JP4848216B2 - 昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置 - Google Patents

Description

本発明は昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置に関し、より詳細には、昇圧部が２つ以上並設されたＤＣ−ＤＣコンバータ昇圧回路、該昇圧回路を備えたモータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置に関する。

スイッチング素子のスイッチング動作により、ＤＣ電源に接続されている昇圧コイルを繰り返しオン／オフして誘起させた交流電圧を、コンデンサを含む平滑回路を介して直流電圧に整流して負荷へ出力するＤＣ−ＤＣコンバータ昇圧回路は、車載用エアバッグを展開させるための点火回路、車両の方向を操作するための操舵装置におけるステアリングモータの駆動回路などに広く使用されている。

図１４はステアリングモータの駆動回路などに使われている従来の昇圧回路を示す回路図である。図１４に示したように、昇圧回路１０は、コイル１１１、ＭＯＳＦＥＴ１１２、ダイオード１１４及びコンデンサ１１５からなる第１昇圧部１１と、コイル１２１、ＭＯＳＦＥＴ１２２、ダイオード１２４及びコンデンサ１２５からなる第２昇圧部１２とを含んで構成されている。

第１昇圧部１１において、コイル１１１はその一端が昇圧回路１０の入力端ｘと接続され、他端がダイオード１１４のアノード端子に接続されており、ＭＯＳＦＥＴ１１２はドレインｄがダイオード１１４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路（図示せず）が接続されている。コンデンサ１１５はその一端がダイオード１１４のカソード端子に接続され、他端が接地されている。

第２昇圧部１２において、コイル１２１はその一端が昇圧回路１０の入力端ｘと接続され、他端がダイオード１２４のアノード端子に接続されており、ＭＯＳＦＥＴ１２２はドレインｄがダイオード１２４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路（図示せず）が接続されている。コンデンサ１２５はその一端がダイオード１２４のカソード端子に接続され、他端が接地されている。

また、昇圧回路１０の入力端ｘは、電源スイッチ１３を介してＤＣ電源１４と接続されており、負荷に接続される昇圧回路１０の出力端ｙは、ダイオード１１４のカソード端子及びダイオード１２４のカソード端子と接続されているように、第１昇圧部１１と第２昇圧部１２とが並列接続されている。

第１昇圧部１１において、ＭＯＳＦＥＴ１１２のゲートｇにパルス電圧が印加されると、コイル１１１のオン／オフが繰り返されるようになり、即ち、ゲートｇに印加する電圧がしきい値を超えると、ＭＯＳＦＥＴ１１２のドレイン電圧が下がり、電流がコイル１１１から接地しているＭＯＳＦＥＴ１１２のソースｓへ流れ、一方、ゲートｇに印加する電圧がしきい値より低くなると、ＭＯＳＦＥＴ１１２のドレイン電圧が上昇し、コイル１１１からソースｓへ流れる電流が０となるような動作が繰り返される。そのため、コイル１１１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ１１２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｃ１が誘起される。

第２昇圧部１２においても、同様に、コイル１２１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ１２２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｃ２が誘起されるようになっている。但し、ＭＯＳＦＥＴ１２２のゲートｇに印加されたパルス電圧の位相はＭＯＳＦＥＴ１１２のゲートｇに印加されたパルス電圧の位相とは異なるように設定されるため、電圧Ｖｃ１の位相は電圧Ｖｃ２の位相とは異なる。また、ダイオード１１４とダイオード１２４との作用により、電圧Ｖｃ１と電圧Ｖｃ２のうち、電圧の値がコンデンサ１１５、１２５の電圧の値より高くなった方が昇圧回路１０の出力電圧として負荷へ出力されるようになっている。

従って、通常状態において、ＤＣ電源１４の電圧は第１昇圧部１１と第２昇圧部１２において昇圧されて高周波の交流電圧に変換され、変換された交流電圧がコンデンサ１１５、１２５により直流電圧に変換されて負荷へ出力されるようになっている。

しかしながら、スイッチング素子（即ち、ＭＯＳＦＥＴ１１２、１２２）に故障が発生した場合、昇圧回路１０は正常に負荷へ給電することができなくなる。図１４に示したような複数の昇圧部（即ち、第１昇圧部１１と第２昇圧部１２）を有する昇圧回路１０の場合、第１昇圧部１１又は第２昇圧部１２のいずれかにおけるＭＯＳＦＥＴ１１２又は１２２にオープン故障が発生した場合、故障していない第１昇圧部１１又は第２昇圧部１２の働きにより昇圧回路１０の機能が保持されるため、昇圧回路１０の運転をしばらく継続しても問題を生じない。しかしながら、第１昇圧部１１又は第２昇圧部１２のいずれかにおけるＭＯＳＦＥＴ１１２又は１２２にショート故障が発生した場合、ショート電流による過熱でＭＯＳＦＥＴ１１２又は１２２が熱破壊される可能性があり、故障のあった第１昇圧部１１又は第２昇圧部１２を素早く昇圧回路１０から切り離す必要がある。したがって、昇圧回路１０において、故障したスイッチング素子がＭＯＳＦＥＴ１１２或いはＭＯＳＦＥＴ１２２のいずれであるか、及びその故障がオープン故障であるかショート故障であるかを迅速に検出し、適切な故障対処措置を実行する必要がある。

しかしながら、従来の昇圧回路１０では、昇圧回路１０の出力電圧を監視し、出力電圧が所定値より低くなった場合に、警報を出力するなどの措置を実行させる異常検出方法が採用されていたため、例えば、第１昇圧部１１におけるＭＯＳＦＥＴ１１２のみが故障しても、昇圧回路１０の出力電圧はあまり下がらないので、ＭＯＳＦＥＴ１１２の故障を正確に検出することができない。また、出力電圧の異常が検出されたとしても、故障したスイッチング素子がＭＯＳＦＥＴ１１２或いはＭＯＳＦＥＴ１２２のいずれであるか、及びその故障がオープン故障であるかショート故障であるかを検出することができなかった。従って、昇圧回路１０におけるスイッチング素子１１２、１２２の故障に対する適切な故障対処措置を実行することができないといった課題があった。

また、スイッチング素子のスイッチング動作を監視することにより昇圧回路の異常を検出する異常検出方法が下記の特許文献１に開示されている。この方法によれば、スイッチング素子の動作を監視することにより、スイッチング素子の異常を確実に検出することができる。しかしながら、特許文献１に開示されている異常検出方法では、スイッチング素子におけるスイッチング動作が停止した時間を計測し、停止した時間が所定時間以上になったら、昇圧回路の異常であると判定するため、判断結果を下すのに必要な時間（数周期のスイッチング時間分が必要である）が長く、また、スイッチング素子における出力電圧の変化周期のみを監視するため、スイッチング素子の故障がオープン故障であるかショート故障であるかを判断することができず、また、故障と判断した場合でも、ランプの点灯で警報を出力する措置しか実行させないため、スイッチング素子に起こり得るショート故障に対処することができないといった課題があった。
特開平６−３１１７３３号公報

課題を解決するための手段及びその効果

本発明は上記課題に鑑みなされたものであって、昇圧部が２つ以上並設された昇圧回路において、故障したスイッチング素子及びその故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを迅速に検出し、故障の種類に対応した適切な故障対処措置を実行させることができる昇圧回路及びモータ駆動回路を提供することを目的としている。

