WO2018173469A1 - モータシステム - Google Patents

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WO2018173469A1
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relay
motor
inverter
solid state
state relay
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木村　誠
正樹 板橋
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日立オートモティブシステムズ株式会社
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Definitions

  • the present invention relates to a motor system including a motor and a controller that controls energization of a plurality of stator coils of the motor.
  • a motor system of an electric power steering device that generates a steering assist force by a motor is known.
  • two power supply relays composed of semiconductor switching elements are provided in series between an in-vehicle battery and an inverter.
  • the power relay on the inverter side is arranged with the parasitic diode as the forward direction from the in-vehicle battery to the inverter.
  • the power relay on the in-vehicle battery side is arranged with the parasitic diode as the forward direction from the inverter toward the in-vehicle battery.
  • the present invention has an object to provide a motor system with improved durability while enabling regeneration of a counter electromotive voltage generated in the motor due to rotation of the rotor caused by external force.
  • a motor system is arranged in series from the inverter side in series between an inverter that controls energization of a plurality of stator coils of the motor and a battery that supplies power to the inverter.
  • a first solid state relay and a second solid state relay wherein the first solid state relay has a first diode whose forward direction is from the battery toward the inverter, and the second solid state relay.
  • the relay has a second diode whose forward direction is from the inverter toward the battery. Then, when the supply of power from the battery to the inverter is shut off, the first solid state relay is turned off after turning off the plurality of motor relays provided in each of the plurality of stator coils.
  • the motor system of the present invention it is possible to improve the durability while enabling regeneration of the counter electromotive voltage generated in the motor due to rotation of the rotor caused by external force.
  • FIG. 1 shows an example of an electric power steering apparatus to which a motor system according to a first embodiment of the present invention is applied.
  • the electric power steering apparatus 10 of the vehicle 100 includes a steering wheel 11, a steering shaft 12, a pinion shaft 13, a pinion gear 14, and a rack gear 15.
  • the steering wheel 11 receives a steering operation force of the driver, and the steering wheel 11 is connected to the steering shaft 12.
  • the pinion shaft 13 is connected to the steering wheel 11 via the first universal joint J1, the intermediate shaft MS, the second universal joint J2, and the steering shaft 12.
  • the pinion gear 14 is connected to the tip of the pinion shaft 13, and the rack gear 15 meshes with the pinion gear 14 to convert the rotational motion of the pinion gear 14 into linear motion.
  • the electric power steering apparatus 10 includes a motor 16, a speed reducer 17, a steering torque sensor 18, a vehicle speed sensor 19, and a motor control device 20.
  • the motor 16 is used as a generation source of the steering assist force, and the speed reducer 17 is connected to the rotating shaft 16a of the motor 16 to reduce the rotational speed of the rotating shaft 16a and transmit it to the rack gear 15.
  • the steering torque sensor 18 detects the steering torque based on the twist angle of the pinion shaft 13 (or the steering shaft 12), and the vehicle speed sensor 19 detects the vehicle speed of the vehicle 100.
  • the motor control device 20 is electrically connected to the steering torque sensor 18 and the vehicle speed sensor 19 and controls the rotational drive of the motor 16.
  • the motor 16 and the motor control device 20 constitute a motor system 1.
  • the rotational force of the steering wheel 11 is applied to the rack gear 15 via the steering shaft 12, the second universal joint J2, the intermediate shaft MS, the first universal joint J1, the pinion shaft 13, and the pinion gear 14.
  • the rack gear 15 linearly moves in the vehicle width direction of the vehicle 100.
  • Both ends of the rack gear 15 are connected to a pair of steering mechanisms 102a and 102b that steer the pair of steered wheels 101a and 101b, and the rack gear 15 linearly moves in the vehicle width direction so that the direction of the pair of steered wheels 101a and 101b is achieved. Can be changed.
  • the motor control device 20 inputs the output signal ST from the steering torque sensor 18 and the output signal VSP from the vehicle speed sensor 19, and drives the motor 16 to rotate based on the output signal ST and the output signal VSP.
  • a steering assist force corresponding to 100 driving conditions is generated.
  • FIG. 2 shows an example of the internal configuration of the motor system 1.
  • the motor 16 is a three-phase brushless motor, and has a stator (not shown) and a rotor 16R.
  • the stator includes a first winding set (a plurality of stator coils) 161 composed of three-phase windings of a U-phase coil U1, a V-phase coil V1, and a W-phase coil W1, and a U-phase coil U2, a V-phase coil V2, and W.
  • the second winding set 162 including the three-phase windings of the phase coil W3 includes two independent winding sets.
  • the rotor 16R is a permanent magnet rotor that is rotatably provided at the center of the stator.
  • the first winding set 161 and the second winding set 162 are wound around the stator while being insulated from each other, and share a magnetic circuit.
  • each of the U-phase coil U1, the V-phase coil V1, and the W-phase coil W1 in the first winding set 161 is electrically connected at a neutral point N1 to form a Y connection.
  • One end of each of the U-phase coil U2, the V-phase coil V2, and the W-phase coil W3 in the second winding set 162 is electrically connected at a neutral point N2, and a Y connection is made.
  • the motor controller 20 includes a first controller 30 that receives power supply from the in-vehicle battery B and controls energization of the first winding set 161 of the motor 16, and a second winding set that receives power supply from the in-vehicle battery B. And a second controller 40 that controls energization 162.
  • the first controller 30 and the second controller 40 include processors 31 and 41, respectively.
  • the processors 31 and 41 receive the output signal ST from the steering torque sensor 18 and the output signal VSP from the vehicle speed sensor 19, respectively. Then, each of the processors 31 and 41 calculates a necessary steering assist force (target steering assist force) from the current steering torque and vehicle speed so that the motor 16 generates a rotational driving force corresponding to the target steering assist force.
  • the energization of each winding set 161, 162 is controlled.
  • the energization ratio which is the ratio between the energization amount from the first controller 30 to the first winding set 161 and the energization amount from the second controller 40 to the second winding set 162, is 50% to 50% in advance. Is set. Then, the processors 31 and 41 correspond to the winding sets 161 and 162 so that the motor 16 generates a rotational driving force corresponding to the target steering assist force based on the total energization amount from the first controller 30 and the second controller 40. Control energization.
  • the processor 31 of the first controller 30 has an abnormality diagnosis function for diagnosing whether or not an abnormality (failure) has occurred in the first energization system including the first controller 30 and the first winding set 161. Yes.
  • the processor 41 of the second controller 40 has an abnormality diagnosis function for diagnosing whether an abnormality has occurred in the second energization system including the second controller 40 and the second winding set 162.
  • the processor 31 of the first controller 30 and the processor 41 of the second controller 40 are connected so as to be directly communicable via the communication line 20L.
  • the processor diagnosed as having an abnormality is as follows. . That is, the processor diagnosed as having an abnormality performs control to stop energization of the corresponding winding set, and at the same time indicates an abnormality indicating the occurrence of abnormality to the other processor via the communication line 20L. Send a signal.
  • the other processor that has received the abnormal signal forcibly sets the energization ratio to any one of 50 to 100% so that the motor 16 generates a rotational driving force in accordance with the steering assist force that enables the steering operation. Is set to a predetermined value to control energization to the corresponding winding set.
  • the motor system 1 has two designs, the first energization system and the second energization system, as the energization system for the motor 16, so that the redundant design is made. Since the configurations of the first energization system and the second energization system are the same, the first energization system including the first winding set 161 of the motor 16 and the first controller 30 in the motor system 1 will be described in detail below.
  • FIG. 3 is a circuit diagram illustrating a configuration example of the first energization system in the motor system 1.
  • the first energization system includes the first controller 30 and the first winding set 161.
  • the first controller 30 includes an inverter 32 that controls energization of the first winding set 161 of the motor 16.
  • the inverter 32 is connected to the positive electrode of the in-vehicle battery B through the positive-side power supply line BL1 and receives power supply, and is connected to the negative electrode of the in-vehicle battery B through the negative-side power supply line BL2 and is connected to the ground. Yes.
  • a smoothing circuit 33a formed by connecting two capacitors C1, C2 connected to the ground at both ends of the coil L connecting the inverter 32 and the vehicle-mounted battery B is provided on the positive-side power supply line BL1 of the first controller 30. It has been. As a result, power is supplied to the inverter 32 in a state where the ripple voltage is reduced from the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B via the smoothing circuit 33a.
  • a power supply circuit 33b that inputs the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B via the ignition switch IGN and outputs a necessary voltage in each part of the first controller 30 is connected to the positive power supply line BL1 of the first controller 30. Has been.
  • the negative power supply line BL2 of the first controller 30 is provided with a current detection circuit 33c that connects both ends of the shunt resistor R that connects the inverter 32 and the ground and the two input terminals of the amplifier OP. Yes.
  • the current detection circuit 33 c detects the current supplied from the in-vehicle battery B to the first winding set 161 of the motor 16.
  • the amplifier OP outputs a voltage corresponding to the potential difference between both ends of the shunt resistor R as a detected current value from its output terminal.
  • a U-phase arm, a V-phase arm, and a W-phase arm are connected in parallel between the positive-side power supply line BL1 and the negative-side power supply line BL2 of the in-vehicle battery B to form a three-phase bridge circuit.
  • the U-phase arm is formed by connecting an upper arm side switching element U + and a lower arm side switching element U ⁇ in series.
  • the V-phase arm is formed by connecting an upper arm side switching element V + and a lower arm side switching element V ⁇ in series.
  • the W-phase arm is formed by connecting an upper arm side switching element W + and a lower arm side switching element W ⁇ in series.
  • the inverter 32 the other end of the U-phase coil U1 of which one end is connected to a neutral point N1 is, U-phase arm switching elements U + and the switching element U - is connected between the.
  • the other end of the W-phase coil W1 whose one end is connected to the neutral point N1 is connected between the switching element W + and the switching element W ⁇ of the W-phase arm.
  • the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ of the inverter 32 are semiconductor elements that are turned on / off by inputting a control signal to their control terminals.
  • a free-wheeling diode D for regenerating the back electromotive voltage generated in the motor 16 to the in-vehicle battery B is connected in antiparallel. ing.
  • an N-channel MOSFET Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor
  • the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ used as the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ .
  • the back electromotive voltage generated in the motor 16 is regenerated to the in-vehicle battery B through the positive-side power supply line BL1 with the parasitic diode inevitably formed between the drain and source in the MOSFET manufacturing process as the freewheeling diode D.
  • the ON state of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ of the inverter 32 refers to an energized state in which a current flows through these switching elements. Further, the OFF state of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ of the inverter 32 refers to an interrupted state in which the current flow through these switching elements is interrupted. . The same applies to switching elements such as a solid state relay and a motor relay described later.
  • the first controller 30 includes a pre-driver 34 that drives and controls the inverter 32.
  • the pre-driver 34 has an upper arm side push-pull circuit for turning on / off the upper arm side switching elements U + , V + , W + of the inverter 32 for each phase arm. Further, the pre-driver 34 has a lower arm side push-pull circuit for turning on and off the lower arm side switching elements U ⁇ , V ⁇ , W ⁇ of the inverter 32 for each phase arm. The output of each push-pull circuit is input to the gate electrode of the corresponding switching element.
  • a configuration in which the U-phase arm switching elements U + and U ⁇ are turned on / off in the pre-driver 34 will be described as a representative example.
  • the upper arm side push-pull circuit 341H has a high side switching element H + and a low side switching element H ⁇ connected in series with each other.
  • Lower-arm push-pull circuit 341L is serially connected high-side switching elements L + and the low side switching element L - a has.
  • P-channel MOSFETs are used as the high-side switching elements H + and L +
  • N-channel MOSFETs are used as the low-side switching elements H ⁇ and L ⁇ .
  • the high-side switching element H + of the drain electrode and the low-side switching element H - are interconnected with the gate electrode of the arm side switching elements U + on the drain electrode and the inverter 32.
  • the lower-arm push-pull circuit 341L, the high-side switching element L + of the drain electrode and the low-side switching element L - drain electrode and the lower arm switching elements U of - and the gate electrode are connected to each other.
  • the pre-driver 34 includes a booster circuit 342 that is connected to the positive-side power supply line BL1 and boosts the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B to generate a boost voltage that is higher than the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B.
