(57)【要約】【課題】一部の演算部が故障などで停止した場合でも、ＰＷＭ信号の出力を継続できるモータ制御装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置１００は、電流検出部１０で検出されたモータ電流の値を、電流指令値演算部１１、２１で演算された電流指令値と比較し、それらの偏差に基づいてＰＷＭ信号のデューティを演算する複数のデューティ演算部１２、２２と、これらの演算部で演算されたデューティに基づいて、デューティの設定を行うデューティ設定部３１とを備える。デューティ設定部３１は、デューティ演算部１２、２２のいずれかから新たなデューティが入力されるまでは、現在のデューティを維持し、新たなデューティが入力されると、現在のデューティを新たなデューティに更新する。ＰＷＭ信号生成部４は、デューティ設定部３１に設定されたデューティと、キャリア信号生成部３２で生成されたキャリア信号とに基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。【選択図】図１
2015061382.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
スイッチング素子のオン・オフによりモータを駆動するインバータ回路と、
前記スイッチング素子をオン・オフさせるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、
前記ＰＷＭ信号の生成に必要なキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、
前記モータの駆動に伴って発生する、当該モータにおける所定の物理量を検出する物理量検出部と、
前記モータの物理量に対する指令値を演算する指令値演算部と、
前記物理量検出部で検出された物理量の値を、前記指令値演算部で演算された指令値と比較し、それらの偏差に基づいて、前記ＰＷＭ信号のデューティを演算するデューティ演算部と、を備えたモータ制御装置において、
前記デューティ演算部は、時分割でデューティ演算を行う複数のデューティ演算部からなり、
前記複数のデューティ演算部で演算されたデューティに基づいて、デューティの設定を行うデューティ設定部をさらに備え、
前記デューティ設定部は、前記複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されるまでは、現在のデューティを維持し、前記複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されると、現在のデューティを新たなデューティに更新し、
前記ＰＷＭ信号生成部は、前記デューティ設定部に設定されたデューティと、前記キャリア信号生成部で生成されたキャリア信号とに基づいて、前記ＰＷＭ信号を生成することを特徴とするモータ制御装置。
【請求項２】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記複数のデューティ演算部は、第１デューティ演算部と、第２デューティ演算部とからなり、
前記指令値演算部は、前記第１デューティ演算部に指令値を与える第１指令値演算部と、前記第２デューティ演算部に指令値を与える第２指令値演算部とからなり、
前記第１デューティ演算部および前記第１指令値演算部を含む第１演算器と、
前記第２デューティ演算部および前記第２指令値演算部を含む第２演算器と、
前記デューティ設定部および前記キャリア信号生成部を含む第３演算器と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項３】
請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記複数のデューティ演算部は、第１デューティ演算部と、第２デューティ演算部とからなり、
前記指令値演算部は、前記第１デューティ演算部および前記第２デューティ演算部に指令値を与える単一の指令値演算部からなり、
前記第１デューティ演算部を含む第１演算器と、
前記第２デューティ演算部を含む第２演算器と、
前記デューティ設定部および前記キャリア信号生成部を含む第３演算器と、
前記指令値演算部を含む第４演算器と、
を備えたことを特徴とするモータ制御装置。
【請求項４】
請求項１ないし請求項３のいずれかに記載のモータ制御装置において、
前記デューティ設定部は、
前記複数のデューティ演算部で演算されたデューティの数値が記憶されるレジスタを有し、
前記複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されると、前記レジスタに記憶されている現在のデューティの数値を新たなデューティの数値に書き換えることにより、デューティの更新を行うことを特徴とするモータ制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ＰＷＭ（Pulse Width  Modulation：パルス幅変調）方式によりモータを制御するモータ制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
