JP7131510B2 - モータ制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータ制御装置に関する。

従来、電力変換器またはモータ巻線の過電流異常を判定するモータ制御装置において、正常状態での回生エネルギーに起因する電流による過電流異常の誤判定を防止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、電力変換器の入力電圧が通常動作時の動作範囲外であると判定されたとき、過電流異常判定を中止する。

特開２０１８－１８２７８０号公報

しかし、例えば電源電圧が低い場合、回生エネルギー発生時における入力電圧の上昇が小さく、入力電圧による判断のみでは過電流異常の誤判定を防止することができない懸念がある。車両に適用されるモータ制御装置の場合、自動運転への対応により低電圧状態での動作が求められると、その懸念は拡大することになる。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、回生電流による過電流異常の誤判定を防止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、一つ以上の電力変換器（６０、６０１、６０２）と、指令演算部（４０１、４０２）と、異常判定部（５５）と、電源電流推定部（５１）と、を備える。電力変換器は、直流電源（１１）とモータ（８０）との間に接続され、複数のスイッチング素子（６１－６６）の動作により直流電力を多相交流電力に変換し、モータに供給する。

指令演算部は、電力変換器を操作してモータの通電を制御する指令値を演算する。異常判定部は、電力変換器またはモータ巻線に流れる電流が過電流閾値を超えたとき、過電流異常と判定する。電源電流推定部は、直流電源と電力変換器との間に流れる直流電流であり、直流電源から電力変換器に供給される方向が正、電力変換器から直流電源に回生される方向が負と定義される電源電流（Ｉｂ）を推定または検出する。

第１の態様によるモータ制御装置では、電源電流が負の電源電流閾値より小さいとき、異常判定部は過電流異常判定を中止する。ここで、「電源電流が負の電源電流閾値より小さい」とは、「負の電源電流が負の電源電流閾値より負側に大きい」こと、すなわち、「負の電源電流の絶対値が負の電源電流閾値の絶対値より大きい」ことを意味する。以下、本明細書において同様に解釈する。

これにより第１の態様によるモータ制御装置は、電源電圧が低く、回生エネルギー発生時における入力電圧の上昇が小さい場合でも、回生電流による過電流異常の誤判定を防止することができる。

第２の態様によるモータ制御装置では、電源電流が負の電源電流閾値より小さいとき、指令演算部は、指令値の絶対値を低下させる「指令値低下処理」を実行する。指令値低下処理が実行されたとき、異常判定部は過電流異常判定を中止する。

第２の態様によるモータ制御装置は、電源電流が負の電源電流閾値より小さいとき、指令値の絶対値を低下させて過電圧を抑制した上で、さらに過電流異常の判定を中止する。したがって、そもそも過電流異常となりにくい条件下で、過電流異常の誤判定をより確実に防止することができる。

各実施形態のモータ制御装置が適用される電動パワーステアリング装置の全体構成図。 第１、第２実施形態による一系統のモータ制御装置の全体構成図。 第１実施形態の制御ブロック図。 第１実施形態による過電流異常判定マスク処理のフローチャート。 同上のタイムチャート。 第２実施形態の制御ブロック図。 第２実施形態による過電流異常判定マスク処理のフローチャート。 同上のタイムチャート。 第３実施形態による二系統のモータ制御装置の全体構成図。 二重巻線モータの構成を示す模式図。

本明細書において「実施形態」とは本発明の実施形態を意味する。以下、モータ制御装置の複数の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、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を駆動する制御装置として用いられる。複数の実施形態で実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。以下の第１～第３実施形態を包括して「本実施形態」という。

［電動パワーステアリング装置］
図１に、電動パワーステアリング装置９０を含むステアリングシステム９９の全体構成を示す。なお、図１の電動パワーステアリング装置９０はコラムアシスト式であるが、本実施形態のモータ制御装置１０は、ラックアシスト式の電動パワーステアリング装置にも同様に適用可能である。ステアリングシステム９９は、ハンドル９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、及び、電動パワーステアリング装置９０等を含む。ハンドル９１にはステアリングシャフト９２が接続されている。

