特許 7516934 モータ制御装置

(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】

(24)【登録日】2024-07-08

(45)【発行日】2024-07-17

(54)【発明の名称】モータ制御装置

(51)【国際特許分類】

   H02P 29/68 20160101AFI20240709BHJP

   H02P 29/64 20160101ALI20240709BHJP

   B62D 6/00 20060101ALI20240709BHJP

   B62D 5/04 20060101ALI20240709BHJP

   B62D 101/00 20060101ALN20240709BHJP

   B62D 119/00 20060101ALN20240709BHJP

   B62D 113/00 20060101ALN20240709BHJP

   B62D 107/00 20060101ALN20240709BHJP

【ＦＩ】

H02P29/68

H02P29/64

B62D6/00

B62D5/04

B62D101:00

B62D119:00

B62D113:00

B62D107:00

【請求項の数】 5

(21)【出願番号】P 2020120653

(22)【出願日】2020-07-14

(65)【公開番号】P2022024275

(43)【公開日】2022-02-09

【審査請求日】2023-06-09

(73)【特許権者】

【識別番号】000001247

【氏名又は名称】株式会社ジェイテクト

(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】古瀬 健宏

【審査官】島倉 理

(56)【参考文献】

【文献】特開２００９－０１２６６２（ＪＰ，Ａ）

【文献】国際公開第２０１８／００８６３３（ＷＯ，Ａ１）

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｈ０２Ｐ ２９／６８

Ｈ０２Ｐ ２９／６４

Ｂ６２Ｄ ６／００

Ｂ６２Ｄ ５／０４

Ｂ６２Ｄ １０１／００

Ｂ６２Ｄ １１９／００

Ｂ６２Ｄ １１３／００

Ｂ６２Ｄ １０７／００

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

モータの作動を制御するための制御信号を出力する処理回路と、前記制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備えたモータ制御装置であって、
前記モータのコイル群に印加する駆動電圧よりも低く設定される制御電圧に基づいて作動する制御関連部品を備え、
前記処理回路は、
前記コイル群に供給する電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算処理と、
前記コイル群への通電に伴って電流が流れる保護対象の推定温度を演算する推定温度演算処理と、
前記推定温度に基づいて前記電流指令値の上限値である電流制限値を演算する電流制限値演算処理と、
前記電流指令値を前記電流制限値で制限した値に基づいて前記制御信号を演算する制御信号演算処理と、を実行し、
前記処理回路は、前記推定温度演算処理において、
温度センサにより検出される前記保護対象の基準温度と、
前記コイル群への通電に起因する前記保護対象の自己温度変化量と、
前記制御関連部品から伝わる熱に起因する前記温度センサの伝熱温度変化量及び前記制御関連部品から伝わる熱に起因する前記保護対象の伝熱温度変化量の少なくとも一方と、に基づいて前記推定温度を演算し、
前記推定温度演算処理は、
前記温度センサの伝熱温度変化量と前記保護対象の伝熱温度変化量との差分である差分温度変化量を演算する処理と、
前記基準温度と前記自己温度変化量との和から前記差分温度変化量を減算することにより得られる値を前記推定温度として演算する処理と、を含むモータ制御装置。

【請求項2】

請求項１に記載のモータ制御装置において、
前記差分温度変化量は、前記制御関連部品への前記制御電圧の印加が開始されてからの経過時間に基づいて変化するように演算されるモータ制御装置。

【請求項3】

請求項１又は請求項２に記載のモータ制御装置において、
前記制御関連部品は、前記処理回路であり、
前記温度センサは、前記処理回路が実装される回路基板の基板温度を前記基準温度として検出するモータ制御装置。

【請求項4】

請求項３に記載のモータ制御装置において、
前記駆動回路及び前記温度センサを含む他の構成部品は、前記処理回路と同一の前記回路基板に実装されるモータ制御装置。

【請求項5】

請求項１～４のいずれか一項に記載のモータ制御装置において、
前記モータは、操舵装置にモータトルクを付与するものであるモータ制御装置。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、モータ制御装置に関する。

【背景技術】

【0002】

従来、例えば特許文献１に記載されるように、電動パワーステアリング装置の駆動源として用いられるモータを制御するモータ制御装置がある。同文献のモータ制御装置では、過熱保護の対象である保護対象の温度を推定し、推定された温度に基づいてモータに供給する電流の上限値を制限する。保護対象の温度は、回路基板の基板温度と保護対象を流れる電流とに基づいて推定される。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0003】

【文献】特開２０１７－１７８９８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、近年、モータ制御装置においては、保護対象の温度をより正確に推定することが要求されるようになっている。そのため、上記のような構成を採用しても、要求される水準に達しているとは言い切れないのが実情である。そこで、保護対象の温度を正確に推定することのできる新たな技術の創出が求められていた。

【0005】

本発明の目的は、保護対象の温度を正確に推定できるモータ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】

