JP2005354785A - モータ制御装置及びその制御方法 - Google Patents

Abstract

【課題】キャリア周波数を低下させることなく、インバータの温度を保護する。
【解決手段】車両がロック状態になった場合、温度監視器２４が、インバータ３を構成するトランジスタの内、電流値が最も高いトランジスタを検出し、検出されたトランジスタの温度が所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、トランジスタの温度が所定温度Ｔｔｈ以上である場合、温度監視器２４は、同じモータ出力を維持した状態で相電流を小さくし、トランジスタの温度を低下させる。これにより、キャリア周波数を低下させることなく、インバータの温度を保護することができる。
【選択図】図３

Description

本発明は、直流電圧源に接続されたスイッチング素子のオン／オフをパルス幅変調方式で切り換えることにより、モータに交流電流を供給するモータ制御装置及びその制御方法に関する。

従来より、インバータを構成するスイッチング素子のオン／オフをＰＷＭ（Pulse Wide Modulation；パルス幅変調）方式で切り換えることにより、三相交流モータ（以下、モータと略記）に交流電流を供給するモータ制御装置が知られている。このようなモータ制御装置では、スイッチング素子の損失等の影響によって、スイッチング素子が発熱し、インバータの熱破損に至る場合がある。このような背景から、例えば特許文献１には、インバータの温度が一定温度以上に上昇した場合には、キャリア周波数を高周波から低周波に切り替えてＰＷＭ変調することにより、スイッチング素子の損失を低減し、インバータの温度を保護する技術が提案されている。
特開平９−１２１５９５号公報

しかしながら、従来までのように、キャリア周波数を高周波から低周波に切り替えることによりインバータの温度を保護した場合には、インバータの応答性が低下すると同時に、キャリア周波数が可聴領域内の周波数である場合には、モータのノイズ音が増加する。さらに、モータ制御装置がハイブリッド車両や電気自動車の駆動用である場合には、低周波数状態が継続することにより、車両の走行性低下を招いてしまう。

本発明は、上述の課題を解決するためになされたものであり、その目的は、キャリア周波数を低下させることなく、インバータの温度を保護することが可能なモータ制御装置及びその制御方法を提供することにある。

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及びその制御方法は、車両がロック状態にあると判定された場合、インバータを構成する複数のスイッチング素子のうち、最も電流値が高いスイッチング素子を検出し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上である場合、同じトルク出力を維持した状態でスイッチング素子を流れる電流値を小さくするように電流指令値を変更する。

本発明に係るモータ制御装置及びその制御方法によれば、同じトルク出力を維持した状態でスイッチング素子を流れる電流値を小さくすることにより、スイッチング素子の温度を低下させるので、キャリア周波数を低下させることなく、インバータの温度を保護することができる。

以下、図面を参照して、本発明の実施形態となるモータ制御装置の構成と動作について説明する。

［モータ制御装置の構成］
本発明の実施形態となるモータ制御装置１は、図１に示すように、直流電力を供給するメインバッテリ２と、メインバッテリ２の直流電力を交流電力に変換するインバータ３と、インバータ３が生成した交流電流（Ｕ相電流ｉｕｍｏｔ，Ｖ相電流ｉｖｍｏｔ，及びＷ相電流ｉｗｍｏｔ）を利用して車両を駆動する三相交流モータ（以下、モータと略記）４と、モータ４に印加される交流電流（Ｕ相電流ｉｕｓｅｎ，Ｖ相電流ｉｖｓｅｎ，及びＷ相電流ｉｗｓｅｎ）を検出するＵ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗと、Ｕ相電機子巻線を基準としてモータ４の界磁角度を検出する角度検出センサ６と、角度検出センサ６の検出結果に従って界磁の角速度（回転数）ＲＥＶ及び界磁角度である基準位相角θｒｅを算出する速度・位置信号処理器７と、モータ４に印加される電流を制御する電流制御器８とを主な構成要素として備える。

