JP2019054595A - 負荷駆動装置 - Google Patents

Abstract

【課題】サーボ系の異常原因の特定精度を向上させる。【解決手段】電源Ｂと接続され、駆動負荷３と電気ハーネス４を介して接続される負荷駆動装置１は、複数の半導体素子Ｑ１〜Ｑ４を有する駆動回路１１，１２と、電源Ｂから駆動回路１１，１２に対する電力の供給又は遮断を行う電源リレー１４と、電源リレー１４と駆動回路１１，１２との間に設けられたコンデンサ１５と、複数の半導体素子Ｑ１〜Ｑ４及び電源リレー１４を制御する制御手段１８と、を構成要素として備え、制御手段１８は、所定の異常診断条件が成立したときに、複数の半導体素子Ｑ１〜Ｑ４を所定の診断パターンでオン状態又はオフ状態に制御し、かつ、電源リレー１４をオフ状態に制御し、電源リレー１４をオフ状態に制御してからのコンデンサ１５の電圧の変化に基づいて、負荷駆動装置１の構成要素、電気ハーネス４及び駆動負荷３のいずれの異常であるかを検出する。【選択図】図１

Description

本発明は、駆動負荷を駆動制御する負荷駆動装置に関する。

従来の負荷駆動装置として、例えば特許文献１に記載されているように、駆動負荷としてのモータに対する通電を制御するインバータと直流電源との間に設けられた電源リレーによってインバータと直流電源とを電気的に接続したときに、電源リレーとインバータとの間に設けられた平滑コンデンサが十分に充電されるまで電流制限しつつ充電電流を流すプリチャージ回路を備えたモータ駆動装置が知られており、プリチャージ回路によって充電された平滑コンデンサの充電電圧に基づいて、充電電流供給経路における断線異常の検出を行っている。

特開２００９−１７１６４５号公報

ところで、負荷駆動装置では、駆動負荷の制御量を目標値に追従させるサーボ系に異常が発生した場合に、その異常原因として、負荷駆動装置の構成要素の異常に加えて、駆動負荷や、駆動負荷と負荷駆動装置とを接続する電気ハーネスのいずれの異常であるかを特定することが要求されている。

しかしながら、プリチャージ回路を備えた上記のモータ駆動装置では、平滑コンデンサの充電電流供給経路における断線異常しか検出できず、サーボ系の異常を特定するには不十分である。

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、サーボ系の異常原因の特定精度を向上させた負荷駆動装置を提供することを目的とする。

このため、本発明に係る負荷駆動装置は、電源と接続されるとともに、駆動負荷と電気ハーネスを介して接続されるものであって、複数の半導体素子を有し、複数の半導体素子がオン又はオフされて駆動負荷を駆動する駆動回路と、電源と駆動回路とを接続する給電線に設けられ、電源から駆動回路に対する電力の供給又は遮断を行うようにオン又はオフされる電源リレーと、電源リレーと駆動回路との間における給電線に設けられたコンデンサと、コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、複数の半導体素子及び電源リレーのオン及びオフを制御する制御手段と、を構成要素として備え、制御手段は、所定の異常診断条件が成立したときに、駆動回路の複数の半導体素子を所定の診断パターンでオン状態又はオフ状態に制御し、かつ、電源リレーをオフ状態に制御し、電源リレーをオフ状態に制御してからのコンデンサの電圧の変化に基づいて、負荷駆動装置の構成要素、電気ハーネス及び駆動負荷のいずれの異常であるかを検出する。

本発明の負荷駆動装置によれば、サーボ系の異常原因の特定精度を向上させることができる。

本発明の実施形態に係るモータ駆動装置を示す概略図である。 ＩＰＤの内部構成を示す回路図である。 設定モードとモニタ電圧との関係を示すテーブルである。 平滑コンデンサの放電特性を示す模式図である。 地絡によるハーネス異常を示す模式図である。 天絡によるハーネス異常を示す模式図である。 断線によるハーネス異常を示す模式図である。 異常診断処理の第１実施例を示すフローチャートである。 異常診断処理の第２実施例を示すフローチャートである。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。
図１は、本発明の実施形態に係るモータ駆動装置の一例を示す。

モータ駆動装置１は、ＣＡＮ（Controller Area Network）等によって通信可能に接続された上位制御装置であるＥＣＭ（Electric Control Module）２からの指令信号に基づいて、駆動負荷としてのモータ３を駆動制御する負荷駆動装置である。

モータ３は、コイル３１が電気的に絶縁された状態で巻き回されたステータ（図示省略）と、ステータ歯と空隙を挟んで対向する永久磁石を有し、ステータに対して回転可能に軸支されたロータ（図示省略）と、を備えている。モータ３とモータ駆動装置１とは、互いに別体に構成され、電気ハーネス４によって接続されている。

モータ３としては、例えば、バルブタイミングを連続的に変更する可変バルブタイミング機構、ピストンの上死点位置を変化させて圧縮比を変更する圧縮比可変機構、あるいは、吸気バルブのリフト量及び開弁期間を変更する可変動弁機構等において、車載用アクチュエータとして軸出力が利用される小型の補機モータがあげられる。