上記目的を達成するために本発明に係る昇圧回路（１）は、外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン／オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が２つ以上並設された昇圧回路において、前記各スイッチング素子への制御入力電圧及び前記各スイッチング素子からの出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、前記各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴としている。

上記昇圧回路（１）によれば、前記各スイッチング素子への制御入力電圧及び前記各スイッチング素子からの出力電圧をそれぞれ検出し、前記各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障したスイッチング素子を素早く検出するともに、その故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを正確に判別することができる。さらに、前記故障処理手段により、故障の種類に対応した適切な故障対処措置を実行させることができる。

また、本発明に係る昇圧回路（２）は、上記昇圧回路（１）において、前記故障検出手段が、前記スイッチング素子への制御入力電圧がオフレベルにある状態において、前記スイッチング素子からの出力電圧が所定出力電圧より低い値が所定回数以上検出されると、該スイッチング素子の故障と判断するものであることを特徴としている。

上記昇圧回路（２）によれば、前記スイッチング素子への制御入力電圧がオフレベル（例えば、０に近い値）になっている状態で、前記スイッチング素子からの出力電圧の値が正常か否かを判断することにより、前記スイッチング素子の故障を迅速（１パルス以内に）且つ正確に検出することができる。

また、本発明に係る昇圧回路（３）は、外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン／オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が２つ以上並設された昇圧回路において、前記各コイルに流れる電流をそれぞれ検出する電流検出手段と、該電流検出手段により検出された前記各コイルに流れる電流値を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴としている。

上記昇圧回路（３）によれば、前記各コイルに流れる電流をそれぞれ検出し、検出された前記各コイルに流れる電流値を監視することにより、故障したスイッチング素子を迅速かつ正確に検出するとともに、故障の種類がオープン故障かショート故障かを判別することができる。さらに、故障の種類に対応した適切な故障対処措置を実行することができる。

また、本発明に係る昇圧回路（４）は、上記昇圧回路（３）において、前記故障検出手段が、前記各コイルに流れる電流の実測値又は平均値の間の差分値が所定差分値を超えた場合、前記各コイルに流れる電流の中から異常電流を割り出すことにより、該異常電流が発生した昇圧部におけるスイッチング素子の故障を検出するものであることを特徴としている。

上記昇圧回路（４）によれば、前記各コイルに流れる電流の実測値又は平均値の間の差分値が正常範囲を超えた場合、前記各コイルに流れる電流の中から異常電流を割り出すことにより、該異常電流が発生した昇圧部におけるスイッチング素子、即ち、故障したスイッチング素子を簡単に検出することができる。

また、本発明に係る昇圧回路（５）は、上記昇圧回路（１）〜（４）のいずれかにおいて、前記昇圧部には、該昇圧部を外部電源から遮断するための遮断スイッチが設けられていることを特徴としている。
上記昇圧回路（５）によれば、前記昇圧部におけるスイッチング素子が故障した場合、前記昇圧部を外部電源から遮断するための遮断スイッチをオフさせることにより、故障のあった昇圧部を熱破壊から保護することができる。

また、本発明に係る昇圧回路（６）は、上記昇圧回路（１）〜（５）のいずれかにおいて、前記昇圧部の入力側に印加された電圧を直接負荷へ出力させるバイパス手段をさらに備えていることを特徴としている。
上記モータドライバ回路（６）によれば、例えば、すべての昇圧部に故障が発生した場合、前記バイパス手段により、前記昇圧部の入力側に印加された電圧を直接負荷へ出力することができる。

また、本発明に係る昇圧回路（７）は、上記昇圧回路（１）〜（６）のいずれかにおいて、前記昇圧部における前記スイッチング素子及び／又は前記コイルには、温度を検出するための温度検出手段が添設されており、前記故障処理手段が、検出された温度が所定温度を超えると過熱信号を外部へ出力するものであることを特徴としている。
通常、故障した昇圧部が回路から切り離された後、残りの昇圧部への負荷が大きくなり、過熱の発生が心配される。

上記昇圧回路（７）によれば、温度を検出するための温度検出手段により検出された温度が正常範囲を超えると過熱信号を外部へ出力することにより、昇圧部におけるスイッチング素子及び／又はコイルの過熱状態を把握することができる。

また、本発明に係るモータ駆動回路（１）は、昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、前記昇圧回路として、昇圧回路（１）〜（６）のいずれかが使用されていることを特徴としている。

上記モータ駆動回路（１）によれば、昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、前記昇圧回路におけるスイッチング素子の故障状況が迅速かつ精確に検出され、故障状況に対応した適切な故障対処措置が実行されるため、前記モータに駆動電流を供給するスイッチング素子ユニットに安定な電圧を提供することができる。

また、本発明に係るモータ駆動回路（２）は、昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、前記昇圧回路として、昇圧回路（７）が使用され、前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路における前記温度検出手段から過熱信号を受け取ると、前記モータに供給する電流を所定値以下に制限するものであることを特徴としている。

上記モータ駆動回路（２）によれば、過熱が発生した場合、前記モータに供給する電流を所定値以下に制限することにより、前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御すれば、前記昇圧回路における昇圧部の電流が制限され、過熱状況を改善することができる。

また、本発明に係るモータ駆動回路（３）は、上記モータ駆動回路（１）又は（２）において、前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路から故障発生を示す信号を受け取ると、モータ電流を故障前よりも制限した運転状態とするものであることを特徴としている。

上記モータ駆動回路（３）によれば、前記昇圧回路に故障が発生した場合、モータ電流を故障前よりも制限した運転状態とすることにより、予め設定された故障時のモータ電流制御情報に従って前記スイッチング素子ユニットのスイッチング制御を行えば、前記モータに供給する電流を所定値以下に制限し、前記昇圧回路における昇圧部の過熱を確実に防ぐことができる。

また、本発明に係る電動パワーステアリング制御装置（１）は、モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路を備えた電動パワーステアリング制御装置において、前記モータ駆動回路に含まれる昇圧回路として、昇圧回路（１）〜（７）のいずれかが使用されていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。

上記電動パワーステアリング制御装置（１）によれば、モータに駆動電流を印加するモータ駆動回路において、スイッチング素子の故障状況が迅速かつ精確に検出され、故障状況に対応した適切な故障対処措置が実行される昇圧回路が使用されているため、前記モータに駆動電流を供給するスイッチング素子ユニットに安定な電圧が提供され、ステアリング制御の安定性を向上させることができる。

以下、本発明に係る昇圧回路、モータ駆動回路及び電動パワーステアリング制御装置の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明の第１の実施の形態に係る昇圧回路が採用された電動パワーステアリング制御装置の要部を示した回路図である。図中４０は電動パワーステアリング制御装置を示しており、電動パワーステアリング制御装置４０は、第１昇圧部２１と第２昇圧部２２、コイル２３２（例えば、１０μＨ）、コンデンサ２３３（例えば、３０００μＦ）、マイクロコンピュータ（マイコン）２５、バイパススイッチ２６、モータ２９に接続されたスイッチング素子ユニット２７、及びスイッチング制御回路２８を含んで構成されている。

