JP5402068B2

JP5402068B2 - モータ制御装置

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Publication number: JP5402068B2
Application number: JP2009037096A
Authority: JP
Inventors: 広樹菅原
Original assignee: NSK Ltd
Current assignee: NSK Ltd
Priority date: 2009-02-19
Filing date: 2009-02-19
Publication date: 2014-01-29
Anticipated expiration: 2029-02-19
Also published as: JP2010193663A

Description

本発明は、例えば、電動パワーステアリング装置に使用されるモータを制御するモータ制御装置に関するものである。

従来の電動パワーステアリング装置の制御装置としては、始動時に、モータ駆動回路を含む制御手段及びその周辺回路を自己診断し、異常が発生しているときにはアシスト制御を禁止するなどのフェールセーフ処理を実行することで、それらに異常が発生していることに気付かずに重大故障に陥ることを防止するというものが知られている（例えば、特許文献１参照）。
ここで、上記周辺回路としては、各種の監視／禁止回路が含まれ、ＣＰＵ暴走を検出するウォッチドッグタイマ回路、アシスト電流の過電流を検出する過電流検出回路、制御用／フェールセーフ用としてモータ電流を検出するモータ電流検出回路、バッテリ電源を供給又は異常時に切り離すパワーリレー回路、制御用／フェールセーフ用としてトルクを検出するトルク入力アンプ回路などがある。

特開平１１−３１４５７３号公報

ところで、電動パワーステアリング装置の制御装置には、電源からの電力をモータ駆動回路に供給する電源リレー回路と、当該電源リレー回路とモータ駆動回路との間に介挿され、イグニッションＯＮとなったとき、電源リレー回路を閉じる前に充電される大容量電解コンデンサとが備えられている。
しかしながら、上記特許文献１に記載の従来装置にあっては、イグニッションＯＦＦとなったとき、電源供給ラインに介挿された大容量電解コンデンサの放電経路がないため、次回始動時に当該コンデンサに電荷が残ったままとなってしまう。

始動時の電源リレー回路の溶着異常診断及びオープン異常診断等の初期診断処理では、電源リレーＯＦＦ状態でモータを駆動したときのリレー電圧が所定の電圧閾値まで下がらないときにリレー溶着異常であると判断したり、電源リレーＯＮ状態でモータを駆動したときのリレー電圧が所定の電圧閾値まで低下したときにリレー溶着異常であると判断したりするようになっており、上記のように始動時に上記コンデンサに電荷が残ったままであると、リレー接点のバッテリ側電位とコンデンサ側電位との電位差が明確にならず、初期診断ロジックを複雑にしなければならない。その結果、電源リレー異常診断に時間を要する。
そこで、本発明は、始動時の初期診断時間を短縮することができるモータ制御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、請求項１に係るモータ制御装置は、モータを駆動制御するモータ駆動回路と、当該モータ駆動回路に電源からの電力を供給する電源リレー回路と、当該電源リレー回路を制御するリレー制御手段と、当該電源リレー回路と前記モータ駆動回路との間に介挿された電源安定化用コンデンサと、前記電源リレー回路を閉じる前に前記電源安定化用コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を備えるモータ制御装置であって、
前記モータへの電源供給指令が出力されたとき、少なくとも前記電源リレー回路の前記電源安定化用コンデンサ側と接続される接点の電圧に基づいて、当該電源リレー回路の異常検出を行う初期異常検出手段と、前記モータへの電源供給指令が停止されたとき、所定条件が成立するまで電源を自己保持可能な電源自己保持手段と、前記電源自己保持手段による電源自己保持中に、前記電源リレー回路を開状態として前記モータを強制駆動するモータ強制駆動手段とを備え、
前記電源自己保持手段は、前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下であるとき、自己保持している電源を遮断することを特徴としている。

さらに、請求項２に係るモータ制御装置は、請求項１に係る発明において、前記モータの温度を推定する温度推定手段を有し、前記電源自己保持手段は、前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下であるとき、前記温度推定手段で推定した前記モータの温度が所定温度以下となってから自己保持している電源を遮断することを特徴としている。
また、請求項３に係るモータ制御装置は、請求項１又は２に係る発明において、前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が前記規定電圧を越えているとき、前記電源リレー回路のリレー溶着異常であると判断する溶着異常検出手段を備えることを特徴としている。