モータ駆動装置１は、直流電源である車載バッテリＢから供給された直流電力をモータ３へ供給する電力に調整する第１インテリジェント・パワー・デバイス（以下、「第１のＩＰＤ」と略記する）１１及び第２インテリジェント・パワー・デバイス（以下、「第２のＩＰＤ」と略記する）１２を、モータ３を駆動する駆動回路として備えている。第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２は、車載バッテリＢの正極と接続される正極側給電線ＢＬ１と車載バッテリＢの負極と接続される負極側給電線ＢＬ２との間に並列に接続されるとともに、モータ駆動装置１の出力端子１３に接続された電気ハーネス４を介して、モータ３のモータ端子３２と接続される。

図２に示すように、第１のＩＰＤ１１は、正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間で半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ２を直列に接続して構成され、同様に、第２のＩＰＤ１２は、正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間で半導体スイッチＱ３及び半導体スイッチＱ４を直列に接続して構成されている。半導体スイッチＱ１と半導体スイッチＱ２との間が、モータ３の一方のモータ端子３２と接続され、半導体スイッチＱ３と半導体スイッチＱ４との間が、モータ３の他方のモータ端子３２と接続されて、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ２、並びに第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３及び半導体スイッチＱ４が、それぞれ上下アームを形成している。したがって、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２は、モータ３を正転及び逆転方向に回転駆動可能なＨブリッジ回路を構成している。

例えば、モータ３を正転させる場合には、半導体スイッチＱ３及び半導体スイッチＱ２をオフ状態にしつつ、半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ４をオン状態にする一方、モータ３を逆転させる場合には、半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ４をオフ状態にしつつ、半導体スイッチＱ３及び半導体スイッチＱ２をオン状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４には、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）やＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等のパワー半導体素子が用いられる。半導体スイッチＱ１〜Ｑ４は、それぞれ、モータ３からの逆起電圧を車載バッテリＢに回生できるように、還流ダイオードＤ１〜Ｄ４が逆並列に接続され、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４がＭＯＳＦＥＴである場合には、寄生ダイオードを還流ダイオードＤ１〜Ｄ４としてもよい。

図１を再び参照すると、モータ駆動装置１は、正極側給電線ＢＬ１において車載バッテリＢと第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２との間に介挿された電源リレー１４をさらに備え、電源リレー１４は、外部からの制御信号に応じてオン・オフ制御可能に構成され、車載バッテリＢから第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２に対する電力の供給・遮断を行えるようになっている。電源リレー１４には、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４と同様に、ＭＯＳＦＥＴ等のパワー半導体素子を用いてもよい。

モータ駆動装置１は、車載バッテリＢから供給される直流電力を平滑化する平滑コンデンサ１５と、平滑コンデンサ１５の残留電圧Ｖｒに対応したモニタ電圧Ｖｍを出力する電圧モニタ回路１６と、をさらに備えている。

平滑コンデンサ１５は、電源リレー１４よりも下流側（第１のＩＰＤ１１側又は第２のＩＰＤ１２側）かつ第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２よりも上流側（電源リレー１４側）において、正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間で第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２と並列に接続されている。本実施形態では、平滑コンデンサ１５として電解コンデンサを用い、陽極を正極側給電線ＢＬ１に接続し、陰極を負極側給電線ＢＬ２に接続しているが、平滑コンデンサ１５を電解コンデンサに限定するものではなく、他のコンデンサであってもよい。

電圧モニタ回路１６は、電源リレー１４よりも下流側かつ第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２よりも上流側において、一端で直列接続された２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２のうち、抵抗Ｒ１の他端を正極側給電線ＢＬ１に接続し、抵抗Ｒ２の他端を負極側給電線ＢＬ２に接続して、正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間で平滑コンデンサ１５と並列に配置されている。これにより、電圧モニタ回路１６は、平滑コンデンサ１５の陽極及び陰極間の電極間電圧すなわち残留電圧Ｖｒに対して、２つの抵抗Ｒ１，Ｒ２の分圧比に応じたモニタ電圧Ｖｍを出力する。要するに、電圧モニタ回路１６は、平滑コンデンサ１５の残留電圧Ｖｒに応じたモニタ電圧Ｖｍを検出する電圧検出回路である。

そして、モータ駆動装置１は、イグニッションスイッチＩＧＮがオン操作されることで車載バッテリＢから電源回路１７を介して電源供給されて動作するＣＰＵ（Central Processing Unit）１８を備え、ＣＰＵ１８は、ＥＣＭ２からの指令信号をモータ駆動装置１の内部バスを介して入力できるように構成されている。

ＣＰＵ１８は、ＥＣＭ２からの指令信号に基づいてモータ３の制御量（回転速度や電流）の目標値を演算し、モータ３の実際の制御量が目標値に追従するように第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２へモータ制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力するように構成されている。例えば、ＣＰＵ１８は、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を実際の制御量と目標値との偏差に応じてオン状態にする時間の比率であるオン時間比率（デューティ）を演算し、演算したデューティを有するパルス幅変調（ＰＷＭ）信号をモータ制御信号Ｓ１，Ｓ２として第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の少なくとも一方へ出力する。

また、ＣＰＵ１８は、電圧モニタ回路１６から出力されたモニタ電圧Ｖｍを入力するように構成されるとともに、電源リレー１４のオン・オフ状態を制御する電源リレー制御信号Ｓ３を電源リレー１４に対して出力するように構成されている。

