JP5181579B2 - モータの制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、モータを用いて自動車等車両の操舵機構に操舵補助力を付与する電動パワーステアリング装置に最適なモータの制御装置に関し、特にショート故障、例えば過電流が検出された場合にその故障のある箇所を特定するモータの制御装置に関する。

自動車等の車両では、操舵に際してモータの回転トルクにより操舵ハンドルにアシスト力を付与する電動パワーステアリング装置（以下、ＥＰＳともいう。）が広く用いられている。

図７は、一般的なＥＰＳの概略構成を示す図である。
同図において、ＥＰＳは、運転者が操舵するハンドル３１に直結したシャフト３２は、減速ギア３３、ユニバーサルジョイント３４ａ及び３４ｂ、ラックアンドピニオン３５を経て車輪のタイロッド３６に結合されている。シャフト３２には、ハンドル３１の操舵トルクを検出するトルクセンサ４０が設けられている。また、ハンドル３１に操舵アシスト力を付与するモータ５０が、減速ギア３３を介してシャフト３２に結合されている。モータ５０の回転を制御する制御装置（以下、ＥＣＵと称す）６０には、バッテリ７１からイグニションキー７２を経て電流が供給され、トルクセンサ４０で検出された操舵トルクＴと、車速センサ８０で検出された車速Ｖに基づいてアシスト指令の電流指令値Ｅの演算を行い、モータ５０に供給する電流を制御する。

モータ５０を制御するモータ制御装置としてのＥＣＵ６０は、従来、図８に示すブロック図のように構成されている。ＥＣＵ６０は、主としてＣＰＵシステムで構成され、内部メモリに格納されたプログラムを実行することによって動作する。

図８は、従来のＥＣＵの概略構成を示すブロック図である。ＥＣＵ６０は、中央処理装置（以下、ＣＰＵという）６１、ＦＥＴ駆動回路６２、モータ駆動回路６３及びモータ電流検出回路６４から構成され、ＣＰＵ６１の内部メモリに格納されたプログラムを実行することにより、トルクセンサ４０で検出された操舵トルクＴ、車速センサ８０で検出された車速Ｖに基づいて、３相モータ５０のスター接続された駆動コイルＡ、Ｂ、Ｃに供給する電流の制御値Ｅを生成するとともに、この電流制御値Ｅとモータ電流検出回路６４で検出したモータ電流ｉとに基づいて決定されるデューティ比のＰＷＭ（パルス幅変調）信号をＦＥＴ駆動回路６２に供給する。

ＦＥＴ駆動回路６２は、ＣＰＵ６１から供給されるＰＷＭ信号に基づいて、モータ駆動回路６３を構成するパワーＭＯＳＦＥＴ（電界効果トランジスタ、以下ＦＥＴという）Ｑ１〜Ｑ６の各ゲートに供給するパルス電圧を生成する。

モータ駆動回路６３は、Ｈブリッジ回路を構成する６個のＦＥＴ、Ｑ１〜Ｑ６からなり、ＦＥＴ駆動回路６２からゲート毎に供給されるパルス電圧によって、直列に接続された上下アームのＦＥＴが交互にＯＮ、ＯＦＦを繰り返し、このとき流れる電流をモータ５０の駆動コイルＡ、Ｂ、Ｃに供給することによってモータ５０を回転駆動してモータ制御し、その結果アシスト制御が実現される。

このように構成されるＥＣＵ６０を備えたＥＰＳは、軽自動車・小型自動車は言うに及ばす、近年ではＳＵＶ（Ｓｐｏｒｔ Ｕｔｉｌｉｔｙ Ｖｅｈｉｃｌｅ：スポーツ多目的車）等の車両重量の大きな自動車にも広く搭載されている。これら大型自動車では、車両重量が大きいこともあって軽自動車・小型自動車より大きな操舵アシスト力を必要とし、高出力のモータ及び大電力のモータ駆動回路６３が使用されている。このため、例えば車両の運転中に、上述したモータ駆動回路６３に故障が発生すると、モータ５０が停止してハンドルにアシスト力を付与することができなくなり、操舵フィーリングを損なってしまう虞がある。

ここで、その故障を検出するものとしては、Ｈブリッジ回路の電源側および接地側にそれぞれ配置した電流検出抵抗の電圧値の変化で短絡（ショート）による故障を検出するものが提案されている（例えば、特許文献１参照）。

