JP2021106448A - 回路基板 - Google Patents

Abstract

【課題】電源遮断リレーの代替手段を有するモータ制御装置用の回路基板を提供する。【解決手段】電源生成部６からプリドライバ部１に至る電源経路に、電源生成部６からプリドライバ部１への電源供給を遮断・通電するスイッチ部（ＳＷ）７を配置する。外部電源ＢＴからの電力をモータ１５に供給するモータ駆動部（ＩＮＶ）５と、ＩＮＶ５に対して駆動信号を出力するプリドライバ部（プリドライバＩＣ）１とを含む制御回路の故障あるいは異常が検知された場合、制御部３はＳＷ７を非導通状態にして、プリドライバ部１への電源供給を遮断する。【選択図】図１

Description

本発明は、例えば、電動パワーステアリング装置等のモータ制御装置に搭載される回路基板に関する。

電動パワーステアリング装置は、自動車等の車両の運転者によるステアリングハンドル操作に対して補助トルクを発生する電動モータ、その電動モータの制御装置等を備えている。電動パワーステアリング装置は、制御部（ＣＰＵ）より制御信号を受けてモータ駆動信号（ＰＷＭ信号）を生成するインバータ制御部、外部バッテリに接続され電動モータの各モータコイルに駆動電流を供給するインバータ回路（ＩＮＶ）等を備える。

電動パワーステアリング装置の制御回路が搭載された回路基板には、インバータ回路を構成する半導体スイッチ（ＦＥＴ）のショート等の故障により、インバータ回路に過電流が流れる等、危険挙動の発生を防止するため、あるいはセルフステアリングの発生を防止するため、外部バッテリ（電源）からインバータ回路へ至るモータへの電源供給経路に電源リレーが配置されている。

特許文献１は、インバータのＦＥＴショート故障を検出するＦＥＴショート検出部を設け、さらに、ＦＥＴショート検出部の故障を診断する機能により、過電流が流れ続けることを防止してシステムの安全を維持する電子制御装置を開示している。

特許第６２７４３６５号公報

インバータの電源ラインに配置される過電流遮断用の電源リレーは、部品コストが高い。そのため、特許文献１では、上述した安全メカニズムを構築することで電源リレーを削除して、制御装置の小型化、コスト削減を実現している。

しかしながら、電源ラインから過電流遮断用の電源リレーを削除することは、他の代替機能がない限り、インバータのＦＥＴショート故障等の異常が発生したときインバータへ過電流が流れ続ける、あるいはセルフステアリングが発生するという問題がある。

特許文献１の場合、起動時にＦＥＴのショート検出部の故障を診断しているが、制御開始後にＦＥＴショート検出部に故障が発生した場合、ＦＥＴショート検出部によるＦＥＴショート故障を正常に診断できない恐れがある。この点において、安全メカニズムとして課題がある。

本発明は、上述した課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、モータ制御装置のインバータ回路の電源ラインに配置される電源遮断リレーの代替手段を有するモータ制御装置の回路基板を提供することである。

上記の目的を達成し、上述した課題を解決する一手段として以下の構成を備える。すなわち、本願の例示的な第１の発明は、回路基板であって、駆動対象を駆動制御する制御部と、複数の高電位側駆動素子と低電位側駆動素子を有し、主電源からの電力を前記駆動対象に供給するインバータ部と、前記高電位側駆動素子および前記低電位側駆動素子への駆動信号を出力するプリドライバＩＣと、前記プリドライバＩＣを含む複数の制御回路の故障あるいは異常を検知する検知部と、前記検知された故障あるいは異常に基づいて前記プリドライバＩＣの動作を停止する停止部とを備え、前記インバータ部は前記主電源から電力の供給を受け、前記プリドライバＩＣは、前記高電位側駆動素子の駆動信号に対応する電圧を出力する第1の電圧源と、前記低電位側駆動素子の駆動信号に対応し前記第1の電圧源と異なる電圧を出力する第２の電圧源を内蔵することを特徴とする。