  • the booster circuit 342 is a charge pump circuit that includes, for example, a capacitor, a diode, and a switch.
  • the source electrode of the high-side switching element H + is connected to the booster circuit 342, and the source voltage of the high-side switching element H + is used as the boosted voltage.
  • the source electrode of the low-side switching element H ⁇ of the upper arm side push-pull circuit 341H is connected between the switching element U + and the switching element U ⁇ of the U-phase arm.
  • the source electrode of the high side switching element L + is connected to the in-vehicle battery B instead of the booster circuit 342, and the source voltage of the high side switching element L + is connected to the in-vehicle battery B.
  • the power supply voltage Vb is used.
  • the source electrode of the low-side switching element L ⁇ of the lower arm side push-pull circuit 341L is connected to the source electrode of the lower arm side switching element U ⁇ in the U-phase arm.
  • the reason why the source electrode of the high-side switching element H + of the upper arm side push-pull circuit 341H is connected to the booster circuit 342 is as follows. That is, suppose that the control signal output from the upper arm side push-pull circuit 341H to the gate electrode of the upper arm side switching element U + of the inverter 32 is equal to or lower than the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B. At this time, depending on the driving state of the motor 16 increases and the upper arm switching element U + source voltage, the gate of the upper arm switching elements U + - a source voltage upper arm switching elements U + threshold voltage of the This is because it may not be exceeded.
  • the high side switching element on the upper arm side push-pull circuit 341H H + and low-side switching elements H - both gate terminals are connected to a drive circuit 343h. Further, both gate terminals of the low-side switching element L ⁇ and the low-side switching element L ⁇ of the lower arm side push-pull circuit 341L are connected to the drive circuit 343L. Further, in the pre-driver 34, the drive circuits 343H and 343L are connected to the logic circuit 344, and the logic circuit 344 controls the drive circuits 343H and 343L based on the motor control signal output from the processor 31. Is generated.
  • the drive circuit 343H turns on either the high-side switching element H + or the low-side switching element H ⁇ of the upper arm side push-pull circuit 341H. Accordingly, the upper arm switching elements U + gate electrode from the upper arm side push-pull circuit 341H, the output boosted voltage, or the upper arm switching element U + source voltage of the upper arm switching elements U + ON ⁇ Off operation is controlled.
  • the driving circuit 343L in response to a driving signal outputted from the logic circuit 344, the high-side switching element L +, or low-side switching element L of the lower arm side push-pull circuit 341L - to one of the ON state either .
  • the lower arm switching elements U from the lower arm side push-pull circuit 341L - the gate electrode of the output power supply voltage Vb or the ground voltage of the battery B is lower-arm switching elements U - the on-off operation Is controlled.
  • the first controller 30 has a power supply relay 35, a motor relay 36, and a self-cut-off relay 33d.
  • the power relay 35 is provided on the positive-side power supply line BL1 between the in-vehicle battery B and the inverter 32, and is a first solid state that blocks a short-circuit current in a reverse connection state in which the in-vehicle battery B is erroneously connected with the polarity reversed.
  • a relay hereinafter referred to as “SSR1”
  • SSR2 second solid state relay that stops energization of the first winding set 161 when the first controller 30 is abnormal.
  • SSR1 and SSR2 are arranged in this order from inverter 32 toward in-vehicle battery B and are connected in series.
  • SSR1 and SSR2 are non-contact relays each having no movable contact portion, and are configured using semiconductor switching elements such as thyristors, triacs, diodes, transistors, and the like.
  • N-channel MOSFETs can be used as SSR1 and SSR2.
  • the source electrode of SSR1 and the source electrode of SSR2 are connected, the drain electrode of SSR1 is connected to inverter 32 via smoothing circuit 33a, and the drain electrode of SSR2 is connected to the positive electrode of in-vehicle battery B.
  • the parasitic diode D1 of the SSR1 is a first diode whose forward direction is from the positive electrode of the in-vehicle battery B to the inverter 32, and the parasitic diode D2 of the SSR2 is a direction from the inverter 32 to the positive electrode of the in-vehicle battery B.
  • the SSR1 and SSR2 are turned on.
  • the SSR2 is turned off and the SSR1 is kept on. This is because, even when the first controller 30 does not energize the first winding set 161, the external rotational force applied to the motor 16 or the energization from the second controller 40 to the second winding set 162 (FIG. 2). This is because the back electromotive force generated in the motor 16 is regenerated to the in-vehicle battery B through the channel portion of the SSR1 and the parasitic diode D2 of the SSR2.
  • the in-vehicle battery B when the in-vehicle battery B is in the reverse connection state and the power supply relay 35 is configured only by the SSR 2, the in-vehicle battery B, the ground, and the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W of the inverter 32.
  • a closed circuit is formed via the freewheeling diode D at + and W ⁇ and the parasitic diode D2 of SSR2, and a short-circuit current flows.
  • SSR1 as the power relay 35 between the SSR2 and the inverter 32, the short circuit current in the reverse connection state of the in-vehicle battery B can be cut off.
  • the motor relay 36 cuts off the energization to each phase coil of the motor 16 and is provided between the first winding set 161 and the inverter 32.
  • the motor relay 36 in the motor 16 has three relays, a U-phase motor relay MRu, a V-phase motor relay MRv, and a W-phase motor relay MRw.
  • U-phase motor relay MRu is provided between neutral point N1 and U-phase coil U1
  • V-phase motor relay MRv is provided between neutral point N1 and V-phase coil V1
  • W-phase motor relay MRw is It is provided between neutral point N1 and W-phase coil W1.
  • the motor relay 36 is a non-contact relay that does not have a movable contact portion, similar to SSR1 and SSR2, and is configured using a semiconductor switching element.
  • As the motor relay 36 an N-channel MOSFET can be used.
  • the source electrodes of the relays are connected to each other at a neutral point N1. Therefore, the parasitic diode Du of the U-phase motor relay MRu, the parasitic diode Dv of the V-phase motor relay MRv, and the parasitic diode Dw of the W-phase motor relay MRw are respectively arranged at the neutral point N1 side and the neutral point N1.
  • a third diode having a forward direction from each to the respective phase coil is formed.
  • the self-interrupting relay 33d is configured to connect between the positive-side power supply line BL1 and the power supply circuit 33b in parallel with the ignition switch IGN, and to perform an on / off operation according to a control signal from the processor 31. .
  • the self-interrupt relay 33d When the self-interrupt relay 33d is on, the power supply voltage Vb from the in-vehicle battery B is input to the power supply circuit 33b, while when the self-interrupt relay 33d is off, the power supply voltage Vb from the on-vehicle battery B is interrupted.
  • the logic circuit 344 in the pre-driver 34 is connected to a processor 31 which is an arithmetic processing unit such as a CPU (Central Processing Unit) or an MPU (Micro-Processing Unit).
  • the processor 31 operates using the output voltage from the power supply circuit 33b as a power supply.
  • the processor 31 includes a pre-driver control unit 312 and a relay control unit 313 in addition to the abnormality diagnosis unit 311 that executes the above-described abnormality diagnosis function.
  • the predriver control unit 312 calculates a motor control signal to be output to the logic circuit 344 of the predriver 34.
  • the motor control signal is calculated based on various signals so as to generate a rotational driving force (driving current) corresponding to the target steering assist force calculated in the processor 31 as described above.
  • the various signals include an output signal from the amplifier OP of the current detection circuit 33c and an output signal from the magnetic pole position sensor 33e that detects the magnetic pole position of the rotor 16R (see FIG. 2) of the motor 16.
  • a PWM (Pulse Width Modulation) signal for modulating the pulse width is illustrated as the motor control signal. With this PWM signal, the duty defining the on / off time ratio of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ is changed to change the phase current of the motor 16.
  • the relay control unit 313 controls the power supply relay 35, the motor relay 36, and the self shut-off relay 33d. More specifically, the relay control unit 313 outputs a control signal to the control terminals of the switching elements of the power relay 35 and the motor relay 36 via the relay driver 37.
  • the relay driver 37 includes a first relay driver 371 that drives SSR 1 of the power relay 35, a second relay driver 372 that drives SSR 2 of the power relay 35, and a third relay driver 373 that drives the motor relay 36. Yes.
  • the relay control unit 313 is configured to detect that the ignition switch IGN is turned off. As a result, the relay control unit 313 continues the ON state of the self-interruption relay 33d when detecting the OFF operation of the ignition switch IGN, and continues the power supply from the power supply circuit 33b to the processor 31 and the like. . Then, the relay control unit 313 turns off the self-interrupting relay 33d after a predetermined time Toff has elapsed after detecting the OFF operation of the ignition switch IGN.
  • FIG. 4 shows an example of a relay control process executed in the processor 31 when the power supply from the power supply circuit 33b to the processor 31 is started by turning on the ignition switch IGN.
  • the ignition switch IGN is turned on at time t0.
  • the relay control process of FIG. 4 will be described with reference to the timing chart of FIG.
  • step S1 (abbreviated as “S1” in the drawing, the same applies hereinafter), the relay control unit 313 outputs a control signal for turning on the SSR1 to the first relay driver 371 at time t1 in FIG. (SSR1 on control).
  • SSR1 on control a control signal for turning on the SSR1 to the first relay driver 371 at time t1 in FIG.
  • SSR1 is first turned on among SSR1, SSR2, and motor relay 36 when the ignition switch IGN is turned on. That is, when the SSR 1 is not in the ON state, if the rotor 16R is rotated by an external force before the motor 16 is energized via the inverter 32, the counter electromotive voltage generated in the motor 16 is changed to the channel of the SSR 1. It is not regenerated by the in-vehicle battery B via the unit. For this reason, for example, the back electromotive voltage generated in the motor 16 may damage the pre-driver 34, such as the booster circuit 342 being damaged via the parasitic diode DH of the high-side switching elements H + and L + in the pre-driver 34. There is.
  • the relay control unit 313 turns on the SSR 1 as quickly as possible, thereby changing the back electromotive voltage of the motor 16 to the free-wheeling diodes D and SSR 1 of the switching elements U + , V + and W + in the inverter 32.
  • Regeneration to the in-vehicle battery B is enabled through the channel section and the parasitic diode D2 of the SSR2. Thereby, the possibility that the pre-driver 34 is damaged is reduced.
  • the parasitic diodes Du, Dv, and Dw of the motor relay 36 substantially inhibit the motor 16 from operating as a generator.
  • step S2 the relay control unit 313 determines whether or not a predetermined time T1 has elapsed from the ON control of the SSR1.
  • the predetermined time T1 is longer than the time from the time t1 when the on-control of the SSR1 is performed to the time t2 when the SSR1 is actually turned on, and the back electromotive force of the motor 16 is connected to the vehicle-mounted battery B via the SSR1. This is an estimated time until the voltage is reduced to a voltage that does not damage the pre-driver 34 due to regeneration.
  • the predetermined time T1 is stored in advance in a ROM (Read Only Memory) or the like.
  • the voltage of the positive-side feeder line BL1 between the SSR1 and the inverter 32 is The power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B is the same.
  • step S2 determines in step S2 that the predetermined time T1 has elapsed from the ON control of SSR1 (YES)
  • the process proceeds to step S3, while the predetermined time T1 has elapsed from the ON control of SSR1. If it is determined that it has not elapsed (NO), step S2 is performed again.
  • step S3 the relay control unit 313 outputs a control signal for turning on the motor relay 36 to the third relay driver 373 at time t3 in FIG. 5 (MR on control). As a result, the motor relay 36 is turned on at time t5 due to a turn-on delay time or the like.
  • a closed circuit is formed between the motor 16 and the in-vehicle battery B, starting from the first winding set 161 and returning to the first winding set 161 again.
  • This closed circuit includes the parasitic diode D of the upper arm side switching elements U + , V + , W + , the channel portion of SSR1, the parasitic diode D2 of SSR2, the vehicle battery B, the ground and the lower arm side switching elements U ⁇ , V ⁇ . , W ⁇ through the parasitic diode D.
  • the current generated by the power generation of the motor 16 includes the freewheeling diode D of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ , the parasitic diode D2 of the SSR 2, and the parasitic diodes Du and Dv of the motor relay 36. , Dw continuously. Therefore, heat generation is excessive due to the forward voltage of the freewheeling diode D, the parasitic diode D2, and the parasitic diodes Du, Dv, and Dw, and the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ , The SSR 2 and the motor relay 36 may be damaged.
