を高めることができる。

本発明にかかるモータ温度推定装置によれば、モータの推定温度の精度を高めることができる。

実施の形態１にかかるモータ温度推定装置のブロック図である。実施の形態１にかかる時定数マップを説明する図である。実施の形態１にかかるモータ温度推定装置における推定温度の計算手順を説明するフローチャートである。実施の形態２にかかるモータ温度推定装置のブロック図である。モータの巻線温度の変化方向によって巻線温度の推定精度が悪化する課題を説明する図である。

以下、図面を参照して本発明の実施の形態について説明する。説明の明確化のため、以下の記載及び図面は、適宜、省略、及び簡略化がなされている。各図面において、同一の要素には同一の符号が付されており、必要に応じて重複説明は省略されている。

また、以下の説明では、本発明をブラシレスＤＣモータに適用した例について説明するが、本発明は、ブラシレスＤＣモータに限らず、交流モータ、直流モータ等にも適用できるものである。

まず、図１に実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１のブロック図を示す。図１では、モータ温度推定装置１以外に、温度の推定対象であるモータ２３、モータ２３を制御する速度制御器２０、電流制御器２１及びインバータ２２を示した。実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、図１に示したモータを駆動するシステムから取得した情報に基づきモータ２３の巻線温度を推定する。

速度制御器２０に入力される速度指令値Ｎｒｅｆは、図１に示したシステムの上位のシステムであって、図示を省略したシステムに設けられる制御部等から出力される。速度制御器２０は、速度指令値Ｎｒｅｆと、モータの実際の回転速度を測定した実速度値との差に基づき電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを生成する。この電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆは、モータ２３を駆動する駆動電流の大きさを指示するものである。

電流制御器２１は、電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、モータを実際に駆動している電流を測定した実電流値との差に基づき電圧指令値Ｖａ〜Ｖｃを生成する。電圧指令値Ｖａ〜Ｖｃは、モータ２３を駆動するモータ端子電圧の大きさを指示するものである。インバータ２２は、電圧指令値Ｖａ〜Ｖｃに基づきモータ２３に与えるモータ端子電圧ｖａ〜ｖｃを生成する。

実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、速度指令値Ｎｒｅｆ及び電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに基づき推定温度Ｔｓを算出する。このとき、モータ温度推定装置１では、速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの組み合わせに基づき、推定温度Ｔｓの算出に用いる熱時定数τｒｃの値を切り替える。また、モータ温度推定装置１は、モータ２３が温度上昇状態であるか温度下降状態であるかに基づき、速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの組み合わせに対して選択される熱温度係数の大きさを切り替える。図１に示すように、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、損失計算部１０、熱時定数選択部１１、推定温度算出部１２、温度変化判別部１３を有する。

損失計算部１０は、電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆを用いてモータ２３の損失Ｐｌｏｓｓを算出する。ここで、損失Ｐｌｏｓｓの計算に用いる電流値は、電流指令値でも良く、実電流値でも良い。また、損失Ｐｌｏｓｓは、銅損のみを考慮した値でも良く、銅損と鉄損とを考慮した値でも良い。銅損のみを考慮した損失Ｐｌｏｓｓは（１）式によって表される。また、銅損と鉄損とを考慮した損失Ｐｌｏｓｓは（２）式によって表される。

（１）式において、Ｒａはモータの巻選抵抗であり、Ｉは電流指令値である。

（２）式において、ｋ_ｈはヒステリシス損の係数であり、ｋ_ｅは渦電流損の係数であり、ｆはモータ端子電圧の周波数である。

温度変化判別部１３は、モータ２３の巻線温度が上昇状態であるか下降状態であるかを判別して、判別結果を熱時定数選択部１１に出力する。より具体的には、温度変化判別部１３は、１サイクル前の電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、現サイクルの電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとを比較してモータ２３の巻線温度が上昇状態であるか、下降状態であるかを判定する。

熱時定数選択部１１は、巻線温度の熱変化率を示す熱時定数を、モータ２３の速度を指示する速度指令値Ｎｒｅｆと、モータ２３を駆動する駆動電流の大きさを指示する電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、の組み合わせに基づき決定して出力する。具体的には、熱時定数選択部１１は、速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの組み合わせ毎に熱時定数τｒｃをマッピングした時定数マップを有する。また、熱時定数選択部１１では、モータの巻線温度が上昇するときの熱時定数を速度指令値と電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第１の時定数マップ（例えば、上昇時時定数マップ）と、モータ２３の巻線温度が下降するときの熱時定数を速度指令値と電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第２の時定数マップ（例えば、下降時時定数マップ）と、を有する。熱時定数選択部１１は、温度変化判別部１３から与えられる判別結果が温度上昇状態であれば上昇時時定数マップを選択し、温度下降状態であれば下降時時定数マップを選択する。そして、熱時定数選択部１１は、入力される速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに対応する熱時定数τｒｃを選択した時定数マップから抽出して出力する。

