特開 2022-55511 電気モータ制御装置

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】公開特許公報(A)

(11)【公開番号】P2022055511

(43)【公開日】2022-04-08

(54)【発明の名称】電気モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 21/36 20160101AFI20220401BHJP

【ＦＩ】

H02P21/36

【審査請求】未請求

【請求項の数】3

【出願形態】ＯＬ

(21)【出願番号】P 2020162973

(22)【出願日】2020-09-29

(71)【出願人】

【識別番号】301065892

【氏名又は名称】株式会社アドヴィックス

(74)【代理人】

【識別番号】100105957

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 誠

(74)【代理人】

【識別番号】100068755

【弁理士】

【氏名又は名称】恩田 博宣

(72)【発明者】

【氏名】堀江 勇冶

【テーマコード（参考）】

5H505

【Ｆターム（参考）】

5H505AA16

5H505DD03

5H505DD08

5H505EE41

5H505FF05

5H505GG02

5H505GG04

5H505HB01

5H505JJ03

5H505JJ17

5H505KK06

5H505LL22

5H505LL41

5H505LL58

5H505MM06

(57)【要約】

【課題】モータ回転角の変化を抑制しつつ、複数のコイルのうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できるようにすること。
【解決手段】電気モータ制御装置１０は、停止保持状態である場合に、電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値のベクトルをベクトル制御の回転座標で変動させるベクトル変動制御を実施し、ベクトル変動制御によって得られたベクトルを基に、電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値を導出する指令値導出部２０と、指令値導出部２０によって導出された指令値を基にモータ回転角θを制御する制御部３０とを備える。ベクトル変動制御は、電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値のベクトルを、所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに変動させる制御である。
【選択図】図１

【特許請求の範囲】

【請求項1】

複数相のコイルを有する電気モータを、当該電気モータのトルクの指令値であるトルク指令値を基に、前記コイルに通電する電流の指令値である電流指令値及び前記コイルに印加する電圧の指令値である電圧指令値のうちの少なくとも一方をベクトル制御する電気モータ制御装置であって、
前記電気モータにトルクを出力させつつ、当該電気モータの回転角であるモータ回転角を保持する状態である停止保持状態である場合に、前記ベクトル制御の回転座標における前記電流指令値及び前記電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値のベクトルを、前記トルク指令値に対応した複数の座標を含む所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに変動させるベクトル変動制御を実施し、当該ベクトル変動制御によって得られた前記ベクトルを基に、前記電流指令値及び前記電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値を導出する指令値導出部と、
前記指令値導出部が導出した前記指令値を基に、前記モータ回転角を制御する制御部と、を備える
電気モータ制御装置。

【請求項2】

前記指令値導出部は、前記停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上である場合に、前記ベクトル変動制御を実施する
請求項１に記載の電気モータ制御装置。

【請求項3】

前記指令値導出部は、前記ベクトル変動制御では、前記電流指令値及び前記電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値のベクトルを、前記トルク指令値に対応した複数の座標に対応するベクトルに変動させる
請求項１又は請求項２に記載の電気モータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、電気モータを制御する電気モータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

特許文献１には、車両の電動制動装置が備える電気モータを制御する電気モータ制御装置の一例が記載されている。当該電動制動装置では、電気モータの回転角であるモータ回転角を保持することにより、車輪に対する制動力を保持できるようになっている。

【0003】

上記電気モータは、三相のコイルを有する電気モータである。モータ回転角を保持する際に、３つのコイルのうち、１つのコイルに流れる電流の大きさが、残りのコイルに流れる電流の大きさよりも大きく、且つ当該１つのコイルに流れる電流の大きさがピーク判定値以上である状態である特定状態になることがある。こうした特定状態が継続されると、３つのコイルのうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎてしまう。

【0004】

そこで、上記電気モータ制御装置では、特定状態が継続しているときには、所定の変動許容範囲でモータ回転角を変化させるべく電気モータが駆動される。これにより、３つのコイルに流れる電流の大きさを変動させることができる。その結果、３つのコイルのうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0005】

【特許文献1】特開２０１６－２１４０３７号公報

【発明の概要】

【発明が解決しようとする課題】

【0006】

電気モータに対して外部から負荷が入力されるような駆動装置にあっては、モータ回転角を保持するためには電気モータからトルクを出力させる必要がある。すなわち、各コイルに電流を流す必要がある。このように電気モータからトルクを出力させつつモータ回転角を保持する場合にあっては、モータ回転角の変化を抑制しつつ、複数のコイルのうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できるようにすることが望ましい。

【0007】

なお、こうした課題は、外部から負荷が入力される状態でモータ回転角を調整する電気モータを備える駆動装置であれば、電動制動装置以外の他の駆動装置が備える電気モータを制御する場合においても同様に生じうる。