特開平６−２３３４５０号公報

しかしながら、この従来の例では、ショート故障があることを検出しても、その故障した部位および故障の内容を特定することができなかった。また、このとき故障が検出された場合には、常にアシスト制御を直ちに停止する処置がとられていた。このため、実際は操舵アシストできる可能性が残されているにも係らず、ＥＣＵ６０は直ちにモータ５０の駆動を停止する制御を行う他なく、例えば重量が大きいＳＵＶ等の車両でアシスト制御を停止した場合、駐車場等における据え切りや走行において、操舵者の操舵フィーリングが損なってしまう嫌いがあった。

本発明は、上述の事情に鑑みてなされたものであり、その目的は、故障が発生した際に、故障のある部位および故障の内容を特定することができるとともに、故障の部位および故障の内容に応じてモータの制御を継続することができる、電動パワーステアリング装置に適したモータの制御装置を提供することにある。

本発明の上記目的は、下記の構成により達成される。

（１） 複数の駆動素子を有して、当該複数の駆動素子の駆動によりモータの各相に駆動電流をそれぞれ供給するモータ駆動回路と、当該駆動素子を駆動制御する駆動素子制御手段と、を備え、前記モータを制御するモータの制御装置において、
さらに、前記モータ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段と、
前記モータの端子に接続されて、その各相の中で少なくとも１相の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、
前記モータ駆動回路の少なくとも２相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーと、
を備え、
前記ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合には、
前記モータ駆動回路と前記モータとのいずれかに故障があると判定し、
前記駆動素子制御手段により前記駆動素子の駆動をすべて停止し、
前記リレーにより前記モータ駆動回路の前記少なくとも２相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記モータ端子電圧検出手段により少なくとも１相の前記端子電圧を検出し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の前記少なくとも２相の少なくともいずれかに故障があると判定することを特徴とするモータの制御装置。
（２） 前記モータ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モータ駆動回路の任意の１相の出力に接続された前記リレーを導通し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合に、前記モータ駆動回路の当該の相に故障があると判定することを特徴とする上記（１）のモータの制御装置。
（３） 前記モータは、３相モータであり、
前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１及び第２の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの各相の端子に接続され、そして前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーにより前記モータ駆動回路の第１及び第２の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路に故障があると判定することを特徴とする上記（１）のモータの制御装置。
（４） 前記モータ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モータ駆動回路の前記第１の相に接続された前記リレーを導通し、そして
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施したとき、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の前記第１の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の前記第２の相に故障があると判定することを特徴とする上記（３）のモータの制御装置。
（５） 前記モータは、３相モータであり、
前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１、第２、及び第３の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの各相の端子に接続され、そして前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーにより前記モータ駆動回路の第１、第２、及び第３の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の任意の１相の出力に接続された前記リレーを導通し、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施し、前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の当該の相に故障があると判定することを特徴とする上記（１）のモータの制御装置。
（６） 前記モータは、３相モータであり、
前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１及び第２の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの第１の相の端子に接続して配置され、そして
前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と、前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
前記リレーによって前記モータ駆動回路の第１及び第２の相から前記３相モータに供給される駆動電流を遮断し、
前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の第３の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記駆動回路の前記第１の相に接続された前記リレーを導通して、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の前記第１の相に故障があると判定し、
前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合に、前記モータ駆動回路の前記第２の相に故障があると判定することを特徴とする上記（１）のモータの制御装置。
（７） 前記モータに故障があると判定した場合に、前記モータの制御を停止し、一方
前記モータ駆動回路のいずれか１相に故障があると判定した場合に、その１相を電気的に遮断し、前記モータ駆動回路の他の２相によって前記モータの制御を行うことを特徴とする上記（２）、（４）、（５）、（６）のいずれか１つのモータの制御装置。
（８） 前記端子電圧は、
電源と接地間に直列に接続された複数の抵抗によって分圧された値であることを特徴とする上記（１）〜（６）のいずれか１つのモータの制御装置。
（９） 前記端子電圧に基づいた値は、
数学的関係による故障判定が可能な値であることを特徴とする上記（１）〜（８）のいずれか１つのモータの制御装置。

本発明によれば、故障が発生した際に、故障のある部位および故障の内容を特定することができるとともに、故障の部位および故障の内容に応じてモータの制御を継続することができる。

即ち、本発明に係るモータの制御装置を電動パワーステアリング装置に適用したとき、モ−タ駆動回路のいずれか１相のみに故障があると特定される場合には、正常な他の相を使用してアシスト制御を継続することができる。これにより、残存するアシスト制御の機能を利用できて、急激なアシスト力の低下を防止する等の処置を講ずることができる。このため、操舵フィーリングが急に損なうような状況を回避することができ、結果的に操舵安全性を確保することができる。一方、モータに故障があると特定される場合には、速やかにアシスト制御を停止することができるので、車両の操舵安全性を損なうことはない。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続／停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。

