特許 5959929 モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】5959929

(24)【登録日】2016年7月1日

(45)【発行日】2016年8月2日

(54)【発明の名称】モータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法

(51)【国際特許分類】

   H02P 27/06 20060101AFI20160719BHJP

   H02M 7/48 20070101ALI20160719BHJP

   H02M 3/155 20060101ALI20160719BHJP

【ＦＩ】

   H02P27/06

   H02M7/48 E

   H02M3/155 U

【請求項の数】7

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2012-111466(P2012-111466)

(22)【出願日】2012年5月15日

(65)【公開番号】特開2013-240192(P2013-240192A)

(43)【公開日】2013年11月28日

【審査請求日】2014年12月17日

(73)【特許権者】

【識別番号】000002037

【氏名又は名称】新電元工業株式会社

(74)【代理人】

【識別番号】100137523

【弁理士】

【氏名又は名称】出口 智也

(74)【代理人】

【識別番号】100117787

【弁理士】

【氏名又は名称】勝沼 宏仁

(74)【代理人】

【識別番号】100082991

【弁理士】

【氏名又は名称】佐藤 泰和

(74)【代理人】

【識別番号】100103263

【弁理士】

【氏名又は名称】川崎 康

(74)【代理人】

【識別番号】100107582

【弁理士】

【氏名又は名称】関根 毅

(74)【代理人】

【識別番号】100118843

【弁理士】

【氏名又は名称】赤岡 明

(74)【代理人】

【識別番号】100153914

【弁理士】

【氏名又は名称】小澤 勝己

(72)【発明者】

【氏名】野崎 幸弘

(72)【発明者】

【氏名】大倉 崇

(72)【発明者】

【氏名】永江 晴一郎

【審査官】 マキロイ 寛済

(56)【参考文献】

【文献】 特開２００７−０５３８９５（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００５−２１０８７１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００３−２０４６９１（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０４−１２１０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２００９−０３３８３８（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｈ０２Ｐ ２７／０６

Ｈ０２Ｍ ３／１５５

Ｈ０２Ｍ ７／４８

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

多相モータと、
前記多相モータの回転位置を検出して、前記回転位置に応じた回転位置信号を出力する回転位置検出部と、
スイッチング素子を含む複数のアームを有し、直流源から供給された直流電圧をモータ駆動電流に変換して前記多相モータに供給するインバータと、
前記回転位置信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をオン又はオフに制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のアームに流れるアーム電流を用いて前記多相モータの各相に流れる相電流を算出し、
算出された複数の前記相電流を用いて、前記直流源から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流の実効値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御し、
前記回転位置検出部から出力された前記回転位置信号に応じて前記多相モータの回転状態を判定し、前記多相モータが回転していると判定した場合、前記出力電流を予め定められた定数で除算した値を前記実効値とし、前記多相モータが停止していると判定した場合、前記出力電流を前記実効値とする
ことを特徴とするモータ駆動装置。

【請求項2】

前記直流源から供給された直流電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧部、を備え、
前記制御部は、
前記算出された複数の相電流を用いて、前記昇圧部から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流に基づいた値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御する
ことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動装置。

【請求項3】

前記制御部は、負の相電流をゼロに置換した前記複数の相電流の総和を算出して、前記総和を前記出力電流とする
ことを特徴とする請求項１又は請求項２に記載のモータ駆動装置。

【請求項4】

前記回転位置検出部はレゾルバから構成され、
前記制御部は、前記レゾルバが出力する回転位置信号から得られる回転角情報が変化している場合、前記多相モータが回転していると判定し、前記回転角情報が一定値である場合、前記多相モータが停止していると判定する
ことを特徴とする請求項１から請求項３の何れかに記載のモータ駆動装置。

【請求項5】

前記定数は２の平方根であることを特徴とする請求項１から請求項４の何れかに記載のモータ駆動装置。

【請求項6】

前記制御部は、
算出された前記出力電流の実効値を時間で積分して積分値を算出し、
前記出力電流に基づいた値として、前記出力電流の実効値に代えて前記積分値を用いる
ことを特徴とする請求項１から請求項５の何れかに記載のモータ駆動装置。

