JP5888101B2

JP5888101B2 - 制御装置

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Publication number: JP5888101B2
Application number: JP2012107435A
Authority: JP
Inventors: 嶺村松
Original assignee: Denso Corp
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Priority date: 2012-05-09
Filing date: 2012-05-09
Publication date: 2016-03-16
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Description

本発明は、駆動対象に供給する電力を制御する制御装置に関する。

従来、駆動対象への電流の流れを許容または遮断する電源リレーを備えた制御装置が知られている。例えば特許文献１に記載された制御装置では、電動パワーステアリング装置の電動機を駆動対象とし、電磁式の電源リレーを備えている。この制御装置は、電源リレーと電動機との間に、電動機に流れる電流を許容または遮断する電磁式の電動機リレーをさらに備えている。また、電源リレーと電動機リレーとの間には、コンデンサの一端が接続されている。

特開２０１０−１１１３１１号公報

特許文献１の制御装置では、運転者によって起動スイッチがオン操作されると、電源の電力は、電源リレーを迂回してコンデンサに供給される。これにより、コンデンサは、電源電圧程度の電圧となるまで充電される。その後、制御装置は、電源リレーをオン操作することにより、電源から電源リレーを経由してコンデンサに大電流が流れるのを抑制している。これにより、電源リレーの溶着故障を抑制している。
また、特許文献１の制御装置では、電源リレーをオン操作した後、電動機リレーをオン操作し、所定時間経過後のコンデンサの一端側の電圧を検出することにより、電源リレーのオフ固着異常、すなわち、オン操作またはオフ操作にかかわらず常にオフ状態となる異常を検出可能である。具体的には、検出したコンデンサの電圧が電源電圧より所定値以上低い場合、電源リレーはオフ固着異常であると判定する。

しかしながら、特許文献１の制御装置では、電源リレーのオフ固着異常を検出するにあたり電動機リレーの設置を前提としており、故障率の低減、小型化および低コスト化のため電動機リレーを備えない構成とした場合、電源リレーのオフ固着異常を検出することができなくなる。
なお、特許文献１では、電源リレーのオフ固着異常時にコンデンサの電圧と電源電圧との電位差を作り出す方法として、電動機の駆動回路を作動させる方法が提案されている。しかしながら、異常判定のために駆動回路を作動させると、電動機に通電され、意図しない電動機の駆動を招くおそれがある。意図しない電動機の駆動は、ハンドルを操作する運転者に違和感を与えるおそれがある。また、コンデンサの電圧と電源電圧との電位差を作り出すために電動機の駆動回路を作動させる場合、制御が複雑になるおそれがある。

本発明は、上述の問題に鑑みてなされたものであり、その目的は、簡単な構成で、電源リレーの溶着故障を抑制しつつ、電源リレーの異常を検出可能な制御装置を提供することにある。

本発明は、駆動対象に供給する電力を制御する制御装置であって、電源リレーと制御部と起動スイッチと第１抵抗とコンデンサと第２抵抗と第３抵抗と放電スイッチと電圧検出手段とを備えている。電源リレーは、電源と駆動対象との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、電源から駆動対象への電流の流れを許容または遮断する。制御部は、電源から電力を供給されることにより起動し、電源リレーをオン操作またはオフ操作することで駆動対象への電力の供給を制御する。起動スイッチは、電源と制御部との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、電源から制御部への電流の流れを許容または遮断する。第１抵抗は、一端が起動スイッチと制御部との間に接続され、他端が電源リレーと駆動対象との間に接続される。コンデンサは、一端が電源リレーと駆動対象との間に接続され、他端が電源の負極側に接続される。第２抵抗は、一端が電源リレーと駆動対象との間に接続され、他端が電源の負極側に接続される。第３抵抗は、一端が電源リレーと駆動対象との間に接続され、他端が電源の負極側に接続される。放電スイッチは、第３抵抗と電源の負極側との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、第３抵抗を経由して電源の負極側へ流れる電流の流れを許容または遮断する。電圧検出手段は、コンデンサの一端側の電圧を検出する。

そして、本発明では、制御部は、起動スイッチがオン操作されることで電源から電力が供給され、第１所定時間経過後、電源リレーをオン操作する。起動スイッチがオン操作されて第１所定時間経過後は、コンデンサは、電源から電源リレーを迂回し第１抵抗を経由して供給された電力により電源電圧程度の電圧となるまで充電されている。そのため、この時点で電源リレーがオン操作されても、電源から電源リレーを経由してコンデンサに大電流が流れることはない。よって、電源リレーの溶着故障を抑制することができる。

制御部は、電源リレーをオン操作した後、放電スイッチをオン操作し、第２所定時間経過後、電圧検出手段により検出した電圧に基づき、電源リレーのオフ固着異常を検出可能である。例えば、電源リレーが正常な場合、すなわち、電源リレーにオフ固着異常は生じていない場合、放電スイッチがオン操作され、第２所定時間経過後、電圧検出手段により検出される電圧は、電源電圧と同じである。一方、電源リレーが正常でない場合、すなわち、電源リレーにオフ固着異常が生じている場合、放電スイッチがオン操作され、第２所定時間経過後、電圧検出手段により検出される電圧は、電源電圧より所定値以上低い電圧となる。これは、電源リレーにオフ固着異常が生じている場合、電源リレーはオン状態とならず、放電スイッチがオン状態となることで、コンデンサに並列に接続された（第３抵抗を含む）経路の抵抗値が低下するためである。

よって、制御部は、放電スイッチをオン操作し、第２所定時間経過後、電圧検出手段により検出した電圧が電源電圧と同じ、すなわち、電圧検出手段により検出した電圧が「電源電圧より所定値以上低い電圧」より高い場合、電源リレーにオフ固着異常は生じていないと判定する。一方、制御部は、放電スイッチをオン操作し、第２所定時間経過後、電圧検出手段により検出した電圧が「電源電圧より所定値以上低い電圧」であった場合、電源リレーにオフ固着異常が生じていると判定する。

