JP2023009733A - モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの永久磁石の減磁診断の精度向上を図ることができるモータ制御装置の提供。【解決手段】モータ制御装置２０５は、モータ動作状態が診断可能領域内にある場合に、減磁診断パラメータの値が診断閾値を下回ると減磁異常と判定する減磁異常判定部３０５と、診断不能領域と診断可能領域との境界から離れた診断可能領域内に高精度診断領域を設け、高精度診断領域を除く診断可能領域では第１診断閾値に設定し、高精度診断領域では第１診断閾値よりも大きな第２診断閾値に設定する診断閾値設定部３０３と、モータ動作状態が高精度診断領域よりも高電力側に設定された移行可能領域にある場合には、モータ動作状態が移行可能領域から高精度診断領域へ変化するようにモータのトルクの指令値を変更する指令値補正部３０４とを備える。【選択図】図４

Description

本発明は、モータの減磁診断機能を備えるモータ制御装置に関する。

鉄道、建設機械、ハイブリッド車両等の電動車両の駆動で使用する永久磁石モータの減磁の有無を診断する技術として、例えば、特許文献１に記載のような技術がある。特許文献１には、検出したロータの回転速度とトルク指令値とに基づいて、モータの動作状態が判定実行領域に属するか判定禁止領域に属するかを判断し、動作状態が判定実行領域に属する場合には、モータ電圧に基づいて、モータの永久磁石の減磁率が判定閾値よりも低下しているか否かを判定し、動作状態が判定禁止領域に属する場合には減磁判定を禁止することが記載されている。このように、特許文献１に記載の技術では、判定実行領域に属する場合のみ判定を実行することで、誤判定の可能性を低減することが可能である。

特開２０１１－１１００４２号公報

ところで、減磁率の算出に用いられるモータ電圧やトルク等の計測値は、値が小さいほど誤差の割合が大きくなる。しかしながら、判定閾値が全領域で一律である場合、誤差が比較的小さな領域では、実際の減磁が同程度であっても誤差の大きな領域に比べて異常と判定される可能性が低下する。すなわち、本来ならば異常と判定されるべき減磁状態でありながら、正常と誤判定される可能性が高くなり、減磁を見逃してしまう可能性が大きい。

本発明の態様によるモータ制御装置は、モータの回転数およびトルクを座標軸とする２次元座標領域を診断不能領域と診断可能領域とに分け、前記診断可能領域において減磁診断を行うモータ制御装置であって、モータの回転数およびトルクで表されるモータ動作状態が前記診断可能領域内にある場合に、減磁診断パラメータの値が診断閾値を下回ると減磁異常と判定する減磁異常判定部と、前記診断不能領域と前記診断可能領域との境界から離れた前記診断可能領域内に第１の領域を設け、前記第１の領域を除く前記診断可能領域では前記診断閾値の値を第１の値に設定し、前記第１の領域では前記診断閾値の値を前記第１の値よりも大きな第２の値に設定する診断閾値設定部と、前記モータ動作状態が前記第１の領域よりも高電力側に設定された第２の領域にある場合には、前記モータ動作状態が前記第２の領域から前記第１の領域へ変化するように前記モータの回転数および／またはトルクの指令値を変更する指令値補正部とを備える。

本発明によれば、モータの永久磁石の減磁診断の精度向上を図ることができる。

図１は、本実施の形態のモータ制御装置を備える車両の概略構成を示す図である。 図２は、車両のパワートレインの一例を示すブロック図である。 図３は、領域設定の一例を示す図である。 図４は、モータ制御装置における減磁診断機能の一例を示す機能ブロック図である。 図５は、減磁診断処理の一例を示すフローチャートである。 図６は、領域設定の第２の例を示す図である。 図７は、領域設定の第３の例を示す図である。 図８は、変形例における領域設定を示す図である。

以下、図を参照して本発明を実施するための形態について説明する。図１は、本実施の形態のモータ制御装置を備える車両１の概略構成を示す図である。車両１は、車両ＥＣＵ（engine control unit）１０１、インバータ１０２、バッテリ１０３、モータ１０４、トランスミッション１０５およびブレーキ１０７を備えている。モータ１０４には、永久磁石モータが採用されている。

