JP2015033238A - 電動モータの駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電源リレーを構成する半導体スイッチを駆動するドライバの故障によってインバータ回路への電源供給が断たれてしまうことを抑制できる電動モータの駆動装置を提供する。【解決手段】電動モータ１３０に電力を供給するインバータ回路３００と、インバータ回路３００に電力を供給する電源ライン５１０に配置された半導体スイッチで構成される電源リレー５３０と、電源リレー５３０を駆動する第１ドライバ５５０ａ及び第２ドライバ５５０ｂと、を備え、第１ドライバ５５０ａと第２ドライバ５５０ｂとの少なくとも一方がオン信号を出力する場合に電源リレー５３０がオンするようにした。【選択図】図２

Description

本発明は、インバータ回路と、インバータ回路の電源ラインに配置された電源リレーと、を備える電動モータの駆動装置に関する。

特許文献１には、バッテリ電圧を、半導体スイッチで構成される電源リレーを介してインバータ回路に供給する、電動モータの駆動装置が開示されている。

特開２０１１−２４４６１１号公報

ところで、電動モータの駆動装置において、電源リレーを介してインバータ回路への電源供給を行うようにすれば、回路の短絡などの異常が生じた場合に電源リレーをオフしてインバータ回路への電源供給を断つことでシステムを安全サイドに導くことができる。
しかし、電源リレーを構成する半導体スイッチのドライバに故障が発生すると、他に異常がない場合であってもインバータ回路への電源供給が断たれ、電動モータを駆動することができなくなってしまうという問題があった。

本発明は上記実情に鑑みなされたものであり、電源リレー（半導体スイッチ）を駆動するドライバの故障によってインバータ回路への電源供給が断たれてしまうことを抑制できる、電動モータの駆動装置を提供することを目的とする。

そのため、本願発明は、電動モータに電力を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路に電力を供給する電源ラインに配置された半導体スイッチで構成される電源リレーと、前記電源リレーを駆動する第１ドライバ及び第２ドライバと、を備え、前記第１ドライバと前記第２ドライバとの少なくとも一方がオン信号を出力する場合に前記電源リレーがオンするようにした。

上記発明によると、第１ドライバと第２ドライバとの一方が故障しても他方がオン信号を出力することで電源リレーがオンし、インバータ回路への電源供給を継続させることができる。

本発明の実施形態における電動パワーステアリング装置の概略構成図である。 本発明の実施形態における電動モータの駆動装置を示す回路図である。 本発明の実施形態におけるドライバの一例を示す回路図である。

以下に本発明の実施の形態を説明する。
図１は、電動モータの駆動装置の適用例の１つとしての電動パワーステアリング装置を示す。

図１に示す電動パワーステアリング装置１００は、車両２００に備えられて操舵補助力を電動モータ１３０によって発生させる装置であり、ステアリングホイール１１０、操舵トルクセンサ１２０、電動モータ１３０、電動モータ１３０の駆動装置１４０、コントロールユニット（制御装置）１５０、電動モータ１３０の回転を減速してステアリングシャフト１７０（ピニオンシャフト）に伝達する減速機１６０などを含んで構成される。

操舵トルクセンサ１２０及び減速機１６０は、ステアリングシャフト１７０を内包するステアリングコラム１８０内に設けられる。
ステアリングシャフト１７０の先端にはピニオンギア１７１が設けられていて、このピニオンギア１７１が回転すると、ラックギア１７２が車両２００の進行方向左右に水平移動する。ラックギア１７２の両端には、それぞれ車輪２０１の操舵機構２０２が設けられており、ラックギア１７２が水平移動することで車輪２０１の向きが変えられる。

操舵トルクセンサ１２０は、車両の運転者がステアリング操作を行うことでステアリングシャフト１７０に発生する操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクの信号ＳＴをコントロールユニット１５０に出力する。
マイクロコンピュータを含むコントロールユニット１５０には、操舵トルク信号ＳＴの他、車速センサ１９０が出力する車速の信号ＶＳＰなどが入力される。
そして、コントロールユニット１５０は、操舵トルク信号ＳＴ、車速信号ＶＳＰなどに基づいて駆動装置１４０を制御することで、電動モータ１３０の発生トルク、つまり、操舵補助力を制御する。
なお、コントロールユニット１５０と駆動装置１４０とを一体とする構成とすることができる。