このように、本発明では、従来の制御装置における電磁式の電動機リレーに代えて第３抵抗および放電スイッチを備えている。一般に電磁式の電動機リレーは大型かつ高価である。よって、本発明では、例えば第３抵抗を一般的な抵抗器等で構成し、放電スイッチを一般的なスイッチング素子等で構成すれば、制御装置の体格を小さくでき、製造コストを低減することができる。また、故障率を低減することもできる。

なお、本発明では、第３抵抗の抵抗値は任意の値に設定できる。そのため、第３抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、電源リレーのオフ固着異常時、放電スイッチをオン操作してからコンデンサの電圧が所定値以下となるまでに要する時間を短縮することができる。これにより、第２所定時間を短くすることができ、電源リレーのオフ固着異常を判定するのに要する時間を短縮することができる。
また、第３抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、電源リレーのオフ固着異常時、放電スイッチをオン操作して第２所定時間経過したときのコンデンサの電圧と電源電圧との電位差を大きくすることができる。これにより、異常検出の精度を高めることができる。

本発明の第１実施形態による制御装置を示す模式図。本発明の第１実施形態による制御装置を適用した電動パワーステアリング装置を備えたステアリングシステムを示す模式図。本発明の第１実施形態の制御装置による電源リレーのオフ固着異常の判定処理を示すフロー図。本発明の第１実施形態による制御装置の作動を説明するための図であって、（Ａ）は正常時の図、（Ｂ）は電源リレーにオフ固着異常が生じているときの図。本発明の第２実施形態の制御装置による電源リレーのオフ固着異常およびオン固着異常の判定処理を示すフロー図。図５のフロー図の続きを示すフロー図。本発明の第２実施形態による制御装置の作動を説明するための図。

以下、本発明の複数の実施形態による制御装置を図面に基づき説明する。なお、複数の実施形態において、実質的に同一の構成部位には同一の符号を付し、説明を省略する。
（第１実施形態）

本発明の第１実施形態による制御装置を図１に示す。制御装置１は、駆動対象としてのモータ３に供給する電力を制御し、モータ３を駆動制御するものである。制御装置１は、モータ３とともに、例えば車両のステアリング操作をアシストするための電動パワーステアリング装置に採用される。

図２は、電動パワーステアリング装置９９を備えたステアリングシステム９０の全体構成を示すものである。電動パワーステアリング装置９９には、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２にトルクセンサ９４が設けられている。トルクセンサ９４は、運転者からハンドル９１を経由してステアリングシャフト９２に入力される操舵トルクを検出する。

ステアリングシャフト９２の先端にはピニオンギア９６が設けられており、ピニオンギア９６はラック軸９７に噛み合っている。ラック軸９７の両端には、タイロッド等を介して一対の車輪９８が回転可能に連結されている。
これにより、運転者がハンドル９１を回転させると、ハンドル９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転し、ステアリングシャフト９２の回転運動は、ピニオンギア９６によってラック軸９７の直線運動に変換され、ラック軸９７の直線運動変位に応じた角度について一対の車輪９８が操舵される。

電動パワーステアリング装置９９は、操舵アシストトルクを発生するモータ３、当該モータ３を駆動制御する制御装置１、モータ３の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える減速ギア９３等を備える。モータ３は、例えばブラシ付ＤＣモータである。モータ３は、電源としてのバッテリ２から電力を供給されることにより駆動する。モータ３は、減速ギア９３を正逆回転させる。電動パワーステアリング装置９９は、上述のトルクセンサ９４、および、車速を検出する車速センサ９５を含む。
この構成により、電動パワーステアリング装置９９は、トルクセンサ９４および車速センサ９５等からの信号に基づき、ハンドル９１の操舵を補助するための操舵アシストトルクをモータ３から発生し、ステアリングシャフト９２に伝達する。

次に、制御装置１について図１に基づき説明する。制御装置１は、電源リレー１０、制御部としてのマイコン２０、起動スイッチとしてのイグニッションスイッチ３０、第１抵抗４１、コンデンサ５０、第２抵抗４２、第３抵抗４３および放電スイッチ６０等を備えている。

本実施形態では、制御装置１は、さらに電力変換回路７０を備えている。電力変換回路７０は、スイッチング素子７１、７２、７３、７４、抵抗７５、７６等を有している。スイッチング素子７１とスイッチング素子７２、および、スイッチング素子７３とスイッチング素子７４は、それぞれ直列接続体を構成している。また、スイッチング素子７１およびスイッチング素子７２の直列接続体と、スイッチング素子７３およびスイッチング素子７４の直列接続体とは、並列接続体を構成している。各直列接続体の接続点のそれぞれに、モータ３の一対の端子のそれぞれが接続される。抵抗７５、７６は、フェールセーフ用の抵抗体であって、それぞれ、スイッチング素子７１、７４に並列に接続されている。このように、電力変換回路７０は、所謂Ｈブリッジ回路を構成している。電力変換回路７０は、後述するマイコン２０により作動制御されることにより、バッテリ２からの電力を変換し、モータ３に供給する。

マイコン２０は、モータ３を制御対象とし、電力変換回路７０を操作することでモータ３の制御量（トルク等）を制御するマイクロコンピュータである。マイコン２０は、演算手段としてのＣＰＵ、記憶手段としてのＲＯＭ、ＲＡＭおよび不揮発性メモリ２１等を有している。ここで、不揮発性メモリ２１は、例えばＥＥＰＲＯＭ等、給電の有無にかかわらず記憶を保持するメモリである。

電源リレー１０は、バッテリ２と電力変換回路７０およびモータ３との間に設けられ、バッテリ２の電力を、電力変換回路７０を経由してモータ３に供給するための電源回路である。電源リレー１０は、マイコン２０によってオン操作またはオフ操作されることにより、バッテリ２から電力変換回路７０およびモータ３への電流の流れを許容または遮断する。本実施形態では、電源リレー１０は、例えばアナログ式リレーであり、より具体的には可動鉄心式リレー等の電磁式リレーである。