ここで、時定数マップにマッピングされる熱時定数τｒｃは、事前にモータ２３を動作させながら測定することができる。時定数マップは、マップの各条件に合わせて測定した熱時定数τｒｃをマッピングしたものである。そこで、熱時定数選択部１１内に格納される時定数マップの例を図２に示す。

図２に示すように、熱時定数選択部１１に格納される時定数マップは、横軸をモータの回転速度（例えば、速度指令値）、縦軸を駆動電流（例えば、電流指令値）としたグラフとして考えることができ、速度指令値と電流指令値の組み合わせ毎に熱時定数τｒｃが記述される。また、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１では、温度上昇時と、温度下降時のそれぞれに対して個別の時定数マップが用いられる。この熱時定数τｒｃは、モータ２３の熱抵抗Ｒｔｈと、モータの熱容量Ｃｔｈと、の積により表される。本実施の形態で用いる時定数マップでは、熱時定数τｒｃとして熱抵抗Ｒｔｈと熱容量Ｃｔｈの情報をそのまま含むものとする。

推定温度算出部１２は、熱時定数選択部１１から出力された熱時定数と損失計算部１０が出力するモータ２３の損失Ｐｌｏｓｓとに基づき推定温度Ｔｓを算出する。推定温度算出部１２は、モータ２３の熱抵抗Ｒｔｈ、熱容量Ｃｔｈ及び損失Ｐｌｏｓｓを並列に接続した一次のローパスフィルタモデル（以下、一次の熱モデルと称す）を用いる。具体的には、一次の熱モデルは（３）式で表すことができ、推定温度算出部１２は、（３）式を変形した（４）式を用いて推定温度Ｔｓを算出する。

続いて、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１における推定温度の計算手順について説明する。そこで、図３に実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１における推定温度の計算手順を説明するフローチャートを示す。

まず、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、図３に示すフローチャートで示される計算サイクルを所定の間隔で実施する。図３に示すように、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、計算サイクルが開始されると、速度制御器２０に入力される速度指令値Ｎｒｅｆと、電流制御器２１が出力する電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、を取得する（ステップＳ１）。次いで、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、１サイクル前のステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆと、現サイクルのステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとを比較してモータの巻線温度が上昇状態であるか下降状態であるかを判別する（ステップＳ２）。具体的には、１サイクル前のステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆが、現サイクルのステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆよりも大きければ、温度変化判別部１３はモータの巻線温度が上昇状態であると判別する。一方、１サイクル前のステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆが、現サイクルのステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆよりも小さければ、温度変化判別部１３はモータの巻線温度が下降状態であると判別する。

続いて、モータ温度推定装置１は、ステップＳ１で取得した速度指令値と電流指令値との組み合わせに対応する熱時定数を、熱時定数選択部１１がステップＳ２の判別結果に基づき選択した時定数マップから抽出して決定する（ステップＳ３）。具体的には、ステップＳ２でモータの巻線温度が上昇状態であると判別された場合、熱時定数選択部１１は、上昇時時定数マップを選択し、上昇時時定数マップから出力する熱時定数τｒｃを抽出する。一方、ステップＳ２でモータの巻線温度が下降状態であると判別された場合、熱時定数選択部１１は、下降時時定数マップを選択し、下降時時定数マップから出力する熱時定数τｒｃを抽出する。

ここで、時定数マップでは、離散的な速度指令値と電流指令値との組み合わせに対して熱時定数τｒｃが記述される。そのため、実際に入力される速度指令値と電流指令値との組み合わせと、熱時定数τｒｃがマッピングされた速度指令値と電流指令値との組み合わせと、の間には誤差が生じる場合がある。このような誤差が生じた場合、実際に入力された速度指令値と電流指令値との組み合わせに近い熱時定数τｒｃを近似値として出力しても良い。また、このような誤差が生じた場合、実際に入力された速度指令値と電流指令値との組み合わせに近い熱時定数τｒｃを少なくとも２点選択して、選択した熱時定数τｒｃから実際に入力された値に対応する熱時定数τｒｃを計算により決定しても良い。

続いて、また、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１の損失計算部１０は、ステップＳ１で取得した電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆに基づきモータ２３の損失Ｐｌｏｓｓを算出する（ステップＳ４）。

