(57)【要約】【課題】モータの回転状態に応じてモータ電流指令値を制限することにより、適切にモータを過熱保護することのできるモータ制御装置を提供する。【解決手段】３相ブラシレスモータ１を駆動するＰＷＭインバータ３と、モータ１のロータの磁極位置を検出する位置センサ２と、ＰＷＭインバータ３からモータ１に入力されるモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流検出器４と、モータ１のモータ電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を生成する電流指令値演算部５と、モータ電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を用いてＰＷＭインバータ３を制御するマイクロコントローラ６とを備え、マイクロコントローラ６は、磁極位置から演算されるモータ１の回転速度と、モータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗとに基づいて、モータ電流指令値Ｉｄ＊、Ｉｑ＊を制限するモータ電流制限値Ｉｄｒ、Ｉｑｒを演算するものである。【選択図】図１
2006254618.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
多相モータを駆動するインバータ装置と、
前記多相モータのロータの磁極位置を検出する位置検出手段と、
前記インバータ装置から前記多相モータに入力されるモータ駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
前記多相モータのモータ電流指令値を生成する電流指令値演算手段と、
前記モータ電流指令値を用いて前記インバータ装置を制御するモータ制御手段と
を備え、
前記モータ制御手段は、前記磁極位置から演算される前記多相モータの回転速度と、前記モータ駆動電流とに基づいて、前記モータ電流指令値を制限するモータ電流制限値を演算することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
多相モータを駆動するインバータ装置と、
前記インバータ装置から前記多相モータに印加される端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、
前記インバータ装置から前記多相モータに入力されるモータ駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
前記多相モータのモータ電流指令値を生成する電流指令値演算手段と、
前記モータ電流指令値を用いて前記インバータ装置を制御するモータ制御手段と
を備え、
前記モータ制御手段は、前記端子電圧および前記モータ駆動電流から演算される前記多相モータの回転速度と、前記モータ駆動電流とに基づいて、前記モータ電流指令値を制限するモータ電流制限値を演算することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
多相モータを駆動するインバータ装置と、
前記多相モータのロータの磁極位置を検出する位置検出手段と、
前記多相モータのモータ電流指令値を生成する電流指令値演算手段と、
前記モータ電流指令値を用いて前記インバータ装置を制御するモータ制御手段と
を備え、
前記モータ制御手段は、前記磁極位置から演算される前記多相モータの回転速度と、前記モータ電流指令値とに基づいて、前記モータ電流指令値を制限するモータ電流制限値を演算することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
多相モータを駆動するインバータ装置と、
前記インバータ装置から前記多相モータに印加される端子電圧を検出する端子電圧検出手段と、
前記インバータ装置から前記多相モータに入力されるモータ駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、
前記多相モータのモータ電流指令値を生成する電流指令値演算手段と、
前記モータ電流指令値を用いて前記インバータ装置を制御するモータ制御手段と
を備え、
前記モータ制御手段は、前記端子電圧および前記モータ駆動電流から演算される前記多相モータの回転速度と、前記モータ電流指令値とに基づいて、前記モータ電流指令値を制限するモータ電流制限値を演算することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項５】
前記モータ制御手段は、前記モータ駆動電流または前記モータ電流指令値の所定の関数の積算値に応じて前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項１から請求項４までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項６】
前記モータ制御手段は、前記回転速度から前記多相モータの回転の有無を判断して、前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項１から請求項５までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項７】