ステアリングシャフト９２の先端に設けられたピニオンギア９６は、ラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が設けられる。運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によりラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の変位量に応じた角度に一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置９０は、操舵トルクセンサ９４、モータ制御装置１０、モータ８０及び減速ギア８９等を含む。操舵トルクセンサ９４は、ステアリングシャフト９２の途中に設けられ、運転者の操舵トルクｔｒｑを検出する。モータ制御装置１０は、操舵トルクｔｒｑや操舵速度、車速等の情報を外部から取得し、これらの情報から演算される所望のアシストトルクをモータ８０が出力するようにモータ８０の駆動を制御する。モータ８０が出力したアシストトルクは、減速ギア８９を介してステアリングシャフト９２に伝達される。

モータ制御装置１０は、「電力変換器」としてのインバータ６０を備える。インバータ６０は、「直流電源」としてのバッテリ１１からの直流電力を多相交流電力に変換してモータ８０に供給する。以下、バッテリ１１の電源電圧をＶｂと記す。また、バッテリ１１とインバータ６０との間に流れる直流電流を「電源電流Ｉｂ」と記す。電源電流Ｉｂは、バッテリ１１からインバータ６０に供給される方向が正、インバータ６０からバッテリ１１に回生される方向が負と定義される。

例えば車両の走行中に車輪が縁石に乗り上げたとき、車輪９８が急激に転舵され、ラック軸９７を経由してモータ８０の出力軸に外力が逆入力される。この際、回生エネルギーによりモータ８０に回生電流が発生する。また、車輪９８をジャッキアップした無負荷状態でハンドル９１を操作したときにもモータ８０が逆起電力を発生する場合がある。さらに、二組のモータ巻線を有する二系統のモータにおいて各系統の出力に差があると、一方が力行動作し、他方が回生動作する場合がある。

本実施形態では、このような回生電流発生時における過電流異常判定の許可または中止の切り替えに着目する。以下、各実施形態のモータ制御装置の構成及び作用効果について、実施形態毎に説明する。各実施形態のモータ制御装置の符号として、「１０」に続く３桁目に実施形態の番号を付す。また、モータ巻線への通電に係る一群の構成要素の単位を「系統」と定義する。第１、第２実施形態では一系統のモータ制御装置について説明し、第３実施形態では、複数系統の代表として二系統のモータ制御装置について説明する。

（第１実施形態）
図２～図５を参照し、第１実施形態のモータ制御装置１０１について説明する。図２に示すように、モータ８０は、Ｕ相巻線８１、Ｖ相巻線８２、Ｗ相巻線８３からなる３相モータ巻線８４を一組有する３相ブラシレスモータである。電流センサ７５は、インバータ６０またはモータ巻線８４に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する。回転角センサ８５は、モータ８０の電気角θを検出する。

モータ制御装置１０１は、インバータ６０、マイコン３０、電流センサ７０等を備えている。インバータ６０は、ブリッジ接続された６個のスイッチング素子６１－６６の動作により、バッテリ１１の直流電力を３相交流電力に変換してモータ巻線８４に通電する。スイッチング素子６１－６６は、例えばＭＯＳＦＥＴで構成されている。スイッチング素子６１、６２、６３は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の上アームのスイッチング素子であり、スイッチング素子６４、６５、６６は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相の下アームのスイッチング素子である。

バッテリ１１とインバータ６０との間には電源リレー１２が設けられており、インバータ６０の入力部には平滑コンデンサ１６が設けられている。さらに破線で示すように、電源電流Ｉｂを検出する電源電流センサ１５が設けられてもよい。

マイコン３０は、図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。モータ制御装置１０１は、予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理や、専用の電子回路によるハードウェア処理による制御を実行する。第１実施形態のマイコン３０は、指令演算部４０、電源電流推定部５１、異常判定部５５等を含む。

