JP5594160B2 - 電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法及び装置 - Google Patents

Description

本発明は、車載空調用電動圧縮機等に内蔵された電動モータにおける回転子が備える永久磁石の劣化を検知するための電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法、及びこれを実行する装置に関する。

例えば、車載空調機などの冷凍サイクルに用いる圧縮機として、電動モータを内蔵した電動圧縮機が用いられるようになってきた（例えば、特許文献１参照）。このような用途の電動モータとしては、小型で高性能なタイプである、永久磁石を回転子の内部に内蔵させた構成のもの（ＩＰＭモータ（Interior Permanent Magnet Motor）とも呼ばれる。）が有効である。このタイプのモータ及びこれを駆動する装置等に関しては、例えば特許文献１、２等に記載がある。

一方、このタイプの電動モータにおいては、回転子に内蔵させる永久磁石の特性が、電動モータ全体の特性を左右する。そのため、永久磁石の劣化を抑制することが重要であると共に、万が一にも永久磁石の特性が劣化した場合には、早期にそれを検知して適切な対策をとることが必要である。

特開２００４−７９２４号公報 特開２００６−１６６５７４号公報

しかしながら、永久磁石を回転子に内蔵させたタイプの電動モータにおける永久磁石の劣化を検知する技術については、まだ確立されているとは言えない。例えば、特許文献１には運転中に減磁を検知する発電機に関する技術の記載はあるものの、例えば車両に搭載されるような停止・運転を繰り返す電動機に適応した技術の開発は未だなされていない。
本発明は、かかる問題点に鑑みてなされたものであり、停止・運転を繰り返すような電動モータであっても、これに内蔵される永久磁石の特性劣化を容易かつ確実に検知することができる電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法及び装置を提供しようとするものである。

第１の発明は、複数相のコイルを配した固定子と永久磁石を内蔵した回転子とを有する電動モータにおける上記永久磁石の劣化を検知するための電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法であって、
上記電動モータの起動時に、上記コイルに対して、上記回転子の上記永久磁石が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加し、上記コイルに流れる電流値のピーク値Ｉｐ＋を測定する第１ピーク電流測定ステップと、
上記コイルに対して、上記回転子の上記永久磁石が形成する磁束の向きと逆向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加し、上記コイルに流れる電流値のピーク値Ｉｐ−を測定する第２ピーク電流測定ステップと、
上記ピーク値Ｉｐ＋と上記ピーク値Ｉｐ−との絶対値の差に基づいて上記永久磁石の劣化の有無を判定する判定ステップとを有し、
さらに、上記第１ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第１ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第１パルス幅決定ステップと、
上記第２ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第２ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第２パルス幅決定ステップとを有することを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法にある。

第２の発明は、複数相のコイルを配した固定子と永久磁石を内蔵した回転子とを有する電動モータにおける上記永久磁石の劣化を検知するための電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置であって、
電源からの直流電力を交流に変換して各相の上記コイルに供給するための複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路部と、
上記複数のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御部と、
上記各相毎に流れる電流値あるいは上記電源から流れる電流値を検出する電流センサとを備え、
上記制御部は、上記第１の発明の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法を実行可能に構成されていることを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置にある。

第１の発明の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法においては、少なくとも、上記第１ピーク電流測定ステップと、上記第２ピーク電流測定ステップとを実施し、これらにおいて得られた上記ピーク値Ｉｐ＋及びピーク値Ｉｐ−を基にして上記判定ステップを実施する。これにより、上記２つの電流値のピーク値Ｉｐ＋及びピーク値Ｉｐ−の絶対値の差の大きさによって永久磁石の劣化の有無を判定することができる。

すなわち、永久磁石が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加した場合と、永久磁石が形成する磁束の向きと逆向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加した場合とでは、前者の方がコイルに生じるインダクタンスが小さくなる。そして、両者においてコイルに流れる電流のピーク値（絶対値）に差が生じる。そのため、永久磁石が正常な磁気特性を発揮している間においては、上記２つの電流値のピーク値Ｉｐ＋及びピーク値Ｉｐ−の差が常にある程度以上存在することとなる。

これに対し、上記永久磁石の磁気特性が劣化している場合には、上記第１ピーク電流測定ステップと第２ピーク電流測定ステップとを実施した場合のインダクタンスの差が正常時よりも小さくなり、２つの電流値のピーク値Ｉｐ＋及びピーク値Ｉｐ−の差も正常時よりも小さくなる。