【請求項7】

多相モータと、前記多相モータの回転位置を検出して、前記回転位置に応じた回転位置信号を出力する回転位置検出部と、スイッチング素子を含む複数のアームを有し、直流源から供給された直流電圧をモータ駆動電流に変換して前記多相モータに供給するインバータと、前記回転位置信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をオン又はオフに制御する制御部と、を備えたモータ駆動装置の制御方法であって、
前記制御部により、
前記複数のアームに流れるアーム電流を用いて前記多相モータの各相に流れる相電流を算出し、
算出された複数の前記相電流を用いて、前記直流源から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流の実効値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御し、
前記回転位置検出部から出力された前記回転位置信号に応じて前記多相モータの回転状態を判定し、前記多相モータが回転していると判定した場合、前記出力電流を予め定められた定数で除算した値を前記実効値とし、前記多相モータが停止していると判定した場合、前記出力電流を前記実効値とする
ことを特徴とするモータ駆動装置の制御方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、多相モータを駆動するモータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法に関する。

【背景技術】

【0002】

近年、インバータを用いて多相モータを駆動するモータ駆動装置に、昇圧コンバータが搭載されるようになっている。昇圧コンバータが搭載される理由は、昇圧された電圧をインバータに供給することによってインバータと多相モータに流れる電流を小さくして、モータ駆動装置のサイズを小さくするためである。

【0003】

このようなサイズを小さくすることが求められているモータ駆動装置においては、放熱性を高めることが困難である。そのため、モータ駆動装置の発熱が問題になっている。特に、モータが強いトルクを発生する必要がある場合や、負荷の状況によってモータの回転が強制的に止められる場合には、昇圧コンバータとインバータとモータに大電流が流れるため、これらの発熱が大きくなる。この発熱が大きい場合、特に昇圧コンバータの半導体素子とコンデンサ等が破損する恐れがある。そこで、昇圧コンバータの出力電流値を制限することによって、発熱を制限する必要がある。

【0004】

特許文献１には、相電流センサにより検出されたモータ電流とパルス幅変調のデューティとから得られた昇圧回路の出力電流が、昇圧回路の入力電圧に応じた上限値より大きい場合に、出力電流を低減させる技術が開示されている。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特許第４８６９７７１号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

しかしながら、上記特許文献１に記載の技術では、モータ電流を検出するために専用の相電流センサを用いている。従って、回路規模及びコストが増加するという問題がある。

【0007】

そこで、本発明は、回路規模及びコストの増加を抑制した上で、発熱を制限できるモータ駆動装置及びモータ駆動装置の制御方法を提供することを目的とする。

【課題を解決するための手段】

【0008】

本発明の一態様に係るモータ駆動装置は、
多相モータと、
前記多相モータの回転位置を検出して、前記回転位置に応じた回転位置信号を出力する回転位置検出部と、
スイッチング素子を含む複数のアームを有し、直流源から供給された直流電圧をモータ駆動電流に変換して前記多相モータに供給するインバータと、
前記回転位置信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をオン又はオフに制御する制御部と、を備え、
前記制御部は、
前記複数のアームに流れるアーム電流を用いて前記多相モータの各相に流れる相電流を算出し、
算出された複数の前記相電流を用いて、前記直流源から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流に基づいた値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御する
ことを特徴とする。

【0009】

また、前記モータ駆動装置において、
前記直流源から供給された直流電圧を昇圧して昇圧電圧を出力する昇圧部、を備え、
前記制御部は、
前記算出された複数の相電流を用いて、前記昇圧部から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流に基づいた値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御してもよい。

【0010】

また、前記モータ駆動装置において、
前記制御部は、負の相電流をゼロに置換した前記複数の相電流の総和を算出して、前記総和を前記出力電流としてもよい。

【0011】

また、前記モータ駆動装置において、
前記制御部は、
前記出力電流に基づいた値として前記出力電流の実効値を用い、
前記回転位置検出部から出力された前記回転位置信号に応じて前記多相モータの回転状態を判定し、前記多相モータが回転していると判定した場合、前記出力電流を予め定められた定数で除算した値を前記実効値として、前記多相モータが停止していると判定した場合、前記出力電流を前記実効値としてもよい。

【0012】

また、前記モータ駆動装置において、
前記回転位置検出部はレゾルバから構成され、
前記制御部は、前記レゾルバが出力する回転位置信号から得られる回転角情報が変化している場合、前記多相モータが回転していると判定し、前記回転角情報が一定値である場合、前記多相モータが停止していると判定してもよい。