指令演算部４０は、駆動信号Ｄｒによりインバータ６０を操作してモータ８０の通電を制御する指令値を演算する。異常判定部５５は、インバータ６０またはモータ巻線８４に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが過電流閾値を超えたとき、過電流異常と判定する。電源電流推定部５１は、電源電流Ｉｂを推定または検出する。

続いて図３を参照し、モータ制御装置１０１の詳細な制御構成について説明する。第１実施形態の指令演算部の符号を「４０１」とする。図３では、３相の電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗ及び電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを、それぞれまとめて１本の線で表す。また、座標変換演算用の電気角θについて、回転角センサ８５からの信号線を省略して入力矢印のみを記す。

指令演算部４０１は、ベクトル制御による電流フィードバック制御の構成として、電流指令値演算部４１、３相２相変換部４２、電流偏差算出器４３１、４３２、制御器４４１、４４２、２相３相変換部４６を備える。電流指令値演算部４１は、操舵トルクｔｒｑ等に基づいてｄｑ軸電流指令値Ｉｄ^*、Ｉｑ^*を演算する。３相２相変換部４２は、電気角θを用いて相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを３相２相変換し、ｄｑ軸の実電流Ｉｄ、Ｉｑをフィードバックする。

電流偏差算出器４３１は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ^*とｄ軸電流Ｉｄとの電流偏差ΔＩｄを算出する。電流偏差算出器４３２は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ^*とｑ軸電流Ｉｑとの電流偏差ΔＩｑを算出する。ｄ軸電流制御器４４１は、電流偏差ΔＩｄを０に近づけるようにＰＩ制御によりｄ軸電圧指令値Ｖｄ^*を演算する。ｑ軸電流制御器４４２は、電流偏差ΔＩｑを０に近づけるよう、ＰＩ制御によりｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*を演算する。

２相３相変換部４６は、電気角θを用いてｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*を３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*に変換する。３相電圧指令値Ｖｕ^*、Ｖｖ^*、Ｖｗ^*に基づく駆動信号Ｄｒがインバータ６０に出力される。インバータ６０は、駆動信号Ｄｒに基づいて複数のスイッチング素子６１－６６が動作することにより、バッテリ１１の直流電力を３相交流電力に変換し、モータ８０に供給する。

異常判定部５５は、インバータ６０又はモータ８０１の巻線８１、８２、８３に流れる相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが過電流閾値を超えたとき、過電流異常であると判定する。詳しくは、異常判定部５５は、正弦波状に正負に変化する相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが正の電流閾値を上回るか、負の電流閾値を下回ったとき、或いは、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの絶対値が電流閾値を上回ったとき、過電流異常であると判定する。

通常動作時に、インバータ６０のスイッチング素子６１－６６や電流経路の短絡故障、又は、モータ巻線８１、８２、８３の天絡もしくは地絡故障等が発生すると、異常判定部５５により過電流異常が判定される。このとき、インバータ６０の駆動を停止したり電源リレー１２を遮断したりすることにより、フェールセーフが実現される。また、例えば車内ＬＡＮを経由して車両ＥＣＵに異常情報を通知し、運転者に警告を報知する等の異常時処置が取られる。

ところが外力の逆入力等により発生した逆起電圧によって一時的に相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが増加した場合、素子や電流経路の短絡故障でないにもかかわらず、異常判定部５５により過電流異常と誤判定されるおそれがある。その結果、インバータ６０の駆動が停止され、操舵アシスト機能が失われるという不都合が生じる。また、警告によって運転者に過剰な不安を与えるおそれがある。

