JP6726314B2 - モータ制御装置 - Google Patents

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Description

本発明は、モータ制御装置に関する。
従来、モータを駆動力として使用する電気自動車等の電動車両において、たとえば車輪が路上の窪みや側溝等に嵌り込んで回転できない状態に陥ったときには、モータに電流を流してもモータが回転できない。このような状態は、「ロック状態」と呼ばれている。こうしたモータのロック状態において、ユーザがアクセルを踏み込んでモータの駆動指示操作を行うなどして大きなトルク要求がインバータに入力されると、三相交流モータのステータに配置されているＵ相、Ｖ相およびＷ相のコイルのうち、特定相のコイルに高電流が集中して流れる可能性がある。このような状態が継続すると、特定相のコイルやこれに対応するインバータ内のスイッチング素子が過熱により焼損するおそれがある。
上記のようにロック状態においてモータのコイル等が焼損する事態を回避するために、モータがロック状態であることを検知した際に、モータへの通電を低減して発熱を抑制する技術が知られている。たとえば特許文献１には、通常の雰囲気温度でモータを駆動し続けてもモータ内部の各相のコイルが熱破壊しない駆動トルクまで、駆動トルク最大値を減少させる技術が記載されている。
特開２０１２−１４７６１４号公報
特許文献１に記載の技術では、モータがロック状態であると判定された後に駆動トルク最大値を減少させる場合において、通常の雰囲気温度でモータを駆動し続けてもモータ内部の各相のコイルＵ、Ｖ、Ｗが熱破壊しない駆動トルクまで、駆動トルク最大値を減少させることを特徴としている。しかしながら、冷却水等を用いた冷却機構によりモータやインバータが十分に冷却されている場合とそうでない場合とを比較すると、モータやインバータが熱破壊しない駆動トルクは雰囲気温度に応じて一定ではない。このような場合に通常の雰囲気温度を想定した駆動トルク制限を行うと、モータの駆動トルクが過剰に制限されてしまう。その結果、インバータからモータに出力される電流が過剰に制限されてしまうことがある。
本発明によるモータ制御装置は、インバータにより駆動されるモータがロック状態である場合に、前記モータおよび前記インバータのいずれか少なくとも一方を冷却する冷却機構の状態に基づいて、前記インバータから前記モータに出力される電流を制限するものであって、入力されたトルク指令に基づいて前記電流を決定するための電流指令を演算する電流指令部と、前記モータの回転状態に基づいて前記モータがロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部と、前記モータロック判定部により前記モータがロック状態であると判定された場合に、前記トルク指令を制限することにより前記電流を制限するトルク指令制限部と、を備え、前記トルク指令制限部は、前記モータロック判定部による判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときの前記モータまたは前記インバータの温度に基づいて保護開始温度およびロック検知時トルク制限値を設定し、前記モータまたは前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えていないときには、前記ロック検知時トルク制限値を用いて前記トルク指令を制限し、前記モータまたは前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えたときには、前記冷却機構の状態に基づいて設定した連続通電トルク制限値を用いて前記トルク指令を制限する。
本発明によれば、モータやインバータを冷却する冷却機構の状態に応じて、インバータからモータに出力される電流を適切に制限することができる。
本発明の第１の実施形態に係るモータ装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第１の実施形態における冷却水温度とモータ連続通電可能トルクとの関係の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるモータ温度と保護開始モータ温度との関係の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるモータ温度とロック検知時トルク制限値との関係の一例を示す図である。 本発明の第１の実施形態におけるトルク制限処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態におけるモータロック判定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第１の実施形態によるトルク制限処理におけるモータ装置の動作例を示す図である。 本発明の第２の実施形態に係るモータ装置の全体構成を示すブロック図である。 本発明の第２の実施形態における冷却水温度とインバータ連続通電可能トルクとの関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるインバータ温度と保護開始インバータ温度との関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるインバータ温度とロック検知時トルク制限値との関係の一例を示す図である。 本発明の第２の実施形態におけるトルク制限処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態におけるモータロック判定処理の流れを示すフローチャートである。 本発明の第２の実施形態によるトルク制限処理におけるモータ装置の動作例を示す図である。 本発明の第３の実施形態に係るモータ装置の全体構成を示すブロック図である。
以下、本発明の実施形態について、図面を参照しながら詳細に説明する。
（第１の実施形態）
図１は、本発明の第１の実施形態に係るモータ装置１の全体構成を示すブロック図である。モータ装置１は、モータ３１０を含むモータ部３００と、モータ３１０の駆動制御を行うモータ制御部１００と、冷却水温度センサ４００とを有している。モータ３１０は、冷却水を用いた不図示の冷却機構により、通電によって過熱状態とならないように冷却されている。冷却水温度センサ４００は、冷却機構の状態を示す情報として冷却水の温度を検出し、冷却水温度Ｔｃをモータ制御部１００に出力する。モータ制御部１００は、モータ３１０がロック状態である場合に、モータ３１０に流れる電流が過大とならないように所定のトルク制限値を用いたトルク制限を行う。このとき、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃに応じてトルク制限値を変化させることで、モータ３１０に流れる電流を冷却機構の状態に基づいて制限する。
モータ制御部１００は、電流検出部１１０、電流制御部１２０、三相電圧変換部１３０、インバータ回路１４０、電流指令部１５０、トルク指令制限部１６０、モータロック判定部１７０、および位相回転演算部１８０を備える。モータ制御部１００には、バッテリ２００およびコントローラ５００が接続されている。直流電圧源であるバッテリ２００は、所定の直流電圧Ｅｄｃをモータ制御部１００に供給する。バッテリ２００から供給された直流電圧Ｅｄｃは、モータ制御部１００のインバータ回路１４０によって可変電圧、可変周波数の３相交流電圧に変換され、モータ３１０に印加される。
