(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
複数の巻線組（２１、２２）を有する回転電機（２０）を制御する制御装置であって、
前記回転電機の駆動に係る指令値を演算する指令演算部（５５）と、
前記巻線組、および、前記巻線組ごとに対応して設けられるインバータ（３１、３２）の組み合わせを系統としたとき、前記系統ごとの温度である系統温度を演算する温度演算部（８１、８２）と、
前記系統温度に応じて前記指令値を前記巻線組ごとに分配し、前記巻線組ごとの分配指令値を演算する分配部（６０）と、
前記分配指令値に基づき、前記巻線組に流れる電流を制御する電流制御部（７０、７５）と、
前記系統温度が過熱保護要求状態であると判定された場合、前記指令値を制限する過熱保護部（８３）と、
を備え、
過熱保護要求状態であっても、複数系統での駆動を継続し、
前記分配部は、
前記系統温度が過熱保護要求状態であると判断された場合、前記系統温度に応じた分配に替えて、所定の比率で前記指令値を分配し、
前記系統温度が過熱保護要求状態ではないと判断された場合、系統間不均等を許可するか否かを判断し、系統間不均等が許可された場合、前記指令値の分配に係る分配係数を演算し、当該分配係数に基づいて前記指令値を分配し、許可されなかった場合、前記指令値を均等分配することを特徴とする制御装置。
【請求項２】
前記分配部は、前記系統温度が過熱保護要求状態ではない場合、耐熱温度と前記系統温度との差分値に応じて前記指令値を前記巻線組ごとに分配することを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
【請求項３】
前記系統温度は、前記巻線組および前記インバータにおける複数箇所の最高温度または平均温度であることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
【請求項４】
前記電流制御部は、和と差の制御により電流制御を行う請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、回転電機の駆動を制御する制御装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータを駆動源とする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、第１の巻線に電圧を印加する第１のインバータおよび第２の巻線に電圧を印加する第２のインバータを備え、第１の巻線に給電される電流と第２の巻線に給電される電流との偏差に基づいて第２の巻線に電圧を印加する。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００３】
【特許文献１】特開２０１３−１５３６１９号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
ところで、インバータや巻線が複数系統ある場合、系統によって発熱状態が異なり、一部の系統が過熱する虞がある。しかしながら、特許文献１では、系統間の発熱の偏りについては、なんら考慮されていない。
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、過熱を抑制可能な回転電機の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】
【０００５】
本発明は、複数の巻線組を有する回転電機を制御する制御装置であって、指令演算部と、温度演算部と、分配部と、電流制御部と、過熱保護部と、を備える。
指令演算部は、回転電機の駆動に係る指令値を演算する。
ここで、巻線組、および、巻線組ごとに対応して設けられるインバータの組み合わせを系統とする。温度演算部は、系統ごとの温度である系統温度を演算する。
分配部は、系統温度に応じて指令値を巻線組ごとに分配し、巻線組ごとの分配指令値を演算する。
電流制御部は、トルク指令値に基づき、巻線組に流れる電流を制御する。
過熱保護部は、過熱保護要求状態であると判定された場合、指令値を制限する。
分配部は、系統温度が過熱保護要求状態であると判断された場合、系統温度に応じた分配に替えて、所定の比率で指令値を分配し、系統温度が過熱保護要求状態ではないと判断された場合、系統間不均等を許可するか否かを判断し、系統間不均等が許可された場合、指令値の分配に係る分配係数を演算し、当該分配係数に基づいて指令値を分配し、許可されなかった場合、指令値を均等分配する。
本発明では、系統温度に応じて指令値を分配し、巻線組ごとの分配指令値を演算するので、回転電機およびインバータの過熱を抑制することができる。
【図面の簡単な説明】
【０００６】
【図１】本発明の第１実施形態による制御装置の概略構成図である。
【図２】本発明の第１実施形態によるモータおよびインバータを説明する回路図である。
【図３】本発明の第１実施形態による電流制御部を説明するブロック図である。
【図４】本発明の第１実施形態による分配処理を説明するフローチャートである。
【図５】本発明の第２実施形態による制御装置の概略構成図である。
【図６】本発明の第２実施形態による分配処理を説明するフローチャートである。
【図７】本発明の第３実施形態による分配処理を説明するフローチャートである。
【図８】本発明の第４実施形態による電流制御部を説明するブロック図である。
【発明を実施するための形態】
【０００７】
以下、本発明による制御装置を図面に基づいて説明する。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実施形態による制御装置を図１〜図４に基づいて説明する。
