JP2016019385A - モータ装置 - Google Patents

Abstract

【課題】製品コストを抑えつつ動作信頼性を確保することができるモータ装置を提供する。【解決手段】第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２のいずれか一における少なくとも一のＦＥＴに短絡故障が発生したとき、ＥＰＳの制御回路は当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する第１のリレー７１または第２のリレー７２をオフする。また制御回路は、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータを利用しつつ各ＦＥＴのスイッチングを制御することによりモータ１３における三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのすべてに交流電力を供給する。モータ１３が継続して駆動されることによりでＥＰＳの動作信頼性が確保される。また、モータは三相のコイルを１組だけ有しているところ、三相のコイルを複数組だけ設けて多重化を図る場合と比較して、モータの構成の簡素化が図られる。【選択図】図２

Description

本発明は、モータ装置に関する。

従来、モータの回転力を利用して操舵を補助する電動パワーステアリング装置が知られている。モータが失陥した場合、操舵補助力を発生させることが困難になる。このため、つぎのようなモータが従来提案されている。たとえば特許文献１のモータは、三相分を１組とする２組の巻線群、および２組の巻線群に対して組ごとに給電する２組のインバータ回路を有している。このモータによれば、たとえば一方組のインバータ回路が失陥した場合であれ、他方組の巻線群およびインバータ回路を使用してモータを回転させることが可能である。

特開２０１１−３０４０６号公報

ところが、モータに２組の巻線群およびインバータ回路を設けることにより確かにモータのフェールセーフが図られるものの、この場合、製品コストの増大が懸念される。
本発明の目的は、製品コストを抑えつつ動作信頼性を確保することができるモータ装置を提供することにある。

上記目的を達成し得るモータ装置は、互いに電気的に分離された三相のコイルを有するモータと、少なくとも２つのスイッチング素子を１組とし、第１組および第２組からなる２組のハーフブリッジインバータを有して前記三相のコイルを個別に駆動する３つのフルブリッジインバータと、前記３つのフルブリッジインバータの各第１組のハーフブリッジインバータと直流電源との間の第１の給電経路に設けられる第１のリレーと、前記３つのフルブリッジインバータの各第２組のハーフブリッジインバータと直流電源との間の第２の給電経路に設けられる第２のリレーと、各ハーフブリッジインバータのいずれか一における少なくとも一のスイッチング素子に短絡故障が発生したとき、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する前記第１または第２のリレーをオフするとともに、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータを利用しつつ各スイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記三相のコイルのすべてに交流電力を供給する制御回路と、を有してなる。

この構成によれば、各ハーフブリッジインバータのいずれか一における少なくとも一のスイッチング素子に短絡故障が発生したとき、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する前記第１または第２のリレーがオフされる。三相各相の正常な第１組または第２組のハーフブリッジインバータに対する給電は継続されるため、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータを利用しつつ各スイッチング素子のスイッチングを制御することにより三相のコイルのすべてに対する給電を継続することが可能である。このため、一のハーフブリッジインバータに短絡故障が発生した場合であれ、モータを継続して駆動させることが可能となる。ひいては、モータ装置の動作信頼性を確保することができる。また、モータは三相のコイルを１組だけ有しているところ、三相のコイルを複数組だけ設けて多重化を図る場合と比較して、モータの構成の簡素化が図られる。製品コストも抑えられる。

また、上記のモータ装置において、前記短絡故障が発生したスイッチング素子の状態が開放故障に遷移することも想定される。このとき、前記制御回路は、前記オフしていた第１または第２の給電リレーを再びオンしたうえで、つぎの第１および第２の処理のいずれか一を実行してもよい。

第１の処理として、前記制御回路は、前記短絡故障が発生したスイッチング素子を含むフルブリッジインバータを停止させるとともに残り２つのフルブリッジインバータを通じて前記モータを２相駆動する。

第２の処理として、前記制御回路は、前記開放故障に遷移したスイッチング素子を含むフルブリッジインバータに対応する１相のコイルに対して当該フルブリッジインバータの正常な第１組または第２組のハーフブリッジインバータを通じて交流電力を供給する。一方で、制御回路は、残り２相のコイルに対してそれぞれ２つの正常なフルブリッジインバータを通じて交流電力を供給する。