本発明に係るモータ制御装置によれば、イグニッションＯＦＦとなって電源供給指令が停止されたとき、所定条件が成立するまで電源を自己保持し、この電源自己保持中に電源リレー回路を開状態としてモータを強制駆動するので、イグニッションＯＦＦ時に常に大容量電解コンデンサの電荷を引き抜いておくことができ、イグニッションＯＮ時の電源リレー異常診断ロジックを簡略化して、診断時間の短縮を実現することができるという効果が得られる。

本発明の実施形態における車両の概略構成図である。本実施形態におけるコントローラの構成を示すブロック図である。マイクロコンピュータで実行する操舵補助制御処理を示すフローチャートである。初期診断処理を示すフローチャートである。

以下、本発明の実施の形態を図面に基づいて説明する。
図１は、本発明に係るモータ制御装置を電動パワーステアリング装置に適用した場合の一実施形態を示す全体構成図である。
図中、符号１は、ステアリングホイールであり、このステアリングホイール１に運転者から作用される操舵力が入力軸２ａと出力軸２ｂとを有するステアリングシャフト２に伝達される。このステアリングシャフト２は、入力軸２ａの一端がステアリングホイール１に連結され、他端はトルクセンサ３を介して出力軸２ｂの一端に連結されている。

そして、出力軸２ｂに伝達された操舵力は、ユニバーサルジョイント４を介してロアシャフト５に伝達され、さらに、ユニバーサルジョイント６を介してピニオンシャフト７に伝達される。
このピニオンシャフト７に伝達された操舵力はステアリングギヤ８を介してタイロッド９に伝達され、図示しない転舵輪を転舵させる。ここで、ステアリングギヤ８は、ピニオンシャフト７に連結されたピニオン８ａとこのピニオン８ａに噛合するラック８ｂとを有するラックアンドピニオン形式に構成され、ピニオン８ａに伝達された回転運動をラック８ｂで直進運動に変換している。

ステアリングシャフト２の出力軸２ｂには、補助操舵力を出力軸２ｂに伝達する操舵補助機構１０が連結されている。この操舵補助機構１０は、出力軸２ｂに連結された減速ギヤ１１と、減速ギヤ１１に連結されて操舵系に対して補助操舵力を発生する３相ブラシレスモータからなる電動モータ１２とを備えている。
トルクセンサ３は、ステアリングホイール１に付与されて入力軸２ａに伝達された操舵トルクを検出するもので、操舵トルクを入力軸２ａ及び出力軸２ｂ間に介装した図示しないトーションバーの捩れ角変位に変換し、この捩れ角変位を例えばポテンショメータで検出するように構成されている。このトルクセンサ３から出力されるトルク検出値Ｔは、コントローラ１５に入力される。

このコントローラ１５には、トルク検出値Ｔの他に、車速センサ１４で検出した車速検出値Ｖも入力され、コントローラ１５は、入力されるトルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに応じた操舵補助力を電動モータ１２で発生する操舵補助指令値Ｉ_M ^*を公知の手順で算出し、算出した操舵補助指令値Ｉ_M ^*とモータ電流検出値Ｉ_MDとにより、電動モータ１２に供給する駆動電流をフィードバック制御するためのモータ駆動電流Ｉ_Mを算出する。これにより、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるようになっている。
また、イグニッションスイッチがオン状態となったとき、後述の電源安定化用コンデンサ３５へのプリチャージを行い、プリチャージ終了後、後述の電源リレー回路３３をオン状態に切り換える。さらにこのとき、初期診断処理として電源リレー回路３３のリレー溶着等の異常検出を行い、異常検出時には所定のフェールセーフ処理を実行する。

コントローラ１５は、図２に示すように、公知の手順で、電動モータ１２の制御処理を実行するマイクロコンピュータ１６と、マイクロコンピュータ１６から出力されるモータ駆動電流Ｉ_Mが入力されて電動モータ１２に供給する駆動電流を制御するモータ駆動回路１８と、電動モータ１２に流れる駆動電流を検出するモータ電流検出回路１９と、バッテリ３６からモータ駆動回路１８への電力供給ラインを開閉するための電源リレー部３０と、電源リレー部３０とモータ駆動回路１８との間に介挿され、モータ駆動回路１８へ供給される電源電圧を安定化するための電源安定化用コンデンサ３５と、当該電源安定化用コンデンサ３５にプリチャージを行うプリチャージ回路４０と、を備えている。また、前記バッテリ３６には、エンジンにより駆動されて発電し前記バッテリ３６への充電を行う発電機３６ａを備えている。