本願の例示的な第２の発明は、モータ制御装置であって、上記例示的な第１の発明に係る回路基板が搭載され、ＤＣモータを駆動対象とすることを特徴とする。

本願の例示的な第３の発明は、車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリングモータ制御装置であって、前記運転者の操舵を補助するＤＣモータと、上記例示的な第２の発明に係るモータ制御装置により前記ＤＣモータを駆動制御する手段とを備えることを特徴とする。

本願の例示的な第４の発明は、電動パワーステアリングシステムであって、上記例示的な第３の発明に係る電動パワーステアリング用モータ制御装置を備えることを特徴とする。

本願の例示的な第５の発明は、制御部と、複数の高電位側駆動素子と低電位側駆動素子を有し主電源からの電力をＤＣモータに供給するインバータ部と、前記高電位側駆動素子および前記低電位側駆動素子への駆動信号を出力するプリドライバＩＣとを有するモータ制御装置の制御方法であって、少なくとも前記制御部の暴走故障あるいは異常動作、前記プリドライバＩＣの暴走故障あるいは異常動作、前記インバータ部の駆動素子のＯＮ故障およびＯＦＦ故障、所定の制御回路の故障あるいは異常動作を検知する工程と、前記故障あるいは異常動作を検知した場合、前記プリドライバＩＣへの電源供給を遮断し、あるいはリセット信号を入力して該プリドライバＩＣの動作を停止する工程とを備えることを特徴とする。

本発明によれば、電源遮断リレーに代えて、主電源からプリドライバ部（プリドライブＩＣ）への電源供給を停止する停止部を設けることで、例えばモータ制御装置の小型化、コストダウンができる。

図１は本発明の実施形態に係るモータ制御装置用の回路基板の構成を示す。 図２は実施形態に係るモータ制御装置用の回路基板における故障診断処理の一例を示すフローチャートである。 図３はプリドライバ部の故障時に対応したモータ制御装置の電源および信号系統等を模式的に示す。 図４はモータ駆動部（ＩＮＶ）の故障時に対応したモータ制御装置の電源および信号系統等を模式的に示す。 図５はモータ駆動部（ＩＮＶ）の故障時に対応したモータ制御装置の信号系統等の他の例を模式的に示す。 図６は実施形態に係る回路基板を有するモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成を示す。

以下、本発明に係る実施形態について添付図面を参照して詳細に説明する。図１は、本発明の実施形態に係る回路基板の構成を示すブロック図であり、例えば電動パワーステアリング装置のモータ制御装置（電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)）に搭載される回路基板の構成を示す。

図１においてモータ制御装置２は、モータ制御装置２全体の制御を司る制御部（ＣＰＵ）３、制御部３からの制御信号よりモータ駆動信号を生成しＦＥＴ駆動回路等として機能するプリドライバ部（プリドライバＩＣ）１、電動モータ１５に所定の駆動電流を供給するモータ駆動回路としてのモータ駆動部（インバータ回路ともいう）５、電動モータ１５の各相に対応するモータ電流を検出するモータ電流センサ部４等を備える。

制御部３は、例えばマイクロプロセッサからなる。制御部３は、操舵トルク、車速センサ等からの信号に基づくＰＷＭ（パルス幅変調）信号をプリドライバ部１へ出力する。プリドライバ部１のＰＷＭ信号生成部１１は、制御部３からの制御信号に従ってＰＷＭ制御信号のデューティを増減することにより、モータ駆動部５の半導体スイッチング素子のＯＮ／ＯＦＦ制御信号を生成する。

メモリ２５には、制御部３が実行するモータ制御プログラムに加え、後述する故障診断処理の実行に必要なプログラム等が記憶される。メモリ２５は、例えば読み出し専用メモリ（ＲＯＭ）である。メモリ２５はＣＰＵ３に内蔵された構成であってもよい。

