JP2017022915A - 電動モータ制御装置 - Google Patents

Abstract

【課題】電動モータの動作に与える影響を抑制しつつ、電動モータの駆動回路と電動モータの巻線と間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行うこと。【解決手段】２系統の巻線を含む電動モータと、２系統の巻線のうち、一方の巻線を通電させるための駆動回路と、一方の巻線と駆動回路の間に設けられるリレーと、リレーの開閉状態を制御するリレー制御部と、駆動回路の動作を制御する駆動制御部と、リレーがＯＮ故障しているか否かを判定する異常判定部であって、駆動制御部は、異常判定部によりリレーがＯＮ故障しているか否かの判定が行われる場合、リレーを通じて一方の巻線に予め規定された第１電流が流れるように、駆動回路を制御すると共に、異常判定部によりリレーがＯＮ故障していると判定された場合、リレーを通じて一方の巻線に第１電流と反対方向の第２電流が流れるように、駆動回路を制御する。【選択図】図７

Description

本発明は、電動モータ制御装置に関する。

従来から、２系統の巻線を備える二重冗長構成の電動モータが知られている（例えば、特許文献１等）。特許文献１に記載の電動モータ（三相交流モータ）は、２組の三相巻線のうち、一方に異常が発生して通電不能な状態になった場合でも、他方の三相巻線を用いて定格出力が出せるようになっている。

特開２００３−１０２１８９号公報

ところで、電動モータを駆動する駆動回路（インバータ等）と電動モータの間には、開放リレーが設けられる場合がある。例えば、駆動回路の異常に起因して、電動モータへの通電停止が不能になった場合に、開放リレーを開放することで、電動モータへの通電を停止させることができる（フェールセーフ機能）。

かかる開放リレーは、常閉されているため、ＯＮ故障（ＯＦＦするように指令を出してもＯＦＦに戻らない故障）してしまう可能性があり、かかるフェールセーフ機能を果たすことができない可能性がある。よって、適宜、開放リレーのＯＮ故障による異常の有無を判定することが望ましい。具体的には、開放リレーをＯＦＦに切り替える指令を出力した後の状態で、開放リレーに電流が流れるように駆動回路を動作させる。そして、開放リレーを含む経路に電流が流れない場合は、正常に開放リレーが開放されている（ＯＦＦされている）ことを確認することができ、電流が流れる場合は、開放リレーがＯＮ故障していると異常判定することができる。特に、特許文献１に記載の二重冗長構成の電動モータを用いることにより、２系統の巻線のうち、一方の巻線を用いて通常動作を行いつつ、他方の巻線と駆動回路の間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行うことができる。

しかしながら、一方の巻線を用いて通常動作を行っている最中に、他方の巻線と駆動回路の間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行うと、開放リレーがＯＮ故障していた場合に、他方の巻線に電流が流れてしまう可能性がある。そのため、他方の巻線に流れた電流の影響で、一方の巻線による電動モータの動作に影響を与えてしまうおそれがある。

そこで、上記課題に鑑み、電動モータの動作に与える影響を抑制しつつ、電動モータの駆動回路と電動モータの巻線と間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行うことが可能な電動モータ制御装置を提供することを目的とする。

上記目的を達成するため、一実施形態において、電動モータ制御装置は、
２系統の巻線を含む電動モータと、
前記２系統の巻線のうち、一方の巻線を通電させるための駆動回路と、
前記一方の巻線と前記駆動回路の間に設けられるリレーと、
前記リレーの開閉状態を制御するリレー制御部と、
前記駆動回路の動作を制御する駆動制御部と、
前記リレーがＯＮ故障しているか否かを判定する異常判定部であって、前記リレー制御部から前記リレーに開放指令が出力された状態で、前記リレーを通じて前記一方の巻線に通電がある場合、前記リレーがＯＮ故障していると判定する異常判定部を備え、
前記駆動制御部は、前記異常判定部により前記リレーがＯＮ故障しているか否かの判定が行われる場合、前記リレーを通じて前記一方の巻線に予め規定された第１電流が流れるように、前記駆動回路を制御すると共に、前記異常判定部により前記リレーがＯＮ故障していると判定された場合、前記リレーを通じて前記一方の巻線に前記第１電流と反対方向の第２電流が流れるように、前記駆動回路を制御する。

本実施の形態によれば、電動モータの動作に与える影響を抑制しつつ、電動モータの駆動回路と電動モータの巻線と間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行うことが可能な電動モータ制御装置を提供することができる。