〔インバータの構成〕
上記インバータ２は、図２に示すように、メインバッテリ２の正極及び負極にそれぞれ接続する正側直流電源線ｖｄｃ＋及び負側直流電源線Ｖｄｃ−に接続され、Ｕ相のブリッジ回路を形成する上段及び下段のＵ相トランジスタＴＲｕｕ，ＴＲｕｄと、Ｖ相のブリッジ回路を形成する上段及び下段のＶ相トランジスタＴＲｖｕ，ＴＲｖｄと、Ｗ相のブリッジ回路を形成する上段及び下段のＷ相トランジスタＴＲｗｕ，ＴＲｗｄと、各トランジスタに接続された寄生ダイオードＤｕｕ，Ｄｕｄ，Ｄｖｕ，Ｄｖｄ，Ｄｗｕ，Ｄｗｄと、各トランジスタのチップ温度（Ｔｕｕ，Ｔｕｄ，Ｔｖｕ，Ｔｖｄ，Ｔｗｕ，Ｔｗｄ）を検出する温度センサＳｕｕ，Ｓｕｄ，Ｓｖｕ，Ｓｖｄ，Ｓｗｕ，Ｓｗｄとを備える。そして、インバータ２は、ＰＷＭ変換器１７から入力されるＰＷＭ制御信号ｖｕｕ，ｖｕｄ，ｖｖｕ，ｖｖｄ，ｖｗｕ，ｖｗｄに従って、各トランジスタのオン／オフを切り換えることにより、メインバッテリ２から供給される直流電力を交流電力に変換する。

〔電流制御器の構成〕
上記電流制御器８は、図１に示すように、電流変換器１１と、３相２相変換器１２と、電流指令器１３と、電流ＰＩ制御器１４と、位相角補正器１５と、２相３相変換器１６と、ＰＷＭ変換器１７とを備える。上記電流変換器１１は、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗにより検出されたＵ相電流ｉｕｓｅｎ，Ｖ相電流ｉｖｓｅｎ，及びＷ相電流ｉｗｓｅｎをＵ相電流相当値ｉｕ，Ｗ相電流相当値ｉｖ，及びＷ相電流相当値ｉｗに変換し、３相２相変換器１２及び電流指令器１３に入力する。

上記３相２相変換器１２は、以下に示す数式１を利用して、速度・位置信号処理器７が算出した基準位相角θｒｅに基づいて、Ｕ相電流相当値ｉｕ，Ｗ相電流相当値ｉｖ，Ｗ相電流相当値ｉｗをｄ軸とｑ軸の実電流ｉｄ，ｉｑに変換し、電流ＰＩ制御器１４に入力する。

上記電流指令器１３は、インバータ２を構成する各トランジスタのチップ温度Ｔｕｕ，Ｔｕｄ，Ｔｖｕ，Ｔｖｄ，Ｔｗｕ，Ｔｗｄと、アクセル信号ａｃｌと、トルク指令値Ｔｒｑ＊と、モータ４の回転数ＲＥＶ及び基準位相角θｒｅと、Ｕ相電流相当値ｉｕ，Ｗ相電流相当値ｉｖ，及びＷ相電流相当値ｉｗとを利用して、ｄ軸電流指令値ｉｄ＊，ｑ軸電流指令値ｉｑ＊，及び電流センサ診断信号ｉｃｈｋを生成する。なお、この電流指令器１３の詳細については後述する。

上記電流ＰＩ制御器１４は、ｄ軸とｑ軸の実電流ｉｄ，ｉｑをそれぞれｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊に一致させるようにＰＩ（比例・積分）演算を行うことにより、ｄ軸とｑ軸の電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を生成し、２相３相変換器１６に入力する。上記位相角補正器１５は、速度・位置信号処理器７が算出した基準位相角θｒｅに基づいて指令位相角θｒｅ＊を算出する。上記２相３相変換器１６は、以下に示す数式２を利用して、位相角補正器１５が算出した指令位相角θｒｅ＊に基づいて、電圧指令値ｖｄ＊，ｖｑ＊を３相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊に変換し、ＰＷＭ制御器１７に入力する。

上記ＰＷＭ制御器１７は、３相電圧指令値ｖｕ＊，ｖｖ＊，ｖｗ＊を利用して、インバータ３を構成する各トランジスタ毎のＰＷＭ制御信号ｖｕｕ，ｖｕｄ，ｖｖｕ，ｖｖｄ，ｖｗｕ，ｖｗｄを生成し、インバータ３に入力する。

〔電流指令器の構成〕
上記電流指令器１３は、図３に示すように、インバータ３を構成する各トランジスタ毎に設けられた高温電流マップＭｕｕ，Ｍｕｄ，Ｍｖｕ，Ｍｖｄ，Ｍｗｕ，Ｍｗｄと、電流マップ２１と、加算器２２と、ロック判定器２３と、温度監視器２４と、セレクト器２５と、電流センサ診断器２６とを備える。

