JP2020018058A - モータ制御装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置 - Google Patents

Abstract

【課題】ＶＲ電圧低下防止機能を有するモータ制御装置であって、バッテリーとの接続ラインの接続不良を検出するのに好適な機能を有するモータ制御装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】モータ制御装置２５は、モータ電源電圧ＶＲ１が第１の電圧閾値Ｖｔｈ１未満で且つ第１の電圧閾値Ｖｔｈ１よりも低い第２の電圧閾値Ｖｔｈ２以上の場合にＶＲ電圧低下防止機能を作動し、モータ電源電圧ＶＲ１が第１の電圧閾値Ｖｔｈ１以上の場合及び第２の電圧閾値Ｖｔｈ２未満の場合にＶＲ電圧低下防止機能を停止する。そして、ＶＲ電圧低下防止機能を停止中にモータ電源電圧ＶＲ１が第２の電圧閾値Ｖｔｈ２よりも低い第３の電圧閾値Ｖｔｈ３未満となる時間が予め設定した継続時間ｔ秒以上となったときに接続不良が発生していると判定する。【選択図】図５

Description

本発明は、モータ制御装置及びこれを備えた電動パワーステアリング装置に関する。

多相電動モータを駆動制御するモータ制御装置は、制御演算装置、プリドライバ（ゲート駆動回路）、インバータ回路等を備え、用途に応じたトルクを正確に発生させるため、モータ電流のフィードバック制御を行っている。フィードバック制御は、電流指令値とモータ電流検出値との差が小さくなるようにモータ印加電圧を調整するものであり、モータ印加電圧の調整は、一般的にＰＷＭ制御のデューティー比の調整で行っている（例えば、特許文献１を参照）。

国際公開第２０１５／１３６９１８号

ところで、上記特許文献１に記載のモータ制御装置は、車両に搭載されたバッテリーから供給される電力によって動作する。そのため、バッテリーとの接続ラインが断線やコネクタの接触不良等による接続不良を起こすと、バッテリーからの電源供給がうまくいかずに動作不良を起こす恐れがある。
以下、図８に示す簡略化した回路構成にて説明すると、従来は、例えば、モータ制御装置の有するインバータ回路１４２の電源供給ラインの電圧（平滑用コンデンサＣＣの充電電圧に相当）であるモータ電源電圧ＶＲ１を監視する。そして、モータ電源電圧ＶＲ１が、所定時間以上、予め設定した所定電圧閾値未満になったことを検出することでバッテリー１２７とインバータ回路１４２との接続不良を検出している。なお、誤検出を回避するために所定時間以上の継続状態を判定している。

ここで、図８中の実線矢印に示すように、バッテリー１２７からの電力は、電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ＱＥ１及びＱＥ２を含む電源遮断回路１４４を介してインバータ回路１４２に供給される。これにより、平滑用コンデンサＣＣが充電されて、その充電電圧が略バッテリー電圧と同じとなる。この平滑用コンデンサＣＣは、インバータ回路１４２を構成するＦＥＴＱ７及びＱ８のスイッチングによるノイズを除去すると共に補助電源としての機能を果たす。
図８中のバツ印に示すように、バッテリー１２７との接続ラインに例えば断線が発生すると、バッテリー１２７からの電流が平滑用コンデンサＣＣに供給されなくなる。但し、バッテリー１２７からの電源供給は無くなるが、ゲート駆動回路１４１には、図示省略するが、イグニッションスイッチを介してバッテリー１２７から別経路で電力が供給されている。そのため、システムは停止せずに作動状態を維持する。しかし、この状態で電動モータ１２２に駆動電流を流そうとゲート駆動信号のデューティー比を大きくすると平滑用コンデンサＣＣの充電電力が放電され、モータ電源電圧ＶＲ１が低下する。

ここで、図８に例示するモータ制御装置を含む従来のモータ制御装置には、バッテリー電圧（≒モータ電源電圧）の低下を防止する機能であるＶＲ電圧低下防止機能が備わっている。即ち、図９に示すように、モータ電源電圧ＶＲ１（≒バッテリー電圧）がＶｔｈ１［Ｖ］未満になると、電流指令値を例えば通常よりも低い値に制限して、電動モータ１２２の駆動電流量の上限を制限する。これによって、バッテリー１２７からの持ち出し電流を制限して、バッテリー電圧の低下を防止する。

しかし、図８中の破線矢印に示すように、ゲート駆動回路１４１を介してイグニッションスイッチのライン（以下、「ＩＧライン」と称す）から平滑用コンデンサＣＣに電力（いわゆる漏れ電流）が供給される。そのため、ＶＲ電圧低下防止機能が作動して電流指令値が制限されると平滑用コンデンサＣＣが放電量を超えて充電される。これによって、モータ電源電圧ＶＲ１が増加してＶＲ電圧低下防止機能が解除され、例えば電流指令値が制限された値から徐々に上昇していく。そのため、平滑用コンデンサＣＣの充電電力が充電量以上に放電されるようになり、再びモータ電源電圧ＶＲ１が低下してＶＲ電圧低下防止機能が作動する。即ち、断線等の接続不良の状態では、例えば図１０に示すように、ＶＲ電圧低下防止機能によって、平滑用コンデンサＣＣの充電、放電が繰り返し行われモータ電源電圧ＶＲ１が変動する（図１０中の細実線を参照）。この変動によってモータ電源電圧ＶＲ１が所定時間以上、所定電圧閾値（図１０中の太実線）未満にならず接続不良を検出できないといった問題が生じる。なお、図１０において、横軸は時間を、縦軸は操舵トルク、操舵角度、操舵速度、電圧を示す。

一方、バッテリー１２７とインバータ回路１４２とを接続するコネクタ（不図示）の接触不良等による接続抵抗が高抵抗となる状態では、上記断線した場合と異なり平滑用コンデンサＣＣには微小ずつでも電流が供給される。そのため、ゲート駆動回路１４１からの漏れ電流が無い回路構成であっても、上記漏れ電流のある場合と同様に、ＶＲ電圧低下防止機能が作動して電流指令値が制限されると平滑用コンデンサＣＣが放電量を超えて充電される。その結果、上記漏れ電流がある場合と同様に、平滑用コンデンサＣＣの充電、放電が繰り返し行われ接続不良を検出できないといった問題が生じる。

そこで、本発明は、上記従来例の未解決の課題に着目してなされたものであり、ＶＲ電圧低下防止機能を有するモータ制御装置であって、バッテリーとの接続ラインの接続不良を検出するのに好適な機能を有するモータ制御装置及びこれ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課題としている。

上記課題を解決するために、本発明に係るモータ制御装置の一態様は、バッテリーとの接続ラインである第１の電源供給ラインを介して電源供給されて作動し、電動モータにモータ駆動電流を供給するインバータ回路と、前記インバータ回路を構成するトランジスタに駆動信号を供給する駆動回路と、前記インバータ回路の前記第１の電源供給ラインとの接続ラインと接地ラインとの間に介挿された平滑用コンデンサと、前記平滑用コンデンサの充電電圧であるモータ電源電圧を検出するモータ電源電圧検出部と、を備える。更に、第１の電圧閾値と、該第１の電圧閾値よりも低い第２の電圧閾値と、該第２の電圧閾値よりも低い第３の電圧閾値とが記憶された電圧閾値記憶部と、前記モータ電源電圧検出部で検出した前記モータ電源電圧が前記第１の電圧閾値未満で且つ前記第２の電圧閾値以上のときに前記モータ駆動電流の上限を制限し、前記モータ電源電圧が前記第１の電圧閾値以上のとき及び前記第２の電圧閾値未満のときに、前記制限を解除する駆動電流制限部と、前記モータ電源電圧検出部で検出した前記モータ電源電圧と前記第３の電圧閾値とを比較し、該比較結果に基づき前記バッテリーと前記第１の電源供給ラインとの接続不良の有無を診断する接続不良診断部と、を備える。

