JP2013121294A - 電動パワーステアリング用モータの故障診断装置 - Google Patents

Abstract

【課題】故障診断のための待ち時間の短縮が可能な電動パワーステアリング用モータの故障診断装置を提供する。
【解決手段】故障診断回路（制御回路５７）は、第１のモータ端子電圧検出回路（モータ端子電圧＃１検出回路５４）で検出される第１のモータ端子電圧と、第２のモータ端子電圧検出回路（モータ端子電圧＃２検出回路５５）で検出される第２のモータ端子電圧との大小関係にしたがい、ＧＮＤに接続される第２または第４のスイッチング素子（ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃４）のうちの一つをＯＮし、当該ＯＮしたスイッチング素子によって決まる第１または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かにより電動モータ（単相モータ４３）の故障診断を行う。
【選択図】図２

Description

本発明は、電動パワーステアリング用モータの故障診断装置に関する。

電動パワーステアリング装置に使用されるモータの駆動制御部は、主にＨブリッジと呼ばれる回路により構成される。Ｈブリッジに配置される４個のスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御することにより電動モータを駆動してステアリングトルクに対するアシスト力を得る。電動パワーステアリング装置用のＥＣＵ（電子制御ユニット）は、電動モータおよびモータ端子間が切断状態にあると意図したアシスト力を得ることができないため、イグニッションＯＮ時、電動モータおよびモータ端子間が断線していないことを確認するために故障診断を行う。

図９に従来の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置（以下、単に故障診断装置５５０という）の動作原理が示されている。図９に示されるように、従来の故障診断装置５５０は、アシスト開始前の初期起動状態において、Ｈブリッジ回路５５１を構成するＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２、ＦＥＴ＃３、ＦＥＴ＃４のうち、ＦＥＴ＃１、ＦＥＴ＃３、ＦＥＴ＃４をＯＦＦ、ＦＥＴ＃２をＯＮ、フェールセーフ（Ｆ／Ｓ）リレー５５６をＯＮとし、モータ端子電圧＃２検出回路５５５で検出されるモータ端子電圧＃２が規定の電圧範囲内にあるか否かを判定することにより、電動モータ（Ｍ）５４３およびモータ端子間が断線状態にないことを確認している。なお、図９において点線で示した矢印は電流が流れる方向を示す。

図１０に、横軸を時間軸［ｍｓ］とし、縦軸をモータ端子電圧［ｖ］としたときの電動モータ停止時（ω＝０）におけるモータ端子電圧の変化の様子がグラフで示されている。図１０によれば、故障診断装置５５０は、図９のＦＥＴ＃１、ＦＥＴ＃３、ＦＥＴ＃４がＯＦＦ、ＦＥＴ＃２がＯＮ、Ｆ／Ｓリレー５５６がＯＮのとき、モータ端子電圧＃２と判定閾値との比較判定による故障診断実行結果、図中Ｂで示すＧＮＤ短絡による電圧状態になったときに「正常」、図中Ａで示すバッテリによるプルアップ電圧状態である場合に「異常」と判定する。但し、故障診断結果は、正常判定後一定時間経過後に確定する。

しかしながら上記した従来の故障診断装置５５０によれば、故障診断装置５５０が故障診断中に、制御対象であるステアリングが操作されることがあり、この場合、外力によって電動モータが駆動され、これにより発生する逆起電力によって電動モータの端子電圧が変動して故障検出が正確に行われない可能性がある。このように逆起電力が発生している状態であっても正確に故障診断を行う技術が、例えば特許文献１に開示されている。

特開２００６−３１１６３３号公報

ところで、モータ端子間電圧は、通常、図１１に特性図が示されるように、モータ回転数ω［ｒｐｓ］に比例して大きくなる。特に、モータ端子電圧＃２が判定閾値と比較して＋側になるような方向にモータ回転数が高い場合、例えば、図１２に示されるように、モータ端子電圧＃２が故障診断の規定の電圧範囲外となり、モータ断線状態なのかあるいはモータ回転状態なのかを正しく判定することが出来なくなる。このため、例えば、図１３に示されるように、モータの回転が停止（判定閾値＞モータ端子電圧）、または回転数が低い場合にのみ故障診断を実行し、モータの回転数が高い場合は故障診断を実行することが出来ずに待ち時間が発生し、結果的に診断時間が延びる。

