JP2014204446A - モータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】モータの出力を遮断するリレーの異常を判定するときに、モータ回転時のリレー異常判定の検出性を改善する。
【解決手段】リレー２１ａ、２１ｂの異常判定をモータ端子電圧モニタ手段２２、２３で行う際に、複数のスイッチング素子２０ａ〜２０ｄを発電制動となるようにオンさせた後、リレー２１ａの異常を判定する場合には、スイッチング素子２０ｃをオンさせたときのモータ端子電圧モニタ手段２２を用い、また、リレー２１ｂの異常を判定する場合には、スイッチング素子２０ｄをオンさせたときのモータ端子電圧モニタ手段２３を用いる。
【選択図】図１

Description

この発明は、モータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に係り、特に、電動モータの駆動装置を構成する複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路の所定のスイッチング素子を駆動することにより、上記ブリッジ回路と上記電動モータ間の給電を遮断するリレーの異常を判定するモータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。

自動車の電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置によって制御される電動モータの駆動力を利用して運転者の操舵をアシストする。電動パワーステアリング装置に用いられる電動モータは、自動車の始動時にモータ用のリレーがオンされてモータ制御装置による制御が可能になってから作動を開始する。

図１２は、例えば特開２０１０−１４８２７４号公報に開示されている自動車の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図１２に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ハンドル１１に接続されるステアリング軸（図示せず）の外側に設けられたステアリングコラム１２と、運転者のハンドル１１の操舵力を検出するトルクセンサ１３と、ステアリング軸に補助操舵トルクを付与する電動モータ１４と、ギアの減速比に比例した電動モータ１４の出力を得る減速ギア１５と、電動モータ１４を制御するモータ制御装置１６を備えている。モータ制御装置１６には、自動車の速度などの車両信号１７、トルクセンサ１３により検出されたハンドル１１の操舵力などが入力される。また、モータ制御装置１６にはバッテリ１８が接続されている。

次に、モータ制御装置１６について説明する。図１３は、モータ制御装置１６の内部概略構成図である。図１３において、符号１９は制御部を示し、この制御部１９は、運転者の操舵力に応じて変化するトルクセンサ信号（トルクセンサ１３の出力信号）および車両信号１７から、電動モータ１４による適切なアシスト電流を演算し、電動モータ１４の駆動装置２０を制御する。駆動装置２０は、複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路により構成され、電動モータ１４にあらかじめ演算した電流を通流させる。制御部１９または駆動装置２０の異常時には、制御部１９によりリレー２１ａ、２１ｂをオフして電動モータ１４への給電を停止する。

従来の電動パワーステアリング装置１０は上記のように構成されており、制御部１９または駆動装置２０の異常時に、電動モータ１４の出力が遮断できるように、モータ制御装置１６の起動時にはリレー２１ａ、２１ｂの異常判定を行った後、正常と判定してから操舵力のアシストを開始している。

特開２０１０ー１４８２７４号公報

上記のように運転者の操舵力を電動モータによりアシストする電動パワーステアリング装置において、特許文献１に開示されている技術、即ち、モータ制御装置の起動時にリレーの異常判定を行った後、正常と判定してから操舵力のアシストを開始するものにおいては、リレーの異常判定時にリレーのオン／オフを繰り返すため、リレーの接点が消耗し、寿命が短縮するという問題があった。

上記問題を改善するために、電動モータの両端子における電圧、即ち、モータ端子電圧を用いて、ブリッジ回路の所定のスイッチング素子をオンすることにより、リレーのオン／オフを繰り返さずにリレーの異常判定を行う方法がある。しかし、この方法は、運転手が自動車の起動時にハンドルを操舵したり、タイヤのねじれなどによりハンドルが回転した場合には、図１２に示すように、ハンドル１１の回転速度が減速ギア１５を介して、減速比倍されたモータ回転数となり、より大きなモータ回転速度で発生した誘起電圧のために、電動モータ１４の回転中はリレー２１ａ、２１ｂの異常を判定できない問題がある。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電動モータの出力を遮断するリレーの異常を判定するときに、電動モータ回転時のリレー異常判定の検出性を改善するモータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。

この発明によるモータ制御装置は、電動モータを制御する制御部と、複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、上記電動モータを駆動する駆動装置と、上記ブリッジ回路と上記電動モータとの間の給電を遮断するリレーと、上記電動モータの各端子電圧をモニタするモータ端子電圧モニタ手段と、を備え、
上記制御部は、上記リレーの異常を判定する異常判定手段を有し、上記異常判定手段は、上記電動モータが発電制動を行うように所定の上記スイッチング素子を所定時間オンさせ、その後、他の所定の上記スイッチング素子を駆動し、上記モータ端子電圧モニタ手段により検出されたモニタ電圧に基づいて、上記リレーの異常を判定するものである。

この発明によるモータ制御装置によれば、電動モータの出力を遮断するリレーの異常を判定するときに、電動モータ回転時のリレー異常判定の検出性を改善することができる。

この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示す図である。 この発明の実施の形態１によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１による電動モータの等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態１による電動モータのモータ回転速度とモータ誘起電圧の関係を示す図である。 この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を構成するリレーの異常判定を説明する図である。 この発明の実施の形態２によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態３によるモータ制御装置を構成するリレーの異常判定を説明する図である。 この発明の実施の形態３による電動モータのモータ回転速度とモータ誘起電圧の関係を示す図である。 この発明の実施の形態３によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態４によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態６によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 従来の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 従来の電動パワーステアリング装置に備えられたモータ制御装置の内部概略構成図である。

以下、この発明によるモータ制御装置、および電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示す図である。なお、図１には説明の都合上、モータ制御装置により制御される電動モータ、およびモータ制御装置に接続されるバッテリも図示している。この実施の形態１によるモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置以外は図１２において説明した電動パワーステアリング装置と同様の構成となっている。また、図１は図１３に相当する図で、図１３と同一もしくは相当部分に同一符号を付している。