モータ部３００は、モータ３１０、回転位置センサ３２０、およびモータ温度センサ３３０を備える。モータ３１０は、モータ制御部１００から３相の交流電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）が印加されることにより回転駆動する同期モータである。モータ３１０には、モータ３１０の誘起電圧の位相に合わせてモータ制御部１００が３相の交流電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）の位相を制御するために、回転位置センサ３２０が取り付けられている。回転位置センサ３２０は、モータ３１０の回転位置すなわち電気角に応じた検出信号をモータ制御部１００に出力する。ここで、回転位置センサ３２０には、鉄心と巻線から構成されるレゾルバを用いるのが好適であるが、他の種類のセンサ、たとえば巨大磁気抵抗効果（ＧＭＲ：Giant Magneto Resistive effect）を利用したＧＭＲセンサや、ホール素子を用いたセンサ等を用いてもよい。モータ温度センサ３３０は、モータ３１０の温度として、たとえばモータ３１０において電流が流れるステータコイルの温度を検出し、モータ温度Ｔｍをモータ制御部１００に出力する。
回転位置センサ３２０から出力された検出信号は、モータ制御部１００において位相回転演算部１８０に入力される。位相回転演算部１８０は、回転位置センサ３２０の検出信号に基づいて、モータ３１０の回転位置を示すモータ回転位置θｎおよびモータ３１０の回転数を示すモータ回転数Ｎｒｐｍを演算する。そして、モータ回転位置θｎを電流検出部１１０および三相電圧変換部１３０に出力し、モータ回転数Ｎｒｐｍをモータロック判定部１７０に出力する。
モータ制御部１００は、コントローラ５００からのトルク指令に応じてモータ３１０の出力を制御する電流制御機能を有している。モータ制御部１００において、モータロック判定部１７０は、位相回転演算部１８０からのモータ回転数Ｎｒｐｍと、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃとに基づいて、モータ３１０がロック状態であるか否かを判定するためのモータロック判定処理を行う。そして、ロック判定結果Ｄをトルク指令制限部１６０に出力する。モータロック判定部１７０によるモータロック判定処理の詳細については、後でフローチャートを参照して説明する。
トルク指令制限部１６０は、モータロック判定部１７０からのロック判定結果Ｄと、モータ温度センサ３３０からのモータ温度Ｔｍとに基づいて、コントローラ５００からのトルク指令を制限するためのトルク制限処理を行う。具体的には、トルク指令制限部１６０は、ロック判定結果Ｄに基づいてモータ３１０がロック状態であるか否かを判断し、モータ３１０がロック状態である場合には、モータ温度Ｔｍや冷却水温度Ｔｃに応じたトルク制限値を設定する。そして、トルク指令が示すトルク要求値Ｔ＊を設定したトルク制限値と比較し、トルク要求値Ｔ＊がトルク制限値を上回る場合には、トルク制限値以下に抑えた制限後トルク要求値Ｔ＊’をトルク要求値Ｔ＊に替えて電流指令部１５０に出力することで、トルク指令を制限する。なお、トルク要求値Ｔ＊がトルク制限値以下である場合は、トルク要求値Ｔ＊をそのまま制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力すればよい。トルク指令制限部１６０によるトルク制限処理の詳細については、後でフローチャートを参照して説明する。
電流指令部１５０は、トルク指令制限部１６０からの制限後トルク要求値Ｔ＊’に基づいて、トルク指令に応じた電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を算出する。そして、算出した電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を電流制御部１２０に出力する。
電流検出部１１０は、インバータ回路１４０とモータ３１０の間に設けられた電流センサからのセンサ信号に基づいて、３相のモータ電流値（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を求める。そして、位相回転演算部１８０からのモータ回転位置θｎに基づいて、これらのモータ電流値をｄｑ変換した電流検出値（Ｉｄ＾，Ｉｑ＾）を算出し、電流制御部１２０に出力する。
電流制御部１２０は、電流検出部１１０からの電流検出値（Ｉｄ＾，Ｉｑ＾）と、電流指令部１５０からの電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）とを比較し、これらがそれぞれ一致するように、電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）を算出する。そして、算出した電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）を三相電圧変換部１３０に出力する。
三相電圧変換部１３０は、位相回転演算部１８０からのモータ回転位置θｎに基づいて、電流制御部１２０からの電圧指令（Ｖｄ＊，Ｖｑ＊）を３相の電圧指令に変換する。そして、これらの電圧指令に基づいてパルス幅変調（ＰＷＭ）を行うことでドライブ信号を生成し、インバータ回路１４０に出力することで、インバータ回路１４０が有する３相の半導体スイッチ素子をそれぞれオン／オフ制御する。これにより、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される３相の交流電圧（Ｖｕ，Ｖｖ，Ｖｗ）を調整し、モータ３１０に流れる電流を制御してモータ３１０の駆動制御を行う。なお、前述の冷却機構を用いてインバータ回路１４０を冷却してもよい。
次に、本発明の第１の実施形態におけるトルク制限処理で用いられるモータ連続通電可能トルクについて説明する。モータ連続通電可能トルクとは、モータ３１０がロック状態であるときに、モータ３１０に流し続けることが可能な電流の大きさに対応するトルク値である。一般的に、モータ３１０を冷却する冷却機構における冷却水温度が低いほど、モータ３１０の温度上昇を抑えることができる。そのため、モータ連続通電可能トルクは冷却水温度に対して反比例の関係となる。
図２は、本発明の第１の実施形態における冷却水温度とモータ連続通電可能トルクとの関係の一例を示す図である。モータ連続通電可能トルクは、モータ制御部１００において、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃに基づき、たとえば図２の表に示すような関係に従って設定される。なお、図２において示されていない冷却水温度に対応するモータ連続通電可能トルクについては、線形補間等により、冷却水温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、本発明の第１の実施形態におけるトルク制限処理で用いられる保護開始モータ温度について説明する。保護開始モータ温度とは、モータ３１０がロック状態であると判定されてトルク制限を開始した後において、なおもモータ温度が上昇し続けた場合に、トルク制限値を変化させてさらなるトルク制限を行うためのモータ温度である。たとえば、モータ３１０において温度を直接検出できない相のステータコイルに電流が集中的に流れた場合においても、当該コイルが危険な温度に達しないようなモータ温度が、保護開始モータ温度として設定される。一般的に、モータ３１０のトルク制限を開始したときのモータ温度が高いほど、早い段階でトルク制限を強化してさらなるモータ温度の上昇を避けるべきである。そのため、モータ３１０が非ロック状態からロック状態に移行したときのモータ温度が高いほど、保護開始モータ温度との偏差が小さくなるようにする。