前記モータ制御手段は、前記所定の関数によって得られた値に前記回転速度に応じた１以下の係数を乗じた後に積算値を求めることを特徴とする請求項５または請求項６の何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記所定の関数は、べき関数であることを特徴とする請求項５に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記モータ制御手段は、前記モータ駆動電流または前記モータ電流指令値をｄ軸（磁束軸）成分電流と、前記ｄ軸成分電流に直交するｑ軸（トルク軸）成分電流とに座標変換して前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項１から請求項８までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
前記モータ制御手段は、前記ｄ軸成分電流および前記ｑ軸成分電流の何れか一方を用いて前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
【請求項１１】
前記モータ制御手段は、前記ｄ軸成分電流と前記ｑ軸成分電流とを合成した合成電流を用いて前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
【請求項１２】
前記モータ制御手段は、前記ｄ軸成分電流および前記ｑ軸成分電流のうち、通電量の多い電流を用いて前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項９または請求項１０に記載のモータ制御装置。
【請求項１３】
前記モータ制御手段は、過熱保護判定用のしきい値と前記ｄ軸成分電流および前記ｑ軸成分電流との偏差を用いて前記モータ電流制限値を演算することを特徴とする請求項９に記載のモータ制御装置。
【請求項１４】
前記モータ制御手段は、前記モータ電流指令値をｄ軸指令電流と、前記ｄ軸指令電流に直交するｑ軸指令電流とに座標変換し、前記モータ電流制限値に基づいて、前記ｄ軸指令電流および前記ｑ軸指令電流の少なくとも一方を制限することを特徴とする請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１５】
前記モータ制御手段は、前記ｑ軸指令電流と、前記ｄ軸指令電流および前記ｑ軸指令電流を合成した合成指令電流とのなす角度を維持することを特徴とする請求項１４に記載のモータ制御装置。
【請求項１６】
前記モータ制御手段は、前記モータ電流指令値をｄ軸指令電流と、前記ｄ軸指令電流に直交するｑ軸指令電流とに座標変換し、前記モータ電流制限値に基づいて、前記ｄ軸指令電流と前記ｑ軸指令電流とを合成した合成指令電流を制限することを特徴とする請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【請求項１７】
前記モータ制御手段は、前記モータ電流制限値に基づいて、前記ｄ軸指令電流および前記ｑ軸指令電流の何れかを優先するように前記合成指令電流を制御することを特徴とする請求項１６に記載のモータ制御装置。
【請求項１８】
前記モータ制御手段は、前記モータ電流制限値に基づいて、前記モータ電流指令値の相電流の波高値を制限することを特徴とする請求項１から請求項１３までの何れか１項に記載のモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、例えばブラシレスモータ等のモータ電流指令値を制限するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来のモータ制御装置は、多相モータを駆動する駆動回路と、駆動回路を制御するマイクロコントローラとを備え、マイクロコントローラは、相電流の所定の関数の積算値に応じて、モータ電流を制限している（例えば、特許文献１参照）。
【０００３】
【特許文献１】特開２００２−２３８２９３号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
従来のモータ制御装置では、モータの回転状態を考慮していないため、モータが停止した状態でモータに通電した場合、特定のモータ相の電流が増大することになり、他のモータ相に比べて特定のモータ相が過熱するという問題点があった。
【０００５】
また、モータが回転している状態でモータに通電した場合、熱が各相でならされた状態であるにもかかわらず、マイクロコントローラがモータ電流を制限し、過剰にモータ電流が制限されるという問題点もあった。
【０００６】
この発明は、上記のような問題点を解決することを課題とするものであって、その目的は、モータの回転状態に応じてモータ電流指令値を制限することにより、適切にモータを過熱保護することのできるモータ制御装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
この発明に係るモータ制御装置は、多相モータを駆動するインバータ装置と、多相モータのロータの磁極位置を検出する位置検出手段と、インバータ装置から多相モータに入力されるモータ駆動電流を検出する駆動電流検出手段と、多相モータのモータ電流指令値を生成する電流指令値演算手段と、モータ電流指令値を用いてインバータ装置を制御するモータ制御手段とを備え、モータ制御手段は、磁極位置から演算される多相モータの回転速度と、モータ駆動電流とに基づいて、モータ電流指令値を制限するモータ電流制限値を演算するものである。
【発明の効果】
【０００８】
この発明のモータ制御装置によれば、モータの回転状態に応じてモータ電流指令値を制限することができるので、適切にモータを過熱保護することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００９】
