JP2010114957A - モータ駆動回路及び電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】直流電源が逆接続された場合に、直流電源の両端末間の短絡を防止することが可能なモータ駆動回路及びそのモータ駆動回路を有した電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【解決手段】本発明のモータ駆動回路４０は、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４におけるソース・ゲート間に、分圧回路３１を構成する第１の分圧抵抗Ｒ１と共に並列接続されたトランジスタ７１を備えている。バッテリー９２が逆接続された場合、そのバッテリー９２の出力で補償ドライブ回路７２がトランジスタ７１をオンして、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４におけるソース・ゲート間が短絡する。これにより、バッテリー９２とインバータ回路４１とを含む閉回路の形成が防止され、バッテリー９２の両端末間が短絡することを防止することができる。
【選択図】図２

Description

本発明は、直流電源から受電して交流モータに給電可能なインバータ回路を備えたモータ駆動回路及び電動パワーステアリング装置に関する。

この種の従来のモータ駆動回路を備えた電動パワーステアリング装置では、インバータ回路を使用不能な異常時に、ハンドル操舵により交流モータが連れ回りして発電機として機能し、例えば、車両のバッテリ（直流電源）が充電される。このときの操舵抵抗には、運動エネルギーを電気エネルギーに変換して発電するための抵抗（以下、「発電抵抗」という）が含まれる。

この発電抵抗を排除することが可能なモータ駆動回路として、図５に示したモータ駆動回路９は、直流電源１の正電極とインバータ回路２との間を連絡した給電ラインＬ１の途中に１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３が直列接続されている。これら遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３は、寄生ダイオード３Ｄ，３Ｄが互いに逆向きになるように接続されており、両寄生ダイオード３Ｄ，３Ｄを通って電流が流れないようになっている。

遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３はドライブ回路４，４によってオンオフされる。各ドライブ回路４，４は、遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３のソースから直流電源の負電極側へと順番に分圧回路５，５とドライブ用ＭＯＳＦＥＴ６，６とを並べて直列接続し、かつ分圧回路５，５の出力を遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３のゲートに接続してなる。

通常時は、制御回路８が１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴ６，６にゲート信号を付与し続けて１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３を共にオン状態に維持し、直流電源１とインバータ回路２との間を通電可能とする。これに対し、インバータ回路２を使用不能な異常時には、１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴ６，６へのゲート信号の付与を停止することで、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３をターンオフする。これにより、直流電源１とインバータ回路２との間が通電不能に遮断され、操舵抵抗から交流モータ７の発電抵抗を排除可能な構成になっていた。

なお、電力ラインの途中に１対の寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列接続された１対のＭＯＳＦＥＴを備え、それら１対のＭＯＳＦＥＴをオフすることで、電力ラインを途中で通電不能に遮断する技術は、従来より公知である（例えば、特許文献１参照）。
特開平１１−１４６５５８号公報（段落［００７０］、［００７１］、第１図）

ところが、上述した従来のモータ駆動回路９では、直流電源１の正負の電極が誤って逆に接続された場合に、ドライブ回路４，４を介して遮断用ＭＯＳＦＥＴ３，３にゲート電圧が付与されてそれらがターンオンし、直流電源１とインバータ回路２とを含む閉回路が形成される。そして、その閉回路を図５における点線矢印Ａで示すように短絡電流が流れる、即ち、直流電源１の両端末間が短絡されるという事態が起こり得た。

