JP7360560B2 - 電子制御装置 - Google Patents

Description

本発明は、複数系統に冗長構成された車載システムにおいて系統ごとに独立して通電制御を行う電子制御装置に関する。

電子制御装置（ＥＣＵ）には、複数系統に冗長構成された車載システムにおいて系統ごとに独立して通電制御を行うことで、一部の系統に異常が発生したときに異常系統の通電制御を制限して正常系統で通電制御を継続するものが知られている。例えば特許文献１に記載されるように、ＥＰＳ（Electric Power Steering）システムにおいて、２つの独立した巻線組を有するモータに対して巻線組ごとに通電制御を行う系統を２つ備えたものが知られている。このＥＰＳシステムでは、仮に一方の系統が故障しても他方の系統で通電制御を継続することで操舵力のアシストを停止しないようにしている。

このような電子制御装置では、系統間における制御系のグランド電位の相対的変動やこれに対する差動信号方式採用によるコスト上昇を回避すべく、２系統に共通の制御系グランドを備えている。このため、一方の系統のグランドハーネスにオープン故障等の抵抗値増大異常が発生すると、一方の系統から他方の系統へ制御系グランドを介して電流が流れ込み、他方の系統のグランドハーネスに過剰な電流が流れてしまう。そこで、制御系グランドに流れる電流を検出し、この電流に基づいてグランドハーネスの抵抗値増大異常を検知したときにモータの電流制限を行っている。

特開２０１９－１８７１３４号公報

ところで、一方の系統のグランドハーネスに抵抗値増大異常が発生した場合、他方の系統のグランドハーネスの温度上昇よりも、制御系グランドを流れる電流による電子制御装置内の部品の温度上昇の方が耐熱性や耐久性の観点で厳しくなることが想定される。このような想定の下でも、電子制御装置内の部品の温度上昇は、耐熱性や耐久性の観点から規定される限界値まで直ちに到達せず、経時的に大きくなっていくことが知見として得られている。

しかしながら、上記のＥＰＳシステムでは、グランドハーネスの抵抗値増大異常を検知すると異常時処理として直ちに電流制限を行うため、電子制御装置内の部品の温度上昇に限界値までの余裕があるか否かにかかわらずシステム機能が制限されてしまっていた。

そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、複数系統に冗長構成された車載システムにおいて一部の系統の異常によって当該系統のシステム機能が制限されるまでの時間を可及的に長期化させる電子制御装置を提供することを目的とする。

本発明に係る電子制御装置では、第１電源に接続された第１正極コネクタおよび第１負極コネクタと、第２電源に接続された第２正極コネクタおよび第２負極コネクタと、第１正極コネクタおよび第１負極コネクタに接続され、電動モータの第１巻線組に通電して駆動する第１インバータと、第２正極コネクタおよび第２負極コネクタに接続され、電動モータの第２巻線組に通電して駆動する第２インバータと、第１負極コネクタと第２負極コネクタとに接続されるグランド部と、第１負極コネクタとグランド部との間、または、第２負極コネクタとグランド部との間に設けられたセンサ部と、センサ部の出力信号に基づいて、第１負極コネクタと第２負極コネクタとの間でグランド部を介して流れる電流を検出可能な電流検出回路と、マイクロコンピュータであって、第１正極コネクタおよび第１負極コネクタに接続され、第１インバータの出力を制御する第１マイクロコンピュータと、第２正極コネクタおよび第２負極コネクタに接続され、第２インバータの出力を制御する第２マイクロコンピュータと、を有し、第１マイクロコンピュータおよび第２マイクロコンピュータは、電流検出回路の出力電圧に基づいて電子制御装置の内部の上昇温度を推定し、第１マイクロコンピュータが上昇温度に基づいて第１インバータから出力される電流の制限を開始するか、あるいは、第２マイクロコンピュータが上昇温度に基づいて第２インバータから出力される電流の制限を開始する、マイクロコンピュータと、を備える。

本発明に係る電子制御装置によれば、複数系統に冗長構成された車載システムにおいて一部の系統の異常によって当該系統のシステム機能が制限されるまでの時間を可及的に長期化させることができる。

電動ステアリングシステムの一例を示す概略構成図である。 第１実施形態に係るＥＣＵの内部構成の一例を示す回路図である。 同ＥＣＵのインバータおよびモータの内部の一例を示す回路図である。 同ＥＣＵにおける正常時の電流経路を示す回路構成図である。 同ＥＣＵにおける異常時の電流経路を示す回路構成図である。 同ＥＣＵで異常時処理を行ったときの電流経路を示す回路図である。 同ＥＣＵで別の異常時処理を行ったときの電流経路を示す回路図である。 第２実施形態に係るＥＣＵの内部構成の要部を示す回路図である。

以下、添付された図面を参照し、本発明を実施するための実施形態について詳述する。

〔第１実施形態〕
図１は、第１実施形態における電動ステアリングシステムの一例を示す。電動ステアリングシステム１００は、運転者がステアリング操作を行う車両１０００の通常運転では、ステアリングホイール１００１による操舵トルクで一対の操向輪１００２を転舵させる際に、操舵トルクをアシストするパワーステアリングとして機能する。

ステアリングホイール１００１の操作によって発生する操舵トルクは、ステアリングシャフト１００３等を介して、ピニオンシャフト１００４に接続されたピニオンギア１００５に伝達される。伝達された操舵トルクによるピニオンギア１００５の回転運動は、ピニオンギア１００５と噛合するラックギア１００６によって車幅方向の直線運動に変換され、この直線運動によってラックギア１００６に接続された一対の操舵機構１００７が作動する。これにより一対の操舵機構１００７にそれぞれ接続された操向輪１００２が転舵するが、パワーステアリングでは、一対の操舵機構１００７への操舵トルクの伝達経路に対して、操舵トルクを補助するアシストトルクを加えるように構成される。

図示の例では、電動ステアリングシステム１００は、モータ１、および、コンピュータを内蔵してモータ１の駆動制御を行う電動ステアリング制御装置（以下、単に「ＥＣＵ」という）２を備える。また、電動ステアリングシステム１００は、ステアリングシャフト１００３を内包するステアリングコラム１００８に、操舵角センサ３、操舵トルクセンサ４、および、モータ１の出力を減速してステアリングシャフト１００３に伝達する減速機５を備える。

ＥＣＵ２は、操舵角センサ３からの操舵角検出信号ＳＡ、操舵トルクセンサ４からの操舵トルク検出信号ＳＴおよび車速センサ６からの車速検出信号ＳＶ等、各種信号を入力するように構成される。また、ＥＣＵ２は、入力した各種信号から得られる、操舵角、操舵トルクおよび車速等に基づいてアシストトルクの目標値（目標トルク）を算出し、モータ１が発生するトルクが目標トルクに近づくように、モータ１の回転駆動を制御する。そして、モータ１が発生するトルクが減速機５を介してステアリングシャフト１００３へ伝達され、これにより、車両１０００の運転状態に応じたアシストトルクで操舵力をアシストしている。

一方、電動ステアリングシステム１００は、車両１０００の自動運転では自動操舵装置として機能し、かかる機能を発揮するために、外界認識装置８および自動運転コントローラ９をさらに備える。外界認識装置８は、例えばカメラ等であり、車両１０００の外界情報等を取得するように構成される。自動運転コントローラ９は、車両１０００の自動運転を行う場合に、自動運転要求信号Ｓautoを出力するように構成される。また、自動運転コントローラ９は、外界認識装置８で取得された外界情報等に基づいてステリングホイール１００１の目標操舵角を算出し、目標操舵角情報を含む操舵角指令信号ＳＡ^＊を出力するように構成される。ＥＣＵ２は、自動運転要求信号Ｓautoを入力すると、操舵角検出信号ＳＡから取得した現在の操舵角が、操舵角指令信号ＳＡ^＊から取得した目標操舵角に近づくように、モータ１の回転駆動を制御する。モータ１が発生するトルクが減速機５を介してステアリングシャフト１００３へ伝達され、これにより、車両１０００の自動運転が行われる。

電動ステアリングシステム１００は、第１車載バッテリ（外部電源）７ＡからＥＣＵ２を介してモータ１へ電源が供給される電気系統と、第２車載バッテリ（外部電源）７ＢからＥＣＵ２を介してモータ１へ電源が供給される電気系統と、で２系統に冗長化が図られている。これにより、一方の電気系統で異常が発生した場合でも、他方の電気系統でモータ１への電源供給を継続して、電動ステアリングシステム１００の機能を維持するようにしている。以下、モータ１およびＥＣＵ２において、第１車載バッテリ７Ａから電源が供給される電気系統を「第１電気系統」というものとし、第１電気系統の構成要素に付す参照符号には「Ａ」を含める。同様に、モータ１およびＥＣＵ２において、第２車載バッテリ７Ｂから電源が供給される電気系統を「第２電気系統」というものとし、第２電気系統の構成要素に付す参照符号には「Ｂ」を含める。