例えば、力行トルク運転時には、車両ＥＣＵ１０１は、車両として達成すべきトルク量をそのままインバータ１０２にトルク指令として送信する。インバータ１０２は、指令トルクに応じて、バッテリ１０３から入力されるＤＣ電流をＡＣ電流に変換してモータ１０４に入力する。モータ１０４はＡＣ電流によって駆動され、電力が機械的エネルギーと損失による熱とに変換される。モータ１０４で変換された機械的エネルギーは、トランスミッション１０５を通じてドライブシャフト１０６に伝達され、タイヤ１０８が回転駆動される。

一方、回生トルク運転時は、車両ＥＣＵ１０１は、車両として達成すべきトルク量をインバータ１０２とブレーキ１０７とに配分し、トルク指令としてそれぞれに送信する。この時、インバータ１０２に配分されたトルク量の絶対値が、インバータ１０２で実現可能である回生トルク量の絶対値よりも大きい場合、インバータ１０２は、車両ＥＣＵ１０１にインバータ１０２が実現可能である回生トルク量を送信する。実現可能である回生トルク量を受信した車両ＥＣＵ１０１は、インバータ１０２に配分するトルク量をインバータ１０２が実現可能である回生トルク量に変更する。さらに、車両ＥＣＵ１０１は、ブレーキ１０７に配分するトルク量を、車両として達成すべきトルクとインバータ１０２が実現可能である回生トルク量との差に変更する。ブレーキ１０７は、配分されたトルク量に応じてブレーキングをする。

図２は、図１に示した車両１のパワートレインに注目した図である。バッテリ１０３とインバータ１０２はＤＣ電圧系で接続されている。インバータ１０２とモータ１０４はＡＣ電圧系で接続されている。ＤＣ電圧センサ２０１はバッテリ１０３のＤＣ電圧を測定する。ＤＣ電流センサ２０２はバッテリ１０３のＤＣ電流を測定する。ＡＣ電流センサ２０３はインバータ１０２のＡＣ電流を測定する。ロータポジションセンサ２０４はモータ回転数を測定する。

ＤＣ電圧センサ２０１、ＤＣ電流センサ２０２、ＡＣ電流センサ２０３およびロータポジションセンサ２０４の各測定値は、インバータ１０２に設けられたモータ制御装置２０５に入力される。モータ制御装置２０５は、ＡＣ電流センサ２０３の計測値に基づいてモータ１０４の推定トルクを算出する。ゲート制御装置２０６は車両ＥＣＵ１０１から受信したトルク指令に基づいてインバータ１０２に設けられたスイッチング素子のゲートを制御する。また、モータ制御装置２０５から出力されたインバータ１０２が実現可能であるトルク量は、ゲート制御装置２０６を介して車両ＥＣＵ１０１に送られる。

モータ制御装置２０５は、後述するモータ１０４の減磁異常の診断も行う。モータ制御装置２０５においてモータ１０４の減磁異常が診断されると、モータ制御装置２０５は減磁異常であることを通知する信号を警告灯表示部２０７に送信する。警告灯表示部２０７は、減磁異常の通知信号を受信すると、警告灯を点灯する。

図３は、モータ回転数およびトルクで表されるモータ動作状態における、診断可能領域、診断不能領域、高精度診断領域および移行可能領域を説明する図である。縦軸は推定トルクを表し、横軸はモータ回転数を表している。第１象限および第２象限は力行トルク運転状態を表し、第３象限および第４象限は回生トルク運転状態を表す。モータ回転数とトルクのマトリックス上において、モータ回転数と推定トルクとの積はモータの消費電力を表す。

ハッチングを施した診断不能領域Ｒ０とハッチングを施していない診断可能領域Ｒ１との境界を示すラインは、モータ回転数と推定トルクとの積が一定な双曲線で表される。モータ１０４の消費電力が小さい場合、ＤＣ電流センサ２０２の測定値も小さくなる。ＤＣ電流センサ２０２の測定値が小さい場合には、ＤＣ電流センサ２０２のオフセット誤差による測定値への影響が大きくなる。後述するようにモータ１０４の減磁診断に使用される減磁診断パラメータの算出にはＤＣ電流センサ２０２の測定値も用いられるので、モータ１０４の消費電力が小さい場合には、オフセット誤差が原因で誤って減磁異常であると診断される可能性がある。

