JP2013209089A - 操舵制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】異常時にモータ駆動回路と３相交流モータとの間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置を低コストで提供することを目的とする。
【解決手段】本発明の操舵制御装置４０のうち、モータ駆動回路４３におけるＶ，Ｗ相の給電ライン４２Ｖ，４２Ｗには、半導体スイッチ素子である非常用スイッチ素子５１，５２がそれぞれ設けられている。そして、異常発生時に電流が流れていないＭＯＳＦＥＴ又は寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴをターンオフする。これにより、急峻に電流が遮断されることがなくなるため、非常用スイッチ素子５１，５２として、スパイク電圧に耐え得る高価なＭＯＳＦＥＴを使用する必要がなくなり、コスト低減が図られる。
【選択図】図６

Description

本発明は、電動パワーステアリング装置の駆動源である３相交流モータ（以下、適宜、「操舵アシストモータ」という）を駆動して、ハンドルの操舵を補助する操舵制御装置に関する。

この種の操舵制御装置は、異常により、操舵アシストモータを駆動することができない場合には、ハンドルの操舵により操舵アシスト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、可動部の摩擦抵抗に加えて、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。これに対し、操舵制御装置のうち操舵アシストモータに接続される給電ラインにメカニカルスイッチを備えたものが知られている。この操舵制御装置では、異常発生時に、メカニカルスイッチをオフして操舵制御装置におけるモータ駆動回路を操舵アシストモータから切り離すことで操舵抵抗から発電抵抗を排除し、異常時における操舵抵抗の低減を図っていた（例えば、特許文献１参照）。

特開２００５−１９９７４６号公報（段落［００６３］、第４図）

しかしながら、メカニカルスイッチは、異物の噛み込みによる誤動作が懸念される。これに対し、メカニカルスイッチの代わりに、半導体スイッチ素子であるＭＯＳＦＥＴを給電ラインに設ける構成が考えられる。ところが、この構成では、通電中にＭＯＳＦＥＴがターンオフされると、その時発生するスパイク電圧によりＭＯＳＦＥＴが破壊されて常オン状態になり得る。これに対し、スパイク電圧に耐え得るＭＯＳＦＥＴを選定すると、コストが大幅にアップする。

本発明は、上記事情に鑑みてなされたもので、異常時にモータ駆動回路と３相交流モータとの間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置を低コストで提供することを目的とする。

上記目的を達成するためになされた請求項１の発明に係る操舵制御装置（４０）は、車両（１０）に搭載された直流電源（９２，９３）と電動パワーステアリング装置（１１）の駆動源である３相交流モータ（１９）との間にモータ駆動回路（４３）を設け、そのモータ駆動回路（４３）により直流電源（９２，９３）の出力から３相交流電流（Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ）を生成して３相交流モータ（１９）に通電すると共に、モータ駆動回路（４３）のうち３相交流モータ（１９）に接続される３相の給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）における少なくとも２相の給電ライン（４２Ｖ，４２Ｗ）に非常用スイッチ素子（５１，５２）を設け、異常発生時に、モータ駆動回路（４３）における３相の各相回路（４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗ）のスイッチ群（ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ・・・）を全てオフした後、非常用スイッチ素子（５１，５２）をターンオフしてモータ駆動回路（４３）と３相交流モータ（１９）との間を断絶する操舵制御装置（４０）において、非常用スイッチ素子（５１，５２）は、ＭＯＳＦＥＴであって２相の給電ライン（４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ）のそれぞれに対をなして設けられると共に、それら対をなしたＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオード（５１Ｄ，５２Ｄ）が互いに逆向きに配され、異常発生時に電流が流れていないＭＯＳＦＥＴ又は寄生ダイオード（５１Ｄ，５２Ｄ）がオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての非常用スイッチ素子（５１，５２）としてのＭＯＳＦＥＴをターンオフする非常時ターンオフ制御手段（４４，ＰＧ１）を備えたところに特徴を有する。

請求項２の発明は、請求項１に記載の操舵制御装置（４０）において、モータ駆動回路（４３）に電流センサを設け、非常時ターンオフ制御手段（４４，ＰＧ１，ＰＧ２）は、電流センサの検出結果に基づいて、非常用スイッチ素子（５１，５２，５９）としての各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否かを判別するところに特徴を有する。