図３は、本発明の第１の実施形態におけるモータ温度と保護開始モータ温度との関係の一例を示す図である。保護開始モータ温度は、モータ制御部１００において、モータ３１０の状態に対する判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのモータ温度センサ３３０からのモータ温度Ｔｍに基づき、たとえば図３の表に示すような関係に従って設定される。なお、図３において示されていないモータ温度に対応する保護開始モータ温度については、線形補間等により、モータ温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、本発明の第１の実施形態におけるトルク制限処理で用いられるロック検知時トルク制限値について説明する。本実施形態でのロック検知時トルク制限値とは、モータ３１０がロック状態であると判定されてからモータ温度が前述の保護開始モータ温度に達するまでの間に許容するトルク制限値である。一般的に、ロック検知時のモータ温度が高いほど、モータ３１０に流れる電流を抑えてモータ温度の上昇を避けるべきである。また、ロック検知時のモータ温度があまり高くなければ、保護開始モータ温度に達するまでは特にトルク制限を行う必要がない。そのため、モータ３１０が非ロック状態からロック状態に移行したときのモータ温度が所定値以上のときには、モータ温度が高いほどロック検知時トルク制限値が小さくなるようにする。
図４は、本発明の第１の実施形態におけるモータ温度とロック検知時トルク制限値との関係の一例を示す図である。ロック検知時トルク制限値は、モータ制御部１００において、モータ３１０の状態に対する判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのモータ温度センサ３３０からのモータ温度Ｔｍに基づき、たとえば図４の表に示すような関係に従って設定される。なお、図４において示されていないモータ温度に対応するロック検知時トルク制限値については、線形補間等により、モータ温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、図５および図６のフローチャートを参照して、本発明の第１の実施形態におけるトルク指令制限部１６０によるトルク制限処理およびモータロック判定部１７０によるモータロック判定処理について説明する。図５は、本発明の第１の実施形態におけるトルク制限処理の流れを示すフローチャートである。図６は、本発明の第１の実施形態におけるモータロック判定処理の流れを示すフローチャートである。
トルク指令制限部１６０は、たとえば所定の処理周期ごとに、図５に示すトルク制限処理を実行する。図５のステップＳ１０において、トルク指令制限部１６０は、コントローラ５００から入力されたトルク指令を受信し、トルク要求値Ｔ＊を取得する。なお、ステップＳ１０で取得したトルク要求値Ｔ＊は、後述のステップＳ７０において用いられると共に、トルク指令制限部１６０からモータロック判定部１７０に出力される。
ステップＳ２０では、モータロック判定部１７０により、モータ３１０がロック状態であるか否かを判定するためのモータロック判定処理を行う。以下では、図６のフローチャートに従って、ステップＳ２０のモータロック判定処理を説明する。
図６のステップＳ２１において、モータロック判定部１７０は、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃを取得する。
ステップＳ２２において、モータロック判定部１７０は、ステップＳ２１で取得した冷却水温度Ｔｃに基づいて、モータ連続通電可能トルクを設定する。ここでは、モータロック判定部１７０において予め記憶された、たとえば図２に示したような冷却水温度とモータ連続通電可能トルクとの関係を用いて、冷却水温度Ｔｃに応じたモータ連続通電可能トルクを設定する。これにより、冷却機構の状態に基づくモータ３１０に通電可能な電流に応じたトルク制限値として、モータ連続通電可能トルクを設定することができる。
ステップＳ２３において、モータロック判定部１７０は、位相回転演算部１８０からモータ３１０の回転状態に応じたモータ回転数Ｎｒｐｍを取得する。
ステップＳ２４において、モータロック判定部１７０は、ステップＳ２３で取得したモータ回転数Ｎｒｐｍの絶対値が所定の閾値未満であるか否かを判定する。その結果、モータ回転数Ｎｒｐｍの絶対値が閾値未満である場合は処理をステップＳ２５に進め、そうでない場合、すなわちモータ回転数Ｎｒｐｍの絶対値が閾値以上である場合は処理をステップＳ２７に進める。
ステップＳ２５において、モータロック判定部１７０は、図５のステップＳ１０でトルク指令制限部１６０が取得したトルク要求値Ｔ＊の絶対値が、ステップＳ２２で設定したモータ連続通電可能トルクよりも大きいか否かを判定する。その結果、トルク要求値Ｔ＊の絶対値がモータ連続通電可能トルクを上回る場合は処理をステップＳ２６に進め、そうでない場合、すなわちトルク要求値Ｔ＊の絶対値がモータ連続通電可能トルク以下である場合は処理をステップＳ２７に進める。
ステップＳ２６において、モータロック判定部１７０は、モータ３１０がロック状態であると判定する。
ステップＳ２７において、モータロック判定部１７０は、モータ３１０が非ロック状態であると判定する。すなわち、モータ３１０はロック状態ではないと判定する。
ステップＳ２６またはＳ２７のいずれかを実行したら、モータロック判定部１７０は、その判定結果をロック判定結果Ｄとしてトルク指令制限部１６０に出力し、図６のモータロック判定処理を終了する。以上説明した処理により、モータロック判定部１７０は、モータ３１０の回転状態に基づいて、モータ３１０がロック状態であるか否かを判定することができる。
図５の説明に戻ると、ステップＳ３０において、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ２０で実行したモータロック判定処理において、モータ３１０がロック状態であると判定されたか否かを判定する。その結果、モータ３１０がロック状態であると判定された場合、すなわちロック状態を示すロック判定結果Ｄがモータロック判定処理で得られた場合は、処理をステップＳ４０に進める。一方、モータ３１０がロック状態ではないと判定された場合、すなわち非ロック状態を示すロック判定結果Ｄがモータロック判定処理で得られた場合は、図５のトルク制限処理を終了する。この場合、モータ制御部１００においてトルク制限は行われず、トルク要求値Ｔ＊に応じた電圧がモータ制御部１００からモータ３１０に印加される。
ステップＳ４０において、トルク指令制限部１６０は、モータ温度センサ３３０からモータ温度Ｔｍを取得する。
ステップＳ５０において、トルク指令制限部１６０は、モータ３１０が非ロック状態からロック状態に移行したか否かを判定する。非ロック状態からロック状態に移行した場合、すなわち、ステップＳ２０のモータロック判定処理で得られたロック判定結果Ｄが前回の処理では非ロック状態であり、今回の処理ではロック状態に変化した場合は、処理をステップＳ６０に進める。一方、非ロック状態からロック状態に移行していない場合、すなわちロック状態を示すロック判定結果Ｄが前回の処理でも既に得られている場合は、処理をステップＳ７０に進める。この場合、前回以前の処理で保護開始モータ温度およびロック検知時トルク制限値が既に設定されているため、以下で説明するステップＳ６０の処理を実行する必要はない。