これら第１または第２の処理が制御回路により実行されることによって、短絡故障が発生したスイッチング素子の状態が開放故障に遷移したときであれ、モータを継続して駆動させることが可能となる。

上記のモータ装置において、前記モータは、車両操舵を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として採用されてもよい。
上記のモータ装置は、高い動作信頼性が要求される電動パワーステアリング装置の駆動源として好適である。

本発明のモータ装置によれば、製品コストを抑えつつ動作信頼性を確保することができる。

第１の実施形態の電動パワーステアリング装置の電気的な構成を示すブロック図。 第１の実施形態のモータ装置の回路図。 第１の実施形態のモータに対して供給される通常時の三相交流を示す波形図。 第１の実施形態のモータ駆動回路のＦＥＴに短絡故障が発生したときの波形図。 （ａ）は第１の実施形態におけるモータ駆動回路の上段ＦＥＴおよび下段ＦＥＴに短絡故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート、（ｂ）は他の実施形態における上段ＦＥＴおよび下段ＦＥＴの状態が短絡故障から開放故障へ遷移したときの処理手順を示すフローチャート。 他の実施形態におけるモータ駆動回路の上段ＦＥＴまたは下段ＦＥＴに短絡故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート。 第１の実施形態におけるモータ駆動回路の上段ＦＥＴおよび下段ＦＥＴに開放故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート。 第１の実施形態におけるモータ駆動回路の上段ＦＥＴまたは下段ＦＥＴに短絡故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるモータ駆動回路の上段ＦＥＴに短絡故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート。 第２の実施形態におけるモータ駆動回路の下段ＦＥＴに短絡故障が発生したときの処理手順を示すフローチャート。

＜第１の実施の形態＞
以下、モータ装置を電動パワーステアリング装置（以下、「ＥＰＳ」という。）に具体化した第１の実施の形態を説明する。

図１に示すように、ＥＰＳ１０は制御回路１１、モータ駆動回路１２およびモータ１３を有している。制御回路１１は、図示しない車載センサを通じて取得される操舵トルクτおよび車速Ｖに基づきアシスト電流指令値（目標アシストトルク）を演算し、当該アシスト電流指令値に従った電流をモータ駆動回路１２の制御を通じてモータ１３に供給する。モータ１３はモータ駆動回路１２からの電流の供給を受けてアシストトルクを発生させる。

図２に示すように、モータ１３としてはたとえば三相ブラシレスモータが採用される。モータ１３は、互いに独立して設けられる三相（Ｕ相、Ｖ相，Ｗ相）のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを有している。モータ１３には仮想中性点Ｏが設定されている。仮想中性点Ｏとは、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗをスター結線（Ｙ結線）しようとしたとき、各コイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが一括して接続される仮想の点をいう。

モータ駆動回路１２は、バッテリなどの直流電源１４から直流電圧が印加される３組のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗを有している。
フルブリッジインバータ３０ｕは、互いに逆動作する第１および第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２を有している。第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１はＦＥＴ（電界効果トランジスタ）３１およびＦＥＴ３２が直列に接続されてなる。第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２はＦＥＴ３３およびＦＥＴ３４が直列に接続されてなる。第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の中点Ｐｕ１はＵ相のコイル２０ｕの仮想中性点Ｏと反対側の第１の端部に、第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の中点Ｐｕ２はＵ相のコイル２０ｕの仮想中性点Ｏ側の第２の端部にそれぞれ接続されている。第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の中点Ｐｕ１とコイル２０ｕとの間をつなぐ接続線には、コイル２０ｕに供給される電流を検出する電流センサ６０ｕが設けられている。

フルブリッジインバータ４０ｖは、互いに逆動作する第３および第４のハーフブリッジインバータ４０ｖ１，４０ｖ２を有している。第３のハーフブリッジインバータ４０ｖ１はＦＥＴ４１およびＦＥＴ４２が直列に接続されてなる。第４のハーフブリッジインバータ４０ｖ２はＦＥＴ４３およびＦＥＴ４４が直列に接続されてなる。第３のハーフブリッジインバータ４０ｖ１の中点Ｐｖ１はＶ相のコイル２０ｖの仮想中性点Ｏと反対側の第１の端部に、第４のハーフブリッジインバータ４０ｖ２の中点Ｐｖ２はＶ相のコイル２０ｖの仮想中性点Ｏ側の第２の端部にそれぞれ接続されている。第３のハーフブリッジインバータ４０ｖ１の中点Ｐｖ１とコイル２０ｖとの間をつなぐ接続線には、コイル２０ｖに供給される電流を検出する電流センサ６０ｖが設けられている。