図１に示すように、本実施形態の制御装置５１は、電動パワーステアリングシステム１に用いられる回転電機としてのモータ２０の駆動を制御する。
【０００８】
電動パワーステアリングシステム１は、操舵部材としてのハンドル１０、入力軸１１、コラム軸１２、インターミディエイトシャフト１３、トーションバー１４、モータ２０、ギア２５、転舵装置１５、電流センサ４１、トルクセンサ４２、および、モータ回転角センサ（以下単に「回転角センサ」という。）４３等を含む。
【０００９】
運転者により操舵されるハンドル１０は、入力軸１１の一端に連結される。入力軸１１は、トーションバー１４により、コラム軸１２と接続される。
コラム軸１２は、入力軸１１のハンドル１０と反対側に、トーションバー１４を介して接続される。コラム軸１２には、ギア２５を介してモータ２０が接続される。モータ２０が出力するトルクは、アシストトルクとして、ギア２５を経由してコラム軸１２に伝達され、コラム軸１２の回転を補助する。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリングシステム１は、モータ２０のアシストトルクによってコラム軸１２の回転を補助するコラムアシストタイプである。なお、コラムアシストタイプに替えて、ラックアシストタイプとしてもよい。
【００１０】
インターミディエイトシャフト１３は、コラム軸１２と転舵装置１５とを連結し、コラム軸１２の回転を転舵装置１５に伝達する。
転舵装置１５は、図示しないラックおよびピニオンを有するラックアンドピニオン機構により構成され、インターミディエイトシャフト１３を経由して伝達されるコラム軸１２の回転運動を、ラックの往復運動に変換する。ラックの両端には、タイロッド１６が設けられる。タイロッド１６は、ラックとともに左右に往復運動し、タイロッド１６と車輪１９との間に設けられるナックルアーム１７を引っ張ったり押したりする。これにより、路面ｒｄと当接する車輪１９が転舵される。
【００１１】
図２に示すように、モータ２０は、３相交流の電動機であって、図示しないロータおよびステータを有する。ステータには、第１系統巻線組２１および第２系統巻線組２２が巻回される。
第１系統巻線組２１は、Ｕ１コイル２１１、Ｖ１コイル２１２、および、Ｗ１コイル２１３から構成される。第２系統巻線組２２は、Ｕ２コイル２２１、Ｖ２コイル２２２、および、Ｗ２コイル２２３から構成される。
【００１２】
第１インバータ３１は、６つのスイッチング素子３１１〜３１６を有し、第１系統巻線組２１の通電を切り替える。
高電位側に設けられるスイッチング素子である高電位側スイッチング素子３１１、３１２、３１３のドレインは、上側母線３１８を経由してバッテリ３５の正極側と接続される。高電位側スイッチング素子３１１、３１２、３１３のソースは、低電位側に設けられるスイッチング素子である低電位側スイッチング素子３１４、３１５、３１６のドレインと接続される。低電位側スイッチング素子３１４、３１５、３１６のソースは、下側母線３１９を経由してグランドと接続される。対になる高電位側スイッチング素子３１１、３１２、３１３と低電位側スイッチング素子３１４、３１５、３１６との接続点は、それぞれ、Ｕ１コイル２１１、Ｖ１コイル２１２、Ｗ１コイル２１３の一端と接続される。
【００１３】
第２インバータ３２は、６つのスイッチング素子３２１〜３２６を有し、第２系統巻線組２２への通電を切り替える。
高電位側に設けられるスイッチング素子である高電位側スイッチング素子３２１、３２２、３２３のドレインは、上側母線３２８を経由してバッテリ３５の正極側と接続される。高電位側スイッチング素子３２１、３２２、３２３のソースは、低電位側に設けられるスイッチング素子である低電位側スイッチング素子３２４、３２５、３２６のドレインと接続される。低電位側スイッチング素子３２４、３２５、３２６のソースは、下側母線３２９を経由してグランドと接続される。対になる高電位側スイッチング素子３２１、３２２、３２３と低電位側スイッチング素子３２４、３２５、３２６との接続点は、それぞれ、Ｕ２コイル２２１、Ｖ２コイル２２２、Ｗ２コイル２２３の一端と接続される。
【００１４】
上側母線３１８には、リレー部３３が設けられる。リレー部３３は、電源リレー３３１および逆接保護リレー３３２からなる。電源リレー３３１は、第１インバータ３１とバッテリ３５との間の電流を導通または遮断する。逆接保護リレー３３２は、第１インバータ３１と電源リレー３３１との間に設けられる。
上側母線３２８には、リレー部３４が設けられる。リレー部３４は、電源リレー３４１および逆接保護リレー３４２からなる。電源リレー３４１は、第２インバータ３２とバッテリ３５との間の電流を導通または遮断する。逆接保護リレー３４２は、第２インバータ３２と電源リレー３４１との間に設けられる。
【００１５】
スイッチング素子３１１〜３１６、３２１〜３２６、および、リレー３３１、３３２、３４１、３４２は、いずれもＭＯＳＦＥＴ（金属酸化物半導体電界効果トランジスタ）であるが、ＩＧＢＴ（絶縁ゲートバイポーラトランジスタ）等の他の素子を用いてもよい。
逆接保護リレー３３２、３４２は、寄生ダイオードの向きが電源リレー３３１、３４１と反対向きとなるように接続される。これにより、誤ってバッテリ３５が逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぎ、第１インバータ３１および第２インバータ３２等の電子部品を保護する。
【００１６】
