JP2021118581A - モータ制御装置、電動アクチュエータ製品及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度の上昇を抑制する。【解決手段】モータ制御装置は、電動モータ２０のモータ回転速度Ｎｒを検出する回転速度検出部５２、６１と、インバータ５０への印加電圧であるインバータ印加電圧を検出するインバータ印加電圧検出部５４と、電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部５３と、複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくともモータ回転速度及びインバータ印加電圧に応じて決定する電流制限値決定部７１と、電流制限値決定部７１が決定した複数の電流制限値を補間して、部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部７２と、を備える。【選択図】図５

Description

本発明は、電動モータを制御するモータ制御装置、並びにこのモータ制御装置により制御されるモータを備える電動アクチュエータ製品及び電動パワーステアリング装置に関する。

電動モータに大きな電流が流れ続けると、電源から電力を供給する電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度が上昇してそれらが焼損するおそれがある。また、部品の取り付けに用いられている半田が溶融して部品が落下するおそれがある。
下記特許文献１には、相電流の関数の時間平均の最大値に応じて制限値を漸減又は漸増させ、電流指令値を制限値で制限する技術が記載されている。
下記特許文献２には、モータ電流供給のための部品毎に、電流値と過熱保護係数との対応関係を特定する過熱保護特性を記憶しておき、部品を流れる電流に応じた過熱保護係数で電流上限値を漸減又は漸増させる技術が記載されている。

特開２００２−２３８２９３号公報 特開２０１４−０９３８３２号公報

電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度は、電源ラインを流れる電源電流の大きさに影響され、電源電流の大きさは、電源から駆動素子に印加される印加電圧や電動モータのモータ回転速度に応じて変動する。このため、上記特許文献１のように相電流に応じて設定した制限値で電流指令値を制限すると、不要に電動モータの出力が制限されることがある。
また上記特許文献２の技術は、実際の部品の温度に関わらず、部品を流れる電流に応じて電流上限値を漸減又は漸増させることにより部品の発熱量を抑制する。部品温度が周囲温度に依存することを考慮すると、部品温度を許容温度以下に抑えるには電流上限値にマージンを持たせる必要があり、不要に電動モータの出力が制限されることがある。

このため、例えば、車両の電動パワーステアリング装置の電動モータの制御に用いると不要にアシストトルクが制限される。この結果、操向ハンドルをラックエンドまで操舵できなくなり、交差点を曲がりにくくなったり正確に駐車できなくなる等の操舵性能に問題をもたらすおそれがあった。
本発明は、上記課題に着目してなされたものであり、精度の高い電流上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制することを目的とする。

本発明の一態様によれば、電動モータを制御するモータ制御装置が与えられる。モータ制御装置は、電源と電動モータとの間に直列に接続されて、電源から出力される電源電流を電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、電源から駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも回転速度検出部が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部が検出したインバータ印加電圧に応じて各々決定する電流制限値決定部と、電流制限値決定部が決定した複数の電流制限値を補間して、温度検出部が検出した部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部と、電流制限値補間部が算出した電流制限値で制限された電流指令値に基づいて駆動素子を制御する素子制御部とを備える。

本発明の他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備える電動アクチュエータ製品が与えられる。
本発明の更なる他の一形態によれば、上記のモータ制御装置と、モータ制御装置によって制御される電動モータと、を備え、電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置が与えられる。

本発明によれば、精度の高い電流上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品及び配線の温度の上昇を抑制できる。

実施形態の電動パワーステアリング装置の一例の概要を示す構成図である。 図１のコントローラの機能構成の一例を示すブロック図である。 電源ライン又はその近傍に配置された部品の説明図である。 ｑ軸電流制限値の特性の説明図である。 駆動電流制限部の機能構成の一例を示すブロック図である。 回転数入力処理部の機能構成の一例を示すブロック図である。 電流制限値決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。 制限値決定部の機能構成の一例を示すブロック図である。 （ａ）及び（ｂ）は、制限値決定部８０ａで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、制限値決定部８０ｂで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。 （ａ）及び（ｂ）は、制限値決定部８０ｃで使用される制限値テーブルと変動値テーブル一例を示す図である。 （ａ）は電流制限値補間部の機能構成の一例を示すブロック図であり、（ｂ）及び（ｃ）はｑ軸電流制限値の補間の説明図である。 ｑ軸電流制限部の一例を示すブロック図である。 実施形態のモータ制御方法の一例のフローチャートである。 本発明によるモータ制御の実験結果を示す図である。 部品温度が５０［℃］付近である範囲の拡大図である。 部品温度が６０［℃］付近である範囲の拡大図である。 部品温度が８０［℃］付近である範囲の拡大図である。

本発明の実施形態を、図面を参照しながら詳細に説明する。
なお、以下に示す本発明の実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の構成、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（構成）
以下の説明では、本発明の実施形態のモータ制御装置が、電動パワーステアリング装置において操舵補助力を発生する多相モータを駆動する場合を説明する。しかし、本発明の実施形態のモータ制御装置はこれに限定されるものではなく、多相モータを駆動する様々なモータ制御装置に適用することができる。

実施形態の電動パワーステアリング装置の構成例を図１に示す。操向ハンドル１のコラム軸２は減速ギア３、ユニバーサルジョイント４Ａ及び４Ｂ、ピニオンラック機構５を経て操向車輪のタイロッド６に連結されている。コラム軸２には、操向ハンドル１の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０が設けられており、操向ハンドル１の操舵力を補助するモータ（電動モータ）２０が減速ギア３を介してコラム軸２に連結されている。

パワーステアリング装置を制御するコントローラ（ＥＣＵ:Electronic Control Unit）３０には、直流電源であるバッテリ１４から電力が供給されると共に、イグニションキー１１からイグニションキー信号が入力され、コントローラ３０は、トルクセンサ１０で検出された操舵トルクＴｈと車速センサ１２で検出された車速Ｖｈとに基づいて、アシストマップ等を用いてアシスト指令の操舵補助指令値の演算を行い、演算された操舵補助指令値に基づいてモータ２０に供給する電流Ｉを制御する。

このような構成の電動パワーステアリング装置において、操向ハンドル１から伝達された運転手のハンドル操作による操舵トルクＴｈをトルクセンサ１０で検出し、検出された操舵トルクＴｈや車速Ｖｈに基づいて算出される操舵補助指令値によってモータ２０は駆動制御され、この駆動が運転手のハンドル操作の補助力（操舵補助力）として操舵系に付与され、運転手は軽い力でハンドル操作を行うことができる。つまり、ハンドル操作によって出力された操舵トルクＴｈと車速Ｖｈから操舵補助指令値を算出し、この操舵補助指令値に基づきモータ２０をどのように制御するかによって、ハンドル操作におけるフィーリングの善し悪しが決まり、電動パワーステアリング装置の性能が大きく左右される。