以下、本発明に係るモータの制御装置に関し、電動パワーステアリング装置の制御装置に適用した場合の複数の好適な実施形態について説明する。

（第１実施形態）
まず、本発明に係る第１実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図１は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。
図１において、ＥＣＵ１は、中央処理装置（ＣＰＵ）１１と、ＦＥＴ駆動回路（駆動素子制御手段）１２と、モータ駆動回路１３と、過電流検出部（ショート故障検出手段）１４と、モータ端子電圧検出部１５と、を備えて構成される。
また、モータ駆動回路１３とモータ端子電圧検出部１５の間には、当該モータ駆動回路１３に接続されて、モータ駆動回路１３から３相ブラシレスモータ２の各相に供給される駆動電流を導通、遮断するためのリレーＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣが付設されている。

ＥＣＵ１にはスター接続されたＡ〜Ｃの３相からなる駆動コイルを備えた３相ブラシレスモータ（以下、モータという。）２が接続され、当該ＥＣＵ１はモータ駆動回路１３から各相の駆動コイルに駆動電流を供給することによってロータを回転させてモータ２を制御する。

ＣＰＵ１１は、マイクロコンピュータと、ＲＡＭ及びＲＯＭ等から構成されるコンピュータシステムであって、ＲＯＭに格納されたプログラムを実行することにより、トルクセンサ３で検出した操舵トルクと車速センサ４で検出した車両の走行速度とに基づいて、モータ２に供給する電流の制御目標値である電流指令値を生成し、電流指令値に基づいて決定されるデューティ指令値で、モータ駆動回路１３を構成するパワーＭＯＳＦＥＴ（駆動素子）Ｑ１〜Ｑ６をＯＮ、ＯＦＦするためのＰＷＭ（パルス幅変調）信号を出力する。
また、ＣＰＵ１１はＦＥＴＱ１〜Ｑ６のゲートを駆動する許可を与える制御信号（以下、ＦＥＴ駆動許可信号という。）を出力する。この制御信号の駆動許可をＯＦＦ（不許可）することによって、ＦＥＴＱ１〜Ｑ６すべてのドレイン・ソース間が強制的にＯＦＦ状態にされ、モータ２に駆動電流を供給することができなくなる。
なお、ＥＣＵ１は、不図示のインターフェイス回路を有しており、例えばＣＰＵ１１などで演算処理ができるように、操舵トルクＴなどのアナログ信号をデジタル信号に適宜変換する処理を実行している。

また、ＦＥＴ駆動回路１２は、ＣＰＵ１１から出力されるＰＷＭ信号に基づいて、モータ駆動回路１３を構成するＦＥＴＱ１〜Ｑ６の各ゲートを駆動するためのパルス電圧を生成して、ＦＥＴＱ１〜Ｑ６ゲートを駆動制御するドライバＩＣである。

モータ駆動回路１３は、モータ２のスター接続された３相の駆動コイルＡ、Ｂ、Ｃをそれぞれ駆動する３つのインバータから構成される。各インバータは、電源電圧と接地電位間にカスケード接続された大電流、高耐圧のＮチャネルパワーＭＯＳＦＥＴＱ１〜Ｑ６によってＨブリッジ回路が構成され、ＦＥＴ駆動回路１２から、例えば上アームのＦＥＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５のゲートに正相のパルス電圧が入力される間に、下アームのＦＥＴＱ２、Ｑ４、Ｑ６のゲートに逆相のパルス電圧が入力され、上下アームのＦＥＴＱ１、Ｑ３、Ｑ５が相補駆動して交互にＯＮ、ＯＦＦ動作を繰り返すことにより、所望のパルス幅を有する駆動電流を、リレーＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣを介してモータ２の駆動コイルＡ、Ｂ、Ｃそれぞれに供給するものである。

ＦＥＴＱ１〜Ｑ６は、スイッチング動作に伴って発生する熱を効果的に放散して過度の温度上昇を回避するために、例えば、アルミ合金等からなる放熱板上に実装されている。

過電流検出部１４は、インバータの上アームとインバータ電源ＶＲとの間に接続され、インバータの過電流をショート故障として検出するものである。この検出結果はＣＰＵ１１に送られ、後述するように通常のアシスト動作を継続するか否かが判断される。