上記電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法は、この現象に着目して積極的に利用したものである。そして、少なくとも、上記第１ピーク電流測定ステップ、第２ピーク電流測定ステップ、及び判定ステップを実施することにより、容易に永久磁石の劣化の有無を判定することができる。

また、第２の発明の電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置においては、上記劣化検知方法を実行可能なように構成された上記制御部を備えているので、上述したごとく、容易かつ確実に永久磁石の劣化を検知することができる。

実施例１における、内蔵磁石の劣化検知装置の構成を示す説明図。 実施例１における、内蔵磁石の劣化検知方法のフローを示す説明図。 実施例１における、回転子に内蔵した磁石の磁束の向きを示す説明図。 実施例１における、回転子の位置合わせステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例１における、第１ピーク電流測定ステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例１における、第２ピーク電流測定ステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例１における、（ａ）第１及び第２ピーク電流測定ステップにおいて印加するパルス電圧の波形、（ｂ）第１ピーク電流測定ステップにおいて測定した電流値の波形、（ｃ）第２ピーク電流測定ステップにおいて測定した電流値の波形をそれぞれ示す説明図。 実施例２における、内蔵磁石の劣化検知方法のフローを示す説明図。 実施例２における、固定子の初期位置検知ステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例２における、第１ピーク電流測定ステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例２における、第２ピーク電流測定ステップを実施した際の電圧印可方向及び磁束の状態を示す説明図。 実施例３における、内蔵磁石の劣化検知装置の構成を示す説明図。 実施例３における、内蔵磁石の劣化検知装置の別例の構成を示す説明図。

上記電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法は、上記第１ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第１ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第１パルス幅決定ステップと、上記第２ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第２ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第２パルス幅決定ステップとをさらに有する。

上記劣化検知方法は、前述したごとく、上記第１ピーク電流測定ステップと第２ピーク電流測定ステップとにおいてパルス電圧を印加する。このパルス電圧は、安定した電流測定ができるように、常にほぼ同等の条件に設定することが必要である。パルス電圧の印加条件を一定にするには、電圧値Ｖとパルス幅（時間）Ｔとを掛けた値（ＶＴ積）を一定とすればよい。１パルスで出力が困難パルス幅の場合は、ＶＴ積が同じになるように、複数回に分けてパルス電圧を印可してもよい。

ここで、パルス電圧印可用の電源の電圧値Ｖが安定している場合には、印加するパルス電圧のパルス幅Ｔを予め一定の値に決めておけばよい。そのため、この場合には、上記第１パルス幅決定ステップ及び第２パルス幅決定ステップは特に設ける必要はない。
一方、上記電源の電圧値Ｖがある程度変動する場合には、常にパルス幅Ｔを一定とすることは好ましくない。そのため、上記第１パルス幅決定ステップ及び第２パルス幅決定ステップを実施し、電源の電圧値Ｖを測定し、その値に応じて、パルス幅Ｔをそれぞれ求め、上記第１ピーク電流測定ステップおよび第２ピーク電流測定ステップにおけるそれぞれの上記パルス電圧の印加条件とすることが有効である。

また、上記電動モータの起動指示の発せられた直後、つまり、上記第１パルス幅決定ステップを実施する場合にはその前に、後述する位置合わせステップと初期位置検知ステップのうちの一方を行うことが好ましい。
上記位置合わせステップは、上記コイルに対して直流電流を流して、上記永久磁石を備えた上記回転子の回転方向の位置を、予め定めた初期位置に合致させるステップである。すなわち、上記回転子を積極的に初期位置まで回転移動させるステップである。この場合のコイルに流す直流電流の電流値および通電時間は、上記回転子を初期位置に移動させて安定化できる範囲で適宜選択できる。

また、上記初期位置検知ステップは、上記永久磁石を備えた上記回転子を積極的に移動させるのではなく、上記回転子を静止させたまま、現在の（初期の）回転方向の位置を検知するステップである。この初期位置検知ステップの具体的な方法としては、種々の方法をとることができる。

初期位置検知ステップの具体的な方法として一例を挙げれば、予め各相のコイルの電流値と回転子の位置との関係を示す電流データテーブルを記録しておき、各相のコイルそれぞれに、所定のパルス電圧を印可してピークの電流値を求め、その電流値に基づいて上記電流データテーブルから回転子の初期位置を求めるという方法がある。

