特開 2019-193445 モータ駆動装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】特開2019-193445(P2019-193445A)

(43)【公開日】2019年10月31日

(54)【発明の名称】モータ駆動装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/032 20160101AFI20191004BHJP

   H02P 23/00 20160101ALI20191004BHJP

   B60L 3/00 20190101ALN20191004BHJP

   B60L 9/18 20060101ALN20191004BHJP

   B60L 15/20 20060101ALN20191004BHJP

【ＦＩ】

   H02P29/032

   H02P23/00

   B60L3/00 J

   B60L9/18 J

   B60L15/20 J

【審査請求】未請求

【請求項の数】6

【出願形態】ＯＬ

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2018-84111(P2018-84111)

(22)【出願日】2018年4月25日

(71)【出願人】

【識別番号】000232302

【氏名又は名称】日本電産株式会社

(71)【出願人】

【識別番号】300052246

【氏名又は名称】日本電産エレシス株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100179969

【弁理士】

【氏名又は名称】駒井 慎二

(74)【代理人】

【識別番号】100101306

【弁理士】

【氏名又は名称】丸山 幸雄

(74)【代理人】

【識別番号】100176692

【弁理士】

【氏名又は名称】岡崎 ▲廣▼志

(72)【発明者】

【氏名】中田 雄飛

(72)【発明者】

【氏名】小池上 貴

(72)【発明者】

【氏名】三本松 功

(72)【発明者】

【氏名】向山 浩司

【テーマコード（参考）】

5H125

5H501

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H125AA01

5H125AC12

5H125BA00

5H125CA01

5H125EE02

5H125EE05

5H125EE08

5H125EE15

5H125EE22

5H125EE23

5H125EE70

5H501AA20

5H501BB08

5H501CC04

5H501GG03

5H501GG05

5H501GG08

5H501GG11

5H501HA09

5H501HB08

5H501HB16

5H501JJ24

5H501LL01

5H501LL22

5H501LL23

5H501LL35

5H501LL38

5H501LL54

5H501MM02

5H501MM03

5H501MM04

5H501MM05

5H501MM09

5H505AA16

5H505BB06

5H505CC04

5H505DD03

5H505EE41

5H505EE49

5H505GG02

5H505GG04

5H505GG07

5H505GG08

5H505HA10

5H505HB01

5H505JJ24

5H505JJ28

5H505LL01

5H505LL22

5H505LL24

5H505LL41

5H505LL44

5H505LL57

5H505LL58

5H505MM02

5H505MM03

5H505MM05

5H505MM06

5H505MM12

(57)【要約】

【課題】車両の走行時の状態に応じて最適なトルクの制限を行うことができるモータ駆動装置を提供する。
【解決手段】モータ駆動装置１００は、モータ４００を指示トルクＴｑに基づいて制御するモータ駆動装置１００であって、指示トルクＴｑを制限するための制限率Ｌｍｉｎを算出する制限部３００と、制限部３００により算出された制限率Ｌｍｉｎに基づいて指示トルクＴｑを制限し、制限された指示トルクＴｑに基づいてモータ４００を駆動するための電力を出力するトルク制御部１１０等とを備える。制限率Ｌｍｉｎは、複数のパラメータにより算出された複数の制限率のうち最小の制限率である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータを指示トルクに基づいて制御するモータ駆動装置であって、
前記指示トルクを制限するための制限率を算出する制限部と、
前記制限部により算出された前記制限率に基づいて前記指示トルクを制限し、当該制限された指示トルクに基づいて前記モータを駆動するための電力を出力する制御部と、
を備える、モータ駆動装置。

【請求項2】

前記制限部は、入力される複数のパラメータ毎の制限率を算出し、当該算出した複数の制限率のうち最小の制限率を選択する、
請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項3】

前記複数のパラメータは、電源の直流電流、電源の電圧、温度、モータの回転数、およびモータに流れる電流の少なくとも２以上を含む、
請求項２に記載のモータ駆動装置。

【請求項4】

前記温度は、モータの温度、モータ駆動装置に設けられるスイッチング素子の温度、および当該スイッチング素子が実装される基板の温度の少なくとも１以上を含む、
請求項３に記載のモータ駆動装置。

【請求項5】

前記制限部は、前記モータの回転数に基づいて当該モータが過回転数であるかを検出する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。