本実施形態に係る電動パワーステアリング装置に関連する車両用操舵装置の一例を概略的に示す構成図である。 ＥＣＵにおける入出力の一例を示す図である。 電動パワーステアリング装置に係る電力供給系の概要の一例を示す図である。 アシストモータの構成の一例、及び第１インバータ７１及び第２インバータ７２とアシストモータ２２との間の接続態様の一例を示す図である。 ＯＮ故障の有無を判定する手法を説明する図である。 ＯＮ故障が発生していると判定された場合におけるアシストモータに流れる電流の態様の一例を表す図である。 ＯＮ故障の有無を判定する際の電動パワーステアリング装置の動作の一例を示すタイミングチャートである。

以下、図面を参照して発明を実施するための形態について説明する。

図１は、車両用操舵装置１０の一例を概略的に示す構成図である。車両用操舵装置１０は、運転者が操作するステアリングホイール１１を含むステアリングコラム１２を備える。ステアリングコラム１２は、ステアリングホイール１１の回転軸となるステアリングシャフト１４を回転可能に支持する。ステアリングシャフト１４は、ゴムカップリング１３等を介して中間シャフト（インターミディエイトシャフト）１６に接続される。中間シャフト１６はピニオンシャフト（出力軸）に接続され、ステアリングギアボックス３１内でピニオンシャフトのピニオン１７がステアリングラック（ラックバー）１８に噛合される。ステアリングラック１８の両端には、それぞれタイロッド１９の一端が接続されると共に各タイロッド１９の他端にはナックルアーム等（図示せず）を介して転舵輪（図示せず）が接続されている。また、中間シャフト１６又はステアリングシャフト１４には、ステアリングホイール１１の操舵角に応じた信号を発生する舵角センサ２６や、ステアリングシャフト１４に付与される操舵トルクに応じた信号を発生するトルクセンサ１５が設けられる。

尚、トルクセンサ１５は、例えば、トーションバーで結合された中間シャフト１６（入力軸）とピニオンシャフト（出力軸）にそれぞれ設けられ、これらの軸の回転角度差に基づいてトルクを検出する計２個のレゾルバセンサから構成されてもよい。また、図１に示す車両用操舵装置１０の構成はあくまで一例であり、車両用操舵装置１０の構成自体は、後述の電動パワーステアリング装置２０を備える限り、任意であってよい。

車両用操舵装置１０は、電動パワーステアリング装置２０を備える。電動パワーステアリング装置２０は、操舵補助用のアクチュエータ２２（以下、アシストモータ２２と称する）を備える。アシストモータ２２は、例えば３相ブラシレスモータで構成されてよい。アシストモータ２２は、ステアリングギアボックス３１内にステアリングラック１８と同軸に設けられてよい。例えば、アシストモータ２２は、ボールねじナットを介してステアリングラック１８に噛合されてよい。アシストモータ２２は、その駆動力によりステアリングラック１８の移動を助勢する。即ち、アシストモータ２２の作動時、ロータの回転によりボールねじナットが回転し、これにより、ステアリングラック１８を軸方向に移動（助勢）させる。電動パワーステアリング装置２０の機械的な構成自体は、アシストモータ２２の配置場所を含め、任意であってよい。例えば、アシストモータ２２は、ステアリングシャフト（ピニオンシャフト等）に噛合されてもよいし、油圧装置を介して助成力を伝達してもよい。電動パワーステアリング装置２０のアシストモータ２２は、後述のＥＣＵ８０により制御される。アシストモータ２２の制御態様については、後述する。

図２は、ＥＣＵ８０における入出力の一例を示す図である。車両用操舵装置１０は、以下で説明する各種制御を行うＥＣＵ８０を備える。ＥＣＵ８０は、マイクロコンピュータ等によって構成されており、例えば、ＣＰＵ、制御プログラムを格納するＲＯＭ、演算結果等を格納する読書き可能なＲＡＭ、タイマ、カウンタ、入力インターフェイス、及び出力インターフェイス等を有する。

ＥＣＵ８０は、操舵システムを統括する単一のＥＣＵにより実現されてもよいし、２つ以上のＥＣＵにより協動して実現されてもよい。ＥＣＵ８０には、以下で説明する各種制御を実現するための情報ないしデータが入力される。例えば、ＥＣＵ８０には、トルクセンサ１５、回転角センサ２４、舵角センサ２６、車速センサ（図示せず）等から各種のセンサ値が所定周期毎に入力されてよい。また、ＥＣＵ８０には、後述するＵ−Ｖ、Ｖ−Ｗ及びＷ−Ｕ通電経路のそれぞれに流れる電流を検出する電流センサが接続又は内蔵される。また、ＥＣＵ８０には、制御対象としてアシストモータ２２が接続されている。