モータ制御装置２のモータ駆動部５には、外部バッテリＢＴよりモータ駆動用の電源が供給される。すなわち、モータ制御装置２では、外部バッテリＢＴとモータ駆動部５間に電力遮断用の電源リレーを設置せず、バッテリＢＴからの電力が、そのままモータ駆動部５に供給される構成になっている。

イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）９は、その一端が外部バッテリＢＴに接続され、他端は電源生成部６に接続されている。モータ制御装置２において、ＩＧ-ＳＷ９からのＩＧ信号をトリガー信号として電動モータ１５のＯＮ／ＯＦＦが切り換えられ、ＩＧ-ＳＷ９がＯＦＦになると操舵の補助機能が停止される。なお、エンジン始動信号を上記のトリガー信号としてもよい。

モータ駆動部（ＩＮＶ）５は、複数の半導体スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）からなるＦＥＴブリッジ回路である。図１では、電動モータ１５への駆動電流を通電するスイッチングＦＥＴの図示を省略している。電動モータ１５はＤＣモータであり、例えば３相ブラシレスＤＣモータである。

ＦＥＴブリッジ回路は３相（Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相）のインバータ回路である。インバータ回路を構成する半導体スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）は、電動モータ１５の各相に対応している。

プリドライバ部１は、半導体スイッチング素子（ＦＥＴ１〜ＦＥＴ６）を駆動するドライバ（プリドライバ）１３ａ〜１３ｆ等を一体化したモータ制御用集積回路（プリドライバＩＣ）である。ドライバ１３ａ，１３ｃ，１３ｅは、モータ駆動部５のハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴ１，３，５それぞれを駆動し、ドライバ１３ｂ，１３ｄ，１３ｆは、モータ駆動部５のローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴ２，４，６それぞれを駆動する。

すなわち、ＦＥＴ１，３，５は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のハイサイドのスイッチング素子であり、ＦＥＴ２，４，６は、それぞれＵ相、Ｖ相、Ｗ相のローサイドのスイッチング素子である。具体的には、ＦＥＴ１，２がＵ相に、ＦＥＴ３，４がＶ相に、そして、ＦＥＴ５，６がＷ相にそれぞれ対応している。

ＦＥＴ１，３，５は、それぞれのドレイン端子が電源側に接続されている。また、ＦＥＴ１，３，５のソース端子それぞれがＦＥＴ２，４，６のドレイン端子に接続され、ＦＥＴ２，４，６のソース端子は、グランド（ＧＮＤ）側に接続されている。

スイッチング素子（ＦＥＴ）はパワー素子ともいう。ここでは、ＭＯＳＦＥＴ(Metal-Oxide Semiconductor Field-Effect Transistor)を含む。また、ＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等の大容量、高耐圧のスイッチング素子を用いてもよい。

電源生成部６（特許請求の範囲に記載の第１の電源生成部に対応する）は、ＩＧ-ＳＷ９を介してバッテリＢＴより入力された電圧＋Ｂより、回路のシステム電圧ＶＢＡＴを生成する。電源部８（特許請求の範囲に記載の第２の電源生成部に対応する）は、電圧ＶＢＡＴをロジックレベルの制御電圧Ｖｃｃ（＋５Ｖ）に変換し、それを制御部（ＣＰＵ）３等の制御回路に供給する。電源生成部６からプリドライバ部１に至る電源経路には、制御部３より制御信号を受けて、電源生成部６からプリドライバ部１への電源供給を遮断および通電するスイッチ部（ＳＷ）７が配置されている。

よって、電源生成部６よりスイッチ部（ＳＷ）７を介してプリドライバ部１の動作電源（ＶＢＡＴ）が供給される。スイッチ部（ＳＷ）７は、例えば半導体スイッチング素子で構成される。半導体スイッチング素子を採用することにより、スイッチ部（ＳＷ）７の低消費電力化、小サイズ化ができる。