図１において、モータ制御装置１６は制御部１９を備え、この制御部１９は、運転者の操舵力に応じて変化するトルクセンサ信号（トルクセンサ１３の出力信号）および車両信号１７から、電動モータ（以下、単にモータという。）１４による適切なアシスト電流を演算し、モータ１４の駆動装置２０を制御する。駆動装置２０は、複数のスイッチング素子２０ａ〜２０ｄからなるブリッジ回路により構成され、モータ１４にあらかじめ演算した電流を通流させる。制御部１９または駆動装置２０の異常時には、制御部１９によりリレー２１ａ、２１ｂをオフしてモータ１４への給電を停止する。

スイッチング素子２０ａ〜２０ｄは、制御部１９により演算されたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するスイッチング素子で、一般的に使用されているＭＯＳＦＥＴ（Metal oxide semiconductor Field Effect Transistor）で構成されており、ＭＯＳＦＥＴには寄生ダイオードが含まれている。なお、駆動装置２０にはバッテリ１８が接続されており、この駆動装置２０によりハンドルの操舵力をアシストするモータ１４が駆動される。

モータ制御装置１６には、モータ１４のプラス端子Ｍ＋側の端子電圧をモニタするモータプラス端子電圧モニタ手段２２と、モータ１４のマイナス端子Ｍ−側の端子電圧をモニタするモータマイナス端子電圧モニタ手段２３が設けられている。モータプラス端子電圧モニタ手段２２は、例えば図１に示すように、Ｙ形に結線された抵抗２２ａ〜２２ｃで構成される。そして、Ｖｃｃ電源２４を抵抗２２ａの一端に接続することにより電圧（例えば５ｖ）が印加されている。また、モータマイナス端子電圧モニタ手段２３は、例えば図１に示すように、Ｙ形に結線された抵抗２３ａ〜２３ｃで構成される。そして、Ｖｃｃ電源２４を抵抗２３ａの一端に接続することにより電圧（例えば５ｖ）が印加されている。なお、図１では、Ｈブリッジ回路でブラシ付きモータを例に挙げて説明するが、ブラシ付きモータのみならず、ブラシレス多相モータについても同様にリレー２１ａ、２１ｂ、スイッチング素子２０ａ〜２０ｄからなるブリッジ回路、モータプラス端子電圧モニタ手段２２およびモータマイナス端子電圧モニタ手段２３を備えることで適用可能である。

実施の形態１によるモータ制御装置１６は上記のように構成されており、次に、その動作について説明する。
まず、リレー２１ａ、２１ｂの異常であるオフ故障判定方法について図２のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０１にて、リレー２１ａ、２１ｂにオン指示する。このオン指示は、制御部１９より出力される。次に、ステップＳ１０２にて、モータプラス端子電圧モニタ手段２２、モータマイナス端子電圧モニタ手段２３により、モータ１４のプラス端子Ｍ＋、マイナス端子Ｍ−の端子電圧をモニタする。

モータ１４は、図３に示すように、モータ１４のコイル成分が定常的な場合には無視できるので、モータ１４の誘起電圧１４ａと電機子抵抗１４ｂから等価回路を構成することができる。ここで、モータ１４の誘起電圧１４ａは、図４に示すようにモータ回転速度が大きいほど高い電圧となる。また、誘起電圧１４ａは、モータ端子間電圧から計算でき、誘起電圧と回転速度が比例することから、モータ１４の端子間電圧からモータ１４の回転速度を求めることができる。

図２に戻り、ステップＳ１０３にて、下記（１）式に示すようにモータ端子間電圧の絶対値が所定値Ｖｔｈ１より小さい場合には、モータ１４が停止していると判定してステップＳ１０５の処理に進み、所定値Ｖｔｈ１より大きい場合には、モータ１４が回転していると判定してステップＳ１０４の処理に進む。なお、制御部１９は、異常判定手段を有しており、各判定はこの異常判定手段により行われる。
｜（Ｍ＋端子電圧モニタ値）−（Ｍ−端子電圧モニタ値）｜＜Ｖｔｈ１ （１）

ステップＳ１０４にて、駆動装置２０のバッテリ１８側のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオン、ＧＮＤ側のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフし、モータ１４のプラス端子Ｍ＋とマイナス端子Ｍ−が短絡接続すると、モータ１４を発電制動できる。このときのモータ１４の回転速度に応じた制動トルクを利用し、モータ１４を停止させる。

ステップＳ１０５にて、制御部１９の上記異常判定手段によりモータ１４の回転速度が停止と判定されたときに、図５に示すように、スイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｄをオフ、スイッチング素子２０ｃをオンすると、リレー２１ａが正常の場合にはオンしているため、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値は下記（２）式に示されるようになる。
２２ｂ・２２ｃ・Ｖｃｃ／｛２２ｂ・２２ｃ＋２２ａ・（２２ｂ＋２２ｃ）｝ （２）

一方、リレー２１ａがオフ故障の場合にはリレー２１ａがオフしているため、モータ１４のプラス端子Ｍ＋のモニタ電圧値は（３）式で示されるようになる。ここで、（２）式＜（３）式となるように抵抗値２２ａ〜２２ｃを設定する。
２２ｂ・Ｖｃｃ／（２２ａ+２２ｂ） （３）

ステップＳ1０５にてスイッチング素子２０ｃを駆動するよう設定した後、ステップＳ１０６において、（２）式＜Ｖｔｈ２＜（３）式を満足するしきい値Ｖｔｈ２とモータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値とを比較する。これにより、リレー２１ｂの故障判定を行う。

ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ａを正常と判定し、ステップＳ１０７に進み、マイナス端子Ｍ−側のリレー２１ｂの故障判定を行う。一方、ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ａをオフ故障と判定してステップＳ１２０に進み、アシスト停止処理する。