したがって、電動モータおよびモータ端子間が正常に接続されている場合であっても、ステアリングにより電動モータが回転され続けている条件下にあっては、アシスト開始前の初期起動時において待ち状態が発生していつまでもアシストＯＮ状態にならず、商品性が著しく悪くなるという問題がある。

本発明は、上記した課題を解決するためになされたものであり、故障診断のための待ち時間の短縮が可能な電動パワーステアリング用モータの故障診断装置を提供することを目的とする。

請求項１に係る発明は、電源とアースとの間に直列に接続された第１と第２のスイッチング素子と、前記第１と第２のスイッチング素子と並列に、かつ前記電源と前記アースとの間に直列に接続された第３と第４のスイッチング素子と、前記第１と第２のスイッチング素子間と、前記第３と第４のスイッチング素子間に直列に接続される電動モータおよびフェールセーフリレーと、前記電動モータの両端の電圧を検出する第１と第２のモータ端子電圧検出回路と、前記第１のモータ端子電圧検出回路で検出される第１のモータ端子電圧と、前記第２のモータ端子電圧検出回路で検出される第２のモータ端子電圧との大小関係にしたがい、前記フェールセーフリレーと、前記アースに接続される前記第２または第４の半導体スイッチング素子のうちの一つをＯＮし、前記ＯＮしたスイッチング素子によって決まる前記第１または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かにより前記電動モータの故障診断を行う故障診断回路と、を有することを特徴とする電動パワーステアリング用モータの故障診断装置である。

請求項２に係る発明は、請求項１記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置において、前記故障診断回路は、前記第１のモータ端子電圧が前記第２のモータ端子電圧より大きいか等しい場合に、前記第２の半導体スイッチング素子をＯＮし、前記第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して前記電動モータの故障診断を行うことを特徴とする。

請求項３に係る発明は、請求項１または２記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置において、前記故障診断回路は、前記フェールセーフリレーがＯＮの場合であって、かつ、前記第１のモータ端子電圧が前記第２のモータ端子電圧未満の場合に、前記第４の半導体スイッチング素子をＯＮし、前記第１のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して前記電動モータの故障診断を行うことを特徴とする。

請求項４に係る発明は、請求項１〜３のいずれか１項記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置において、前記故障診断回路は、前記第１のモータ端子電圧または前記第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に、前記電動モータの故障診断の内容を確定することを特徴とする。

請求項１に記載の発明によれば、故障診断回路は、第１のモータ端子電圧検出回路で検出される第１のモータ端子電圧と、第２のモータ端子電圧検出回路で検出される第２のモータ端子電圧との大小関係にしたがい、フェールセーフリレーと、アースに接続される第２または第４の半導体スイッチング素子のうちの一つをＯＮし、当該ＯＮしたスイッチング素子によって決まる第１または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かにより電動モータの故障診断を行う。このため、例えば、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧より大きいか等しい場合に、第２の半導体スイッチング素子をＯＮして第２のモータ端子電圧を用いて故障診断を行うことにより、または、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧未満の場合に、第４の半導体スイッチング素子をＯＮし、第１のモータ端子電圧を用いて故障診断を行うことにより、電動モータおよびモータ端子間が正常に接続されている場合であってもステアリングにより電動モータが回転され続けている条件下において、アシスト開始前の初期起動状態において待ち状態が発生し、いつまでもアシストＯＮ状態にならない状態を回避することができ、故障診断のための待ち時間が短縮されるため電動パワーステアリング装置の商品性が向上する。

請求項２に係る発明によれば、故障診断回路は、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧より大きいか等しい場合に、第２の半導体スイッチング素子をＯＮし、第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定することにより、電動モータの故障診断を行うことができる。

請求項３に係る発明によれば、故障診断回路は、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧未満の場合に、第４の半導体スイッチング素子をＯＮし、第１のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定することにより、電動モータの故障診断を行うことかできる。

請求項４に係る発明によれば、第１のモータ端子電圧または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に電動モータの故障診断の内容を確定することにより、一定時間内に一度でも所定の電圧範囲に無いことが確認された場合に故障ありと判定されるため、故障診断の精度が向上する。