フルブリッジインバータ５０ｗは、互いに逆動作する第５および第６のハーフブリッジインバータ５０ｗ１，５０ｗ２を有している。第５のハーフブリッジインバータ５０ｗ１はＦＥＴ５１およびＦＥＴ５２が直列に接続されてなる。第６のハーフブリッジインバータ５０ｗ２はＦＥＴ５３およびＦＥＴ５４が直列に接続されてなる。第５のハーフブリッジインバータ５０ｗ１の中点Ｐｗ１はＷ相のコイル２０ｗの仮想中性点Ｏと反対側の第１の端部に、第６のハーフブリッジインバータ５０ｗ２の中点Ｐｗ２はＷ相のコイル２０ｗの仮想中性点Ｏ側の第２の端部にそれぞれ接続されている。第５のハーフブリッジインバータ５０ｗ１の中点Ｐｗ１とコイル２０ｗとの間をつなぐ接続線には、コイル２０ｗに供給される電流を検出する電流センサ６０ｗが設けられている。

第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２の第１の端部はそれぞれ電源線Ｌ１を介して直流電源１４のプラス端子Ｔ１に、同じく第２の端部はそれぞれ電源線Ｌ２を介して直流電源１４のマイナス端子（接地端子）Ｔ２に接続されている。第１、第３および第５のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，４０ｖ１，５０ｗ１の第１の端部はそれぞれ第１の分岐線Ｌ３を介して電源線Ｌ１に接続されている。第２、第４および第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ２，４０ｖ２，５０ｗ２の第１の端部はそれぞれ第２の分岐線Ｌ４を介して電源線Ｌ１に接続されている。第１の分岐線Ｌ３には第１のリレー７１が、第２の分岐線Ｌ４には第２のリレー７２が設けられている。

制御回路１１は、三相のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗをそれぞれＰＷＭ制御する。制御回路１１は、車両情報として操舵トルクτおよび車速Ｖをそれぞれ取り込み、これら取り込まれる車両情報に基づきアシスト電流指令値を演算し、当該アシスト電流指令値およびモータ１３の図示しないロータの回転角度に基づき所定のデューティ比を有するＰＷＭ信号を生成する。ＰＷＭ信号は各フルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗに対するスイッチング指令である。

たとえばフルブリッジインバータ３０ｕの第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１は、三相分のハーフブリッジインバータが並列に接続されてなる通常の三相インバータにおけるＵ相ハーフブリッジインバータと同様にＰＷＭ制御される。また、フルブリッジインバータ３０ｕの第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２は通常の三相インバータにおけるＵ相ハーフブリッジインバータと逆相でＰＷＭ制御される。残り２つのフルブリッジインバータ４０ｖ，５０ｗについても同様である。

制御回路１１により生成されるＰＷＭ信号に応じて各ＦＥＴがスイッチングすることにより、三相のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗはそれぞれ互いに位相の異なる単相交流電圧、正確には単相正弦波電圧を生成する。三相のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗにより生成される単相正弦波電圧は、それぞれ対応する三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗの両端間に印加される。これにより、モータ１３はアシスト電流指令値に応じたアシストトルク（回転力）を発生する。

制御回路１１は第１および第２のリレー７１，７２の開閉を制御する。通常、制御回路１１は第１および第２のリレー７１，７２をそれぞれ閉じた状態に維持する。
制御回路１１は、モータ駆動回路１２の異常検出機能を有している。制御回路１１は、たとえば各電流センサ６０ｕ，６０ｖ，６０ｗにより検出される電流の値と基準値との比較を通じて各ＦＥＴの開放故障を検出する。また制御回路１１は、たとえば第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２の中点電位と基準値とをそれぞれ比較することにより各ＦＥＴの短絡故障を検出する。通常、各中点電位は０（零）ボルトであるところ、短絡故障が発生したときには電圧が生じる。このことを利用して制御回路１１は短絡故障を検出する。