図２は、電動ステアリングシステム１００におけるＥＣＵ２の内部構成例を示す。図２におけるＥＣＵ２では、図１の電動ステアリングシステム１００におけるＥＣＵ２のうち、車両１０００の通常運転（非自動運転）に用いられる構成を抽出して示す。

ＥＣＵ２のハウジング１０の内部には、第１車載バッテリ７Ａを電源とする第１電気系統として、モータ１の巻線のうち後述する第１巻線組を駆動する第１インバータ１１Ａと第１インバータ１１Ａの出力を制御する第１制御回路１２Ａとが収容される。
また、ＥＣＵ２のハウジング１０の内部には、第２車載バッテリ７Ｂを電源とする第２電気系統として、モータ１の巻線のうち後述する第２巻線組を駆動する第２インバータ１１Ｂと第２インバータ１１Ｂの出力を制御する第２制御回路１２Ｂとが収容される。
第１制御回路１２Ａおよび第２制御回路１２ＢはＥＣＵ２内の制御系共通グランド１３によりグランドを共有している。

ＥＣＵ２のハウジング１０の内外を電気的に接続する部品として、第１電気系統には第１正極コネクタ１４Ａおよび第１負極コネクタ１５Ａが設けられ、第２電気系統には第２正極コネクタ１４Ｂおよび第２負極コネクタ１５Ｂが設けられる。

第１正極コネクタ１４Ａは、第１電源正極ライン６１Ａを介して第１車載バッテリ７Ａの正極に電気的に接続され、第１負極コネクタ１５Ａは、第１電源負極ライン６２Ａを介して第１車載バッテリ７Ａの負極に電気的に接続される。
第２正極コネクタ１４Ｂは、第２電源正極ライン６１Ｂを介して第２車載バッテリ７Ｂの正極に電気的に接続され、第２負極コネクタ１５Ｂは、第２電源負極ライン６２Ｂを介して第２車載バッテリ７Ｂの負極に電気的に接続される。

第１車載バッテリ７Ａおよび第２車載バッテリ７Ｂの２つの負極はそれぞれ車両１０００のボディアースへ電気的に接続されている。以下において、第１負極コネクタ１５Ａおよび第１電源負極ライン６２Ａからなる構成を第１グランド（ＧＮＤ）ハーネスＨＡといい、第２負極コネクタ１５Ｂおよび第２電源負極ライン６２Ｂからなる構成を第２グランド（ＧＮＤ）ハーネスＨＢというものとする。

第１正極コネクタ１４Ａは、ＥＣＵ２のハウジング１０の内部において、第１正極ライン１６Ａを介して第１インバータ１１Ａの正極側母線に電気的に接続される。第１正極ライン１６Ａから分岐する第１分岐正極ライン１７Ａは、第１制御回路１２Ａのうち後述する電源回路に電気的に接続される。第１分岐正極ライン１７Ａは、第１正極コネクタ１４Ａの内部で第１正極ライン１６Ａから分岐してもよい。
第２正極コネクタ１４Ｂは、ＥＣＵ２のハウジング１０の内部において、第２正極ライン１６Ｂを介して第２インバータ１１Ｂの正極側母線に電気的に接続される。第２正極ライン１６Ｂから分岐する第２分岐正極ライン１７Ｂは、第２制御回路１２Ｂのうち後述する電源回路に電気的に接続される。第２分岐正極ライン１７Ｂは、第２正極コネクタ１４Ｂの内部で第２正極ライン１６Ｂから分岐してもよい。

第１負極コネクタ１５Ａは、ＥＣＵ２のハウジング１０の内部において、第１負極ライン１８Ａを介して第１インバータ１１Ａの負極側母線と電気的に接続される。第１負極ライン１８Ａから分岐する第１分岐負極ライン１９Ａは制御系共通グランド１３に電気的に接続される。これにより、第１インバータ１１Ａの負極側母線および制御系共通グランド１３は、第１ＧＮＤハーネスＨＡを介して第１車載バッテリ７Ａの負極と電気的に接続される。第１分岐負極ライン１９Ａは、第１負極コネクタ１５Ａの内部で第１負極ライン１８Ａから分岐してもよい。
第２負極コネクタ１５Ｂは、ＥＣＵ２のハウジング１０の内部において、第２負極ライン１８Ｂを介して第２インバータ１１Ｂの負極側母線と電気的に接続される。第２負極ライン１８Ｂから分岐する第２分岐負極ライン１９Ｂは制御系共通グランド１３に電気的に接続される。これにより、第２インバータ１１Ｂの負極側母線および制御系共通グランド１３は、第２ＧＮＤハーネスＨＢを介して第２車載バッテリ７Ｂの負極と電気的に接続される。第２分岐負極ライン１９Ｂは、第２負極コネクタ１５Ｂの内部で第２負極ライン１８から分岐してもよい。

第１正極ライン１６Ａのうち第１分岐正極ライン１７Ａの分岐点よりも第１インバータ１１Ａ側には、例えばＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Field Effect Transistor）等の半導体素子で構成された第１電源リレー２０Ａが配置される。第１電源リレー２０Ａは、外部から入力した制御信号に応じてオンおよびオフ動作し、オン状態のときに第１車載バッテリ７Ａから第１インバータ１１Ａへ電源供給がなされ、オフ状態のときに第１車載バッテリ７Ａから第１インバータ１１Ａへの電源供給が遮断される。
第２正極ライン１６Ｂのうち第２分岐正極ライン１７Ｂの分岐点よりも第２インバータ１１Ｂ側には、第１電源リレー２０Ａと同様の第２電源リレー２０Ｂが配置される。第２電源リレー２０Ｂは、外部から入力した制御信号に応じてオンおよびオフ動作し、オン状態のときに第２車載バッテリ７Ｂから第２インバータ１１Ｂへ電源供給がなされ、オフ状態のときに第２車載バッテリ７Ｂから第２インバータ１１Ｂへの電源供給が遮断される。

第１負極ライン１８Ａのうち第１分岐負極ライン１９Ａの分岐点よりも第１インバータ１１Ａ側には、モータ１の巻線のうち後述する第１巻線組に流れる相電流を検出するための第１シャント抵抗器２１Ａが配置される。
第２負極ライン１８Ｂのうち第２分岐負極ライン１９Ｂの分岐点よりも第２インバータ１１Ｂ側には、モータ１の巻線のうち後述する第２巻線組に流れる相電流を検出するための第２シャント抵抗器２１Ｂが配置される。

第１分岐負極ライン１９Ａには、これに流れる電流すなわち２つの電気系統間で制御系共通グランドを介して流れる電流（以下、「共通グランド電流」という）を検出するための第１電流－電圧変換素子２２Ａが配置される。
第２分岐負極ライン１９Ｂには、これに流れる電流すなわち共通グランド電流を検出するための第２電流－電圧変換素子２２Ｂが配置される。

図示の例では、第１電流－電圧変換素子２２Ａは、並列接続された抵抗器Ｒ１ＡとコンデンサＣＡとで構成され、第２電流－電圧変換素子２２Ｂは、並列接続された抵抗器Ｒ１ＢとコンデンサＣ１Ｂとで構成される。抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂは、検出した電流を電圧に変換するセンサ部に相当するものである。コンデンサＣＡ，ＣＢはそれぞれ、対応するインバータ１１Ａ，１１Ｂの負極側と制御系共通グランド１３との間における過渡的な電位差の発生を抑制するものであり、必要に応じて設ければよい。なお、説明の便宜上、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂは同じ抵抗値を有しているものとする。

第１制御回路１２Ａは、第１インバータ１１Ａの出力を制御するものであり、第１電源回路２３Ａ、第１マイクロコンピュータ（以下、「第１マイコン」という）２４Ａ、第１駆動回路２５Ａおよび第１電流検出回路２６Ａ等を備える。
第２制御回路１２Ｂは、第２インバータ１１Ｂの出力を制御するものであり、第２電源回路２３Ｂ、第２マイクロコンピュータ（以下、「第２マイコン」という）２４Ｂおよび第２駆動回路２５Ｂ、第２電流検出回路２６Ｂ等を備える。
電源回路２３Ａ，２３Ｂ、マイコン２４Ａ，２４Ｂ、駆動回路２５Ａ，２５Ｂはそれぞれ制御系共通グランド１３に接続されている。