【請求項6】

前記制限部は、前記モータに流れる前記電流に基づいて、前記電流を検出する電流センサの異常、前記電流と目標電流との偏差の異常、又は前記電流が過電流であるか、のうち少なくとも１以上を検出する、
請求項３に記載のモータ駆動装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ駆動装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来から、電動車両等では、駆動源となるモータの駆動トルクの制御が行われている。駆動トルクの制御においては、過電圧、過電流、温度上昇などにより、インバータ保護、モータ保護、車両保護をするために、電流制御部にて電流制限をかける手法が知られている。

【0003】

ところが、車両のメイン駆動用モータに関しては、駆動トルクによる車両制御を行うため、上述した電流制御処理部にて電流制御を行ってしまうと、車両の実トルク量の判定が困難になってしまい、実トルク量に基づくトルク制御を行うことができない場合がある。

【0004】

上述した課題に対して、例えば特許文献１には、電動機の回転速度に応じて、電動機のトルク上限値を算出するトルク上限値算出処理部と、トルク上限値に基づいてトルク指令を制限し、制限されたトルク指令に基づいて電動機の駆動トルク指令値を算出するトルク指令値制限部と、を備えた電動機の制御装置が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６−１２７６６８号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に開示される電動機の制御装置では、テーブルからトルク上限値を取得するため、電動機の回転速度に応じて設定された固定値でしかトルクの制限を行うことができなかった。例えば、坂道を一定時間連続で登るまたは下る場合、段差に乗り上げる場合、停車を維持する場合等の、モータの低回転、高トルクに制御が必要な際に、テーブルで実現できない制限が必要になった場合には、電動機を停止させなければならないという問題があった。

【0007】

そこで、本発明は、上記課題を解決するために、車両の走行時の状態に応じて最適なトルクの制限を行うことができるモータ駆動装置を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の例示的なモータ制御装置は、モータを指示トルクに基づいて制御するモータ駆動装置であって、前記指示トルクを制限するための制限率を算出する制限部と、前記制限部により算出された前記制限率に基づいて前記指示トルクを制限し、当該制限された指示トルクに基づいて前記モータを駆動するための電力を出力する制御部と、を備える。

【発明の効果】

【0009】

本発明によれば、制限部により算出された制限率によって指示トルクに対して制限をかけるので、例えば従来におけるトルク上限値を記憶するテーブルを用いた制限では実現できない制限が必要となった際にも、最適なトルクの制限を実現することができる。

【図面の簡単な説明】

【0010】

【図1】図１は、本発明の一実施の形態に係るモータ駆動システムの概略構成を示す図である。

【図2】図２は、回転速度算出部の機能ブロック図である。

【図3】図３は、制限部の機能ブロック図である。

【図4】図４は、直流電流における制限率を算出する場合に用いる関数を示す図である。

【図5】図５は、直流電圧における制限率を算出する場合に用いる関数を示す図である。

【図6】図６は、相電流における制限率を算出する場合に用いる関数を示す図である。

【図7】図７は、制限率を算出する場合におけるモータ駆動装置の動作例を示すフローチャートである。

【発明を実施するための形態】

【0011】

以下に添付図面を参照しながら、本発明の好適な実施の形態について詳細に説明する。なお、図面の寸法比率は、説明の都合上拡張されており、実際の比率と異なる場合がある。

【0012】

＜モータ駆動システム５００の構成例＞
図１は、本発明の一実施の形態に係るモータ駆動システム５００の概略構成の一例を示している。図１に示すように、モータ駆動システム５００は、モータ駆動装置１００と、モータ４００と、角度センサ４１０とを備える。

【0013】

モータ駆動装置１００は、トルク制御部１１０と、電流制限値設定部１２０と、加算器１３０と、制御器１４０と、２相／３相変換部１５０と、インバータ１６０と、３相／２相変換部１７０と、電流センサ１８０と、制限部３００とを備える。なお、トルク制御部１１０および電流制限値設定部１２０等は、制御部の一例に相当する。

【0014】

図示しない車両制御コントローラは、加速走行である場合にトルク制御に切り換える。トルク制御部１１０には、ＣＡＮ(Controller Area Network)通信または、他の通信や、ハードワイヤ（有線での通信）により車両制御コントローラから指示トルク（トルク指令値）Ｔｑが入力される。