【0006】

上記課題を解決するモータ制御装置は、モータの作動を制御するための制御信号を出力する処理回路と、前記制御信号に基づいて前記モータに駆動電力を供給する駆動回路とを備えたものであって、前記モータのコイル群に印加する駆動電圧よりも低く設定される制御電圧に基づいて作動する制御関連部品を備え、前記処理回路は、前記コイル群に供給する電流の目標値である電流指令値を演算する電流指令値演算処理と、前記コイル群への通電に伴って電流が流れる保護対象の推定温度を演算する推定温度演算処理と、前記推定温度に基づいて前記電流指令値の上限値である電流制限値を演算する電流制限値演算処理と、前記電流指令値を前記電流制限値で制限した値に基づいて前記制御信号を演算する制御信号演算処理と、を実行し、前記処理回路は、前記推定温度演算処理において、温度センサにより検出される前記保護対象の基準温度と、前記コイル群への通電に起因する前記保護対象の自己温度変化量と、前記制御関連部品から伝わる熱に起因する前記温度センサの伝熱温度変化量及び前記制御関連部品から伝わる熱に起因する前記保護対象の伝熱温度変化量の少なくとも一方と、に基づいて前記推定温度を演算する。

【0007】

制御関連部品は、駆動電圧とは異なる制御電圧に基づいて作動するため、コイル群への非通電時にも作動する。そのため、コイル群への通電が行われず、保護対象が自身を流れる電流によって発熱しない場合にも、制御関連部品は発熱する。そして、制御関連部品の発熱による温度上昇は、温度センサ及び保護対象の温度に影響を与える。この点を踏まえ、上記構成では、基準温度と、コイル群への通電に伴う保護対象の自己温度変化量とに加え、制御関連部品から伝わる熱に起因する伝熱温度変化量を考慮して保護対象の推定温度を演算する。これにより、保護対象の温度を正確に推定できる。

【0008】

上記モータ制御装置において、前記推定温度演算処理は、前記温度センサの伝熱温度変化量から前記保護対象の伝熱温度変化量を減算することにより得られる値を差分温度変化量として演算する処理と、前記基準温度と前記自己温度変化量との和から前記差分温度変化量を減算することにより得られる値を前記推定温度として演算する処理と、を含むことが好ましい。

【0009】

上記構成によれば、温度センサの伝熱温度変化量と保護対象の伝熱温度変化量とを個別に演算する場合に比べ、保護対象の推定温度の演算が容易になる。
上記モータ制御装置において、前記伝熱温度変化量は、前記制御関連部品への前記制御電圧の印加が開始されてからの経過時間に基づいて変化するように演算されることが好ましい。

【0010】

上記構成によれば、制御関連部品への制御電圧の印加が開始されてから徐々に該制御関連部品の温度が上昇することを踏まえ、適切な伝熱温度変化量を用いて保護対象の温度を正確に推定できる。

【0011】

上記モータ制御装置において、前記制御関連部品は、前記処理回路であり、前記温度センサは、前記処理回路が実装される回路基板の基板温度を前記基準温度として検出することが好ましい。

【0012】

上記構成によれば、制御関連部品である処理回路が実装される回路基板の基板温度を保護対象の基準温度とするため、保護対象の基準温度が処理回路から伝わる熱の影響によって変化しやすい。したがって、基準温度と自己温度変化量とに加え、温度センサの伝熱温度変化量及び保護対象の伝熱温度変化量の少なくとも一方を考慮して保護対象の推定温度を演算する効果は大である。

【0013】

上記モータ制御装置において、前記駆動回路及び前記温度センサを含む他の構成部品は、前記処理回路と同一の前記回路基板に実装されることが好ましい。
上記構成によれば、モータ制御装置の構成部品が１枚の回路基板に実装されるため、これら構成部品を複数の回路基板に分けて実装する場合に比べて、装置の小型化を図ることができる。一方、温度センサ及び保護対象が処理回路に近接して配置されやすくなる。そのため、保護対象の推定温度が処理回路から伝わる熱の影響によって変化しやすい。したがって、基準温度と自己温度変化量とに加え、温度センサの伝熱温度変化量及び保護対象の伝熱温度変化量の少なくとも一方を考慮して保護対象の推定温度を演算する効果は大である。

【0014】

上記モータ制御装置において、前記モータは、操舵装置にモータトルクを付与するものであることが好ましい。

【発明の効果】

【0015】

本発明によれば、保護対象の温度を正確に推定できる。

【図面の簡単な説明】

【0016】

【図1】電動パワーステアリング装置の概略構成図。

【図2】操舵制御装置及びモータのブロック図。

【図3】操舵制御装置の機械的構成を示す平面図。

【図4】マイクロコンピュータのブロック図。

【図5】電源電圧と電流制限値との関係を示すグラフ。

【図6】推定温度と電流制限値との関係を示すグラフ。

【図7】電流及び自己温度変化量の時間変化を示すグラフ。

【図8】温度センサの伝熱温度変化量及びコイル群の伝熱温度変化量と、マイクロコンピュータへの制御電圧の印加が開始されてからの経過時間との関係を示すグラフ。

【図9】差分温度変化量と、マイクロコンピュータへの制御電圧の印加が開始されてからの経過時間との関係を示すグラフ。

【発明を実施するための形態】

【0017】

以下、モータ制御装置の一実施形態を図面に従って説明する。
図１に示すように、モータ制御装置である操舵制御装置１の制御対象となる操舵装置２は、電動パワーステアリング装置（ＥＰＳ）として構成されている。操舵装置２は、運転者によるステアリングホイール３の操作に基づいて転舵輪４を転舵させる操舵機構５を備えている。また、操舵装置２は、操舵機構５にステアリング操作を補助するためのアシスト力を付与するＥＰＳアクチュエータ６を備えている。