本発明は上記事情に鑑みてなされたもので、直流電源が逆接続された場合に、直流電源の両端末間の短絡を防止することが可能なモータ駆動回路及びそのモータ駆動回路を有した電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係るモータ駆動回路（４０）は、直流電源（９２）の正負の電極間に接続されて、交流モータ（１９）に給電可能なインバータ回路（４１）と、直流電源（９２）の正電極とインバータ回路（４１）との間を連絡する給電ライン（Ｌ１）の途中に、１対の寄生ダイオード（４３Ｄ，４４Ｄ）が互いに逆向きになるように直列接続された１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）と、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）のソースから直流電源（９２）の負電極へと、順番に分圧回路（３１，３１）とドライブ用ＭＯＳＦＥＴ（３２，３２）とを並べて直列接続しかつ、分圧回路（３１，３１）の出力を各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）のゲートに接続してなる１対のメインドライブ回路（３０，３０）と、通常は、１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴ（３２，３２）にゲート信号を付与し続けて１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）をオン状態に維持する一方、インバータ回路（４１）の使用が不可能な異常時には、１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴ（３２，３２）へのゲート信号の付与を停止することで、１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）をターンオフする制御回路（４８）とを備えたモータ駆動回路（４０）において、寄生ダイオード（４３Ｄ，４４Ｄ）のアノードが直流電源（９２）の正電極側に配置された不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）におけるソース・ゲート間に、分圧回路（３１，３１）を構成する抵抗（Ｒ１）と共に並列接続された補償用スイッチ素子（７１，７７）と、 補償用スイッチ素子（７１，７７）と直流電源（９２）の負電極とに接続され、直流電源（９２）の正負の電極が正規に接続されたときには、補償用スイッチ素子（７１，７７）をオフし、直流電源（９２）の正負の電極が逆接続された異常接続時には、その逆接続された直流電源（９２）の出力で補償用スイッチ素子（７１，７７）をオンする補償ドライブ回路（７２，７９）とを設けたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載のモータ駆動回路（４０）において、補償用スイッチ素子（７１）は、ＮＰＮ型のトランジスタ（７１）であって、トランジスタのベース・エミッタ間に第１の抵抗（Ｒ３）を接続し、ベースと直流電源（９２）の負電極との間に第２の抵抗（Ｒ４）を接続して補償ドライブ回路（７２）を構成したところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１又は２に記載のモータ駆動回路（４０）において、直流電源（９２）の負電極に対する正電極の電圧である第１電圧（Ｖ１）を、第２電圧（Ｖ２）に昇圧して出力可能な昇圧回路（５１）と、昇圧回路（５１）のうち第２電圧（Ｖ２）を出力する第２電圧出力部（５１Ａ）と、メインドライブ回路（３０，３０）における各分圧回路（３１，３１）との間を始動スイッチ（５２，５２）を介して接続する始動回路（５５）とを備え、制御回路（４８）は、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）をターンオンするために、始動スイッチ（５２，５２）をオンして各分圧回路（３１，３１）の両端末間に第１電圧（Ｖ１）と第２電圧（Ｖ２）との差分電圧を印加し、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ（４３，４４）をターンオンした後は、始動スイッチ（５２，５２）をオフするところに特徴を有する。

請求項４の発明に係る電動パワーステアリング装置（１１）は、請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動回路（４０）を有しかつ、交流モータ（１９）を駆動源として備えたところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の構成によれば、１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのうち、ドレインよりソースが直流電源の正電極側に配置された不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴにおけるソース・ゲート間に、分圧回路を構成する抵抗と共に補償用スイッチ素子が並列接続されている。そして、直流電源が逆接続された場合、その直流電源の出力で補償ドライブ回路が補償用スイッチ素子をオンして、不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴにおけるソース・ゲート間を短絡する。これにより、不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴがオフに維持される。このとき、１対の寄生ダイオードを通る電流経路も形成されない。

即ち、本発明のモータ駆動回路によれば、直流電源が逆接続された場合に、直流電源とインバータ回路とを含む閉回路が形成されないので、直流電源の両端末間の短絡を防止することができる。

［請求項２の発明］
請求項２の発明によれば、直流電源が逆接続された場合には、トランジスタのベース電圧がエミッタ電圧より高くなるので、ベースからエミッタに電流が流れて、トランジスタがオンし、不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのソース・ゲート間が短絡する。これに対し、直流電源を正しく接続した場合には、トランジスタのエミッタ電圧がベース電圧より高くなることはないので、ベースからエミッタに電流が流れることはなく、トランジスタがオフに維持される。従って、不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのソース・ゲート間がトランジスタによって短絡してターンオフすることはない。