本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置が採用される電動パワーステアリング装置の概略構造を模式的に示した図である。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の回路構成を示すブロック図である。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を回路図上に示した模式図（１）である。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を回路図上に示した模式図（２）である。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を示すフローチャートである。 本発明の実施の形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を示すタイミング図である。 本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を回路図上に示した模式図である。 本発明の実施の形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を時間軸上に示した図である。 従来の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を回路図上に示した模式図である。 従来の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を時間軸上に示したタイミング図（１）である。 モータ回転数とモータ端子電圧との関係を示す図である。 従来の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を時間軸上に示したタイミング図（２）である。 従来の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を時間軸上に示したタイミング図（３）である。

以下、本発明の実施の形態（以下、本実施形態という）について、詳細に説明する。

（実施形態１の構成）
図１は、電動パワーステアリング装置１０の概略構造を模式的に示している。電動パワーステアリング装置１０は、車両のステアリングハンドル２１から操舵用車輪（例えば前輪）３１、３１に至るステアリング系２０と、このステアリング系２０に補助トルクを加えるアシストトルク機構４０とからなる。

ステアリング系２０は、ステアリングハンドル２１と、このステアリングハンドル２１にステアリングシャフト２２及び自在軸継手２３，２３を介して連結されたピニオン軸２４と、このピニオン軸２４にラックアンドピニオン機構２５を介して連結されたラック軸２６と、このラック軸２６の両端にボールジョイント２７，２７、タイロッド２８，２８及びナックル２９，２９を介して連結された左右の操舵用車輪３１，３１とからなる。ラックアンドピニオン機構２５は、ピニオン軸２４に形成されたピニオン３２と、ラック軸２６に形成されたラック３３とからなる。

ステアリング系２０によれば、運転者がステアリングハンドル２１を操舵することによって、その操舵トルクによりラックアンドピニオン機構２５，ラック軸２６及び左右のタイロッド２８，２８を介して、左右の転舵用車輪３１，３１を操舵することができる。

アシストトルク機構４０は、トルクセンサ４１、電動モータ４３、トルク伝達機構４４、電動モータ制御装置（ＥＣＵ５０）、車速センサ６０からなる。トルクセンサ４１は、ステアリングハンドル２１に加えたステアリング系２０の操舵トルクを検出する。車速センサ６０は、車速を検出する。トルク伝達機構４４は、例えばボールねじからなる。

このように、アシストトルク機構４０は、トルクセンサ４１によって検出された操舵トルクに基づき電動モータ制御装置５０で制御信号を発生し、この制御信号に基づき操舵トルクに応じた補助トルク（モータトルク）をブラシモータ４３で発生し、補助トルクを、トルク伝達機構４４を介してラック軸２６に伝達するようにした機構である。

ここで使用される電動モータ４３は単相モータである。この単相モータ４３のモータ軸４３ａは、ラック軸２６を覆う中空軸である。ボールねじ４４は、ラック軸２６においてラック３３を除く部分に形成されたねじ部４５と、ねじ部４５に組付けられたナット４６と、多数のボールとからなる、トルク伝達機構である。ナット４６は、モータ軸４３ａに連結したものである。なお、トルク伝達機構は、単相モータ４３が発生した補助トルクを、ピニオン軸２４に直接に伝達する構成であってもよい。

このように、電動パワーステアリング装置１０によれば、ステアリングハンドル２１からラック軸２６に伝達された操舵トルクに、単相モータ４３が発生した補助トルクを加えた、いわゆる「複合トルク」により、転舵用車輪３１，３１を操舵することができる。

図２は、本実施形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の構成を示すブロック図である。ここでいう故障診断装置は、図１に示す電動モータ制御装置５０により実現される。電動モータ制御装置５０は、Ｈブリッジ回路５１と、モータ駆動回路５２と、リレー駆動回路５３と、モータ端子電圧＃１検出回路５４と、モータ端子電圧＃２検出回路５５と、Ｆ／Ｓリレー５６と、制御回路５７と、から構成される。