【課題を解決するための手段】

【0008】

上記課題を解決するための電気モータ制御装置は、複数相のコイルを有する電気モータを、当該電気モータのトルクの指令値であるトルク指令値を基に、前記コイルに通電する電流の指令値である電流指令値及び前記コイルに印加する電圧の指令値である電圧指令値のうちの少なくとも一方をベクトル制御する装置である。この電気モータ制御装置は、前記電気モータにトルクを出力させつつ、当該電気モータの回転角であるモータ回転角を保持する状態である停止保持状態である場合に、前記ベクトル制御の回転座標における前記電流指令値及び前記電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値のベクトルを、前記トルク指令値に対応した複数の座標を含む所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに変動させるベクトル変動制御を実施し、当該ベクトル変動制御によって得られた前記ベクトルを基に、前記電流指令値及び前記電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値を導出する指令値導出部と、前記指令値導出部が導出した前記指令値を基に、前記モータ回転角を制御する制御部と、を備えている。

【0009】

ベクトル制御の回転座標において電流のベクトルを変動させ、当該ベクトルを基に電流指令値を導出し、当該電流指令値を基に電気モータを駆動させたとする。この場合、回転座標での電流のベクトルの変動に応じ、複数のコイルに流れる電流の大きさがそれぞれ変わる。

【0010】

ベクトル制御の回転座標において電圧のベクトルを変動させ、当該ベクトルを基に電圧指令値を導出し、当該電圧指令値を基に電気モータを駆動させたとする。この場合、回転座標での電圧のベクトルの変動に応じ、複数のコイルに流れる電流の大きさがそれぞれ変わる。

【0011】

上記構成によれば、停止保持状態である場合には、ベクトル変動制御によって電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方のベクトルを上記回転座標で変動させる。そして、ベクトル変動制御によって得られたベクトルを基に電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値が導出される。ベクトル変動制御では、電流指令値及び電圧指令値のうちの少なくとも一方のベクトルが、上記の所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに変動される。そのため、こうしたベクトル変動制御によって得られたベクトルに基づいた指令値で電気モータを制御することにより、電気モータの出力トルクはほとんど変化しない。その結果、モータ回転角の変化を抑制できる。

【0012】

したがって、上記構成によれば、モータ回転角の変化を抑制しつつ、複数のコイルのうちの１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【図面の簡単な説明】

【0013】

【図1】実施形態の電気モータ制御装置の機能構成と、同電気モータ制御装置によって制御される電気モータの概略構成とを示す図。

【図2】同電気モータ制御装置の電流指令値導出部が実行する処理ルーチンを説明するフローチャート。

【図3】ベクトル制御の回転座標で電流指令値のベクトルを変動させる様子を示す作用図。

【図4】変更例において、ベクトル制御の回転座標で電圧指令値のベクトルを変動させる様子を示す模式図。

【発明を実施するための形態】

【0014】

以下、電気モータ制御装置の一実施形態を図１～図３に従って説明する。
図１には、電気モータ制御装置１０と、電気モータ制御装置１０によって制御される電気モータ１００とが図示されている。電気モータ１００は、例えば、永久磁石埋込型の同期モータである。この場合、電気モータ１００のロータ１０５には、永久磁石が設けられている。電気モータ１００は、複数相（Ｕ相、Ｖ相及びＷ相）のコイル１０１，１０２，１０３を有している。

【0015】

電気モータ１００は、例えば「特開２０１６－２１４０３７号公報」に開示されているように、車載のブレーキ装置の動力源として採用することができる。当該ブレーキ装置では、ロータ１０５の回転角であるモータ回転角に応じた制動力を車両の車輪に付与することができる。

【0016】

電気モータ制御装置１０は、ベクトル制御によって電気モータ１００を駆動させる。ベクトル制御の回転座標において、ｄ軸は永久磁石の磁束軸の方向に延びる制御軸である。ｑ軸は、トルクの方向に延びる制御軸であって、ｄ軸とは直交している。

【0017】

電気モータ制御装置１０は、ベクトル制御によって電気モータ１００を駆動させるための機能部として、トルク指令値導出部１１、指令値導出部２０及び制御部３０を備えている。

【0018】

トルク指令値導出部１１は、電気モータ１００のトルクの指令値であるトルク指令値ＴＲ＊を導出する。例えば、トルク指令値導出部１１は、電気モータ１００の負荷トルクの推定値ＴＲＬｄ、電気モータ１００のロータ回転数の指令値である回転数指令値ωｍ＊と、ロータ回転数の推定値である推定回転数ωｍとを基に、トルク指令値ＴＲ＊を導出する。

【0019】

指令値導出部２０は、トルク指令値導出部１１によって導出されたトルク指令値ＴＲ＊を基に、各コイル１０１～１０３に通電する電流の指令値である電流指令値、及び、各コイル１０１～１０３に印加する電圧の指令値である電圧指令値のうちの少なくとも一方の指令値を導出する。