上記高温電流マップＭｕｕ，Ｍｕｄ，Ｍｖｕ，Ｍｖｄ，Ｍｗｕ，Ｍｗｄはそれぞれ、図４に示すように、モータ４の回転数ＲＥＶが０［ｒｐｍ］である時のトルク値Ｔｒｑ毎のｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を示すマップであり、トルク指令値Ｔｒｑ＊に対応するｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を出力する。上記電流マップ２１は、トルク指令値Ｔｒｑ＊及び回転数ＲＥＶ毎のｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を示すマップであり、トルク指令値Ｔｒｑ＊及び回転数ＲＥＶに対応するｄ軸電流指令値ｉｄ１＊，ｑ軸電流指令値ｉｑ１＊及び電流位相βを出力する。なお、高温電流マップＭｕｕ，Ｍｕｄ，Ｍｖｕ，Ｍｖｄ，Ｍｗｕ，Ｍｗｄの詳細については後述する。

上記加算器２２は、基準位相角θｒｅと電流マップ２１から出力される電流位相βとを加算することにより、位相信号δを出力する。上記ロック判定器２３は、アクセル信号ａｃｌと回転数ＲＥＶを参照して、アクセルペダルが踏まれている状態であるにも係わらずモータ４の回転数ＲＥＶが０［ｒｐｍ」である状態（以下、この状態をロック状態と表記する）にあるか否かを判断し、ロック状態にある場合には、ロック信号ｌｃｋを出力する。

前記温度監視器２４は、インバータ３を構成する各トランジスタのチップ温度Ｔｕｕ，Ｔｕｄ，Ｔｖｕ，Ｔｖｄ，Ｔｗｕ，Ｔｗｎｄと、位相信号δと、ロック信号ｌｃｋとに従って、電流ＰＩ制御器１４に出力するｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を制御するセレクト信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３を出力する。

前記セレクト器２５は、図４に示すようなセレクト信号とｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊との関係を規定したテーブルに従って、温度監視器２４が出力したセレクト信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３に対応するｄ軸電流指令値ｉｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ＊を電流ＰＩ制御器１４に入力する。

前記電流センサ診断器２６は、セレクト信号ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３と、電流変換器１１から出力されたＵ相電流相当値ｉｕ，Ｗ相電流相当値ｉｖ，及びＷ相電流相当値ｉｗと、ロック信号ｌｃｋとに従って、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの故障を検出し、故障しているものがある場合、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力する。

〔高温電流マップの構成〕
一般に、モータのトルク出力Ｔとｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑは、以下に示す数式３のような関係にある。なお、この数式３において、Ｐはモータの極対数、φａは巻線鎖交磁束数、Ｌｄはｄ軸インダクタンス、Ｌｑはｑ軸インダクタンスを表す。

数式３に示す関係が成り立つ際、ｄ軸インダクタンスＬｄ＝ｑ軸インダクタンスＬｑとすると、モータのトルク出力Ｔは以下に示す数式４のように表される。さらに、Ｉａをｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑのスカラー値、βを電流位相とすると、ｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑはそれぞれ−Ｉａ×ｓｉｎβ及びＩａ×ｃｏｓβと表される。

従って、モータのトルク出力Ｔは、以下に示す数式５のようにＩａ×ｃｏｓβに比例することがわかる。一方、この数式５は、ｄ軸電流値ｉｄ及びｑ軸電流値ｉｑのスカラー値Ｉａが異なる場合であっても、以下に示す数式６の関係が成り立つ場合には、モータのトルク値Ｔは同じになるこを示す。すなわち、スカラー値Ｉａ２がスカラー値Ｉａ１より大きい場合であっても、電流位相βの値に応じて、トルク出力Ｔは同じになる。

Ｕ相電流を例としてより具体的に説明すると、Ｕ相電流値Ｉｕは、一般に、スカラー値Ｉａ，指令位相角θｒｅ，及び電流位相βにより、以下に示す数式７のように記述される。

従って、スカラー値Ｉａ１及び電流位相β１の時のＵ相電流値Ｉｕ１と、スカラー値Ｉａ２及び電流位相β２の時のＵ相電流値Ｉｕ２はそれぞれ、以下に示す数式８，９のように記述される。