また、図中２０は電動パワーステアリング制御装置として使用されているモータ駆動回路を示しており、モータ駆動回路２０は、第１昇圧部２１と第２昇圧部２２、ＤＣ電源２４、電源スイッチ２３１、コイル２３２（例えば、１０μＨ）、コンデンサ２３３（例えば、３０００μＦ）、マイクロコンピュータ（マイコン）２５、バイパススイッチ２６、モータ２９に接続されたスイッチング素子ユニット２７、及びスイッチング制御回路２８を含んで構成されている。

第１昇圧部２１は、コイル２１１（例えば、９．５μＨ）、ＭＯＳＦＥＴ２１２、ダイオード２１４、コンデンサ２１５（例えば、１５００μＦ）、遮断スイッチ２１６及びパルス電圧発生回路２１７を含んで構成されている。コイル２１１は、その一端が遮断スイッチ２１６を介して第１昇圧部２１と第２昇圧部２２の入力端ｘに接続され、他端がダイオード２１４のアノード端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２１２は、ドレインｄがダイオード２１４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路２１７が接続されている。コンデンサ２１５は、その一端が接地され、他端がダイオード２１４のカソード端子と共に第１昇圧部と第２昇圧部の出力端ｙに接続されている。

第２昇圧部２２は、コイル２２１（例えば、９．５μＨ）、ＭＯＳＦＥＴ２２２、ダイオード２２４、コンデンサ２２５（例えば、１５００μＦ）、遮断スイッチ２２６及びパルス電圧発生回路２２７を含んで構成されている。コイル２２１は、その一端が遮断スイッチ２２６を介して第１昇圧部２１と第２昇圧部２２の入力端ｘに接続され、他端がダイオード２２４のアノード端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２２２は、ドレインｄがダイオード２２４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路２２７が接続されている。コンデンサ２２５は、その一端が接地され、他端がダイオード２２４のカソード端子と共に第１昇圧部と第２昇圧部の出力端ｙに接続されている。

したがって、入力端ｘにおける遮断スイッチ２１６と遮断スイッチ２２６との接続、出力端ｙにおけるダイオード２１４とダイオード２２４との接続によって、第１昇圧部２１と第２昇圧部２２とが並列接続されるように構成されている。

入力端ｘには、一端が接地されているコンデンサ２３３の他端が接続されており、また、入力端ｘと出力端ｙとは、バイパススイッチ２６を介して接続されており、コイル２３２の他端には電源スイッチ２３１を介してＤＣ電源２４が接続されている。

マイコン２５は、アナログ電気入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）、ディジタル信号をアナログ電気出力信号に変換するＤ／Ａ変換器（図示せず）、ディジタル処理を行うＣＰＵ（図示せず）、及びデータを記憶するメモリ（図示せず）などを備えており、バイパススイッチ２６、遮断スイッチ２１６と２２６のそれぞれのオン／オフ制御入力端子、ＭＯＳＦＥＴ２１２と２２２のそれぞれのドレイン端子ｄとゲート端子ｇ、及び制御パネル（図示せず）とそれぞれ接続されている。

また、スイッチング素子ユニット２７における、ＭＯＳＦＥＴ２７１〜２７３のそれぞれのドレインは出力端ｙに接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７１のソースはＭＯＳＦＥＴ２７４のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７２のソースはＭＯＳＦＥＴ２７５のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７３のソースはＭＯＳＦＥＴ２７６のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７４〜２７６のそれぞれのソースは接地されている。また、ＭＯＳＦＥＴ２７１〜２７６のゲートはそれぞれスイッチング制御回路２８に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ２７１のソースとＭＯＳＦＥＴ２７４のドレインとの接続点がモータ２９の第１相に接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７２のソースとＭＯＳＦＥＴ２７５のドレインとの接続点がモータ２９の第２相に接続され、ＭＯＳＦＥＴ２７３のソースとＭＯＳＦＥＴ２７６のドレインとの接続点がモータ２９の第３相に接続されている。

第１昇圧部２１において、パルス電圧発生回路２１７から、ＭＯＳＦＥＴ２１２のゲートｇにパルス電圧が印加されると、コイル２１１のオン／オフが繰り返されるようになり、即ち、ゲートｇに印加された電圧がしきい値を超えると、ＭＯＳＦＥＴ２１２のドレイン電圧が下がり、電流がコイル２１１から接地しているＭＯＳＦＥＴ２１２のソースｓへ流れ、一方、ゲートｇに印加された電圧がしきい値より低くなると、ＭＯＳＦＥＴ２１２のドレイン電圧が上昇し、コイル２１１からソースｓへ流れる電流が０となるような動作が繰り返される。そのため、コイル２１１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ２１２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｃが誘起される。

第２昇圧部２２においても、同様に、コイル２２１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ２２２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｂが誘起されるようになっている。但し、ＭＯＳＦＥＴ２２２のゲートｇに印加されるパルス電圧の位相はＭＯＳＦＥＴ２１２のゲートｇに印加されるパルス電圧の位相とは異なるように設定されるため、電圧Ｖｃの位相は電圧Ｖｂの位相とは異なる。ダイオード２１４とダイオード２２４との作用により、電圧Ｖｃと電圧Ｖｂのうち、電圧値がコンデンサ２１５、２２５の電圧値より高くなった方が出力電圧としてスイッチング素子ユニット２７へ出力されるようになっている。
また、コイル２３２とコンデンサ２３３の働きにより、スイッチングによる電流変動から生じるノイズをＤＣ電源２４側へ流れ込まないようにフィルタリングされる。

ＤＣ電源２４の出力電圧より高い電圧が印加されたスイッチング素子ユニット２７では、スイッチング制御回路２８により、各ＭＯＳＦＥＴ素子２７１〜２７６のそれぞれのゲート端子にスイッチング電圧が印加されることにより、モータ２９の第１〜３相に駆動電流が供給されるようになっている。

バイパススイッチ２６は、通常状態においてはオフされており、遮断スイッチ２１６と２２６の両方がオフされた場合（例えば、第１昇圧部２１と第２昇圧部２が全て故障した場合）にのみオンされるようになっている。

マイコン２５には、ＭＯＳＦＥＴ２１２のゲート端子からゲート電圧Ｖ１ｇ、ドレイン端子からドレイン電圧Ｖ１ｄ、ＭＯＳＦＥＴ２２２のゲート端子からゲート電圧Ｖ２ｇ、ドレイン端子からドレイン電圧Ｖ２ｄが入力され、これらの入力電圧（Ｖ１ｇ、Ｖ１ｄ、Ｖ２ｇ、Ｖ２ｄ）をディジタル信号に変換し、変換されたゲート電圧Ｖ１ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄとの関係、及び変換されたゲート電圧Ｖ２ｇとドレイン電圧Ｖ２ｄとの関係を解析することにより、ＭＯＳＦＥＴ２１２と２２２の動作状況を監視するようになっている。

図２はＭＯＳＦＥＴ２１２、２２２が正常に動作している時の電圧波形を示す図である。図２に示したように、正常動作状態において、ゲート電圧Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄ、Ｖ２ｄとは同周期のスイッチング波形となっており、ゲート電圧Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇがハイレベル（例えば、１２Ｖ）になっている間、ドレイン電圧Ｖ１ｄ、Ｖ２ｄがローレベル（例えば、０Ｖ）になっており、ゲート電圧Ｖ１ｇ、Ｖ２ｇがローレベル（例えば、０Ｖ）になっている間、ドレイン電圧Ｖ１ｄ、Ｖ２ｄがハイレベル（例えば、４６Ｖ）になる。