コンデンサ３６およびチョークコイル３７は、第１インバータ３１および第２インバータ３２とバッテリ３５との間に設けられる。コンデンサ３６およびチョークコイル３７は、フィルタ回路を構成し、バッテリ３５を共有する他の装置から伝わるノイズを低減するとともに、モータ２０およびインバータ３１、３２からバッテリ３５を共有する他の装置に伝わるノイズを低減する。
【００１７】
図１に示すように、電流センサ４１は、第１系統巻線組２１の各相に通電されるＵ１電流Ｉｕ１、Ｖ１電流Ｉｖ１、Ｗ１電流Ｉｗ１、および、第２系統巻線組２２の各相に通電されるＵ２電流Ｉｕ２、Ｖ２電流Ｉｖ２、Ｗ２電流Ｉｗ２を検出する。以下適宜、Ｕ１電流Ｉｕ１、Ｖ１電流Ｉｖ１、Ｗ１電流Ｉｗ１、Ｕ２電流Ｉｕ２、Ｖ２電流Ｉｖ２、および、Ｗ２電流Ｉｗ２を、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２という。
【００１８】
トルクセンサ４２は、トーションバー１４の捩れ角に基づき、トーショントルクを検出する。本実施形態では、トルクセンサ４２が検出したトーショントルクを、「操舵トルクＴｓ」とする。
回転角センサ４３は、モータ２０の回転角であるモータ回転角θｍを検出する。本実施形態では、モータ回転角θｍは機械角とする。
電流センサ４１により検出された相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、ＩＶ２、Ｉｗ２に係る検出信号、トルクセンサ４２により検出された操舵トルクＴｓに係る検出信号、および、回転角センサ４３により検出されたモータ回転角θｍに係る検出信号は、制御装置５１に出力される。
【００１９】
図１および図２に示すように、制御装置５１は、モータ２０の制御を司るものであり、各種演算を実行する例えばマイクロプロセッサ等として構成されており、内部にはＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ、および、これらの構成を接続するバスライン等を備える。制御装置５１における各処理は、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。
【００２０】
制御装置５１は、電流センサ４１、トルクセンサ４２、および、回転角センサ４３からの検出値等に基づき、スイッチング素子３１１〜３１６、３２１〜３２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路（プリドライバ）４９を経由して、スイッチング素子３１１〜３１６、３２１〜３２６のゲートに出力される。
また、制御装置５１は、リレー３３１、３３２、３４１、３４２のオンオフ作動を制御する。なお、煩雑になることを避けるため、図２において、リレー３３１、３３２、３４１、３４２への制御線は省略した。また、図１および図３等においては、駆動回路４９の記載を省略した。
本実施形態では、第１系統巻線組２１、第１系統インバータ３１、および、リレー部３３を「第１系統１０１」とし、第２系統巻線組２２、第２系統インバータ３２、および、リレー部３４を「第２系統１０２」とする。
【００２１】
図１および図３に示すように、制御装置５１は、モータ角速度演算部４４、操舵角速度演算部４５、指令演算部５５、分配部６０、電流制御部７０、第１系統温度演算部８１、および、第２系統温度演算部８２等を有する。
モータ角速度演算部４４は、モータ回転角θｍに基づき、モータ角速度ωｍを演算する。
操舵角速度演算部４５は、モータ角速度ωｍをギア２５のギア比等に基づき、操舵角速度ωｓに換算する。
【００２２】
指令演算部５５は、基本指令演算部５６、補正指令演算部５７、および、加算器５８を有する。
基本指令演算部５６および補正指令演算部５７は、例えば車速、ハンドル角度、モータ回転角θｍ、モータ角速度ωｍ、操舵角速度ωｓの少なくとも一部や、その他のパラメータを用いて演算を行う。
【００２３】
基本指令演算部５６は、操舵トルクＴｓに応じた基本指令値Ｂ０を演算する。
補正指令演算部５７は、基本指令値Ｂ０を補正する補正指令値Ｃ０を演算する。補正指令値Ｃ０は、例えば操舵の収斂性を向上させる制御や、車両運動に係る制御等に応じた値である。本実施形態では、補正指令演算部５７を１つの機能ブロックとして記載しているが、複数の制御ごとに補正指令値が演算されるように構成してもよい。
加算器５８は、基本指令値Ｂ０と補正指令値Ｃ０とを加算し、アシスト指令値ＡＴを演算する。
【００２４】
分配部６０では、第１系統温度演算部８１にて演算される第１系統温度Ｔ１、および、第２系統温度演算部８２にて演算される第２系統温度Ｔ２に基づき、アシスト指令値ＡＴを分配し、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*、および、第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。分配部６０における第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*、および、第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*の演算の詳細は後述する。本実施形態では、アシスト指令値ＡＴが「指令値」に対応し、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*が「分配指令値」に対応する。
【００２５】
電流制御部７０は、第１系統電流制御部７１および第２系統電流制御部７２を有し、巻線組２１、２２に流れる電流を制御する。
