JP7322635B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、電子制御装置に関する。

従来、モータの駆動を制御するモータ制御装置が知られている。例えば特許文献１では、モータ駆動回路への給電を通電または遮断する電源リレーとして、互いに反対向きの寄生ダイオードを有する２つのスイッチング素子を用いている。

特開２０１７－２２８２８号公報

特許文献１のように、寄生ダイオードのカソードが外側、アノードが内側となるように２つのスイッチング素子が接続されている場合、コンデンサからの放電により、２つのスイッチング素子の間の電圧が高くなることで、コンデンサ側のスイッチング素子が正常にオンできることを確認可能である。しかしながら、寄生ダイオードのアノードが外側、カソードが内側となるように接続されている場合、コンデンサが充電されていると、コンデンサ側のスイッチング素子のオンオフによらず、寄生ダイオード経由で２つのスイッチング素子の中間点に電圧が印加されるため、特許文献１の手法ではスイッチング素子が正常に動作しているか否かの検査ができない。

本発明は、上述の課題に鑑みてなされたものであり、その目的は、電源リレー部の動作検査を適切に実施可能な電子制御装置を提供することにある。

本発明の電子制御装置は、電源リレー部（３０）と、昇圧回路（４１）と、チェック電圧印加回路（５０）と、制御部（７０）と、を備える。電源リレー部は、寄生ダイオードのアノードが外側、カソードが内側となるように接続される複数のリレー素子（３１、３２）を有し、バッテリ（１０５）と負荷（８０）との間に設けられる。昇圧回路は、バッテリの電圧であるバッテリ電圧を昇圧する。チェック電圧印加回路は、昇圧回路にて昇圧された電圧である昇圧電圧をチェック電圧として、リレー素子の中間点に印加可能である。制御部は、中間点の電圧であるリレー中間電圧に基づき、電源リレー部の異常判定を行う異常判定部（７２）を有する。チェック電圧印加回路は、昇圧回路から中間点に供給される電流を制限する電流制限回路（５１、６３）、チェック電圧を中間点に印加するか否かを切替可能なチェックスイッチ（５７、６１）、および、中間点から昇圧回路側への電流の逆流を防ぐダイオード（５８、６２）を有する。これにより、電源リレー部の動作検査を適切に実施可能である。

第１実施形態によるステアリングシステムの概略構成図である。 第１実施形態による駆動装置を示す回路図である。 第１実施形態による電源リレー部および集積回路部を示す回路図である。 第１実施形態によるチェック電圧印加回路を示す回路図である。 第１実施形態による電源リレー部を示す模式図である。 第１実施形態によるリレーチェック処理を説明するフローチャートである。 第１実施形態によるリレーチェック処理を説明するタイムチャートである。 第２実施形態による電源リレー部および集積回路部を示す回路図である。 参考例により電源リレー部を示す回路図である。

以下、本発明による電子制御装置を図面に基づいて説明する。以下、複数の実施形態において、実質的に同一の構成には同一の符号を付して説明を省略する。

（第１実施形態）
第１実施形態を図１～図７に示す。図１に示すように、駆動装置１０は、電子制御装置としてのＥＣＵ１５、および、回転電機であるモータ８０を備え、例えば車両のステアリング操作を補助するための操舵装置としての電動パワーステアリング装置８に適用される。

図１は、電動パワーステアリング装置８を備えるステアリングシステム９０の構成を示す。ステアリングシステム９０は、操舵部材であるステアリングホイール９１、ステアリングシャフト９２、ピニオンギア９６、ラック軸９７、車輪９８、および、電動パワーステアリング装置８等を備える。

ステアリングホイール９１は、ステアリングシャフト９２と接続される。ステアリングシャフト９２には、操舵トルクを検出するトルクセンサ９４が設けられる。ステアリングシャフト９２の先端には、ピニオンギア９６が設けられる。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が連結される。

運転者がステアリングホイール９１を回転させると、ステアリングホイール９１に接続されたステアリングシャフト９２が回転する。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る。一対の車輪９８は、ラック軸９７の変位量に応じた角度に操舵される。

電動パワーステアリング装置８は、モータ８０、モータ８０の回転を減速してステアリングシャフト９２に伝える動力伝達部としての減速ギア８９、および、ＥＣＵ１５等を備える。すなわち、本実施形態の電動パワーステアリング装置８は、所謂「コラムアシストタイプ」であり、ステアリングシャフト９２が駆動対象といえる。モータ８０の回転をラック軸９７に伝える所謂「ラックアシストタイプ」等としてもよい。