ここで、ＣＰＵ１８は、モータ３の目標値に対して実際の制御量が追従しているか否か、すなわちサーボ系に異常が発生しているか否かを診断するとともに、サーボ系に異常が発生していると診断したとき（所定の異常診断条件が成立したとき）に、このようなサーボ系の異常が、どのような原因によって発生したのかを特定して診断する異常診断部１８１を有している。

サーボ系の異常原因としては、回路異常、ハーネス異常又はモータ異常がある。回路異常は、要するにモータ駆動装置１の構成要素の異常であり、例えば、第１のＩＰＤ１１若しくは第２のＩＰＤ１２、平滑コンデンサ１５、電圧モニタ回路１６又はＣＰＵ１８の電気的な異常である。ハーネス異常は、モータ３とモータ駆動装置１とを接続する電気ハーネス４における、地絡、天絡又は断線による電気的な異常である。モータ異常は、例えばモータ固着等、電気的要因を除くモータ３の応答不良に関係する機械的な異常である。

異常診断部１８１は、サーボ系に異常が発生していると診断したときに、電源リレー１４をオフ状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力するとともに、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を所定のスイッチ設定状態にするモータ制御信号Ｓ１，Ｓ２を出力し、電圧モニタ回路１６から出力されるモニタ電圧Ｖｍに基づいて、回路異常又はハーネス異常を検出する。異常診断部１８１は、回路異常及びハーネス異常を検出しなかったときにモータ異常を検出する。これにより、異常診断部１８１は、サーボ系の異常が、回路異常、ハーネス異常又はモータ異常のいずれの原因によって発生したのかを特定して診断する。

［各スイッチ設定状態におけるモニタ電圧］
図３は、異常診断部１８１がサーボ系に異常が発生したと診断したときに、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にする９通りのスイッチ設定状態１〜９と、各スイッチ設定状態に対応するモニタ電圧Ｖｍと、を示す。

（スイッチ設定状態１）
スイッチ設定状態１では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３をオン状態にするとともに、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ２及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ４をオフ状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態１とした場合に、回路異常、ハーネス異常及びモータ異常の３つの異常が発生していない正常時には、電源リレー１４をオフ状態にすると、平滑コンデンサ１５に、所定充電状態まで充電された電荷は、負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電される。このため、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ０で模式的に示されるように、平滑コンデンサ１５の所定充電状態におけるモニタ電圧Ｖｍである最大電圧Ｖmaxから低下し、所定時間Ｔが経過したときには規定値Ｖ０となる。

しかし、図５で示すように電気ハーネス４に地絡が発生することによるハーネス異常の場合には、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は、負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されるだけでなく、正極側給電線ＢＬ１、スイッチ設定状態１によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ３、並びに電気ハーネス４を介してグランドへ放電される。このため、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ１で模式的に示されるように、正常時と比べると、最大電圧Ｖmaxから急激に低下する。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、規定値Ｖ０よりも小さく、平滑コンデンサ１５の最小充電状態（すなわち残留電圧Ｖｒが最小となる状態）におけるモニタ電圧Ｖｍである最小電圧Ｖminに近いＬｏ値Ｖ１となる。

また、図６で示すように電気ハーネス４に天絡が発生することによるハーネス異常の場合には、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷が負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されても、スイッチ設定状態１によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１又は半導体スイッチＱ３、並びに正極側給電線ＢＬ１を介して、平滑コンデンサ１５が電源電圧Ｖｂで充電されてしまう。このため、モニタ電圧Ｖｍは、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ２で模式的に示されるように、電源リレー１４をオフ状態にしたときの最大電圧Ｖmaxから殆ど変化しない。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、規定値Ｖ０よりも大きく、最大電圧Ｖmaxに近いＨｉ値Ｖ２となる。

さらに、回路異常が発生した場合には、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ１又は曲線Ｌ２のように極端ではないが、曲線Ｌ３で模式的に示されるように、曲線Ｌ０から乖離した状態で最大電圧Ｖmaxから低下していく。このため、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、規定値Ｖ０、Ｌｏ値Ｖ１及びＨｉ値Ｖ２以外の異常値Ｖ３となる。

なお、図７で示すように電気ハーネス４に断線が発生することによるハーネス異常の場合であっても、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されるため、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時と同様に規定値Ｖ０となる。また、モータ異常が発生している場合であっても、電気的要因による異常ではないので、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電され、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時と同様に規定値Ｖ０となる。

（スイッチ設定状態２）
スイッチ設定状態２では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ２及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ４をオン状態にするとともに、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３をオフ状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態２とした場合に、正常時には、電源リレー１４をオフ状態にすると、モニタ電圧Ｖｍは、スイッチ設定状態１と同様、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ０で模式的に示されるように低下し、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには規定値Ｖ０となる。

しかし、天絡によるハーネス異常の場合には（図６参照）、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷が負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されても、スイッチ設定状態２によりオフ状態となっている半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ３の両スイッチにおける還流ダイオードＤ１，Ｄ３を介して、平滑コンデンサ１５が電源電圧Ｖｂで充電されてしまう。このため、モニタ電圧Ｖｍは、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ２で模式的に示されるように、電源リレー１４をオフ状態にしたときの最大電圧Ｖmaxから殆ど変化しない。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、最大電圧Ｖmaxに近いＨｉ値Ｖ２となる。

