JP2006014474A - モータ制御装置および電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】 ブラシレス直流モータ（または直流モータ）に給電する３相インバータ（またはブリッジ回路）の電流の過電流が検出可能で、かつ安価なモータ制御装置の提供。
【解決手段】 ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉと前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Ｖとモータ回転角度θの３値に基づいてブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定する。この推定されたブラシレス直流モータが消費する電力Ｐと３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂで３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定するモータ制御装置。式（１）より消費電力Ｐを推定し（３３７）、式（２）より電源電流Ibを推定する（３３８）。推定された電源電流Ibを出力し（３３９）、電流の過電流を検出する。
【選択図】 図３

Description

本発明は、３相インバータ（またはブリッジ回路）に印加される電源電圧を測定する電圧計を備え、前記３相インバータ（またはブリッジ回路）を用いてブラシレス直流モータ（または直流モータ）を３相（またはブリッジ回路）駆動制御するモータ制御装置に関し、特にその３相インバータ（またはブリッジ回路）に給電される電流の値を推定する手段に関する。

従来は、図１２で示すように３相インバータ１０５（またはブリッジ回路）を用いてブラシレス直流モータ１０７（または直流モータ）を３相（またはブリッジ回路）駆動制御するモータ制御装置１０００が使用されている。そのモータ制御装置１０００においては、３相インバータ１０５（またはブリッジ回路）に給電される過電流を検出する手段として、バッテリ１０１、３相インバータ１０５（またはブリッジ回路）、又はこの両者を接続する接続配線に設けられた電源電流検出器１０４が一般的に用いられてきた。
特開２００４−３２８４８号公報

しかしながら、その様な従来構成においては、上記の電源電流検出器１０４を具備する必要があるため、その分のコストアップは不可避であった。また、上記の電源電流検出器１０４を廃止すれば、３相インバータ１０５（またはブリッジ回路）に給電される電流の量が不明となるので、過剰電流状態を検出することができなくなり、よって、適切な異常処置を取ることは困難となる。
特許文献１は、上記課題を解決するためになされたものであるが、特許文献１の式（４）（段落０００８に記載）をＩｄ*＝０、Ｖｄ*＝０と仮定しているため、電力Ｐの実効値が実際の値より小さくなり、正確な電流値が検出できなかった。また、対象モータもブラシレス直流モータに限定しているが、直流モータも通常使用されるため、その演算方法の導出も必要である。

本発明は、上記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、ブラシレス直流モータ１０７（または直流モータ）に給電する３相インバータ１０５（またはブリッジ回路）の電流の過電流が検出可能で、かつ安価なモータ制御装置１０００を実現することである。

上記の課題を解決するためには、本発明の第１の手段が有効である。即ち、第１の手段は、３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、この３相インバータを用いてブラシレス直流モータを３相駆動制御するモータ制御装置において、ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉと前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Ｖとモータ回転角度θの３値に基づいて、ブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、電源電圧Ｖｂと電力Ｐの両値に基づいて、３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段とを設けることである。

上記構成によれば、ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉと前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Ｖとモータ回転角度θの３値に基づいてブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定することができる。この推定されたブラシレス直流モータが消費する電力Ｐと３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂで３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定することが可能になる。

また、本発明の第２の手段は、３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、この３相インバータを用いてブラシレス直流モータを３相駆動制御するモータ制御装置において、ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉとモータ回転角速度ωの両値に基づいて、ブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、電源電圧Ｖｂと電力Ｐの両値に基づいて、３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段とを設けることである。

上記構成によれば、ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉとモータ回転角速度ωに基づいてブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定することができる。この推定されたブラシレス直流モータが消費する電力Ｐと３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂで３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定することが可能になる。

また、本発明の第３の手段は、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置において、請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置と、電源電流Ｉｂを用いて異常に関する判定を行う異常判定手段と、異常判定手段により異常が検出された時に、モータ制御装置によるブラシレス直流モータの３相駆動制御を停止する緊急制御停止手段とを設けることである。