［請求項３の発明］
請求項３の発明によれば、１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴがオフした状態で、制御回路が各ドライブ回路のドライブ用ＭＯＳＦＥＴをオンすると共に、始動スイッチをオンすると、各分圧回路の両端末間（不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのソース・ゲート間）に第１電圧と第２電圧との差分電圧が印加され、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴがターンオンする。不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴがターンオンした後は、始動スイッチがオフして昇圧回路から第２電圧が出力されなくなるが、不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのソース及びゲートと直流電源の負電極との間に設けられた１対のメインドライブ回路によって、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴにゲート信号が付与されるので、ドライブ用ＭＯＳＦＥＴがターンオフするまで、各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴをオン状態に維持することができる。

［請求項４の発明］
請求項４の電動パワーステアリング装置によれば、請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動回路を有しているので、直流電源が逆接続された場合の故障を防止することができる。

［第１実施形態］
以下、本発明の第１実施形態を図１及び図２に基づいて説明する。図１には、電動パワーステアリング装置１１を搭載した車両１０が示されている。この電動パワーステアリング装置１１は、車両１０の左右方向に延びた転舵輪間シャフト１３を備え、その転舵輪間シャフト１３が、車両本体１０Ｈに固定された筒形ハウジング１５の内部に挿通されている。また、転舵輪間シャフト１３の両端部は、タイロッド１４，１４を介して各転舵輪１２，１２に連結されている。

電動パワーステアリング装置１１は、交流モータ１９（詳細には３相交流モータ。以下、単に「モータ１９」という）を駆動源として備えている。モータ１９のステータ２０は筒形ハウジング１５内に固定され、ロータ２１の中空部分を転舵輪間シャフト１３が貫通している。そして、ロータ２１の内面に固定されたボールナット２２と、転舵輪間シャフト１３の外面に形成されたボールネジ部２３とが螺合し、ロータ２１が回転するとボールネジ部２３が直動する。また、モータ１９には、ロータ２１の回転位置θ２を検出するための回転位置センサ２５が備えられている。

図１に示すように、転舵輪間シャフト１３の一端部側にはラック２４が形成され、操舵シャフト１６の下端部に備えたピニオン１８がこのラック２４に噛合している。また、操舵シャフト１６の上端部には、ハンドル１７が取り付けられていると共に、操舵シャフト１６の中間部には、トルクセンサ２７と舵角センサ２６とが取り付けられている。また、転舵輪１２の近傍には、その回転速度から車速ｖを検出するための車速センサ２８が設けられている。

上記モータ１９を駆動するために、車両１０には、図２に示すモータ駆動回路４０が搭載されている。モータ駆動回路４０のうち、インバータ回路４１は、バッテリー９２（本発明の「直流電源」に相当する）の正電極と負電極との間に、Ｕ、Ｖ、Ｗの相回路（図示せず）を備えた三相ブリッジ回路になっており、バッテリー９２の直流出力から３相交流を生成してモータ１９に付与する。

モータ駆動回路４０のうち、バッテリー９２の正電極とインバータ回路４１との間を接続した第１の給電ラインＬ１（本発明の「給電ライン」に相当する）の途中には、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４（本発明の「不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ」に相当する）を直列接続してなる遮断回路４２が設けられている。１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４は、Ｎチャンネル型ＭＯＳＦＥＴであって寄生ダイオード４３Ｄ，４４Ｄを有している。１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４は、例えばソース同士が接続されて、寄生ダイオード４３Ｄ，４４Ｄが互いに逆向きになっている。即ち、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３の寄生ダイオード４３Ｄは、カソードがバッテリー９２の正電極側に配され、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４の寄生ダイオード４４Ｄは、カソードがインバータ回路４１側に配されている。寄生ダイオード４３Ｄ，４４Ｄが互いに逆向きに配されたことで、両寄生ダイオード４３Ｄ，４４Ｄを通る電流経路が形成されないようになっている。

なお、第１の給電ラインＬ１のうちバッテリー９２の正電極と第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３との間にはヒューズ４５が備えられている。また、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のゲート・ソース間には、１対のツェナーダイオード４６Ｚ，４６Ｚのアノード同士を接続してなる過電圧保護回路４６，４６がそれぞれ設けられている。