【0020】

本実施形態では、指令値導出部２０は、電流指令値導出部２１と、電圧指令値導出部２２とを有している。
電流指令値導出部２１は、電流指令値としてｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊を導出する。ｄ軸指令電流Ｉｄ＊とは、ｄ軸の方向の電流成分の指令値である。ｑ軸指令電流Ｉｑ＊とは、ｑ軸の方向の電流成分の指令値である。ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊の導出処理については後述する。

【0021】

電圧指令値導出部２２は、電圧指令値としてｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を導出する。ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊とは、ｄ軸の方向の電圧成分の指令値である。ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊とは、ｑ軸の方向の電圧成分の指令値である。例えば、電圧指令値導出部２２は、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊と、ｄ軸電流Ｉｄとに基づいたフィードバック制御によって、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊を算出する。ｄ軸電流Ｉｄとは、電気モータ１００への給電によって回転座標上で発生した電流ベクトルのうちの推定ｄ軸の方向の電流成分を示す値である。また、電圧指令値導出部２２は、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊と、ｑ軸電流Ｉｑとに基づいたフィードバック制御によって、ｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を算出する。ｑ軸電流Ｉｑとは、電気モータ１００への給電によって回転座標上で発生した電流ベクトルのうちの推定ｑ軸の方向の電流成分を示す値である。

【0022】

制御部３０は、指令値導出部２０によって導出された指令値を基に、モータ回転角θを制御する。
本実施形態では、制御部３０は、２相／３相変換部３１と、インバータ３２とを有している。

【0023】

２相／３相変換部３１は、モータ回転角θを基に、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊を、Ｕ相指令電圧ＶＵ＊と、Ｖ相指令電圧ＶＶ＊と、Ｗ相指令電圧ＶＷ＊とに変換する。Ｕ相指令電圧ＶＵ＊は、Ｕ相のコイル１０１に印加する電圧の指令値である。Ｖ相指令電圧ＶＶ＊は、Ｖ相のコイル１０２に印加する電圧の指令値である。Ｗ相指令電圧ＶＷ＊は、Ｗ相のコイル１０３に印加する電圧の指令値である。

【0024】

インバータ３２は、電源から供給される電力によって動作する複数のスイッチング素子を有している。インバータ３２は、２相／３相変換部３１から入力されたＵ相指令電圧ＶＵ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＵ相信号を生成する。インバータ３２は、入力されたＶ相指令電圧ＶＶ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＶ相信号を生成する。インバータ３２は、入力されたＷ相指令電圧ＶＷ＊に基づいたスイッチング素子のオン／オフ動作によってＷ相信号を生成する。すると、Ｕ相信号が電気モータ１００のＵ相のコイル１０１に入力され、Ｖ相信号がＶ相のコイル１０２に入力され、Ｗ相信号がＷ相のコイル１０３に入力される。このようにインバータ３２が生成した各信号を電気モータ１００に入力させることにより、モータ回転角θが制御される。

【0025】

電気モータ制御装置１０は、機能部として、３相／２相変換部４１、回転角取得部４２及び機械角速度生成部４３をさらに備えている。
３相／２相変換部４１には、電気モータ１００のＵ相のコイル１０１に流れた電流であるＵ相電流ＩＵが入力され、Ｖ相のコイル１０２に流れた電流であるＶ相電流ＩＶが入力され、Ｗ相のコイル１０３に流れた電流であるＷ相電流ＩＷが入力される。そして、３相／２相変換部４１は、Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ及びＷ相電流ＩＷを、ｄ軸の成分の電流であるｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸の成分の電流であるｑ軸電流Ｉｑに変換する。

【0026】

回転角取得部４２は、モータ回転角θを取得する。例えば回転角センサ１１１を電気モータ１００が備えている場合、回転角取得部４２は、回転角センサ１１１の検出信号を基にモータ回転角θを取得できる。回転角センサ１１１としては、例えば、ホールＩＣ、ＭＲセンサ及びレゾルバを挙げることができる。

【0027】

なお、回転角取得部４２は、回転角センサ１１１の検出信号を用いずにモータ回転角θを導出することもできる。回転角取得部４２は、例えば「特開２０２０－３６４９８号公報」に開示されているような公知の外乱出力処理を行うことにより、モータ回転角θを取得することもできる。この場合、回転角センサを備えていない電気モータ１００にも電気モータ制御装置１０を適用できる。

【0028】

機械角速度生成部４３は、ロータ１０５の機械角速度の推定値を推定回転数ωｍとして導出する。例えば、機械角速度生成部４３は、回転角取得部４２によって取得されたモータ回転角θを微分することにより、推定回転数ωｍを導出できる。