この時、Ｕ相電流値Ｉｕ１の位相信号−θｒｅ＋β１が３６０°×Ｎ＋９０°である場合には、インバータ３を構成するトランジスタのうち、下段のＵ相トランジスタＴＲｕｄを流れる電流が最大となり、Ｕ相電流値Ｉｕ１は以下の数式１０により表される。

一方、Ｕ相電流値Ｉｕ２は、−θｒｅ＋β１＝３６０°×Ｎ＋９０°であるから、上記数式９を利用して以下の数式１１により表される。

従って、Ｕ相電流値Ｉｕ１とＵ相電流値Ｉｕ２の大小関係は、以下に示す数式１２の正負により表され、以下に示す数式１３を満たすＵ相電流値Ｉｕ２及び電流位相β２を用いた場合には、Ｕ相電流値Ｉｕ１の絶対値がＵ相電流値Ｉｕ２の絶対値より大きくなる。すなわち、同じトルク出力Ｔを実現するスカラー値Ｉａ１，Ｉａ２（＜Ｉａ１）であっても、電流位相βによっては、｜Ｉｕ１｜＞｜Ｉｕ２｜となる。

そこで、本発明の実施形態となるモータ制御装置１では、電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊により実現されるトルク出力と同じトルク出力を実現するが、スカラー値が小さくなるｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値をインバータ３を構成する各トランジスタ毎に高温電流マップとして予め用意する。そして、例えば図６に示すようにＵ相電流Ｉｕ１が最小の時にロック状態になった場合には、電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊の代わりに、上段のＵ相トランジスタＴＲｕｕの高温電流マップＭｕｕから出力されるｄ軸電流指令値ｉｄｕｕ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｕｕ＊を用いることにより、同じトルク出力を維持した状態でＵ相電流ＩｕをＩｕ１からＩｕ２に変更し、位相信号δにおけるＵ相電流をΔＩだけ小さくし、上段のＵ相トランジスタＴＲｕｕの温度を下げることができる。以下、図７に示すフローチャートを参照して、高温電流マップＭｕｕ，Ｍｕｄ，Ｍｖｕ，Ｍｖｄ，Ｍｗｕ，Ｍｗｄ及び電流マップ２１を利用してトランジスタの温度制御を行う際の電流指令器１３の動作について詳しく説明する。

［モータ制御装置の動作］
図７に示すフローチャートは、車両のイグニッションスイッチがオン状態になるのに応じて開始となり、温度制御処理はステップＳ１の処理に進む。

ステップＳ１の処理では、ロック判定器２３が、アクセル信号ａｃｌ及び回転数ＲＥＶを参照して、車両がロック状態（回転数ＲＥＶ＝０、且つ、アクセルペダルオンの状態）にあるか否かを判別する。そして、判別の結果、車両がロック状態でない場合、温度監視器２４は、電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ２の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（０，０，０）を出力した後、一連の温度制御処理を終了する。一方、車両がロック状態にある場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理からステップＳ３の処理に進める。

ステップＳ３の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図８に示す位相範囲Ｒ１（０°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜６０°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ１内にある場合、温度監視器２４は、上段のＶ相トランジスタＴＲｖｕに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ９の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ１内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ４の処理に進める。

ステップＳ４の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図７に示す位相範囲Ｒ２（６０°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜１２０°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ２内にある場合、温度監視器２４は、下段のＵ相トランジスタＴＲｕｄに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ１０の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ２内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ５の処理に進める。

ステップＳ５の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図７に示す位相範囲Ｒ３（１２０°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜１８０°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ３内にある場合、温度監視器２４は、上段のＷ相トランジスタＴＲｗｕに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ１１の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ３内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ６の処理に進める。

ステップＳ６の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図７に示す位相範囲Ｒ４（１８０°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜２４０°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ４内にある場合、温度監視器２４は、下段のＶ相トランジスタＴＲｖｄに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ１２の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ４内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ７の処理に進める。

ステップＳ７の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図７に示す位相範囲Ｒ５（２４０°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜３００°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ５内にある場合、温度監視器２４は、上段のＵ相トランジスタＴＲｕｕに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ１３の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ５内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ８の処理に進める。

ステップＳ８の処理では、温度監視器２４が、位相信号δが図７に示す位相範囲Ｒ６（３００°＋３６０°×Ｎ＜位相信号δ＜３６０°＋３６０°×Ｎ）内にあるか否かを判別する。そして、位相信号δが位相範囲Ｒ６内にある場合、温度監視器２４は、下段のＷ相トランジスタＴＲｗｄに流れる電流が他の相のトランジスタに流れる電流よりも大きい状態でロック状態にあると判断し、温度制御処理をステップＳ１４の処理に進める。一方、位相信号δが位相範囲Ｒ６内にない場合には、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ２の処理に進める。