１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４は、モータ駆動回路４０に備えたプリドライバ回路５０によってオンオフされる。プリドライバ回路５０は、例えば、チャージポンプ式の昇圧回路５１を有している。昇圧回路５１は、第１の給電ラインＬ１のうち、バッテリー９２の正電極とヒューズ４５との中間から分岐した第２の給電ラインＬ２に接続されており、第２の給電ラインＬ２の途中に備えたイグニッションスイッチ９４のオンによりバッテリー９２に導通接続される。そして、昇圧回路５１に備えた複数のコンデンサ（図示せず）の充放電の繰り返しにより、バッテリー９２の負電極に対する正電極の電圧である第１電圧Ｖ１（例えば１２［Ｖ］）を第２電圧Ｖ２（例えば３２［Ｖ］）まで昇圧して、第２電圧出力部５１Ａから後述する１対のメインドライブ回路３０，３０に出力する。

第２の給電ラインＬ２のうち、イグニッションスイッチ９４とバッテリー９２の正電極との間には、ヒューズ９３が設けられている。また、イグニッションスイッチ９４と昇圧回路５１との間には、カソードを昇圧回路５１側に配した逆流防止用のダイオード９５が接続されている。なお、昇圧回路５１はチャージポンプ方式に限定するものではなく、昇圧コイルを用いたものでもよい。

第２の給電ラインＬ２のうちダイオード９５のカソード側と、第１の給電ラインＬ１のうち第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３のドレイン側との間は、通電ラインＬ３によって接続されている。通電ラインＬ３は、例えば、第２の給電ラインＬ２の電源変動時やコネクタ接触不良等による電源瞬断時にも、プリドライバ回路５１や制御回路４８に電力を安定供給するために備えられている。つまり、プリドライバ回路５１や制御回路４８は、バッテリー９２の電力を２系統の電力ラインから受けられるようになっている。なお、通電ラインＬ３の途中には、カソードを昇圧回路５１側に配した逆流防止用のダイオード９７が備えられており、バッテリー９２からインバータ回路４１へと１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４を通らずに電流が流れないようになっている。

プリドライバ回路５０は、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のそれぞれに対応した１対のメインドライブ回路３０，３０を備えている。各メインドライブ回路３０，３０は、各遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のソースからバッテリー９２の負電極へと向かって、順番に分圧回路３１，３１とドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２，３２とを並べて直列接続しかつ、分圧回路３１，３１の出力を各遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のゲートに接続してなる。

詳細には、各分圧回路３１は、遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のソースとバッテリー９２の負電極との間に第１の分圧用抵抗Ｒ１と第２の分圧用抵抗Ｒ２とを直列接続してなり、それら第１及び第２の分圧用抵抗Ｒ１，Ｒ２の共通接続部分に遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のゲートが接続されている。

各ドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであってドレインが分圧回路３１側に配され、ソースがバッテリー９２の負電極側に配されている。また、ドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２は寄生ダイオード３２Ｄを有しており、そのカソードが分圧回路３１側に配され、アノードがバッテリー９２の負電極側に配されている。

プリドライバ回路５０は、昇圧回路５１の第２電圧出力部５１Ａと各分圧回路３１との間を、始動用ＭＯＳＦＥＴ５２，５２（本発明の「始動スイッチ」に相当する）を介して接続した始動回路５５を備えている。始動用ＭＯＳＦＥＴ５２は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであり、ドレインが昇圧回路５１側に配されソースが分圧回路３１側に配されている。また、始動用ＭＯＳＦＥＴ５２の寄生ダイオード５２Ｄは、カソードが昇圧回路５１側に配されアノードが分圧回路３１側に配されている。

上述したドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２及び始動用ＭＯＳＦＥＴ５２が共にオフの場合には、遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４にゲート信号が付与されることはなく、遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４がオフに維持される。

始動用ＭＯＳＦＥＴ５２及びドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２のゲートは、制御回路４８に接続されており、制御回路４８からのゲート信号によってターンオンする。そして、始動用ＭＯＳＦＥＴ５２，５２がターンオンすると、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の差分電圧（Ｖ２−Ｖ１）が分圧回路３１，３１の両端末間、即ち、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のソース・ゲート間に印加され、それら遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４がターンオンする。