また、回路異常が発生した場合には、モニタ電圧Ｖｍは、スイッチ設定状態１と同様に、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ３で模式的に示されるように最大電圧Ｖmaxから低下し、所定時間Ｔが経過したときに、規定値Ｖ０、Ｌｏ値Ｖ１及びＨｉ値Ｖ２以外の異常値Ｖ３となる。

なお、地絡によるハーネス異常（図５参照）、又は断線によるハーネス異常（図７参照）の場合であっても、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されるため、電源リレー１４をオフ状態してから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時と同様に規定値Ｖ０となる。また、モータ異常が発生している場合であっても、電気的要因による異常ではないので、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電され、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時と同様に規定値Ｖ０となる。

（スイッチ設定状態３）
スイッチ設定状態３では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ２並びに第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３及び半導体スイッチＱ４を全てオフ状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態３とした場合でも、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、スイッチ設定状態２と同様に、正常時、モータ異常時、地絡又は断線によるハーネス異常時には規定値Ｖ０となり、天絡によるハーネス異常時にはＨｉ値Ｖ２となり、回路異常時には異常値Ｖ３となる。

（スイッチ設定状態４）
スイッチ設定状態４では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ４をオン状態にするとともに、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ２及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３をオフ状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態４とした場合に、正常時には、電源リレー１４をオフ状態にすると、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は、負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されるだけでなく、正極側給電線ＢＬ１、スイッチ設定状態４によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ４、並びに負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ放電される。このため、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ１で模式的に示されるように、正常時と比べると、最大電圧Ｖmaxから急激に低下する。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、最小電圧Ｖminに近いＬｏ値Ｖ１となる。

しかし、断線によるハーネス異常の場合には（図７参照）、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は、スイッチ設定状態４によってオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ４間を流れないため、負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電される。このため、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ０で模式的に示されるように、正常時と同様に最大電圧Ｖmaxから低下する。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、規定値Ｖ０となる。

また、天絡によるハーネス異常の場合には（図６参照）、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷が負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ直接放電されても、スイッチ設定状態４によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び正極側給電線ＢＬ１を介して、平滑コンデンサ１５が電源電圧Ｖｂで充電されてしまう。このため、モニタ電圧は、図４の平滑コンデンサ１５の放電特性のうち曲線Ｌ２で模式的に示されるように、電源リレー１４をオフ状態にしたときの最大電圧Ｖmaxから殆ど変化しない。そして、モニタ電圧Ｖｍは、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときには、最大電圧Ｖmaxに近いＨｉ値Ｖ２となる。

なお、地絡によるハーネス異常の場合であっても（図５参照）、電源リレー１４をオフ状態にすると、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は、スイッチ設定状態４によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び電気ハーネス４を介してグランドへ放電される。また、回路異常又はモータ異常の場合であっても、電源リレー１４をオフ状態にすると、平滑コンデンサ１５に所定充電状態まで充電された電荷は、スイッチ設定状態４によりオン状態となっている半導体スイッチＱ１及び半導体スイッチＱ、並びに負極側給電線ＢＬ２を介してグランドへ放電される。このため、地絡によるハーネス異常、回路異常又はモータ異常の場合には、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時と同様にＬｏ値Ｖ１となる。

（スイッチ設定状態５）
スイッチ設定状態５では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ２及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３をオン状態にするとともに、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ４をオフ状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態５とした場合でも、スイッチ設定状態４と同様に、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時、回路異常時、モータ異常時、地絡によるハーネス異常時にはＬｏ値Ｖ１となり、断線によるハーネス異常時には規定値Ｖ０となり、天絡によるハーネス異常時にはＨｉ値Ｖ２となる。

（スイッチ設定状態６及びスイッチ設定状態７）
スイッチ設定状態６では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ１のみをオン状態にする一方、スイッチ設定状態７では、第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ３のみをオン状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態６又はスイッチ設定状態７とした場合でも、スイッチ設定状態１と同様に、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時には規定値Ｖ０となり、地絡によるハーネス異常時にはＬｏ値Ｖ１となり、天絡によるハーネス異常時にはＨｉ値Ｖ２となり、回路異常時には異常値Ｖ３となる。

（スイッチ設定状態８及びスイッチ設定状態９）
スイッチ設定状態８では、第１のＩＰＤ１１の半導体スイッチＱ２のみをオン状態にする一方、スイッチ設定状態９では、第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ４のみをオン状態にする。

半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をスイッチ設定状態８又はスイッチ設定状態９とした場合でも、スイッチ設定状態２又はスイッチ設定状態３と同様に、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、正常時、モータ異常時、地絡又は断線によるハーネス異常時には規定値Ｖ０となり、天絡によるハーネス異常時にはＨｉ値Ｖ２となり、回路異常時には異常値Ｖ３となる。

上記のスイッチ設定状態１〜９において、モニタ電圧Ｖｍが、モータ駆動装置１、モータ３及び電気ハーネス４の電気的要因によって、電圧ばらつきδでばらつくことを考慮すると、図４に示すように、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍは、規定値Ｖ０となるときには電圧範囲ΔＶ０（Ｖ０−δ＜Ｖｍ＜Ｖ０＋δ）でばらつき、Ｌｏ値Ｖ１となるときには電圧範囲ΔＶ１（Ｖ１−δ＜Ｖｍ＜Ｖ１＋δ）でばらつき、Ｈｉ値Ｖ２となるときには電圧範囲ΔＶ２（Ｖ２−δ＜Ｖｍ＜Ｖ２＋δ）でばらつく。このため、規定値Ｖ０、Ｌｏ値Ｖ１及びＨｉ値Ｖ２以外となる異常値Ｖ３の電圧範囲ΔＶ３は、最小電圧Ｖminから最大電圧Ｖmaxの範囲で、電圧範囲ΔＶ０、電圧範囲ΔＶ１及び電圧範囲ΔＶ２のいずれとも重複しない電圧範囲となる。

