JP4924066B2

JP4924066B2 - モータ制御装置、及びモータ制御方法

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Publication number: JP4924066B2
Application number: JP2007021164A
Authority: JP
Inventors: 友昭百瀬; 喜徳杉田
Original assignee: Nissan Motor Co Ltd
Current assignee: Nissan Motor Co Ltd
Priority date: 2007-01-31
Filing date: 2007-01-31
Publication date: 2012-04-25
Anticipated expiration: 2027-01-31
Also published as: JP2008187862A

Description

本発明は、モータの出力を制御するモータ制御装置及びモータ制御方法に関する。

従来、この種の技術としては、例えば、ステータコイルの温度が設定温度以上となると、モータの出力トルクに制限をかけることで、モータの加熱によって不具合が生じることを防止するモータ制御装置がある（例えば、特許文献１参照）。
このようなモータ制御装置にあっては、通常、モータの回転数が高く、モータの磁気回路による渦電流損やヒステリシス損（鉄損）が増大して、ステータコイルの発熱量よりも、ロータコイルの発熱量が増大し、モータが加熱される場合には、モータの出力トルクの制限の開始温度（前記設定温度）を下げるようになっている。
特開２０００―１８４５０２号公報、図２

しかしながら、上記従来の技術にあっては、ロータコイルの発熱量の増大時には、単に、モータの出力トルクの制限の開始温度を下げ、出力トルクの制限を早いタイミングで開始するだけであるため、モータの加熱を適切に防止することが難しかった。
本発明は、上記従来の技術に鑑みてなされたものであって、モータの加熱をより適切に防止可能なモータ制御装置及びモータ制御方法を提供することを課題とする。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置は、制御対象であるモータの回転数と前記モータの出力トルクとに基づき、前記モータの回転数と前記モータの出力トルクとの組み合わせに応じたトルク制限温度しきい値であり且つそれぞれがステータの温度又はロータの温度に対応するトルク制限温度しきい値を規定する制御マップに従ってトルク制限温度しきい値を設定し、そのトルク制限温度しきい値が前記ステータに対応するものである場合には前記ステータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるか否かを判定し、前記トルク制限温度しきい値が前記ロータの温度に対するものである場合には前記ロータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるかを判定し、前記ステータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合又は前記ロータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合に前記モータの出力を制限することを特徴とする。

本発明のモータ制御装置にあっては、例えば、常にステータの温度に基づいてモータの出力制限を行う方法に比べ、モータの加熱をより適切に防止することができる。

以下、本発明を適用した車両の実施形態を図面に基づいて説明する。
＜構成＞
図１は、本実施形態の車両の概略構成を示す構成図である。この図１に示すように、モータ制御装置は、エンジン１、発電機２、インバータ３、モータ４、モータ温度センサ５、電流検出センサ６、回転センサ７、外気温センサ８、及び４ＷＤ(Wheel Drive)制御回路９を含んで構成される。

エンジン１は、運転者のアクセル操作に従って駆動力を発生し、その駆動力によって前輪１０及び発電機２を回転駆動する。
発電機２は、エンジン１によってロータ（不図示）が回転駆動され、その回転速度と界磁の磁束とに応じた電力を発生してインバータ３に出力する。
インバータ３は、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号に従って、発電機２から供給される電力を用いてモータ４に交流電流を供給する。

モータ４は、界磁巻き線型同期モータであり、図２に示すように、界磁コイル１１が巻かれており、界磁コイル１１を流れる電流によって磁束を発生するロータ１２と、ロータ１２の周囲に配され、ステータコイル１３が巻かれており、ステータコイル１３を流れる電流（インバータ３から出力される交流電流）によって磁束を発生するステータ１４と、ロータ１２とステータ１４とを覆うハウジング１５と、を含んで構成される。