ところで、本実施形態のモータ駆動回路４０には、逆接続保護回路７０が備えられている。逆接続保護回路７０は、例えば、ＮＰＮ型のトランジスタ７１（本発明の「補償用スイッチ素子」に相当する）と、補償ドライブ回路７２とから構成される。トランジスタ７１は、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４のソース・ゲート間に、分圧回路３１を構成する第１の分圧用抵抗Ｒ１と共に並列接続されている。具体的には、分圧回路３１を構成する第１の分圧用抵抗Ｒ１の一端にコレクタが接続され、他端にエミッタが接続されている。

補償ドライブ回路７２は、トランジスタ７１とバッテリー９２の負電極とに接続されている。補償ドライブ回路７２は、トランジスタ７１のベース・エミッタ間に第１の抵抗Ｒ３を接続しかつ、ベースからバッテリー９２の負電極へと順番に、第２の抵抗Ｒ４とダイオード７５とを並べて直列接続し、さらにダイオード７５のカソードを第２の抵抗Ｒ４側に配した構成となっている。

本実施形態の構成は以上であって、以下、本実施形態の作用効果について説明する。まずは、バッテリー９２の正負の電極が正しく接続されている場合について説明する。

イグニッションスイッチ９４がオンされると昇圧回路５１に給電され、バッテリー９２の出力電圧が第１電圧Ｖ１から第２電圧Ｖ２に昇圧される。また、制御回路４８が始動用ＭＯＳＦＥＴ５２，５２及びドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２，３２にゲート信号を付与してそれらがオンすると、第１電圧Ｖ１と第２電圧Ｖ２の差分電圧が分圧回路３１，３１の両端末間、即ち、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のソース・ゲート間に印可され、遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４がターンオンする。すると、バッテリー９２とインバータ回路４１との間が通電可能となり、インバータ回路４１は、バッテリー９２の直流出力から三相交流を生成してモータ１９に付与する。そして、モータ１９のアシストトルクにより、運転者のハンドル操舵が補助される。

ここで、制御回路４８は、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４がオンした後で、始動用ＭＯＳＦＥＴ５２，５２をターンオフする一方、ドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２，３２にゲート信号を付与し続けてオンに維持する。始動用ＭＯＳＦＥＴ５２，５２がターンオフしても、メインドライブ回路３０，３０を介して各遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４にゲート信号が付与されるので、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４はオン状態に維持される。

また、バッテリー９２が正しく接続された場合、トランジスタ７１のベース電圧はエミッタ電圧より高くならないので、ベースからエミッタにベース電流が流れることはなく、トランジスタ７１はオフに維持される。つまり、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４のソース・ゲート間がトランジスタ７１によって短絡して、ターンオフされることはない。また、補償ドライブ回路７２にダイオード７５を設けたことにより、補償ドライブ回路７２を介した電流のリークを確実に防止することができる。

モータ１９への通電中に、インバータ回路４１の使用が不可能な異常状態に陥った場合、制御回路４８は、ドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２，３２へのゲート信号の付与を停止して、それらをターンオフする。すると、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４へのゲート信号の付与が停止されてターンオフする。このとき、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４の寄生ダイオード４３Ｄ，４４Ｄを通る電流経路も形成されないので、バッテリー９２とインバータ回路４１との間が通電不能に遮断される。

この状態でハンドル１７を操舵した場合、モータ１９が発電機として機能してバッテリー９２が充電されることはないので、ハンドル１７の操舵抵抗からモータ１９の発電抵抗を排除することができる。即ち、インバータ回路４１の使用が不可能な異常によりハンドル１７の操舵が著しく重くなるという事態を回避することができる。

次に、バッテリー９２の正負の電極が逆接続された場合の作用効果について説明する。バッテリー９２が逆接続されると、１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴ３２，３２の寄生ダイオード３２Ｄ，３２Ｄがオンしてメインドライブ回路３０，３０が導通状態になると共に、補償ドライブ回路７２に備えたダイオード７５がオンする。