モータ端子電圧検出部１５は、モータ２のスター接続された各相駆動コイルＡ、Ｂ、Ｃの端子電圧をインバータ電源ＶＲと接地間に直列に接続された抵抗によって検出するものである。検出された端子電圧はＣＰＵ１１に送られ、故障の部位が特定されることとなる。
なお、モータ端子電圧検出部１５により検出された端子電圧は、例えばその検出方法によりスイッチングに応じた矩形波となるため、この検出された端子電圧はハードウェア又はソフトウェアの少なくとも一方で実現されたフィルタリング処理手段により平均化されることが望ましい。

次に、以上のように構成された本発明の実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置について、故障があるか否かの判定、故障がある場合にその部位および内容の特定、そして故障に応じたアシスト制御の動作手順について説明する。
図２Ａ、図２Ｂ、図２Ｃは、その動作手順を説明するためのフローチャートである。

図２Ａに示すように、まず、ステップＳ１０１において、過電流検出部１４によりモータ駆動回路１３の過電流を検出したか否かを判定する。その結果、過電流を検出しないと判定した場合は、サブルーチンＳＲ１０に進んで通常のアシスト制御を実行（継続）する。

一方、ステップＳ１０１の手順でモータ駆動回路１３の過電流を検出したと判定した場合は、続くステップＳ１０２の手順において、ＣＰＵ１１からＦＥＴ駆動回路１２に送られるＦＥＴ駆動許可信号をＯＮからＯＦＦにするとともに、リレーＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣを全てＯＦＦにして一旦アシスト制御を停止し、ステップＳ１０３以降に示すような手順で故障のある部位および故障内容の特定を行う。

ステップＳ１０３では、モータ端子電圧検出部１５により検出したモータ２の端子電圧が正常であるか否かを判定する。ここで、この判定方法は、以下のように行う。

アシスト制御を停止してモータ２が駆動していないときに、端子電圧が正常である場合の端子電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣの和は、端子のプルアップ及びプルダウンによる分圧比をα（０＜α＜１）とすると、次のように表すことができる。
ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＝３×ＶＲ×α・・・・・・・・・・・・・・（１）
この（１）式に、ばらつき、マージン等を考慮した値βを付加すると、
３×ＶＲ×α−β＜ＶＡ＋ＶＢ＋ＶＣ＜３×ＶＲ×α＋β・・・（２）
の式が端子電圧の正常範囲として得られる。このようにして導かれた式（２）が成立しない場合に、端子電圧が異常であるとして判定する。即ち、この判定方法によれば、ＣＰＵ１１は、端子電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣの和が（２）式の範囲内にあるか否かを確認し、この範囲外にあれば端子電圧が異常であると判定する。
なお、この判定方法は、前述した端子電圧の和よるものに限らず、少なからず数学的関係による故障判定が可能な値によるものであればよく、例えば各相の端子電圧の少なくともいずれかが所定範囲外にある場合、又は各相の端子電圧すべてが所定範囲外にある場合を異常として判定する、或いは各相の端子電圧がモータ２の回転数による逆起電圧を考慮した閾値又診断条件を補正することなどにより行うようにしてもよい。
また、β値は計算、実験又は経験則などに基づいて予め設定される値である。

ステップＳ１０３の処理手順において、端子電圧が正常であると判定された場合は、ＣＰＵ１１に予め設定された異常カウンタの値を‘１’減じ（ステップＳ１０４）、端子電圧が異常であると判定された場合は、異常カウンタの値に‘２’を加え（ステップＳ１０５）、そして次に判定回数が規定値を超えたか否かを判定する（ステップＳ１０６）。
なお、前記異常カウンタは、ノイズ又はモータ２の逆起電圧の影響を考慮して設定される値であり、下限値が０とされる値である。

ステップＳ１０６における判定の結果、判定回数が規定値を超えていない場合は、ステップＳ１０７の手順でＣＰＵ１１に設けた判定回数カウンタに‘１’を加えてステップＳ１０３の処理手順に戻る。

なお、このステップＳ１０３〜Ｓ１０７の手順は、モータのＡ、Ｂ、Ｃ各相のいずれかに天絡又は地絡の故障が発生しているときにモータ２が高速で回転すると、端子電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣの和が式（２）を満たしたり、満たさなかったりを繰り返す可能性があることを考慮して実施される処理である。また、端子電圧ＶＡ、ＶＢ、ＶＣが異常であると判定された回数をカウントする代わりに、検出した端子電圧を加算して、その値が閾値を上回るか否かを判定するようにしてもよく、また判定条件にモータ２が低速で回転する場合を含めることもできる。