以下、この発明の各実施の形態について図に基づいて説明するが、各図において同一、または相当する部材、部位については、同一符号を付して説明する。
【００１０】
実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック図である。
図１において、このモータ制御装置は、多相モータである３相ブラシレスモータ１（以下「モータ１」と略称する）に接続されている。
【００１１】
モータ制御装置は、モータ１のロータの磁極位置を検出する位置センサ（位置検出手段）２と、モータ１を駆動するＰＷＭインバータ（インバータ装置）３と、ＰＷＭインバータ３からモータ１に入力される３相のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを検出する電流検出器（駆動電流検出手段）４と、外部から与えられるトルク指令値Ｔ＊と磁束指令値Ｆ＊とに基づいてモータ１のモータ電流指令値であるｄ軸（磁束軸）指令電流Ｉｄ＊およびｑ軸（トルク軸）指令電流Ｉｑ＊を生成する電流指令値演算部５と、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を用いてＰＷＭインバータ３を制御するマイクロコントローラ６（モータ制御手段）とを備えている。
【００１２】
マイクロコントローラ６は、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限して過熱を防止する過熱保護部７と、電流検出器４の出力をディジタル値に変換するＡ／Ｄ変換器８ｕ、８ｖ（以下「Ａ／Ｄ変換器８」と総称する）と、Ａ／Ｄ変換器８の出力を３相交流座標から、ｄ軸とｄ軸に直交するｑ軸とからなるｄｑ座標に変換する３相−ｄｑ座標変換部９と、モータ電流制限部１４（後述する）の出力と３相−ｄｑ座標変換部９の出力との差分を出力する減算器１８ｄ、１８ｑ（以下「減算器１８」と総称する）と、減算器１８の出力に基づいてｄｑ座標上でフィードバック制御を行う電流制御部１０ｄ、１０ｑ（以下「電流制御部１０」と総称する）と、電流制御部１０の出力を、ｄｑ座標から３相交流座標に変換するｄｑ−３相座標変換部１１と、ロータの磁極位置からモータ１の回転速度Ｒ１を演算するモータ回転速度演算部１２とを備えている。
【００１３】
過熱保護部７は、モータ回転速度演算部１２の出力したモータ回転速度Ｒ１と、３相−ｄｑ座標変換部９の出力したモータ駆動電流とに基づいて、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するモータ電流制限値を演算するモータ電流制限値演算部１３と、モータ電流制限値演算部１３の出力したモータ電流制限値に基づいて、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するモータ電流制限部１４ｄ、１４ｑ（以下「モータ電流制限部１４」と総称する）とを備えている。
ここで、３相−ｄｑ座標変換部９、電流制御部１０、ｄｑ−３相座標変換部１１、モータ回転速度演算部１２、モータ電流制限値演算部１３、およびモータ電流制限部１４は、マイクロコントローラ６にソフトウェアとして内蔵されている。
【００１４】
図２は、図１のマイクロコントローラ６に内蔵されたソフトウェアのプログラムの動作を示すフローチャートである。このプログラムは、周期的に繰り返して呼び出されるものである。
以下、上記構成のモータ制御装置についての動作を図２を用いて説明する。
まず、位置センサ２でモータ１のロータの磁極位置が所定時間毎に検出され、モータ回転速度演算部１２で検出した磁極位置と前回検出の磁極位置との差分演算が行われ、モータ回転速度Ｒ１が演算されて出力される（ステップＳ２１）。
【００１５】
また、電流検出器４では、ＰＷＭインバータ３からモータ１に入力される３相のモータ駆動電流のうち、ｕ相駆動電流Ｉｕとｖ相駆動電流Ｉｖとが検出され、ｗ相駆動電流Ｉｗが次式（１）によって算出されて、３相のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗが出力される（ステップＳ２２）。
【００１６】
Ｉｗ＝−Ｉｕ−Ｉｖ・・・（１）
【００１７】
３相のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、Ａ／Ｄ変換器８でディジタル信号に変換された後に３相−ｄｑ座標変換部９でｄｑ座標に変換され、図３に示すｄ軸駆動電流（ｄ軸成分電流）Ｉｄおよびｑ軸駆動電流（ｑ軸成分電流）Ｉｑとして出力される（ステップＳ２３）。
モータ電流制限値演算部１３では、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとが次式（２）によってベクトル合成され、合成駆動電流（合成電流）Ｉｓが求められる（ステップＳ２４）。
【００１８】
【数１】
2006254618.tif 000003
【００１９】
ここで、合成駆動電流Ｉｓが一定である場合、図３に破線で示した半径一定の円をモータ電流制限値として表すことができる。このことは、３相のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを合成した結果が一定の電流値であることを示している。また、合成駆動電流Ｉｓは、モータ１のロータの磁極位置、即ちｑ軸と合成駆動電流Ｉｓとのなす位相角θ１（以下「電流位相角θ１」と略称する）に影響されないものであって、モータ１に通電される電流値を代表することができる。