図１および図２に示すように、モータ８０は、操舵に要するトルクの一部または全部を出力するものであって、電源としてのバッテリ１０５から電力が供給されることにより駆動され、減速ギア８９を正逆回転させる。モータ８０は、３相ブラシレスモータであって、いずれも図示しないロータおよびステータを有する。図２に示すように、位置センサ８５は、モータ８０の回転位置として、電気角θｅを検出し、検出値を制御部７０に出力する。

モータ８０は、３相のモータ巻線８１を備える。モータ巻線８１は、Ｕ相コイル８１１、Ｖ相コイル８１２、および、Ｗ相コイル８１３を有する。ＥＣＵ１５は、モータ８０の駆動を制御するものであって、インバータ部２０、集積回路部４０、および、制御部７０等を有する。

インバータ部２０は、６つのスイッチング素子２１～２６を有し、モータ巻線８１への電力を変換する。以下、スイッチング素子を「ＳＷ素子」と記す。ＳＷ素子２１～２６は、ＭＯＳＦＥＴであるが、ＩＧＢＴやサイリスタ等であってもよい。

ＳＷ素子２１～２３は高電位側に接続され、ＳＷ素子２４～２６は低電位側に接続される。対になるＵ相のＳＷ素子２１、２４の接続点には、Ｕ相コイル８１１の一端が接続される。対になるＶ相のＳＷ素子２２、２５の接続点には、Ｖ相コイル８１２の一端が接続される。対になるＷ相のＳＷ素子２３、２６の接続点には、Ｗ相コイル８１３の一端が接続される。コイル８１１～８１３の他端は、結線される。

高電位側に配置されるＳＷ素子２１～２３は、上側母線３７を経由して、バッテリ１０５の正極と接続される。低電位側に配置されるＳＷ素子２４～２６は、下側母線３８を経由してグランドと接続される。低電位側のＳＷ素子２４～２６と下側母線３８との間には、コイル８１１～８１３に流れる電流を検出する電流検出素子２７～２９が設けられる。本実施形態の電流検出素子２７～２９はシャント抵抗であるが、シャント抵抗以外のものを用いてもよい。電流検出素子２７～２９の両端電圧は、それぞれ、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗに係る検出値として、図示しない増幅回路部を経由し、制御部７０に出力される。

電源リレー部３０は、上側母線３７に設けられ、バッテリ１０５とインバータ部２０との間の電流の断接を切替可能である。電源リレー部３０の詳細は後述する。コンデンサ３５およびコイル３６は、バッテリ１０５とインバータ部２０との間に配置され、フィルタ回路を構成している。コンデンサ３５およびコイル３６を設けることで、バッテリ１０５を共有する他の装置から伝わるノイズが低減されるとともに、インバータ部２０側からバッテリ１０５を共有する他の装置へ伝わるノイズが低減される。コンデンサ３５は、コイル３６のインバータ部２０側にて、上側母線３７および下側母線３８に接続される。コンデンサ３５は、電荷を蓄えることで、インバータ部２０への電力供給を補助したり、サージ電流などのノイズ成分を抑制したりする。

制御部７０は、マイコン等を主体として構成され、内部にはいずれも図示しないＣＰＵ、ＲＯＭ、ＲＡＭ、Ｉ／Ｏ及び、これらの構成を接続するバスライン等を備えている。制御部７０における各処理は、ＲＯＭ等の実体的なメモリ装置（すなわち、読み出し可能非一時的有形記憶媒体）に予め記憶されたプログラムをＣＰＵで実行することによるソフトウェア処理であってもよいし、専用の電子回路によるハードウェア処理であってもよい。

制御部７０は、通電制御部７１および異常判定部７２等を有する。通電制御部７１は、相電流Ｉｕ、Ｉｖ、Ｉｗ、電気角θｅおよび操舵トルク等に基づき、ＳＷ素子２１～２６のオンオフ作動を制御する駆動信号を生成する。生成された駆動信号は、集積回路部４０に設けられる駆動回路４２を経由して、ＳＷ素子２１～２６のゲートに出力される。駆動信号に応じてＳＷ素子２１～２６がオンオフされることで、コイル８１１～８１３の通電が制御される。これにより、モータ８０の駆動は制御部７０に制御される。異常判定部７２は、ＥＣＵ１５の異常を判定する。