また、本発明の第４の手段は、ブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記ブリッジ回路を用いて直流モータを駆動制御するモータ制御装置において、この直流モータのモータ電流Ｉとモータ電圧Ｖの両値に基づいて、直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、電源電圧Ｖｂと電力Ｐの両値に基づいて、ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段とを設けることである。

上記構成によれば、直流モータのモータ電流Ｉとモータ電圧Ｖに基づいて直流モータが消費する電力Ｐを推定することができる。この推定された直流モータが消費する電力Ｐとブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂでブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定することが可能になる。

また、本発明の第５の手段は、ブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記ブリッジ回路を用いて直流モータを駆動制御するモータ制御装置において、この直流モータのモータ電流Ｉとモータ回転角速度ωの両値に基づいて、直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、電源電圧Ｖｂと電力Ｐの両値に基づいて、ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段とを設けることである。

上記構成によれば、直流モータのモータ電流Ｉとモータ回転角速度ωに基づいて直流モータが消費する電力Ｐを推定することができる。この推定された直流モータが消費する電力Ｐとブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂでブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定することが可能になる。

また、本発明の第６の手段は、車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置において、請求項４または請求項５に記載のモータ制御装置と、電源電流Ｉｂを用いて異常に関する判定を行う異常判定手段と、異常判定手段により異常が検出された時に、モータ制御装置による直流モータの駆動制御を停止する緊急制御停止手段とを設けることである。

本発明の第１、第２の手段により以下の効果が得られる。３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定すれば、３相インバータに給電される電源電流を直接測定する電流計を具備する必要がなくなる。このため、３相インバータに給電される電流の過剰状態が検出可能で、かつ安価なモータ制御装置を実現することができる。

本発明の第３、第６の手段により以下の効果が得られる。この様な電動パワーステアリング装置においては、モータに過剰な電流が流れることがないので、不測の操舵が実施される等の恐れがない。即ち、この様な電動パワーステアリング装置においては、十分な安全性を従来よりも安価で獲得することができる。

本発明の第４、第５の手段により以下の効果が得られる。ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定すれば、ブリッジ回路に給電される電源電流を直接測定する電流計を具備する必要がなくなる。このため、ブリッジ回路に給電される電流の過剰状態が検出可能で、かつ安価なモータ制御装置を実現することができる。

以下、本発明を具体的な実施例に基づいて説明する。ただし、本発明は以下に示す実施例に限定されるものではない。また図１２と同じ装置には同一の番号をつけている。
［第１実施例］
図１に本発明の実施例に係わるモータ制御装置１００のシステム構成図を示す。
モータ制御装置１００は、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する図略のコンピュータを具備し、３相インバータ１０５は、図略のＰＷＭ変換器及びＦＥＴ駆動回路等から構成され、ＰＷＭ制御により駆動電流を正弦波にしてブラシレス直流モータ１０７に電力を供給する。図１の破線から左側はソフトウエア処理部である。

３相インバータ１０５には電源１０（図１２ではバッテリ１０１と昇圧回路１０２と記述されているが、図１ではまとめて電源と記述している。）から電源電圧Ｖｂを測定する電圧計（電圧センサ）１を経由して、電源電流Ｉｂが３相インバータ１０５に供給される。ブラシレス直流モータ１０７には、３相インバータ１０５よりＵ，Ｖ，Ｗの３相に対して各モータ相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが供給される。ブラシレス直流モータ１０７と一体に設けられている位置検出器１０８はブラシレス直流モータ１０７の回転角度θをリアルタイムに検出し、モータ制御装置１００に出力する。

また、図１の周知の２相/３相変換部１１、同じく周知の３相/２相変換部１２、１４及び電源電流推定部１３等は、上記の図略のコンピュータを制御するソフトウエアにより実現されている。例えば、３相/２相変換部１４は、位置検出器１０８から検出される回転角度θ及びモータ電流検出器１０６から検出された３相電流Iu、Iv、Iwからd軸、q軸上のId電流およびIq電流を演算する。また、演算されたId電流およびIq電流はモータ制御装置１００内で生成された電流指令値Id*およびIq*と減算及びＰＩ（比例+積分）制御されて電圧指令値Vd*及びVq*を生成する。

