(57)【要約】【課題】  モータ駆動回路のモータリレーのリレー接点の接触不良等による異常を検出できる３相ブラシレスモータを使用する電動パワーステアリング装置を提供する。【解決手段】  Ａ相モータリレー４２及びＢ相モータリレー４４を強制励磁すると共にモータ駆動回路のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を異常診断用の特定デューテイ比に設定してＡ相モータ電流を検出、Ａ相モータ電流の絶対値が予め設定された閾値以上か否かを判定し、Ａ相モータリレーのリレー接点４２ａ及びＢ相モータリレーのリレー接点４４ａの正常／異常を判定する。異常と判定されたときは予め設定された判定回数だけ正常／異常の判定を繰り返し、複数回の判定でも異常の場合は、異常判定を確定しフェールセーフ処理を行う。【選択図】    図９
2010132206.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、
少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、
前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、
Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器と
を備え、
前記制御装置は、エンジン起動時における制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項２】
前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする請求項１記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項３】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合、Ａ相及びＢ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定すること
を特徴とする請求項１又は請求項２に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項４】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が零の場合は、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレーのリレー接点が異常と判定すること
を特徴とする請求項３に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項５】
操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、
少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、
前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、
Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器、及びＣ相モータ回路に装着されたＣ相モータ電流検出器と、
を備え、
前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー又はＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流又はＣ相モータ電流に基づいてＡ相又はＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項６】
前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー又はＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相又はＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする請求項５記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項７】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流又はＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合、Ａ相又はＣ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定すること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項８】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流又はＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満の場合は、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレー又はＣ相モータリレーのリレー接点が異常と判定すること
を特徴とする請求項５又は請求項６に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項９】
操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、
少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、
前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、
Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器、及びＣ相モータ回路に装着されたＣ相モータ電流検出器と、
を備え、
前記制御装置は、エンジン起動時における制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする電動パワーステアリング装置。
【請求項１０】
前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定すること
を特徴とする請求項９記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１１】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合、Ａ相及びＢ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定すること
を特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１２】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満であり、且つＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合は、さらにＡ相モータ電流の絶対値とＣ相モータ電流の絶対値とが等しく、且つ故障判定回数が所定値以上となったとき、Ｂ相モータリレーのリレー接点が異常と判定すること
を特徴とする請求項１１に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１３】
前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満であり、且つＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満の場合は、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーのリレー接点は異常と判定すること