請求項３の発明は、請求項１に記載の操舵制御装置（４０）において、非常時ターンオフ制御手段は、３相交流モータ（１９）が有する回転位置センサの検出結果に基づいて、非常用スイッチ素子（５１，５２，５９）としての各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否かを判別するところに特徴を有する。

［請求項１の発明］
請求項１の操舵制御装置では、電動パワーステアリング装置の駆動源である３相交流モータに通電するモータ駆動回路のうち給電ラインに設けた非常用スイッチ素子はＭＯＳＦＥＴであるから、従来のメカニカルスイッチのように異物を噛み込んで作動しなくなることが防がれる。即ち、本発明では、異常時にモータ駆動回路と３相交流モータとの間を確実に切り離すことができる。

また、本発明では、非常用スイッチ素子としてのＭＯＳＦＥＴを、２相の給電ラインのそれぞれに対をなして設け、それらＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードを互いに逆向きにしたので、それら非常用スイッチ素子を全てオフすると、２相分の給電ラインには電流が向きに関係なく流れなくなる。これにより、３相交流モータの３相の相回路を一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなり、３相交流モータの発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。

そして、モータ駆動回路と３相交流モータとの間で３相交流電流を通電中に異常が発生した場合には、電流が流れていないＭＯＳＦＥＴ又は寄生ダイオードがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての非常用スイッチ素子をターンオフする。ここで、寄生ダイオードがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴをターンオフしても、急峻に電流が遮断されることはないのでスパイク電圧は発生しない。勿論、電流が流れていないＭＯＳＦＥＴをターンオフしてもスパイク電圧は発生しない。これらにより、非常用スイッチ素子として、スパイク電圧に耐え得る高価なＭＯＳＦＥＴを使用する必要がなくなり、コスト低減が図られる。つまり、本発明によれば、異常時にモータ駆動回路と３相交流モータとの間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置を低コストで提供することができる。

［請求項２の発明］
請求項２の構成では、電流センサの検出結果に基づいて各給電ラインの電流の有無及び向きを判別することができる。そして、その電流の有無及び向きに応じて、非常用スイッチ素子としての各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否か、即ち、電流が流れていないか又は寄生ダイオードがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴであるか否かを判別することができる。

［請求項３の発明］
３相交流電流における各相電流の電流位相は、３相交流モータの回転位置に対応して変化するので、請求項３の構成のように、３相交流モータが有する回転位置センサの検出結果に基づいて、各給電ラインの電流の有無及び向きを判別することができる。そして、その電流の有無及び向きに応じて、非常用スイッチ素子としての各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否か、即ち、電流が流れていないか又は寄生ダイオードがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴであるか否かを判別することができる。

本発明の第１実施形態に係る操舵制御装置を搭載した車両の概念図 操舵制御装置の回路図 モータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図 モータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図 給電緊急停止プログラムのフローチャート 参考例のモータ駆動回路とモータとの結線を示した回路図 給電緊急停止プログラムのフローチャート

［第１実施形態］
以下、本発明の一実施形態を図１〜図５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の駆動源として３相交流モータ１９（以下、単に「モータ１９」という）は、例えば、中空の筒形構造をなした３相交流モータである。そのモータ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。さらに、図２に示すように、モータ１９におけるＵ，Ｖ，Ｗの相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗは、例えばスター結線されている。

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を駆動制御するために、本発明に係る操舵制御装置４０が車両１０に搭載されている。操舵制御装置４０は、図２に示すように、モータ駆動回路４３と信号処理回路４４とを備えてなり、イグニッションスイッチ９４のオンにより、バッテリ９２に導通接続されて起動する。また、信号処理回路４４は、図示しないＣＰＵ及びメモリを備え、そのメモリに記憶されたプログラムを実行して、以下説明する、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。