ステップＳ６０において、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ４０で取得したモータ温度Ｔｍに基づいて、保護開始モータ温度およびロック検知時トルク制限値を設定する。ここでは、トルク指令制限部１６０において予め記憶された、たとえば図３に示したようなモータ温度と保護開始モータ温度との関係を用いて、モータ温度Ｔｍに応じた保護開始モータ温度を設定する。また、トルク指令制限部１６０において予め記憶された、たとえば図４に示したようなモータ温度とロック検知時トルク制限値との関係を用いて、モータ温度Ｔｍに応じたロック検知時トルク制限値を設定する。これにより、モータロック判定部１７０によるロック判定結果Ｄが非ロック状態からロック状態に変化したときのモータ３１０の温度に基づいて、保護開始モータ温度およびロック検知時トルク制限値を設定することができる。
ステップＳ７０において、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ１０で取得したトルク要求値Ｔ＊の絶対値が、ステップＳ６０で設定したロック検知時トルク制限値よりも大きいか否かを判定する。その結果、トルク要求値Ｔ＊の絶対値がロック検知時トルク制限値を上回る場合は、モータ３１０を保護するためにトルク制限を行う必要があると判断し、処理をステップＳ８０に進める。そうでない場合、すなわちトルク要求値Ｔ＊の絶対値がロック検知時トルク制限値以下である場合は、処理をステップＳ９０に進める。
ステップＳ８０において、トルク指令制限部１６０は、コントローラ５００からのトルク指令をロック検知時トルク制限値以下に制限する。具体的には、コントローラ５００から入力されたトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊の代わりに、ロック検知時トルク制限値を制限後トルク要求値Ｔ＊’として電流指令部１５０に出力する。
ステップＳ９０において、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ４０で取得したモータ温度Ｔｍが、ステップＳ６０で設定した保護開始モータ温度よりも大きいか否かを判定する。その結果、モータ温度Ｔｍが保護開始モータ温度を上回る場合は、モータ３１０の発熱を抑えるためにさらなるトルク制限を行う必要があると判断し、処理をステップＳ１００に進める。そうでない場合、すなわちモータ温度Ｔｍが保護開始モータ温度以下である場合は、図５のトルク制限処理を終了する。
ステップＳ１００において、トルク指令制限部１６０は、コントローラ５００からのトルク指令を、図６のステップＳ２２でモータロック判定部１７０が設定したモータ連続通電可能トルク以下に制限する。具体的には、コントローラ５００から入力されたトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊の代わりに、モータ連続通電可能トルクを制限後トルク要求値Ｔ＊’として電流指令部１５０に出力する。これにより、冷却機構の状態に基づくモータ３１０に通電可能な電流に応じたトルク制限値であるモータ連続通電可能トルク以下にトルク指令を制限する。その結果、モータ３１０を冷却する冷却機構の状態に基づいて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を制限することができる。ステップＳ１００の処理を実行したら、トルク指令制限部１６０は図５のトルク制限処理を終了する。
図７は、以上説明した本発明の第１の実施形態によるトルク制限処理におけるモータ装置１の動作例を示す図である。図７において、グラフ７１はトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊および制限後トルク要求値Ｔ＊’の時間変化を、グラフ７２はモータ温度Ｔｍの時間変化を、グラフ７３は冷却水温度Ｔｃの時間変化を、グラフ７４はモータロック判定部１７０によるロック判定結果Ｄの時間変化をそれぞれ表している。
時刻ｔ１において、トルク要求値Ｔ＊がモータ連続通電可能トルクを上回ると、図６で説明したモータロック判定処理により、ロック判定結果Ｄが非ロック状態からロック状態に変化する。すると、このときのモータ温度Ｔｍがロック時モータ温度として検知され、保護開始モータ温度およびロック検知時トルク制限値が設定される。
時刻ｔ２においてトルク要求値Ｔ＊がロック検知時トルク制限値に達すると、時刻ｔ２以降では、トルク指令制限部１６０においてトルク制限が行われ、設定したロック検知時トルク制限値が制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力される。なお、グラフ７１における破線は、トルク指令制限部１６０に対して入力される制限前のトルク要求値Ｔ＊を表している。このトルク要求値Ｔ＊は、コントローラ５００において通常トルク制限値以下となるように制限されている。なお、コントローラ５００ではトルク要求値Ｔ＊の制限を行わなくてもよい。この場合、ロック判定結果Ｄが非ロック状態のときにトルク要求値Ｔ＊が通常トルク制限値を超えていれば、トルク指令制限部１６０において通常トルク制限値を制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力すればよい。
時刻ｔ２以降にインバータ回路１４０からモータ３１０への通電を継続することでモータ温度Ｔｍが上昇し続け、時刻ｔ３においてモータ温度Ｔｍが設定した保護開始モータ温度に達すると、時刻ｔ３以降では、トルク指令制限部１６０においてさらなるトルク制限が行われる。ここでは、所定の変化レートにて、制限後トルク要求値Ｔ＊’をロック検知時トルク制限値からモータ連続通電可能トルクまで低減させる。時刻ｔ４において制限後トルク要求値Ｔ＊’がモータ連続通電可能トルクまで低減したら、時刻４以降では、モータ連続通電可能トルクが制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力される。これにより、モータ連続通電可能トルクは冷却水温度Ｔｃに応じて設定されるため、冷却水温度Ｔｃに従って制限後トルク要求値Ｔ＊’を可変とすることができる。その結果、冷却機構の状態に基づいて制限後トルク要求値Ｔ＊’を可能な限り緩和させつつ、モータ３１０で電流が流れるコイル等の温度上昇を抑制し、モータ３１０が過熱状態となるのを防止できる。
時刻ｔ５においてトルク要求値Ｔ＊がモータ連続通電可能トルクを下回ると、トルク要求値Ｔ＊が制限されずにそのまま出力される。また、この場合はモータロック判定処理におけるロック状態の判定条件を満たさないため、ロック判定結果Ｄがロック状態から非ロック状態に変化し、トルク制限が解除される。
以上説明した本発明の第１の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）モータ制御部１００は、インバータ回路１４０により駆動されるモータ３１０がロック状態である場合に、少なくともモータ３１０を冷却する冷却機構の状態に基づいて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を制限する。具体的には、モータ制御部１００は、入力されたトルク指令に基づいてモータ３１０に出力される電流を決定するための電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を演算する電流指令部１５０と、モータ３１０の回転状態を示すモータ回転数Ｎｒｐｍに基づいてモータ３１０がロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部１７０と、モータロック判定部１７０によりモータ３１０がロック状態であると判定された場合に、冷却機構の状態を示す冷却水温度Ｔｃに基づいてトルク指令を制限することによりモータ３１０に出力される電流を制限するトルク指令制限部１６０と、を備える。このようにしたので、モータ３１０を冷却する冷却機構の状態に応じて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を適切に制限することができる。