を特徴とする請求項９又は請求項１０に記載の電動パワーステアリング装置。
【請求項１４】
前記制御装置は、Ａ相モータリレー及び／又はＢ相モータリレーのリレー接点が異常と判定されたときはフェールセーフ処理を実行すること
を特徴とする請求項４、請求項８、請求項１２又は請求項１３のいずれかに記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は、電動パワーステアリング装置に関し、特にそのモータ回路に装着されているモータリレーのリレー接点の異常を診断できる異常診断装置を備えた電動パワーステアリング装置に関する。
【背景技術】
【０００２】
車両用の電動パワーステアリング装置は、操向ハンドルの操作によりステアリングシヤフトに発生する操舵トルクと車速を検出し、その検出信号に基づいて操舵補助力を発生するモータへ供給するモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、一方、実際にモータに流れるモータ電流を検出して電流指令値にフィードバックし、電流指令値と電流検出値との偏差が零になるように制御された電流制御値でモータを駆動し、操舵トルクに対応した操舵補助力をステアリング系に供給するように構成されたものがある。
【０００３】
このような制御は、操舵トルクを検出するトルクセンサ、車速を検出する車速センサ、その他のセンサ類などが接続されたマイクロコンピュータ（ＣＰＵ）から構成される制御装置をソフトウエアで駆動して実行される。
【０００４】
前記した制御装置から出力される電流制御値でモータ電流を制御し、モータを駆動するモータ駆動回路には、半導体スイッチング素子とモータとをブリッジ接続したブリッジ回路を使用し、前記した電流制御値に基づいて決定されたＰＷＭ信号のデューテイ比により半導体スイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御してモータ電流を制御するように構成されたモータ駆動回路が広く使用されており、最近はモータに３相ブラシレスモータが使用されている。以下、３相ブラシレスモータのモータ駆動回路を簡単に説明する。
【０００５】
ブラシレスＤＣモータは、固定子に電機子コイルが配置され、回転子が永久磁石で構成されており、永久磁石の回転位置に従い、永久磁石の磁界と電機子コイルの作る磁界が直交するように永久磁石の位置に対応した磁極のコイルに流す直流電流のタイミングをとるように構成されている。永久磁石の回転位置を検出する回転センサは固定子に配置されており、センサの検出素子の個数はモータを構成する相数に比例し、３相モータであれば検出素子は３個を必要とする。回転センサの検出素子にはホール素子などが使用される。
【０００６】
図１２は、３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路の概略構成を説明するブロック図である。モータ駆動回路１００は６個の半導体スイッチング素子から構成されるインバータ回路で、スイッチング素子Ｓ1 とＳ2 の組み合わせ、スイッチング素子Ｓ3 とＳ4 の組み合わせ、スイッチング素子Ｓ5 とＳ6 の組み合わせから構成される。また、モータＭの電気角を検出する回転センサは３個の検出素子（ホール素子）Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 で構成され、検出素子Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 は図１２に示すように各相の中性軸と６０°位相がずれて配置されており、各相の相電流値Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 はモータＭの電気角を検出する検出素子Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 の立上り、立下りに応じてオン／オフ制御される。
【０００７】
図１３は、回転センサの検出素子Ｈ1 、Ｈ2 、Ｈ3 の立上り、立下りのタイミングと、スイッチング素子Ｓ1 〜Ｓ6 のオン／オフ制御のタイミングを説明する図である。検出素子Ｈ1 の立上りでスイッチング素子Ｓ1 がオン、検出素子Ｈ2 の立上りでスイッチング素子Ｓ1 がオフとなりＡ相が励磁される。検出素子Ｈ1 の立上りから６０°回転するまではスイッチング素子Ｓ4 がオン、６０°回転以降はスイッチング素子Ｓ6 がオンとなり、Ｂ相、Ｃ相がそれぞれ逆極性になるように励磁される。同時に２相が励磁されるので、効率よくモータＭを駆動することができる。モータＭを逆転させるときは、検出素子Ｈ1 〜Ｈ3 の立上り、立下りに対応するスイッチング素子Ｓ1 〜Ｓ6 のオン／オフ制御の関係を逆にすればよい。
【０００８】
上記したような、モータ駆動回路のスイッチング素子の絶縁破壊が発生した場合は、モータに異常電流が流れてモータが焼損したり、モータが電磁ブレーキとして作動し急停止するなどして不測の事態が発生するおそれがあるから、これを防止するためにモータ駆動回路にはモータ端子をスイッチング素子から開放するモータリレーが介装されている。
【０００９】
しかし、モータリレーを装着すると、リレー接点に異物が付着したり、酸化被膜に覆われてリレー接点が接触不良を起こし、モータリレーは励磁されてもリレー接点は開放状態になってしまうという故障が発生する場合がある。
【００１０】
また、モータ電流検出手段が故障した場合は、正確なモータ電流を測定することができず、制御装置から適切な電流制御値が出力されなくなり、この結果、必要以上の電流がモータに流れて過大な操舵補助力を供給したり、或いはモータに必要なだけの電流が流れずに十分な操舵補助力を供給できないという不都合が発生することになる。
【００１１】
上記したような故障による不測の事態を回避するため、制御装置には初期診断機能が組み込まれており、エンジンを起動するときに初期診断機能を実行し、強制的にモータ電流を流してモータ電流検出手段や、モータリレーのリレー接点の動作を確認するように構成されたものが本出願人により提案されている（特許文献１参照）。
【特許文献１】特開平８−９１２３９号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１２】
前記した制御装置に組み込まれた初期診断機能では、これらのモータリレーについても異常診断を行う。この場合、従来からリレー接点の溶着故障は必ず検出されるように構成されているが、リレー接点のオープン故障、即ち、接点に異物が付着するなどして発生する導通不良については、従来は積極的には検出するようには構成されていなかった。
【００１３】
従来は、リレー接点のオープン故障が発生すると、モータ回路の天絡或いは地絡が生じた場合と類似した異常状態が発生するので、発生した異常状態からリレー接点のオープン故障の発生を推測していた。しかし、リレー接点のオープン故障は、再現性に乏しい場合が多く、故障解析に困難が伴う。また、リレー接点のオープン故障の検出では、どのリレーがオープン故障を生じたのかを特定することができれば、故障解析をより迅速に行うことができるが、従来の診断機能ではリレー接点のオープン故障を生じたリレーを特定することはできなかった。
【００１４】
一方、リレー接点のオープン故障の原因は、リレー接点に絶縁性の異物が付着することが原因の１つとされているが、突入電流（リレー接点が閉じる瞬間に流れる電流）が流れるような状態でリレー接点が閉じるような使用形態においては、リレー接点のオープン故障は発生せず、リレー接点が閉じた瞬間には電流が流れないような使用形態においては、リレー接点のオープン故障は一定の頻度で発生することが経験的に知られている。