Ｈブリッジ回路５１は４個のスイッチング素子からなる。これらのスイッチング素子は、例えば、ＭＯＳ−ＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor-Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated gate Bipolar Transistor）によって構成され、ここでは、ＦＥＴ＃１（第１のスイッチング素子），ＦＥＴ＃２（第２のスイッチング素子），ＦＥＴ＃３（第３のスイッチング素子），ＦＥＴ＃４（第４のスイッチング素子）とする。ＦＥＴ＃１とＦＥＴ＃３とＦＥＴ＃２とＦＥＴ＃４は、ともに、バッテリ電源（＋Ｂ）とアース（ＧＮＤ）間に直列接続されている。したがって、直列に接続されたＦＥＴ＃１とＦＥＴ＃２は、同じく直列に接続されたＦＥＴ＃３とＦＥＴ＃４とは、＋ＢとＧＮＤ間に並列に接続されることになる。

Ｈブリッジ回路５１を構成するＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４は、モータ駆動回路５２を介して制御回路５７によりＯＮ／ＯＦＦ駆動される。 モータ駆動回路５２は、各スイッチング素子ＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４を、デューティ比に基づきＯＮ／ＯＦＦ駆動する。この結果、モータ駆動回路５２から電流を供給された電動モータ４３（ここでは単相モータを使用）は、補助トルクを発生する。

Ｈブリッジ回路５１を構成するＦＥＴ＃１とＦＥＴ＃２との間にある接続点ａ、およびＦＥＴ＃３とＦＥＴ＃４との間にある接続点ｂには、単相モータ４３とＦ／Ｓリレー５６とが直列に接続されている。ここで、Ｆ／Ｓリレー５６は、過電流検出時に単相モータ４３に供給されるバッテリ電源による電力を遮断するために用いられ、リレー駆動回路５３を介して制御回路５７により制御される。なお、ＦＥＴ＃１とＦＥＴ＃２との接続点ａには、バッテリ電源＋Ｂでプルアップされたモータ端子電圧＃１検出回路５４が、ＦＥＴ＃３とＦＥＴ＃４との接続点ｂには、バッテリ電源＋Ｂでプルアップされたモータ端子電圧＃２検出回路５５が、それぞれ接続されている。モータ端子電圧＃１検出回路５４，モータ端子電圧＃２検出回路５５で検出された端子電圧は、ともに制御回路５７に供給される。

制御回路５７は、例えば、プログラムによって動作するマイクロプロセッサにより構成されており、モータ駆動回路５２およびリレー駆動回路５３を制御する。制御部５７は、図１に示したトルクセンサ４１、および車速センサ６０から入力される信号に基づき、ＰＷＭ（Pulse Width Modulation）の制御信号を発してモータ駆動回路５２を制御するとともに、リレー駆動回路５３を制御する。このため、制御回路５７は、ＦＥＴ＃１用ドライバは出力ポートＰＷＭ１を介し，ＦＥＴ＃２用ドライバは出力ポートＰＷＭ２を介し，ＦＥＴ＃３用ドライバは出力ポートＰＷＭ３を介し，ＦＥＴ＃４用ドライバは出力ポートＰＷＭ４を介して、それぞれＯＮ／ＯＦＦ制御する。また、リレー駆動回路５３は、出力ポートＲＬＹ１を介してＯＮ／ＯＦＦ制御する。

制御回路５７は、更に、モータ端子電圧＃１検出回路５４で検出されるモータ端子電圧＃１と、モータ端子電圧＃２検出回路５５で検出されるモータ端子電圧＃２との大小関係にしたがい、ＧＮＤ側に接続されるＦＥＴ＃２またはＦＥＴ＃４のうちの一つをＯＮし、このＯＮしたＦＥＴ（ＦＥＴ＃２またはＦＥＴ＃４）によって決まるモータ端子電圧＃１（＃２）が所定の電圧範囲にあるか否かにより単相モータ４３の故障診断を行う故障診断回路としても機能する。なお、図２では、簡略化のためにＦＥＴ＃１，＃２の結線のみ示しており、ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４の結線は省略してある。

具体的に、制御回路５７は、Ｆ／Ｓリレー５６がＯＮであって、かつ、モータ端子電圧＃１がモータ端子電圧＃２より大きいか等しい場合に、ＧＮＤ側に接続されるＦＥＴ＃２をＯＮし、モータ端子電圧＃２が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して単相モータ４３の故障診断を行う。一方、Ｆ／ＳリレーがＯＮの場合であって、かつ、モータ端子電圧＃１がモータ端子電圧＃２未満の場合に、ＧＮＤ側に接続されるＦＥＴ＃４をＯＮし、モータ端子電圧＃１が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して単相モータ４３の故障診断を行う。制御回路５７は、更に、モータ端子電圧＃１またはモータ端子電圧＃２が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に、単相モータ４３の故障診断の内容を確定する。詳細はいずれも後述する。