ステップＳ９の処理では、温度監視器２４は、上段のＶ相トランジスタＴＲｖｕの温度Ｔｖｕが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｖｕが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｖｕが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｖｕ高温電流マップＭｖｕから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｖｕ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｖｕ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ１５の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（０，１，１）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２１の処理に進める。

ステップＳ１０の処理では、温度監視器２４は、下段のＵ相トランジスタＴＲｕｄの温度Ｔｕｄが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｕｄが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｕｄが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｕｄ高温電流マップＭｕｄから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｕｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｕｄ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ１６の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（０，１，０）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２２の処理に進める。

ステップＳ１１の処理では、温度監視器２４は、上段のＷ相トランジスタＴＲｗｕの温度Ｔｗｕが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｗｕが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｗｕが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｗｕ高温電流マップＭｗｕから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｗｕ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｗｕ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ１７の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（１，０，１）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２３の処理に進める。

ステップＳ１２の処理では、温度監視器２４は、下段のＶ相トランジスタＴＲｖｄの温度Ｔｖｄが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｖｄが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｖｄが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｖｄ高温電流マップＭｖｄから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｖｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｖｄ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ１８の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（１，０，０）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２４の処理に進める。

ステップＳ１３の処理では、温度監視器２４は、上段のＵ相トランジスタＴＲｕｕの温度Ｔｕｕが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｕｕが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｕｕが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｕｕ高温電流マップＭｕｕから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｕｕ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｕｕ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ１９の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（０，０，１）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２５の処理に進める。

ステップＳ１４の処理では、温度監視器２４は、下段のＷ相トランジスタＴＲｗｄの温度Ｔｗｄが所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、判別の結果、温度Ｔｗｄが所定温度Ｔｔｈ以上でない場合、温度監視器２４は温度制御処理をステップＳ１の処理に戻す。一方、温度Ｔｗｄが所定温度Ｔｔｈ以上である場合には、温度監視器２４は、ｗｄ高温電流マップＭｗｄから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｗｄ＊及びｑ軸電流指令値ｉｑｗｄ＊を選択することをセレクト器２５に指示すべく、ステップＳ２０の処理として、セレクト信号（ＳＥＬ１，ＳＥＬ２，ＳＥＬ３）＝（１，１，０）を出力した後、温度制御処理をステップＳ２６の処理に進める。

ステップＳ２１の処理では、電流センサ診断器２６が、ｖｕ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｖｕ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｖｕ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ２７の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

ステップＳ２２の処理では、電流センサ診断器２６が、ｕｄ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｕｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｕｄ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ２８の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

ステップＳ２３の処理では、電流センサ診断器２６が、ｗｕ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｗｕ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｗｕ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ２９の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

ステップＳ２４の処理では、電流センサ診断器２６が、ｖｄ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｖｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｖｄ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ３０の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

ステップＳ２５の処理では、電流センサ診断器２６が、ｕｕ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｕｕ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｕｕ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ３１の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

ステップＳ２６の処理では、電流センサ診断器２６が、ｗｄ高温電流マップから出力されたｄ軸電流指令値ｉｄｗｄ＊とｑ軸電流指令値ｉｑｗｄ＊を使用した時の各相電流が電流マップ２１から出力されたｄ軸電流指令値ｉｄ１＊及びｑ軸電流指令値ｉｑ１＊を使用した時の各相電流と同じであるか否かを判別する。そして、判別の結果、各相電流が同じでない場合、電流センサ診断器２６は、一連の温度制御処理を終了する。一方、各相電流が同じである場合には、電流センサ診断器２６は、ステップＳ３２の処理として、Ｕ相電流センサ５ｕ，Ｖ相電流センサ５ｖ，及びＷ相電流センサ５ｗの中で同じ相電流値を検出したものは故障していると判断し、電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力した後、一連の温度制御処理を終了する。