この課題に対し、特許文献１（特開２０１８－１８２７８０号公報、対応ＵＳ公報：ＵＳ２０１８／０２８７５３８Ａ１）の従来技術では、インバータ６０の入力電圧が通常動作範囲を超えていると判定されたとき、過電流異常判定を中止する。しかし、例えば電源電圧Ｖｂが低く、回生エネルギー発生時における入力電圧の上昇が小さい場合、特許文献１の従来技術では、正常な回生電流の発生時に過電流異常判定を中止せず、誤って過電流異常と判定するおそれがある。自動運転への対応により低電圧状態での動作が求められると、その懸念は拡大することになる。

そこで本実施形態では、入力電圧以外のパラメータに基づいて正常な回生電流の発生時であることを判定することで、電源電圧Ｖｂが低く、回生エネルギー発生時における入力電圧の上昇が小さい場合でも、過電流異常の誤判定を適切に防止することを目的とする。その手段としてモータ制御装置１０１は、電源電流Ｉｂを推定または検出する電源電流推定部５１を備える。本実施形態で注目される電源電流Ｉｂは、インバータ６０からバッテリ１１に向かって流れる回生電流、すなわち負の電源電流Ｉｂである。

図３には、電源電流推定部５１がｄｑ軸電圧指令値Ｖｑ^*、Ｖｄ^*、ｄｑ軸電流Ｉｑ、Ｉｄ、及び基準電圧Ｖｒｅｆに基づいて電源電流Ｉｂを推定する構成を示す。電源電流の推定値Ｉｂ＿ｅｓｔは、式（１）により算出される。基準電圧Ｖｒｅｆは、実際のインバータ入力電圧によらない定数であり、例えば１２［Ｖ］が用いられる。
Ｉｂ＿ｅｓｔ＝（Ｖｄ^*×Ｉｄ＋Ｖｑ^*×Ｉｑ）／Ｖｒｅｆ ・・・（１）

或いは電源電流推定部５１は、図２に破線で示す電源電流センサ１５によって検出された電源電流の検出値Ｉｂ＿ｓｎｓを取得してもよい。本明細書では、電源電流センサ１５が検出した電源電流Ｉｂを電源電流推定部５１が取得することを含めて、「電源電流推定部５１が電源電流Ｉｂを検出する」と記述する。

電源電流推定部５１が推定または検出した電源電流Ｉｂは、図４、図５に示す負の電源電流閾値（－Ｘ）と比較される。ここで、電源電流推定部５１は電源電流Ｉｂを異常判定部５５に通知し、異常判定部５５が電源電流Ｉｂを閾値（－Ｘ）と比較してもよい。その場合、異常判定部５５は、「Ｉｂ＜（－Ｘ）」のとき過電流異常判定を中止する。以下、「過電流異常判定を中止する」は「過電流異常判定をマスクする」と言い換えてもよい。また、本実施形態によるこの処理を「過電流異常判定マスク処理」という。

或いは、電源電流推定部５１が電源電流Ｉｂと閾値（－Ｘ）とを比較し、「Ｉｂ＜（－Ｘ）」のとき、破線で示すように、電源電流推定部５１から異常判定部５５に回生電流過剰フラグＦｌｇ１を通知してもよい。回生電流過剰フラグＦｌｇ１を受け取った異常判定部５５は、過電流異常判定を中止する。

図４のフローチャート及び図５のタイムチャートを参照し、第１実施形態による過電流異常判定マスク処理の具体例を説明する。この処理は、モータ制御装置１０１の動作中、繰り返し実行される。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。なお、図５では通信遅れによる時間差を無視する。

電源電流推定部５１は、Ｓ１１で電源電流Ｉｂを推定または検出する。Ｓ１２では、電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）より小さいか判断される。Ｓ１２でＹＥＳの場合、Ｓ１６で異常判定部５５は過電流異常判定を中止する。Ｓ１２でＮＯの場合、Ｓ２１で異常判定部５５は過電流異常判定を許可する。

図５において、時刻ｔｘ以前は電源電流Ｉｂが閾値（－Ｘ）以上であるため過電流異常判定が許可され、時刻ｔｘを過ぎると電源電流Ｉｂが閾値（－Ｘ）未満であるため過電流異常判定がマスクされる。

