(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
モータ（８０、８５）の駆動を制御するモータ制御装置であって、
バッテリ（５）の電力を前記モータへ供給するインバータ回路（２０、１２０）と、
前記インバータ回路に入力される電圧であるインバータ入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出部（４１）と、
前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）、および、前記バッテリと前記インバータ回路との間の給電領域において、前記バッテリから前記インバータ回路へ給電不能となる給電異常を判定する異常判定部（６０）を有する制御部（５０）と、
を備え、
前記異常判定部は、
前記インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、前記モータに通電されるモータ電流を用いて演算される電流判定値が判定閾値である電流閾値より小さい場合、前記バッテリから前記インバータ回路への電流が判定可能範囲であるとみなし、前記給電異常が生じていると判定し、
前記インバータ入力電圧が前記電圧閾値より小さく、かつ、前記電流判定値が前記電流閾値以上である場合、配線抵抗による電圧降下とみなし、給電異常判定を行わず、正常判定するモータ制御装置。
【請求項２】
前記モータは、３相の交流モータ（８０）であって、
前記電流判定値は、相電流またはｄｑ軸電流の２乗和平方根である請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項３】
前記モータは、３相の交流モータ（８０）であって、
前記電流判定値は、相毎またはｄｑ軸毎の電流値と電圧値とを乗じた値の和である請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項４】
前記モータは、直流モータ（８５）であって、
前記電流判定値は、前記モータのコイルに流れる巻線電流、または、端子間電圧と前記巻線電流との積である請求項１に記載のモータ制御装置。
【請求項５】
モータ（８０、８５）の駆動を制御するモータ制御装置であって、
バッテリ（５）の電力を前記モータへ供給するインバータ回路（２０、１２０）と、
前記インバータ回路に入力される電圧であるインバータ入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出部（４１）と、
前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）、および、前記バッテリと前記インバータ回路との間の給電領域において、前記バッテリから前記インバータ回路へ給電不能となる給電異常を判定する異常判定部（６０）を有する制御部（５０）と、
を備え、
前記異常判定部は、前記インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、前記バッテリから前記インバータ回路への電流が判定可能範囲である場合、前記給電異常が生じていると判定し、
前記判定可能範囲か否かは、前記モータに通電されるモータ電流に基づいて判定され、当該判定に係る判定閾値は、前記給電領域が正常であるときの前記インバータ入力電圧が前記電圧閾値以上となる値に設定され、
前記異常判定部は、前記モータ電流を用いて演算される電流判定値が前記判定閾値である電流閾値より小さい場合、前記バッテリから前記インバータ回路への電流が前記判定可能範囲であると判定し、
前記モータは、３相の交流モータ（８０）であって、
前記電流判定値は、相毎またはｄｑ軸毎の電流値と電圧値とを乗じた値の和であるモータ制御装置。
【請求項６】
モータ（８０、８５）の駆動を制御するモータ制御装置であって、
バッテリ（５）の電力を前記モータへ供給するインバータ回路（２０、１２０）と、
前記インバータ回路に入力される電圧であるインバータ入力電圧を検出するインバータ入力電圧検出部（４１）と、
前記モータの駆動を制御する駆動制御部（５５）、および、前記バッテリと前記インバータ回路との間の給電領域において、前記バッテリから前記インバータ回路へ給電不能となる給電異常を判定する異常判定部（６０）を有する制御部（５０）と、
を備え、
前記異常判定部は、前記インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、前記バッテリから前記インバータ回路への電流が判定可能範囲である場合、前記給電異常が生じていると判定し、
前記判定可能範囲か否かは、前記モータの回転速度に基づいて判定され、当該判定に係る判定閾値は、前記給電領域が正常であるときの前記インバータ入力電圧が前記電圧閾値以上となる値に設定され、
前記判定閾値は、第１速度閾値、および、前記第１速度閾値より大きい値である第２速度閾値であって、
前記異常判定部は、前記回転速度が前記第１速度閾値より小さい、または、前記第２速度閾値より大きい場合、前記バッテリから前記インバータ回路への電流が前記判定可能範囲であると判定するモータ制御装置。
【請求項７】
前記バッテリの電圧であるバッテリ電圧を検出するバッテリ電圧検出部（４２）をさらに備え、
前記異常判定部は、前記バッテリ電圧と前記インバータ入力電圧との差である電圧降下量が降下量閾値より大きい場合、前記インバータ入力電圧が前記電圧閾値より小さいとみなす請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項８】
前記降下量閾値は、前記バッテリ電圧に応じて可変である請求項７に記載のモータ制御装置。
【請求項９】
前記判定閾値は、前記バッテリの電圧であるバッテリ電圧に応じて可変である請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
【請求項１０】
請求項１〜９のいずれか一項に記載のモータ制御装置（１、２、３）と、
運転者による操舵を補助する補助トルクを出力する前記モータと、
を備える電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、モータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、電動パワーステアリング装置が異常停止した場合、バッテリおよび給電線のいずれかに故障原因があるかを特定可能な電動パワーステアリング装置が知られている。例えば特許文献１では、バッテリセンサにより電源の出力電圧および給電線に流れる電流を検出し、検出された出力電圧および給電線に流れる電流に基づき、バッテリおよび給電線のいずれかに故障原因があるかを特定している。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特許第５２０５９８１号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
特許文献１では、ＥＣＵの外部にバッテリセンサを設けている。そのため、バッテリセンサの検出値を取得するための端子や受け回路をＥＣＵに設ける必要がある。また、バッテリセンサ自体を監視する必要があるため、装置が大型化する虞がある。
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、バッテリ電流の検出値を用いることなく、給電異常を判定するモータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
本発明のモータ制御装置は、モータ（８０、８５）の駆動を制御するものであって、インバータ回路（２０、１２０）と、インバータ入力電圧検出部（４１）と、制御部（５０）と、を備える。
インバータ回路は、バッテリ（５）の電力をモータへ供給する。インバータ入力電圧検出部は、インバータ回路に入力される電圧であるインバータ入力電圧を検出する。
制御部は、駆動制御部（５５）、および、異常判定部（６０）を有する。駆動制御部は、モータの駆動を制御する。異常判定部は、バッテリとインバータ回路との間である給電領域において、バッテリからインバータ回路へ給電不能となる給電異常を判定する。
【０００６】
第１の態様では、異常判定部は、インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、モータに通電されるモータ電流を用いて演算される電流判定値が判定閾値である電流閾値より小さい場合、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲であるとみなし、給電異常が生じていると判定する。また、異常判定部は、インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、電流判定値が電流閾値以上である場合、配線抵抗による電圧降下とみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。
第２の態様では、異常判定部は、インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲であると判定された場合、給電異常が生じていると判定する。また、判定可能範囲か否かは、モータに通電されるモータ電流に基づいて判定される。当該判定に係る判定閾値は、給電異常が生じていないときのインバータ入力電圧が電圧閾値以上となる値に設定される。異常判定部は、モータ電流を用いて演算される電流判定値が前記判定閾値である電流閾値より小さい場合、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲であると判定する。モータは、３相の交流モータ（８０）である。電流判定値は、相毎またはｄｑ軸毎の電流値と電圧値とを乗じた値の和である。