ステップＳ１０６の処理手順で判定回数が規定値を超えていると判定された場合は、ステップＳ１０８において、判定回数カウンタをリセットする（即ち、‘０’を設定する）。

続くステップＳ１０９では、異常カウンタの値を規定値と比較して規定値より小さいか否かを判定する。その結果、異常カウンタの値が規定値に達していれば、先に述べたように、モータ２の何れかの相に天絡または地絡の故障が発生していると推定される。このため、サブルーチンＳＲ２０に進んでアシスト制御を禁止（停止）する処理を実行する。

このように、ステップＳ１０２〜Ｓ１０９の処理手順で、モータ２（端子および駆動コイルを含む）に、天絡または地絡の故障が発生しているか否かを診断する。

そして、ステップＳ１０９において、異常カウンタの値が規定値より小さいと判定された場合は、ＣＰＵ１１の制御によりリレーＲＹＡをＯＮにする（ステップＳ１１０）。そして、続くステップＳ１１１〜Ｓ１１７の手順を実行する。なお、ステップＳ１１１〜Ｓ１１７の手順は、前述したステップＳ１０３〜１０９の手順と同様な処理であり、その説明を省略する。

次に、ステップＳ１１７において、異常カウンタの値が規定値に達していれば、モータ駆動回路１３のＡ相に故障が生じていると推定されるので、この結果をＣＰＵ１１のメモリに記憶する（ステップＳ１１８）。

次に、図２Ｂに示すように、ステップＳ１１７で異常カウンタの値が規定値より小さいと判定された場合は、ＣＰＵ１１の制御によりリレーＲＹＡをＯＦＦし、ＲＹＢをＯＮする（ステップＳ１１９）。そして、続くステップＳ１２０〜Ｓ１２６の手順を実行する。なお、ステップＳ１２０〜Ｓ１２６の手順は、前述したステップＳ１１１〜１１７の手順と同様であり、その説明を省略する。

次に、ステップＳ１２６において、異常カウンタの値が規定値に達していれば、モータ駆動回路１３のＢ相に故障が生じていると推定されるので、この結果をＣＰＵ１１のメモリに記憶する（ステップＳ１２７）。

次に、図２Ｃに示すように、ステップＳ１２６で異常カウンタの値が規定値より小さいと判定された場合は、ＣＰＵ１１の制御により、続いてリレーＲＹＢの接点をＯＦＦし、ＲＹＣをＯＮする（ステップＳ１２８）。そして、続くステップＳ１２９〜Ｓ１３５の手順を実行する。なお、ステップＳ１２９〜Ｓ１３５の手順は、前述したステップＳ１１１〜１１７の手順と同様であり、その説明を省略する。

次に、ステップＳ１３５において、異常カウンタの値が規定値に達していれば、モータ駆動回路１３のＣ相に故障が生じていると推定されるので、この結果をＣＰＵ１１のメモリに記憶する（ステップＳ１３６）。

次に、ＣＰＵ１１のメモリ内容を読み出し、モータ駆動回路１３の故障のある相を抽出する（ステップＳ１３７）。

このように、ステップＳ１１０〜Ｓ１３７の処理手順では、モータ駆動回路１３に故障があるか否かを診断することができるとともに、故障がある場合にその相（故障部位）を特定することが可能となる。

ステップＳ１３８では、モータ駆動回路１３の故障のある相が１相のみであるか否かを判定する。その結果、故障のある相が複数あると判定された場合は、サブルーチンＳＲ２０に進んでアシスト制御を禁止する処理を実行する。

一方、ステップＳ１３８の手順でモータ駆動回路１３の故障のある相が１相のみであると判定された場合は、ＣＰＵ１１からＦＥＴ駆動回路１２に送られるＦＥＴ駆動許可信号をＯＦＦからＯＮに切り替える（ステップＳ１３９）とともに、リレーＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣの故障がない相をＯＮにし、故障がある相に接続されるリレーをＯＦＦにする（ステップＳ１４０）。

これにより、モータ駆動回路１３の故障がある相を切り離し、サブルーチンＳＲ３０において２相によるアシスト制御を実行する。
なお、この２相によるアシスト制御を実行している間に過電流を検出した場合にはアシスト制御を禁止できるようにしておくとよい。