そのため、上記のような誤診断を防止するために、減磁診断の閾値（以下では、これを診断閾値と呼ぶ）とＤＣ電流センサ２０２のオフセット誤差の影響とを考慮し、誤診断が生じる可能性があるので減磁診断を実施しない診断不能領域Ｒ０と、ハッチングを施した診断不能領域Ｒ０よりも外側の診断を実施する診断可能領域Ｒ１とが設定される。診断可能領域Ｒ１の全域に対して一律に同じ診断閾値が設定される場合、診断閾値の設定に際しては、診断可能領域Ｒ１の内で診断不能領域Ｒ０との境界線に近い領域のオフセット誤差を考慮して設定される。

診断可能領域Ｒ１で診断不能領域Ｒ０との境界線に近い領域では、診断閾値に対するマージンが小さく、モータ１０４の永久磁石の減磁を精度良く検出することができる。一方、診断可能領域Ｒ１で境界線から遠い領域では、センサのオフセット誤差の影響が小さいので、上述のように設定された診断閾値に対してマージンが大きい。マージンが大きい場合、永久磁石の減磁の程度が大きくなるまで減磁異常と判定されないという問題が生じる。

そこで、本実施の形態では、図３に示すように診断可能領域Ｒ１の境界線から遠い領域に高精度診断領域Ｒ１１を設定した。高精度診断領域Ｒ１１では、上述した境界線に近い領域のオフセット誤差を考慮して設定される診断閾値（以下では、これを第１診断閾値Ｄ１と呼ぶ）よりも値の大きな第２診断閾値Ｄ２を用いて、すなわち、マージンを小さくする方向に診断閾値を変更して減磁異常の判定をより精度良く行うようにした。

さらに、モータ動作状態が、推定トルクの絶対値の大きさが高精度診断領域Ｒ１１よりも大きな移行可能領域Ｒ１２に含まれる場合には、モータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行させるようにした。図３に示す移行可能領域Ｒ１２は、トルク指令の絶対値を減少さてモータ運転状態を変更することで、モータ運転状態を高精度診断領域に移行させることが可能である領域を表している。

例えば、モータ回転数が５０００ｒｐｍで、インバータ１０２に配分された回生トルク量と推定トルクがともに－１５０Ｎｍであるとする。また、モータ回転数が５０００ｒｐｍかつトルクが－１００Ｎｍである場合に高精度診断領域Ｒ１１に入るとする。この場合には、インバータ１０２のモータ制御装置２０５は車両ＥＣＵ１０１にインバータ１０２が実現可能である回生トルク量を－１００Ｎｍとして送信する。車両ＥＣＵ１０１はインバータに対して－１００Ｎｍを配分するトルク指令をインバータ１０２に送信し、ブレーキ１０７に対して－５０Ｎｍを配分するトルク指令をブレーキ１０７に送信する。このトルク指令により運転状態が変更され、モータ１０４の推定トルクが－１００Ｎｍとなり、モータ動作状態がモータ回転数５０００ｒｐｍかつ推定トルク－１００Ｎｍの領域へ、すなわち高精度診断領域Ｒ１１へ移行する。

図４は、モータ制御装置２０５における減磁診断機能の一例を示す機能ブロック図である。減磁診断を行う減磁診断部３０１は、診断条件判定部３０２、診断閾値設定部３０３、指令値補正部３０４、減磁異常判定部３０５および信号出力部３０６を備えている。診断条件判定部３０２は、現在の推定トルクとモータ回転数とに基づいて、モータ動作状態が減磁診断に適している診断可能領域Ｒ１であるか減磁診断に適さない診断不能領域Ｒ０であるかを判定する。判定結果は減磁異常判定部３０５に入力される。