電源リレー部３０および集積回路部４０の詳細を図３に示す。電源リレー部３０は、２つのリレー素子である電源リレー３１および逆接保護リレー３２を有する。本実施形態では、電源リレー３１がインバータ部２０側、逆接保護リレー３２がバッテリ１０５側となるように、上側母線３７に直列接続される。電源リレー３１および逆接保護リレー３２は、いずれもＮチャネル型のＭＯＳＦＥＴであって、寄生ダイオードを有する。

電源リレー３１は、バッテリ１０５とインバータ部２０との間における電流を導通または遮断する。逆接保護リレー３２は、寄生ダイオードの向きが電源リレー３１と逆向きとなるように接続される。これにより、バッテリ１０５が誤って逆向きに接続された場合に逆向きの電流が流れるのを防ぐ。

本実施形態では、電源リレー３１および逆接保護リレー３２は、ドレインが内側、ソースが外側となるように接続される「ドレインコモン」の構成としており、寄生ダイオードはアノードが外側、カソードが内側となっている。電源リレー３１と逆接保護リレー３２の接続点である中間点Ｐには、分圧抵抗７５、７６が接続される。分圧抵抗７５、７６の出力電圧Ｖｏｕｔは、制御部７０のモニタ回路に出力される。出力電圧Ｖｏｕｔは、リレー３１、３２の中間点Ｐの電圧であるリレー中間電圧Ｖｍに応じた値である。

図９に示す参考例のように、Ｎチャネル型の電源リレー３３１および逆接保護リレー３３２を、ソースが内側、ドレインが外側となるように接続される「ソースコモン」の構成とする場合、寄生ダイオードはアノードが内側、カソードが外側となる。

図５は、電源リレーおよび逆接保護リレーを１つのパッケージＰＫＧに内蔵した場合の模式図であって、上段に参考例のソースコモン構成、下段にドレインコモン構成を示す。図５では、バッテリ側に接続される素子である逆接保護リレー３２および電源リレー３３１のソースをＳ１、ドレインをＤ１、ゲートをＳ１、インバータ部２０側に接続される素子である電源リレー３１および逆接保護リレー３３２のソースをＳ２、ドレインをＤ２、ゲートをＧ２とする。

参考例のソースコモン構成の場合、リードフレームＦ１、Ｆ２を分離し、電源リレー３３１および逆接保護リレー３３２のチップＣ１、Ｃ２を分離されたリードフレームに実装し、ソースを配線Ｌで接続する必要がある。一方、ドレインコモン構成の場合、リードフレームＦおよびチップＣを共通とし、チップでソースを分離する構造とすることで、ソースコモン構成よりも小型化可能である。

図３に戻り、集積回路部４０は、昇圧回路４１、駆動回路４２、プリチャージ回路４３、および、チェック電圧印加回路５０等を有する。昇圧回路４１は、例えばチャージポンプ回路であって、バッテリ電圧Ｖｂを昇圧した昇圧電圧Ｖｃｐを駆動回路４２に供給する。

駆動回路４２は、制御部７０からの駆動信号に応じたゲート電圧をＳＷ素子２１～２６のゲートに出力する。昇圧回路４１から供給される昇圧電圧Ｖｃｐは、高電位側のＳＷ素子２１～２３のゲート電圧として用いられる。

プリチャージ回路４３は、電源リレー部３０の下流側に電力を供給可能であり、例えばイグニッションスイッチ等である車両の始動スイッチがオンされたときに、コンデンサ３５を予め充電しておく。これにより、リレー３１、３２がオンされたときに、インバータ部２０側に大電流が流れるのを防ぐことができる。

ところで、参考例のようなソースコモン構成の場合、電源リレー３３１をオンにしてコンデンサ３５を充電した後、電源リレー３３１をオフにしたときのリレー中間電圧Ｖｍが０になることで逆接保護リレー３３２が正常にオフできていることを確認可能である。また、逆接保護リレー３３２をオンにし、コンデンサ３５からの放電により、リレー中間電圧Ｖｍが高くなることで、逆接保護リレー３３２がオンできていることを確認可能である。一方、ドレインコモン構成の場合、逆接保護リレー３２がオフであっても、寄生ダイオードを経由して中間点Ｐにバッテリ電圧Ｖｂが印加されるため、上述した方法での逆接保護リレー３２の動作確認ができない。

そこで本実施形態では、昇圧回路４１の昇圧電圧Ｖｃｐを、チェック電圧印加回路５０を経由して中間点Ｐに印加可能に構成することで、リレー３１、３２の動作検査を可能としている。チェック電圧印加回路５０の詳細を図４に示す。