そして、モータ４は、ロータ１２で発生される磁束とステータ１４で発生される磁束とによって駆動力を発生し、その駆動力で減速機１６及びクラッチ１７を介して後輪１８を回転駆動する。
ここで、モータ４が発生するトルクＴは、モータ４の極対数Ｐ、鎖交時速数φ、ｄ軸インダクタンスＬｄ、ｑ軸インダクタンスＬｑ、ｄ軸電流Ｉｄ、ｑ軸電流Ｉｑに基づき、下記（１）式で表される。
Ｔ＝Ｐ×φ×Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ・・・（１）
さらに、界磁コイル１１で発生される磁束をφ’とすると、前記（１）式は下記（２）式で表される。
Ｔ＝Ｐ×φ’×Ｉｑ＋（Ｌｄ−Ｌｑ）×Ｉｄ×Ｉｑ・・・（２）
また、Ｕ、Ｖ、Ｗ相それぞれのステータコイル１３に流れる電流Ｉｕは、下記（３）式で表される。
Ｉｕ＝（（Ｉｄ^２＋Ｉｑ^２）／３）^１／２・・・（３）

つまり、モータ４で大きなトルクＴを発生するためには、Ｕ、Ｖ、Ｗ相の電流Ｉｕを大きな値とする必要がある。また、ステータコイル１３の電流Ｉｕが大きな値となると、ステータコイル１３の抵抗による銅損Ｉ^２×Ｒ（Ｉ：電流、Ｒ：相抵抗）が発生する。
そのため、モータ４のトルクＴが大きい場合には（回転数が低い場合には）、銅損が増大してステータコイル１３が発熱し、モータ４が加熱される。

なお、その際、ステータコイル１３の発熱により、図３及び図４に示すように、モータ４（ステータ１４）の温度は比較的早く上昇する。
また、温度上昇は局所的となり、ハウジング１５による放熱マスが大きく、放熱性が高いので、出力が制限されると、ステータ１４の温度は比較的早く降下する。
さらに、図５に示すように、モータ４のトルクＴが若干小さい場合には（回転数が若干高い場合には）、ステータ１４の温度は比較的緩やかに上昇するため、モータ４の温度上昇が全体的となり、ハウジング１５による放熱マスが小さく、放熱特性は比較的低いので、出力が制限されると、ステータ１４の温度は比較的緩やかに降下する。

一方、モータ４の磁気回路による渦電流損及びヒステリシス損の総和である鉄損Ｗｃは、渦電流損失Ｗｅ、ヒステリシス損Ｗｈ（渦電流損失β、スイッチング周波数ｆ、磁束密度Ｂｍ、ヒス損定数α）に基づき、下記（４）式で表される。
Ｗｃ＝Ｗｅ＋Ｗｈ・・・（４）
Ｗｅ＝β×ｆ^２×Ｂｍ
Ｗｈ＝α×ｆ×Ｂｍ^２
つまり、鉄損Ｗｃは、界磁コイル１１を流れる交流電流の周波数の約１．５〜２乗に比例し、モータ４の回転数が高くなるほど増大する。

そのため、モータ４の回転数が高い場合には、鉄損が増大して、ステータコイル１３の発熱量よりも、界磁コイル１１の発熱量が増大し、モータ４が加熱される。
なお、その際、界磁コイル１１の発熱により、図６に示すように、モータ４の中心部から熱が発生するため、モータ４（ステータ１４）の温度は緩やかに上昇する。
また、温度上昇は全体的となり、モータ４の中心部に界磁コイル１１があるために、放熱性が低いので、出力が制限されると、ステータ１４の温度は緩やかに降下する。

モータ温度センサ５は、ステータ１４の近傍に配され、サーミスタ（周囲の温度に応じて抵抗値が変わる素子）を用いてステータ１４の温度を検出し、その検出結果（温度測定値）を４ＷＤ制御回路９に出力する。
電流検出センサ６は、界磁コイル１１を流れる電流を検出し、その検出結果（電流測定値）を４ＷＤ制御回路９に出力する。

回転センサ７は、モータ４（ロータ１２）の回転数を検出し、その検出結果（回転信号）を４ＷＤ制御回路９に出力する。
外気温センサ８は、車両の外気温を検出し、その検出結果（気温測定値）を４ＷＤ制御回路９に出力する。
４ＷＤ制御回路９は、運転者による操作と車両の状態量とに基づき、界磁コイル１１への供給電流を制御してモータ４を駆動させる（モータ４の出力を制御する）駆動制御信号をインバータ３に出力する。