  • the time t5 when the motor relay 36 is turned on is set to be the following timing after the time t2 when the SSR1 is turned on in order to shorten the time during which the motor 16 substantially operates as a generator. Is done. That is, the time t5 is set at the same time as or close to the timing at which energization of the first winding set 161 is started by the output of the motor control signal from the pre-driver control unit 312 (time t pwm in FIG. 5). Is set.
  • step S4 the relay control unit 313 outputs a control signal for turning on the SSR2 to the second relay driver 372 at time t4 in FIG. 5 (ON control of the SSR2).
  • SSR2 is turned on at time t6 due to a turn-on delay time or the like.
  • the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B is applied to the inverter 32 (that is, the drain electrodes of the switching elements U + , V + , W + ).
  • the time t4 when the relay control unit 313 outputs a control signal for turning on the SSR 2 will be described.
  • the abnormality diagnosis unit 311 of the processor 31 diagnoses whether or not an abnormality has occurred in the first energization system. Execution of the diagnostic function is started. If the upper arm side switching element (for example, U + ) and the lower arm side switching element (for example, U ⁇ ) of the same phase are short-circuited and the SSR 2 is turned on, an excessive current is generated from the in-vehicle battery B. There is a risk of flowing to the ground via the first energization system.
  • the pre-driver control unit 312 After the relay control unit 313 turns on the SSR 1, the motor relay 36, and the SSR 2 in steps S 1 to S 4, the pre-driver control unit 312 outputs a motor control signal to the pre-driver 34, so that the first motor 16 The energization to the winding set 161 is controlled.
  • the motor control signal is, for example, a U-phase PWM signal as a U-phase motor control signal, a V-phase PWM signal as a V-phase motor control signal, and a W-phase PWM signal as a W-phase motor control signal. It is.
  • step S5 the relay control unit 313 determines whether or not the abnormality diagnosis flag F indicates an abnormality.
  • the abnormality diagnosis flag F is a state flag stored as the state of the first energized system as a result of diagnosis when the abnormality diagnosis unit 311 of the processor 31 executes the abnormality diagnosis function at a predetermined timing. Memory). For example, when the abnormality diagnosis unit 311 diagnoses that an abnormality has occurred in the first energized system, the value of the abnormality diagnosis flag F is set to 1, while when the first energized system is diagnosed as normal. Sets the value of the abnormality diagnosis flag F to zero.
  • the relay control unit 313 determines that the abnormality diagnosis flag F is a value indicating abnormality (for example, 1) (YES)
  • the process proceeds to step S6.
  • the relay control unit 313 determines that the abnormality diagnosis flag F is a value indicating normality (for example, zero) (NO) (NO) (NO) (NO)
  • step S5 When it is determined in step S5 that the abnormality diagnosis flag F is a value indicating abnormality, the pre-driver control unit 312 sends a motor control signal (U-phase PWM signal, V-phase PWM signal, W) to the pre-driver 34. The output of the phase PWM signal) is stopped. As a result, the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ of the inverter 32 are turned off. The same applies to the case where it is determined in the later-described step that the ignition switch IGN is turned off.
  • step S6 the relay control unit 313 outputs a control signal (OFF command) for turning off the SSR2 to the second relay driver 372 at time t7 in FIG. 5 (SSR2 off control).
  • OFF command a control signal for turning off the SSR2 to the second relay driver 372 at time t7 in FIG. 5
  • the SSR 2 is turned off at time t9 due to a delay time of turn-off or the like.
  • the energization by the first energization system diagnosed as abnormal by the abnormality diagnosis unit 311 is stopped as quickly as possible, and an excessive current causes the inverter 32 to be turned off from the in-vehicle battery B. The flow to the ground is suppressed.
  • step S7 the relay control unit 313 outputs a control signal (off command) for turning off the motor relay 36 to the third relay driver 373 at time t8 in FIG. 5 (MR off control).
  • a control signal off command
  • the motor relay 36 is turned off at time t10 due to a turn-off delay time or the like.
  • the motor relay 36 When the motor relay 36 is in the on state, the above-described closed circuit is formed between the motor 16 and the in-vehicle battery B.
  • the motor 16 When the rotor 16R of the motor 16 is rotated by an external force, the motor 16 substantially operates as a generator. To do.
  • the current generated by the power generation of the motor 16 includes the freewheeling diode D of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ , the parasitic diode D2 of the SSR 2, and the parasitic diodes Du and Dv of the motor relay 36. , Dw continuously.
  • the motor relay 36 After time t10, the motor relay 36 is turned off, but the SSR 1 is not yet turned off. For this reason, even if the rotor 16R is rotated by an external force, the back electromotive force voltage generated in the motor 16 is caused by the free-wheeling diode D of the switching elements U + , V + , W + , the channel portion of the SSR1 and the parasitic diode D2 of the SSR2. Through the vehicle battery B. Thereby, the possibility that the pre-driver 34 is damaged is reduced.
  • the motor relay 36 when the motor relay 36 is in an off state after time t10, even if the rotor 16R is rotated by an external force, the parasitic of the motor relay 36 is the same as before the time t5 when the motor relay 36 is turned on.
  • the diodes Du, Dv, and Dw substantially prevent the motor 16 from operating as a generator.
  • the relay control unit 313 determines whether or not a predetermined time T2 has elapsed since the SSR2 OFF control.
  • the predetermined time T2 is a time longer than the time from the time t7 when the SSR2 is turned off to the time t9 when the SSR2 is actually turned off.
  • the predetermined time T2 is a time from time t7 when the SSR2 is turned off to time t11 when the back electromotive force of the motor 16 is estimated to decrease to a level at which the predriver 34 is not damaged.
  • the predetermined time T2 is stored in advance in a ROM (Read Only Memory).
  • the potential of the positive-side feeder line BL1 between the SSR1 and the inverter 32 is the power supply voltage Vb of the in-vehicle battery B.
  • the power supplied to the first winding set 161 via the first controller 30 is cut off and the second controller 40 is used to cut off the power. It is assumed that power is supplied to the two-winding set 162 to generate a steering assist force. This means that the rotor 16R is continuously rotated. Even in this case, it is necessary to regenerate the back electromotive voltage generated in the motor 16 to the in-vehicle battery B through the channel portion of the SSR1.
  • step S8 when executing step S8, if the value of the abnormality diagnosis flag F is a value indicating abnormality (for example, 1), it is determined whether or not a predetermined time T2 has elapsed since the ignition switch IGN was turned off. You may judge.
  • a value indicating abnormality for example, 1
  • step S8 when it is determined that the predetermined time T2 has elapsed (YES), the relay control unit 313 advances the process to step S9, whereas when it is determined that the predetermined time T2 has not elapsed. (NO), Step S8 is performed again.
  • step S9 the relay control unit 313 outputs a control signal (OFF command) for turning off the SSR1 to the first relay driver 371 at time t11 in FIG. 5 (OFF control of the SSR1).
  • OFF command a control signal for turning off the SSR1 to the first relay driver 371 at time t11 in FIG. 5
  • SSR1 is turned off at time t12 due to a delay time of turn-off or the like.
  • step S10 the relay control unit 313 determines whether or not the ignition switch IGN is turned off. If the relay control unit 313 determines that the ignition switch IGN is turned off (YES), the process proceeds to step S6. Then, the relay control unit 313 keeps the power supply from the power supply circuit 33b to the processor 31 and the pre-driver 34 by turning on the self-interruption relay 33d until a predetermined time Toff has elapsed after the ignition switch IGN is turned off. .
  • the predetermined time Toff is a time sufficient for executing steps S6 to S9.
  • the relay control unit 313 determines that the ignition switch IGN is not turned off (NO)
  • the relay control unit 313 returns to step S5.
  • the timing chart after determining that the ignition switch IGN is turned off is substantially the same as that after the occurrence of an abnormality in the timing chart of FIG.
  • the SSR 2 when the power supply from the in-vehicle battery B to the inverter 32 is shut off, the SSR 2 is turned off while the SSR 1 is turned on. This is because even if a counter electromotive voltage is generated in the motor 16 due to the rotation of the rotor 16R caused by an external force, the current generated thereby can be regenerated to the in-vehicle battery B. Then, before the SSR 1 is turned off, the motor relay 36 is turned off. Thereby, the closed circuit formed between the motor 16 and the vehicle-mounted battery B is interrupted, and the time during which the motor 16 operates substantially as a generator is shortened.
  • the current generated by the power generation of the motor 16 does not continuously flow through the parasitic diode D2 of the SSR 2 and the parasitic diode D of the switching elements U + , U ⁇ , V + , V ⁇ , W + , W ⁇ in the inverter 32. For this reason, it becomes difficult to affect the durability of the semiconductor switching elements of the SSR 1 and the inverter 32, and consequently the durability of the motor system 1 is improved.
  • the motor brake 36 is turned off, and the closed circuit formed between the motor 16 and the in-vehicle battery B is cut off, so that the electric brake that inhibits the rotation of the rotor 16R does not operate. For this reason, when the power supply to the second winding set 162 is supplied and the steering assist force is generated while cutting off the power supplied to the first winding set 161 when the first energization system is abnormal, It is possible to suppress a decrease in assisting force and, in turn, a decrease in running stability.
  • the SSR 1 is maintained in the on state until the predetermined time T2 elapses from the off control of the SSR 2 or from the off operation of the ignition switch IGN. For this reason, the counter electromotive voltage generated in the motor 16 is regenerated to the in-vehicle battery B via the channel portion of the SSR1 and the parasitic diode D2 of the SSR2. Therefore, the possibility that the back electromotive voltage generated in the motor 16 damages the pre-driver 34 can be reduced.
  • FIG. 6 shows an example of a motor system according to the second embodiment.
  • the first energization system includes the first winding set 161 and the first controller 30A, similarly to the motor system 1 of the first embodiment.
  • the first controller 30A includes, as relay drivers 37A, a first relay driver 371 that drives the SSR1 of the power supply relay 35, and a second relay driver 372A that drives the SSR2 of the power supply relay 35 and the motor relay 36. .
  • the common use of the relay driver that drives the SSR2 and the motor relay 36 is that the timing at which the SSR2 and the motor relay 36 are actually turned on / off even if the on / off control of the SSR2 and the motor relay 36 is performed simultaneously, This is effective in the case shown in FIG.
  • FIG. 7 shows a different part from the relay control process according to the first embodiment of FIG.
  • the relay control unit 313A of the processor 31A executes step S3A of FIG. 7A when the relay control unit 313A determines in step S2 that the predetermined time T1 has elapsed from the ON control of the SSR1. That is, in step S3A, relay control unit 313A outputs a control signal for turning on SSR2 and motor relay 36 to second relay driver 372A (SSR2 and MR on control). And relay control part 313A advances a process to step S5.
  • Step S6A when the relay control unit 313A determines in step S5 that the abnormality diagnosis flag F is a value indicating abnormality, or in step S10, determines that the ignition switch IGN has been turned off, FIG. ) Step S6A. That is, in step 6A, relay control unit 313A outputs a control signal to turn on SSR2 and motor relay 36 to second relay driver 372A (SSR2 and MR on control). And relay control part 313A advances a process to step S7.
  • the relay driver that drives the SSR2 of the power relay 35 and the motor relay 36 is shared by the second relay driver 372A. Therefore, according to the motor system 1A, not only the same effect as that of the first embodiment is achieved, but also the control signal output from the relay control unit 313A is reduced to simplify the control process, and the first controller 30A The board mounting area can be reduced.
  • FIG. 8 shows an example of a motor system according to the third embodiment.
  • the first energization system includes the first winding set 161 and the first controller 30B.
  • the motor relay 36B is provided between the first winding set 161 and the inverter 32, unlike the motor relay 36 of the first embodiment.
  • Motor relay 36B has three relays: U-phase motor relay MRuB, V-phase motor relay MRvB, and W-phase motor relay MRwB.
  • U-phase motor relay MRuB is provided between U-phase coil U1 and inverter 32
  • V-phase motor relay MRvB is provided between V-phase coil V1 and inverter 32
  • W-phase motor relay MRwB is W-phase coil W1. And the inverter 32.
  • a counter electromotive voltage is generated in each phase coil of the first winding set 161.