なお、電源生成部６はＩＧスイッチ回路であり、ＩＧ-ＳＷ９からのＩＧ信号とＣＰＵ３からの指示による自己保持のＯＲ回路となるが、図１では、その詳細構成を省略する。また、ロジックレベルの制御電圧Ｖｃｃ（＋５Ｖ）をプリドライバ部１の内部で生成してもよい。

プリドライバ部１に配置された昇圧部１７は、スイッチ部７を介して供給された電源電圧ＶＢＡＴ（例えば、＋１４Ｖ）を昇圧して、昇圧電圧ＶＢＣ（例えば、＋２８Ｖ）を出力する。昇圧部１７は、例えば内蔵された半導体スイッチング素子（ＦＥＴ）をスイッチング制御して、供給された電圧ＶＢＡＴをＶＢＣに昇圧するＤＣＤＣコンバータである。

昇圧電圧ＶＢＣは、ハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴ１，３，５それぞれを駆動する、プリドライバ部１のドライバ１３ａ，１３ｃ，１３ｅの駆動電源である。また、電源電圧ＶＢＡＴは、ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴ２，４，６それぞれを駆動する、プリドライバ部１のドライバ１３ｂ，１３ｄ，１３ｆの駆動電源である。

プリドライバ部１の故障検出部１８は、Ｕ相のＭＶ端子（ＭＶ１）、Ｖ相のＭＶ端子（ＭＶ２）、Ｗ相のＭＶ端子（ＭＶ３）それぞれに対応した電圧比較回路（コンパレータ）を備える。そして、コンパレータによって、電動モータ１５の各相に対応するモータ端子（ＭＶ端子）電圧と、ＶＩＮ・ＧＮＤ（ＶＩＮはインバータ回路５の電源電圧）からなる各ＦＥＴのドレイン・ソース間電圧（ＶＤＳ）とを比較する。

制御部（ＣＰＵ）３の診断部３１は、故障検出部１８からの比較結果をもとに、Ｕ相、Ｖ相、Ｗ相それぞれのハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴとローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴの短絡あるいはオープン故障の有無、各相のＭＶ端子の電圧が正常値か、あるいは異常値かを判定する。

モータ電流センサ部４において、ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴ２，４，６と電源のマイナス側（ＧＮＤ）との間には、各相に対応した電流検出回路（電流センサ）４１ａ〜４１ｃが配置されている。これらの電流検出回路は、モータ駆動電流検出用のシャント抵抗に流れる直流電流を増幅回路を用いて検出する。

例えば、電流検出回路４１ａは、シャント抵抗Ｒ１と、モータ駆動電流によるシャント抵抗Ｒ１の両端の電位差（降下電圧）を電流値に換算して電流検出信号として出力する、オペアンプ等からなる増幅回路４９ａとで構成される。同様に電流検出回路４１ｂは、シャント抵抗Ｒ２と増幅回路４９ｂからなり、電流検出回路４１ｃは、シャント抵抗Ｒ３と増幅回路４９ｃからなる。

電流検出回路４１ａ〜４１ｃからの出力信号（電流検出信号）は、Ａ／Ｄ変換部（ＡＤＣ）４４に入力され、そのＡ／Ｄ変換機能により、電流検出回路４１ａ〜４１ｃで検出されたアナログ電流値がデジタルデータに変換され、制御部（ＣＰＵ）３に送信される。なお、Ａ／Ｄ変換部４４はＣＰＵ３に内蔵された構成としてもよい。

次に、本実施形態に係るモータ制御装置の回路基板における故障診断について説明する。

＜第１の故障診断構成例＞
図２は、第１の故障診断構成例として、図１のモータ制御装置２における故障診断処理の一例を示すフローチャートである。

制御部（ＣＰＵ）３の診断部３１は、図２のステップＳ１１において、プリドライバ部１が正常に動作しているか否かを判断する。例えば、プリドライバ部１のＰＷＭ信号生成部１１が、制御部３からの制御信号に従ってＰＷＭ制御信号を出力しているかどうかを、例えば、モータ電流センサ部４で検知した電流値等をもとに判断する。