また、３相/２相変換部１２は、同じく位置検出器１０８から検出される回転角度θ及び３相インバータ１０５から検出された３相電圧Vu、Vv、Vwからd軸、q軸上のVd電圧およびＶq電圧を演算する。また、演算されたVd電圧およびＶq電圧は電源電流推定部１３に入力される。２相/３相変換部１１は、位置検出器１０８から検出される回転角度θ及び電圧指令値Ｖｑ*、Ｖｄ*を入力し、これらに基づいて、ブラシレス直流モータ１０７の各相毎の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を３相インバータ１０５に出力する。

図２は、図１の３相インバータ１０５及びモータ電流検出器１０６の詳細図である。３相インバータ１０５は６個のＦＥＴ２０〜２５で構成されている。
この６個のＦＥＴ２０〜２５は公知のＰＷＭ制御されるので、その動作原理の説明は省略する。また、モータ電流検出器１０６は３個の電流センサ２６〜２８で構成されている。しかし、電流オフセットの影響を無視すれば、電流センサは２個でもよい。モータの相電圧はU相の電圧Vu３０、V相の電圧Vv３１、W相の電圧Vw３２を測定している。

ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉとは図２に記述されている３個の電流センサ２６〜２８から検出できるIu、Iv、Iwのうちの少なくともいずれか２個のモータ相電流のことである。また、前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Vとは同じく図２に記述されているU相の電圧Vu３０、V相の電圧Vv３１、W相の電圧Vw３２のうち前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２個のモータ相電圧のことである。さらにモータ回転角度θとは、図２の位置検出器１０８から検出される回転角度である。

以下、本発明の特徴部分を具現化する電源電流推定部１３の動作について、図３を用いて説明する。尚、図３のフローチャートは、モータ制御装置１００の電源電流推定部１３で実行する処理手順を例示するものである。

電源電流推定部１３で実行する処理手順としては、まず最初にステップ３３１により、電源電圧Ｖｂを入力する。ステップ３３２では、３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉu、Iv（Iwでもよい）を入力する。ステップ３３３では、
前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Ｖu、Ｖv（Vwでもよい）を入力する。また、ステップ３３４では、モータ回転角度θを入力する。

ステップ３３５では、ステップ３３２からステップ３３４で得た各値を用いて周知の３相/２相変換により、ｄ軸電流Id、ｑ軸電流Iqを演算する。ステップ３３６では、同じく周知の３相/２相変換により、ｄ軸電圧Vd、ｑ軸電圧Vqを演算する。またステップ３３７ではブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを次式（１）によって推定する（電力推定手段）。
P=Vd×Id+Vq×Iq （１）

ステップ３３８では、ステップ３３１により入力した電源電圧Ｖｂとステップ３３７により演算した消費電力Ｐの値を用いて、３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を次式（２）によって推定する（電源電流推定手段）。
Ib=P/Vb （２）

ステップ３３９では、電源電流Ibを出力する。このような構成に従って、電源電流Ibの推定値を常時算出することができるため、効果的に過電流等の異常を検出することができる。

［第２実施例］
上記の第１実施例では、前述の式（１）に基づいてブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示したが、本第２実施例では、その他の処理手順によってブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示する。この方法は、前記の本発明の第２の手段に対応するものである。

本実施例も第１実施例と同じ図２で示すシステムで構成できる。但し、第１実施例との違いはブラシレス直流モータが消費する電力Ｐの演算式のみであるので、その演算式に使用する入力の違いを図１３で説明する。図１のモータ制御装置１００と図１３のモータ制御装置１００Ａの第１の違いは、図１３には図１にある３相インバータ１０５からの３相電圧出力Vu、Vv、Vw及びその値を２相に変換する３相/２相変換部１２がないことである。即ち、第１実施例で電源電流推定部１３で使用した２相電圧Vd、Vqを使用しないことである。しかし、第２実施例では第１実施例で使用しなかったモータ回転角速度ωを使用している。モータ回転角速度ωはモータ１０７Ａと一体に設けられている位置検出器１０８Ａから検出されるモータ回転角度θを１５Ａで微分して求めている。ただし、モータ回転角速度ωはこのように求めるだけではなく、速度検出器を用いて検出しても勿論よい。
以下、本発明の特徴部分を具現化する電源電流推定部１３の動作について、図４を用いて説明する。尚、図４のフローチャートは、図１３のモータ制御装置１００Ａの電源電流推定部１３Ａで実行する処理手順を例示するものである。