また、４ＷＤ制御回路９は、所定時間（例えば、１０ｍｓｅｃ．）が経過するたびにモータ出力制限処理を実行し、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号と回転センサ７から出力される回転信号とに基づいてモータ４の運転状態（動作点）を判定し、その判定結果に基づいてステータ１４の温度又はロータ１２の温度をモータ４の温度（モータ温度Ｔｍ）とし、そのモータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｔｈ（駆動制御信号と回転信号とに基づいて設定されるしきい値）以上となるとトルク制限制御（モータ４の回転数を設定閾値以下に制限する制御）を行い、モータ温度Ｔｍがフェール温度Ｔｆ以上となると運転停止（モータ４の回転数を０とする制御）を行う。

なお、その際、モータ４の回転数が低〜中回転数域にある場合には、銅損が増大してステータコイル１３が発熱することで、ロータ１２よりも、ステータ１４の温度が上昇し、モータ４が加熱されるため、モータ４の温度としてステータ１４の温度を用いる（モータ温度センサ５の検出結果を用いる）。
また、モータ４の回転数が高回転数域にある場合には、鉄損が増大して界磁コイル１１の発熱量が増大し、ステータ１４よりも、ロータ１２の温度が上昇し、モータ４が加熱されるため、モータ４の温度としてロータ１２の温度を用いる（外気温センサ８の検出結果から推定される温度を用いる）。

さらに、４ＷＤ制御回路９は、トルク制限制御が行われるとモータ出力復帰処理を実行し、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号と回転センサ７から出力される回転信号に基づいてモータ４の運転状態を判定し、その判定結果に基づいてステータ１４の温度又はロータ１２の温度をモータ４の温度（モータ温度Ｔｍ）とし、そのモータ温度Ｔｍが動作復帰（トルク制限制御及び運転停止を終了する制御）のためのトルク制限しきい値Ｔｔｈ（トルク制限制御が開始されたときの駆動制御信号と回転信号とに基づいて設定されるしきい値）以下となると動作復帰を行う。

＜４ＷＤ制御回路の動作＞
次に、４ＷＤ制御回路９で実行されるモータ出力制限処理を図７のフローチャートに基づいて説明する。このモータ出力制限処理は、所定時間が経過するたびに実行される処理であって、まず、そのステップＳ１０１で、この演算処理が以前実行されたときに設定されたモータ温度Ｔｍ及びトルク制限しきい値Ｔｔｈに基づき、Ｔｍ≧Ｔｔｈであるか否かを判定する。そして、Ｔｍ＜Ｔｔｈである場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０２に移行し、Ｔｍ≧Ｔｔｈである場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０６に移行する。

なお、この演算処理が以前に一度も実行されたことがないときには、この演算処理が以前実行されたときに設定されたモータ温度Ｔｍとしてサーミスタから出力される温度測定値に応じた温度を用い、トルク制限しきい値Ｔｔｈとして予め設定された値を用いる。
前記ステップＳ１０２では、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号（トルク指令値、モータ４の出力トルク）と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数とに基づき、図８の制御マップ（トルク指令値と回転数との組み合わせに応じて、モータ４の動作状態を規定するマップ）に従ってモータ４の動作状態（動作点）が第１領域（モータ４の回転数が極低回転数域（０〜１００ｒｐｍ）にあり且つモータ４の出力が高トルク域（４０〜５０Ｎｍ）にある領域）、第３領域（モータ４の回転数が高回転数域（８５００〜１００００ｒｐｍ）にある領域）、第２領域（モータ４の回転数が低〜中回転数域にある領域、第１領域及び第３領域以外の領域）のいずれの領域にあるかを判定する。

次にステップＳ１０３に移行して、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号（トルク指令値）と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数とに基づき、図９の制御マップに従ってトルク温度制限しきい値を設定する。
図９の制御マップは、トルク指令値と回転数との組み合わせに応じてトルク制限温度しきい値を規定するマップであり、図８の制御マップの第１領域及び第２領域のトルク制限温度しきい値がステータ１４の温度に対応する値を規定し、第３領域のトルク制限温度しきい値がロータ１２の温度に対応する値を規定している。