（２）トルク指令制限部１６０は、冷却機構の状態に基づくモータ３１０に通電可能な電流に応じたトルク制限値、すなわちモータ連続通電可能トルクを設定し、トルク指令をこのモータ連続通電可能トルク以下に制限する（ステップＳ１００）。このようにしたので、モータ３１０がロック状態であるときに、モータ３１０の通電を継続しつつ、モータ３１０が過熱状態となるのを防ぐことができる。
（３）モータロック判定部１７０は、モータ回転数Ｎｒｐｍが所定値未満であり（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、かつトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊がモータ連続通電可能トルクを超えたときに（ステップＳ２５：Ｙｅｓ）、モータ３１０がロック状態であると判定する（ステップＳ２６）。このようにしたので、モータ３１０がロック状態であるときに、これを確実に判定することができる。
（４）トルク指令制限部１６０は、モータロック判定部１７０による判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのモータ温度Ｔｍに基づいて保護開始モータ温度を設定し（ステップＳ６０）、モータ温度Ｔｍが保護開始モータ温度を超えたときに（ステップＳ９０：Ｙｅｓ）、トルク指令をモータ連続通電可能トルク以下に制限する（ステップＳ１００）。このようにしたので、ロック検知時のモータ３１０の温度に応じて適切なタイミングでトルク制限を行うことができる。
（第２の実施形態）
図８は、本発明の第２の実施形態に係るモータ装置１Ａの全体構成を示すブロック図である。モータ装置１Ａは、モータ３１０を含むモータ部３００Ａと、モータ３１０の駆動制御を行うモータ制御部１００Ａと、冷却水温度センサ４００とを有している。
モータ制御部１００Ａは、第１の実施形態で説明した図１のモータ制御部１００の構成要素に加えて、さらにインバータ温度センサ１４５を有している。また、トルク指令制限部１６０およびモータロック判定部１７０の処理内容がモータ制御部１００とは異なる。一方、モータ部３００Ａは、第１の実施形態で説明した図１のモータ部３００の構成要素のうち、モータ温度センサ３３０を有していない。これらの点以外は、第１の実施形態と同様の構成をそれぞれ有している。以下では、こうした第１の実施形態との相違点を中心に、本実施形態のモータ装置１Ａについて説明する。
本実施形態において、モータ制御部１００Ａのインバータ回路１４０は、冷却水を用いた不図示の冷却機構により、通電によって過熱状態とならないように冷却されている。なお、この冷却機構を用いてモータ３１０を冷却してもよい。
インバータ温度センサ１４５は、インバータ回路１４０の温度として、たとえばインバータ回路１４０において電流が流れる半導体スイッチング素子の温度を検出し、インバータ温度Ｔｉをトルク指令制限部１６０に出力する。本実施形態において、トルク指令制限部１６０は、インバータ温度センサ１４５からのインバータ温度Ｔｉをモータ温度Ｔｍの代わりに用いて、コントローラ５００からのトルク指令を制限するためのトルク制限処理を行う。
次に、本発明の第２の実施形態におけるトルク制限処理で用いられるインバータ連続通電可能トルクについて説明する。インバータ連続通電可能トルクとは、モータ３１０がロック状態であるときに、インバータ回路１４０に流し続けることが可能な電流の大きさに対応するトルク値である。一般的に、インバータ回路１４０を冷却する冷却機構における冷却水温度が低いほど、インバータ回路１４０の温度上昇を抑えることができる。そのため、第１の実施形態で説明したモータ連続通電可能トルクと同様に、インバータ連続通電可能トルクは冷却水温度に対して反比例の関係となる。
図９は、本発明の第２の実施形態における冷却水温度とインバータ連続通電可能トルクとの関係の一例を示す図である。インバータ連続通電可能トルクは、モータ制御部１００Ａにおいて、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃに基づき、たとえば図９の表に示すような関係に従って設定される。なお、図９において示されていない冷却水温度に対応するインバータ連続通電可能トルクについては、線形補間等により、冷却水温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、本発明の第２の実施形態におけるトルク制限処理で用いられる保護開始インバータ温度について説明する。保護開始インバータ温度とは、モータ３１０がロック状態であると判定されてトルク制限を開始した後において、なおもインバータ温度が上昇し続けた場合に、トルク制限値を変化させてさらなるトルク制限を行うためのインバータ温度である。たとえば、インバータ回路１４０において温度を直接検出できない相の半導体スイッチング素子に電流が集中的に流れた場合においても、当該スイッチング素子が危険な温度に達しないような温度が、保護開始インバータ温度として設定される。一般的に、モータ３１０のトルク制限を開始したときのインバータ温度が高いほど、早い段階でトルク制限を強化してさらなるインバータ温度の上昇を避けるべきである。そのため、第１の実施形態で説明した保護開始モータ温度と同様に、モータ３１０が非ロック状態からロック状態に移行したときのインバータ温度が高いほど、保護開始インバータ温度との偏差が小さくなるようにする。
図１０は、本発明の第２の実施形態におけるインバータ温度と保護開始インバータ温度との関係の一例を示す図である。保護開始インバータ温度は、モータ制御部１００Ａにおいて、モータ３１０の状態に対する判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのインバータ温度センサ１４５からのインバータ温度Ｔｉに基づき、たとえば図１０の表に示すような関係に従って設定される。なお、図１０において示されていないインバータ温度に対応する保護開始インバータ温度については、線形補間等により、インバータ温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、本発明の第２の実施形態におけるトルク制限処理で用いられるロック検知時トルク制限値について説明する。本実施形態でのロック検知時トルク制限値とは、モータ３１０がロック状態であると判定されてからインバータ温度が前述の保護開始インバータ温度に達するまでの間に許容するトルク制限値である。一般的に、ロック検知時のインバータ温度が高いほど、インバータ回路１４０に流れる電流を抑えてインバータ温度の上昇を避けるべきである。また、ロック検知時のインバータ温度があまり高くなければ、保護開始インバータ温度に達するまでは特にトルク制限を行う必要がない。そのため、第１の実施形態で説明したのと同様に、モータ３１０が非ロック状態からロック状態に移行したときのインバータ温度が所定値以上のときには、インバータ温度が高いほどロック検知時トルク制限値が小さくなるようにする。
