JP6683116B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータの通電を制御するモータ制御装置に関する。

従来、モータに流れる電流より推定した上昇温度に基づいて電流を制限し、素子の過熱保護を図るモータ制御装置において、モータへの通電停止後に制御電源を保持して温度推定を継続する技術が知られている。
例えば特許文献１に開示されたモータ制御装置は、モータへの電源供給遮断後にモータの推定温度が高温の場合、モータの上昇温度に基づいて電源保持時間を演算し、温度推定を継続する。そして、電源保持時間が経過すると、モータ制御装置は、自己保持している電源を遮断する。

特許第２８９２８９９号公報

特許文献１の従来技術では、モータの放熱定数等によりモータの上昇温度が許容温度値以下に低下するまでの時間を演算し、この演算時間をもとに電源保持時間が設定される。
ここで、次回起動時に要求されるモータ出力性能として、初動時のトルクを発生させるための通電量、ある通電パターンを持続可能な時間や繰り返し可能な回数が挙げられる。例えば電動パワーステアリング装置のアシストモータの駆動装置では、初回のアシスト率や据え切り回数が具体的な性能を示す指標値となる。

次回起動時にこのような要求性能を確保しようとすると、特許文献１の従来技術では、許容温度値を低く設定し保持時間を長く設定せざるを得ない。したがって、モータ駆動停止中の暗電流が増加するという問題があった。
本発明は上述の課題に鑑みて成されたものであり、その目的は、駆動電源停止後の電源自己保持時間を、次回起動時に要求される性能を確保可能な最小限の時間とするモータ制御装置を提供することにある。

本発明のモータ制御装置は、モータ（８０）を駆動する駆動回路（６０）と、電源自己保持部（２２）を有する電源回路（２０）と、上昇温度推定部（３２）と、検出温度取得部（３３）と、推定温度算出部（３４）と、電流制限演算部（３５）と、自己保持終了判定部（３７）と、を備える。
電源回路の電源自己保持部は、駆動回路へ供給される駆動電源の停止後に制御用の電源を自己保持可能である。

上昇温度推定部は、モータ、駆動回路又は電源回路に流れる電流の二乗値、又はその積算値の時間平均の一次遅れ応答に基づき、一つ以上の上昇温度（ＴｉＡ１、ＴｉＡ２、ＴｉＢ１、ＴｉＢ２）を推定する。
検出温度取得部は、過熱保護の対象となる一つ以上の保護部位、又は、当該保護部位と温度の相関を有する部位の検出温度（Ｔｓｎｓ）を取得する。
推定温度算出部は、検出温度と一つ以上の上昇温度の和（ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢ）とを加算し、保護部位の推定温度（Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂ）を算出する。なお、現実の適用においては、適宜、推定オフセット温度をさらに加算して推定温度を算出してもよい。
電流制限演算部は、推定温度に基づいて、電流指令値を制限する電流制限値を演算する。
自己保持終了判定部は、電源自己保持の終了を判定する。

上昇温度推定部は、電源自己保持部による電源の自己保持中、上昇温度の推定を継続する。
自己保持終了判定部は、電流値と、その電流値を通電可能な保護部位の最高温度との関係を保護部位毎に規定した過熱保護マップを有している。自己保持終了判定部は、当該過熱保護マップに基づき次回起動時の要求電流値（Ｉｒｅｑ）に対応する制限温度（Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂ）を設定する。
また、自己保持終了判定部は、次回起動時のモータの出力性能を保証する上限温度である性能保証上限温度（Ｔｐｆｍ）と、一つ以上の上昇温度の和とを加算した温度を評価温度（Ｔｅｖ＿Ａ、Ｔｅｖ＿Ｂ）として算出する。なお、現実の適用においては、適宜、性能オフセット温度をさらに加算して評価温度を算出してもよい。

加えて、自己保持終了判定部は、評価温度と制限温度とを比較する次回性能判定処理において、全ての保護部位についての評価温度が制限温度を下回ったとき、性能保証条件が成立したと判定する。そして、自己保持終了判定部は、少なくとも性能保証条件が成立したことに基づいて電源自己保持を終了する。
ここで、「少なくとも性能保証条件が成立したことに基づいて」とは、性能保証条件の成立は、自己保持終了を反対するための一つの条件ではあるが、それだけで自己保持終了の十分条件であるとは限らないことを意味する。

本発明の自己保持終了判定に用いられる評価温度は、通常駆動時の温度制御に用いられる推定温度とは異なり、次回起動時のモータ出力性能を確保する観点で設定された性能保証上限温度を基準とする、自己保持終了判定専用の指標値である。また、制限温度は、保護部位毎に規定された過熱保護マップに基づいて設定される温度である。
本発明では、このように設定された評価温度と制限温度とを比較する次回性能判定処理により電源自己保持の終了を判定するため、次回起動時の要求性能を担保しつつ、電源自己保持時間を最小とすることができる。よって、自己保持時間を必要以上に長く設定することによる暗電流の増加を抑制し、バッテリの消費を低減することができる。