コントローラ３０は、例えば、プロセッサと、記憶装置等の周辺部品とを含むコンピュータを備えてよい。プロセッサは、例えばＣＰＵ（Central Processing Unit）、やＭＰＵ（Micro-Processing Unit）であってよい。
記憶装置は、半導体記憶装置、磁気記憶装置及び光学記憶装置のいずれかを備えてよい。記憶装置は、レジスタ、キャッシュメモリ、主記憶装置として使用されるＲＯＭ（Read Only Memory）及びＲＡＭ（Random Access Memory）等のメモリを含んでよい。
以下に説明するコントローラ３０の機能は、例えばプロセッサが、記憶装置に格納されたコンピュータプログラムを実行することにより実現される。

なお、コントローラ３０を、以下に説明する機能を実現するための専用のハードウエアにより形成してもよい。
例えば、コントローラ３０は、汎用の半導体集積回路中に設定される機能的な論理回路を備えてもよい。例えばコントローラ３０はフィールド・プログラマブル・ゲート・アレイ（ＦＰＧＡ：Field-Programmable Gate Array）等のプログラマブル・ロジック・デバイス（ＰＬＤ：Programmable Logic Device）等を有していてもよい。

図２を参照して、実施形態のコントローラ３０の機能構成の一例を説明する。コントローラ３０は、操舵補助指令値演算部４０と、電流指令値演算部４１と、駆動電流制限部４３と、減算器４４及び４５と、比例積分（ＰＩ：Proportional-Integral）制御部４６と、デューティ（Duty）演算部４７と、空間ベクトル変調部４８と、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）制御部４９と、インバータ（ＩＮＶ）５０と、３相／２相変換部５１と、回転数演算部５２を備え、モータ２０をベクトル制御で駆動する。

操舵補助指令値演算部４０は、操舵トルクＴｈや車速Ｖｈに基づいてモータ２０に供給する電流の制御目標値（アシスト指令）である操舵補助指令値Ｉｒｅｆを決定する。
電流指令値演算部４１は、操舵補助指令値Ｉｒｅｆとモータ２０のモータ回転速度Ｎｒに基づいて、モータ２０に供給する電流の目標電流である電流指令値をロータ回転座標系のｑ軸電流指令値Ｉｑ０及びｄ軸電流指令値Ｉｄ０として算出する。電流指令値演算部４１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０を駆動電流制限部４３へ出力し、ｄ軸電流指令値Ｉｄ０を駆動電流制限部４３と減算器４５へ出力する。

駆動電流制限部４３は、バッテリ１４からインバータ５０までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Ｔｐの情報を取得する。
図３を参照して、電源ライン又はその近傍に配置された部品の一例を説明する。インバータ５０は、バッテリ１４に接続されて直流電力が供給される正極側の電源ラインＬｐｐと接地線である負極側の電源ラインＬｐｎとの間に接続されるブリッジを備える。

ブリッジは、上アームの駆動素子（スイッチング素子）Ｑ１、Ｑ３及びＱ５と、下アームの駆動素子（スイッチング素子）Ｑ２、Ｑ４及びＱ６を備える。
バッテリ１４から駆動素子Ｑ１〜Ｑ６までの電源ラインＬｐｐ及びＬｐｎ又はその近傍には様々な部品が配置されている。例えば、電源ラインＬｐｐには電源電流を遮断するためのリレーＲとチョークコイルＬが接続されている。電源ラインの近傍とは、電源電流が流れることによる発熱及び熱伝導により、温度上昇が見込まれる範囲である。インバータ５０の入力端子に接続されている電解コンデンサＣ及びその配線は、電源ライン近傍の部品の一例である。以下、電源ライン又はその近傍に配置された部品を「ＥＣＵ部品」と表記する。

温度検出部５３は、ＥＣＵ部品のいずれかの部品温度Ｔｐを検出し、検出信号をコントローラ３０へ出力する。ＥＣＵ部品のうち温度上昇又は度上昇速度が著しい部品温度を検出するように温度検出部５３を配置して良い。
また、インバータ印加電圧検出部５４は、インバータ５０に印加される電圧（インバータ印加電圧）Ｖｒを検出し、検出信号をコントローラ３０へ出力する。

図２を参照する。駆動電流制限部４３は、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐと、モータ２０のモータ回転速度Ｎｒと、インバータ印加電圧Ｖｒと、操舵補助指令値Ｉｒｅｆとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限する。
具体的には、駆動電流制限部４３は、バッテリ１４が出力する電源電流が、部品温度Ｔｐに応じた上限値以下になるように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限する。

なお、駆動電流制限部４３は、部品温度Ｔｐ、モータ回転速度Ｎｒ、インバータ印加電圧Ｖｒ及び操舵補助指令値Ｉｒｅｆに加えて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ０や、モータ２０のモータ温度Ｔｍ、インバータ５０の温度情報に応じてｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限してもよい。
駆動電流制限部４３はｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限して得られた制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１を、減算器４４へ出力する。駆動電流制限部４３の詳細は後述する。

減算器４４及び４５は、モータ２０からフィードバックされたモータ電流ｉｑ、ｉｄを制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１及びｄ軸電流指令値Ｉｄ０からそれぞれ減じることにより、ｑ軸偏差電流Δｑ及びｄ軸偏差電流Δｄを算出する。ｑ軸偏差電流Δｑ及びｄ軸偏差電流Δｄは、ＰＩ制御部４６に入力される。

ＰＩ制御部４６は、ｑ軸偏差電流Δｑ及びｄ軸偏差電流Δｄを各々０とするような電圧指令値ｖｑ、ｖｄを算出する。
デューティ演算部４７は、電圧指令値ｖｑ、ｖｄに基づいて、インバータ５０のＰＷＭ制御におけるｑ軸デューティ指令値及びｄ軸デューティ指令値を演算する。空間ベクトル変調部４８は、ｄｑ軸空間のｑ軸デューティ指令値及びｄ軸デューティ指令値を、三相デューティ指令値に変換してＰＷＭ制御部４９に出力する。

ＰＷＭ制御部４９は、三相デューティ指令値に応じたデューティ比のＰＷＭ信号を、インバータ５０の駆動素子Ｑ１〜Ｑ６をそれぞれ駆動するゲート信号として生成する。
インバータ５０は、ＰＷＭ制御部４９で生成されたゲート信号によって駆動され、モータ２０にはｑ軸偏差電流Δｑ及びｄ軸偏差電流Δｄが０になるような電流が供給される。

回転角度検出回路６１は、モータ２０のモータ角度（回転角）θを検出し、回転数演算部５２は、モータ角度θの変化に基づいてモータ２０の回転角速度ω及び回転速度Ｎｒを算出する。
モータ温度取得部６２は、モータ２０のモータ温度Ｔｍの温度情報を取得する。例えばモータ温度取得部６２は、モータ温度Ｔｍを直接検出してもよく、モータ２０の印加電圧とモータ電流に基づいてモータ温度Ｔｍを推定してもよい。