また、本発明に係る電動パワーステアリング装置の一態様は、ステアリング機構に操舵補助力を発生させる電動モータを駆動制御するモータ制御装置として、上記モータ制御装置を備える。

本発明によれば、モータ電源電圧検出部で検出したモータ電源電圧が、モータ駆動電流の上限の制限を行う電圧範囲の下限値である第２の電圧閾値未満のときにモータ駆動電流の上限の制限を解除するようにした。これによって、駆動回路経由や接触不良状態のコネクタ経由等で平滑用コンデンサに充電される充電量よりも放電量を大きくすることが可能となるので、接続不良発生時の充電電圧を第３の電圧閾値未満とすることが可能となり、より確実に接続不良の有無を診断することが可能となる。
また、上記効果を有するモータ制御装置を含んで電動パワーステアリング装置を構成するので、より確実に、バッテリーとの接続不良を検出することが可能となり、大事に至らぬ前に、モータ駆動回路の電気的な遮断等の対処をすることが可能となる。このため、信頼性の比較的高い電動パワーステアリング装置を提供することが可能となる。

本発明のモータ制御装置を車両に搭載した電動パワーステアリング装置に適用した場合の実施形態を示す全体構成図である。 モータ制御装置の具体的構成を示す回路図である。 図２の制御演算装置の具体的構成を示すブロック図である。 実施形態に係るＶＲ電圧低下防止機能を説明するための図である。 ＶＲ電圧低下防止処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 接続不良診断処理の処理手順の一例を示すフローチャートである。 実施形態に係るＶＲ電圧低下防止機能を適用した場合の断線故障時の測定結果を示すグラフである。 従来のモータ制御装置の簡略化した回路構成を示す図である。 従来のＶＲ電圧低下防止機能を説明するための図である。 従来のＶＲ電圧低下防止機能を適用した場合の断線故障時の測定結果の一例を示すグラフである。

次に、図面を参照して、本発明の実施形態を説明する。以下の図面の記載において、同一又は類似の部分には同一又は類似の符号を付している。但し、図面は模式的なものも含まれており、部材ないし部分の縦横の寸法や縮尺は実際のものとは異なる場合があることに留意すべきである。従って、具体的な寸法や縮尺は以下の説明を参酌して判断すべき場合がある。また、図面相互間においても互いの寸法の関係や比率が異なる部分が含まれていることはもちろんである。
また、以下に示す実施形態は、本発明の技術的思想を具体化するための装置や方法を例示するものであって、本発明の技術的思想は、構成部品の材質、形状、構造、配置等を下記のものに特定するものではない。本発明の技術的思想は、特許請求の範囲に記載された請求項が規定する技術的範囲内において、種々の変更を加えることができる。

（全体構成）
本発明に係る電動パワーステアリング装置１が搭載された車両２は、図１に示すように、左右の転舵輪となる前輪３ＦＲ及び３ＦＬと後輪３ＲＲ及び３ＲＬとを備えている。そして、前輪３ＦＲ及び３ＦＬは、電動パワーステアリング装置１によって転舵される。
この電動パワーステアリング装置１は、図１に示すように、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、操舵トルクセンサ１３と、第１のユニバーサルジョイント１４と、ロアシャフト１５と、第２のユニバーサルジョイント１６とを備えている。
電動パワーステアリング装置１は、更に、ピニオンシャフト１７と、ステアリングギヤ１８と、を備えている。

ステアリングホイール１１に運転者から作用された操舵力は、ステアリングシャフト１２に伝達される。このステアリングシャフト１２は、入力軸１２ａと出力軸１２ｂとを有する。入力軸１２ａの一端はステアリングホイール１１に連結され、他端は操舵トルクセンサ１３を介して出力軸１２ｂの一端に連結されている。
そして、出力軸１２ｂに伝達された操舵力は、第１のユニバーサルジョイント１４を介してロアシャフト１５に伝達され、更に、第２のユニバーサルジョイント１６を介してピニオンシャフト１７に伝達される。このピニオンシャフト１７に伝達された操舵力はステアリングギヤ１８を介してタイロッド１９に伝達され、転舵輪としての前輪３ＦＲ及び３ＦＬを転舵させる。ここで、ステアリングギヤ１８は、ピニオンシャフト１７に連結されたピニオン１８ａとこのピニオン１８ａに噛合するラック１８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成されている。従って、ステアリングギヤ１８は、ピニオン１８ａに伝達された回転運動をラック１８ｂで車幅方向の直進運動に変換している。

ステアリングシャフト１２の出力軸１２ｂには、操舵補助力を出力軸１２ｂに伝達する操舵補助機構２０が連結されている。この操舵補助機構２０は、出力軸１２ｂに連結した例えばウォームギヤ機構で構成される減速ギヤ２１と、この減速ギヤ２１に連結された操舵補助力を発生する例えば３相ブラシレスモータで構成される３相電動モータ２２と、この３相電動モータ２２を駆動制御するモータ制御装置２５とを備えている。
操舵トルクセンサ１３は、ステアリングホイール１１に付与されて入力軸１２ａに伝達された操舵トルクを検出する。この操舵トルクセンサ１３は、例えば、操舵トルクを入力軸１２ａ及び出力軸１２ｂ間に介挿した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を抵抗変化や磁気変化に変換して検出する構成とされている。

また、３相電動モータ２２は、本実施形態において３相ブラシレスモータであり、図示しない環状のモータロータと環状のモータステータとを備えている。モータステータは、径方向内側に突出する複数の極歯を円周方向に等間隔に備えて構成され、各極歯には励磁用コイル（図２に示すＡ相モータ巻線Ｌａ、Ｂ相モータ巻線Ｌｂ及びＣ相モータ巻線Ｌｃ）が巻き回されている。そして、モータステータの内側に、モータロータが同軸に配設されている。モータロータは、モータステータの極歯と僅かの空隙（エアギャップ）をもって対向し且つ外周面に円周方向に等間隔に設けられた複数の磁石を備えて構成されている。以下、Ａ相モータ巻線Ｌａ、Ｂ相モータ巻線Ｌｂ及びＣ相モータ巻線Ｌｃを「３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃ」と略記する。

モータロータはモータ回転軸に固定されており、モータステータの３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃにモータ制御装置２５を介して３相交流電流を流すことでモータステータの各歯が所定の順序に励磁されてモータロータが回転し、この回転に伴ってモータ回転軸が回転する。
更に、３相電動モータ２２は、図２に示すように、モータの回転位置を検出するレゾルバなどの回転位置センサ２３ａを備えている。この回転位置センサ２３ａからの検出値がモータ回転角検出回路２３に供給されてこのモータ回転角検出回路２３でモータ回転角θｍを検出する。モータ回転角検出回路２３は、検出したモータ回転角θｍを制御演算装置３１に出力する。

また、モータ制御装置２５は、車載の直流電源であるバッテリー２７から電源供給されることによって作動する。ここで、バッテリー２７の負極は接地され、その正極はエンジン始動を行うイグニッションスイッチ２８（以下、「ＩＧスイッチ２８」と記載する）を介してモータ制御装置２５に接続されていると共に、ＩＧスイッチ２８を介さず直接、モータ制御装置２５に接続されている。
なお、バッテリー２７を、ＩＧスイッチ２８を介さず接続するラインは、コモンモードやノーマルモードのＥＭＣ（electromagnetic compatibility）ノイズ対策としてノイズフィルタ４３を介して接続している。

（モータ制御装置２５の構成）
次に、モータ制御装置２５の具体的構成を説明する。
モータ制御装置２５は、図２に示すように、モータ電圧指令値を演算する制御演算装置３１と、この制御演算装置３１から出力される、後述する３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊が入力されるモータ駆動回路３２とを備えている。
具体的に、３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊は、Ａ相モータ電圧指令値Ｖａ^＊、Ｂ相モータ電圧指令値Ｖｂ^＊及びＣ相モータ電圧指令値Ｖｃ^＊から構成される。