電源電流推定部１３Ａで実行する処理手順としては、まず最初にステップ４３１により、電源電圧Ｖｂを入力する。ステップ４３２では、３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉu、Iv（Iwでもよい）を入力する。ステップ４３３では、モータ回転角度θを入力する。また、ステップ４３４では、ステップ４３３で入力したモータ回転角度θを演算（微分）してモータ回転角速度ωを求める。

ステップ４３５では、周知の３相/２相変換により、ｄ軸電流Id、ｑ軸電流Iqを演算する。ステップ４３６では、次式で示す周知のモータ電圧方程式（３）、（４）からd軸の電圧Vdおよびq軸の電圧Vqを求める。
Vd=R×Id+L×dId/dt-p×ωL×Iq （３）
Vq= p×ωL×Id+ R×Iq+L×dIq/dt+Ke×ω （４）
ここで式（３）、式（４）に使用されている以下の記号の意味を記述する。
記号は全てブラシレス直流モータを構成している部位に関わる値である。まずRは抵抗値であり、Ｌはインダクタンスであり、ｐは極対数であり、Keは逆起電力定数である。そしてこれら各部位の値は前もって測定され、その測定値がメモリーに記憶される。
また、ステップ４３７ではブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを前述の式（３）、（４）を式（１）に代入することによって推定する（電力推定手段）。

ステップ４３８では、ステップ４３１により入力した電源電圧Ｖｂとステップ４３７により演算した消費電力Ｐの値を用いて、３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を前述の式（２）によって推定する（電源電流推定手段）。
このような構成に従って、電源電流Ibの推定値を常時算出することができるため、効果的に過電流等の異常を検出することができる。

［第３実施例］
上記の第１、２実施例では、前述の式（１）、（２）、（３）、（４）に基づいてブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示したが、本第３実施例では、直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示する。この方法は、前記の本発明の第４の手段に対応するものである。

第３実施例と第１、第２実施例の大きな違いは第１、第２実施例がブラシレス直流モータを駆動するため、３相インバータを使用しているが、第３実施例は直流モータを駆動するため、ブリッジ回路（専門書によれば、これをＨブリッジ回路と記述しているものもあるが、本発明ではブリッジ回路と記述する。）を使用している点である。第１実施例でも説明したように、３相インバータは相が３相であるため、３相/２相変換演算を使用して３相のU、Ｖ、Ｗ相を２相のd軸、q軸に変換している。しかし、直流モータの場合は２相しかないため３相/２相変換演算をする必要がない。また、直流モータは周知のブラシとコミュテータの関係がメカ的にd軸、q軸となっており、基本的にはd軸電流Id=0である。そのため直流モータの電流とはすなわちq軸電流Iqのことをさしている。

図５に本第３実施例に係わるモータ制御装置５００のシステム構成図を示す。
モータ制御装置５００は、図１のモータ制御装置１００と同じく、図略のＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ等を有する図略のコンピュータを具備し、ブリッジ回路５０５は、図略のＰＷＭ変換器及びＦＥＴ駆動回路等から構成され、ＰＷＭ制御により駆動電圧を直流モータ５０７に与え、電力を供給する。また、図５の破線から左側はソフトウエア処理部である。

ブリッジ回路５０５には電源１０から電源電圧Ｖｂを測定する電圧計（電圧センサ）１を経由して、電源電流Ｉｂがブリッジ回路５０５に供給される。
ブリッジ回路５０５にはモータ５０７に流れるモータ電流検出器５０６から検出されたモータ駆動電流Ｉと、上位から入力された電流指令値Ｉ*の差をＰＩ制御部で演算されたＶ*が入力される。ブリッジ回路５０５からはモータ５０７にモータ電流Ｉが流れ、駆動される。また、ブリッジ回路５０５からは電源推定部５３で使用されるＶ+、Ｖ-が出力される。