イグニッションスイッチ３０は、車載制御システムの起動スイッチであり、運転者によりオンオフ操作される。イグニッションスイッチ３０は、バッテリ２の正極側とマイコン２０との間に設けられ、運転者によってオン操作またはオフ操作されることにより、バッテリ２からマイコン２０への電流の流れを許容または遮断する。
本実施形態では、制御装置１は、イグニッションスイッチ３０とマイコン２０との間に第１ダイオード４を備えている。第１ダイオード４は、イグニッションスイッチ３０からマイコン２０へ向かう方向を順方向として配置されている。また、本実施形態では、制御装置１は、一端が第１ダイオード４とマイコン２０との間に接続され、他端が電源リレー１０と電力変換回路７０との間に接続される第２ダイオード５を備えている。第２ダイオード５は、電源リレー１０と電力変換回路７０との間から第１ダイオード４とマイコン２０との間へ向かう方向を順方向として配置されている。

第１抵抗４１は、一端が第１ダイオード４とマイコン２０との間に接続され、他端が電源リレー１０と電力変換回路７０との間に接続されている。すなわち、第１抵抗４１は、第２ダイオード５と並列に設けられている。ここで、第１抵抗４１は、一般的な抵抗器であって、抵抗値が例えば５０Ωに設定されている。

コンデンサ５０は、一端が電源リレー１０と電力変換回路７０との間に接続され、他端がバッテリ２の負極側すなわちグランドに接続されている。コンデンサ５０は、電力変換回路７０との配線長を極力短縮した位置に接続されている。コンデンサ５０は、電力変換回路７０に安定して電力を供給できるよう大容量のものが用いられる。

第２抵抗４２は、一端が電源リレー１０と電力変換回路７０との間に接続され、他端がグランドに接続されている。すなわち、第２抵抗４２は、コンデンサ５０と並列に接続されている。第２抵抗４２は、コンデンサ５０に蓄電された電荷を放電するために設けられている。ここで、第２抵抗４２は、一般的な抵抗器であって、抵抗値が例えば１．２ｋΩに設定されている。

第３抵抗４３は、一端が電源リレー１０と電力変換回路７０との間に接続され、他端がグランドに接続されている。すなわち、第３抵抗４３は、コンデンサ５０および第２抵抗４２と並列に接続されている。ここで、第３抵抗４３は、一般的な抵抗器であって、抵抗値が例えば４００Ωに設定されている。なお、第３抵抗４３に電流が流れているときの発熱値は所定値以下である。

放電スイッチ６０は、第３抵抗４３とバッテリ２の負極側すなわちグランドとの間に設けられている。放電スイッチ６０は、例えばトランジスタ等のスイッチング作動が可能な半導体素子である。放電スイッチ６０は、マイコン６０によってオン操作またはオフ操作されることにより、第３抵抗４３を経由してグランドへ流れる電流の流れを許容または遮断する。

マイコン２０は、第１ダイオード４および第２ダイオード５の少なくとも一方を経由してバッテリ２から電力が供給されることにより起動され、種々の処理を実行する。マイコン２０は、モータ３の制御量を制御する。すなわち、マイコン２０は、スイッチング素子７１、７４の周期的なオンオフ操作とスイッチング素子７２、７３の周期的なオンオフ操作とのいずれを行うかによって、モータ３を正回転または逆回転させる処理を行う。このとき、上記周期的なオンオフ操作の１周期に対するオン操作時間の時比率によって、モータ３に供給する電流量を制御する。
また、マイコン２０は、イグニッションスイッチ３０の第１ダイオード４側の電圧（以下、適宜、「イグニッション出力電圧ＶＩＧ」という。）を検出可能である。また、マイコン２０は、コンデンサ５０の一端側の電圧（以下、適宜、「コンデンサ電圧ＶＰｃ」という。）を検出可能である。ここで、マイコン２０は、特許請求の範囲における「電圧検出手段」に対応する。

マイコン２０は、モータ３の制御量を制御するに先立ち、電源リレー１０をオン操作する処理を行う。
ここで、電源リレー１０が有する励磁コイル１１の一方の端子は第１ダイオード４のマイコン２０側に接続され、他方の端子はスイッチング素子１３を経由してグランドに接続されている。この構成により、イグニッションスイッチ３０がオン状態のとき、マイコン２０がスイッチング素子１３をオン操作してオン状態とすることで、バッテリ２から電源リレー１０の励磁コイル１１を経由してグランドへと電流が流れる。これにより、励磁コイル１１に磁力が発生し、電源リレー１０の可動接点１２が変位することで、その入力端子（バッテリ２側に接続される端子）と出力端子（電力変換回路７０側に接続される端子）とが導通状態となる。その結果、バッテリ２から電力変換回路７０およびモータ３への電流の流れが許容される。このように、マイコン２０は、モータ３への電力の供給を可能な状態とした後、電力変換回路７０を操作することで、運転者による操舵をアシストすべくモータ３の制御量を制御する。

ここで、イグニッションスイッチ３０が運転者によってオン操作されると、マイコン２０による電源リレー１０のオン操作に先立って、第１抵抗４１を経由してバッテリ２からの電力がコンデンサ５０に充電される（ここで、当該充電を「プリチャージ」という。）。そのため、電源リレー１０をオン操作するタイミングでは、既にコンデンサ５０の充電電圧は、バッテリ２の電圧すなわち電源電圧程度となっている。詳細には、抵抗７５、モータ３、抵抗７６、第２抵抗４２および第１抵抗４１によるバッテリ２の電圧（正確には、ここから第１ダイオード４の電圧降下量を減算した値）の分圧程度となっている。

上述のように、第１抵抗４１の抵抗値は、第２抵抗４２（および、抵抗７５、モータ３、抵抗７６）の抵抗値と比較し、十分小さい値に設定されている。そのため、電源リレー１０がオン操作されるタイミングにおいては、既にコンデンサ５０の電圧がバッテリ２の電圧程度に充電されていることとなる。これにより、電源リレー１０がオン操作されるとき、電源リレー１０を経由してバッテリ２からコンデンサ５０へと流れる電流量を十分に小さなものとすることができる。