診断閾値設定部３０３は、現在の推定トルクとモータ回転数とに基づくモータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１であるか否かを判定する。診断閾値設定部３０３は、高精度診断領域Ｒ１１であると判定されると診断閾値として第２診断閾値Ｄ２を設定し、高精度診断領域Ｒ１１でない判定されると診断閾値として第１診断閾値Ｄ１を設定する。診断閾値設定部３０３は、設定された診断閾値を減磁異常判定部３０５へ出力する。

指令値補正部３０４は、現在の推定トルクとモータ回転数とに基づくモータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２である場合には、モータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行させるように、インバータ１０２が実現可能である回生トルク量を変更する。例えば、上述した例では、推定トルクが－１５０Ｎｍの場合に、インバータ１０２が実現可能である回生トルク量を－１００Ｎｍとして送信している。変更された実現可能である回生トルク量は、ゲート制御装置２０６を介して車両ＥＣＵ１０１へ送信される。

減磁異常判定部３０５は、診断条件判定部３０２の判定結果が診断不能領域Ｒ０であった場合には減磁判定すなわち減磁診断を実施せず、診断条件判定部３０２の判定結果が診断可能領域Ｒ１であった場合には減磁診断を実施する。なお、減磁診断を実施する場合、診断閾値設定部３０３によって入力された診断閾値を用いて減磁判定を行う。すなわち、現在の推定トルクとモータ回転数とに基づくモータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１である場合には診断閾値設定部３０３から第２診断閾値Ｄ２が入力されるので、減磁異常判定部３０５は第２診断閾値Ｄ２を用いて減磁判定を行う。一方、診断可能領域Ｒ１であってかつ高精度診断領域Ｒ１１でない場合には、診断閾値設定部３０３から第１診断閾値Ｄ１が入力されるので、減磁異常判定部３０５は第１診断閾値Ｄ１を用いて減磁判定を行う。

本実施の形態では、減磁診断に用いられ減磁診断パラメータとしてモータ効率比を用いる場合について説明する。モータ効率は、次式（１）で算出される。
モータ効率Ｅ＝(ＤＣ電圧×ＤＣ電流)/(推定トルクの絶対値×モータ回転数) …（１）
モータ効率比Ｍは、次式（２）で示すように、式（１）で算出されるモータ効率Ｅと減磁していない場合のモータ効率（以下では、期待効率Ｅ０と呼ぶ）との比を求めることで与えられる。
モータ効率比Ｍ[%]＝(モータ効率Ｅ/期待効率Ｅ０)×１００ …（２）

期待効率Ｅ０は、減磁していないモータのモータ回転数、推定トルク、ＤＣ電圧から事前に適合した結果と、現在のモータ回転数、推定トルク、ＤＣ電圧を比較することで求められる。期待効率Ｅ０は、モータ制御装置２０５のソフトウェアに事前にマップとして備えられている。マップにおいては、モータ回転数と推定トルクとの２次元座標上に期待効率Ｅ０が設定されている。期待効率Ｅ０を求める場合には、得られたモータ回転数と推定トルクとをマップに適用して期待効率Ｅ０を選択すればよい。

減磁異常判定部３０５は、減磁診断パラメータであるモータ効率比と診断閾値設定部３０３から入力された診断閾値とを比較し、モータ効率比が診断閾値未満であった場合には現在異常状態と判定する。減磁診断部３０１による診断は所定の時間間隔で繰り返し実行されるが、現在異常状態の判定があらかじめ設定されている減磁異常確定時間以上継続した場合には、減磁異常判定部３０５はモータ１０４の永久磁石の減磁異常を確定する。減磁異常判定部３０５は、減磁異常を確定した場合、異常コードを記録し、信号出力部３０６から警告灯表示部２０７（図２参照）に減磁状態を通知する信号を送信する。警告灯表示部２０７は、信号出力部３０６から減磁状態を通知する信号を受信すると、警告灯表示部２０７に設けられた警告灯（不図示）を点灯してドライバに減磁異常発生を報知する。