ここで、モータ駆動回路１８は、電界効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４でなる公知のＨブリッジ回路２０と、マイクロコンピュータ１６から出力されるモータ駆動電流Ｉ_Mに基づいてＨブリッジ回路２０の各電界効果トランジスタＦＥＴ１〜ＦＥＴ４の各ゲートを駆動するＦＥＴゲート駆動回路２１とで構成され、前記電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２の接続点に、システム内部で生成された内部電圧Ｖｒが印加され、ＦＥＴ３及びＦＥＴ４の接続点が抵抗Ｒを介して接地されている。

電源リレー部３０は、リレー接点３１及びこのリレー接点３１を付勢するリレーコイル３２からなる電源リレー回路３３と、リレーコイル３２に対する印加電圧を制御する印加電圧制御用能動素子としてのトランジスタ３４とを有し、リレー接点３１はその一端がＨブリッジ回路２０の電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２の接続点に接続され、他端はバッテリ３６に接続される。また、トランジスタ３４のソース端子には後述の内部電圧Ｖｂが印加され、ドレイン端子にはリレーコイル３２の一端が接続されその他端は接地される。

そして、このリレー接点３１と前記電界効果トランジスタＦＥＴ１及びＦＥＴ２の接続点との間に、電源安定化用コンデンサ３５の一端が接続されその他端は接地される。
プリチャージ回路４０は、前記電源安定化用コンデンサ３５の高電位側に接続される、電源安定化用コンデンサ３５側への逆電圧の印加を防止するための逆電圧素子用のダイオード４１と、電界効果トランジスタで構成され、電源安定化用コンデンサ３５へのプリチャージ電流を制御するプリチャージ電流制御用トランジスタ４２と、このプリチャージ電流制御用トランジスタ４２のソース端子に一端が接続される突入電流抑制用抵抗４３と、から構成され、プリチャージ電流制御用トランジスタ４２のドレイン端子が突入電流抑制用抵抗４３の一端に接続され、その他端はダイオード４１のアノード側に接続される。

また、前記ダイオード４１のカソード側は、イグニッションスイッチＩＧを介してバッテリ３６に接続されると共に、後述の電源自己保持用トランジスタ５２を介してバッテリ３６に接続され、イグニッションスイッチＩＧとダイオード４１との間にイグニッションスイッチＩＧ側への逆電圧素子用のダイオード５１が接続され、また、ダイオード４１と電源自己保持用トランジスタ５２との間及び電源自己保持用トランジスタ５２とバッテリ３６との間には、それぞれバッテリ３６側への逆電圧素子用のダイオード５３及び５４が介挿されている。

つまり、ダイオード４１のカソード側には、バッテリ３６の出力電圧がイグニッションスイッチＩＧを通る経路と、電源自己保持用トランジスタ５２を通る経路とにより印加され、このダイオード４１のカソード側の電圧が内部電圧Ｖｂとして、前記電源リレー部３０のトランジスタ３４のソース端子に印加される。
前記プリチャージ電流制御用トランジスタ４２のゲート端子には、マイクロコンピュータ１６からのプリチャージ制御信号Ｓｐが入力され、プリチャージ制御信号Ｓｐにより電源安定化用コンデンサ３５のチャージ量が制御される。

また、電源安定化用コンデンサ３５の電位が図示しない電圧検出器によって検出され、これがＡ／Ｄ変換されて電圧Ｖｒとしてマイクロコンピュータ１６に入力される。
一方、前記電源自己保持用トランジスタ５２のゲート端子には、マイクロコンピュータ１６からの電源自己保持信号Ｓｋが入力される。電源自己保持用トランジスタ５２は、イグニッションスイッチＩＧが閉状態となりマイクロコンピュータ１６が起動されたときにオン状態に制御され、イグニッションスイッチＩＧを介さず直接に、バッテリ３６からの電力供給を可能とする。また、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となったときには、所定の処理が行われ電源リレー回路３３が開状態に制御された後、オフ状態に制御される。