第３の態様では、異常判定部は、インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲であると判定された場合、給電異常が生じていると判定する。また、判定可能範囲か否かは、モータの回転速度に基づいて判定される。当該判定に係る判定閾値は、給電異常が生じていないときのインバータ入力電圧が電圧閾値以上となる値に設定される。判定閾値は、第１速度閾値、および、第１速度閾値より大きい値である第２速度閾値である。異常判定部は、回転速度が第１速度閾値より小さい、または、第２速度閾値より大きい場合、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲であると判定する。
【０００７】
本発明では、バッテリ電流の検出値を用いず、インバータ入力電圧等に基づき、給電異常判定を行う。これにより、バッテリ電流の検出値を用いる場合と比較し、装置を簡素化することができる。
また、モータにおける消費電力が大きい場合、バッテリからインバータ回路への電流が大きくなることで給電領域の配線抵抗による電圧降下が大きくなり、インバータ入力電圧が低下することがある。このような状況にて、単にインバータ入力電圧での閾値判定にて給電異常判定を行うと、配線抵抗による電圧降下を、給電異常と誤判定する虞がある。そこで本発明では、インバータ入力電圧が電圧閾値より小さく、かつ、バッテリからインバータ回路への電流が判定可能範囲である場合、給電異常が生じていると判定する。これにより、バッテリからインバータ回路へ供給される電流が大きいことに起因する配線抵抗による電圧降下を、給電異常と誤判定するのを防ぐことができる。
【図面の簡単な説明】
【０００８】
【図１】本発明の第１実施形態による電動パワーステアリングシステムを示す概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるモータ制御装置を示す回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図４】本発明の第２実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第３実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図６】本発明の第３実施形態による回転数閾値を説明する説明図である。
【図７】本発明の第４実施形態によるモータ制御装置を示す回路図である。
【図８】本発明の第４実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図９】本発明の第５実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図１０】本発明の第６実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図１１】本発明の第７実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図１２】本発明の第８実施形態による異常判定処理を説明するフローチャートである。
【図１３】本発明の第９実施形態によるモータ制御装置を示す回路図である。
【発明を実施するための形態】
【０００９】
以下、本発明によるモータ制御装置、および、これを用いた電動パワーステアリング装置を図面に基づいて説明する。なお、以下、複数の実施形態において、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。
（第１実施形態）
本発明の第１実施形態を図１〜図３に示す。
図１に示すように、回転電機制御装置としてのモータ制御装置１は、モータ８０とともに、運転者によるステアリング操作を補助する電動パワーステアリング装置８に適用される。
【００１０】
図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の構成を示す。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール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、および、電動パワーステアリング装置８等を有する。
【００１１】
ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、運転者がステアリングホイール９１を操作することにより入力される操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。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が連結される。
【００１２】
運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール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によってラック軸９７の直線運動に変換される。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。
【００１３】
電動パワーステアリング装置８は、モータ８０、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える減速ギア８９、および、モータ制御装置１等を備える。本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「コラムアシストタイプ」であるが、モータ８０の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」としてもよい。
モータ８０は、運転者によるステアリングホイール９１の操舵を補助する補助トルクを出力するものであって、バッテリ５（図２参照）から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。本実施形態のモータ８０は、３相の交流のブラシレスモータである。
【００１４】
図２に示すように、モータ制御装置１は、電源入力回路１０、インバータ回路２０、電流検出部３０、インバータ入力電圧検出部４１、および、制御部５０等を備える。
電源入力回路１０は、電源遮断部１１、および、コンデンサ１２を有し、バッテリ５とインバータ回路２０との間に設けられる。バッテリ５と電源入力回路１０とは、ハーネス等を用いて接続される。図２では、バッテリ５と電源入力回路１０との間の配線抵抗７０を、高電位側抵抗７１、および、低電位側抵抗７２として記載した。以下、バッテリ５の電圧をバッテリ電圧Ｖｂａｔとする。
【００１５】
電源遮断部１１は、バッテリ５からインバータ回路２０側への電力供給を遮断可能である。コンデンサ１２は、バッテリ５およびインバータ回路２０と並列に接続される。コンデンサ１２は、電荷を蓄えることで、インバータ回路２０への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。
【００１６】
インバータ回路２０は、６つのスイッチング素子２１〜２６を有し、モータ８０への電力を変換する。以下、「スイッチング素子」を「ＳＷ素子」と記載する。ＳＷ素子２１〜２３は高電位側に接続され、ＳＷ素子２４〜２６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子２１、２４の接続点には、Ｕ相コイル８１の一端が接続される。対になるＶ相のＳＷ素子２２、２５の接続点には、Ｖ相コイル８２の一端が接続される。対になるＷ相のＳＷ素子２３、２６の接続点には、Ｗ相コイル８３の一端が接続される。Ｕ相コイル８１、Ｖ相コイル８２およびＷ相コイル８３の他端は結線される。
本実施形態のＳＷ素子２１〜２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。
【００１７】
電流検出部３０は、電流検出素子３１、３２、３３を有する。本実施形態の電流検出素子３１〜３３は、シャント抵抗である。
Ｕ相電流検出素子３１は、ＳＷ素子２４の低電位側に接続され、Ｕ相コイル８１に流れるＵ相電流Ｉｕを検出する。Ｕ相電流検出素子３１の両端電圧は、Ｕ相電流Ｉｕに係る検出値として、制御部５０に出力される。
Ｖ相電流検出素子３２は、ＳＷ素子２５の低電位側に接続され、Ｖ相コイル８２に流れるＶ相電流Ｉｖを検出する。Ｖ相電流検出素子３２の両端電圧は、Ｖ相電流Ｉｖに係る検出値として、制御部５０に出力される。
Ｗ相電流検出素子３３は、ＳＷ素子２６の低電位側に接続され、Ｗ相コイル８３に流れるＷ相電流Ｉｗを検出する。Ｗ相電流検出素子３３の両端電圧は、Ｗ相電流Ｉｗに係る検出値として、制御部５０に出力される。
【００１８】
インバータ入力電圧検出部４１は、電源遮断部１１と高電位側のＳＷ素子２１〜２３との間に接続され、インバータ回路２０に入力される電圧であるインバータ入力電圧Ｖｉｎｖを検出する。インバータ入力電圧検出部４１の検出値は、制御部５０に出力される。
また、モータ８０の回転角θを検出する図示しない回転角センサは、回転角θに係る検出値を、制御部５０に出力する。
【００１９】