ＰＷＭ制御信号が正常に出力されていない場合、診断部３１は、ＰＷＭ信号生成部１１とドライバ１３ａ〜１３ｆのいずれか、あるいは双方が故障していると判断できる。

プリドライバ部１のＰＷＭ信号生成部１１等が正常に動作している場合、制御部３の診断部３１は、ステップＳ１３で、モータ駆動部（ＩＮＶ）５が正常に動作しているか否かを判断する。例えば、プリドライバ部１からの駆動信号（ＯＮ／ＯＦＦ信号）に従って、モータ駆動部（ＩＮＶ）５のハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴとローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴが正常に動作しているか否かを判断する。

具体的には、故障検出部１８における、電動モータ１５の各相に対応するモータ端子（ＭＶ端子）電圧の検知結果をもとに、モータ指示電圧と各相電圧とを比較して、それらの差分が所定の閾値を超えていれば、その相のＦＥＴが短絡故障あるいはオープン故障していると判定する。

また、モータ電流センサ部４で検知した電流値（各相の検出電流値）と、各相の目標電流値との差分が所定の閾値を超えた場合、その相のＦＥＴが短絡あるいはオープン故障していると判定する。あるいは、ハイサイドＦＥＴとローサイドＦＥＴ間に貫通電流が流れ、通常値を超える過大な電流が検出されれば短絡故障と判断し、電流がまったく流れない場合であればオープン故障と判断する。

制御部３の診断部３１は、上記のステップＳ１３でモータ駆動部（ＩＮＶ）５のＦＥＴが正常に動作していると判断した場合、ステップＳ１５において、モータ制御装置２の他の構成部品における故障の有無を判断する。制御部（ＣＰＵ）３自身の暴走故障を判断する手段を設けてもよい。

制御部３の診断部３１は、他の構成部品等においても故障等の不具合がない場合には、故障診断処理を終了する。よって、本実施形態に係る回路基板を有するモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリング装置の場合、故障診断終了後は、ステアリングハンドルへのアシストを継続する。

一方、制御部３の診断部３１は、ステップＳ１１において、プリドライバ部１のＰＷＭ信号生成部１１が暴走等してロジック部として正常に動作していないと判断した場合、ステップＳ２１において、スイッチ部（ＳＷ）７に駆動停止信号（ＯＦＦ信号）を送る。その結果、スイッチ部（ＳＷ）７が遮断（非導通）状態となり、電源生成部６からプリドライバ部１への電源供給が遮断されて、プリドライバ部１は動作を停止する（ステップＳ２３）。

図３は、プリドライバ部の故障時に対応したモータ制御装置の電源および信号系統を模式的に示している。プリドライバ部（プリドライバＩＣ）１の故障時には、制御部（ＣＰＵ）３がスイッチ部（ＳＷ）７へ駆動停止信号（ＯＦＦ信号）５１を送ることで、プリドライバ部１への電源供給が遮断状態となる。図３において、経路が遮断された状態を太い点線で示す。

さらにプリドライバ部１の故障時には、図３に示すように制御部（ＣＰＵ）３は、プリドライバ部１に対して制御信号５３を出力し続けても、スイッチ部（ＳＷ）７に対する駆動停止信号５１によって、プリドライバ部１への電源供給を遮断することで、プリドライバ部１の動作を停止させることができる。その結果、図３において細い点線で示すように、プリドライバ部１からモータ駆動部（ＩＮＶ）５にも駆動信号が出力されないので、モータ制御装置における安全メカニズムを確保できる。

ステップＳ１５において、モータ制御装置２の他の構成部品が故障していると判断された場合も、図３に示す場合と同様にプリドライバ部１への電源供給が遮断され、プリドライバ部１からモータ駆動部（ＩＮＶ）５にも駆動信号が出力されない。