【００１５】
これは、突入電流が流れるような状態でリレー接点が閉じるような使用形態においては、接点に付着した異物が突入電流により除去されるのに対し、リレー接点が閉じた時には電流が流れず、閉じた状態のリレー接点に電流が流れるような使用形態では、電流による異物除去ができないためと推測される。従って、リレー接点が閉じた瞬間に電流が流れるような動作を行うことで接点に付着した異物を除去することで、リレー接点のオープン故障の発生も抑えられるという効果を期待することができる。
【００１６】
この発明は、上記した観点に鑑みてなされたもので、リレー接点のオープン故障の発生を抑制しつつ、リレー接点のオープン故障の診断を可能とする制御装置を備えた電動パワーステアリング装置の提供を目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１７】
この発明は上記課題を解決するもので、請求項１の発明は、操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器とを備え、前記制御装置は、エンジン起動時における制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【００１８】
また、前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定してもよい。
【００１９】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合、Ａ相及びＢ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定するものとする。
【００２０】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が零の場合は、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレーのリレー接点が異常と判定するものとする。
【００２１】
請求項５の発明は、操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器、及びＣ相モータ回路に装着されたＣ相モータ電流検出器とを備え、前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー又はＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流又はＣ相モータ電流に基づいてＡ相又はＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【００２２】
また、前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー又はＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相又はＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定してもよい。
【００２３】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流又はＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合には、Ａ相又はＣ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定するものとする。
【００２４】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流又はＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満の場合には、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレー又はＣ相モータリレーのリレー接点が異常と判定するものとする。
【００２５】
請求項９の発明は、操舵補助力の供給源として３相ブラシレスモータを使用する車両用の電動パワーステアリング装置において、少なくともステアリングシャフトに発生する操舵トルク信号に基づいてモータ電流の制御目標値である電流指令値を演算し、該電流指令値に基づいて決定されたモータ各相の電流制御値により複数のスイッチング素子を駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比を決定し、決定されたデューテイ比でスイッチング素子をＯＮ／ＯＦＦ制御して前記モータを駆動する制御装置と、前記モータのＡ相端子及びＢ相端子と前記モータのＡ相及びＢ相に対応するスイッチング素子との間に介装され、励磁によりリレー接点が閉じる方向に作動するＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーと、Ａ相モータ回路に装着されたＡ相モータ電流検出器、及びＣ相モータ回路に装着されたＣ相モータ電流検出器とを備え、前記制御装置は、エンジン起動時における制御系の初期診断期間においては、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁すると共に前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定することを特徴とする電動パワーステアリング装置である。
【００２６】
また、前記制御装置は、エンジン起動時の制御系の初期診断期間においては、前記スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定してもよい。
【００２７】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合、Ａ相及びＢ相モータリレーのリレー接点は正常であると判定するものとする。
【００２８】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満であり、且つＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値以上の場合は、さらにＡ相モータ電流の絶対値とＣ相モータ電流の絶対値とが等しく、且つ故障判定回数が所定値以上となったとき、Ｂ相モータリレーのリレー接点が異常と判定するものとする。
【００２９】
そして、前記制御装置は、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満であり、且つＣ相モータ電流の絶対値が所定の閾値未満の場合は、故障判定回数が所定値以上となったとき、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーのリレー接点は異常と判定するものとする。
【００３０】
さらに、前記制御装置は、Ａ相モータリレー及び／又はＢ相モータリレーのリレー接点が異常と判定されたときはフェールセーフ処理を実行するものとする。
【発明の効果】
【００３１】
請求項１乃至４の発明によれば、エンジン起動時における制御系の初期診断期間において、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーを励磁してリレー接点を閉じてスイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御し、このとき検出されたＡ相モータ電流からＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定するものであるから、リレー接点が閉じたときにモータ電流が流れるので、リレー接点に異物が付着したような場合でも異物を排除することが可能であり、異物を排除してリレー接点の状態を正確に判定することができる。