【0029】

次に、図２及び図３を参照し、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊の導出処理について説明する。電流指令値導出部２１は、図２に示す処理ルーチンを所定の制御サイクル毎に繰り返し実行する。

【0030】

図２に示す処理ルーチンにおいて、ステップＳ１１では、電流指令値導出部２１は、係数ｎを「１」インクリメントする。続いて、ステップＳ１２において、電流指令値導出部２１は、トルク指令値導出部１１が導出したトルク指令値ＴＲ＊を取得する。そして、ステップＳ１３において、電流指令値導出部２１は、トルク指令値ＴＲ＊に応じたｄ軸指令電流であるｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１を取得する。また、電流指令値導出部２１は、トルク指令値ＴＲ＊に応じたｑ軸指令電流であるｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１を取得する。

【0031】

図３を参照し、ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１の取得処理の一例について説明する。図３は、ベクトル制御の回転座標を示している。当該回転座標において、縦軸はｑ軸電流Ｉｑであり、横軸はｄ軸電流Ｉｄである。図３には、電流制限円ＣＲ１が実線で図示されるとともに、最大トルク曲線ＣＶ１が一点鎖線で図示されている。また、図３には、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１が破線で図示されている。トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１とは、トルク指令値ＴＲ＊に対応した回転座標上の複数の座標を繋いだ線である。

【0032】

ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１は、以下の条件（Ａ１）及び（Ａ２）を満たすように導出される。なお、図３に示す回転座標において、ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１で示される座標を、「基準座標」という。なお、図３に示すベクトルは、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊で示される座標を指す「電流指令値ベクトルＢＣｂ」である。
（Ａ１）回転座標において、基準座標が電流制限円ＣＲ１の領域内の座標であること。
（Ａ２）回転座標において、基準座標が等トルク線Ｌ１上の座標であること。

【0033】

こうしたｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１をｄ軸指令電流Ｉｄ＊として設定するとともに、ｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１をｑ軸指令電流Ｉｑ＊として設定した場合、電気モータ１００から出力されるトルクであるモータトルクＴＲを、トルク指令値ＴＲ＊とほぼ等しくできる。

【0034】

本実施形態では、ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１は、以下の条件（Ａ３）をさらに満たすように導出される。なお、別の実施形態では、条件（Ａ３）を満たしていなくてもよい。
（Ａ３）回転座標において、基準座標が、等トルク線Ｌ１と最大トルク曲線ＣＶ１との交点であること。

【0035】

条件（Ａ１）、（Ａ２）及び（Ａ３）の何れをも満たすｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１をｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊として設定した場合、電気モータ１００の電力消費の増大を抑制しつつ、モータトルクＴＲをトルク指令値ＴＲ＊とほぼ等しくできる。

【0036】

図２に戻り、ステップＳ１３においてｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１の取得が完了すると、電流指令値導出部２１は、処理を次のステップＳ１４に移行する。ステップＳ１４において、電流指令値導出部２１は、モータ回転角θを保持する状態であるか否かを判定する。例えば電気モータ１００がブレーキ装置の動力源として用いられている場合、ブレーキ装置の制御モードが制動力を保持するモードである場合は、モータ回転角θを保持する状態であると見なせる。このようにモータ回転角θを保持する場合であっても、電気モータ１００には外部から負荷が入力される。そのため、モータ回転角θを保持するためには、モータトルクを電気モータ１００から出力させ続ける必要がある。そのため、ステップＳ１４では、電気モータ１００にモータトルクを出力させつつ、モータ回転角θを保持する状態である停止保持状態であるか否かを判定しているといえる。

【0037】

モータ回転角θを保持する状態であるとの判定がなされていない場合（Ｓ１４：ＮＯ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ１５に移行する。ステップＳ１５において、電流指令値導出部２１は、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）としてｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１を設定する。続いて、ステップＳ１６において、電流指令値導出部２１は、ｄ軸電流目標値の最新値Ｉｄａ（ｎ）としてｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１を設定する。そして、電流指令値導出部２１は、処理を後述するステップＳ２２に移行する。

【0038】

一方、ステップＳ１４において、モータ回転角θを保持する状態であるとの判定がなされている場合（ＹＥＳ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ１７に移行する。ステップＳ１７において、電流指令値導出部２１は、電気モータ１００が過熱状態になる可能性があるか否かを判定する。モータ回転角θを保持し続けている場合、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルに流れる電流の大きさが残りのコイルに流れる電流の大きさよりも大きい状態が継続されることがある。こうした状態が継続されると、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎるおそれがある。そこで、本実施形態では、電流指令値導出部２１は、モータ回転角θを保持する状態の継続時間である停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上であるか否かを判定する。継続時間が継続時間判定値以上である場合は、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎている状態である過熱状態になる可能性あると見なす。一方、継続時間が継続時間判定値未満である場合は、過熱状態になる可能性があると見なさない。すなわち、指令値導出部２０は、電気モータ１００が過熱状態である可能性があるか否かを判定する過熱判定処理を実行するといえる。