第１電源回路２３Ａは、第１分岐正極ライン１７Ａと電気的に接続されて第１車載バッテリ７Ａの電源電圧が印加され、例えば５ボルトの第１内部電源電圧ＶＡを生成する。第１内部電源電圧ＶＡは、第１マイコン２４Ａ、第１駆動回路２５Ａおよび第１電流検出回路２６Ａへ供給される。第１分岐正極ライン１７Ａには、第１電源回路２３Ａから第１正極コネクタ１４Ａへの逆流を抑制すべくダイオードＤＡが配置される。
第２電源回路２３Ｂは、第２分岐正極ライン１７Ｂと電気的に接続されて第２車載バッテリ７Ｂの電源電圧が印加され、例えば５ボルトの第２内部電源電圧ＶＢを生成する。第２内部電源電圧ＶＢは、第２マイコン２４Ｂ、第２駆動回路２５Ｂおよび第２電流検出回路２６Ｂへ供給される。第２分岐正極ライン１７Ｂには、第２電源回路２３Ｂから第２正極コネクタ１４Ｂへの逆流を抑制すべくダイオードＤＢが配置される。

マイコン２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ、ＣＰＵ（Central Processing Unit）等のプロセッサや、ＲＯＭ（Read Only Memory）等の不揮発性メモリ、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の揮発性メモリ、および、入出力インタフェース等を備えている。マイコン２４Ａ，２４Ｂは通信線２７を介して通信可能に構成されている。

マイコン２４Ａ，２４Ｂは、上記のように目標トルクを算出し、この目標トルクに基づいてモータ１の通電量（例えばｑ軸電流）の目標値である目標電流値を算出する。マイコン２４Ａ，２４Ｂは、目標電流値とインバータ２４Ａ，２４Ｂの所定の出力比率（例えば５０％：５０％）とに基づいて、各電気系統における系統別目標電流値を算出する。以下、第１電気系統の目標電流値を第１目標電流値といい、第２電気系統の目標電流値を第２目標電流値という。

第１マイコン２４Ａは、第１シャント抵抗器２１Ａで検出された相電流の検出値に基づいてモータ１の第１電気系統に係る通電量を算出し、この通電量が第１目標電流値に近づくように電流制御を行う。具体的には、第１マイコン２４Ａは、ＰＩ制御等を用いて、第１電気系統に係る通電量と第１目標電流値との差分に基づいて、第１インバータ制御信号を生成する。この第１インバータ制御信号は、第１インバータ１１Ａの出力を制御するための信号である。
第２マイコン２４Ｂは、第２シャント抵抗器２１Ｂで検出された相電流の検出値に基づいてモータ１の第２電気系統に係る通電量を算出し、この通電量が第２目標電流値に近づくように電流制御を行う。具体的には、第２マイコン２４Ｂは、ＰＩ制御等を用いて、第２電気系統に係る通電量と第２目標電流値との偏差に基づいて、第２インバータ制御信号を生成する。この第２インバータ制御信号は、第２インバータ１１Ｂの出力を制御するための信号である。
マイコン２４Ａ，２４Ｂで生成されるインバータ制御信号としては、例えばＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が生成される。マイコン２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ生成したインバータ制御信号をデジタル出力端子ＤＯ１から出力する。

また、マイコン２４Ａ，２４Ｂはそれぞれ、電流検出回路２６Ａ，２６Ｂのうち自系統の電流検出回路の出力電圧に基づいて自系統のグランドハーネスに例えばオープン故障等の抵抗値増大異常が発生したか否かを判定する異常診断を行う。マイコン２４Ａ，２４Ｂは、通信線２７により通信を行って、少なくとも自系統及び他系統の異常診断において取得した情報を共有する。

第１駆動回路２５Ａは、第１マイコン２４Ａのデジタル出力端子ＤＯ１から出力された第１インバータ制御信号を、第１インバータ１１Ａのスイッチング素子を駆動するためのゲート駆動信号に変換して出力する。
第２駆動回路２５Ｂは、第２マイコン２４Ｂのデジタル出力端子ＤＯ１から出力された第２インバータ制御信号を、第２インバータ１１Ｂのスイッチング素子を駆動するためのゲート駆動信号に変換して出力する。

電流検出回路２６Ａ，２６Ｂは、マイコン２４Ａ，２４Ｂに電源電圧が供給されていることを前提として、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力停止中と出力中とのいずれにおいても、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの異常診断に用いられる。

第１電流検出回路２６Ａは、比較的簡単な構成であり、増幅回路やバッファ回路を介さずに直接的に第１電流－電圧変換素子２２Ａを用いて共通グランド電流（電流の大きさおよび方向）を検出する回路である。図示の例では、第１電流検出回路２６Ａは、ＮＰＮトランジスタＴｒＡと抵抗器Ｒ２Ａ，Ｒ３Ａとで構成される。ＮＰＮトランジスタＴｒＡのコレクタ端子には、抵抗器Ｒ２Ａを介して第１電源回路２３Ａから第１内部電源電圧ＶＡが供給される。ＮＰＮトランジスタＴｒＡのベース端子は、第１マイコン２４Ａのデジタル出力端子ＤＯ２に接続される。ＮＰＮトランジスタＴｒＡのエミッタ端子は、抵抗器Ｒ３Ａを介して、第１分岐負極ライン１９Ａのうち抵抗器Ｒ１Ａを挟んで制御系共通グランド１３と反対側に接続される。ＮＰＮトランジスタＴｒＡのエミッタ端子と抵抗器Ｒ３Ａとの間の通電路は、第１マイコン２４Ａのアナログ入力端子ＡＤに接続され、かかる通電路の電圧が第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡとなる。

第２電流検出回路２６Ｂは、第１電流検出回路２６Ａと同様に、増幅回路やバッファ回路を介さずに直接的に第２電流－電圧変換素子２２Ｂを用いて共通グランド電流（電流の大きさおよび方向）を検出する回路である。図示の例では、第２電流検出回路２６Ｂは、ＮＰＮトランジスタＴｒＢと抵抗器Ｒ２Ｂ，Ｒ３Ｂとで構成される。ＮＰＮトランジスタＴｒＢのコレクタ端子には、抵抗器Ｒ２Ｂを介して第２電源回路２３Ｂから第２内部電源電圧ＶＢが供給される。ＮＰＮトランジスタＴｒＢのベース端子は、第２マイコン２４Ｂのデジタル出力端子ＤＯ２に接続される。ＮＰＮトランジスタＴｒＢのエミッタ端子は、抵抗器Ｒ３Ｂを介して、第２分岐負極ライン１９Ｂのうち抵抗器Ｒ１Ｂを挟んで制御系共通グランド１３と反対側に接続される。ＮＰＮトランジスタＴｒＢのエミッタ端子と抵抗器Ｒ３Ｂとの間の通電路は、第２マイコン２４Ｂのアナログ入力端子ＡＤに接続され、かかる通電路の電圧が第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢとなる。

上記のように構成された電流検出回路２６Ａ，２６Ｂにおいて、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力停止中には、第１マイコン２４Ａの制御によりＮＰＮトランジスタＴｒＡがオン状態に設定されるとともに、第２マイコン２４Ｂの制御によりＮＰＮトランジスタＴｒＢがオン状態に設定される。一方、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力中には、第１マイコン２４Ａの制御によりＮＰＮトランジスタＴｒＡがオフ状態に設定されるとともに、第２マイコン２４Ｂの制御によりＮＰＮトランジスタＴｒＢがオフ状態に設定される。

第１マイコン２４Ａは、第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡをアナログ入力端子ＡＤに入力して変換したデジタルデータに基づいて、第１ＧＮＤハーネスＨＡに抵抗値増大異常が発生したか否かを判定する。また、第２マイコン２４Ｂは、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢをアナログ入力端子ＡＤに入力して変換したデジタルデータに基づいて、第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生したか否かを判定する。

図３は、モータ１、並びに、ＥＣＵ２におけるインバータ１１Ａ，１１Ｂの内部構成の一例を示す。モータ１は、３相ブラシレスモータであり、例えば筒状のステータ（図示省略）とステータの中央部に回転可能に取り付けられた永久磁石回転子としてのロータＲとを備える。ステータは、第１電気系統の第１巻線組ＣＡおよび第２電気系統の第２巻線組ＣＢの互いに独立した２組の巻線組を含む。第１巻線組ＣＡは、第１インバータ１１Ａによって駆動され、Ｕ相コイルＵＡ、Ｖ相コイルＶＡおよびＷ相コイルＷＡがＹ結線された３相巻線からなる。また、第２巻線組ＣＢは、第２インバータ１１Ｂによって駆動され、Ｕ相コイルＵＢ、Ｖ相コイルＶＢおよびＷ相コイルＷＢがＹ結線された３相巻線からなる。第１巻線組ＣＡおよび第２巻線組ＣＢは、互いに絶縁された状態でステータに巻き回され、磁気回路を共有している。