【0013】

また、前記モータ駆動装置において、
前記定数は２の平方根であってもよい。

【0014】

また、前記モータ駆動装置において、
前記制御部は、
算出された前記出力電流の実効値を時間で積分して積分値を算出し、
前記出力電流に基づいた値として、前記出力電流の実効値に代えて前記積分値を用いてもよい。

【0015】

本発明の一態様に係るモータ駆動装置の制御方法は、
多相モータと、前記多相モータの回転位置を検出して、前記回転位置に応じた回転位置信号を出力する回転位置検出部と、スイッチング素子を含む複数のアームを有し、直流源から供給された直流電圧をモータ駆動電流に変換して前記多相モータに供給するインバータと、前記回転位置信号に応じて前記インバータの各スイッチング素子をオン又はオフに制御する制御部と、を備えたモータ駆動装置の制御方法であって、
前記制御部により、
前記複数のアームに流れるアーム電流を用いて前記多相モータの各相に流れる相電流を算出し、
算出された複数の前記相電流を用いて、前記直流源から前記インバータに出力される出力電流を算出し、
算出された前記出力電流に基づいた値が予め定められた上限値に達した時、前記アーム電流が減少するように前記インバータを制御する
ことを特徴とする。

【発明の効果】

【0016】

本発明によれば、複数のアームに流れるアーム電流を用いて多相モータの各相に流れる相電流を算出し、算出された複数の相電流を用いて、直流源から出力される出力電流を算出し、算出された出力電流に基づいた値が上限値に達した時、アーム電流が減少するようにインバータを制御している。このように、相電流センサを用いずに検出可能なアーム電流に基づいて出力電流を算出するので、回路規模及びコストの増加を抑制した上で、発熱を制限できる。

【図面の簡単な説明】

【0017】

【図1】実施例１に係るモータ駆動装置の概略的な構成を示すブロック図である。

【図2】実施例１に係るモータ駆動装置の動作を示すフローチャートである。

【図3】実施例１に係るモータ駆動装置の相電流と出力電流を示す波形図である。

【図4】実施例１に係るモータ駆動装置の出力電流の制限動作を説明する図である。

【発明を実施するための形態】

【0018】

以下、本発明に係る実施例について図面に基づいて説明する。

【実施例1】

【0019】

図１は、実施例１に係るモータ駆動装置の概略的な構成を示すブロック図である。図１に示すように、モータ駆動装置は、モータ（多相モータ）１１と、レゾルバ（回転位置検出部）１２と、昇圧コンバータ（昇圧部）１３と、インバータ１４と、制御部１５と、を備える。

【0020】

モータ１１は、例えば、三相のＤＣブラシレスモータである。

【0021】

レゾルバ１２は、制御部１５から供給された励磁信号に基づいて、モータ１１の回転位置を検出して、回転位置に応じた回転位置信号を制御部１５に出力する。

【0022】

昇圧コンバータ１３は、バッテリ（直流源）ＢＡＴから供給された直流の電源電圧Ｖｉ（例えば、１２Ｖ）を昇圧して直流の昇圧電圧Ｖｏ（例えば、２４Ｖ）を出力する。昇圧コンバータ１３は、入力コンデンサＣｉｎと、インダクタＬと、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである２つのスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と、出力コンデンサＣｏｕｔと、を有する。

【0023】

入力コンデンサＣｉｎは、一端がバッテリＢＡＴの正極側端子に接続され、他端がバッテリＢＡＴの負極側端子に接続されると共に接地されている。インダクタＬは、一端がバッテリＢＡＴの正極側端子に接続されている。

【0024】

スイッチング素子Ｑ１は、一端（ドレイン）がインダクタＬの他端に接続され、他端（ソース）が接地されている。スイッチング素子Ｑ２は、一端（ソース）がインダクタＬの他端に接続され、他端（ドレイン）から昇圧電圧Ｖｏを出力する。

【0025】

出力コンデンサＣｏｕｔは、一端がスイッチング素子Ｑ２の他端に接続され、他端が接地されている。つまり、出力コンデンサＣｏｕｔの一端及び他端間の電圧が、昇圧電圧Ｖｏである。