【0018】

操舵機構５は、ステアリングホイール３が固定されるステアリングシャフト１１と、ステアリングシャフト１１に連結されたラック軸１２と、ラック軸１２が往復動可能に挿通されるラックハウジング１３とを備えている。また、操舵機構５は、ステアリングシャフト１１の回転をラック軸１２の往復動に変換するラックアンドピニオン機構１４を備えている。なお、ステアリングシャフト１１は、ステアリングホイール３が位置する側から順にコラム軸１５、中間軸１６及びピニオン軸１７を連結することにより構成されている。

【0019】

ラック軸１２とピニオン軸１７とは、ラックハウジング１３内に所定の交差角をもって配置されている。ラックアンドピニオン機構１４は、ラック軸１２に形成されたラック歯１２ａとピニオン軸１７に形成されたピニオン歯１７ａとが噛合されることにより構成されている。また、ラック軸１２の両端には、その軸端部に設けられたボールジョイント１８を介してタイロッド１９がそれぞれ回動自在に連結されている。タイロッド１９の先端は、転舵輪４が組付けられた図示しないナックルに連結されている。したがって、操舵装置２では、ステアリング操作に伴うステアリングシャフト１１の回転がラックアンドピニオン機構１４によりラック軸１２の軸方向移動に変換され、この軸方向移動がタイロッド１９を介してナックルに伝達されることにより、転舵輪４の転舵角、すなわち車両の進行方向が変更される。

【0020】

ＥＰＳアクチュエータ６は、駆動源であるモータ２１と、モータ２１の回転を伝達する伝達機構２２と、伝達機構２２を介して伝達された回転をラック軸１２の往復動に変換する変換機構２３とを備えている。そして、ＥＰＳアクチュエータ６は、モータ２１の回転を伝達機構２２を介して変換機構２３に伝達し、変換機構２３にてラック軸１２の往復動に変換することで操舵機構５にアシスト力を付与する。なお、本実施形態のモータ２１には、例えば三相の表面磁石同期モータが採用され、伝達機構２２には、例えばベルト機構が採用され、変換機構２３には、例えばボールネジ機構が採用されている。

【0021】

次に、本実施形態の電気的構成について説明する。
操舵制御装置１は、モータ２１を操作する。操舵制御装置１は、図示しない中央処理装置（ＣＰＵ）やメモリを備えている。操舵制御装置１による各種制御は、所定の演算周期ごとにメモリに記憶されたプログラムをＣＰＵが実行することによって実行される。

【0022】

操舵制御装置１には、イグニッションスイッチ等の車両の起動スイッチ３１のオンオフを示す起動信号Ｓigが入力される。また、操舵制御装置１には、各種のセンサにより検出される状態量が入力される。操舵制御装置１は、これらの状態量に基づいてモータ２１を制御する。各種のセンサには、例えば車速センサ３２、トルクセンサ３３、及び回転角センサ３４が含まれる。車速センサ３２は車速ＳＰＤを検出する。トルクセンサ３３は、操舵機構５に入力される操舵トルクＴhを検出する。トルクセンサ３３は、ピニオン軸１７に配置されている。回転角センサ３４は、モータ２１の回転角θmを３６０°の範囲内の相対角で検出する。

【0023】

そして、操舵制御装置１は、これら各センサから入力される各状態量に基づいて、モータ２１に駆動電力を供給することにより、ＥＰＳアクチュエータ６の作動、すなわち操舵機構５にラック軸１２を往復動させるべく付与するトルクを制御する。

【0024】

次に、モータ２１の構成について説明する。
図２に示すように、モータ２１は、ロータ４１と、図示しないステータに巻回されたコイル群４２とを備えている。コイル群４２は、Ｕ、Ｖ、Ｗの三相のコイルを有している。コイル群４２は、接続線４３を介して操舵制御装置１に接続されている。なお、図２では、説明の便宜上、各相の接続線４３を１つにまとめて図示している。

【0025】

次に、操舵制御装置１の構成について説明する。
操舵制御装置１は、モータ２１の作動を制御するための制御信号Ｓcを出力するマイクロコンピュータ５１と、制御信号Ｓcに基づいてモータに駆動電力を供給する駆動回路５２とを備えている。本実施形態では、マイクロコンピュータ５１が処理回路及び制御関連部品に相当する。

【0026】

駆動回路５２は、電源線５３を介して車載電源Ｂに接続されている。車載電源Ｂには、例えば定格電圧が１２Ｖのものが用いられている。電源線５３には、車載電源Ｂに接続される上流側から順に電源リレー５４と、駆動リレー５５と、電流の平滑化を目的とした平滑コンデンサ５６とが設けられている。電源リレー５４は、起動スイッチ３１からの起動信号Ｓigに応じてオンオフする。駆動リレー５５は、マイクロコンピュータ５１から出力されるリレー信号Ｓrlに応じてオンオフする。そして、駆動回路５２は、電源リレー５４及び駆動リレー５５がオン状態となることで、車載電源Ｂの電源電圧Ｖbを駆動電圧としてコイル群４２に印加することが可能となる。