更に、モータ制御装置２５は、モータ駆動回路３２の出力側と３相電動モータ２２の３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃとの間に介挿されたモータ電流遮断回路３３を備えている。
なお更に、モータ制御装置２５は、モータ駆動回路３２とモータ電流遮断回路３３との間に設けられたモータ電圧検出回路４０を備えている。
モータ駆動回路３２は、制御演算装置３１から出力される３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊が入力されてゲート駆動信号を形成するゲート駆動回路４１と、このゲート駆動回路４１から出力されるゲート駆動信号が入力されるインバータ回路４２とを備えている。

更に、モータ駆動回路３２は、第１の電源供給ラインＶＬ１との接続ラインに介挿された電源遮断回路４４と、モータ電源電圧検出回路３４とを備えている。加えて、電源遮断回路４４とモータ電源電圧検出回路３４との間に介挿され、インバータ回路４２の上側アームに流れる直流電流を検出する電流検出回路３９Ｕと、インバータ回路４２の下側アームと接地との間に介挿され、下側アームから接地に流れる直流電流を検出する電流検出回路３９Ａ、３９Ｂ及び３９Ｃとを備えている。
以下、電流検出回路３９Ａ、３９Ｂ及び３９Ｃを「電流検出回路３９Ａ〜３９Ｃ」と略記する。

ここで、第１の電源供給ラインＶＬ１は、ハーネス等から構成され、その一端部はバッテリー２７側のコネクタを介してバッテリー２７と電気的に接続され、他端部はモータ制御装置２５側のコネクタを介してインバータ回路４２と電気的に接続されている。
ゲート駆動回路４１は、制御演算装置３１からモータ電圧指令値Ｖ^＊が入力されると、このモータ電圧指令値Ｖ^＊と三角波のキャリア信号Ｓｃとをもとにパルス幅変調（ＰＷＭ）した６つのゲート駆動信号を形成する。そして、これらゲート駆動信号をインバータ回路４２に出力する。

ここで、ゲート駆動回路４１は、バッテリー２７からＩＧスイッチ２８を介して電源供給されて動作するように構成されている。以下、この電源供給ラインを「第２の電源供給ラインＶＬ２」と称す。なお、第２の電源供給ラインＶＬ２は、第１の電源供給ラインＶＬ１とは独立したラインとなっている。
インバータ回路４２は、ノイズフィルタ４３と、電源遮断回路４４と、モータ電源電圧検出回路３４とを介してバッテリー２７のバッテリー電力が入力され、入力側に平滑用の電解コンデンサである平滑用コンデンサＣＡが接続されている。この平滑用コンデンサＣＡは、インバータ回路４２に対するノイズ除去機能及び電源供給補助機能を備えている。

このインバータ回路４２は、スイッチング素子としての６個の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）Ｑ１〜Ｑ６を有し、２つの電界効果トランジスタを直列に接続した３つのスイッチングアームＳＷＡａ、ＳＷＡｂ及びＳＷＡｃを並列に接続した構成を有する。そして、各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートにゲート駆動回路４１から出力されるゲート駆動信号が入力されることにより、各スイッチングアームＳＷＡａ、ＳＷＡｂ及びＳＷＡｃの電界効果トランジスタ間の接続点からＡ相電流Ｉａ、Ｂ相電流Ｉｂ、Ｃ相電流Ｉｃがモータ電流遮断回路３３を介して３相電動モータ２２の３相モータ巻線Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃに通電される。

なお、インバータ回路４２の電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）のゲートにゲート駆動信号としてパルス幅変調（ＰＷＭ）信号が入力されることから、インバータ回路４２から出力されるＡ相電流Ｉａ、Ｂ相電流Ｉｂ及びＣ相電流Ｉｃはデューティー比が制御される矩形波信号となる。
また、インバータ回路４２は、第１の電源供給ラインＶＬ１を介して、バッテリー２７から直接、電源供給されて動作するように構成されている。但し、本実施形態では、ノイズ対策のためノイズフィルタ４３を介挿している。

モータ電源電圧検出回路３４は、インバータ回路４２の第１の電源供給ラインＶＬ１との接続ラインに介挿され、この接続ラインと平滑用コンデンサＣＡとの接続部の電圧であるモータ電源電圧ＶＲ１（正常時はバッテリー電圧Ｖｂａｔ［Ｖ］に相当）を検出する。
なお、モータ電源電圧ＶＲ１は、バッテリー２７とモータ駆動回路３２との接続部に断線等の異常が発生して、バッテリー２７からの正常な電源供給を受けられない状態となった場合に、平滑用コンデンサＣＡの充電電圧の変化に応じて変化する電圧値となる。
電源遮断回路４４は、２つの電界効果トランジスタ（ＦＥＴ）ＱＣ１及びＱＣ２がソース同士を接続して寄生ダイオードが逆向きとなる直列回路構成を有する。そして、電界効果トランジスタＱＣ１のドレインがノイズフィルタ４３の出力側に接続され、電界効果トランジスタＱＣ２のドレインがインバータ回路４２の各電界効果トランジスタＱ１、Ｑ３及びＱ５のドレインに接続されている。

モータ電流遮断回路３３は、３つの電流遮断用の電界効果トランジスタＱＡ１、ＱＡ２及びＱＡ３を有する。電界効果トランジスタＱＡ１のソースがモータ電圧検出回路４０を介してインバータ回路４２のスイッチングアームＳＷＡａの電界効果トランジスタＱ１及びＱ２の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌａに接続されている。また、電界効果トランジスタＱＡ２のソースがモータ電圧検出回路４０を介してインバータ回路４２のスイッチングアームＳＷＡｂの電界効果トランジスタＱ３及びＱ４の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌｂに接続されている。更に、電界効果トランジスタＱＡ３のソースがモータ電圧検出回路４０を介してインバータ回路４２のスイッチングアームＳＷＡｃの電界効果トランジスタＱ５及びＱ６の接続点に接続され、ドレインが３相モータ巻線Ｌｃに接続されている。

そして、モータ電流遮断回路３３の電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３は寄生ダイオードＤのアノードをインバータ回路４２側として各々が同一の向きに接続されている。
モータ電圧検出回路４０は、それぞれインバータ回路４２の各上側アームと各下側アームとの接続点と、３相電動モータ２２の３相モータ巻線Ｌａ〜Ｌｃとの接続ラインの各電圧を検出する。
具体的に、モータ電圧検出回路４０は、Ａ相モータ巻き線Ｌａとの接続ラインの電圧であるモータ相電圧ＶＡと、Ｂ相モータ巻き線Ｌｂとの接続ラインの電圧であるモータ相電圧ＶＢと、Ｃ相モータ巻き線Ｌｃとの接続ラインの電圧であるモータ相電圧ＶＣとを検出する。
以下、モータ相電圧ＶＡ、ＶＢ及びＶＣを「モータ相電圧ＶＡ〜ＶＣ」と略記する。

（制御演算装置３１の構成）
次に、制御演算装置３１の具体的構成を説明する。
ここで、制御演算装置３１には、図２に示すように、モータ電圧検出回路４０で検出したモータ相電圧ＶＡ〜ＶＣと、モータ電源電圧検出回路３４で検出したモータ電源電圧ＶＲ１とがＡ／Ｄ変換部３１ｃを介して入力されている。
なお更に、制御演算装置３１には、図２に示すように、電流検出回路３９Ｕから出力される電流検出値ＩＵと、電流検出回路３９Ａ〜３９Ｃから出力される電流検出値ＩＡ、ＩＢ及びＩＣとがＡ／Ｄ変換部３１ｃを介して入力されている。
以下、電流検出値ＩＡ、ＩＢ及びＩＣを「電流検出値ＩＡ〜ＩＣ」と略記する。