第１インバータ１１Ａでは、第１正極ライン１６Ａに接続された正極側母線ＬＡｐと第１負極ライン１８Ａに接続された負極側母線ＬＡｎとの間に、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームが並列に接続される。Ｕ相アームは上アームのスイッチング素子ＵＡｐと下アームのスイッチング素子ＵＡｎとが直列接続されて構成される。Ｖ相アームは上アームのスイッチング素子ＶＡｐと下アームのスイッチング素子ＶＡｎとが直列接続されて構成される。Ｗ相アームは上アームのスイッチング素子ＷＡｐと下アームのスイッチング素子ＷＡｎとが直列接続されて構成される。そして、Ｕ相アームの２つのスイッチング素子ＵＡｐ，ＵＡｎ間がＵ相コイルＵＡに接続され、Ｖ相アームの２つのスイッチング素子ＶＡｐ，ＶＡｎ間がＶ相コイルＶＡに接続され、Ｗ相アームの２つのスイッチング素子ＷＡｐ，ＷＡｎ間がＷ相コイルＷＡに接続される。これにより、第１インバータ１１Ａの各相アームにおける２つのスイッチング素子間が、モータ１の第１巻線組ＣＡのうち対応する位相のコイルに接続されて、３相ブリッジ回路が構成される。

また、第２インバータ１１Ｂでは、第２正極ライン１６Ｂに接続された正極側母線ＬＢｐと第２負極ライン１８Ｂに接続された負極側母線ＬＢｎとの間に、Ｕ相アーム、Ｖ相アームおよびＷ相アームが並列に接続される。Ｕ相アームは上アームのスイッチング素子ＵＢｐと下アームのスイッチング素子ＵＢｎとが直列接続されて構成される。Ｖ相アームは上アームのスイッチング素子ＶＢｐと下アームのスイッチング素子ＶＢｎとが直列接続されて構成される。Ｗ相アームは上アームのスイッチング素子ＷＢｐと下アームのスイッチング素子ＷＢｎとが直列接続されて構成される。そして、Ｕ相アームの２つのスイッチング素子ＵＢｐ，ＵＢｎ間がＵ相コイルＵＢに接続され、Ｖ相アームの２つのスイッチング素子ＶＢｐ，ＶＢｎ間がＶ相コイルＶＢに接続され、Ｗ相アームの２つのスイッチング素子ＷＢｐ，ＷＢｎ間がＷ相コイルＷＢに接続される。これにより、第２インバータ１１Ｂの各相アームにおける２つのスイッチング素子間が、モータ１の第２巻線組ＣＢのうち対応する位相のコイルに接続されて、３相ブリッジ回路が構成される。

インバータ１１Ａ，１１Ｂのスイッチング素子ＵＡｐ～ＷＢｎはそれぞれ、逆並列の還流ダイオードを有し、マイコン２４Ａ，２４Ｂから出力されたインバータ制御信号で制御可能な電力制御用半導体素子である。インバータ１１Ａ，１１Ｂのスイッチング素子ＵＡｐ～ＷＢｎには、例えば、ＭＯＳＦＥＴ（Metal Oxide Semiconductor Metal Field Effect Transistor）またはＩＧＢＴ（Insulated Gate Bipolar Transistor）等を適用可能である。図示の例では、インバータ１１Ａ，１１Ｂのスイッチング素子ＵＡｐ～ＷＢｎとして、ｎチャネルＭＯＳＦＥＴが用いられ、その寄生ダイオードが還流ダイオードとして用いられる。

このように構成されたＥＣＵ２において、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力中に流れる電流を図４および図５を参照して説明する。なお、本発明はインバータ１１Ａ，１１Ｂの出力中にＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの抵抗値増大異常に対して行う電流制限に関するものであるので、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力停止中に流れる電流の説明については、特開２０１９－１８７１３４号公報に譲り、省略する。

図４は、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値がいずれも正常である、すなわち、２つの抵抗値が略同一である正常状態でインバータ１１Ａ，１１Ｂの出力中におけるＥＣＵ２の電流経路を示す。インバータ１１Ａ，１１Ｂは出力中であるので、電流検出回路２６Ａ，２６ＢのＮＰＮトランジスタＴｒＡ，ＴｒＢはいずれもオフ状態となっている。

第１電気系統では、図４の太実線矢印で示すように、第１車載バッテリ７Ａの正極から負極へ向けて以下の経路で電流が流れる。すなわち、正極から負極へ流れる電流は、第１電源正極ライン６１Ａ、第１正極コネクタ１４Ａ、第１電源リレー２０Ａ、第１インバータ１１Ａ、第１シャント抵抗器２１Ａ、第１ＧＮＤハーネスＨＡの順番で経由する。このとき、第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡはグランド電位あるいはその近傍値（以下、単に「グランド電位」という）Ｖ_０となる。

第２電気系統では、図４の太実線矢印で示すように、第２車載バッテリ７Ｂの正極から負極へ向けて以下の経路で比較的大きな電流が流れる。すなわち、正極から負極へ流れる電流は、第２電源正極ライン６１Ｂ、第２正極コネクタ１４Ｂ、第２電源リレー２０Ｂ、第２インバータ１１Ｂ、第２シャント抵抗器２１Ｂ、第２ＧＮＤハーネスＨＢの順番で経由する。このとき、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢはグランド電位Ｖ_０となる。

図５は、第１ＧＮＤハーネスＨＡの抵抗値が正常であり、かつ、第２ＧＮＤハーネスＨＢの抵抗値が増大している異常状態で、インバータ１１Ａ，１１Ｂの出力中におけるＥＣＵ２の電流経路を示す。

第１電気系統では、正常状態と同様に、第１車載バッテリ７Ａの正極から負極へ向けて以下の経路で電流が流れる（太実線矢印参照）。すなわち、正極から負極へ流れる電流は、第１電源正極ライン６１Ａ、第１正極コネクタ１４Ａ、第１電源リレー２０Ａ、第１インバータ１１Ａ、第１シャント抵抗器２１Ａ、第１ＧＮＤハーネスＨＡの順番で経由する。このとき、第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡは、正常状態と同様に、グランド電位Ｖ_０となる。

一方、第２電気系統では、第２車載バッテリ７Ｂの正極から第２シャント抵抗器２１Ｂまで、第２電源正極ライン６１Ｂ、第２正極コネクタ１４Ｂ，第２電源リレー２０Ｂ、第２インバータ１１Ｂの順番で電流が流れるのは正常状態と同様である（太実線矢印参照）。しかし、第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生しているため、第２シャント抵抗器２１Ｂから、第２分岐負極ライン１９Ｂを介して制御系共通グランド１３へ電流が流れるようになる。この電流はさらに、第１分岐負極ライン１９Ａおよび第１負極ライン１８Ａを介して第１ＧＮＤハーネスＨＡへ流れる。このため、第１ＧＮＤハーネスＨＡおよび第２ＧＮＤハーネスＨＢの２つの抵抗値の差分が増大するに従って、第２電気系統から第１電気系統へ流れる共通グランド電流も増大する。共通グランド電流が増大すると、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂにおける電圧降下は大きくなるので、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢはグランド電位Ｖ_０から上昇する。このとき、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢは、共通グランド電流の大きさを間接的に示していることになる。

図示省略するが、第２ＧＮＤハーネスＨＢの抵抗値が正常であり、かつ、第１ＧＮＤハーネスＨＡの抵抗値が増大している異常状態であるときには、第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡは、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢと同様に上昇する。このとき、第１電流検出回路２６Ａの出力電圧ＥＡは共通グランド電流の大きさを間接的に示していることなる。