制御部５０は、マイコンを主体として構成される。制御部５０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置に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であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。
制御部５０は、モータ８０の駆動を制御するものであって、機能ブロックとして、駆動制御部５５、および、異常判定部６０等を有する。
【００２０】
駆動制御部５５は、電流検出部３０から取得される相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、図示しない回転角センサから取得される回転角θ、および、トルクセンサ９４から取得される操舵トルク等に基づき、ＳＷ素子２１〜２６のオンオフ作動を制御することで、モータ８０の駆動を制御する。本実施形態では、駆動制御部５５は、フィードバックされる電流検出値と電流指令値とが一致するように、ＳＷ素子２１〜２６のデューティ比を制御するＰＷＭ制御により、ＳＷ素子２１〜２６のオンオフ作動を制御する駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、プリドライバ等を経由し、ＳＷ素子２１〜２６のゲートに出力される。ＳＷ素子２１〜２６は、駆動信号に基づいて、オンオフ作動が制御される。
なお、モータ８０の制御方法は、ＰＷＭ制御に限らず、どのような制御方法としてもよい。
【００２１】
異常判定部６０は、バッテリ５からインバータ回路２０に至る経路である給電領域Ｒｉｎ内における給電異常を判定する。本実施形態における「給電異常」とは、バッテリ５からインバータ回路２０へ電力を供給できなくなる異常であって、給電領域Ｒｉｎ内におけるハーネスの断線、および、電源入力回路１０の地絡等が含まれる。
【００２２】
給電異常が生じると、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下するとともに、バッテリ５からインバータ回路２０への電流も低下する。
また、本実施形態では、モータ８０が比較的消費電力が大きい電動パワーステアリング装置８に用いられている。そのため、モータ８０での消費電力が大きく、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が大きくなることで配線抵抗７０による電圧降下が大きくなり、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下することがある。ここで、例えば単にインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが所定値より小さい場合に給電領域Ｒｉｎにて給電異常が生じていると判定すると、持ち出し電流が大きいために電圧降下が生じているにも関わらず、給電異常が生じていると誤判定される虞がある。
【００２３】
そこで本実施形態では、モータ８０における消費電力を考慮し、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖに基づいて給電領域Ｒｉｎの給電異常判定を行う。
本実施形態における異常判定処理を図３に示すフローチャートに基づいて説明する。
最初のステップＳ１０１では、異常判定部６０は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖを読み込む。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。他のステップも同様とする。
【００２４】
Ｓ１０２では、異常判定部６０は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さいか否かを判断する。インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０６へ移行する。インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さいと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０３へ移行する。
【００２５】
Ｓ１０３では、異常判定部６０は、電流検出部３０にて検出された相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを読み込み、電流判定値Ｉｊ１１を演算する。電流判定値Ｉｊ１１は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの２乗和平方根であって、式（１）で演算される。
Ｉｊ１１＝√｛（Ｉｕ）2＋（Ｉｖ）2＋（Ｉｗ）2｝    ・・・（１）
【００２６】
Ｓ１０４では、異常判定部６０は、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さいか否かを判断する。電流閾値Ｉｔｈ１については、後述する。電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さいと判断された場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなし、Ｓ１０５へ移行する。電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上であると判断された場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、Ｓ１０６へ移行する。
【００２７】
インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ、かつ、Ｓ１０４：ＹＥＳ）に移行するＳ１０５では、給電異常が生じていると判定する。
インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上である場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、または、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合（Ｓ１０４：ＮＯ）に移行するＳ１０６では、給電異常が生じていないとみなし、正常判定する。
【００２８】
電流閾値Ｉｔｈ１について説明する。
まず、装置全体が正常である場合のバッテリ電圧Ｖｂａｔの下限値をバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎとする。例えば、バッテリ５の設定電圧を１２［Ｖ］、バッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎは、９［Ｖ］とする。これらの電圧値は例示にすぎず、適宜設定可能である。後述にて例示される電圧値についても同様である。
【００２９】
バッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎと電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈとの差分を、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈとする（式（２））。すなわち、例えば、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈが５［Ｖ］であれば、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈは、４［Ｖ］となる。
ΔＶ＿ｔｈ＝Ｖｂａｔ＿ｍｉｎ−Ｖｉｎｖ＿ｔｈ    ・・・（２）
【００３０】
ここで、バッテリ５がバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎであって、持ち出し電流が大きく、バッテリ電圧Ｖｂａｔとインバータ入力電圧Ｖｉｎｖとの差である電圧降下量ΔＶが、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きい場合、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖは、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さくなる。この場合、単にインバータ入力電圧Ｖｉｎｖと電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈとの比較に基づいて異常判定を行うと、給電異常が生じていないにも関わらず、給電異常が生じていると誤判定する虞がある。そのため、本実施形態では、異常判定部６０は、このような誤判定を避けるべく、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより小さい範囲で、給電異常判定を行う。
【００３１】
配線抵抗７０の抵抗値を配線抵抗値Ｒｗｉｒｅ、バッテリ５からインバータ２０への持ち出し電流をバッテリ電流Ｉｂａｔとすると、電圧降下量ΔＶは、式（３）で表される。
ΔＶ＝Ｒｗｉｒｅ×Ｉｂａｔ    ・・・（３）
配線抵抗値Ｒｗｉｒｅは固定のパラメータであるので、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈとなるときのバッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈは、式（４）で表される。
Ｉｂａｔ＿ｔｈ＝ΔＶ＿ｔｈ／Ｒｗｉｒｅ    ・・・（４）
【００３２】