次に、電動モータ１３０の駆動装置１４０を、図２を参照しつつ詳細に説明する。
電動モータ１３０は、Ｕ相、Ｖ相及びＷ相の３相巻線を有する３相ＤＣブラシレスモータ（３相同期電動機）である。
そして、駆動装置１４０は、インバータ回路３００、インバータ回路３００を駆動するプリドライバ４００、電源リレー装置５００などを備える。

インバータ回路３００は、駆動ライン３１０Ｕ，３１０Ｖ，３１０Ｗを介して電動モータ１３０のＵ相、Ｖ相及びＷ相をそれぞれに駆動する３組の半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬ，３２０ＶＨ，３２０ＶＬ，３２０ＷＨ，３２０ＷＬを備えた３相ブリッジ回路からなる。
本実施形態では、半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬ，３２０ＶＨ，３２０ＶＬ，３２０ＷＨ，３２０ＷＬとして、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いる。

半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬは、電源ライン５１０と接地点との間にドレイン−ソース間が直列接続され、半導体スイッチ３２０ＵＨと半導体スイッチ３２０ＵＬとの接続点に駆動ライン３１０Ｕの一端が接続され、駆動ライン３１０Ｕの他端には電動モータ１３０のＵ相が接続される。
半導体スイッチ３２０ＶＨ，３２０ＶＬは、電源ライン５１０と接地点との間にドレイン−ソース間が直列接続され、半導体スイッチ３２０ＶＨと半導体スイッチ３２０ＶＬとの接続点に駆動ライン３１０Ｖの一端が接続され、駆動ライン３１０Ｖの他端には電動モータ１３０のＶ相が接続される。

半導体スイッチ３２０ＷＨ，３２０ＷＬは、電源ライン５１０と接地点との間にドレイン−ソース間が直列接続され、半導体スイッチ３２０ＷＨと半導体スイッチ３２０ＷＬとの接続点に駆動ライン３１０Ｗの一端が接続され、駆動ライン３１０Ｗの他端には電動モータ１３０のＷ相が接続される。
また、インバータ回路３００と電動モータ１３０のＵ相、Ｖ相及びＷ相との間の駆動ライン３１０Ｕ，３１０Ｖ，３１０Ｗには、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗが設けられている。これらの相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗとして、半導体スイッチ、本例ではＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いている。

相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗは、それぞれドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗによって駆動される。
コントロールユニット１５０は、ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗを制御して相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗを構成するＭＯＳＦＥＴのゲートに制御信号を出力することで、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗのオン，オフを個別に制御する。

ここで、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗをオフ状態（遮断状態）とすることによって、インバータ回路３００からＵ相，Ｖ相，Ｗ相への電力供給が遮断され、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗをオン状態（電力供給状態）とすることによって、インバータ回路３００からＵ相、Ｖ相，Ｗ相への電力供給が行える状態になる。

プリドライバ４００は、インバータ回路３００における上流側駆動素子（上アーム）である半導体スイッチ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨをそれぞれに駆動するＨ側ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨと、インバータ回路３００における下流側駆動素子（下アーム）である半導体スイッチ３２０ＶＬ，３２０ＵＬ，３２０ＷＬをそれぞれに駆動するＬ側ドライバ４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬとを備えている。
なお、プリドライバ４００をＳＯＩ（Silicon on Insulator）で構成することができ、これによって、浮遊容量が低減され、プリドライバ４００の高速度化及び低消費電力化を図ることができる。また、特定の部位が故障した際、他の部位に波及して故障させる可能性を低減することができる。

また、プリドライバ４００は、電動モータ１３０の相毎に、ブートストラップコンデンサＣＵ，ＣＶ，ＣＷに充電した電荷で上アーム（ＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨ）を駆動するブートストラップ回路（昇圧回路）４２０Ｖ，４２０Ｕ，４２０Ｗを備えている。
Ｈ側ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨの出力端にはそれぞれＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨのゲートが接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨは、Ｈ側ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨの出力に応じてオン，オフが制御される。