ダイオード７５がオンすると、トランジスタ７１のベース電圧がエミッタ電圧より高くなるので、ベースからエミッタにベース電流が流れて、トランジスタ７１がターンオンする。即ち、トランジスタ７１のコレクタ・エミッタ間が導通されることで、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４のソース・ゲート間が短絡する。これにより、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４はオフに維持される。また、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４の寄生ダイオード４４Ｄは、カソードがインバータ回路４１側に配されているので、バッテリー９２が逆接続された場合には寄生ダイオード４４Ｄもオフとなる。即ち、第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４及びその寄生ダイオード４４Ｄが共にオフとなるので、逆接続されたバッテリー９２と、インバータ回路４１と、第１の給電ラインＬ１とを含む閉回路が形成されることがない。

また、第２の給電ラインＬ２に逆流防止用のダイオード９５を備えているので、逆接続されたバッテリー９２と、インバータ回路４１と、通電ラインＬ３と、第２の給電ラインＬ２とを含む閉回路が形成されることもない。

このように、本実施形態のモータ駆動回路４０によれば、バッテリー９２が逆接続された場合に、バッテリー９２とインバータ回路４１とを含む閉回路によってバッテリー９２の両端末間が短絡するという事態を防止することができる。これにより、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４が短絡電流によって破壊されるという事態を防止することができる。また、本実施形態の電動パワーステアリング装置１１によれば、上述したモータ駆動回路４０を備えているので、バッテリー９２が逆接続された場合の故障を防止することができる。

なお、バッテリー９２が逆接続された場合、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３のソース・ゲート間には電位差が生じるため、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３はターンオンする。そして、１対のメインドライブ回路３０，３０と、トランジスタ７１と、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３とを含む閉回路が形成されるが、この閉回路には分圧用抵抗Ｒ１，Ｒ２が含まれているので、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３が過電流によって破壊されることはない。

［第２実施形態］
この第２実施形態は、モータ駆動回路４０のうち逆接続保護回路７０が、所謂「電磁リレー」になっている点が、上記第１実施形態とは異なる。その他の構成については上記第１実施形態と同じであるため、同じ構成については、同一符号を付し、重複する説明は省略する。

本実施形態の逆接続保護回路７０は図３に示されており、分圧回路３１における第１の分圧用抵抗Ｒ１と共に並列接続された常時開放のリレースイッチ７７（本発明の「補償用スイッチ素子」に相当する）と、そのリレースイッチ７７からバッテリー９２の負電極へと順番に、励磁コイル７８とダイオード７５とを並べて直列接続しかつダイオード７５のカソードを励磁コイル７８側に配した補償ドライブ回路７９とを備えた構成となっている。

バッテリー９２が正常に接続された場合、ダイオード７５がオフして励磁コイル７８には電流が流れないので、リレースイッチ７７は開放（オフ）状態に維持される。一方、バッテリー９２が逆接続された場合には、ダイオード７５がオンするから励磁コイル７８に電流が流れて励磁され、これにより、リレースイッチ７７が閉鎖（オン）して、第１の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４のソース・ゲート間が短絡する。本実施形態の構成でも上記実施形態と同等の効果を奏する。

［他の実施形態］
本発明は、前記実施形態に限定されるものではなく、例えば、以下に説明するような実施形態も本発明の技術的範囲に含まれ、さらに、下記以外にも要旨を逸脱しない範囲内で種々変更して実施することができる。

（１）前記第１及び第２実施形態では、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４のソース同士を接続していたが、図４に示すように、ドレイン同士を接続してもよい。そして、逆接続保護回路７０は、上記第１及び第２実施形態と同様にアノードがバッテリー９２の正電極側に配された（カソードがインバータ回４１路側に配された）寄生ダイオード４４Ｄを有する第２の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４４に対して設ければよい。

（３）前記第１及び第２実施形態では、１対の遮断用ＭＯＳＦＥＴ４３，４４としてＮチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを用いていたが、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴを用いてもよい。

（４）前記第１実施形態において、逆接続保護回路７０のうち、トランジスタ７１のコレクタと第１の分圧用抵抗Ｒ１の一端との間又は、トランジスタ７１のエミッタと第１の分圧用抵抗Ｒ１の他端との間に、発光ダイオードやブザーを接続して、バッテリー９２が逆接続された場合に作業者に報知するようにしてもよい。