【0026】

昇圧コンバータ１３からインバータ１４に出力電流Ｉｏが出力される。出力電流Ｉｏの極性は、昇圧コンバータ１３からインバータ１４に流れる方向を正とする。出力電流Ｉｏは、バッテリＢＡＴの正極側端子から出力される電流とほぼ等しい。

【0027】

インバータ１４は、昇圧コンバータ１３から供給された昇圧電圧Ｖｏをモータ駆動電流に変換してモータ１１に供給する。モータ駆動電流は、モータ１１のＵ相に流れる相電流Ｉｕと、Ｖ相に流れる相電流Ｉｖと、Ｗ相に流れる相電流Ｉｗと、を含む。相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの極性は、インバータ１４からモータ１１に流れる方向を正とする。

【0028】

インバータ１４は、３相ブリッジ回路構成となっており、Ｎ型ＭＯＳトランジスタである６つのスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８と、アーム電流検出用の３つの抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗと、を有する。

【0029】

スイッチング素子Ｑ３は、一端（ドレイン）に昇圧電圧Ｖｏが供給されている。スイッチング素子Ｑ４は、一端（ドレイン）がスイッチング素子Ｑ３の他端（ソース）に接続されている。抵抗Ｒｕは、一端がスイッチング素子Ｑ４の他端（ソース）に接続され、他端が接地されている。スイッチング素子Ｑ３，Ｑ４は、Ｕ相のアームＡｕを構成している。

【0030】

スイッチング素子Ｑ５は、一端（ドレイン）に昇圧電圧Ｖｏが供給されている。スイッチング素子Ｑ６は、一端（ドレイン）がスイッチング素子Ｑ５の他端（ソース）に接続されている。抵抗Ｒｖは、一端がスイッチング素子Ｑ６の他端（ソース）に接続され、他端が接地されている。スイッチング素子Ｑ５，Ｑ６は、Ｖ相のアームＡｖを構成している。

【0031】

スイッチング素子Ｑ７は、一端（ドレイン）に昇圧電圧Ｖｏが供給されている。スイッチング素子Ｑ８は、一端（ドレイン）がスイッチング素子Ｑ７の他端（ソース）に接続されている。抵抗Ｒｗは、一端がスイッチング素子Ｑ８の他端（ソース）に接続され、他端が接地されている。スイッチング素子Ｑ７，Ｑ８は、Ｗ相のアームＡｗを構成している。

【0032】

スイッチング素子Ｑ３とＱ４の接続点から相電流Ｉｕが出力され、スイッチング素子Ｑ５とＱ６の接続点から相電流Ｉｖが出力され、スイッチング素子Ｑ７とＱ８の接続点から相電流Ｉｗが出力される。

【0033】

各抵抗Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗの両端間の電圧は、アーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを表す電圧である。

【0034】

制御部１５は、例えばマイクロコンピュータから構成され、レゾルバ１２と昇圧コンバータ１３とインバータ１４を制御する。

【0035】

昇圧コンバータ１３から昇圧電圧Ｖｏが供給される。制御部１５は、この昇圧電圧Ｖｏが予め定められた一定値（例えば、２４Ｖ）になるように、昇圧コンバータ駆動信号をスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２の制御端子（ゲート）に供給して、各スイッチング素子Ｑ１，Ｑ２をオン又はオフにＰＷＭ制御する。

【0036】

また、制御部１５は、外部から電流目標値が供給され、レゾルバ１２から回転位置信号が供給され、インバータ１４からアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを表す電圧が供給される。制御部１５は、図示しないＡＤ変換器を有しており、このＡＤ変換器でアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを表す電圧をサンプリングして、これにより得られたアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを用いてインバータ１４の制御を行う。サンプリング周期は、例えば、インバータ１４のスイッチング周期と等しい。具体的には、制御部１５は、アーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓに基づいた電流が電流目標値になるように、回転位置信号に応じてインバータ駆動信号をスイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８の制御端子（ゲート）に供給して、各スイッチング素子Ｑ３〜Ｑ８をオン又はオフにＰＷＭ制御する。

【0037】

制御部１５による昇圧コンバータ１３とインバータ１４の上記制御は、公知の制御である。このような制御により、電流目標値に応じてモータ１１の回転を制御できる。

【0038】

このモータ駆動装置は、モータ１１を駆動制御している間、制御部１５によって昇圧コンバータ１３の出力電流Ｉｏに基づいた値を監視して、監視結果に応じて出力電流Ｉｏを制限するように構成されている。以下、この出力電流Ｉｏの制限動作について、図２〜図４を参照して詳細に説明する。