また、本発明の自己保持終了判定部は、駆動電源停止時から所定の強制終了時間が経過したとき、電源自己保持を強制的に終了することが好ましい。保護部位の冷却に必要な最長時間を強制終了時間として設定することで、性能保証条件の成立が遅れる場合でも、過熱保護を確保しつつ、暗電流を抑制することができる。

一実施形態のモータ制御装置の全体構成図。 ＩＧ−ＯＦＦ時の電流二乗フィルタ値の経時変化を示す図。 （ａ）電流制限用、（ｂ）自己保持終了判定用の過熱保護マップの例。 一実施形態によるモータ制御装置の動作を示すメインフローチャート。 温度推定処理のサブフローチャート。 次回性能判定処理のサブフローチャート。 自己保持加算時間マップの例。 自己保持動作を示すタイムチャート。

（一実施形態）
以下、モータ制御装置の一実施形態を図面に基づいて説明する。このモータ制御装置は、例えば車両の電動パワーステアリング装置において、操舵アシストモータの制御装置として使用される。特に本実施形態は、イグニッションスイッチを備えるエンジン車に搭載されるものとして説明する。

［モータ制御装置の構成］
最初にモータ制御装置の構成について、図１〜図３を参照して説明する。以下、図１に示すイグニッションスイッチ（以下「ＩＧスイッチ」）１６のＯＮ／ＯＦＦを「ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦ」と記す。ＩＧ−ＯＮの状態では、駆動電源が供給されてモータの駆動が可能であり、ＩＧ−ＯＦＦの状態では、駆動電源の供給が停止される。
なお、ハイブリッド自動車や電気自動車に搭載されるモータ制御装置の場合、「ＩＧ−ＯＮ／ＯＦＦ」を「レディＯＮ／ＯＦＦ」と読み替えればよい。
モータ制御装置１０は、電源回路２０、スイッチインターフェース（図中「Ｉ／Ｆ」）２３、制御回路３０、駆動回路６０等を含み、バッテリ１５から入力される電力により動作する。

バッテリ１５からの電力は、並列接続された電力線Ｌ１、Ｌ２を経由してモータ制御装置１０に入力される。モータ制御装置１０の外部において、電力線Ｌ１にはＩＧスイッチ１６が設けられている。また、モータ制御装置１０の内部では、電力線Ｌ２に電源回路２０が設けられている。
電源回路２０は、チョークコイル２１及び電源自己保持部２２等を含む。チョークコイル２１は、外部からの外乱ノイズを除去すると共に、モータ制御装置１０内部で発生するスイッチングノイズの流出を防ぐ。電源自己保持部２２は、電源リレーにより構成され、ＩＧ−ＯＦＦ、すなわち駆動電源の停止後、制御回路３０から遮断信号が入力されるまで、制御用の電源を自己保持する。
ＩＧスイッチ１６がＯＦＦされた情報は、スイッチインターフェース２３から制御回路３０に入力される。制御回路３０は、ＩＧ−ＯＦＦ後、電源を自己保持し、後述する温度推定演算を継続する。そして、自己保持を終了すると判定したとき、電源自己保持部２２に遮断信号を出力する。

モータ制御装置１０の駆動回路６０は、ゲート信号を生成するプリドライバ６１、及び、スイッチング動作によりバッテリ１５の直流電力を交流電力に変換してモータ８０に供給するインバータ６２を含む。駆動回路６０は、ＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子や、コンパレータ、抵抗、コンデンサ等の素子で構成される。モータ８０は、例えば三相ブラシレスモータである。

制御回路３０は、典型的にはマイコンで構成され、操舵トルクに応じて、モータ電流Ｉｍのフィードバック制御により駆動回路６０への指令信号を生成する。図１には、一般的な電流フィードバック制御及びベクトル制御に用いられる電流センサや回転角センサの図示を省略する。また、モータ電流Ｉｍは、モータ８０又は駆動回路６０を流れる電流を意味する。図１にはモータ電流Ｉｍがモータ８０から入力されるように図示されているが、駆動回路６０の出力電流が検出されて制御回路３０にフィードバックされてもよい。

また、制御回路３０は、過熱保護の対象となる保護部位毎に上昇温度Ｔｉ及び推定温度Ｔｅｓｔを算出する。そして制御回路３０は、推定温度Ｔｅｓｔに基づいてモータ８０に通電する電流を制限することにより、素子の過熱保護を図る。
図１において、例えば、制御回路３０を保護部位として推定される温度に「Ａ」、インバータ６２を保護部位として推定される温度に「Ｂ」の記号を付す。具体的には、制御回路３０を構成するＩＣや、インバータ６２を構成するＭＯＳＦＥＴ等のスイッチング素子が保護対象素子となる。ただし、他の箇所を保護部位としてもよい。

以下の説明では保護部位を具体的に特定せず、一般的に「保護部位Ａ」、「保護部位Ｂ」というように記す。
また、上昇温度、推定温度等の記号について、対応する保護部位を区別する場合は末尾にＡ、Ｂ等の文字を付し、区別せず包括的に述べる場合は、単に「Ｔｉ」、「Ｔｅｓｔ」のように記す。
制御回路３０は、電流処理部３１、上昇温度推定部３２、検出温度取得部３３、推定温度算出部３４、電流制限演算部３５、駆動信号演算部３６、及び自己保持終了判定部３７を含む。