次に、本実施形態の制御装置１による電源リレー１０のオフ固着異常（オン操作またはオフ操作にかかわらず常にオフ状態となる異常）の判定処理について、図３に基づき説明する。
図３に示す一連の処理Ｓ１００は、運転者によってイグニッションスイッチ３０がオン操作され、マイコン２０に電力が供給されることをきっかけとして、マイコン２０により実行される。

Ｓ１０１では、マイコン２０は、イグニッションスイッチ３０がオン操作され、マイコン２０に電力が供給されてから所定の時間である第１所定時間Ｔ１が経過したか否かを判断する。第１所定時間Ｔ１が経過したと判断した場合（Ｓ１０１：ＹＥＳ）、処理はＳ１０２へ移行する。一方、第１所定時間Ｔ１は経過していないと判断した場合（Ｓ１０１：ＮＯ）、処理はＳ１０１に戻る。すなわち、マイコン２０は、第１所定時間Ｔ１が経過するまでＳ１０１の処理を繰り返し、第１所定時間Ｔ１が経過するとＳ１０２へ移行する。ここで、第１所定時間Ｔ１は、「イグニッションスイッチ３０がオン状態になってからコンデンサ５０が電源電圧程度となるまで充電されるのに要する時間」以上に設定されている。そのため、第１所定時間Ｔ１が経過した時点では、コンデンサ５０は電源電圧程度となるまで充電されている。

Ｓ１０２では、マイコン２０は、電源リレー１０をオン操作する。これにより、電源リレー１０は、オフ固着異常が生じていなければ、オン状態となる。この場合、コンデンサ５０に電源リレー１０を経由してバッテリ２から電流が流れ、コンデンサ５０の電圧は電源電圧と同じになる。つまり、コンデンサ電圧ＶＰｃは、イグニッション出力電圧ＶＩＧ相当となる。一方、電源リレー１０は、オフ固着異常が生じていると、オン状態とならず、オフ状態のままである。この場合、コンデンサ５０にはバッテリ２から電源リレー１０を経由した電流は流れず、コンデンサ５０の電圧は第１所定時間Ｔ１が経過した時点の電圧、すなわち電源電圧程度のままである。Ｓ１０２の後、処理はＳ１０３へ移行する。

Ｓ１０３では、マイコン２０は、放電スイッチ６０をオン操作する。これにより、放電スイッチ６０がオン状態となり、第３抵抗４３および放電スイッチ６０を経由してグランドに電流が流れる。このとき、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていなければ、電源リレー１０はオン状態なので、コンデンサ５０の電圧は、電源電圧（イグニッション出力電圧ＶＩＧ）と同じままである。

一方、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていると、電源リレー１０はオフ状態なので、コンデンサ５０の電圧は低下する。これは、コンデンサ５０に並列に接続される経路の抵抗値が低下するためである。すなわち、放電スイッチ６０がオン状態になることで、コンデンサ５０に並列に、抵抗７５、モータ３および抵抗７６と第２抵抗４２と第３抵抗４３とが接続された状態となる。これにより、コンデンサ５０に並列に接続された経路の抵抗値は、第２抵抗４２の抵抗値よりも小さくなる。そのため、コンデンサ５０に並列に接続される経路と第１抵抗４１とによるバッテリ２の電圧の分圧値は、第２抵抗４２および第１抵抗４１による分圧値よりも低くなる。よって、コンデンサ５０の電圧は、放電スイッチ６０をオン操作することで低下する。なお、電源リレー１０にオフ固着異常が生じている場合、放電スイッチ６０をオン操作して所定時間経過後、コンデンサ電圧ＶＰｃは、イグニッション出力電圧ＶＩＧより所定値以上低くなる。Ｓ１０３の後、処理はＳ１０４へ移行する。

Ｓ１０４では、マイコン２０は、Ｓ１０３で放電スイッチ６０をオン操作してから所定の時間である第２所定時間Ｔ２が経過したか否かを判断する。第２所定時間Ｔ２が経過したと判断した場合（Ｓ１０４：ＹＥＳ）、処理はＳ１０５へ移行する。一方、第２所定時間Ｔ２は経過していないと判断した場合（Ｓ１０４：ＮＯ）、処理はＳ１０４に戻る。すなわち、マイコン２０は、第２所定時間Ｔ２が経過するまでＳ１０４の処理を繰り返し、第２所定時間Ｔ２が経過するとＳ１０５へ移行する。ここで、第２所定時間Ｔ２は、電源リレー１０にオフ固着異常が生じている場合に、コンデンサ電圧ＶＰｃが低下して定常状態へと移行すると想定される時間のうち極力短い時間に設定されている。

Ｓ１０５では、マイコン２０は、コンデンサ電圧ＶＰｃが、イグニッション出力電圧ＶＩＧから所定値α低下した値以下であるか否かを判断する。コンデンサ電圧ＶＰｃが、イグニッション出力電圧ＶＩＧから所定値α低下した値以下である（ＶＰｃ≦ＶＩＧ−α）と判断した場合（Ｓ１０５：ＹＥＳ）、処理はＳ１０６へ移行する。一方、コンデンサ電圧ＶＰｃは、イグニッション出力電圧ＶＩＧから所定値α低下した値以下でない（ＶＰｃ＞ＶＩＧ−α）と判断した場合（Ｓ１０５：ＮＯ）、処理はＳ１０８へ移行する。ここで、所定値αは、コンデンサ５０に並列に接続される経路の抵抗値と第１抵抗４１の抵抗値とバッテリ２の電圧とに基づき設定される。
Ｓ１０６では、マイコン２０は、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていると判定する。その後、処理はＳ１０７へ移行する。

Ｓ１０７では、マイコン２０は、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていることを運転者に通知する。具体的には、マイコン２０は、例えば車室内の運転者から視認可能な位置に設けられた警告灯６（図１参照）を点灯させることにより運転者に通知する。また、マイコン２０は、モータ３（電力変換回路７０）の駆動制御を禁止する。これにより、以降、モータ３へ電力が供給されることはなく、モータ３は駆動しない。よって、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストは行われない。Ｓ１０７の後、処理はＳ１０９へ移行する。