モータ制御装置１において、入力電力と消費電力とが等しいとすると、式（５）が成立する。
Ｖｉｎｖ×Ｉｂａｔ＝Ｖｕ×Ｉｕ＋Ｖｖ×Ｉｖ＋Ｖｗ×Ｉｗ    ・・・（５）
また、各相の電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖに対する割合を指令するものとすると、相電圧Ｖｕ、Ｖｖ、Ｖｗは、式（６−１）〜（６−３）で表される。
Ｖｕ＝Ｖｉｎｖ×Ｖｕ*    ・・・（６−１）
Ｖｖ＝Ｖｉｎｖ×Ｖｖ*    ・・・（６−２）
Ｖｗ＝Ｖｉｎｖ×Ｖｗ*    ・・・（６−３）
【００３３】
式（６−１）〜（６−３）を用いて、式（５）を変形すると、式（７）となる。
Ｉｂａｔ＝Ｖｕ*×Ｉｕ＋Ｖｖ*×Ｉｖ＋Ｖｗ*×Ｉｗ    ・・・（７）
式（７）を、相電圧指令値、相電流の２乗和平方根、および、力率ｃｏｓφを用いて変換すると、式（８）となる。
Ｉｂａｔ＝√｛（Ｖｕ*）2＋（Ｖｖ*）2＋（Ｖｗ*）2｝
×√｛（Ｉｕ）2＋（Ｉｖ）2＋（Ｉｗ）2｝×ｃｏｓφ    ・・・（８）
【００３４】
相電圧指令値の２乗和平方根（すなわち√｛（Ｖｕ*）2＋（Ｖｖ*）2＋（Ｖｗ*）2｝）の取り得る最大値をＶ*ｍａｘとすると、相電圧指令値の２乗和平方根が最大値Ｖ*ｍａｘのとき、式（８）は、式（９）の如くとなる。
Ｉｂａｔ／Ｖ*ｍａｘ／ｃｏｓφ＝√｛（Ｉｕ）2＋（Ｉｖ）2＋（Ｉｗ）2｝
Ｉｂａｔ／Ｖ*ｍａｘ／ｃｏｓφ＝Ｉｊ１１    ・・・（９）
【００３５】
式（９）のバッテリ電流Ｉｂａｔを、バッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈとすると、式（９）は、式（１０−１）、（１０−２）となる。
Ｉｂａｔ＿ｔｈ／Ｖ*ｍａｘ／ｃｏｓφ＝Ｉｊ１１
（ΔＶ＿ｔｈ／Ｒｗｉｒｅ）／Ｖ*ｍａｘ／ｃｏｓφ＝Ｉｊ１１
・・・（１０−１）
｛（Ｖｂａｔ＿ｍｉｎ−Ｖｉｎｖ＿ｔｈ）／Ｒｗｉｒｅ｝／Ｖ*ｍａｘ／ｃｏｓφ
＝Ｉｊ１１                                        ・・・（１０−２）
【００３６】
本実施形態では、電流閾値Ｉｔｈ１を、式（１０−２）の左辺の値以下の値とする。具体的には、電流閾値Ｉｔｈ１は、バッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎから電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈを減じた値を、配線抵抗値Ｒｗｉｒｅ、相電流の２乗和平方根の最大値Ｖ*ｍａｘ、および、力率ｃｏｓφで除した値に応じて設定される。換言すると、電流閾値Ｉｔｈ１は、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈに応じて設定される。
【００３７】
電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖは、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上となる。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなす。すなわち、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、持ち出し電流の増加に伴う電圧降下ではなく、給電異常によりインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下していると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００３８】
一方、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さくなることがある。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
すなわち、本実施形態では、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖ、および、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを監視することで、持ち出し電流の増加に伴ってインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが一時的に低下しているのか、給電異常によりインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下しているのかを切り分けている、と捉えることもできる。他の実施形態も同様である。
【００３９】
なお、電流閾値Ｉｔｈ１は、式（１０−２）の左辺の値、または、式（１０−２）の左辺の値以下の可及的近い値に設定することが望ましい。これにより、給電異常判定可能な範囲を広く確保することができる。他の実施形態についても同様である。
本実施形態では、電流閾値Ｉｔｈ１は、上述の演算をオフラインでおこなうことで予め設定される固定値とする。また、後述の第２実施形態〜第６実施形態は、第１実施形態と同様、各閾値を固定値とする。閾値を固定値とすることで、演算負荷を低減することができる。
【００４０】
本実施形態では、給電異常判定に用いるインバータ入力電圧Ｖｉｎｖ等の値は、モータ制御装置１の内部にて取得可能である。そのため、バッテリ電流Ｉｂａｔの検出値を用いて異常判定を行う場合と比較し、端子数を削減可能であるとともに、バッテリ電流Ｉｂａｔの検出値の受け回路を省略できるので、構成を簡素化することができる。なお、電流閾値Ｉｔｈ１の導出過程の説明においてバッテリ電流Ｉｂａｔを用いているが、実際の給電異常判定において、バッテリ電流Ｉｂａｔの検出値を用いていないことを補足しておく。
また、電流指令値や電圧指令値等を制限する必要がないので、モータ８０のトルクＴや回転数Ｎの低下を生じさせることなく、給電異常判定を行うことができる。
【００４１】
また、上述の相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに基づく電流判定値Ｉｊ１１に替えて、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗを回転角θでｄｑ軸座標に変換したｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑに基づく電流判定値Ｉｊ１２を用いてもよい。以下適宜、ｄ軸電流Ｉｄおよびｑ軸電流Ｉｑを、「ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑ」と記載する。
すなわち、電流判定値Ｉｊ１２は、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑの２乗和平方根であって、式（１１）で表される。なお、電流判定値Ｉｊ１１に替えて、電流判定値Ｉｊ１２を用いる場合も、電流閾値Ｉｔｈ１は同様に設定される。
Ｉｊ１２＝√｛（Ｉｄ）2＋（Ｉｑ）2｝    ・・・（１１）
【００４２】
以上説明したように、本実施形態のモータ制御装置１は、モータ８０の駆動を制御するものであって、インバータ回路２０と、インバータ入力電圧検出部４１と、制御部５０と、を備える。インバータ回路２０は、バッテリ５の電力をモータ８０へ供給する。インバータ入力電圧検出部４１は、インバータ回路２０に入力されるインバータ入力電圧Ｖｉｎｖを検出する。
制御部５０は、駆動制御部５５、および、異常判定部６０を有する。駆動制御部５５は、モータ８０の駆動を制御する。異常判定部６０は、バッテリ５とインバータ回路２０との間である給電領域Ｒｉｎにおいて、バッテリ５からインバータ回路２０へ給電不能となる給電異常を判定する。
【００４３】
異常判定部６０は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲である場合、給電異常が生じていると判定する。
判定可能範囲か否かは、モータ８０に通電されるモータ電流に基づいて判定される。当該判定に係る判定閾値は、給電領域Ｒｉｎが正常であるときのインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上となる値に設定される。本実施形態では、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、または、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑが「モータ電流」であり、電流閾値Ｉｔｈ１が「判定閾値」である。
【００４４】
本実施形態では、バッテリ電流Ｉｂａｔの検出値を用いず、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖ等に基づき、給電異常判定を行う。これにより、バッテリ電流Ｉｂａｔの検出値を用いる場合と比較し、装置を簡素化することができる。
また、モータ８０における消費電力が大きい場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が大きくなることで給電領域Ｒｉｎの配線抵抗７０による電圧降下が大きくなり、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下することがある。このような状況にて、単にインバータ入力電圧Ｖｉｎｖの閾値判定を行うと、配線抵抗７０による電圧降下を、給電異常と誤判定する虞がある。そこで本実施形態では、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲である場合、給電異常が生じていると判定する。これによりバッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が大きいことに起因する配線抵抗による電圧降下を、給電異常と誤判定するのを防ぐことができる。