制御回路１１はモータ駆動回路１２の異常が検出されるとき、当該異常の内容に応じて操舵のアシストを継続するバックアップ制御を実行する。
＜モータ装置の動作＞
つぎに、モータ装置の動作を説明する。

＜通常時＞
通常時、制御回路１１は各フルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗを使用してモータ１３を正弦波駆動（１８０°通電）する。すなわち、制御回路１１はモータ駆動回路１２のＰＷＭ制御を通じて、各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに対して連続的に印加する電圧を正弦波状に変化させる。その結果、図３のグラフに示されるように、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにはそれぞれ互いに１２０°だけ位相の異なる正弦波交流電流が供給される。

＜異常時＞
つぎに、モータ駆動回路１２に異常が発生したとき、制御回路１１により実行されるバックアップ制御の処理手順を説明する。ここでは、第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２を代表して、第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１に異常が発生したときについて説明する。

第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の異常としては、たとえばつぎの（Ａ）〜（Ｄ）の４つの場合が考えられる。
（Ａ）ＦＥＴ３１，３２の双方に短絡故障が発生する場合。

（Ｂ）ＦＥＴ３１，３２のいずれか一方に短絡故障が発生する場合。
（Ｃ）ＦＥＴ３１，３２の双方に開放故障が発生する場合。
（Ｄ）ＦＥＴ３１，３２のいずれか一方に開放故障が発生する場合。

＜場合Ａのとき＞
図５（ａ）のフローチャートに示すように、制御回路１１は上下段のＦＥＴ３１，３２の双方に短絡故障が発生した旨検出されるとき（ステップＳ１０１）、この故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオフする（ステップＳ１０２）。その結果、第１、第３および第５のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，４０ｖ１，５０ｗ１への給電が遮断される。そして、制御回路１１は残りの第２、第４及び第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ２，４０ｖ２，５０ｗ２を使用して三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに対する給電、ひいてはモータ１３の駆動を継続する（ステップＳ１０３）。

このとき、第１のリレー７１がオフされているので、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにはそれぞれ一方向の電流しか供給することができない。たとえばＵ相については、第２のリレー７２→ＦＥＴ３３→コイル２０ｕ→ＦＥＴ３２（短絡素子）の経路で電流が流れる。ちなみに、ＦＥＴ３２は短絡故障しているので接地側に向けて電流を流すことは可能である。Ｖ相およびＷ相の給電経路についてもＵ相と同様である。

また、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに対して給電されない無通電期間が発生する。
図４のグラフに二点鎖線で示されるように、第１および第２のリレー７１，７２がそれぞれオンされている本来の状態であるとき、各コイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗには正弦波状の電流が連続的に供給される。これに対して、第１のリレー７１がオフされているとき、図４のグラフに実線で示されるように、各コイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに対して、おおむね「６０°〜１２０°」および「２４０°〜３００°」の期間だけ通電される。その結果、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗにはそれぞれ矩形波状の電流が供給される。すなわち、モータ１３は結果的に矩形波駆動（１２０°通電）される。なお、図４のグラフにはＵ相に供給される電流の波形のみ図示しているところ、Ｖ相およびＷ相に供給される電流の波形もそれぞれ位相が異なるのみでＵ相と同様である。

このように、上下段のＦＥＴ３１，３２がそれぞれ短絡した場合であれ、モータ１３を継続して駆動させること、ひいては操舵アシストを継続することが可能である。
ここで、先のステップＳ１０３を通じてモータ１３が継続して駆動されているとき、ＦＥＴ３１，３２の状態が短絡故障から開放故障へ遷移することも想定される。この場合、制御回路１１はつぎのような処理を実行してもよい。

図５（ｂ）に示すように、制御回路１１は上下段のＦＥＴ３１，３２の状態が短絡故障から開放故障へ遷移したことが検出されるとき（ステップＳ１０４）、当該開放故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオフからオンへ切り替える（ステップＳ１０５）。そして、制御回路１１は故障が発生していない２相、ここではＶ相，Ｗ相のフルブリッジインバータ４０ｖ，５０ｗを使用してモータ１３を２相駆動する（ステップＳ１０６）。故障相であるＵ相のフルブリッジインバータ３０ｕは駆動させない。