更にまた、制御演算装置３１には、図３に示すように、操舵トルクセンサ１３で検出された操舵トルクＴｓ及び車速センサ２６で検出された車速Ｖｓが入力されている。
なお、本実施形態において、制御演算装置３１は、バッテリー２７から第２の電源供給ラインＶＬ２を介して電源供給を受けて動作するように構成されている。
また、制御演算装置３１は、図示省略するが、ＣＰＵと、所定領域に予めＣＰＵで実行される制御プログラムや制御プログラムの実行時に使用するデータ等を格納しているＲＯＭと、ＲＯＭから読み出したデータやＣＰＵの演算過程で必要な演算結果を格納するためのワークメモリとしてのＲＡＭと、計時用のタイムカウンタとを有している。

更に、制御演算装置３１は、図３に示すように、操舵補助電流指令値Ｉ^＊を算出する操舵補助電流指令値演算部４５と、この操舵補助電流指令値演算部４５で算出した操舵補助電流指令値Ｉ^＊に対して、モータ角速度ωｅ及びモータ角加速度αに基づいて補償を行う補償制御演算部３５とを備えている。更に、制御演算装置３１は、補償制御演算部３５で補償された補償後操舵補助電流指令値Ｉ^＊′に基づいてｄ−ｑ軸電流指令値を算出し、これを３相電流指令値に変換するｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７を備えている。
更に、制御演算装置３１は、モータ駆動回路３２に対するモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する電圧指令値演算部３８を備えている。

なお更に、制御演算装置３１は、入力された各電圧検出値及び各電流検出値に基づき、モータ駆動回路３２に発生している異常（故障等）を検出する異常検出部３１ａを備えている。
操舵補助電流指令値演算部４５は、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓをもとに操舵補助電流指令値算出マップ（図示略）を参照して電流指令値でなる操舵補助電流指令値Ｉ^＊を算出する。この操舵補助電流指令値算出マップは、横軸に操舵トルクＴｓをとり、縦軸に操舵補助電流指令値Ｉ^＊をとる放物線状の曲線で表される特性線図で構成されている。

補償制御演算部３５は、例えばモータ角速度ωｅに基づいてヨーレートの収斂性を補償する収斂性補償値、モータ角加速度αに基づいて３相電動モータ２２の慣性により発生するトルク相当分を補償して慣性感又は制御応答性の悪化を防止するトルク補償値を算出する。加えて、セルフアライニングトルク（ＳＡＴ）を推定し、推定したＳＡＴに基づいて、３相電動モータ２２のアシスト力を補償するセルフアライニングトルク補償値を算出する。更に、算出した、収斂性補償値、トルク補償値及びセルフアライニングトルク補償値を足し合わせて指令値補償値Ｉｃｏｍを算出する。そして、算出した指令値補償値Ｉｃｏｍを操舵補助電流指令値演算部４５から出力される操舵補助電流指令値Ｉ^＊に加算器３６で加算することにより、補償後操舵補助電流指令値Ｉ^＊′を算出する。補償制御演算部３５は、この補償後操舵補助電流指令値Ｉ^＊′をｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７に出力する。

ｄ−ｑ軸電流指令値演算部３７は、ｄ軸指令電流算出部３７ａと、誘起電圧モデル算出部３７ｂと、ｑ軸指令電流算出部３７ｃと、２相／３相変換部３７ｄとを備えている。
ｄ軸指令電流算出部３７ａは、補償後操舵補助電流指令値Ｉ^＊′とモータ角速度ωｅとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊を算出する。
誘起電圧モデル算出部３７ｂは、モータ回転角θｍ及びモータ角速度ωｅに基づいてｄ−ｑ軸誘起電圧モデルＥＭＦ（Electromotive Force）のｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ（θ）及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ（θ）を算出する。

ｑ軸指令電流算出部３７ｃは、誘起電圧モデル算出部３７ｂから出力されるｄ軸ＥＭＦ成分ｅｄ（θ）及びｑ軸ＥＭＦ成分ｅｑ（θ）とｄ軸指令電流算出部３７ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊と補償後操舵補助電流指令値Ｉ^＊′とモータ角速度ωｅとに基づいてｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を算出する。
２相／３相変換部３７ｄは、ｄ軸指令電流算出部３７ａから出力されるｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊とｑ軸指令電流算出部３７ｃから出力されるｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊とを３相電流指令値Ｉａ^＊、Ｉｂ^＊及びＩｃ^＊に変換する。

電圧指令値演算部３８は、Ａ相電流指令値Ｉａ^＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ^＊及びＣ相電流指令値Ｉｃ^＊と、電流検出回路３９Ａ〜３９Ｃで検出した電流検出値ＩＡ〜ＩＣとに基づいてモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。
具体的に、電圧指令値演算部３８は、電流検出回路３９Ａ〜３９Ｃで検出した電流検出値ＩＡ〜ＩＣからＡ相電流検出値Ｉａ、Ｂ相電流検出値Ｉｂ及びＣ相電流検出値Ｉｃを算出する。そして、Ａ相電流指令値Ｉａ^＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ^＊及びＣ相電流指令値Ｉｃ^＊からＡ相電流検出値Ｉａ、Ｂ相電流検出値Ｉｂ及びＣ相電流検出値Ｉｃを減算して電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃを算出する。更に、これら電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃについて例えばＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行ってモータ駆動回路３２に対する３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。そして、算出した３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊を、ゲート駆動回路４１に出力する。

電圧指令値演算部３８は、更に、モータ電源電圧ＶＲ１（≒バッテリー電圧Ｖｂａｔ［Ｖ］）の大きさに応じてバッテリー２７から持ち出す電流量を制限する機能であるＶＲ電圧低下防止機能を備えている。この機能は、例えば、エンジン再始動時のクランキングや経年劣化等によってバッテリー電圧が低下した状態のときに電流持ち出し量を低減することでバッテリー電圧の大幅な低下を防ぎ、システム稼働中にＭＰＵやＣＰＵがリセットされる等の不具合が発生するのを防ぐ機能である。
本実施形態のＶＲ電圧低下防止機能は、まず、モータ電源電圧ＶＲ１を判定用の電圧閾値と比較する。

具体的に、モータ電源電圧ＶＲ１が予め設定された第１の電圧閾値Ｖｔｈ１未満で且つ予め設定された第２の電圧閾値Ｖｔｈ２（Ｖｔｈ１＞Ｖｔｈ２）以上であるか否かを判定する。以下、モータ電源電圧ＶＲ１を「ＶＲ１」と略記し、第１の電圧閾値Ｖｔｈ１を「Ｖｔｈ１」と略記し、第２の電圧閾値Ｖｔｈ２を「Ｖｔｈ２」と略記する。
ここで、Ｖｔｈ１及びＶｔｈ２は、制御演算装置３１の備えるＲＯＭに予め記憶されている。
引き続き、ＶＲ１がＶｔｈ１未満で且つＶｔｈ２以上である場合に、インバータ回路４２に供給する電流の電流指令値が制限される様に、３相電動モータ２２の駆動電流量の上限を制限する機能となる。即ち、駆動電流量を制限することでバッテリー２７からの持ち出し電流量を制限している。

更に、本実施形態のＶＲ電圧低下防止機能は、ＶＲ１がＶｔｈ２未満になると、３相電動モータ２２の駆動電流量の制限を解除するように構成されている。即ち、電流指令値の制限を解除して、ＶＲ電圧低下防止機能を停止するように構成されている。これによって、電流指令値を通常時の１００［％］まで設定することが可能となる。なお、ＶＲ１が正常値となるＶｔｈ１以上の場合も同様に制限は解除される。
ここで、Ｖｔｈ１は、バッテリー２７の公称電圧よりも低い電圧値に設定され、本実施形態では、バッテリー電圧Ｖｂａｔを予め設定した所定電圧値以下に低下させない範囲で通常の操舵補助制御を実施可能な最低電圧値に設定されている。また、Ｖｔｈ２は、インバータ回路４２のＦＥＴＱ１〜Ｑ６を正常に制御可能な最低入力電圧値に設定される。