図６は、図５のブリッジ回路５０５及びモータ電流検出器５０６の詳細図である。ブリッジ回路５０５は４個のＦＥＴ６０〜６３で構成されている。この４個のＦＥＴ６０〜６３は公知のＰＷＭ制御されるので、動作原理の説明は省略する。モータ電流検出器５０６は１個の電流センサ６４で構成されている。また、モータの相電圧は電圧V＋６５、電圧V-６６を測定している。

モータ相電流Ｉとは図６に記述されている１個の電流センサ６４から検出されるモータ電流のことである。また、モータ相電圧Vとは同じく図６に記述されているモータ電圧V＋６５及びモータ電圧V-６６のことである。

以下、本発明の特徴部分を具現化する電源電流推定部５３の動作について、図７を用いて説明する。尚、図７のフローチャートは、図５で示されているモータ制御装置５００の電源電流推定部５３で実行する処理手順を例示するものである。

電源電流推定部５３で実行する処理手順としては、まず最初にステップ７３１により、電源電圧Ｖｂを入力する。ステップ７３２では、モータ電流Ｉを入力する。ステップ７３３では、モータ電圧V＋６５及び電圧V-６６を入力する。

ステップ７３４では、ステップ７３２およびステップ７３３で得た各値を用いて直流モータ５０７が消費する電力Ｐを次式（５）によって推定する（電力推定手段）。
P=（V＋ − V-）× I （５）

ステップ７３５では、ステップ７３１により入力した電源電圧Ｖｂとステップ７３４により演算した消費電力Ｐの値を用いて、ブリッジ回路５０５に給電される電源電流Ｉｂの値を前述の式（２）によって推定する（電源電流推定手段）。

ステップ７３６では、電源電流Ibを出力する。このような構成に従って、電源電流Ibの推定値を常時算出することができるため、効果的に過電流等の異常を検出することができる。

［第４実施例］
上記の第３実施例では、前述の式（５）に基づいて直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示したが、本第４実施例では、その他の処理手順によって直流モータが消費する電力Ｐを求める処理手順を例示する。この方法は、前記の本発明の第４の手段に対応するものである。

本実施例も第３実施例と同じ図６で示すシステムで構成できる。但し、第３実施例との違いは直流モータが消費する電力Ｐの演算式のみであるので、その演算式に使用する入力の違いを図１４で説明する。図５のモータ制御装置５００と図１４のモータ制御装置５００Ａの第１の違いは、図１４には図５に記述されているブリッジ回路５０５からの電圧出力V+、V-が、電源電流推定部５３Ａに入力されていないことである。しかし、第４実施例では第３実施例で使用しなかったモータ回転角速度ωを使用している。モータ回転角速度ωはモータ５０７Ａと一体に設けられている位置検出器５０８Ａから検出されるモータ回転角度θを５０９Ａで微分して求めている。ただし、モータ回転角速度ωはこのように求めるだけではなく、速度検出器を用いて検出しても勿論よい。

以下、本発明の特徴部分を具現化する図１４に示す電源電流推定部５３Ａの動作について、図８を用いて説明する。尚、図８のフローチャートは、モータ制御装置５００Ａの電源電流推定部５３Ａで実行する処理手順を例示するものである。

電源電流推定部５３Ａで実行する処理手順としては、まず最初にステップ８３１により、電源電圧Ｖｂを入力する。ステップ８３２では、モータ電流Ｉを入力する。ステップ８３３では、モータ回転角度θを入力する。また、ステップ８３４では、ステップ８３３で入力したモータ回転角度θを演算（微分）してモータ回転角速度ωを求める。