図３に示すように、第１系統電流制御部７１は、電流指令演算部７１０、ｄｑ変換部７１１、減算器７１２、ＰＩ演算部７１３、および、ＰＷＭ制御部７１４を有し、第１系統巻線組２１に流れる電流の制御に係る制御信号を生成する。
電流指令演算部７１０は、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*に基づき、第１系統１０１のｄ軸電流指令値Ｉｄ１*およびｑ軸電流指令値Ｉｑ１*をマップ演算等により演算する。
ｄｑ変換部７１１は、電流センサ４１（図１参照、図３中は不図示。）にて検出された相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１をｄｑ変換し、第１系統１０１のｄ軸電流検出値Ｉｄ１およびｑ軸電流検出値Ｉｑ１を演算する。
【００２６】
減算器７１２は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ１*とフィードバックされるｄ軸電流検出値Ｉｄ１との偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄ１、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ１*とフィードバックされるｑ軸電流検出値Ｉｑ１との偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑ１を演算する。
ＰＩ演算部７１３は、電流偏差ΔＩｄ１、ΔＩｑ１が０に収束するように、ＰＩ演算等により、電圧指令値Ｖｄ１*、Ｖｑ１*を演算する。演算された電圧指令値Ｖｄ１*、Ｖｑ１*は、３相の電圧指令値Ｖｕ１*、Ｖｑ１*、Ｖｗ１*に変換される。
【００２７】
ＰＷＭ制御部７１４は、３相の電圧指令値Ｖｕ１*、Ｖｖ１*、Ｖｗ１*とキャリア波とを比較し、スイッチング素子３１１〜３１６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路４９（図１参照）を経由して第１系統インバータ３１に出力される。これにより、第１系統巻線組２１の通電が制御される。
【００２８】
第２系統電流制御部７２は、電流指令演算部７２０、ｄｑ変換部７２１、減算器７２２、ＰＩ演算部７２３、および、ＰＷＭ制御部７２４を有し、第２系統巻線組２２に流れる電流の制御に係る制御信号を生成する。
電流指令演算部７２０は、第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*に基づき、第２系統１０２のｄ軸電流指令値Ｉｄ２*およびｑ軸電流指令値Ｉｑ２*をマップ演算等により演算する。
ｄｑ変換部７２１は、電流センサ４１にて検出された相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２をｄｑ変換し、第２系統１０２のｄ軸電流検出値Ｉｄ２およびｑ軸電流検出値Ｉｑ２を演算する。
【００２９】
減算器７２２は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ２*とフィードバックされるｄ軸電流検出値Ｉｄ２との偏差であるｄ軸電流偏差ΔＩｄ２、および、ｑ軸電流指令値Ｉｑ２*とフィードバックされるｑ軸電流検出値Ｉｑ２との偏差であるｑ軸電流偏差ΔＩｑ２を演算する。
ＰＩ演算部７２３は、電流偏差ΔＩｄ２、ΔＩｑ２が０に収束するように、ＰＩ演算等により、電圧指令値Ｖｄ２*、Ｖｑ２*を演算する。演算された電圧指令値Ｖｄ２*、Ｖｑ２*は、３相の電圧指令値Ｖｕ２*、Ｖｖ２*、Ｖｗ２*に変換される。
【００３０】
ＰＷＭ制御部７２４は、３相の電圧指令値Ｖｕ２*、Ｖｖ２*、Ｖｗ２*とキャリア波とを比較し、スイッチング素子３２１〜３２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。生成された制御信号は、駆動回路４９（図２参照）を経由して第２系統インバータ３２に出力される。これにより、第２系統巻線組２２の通電が制御される。
【００３１】
第１系統電流制御部７１の応答性と、第２系統電流制御部７２の応答性とは、等しくてもよいし、異なっていてもよい。換言すると、周波数応答を決定する制御定数が、第１系統電流制御部７１と第２系統電流制御部７２とで等しくてもよいし、異なっていてもよい。
電流制御の応答性が異なっている場合、例えば、第１系統電流制御部７１は、指令値を実現する最低限の電流応答となる程度の低域応答とし、第２系統電流制御部７２は、高域まで応答するように設定する。第１系統電流制御部７１および第２系統電流制御部７２において、一方を低域応答とし、他方を高域応答とすることで、両方を高域応答とする場合と比較し、振動や音を低減することができる。
また、第１系統電流制御部７１および第２系統電流制御部７２において、系統間の相互干渉を抑制する非干渉制御を行ってもよい。
【００３２】
図１に戻り、第１系統温度演算部８１は、第１系統１０１の温度である第１系統温度Ｔ１を演算する。第１系統温度Ｔ１は、例えば、第１インバータ３１のスイッチング素子３１１〜３１６の温度、第１系統巻線組２１の温度、または、第１系統巻線組２１と第１インバータ３１とを接続するモータ線の温度等である。第１系統温度Ｔ１は、図示しない温度センサの検出値に基づいて演算してもよいし、相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１に基づいて推定してもよい。
【００３３】