【0027】

マイクロコンピュータ５１は、電源線５３における電源リレー５４と駆動リレー５５との間の分岐点Ｐから分岐した分岐線５７を介して車載電源Ｂに接続されている。分岐線５７には、レギュレータ回路５８が設けられている。レギュレータ回路５８は、車載電源Ｂの電源電圧Ｖbに基づいてマイクロコンピュータ５１に供給する一定の制御電圧を生成する。制御電圧は、駆動電圧である電源電圧Ｖbよりも低い値、例えば５Ｖに設定される。そして、マイクロコンピュータ５１は、電源リレー５４がオン状態となることで、レギュレータ回路５８から一定の制御電圧が供給されることにより作動する。

【0028】

図２及び図３に示すように、駆動回路５２には、例えばＦＥＴ等の複数のスイッチング素子５２ａ～５２ｆを有する周知のＰＷＭインバータが採用されている。制御信号Ｓcは、各スイッチング素子５２ａ～５２ｆのオンオフ状態を規定するゲートオンオフ信号である。そして、駆動回路５２は、制御信号Ｓcに応じてスイッチング素子５２ａ～５２ｆをオンオフさせることにより、車載電源Ｂから供給される直流電力を三相交流電力に変換し、接続線４３を介してコイル群４２に供給する。これにより、操舵制御装置１は、コイル群４２への駆動電力の供給を通じてコイル群４２で発生するトルクを制御する。

【0029】

マイクロコンピュータ５１には、電流センサ６１、電圧センサ６２及び温度センサ６３が接続されている。電流センサ６１は、接続線４３を流れる各相の実電流値Ｉmを検出する。電流センサ６１には、例えばシャント抵抗の電圧降下に基づいて実電流値Ｉmを検出するものを採用できる。電圧センサ６２は、電源線５３の電圧、すなわち車載電源Ｂの電源電圧Ｖbを検出する。温度センサ６３は、マイクロコンピュータ５１が実装される回路基板６４の基板温度Ｔebを検出する。

【0030】

ここで、操舵制御装置１の機械的な構成について説明する。
図３に示すように、本実施形態の操舵制御装置１は、該操舵制御装置１を構成する各種部品が一枚の回路基板６４に実装されている。なお、説明の便宜上、同図では、マイクロコンピュータ５１、駆動回路５２を構成する複数のスイッチング素子５２ａ～５２ｆ、平滑コンデンサ５６及び温度センサ６３のみを図示し、他の回路部品を省略している。

【0031】

マイクロコンピュータ５１は、回路基板６４における上側寄りに配置されている。各スイッチング素子５２ａ～５２ｆは、回路基板６４における下側寄りに配置されている。平滑コンデンサ５６は、回路基板６４における中央付近に配置されている。温度センサ６３は、マイクロコンピュータ５１に対して各スイッチング素子５２ａ～５２ｆが配置される側と反対側に配置されている。温度センサ６３は、各スイッチング素子５２ａ～５２ｆ及び平滑コンデンサ５６よりもマイクロコンピュータ５１に近接して配置されている。なお、コイル群４２は、各スイッチング素子５２ａ～５２ｆよりも温度センサ６３から離間した位置に配置されている。したがって、本実施形態では、温度センサ６３、平滑コンデンサ５６、各スイッチング素子５２ａ～５２ｆ、コイル群４２の順で、マイクロコンピュータ５１から遠ざかるように配置されている。

【0032】

次に、マイクロコンピュータ５１の構成について説明する。マイクロコンピュータ５１は、所定の演算周期ごとに以下の各制御ブロックに示される各演算処理を実行することにより、制御信号Ｓcを演算する。

【0033】

図２に示すように、マイクロコンピュータ５１には、起動信号Ｓig、車速ＳＰＤ、操舵トルクＴh、回転角θm、実電流値Ｉm、電源電圧Ｖb、及び基板温度Ｔebが入力される。そして、マイクロコンピュータ５１は、これらの状態量に基づいて制御信号Ｓc及びリレー信号Ｓrlを出力する。

【0034】

詳しくは、図４に示すように、マイクロコンピュータ５１は、制御信号Ｓcを出力するモータ制御部７１と、リレー信号Ｓrlを出力するリレー制御部７２とを備えている。
リレー制御部７２には、起動信号Ｓigが入力される。リレー制御部７２は、起動信号Ｓigが起動スイッチ３１のオン状態を示す場合には、駆動リレー５５をオン状態とするリレー信号Ｓrlを出力する。一方、起動信号Ｓigが起動スイッチ３１のオフ状態を示す場合には、駆動リレー５５をオフ状態とするリレー信号Ｓrlを出力する。

【0035】

モータ制御部７１は、電流指令値Ｉm*を演算する電流指令値演算部８１と、制御信号Ｓcを演算する制御信号演算部８２とを備えている。電流指令値演算部８１が電流指令値演算処理を実行し、制御信号演算部８２が制御信号演算処理を実行する。また、マイクロコンピュータ５１は、保護対象であるコイル群４２、駆動回路５２及び平滑コンデンサ５６の推定温度Ｔe_l，Ｔe_c，Ｔe_fを演算する推定温度演算部８３と、電流指令値Ｉm*の上限値である電流制限値Ｉlimを演算する電流制限値演算部８４とを備えている。推定温度演算部８３が推定温度演算処理を実行し、電流制限値演算部８４が電流制限値演算処理を実行する。