続いて、駆動電流制限部４３の詳細を説明する。上述の通り駆動電流制限部４３は、バッテリ１４が出力する電源電流が、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐに応じた上限値以下になるように、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限する。
具体的には、複数の部品温度Ｔｐ１、Ｔｐ２…、Ｔｐｎにおける電源電流の複数の上限値Ｉｂ１、Ｉｂ２…、Ｉｂｎをそれぞれ設定する。

例えば、部品温度ＴＬ、ＴＭ、ＴＨをＴＬ＜ＴＭ＜ＴＨとなるように設定し、部品温度ＴｐがＴＬである場合の上限値をＩｂ１に設定し、部品温度ＴｐがＴＭである場合の上限値をＩｂ２に設定し、部品温度ＴｐがＴＨである場合の上限値をＩｂ３に設定する。

駆動電流制限部４３は、モータ回転速度Ｎｒ及びインバータ印加電圧Ｖｒに基づいて、上限値Ｉｂ１〜Ｉｂｎの各々に対して、電源電流を上限値以下に制限するようにｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限するための複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１、Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２…、Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの各々を決定する。
上限値Ｉｂ１、Ｉｂ２…、Ｉｂｎが離散的に設定されている場合には、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎは、離散的なｑ軸電流制限値の列になる。

以下、電源電流の上限値に応じてｑ軸電流制限値を計算する方法の一例を説明する。
モータ２０および駆動回路の入力エネルギー、出力エネルギー、損失エネルギーの関係は次式（１）により与えられる。

上式（１）において、Ｉｂはバッテリ１４が出力する電源電流を表し、Ｒｒは電圧が印加される部分の抵抗値（例えばモータ抵抗やインバータ内部抵抗など）を表し、Ｉｄ及びＩｑはｄ軸電流及びｑ軸電流を表し、Ｋｔはモータ２０のトルク定数を表し、Ｐｌｏｓｓは鉄損や摩擦などに起因する損失電力を表す。
上式（１）の電源電流Ｉｂに電源電流の上限値Ｉｂ＿ｌｉｍを代入してｑ軸電流について上式（１）を解くことにより、次式（２）に示すｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍの演算式を得る。

いま、モータ２０の回転角速度ωを回転速度Ｎを用いて表すと、演算式（２）の演算式は次式（３）の演算式に変形できる。

一方で、ｑ軸電流は操舵補助指令値Ｉｒｅｆの最大値Ｉｒｅｆ＿ｍａｘを超えることができないため、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍは次式（４）の制限も受ける。

図４を参照して、演算式（３）及び条件式（４）から得られるｑ軸電流制限値の特性の概要を説明する。
ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍはモータ回転速度Ｎに依存する特性を有する。モータ回転速度Ｎが比較的低い範囲（０≦Ｎ＜Ｎ１）では、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍは操舵補助指令値Ｉｒｅｆの最大値Ｉｒｅｆ＿ｍａｘと等しい。この範囲では、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍはｑ軸電流の制限に寄与しない。
モータ回転速度Ｎが比較的高い範囲（Ｎ１≦Ｎ）では、モータ回転速度Ｎが高くなるのに従いｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍは漸減する。ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍがｑ軸電流指令値Ｉｑ０よりも小さくなると、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０はｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍへ制限される。

本実施形態では、コントローラ３０の処理負荷を抑えるために、演算式（３）及び条件式（４）に基づいて予め演算したｑ軸電流制限値のテーブルを作成して記憶装置に記憶しておく。
例えば、演算式（３）において上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ１〜Ｉｂｎの各々に固定し、上限値Ｉｂ１〜Ｉｂｎ毎にテーブルを作成してよい。

駆動電流制限部４３は、入力されたモータ回転速度Ｎｒに応じてこれらのテーブルから各々ｑ軸電流制限値を読み出し、読み出したｑ軸電流制限値に基づいて複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの各々を決定する。例えば、駆動電流制限部４３は、テーブルから読み出したｑ軸電流制限値を、インバータ印加電圧検出部５４から入力したインバータ印加電圧Ｖｒに応じて補正して複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの各々を決定してもよい。
駆動電流制限部４３は、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎを、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐに応じて補間することにより、部品温度Ｔｐに応じたｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍを算出し、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ以下に制限する。

図５を参照する。駆動電流制限部４３は、回転数入力処理部７０と、電流制限値決定部７１と、電流制限値補間部７２と、レートリミッタ７３と、平滑化部７４と、ｑ軸電流制限部７５を備える。
回転数入力処理部７０は、回転数演算部５２から入力されるモータ２０の回転速度Ｎｒを処理することにより、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの決定に使用する回転速度信号Ｎを生成する。
具体的には回転数入力処理部７０は、操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号とモータ回転速度の符号とを比較し、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが等しいか否かを判定する。

モータ電流の向きとモータの回転方向の向きとが異なる場合には、操向ハンドル１が切り戻し操舵状態である。この場合にはモータ電流の向きと逆起電力の向きによりモータ２０は回生状態となる。このためバッテリ１４から流れる電流が小さくなるかモータ２０が発電状態となるため、電源電流を制限する必要は無い。

したがって回転数入力処理部７０は、操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号とモータ回転速度の符号とが異なる場合には、回転速度信号Ｎとして回転速度０を出力する。上記のとおりモータ回転速度が０の場合には、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍがｑ軸電流の制限に寄与しない。回転数入力処理部７０は、モータ電流の向きとモータの回転方向の向きが異なる場合、回転速度信号Ｎを０に設定してｑ軸電流の制限を解除する。

図６を参照する。回転数入力処理部７０は、符号判定部（ｓｇｎ）７０ａ及び７０ｂと、操舵状態判定部７０ｃと、絶対値算出部（ａｂｓ）７０ｄと、選択器７０ｅを備える。
符号判定部７０ａ及び７０ｂは、回転数演算部５２が算出したモータ２０の回転速度Ｎｒと、操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号を判定する。符号判定部７０ａ及び７０ｂは、回転速度Ｎｒ及び操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号を操舵状態判定部７０ｃへ出力する。

操舵状態判定部７０ｃは、回転速度Ｎｒ及び操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号が等しいか否かに応じて、操向ハンドル１が切り増し操舵状態であるか切り戻し操舵状態であるかを判定する。具体的には、回転速度Ｎｒ及び操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号が等しい場合に、操舵状態判定部７０ｃは、操向ハンドル１が切り増し操舵状態であると判定する。回転速度Ｎｒ及び操舵補助指令値Ｉｒｅｆの符号が異なる場合に、操舵状態判定部７０ｃは、操向ハンドル１が切り戻し操舵状態であると判定する。