以上説明したように、このような本発明の第１実施形態によれば、モータ駆動回路１３の過電流を検出する過電流検出器１４と、モータ駆動回路１３の各相出力に直列に接続されたリレーＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣと、モータ２の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出部１５と、を備え、故障があるか否かを判定し、故障がある場合には、その部位がモータ２であるか、モータ駆動回路１３であるかを特定する。
また、モータ駆動回路１３に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路１３に１相のみの故障がある場合には、正常な他の２相によってモータ２を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続／停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。

これにより、例えば、ＳＵＶ等の重量が大きい車両の駐車場等における据えきりや走行において、操舵フィーリングが急に損なうような状況を可能な限り回避することができ、結果的に操舵安全性を向上することができる。

（第２実施形態）
次に、本発明に係る第２実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図３は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。
なお、図３におけるＥＣＵ５は、図１に示した第１実施形態のＥＣＵ１とリレーの構成が異なるのみであり、共通する部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

図３において、モータ駆動回路１３のＡ及びＢ相には、それぞれリレーＲＹＡ、ＲＹＢが付設され当該モータ駆動回路１３のＡ及びＢ相に接続されているが、Ｃ相には付設されていない。

次に、以上のように構成された本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置について、故障があるか否かの判定、故障がある場合にその部位および内容の特定、故障に応じたアシスト制御の実施について説明する。
図４Ａ、図４Ｂは、動作手順を説明するためのフローチャートである。

図４Ａに示すように、まず、ステップＳ２０１〜Ｓ２１６の手順を実行するが、この手順は、図２Ａに示した第１実施形態におけるフローチャートのステップＳ１０１〜Ｓ１１７の手順と同様であり、その説明を省略する。

なお、ステップＳ２０９において、異常カウンタ値が規定値より小さい場合は、モータ２において天絡又は地絡の故障が発生しているか、加えてモータ駆動回路１３のリレー接続されていないＣ相に故障があるとして推定される。

次に、ステップＳ２１７における判定の結果、異常カウンタ値が規定値より小さい場合は、消去法的にモータ駆動回路１３のＢ相に故障があると推定されるので、ＣＰＵ１１からＦＥＴドライバ１２に送られるＦＥＴ駆動許可信号をＯＦＦからＯＮに切り替え（ステップＳ２１８）、サブルーチンのステップＳＲ３０において、Ａ、Ｃの２相によるアシスト制御を実行する。
なお、この２相によるアシスト制御をＢ相の故障を確認した後で実行してもよいが、できるだけ迅速にアシスト制御を実行した方が操舵者にとって好ましく、前述のような工程とするのが実用的である。

一方、図４Ｂに示すように、ステップＳ２１７において、異常カウンタ値が規定値に達していると判定されれば、モータ駆動回路１３の少なくともＡ相に故障があると推定されるので、ＣＰＵ１１の制御によりリレーＲＹＡをＯＦＦし、ＲＹＢをＯＮにした後（ステップＳ２１９）、ステップＳ２２０〜Ｓ２２６の手順を実行する。なお、このステップＳ２２０〜Ｓ２２６の手順は、前述したステップＳ２０３〜Ｓ２０９と同じであり、その説明を省略する。

ステップＳ２２６において、異常カウンタ値が規定値より小さいと判定された場合は、モータ駆動回路１３のＡ相のみに故障があると推定されるので、ＣＰＵ１１からＦＥＴ駆動回路１２に送られるＦＥＴ駆動許可信号をＯＦＦからＯＮに切り替えて（ステップＳ２２７）、サブルーチンＳＲ３０に進み、Ｂ及びＣの２相によるアシスト制御を行う。

一方、ステップＳ２２６の手順で異常カウンタ値が規定値に達していると判定された場合は、モータ駆動回路１３の複数の相に故障があると推定されるので、サブルーチンＳＲ２０を実行してアシスト制御を禁止する。

以上説明したように、このような本発明の第２実施形態によれば、モータ駆動回路１３の過電流を検出する過電流検出器１４と、モータ駆動回路１３のＡ及びＢ相の出力に直列に接続されたリレーＲＹＡ、ＲＹＢと、モータ２の各相端子の電圧を検出するモータ端子電圧検出部１５と、を備え、故障があるか否かを判定し、故障がある場合には、その部位がモータ２であるか、モータ駆動回路１３であるかを特定する。
また、モータ駆動回路１３に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路１３に１相のみの故障がある場合には、正常な他の２相によってモータ２を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続／停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。