ステップＳ１０７にて、スイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃをオフとし、スイッチング素子２０ｄをオンしたときに、リレー２１ｂの正常時のモータ端子電圧モニタ値は、ステップＳ１０５と同様に下記（４）式となり、一方、リレー２１ｂの故障時のモータ端子電圧は下記（５）式に示すようになる。
２３ｂ・２３ｃ・Ｖｃｃ／｛２３ｂ・２３ｃ＋２３ａ・（２３ｂ＋２３ｃ）｝ （４）
２３ｂ・Ｖｃｃ／（２３ａ+２３ｂ） （５）

ここで、２３ａ＝２２ａ、２３ｂ＝２２ｂ、２３ｃ＝２２ｃとなるように抵抗値を設定することにより、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０６と同様にリレー２１ｂの故障判定をすることができる。

ステップＳ１０８にて、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ｂが正常であると判定し、ステップＳ１０９に進みアシスト開始処理を行う。一方、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合、リレー２１ｂが故障であると判定してステップＳ１２０に進み、アシスト停止処理を行う。

上記説明のように、実施の形態１によるモータ制御装置は、モータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂをオフ故障判定する前に、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のバッテリ１８側、即ち、モータ１４より見て上流側のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオン、ＧＮＤ側、即ち、モータ１４より見て下流側のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２によるモータ制御装置について説明する。実施の形態１では、駆動装置２０のブリッジ回路のバッテリ１８側のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオンし、ＧＮＤ側のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフして、発電制動を行ってモータ１４を停止させた。しかし、上記ブリッジ回路のバッテリ１８側のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオフし、ＧＮＤ側のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオンしても、モータ１４の端子間を短絡することには変わりなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以下、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートは図２のフローチャートのＳ１０４でのスイッチング素子の設定を、Ｓ２０１に示すようにスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオフし、スイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオンするよう置き換えたものである。なお、実施の形態２のモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されているので、その説明は省略する。

上記説明のように、実施の形態２によるモータ制御装置は、モータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂをオフ故障判定する前に、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のＧＮＤ側のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオン、バッテリ１８側のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３によるモータ制御装置について説明する。実施の形態１では、スイッチング素子２０ａ、２０ｂをオンし、スイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフして発電制動を行ってモータを停止させたが、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のＧＮＤ側の１組のスイッチング素子２０ｃをオンし、その他のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｄをオフすると、図７に示すような回路となる。この場合、スイッチング素子２０ｄの寄生ダイオードにより発電制動能力は図８に示すようになり、図４の場合と比較するとモータ１４の制動能力は低減するが、発電制動することには変わりなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以下、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、実施の形態３のモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。また、図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０２は、実施の形態１と同様であり説明を省略する。

ステップＳ３０１にて、ステップＳ１０２にてモニタしたモータ端子電圧を比較し、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値の方が高い場合、ステップＳ１０５にてブリッジ回路のスイッチング素子２０ｃをオンすることにより、モータ１４の誘起電圧の高い方の端子をＧＮＤに接続して発電制動する。モータ端子電圧が高い方の端子をＧＮＤに接続して発電制動するのは、次のステップＳ１０６で、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値＜Ｖｔｈ２の判定による検出性を向上させるためで、その理由を説明すれば次のとおりである。

モータ１４の回転により発生するモータ誘起電圧により、モータプラス端子電圧モニタ手段２２のモニタ値がモータ停止時のモニタ値と比較して、モータ１４の回転方向により高め、または低めになる。モータ誘起電圧に影響されたモータ端子電圧は、Ｍ＋端子が高めになった場合になった場合、Ｍ−端子は低めとなり、また、Ｍ＋端子が低めになった場合には、Ｍ−端子は高めになる。モータ１４が完全に停止していなかった場合、モータ１４の回転による誘起電圧の影響で、リレー２１ａのオフ故障にも関わらず、しきい値Ｖｔｈ２以下となったのか、正常のためしきい値Ｖｔｈ２以下となったのかが判定できない。そのために、高い方の端子をＧＮＤに接続して判定する方が検出性を向上させることになる。

次に、ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２ならば、リレー２１ａが正常と判定してステップＳ１０７に進む。一方、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でなければ、リレー２１ａがオープン故障しているものとしてステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

ステップＳ１０７にて、リレー２１ｂの故障判定を行うため、スイッチング素子２０ｄのみオンしてその他のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃをオフし、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８にて、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ｂを正常と判定してステップＳ１０９へ進み、アシスト開始の処理を行う。一方、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合、リレー２１ｂをオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

ステップＳ３０１にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＞（Ｍ−端子電圧モニタ値）でない場合、ステップＳ３０２にてブリッジ回路のスイッチング素子２０ｄをオンすることにより、モータ１４の誘起電圧の高い方のモータ端子をＧＮＤに接続して発電制動する。

次に、ステップＳ３０３にて、（Ｍー端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ｂが正常と判定してステップＳ３０４へ進む。一方、（Ｍー端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ｂがオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

次に、ステップＳ３０４にて、リレー２１ａの故障判定をするためにスイッチング素子２０ｃをオンし、その他のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｄをオフし、次のステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０５にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合にはリレー２１ａを正常と判定してステップＳ１０９へ進み、アシスト開始の処理を行う。一方、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ａをオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシストオフの処理を行う。

上記説明のように、実施の形態３によるモータ制御装置は、モータ端子電圧の高い方のモータ端子をＧＮＤに接続するように、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のスイッチング素子（２０ｃ、２０ｄのいずれか）をオン、その他のスイッチング素子（２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ、２０ｄのいずれか）をオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４によるモータ制御装置について説明する。実施の形態４によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態１では、スイッチング素子２０ａ、２０ｂをオンし、スイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させた。しかし、発電制動を所定時間行った後、モータ端子間電圧を比較し、モータ１４が停止していないと判定された場合には、再度所望のスイッチング素子を駆動して発電制動を行い、モータ１４が停止していると判定できるモータ端子間電圧となってから、リレー２１ａ、２１ｂの故障判定を行ってもよい。