【００３２】
請求項５乃至８の発明によれば、請求項１及び２の発明と同様に、リレー接点に異物が付着したような場合でも異物を排除してリレー接点の状態を正確に判定することができるほか、Ａ相モータリレーのリレー接点及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を別々に判定することができ、異常が発生したモータリレーを特定することが可能となる。
【００３３】
請求項９乃至１３の発明によれば、請求項１及び２の発明と同様に、リレー接点に異物が付着したような場合でも異物を排除してリレー接点の状態を正確に判定することができるほか、同時に２個のモータリレーのリレー接点の状態を判定することができ、迅速な判定が可能となる。
【００３４】
請求項２、６、９のように、初期診断期間において、スイッチング素子を予め設定された特定デューテイ比で強制制御した後にＡ相モータリレー及び／又はＢ相モータリレーを励磁し、検出されたＡ相モータ電流に基づいてＡ相及びＢ相モータリレーのリレー接点の状態を判定するときは、リレー接点が閉じた瞬間にモータ電流が流れる状態が確実に設定されるからリレー接点に付着した異物の除去可能性をさらに高めることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００３５】
以下、この発明の実施の形態について説明する。なお、この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置で使用するモータは、先の背景技術において説明した３相ブラシレスＤＣモータと基本的に同じであるから、ここではモータの構成については説明を省略する。以下の説明では３相ブラシレスＤＣモータを、単にモータという場合がある。
【００３６】
［制御装置の構成と動作の概略］
図１は、この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置を構成する制御回路１０及びその周辺の回路要素の概略を説明するブロック図、図２はスイッチング回路２０の構成を説明する図、図３はＰＩＤ演算器１６の構成を説明する図である。
【００３７】
図１において、トルクセンサ１１で検出された操舵トルク、及び車速センサ１２で検出された車速は、目標電流演算手段を構成する目標電流演算器１３に入力され、モータ電流の制御目標値Ｉが演算される。演算されたモータ電流の制御目標値Ｉは相電流演算器１４に入力され、モータ回転数検出器である回転センサ２３で検出されたモータＭの電気角に応じて、モータＭの３相（Ａ相、Ｂ相、Ｃ相）に対応した３つの相電流値Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 に変換される。
【００３８】
比較器１５においては、前記した相電流値Ｉ1 に、後述するＡ相モータ電流検出器４１から出力されたモータ電流検出値ｉ1 がフィードバックされ、フィードバック制御が行なわれる。
【００３９】
ＰＩＤ演算器１６は、具体的には図３に示すように比例演算器１６ａ、積分演算器１６ｂ、微分補償器１６ｃ、及び加算器１６ｄから構成される。なお、後述するＰＩＤ演算器３２、３６も同様の構成である。
【００４０】
比例演算器１６ａでは、相電流値Ｉ1 とモータ電流検出値ｉ1 との差に比例した比例値が出力される。さらに比例演算器１６ａの出力はフィードバック系の特性を改善するため積分演算器１６ｂにおいて積分され、出力される。微分補償器１６ｃは相電流値Ｉ1 に対するモータ電流の応答速度を高めるため、相電流値Ｉ1 の微分値が出力される。加算器１６ｄは、これら比例演算器１６ａ、積分演算器１６ｂ、微分補償器１６ｃの出力を加算するもので、加算結果は電圧制御値Ｅ1 として出力される。
【００４１】
加算器１７は、前記した電圧制御値Ｅ1 に補償演算器１８から出力された補償値Ｚとを加算するもので、補償値Ｚが加算された電圧制御値Ｅ11が後段のスイッチング回路２０に出力される。
【００４２】
補償演算器１８は、電圧検出器２２で検出されたモータＭへ印加された電圧とモータＭの回転角を検出する回転センサ２３により検出された電気角を入力とし、モータに発生する逆起電力及びモータ電流に含まれる高調波リップルなどを補償する補償値Ｚを演算し、加算器１７に出力する。
【００４３】
スイッチング回路２０は、図２に示すように、加算器１７、３３、３７から出力される電圧制御値Ｅ11、Ｅ21、Ｅ31を、半導体スイッチング素子（以下、ＦＥＴという）をＯＮ／ＯＦＦ制御するＰＷＭ信号のデューテイ比に変換する変換部２１と、変換部２１から出力されるデューテイ比によりＯＮ／ＯＦＦ制御されるモータＭの３相に対応するＡ相のＦＥＴ1 とＦＥＴ2 、Ｂ相のＦＥＴ3 とＦＥＴ4 、Ｃ相のＦＥＴ5 とＦＥＴ6 の６個のＦＥＴから構成される。
【００４４】
Ａ相モータ電流検出器４１は、モータＭに流れるＡ相モータ電流を検出するもので、Ａ相回路に直列に挿入された抵抗Ｒa の両端の電圧から電流値を検出し、検出された電流値ｉ1 を比較器１５、後述するモータ電流検出演算器３４、及び異常判定器４５に出力する。
【００４５】
電圧検出器２２は、モータＭの端子に印加される電圧を検出するもので、検出された電圧値を補償演算器１８に出力する。
【００４６】
以上の構成は、相電流演算器１４から出力される相電流値Ｉ1 の回路であるが、相電流値Ｉ3 の回路も全く同様で、比較器３５、ＰＩＤ演算器３６、加算器３７、スイッチング回路２０、Ｃ相モータ電流検出器４３から構成されている。
【００４７】
相電流値Ｉ2 の回路では、比較器３１、ＰＩＤ演算器３２、加算器３３、スイッチング回路２０から構成される点は相電流値Ｉ1 の回路と同様であるが、Ａ相モータ電流検出器４１に代えてモータ電流検出演算器３４を備え、Ａ相モータ電流検出器４１の出力である電流値ｉ1 と、Ｃ相モータ電流検出器４３の出力である電流値ｉ3 を入力とし、その出力である電流値ｉ2 を比較器３１に入力して相電流演算器１４から出力される相電流値Ｉ2と演算してＰＩＤ演算器３２に入力する点で相違する。
【００４８】
以上説明した制御回路１０の構成は、ブラシレスＤＣモータの３相制御において慣用されている技術である。
【００４９】
次に、その動作を簡単に説明する。トルクセンサ１１で検出された操舵トルク、及び車速センサ１２で検出された車速に基づいて、目標電流演算器１３でモータ電流の制御目標値Ｉが演算され、制御目標値Ｉは、相電流演算器１４においてホール素子等からなる回転センサ２３で検出されたモータＭの電気角に応じてオン／オフ制御され、３つの相電流値Ｉ1 、Ｉ2 、Ｉ3 に変換される。
【００５０】
相電流値Ｉ1 は、ＰＩＤ演算器１６で所定の制御量が調整されて電圧制御値Ｅ1 に変換された後、さらに補償演算器１８から出力された補償値Ｚとが加算され、得られた電圧制御値Ｅ11がスイッチング回路２０に出力され、対応するスイッチング素子が制御される。Ａ相モータ電流検出器４１で検出されたモータ電流値ｉ1 は、比較器１５を経て相電流値Ｉ1 にフィードバックされる。
【００５１】
相電流値Ｉ2 、Ｉ3 についても同様に処理され、電圧制御値Ｅ21によりスイッチング回路２０の対応するスイッチング素子が制御され、電圧制御値Ｅ31によりスイッチング回路２０の対応するスイッチング素子が制御される。Ｃ相モータ電流検出器４３で検出されたモータ電流値ｉ3 は比較器３５を経て相電流値Ｉ3 にフィードバックされる。
【００５２】