電流処理部３１及び上昇温度推定部３２は、ＩＧ−ＯＮ状態の通常駆動中、及び、ＩＧ−ＯＦＦ後の電源自己保持中を通じて機能する。検出温度取得部３３、推定温度算出部３４、電流制限演算部３５及び駆動信号演算部３６は、主に通常駆動時に機能し、自己保持終了判定部３７は、主に電源自己保持中に機能する。
電流処理部３１は、モータ８０もしくは駆動回路６０を流れるモータ電流Ｉｍ、又は、電源回路２０を流れる電源電流Ｉｂの検出値又は推定値が入力される。制御回路３０又は駆動回路６０の構成部品を保護対象とする場合にはモータ電流Ｉｍが用いられ、電源回路２０の構成部品を保護対象とする場合には電源電流Ｉｂが用いられる。

電流処理部３１は、入力された電流の二乗値Ｉ²を算出する電流二乗算出部（図中「ＳＱ」）３１０、及び、電流二乗値Ｉ²の一次遅れ応答を出力する複数のフィルタ３１１−３１４を有する。
フィルタ３１１−３１４は、保護部位Ａ、Ｂ毎に互いに異なる時定数を有し、電流二乗値Ｉ²の一次遅れ応答をフィルタ値Ｉ² _LPFとして出力する。ここで、電流二乗値に代えて、電流二乗値の積算値の時間平均を用いてもよい。各フィルタの時定数は、各保護部位Ａ、Ｂにおける熱抵抗や熱容量等の特性に基づいて決まる値であり、例えば応答特性波形を解析することにより設定される。なお、電流二乗値、又はその積算値の時間平均の一次遅れ応答を出力するフィルタは、特開２０１６−９２９４４号公報に開示されている。

Ａ１フィルタ３１１は、保護部位Ａについての第１の時定数を有するフィルタであり、電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＡ１を出力する。
Ａ２フィルタ３１２は、保護部位Ａについての第２の時定数を有するフィルタであり、電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＡ２を出力する。
Ｂ１フィルタ３１３は、保護部位Ｂについての第１の時定数を有するフィルタであり、電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＢ１を出力する。
Ｂ２フィルタ３１４は、保護部位Ｂについての第２の時定数を有するフィルタであり、電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＢ２を出力する。

図２に、ＩＧ−ＯＦＦ時を時刻ｔ０とする電流二乗フィルタ値の経時変化を示す。時刻ｔ１、ｔ２、ｔ３・・・は、所定の演算周期での演算タイミングである。
丸印のＩ² _LPFＡ１（１）及びＩ² _LPFＡ１（２）は、時刻ｔ１及びｔ２にＡ１フィルタ３１１が出力したフィルタ値である。三角印のＩ² _LPFＡ２（１）及びＩ² _LPFＡ２（２）は、時刻ｔ１及びｔ２にＡ２フィルタ３１２が出力したフィルタ値である。

上昇温度推定部３２は、式（１）により、各フィルタ３１１−３１４が出力した電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＡ１、Ｉ² _LPFＡ２、Ｉ² _LPFＢ１、Ｉ² _LPFＢ２にゲインＫを乗じて、上昇温度ＴｉＡ１、ＴｉＡ２、ＴｉＢ１、ＴｉＢ２を推定する。
Ｔｉ＝Ｋ×Ｉ² _LPF ・・・（１）
上昇温度推定部３２は、式（２．１）、（２．２）により、各保護部位Ａ、Ｂについて、上昇温度の和ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢを算出して出力する。
ΣＴｉＡ＝ＴｉＡ１＋ＴｉＡ２ ・・・（２．１）
ΣＴｉＢ＝ＴｉＢ１＋ＴｉＢ２ ・・・（２．２）

検出温度取得部３３は、過熱保護の対象とする保護部位、又は、その保護部位と温度の相関を有する部位に設けられたサーミスタ等の温度センサ７０から、検出温度Ｔｓｎｓを取得する。例えば制御回路３０を保護部位とする場合、制御回路３０の素子が実装された基板の温度が直接検出されてもよい。インバータ６２を保護部位とする場合、インバータ６２と温度の相関を有する制御回路３０の温度が検出されてもよい。また、制御回路３０又はインバータ６２を保護部位とする場合に共通して、基板上の素子温度推定のベースとなるヒートシンク相当の温度が、保護部位と相関のある温度として検出されてもよい。

推定温度算出部３４は、検出温度取得部３３が取得した検出温度Ｔｓｎｓ、及び、上昇温度推定部３２が推定した上昇温度の和ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢに基づき、式（３．１）、（３．２）により、各保護部位Ａ、Ｂの推定温度Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂを算出する。
Ｔｅｓｔ＿Ａ＝Ｔｓｎｓ＋ΣＴｉＡ＋δｅｓｔ＿Ａ ・・・（３．１）
Ｔｅｓｔ＿Ｂ＝Ｔｓｎｓ＋ΣＴｉＢ＋δｅｓｔ＿Ｂ ・・・（３．２）
ここで、推定オフセット温度δｅｓｔ＿Ａ、δｅｓｔ＿Ｂは、温度検出部位と推定部位との温度差等を調整するための値である。