【００２０】
また、同じくモータ電流制限値演算部１３では、合成駆動電流Ｉｓとモータ回転速度Ｒ１とから、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するモータ電流制限値が求められ、モータ電流制限値のｄ軸電流制限値Ｉｄｒおよびｑ軸電流制限値Ｉｑｒが出力される（ステップＳ２５）。
モータ電流制限部１４では、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊およびｑ軸指令電流Ｉｑ＊が、それぞれｄ軸電流制限値Ｉｄｒおよびｑ軸電流制限値Ｉｑｒ以下になるように制限され、ｄ軸制限後電流Ｉｄｒ＊およびｑ軸制限後電流Ｉｑｒ＊として出力される（ステップＳ２６、ステップＳ２７）。
【００２１】
減算器１８では、ｄ軸制限後電流Ｉｄｒ＊とｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸制限後電流Ｉｑｒ＊とｑ軸駆動電流Ｉｑの差分が出力され、電流制御部１０では、減算器１８の出力に基づいて、フィードバック制御が行われる（ステップＳ２８、ステップＳ２９）。
ｄｑ−３相座標変換部１１では、電流制御部１０の出力がｄｑ座標から３相交流座標に変換されて、ＰＷＭインバータ３に出力される（ステップＳ３０）。モータ１は、ＰＷＭインバータ３の出力によって駆動される。
【００２２】
続いて、ステップＳ２５におけるモータ制御装置の動作を詳細に説明する。
モータ電流制限値演算部１３では、モータ回転速度Ｒ１と合成駆動電流Ｉｓとを用いて、図４に示す特性（所定の関数）に基づいて、モータ１に許容する最大電流を漸減あるいは漸増するモータ電流制限値変化速度Ｖｍが算出される。続いて、モータ電流制限値変化速度Ｖｍを積算し、モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）が演算される。モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）は、ｄｑ座標上でモータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するものである。
【００２３】
ここで、モータ電流制限値演算部１３では、モータ回転速度Ｒ１が任意に設定される所定の回転速度ξ以上であるとき、モータ１が回転していると判断し、破線のモータ電流制限値変化速度Ｖｍ（図４参照）を用いて、モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）が演算される。
また、モータ電流制限値演算部１３では、モータ回転速度Ｒ１が任意に設定される所定の回転速度ξ以下であるとき、モータ１が停止していると判断し、実線のモータ電流制限値変化速度Ｖｍ（図４参照）を用いて、モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）が演算される。
【００２４】
したがって、モータ１に許容する最大電流を漸減する際の勾配を、モータ回転速度Ｒ１に応じて切り替えることができるので、モータ１の回転時には、モータ１の停止時よりも漸減の勾配を小さくすることができる。
【００２５】
なお、モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を漸増する場合、モータ１の回転時および停止時にかかわらずマイクロコントローラ６またはモータ１の放熱特性によりモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）が決まるため、モータ１の回転時および停止時を同一のパラメータとして設定する。
【００２６】
モータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）は、電流位相角θ１（図３参照）が一定となるように、ｄ軸電流制限値Ｉｄｒおよびｑ軸電流制限値Ｉｑｒに分解されてモータ電流制限部１４に出力される。ｄ軸電流制限値Ｉｄｒおよびｑ軸電流制限値Ｉｑｒは、例えば図５にモータの回転時および停止時について示したもののようになる。
【００２７】
この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置によれば、モータ回転速度Ｒ１に応じてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算することができるので、適切にモータ１を過熱保護することができる。
また、合成駆動電流Ｉｓに応じてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算するので、モータ１の停止時における特定のモータ相への熱集中にも対応でき、またモータ１の回転時における発熱が平均化された状況にも対応することができる。
【００２８】
また、モータ電流制限値演算部１３で算出されたモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）は、ｄｑ座標上でモータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するものであり、３相交流座標に座標変換される前にモータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限するため、モータ１の回転状況によって各モータ相の電流バランスが崩れることなく電流を漸減することができる。