なお、上記のスイッチ設定状態１〜９以外で第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態としても、第１のＩＰＤ１１における半導体スイッチＱ１と半導体スイッチＱ２との間で、又は、第２のＩＰＤ１２における半導体スイッチＱ３と半導体スイッチＱ４との間で、アーム短絡が発生して、ハーネス異常及び回路異常ひいてはモータ異常を検出できないため用いない。

したがって、異常診断部１８１が上記のスイッチ設定状態１〜９によって検出できる異常は、図３の最右欄に示されるものとなる。すなわち、上アームの半導体スイッチＱ１，Ｑ３の少なくとも一方をオン状態にし、かつ、残りの半導体スイッチをオフ状態にするスイッチ設定状態１，６又は７（第１設定モード）によれば、地絡若しくは天絡によるハーネス異常又は回路異常を検出でき、上アームの半導体スイッチＱ１，Ｑ３の両方をオフ状態にするスイッチ設定状態２，３，８又は９（第２設定モード）によれば、天絡によるハーネス異常又は回路異常を検出でき、モータ３の一側における上アームの半導体スイッチＱ１（又はＱ３）をオン状態にし、かつ、モータ３の他側における下アームの半導体スイッチＱ４（又はＱ２）をオン状態にするスイッチ設定状態４又は５（第３設定モード）によれば、天絡若しくは断線によるハーネス異常を検出できる。異常診断部１８１は、スイッチ設定状態１〜９によって回路異常及びハーネス異常が検出されなかったときに、モータ異常を検出する。

第１〜第３設定モードにおいて、各設定モードに含まれるスイッチ設定状態では同じ異常を検出できるので、異常診断部１８１は、スイッチ設定状態１〜９の全てではなく、設定モードごとに１つのスイッチ設定状態を選択して、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にすることで、回路異常又はハーネス異常を検出する。したがって、異常診断部１８１は、設定モードごとに１つのスイッチ設定状態について、回路異常、地絡によるハーネス異常、天絡によるハーネス異常、断線によるハーネス異常又はモータ異常が発生したときのモニタ電圧Ｖｍの電圧範囲（ΔＶ０，ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３）を予め実験又はシミュレーションによって取得し、取得した電圧範囲（ΔＶ０，ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３）とスイッチ設定状態とを関連付けてＲＯＭ（Read Only Memory）等の記憶手段に予め格納している。

そして、異常診断部１８１は、第１〜第３設定モードのうち複数を選択して順次入れ替える所定の診断パターンを予め設定し、所定の診断パターンに従って、第１〜第３設定モードから選択した設定モードごとに１つのスイッチ設定状態で半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態とすることで、電源リレー１４をオフ状態にしてからの平滑コンデンサ１５の残留電圧Ｖｒの変化に基づいて、サーボ系の異常原因を特定して診断する。

具体的には、異常診断部１８１は、平滑コンデンサ１５が所定充電状態となってから所定時間Ｔ経過したときのモニタ電圧Ｖｍが、予めスイッチ設定状態と関連付けて格納されている電圧範囲（ΔＶ０，ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３）のいずれに含まれるのかを判定することで、サーボ系の異常が、地絡によるハーネス異常、天絡によるハーネス異常、断線によるハーネス異常、回路異常、モータ異常の５つのうちいずれの異常を原因として発生したのかを特定して診断する異常診断処理を実行する。

［異常診断処理の第１実施例］
図８は、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作によりＣＰＵ１８に電源供給され、電源リレー１４がオン状態となったことを契機として、異常診断部１８１において実行される異常診断処理の第１実施例を示す。異常診断処理の第１実施例では、第１〜第３設定モードのうち第１設定モード及び第３設定モードを選択して、この順番で入れ替える診断パターンとしている。

ステップＳ１（図中では「Ｓ１」と略記する。以下同様）では、異常診断部１８１は、サーボ系の異常が発生しているか否かを診断する。サーボ系の異常が発生しているか否かは、モータ３を回転駆動している際に、モータ３の目標値に対して実際の制御量が追従しているか否かによって診断できる。例えば、制御量が回転速度である場合には目標値である目標回転速度と実際の回転速度との偏差が、所定量乖離した状態が所定時間継続しているか否かによって、診断することができる。あるいは、制御量が電流である場合には目標値である目標電流と実際の電流との偏差が、所定量乖離した状態が所定時間継続しているか否かによって、診断することができる。そして、異常診断部１８１は、サーボ系に異常が発生していると診断した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ２へ進める一方、サーボ系に異常が発生していないと診断した場合には（ＮＯ）、再びステップＳ１を実行する。

ステップＳ２では、異常診断部１８１が、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオフ状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力するとともに（電源リレーのオフ）、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第１設定モードのスイッチ設定状態１でオン状態又はオフ状態にする（スイッチ設定状態１の設定）。