  • the counter electromotive voltage of the U phase coil U1 is more positive on the inverter 32 side than the U phase coil U1
  • the counter electromotive voltage of the V phase coil V1 is more negative on the inverter 32 side than the V phase coil V
  • the W phase coil W1. Is negative on the inverter 32 side than the W-phase coil W1.
  • the current from the ground toward the neutral point N1 via the parasitic diode D and the V-phase coil V1 due to the counter electromotive voltage is blocked by the parasitic diode DvB.
  • the current from the ground toward the neutral point N1 via the parasitic diode D and the W-phase coil W1 is blocked by the parasitic diode DwB due to the back electromotive voltage.
  • the motor 16 when the motor relay 36B is in the off state, the motor 16 is substantially driven by the parasitic diodes DuB, DvB, DwB of the motor relay 36B. It is impeded to operate as a generator.
  • the pre-driver control unit 312 sends a motor control signal (U-phase PWM signal, V-phase PWM to the pre-driver 34 in a predetermined case. Signal, W-phase PWM signal) is stopped.
  • the predetermined case is a case where it is determined in step S5 that the abnormality diagnosis flag F is a value indicating abnormality, or a case where it is determined in step S10 that the ignition switch IGN is turned off.
  • the pre-driver control unit 312 can perform the following from the time when step S5 or step S10 is executed until the motor relay 36 is turned off.
  • the pre-driver control unit 312 controls the pre-driver 34 so that the back electromotive force generated by the motor 16 does not exceed the supply power supplied from the in-vehicle battery B to the first winding set 161 of the motor 16.
  • a motor control signal can be output. Thereby, it can suppress that the electric current by the counter electromotive force of the motor 16 flows into the pre-driver 34.
  • the pre-driver control unit 312 is configured so that the current supplied from the in-vehicle battery B to the first winding set 161 of the motor 16 becomes zero amperes based on the output signal from the amplifier OP of the current detection circuit 33c.
  • a motor control signal can be output to the pre-driver 34.
  • the motor relay 36 when the motor relay 36 is turned on at time t3 in step S3, the motor relay 36 is actually turned on at time t5, and when SSR2 is turned on at time t4 in step S4. It is assumed that the device is actually turned on at time t6. However, considering the influence of the back electromotive voltage during the time when the motor 16 can operate substantially as a generator after the motor relay 36 is turned on, and the timing when the first diagnosis by the abnormality diagnosis unit 311 is completed. The following may be used. That is, the timing at which the motor relay 36 and the SSR 2 are turned on may be made simultaneously, or the order may be reversed.
  • the turn-on delay time of the semiconductor switching elements of the motor relay 36 and SSR2, etc. may be performed. That is, the timing for performing the ON control of the motor relay 36 and the SSR 2 may be made simultaneously, or the order may be reversed.
  • the motor relay 36 is actually turned off at time t9 when the SSR2 is turned off at time t9.
  • time t10 it is assumed that the device is actually turned off.
  • the timing at which the motor relay 36 and the SSR 2 are turned off may be made simultaneously, or the order may be reversed.
  • the turn-off delay time of the semiconductor switching elements of the motor relay 36 and SSR2, and the like may be performed. That is, the timing for performing the off control of the motor relay 36 and the SSR 2 may be made simultaneously, or the order may be reversed.
  • the abnormality diagnosis unit 311 When the abnormality diagnosis unit 311 is configured to be able to identify an abnormality occurrence location in the first energization system from the inverter 32, the pre-driver 34, and the motor 16 (first winding set 161), the following is performed. can do. That is, the abnormality diagnosis unit 311 can set the timing at which the SSR1, SSR2, and the motor relay 36 are turned on or off according to the location where the abnormality has occurred.
  • the abnormality diagnosis unit 311 diagnoses that an abnormality has occurred in the inverter 32, as described above, the motor relay 36 is turned off in step S7, and then the SSR1 is turned off in step S9. .
  • the in-vehicle battery B causes the upper arm side switching elements U + , V + , W + , the first winding set 161 and the lower arm side switching elements U ⁇ , V ⁇ , W to be connected. It is possible to improve safety by interrupting the through current that may flow to the ground through-.
  • the motor relay 36 is turned off prior to SSR1 and SSR2. In a situation where the motor relay 36 can be reliably turned off, safety can be improved by turning the motor relay 36 off before SSR2.
  • the timing at which the motor relay 36 is turned on in step S3 is determined by whether or not a predetermined time T1 has elapsed since the SSR1 was turned on (step S2). Instead, the timing at which the motor relay 36 is turned on can be determined according to the back electromotive voltage generated by the motor 16.
  • the counter electromotive voltage generated by the motor 16 a detected value of the voltage in the positive-side power supply line BL1 between the inverter 32 and the SSR2 can be used.
  • the rotational speed of the rotor 16R can be calculated from the output signal of the magnetic pole position sensor 33e, and the estimated counter electromotive voltage value estimated based on this rotational speed can be used.
  • the timing at which the SSR1 is turned off in step S9 can be determined according to the back electromotive voltage generated by the motor 16 instead of determining whether or not the predetermined time T2 has elapsed in step S8.
  • the motor systems 1, 1A and 1B applied to the electric power steering apparatus have been described as having two energization systems.
  • the present invention is not limited to this, and one or three or more motor systems are used. You may have an electricity supply system.
  • the motor systems 1, 1A, 1B do not exclude application to devices other than the electric power steering device.
  • SYMBOLS 1 ... Motor system, 16 ... Motor, 161 ... 1st winding group, 31, 31A ... Processor, 311 ... Abnormality diagnosis part, 312 ... Pre-driver control part, 313, 313A ... Relay control part, 32 ... Inverter, 34 ... Pre-driver, 36, 36B ... motor relay, B ... vehicle battery, D1 ... first diode, D2 ... second diode, Du, Dv, Dw ... third diode, N1 ... neutral point, SSR1 ... first Solid State Relay, SSR2 ... Second Solid State Relay

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Abstract

モータシステムは、モータの第１巻線組への通電を制御するインバータとインバータに電力を供給する車載バッテリとの間で、インバータから車載バッテリに向けて順に配置されて直列接続された第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーを有する。第１のソリッドステートリレーは、車載バッテリからインバータに向かう方向を順方向とする第１のダイオードを有し、第２のソリッドステートリレーは、インバータから車載バッテリに向かう方向を順方向とする第２のダイオードを有している。第１巻線組には、各相において中性点からインバータに向かう方向を順方向とする第３のダイオードを有するモータリレーが接続されている。そして、車載バッテリからインバータへの電力の供給を遮断するとき、モータリレーをオフ状態にした後に、第１のソリッドステートリレーをオフ状態にする。

Description

モータシステム
　本発明は、モータと、モータの複数のステータコイルに対する通電を制御するコントローラと、を備えたモータシステムに関する。
　従来のモータシステムとして、例えば、特許文献１に記載されるように、モータによって操舵補助力を発生させる電動パワーステアリング装置のモータシステムが知られている。かかるモータシステムでは、車載バッテリとインバータとの間に、半導体スイッチング素子からなる２つの電源リレーを直列接続して設けてある。この２つの電源リレーでは、インバータ側の電源リレーが、その寄生ダイオードを車載バッテリからインバータに向かう方向を順方向として配置されている。また、車載バッテリ側の電源リレーが、その寄生ダイオードをインバータから車載バッテリに向かう方向を順方向として配置されている。
　特許文献１に記載されるモータシステムでは、異常が発生したときのフェールセーフ処理としてモータの複数のステータコイルに対する電力供給を遮断する場合に、外力に起因したロータの回転によってモータに逆起電力が発生する。この逆起電力による電流を車載バッテリへ回生できるように、当該モータシステムでは、インバータ側の電源リレーをオン状態としつつ車載バッテリ側の電源リレーをオフ状態としている。