図１１は、本発明の第２の実施形態におけるインバータ温度とロック検知時トルク制限値との関係の一例を示す図である。ロック検知時トルク制限値は、モータ制御部１００Ａにおいて、モータ３１０の状態に対する判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのインバータ温度センサ１４５からのインバータ温度Ｔｉに基づき、たとえば図１１の表に示すような関係に従って設定される。なお、図１１において示されていないインバータ温度に対応するロック検知時トルク制限値については、線形補間等により、インバータ温度の変化に対して連続的に変化するように設定されることが好ましい。
次に、図１２および図１３のフローチャートを参照して、本発明の第２の実施形態におけるトルク指令制限部１６０によるトルク制限処理およびモータロック判定部１７０によるモータロック判定処理について説明する。図１２は、本発明の第２の実施形態におけるトルク制限処理の流れを示すフローチャートである。図１３は、本発明の第２の実施形態におけるモータロック判定処理の流れを示すフローチャートである。なお、図１２、１３では、第１の実施形態で説明した図５、６とそれぞれ同一の処理を行う部分には、同じステップ番号を付している。以下では、この図５、６と同一ステップ番号の処理について、特に必要のない限りは説明を省略する。
図１２のステップＳ２０Ａでは、モータロック判定部１７０により、モータ３１０がロック状態であるか否かを判定するためのモータロック判定処理を行う。以下では、図１３のフローチャートに従って、ステップＳ２０Ａのモータロック判定処理を説明する。
図１３のステップＳ２２Ａにおいて、モータロック判定部１７０は、ステップＳ２１で取得した冷却水温度Ｔｃに基づいて、インバータ連続通電可能トルクを設定する。ここでは、モータロック判定部１７０において予め記憶された、たとえば図９に示したような冷却水温度とインバータ連続通電可能トルクとの関係を用いて、冷却水温度Ｔｃに応じたインバータ連続通電可能トルクを設定する。これにより、冷却機構の状態に基づくインバータ回路１４０に通電可能な電流に応じたトルク制限値として、インバータ連続通電可能トルクを設定することができる。
ステップＳ２５Ａにおいて、モータロック判定部１７０は、図１２のステップＳ１０でトルク指令制限部１６０が取得したトルク要求値Ｔ＊の絶対値が、ステップＳ２２Ａで設定したインバータ連続通電可能トルクよりも大きいか否かを判定する。その結果、トルク要求値Ｔ＊の絶対値がインバータ連続通電可能トルクを上回る場合は処理をステップＳ２６に進め、モータ３１０がロック状態であると判定する。そうでない場合、すなわちトルク要求値Ｔ＊の絶対値がインバータ連続通電可能トルク以下である場合は処理をステップＳ２７に進め、モータ３１０が非ロック状態であると判定する。ステップＳ２６またはＳ２７のいずれかを実行したら、モータロック判定部１７０は、その判定結果をロック判定結果Ｄとしてトルク指令制限部１６０に出力し、図１３のモータロック判定処理を終了する。
図５の説明に戻ると、ステップＳ４０Ａにおいて、トルク指令制限部１６０は、インバータ温度センサ１４５からインバータ温度Ｔｉを取得する。
ステップＳ６０Ａにおいて、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ４０Ａで取得したインバータ温度Ｔｉに基づいて、保護開始インバータ温度およびロック検知時トルク制限値を設定する。ここでは、トルク指令制限部１６０において予め記憶された、たとえば図１０に示したようなインバータ温度と保護開始インバータ温度との関係を用いて、インバータ温度Ｔｉに応じた保護開始インバータ温度を設定する。また、トルク指令制限部１６０において予め記憶された、たとえば図１１に示したようなインバータ温度とロック検知時トルク制限値との関係を用いて、インバータ温度Ｔｉに応じたロック検知時トルク制限値を設定する。これにより、モータロック判定部１７０によるロック判定結果Ｄが非ロック状態からロック状態に変化したときのインバータ回路１４０の温度に基づいて、保護開始インバータ温度およびロック検知時トルク制限値を設定することができる。
ステップＳ９０Ａにおいて、トルク指令制限部１６０は、ステップＳ４０Ａで取得したインバータ温度Ｔｉが、ステップＳ６０Ａで設定した保護開始インバータ温度よりも大きいか否かを判定する。その結果、インバータ温度Ｔｉが保護開始インバータ温度を上回る場合は、インバータ回路１４０の発熱を抑えるためにさらなるトルク制限を行う必要があると判断し、処理をステップＳ１００Ａに進める。そうでない場合、すなわちインバータ温度Ｔｉが保護開始インバータ温度以下である場合は、図１２のトルク制限処理を終了する。
ステップＳ１００Ａにおいて、トルク指令制限部１６０は、コントローラ５００からのトルク指令を、図１３のステップＳ２２Ａでモータロック判定部１７０が設定したインバータ連続通電可能トルク以下に制限する。具体的には、コントローラ５００から入力されたトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊の代わりに、インバータ連続通電可能トルクを制限後トルク要求値Ｔ＊’として電流指令部１５０に出力する。これにより、冷却機構の状態に基づくインバータ回路１４０に通電可能な電流に応じたトルク制限値であるインバータ連続通電可能トルク以下にトルク指令を制限する。その結果、インバータ回路１４０を冷却する冷却機構の状態に基づいて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を制限することができる。ステップＳ１００Ａの処理を実行したら、トルク指令制限部１６０は図１２のトルク制限処理を終了する。
図１４は、以上説明した本発明の第２の実施形態によるトルク制限処理におけるモータ装置１Ａの動作例を示す図である。図１４において、グラフ８１はトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊および制限後トルク要求値Ｔ＊’の時間変化を、グラフ８２はインバータ温度Ｔｉの時間変化を、グラフ８３は冷却水温度Ｔｃの時間変化を、グラフ８４はモータロック判定部１７０によるロック判定結果Ｄの時間変化をそれぞれ表している。
時刻ｔ１１において、トルク要求値Ｔ＊がインバータ連続通電可能トルクを上回ると、図１３で説明したモータロック判定処理により、ロック判定結果Ｄが非ロック状態からロック状態に変化する。すると、このときのインバータ温度Ｔｉがロック時インバータ温度として検知され、保護開始インバータ温度およびロック検知時トルク制限値が設定される。
時刻ｔ１２においてトルク要求値Ｔ＊がロック検知時トルク制限値に達すると、時刻ｔ１２以降では、トルク指令制限部１６０においてトルク制限が行われ、設定したロック検知時トルク制限値が制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力される。なお、グラフ８１における破線は、トルク指令制限部１６０に対して入力される制限前のトルク要求値Ｔ＊を表している。このトルク要求値Ｔ＊は、第１の実施形態と同様に、コントローラ５００において通常トルク制限値以下となるように制限されていてもよいし、ロック判定結果Ｄが非ロック状態のときにトルク要求値Ｔ＊が通常トルク制限値を超えていれば、トルク指令制限部１６０において通常トルク制限値を制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力するようにしてもよい。