図４に示すように、チェック電圧印加回路５０は、電流制限回路５１、チェックスイッチ５７、および、ダイオード５８を有する。電流制限回路５１は、定電流源５２、および、カレントミラー回路５３を有する。カレントミラー回路５３は、定電流源５２側に接続される２つのバイポーラトランジスタ５３１、５３２、および、昇圧回路４１側に接続されるＭＯＳＦＥＴ５３３、５３４から構成される。

定電流源５２は、バッテリ電圧Ｖｂ（例えば１２［Ｖ］）より低圧（例えば５［Ｖ］）に調圧された内部電源１０６と接続され、一定の電流をバイポーラトランジスタ５３１のコレクタ側に供給する。バイポーラトランジスタ５３１、５３２のベースには、チェックスイッチ５７が接続され、エミッタ側はグランドに接続される。チェックスイッチ５７のバイポーラトランジスタ５３１、５３２と反対側はグランドに接続される。バイポーラトランジスタ５３２のコレクタは、ＭＯＳＦＥＴ５３３、５３４のゲート、および、ＭＯＳＦＥＴ５３３のドレインと接続される。ＭＯＳＦＥＴ５３３、５３４のソースは、昇圧回路４１と接続され、ＭＳＯＦＥＴ５３４のドレインは、ダイオード５８を経由して、中間点Ｐに接続される。

チェックスイッチ５７は、ＭＯＳＦＥＴで構成され、制御部７０からの制御信号によりオンオフ作動が制御される。チェックスイッチ５７への制御信号がＬｏのとき、カレントミラー回路５３が作動し、定電流源５２の出力電流にて、昇圧電圧Ｖｃｐが中間点Ｐに印加される。また、チェックスイッチ５７への制御信号がＨｉのとき、中間点Ｐには昇圧電圧Ｖｃｐが印加されない。ダイオード５８は、中間点Ｐから昇圧回路４１側への電流の逆流を防止する。

本実施形態のリレーチェック処理を図６のフローチャートに基づいて説明する。この処理は、車両の始動スイッチがオンされたとき等のイニシャルチェックにて、制御部７０で実施される処理である。以下、ステップＳ１０１の「ステップ」を省略し、単に記号「Ｓ」と記す。本処理は、初期状態として、電源リレー３１および逆接保護リレー３２がオフであるものとする。また、チェックスイッチ５７への制御信号がＨｉであって、中間点Ｐに昇圧電圧Ｖｃｐが印加されていないものとする。以下、電源リレー３１が導通不能となる異常をオープン異常、遮断不能となる異常をショート異常とする。オープン異常およびショート異常は、素子そのものの異常に限らず、信号異常等も含むものとする。逆接保護リレー３２についても同様である。

Ｓ１０１では、制御部７０は、チェックスイッチ５７への制御信号をＬｏとし、中間点Ｐに昇圧電圧Ｖｃｐを印加する。

Ｓ１０２では、異常判定部７２は、リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈより大きいか否か判断する。判定閾値Ｖｔｈは、バッテリ電圧Ｖｂより大きく、昇圧電圧Ｖｃｐより小さい値に設定される。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以下であると判断された場合（Ｓ１０２：ＮＯ）、Ｓ１０３へ移行し、電源リレー３１または逆接保護リレー３２のショート異常であると特定する。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈより大きいと判断された場合（Ｓ１０２：ＹＥＳ）、Ｓ１０４へ移行し、ショート異常が生じていないものとして正常判定する。Ｓ１０５では、制御部７０は、電源リレー３１をオンにする。

判定閾値Ｖｔｈは、式（１）が成立するように設定される。式中のＩｃｈは定電流源５２の電流、Ｒｍｏは分圧抵抗７５、７６の合成抵抗値である。定電流源５２を用いることで、分圧抵抗の抵抗値設計が容易である。

Ｉｃｈ×Ｒｍｏ＞Ｖｔｈ ・・・（１）

Ｓ１０６では、異常判定部７２は、リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ未満か否か判断する。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１０６：ＮＯ）、Ｓ１０７へ移行し、電源リレー３１のオープン異常であると特定する。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１０６：ＹＥＳ）、Ｓ１０８へ移行し、電源リレー３１にオープン異常が生じていないものとして正常判定する。制御部７０は、Ｓ１０９にて電源リレー３１をオフにし、Ｓ１１０にて逆接保護リレー３２をオンにする。