マイクロコンピュータ１６は、バッテリ３６を電圧源として生成される内部電圧Ｖｃを電源としてイグニッションスイッチＩＧがオフである間も動作可能に構成されている。
また、マイクロコンピュータ１６は、プリチャージ用トランジスタ４２をＰＷＭ制御しデューティ比制御を行うことで、電源安定化用コンデンサ３５へのプリチャージ量を制御し、例えば、電源リレー回路３３の両接点の電位差が突入電流の生じない程度の値となったときプリチャージを終了すると共に電源リレー回路３３をオン状態に切り換える。

そして、車速センサ１４及びトルクセンサ３の検出信号に基づいて公知の手順で操舵補助制御処理を行い、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生する。
図３は、マイクロコンピュータ１６で実行される操舵補助制御処理手順を示すフローチャートである。先ず、ステップＳ１で、マイクロコンピュータ１６は、制御系全体を初期化し、ステップＳ２に移行する。
ステップＳ２では、マイクロコンピュータ１６は、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態からオン状態に切り換わるのを監視し、イグニッションスイッチＩＧがオン状態に切り換わったとき、ステップＳ３に移行して、電源自己保持用トランジスタ５２のゲート端子に対して電源自己保持信号Ｓｋを出力することで、電源自己保持機能をオン状態とする。

次いでステップＳ４に移行して、後述する初期診断処理を行い、電源リレー回路３３のリレー溶着異常診断を行ってからステップＳ５に移行する。
ステップＳ５では、マイクロコンピュータ１６は、前記ステップＳ４の初期診断において、リレー溶着異常が検出されたか否かを判定し、異常が検出されている場合には後述するステップＳ１９に移行し、異常が検出されていない場合にはステップＳ６に移行する。
ステップＳ６では、マイクロコンピュータ１６は、トルクセンサ３で検出したトルク検出値Ｔを読み込み、ステップＳ７に移行する。
ステップＳ７では、マイクロコンピュータ１６は、モータ電流検出回路１９で検出した電動モータ１２に流れる駆動電流を読み込み、ステップＳ８に移行する。

ステップＳ８では、マイクロコンピュータ１６は、操舵補助力制御に必要な各種センサの異常検出処理（常時診断）を行ってからステップＳ９に移行し、常時診断において異常が検出されたか否かを判定する。そして、異常が検出されている場合には、後述するステップＳ１４に移行し、異常が検出されていない場合にはステップＳ１０に移行する。
ステップＳ１０では、マイクロコンピュータ１６は、トルク検出値Ｔ及び車速検出値Ｖに基づいて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力を発生させるための操舵補助制御処理を公知の手順で実行し、電動モータ１２を駆動制御するためのモータ駆動電流Ｉ_Mを演算する。

次に、ステップＳ１１では、マイクロコンピュータ１６は、イグニッションスイッチ信号を読み込み、ステップＳ１２で、イグニッションスイッチＩＧがオン状態からオフ状態に切り換わったか否かを判定する。
そして、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態に切り換わったと判断したときには、後述するステップＳ１４に移行し、イグニッションスイッチＩＧがオン状態のままであると判断したときには、ステップＳ１３に移行する。
ステップＳ１３では、マイクロコンピュータ１６は、前記ステップＳ１０で演算したモータ駆動電流Ｉ_Mをモータ駆動回路１８に対して出力してから前記ステップＳ６に移行し、引き続き操舵補助力制御を実行する。

また、ステップＳ１４では、マイクロコンピュータ１６は、操舵補助力制御における電動モータ１２の制御信号であるモータ駆動電流Ｉ_Mを“０”にリセットしてステップＳ１５に移行する。
ステップＳ１５では、マイクロコンピュータ１６は、電動モータ１２の温度ｔを推定し、ステップＳ１６に移行する。ここで、電動モータ１２の温度推定は、例えば、モータ端子間抵抗値Ｒに基づいて、次式をもとに行う。
ｔ＝（Ｒ−Ｒ₂₀）／α＋２０ ………（１）