例えば、車両の電動パワーステアリング装置においては、ハンドルの操舵トルクに応じた操舵補助力をステアリング機構に与えるために、３相ブラシレスモータなどの電動式モータが設けられる。このモータの回転を制御する装置として、ＰＷＭ方式を用いたモータ制御装置が知られている。
【０００３】
一般に、ＰＷＭ方式のモータ制御装置は、ＰＷＭ信号を生成して出力するＰＷＭ信号生成部と、ＰＷＭ信号によるスイッチング素子のオン・オフに基づいてモータを駆動するインバータ回路と、モータに流れる電流（モータ電流）を検出する電流検出部と、モータ電流の検出値と目標値との偏差に基づき、所定のデューティを持ったＰＷＭ信号が出力されるように、ＰＷＭ信号生成部に対してフィードバック制御を行う制御部とを備えている。特許文献１〜４には、このようなＰＷＭ方式のモータ制御装置が開示されている。
【０００４】
特許文献１では、２つの巻線を有するモータを駆動するための２系統の駆動装置が設けられ、各系統にインバータ回路が備わっている。そして、１つのＰＷＭ信号生成部で生成されたＰＷＭ信号を、２つのインバータ回路へ分岐して出力するようにしている。
【０００５】
特許文献２では、２つの巻線を有するモータを駆動するための２系統の駆動装置が設けられ、各系統にインバータ回路とＰＷＭ信号生成部とが備わっている。そして、それぞれのＰＷＭ信号生成部で生成されたＰＷＭ信号を、対応するインバータ回路へ出力するようにしている。
【０００６】
特許文献３では、２台のモータをそれぞれ駆動する２つのインバータ回路と、これらのインバータ回路を制御する１つの制御部とが備わっている。また、制御部には、２つのＰＷＭ信号生成部が備わっている。そして、それぞれのＰＷＭ信号生成部で生成されたＰＷＭ信号を、対応するインバータ回路へ出力するようにしている。
【０００７】
特許文献４では、１台のモータを駆動する２つのインバータ回路と、これらのインバータ回路をそれぞれ制御する２つの制御部とが備わっている。各インバータ回路の出力側は結合され、モータに接続されている。そして、２つの制御部のそれぞれで生成されたＰＷＭ信号を、対応するインバータ回路へ出力するようにしている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００８】
【特許文献１】特開２０１１−１５２０２７号公報
【特許文献２】特開２０１０−２２６８９９号公報
【特許文献３】特開２０１２−１２０２９６号公報
【特許文献４】特開２０１３−１１３６９５号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００９】
ＰＷＭ方式のモータ制御装置において、ＰＷＭ信号のデューティを演算するための演算部を複数設けた場合は、一部の演算部が故障などで停止した場合でも、他の演算部でデューティ演算が行われるので、制御動作が継続される。しかし、複数の演算部が並行してデューティ演算を行うと、各演算部における演算処理の負荷が増大する。一方、複数の演算部が時分割でデューティ演算を行うようにすると、各演算部における演算処理の負荷は低減されるが、一部の演算部が故障などで停止すると、ＰＷＭ信号の出力されない期間が発生する。このため、モータの回転数が低下し、電動パワーステアリングの場合は、必要な操舵補助力が得られなくなる。
【００１０】
本発明の課題は、各演算部における演算処理の負荷を低減しつつ、一部の演算部が故障などで停止した場合でも、ＰＷＭ信号の出力を継続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】
【００１１】
本発明では、スイッチング素子のオン・オフによりモータを駆動するインバータ回路と、スイッチング素子をオン・オフさせるためのＰＷＭ信号を生成するＰＷＭ信号生成部と、ＰＷＭ信号の生成に必要なキャリア信号を生成するキャリア信号生成部と、モータの駆動に伴って発生する当該モータにおける所定の物理量を検出する物理量検出部と、モータの物理量に対する指令値を演算する指令値演算部と、モータの物理量に対する指令値を演算する指令値演算部と、物理量検出部で検出された物理量の値を、指令値演算部で演算された指令値と比較し、それらの偏差に基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを演算するデューティ演算部とを備えたモータ制御装置において、デューティ演算部は、時分割でデューティ演算を行う複数のデューティ演算部からなる。また、複数のデューティ演算部で演算されたデューティに基づいて、デューティの設定を行うデューティ設定部をさらに備えている。デューティ設定部は、複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されるまでは、現在のデューティを維持し、複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されると、現在のデューティを新たなデューティに更新する。ＰＷＭ信号生成部は、デューティ設定部に設定されたデューティと、キャリア信号生成部で生成されたキャリア信号とに基づいて、ＰＷＭ信号を生成する。