【0039】

電気モータ１００が過熱状態になる可能性があるとの判定がなされていない場合（Ｓ１７：ＮＯ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ１５に移行する。一方、電気モータ１００が過熱状態になる可能性があるとの判定がなされている場合（Ｓ１７：ＹＥＳ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ１８に移行する。ステップＳ１８において、電流指令値導出部２１は、以下の条件（Ｂ１）及び（Ｂ２）の何れか一方が成立しているか否かを判定する。ｑ軸電流目標値の前回値Ｉｑａ（ｎ－１）とは、本処理ルーチンを前回実行した際に導出したｑ軸指令電流Ｉｑ＊である。
（Ｂ１）ｑ軸電流目標値の前回値Ｉｑａ（ｎ－１）がｑ軸電流上限値Ｉｑｍａｘ以上であること。ｑ軸電流上限値Ｉｑｍａｘは、ｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１にｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘを足した値である。
（Ｂ２）ｑ軸電流目標値の前回値Ｉｑａ（ｎ－１）がｑ軸電流下限値Ｉｑｍｉｎ以下であること。ｑ軸電流下限値Ｉｑｍｉｎは、ｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１からｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘを引いた値である。

【0040】

条件（Ｂ１）及び（Ｂ２）の何れか一方が成立している場合（Ｓ１８：ＹＥＳ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ１９に移行する。ステップＳ１９において、電流指令値導出部２１は、ｑ軸電流補正値ΔＩｑの正負を逆転させる。すなわち、電流指令値導出部２１は、ｑ軸電流補正値ΔＩｑと「－１」との積を、新たなｑ軸電流補正値ΔＩｑとして導出する。ちなみに、ｑ軸電流補正値ΔＩｑの大きさがｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘの大きさよりも小さくなるように、ｑ軸電流補正値ΔＩｑは設定されている。ｑ軸電流補正値ΔＩｑの正負を逆転させると、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ２０に移行する。

【0041】

一方、ステップＳ１８において、条件（Ｂ１）及び（Ｂ２）の何れもが成立していない場合（ＮＯ）、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ２０に移行する。
ステップＳ２０において、電流指令値導出部２１は、ｑ軸電流目標値の前回値Ｉｑａ（ｎ－１）とｑ軸電流補正値ΔＩｑとの和を、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）として導出する。ｑ軸電流補正値ΔＩｑが正の値である場合、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）は前回値Ｉｑａ（ｎ－１）よりも大きい。一方、ｑ軸電流補正値ΔＩｑが負の値である場合、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）は前回値Ｉｑａ（ｎ－１）よりも小さい。

【0042】

続いて、ステップＳ２１において、電流指令値導出部２１は、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）に応じたｄ軸電流Ｉｄを、ｄ軸電流目標値の最新値Ｉｄａ（ｎ）として導出する。例えば、電流指令値導出部２１は、以下の関係式を用いて導出する。関係式において、「Ｌｄ」は電気モータ１００のｄ軸インダクタンスである。「Ｌｑ」は電気モータ１００のｑ軸インダクタンスである。「Ｐｎ」は電気モータ１００の極対数である。「Ψ」は電気モータ１００の鎖交磁束である。また「ＴＲａ」には、トルク指令値ＴＲ＊が代入される。

【0043】

【数1】

図３に示す回転座標において、ステップＳ２０で導出されたｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）とステップＳ２１で導出されたｄ軸電流目標値の最新値Ｉｄａ（ｎ）とで示す座標は、電流制限円ＣＲ１内であって且つトルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１上の座標である。すなわち、本実施形態では、停止保持状態である場合に、電流指令値のベクトルである電流指令値ベクトルＢＣｂを、所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに変動させるベクトル変動制御が実施される。所定トルク範囲とは、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１上の複数の座標を含む範囲である。なお、ベクトル変動制御では、ベクトル制御の回転座標において、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１を含む所定トルク範囲内の座標を電流指令値ベクトルＢＣｂが指すという条件下で電流指令値ベクトルＢＣｂを変動させるともいえる。本処理ルーチンでは、ステップＳ１８～Ｓ２１の各処理が、ベクトル変動制御に対応する。

【0044】

なお、所定トルク範囲は、電気モータ１００のモータトルクＴＲを実質的に変化させないように設定される。すなわち、回転座標において電流指令値ベクトルＢＣｂが所定トルク範囲内の座標を指している場合、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１上の座標を電流指令値ベクトルＢＣｂが指していなくても、電気モータ１００のモータトルクＴＲはトルク指令値ＴＲ＊と等しいと見なせる。これは、電気モータ１００には機械的損失が存在しているため、トルク指令値ＴＲ＊が多少変わっても電気モータ１００のアウトプットはほとんど変化しないためである。