同様に、Ｌ側ドライバ４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬの出力端にはそれぞれＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＬ，３２０ＵＬ，３２０ＷＬのゲートが接続され、ＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＬ，３２０ＵＬ，３２０ＷＬは、Ｌ側ドライバ４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬの出力に応じてオン，オフが制御される。
更に、プリドライバ４００は、ドライバ４１０ＵＨ，４１０ＵＬ，４１０ＶＨ，４１０ＶＬ，４１０ＷＨ，４１０ＷＬ及び相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗのドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗ及び電源リレー装置５００を構成するドライバに電力を供給するチャージポンプ（昇圧回路）４３０を備えている。チャージポンプ４３０は、プリドライバ４００の電源を昇圧する昇圧回路である。
Ｈ側ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨは、ブートストラップ回路４２０Ｖ，４２０Ｕ，４２０Ｗとチャージポンプ４３０との高い方の電圧を使用してＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨを駆動するように構成され、Ｌ側ドライバ４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬは、バッテリ電源５２０とチャージポンプ４３０との高い方の電圧を使用してＭＯＳＦＥＴ３２０ＶＬ，３２０ＵＬ，３２０ＷＬを駆動する。

電源リレー装置５００は、バッテリ（電源）５２０と、バッテリ５２０とインバータ回路３００とを接続する電源ライン５１０にドレイン−ソース間が直列接続されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴからなる第１電源リレー（第１半導体リレー）５３０及び第２電源リレー（第２半導体リレー）５４０と、第１電源リレー５３０，第２電源リレー５４０を駆動する第１ドライバ５５０ａ，第２ドライバ５５０ｂ，第３ドライバ５５０ｃとを備えている。

なお、インバータ回路３００、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗ、第１電源リレー５３０、第２電源リレー５４０を構成する各ＭＯＳＦＥＴにおいて、ドレイン−ソース間のダイオードＤ１〜Ｄ１１は寄生（内部）ダイオードである。
ここで、第１電源リレー５３０のソースと第２電源リレー５４０のソースとを接続することで、第１電源リレー５３０の寄生ダイオードＤ１０と第２電源リレー５４０の寄生ダイオードＤ１１とは、電流を流す方向（順方向）が相互に逆向きになるようにしてある。

また、第１電源リレー５３０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートには第１ドライバ５５０ａ及び第２ドライバ５５０ｂの出力端が接続され、第２電源リレー５４０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートには第１ドライバ５５０ａ及び第３ドライバ５５０ｃの出力端が接続される。
そして、第１電源リレー５３０は、第１ドライバ５５０ａと第２ドライバ５５０ｂとの少なくとも一方の出力がオン（ハイ）である場合にドレイン−ソース間に電流が流れるオン状態となり、第２電源リレー５４０は、第１ドライバ５５０ａと第３ドライバ５５０ｃとの少なくとも一方の出力がオン（ハイ）である場合にドレイン−ソース間に電流が流れるオン状態となる。

ここで、第１ドライバ５５０ａの出力端と第１電源リレー５３０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートとを接続するラインには、第１ドライバ５５０ａから第１電源リレー５３０に向かう方向に電流を流す第１ダイオードＤ２１が介装され、第１ドライバ５５０ａの出力端と第２電源リレー５４０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートとを接続するラインには、第１ドライバ５５０ａから第２電源リレー５４０に向かう方向に電流を流す第２ダイオードＤ２２が介装される。
更に、第２ドライバ５５０ｂの出力端と第１電源リレー５３０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートとを接続するラインには、第２ドライバ５５０ｂから第１電源リレー５３０に向かう方向に電流を流す第３ダイオードＤ２１’が介装され、第３ドライバ５５０ｃの出力端と第２電源リレー５４０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートとを接続するラインには、第３ドライバ５５０ｃから第２電源リレー５４０に向かう方向に電流を流す第４ダイオードＤ２２’が介装される。
なお、ドライバ５５０ａ〜５５０ｃとして、例えば、図３に示すようなバイポーラトランジスタで構成される回路を用いる場合には、ドライバ５５０ａ〜５５０ｃと電源リレー５３０，５４０を構成するＭＯＳＦＥＴ５３０，５４０のゲートとを接続するラインのダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２１’，Ｄ２２’を省略することができる。
図３のドライバは、電源（昇圧回路６００又はチャージポンプ４３０）と電源リレー５３０，５４０を構成するＭＯＳＦＥＴ５３０，５４０のゲートとの間にエミッタ−コレクタ間を直列接続されるＰＮＰトランジスタＴＲ１と、ＰＮＰトランジスタＴＲ１のベースと接地点との間に直列接続される抵抗Ｒと、抵抗Ｒと接地点との間にコレクタ−エミッタ間が直列接続されるＮＰＮトランジスタＴＲ２とで構成される。
そして、ＮＰＮトランジスタＴＲ２のベースにコントロールユニット１５０からの制御信号が出力され、ＮＰＮトランジスタＴＲ２のベースにハイ信号を出力すると、ＰＮＰトランジスタＴＲ１を介して電源が電源リレー５３０，５４０を構成するＭＯＳＦＥＴ５３０，５４０のゲートに供給される構成である。
尚、ＳＯＩで構成されるプリドライバ４００と他のデバイスとを一体化することができ、例えば、プリドライバ４００と昇圧回路６００とを一体とし、プリドライバ４００とドライバ５５０ａとダイオードＤ２１，Ｄ２２とを一体とし、プリドライバ４００とドライバ５５０ａとダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２１’とを一体とし、又は、プリドライバ４００とドライバ５５０ａ〜５５０ｃとダイオードＤ２１，Ｄ２２，Ｄ２１’，Ｄ２２’と相リレーのドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗとを一体とすることができる。