操向ハンドル１が切り増し操舵状態である場合に、操舵状態判定部７０ｃは選択信号「１」を選択器７０ｅに出力する。操向ハンドル１が切り戻し操舵状態である場合に、操舵状態判定部７０ｃは選択信号「０」を選択器７０ｅに出力する。
絶対値算出部７０ｄは、回転速度Ｎｒの絶対値｜Ｎｒ｜を算出する。操舵状態判定部７０ｃが選択信号「１」を出力する場合、選択器７０ｅは絶対値｜Ｎｒ｜を選択して回転速度信号Ｎとして出力する。操舵状態判定部７０ｃが選択信号「０」を出力する場合、選択器７０ｅは回転速度０を選択して回転速度信号Ｎとして出力する。

図５を参照する。電流制限値決定部７１は、回転数入力処理部７０が出力する回転速度信号Ｎ及びインバータ印加電圧検出部５４が出力するインバータ印加電圧Ｖｒに基づいて、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの値を決定する。
電流制限値決定部７１は、回転速度信号Ｎ及びインバータ印加電圧Ｖｒに加えて、ｄ軸電流指令値Ｉｄ０や、モータ２０のモータ温度Ｔｍ、インバータ５０の温度情報に応じて複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎを決定してもよい。

図７に、電流制限値決定部７１の機能構成の一例を示す。図７に示す電流制限値決定部７１の例は、３個のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３を決定する。ただし、電流制限値決定部７１が決定するｑ軸電流制限値の数は３個に限定されるものではなく、２個のｑ軸電流制限値を決定してもよく。４個以上のｑ軸電流制限値を決定してもよい。電流制限値決定部７１は、制限値決定部８０ａ、８０ｂ及び８０ｃを備える。

制限値決定部８０ａは、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１を決定する。ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１は、ＥＣＵ部品の部品温度ＴｐがＴＬである場合に、上限値Ｉｂ１以下に電源電流を制限するためのｑ軸電流指令値Ｉｑ０の制限値である。
例えば、上限値Ｉｂ１として、実施形態の電動パワーステアリング装置が許容する最大電源電流を設定してよい。この場合、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１は、ＥＣＵ部品の部品温度ＴｐがＴＬである場合だけでなく、部品温度ＴｐがＴＬより低い場合の制限値としても使用してよい。

制限値決定部８０ｂは、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２を決定する。ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２は、部品温度ＴｐがＴＭである場合に、上限値Ｉｂ１よりも小さい上限値Ｉｂ２以下に電源電流を制限するためのｑ軸電流指令値Ｉｑ０の制限値である。
例えば、上限値Ｉｂ２は、上限値Ｉｂ１の電源電流が流れる場合よりもＥＣＵ部品の消費電力が約１／２になるように設定してもよい。例えば上限値Ｉｂ２をＩｂ１×５／７に設定してよい。

制限値決定部８０ｃは、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３を決定する。ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３は、部品温度ＴｐがＴＨである場合に、上限値Ｉｂ２よりも小さい上限値Ｉｂ３以下に電源電流を制限するためのｑ軸電流指令値Ｉｑ０の制限値である。
例えば、上限値Ｉｂ３は、最大負荷時の保舵やラックエンドまでの操舵に最低限必要な電源電流に設定してよい。例えば上限値Ｉｂ３をＩｂ１×３／７に設定してよい。この場合、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３は、ＥＣＵ部品の部品温度ＴｐがＴＨである場合だけでなく、部品温度ＴｐがＴＨより高い場合の制限値としても使用してよい。

図８は、制限値決定部８０ａの機能構成の一例を示す。制限値決定部８０ａは、制限値テーブル読出部８１と、変動値テーブル読出部８２と、リミッタ８３と、減算器８４と、乗算器８５と、係数乗算器８６と、加算器８７と、リミッタ８８を備える。

制限値テーブル読出部８１は、電源電流を上限値Ｉｂ１以下に制限するためのｑ軸電流制限値を、回転速度信号Ｎに対応付けた制限値テーブルを記憶する。
制限値テーブル読出部８１は、回転数入力処理部７０が出力する回転速度信号Ｎに応じて制限値テーブルからｑ軸電流制限値を読み出し、読み出したｑ軸電流制限値をｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂとして出力する。

図９の（ａ）は、電源電流を上限値Ｉｂ１以下に制限するためのｑ軸電流制限値のテーブルの一例を示す。太実線が、回転速度信号Ｎに応じたｑ軸電流制限値のテーブルを示しており、上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ１に固定し、インバータ印加電圧Ｖｒを所定の基準電圧Ｖｒｅｆに固定して、演算式（３）及び条件式（４）に基づいて予め演算される。基準電圧Ｖｒｅｆは例えばインバータ５０の許容印加電圧の下限値であってよい。
すなわち、各回転速度信号Ｎにおいて次式（５）及び（６）に応じて制限値Ｉｑ＿ｌｉｍを予め演算することによって制限値テーブルを作成する。

実際の回路では、演算式（３）及び条件式（４）に含まれているｄ軸電流が変動する。このため、制限値テーブルを作成する際には、複数のｄ軸電流Ｉｄ＝０、Ｉｄ１、Ｉｄ２及びＩｄ３におけるｑ軸電流制限値のテーブルをそれぞれ演算する。細実線、破線、１点鎖線、２点鎖線が、ｄ軸電流Ｉｄ＝０、Ｉｄ１、Ｉｄ２及びＩｄ３におけるｑ軸電流制限値のテーブルを示す。
そして、各回転速度信号Ｎにおいて流れるｄ軸電流Ｉｄの範囲を予測し、保護性能とモータ２０のトルク性能とのトレードオフを考慮しつつ、回転速度信号Ｎに応じてこれらのテーブルを選択又はテーブル間を補間して、太実線の制限値テーブルを作成する。

図８を参照する。実際の回路では、操舵状態や車両状態によってインバータ印加電圧Ｖｒが変動する。このため、インバータ印加電圧Ｖｒに応じてｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂを補正する。インバータ印加電圧Ｖｒが高いほど、電源電流の消費が少なくなるためｑ軸電流の制限が緩和される。
変動値テーブル読出部８２は、インバータ印加電圧Ｖｒと基準電圧Ｖｒｅｆとの基準偏差ΔＶに対するｑ軸電流制限値の変動値ΔＩｑ＿ｌｉｍと回転速度信号Ｎとを対応付けた変動値テーブルを記憶する。

図９の（ｂ）は、変動値テーブルの一例を示す。図９の（ｂ）に示す変動値テーブルは、演算式（３）において上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ１に固定し、ｄ軸電流を０［Ａ］に固定して、インバータ印加電圧を（Ｖｒｅｆ＋ΔＶ）に設定した場合のｑ軸電流制限値からインバータ印加電圧をＶｒｅｆに設定した場合のｑ軸電流制限値を減算した差分を予め演算して作成する。
すなわち、各回転速度信号Ｎにおいて次式（７）に応じて変動値ΔＩｑ＿ｌｉｍを予め演算することによって変動値テーブルを作成する。