なお、ステップＳ２の電源リレー１４のオフ制御は、次のステップＳ３において、モニタ電圧Ｖｍと、平滑コンデンサ１５の所定充電状態から放電を開始して所定時間Ｔ経過したときのモニタ電圧Ｖｍとして記憶された図４の電圧範囲ΔＶ３と、を比較できるように、モニタ電圧Ｖｍが所定充電状態における最大電圧Ｖmax以上となっていることを確認してから実行する。以下の異常診断処理において、電源リレー１４をオフ状態にする他のステップでも同様である。

ステップＳ３では、異常診断部１８１は、平滑コンデンサ１５が所定充電状態となってから、すなわちモニタ電圧Ｖｍが最大電圧Ｖmaxとなってから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ３に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ３）か否かを判定する。そして、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ３に含まれていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ４へ進めて、サーボ系の異常が回路異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ３に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ５へ進める。

ステップＳ５では、異常診断部１８１は、ステップＳ２で電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ１に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ１）か否かを判定する。そして、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ１に含まれていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進めて、サーボ系の異常が地絡によるハーネス異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ１に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ７へ進める。

ステップＳ７では、異常診断部１８１は、ステップＳ２で電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ２に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ２）か否かを判定する。そして、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ２に含まれていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ８へ進めて、サーボ系の異常が天絡によるハーネス異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ２に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、サーボ系の異常が回路異常又は地絡若しくは天絡によるハーネス異常を原因として発生したものではないので、断線によるハーネス異常又はモータ異常のいずれを原因として発生したのかを診断すべく、処理をステップＳ９へ進める。

ステップＳ２のように第１設定モードのスイッチ設定状態１により半導体スイッチＱ１〜Ｑ４のオン状態又はオフ状態を設定することで、ステップＳ３〜ステップＳ８により、回路異常、地絡によるハーネス異常、天絡によるハーネス異常の３つの異常を検出できるので、断線によるハーネス異常の発生頻度が比較的低い場合には、早期に診断を終了することができる。

異常診断部１８１は、ステップＳ９において、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオン状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力し（電源リレーのオン）、平滑コンデンサ１５が図４の放電特性における電源リレー１４のオフ時と同様の所定充電状態となったときに、ステップＳ１０において、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオフ状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力するとともに（電源リレーのオフ）、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第３設定モードのスイッチ設定状態４でオン状態又はオフ状態にする（スイッチ設定状態４の設定）。

ステップＳ１１では、異常診断部１８１は、ステップＳ１０で電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ０に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ０）か否かを判定する。そして、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ０に含まれていると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ１２へ進めて、サーボ系の異常が断線によるハーネス異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、モニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ０に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ９へ進めて、サーボ系の異常がモータ異常を原因として発生したと診断する。

ステップＳ１４では、異常診断部１８１は、ステップＳ４、ステップＳ６、ステップＳ８、ステップＳ１２又はステップＳ１３による診断の結果を受けて、モータ駆動装置１の上位制御装置であるＥＣＭ２へ診断結果データを送信する。

なお、異常診断処理の第１実施例において、ステップＳ３、ステップＳ５及びステップＳ７は、例えば、回路異常、地絡によるハーネス異常及び天絡によるハーネス異常の発生頻度に応じて、適宜順番を変更して実行してもよい。

［異常診断処理の第２実施例］
図９は、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作によりＣＰＵ１８に電源供給され、電源リレー１４がオン状態となったことを契機として、異常診断部１８１において実行される異常診断処理の第２実施例を示す。異常診断処理の第２実施例では、第１〜第３設定モードのうち第１設定モード及び第３設定モードを選択して、第１実施例と逆の順番で入れ替える診断パターンとしている。

異常診断処理の第１実施例では、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第１設定モードのスイッチ設定状態１にしつつ電源リレー１４をオフ状態として、回路異常、地絡によるハーネス異常、又は天絡によるハーネス異常のいずれであるか否かを判定し、これらの異常でないと判定した場合には、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第３設定モードのスイッチ設定状態４にしつつ電源リレー１４をオフ状態として、断線によるハーネス異常又はモータ異常であるか否かを判定していた。これに対し、異常診断処理の第２実施例では、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第３設定モードのスイッチ設定状態４にしつつ電源リレー１４をオフ状態として、断線によるハーネス異常又は天絡によるハーネス異常のいずれであるかを判定し、これらの異常でないと判定した場合には、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第１設定モードのスイッチ設定状態１にしつつ電源リレー１４をオフ状態として、回路異常、地絡によるハーネス異常又はモータ異常のいずれであるかを判定している。以下、図８の異常診断処理と順番が異なる部分について説明する。

異常診断部１８１は、ステップＳ１０１においてサーボ系に異常が発生していると判定すると、ステップＳ１０２において、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオフ状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力するとともに、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第３設定モードのスイッチ設定状態４でオン状態又はオフ状態にする（スイッチ設定状態４の設定）。

ステップＳ１０３において、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが、電圧範囲ΔＶ０に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ０）と判定した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０４においてサーボ系の異常が断線によるハーネス異常を原因として発生したと診断し、電圧範囲ΔＶ０に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１０５へ進める。

ステップＳ１０５において、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが、電圧範囲ΔＶ２に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ２）と判定した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１０６においてサーボ系の異常が天絡によるハーネス異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ２に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、サーボ系の異常が、断線若しくは天絡によるハーネス異常を原因として発生したものではないので、回路異常、地絡によるハーネス異常又はモータ異常のいずれを原因として発生したのかを診断すべく、処理をステップＳ１０７へ進める。