以上の説明から明らかなように、本発明の実施形態となるモータ制御装置１によれば、車両がロック状態になるのに応じて、温度監視器２４が、インバータ３を構成するトランジスタの内、電流値が最も高いトランジスタを検出し、検出されたトランジスタの温度が所定温度Ｔｔｈ以上であるか否かを判別する。そして、トランジスタの温度が所定温度Ｔｔｈ以上である場合、温度監視器２４は、同じモータ出力を維持した状態で相電流を小さくし、トランジスタの温度を低下させる。そして、このような構成によれば、キャリア周波数を低下させることなく、インバータの温度を保護することができる。

また、本発明の実施形態となるモータ制御装置１によれば、電流センサ診断器２６が、ｄ軸電流指令値及びｑ軸電流指令値を変更する前後の各相電流値を比較し、各相電流値が変化しない場合には、電流センサが故障していることを示す電流センサ診断信号ｉｃｈｋを出力するので、電流センサの故障を診断することができる。

以上、本発明者によってなされた発明を適用した実施の形態について説明したが、この実施の形態による本発明の開示の一部をなす論述及び図面により本発明は限定されることはない。すなわち、上記実施の形態に基づいて当業者等によりなされる他の実施の形態、実施例及び運用技術等は全て本発明の範疇に含まれることは勿論であることを付け加えておく。

本発明の実施形態となるモータ制御装置の構成を示すブロック図である。 図１に示すインバータの内部構成を示すブロック図である。 図１に示す電流指令器の内部構成を示すブロック図である。 図３に示す高温電流マップの構成を示す図である。 セレクト信号とｄ軸電流指令値ｉｄ及びｑ軸電流指令値の関係を示す図である。 同じトルク出力を維持した状態で相電流のスカラー値を小さくする方法を説明するための図である。 本発明の実施形態となる温度制御処理の流れを示すフローチャート図である。 位相信号の変化に伴う相電流の変化の様子を示す波形図である。

符号の説明

１：モータ制御装置
２：メインバッテリ
３：インバータ
４：三相交流モータ
５ｕ，５ｖ，５ｗ：電流センサ
６：角度検出センサ
７：速度・位置信号処理器
８：電流制御器
１１：電流変換器
１２：３相２相変換器
１３：電流指令器
１４：電流ＰＩ制御器
１５：位相角補正器
１６：２相３相変換器
１７：ＰＷＭ変換器
２１：電流マップ
２２：加算器
２３：ロック判定器
２４：温度監視器
２５：セレクト器
２６：電流センサ診断器
Ｍｕｕ，Ｍｕｄ，Ｍｖｕ，Ｍｖｄ，Ｍｗｕ，Ｍｗｄ：高温電流マップ

Claims (4)

1. インバータを構成する複数のスイッチング素子のオン／オフを切り換えることにより、車両を駆動する三相交流モータに対し電流指令値に応じた相電流を供給するモータ制御装置であって、
   前記車両がロック状態にあるか否かを判定するロック判定器と、
   前記ロック判定器により車両がロック状態にあると判定された場合、前記複数のスイッチング素子のうち、最も電流値が高いスイッチング素子を検出し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上であるか否かを判別し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上である場合、同じトルク出力を維持した状態で当該スイッチング素子を流れる電流値を小さくするように電流指令値を変更する温度監視器と
   を備えることを特徴と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であって、
   前記相電流の電流値を検出する電流センサと、
   前記電流センサの検出結果に従って、前記温度監視器による電流指令値の変更前後において電流値が変化しない相電流が存在するか否かを判別し、電流値が変化しない相電流が存在する場合、電流センサが故障していると判定する電流センサ診断器と
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
3. 請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置であって、
   前記温度監視器は、電流指令値の位相角度を変化させることにより、同じトルク出力を維持した状態でスイッチング素子を流れる電流値を小さくすることを特徴とするモータ制御装置。
4. インバータを構成する複数のスイッチング素子のオン／オフを切り換えることにより、車両を駆動する三相交流モータに対し電流指令値に応じた相電流を供給するモータ制御装置の制御方法であって、
   前記車両がロック状態にあるか否かを判定するステップと、
   前記車両がロック状態にあると判定された場合、前記複数のスイッチング素子のうち、最も電流値が高いスイッチング素子を検出し、検出されたスイッチング素子の温度が所定温度以上であるか否かを判別するステップと、
   前記スイッチング素子の温度が所定温度以上である場合、同じトルク出力を維持した状態で当該スイッチング素子を流れる電流値を小さくするように電流指令値を変更するステップと
   を有することを特徴とするモータ制御装置の制御方法。

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