ステップ８３５では、モータ電圧方程式を求める。ここで、モータ電圧方程式
の考え方を図９で説明する。図９は図６のブリッジ回路５０５のモータ電圧V+６５およびV-６６から直流モータ５０７を見たブロック図である。直流モータの巻線抵抗９０をＲ、インダクタンス９１をＬ、逆起電力定数をKeとすると、直流モータ５０７には矢印の向きに逆起電圧９２が発生する。
図９よりモータ電圧方程式は公知の式（６）として導かれる。
V＋ − V-＝R×I+L×dI/dt+Ke×ω （６）
ステップ８３５では、モータ電圧方程式（６）を演算する。

式（６）を前述した式（５）に代入すると、直流モータ５０７の消費電力Ｐが式（７）より求まる。
P=R×Ｉ×Ｉ+ L×dI/dt ×I+ Ke×ω×I （７）
ステップ８３６では直流モータが消費する電力Ｐを式（７）によって推定する（電力推定手段）。

ステップ８３７では、ステップ８３１により入力した電源電圧Ｖｂとステップ８３６により演算した消費電力Ｐの値を用いて、ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を前述の式（２）によって推定する（電源電流推定手段）。
また、ステップ８３８では、電源電流Ibを出力する。
このような構成に従って、電源電流Ibの推定値を常時算出することができるため、効果的に過電流等の異常を検出することができる。

［第５実施例］
以下、本発明を具体化した電動パワーステアリング装置の実施形態を図１０、図１１に従って説明する。図１０は、電動パワーステアリング装置の概略を示す。ステアリングホイール７０に連結したステアリングシャフト７１には、トーションバー７２が設けられている。このトーションバー７２には、トルクセンサ７３が装着されている。そして、ステアリングシャフト７１が回転してトーションバー７２に力が加わると、加わった力に応じてトーションバー７２が捩じれ、その捩じれをトルクセンサ７３が検出している。

ステアリングシャフト７１にはピニオンシャフト７４が固着されている。ピニオンシャフト７４の先端には、ピニオン７５が固着されるとともに、このピニオン７５はラック７６と噛合している。前記ラック７６とピニオン７５とによりラック＆ピニオン機構が構成されている。前記ラック７６の両端には、タイロッド（図示せず）が固設されており、そのタイロッドの先端部にはナックル（図示せず）が回動可能に連結されている。

このナックルには、タイヤとしての前輪７７が固着されている。また、ラック７６と同軸的に配置された電動モータ（以下、モータ７８という）は、ブラシレス直流モータにて構成されている。モータ７８は制御装置７９で制御される。制御装置７９は図１で示したモータ制御装置１００、３相インバータ１０５及びモータ電流検出器１０６等から構成されている。

次に第１、第２実施例で得られた電源電流Ibの推定値から異常を判定する処理手順を図１１で説明する。ステップ８０で電源電流Ibを入力する。次に、モータ制御装置１００の内部に設置されているＲＯＭ内に記憶されている異常判定閾値IabnをワークＲＡＭに入力する。次に、ステップ８２で異常判定閾値Iabnと電源電流Ibの大きさを比較する（異常判定手段）。
異常判定閾値Iabnが電源電流Ibより大きい場合（ステップ８２：ＹＥＳ）ステップ８３に進んで緊急制御停止する（緊急制御停止手段）。また、異常判定閾値Iabnが電源電流Ibより小さい場合（ステップ８２：Ｎｏ）はなにも処理せずこのルーチンを抜ける。

本発明は、対象モータとして、ブラシレス直流モータや直流モータを挙げて説明したが、他に誘導モータ、ＶＲ（バリアブルリラクタンス）モータにも当然適用が可能である。

本発明の第１実施例に係わるモータ制御装置１００のシステム構成図 図１、図１３の３相インバータ及びモータ電流検出器の詳細図 モータ制御装置１００の電源電流推定部１３で実行する第１実施例の処理手順を例示するフローチャート モータ制御装置１００Ａの電源電流推定部１３Ａで実行する第２実施例の処理手順を例示するフローチャート 本発明の第３実施例に係わるモータ制御装置５００のシステム構成図 図５、図１４のブリッジ回路及びモータ電流検出器の詳細図 モータ制御装置５００の電源電流推定部５３で実行する第３実施例の処理手順を例示するフローチャート モータ制御装置５００Ａの電源電流推定部５３Ａで実行する第４実施例の処理手順を例示するフローチャート 直流モータ５０７のブロック図 電動パワーステアリング装置の概略図 第５実施例の処理手順を例示するフローチャート 従来のモータ制御装置１０００のシステム構成図 本発明の第２実施例に係わるモータ制御装置１００Ａのシステム構成図 本発明の第４実施例に係わるモータ制御装置５００Ａのシステム構成図