以下、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示すフローチャートと異なる部分は、ステップＳ１０４において発電制動を所定時間行った後、ステップＳ１０３に戻り、再度モータ端子間電圧を用いて、モータ１４の停止を判定する点である。その他の部分は、実施の形態１で説明した図２のフローチャートと同様であるため説明を省略する。

上記説明のように、実施の形態４によるモータ制御装置は、モータ端子間電圧を用いて、モータ１４が停止していると判定できる状態になるまでは、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオン、スイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５によるモータ制御装置について説明する。実施の形態５によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態４では、ステップＳ１０３にて、モータ１４の回転状態を判定後、モータ１４が回転していると判定した場合、ステップＳ１０４にて発電制動を行ったが、ステップＳ１０４にて、再度発電制動を行う際に、前回より長い時間発電制動を行ってもよい。なお、フローチャートは図１０と変わらないため省略する。

上記説明のように、実施の形態５によるモータ制御装置は、モータ端子間電圧を用いて、モータ１４が停止していると判定できる状態になるまでは、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオン、スイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフし、再度モータの端子間電圧を確認する際の発電制動時間を長くする。これにより、モータ端子間電圧の判定と発電制動のループ回数を減らすことができるため、結果としてより短時間で２１ａ、２１ｂの故障判定が出来る。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６によるモータ制御装置について説明する。実施の形態６によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態１では、モータ１４の発電制動後のモータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂのオフ故障を判定したが、リレー２１ａ、２１ｂのオン故障を判定してもよい。

以下、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示すフローチャートからの変更点は、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４により、モータ１４が停止した後、ステップＳ６０１にてリレー２１ａ、２１ｂをオフする。次に、ステップＳ１０５にてリレー２１ａの故障を判定するため、所望のスイッチング素子を駆動し、ステップＳ６０２にて、モータ端子電圧からリレー２１ａのオン故障を判定する。

リレー２１ａのオン故障時のモータ端子電圧は（２）式となり、正常時のモータ端子電圧は（３）式になることから、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）≧Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ａが正常と判定し、ステップＳ１０７に進み、判定式を満たさない場合には、リレー２１ａのオン故障と判定し、ステップＳ１２０へ進む。

一方、リレー２１ｂの故障を判定するために、ステップＳ６０３にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）≧Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ｂが正常と判定し、ステップＳ１０９へ進み、判定式を満たさない場合には、リレー２１ｂのオン故障と判定し、ステップＳ１２０へ進む。上記以外は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

上記説明のように、実施の形態６によるモータ制御装置によれば、リレー２１ａ、２１ｂのオフ故障のみでなく、リレー２１ａ、２１ｂのオン故障の場合にも、実施の形態１に示すように、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオン故障の検出性を改善することができる。

以上、この発明の実施の形態１から６について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０ 電動パワーステアリング装置、１１ ハンドル、１２ ステアリングコラム、１３ トルクセンサ、１４ 電動モータ、１４ａ 誘起電圧、１４ｂ 電機子抵抗、１５ 減速ギア、１６ モータ制御装置、１７ 車両信号、１８ バッテリ、１９ 制御部、２０ 駆動装置、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ スイッチング素子、２１ａ、２１ｂ リレー、２２ モータプラス端子電圧モニタ手段、２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃ 抵抗、２３ モータマイナス端子電圧モニタ手段、２４ Ｖｃｃ電源。

この発明は、モータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に係り、特に、電動モータの駆動装置を構成する複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路の所定のスイッチング素子を駆動することにより、上記ブリッジ回路と上記電動モータ間の給電を遮断するリレーの異常を判定するモータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置に関するものである。

自動車の電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置によって制御される電動モータの駆動力を利用して運転者の操舵をアシストする。電動パワーステアリング装置に用いられる電動モータは、自動車の始動時にモータ用のリレーがオンされてモータ制御装置による制御が可能になってから作動を開始する。

図１２は、例えば特開２０１０−１４８２７４号公報に開示されている自動車の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。図１２に示すように、電動パワーステアリング装置１０は、ハンドル１１に接続されるステアリング軸（図示せず）の外側に設けられたステアリングコラム１２と、運転者のハンドル１１の操舵力を検出するトルクセンサ１３と、ステアリング軸に補助操舵トルクを付与する電動モータ１４と、ギアの減速比に比例した電動モータ１４の出力を得る減速ギア１５と、電動モータ１４を制御するモータ制御装置１６を備えている。モータ制御装置１６には、自動車の速度などの車両信号１７、トルクセンサ１３により検出されたハンドル１１の操舵力などが入力される。また、モータ制御装置１６にはバッテリ１８が接続されている。

次に、モータ制御装置１６について説明する。図１３は、モータ制御装置１６の内部概略構成図である。図１３において、符号１９は制御部を示し、この制御部１９は、運転者の操舵力に応じて変化するトルクセンサ信号（トルクセンサ１３の出力信号）および車両信号１７から、電動モータ１４による適切なアシスト電流を演算し、電動モータ１４の駆動装置２０を制御する。駆動装置２０は、複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路により構成され、電動モータ１４にあらかじめ演算した電流を通流させる。制御部１９または駆動装置２０の異常時には、制御部１９によりリレー２１ａ、２１ｂをオフして電動モータ１４への給電を停止する。

従来の電動パワーステアリング装置１０は上記のように構成されており、制御部１９または駆動装置２０の異常時に、電動モータ１４の出力が遮断できるように、モータ制御装置１６の起動時にはリレー２１ａ、２１ｂの異常判定を行った後、正常と判定してから操舵力のアシストを開始している。