【００４５】
異常判定部６０は、モータ電流を用いて演算される電流判定値Ｉｊ１１または電流判定値Ｉｊ１２が、判定閾値である電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であると判定する。本実施形態では、モータ８０は３相の交流モータであって、電流判定値Ｉｊ１１は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗの２乗和平方根である。また、電流判定値Ｉｊ１２は、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑの２乗和平方根である。
これにより、モータ電流に基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを適切に判定することができる。また、給電異常により電流が流れない場合、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、および、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑは０になる。そのため、電流の２乗和平方根を用いることで、給電異常を容易に判定することができる。
【００４６】
電動パワーステアリング装置８は、モータ制御装置１と、運転者による操舵を補助する補助トルクを出力するモータ８０と、を備える。本実施形態のモータ制御装置１では、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が大きいことに起因する配線抵抗による電圧降下を、給電異常と誤判定するのを防ぐことができるので、電動パワーステアリング装置８のように、消費電力が比較的大きい装置に、好適に適用される。また、給電異常判定に際し、電圧指令値や電流指令値を制限する必要がないので、運転者に操舵違和感を与えることなく、給電異常判定を行うことができる。
【００４７】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を、図４に示す。本実施形態では、異常判定処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。
本実施形態の異常判定処理を図４のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ２０１およびＳ２０２の処理は、図３中のＳ１０１およびＳ１０２の処理と同様である。
Ｓ２０３では、異常判定部６０は、電流判定値Ｉｊ２１を演算する。すなわち、本実施形態では、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かの判定に、電流判定値Ｉｊ１１に替えて、電流判定値Ｉｊ２１を用いる点が上記実施形態と異なる。電流判定値Ｉｊ２１は、各相の電流および電圧に基づく値であって、相毎の電流値と電圧値とを乗じた値の和である。本実施形態では、電流値として、電流検出部３０にて検出された値に基づく検出値を用い、電圧値として指令値である電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を用いる（式（１２）参照）。
Ｉｊ２１＝Ｖｕ*×Ｉｕ＋Ｖｖ*×Ｉｖ＋Ｖｗ*×Ｉｗ    ・・・（１２）
【００４８】
Ｓ２０４では、異常判定部６０は、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さいか否かを判断する。電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さいと判断された場合（Ｓ２０４：ＹＥＳ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなし、Ｓ２０５へ移行する。電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２以上であると判断された場合（Ｓ２０４：ＮＯ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、Ｓ２０６へ移行する。
Ｓ２０５およびＳ２０６の処理は、Ｓ１０５およびＳ１０６の処理と同様である。
【００４９】
ここで、電流閾値Ｉｔｈ２について説明する。上述の式（７）のバッテリ電流Ｉｂａｔを、バッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈとすると、式（７）は、式（１３−１）、（１３−２）となる。
Ｉｂａｔ＿ｔｈ＝Ｖｕ*×Ｉｕ＋Ｖｖ*×Ｉｖ＋Ｖｗ*×Ｉｗ
ΔＶ＿ｔｈ／Ｒｗｉｒｅ＝Ｉｊ２１    ・・・（１３−１）
（Ｖｂａｔ＿ｍｉｎ−Ｖｉｎｖ＿ｔｈ）／Ｒｗｉｒｅ＝Ｉｊ２１
・・・（１３−２）
【００５０】
本実施形態では、電流閾値Ｉｔｈ２を、式（１３−２）の左辺の値以下の値とする。具体的には、電流閾値Ｉｔｈ２は、バッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎから電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈを減じた値を、配線抵抗値Ｒｗｉｒｅで除した値に応じて設定される。換言すると、電流閾値Ｉｔｈ２は、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈに応じて設定される。
【００５１】
電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さい場合、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖは、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上となる。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さい場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなす。すなわち、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さい場合、持ち出し電流の増加に伴う電圧降下ではなく、給電異常によりインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下していると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００５２】
一方、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２以上である場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さくなることがある。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２以上である場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
【００５３】
また、上述の各相の電流と電圧との積に基づく電流判定値Ｉｊ２１に替えて、ｄｑ軸の電流と電圧との積に基づく電流判定値Ｉｊ２２を用いてもよい。すなわち、電流判定値Ｉｊ２２は、式（１４）で表される。なお、電流判定値Ｉｊ２１に替えて、電流判定値Ｉｊ２２を用いた場合も、電流閾値Ｉｔｈ２は同様に設定される。
Ｉｊ２２＝Ｖｄ*×Ｉｄ＋Ｖｑ*×Ｉｑ    ・・・（１４）
【００５４】
本実施形態では、電流判定値Ｉｊ２１は、相毎の電流値である相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗと電圧値である電圧指令値Ｖｕ*、Ｖｖ*、Ｖｗ*を乗じた値の和である。また、電流判定値Ｉｊ２２は、ｄｑ軸毎の電流値であるｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑと電圧値であるｄｑ軸電圧指令値Ｖｄ*、Ｖｑ*とを乗じた値の和である。
これにより、モータ電流に基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを適切に判定することができる。本実施形態では、電流フィードバック制御を行っており、電流値が減少すると、電圧指令値は増加するので、電流値と電圧値の積の値は変化しにくい。そのため、誤判定が生じにくく、より精度よく給電異常判定を行うことができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図５および図６に示す。本実施形態では、異常判定処理が上記実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。
Ｓ３０１およびＳ３０２の処理は、図３中のＳ１０１およびＳ１０２の処理と同様である。
Ｓ３０３では、異常判定部６０は、回転角θに基づき、モータ８０の回転数Ｎを演算する。なお、他の制御等で回転数Ｎが演算されている場合、異常判定部６０で演算を行わず、演算された値を取得してもよい。
【００５６】