上記のように、正常状態と異常状態との間で出力電圧ＥＡ，ＥＢが変化する。このため、異常診断において、マイコン２４Ａ，２４Ｂは出力電圧ＥＡ，ＥＢを取得し、取得した出力電圧ＥＡ，ＥＢに基づいてＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢに抵抗値増大異常が発生したか否かを判定する。すなわち、マイコン２４Ａ，２４Ｂは、出力電圧ＥＡおよび出力電圧ＥＢがいずれもグランド電位Ｖ_０から乖離していない（具体的には所定電圧Ｖ_ｔｈ１未満である）と判定したときには、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢに抵抗値増大異常は発生していないと判定する。一方、マイコン２４Ａ，２４Ｂは、出力電圧ＥＡがグランド電位Ｖ_０から乖離している（具体的には所定電圧Ｖ_ｔｈ１以上である）と判定したときには、第１電気系統から第２電気系統へ共通グランド電流が流れていると判断して、第１ＧＮＤハーネスＨＡに抵抗値増大異常が発生したと判定する。また、マイコン２４Ａ，２４Ｂは、出力電圧ＥＢがグランド電位Ｖ_０から乖離している（具体的には所定電圧Ｖ_ｔｈ１以上である）と判定したときには、第２電気系統から第１電気系統へ共通グランド電流が流れていると判断して、第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生したと判定する。

なお、マイコン２４Ａ，２４Ｂのいずれかにおいて、自系統の電流検出回路の出力電圧がグランド電位Ｖ_０から乖離したと判定した場合には、他系統の電流検出回路の出力電圧の情報の受信を待たずに、自系統のＧＮＤハーネスに抵抗値増大異常が発生したと判定してもよい。

図６は、図５の異常状態に対して異常時処理を行ったときにＥＣＵ２に流れる電流を示す。第２マイコン２４Ｂは、異常診断において第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生したと判定すると、設定されている第２目標電流値にかかわらず異常時処理として自系統のインバータ出力について電流制限を行なう。ただし、第２マイコン２４Ｂは、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの通電に伴うジュール熱によってＥＣＵ２のうち最も早期に耐熱性や耐久性の限界を超えるおそれがある部品（以下、「低耐熱部品」という）の上昇温度に基づいて自系統の電流制限を開始するタイミングを決定する。図６では、低耐熱部品を抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂとしているが、これに限らず、マイコン２４Ａ，２４Ｂ等であってもよい。

低耐熱部品の上昇温度としては、共通グランド電流が流れ始めてから時刻ｔが経過したときの低耐熱部品の過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）を用いて、低耐熱部品の温度上昇が飽和したときの飽和上昇温度ΔＴｃに１次遅れを考慮する。

例えば、過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）は、飽和上昇温度ΔＴｃ、低耐熱部品の熱容量Ｃ［Ｊ／Ｋ］と抵抗器Ｒ１Ａまたは抵抗器Ｒ１Ｂの発熱源から低耐熱部品における耐熱性や耐久性の限界を決定する対象部分までの熱抵抗θ［Ｋ／Ｗ］とを用いて下式で示される。
ΔＴ（ｔ）＝ΔＴｃ×（１－ｅ^{（－ｔ／θＣ）}）…（１）

ここで、低耐熱部品の飽和上昇温度ΔＴｃは、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの消費電力Ｐと熱抵抗θを用いて下式で示される。
ΔＴｃ＝Ｐ×θ…（２）

また、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの消費電力Ｐは、共通グランド電流ｉと抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂの抵抗値ｒを用いて下式で示される。
Ｐ＝ｉ^２×ｒ…（３）

第２マイコン２４Ｂは、上式（１）～（３）を用いて、各制御周期において低耐熱部品の過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）を算出することができる。このとき、上式（１）の時刻ｔには、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢのいずれか一方に抵抗値増大異常が発生していると診断してからのカウント時間が代入される。また、上式（３）の共通グランド電流ｉには、第２電流検出回路２６Ｂの出力電圧ＥＢに基づいて取得した共通グランド電流の大きさが代入される。なお、上式（１）～（３）の諸定数である、熱容量Ｃ、熱抵抗θおよび抵抗値ｒは実験やシミュレーション等によって予め得られて第２マイコン２４ＢのＲＯＭ等に格納され、過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）の算出の際にＲＯＭ等から読み出されて用いられる。

また、共通グランド電流が流れ始めてから時刻ｔが経過したときの低耐熱部品の絶対温度である過渡絶対温度Ｔ（ｔ）は雰囲気温度Ｔａを用いて下式で示される。
Ｔ（ｔ）＝ΔＴ（ｔ）＋Ｔａ…（４）

ＥＣＵ２がその内部の雰囲気温度を計測するためのサーミスタ（図示省略）を備えている場合には、第２マイコン２４Ｂは、各制御周期において、サーミスタの出力信号に基づいて雰囲気温度を取得し、取得データを上式（４）の雰囲気温度Ｔａに代入して過渡絶対温度Ｔ（ｔ）を算出できる。

そして、第２マイコン２４Ｂは、低耐熱部品の過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）が低耐熱部品の耐ヒートサイクル性能から許容される上昇温度である所定の限界上昇温度ΔＴ_ｌｉｍまで上昇したときに、すなわち、上昇温度条件が成立したときに、電流制限を開始する。

あるいは、第２マイコン２４Ｂは、低耐熱部品の過渡絶対温度Ｔ（ｔ）が低耐熱部品の耐熱性能から許容される絶対温度である所定の限界絶対温度Ｔ_ｌｉｍまで上昇したときに、すなわち、絶対温度条件が成立したときに、電流制限を開始する。

第２マイコン２４Ｂが過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）および過渡絶対温度Ｔ（ｔ）の２つに基づいて電流制限の開始タイミングを決定している場合には、上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも一方が成立したときに、電流制限を開始すればよい。

低耐熱部品として、例えば抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ａのように同様の耐熱性や耐久性を有するものが２つ以上ある場合には、いずれか１つの低耐熱部品において上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも１つが成立したときに電流制限を開始すればよい。

電流制限は、第２マイコン２４Ｂが出力電圧ＥＢを所定電圧Ｖ_ｔｈ１未満にする第２インバータ制御信号を出力して第２インバータ１１Ｂの出力を制限するか、あるいは、第２マイコン２４Ｂが第２電源リレー２０Ｂをオフ状態にして行われる。低耐熱部品の保護を確実にするため、第２マイコン２４Ｂは、第２インバータ１１Ｂの出力制限と第２電源リレー２０Ｂのオフ駆動の両方を行ってもよい。

一方、第１マイコン２４Ａは、正常時と同様に、モータ１の通電電流が第１目標電流値に近づくように、ＰＩ制御等に基づいて第１インバータ制御信号を生成して、第１インバータ１１Ａの出力を維持する。しかし、第２マイコン２４Ｂが自系統の電流制限を行うことで共通グランド電流が減少するため、共通グランド電流が流入していた第１ＧＮＤハーネスＨＡの通電量は低下し、第１ＧＮＤハーネスＨＡの過熱保護を図ることができる。

図示省略するが、第１マイコン２４Ａは、異常診断において第１ＧＮＤハーネスＨＡに抵抗増大異常が発生していると判定した場合には、設定されている第１目標電流値にかかわらず、第２マイコン２４Ｂと同様にして電流制限を開始し、共通グランド電流を減少させる。一方、第２マイコン２４Ｂは、正常時と同様に第２インバータ１１Ｂの出力を維持する。これにより、共通グランド電流が流入していた第２ＧＮＤハーネスＨＢの通電量が低下し、第２ＧＮＤハーネスＨＢの過熱保護を図ることができる。

このようなＥＣＵ２によれば、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの抵抗値増大異常が検知されても、直ちに異常系統の電流制限を行わず、低耐熱部品が温度上昇により耐熱性や耐久性の限界を超えない範囲で電流制限の開始が遅延化されている。これにより、電動ステアリングシステムのシステム機能が制限されるまでの時間を可及的に長期化させることが可能となる。

図７は、図５の異常状態に対する別の異常時処理を行ったときにＥＣＵ２に流れる電流を示す。

図５の異常状態に対して、第２マイコン２４Ｂは上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも一方が成立すると異常時処理として自系統の電流制限を開始するため、モータ１の第２電気系統に係る通電量が減少する。一方、第１マイコン２４Ａは、正常時と同様の電流制御により第１インバータ１１Ａの出力を通常通り行うため、モータ１の第２電気系統に係る通電量の減少分がモータ１の第１電気系統に係る通電量で補われていないことになる。これは、第１ＧＮＤハーネスＨＡの通電量が過熱保護の観点から許容される許容電流値を超えないようにするためであるが、モータ１が目標トルクに相当するトルクを発生させるには通電量が不足し、電動ステアリングシステム１００の機能が著しく制限されてしまう。一方で、モータ１の目標トルクが比較的低い場合には各電気系統の第１目標電流値および第２目標電流値も低くなるので、ＧＮＤハーネスの通電量は許容電流値に対して十分低い値となることが想定される。

このため、図７に示すように、図５の異常状態に対する別の異常時処理として、第１マイコン２４Ａは、モータ１の目標トルクが比較的低い場合には、モータ１の第２電気系統に係る通電量の減少分を補うように第１インバータ１１Ａの出力を増大させることができる。