【００１２】
このようにすると、演算器の故障などが原因で、一部のデューティ演算部の動作が停止した場合でも、デューティ設定部に設定されたデューティが維持されており、当該デューティがＰＷＭ信号生成部へ出力される。したがって、ＰＷＭ信号生成部は、当該デューティを持ったＰＷＭ信号の出力を継続するので、ＰＷＭ信号の出力されない期間が発生するのを回避することができる。また、複数のデューティ演算部が時分割でデューティ演算を行うため、各デューティ演算部における演算処理の負荷を低減することができる。
【００１３】
本発明において、複数のデューティ演算部を、第１デューティ演算部と、第２デューティ演算部とから構成し、指令値演算部を、第１デューティ演算部に指令値を与える第１指令値演算部と、第２デューティ演算部に指令値を与える第２指令値演算部とから構成してもよい。そして、第１デューティ演算部および第１指令値演算部を含む第１演算器と、第２デューティ演算部および第２指令値演算部を含む第２演算器と、デューティ設定部およびキャリア信号生成部を含む第３演算器とを設けてもよい。
【００１４】
本発明において、複数のデューティ演算部を、第１デューティ演算部と、第２デューティ演算部とから構成し、指令値演算部を、第１デューティ演算部および第２デューティ演算部に指令値を与える単一の指令値演算部から構成してもよい。そして、１デューティ演算部を含む第１演算器と、第２デューティ演算部を含む第２演算器と、デューティ設定部およびキャリア信号生成部を含む第３演算器と、指令値演算部を含む第４演算器とを設けてもよい。
【００１５】
本発明において、デューティ設定部は、複数のデューティ演算部で演算されたデューティの数値が記憶されるレジスタを有し、複数のデューティ演算部のいずれかから新たなデューティが入力されると、レジスタに記憶されている現在のデューティの数値を新たなデューティの数値に書き換えることにより、デューティの更新を行うようにしてもよい。
【発明の効果】
【００１６】
本発明によれば、一部の演算部が故障などで停止した場合でも、ＰＷＭ信号の出力を継続できるとともに、各演算部における演算処理の負荷を低減することが可能なモータ制御装置を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【００１７】
【図１】本発明の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図である。
【図２】インバータ回路の具体的構成を示した図である。
【図３】正常時の動作を示したタイミングチャートである。
【図４】第２演算器の故障時の動作を示したタイミングチャートである。
【図５】第１演算器の故障時の動作を示したタイミングチャートである。
【図６】本発明の他の実施形態に係るモータ制御装置のブロック図である。
【図７】ＰＷＭ信号生成の原理を示した波形図である。
【発明を実施するための形態】
【００１８】
以下、本発明の実施形態につき、図面を参照しながら説明する。図面では、同一の部分または対応する部分に、同一の符号を付してある。
【００１９】
まず、図１を参照して、モータ制御装置の構成について説明する。モータ制御装置１００は、第１演算器１、第２演算器２、第３演算器３、ＰＷＭ信号生成部４、インバータ回路５、電流検出部６、およびクロック回路７を備えている。以下では、第１演算器１を演算器Ａ、第２演算器２を演算器Ｂ、第３演算器３を演算器Ｃと表記する。モータ制御装置１００により制御されるモータ８は、例えば、電動パワーステアリング装置における操舵補助用の３相ブラシレスモータである。モータ制御装置１００は、車両に備わるトルクセンサ９からのトルク信号に基づいて、モータ８を制御する。
【００２０】
演算器Ａは、モータ８に流すべき電流の指令値を演算する電流指令値演算部１１と、ＰＷＭ信号のデューティを演算するデューティ演算部１２とを備えている。電流指令値演算部１１には、トルクセンサ９よりトルク信号が入力される。デューティ演算部１２には、電流指令値演算部１１の出力と、電流検出部６の出力とが入力される。デューティ演算部１２の出力は、後述する演算器Ｃのデューティ設定部３１に与えられる。
【００２１】
演算器Ｂは、モータ８に流すべき電流の指令値を演算する電流指令値演算部２１と、ＰＷＭ信号のデューティを演算するデューティ演算部２２とを備えている。電流指令値演算部２１には、トルクセンサ９よりトルク信号が入力される。デューティ演算部２２には、電流指令値演算部２１の出力と、電流検出部６の出力とが入力される。デューティ演算部２２の出力は、後述する演算器Ｃのデューティ設定部３１に与えられる。
【００２２】
演算器Ｃは、デューティ演算部１２、２２の出力に基づいてデューティの設定を行うデューティ設定部３１と、ＰＷＭ信号の生成に必要なキャリア信号を生成するキャリア信号生成部３２とを備えている。デューティ設定部３１の出力と、キャリア信号生成部３２の出力は、ＰＷＭ信号生成部４に入力される。デューティ設定部３１の詳細については、後述する。
【００２３】
ＰＷＭ信号生成部４は、デューティ設定部３１で設定されたデューティと、キャリア信号生成部３２で生成されたキャリア信号とに基づいて、ＰＷＭ信号を生成し、これをインバータ回路５へ出力する。ＰＷＭ信号生成部４の詳細については、後述する。