（実施形態１の動作）
以下、図３，図４に示す模式図、および図５に示すフローチャートを参照しながら、図１に示す本実施形態１に係る電動パワーステアリング用故障診断装置の動作につき詳細に説明する。

本実施形態１に係る電動パワーステアリング用故障診断装置は、電動モータ制御装置５０（制御回路５７）が、モータ端子電圧＃１とモータ端子電圧＃２の大小関係により、Ｈブリッジ回路５１を構成する、ＧＮＤ側に接続されたＦＥＴ＃２またはＦＥＴ＃４をＯＮし、それによって決まるモータ端子電圧＃１またはモータ端子電圧＃２を使用して故障診断を行うことを特徴とする。具体的には、例えば、図３に模式図が示されるように、ＦＥＴ＃２をＯＮした場合は、モータ端子電圧＃２検出回路５５の出力であるモータ端子電圧＃２を使用して故障診断を行なう。また、例えば、図４に模式図が示されるように、ＦＥＴ＃４をＯＮした場合は、モータ端子電圧＃１検出回路５４出力であるモータ端子電圧＃１を使用して故障診断を行う。

なお、図３，図４において点線で示した矢印は電流が流れる方向である。また、電流検出回路５８は、不図示のシャント抵抗によって単相モータ４３に流れる電流の過電流を検出する。電流検出回路５８が過電流を検出すると、制御回路５７は、リレー駆動回路５３によりＦ／Ｓリレー５６をＯＦＦする。なお、Ｆ／Ｓリレー５６は正常状態にあっては常時ＯＮである。

制御回路５７は、モータ端子電圧＃１検出回路５４で検出されるモータ端子電圧＃１と、モータ端子電圧＃２検出回路５５で検出されるモータ端子電圧＃２との大小関係にしたがい、ＧＮＤ側に接続されるＦＥＴ＃２またはＦＥＴ＃４のうちの一つをＯＮし、このＯＮしたＦＥＴ（ＦＥＴ＃２またはＦＥＴ＃４）によって決まるモータ端子電圧＃１（＃２）が所定の電圧範囲にあるか否かにより単相モータ４３の故障診断を行う。

具体的に、図５に動作フローチャートが示されるように、制御回路５７は、イグニッションスイッチＯＮ直後のアシスト開始前の初期状態（ＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４が共にＯＦＦ，Ｆ／ＳリレーＯＮ）において（ステップＳ１０１）、入力ポートＡＤ１を介して取り込まれるモータ端子電圧＃１検出回路５４出力のモータ端子電圧＃１と、入力ポートＡＤ２を介して取り込まれるモータ端子電圧＃２検出回路５５出力のモータ端子電圧＃２とを比較する。ここで、モータ端子電圧＃１がモータ端子電圧＃２より大きいか等しい場合（ステップＳ１０２“ＹＥＳ”）、ＦＥＴ＃２をＯＮしてモータ端子電圧＃２を用い（ステップＳ１０３）、所定の電圧範囲にあるか否かを判定して単相モータ４３の故障診断を行う（ステップＳ１０５）。故障診断にあたり、制御回路５７は、モータ端子電圧＃２と判定閾値との比較を行い、モータ端子電圧＃２が判定閾値より低い正常状態が時間ｘだけ継続した場合（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、単相モータ４３の故障診断の内容を確定する（ステップＳ１０６）。

一方、Ｆ／ＳリレーがＯＮの場合であって、かつ、モータ端子電圧＃１がモータ端子電圧＃２未満の場合（ステップＳ１０２“ＮＯ”）、制御回路５７は、ＦＥＴ＃４をＯＮし、モータ端子電圧＃１が所定の電圧範囲にあるか否かを判定し（ステップＳ１０４）、単相モータ４３の故障診断を行う（ステップＳ１０５）。制御回路５７は、更に、モータ端子電圧＃１が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に（ステップＳ１０５“ＹＥＳ”）、単相モータ４３の故障診断の内容を確定する（ステップＳ１０６）。