また、合成駆動電流Ｉｓを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算するため、相電流毎にモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算する必要が無く、演算処理を簡素にすることができるので、モータ電流制限値演算部１３の処理負荷を軽減することができる。
【００２９】
また、電流位相角θ１を維持するようにモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算するので、モータ回転速度Ｒ１とトルクとをバランスよく漸減しながらモータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限することができる。
【００３０】
なお、上記実施の形態１では、モータ電流制限値演算部１３は、合成駆動電流Ｉｓを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算することとしたが、合成駆動電流Ｉｓのべき関数（所定の関数）を用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算してもよい。モータ１あるいはＰＷＭインバータ３の損失は、モータ駆動電流の１〜２乗にほぼ比例するため、これによって、より適切な過熱保護をすることができる。
【００３１】
ここで、べき関数としては、例えば次式（３）〜（５）に示すものがある。
【００３２】
ｆ１（ｉ）＝ｉ３／２・・・（３）
ｆ２（ｉ）＝ｉ２・・・（４）
ｆ３（ｉ）＝ｉ３／２＋ａ・・・（５）
【００３３】
なお、ｆ１、ｆ２、ｆ３はべき関数、ｉはモータ電流、ａは任意の定数とする。
このとき、合成駆動電流Ｉｓのべき関数が式（２）で表される場合、式（４）を次式（６）で表すことができる。
【００３４】
ｆ２（Ｉｓ）＝Ｉｄ２＋Ｉｑ２・・・（６）
【００３５】
式（６）を用いることにより、演算式を簡略化することができ、さらにモータ電流制限値演算部１３の処理負荷を低減することができる。
【００３６】
また、上記のべき関数を多項式近似または折れ線近似することにより、さらに演算量を少なくすることができ、モータ電流制限値演算部１３の処理負荷を低減することができる。また、上記の演算の一部あるいはすべてをテーブル化し、テーブル参照することによっても演算量を少なくすることができる。
【００３７】
また、上記実施の形態１では、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとから合成駆動電流Ｉｓを求めたが、勿論このものに限定されるものではない。一般的に、モータ１の制御において、磁束軸であるｄ軸駆動電流Ｉｄは通常弱め磁束制御として使用されるが、トルク軸であるｑ軸駆動電流Ｉｑに比べて小さいことが多い。そこで、ｄ軸駆動電流Ｉｄがｑ軸駆動電流Ｉｑに対して十分小さい場合には、次式（７）に示すように合成駆動電流Ｉｓを簡略化することによって、さらに演算量を少なくすることができ、モータ電流制限値演算部１３の処理負荷を低減することができる。
【００３８】
Ｉｓ＝Ｉｄ＋Ｉｑ・・・（７）
【００３９】
また、効率的にモータ１を制御する場合、通常はｄ軸駆動電流Ｉｄを０に制御する。この場合、ｄ軸駆動電流Ｉｄは０であるため、合成駆動電流Ｉｓはｑ軸駆動電流Ｉｑと見なしてもよい。
また、ｑ軸駆動電流Ｉｑがほとんど流れないモータ制御においては、合成駆動電流Ｉｓをｄ軸駆動電流Ｉｄと見なしてもよい。
また、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとの最大値を選択して合成駆動電流Ｉｓとしてもよい。
上記の場合も、さらに演算量を少なくすることができ、モータ電流制限値演算部１３の処理負荷を低減することができる。
【００４０】
また、上記実施の形態１では、合成駆動電流Ｉｓを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を求めたが、ｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑそれぞれを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を求めてもよい。
【００４１】
また、上記実施の形態１では、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとから合成駆動電流Ｉｓを求めたが、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとの絶対値を時間平滑化するために、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとをそれぞれ任意の所定の周期で任意の所定時間分を加算した後に合成駆動電流Ｉｓを求めてもよい。
【００４２】
また、上記実施の形態１では、ｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算したが、図６に示すように、ｄ軸指令電流（ｄ軸成分電流）Ｉｄ＊およびｑ軸指令電流（ｑ軸成分電流）Ｉｑ＊を用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算してもよい。このものの場合、オープンループ制御等、各相電流の検出回路を備えていないモータ制御装置にも適用することができる。
【００４３】