また、上記劣化検知方法は、種々の用途の電動モータに対して適用可能であるが、特に、上記電動モータが、車載空調用電動圧縮機に内蔵されるものである場合には、上記劣化検知方法の適用が非常に有効である。
上記劣化検知方法は、上記車載空調用電動圧縮機を始動する際の短時間の間に実施することが可能である。そのため、車両を停止していた間に電動モータ内蔵の永久磁石の劣化が進んでいた場合に、その劣化を圧縮機の運転開始前に確実に把握することができ、万一永久磁石が崩壊したとしても、その崩壊した磁石粉が空調回路内に侵入し故障が回路全体に及ぶ前に、適切な対応を取りやすくすることができる。

（実施例１）
本発明の実施例に係る電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法および装置につき、図１〜図７を用いて説明する。
本例の電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置１は、図３に示すごとく、Ｕ、Ｖ、Ｗ三相のコイルを配した固定子８１と永久磁石８３を内蔵した回転子８２とを有する電動モータ８における永久磁石８３の劣化を検知するための装置である。また、本例における電動モータ８は、車載空調用電動圧縮機に内蔵されるものであり、この劣化検知装置１は、車載空調用電動圧縮機（図示略）と共に車両に搭載される。なお、図３は、電動モータ８の構成を分かりやすくするためにモデル化して示したものであり、実際の構造を示すものではない。他の図においても同様である。

図１に示すごとく、劣化検知装置１は、電源４からの直流電力を交流に変換してＵ、Ｖ、Ｗ各相のコイルに供給するための複数のスイッチング素子２１〜２６と平滑コンデンサ５を備えたインバータ回路部２と、複数のスイッチング素子２１〜２６のオン・オフを制御する制御部３と、各相毎に流れる電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流センサ５１〜５３とを備えている。なお、電流センサはＵ、Ｖ、Ｗ全ての相に配置せずとも、いずれか二相を測定し、残りの相は、Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ＝０の関係式より演算で求めても良い。

インバータ回路部２のスイッチング素子２１〜２６は、それぞれ２つ一組で直列に接続されると共に、これらが並列に直流電源４に接続されている。直列に接続されたスイッチング素子２１及び２２の中点は、電動モータ８のＵ相のコイルの入力部に接続されている。同様に、直列に接続されたスイッチング素子２３及び２４の中点は、電動モータ８のＶ相のコイルの入力部に接続され、直列に接続されたスイッチング素子２５及び２６の中点は、電動モータ８のＷ相のコイルの入力部に接続されている。

電流センサ５１は、スイッチング素子２１及び２２の中点と電動モータ８のＵ相のコイルの入力部との間に配設され、Ｕ相に流れる電流値の測定が可能となっている。電流センサ５２は、スイッチング素子２３及び２４の中点と電動モータ８のＶ相のコイルの入力部との間に配設され、Ｖ相に流れる電流値の測定が可能となっている。電流センサ５３は、スイッチング素子２５及び２６の中点と電動モータ８のＷ相のコイルの入力部との間に配設され、Ｗ相に流れる電流値の測定が可能となっている。なお、これらの電流センサ５１〜５３は、後述する別例にも示すように、配設位置を変更することが可能である。
また、インバータ回路部２には、電源４の電圧値Ｖｉｎを測定するための電圧センサ６が設けられている。

制御部３は、同図に示すごとく、電流検出部３１、演算部３２及び出力電圧演算部３３とを有している。制御部３では、電流検出部３１が電流センサ５１〜５３において測定した電流値Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの入力を受けて演算部３２に伝え、演算部３２が各電流値に基づいてＵ、Ｖ、Ｗ各相へ印加するべき電圧値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを演算して出力電圧演算部３３に伝える。出力電圧演算部３３は、インバータ回路部２の電圧センサ６から受けた電源の電圧値Ｖｉｎを勘案して電圧値Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗを補正し、インバータ回路部２内のドライブ回路２９にドライブ信号を送る。
インバータ回路部２では、ドライブ回路２９が上記ドライブ信号に基づいて各スイッチング素子２１〜２６をオン又はオフして、Ｕ、Ｖ、Ｗ各相への電力供給を制御する。