図８を参照する。変動値テーブル読出部８２は、回転数入力処理部７０が出力する回転速度信号Ｎに応じて変動値テーブルから変動値ΔＩｑ＿ｌｉｍを読み出し、読み出した変動値ΔＩｑ＿ｌｉｍを乗算器８５へ出力する。
リミッタ８３は、インバータ印加電圧Ｖｒの上限値を制限し、減算器８４は上限値が制限されたインバータ印加電圧Ｖｒと基準電圧Ｖｒｅｆとの偏差電圧（Ｖｒ−Ｖｒｅｆ）を算出する。
乗算器８５及び係数乗算器８６は、変動値テーブルから読み出された変動値ΔＩｑ＿ｌｉｍに、偏差電圧（Ｖｒ−Ｖｒｅｆ）と係数Ｇｖ（＝１／ΔＶ）とを乗算して、補正値ΔＩｑ＿ｌｉｍ×Ｇｖ×（Ｖｒ−Ｖｒｅｆ）を算出する。

加算器８７は、補正値ΔＩｑ＿ｌｉｍ×Ｇｖ×（Ｖｒ−Ｖｒｅｆ）を加算することによりｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂを補正して、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１＝Ｉｑ＿ｌｉｍｂ＋ΔＩｑ＿ｌｉｍ×Ｇｖ×（Ｖｒ−Ｖｒｅｆ）を算出する。
リミッタ８８は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１の上限値を制限して電流制限値補間部７２へ出力する。

なお、演算式（３）から明らかなように、ｑ軸電流制限値は、トルク定数Ｋｔ、抵抗値Ｒｒ、ｄ軸電流Ｉｄによっても変動する。トルク定数Ｋｔはモータ温度Ｔｍによって変動し、抵抗値Ｒｒはモータ温度Ｔｍやインバータ５０の温度によって変動する。
したがって、制限値決定部８０ａは、モータ温度Ｔｍや、インバータ５０の温度及びｄ軸電流Ｉｄを更に用いて、ｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂを補正してもよい。

例えば、上記の変動値テーブルと同様に、トルク定数Ｋｔや抵抗値Ｒｒ、ｄ軸電流Ｉｄの偏差に対するｑ軸電流制限値の変動値と回転速度信号Ｎとを対応付けたテーブルを演算式（３）にもとづいて予め演算して記憶しておき、回転速度信号Ｎに応じてテーブルから変動値を読み出す。
一方で、モータ温度Ｔｍやインバータ５０の温度に基づいて、トルク定数Ｋｔや抵抗値Ｒｒを算出し、トルク定数Ｋｔや、抵抗値Ｒｒ、ｄ軸電流Ｉｄとこれらの基準値との偏差を算出する。テーブルから読み出した変動値にこれらの偏差を乗じて補正値を求め、補正値をｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂに加えて、ｑ軸電流基準制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｂを補正してよい。

制限値決定部８０ｂ及び８０ｃも、制限値決定部８０ａと同様の構成を有する。ただし、制限値決定部８０ｂ及び８０ｃが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルは、制限値決定部８０ａが記憶する制限値テーブル及び変動値テーブルと異なっている。

図１０の（ａ）は、制限値決定部８０ｂの制限値テーブル読出部８１に記憶される制限値テーブルを示す。図１０の（ａ）の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ｉｂ２以下に制限するためのｑ軸電流制限値のテーブルである。
図９の（ａ）のテーブルと同様に、太実線が、回転速度信号Ｎに応じたｑ軸電流制限値のテーブルを示しており、細実線、破線、１点鎖線、２点鎖線が、ｄ軸電流Ｉｄ＝０、Ｉｄ１、Ｉｄ２及びＩｄ３におけるｑ軸電流制限値のテーブルを示す。図１１の（ａ）のテーブルも同様である。

これらのテーブルは、上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ２に固定し、インバータ印加電圧Ｖｒを所定の基準電圧Ｖｒｅｆに固定して、図９の（ａ）のテーブルと同様に演算される。
図１０の（ｂ）は、制限値決定部８０ｂの変動値テーブル読出部８２に記憶される変動値テーブルを示す。図１０の（ｂ）に示す変動値テーブルは、上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ２に固定して、図９の（ｂ）の変動値テーブルと同様に演算される。

図１１の（ａ）は、制限値決定部８０ｃの制限値テーブル読出部８１に記憶される制限値テーブルを示す。図１１の（ａ）の制限値テーブルは、電源電流を上限値Ｉｂ３以下に制限するためのｑ軸電流制限値のテーブルである。
これらのテーブルは、上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ３に固定し、インバータ印加電圧Ｖｒを所定の基準電圧Ｖｒｅｆに固定して、図９の（ａ）のテーブルと同様に演算される。
図１１の（ｂ）は、制限値決定部８０ｃの変動値テーブル読出部８２に記憶される変動値テーブルを示す。図１１の（ｂ）に示す変動値テーブルは、上限値Ｉｂ＿ｌｉｍをＩｂ３に固定して、図９の（ｂ）の変動値テーブルと同様に演算される。

図５を参照する。電流制限値補間部７２は、電流制限値決定部７１が決定した複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎを、温度検出部５３が検出した部品温度Ｔｐに応じて補間し、部品温度Ｔｐに応じたｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として出力する。
図１２に示す電流制限値補間部７２の例は、図７に示す電流制限値決定部７１に対応して、３個のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３を補間してｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０を算出する。

電流制限値補間部７２は、補間値算出部９０及び９１と、選択部９２を備える。
補間値算出部９０は、部品温度ＴｐがＴＬ以上ＴＭ以下の範囲にある際のｑ軸電流制限値を、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１及びｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２を補間して算出する。
図１２の（ｂ）を参照する。補間値算出部９０は、部品温度ＴｐがＴＬである場合にはｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１を出力する。部品温度ＴｐがＴＭである場合にはｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２を出力する。部品温度ＴｐがＴＬより大きくＴＭ未満である場合には、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１とｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２との間を、温度検出部５３が検出した部品温度Ｔｐで補間して得られる補間値を出力する。

補間値算出部９１は、部品温度ＴｐがＴＭ以上ＴＨ以下の範囲にある際のｑ軸電流制限値を、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２及びｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３を補間して算出する。
図１２の（ｃ）を参照する。補間値算出部９１は、部品温度ＴｐがＴＭである場合にはｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２を出力する。部品温度ＴｐがＴＨである場合にはｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３を出力する。部品温度ＴｐがＴＭより大きくＴＨ未満である場合には、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ２とｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３との間を、温度検出部５３が検出した部品温度Ｔｐで補間して得られる補間値を出力する。
なお、補間値算出部９０及び９１は、線形補間により補間値を算出してもよく、非線形関数を用いて補間値を算出してもよい。

選択部９２は、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３のうちの最大値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１及び最小値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３、並びに補間値算出部９０及び９１の出力のうち何れかを、温度検出部５３が検出した部品温度Ｔｐに応じて選択し、部品温度Ｔｐに応じたｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として出力する。
具体的には、部品温度ＴｐがＴＬ未満の場合に選択部９２は最大値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として選択する。