ここで、Ｒ₂₀は、２０℃におけるモータ端子間抵抗値、αはモータ巻線の温度係数である。このように、上記（１）式では、基準温度を２０℃としているが、任意の温度を基準温度として求めることもできる。
ステップＳ１６では、マイクロコンピュータ１６は、電源リレー回路３３をオン状態からオフ状態に制御し、ステップＳ１７に移行する。
ステップＳ１７では、マイクロコンピュータ１６は、電動モータ１２を所定のＰＷＭデューティ比で強制駆動することにより電源安定化用コンデンサ３５の電荷を引き抜き、ステップＳ１８に移行する。

ステップＳ１８では、マイクロコンピュータ１６は、電源安定化用コンデンサ３５の電位である電圧Ｖｒが、規定電圧Ｖｒ_TH以下であるか否かを判定し、Ｖｒ＞Ｖｒ_THであるときには電源リレー回路３３にリレー溶着異常が発生しているものと判断してステップＳ１９に移行し、操舵アシスト制御の禁止やダイアグコードの記憶等、所定のフェールセーフ処理を実行してから後述するステップＳ２２に移行する。ここで、規定電圧Ｖｒ_THは、電源リレー回路３３のリレー接点両端間の電位差が明確になる程度の値に設定する。

一方、前記ステップＳ１８で、マイクロコンピュータ１６が、Ｖｒ≦Ｖｒ_THであると判定したときにはステップＳ２０に移行し、電動モータ１２の温度ｔが所定温度ｔ１以下であるか否かを判定する。ここで、所定温度ｔ１は、次回のイグニッションＯＮ時においてモータの推定温度誤差による影響がないと判断できる程度の温度に設定する。
そして、ｔ＞ｔ１であると判定したときには、電源自己保持中の温度推定処理を継続するものと判断してステップＳ２１に移行し、前記ステップＳ１５と同様の処理を行って電動モータ１２の温度ｔを推定してから前記ステップＳ２０に移行する。一方、前記ステップＳ２０で、ｔ≦ｔ１であると判定したときにはステップＳ２２に移行し、電源自己保持用トランジスタ５２のゲート端子に対する電源自己保持信号Ｓｋの出力を停止する。

次に、ステップＳ２３では、マイクロコンピュータ１６は操舵補助制御を停止し、前記ステップＳ１に移行する。
次に、前記ステップＳ４で実行する初期診断処理について、図４に示すフローチャートをもとに説明する。先ず、ステップＳ３１で、マイクロコンピュータ１６は、電源リレー回路３３をオフ状態としてステップＳ３２に移行する。
ステップＳ３２では、マイクロコンピュータ１６は、この時点での電源リレー回路３３のコンデンサ側電圧であるリレー電圧Ｖｒを電圧Ｖｒ１として記憶し、ステップＳ３３に移行して電動モータ１２に所定の電流を流すことで当該電動モータ１２を駆動する。

次に、ステップＳ３４では、マイクロコンピュータ１６は、この状態でのリレー電圧Ｖｒをモニタし、リレー電圧Ｖｒが所定の電圧閾値Ｖｒ_TH1（係数Ｋ１×Ｖｒ１）より小さいか否かを判定する。そして、Ｖｒ≧Ｖｒ_TH1であるときにはステップＳ３５に移行してリレーが溶着していると判断し、ステップＳ３６で電動モータ１２の駆動を停止してから初期診断処理を終了する。一方、前記ステップＳ３４で、Ｖｒ＜Ｖｒ_TH1であると判定したときにはステップＳ３７に移行し、電動モータ１２の駆動を停止してからステップＳ３８に移行する。

ステップＳ３８では、マイクロコンピュータ１６は、電源リレー回路３３をオフ状態からオン状態へ切り替えてステップＳ３９に移行する。なお、電源リレー回路３３をオン状態へ切り替える前に、プリチャージ用トランジスタ４２をＰＷＭ制御することで、電源安定化用コンデンサ３５へのプリチャージを行うものとする。
ステップＳ３９では、マイクロコンピュータ１６は、この時点でのリレー電圧Ｖｒを電圧Ｖｒ２として記憶してからステップＳ４０に移行して、電動モータ１２に所定の電流を流すことで当該電動モータ１２を駆動する。