制御部３は、このような基本機能を有すると共に、電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法を実行可能なように構成されている。
図２に示すごとく、制御部３は、車両の電源オンのステップＳ１０１及び電動モータ８の起動指示があったことを確認するステップＳ１０２を経てから、起動指示の直後に、回転子の位置合わせステップＳ１０３、第１ピーク電流測定ステップにおいて印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第１パルス幅決定ステップＳ１０４、第１ピーク電流測定ステップＳ１０５及びＳ１０６、第２ピーク電流測定ステップにおいて印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第２パルス幅決定ステップＳ１０７、第２ピーク電流測定ステップＳ１０８及びＳ１０９、並びに判定ステップＳ１１０を実行する。

まず、位置合わせステップＳ１０３は、コイルに対して直流電流を流して、永久磁石８３を備えた回転子８２の回転方向の位置を、予め定めた初期位置に合致させるステップである。本例では、Ｕ相からＶ相へ直流電流を流した際に生じる磁束の向きに、回転子８１の磁極が合致するよう回転子８１を回転させて位置合わせする。
例えば、図３に示すごとく、初期状態においては、回転子８２に内蔵された永久磁石８３の磁極がいずれの方向にあるかを制御しておらず、回転子８２が任意の方向に向いている。この状態において、図４に示すごとく、Ｕ相からＶ相へ直流電流を流す。これは、スイッチング素子２１及び２４をオンし、他のスイッチング素子２２、２３、２５及び２６をオフにすることによって実現できる。本例では、この直流電流の通電を０．５秒間行う。これにより、同図に示すごとく、回転子８２が回転してその永久磁石の磁極が所望の初期位置に位置合わせされる。

次に、第１パルス幅決定ステップＳ１０４は、コイルに電力を供給する電源４の電圧値Ｖｉｎ１を測定し、得られた電圧値Ｖｉｎ１に基づいて、後のステップである第１ピーク電流測定ステップにおいてコイルに印加するパルス電圧のパルス幅（Ｔｗ１）を決定するステップである。
具体的には、Ｔｗ１＝Ｃ／Ｖｉｎ１の式によってＴｗ１を求める。Ｃは、予め定めた定数（ＴＶ積）である。

次に、第１ピーク電流測定ステップでは、２つのステップＳ１０５及びＳ１０６を実施する。
図５に示すごとく、ステップＳ１０５では、コイルに対して、回転子８２の永久磁石８３が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加する。このときのパルス幅は、上述したパルス幅測定テップＳ１０４において求めたＴｗ１時間を採用する。また、このパルス電圧の印可は、電流がＵ相からＶ相へ流れるように印加する。すなわち、スイッチング素子２１及び２４をＴｗ１時間だけオンし、他のスイッチング素子２２、２３、２５及び２６をオフにしたままとする。
そして、ステップＳ１０６では、このパルス電圧の印可によって各コイルに流れた電流を電流センサ５１〜５３によって測定し、電流検出部３１を介して演算部３２に伝達してピーク値（Ｉｐ＋）を求める。

次に、第２ピーク電流測定ステップでは、２つのステップＳ１０８及びＳ１０９を実施する。
図６に示すごとく、ステップＳ１０８では、コイルに対して、回転子８２の永久磁石８３が形成する磁束の向きと逆向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加する。このときのパルス幅は、第２パルス幅決定ステップＳ１０７により決定する。すなわち、電源４の電圧を再度測定し、得られた電圧値Ｖｉｎ２に基づいて、コイルに印加するパルス電圧のパルス幅（Ｔｗ２）を決定する。
具体的には、Ｔｗ２＝Ｃ／Ｖｉｎ２の式によってＴｗ２を求める。Ｃは、Ｔｗ１を決めたとき（第１パルス幅決定ステップ）と同じ値である。

また、このパルス電圧の印可は、第１ピーク電流測定ステップの場合とは逆となるように、電流がＶ相からＵ相へ流れるように印加する。すなわち、スイッチング素子２３及び２２をＴｗ２時間だけオンし、他のスイッチング素子２１、２４〜２６をオフにしたままとする。
そして、ステップＳ１０９では、このパルス電圧の印可によって各コイルに流れた電流を電流センサ５１〜５３によって測定し、電流検出部３１を介して演算部３２に伝達してピーク値（Ｉｐ−）を求める。