時刻ｔ１２以降にインバータ回路１４０からモータ３１０への通電を継続することでインバータ温度Ｔｉが上昇し続け、時刻ｔ１３においてインバータ温度Ｔｉが設定した保護開始インバータ温度に達すると、時刻ｔ１３以降では、トルク指令制限部１６０においてさらなるトルク制限が行われる。ここでは、所定の変化レートにて、制限後トルク要求値Ｔ＊’をロック検知時トルク制限値からインバータ連続通電可能トルクまで低減させる。時刻ｔ１４において制限後トルク要求値Ｔ＊’がインバータ連続通電可能トルクまで低減したら、時刻１４以降では、インバータ連続通電可能トルクが制限後トルク要求値Ｔ＊’として出力される。これにより、インバータ連続通電可能トルクは冷却水温度Ｔｃに応じて設定されるため、冷却水温度Ｔｃに従って制限後トルク要求値Ｔ＊’を可変とすることができる。その結果、冷却機構の状態に基づいて制限後トルク要求値Ｔ＊’を可能な限り緩和させつつ、インバータ回路１４０で電流が流れる半導体スイッチング素子等の温度上昇を抑制し、インバータ回路１４０が過熱状態となるのを防止できる。
時刻ｔ１５においてトルク要求値Ｔ＊がインバータ連続通電可能トルクを下回ると、トルク要求値Ｔ＊が制限されずにそのまま出力される。また、この場合はモータロック判定処理におけるロック状態の判定条件を満たさないため、ロック判定結果Ｄがロック状態から非ロック状態に変化し、トルク制限が解除される。
以上説明した本発明の第２の実施形態によれば、以下の作用効果を奏する。
（１）モータ制御部１００Ａは、インバータ回路１４０により駆動されるモータ３１０がロック状態である場合に、少なくともインバータ回路１４０を冷却する冷却機構の状態に基づいて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を制限する。具体的には、モータ制御部１００Ａは、入力されたトルク指令に基づいてインバータ回路１４０から出力される電流を決定するための電流指令値（Ｉｄ＊，Ｉｑ＊）を演算する電流指令部１５０と、モータ３１０の回転状態を示すモータ回転数Ｎｒｐｍに基づいてモータ３１０がロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部１７０と、モータロック判定部１７０によりモータ３１０がロック状態であると判定された場合に、冷却機構の状態を示す冷却水温度Ｔｃに基づいてトルク指令を制限することによりインバータ回路１４０から出力される電流を制限するトルク指令制限部１６０と、を備える。このようにしたので、インバータ回路１４０を冷却する冷却機構の状態に応じて、インバータ回路１４０からモータ３１０に出力される電流を適切に制限することができる。
（２）トルク指令制限部１６０は、冷却機構の状態に基づくインバータ回路１４０に通電可能な電流に応じたトルク制限値、すなわちインバータ連続通電可能トルクを設定し、トルク指令をこのインバータ連続通電可能トルク以下に制限する（ステップＳ１００Ａ）。
このようにしたので、モータ３１０がロック状態であるときに、インバータ回路１４０の通電を継続しつつ、インバータ回路１４０が過熱状態となるのを防ぐことができる。
（３）モータロック判定部１７０は、モータ回転数Ｎｒｐｍが所定値未満であり（ステップＳ２４：Ｙｅｓ）、かつトルク指令におけるトルク要求値Ｔ＊がインバータ連続通電可能トルクを超えたときに（ステップＳ２５Ａ：Ｙｅｓ）、モータ３１０がロック状態であると判定する（ステップＳ２６）。このようにしたので、モータ３１０がロック状態であるときに、これを確実に判定することができる。
（４）トルク指令制限部１６０は、モータロック判定部１７０による判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときのインバータ温度Ｔｉに基づいて保護開始インバータ温度を設定し（ステップＳ６０Ａ）、インバータ温度Ｔｉが保護開始インバータ温度を超えたときに（ステップＳ９０Ａ：Ｙｅｓ）、トルク指令をインバータ連続通電可能トルク以下に制限する（ステップＳ１００Ａ）。このようにしたので、ロック検知時のインバータ回路１４０の温度に応じて適切なタイミングでトルク制限を行うことができる。
（第３の実施形態）
図１５は、本発明の第３の実施形態に係るモータ装置１Ｂの全体構成を示すブロック図である。モータ装置１Ｂは、モータ３１０を含むモータ部３００と、モータ３１０の駆動制御を行うモータ制御部１００Ｂと、冷却水温度センサ４００とを有している。
モータ制御部１００Ｂは、第１の実施形態で説明した図１のモータ制御部１００におけるトルク指令制限部１６０とモータロック判定部１７０にそれぞれ替えて、第１トルク指令制限部１６０Ａおよび第２トルク指令制限部１６０Ｂと、第１モータロック判定部１７０Ａおよび第２モータロック判定部１７０Ｂを有している。また、第２の実施形態で説明したインバータ温度センサ１４５と、最小値選択部１９０とを有している。これらの点以外は、第１の実施形態と同様の構成を有している。一方、モータ部３００は、第１の実施形態で説明したのと同じ構成を有している。以下では、こうした第１、第２の実施形態との相違点を中心に、本実施形態のモータ装置１Ｂについて説明する。
本実施形態において、モータ３１０と、モータ制御部１００Ｂのインバータ回路１４０とは、冷却水を用いた不図示の冷却機構により、通電によって過熱状態とならないようにそれぞれ冷却されている。
本実施形態において、第１モータロック判定部１７０Ａは、位相回転演算部１８０からのモータ回転数Ｎｒｐｍと、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃとに基づいて、第１の実施形態で説明したのと同様のモータロック判定処理を行う。そして、得られた判定結果をロック判定結果Ｄ１として第１トルク指令制限部１６０Ａに出力する。第１トルク指令制限部１６０Ａは、第１モータロック判定部１７０Ａからのロック判定結果Ｄ１と、モータ温度センサ３３０からのモータ温度Ｔｍとに基づいて、第１の実施形態で説明したのと同様のトルク制限処理を行う。そして、得られたトルク要求値を第１の制限後トルク要求値Ｔ１＊’として最小値選択部１９０に出力する。
一方、第２モータロック判定部１７０Ｂは、位相回転演算部１８０からのモータ回転数Ｎｒｐｍと、冷却水温度センサ４００からの冷却水温度Ｔｃとに基づいて、第２の実施形態で説明したのと同様のモータロック判定処理を行う。そして、得られた判定結果をロック判定結果Ｄ２として第２トルク指令制限部１６０Ｂに出力する。第２トルク指令制限部１６０Ｂは、第２モータロック判定部１７０Ｂからのロック判定結果Ｄ２と、インバータ温度センサ１４５からのインバータ温度Ｔｉとに基づいて、第２の実施形態で説明したのと同様のトルク制限処理を行う。そして、得られたトルク要求値を第２の制限後トルク要求値Ｔ２＊’として最小値選択部１９０に出力する。
最小値選択部１９０は、第１の制限後トルク要求値Ｔ１＊’と第２の制限後トルク要求値Ｔ２＊’とを比較し、いずれか小さいほうを、実際のトルク制限に用いられる制限後トルク要求値Ｔ＊’として選択する。そして、選択した制限後トルク要求値Ｔ＊’をトルク要求値Ｔ＊に替えて電流指令部１５０に出力することで、トルク指令を制限する。これにより、モータ温度Ｔｍが保護開始モータ温度を上回り、かつインバータ温度Ｔｉが保護開始インバータ温度を上回る場合には、第１の制限後トルク要求値Ｔ１＊’として第１トルク指令制限部１６０Ａから出力されるモータ連続通電可能トルクと、第２の制限後トルク要求値Ｔ２＊’として第２トルク指令制限部１６０Ｂから出力されるインバータ連続通電可能トルクとのいずれか小さいほうを用いて、冷却水温度Ｔｃに従って制限後トルク要求値Ｔ＊’を可変とすることができる。その結果、冷却機構の状態に基づいて制限後トルク要求値Ｔ＊’を可能な限り緩和させつつ、モータ３１０で電流が流れるコイル等の温度上昇と、インバータ回路１４０で電流が流れる半導体スイッチング素子等の温度上昇とを共に抑制し、モータ３１０やインバータ回路１４０が過熱状態となるのを防止できる。