また、第１ドライバ５５０ａには昇圧回路６００から電源が供給され、第２ドライバ５５０ｂ及び第３ドライバ５５０ｃにはプリドライバ４００に備えられたチャージポンプ４３０から電源が供給される。
更に、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗのドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗには、昇圧回路６００及びチャージポンプ４３０から電力が供給される。

ここで、昇圧回路６００と各ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗとを接続するラインには第３ダイオードＤ２３が介装され、チャージポンプ４３０と各ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗとを接続するラインには第４ダイオードＤ２４が介装され、並列接続される第３ダイオードＤ２３及び第４ダイオードＤ２４は共に、各ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗに向かう方向に電流を流す。

上記の駆動装置１４０を構成する各ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗ，５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃ，４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨ，４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬは、コントロールユニット（マイクロコンピュータ）１５０によって個別に制御される。
すなわち、コントロールユニット１５０は、各ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃを制御することで、電源リレー装置５００の第１電源リレー５３０，第２電源リレー５４０を構成するＭＯＳＦＥＴのゲートに制御信号を供給して第１電源リレー５３０，第２電源リレー５４０のオン，オフを制御する。

また、コントロールユニット１５０は、プリドライバ４００の各ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨ，４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬにパルス幅変調信号（ＰＷＭ信号）を個別に出力する。そして、ドライバ４１０ＶＨ，４１０ＵＨ，４１０ＷＨ，４１０ＶＬ，４１０ＵＬ，４１０ＷＬは、上記ＰＷＭ信号に基づいてインバータ回路３００の半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬ，３２０ＶＨ，３２０ＶＬ，３２０ＷＨ，３２０ＷＬのゲートにそれぞれ上記ＰＷＭ信号に基づく駆動信号を供給し、半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬ，３２０ＶＨ，３２０ＶＬ，３２０ＷＨ，３２０ＷＬのオン，オフを制御することで、電動モータ１３０の各相への通電を個別にＰＷＭ制御する。

更に、コントロールユニット１５０は、ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗを個別に制御し、これらのドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗから相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗを構成する各ＭＯＳＦＥＴのゲートに制御信号を供給し、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗのオン，オフを個別に制御する。
電動モータ１３０を駆動する場合、コントロールユニット１５０は、電源リレー装置５００のドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃにオン信号を出力して第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態（電源供給状態）に制御し、更に、ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗにオン信号を出力して相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗをオン状態に制御する。

そして、コントロールユニット１５０は、インバータ回路３００の半導体スイッチ３２０ＵＨ，３２０ＵＬ，３２０ＶＨ，３２０ＶＬ，３２０ＷＨ，３２０ＷＬのオン，オフをＰＷＭ制御することで、電動モータ１３０を駆動する。
ここで、コントロールユニット１５０は、操舵トルク信号ＳＴや車速信号ＶＳＰなどに基づいてＰＷＭ信号のデューティ比を可変とし、電動モータ１３０の回転速度（トルク）を制御する。