Ｓ１０８では、マイコン２０は、モータ３（電力変換回路７０）の駆動制御を開始する。これにより、以降、マイコン２０は、モータ３へ供給する電力を制御することでモータ３を駆動する。よって、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストが行われる。Ｓ１０８の後、処理はＳ１０９へ移行する。

Ｓ１０９では、マイコン２０は、運転者によってイグニッションスイッチ３０がオフ操作されたか否かを判断する。イグニッションスイッチ３０がオフ操作されたと判断した場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、一連の処理１００を抜ける。一方、イグニッションスイッチ３０はオフ操作されていない、すなわちイグニッションスイッチ３０はオン状態であると判断した場合（Ｓ１０９：ＮＯ）、処理はＳ１０９へ戻る。
以上が本実施形態でのマイコン２０による電源リレー１０のオフ固着異常の判定処理に関する処理フローである。

次に、本実施形態による制御装置１の作動例を図４に基づき説明する。
図４（Ａ）では、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていない場合、すなわち正常時の作動例を示し、図４（Ｂ）には、電源リレー１０にオフ固着異常が生じている場合、すなわち異常時の作動例を示す。

図４（Ａ）に示すように、時刻ｔ１で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオン操作されると、イグニッション出力電圧ＶＩＧがバッテリ２の電圧まで上昇し、以降、コンデンサ電圧ＶＰｃが徐々に上昇する。時刻ｔ１から第１所定時間Ｔ１経過した時刻である時刻ｔ２の直前では、コンデンサ電圧ＶＰｃは、電源電圧程度になっている。

時刻ｔ２でマイコン２０により電源リレー１０がオン操作されると、バッテリ２からコンデンサ５０に電流が流れ、コンデンサ電圧ＶＰｃは、バッテリ２の電圧、すなわちイグニッション出力電圧ＶＩＧに相当する電圧となる。
時刻ｔ３でマイコン２０により放電スイッチ６０がオン操作されるが、コンデンサ電圧ＶＰｃに変動はない。

時刻ｔ３から第２所定時間Ｔ２経過した時刻である時刻ｔ４で、マイコン２０は、コンデンサ電圧ＶＰｃを検出する。マイコン２０は、検出した電圧ＶＰｃが、イグニッション出力電圧ＶＩＧと同じ、すなわちＶＰｃ＞ＶＩＧ−αであるため、電源リレー１０にオフ固着異常は生じていないと判定する。以降、マイコン２０は、モータ３の駆動を制御し、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストが行われる。

図４（Ｂ）に示すように、時刻ｔ１で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオン操作されると、イグニッション出力電圧ＶＩＧがバッテリ２の電圧まで上昇し、以降、コンデンサ電圧ＶＰｃが徐々に上昇する。時刻ｔ１から第１所定時間Ｔ１経過した時刻である時刻ｔ２の直前では、コンデンサ電圧ＶＰｃは、電源電圧程度になっている。

時刻ｔ２でマイコン２０により電源リレー１０がオン操作されるが、コンデンサ電圧ＶＰｃに変動はない。このときのコンデンサ電圧ＶＰｃは電源電圧程度のため、この時点で電源リレー１０にオフ固着異常が生じているか否かを判断するのは困難である。

時刻ｔ３でマイコン２０により放電スイッチ６０がオン操作されると、コンデンサ電圧ＶＰｃは徐々に低下する。時刻ｔ３から第２所定時間Ｔ２経過した時刻である時刻ｔ４の直前では、コンデンサ電圧ＶＰｃは、イグニッション出力電圧ＶＩＧから所定値α低下した値以下になっている。

時刻ｔ４で、マイコン２０は、コンデンサ電圧ＶＰｃを検出する。マイコン２０は、検出した電圧ＶＰｃが、イグニッション出力電圧ＶＩＧから所定値α低下した値以下である、すなわちＶＰｃ≦ＶＩＧ−αであるため、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていると判定する。マイコン２０は、警告灯６を点灯し、以降、モータ３の駆動制御を禁止し、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストは行われない。

以上説明したように、（１）本実施形態では、マイコン２０は、イグニッションスイッチ３０がオン操作されることでバッテリ２から電力が供給され、第１所定時間Ｔ１経過後、電源リレー１０をオン操作する。イグニッションスイッチ３０がオン操作されて第１所定時間Ｔ１経過後は、コンデンサ５０は、バッテリ２から電源リレー１０を迂回し第１抵抗４１を経由して供給された電力により電源電圧程度の電圧となるまで充電されている。そのため、この時点で電源リレー１０がオン操作されても、バッテリ２から電源リレー１０を経由してコンデンサ５０に大電流が流れることはない。よって、電源リレー１０の溶着故障を抑制することができる。

マイコン２０は、電源リレー１０をオン操作した後、放電スイッチ６０をオン操作し、第２所定時間Ｔ２経過後、検出したコンデンサ電圧ＶＰｃに基づき、電源リレー１０のオフ固着異常を検出可能である。例えば、電源リレー１０が正常な場合、すなわち、電源リレー１０にオフ固着異常は生じていない場合、放電スイッチ６０がオン操作され、第２所定時間Ｔ２経過後、コンデンサ電圧ＶＰｃは、電源電圧（イグニッション出力電圧ＶＩＧ）と同じである。一方、電源リレー１０が正常でない場合、すなわち、電源リレー１０にオフ固着異常が生じている場合、放電スイッチ６０がオン操作され、第２所定時間Ｔ２経過後、コンデンサ電圧ＶＰｃは、電源電圧（ＶＩＧ）より所定値α以上低い電圧となる。これは、電源リレー１０にオフ固着異常が生じている場合、電源リレー１０はオン状態とならず、放電スイッチ６０がオン状態となることで、コンデンサ５０に並列に接続された（第３抵抗４３を含む）経路の抵抗値が低下するためである。

よって、マイコン２０は、放電スイッチ６０をオン操作し、第２所定時間Ｔ２経過後、コンデンサ電圧ＶＰｃが電源電圧（ＶＩＧ）と同じ、すなわち、コンデンサ電圧ＶＰｃが「電源電圧（ＶＩＧ）より所定値α以上低い電圧」より高い場合、電源リレー１０にオフ固着異常は生じていないと判定する。一方、マイコン２０は、放電スイッチ６０をオン操作し、第２所定時間Ｔ２経過後、コンデンサ電圧ＶＰｃが「電源電圧（ＶＩＧ）より所定値α以上低い電圧」であった場合、電源リレー１０にオフ固着異常が生じていると判定する。