【0036】

電流制限値演算部８４には、電源電圧Ｖb及び推定温度演算部８３において後述するように演算される推定温度Ｔe_l，Ｔe_c，Ｔe_fが入力される。電流制限値演算部８４は、電源電圧Ｖbに基づく電流制限値Ｉlim_v、推定温度Ｔe_lに基づく電流制限値Ｉlim_l、推定温度Ｔe_cに基づく電流制限値Ｉlim_c、及び推定温度Ｔe_fに基づく電流制限値Ｉlim_fを演算する。そして、電流制限値Ｉlim_v，Ｉlim_l，Ｉlim_c，Ｉlim_fのうち、最も小さな値を電流制限値Ｉlimとして演算する。

【0037】

具体的には、電流制限値演算部８４は、電源電圧Ｖbと電流制限値Ｉlim_vとの関係を定めたマップを備えている。電流制限値演算部８４は、このマップを参照することにより電源電圧Ｖbに応じた電流制限値Ｉlim_vを演算する。

【0038】

図５に示すように、このマップは、電源電圧Ｖbが第１電圧閾値Ｖth1よりも大きい場合には、電流制限値Ｉlim_vが定格電流Ｉrと等しい値で一定となる。つまり、電流制限値Ｉlim_vは、コイル群４２に供給する電流を制限しない値となる。電源電圧Ｖbが第１電圧閾値Ｖth1以下である場合、電流制限値Ｉlim_vは、電源電圧Ｖbの低下に基づいて小さくなる。そして、電源電圧Ｖbの値が第２電圧閾値Ｖth2以下である場合には、コイル群４２に供給する電流がゼロに制限される。

【0039】

また、電流制限値演算部８４は、推定温度Ｔe_lと電流制限値Ｉlim_lとの関係を定めたマップを備えている。電流制限値演算部８４は、このマップを参照することにより推定温度Ｔe_lに応じた電流制限値Ｉlim_lを演算する。

【0040】

図６に示すように、このマップは、推定温度Ｔe_lが第１温度閾値Ｔeth1_l以下の場合には、電流制限値Ｉlim_lが定格電流Ｉrと等しい値で一定となる。つまり、電流制限値Ｉlim_lは、コイル群４２に供給する電流を制限しない値となる。推定温度Ｔe_lが第１温度閾値Ｔeth1_lよりも大きい場合には、電流制限値Ｉlim_lは、推定温度Ｔe_lの増大に基づいて小さくなる。そして、推定温度Ｔe_lの値が第２温度閾値Ｔeth2_l以上である場合には、コイル群４２に供給する電流が最低電流値Ｉminに制限される。最低電流値Ｉminは、コイル群４２に供給しても、操舵制御装置１及びモータ２１の温度が上昇しないような値に設定されている。

【0041】

電流制限値演算部８４は、推定温度Ｔe_cと電流制限値Ｉlim_ｃとの関係を定めたマップ、及び推定温度Ｔe_fと電流制限値Ｉlim_fとの関係を定めたマップを備えている。これらのマップは、図６に示すマップと同様の傾向をそれぞれ有するため、その説明を省略する。電流制限値演算部８４は、こうしたマップを参照することにより推定温度Ｔe_cに応じた電流制限値Ｉlim_c、及び推定温度Ｔe_fに応じた電流制限値Ｉlim_fを演算する。

【0042】

そして、図４に示すように、電流制限値演算部８４は、電流制限値Ｉlim_v，Ｉlim_l，Ｉlim_c，Ｉlim_fのうち、最も小さな値を電流制限値Ｉlimとして演算する。このように演算された電流制限値Ｉlimは、電流指令値演算部８１に出力される。

【0043】

電流指令値演算部８１には、操舵トルクＴh、車速ＳＰＤ及び電流制限値Ｉlimが入力される。電流指令値演算部８１は、これらの状態量に基づいて電流指令値Ｉm*を演算する。電流指令値Ｉm*は、モータ２１で発生すべきトルクに応じた電流を示す。

【0044】

具体的には、電流指令値演算部８１は、操舵トルクＴhの絶対値が大きくなるほど、また車速ＳＰＤが低くなるほど、より大きな絶対値を有する仮電流指令値Ｉm*_tを演算する。電流指令値演算部８１は、仮電流指令値Ｉm*_tが電流制限値Ｉlim以下である場合には、この値をそのまま電流指令値Ｉm*として演算する。一方、電流指令値演算部８１は、仮電流指令値Ｉm*_tの値が電流制限値Ｉlimよりも大きい場合には、電流制限値Ｉlimを電流指令値Ｉm*として演算する。このように演算された電流指令値Ｉm*は、制御信号演算部８２に出力される。

【0045】

制御信号演算部８２には、電流指令値Ｉm*、実電流値Ｉm及び回転角θmが入力される。制御信号演算部８２は、実電流値Ｉmを電流指令値Ｉm*に追従させるべく、実電流値Ｉm、電流指令値Ｉm*及び回転角θmに基づいてベクトル制御を実行することにより、制御信号Ｓcを演算する。そして、このように演算された制御信号Ｓcが駆動回路５２に出力されることにより、コイル群４２に制御信号Ｓcに応じた駆動電力が供給される。これにより、コイル群４２で電流指令値Ｉm*に示されるトルクが発生する。