【0039】

図２は、実施例１に係るモータ駆動装置の動作を示すフローチャートである。図２のステップＳ１〜ステップＳ９の一連の処理は、サンプリングタイミング毎に行われる。

【0040】

まず、制御部１５は、前述のように、昇圧コンバータ１３を制御すると共に、サンプリングによって３つのアームＡｕ，Ａｖ，Ａｗに流れるアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを得て、このアーム電流に基づいてインバータ１４を制御する（ステップＳ１）。

【0041】

次に、制御部１５は、ステップＳ１で得られたアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを用いてモータ１１の各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを算出する（ステップＳ２）。相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを算出する方法は公知の方法であるため、ここでは説明を割愛する。

【0042】

次に、制御部１５は、算出された３つの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを用いて、昇圧コンバータ１３からインバータ１４に出力される出力電流Ｉｏを算出する。具体的には、制御部１５は、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのうちの負の相電流をゼロに置換する（ステップＳ３）。そして、負の相電流をゼロに置換した３つの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和を算出して、総和を出力電流Ｉｏとする（ステップＳ４）。つまり、Ｉｏ＝Ｉｕ＋Ｉｖ＋Ｉｗ（式（１））である。

【0043】

このように負の相電流をゼロに置換する理由は、３つの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの総和をそのまま算出するとゼロになるためである。

【0044】

図３は、実施例１に係るモータ駆動装置の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗと出力電流Ｉｏを示す波形図である。図３（ａ）はモータ１１が回転している場合の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示し、図３（ｂ）は式（１）で得られた出力電流Ｉｏを示し、図３（ｃ）は図３（ｂ）の出力電流Ｉｏをホールドして得られた出力電流Ｉｏを示す。図３（ｂ）に示されるように、式（１）で得られた出力電流Ｉｏは、サンプリングで得られたアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓに基づいて算出されるため、離散的な波形になっている。

【0045】

図３（ａ）〜（ｃ）及び式（１）から分かるように、出力電流Ｉｏのピーク値は、各相の相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗのピーク値と等しくなっている。

【0046】

図２のステップＳ４の処理が終了すると、制御部１５は、レゾルバから出力された回転位置信号に応じて、モータ１１が回転しているか否か（即ちモータ１１の回転状態）を判定する（ステップＳ５）。

【0047】

モータ１１が回転している場合、レゾルバ１２から、一定値以上の周波数の回転角情報（sin波形及びcos波形）を含む回転位置信号が出力される。そこで、制御部１５は、回転位置信号から得られる回転角情報が変化している場合、モータ１１が回転していると判定する。モータ１１が回転していると判定した場合（ステップＳ５；Ｙｅｓ）、ステップＳ４で得られた出力電流Ｉｏを予め定められた定数である２の平方根で除算した値を出力電流Ｉｏの実効値として（ステップＳ６）、ステップＳ８の処理に移行する。ステップＳ６で得られた出力電流Ｉｏの実効値は、近似値である。また、上記定数は、２の平方根の近似値でよい。この場合、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、図３（ａ）のように交流電流である。

【0048】

一方、モータ１１の負荷によってモータ１１の回転が止められている場合、レゾルバ１２から、ほぼゼロの回転角情報を含む回転位置信号が出力される。そこで、制御部１５は、回転角情報が一定値である場合、モータ１１が停止していると判定し（ステップＳ５；Ｎｏ）、出力電流Ｉｏをそのまま出力電流Ｉｏの実効値として（ステップＳ７）、ステップＳ８の処理に移行する。この場合、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、ほぼ一定値の直流電流であり、相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗの何れかは、モータ１１が回転している場合よりも大電流になり得る。

【0049】

次に、制御部１５は、算出された出力電流Ｉｏの実効値を時間で積分して積分値を算出する（ステップＳ８）。

【0050】

次に、制御部１５は、算出された積分値（出力電流Ｉｏに基づいた値）が予め定められた上限値に達したか否か判定する（ステップＳ９）。積分値が上限値に達していない時（ステップＳ９；Ｎｏ）、ステップＳ１の処理に戻り、次のサンプリングタイミングの処理を行う。