電流制限演算部３５は、推定温度Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂに基づいて、電流指令値を制限する電流制限値を演算する。基本的には、推定温度Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂが高いほど電流指令値が低く設定されることで、保護部位Ａ、Ｂの過熱保護が図られる。
電流制限演算部３５は、例えば図３（ａ）に示す過熱保護マップを電流制限用に参照する。実線のマップＡは、保護部位Ａを対象とし、破線のマップＢは、保護部位Ｂを対象とするものである。縦軸の値が定格電流Ｉｍａｘとなる温度領域では、定格電流Ｉｍａｘに対し１００％の電流を通電可能であり、駆動回路６０及びモータ８０が本来有している出力性能を１００％発揮することができる。

一方、縦軸の値が定格電流Ｉｍａｘよりも下にある温度領域では、その電流制限値での電流制限が必要となる。電流制限値は、温度が高くなるにつれて定格電流Ｉｍａｘから次第に低下し、保護部位毎の耐熱温度Ｔｒｅｓ＿Ａ、Ｔｒｅｓ＿Ｂにおいて最小値Ｉｍｉｎ＿Ａ、Ｉｍｉｎ＿Ｂまで低下する。
電流制限演算部３５は、過熱保護マップの横軸の温度から縦軸の電流を算出する。すなわち、推定温度Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂに対応する電流制限値Ｉｌｉｍ＿Ａ、Ｉｌｉｍ＿Ｂを算出し、例えばそれらの最小値を電流制限値として設定する。

駆動信号演算部３６は、図示しない操舵トルクセンサによって検出された操舵トルクに基づいて電流指令値を演算する。この電流指令値は電流制限演算部３５で演算された電流制限値により制限される。駆動信号演算部３６は、制限後の電流指令値に対する電流フィードバック制御により電圧指令を生成し、さらに、例えばＰＷＭ制御により駆動回路６０への駆動信号であるＰＷＭ信号を生成する。駆動信号に基づいて駆動回路６０が動作することで、モータ８０は所望のアシストトルクを出力する。

自己保持終了判定部３７は、電流値と、その電流値を通電可能な保護部位Ａ、Ｂの最高温度との関係を規定した過熱保護マップを有している。過熱保護マップは、保護部位毎の耐熱特性や発熱特性を考慮して規定されている。
本実施形態では、図３（ａ）に示す電流制限用の過熱保護マップを、図３（ｂ）に示す自己保持終了判定用のマップとして共通に使用する。なお、他の実施形態では、電流制限用マップとは別に、自己保持終了判定専用の過熱保護マップを有してもよい。別のマップを用いる場合、次回起動時の性能を確保するため、自己保持終了判定用マップの電流値は、電流制限用マップの同じ温度における電流制限値よりも小さく設定される必要がある。

自己保持終了判定部３７は、次回起動時における電流制限値の狙い値に基づき、過熱保護マップの縦軸の電流から横軸の温度を算出する。次回起動時に要求される電流値Ｉｒｅｑが例えば定格電流Ｉｍａｘの９０％程度であると仮定する。自己保持終了判定部３７は、過熱保護マップＡ、Ｂにより、要求電流値Ｉｒｅｑに対応する制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂを設定する。保護部位Ａについては制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａ以上の温度で要求電流値Ｉｒｅｑを確保することができなくなり、保護部位Ｂについては制限温度Ｔｌｉｍ＿Ｂ以上の温度で要求電流値Ｉｒｅｑを確保することができなくなる。
なお、要求電流値Ｉｒｅｑが固定されており、随時変更されない場合には、自己保持終了判定部３７は、ＩＧ−ＯＦＦの都度、過熱保護マップを参照するのではなく、予め記憶した制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂを常に用いてもよい。その場合も、「過熱保護マップに基づき制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂを設定する」ことに含まれる。

また、自己保持終了判定部３７は、電源自己保持が終了するまで、上昇温度推定部３２が推定した上昇温度の和ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢに基づき、式（４．１）、（４．２）により、各保護部位Ａ、Ｂの評価温度Ｔｅｖ＿Ａ、Ｔｅｖ＿Ｂを繰り返し算出する。
Ｔｅｖ＿Ａ＝Ｔｐｆｍ＋ΣＴｉＡ＋δ＿Ａ ・・・（４．１）
Ｔｅｖ＿Ｂ＝Ｔｐｆｍ＋ΣＴｉＢ＋δ＿Ｂ ・・・（４．２）

ここで、性能保証上限温度Ｔｐｆｍは、次回起動時のモータ８０の出力性能を保証する上限温度であり、例えば初動時のトルクを発生させるために必要な通電量に基づいて設定される。具体的に電動パワーステアリング装置では、次回起動時における初回アシスト率、すなわち、操舵トルクに対するアシストトルクの寄与率を確保する観点から性能保証上限温度Ｔｐｆｍが設定される。
また、性能オフセット温度δ＿Ａ、δ＿Ｂは、性能保証上限温度Ｔｐｆｍを基準とした保護部位毎の特性差を調整するための値である。なお、図３（ｂ）には、性能オフセット温度δ＿Ａ、δ＿Ｂの図示を省略する。