第２系統温度演算部８２は、第２系統１０２の温度である第２系統温度Ｔ２を演算する。第２系統温度Ｔ２は、例えば、第２インバータ３２のスイッチング素子３２１〜３２６の温度、第２系統巻線組２２の温度、または、第２系統巻線組２２と第２インバータ３２とを接続するモータ線の温度等である。第２系統温度Ｔ２は、図示しない温度センサの検出値に基づいて演算してもよいし、相電流Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２に基づいて推定してもよい。
相電流の推定に用いる相電流Ｉｕ１、Ｉｖ１、Ｉｗ１、Ｉｕ２、Ｉｖ２、Ｉｗ２は、検出値であってもよいし、指令値であってもよい。
なお、図１中では、温度演算部８１、８２は、インバータ３１、３２の温度を演算するものとして記載した。後述の図５についても同様である。
【００３４】
また、第１系統１０１において、複数箇所（例えばスイッチング素子３１１〜３１６ごと）の温度が検出または推定される場合、第１系統温度Ｔ１を、検出または推定された最高温度とする。また、最高温度に替えて、平均温度としてもよい。第２系統温度Ｔ２についても同様である。
第１系統温度Ｔ１および第２系統温度Ｔ２は、分配部６０へ出力される。
【００３５】
ここで、発熱量Ｑは、式（１）で表される。式中のＲは抵抗であり、Ｉは電流である。
Ｑ＝Ｒ×Ｉ2    ・・・（１）
式（１）に示す通り、発熱量Ｑは、電流Ｉの２乗に比例するため、発熱量を抑えるためには、電流Ｉを低減することが重要である。
本実施形態では、系統間で発熱の偏りが生じ、一方の系統が過熱することを防ぐべく、第１系統温度Ｔ１および第２系統温度Ｔ２に応じて、アシスト指令値ＡＴを分配している。
【００３６】
本実施形態における分配処理を図４に示すフローチャートに基づいて説明する。分配処理は、分配部６０にて所定の間隔にて実行される。
最初のステップＳ１０１（以下、「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。）では、いずれかの系統の故障が発生しているか否かを判断する。故障が発生していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、Ｓ１０８へ移行する。故障が発生していると判断された場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、Ｓ１０２へ移行する。
Ｓ１０２では、アシスト指令値ＡＴを取得する。
【００３７】
Ｓ１０３では、アシスト指令値ＡＴがモータ２０の定格トルクの１／２より大きいか否かを判断する。アシスト指令値ＡＴが、定格トルクの１／２以下であると判断された場合（Ｓ１０３：ＮＯ）、Ｓ１０５へ移行する。アシスト指令値ＡＴが、定格トルクの１／２より大きいと判断された場合（Ｓ１０３：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行する。
Ｓ１０４では、故障が生じている第１系統１０１または第２系統１０２が使えないので、アシスト指令値ＡＴを、定格トルクの１／２に制限する。
【００３８】
Ｓ１０５では、故障が発生している系統が第１系統１０１であるか否かを判断する。フローチャート中では、第１系統１０１を「系統１」と記載する。故障が生じている系統が第１系統１０１であると判断された場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、Ｓ１０６へ移行する。故障が生じている系統が第１系統１０１ではないと判断された場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、すなわち故障が生じている系統が第２系統１０２である場合、Ｓ１０７へ移行する。
【００３９】
Ｓ１０６では、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。ここでは、故障が生じている第１系統１０１に係る第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*をゼロとし、第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*をアシスト指令値ＡＴとする。すなわち、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*は、式（２−１）、（２−２）で表される。
ｔｒｑ１*＝０      ・・・（２−１）
ｔｒｑ２*＝ＡＴ    ・・・（２−２）
【００４０】
Ｓ１０７では、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。ここでは、故障が生じている第２系統１０２に係る第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*をゼロとし、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*をアシスト指令値ＡＴとする。すなわち、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*は、式（３−１）、（３−２）で表される。
ｔｒｑ１*＝ＡＴ    ・・・（３−１）
ｔｒｑ２*＝０      ・・・（３−２）
【００４１】
故障が発生していないと判断された場合（Ｓ１０１：ＮＯ）に移行するＳ１０８では、Ｓ１０２と同様、アシスト指令値ＡＴを取得する。
Ｓ１０９では、第１系統温度Ｔ１および第２系統温度Ｔ２を取得する。
Ｓ１１０では、系統間不均等を許可するか否かを判断する。系統間不均等を許可しないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）、Ｓ１１３へ移行する。系統間不均等を許可すると判断された場合（Ｓ１１０：ＹＥＳ）、Ｓ１１１へ移行する。