また、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗは、例えば、回路故障などによって電動モータ１３０への電力供給を停止する場合に、電動モータ１３０が発電機として機能してハンドル操作の抵抗になること（以下、電気ブレーキという）を抑制するためにオフに制御される。

コントロールユニット１５０は、回路故障の発生に基づき電動モータ１３０への電力供給を停止するフェイル処理を実施する場合、電源リレー装置５００の第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオフ状態に制御してインバータ回路３００への電源の供給を遮断し、また、インバータ回路３００の半導体スイッチを全てオフに制御して、回路の保護及び予期せぬ操舵補助力の発生を抑制する。更に、ドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗを介して相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗを構成するＭＯＳＦＥＴをオフ状態（電力供給遮断状態）に制御し、インバータ回路３００から電動モータ１３０への駆動電流を遮断する。これによって、回路故障が発生したときに、閉ループを生成する電流路を遮断して電気ブレーキの発生を抑制する。

ここで、電源リレー装置５００の作用を説明する。
電源リレー装置５００は、ＭＯＳＦＥＴなどの半導体素子を用いた半導体リレーである第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０で構成されるから、電磁石を用いて接点を物理的に動かしてオン，オフ（開閉）が切り替わる電磁リレーを用いる場合に比べ、製品の小型化と信頼性の向上とを図れる。

なお、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０を構成するＭＯＳＦＥＴは、寄生ダイオードＤ１０，Ｄ１１を備えるが、この寄生ダイオードＤ１０，Ｄ１１が電流を流す向き（順方向）を相互に逆にしてあるので、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０がオフ状態に制御されている場合に、寄生ダイオードを介してインバータ回路３００に電源供給されることを抑制できる。

また、第１電源リレー５３０は、第１ドライバ５５０ａと第２ドライバ５５０ｂとの少なくとも一方の出力がオンである場合にオン状態となり、第２電源リレー５４０は、第１ドライバ５５０ａと第３ドライバ５５０ｃとの少なくとも一方の出力がオンである場合にオン状態となる。つまり、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０は、それぞれ２つのドライバのうちの少なくとも一方の出力がオンであればオン状態となるようにしてある。

従って、ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃのうちの１つが故障して出力がオフ状態に固着しても、コントロールユニット１５０の電源リレーのオン指示に対して、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態にして、インバータ回路３００への電力供給を行える。
例えば、ドライバ５５０ａが故障して出力がオフ状態に固着した場合、第１電源リレー５３０はドライバ５５０ｂの出力がオンになることでオン状態になり、第２電源リレー５４０はドライバ５５０ｃの出力がオンになることでオン状態になる。

また、ドライバ５５０ｂが故障して出力がオフ状態に固着した場合、第１電源リレー５３０はドライバ５５０ａの出力がオンになることでオン状態になり、第２電源リレー５４０はドライバ５５０ａとドライバ５５０ａとの少なくとも一方がオンになることでオン状態になる。
更に、ドライバ５５０ｃが故障して出力がオフ状態に固着した場合、第１電源リレー５３０はドライバ５５０ａとドライバ５５０ｂとの少なくとも一方がオンになることでオン状態になり、第２電源リレー５４０はドライバ５５０ａがオンになることでオン状態になる。

このように、ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃのうちの１つが故障して出力がオフ状態に固着しても、コントロールユニット１５０は、ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃをオンに制御することで、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０を共にオン状態に制御して、インバータ回路３００に電源を供給させることができる。

また、昇圧回路６００が故障し、第１ドライバ５５０ａに電源を供給できなくなっても（第１ドライバ５５０ａの出力をオンにできなくなっても）、第２ドライバ５５０ｂ及び第３ドライバ５５０ｃには、昇圧回路６００とは独立したチャージポンプ４３０から電源が供給されるので、第２ドライバ５５０ｂ及び第３ドライバ５５０ｃの出力をオンにして第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態にすることができる。

逆に、チャージポンプ４３０が故障し、第２ドライバ５５０ｂ及び第３ドライバ５５０ｃに電源を供給できなくなっても（第２ドライバ５５０ｂ及び第３ドライバ５５０ｃの出力をオンにできなくなっても）、第１ドライバ５５０ａには、チャージポンプ４３０とは独立した昇圧回路６００から電源が供給されるので、第１ドライバ５５０ａの出力をオンにして第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態にすることができる。
従って、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０との一方が故障しても、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態に制御し、インバータ回路３００に電力を供給できる。