本実施形態では、例えば、図４に示すように、ＶＲ１がＶｔｈ１以上となる間は駆動電流の上限が通常時の１００［％］となり、バッテリー電流の最大値である最大ＢＡＴ電流の持ち出しが可能である。一方、ＶＲ１がＶｔｈ１［Ｖ］未満になると、駆動電流の上限を通常よりも低い値に制限する。なお、モータ駆動電流量の上限は、ＶＲ１がＶｔｈ１［Ｖ］から線形に減少していき、Ｖｔｈ２の手前で制限電流（下限値）となり、その後、Ｖｔｈ２まで制限電流で一定となるように設定されている。そして、Ｖｔｈ２未満はＶＲ電圧低下防止機能が停止された状態となる。なお、本実施形態では、モータ駆動電流量の上限が、Ｖｔｈ２の手前で制限電流まで減少する例を説明したが、この構成に限らず、例えば、Ｖｔｈ１からＶｔｈ２まで線形に減少する構成など他の構成としてもよい。

ここで、従来と異なる点として、ＶＲ１がＶｔｈ２未満のときにＶＲ電圧低下防止機能を停止する理由を説明する。第１に、ＶＲ電圧低下防止機能の電流制限機能による、ゲート駆動回路４１を介した第２の電源供給ラインＶＬ２からの電源供給によって、平滑用コンデンサＣＡが充電され、その充電電圧がバッテリー２７との接続不良を判定する際の電圧閾値である第３の電圧閾値Ｖｔｈ３（後述）以上となることを防ぐためである。即ち、バッテリー２７との接続不良が発生しているにも係わらず、ＶＲ電圧低下防止機能によって平滑用コンデンサＣＡが第３の電圧閾値Ｖｔｈ３（以下、「Ｖｔｈ３」と略記する）以上に充電されて接続不良を検知できなくなるのを回避するためである。第２に、ＶＲ電圧がＶｔｈ２未満でＦＥＴを駆動するとＦＥＴの発熱量（電力損失量）が無視できない大きさとなるため、この発熱によるＦＥＴの不具合（例えば寿命の低下）の発生を防ぐためである。

ここで、Ｖｔｈ３は、電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６の入力電圧が、ＶＲ電圧低下防止機能が作動時の最低電圧であるＶｔｈ２のときに予め設定された最大電流が流れたときのＶＲ１の値よりも低い値に設定されている。また、Ｖｔｈ３は、制御演算装置３１の備えるＲＯＭに予め記憶されている。
異常検出部３１ａは、電流検出値ＩＵ及びＩＡ〜ＩＣに基づき、公知の検出方法（例えば、上記特許文献１を参照）にて、インバータ回路４２を構成するスイッチング素子としてのＦＥＴＱ１〜Ｑ６のオープン故障及びショート故障を検出する。

更に、異常検出部３１ａは、ＶＲ１と電流検出値ＩＵとに基づき、公知の検出方法（例えば、上記特許文献１を参照）にて、電源遮断回路４４を構成する電流遮断用のＦＥＴＱＣ１〜ＱＣ２のショート故障を検出する。
なお更に、異常検出部３１ａは、電圧検出値ＶＡ〜ＶＣと、電流検出値ＩＡ〜ＩＣとに基づき、公知の検出方法（例えば、上記特許文献１を参照）にて、モータ電流遮断回路３３を構成する電流遮断用のＦＥＴＱＡ１〜ＱＡ３のショート故障を検出する。
更にまた、異常検出部３１ａは、ＶＲ１に基づき、バッテリー２７とインバータ回路４２との接続不良による故障（以下、「接続故障」と称す）を検出する。

具体的に、異常検出部３１ａは、ＶＲ１がＶｔｈ３未満の状態が予め設定した継続時間ｔ秒以上継続した場合にバッテリー２７とインバータ回路４２との間で接続故障が発生していると判定する。
なお、接続故障の状態としては、接続ラインの断線状態、コネクタ及びハーネスの接触抵抗が、操舵アシストが正常に機能する最大抵抗値を大きく越えた状態（以下、「接触不良状態」と称す）などが含まれる。
異常検出部３１ａは、故障が生じているモータ駆動回路３２のゲート駆動回路４１に対して論理値"１"の異常検出信号ＳＡａを出力する。一方、異常検出部３１ａは、故障が検出されなかった場合、モータ駆動回路３２のゲート駆動回路４１に対して論理値"０"の異常検出信号ＳＡａを出力する。

（異常検出信号に応じたゲート駆動回路の動作）
ゲート駆動回路４１は、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡａが論理値"０"（正常）であるときには、モータ電流遮断回路３３に対してハイレベルの３つのゲート駆動信号を出力するとともに、電源遮断回路４４に対してハイレベルの２つのゲート駆動信号を同時に出力する。これにより、インバータ回路４２に対して、モータ電流を通電するとともに、バッテリー電力を通電する。
一方、ゲート駆動回路４１は、制御演算装置３１から入力される異常検出信号ＳＡａが論理値"１"（異常）であるときにはモータ電流遮断回路３３に対してローレベルの３つのゲート駆動信号を同時に出力するとともに、電源遮断回路４４に対してローレベルの２つのゲート駆動信号を同時に出力する。加えて、インバータ回路４２に対して、ローレベルの６つのゲート駆動信号を同時に出力することにより、モータ電流を遮断するとともに、バッテリー電力を遮断する。

（電圧指令値算出処理）
次に、図５に基づき、電圧指令値演算部３８にて実行されるＶＲ電圧低下防止処理を含む電圧指令値算出処理の処理手順を説明する。
電圧指令値演算部３８において処理が開始されると、図５に示すように、まず、ステップＳ１００に移行する。
ステップＳ１００では、電圧指令値演算部３８において、入力されたモータ電源電圧ＶＲ１をワークメモリに読み込んで、ステップＳ１０２に移行する。

ステップＳ１０２では、電圧指令値演算部３８において、読み込んだモータ電源電圧ＶＲ１とＶｔｈ１及びＶｔｈ２とをそれぞれ比較する。そして、これら比較結果に基づきＶＲ１がＶｔｈ１未満で且つＶｔｈ２以上であるか否かを判定する。この判定により、Ｖｔｈ１未満で且つＶｔｈ２以上であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ１０４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ１０６に移行する。
ステップＳ１０４に移行した場合は、電圧指令値演算部３８において、ＶＲ電圧低下防止機能を作動して、モータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。その後、算出したモータ電圧指令値Ｖ^＊をゲート駆動回路４１に出力して、一連の処理を終了する。

具体的に、現在のモータ電源電圧ＶＲ１に対応する制限された電流指令値に基づき、３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。
一方、ステップＳ１０２においてＶＲ１がＶｔｈ１未満且つＶｔｈ２以上ではなくステップＳ１０６に移行した場合は、電圧指令値演算部３８において、ＶＲ電圧低下防止機能を作動させない通常の制御で３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。そして、算出した３相のモータ電圧指令値Ｖ^＊をゲート駆動回路４１に出力する。その後、一連の処理を終了する。
即ち、ＶＲ１がＶｔｈ１以上のときと、ＶＲ１がＶｔｈ２未満のときとにおいて、ＶＲ電圧低下防止機能を停止し、通常の算出方法にて３相のモータ電圧指令値を算出する。