このように、本実施形態では、従来の制御装置における電磁式の電動機リレー（モータリレー）に代えて第３抵抗４３および放電スイッチ６０を備えている。一般に電磁式の電動機リレーは大型かつ高価である。よって、本実施形態では、第３抵抗４３を一般的な抵抗器で構成し、放電スイッチ６０をトランジスタ等の一般的なスイッチング素子で構成しているため、制御装置１の体格を小さくでき、製造コストを低減することができる。また、故障率を低減することもできる。

（２）また、本実施形態では、第３抵抗４３は、第２抵抗４２の抵抗値よりも小さい抵抗値に設定されている。これにより、電源リレー１０のオフ固着異常時、放電スイッチ６０をオン操作してからコンデンサ５０の電圧が所定値（電源電圧（ＶＩＧ）より所定値α低い電圧）以下となるまでに要する時間を短縮することができる。これにより、第２所定時間Ｔ２を短くすることができ、電源リレー１０のオフ固着異常を判定するのに要する時間を短縮することができる。

また、第３抵抗４３を、第２抵抗４２の抵抗値よりも小さい抵抗値に設定することで、電源リレー１０のオフ固着異常時、放電スイッチ６０をオン操作して第２所定時間Ｔ２経過したときのコンデンサ５０の電圧と電源電圧（ＶＩＧ）との電位差を大きくすることができる。これにより、異常検出の精度を高めることができる。

（３）また、本実施形態では、第３抵抗４３は、電流が流れているときの発熱値が所定値以下となるような抵抗値に設定されている。これにより、放電スイッチ６０がオン状態となることで第３抵抗４３に電流が流れ続けても、第３抵抗４３の過熱を抑制することができる。そのため、電源リレー１０のオフ固着異常判定のために放電スイッチ６０をオン操作した後、オフ操作をする必要がない。よって、従来と同様の制御ロジック（オフ固着異常判定のために電動機リレーをオン操作した後、オフ操作しない制御ロジック）で対応することができる。

（第２実施形態）
本発明の第２実施形態による制御装置について図５〜７に基づき説明する。第２実施形態は、物理的な構成は第１実施形態と同様であるものの、電源リレー１０の異常判定に関する処理が第１実施形態と異なる。

本実施形態の制御装置による電源リレー１０の異常判定処理について、図５、６に基づき説明する。本実施形態では、図５、６に示す一連の処理２００により、電源リレー１０のオフ固着異常とオン固着異常（オン操作またはオフ操作にかかわらず常にオン状態となる異常）とを判定することができる。

一連の処理２００は、運転者によってイグニッションスイッチ３０がオン操作され、マイコン２０に電力が供給されることをきっかけとして、マイコン２０により実行される。
Ｓ２０１では、マイコン２０は、不揮発性メモリ２１に記憶されたフラグの情報を読み込む。ここで、フラグとは、電源リレー１０にオン固着異常が生じているか否かの診断結果を表す情報であり、例えば、「０」のとき、「オン固着異常は生じていない」ことを表し、「１」のとき、「オン固着異常が生じている」ことを表す。なお、初めて処理２００が実行される時点では、フラグの情報として「０」が書き込まれている。Ｓ２０１の後、処理はＳ２０２へ移行する。

Ｓ２０２では、マイコン２０は、Ｓ２０１で読み込んだフラグの情報が「０」であるか否かを判断する。フラグの情報は「０」であると判断した場合（Ｓ２０２：ＹＥＳ）、処理はＳ１０１へ移行する。一方、フラグの情報は「０」でない、すなわち、フラグの情報は「１」であると判断した場合（Ｓ２０２：ＮＯ）、処理はＳ２０３へ移行する。
Ｓ２０３では、マイコン２０は、電源リレー１０にオン固着異常が生じていると判定する。その後、処理はＳ２０４へ移行する。

Ｓ２０４では、マイコン２０は、電源リレー１０にオン固着異常が生じていることを運転者に通知する。具体的には、マイコン２０は、例えば警告灯６（図１参照）を点灯させることにより運転者に通知する。また、マイコン２０は、モータ３（電力変換回路７０）の駆動制御を禁止する。これにより、以降、モータ３へ電力が供給されることはなく、モータ３は駆動しない。よって、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストは行われない。Ｓ２０４の後、処理はＳ２０５へ移行する。

Ｓ２０５では、マイコン２０は、運転者によってイグニッションスイッチ３０がオフ操作されたか否かを判断する。イグニッションスイッチ３０がオフ操作されたと判断した場合（Ｓ２０５：ＹＥＳ）、処理はＳ２０８へ移行する。一方、イグニッションスイッチ３０はオフ操作されていない、すなわちイグニッションスイッチ３０はオン状態であると判断した場合（Ｓ２０５：ＮＯ）、処理はＳ２０５へ戻る。

ここで、電源リレー１０にオン固着異常が生じていない場合、イグニッションスイッチ３０がオフ操作されると、イグニッションスイッチ３０がオフ状態となり、かつ、電源リレー１０もオフ状態のため、バッテリ２からコンデンサ５０への充電経路が絶たれる。そのため、コンデンサ５０の充電電圧すなわちコンデンサ電圧ＶＰｃは、Ｓ２０５以降、第２抵抗４２による放電とマイコン２０による電力消費とに伴い、徐々に低下していく。

一方、電源リレー１０にオン固着異常が生じている場合、イグニッションスイッチ３０がオフ操作されると、イグニッションスイッチ３０はオフ状態となるが、電源リレー１０はオン状態のため、バッテリ２からコンデンサ５０への充電が継続される。そのため、コンデンサ電圧ＶＰｃは、Ｓ２０５以降も電源電圧（ＶＩＧ）と同じままである。
Ｓ２０８では、マイコン２０は、フラグの情報として「０」を書き込む。その後、処理はＳ２０９へ移行する。