【００４２】
Ｓ１１１では、各系統への分配係数Ｋ１、Ｋ２を演算する。第１系統１０１側への分配係数Ｋ１、および、第２系統１０２側への分配係数Ｋ２は、式（４−１）、（４−２）で表される。なお、分配係数Ｋ１、Ｋ２は、式（４−１）、（４−２）とは異なる演算式やマップ等で演算してもよい。
Ｋ１＝Ｔ２／（Ｔ１＋Ｔ２）    ・・・（４−１）
Ｋ２＝Ｔ１／（Ｔ１＋Ｔ２）    ・・・（４−２）
【００４３】
Ｓ１１２では、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*は、式（５−１）、（５−２）で表される。
ｔｒｑ１*＝ＡＴ×Ｋ１    ・・・（５−１）
ｔｒｑ２*＝ＡＴ×Ｋ２    ・・・（５−２）
【００４４】
系統間不均等を許可しないと判断された場合（Ｓ１１０：ＮＯ）に移行するＳ１１３では、アシスト指令値ＡＴを均等分配し、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。ここでは、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を、それぞれアシスト指令値ＡＴの１／２とする。すなわち、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*は、式（６−１）、（６−２）で表される。
ｔｒｑ１*＝ＡＴ／２    ・・・（６−１）
ｔｒｑ２*＝ＡＴ／２    ・・・（６−２）
【００４５】
例えば、第１系統温度Ｔ１＝６０［℃］、第２系統温度Ｔ２＝４０［℃］のとき、式（４−１）、（４−２）より、分配係数Ｋ１＝０．４、分配係数Ｋ２＝０．６となる。また、式（５−１）、（５−２）により、相対的に温度が高い第１系統１０１に係る第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*は、相対的に温度が低い第２系統１０２に係る第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*よりも小さい。すなわち、Ｔ１＞Ｔ２のとき、Ｋ１＜Ｋ２であり、ｔｒｑ１*＜ｔｒｑ２*である。これにより、温度が高い第１系統１０１への通電量が抑えられる。
本実施形態では、相対的に温度が高い系統側への通電量を抑えるように、トルク指令値ｔｒｑ１*、ｔｒｑ２*が演算されるので、モータ２０やインバータ３１、３２の過熱を抑制することができる。
【００４６】
以上詳述したように、制御装置５１は、複数の巻線組２１、２２を有するモータ２０を制御するものであって、指令演算部５５と、温度演算部８１、８２と、分配部６０と、電流制御部７０と、を備える。
指令演算部５５は、モータ２０の駆動に係るアシスト指令値ＡＴを演算する。
巻線組２１、２２、および、巻線組２１、２２ごとに対応して設けられるインバータ３１、３２の組み合わせを系統１０１、１０２とする。温度演算部８１、８２は、系統ごとの温度である系統温度Ｔ１、Ｔ２を演算する。
【００４７】
分配部６０は、系統温度Ｔ１、Ｔ２に応じてアシスト指令値ＡＴを巻線組２１、２２ごとに分配し、巻線組２１、２２ごとのトルク指令値ｔｒｑ１*、ｔｒｑ２*を演算する。
電流制御部７０は、トルク指令値ｔｒｑ１*、ｔｒｑ２*に基づき、巻線組２１、２２に流れる電流を制御する。
本実施形態では、系統温度Ｔ１、Ｔ２に応じてアシスト指令値ＡＴを分配し、巻線組２１、２２ごとのトルク指令値ｔｒｑ１*、ｔｒｑ２*を演算するので、モータ２０およびインバータ３１、３２の過熱を抑制することができる。
【００４８】
系統温度Ｔ１、Ｔ２は、巻線組２１、２２およびインバータ３１、３２における複数箇所の最高温度または平均温度である。これにより、系統温度Ｔ１、Ｔ２に基づいて、温度が高い系統のトルク指令値が相対的に小さくなるように、適切にアシスト指令値ＡＴを分配することができる。
【００４９】
（第２実施形態）
本発明の第２実施形態を図５および図６に示す。
図５に示すように、本実施形態の制御装置５２は、第１実施形態の制御装置５１の各構成に加え、過熱保護部８３を有する。
過熱保護部８３は、第１系統温度Ｔ１が過熱判定閾値Ｔｔｈより高い場合、過熱保護要求状態であると判定し、アシスト指令値ＡＴを過熱保護制限値ＡＥに制限する。また、過熱保護部８３は、第２系統温度Ｔ２が過熱判定閾値Ｔｔｈより高い場合、過熱保護要求状態であると判定し、アシスト指令値ＡＴを過熱保護制限値ＡＥに制限する。本実施形態では、過熱判定閾値Ｔｔｈは、第１系統温度Ｔ１に係る値と第２系統温度Ｔ２に係る値とが同じであるものとするが、異なる値であってもよい。
【００５０】
本実施形態における分配処理を図６に示すフローチャートに基づいて説明する。本実施形態では、Ｓ２０８〜Ｓ２１３の処理が過熱保護部８３にて実行される処理であり、その他の処理が分配部６０にて実行される処理である。また、Ｓ２０９の処理は、分配部６０でも実行される。なお、Ｓ２０８〜Ｓ２１３の処理は、分配部６０でなされるか、過熱保護部８３でなされるかは、適宜設定可能であり、例えば分配部６０にて過熱保護処理がなされるようにしてもよい。この場合、図５に示す過熱保護部８３の機能ブロックが、分配部６０に包含されることになる。第３実施形態についても同様である。
【００５１】
Ｓ２０１〜Ｓ２０７の処理は、図４中のＳ１０１〜Ｓ２０７の処理と同様である。
Ｓ２０８では、過熱保護部８３は、アシスト指令値ＡＴを取得する。
Ｓ２０９では、分配部６０および過熱保護部８３は、第１系統温度Ｔ１および第２系統温度Ｔ１を取得する。
【００５２】