特開２０１０ー１４８２７４号公報

上記のように運転者の操舵力を電動モータによりアシストする電動パワーステアリング装置において、特許文献１に開示されている技術、即ち、モータ制御装置の起動時にリレーの異常判定を行った後、正常と判定してから操舵力のアシストを開始するものにおいては、リレーの異常判定時にリレーのオン／オフを繰り返すため、リレーの接点が消耗し、寿命が短縮するという問題があった。

上記問題を改善するために、電動モータの両端子における電圧、即ち、モータ端子電圧を用いて、ブリッジ回路の所定のスイッチング素子をオンすることにより、リレーのオン／オフを繰り返さずにリレーの異常判定を行う方法がある。しかし、この方法は、運転手が自動車の起動時にハンドルを操舵したり、タイヤのねじれなどによりハンドルが回転した場合には、図１２に示すように、ハンドル１１の回転速度が減速ギア１５を介して、減速比倍されたモータ回転数となり、より大きなモータ回転速度で発生した誘起電圧のために、電動モータ１４の回転中はリレー２１ａ、２１ｂの異常を判定できない問題がある。

この発明は、上記の問題を解決するためになされたもので、電動モータの出力を遮断するリレーの異常を判定するときに、電動モータ回転時のリレー異常判定の検出性を改善するモータ制御装置、およびモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置を提供することを目的とするものである。

この発明によるモータ制御装置は、電動モータを制御する制御部と、複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、上記電動モータを駆動する駆動装置と、上記ブリッジ回路と上記電動モータとの間の給電を遮断するリレーと、上記電動モータの各端子電圧をモニタするモータ端子電圧モニタ手段と、を備え、
上記制御部は、上記リレーの異常を判定する異常判定手段を有し、上記異常判定手段は、上記ブリッジ回路を構成するスイッチング素子のうち、上記電動モータから見て上流側のスイッチング素子のみを所定時間オン動作することにより、又は上記電動モータから見て下流側のスイッチング素子のみを所定時間オン動作することにより、上記電動モータに発電制動を行わせ、その後、オフ動作の上記スイッチング素子のうちの所定のスイッチング素子を駆動し、上記モータ端子電圧モニタ手段により検出されたモニタ電圧に基づいて、上記リレーの異常を判定するものである。

この発明によるモータ制御装置によれば、電動モータの出力を遮断するリレーの異常を判定するときに、電動モータ回転時のリレー異常判定の検出性を改善することができる。

この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示す図である。 この発明の実施の形態１によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態１による電動モータの等価回路を示す図である。 この発明の実施の形態１による電動モータのモータ回転速度とモータ誘起電圧の関係を示す図である。 この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を構成するリレーの異常判定を説明する図である。 この発明の実施の形態２によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態３によるモータ制御装置を構成するリレーの異常判定を説明する図である。 この発明の実施の形態３による電動モータのモータ回転速度とモータ誘起電圧の関係を示す図である。 この発明の実施の形態３によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態４によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 この発明の実施の形態６によるモータ制御装置の動作を説明するフローチャートである。 従来の電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 従来の電動パワーステアリング装置に備えられたモータ制御装置の内部概略構成図である。

以下、この発明によるモータ制御装置、および電動パワーステアリング装置の好適な実施の形態について図面を参照して説明する。

実施の形態１．
図１は、この発明の実施の形態１によるモータ制御装置を示す図である。なお、図１には説明の都合上、モータ制御装置により制御される電動モータ、およびモータ制御装置に接続されるバッテリも図示している。この実施の形態１によるモータ制御装置を備えた電動パワーステアリング装置は、モータ制御装置以外は図１２において説明した電動パワーステアリング装置と同様の構成となっている。また、図１は図１３に相当する図で、図１３と同一もしくは相当部分に同一符号を付している。

図１において、モータ制御装置１６は制御部１９を備え、この制御部１９は、運転者の操舵力に応じて変化するトルクセンサ信号（トルクセンサ１３の出力信号）および車両信号１７から、電動モータ（以下、単にモータという。）１４による適切なアシスト電流を演算し、モータ１４の駆動装置２０を制御する。駆動装置２０は、複数後述するように第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのブリッジ回路により構成されており、モータ１４にあらかじめ演算した電流を通流させる。制御部１９または駆動装置２０の異常時には、制御部１９によりリレー２１ａ、２１ｂをオフしてモータ１４への給電を停止する。

第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、図１に示すように、モータ１４から見て上流側に第１のスイッチング素子２０ａと第２のスイッチング素子２０ｂが配置されると共に、モータ１４から見て下流側に第３のスイッチング素子２０ｃと第４のスイッチング素子２０ｄが配置され、第１のスイッチング素子２０ａと第３のスイッチング素子２０ｃの接続点と第２のスイッチング素子２０ｂと第４のスイッチング素子２０ｄの接続点との間にモータ１４が接続される、所謂、Ｈブリッジ回路構成となっている。
また、第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄは、制御部１９により演算されたＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号を生成するスイッチング素子で、一般的に使用されているＭＯＳＦＥＴ（Metal oxide semiconductor Field Effect Transistor）で構成されており、ＭＯＳＦＥＴには寄生ダイオードが含まれている。なお、駆動装置２０にはバッテリ１８が接続されており、この駆動装置２０によりハンドルの操舵力をアシストするモータ１４が駆動される。

モータ制御装置１６には、モータ１４のプラス端子Ｍ＋側の端子電圧をモニタするモータプラス端子電圧モニタ手段２２と、モータ１４のマイナス端子Ｍ−側の端子電圧をモニタするモータマイナス端子電圧モニタ手段２３が設けられている。モータプラス端子電圧モニタ手段２２は、例えば図１に示すように、Ｙ形に結線された抵抗２２ａ〜２２ｃで構成される。そして、Ｖｃｃ電源２４を抵抗２２ａの一端に接続することにより電圧（例えば５ｖ）が印加されている。また、モータマイナス端子電圧モニタ手段２３は、例えば図１に示すように、Ｙ形に結線された抵抗２３ａ〜２３ｃで構成される。そして、Ｖｃｃ電源２４を抵抗２３ａの一端に接続することにより電圧（例えば５ｖ）が印加されている。なお、図１では、第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄをＨブリッジ回路構成とし、ブラシ付きモータを例に挙げて説明するが、ブラシ付きモータのみならず、ブラシレス多相モータについても同様に、リレー２１ａ、２１ｂ、第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄからなるブリッジ回路、モータプラス端子電圧モニタ手段２２およびモータマイナス端子電圧モニタ手段２３を備えることで適用可能である。