特開２０１３－２１５０４０号公報
　しかし、インバータ側の電源リレーをオン状態としつつ車載バッテリ側の電源リレーをオフ状態とすると、モータと車載バッテリとの間に閉回路が形成される。このため、外力に起因したロータの回転中にモータに発生した逆起電力による電流は、車載バッテリ側の電源リレーやインバータの半導体スイッチング素子における寄生ダイオードを継続的に流れる。したがって、逆起電力による電流が、電源リレーやインバータの半導体スイッチング素子の耐久性に影響を与えるおそれがある。
　そこで、本発明は以上のような問題点に鑑み、外力に起因したロータの回転によりモータに発生した逆起電圧の回生を可能にしつつ、耐久性を向上させたモータシステムを提供することを目的とする。
　本発明の一態様によれば、モータシステムは、モータの複数のステータコイルへの通電を制御するインバータと当該インバータに電力を供給するバッテリとの間で、インバータ側から順に配置されて直列接続された第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーを有し、第１のソリッドステートリレーが、バッテリからインバータに向かう方向を順方向とする第１のダイオードを有し、第２のソリッドステートリレーが、インバータからバッテリに向かう方向を順方向とする第２のダイオードを有している。そして、バッテリからインバータへの電力の供給を遮断するとき、複数のステータコイルの夫々に設けられた複数のモータリレーをオフ状態にした後に、第１のソリッドステートリレーをオフ状態にする。
　本発明のモータシステムによれば、外力に起因したロータの回転によりモータに発生した逆起電圧の回生を可能にしつつ、耐久性を向上させることができる。
第１実施形態に係るモータシステムを適用した電動パワーステアリング装置を示す概略図である。 同モータシステムを示す概略図である。 同モータシステムの第１通電系統を示す回路図である。 同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すフローチャートである。 同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すタイムチャートである。 第２実施形態に係るモータシステムの第１通電系統を示す回路図である。 同モータシステムにおけるリレー制御処理を示すフローチャートである。 第３実施形態に係るモータシステムの第１通電系統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、本発明の第１実施形態に係るモータシステムを適用した電動パワーステアリング装置の一例を示す。
（電動パワーステアリング装置）
　車両１００の電動パワーステアリング装置１０は、ステアリングホイール１１と、ステアリングシャフト１２と、ピニオンシャフト１３と、ピニオンギア１４と、ラックギア１５と、を備えている。ステアリングホイール１１には運転者の操舵操作力が入力され、ステアリングホイール１１はステアリングシャフト１２に接続されている。ピニオンシャフト１３は、第１の自在継手Ｊ１、中間シャフトＭＳ、第２の自在継手Ｊ２およびステアリングシャフト１２を介してステアリングホイール１１に接続されている。ピニオンギア１４はピニオンシャフト１３の先端に接続され、ラックギア１５はピニオンギア１４と噛合してピニオンギア１４の回転運動を直線運動に変換する。
　また、電動パワーステアリング装置１０は、モータ１６と、減速機１７と、操舵トルクセンサ１８と、車速センサ１９と、モータ制御装置２０と、を備えている。モータ１６は操舵補助力の発生源として用いられ、減速機１７は、モータ１６の回転軸１６ａと接続されて、回転軸１６ａの回転速度を減速してラックギア１５に伝達する。操舵トルクセンサ１８は、ピニオンシャフト１３（またはステアリングシャフト１２）の捩れ角度に基づいて操舵トルクを検出し、車速センサ１９は車両１００の車速を検出する。モータ制御装置２０は、操舵トルクセンサ１８および車速センサ１９に電気的に接続され、モータ１６の回転駆動を制御する。そして、モータ１６及びモータ制御装置２０によりモータシステム１が構成されている。
　ステアリングホイール１１を操作すると、ステアリングホイール１１の回転力が、ステアリングシャフト１２、第２の自在継手Ｊ２、中間シャフトＭＳ、第１の自在継手Ｊ１、ピニオンシャフト１３およびピニオンギア１４を介してラックギア１５に伝達される。これにより、ラックギア１５が車両１００の車幅方向に直線運動する。ラックギア１５の両端は、一対の操向輪１０１ａ，１０１ｂを操舵する一対の操舵機構１０２ａ，１０２ｂと接続され、ラックギア１５が車幅方向に直線運動することで一対の操向輪１０１ａ，１０１ｂの向きを変えることができる。このとき、モータ制御装置２０は、操舵トルクセンサ１８からの出力信号ＳＴおよび車速センサ１９からの出力信号ＶＳＰを入力して、出力信号ＳＴおよび出力信号ＶＳＰに基づいてモータ１６を回転駆動し、車両１００の運転状態に応じた操舵補助力を発生させる。
（モータシステム）
　図２は、モータシステム１の内部構成の一例を示す。モータ１６は、３相ブラシレスモータであり、ステータ（図示省略）と、ロータ１６Ｒと、を有している。ステータは、Ｕ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１、Ｗ相コイルＷ１の３相巻線からなる第１巻線組（複数のステータコイル）１６１、および、Ｕ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２、Ｗ相コイルＷ３の３相巻線からなる第２巻線組１６２の互いに独立した２組の巻線組を含んでいる。ロータ１６Ｒは、ステータの中央部に回転可能に備えられた永久磁石回転子である。第１巻線組１６１および第２巻線組１６２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巻線組１６１におけるＵ相コイルＵ１、Ｖ相コイルＶ１、Ｗ相コイルＷ１は、それぞれの一端が中性点Ｎ１で電気的に接続されて、Ｙ結線がなされている。第２巻線組１６２におけるＵ相コイルＵ２、Ｖ相コイルＶ２、Ｗ相コイルＷ３は、それぞれの一端が中性点Ｎ２で電気的に接続されて、Ｙ結線がなされている。
　モータ制御装置２０には、車載バッテリＢから電力供給を受けてモータ１６の第１巻線組１６１に対する通電を制御する第１コントローラ３０と、車載バッテリＢから電力供給を受けて第２巻線組１６２の通電を制御する第２コントローラ４０と、が含まれている。
　第１コントローラ３０および第２コントローラ４０は、それぞれ、プロセッサ３１，４１を含み、各プロセッサ３１，４１は、操舵トルクセンサ１８からの出力信号ＳＴおよび車速センサ１９からの出力信号ＶＳＰを入力する。そして、各プロセッサ３１，４１は、現在の操舵トルクおよび車速から必要となる操舵補助力（目標操舵補助力）を演算し、モータ１６が目標操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、各巻線組１６１，１６２に対する通電を制御する。
　より具体的には、第１コントローラ３０から第１巻線組１６１に対する通電量と第２コントローラ４０から第２巻線組１６２に対する通電量との比率である通電比率が５０％対５０％に予め設定されている。そして、第１コントローラ３０および第２コントローラ４０からの合計通電量によってモータ１６が目標操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、各プロセッサ３１，４１は、各巻線組１６１，１６２に対する通電を制御する。
　また、第１コントローラ３０のプロセッサ３１は、第１コントローラ３０および第１巻線組１６１を含む第１通電系統に異常（故障）が発生しているか否かを診断する異常診断機能を有している。同様に、第２コントローラ４０のプロセッサ４１は、第２コントローラ４０および第２巻線組１６２を含む第２通電系統に異常が発生しているか否かを診断する異常診断機能を有している。
　第１コントローラ３０のプロセッサ３１と第２コントローラ４０のプロセッサ４１とは、通信線２０Ｌを介して直接通信可能に接続されている。第１コントローラ３０および第２コントローラ４０の一方のプロセッサが異常診断機能により通電系統に異常が発生していると診断した場合には、異常が発生していると診断したプロセッサは以下のようにする。すなわち、異常が発生していると診断したプロセッサは、対応する巻線組への通電を停止する制御を行うとともに、正常な他方のプロセッサに対して通信線２０Ｌを介して異常の発生を示す異常信号を送信する。異常信号を受信した正常な他方のプロセッサは、モータ１６が、操舵操作を可能にする操舵補助力に応じた回転駆動力を発生するように、強制的に通電比率を５０～１００％のいずれかの所定値に設定して、対応する巻線組への通電を制御する。このように、モータシステム１は、モータ１６に対する通電系統として、第１通電系統および第２通電系統の２つを有することで、冗長設計がなされている。第１通電系統および第２通電系統の構成は同様であるので、以下、モータシステム１において、モータ１６の第１巻線組１６１及び第１コントローラ３０を含む第１通電系統について詳述する。
（第１通電系統）
　図３は、モータシステム１における第１通電系統の構成例を示す回路図である。第１通電系統は、前述のように、第１コントローラ３０および第１巻線組１６１を含んでいる。第１コントローラ３０は、モータ１６の第１巻線組１６１への通電を制御するインバータ３２を有している。インバータ３２は、正極側給電線ＢＬ１を介して車載バッテリＢの正極と接続されて電力供給を受け、負極側給電線ＢＬ２を介して車載バッテリＢの負極と接続されるとともに、グランド接続がなされている。
　第１コントローラ３０の正極側給電線ＢＬ１には、インバータ３２と車載バッテリＢとを接続するコイルＬの両端に、それぞれグランド接続された２つのコンデンサＣ１，Ｃ２を接続してなる平滑回路３３ａが設けられている。これにより、インバータ３２には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂから平滑回路３３ａを介してリップル電圧が低減された状態で電力が供給されるようになっている。また、第１コントローラ３０の正極側給電線ＢＬ１には、イグニッションスイッチＩＧＮを介して車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂを入力して、第１コントローラ３０の各部における必要電圧を出力する電源回路３３ｂが接続されている。
　第１コントローラ３０の負極側給電線ＢＬ２には、インバータ３２とグランドとを接続するシャント抵抗Ｒの両端と、増幅器ＯＰの２つの入力端子と、を接続してなる電流検出回路３３ｃが設けられている。この電流検出回路３３ｃは、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１に供給された電流を検出する。増幅器ＯＰは、その出力端子から、シャント抵抗Ｒの両端の電位差に相当する電圧を検出電流値として出力する。
　インバータ３２は、車載バッテリＢの正極側給電線ＢＬ１と負極側給電線ＢＬ２との間において、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て、３相ブリッジ回路を構成している。Ｕ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｕ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｕ－を直列接続して成る。Ｖ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｖ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｖ－を直列接続して成る。Ｗ相アームは、上アーム側のスイッチング素子Ｗ＋および下アーム側のスイッチング素子Ｗ－を直列接続して成る。
　したがって、インバータ３２において、一端が中性点Ｎ１に接続されるＵ相コイルＵ１の他端は、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋およびスイッチング素子Ｕ－の間に接続されている。また、一端が中性点Ｎ１に接続されるＶ相コイルＶ１の他端は、Ｖ相アームのスイッチング素子Ｖ＋およびスイッチング素子Ｖ－の間に接続されている。さらに、一端が中性点Ｎ１に接続されるＷ相コイルＷ１の他端は、Ｗ相アームのスイッチング素子Ｗ＋およびスイッチング素子Ｗ－の間に接続されている。
　インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－は、それぞれ、その制御端子に制御信号を入力することでオン・オフ動作する半導体素子である。インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－では、モータ１６で生じた逆起電圧を車載バッテリＢに回生するための還流ダイオードＤが逆並列に接続されている。例えば、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－として、制御信号が入力されるゲート電極を備えたＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴ（Metal-Oxide-Semiconductor Field-Effect Transistor）が用いられる。したがって、モータ１６で生じた逆起電圧は、ＭＯＳＦＥＴの製造過程でドレイン・ソース間に必然的に形成される寄生ダイオードを還流ダイオードＤとして、正極側給電線ＢＬ１を介して車載バッテリＢに回生される。
　なお、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－のオン状態とは、これらスイッチング素子を通して電流が流れる通電状態をいうものとする。また、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－のオフ状態とは、これらスイッチング素子を介した電流の流れが遮断される遮断状態をいうものとする。後述のソリッドステートリレー、モータリレー等のスイッチング素子についても同様である。
　第１コントローラ３０は、インバータ３２を駆動制御するプリドライバ３４を有している。プリドライバ３４は、インバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋をオン・オフ動作させる上アーム側プッシュプル回路を各相アームについて個々に有している。また、プリドライバ３４は、インバータ３２の下アーム側スイッチング素子Ｕ－，Ｖ－，Ｗ－をオン・オフ動作させる下アーム側プッシュプル回路を各相アームについて個々に有している。各プッシュプル回路の出力は、対応するスイッチング素子のゲート電極に入力される。以下、プリドライバ３４において、代表例として、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－をオン・オフ動作させる構成について説明する。そして、図中には、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋をオン・オフ動作させる上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈと、下アーム側スイッチング素子Ｕ－をオン・オフ動作させる下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌと、を示す。
　上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈは、互いに直列接続されたハイサイドスイッチング素子Ｈ＋およびローサイドスイッチング素子Ｈ－を有している。下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌは、直列接続されたハイサイドスイッチング素子Ｌ＋およびローサイドスイッチング素子Ｌ－を有している。本実施形態では、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋，Ｌ＋としてＰチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いるとともに、ローサイドスイッチング素子Ｈ－，Ｌ－としてＮチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いている。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈでは、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のドレイン電極とローサイドスイッチング素子Ｈ－のドレイン電極とインバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート電極とが相互に接続される。また、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌでは、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のドレイン電極とローサイドスイッチング素子Ｌ－のドレイン電極と下アーム側スイッチング素子Ｕ－におけるゲート電極とが相互に接続されている。