部品温度ＴｐがＴＬ以上ＴＭ未満の場合に、選択部９２は補間値算出部９０の出力をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として選択する。部品温度ＴｐがＴＭ以上ＴＨ未満の場合に、選択部９２は補間値算出部９１の出力をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として選択する。部品温度ＴｐがＴＨ以上の場合に選択部９２は最小値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０として選択する。

なお、本実施形態では、部品温度ＴｐがＴＬ未満の範囲においてｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１に固定し、部品温度ＴｐがＴＨより高い範囲においてｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３に固定しているが、本発明はこれに限定されるものではない。電流制限値補間部７２は、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃ３に基づく外挿によって、部品温度ＴｐがＴＬ未満又はＴＨ以上の範囲におけるｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０を算出してもよい。

図５を参照する。レートリミッタ７３は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０の過渡的な変動を緩和する。
操向ハンドル１の操舵状態が切り増し操舵状態と切り戻し操舵状態との間で切り替わると、回転数入力処理部７０が回転速度信号Ｎを切り替えるために、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０の値が急激に変化する。この結果、ｑ軸電流制限値の出力値の急激な変化が発生したりチャタリングが発生するおそれがある。
レートリミッタ７３は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０の過渡的な変動を緩和して得られるｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を生成して、平滑化部７４へ出力する。

例えばレートリミッタ７３は、今回の制御周期で入力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０から前回の制御周期で出力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を減算して得られる差分が、正値の立ち上がり閾値ＲＩＳＥ＿ＲＡＴＥよりも大きい場合には、前回の制御周期で出力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１と立ち上がり閾値ＲＩＳＥ＿ＲＡＴＥとの和を、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１として出力する。

またレートリミッタ７３は、今回の制御周期で入力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０から前回の制御周期で出力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を減算して得られる差分が、負値の立ち下がり閾値ＦＡＬＬ＿ＲＡＴＥよりも小さい場合には、前回の制御周期で出力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１と立ち下がり閾値ＦＡＬＬ＿ＲＡＴＥとの和を、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１として出力する。

今回の制御周期で入力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０から前回の制御周期で出力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を減算して得られる差分が、立ち下がり閾値ＦＡＬＬ＿ＲＡＴＥ以上立ち上がり閾値ＲＩＳＥ＿ＲＡＴＥ以下の場合には、入力したｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０をそのままｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１として出力する。

平滑化部７４は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を平滑化することにより、回転速度信号Ｎの切り替え時のｑ軸電流制限値の出力値の急激な変化を緩和し、チャタリングを除去する。
例えば、平滑化部７４は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１の時間加重平均値を算出するフィルタであってよい。平滑化部７４は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を平滑化して得られた最終的なｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍを、ｑ軸電流制限部７５へ出力する。

ｑ軸電流制限部７５は、電流指令値演算部４１から出力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ０を、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ以下の値に制限する。ｑ軸電流制限部７５は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０を制限して得られる制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１を出力する。
図１３を参照する。ｑ軸電流制限部７５は、符号反転器１００と、比較器１０１及び１０２と、選択器１０３及び１０４を備える。

比較器１０１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０と正値のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍとを比較する。ｑ軸電流指令値Ｉｑ０が正値のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ以上の場合、比較器１０１は、選択信号「１」を選択器１０３に出力する。ｑ軸電流指令値Ｉｑ０が正値のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ未満の場合、比較器１０１は、選択信号「０」を選択器１０３に出力する。

符号反転器１００は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍの符号を反転して負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）を出力する。比較器１０２は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０と負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）とを比較する。ｑ軸電流指令値Ｉｑ０が負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）以下の場合、比較器１０２は、選択信号「１」を選択器１０４に出力する。ｑ軸電流指令値Ｉｑ０が負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）より大きいの場合、比較器１０２は、選択信号「０」を選択器１０４に出力する。

比較器１０１が選択信号「１」を出力する場合（すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ０が正値のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ以上の場合）、選択器１０３はｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍを選択して選択器１０４に出力する。
比較器１０１が選択信号「０」を出力する場合（すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ０が正値のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ未満の場合）、選択器１０３はｑ軸電流指令値Ｉｑ０を選択して選択器１０４に出力する。

比較器１０２が選択信号「１」を出力する場合（すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ０が負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）以下の場合）、選択器１０４は負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）を選択して制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１として出力する。
比較器１０２が選択信号「０」を出力する場合（すなわちｑ軸電流指令値Ｉｑ０が負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）より大きいの場合）、選択器１０４は選択器１０３の出力を選択して制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１として出力する。以上により、制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１は、正値のｑ軸電流制限値（Ｉｑ＿ｌｉｍ）以下及び負値のｑ軸電流制限値（−Ｉｑ＿ｌｉｍ）以上の値に制限される。

なお、バッテリ１４は特許請求の範囲に記載される電源の一例である。コントローラ３０、温度検出部５３、インバータ印加電圧検出部５４、回転角度検出回路６１及びモータ温度取得部６２は、特許請求の範囲に記載されるモータ制御装置の一例である。回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２は、特許請求の範囲に記載される回転速度検出部の一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルは、特許請求の範囲に記載される第１テーブル及び第２テーブルの一例である。制限値テーブル及び変動値テーブルを多項式等で近似し、近似式として第１記憶部及び第２記憶部に記憶しても良い。比例積分制御部４６と、デューティ演算部４７と、空間ベクトル変調部４８と、ＰＷＭ制御部４９は、特許請求の範囲に記載される素子制御部の一例である。

（動作）
図１４を参照して、実施形態のモータ制御方法の一例を説明する。
ステップＳ１において回転角度検出回路６１と回転数演算部５２は、モータ２０の回転速度Ｎｒを検出する。
ステップＳ２においてインバータ印加電圧検出部５４は、インバータ５０への印加電圧であるインバータ印加電圧Ｖｒを検出する。

ステップＳ３において温度検出部５３は、ＥＣＵ部品のいずれかの部品温度Ｔｐを検出する。
ステップＳ４において電流指令値演算部４１は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０及びｄ軸電流指令値Ｉｄ０を算出する。

ステップＳ５において電流制限値決定部７１は、回転数入力処理部７０が出力する回転速度信号Ｎ及びインバータ印加電圧検出部５４が検出したインバータ印加電圧Ｖｒに基づいて、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎの各々を決定する。
ステップＳ６において電流制限値補間部７２は、複数のｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍｃ１〜Ｉｑ＿ｌｉｍｃｎを補間して、温度検出部５３が検出したＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐに応じたｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０を算出する。

ステップＳ７においてレートリミッタ７３は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ０の過渡的な変動を緩和して得られるｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を生成し、平滑化部７４は、ｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍ１を平滑化して得られるｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍを生成する。ｑ軸電流制限部７５は、ｑ軸電流指令値Ｉｑ０をｑ軸電流制限値Ｉｑ＿ｌｉｍで制限することにより、制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１を演算する。
ステップＳ８においてコントローラ３０は、ｄ軸電流指令値Ｉｄ０と制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１に基づいてモータ２０を駆動する。