【0015】

トルク制御部１１０は、指示トルクＴｑに対して制限部３００からの制限率Ｌｍｉｎを乗算することにより、モータ４００の回転数を制御するための目標トルクを算出し、算出した目標トルクに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｉｑをそれぞれ算出する。算出されたｄ軸電流指令値Ｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｉｑは、電流制限値設定部１２０に出力される。例えば、制限部３００からの制限率Ｌｍｉｎが０％である場合、目標トルクも０Ｎｍとなり、電流指令値も０Ａに設定される。

【0016】

電流制限値設定部１２０は、トルク制御部１１０から供給されたｄ軸電流指令値Ｉｄおよびｑ軸電流指令値Ｉｑに基づいて、上限となるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を設定する。ｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊は加算器１３０に出力されると共に、制限率Ｌ５を算出する際に用いるパラメータとして制限部３００に出力される。

【0017】

３相／２相変換部１７０は、角度センサ４１０からフィードバックされた角度信号θ（電気角）に基づいて、電流センサ１８０で検出された相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをｄｑ変換し、ｄ軸電流値Ｉｄ^＊＊およびｑ軸電流値Ｉｑ^＊＊を算出する。変換により得られたｄ軸電流値Ｉｄ^＊＊およびｑ軸電流値Ｉｑ^＊＊は、加算器１３０に出力されると共に、制限率Ｌ５を算出する際に用いるパラメータとして制限部３００に出力される。

【0018】

加算器１３０は、電流制限値設定部１２０からのｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊と３相／２相変換部１７０からのｄ軸電流値Ｉｄ^＊＊との差分を算出する。算出された差分は、制御器１４０に出力される。同様に、加算器１３０は、電流制限値設定部１２０からのｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊と３相／２相変換部１７０からのｑ軸電流値Ｉｑ^＊＊との差分を算出する。算出された差分は、制御器１４０に出力される。

【0019】

制御器１４０は、加算器１３０からの各差分をゼロに収束させるように、例えばＰＩ（比例積分）制御演算等を行うことで電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑを演算する。演算により得られた電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑは、２相／３相変換部１５０に出力される。

【0020】

２相／３相変換部１５０は、角度センサ４１０からフィードバックされた角度信号θ（電気角）に基づいて、２相の電圧指令値Ｖｄ，Ｖｑをｕ相、ｖ相、ｗ相の３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ、Ｖｗに逆ｄｑ変換する。逆ｄｑ変換された３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ、Ｖｗは、インバータ１６０に出力される。

【0021】

インバータ１６０は、ブリッジ接続続された６個のスイッチング素子を有する。スイッチング素子としては、例えばＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を用いることができる。インバータ１６０は、２相／３相変換部１５０からの３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ、Ｖｗに基づくデューティの３相のＰＷＭ信号に基づいてスイッチング素子を駆動することで、３相電圧指令値Ｖｕ，Ｖｖ、Ｖｗに相当する電圧をモータ４００に印加する。本実施の形態において、各スイッチング素子には、スイッチング素子の温度Ｔ２を検出するための温度センサ（図示省略）が設置されている。また、インバータ１６０等が実装される基板には、基板の温度Ｔ３を検出するための温度センサ（図示省略）が設置されている。なお、上述した３相インバータ回路等の構成は公知技術であるので、詳細な説明は省略する。

【0022】

電流センサ１８０は、インバータ１６０からモータ４００の各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを検出する。検出された３相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、３相／２相変換部１７０に出力される。

【0023】

モータ４００は、例えば、３相ブラシレスモータにより構成され、インバータ１６０の駆動によって回転駆動する。本実施の形態において、モータ４００には、モータ４００の温度Ｔ１を検出するための例えば２個の温度センサ（図示省略）が設置されている。なお、温度センサの個数は２個に限定されるものではない。

【0024】

角度センサ４１０は、モータ４００の回転軸の角度変化に応じて角度信号θを検出する。検出された角度信号θは、２相／３相変換部１５０、３相／２相変換部１７０および回転速度算出部２３０等のそれぞれに出力される。なお、角度センサ４１０としては、例えば、レゾルバ又はＭＲセンサ等の公知の角度検出器を用いることができる。