なお、チャージポンプ４３０から供給される電力の第１ドライバ５５０ａ側（昇圧回路６００側）への流れ込みは、ダイオードＤ２１，Ｄ２２によって抑制される。
このように、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０は、それぞれ２つのドライバ（ドライバ５５０ａとドライバ５５０ｂとの組み合わせ、又は、ドライバ５５０ａとドライバ５５０ｃとの組み合わせ）のうちの一方がオンすればオン状態になる。

更に、前記２つのドライバの一方に電源供給する昇圧回路６００と他方に電源供給するチャージポンプ４３０とを個別に備え、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０との一方からドライバに電源が供給されれば、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオンさせることができる。
従って、ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃのうちの１つが故障するか、又は、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０との一方が故障しても、第１電源リレー５３０及び第２電源リレー５４０をオン状態としてインバータ回路３００に電力を供給でき、電動モータ１３０を駆動させて操舵補助力を発生させることができる。

つまり、電動モータ１３０の駆動制御を正常に行える状態で、ドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃや昇圧回路６００，チャージポンプ４３０の故障が発生しても、インバータ回路３００に電源供給して電動モータ１３０を駆動し、操舵補助力を継続して発生させることができ、運転者による操舵力が増大して操作性が低下することを抑制できる。

また、上記のプリドライバ４００では、チャージポンプ４３０を備えると共に、各相にブートストラップ回路（昇圧回路）４２０Ｖ，４２０Ｕ，４２０Ｗを設けてあるので、チャージポンプ４３０による昇圧機能が故障しても、ブートストラップ回路４２０Ｖ，４２０Ｕ，４２０Ｗのブートストラップコンデンサの電圧で上アーム側（Ｈ側）の半導体スイッチ（ＭＯＳＦＥＴ）３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨを駆動できる。

また、ブートストラップ回路４２０Ｖ，４２０Ｕ，４２０Ｗでは、電動モータ１３０のＰＷＭ制御におけるデューティ比を１００％又は０％にすると、ブートストラップコンデンサへの充電が行えず、ブートストラップコンデンサの電圧で半導体スイッチ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨを駆動することができなくなるが、チャージポンプ４３０が正常であれば、デューティ比が１００％又は０％に設定される場合であっても、チャージポンプ４３０から上アーム側の半導体スイッチ３２０ＶＨ，３２０ＵＨ，３２０ＷＨの駆動に必要な電源電圧を供給することができる。

更に、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗのドライバ３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗそれぞれに、昇圧回路６００及びチャージポンプ４３０から電源供給されるので、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０との一方が故障しても他方から電源供給して、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗをオン状態にすることができる。
従って、電動モータ１３０を駆動する場合に、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０との少なくとも一方が故障していても、電動モータ１３０のＵ相、Ｖ相及びＷ相それぞれを駆動して操舵補助力を発生させることができる。

つまり、昇圧回路６００とチャージポンプ４３０とは一方が他方のバックアップ電源として機能し、電源回路の故障によって電動モータ１３０を駆動することができなくなることを抑制できる。
以上のように、上記電動モータ１３０の駆動装置１４０では、昇圧回路やドライバの故障が発生しても、電動モータ１３０の駆動を継続させることが可能で、昇圧回路やドライバの故障によって直ちに操舵補助力を発生させることができなくなって運転者の操舵力が増大してしまうことを抑制できる。

上記実施形態で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて適宜組み合わせて使用することができる。
また、好ましい実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば種々の変形態様を採り得ることは自明である。

例えば、第１電源リレー５３０と第２電源リレー５４０との組み合わせを２組直列に接続し、計４個のＭＯＳＦＥＴを電源ライン５１０に直列接続させることができる。この場合、例えば、寄生ダイオードＤの電流方向がバッテリ５２０に向かう方向であるＭＯＳＦＥＴがオン状態に固着する故障が発生した場合に、同じく寄生ダイオードＤの電流方向がバッテリ５２０に向かう方向であるもう１つのＭＯＳＦＥＴをオフに制御することで、インバータ回路３００への電源供給を遮断することができる。