Ｓ１１１では、異常判定部７２は、リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ未満か否か判断する。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以上であると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１２へ移行し、逆接保護リレー３２のオープン異常であると特定する。リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ未満であると判断された場合（Ｓ１１１：ＮＯ）、Ｓ１１３へ移行し、逆接保護リレー３２にオープン異常が生じていないものとして正常判定する。制御部７０は、Ｓ１１４にて逆接保護リレー３２をオフにし、Ｓ１１５にてチェックスイッチ５７への制御信号をＨｉとし、カレントミラー回路５３の作動を停止し、中間点Ｐへの昇圧電圧Ｖｃｐの印加を停止し、リレーチェック処理を終了する。

リレーチェック処理を図７のタイムチャートに基づいて説明する。図７では、共通時間軸を横軸とし、上段から、リレー中間電圧Ｖｍ、電源リレー３１のオンオフ状態、逆接保護リレー３２のオンオフ状態、チェック回路電流を示す。リレー中間電圧Ｖｍは、正常時を実線、電源リレー３１または逆接保護リレー３２のショート異常時を破線、電源リレー３１のオープン異常時を一点鎖線、逆接保護リレー３２のオープン異常時を二点鎖線で示す。

時刻ｘ１１以前の初期状態において、電源リレー３１および逆接保護リレー３２はオフされており、中間点Ｐにチェック回路電流が供給されていない。このとき、中間点Ｐには、逆接保護リレー３２の寄生ダイオードを経由してバッテリ電圧Ｖｂが印加されるので、リレー中間電圧Ｖｍはバッテリ電圧Ｖｂとなる。

時刻ｘ１１にて、中間点Ｐにチェック回路電流が供給され、昇圧電圧Ｖｃｐが印加されるので、正常時、リレー中間電圧Ｖｍは昇圧電圧Ｖｃｐとなる。一方、電源リレー３１または逆接保護リレー３２にショート異常が生じていると、リレー中間電圧Ｖｍはバッテリ電圧Ｖｂとなる。したがって、電源リレー３１および逆接保護リレー３２がオフの状態にて、昇圧電圧Ｖｃｐを印加したときのリレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以下の場合、電源リレー３１または逆接保護リレー３２のショート異常が生じていると判定することができる。

時刻ｘ１２にて、中間点Ｐに昇圧電圧Ｖｃｐが印加されている状態にて電源リレー３１をオンにすると、正常時、リレー中間電圧Ｖｍは、バッテリ電圧Ｖｂとなる。一方、電源リレー３１にオープン異常が生じていると、リレー中間電圧Ｖｍは昇圧電圧Ｖｃｐとなる。したがって、逆接保護リレー３２がオフ、かつ、昇圧電圧Ｖｃｐが印加されている状態にて、電源リレー３１をオンしたときのリレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以上の場合、電源リレー３１のオープン異常が生じていると判定することができる。

時刻ｘ１３にて、電源リレー３１をオフとし、中間点Ｐに昇圧電圧Ｖｃｐが印加されている状態にて逆接保護リレー３２をオンにすると、正常時、リレー中間電圧Ｖｍはバッテリ電圧Ｖｂとなる。一方、逆接保護リレー３２にオープン異常が生じていると、リレー中間電圧Ｖｍは昇圧電圧Ｖｃｐとなる。したがって、電源リレー３１がオフ、かつ、昇圧電圧Ｖｃｐが印加されている状態にて、逆接保護リレー３２をオンしたときのリレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈ以上の場合、逆接保護リレー３２のオープン異常が生じていると判定することができる。

以上説明したように、ＥＣＵ１５は、電源リレー部３０と、昇圧回路４１と、チェック電圧印加回路５０と、制御部７０と、を備える。電源リレー部３０は、寄生ダイオードのアノードが外側、カソードが内側となるように接続される複数のリレー素子である電源リレー３１および逆接保護リレー３２を有し、バッテリ１０５とモータ８０との間に設けられる。昇圧回路４１は、バッテリ１０５の電圧であるバッテリ電圧Ｖｂを昇圧する。チェック電圧印加回路５０は、昇圧回路４１にて昇圧された電圧である昇圧電圧Ｖｃｐをチェック電圧としてリレー素子の中間点Ｐに印加可能である。制御部７０は、中間点Ｐの電圧であるリレー中間電圧Ｖｍに基づき、電源リレー部３０の異常判定を行う異常判定部７２を有する。これにより、２つのリレー素子をソースコモン構成とした場合であっても、リレー素子の動作検査を適切に行うことができる。