ステップＳ１３において、モータ駆動部（ＩＮＶ）５のＦＥＴがショート故障等により正常にＯＮ／ＯＦＦ動作していない（ＯＮ：通電状態／ＯＦＦ：非通電状態）と判断された場合、制御部（ＣＰＵ）３は、スイッチ部（ＳＷ）７へ駆動停止信号（ＯＦＦ信号）５１を送り（ステップＳ２１）、プリドライバ部１への電源供給を遮断する（ステップＳ２３）。

すなわち、モータ駆動部（ＩＮＶ）５の故障時には、図４に示すように、制御部（ＣＰＵ）３はスイッチ部（ＳＷ）７へ駆動停止信号（ＯＦＦ信号）５１を送信して、プリドライバ部１への電源供給を遮断するとともに、図４において細い点線で示すように、プリドライバ部１への制御信号の出力を停止する。これにより、プリドライバ部１からモータ駆動部（ＩＮＶ）５にも駆動信号が出力されず、モータ制御装置における安全メカニズムを確保できる。

＜第２の故障診断構成例＞
図３および図４に示す第１の故障診断構成例では、スイッチ部（ＳＷ）７へ駆動停止信号（ＯＦＦ信号）を送り、プリドライバ部１への電源供給を遮断してプリドライバ部１の動作を停止させているが、プリドライバ部の動作を停止させる構成は、これに限定されない。

第２の故障診断構成例として、例えば、図５に示すモータ制御装置は、図３および図４に示す例とは異なり、スイッチ部（ＳＷ）７を設けずに電源生成部６からの電源出力（ＶＢＡＴ）を、直接、プリドライバＩＣ１に入力した構成となっている。

また、図５に示すプリドライバ部（プリドライバＩＣ）１は、リセット信号の入力端子（不図示）を有している。そこで制御部（ＣＰＵ）３は、例えば、モータ駆動部（ＩＮＶ）５の故障が検知された場合、リセット部３３（図１参照）よりプリドライバＩＣ１へロジックＬＯＷレベルのリセット信号５２を出力する。その結果、プリドライバＩＣ１のリセット端子がリセットレベルとなり、プリドライバ部１の動作を停止させることができる。

このように、図５に示す例では、制御部（ＣＰＵ）３によってプリドライバ部１のリセット端子を制御して、プリドライバ部１の動作を停止できる。具体的には、リセットによってプリドライバ部１内の昇圧回路（不図示）を停止させ、ハイサイド（ＨｉＳｉｄｅ）ＦＥＴの駆動ドライバと、ローサイド（ＬｏＳｉｄｅ）ＦＥＴの駆動ドライバの双方に対して駆動電源の供給を停止する。これにより、モータ駆動部（ＩＮＶ）５にも駆動信号が出力されないため、モータ制御装置を安全状態に遷移できる。

上記の故障診断処理によって、プリドライバＩＣ１の暴走故障、インバータ部５の駆動素子のＯＮ故障およびＯＦＦ故障等（制御部（ＣＰＵ）３の暴走故障を含む場合もある）に対応させて駆動対象であるモータの駆動を停止できる。

なお、上記の故障判断結果に応じた警告表示を行うようにしてもよい。警告表示としては、プリドライバＩＣ１、インバータ部５等に故障が発生している旨を、例えば車両のパネルに設けたランプの点灯、点滅等により告知する表示が考えられる。

図６は、本発明の実施形態に係る回路基板を有するモータ制御装置（電子制御ユニット）を搭載した電動パワーステアリング装置の概略構成である。図６に示す電動パワーステアリング装置１００は、モータ制御装置２、操舵部材であるステアリングハンドル１０２、ステアリングハンドル１０２に接続された回転軸１０３、ピニオンギア１０６、ラック軸１０７等を備える。

回転軸１０３は、その先端に設けられたピニオンギア１０６に噛み合っている。ピニオンギア１０６により、回転軸１０３の回転運動がラック軸１０７の直線運動に変換され、ラック軸１０７の変位量に応じた角度に、そのラック軸１０７の両端に設けられた一対の車輪１０５ａ，１０５ｂが操舵される。