（実験結果）
以下、図１５〜図１８を参照して、本実施形態のモータ制御装置による実験結果を示す。実験は、温度ＴＨ、ＴＭ、及びＴＬをそれぞれ、ＴＨ＝８０［℃］、ＴＭ＝６０［℃］、ＴＬ＝５０にそれぞれ設定し、ラックエンドの一方において低中速操舵で端当てを反復して行った。
また、部品温度Ｔｐが温度ＴＬ以下である場合の電源電流の上限値をＩｂ１に設定し、部品温度Ｔｐが温度ＴＭである場合の上限値をＩｂ１×（５／７）に設定し、部品温度Ｔｐが温度ＴＨ以上である場合の上限値をＩｂ１×（３／７）に設定した。

細破線が操舵補助指令値Ｉｒｅｆを示し、細実線が制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１を示し、太実線が電源電流Ｉｂを示し、１点鎖線がＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐを示し、太破線がモータ２０のモータ回転速度を示す。
図１５を参照する。電源電流が、Ｉｂ１からＩｂ１×（３／７）へ徐々に制限されることにより、ＥＣＵ部品の温度上昇が緩やかになり、ＥＣＵ部品の温度上昇が徐々に抑えられていることが確認できる。

図１６は、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐが５０［℃］付近である範囲の拡大図である。
部品温度Ｔｐが５０［℃］以下である間、電源電流は上限値Ｉｂ１付近まで大きくなるが、部品温度Ｔｐが５０［℃］付近を超えると、電源電流が徐々に制限されることが確認できる。

また、電源電流が大きいときは制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が最大値Ｉｒｅｆ＿ｍａｘまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Ｔｐの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のｑ軸電流Ｉｒｅｆ＿ｍａｘが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。

図１７は、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐが６０［℃］付近である範囲の拡大図である。
部品温度Ｔｐが６０［℃］以下である間、上限値Ｉｂ１×（５／７）以上の電源電流が供給されていたが、部品温度Ｔｐが６０［℃］以上になると、電源電流が徐々にＩｂ１×（５／７）以下に制限されることが確認できる。これにより、部品温度Ｔｐの上昇も徐々に抑えられていることが確認できる。

また、電源電流が大きいときは制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が最大値Ｉｒｅｆ＿ｍａｘまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Ｔｐの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のｑ軸電流Ｉｒｅｆ＿ｍａｘが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。

図１８は、ＥＣＵ部品の部品温度Ｔｐが８０［℃］付近である範囲の拡大図である。
部品温度Ｔｐが８０［℃］付近になると、電源電流がＩｂ１×（３／７）以下に制限されることが確認できる。部品温度Ｔｐの上昇も横ばいになっており、ＥＣＵ部品の温度上昇が抑えられていることが確認できる。

また、電源電流が大きいときは制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が制限され、電源電流が小さい又は回生状態にある時は、制限後ｑ軸電流指令値Ｉｑ１が最大値Ｉｒｅｆ＿ｍａｘまで増大していることが確認できる。
このため、部品温度Ｔｐの上昇によって電源電流が制限されても、低中速操舵ではあるが最大のｑ軸電流Ｉｒｅｆ＿ｍａｘが出力され、ラックエンドまでの操舵が可能になる。

（実施形態の効果）
（１）モータ２０を制御するモータ制御装置は、電源であるバッテリ１４とモータ２０との間に直列に接続されて、バッテリ１４から出力される電源電流をモータ２０に流す駆動電流に変換する駆動素子Ｑ１〜Ｑ６と、モータ２０のモータ回転速度を検出する回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２と、インバータ５０への印加電圧であるインバータ印加電圧を検出するインバータ印加電圧検出部５４と、バッテリ１４から駆動素子Ｑ１〜Ｑ６までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部５３と、駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部４１と、予め定めた複数の上限値以下に電源電流をそれぞれ制限するように電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２が検出したモータ回転速度及びインバータ印加電圧検出部５４が検出したインバータ印加電圧に応じて決定する電流制限値決定部７１と、電流制限値決定部７１が決定した複数の電流制限値を補間して、温度検出部５３が検出した部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部７２を備える。比例積分制御部４６、デューティ演算部４７、空間ベクトル変調部４８、及びＰＷＭ制御部４９は、電流制限値補間部７２が算出した電流制限値で制限された電流指令値に基づいて駆動素子Ｑ１〜Ｑ６を制御する。

これにより、電源電流の上限値を設定しておき、電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Ｔｐに応じて電源電流の上限値を設定しておき、検出した部品温度Ｔｐに対応する上限値以下に電源電流が制限されるようにモータ２０の駆動電流を制御できる。このため、精度の高い上限値により過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Ｔｐの上昇を抑制できる。
例えば電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置の場合、操向ハンドル１をラックエンドまで操舵できるように制御しつつ、部品温度Ｔｐの上昇を抑制できる。
また、複数の電流制限値を補間することにより、部品温度Ｔｐに応じて連続的に変化する電流制限値を算出できる。これにより操舵者に意識されないように徐々に電源電流を制限できる。

（２）電流制限値決定部７１は、モータ回転速度とインバータ印加電圧に応じて予め演算された電流制限値を記憶したテーブルから読み出した電流制限値に基づいて複数の電流制限値の各々を決定してよい。
電流制限値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、コントローラ３０の処理負荷を抑えることができる。

（３）電流制限値は、インバータ印加電圧と電源電流に基づく入力電力と、モータ回転速度、電流指令値に基づく出力電力と、損失電力と、の間に成立する関係に従って予め演算してテーブルに格納してよい。
このように電流制限値を演算することにより、正確に電源電流を制限できる。

（４）電流制限値決定部７１は、所定のインバータ印加電圧におけるモータ回転速度に応じた電流制限値を記憶した制限値テーブルを備え、回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した電流制限値を、インバータ印加電圧検出部５４が検出したインバータ印加電圧に応じて補正することにより複数の電流制限値の各々を決定してよい。
これにより、インバータ印加電圧の変動に応じて電源電流を正確に制限できる。

（５）電流制限値決定部７１は、インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する電流制限値の変動値とモータ回転速度とを対応付けた変動値テーブルを備え、回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２が検出したモータ回転速度に応じて変動値テーブルから読み出した変動値と、インバータ印加電圧検出部５４が検出したインバータ印加電圧とに応じて、回転角度検出回路６１及び回転数演算部５２が検出したモータ回転速度に応じて制限値テーブルから読み出した制限値を補正することにより、複数の電流制限値の各々を決定してよい。
インバータ印加電圧の偏差に対する電流制限値の変動値を予め演算してテーブルに格納しておくことで、インバータ印加電圧の変動に応じた補正処理の負荷を抑えることができる。