ＥＣＵ８０は、トルクセンサ１５や回転角センサ２４等の出力信号に基づいて、アシストモータ２２で発生させるべきアシストトルク（アシスト力）に関する目標値を決定する。アシストトルクに関する目標値は、電流や電圧等を含む任意の物理量であってよく、例えば、アシストモータ２２に印加するアシストモータ電流値（モータ駆動デューティ）であってよい。また、アシストトルクに関する目標値は、任意の態様で決定されてもよい。例えば、アシストトルクに関する目標値は、運転者による操舵トルクの増加に応じてアシストトルクが大きくなるように決定され、車速が大きい場合は小さい場合よりアシストトルクが小さくなるように決定されてもよい。また、アシストモータ２２に印加されるアシストモータ電流値は、アシストモータ２２（ロータ）の回転角度を検出する回転角センサ２４の出力信号に基づいてフィードバック制御されてよい。

図３は、電動パワーステアリング装置２０に係る電力供給系の概要の一例を示す図である。

図３に示すように、アシストモータ２２には、第１インバータ７１及び第２インバータ７２が並列に接続される。尚、第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、それぞれ、アシストモータ２２に含まれる２系統の巻線（図４参照）の一方を駆動するための駆動回路の一例である。第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、それぞれ、電源電圧（＋Ｂ）に接続される。尚、電源電圧は、車載バッテリやオルタネータ等であってよい。

第１インバータ７１は、６個のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６で構成される３相ブリッジ回路を含んでよい。スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、トランジスタ等の任意のスイッチング素子であってよい。第１インバータ７１に印加される直流電流は、３相ブリッジ回路により３相交流電力に変換される。第１インバータ７１のスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６は、マイコン８１及び第１プリドライバＩＣ８２により制御される。具体的には、マイコン８１は、アシストトルクに関する目標値を決定し、第１プリドライバＩＣ８２は、その目標値に対応するスイッチングパターン（目標値に対応するデューティのスイッチングパターン）をスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に印加する。

同様に、第２インバータ７２は、６個のスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２で構成される３相ブリッジ回路を含んでよい。スイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２は、トランジスタ等の任意のスイッチング素子であってよい。第２インバータ７２に印加される直流電流は、３相ブリッジ回路により３相交流電力に変換される。第２インバータ７２のスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２は、マイコン８１及び第２プリドライバＩＣ８３により制御される。具体的には、マイコン８１は、アシストトルクに関する目標値を決定し、第２プリドライバＩＣ８３は、その目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２に印加する。

尚、第１プリドライバＩＣ８２及び第２プリドライバＩＣ８３は、一体化されてもよい。また、図３に示す例では、第１インバータ７１、第２インバータ７２、マイコン８１、第１プリドライバＩＣ８２、第２プリドライバＩＣ８３及び電源回路８４は、ＥＣＵ８０の構成要素であるが、かかる構成には限定されない。即ち、ＥＣＵ８０は、その他の構成要素を含んでもよいし、一部の構成要素が外部に設けられてもよい。例えば、第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、ＥＣＵ８０の外部に設けられてもよい。更に、ＥＣＵ８０は、アシストモータ２２と一体的にモジュール化されるものであってもよい。

第１インバータ７１と電源電圧の間には、第１スイッチ７３が設けられる。第１スイッチ７３は、図３に示すように、リレー式のスイッチ（機械的なスイッチ）であってもよく、或いは、トランジスタ等のような半導体のスイッチング素子であってもよい。

同様に、第２インバータ７２と電源電圧の間には、第２スイッチ７４が設けられる。第２スイッチ７４は、図３に示すように、リレー式のスイッチ（機械的なスイッチ）であってもよく、或いは、トランジスタ等のような半導体のスイッチング素子であってもよい。第１スイッチ７３及び第２スイッチ７４は、第１インバータ７１及び第２インバータ７２に対応して、電源電圧に並列に接続される。