（接続故障検出処理）
次に、図６に基づき、異常検出部３１ａにて実行される接続故障検出処理の処理手順について説明する。
異常検出部３１ａにおいて接続故障検出処理が開始されると、図６に示すように、まず、ステップＳ２００に移行する。
ステップＳ２００では、異常検出部３１ａにおいて、入力されたモータ電源電圧ＶＲ１をワークメモリに読み込んで、ステップＳ２０２に移行する。

ステップＳ２０２では、異常検出部３１ａにおいて、読み込んだモータ電源電圧ＶＲ１とＶｔｈ３とを比較し、これら比較結果に基づきＶＲ１がＶｔｈ３未満であるか否かを判定する。そして、Ｖｔｈ３未満であると判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０４に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、ステップＳ２１６に移行する。
ステップＳ２０４に移行した場合は、異常検出部３１ａにおいて、不図示のタイムカウンタによって、ＶＲ１がＶｔｈ３未満となる状態の継続時間の計測を開始する。その後、ステップＳ２０６に移行する。

ステップＳ２０６では、異常検出部３１ａにおいて、タイムカウンタのカウント値に基づきＶＲ１がＶｔｈ３未満となる状態がｔ秒以上継続したか否かを判定する。そして、継続したと判定した場合（Ｙｅｓ）は、ステップＳ２０８に移行し、そうでないと判定した場合（Ｎｏ）は、接続故障検出フラグＦｂを０に設定して、ステップＳ２１２に移行する。
ここで、接続故障検出フラグＦｂは、接続故障が発生しているか否かを示すフラグであり、本実施形態では、接続故障が発生している場合に「１」に設定され、発生していない場合に「０」が設定される。

ステップＳ２０８に移行した場合は、異常検出部３１ａにおいて、接続故障が発生していると診断し接続故障検出フラグＦｂを１に設定して、ステップＳ２１０に移行する。
ステップＳ２１０では、異常検出部３１ａにおいて、接続故障検出フラグＦｂの設定値「１」に基づき、モータ駆動回路３２のゲート駆動回路４１に対して、論理値"１"の異常検出信号ＳＡａを出力する。その後、一連の処理を終了する。
即ち、接続故障が検出された場合、インバータ回路４２のＦＥＴを全てオフ状態にすると共に、バッテリー２７及び３相電動モータ２２から、インバータ回路４２を電気的に切り離す。

一方、ステップＳ２０６においてＶｔｈ３未満の状態がｔ秒以上継続していないと判定されステップＳ２１２に移行した場合は、異常検出部３１ａにおいて、タイマカウンタをリセットして、ステップＳ２１４に移行する。
ステップＳ２１４では、異常検出部３１ａにおいて、接続故障検出フラグＦｂの設定値「０」に基づきモータ駆動回路３２のゲート駆動回路４１に対して、論理値"０"の異常検出信号ＳＡａを出力する。その後、一連の処理を終了する。

（動作）
以下、図１〜図６、図１０を参照しつつ、図７に基づき本実施形態の動作を説明する。
ＩＧスイッチ２８がオフ状態であって車両が停止していると共に、操舵補助制御処理も停止している作動停止状態であるときには、モータ制御装置２５の制御演算装置３１が非作動状態となる。このため、制御演算装置３１で実行される操舵補助制御処理及び異常検出処理は停止されている。従って、３相電動モータ２２は作動を停止しており、操舵補助機構２０への操舵補助力（操舵アシストトルク）の出力を停止している。
この作動停止状態からＩＧスイッチ２８をオン状態とすると、制御演算装置３１が作動状態となり、操舵補助制御処理及び異常検出処理を開始する。このとき、モータ駆動回路３２に故障が発生していない正常状態であるものとする。加えて、ＶＲ１がＶｔｈ１以上であって、ＶＲ電圧低下防止機能の作動範囲外であるとする。また、接続故障も発生していないものとする（接続故障検出フラグＦｂが「０」）。

操舵補助制御処理が開始されると、制御演算装置３１は、入力された操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓから、電流指令値算出マップを参照して操舵補助電流指令値Ｉ^＊を算出する。
そして、算出した操舵補助電流指令値Ｉ^＊とモータ回転角検出回路２３から入力されたモータ電気角θｅとに基づいてｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊を算出する。引き続き、算出したｄ軸電流指令値Ｉｄ^＊及びｑ軸電流指令値Ｉｑ^＊に対してｄｑ二相−三相変換処理を行ってＡ相電流指令値Ｉａ^＊、Ｂ相電流指令値Ｉｂ^＊及びＣ相電流指令値Ｉｃ^＊を算出する。

更に、これら電流指令値Ｉａ^＊、Ｉｂ^＊及びＩｃ^＊と、電流検出値ＩＡ〜ＩＣとから算出される各相電流検出値Ｉａ、Ｉｂ及びＩｃとの電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃを算出する。続いて、算出した電流偏差ΔＩａ、ΔＩｂ及びΔＩｃについてＰＩ制御演算又はＰＩＤ制御演算を行ってモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。このとき、ＶＲ電圧低下防止機能が作動していないため、電流指令値が制限されていない状態（１００［％］まで設定可能な状態）でモータ電圧指令値Ｖ^＊を算出する。
そして、算出したモータ電圧指令値Ｖ^＊をゲート駆動回路４１に出力する。また、制御演算装置３１は、モータ駆動回路３２が正常であるので、論理値"０"の異常検出信号ＳＡａをゲート駆動回路４１に出力する。

このため、ゲート駆動回路４１では、モータ電流遮断回路３３に対してハイレベルの３つのゲート駆動信号を出力する。従って、モータ電流遮断回路３３の電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３及びＱＢ１〜ＱＢ３がオン状態となって、インバータ回路４２と３相電動モータ２２の３相モータ巻線Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃとの間が導通状態となって、３相電動モータ２２に対する通電制御が可能な状態となる。
これと同時に、ゲート駆動回路４１から電源遮断回路４４に対してハイレベルのゲート駆動信号を出力する。このため、電源遮断回路４４の電界効果トランジスタＱＣ１〜ＱＣ２及びＱＤ１〜ＱＤ２がオン状態となってバッテリー２７からの直流電流がノイズフィルタ４３を介してインバータ回路４２に供給される。

更に、ゲート駆動回路４１では、制御演算装置３１から入力されるモータ電圧指令値Ｖ^＊に基づいてパルス幅変調を行ってゲート駆動信号を形成し、形成したゲート駆動信号をインバータ回路４２の各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６のゲートに供給する。
なお、例えば、車両が停止状態で、ステアリングホイール１１を操舵していない状態では、操舵トルクＴｓが"０"であり、車速Ｖｓも"０"であるので、操舵補助電流指令値も"０"となって３相電動モータ２２は停止状態を維持する。
一方、例えば、車両が走行状態で、ステアリングホイール１１が操舵されている状態では、操舵トルクＴｓ及び車速Ｖｓが"０"ではなくなり、操舵補助電流指令値も"０"ではなくなる。そのため、操舵補助電流指令値の大きさに応じたモータ駆動電流によって３相電動モータ２２が駆動されてステアリングホイール１１に操舵アシストトルクが付加される。

その後、何らかの原因によって、図７に示す時刻ｔ１にて第１の電源供給ラインＶＬ１に断線が発生したとする。なお、図７において、横軸は時間を、縦軸は操舵トルク、操舵角度、操舵速度、電圧を示す。これによって、第１の電源供給ラインＶＬ１を介してバッテリー２７からインバータ回路４２に対して電源供給がされない状態となる。そのため、以降は平滑用コンデンサＣＡが補助電源として機能する。
その一方で、第２の電源供給ラインＶＬ２を介した制御演算装置３１及びゲート駆動回路４１への電源供給は正常に行われているため、システムは停止せずに操舵補助制御処理が継続して行われる。従って、この状態で駆動電流を流して平滑用コンデンサＣＡに蓄積された電荷が放電されると、モータ電源電圧ＶＲ１が低下する。即ち、図７に示すように、時刻ｔ１以降に、駆動電流が流れたことでＶＲ１が急激に低下している。