【００２４】
インバータ回路５は、図２に示すような公知の３相ブリッジ回路から構成される。各相の上アームａ１、ａ３、ａ５には、それぞれスイッチング素子Ｑ１、Ｑ３、Ｑ５が備わっており、各相の下アームａ２、ａ４、ａ６には、それぞれスイッチング素子Ｑ２、Ｑ４、Ｑ６が備わっている。これらのスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＦＥＴ（電界効果トランジスタ）からなり、ＰＷＭ信号生成部４から出力されるＰＷＭ信号（ＰＷＭ１〜ＰＷＭ６）が、各スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートに与えられる。各相の上アームａ１、ａ３、ａ５と下アームａ２、ａ４、ａ６の各接続点は、モータ８に接続されている。
【００２５】
電流検出部６は、インバータ回路５を通って流れるモータ８の各相の電流を検出するための電流検出抵抗（図示省略）や、この電流検出抵抗の両端の電圧を増幅する増幅器（図示省略）などから構成される。電流検出部６の出力は、デューティ演算部１２、２２に与えられる。
【００２６】
クロック回路７は、演算器Ａ〜Ｃの動作を同期させるためのクロック信号を生成し、これを各演算器Ａ〜Ｃへ出力する。クロック信号は一定の周期を持ったパルス信号である。
【００２７】
以上の構成において、モータ８に流れる電流は、本発明における「物理量」の一例であり、電流検出部６は、本発明における「物理量検出部」の一例である。電流指令値演算部１１は、本発明における「第１指令値演算部」の一例であり、電流指令値演算部２１は、本発明における「第２指令値演算部」の一例である。デューティ演算部１２は、本発明における「第１デューティ演算部」の一例であり、デューティ演算部２２は、本発明における「第２デューティ演算部」の一例である。
【００２８】
次に、上述したモータ制御装置１００の動作について説明する。トルクセンサ９は、車両のハンドルの操舵により発生するトルクの値を検出し、検出されたトルク値をトルク信号としてモータ制御装置１００へ出力する。モータ制御装置１００において、演算器Ａの電流指令値演算部１１は、トルクセンサ９から与えられるトルク値に基づいて、モータ８に流すべき電流の指令値を演算する。また、演算器Ｂの電流指令値演算部２１も、トルクセンサ９から与えられるトルク値に基づいて、モータ８に流すべき電流の指令値を演算する。
【００２９】
演算器Ａのデューティ演算部１２は、所定のタイミングにおいて、電流指令値演算部１１から与えられる電流指令値と、電流検出部６から与えられる各相のモータ電流の検出値とに基づいて、ＰＷＭ信号のデューティを演算する。詳しくは、デューティ演算部１２は、モータ電流の検出値を電流指令値と比較して、両者の偏差を算出する。そして、当該偏差がゼロとなるように、すなわちモータ電流の値が電流指令値と等しくなるように、デューティの演算を行う。
【００３０】
演算器Ｂのデューティ演算部２２は、上記所定のタイミングと異なるタイミングにおいて、電流指令値演算部２１から与えられる電流指令値と、電流検出部６から与えられる各相のモータ電流の検出値とに基づき、演算器Ａのデューティ演算部１２と同様にして、ＰＷＭ信号のデューティを演算する。したがって、演算器Ａと演算器Ｂとは、後述の図３（ａ）、（ｂ）に示すように、時分割で交互にデューティ演算を行う。
【００３１】
演算器Ａのデューティ演算部１２で演算されたデューティ、および、演算器Ｂのデューティ演算部２２で演算されたデューティは、演算器Ｃのデューティ設定部３１へ出力される。デューティ設定部３１は、デューティの数値が記憶されるレジスタ３１ａを有している。そして、新たなデューティが入力されるまでは、レジスタ３１ａに設定されている現在のデューティの数値を保持する。また、新たなデューティが入力されると、レジスタ３１ａに設定されている現在のデューティの数値を、新たなデューティの数値に書き換える。したがって、レジスタ３１ａに設定されているデューティの数値は、演算器Ａのデューティ演算部１２で演算された新たなデューティ、または、演算器Ｂのデューティ演算部２２で演算された新たなデューティが入力されるたびに、更新される。デューティ設定部３１は、レジスタ３１ａに設定されたデューティを、ＰＷＭ信号生成部４へ出力する。
【００３２】
一方、キャリア信号生成部３２では、ＰＷＭ信号の生成に必要なキャリア信号が生成される。キャリア信号は、例えば、図７（ａ）に示すような三角波である。なお、キャリア信号としては、三角波に限らず、のこぎり波を用いることもできる。
【００３３】
ＰＷＭ信号生成部４は、デューティ設定部３１から出力されるデューティと、キャリア信号生成部３２から出力されるキャリア信号とに基づいて、当該デューティを持ったＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号の生成方法はよく知られているが、以下に簡単に説明する。
【００３４】