【0025】

制限部３００は、入力される相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ、直流電流Ｉ、モータ４００の温度Ｔ１等の複数のパラメータにおける各制限率に基づいて最小の制限率Ｌｍｉｎ（出力ゲイン）を算出する。制限率Ｌｍｉｎとは、車両の走行状況に応じて指示トルクＴｑを最適な状態に制限するための制限値である。例えば、制限率が１００％である場合には指示トルクＴｑがそのまま目標トルクとされ、制限率が低くなるほど目標トルクも小さくなるように制限される。本実施の形態によれば、制限部３００により算出された制限率Ｌｍｉｎによって指示トルクに対して制限をかけるので、例えば従来におけるトルク上限値を記憶するテーブルを用いた制限では実現できない制限が必要となった際にも、最適なトルクの制限を実現することができる。

【0026】

また、モータ駆動装置１００は、加算器２００と、速度制御部２１０と、回転速度算出部２３０とをさらに備える。

【0027】

図示しない車両制御コントローラは、低速走行である場合、回転数制御に切り換える。加算器２００には、ＣＡＮ通信または、他の通信や、ハードワイヤ（有線での通信）により車両制御コントローラから指示回転数ω^＊が入力される。加算器２００は、入力された指示回転数ω^＊と、回転速度算出部２３０からのモータ回転速度ωｅとを加算する。速度制御部２１０は、加算器２００からの回転数等の情報に基づいて速度制御を行う。

【0028】

＜回転速度算出部２３０の構成例＞
図２は、回転速度算出部２３０は、機能ブロックの一例を示している。図２に示すように、回転速度算出部２３０は、変換部２４０と、角度センサ０度学習部２５０と、加算器２６０と、速度算出部２７０とを有する。

【0029】

変換部２４０は、角度センサ４１０からのアナログの角度信号θをデジタルデータに変換する。なお、変換部２４０としては、変換機能を有するソフトウェアを採用することもできるし、Ｒ／Ｄコンバータ等のデバイスを採用することもできる。角度センサ０度学習部２５０は、入力された学習指示に基づいてモータ４００の角度から０点を算出する。加算器２６０では、変換部２４０からの角度信号θと角度センサ０度学習部２５０からの０点情報とに基づいて、モータ４００と角度センサ４１０の角度のずれが補正される。速度算出部２７０は、モータ４００の電気角θｅ等に基づいてモータ回転速度ωｅを算出する。算出されたモータ回転速度ωｅは、制限率Ｌ４を算出する際に用いるパラメータとして制限部３００に出力される。

【0030】

＜制限部３００の構成例＞
図３は、制限部３００の機能ブロック図である。図３に示すように、制限部３００は、直流電流保護部３１０と、過電圧／低電圧保護部３２０と、過熱保護部３３０と、過回転保護部３４０と、相電流保護部３５０と、選択部３９０とを備える。

【0031】

直流電流保護部３１０は、例えばバッテリー等の電源部の直流電流Ｉを取得する。直流電流Ｉを取得する周期は、例えば１ｍｓである。直流電流保護部３１０は、取得された直流電流Ｉにおける制限率Ｌ１を制限率Ｌ１計算用の関数グラフを用いて算出する。また、直流電流保護部３１０は、制限率Ｌ１の算出時に、直流電流Iが異常であると判定した場合、ユーザーに対して警告・故障情報を報知する。本実施の形態において、報知手段としては、例えば、音声を用いても良いし、表示部の画面上に文字、画像等を表示する構成としても良い。

【0032】

図４は、直流電流Ｉの制限率Ｌ１を算出する場合に用いる関数グラフを示している。なお、図４において、縦軸は制限率であり、横軸は直流電流である。図４に示すように、直流電流保護部３１０は、直流電流Ｉが閾値Ｉｔｈ１未満の場合、直流電流Ｉが正常であると判定し、制限率Ｌ１を１００％に設定する。直流電流保護部３１０は、直流電流Ｉが閾値（制限開始値）Ｉｔｈ１以上でかつ閾値Ｉｔｈ２（制限終了値）以下の場合、直流電流Ｉが異常であると判定し、制限率Ｌ１を最小のＬｍ超でかつ１００％未満の間に設定する。例えば、制限率Ｌ１は、直流電流Ｉの増加に伴って一定の傾きで徐々に低下するように設定される。直流電流保護部３１０は、直流電流ＩがＩｔｈ２を超える場合、直流電流Ｉの異常レベルが特に高いと判定し、制限率Ｌ１として最小のＬｍを設定する。算出された制限率Ｌ１は、選択部３９０に出力される。