また、上記実施の形態１では、多相モータとして、３相ブラシレスモータ１を用いて説明したが、勿論このものに限定されるものではなく、誘導電動機等、多相モータであれば同様の効果を奏することができる。
【００４４】
また、上記実施の形態１では、電流位相角θ１が一定になるようにモータ電流制限値をｄ軸電流制限値Ｉｄｒおよびｑ軸電流制限値Ｉｑｒに分解したが、電流位相角θ１を変化させてもよい。
この場合、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ＊との合成指令電流を所定値以下に制限しながら、ｄ軸電流を優先的に流す方法と、ｑ軸電流を優先的に流す方法とが考えられる。上記実施の形態１に示したように、３相ブラシレスモータ１を制御する場合、負方向にｄ軸駆動電流Ｉｄを流すと弱め界磁効果が得られる。したがって、ｄ軸駆動電流Ｉｄを優先的に流すと、回転速度を優先させたモータ１の駆動ができる。
また、界磁が一定ならば、ｑ軸駆動電流Ｉｑは出力トルクに比例するので、ｑ軸駆動電流Ｉｑを優先的に流すと、トルクを優先させたモータ１の駆動ができる。
【００４５】
また、上記の方法は、誘導電動機のように、励磁電流で磁束を制御する場合にも適用することができる。上記実施の形態１では、３相ブラシレスモータ１をｄｑ座標上で制御する方法を示したが、誘導電動機をγδ座標上で制御する場合には、γ軸回転子鎖交磁束数とδ軸固定子電流とを一様に漸減させてもよい。
【００４６】
また、上記実施の形態１では、任意に設定されるモータ１の所定の回転速度ξをしきい値として、モータ１の回転の有無を判定し、モータ電流制限値変化速度Ｖｍのパラメータを切り替えたが、勿論このものに限定されるものではない。
例えば、モータ電流制限値演算部１３を図７に示すように構成してもよい。図７において、モータ電流制限値演算部１３は、モータ回転速度Ｒ１に応じて１以下の値である回転係数Ｋｒを出力する回転係数テーブル１３ａと、合成駆動電流Ｉｓに応じてモータ電流制限値変化速度Ｖｍ’を出力するモータ電流制限値変化速度テーブル１３ｂと、回転係数Ｋｒとモータ電流制限値変化速度Ｖｍ’とを乗算する乗算器１３ｃとを含んでいる。
【００４７】
回転係数テーブル１３ａから出力された回転係数Ｋｒと、モータ電流制限値変化速度テーブル１３ｂから出力されたモータ電流制限値変化速度Ｖｍ’とは、乗算器１３ｃで乗算されて、モータ電流制限値変化速度Ｖｍとして出力される。
これにより、さらに細かくモータ回転速度Ｒ１に応じたモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を求めることができる。
【００４８】
また、図８に示すように、回転係数テーブル１３ａの出力した回転係数Ｋｒを合成駆動電流Ｉｓに乗算したものをモータ電流制限値変化速度テーブル１３ｂに入力してもよい。この場合も、上記と同様の効果を奏することができる。
【００４９】
実施の形態２．
上記実施の形態１では、電流制御部１０において、ｄｑ座標上で制限後電流をフィードバック制御したが、３相交流座標上でフィードバック制御してもよい。また、モータ回転速度を求めるのに、位置センサ２で検出したロータの磁極位置を用いてモータ回転速度を演算したが、モータ端子電圧とモータ駆動電流とにより、モータ回転速度を推定してもよい。
【００５０】
図９は、この発明の実施の形態２に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
図９において、このモータ制御装置は、モータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）をｄｑ座標から３相交流座標に変換するｄｑ−３相座標変換部１５と、ＰＷＭインバータ３からモータ１に印加されるモータ端子電圧を検出する端子電圧検出部（端子電圧検出手段）１６とを備えている。
また、図１に示したモータ回転速度演算部１２が省略されて、モータ端子電圧とモータ駆動電流とからモータ回転速度を推定するモータ回転速度推定演算部１７を有している。また、図１に示したｄｑ−３相座標変換部１１が省略されて、電流制御手段１０の出力部分に加算器１９を有している
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。また、マイクロコントローラ６Ｂに実装されるプログラムは、実施の形態１に示したものと同様であり、その説明は省略する。
【００５１】
以下、上記構成のモータ制御装置についての動作を説明する。なお、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
まず、電流検出器４から出力された３相分のモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗは、Ａ／Ｄ変換器８でディジタル信号に変換された後に、モータ回転速度推定演算部１７に入力される。
また、端子電圧検出部１６で検出された３相のモータ端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、モータ回転速度推定演算部１７に入力される。
【００５２】
ここで、３相の永久磁石同期モータのモデルは、一般的に次式（８）のように表すことができる。
【００５３】
【数２】
2006254618.tif 000004
【００５４】
なお、ωはモータ回転速度、θ２はｕ相を基準としたモータ角度、Ｒは電機子抵抗、Ｌは電機子巻き線の自己インダクタンス、Ｍは電機子巻き線の相互インダクタンス、Φは鎖交磁束の最大値、ｐは微分演算子（ｄ／ｄｔ）とする。