なお、第２〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２における上下段のＦＥＴにそれぞれ短絡故障が発生した場合についても基本的には第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１と同様である。ただし、第２、第４及び第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ２，４０ｖ２，５０ｗ２の上下段のＦＥＴにそれぞれ短絡故障が発生した場合、図５（ａ）のフローチャートにおけるステップＳ１０２では、第１のリレー７１ではなく第２のリレー７２がオフされる。また、図５（ｂ）のステップＳ１０５では、第１のリレー７１ではなく第２のリレー７２がオンされる。

＜場合Ｂのとき＞
つぎに、上下段のＦＥＴ３１，３２のいずれか一方に短絡故障が発生する場合、制御回路１１は図５（ａ）および図５（ｂ）のフローチャートに示される処理を実行する。

ただしこの場合、つぎのような処理を実行してもよい。
図６のフローチャートに示すように、制御回路１１は上段のＦＥＴ３１または下段のＦＥＴ３２の短絡故障が検出されるとき（ステップＳ２０１）、第１および第２のリレー７１，７２をそれぞれオンした状態を維持しつつ、正常なＶ相，Ｗ相のフルブリッジインバータ４０ｖ，５０ｗを使用してモータ１３を２相駆動する（ステップＳ２０２）。

＜場合Ｃのとき＞
つぎに、上下段のＦＥＴ３１，３２の双方に開放故障が発生する場合について説明する。

図７のフローチャートに示すように、制御回路１１は上下段のＦＥＴ３１，３２の双方に開放故障が発生した旨検出されるとき（ステップＳ３０１）、第１および第２のリレー７１，７２をオンした状態を維持しつつ、正常なＶ相，Ｗ相のフルブリッジインバータ４０ｖ，５０ｗを使用してモータ１３を２相駆動する（ステップＳ３０２）。

＜場合Ｄのとき＞
最後に、上下段のＦＥＴ３１，３２のいずれか一方に開放故障が発生する場合について説明する。

図８のフローチャートに示すように、制御回路１１は上段のＦＥＴ３１または下段のＦＥＴ３２の開放故障が検出されるとき（ステップＳ４０１）、第１および第２のリレー７１，７２をオンした状態を維持しつつ、正常なＶ相，Ｗ相のフルブリッジインバータ４０ｖ，５０ｗを使用してモータ１３を２相駆動する（ステップＳ４０２）。

＜実施の形態の効果＞
したがって、本実施の形態によれば、以下の効果を得ることができる。
（１）第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２のうちのいずれか一における少なくとも一のＦＥＴに短絡故障が発生したとき、制御回路１１は当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する第１のリレー７１または第２のリレー７２をオフする。そして制御回路１１は当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータを利用しつつ各ＦＥＴのスイッチングを制御することにより三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのすべてに交流電力を供給する。モータ１３が継続して駆動されることにより操舵に対するアシストも継続される。このため、ＥＰＳ１０の動作信頼性が確保される。また、三相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのすべてに対する給電が継続されるので、より安定したかたちでモータ１３の駆動、ひいては操舵に対するアシストを継続することが可能である。

（２）ＥＰＳ１０の駆動源として三相独立巻線型のモータ１３が採用されている。このため、各相のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗを通じて各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを独立して駆動させることが可能である。したがって、各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗのうちいずれか１つまたは２つに対する給電を停止させる場合であれ、残りの２つまたは１つに対して給電を継続することによりモータ１３を継続して運転することが可能となる。すなわち、いわゆるモータ１３の２相駆動または場合Ａで示した矩形波駆動が可能となる。

ちなみに、各フルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗ（各ＦＥＴを含む）が失陥した場合だけでなく、（ａ）各相のフルブリッジインバータ３０ｕ，４０ｖ，５０ｗと各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗとを接続する接続線が断線した場合、（ｂ）各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗが断線した場合などにも対応することが可能である。適宜、モータ１３の２相駆動または場合Ａで示した矩形波駆動が可能となる。

（３）モータ１３は各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗを１組だけ有している。各相のコイルを複数組だけ設けて各相コイルの多重化（冗長化）を図る場合と比較して、各相のコイル数を増やさない分、モータ１３の構成の簡素化が図られる。製品コストも抑えられる。