また、上記実施形態では、２つの電源リレー（ＭＯＳＦＥＴ）５３０，５４０と３つのドライバ５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃとの組み合わせを例示したが、例えば、昇圧回路６００から電源供給を受ける１つのドライバと、チャージポンプ４３０から電源供給を受ける１つのドライバとを設け、これら２つのドライバの出力が、第１電源リレー５３０と第２電源リレー５４０とのそれぞれに供給される構成とすることができる。
また、昇圧回路６００から電源供給を受ける１つのドライバと、チャージポンプ４３０から電源供給を受ける１つのドライバとの組み合わせを、第１電源リレー５３０と第２電源リレー５４０とにそれぞれ設ける（計４つのドライバを設ける）ことができる。

更に、３つ以上のドライバの出力が１つの電源リレーに出力される構成とし、３つ以上のドライバのうちの少なくとも１つが昇圧回路６００から電源供給を受け、３つ以上のドライバのうちの少なくとも１つがチャージポンプ４３０から電源供給を受ける構成とすることができる。

また、リレーやインバータ回路を構成する半導体スイッチをＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴに限定するものではなく、他の半導体スイッチ（半導体素子）を用いることができる。例えば、相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗを構成する半導体スイッチをＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴとすることができる。

更に、寄生ダイオードに直列に接続され、寄生ダイオードが電流を流す方向の逆方向に電流を流すショットキ・バリア・ダイオード（ＳＢＤ）が形成されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（特開平０７−０１５００９号公報参照）を相リレー３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗや電源リレー装置５００を構成する半導体スイッチとして用いることができる。そして、係るＳＢＤが形成されるＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを電源リレー装置５００の第１電源リレー５３０として用いる場合には、第２電源リレー５４０及びドライバ５５０ｃを省略することができる。

また、電動モータ１３０は、電動パワーステアリング装置１００において操舵補助力を発生させる電動モータに限定されるものではなく、例えば、車両においてオイルや冷却水を循環させる流体ポンプを駆動する電動モータとすることができる。
また、電動モータ１３０を３相ＤＣブラシレスモータ（３相同期電動機）に限定するものではなく、４相以上を有する同期電動機とすることができる。

ここで、上記実施形態から把握し得る請求項以外の技術的思想について、以下に効果と共に記載する。
（イ）前記第１昇圧回路と前記第２昇圧回路との一方が前記インバータ回路を駆動するプリドライバの電源を昇圧する昇圧回路である、請求項３記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、電源リレーを駆動するドライバへの電源供給をプリドライバの昇圧回路から行い、プリドライバの昇圧回路が正常であれば電源リレーを駆動するドライバへの電源供給を行える。

（ロ）前記インバータ回路と前記電動モータのコイルとを接続するラインに半導体スイッチで構成される相リレーを備え、前記相リレーのドライバに前記第１昇圧回路及び前記第２昇圧回路から電源を供給する、請求項３又は（イ）記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、電動モータのコイルへの電力供給を遮断する相リレーのドライバに、第１昇圧回路及び第２昇圧回路から電源を供給するので、第１昇圧回路と第２昇圧回路との少なくとも一方が正常であれば相リレーを駆動できる。

（ハ）前記相リレーと当該相リレーのドライバとの組み合わせを、前記電動モータの相毎にそれぞれ備える、請求項（ロ）記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、電動モータの相毎に相リレーがそれぞれ備えられるから、正常な相への電力供給を継続させつつ故障が発生した相への電力供給を遮断することができ、また、電動モータの駆動を停止する場合に全相リレーをオフすることで電気ブレーキの発生を抑制することができる。

（ニ）前記電源リレーに接続される半導体スイッチからなる第２電源リレーと、前記第２電源リレーを駆動する第３ドライバとを備え、前記第２電源リレーには、前記第３ドライバと共に前記第１ドライバと前記第２ドライバとの少なくとも一方が接続され、接続される複数のドライバのうちの少なくとも１つがオン信号を出力するときに前記第２電源リレーをオンする、請求項１記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、半導体スイッチからなる電源リレーを２つ備え、２つの電源リレーは共に複数のドライバによって駆動され、複数のドライバのうちの少なくとも１つがオン信号を出力するときにオン（電源供給状態）になり、しかも、共通して用いるドライバが故障した場合であっても、電源リレー毎に個別に設けられるドライバによって電源リレーをオンにすることができる。