【0045】

ちなみに、本実施形態では、以下の条件（Ｃ１）を満たすように所定トルク範囲が設定されている。
（Ｃ１）回転座標において、等トルク線Ｌ１上ではない座標を含んでいないこと。

【0046】

ステップＳ２１においてｄ軸電流目標値の最新値Ｉｄａ（ｎ）が導出されると、電流指令値導出部２１は、処理をステップＳ２２に移行する。
ステップＳ２２において、電流指令値導出部２１は、ｄ軸電流目標値の最新値Ｉｄａ（ｎ）をｄ軸指令電流Ｉｄ＊として設定し、ｑ軸電流目標値の最新値Ｉｑａ（ｎ）をｑ軸指令電流Ｉｑ＊として設定する。そして、電流指令値導出部２１は、本処理ルーチンを一旦終了する。

【0047】

本実施形態の作用及び効果について説明する。
電気モータ１００が停止保持状態である場合には、ベクトル変動制御によって電流指令値ベクトルＢＣｂが変動される。そして、ベクトル変動制御によって得られた電流指令値ベクトルＢＣｂを基に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が導出される。そして、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊を基にｄ軸指令電圧Ｖｄ＊が導出され、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊を基にｑ軸指令電圧Ｖｑ＊が導出される。このように導出されたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊に基づいて電気モータ１００が制御される。

【0048】

このように電流指令値ベクトルＢＣｂを変動させることにより、Ｕ相電流ＩＵ、Ｖ相電流ＩＶ及びＷ相電流ＩＷの大きさがそれぞれ変動する。そのため、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルに流れる電流の大きさが残りのコイルに流れる電流の大きさよりも大きい状態が継続することを抑制できる。その結果、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【0049】

ベクトル変動制御では、ベクトル制御の回転座標において、所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに電流指令値ベクトルＢＣｂが変動される。より詳しくは、所定トルク範囲内の複数の座標のうち、変動前の電流指令値ベクトルＢＣｂが指している座標とは別の座標を指すように、電流指令値ベクトルＢＣｂが変動される。

【0050】

そのため、ベクトル変動制御によって得られた電流指令値ベクトルＢＣｂが指す座標のｄ軸電流をｄ軸指令電流Ｉｄ＊として導出し、当該座標のｑ軸電流をｑ軸指令電流Ｉｑ＊として導出し、これら各指令電流Ｉｄ＊，Ｉｑ＊を基に電気モータ１００を駆動させてもモータ回転角θは変化しない。仮にモータ回転角θが変化したとしても、その変化量は非常に少ない。したがって、モータ回転角θの変化を抑制しつつ、複数のコイル１０１～１０３のうちの１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【0051】

図３には、本実施形態においてベクトル変動制御を実施した場合のｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊の推移が図示されている。すなわち、回転座標において、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１と最大トルク曲線ＣＶ１との交点を電流指令値ベクトルＢＣｂが指していた場合、電流指令値ベクトルＢＣｂが指す座標は、矢印Ｚ１で示すように変化する。そして、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊がｑ軸電流上限値Ｉｑｍａｘ以上になると、矢印Ｚ２で示すように、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊が小さくなるように電流指令値ベクトルＢＣｂが指す座標が変化する。この状態でｑ軸指令電流Ｉｑ＊がｑ軸電流下限値Ｉｑｍｉｎ以下になると、矢印Ｚ３で示すように、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊が大きくなるように電流指令値ベクトルＢＣｂが指す座標が変化する。

【0052】

すなわち、本実施形態では、電気モータ１００が停止保持状態であって且つ電気モータ１００が過熱状態になる可能性がある場合、図３で示したように、回転座標において、電流指令値ベクトルＢＣｂの向き及び大きさが変動される。より詳しくは、回転座標において、電流指令値ベクトルＢＣｂが指す座標を、上記基準座標を中心に揺動する。本実施形態において、基準座標とは、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１と最大トルク曲線ＣＶ１との交点である。

【0053】

本実施形態では、以下に示す効果をさらに得ることができる。
電気モータ１００が停止保持状態である場合には、停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上であることを条件にベクトル変動制御が実施され、ベクトル変動制御によって得られた電流指令値ベクトルＢＣｂを基に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が導出される。すなわち、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎる状態になる可能性があるときに、ベクトル変動制御によって得られた電流指令値ベクトルＢＣｂに基づいてｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が導出される。したがって、複数のコイル１０１～１０３のうちの１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【0054】