実施の形態１によるモータ制御装置１６は上記のように構成されており、次に、その動作について説明する。
まず、リレー２１ａ、２１ｂの異常であるオフ故障判定方法について図２のフローチャートを用いて説明する。ステップＳ１０１にて、リレー２１ａ、２１ｂにオン指示する。このオン指示は、制御部１９より出力される。次に、ステップＳ１０２にて、モータプラス端子電圧モニタ手段２２、モータマイナス端子電圧モニタ手段２３により、モータ１４のプラス端子Ｍ＋、マイナス端子Ｍ−の端子電圧をモニタする。

モータ１４は、図３に示すように、モータ１４のコイル成分が定常的な場合には無視できるので、モータ１４の誘起電圧１４ａと電機子抵抗１４ｂから等価回路を構成することができる。ここで、モータ１４の誘起電圧１４ａは、図４に示すようにモータ回転速度が大きいほど高い電圧となる。また、誘起電圧１４ａは、モータ端子間電圧から計算でき、誘起電圧と回転速度が比例することから、モータ１４の端子間電圧からモータ１４の回転速度を求めることができる。

図２に戻り、ステップＳ１０３にて、下記（１）式に示すようにモータ端子間電圧の絶対値が所定値Ｖｔｈ１より小さい場合には、モータ１４が停止していると判定してステップＳ１０５の処理に進み、所定値Ｖｔｈ１より大きい場合には、モータ１４が回転していると判定してステップＳ１０４の処理に進む。なお、制御部１９は、異常判定手段を有しており、各判定はこの異常判定手段により行われる。
｜（Ｍ＋端子電圧モニタ値）−（Ｍ−端子電圧モニタ値）｜＜Ｖｔｈ１ （１）

ステップＳ１０４にて、駆動装置２０のバッテリ１８側、即ち、モータ１４から見て上流側の第１及び第２のスイッチング素子２０ａ、２０ｂをオン、ＧＮＤ側、即ち、モータ１４から見て下流側の第３及び第４のスイッチング素子２０ｃ、２０ｄをオフし、モータ１４のプラス端子Ｍ＋とマイナス端子Ｍ−が短絡接続すると、モータ１４を発電制動できる。このときのモータ１４の回転速度に応じた制動トルクを利用し、モータ１４を停止させる。

ステップＳ１０５にて、制御部１９の上記異常判定手段によりモータ１４の回転速度が停止と判定されたときに、図５に示すように、第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフ、第３のスイッチング素子２０ｃをオンすると、リレー２１ａが正常の場合にはオンしているため、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値は下記（２）式に示されるようになる。
２２ｂ・２２ｃ・Ｖｃｃ／｛２２ｂ・２２ｃ＋２２ａ・（２２ｂ＋２２ｃ）｝ （２）

一方、リレー２１ａがオフ故障の場合にはリレー２１ａがオフしているため、モータ１４のプラス端子Ｍ＋のモニタ電圧値は（３）式で示されるようになる。ここで、（２）式＜（３）式となるように抵抗値２２ａ〜２２ｃを設定する。
２２ｂ・Ｖｃｃ／（２２ａ+２２ｂ） （３）

ステップＳ1０５にて第３のスイッチング素子２０ｃを駆動するように設定した後、ステップＳ１０６において、（２）式＜Ｖｔｈ２＜（３）式を満足するしきい値Ｖｔｈ２とモータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値とを比較する。これにより、リレー２１ｂの故障判定を行う。

ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ａを正常と判定し、ステップＳ１０７に進み、マイナス端子Ｍ−側のリレー２１ｂの故障判定を行う。一方、ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ａをオフ故障と判定してステップＳ１２０に進み、アシスト停止処理する。

ステップＳ１０７にて、第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂ、第３のスイッチング素子２０ｃをオフとし、第４のスイッチング素子２０ｄをオンしたときに、リレー２１ｂの正常時のモータ端子電圧モニタ値は、ステップＳ１０５と同様に下記（４）式となり、一方、リレー２１ｂの故障時のモータ端子電圧は下記（５）式に示すようになる。
２３ｂ・２３ｃ・Ｖｃｃ／｛２３ｂ・２３ｃ＋２３ａ・（２３ｂ＋２３ｃ）｝ （４）
２３ｂ・Ｖｃｃ／（２３ａ+２３ｂ） （５）

ここで、２３ａ＝２２ａ、２３ｂ＝２２ｂ、２３ｃ＝２２ｃとなるように抵抗値を設定することにより、ステップＳ１０８において、ステップＳ１０６と同様にリレー２１ｂの故障判定をすることができる。

ステップＳ１０８にて、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ｂが正常であると判定し、ステップＳ１０９に進みアシスト開始処理を行う。一方、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合、リレー２１ｂが故障であると判定してステップＳ１２０に進み、アシスト停止処理を行う。

上記説明のように、実施の形態１によるモータ制御装置は、モータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂをオフ故障判定する前に、駆動装置２０を構成する第１から第４のスイッチング素子２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄのブリッジ回路のバッテリ１８側、即ち、モータ１４から見て上流側の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオン、ＧＮＤ側、即ち、モータ１４から見て下流側の第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態２．
次に、この発明の実施の形態２によるモータ制御装置について説明する。実施の形態１では、駆動装置２０のブリッジ回路のバッテリ１８側の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオンし、ＧＮＤ側の第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフして、発電制動を行ってモータ１４を停止させた。しかし、上記ブリッジ回路のバッテリ１８側の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオフし、ＧＮＤ側の第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオンしても、モータ１４の端子間を短絡することには変わりなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以下、図６に示すフローチャートを用いて説明する。図６のフローチャートは図２のフローチャートのＳ１０４でのスイッチング素子の設定を、Ｓ２０１に示すように第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオフし、第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオンするように置き換えたものである。なお、実施の形態２のモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されているので、その説明は省略する。