次に、ステップＳ４１では、マイクロコンピュータ１６は、この状態でのリレー電圧Ｖｒをモニタし、リレー電圧Ｖｒが所定の電圧閾値Ｖｒ_TH2（係数Ｋ２×Ｖｒ２）より大きいか否かを判定する。そして、Ｖｒ≦Ｖｒ_TH2であるときにはステップＳ４２に移行してリレーにオープン異常が発生していると判断し、前記ステップＳ３６に移行する。一方、前記ステップＳ４１で、Ｖｒ＞Ｖｒ_TH2であると判定したときにはステップＳ４３に移行し、電源リレー回路３３が正常であると判断して前記ステップＳ３６に移行する。

なお、図２のマイクロコンピュータ１６で電源リレー制御信号Ｓｒを出力及び出力停止する処理がリレー制御手段に対応し、マイクロコンピュータ１６で電源自己保持信号Ｓｋを出力及び出力停止する処理が電源自己保持手段に対応している。
また、図３において、ステップＳ１６及びＳ１７の処理がモータ強制駆動手段に対応し、ステップＳ１８及びＳ１９の処理が溶着異常検出手段に対応し、ステップＳ１５及びＳ２１の処理が温度推定手段に対応している。さらに、図４の初期診断処理が初期異常検出手段に対応している。

次に、本実施形態の動作及び効果について説明する。
イグニッションスイッチＩＧがオン状態となると、マイクロコンピュータ１６は、図３の操舵補助制御処理において、ステップＳ２でＹｅｓと判定してステップＳ３に移行し、電源自己保持信号Ｓｋを出力して電源自己保持用トランジスタ５２をオン状態に切り換える。そして、ステップＳ４で初期診断処理を行い、電源リレー回路３３のリレー溶着異常診断及びリレーオープン異常診断を行う。このとき、電源リレー回路３３が正常に動作している場合には、電源リレー回路３３がオン状態でステップＳ５からステップＳ６に移行する。

次に、トルクセンサ３や車速センサ１４の異常検出処理（常時診断）を実行し、各種センサが正常であると判断された場合には、マイクロコンピュータ１６は、ステップＳ９からステップＳ１０に移行して、トルク検出値Ｔや車速検出値Ｖに基づいて、運転者の操舵操作に応じた操舵補助力が発生するように電動モータ１２を駆動制御するためのモータ駆動電流Ｉ_Mを演算する。このとき、イグニッションスイッチＩＧはオン状態であるので、ステップＳ１２からステップＳ１３に移行し、モータ駆動電流Ｉ_Mをモータ駆動回路２２に対して出力する。その結果、電動モータ１２の発生トルクが減速ギヤ１２を介してステアリングシャフト２の回転トルクに変換されて、運転者の操舵力がアシストされる。この操舵補助力制御は、イグニッションスイッチ１８がオフ状態に切り換わるまで継続される。

その後、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態となると、ステップＳ１２からステップＳ１４に移行して、マイクロコンピュータ１６は、モータ制御信号であるモータ駆動電流Ｉ_Mを“０”にリセットし、モータ制御信号の出力を中止する。
そして、電源リレー回路３３をオフ状態とした後、電動モータ１２を所定のＰＷＭデューティ比で強制駆動する。イグニッションスイッチＩＧ及び電源リレー回路３３が共にオフ状態であることから、モータ駆動回路１８にはイグニッションスイッチＩＧを介した電力供給及び電源リレー回路３３を介した電力供給が行われない。したがって、この状態で電動モータ１２を強制駆動することで、電源安定化用コンデンサ３５に溜まっている電荷を引き抜くことができる。

ここで、電動モータ１２を強制駆動するＰＷＭデューティは、電源安定化用コンデンサ３５から電荷が引き抜ける程度の比較的小さい値に設定されている。このようにデューティが小さく設定されるため、電動モータ１２の強制駆動に起因する運転者の違和感はない。
そして、この状態で電源安定化用コンデンサ３５の電圧を監視し、電源リレー回路３３のリレー溶着異常が発生しておらず電圧Ｖｒが一定電圧Ｖｒ_THまで低下すると、ステップＳ１８からステップＳ２０に移行する。