通常の走行状態におけるスイッチング回路２０の動作では、変換部２１において加算器１７、３３、３７から出力される電圧制御値Ｅ11、Ｅ21、Ｅ31に対応したＰＷＭ信号のデューテイ比が決定され、決定されたデューテイ比によりＡ相のＦＥＴ1 とＦＥＴ2 、Ｂ相のＦＥＴ3 とＦＥＴ4 、Ｃ相のＦＥＴ5 とＦＥＴ6 がそれぞれＯＮ／ＯＦＦ制御され、モータＭが駆動される。
【００５３】
次に、モータ電流の異常が検出されたときにモータＭをスイッチング回路２０から切り離す構成について説明する。
【００５４】
図１において、モータＭのＡ相回路には、Ａ相モータリレー４２のリレー接点４２ａが挿入されており、Ｂ相回路には、Ｂ相モータリレー４４のリレー接点４４ａが挿入されている。Ａ相モータリレー４２及びＣ相モータリレー４４は、異常判定器４５により制御されるモータリレー駆動回路４６により駆動され、Ａ相モータリレー４２及びＣ相モータリレー４４のリレーコイルに通電されるとリレー接点４２ａ、４４ａが閉じてモータＭはスイッチング回路２０に接続され、リレーコイルへの通電が停止するとリレー接点４２ａ、４４ａが開いてモータＭはスイッチング回路２０から切り離されるように構成されている。
【００５５】
異常判定器４５は、Ａ相モータ電流検出器４１で検出されたＡ相モータ電流値ｉ1 と、Ｃ相モータ電流検出器４３で検出されたＣ相モータ電流値ｉ3 とを入力として、Ａ相モータ電流、Ｃ相モータ電流の状態により異常の発生の有無を判定し、異常発生と判定されたときはモータリレー駆動回路４６に作動指令信号を出力し、Ａ相モータリレー４２のリレー接点４３ａ及びＢ相モータリレー４４のリレー接点４４ａを開き、モータＭをスイッチング回路２０から切り離す。
【００５６】
［初期診断時におけるリレー接点の異常検出動作の概略］
次に、制御装置で実行される初期診断時におけるモータリレーのリレー接点の異常検出動作の詳細を説明する。初期診断時の異常検出動作は、エンジンを始動した直後で、走行を開始する前に短時間実施される。制御装置の通常の制御動作は禁止され、先に説明した通常の制御動作において実行される異常判定器４５による判定動作は行われないが、以下説明する初期診断時の異常検出動作では、モータ電流の状態からリレー接点の異常を診断する。
【００５７】
初期診断時の異常検出動作では、ＰＷＭ信号のデューテイ比を異常検出動作のために予め決定された特定デューテイ比に設定し、スイッチング回路２０のスイッチング素子であるＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 をこの特定デューテイ比で強制駆動する。モータリレーを強制励磁してリレー接点を閉じ、その時に電流検出器で検出されたＡ相乃至Ｃ相のモータ電流の状態からリレー接点の異常を診断する。異常診断動作には複数の実施例がある。以下、順次説明する。
【００５８】
［異常診断動作の第１実施例］
リレー接点の異常診断動作の第１実施例を説明する。図４及び図５はＡ相リレー接点及びＢ相リレー接点の異常診断動作を説明するフローチャートである。
【００５９】
図４のフローチャートは、第１実施例の診断処理の前半を説明するフローチャートであるほか、後述する第２、第３実施例の診断処理の前半を説明するフローチャートでもある。図４のフローチャートは、処理の内容が多少異なる図４（ａ）のフローチャートと、図４（ｂ）のフローチャートがあるが、相互に代替可能な処理を示す。また、図４（ａ）、図４（ｂ）のフローチャートで「Ａ相及び／又はＢ相」と記載した部分は、第１実施例及び第３実施例では「Ａ相及びＢ相」であり、第２実施例では「Ａ相（又はＢ相）」の意味である。
【００６０】
また、図６は、第１実施例におけるＡ相モータ電流の流れを説明する図、図７は異常診断動作を説明するタイミングチャートである。
【００６１】
図４及び図５のフローチャートを参照して異常診断動作を説明する。第１実施例では、Ａ相モータ電流が図６で矢印ａで示す方向に流れる状態、即ち、スイッチング回路２０からＡ相モータ電流検出器４１の抵抗Ｒａ、Ａ相リレー接点４２ａ、モータＭ、Ｂ相リレー接点４４ａを経てスイッチング回路２０に向かう方向に流れる状態を設定し、また、これと逆方向に流れる状態を設定して異常診断を行う。
【００６２】
また、図７に示すタイミングチャートは、Ａ相リレー接点４２ａ、Ｂ相リレー接点４４ａが正常なときの状態を示しており、Ａ相モータ電流はＢ相リレー接点４４ａが閉じると流れることが示されている。
【００６３】
まず、図４（ａ）のフローチャートから説明する。Ａ相モータリレー４２及びＢ相モータリレー４４を強制的に励磁し、Ａ相リレー接点４２ａの閉じ状態、及びＢ相リレー接点４４ａの閉じ状態を設定する（ステップＰ１）。リレー接点の閉じ状態が安定する所定の安定化時間の経過を待ち（ステップＰ２）、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6を特定デューテイ比で強制駆動する（ステップＰ３）。その動作タイミングは図７のタイミングチャートを参照するとよい。
【００６４】
また、この処理に代えて図４（ｂ）のフローチャートのように、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を特定デューテイ比で強制駆動し（ステップＰ１ａ）、その後にＡ相モータリレー及びＢ相モータリレーを強制的に励磁（ステップＰ２ａ）してもよい。この処理によれば、リレー接点が閉じた瞬間にモータ電流が流れるから、リレー接点に付着した異物を排除する効果を更に高めることができる。その動作タイミングは図７のタイミングチャートを参照するとよい。
【００６５】
図５のフローチャートに移り、Ａ相モータ電流の状態をＡ相モータ電流検出器４１で検出し、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否か（｜Ａ相電流｜≧閾値？）を判定する（ステップＰ１１）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレーのリレー接点４２ａ及びＢ相モータリレーのリレー接点４４ａは正常と判定され（ステップＰ１２）、次の初期診断処理に移る。
【００６６】
ステップＰ１１の判定結果が否定の場合は、Ａ相モータ電流の絶対値が０（零）か否か（｜Ａ相電流｜＝０？）、即ちＡ相モータ電流が流れているか否かを判定する（ステップＰ１３）。判定結果が肯定されるときは、故障判定の繰り返し回数を計数する故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ１以上か否か（Ｎ≧ｎ１）を判定する（ステップＰ１４）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ１５）、次の初期診断処理に移る。
【００６７】
ステップＰ１４の判定結果が否定の場合は、Ａ相モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算し（ステップＰ１６）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００６８】
ステップＰ１３の判定結果が否定の場合は、故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ２以上か否か（Ｎ≧ｎ２）を判定する（ステップＰ１７）。判定結果が肯定されるときは、Ｂ相モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ１８）、次の初期診断処理に移る。ステップＰ１７の判定結果が否定の場合は、Ｂ相モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算し（ステップＰ１９）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００６９】