Ｓ２１０では、第１系統温度Ｔ１または第２系統温度Ｔ１が過熱判定閾値Ｔｔｈより高いか否かを判断する。第１系統温度Ｔ１および第２系統温度Ｔ２が過熱判定閾値Ｔｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ２１０：ＮＯ）、過熱保護要求状態ではないと判定し、アシスト指令値ＡＴを分配部６０へ出力し、Ｓ２１４へ移行する。第１系統温度Ｔ１または第２系統温度Ｔ２が過熱判定閾値Ｔｔｈより高いと判断された場合（Ｓ２１０：ＹＥＳ）、過熱保護要求状態であると判定し、Ｓ２１１へ移行する。
Ｓ２１１では、過熱保護制限値ＡＥを取得する。
【００５３】
Ｓ２１２では、アシスト指令値ＡＴが過熱保護制限値ＡＥより大きいか否かを判断する。アシスト指令値ＡＴが過熱保護制限値ＡＥ以下であると判断された場合（Ｓ２１２：ＮＯ）、アシスト指令値ＡＴを分配部６０へ出力し、Ｓ２１４へ移行する。アシスト指令値ＡＴが過熱保護制限値ＡＥより大きいと判断された場合（Ｓ２１２：ＹＥＳ）、Ｓ２１３へ移行する。
Ｓ２１３では、アシスト指令値ＡＴを過熱保護制限値ＡＥに制限し、分配部６０へ出力する。
Ｓ２１４〜Ｓ２１７の処理は、図４中のＳ１１０〜Ｓ１１４の処理と同様である。
【００５４】
本実施形態では、制御装置５２は、過熱保護部８３を備える。過熱保護部８３は、系統温度Ｔ１、Ｔ２が過熱保護要求状態であると判定された場合（図６中のＳ２１０：ＹＥＳ）、アシスト指令値ＡＴを制限する（Ｓ２１３）。
これにより、モータ２０およびインバータ３１、３２の過熱を抑制することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５５】
（第３実施形態）
本発明の第３実施形態を図７に示す。
本発明は、分配処理が第２実施形態と異なっているので、この点を中心に説明する。
本実施形態における分配処理のフローチャートを図７に基づいて説明する。本実施形態では、Ｓ３０８〜Ｓ３１３の処理が過熱保護部８３にて実行される処理であり、Ｓ３１０〜Ｓ３１３以外の処理が分配部６０にて実行される処理である。
Ｓ３０１〜Ｓ３１３の処理は、図６中のＳ２０１〜Ｓ２１３の処理と略同様である。
【００５６】
Ｓ３１２またはＳ３１３に続いて移行するＳ３１４では、アシスト指令値ＡＴを所定の比率で分配し、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を演算する。ここでは、アシスト指令値ＡＴを均等分配し、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*を、それぞれアシスト指令値ＡＴの１／２とする。すなわち、第１系統トルク指令値ｔｒｑ１*および第２系統トルク指令値ｔｒｑ２*は、式（７−１）、（７−２）で表される。
ｔｒｑ１*＝ＡＴ／２    ・・・（７−１）
ｔｒｑ２*＝ＡＴ／２    ・・・（７−２）
Ｓ３１５〜Ｓ３１８の処理は、図６中のＳ２１４〜Ｓ２１７と同様である。
【００５７】
本実施形態では、式（７−１）、（７−２）に示すように、第１系統温度Ｔ１または第２系統温度Ｔ２が過熱判定閾値Ｔｔｈより高く、過熱保護処理を行う場合、アシスト指令値ＡＴを均等分配し、系統温度Ｔ１、Ｔ２に応じた分配を行わない。
【００５８】
本実施形態では、分配部６０は、系統温度Ｔ１、Ｔ２が過熱保護要求状態であると判定された場合（図７中のＳ３１０：ＹＥＳ）、系統温度Ｔ１、Ｔ２に応じたアシスト指令値ＡＴの分配を停止する（Ｓ３１４）。すなわち、本実施形態では、系統温度Ｔ１、Ｔ２が過熱判定閾値Ｔｔｈより高く、アシスト指令値ＡＴが制限される場合、系統温度Ｔ１、Ｔ２に応じた分配に替えて、所定の比率でアシスト指令値ＡＴを分配する。
これにより、過熱保護時の演算を簡略化することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００５９】
（第４実施形態）
本発明の第４実施形態を図８に示す。
本実施形態では、電流制御部７５が上記実施形態と異なる。分配部６０における分配処理等は、第１実施形態〜第３実施形態のいずれとしてもよい。なお、本実施形態では、第１系統１０１に係る電流制御の応答性と、第２系統１０２に係る電流制御の応答性とは、同等であるものとする。
電流制御部７５は、電流指令演算部７１０、７２０、ｄｑ変換部７１１、７２１、加算器７５１、減算器７５２、指令加算部７５３、指令減算部７５４、減算器７５５、７５６、ＰＩ演算部７５７、７５８、加算器７６１、減算器７６６、換算部７６２、７６７、ＰＷＭ制御部７６３、７６８を有する。
【００６０】
加算器７５１は、ｄｑ変換部７１１にてｄｑ変換された第１系統１０１に係るｄ軸電流検出値Ｉｄ１と、ｄｑ変換部７２１にてｄｑ変換された第２系統１０２に係るｄ軸電流検出値Ｉｄ２とを加算し、ｄ軸電流加算値Ｉｄ＋を演算する。また、加算器７５１は、ｄｑ変換部７１１にてｄｑ変換された第１系統１０１に係るｑ軸電流検出値Ｉｑ１と、ｄｑ変換部７２１にてｄｑ変換された第２系統１０２に係るｑ軸電流検出値Ｉｑ２とを加算し、ｑ軸電流加算値Ｉｑ＋を演算する。
減算器７５２は、第１系統１０１のｄ軸電流検出値Ｉｄ１から第２系統１０２のｄ軸電流検出値Ｉｄ２を減算し、ｄ軸電流減算値Ｉｄ−を演算する。また、減算器７５２は、第１系統１０１のｑ軸電流検出値Ｉｑ１から第２系統１０２のｑ軸電流検出値Ｉｑ２を減算し、ｑ軸電流減算値Ｉｑ−を演算する。
【００６１】
指令加算部７５３は、第１系統１０１のｄ軸電流指令値Ｉｄ１*と第２系統１０２のｄ軸電流指令値Ｉｄ２*とを加算し、ｄ軸加算電流指令値Ｉｄ＋*を演算する。また、指令加算部７５３は、第１系統１０１のｑ軸電流指令値Ｉｑ１*と第２系統１０２のｑ軸電流指令値Ｉｑ２*とを加算し、ｑ軸加算電流指令値Ｉｑ＋*を演算する。