次にステップＳ１０４に移行して、前記ステップＳ１０２で動作点が第１領域又は第２領域にあると判定された場合にはモータ温度センサ５から出力される温度測定値に基づいてステータ１４の温度を算出し、第３領域にあると判定された場合には電流検出センサ６から出力される電流測定値に基づいて界磁コイル１１の抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいてロータ１２（界磁コイル１１）の温度を算出する。

次にステップＳ１０５に移行して、前記ステップＳ１０４で算出されたステータ１４の温度又はロータ１２の温度をモータ温度Ｔｍとし、前記ステップＳ１０３で設定されたトルク制限温度しきい値をトルク制限しきい値Ｔｔｈとし、予め設定された温度（トルク制限しきい値Ｔｔｈより高い温度、ステータフェール温度又はロータフェール温度）をフェール温度Ｔｆとしてから、この演算処理を終了する。

一方、前記ステップＳ１０６では、この演算処理が以前実行されたときに設定されたモータ温度Ｔｍ及びフェール温度Ｔｆに基づき、Ｔｍ≧Ｔｆであるか否かを判定する。そして、Ｔｍ＜Ｔｆである場合には（Ｎｏ）ステップＳ１０７に移行し、Ｔｍ≧Ｔｆである場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ１０８に移行する。
前記ステップＳ１０７では、トルク制限処理を行ってから、この演算処理を終了する。

一方、前記ステップＳ１０８では、運転停止を行ってから、この演算処理を終了する。
次に、４ＷＤ制御回路９で実行されるモータ出力復帰処理を図１０のフローチャートに基づいて説明する。このモータ出力復帰処理は、トルク制限制御又は運転停止のいずれかが行われると実行される処理であって、まず、そのステップＳ２０１で、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号（トルク指令値）と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数と（コントローラメモリ）に基づき、図８の制御マップに従ってモータ４の動作状態（動作点）が第１領域〜第３領域のいずれの領域にあるかを判定する。

次にステップＳ２０２に移行して、外気温センサ８から出力される気温測定値に基づいて外気温を読み取る。
次にステップＳ２０３に移行して、前記ステップＳ２０２で読み取られた外気温と４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数（回転信号）とに基づき、図１１の制御マップに従って動作復帰しきい値を設定する。

図１１の制御マップは、外気温毎に用意され、トルク指令値と回転数との組み合わせに応じて動作復帰しきい値を規定するマップであり、図８の制御マップの第１領域及び第２領域の動作復帰しきい値がステータ１４の温度に対応する値を規定し、第３領域の動作復帰しきい値がロータ１２の温度に対応する値を規定する。
次にステップＳ２０４に移行して、前記ステップＳ２０３で設定された動作復帰しきい値をトルク制限しきい値Ｔｔｈとする。

次にステップＳ２０５で、前記ステップＳ２０１で動作点が第１領域又は第２領域にあると判定された場合にはモータ温度センサ５から出力される温度測定値に基づいてステータ１４の温度を算出し、その算出結果をモータ温度Ｔｍとする。また、動作点が第３領域にあると判定された場合には電流検出センサ６から出力される電流測定値に基づいて界磁コイル１１の抵抗値を算出し、その抵抗値に基づいてロータ１２（界磁コイル１１）の温度を算出し、その温度をモータ温度Ｔｍとする。

次にステップＳ２０６で、前記ステップＳ２０５で設定されたモータ温度Ｔｍが前記ステップＳ２０４で設定されたトルク制限しきい値Ｔｈ以下であるか否かを判定する。そして、モータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｈ以下である場合には（Ｙｅｓ）ステップＳ２０７に移行し、モータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｈより大きい場合には（Ｎｏ）前記ステップＳ２０５に移行する。
前記ステップＳ２０７では、動作復帰を行ってから、この演算処理を終了する。