ここで、図７には、電流のピーク値（Ｉｐ＋）とピーク値（Ｉｐ−）との関係を簡単に示してある。同図（ａ）は、第１ピーク電流測定ステップ及び第２ピーク電流測定ステップにおける上記ステップＳ１０５及びＳ１０８において印加するパルス電圧の波形を示し、横軸が時間、縦軸が電圧値である。同図（ｂ）（ｃ）は、横軸が時間、縦軸が電流値であり、同図（ｂ）は、第１ピーク電流測定ステップにおけるステップＳ１０６において測定した電流値の波形およびピーク値（Ｉｐ＋）を示している。同図（ｃ）は、第２ピーク電流測定ステップにおけるステップＳ１０９において測定した電流値の波形およびピーク値（Ｉｐ−）を示している。

同図（ａ）〜（ｃ）から知られるように、同じＶＴ積のパルス電圧を印可した場合でも、コイルに生じる磁界の向きと永久磁石の磁界の向きとの関係により、ピーク電流値に差が生じることが分かる。この差の値は、永久磁石の磁力が大きいほど大きくなり、永久磁石が劣化して磁力が低下すると小さくなる。この現象を利用して、判定ステップＳ１１０を実施する。

判定ステップＳ１１０では、ピーク値（Ｉｐ＋）とピーク値（Ｉｐ−）との絶対値の差を求め、これが規定値以上か否かを判定する。既定値としては、電動モータ８の構成の違い等において異なるため、予め予備テスト等を行って決定しておく。
そして、判定ステップＳ１１０においてピーク値（Ｉｐ＋）とピーク値（Ｉｐ−）との絶対値の差が規定値以上の場合には、永久磁石は正常（Ｓ１１１）と判定し、既定値を下回る場合には、永久磁石が劣化して磁力低下（減磁）（Ｓ１１２）と判定する。

このように、本例では、少なくとも、第１ピーク電流測定ステップＳ１０５及びＳ１０６と、第２ピーク電流測定ステップＳ１０８及びＳ１０９とを実施し、これらにおいて得られたピーク値（Ｉｐ＋）及びピーク値（Ｉｐ−）を基にして上記判定ステップを実施する。これにより、上記２つの電流値のピーク値（Ｉｐ＋）及びピーク値（Ｉｐ−）の絶対値の差の大きさによって永久磁石の劣化の有無を短時間で容易かつ確実に判定することができる。

また、本例の電動モータ８は、図示しない車載空調用電動圧縮機に内蔵されるものである。この場合には、車両を停止していた間に電動モータ内蔵の永久磁石の劣化が進んでいた場合に、その劣化を圧縮機の運転開始前に確実に把握することが重要であるが、本例においてはこれを実現することが可能である。そして、永久磁石の劣化により当該永久磁石が万一崩壊したとしても、その崩壊した磁石粉が空調回路内に侵入し故障が回路全体に及ぶ前に、適切な対応を取りやすくすることができる。

また、本例の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法及び装置は、車両に搭載された直流電源を上記電源４として利用することとなる。この場合には、車両の運転履歴等によって電源の電圧が変化していることがあり、上記の第１パルス幅決定ステップＳ１０４及び第２パルス幅決定ステップＳ１０７の実行が判定の安定性に非常に有効である。

また、車載空調用電動圧縮機に内蔵された電動モータ８については、運転停止時の回転子の位置が一定でないため、上記の回転子の位置合わせステップＳ１０３を実行することも判定の安定性に有効である。なお、このステップは、後述する他の実施例のように異なるステップに変更することができる。

（実施例２）
本例は、実施例１の構成を基本とし、回転子の位置合わせステップＳ１０３に代えて、回転子の初期位置検知ステップＳ２０３を採用した例である。
具体的には、図８に示すごとく、制御部３は、実施例１と同様に、車両の電源オンのステップＳ２０１及び電動モータ８の起動指示があったことを確認するステップＳ２０２を経てから、起動直後に、回転子の初期位置検知ステップＳ２０３を実施する。その後、第１ピーク電流測定ステップにおいて印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第１パルス幅決定ステップＳ２０４、第１ピーク電流測定ステップＳ２０５及びＳ２０６、第２ピーク電流測定ステップにおいて印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第２パルス幅決定ステップＳ２０７、第２ピーク電流測定ステップＳ２０８及びＳ２０９、並びに判定ステップＳ２１０を実行する。

初期位置検知ステップＳ２０３は、永久磁石８３を備えた回転子８２の回転方向の位置を検知するステップである。本例の初期位置検知ステップＳ２０３は、予め、三相各相の電流値と回転子８２の回転角度との関係を示す「電流データテーブル」を記録しておき、各相の電流値を測定し、電流データテーブルを用いて回転子８２の初期位置を求める。電流データテーブルは、回転子８２の回転位置のエリアを予め１２のエリアに分けて、各エリア毎に、電流値と回転角度との関係を示す近似式を定めたものである。なお、この初期位置検知方法自体は、前述した特許文献２に記載がある。