【0051】

一方、積分値が上限値に達した時（ステップＳ９；Ｙｅｓ）、アーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓが減少するようにインバータ１４を制御し（ステップＳ１０）、処理を終了する。つまり、ステップＳ１０において、制御部１５は、外部から供給される電流目標値に拘らず、強制的にアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを減少させる。これにより、昇圧コンバータ１３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２，出力コンデンサＣｏｕｔなどの発熱を制限できる。

【0052】

図４は、実施例１に係るモータ駆動装置の出力電流Ｉｏの制限動作を説明する図である。図４の縦軸は出力電流Ｉｏの実効値を示し、横軸は時間を示す。

【0053】

図４に示すように、例えば、出力電流Ｉｏの実効値が連続して値Ａのまま時間Ｗ経過して点ａに到達した場合、出力電流Ｉｏの実効値が制限値Ｄまで減少するように、制御部１５はインバータ１４を制御してアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを減少させる。同様に、出力電流Ｉｏの実効値が連続して値Ｂ（＜値Ａ）のまま時間Ｘ（＞時間Ｗ）経過して点ｂに到達した場合、又は、出力電流Ｉｏの実効値が連続して値Ｃ（＜値Ｂ）のまま時間Ｙ（＞時間Ｘ）経過して点ｃに到達した場合にも、出力電流Ｉｏの実効値が制限値Ｄまで減少するように制御する。一方、出力電流Ｉｏの実効値が変化しない場合としては、例えば、モータ１１の回転が強制的に止められている場合がある。

【0054】

長方形０ＡａＷの面積と、長方形０ＢｂＸの面積と、長方形０ＣｃＹの面積と、図２のステップＳ９の上限値は等しい。この面積、即ち上限値は発熱量に相関があるため、許容可能な発熱量に応じて上限値を設定すればよい。

【0055】

また、制限値Ｄは、出力電流Ｉｏの実効値が連続してこの制限値Ｄのままであっても問題の無い発熱量となるように設定すればよい。

【0056】

このような制御によって、出力電流Ｉｏの実効値が図４の例のように一定値ではなく、例えば値Ａから値Ｃの間で変化するような場合（例えば、モータ１１の回転にむらがある場合）であっても、同様に、積分値に応じて出力電流Ｉｏを制限できる。

【0057】

なお、制御部１５は、ステップＳ８において、出力電流Ｉｏの実効値が制限値Ｄ以下の場合には積分値を算出しない。これにより、出力電流Ｉｏの実効値が連続して制限値Ｄ以下の場合には、ステップＳ１〜ステップＳ９の処理が繰り返され、電流目標値に応じた制御が行われる。

【0058】

図２のステップＳ１０の後、例えば、制御部１５は、図示しない温度センサを用いて昇圧コンバータ１３の温度を監視し、その温度が低下した後、アーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを減少させる制御を解除して、再びステップＳ１に戻って電流目標値に応じた制御を開始してもよい。このような温度センサが利用可能な場合であっても、以上で説明した出力電流Ｉｏに基づいた制御は必要である。というのも、温度の変化は出力電流Ｉｏの変化に比して遅いため、温度が所定温度に達した時にアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを減少させるような制御のみを用いることは適切ではないからである。

【0059】

以上で説明した様に、本実施例によれば、３つのアームＡｕ，Ａｖ，Ａｗに流れるアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓを用いてモータ１１の各相に流れる相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを算出し、算出された相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを用いて、昇圧コンバータ１３から出力される出力電流Ｉｏを算出している。そして、算出された出力電流Ｉｏに基づいた値が上限値に達した時、アーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓが減少するようにインバータ１４を制御している。このように、相電流センサを用いずに検出可能なアーム電流Ｉｕ＿ｓ，Ｉｖ＿ｓ，Ｉｗ＿ｓに基づいて出力電流Ｉｏを算出するので、回路規模及びコストの増加を抑制した上で、発熱を制限できる。これにより、昇圧コンバータ１３のスイッチング素子Ｑ１，Ｑ２と出力コンデンサＣｏｕｔなどが破損することを防止できる。