【0033】

図４に示したグラフの線形補完を計算する場合には、例えば以下の式（１）を用いることができる。直流電流保護部３１０は、例えば、パラメータとして入力される直流電流Ｉが閾値Ｉｔｈ１以上でかつ閾値Ｉｔｈ２以下である場合、下記式（１）を用いてリアルタイム演算を行い、制限率Ｌ１を取得する。なお、式（１）のプログラムおよび式（１）におけるｘ_０等の各係数は、図示しないメモリに予め記憶することができる。

【0034】

【数1】

ｘ：現在の直流電流Ｉ
ｘ_０：直流電流Ｉの制限を開始する値
ｘ_１：直流電流Ｉの制限を終了する値
ｙ：制限率Ｌ１
ｙ_０：制限率Ｌ１の最小
ｙ_１：制限率Ｌ１の最大

【0035】

図３に戻り、過電圧／低電圧保護部３２０は、例えばバッテリー等の電源部の電源電圧Ｖを取得する。電源電圧Ｖを取得する周期は、例えば１ｍｓである。過電圧／低電圧保護部３２０は、取得した電源電圧Ｖにおける制限率Ｌ２を制限率Ｌ２計算用の関数グラフ（上記式（１））を用いて算出する。また、過電圧／低電圧保護部３２０は、制限率Ｌ２の算出時に、電源電圧Ｖが異常であると判定した場合、ユーザーに対して警告・故障情報を報知する。

【0036】

図５は、電源電圧Ｖの制限率Ｌ２を算出する場合に用いる関数グラフを示している。なお、図５において、縦軸は制限率であり、横軸は電源電圧である。図５に示すように、過電圧／低電圧保護部３２０は、電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ２超でかつ閾値Ｖｔｈ３未満の場合、電源電圧Ｖが正常であると判定し、制限率Ｌ２を１００％に設定する。過電圧／低電圧保護部３２０は、電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ１以上でかつ閾値Ｖｔｈ２以下の場合、電源電圧Ｖが異常（低電圧）であると判定し、制限率Ｌ２を最小のＬｍ超でかつ１００％未満の間に設定する。同様に、過電圧／低電圧保護部３２０は、電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ１未満の場合にも、電源電圧Ｖが特に低い（低電圧）と判定し、制限率Ｌ２として最小のＬｍを設定する。また、過電圧／低電圧保護部３２０は、電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ３以上でかつ閾値Ｖｔｈ４以下の場合には、電源電圧Ｖが異常（過電圧）であると判定し、制限率Ｌ２を最小のＬｍ超でかつ１００％未満の間に設定する。同様に、過電圧／低電圧保護部３２０は、電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ４超の場合にも、電源電圧Ｖが特に高い（過電圧）と判定し、制限率Ｌ２として最小のＬｍを設定する。例えば、過電圧／低電圧保護部３２０は、パラメータとして入力される電源電圧Ｖが閾値Ｖｔｈ１以上でかつ閾値Ｖｔｈ２以下の場合、上記式（１）を用いてリアルタイム演算を行い、制限率Ｌ２を取得する。算出された制限率Ｌ２は、選択部３９０に出力される。

【0037】

図３に戻り、過熱保護部３３０は、モータ４００の２箇所の温度Ｔ１、インバータ１６０を構成する６個のスイッチング素子の温度Ｔ２、およびスイッチング素子等が実装された基板の温度Ｔ３をそれぞれ取得する。各温度Ｔ１〜Ｔ３を取得する周期は、例えば１ｍｓである。過熱保護部３３０は、温度１〜Ｔ３についても、図４と同様の線形パターンの関数グラフ（上記式（１））を用いて制限率Ｌ３を算出する。過熱保護部３３０は、温度１〜Ｔ３の何れかが閾値Ｔｔｈ以上の場合、温度が過剰に上昇していると判定し、制限率Ｌ３を最小のＬｍ以上でかつ１００％未満の間に設定する。算出された制限率Ｌ３は、選択部３９０に出力される。また、過熱保護部３３０は、取得した温度Ｔ１〜Ｔ３が異常であると判定した場合、ユーザーに対して警告・故障情報を報知する。