以上説明した本発明の第３の実施形態によれば、冷却機構は、モータ３１０およびインバータ回路１４０を冷却する。第１トルク指令制限部１６０Ａは、冷却機構の状態に基づいてモータ３１０に通電可能な電流に応じた第１のトルク制限値、すなわちモータ連続通電可能トルクを設定する。第２トルク指令制限部１６０Ｂは、冷却機構の状態に基づいてインバータ回路１４０に通電可能な電流に応じた第２のトルク制限値、すなわちインバータ連続通電可能トルクを設定する。最小値選択部１９０は、第１のトルク制限値と第２のトルク制限値とを比較し、いずれか小さいほうを用いてトルク指令を制限する。このようにしたので、モータ３１０がロック状態であるときに、モータ３１０およびインバータ回路１４０の通電を継続しつつ、モータ３１０およびインバータ回路１４０が過熱状態となるのを防ぐことができる。
なお、以上説明した第１〜第３の各実施形態では、モータ３１０やインバータ回路１４０を冷却する冷却機構として、冷却水を用いた水冷方式の冷却機構を説明したが、本発明はこれに限定されず、たとえば空冷方式など他の冷却機構を用いてもよい。また、冷却機構の状態を示す情報として冷却水温度Ｔｃを取得する例を説明したが、他の情報、たとえば空冷方式における風速等を取得してもよい。モータ３１０やインバータ回路１４０を冷却することが可能であり、その状態を示す情報が取得可能であれば、どのような冷却機構についても本発明を適用可能である。
また、以上説明した第１〜第３の各実施形態では、冷却機構の状態を示す情報としての冷却水温度Ｔｃを冷却水温度センサ４００から直接取得することとしたが、コントローラ５００からトルク指令と併せて冷却水温度Ｔｃを取得することで、これを間接的に取得してもよい。また、各実施形態のモータ装置において、コントローラ５００からトルク指令に替えて電流指令値を取得してもよい。この場合、モータ装置では、各実施形態で説明したのと同様の処理を電流指令値に対して適用することで、冷却機構の状態に応じた電流制限を実施し、モータ３１０やインバータ回路１４０に流れる電流を適切に制限することができる。
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。
１，１Ａ，１Ｂ・・・モータ装置
１００，１００Ａ，１００Ｂ・・・モータ制御部
１１０・・・電流検出部
１２０・・・電流制御部
１３０・・・三相電圧変換部
１４０・・・インバータ回路
１４５・・・インバータ温度センサ
１５０・・・電流指令部
１６０・・・トルク指令制限部
１６０Ａ・・・第１トルク指令制限部
１６０Ｂ・・・第２トルク指令制限部
１７０・・・モータロック判定部
１７０Ａ・・・第１モータロック判定部
１７０Ｂ・・・第２モータロック判定部
１８０・・・位相回転演算部
１９０・・・最小値選択部
２００・・・バッテリ
３００，３００Ａ・・・モータ部
３１０・・・モータ
３２０・・・回転位置センサ
３３０・・・モータ温度センサ
４００・・・冷却水温度センサ
５００・・・コントローラ

Claims (6)

  1. インバータにより駆動されるモータがロック状態である場合に、前記モータおよび前記インバータのいずれか少なくとも一方を冷却する冷却機構の状態に基づいて、前記インバータから前記モータに出力される電流を制限するモータ制御装置であって、
    入力されたトルク指令に基づいて前記電流を決定するための電流指令を演算する電流指令部と、
    前記モータの回転状態に基づいて前記モータがロック状態であるか否かを判定するモータロック判定部と、
    前記モータロック判定部により前記モータがロック状態であると判定された場合に、前記トルク指令を制限することにより前記電流を制限するトルク指令制限部と、を備え、
    前記トルク指令制限部は、
    前記モータロック判定部による判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときの前記モータまたは前記インバータの温度に基づいて保護開始温度およびロック検知時トルク制限値を設定し、
    前記モータまたは前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えていないときには、前記ロック検知時トルク制限値を用いて前記トルク指令を制限し、
    前記モータまたは前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えたときには、前記冷却機構の状態に基づいて設定した連続通電トルク制限値を用いて前記トルク指令を制限するモータ制御装置。
  2. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
    前記冷却機構は、少なくとも前記モータを冷却し、
    前記トルク指令制限部は、前記冷却機構の状態に基づく前記モータに通電可能な電流に応じた前記連続通電トルク制限値を設定し、前記モータの温度が前記保護開始温度を超えたときには、前記トルク指令を前記連続通電トルク制限値以下に制限するモータ制御装置。
  3. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
    前記冷却機構は、少なくとも前記インバータを冷却し、
    前記トルク指令制限部は、前記冷却機構の状態に基づく前記インバータに通電可能な電流に応じた前記連続通電トルク制限値を設定し、前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えたときには、前記トルク指令を前記連続通電トルク制限値以下に制限するモータ制御装置。
  4. 請求項２または請求項３に記載のモータ制御装置において、
    前記モータロック判定部は、前記モータの回転数が所定値未満であり、かつ前記トルク指令におけるトルク要求値が前記連続通電トルク制限値を超えたときに、前記モータがロック状態であると判定するモータ制御装置。
  5. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
    前記冷却機構は、前記モータおよび前記インバータを冷却し、
    前記トルク指令制限部は、
    前記冷却機構の状態に基づいて前記モータに通電可能な電流に応じた第１の連続通電トルク制限値を設定し、
    前記冷却機構の状態に基づいて前記インバータに通電可能な電流に応じた第２の連続通電トルク制限値を設定し、
    前記モータおよび前記インバータの温度が前記保護開始温度を超えたときには、前記第１の連続通電トルク制限値と前記第２の連続通電トルク制限値とを比較し、いずれか小さいほうを用いて前記トルク指令を制限するモータ制御装置。
  6. 請求項１に記載のモータ制御装置において、
    前記トルク指令制限部は、前記モータロック判定部による判定結果が非ロック状態からロック状態に変化したときの前記モータまたは前記インバータの温度が高いほど、当該温度と前記保護開始温度との偏差が小さくなるように、前記保護開始温度を設定するモータ制御装置。
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