図３は、ＭＯＳＦＥＴ２１２にオープン故障が発生した時の電圧波形を示す図である。図３に示したように、オープン故障状態においては、ゲート電圧Ｖ１ｇが正常状態と同じスイッチング波形となっているのに対して、ドレイン電圧Ｖ１ｄではＶ_０（例えば、１２Ｖ）を中心とした小幅、高周波の振動波となっている。

図４は、ＭＯＳＦＥＴ２１２にショート故障が発生した時の電圧波形を示す図である。図４に示したように、ショート故障状態においては、ゲート電圧Ｖ１ｇが正常状態と同じスイッチング波形となっているのに対して、ドレイン電圧Ｖ１ｄはずっと０Ｖとなっている。

したがって、マイコン２５は、ゲート電圧Ｖ１ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄとの関係を解析し、ゲート電圧Ｖ１ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄとの関係が図２に示す関係となっている場合、ＭＯＳＦＥＴ２１２が正常に動作していると判断し、ゲート電圧Ｖ１ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄとの関係が図３に示す関係となった場合、ＭＯＳＦＥＴ２１２にオープン故障が発生したと判断し、ゲート電圧Ｖ１ｇとドレイン電圧Ｖ１ｄとの関係が図４に示す関係となったら、ＭＯＳＦＥＴ２１２にショート故障が発生したと判断する。同様に、マイコン２５は、ゲート電圧Ｖ２ｇとドレイン電圧Ｖ２ｄとの関係を解析することにより、ＭＯＳＦＥＴ２２２の動作状態を判断する。

マイコン２５は、ＭＯＳＦＥＴ２１２及び／又はＭＯＳＦＥＴ２２２に故障が発生したと判断した場合、故障のあった昇圧部の名及び故障の種類（オープン故障であるかショート故障であるか）を示す情報（Ｂ１、Ｂ２）を記録し、その情報に基づいて昇圧部の遮断スイッチ２１６又は２２６へ該スイッチをオフさせる制御指令値、例えば、Ｋａ＝０又はＫｂ＝０を出力する。

また、マイコン２５は、ＭＯＳＦＥＴ２１２とＭＯＳＦＥＴ２２２との両方に故障が発生したと判断した場合、遮断スイッチ２１６及び２２６へそれぞれスイッチをオフさせる制御指令値、例えば、Ｋａ＝０、Ｋｂ＝０を出力すると共に、バイパススイッチ２６へスイッチをオンさせる制御指令値、例えば、Ｋｃ＝１を出力する。

次に、マイコン２５におけるＣＰＵが行う処理を図５〜７に示したフローチャートに基づいて説明する。
まず、図５に示したフローチャートに基づいて第１昇圧部２１に関する処理動作（Ａ）について説明する。図５に示したように、ステップＳ１１１では、ゲート電圧Ｖ１ｇがローレベル電圧ＶＬ（例えば、０．５Ｖ）より小さいか否かを判断し、ゲート電圧Ｖ１ｇがローレベル電圧ＶＬより小さくないと判断した場合、処理動作を終了し（循環ループへ）、他方、ゲート電圧Ｖ１ｇがローレベル電圧ＶＬより小さいと判断した場合、ステップＳ１１２に進む。ステップＳ１１２では、ドレイン電圧Ｖ１ｄがハイレベル電圧ＶＨ（例えば、２７Ｖ）より大きいか否かを判断し、ドレイン電圧Ｖ１ｄがハイレベル電圧ＶＨより大きいと判断した場合、処理動作を終了し（循環ループへ）、他方、ドレイン電圧Ｖ１ｄがハイレベル電圧ＶＨより大きくないと判断した場合、ステップＳ１１３に進む。

ステップＳ１１３では、循環数Ｋ１を１つ増やし、その後、ステップＳ１１４に進む。ステップＳ１１４では、循環数Ｋ１が所定回数Ｋｍ（例えば、５）より大きいか否かを判断し、循環数Ｋ１がＫｍより大きいと判断した場合、ステップＳ１１５へ進み、他方、循環数Ｋ１がＫｍより大きくないと判断した場合、処理動作を終了する（循環ループへ）。

ステップＳ１１５では、ドレイン電圧Ｖ１ｄが所定判定値ＶＪ（例えば、９Ｖ）より小さいか否かを判断し、ドレイン電圧Ｖ１ｄが所定判定値ＶＪより小さいと判断した場合、ステップＳ１１７へ進み、他方、ドレイン電圧Ｖ１ｄが所定判定値ＶＪより小さくないと判断した場合、ステップＳ１１６に進む。
ステップＳ１１６では、動作状態表示値Ｂ１の値を１（即ち、ＭＯＳＦＥＴ２１２にオープン故障が発生したことを示す）と設定し、その後、ステップＳ１１８に進む。

一方、ステップＳ１１７では、動作状態表示値Ｂ１の値を２とし（即ち、ＭＯＳＦＥＴ２１２にショート故障が発生したことを示す）、その後、ステップＳ１１８に進む。ステップＳ１１８では、遮断スイッチ２１６への制御指令値Ｋａを０（即ち、遮断スイッチ２１６をオフさせることを示す）と設定し、その後、処理Ｃに進む。
なお、初期処理（例えば、Ｋ１＝０、Ｂ１＝０、Ｋａ＝１）及びループの循環制御はメイン処理プログラム（図示せず）にて行われるようになっている。

図６は、第２昇圧部２２に関する処理動作（Ｂ）を示したフローチャートである。図６に示したように、第２昇圧部２２に関する処理動作（Ｂ）におけるステップＳ１３１〜Ｓ１３８は、第１昇圧部２１に関する処理動作（Ａ）におけるステップＳ１１１〜Ｓ１１８（図５）と同様になっているため、ここではその説明を省略する。

次に、図７に示したフローチャートに基づいてバイパススイッチ２６の制御に関する処理動作（Ｃ）について説明する。図７に示したように、ステップＳ１５１では、遮断スイッチ２１６への制御指令値Ｋａが０であるか否かを判断し、制御指令値Ｋａが０でないと判断した場合、ステップＳ１５１に戻り、他方、制御指令値Ｋａが０であると判断した場合、ステップＳ１５２に進む。

ステップＳ１５２では、遮断スイッチ２２６の制御指令値Ｋｂが０であるか否かを判断し、制御指令値Ｋｂが０でないと判断した場合、ステップＳ１５１へ戻り、他方、制御指令値Ｋｂが０であると判断した場合、ステップＳ１５３に進む。ステップＳ１５３では、バイパススイッチ２６への制御指令値Ｋｃを１（即ち、バイパススイッチ２６をオンさせる）に設定し、その後、処理動作を終了する。