続いて、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、推定温度算出部１２により、推定モデル（例えば、一次の熱モデル）に基づき推定温度Ｔｓを算出する（ステップＳ５）。ステップＳ５の計算では、（４）式に熱時定数選択部１１が出力した熱時定数τｒｃに含まれる熱抵抗Ｒｔｈ及び熱容量Ｃｔｈと、損失計算部１０が出力した損失Ｐｌｏｓｓと、を代入して推定温度Ｔｓを算出する。実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、このように推定温度Ｔｓが算出されたことに応じて、現計算サイクルを終了させる。

上記説明より、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、入力される速度指令値Ｎｒｅｆと電流指令値Ｉｑ＿ｒｅｆとの組み合わせが同じであっても、モータの巻線温度が上昇状態であるときと、下降状態であるときとで出力する熱時定数τｒｃを切り替える。これにより、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、モータの巻線温度が上昇するときと下降するときとの両方で高い精度の推定温度Ｔｓを算出することができる。

また、モータの実際の温度は、電流の変化に対しておくれることがあるが、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、モータの温度変化のきっかけとなる駆動電流の変化を熱時定数の切り替えの判定基準とする。これにより、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１は、精度の高いモータの巻線の推定温度の精度を高めることができる。

なお、上記説明では、モータ温度推定装置１をハードウェアにより構成する例について説明したが、モータ温度推定装置１内の処理をソフトウェアにより実行することもできる。ソフトウェアによりモータ温度推定装置１の機能を実現する場合、演算部（例えば、ＣＰＵ）上で必要な処理を実行するプログラムを動作させる。また、熱時定数選択部１１に格納される時定数マップは演算部内のメモリ、或いは、演算部とは別に設けられるメモリに格納する。

上述したプログラムは、様々なタイプの非一時的なコンピュータ可読媒体（ｎｏｎ−ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）を用いて格納され、コンピュータに供給することができる。非一時的なコンピュータ可読媒体は、様々なタイプの実体のある記録媒体（ｔａｎｇｉｂｌｅｓｔｏｒａｇｅｍｅｄｉｕｍ）を含む。非一時的なコンピュータ可読媒体の例は、磁気記録媒体（例えばフレキシブルディスク、磁気テープ、ハードディスクドライブ）、光磁気記録媒体（例えば光磁気ディスク）、ＣＤ−ＲＯＭ（ＲｅａｄＯｎｌｙＭｅｍｏｒｙ）ＣＤ−Ｒ、ＣＤ−Ｒ／Ｗ、半導体メモリ（例えば、マスクＲＯＭ、ＰＲＯＭ（ＰｒｏｇｒａｍｍａｂｌｅＲＯＭ）、ＥＰＲＯＭ（ＥｒａｓａｂｌｅＰＲＯＭ）、フラッシュＲＯＭ、ＲＡＭ（ＲａｎｄｏｍＡｃｃｅｓｓＭｅｍｏｒｙ））を含む。また、プログラムは、様々なタイプの一時的なコンピュータ可読媒体（ｔｒａｎｓｉｔｏｒｙｃｏｍｐｕｔｅｒｒｅａｄａｂｌｅｍｅｄｉｕｍ）によってコンピュータに供給されてもよい。一時的なコンピュータ可読媒体の例は、電気信号、光信号、及び電磁波を含む。一時的なコンピュータ可読媒体は、電線及び光ファイバ等の有線通信路、又は無線通信路を介して、プログラムをコンピュータに供給できる。

実施の形態２
実施の形態２では、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１の別の形態となるモータ温度推定装置２について説明する。そこで、実施の形態２にかかるモータ温度推定装置２のブロック図を図４に示す。

図４に示すように、実施の形態２にかかるモータ温度推定装置２は、実施の形態１のモータ温度推定装置１の熱時定数選択部１１に代えて熱時定数選択部１４を有する。この熱時定数選択部１４は、時定数マップ１５、係数切替部１６、乗算器１７を有する。

時定数マップ１５は、モータの巻線温度が上昇しているか下降しているかに関係なく作成された時定数マップである。時定数マップ１５としては、例えば、上昇時時定数マップと下降時時定数マップのいずれか一方を用いても良い。

係数切替部１６は、温度変化判別部の判別結果毎に異なる大きさの係数を出力する。例えば、係数切替部１６は、温度変化判別部１３が温度上昇状態であることを判別結果として出力した場合、モータ２３の巻線温度が上昇している時に用いられる第１の係数Ｋｕを出力する。一方、係数切替部１６は、温度変化判別部１３が温度下降状態であることを判別結果として出力した場合、モータ２３の巻線温度が下降している時に用いられる第２の係数Ｋｄを出力する。本実施の形態では、第２の係数Ｋｄの方が第１の係数Ｋｕよりも小さな値であるものとする。