　プリドライバ３４には、正極側給電線ＢＬ１と接続され、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂを昇圧して、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂよりも高い昇圧電圧を生成する昇圧回路３４２が含まれる。昇圧回路３４２は、例えば、コンデンサ、ダイオードおよびスイッチで構成されるチャージポンプ回路である。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈでは、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のソース電極は昇圧回路３４２と接続されて、ハイサイドスイッチング素子Ｈ＋のソース電圧を昇圧電圧としている。上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのローサイドスイッチング素子Ｈ－のソース電極は、Ｕ相アームのスイッチング素子Ｕ＋およびスイッチング素子Ｕ－の間に接続されている。一方、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌでは、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のソース電極は、昇圧回路３４２ではなく、車載バッテリＢと接続されて、ハイサイドスイッチング素子Ｌ＋のソース電圧を車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂとしている。下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのローサイドスイッチング素子Ｌ－のソース電極は、Ｕ相アームにおいて下アーム側スイッチング素子Ｕ－のソース電極と接続されている。
　上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋におけるソース電極を昇圧回路３４２と接続しているのは、以下の理由による。すなわち、仮に、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈからインバータ３２の上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート電極へ出力される制御信号が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂ以下であるとする。このとき、モータ１６の駆動状態によっては上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のソース電圧が上昇して、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋におけるゲート－ソース間電圧が上アーム側スイッチング素子Ｕ＋の閾値電圧を超えないことがあるからである。
　プリドライバ３４において、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋およびローサイドスイッチング素子Ｈ－の両ゲート端子は駆動回路３４３Ｈと接続されている。また、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのローサイドスイッチング素子Ｌ－およびローサイドスイッチング素子Ｌ－の両ゲート端子は駆動回路３４３Ｌと接続されている。さらに、プリドライバ３４において、駆動回路３４３Ｈ，３４３Ｌは論理回路３４４と接続され、論理回路３４４は、プロセッサ３１から出力されたモータ制御信号に基づいて、駆動回路３４３Ｈ，３４３Ｌを制御するための駆動信号を生成する。
　駆動回路３４３Ｈは、論理回路３４４から出力される駆動信号に応じて、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈのハイサイドスイッチング素子Ｈ＋またはローサイドスイッチング素子Ｈ－のいずれか一方をオン状態にする。これにより、上アーム側プッシュプル回路３４１Ｈから上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のゲート電極には、昇圧電圧または上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のソース電圧が出力され、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋のオン・オフ動作が制御される。
　同様に、駆動回路３４３Ｌは、論理回路３４４から出力される駆動信号に応じて、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌのハイサイドスイッチング素子Ｌ＋またはローサイドスイッチング素子Ｌ－のいずれか一方をオン状態にする。これにより、下アーム側プッシュプル回路３４１Ｌから下アーム側スイッチング素子Ｕ－のゲート電極には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂまたはグランド電圧が出力され、下アーム側スイッチング素子Ｕ－のオン・オフ動作が制御される。
　第１コントローラ３０は、電源リレー３５、モータリレー３６および自己遮断リレー３３ｄを有している。電源リレー３５は、車載バッテリＢとインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１に設けられ、車載バッテリＢが極性を反対にして誤接続される逆接状態での短絡電流を遮断する第１ソリッドステートリレー（以下、「ＳＳＲ１」という）と、第１コントローラ３０の異常時に第１巻線組１６１への通電を停止する第２ソリッドステートリレー（以下、「ＳＳＲ２」という）と、を有している。ＳＳＲ１およびＳＳＲ２は、この順番でインバータ３２から車載バッテリＢに向けて配置されて直列接続されている。
　ＳＳＲ１およびＳＳＲ２は、それぞれ可動接点部を有さない無接点リレーであり、例えば、サイリスタ、トライアック、ダイオード、トランジスタ等、半導体スイッチング素子を使用して構成される。ＳＳＲ１およびＳＳＲ２としては、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いることができる。この場合、ＳＳＲ１のソース電極とＳＳＲ２のソース電極が接続され、ＳＳＲ１のドレイン電極は平滑回路３３ａを介してインバータ３２と接続され、ＳＳＲ２のドレイン電極は車載バッテリＢの正極と接続される。したがって、ＳＳＲ１の寄生ダイオードＤ１は、車載バッテリＢの正極からインバータ３２へ向かう方向を順方向とする第１のダイオードをなし、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２は、インバータ３２から車載バッテリＢの正極へ向かう方向を順方向とする第２のダイオードをなす。
　第１コントローラ３０により第１巻線組１６１へ通電する場合には、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２はオン状態にされる。一方、第１コントローラ３０の故障時に第１巻線組１６１への通電を停止する場合には、ＳＳＲ２はオフ状態にされ、かつ、ＳＳＲ１はオン状態に維持される。これは、第１コントローラ３０が第１巻線組１６１へ通電を行わない場合でも、モータ１６に加わる外部からの回転力や、第２コントローラ４０から第２巻線組１６２への通電（図２参照）によってモータ１６に発生する逆起電圧を、ＳＳＲ１のチャネル部とＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢへ回生させるためである。
　また、車載バッテリＢが逆接状態となった場合、電源リレー３５がＳＳＲ２のみで構成されていると、車載バッテリＢ、グランド、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－における還流ダイオードＤ、および、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介した閉回路が形成されて短絡電流が流れてしまう。これに対し、ＳＳＲ２とインバータ３２との間に電源リレー３５としてＳＳＲ１を追加することによって、車載バッテリＢの逆接状態における短絡電流を遮断できるようになっている。
　モータリレー３６は、モータ１６の各相コイルへの通電を遮断するものであり、第１巻線組１６１とインバータ３２との間に設けられている。モータリレー３６は、モータ１６において、Ｕ相モータリレーＭＲｕ、Ｖ相モータリレーＭＲｖおよびＷ相モータリレーＭＲｗの３つのリレーを有している。Ｕ相モータリレーＭＲｕは中性点Ｎ１とＵ相コイルＵ１との間に設けられ、Ｖ相モータリレーＭＲｖは中性点Ｎ１とＶ相コイルＶ１との間に設けられ、Ｗ相モータリレーＭＲｗは中性点Ｎ１とＷ相コイルＷ１との間に設けられている。
　モータリレー３６は、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２と同様に、可動接点部を有さない無接点リレーであり、半導体スイッチング素子を使用して構成される。モータリレー３６としては、Ｎチャネル型ＭＯＳＦＥＴを用いることができ、この場合、各リレーのソース電極が中性点Ｎ１で互いに接続される。したがって、Ｕ相モータリレーＭＲｕの寄生ダイオードＤｕ、Ｖ相モータリレーＭＲｖの寄生ダイオードＤｖおよびＷ相モータリレーＭＲｗの寄生ダイオードＤｗは、それぞれ、アノードが中性点Ｎ１側に配置され、中性点Ｎ１から各相コイルへ向かう方向を順方向とする第３のダイオードをなす。
　自己遮断リレー３３ｄは、イグニッションスイッチＩＧＮと並列に、正極側給電線ＢＬ１と電源回路３３ｂとの間を接続し、プロセッサ３１からの制御信号に応じて、オン・オフ動作するように構成されている。自己遮断リレー３３ｄのオン状態では、車載バッテリＢからの電源電圧Ｖｂが電源回路３３ｂへ入力される一方、自己遮断リレー３３ｄのオフ状態では、車載バッテリＢからの電源電圧Ｖｂが遮断される。
　前述のプリドライバ３４における論理回路３４４は、ＣＰＵ（Central Processing Unit）またはＭＰＵ（Micro-Processing Unit）等の演算処理装置であるプロセッサ３１と接続されている。プロセッサ３１は、電源回路３３ｂからの出力電圧を電源として動作する。プロセッサ３１は、前述の異常診断機能を実行する異常診断部３１１を有する他、プリドライバ制御部３１２及びリレー制御部３１３を有している。
　プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４の論理回路３４４へ出力するためのモータ制御信号を演算する。モータ制御信号は、プロセッサ３１において前述のように演算した目標操舵補助力に応じた回転駆動力（駆動電流）を発生するように、各種信号に基づいて演算される。各種信号には、電流検出回路３３ｃの増幅器ＯＰからの出力信号、モータ１６のロータ１６Ｒ（図２参照）の磁極位置を検出する磁極位置センサ３３ｅからの出力信号が含まれる。図中では、モータ制御信号として、パルス幅を変調させるＰＷＭ（Pulse Width Modulation）信号が例示されている。かかるＰＷＭ信号によって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－のオン・オフ時間比率を規定するデューティを変化させて、モータ１６の相電流を変化させている。
　リレー制御部３１３は、電源リレー３５、モータリレー３６および自己遮断リレー３３ｄを制御する。より具体的には、リレー制御部３１３は、リレードライバ３７を介して電源リレー３５およびモータリレー３６の各スイッチング素子の制御端子に制御信号を出力する。リレードライバ３７は、電源リレー３５のＳＳＲ１を駆動する第１リレードライバ３７１、電源リレー３５のＳＳＲ２を駆動する第２リレードライバ３７２、および、モータリレー３６を駆動する第３リレードライバ３７３を有している。
　また、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたことを検知できるように構成されている。これにより、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作を検知したときに自己遮断リレー３３ｄのオン状態を継続して、電源回路３３ｂからプロセッサ３１等への電源供給を継続するようにしている。そして、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作を検知してから所定時間Ｔoffが経過した後に自己遮断リレー３３ｄをオフ状態にする。
（リレー制御処理）
　図４は、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作により、電源回路３３ｂからプロセッサ３１に対して電源供給が開始されたことを契機として、プロセッサ３１において実行されるリレー制御処理の一例を示す。なお、図５の例示的なタイミングチャートにおいて、イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作は時刻ｔ０で行われる。以下、図５のタイミングチャートを参照しつつ、図４のリレー制御処理について説明する。
　ステップＳ１（図中では「Ｓ１」と略記する。以下同様。）では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ１において、第１リレードライバ３７１に対してＳＳＲ１をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ１のオン制御）。これにより、ＳＳＲ１はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ２でオン状態となる。
　イグニッションスイッチＩＧＮのオン操作時に、ＳＳＲ１、ＳＳＲ２、モータリレー３６のうち、ＳＳＲ１を最初にオン状態とする理由は、以下の通りである。すなわち、ＳＳＲ１がオン状態となっていない場合には、モータ１６にインバータ３２を介して通電する前にロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６に発生する逆起電圧が、ＳＳＲ１のチャネル部を介して車載バッテリＢに回生されない。このため、例えば、モータ１６に発生した逆起電圧が、プリドライバ３４におけるハイサイドスイッチング素子Ｈ＋，Ｌ＋の寄生ダイオードＤＨを介して昇圧回路３４２を損傷する等、プリドライバ３４を損傷させるおそれがある。そこで、リレー制御部３１３は、ＳＳＲ１を可及的速やかにオン状態とすることで、モータ１６の逆起電圧を、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して、車載バッテリＢへ回生できるようにしている。これにより、プリドライバ３４が損傷する可能性を低減している。
　ステップＳ１の実行によりＳＳＲ１がオン状態になっても、時刻ｔ５まではモータリレー３６はオフ状態である。このとき、ロータ１６Ｒが外力によって回転していると、第１巻線組１６１の各相コイルには逆起電圧が発生する。例えば、Ｕ相コイルＵ１の逆起電圧がＵ相コイルＵ１よりも中性点Ｎ１側で正となり、Ｖ相コイルＶ１の逆起電圧がＶ相コイルＶ１よりも中性点Ｎ１側で負となり、Ｗ相コイルＷ１の逆起電圧がＷ相コイルＷ１よりも中性点Ｎ１側で負となる。しかし、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＶ相コイルＶ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は、寄生ダイオードＤｖで遮断される。また、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＷ相コイルＷ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は、寄生ダイオードＤｗで遮断される。したがって、モータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
　なお、モータ１６にインバータ３２を介して通電する前にロータ１６Ｒが外力によって回転する場合としては以下のような状況が想定される。例えば、整備工場等において車両１００をリフトアップした状態でステアリングホイール１１を回転させているときに、イグニッションスイッチＩＧＮをオン操作する状況が想定される。
　ステップＳ２では、リレー制御部３１３がＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ１は、ＳＳＲ１のオン制御を行う時刻ｔ１からＳＳＲ１が実際にオン状態となる時刻ｔ２までの時間より長く、かつ、モータ１６の逆起電力が、ＳＳＲ１を介して車載バッテリＢに回生されてプリドライバ３４を損傷させない電圧に低下するまでの推定時間である。所定時間Ｔ１は予めＲＯＭ（Read Only Memory）等に記憶されている。モータ１６の逆起電圧が車載バッテリＢに回生されてプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下していると推定できる基準の一例として、ＳＳＲ１とインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１の電圧が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂと等しくなっていることがあげられる。