さらに、保護部位毎に評価温度と制限温度とを比較する処理を「次回性能判定処理」と定義する。また、次回性能判定処理において、「全ての保護部位についての評価温度が制限温度を下回っている」とき、すなわち、式（５．１）、（５．２）が共に成立するとき、「性能保証条件が成立する」という。
Ｔｅｖ＿Ａ＜Ｔｌｉｍ＿Ａ ・・・（５．１）
Ｔｅｖ＿Ｂ＜Ｔｌｉｍ＿Ｂ ・・・（５．２）

図３（ｂ）に保護部位Ａについての温度を例として示す。ＩＧ−ＯＦＦの直後には上昇温度和ＴｉＡが比較的高いため、評価温度Ｔｅｖ＿Ａが制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａより高くなり、性能保証条件が成立しない。しかし、電源自己保持中、ＩＧ−ＯＦＦからの時間経過につれて上昇温度和ΣＴｉＡは徐々に低下し、加算値である評価温度Ｔｅｖ＿Ａも徐々に低下する。そして、ある時点で、評価温度Ｔｅｖ＿Ａが制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａを下回る。
同様に保護部位Ｂについての温度も、ＩＧ−ＯＦＦからの時間経過につれて低下する。評価温度Ｔｅｖ＿Ａが制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａを下回り、且つ、評価温度Ｔｅｖ＿Ｂが制限温度Ｔｌｉｍ＿Ｂを下回ると、性能保証条件が成立する。

［モータ制御装置の動作］
次に、本実施形態のモータ制御装置１０の動作について、図４、図５、図６のフローチャート、図７の自己保持加算時間マップ、及び、図８のタイムチャートを参照して説明する。以下のフローチャートの説明で記号Ｓは「ステップ」を表す。
図４のＳ１０は、温度推定処理であり、その詳細を図５のサブフローチャートに示す。図５のＳ１１、Ｓ１２において、各フィルタに対応する記号を省略する。
上昇温度推定部３２は、Ｓ１１で、フィルタ３１１−３１４が出力した電流二乗フィルタ値Ｉ² _LPFＡ１、Ｉ² _LPFＡ２、Ｉ² _LPFＢ１、Ｉ² _LPFＢ２を取得する。

上昇温度推定部３２は、Ｓ１２で、式（１）により、上昇温度ＴｉＡ１、ＴｉＡ２、ＴｉＢ１、ＴｉＢ２を演算する。また、上昇温度推定部３２は、Ｓ１３で、式（２．１）、（２．２）により、上昇温度和ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢを算出する。
推定温度算出部３４は、Ｓ１４で、式（３．１）、（３．２）により、推定温度Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂを算出する。

次に図４のＳ２１で、現在ＩＧ−ＯＮ、すなわち通常駆動中であるか否か判定される。
ＩＧ−ＯＮの場合、Ｓ２１でＹＥＳと判断され、通常駆動時の処理であるＳ２２〜Ｓ２５に移行する。
Ｓ２２では、電流制限演算部３５は、過熱保護のための電流制限値を演算する。
これを受けて、駆動信号演算部３６は、Ｓ２３で制限後電流指令値を演算する。
続いて、駆動信号演算部３６は、Ｓ２４でＰＷＭ駆動信号を演算し、Ｓ２５で駆動回路６０のプリドライバ６１に駆動信号を出力する。

ＩＧ−ＯＦＦの場合、Ｓ２１でＮＯと判断され、駆動信号演算部３６は、Ｓ２６で駆動信号を停止する。また、ＩＧ−ＯＦＦ時からの経過時間のカウントが開始される。
次のＳ２７からＳ４２までのステップは、自己保持終了判定部３７により実行される。
Ｓ２７では、現在、強制終了時間が経過したか否か判断される。強制終了時間は、上昇温度Ｔｉが大きい場合でも保護部位が冷却されるのに十分な時間として設定される。
強制終了時間が経過している場合、Ｓ２７でＹＥＳと判断され、Ｓ４３に移行する。または、破線で示すように、Ｓ４３をスキップし、Ｓ４４に移行してもよい。
強制終了時間が経過していない場合、Ｓ２７でＮＯと判断され、Ｓ３０の次回性能判定処理に移行する。

Ｓ３０の次回性能判定処理の詳細について、図６のサブフローチャートを参照する。
Ｓ３１で、自己保持終了判定部３７は、過熱保護マップＡ、Ｂを参照し、次回起動時の要求電流Ｉｒｅｑに対応する制限温度Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂを設定する。
Ｓ３２で、自己保持終了判定部３７は、式（４．１）、（４．２）により、評価温度Ｔｅｖ＿Ａ、Ｔｅｖ＿Ｂを算出する。

Ｓ３３で、自己保持終了判定部３７は、全ての保護部位についての評価温度Ｔｅｖが制限温度Ｔｌｉｍを下回っており性能保証条件が成立しているか、すなわち、式（５．１）、（５．２）が成立しているか判定する。
図４に戻り、Ｓ３３の判定結果により、性能保証条件が成立した場合、Ｓ３４でＹＥＳと判断され、Ｓ４１に移行する。一方、性能保証条件が不成立の場合にはＳ３４でＮＯと判断され、Ｓ１０に戻り、温度推定が継続される。

