特許ウォッチ

公開番号2024065438
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-05-15
出願番号2022174295
出願日2022-10-31
発明の名称モータの制御装置
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人個人,個人
主分類H02K 21/14 20060101AFI20240508BHJP(電力の発電,変換,配電)
要約【課題】減磁を防止し、かつ出力を維持することのできるモータの制御装置を提供する。
【解決手段】永久磁石を保持しているロータと、ロータの外周側を包囲しかつ通電されることにより磁束を発生するステータコイルと、永久磁石の磁束を選択的に短絡させてロータに向かう磁束を減じる磁束調整機構とを備えたモータの制御装置であって、永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことを判定する反磁界判定部(ステップS1)と、永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことが反磁界判定部によって判定された場合に、永久磁石の磁束を短絡させるオン状態に磁束調整機構を切り替える指示を行う磁束調整指示部(ステップS3)とを備えている。
【選択図】図3
特許請求の範囲【請求項１】
永久磁石を保持しているロータと、前記ロータの外周側を包囲しかつ通電されることにより磁束を発生するステータコイルと、前記永久磁石の磁束を選択的に短絡させて前記ロータに向かう磁束を減じる磁束調整機構とを備えたモータの制御装置であって、
前記永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことを判定する反磁界判定部と、
前記永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことが前記反磁界判定部によって判定された場合に、前記永久磁石の磁束を短絡させるオン状態に前記磁束調整機構を切り替える指示を行う磁束調整指示部と
を備えていることを特徴とするモータの制御装置。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
この発明は、永久磁石を有するロータと、そのロータと相対回転可能に支持されているステータとを備えたモータの制御装置に関するものである。
続きを表示（約 2,100 文字）【背景技術】
【０００２】
従来、ロータに埋め込まれた永久磁石が、ステータの起磁力により発生する反磁界の影響を受けることによって、その永久磁石が減磁することを抑制するモータが特許文献１に記載されている。特許文献１に記載のダブルステータ型同期モータでは、永久磁石の磁極の表面に磁気的凹みを設けることにより、磁極に印加される反磁界を弱め、永久磁石の減磁を抑制している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
特開２０１３－１６５５９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１に記載されたモータでは、永久磁石の反磁界を弱めて減磁を抑制するために磁極に凹部を形成することとしている。しかしながら、凹部を有する構成とすれば、製造工程が複雑化し、実用性が阻害される可能性がある。一方、永久磁石の反磁界を弱める手法として、ステータコイルから永久磁石に印加される磁束を弱めることが考えられる。しかしながら、ステータコイルによる磁束を弱めるとすれば、モータの出力トルクが低下し、モータを本来の機能で動作させることができず、本末転倒した事態となってしまう。
【０００５】
この発明は上記の技術的課題に着目してなされたものであって、モータの出力を損なうことなく、かつ永久磁石の減磁を有効に回避もしくは抑制することのできるモータの制御装置を提供することを目的とするものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の目的を達成するために、この発明は、永久磁石を保持しているロータと、前記ロータの外周側を包囲しかつ通電されることにより磁束を発生するステータコイルと、前記永久磁石の磁束を選択的に短絡させて前記ロータに向かう磁束を減じる磁束調整機構とを備えたモータの制御装置であって、前記永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことを判定する反磁界判定部と、前記永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達したことが前記反磁界判定部によって判定された場合に、前記永久磁石の磁束を短絡させるオン状態に前記磁束調整機構を切り替える指示を行う磁束調整指示部とを備えていることを特徴とするものである。
【発明の効果】
【０００７】
この発明においては、ステータコイルに印加する電流を制御することによりロータが回転し、トルクを出力する。ステータコイルで生じる磁束によって、ロータにおける永久磁石の磁束が制限され、それに伴って永久磁石の反磁界が増大する。こうして、永久磁石の反磁界が予め定めた上限に達すると、磁束調整機構がオン状態に切り替わる。永久磁石の反磁界が上限に達したことは、例えばステータコイルの電流値に基づいて判定することができる。磁束調整機構がオン状態に切り替わると、永久磁石の磁束が短絡され、磁束調整機構を介した磁路が形成されるので、永久磁石の反磁界の増大ならびにそれに伴う永久磁石の減磁が抑制もしくは回避される。また、永久磁石の磁束を短絡させることにより、ステータコイルとの間で作用する磁界が弱められる。これは、従来、弱め磁界制御として知られている制御状態と同様もしくは近似した状態となるので、ロータが回転することによる逆起電圧によるステータコイルの電流値あるいは出力トルクの制限が低下し、結局は、モータ出力を大きくすることができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
この発明の一実施形態を示す模式図であり、（Ａ）はモータとその駆動制御系統を示すブロック図、（Ｂ）は磁束調整機構の構成を示す模式的な部分断面図である。
本発明の制御を行った場合、反磁界の制約を行わない場合、磁束の短絡を行った場合、ならびに磁束の短絡を行わずに電流の制限を行った場合のそれぞれについて、（Ａ）は磁石反磁界と回転数との関係を示す線図、（Ｂ）は出力と回転数との関係を示す線図である。
この発明の実施形態で実行される制御の一例を説明するためのフローチャートである。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
この発明の実施形態であるモータの制御装置について、図面を参照して具体的に説明する。なお、以下に説明する実施形態は、この発明を実施した場合の一例に過ぎないのであって、この発明を限定するものではない。
【００１０】
図１にこの発明の実施形態におけるモータ１の一例を模式的に示してある。モータ１は、図１の（Ａ）に示すように、ステータ（固定子）２と、そのステータ２の内周側に所定のエアギャップを設けて配置されたロータ（回転子）３とで構成されている。ステータ２は通電されることにより磁束を発生するステータコイル（図示せず）を備えており、またロータ３の内部には、磁界を発生する永久磁石４が保持されている。なお、ロータ３は、回転軸線Ｃを中心にして回転するロータ軸５に一体化されている。
（【００１１】以降は省略されています）

関連特許