モータ駆動回路４３は、バッテリ９２に接続された昇圧回路９３の正極と負極（ＧＮＤ）との間に、Ｕ、Ｖ、Ｗの相回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗを備えた３相ブリッジ回路になっている。そのＵ相回路４３Ｕには、上段側のスイッチＵＨ、下段側のスイッチＵＬとが直列接続して備えられ、それら両スイッチＵＨ，ＵＬの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｕに、電流センサ２９（例えば、ホール素子）を介してモータ１９のＵ相巻線１９Ｕが接続されている。これと同様に、Ｖ相回路４３Ｖには、上段側のスイッチＶＨ及び下段側のスイッチＶＬが備えられかつそれらの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｖに、電流センサ２９を介してモータ１９のＶ相巻線１９Ｖが接続されると共に、Ｗ相回路４３Ｗには、上段側のスイッチＷＨ及び下段側のスイッチＷＬが備えられかつそれらの共通接続点から延びた給電ライン４２Ｗに、電流センサ２９を介してモータ１９のＷ相巻線１９Ｗが接続されている。また、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、例えば、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴで構成され、それらＭＯＳＦＥＴのゲートが信号処理回路４４に接続されている。

さて、モータ駆動回路４３のうちＶ相とＷ相の給電ライン４２Ｖ，４２Ｗの途中には、それぞれ非常スイッチ直列回路５３が設けられている。各非常スイッチ直列回路５３は、１対の非常用スイッチ素子５１，５２を直列接続してなる。また、本実施形態では、非常用スイッチ素子５１，５２として、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴが用いられている。そして、例えば、両非常用スイッチ素子５１，５２のソース同士が接続されて、寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄが互いに逆向きになっている。

以下、モータ駆動回路４３からモータ１９に流れる電流を「正の電流」、モータ１９からモータ駆動回路４３に流れる電流を「負の電流」といい、１対の非常用スイッチ素子５１，５２を区別する場合には、負の電流を通電可能な寄生ダイオード５１Ｄを有した方を第１の非常用スイッチ素子５１といい、正の電流を通電可能な寄生ダイオード５２Ｄを有した方を第２の非常用スイッチ素子５２という。また、寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄは、電流の向きに応じて通電可能な状態と通電不能な状態になるのでスイッチとして機能する。これに鑑み、寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄが通電可能な状態を「オン」といい、寄生ダイオードが通電不可能な状態を「オフ」ということとする。

非常用スイッチ素子５１，５２は、イグニッションスイッチ９４のオンと共に信号処理回路４４からゲート電圧を受けてオン状態に保持される。これにより、非常スイッチ直列回路５３を有しない給電ライン４２Ｕと同様に各給電ライン４２Ｖ，４２Ｗにも電流を通電することが可能になる。また、イグニッションスイッチ９４がターンオフされると非常用スイッチ素子５１，５２もターンオフされる。これに対し、異常時には、イグニッションスイッチ９４がオン状態であっても、所定のタイミングで非常用スイッチ素子５１，５２に信号処理回路４４からゲート電圧が付与されなくなり、両非常用スイッチ素子５１，５２がターンオフされる。

ここで、非常スイッチ直列回路５３が仮に１つの非常用スイッチ素子しか備えていないとすると、その非常用スイッチ素子をオフしていてもその寄生ダイオードを介して給電ライン４２Ｖ（４２Ｗ）の一方向に電流が流れ得る。これに対し、本実施形態では、各給電ライン４２Ｖ，４２Ｗ毎に１対の非常用スイッチ素子５１，５２を備え、それらの寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄを互いに逆向きにしたので、両非常用スイッチ素子５１，５２が共にオフになると、給電ライン４２Ｖ，４２Ｗが完全に非導通状態になる。これにより、モータ１９におけるＵ，Ｖ，Ｗの相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗのうち２相の相巻線１９Ｖ，１９Ｗが通電不能に遮断され、モータ１９とモータ駆動回路４３とが電気的に切り離される。

信号処理回路４４は、非常用スイッチ素子５１，５２をオンした後、図示しないメモリに記憶された操舵制御プログラム（図示せず）を繰り返して実行し、車速センサ２８、舵角センサ２６、回転位置センサ２５及びトルクセンサ２７の各検出結果（Ｖ，θ１，θ２，Ｔｆ）に基づいて、モータ電流指令値（ｑ軸電流指令値）を決定する。そして、モータ電流指令値に応じたＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを、回転位置センサ２５の検出結果に基づいて決定し、それらＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗがモータ駆動回路４３の給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに通電されるように、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオンオフ制御する。