【0046】

なお、電流指令値Ｉm*は、ｄ軸電流指令値Ｉd*とｑ軸電流指令値Ｉq*とからなるベクトル指令値であり、実電流値Ｉmはｄ軸電流値Ｉdとｑ軸電流値Ｉqとからなるベクトル値である。通常時には、ｄ軸電流指令値Ｉd*にはゼロが代入され、ｑ軸電流指令値Ｉq*には電流指令値Ｉm*が代入される。なお、３相モータのベクトル制御は周知技術であるため、詳細な説明は省略するが、実電流値Ｉmと、ｄ軸電流値Ｉd及びｑ軸電流値Ｉqとの間には、下記(１)式の関係が成立する。

【0047】

【数1】

次に、推定温度演算部８３による推定温度Ｔe_l，Ｔe_c，Ｔe_fの演算について説明する。推定温度演算部８３には、実電流値Ｉm、基板温度Ｔeb及び起動信号Ｓigが入力される。推定温度演算部８３は、これらの状態量に基づいて推定温度Ｔe_l，Ｔe_c，Ｔe_fを演算する。推定温度Ｔe_l，Ｔe_c，Ｔe_fの演算方法は基本的に同様であるため、コイル群４２の推定温度Ｔe_lの演算を例に挙げて説明する。

【0048】

コイル群４２の温度は、大まかには、温度センサ６３により検出されるコイル群４２の基準温度を、コイル群４２への通電に起因する温度変化に応じて増減させることで推定される。本実施形態のコイル群４２の基準温度は、温度センサ６３により検出される回路基板６４の基板温度Ｔebである。

【0049】

すなわち、モータ２１の駆動時において、コイル群４２の温度は、コイル群４２に電流が流れて発熱することで上昇する。こうしたコイル群４２への通電に起因する自己温度変化量ΔＴes_lは、例えば図７に示すようにコイル群４２に流れる実電流値Ｉmが時刻ｔ１においてステップ状に増加した場合、コイル群４２での発熱に伴って１次遅れの傾向で増加する。また、コイル群４２の自己温度変化量ΔＴes_lは、コイル群４２に流れる実電流値Ｉmが時刻ｔ２においてゼロに減少した場合、コイル群４２からの放熱に伴って１次遅れの傾向で減少する。なお、同図において、実電流値Ｉmを細線で示し、自己温度変化量ΔＴes_lを太線で示す。

【0050】

こうした特性を反映させるため、推定温度演算部８３は、１次遅れフィルタを含む下記（２）式を用いて現在の演算周期における自己温度変化量ΔＴes_l_ｋを演算する。なお、各状態量の参照符号に付加された下付き文字は、各状態量の演算周期を示し、基準となる現在の演算周期を「ｋ」としている。

【0051】

【数2】

ただし、「Ｋs_l」はコイル群４２に応じて設定されるゲインを示し、「τs_l」はコイル群４２に応じて設定される遅れフィルタの時定数を示し、「ｔ」は演算周期の時間間隔を示す。なお、ゲインＫs_l及び時定数τs_lは、コイル群４２への通電を行った状態で、コイル群４２の温度を測定した実験結果等に基づいて予め設定されている。

【0052】

ところで、マイクロコンピュータ５１は、コイル群４２に駆動電力を供給するための駆動電圧とは異なり、レギュレータ回路５８から供給される制御電圧に基づいて作動する。つまり、マイクロコンピュータ５１は、コイル群４２への非通電時にも作動する。そのため、コイル群４２への通電が行われず、コイル群４２が自身を流れる電流によって発熱しない場合にも、マイクロコンピュータ５１は発熱する。そして、マイクロコンピュータ５１の発熱による温度上昇は、温度センサ６３により検出される基板温度Ｔeb、及びコイル群４２の温度に影響を与える。つまり、基板温度Ｔeb及びコイル群４２の温度は、モータ２１の非駆動時にも上昇する。そして、上記のように温度センサ６３は、コイル群４２よりもマイクロコンピュータ５１に近接して配置されているため、温度センサ６３により検出される基板温度Ｔebの変化量は、コイル群４２の温度の変化量よりも大きくなる。

【0053】

この点を踏まえ、推定温度演算部８３は、基板温度Ｔebと、コイル群４２への通電に起因するコイル群４２の自己温度変化量ΔＴes_lとに加え、マイクロコンピュータ５１からの放熱を考慮してコイル群４２の推定温度Ｔe_lを演算する。

【0054】

詳しくは、推定温度演算部８３は、マイクロコンピュータ５１から伝わる熱に起因する温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sと、マイクロコンピュータ５１から伝わる熱に起因するコイル群４２の伝熱温度変化量ΔＴep_lとの差分である差分温度変化量ΔＴed_lを演算する。そして、推定温度演算部８３は、下記（３）式のように、基板温度Ｔebと自己温度変化量ΔＴes_lとの和から差分温度変化量ΔＴed_lを減算した値をコイル群４２の推定温度Ｔe_lとして演算する。

【0055】

Ｔe_l＝Ｔeb＋ΔＴes_l－ΔＴed_l…（３）
つまり、コイル群４２の推定温度Ｔe_lは、基板温度Ｔebと自己温度変化量ΔＴes_lとの和に対して、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sを減算するとともにコイル群４２の伝熱温度変化量ΔＴep_lを加算することにより得られる値である。