制御演算装置３１では、電圧指令値演算部３８においてＶＲ１とＶｔｈ１及びＶｔｈ２との比較処理が行われている。そのため、図７中の時刻ｔ２にてＶＲ１（図７中の細実線）がＶｔｈ１未満になった時点で、ＶＲ電圧低下防止機能を作動させて、電流指令値を通常よりも低い値に制限する。これにより、図７に示すように、時刻ｔ２以降のＶＲ１の低下が緩やかとなっている。
この状態で、図７中の破線、一点鎖線、二点鎖線に示すように、時刻ｔ３から操舵トルク、操舵角度、操舵速度が大幅に変化すると（ステアリングホイール１１が操舵されると）、平滑用コンデンサＣＡの放電量が増大して、ＶＲ１が急激に減少する。そのため、図７中の時刻ｔ４にてＶＲ１がＶｔｈ２未満となって、電圧指令値演算部３８においてＶＲ電圧低下防止機能が停止される。即ち、電流指令値の制限が解除される。

ＶＲ１が低下すると、ゲート駆動回路４１を介して第２の電源供給ラインＶＬ２から電源が供給されるため、平滑用コンデンサＣＡが充電される。しかし、ＶＲ電圧低下防止機能が停止されているため、電流指令値に制限の無い通常時の算出方法でモータ電圧指令値Ｖ^＊が算出される。そのため、充電量に対して放電量の方が大きくなり、図１０に示すような充電によるＶＲ１の上昇は生じず、図７に示すように、時刻ｔ４以降、ＶＲ１は更に低下する。
一方、制御演算装置３１では、異常検出部３１ａにおいてＶＲ１とＶｔｈ３との比較処理が行われている。ＶＲ電圧低下防止機能が停止され、操舵時に、充電量に対して放電量の方が大きくなった状態では、図７中の時刻ｔ５にてＶＲ１がＶｔｈ３（図７中の太実線）未満になると共に、この状態がｔ秒以上継続される。従って、図７中の時刻ｔ６にて、異常検出部３１ａにおいて、接続故障が検出される。即ち、故障検出フラグＦｂが１となる。

異常検出部３１ａは、接続故障が検出されると、モータ駆動回路３２のゲート駆動回路４１に対して、論理値"１"の異常検出信号ＳＡａを出力する。
このため、ゲート駆動回路４１では、モータ電流遮断回路３３に対してローレベルの３つのゲート駆動信号を出力する。従って、モータ電流遮断回路３３の電界効果トランジスタＱＡ１〜ＱＡ３がオフ状態となって、インバータ回路４２と３相電動モータ２２の３相モータ巻線Ｌａ、Ｌｂ及びＬｃとの間が遮断状態となって、３相電動モータ２２に対する通電制御ができない状態となる。
これと同時に、ゲート駆動回路４１から電源遮断回路４４に対してローレベルのゲート駆動信号を出力する。このため、電源遮断回路４４の電界効果トランジスタＱＣ１〜ＱＣ２がオフ状態となってバッテリー２７からの直流電流が遮断される。

更に、ゲート駆動回路４１では、インバータ回路４２に対して、ローレベルの６つのゲート駆動信号を同時に出力することにより、モータ電流を遮断する。
また、上記停止動作と共に、電動パワーステアリング用の異常ランプ（不図示）を点灯する。
ここで、上記実施形態において、３相電動モータ２２が電動モータに対応し、ゲート駆動回路４１が駆動回路に対応し、ＲＯＭが電圧閾値記憶部に対応し、電圧指令値演算部３８が駆動電流制限部に対応し、モータ電圧指令値Ｖ^＊が駆動制御信号に対応する。
また、上記実施形態において、異常検出部３１ａが接続不良診断部に対応し、電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６がトランジスタに対応する。

（実施形態の効果）
上記実施形態に係るモータ制御装置２５は、バッテリー２７との接続ラインである第１の電源供給ラインＶＬ１を介して電源供給されて作動し、３相電動モータ２２にモータ駆動電流を供給するインバータ回路４２を備える。加えて、第１の電源供給ラインＶＬ１とは独立したバッテリー２７との接続ラインである第２の電源供給ラインＶＬ２を介して電源供給されて作動し、インバータ回路４２を構成する電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６に駆動信号を供給するゲート駆動回路４１を備える。更に、第２の電源供給ラインＶＬ２を介して電源供給されて作動し、ゲート駆動回路４１にモータ電圧指令値Ｖ^＊を供給する制御演算装置３１と、インバータ回路４２の第１の電源供給ラインＶＬ１との接続ラインと接地ラインとの間に介挿された平滑用コンデンサＣＡとを備える。なお更に、平滑用コンデンサＣＡの充電電圧であるモータ電源電圧ＶＲ１を検出するモータ電源電圧検出回路３４を備える。

そして、制御演算装置３１は、第１の電圧閾値Ｖｔｈ１と、第１の電圧閾値Ｖｔｈ１よりも低い第２の電圧閾値Ｖｔｈ２と、第２の電圧閾値Ｖｔｈ２よりも低い第３の電圧閾値Ｖｔｈ３とが記憶されたＲＯＭを備える。更に、電圧指令値演算部３８が、モータ電源電圧検出回路３４で検出したモータ電源電圧ＶＲ１が第１の電圧閾値Ｖｔｈ１未満で且つ第２の電圧閾値Ｖｔｈ２以上のときにモータ駆動電流の上限を制限する。加えて、ＶＲ１が第１の電圧閾値Ｖｔｈ１以上のとき及び第２の電圧閾値Ｖｔｈ２未満のときに、前記制限を解除する。異常検出部３１ａが、ＶＲ１と第３の電圧閾値Ｖｔｈ３とを比較し、この比較結果に基づき接続不良による故障（接続故障）の有無を診断する。

なお、第１の電圧閾値Ｖｔｈ１は、バッテリー電圧Ｖｂａｔを予め設定した所定電圧値以下に低下させない範囲で３相電動モータ２２を通常制御可能な最低電圧値に設定され、第２の電圧閾値Ｖｔｈ２は、電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６を制御可能な最低入力電圧値に設定されている。更に、第３の電圧閾値Ｖｔｈ３は、電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６の入力電圧が第２の電圧閾値Ｖｔｈ２のときに予め設定された最大電流が流れたときのモータ電源電圧ＶＲ１の値よりも低い値に設定されている。
この構成であれば、モータ電源電圧検出回路３４で検出したモータ電源電圧ＶＲ１が第２の電圧閾値Ｖｔｈ２未満のときにモータ駆動電流の上限の制限を解除することが可能となる。これによって、ゲート駆動回路４１経由で第２の電源供給ラインＶＬ２から平滑用コンデンサＣＡに充電される充電量よりも放電量を大きくすることが可能となる。その結果、接続故障発生時の充電電圧を第３の電圧閾値Ｖｔｈ３未満とすることが可能となり、より確実に接続故障の有無を診断することが可能となる。

また、電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ６の入力電圧が第２の電圧閾値Ｖｔｈ２未満になると、モータ駆動電流の制限を解除するようにしたので、接続不良によるＶＲ電圧の低下が要因で発生する許容値を超えた入力電圧での駆動状態を速やかに停止することが可能となる。その結果、トランジスタの発熱による部品寿命の低下等を防ぐことが可能となる。
また、第３の電圧閾値Ｖｔｈ３を、ＶＲ電圧低下防止機能が作動時の最低電圧値よりも低い値に設定したので、より確実に接続不良を検出することが可能となる。
また、上記実施形態に係るモータ制御装置２５は、更に、異常検出部３１ａが、モータ電源電圧検出回路３４で検出したモータ電源電圧ＶＲ１が第３の電圧閾値Ｖｔｈ３未満となる状態が予め設定した継続時間ｔ秒以上継続したときに接続不良が有ると診断する。