乗算器１７は、時定数マップ１５から出力された熱時定数τｒｃ０と係数切替部１６が出力した係数とを乗算して推定温度算出部１２に出力する熱時定数τｒｃを出力する。

実施の形態２にかかるモータ温度推定装置２では、熱時定数選択部１４を上述のような構成とすることで、モータの巻線温度が上昇している期間と、下降している期間とで、異なる大きさの熱時定数τｒｃに基づく推定温度Ｔｓを算出する。

上記説明より、実施の形態２にかかるモータ温度推定装置２は、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１と同様に、高い精度で推定温度Ｔｓを算出することができる。また、実施の形態２にかかるモータ温度推定装置２では、準備する時定数マップを実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１よりも少なくすることができるため、実施の形態１にかかるモータ温度推定装置１よりも時定数マップの作成工程を簡略化することができる。

上記説明は、本発明者によってなされた発明を実施の形態に基づき具体的に説明したが、本発明は既に述べた実施の形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能であることはいうまでもない。

上記説明では、速度指令値Ｎｒｅｆをモータ２３を制御するシステムに与える例について説明したが、本発明は、速度指令値Ｎｒｅｆ以外の指令値に基づきモータ２３を制御するシステムにも適用することができる。例えば、モータ２３をトルク指令値に基づき制御する場合、速度指令値Ｎｒｅｆが生成されないことがあるが、このような場合においてもモータ２３からロータの角度を示すロータ角度値を取得して、当該ロータ角度値からモータ２３の実速度値を算出することができる。当該実速度値は。速度指令値Ｎｒｅｆの代替値として利用することができる。また、モータ２３をロータ位置指令値に基づき制御する場合、当該ロータ位置指令値に基づき速度指令値Ｎｒｅｆを生成する位置制御器等を設けることで速度指令値Ｎｒｅｆを時定数選択部に与えることができる。

１モータ温度推定装置
２モータ温度推定装置
１０損失計算部
１１熱時定数選択部
１２推定温度算出部
１３温度変化判別部
１４熱時定数選択部
１５時定数マップ
１６係数切替部
１７乗算器

Claims

モータのトルク、回転速度及び回転角度の少なくとも１つを制御するシステムにおいて前記モータの巻線温度を推定するモータ温度推定装置であって、
前記モータの損失を算出する損失計算部と、
前記モータの前記巻線温度が上昇状態であるか下降状態であるかを判別する温度変化判別部と、
前記巻線温度の熱変化率を示す熱時定数を、前記モータの速度を指示する速度指令値と、前記モータを駆動する駆動電流の大きさを指示する電流指令値と、の組み合わせに基づき決定して出力する熱時定数選択部と、
前記熱時定数選択部から出力された熱時定数と損失計算部が出力する前記モータの損失とに基づき推定温度を算出する推定温度算出部と、を有し、
前記熱時定数選択部は、前記温度変化判別部の判別結果が上昇状態であるか下降状態であるかに基づき、前記モータの前記巻線温度が上昇状態であるときと下降状態であるときとで出力する前記熱時定数の大きさを切り替えるモータ温度推定装置。
前記熱時定数選択部は、
前記モータの前記巻線温度が上昇するときの熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第１の時定数マップと、
前記モータの前記巻線温度が下降するときの熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした第２の時定数マップと、を有し、
前記温度変化判別部の判別結果に基づき、前記第１の時定数マップと前記第２の時定数マップとのいずれか一方を選択して、選択した時定数マップから出力する前記熱時定数を抽出する請求項１に記載のモータ温度推定装置。
前記熱時定数選択部は、
前記熱時定数を前記速度指令値と前記電流指令値との組み合わせ毎にマッピングした時定数マップと、
前記温度変化判別部の判別結果毎に異なる大きさの係数を出力する係数切替部と、
前記時定数マップから出力された前記熱時定数と前記係数切替部が出力した前記係数とを乗算して前記推定温度算出部に出力する前記熱時定数を出力する乗算器と、を有する請求項１に記載のモータ温度推定装置。
前記温度変化判別部は、１サイクル前の電流指令値と、現サイクルの電流指令値とを比較して前記モータの巻線温度が上昇状態であるか、下降状態であるかを判定する請求項１乃至３のいずれか１項に記載のモータ温度推定装置。