図５は、減磁診断部３０１で実行される減磁診断処理の一例を示すフローチャートである。図５の減磁診断処理は所定時間間隔で繰り返し実行される。ステップＳ５０１では、ＡＣ電流センサ２０３の計測値を取得し、その計測値に基づいてモータ１０４の推定トルクを算出する。ステップＳ５０２では、ロータポジションセンサ２０４で計測されたモータ回転数と算出した推定トルクとに基づき、モータ動作状態が図３に示す診断不能領域Ｒ０および診断可能領域Ｒ１のいずれかを判定する。ステップＳ５０２で診断可能領域Ｒ１と判定されるとステップＳ５０３へ進み、診断不能領域Ｒ０であると判定された場合には、減磁診断処理を終了する。

ステップＳ５０３では、モータ回転数および推定トルクに基づくモータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１である否かを判定する。ステップＳ５０３でモータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１であると判定されるとステップＳ５０４へ進み、高精度診断領域Ｒ１１でないと判定されるとステップＳ５０５へ進む。ステップＳ５０４では、モータ１０４の永久磁石の減磁を診断するために使用する診断閾値として第２診断閾値Ｄ２を設定する。

一方、ステップＳ５０３からステップＳ５０５へ進んだ場合には、ステップＳ５０５において診断閾値として第１診断閾値Ｄ１を設定する。ステップＳ５０６では、モータ回転数および推定トルクに基づくモータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２であるか否かを判定する。ステップＳ５０６でモータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２であると判定されるとステップＳ５０７へ進み、移行可能領域Ｒ１２でないと判定されるとステップＳ５０８へ進む。ステップＳ５０７では、現在のモータ回転数と推定トルクに基づくモータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行するように、実現可能である回生トルク量を変更する。その後、ステップＳ５０８へ進む。

ステップＳ５０８では、上述した式（１）に基づいて算出されるモータ効率Ｅ１と、得られたモータ回転数および推定トルクを期待効率のマップに適用して得られる期待効率Ｅ０とから、式（２）によりモータ効率比Ｍを算出する。ステップＳ５０９では、モータ効率比Ｍが診断閾値未満であるか否かを判定する。ステップＳ５０３，Ｓ５０４，Ｓ５０８と進んでステップＳ５０９の処理を行う場合には、診断閾値として第２診断閾値Ｄ２が用いられ、ステップＳ５０３、Ｓ５０５～Ｓ５０８と進んでステップＳ５０９の処理を行う場合には、診断閾値として第１診断閾値Ｄ１が用いられる。ステップＳ５０９においてＭ≧診断閾値と判定されると、ステップＳ５１１に進んで異常カウンタのカウント値Ｃをデクリメントし、減磁診断処理を終了する。

一方、ステップＳ５０９においてＭ＜診断閾値と判定されると、ステップＳ５１０に進んで異常カウンタのカウント値ＣをインクリメントしてステップＳ５１２へ進む。ステップＳ５１２では、故障カウンタのカウント値Ｃと減磁異常確定とされるカウント閾値Ｃ０とを比較し、Ｃ≧Ｃ０か否かを判定する。ステップＳ５１２でＣ＜Ｃ０と判定されると、減磁診断処理を終了する。一方、ステップＳ５１２でＣ≧Ｃ０と判定されると、ステップＳ５１３へ進んでモータ１０４の永久磁石の減磁異常を確定し、異常コードを記録し、減磁異常を通知する信号を警告灯表示部２０７（図２参照）へ送信する。その後、減磁診断処理を終了する。

図６は、領域設定の第２の例を示す図である。上述した実施の形態では、図３に示す例では、インバータ１０２が実現可能な回生トルク量を変更することで、移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行させる場合について説明した。しかしながら、原理的には、モータの回転数およびトルクの指令値を変更することで、モータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ変化させることができる。そのように回転数およびトルクの指令値を変更する場合には、図３に代えて例えば図６に示すような領域設定をする必要がある。なお、図３に示した高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２は、図６の破線で示す範囲Ｈ１の領域Ｒ１１，Ｒ１２に対応するものである。図３では、高精度診断領域Ｒ１１を横軸に平行な帯状の領域としている。