尚、第１スイッチ７３及び第２スイッチ７４の開閉状態は、マイコン８１により制御される。第１スイッチ７３及び第２スイッチ７４は、省略されてもよい。また、第１インバータ７１及び第２インバータ７２と電源電圧の間には、任意的な構成としてＤＣ−ＤＣコンバータ９０が接続されてもよい。ＤＣ−ＤＣコンバータ９０は、電源電圧を昇圧して、第１インバータ７１及び第２インバータ７２側に出力する。ＤＣ−ＤＣコンバータ９０の構成は、任意であってよく、例えば同期整流型の非絶縁型ＤＣ／ＤＣコンバータであってよい。

また、第１インバータ７１とアシストモータ２２の間には、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗが設けられてよい。開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗは、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の故障等に起因してアシストモータ２２への通電停止が不能となった場合に、マイコン８１から出力される開放指令に応じて開放される。また、第２インバータ７２とアシストモータ２２の間には、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗが設けられる。開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗは、スイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２の故障等に起因してアシストモータ２２への通電停止が不能となった場合に、マイコン８１から出力される開放指令に応じて開放される。

尚、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗは、機械式リレーであってもよいし、半導体リレーであってもよい。

図４は、アシストモータ２２の構成の一例、及び第１インバータ７１及び第２インバータ７２とアシストモータ２２との間の接続態様の一例を示す図である。

尚、図４では、電源回路８４等の図示が省略されている。また、図４において、各端子Ｕ１は、互いに電気的に接続されており、各端子Ｖ１は、互いに電気的に接続されており、各端子Ｗ１は、互いに電気的に接続されている。同様に、図４において、各端子Ｕ２は、互いに電気的に接続されており、各端子Ｖ２は、互いに電気的に接続されており、各端子Ｗ２は、互いに電気的に接続されている。

アシストモータ２２は、図４に示すように、２系統の巻線（２重巻構成）を有する。具体的には、アシストモータ２２は、互いに独立した第１系統の巻線と第２系統の巻線とを含む。例えば、第１系統の巻線と第２系統の巻線とは、それぞれ、アシストモータ２２のステータに巻回される。尚、巻き方は、任意であり、例えば集中巻、分布巻ないし重ね巻のような巻き方が採用されてもよい。

第１系統の巻線は、第１インバータ７１を介して通電されるＵ相コイルＵ−Ｖ−１と、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−１と、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−１とを含む。第２系統の巻線は、第２インバータ７２を介して通電されるＵ相コイルＵ−Ｖ−２と、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−２と、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−２とを含む。

尚、図４に示す例では、第１系統の巻線と第２系統の巻線は、それぞれ、スター結線で構成されているが、デルタ結線のような他の構成であってもよい。また、Ｕ相コイルＵ−Ｖ−１、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−１、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−１、及び、Ｕ相コイルＵ−Ｖ−２、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−２、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−２は、全て同一の特性（例えばインダクタンス等）のコイルから形成されてよい。以下では、Ｕ相コイルＵ−Ｖ−１、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−１、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−１、及び、Ｕ相コイルＵ−Ｖ−２、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−２、Ｗ相コイルＷ−Ｕ−２は、全て同一の特性のコイルである前提で説明を続ける。

図４に示す構成によれば、第１インバータ７１及び第２インバータ７２がアシストモータ２２に並列に接続されているので、第１インバータ７１及び第２インバータ７２のうちのいずれか一方を作動させるだけで、アシストモータ２２を作動させることができる。

第１インバータ７１を作動させる場合、マイコン８１は、上述の如くアシストモータ２２で発生させるべきアシストトルクに関する目標値を決定すると、第１スイッチ７３をオンとし且つ第２スイッチ７４をオフとすると共に、第１プリドライバＩＣ８２を介して、目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に印加する。かかるスイッチングパターンがスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に印加されると、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６がスイッチングパターンに従ってオン／オフし、Ｕ−Ｖ、Ｖ−Ｗ及びＷ−Ｕの各通電状態が順次切り替わる。

第２インバータ７２を作動させる場合、マイコン８１は、上述の如くアシストモータ２２で発生させるべきアシストトルクに関する目標値を決定すると、第１スイッチ７３をオフとし且つ第２スイッチ７４をオンとすると共に、第２プリドライバＩＣ８３を介して、目標値に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２に印加する。かかるスイッチングパターンがスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２に印加されると、スイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２がスイッチングパターンに従ってオン／オフし、Ｕ−Ｖ、Ｖ−Ｗ及びＷ−Ｕの各通電状態が順次切り替わる。