以上の異常診断において、モータ電流が流れることが判定されたときは、直ちにモータリレーの強制励磁とスイッチング素子の特定デューテイ比での駆動を停止する（図７参照）。これによりモータからステアリングコラムを経て操舵者に伝わる不自然なハンドルの動きを軽減することができる。
【００７０】
また、正確な異常診断を行うため、Ａ相及びＢ相ＦＥＴを駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比をバッテリ電圧に応じて調整し、バッテリ電圧の高低に拘らずモータには一定電圧Ｖ（平均値）が印加されるようにするとよい。
【００７１】
図８は、バッテリ電圧ＶBAとＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄ、及びモータ電圧Ｖ（平均値）の関係を説明する図で、検出されたバッテリ電圧ＶBA1 のときはデューテイ比ＤをＤ1に設定する。モータには電圧Ｖ（平均値）が印加される。また、検出されたバッテリ電圧ＶBA2 のときはデューテイ比ＤをＤ2 に設定する。この場合もモータには電圧Ｖ（平均値）が印加される。このように、検出されたバッテリ電圧ＶBAに応じてデューテイ比を調節することで、バッテリ電圧の高低に拘らずモータには電圧Ｖ（平均値）を印加することができる。
【００７２】
モータ電流が流れるか否かの判断は、Ａ相モータ電流検出器４１、Ｃ相モータ電流検出器４３で検出されたモータ電流値を異常判定器４５で判定するが、判定閾値は少なくともモータ電流検出器の特性で決まるオフセット値以上とするものとする。
【００７３】
また、異常診断を行うためにモータ電流を流す時間は、モータＭの機械的時定数よりも短く、電気的時定数と同等かこれよりも長い時間とし、モータＭが回転しないようにして操向ハンドルの回転を抑えて運転者を保護するものとする。
【００７４】
第１実施例の異常診断においてＡ相乃至Ｃ相のスイッチング素子であるＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を強制駆動するＰＷＭ信号の特定デューテイ比の一例を説明する。
【００７５】
（１）  Ａ相ＦＥＴ1 （上段）６０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）４０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）４０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）６０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）５０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）５０％
（２）  Ａ相ＦＥＴ1 （上段）４０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）６０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）６０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）４０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）５０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）５０％
特定デューテイ比の設定は、上記（１）（２）のいずれでもよく、また、Ｃ相については、ＦＥＴ5 （上段）、ＦＥＴ6 （下段）ともゲートをＯＦＦに設定してもよい。
【００７６】
［異常診断動作の第２実施例］
リレー接点の異常診断動作の第２実施例を説明する。図９は、リレー接点の異常診断動作の第２実施例におけるＡ相電流乃至Ｃ相電流の流れを説明する図である。
【００７７】
第２実施例では、Ａ相モータ電流が、図９で矢印ｂ１で示す方向、即ち、スイッチング回路２０からＡ相モータ電流検出器４１の抵抗Ｒａ、Ａ相リレー接点４２ａ、モータＭ、Ｃ相モータ電流検出器４４の抵抗Ｒｃを経てスイッチング回路２０に向かう第１の経路を経て流れる状態と、Ｂ相モータ電流が図９で矢印ｂ２で示す方向、即ち、スイッチング回路２０からＢ相リレー接点４４ａ、モータＭ、Ｃ相モータ電流検出器４４の抵抗Ｒｃを経てスイッチング回路２０に向かう第２の経路を経て流れる状態とを設定して異常診断を行う。
【００７８】
第１実施例において使用した図４は、第２実施例のＡ相リレー接点、Ｂ相リレー接点の異常診断動作を説明するフローチャートとしても使用される。図４及び図１０のフローチャートを参照してＡ相リレー接点、Ｂ相リレー接点の異常診断動作を説明する。Ａ相リレー接点の異常診断動作とＢ相リレー接点の異常診断動作はリレー及び接点が相違するだけであるから、Ａ相リレー及びその接点の異常診断動作について説明し、Ｂ相リレー及びその接点の異常診断動作については括弧内に併記して重複する説明を省いた。なお、図４（ａ）、図４（ｂ）において、「Ａ相及び／又はＢ相」は「Ａ相（又はＢ相）」の意味とする。
【００７９】
まず、図４（ａ）のフローチャートから説明する。Ａ相モータリレー４２（Ｂ相モータリレー４４）を強制的に励磁し、Ａ相リレー接点４２ａ（Ｂ相リレー接点４４ａ）の閉じ状態を設定する（ステップＰ１）。リレー接点の閉じ状態が安定する所定の安定化時間の経過を待ち（ステップＰ２）、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を特定デューテイ比で強制駆動する（ステップＰ３）。
【００８０】
また、この処理に代えて図４（ｂ）に示すフローチャートのように、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を特定デューテイ比で強制駆動し（ステップＰ１ａ）、その後にＡ相モータリレー４２（Ｂ相モータリレー４４）を強制的に励磁（ステップＰ２ａ）してもよい。この処理によれば、リレー接点が閉じた瞬間にモータ電流が流れるから、リレー接点に付着した異物を排除する効果を更に高めることができる。
【００８１】
図１０のフローチャートに移り、Ａ相（Ｂ相）モータ電流の状態をＡ相モータ電流検出器４１（Ｃ相モータ電流検出器４３）で検出し、Ａ相（Ｃ相）モータ電流の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否か（｜Ａ相（Ｃ相）電流｜≧閾値？）を判定する（ステップＰ２１）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレーのリレー接点４２ａ（Ｂ相モータリレーのリレー接点４４ａ）は正常と判定され（ステップＰ２２）、次の初期診断処理に移る。
【００８２】
ステップＰ２１の判定結果が否定の場合は、故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ１以上か否か（Ｎ≧ｎ１）を判定する（ステップＰ２３）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相（Ｂ相）モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ２４）、次の初期診断処理に移る。
【００８３】
ステップＰ２３の判定結果が否定の場合は、Ａ相（Ｂ相）モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算し（ステップＰ２５）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００８４】