回転軸１０３には、ステアリングハンドル１０２が操作された際の操舵トルクを検出するトルクセンサ１０９が設けられており、検出された操舵トルクはモータ制御装置２へ送られる。モータ制御装置２は、トルクセンサ１０９より取得した操舵トルク、車速センサ（不図示）からの車速等の信号に基づくモータ駆動信号を生成し、その信号を電動モータ１５に出力する。

モータ駆動信号が入力された電動モータ１５からは、ステアリングハンドル１０２の操舵を補助するための補助トルクが出力され、その補助トルクが減速ギア１０４を介して回転軸１０３に伝達される。その結果、電動モータ１５で発生したトルクによって回転軸１０３の回転がアシストされることで、運転者のハンドル操作を補助する。

以上説明したように本実施形態に係るモータ制御装置用の回路基板は、モータ駆動用のドライブ回路への電源供給を遮断する電源遮断リレーに代えて、主電源からプリドライバ部への電源供給を遮断／通電するスイッチ部を代替手段として追加した構成を有する。

このように、主電源とプリドライバ部を遮断部（スイッチ部）を介して接続し、モータ駆動用のドライブ回路への電源遮断リレーを有しない構成とすることで、電源遮断リレーのみならず電源遮断リレーの駆動回路を削除できる。その結果、モータ制御装置の小型化、コストダウンのみならず、そのモータ制御装置を搭載した電動パワーステアリングシステムにおいても、モータ制御用の回路基板を小型化、コストダウンできる。

なお、モータ電流センサ部のみで上述した故障判断を行うことで、短絡検知部を持たないプリドライバ部（プリドライバＩＣ）を使用できるので、さらなるコストダウンを図ることができる。

よって、異常（故障）検出時に遮断部（スイッチ部）を作動させて、プリドライバＩＣへの電源供給を遮断して駆動対象であるモータの動作を停止させることで、遮断部（スイッチ部）を電源リレーの代替手段として機能させて、モータ制御装置の安全メカニズムを確保できる。

さらには、遮断部（スイッチ部）を作動してプリドライバＩＣへの通電を遮断し、プリドライバＩＣそのものの動作とモータ駆動を停止させるので、異常（故障）検出時にプリドライバＩＣからの出力信号を非アクティブにする制御も不要になる。

また、モータ制御装置（電子制御ユニット(Electronic Control Unit: ECU)）の起動時のみならず、ＥＣＵが制御を実行中においても、モータ制御装置の故障に継続して対応できる。

一方、リセット端子を備えたプリドライバＩＣを使用し、モータ駆動部（ＩＮＶ）の故障が検知された場合、制御部（ＣＰＵ）内のリセット部よりプリドライバＩＣへ論理ＬＯＷレベルのリセット信号を出力して、プリドライバＩＣのリセット端子をリセットレベルにする。

このようにプリドライバ部への電源供給を遮断するスイッチ部（ＳＷ）を設けず、リセット信号によって、モータ制御装置を構成するプリドライバ部の動作を停止させることで、モータ制御装置の安全状態の確保とともに回路基板のさらなる低コスト化ができる。

１ プリドライバ部（プリドライバＩＣ）
２ モータ制御装置
３ 制御部（ＣＰＵ）
４ モータ電流センサ部
５ モータ駆動部（インバータ回路）
６ 電源生成部
７ スイッチ部（ＳＷ）
８ 電源部
９ イグニッションスイッチ（ＩＧ-ＳＷ）
１１ ＰＷＭ信号生成部
１３ａ〜１３ｆ ドライバ（プリドライバ）
１５ 電動モータ
１７ 昇圧部
１８ 故障検出部
２５ メモリ
３１ 診断部
３３ リセット部
４１ａ〜４１ｃ 電流検出回路（電流センサ）
４９ａ〜４９ｃ 増幅回路
１００ 電動パワーステアリング装置
１０２ ステアリングハンドル
１０３ 回転軸
１０４ 減速ギア
１０５ａ，１０５ｂ 車輪
１０６ ピニオンギア
１０７ ラック軸
ＢＴ 外部バッテリ