また、図４に示す構成によれば、第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、双方が同時に作動することも可能である。この場合、マイコン８１は、第１スイッチ７３をオンとし且つ第２スイッチ７４をオンとすると共に、アシストトルクに関する目標値を決定し、その目標値を所定比率で分配した分配目標値を、第１プリドライバＩＣ８２及び第２プリドライバＩＣ８３に与える。例えば、第１インバータ７１及び第２インバータ７２を１：９の比率で作動させる場合、目標値の１０％に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６に印加すると共に、目標値の９０％に対応するスイッチングパターンをスイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２に印加する。この際、第１インバータ７１に係るＵ−Ｖ通電経路、Ｖ−Ｗ通電経路及びＷ−Ｕ通電経路を流れる電流と、第２インバータ７２に係るＵ−Ｖ通電経路、Ｖ−Ｗ通電経路及びＷ−Ｕ通電経路を流れる電流とは、互いに独立して流されるが、これらが協動して回転磁界を形成する。これにより、全体として、目標値の１００％が実現されるような通電が実行されることになる。

尚、第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、好ましくは、同一の定格であり、単独でアシストトルクの最大値（設計で意図される最大値）を発生させることができる能力を備える。即ち、第１インバータ７１及び第２インバータ７２は、いずれも、単独の作動時に、アシストトルクの最大値を発生させることができる。また、アシストトルクの最大値は、アシストトルクに関する目標値の取りうる最大値に対応する。以下では、第１インバータ７１及び第２インバータ７２が同一の定格であり、単独でアシストトルクの最大値を発生させることができる能力を備えることを前提に説明を続ける。

次に、ＥＣＵ８０（マイコン８１）による開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗのＯＮ故障（ＯＦＦに戻らない故障）の有無を判定する処理の概要について説明する。

尚、ＯＮ故障は、機械式リレーにおけるＯＮ固着と、半導体リレーにおけるＯＮ短絡の双方を含む概念で使用する。

開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗは、上述の如く、スイッチング素子Ｓ１〜Ｓ６の故障等に起因してアシストモータ２２への通電停止が不能となった場合、マイコン８１から出力される開放指令に応じて開放される。また、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗは、上述の如く、スイッチング素子Ｓ７〜Ｓ１２の故障等に起因してアシストモータ２２への通電停止が不能となった場合に、マイコン８１から出力される開放指令に応じて開放される。即ち、第１インバータ７１及び第２インバータ７２に異常が発生しない状況において、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗは、車両のイグニッションオン（ＩＧ−ＯＮ）からイグニッションオフ（ＩＧ−ＯＦＦ）までの間において、通常、閉状態にされる（常閉状態）。そのため、何らかの要因により所謂ＯＮ故障が発生する可能性がある。ＯＮ故障が発生してしまうと、第１インバータ７１及び第２インバータ７２の何れかに異常が発生した場合に、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗを開放することができなくなってしまう。そこで、マイコン８１は、予め規定されたタイミングで開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗにＯＮ故障が発生しているか否かを判定する。

図５は、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ，７２ｕ，７２ｖ，７２ｗのＯＮ故障が発生しているか否かを判定する手法を説明する図である。

図５に示すように、マイコン８１は、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗにＯＮ故障が発生しているか否かを判定する場合、開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗの何れかに開放指令（ＯＦＦ指令）を出力すると共に、かかる開放リレーを通じて第１系統の巻線が通電するように、第１プリドライバＩＣ８２を介して、第１インバータ７１を制御する。また、マイコン８１は、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗにＯＮ故障が発生しているか否かを判定する場合、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗの何れかに開放指令（ＯＦＦ指令）を出力すると共に、かかる開放リレーを通じて第２系統の巻線が通電するように、第２プリドライバＩＣ８３を介して、第２インバータ７２を制御する。そして、マイコン８１は、Ｕ−Ｖ、Ｖ−Ｗ及びＷ−Ｕ通電経路のそれぞれに流れる電流を検出する電流センサにより通電が検出されない場合、かかる開放リレーが開放指令に応じて開放されていると判断できるため、ＯＮ故障は発生していないと判定する。一方、マイコン８１は、電流センサにより通電が検出される場合、かかる開放リレーが開放指令に応じて正常に開放されていない（ＯＮ状態のままである）と判断できるため、ＯＮ故障が発生していると判定する。

尚、ＯＮ故障があると判定された場合、ＥＣＵ８０（マイコン８１）は、自身が接続する車載ＬＡＮにＯＮ故障が発生した旨のワーニング情報を出力してよい。これにより、例えば、車載ＬＡＮに接続するメータＥＣＵがワーニング情報を受信してメータ内にＯＮ故障が発生した旨の警告を表示することができるため、運転者は、車両をディーラー等に持ち込んで修理してもらうことができる。