　そして、ステップＳ２において、リレー制御部３１３は、ＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ３へ進める一方、ＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過していないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ２を再度行う。
　ステップＳ３では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ３において、第３リレードライバ３７３に対してモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＭＲのオン制御）。これにより、モータリレー３６はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ５でオン状態となる。
　モータリレー３６がオン状態となると、モータ１６と車載バッテリＢとの間に、第１巻線組１６１から始まって再び第１巻線組１６１へ戻る閉回路が形成される。この閉回路は、上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の寄生ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２、車載バッテリＢ、グランドおよび下アーム側スイッチング素子Ｕ－，Ｖ－，Ｗ－の寄生ダイオードＤを通る回路である。モータ１６のロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６が実質的に発電機として作動する。モータ１６の発電による電流は、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２およびモータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを継続的に流れる。したがって、還流ダイオードＤ、寄生ダイオードＤ２および寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗの順方向電圧によっては発熱が過大となって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－、ＳＳＲ２およびモータリレー３６を損傷させるおそれがある。このため、モータリレー３６がオン状態となる時刻ｔ５は、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮すべく、ＳＳＲ１がオン状態となる時刻ｔ２後の以下のタイミングとなるように設定される。すなわち、時刻ｔ５は、プリドライバ制御部３１２からのモータ制御信号の出力により第１巻線組１６１に対する通電が開始されるタイミング（図５の時刻ｔpwm）と同時またはこれにできるだけ近くなるように設定される。
　ステップＳ４では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ４において、第２リレードライバ３７２に対してＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２のオン制御）。これにより、ＳＳＲ２はターンオンの遅延時間等により時刻ｔ６においてオン状態となる。このとき、インバータ３２（すなわちスイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋のドレイン電極）には、車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂが印加される。
　ここで、リレー制御部３１３がＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する時刻ｔ４について説明する。イグニッションスイッチＩＧＮがオン操作されて、電源回路３３ｂからプロセッサ３１へ電源供給が開始されると、プロセッサ３１の異常診断部３１１において、第１通電系統に異常が発生しているか否かを診断する異常診断機能の実行が開始される。仮に、同一相の上アーム側スイッチング素子（例えばＵ＋）および下アーム側スイッチング素子（例えばＵ－）が短絡故障した状態でＳＳＲ２がオン状態となっていると、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れるおそれがある。あるいは、ＳＳＲ２とインバータ３２との間における正極側給電線ＢＬ１に地絡が発生した状態でＳＳＲ２がオン状態となっていると、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れるおそれがある。このため、リレー制御部３１３がＳＳＲ２をオン状態にする制御信号を出力する時刻ｔ４は、異常診断部３１１による最初の診断が終了した後に設定される。そして、リレー制御部３１３は、時刻ｔ４において、異常診断部３１１による診断結果に応じてＳＳＲ２をオン状態にするか否かを決定する。これにより、第１通電系統に異常が発生している場合に、過大な電流が車載バッテリＢから第１通電系統を介してグランドへ流れることを抑制している。
　ステップＳ１～Ｓ４により、リレー制御部３１３が、ＳＳＲ１、モータリレー３６およびＳＳＲ２をオン状態にした後、プリドライバ制御部３１２は、モータ制御信号をプリドライバ３４へ出力して、モータ１６の第１巻線組１６１に対する通電を制御する。モータ制御信号は、前述のように、例えば、Ｕ相のモータ制御信号としてのＵ相ＰＷＭ信号、Ｖ相のモータ制御信号としてのＶ相ＰＷＭ信号およびＷ相のモータ制御信号としてのＷ相ＰＷＭ信号である。
　ステップＳ５では、リレー制御部３１３が、異常診断フラグＦが異常を示すものであるか否かを判定する。異常診断フラグＦは、プロセッサ３１の異常診断部３１１が所定のタイミングで異常診断機能を実行したときに、診断の結果、第１通電系統の状態として記憶される状態フラグであり、ＲＡＭ（Random Access Memory）等の書き込み可能なメモリに記憶される。例えば、異常診断部３１１が第１通電系統に異常が発生していると診断した場合には異常診断フラグＦの値を１に設定する一方、第１通電系統が正常であると診断した場合には異常診断フラグＦの値を零に設定する。そして、リレー制御部３１３は、異常診断フラグＦが異常を示す値（例えば１）であると判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進める。一方、リレー制御部３１３は、異常診断フラグＦが正常を示す値（例えば零）であると判定した場合には（ＮＯ）、処理をステップＳ１０へ進める。
　なお、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定された場合、プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４に対してモータ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ信号、Ｖ相ＰＷＭ信号、Ｗ相ＰＷＭ信号）の出力を停止する。これにより、インバータ３２のスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－をオフ状態にしている。これは、後述するステップにおいて、イグニッションスイッチＩＧＮをオフ操作したと判定された場合も同様である。
　ステップＳ６では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ７において、第２リレードライバ３７２に対してＳＳＲ２をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＳＳＲ２のオフ制御）。これにより、ＳＳＲ２はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ９でオフ状態となる。時刻ｔ９においてＳＳＲ２が最初にオフ状態となることで、異常診断部３１１により異常と診断された第１通電系統による通電を可及的速やかに停止し、過大な電流が車載バッテリＢからインバータ３２を介してグランドへ流れることを抑制している。
　過大な電流が流れる場合としては、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定されてからモータ制御信号の出力を停止するまでの時間が長くなることで発生する以下の状況が考えられる。例えば、ある１相のアームにおいて、一方のスイッチング素子（例えばＵ＋）が短絡故障しているときに、他方のスイッチング素子（例えばＵ－）がＰＷＭ信号によってオン状態となってアーム短絡が発生する状況が考えられる。また、ある１相のコイル（例えばＵ相コイルＵ１）とインバータ３２の対応相のアーム（Ｕ相アーム）との間における通電線に地絡が発生しているときに、地絡が発生している相の上アーム側スイッチング素子がＰＷＭ信号によってオン状態となる状況が考えられる。
　ステップＳ７では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ８において、第３リレードライバ３７３に対してモータリレー３６をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＭＲのオフ制御）。これにより、モータリレー３６はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ１０でオフ状態となる。
　モータリレー３６がオン状態では、モータ１６と車載バッテリＢとの間に前述の閉回路が形成され、モータ１６のロータ１６Ｒが外力によって回転していると、モータ１６が実質的に発電機として作動する。モータ１６の発電による電流は、インバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２およびモータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗを継続的に流れる。したがって、還流ダイオードＤ、寄生ダイオードＤ２および寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗの順方向電圧によっては発熱が過大となって、スイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－、ＳＳＲ２およびモータリレー３６を損傷させるおそれがある。このため、ＳＳＲ１よりも先にモータリレー３６をオフ状態にして、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮している。
　時刻ｔ１０以降は、モータリレー３６がオフ状態となるが、ＳＳＲ１は未だオフ状態にされていない。このため、ロータ１６Ｒが外力によって回転していても、モータ１６に発生する逆起電圧は、スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋の還流ダイオードＤ、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢに回生される。これにより、プリドライバ３４が損傷する可能性を低減している。
　また、時刻ｔ１０以降においてモータリレー３６がオフ状態のときに、ロータ１６Ｒが外力によって回転していても、前述した、モータリレー３６がオン状態となる時刻ｔ５までと同様に、モータリレー３６の寄生ダイオードＤｕ，Ｄｖ，Ｄｗによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
　ステップＳ８では、リレー制御部３１３が、ＳＳＲ２のオフ制御から所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定する。ここで、所定時間Ｔ２は、ＳＳＲ２のオフ制御を行う時刻ｔ７からＳＳＲ２が実際にオフ状態となる時刻ｔ９までの時間より長い時間である。これに加えて、所定時間Ｔ２は、ＳＳＲ２のオフ制御を行う時刻ｔ７からモータ１６の逆起電力がプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下すると推定される時刻ｔ１１までの時間である。所定時間Ｔ２は予めＲＯＭ（Read Only Memory）に記憶されている。モータ１６の逆起電力がプリドライバ３４を損傷させないレベルまで低下していると推定できる基準の一例として、ＳＳＲ１とインバータ３２との間の正極側給電線ＢＬ１の電位が車載バッテリＢの電源電圧Ｖｂと等しくなっていることがあげられる。
　ただし、異常診断フラグＦの値が異常を示す値である場合に、第１コントローラ３０を介して第１巻線組１６１へ供給されていた電力を遮断しつつ、第２コントローラ４０を介して第２巻線組１６２へ電力を供給して操舵補助力を発生させることが想定される。これはロータ１６Ｒを継続的に回転させることを意味する。この場合においても、モータ１６に発生する逆起電圧がＳＳＲ１のチャネル部を介して車載バッテリＢへ回生されるようにする必要がある。したがって、ステップＳ８を実行するときに、異常診断フラグＦの値が異常を示す値（例えば１）である場合には、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されてから所定時間Ｔ２が経過したか否かを判定してもよい。
　そして、ステップＳ８において、リレー制御部３１３は、所定時間Ｔ２が経過したと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ９へ進める一方、所定時間Ｔ２が経過していないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ８を再度行う。
　ステップＳ９では、リレー制御部３１３が、図５の時刻ｔ１１において、第１リレードライバ３７１に対してＳＳＲ１をオフ状態にする制御信号（オフ指令）を出力する（ＳＳＲ１のオフ制御）。これにより、ＳＳＲ１はターンオフの遅延時間等により時刻ｔ１２でオフ状態となる。
　ステップＳ１０では、リレー制御部３１３が、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたか否かを判定する。リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した場合には（ＹＥＳ）、処理をステップＳ６へ進める。そして、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作から所定時間Ｔoffが経過するまで、自己遮断リレー３３ｄをオン状態にして、電源回路３３ｂからプロセッサ３１及びプリドライバ３４への電源供給を継続する。所定時間Ｔoffは、ステップＳ６～Ｓ９を実行するのに十分な時間である。一方、リレー制御部３１３は、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されていないと判定した場合には（ＮＯ）、ステップＳ５へ戻る。なお、イグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した後のタイミングチャートは、図５のタイミングチャートにおける異常発生後と略同様であるので図示を割愛する。
　このような第１実施形態に係るモータシステム１によれば、車載バッテリＢからインバータ３２への電力供給を遮断するとき、ＳＳＲ１をオン状態としつつＳＳＲ２をオフ状態としている。これは、外力に起因したロータ１６Ｒの回転によってモータ１６に逆起電圧が発生しても、これによる電流を車載バッテリＢへ回生できるようにするためである。そして、ＳＳＲ１をオフ状態とする前にモータリレー３６をオフ状態にしている。これにより、モータ１６と車載バッテリＢとの間に形成される閉回路が遮断されて、モータ１６が実質的に発電機として作動する時間を短縮している。したがって、モータ１６の発電による電流が、ＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２やインバータ３２におけるスイッチング素子Ｕ＋，Ｕ－，Ｖ＋，Ｖ－，Ｗ＋，Ｗ－の寄生ダイオードＤを継続的に流れなくなる。このため、ＳＳＲ１やインバータ３２の半導体スイッチング素子の耐久性に影響を与えにくくなり、ひいてはモータシステム１の耐久性が向上する。
　また、モータリレー３６をオフ状態にしてモータ１６と車載バッテリＢとの間に形成される閉回路が遮断されることで、ロータ１６Ｒの回転を阻害する電気ブレーキが作動しなくなる。このため、第１通電系統の異常時に、第１巻線組１６１へ供給されていた電力を遮断しつつ、第２巻線組１６２へ電力を供給して操舵補助力を発生させる場合に、操舵補助力の低下ひいては走行安定性の低下を抑制できる。
　さらに、モータリレー３６をオフ状態にした後も、ＳＳＲ１はＳＳＲ２のオフ制御から、あるいはイグニッションスイッチＩＧＮのオフ操作から所定時間Ｔ２が経過するまではオン状態に維持されている。このため、モータ１６に発生した逆起電圧は、ＳＳＲ１のチャネル部及びＳＳＲ２の寄生ダイオードＤ２を介して車載バッテリＢへ回生される。したがって、モータ１６に発生した逆起電圧が、プリドライバ３４を損傷する可能性を低減できる。