具体的には、モータ駆動回路４３のスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・は、上段側のスイッチＵＨ，ＶＨ，ＷＨのうち何れか１つがオンしかつ下段側のスイッチＵＬ，ＶＬ，ＷＬのうち何れか２つがオンしたパターンと、上段側のスイッチＵＨ，ＶＨ，ＷＨのうち何れか２つがオンしかつ下段側のスイッチＵＬ，ＶＬ，ＷＬのうち何れか１つがオンしたパターンとがある。その一例として、図３（Ａ）のモータ駆動回路４３における破線矢印は、例えばモータ駆動回路４３のうち上段側ではＵ相のスイッチＵＨのみがオンしかつ下段側ではＶ相、Ｗ相のスイッチＶＬ，ＷＬのみがオンした場合のＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗを示している。この場合、Ｕ相回路４３Ｕの上段側から給電ライン４２Ｕを介してモータ１９のＵ相巻線１９ＵにＵ相電流Ｉｕが流れ込み、そのＵ相電流Ｉｕがモータ１９のＶ，Ｗの相巻線１９Ｖ，１９Ｗに分かれてＶ，Ｗの相電流Ｉｖ，Ｉｗになる。なお、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに実際に流れたＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗは、電流センサ２９によって検出され、その検出結果に基づいて信号処理回路４４により、Ｕ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｖ，Ｉｕ，Ｉｗがフィードバック制御される。

スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・のオンオフを切り替える際に、上段側のスイッチＵＨ（ＶＨ，ＷＨ）と、下段側のスイッチＵＬ（ＶＬ，ＷＬ）とが同時にオンして各相回路４３Ｕ（４３Ｖ，４３Ｗ）が短絡状態にならないようにするために、一時的に、全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・がオフ状態になる。このとき、モータ１９のインダクタンス（相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗ）に蓄えられていた電力が放出されて、モータ駆動回路４３及びモータ１９に回生電流が流れる。具体的には、上述した図３（Ａ）の破線矢印で示したＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗが流れた後に、全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・がオフ状態になると、図３（Ｂ）の破線矢印で示した回生電流が流れる。即ち、その回生電流は、Ｕ相の下段側のスイッチＵＬの寄生ダイオードを通ってＵ相回路４３Ｕの下段側から給電ライン４２Ｕ、モータ１９のＵ相巻線１９Ｕへと流れ込み、そのＵ相電流Ｉｕがモータ１９のＶ，Ｗの相巻線１９Ｖ，１９Ｗに分かれ、モータ１９から給電ライン４２Ｖ，４２Ｗを通り、さらに、給電ライン４２Ｖの上段側のスイッチＶＨの寄生ダイオードと、給電ライン４２Ｗの上段側のスイッチＷＨの寄生ダイオードとを通って、昇圧回路９３側に流れる。

本実施形態の信号処理回路４４は、例えば、車速センサ２８等の異常が発生した際には、図５に示した給電緊急停止プログラムＰＧ１を割り込み実行する。この給電緊急停止プログラムＰＧ１の構成については、次述する本実施形態の作用効果の説明と併せて行う。

本実施形態の構成に関する説明は以上である。次に、本実施形態の作用効果について説明する。本実施形態の操舵制御装置４０では、通常、車両１０の走行中は、モータ駆動回路４３で生成したＵ，Ｖ，Ｗの相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗからなる３相交流電流を非常用スイッチ素子５１，５２を通してモータ１９に通電することでモータ１９を駆動し、操舵を補助する。また、操舵制御装置４０は、車速センサ２８等の異常が発生した際には、図５に示した給電緊急停止プログラムＰＧ１を割り込み実行する。この給電緊急停止プログラムＰＧ１が実行されると、まず、モータ駆動回路４３におけるＵ，Ｖ，Ｗの相回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３Ｗのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・を全てオフする（Ｓ１０）。

しかしながら、モータ駆動回路４３を停止した後でも、例えば、上記回生電流やモータ１９の発電による電流が、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに流れている場合がある。このためモータ駆動回路４３による給電停止と同時に、非常用スイッチ素子５１，５２をターンオフするとスパイク電圧が発生して、非常用スイッチ素子５１，５２が破損することが起こり得る。