図６において、高精度診断領域Ｒ１１は、ラインＬ１１とラインＬ１２との間の領域である。ラインＬ１１，Ｌ１２は電力一定のモータ動作状態を示すラインであって、ラインＬ１２の電力はラインＬ１１の電力よりも大きい。移行可能領域Ｒ１２は、診断可能領域Ｒ１内であって高精度診断領域Ｒ１１よりも高電力側の領域である。例えば、移行可能領域Ｒ１２の符号Ｐで示すモータ動作状態から矢印のように高精度診断領域Ｒ１１に移行させる場合には、移行先のモータ回転数および回生トルクへの変更を要求する信号を、インバータ１０２から車両ＥＣＵ１０１へ送信する。

インバータ１０２からの要求信号を受信した車両ＥＣＵ１０１は、要求された回生トルクに基づいてモータ１０４とブレーキ１０７のトルク量の配分を変更し、要求された回生トルクをトルク指令値としてインバータ１０２へ送信する。また、車両ＥＣＵ１０１は、要求されたモータ回転数に基づいてトランスミッション１０５に減速比変更を要求し、要求されたモータ回転数をモータ回転数の指令値としてインバータ１０２へ送信する。インバータは、車両ＥＣＵ１０１から受信した回転数およびトルクの指令値に基づく駆動電流をモータ１０４に供給する。これにより、ドライブシャフト１０６およびタイヤ１０８の回転数は変化せず、車速に影響を及ぼすことなくモータ回転数を変更することが可能となる。モータ動作状態は、図６の矢印のように移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移動する。

図７は、領域設定の第３の例を示す図である。回転数指令値を変更する場合には、図３に代えて例えば図７に示すような領域設定をする。図７に示した高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２は、図６の破線で示す範囲Ｈ２の領域Ｒ１１，Ｒ１２に対応するものである。図７では、高精度診断領域Ｒ１１を縦軸に平行な帯状の領域としている。

現在のモータ動作状態が図７の移行可能領域Ｒ１２であった場合、モータ回転数を減少させてモータ動作状態を横軸に平行に図示左側に移動させることで、移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行させることができる。この場合、現在のモータ回転数から移行先のモータ回転数への変更を要求する信号を、インバータ１０２から車両ＥＣＵ１０１へ送信する。

インバータ１０２からモータ回転数の変更要求信号を受信した車両ＥＣＵ１０１は、トランスミッション１０５に減速比変更を要求し、インバータ１０２へのモータ回転数の指令値を要求されたモータ回転数に変更する。これにより、ドライブシャフト１０６およびタイヤ１０８の回転数は変化せず、車速に影響を及ぼすことなくモータ回転数を変更し、モータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１に移動させることができる。

（変形例）
図８は、変形例における領域設定を示す図である。上述した実施の形態では、モータで走行駆動する電動車両を例に説明したが、本発明はハイブリッド車両のように、モータとエンジンとで走行駆動する電動車両にも適用することができる。ハイブリッド車両の場合、車両走行時にモータとエンジンとでトルクを按分している。モータ動作状態が図８の移行可能領域Ｒ１２にある場合には、モータのトルクを減らしてモータ動作状態を高精度診断領域Ｒ１１に移動させる。モータのトルクを減らしたことで足りなくなったトルクは、エンジンが分担するトルクを増やすことで対処する。

この場合の高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２は、図８に示すように第１象限の診断可能領域Ｒ１に設定される。図８の高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２は、図３に示した高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２を横軸に関して反転させたものである。

なお、図３，６～８は領域設定の一例を示したものであり、高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２の領域設定はこれらに限定されるものではない。また、上述した実施形態では、減磁診断パラメータとして、式（２）に示すようなＤＣ電圧およびＤＣ電流とモータ１０４の推定トルクおよび回転数とで表されるモータ効率比を用いたが、さらにモータ温度も考慮した式としてもよい。また、モータ効率比に代えて、モータ１０４の永久磁石の磁束密度を磁気センサによって測定し、その測定値を減磁診断パラメータとして用いてもよい。

また、上述した実施の形態および変形例では、電動車両に搭載されたモータの永久磁石の減磁異常を診断する場合を例に説明したが、本実施の形態における減磁診断は電動車両に搭載されたモータに限らず、種々の装置に用いられるモータのモータ制御装置にも適用することが可能である。