具体的には、第１マイコン２４Ａは、第１ＧＮＤハーネスＨＡの許容電流値に対して第１目標電流値が十分低い値である場合には以下のようにする。すなわち、第１マイコン２４Ａは、第２シャント抵抗２１Ｂの検出相電流を用いて算出されたモータ１の第２電気系統に係る通電量と第２電気系統の第２目標電流値との差分を第１目標電流値に加算して、新たな第１目標電流値を設定する。ただし、新たな第１目標電流値が第１ＧＮＤハーネスＨＡの許容電流値を超えている場合には、新たな第１目標電流値を許容電流値またはそれよりも低い近傍値に設定し直す。そして、第１マイコン２４Ａは、モータ１の第１電気系統に係る通電量が新たな第１目標電流値に近づくように電流制御を行う。これにより、モータ１の第１電気系統に係る通電量が増加して、モータ１の発生トルクを目標トルクに近づけることができるので、電動ステアリングシステム１００の機能制限を緩和することが可能となる。

図示省略するが、第２ＧＮＤハーネスＨＢの抵抗値が正常であり、かつ、第１ＧＮＤハーネスＨＡの抵抗値が増大している異常状態に対して、第１マイコン２４Ａは上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも一方が成立すると異常時処理として自系統の電流制限を開始するため、モータ１の第１電気系統に係る通電量が減少する。そこで、第２マイコン２４Ｂは、モータ１の目標トルクが比較的低い場合には、モータ１の第１電気系統に係る通電量の減少分を補うように第２インバータ１１Ｂの出力を増大させることができる。これにより、モータ１の第１電気系統に係る通電量が増加して、モータ１の発生トルクを目標トルクに近づけることができるので、電動ステアリングシステム１００の機能制限を緩和することが可能となる。

〔第２実施形態〕
図８は、第２実施形態に係るＥＣＵ２８の内部構成の要部を示す。なお、本実施形態では、主に第１実施形態と異なる部分について説明し、その他の部分については矛盾が生じない限りにおいて第１実施形態に関する説明が適用される。したがって、第１実施形態と同一ないし類似の構成には同一の符号を付して、その説明を省略ないし簡潔にする。

ＥＣＵ２８は、ＥＣＵ２と比べて電流検出方式が異なる。すなわち、ＥＣＵ２では、抵抗値増大異常が発生した電気系統のマイコンは共通グランド電流の大きさ及び方向を取得できたが、正常な電気系統のマイコンは共通グランド電流の方向のみ取得可能で共通グランド電流の大きさを取得できない。これに対し、ＥＣＵ２８では、いずれの系統においても共通グランド電流の大きさ及び方向を取得できるようにしている。

第１制御回路１２Ａは、第１電流検出回路２６Ａと電流検出方式が異なる第１電流検出回路２９Ａを備える。また、第２制御回路１２Ｂは、第２電流検出回路２６Ｂと電流検出方式が異なる第２電流検出回路２９Ｂを備える。

第１電流検出回路２９Ａは、差動増幅回路３０Ａ、絶対値回路３１Ａおよび負電圧検出回路３２Ａを有する。差動増幅回路３０Ａは、正負両電源動作のオペアンプを用いて構成される。このオペアンプの非反転入力端子（＋）は第１分岐負極ライン１９Ａのうち第１電流－電圧変換素子２２Ａの抵抗器Ｒ１Ａを挟んで制御系共通グランド１３と反対側に接続される。また、オペアンプの反転入力端子（－）は第１分岐負極ライン１９Ａのうち第１電流－電圧変換素子２２Ａの抵抗器Ｒ１Ａと制御系共通グランド１３との間に接続される。そして、オペアンプは、非反転入力端子（＋）に入力した電圧と反転入力端子（－）に入力した電圧との差を増幅し、この増幅信号を出力端子から絶対値回路３１Ａおよび比較回路３２Ａへ出力する。絶対値回路３１Ａは、入力した増幅信号が負の電圧であればその絶対値の電圧ＥＡ１へ変換して出力する回路である。負電圧検出回路３２Ａは、入力した増幅信号の電圧の正負に応じて２つの異なる正の電圧ＥＡ２を出力するように構成された回路であり、例えば、増幅信号の電圧が正のときに比較的高い電圧（Ｈｉ）を出力し、増幅信号の電圧が負のときに比較的低い電圧（Ｌｏ）を出力する。

第２電流検出回路２９Ｂは、第１電流検出回路２９Ａと同様の構成を有し、差動増幅回路３０Ｂ、絶対値回路３１Ｂおよび絶対値検出回路３１Ｂを有する。差動増幅回路３０Ｂは、正負両電源動作のオペアンプを用いて構成される。このオペアンプの非反転入力端子（＋）は第２分岐負極ライン１９Ｂのうち第２電流－電圧変換素子２２Ｂの抵抗器Ｒ１Ｂを挟んで制御系共通グランド１３と反対側に接続される。また、オペアンプの反転入力端子（－）は第２分岐負極ライン１９Ｂのうち第２電流－電圧変換素子２２Ｂの抵抗器Ｒ１Ｂと制御系共通グランド１３との間に接続される。そして、オペアンプは、非反転入力端子（＋）に入力した電圧と反転入力端子（－）に入力した電圧との差を増幅し、この増幅信号を出力端子から絶対値回路３１Ｂおよび比較回路３２Ｂへ出力する。絶対値回路３１Ｂは、入力した増幅信号が負の電圧であればその絶対値の電圧ＥＢ１へ変換して出力する回路である。負電圧検出回路３２Ｂは、入力した増幅信号の電圧の正負に応じて２つの異なる正の電圧ＥＢ２を出力するように構成された回路であり、例えば、増幅信号の電圧が正のときに比較的高い電圧（Ｈｉ）を出力し、増幅信号の電圧が負のときに比較的低い電圧（Ｌｏ）を出力する。

第１マイコン２４Ａは、絶対値回路３１Ａの出力電圧ＥＡ１をアナログ入力端子ＡＤ１に入力し、負電圧検出回路３２Ａの出力電圧ＥＡ２をデジタル入力端子ＤＩ１に入力する。そして、第１マイコン２４Ａは、絶対値回路３１Ａの出力電圧ＥＡ１に基づいて共通グランド電流の大きさを取得し、負電圧検出回路３２Ａの出力電圧ＥＡ２に基づいて共通グランド電流の方向を取得する。
第２マイコン２４Ｂは、絶対値回路３１Ｂの出力電圧ＥＢ１をアナログ入力端子ＡＤ１に入力し、負電圧検出回路３２Ｂの出力電圧ＥＢ２をデジタル入力端子ＤＩ１に入力する。そして、第２マイコン２４Ｂは、絶対値回路３１Ｂの出力電圧ＥＢ１に基づいて共通グランド電流の大きさを取得し、負電圧検出回路３２Ｂの出力電圧ＥＢ２に基づいて共通グランド電流の方向を取得する。

絶対値回路３１Ａの出力電圧ＥＡ１が零から乖離し（具体的には所定電圧Ｖ_ｔｈ２以上となり）、かつ、負電圧検出回路３２Ａの出力電圧ＥＡ２がＨｉ電圧であるときには、共通グランド電流が第１電気系統から第２電気系統へ流れていることになる。したがって、このような出力電圧ＥＡ１，ＥＡ２を検出した第１マイコン２４Ａは、第１ＧＮＤハーネスＨＡに抵抗値増大異常が発生していると判定する。
一方、絶対値回路３１Ａの出力電圧ＥＡ１が零から乖離し（具体的には所定電圧Ｖ_ｔｈ２以上となり）、かつ、負電圧検出回路３２Ａの出力電圧ＥＡ２がＬｏ電圧であるときには、共通グランド電流が第２電気系統から第１電気系統へ流れていることになる。したがって、このような出力電圧ＥＡ１，ＥＡ２を検出した第１マイコン２４Ａは、第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生していると判定する。

絶対値回路３１Ｂの出力電圧ＥＢ１が所定電圧Ｖ_ｔｈ２以上であり、かつ、負電圧検出回路３２Ｂの出力電圧ＥＢ２がＨｉ電圧であるときには、共通グランド電流が第２電気系統から第１電気系統へ流れていることになる。したがって、このような出力電圧ＥＢ１，ＥＢ２を検出した第２マイコン２４Ｂは、第２ＧＮＤハーネスＨＢに抵抗値増大異常が発生していると判定する。
一方、絶対値回路３１Ｂの出力電圧ＥＢ１が所定電圧Ｖ_ｔｈ２以上であり、かつ、負電圧検出回路３２Ｂの出力電圧ＥＢ２がＬｏ電圧であるときには、共通グランド電流が第１電気系統から第２電気系統へ流れていることになる。したがって、このような出力電圧ＥＢ１，ＥＢ２を検出した第２マイコン２４Ｂは、第１ＧＮＤハーネスＨＡに抵抗値増大異常が発生していると判定する。