その後、電動モータ１２の温度ｔが徐々に低下して所定温度ｔ１以下となると、ステップＳ２０からステップＳ２２に移行し、電源自己保持用トランジスタ５２をオフ状態に切り換えることで、電源自己保持機能をオフ状態としてから操舵補助制御を停止する。
ところで、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態からオン状態に切り替わったときには、電源リレー回路の溶着異常診断及びオープン異常診断等の初期診断が実施されるのが一般的であり、この初期診断処理では、電源リレーＯＦＦ状態でモータを駆動したときのリレー電圧が所定の電圧閾値まで下がらないときにリレー溶着異常であると判断したり、電源リレーＯＮ状態でモータを駆動したときのリレー電圧が所定の電圧閾値まで低下したときにリレー溶着異常であると判断したりする。

しかしながら、イグニッションスイッチＩＧがオン状態からオフ状態に切り替わったとき、電源供給ラインに介挿されている大容量電解コンデンサの放電経路がないと、次回イグニッションスイッチＯＮ時には、大容量電解コンデンサに電荷が溜まったままの状態となる。したがって、電源リレーＯＮ又はＯＦＦ状態でモータを駆動したときのリレー電圧を監視することでリレー溶着異常やリレーオープン異常を判断する場合、リレー接点のバッテリ側電位とコンデンサ側電位との電位差が明確でないために、異常診断ロジックを複雑にしなければならない。その結果、電源リレー異常診断に時間を要し、イグニッションスイッチＩＧがオン状態へ切り替わってから操舵アシスト制御が開始されるまでの時間を要してしまう。

これに対して、本実施形態では、イグニッションスイッチＩＧがオン状態からオフ状態へ切り替わったとき、電源リレー回路３３をオフ状態としてから電動モータ１２を強制駆動し、電源安定化用コンデンサ３５の電圧Ｖｒが規定電圧Ｖｒ_TH以下となった時点で電源自己保持機能をオフ状態として操舵補助制御を終了するので、イグニッションスイッチＯＮ時には、常に電源安定化用コンデンサ３５の電荷が引き抜かれた状態とすることができる。
したがって、イグニッションスイッチＩＧがオフ状態からオン状態へ切り替わると、マイクロコンピュータ１６は、図３のステップＳ２でＹｅｓと判定してステップＳ３に移行し、電源自己保持信号Ｓｋを出力して電源自己保持用トランジスタ５２をオン状態に切り換える。そして、ステップＳ４で電源リレー回路３３のリレー溶着異常診断及びリレーオープン異常診断が行われる。

そして、図４のステップＳ３１で電源リレー回路３３がオフ状態に制御され、ステップＳ３２でこの時点でのリレー電圧Ｖｒを記憶する。次に、ステップＳ３３で電動モータ１２を強制駆動してリレー電圧Ｖｒを監視し、リレー電圧Ｖｒが電圧閾値Ｖｒ_TH1より低くなった場合には電源リレー回路３３にリレー溶着異常が発生していない正常状態であると判断する。このとき、電源安定化用コンデンサ３５には電荷が溜まっていない状態であることから、リレー接点のバッテリ側電位とコンデンサ側電位との電位差が明確であり、容易に電源リレー異常診断を行うことができる。

また、イグニッションＯＦＦ時に電源安定化用コンデンサ３５の電荷を引き抜いておくので、イグニッションＯＮ時に電源安定化用コンデンサ３５の電荷を引き抜いてから初期診断を実施する場合と比較して、操舵アシストが開始されるまでの時間を短縮することができる。
このように、上記実施形態では、イグニッションＯＦＦとなって電源供給指令が停止されたとき、所定条件が成立するまで電源を自己保持し、この電源自己保持中に電源リレー回路を開状態としてモータを強制駆動するので、イグニッションＯＦＦ時には常に大容量電解コンデンサの電荷を引き抜いておくことができる。したがって、イグニッションＯＮ時に実行する初期診断、具体的には、少なくとも電源リレー回路の大容量電解コンデンサ側と接続される接点の電圧に基づいて当該電源リレー回路の異常を検出する電源リレー異常診断の診断ロジックを簡略化して、初期診断時間の短縮を実現することができる。その結果、イグニッションＯＮとなってから操舵アシストが開始されるまでの時間を短縮することができる。