Ｓ４１では、自己保持終了判定部３７は、自己保持加算時間マップから加算時間を算出し、ＩＧ−ＯＦＦ時から現在までの経過時間に加算する。つまり、現在の経過時間に加算時間を加えた時間が、ＩＧ−ＯＦＦ時を起点とする自己保持時間となる。
Ｓ４２では、現在、自己保持時間が経過したか否か判断される。
自己保持時間が経過している場合、Ｓ４２でＹＥＳと判断され、Ｓ４３に移行する。
自己保持時間が経過していない場合、Ｓ４２でＮＯと判断され、Ｓ１０に戻り、温度推定が継続される。つまり、自己保持時間が経過するまで、「Ｓ４２：ＮＯ→Ｓ１０→Ｓ２１：ＮＯ→Ｓ２６〜Ｓ４１」のループが繰り返される。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、自己保持加算時間マップは、保護部位毎に上昇温度と自己保持加算時間との関係を規定する。ここで、横軸の上昇温度Ｔｉは、適宜、以下の値を取り得る。
（１）保護部位毎のフィルタ別上昇温度ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＢ１、ＴＢ２
（２）保護部位毎の上昇温度和ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢ
（３）保護部位毎のフィルタ別上昇温度のうちの最大値
：ＭＡＸ（ＴＡ１，ＴＡ２）、ＭＡＸ（ＴＢ１，ＴＢ２）
（４）全保護部位のフィルタ別上昇温度のうちの最大値
：ＭＡＸ（ＴＡ１，ＴＡ２，ＴＢ１，ＴＢ２）

また、自己保持加算時間マップは、例えば、次回起動時にある通電パターンを持続可能な時間や繰り返し可能な回数に基づいて設定される。具体的に電動パワーステアリング装置では、次回起動時における据え切り回数を確保する観点から、自己保持加算時間マップが設定される。
図７（ａ）、（ｂ）において、保護部位Ａについて、上昇温度ＴｉＡが低下するほど自己保持加算時間は短くなり、上昇温度ＴｉＡが臨界温度ＴｃＡ以下のとき自己保持加算時間は０となる。同様に、保護部位Ｂについて、上昇温度ＴｉＢが低下するほど自己保持加算時間は短くなり、上昇温度ＴｉＢが臨界温度ＴｃＢ以下のとき自己保持加算時間は０となる。

自己保持加算時間マップの詳細なパターンは適宜設定してよい。図７（ａ）に示す例では、自己保持加算時間は、上昇温度Ｔｉの増加に追従して増加する。一方、図７（ｂ）に示す例では、上昇温度Ｔｉが所定値以上の領域では自己保持加算時間が飽和するように上限値が設定されている。また、次回起動時における多様な性能を満足させるための条件を組み合わせたマップとしてもよい。

温度推定ループが繰り返される間、ＩＧ−ＯＦＦ時からの時間が経過するほど上昇温度ＴｉＡ、ＴｉＢは徐々に低下するため、自己保持加算時間も次第に短くなる。そして、上昇温度ＴｉＡ、ＴｉＢが臨界温度ＴｃＡ、ＴｃＢまで低下したとき、自己保持加算時間は０となる。
このときの動作を図８のタイムチャートに示す。図８の横軸の時刻ｔｓはＩＧ−ＯＦＦ時を示し、時刻ｔｅは自己保持終了タイミングを示す。時刻ｔｓ後、経過時間が増えるに従い、自己保持加算時間は次第に短くなる。そして、時刻ｔｅに自己保持時間が経過時間に一致すると、Ｓ４２でＹＥＳ、すなわち「自己保持時間が経過した」と判断される。

Ｓ４２でＹＥＳと判断されると、制御回路３０は、Ｓ４３で温度情報を不揮発メモリ等に記憶した後、Ｓ４４で制御電源をオフする。こうして電源自己保持が終了する。なお、温度情報を記憶するタイミングは、電源自己保持終了時でも、演算周期毎でもよい。
Ｓ４３で記憶された温度情報は、次回起動時に読み出され、この温度情報に基づいて初回の電流制限が実施される。このとき、過熱保護マップの要求電流値Ｉｒｅｑが確保されるはずである。

一方、Ｓ２７で強制終了時間が経過して電源自己保持を終了する場合、次回起動時に、十分に低い温度に基づいて電流制限値を演算しても問題はない。したがって、破線で示すように、Ｓ４３の温度情報記憶ステップを実行しなくてもよい。
以上で、モータ制御装置１０の動作の説明を終了する。

なお、ＩＧ−ＯＦＦ前にモータ８０が駆動されておらず、上昇温度Ｔｉが極めて小さい状況を想定する。この状況では、ＩＧ−ＯＦＦ時直後の次回性能判定処理で性能保証条件が成立する場合や、ＩＧ−ＯＦＦ時直後の上昇温度Ｔｉが自己保持加算時間マップの臨界温度Ｔｃ以下となる場合が想定される。すると、図４のフローチャートにおいて、１回目からＳ３４、Ｓ４２で共にＹＥＳと判断されると、Ｓ１０の温度推定処理のループを経ることなく、電源自己保持を終了することがあり得る。