なお、抵抗器Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂ間や電流検出回路２９Ａ，２９Ｂ間等、２つの電気系統の電流検出手段間に電気的ばらつきがあるため、マイコン２４Ａ，２４Ｂ間でＧＮＤハーネス２４Ａ，２４Ｂに抵抗値増大異常が発生したと判定するタイミングがずれることが想定される。このため、一方の電気系統のマイコンが最初に抵抗値増大異常を検知したときには、他方の電気系統のマイコンへ異常検知の情報を通知する。

マイコン２４Ａ，２４Ｂは、自系統のＧＮＤハーネスに抵抗値増大異常が発生したと判定すると、直ちに異常系統の電流制限を行なわず、上記のように過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）や過渡絶対温度Ｔ（ｔ）の算出を開始する。そして、ＧＮＤハーネスに抵抗値増大異常が発生している電気系統のマイコンは、上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも一方が成立したときに電流制限を開始する。

上記のように構成されたＥＣＵ２８では、一方の電気系統において電流検出手段に故障が発生することが想定される。すなわち、第１電気系統において、第１電流－電圧変換素子２２Ａの抵抗器Ｒ１Ａおよび第１電流検出回路２９Ａの少なくとも一方に故障が発生することが想定される。あるいは、第２電気系統において、第２電流－電圧変換素子２２Ｂの抵抗器Ｒ１Ｂおよび第２電流検出回路２９Ｂの少なくとも一方に故障が発生することが想定される。

このため、電流検出手段に故障が発生した一方の電気系統のマイコンが、他方の電気系統の正常な電流検出手段を用いて共通グランド電流の大きさおよび方向を取得できるようにすることが好ましい。このため、ＥＣＵ２８は、第１マイコン２４Ａが第２電流検出回路２９Ｂの出力電圧を入力するとともに、第２マイコン２４Ｂが第１電流検出回路２９Ａの出力電圧を入力するように構成される。

具体的には、第１マイコン２４Ａは、アナログ入力端子ＡＤ２に絶対値回路３１Ｂの出力電圧ＥＢ１を入力し、デジタル入力端子ＤＩ２に負電圧検出回路３２Ｂの出力電圧ＥＢ２を入力する。第２マイコン２４Ｂは、アナログ入力端子ＡＤ２に絶対値回路３１Ａの出力電圧ＥＡ１を入力し、デジタル入力端子ＤＩ２に負電圧検出回路３２Ａの出力電圧ＥＡ２を入力する。

電流検出手段が故障したか否かは、出力電圧ＥＡ１，ＥＡ２または出力電圧ＥＢ１，ＥＢ２のいずれか一方が、想定可能な電圧範囲を逸脱したか否かによって判断することができる。例えば、出力電圧ＥＡ２および出力電圧ＥＢ２がいずれもＨｉ電圧あるいはＬｏ電圧となっている場合には、共通グランド電流が異なる方向に流れていることになるので、電流検出手段が故障している可能性があると判断できる。また、出力電圧ＥＡ１および出力電圧ＥＢ１からそれぞれ取得される共通グランド電流が、モータ１の各電気系統に係る通電量よりも顕著に大きい場合には、電流検出手段が故障している可能性があると判断できる。

このようなＥＣＵ２８によれば、ＥＣＵ２と同様にして、低耐熱部品が温度上昇により耐熱性や耐久性の限界を超えない範囲で電流制限の開始が遅延化されている。これにより、電動ステアリングシステムのシステム機能が制限されるまでの時間を可及的に長期化することが可能となる。また、電流検出手段に故障が発生した一方の電気系統のマイコンが、他方の電気系統の正常な電流検出手段を用いて共通グランド電流の大きさおよび方向を取得できるので、電流検出の冗長化により電動ステアリングシステムの信頼性を向上させることができる。

上記実施形態を参照して本発明の内容を具体的に説明したが、本発明の基本的な技術思想及び教示に基づいて、当業者であれば、以下のように種々の変形態様を採り得ることは自明である。

ＥＣＵ２８において、いずれか一方の電気系統のみに電流検出手段を備えてもよい。例えば、第２電流－電圧変換素子２２Ｂおよび第２電流検出回路２９Ｂを省略して、第２マイコン２４Ｂは、第１電流検出回路２９Ａの出力電圧ＥＡ，ＥＢを入力することができる。

マイコン２４Ａ，２４Ｂが各制御周期において過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）または過渡絶対温度Ｔ（ｔ）を算出する際には、上式（３）の共通グランド電流ｉとして、抵抗値増大異常と判定されてから検出された共通グランド電流の平均値を用いてもよい。これは、目標トルクの変更等によってインバータ出力が変化する可能性があるからである。

マイコン２４Ａ，２４Ｂは、出力電圧ＥＡ，ＥＢがいずれもグランド電位Ｖ_０から乖離している、あるいは、出力電圧ＥＡ２，ＥＢ２がいずれもＨｉ電圧であると判定した場合には以下のような診断を行ってもよい。すなわち、マイコン２４Ａ，２４Ｂは、両電気系統のＧＮＤハーネスに抵抗値増大異常が発生するとともに制御系共通グランド１３にボディアース等への短絡が発生していると判定することができる。

ＥＣＵ２８において、一方の電気系統のマイコンが他方の電気系統の電流検出回路から出力電圧を入力する代わりに、一方の電気系統の制御回路において別の電流検出回路を備えて、この別の電流検出回路に他方の電気系統の抵抗器の両端電圧を入力してもよい。例えば、第１マイコン２４Ａが第２電流検出回路２９Ｂの出力電圧ＥＢ１，ＥＢ２を直接入力する代わりに、第１制御回路１２Ａが別の電流検出回路を備えて、この別の電流検出回路に抵抗器Ｒ１Ｂの両端電圧を入力するようにしてもよい。これにより、第１マイコン２４Ａは、第１電流検出回路２９Ａの出力電圧と別の電流検出回路の出力電圧を入力して、正常な出力電圧を用いて抵抗値増大異常の診断をすることができる。第２マイコン２４Ｂについても同様である。

上記の所定電圧Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２は、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値の差分が所定値であるときに流れる共通グランド電流が電流検出回路で検出されるときの出力電圧として設定されてもよい。例えば、所定値は、ＥＣＵ２，２８の低耐熱部品の飽和上昇温度ΔＴｃを限界上昇温度ΔＴ_ｌｉｍと同値にする共通グランド電流を発生させるときのＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値の差分として規定することができる。このように所定値を規定するのは、飽和上昇温度ΔＴｃを限界上昇温度ΔＴ_ｌｉｍ未満にする共通グランド電流であれば、低耐熱部品が耐久性の限界を超える可能性も殆どないからである。また例えば、所定値は、ＥＣＵ２の低耐熱部品の飽和上昇温度ΔＴｃと雰囲気温度Ｔａとを加算した飽和絶対温度Ｔｃを限界絶対温度Ｔ_ｌｉｍと同値にする共通グランド電流を発生させるときのＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値の差分として規定することができる。このように所定値を規定するのは、飽和絶対温度Ｔｃを限界絶対温度Ｔ_ｌｉｍ未満にする共通グランド電流であれば、低耐熱部品が耐熱性の限界を超える可能性も殆どないからである。

上記の所定値は、上昇温度条件および絶対温度条件の少なくとも一方が成立したときに電流制限を開始する場合には、以下のように設定されてもよい。すなわち、飽和上昇温度ΔＴｃが限界上昇温度ΔＴ_ｌｉｍとなるときの２つの抵抗値の差分として規定される所定値と飽和絶対温度Ｔｃが限界絶対温度Ｔ_ｌｉｍとなるときの２つの抵抗値の差分として規定される所定値との２つの所定値のうち低い方を選択可能である。

ところで、電流検出回路の出力電圧が所定電圧Ｖ_ｔｈ１，Ｖ_ｔｈ２となって過渡上昇温度ΔＴ（ｔ）や過渡絶対温度Ｔ（ｔ）を算出する際には、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値の差分が上記の所定値であると仮定できる。したがって、上式（３）における共通グランド電流ｉとして、ＧＮＤハーネスＨＡ，ＨＢの２つの抵抗値の差分が上記の所定値であるときに流れる共通グランド電流の既知の電流値を用いてもよい。