チェック電圧印加回路５０は、電流制限回路５１、チェックスイッチ５７、および、ダイオード５８を有する。電流制限回路５１は、昇圧回路４１から中間点Ｐに供給される電流を制限する。チェックスイッチ５７は、チェック電圧を中間点Ｐに印加するか否かを切替可能である。ダイオード５８は、中間点Ｐから昇圧回路４１側への電流の逆流を防ぐ。これにより、電源リレー部３０の検査時に中間点Ｐに適切にチェック電圧を印加可能であるとともに、検査時以外においてチェック電圧印加回路５０を電源リレー部３０から切り離すことができる。

本実施形態の負荷は、モータ巻線８１を有するモータ８０であって、ＥＣＵ１５は、スイッチング素子２１～２６を有し、モータ巻線８１の電流を切り替えるインバータ部２０をさらに備える。昇圧回路４１は、スイッチング素子２１～２６を動作させる駆動回路４２、および、チェック電圧印加回路５０に接続される。すなわち本実施形態では、高電位側のスイッチング素子２１～２３の駆動用に設けられている昇圧回路４１の昇圧電圧Ｖｃｐを、電源リレー部３０の検査にも用いている、と捉えることもできる。なお、電源リレー部３０の検査をイニシャルチェックにて行うとすれば、昇圧電圧Ｖｃｐは、電源リレー部３０の検査時には駆動回路４２側に印加されず、モータ８０の駆動中はチェック電圧印加回路５０側に印加されない。昇圧回路４１の昇圧電圧Ｖｃｐを、駆動回路４２およびチェック電圧印加回路５０で共用することで、電源リレー部３０を検査するための昇圧構成を別途に設ける場合と比較し、構成を簡素化することができる。

電流制限回路５１は、定電流源５２、および、カレントミラー回路５３を有する。チェックスイッチ５７は、カレントミラー回路５３とグランドとの間に設けられる。電流制限回路５１として、カレントミラー回路５３を用いることで、リレー中間電圧Ｖｍの検出に用いられる分圧抵抗７５、７６の抵抗値を設計しやすい。

異常判定部７２は、電源リレー３１および逆接保護リレー３２がオフの状態にて中間点Ｐにチェック電圧を印加したとき、リレー中間電圧Ｖｍがバッテリ電圧Ｖｂと昇圧電圧Ｖｃｐとの間に設定される判定閾値Ｖｔｈより低い場合、電源リレー３１および逆接保護リレー３２の少なくとも一方のショート異常であると判定する。

また、リレー３１、３２にショート異常が生じていない場合、異常判定部７２は、チェック電圧が中間点Ｐに印加されている状態にて、電源リレー３１をオン、逆接保護リレー３２をオフしたとき、リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈより高い場合、電源リレー３１にオープン異常が生じていると判定する。また、リレー３１、３２にショート異常が生じていない場合、異常判定部７２は、チェック電圧が中間点Ｐに印加されている状態にて、電源リレー３１をオフ、逆接保護リレー３２をオンしたとき、リレー中間電圧Ｖｍが判定閾値Ｖｔｈより高い場合、逆接保護リレー３２にオープン異常が生じていると判定する。これにより、電源リレー部３０の異常を適切に判定することができる。

（第２実施形態）
第２実施形態を図８に示す。本実施形態のチェック電圧印加回路６０は、チェックスイッチ６１、ダイオード６２、および、抵抗６３を有する。チェックスイッチ６１、ダイオード６２および抵抗６３は、バッテリ１０５と中間点Ｐとの間に直列接続される。

チェックスイッチ６１は、制御部７０からの信号によりオンオフ作動が制御され、中間点Ｐに昇圧電圧Ｖｃｐが印加されるか否かを切替可能である。ダイオード６２は、チェックスイッチ６１よりも中間点Ｐ側に設けられ、中間点Ｐから昇圧回路４１側への電流の逆流を防止する。

本実施形態の抵抗６３は、電流制限回路として機能する。抵抗６３は、昇圧回路４１から中間点Ｐに至る配線上のいずれの箇所に設けてもよい。抵抗６３の抵抗値をＲｃｈとすると、式（２）が成立するように設定する。リレーチェック処理の詳細は第１実施形態と同様である。