図７（ａ）に示すように、キャリア信号の電圧レベルに対して、デューティに応じた閾値α、β、γを設定する。そして、キャリア信号の電圧レベルが閾値以上である区間を「Ｈ」（High）、キャリア信号の電圧レベルが閾値未満である区間を「Ｌ」（Low）として、キャリア信号を２値化する。これにより、図７（ｂ）〜（ｄ）に示すような、閾値α、β、γに応じたデューティＤα、Ｄβ、Ｄγを持ったＰＷＭ信号が得られる。閾値のレベルが高いほど、「Ｈ」の区間が短くなってＰＷＭ信号のデューティは小さくなり、閾値のレベルが低いほど、「Ｈ」の区間が長くなってＰＷＭ信号のデューティは大きくなる。したがって、閾値を調整することにより、所望のデューティを持ったＰＷＭ信号を生成することができる。
【００３５】
ＰＷＭ信号生成部４は、上記のようにして各相のＰＷＭ信号（図２のＰＷＭ１〜ＰＷＭ６）を生成し、これをインバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のゲートへ出力する。
【００３６】
インバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６は、ＰＷＭ信号生成部４から与えられるＰＷＭ信号によりオン・オフ動作を行う。これによって、電源Ｖｄ（図２）からインバータ回路５を通ってモータ８へ電流が流れ、モータ８が回転する。そして、ＰＷＭ信号のデューティと位相に応じたスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６のオン・オフのパターンに従って、モータ８に流れる電流の大きさや方向が制御される。
【００３７】
図３は、モータ制御装置１００の正常時の動作を示したタイミングチャートである。図３において、（ａ）は演算器Ａの動作、（ｂ）は演算器Ｂの動作、（ｃ）はデューティ設定部３１のレジスタ３１ａに設定されるデューティ設定値、（ｄ）はキャリア信号生成部３２で生成されるキャリア信号（三角波）、（ｅ）はＰＷＭ信号生成部４で生成されるＰＷＭ信号を示している。
【００３８】
図３（ａ）、（ｂ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２と、演算器Ｂのデューティ演算部２２とは、時分割による異なるタイミングで、交互にデューティ演算を行う。現在のデューティが１０％である状態で、タイミングｔ１において、図３（ａ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２でデューティＸ＝９０％が演算されると、図３（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、１０％から９０％に更新される。すると、図３（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、１０％に対応する閾値から９０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図３（ｅ）のように、デューティ９０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。以後、デューティ演算部１２、２２で新たなデューティが演算されるまで、この状態が維持される。
【００３９】
その後、タイミングｔ２において、図３（ｂ）のように、演算器Ｂのデューティ演算部２２でデューティＹ＝５０％が演算されると、図３（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、９０％から５０％に更新される。すると、図３（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、９０％に対応する閾値から５０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図３（ｅ）のように、デューティ５０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。以後、デューティ演算部１２、２２で新たなデューティが演算されるまで、この状態が維持される。
【００４０】
その後、タイミングｔ３において、図３（ａ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２でデューティＸ＝４０％が演算されると、図３（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、５０％から４０％に更新される。すると、図３（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、５０％に対応する閾値から４０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図３（ｅ）のように、デューティ４０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。以後、デューティ演算部１２、２２で新たなデューティが演算されるまで、この状態が維持される。
【００４１】