ここで、Ｓ１２の判断主体は異常判定部５５でもよく、電源電流推定部５１でもよい。異常判定部５５がＳ１２の判断をする構成では、Ｓ１２でＹＥＳのとき直接Ｓ１６に移行する。一方、電源電流推定部５１がＳ１２の判断をする構成では、Ｓ１２でＹＥＳのとき、電源電流推定部５１から異常判定部５５に回生電流過剰フラグＦｌｇ１を通知する。この処理をＳ１３として破線で示す。

また、図５に示すように、回生電流過剰フラグＦｌｇ１は、時刻ｔｘ以前はＯＦＦであり、時刻ｔｘを過ぎるとＯＮする。これに応じて過電流異常判定が許可状態から中止状態に移行する。

Ｓ１２でＮＯであり、Ｓ２１で過電流異常判定が許可された後の処理は、特許文献１の処理と同様である。Ｓ２２で異常判定部５５は、相電流の絶対値｜Ｉ＃｜が電流判定閾値Ｉｔｈより大きいか否か判断する。記号「＃」は、「ｕ、ｖ、ｗ」のいずれかを表す。Ｓ２２でＹＥＳと判断されたとき、Ｓ２３でインバータ６０の駆動停止や電源リレー１２の遮断等の異常時処置が行われる。Ｓ２２でＮＯと判断されたとき、処理を終了する。

このように第１実施形態では、回生エネルギーにより発生した電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）より小さくなったとき、過電流異常判定を中止する。したがって、電源電圧Ｖｂが低く、回生エネルギー発生時における入力電圧の上昇が小さい場合でも、回生電流による過電流異常の誤判定を防止することができる。

（第２実施形態）
次に図６～図８を参照し、第２実施形態のモータ制御装置１０２について説明する。モータ制御装置の全体構成は第１実施形態の図２に準じ、「モータ制御装置」及び「指令演算部」の符号を、それぞれ「１０２」、「４０２」に読み替える。図６に示すように、第２実施形態のモータ制御装置１０２では、第１実施形態の構成に加え、指令演算部４０２が指令値低下部４５を有する。

指令値低下部４５は、所定の条件成立時に電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*の絶対値を低下させる「指令値低下処理」を実行し、処理後の電圧指令値Ｖｄ^**、Ｖｑ^**を２相３相変換部４６に出力する。例えば指令値低下部４５は、電源電流の絶対値｜Ｉｂ｜と目標値との比から算出される抑制ゲインを電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*に乗じることにより指令値低下処理を実行する。この演算方式は、特許第６４２８２４８号公報（対応ＵＳ公報：ＵＳ９５４８６８８Ｂ２）に開示されている。

この構成を前提として第２実施形態では、「電源電流推定部５１が推定または検出した負の電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）より小さいこと」が指令値低下処理を実行する条件に含まれる。そして、指令値値低下処理が実行されたとき、異常判定部５５は過電流異常判定を中止する。

つまり、第１実施形態では「Ｉｂ＜－Ｘ」のとき直接的に過電流異常判定が中止されるのに対し、第２実施形態では、「Ｉｂ＜－Ｘ」のとき、指令値低下処理の実行というプロセスを介して間接的に過電流異常判定が中止される。この動作を実現する一構成例では、電源電流推定部５１から指令値低下部４５に電源電流Ｉｂを通知し、指令値低下部４５が電源電流Ｉｂと電源電流閾値（－Ｘ）とを比較する。「Ｉｂ＜－Ｘ」ならば、指令値低下部４５は指令値低下処理を実行するとともに、異常判定部５５に指令値低下フラグＦｌｇ２を出力する。

別の構成例では、図６の括弧内、及び破線で示すように、電源電流推定部５１が「Ｉｂ＜－Ｘ」であることを判定したとき、指令値低下部４５に指令値低下処理の実行指令を出力するとともに、異常判定部５５に指令値低下フラグＦｌｇ２を出力する。