第２実施例の異常診断においてＡ相乃至Ｃ相のスイッチング素子であるＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を強制駆動するＰＷＭ信号の特定デューテイ比の一例を説明する。
【００８５】
（１）Ａ相リレー接点４２ａの診断を行う場合
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）６０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）４０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）５０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）５０％
若しくはＢ相ＦＥＴ3 （上段）、ＦＥＴ4 （下段）ともゲートＯＦＦ
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）４０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）６０％
または
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）４０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）６０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）５０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）５０％
若しくはＢ相ＦＥＴ3 （上段）、ＦＥＴ4 （下段）ともゲートＯＦＦ
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）６０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）４０％
（２）Ｂ相リレー接点４４ａの診断を行う場合
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）５０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）５０％
若しくはＡ相ＦＥＴ1 （上段）、ＦＥＴ2 （下段）ともゲートＯＦＦ
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）６０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）４０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）４０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）６０％
または
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）５０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）５０％
若しくはＡ相ＦＥＴ1 （上段）、ＦＥＴ2 （下段）ともゲートＯＦＦ
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）４０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）６０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）６０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）４０％
以上の異常診断において、モータ電流が流れることが判定されたときは、直ちにモータリレーの強制励磁とスイッチング素子の特定デューテイ比での駆動を停止する。これによりモータからステアリングコラムを経て操舵者に伝わる不自然なハンドルの動きを軽減することができる。
【００８６】
また、正確な異常診断を行うため、第１実施例の場合と同様に、Ａ相及びＢ相ＦＥＴを駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比をバッテリ電圧に応じて調整してバッテリ電圧の高低に拘らずモータには一定電圧Ｖ（平均値）が印加されるようにすること、モータ電流が流れるか否かの判断における判定閾値、異常診断を行うためにモータ電流を流す時間をモータＭの機械的時定数よりも短く、電気的時定数と同等かこれよりも長い時間とすること、また、リレー接点を流れる電流の方向を切替えて診断を行うとよい。
【００８７】
［異常診断動作の第３実施例］
リレー接点の異常を診断する異常診断動作の第３実施例を説明する。第１実施例において使用した図４は、第３実施例のＡ相リレー接点及びＢ相リレー接点の異常診断動作を説明するフローチャートとしても使用される。図４（ａ）、図４（ｂ）において、「Ａ相及び／又はＢ相」は「Ａ相及びＢ相」の意味とする。
【００８８】
また、第２実施例において使用した図９は、第３実施例においてもＡ相電流乃至Ｃ相電流の流れを説明する図として使用される。
【００８９】
第３実施例では、Ａ相モータ電流が図９で矢印ｂ１で示す方向、即ち、スイッチング回路２０からＡ相モータ電流検出器４１の抵抗Ｒａ、Ａ相リレー接点４２ａ、モータＭ、Ｃ相モータ電流検出器４４の抵抗Ｒｃを経てスイッチング回路２０に向かう第１の経路を経て流れる状態と、Ｂ相モータ電流が図９で矢印ｂ２で示す方向、即ち、スイッチング回路２０からＢ相リレー接点４４ａ、モータＭ、Ｃ相モータ電流検出器４４の抵抗Ｒｃを経てスイッチング回路２０に向かう第２の経路を経て流れる状態とを同時に設定して異常診断を行う。
【００９０】
図４及び図１１のフローチャートを参照して異常診断動作を説明する。まず、図４（ａ）のフローチャートから説明する。Ａ相モータリレー４２及びＢ相モータリレー４４を強制的に励磁し、Ａ相リレー接点４２ａの閉じ状態及びＢ相リレー接点４４ａの閉じ状態を設定する（ステップＰ１）。リレー接点の閉じ状態が安定する所定の安定化時間の経過を待ち（ステップＰ２）、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を特定デューテイ比で強制駆動する（ステップＰ３）。
【００９１】
また、この処理に代えて図４（ｂ）に示すフローチャートのように、スイッチング回路２０のＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を特定デューテイ比で強制駆動し（ステップＰ１ａ）、その後にＡ相モータリレー４２及びＢ相モータリレー４４を強制的に励磁（ステップＰ２ａ）してもよい。この処理によれば、リレー接点が閉じた瞬間にモータ電流が流れるから、リレー接点に付着した異物を排除する効果を更に高めることができる。
【００９２】
図１１のフローチャートに移り、Ａ相モータ電流の状態をＡ相モータ電流検出器４１で検出し、Ａ相モータ電流の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否か（｜Ａ相電流｜≧閾値？）を判定する（ステップＰ３１）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレーのリレー接点４２ａ及びＢ相モータリレーのリレー接点４４ａは正常と判定され（ステップＰ３２）、次の初期診断処理に移る。
【００９３】
ステップＰ３１の判定結果が否定の場合は、Ｃ相モータ電流の状態をＣ相モータ電流検出器４３で検出し、Ｃ相モータ電流の絶対値が所定の閾値よりも大きいか否か（｜Ｃ相電流｜≧閾値？）を判定する（ステップＰ３３）。
【００９４】