【0056】

ここで、図８に示すように、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sは、起動スイッチ３１がオン状態となってからの経過時間、すなわちマイクロコンピュータ５１への制御電圧の印加が開始されてからの経過時間Ｅに伴って、１次遅れの傾向で上昇する。同様に、コイル群４２の伝熱温度変化量ΔＴep_lは、マイクロコンピュータ５１への制御電圧の印加が開始されてからの経過時間Ｅに伴って、１次遅れの傾向で上昇する。したがって、図９に示すように、伝熱温度変化量ΔＴep_sから伝熱温度変化量ΔＴep_lを減算することにより得られる差分温度変化量ΔＴed_lは、１次遅れの傾向で上昇する。

【0057】

こうした特性を反映させるため、推定温度演算部８３は、下記（４）式を用いて差分温度変化量ΔＴed_lを演算する。なお、推定温度演算部８３は、オン状態を示す起動信号Ｓigが入力されてからの時間を計測しており、当該時間を経過時間Ｅとする。また、推定温度演算部８３は、起動信号Ｓigが入力されてから演算を開始する。そのため、下記（４）式において演算周期を示す「ｋ」は、経過時間Ｅに応じた数値である。

【0058】

【数3】

このように（４）式に示される差分温度変化量ΔＴed_lは、経過時間Ｅに基づいて変化するように演算される。ただし、（４）式中の係数は、「Ｋp_l」は回路基板６４及びコイル群４２に応じて設定されるゲインを示し、「τp_l」は回路基板６４及びコイル群４２に応じて設定される遅れフィルタの時定数を示し、「ｔ」は演算周期の時間間隔を示す。なお、ゲインＫp_l及び時定数τp_lは、マイクロコンピュータ５１に制御電圧を供給しつつ、コイル群４２への通電を停止した状態で、基板温度Ｔeb及びコイル群４２の温度を測定した実験結果等に基づいて予め設定されている。

【0059】

上記のように温度センサ６３は、コイル群４２よりもマイクロコンピュータ５１に近接して配置されているため、差分温度変化量ΔＴed_lは正の値となる。つまり、マイクロコンピュータ５１から伝わる熱を考慮することで、考慮しない場合に比べ、コイル群４２の推定温度Ｔe_lは低くなる。

【0060】

なお、平滑コンデンサ５６の推定温度Ｔe_cの演算では、上記（２）式の適用に際して、平滑コンデンサ５６に応じて設定されたゲインＫs_c及び時定数τs_cが用いられる。また、平滑コンデンサ５６の推定温度Ｔe_cの演算では、上記（４）式の適用に際して、回路基板６４及び平滑コンデンサ５６に応じて設定されたゲインＫp_c及び時定数τp_cが用いられる。

【0061】

駆動回路５２の推定温度Ｔe_fの演算では、上記（２）式の適用に際して、駆動回路５２に応じて設定されたゲインＫs_f及び時定数τs_fが用いられる。駆動回路５２の推定温度Ｔe_fの演算では、上記（４）式の適用に際して、回路基板６４及び駆動回路５２に応じて設定されたゲインＫp_f及び時定数τp_fが用いられる。本実施形態では、駆動回路５２の推定温度Ｔe_fには、駆動回路５２を構成するスイッチング素子のうち、最も温度が上昇しやすい位置に配置されたスイッチング素子の推定温度を採用している。

【0062】

次に、本実施形態の作用及び効果について説明する。
（１）マイクロコンピュータ５１は、基板温度Ｔebと、保護対象の自己温度変化量とに加え、マイクロコンピュータ５１から温度センサ６３及び保護対象に伝わる熱を考慮して保護対象の推定温度を演算する。これにより、保護対象の温度を正確に推定できる。

【0063】

（２）マイクロコンピュータ５１は、基板温度Ｔebと保護対象の自己温度変化量との和から差分温度変化量を減算することにより得られる値を推定温度として演算する。そのため、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sと保護対象の伝熱温度変化量とを個別に演算する場合に比べ、保護対象の推定温度の演算が容易になる。

【0064】

（３）差分温度変化量は、マイクロコンピュータ５１への制御電圧の印加が開始されてからの経過時間Ｅに基づいて変化するように演算される。そのため、上記のようにマイクロコンピュータ５１への制御電圧の印加が開始されてから徐々に該マイクロコンピュータ５１の温度が上昇することを踏まえ、適切な差分温度変化量を用いて保護対象の温度を正確に推定できる。

【0065】

（４）温度センサ６３は、マイクロコンピュータ５１が実装される回路基板６４の基板温度Ｔebを保護対象の基準温度として検出する。そのため、保護対象の基準温度がマイクロコンピュータ５１から伝わる熱によって変化しやすい。したがって、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_s及び保護対象の伝熱温度変化量を考慮して保護対象の推定温度を演算する効果は大である。

【0066】

（５）操舵制御装置１を構成する各種部品を一枚の回路基板６４に実装したため、各構成部品を複数の回路基板に分けて実装する場合に比べて、操舵制御装置１の小型化を図ることができる。一方、温度センサ６３及び保護対象がマイクロコンピュータ５１に近接して配置されやすくなる。そのため、保護対象の推定温度がマイクロコンピュータ５１から伝わる熱の影響によって変化しやすい。したがって、基板温度Ｔebと自己温度変化量とに加え、差分温度変化量を考慮して保護対象の推定温度を演算する効果は大である。

