JP7363528B2 - モータの磁石温度推定装置、及びそれを備えるハイブリッド車 - Google Patents

Description

ここに開示する技術は、モータの磁石温度推定装置、及びそれを備えるハイブリッド車に関する。

特許文献１には、モータの磁石温度推定装置の一例として、永久磁石型回転機の永久磁石の温度推定装置が開示されている。具体的に、この特許文献１に開示されている装置は、永久磁石の磁束密度を抽出するとともに、抽出された磁束密度に基づいて、永久磁石の温度を推定する。

また、特許文献２には、モータの磁石温度推定装置の別例として、電動車両用モータの冷却制御装置が開示されている。具体的に、この特許文献２に開示されている装置は、モータの駆動によって生じる誘起電圧を検知し、検知された誘起電圧に基づいて、モータの磁石温度を推定する。

特開２００７－３３６７０８号公報 国際公開第２０１４／１６７６９０号

ところで、モータのロータを構成する磁石は、過度に高温になると不可逆的に減磁してしまう。したがって、モータの性能を保つためには、磁石が高温になったときに磁石温度を低下させる必要がある。磁石温度をより確実に低下させるためには、磁石温度を精度よく推定することが求められる。

ここで、磁石温度の推定方法としては、前記特許文献２に開示されているように、モータの駆動によって生じる誘起電圧を用いることが考えられる。しかしながら、モータの駆動中、ロータの回転に伴う磁束変化に起因して、誘起電圧は変動することになる。このことは、磁石温度を精度よく推定するには不都合である。

ここに開示する技術は、かかる点に鑑みてなされたものであり、その目的とするところは、誘起電圧の変動を抑制し、ひいては磁石温度の推定精度を高めることにある。

本開示は、磁石を有しかつ回転動力を出力するロータと、前記ロータに対しギャップを隔てて対向する複数のコイルを有するステータと、を備えるモータの磁石温度推定装置に係る。

そして、本開示の第１の態様によれば、前記モータの磁石温度推定装置は、前記ロータの回転に応じて生じる誘起電圧を検出するセンサと、前記ロータの回転数及び回転位置を検出するモータ回転センサと、前記センサ及び前記モータ回転センサの検出信号が入力され、前記複数のコイルへの通電を通じて前記モータを制御するコントローラと、を備え、前記ロータには、該ロータの回転方向において前記磁石と隣接する空隙が設けられ、前記コントローラは、前記ロータの回転に伴って、前記磁石と、前記複数のコイルのうちの一のコイルと、がすれ違う際の所定期間にわたって検出される前記誘起電圧に基づいて、前記磁石の温度を推定し、前記所定期間とは、前記磁石及び該磁石に隣接する他の磁石の中間に位置する部位と、前記一のコイルの中心軸線とが交わるタイミングを含まないように、該タイミングの前後に設定された期間であって、該期間に相当する電気角の範囲が、予め前記コントローラに記憶された期間であり、前記コントローラは、前記電気角の範囲と、前記モータ回転センサの検出信号とに基づいて、前記所定期間にわたって前記誘起電圧を取得するとともに、該所定期間にわたって取得された前記誘起電圧の平均値に基づいて、前記磁石の温度を推定する。

ここで、「誘起電圧」の語は、磁石から発せられる磁束に起因した誘導起電力を指す。

一般に、ファラデーの誘導法則から明らかなように、誘起電圧の大きさは、一コイルに鎖交する磁束の時間変化に比例する。したがって、磁束の時間変化が相対的に大きく変化するときには、誘起電圧もまた、相対的に大きく変動することになる。換言すれば、磁束の時間変化が可能な限り抑制されるようなタイミングで誘起電圧を検出することで、誘起電圧の変動を抑制することができる。

本願発明者らが鋭意検討を重ねた結果、得られた知見によれば、ロータの回転に際して磁石とコイルとが向かい合うタイミングこそが、磁束の時間変化が抑制されるタイミングに他ならない。したがって、前記モータの磁石温度推定装置は、磁石とコイルとが向かい合う際に検出される誘起電圧に基づいて磁石温度を推定する。このように構成することで、誘起電圧の時間変動を可能な限り抑制することができる。

また、前述のタイミングにおける誘起電圧の時間変化は、ロータに空隙を設けることでより一層抑制される。この現象は、各空隙がフラックスバリアとして機能することで、一コイルに向かい合う磁石の端部からの磁束漏れを低減し、その端部における磁束量変化を安定化するとともに、一コイルに向かい合う磁石に隣接した他の磁石からの磁束の回り込みが抑制されて発生する。

このように、磁石とコイルとが向かい合う際に検出される誘起電圧を用いることと、空隙をフラックスバリアとして機能させることとが相まって、誘起電圧の検出に際し、その時間変動を可能な限り抑制することができる。これにより、磁石温度を精度よく推定することができるようになる。

ところで、誘起電圧に基づいて磁石温度を把握する術としては、誘起電圧の実効値、平均値及び最大値等を用いたり、誘起電圧を周波数成分に分解したときの最低次高調波を用いたりすることも考えられる。しかしながら、それらの方法を用いた場合、磁石全体の温度こそ推定できるものの、各磁石の温度を個別に推定するには不向きである。

一方、前記の構成によれば、磁石毎に誘起電圧を検出することで、磁石温度を個別に推定することが可能となる。このように、前記の構成は、各磁石の温度を個別にかつ精度よく推定できるという点で有効である。

また、前記構成によれば、前記コントローラは、誘起電圧の平均値に基づいて磁石温度を推定する。特定のタイミングで検出される誘起電圧ではなく、平均化を施した誘起電圧を用いることで、ノイズ等に起因した誘起電圧のバラツキの影響を低減することができる。これにより、磁石温度を精度よく推定する上で有利になる。

また、本開示の第２の態様によれば、前記ロータの回転軸に垂直な断面上で、前記回転方向における前記空隙の寸法をＤ１とし、前記回転方向における前記コイルの直径をＤ２とすると、
Ｄ１≧Ｄ２／４ …（Ａ）
の関係が満足される、としてもよい。

この構成によれば、回転方向における空隙の寸法を長くすることで、そのフラックスバリアとしての効果を高めることができる。本願発明者らが鋭意検討を重ねた結果、得られた知見によれば、上式（Ａ）が満足されるときに、フラックスバリアとしての機能を十分に発揮させることが可能となる。このことは、誘起電圧の時間変動をより確実に抑制し、ひいては、磁石温度を精度よく推定する上で有効である。

また、本開示の第３の態様によれば、前記空隙は、前記回転方向に沿って延び、前記空隙は、前記回転方向において前記磁石から離間するにつれて、前記ロータの径方向における寸法が短くなる、としてもよい。

この構成によれば、空隙において磁石に近接する部位は、径方向における寸法が相対的に長くなる分だけ断面積が広く確保され、フラックスバリアとしての機能を発揮させる上で有利になる。一方、空隙において磁石から離間する部位は、径方向における寸法が徐々に短くなって先細となるため、ロータの機械的強度を確保する上で有利になる。

このように、前記の構成によれば、フラックスバリアとしての機能を高めつつも、機械的強度を確保することができるようになる。

また、本開示の第４の態様によれば、前記空隙は、前記ロータにおける前記磁石の収容スペースと連通し、前記収容スペースは、前記径方向における両側から前記磁石を挟持する一対の支持面を有し、前記一対の支持面のうちの少なくとも一方は、前記空隙の内周面と面一に繋がっている、としてもよい。

この構成によれば、支持面と空隙の内周面とを面一に繋げることで、両面をスムースに接続することが可能となる。この構成は、支持面と前記内周面との間に段差が存する構成に比して、誘起電圧を滑らかに変動させることが可能となる。これにより、誘起電圧の時間変動をより確実に抑制し、ひいては、磁石温度を精度よく推定する上で有利になる。

また、本開示の第５の態様によれば、前記センサは、前記複数のコイルのうちの１つに重畳されるサーチコイルからなり、前記サーチコイルは、前記モータを駆動するインバータとは独立した回路に接続され、前記コントローラは、前記サーチコイルに生じる誘起電圧に基づいて前記磁石の温度を推定する、としてもよい。

この構成によれば、サーチコイルを介することで、そのサーチコイルが重畳されたコイルに生じる誘起電圧を間接的に検出することが可能となる。この場合、前記モータの磁石温度推定装置は、ロータの回転に際し、サーチコイルが重畳されたコイルに対向する磁石の温度を検出することになる。これにより、磁石温度を個別に推定することが可能になる。

また、本開示の第６の態様によれば、前記コントローラは、前記磁石の温度の推定結果に基づいて、該磁石の温度状態を判定し、前記コントローラは、前記温度状態が異常であると判定される場合、前記モータの出力を制限する、としてもよい。

この構成によれば、前述のように、磁石温度を精度よく推定することで、磁石の温度状態を精度よく判定することができるようになる。これにより、モータの出力を制限するべきタイミングを従来よりも的確に判定することができ、ひいては、モータをより適切に制御することができるようになる。

また、本開示の第７の態様は、ハイブリッド車に係る。このハイブリッド車は、前記モータの磁石温度推定装置と、前記モータと、前記モータと協働するエンジンと、を備える。

この構成によれば、モータの磁石温度を精度よく推定することで、磁石温度の上昇をより的確なタイミングで抑制することができる。これにより、モータの性能をより長期間にわたり保持することができるようになる。このことは、ハイブリッド車の長寿命化に資する。

以上説明したように、本開示によれば、誘起電圧の変動を抑制し、ひいては磁石温度の推定精度を高めることができる。

図１は、自動車の構成を例示する概略図である。 図２Ａは、モータの構成を概略的に例示する側面図である。 図２Ｂは、モータの構成を概略的に例示する断面図である。 図３は、ＭＣＵ及びこれに関連する入出力装置を例示するブロック図である。 図４は、モータの磁石温度推定装置の構成を例示するブロック図である。 図５は、コイルに生じる誘起電圧を例示するグラフである。 図６は、空隙面積と電圧安定性及び機械強度との関係を例示するグラフである。 図７は、誘起電圧の高速フーリエ変換によって得られる振幅及び位相を例示する図である。 図８は、磁石の磁束密度と磁石温度との関係を例示するグラフである。 図９は、第１及び第２推定制御に関連する処理を例示するフローチャートである。 図１０は、第１推定部による磁石温度の推定手順を例示するフローチャートである。 図１１は、第２推定部による磁石温度の推定手順を例示するフローチャートである。