（５）前記第１及び第２実施形態では、ボールネジ機構で筒型のモータ１９と転舵輪間シャフト１３とを連結した所謂ラック電動パワーステアリング装置１１に本発明を適用した例を示したが、ラックアンドピニオン機構でモータを転舵輪間シャフト１３に連結したピニオン電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよいし、操舵シャフト１６の途中にモータをギヤ連結したコラム電動パワーステアリング装置に本発明を適用してもよい。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置を搭載した車両の概念図 モータ駆動装置の回路図 第２実施形態に係るモータ駆動装置の回路図 変形例に係るモータ駆動装置の回路図 従来のモータ駆動回路の回路図

符号の説明

１１ 電動パワーステアリング装置
１９ 交流モータ
３０ メインドライブ回路
３１ 分圧回路
３２ ドライブ用ＭＯＳＦＥＴ
４０ モータ駆動回路
４１ インバータ回路
４３，４４ 遮断用ＭＯＳＦＥＴ（不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴ）
４３Ｄ，４４Ｄ 寄生ダイオード
４８ 制御回路
５１ 昇圧回路
５２ 始動用ＭＯＳＦＥＴ（始動スイッチ）
５５ 始動回路
７１ トランジスタ（補償用スイッチ素子）
７２ 補償ドライブ回路
７７ リレースイッチ（補償用スイッチ素子）
９２ バッテリー（直流電源）
Ｌ１ 第１の給電ライン（給電ライン）
Ｒ１ 第１の分圧用抵抗（分圧回路を構成する抵抗）
Ｒ３ 第１の抵抗
Ｒ４ 第２の抵抗

Claims (4)

1. 直流電源の正負の電極間に接続されて、交流モータに給電可能なインバータ回路と、
   前記直流電源の正電極と前記インバータ回路との間を連絡する給電ラインの途中に、１対の寄生ダイオードが互いに逆向きになるように直列接続された１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴと、
   前記各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのソースから前記直流電源の負電極へと、順番に分圧回路とドライブ用ＭＯＳＦＥＴとを並べて直列接続しかつ、前記分圧回路の出力を前記各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴのゲートに接続してなる１対のメインドライブ回路と、
   通常は、前記１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴにゲート信号を付与し続けて前記１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴをオン状態に維持する一方、前記インバータ回路の使用が不可能な異常時には、前記１対のドライブ用ＭＯＳＦＥＴへのゲート信号の付与を停止することで、前記１対の不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴをターンオフする制御回路とを備えたモータ駆動回路において、
   前記寄生ダイオードのアノードが前記直流電源の正電極側に配置された前記不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴにおける前記ソース・ゲート間に、前記分圧回路を構成する抵抗と共に並列接続された補償用スイッチ素子と、
   前記補償用スイッチ素子と前記直流電源の負電極とに接続され、前記直流電源の正負の電極が正規に接続されたときには、前記補償用スイッチ素子をオフし、前記直流電源の正負の電極が逆接続された異常接続時には、その逆接続された前記直流電源の出力で前記補償用スイッチ素子をオンする補償ドライブ回路とを設けたことを特徴とするモータ駆動回路。
2. 前記補償用スイッチ素子は、ＮＰＮ型のトランジスタであって、
   前記トランジスタのベース・エミッタ間に第１の抵抗を接続し、前記ベースと前記直流電源の負電極との間に第２の抵抗を接続して前記補償ドライブ回路を構成したことを特徴とする請求項１に記載のモータ駆動回路。
3. 前記直流電源の負電極に対する正電極の電圧である第１電圧を、第２電圧に昇圧して出力可能な昇圧回路と、
   前記昇圧回路のうち前記第２電圧を出力する第２電圧出力部と、前記メインドライブ回路における前記各分圧回路との間を始動スイッチを介して接続する始動回路とを備え、
   前記制御回路は、前記各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴをターンオンするために、前記始動スイッチをオンして前記各分圧回路の両端末間に前記第１電圧と第２電圧との差分電圧を印加し、前記各不使用時遮断用ＭＯＳＦＥＴをターンオンした後は、前記始動スイッチをオフすることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ駆動回路。
4. 請求項１乃至３の何れかに記載のモータ駆動回路を有しかつ、前記交流モータを駆動源として備えた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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