図７のフローチャート及び図８のタイムチャートを参照し、第２実施形態による過電流異常判定マスク処理の具体例を説明する。図７のＳ１１、Ｓ１２、Ｓ１６、及びＳ２１～Ｓ２３は第１実施形態の図４と実質的に同一であるため、重複する説明を省略する。第２実施形態ではＳ１２でＹＥＳの場合、Ｓ１４で指令値低下部４５は、電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*の絶対値を低下させる。Ｓ１２でＮＯの場合、Ｓ１４をスキップする。

Ｓ１５では指令値低下処理が実行されたか、例えば異常判定部５５に指令値低下フラグＦｌｇ２が通知されたか判断される。この場合、異常判定部５５が指令値低下フラグＦｌｇ２を受け取ったことが判断されてもよく、或いは、電源電流推定部５１または指令値低下部４５が指令値低下フラグＦｌｇ２を送ったことが判断されてもよい。また、フラグを用いず、例えば電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*の変化を監視することにより、指令値低下処理が実行されたことが判断されてもよい。Ｓ１５でＹＥＳの場合、Ｓ１６で異常判定部５５は過電流異常判定を中止する。Ｓ１５でＮＯの場合、Ｓ２１で異常判定部５５は過電流異常判定を許可する。

図８において、時刻ｔｘ以前は電源電流Ｉｂが閾値（－Ｘ）以上であるため指令値低下フラグＦｌｇ２がＯＦＦであり、時刻ｔｘを過ぎると電源電流Ｉｂが閾値（－Ｘ）未満であるため指令値低下フラグＦｌｇ２がＯＮする。これに応じて過電流異常判定が許可状態から中止状態に移行する。

このように第２実施形態では、電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）より小さく、回生電流が過剰と判断されるとき、電圧指令値Ｖｄ^*、Ｖｑ^*の絶対値を低下させて過電圧を抑制した上で、さらに過電流異常判定を中止する。したがって、そもそも過電流異常となりにくい条件下で、過電流異常の誤判定をより確実に防止することができる。

（第３実施形態）
次に図９、図１０を参照し、第３実施形態による二系統のモータ制御装置１０３について説明する。複数系統の場合、複数組のモータ巻線を有するモータについて各モータ巻線への通電に係る一群の構成要素の単位が「系統」と定義される。モータ制御装置１０３は、二つのインバータ６０１、６０２を備え、二つのインバータ６０１、６０２から対応する二組のモータ巻線８４１、８４２に通電する。図９では、各インバータ６０１、６０２におけるスイッチング素子の符号の記載を省略する。

第１系統の第１インバータ６０１には、電源電圧Ｖｂ１のバッテリ１１１から直流電力が供給され、第２系統の第２インバータ６０２には、電源電圧Ｖｂ２のバッテリ１１２から直流電力が供給される。各バッテリ１１１、１１２と各インバータ６０１、６０２との間には電源リレー１２１、１２２が設けられており、各インバータ６０１、６０２の入力部には平滑コンデンサ１６１、１６２が設けられている。第１系統の電源電流をＩｂ１、第２系統の電源電流をＩｂ２と記す。図２と同様に破線で示すように、各系統の電源電流Ｉｂ１、Ｉｂ２を検出する電源電流センサ１５１、１５２が設けられてもよい。

第１マイコン３０１及び第２マイコン３０２は、図２のマイコン３０と同様の構成を有する。第１マイコン３０１は、電流センサ７５１から第１系統の相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１を取得し、回転角センサ８５１から電気角θ１を取得する。第１マイコン３０１は、これらのフィードバック情報に基づき、操舵トルクｔｒｑに応じて駆動信号Ｄｒ１を演算する。第１インバータ６０１は、駆動信号Ｄｒ１に従ってモータ巻線８４１のＵ１相、Ｖ１相、Ｗ１相に通電する。