指令減算部７５４は、第１系統１０１のｄ軸電流指令値Ｉｄ１*から第２系統１０２のｄ軸電流指令値Ｉｄ２*を減算し、ｄ軸減算電流指令値Ｉｄ−*を演算する。また、指令減算部７５４は、第１系統１０１のｑ軸電流指令値Ｉｑ１*から第２系統１０２のｑ軸電流指令値Ｉｑ２*を減算し、ｑ軸減算電流指令値Ｉｑ−*を演算する。
【００６２】
減算器７５５は、ｄ軸加算電流指令値Ｉｄ＋*とｄ軸電流加算値Ｉｄ＋との偏差であるｄ軸加算電流偏差ΔＩｄ＋を演算する。また、減算器７５５は、ｑ軸加算電流指令値Ｉｑ＋*とｑ軸電流加算値Ｉｑ＋との偏差であるｑ軸加算電流偏差ΔＩｑ＋を演算する。
減算器７５６は、ｄ軸減算電流指令値Ｉｄ−*とｄ軸電流減算値Ｉｄ−との偏差であるｄ軸減算電流偏差ΔＩｄ−を演算する。また、減算器７５６は、ｑ軸減算電流指令値Ｉｑ−*とｑ軸電流減算値Ｉｑ−との偏差であるｑ軸減算電流偏差ΔＩｑ−を演算する。
【００６３】
ＰＩ演算部７５７は、加算電流偏差ΔＩｄ＋、ΔＩｑ＋が０に収束するように、ＰＩ演算等により、加算電圧指令値Ｖｄ＋*、Ｖｑ＋*を演算する。
ＰＩ演算部７５８は、減算電流偏差ΔＩｄ−、ΔＩｑ−が０に収束するように、ＰＩ演算等により、減算電圧指令値Ｖｄ−*、Ｖｑ−*を演算する。
【００６４】
加算器７６１は、ｄ軸の加算電圧指令値Ｖｄ＋*と減算電圧指令値Ｖｄ−*とを加算して換算前第１系統電圧指令値Ｖｄ１*＿ｂを演算し、ｑ軸の加算電圧指令値Ｖｑ＋*と減算電圧指令値Ｖｑ−*とを加算して換算前第１系統電圧指令値Ｖｑ１*＿ｂを演算する。
換算部７６２では、換算前第１系統電圧指令値Ｖｄ１*＿ｂ、Ｖｑ１*＿ｂに換算係数０．５を乗じ、第１系統電圧指令値Ｖｄ１*、Ｖｑ１*を演算する。また、演算された電圧指令値Ｖｄ１*、Ｖｑ１*は、３相の電圧指令値Ｖｕ１*、Ｖｖ１*、Ｖｗ１*に変換される。
ＰＷＭ制御部７６３は、図４中のＰＷＭ制御部７１４と同様、電圧指令値Ｖｕ１*、Ｖｖ１*、Ｖｗ１*とキャリア波とを比較し、スイッチング素子３１１〜３１６のオンオフを制御する制御信号を生成する。
【００６５】
減算器７６６は、ｄ軸の加算電圧指令値Ｖｄ＋*から減算電圧指令値Ｖｄ−*を減算して換算前第２系統電圧指令値Ｖｄ２*＿ｂを演算し、ｑ軸の加算電圧指令値Ｖｑ＋*から減算電圧指令値Ｖｑ−*を減算して換算前第２系統電圧指令値Ｖｑ２*＿ｂを演算する。
換算部７６７では、換算前第２系統電圧指令値Ｖｄ２*＿ｂ、Ｖｑ２*＿Ｂに換算係数０．５を乗じ、第２系統電圧指令値Ｖｄ２*、Ｖｑ２*を演算する。また、演算された電圧指令値Ｖｄ２*、Ｖｑ２*は、３相の電圧指令値Ｖｕ２*、Ｖｖ２*、Ｖｗ２*に変換される。
【００６６】
ＰＷＭ制御部７６８は、図４中のＰＷＭ制御部７２４と同様、電圧指令値Ｖｕ２*、Ｖｖ２*、Ｖｗ２*とキャリア波とを比較し、スイッチング素子３２１〜３２６のオンオフを制御する制御信号を生成する。
電流制御部７５において、第１実施形態と同様、系統間の相互干渉を抑制する非干渉制御を行ってもよい。
【００６７】
本実施形態では、和と差の制御により電流制御を行っている。これにより、温度変化や素子間のばらつき等の影響を軽減することができる。
また、上記実施形態と同様の効果を奏する。
【００６８】
（他の実施形態）
（ア）系統数
上記実施形態では、系統数は２である。他の実施形態では、系統数は３以上であってもよい。すなわち、巻線組の数が３以上であり、巻線組に対応してそれぞれインバータが設けられるようにしてもよい。
【００６９】
（イ）分配部
上記実施形態では、系統温度そのものに基づいて、指令値を分配する。他の実施形態では、耐熱温度を考慮し、耐熱温度と系統温度との差分値に基づき、指令値を分配してもよい。例えば、耐熱温度と系統温度との差分値が小さい系統への分配係数が相対的に小さくなるようにする。また、各系統にて複数箇所の温度が検出または推定される場合、耐熱温度との差分値が最も小さい値に基づいて指令値を分配することが望ましい。
また、差分値に基づく制御を行う場合、差分値が判定閾値より小さい場合、系統温度が過熱保護要求状態であると判定し、第２実施形態および第３実施形態の如くの処理を行ってもよい。
これにより、耐熱温度を超えないように、指令値を適切に分配することができる。
【００７０】
（ウ）回転電機
回転電機は、モータ（電動機）に限らず、発電機であってもよいし、電動機と発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。
また、上記実施形態では、回転電機は、電動パワーステアリングシステムに適用される。他の実施形態では、回転電機を電動パワーステアリングシステム以外に適用してもよい。
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】
【００７１】
１・・・電動パワーステアリングシステム
２０・・・モータ（回転電機）
２１・・・第１系統巻線組            ２２・・・第２系統巻線組
３１・・・第１系統インバータ    ３２・・・第２系統インバータ
５１、５２・・・制御装置
５５・・・指令演算部
６０・・・分配部
７０、７５・・・電流制御部
８１・・・第１系統温度演算部    ８２・・・第２系統温度演算部
【図１】
0006554811.tif 000002
【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
0006554811.tif 000006
【図６】
0006554811.tif 000007
【図７】
0006554811.tif 000008
【図８】
0006554811.tif 000009