＜具体的動作＞
次に、本実施形態の車両用駆動装置の動作を具体的状況に基づいて説明する。
まず、車両の走行速度が高く、モータ４の回転数が高いため、鉄損が増大して界磁コイル１１の発熱量が増大し、モータ４の温度が上昇しているときに（モータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｔｈより低いが、モータ４の回転数が高回転数域（８５００〜１００００ｒｐｍ）にあるときに）、４ＷＤ制御回路９でモータ出力制限処理が実行されたとする。すると、図７に示すように、まず、そのステップＳ１０１の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０２で、第３領域にあると判定され、ステップＳ１０３で、４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号（トルク指令値）と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数とに基づき、図９の制御マップに従ってロータ１２の温度に対するトルク温度制限しきい値が設定される。また、ステップＳ１０４で、電流検出センサ６から出力される電流測定値に基づいてロータ１２の温度が算出され、ステップＳ１０５で、その温度がモータ温度Ｔｍとされ、トルク温度制限しきい値がトルク制限しきい値Ｔｍとされ、ロータフェール温度がフェール温度Ｔｆとされた後、この演算処理を終了する。そして、所定時間が経過するたびに、上記フローがステップＳ１０１から繰り返し実行される。

上記フローが繰り返されるうちに、界磁コイル１１の発熱量の増大により、モータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｔｈより高く、且つ、フェール温度Ｔｆより低い温度になったとする。すると、前記ステップＳ１０１の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ１０６の判定が「Ｎｏ」となり、ステップＳ１０７で、トルク制限制御が行われ、モータ４の回転数が設定閾値以下に制限された後に、この演算処理を終了する。
そして、モータ４の回転数が制限されて低減することで、鉄損が減少して界磁コイル１１の発熱量が減少し、モータ４の加熱が抑制され、モータ４の温度が低下する。

また、同時に、トルク制限制御が行われたことにより、４ＷＤ制御回路９でモータ出力復帰処理が実行され、図１０に示すように、まず、そのステップＳ２０１で、第３領域にあると判定され、ステップＳ２０２で、外気温センサ８から出力される気温測定値に基づいて外気温が算出され、ステップＳ２０３で、その外気温と４ＷＤ制御回路９から出力される駆動制御信号と回転センサ７から出力されるモータ４の回転数と（トルク制限制御が開始されたときの状態量）に基づき、図１１の制御マップに従って動作復帰しきい値が設定され、ステップＳ２０４で、その動作復帰しきい値がトルク制限しきい値Ｔｔｈとされる。また、ステップＳ２０５で、電流検出センサ６から出力される電流測定値に基づいてロータ１２の温度が算出され、その温度がモータ温度Ｔｍとされ、ステップＳ２０６の判定が「Ｎｏ」となり、上記フローが前記ステップＳ２０５から繰り返し実行される。
上記フローが繰り返されるうちに、界磁コイル１１の発熱量の減少により、モータ温度Ｔｍがトルク制限しきい値Ｔｔｈより低い温度になったとする。すると、前記ステップＳ２０６の判定が「Ｙｅｓ」となり、ステップＳ２０７で、動作復帰が行われ、トルク制限制御が終了された後に、この演算処理を終了する。

以上、図１の回転センサ７が特許請求の範囲に記載の回転数検出手段を構成し、以下同様に、図１の４ＷＤ制御回路９、図７のステップＳ１０３が出力トルク検出手段を構成し、図９の制御マップが制御マップを構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図７のステップＳ１０３、Ｓ１０５がしきい値設定手段を構成し、図１のモータ温度センサ５がステータ温度検出手段を構成し、図１の電流検出センサ６、４ＷＤ制御回路９、図７のステップＳ１０４がロータ温度検出手段を構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図７のステップＳ１０１が判定手段を構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図７のステップＳ１０７，Ｓ１０８がモータ出力制限手段を構成し、図７のステップＳ１０４がコイル抵抗値検出手段及びロータ温度推定手段を構成し、図１１の制御マップが第２制御マップを構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図１０のステップＳ２０３、Ｓ２０４が第２しきい値算出手段を構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図１０のステップＳ２０６が第２判定手段を構成し、図１の４ＷＤ制御回路９、図１０のステップＳ２０７がモータ制限終了手段を構成する。