そこで、給電緊急停止プログラムＰＧ１では、スイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・を全てオフした後、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが通電中であるか否かを電流センサ２９の検出結果に基づいて判別する（Ｓ１１）。より具体的には、例えば、Ｖ相電流Ｉｖの実効値が所定の基準値以下であれば、実質的に通電中ではないと判定し、Ｖ相電流Ｉｖの実効値が所定の基準値より大きい場合は、通電状態であると判定する。ここで、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが通電中でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、給電ライン４２Ｖ，４２Ｗに備えた非常用スイッチ素子５１，５２を全てターンオフし（Ｓ１２）、給電緊急停止プログラムＰＧ１から抜ける。

一方、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが通電中である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｖ相電流Ｉｖがほぼ０、つまり、所定の基準値以下であるか否かを判別する（Ｓ１３）。ここで、Ｖ相電流Ｉｖがほぼ０であった場合には（Ｓ１３：ＹＥＳ）、Ｖ相の給電ライン４２Ｖの第１，第２の非常用スイッチ素子５１，５２をターンオフする（Ｓ１４）。一方、Ｖ相電流Ｉｖが０でなかった場合には（Ｓ１３：ＮＯ）、Ｖ相電流Ｉｖが正であるか否かを判別する（Ｓ１５）。なお、電流が「正」とは、前述の通りモータ駆動回路４３からモータ１９に流れる場合をいい、電流が「負」とは、その逆の場合をいう。

このとき、Ｖ相の電流Ｉｖが負の電流であった場合には（Ｓ１５：ＮＯ）、Ｖ相の給電ライン４２Ｖの第１の非常用スイッチ素子５１をターンオフする（Ｓ１７）。そして、Ｖ相の電流Ｉｖが正の電流になったときに（Ｓ１５：ＹＥＳ）、Ｖ相の給電ライン４２Ｖの第２の非常用スイッチ素子５２をターンオフする（Ｓ１６）。即ち、Ｖ相の給電ライン４２Ｖに流れるＶ相電流Ｉｖが正の電流であった場合には、そのＶ相の給電ライン４２Ｖに備えた１対の非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴのうち正の電流でオンになる寄生ダイオード５２Ｄを有したＭＯＳＦＥＴのみがターンオフされる。これにより、ターンオフ後に電流が急峻に遮断されることがなくなり、スパイク電圧が発生しなくなる。

このようにして、Ｖ相の給電ライン４２Ｖにおける第１，２の非常用スイッチ素子５１，５２の片方又は両方がターンオフされたら、次いで、Ｗ相電流Ｉｗがほぼ「０」であるか否かを判別する（Ｓ１８）。そして、Ｗ相電流Ｉｗがほぼ０であった場合には（Ｓ１８：ＹＥＳ）、Ｗ相の給電ライン４２Ｗの第１，第２の非常用スイッチ素子５１，５２をターンオフする（Ｓ１９）。一方、Ｗ相電流Ｉｗが０でなかった場合には（Ｓ１８：ＮＯ）、Ｗ相電流Ｉｗが正であるか否かを判別する（Ｓ２０）。そして、Ｗ相の電流Ｉｗが「正」になったときに（Ｓ２０：ＹＥＳ）、Ｗ相の給電ライン４２Ｗにおける第２の非常用スイッチ素子５２をターンオフする（Ｓ２１）。この場合も、Ｖ相の給電ライン４２Ｖにおける第２の非常用スイッチ素子５２をターンオフした場合と同様にスパイク電圧は発生しない。また、Ｗ相の電流Ｉｗが「負」の場合（Ｓ２０：ＮＯ）、Ｗ相の給電ライン４２Ｗにおける第１の非常用スイッチ素子５１をターンオフする（Ｓ２２）。

第１，２の非常用スイッチ素子５１，５２の片方又は両方がターンオフされたら（Ｓ１９又はＳ２１又はＳ２２）、次いで、Ｖ相第１,第２、Ｗ第１,第２の全ての非常用スイッチ素子がターンオフされているかいなかを判別する（Ｓ２３）。１つでもターンオフされていない場合（Ｓ２３：ＮＯ）、上記したステップＳ１３の前に戻り、全ての非常用スイッチ素子がターンオフされている場合は（Ｓ２３：ＹＥＳ）、給電緊急停止プログラムＰＧ１を終える。

このように、信号処理回路４４が図５に示した給電緊急停止プログラムＰＧ１を実行することで、異常発生時に電流が流れていないか又は寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴをターンオフする。即ち、本実施形態では、給電緊急停止プログラムＰＧ１を実行している状態の信号処理回路４４が本発明に係る「非常時ターンオフ制御手段」に相当する。