ただし、そのような状況では本実施形態が解決すべき課題がそもそも存在しない。したがって、本実施形態の技術的意義は、ＩＧ−ＯＦＦ時にいくらかの上昇温度Ｔｉが発生しており、図４のフローチャートにおいて、少なくとも数回の温度推定ループを繰り返した後に電源自己保持が終了される状況を事実上の前提として考えることとする。

（効果）
本実施形態によるモータ制御装置１０の効果について説明する。
（１）ＩＧ−ＯＦＦ後に制御電源を自己保持して温度推定を継続する従来技術として、特許文献１（特許第２８９２８９９号公報）に開示された技術では、モータの上昇温度に基づいて演算された自己保持時間が経過したとき、電源自己保持を終了する。
この従来技術では、次回起動時の要求性能を確保しようとすると、許容温度値を低く設定し保持時間を長く設定せざるを得ないため、モータ駆動停止中の暗電流が増加するという問題があった。

これに対し本実施形態の自己保持終了判定部３７は、電源自己保持中に、性能保証上限温度Ｔｐｆｍ及び上昇温度和ΣＴｉから算出される評価温度Ｔｅｖと、過熱保護マップにて設定される制限温度Ｔｌｉｍとを比較する「次回性能判定処理」を実行する。そして、全ての保護部位についての評価温度Ｔｅｖが制限温度Ｔｌｉｍを下回ったとき、性能保証条件が成立したと判定し、少なくとも性能保証条件が成立したことに基づいて電源自己保持を終了する。

ところで、特許文献１の段落［０００６］には、モータの上昇温度が許容値以下に低下するまで電源を自己保持する旨の記載がある。ここでの上昇温度は、通常駆動時に電流制限値演算等の温度制御に用いられる推定温度Ｔｅｓｔに相当するものと考えられる。
しかし、本実施形態の自己保持終了判定に用いられる評価温度Ｔｅｖは、通常駆動時の温度制御に用いられる推定温度Ｔｅｓｔとは全く異なるものである。すなわち、評価温度Ｔｅｖは、次回起動時のモータ出力性能を確保する観点で設定された性能保証上限温度Ｔｐｆｍを基準とする、自己保持終了判定専用の指標値である。

また、制限温度Ｔｌｉｍは、保護部位毎の耐熱特性や冷却特性を考慮して規定された過熱保護マップに基づいて設定される温度であり、単純に一律に設定される「所定温度」とは異なる。
本実施形態では、このように設定された評価温度Ｔｅｖと制限温度Ｔｌｉｍとを比較する次回性能判定処理により電源自己保持の終了を判定するため、次回起動時の要求性能を確保しつつ、電源自己保持時間を最小とすることができる。よって、自己保持時間を必要以上に長く設定することによる暗電流の増加を抑制し、バッテリ１５の消費を低減することができる。

（２）自己保持終了判定部３７は、ＩＧ−ＯＦＦ時から所定の強制終了時間が経過したとき、電源自己保持を強制的に終了する。例えば、過熱保護マップに基づく制限温度Ｔｌｉｍが比較的低い場合、性能保証条件が成立するまでの時間が長くなる。また、上昇温度Ｔｉが比較的大きい場合、自己保持加算時間が長くなる。このような場合には自己保持の終了が遅れるため、暗電流が増加することとなる。そこで、保護部位の冷却に必要な最長時間を強制終了時間として設定することで、性能保証条件の成立が遅れる場合でも、過熱保護を確保しつつ、暗電流を抑制することができる。

（３）自己保持終了判定部３７は、次回性能判定処理において性能保証条件が成立すると判定された場合、ＩＧ−ＯＦＦ時からの経過時間に自己保持加算時間を加算して得られる自己保持時間が経過した時、電源自己保持を終了する。これにより、保護部位の温度を次回性能確保可能なレベルにまで低下させてから自己保持を終了するため、仮に自己保持終了後すぐに再起動された場合でも、モータ８０の出力性能を確保することができる。
（４）制御回路３０は、電源自己保持の終了時に温度情報を記憶し、次回起動時、当該温度情報に基づいて初回の電流制限を実施する。これにより、次回起動時の電流制限において要求電流値Ｉｒｅｑが確保される。

（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、保護部位としてＡ、Ｂの２箇所が想定され、また、各保護部位Ａ、Ｂについて、複数のフィルタＡ１、Ａ２、及び、Ｂ１、Ｂ２のフィルタ値に基づく複数の上昇温度ＴＡ１、ＴＡ２、ＴＢ１、ＴＢ２が推定される。これに対し、保護部位は一箇所でもよい。また、各保護部位について、一つのフィルタ値に基づく一つの上昇温度が推定されてもよい。その場合、上記実施形態における「上昇温度の和」は、一つの上昇温度の値そのものとして解釈すればよい。