なお、図５に示すフローチャートは、イグニッシュンスイッチＯＮを契機に起動される故障診断の流れを示したものであり、事前にＨブリッジ回路５１を構成するＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４の全てが正常であることを確認してあることを前提に説明してある。

（実施形態１の効果）
上記した実施形態１に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置によれば、故障診断時、ステアリング操作により電動モータが回転している場合でも、常にモータ起電力の正側端子がＧＮＤ側に接続されたＦＥＴ＃２（＃４）を介して接続され、モータ起電力の負側端子のモータ端子電圧を用いて診断が行なわれる。したがって、モータの回転方向と故障診断に使用する端子電圧が固定され、このため、従来例と比して図６にｙで示す分だけモータ回転による診断待ちの時間が短縮される。なお、Ｆ／Ｓリレー５６の溶着に対する故障診断を行う場合も同様、モータの回転方向によって故障診断に使用する端子電圧を切り換えるため誤った正常判定を回避することができる。

（実施形態２の構成）
図７は、本実施形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の動作を回路図上に示した模式図である。実施形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置においても実施形態１同様、図２に示す電動モータ制御装置５０により実現されるものとする。実施形態１との差異は、実施形態１では、ＧＮＤ側に接続されたＦＥＴ＃２（＃４）をＯＮして故障診断に使用するモータ端子電圧を切り換えたのに対し、実施形態２では、バッテリ電源＋Ｂ側に接続されたＦＥＴ＃１（＃３）をＯＮして故障診断に使用するモータ端子電圧を切り換えることにある。

（実施形態２の動作）
図７は、Ｈブリッジ回路５１を構成するＦＥＴ＃１，ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃３，ＦＥＴ＃４のうち、ＦＥＴ＃１をＯＮし、モータ端子電圧＃２を使用して故障診断を行う場合の動作を模式して示した図である。なお、図７において点線で示した矢印は電流が流れる方向である。また、ここでは図示省略してあるが、ＦＥＴ＃３をＯＮしてモータ端子電圧＃１を使用して故障診断を行う場合も考えられる。

本実施形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置の具体的な動作が図８に時間軸上に示されているように、図７のＦＥＴ＃２、ＦＥＴ＃３、ＦＥＴ＃４がＯＦＦ、ＦＥＴ＃１がＯＮ、Ｆ／Ｓリレー５５６がＯＮのとき、電導モータ制御装置５０の制御回路５５７は、モータ端子電圧＃２検出回路５５５で検出されるモータ端子電圧＃２と判定閾値との比較判定による故障診断の実行結果、図８にＢで示す＋Ｂ短絡による電圧状態になったときに「正常」と判定し、Ａで示す＋Ｂによるプルアップ電圧状態である場合に「異常」と判定する。そして、実施形態１同様、故障診断結果は、正常判定後、一定時間経過後に確定する。

（実施形態２の効果）
上記した実施形態２に係る電動パワーステアリング用モータの故障診断装置によれば、故障診断時、ステアリング操作により電動モータが回転している場合でも、常にモータ起電力の正側端子が＋Ｂ側に接続されたＦＥＴ＃１（＃３）を介して接続され、モータ起電力の正側端子のモータ端子電圧を用いて診断が行なわれる。したがって、モータの回転方向と故障診断に使用する端子電圧が固定され、このため、モータ回転による診断待ちの時間が短縮される。但し、車体がアースされていることにより、モータハーネス経由で短絡電流が流れることが想定されるため、実施形態１で示したようにＧＮＤ側に短絡させて故障診断を行う形態が好ましい。

以上説明のように本発明の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置（電動モータ制御装置５０）によれば、故障診断回路（制御回路５７）は、第１のモータ端子電圧検出回路（モータ端子電圧＃１検出回路５４）で検出される第１のモータ端子電圧と、第２のモータ端子電圧検出回路（モータ端子電圧＃２検出回路５５）で検出される第２のモータ端子電圧との大小関係にしたがい、Ｆ／Ｓリレー５６と、ＧＮＤに接続される第２または第４の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ＃２，ＦＥＴ＃４）のうちの一つをＯＮし、当該ＯＮしたスイッチング素子によって決まる第１または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かにより電動モータ（単相モータ４３）の故障診断を行う。