以下、本開示の実施形態を図面に基づいて説明する。なお、以下の説明は例示である。

（１）移動体
（１－１）全体構成
図１は、移動体としての自動車１の構成を例示する概略図である。図１に示す自動車１は、４輪のハイブリッド車である。ハイブリッド車としての自動車１は、駆動源として、モータ３と、このモータ３と協働するエンジン２と、を備える。エンジン２及びモータ３は、互いに協働することで、４つの車輪４Ｆ，４Ｆ，４Ｒ，４Ｒのうち、車体の後側に位置する駆動輪４Ｒ，４Ｒを回転駆動する。この回転駆動によって、自動車１が移動（走行）する。

この自動車１の場合、エンジン２は車体の前側に配置され、駆動輪４Ｒは前述のように車体の後側に配置される。すなわち、自動車１は、いわゆるＦＲ車である。さらに、この自動車１の場合、モータ３よりもエンジン２が主体となって動力を発生する。モータ３は、エンジン２の駆動をアシストする形で利用される。すなわち、自動車１は、いわゆるマイルドハイブリッド車である。また、モータ３は、駆動源として機能するばかりでなく、回生時には発電機としても利用される。

なお、自動車１は、マイルドハイブリッド車に限定されない。自動車１は、モータ３が主体となって動力を発生するように構成された、いわゆるフルハイブリッド車とすることもできる。

自動車１は、エンジン２及びモータ３の他、駆動系の装置として、第１クラッチ５、インバータ６、第２クラッチ７、変速機８、デファレンシャルギア９、バッテリ１０などを備える。これら装置の複合体（駆動システム）の作用により、自動車１は走行する。

自動車１はまた、制御系の装置として、エンジンコントロールユニット（ＥＣＵ）２０、モータコントロールユニット（ＭＣＵ）２１、変速機コントロールユニット（ＴＣＵ）２２、ブレーキコントロール（ＢＣＵ）２３、総合コントロールユニット（ＧＣＵ）２４などを備える。

制御系の装置には、各種センサが電気的に接続されている。後述のように、自動車１は、特にモータ３に関連したセンサとして、モータ回転センサ５１と、サーチコイル５５と、電圧センサ５６と、を備える。

（１－２）駆動系の装置
エンジン２は、例えばガソリンを燃料にして燃焼を行う内燃機関である。エンジン２は、いわゆる４サイクルエンジンである。すなわち、本実施形態に係るエンジン２は、吸気、圧縮、膨張及び排気の各サイクルを繰り返すことで回転動力を発生させる。なお、エンジン２の種類及び形態は、本実施形態に示すものに限定されない。エンジン２は、ディーゼルエンジン等、様々な形態を取り得る。

エンジン２は、回転動力を出力する出力軸（不図示）を備える。この出力軸は、車体の前後方向に沿わせた状態で、車幅方向における略中央部に配置される。自動車１は、吸気システム、排気システム、燃料供給システムなど、エンジン２に付随した様々なシステムを備える。それらのシステムの図示及び説明は、省略する。

図２Ａは、モータ３の構成を概略的に例示する側面図である。図２Ｂは、モータ３の構成を概略的に例示する断面図である。図２Ａ及び図２Ｂに示すモータ３は、図１に例示するようにエンジン２の後方に配置される。このモータ３は、第１クラッチ５を介してエンジン２と直列に連結される。モータ３は、３相交流によって駆動される永久磁石型の同期モータである。図２Ａに示すように、モータ３は、大略、モータケース３１と、シャフト３２と、ロータ３３と、ステータ３４と、を備える。

モータケース３１は、円柱状のスペースを区画する円筒状の容器からなる。モータケース３１は、その中心軸方向における両端面が封止された状態で、自動車１の車体に固定され。ロータ３３及びステータ３４は、モータケース３１に収容される。シャフト３２は、その中心軸方向における両端部をそれぞれモータケース３１から突出させた状態で、モータケース３１に回転自在に支持される。

第１クラッチ５は、シャフト３２の一端部（前端部）と、エンジン２の出力軸との間に介在するように設置される。第１クラッチ５は、出力軸とシャフト３２とが連結された状態（連結状態）と、出力軸とシャフト３２とが分離した状態（解放状態）と、の間で切替可能に構成される。

第２クラッチ７は、シャフト３２の他端部（後端部）と、変速機８の入力軸との間に介在するように設置される。第２クラッチ７は、シャフト３２と入力軸とが連結された状態（連結状態）と、シャフト３２と入力軸とが分離した状態（解放状態）と、の間で切替可能に構成されている。

なお、第１クラッチ５及び第２クラッチ７は、それぞれ、前述の連結状態と解放状態との間の状態（部分連結状態）において、シャフト３２を介して伝達される動力の大きさを調整可能に構成される。

ロータ３３は、磁石３５を有しかつ回転動力を出力するように構成される。具体的に、本実施形態に係るロータ３３は、円柱状の部材からなる。この円柱状の部材は、中心に軸孔を有する複数の金属板を、その中心軸方向に沿って積層することで構成される。ロータ３３の軸孔に対してシャフト３２の中間部分を固定することで、ロータ３３は、シャフト３２と一体化される。

ロータ３３の外周部分には、該ロータ３３の回転方向に沿って、複数の磁石３５が配置される。複数の磁石３５は、ステータ３４の内周面にＳ極を指向させた第１磁石３５ａと、回転方向において第１磁石３５ａと隣接しかつステータ３４の内周面にＮ極を指向させた第２磁石３５ｂと、を含む。

なお、「ロータ３３の回転方向」は、該ロータ３３、ひいてはステータ３４及びモータ３の周方向に等しい。以下の記載では、「ロータ３３の回転方向」の語を、単に「回転方向」という。同様に、「ロータ３３の径方向」の語を、以下の記載では単に「径方向」という。

また、以下の記載では、ステータ３４に対する第１磁石３５ａの姿勢を明確にするために、第１磁石３５ａをＳ磁石３５ａともいう。同様に、第２磁石３５ｂをＮ磁石３５ｂともいう。

複数の磁石３５は、例えば図２Ａに示す構成では、４個の第１磁石３５ａと、４個の第２磁石３５ｂと、からなる。第１磁石３５ａ及び第２磁石３５ｂは、回転方向に沿って、等間隔で交互に並ぶように配置される。

また、複数の磁石３５は、２Ａ及び図２Ｂに示す断面、つまりシャフト３２に垂直な断面上では、それぞれ、径方向の寸法に比して回転方向の寸法が長い矩形状に形成される。

また、複数の磁石３５は、いずれも、いわゆる磁力可変マグネットとして構成される。すなわち、複数の磁石３５は、それぞれ、各磁石３５から発せられる磁力の大きさを大小に可変することができる。通常、この種のモータ３には、その磁力を長期にわたり保持できるよう、保磁力（Coercivity）が大きい永久磁石が使用される。このモータ３では、磁力を比較的容易に変更できるように、通常よりも保持力の小さい永久磁石が磁石３５として用いられる。

磁石３５として用いられる永久磁石には、フェライト磁石、ネオジム磁石、サマリウムコバルト磁石、アルニコ磁石など、様々な種類があり、保持力も様々である。磁石３５の素材は、使用に応じて選択可能であり、特に限定されない。

また、各磁石３５は、ロータ３３の周縁に沿って区画された収容スペース３７に収容される。図２Ｂに例示するように、収容スペース３７は、磁石３５を支持するための一対の支持面３７ａ，３７ｂによって区画される。一対の支持面３７ａ，３７ｂは、径方向における両側から磁石３５を挟持する。

ステータ３４は、ロータ３３に対しギャップを隔てて対向するように配置された複数のコイル３６を有する。具体的に、本実施形態に係るステータ３４は、複数の金属板を積層してなるステータコア３４ａと、そのステータコア３４ａに電線を巻回してなる複数のコイル３６と、を有する。

このうち、ステータコア３４ａには、径方向に沿って放射状に延びる複数のティース３４ｂが設けられる。複数のティース３４ｂの間に区画されるスロットには、所定の順序で電線が巻回される。そうして巻き掛けられた電線によって、複数のコイル３６が形成される。すなわち、複数のコイル３６は、それぞれ、いわゆる集中巻きのコイルとして構成されている。

複数のコイル３６は、流れる電流の位相が異なるＵ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相のコイル群を構成する。各コイル群は、回転方向に沿って順番に配置される。例えば図２Ａに示す構成では、複数のコイル３６は、計１２個のコイル３６からなる。１２個のコイル３６は、４つのコイル３６からなるＵ相コイル群と、４つのコイル３６からなるＶ相コイル群と、４つのコイル３６からなるＷ相コイル群と、に区分される。

以下、Ｕ相コイル群に属するコイル３６をＵ相コイル３６ｕと呼称し、Ｖ相コイル群に属するコイル３６をＶ相コイル３６ｖと呼称し、Ｗ相コイル群に属するコイル３６をＷ相コイル３６ｗと呼称する場合がある（図２Ｂ等を参照）。

なお、本実施形態では、８極１２スロットのモータ３を例示したが、モータ３の構成は、この例に限定されない。モータ３は、より多くの極数及びスロット数を有するよう構成してもよい。例えば、Ｎを整数として、２×Ｎ個の磁石３５と、３×Ｎ個のスロットとでモータ３を構成することができる。

コイル３６に通電するために、これらコイル３６には３本の接続ケーブル３６ａ，３６ａ，３６ａが接続される。３本の接続ケーブル３６ａ，３６ａ，３６ａは、Ｕ相のコイル群に接続される接続ケーブル３６ａと、Ｖ相のコイル群に接続される接続ケーブル３６ａと、Ｗ相のコイル群に接続される接続ケーブル３６ａと、を有する。これら接続ケーブル３６ａ，３６ａ，３６ａは、モータケース３１の外側に導出されるとともに、インバータ６を介してバッテリ１０と接続される。この自動車１の場合、バッテリ１０は、５０Ｖ以下の定格電圧とされたバッテリ、具体的には４８Ｖの直流バッテリ（低電圧バッテリ）が用いられる。