図５に示すＳ１０１〜Ｓ１０９は、第１実施形態での処理（図３参照）と同様のため、詳細な説明については省略する。Ｓ１０１〜Ｓ１０９により、マイコン２０は、電源リレー１０のオフ固着異常の判定に関する処理を行う。Ｓ１０９でイグニッションスイッチ３０がオフ操作されたと判断された場合（Ｓ１０９：ＹＥＳ）、処理はＳ２０６へ移行する。

Ｓ２０６では、マイコン２０は、フラグの情報として「０」を書き込む。当該書き込みは、マイコン２０による後処理の１つとして実行される。Ｓ２０６の後、処理はＳ２０７へ移行する。
Ｓ２０７では、マイコン２０は、電源リレー１０をオフ操作する。ここで、電源リレー１０にオン固着異常が生じていない場合、マイコン２０が電源リレー１０をオフ操作すると、電源リレー１０はオフ状態となり、イグニッションスイッチ３０もオフ状態のため、バッテリ２からコンデンサ５０への充電経路が絶たれる。そのため、コンデンサ５０の充電電圧すなわちコンデンサ電圧ＶＰｃは、Ｓ２０７以降、第２抵抗４２による放電とマイコン２０による電力消費とに伴い、徐々に低下していく。

一方、電源リレー１０にオン固着異常が生じている場合、マイコン２０が電源リレー１０をオフ操作しても、電源リレー１０はオン状態のままであり、バッテリ２からコンデンサ５０への充電が継続される。そのため、コンデンサ電圧ＶＰｃは、Ｓ２０７以降も電源電圧（ＶＩＧ）と同じままである。Ｓ２０７の後、処理はＳ２０９へ移行する。

Ｓ２０９では、マイコン２０は、Ｓ２０７で電源リレー１０をオフ操作してから、または、Ｓ２０８でフラグの情報を書き込んでから所定の時間である第３所定時間Ｔ３が経過したか否かを判断する。第３所定時間Ｔ３が経過したと判断した場合（Ｓ２０９：ＹＥＳ）、処理はＳ２１０へ移行する。一方、第３所定時間Ｔ３は経過していないと判断した場合（Ｓ２０９：ＮＯ）、処理はＳ２０９へ戻る。

ここで、第３所定時間Ｔ３は、例えば、コンデンサ５０への充電経路が絶たれてから、第２抵抗４２による放電とマイコン２０による電力消費とに伴ってコンデンサ電圧ＶＰｃがマイコン２０の作動可能下限電圧Ｖｔｈ（例えば５Ｖ等）未満となるのに要すると想定される時間の最小値以上に設定されている。そのため、電源リレー１０にオン固着異常が生じていない場合には、Ｓ２１０の処理が実行される前にマイコン２０は作動不能となりオフ状態となる。

Ｓ２１０では、マイコン２０は、フラグの情報として「１」を書き込む。これにより、次回、フラグの情報が読み込まれると、電源リレー１０にオン固着異常が生じていると判定される（Ｓ２０１〜Ｓ２０３）。Ｓ２１０の後、マイコン２０は、一連の処理２００を抜ける。
以上が本実施形態でのマイコン２０による電源リレー１０のオフ固着異常およびオン固着異常の判定処理に関する処理フローである。

次に、本実施形態による制御装置の作動例を図７に基づき説明する。
図７には、全期間に亘って電源リレー１０にオフ固着異常は生じておらず、時刻ｔ６以前でオン固着異常が生じ、時刻ｔ９と時刻ｔ１０との間でオン固着異常が解消した例を示す。

時刻ｔ１で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオン操作されると、マイコン２０は、フラグの情報を読み込み、当該情報が「０」のため、電源リレー１０にオン固着異常は生じていないと判定する。
時刻ｔ２〜ｔ４については、第１実施形態の正常時の例（図４（Ａ）参照）と同様のため、説明を省略する。

時刻ｔ５で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオフ操作されると、イグニッション出力電圧ＶＩＧは０になる。なお、時刻ｔ５以降、マイコン２０は、種々の後処理を実行する。当該後処理の中には、放電スイッチ６０をオフ操作する処理、フラグの情報として「０」を書き込む処理等が含まれる。

時刻ｔ６でマイコン２０により電源リレー１０がオフ操作されても、電源リレー１０にはオン固着異常が生じているため、電源リレー１０はオン状態のままとなる。そのため、時刻ｔ６以降もコンデンサ電圧ＶＰｃは電源電圧（ＶＩＧ）と同じ電圧が維持される。そのため、マイコン２０は、時刻ｔ６から第３所定時間Ｔ３経過しても作動可能である。
時刻ｔ６から第３所定時間Ｔ３経過した時刻である時刻ｔ７で、マイコン２０は、フラグの情報として「１」を書き込む。

時刻ｔ８で運転者によってイグニッションスイッチ３０が再びオン操作されると、マイコン２０は、時刻ｔ９でフラグの情報を読み込み、当該情報が「１」のため、電源リレー１０にオン固着異常が生じていると判定する。そのため、制御装置はモータ３の駆動制御を禁止し、電動パワーステアリング装置９９による運転者の操舵のアシストは行われない。

時刻ｔ１０で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオフ操作されると、マイコン２０は、フラグの情報として「０」を書き込む。なお、時刻ｔ９と時刻ｔ１０との間で電源リレー１０のオン固着異常は解消しているため、時刻ｔ１０で運転者によってイグニッションスイッチ３０がオフ操作されると、コンデンサ５０への充電経路が絶たれる。そのため、時刻ｔ１０以降、コンデンサ電圧ＶＰｃは、徐々に低下していく。

時刻ｔ１１では、コンデンサ電圧ＶＰｃが、マイコン２０の作動可能下限電圧Ｖｔｈを下回るため、マイコン２０は作動不能となりオフ状態となる。よって、時刻ｔ１０から第３所定時間Ｔ３が経過した時刻である時刻ｔ１２において、マイコン２０によりフラグの情報として「１」が書き込まれることはなく、フラグの情報は「０」のままである。これにより、次回イグニッションスイッチ３０がオン操作されたとき、マイコン２０は、電源リレー１０にはオン固着異常は生じていないと判定することができる。