符号の説明

１ 電圧計（電圧センサ）
１０ 電源
１１ ２相/３相変換部
１２ ３相/２相変換部
１３ 電源電流推定部
１０１ バッテリ
１０２ 昇圧回路
１０４ 電源電流検出器
１０５ ３相インバータ（またはブリッジ回路）
１０６ モータ電流検出器
１０７ モータ
１０８ 位置検出器
Iu、Iv、Iw モータ相電流（瞬時交流電流）
Id、Iq d/q軸上電流
Id*、Iq* d/q軸上電流指令値
Vu、Vv、Vw モータ相電圧（瞬時交流電圧）
Vu*、Vv*、Vw* モータ相電圧指令値（瞬時交流電圧）
Vd*、Vq* d/q軸上電圧指令値
Ib 電源電流
Vb 電源電圧
２０〜２５、６０〜６３ ＦＥＴ
２６〜２８、６４ 電流センサ
I モータ駆動電流（直流電流）
I* 電流指令値
V* 電圧指令値
θ モータ回転角度
ω モータ回転角速度
Ｐ 消費電力
Ｒ モータ巻線抵抗
Ｌ モータインダクタンス
Ｋe モータ逆起電力定数

Claims (6)

1. ３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記３相インバータを用いてブラシレス直流モータを３相駆動制御するモータ制御装置において、
   前記ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉと、
   前記２相のモータ相電流Ｉと同相でかつ３相のうち少なくとも２相のモータ相電圧Ｖと、
   モータ回転角度θの３値に基づいて、前記ブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、
   前記電源電圧Ｖｂと前記電力Ｐの両値に基づいて、前記３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
2. ３相インバータに印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記３相インバータを用いてブラシレス直流モータを３相駆動制御するモータ制御装置において、
   前記ブラシレス直流モータの３相のうち少なくとも２相のモータ相電流Ｉとモータ回転角速度ωの両値に基づいて、前記ブラシレス直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、
   前記電源電圧Ｖｂと前記電力Ｐの両値に基づいて、前記３相インバータに給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
3. 車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置において、
   請求項１または請求項２に記載のモータ制御装置と、
   前記電源電流Ｉｂを用いて異常に関する判定を行う異常判定手段と、
   前記異常判定手段により異常が検出された時に、前記モータ制御装置による前記ブラシレス直流モータの３相駆動制御を停止する緊急制御停止手段とを有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
4. ブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記ブリッジ回路を用いて直流モータを駆動制御するモータ制御装置において、
   前記直流モータのモータ電流Ｉとモータ電圧Ｖの両値に基づいて、前記直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、
   前記電源電圧Ｖｂと前記電力Ｐの両値に基づいて、前記ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
5. ブリッジ回路に印加される電源電圧Ｖｂを測定する電圧計を備え、前記ブリッジ回路を用いて直流モータを駆動制御するモータ制御装置において、
   前記直流モータのモータ電流Ｉとモータ回転角速度ωの両値に基づいて、前記直流モータが消費する電力Ｐを推定する電力推定手段と、
   前記電源電圧Ｖｂと前記電力Ｐの両値に基づいて、前記ブリッジ回路に給電される電源電流Ｉｂの値を推定する電源電流推定手段と、
   を有することを特徴とするモータ制御装置。
6. 車両の運転者の操舵を補助するアシストトルクを出力する電動パワーステアリング装置において、
   請求項４または請求項５に記載のモータ制御装置と、
   前記電源電流Ｉｂを用いて異常に関する判定を行う異常判定手段と、
   前記異常判定手段により異常が検出された時に、前記モータ制御装置による前記直流モータの駆動制御を停止する緊急制御停止手段と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング装置。
   

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