Ｓ３０４では、異常判定部６０は、回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１より小さい、または、回転数Ｎが第２回転数閾値Ｎｔｈ２より大きいか否かを判断する。回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１より小さい、または、回転数Ｎが第２回転数閾値Ｎｔｈ２より大きいと判断された場合（Ｓ３０４：ＹＥＳ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなし、Ｓ３０５へ移行する。回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１以上、第２回転数閾値Ｎｔｈ２以下であると判断された場合（Ｓ３０４：ＮＯ）、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲でないとみなし、Ｓ３０６へ移行する。以下適宜、回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１より小さい、または、第２回転数閾値Ｎｔｈ２より大きいことを、「回転数Ｎが判定条件を満たしている」という。
Ｓ３０５およびＳ３０６の処理は、Ｓ１０５およびＳ１０６の処理と同様である。
【００５７】
ここで、回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２について、図６に基づいて説明する。
図６は、モータ８０の回転数Ｎと、トルクＴおよびバッテリ電流Ｉｂａｔとの関係を示す特性図である。図６では、横軸を回転数Ｎとし、縦軸をトルクＴおよびバッテリ電流Ｉｂａｔとする。
モータ８０のトルクＴは、回転数Ｎが所定値Ｎａ以下のとき、トルク最大値Ｔｍａｘとなる。また、回転数Ｎが所定値Ｎａより大きくなると、回転数Ｎの上昇に伴って、トルクＴは減少する。
【００５８】
バッテリ電流Ｉｂａｔは、回転数Ｎが所定値Ｎａ以下のとき、回転数Ｎの上昇に伴って増加する。また、バッテリ電流Ｉｂａｔは、回転数Ｎが所定値Ｎａより大きいとき、回転数Ｎの上昇に伴って減少する。回転数Ｎが所定値Ｎａのとき、バッテリ電流Ｉｂａｔは、電流最大値Ｉｂａｔ＿ｍａｘとなる。また、バッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈは、電流最大値Ｉｂａｔ＿ｍａｘより小さい値となる。
本実施形態では、バッテリ電流Ｉｂａｔがバッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈとなる回転数Ｎのうち、小さい方の値を第１回転数閾値Ｎｔｈ１、大きい方の値を第２回転数閾値Ｎｔｈ２とする。
【００５９】
本実施形態では、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈとなるときのバッテリ電流Ｉｂａｔであるバッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈに基づいて回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２を設定している。降下量閾値ΔＶ＿ｔｈは、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈに基づく値である（式（２）、（４）参照）。すなわち、回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２は、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈに基づく値であると言える。
【００６０】
回転数Ｎが判定条件を満たしている場合、バッテリ電流Ｉｂａｔがバッテリ電流閾値Ｉｂａｔ＿ｔｈより小さい。そのため、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖは、電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上となる。そこで本実施形態では、回転数Ｎが判定条件を満たしている場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であるとみなす。すなわち、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さく、かつ、回転数Ｎが判定条件を満たしている場合、持ち出し電流の増加に伴う電圧降下ではなく、給電異常によりインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下していると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００６１】
一方、回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１以上、第２回転数閾値Ｎｔｈ２以下であり、判定条件を満たしていない場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さくなることがある。そこで本実施形態では、回転数Ｎが判定条件を満たしていない場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
【００６２】
本実施形態では、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かは、モータ８０の回転数Ｎに基づいて判定される。当該判定に係る判定閾値は、給電領域Ｒｉｎが正常であるときのインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上となる値に設定される。
このように、モータ電流に替えて、回転数Ｎを用いても、判定可能範囲か否かを適切に判定することができる。
【００６３】
判定閾値は、第１回転数閾値Ｎｔｈ１、および、第１回転数閾値Ｎｔｈ１より大きい値である第２回転数閾値Ｎｔｈ２である。異常判定部６０は、回転数Ｎが第１回転数閾値Ｎｔｈ１より小さい、または、第２回転数閾値Ｎｔｈ２より大きい場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲であると判定する。
これにより、モータ８０の回転数Ｎに基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否か適切に判定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
本実施形態では、回転数Ｎが「回転速度」に対応し、第１回転数閾値Ｎｔｈ１が「第１速度閾値」に対応し、第２回転数閾値Ｎｔｈ２が「第２速度閾値」に対応する。第６実施形態等も同様である。
【００６４】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図７および図８に示す。
図７に示すように、モータ制御装置２は、電源入力回路１０、インバータ回路２０、電流検出部３０、インバータ入力電圧検出部４１、バッテリ電圧検出部４２、および、制御部５０等を備える。
バッテリ電圧検出部４２は、バッテリ５の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを検出し、検出値を制御部５０に出力する。厳密に言えば、バッテリ電圧検出部４２にて検出される電圧は、配線抵抗７３に流れる電流Ｉｉｇに応じ、バッテリ電圧Ｖｂａｔより低くなる。本実施形態では、電流Ｉｉｇが十分に小さいものとし、バッテリ電圧検出部４２にて検出される電圧を、バッテリ電圧Ｖｂａｔとみなす。なお、バッテリ電圧Ｖｂａｔは、電動パワーステアリング装置８に適用されるモータ制御装置２において、通常、取得されている値である。
【００６５】
制御部５０は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、回転角θ、および、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖに係る検出値に加え、バッテリ電圧Ｖｂａｔに係る検出値を取得する。本実施形態では、制御部５０がバッテリ電圧Ｖｂａｔを取得しており、異常判定部６０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔとインバータ入力電圧Ｖｉｎｖとの差である電圧降下量ΔＶに基づいて、給電異常を判定する。
【００６６】
本実施形態の異常判定処理を図８のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ４０１では、異常判定部６０は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖ、および、バッテリ電圧Ｖｂａｔを読み込む。
Ｓ４０２では、異常判定部６０は、電圧降下量ΔＶが、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きいか否かを判断する。電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ４０２：ＮＯ）、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈ以上であるとみなし、Ｓ４０６へ移行する。電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ４０２：ＹＥＳ）、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さいとみなし、Ｓ４０３へ移行する。