本実施形態に係るバッテリ１０は、従来知られたハイブリッド車に搭載されるバッテリのように高電圧ではない。そのため、バッテリ１０自体を軽量かつコンパクトにすることができる。さらに、高度な感電対策が不要となるため、絶縁部材等も簡素化することができる。この簡素化によって、バッテリ１０をより軽量かつコンパクトにすることができる。このように、自動車１の重量を抑制することができるため、燃費及び電力消費を抑制することができる。

バッテリ１０は、インバータ６に直流電流を供給する。インバータ６は、その直流電流をＵ相、Ｖ相及びＷ相からなる３相の交流電流に変換する。インバータ６は、Ｕ相に変換された交流電流をＵ相コイル群に通電し、Ｖ相に変換された交流電流をＶ相コイル群に通電し、Ｗ相に変換された交流電流をＷ相コイル群に通電する。

交流電流の通電により、各コイル群をなすコイル３６が磁界を生成する。そうして、磁界を生成したコイル３６と、各磁石３５とが互いに引力または斥力を及ぼし合うことで、ロータ３３が回転駆動される。回転駆動されたロータ３３は、シャフト３２を介して回転動力を出力する。この回転動力は、シャフト３２及び第２クラッチ７を介して変速機８に入力される。

この自動車１の場合、変速機８は、多段式自動変速機、いわゆるＡＴである。変速機８は、一方の端部に入力軸を有し、他方の端部に出力軸を有する。これら入力軸と出力軸との間に、複数の遊星歯車機構、クラッチ、ブレーキなどの変速機構が組み込まれる。そうした変速機構を切り替えることで、自動車１の前進又は後退を切り替えたり、変速機８の入力軸と出力軸との間で回転数を変更したりすることができる。変速機８の出力軸は、車体の前後方向に沿って延びる。この出力軸は、該出力軸と同軸に配置されるプロペラシャフト１１を介してデファレンシャルギア９に連結される。

デファレンシャルギア９は、一対の駆動シャフト１３，１３に連結される。一対の駆動シャフト１３，１３は、車幅方向に延びて左右の駆動輪４Ｒ，４Ｒに連結される。プロペラシャフト１１を介して出力される回転動力は、デファレンシャルギア９によって各駆動シャフト１３に振り分けられた後、各駆動シャフト１３を通じて各駆動輪４Ｒに伝達される。各車輪４Ｆ，４Ｆ，４Ｒ，４Ｒには、その回転を制動するためのブレーキ１４が取り付けられる。

また、本実施形態に係るモータ３は、ロータ３３を構成する磁石３５の温度（以下、単に「磁石温度」という）を判定するために、２種類のセンサ５５，５６を備える。２種類のセンサ５５，５６は、サーチコイル５５と、電圧センサ５６と、からなる（図３参照）。これらのセンサ５５，５６は、双方とも、ロータ３３の回転に応じて生じる誘起電圧を検出することができる。

このうち、サーチコイル５５は、図２Ｂに例示するように、複数のコイル３６のうちのいずれか１つに電線を重畳することで構成される。サーチコイル５５は、電線が重畳されたコイル３６と同軸になる。サーチコイル５５は、サーチ用接続ケーブル３６ｂを介することでＭＣＵ２１に接続される。サーチ用接続ケーブル３６ｂは、インバータ６に通じる３本の接続ケーブル３６ａ，３６ａ，３６ａとは電気的に切り離されている。すなわち、サーチ用接続ケーブル３６ｂは、モータ３を駆動するインバータ６とは独立した回路に接続されるようになっている。

サーチコイル５５は、ロータ３３の回転に際し、サーチコイル５５が構成されたコイル３６を磁石３５が通り過ぎるときに生じる誘起電圧を検出し、その検出信号をＭＣＵ２１に入力する。

一方、電圧センサ５６は、詳細な図示は省略するが、モータ３の中性点と、各接続ケーブル３６ａ，３６ａ，３６ａとの間の電圧を検出し、その検出信号をＭＣＵ２１に入力する。

ここで、図１等に示すモータ３は、サーチコイル５５及び電圧センサ５６による誘起電圧の検出に適した特徴部を備える。具体的に、本実施形態に係るロータ３３には、回転方向において磁石３５と隣接する空隙３８が設けられる。この空隙３８は、回転方向における磁石３５の両端に隣接して配置される。

各空隙３８は、いわゆるフラックスバリアとして機能する。すなわち、空隙３８は、ある磁石３５が発する磁束が、ロータ３３内で他の磁石３５に回り込むのを抑制する機能をなす。これにより、ギャップを介してステータ３３と鎖交する磁束を増やすことができる。

詳しくは、各空隙３８は、回転方向に沿って、対応する磁石３５から離間する方向に延びる。回転方向における各空隙３８の寸法は、コイル３６の寸法に基づいて規定される。具体的に、ロータ３３の回転軸（シャフト３２）に垂直な断面、つまり図２Ｂに示す断面上で、回転方向における空隙３８の寸法をＤ_１とし、回転方向におけるコイル３６の直径をＤ_２とすると、
Ｄ_１≧Ｄ_２／４ …（Ａ）
の関係が満足される。式（Ａ）は、回転方向における空隙３８の寸法の下限を規定する。また、図２Ｂに示す断面上で、回転方向における磁石３５同士の間隔をＤ_３とすると、
Ｄ_３≧２×Ｄ_１ …（Ｂ）
の関係が満足される。式（Ｂ）は、回転方向における空隙３８の寸法の上限を規定する。

式（Ａ）及び式（Ｂ）より、下式（Ｃ）に示す関係が満足される。

Ｄ_２／４≦Ｄ_１≦Ｄ_３／２ …（Ｃ）
また、各空隙３８は、回転方向において磁石３５から離間するにつれて、径方向における寸法が短くなる。すなわち、各空隙３８は、図２Ｂに例示するように先細に形成される。同図に示すように、各空隙３８の先端部は、回転方向において互いに向かい合う。

また、空隙３８は、ロータ３３における磁石３５の収容スペース３７と連通する。図２Ｂに示すように、収容スペース３７を区画する支持面３７ａ，３７ｂのうち、径方向の外側に位置する支持面３７ａは、空隙３８の内周面と面一に繋がっている。一方、径方向の内側に位置する支持面３７ｂは、空隙３８の内周面に対し、段差を介して繋がっている。

（１－３）制御系の装置
自動車１は、該自動車１の走行をコントロールするために、前述したＥＣＵ２０、ＭＣＵ２１、ＴＣＵ２２、ＢＣＵ２３及びＧＣＵ２４を備える。これらのユニットのうち、ＥＣＵ２０は、エンジン２の作動を主に制御するユニットである。ＭＣＵ２１は、モータ３の作動を主に制御するユニットである。ＴＣＵ２２は、第１クラッチ５、第２クラッチ７及び変速機８の作動を主に制御するユニットである。ＢＣＵ２３は、ブレーキ１４の作動を主に制御するユニットである。ＧＣＵ２４は、ＥＣＵ２０、ＭＣＵ２１、ＴＣＵ２２及びＢＣＵ２３と電気的に接続され、これらのユニットを総合的に制御する上位ユニットである。

前述したユニットのうち、ＭＣＵ２１は、「モータの制御装置」の主体を構成する。ＭＣＵ２１は、コントローラの一例である。図３に示すように、ＭＣＵ２１は、マイクロコンピュータ２１１と、メモリ２１２と、Ｉ／Ｆ回路２１３と、を備える。マイクロコンピュータ２１１は、プログラムを実行する。メモリ２１２は、プログラム及びデータを格納する。メモリ２１２は、例えばＲＡＭ（Random Access Memory）やＲＯＭ（Read Only Memory）である。Ｉ／Ｆ回路２１３は、電気信号の入出力を行う。

また、ＧＣＵ２４等、ＭＣＵ２１以外の各ユニットは、ＭＣＵ２１と協働することによって「モータの制御装置」を構成する。各ユニットは、ＭＣＵ２１と同様に、マイクロコンピュータ（不図示）と、メモリ（不図示）と、Ｉ／Ｆ回路（不図示）と、を備える。

ＭＣＵ２１には、センサとしてのサーチコイル５５及び電圧センサ５６が接続される。サーチコイル５５及び電圧センサ５６の検出信号は、それぞれＭＣＵ２１に入力される。サーチコイル５５及び電圧センサ５６以外のセンサのうち、自動車１の走行に関連するものとしては、以下のセンサ５０－５４が上げられる。

まず、エンジン回転センサ５０は、エンジン２の回転数を検出してＥＣＵ２０に入力する。エンジン回転センサ５０は、エンジン２に取り付けられる。モータ回転センサ５１は、ロータ３３の回転数及び回転位置を検出してＭＣＵ２１に入力する。モータ回転センサ５１は、モータ３に取り付けられる。電流センサ５２は、各コイル３６に通電される電流値を検出してＭＣＵ２１に入力する。電流センサ５２は、接続ケーブル３６ａに取り付けられる。

磁気センサ５３は、磁石３５が発する磁界を検出し、その強度を示す信号をＭＣＵ２１に入力する。磁気センサ５３は、モータ３に取り付けられる。アクセルセンサ５４は、自動車１の駆動に要求される出力に相当するアクセル開度を検出し、その大きさを示す信号をＥＣＵ２０に入力する。アクセルセンサ５４は、運転者が自動車１を駆動するときに踏み込まれるアクセルペダル１５に取り付けられる。

これらセンサから入力される検出信号に基づいて、各ユニットが協働して駆動システムを制御することで自動車１が走行する。エンジン２の駆動によって自動車１が走行するときには、アクセルセンサ５４及びエンジン回転センサ５０の検出信号に基づいて、ＥＣＵ２０がエンジン２の運転を制御する。

そして、ＴＣＵ２２は、第１クラッチ５及び第２クラッチ７が連結状態になるように制御する。自動車１の制動時には、ＢＣＵ２３が各ブレーキ１４を制御する。回生による制動時には、ＴＣＵ２２は、第１クラッチ５が解放状態又は部分連結状態となるように制御するとともに、第２クラッチ７が連結状態となるように制御する。こうすることで、ＭＣＵ２１は、モータ３によって発電を実行し、その発電によって生成される電力がバッテリ１０に回収されるように制御する。