（第３実施形態）
さらに次に、本発明に係る第３実施形態について、図面を参照しながら説明する。
図５は、本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。図５におけるＥＣＵ６は、図３に示した第２の実施形態におけるＥＣＵ５と、モータ端子電圧検出部の構成が異なるのみであり、共通する部分については同一の符号を付し、説明を省略する。

図５において、モータ端子電圧検出部１６は、モータ２のスター接続された駆動コイルＡの電圧をインバータ電源ＶＲと接地間に直列に接続された抵抗によって検出する。検出された端子電圧はＣＰＵ１１に送られ、故障の部位が特定されることとなる。

次に、以上のように構成された本実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置について、故障があるか否かの判定、故障がある場合にその部位および内容の特定、故障に応じたアシスト制御の実施について説明する。
図６Ａ、図６Ｂは、動作手順を説明するためのフローチャートである。

図６Ａに示すように、まず、ステップＳ３０１〜Ｓ３０９の手順を実行するが、この手順は、図４Ａに示した第２実施形態のフローチャートのステップＳ２０１〜Ｓ２０９の手順と同様であり、その詳しい説明を省略する。
なお、ここでは、端子電圧の検出に関し、駆動コイルＡの電圧のみの検出であるので、当該端子電圧の異常か否かの判定は、上記（２）に代えて、
ＶＲ×α−β´＜ＶＡ＜ＶＲ×α＋β´・・・・・・・・・・・（３）
の式を用いて行う。値β´は、本実施形態におけるばらつき、マージン等を考慮した値である。

そして、ステップＳ３０９における判定の結果、異常カウンタ値が規定値に達していれば、モータ駆動回路１３のＣ相若しくはモータ２に故障が生じていると判断することができるので、サブルーチンＳＲ２０を実行してアシスト制御を禁止する。

そして、図６Ａ、図６Ｂに示す、次のステップＳ３１０以降の手順は、図４に示した第２実施形態のフローチャートのステップＳ２１０以降の手順と同様であり、その説明を省略する。

以上説明したように、このような本発明の第３実施形態によれば、モータ駆動回路１３の過電流を検出する過電流検出器１４と、モータ駆動回路１３のＡ及びＢ相の出力に直列に接続されたリレーＲＹＡ、ＲＹＢと、モータ２のＡ相端子の電圧を検出するモータ端子電圧検出部１６と、を備え、故障があるか否かを判定し、故障がある場合には、その部位がモータ２であるか、モータ駆動回路１３であるかを特定する。
また、モータ駆動回路１３に故障かある場合は、故障のある相を特定することができる。そして、モータ駆動回路１３に１相のみの故障がある場合には、正常な他の２相によってモータ２を駆動し、アシスト制御を継続することを可能とする。即ち、この故障を特定した部位に応じて、アシストの制御の継続／停止を選択的に実施するので、結果的に車両の操舵安全性を向上することができる。

以上で具体的実施形態の説明を終えるが、本発明の様態はこれら実施形態に限られるものではなく、適宜、変形、改良等が可能である。例えば、前述した実施形態では、モータ駆動回路１３のショート故障を過電流の検出により行ったが、これに限らず、モータ２の端子電圧又はモータ電流ｉと、ＣＰＵ１１により生成される制御値と、の偏差の大小によりショート故障の有無を検出するように構成してもよい。

また、前述した実施形態ではモータを３相モータとして説明したが、これに限定されず、その他の複相の場合にも適用することができる。

本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第１実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置において、故障の有無、故障がある場合にその部位および内容の特定、及び故障に応じたアシスト制御を行う際の動作手順を説明するための前段のフローチャートである。 図２Ａに示したフローチャートに続く動作手順を説明する中段のフローチャートである。 図２Ｂに示したフローチャートに続く動作手順を説明する後段のフローチャートである。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第２実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置において、故障の有無、故障がある場合にその部位および内容の特定、及び故障に応じたアシスト制御を行う際の動作手順を説明するための前段のフローチャートである。 図４Ａに示したフローチャートに続く動作手順を説明する後段のフローチャートである。 本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）の概略構成を示すブロック図である。 本発明の第３実施形態に係る電動パワーステアリング装置の制御装置において、故障の有無、故障がある場合にその部位および内容の特定、及び故障に応じたアシスト制御を行う際の動作手順を説明するための前段のフローチャートである。 図６Ａに示したフローチャートに続く動作手順を説明する後段のフローチャートである。 一般的な電動パワーステアリング装置の概略構成を示す図である。 従来の電動パワーステアリング装置の制御装置の概略構成を示すブロック図である。