（６）電流制限値補間部７２は、部品温度Ｔｐに応じて複数の電流制限値の間の補間値を算出する１以上の補間値算出部９０及び９１と、補間値算出部９０及び９１が算出した補間値、並びに複数の電流制限値の最大値及び最小値のいずれかを部品温度Ｔｐに応じて選択する選択部９２を備えてよい。
これにより、部品温度Ｔｐに応じて複数の電流制限値の補間値を算出できる。

（７）電流指令値演算部４１は、駆動電流を制御するためのｑ軸電流指令値及びｄ軸電流指令値を演算し、電流制限値決定部７１はｑ軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定してよい。
電源電流が上限値以下に制限されるようにｑ軸電流指令値を制御することにより、過剰な電流制限を回避しながら電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度Ｔｐの上昇を抑制できる。

（８）電流制限値決定部７１は、さらに少なくともモータ２０の温度情報及びインバータ５０の駆動素子の温度情報に応じて電流制限値を決定してよい。
これにより、モータ２０の温度によるトルク定数や抵抗値の変化や、駆動素子の温度による抵抗値の変化を考慮することができ、より正確に電源電流を制限できる。

（９）駆動電流制限部４３は、駆動電流の向きとモータ２０の回転方向に応じて、駆動電流の制限を解除してよい。
これにより、モータ２０が回生状態となる場合（例えば操向ハンドル１が切り戻し操舵状態である場合等）に、不要な電流制限を解除することができる。

１…操向ハンドル、２…コラム軸、３…減速ギア、４Ａ、４Ｂ…ユニバーサルジョイント、５…ピニオンラック機構、６…タイロッド、１０…トルクセンサ、１１…イグニションキー、１２…車速センサ、１４…バッテリ、２０…モータ、３０…コントローラ、４０…操舵補助指令値演算部、４１…電流指令値演算部、４３…駆動電流制限部、４４、４５、８４…減算器、４６…比例積分制御部、４７…デューティ演算部、４８…空間ベクトル変調部、４９…ＰＷＭ制御部、５０…インバータ、５２…回転数演算部、５３…温度検出部、５４…インバータ印加電圧検出部、６１…回転角度検出回路、６２…モータ温度取得部、７０…回転数入力処理部、７０ａ、７０ｂ…符号判定部、７０ｃ…操舵状態判定部、７０ｄ…絶対値算出部、７０ｅ、１０３、１０４…選択器、７１…電流制限値決定部、７２…電流制限値補間部、７３…レートリミッタ、７４…平滑化部、７５…ｑ軸電流制限部、８０ａ、８０ｂ、８０ｃ…制限値決定部、８１…制限値テーブル読出部、８２…変動値テーブル読出部、８３、８８…リミッタ、８５…乗算器、８６…係数乗算器、８７…加算器、９０、９１…補間値算出部、９２…選択部、１００…符号反転器、１０１、１０２…比較器

Claims (11)

1. 電動モータを制御するモータ制御装置であって、
   電源と前記電動モータとの間に直列に接続されて、前記電源から出力される電源電流を前記電動モータに流す駆動電流に変換する駆動素子と、
   前記電動モータのモータ回転速度を検出する回転速度検出部と、
   前記駆動素子に印加される電圧をインバータ印加電圧として検出するインバータ印加電圧検出部と、
   前記電源から前記駆動素子までの電源ライン又はその近傍に配置された部品の部品温度を検出する温度検出部と、
   前記駆動電流を制御するための電流指令値を演算する電流指令値演算部と、
   予め定めた複数の上限値以下に前記電源電流をそれぞれ制限するように前記電流指令値を制限するための複数の電流制限値を、少なくとも前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度及び前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて各々決定する電流制限値決定部と、
   前記電流制限値決定部が決定した前記複数の電流制限値を補間して、前記温度検出部が検出した前記部品温度に応じた電流制限値を算出する電流制限値補間部と、
   前記電流制限値補間部が算出した前記電流制限値で制限された前記電流指令値に基づいて前記駆動素子を制御する素子制御部と、
   を備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記電流制限値決定部は、前記モータ回転速度と前記インバータ印加電圧とに応じて予め演算された前記電流制限値を記憶した制限値記憶部から読み出した電流制限値に基づいて、前記複数の電流制限値の各々を決定することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と前記電源電流に基づく入力電力と、前記モータ回転速度、前記電流指令値に基づく出力電力と、損失電力との間に成立する関係に従って予め演算された前記電流制限値を記憶していることを特徴とする請求項２に記載のモータ制御装置。
4. 前記制限値記憶部は、所定の前記インバータ印加電圧における前記モータ回転速度に応じた前記電流制限値を記憶した第１テーブルを備え、
   前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第１テーブルから読み出した電流制限値を、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧に応じて補正することにより前記複数の電流制限値の各々を決定する、
   ことを特徴とする請求項２又は３に記載のモータ制御装置。
5. 前記制限値記憶部は、前記インバータ印加電圧と基準電圧との基準偏差に対する前記電流制限値の変動値と前記モータ回転速度とを対応付けた第２テーブルを備え、
   前記電流制限値決定部は、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第２テーブルから読み出した前記変動値と、前記インバータ印加電圧検出部が検出した前記インバータ印加電圧とに応じて、前記回転速度検出部が検出した前記モータ回転速度に応じて前記第１テーブルから読み出した電流制限値を補正することにより、前記複数の電流制限値の各々を決定する、
   ことを特徴とする請求項４に記載のモータ制御装置。
6. 前記電流制限値補間部は、
   前記部品温度に応じて前記複数の電流制限値の間の補間値を算出する１以上の補間値算出部と、
   前記補間値算出部が算出した補間値、並びに前記複数の電流制限値の最大値及び最小値のいずれかを前記部品温度に応じて選択する選択部と、
   を備えることを特徴とする請求項１〜５のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
7. 前記駆動電流を制御するためのｑ軸電流指令値及びｄ軸電流指令値を演算する電流指令値演算部を更に備え、
   前記電流制限値決定部は、前記ｑ軸電流指令値を制限するための電流制限値を決定することを特徴とする請求項１〜６のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
8. 前記電流制限値決定部は、さらに少なくとも前記電動モータの温度情報及び前記駆動素子の温度情報に応じて前記複数の電流制限値の各々を決定することを特徴とする請求項１〜７のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
9. 前記駆動電流の向きと前記電動モータの回転方向に応じて、前記駆動電流の制限を解除する、ことを特徴とする請求項１〜８のいずれか一項に記載のモータ制御装置。
10. 請求項１〜９の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
    前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
    を備えることを特徴とする電動アクチュエータ製品。
11. 請求項１〜９の何れか一項に記載のモータ制御装置と、
    前記モータ制御装置によって制御される電動モータと、
    を備え、前記電動モータによって車両の操舵系に操舵補助力を付与することを特徴とする電動パワーステアリング装置。

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