一方、ＭＣＵ２１は、複数のコイル３６への通電を通じてモータ３を制御する。詳しくは、ＭＣＵ２１は、モータ３が単独で回転動力を出力する状態で、あるいは、モータ３がエンジン２の駆動をアシストする状態で、モータ３の回転動力によって自動車１が走行するように制御する。

具体的に、アクセルセンサ５４、エンジン回転センサ５０等の検出値に基づいて、ＥＣＵ２０がエンジン２の回転動力を設定する。それに伴い、予め設定されたエンジン２とモータ３との間での出力の分配比率に従って、所定の出力範囲に収まるように、ＧＣＵ２４がモータ３の回転動力の要求量を設定する。ＭＣＵ２１は、その要求量が出力されるように、モータ３に流れる３相交流を介してモータ３を制御する。

さらに詳しくは、ＭＣＵ２１は、３相交流におけるトルク電流成分を制御することで、ロータ３３に発生するトルクを変更する。それによって、モータ３に、回転動力の要求量を出力させる。

ＭＣＵ２１はまた、３相交流における磁化電流成分を制御することで、コイル３６に発生する磁界強度を変更する。詳細は省略するが、コイル３６に発生する磁界強度を変更することで、磁石３５によって生成される磁界強度（磁石３５の磁力）を変更することができる。具体的に、磁石３５の磁力は、駆動電流によってコイル３６に発生する磁界強度と略一致するように変更される。

また、ＭＣＵ２１は、予め定められている制御ロジックに従って、磁石温度の推定と、磁石温度に基づいたモータ制御と、を実行することができる。以下、磁石温度を推定するための制御ロジックについて詳細に説明する。

（２）磁石温度の推定ロジック
ＭＣＵ２１は、磁石温度を判定するための制御ロジックとして、２種類の推定ロジックを単体で又は組み合わせて実行することができる。すなわち、ＭＣＵ２１は、「モータの磁石温度推定装置」を構成する。モータの磁石温度推定装置としてのＭＣＵ２１の構成は、図４に示す通りである。

２種類の推定ロジックのうち、第１の推定ロジックは、誘起電圧が平坦となるタイミングに着目した制御ロジックである。また、第２の推定ロジックは、誘起電圧の高調波成分に着目した制御ロジックである。２種類の推定ロジックは、予めメモリ２１２に記憶されている。

（２－１）第１の推定ロジック
図５は、コイル３６に生じる誘起電圧を例示するグラフである。図６は、空隙面積と電圧安定性及び機械強度との関係を例示するグラフである。ここでは、図５及び図６を参照しながら、第１の推定ロジックについて説明する。

図５に示すグラフＧ１は、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕ、Ｖ相コイル３６ｖに生じる誘起電圧Ｖｖ、及びＷ相コイル３６ｗに生じる誘起電圧Ｖｗそれぞれの時間変化を例示している。

以下、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕを例に取り説明する。この場合、誘起電圧Ｖｕは、４つのＵ相コイル３６ｕのうちの１つにサーチコイル５５を重畳した上で、そのサーチコイル５５における電圧をモニターすることで検出される。以下の説明は、Ｖ相コイル３６ｖ及びＷ相コイル３６ｗについても同様である。

図５の下部に示すように、Ｓ磁石（第１磁石）３５ａが生成する磁束のうち、このＳ磁石３５ａを貫く磁束は、径方向の内側を指向する（矢印Ａｓを参照）。一方、Ｎ磁石（第２磁石）３５ｂが生成する磁束のうち、このＮ磁石３５ｂを貫く磁束は、径方向の外側を指向する（矢印Ａｎを参照）。Ｓ磁石３５ａ及びＮ磁石３５ｂによって生成される磁束と、例えばＵ相コイル３６ｕと、が鎖交することで、Ｕ相コイル３６ｕに誘起電圧Ｖｕが生じる。

ここで、ファラデーの誘導法則から明らかなように、誘起電圧Ｖｕの大きさは、Ｕ相コイル３６ｕに鎖交する磁束の時間変化に比例する。したがって、磁束の時間変化が最大となるタイミングで、誘起電圧Ｖｕはピークを迎えることになる。

具体的に、磁束の時間変化が最大となるタイミングは、ロータ３３の外周部のうちＳ磁石３５ａとＮ磁石３５ｂとの中間に位置する部位と、Ｕ相コイル３６ｕの中心軸線Ｌｃと、が交わるタイミングに等しい（図５の囲み部Ｃ２を参照）。このタイミングは、Ｕ相コイル３６ｕに鎖交する磁束の向きが反転するタイミングに相当する。

一方、磁束の時間変化が最小あるいは可及的に小さくなるタイミングにおいては、誘起電圧Ｖｕの時間変化を可能な限り抑制することができる。具体的に、Ｓ磁石３５ａ又はＮ磁石３５ｂと、Ｕ相コイル３６ｕと、が向かい合うタイミングにおいて、誘起電圧Ｖｕの時間変化は最小となる（図５の囲み部Ｃ１及びＣ３を参照）。さらに詳しくは、回転方向におけるＳ磁石３５ａ又はＮ磁石３５ｂの中央部と、Ｕ相コイル３６ｕの中心軸線Ｌｃ、とが交わるタイミング（以下、「最小タイミング」ともいう）において、誘起電圧Ｖｕの時間変化は最小となる。

図５の上部に示す例では、囲み部Ｃ１及びＣ３において誘起電圧Ｖｕが実質的に平坦となることが見て取れよう。具体的に、囲み部Ｃ１においては、Ｎ磁石３５ｂによる磁束が主体となって生じる誘起電圧Ｖｕが平坦となる。囲み部Ｃ３においては、Ｓ磁石３５ａによる磁束が主体となって生じる誘起電圧Ｖｕが平坦となる。以下、誘起電圧Ｖｕにおいて平坦となる部分を「誘起電圧の肩部」と呼称する。

また、誘起電圧Ｖｕの肩部における時間変化は、ロータ３３に空隙３８を設けることでより平坦となる。この現象は、空隙３８がフラックスバリアとして機能することで、Ｕ相コイル３６ｕに向かい合う磁石３５の端部からの磁束漏れを低減し、その端部における磁束量変化を安定化するとともに、Ｕ相コイル３６ｕに向かい合う磁石３５に隣接した他の磁石３５からの磁束の回り込みが抑制されて発生する。

空隙３８が奏する効果は、図６に示す通りである。図６の上段に示すグラフＧ２は、空隙面積と電圧安定性との関係を示す。一方、図６の下段に示すグラフＧ３は、空隙面積と電圧安定性との関係を示す。ここで、「空隙面積」の語は、シャフト３２に垂直な断面、すなわち図２Ｂに示す断面上での各空隙３８の断面積を意味する。一方、「電圧安定性」の語は、誘起電圧Ｖｕの時間変化の大小を意味する。誘起電圧Ｖｕの時間変化が大きいとき、該時間変化が小さいときに比して、電圧安定性は低くなる。また、「機械強度」の語は、ロータ３３の機械的強度を意味する。

図６のグラフＧ２に示すように、空隙面積が大きいときには、それが小さいときに比して電圧安定性は高くなる。しかしながら、同図のグラフＧ３に示すように、空隙面積が大きいときには、それが小さいときに比して機械強度は低くなる。図６に示すように、所定の範囲Ｒ１内に収まるように空隙面積を設定することで、電圧安定性と機械強度を両立することができる。この範囲Ｒ１内に空隙面積を設定した場合、その空隙３８の寸法Ｄ１は、上式（Ｃ）を満足することになる。上式（Ｃ）、ひいては式（Ａ）を満足するように構成することで、各空隙３８に、フラックスバリアとしての機能を十分に発揮させることが可能となる。

以上の知見を踏まえ、本願発明者らは、第１の推定ロジックを以下の如く構築した。

すなわち、本実施形態に係るＭＣＵ２１は、ロータ３３の回転に伴って磁石３５と複数のコイル３６のいずれか１つとが向かい合う際に検出される誘起電圧Ｖｕに基づいて、磁石温度を推定する。

具体的に、ＭＣＵ２１は、サーチコイル５５を介して誘起電圧Ｖｕの肩部を検出する。誘起電圧Ｖｕの肩部を検出することは、時間変化が最小となるタイミングで誘起電圧Ｖｕを検出することに等しい。誘起電圧Ｖｕの肩部を検出することと、空隙３８をフラックスバリアとして機能させることとが相まって、誘起電圧Ｖｕの検出に際し、その時間変動を可能な限り抑制することができる。これにより、誘起電圧Ｖｕの検出精度を高めることができる。

ＭＣＵ２１は、そうして検出された誘起電圧Ｖｕに基づいて、磁石温度を推定する。周知のように、誘起電圧Ｖｕと、磁石３５が発する磁束密度と、は比例関係にある。また、図８のグラフＧ７に例示するように、磁石３５が発する磁束密度と、磁石温度と、は直線状の関係をなす。したがって、誘起電圧Ｖｕを検出することで、磁束密度を介して磁石温度を算出することができる。

特に本実施形態では、ＭＣＵ２１のメモリ２１２には、磁束密度と磁石温度との関係を示すテーブルが予め記憶されている。したがって、ＭＣＵ２１は、誘起電圧Ｖｕに基づいて磁束密度を算出するとともに、そうして算出された磁束密度とメモリ２１２に記憶されたテーブルとを用いることで、磁石温度を推定することができる。誘起電圧Ｖｕの検出精度を高めた状態で磁石温度を推定することで、磁石温度を精度よく推定することができるようになる。

また、ＭＣＵ２１のメモリ２１２には、ロータ３３の回転に際し、回転方向における磁石３５の中央部と、複数のコイル３６の各々の中心軸線Ｌｃと、が交わるタイミング（最小タイミング）が予め記憶されており、ＭＣＵ２１は、その最小タイミングで誘起電圧Ｖｕを取得する。最小タイミングは、誘起電圧Ｖｕの時間変化が最小となるタイミングに等しい。したがって、最小タイミングで誘起電圧Ｖｕを検出することは、その検出精度を高める上で有効である。また、最小タイミングを予め記憶しておくことで、誘起電圧Ｖｕをより確実に抑制することが可能となり、ひいては、磁石温度を精度よく推定する上で有利になる。