初期位置検知ステップＳ２０３では、各相の電流値として、Ｕ相からＶ相及びＷ相に向けて電圧を印可したときのＵ相に流れる電流（＋Ｕ相電流という）と、Ｖ相からＵ相及びＷ相に向けて電圧を印可したときのＶ相に流れる電流（＋Ｖ相電流という）と、Ｗ相からＵ相及びＶ相に向けて電圧を印可したときのＷ相に流れる電流（＋Ｗ相電流という）を測定する。また、Ｖ相及びＷ相からＵ相に向けて電圧を印可したときのＵ相に流れる電流（−Ｕ相電流という）と、Ｕ相及びＷ相からＶ相に向けて電圧を印可したときのＶ相に流れる電流（−Ｖ相電流という）と、Ｕ相及びＶ相からＷ相に向けて電圧を印可したときのＷ相に流れる電流（−Ｗ相電流という）とを測定する。

次に、＋Ｕ相電流、＋Ｖ相電流、＋Ｗ相電流の大小関係を求める。そして、その大小関係から、電流データテーブルにおいて区分されたエリアを２つに絞る。
次に、最も大きい電流値であった相の＋電流と−電流の大小を比較する。例えば＋電流のうち最も大きかった相がＵ相であった場合、＋Ｕ相電流と、−Ｕ相電流の絶対値の大小を比較する。その大小により、上記エリアを１つに絞り込む。
次に、電流データテーブルに定められたそのエリアにおける電流値と回転角度との近似式を用い、回転子８２の回転位置を１点算出する。
このような手順を経て、初期位置検知ステップＳ２０３による回転子の初期位置検知を行う。

次に、実施例１の場合と同様に、第１パルス幅決定ステップＳ２０４を実施し、後のステップである第１ピーク電流測定ステップにおいてコイルに印加するパルス電圧のパルス幅（Ｔｗ１）を決定する。

次に、第１ピーク電流測定ステップでは、２つのステップＳ２０５及びＳ２０６を実施する。このステップは、実施例１と目的は同じで、コイルに対して、回転子８２の永久磁石８３が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加するものである。ただし、電圧の印可方向は、初期位置検知ステップＳ２０３の結果に基づいて定められ、常に一定であるわけではない。

例えば、図９に示すごとく、回転子８２の初期位置によって生じる永久磁石の磁束の向きが、単純な２相間の電圧の印可によって生じるコイルの磁束の向きと一致しない場合には、各相へのパルス電圧の印可状態を調整し、コイル全体の磁束の向きを永久磁石の磁束の向きと揃える必要がある。

図１０には、パルス電圧の印可方法の一例を、各相に印加するパルス電圧のパルス幅の大きさを矢印の太さで表現し、印可の向きを矢印の矢先の向きで示してある。この例では、Ｕ相に対してＴｗ１時間パルス電圧を印可し、Ｕ相からＶ相に電流が流れる方向の印加時間と、Ｕ相からＷ相に電流が流れる方向の印加時間を短く調整した。これにより、ステップＳ２０５では、コイルに対して、回転子８２の永久磁石８３が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加することができる。そして、ステップＳ２０６においてコイルに流れる電流のピーク値（Ｉｐ＋）を求める。

次に、実施例１の場合と同様に、第２パルス幅決定ステップＳ２０７を実施し、後のステップである第２ピーク電流測定ステップにおいてコイルに印加するパルス電圧のパルス幅（Ｔｗ２）を決定する。

次に、第２ピーク電流測定ステップでも、２つのステップＳ２０８及びＳ２０９を実施する。
図１１に示すごとく、ステップＳ２０８では、先のステップＳ２０５のときと逆方向に電圧を印可し、回転子８２の永久磁石８３が形成する磁束の向きと逆向きにコイルによる磁束を生じさせる。そして、ステップＳ２０９では、コイルに流れるピーク値（Ｉｐ−）を求める。
その後のステップＳ２１０〜Ｓ２１２も、実施例１のステップＳ１１０〜Ｓ１１２と同様である。