以上説明したように、本実施形態では、マイコン２０は、イグニッションスイッチ３０がオフ操作された後、電源リレー１０をオフ操作した状態で第３所定時間Ｔ３経過後、電源リレー１０のオン固着異常を検出可能である。
このように、本実施形態では、簡単な構成で、電源リレー１０のオフ固着異常の検出に加え、オン固着異常の検出も可能である。

（他の実施形態）
本発明の他の実施形態では、第１抵抗、第２抵抗、第３抵抗の抵抗値は、上述した具体的な抵抗値に限らず、任意の値に設定してもよい。特に、第３抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、電源リレーのオフ固着異常時、放電スイッチをオン操作してからコンデンサの電圧が所定値以下となるまでに要する時間を短縮することができる。これにより、第２所定時間を短くすることができ、電源リレーのオフ固着異常を判定するのに要する時間を短縮することができる。

また、第３抵抗の抵抗値を適宜設定することにより、電源リレーのオフ固着異常時、放電スイッチをオン操作して第２所定時間経過したときのコンデンサの電圧と電源電圧との電位差を大きくすることができる。これにより、異常検出の精度をより高めることができる。
また、本発明の他の実施形態では、第３抵抗は、電流が流れているときの発熱値が所定値より大きくなるような抵抗値に設定されていてもよい。この場合、電源リレーのオフ固着異常の判定処理後、速やかに放電スイッチをオフ操作すれば、第３抵抗の過熱を抑制することができる。

上述の第２実施形態では、電源リレーのオン固着異常の判定を行うにあたり、フラグの情報を不揮発性メモリに書き込む例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、例えば、マイコンとバッテリとの主接続の状態（イグニッションスイッチの状態）にかかわらず給電状態が維持されるバックアップＲＡＭにフラグの情報を書き込んでもよい。また、例えば、フラグの情報を揮発性のメモリに書き込むようにしてもよい。この構成でも、電源リレーにオン固着異常が生じている場合には、電源リレーを経由してマイコンへの給電状態が維持されることから、フラグの情報を保持することができる。そのため、イグニッションスイッチが再びオン状態となったとき、揮発性メモリにフラグの情報として「１」が書き込まれているか否かに基づき、オン固着異常の判定をすることができる。なお、この構成では、イグニッションスイッチがオフ操作されたときにフラグの情報として「０」を書き込む処理を省略してもよい。

また、上述の第１実施形態では、マイコンが不揮発性メモリを有する例を示した。これに対し、本発明の他の実施形態では、マイコンは不揮発性メモリを有していなくてもよい。第１実施形態では、電源リレーのオフ固着異常の判定に、フラグの情報を必要としないからである。
また、本発明による制御装置は、ブラシ付ＤＣモータに限らず、例えばブラシレスＤＣモータ等を駆動対象としてもよい。この場合、電力変換回路としては、例えば３相インバータ等を用いることが考えられる。

また、本発明による制御装置は、電動パワーステアリング装置に用いられるモータ以外のモータを駆動対象としてもよい。例えば、ギア比可変装置またはステアバイワイヤシステムの操舵装置に用いられるモータを駆動対象としてもよい。また、車載装置に用いられるモータに限らず、エアコンプレッサに用いられるモータ等、電力により駆動するあらゆる機器を駆動対象としてもよい。
このように、本発明は、上述の実施形態に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲で種々の形態に適用可能である。

１・・・・制御装置
１０・・・電源リレー
２０・・・マイコン（制御部、電圧検出手段）
３０・・・イグニッションスイッチ（起動スイッチ）
４１・・・第１抵抗
４２・・・第２抵抗
４３・・・第３抵抗
５０・・・コンデンサ
６０・・・放電スイッチ

Claims

駆動対象（３）に供給する電力を制御する制御装置（１）であって、
電源（２）と前記駆動対象との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、前記電源から前記駆動対象への電流の流れを許容または遮断する電源リレー（１０）と、
前記電源から電力を供給されることにより起動し、前記電源リレーをオン操作またはオフ操作することで前記駆動対象への電力の供給を制御する制御部（２０）と、
前記電源と前記制御部との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、前記電源から前記制御部への電流の流れを許容または遮断する起動スイッチ（３０）と、
一端が前記起動スイッチと前記制御部との間に接続され、他端が前記電源リレーと前記駆動対象との間に接続される第１抵抗（４１）と、
一端が前記電源リレーと前記駆動対象との間に接続され、他端が前記電源の負極側に接続されるコンデンサ（５０）と、
一端が前記電源リレーと前記駆動対象との間に接続され、他端が前記電源の負極側に接続される第２抵抗（４２）と、
一端が前記電源リレーと前記駆動対象との間に接続され、他端が前記電源の負極側に接続される第３抵抗（４３）と、
前記第３抵抗と前記電源の負極側との間に設けられ、オン操作またはオフ操作されることにより、前記第３抵抗を経由して前記電源の負極側へ流れる電流の流れを許容または遮断する放電スイッチ（６０）と、
前記コンデンサの一端側の電圧を検出する電圧検出手段（２０）と、を備え、
前記制御部は、前記起動スイッチがオン操作されることで前記電源から電力が供給され、第１所定時間経過後、前記電源リレーをオン操作し、その後、前記放電スイッチをオン操作し、第２所定時間経過後、前記電圧検出手段により検出した電圧に基づき、前記電源リレーのオフ固着異常を検出可能であることを特徴とする制御装置。
前記第３抵抗は、前記第２抵抗の抵抗値よりも小さい抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項１に記載の制御装置。
前記第３抵抗は、電流が流れているときの発熱値が所定値以下となるような抵抗値に設定されていることを特徴とする請求項１または２に記載の制御装置。
前記制御部は、前記起動スイッチがオフ操作された後、前記電源リレーをオフ操作した状態で第３所定時間経過後、前記電源リレーのオン固着異常を検出可能であることを特徴とする請求項１〜３のいずれか一項に記載の制御装置。