【００５５】
ここで、モータ１が駆動するとき、Ｉｖ＝−Ｉｗとなるモータ角度が存在する。このとき、ｕ相端子電圧は、次式（９）で表すことができる。
【００５６】
Ｖｕ＝−ωΦｓｉｎ（θ２）・・・（９）
【００５７】
このとき、θ２は、モータ角度が所定の角度であることから所定値となり、Ｒ、Ｌ、Φはモータ１の特性により決定され、Ｖｕ、Ｉｕは検出される。
したがって、Ｉｖ＝−Ｉｗとするとき、モータ回転速度ωは算出することができる。
また、Ｉｕ＝−Ｉｗの場合およびＩｕ＝−Ｉｖのときも同様にして回転速度ωを求めることができる。
【００５８】
モータ電流制限値演算部１３では、ｄ軸駆動電流Ｉｄとｑ軸駆動電流Ｉｑとモータ回転速度推定演算部１７で演算されたモータ回転速度ωとを用いて、実施の形態１に示した方法と同様の方法でモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を求める。
【００５９】
また、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊とｑ軸指令電流Ｉｑ＊とは、ｄｑ−３相座標変換部１５で３相交流座標上のｕ相指令電流Ｉｕ＊およびｖ相指令電流Ｉｖ＊に変換される。
【００６０】
モータ電流制限値演算部１３で演算されたモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）は、３相交流電流の波高値を制限するものである。よって、モータ電流制限部１４では、ｕ相指令電流Ｉｕ＊およびｖ相指令電流Ｉｖ＊の波高値がモータ電流制限値以下になるように制限され、ｕ相制御後電流Ｉｕｒ＊およびｖ相制御後電流Ｉｖｒ＊として出力される。
【００６１】
減算器１８では、ｕ相制御後電流Ｉｕｒ＊とｕ相駆動電流Ｉｕおよびｖ相制御後電流Ｉｖｒ＊とｖ相駆動電流Ｉｖの差分が出力され、電流制御部１０では、減算器１８の出力に基づいて、フィードバック制御が行われる。電流制御部１０の出力は、加算器１９によってｗ相電流が求められてＰＷＭインバータ３に入力される。モータ１は、ＰＷＭインバータ３の出力によって駆動される。
【００６２】
この発明の実施の形態２に係るモータ制御装置によれば、モータ回転速度ωに応じて３相交流座標上でモータ電流指令値（Ｉｕ＊、Ｉｖ＊）を制限することができるので、適切にモータ１を過熱保護することができる。
【００６３】
なお、上記実施の形態２では、３相交流座標上のモータ端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗおよびモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗからモータ回転速度ωを推定したが、ｄｑ座標上のモータ端子電圧Ｖｄ、Ｖｑおよびモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗからモータ回転速度を推定してもよい。
３相交流座標であるモータ端子電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗおよびモータ駆動電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを直交座標系であるｄｑ座標に座標変換した場合、３相の永久磁石同期モータのモデルは、一般的に次式（１０）のように記述することができる。
【００６４】
【数３】
2006254618.tif 000005
【００６５】
なお、Φｆはｄｑ座標上の鎖交磁束とする。
ここで、Ｉｄ＝０としたとき、ｑ軸端子電圧は、次式（１１）で表すことができる。
【００６６】
Ｖｑ＝（Ｒ＋ｐＬ）Ｉｑ＋ωΦｆ・・・（１１）
【００６７】
このとき、Ｒ、Ｌ、Φｆは、モータ特性により決定され、Ｖｑ、Ｉｑはｄｑ座標変換により算出することができる。したがって、モータ回転速度ωを求めることができる。
【００６８】
また、上記実施の形態２のモータ制御装置を電動パワーステアリング装置に用いる場合、ハンドル角度を検出するセンサや、操舵輪の蛇角を検出する蛇角センサによって代用してモータ回転速度を推定してもよい。
【００６９】
実施の形態３．
上記実施の形態１、２では、ｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑを用いてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算したが、過熱保護判定用のしきい値とｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑとの偏差に基づいてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算してもよい。
【００７０】
図１０は、この発明の実施の形態３に係るモータ制御装置を示すブロック図である。
図１０において、マイクロコントローラ６Ｃには、任意に設定される過熱保護判定用のしきい値が与えられている。また、マイクロコントローラ６Ｃは、ｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑと過熱保護判定用しきい値との差分を出力する減算器２０ｄ、２０ｑ（以下「減算器２０」と総称する）を有している。
その他の構成については、実施の形態１と同様であり、その説明は省略する。また、マイクロコントローラ６Ｃに実装されるプログラムは、実施の形態１に示したものと同様であり、その説明は省略する。