【0060】

また、本実施例によれば、回転位置信号に応じてモータ１１の回転状態を判定し、モータ１１が回転していると判定した場合、出力電流Ｉｏを２の平方根で除算した値を実効値とし、モータ１１が停止していると判定した場合は出力電流Ｉｏをそのまま実効値としている。これにより、モータ１１の回転状態に応じて、実際の出力電流Ｉｏに対応した実効値を得ることができる。出力電流Ｉｏの実効値は発熱量に相関があるため、モータ１１の回転状態に応じて、発熱をより正確に制限できる。

【0061】

さらに、本実施例によれば、出力電流Ｉｏの実効値の積分値が上限値に達した時に出力電流Ｉｏを制限するので、出力電流Ｉｏの実効値が時間に応じて変化する場合であっても、画一化された処理で、発熱を比較的一定に制限できる。

【0062】

以上で説明したモータ駆動装置の適用例として、例えば、自動車用の電動パワーステアリング装置を挙げることができる。

【0063】

（変形例）
以上、本発明の実施例を詳述してきたが、具体的な構成は上記実施例に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲で種々に変形して実施することができる。
例えば、昇圧コンバータ１３を設けず、インバータ１４は、バッテリＢＡＴから供給された電源電圧Ｖｉｎをモータ駆動電流に変換してモータ１１に供給するようにしてもよい。そして、制御部１５は、上記実施例と同様に算出された相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを用いて、バッテリＢＡＴから出力される出力電流Ｉｏを算出してもよい。このように構成しても、上記実施例と同様に、回路規模及びコストの増加を抑制した上で、インバータ１４やモータ１１の発熱を制限できる。

【0064】

上述した実施例の制御部１５の機能を限定して、より簡易な処理を行うようにしてもよい。例えば、図２のフローチャートにおいて、ステップＳ８を省略して、ステップＳ９において、出力電流Ｉｏに基づいた値として積分値に代えて出力電流Ｉｏの実効値を用いてもよい。これにより、積分値に基づく正確な発熱の制限はできなくなるが、制御部１５の処理を軽減した上で、上述したその他の効果を得ることはできる。

【0065】

さらに、ステップＳ５〜Ｓ８を省略して、ステップＳ９において、出力電流Ｉｏに基づいた値として瞬時値を表す出力電流Ｉｏをそのまま用いてもよい。これにより、モータ１１の回転状態に応じた発熱の制御もできないことになるが、制御部１５の処理を軽減すると共に、回路規模及びコストの増加を抑制した上で発熱を制限できるという効果は得られる。

【0066】

また、モータ１１は三相のＤＣブラシレスモータである一例について説明したが、三相以外でもよい。また、スイッチング素子Ｑ１〜Ｑ８は、ＩＧＢＴなどから構成されてもよい。

【0067】

また、実効値を求めるための定数は２の平方根に限らず、出力電流Ｉｏの波形に応じて変更してもよい。つまり、出力電流Ｉｏの実効値を近似できるような他の値でもよい。

【0068】

上述した実施例で説明したモータ駆動装置の制御部１５の少なくとも一部の機能は、ハードウェアで実現してもよいし、ソフトウェアで実現してもよい。ソフトウェアで実現する場合には、制御部１５の少なくとも一部の機能を実現するプログラムをフレキシブルディスクやＣＤ−ＲＯＭ等の記録媒体に収納し、コンピュータに読み込ませて実行させてもよい。記録媒体は、磁気ディスクや光ディスク等の着脱可能なものに限定されず、ハードディスク装置やメモリなどの固定型の記録媒体でもよい。

【0069】

また、制御部１５の少なくとも一部の機能を実現するプログラムを、インターネット等の通信回線（無線通信も含む）を介して頒布してもよい。さらに、同プログラムを暗号化したり、変調をかけたり、圧縮した状態で、インターネット等の有線回線や無線回線を介して、あるいは記録媒体に収納して頒布してもよい。

【符号の説明】

【0070】

１１ モータ（多相モータ）
１２ レゾルバ（回転位置検出部）
１３ 昇圧コンバータ（昇圧部）
１４ インバータ
１５ 制御部
Ｃｉｎ 入力コンデンサ
Ｌ インダクタ
Ｑ１〜Ｑ８ スイッチング素子（Ｎ型ＭＯＳトランジスタ）
Ｃｏｕｔ 出力コンデンサ
Ｒｕ，Ｒｖ，Ｒｗ 抵抗
ＢＡＴ バッテリ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】