＜第２の実施の形態＞
つぎに、モータ装置の第２の実施の形態を説明する。本例は、先の図１および図２に示される第１の実施の形態と同様の構成を有している。本例は、たとえば上下段のＦＥＴ３１，３２のいずれか一方に短絡故障が発生する場合（前述の「場合Ｂ」）、制御回路１１により実行されるバックアップ制御の処理手順が前記第１の実施の形態と異なる。なお、ここでも第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１に異常が発生するときを例に挙げる。

図９のフローチャートに示すように、制御回路１１は上段のＦＥＴ３１の短絡故障が検出されるとき（ステップＳ５０１）、つぎの処理を実行する。
すなわち、制御回路１１は短絡素子であるＦＥＴ３１と同一相の正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の上段のＦＥＴ３３がオンするタイミングで、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオフする（ステップＳ５０２）。

このとき、正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の下段のＦＥＴ３４はオフされる。また、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の正常な下段のＦＥＴ３２はオンされる。このため、Ｕ相については、第２のリレー７２→ＦＥＴ３３→コイル２０ｕ→ＦＥＴ３２（短絡素子）の経路で電流が流れる。また、第１のリレー７１がオフされているので、正常なＶ相およびＷ相の給電経路についてもＵ相と同様である。

つぎに、制御回路１１は正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の下段のＦＥＴ３４がオンするタイミングで、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の正常な下段のＦＥＴ３２をオフする（ステップＳ５０３）。この後、制御回路１１は故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオンする（ステップＳ５０４）。

このとき、正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の上段のＦＥＴ３３はオフされる。また、第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の上段のＦＥＴ３２は短絡している。このため、Ｕ相については、第１のリレー７１→ＦＥＴ３１（短絡素子）→コイル２０ｕ→ＦＥＴ３４の経路で電流が流れる。正常なＶ相およびＷ相のコイル２０ｖ，２０ｗに対する給電経路についてもＵ相と同様である。

図１０のフローチャートに示すように、制御回路１１は下段のＦＥＴ３２の短絡故障が検出されるとき（ステップＳ６０１）、つぎの処理を実行する。
すなわち、制御回路１１は短絡素子であるＦＥＴ３２と同一相の正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の下段のＦＥＴ３４がオンするタイミングで、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオフする（ステップＳ６０２）。

このとき、正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の上段のＦＥＴ３３はオフされる。また、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の上段のＦＥＴ３１はオンされる。第２のリレー７２はオンした状態に維持されているものの、上段のＦＥＴ３３がオフされているのでＵ相のコイル２０ｕに電流は供給されない。正常なＶ相およびＷ相についてもＵ相と同様である。

つぎに、制御回路１１は正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の上段のＦＥＴ３３がオンするタイミングで、故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の正常な上段のＦＥＴ３１をオフする（ステップＳ６０３）。この後、制御回路１１は故障が発生した第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１が接続されている第１のリレー７１をオンする（ステップＳ６０４）。

このとき、正常な第２のハーフブリッジインバータ３０ｕ２の下段のＦＥＴ３４はオフされる。また、第１のハーフブリッジインバータ３０ｕ１の下段のＦＥＴ３２は短絡している。このため、Ｕ相については、第２のリレー７２→ＦＥＴ３３→コイル２０ｕ→ＦＥＴ３２（短絡素子）の経路で電流が流れる。正常なＶ相およびＷ相のコイル２０ｖ，２０ｗに対する給電経路についてもＵ相と同様である。

したがって、本実施の形態によれば、各相のコイル２０ｕ，２０ｖ，２０ｗに対する無通電期間は存在するものの、モータ１３の駆動を継続させることが可能である。
＜他の実施の形態＞
なお、第１および第２の実施の形態は、つぎのように変更して実施してもよい。

・本例では、第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２をそれぞれ２つのＦＥＴから構成したが、３つ、４つまたはそれ以上のＦＥＴから構成してもよい。