上記第１の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたモータ駆動回路２０によれば、第１、第２昇圧部２１、２２におけるスイッチング素子２１２、２２２への制御入力電圧及びスイッチング素子２１２、２２２からの出力電圧をそれぞれ検出し、検出した各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障しているスイッチング素子及び故障の種類を迅速かつ精確に検出することができる。また、故障が検出された場合、その故障情報を外部へ出力すると共に、ショート故障に対しては、直ちに故障が発生した第１昇圧部２１又は第２昇圧部２２の遮断スイッチ２１６又は２２６をオフさせ、他方、オープン故障に対しては、外部指令に従って故障が発生した第１昇圧部２１又は第２昇圧部２２の遮断スイッチ２１６又は２２６をオフさせる。このため、故障の種類に対応した適切な故障対処措置を実行することができる。また、第１昇圧部２１と第２昇圧部２２の両方が故障により回路から切り離された場合、バイパススイッチ２６をオンさせることにより、ＤＣ電源２４から直接的にスイッチング素子ユニット２７に電圧を印加することができ、昇圧回路が完全に失効した場合でもモータ２９への電流供給を継続することができる。

図８は、本発明の第２の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたステアリングモータ駆動回路の要部を示した回路図である。図中５０は電動パワーステアリング制御装置を示しており、電動パワーステアリング制御装置５０は、第１昇圧部３１と第２昇圧部３２、コイル３３２（例えば、１０μＨ）、コンデンサ３３３（例えば、３０００μＦ）、マイクロコンピュータ（マイコン）３５、バイパススイッチ３６、モータ３９に接続されたスイッチング素子ユニット３７、及びスイッチング制御回路３８を含んで構成されている。

また、図中３０は電動パワーステアリング制御装置として使用されているモータ駆動回路を示しており、モータ駆動回路３０は、第１昇圧部３１と第２昇圧部３２、ＤＣ電源３４、電源スイッチ３３１、コイル３３２（例えば、１０μＨ）とコンデンサ３３３（例えば、３０００μＦ）、マイクロコンピュータ（マイコン）３５、バイパススイッチ３６、モータ３９に接続されたスイッチング素子ユニット３７、及びスイッチング制御回路３８を含んで構成されている。

第１昇圧部３１は、コイル３１１（例えば、９．５μＨ）、ＭＯＳＦＥＴ３１２、ダイオード３１４、コンデンサ３１５（例えば、１５００μＦ）、遮断スイッチ３１６、パルス電圧発生回路３１７、電流センサー３１８及び温度センサー３１９を含んで構成されている。コイル３１１は、その一端が電流センサー３１８を介して遮断スイッチ３１６に接続され、他端がダイオード３１４のアノード端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３１２は、ドレインｄがダイオード３１４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路３１７が接続されている。コンデンサ３１５は、その一端が接地され、他端がダイオード３１４のカソード端子と共に第１昇圧部３１と第２昇圧部３２の出力端ｙに接続されている。遮断スイッチ３１６は、その一端が電流センサー３１８に接続され、他端が第１昇圧部３１と第２昇圧部３２の入力端ｘと接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ３１２に設置された温度センサー３１９の出力端がマイコン３５に接続されている。

第２昇圧部３２は、コイル３２１（例えば、９．５μＨ）、ＭＯＳＦＥＴ３２２、ダイオード３２４、コンデンサ３２５（例えば、１５００μＦ）、遮断スイッチ３２６、パルス電圧発生回路３２７、電流センサー３２８及び温度センサー３２９を含んで構成されている。コイル３２１は、その一端が電流センサー３２８を介して遮断スイッチ３２６に接続され、他端がダイオード３２４のアノード端子に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３２２は、ドレインｄがダイオード３２４のアノード端子に接続され、ソースｓが接地され、ゲートｇにパルス電圧発生回路３２７が接続されている。コンデンサ３２５は、その一端が接地され、他端がダイオード３２４のカソード端子と共に第１昇圧部３１と第２昇圧部３２の出力端ｙに接続されている。遮断スイッチ３２６は、その一端が温度センサー３２８に接続され、他端が第１昇圧部３１と第２昇圧部３２の入力端ｘに接続されている。また、ＭＯＳＦＥＴ３２２に設置されている温度センサー３２９の出力端がマイコン３５に接続されている。

したがって、入力端ｘにおける遮断スイッチ３１６と遮断スイッチ３２６との接続、出力端ｙにおけるダイオード３１４とダイオード３２４との接続によって、第１昇圧部３１と第２昇圧部３２とが並列接続される。

入力端ｘには、一端が接地されているコンデンサ３３３の他端が接続されており、また、入力端ｘと出力端ｙとは、温度センサー３６１が設置されたバイパススイッチ３６を介して接続されており、コイル３３２の他端には電源スイッチ３３１を介してＤＣ電源３４が接続されている。

マイコン３５は、アナログ電気入力信号をディジタル信号に変換するＡ／Ｄ変換器（図示せず）、ディジタル信号をアナログ電気出力信号に変換するＤ／Ａ変換器（図示せず）と、ディジタル処理を行うＣＰＵ（図示せず）と、データを記憶するメモリ（図示せず）などを備えており、バイパススイッチ３６、遮断スイッチ３１６と３２６のそれぞれのオン／オフ制御入力端子、電流センサー３１８と３２８のそれぞれの出力端、温度センサー３１９、３２９及び３６１のそれぞれの出力端子、スイッチング制御回路３８及び制御パネル（図示せず）とそれぞれ接続されている。

また、スイッチング素子ユニット３７における、ＭＯＳＦＥＴ３７１〜３７３のそれぞれのドレインは出力端ｙに接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７１のソースはＭＯＳＦＥＴ３７４のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７２のソースはＭＯＳＦＥＴ３７５のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７３のソースはＭＯＳＦＥＴ３７６のドレインと接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７４〜３７６のそれぞれのソースは接地されている。また、ＭＯＳＦＥＴ３７１〜３７６のゲートはそれぞれスイッチング制御回路３８に接続されている。ＭＯＳＦＥＴ３７１のソースとＭＯＳＦＥＴ３７４のドレインとの接続点がモータ３９の第１相に接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７２のソースとＭＯＳＦＥＴ３７５のドレインとの接続点がモータ３９の第２相に接続され、ＭＯＳＦＥＴ３７３のソースとＭＯＳＦＥＴ３７６のドレインとの接続点がモータ３９の第３相に接続されている。

第１昇圧部３１において、パルス電圧発生回路３１７から、ＭＯＳＦＥＴ３１２のゲートｇにパルス電圧が印加されると、コイル３１１のオン／オフが繰り返されるようになり、即ち、ゲートｇに印加された電圧がしきい値を超えると、ＭＯＳＦＥＴ３１２のドレイン電圧が下がり、電流がコイル３１１から接地しているＭＯＳＦＥＴ３１２のソースｓへ流れ、一方、ゲートｇに印加された電圧がしきい値より低くなると、ＭＯＳＦＥＴ３１２のドレイン電圧が上昇し、コイル３１１からソースｓへ流れる電流が０となるような動作が繰り返される。そのため、コイル３１１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ３１２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｃが誘起される。また、電流センサー３１８は、コイル３１１に流れる電流を検出してマイコン３５へ出力し、温度センサー３１９は、ＭＯＳＦＥＴ３１２の温度を検出してマイコン３５へ出力するようになっている。