第２マイコン３０２は、電流センサ７５２から相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２を取得し、回転角センサ８５２から電気角θ２を取得する。第２マイコン３０２は、これらのフィードバック情報に基づき、操舵トルクｔｒｑに応じて駆動信号Ｄｒ２を演算する。第２インバータ６０２は、駆動信号Ｄｒ２に従ってモータ巻線８４２のＵ２相、Ｖ２相、Ｗ２相に通電する。

なお、操舵トルクセンサが冗長的に設けられる構成では系統毎に操舵トルクｔｒｑ１、ｔｒｑ２が入力されてもよい。各系統のマイコン３０１、３０２は、マイコン間通信により情報を互いに通信可能である。

図１０に示すように、モータ８０は、二組のモータ巻線８４１、８４２が同軸に設けられた二重巻線モータとして構成されている。二組のモータ巻線８４１、８４２は、電気的特性が同等であり、共通のステータに互いに電気角３０［ｄｅｇ］ずらして配置されている。これに応じて、モータ巻線８４１、８４２には、例えば振幅が等しく位相が３０［ｄｅｇ］ずれた相電流が通電されるように制御される。

このような二系統の構成では、モータ８０の出力軸に外力が逆入力される場合や車輪９８をジャッキアップした無負荷状態でハンドル９１を操作した場合の他、各系統の出力の差により、一方が力行動作し、他方が回生動作する場合がある。つまり、出力が大きい系統のインバータから出力が小さい系統のインバータに、モータ出力軸を介してエネルギーが移動する。例えば第２系統が力行動作し、第１系統が回生動作している場合に、第１系統の電源電圧Ｖｂ１が低く、負の電源電流Ｉｂ１が電源電流閾値（－Ｘ）を下回る状況を想定する。

このとき、第１マイコン３０１にて過電流異常判定が中止される。一方、第２マイコン３０２では過電流異常判定を中止する必要性は生じていないが、二系統での制御を協調させるため、第１マイコン３０１に合わせて第２マイコン３０２でも過電流異常判定を中止することが好ましい。第３実施形態では、いずれかの系統において過電流異常判定を中止する条件となる情報が、フラグにより他の系統に通信される。

具体的には、第１実施形態による「電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）より小さいと判断されたことの情報」は、回生電流過剰フラグＦｌｇ１により通信される。また、第２実施形態による「指令値低下処理が実行されたことの情報」は、指令値低下フラグＦｌｇ２により通信される。これにより、通信情報量を最小限とすることができ、通信負荷が抑制される。

なお、ここでは、二系統の出力差により一方が力行動作し、他方が回生動作する場合について説明したが、外力の逆入力により両系統に回生エネルギーが発生する場合でも同様の作用効果が得られる。また、第３実施形態の技術的思想は、二系統に限らず、三系統以上の複数系統のモータ制御装置にも同様に拡張可能である。

（その他の実施形態）
（ａ）上記実施形態では、例えば電源電流Ｉｂが負の電源電流閾値（－Ｘ）を下回ったとき、すぐに過電流異常判定を中止し、又は、指令値低下処理を実行している。ただし、ノイズ等による誤判断を防止するため、同じ状態が所定時間継続したとき、次のステップに進むようにしてもよい。

（ｂ）上記第３実施形態に対し、いずれかの系統において過電流異常判定を中止する条件となる情報が、フラグ以外の信号で他の系統に通信されてもよい。例えば電源電流Ｉｂそのものの値や換算値が他の系統に通信されてもよい。

（ｃ）上記実施形態では、電源電流Ｉｂの符号について「バッテリ１１からインバータ６０に供給される方向が正、インバータ６０からバッテリ１１に回生される方向が負」と定義される。単純に定義の問題であるため、逆に「バッテリ１１からインバータ６０に供給される方向が負、インバータ６０からバッテリ１１に回生される方向が正」と定義されても本質的な違いは無い。つまり、「上記実施形態の定義による電源電流と逆方向の電流（－Ｉｂ）」をあらためて「電源電流（－Ｉｂ）」として定義したことに他ならない。したがって、上記実施形態に対し単に符号の定義を置き換えただけの技術は、当然に本発明の技術的範囲に含まれる。