次に、第１系統の巻線と第２系統の巻線のうち、一方の巻線でアシストモータ２２の通常動作（運転者による操舵操作をアシストする動作）を実現しつつ、他方の巻線と駆動回路（第１インバータ７１及び第２インバータの何れか）の間に設けられる開放リレーのＯＮ故障判定を行う手法について説明する。以下、第１インバータ７１を作動させることにより、第１系統の巻線だけでアシストモータ２２を作動させつつ、第２系統の巻線と第２インバータ７２の間に設けられる開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗの何れかにＯＮ故障が発生しているか否かを判定する場合について説明する。

尚、当然の如く、第１系統の巻線と第２系統の巻線のうち、アシストモータ２２の通常動作を実現する巻線と、開放リレーのＯＮ故障の有無を判定するために使用される巻線は、入れ替えられてもよい。即ち、第２系統の巻線でアシストモータ２２の通常動作を実現しつつ、第１系統の巻線と第１インバータ７１の間に設けられる開放リレー７１ｕ，７１ｖ，７１ｗの何れかにＯＮ故障が発生しているか否かを判定してもよい。

図６は、ＯＮ故障が発生していると判定された場合におけるアシストモータに流れる電流の態様の一例を表す図である。具体的には、第１系統のＵ相コイルＵ−Ｖ−１に電流が流れている状態（図中の実線矢印）で、開放リレー７２ｕ，７２ｗの何れかにＯＮ故障が発生しているか否かを判定し、ＯＮ故障が発生していると判定された場合に、第２系統のＷ相コイルＷ−Ｕ−２に流れる電流（図中の破線矢印及び点線矢印）の態様を表している。

尚、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗにおけるＯＮ故障の有無の判定は、第１系統のＵ相コイルＵ−Ｖ−１に電流が流れている状態のみならず、Ｖ相コイルＶ−Ｗ−１又はＷ相コイルＷ−Ｕ−１に電流が流れている状態で行われてもよい。また、開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗの何れかにＯＮ故障が発生しているか否かを判定する場合、マイコン８１が第２系統のＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流が流れるように第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）に駆動指令を出力することにより、開放リレー７２ｕ，７２ｖの何れかのＯＮ故障の有無を判定してもよい。同様に、マイコン８１が第２系統のＶ相コイルＶ−Ｗ−２に電流が流れるように第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）に駆動指令を出力することにより、開放リレー７２ｖ，７２ｗの何れかのＯＮ故障の有無を判定してもよい。

図６に示す一例では、第１系統のＵ相（Ｕ１相）からＶ相（Ｖ１相）に向けて電流が流れる状態で、開放リレー７２ｕ，７２ｗの何れかに開放指令を出力してかかる開放リレーにＯＮ故障が発生しているか否かを判定している。そして、図６の破線矢印に示すように、第２系統のＷ相コイルＷ−Ｕ−２にＷ相（Ｗ２相）からＵ相（Ｕ２相）に向かう電流が流れるため、マイコン８１は、電流センサの検出信号に基づき、開放リレーにＯＮ故障が発生していると判定する。

ここで、アシストモータ２２は、第１系統の巻線を用いた通常動作、即ち、運転者による操舵操作をアシストする動作を行っているため、第２系統に破線矢印に示すような電流が流れてしまうと、第１系統の巻線による動作に影響を与えてしまう。そのため、マイコン８１は、開放リレーにＯＮ故障が発生していると判定すると、ＯＮ故障判定を行うための第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）への駆動指令を即座に停止すると共に、第１系統の巻線による動作への影響を抑制する駆動指令を第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）に出力する。具体的には、ＯＮ故障判定を行うための駆動指令に対応する電流方向と反対の方向の電流が第２系統の巻線に流れるように、第２インバータ７２を制御する（第２プリドライバＩＣ８３に駆動指令を出力する）。

図６に示す一例では、点線矢印で示すように、マイコン８１からの駆動指令に応じて、ＯＮ故障判定時に第２系統のＷ相コイルＷ−Ｕ−２に流れた電流と反対方向の電流（Ｕ２相からＷ２相に向かう電流）が流れている。

このように、ＯＮ故障判定時に第２系統の巻線に流れる電流による磁界を打ち消すように、第２系統の巻線に反対方向の電流を流すため、ＯＮ故障判定時に第２系統の巻線に流れる電流による第１系統の巻線による動作への影響を抑制することができる。即ち、第１系統の巻線による動作への影響を抑制しつつ、第２系統の巻線と第２インバータ７２の間に設けられる開放リレー７２ｕ，７２ｖ，７２ｗにＯＮ故障が発生しているか否かを判定することができる。