ベクトル変動制御によって得られた電流指令値ベクトルＢＣｂに基づいてｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が導出される場合、モータ回転角θを保持するにも拘わらず、インバータ３２の各スイッチング素子が動作することになる。この点、本実施形態では、電気モータ１００が停止保持状態である場合であっても、継続時間が継続時間判定値未満であるときには、ベクトル変動制御が実施されない。そのため、モータ回転角θを保持する際にインバータ３２の各スイッチング素子を動作させる機会の増大を抑制できる。

【0055】

上記実施形態は、以下のように変更して実施することができる。上記実施形態及び以下の変更例は、技術的に矛盾しない範囲で互いに組み合わせて実施することができる。
・トルク指令値ＴＲ＊が大きい場合ほど、電気モータ１００のコイルに流れる電流の最大値が大きくなりやすい。そこで、上記の継続時間判定値として、トルク指令値ＴＲ＊が大きいほど小さい値を設定するようにしてもよい。

【0056】

・継続時間判定値は、所定値で固定してもよい。この場合、トルク指令値ＴＲ＊が判定値以上であり、且つ停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上であるときに、電気モータ１００が過熱状態になる可能性があるとの判定をなすようにしてもよい。

【0057】

・停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上である場合において、電気モータ１００が特定状態であるときに、ベクトル変動制御を実施するようにしてもよい。特定状態とは、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルに流れる電流の大きさのみがピーク判定値以上となる電気モータ１００の状態である。特定状態が継続すると、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎてしまう。そのため、停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上である場合において、電気モータ１００が特定状態であるときに、ベクトル変動制御を実施することにより、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。なお、この場合、停止保持状態の継続時間が継続時間判定値以上である場合であっても、電気モータ１００が特定状態ではないときにはベクトル変動制御を実施しなくてもよい。

【0058】

・図２に示した処理ルーチンにおいてステップＳ１７の判定処理を省略してもよい。
・電気モータ１００が停止保持状態になった場合、停止保持状態がある程度継続すると予測できるときには、停止保持状態の継続時間が継続時間判定値未満であっても、ベクトル変動制御によって得られたベクトルを基に、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊を導出するようにしてもよい。

【0059】

・電気モータ１００のモータトルクを実質的に変化させないように設定されるのであれば、所定トルク範囲を、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１から外れた座標も含むように設定してもよい。

【0060】

・ｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘは、所定値で固定してもよいし、可変させてもよい。ｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘを可変させる場合、電気モータ１００に対して外部から入力される負荷の大小によって、ｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘを可変させてもよい。例えば、当該負荷が小さい場合には、当該負荷が大きい場合よりも大きい値をｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘとするとよい。また例えば、当該負荷が小さいと推測できる場合には、当該負荷が大きいと推測できる場合よりも大きい値をｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘとするとよい。

【0061】

また、電気モータ１００の使用環境の温度によってｑ軸電流変動許容値ΔＩｑｍａｘを可変させてもよい。
・上記実施形態において、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ１と最大トルク曲線ＣＶ１との交点とは異なる点（座標）で示すｄ軸電流Ｉｄ及びｑ軸電流Ｉｑを、ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１及びｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１として設定してもよい。すなわち、上記基準座標を設定するに際し、上記条件（Ａ３）を満たしていなくてもよい。例えば、等トルク線Ｌ１とｑ軸（制御軸）との交点を基準座標として設定してもよい。

【0062】

・指令値導出部２０は、電流指令値導出部２１でベクトル変動制御を実施した上でｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊を導出するのであれば、電圧指令値導出部２２を含まなくてもよい。この場合、制御部３０には、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が入力される。そのため、制御部３０では、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊及びｑ軸指令電流Ｉｑ＊が、Ｕ相指令電圧ＶＵ＊と、Ｖ相指令電圧ＶＶ＊と、Ｗ相指令電圧ＶＷ＊とに変換される。

【0063】

・電流指令値導出部２１でベクトル変動制御を実施するのではなく、電圧指令値導出部２２でベクトル変動制御を実施するようにしてもよい。この場合、電圧指令値導出部２２では、ベクトル制御の回転座標において、電圧指令値のベクトルである電圧指令値ベクトルＢＶｂを変動させるベクトル変動制御が実施される。そして、ベクトル変動制御によって得られたベクトルを基に、ｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊が導出される。

【0064】

図４を参照し、電圧指令値導出部２２でベクトル変動制御を実施する場合について説明する。図４に示す例において、電流指令値導出部２１では、ｄ軸指令電流基準値Ｉｄ１がｄ軸指令電流Ｉｄ＊として導出され、ｑ軸指令電流基準値Ｉｑ１がｑ軸指令電流Ｉｑ＊として導出されているものとする。この場合、ｄ軸指令電流Ｉｄ＊に基づいて導出されるｄ軸電圧であるｄ軸指令電圧基準値Ｖｄ１と、ｑ軸指令電流Ｉｑ＊に基づいて導出されるｑ軸電圧であるｑ軸指令電圧基準値Ｖｑ１とで示される座標である基準座標が、回転座標において、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ２と最大トルク曲線ＣＶ２との交点となることがある。図４では、電圧指令値ベクトルＢＶｂが基準座標を指している。なお、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ２とは、トルク指令値ＴＲ＊に対応した回転座標上の複数の座標を繋いだ線である。