【0038】

相電流保護部３５０は、過電流検出部３６０と、電流偏差検出部３７０と、電流センサ異常検出部３８０とを有する。

【0039】

過電流検出部３６０は、電流センサ１８０で検出された相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを取得すると共に、電源部の直流電流Ｉを取得する。相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ等を取得する周期は、例えば１ｍｓである。過電流検出部３６０は、取得した相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗにおける制限率Ｌ５ａを制限率Ｌ５ａ計算用の関数グラフを用いて算出する。同様に、過電流検出部３６０は、取得した電源部の直流電流Ｉにおける制限率Ｌ５ｂを制限率Ｌ５ｂ計算用の関数グラフを用いて算出する。以下では、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの制限率Ｌ５ａを算出する場合について説明する。

【0040】

図６は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの制限率Ｌ５ａを算出する場合に用いる関数グラフを示している。なお、図６において、縦軸は制限率であり、横軸は相電流である。図６に示すように、過電流検出部３６０は、例えば相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和が閾値Ｉｔｈ（０［Ａ］）である場合、電流値が正常であると判定し、制限率Ｌ５ａを１００％に設定する。過電流検出部３６０は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和が閾値Ｉｔｈ以外の場合、電流値が異常であると判定し、制限率Ｌ５ａを０％に設定する。これは、過電流が発生している場合には、直ちにモータ４００の出力を停止させる必要があるからである。算出された制限率Ｌ５ａは、選択部３９０に出力される。

【0041】

過電流検出部３６０は、電源部の直流電流Ｉについても、図６と同様の線形パターンの関数グラフを用いて制限率Ｌ５ｂを算出する。過電流検出部３６０は、直流電流Ｉが閾値Ｉｔｈを超える場合、過電流が発生しており直ちにモータ４００の出力を停止させる必要があると判定し、制限率Ｌ５ｂを０％に設定する。

【0042】

図３に戻り、電流偏差検出部３７０は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを角度信号θによりｄｑ変換して得られたｄ軸電流値Ｉｄ^＊＊およびｑ軸電流値Ｉｑ^＊＊と、目標値である電流制限値設定部１２０からのｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊およびｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とを取得し、これらの偏差を算出する。電流指令値を取得する周期は、例えば１ｍｓである。電流偏差検出部３７０は、算出した偏差についても、図６と同様の線形パターンの関数グラフを用いて制限率Ｌ５ｃを算出する。過電流検出部３６０は、偏差が閾値Ｔｈを超える場合、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに異常が発生していると判定し、制限率Ｌ５ｃを０％に設定する。

【0043】

電流センサ異常検出部３８０は、電流センサ１８０により検出された相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを取得する。相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ等を取得する周期は、例えば１ｍｓである。電流センサ異常検出部３８０は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗについても、図６と同様の線形パターンの関数グラフを用いて制限率Ｌ５ｄを算出する。電流センサ異常検出部３８０は、取得した相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの和が閾値Ｉｔｈ（０［Ａ］）でない場合、電流センサ１８０に異常が発生しており直ちにモータ４００の出力を停止させる必要があると判定し、制限率Ｌ５ｄを０％に設定する。

【0044】

相電流保護部３５０は、過電流検出部３６０で算出した制限率Ｌ５ａ，Ｌ５ｂ、電流偏差検出部３７０で算出した制限率Ｌ５ｃ、および電流センサ異常検出部３８０で算出した制限率Ｌ５ｄ，Ｌ５ｅの中で最小の制限率を選択する。選択された制限率は、制限率Ｌ５として選択部３９０に出力される。また、相電流保護部３５０は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ等が異常であると判定した場合、ユーザーに対して警告・故障情報を報知する。

【0045】

過回転保護部３４０は、回転速度算出部２３０からのモータ回転速度ωｅを取得する。モータ回転速度ωｅ等を取得する周期は、例えば１ｍｓである。過回転保護部３４０は、取得したモータ回転速度ωｅについても、図６と同様の線形パターンの関数グラフを用いて制限率Ｌ４を算出する。過回転保護部３４０は、モータ回転速度ωｅが閾値ωｔｈ以上である場合、モータ４００が過回転であり直ちにモータ４００の出力を停止させる必要があると判定し、制限率Ｌ４を０％に設定する。また、過回転保護部３４０は、モータ回転速度ωｅが異常であると判定した場合、ユーザーに対して警告・故障情報を報知する。なお、制限率Ｌ４を算出する際に、ＣＡＮ通信により入力される指示回転数ω^＊と、モータ回転速度ωｅとの差分を用いることもできる。