次に、第１系統の巻線と第２系統の巻線のうち、一方の巻線でアシストモータ２２の通常動作（運転者による操舵操作をアシストする動作）を実現しつつ、他方の巻線と駆動回路（第１インバータ７１及び第２インバータの何れか）の間に設けられる開放リレーのＯＮ故障の有無を判定する場合における電動パワーステアリング装置２０の動作の詳細について説明する。

図７は、第２系統の巻線と第２インバータ７２の間に設けられる開放リレー７２ｕのＯＮ故障の有無を判定する際の電動パワーステアリング装置２０（ＥＣＵ８０）の動作の一例を示すタイミングチャートである。具体的には、アシストモータ２２における第１系統の巻線と第２系統の巻線の双方による合計出力（図７（ａ））、第１インバータ７１（第１プリドライバＩＣ８２）への駆動指令（図７（ｂ））、第１系統の巻線に流れる電流の状態を示す電流モニタ（図７（ｃ））、開放リレー７２ｕへの指令（ＯＮ指令／ＯＦＦ指令）の状態（図７（ｄ））、第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）への駆動指令（図７（ｅ））、第２系統の巻線に流れる電流の状態を示す電流モニタ（図７（ｆ）、それぞれの時間変化を表している。

尚、図中の時刻ｔ１以前にて、開放リレー７２ｕは、マイコン８１からの閉成指令（ＯＮ指令）に基づき、閉成状態（ＯＮ状態）にある。また、図中の時刻ｔ５にて、開放リレー７２ｕにＯＮ故障が発生している。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、運転者による操舵操作に応じて、時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間、アシストモータ２２が作動する。この間、第１系統の巻線と第２系統の巻線のうち、第１系統の巻線のみでアシストモータ２２を作動させている。具体的には、マイコン８１が、時刻ｔ１から時刻ｔ２まで、Ｕ１相からＶ１相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−１に電流が流れるように、また、時刻ｔ２から時刻ｔ３まで、Ｖ１相からＷ１相に向けてＶ相コイルＶ−Ｗ−１に電流が流れるように、更に、時刻ｔ３から時刻ｔ４まで、Ｗ１相からＵ１相に向けてＷ相コイルＷ−Ｕ−１に電流が流れるように、第１インバータ７１（第１プリドライバＩＣ８２）に駆動指令を出力している。

一方、図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、時刻ｔ１から時刻ｔ２の間で、第２系統の巻線を用いて、開放リレー７２ｕのＯＮ故障の有無を判定している。

時刻ｔ１にて、マイコン８１は、開放リレー７２ｕに開放指令（ＯＦＦ指令）を出力している。そして、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間、Ｕ２相からＶ２相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流が流れるように、第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）に駆動指令を出力している。この際、時刻ｔ１から時刻ｔ２までの間で、開放リレー７２ｕを通じてＵ相コイルＵ−Ｖ−２には電流が流れていないため、マイコン８１は、開放リレー７２ｕにＯＮ故障が発生していないと判定する。

図７（ａ）、（ｂ）に示すように、時刻ｔ５にて、開放リレー７２ｕにＯＮ故障が発生した後、時刻ｔ６〜時刻ｔ１１までの間、運転者による操舵操作に応じて、アシストモータ２２が作動する。時刻ｔ１から時刻ｔ４までの間と同様、第１系統の巻線と第２系統の巻線のうち、第１系統の巻線のみでアシストモータ２２を作動させている。具体的には、マイコン８１が、時刻ｔ６から時刻ｔ９まで、Ｕ１相からＶ１相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−１に電流が流れるように、また、時刻ｔ９から時刻ｔ１０まで、Ｖ１相からＷ１相に向けてＶ相コイルＶ−Ｗ−１に電流が流れるように、更に、時刻ｔ１０から時刻ｔ１１まで、Ｗ１相からＵ１相に向けてＷ相コイルＷ−Ｕ−１に電流が流れるように、第１インバータ７１（第１プリドライバＩＣ８２）に駆動指令を出力している。