（ホ）前記第２電源リレーを構成する半導体スイッチと前記電源リレーを構成する半導体スイッチとは、寄生ダイオードが電流を流す方向が相互に逆向きである、請求項（ニ）記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、電源リレーとして用いる２つの半導体スイッチが寄生ダイオード（内部ダイオード）を有する場合であっても、２つの半導体スイッチを共にオフとすることで、寄生ダイオードを介してインバータ回路に電源が供給されることを抑制できる。

（ヘ）前記第２電源リレーに接続される前記第１ドライバと前記第２ドライバとの少なくとも一方と前記第３ドライバとが、相互に異なる昇圧回路を介して電源供給される、請求項（ニ）又は（ホ）記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、複数のドライバが相互に異なる昇圧回路から電源供給されるので、昇圧回路の一部が故障しても正常な昇圧回路からの電源供給によって電源リレーを駆動することができる。
（ト）前記第２電源リレーに接続される前記第１ドライバ又は前記第２ドライバに供給される昇圧電源が、前記インバータ回路のプリドライバの電源として共用されていない昇圧電源である、請求項（へ）に記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、第１電源リレーと第２電源リレーの両方に接続される第１ドライバ又は第２ドライバ用の昇圧電源に必要とされる電流能力を小さくでき、簡素な回路構成で実現できる。

（チ）前記インバータ回路を駆動するプリドライバは、少なくとも２系統の昇圧回路から電源供給される、請求項１から３のいずれか１つに記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、プリドライバは少なくとも２系統の昇圧回路から電源供給されるので、１系統に故障が発生してもインバータ回路を駆動することが可能となる。

（リ）前記プリドライバの昇圧回路として、ブートストラップ回路を備える、請求項（ト）記載の電動モータの駆動装置。
上記構成によると、電動モータのＰＷＭ制御に伴ってブートストラップコンデンサへの充電を行い、ブートストラップコンデンサの電圧でインバータ回路を駆動できる。

（ヌ）前記インバータ回路を駆動するプリドライバはＳＯＩ（Silicon on Insulator）で構成される、請求項１から３のいずれか１つに記載の電動モータの駆動装置。
上記発明によると、プリドライバをＳＯＩで構成することで浮遊容量を低減し、プリドライバの高速度化及び低消費電力化を図ることができ、また、特定の部位が故障した際、他の部位に波及して故障させる可能性を低減することができる。
（ル）前記第１〜第３ドライバと前記電源リレーを構成する半導体スイッチとの間に、前記電源リレーに向かう電流を流すダイオードを接続した、請求項（ニ）記載の電動モータの駆動装置。
上記発明によると、前記第１〜第３ドライバのオフ状態での電流の逆流を抑制することができる。なお、前記第１〜第３ドライバをバイポーラトラジスタで構成する場合には、前記ダイオードを省略することができる。

１００…電動パワーステアリング装置、１３０…電動モータ、１４０…駆動装置、１５０…コントロールユニット、３００…インバータ回路、３３０Ｕ，３３０Ｖ，３３０Ｗ…相リレー、３４０Ｕ，３４０Ｖ，３４０Ｗ…ドライバ、４００…プリドライバ、４３０…チャージポンプ、５００…電源リレー装置、５３０…第１電源リレー、５４０…第２電源リレー、５５０ａ，５５０ｂ，５５０ｃ…ドライバ

Claims (3)

1. 電動モータに電力を供給するインバータ回路と、
   前記インバータ回路に電力を供給する電源ラインに配置された半導体スイッチで構成される電源リレーと、
   前記電源リレーを駆動する第１ドライバ及び第２ドライバと、
   を備え、
   前記第１ドライバと前記第２ドライバとの少なくとも一方がオン信号を出力する場合に前記電源リレーがオンする、電動モータの駆動装置。
2. 前記第１ドライバ及び前記第２ドライバが正常である場合に前記第１ドライバ及び前記第２ドライバの双方からオン信号を出力して前記電源リレーをオンする、請求項１記載の電動モータの駆動装置。
3. 前記第１ドライバの電源を昇圧する第１昇圧回路と、前記第２ドライバの電源を昇圧する第２昇圧回路とを個別に備える、請求項１又は２記載の電動モータの駆動装置。