Ｖｃｐ×Ｒｍｏ／（Ｒｃｈ＋Ｒｍｏ）＞Ｖｔｈ ・・・（２）

本実施形態の電流制限回路は、昇圧回路４１と中間点Ｐとの間であって、チェックスイッチ６１およびダイオード６２と直列に接続される抵抗６３である。ダイオード６２は、チェックスイッチ６１よりも中間点Ｐ側に接続される。これにより、チェック電圧印加回路６０の構成を簡素化することができる。また上記実施形態と同様の効果を奏する。

実施形態において、電源リレー３１および逆接保護リレー３２が「リレー素子」、モータ８０側に設けられる電源リレー３１が「第１リレー素子」、バッテリ１０５側に設けられる逆接保護リレー３２が「第２リレー素子」に対応する。また第２実施形態では、抵抗６３が「電流制限回路」に対応する。また、判定閾値Ｖｔｈが「ショート異常判定閾値」、「第１リレー素子オープン異常判定閾値」および「第２リレー素子オープン異常判定閾値」に対応する。上記実施形態では、「ショート異常判定閾値」、「第１リレー素子オープン異常判定閾値」および「第２リレー素子オープン異常判定閾値」が同じ値であるものとして説明したが、少なくとも１つが異なる値であってもよい。

（他の実施形態）
第２実施形態では、チェック電圧印加回路は、昇圧回路側から、チェックスイッチ、ダイオード、抵抗の順に直列接続される。他の実施形態では、抵抗の位置は、チェックスイッチとダイオードとの間、あるいは、チェックスイッチより昇圧回路側であってもよい。上記実施形態では、昇圧回路はチャージポンプ回路である。他の実施形態では、昇圧回路は、ＬＣ昇圧回路等、チャージポンプ回路以外の回路構成としてもよい。また、カレントミラー回路についても回路構成の詳細は異なっていてもよい。

上記実施形態では、リレー中間電圧をモニタするモニタ回路は制御部に設けられる。他の実施形態では、モニタ回路を集積回路部に設けてもよい。また、昇圧回路、チェック電圧印加回路およびプリチャージ回路の少なくとも一部を集積回路部とは別途に設けてもよい。また、プリチャージ回路を省略してもよい。

上記実施形態では、電源リレーと逆接保護リレーとは、ドレインコモンとして１チップにて構成されており、１パッケージ化されている。他の実施形態では、電源リレーと逆接保護リレーとは、別々のチップにて構成されていてもよく、また、パッケージも別々であってもよい。上記実施形態では、電源リレーおよび逆接保護リレーは、いずれもＮチャネル型である。他の実施形態では、電源リレーおよび逆接リレーをＰチャネル型とし、ソースコモン構成としてもよい。上記実施形態では、電源リレーおよび逆接保護リレーが１つずつ設けられている。他の実施形態では、電源リレーおよび逆接保護リレーの少なくとも一方を複数とし、リレー素子が３以上であってもよい。また、１つの逆接保護リレーに対し、複数の電源リレーが接続される、といった具合に、電源リレーと逆接保護リレーの数が異なっていてもよい。この場合、カソード同士が接続されている箇所が中間点Ｐとなる。

上記実施形態では、モータ巻線、インバータ部および制御部が１つずつ設けられる。他の実施形態では、モータ巻線、インバータ部および制御部の少なくとも１つが２つ以上設けられていてもよい。また、例えば複数のモータ巻線およびインバータ部に対して１つの制御部を設ける、或いは、１つの制御部に対して複数のインバータ部およびモータ巻線を設ける、といった具合に、モータ巻線、インバータ部および制御部の数が異なっていてもよい。

上記実施形態では、モータは、３相のブラシレスモータである。他の実施形態では、モータ、３相ブラシレスモータ以外のものを用いてもよい。また、発電機の機能を併せ持つ、所謂モータジェネレータであってもよい。また、負荷はモータ以外のものであってもよい。上記実施形態では、電子制御装置は、電動パワーステアリング装置に適用される。他の実施形態では、電子制御装置を、ステアバイワイヤ装置等、操舵を司る電動パワーステアリング装置以外の操舵装置に適用してもよい。また、操舵装置以外の車載装置、または、車載以外の装置に適用してもよい。

本開示に記載の制御部及びその手法は、コンピュータプログラムにより具体化された一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。あるいは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ以上の専用ハードウェア論理回路によってプロセッサを構成することによって提供された専用コンピュータにより、実現されてもよい。もしくは、本開示に記載の制御部及びその手法は、一つ乃至は複数の機能を実行するようにプログラムされたプロセッサ及びメモリと一つ以上のハードウェア論理回路によって構成されたプロセッサとの組み合わせにより構成された一つ以上の専用コンピュータにより、実現されてもよい。また、コンピュータプログラムは、コンピュータにより実行されるインストラクションとして、コンピュータ読み取り可能な非遷移有形記録媒体に記憶されていてもよい。以上、本発明は、上記実施形態になんら限定されるものではなく、発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の形態で実施可能である。