（ｃ）本発明のモータ制御装置は、３相モータに限らず、４相以上の多相モータにも同様に適用可能である。また、本発明は、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、負の電源電流が流れる可能性のあるどのようなモータにも適用可能である。

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、そ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。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。

１０（１０１－１０３）・・・モータ制御装置、
１１ ・・・バッテリ（直流電源）、
４０（４０１、４０２）・・・指令演算部、
５１ ・・・電源電流推定部、
５５ ・・・異常判定部、
６０、６０１、６０２・・・インバータ（電力変換器）、
６１－６６・・・スイッチング素子、
８０・・・モータ。

Claims (4)

1. 直流電源（１１）とモータ（８０）との間に接続され、複数のスイッチング素子（６１－６６）の動作により直流電力を多相交流電力に変換し、前記モータに供給する一つ以上の電力変換器（６０、６０１、６０２）と、
   前記電力変換器を操作して前記モータの通電を制御する指令値を演算する指令演算部（４０１）と、
   前記電力変換器またはモータ巻線に流れる電流が過電流閾値を超えたとき、過電流異常と判定する異常判定部（５５）と、
   前記直流電源と前記電力変換器との間に流れる直流電流であり、前記直流電源から前記電力変換器に供給される方向が正、前記電力変換器から前記直流電源に回生される方向が負と定義される電源電流（Ｉｂ）を推定または検出する電源電流推定部（５１）と、
   を備え、
   前記電源電流が負の電源電流閾値より小さいとき、前記異常判定部は過電流異常判定を中止するモータ制御装置。
2. 直流電源（１１）とモータ（８０）との間に接続され、複数のスイッチング素子（６１－６６）の動作により直流電力を多相交流電力に変換し、前記モータに供給する一つ以上の電力変換器（６０、６０１、６０２）と、
   前記電力変換器を操作して前記モータの通電を制御する指令値を演算する指令演算部（４０２）と、
   前記電力変換器またはモータ巻線に流れる電流が過電流閾値を超えたとき、過電流異常と判定する異常判定部（５５）と、
   前記直流電源と前記電力変換器との間に流れる直流電流であり、前記直流電源から前記電力変換器に供給される方向が正、前記電力変換器から前記直流電源に回生される方向が負と定義される電源電流（Ｉｂ）を推定または検出する電源電流推定部（５１）と、
   を備え、
   前記電源電流が負の電源電流閾値より小さいとき、前記指令演算部は、前記指令値の絶対値を低下させる指令値低下処理を実行し、
   前記指令値低下処理が実行されたとき、前記異常判定部は過電流異常判定を中止するモータ制御装置。
3. 複数組のモータ巻線（８４１、８４２）を有するモータについて各モータ巻線への通電に係る一群の構成要素の単位を系統と定義すると、複数の前記電力変換器から対応する複数組の前記モータ巻線に通電する複数系統のモータ制御装置であって、
   各系統は情報を互いに通信可能であり、
   いずれかの系統において前記電源電流が前記負の電源電流閾値より小さいと判断されたことの情報が、フラグにより他の系統に通信される請求項１に記載のモータ制御装置。
4. 複数組のモータ巻線（８４１、８４２）を有するモータについて各モータ巻線への通電に係る一群の構成要素の単位を系統と定義すると、複数の前記電力変換器から対応する複数組の前記モータ巻線に通電する複数系統のモータ制御装置であって、
   各系統は情報を互いに通信可能であり、
   いずれかの系統において前記指令値低下処理が実行されたことの情報が、フラグにより他の系統に通信される請求項２に記載のモータ制御装置。

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