以上説明した本発明の実施の形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（Ｃ１）図２～４に示すように、モータ制御装置２０５は、モータ１０４のモータ回転数および推定トルクを座標軸とする２次元座標領域を診断不能領域Ｒ０と診断可能領域Ｒ１とに分け、診断可能領域Ｒ１において減磁診断を行う。そして、モータ制御装置２０５は、モータの回転数およびトルクで表されるモータ動作状態が診断可能領域Ｒ１内にある場合に、減磁診断パラメータとしてのモータ効率比の値が診断閾値を下回ると減磁異常と判定する減磁異常判定部３０５と、診断不能領域Ｒ０と診断可能領域Ｒ１との境界から離れた診断可能領域Ｒ１内に第１の領域である高精度診断領域Ｒ１１を設け、高精度診断領域Ｒ１１を除く診断可能領域Ｒ１では診断閾値の値を第１診断閾値Ｄ１に設定し、高精度診断領域Ｒ１１では診断閾値の値を第１診断閾値Ｄ１よりも大きな第２診断閾値Ｄ２に設定する診断閾値設定部３０３と、モータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１よりも高電力側に設定された移行可能領域Ｒ１２にある場合には、モータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ変化するようにモータの回転数および／またはトルクの指令値を変更する指令値補正部３０４とを備える。

高精度診断領域Ｒ１１は、診断不能領域Ｒ０と診断可能領域Ｒ１との境界から離れて設定されているので、境界付近よりも高電力な領域である。そのため、計測誤差等に起因する減磁診断パラメータの誤差は、境界付近よりも高精度診断領域Ｒ１１のほうが小さい。本実施の形態では、減磁診断パラメータを用いて減磁異常を診断する際の診断閾値に関して、減磁診断パラメータの誤差が小さい高精度診断領域Ｒ１１の第２診断閾値Ｄ２を、減磁診断パラメータの誤差がより大きな境界付近で用いられる第１診断閾値Ｄ１よりも大きく設定した。そのため、減磁の程度が大きいのにも関わらず減磁異常と診断されないという不都合が生じるのを防止することができ、高精度診断領域Ｒ１１における減磁診断をより高精度に行うことができる。

さらに、モータ動作状態が高精度診断領域Ｒ１１よりも高電力側に設定された移行可能領域Ｒ１２にある場合には、指令値補正部３０４により回転数および／またはトルクの指令値を変更して能動的にモータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へと変化させる。そのため、モータ１０４の永久磁石の減磁の程度が小さくても検出可能である診断が実行される割合を増加させることができる。

（Ｃ２）さらに、減磁診断パラメータは、診断時のモータ効率と減磁していない場合のモータ効率との比であるモータ効率比Ｍであって、モータ効率比Ｍは、モータ１０４を駆動するインバータ１０２に印加されるＤＣ電圧およびＤＣ電流と、モータ１０４の回転数および推定トルクとに基づいて算出される。例えば、ＤＣ電流の大きさに対する計測誤差の割合は電流値が大きいほど小さくなるので、計測誤差のより小さい高電力側の高精度診断領域Ｒ１１においては誤差に対する診断閾値（％）のマージンをより小さく設定することで、すなわち、診断閾値をより大きく設定することで、減磁診断の精度をより高めることができる。

（Ｃ３）また、図３に示すように、高精度診断領域Ｒ１１および移行可能領域Ｒ１２は、診断可能領域Ｒ１においてモータの回転数が正でかつモータのトルクが負である領域に設定され、指令値補正部３０４は、モータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２にある場合には、モータのトルクの絶対値を減少させるようにトルクの指令値を変更する。その結果、モータ動作状態は移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１に移行し、第２診断閾値Ｄ２を用いた高精度な減磁診断が行われることになる。

（Ｃ４）さらに、モータ１０４は、図１に示すような、ブレーキ制動力およびモータ回生による制動力の配分を制御する車両ＥＣＵ１０１を備える電動車両の駆動用モータであって、指令値補正部３０４は、モータ動作状態を移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ変化させるようなトルク指令値を要求するための実現可能な回生トルク量を、車両ＥＣＵ１０１へ出力する。その結果、車両ＥＣＵ１０１からモータ制御装置２０５に対して、実現可能な回生トルク量をモータ１０４に要求するトルク指令が入力され、モータ動作状態が移行可能領域Ｒ１２から高精度診断領域Ｒ１１へ移行する。