また、モータを強制駆動した後の電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下となったとき、自己保持している電源を遮断して操舵補助制御を終了するので、イグニッションＯＦＦ時に、確実に大容量電解コンデンサの電荷を引き抜いておくことができ、イグニッションＯＮ時の電源リレー異常診断時のリレー電圧を明確にすることができる。
さらに、モータを強制駆動した後の電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下であるとき、モータ温度が所定温度以下となってから自己保持している電源を遮断して操舵補助制御を終了するので、イグニッションＯＦＦ時に確実に大容量電解コンデンサの電荷を引き抜いておくことができると共に、頻繁な電源のＯＮ／ＯＦＦにより温度保護制御が不完全になることを防止することができる。

また、モータを強制駆動した後の電源安定化用コンデンサの充電電圧が前記規定電圧を越えているとき、電源リレー回路のリレー溶着異常であると判断するので、適切にフェールセーフ処理を実施することができると共に、次回イグニッションＯＮ時の初期診断においてリレー溶着異常診断を割愛すれば、より初期診断時間を短縮することができる。
なお、上記実施形態においては、図４の初期診断処理において、電源リレー回路３３のコンデンサ側電圧と所定の電圧閾値とを比較することでリレー溶着異常やリレーオープン異常を検出する場合について説明したが、電源リレー回路３３の接点電位差（バッテリ側接点電圧とコンデンサ側接点電圧との差）と所定の電圧閾値とを比較したり、バッテリ電圧とコンデンサ側接点電圧とを比較したりすること等によって異常検出を行うこともできる。

また、上記実施形態においては、図４の初期診断処理において、ステップＳ３１〜Ｓ３５及びステップＳ３７でリレー溶着異常診断を行う場合について説明したが、イグニッションＯＦＦ時にリレー溶着異常診断を行っていることから（図３のステップＳ１６〜Ｓ１８）、初期診断処理ではリレーオープン異常診断のみを行うようにしてもよい。これにより、よりイグニッションＯＮとなってから操舵アシストが開始されるまでの時間を短縮することができる。
さらに、上記実施形態においては、本発明を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、電動ブレーキ装置などの車載電動機器や他の電動機器等のモータを適用した機器に本発明を適用することもできる。

１…ステアリングホイール、２…ステアリングシャフト、３…トルクセンサ、１０…操舵補助機構、１１…減速ギヤ、１２…電動モータ、１４…車速センサ、１５…コントローラ、１６…マイクロコンピュータ、１８…モータ駆動回路、１９…モータ電流検出回路、２０…Ｈブリッジ回路、２１…ＦＥＴゲート駆動回路、３１…リレー接点、３２…リレーコイル、３３…電源リレー回路、３５…電源安定化用コンデンサ、３６…バッテリ、４０…プリチャージ回路

Claims

モータを駆動制御するモータ駆動回路と、当該モータ駆動回路に電源からの電力を供給する電源リレー回路と、当該電源リレー回路を制御するリレー制御手段と、当該電源リレー回路と前記モータ駆動回路との間に介挿された電源安定化用コンデンサと、前記電源リレー回路を閉じる前に前記電源安定化用コンデンサを充電するプリチャージ回路と、を備えるモータ制御装置であって、
前記モータへの電源供給指令が出力されたとき、少なくとも前記電源リレー回路の前記電源安定化用コンデンサ側と接続される接点の電圧に基づいて、当該電源リレー回路の異常検出を行う初期異常検出手段と、前記モータへの電源供給指令が停止されたとき、所定条件が成立するまで電源を自己保持可能な電源自己保持手段と、前記電源自己保持手段による電源自己保持中に、前記電源リレー回路を開状態として前記モータを強制駆動するモータ強制駆動手段とを備え、
前記電源自己保持手段は、前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下であるとき、自己保持している電源を遮断することを特徴とするモータ制御装置。
前記モータの温度を推定する温度推定手段を有し、前記電源自己保持手段は、前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が規定電圧以下であるとき、前記温度推定手段で推定した前記モータの温度が所定温度以下となってから自己保持している電源を遮断することを特徴とする請求項１に記載のモータ制御装置。
前記モータ強制駆動手段で前記モータを強制駆動した後の前記電源安定化用コンデンサの充電電圧が前記規定電圧を越えているとき、前記電源リレー回路のリレー溶着異常であると判断する溶着異常検出手段を備えることを特徴とする請求項１又は２に記載のモータ制御装置。