上記説明のように、実施の形態２によるモータ制御装置は、モータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂをオフ故障判定する前に、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のＧＮＤ側の第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオン、バッテリ１８側の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態３．
次に、この発明の実施の形態３によるモータ制御装置について説明する。実施の形態１では、第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオンし、第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフして発電制動を行ってモータを停止させたが、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のＧＮＤ側の１組の第３のスイッチング素子２０ｃをオンし、その他の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフすると、図７に示すような回路となる。この場合、第４のスイッチング素子２０ｄの寄生ダイオードにより発電制動能力は図８に示すようになり、図４の場合と比較するとモータ１４の制動能力は低減するが、発電制動することには変わりなく、実施の形態１と同様の効果を得ることができる。

以下、図９に示すフローチャートを用いて説明する。なお、実施の形態３のモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。また、図９のステップＳ１０１〜Ｓ１０２は、実施の形態１と同様であり説明を省略する。

ステップＳ３０１にて、ステップＳ１０２にてモニタしたモータ端子電圧を比較し、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値の方が高い場合、ステップＳ１０５にてブリッジ回路の第３のスイッチング素子２０ｃをオンすることにより、モータ１４の誘起電圧の高い方の端子をＧＮＤに接続して発電制動する。モータ端子電圧が高い方の端子をＧＮＤに接続して発電制動するのは、次のステップＳ１０６で、モータ１４のプラス端子Ｍ＋の端子電圧モニタ値＜Ｖｔｈ２の判定による検出性を向上させるためで、その理由を説明すれば次のとおりである。

モータ１４の回転により発生するモータ誘起電圧により、モータプラス端子電圧モニタ手段２２のモニタ値がモータ停止時のモニタ値と比較して、モータ１４の回転方向により高め、または低めになる。モータ誘起電圧に影響されたモータ端子電圧は、Ｍ＋端子が高めになった場合になった場合、Ｍ−端子は低めとなり、また、Ｍ＋端子が低めになった場合には、Ｍ−端子は高めになる。モータ１４が完全に停止していなかった場合、モータ１４の回転による誘起電圧の影響で、リレー２１ａのオフ故障にも関わらず、しきい値Ｖｔｈ２以下となったのか、正常のためしきい値Ｖｔｈ２以下となったのかが判定できない。そのために、高い方の端子をＧＮＤに接続して判定する方が検出性を向上させることになる。

次に、ステップＳ１０６にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２ならば、リレー２１ａが正常と判定してステップＳ１０７に進む。一方、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でなければ、リレー２１ａがオープン故障しているものとしてステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

ステップＳ１０７にて、リレー２１ｂの故障判定を行うため、第４のスイッチング素子２０ｄのみオンしてその他の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂ、第３のスイッチング素子２０ｃをオフし、ステップＳ１０８へ進む。

ステップＳ１０８にて、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合、リレー２１ｂを正常と判定してステップＳ１０９へ進み、アシスト開始の処理を行う。一方、（Ｍ−端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合、リレー２１ｂをオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

ステップＳ３０１にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＞（Ｍ−端子電圧モニタ値）でない場合、ステップＳ３０２にてブリッジ回路の第４のスイッチング素子２０ｄをオンすることにより、モータ１４の誘起電圧の高い方のモータ端子をＧＮＤに接続して発電制動する。

次に、ステップＳ３０３にて、（Ｍー端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ｂが正常と判定してステップＳ３０４へ進む。一方、（Ｍー端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ｂがオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシスト停止の処理を行う。

次に、ステップＳ３０４にて、リレー２１ａの故障判定をするために第３のスイッチング素子２０ｃをオンし、その他の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフし、次のステップＳ３０５へ進む。

ステップＳ３０５にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２の場合にはリレー２１ａを正常と判定してステップＳ１０９へ進み、アシスト開始の処理を行う。一方、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）＜Ｖｔｈ２でない場合には、リレー２１ａをオフ故障と判定してステップＳ１２０へ進み、アシストオフの処理を行う。

上記説明のように、実施の形態３によるモータ制御装置は、モータ端子電圧の高い方のモータ端子をＧＮＤに接続するように、駆動装置２０を構成するブリッジ回路のスイッチング素子（２０ｃ、２０ｄのいずれか）をオン、その他のスイッチング素子（２０ａ、２０ｂおよび２０ｃ、２０ｄのいずれか）をオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態４．
次に、この発明の実施の形態４によるモータ制御装置について説明する。実施の形態４によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態１では、第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオンし、第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させた。しかし、発電制動を所定時間行った後、モータ端子間電圧を比較し、モータ１４が停止していないと判定された場合には、再度所望のスイッチング素子を駆動して発電制動を行い、モータ１４が停止していると判定できるモータ端子間電圧となってから、リレー２１ａ、２１ｂの故障判定を行ってもよい。

以下、図１０に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示すフローチャートと異なる部分は、ステップＳ１０４において発電制動を所定時間行った後、ステップＳ１０３に戻り、再度モータ端子間電圧を用いて、モータ１４の停止を判定する点である。その他の部分は、実施の形態１で説明した図２のフローチャートと同様であるため説明を省略する。

上記説明のように、実施の形態４によるモータ制御装置は、モータ端子間電圧を用いて、モータ１４が停止していると判定できる状態になるまでは、駆動装置２０を構成するブリッジ回路の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオン、第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフすることにより、発電制動を行ってモータ１４を停止させる。これにより、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオフ故障判定の検出性を改善することができる。