また、ＭＣＵ２１による誘起電圧Ｖｕの検出は、最小タイミングにおいてのみ実行されるのではなく、最小タイミングを含んだ所定期間Ｔｓにわたり実行することもできる。

具体的に、ＭＣＵ２１は、最小タイミングを含んだ所定期間Ｔｓにわたって誘起電圧Ｖｕを取得するとともに、その所定期間Ｔｓにわたって取得された誘起電圧Ｖｕの平均値に基づいて、磁石温度を推定する。特定のタイミングで検出される誘起電圧Ｖｕではなく、その平均値を用いることで、誘起電圧Ｖｕの時間変動の影響を可能な限り抑制したり、ノイズ等に起因した誘起電圧Ｖｕのバラツキの影響を低減したりすることができる。これにより、磁石温度を精度よく推定する上で有利になる。

なお、本実施形態に係る所定期間Ｔｓは、誘起電圧Ｖｕがピークを迎えるタイミングを含まないように設定される。すなわち、所定期間Ｔｓは、回転方向において２つの磁石３５の中間に位置する部位と、コイル３６の中心軸線Ｌｃと、が交わるタイミングを含まない期間として設定される。

また、ＭＣＵ２１は、モータ３の駆動に要するコイル３６ではなく、それらコイル３６のうちの１つに重畳されるサーチコイル５５に生じる誘起電圧Ｖｕに基づいて、磁石温度を推定する。サーチコイル５５を用いることで、そのサーチコイル５５が重畳されたコイル３６に生じる誘起電圧を間接的に検出することが可能となる。これにより、サーチコイル５５とすれ違う各磁石３５の温度を個別に推定することができるようになり、ひいては磁石温度をより正確に判定することができるようになる。磁石温度の正確な判定は、後述のように、磁石温度に基づいたモータ制御を実行するときに、取り分け有効となる。

なお、誘起電圧Ｖｕに基づいて磁石温度を把握する術としては、誘起電圧Ｖｕの実効値、平均値及び最大値等を用いたり、第２の推定ロジックのように、誘起電圧Ｖｕを周波数成分に分解したときの最低次高調波を用いたりすることも考えられる。しかしながら、それらの方法を用いた場合、磁石３５全体の温度や、磁石３５間の温度差こそ精度よく推定できるものの、各磁石３５の温度を個別に推定するには不向きである。

一方、第１の推定ロジックによれば、磁石３５毎に誘起電圧を検出することで、磁石温度を個別に推定することが可能となる。このように、第１の推定ロジックは、各磁石３５の温度を個別にかつ精度よく推定できるという点で有効である。

また、図２Ｂに例示したように、各空隙３８は、回転方向において磁石３５から離間するにつれて、ロータ３３の径方向における寸法が短くなる。この場合、空隙３８において磁石３５に近接する部位は、径方向における寸法が相対的に長くなる分だけ断面積が広く確保され、フラックスバリアとしての機能を発揮させる上で有利になる。一方、空隙３８において磁石から離間する部位は、径方向における寸法が徐々に短くなって先細となるため、ロータ３３の機械的強度を確保する上で有利になる。

また、図２Ｂに例示したように、一対の支持面３７ａ，３７ｂのうち、径方向の外側に位置する一方の支持面３７ａは、空隙３８の内周面と面一に繋がっている。支持面３７ａと空隙３８の内周面とを面一に繋げることで、両面をスムースに接続することが可能となる。この構成は、支持面３７ａと空隙３８の内周面との間に段差が存する構成に比して、誘起電圧Ｖｕを滑らかに変動させることが可能となる。これにより、誘起電圧Ｖｕの時間変動をより確実に抑制し、ひいては、磁石温度を精度よく推定する上で有利になる。

（２－２）第２の推定ロジック
図７は、誘起電圧の高速フーリエ変換によって得られる振幅及び位相を例示する図である。図８は、磁石３５の磁束密度と磁石温度との関係を例示するグラフである。ここでは、図７及び図８を参照しながら、第２の推定ロジックについて説明する。

以下、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕを例に取り説明する。この場合、誘起電圧Ｖｕは、モータ３の中性点と、Ｕ相コイル３６ｕに接続される接続ケーブル３６ａとの間の電位差をモニターすることで検出される。以下の説明は、Ｖ相コイル３６ｖ及びＷ相コイル３６ｗについても同様である。

図７の左部に示すグラフＧ４は、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕを示す。一方、図７の右部に示す棒グラフＧ５は、その誘起電圧Ｖｕを高速フーリエ変換（Fast Fourier Transform：ＦＦＴ）をすることで得られる周波数スペクトルの絶対値（振幅）を示す。また、図７の右部に示す折れ線グラフＧ６は、ＦＦＴによって得られる周波数スペクトルの偏角（位相）を示す。

また、図７の右部に示す折れ線グラフＧ６’は、Ｓ磁石３５ｂとＮ磁石３５ｂとの温度差がグラフＧ６と同一であり、かつ、Ｓ磁石３５ｂとＮ磁石３５ｂとの温度の大小関係が、グラフＧ６に示す状況とは逆転した場合を示す。

グラフＧ４に示すように、誘起電圧Ｖｕの波形は、正弦波から相違する。このことは、第１の推定ロジックの説明の際に言及したように、ロータ３３の回転に伴って磁石３５とコイル３６との位置関係が変化することに起因する。見方を変えると、グラフＧ４に示す波形は、所定周波数を有する正弦波（基本波）に対し、その所定周波数の整数倍の周波数成分（高調波）が重畳することで実現されると捉えることもできる。

ここで、基本波の周波数をｆ０とし、最低次高調波の周波数をｆ１とし、モータ３の極数をＮｐとし、モータ回転数をＲｍとし、１極の磁石３５の数（一極対あたりの磁石３５の個数）をＮｍとすると、
ｆ０＝Ｎｐ×Ｒｍ …（Ｄ）
ｆ１＝Ｎｍ×ｆ０ …（Ｅ）
の関係が満足される。本実施形態の場合、Ｎｐ＝８であり、Ｎｍ＝２である。したがって、最低次高調波は、基本波に対し２倍の周波数を有する２次高調波となる。なお、前記磁石３５の代わりに分割磁石を用いた場合、Ｎｍは４以上の整数となり得る。

本願発明者らは、鋭意検討を重ねた結果、誘起電圧ＶｕにＦＦＴを施すことで得られる周波数スペクトルのうち、最低次高調波の周波数スペクトルには、第１磁石３５ａとしてのＳ磁石３５ａと、第２磁石３５ｂとしてのＮ磁石３５ｂと、の温度差を間接的に示す情報が含まれることを突き止めた。

本願発明者らによって得られた知見によれば、最低次高調波の周波数スペクトルの振幅は、Ｓ磁石３５ａとＮ磁石３５ｂとの温度差に比例する。例えば、高調波に係る振幅は、磁石間の温度差が大きいときには、その温度差が小さいときに比して大きくなる。図７に示す例では、Ｓ磁石３５ａとＮ磁石３５ｂとの温度差が大きくなるにつれて、囲み部Ｃ４に示す振幅がより大きくなる。

また、本願発明者らによれば、高調波の周波数スペクトルの位相は、Ｓ磁石３５ａに比してＮ磁石３５ｂが高温のときと、Ｎ磁石３５ｂに比してＳ磁石３５ａが高温のときと、で位相が反転する。図７に示す例は、Ｎ磁石３５ｂに比してＳ磁石３５ａが高温の場合を示している。この場合、高調波の位相の符号は、囲み部Ｃ５に示すように正となる。一方、磁石３５間の温度差が図７に示す例と同じであったとしても、Ｓ磁石３５ａに比してＮ磁石３５ｂが高温の場合には、囲み部Ｃ５と同一周波数における位相の符号は、囲み部Ｃ５’に示すように反転して負となる。

さらに、本願発明者らによれば、基本波の周波数スペクトルの振幅は、Ｓ磁石３５ａ及びＮ磁石３５ｂの平均温度と関連する。詳しくは、基本波に係る振幅は、Ｓ磁石３５ａ及びＮ磁石３５ｂが発する磁束密度の平均値が大きいときには、その平均値が小さいときに比して大きくなる。一方、磁束密度の大きさは、前述のように、磁石温度と直線状の関係にある。したがって、基本波に係る振幅を用いることで、各磁石３５が取り得る平均温度を推定することができる。

以上の知見を踏まえ、本願発明者らは、第２の推定ロジックを以下の如く構築した。

すなわち、本実施形態に係るＭＣＵ２１は、誘起電圧を構成する周波数成分のうち、所定周波数に対応した周波数スペクトルに基づいて磁石温度を推定する。

具体的に、ＭＣＵ２１は、所定周波数に対応した周波数スペクトルを取得するべく、誘起電圧に対してＦＦＴを実行する。ここで、所定周波数は、磁石３５の個数に応じて規定される第ｎ次高調波（ｎは整数）のうち、最低次高調波（本実施形態では、２次高調波）の周波数である。

次いで、ＭＣＵ２１は、ＦＦＴを通じて得られた周波数スペクトルの振幅に基づいて、磁石３５が発する磁束密度を推定する。具体的に、ＭＣＵ２１は、基本波に係る振幅と、最低次高調波に係る振幅と、を加算する。これにより、磁石３５間の温度差を考慮した振幅の最大値（最大振幅）を算出することができる。この演算を行うべく、本実施形態に係るＭＣＵ２１は、ＦＦＴを通じて得られた周波数スペクトルが入力されるバンドパスフィルタ５７を備える。このバンドパスフィルタ５７の構成は、最低次高調波の周波数に応じて、適宜変更することができる。

そして、ＭＣＵ２１は、そうして得られた最大振幅に基づいて磁束密度を算出し、その磁束密度に基づいて磁石温度を推定する。最大振幅は、磁石３５間の温度差を考慮した誘起電圧Ｖｕの最大値を示す。一方、誘起電圧Ｖｕと、磁石３５が発する磁束密度と、は前述のように比例関係にある。また、磁石３５が発する磁束密度と、磁石温度と、は直線状の関係をなす。したがって、誘起電圧Ｖｕを検出することで、磁束密度を介して磁石温度を算出することができる。