Ｓ４０３〜Ｓ４０６の処理は、図３中のＳ１０３〜Ｓ１０６の処理と同様である。
【００６７】
降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ、および、電流閾値Ｉｔｈ１は、第１実施形態と同様である（式（２）、（１０）等参照）。電流閾値Ｉｔｈ１について補足すると、式（１０−１）を見れば、電流閾値Ｉｔｈ１は、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈに応じて設定される、とも言える。
また、第１実施形態と同様、電流判定値Ｉｊ１１に替えて、ｄｑ軸電流Ｉｄ、Ｉｑに基づく電流判定値Ｉｊ１２を用いてもよい。
【００６８】
電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、電圧降下量ΔＶは降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ以下となる。本実施形態では、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きく、かつ、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１より小さい場合、持ち出し電流の増加による電圧降下ではなく、給電異常による電圧低下であると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００６９】
一方、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きくなることがある。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ１１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
【００７０】
モータ制御装置２は、バッテリ５の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔを検出するバッテリ電圧検出部４２をさらに備える。
異常判定部６０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔとインバータ入力電圧Ｖｉｎｖとの差である電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きい場合、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖが電圧閾値Ｖｉｎｖ＿ｔｈより小さいとみなす。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７１】
（第５実施形態）
本発明の第５実施形態を、図９に示す。本実施形態では、異常判定処理が第４実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。
本実施形態の異常判定処理を図９のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ５０１およびＳ５０２の処理は、図８中のＳ４０１およびＳ４０２の処理と同様である。
Ｓ５０３〜Ｓ５０６の処理は、図４中のＳ２０３〜Ｓ５０６の処理と同様である。
【００７２】
電流閾値Ｉｔｈ２は、第２実施形態と同様である（式（１３）参照）。電流閾値Ｉｔｈ２について補足すると、式（１３−１）を見れば、電流閾値Ｉｔｈ２は、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈに応じて設定される、とも言える。
また、第２実施形態と同様、電流判定値Ｉｊ２１に替えて、ｄｑ軸の電流と電圧との積に基づく電流判定値Ｉｊ２２を用いてもよい。
【００７３】
電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さい場合、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、電圧降下量ΔＶは降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ以下となる。本実施形態では、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きく、かつ、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２より小さい場合、持ち出し電流の増加による電圧降下ではなく、給電異常による電圧低下であると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００７４】
一方、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ２以上である場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きくなることがある。そこで本実施形態では、電流判定値Ｉｊ２１が電流閾値Ｉｔｈ１以上である場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７５】
（第６実施形態）
本実施形態の第６実施形態を図１０に示す。本実施形態では、異常判定処理が第４実施形態と異なるので、この点を中心に説明する。
Ｓ６０１およびＳ６０２の処理は、図８中のＳ４０１およびＳ４０２の処理と同様である。
Ｓ６０３〜Ｓ６０６の処理は、図３中のＳ３０３〜Ｓ３０６の処理と同様である。
回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２は、第３実施形態と同様である。
【００７６】
本実施形態では、回転数Ｎが判定条件を満たしているとき、バッテリ電流Ｉｂａｔが上述のＩｂａｔ＿ｔｈより小さい。そのため、配線抵抗７０による電圧降下が小さく、給電異常が生じていなければ、電圧降下量ΔＶは、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ以下となる。本実施形態では、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きく、かつ、回転数Ｎが判定条件を満たしている場合、持ち出し電流の増加に伴う電圧降下ではなく、給電異常によりインバータ入力電圧Ｖｉｎｖが低下していると判定可能である。これにより、給電異常を適切に判定することができる。
【００７７】
一方、回転数Ｎが判定条件を満たしていない場合、持ち出し電流が大きく、配線抵抗７０による電圧降下が大きくなる。このような場合、バッテリ電圧Ｖｂａｔによっては、電圧降下量ΔＶが降下量閾値ΔＶ＿ｔｈより大きくなることがある。そこで本実施形態では、回転数Ｎが判定条件を満たしていない場合、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲ではないとみなし、給電異常判定を行わず、正常判定する。これにより、持ち出し電流が大きいことで電圧降下が生じているときに、給電異常が生じていると誤判定するのを避けることができる。
このようにしても、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００７８】
（第７実施形態）
本発明の第７実施形態を図１１に示す。
本実施形態の異常判定処理を図１１のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ１５１では、異常判定部６０は、インバータ入力電圧Ｖｉｎｖ、および、バッテリ電圧Ｖｂａｔを読み込む。
Ｓ１５２およびＳ１５３の処理は、図３中のＳ１０２およびＳ１０３の処理と同様である。
【００７９】
Ｓ１５４では、異常判定部６０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔに基づき、電流閾値Ｉｔｈ１を演算する。具体的には、式（２）のバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎに替えて、Ｓ１５１にて取得されたバッテリ電圧Ｖｂａｔを用いる。その他の導出過程については、上記実施形態と同様であり、式（１０）の左辺の値以下の値となるように、電流閾値Ｉｔｈ１を設定する。電流閾値Ｉｔｈ１は、バッテリ電圧Ｖｂａｔを用いた上述の演算を随時行って設定されるようにしてもよいし、バッテリ電圧Ｖｂａｔと電流閾値Ｉｔｈ１とが関連づけられたマップを予め持っておき、マップ演算により設定されるようにしてもよい。
なお、電流閾値Ｉｔｈ１は、例えば、Ｓ１５２の判断処理の前等、Ｓ１５１〜Ｓ１５５の間のいずれのタイミングで演算するようにしてもよい。
Ｓ１５５〜Ｓ１５７の処理は、Ｓ１０４〜Ｓ１０６の処理と同様である。
【００８０】
本実施形態では、電流閾値Ｉｔｈ１を、バッテリ電圧Ｖｂａｔに応じて可変としている。これにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔがバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎより高い場合、給電異常を判定可能な範囲を広くすることができる。
ここでは、電流閾値Ｉｔｈ１をバッテリ電圧Ｖｂａｔで可変にする例を説明したが、電流閾値Ｉｔｈ２、または、回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２についても同様、バッテリ電圧Ｖｂａｔに基づいて可変にしてもよい。
【００８１】