ステップＳ１０３〜ステップＳ１０６により、第３設定モードのスイッチ設定状態４の設定状態で電源リレー１４をオフ状態として、断線又は天絡によるハーネス異常のいずれであるかを、地絡によるハーネス異常又は回路異常よりも先に判定しているので、断線若しくは天絡によるハーネス異常の発生頻度が高いことが想定される場合に早期に診断できるという点で有効となる。

異常診断部１８１は、ステップＳ１０７において、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオン状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力し（電源リレーのオン）、平滑コンデンサ１５が図４の放電特性における電源リレー１４のオフ時と同様の所定充電状態となったときに、ステップＳ１０８において、電源リレー１４に対して、電源リレー１４をオフ状態にする電源リレー制御信号Ｓ３を出力するとともに（電源リレーのオフ）、第１のＩＰＤ１１及び第２のＩＰＤ１２の半導体スイッチＱ１〜Ｑ４を第１設定モードのスイッチ設定状態１でオン状態又はオフ状態にする（スイッチ設定状態１の設定）。なお、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオン状態にしたときに、スイッチ設定状態４によってオン状態とされた半導体スイッチＱ１，Ｑ４を介してモータ３に電流が流れることを抑制すべく、ステップＳ１０７において、スイッチ設定状態１に切り替えてもよい。

ステップＳ１０９において、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが、電圧範囲ΔＶ３に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ２）と判定した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１１０においてサーボ系の異常が回路異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ３に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１１１へ進める。

ステップＳ１１１において、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態にしてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが、電圧範囲ΔＶ１に含まれている（Ｖｍ∈ΔＶ１）と判定した場合には（ＹＥＳ）、ステップＳ１１２においてサーボ系の異常が地絡によるハーネス異常を原因として発生したと診断する。一方、異常診断部１８１は、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲ΔＶ１に含まれていないと判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１１３へ進めて、サーボ系の異常がモータ異常を原因として発生したと診断する。

なお、異常診断処理の第２実施例において、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５は、例えば、断線によるハーネス異常及び天絡によるハーネス異常の発生頻度に応じて、適宜順番を変更して実行してもよい。同様に、ステップＳ１０９及びステップＳ１１１は、例えば、回路異常及び地絡によるハーネス異常の発生頻度に応じて、適宜順番を変更して実行してもよい。

上記の異常診断処理に関し、第１実施例のステップＳ２又は第２実施例のステップＳ１０８において、スイッチ設定状態１に代えて、同じ第１設定モードに含まれるスイッチ設定状態６又はスイッチ設定状態７で半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にしてもよい。このようにしても、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍはスイッチ設定状態１で設定したときと同様となる。したがって、第１実施例では、ステップＳ３、ステップＳ５及びステップＳ７の実行によって、サーボ系の異常が、地絡によるハーネス異常、天絡によるハーネス異常、回路異常の３つのうちいずれの異常を原因として発生したのかを特定することができる。また、第２実施例では、ステップ１０９及びステップＳ１１１の実行によって、サーボ系の異常が、回路異常、地絡によるハーネス異常、モータ異常の３つのうちいずれの異常を原因として発生したのかを特定することができる。

また、上記の異常診断処理に関し、第１実施例のステップＳ１０又は第２実施例のステップＳ１０２において、スイッチ設定状態４に代えて、同じ第３設定モードに含まれるスイッチ設定状態５で半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にしてもよい。このようにしても、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍはスイッチ設定状態４で設定したときと同様となる。したがって、第１実施例では、ステップＳ１１の実行によって、サーボ系の異常が、断線によるハーネス異常又はモータ異常のうちいずれの異常を原因として発生したのかを特定することができる。また、第２実施例では、ステップＳ１０３及びステップＳ１０５の実行によって、サーボ系の異常が、断線によるハーネス異常又は天絡によるハーネス異常のいずれの異常を原因として発生したのかを特定することができる。

このようなモータ駆動装置１では、前述のように、ＣＰＵ１８の異常診断部１８１が、第１〜第３設定モードのうち複数を選択して順次入れ替える所定の診断パターンを予め設定し、第１〜第３設定モードから選択した設定モードごとに１つのスイッチ設定状態で半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態とすることで、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔ経過後のモニタ電圧Ｖｍが電圧範囲（ΔＶ０，ΔＶ１，ΔＶ２，ΔＶ３）のいずれに含まれるのかを判定している。これにより、異常診断部１８１は、サーボ系の異常が、地絡によるハーネス異常、天絡によるハーネス異常、断線によるハーネス異常、回路異常、モータ異常の５つのうちいずれの異常を原因として発生したのかを特定して診断している。したがって、平滑コンデンサの充電電流供給経路の断線異常しか検出できない、プリチャージ回路を備えたモータ駆動装置と比べると、モータ駆動装置１によれば、サーボ系の異常原因の特定精度を向上させることができる。また、モータ駆動装置１では、プリチャージ回路を構成する回路素子を設ける必要がなく、部品点数及び製品コストの上昇を抑制できるので、特に小型の補機モータ等、必ずしもプリチャージ回路を必要としないようなモータを駆動制御するモータ駆動装置への適用に有効である。