ＭＣＵ２１はまた、ＦＦＴを通じて得られた周波数スペクトルの位相に基づいて、Ｎ磁石３５ｂとＳ磁石３５ｂとのうち、相対的に高温又は低温な磁石３５を特定することができる。この機能は、磁石温度を用いた後述のモータ制御に用いられる。

このように、第２の推定ロジックによれば、誘起電圧Ｖｕにフーリエ変換を施すことで得られる周波数スペクトルの振幅を用いることで、磁石温度を精度よく推定できる。

ところで、誘起電圧Ｖｕに基づいて磁石温度を把握する術としては、第１の推定ロジックのように、特定のタイミングで検出される誘起電圧Ｖｕに基づいて磁石温度を推定することも考えられる。しかしながら、この方法を用いるためには、誘起電圧をＡ／Ｄ変換する際のサンプリング周波数を、モータ３の回転数に見合うように高く設定する必要がある。このような方法は、モータが高回転となる場合には不都合である。

一方、第２の推定ロジックは、特定のタイミングで誘起電圧Ｖｕを検出せずとも磁石温度を推定することができるため、従来よりもサンプリング周波数を低く抑えることができる。サンプリング周波数を低く抑えることで、フィルタリング処理等、誘起電圧Ｖｕに対する処理を簡素化することが可能になる。また、誘起電圧Ｖｕに対する処理の簡素化は、磁石温度をより迅速に推定したり、より確実に推定したりする上で有効である。

また、第２の推定ロジックによれば、周波数スペクトルの位相を用いることで、Ｓ磁石３５ａとＮ磁石３５ｂのうち、相対的に高温な磁石３５を特定することができる。このことは、各磁石３５の温度をきめ細かく制御する上で有効である。

特に、最低次高調波の振幅及び位相を用いることで、各磁石３５の温度差を精度よく推定したり、より高温な磁石３５を精度よく特定したりすることができる。このことは、各磁石３５の温度をより的確に推定する上で有効である。

また、前述のように、最低次高調波の振幅と、基本波の振幅とを加算してなる最大振幅を用いて磁石温度を推定することで、各磁石３５が取り得る温度ばらつきを考慮した温度推定を実現することができる。これにより、磁石温度を過小評価することなく、より安全サイドに立って磁石温度を推定することができる。

（３）磁石温度の推定装置
図４は、モータの磁石温度推定装置の構成を例示するブロック図である。

図４に示す推定装置は、複数の機能ブロックを備えてなる。具体的に、この推定装置は、第１及び第２の推定ロジックのうちの一方を選択する推定方法選択部２１４と、第１の推定ロジックを実行する第１推定部２１５と、第２の推定ロジックを実行する第２推定部２１６と、第１推定部２１５又は第２推定部２１６の実行結果に基づいてモータ３を制御するモータ制御部２１７と、を備える。

以下、各機能ブロックについて順番に説明する。

（３－１）推定方法選択部
推定方法選択部２１４は、ロータ３３の回転数に基づいて、第１推定部２１５によって第１の推定ロジックを実行するか、或いは、第２推定部２１６によって第２の推定ロジックを実行するかを選択する。

具体的に、推定方法選択部２１４は、モータ回転数センサ４１からの検出信号に基づいて、ロータ３３の回転数が所定閾値未満の場合は第１推定部２１５を選択し、ロータ３３の回転数が所定閾値以上の場合は第２推定部２１６を選択する。推定方法選択部２１４は、第１推定部２１５及び第２推定部２１６のうち、選択された一方を介して温度推定を実行させる。

第１推定部２１５による磁石温度の推定は、磁石温度を個別にかつ精度よく推定することができる。一方、第２推定部２１６による磁石温度の推定は、従来よりもサンプリング周波数を低く抑えることができるため、モータ３の回転数が高い場合であっても、磁石温度を確実に推定することができる。

そこで、図４に示す推定方法選択部は、モータ３の回転数が相対的に低い場合は第１推定部２１５による温度推定を実行させる一方、モータ３の回転数が高い場合は第２推定部２１６による温度推定を実行させる。このように構成することで、磁石温度の推定精度を可能な限り確保しつつも、モータ３の回転数が高い場合であっても、磁石温度を確実に推定することができるようになる。

なお、推定方法選択部２１４による選択の基準となる所定閾値は、モータ３の仕様に応じて規定される。この所定閾値は、ＭＣＵ２１のメモリ２１２に予め記憶される。

（３－２）第１推定部
第１推定部２１５は、第１の推定ロジックを実行するための機能ブロックとして、誘起電圧検出部２１ａと、平均電圧算出部２１ｂと、磁束密度算出部２１ｃと、磁石温度推定部２１ｄと、制限量算出部２１ｅと、を有する。

このうち、誘起電圧検出部２１ａは、サーチコイル５５を介して誘起電圧Ｖｕを検出する。この誘起電圧Ｖｕは、計１２個のコイル３６のうち、サーチコイル５５が重畳されたＵ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧と略一致する。具体的に、誘起電圧検出部２１ａは、不図示のＡ／Ｄコンバータを介して誘起電圧Ｖｕを検出し、それをディジタル信号に変換する。誘起電圧検出部２１ａによってディジタル信号に変換された誘起電圧Ｖｕは、平均電圧算出部２１ｂに入力される。

平均電圧算出部２１ｂは、誘起電圧検出部２１ａから入力される誘起電圧Ｖｕに基づいて、前述した肩部、具体的には最小タイミングを含んだ所定期間Ｔｓにおける平均電圧を算出する。平均電圧の算出は、Ｎ磁石３５ｂに起因して生じる肩部（図５の囲み部Ｃ１参照）と、Ｎ磁石３５ｂに起因して生じる肩部（図５の囲み部Ｃ３参照）と、の双方に対し、個別に実行される。また、この所定期間Ｔｓに相当する電気角の範囲は、予めメモリ２１２に記憶されている。平均電圧算出部２１ｂは、メモリ２１２に記憶されている電気角の範囲と、モータ回転センサ５１の検出信号と、に基づいて、所定期間Ｔｓにおける誘起電圧Ｖｕの平均値を算出する。そうして算出された平均値は、磁束密度算出部２１ｃに入力される。

以下、平均電圧算出部２１ｂによって算出される平均値のうち、Ｎ磁石３５ｂに係る平均値を第１電圧Ｖｎと呼称し、Ｓ磁石３５ａに係る平均値を第２電圧Ｖｐと呼称する。

磁束密度算出部２１ｃは、平均電圧算出部２１ｂから入力される第１電圧Ｖｎ及び第２電圧Ｖｐに基づいて、Ｎ磁石３５ｂから発せられる磁束密度Ｂｎと、Ｓ磁石３５ａから発せられる磁束密度Ｂｐと、を算出する。具体的に、磁束密度算出部２１ｃは、下式（Ｆ），（Ｇ）に基づいて磁束密度Ｂｎ，Ｂｐを算出する。

Ｂｎ＝Ｖｎ／（Ｒｍ×Ｎｃ×ｃ） …（Ｆ）
Ｂｐ＝Ｖｓ／（Ｒｍ×Ｎｃ×ｃ） …（Ｇ）
上式（Ｆ），（Ｇ）において、Ｒｍはモータ回転数であり、Ｎｃはコイル巻き数であり、ｃは定数である。モータ回転数Ｒｍは、モータ回転センサ５１によって都度検出される。コイル巻き数Ｎｃと定数ｃは、メモリ２１２に予め記憶され、磁束密度Ｂｎ，Ｂｐの算出に際して読み込まれる。磁束密度算出部２１ｃによって推定された磁束密度Ｂｎ，Ｂｐは、磁石温度推定部２１ｄに入力される。

磁石温度推定部２１ｄは、磁束密度算出部２１ｃにより推定された磁束密度Ｂｎ，Ｂｐに基づいて、Ｓ磁石３５ａの磁石温度Ｔｐと、Ｎ磁石３５ｂの磁石温度Ｔｎと、を推定する。具体的に、磁石温度推定部２１ｄは、図８のグラフＧ７に対応したテーブルをメモリ２１２から読み込んで、そのテーブルと磁束密度Ｂｎ，Ｂｐとを照らし合わせることで磁石温度Ｔｐ，Ｔｎを推定する。磁石温度推定部２１ｄによって推定された磁石温度Ｔｎ，Ｔｐは、制限量算出部２１ｅに入力される。

制限量算出部２１ｅは、磁石温度推定部２１ｄによって推定された磁石温度Ｔｎ，Ｔｐに基づいて、各磁石３５ａ，３５ｂの温度状態を判定する。制限量算出部２１ｅは、その温度状態が異常であると判定される場合、モータ３の出力を制限するためのモータ制限量Ｐｍを算出する。

具体的に、制限量算出部２１ｅは、各磁石温度Ｔｎ，Ｔｐと、予め設定された上限温度Ｔｍａｘと、を比較する。制限量算出部２１ｅは、Ｎ磁石３５ｂに係る磁石温度Ｔｎと、Ｓ磁石３５ａに係る磁石温度Ｔｐと、が双方とも上限温度Ｔｍａｘを上回る場合、磁石３５の温度状態が異常であると判定する。ここで、上限温度Ｔｍａｘは、モータ３の仕様、設計に応じて規定され、メモリ２１２に予め記憶される。磁石３５の温度状態が異常であると判定された場合、制限量算出部２１ｅは、下式（Ｈ）を通じてパワー制限量を算出する。

パワー制限量＝Ｋ１｜Ｔｎ－Ｔｍａｘ｜＋Ｋ１｜Ｔｐ－Ｔｍａｘ｜ …（Ｈ）
上式（Ｈ）において、定数Ｋは、メモリ２１２に予め記憶されており、パワー制限量の算出に際して読み込まれる。制限量算出部２１ｅにより算出されたパワー制限量は、モータ制御部２１７に入力される。

なお、磁石温度Ｔｎ，Ｔｐのうちの少なくとも一方が上限温度Ｔｍａｘ以下となった場合、制限量算出部２１ｅは、磁石３５の温度状態は正常であると判定する。この場合、パワー制限量の算出は実行されない。