＜作用・効果＞
（１）このように、本実施形態のモータ制御装置にあっては、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとに基づき、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとの組み合わせに応じたトルク制限温度しきい値であり且つそれぞれがステータ１４の温度又はロータ１２の温度に対応するトルク制限温度しきい値を規定する図９の制御マップに従ってトルク制限温度しきい値を設定し、そのトルク制限温度しきい値がステータ１４に対応するものである場合にはステータ１４の温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるか否かを判定し、トルク制限温度しきい値がロータ１２の温度に対するものである場合にはロータ１２の温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるかを判定し、ステータ１４の温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合又はロータ１２の温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合にモータ４の出力を制限するようにした。そのため、常にステータ１４の温度に基づいてモータ４の出力制限を行う方法に比べ、モータ４の加熱をより適切に防止することができる。

すなわち、モータ４の回転数が低いときのトルク制限温度しきい値をステータ１４の温度に対応づけておくことで、モータ４の回転数が低いために、ステータコイル１３が発熱するときに、モータ４の出力を制限し、ステータ１４の発熱を抑制でき、ステータ１４の温度上昇に起因するモータ４の加熱をより適切に防止することができる。
また、モータ４の回転数が高いときのトルク制限温度しきい値をロータ１２の温度に対応づけておくことで、モータ４の回転数が高いために、界磁コイル１１が発熱するときに、モータ４の出力を制限し、ロータ１２の発熱を抑制でき、ロータ１２の温度上昇に起因するモータ４の加熱をより適切に防止することができる。

（２）また、ロータ１２に巻かれている界磁コイル１１の抵抗値に基づいてロータ１２の温度を推定するようにした。そのため、ロータ１２の温度を精度よく検出でき、例えば、ステータ１４の温度に基づいてモータ４の出力制限を行う方法に比べ、ロータ１２の温度上昇に起因するモータ４の加熱をより適切に防止できる。

（３）さらに、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとに基づき、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとの組み合わせに応じた動作復帰しきい値であり且つそれぞれがステータの温度又はロータの温度に対応する動作復帰しきい値を規定する図１１の制御マップに従って動作復帰しきい値を設定し、その動作復帰しきい値がステータ１４に対応するものである場合にはステータ１４の温度が当該動作復帰しきい値以下であるか否かを判定し、動作復帰しきい値がロータ１２の温度に対するものである場合にはロータ１２の温度が当該動作復帰しきい値以下であるかを判定し、モータ４の出力の制限が行われているときには、ステータ１４の温度が前記動作復帰しきい値以下であると判定された場合又はロータ１２の温度が動作復帰しきい値以下であると判定された場合にモータ４の出力の制限を終了するようにしたため、モータ４の出力の制限を適切に終了することができる。

（４）一方、本実施形態のモータ制御方法にあっては、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとに基づき、モータ４の回転数とモータ４の出力トルクとの組み合わせに応じたトルク制限温度しきい値であり且つそれぞれがステータ１４の温度又はロータ１２の温度に対応するトルク制限温度しきい値を規定する図９の制御マップに従ってトルク制限温度しきい値を設定し、そのトルク制限温度しきい値がステータ１４に対応するものである場合にはステータ１４の温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるか否かを判定し、トルク制限温度しきい値がロータ１２の温度に対するものである場合にはロータ１２の温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるかを判定し、ステータ１４の温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合又はロータ１２の温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合にモータ４の出力を制限するようにした。そのため、常にステータ１４の温度に基づいてモータ４の出力制限を行う方法に比べ、モータ４の加熱をより適切に防止することができる。

車両の概略構成を示す構成図である。図１のモータを拡大して示す要部拡大図である。モータの回転数と出力トルクとによって決まるモータの動作状態を説明するための説明図である。モータの回転数が極低回転数域であり且つ出力トルクが高トルク域にある場合におけるステータ温度とロータ温度との関係を説明するための説明図である。モータの回転数が低〜中回転数域にある場合におけるステータ温度とロータ温度との関係を説明するための説明図である。モータの回転数が高回転数域にある場合におけるステータ温度とロータ温度との関係を説明するための説明図である。モータ出力制御処理のフローを示すフローチャートである。モータの回転数とトルク指令値とによって決まる各領域を規定する制御マップである。トルク指令値と回転数との組み合わせに応じてトルク制限温度しきい値を規定するマップである。モータ出力復帰処理のフローを示すフローチャートである。外気温毎に用意され、トルク指令値と回転数との組み合わせに応じて動作復帰しきい値を規定するマップである。