【００７１】
以下、上記構成のモータ制御装置の動作を説明する。なお、実施の形態１と同様の動作については、説明を省略する。
ｄｑ−３相座標変換部１５から出力されたｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑは、減算器２０でそれぞれ過熱保護判定用しきい値と比較されて、偏差が求められる。各偏差の最大値は、例えば図４と同様の特性に従って、モータ電流制限値変化速度として出力される。このとき、図４に示した横軸は、合成駆動電流から、上記の偏差に置き換えられる。続いて、モータ電流制限値変化速度を積算してモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）が演算される。
【００７２】
この発明の実施の形態３に係るモータ制御装置によれば、過熱保護判定用のしきい値とｄ軸駆動電流Ｉｄおよびｑ軸駆動電流Ｉｑとの偏差に基づいてモータ電流制限値（Ｉｄｒ、Ｉｑｒ）を演算しているので、モータ駆動電流が大きいときには早く、モータ駆動電流が小さいときには遅くモータ電流指令値（Ｉｄ＊、Ｉｑ＊）を制限することができ、より実用的な過熱保護を施すことができる。
【００７３】
なお、上記の過熱保護判定用しきい値として、例えばモータ１の連続運転可能な電流値（以下「連続定格電流」と略称する）を設定しておけば、モータ１やＰＷＭインバータ３の短時間定格に合わせて短時間は大電流を通電し、運転状況に応じて滑らかにモータ電流を連続定格電流に収束することができる。
【００７４】
また、上記実施の形態３では、座標変換された電流、即ち合成駆動電流Ｉｓと所定の過熱保護判定しきい値との偏差に基づいて最大電流を漸減あるいは漸増したが、座標変換された電流のべき関数と所定の過熱保護判定しきい値との偏差の積算値に基づいて最大電流を漸減あるいは漸増させる構成としてもよい。
モータ１あるいはＰＷＭインバータ３の損失は、モータ駆動電流の１〜２乗にほぼ比例するため、この方法によって、より適切な過熱保護をすることができる。
【００７５】
また、上記実施の形態１に示した合成駆動電流Ｉｓと所定の過熱保護判定しきい値との偏差のべき関数に基づいて最大電流を漸減あるいは漸増する構成としても、同様の効果を奏することができる。
【図面の簡単な説明】
【００７６】
【図１】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック図である。
【図２】図１のマイクロコントローラに内蔵されたソフトウェアのプログラムの動作を示すフローチャートである。
【図３】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置のモータ電流制限値を示す説明図である。
【図４】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置の合成駆動電流対モータ電流制限値変化速度をモータの回転時および停止時について示す特性図である。
【図５】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置のｄ軸電流制限値およびｑ軸電流制限値をモータの回転時および停止時について示す説明図である。
【図６】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示す別のブロック図である。
【図７】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置のモータの回転速度を用いてモータ電流制限値変化速度を求める方法を示す説明図である。
【図８】この発明の実施の形態１に係るモータ制御装置のモータの回転速度を用いてモータ電流制限値変化速度を求める方法を示す別の説明図である。
【図９】この発明の実施の形態２に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック図である。
【図１０】この発明の実施の形態３に係るモータ制御装置を周辺機器とともに示すブロック図である。
【符号の説明】
【００７７】
１  ３相ブラシレスモータ、２  位置センサ、３  ＰＷＭインバータ、４  電流検出器、５  電流指令値演算部、６  マイクロコントローラ、７  過熱保護部、８  Ａ／Ｄ変換器、９  ３相−ｄｑ座標変換部、１０  電流制御部、１１  ｄｑ−３相座標変換部、１２  モータ回転速度演算部、１３  モータ電流制限値演算部、１４  モータ電流制限部、１５  ｄｑ−３相座標変換部、１６  端子電圧検出部、１７  モータ回転速度推定演算部、１８  減算器、１９  加算器、２０  減算器、Ｉｄ  ｄ軸駆動電流、Ｉｑ  ｑ軸駆動電流、Ｉｄ＊  ｄ軸指令電流、Ｉｑ＊  ｑ軸指令電流、Ｉｄｒ  ｄ軸モータ電流制限値、Ｉｑｒ  ｑ軸モータ電流制限値、Ｉｄｒ＊  ｑ軸制限後電流、Ｉｑｒ＊  ｑ軸制限後電流。
【図１】
2006254618.tif 000006
【図２】
2006254618.tif 000007
【図３】
2006254618.tif 000008
【図４】
2006254618.tif 000009
【図５】
2006254618.tif 000010
【図６】
2006254618.tif 000011
【図７】
2006254618.tif 000012
【図８】
2006254618.tif 000013
【図９】
2006254618.tif 000014
【図１０】
2006254618.tif 000015