給電緊急停止プログラムＰＧ１が終了すると、２相分の給電ライン４２Ｖ，４２Ｗが断絶され、モータ１９における相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗを一部に含んだ通電可能な閉回路が存在しなくなる。ここで、例えば、非常スイッチ直列回路５３の配置を変更し、図４（Ａ）に示すように、モータ駆動回路４３と昇圧回路９３との間を連絡する基幹ライン４３Ｚの途中に非常スイッチ直列回路５３を設けたとすると、例えば、モータ駆動回路４３の全てのスイッチ群ＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・をオフしたときに、図４（Ａ）の破線で示すように、スイッチＵＨ，ＵＬ，ＶＨ，・・・の寄生ダイオードを通って昇圧回路９３側に向かう電流を、基幹ライン４３Ｚの途中の非常スイッチ直列回路５３で遮断することができる。ところが、例えば、図４（Ｂ）に示すように、Ｕ相回路４３Ｕにおける上段側スイッチＵＨが破損し、その上段側スイッチＵＨが常時オン状態になると、モータ１９の相巻線１９Ｕ，１９Ｖを一部に含んだ通電可能な閉回路が構成され、モータ１９の発電抵抗を排除することができない。これに対し、本実施形態のように非常スイッチ直列回路５３を配置すれば、非常スイッチ直列回路５３に含まれる非常用スイッチ素子５１，５２のオフにより、モータ１９と相巻線１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗを一部に含んだ通電可能な閉回路が完全に排除されてモータ１９の発電抵抗が排除され、異常時における操舵抵抗を低減させることができる。

上記した本実施形態の作用効果を纏めると以下の通りである。即ち、本実施形態の操舵制御装置４０では、非常用スイッチ素子５１，５２がＭＯＳＦＥＴであるので、従来のメカニカルスイッチのように異物を噛み込んで作動しなくなるような事態が防がれ、異常時にモータ駆動回路４３とモータ１９との間を確実に切り離すことができる。また、異常発生時に電流が流れていないか又は寄生ダイオード５１Ｄ，５２Ｄがオンする向きの電流が流れているＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての非常用スイッチ素子５１，５２としてのＭＯＳＦＥＴをターンオフするので、急峻に電流が遮断されることがなくなり、スパイク電圧が発生しなくなる。これにより、非常用スイッチ素子５１，５２として、スパイク電圧に耐え得る高価なＭＯＳＦＥＴを使用する必要がなくなり、コスト低減が図られる。つまり、本実施形態によれば、異常時にモータ駆動回路４３とモータ１９との間を確実に切り離すことが可能な操舵制御装置４０を低コストで提供することができる。

［参考例］
図６及び図７には、本発明の技術的範囲には属さないが、上記第１実施形態と同等の効果を奏する参考例が示されている。この参考例では、モータ駆動回路４３における全ての給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに、１つずつ、非常用スイッチ素子５９を並列接続した構造になっている。また、非常用スイッチ素子５９は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであり、全ての給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗの非常用スイッチ素子５９の寄生ダイオード５９Ｄ，５９Ｄ，５９Ｄが、モータ１９に対して同じ向きに配置されている。具体的には、本参考例では、非常用スイッチ素子５９としてのＭＯＳＦＥＴのドレインがモータ１９の相回路１９Ｕ，１９Ｖ，１９Ｗにそれぞれ接続され、寄生ダイオード５９Ｄにモータ１９へと流れ込む電流のみが通電可能な配置になっている。