この構成であれば、実際は正常であるのに一瞬だけノイズ等によって第３の電圧閾値Ｖｔｈ３未満となる状態等を接続不良の状態と誤検知するのを防ぐことが可能となる。
また、上記実施形態に係る電動パワーステアリング装置１は、ステアリング機構に操舵補助力を発生させる３相電動モータ２２を駆動制御するモータ制御装置として、上記モータ制御装置２５を備える。
この構成であれば、上記モータ制御装置２５と同等の作用及び効果が得られる。

（変形例）
上記実施形態においては、ＶＲ電圧低下防止機能が作動時にゲート駆動回路４１経由で平滑用コンデンサＣＡに電力（漏れ電流）が供給される回路構成としたが、この構成に限らない。例えば、漏れ電流が供給されない回路構成としてもよい。この構成とした場合、例えばバッテリー２７とインバータ回路４２とを接続するコネクタの接触抵抗が高抵抗となる等の接続抵抗が高抵抗となる場合に、漏れ電流のある断線時と同様の問題が生じる。この場合も、上記実施形態のＶＲ電圧低下防止機能を適用して、ＶＲ１が第２の電圧閾値Ｖｔｈ２未満のときに、モータ駆動電流の上限の制限を解除することで、問題を解決することが可能である。

また、上記実施形態においては、モータ電源電圧ＶＲ１のみを用いて各種判定処理を行う構成としたが、この構成に限らない。例えば、別途、電源遮断回路４４のトランジスタＱＣ１及びＱＣ２の接続ラインの電圧（以下、「モータ電源電圧ＶＲ２」と称す）を検出するように構成して、このモータ電源電圧ＶＲ２のみを用いる、またはＶＲ１及びＶＲ２の双方を用いるなど、他の構成としてもよい。また、ＶＲ１及びＶＲ２の双方を用いる場合は、例えば、両者を比較していずれか大きい方のみを各種判定に用いるように構成する。

また、上記実施形態においては、電動モータ２２に対して１つのモータ駆動回路を備える１系統の構成とした場合について説明したが、これに限定されるものではなく、２つ以上のモータ駆動回路を備える２系統以上の構成とした場合にも本発明を適用することが可能である。なお、２系統以上の構成とした場合、例えば、２組以上のステータとモータ巻き線（Ｌａ、Ｌｂ、Ｌｃ）との組を１つのモータ内に備え、ステータ及びモータ巻き線の組毎に１つのモータ駆動回路が接続された構成とする。
また、上記実施形態においては、タイムカウンタを用いて、ＶＲ１がＶｔｈ３未満となる継続時間を計測する構成としたが、この構成に限らない。例えば、制御演算装置３１のＣＰＵにて、所定の周期（制御周期）毎にＶＲ１がＶｔｈ３未満となるときに計測時間をカウントアップし、Ｖｔｈ３以上となるときに計測時間をカウントダウンするようにして継続時間を計測する構成としてもよい。この構成とすることで、例えばＶＲ１がＶｔｈ３を境に上下に変動する状態が繰り返される場合の誤検知を防ぐことが可能となる。

また、上記実施形態においては、電動モータが３相電動モータである場合について説明したが、これに限定されるものではなく、４相以上の多相電動モータにも本発明を適用することが可能である。
また、上記実施形態においては、本発明によるモータ制御装置を車両に搭載した電動パワーステアリング装置に適用した場合について説明したが、これに限定されるものではなく、電動ブレーキ装置、ステアバイワイヤシステム、車両走行用のモータ駆動装置等の電動モータを使用する任意のシステムに本発明を適用することが可能である。

１…電動パワーステアリング装置、２…車両、１１…ステアリングホイール、１２…ステアリングシャフト、１３…操舵トルクセンサ、１８…ステアリングギヤ、２０…操舵補助機構、２２…３相電動モータ、Ｌａ…Ａ相モータ巻線、Ｌｂ…Ｂ相モータ巻線、Ｌｃ…Ｃ相モータ巻線、２５…モータ制御装置、２６…車速センサ、２７…バッテリー、３１…制御演算装置、３１ａ…異常検出部、３２…モータ駆動回路、３３…モータ電流遮断回路、３４…モータ電源電圧検出回路、３５…補償制御演算部、３６…加算器、３７…ｄ−ｑ軸電流指令値演算部、３８…電圧指令値演算部、３９Ａ，３９Ｂ，３９Ｃ…電流検出回路、４０…モータ電圧検出回路、４１…ゲート駆動回路、４２…インバータ回路、４４…電源遮断回路、ＶＬ１…第１の電源供給ライン、ＶＬ２…第２の電源供給ライン

Claims (8)

1. バッテリーとの接続ラインである第１の電源供給ラインを介して電源供給されて作動し、電動モータにモータ駆動電流を供給するインバータ回路と、
   前記インバータ回路を構成するトランジスタに駆動信号を供給する駆動回路と、
   前記インバータ回路の前記第１の電源供給ラインとの接続ラインと接地ラインとの間に介挿された平滑用コンデンサと、
   前記平滑用コンデンサの充電電圧であるモータ電源電圧を検出するモータ電源電圧検出部と、
   第１の電圧閾値と、該第１の電圧閾値よりも低い第２の電圧閾値と、該第２の電圧閾値よりも低い第３の電圧閾値とが記憶された電圧閾値記憶部と、
   前記モータ電源電圧検出部で検出した前記モータ電源電圧が前記第１の電圧閾値未満で且つ前記第２の電圧閾値以上のときに前記モータ駆動電流の上限を制限し、前記モータ電源電圧が前記第１の電圧閾値以上のとき及び前記第２の電圧閾値未満のときに、前記制限を解除する駆動電流制限部と、
   前記モータ電源電圧検出部で検出した前記モータ電源電圧と前記第３の電圧閾値とを比較し、該比較結果に基づき前記バッテリーと前記第１の電源供給ラインとの接続不良の有無を診断する接続不良診断部とを備えることを特徴とするモータ制御装置。
2. 前記駆動回路は、前記第１の電源供給ラインとは独立した前記バッテリーとの接続ラインである第２の電源供給ラインを介して電源供給されて作動する請求項１に記載のモータ制御装置。
3. 前記第１の電圧閾値は、前記バッテリーの電圧を予め設定した所定電圧値以下に低下させない範囲で前記電動モータを通常制御可能な最低電圧値に設定されている請求項１又は２に記載のモータ制御装置。
4. 前記第２の電圧閾値は、前記トランジスタを制御可能な最低電圧値に設定されている請求項１から３のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
5. 前記第３の電圧閾値は、前記モータ駆動電流の上限が制限されているときに、前記入力電圧が前記第２の電圧閾値のときに予め設定された最大電流が流れたときの前記モータ電源電圧の最低値よりも低い値に設定されている請求項１から４のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
6. 前記接続不良診断部は、前記モータ電源電圧検出部で検出した前記モータ電源電圧が前記第３の電圧閾値未満となる状態が予め設定した継続時間以上継続したときに前記接続不良が有ると診断する請求項１から５のいずれか１項に記載のモータ制御装置。
7. 前記接続不良診断部は、所定周期毎に、前記モータ電源電圧が前記第３の電圧閾値未満となるときに前記継続時間をカウントアップし前記モータ電源電圧が前記第３の電圧閾値以上となるときに前記継続時間をカウントダウンして前記継続時間の計測を行う請求項６に記載のモータ制御装置。
8. ステアリング機構に操舵補助力を発生させる電動モータを駆動制御するモータ制御装置として、請求項１から７のいずれか１項に記載のモータ制御装置を備えることを特徴とする電動パワーステアリング装置。

Images