【0065】

そして、ベクトル変動制御では、図４の回転座標において電流制限円ＣＲ２の範囲であって、且つ電圧指令値ベクトルＢＶｂが等トルク線Ｌ２上の座標を指すという条件を満たすように、電圧指令値ベクトルＢＶｂが回転座標で変動される。すなわち、矢印で示す態様で電圧指令値ベクトルＢＶｂが指す座標が変わるように、電圧指令値ベクトルＢＶｂが変動される。言い換えると、所定トルク範囲内の複数の座標に対応するベクトルに電圧指令値ベクトルＢＶｂが変動される。ここでいう所定トルク範囲とは、回転座標において、トルク指令値ＴＲ＊に対応した複数の座標を含んでいる。このように電圧指令値ベクトルＢＶｂを変動させた場合、回転座標で電圧指令値ベクトルＢＶｂが指す座標における、ｄ軸電圧がｄ軸指令電圧Ｖｄ＊として導出され、ｑ軸電圧がｑ軸指令電圧Ｖｑ＊として導出される。

【0066】

こうしたｄ軸指令電圧Ｖｄ＊及びｑ軸指令電圧Ｖｑ＊が制御部３０に入力される。この場合であっても、上記実施形態と同様に、モータトルクＴＲを実質的に保持しつつ、各コイル１０１～１０３に流れる電流の大きさを変動させることができる。したがって、モータ回転角θの変化を抑制しつつ、各コイル１０１～１０３のうち、１つのコイルの温度が残りのコイルの温度よりも高くなりすぎることを抑制できる。

【0067】

なお、図４に示した例では、トルク指令値ＴＲ＊の等トルク線Ｌ２上の座標を指すという条件で電圧指令値ベクトルＢＶｂを変動させている。しかし、等トルク線Ｌ２上の複数の座標を含む所定トルク範囲内で電圧指令値ベクトルＢＶｂが指す座標が変わるという条件で、電圧指令値ベクトルＢＶｂを変動させてもよい。この場合、所定トルク範囲は、モータトルクＴＲを実質的に変化させない範囲のことである。つまり、所定トルク範囲は、等トルク線Ｌ２上ではない座標を含んでいてもよい。

【0068】

・電流指令値導出部２１でベクトル変動制御を実施した上で、電圧指令値導出部２２でもベクトル変動制御を実施するようにしてもよい。
・電気モータ制御装置１０は、以下（ａ）～（ｃ）の何れかの構成であればよい。
（ａ）電気モータ制御装置１０は、コンピュータプログラムに従って各種処理を実行する一つ以上のプロセッサを備えている。プロセッサは、ＣＰＵ並びに、ＲＡＭ及びＲＯＭなどのメモリを含んでいる。メモリは、処理をＣＰＵに実行させるように構成されたプログラムコード又は指令を格納している。メモリ、すなわちコンピュータ可読媒体は、汎用又は専用のコンピュータでアクセスできるあらゆる利用可能な媒体を含んでいる。
（ｂ）電気モータ制御装置１０は、各種処理を実行する一つ以上の専用のハードウェア回路を備えている。専用のハードウェア回路としては、例えば、特定用途向け集積回路、すなわちＡＳＩＣ又はＦＰＧＡを挙げることができる。なお、ＡＳＩＣは、「Application Specific Integrated Circuit」の略記であり、ＦＰＧＡは、「Field Programmable Gate Array」の略記である。
（ｃ）電気モータ制御装置１０は、各種処理の一部をコンピュータプログラムに従って実行するプロセッサと、各種処理のうちの残りの処理を実行する専用のハードウェア回路とを備えている。

【0069】

・上記実施形態では、車載のブレーキ装置の動力源であるモータを電気モータ１００としている。しかし、ブレーキ装置以外の他の車載装置が備えるモータを、電気モータ１００としてもよい。他の車載装置としては、例えば、電動ステアリング装置を挙げることができる。

【0070】

・車両に搭載されない駆動装置が備えるモータを、電気モータ１００としてもよい。
・電気モータ制御装置１０によって制御される電動モータは、ベクトル制御によって駆動させることができるのであれば、任意の構成のモータであってもよい。例えば、電動モータが有するコイルの相数は、３相でなくてもよい。

【符号の説明】

【0071】

１０…電気モータ制御装置
２０…指令値導出部
３０…制御部
１００…電気モータ
１０１～１０３…コイル

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】