・第１〜第６のハーフブリッジインバータ３０ｕ１，３０ｕ２，４０ｖ１，４０ｖ２，５０ｗ１，５０ｗ２のいずれか一における少なくとも一のＦＥＴに開放故障が発生したとき、つぎのようにしてもよい。すなわち、制御回路１１は、開放故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する１相のコイルに対して、当該ハーフブリッジインバータと対をなす同一相の正常なハーフブリッジインバータを通じて矩形波状の交流電力を供給する。また、制御回路１１は、残り２相のコイルに対してそれぞれ正常なフルブリッジインバータを通じて正弦波状の交流電力を供給する。このようにすれば、より通常時に近いかたちでモータ１３の駆動を継続することができる。また当該処理は、短絡していた上下段のＦＥＴの状態がそれぞれ短絡故障から開放故障へ遷移したとき（図５（ｂ）：Ｓ１０４）、実行するようにしてもよい。

・モータ装置の一例としてＥＰＳ１０を挙げたが、これに限らない。本例は電動ポンプなどに具体化してもよい。
＜他の技術的思想＞
つぎに、前記両実施の形態から把握できる技術的思想を以下に追記する。

（イ）各ハーフブリッジインバータのいずれか一に開放故障が発生したとき、当該ハーフブリッジインバータに対応する１相のコイルに対して当該ハーフブリッジインバータと対をなす同一相の正常なハーフブリッジインバータを通じて交流電力（矩形波状）を供給する一方、残り２相のコイルに対してそれぞれ２つの正常なフルブリッジインバータを通じて交流電力（正弦波状）を供給する制御回路を有すること。この構成によれば、各ハーフブリッジインバータのいずれか一に開放故障が発生した場合であれ、より通常時に近いかたちでモータを継続して駆動させることができる。

１０…電動パワーステアリング装置（モータ装置）、１１…制御回路、１４…直流電源、２０ｕ，２０ｖ，２０ｗ…コイル、１３…モータ、３０ｕ，４０ｖ，５０ｗ…フルブリッジインバータ、３０ｕ１，４０ｖ１，５０ｗ１…ハーフブリッジインバータ（第１組）、３０ｕ２，４０ｖ２，５０ｗ２…ハーフブリッジインバータ（第２組）、３１〜３４，４１〜４４，５１〜５４…ＦＥＴ（スイッチング素子）、７１…第１のリレー、７２…第２のリレー、Ｌ３…第１の分岐線（第１の給電経路）、Ｌ４…第２の分岐線（第２の給電経路）。

Claims (4)

1. 互いに電気的に分離された三相のコイルを有するモータと、
   少なくとも２つのスイッチング素子を１組とし、第１組および第２組からなる２組のハーフブリッジインバータを有して前記三相のコイルを個別に駆動する３つのフルブリッジインバータと、
   前記３つのフルブリッジインバータの各第１組のハーフブリッジインバータと直流電源との間の第１の給電経路に設けられる第１のリレーと、
   前記３つのフルブリッジインバータの各第２組のハーフブリッジインバータと直流電源との間の第２の給電経路に設けられる第２のリレーと、
   各ハーフブリッジインバータのいずれか一における少なくとも一のスイッチング素子に短絡故障が発生したとき、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータに対応する前記第１または第２のリレーをオフするとともに、当該短絡故障が発生したハーフブリッジインバータを利用しつつ各スイッチング素子のスイッチングを制御することにより前記三相のコイルのすべてに交流電力を供給する制御回路と、を有してなるモータ装置。
2. 請求項１に記載のモータ装置において、
   前記短絡故障が発生したスイッチング素子の状態が開放故障に遷移したとき、
   前記制御回路は、前記オフしていた第１または第２の給電リレーを再びオンしたうえで、前記短絡故障が発生したスイッチング素子を含むフルブリッジインバータを停止させるとともに残り２つのフルブリッジインバータを通じて前記モータを２相駆動するモータ装置。
3. 請求項１に記載のモータ装置において、
   前記短絡故障が発生したスイッチング素子の状態が開放故障に遷移したとき、
   前記制御回路は、前記オフしていた第１または第２の給電リレーを再びオンしたうえで、前記開放故障に遷移したスイッチング素子を含むフルブリッジインバータに対応する１相のコイルに対して当該フルブリッジインバータの正常な第１組または第２組のハーフブリッジインバータを通じて交流電力を供給する一方、残り２相のコイルに対してそれぞれ２つの正常なフルブリッジインバータを通じて交流電力を供給するモータ装置。
4. 請求項１〜請求項３のうちいずれか一項に記載のモータ装置において、
   前記モータは、車両操舵を補助する電動パワーステアリング装置の駆動源として採用されるモータ装置。