［第２実施形態］
　次に、本発明の第２実施形態に係るモータシステムのうち、第１実施形態と異なる構成について説明する。なお、第１実施形態と同一構成については、同一符号を付すことでその説明を省略又は簡潔にする。以下の実施形態においても同様である。
　図６は、第２実施形態に係るモータシステムの一例を示す。第２実施形態に係るモータシステム１Ａは、第１実施形態のモータシステム１と同様に、第１通電系統が、第１巻線組１６１および第１コントローラ３０Ａを含んでいる。第１コントローラ３０Ａは、リレードライバ３７Ａとして、電源リレー３５のＳＳＲ１を駆動する第１リレードライバ３７１と、電源リレー３５のＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動する第２リレードライバ３７２Ａと、を有している。
　ＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動するリレードライバの共通化は、ＳＳＲ２およびモータリレー３６のオン制御・オフ制御を同時に行っても、ＳＳＲ２およびモータリレー３６が実際にオン状態・オフ状態となるタイミングが、図５のようになる場合に有効である。
　図７は、図４の第１実施形態に係るリレー制御処理と異なる部分を示している。プロセッサ３１Ａのリレー制御部３１３Ａは、ステップＳ２においてリレー制御部３１３ＡがＳＳＲ１のオン制御から所定時間Ｔ１が経過したと判定した場合に、図７（ａ）のステップＳ３Ａを実行する。すなわち、リレー制御部３１３Ａは、ステップＳ３Ａにおいて、第２リレードライバ３７２Ａに対して、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２およびＭＲのオン制御）。そして、リレー制御部３１３Ａは、処理をステップＳ５へ進める。また、リレー制御部３１３Ａは、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定した場合に、または、ステップＳ１０においてイグニッションスイッチＩＧＮがオフ操作されたと判定した場合に、図７（ｂ）のステップＳ６Ａを実行する。すなわち、リレー制御部３１３Ａは、ステップ６Ａにおいて、第２リレードライバ３７２Ａに対して、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態にする制御信号を出力する（ＳＳＲ２およびＭＲのオン制御）。そして、リレー制御部３１３Ａは、処理をステップＳ７へ進める。
　このような第２実施形態に係るモータシステム１Ａでは、電源リレー３５のＳＳＲ２およびモータリレー３６を駆動するリレードライバを第２リレードライバ３７２Ａで共通化している。したがって、モータシステム１Ａによれば、第１実施形態と同様の効果を奏するだけでなく、リレー制御部３１３Ａから出力される制御信号が減少して制御処理を簡素化するとともに、第１コントローラ３０Ａにおける基板実装面積を縮小することができる。
［第３実施形態］
　次に、本発明の第３実施形態に係るモータシステムのうち、第１実施形態と異なる構成について説明する。図８は、第３実施形態に係るモータシステムの一例を示す。第３実施形態に係るモータシステム１Ｂは、第１実施形態のモータシステム１と同様に、第１通電系統が、第１巻線組１６１および第１コントローラ３０Ｂを含んでいる。
　モータリレー３６Ｂは、第１実施形態のモータリレー３６と異なり、第１巻線組１６１とインバータ３２との間に設けられている。モータリレー３６Ｂは、Ｕ相モータリレーＭＲｕＢ、Ｖ相モータリレーＭＲｖＢおよびＷ相モータリレーＭＲｗＢの３つのリレーを有している。Ｕ相モータリレーＭＲｕＢはＵ相コイルＵ１とインバータ３２との間に設けられ、Ｖ相モータリレーＭＲｖＢはＶ相コイルＶ１とインバータ３２との間に設けられ、Ｗ相モータリレーＭＲｗＢはＷ相コイルＷ１とインバータ３２との間に設けられている。
　モータリレー３６Ｂがオフ状態であるとき、ロータ１６Ｒが外力によって回転していると、第１巻線組１６１の各相コイルには逆起電圧が発生する。例えば、Ｕ相コイルＵ１の逆起電圧がＵ相コイルＵ１よりもインバータ３２側で正となり、Ｖ相コイルＶ１の逆起電圧がＶ相コイルＶよりもインバータ３２側で負となり、Ｗ相コイルＷ１の逆起電圧がＷ相コイルＷ１よりもインバータ３２側で負となる。しかし、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＶ相コイルＶ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は寄生ダイオードＤｖＢで遮断される。また、逆起電圧によりグランドから寄生ダイオードＤおよびＷ相コイルＷ１を介して中性点Ｎ１に向かう電流は寄生ダイオードＤｗＢで遮断される。
　したがって、第３実施形態のモータシステム１Ｂによれば、第１実施形態と同様に、モータリレー３６Ｂがオフ状態であるときに、モータリレー３６Ｂの寄生ダイオードＤｕＢ，ＤｖＢ，ＤｗＢによって、モータ１６が実質的に発電機として作動することが阻害される。
　なお、第１～第３実施形態において、モータシステム１，１Ａ，１Ｂでは、所定の場合に、プリドライバ制御部３１２は、プリドライバ３４に対してモータ制御信号（Ｕ相ＰＷＭ信号、Ｖ相ＰＷＭ信号、Ｗ相ＰＷＭ信号）の出力を停止するものであった。所定の場合とは、ステップＳ５において異常診断フラグＦが異常を示す値であると判定された場合、あるいは、ステップＳ１０においてイグニッションスイッチＩＧＮをオフ操作したと判定された場合である。これに代えて、プリドライバ制御部３１２は、ステップＳ５またはステップＳ１０を実行するときから、モータリレー３６がオフ状態となるまでの間、以下のようにすることができる。すなわち、プリドライバ制御部３１２は、モータ１６で発生した逆起電力が、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１へ供給される供給電力を上回らないように、プリドライバ３４に対してモータ制御信号を出力することができる。これにより、モータ１６の逆起電力による電流がプリドライバ３４へ流入することを抑制できる。
　例えば、プリドライバ制御部３１２は、電流検出回路３３ｃの増幅器ＯＰからの出力信号に基づいて、車載バッテリＢからモータ１６の第１巻線組１６１に供給される電流が零アンペアとなるように、プリドライバ３４に対してモータ制御信号を出力することができる。
　第１～第３実施形態では、一例として、ステップＳ３により時刻ｔ３にモータリレー３６のオン制御を行うと時刻ｔ５に実際にオン状態になり、ステップＳ４により時刻ｔ４にＳＳＲ２のオン制御を行うと時刻ｔ６に実際にオン状態となるものとして説明している。しかし、モータリレー３６がオン状態になってからモータ１６が実質的に発電機として作動し得る時間中の逆起電圧の影響や、異常診断部３１１による最初の診断が終了するタイミングを考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２がオン状態になるタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。また、モータリレー３６およびＳＳＲ２が実際にオン状態となるタイミングや、モータリレー３６およびＳＳＲ２の半導体スイッチング素子のターンオン遅延時間等を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２のオン制御を行うタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。
　また、第１～第３実施形態では、一例として、ステップＳ６により時刻ｔ７にＳＳＲ２のオフ制御を行うと時刻ｔ９に実際にオフ状態となり、ステップＳ７により時刻ｔ８にモータリレー３６のオフ制御を行うと時刻ｔ１０に実際にオフ状態となるものとしている。しかし、モータリレー３６がオン状態であるときにモータ１６が実質的に発電機として作動し得る時間中の逆起電圧の影響や、モータ制御信号の出力停止タイミングの遅延による影響を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２がオフ状態になるタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。また、モータリレー３６およびＳＳＲ２が実際にオフ状態となるタイミングや、モータリレー３６およびＳＳＲ２の半導体スイッチング素子のターンオフ遅延時間等を考慮して、以下のようにしてもよい。すなわち、モータリレー３６およびＳＳＲ２のオフ制御を行うタイミングを同時にするか、あるいは順番を逆にしてもよい。
　異常診断部３１１が、第１通電系統における異常発生箇所を、インバータ３２、プリドライバ３４およびモータ１６（第１巻線組１６１）の中から特定できるように構成されている場合、以下のようにすることができる。すなわち、異常診断部３１１は、ＳＳＲ１、ＳＳＲ２およびモータリレー３６をオン状態またはオフ状態にするタイミングを、異常発生箇所に応じて設定することができる。
　例えば、異常診断部３１１が、インバータ３２に異常が発生していると診断した場合には、前述のように、ステップＳ７によりモータリレー３６をオフ状態にした後にステップＳ９によりＳＳＲ１をオフ状態にする。これにより、インバータ３２の異常時に、車載バッテリＢから、インバータ３２における上アーム側スイッチング素子Ｕ＋，Ｖ＋，Ｗ＋、第１巻線組１６１および下アーム側スイッチング素子Ｕ－，Ｖ－，Ｗ－を通ってグランドへ流れる可能性のある貫通電流を遮断して安全性の向上を図ることができる。一方、異常診断部３１１が、第１通電系統のうちインバータ３２以外に異常が発生したと診断した場合には、ＳＳＲ１およびＳＳＲ２よりも先に、モータリレー３６をオフ状態にする。モータリレー３６を確実にオフ状態にできる状況では、ＳＳＲ２よりも先にモータリレー３６をオフ状態とすることで、安全性の向上を図ることができる。
　第１～第３実施形態において、ステップＳ３においてモータリレー３６をオン制御するタイミングは、ＳＳＲ１をオン制御してから所定時間Ｔ１が経過したか否かによって判定していた（ステップＳ２）。これに代えて、モータリレー３６をオン制御するタイミングは、モータ１６により発生した逆起電圧に応じて判定することができる。モータ１６により発生した逆起電圧としては、インバータ３２とＳＳＲ２との間の正極側給電線ＢＬ１における電圧の検出値を用いることができる。あるいは、モータ１６により発生した逆起電圧としては、磁極位置センサ３３ｅの出力信号からロータ１６Ｒの回転速度を演算し、この回転速度に基づいて推定された推定逆起電圧値を用い得る。同様に、ステップＳ９においてＳＳＲ１をオフ制御するタイミングを、ステップＳ８の所定時間Ｔ２が経過したか否かの判定に代えて、モータ１６により発生した逆起電圧に応じて判定することもできる。
　第１～第３実施形態において、電動パワーステアリング装置に適用されるモータシステム１，１Ａ，１Ｂは、２つの通電系統を有するものとして説明したが、これに限らず、１つまたは３つ以上の通電系統を有するものであってもよい。また、モータシステム１，１Ａ，１Ｂは、電動パワーステアリング装置以外の他の装置に適用されることを除外するものではない。
１…モータシステム、１６…モータ、１６１…第１巻線組、３１，３１Ａ…プロセッサ、３１１…異常診断部、３１２…プリドライバ制御部、３１３，３１３Ａ…リレー制御部、３２…インバータ、３４…プリドライバ、３６，３６Ｂ…モータリレー、Ｂ…車載バッテリ、Ｄ１…第１のダイオード、Ｄ２…第２のダイオード、Ｄｕ，Ｄｖ，Ｄｗ…第３のダイオード、Ｎ１…中性点、ＳＳＲ１…第１のソリッドステートリレー、ＳＳＲ２…第２のソリッドステートリレー

Claims (11)

  1. 　複数のステータコイルを有するモータと、
    　前記複数のステータコイルへの通電を制御するインバータと、
    　前記インバータを駆動制御するプリドライバと、
    　前記インバータに電力を供給するバッテリと前記インバータとの間で、前記インバータ側から順に配置されて直列接続された第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーであって、前記第１のソリッドステートリレーは、第１のダイオードを有し、前記第１のダイオードは、前記バッテリから前記インバータへ向かう方向を順方向とし、前記第２のソリッドステートリレーは、第２のダイオードを有し、前記第２のダイオードは、前記インバータから前記バッテリへ向かう方向と順方向とする、第１のソリッドステートリレーおよび第２のソリッドステートリレーと、
    　前記複数のステータコイルの夫々に設けられ、前記複数のステータコイルの通電を遮断する複数のモータリレーと、
    　プロセッサであって、前記プロセッサは、前記プリドライバを駆動制御するプリドライバ制御部と、前記第１のソリッドステートリレー、前記第２のソリッドステートリレー、および前記モータリレーを制御するリレー制御部と、を備え、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にするリレー制御部であるプロセッサと、
    を有することを特徴とするモータシステム。
  2. 　請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記第２のソリッドステートリレー、前記モータリレー、前記第１のソリッドステートリレーの順にオフ状態にし、または前記第２のソリッドステートリレーと前記モータリレーを同時にオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
  3. 　請求項２に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記第２のソリッドステートリレーと前記モータリレーに対し、同時にオフ指令を出力することを特徴とするモータシステム。
  4. 　請求項２に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を開始するとき、前記第１のソリッドステートリレーをオン状態にした後、前記モータリレーをオン状態にすることを特徴とするモータシステム。
  5. 　請求項４に記載のモータシステムにおいて、前記リレー制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を開始するとき、前記第１のソリッドステートリレー、前記モータリレー、前記第２のソリッドステートリレーの順にオン状態にし、または前記第１のソリッドステートリレーをオン状態にした後、前記モータリレーと前記第２のソリッドステートリレーをオン状態にすることを特徴とするモータシステム。
  6. 　請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記複数のステータコイル同士は、中性点においてスター結線されており、
    　前記複数のモータリレーの全ては、半導体スイッチング素子であって、
    　前記複数のモータリレーの夫々は、第３のダイオードを有し、
    　前記第３のダイオードの夫々は、アノードが前記中性点側に配置されていることを特徴とするモータシステム。
  7. 　請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記プロセッサは、前記モータ、前記インバータ、または前記プリドライバにおける異常の有無を診断する異常診断部を備え、
    　前記リレー制御部は、前記異常診断部が前記モータ、前記インバータ、または前記プリドライバに異常が発生したと診断したとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
  8. 　請求項７に記載のモータシステムにおいて、前記異常診断部は、前記インバータに異常が発生したと診断したとき、前記モータリレーをオフ状態にした後、前記第１のソリッドステートリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
  9. 　請求項８に記載のモータシステムにおいて、前記異常診断部は、前記インバータ以外に異常が発生したと診断したとき、前記第１のソリッドステートリレーおよび前記第２のソリッドステートリレーよりも先に前記モータリレーをオフ状態にすることを特徴とするモータシステム。
  10. 　請求項１に記載のモータシステムにおいて、前記プリドライバ制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するときに、前記リレー制御部が前記モータリレーをオフ状態にするまでの間、前記モータで発生する逆起電力が前記バッテリから前記複数のステータコイルへ供給される供給電力を上回らないように、前記プリドライバを駆動制御することを特徴とするモータシステム。
  11. 　請求項１０に記載のモータシステムにおいて、前記プリドライバ制御部は、前記バッテリから前記インバータへの電力の供給を遮断するとき、前記リレー制御部が前記モータリレーをオフ状態にするまでの間、前記複数のステータに流れる電流が０アンペアとなるように前記プリドライバを駆動制御することを特徴とするモータシステム。
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