（３－３）第２推定部
第２推定部２１６は、第２の推定ロジックを実行するための機能ブロックとして、誘起電圧検出部２１ｆと、ＦＦＴ実行部２１ｇと、温度ばらつき算出部２１ｈと、磁束密度算出部２１ｉと、磁石温度推定部２１ｊと、制限量算出部２１ｋと、を有する。

このうち、誘起電圧検出部２１ｆは、電圧センサ５６を介して誘起電圧Ｖｕを検出する。この誘起電圧Ｖｕは、計１２個のコイル３６のうち、４個のＵ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧と略一致する。具体的に、誘起電圧検出部２１ａは、不図示のＡ／Ｄコンバータを介して誘起電圧Ｖｕを検出し、それをディジタル信号に変換する。誘起電圧検出部２１ｆによってディジタル信号に変換された誘起電圧Ｖｕは、平均電圧算出部２１ｂに入力される。

ＦＦＴ実行部２１ｇは、誘起電圧検出部２１ｆから入力される誘起電圧Ｖｕに対しＦＦＴを実行し、誘起電圧Ｖｕを周波数スペクトルに変換する。具体的に、ＦＦＴ実行部２１ｇは、誘起電圧Ｖｕのうち、Ｎ周期にわたるデータに対してＦＦＴを実行する。なお、ここでいう「Ｎ周期」とは、モータ回転数が大きく変化しない範囲を指す。Ｎの大きさは、予めメモリ２１２に記憶してもよいし、モータ回転センサ５１の検出信号に基づいて都度算出してもよい。

ＦＦＴ実行部２１ｇは、誘起電圧ＶｕにＦＦＴを施すことで、実時間から周波数へと変数変換してなる周波数スペクトルを得る。より詳細には、ＦＦＴ実行部２１ｇによって得られる周波数スペクトルは、周波数スペクトルの絶対値（振幅）と、周波数スペクトルの偏角（位相）と、からなる。

そうして得られた周波数スペクトルに対し、ＦＦＴ実行部２１ｇは、バンドパスフィルタ５７によるフィルタリングを施す。このフィルタリングによって、ＦＦＴ実行部２１ｇは、少なくとも、基本波の振幅Ｆａと、最低次高調波の振幅Ｆｂ及び位相Ｐｂと、を導出し、それらを温度ばらつき算出部２１ｈに入力する。

温度ばらつき算出部２１ｈは、ＦＦＴ実行部２１ｇからの入力信号に基づいて、温度ばらつきに起因した振幅の最大値（最大振幅）Ｆｍａｘを算出する。具体的に、温度ばらつき算出部２１ｈは、下式（Ｉ）に基づいて最大振幅Ｆｍａｘを算出する。

Ｆｍａｘ＝Ｆａ＋Ｆｂ …（Ｉ）
上式（Ｉ）に示すように、温度ばらつき算出部２１ｈは、基本波の振幅Ｆａと、最低次高調波の振幅Ｆｂと、を加算することで最大振幅Ｆｍａｘを算出する。温度ばらつき算出部２１ｈによって算出された最大振幅Ｆｍａｘは、磁束密度算出部２１ｉに入力される。

磁束密度算出部２１ｉは、温度ばらつき算出部２１ｈによって算出された最大振幅Ｆｍａｘに基づいて、各磁石３５から発せられる磁束密度Ｂｍを算出する。具体的に、磁束密度算出部２１ｉは、下式（Ｊ）に基づいて磁束密度Ｂｍを算出する。

Ｂｍ＝Ｖｎ／（Ｒｍ×Ｎｃ×ｃ） …（Ｊ）
引数Ｒｍ、Ｎｃ、ｃが意味するところは、上式（Ｊ），（Ｇ）と共通である。磁束密度算出部２１ｃによって推定された磁束密度Ｂｎ，Ｂｐは、磁石温度推定部２１ｄに入力される。

磁石温度推定部２１ｊは、磁束密度算出部２１ｉにより推定された磁束密度Ｂｍに基づいて、各磁石３５の磁石温度Ｔｍを推定する。具体的に、磁石温度推定部２１ｊは、図８のグラフＧ７に対応したテーブルをメモリ２１２から読み込んで、そのテーブルと磁束密度Ｂｍとを照らし合わせることで磁石温度Ｔｍを推定する。磁石温度推定部２１ｊによって推定された磁石温度Ｔｍは、制限量算出部２１ｋに入力される。

制限量算出部２１ｋは、磁石温度推定部２１ｊによって推定された磁石温度Ｔｍに基づいて、各磁石３５の温度状態を判定する。制限量算出部２１ｋは、その温度状態が異常であると判定される場合、モータ３の出力を制限するためのモータ制限量Ｐｍを算出する。

具体的に、制限量算出部２１ｋは、磁石温度Ｔｍと、予め設定された上限温度Ｔｍａｘと、を比較する。制限量算出部２１ｋは、磁石温度Ｔｍが上限温度Ｔｍａｘを上回る場合、磁石３５の温度状態が異常であると判定する。ここで、上限温度Ｔｍａｘは、第１推定部２１５における制限量算出部２１ｅと同様に、メモリ２１２に予め記憶される。磁石３５の温度状態が異常であると判定された場合、制限量算出部２１ｋは、下式（Ｋ）を通じてパワー制限量を算出する。

パワー制限量＝Ｋ２｜Ｔｍ－Ｔｍａｘ｜ …（Ｋ）
上式（Ｋ）において、定数Ｋ２は、メモリ２１２に予め記憶されており、パワー制限量の算出に際して読み込まれる。制限量算出部２１ｋにより算出されたパワー制限量は、モータ制御部２１７に入力される。

なお、磁石温度Ｔｍが上限温度Ｔｍａｘ以下となった場合、制限量算出部２１ｋは、磁石３５の温度状態は正常であると判定する。この場合、パワー制限量の算出は実行されない。

（３－４）モータ制御部
モータ制御部２１７は、第１推定部２１５又は第２推定部２１６によって算出されたパワー制限量に基づいた制御を実行する。具体的に、モータ制御部２１７は、パワー制限量とモータ３の要求出力とを比較し、要求出力がパワー制限量を上回っているか否かを判定する。

ここで、要求出力がパワー制限量を上回っている場合、モータ制御部２１７は、磁石３５の温度異常に対応するための高温対策制御を実行しつつ、インバータ６を介してモータ３を駆動する。一方、要求出力がパワー制限量以下の場合、磁石３５の温度異常への対応は不要と判定し、通常通り、インバータ６を介してモータ３を駆動する。

なお、モータ制御部２１７は、高温対策制御として、自動車１の加速度を制限したり、バッテリ１０の充電量を制限したりすることで、モータ３の出力を制限する。モータ３の出力を制限する代わりに、モータ制御部２１７は、冷却液の流量を増大させたり、強制空冷を実行したりすることで、モータ３の冷却量を増大させてもよい。あるいは、モータ制御部２１７は、コイル３６に通電される交流電流を変調することで、渦電流に起因したジュール熱の発生を抑制することもできる。

（４）モータ制御の具体例
以下、ＭＣＵ２１が実行するモータ制御の具体例を説明する。図９は、第１及び第２推定制御に関連する処理を例示するフローチャートである。また、図１０は、第１推定部２１５による磁石温度の推定手順を例示するフローチャートであり、図１１は、第２推定部２１６による磁石温度の推定手順を例示するフローチャートであうｒ。

まず、図９のステップＳ１において、ＭＣＵ２１は、モータ３の要求トルクがゼロであるか否かを判定する。この判定は、アクセルセンサ５４等、各種センサの検出信号に基づいて実行される。モータ３の要求トルクがゼロという状況は、自動車１の加減速が要求されていない状態、モータ３に発電が要求されていない状態等が該当する。ステップＳ１の判定がＮＯの場合、制御プロセスはステップＳ８に進む。ステップＳ１の判定がＹＥＳの場合、制御プロセスはステップＳ２に進む。

ステップＳ２において、ＭＣＵ２１は、インバータ６のスイッチングを停止する。具体的に、ＭＣＵ２１は、インバータ６の内部でスイッチング素子のオンオフ制御を停止する。

続くステップＳ３において、ＭＣＵ２１は、各種センサの検出信号を読み込む。ステップＳ３で読み込まれる検出信号には、少なくとも、モータ回転センサ５１の検出信号が含まれる。

続くステップＳ４において、ＭＣＵ２１における推定方法選択部２１４が、モータ３の回転数が所定閾値以上か否かを判定し、所定閾値以上の場合はステップＳ５に進み、所定閾値未満の場合はステップＳ６へ進む。

ステップＳ５においては、第１推定部２１５が、第１の推定ロジックに基づいた制御（第１推定制御）を実行し、磁石温度を推定する。一方、ステップＳ６においては、第２推定部２１６が、第２の推定ロジックに基づいた制御（第２推定制御）を実行し、磁石温度を推定する。

図１０は、図９におけるステップＳ５の詳細を例示するフローチャートである。すなわち、図１０のステップＳ５１～Ｓ５８が、図９のステップＳ５を構成することになる。

まず、ステップＳ５１において、誘起電圧検出部２１ａに、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕが入力される。誘起電圧検出部２１ａに入力される誘起電圧Ｖｕは、サーチコイル５５によって検出される誘起電圧Ｖｕに等しい。

続くステップＳ５２において、平均電圧算出部２１ｂは、誘起電圧Ｖｕのピーク手前側の肩部（すなわち、Ｎ磁石３５ｂに起因して生じる肩部）における電圧値を平均し、それを第１電圧Ｖｎとする。ここでいう肩部は、前述した所定期間Ｔｓに相当する。この所定期間Ｔｓは、例えば４０°以上５０°以下の電気角とすることができる。

続くステップＳ５３において、平均電圧算出部２１ｂは、誘起電圧Ｖｕのピーク通過後の肩部（すなわち、Ｓ磁石３５ａに起因して生じる肩部）における電圧値を平均し、それを第２電圧Ｖｐとする。ピーク通過後の肩部に相当する所定期間Ｔｓは、例えば１３０°以上１４０°以下の電気角とすることができる。