本例では、第１ピーク電流測定ステップＳ２０５及びＳ２０６と、第２ピーク電流測定ステップＳ２０８及びＳ２０９とを実施する前、つまり、起動指示の発せられた直後に、回転子の初期位置検知ステップＳ２０３を実施する。このステップは、電気的な処理だけで行うことができ、回転子８２を回転させることも必要ないので、非常に短時間で実施することができる。そのため、永久磁石の劣化の有無をさらに短時間で容易かつ確実に判定することができる。
その他は、実施例１と同様の作用効果が得られる。

（実施例３）
本例は、図１２に示すごとく、電動モータ８の回転子の回転位置を直接的に検知する位置センサ７を設けると共に制御部３に位置検出部３７を設け、実施例２の位置検知ステップＳ２０３をより単純化した例である。
すなわち、本例では、位置検知ステップＳ２０３を、位置センサ７が検出した回転子回転角度θから直接的に判定することができる。本例では位置センサ７としては、レゾルバを採用してあるが、公知の他の様々な位置センサを採用することができる。

また、本例では、コイルに流れる電流を測定するセンサとして、電源４に近い直流部に１つの電流センサ５５を設けた。なお、図１３に示すごとく、上記電流センサ５５に代えて、各スイッチング素子のソース側にそれぞれ電流センサ５６〜５８を設けることもできる。
その他の構成は、実施例２と同様である。
この場合にも、実施例２と同様の作用効果が得られる。
これらの実施形態において、パルス電圧は１パルス分のみ印加されているが、印加するパルス幅とインバータのキャリア周波数との兼ね合いから、複数回に分けてパルス印加をしても良い。

１ 電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置
２ インバータ回路部
２１〜２６ スイッチング素子
３ 制御部
４ 電源
５ 平滑コンデンサ
５１〜５３、５５、５６〜５８ 電流センサ
８ モータ
８１ 固定子
８２ 回転子
８３ 永久磁石

Claims (5)

1. 複数相のコイルを配した固定子と永久磁石を内蔵した回転子とを有する電動モータにおける上記永久磁石の劣化を検知するための電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法であって、
   上記電動モータの起動時に、上記コイルに対して、上記回転子の上記永久磁石が形成する磁束の向きと同じ向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加し、上記コイルに流れる電流値のピーク値Ｉｐ＋を測定する第１ピーク電流測定ステップと、
   上記コイルに対して、上記回転子の上記永久磁石が形成する磁束の向きと逆向きの磁束が生じるようにパルス電圧を印加し、上記コイルに流れる電流値のピーク値Ｉｐ−を測定する第２ピーク電流測定ステップと、
   上記ピーク値Ｉｐ＋と上記ピーク値Ｉｐ−との絶対値の差に基づいて上記永久磁石の劣化の有無を判定する判定ステップとを有し、
   さらに、上記第１ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第１ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第１パルス幅決定ステップと、
   上記第２ピーク電流測定ステップを実行する前に、上記コイルに電力を供給する電源の電圧値を測定し、得られた電圧値に基づいて、上記第２ピーク電流測定ステップにおいて上記コイルに印加するパルス電圧のパルス幅を決定する第２パルス幅決定ステップとを有することを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法。
2. 請求項１に記載の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法において、上記電動モータの起動指示が発せられた直後に、上記コイルに対して直流電流を流して、上記永久磁石を備えた上記回転子の回転方向の位置を、予め定めた初期位置に合致させる位置合わせステップを行うことを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法。
3. 請求項１に記載の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法において、上記電動モータの起動指示が発せられた直後に、上記永久磁石を備えた上記回転子の回転方向の位置を検知する初期位置検知ステップを行うことを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法。
4. 請求項１〜３のいずれか１項に記載の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法において、上記電動モータは、車載空調用電動圧縮機に内蔵されていることを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法。
5. 複数相のコイルを配した固定子と永久磁石を内蔵した回転子とを有する電動モータにおける上記永久磁石の劣化を検知するための電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置であって、
   電源からの直流電力を交流に変換して各相の上記コイルに供給するための複数のスイッチング素子を備えたインバータ回路部と、
   上記複数のスイッチング素子のオン・オフを制御する制御部と、
   上記各相毎に流れる電流値あるいは上記電源から流れる電流値を検出する電流センサとを備え、
   上記制御部は、請求項１〜４のいずれか１項に記載の電動モータ内蔵磁石の劣化検知方法を実行可能に構成されていることを特徴とする電動モータ内蔵磁石の劣化検知装置。

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