Claims (11)

1. 駆動対象を駆動制御する制御部と、
   複数の高電位側駆動素子と低電位側駆動素子を有し、主電源からの電力を前記駆動対象に供給するインバータ部と、
   前記高電位側駆動素子および前記低電位側駆動素子への駆動信号を出力するプリドライバＩＣと、
   前記プリドライバＩＣを含む複数の制御回路の故障あるいは異常を検知する検知部と、
   前記検知された故障あるいは異常に基づいて前記プリドライバＩＣの動作を停止する停止部と、
   を備え、
   前記インバータ部は前記主電源から電力の供給を受け、前記プリドライバＩＣは、前記高電位側駆動素子の駆動信号に対応する電圧を出力する第1の電圧源と、前記低電位側駆動素子の駆動信号に対応し前記第1の電圧源と異なる電圧を出力する第２の電圧源を内蔵する回路基板。
2. 前記主電源より回路システム用電源を生成する第１の電源生成部と、
   前記回路システム用電源より制御用電源を生成する第２の電源生成部と、
   をさらに備え、
   前記第１の電源生成部は外部から入力されるトリガー信号によって起動あるいは停止される請求項１に記載の回路基板。
3. 前記トリガー信号はイグニッションスイッチからのイグニッションＯＮ／ＯＦＦ信号である請求項２に記載の回路基板。
4. 前記停止部は、前記プリドライバＩＣへの電源供給を遮断する遮断部であり、
   前記第１の電源生成部より、非遮断状態にある前記遮断部を介して前記プリドライバＩＣに前記回路システム用電源が供給されるとともに、前記第２の電源生成部より前記制御部に前記制御用電源が供給される請求項２に記載の回路基板。
5. 前記停止部は、前記プリドライバＩＣの動作をリセットするリセット信号を前記制御部より出力するリセット部であり、
   前記第１の電源生成部より直接前記プリドライバＩＣに前記回路システム用電源が供給されるとともに、前記第２の電源生成部より前記制御部に前記制御用電源が供給される請求項２に記載の回路基板。
6. 前記故障あるいは異常には、少なくとも前記制御部の異常、所定のセンサ部で検知された異常、前記プリドライバＩＣの異常、前記電源生成部の異常、前記インバータ部の異常が含まれる請求項１〜５のいずれか１項に記載の回路基板。
7. 前記遮断部は半導体スイッチング素子である請求項４に記載の回路基板。
8. 請求項１〜７のいずれか１項に記載の回路基板が搭載され、ＤＣモータを前記駆動対象とするモータ制御装置。
9. 車両等の運転者のハンドル操作をアシストする電動パワーステアリングモータ制御装置であって、
   前記運転者の操舵を補助するＤＣモータと、
   請求項８に記載のモータ制御装置により前記ＤＣモータを駆動制御する手段と、
   を備える電動パワーステアリング用モータ制御装置。
10. 請求項９に記載の電動パワーステアリング用モータ制御装置を備える電動パワーステアリングシステム。
11. 制御部と、複数の高電位側駆動素子と低電位側駆動素子を有し主電源からの電力をＤＣモータに供給するインバータ部と、前記高電位側駆動素子および前記低電位側駆動素子への駆動信号を出力するプリドライバＩＣとを有するモータ制御装置の制御方法であって、
    少なくとも前記制御部の暴走故障あるいは異常動作、前記プリドライバＩＣの暴走故障あるいは異常動作、前記インバータ部の駆動素子のＯＮ故障およびＯＦＦ故障、所定の制御回路の故障あるいは異常動作を検知する工程と、
    前記故障あるいは異常動作を検知した場合、前記プリドライバＩＣへの電源供給を遮断し、あるいはリセット信号を入力して該プリドライバＩＣの動作を停止する工程と、
    を備えるモータ制御装置の制御方法。
    

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