符号の説明

１、５、６ 電動パワーステアリング装置の制御装置（ＥＣＵ）
２ モータ
１１ 中央処理装置（ＣＰＵ）
１２ ＦＥＴ駆動回路（駆動素子制御手段）
１３ モータ駆動回路
１４ 過電流検出部（ショート故障検出手段）
１５、１６ モータ端子電圧検出部
Ｑ１〜Ｑ６ ＦＥＴ（駆動素子）
ＲＹＡ、ＲＹＢ、ＲＹＣ リレー

Claims (9)

1. 複数の駆動素子を有して、当該複数の駆動素子の駆動によりモータの各相に駆動電流をそれぞれ供給するモータ駆動回路と、当該駆動素子を駆動制御する駆動素子制御手段と、を備え、前記モータを制御するモータの制御装置において、
   さらに、前記モータ駆動回路のショート故障を検出するショート故障検出手段と、
   前記モータの端子に接続されて、その各相の中で少なくとも１相の端子電圧を検出するモータ端子電圧検出手段と、
   前記モータ駆動回路の少なくとも２相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断するリレーと、
   を備え、
   前記ショート故障検出手段により前記モータ駆動回路のショート故障が検出された場合には、
   前記モータ駆動回路と前記モータとのいずれかに故障があると判定し、
   前記駆動素子制御手段により前記駆動素子の駆動をすべて停止し、
   前記リレーにより前記モータ駆動回路の前記少なくとも２相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
   前記モータ端子電圧検出手段により少なくとも１相の前記端子電圧を検出し、
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の前記少なくとも２相の少なくともいずれかに故障があると判定することを特徴とするモータの制御装置。
2. 前記モータ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モータ駆動回路の任意の１相の出力に接続された前記リレーを導通し、
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合に、前記モータ駆動回路の当該の相に故障があると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
3. 前記モータは、３相モータであり、
   前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１及び第２の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
   前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの各相の端子に接続され、そして前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
   前記リレーにより前記モータ駆動回路の第１及び第２の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路に故障があると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
4. 前記モータ駆動回路に故障があると判定された場合に、前記モータ駆動回路の前記第１の相に接続された前記リレーを導通し、そして
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施したとき、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の前記第１の相に故障があると判定し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の前記第２の相に故障があると判定することを特徴とする請求項３に記載のモータの制御装置。
5. 前記モータは、３相モータであり、
   前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１、第２、及び第３の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
   前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの各相の端子に接続され、そして前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
   前記リレーにより前記モータ駆動回路の第１、第２、及び第３の相から前記モータに供給される駆動電流を遮断し、
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータに故障があると判定し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記モータ駆動回路の任意の１相の出力に接続された前記リレーを導通し、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定の回数繰り返し実施し、前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の当該の相に故障があると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
6. 前記モータは、３相モータであり、
   前記リレーは、前記モータ駆動回路の第１及び第２の相の出力に接続されて、前記モータに供給される駆動電流を導通、又は遮断し、
   前記モータ端子電圧検出手段は、前記３相モータの第１の相の端子に接続して配置され、そして
   前記ショート故障検出手段の検出結果により、前記モータ駆動回路と、前記モータのいずれかに故障があると判定されたとき、
   前記リレーによって前記モータ駆動回路の第１及び第２の相から前記３相モータに供給される駆動電流を遮断し、
   前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の第３の相に故障があると判定し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合、前記駆動回路の前記第１の相に接続された前記リレーを導通して、前記端子電圧に基づいた値と所定の閾値との比較を所定回数繰り返し実施し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値を超えた場合、前記モータ駆動回路の前記第１の相に故障があると判定し、
   前記端子電圧に基づいた値の閾値を超えた回数が所定値以下の場合に、前記モータ駆動回路の前記第２の相に故障があると判定することを特徴とする請求項１に記載のモータの制御装置。
7. 前記モータに故障があると判定した場合に、前記モータの制御を停止し、一方
   前記モータ駆動回路のいずれか１相に故障があると判定した場合に、その１相を電気的に遮断し、前記モータ駆動回路の他の２相によって前記モータの制御を行うことを特徴とする請求項２、４、５、６のいずれか１つに記載のモータの制御装置。
8. 前記端子電圧は、
   電源と接地間に直列に接続された複数の抵抗によって分圧された値であることを特徴とする請求項１〜６のいずれか１つに記載のモータの制御装置。
9. 前記端子電圧に基づいた値は、
   数学的関係による故障判定が可能な値であることを特徴とする請求項１〜８のいずれか１つに記載のモータの制御装置。

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