なお、異常診断処理の第１実施例において、地絡によるハーネス異常が発生しない、あるいは発生頻度が極めて低いことが想定される場合には、ステップＳ２において、第１設定モードのスイッチ設定状態１に代えて、第２設定モードのスイッチ設定状態２，３，８，９のうちいずれか１つのスイッチ設定状態で、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にしてもよい。同様に、異常診断処理の第２実施例において、ステップＳ１０８において、第１設定モードのスイッチ設定状態１に代えて、第２設定モードのスイッチ設定状態２，３，８，９のうちいずれか１つのスイッチ設定状態で、半導体スイッチＱ１〜Ｑ４をオン状態又はオフ状態にしてもよい。要するに、異常診断部１８１は、第２設定モードのいずれか１つのスイッチ設定状態と第３設定モードのいずれか１つのスイッチ設定状態とを組み合わせて、異常診断処理を実行してもよい。

また、異常診断部１８１は、第１実施例及び第２実施例のように、第１〜第３設定モードのうち２つの設定モードを選択して順次入れ替えることで異常診断処理を実行していたが、選択する設定モードを２つに限定するものではない。例えば、異常診断部１８１は、第１〜第３設定モードの３つの設定モードを順次入れ替えて異常診断処理を実行してもよい。あるいは、異常診断部１８１は、断線によるハーネス異常の発生頻度が極めて低いことが想定される場合には、第１設定モードだけで異常診断処理を実行し、地絡及び天絡によるハーネス異常並びに回路異常が検出されなかった場合には、サーボ系の異常がモータ異常を原因として発生したと診断する。

異常診断処理の第１実施例及び第２実施例において、異常診断部１８１は、平滑コンデンサ１５からグランドへ向けて流れる放電電流が過大とならないように、スイッチ設定状態１〜９においてオン状態とする半導体スイッチＱ１〜Ｑ４に対するＰＷＭ信号のデューティを１００％よりも低い所定値に抑えてもよい。この場合には、電源リレー１４をオフ状態としてから所定時間Ｔが経過したときのモニタ電圧Ｖｍの電圧範囲は、各スイッチ設定状態においてオン状態とする半導体スイッチＱ１〜Ｑ４へ出力されるＰＷＭ信号を所定値のデューティとした実験又はシミュレーション等により、予め取得して記憶される。所定値は、平滑コンデンサ１５からの放電電流に応じて設定され、例えば、平滑コンデンサ１５の容量に応じて設定してもよい。

前述の実施形態において、本発明に係る負荷駆動装置として、駆動負荷としてのモータ３を駆動制御するモータ駆動装置１について説明したが、負荷駆動装置はモータ駆動装置１に限定するものではなく、変速用のソレノイドを駆動するソレノイド駆動装置や、燃料噴射用のインジェクタを駆動するインジェクタ駆動装置であっても本発明の適用が可能である。

１…モータ駆動装置、３…モータ、４…電気ハーネス、１１…第１のＩＰＤ、１２…第２のＩＰＤ、１４…電源リレー、１５…平滑コンデンサ、１６…電圧検出回路、１８…ＣＰＵ、１８１…異常診断部、Ｑ１〜Ｑ４…半導体スイッチ、Ｂ…車載バッテリ、Ｖｒ…残留電圧、Ｖｍ…モニタ電圧

Claims (4)

1. 電源と接続され、駆動負荷と電気ハーネスを介して接続される負荷駆動装置であって、
   複数の半導体素子を有し、前記複数の半導体素子がオン又はオフされて前記駆動負荷を駆動する駆動回路と、
   前記電源と前記駆動回路とを接続する給電線に設けられ、前記電源から前記駆動回路に対する電力の供給又は遮断を行うようにオン又はオフされる電源リレーと、
   前記電源リレーと前記駆動回路との間における前記給電線に設けられたコンデンサと、
   前記コンデンサの電圧を検出する電圧検出手段と、
   前記複数の半導体素子及び前記電源リレーのオン及びオフを制御する制御手段と、
   を構成要素として備え、
   前記制御手段は、所定の異常診断条件が成立したときに、前記複数の半導体素子を所定の診断パターンでオン状態又はオフ状態に制御し、かつ、前記電源リレーをオフ状態に制御し、前記電源リレーをオフ状態に制御してからの前記コンデンサの電圧の変化に基づいて、前記構成要素、前記電気ハーネス又は前記駆動負荷のいずれの異常であるかを検出する、負荷駆動装置。
2. 前記駆動回路は、前記複数の半導体素子が前記駆動負荷の両側に一対ずつ配置された４つの半導体素子を有するＨブリッジであり、
   前記所定の診断パターンは、上アームの半導体素子の少なくとも一方をオン状態にし、かつ、残りの半導体素子をオフ状態にする第１設定モード、上アームの半導体素子の両方をオフ状態にする第２設定モード、及び、前記駆動負荷の一側における上アームの半導体素子をオン状態にし、かつ、前記駆動負荷の他側における下アームの半導体素子をオン状態にする第３設定モードのうち少なくとも１つからなる、請求項１に記載の負荷駆動装置。
3. 前記所定の診断パターンは、前記第１設定モード及び前記第３設定モードを順次入れ替えて構成される、請求項２に記載の負荷駆動装置。
4. 前記所定の異常診断条件は、前記制御手段が、前記駆動負荷の制御量についての目標値に対して、実際の制御量が追従していないと診断したことである、請求項１〜請求項３のいずれか１つに記載の負荷駆動装置。