実施の形態５．
次に、この発明の実施の形態５によるモータ制御装置について説明する。実施の形態５によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態４では、ステップＳ１０３にて、モータ１４の回転状態を判定後、モータ１４が回転していると判定した場合、ステップＳ１０４にて発電制動を行ったが、ステップＳ１０４にて、再度発電制動を行う際に、前回より長い時間発電制動を行ってもよい。なお、フローチャートは図１０と変わらないため省略する。

上記説明のように、実施の形態５によるモータ制御装置は、モータ端子間電圧を用いて、モータ１４が停止していると判定できる状態になるまでは、駆動装置２０を構成するブリッジ回路の第１のスイッチング素子２０ａ、第２のスイッチング素子２０ｂをオン、第３のスイッチング素子２０ｃ、第４のスイッチング素子２０ｄをオフし、再度モータの端子間電圧を確認する際の発電制動時間を長くする。これにより、モータ端子間電圧の判定と発電制動のループ回数を減らすことができるため、結果としてより短時間で２１ａ、２１ｂの故障判定が出来る。

実施の形態６．
次に、この発明の実施の形態６によるモータ制御装置について説明する。実施の形態６によるモータ制御装置は、実施の形態１で説明した図１と同様に構成されており、その説明は省略する。実施の形態１では、モータ１４の発電制動後のモータ端子電圧を用いて、リレー２１ａ、２１ｂのオフ故障を判定したが、リレー２１ａ、２１ｂのオン故障を判定してもよい。

以下、図１１に示すフローチャートを用いて説明する。図２に示すフローチャートからの変更点は、ステップＳ１０３またはステップＳ１０４により、モータ１４が停止した後、ステップＳ６０１にてリレー２１ａ、２１ｂをオフする。次に、ステップＳ１０５にてリレー２１ａの故障を判定するため、所望のスイッチング素子を駆動し、ステップＳ６０２にて、モータ端子電圧からリレー２１ａのオン故障を判定する。

リレー２１ａのオン故障時のモータ端子電圧は（２）式となり、正常時のモータ端子電圧は（３）式になることから、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）≧Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ａが正常と判定し、ステップＳ１０７に進み、判定式を満たさない場合には、リレー２１ａのオン故障と判定し、ステップＳ１２０へ進む。

一方、リレー２１ｂの故障を判定するために、ステップＳ６０３にて、（Ｍ＋端子電圧モニタ値）≧Ｖｔｈ２の場合には、リレー２１ｂが正常と判定し、ステップＳ１０９へ進み、判定式を満たさない場合には、リレー２１ｂのオン故障と判定し、ステップＳ１２０へ進む。上記以外は実施の形態１と同様であり説明を省略する。

上記説明のように、実施の形態６によるモータ制御装置によれば、リレー２１ａ、２１ｂのオフ故障のみでなく、リレー２１ａ、２１ｂのオン故障の場合にも、実施の形態１に示すように、起動時にモータ１４が回転していた場合のリレー２１ａ、２１ｂのオン故障の検出性を改善することができる。

以上、この発明の実施の形態１から６について説明したが、この発明は、その発明の範囲内において、実施の形態を適宜、変形、省略することが可能である。

１０ 電動パワーステアリング装置、１１ ハンドル、１２ ステアリングコラム、１３ トルクセンサ、１４ 電動モータ、１４ａ 誘起電圧、１４ｂ 電機子抵抗、１５ 減速ギア、１６ モータ制御装置、１７ 車両信号、１８ バッテリ、１９ 制御部、２０ 駆動装置、２０ａ、２０ｂ、２０ｃ、２０ｄ スイッチング素子、２１ａ、２１ｂ リレー、２２ モータプラス端子電圧モニタ手段、２２ａ〜２２ｃ、２３ａ〜２３ｃ 抵抗、２３ モータマイナス端子電圧モニタ手段、２４ Ｖｃｃ電源。

Claims (6)

1. 電動モータを制御する制御部と、
   複数のスイッチング素子からなるブリッジ回路で構成され、上記電動モータを駆動する駆動装置と、
   上記ブリッジ回路と上記電動モータとの間の給電を遮断するリレーと、
   上記電動モータの各端子電圧をモニタするモータ端子電圧モニタ手段と、
   を備え、
   上記制御部は、上記リレーの異常を判定する異常判定手段を有し、
   上記異常判定手段は、上記電動モータが発電制動を行うように所定の上記スイッチング素子を所定時間オンさせ、その後、他の所定の上記スイッチング素子を駆動し、上記モータ端子電圧モニタ手段により検出されたモニタ電圧に基づいて、上記リレーの異常を判定することを特徴とするモータ制御装置。
2. 上記発電制動は、上記電動モータより見て上流側の所定の上記スイッチング素子のみをオン、又は下流側の所定の上記スイッチング素子のみをオンすることにより行うことを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 上記モニタ電圧の差が第１の所定値より大きい場合は、上記発電制動を行った後に上記リレーの異常を判定し、上記モニタ電圧の差が上記第１の所定値より小さい場合は、上記発電制動を行うのを省いて上記リレーの異常を判定することを特徴とする請求項１または２に記載のモータ制御装置。
4. 上記発電制動を行った後に、上記モニタ電圧の高い方のモータ端子がグランドに接続するように、上記スイッチング素子をオンし、その際の上記モータ端子電圧モニタ手段により検出された電圧に基づいて、上記リレーの異常を判定することを特徴とする請求項１から３の何れか一項に記載のモータ制御装置。
5. 上記モニタ電圧の差が第２の所定値以上の場合は、さらに所定時間延長して上記発電制動を行うことを特徴とする請求項１から４の何れか一項に記載のモータ制御装置。
6. ステアリング軸と、上記ステアリング軸に補助操舵トルクを付与する電動モータと、請求項１〜５の何れか１項に記載のモータ制御装置と、を備えたことを特徴とする電動パワーステアリング装置。