その後、タイミングｔ４において、図３（ｂ）のように、演算器Ｂのデューティ演算部２２でデューティＹ＝２０％が演算されると、図３（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、４０％から２０％に更新される。すると、図３（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、４０％に対応する閾値から２０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図３（ｅ）のように、デューティ２０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。以後、デューティ演算部１２、２２で新たなデューティが演算されるまで、この状態が維持される。
【００４２】
その後、タイミングｔ５において、図３（ａ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２でデューティＸ＝３０％が演算されると、図３（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、２０％から３０％に更新される。すると、図３（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、２０％に対応する閾値から３０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図３（ｅ）のように、デューティ３０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。以後、デューティ演算部１２、２２で新たなデューティが演算されるまで、この状態が維持される。
【００４３】
以後同様にして、デューティ演算部１２、２２は交互にデューティの演算を行う。そして、デューティ演算部１２、２２のいずれかから新たなデューティが出力されるまでは、デューティ設定部３１に設定された現在のデューティが維持される。一方、デューティ演算部１２、２２のいずれかから新たなデューティが出力されると、デューティ設定部３１に設定されている現在のデューティが、新たなデューティに更新される。
【００４４】
図４は、演算器Ｂが故障した場合のモータ制御装置１００の動作を示したタイミングチャートである。演算器Ｂが故障すると、図４（ｂ）のように、演算器Ｂは動作を停止し、タイミングｔ２以降のデューティ演算を実行しなくなる。一方、演算器Ａは正常に動作しており、図４（ａ）のように、所定のタイミングでデューティ演算を実行する。そして、演算器Ｂが動作を停止しても、図４（ｃ）のように、デューティ設定部３１に、演算器Ａのデューティ演算部１２が演算したデューティＸ＝９０％が設定された状態が継続している。このため、タイミングｔ２において、演算器Ｂによるデューティ演算が行われなくても、ＰＷＭ信号生成部４は、図４（ｅ）の左側の一点鎖線で囲んだ箇所に示すように、デューティ９０％のＰＷＭ信号の出力を継続する。
【００４５】
その後、タイミングｔ３において、図４（ａ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２でデューティＸ＝４０％が演算されると、図４（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、９０％から４０％に更新される。すると、図４（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、９０％に対応する閾値から４０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図４（ｅ）のように、デューティ４０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。したがって、タイミングｔ４において、演算器Ｂによるデューティ演算が行われなくても、ＰＷＭ信号生成部４は、図４（ｅ）の右側の一点鎖線で囲んだ箇所に示すように、デューティ４０％のＰＷＭ信号の出力を継続する。
【００４６】
その後、タイミングｔ５において、図４（ａ）のように、演算器Ａのデューティ演算部１２でデューティＸ＝３０％が演算されると、図４（ｃ）のように、デューティ設定部３１のデューティ設定値が、４０％から３０％に更新される。すると、図４（ｄ）のように、キャリア信号に対する閾値が、４０％に対応する閾値から３０％に対応する閾値に変更される。その結果、ＰＷＭ信号生成部４は、図４（ｅ）のように、デューティ３０％のＰＷＭ信号を生成し、出力する。
【００４７】
以上においては、演算器Ｂが故障した場合について述べたが、演算器Ａが故障した場合も、同様の動作が行われる。図５は、演算器Ａが故障した場合のモータ制御装置１００の動作を示したタイミングチャートである。
【００４８】
演算器Ａが故障すると、図５（ａ）のように、演算器Ａは動作を停止し、タイミングｔ１以降のデューティ演算を実行しなくなる。一方、演算器Ｂは正常に動作しており、図５（ｂ）のように、所定のタイミングでデューティ演算を実行する。したがって、タイミングｔ１、ｔ３、ｔ５において、演算器Ａによるデューティ演算が行われなくても、ＰＷＭ信号生成部４は、図５（ｅ）の一点鎖線で囲んだ箇所に示すように、所定のデューティを持ったＰＷＭ信号の出力を継続する。