符号の説明

１はエンジン、２は発電機、３はインバータ、４はモータ、５はモータ温度センサ、６は電流検出センサ、７は回転センサ、８は外気温センサ、９は４ＷＤ制御回路、１０は前輪、１１は界磁コイル、１２はロータ、１３はステータコイル、１４はステータ、１５はハウジング、１６は減速機、１７はクラッチ、１８は後輪

Claims

制御対象であるモータの回転数を検出する回転数検出手段と、前記モータの出力トルクを検出する出力トルク検出手段と、前記モータの回転数と前記モータの出力トルクとの組み合わせに応じたトルク制限温度しきい値であり且つそれぞれがステータの温度又はロータの温度に対応するトルク制限温度しきい値を規定する制御マップと、前記回転数検出手段で検出された回転数と前記出力トルク検出手段で検出された出力トルクとに基づき前記制御マップに従ってトルク制限温度しきい値を設定するしきい値設定手段と、前記ステータの温度を検出するステータ温度検出手段と、前記ロータの温度を検出するロータ温度検出手段と、前記しきい値設定手段で設定されたトルク制限温度しきい値が前記ステータに対応するものである場合には前記ステータ温度検出手段で検出された前記ステータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるか否かを判定し、前記しきい値設定手段で設定されたトルク制限温度しきい値が前記ロータの温度に対するものである場合には前記ロータ温度検出手段で検出された前記ロータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるかを判定する判定手段と、前記判定手段で前記ステータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合又は前記ロータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合に前記モータの出力を制限するモータ出力制限手段と、を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
前記ロータ温度検出手段は、前記ロータに巻かれているコイルの抵抗値を検出するコイル抵抗値検出手段と、前記コイル抵抗値検出手段で検出された前記コイルの抵抗値に基づいて前記コイルの温度を推定するロータ温度推定手段と、を備えたことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記モータの回転数と前記モータの出力トルクとの組み合わせに応じた動作復帰しきい値であり且つそれぞれがステータの温度又はロータの温度に対応する動作復帰しきい値を規定する第２制御マップと、前記回転数検出手段で検出された回転数と前記出力トルク検出手段で検出された出力トルクとに基づき前記第２制御マップに従って動作復帰しきい値を設定する第２しきい値設定手段と、前記第２しきい値設定手段で設定された動作復帰しきい値が前記ステータに対応するものである場合には前記ステータ温度検出手段で検出された前記ステータの温度が当該動作復帰しきい値以下であるか否かを判定し、前記しきい値設定手段で設定された動作復帰しきい値が前記ロータの温度に対するものである場合には前記ロータ温度検出手段で検出された前記ロータの温度が当該動作復帰しきい値以下であるかを判定する第２判定手段と、前記モータの出力の制限が行われているときには、前記第２判定手段で前記ステータの温度が前記動作復帰しきい値以下であると判定された場合又は前記ロータの温度が前記動作復帰しきい値以下であると判定された場合に前記モータの出力の制限を終了するモータ制限終了手段と、を備えたことを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
制御対象であるモータの回転数と前記モータの出力トルクとに基づき、前記モータの回転数と前記モータの出力トルクとの組み合わせに応じたトルク制限温度しきい値であり且つそれぞれがステータの温度又はロータの温度に対応するトルク制限温度しきい値を規定する制御マップに従ってトルク制限温度しきい値を設定し、そのトルク制限温度しきい値が前記ステータに対応するものである場合には前記ステータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるか否かを判定し、前記トルク制限温度しきい値が前記ロータの温度に対するものである場合には前記ロータの温度が当該トルク制限温度しきい値以上であるかを判定し、前記ステータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合又は前記ロータの温度が前記トルク制限温度しきい値以上であると判定された場合に前記モータの出力を制限することを特徴とするモータ制御方法。