続くステップＳ５４において、磁束密度算出部２１ｃは、第１電圧Ｖｎに基づいて、Ｎ磁石３５ｂの磁束密度Ｂｎを算出する。磁束密度Ｂｎの算出は、前述した式（Ｆ）に基づいて行われる。

続くステップＳ５５において、磁束密度算出部２１ｃは、第２電圧Ｖｐに基づいて、Ｓ磁石３５ａの磁束密度Ｂｐを算出する。磁束密度Ｂｐの算出は、前述した式（Ｇ）に基づいて行われる。

続くステップＳ５６において、磁石温度推定部２１ｄは、メモリ２１２に記憶されているテーブルと、Ｎ磁石３５ｂ及びＳ磁石３５ａの磁束密度Ｂｎ，Ｂｐと、を照らし合わせることで、Ｎ磁石３５ｂの磁束密度Ｂｎに対応した磁石温度Ｔｎと、Ｓ磁石３５ａの磁束密度Ｂｐに対応した磁石温度Ｔｐと、を読み出す。

続くステップＳ５７において、制限量算出部２１ｅは、Ｎ磁石３５ｂの磁石温度Ｔｎと上限温度Ｔｍａｘとの比較と、Ｓ磁石３５ａの磁石温度Ｔｓと上限温度Ｔｍａｘとの比較と、を実行する。そして、制限量算出部２１ｅは、２つの磁石温度Ｔｎ，Ｔｓが双方とも上限温度Ｔｍａｘよりも大きい場合にはステップＳ５８に進む。制限量算出部２１ｅはまた、２つの磁石温度Ｔｎ，Ｔｓのうちの一方が上限温度Ｔｍａｘ以下の場合にはステップＳ５８をスキップしてリターンする。

ステップＳ５８において、制限量算出部２１ｅは、上式（Ｈ）を用いてパワー制限量を算出してリターンする。制御プロセスは、図１０に示すフローから戻り、図９のステップＳ７に進む。

一方、図１１は、図９におけるステップＳ６の詳細を例示するフローチャートである。すなわち、図１１のステップＳ６１～Ｓ６９が、図９のステップＳ６を構成することになる。

まず、ステップＳ６１において、誘起電圧検出部２１ｆに、Ｕ相コイル３６ｕに生じる誘起電圧Ｖｕが入力される。誘起電圧検出部２１ａに入力される誘起電圧Ｖｕは、電圧センサ５６によって検出される誘起電圧Ｖｕに等しい。

続くステップＳ６２において、ＦＦＴ実行部２１ｇは、誘起電圧ＶｕのＮ周期データに対し、ＦＦＴを実行する。前述のように、Ｎ周期とは、モータ回転数が大きく変化しない期間を指す。ＦＦＴ実行部２１ｇはまた、ＦＦＴによって得られる周波数スペクトルをバンドパスフィルタ５７でフィルタリングすることで、基本波の振幅Ｆａと、最低次高調波の振幅Ｆｂ及び位相Ｐｂを出力する。

続くステップＳ６３において、温度ばらつき算出部２１ｈは、ＦＦＴによって得られた基本波の振幅Ｆａを読み込む。それに続くステップＳ６４において、温度ばらつき算出部２１ｈは、ＦＦＴによって得られた最低次高調波の振幅Ｆｂ及び位相Ｐｂを読み込む。

続くステップＳ６５において、温度ばらつき算出部２１ｈは、基本波の振幅Ｆａと最低次高調波の振幅Ｆｂとを加算することで、温度ばらつきの最大値に対応する最大振幅Ｆｍａｘを算出する。

続くステップＳ６６において、磁束密度算出部２１ｉは、最大振幅Ｆｍａｘに基づいて、磁石３５の磁束密度Ｂｍを算出する。磁束密度Ｂｍの算出は、前述した式（Ｊ）に基づいて行われる。

続くステップＳ６７において、磁石温度推定部２１ｊは、メモリ２１２に記憶されているテーブルと、磁石３５の磁束密度Ｂｍと、を照らし合わせることで、磁束密度Ｂｍに対応した磁石温度Ｔｍを読み出す。

続くステップＳ６８において、制限量算出部２１ｋは、磁石温度Ｔｍと上限温度Ｔｍａｘとの比較を実行する。そして、制限量算出部２１ｋは、磁石温度Ｔｍが上限温度Ｔｍａｘよりも大きい場合にはステップＳ６９に進む。制限量算出部２１ｋはまた、磁石温度Ｔｍが上限温度Ｔｍａｘ以下の場合にはステップＳ６９をスキップしてリターンする。

ステップＳ５８において、制限量算出部２１ｅは、上式（Ｋ）に基づいてパワー制限量を算出してリターンする。制御プロセスは、図１１に示すフローから戻り、図９のステップＳ７に進む。

図９のフローに戻ると、ステップＳ５及びステップＳ６から続くステップＳ７において、ＭＣＵ２１は、インバータ６のスイッチングを停止する。具体的に、ＭＣＵ２１は、インバータ６の内部でスイッチング素子のオンオフ制御を開始する。

続くステップＳ８において、モータ制御部２１７は、モータ３の要求出力がパワー制限量を上回っているか否かを判定する。この判定がＹＥＳの場合、制御プロセスはステップＳ９に進む一方、ＮＯの場合、制御プロセスは、ステップＳ９をスキップして終了する。

ステップＳ９において、ＭＣＵ２１は、前述した高温対策制御を実行する。高温対策制御を実行することで、例えば、モータ３の出力を制限したり、モータ３の冷却量を増大させたり、渦電流に起因したジュール熱の発生を抑制したりすることが可能となる。

《他の実施形態》
前記実施形態では、第１推定部２１５は、サーチコイル５５の検出信号に基づいて第１の推定ロジックを実行するように構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。第１推定部２１５は、例えば、電圧センサ５６の検出信号に基づいて第１の推定ロジックを実行することができる。

同様に、前記実施形態では、第２推定部２１６は、電圧センサ５６の検出信号に基づいて第２の推定ロジックを実行するように構成されていたが、本開示は、その構成には限定されない。第２推定部２１６は、例えば、サーチコイル５５の検出信号に基づいて第２の推定ロジックを実行することができる。

１ 自動車
２ エンジン
２１ ＭＣＵ（コントローラ）
２１４ 推定方法選択部
２１５ 第１推定部
２１６ 第２推定部
２１７ モータ制御部
２１ｇ ＦＦＴ実行部
３ モータ
３５ 磁石
３５ａ Ｓ磁石（第１磁石）
３５ｂ Ｎ磁石（第２磁石）
３６ コイル
３６ｕ Ｕ相コイル
３６ｖ Ｖ相コイル
３６ｗ Ｗ相コイル
３７ 収容スペース
３７ａ 支持面
３７ｂ 支持面
３８ 空隙
５１ モータ回転センサ
５５ サーチコイル（センサ）
５６ 電圧センサ（センサ）
５７ バンドパスフィルタ
６ インバータ
Ｌｃ 中心軸線
Ｔｓ 所定期間

Claims (7)

1. 磁石を有しかつ回転動力を出力するロータと、前記ロータに対しギャップを隔てて対向する複数のコイルを有するステータと、を備えるモータの磁石温度推定装置であって、
   前記ロータの回転に応じて生じる誘起電圧を検出するセンサと、
   前記ロータの回転数及び回転位置を検出するモータ回転センサと、
   前記センサ及び前記モータ回転センサの検出信号が入力され、前記複数のコイルへの通電を通じて前記モータを制御するコントローラと、を備え、
   前記ロータには、該ロータの回転方向において前記磁石と隣接する空隙が設けられ、
   前記コントローラは、前記ロータの回転に伴って、前記磁石と、前記複数のコイルのうちの一のコイルと、がすれ違う際の所定期間にわたって検出される前記誘起電圧に基づいて、前記磁石の温度を推定し、
   前記所定期間とは、前記磁石及び該磁石に隣接する他の磁石の中間に位置する部位と、前記一のコイルの中心軸線とが交わるタイミングを含まないように、該タイミングの前後に設定された期間であって、該期間に相当する電気角の範囲が、予め前記コントローラに記憶された期間であり、
   前記コントローラは、前記電気角の範囲と、前記モータ回転センサの検出信号とに基づいて、前記所定期間にわたって前記誘起電圧を取得するとともに、該所定期間にわたって取得された前記誘起電圧の平均値に基づいて、前記磁石の温度を推定する
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
2. 請求項１に記載されたモータの磁石温度推定装置において、
   前記ロータの回転軸に垂直な断面上で、前記回転方向における前記空隙の寸法をＤ１とし、前記回転方向における前記コイルの直径をＤ２とすると、
   Ｄ１≧Ｄ２／４ …（Ａ）
   の関係が満足される
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
3. 請求項１又は２に記載されたモータの磁石温度推定装置において、
   前記空隙は、前記回転方向に沿って延び、
   前記空隙は、前記回転方向において前記磁石から離間するにつれて、前記ロータの径方向における寸法が短くなる
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
4. 請求項３に記載されたモータの磁石温度推定装置において、
   前記空隙は、前記ロータにおける前記磁石の収容スペースと連通し、
   前記収容スペースは、前記径方向における両側から前記磁石を挟持する一対の支持面を有し、
   前記一対の支持面のうちの少なくとも一方は、前記空隙の内周面と面一に繋がっている
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
5. 請求項１から４のいずれか１項に記載されたモータの磁石温度推定装置において、
   前記センサは、前記複数のコイルのうちの１つに重畳されるサーチコイルからなり、
   前記サーチコイルは、前記モータを駆動するインバータとは独立した回路に接続され、
   前記コントローラは、前記サーチコイルに生じる誘起電圧に基づいて前記磁石の温度を推定する
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
6. 請求項１から５のいずれか１項に記載されたモータの磁石温度推定装置において、
   前記コントローラは、前記磁石の温度の推定結果に基づいて、該磁石の温度状態を判定し、
   前記コントローラは、前記温度状態が異常であると判定される場合、前記モータの出力を制限する
   ことを特徴とするモータの磁石温度推定装置。
7. 請求項１から６のいずれか１項に記載されたモータの磁石温度推定装置と、
   前記モータと、
   前記モータと協働するエンジンと、を備える
   ことを特徴とするハイブリッド車。

Images