また、図７に示すように、本参考例の給電緊急停止プログラムＰＧ２では、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが通電中でない場合（Ｓ１１：ＮＯ）、全ての給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに備えた非常用スイッチ素子５９を全てターンオフし（Ｓ２８）、給電緊急停止プログラムＰＧ２から抜ける。そして、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗが通電中である場合（Ｓ１１：ＹＥＳ）、Ｕ相電流Ｉｕが「０」以上になったときに（Ｓ２１：ＹＥＳ）、Ｕ相の給電ライン４２Ｕの非常用スイッチ素子５９をターンオフし（Ｓ２２）、Ｖ相電流Ｉｖが「０」以上になったときに（Ｓ２３：ＹＥＳ）、Ｖ相の給電ライン４２Ｖの非常用スイッチ素子５９をターンオフし（Ｓ２４）、Ｗ相電流Ｉｗが「０」以上になったときに（Ｓ２５：ＹＥＳ）、Ｗ相の給電ライン４２Ｗの非常用スイッチ素子５９をターンオフするようになっている（Ｓ２６）。その他の構成に関しては、第１実施形態と同様であるので、重複部分に関しては第１実施形態と同一符号を付して重複した説明は省略する。本参考例の構成によっても、第１実施形態と同様の作用効果を奏する。

［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用の操舵制御装置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に連結したピニオン電動パワーステアリング装置用の操舵制御装置に本発明を適用してもよいし、ステアリングシャフト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用の操舵制御装置に本発明を適用してもよい。

（２）前記第１実施形態及び参考例の非常用スイッチ素子５１，５２，５９は、Ｎチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであったが、Ｐチャンネル型のＭＯＳＦＥＴであってもよい。

（３）前記第１実施形態の電流センサ２９は、ホール素子であったがシャント抵抗であってもよい。また、電流センサを配置する場所は、各相電流Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗをそれぞれ検出可能であれば、給電ライン４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗに限定されるものではなく、例えば、Ｕ，Ｖ，Ｗの各相回路４３Ｕ，４３Ｖ，４３ＷにおけるＧＮＤ側に配置してもよい。

（４）前記第１実施形態では、各相電流Ｉｖ，Ｉｗが「０」以上であるか否かを電流センサ２９の検出結果に基づいて判別していたが、モータ１９が有する回転位置センサ２５の検出結果に基づいて、各相電流Ｉｖ，Ｉｗの絶対値が「０」以上であるか否かを判別してもよい。

１０ 車両
１１ 電動パワーステアリング装置
１９ ３相交流モータ
２５ 回転位置センサ
２９ 電流センサ
４０ 操舵制御装置
４２Ｕ，４２Ｖ，４２Ｗ 給電ライン
４３ モータ駆動回路
４４ 信号処理回路（非常時ターンオフ制御手段）
５１，５２，５９ 非常用スイッチ素子
５１Ｄ，５２Ｄ，５９Ｄ 寄生ダイオード
９２ バッテリ（直流電源）
９３ 昇圧回路（直流電源）
Ｉｕ，Ｉｖ，Ｉｗ 相電流（３相交流電流）

Claims (3)

1. 車両に搭載された直流電源と電動パワーステアリング装置の駆動源である３相交流モータとの間にモータ駆動回路を設け、そのモータ駆動回路により前記直流電源の出力から３相交流電流を生成して前記３相交流モータに通電すると共に、
   前記モータ駆動回路のうち前記３相交流モータに接続される３相の給電ラインにおける少なくとも２相の前記給電ラインに非常用スイッチ素子を設け、異常発生時に、前記モータ駆動回路における３相の各相回路のスイッチ群を全てオフした後、前記非常用スイッチ素子をターンオフして前記モータ駆動回路と前記３相交流モータとの間を断絶する操舵制御装置において、
   前記非常用スイッチ素子は、ＭＯＳＦＥＴであって前記２相の給電ラインのそれぞれに対をなして設けられると共に、それら対をなしたＭＯＳＦＥＴの寄生ダイオードが互いに逆向きに配され、
   異常発生時に電流が流れていない前記ＭＯＳＦＥＴ又は前記寄生ダイオードがオンする向きの電流が流れている前記ＭＯＳＦＥＴを順次ターンオフして、全ての前記非常用スイッチ素子としての前記ＭＯＳＦＥＴをターンオフする非常時ターンオフ制御手段を備えたことを特徴とする操舵制御装置。
2. 前記モータ駆動回路に電流センサを設け、前記非常時ターンオフ制御手段は、前記電流センサの検出結果に基づいて、前記非常用スイッチ素子としての前記各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。
3. 前記非常時ターンオフ制御手段は、前記３相交流モータが有する回転位置センサの検出結果に基づいて、前記非常用スイッチ素子としての前記各ＭＯＳＦＥＴがターンオフ可能な状態であるか否かを判別することを特徴とする請求項１に記載の操舵制御装置。

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