【0046】

選択部３９０は、直流電流保護部３１０からの制限率Ｌ１と、過電圧／低電圧保護部３２０からの制限率Ｌ２と、過熱保護部３３０からの制限率Ｌ３と、過回転保護部３４０からの制限率Ｌ４と、相電流保護部３５０からの制限率Ｌ５とを比較し、制限率Ｌ１〜Ｌ５のうち最小の制限率Ｌｍｉｎを選択する。選択された制限率Ｌｍｉｎは、トルク制御部１１０に出力される。本実施の形態によれば、最小の制限率Ｌｍｉｎを選択するので、最も厳しい制限でトルク制御を行うことができる。

【0047】

＜モータ駆動装置１００の動作例＞
図７は、車両の走行状態に応じて指示トルクを制限するための制限率Ｌ１〜Ｌ５を算出する場合におけるモータ駆動装置１００の動作の一例を示すフローチャートである。

【0048】

図７に示すように、ステップＳ１０において、直流電流保護部３１０は、電源部の直流電流Ｉを取得する。ステップＳ２０において、過電圧／低電圧保護部３２０は、電源部の電源電圧Ｖを取得する。ステップＳ３０において、過熱保護部３３０は、モータ４００の温度Ｔ１等を取得する。ステップＳ４０において、過回転保護部３４０は、モータ４００のモータ回転速度ωｅを取得する。ステップＳ５０において、相電流保護部３５０は、モータ４００に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを取得する。なお、ステップＳ１０〜Ｓ５０は、例えば同一のタイミングで並列的に処理することができる。

【0049】

続けて、ステップＳ６０において、直流電流保護部３１０は、取得した電源部の直流電流Ｉに基づいて制限率Ｌ１を算出する。ステップＳ７０において、過電圧／低電圧保護部３２０は、取得した電源部の電源電圧Ｖに基づいて制限率Ｌ２を算出する。ステップＳ８０において、過熱保護部３３０は、取得したモータ４００の温度Ｔ１等に基づいて制限率Ｌ３を算出する。ステップＳ９０において、過回転保護部３４０は、取得したモータ回転速度ωｅに基づいて制限率Ｌ４を算出する。ステップＳ１００において、相電流保護部３５０は、取得したモータ４００に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗに基づいて制限率Ｌ５を算出する。なお、ステップＳ６０〜Ｓ１００は、同一のタイミングで並列的に処理することができる。

【0050】

続けて、ステップＳ１１０において、選択部３９０は、算出した各制限率Ｌ１〜Ｌ５のうち、最小となる制限率Ｌｍｉｎを選択し、選択した制限率Ｌｍｉｎをトルク制御部１１０に出力する。本実施の形態では、このような処理が所定の間隔で繰り返し実行される。

【0051】

以上説明したように、本実施の形態によれば、温度Ｔ１〜Ｔ３、電源部の直流電流Ｉ、電源電圧Ｖ、モータ回転速度ωｅ、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ等の複数のパラメータを考慮し、これらの中で最も異常のレベルが高いパラメータの制限率を最小の制限率Ｌｍｉｎとして選択して指示トルクＴｑに対して制限をかけることができる。これにより、例えば従来におけるトルク上限値を記憶するテーブルを用いた制限では実現できない制限が必要となった際にも、最適な指示トルクの制限を実現することができる。その結果、モータ４００の駆動時における、過電流、過電圧、過回転、又は温度上昇等の発生を確実に抑制することができる。

【0052】

なお、本発明の技術範囲は、上述した実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において、上述した実施形態に種々の変更を加えたものを含む。上述した実施の形態では、５つの制限率Ｌ１〜Ｌ５を用いた例について説明したが、これに限定されることはない。例えば、少なくとも２つ以上のパラメータの制限率を用いて指示トルクＴｑを制限するようにしても良い。また、制限部３００において取得する温度は、モータ４００の温度Ｔ１、スイッチング素子の温度Ｔ２、および基板の温度Ｔ３の少なくとも１以上であっても良いし、その他のモータ駆動装置１００に関する温度を取得するようにしても良い。

【符号の説明】

【0053】

１００ モータ駆動装置
１１０ トルク制御部（制御部）
１８０ 電流センサ
３００ 制限部
３１０ 直流電流保護部
３２０ 過電圧／低電圧保護部
３３０ 過熱保護部
３４０ 過回転保護部
３５０ 相電流保護部
４００ モータ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】