一方、図７（ｄ）、（ｅ）、（ｆ）に示すように、時刻ｔ６から時刻ｔ７（時刻ｔ９に到達する前）の間で、第２系統の巻線を用いて、開放リレー７２ｕのＯＮ故障の有無を判定している。具体的には、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間、マイコン８１が、Ｕ２相からＶ２相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流が流れるように、第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）に駆動指令を出力している。この際、時刻ｔ６から時刻ｔ７までの間で、開放リレー７２ｕを通じてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流が流れているため、マイコン８１は、開放リレー７２ｕにＯＮ故障が発生していると判定すると共に、Ｕ２相からＶ２相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流を流すための第２インバータ７２（第２プリドライバＩＣ８３）への駆動指令を停止する。そして、時刻ｔ７から時刻ｔ８までの間（時刻ｔ６から時刻ｔ７までと同じ長さの期間）で、マイコン８１は、Ｕ相コイルＵ−Ｖ−２に反対方向の電流が流れるように（Ｖ２相からＵ２相に向けてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に電流が流れるように）、第２インバータ７２を制御する（第２プリドライバＩＣ８３に駆動指令を出力する）。そのため、図７（ｆ）に示すように、時刻ｔ７から時刻ｔ８の間で、開放リレー７２ｕを通じてＵ相コイルＵ−Ｖ−２に反対方向の電流（Ｖ２相からＵ２相に向かう電流）が流れている。

図７（ａ）に示すように、時刻ｔ６から時刻ｔ７の間で、第２系統のＵ相コイルＵ−Ｖ−２にＵ２相からＶ２相に向けて電流が流れているため、一時的に、アシストモータ２２の合計出力が増加する。これに対して、時刻ｔ７から時刻ｔ８の間で第２系統のＵ相コイルＵ−Ｖ−２にＶ２相からＵ２相に向けて反対方向の電流が流れているため、時刻ｔ６から時刻ｔ７における出力増加分を打ち消すように、合計出力が減少している。これにより、時刻ｔ６から時刻ｔ１１までのアシストモータ２２が作動する期間全体としての出力（積算値）を一定に保持し、アシストモータ２２の合計出力を安定させることができる。

以上、本発明を実施するための形態について詳述したが、本発明はかかる特定の実施形態に限定されるものではなく、特許請求の範囲に記載された本発明の要旨の範囲内において、種々の変形・変更が可能である。

例えば、上述した実施形態における電動パワーステアリング装置は、２系統の巻線を含む電動モータを制御する電動モータ制御装置の一例であり、上述した実施形態において開示した内容（特に、開放リレーのＯＮ故障の有無の判定に関する内容）は、任意の電動モータ制御装置に適用することができる。

１０ 車両用操舵装置
１１ ステアリングホイール
１２ ステアリングコラム
１３ ゴムカップリング
１４ ステアリングシャフト
１５ トルクセンサ
１６ 中間シャフト
１７ ピニオン
１８ ステアリングラック
１９ タイロッド
２０ 電動パワーステアリング装置（電動モータ制御装置）
２２ アシストモータ（電動モータ）
２４ 回転角センサ
２６ 舵角センサ
７１ 第１インバータ（駆動回路）
７１ｕ，７１ｖ，７１ｗ 開放リレー（リレー）
７２ 第２インバータ（駆動回路）
７２ｕ，７２ｖ，７２ｗ 開放リレー（リレー）
７３ 第１スイッチ
７４ 第２スイッチ
８０ ＥＣＵ
８１ マイコン（リレー制御部、駆動制御部、異常判定部）
９０ ＤＣ−ＤＣコンバータ

Claims (1)

1. ２系統の巻線を含む電動モータと、
   前記２系統の巻線のうち、一方の巻線を通電させるための駆動回路と、
   前記一方の巻線と前記駆動回路の間に設けられるリレーと、
   前記リレーの開閉状態を制御するリレー制御部と、
   前記駆動回路の動作を制御する駆動制御部と、
   前記リレーがＯＮ故障しているか否かを判定する異常判定部であって、前記リレー制御部から前記リレーに開放指令が出力された状態で、前記リレーを通じて前記一方の巻線に通電がある場合、前記リレーがＯＮ故障していると判定する異常判定部を備え、
   前記駆動制御部は、前記異常判定部により前記リレーがＯＮ故障しているか否かの判定が行われる場合、前記リレーを通じて前記一方の巻線に予め規定された第１電流が流れるように、前記駆動回路を制御すると共に、前記異常判定部により前記リレーがＯＮ故障していると判定された場合、前記リレーを通じて前記一方の巻線に前記第１電流と反対方向の第２電流が流れるように、前記駆動回路を制御する、
   電動モータ制御装置。

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