本実施形態では、判定閾値は、バッテリ５の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂａｔに応じた可変である。
これにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔの変動に応じ、判定可能範囲を適切に設定することができることができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００８２】
（第８実施形態）
本発明の第８実施形態を図１２に示す。
本実施形態の異常判定処理を図１２のフローチャートに基づいて説明する。
Ｓ４５１の処理は、図８中のＳ４０１の処理と同様である。
Ｓ４５２では、異常判定部６０は、バッテリ電圧Ｖｂａｔに基づき、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ、および、電流閾値Ｉｔｈ１を演算する。
【００８３】
降下量閾値ΔＶ＿ｔｈは、式（２）のバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎに替えて、Ｓ４５１で取得したバッテリ電圧Ｖｂａｔを用いて演算する。電流閾値Ｉｔｈ１の演算は、第７実施形態と同様である。なお、電流閾値Ｉｔｈ１は、Ｓ４５３にて肯定判断された後等、Ｓ４５１〜Ｓ４５５の間のいずれのタイミングで演算するようにしてもよい。
Ｓ４５３〜Ｓ４５７の処理は、Ｓ４０２〜Ｓ４０６の処理と同様である。
【００８４】
本実施形態では、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈおよび電流閾値Ｉｔｈ１を、バッテリ電圧Ｖｂａｔに応じて可変としている。これにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔがバッテリ電圧下限値Ｖｂａｔ＿ｍｉｎより高い場合、給電異常を判定可能な範囲を広くすることができる。
ここでは、第４実施形態の降下量閾値ΔＶ＿ｔｈおよび電流閾値Ｉｔｈ１をバッテリ電圧Ｖｂａｔで可変にする例を説明したが、第５実施形態の降下量閾値ΔＶ＿ｔｈおよび電流閾値Ｉｔｈ２、第６実施形態の降下量閾値ΔＶ＿ｔｈおよび回転数閾値Ｎｔｈ１、Ｎｔｈ２についても同様、バッテリ電圧Ｖｂａｔで可変にしてもよい。
また、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈ、または、判定閾値の一方をバッテリ電圧Ｖｂａｔに応じて可変とし、他方をバッテリ電圧Ｖｂａｔによらず固定値としてもよい。
【００８５】
本実施形態では、降下量閾値ΔＶ＿ｔｈは、バッテリ電圧Ｖｂａｔに応じて可変である。これにより、バッテリ電圧Ｖｂａｔに応じ、より適切に給電異常判定を行うことができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００８６】
（第９実施形態）
本実施形態の第９実施形態を図１３に示す。
図１３に示すように、本実施形態のモータ８５は、ブラシ付きの直流モータである。
モータ制御装置３は、電源入力回路１０、インバータ回路１２０、電流検出部３５、インバータ入力電圧検出部４１、および、制御部５０等を備える。なお、第４実施形態等のように、モータ制御装置３に、バッテリ電圧検出部４２を設けてもよい。
【００８７】
インバータ回路１２０は、Ｈブリッジ回路であって、４つのＳＷ素子１２１〜１２４を有する。対になるＳＷ素子１２１、１２３の接続点には、図示しないモータ８５のコイルの一方の端子８５１と接続される。対になるＳＷ素子１２２、１２４の接続点には、コイルの他方の端子８５２が接続される。
電流検出部３５は、モータ８５のコイルに通電される電流である巻線電流Ｉｍｏｔを検出する。本実施形態の電流検出部３５は、シャント抵抗であって、両端電圧が巻線電流Ｉｍｏｔに係る検出値として、制御部５０に出力される。
【００８８】
制御部５０の駆動制御部５５は、巻線電流Ｉｍｏｔ、回転角θ、および、操舵トルク等に基づき、ＳＷ素子１２１〜１２４のオンオフ作動を制御することで、モータ８５の駆動を制御する。
異常判定部６０は、第１実施形態または第４実施形態の電流判定値Ｉｊ１１に替えて、電流判定値Ｉｊ１３に基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを判定し、給電異常判定を行う。直流モータである場合の電流判定値Ｉｊ１３は、巻線電流Ｉｍｏｔである（式（１４）参照）。
Ｉｊ１３＝Ｉｍｏｔ    ・・・（１４）
【００８９】
また、異常判定部６０は、第２実施形態または第５実施形態の電流判定値Ｉｊ２１に替えて、電流判定値Ｉｊ２３に基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを判定し、給電異常判定を行ってもよい。直流モータである場合の電流判定値Ｉｊ２３は、巻線電流Ｉｍｏｔと両端子間電圧の積であり、式（１５）で表される。なお、式中のＶｍ１*は、端子８５１に印加される電圧指令値であり、Ｖｍ２*は、端子８５２に印加される電圧指令値である。
Ｉｊ２３＝（Ｖｍ１*−Ｖｍ２*）×Ｉｍｏｔ    ・・・（１５）
【００９０】
さらにまた、異常判定部６０は、第３実施形態または第６実施形態のように、回転数Ｎに基づき、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを判定し、給電異常判定を行ってもよい。
なお、給電異常判定に係る各閾値は、上記実施形態と同様である。
【００９１】
本実施形態のモータ８５は、直流モータである。電流判定値Ｉｊ１３は、巻線電流Ｉｍｏｔである。また、電流判定値Ｉｊ２３は、端子電圧間電圧（すなわち、Ｖｍ１*−Ｖｍ２*）と、巻線電流Ｉｍｏｔとの積である。これにより、直流モータにおいて、バッテリ５からインバータ回路２０への持ち出し電流が判定可能範囲か否かを適切に判定することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００９２】
（他の実施形態）
（ア）電流判定値
第１実施形態および第３実施形態等では、電流判定値は、相電流の検出値の２乗和平方根である。他の実施形態では、電流判定値の演算において、相電流の検出値に替えて、指令値や推定値を用いてもよい。ｄ軸電流およびｑ軸電流についても同様である。
第２実施形態および第４実施形態等では、電流判定値の演算において、電流値として検出値を用い、電圧値として指令値を用いる。他の実施形態では、電流判定値の演算において、電流値として指令値や推定値を用いてもよいし、電圧値として検出値や推定値を用いてもよい。
直流モータの場合も同様、モータ電流や端子間電圧は、検出値、指令値、または、推定値のいずれであってもよい。
【００９３】
（イ）回転速度
第３実施形態および第６実施形態では、回転角に基づいて演算される回転数が回転速度に対応する。他の実施形態では、回転速度として、回転数に替えて、回転角速度であってもよい。また他の実施形態では、各相の端子電圧を検出する端子電圧検出部を設け、検出される端子電圧に基づき、回転速度を推定してもよい。
【００９４】
（ウ）判定可能範囲
上記実施形態では、判定可能範囲の判定に、電流判定値または回転速度を用いる。他の実施形態では、判定可能範囲の判定に用いられる値は、モータ電流または回転速度に応じた値であれば、どのようなものを用いてもよい。また、判定閾値は、給電異常が生じていないときのインバータ入力電圧が電圧閾値以上となる値であれば、判定に用いる値に応じ、適宜設定可能である。
【００９５】
（エ）電流検出部
上記実施形態では、電流検出部には、シャント抵抗が用いられ、低電位側のＳＷ素子の低電位側に設けられる。他の実施形態では、電流検出部には、ホール素子等、シャント抵抗以外のものを用いてもよい。また、電流検出部は、低電位側のＳＷ素子の低電位側に限らず、電流検出可能ないずれの箇所に設けてもよい。
【００９６】
（オ）モータ
上記実施形態のモータは、３相交流モータ、または、直流モータである。他の実施形態では、モータは、４相以上のモータ等、どのようなものを用いてもよい。
上記実施形態では、モータは、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、モータ制御装置を電動パワーステアリング装置以外の装置に適用してもよい。
以上、本発明は、上記実施形態になんら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可能である。
【符号の説明】
【００９７】
１〜３・・・モータ制御装置
５・・・バッテリ
２０、１２０・・・インバータ回路
４１・・・インバータ入力電圧検出部
４２・・・バッテリ電圧検出部
５０・・・制御部
５５・・・駆動制御部
６０・・・異常判定部
８０、８１・・・モータ
【図１】
0006597180.tif 000002
【図２】
0006597180.tif 000003
【図３】
0006597180.tif 000004
【図４】
0006597180.tif 000005
【図５】
0006597180.tif 000006
【図６】
0006597180.tif 000007
【図７】
0006597180.tif 000008
【図８】
0006597180.tif 000009
【図９】
0006597180.tif 000010
【図１０】
0006597180.tif 000011
【図１１】
0006597180.tif 000012
【図１２】
0006597180.tif 000013
【図１３】
0006597180.tif 000014