【００４９】
このようにして、本実施形態では、演算器Ａのデューティ演算部１２と、演算器Ｂのデューティ演算部２２とが、時分割で交互にデューティ演算を行って、演算されたデューティをデューティ設定部３１へ出力する。そして、デューティ設定部３１は、デューティ演算部１２、２２から新たなデューティが入力されるまでは、現在のデューティを維持し、デューティ演算部１２、２２から新たなデューティが入力されると、デューティを更新する。
【００５０】
このため、演算器Ａ、Ｂのいずれかが故障して、デューティ演算部１２またはデューティ演算部２２の動作が停止しても、デューティ設定部３１に設定されたデューティが維持されており、当該デューティがＰＷＭ信号生成部４へ出力される。したがって、ＰＷＭ信号生成部４は、当該デューティを持ったＰＷＭ信号の出力を継続するので、ＰＷＭ信号の出力されない期間が発生するのを回避することができる。その結果、演算器Ａ、Ｂの一方が故障した場合でも、モータ８の回転数が大幅に低下することはなく、必要な操舵補助力を確保することができる。また、２つの演算器Ａ、Ｂが時分割でデューティ演算を行うため、それぞれの演算器における演算処理の負荷を低減することができる。
【００５１】
図６は、他の実施形態に係るモータ制御装置２００を示している。この実施形態では、演算器Ａはデューティ演算部１２のみを含み、演算器Ｂはデューティ演算部２２のみを含む。そして、これらのデューティ演算部１２、２２に電流指令値を与える単一の電流指令値演算部１３を含む、演算器Ｄ（第４演算器１０）が設けられている。デューティ演算部１２、２２は、共通の電流指令値演算部１３からの電流指令値に基づいて、時分割で交互にデューティ演算を行う。クロック回路７は、各演算器Ａ〜Ｄにクロック信号を供給する。その他の構成については、図１のモータ制御装置１００と同じであるので、重複部分の説明は省略する。
【００５２】
本発明では、以上述べた以外にも種々の実施形態を採用することができる。例えば、前記の実施形態では、２つのデューティ演算部１２、２２を設けたが、デューティ演算部は、３つ以上設けてもよい。
【００５３】
また、前記の実施形態では、物理量検出部として、モータ８の電流を検出する電流検出部６を設け、指令値演算部として、モータ８の電流に対する電流指令値を演算する電流指令値演算部１１、２１を設けたが、本発明はこれに限定されない。例えば、物理量検出部として、モータ８の回転速度を検出する回転速度検出部を設け、指令値演算部として、モータ８の回転速度に対する回転速度指令値演算部を設けてもよい。すなわち、物理量検出部は、モータ８の駆動に伴って発生する、モータ８における電流や回転速度などの物理量を検出するものであればよく、指令値演算部は、これらの物理量に対する指令値を演算するものであればよい。
【００５４】
また、前記の実施形態では、トルクセンサ９から与えられるトルク値に基づいて、モータ８を制御する例を挙げたが、本発明はこれに限定されない。例えば、車速センサから与えられる速度値に基づいて、モータ８を制御する場合にも、本発明を適用することができる。
【００５５】
また、前記の実施形態では、３相モータの制御装置について述べたが、本発明は、３相モータに限らず、４相以上の多相モータの制御装置にも適用することができる。この場合は、インバータ回路５において、上下一対のアームが相数分だけ設けられる。
【００５６】
また、前記の実施形態では、インバータ回路５のスイッチング素子Ｑ１〜Ｑ６としてＦＥＴを例に挙げたが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲート型バイポーラモードトランジスタ）のような他のスイッチング素子を使用してもよい。
【００５７】
また、前記の実施形態では、モータ８としてブラシレスモータを例に挙げたが、本発明はこれ以外のモータを制御する場合にも適用することができる。
【００５８】
さらに、前記の実施形態では、車両の電動パワーステアリング装置に用いられるモータ制御装置を例に挙げたが、本発明はこれ以外の装置に用いられるモータ制御装置にも適用することができる。
【符号の説明】
【００５９】
１    演算器Ａ（第１演算器）
２    演算器Ｂ（第２演算器）
３    演算器Ｃ（第３演算器）
４    ＰＷＭ信号生成部
５    インバータ回路
６    電流検出部（物理量検出部）
８    モータ
１０  演算器Ｄ（第４演算器）
１１  電流指令値演算部（第１指令値演算部）
１２  デューティ演算部（第１デューティ演算部）
１３  電流指令値演算部（単一の指令値演算部）
２１  電流指令値演算部（第２指令値演算部）
２２  デューティ演算部（第２デューティ演算部）
３１  デューティ設定部
３１ａ  レジスタ
３２  キャリア信号生成部
１００、２００  モータ制御装置
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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