このため、例えば、第１のモータ端子電圧（モータ端子電圧＃１）が第２のモータ端子電圧（モータ端子電圧＃２）より大きいか等しい場合に、第２の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ＃２）をＯＮして第２のモータ端子電圧を用いて故障診断を行うことにより、または、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧未満の場合に、第４の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ＃４）をＯＮし、第１のモータ端子電圧を用いて故障診断を行うことにより、電動モータおよびモータ端子間が正常に接続されている場合であってもステアリングにより電動モータが回転され続けている条件下において、アシスト開始前の初期起動状態において待ち状態が発生し、いつまでもアシストＯＮ状態にならない状態を回避することができ、故障診断のための待ち時間が短縮されるため電動パワーステアリング装置の商品性が向上する。

また、本発明の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置（電動モータ制御装置５０）によれば、故障診断回路（制御回路５７）は、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧より大きいか等しい場合に、第２の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ＃２）をＯＮし、第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定することにより、電動モータ（単相モータ４３）の故障診断を行うことができる。更に、故障診断回路は、第１のモータ端子電圧が第２のモータ端子電圧未満の場合に、第４の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ＃４）をＯＮし、第１のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定することにより、電動モータの故障診断を行うことかできる。

また、故障診断回路（制御回路５７）は、第１のモータ端子電圧または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に電動モータの故障診断の内容を確定することにより、一定時間内に一度でも所定の電圧範囲に無いことが確認された場合に故障ありと判定されるため、故障診断の精度が向上する。なお、ＧＮＤ側に接続されたＦＥＴ＃２（＃４）をＯＮして故障診断に使用するモータ端子電圧を切り換える他に、＋Ｂ側に接続されたＦＥＴ＃１（＃３）をＯＮして故障診断に使用するモータ端子電圧を切り換えることも可能である。

１０…電動パワーステアリング装置、４０…アシストトルク機構、４１…トルクセンサ、４３…単相モータ、５０…電動モータ制御装置、５１…Ｈブリッジ回路、５２…モータ駆動回路、５３…リレー駆動回路、５４…モータ端子電圧＃１検出回路、５５…モータ端子電圧＃２検出回路、５６…フェールセーフリレー、５７…制御回路。

Claims (4)

1. 電源とアースとの間に直列に接続された第１と第２のスイッチング素子と、
   前記第１と第２のスイッチング素子と並列に、かつ前記電源と前記アースとの間に直列に接続された第３と第４のスイッチング素子と、
   前記第１と第２のスイッチング素子間と、前記第３と第４のスイッチング素子間に直列に接続される電動モータおよびフェールセーフリレーと、
   前記電動モータの両端の電圧を検出する第１と第２のモータ端子電圧検出回路と、
   前記第１のモータ端子電圧検出回路で検出される第１のモータ端子電圧と、前記第２のモータ端子電圧検出回路で検出される第２のモータ端子電圧との大小関係にしたがい、前記フェールセーフリレーと、前記アースに接続される前記第２または第４のスイッチング素子のうちの一つをＯＮし、前記ＯＮしたスイッチング素子によって決まる前記第１または第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かにより前記電動モータの故障診断を行う故障診断回路と、
   を有することを特徴とする電動パワーステアリング用モータの故障診断装置。
2. 前記故障診断回路は、
   前記第１のモータ端子電圧が前記第２のモータ端子電圧より大きいか等しい場合に、前記第２のスイッチング素子をＯＮし、前記第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して前記電動モータの故障診断を行うことを特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置。
3. 前記故障診断回路は、
   前記フェールセーフリレーがＯＮの場合であって、かつ、前記第１のモータ端子電圧が前記第２のモータ端子電圧未満の場合に、前記第４のスイッチング素子をＯＮし、前記第１のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にあるか否かを判定して前記電動モータの故障診断を行うことを特徴とする請求項１または２記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置。
4. 前記故障診断回路は、
   前記第１のモータ端子電圧または前記第２のモータ端子電圧が所定の電圧範囲にない状態が一定時間継続した場合に、前記電動モータの故障診断の内容を確定することを特徴とする請求項１〜３のいずれか１項記載の電動パワーステアリング用モータの故障診断装置。

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