第２昇圧部３２においても、同様に、コイル３２１の出力側にはＭＯＳＦＥＴ３２２のゲートｇに印加されたパルス電圧と同周期の高い交流電圧Ｖｂが誘起されるようになっている。但し、ＭＯＳＦＥＴ２２２のゲートｇに印加されるパルス電圧の位相はＭＯＳＦＥＴ３１２のゲートｇに印加されるパルス電圧の位相とは異なるように設定されるため、電圧Ｖｃの位相は電圧Ｖｂの位相とは異なる。ダイオード３１４とダイオード３２４との作用により、電圧Ｖｃと電圧Ｖｂのうち、電圧値がコンデンサ３１５、３２５の電圧値より高くなった方が出力電圧としてスイッチング素子ユニット３７へ出力されるようになっている。また、電流センサー３２８は、コイル３２１に流れる電流を検出してマイコン３５へ出力し、温度センサー３２９は、ＭＯＳＦＥＴ３２２の温度を検出してマイコン３５へ出力するようになっている。

また、コイル３３２とコンデンサ３３３の働きにより、スイッチングによる電流変動から生じるノイズをＤＣ電源３４側へ流れ込まないようにフィルタリングされる。

ＤＣ電源３４の出力電圧より高い電圧が印加されたスイッチング素子ユニット３７では、スイッチング制御回路３８により、各ＭＯＳＦＥＴ素子３７１〜３７６のそれぞれのゲート端子にスイッチング電圧が印加され、モータ３９の第１〜３相に駆動電流が供給されるようになっている。

バイパススイッチ３６は、通常状態においてはオフされており、遮断スイッチ３１６と３２６との両方がオフされた場合にのみオンされる。温度センサー３６１は、バイパススイッチ３６の温度を検出してマイコン３５へ出力するようになっている。

マイコン３５は、電流センサー３１８により測定したコイル３１１に流れる電流Ｉ１ｂ、及び電流センサー３２８により測定したコイル３２１に流れる電流Ｉ２ｂがそれぞれ入力され、これらの入力電流Ｉ１ｂ、Ｉ２ｂをディジタル信号に変換し、変換された電流Ｉ１ｂと電流Ｉ２ｂとの関係を解析することにより、ＭＯＳＦＥＴ３１２とＭＯＳＦＥＴ３２２の動作状態を監視するようになっている。

図９は、ＭＯＳＦＥＴ３１２と３２２が正常に動作している場合の電流Ｉ１ｂとＩ２ｂの波形を示す図である。図９に示したように、正常動作状態において、電流Ｉ１ｂとＩ２ｂとは同じ周期及び振幅を有する三角波であり、両者の間で一定な位相ずれが存在し、瞬時値の最大差値はＩｄ（例えば、３０Ａ）である。

図１０は、ＭＯＳＦＥＴ３１２にオープン故障が発生した時の電流Ｉ１ｂとＩ２ｂの波形を示す図である。図１０に示したように、ＭＯＳＦＥＴ３１２にオープン故障が発生した状態において、電流Ｉ２ｂの値が正常状態の約２倍になっているのに対して、電流Ｉ１ｂの値が０になっている。即ち、オープン故障が発生した場合、電流Ｉ１ｂと電流Ｉ２ｂとの間の瞬時値の差値が正常状態より大幅に上昇し、故障が発生した第１昇圧部３１におけるコイル３１１に流れる電流Ｉ１ｂが０まで下がる現象がある。

また、ＭＯＳＦＥＴ３１２又は３２２にショート故障が発生した場合では、電流Ｉ１ｂと電流Ｉ２ｂとの瞬時値の差値が正常状態より大幅に上昇し、故障が発生した第１昇圧部３１におけるコイル３１１又は第２昇圧部３２におけるコイル３２１に大きなショート電流が流れる現象がある（図示せず）。

したがって、マイコン３５は、電流Ｉ１ｂとＩ２ｂとの瞬時値差を計算し、該瞬時値差が所定値Ｉｄｍ（例えば、３５Ａ）を超えたら、更に、異常電流を特定し、特定された異常電流の値が小さい場合、該異常電流を発生させたＭＯＳＦＥＴ３１２又は３２２にオープン故障が発生したと判断し、他方、異常電流の値が大きい場合、該異常電流を発生させたＭＯＳＦＥＴ３１２又は３２２にショート故障が発生したと判断するようになっている。

マイコン３５は、ＭＯＳＦＥＴ３１２及び／又はＭＯＳＦＥＴ３２２に故障が発生したと判断した場合、故障のあった昇圧部の名及び故障の種類（オープン故障であるかショート故障であるか）を示す情報（Ｂ１、Ｂ２）を制御パネル（図示せず）へ出力すると共に、故障のあった昇圧部の遮断スイッチ３１６又は３２６へ該スイッチをオフさせる制御指令値、例えば、Ｋａ＝０又はＫｂ＝０を出力する。

また、マイコン３５は、ＭＯＳＦＥＴ３１２及び／又はＭＯＳＦＥＴ３２２に故障が発生したと判断した場合、スイッチング制御回路３８へスイッチング電圧の出力を調整させる制御指令値、例えば、Ｋｅ＝１を出力することにより、モータ電流と必要な駆動量との関係を示す運転特性（図１１）を通常時特性Ｃｎから故障時特性Ｃｆへ切換させるように、駆動電流を制限し、故障していない方の第１昇圧部３１又は第２昇圧部３２の負荷を減軽させる。

また、マイコン３５は、ＭＯＳＦＥＴ３１２とＭＯＳＦＥＴ３２２との両方に故障が発生したと判断した場合、遮断スイッチ３１６及び遮断スイッチ３２６へそれぞれスイッチをオフさせる制御指令値、例えば、Ｋａ＝０、Ｋｂ＝０を出力すると共に、バイパススイッチ３６にスイッチをオンさせる制御指令値、例えば、Ｋｃ＝１を出力する。

また、マイコン３５は、温度センサー３１９により測定したＭＯＳＦＥＴ３１２の温度Ｔ１ｓ、温度センサー３２９により測定したＭＯＳＦＥＴ３２２の温度Ｔ２ｓ、及び温度センサー３６１により測定したバイパススイッチ３６の温度Ｔ３ｓがそれぞれ入力され、温度Ｔ１ｓ、温度Ｔ２ｓ及び温度Ｔ３ｓのいずれかの値は所定温度値Ｔｍ（例えば、４０℃）を超えたら、制御パネルへ過熱状態を示す信号（例えば、Ｋｄ＝１）を出力すると共に、過熱保護のため、モータ３９へ流れる電流を制限させる制御指令値（例えば、Ｋｄ＝１）をスイッチング制御回路３８へ出力する。

次に、マイコン３５におけるＣＰＵが行う処理を図１２、１３に示したフローチャートに基づいて説明する。
まず、図１２に示したフローチャートに基づいてＭＯＳＦＥＴ３１２、３２２の故障検出などに関する処理動作（Ｅ）について説明する。図１２に示したように、ステップＳ２１１では、電流センサー３１８により測定した電流Ｉ１ｂと、電流センサー３２８により測定した電流Ｉ２ｂとの差の絶対値が所定値Ｉｄｍ（例えば、３５Ａ）より大きいか否かを判断し、前記差の絶対値が所定値Ｉｄｍより大きくないと判断した場合、処理動作を終了し（循環ループへ）、他方、前記差の絶対値が所定値Ｉｄｍより大きいと判断した場合、ステップＳ２１２に進む。ステップＳ２１２では、電流Ｉ１ｂが電流Ｉ２ｂより大きいか否かを判断し、電流Ｉ１ｂが電流Ｉ２ｂより大きくないと判断した場合、ステップＳ２１８へ進み、他方、電流Ｉ１ｂが電流Ｉ２ｂより大きいと判断した場合、ステップＳ２１３に進む。