電動ステアリングシステム１００は２つの電気系統に冗長化されていたが、３つ以上の電気系統に冗長化されてもよい。３つ以上の電気系統を有する電動ステアリングシステム１００のＥＣＵにおいても、ＧＮＤハーネスに抵抗値増大異常が発生した一部の電気系統から正常な電気系統に流入する共通グランド電流を上記の電流検出手段によって検出可能である。そして、低耐熱部品が耐熱性や耐久性の限界を超えない範囲で電流制限の開始を遅延化させることができる。

本発明に係る電子制御装置として電動ステアリングシステム１００においてモータ１の駆動制御を行うＥＣＵ２，２８を例示した。しかし、かかる電子制御装置としては、複数の電気系統に冗長構成された車載システムにおいて電気系統ごとに独立して通電制御を行って、共通グランド電流を検出する電流検出手段を備えているものであれば、いかなる車載システムにも適用可能である。

上記実施形態およびその変形態様で説明した各技術的思想は、矛盾が生じない限りにおいて、適宜組み合わせて使用してもよい。

１…電動モータ、２，２８…ＥＣＵ、７Ａ…第１車載バッテリ、７Ｂ…第２車載バッテリ、１１Ａ…第１バッテリ、第２バッテリ、１３…制御系共通グランド、１４Ａ…第１正極コネクタ、１４Ｂ…第２正極コネクタ、１５Ａ…第１負極コネクタ、１５Ｂ…第２負極コネクタ、１９Ａ…第１分岐負極ライン、１９Ｂ…第２分岐負極ライン、２２Ａ…第１電流－電圧変換素子、２２Ｂ…第２電流－電圧変換素子、２４Ａ…第１マイコン、２４Ｂ…第２マイコン、２６Ａ，２９Ａ…第１電流検出回路、２６Ｂ，２９Ｂ…第２電流検出回路、６２Ａ…第１電源負極ライン、６２Ｂ…第２電源負極ライン、ＣＡ…第１巻線組、ＣＢ…第２巻線組、ＨＡ…第１ＧＮＤハーネス、ＨＢ…第２ＧＮＤハーネス、Ｒ１Ａ，Ｒ１Ｂ…抵抗器、ＥＡ，ＥＡ１，ＥＡ２…第１電流検出回路の出力電圧、ＥＢ，ＥＢ１，ＥＢ２…第２電流検出回路の出力電圧、ΔＴ（ｔ）…過渡上昇温度

Claims (10)

1. 電子制御装置であって、
   第１電源に接続された第１正極コネクタおよび第１負極コネクタと、
   第２電源に接続された第２正極コネクタおよび第２負極コネクタと、
   前記第１正極コネクタおよび前記第１負極コネクタに接続され、電動モータの第１巻線組に通電して駆動する第１インバータと、
   前記第２正極コネクタおよび前記第２負極コネクタに接続され、前記電動モータの第２巻線組に通電して駆動する第２インバータと、
   前記第１負極コネクタと前記第２負極コネクタとに接続されるグランド部と、
   前記第１負極コネクタと前記グランド部との間、または、前記第２負極コネクタと前記グランド部との間に設けられたセンサ部と、
   前記センサ部の出力信号に基づいて、前記第１負極コネクタと前記第２負極コネクタとの間で前記グランド部を介して流れる電流を検出可能な電流検出回路と、
   マイクロコンピュータであって、
   前記第１正極コネクタおよび前記第１負極コネクタに接続され、前記第１インバータの出力を制御する第１マイクロコンピュータと、
   前記第２正極コネクタおよび前記第２負極コネクタに接続され、前記第２インバータの出力を制御する第２マイクロコンピュータと、
   を有し、
   前記第１マイクロコンピュータおよび前記第２マイクロコンピュータは、前記電流検出回路の出力電圧に基づいて前記電子制御装置の内部の上昇温度を推定し、
   前記第１マイクロコンピュータが前記上昇温度に基づいて前記第１インバータから出力される電流の制限を開始するか、あるいは、前記第２マイクロコンピュータが前記上昇温度に基づいて前記第２インバータから出力される電流の制限を開始する、
   マイクロコンピュータと、
   を備えた電子制御装置。
2. 前記センサ部は、第１センサ部と第２センサ部とを有し、
   前記電流検出回路は、前記第１センサ部の出力信号を入力する第１電流検出回路と前記第２センサ部の出力信号を入力する第２電流検出回路とを有し、
   前記第１センサ部は、前記第１負極コネクタと前記グランド部との間に設けられ、
   前記第２センサ部は、前記第２負極コネクタと前記グランド部との間に設けられ、
   前記第１電流検出回路の出力電圧は、前記第１マイクロコンピュータに入力され、
   前記第２電流検出回路の出力電圧は、前記第２マイクロコンピュータに入力される、
   請求項１に記載の電子制御装置。
3. 前記電子制御装置の内部の上昇温度は、前記第１センサ部の上昇温度、および、前記第２センサ部の上昇温度である、請求項２に記載の電子制御装置。
4. 前記第１インバータから出力される電流の制限または前記第２インバータから出力される電流の制限は、前記第１負極コネクタから前記第１電源までの第１グランドハーネスの抵抗値と前記第２負極コネクタから前記第２電源までの第２グランドハーネスの抵抗値との差分が所定値以上であるときに行う、請求項３に記載の電子制御装置。
5. 前記第１マイクロコンピュータは、前記第１負極コネクタから前記第１電源までの第１グランドハーネスと前記第２負極コネクタから前記第２電源までの第２グランドハーネスとのうち前記第１グランドハーネスに異常が発生している場合に、前記第１センサ部の上昇温度に基づいて前記第１インバータから出力される電流の制限を開始するとともに、前記第２マイクロコンピュータは、前記第２インバータから出力される電流を増大させる、請求項３に記載の電子制御装置。
6. 前記第１インバータ、前記第１センサ部、前記第１電流検出回路および前記第１マイクロコンピュータと、前記第２インバータ、前記第２センサ部、前記第２電流検出回路および前記第２マイクロコンピュータと、で別々の電気系統を構成し、
   前記マイクロコンピュータは、前記第１電流検出回路の出力電圧と前記第２電流検出回路の出力電圧とに基づいて、前記第１センサ部および前記第１電流検出回路、または、前記第２センサ部および前記第２電流検出回路の異常を検出可能であり、前記第１センサ部および前記第１電流検出回路に異常を検出したときに、前記第１センサ部および前記第１電流検出回路と同じ電気系統の前記第１マイクロコンピュータは、前記異常が検出されなかった前記第２センサ部の出力信号を入力する、第１電流検出回路とは別の電流検出回路の出力電圧、または、前記第２電流検出回路の出力電圧に基づいて、前記上昇温度を推定する、
   請求項２に記載の電子制御装置。
7. 前記第１マイクロコンピュータは、前記第１センサ部の上昇温度が、前記第１センサ部の耐ヒートサイクル性能から許容される上昇温度である所定の限界上昇温度まで上昇したときに、前記第１インバータから出力される電流の制限を開始する一方、
   前記第２マイクロコンピュータは、前記第２センサ部の上昇温度が、前記第２センサ部の耐ヒートサイクル性能から許容される上昇温度である所定の限界上昇温度まで上昇したときに、前記第２インバータから出力される電流の制限を開始する、
   請求項３に記載の電子制御装置。
8. 前記第１マイクロコンピュータは、前記第１センサ部の上昇温度に雰囲気温度を加算した過渡絶対温度が、前記第１センサ部の耐熱性能から許容される絶対温度である所定の限界絶対温度まで上昇したときに、前記第１インバータから出力される電流の制限を開始する一方、
   前記第２マイクロコンピュータは、前記第２センサ部の上昇温度に雰囲気温度を加算した過渡絶対温度が、前記第２センサ部の耐熱性能から許容される絶対温度である所定の限界絶対温度まで上昇したときに、前記第２インバータから出力される電流の制限を開始する、
   請求項３に記載の電子制御装置。
9. 前記第１マイクロコンピュータは、前記第１グランドハーネスに異常が発生してからの前記第１電流検出回路の出力電圧の平均値に基づいて、前記第１センサ部の上昇温度を推定し、
   前記第２マイクロコンピュータは、前記第２グランドハーネスに異常が発生してからの前記第２電流検出回路の出力電圧の平均値に基づいて、前記第２センサ部の上昇温度を推定する、
   請求項５に記載の電子制御装置。
10. 前記差分が前記所定値以上であるか否かは、前記第１電流検出回路または前記第２電流検出回路で検出された電流に基づいて判定される、請求項４に記載の電子制御装置。

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