ステップＰ３３の判定結果が否定の場合は、故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ１以上か否か（Ｎ≧ｎ１）を判定する（ステップＰ３４）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ３５）、次の初期診断処理に移る。ステップＰ３４の判定結果が否定の場合は、Ａ相モータリレー及びＢ相モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算（ステップＰ３６）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００９５】
ステップＰ３３の判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータ電流絶対値とＣ相モータ電流絶対値とが等しいか否か（｜Ａ相電流｜＝｜Ｃ相電流｜？）を判定する（ステップＰ３７）。判定結果が肯定されるときは、故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ２以上か否か（Ｎ≧ｎ２）を判定する（ステップＰ３８）。判定結果が肯定されるときは、Ｂ相モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ３９）、次の初期診断処理に移る。ステップＰ３８の判定結果が否定の場合は、Ｂ相モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算し（ステップＰ４０）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００９６】
ステップＰ３７の判定結果が否定の場合は、故障判定カウンタの計数値Ｎが予め設定された判定値ｎ3 以上か否か（Ｎ≧ｎ3 ）を判定する（ステップＰ４１）。判定結果が肯定されるときは、Ａ相モータリレーの異常判定を確定し、フェールセーフ処理を実行して（ステップＰ４２）、次の初期診断処理に移る。ステップＰ４１の判定結果が否定の場合は、Ａ相モータリレーの励磁を解除し、故障判定カウンタの計数値に１を加算し（ステップＰ４３）、ステップＰ１（又はステップＰ１ａ）に戻る。
【００９７】
第３実施例の異常診断においてＡ相乃至Ｃ相のスイッチング素子であるＦＥＴ1 〜ＦＥＴ6 を強制駆動するＰＷＭ信号の特定デューテイ比の一例を説明する。
【００９８】
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）６０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）４０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）６０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）４０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）３０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）７０％
または
Ａ相ＦＥＴ1 （上段）４０％、  Ａ相ＦＥＴ2 （下段）６０％
Ｂ相ＦＥＴ3 （上段）４０％、  Ｂ相ＦＥＴ4 （下段）６０％
Ｃ相ＦＥＴ5 （上段）７０％、  Ｃ相ＦＥＴ6 （下段）３０％
以上の異常診断において、モータ電流が流れることが判定されたときは、直ちにモータリレーの強制励磁とスイッチング素子の特定デューテイ比での駆動を停止する。これによりモータからステアリングコラムを経て操舵者に伝わる不自然なハンドルの動きを軽減することができる。
【００９９】
また、正確な異常診断を行うため、第１実施例の場合と同様に、Ａ相及びＢ相ＦＥＴを駆動するＰＷＭ信号のデューテイ比をバッテリ電圧に応じて調整してバッテリ電圧の高低に拘らずモータには一定電圧Ｖ（平均値）が印加されるようにすること、モータ電流が流れるか否かの判断における判定閾値、異常診断を行うためにモータ電流を流す時間をモータＭの機械的時定数よりも短く、電気的時定数と同等かこれよりも長い時間とすること、また、リレー接点を流れる電流の方向を切替えて診断を行うとよい。
【０１００】
また、第３実施例においては、Ｂ相電流を直接検出していないが、Ｃ相モータ電流の判定閾値はＡ相モータ電流の判定閾値の２倍とし、且つＣ相モータ電流がＡ相モータ電流の２倍であると検出されたときは、Ａ相モータリレー４１とＢ相モータリレー４４に電流が流れた、即ちリレー接点４２ａ、４４ａは正常であると判定することもできる。
【産業上の利用可能性】
【０１０１】
操舵補助用モータのモータ回路に介装されたモータリレーのリレー接点の接触不良等の異常を検出する異常検出手段を備えた３相ブラシレスモータを使用した電動パワーステアリング装置である。
【図面の簡単な説明】
【０１０２】
【図１】この発明の実施の形態の電動パワーステアリング装置の制御装置及びその周辺の回路要素とその動作の概略を説明するブロック図。
【図２】スイッチング回路の構成を説明する図。
【図３】制御回路のＰＩＤ演算器の構成を説明する図。
【図４】リレー接点の異常診断動作の第１乃至第３実施例の前半を説明するフローチャート。
【図５】リレー接点の異常診断動作の第１実施例の後半を説明するフローチャート。
【図６】第１実施例におけるモータ電流の流れを説明する図。
【図７】異常診断動作を説明するタイミングチャート。
【図８】バッテリ電圧ＶBAとＰＷＭ信号のデューテイ比Ｄ、及びモータ電圧Ｖ（平均値）の関係を説明する図。
【図９】第２実施例及び第３実施例におけるモータ電流の流れを説明する図。
【図１０】リレー接点の異常診断動作の第２実施例の後半を説明するフローチャート。
【図１１】リレー接点の異常診断動作の第３実施例の後半を説明するフローチャート。
【図１２】３相ブラシレスモータを駆動するモータ駆動回路の概略構成を説明するブロック図。
【図１３】回転センサの検出素子の立上り／立下りのタイミングと、スイッチング素子のオン／オフ制御のタイミングを説明する図。
【符号の説明】
【０１０３】
１０  制御装置（制御回路）
１１  トルクセンサ
１２  車速センサ
１３  目標電流演算器
１４  相電流演算器
１５  比較器
１６、３２、３６  ＰＩＤ演算器
１７、３３、３７  加算器
１８  補償演算器
２０  スイッチング回路
２１  変換部
２２  電圧検出器
２３  回転センサ
３１、３５  比較器
３４  モータ電流検出演算器
４１  Ａ相モータ電流検出器
４２  Ａ相モータリレー
４２ａ  リレー接点（Ａ相モータのリレー接点）
４３  Ｃ相モータ電流検出器
４４  Ｂ相モータリレー
４４ａ  リレー接点（Ｂ相モータのリレー接点）
４５  異常判定器
４６  モータリレー駆動回路
ＦＥＴ、ＦＥＴ1 、ＦＥＴ2 、ＦＥＴ3 、ＦＥＴ4 、ＦＥＴ5 、ＦＥＴ6   半導体スイッチング素子
Ｍ  モータ（３相ブラシレスモータ）
【図１】
2010132206.tif 000003
【図２】
2010132206.tif 000004
【図３】
2010132206.tif 000005
【図４】
2010132206.tif 000006
【図５】
2010132206.tif 000007
【図６】
2010132206.tif 000008
【図７】
2010132206.tif 000009
【図８】
2010132206.tif 000010
【図９】
2010132206.tif 000011
【図１０】
2010132206.tif 000012
【図１１】
2010132206.tif 000013
【図１２】
2010132206.tif 000014
【図１３】
2010132206.tif 000015