ステップＳ２１３では、電流Ｉ１ｂが通常運転時の電流Ｉ１ｂの最大値Ｉｓｍ（例えば、８０Ａ）より小さいか否かを判断し、電流Ｉ１ｂが最大値Ｉｓｍより小さくないと判断した場合、ステップＳ２１６へ飛び、他方、電流Ｉ１ｂが最大値Ｉｓｍより小さいと判断した場合、ステップＳ２１４に進む。

ステップＳ２１４では、制御指令値Ｋｂを０に設定し（即ち、スイッチ３２６をオフさせる）、その後ステップＳ２１５に進む。ステップＳ２１５では、動作状態表示値Ｂ２を１に設定し（即ち、ＭＯＳＦＥＴ３２２にオープン故障が発生したことを示す）、その後、ステップＳ２２３へ進む。一方、ステップＳ２１６では、制御指令値Ｋａを０に設定し（即ち、スイッチ３１６をオフさせる）、その後ステップＳ２１７に進む。ステップＳ２１７では、動作状態表示値Ｂ１を２に設定し（即ち、ＭＯＳＦＥＴ３１２にショート故障が発生したことを示す）、その後、ステップＳ２２３へ進む。

一方、ステップＳ２１８では、電流Ｉ２ｂが通常運転時の電流Ｉ２ｂの最大値Ｉｓｍより小さいか否かを判断し、電流Ｉ２ｂが最大値Ｉｓｍより小さくないと判断した場合、ステップＳ２２１へ進み、他方、電流Ｉ２ｂが最大値Ｉｓｍより小さいと判断した場合、ステップＳ２１９に進む。

ステップＳ２１９では、制御指令値Ｋａを０に設定し（即ち、スイッチ３１６をオフさせる）、その後ステップＳ２２０に進む。ステップＳ２２０では、動作状態表示値Ｂ１を１に設定し（即ち、ＭＯＳＦＥＴ３１２にオープン故障が発生したことを示す）、その後、ステップＳ２２３へ進む。一方、ステップＳ２２１では、制御指令値Ｋｂを０に設定し（即ち、スイッチ３２６をオフさせる）、その後ステップＳ２２２に進む。ステップＳ２２２では、動作状態表示値Ｂ２を２に設定し（即ち、ＭＯＳＦＥＴ３２２にショート故障が発生したことを示す）、その後、ステップＳ２２３へ飛ぶ。

ステップＳ２２３では、スイッチング制御回路３８への制御指令値Ｋｅを１に設定し（即ち、通常運転時カーブＣｎを故障時運転カーブＣｆへ切り換えさせる）、その後、ステップＳ２２４に進む。ステップＳ２２４では、制御指令値Ｋａが０であるか否かを判断し、制御指令値Ｋａが０でないと判断した場合、処理Ｆへ進み、他方、制御指令値Ｋａが０であると判断した場合、ステップＳ２２５に進む。ステップＳ２２５では、制御指令値Ｋｂが０であるか否かを判断し、制御指令値Ｋｂが０でないと判断した場合、処理Ｆへ進み、他方、制御指令値Ｋｂが０であると判断した場合、ステップＳ２２６に進む。ステップＳ２２６では、制御指令値Ｋｃを１に設定し（即ち、バイパススイッチ３６をオンさせる）、その後、処理Ｆに進む。

なお、初期処理（例えば、Ｋａ＝１（即ち、スイッチ３１６をオンさせる）、Ｋｂ＝１（即ち、スイッチ３２６をオンさせる）、Ｋｃ＝０（即ち、バイパススイッチ３６をオフさせる）、Ｋｄ＝０、Ｋｅ＝０（即ち、通常運転時制御とする）、Ｂ１＝０（即ち、正常状態を示す）、Ｂ２＝０（即ち、正常状態を示す））及びループの循環制御はメイン処理プログラム（図示せず）にて行われるようになっている。

次に、図１３に示したフローチャートに基づいて過熱保護措置に関する処理動作（Ｆ）について説明する。図１３に示したように、ステップＳ２５０では、制御指令値Ｋａの値が１であるか否かを判断し、制御指令値Ｋａの値が１でないと判断した場合（即ち、遮断スイッチ３１６がオフしている）、ステップＳ２５２へ進み、他方、制御指令値Ｋａの値が１であると判断した場合（即ち、遮断スイッチ３１６がオンしている）、ステップＳ２５１に進む。ステップＳ２５１では、温度センサー３１９により検出したＭＯＳＦＥＴ３１２の温度Ｔ１ｓが所定温度Ｔｍ（例えば、４０℃）より高いか否かを判断し、温度Ｔ１ｓが所定温度Ｔｍより高いと判断した場合、ステップＳ２５６へ進み、他方、温度Ｔ１ｓが所定温度Ｔｍより高くないと判断した場合、ステップＳ２５２に進む。

ステップＳ２５２では、制御指令値Ｋｂの値が１であるか否かを判断し、制御指令値Ｋｂの値が１でないと判断した場合（即ち、遮断スイッチ３２６がオフしている）、ステップＳ２５４へ進み、他方、制御指令値Ｋｂの値が１であると判断した場合（即ち、遮断スイッチ３２６がオンしている）、ステップＳ２５３に進む。ステップＳ２５３では、温度センサー３２９により検出したＭＯＳＦＥＴ３２２の温度Ｔ２ｓが所定温度Ｔｍより高いか否かを判断し、温度Ｔ２ｓが所定温度Ｔｍより高いと判断した場合、ステップＳ２５６へ進み、他方、温度Ｔ２ｓが所定温度Ｔｍより高くないと判断した場合、ステップＳ２５４に進む。

ステップＳ２５４では、制御指令値Ｋｃの値が１であるか否かを判断し、制御指令値Ｋｃの値が１でないと判断した場合（即ち、バイパススイッチ３６がオフしている）、処理動作を終了し（循環ループへ）、他方、制御指令値Ｋｃの値が１であると判断した場合（即ち、バイパススイッチ３６がオンしている）、ステップＳ２５５に進む。ステップＳ２５５では、温度センサー３６１により検出したバイパススイッチ３６の温度Ｔ３ｓが４０℃より高いか否かを判断し、温度Ｔ３ｓが所定温度Ｔｍより高いと判断した場合、ステップＳ２５６へ進み、他方、温度Ｔ３ｓが所定温度Ｔｍより高くないと判断した場合、処理動作を終了する（循環ループへ）。

ステップＳ２５６では、制御指令値Ｋｄを１に設定し（即ち、制御パネルへ過熱信号を出力するとともに、過熱保護のための電流制限を実行させる）、その後、処理動作を終了する。