（Ｃ５）さらに、図４に示すように、減磁異常判定部３０５によって減磁異常と判定されると減磁異常通知信号を出力する信号出力部３０６をさらに備える。例えば、図２に示すように信号出力部３０６から出力される減磁異常通知信号を車両に設けられた警告灯表示部２０７へ入力し、警告灯を点灯することによりドライバに減磁異常発生を報知することができる。

なお、以上の説明において、構成における機能部、例えば、モータ制御装置２０５，ゲート制御装置２０６および車両ＥＣＵ１０１等は、電気回路、電子回路、論理回路、およびそれらを内蔵した集積回路のほか、マイコン、プロセッサ、及びこれらに類する演算装置と、ＲＯＭ、ＲＡＭ、フラッシュメモリ、ハードディスク、ＳＳＤ、メモリカード、光ディスク及びこれらに類する記憶装置と、バス、ネットワーク及びこれらに類する通信装置、及び周辺の諸装置の組み合わせによって実行されるプログラムによって実現してもよく、いずれの実現態様でも本発明は成立し得る。

また、以上説明した各実施形態や各種変形例はあくまで一例であり、発明の特徴が損なわれない限り、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。また、上記では種々の実施形態や変形例を説明したが、本発明はこれらの内容に限定されるものではない。本発明の技術的思想の範囲内で考えられるその他の態様も本発明の範囲内に含まれる。

１…車両、１０１…車両ＥＣＵ、１０２…インバータ、１０４…モータ、１０５…トランスミッション、１０７…ブレーキ、２０５…モータ制御装置、２０７…警告灯表示部、３０１…減磁診断部、３０２…診断条件判定部、３０３…診断閾値設定部、３０４…指令値補正部、３０５…減磁異常判定部、３０６…信号出力部

Claims (5)

1. モータの回転数およびトルクを座標軸とする２次元座標領域を診断不能領域と診断可能領域とに分け、前記診断可能領域において減磁診断を行うモータ制御装置であって、
   モータの回転数およびトルクで表されるモータ動作状態が前記診断可能領域内にある場合に、減磁診断パラメータの値が診断閾値を下回ると減磁異常と判定する減磁異常判定部と、
   前記診断不能領域と前記診断可能領域との境界から離れた前記診断可能領域内に第１の領域を設け、前記第１の領域を除く前記診断可能領域では前記診断閾値の値を第１の値に設定し、前記第１の領域では前記診断閾値の値を前記第１の値よりも大きな第２の値に設定する診断閾値設定部と、
   前記モータ動作状態が前記第１の領域よりも高電力側に設定された第２の領域にある場合には、前記モータ動作状態が前記第２の領域から前記第１の領域へ変化するように前記モータの回転数および／またはトルクの指令値を変更する指令値補正部とを備える、モータ制御装置。
2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記減磁診断パラメータは、診断時のモータ効率と減磁していない場合のモータ効率との比であって、
   前記モータ効率は、前記モータを駆動するインバータに印加される電圧および電流と、前記モータの回転数およびトルクとに基づいて算出される、モータ制御装置。
3. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
   前記第１および第２の領域は、前記診断可能領域において前記モータの回転数が正でかつ前記モータのトルクが負である領域に設定され、
   前記指令値補正部は、前記モータ動作状態が前記第２の領域にある場合には、前記モータのトルクの絶対値を減少させるようにトルクの指令値を変更する、モータ制御装置。
4. 請求項３に記載のモータ制御装置において、
   前記モータは、ブレーキ制動力およびモータ回生による制動力の配分を制御する車両制御装置を備える電動車両の駆動用モータであって、
   前記指令値補正部は、前記モータ動作状態を前記第２の領域から前記第１の領域へ変化させるようなトルク指令値を要求するための実現可能な回生トルク量を、前記車両制御装置へ出力する、モータ制御装置。
5. 請求項１から請求項４までのいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
   前記減磁異常判定部によって減磁異常と判定されると減磁異常通知信号を出力する信号出力部をさらに備える、モータ制御装置。

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