（ｂ）図４のフローチャートに示す動作例では、強制終了時間が経過したとき、性能保証条件が成立していなくても電源自己保持を強制終了する。しかし、例えば過熱保護マップに基づく制限温度Ｔｌｉｍが十分に高く、ＩＧ−ＯＦＦ後すぐに性能保証条件が成立することが確実であり、また、想定される最大の上昇温度Ｔｉに対応する自己保持加算時間も比較的短い場合等には、強制終了時間を設定しなくてもよい。

（ｃ）モータ制御装置は、複数の巻線組から構成されるモータに対し複数系統の駆動回路から各巻線組への通電を制御するものであってもよい。この場合、保護部位は、系統毎に設定されてもよく、全系統に共通に設定されてもよい。上昇温度Ｔｉは、系統毎の電流二乗値に基づいて推定されてもよく、各系統の電流二乗値の最大値に基づいて推定されてもよい。
また、モータ制御装置とモータとは、一体に設けられた、いわゆる機電一体型の形態で構成されてもよい。さらに、モータ制御装置の駆動回路、及び駆動されるモータは、上記実施形態で例示したインバータ及び三相ブラシレスモータに限らず、Ｈブリッジ回路及びＤＣモータ等であってもよい。

（ｄ）本発明のモータ制御装置は、電動パワーステアリング装置の操舵アシストモータに限らず、どのようなモータを駆動する装置として適用されてもよい。特に次回起動時における性能保証の要求が比較的高いモータの制御装置として有効である。
以上、本発明はこのような実施形態に限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において、種々の形態で実施することができる。

１０・・・モータ制御装置、
２０・・・電源回路、
２２・・・電源自己保持部、
３２・・・上昇温度推定部、
３３・・・検出温度取得部、
３４・・・推定温度算出部、
３５・・・電流制限演算部、
３７・・・自己保持終了判定部、
６０・・・駆動回路、
８０・・・モータ。

Claims (5)

1. モータ（８０）を駆動する駆動回路（６０）と、
   前記駆動回路へ供給される駆動電源の停止後に制御用の電源を自己保持可能な電源自己保持部（２２）を有する電源回路（２０）と、
   前記モータ、前記駆動回路又は前記電源回路に流れる電流の二乗値、又はその積算値の時間平均の一次遅れ応答に基づき、一つ以上の上昇温度（ＴｉＡ１、ＴｉＡ２、ＴｉＢ１、ＴｉＢ２）を推定する上昇温度推定部（３２）と、
   過熱保護の対象となる一つ以上の保護部位、又は、当該保護部位と温度の相関を有する部位の検出温度（Ｔｓｎｓ）を取得する検出温度取得部（３３）と、
   前記検出温度と、前記一つ以上の上昇温度の和（ΣＴｉＡ、ΣＴｉＢ）とを加算し、前記保護部位の推定温度（Ｔｅｓｔ＿Ａ、Ｔｅｓｔ＿Ｂ）を算出する推定温度算出部（３４）と、
   前記推定温度に基づいて、電流指令値を制限する電流制限値を演算する電流制限演算部（３５）と、
   電源自己保持の終了を判定する自己保持終了判定部（３７）と、
   を備え、
   前記上昇温度推定部は、前記電源自己保持部による電源の自己保持中、前記上昇温度の推定を継続し、
   前記自己保持終了判定部は、
   電流値と、その電流値を通電可能な前記保護部位の最高温度との関係を規定した過熱保護マップを有しており、当該過熱保護マップに基づき次回起動時の要求電流値（Ｉｒｅｑ）に対応する制限温度（Ｔｌｉｍ＿Ａ、Ｔｌｉｍ＿Ｂ）を設定し、
   次回起動時の前記モータの出力性能を保証する上限温度である性能保証上限温度（Ｔｐｆｍ）と、前記一つ以上の上昇温度の和とを加算した温度を評価温度（Ｔｅｖ＿Ａ、Ｔｅｖ＿Ｂ）として算出し、
   前記評価温度と前記制限温度とを比較する次回性能判定処理において、全ての前記保護部位についての前記評価温度が前記制限温度を下回ったとき、性能保証条件が成立したと判定し、少なくとも前記性能保証条件が成立したことに基づいて電源自己保持を終了するモータ制御装置。
2. 前記自己保持終了判定部は、
   駆動電源停止時から所定の強制終了時間が経過したとき、電源自己保持を強制的に終了する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記自己保持終了判定部は、
   前記上昇温度と、駆動電源停止時からの経過時間に対して加算され、その加算値が自己保持時間となる自己保持加算時間との関係を規定した自己保持加算時間マップを有しており、
   前記次回性能判定処理において前記性能保証条件が成立すると判定された場合、
   前記自己保持加算時間マップに基づく前記自己保持時間が経過した時、電源自己保持を終了する請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 前記自己保持加算時間マップにおいて、前記自己保持加算時間は、上昇温度が低下するほど短くなり、上昇温度が臨界温度（ＴｃＡ、ＴｃＢ）以下のとき０となるように設定されている請求項３に記載のモータ制御装置。
5. 電源自己保持の終了時に温度情報を記憶し、次回起動時、当該温度情報に基づいて初回の電流制限を実施する請求項１〜４のいずれか一項に記載のモータ制御装置。

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