【0067】

本実施形態は、以下のように変更して実施することができる。本実施形態及び以下の変形例は、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。
・上記実施形態では、操舵制御装置１の構成部品を一枚の回路基板６４に実装したが、これに限らず、操舵制御装置１の構成部品を複数の回路基板に分けて実装してもよい。

【0068】

・上記実施形態では、温度センサ６３を、コイル群４２、駆動回路５２及び平滑コンデンサ５６よりもマイクロコンピュータ５１に近接して配置したが、これに限らず、例えば温度センサ６３を平滑コンデンサ５６よりもマイクロコンピュータ５１から離間させて配置してもよい。この場合、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sと平滑コンデンサ５６の伝熱温度変化量ΔＴep_cとの差分である差分温度変化量ΔＴed_cは、負の値となる。つまり、マイクロコンピュータ５１から伝わる熱を考慮することで、考慮しない場合に比べ、推定温度Ｔe_cは高くなる。

【0069】

・上記実施形態では、保護対象の基準温度として基板温度Ｔebを用いたが、これに限らず、例えば操舵制御装置１内の雰囲気温度を保護対象の基準温度として用いてもよい。
・上記実施形態では、コイル群４２の推定温度Ｔe_lを、基板温度Ｔebと自己温度変化量ΔＴes_lとの和から差分温度変化量ΔＴed_lを減算することにより得られる値としたが、これに限らない。例えば、基板温度Ｔebと自己温度変化量ΔＴes_lとの和から温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sを減算するとともに保護対象の伝熱温度変化量を加算することにより得られる値を保護対象の推定温度としてもよい。また、例えば基板温度Ｔebと自己温度変化量ΔＴes_lとの和から、温度センサ６３の伝熱温度変化量ΔＴep_sのみ又は保護対象の伝熱温度変化量のみを減算することにより得られる値を保護対象の推定温度としてもよい。こうした推定温度の演算方法の変更は、平滑コンデンサ５６の推定温度Ｔe_c及び駆動回路５２の推定温度Ｔe_fの演算についても適用可能である。

【0070】

・上記実施形態では、差分温度変化量を経過時間Ｅに基づいて変化するように演算したが、これに限らず、差分温度変化量を経過時間Ｅに関わらず一定の所定値となるように演算してもよい。

【0071】

・上記実施形態では、コイル群４２、平滑コンデンサ５６、及び駆動回路５２を保護対象としたが、これに限らない。これらの回路素子に加えて又は代えて、例えば電流センサ６１等、大電流が流れる回路素子を保護対象としてもよい。また、マイクロコンピュータ５１を保護対象としてもよい。

【0072】

・上記実施形態では、マイクロコンピュータ５１を制御関連部品としたが、これに限らず、例えば特定の処理を実行する専用のハードウェア回路（例えばＡＳＩＣ）等、コイル群４２への非通電時にも作動する他の回路素子を制御関連部品としてもよい。

【0073】

・上記実施形態では、操舵装置２をＥＰＳとして構成したが、これに限らない。例えば操舵装置２を操舵部と転舵部との間の動力伝達が分離したステアバイワイヤ式のものとして構成し、操舵制御装置１が転舵輪４を転舵させる転舵トルクを付与するモータ、あるいはステアリングホイール３に操舵反力を付与するモータの作動を制御してもよい。また、操舵装置以外の装置にモータトルクを付与するモータの作動を制御してもよい。

【0074】

・上記実施形態において、操舵制御装置１の制御対象であるモータ２１は、複数のコイル群を有するものであってもよい。この場合、操舵制御装置１は、複数のコイル群の各々に対応する個別の駆動回路を含みコイル群ごとに駆動電力を供給する複数の通電系統と、複数の駆動回路の作動をそれぞれ制御する複数の制御信号を出力する少なくとも１つの処理回路とを備える。そして、複数の通電系統の各々について、本実施形態のように保護対象の推定温度を演算する。

【0075】

・上記実施形態において、操舵制御装置１としては、ＣＰＵ及びメモリを備えてソフトウェア処理を実行するものに限らない。たとえば、上記実施形態において実行されるソフトウェア処理の少なくとも一部を処理する専用のハードウェア回路（たとえばＡＳＩＣ等）を備えてもよい。すなわち、転舵制御装置は、以下の（ａ）～（ｃ）のいずれかの構成であればよい。（ａ）上記処理の全てを、プログラムに従って実行する処理装置と、プログラムを記憶するＲＯＭ等のプログラム格納装置とを備える。（ｂ）上記処理の一部をプログラムに従って実行する処理装置およびプログラム格納装置と、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る。（ｃ）上記処理の全てを実行する専用のハードウェア回路を備える。ここで、処理装置およびプログラム格納装置を備えたソフトウェア処理回路や、専用のハードウェア回路は複数であってもよい。すなわち、上記処理は、１または複数のソフトウェア処理回路および１または複数の専用のハードウェア回路の少なくとも一方を備えた処理回路（processing circuitry）によって実行されればよい。

【符号の説明】

【0076】

１…操舵制御装置
２１…モータ
４２…コイル群
５１…マイクロコンピュータ（処理回路）
５２…駆動回路
６３…温度センサ

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】

【図7】

【図8】

【図9】