１５・・・ＥＣＵ（電子制御装置）
３０・・・電源リレー部
３１・・・電源リレー（リレー素子、第１リレー素子）
３２・・・逆接保護リレー（リレー素子、第２リレー素子）
５０、６０・・・チェック電圧印加回路
７０・・・制御部 ７２・・・異常判定部
８０・・・モータ（負荷）
１０５・・・バッテリ

Claims (7)

1. 寄生ダイオードのアノードが外側、カソードが内側となるように接続される複数のリレー素子（３１、３２）を有し、バッテリ（１０５）と負荷（８０）との間に設けられる電源リレー部（３０）と、
   前記バッテリの電圧であるバッテリ電圧を昇圧する昇圧回路（４１）と、
   前記昇圧回路にて昇圧された電圧である昇圧電圧をチェック電圧として、前記リレー素子の中間点に印加可能なチェック電圧印加回路（５０）と、
   前記中間点の電圧であるリレー中間電圧に基づき、前記電源リレー部の異常判定を行う異常判定部（７２）を有する制御部（７０）と、
   を備え、
   前記チェック電圧印加回路は、
   前記昇圧回路から前記中間点に供給される電流を制限する電流制限回路（５１、６３）、
   前記チェック電圧を前記中間点に印加するか否かを切替可能なチェックスイッチ（５７、６１）、
   および、前記中間点から前記昇圧回路側への電流の逆流を防ぐダイオード（５８、６２）を有する電子制御装置。
2. 前記負荷は、モータ巻線（８１）を有するモータ（８０）であって、
   スイッチング素子（２１～２６）を有し、前記モータ巻線の電流を切り替えるインバータ部（２０）をさらに備え、
   前記昇圧回路は、前記スイッチング素子を動作させる駆動回路（４２）、および、前記チェック電圧印加回路に接続される請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記電流制限回路は、定電流源（５２）およびカレントミラー回路（５３）を有し、
   前記チェックスイッチ（５７）は、前記カレントミラー回路とグランドとの間に接続される請求項１または２に記載の電子制御装置。
4. 前記電流制限回路は、前記昇圧回路と前記中間点との間において、前記チェックスイッチおよび前記ダイオードと直列に接続される抵抗（６３）であって、
   前記ダイオードは、前記チェックスイッチよりも前記中間点側に設けられる請求項１または２に記載の電子制御装置。
5. 前記異常判定部は、前記リレー素子がオフの状態にて前記中間点に前記チェック電圧を印加したとき、前記リレー中間電圧が、前記バッテリ電圧と前記チェック電圧との間に設定されるショート異常判定閾値より低い場合、前記リレー素子の少なくとも一方のショート異常であると判定する請求項１～４のいずれか一項に記載の電子制御装置。
6. 前記リレー素子のうち、前記負荷側に設けられる素子を第１リレー素子（３１）、前記バッテリ側に設けられる素子を第２リレー素子（３２）とし、前記第１リレー素子および前記第２リレー素子にショート異常が生じていない場合、
   前記異常判定部は、前記チェック電圧が前記中間点に印加されている状態にて、前記第１リレー素子をオン、前記第２リレー素子をオフしたとき、前記リレー中間電圧が、前記バッテリ電圧と前記チェック電圧との間に設定される第１リレー素子オープン異常判定閾値より高い場合、前記第１リレー素子にオープン異常が生じていると判定する請求項５に記載の電子制御装置。
7. 前記リレー素子のうち、前記負荷側に設けられる素子を第１リレー素子（３１）、前記バッテリ側に設けられる素子を第２リレー素子（３２）とし、前記第１リレー素子および前記第２リレー素子にショート異常が生じていない場合、
   前記異常判定部は、前記チェック電圧が前記中間点に印加されている状態にて、前記第１リレー素子をオフ、前記第２リレー素子をオンしたとき、前記リレー中間電圧が、前記バッテリ電圧と前記チェック電圧との間に設定される第２リレー素子オープン異常判定閾値より高い場合、前記第２リレー素子にオープン異常が生じていると判定する請求項５に記載の電子制御装置。

Images