上記第２の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたモータ駆動回路３０によれば、第１、第２昇圧部３１、３２におけるコイル３１１、３２１に流れる電流をそれぞれ検出し、検出された電流値を監視することにより、故障したスイッチング素子３１２又は３２２及びその故障の種類（オープン故障であるかショート故障であるか）を迅速かつ精確に検出し、故障の種類に対応した適切な故障対処措置を実行させることができる。また、故障が検出した場合、モータ３９を駆動するスイッチング素子ユニットを制御する制御回路３８のスイッチング電圧の出力を調整させるように、運転特性（図１１）を通常運転特性Ｃｎから故障時運転特性Ｃｆへ切り換えることにより、モータ３９へ供給する電流を制限させて、故障していない第１昇圧部３１又は第２昇圧部３２の負荷を減軽し、過熱を防止することができる。さらに、ＭＯＳＦＥＴ３１２、３２２、及びバイパススイッチ３６に設置された温度センサーにより温度を検出し、過熱状態になる傾向を示したら、モータ３９を駆動するスイッチング素子ユニットを制御する制御回路３８のスイッチング電圧の出力を調整させるように、モータ３９へ供給する電流を制限させることにより、負荷の増加による過熱を確実に防止することができる。

なお、上記第２の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたモータ駆動回路３０は、コイル３１１、３２１に流れる電流の実測値が採用されているが、別の実施の形態では、コイル３１１、３２１に流れる電流の平均値を採用してもよい。

また、上記第２の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたモータ駆動回路３０は、スイッチング素子３１２、３２２に温度センサーが設置されているが、他の実施の形態では、スイッチング素子３１２、３２２及び／又は遮断スイッチ３１６、３２６に温度センサーが設置されていてもよい。

なお、上記第１の実施の形態及び第２の実施の形態に係る電動パワーステアリング制御装置は一例であり、本発明に係る昇圧回路及びモータ駆動回路はその他の電動パワーステアリング制御装置にももちろん適用可能である。

本発明の第１の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたステアリングモータ駆動回路の要部を示した回路図である。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるスイッチング素子が正常動作している時の電圧波形を示す図である。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるスイッチング素子にオープン故障が発生した時の電圧波形を示す図である。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるスイッチング素子にショート故障が発生した時の電圧波形を示す図である。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるマイコンの一部の処理動作を示したフローチャートである。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるマイコンの一部の処理動作を示したフローチャートである。 第１の実施の形態に係る昇圧回路におけるマイコンの一部の処理動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る昇圧回路が採用されたステアリングモータ駆動回路の要部を示した回路図である。 第２の実施の形態に係る昇圧回路におけるスイッチング素子が正常に動作している時のコイルに流れる電流の波形を示す図である。 第２の実施の形態に係る昇圧回路におけるスイッチング素子にショート故障が発生した時にコイルに流れる電流の波形を示す図である。 モータ電流と必要な駆動量との関係を示すディレーティングマップである。 第２の実施の形態に係る昇圧回路におけるマイコンの一部の処理動作を示したフローチャートである。 第２の実施の形態に係る昇圧回路におけるマイコンの一部の処理動作を示したフローチャートである。 従来の昇圧回路の要部を示した回路図である。

符号の説明

１０ 昇圧回路
２０、３０ モータ駆動回路
１１、１２、２１、２２、３１、３２ 昇圧部
１３、２３１、３３１ 電源スイッチ
１４、２４、３４ ＤＣ電源
２５、３５ マイコン
２６、３６ バイパススイッチ
２７、３７ スイッチング素子ユニット
２８、３８ スイッチング制御回路
２９、３９ モータ
４０、５０ 電動パワーステアリング制御装置
１１１、１２１、２１１、２２１、３１１、３２１、２３２ コイル
１１２、１２２、２１２、２２２、３１２、３２２ ＭＯＳＦＥＴ
１１４、１２４、２１４、２２４、３１４、３２４ ダイオード
１１５、１２５、２１５、２２５、３１５、３２５、２３３ コンデンサ
２１６、２２６、３１６、３２６ 遮断スイッチ
２１７、２２７、３１７、３２７ パルス電圧発生回路
３１８、３２８ 電流センサー
３１９、３２９、３６１ 温度センサー
３７１、３７２、３７３、３７４、３７５、３７６ ＭＯＳＦＥＴ
Ｋａ、Ｋｂ、Ｋｃ、Ｋｄ、Ｋｅ、Ｃ１、Ｃ２ 制御指令値
Ｂ１、Ｂ２ 動作状態表示値

Claims (11)

1. 外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン／オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が２つ以上並設された昇圧回路において、
   前記各スイッチング素子への制御入力電圧及び前記各スイッチング素子からの出力電圧をそれぞれ検出する電圧検出手段と、
   前記各制御入力電圧と出力電圧との関係を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、
   前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路。
2. 前記故障検出手段が、前記スイッチング素子への制御入力電圧がオフレベルにある状態において、前記スイッチング素子からの出力電圧が所定出力電圧より低い値が所定回数以上検出されると、該スイッチング素子の故障と判断するものであることを特徴とする請求項１記載の昇圧回路。
3. 外部電圧が印加されたコイルをスイッチング素子のスイッチング動作によって繰り返しオン／オフして誘起させた電圧を、整流手段を介して出力する昇圧部が２つ以上並設された昇圧回路において、
   前記各コイルに流れる電流をそれぞれ検出する電流検出手段と、
   該電流検出手段により検出された前記各コイルに流れる電流値を監視することにより、故障したスイッチング素子を検出するとともに、故障の種類がオープン故障であるかショート故障であるかを判別する故障検出手段と、
   前記故障の種類に対応した故障対処措置を実施させる故障処理手段とを備えていることを特徴とする昇圧回路。
4. 前記故障検出手段が、前記各コイルに流れる電流の実測値又は平均値の間の差分値が所定差分値を超えた場合、前記各コイルに流れる電流の中から異常電流を割り出すことにより、該異常電流が発生した昇圧部におけるスイッチング素子の故障を検出するものであることを特徴とする請求項３記載の昇圧回路。
5. 前記昇圧部には、該昇圧部を外部電源から遮断するための遮断スイッチが設けられていることを特徴とする請求項１〜４のいずれかの項に記載の昇圧回路。
6. 前記昇圧部の入力側に印加された電圧を直接負荷へ出力させるバイパス手段をさらに備えていることを特徴とする請求項１〜５のいずれかの項に記載の昇圧回路。
7. 前記昇圧部における前記スイッチング素子及び／又は前記コイルには、温度を検出するための温度検出手段が添設されており、
   前記故障処理手段が、検出された温度が所定温度を超えると過熱信号を外部へ出力するものであることを特徴とする請求項１〜６のいずれかの項に記載の昇圧回路。
8. 昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、
   前記昇圧回路として、請求項１〜６のいずれかの項に記載の昇圧回路が使用されていることを特徴とするモータ駆動回路。
9. 昇圧回路の出力電圧が印加されたスイッチング素子ユニットを介してモータに駆動電流を供給するモータ駆動回路において、
   前記昇圧回路として、請求項７記載の昇圧回路が使用され、
   前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路における前記温度検出手段から過熱信号を受け取ると、前記モータに供給する電流を所定値以下に制限するものであることを特徴とするモータ駆動回路。
10. 前記スイッチング素子ユニットのスイッチングを制御するスイッチング制御回路が、前記昇圧回路から故障発生を示す信号を受け取ると、モータ電流を故障前よりも制限した運転状態とするものであることを特徴とする請求項８又は請求項９記載のモータ駆動回路。
11. モータに駆動電流を供給するモータ駆動回路を備えた電動パワーステアリング制御装置において、
    前記モータ駆動回路に含まれる昇圧回路として、請求項１〜７のいずれかの項に記載の昇圧回路が使用されていることを特徴とする電動パワーステアリング制御装置。

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