(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
電動機、前記電動機を駆動する駆動回路、前記駆動回路の両端に接続された電源安定化用コンデンサ、電源と前記駆動回路との間に設けられたリレー回路を備えた電動機駆動装置において、
前記リレー回路を閉成する前に前記電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするプリチャージ回路を備え、
前記電源安定化用コンデンサの両端子電圧を分圧した分圧電圧を検出し、前記分圧電圧の変化量が設定値以下となったときに前記電源安定化コンデンサの充電を判断することを特徴とする電動機駆動装置。
【請求項２】
ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、前記電動機を駆動するＦＥＴブリッジ回路と、前記ＦＥＴブリッジ回路の両端に接続された電源安定化用コンデンサと、車載のバッテリと前記ＦＥＴブリッジ回路との間に設けられたリレー回路と、前記ＦＥＴブリッジ回路を制御する制御部とからなる電動パワーステアリング装置において、
前記バッテリと前記電源安定化用コンデンサとの間を前記リレー回路を介することなく結線するバイパス回路を設けるとともに、前記制御部は前記リレー回路を閉成する前に前記バイパス回路を介して前記電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするようにし、
前記電源安定化用コンデンサの両端子電圧を分圧した分圧電圧を検出し、前記分圧電圧の変化量が設定値以下となったときに前記電源安定化コンデンサの充電を判断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３】
前記バイパス回路に抵抗を設けたことを特徴とする請求項２記載の電動パワーステアリング装置。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
この発明は、電動機駆動装置および電動パワーステアリング装置に係り、詳しくは、プリチャージ回路を備えることで電源安定化用コンデンサへの突入電流（ラッシュカレント）を抑制するようにした電動機駆動装置および電動パワーステアリング装置に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
図５は従来の電動パワーステアリング装置のブロック構成図である。従来の電動パワーステアリング装置１０１は、操舵トルク検出器１０２と、車速検出器１０３と、制御装置１０４と、電動機１０５と、車載のバッテリ電源１０６と、ヒューズ１０７と、イグニッションスイッチ１０８等から構成されている。制御装置１０４は、逆電圧阻止用ダイオード１１１と、定電圧回路（ＲＥＧ）１１２と、制御部（ＣＰＵ部）１１３と、電源供給用リレー駆動回路１１４と、電源供給用リレー１１５と、ゲート駆動回路１１６と、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）１１７と、電流検出器１１８と、電源安定化用コンデンサ１１９とを備えている。
【０００３】
イグニッションスイッチ１０８がオン（閉）状態に操作されると、バッテリ電源１０６からヒューズ１０７，イグニッションスイッチ１０８，逆電圧阻止用ダイオード１１１を介して定電圧回路（ＲＥＧ）１１２にバッテリ電源１０６が供給される。定電圧回路（ＲＥＧ）１１２は、バッテリ電源１０６から電力の供給を受けて回路用電源ＶＣＣ（例えば＋５ボルト）を生成して出力する。
【０００４】
制御部１１３は、マイクロコンピュータシステムを用いて構成されている。制御部１１３は、回路用電源ＶＣＣが供給されるとＲＯＭ等に予め格納された制御プログラムに基づいて制御動作を開始する。制御部１１３は初期化処理を行なった後に、電源供給用リレー駆動制御信号１１３ａを出力する。これにより、電源供給用リレー駆動回路１１４を介して電源供給用リレー１１５の励磁巻線１１５ａに励磁電流が供給され、電源供給用リレー１１５の接点１１５ｂがオン（閉）状態となる。電源供給用リレー１１５の接点１１５ｂがオン（閉）状態となることで、電源安定化用コンデンサ１１９が充電され、ゲート駆動回路１１６ならびに駆動回路１１７にバッテリ電源１０６が供給される。
【０００５】
操舵トルク検出器１０２で検出された操舵トルクに係る電圧信号（以下操舵トルク信号と記す）ＴＳは制御部１１３へ供給される。車速検出器１０３で検出された車速に係る電圧信号（以下車速信号と記す）ＶＳは制御部１１３へ供給される。電流検出器１１８で検出された電動機電流に係る電圧信号（以下電動機電流信号と記す）ＩＭは制御部１１３へ供給される。制御部１１３は、Ａ／Ｄ変換器を備えており、各信号ＴＳ，ＶＳ，ＩＭをデジタル量として取り込む。制御部１１３は、操舵トルクと車速とに基づいて電動機１０５から供給する操舵補助トルクを求めるとともに、求めた操舵補助トルクを発生させるための目標電動機電流を求める。制御部１１３は、目標電動機電流と電動機に実際に供給されている電動機電流ＩＭとの偏差を求め、求めた偏差に基づいて各ＰＷＭ信号１１３ｂを生成して出力する。各ＰＷＭ信号１１３ｂはゲート駆動回路１１６へ供給される。
【０００６】
駆動回路１１７は、４個の電力用電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４をＨ型ブリッジ接続して構成されている。ゲート駆動回路１１６は、各ＰＷＭ信号１１３ｂに基づいて各電力用電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のゲートにゲート電力を供給する。これにより、電動機１０５のＰＷＭ運転がなされ、電動機１０５から供給する操舵補助トルクの制御がなされる。
【０００７】
駆動回路１１７の近傍に電源安定化用コンデンサ１１９を配置している。電源安定化用コンデンサ１１９は大容量のものを用いることで、電源インピーダンスを低く保つようにしている。電源安定化用コンデンサ１１９を設けない場合ならびに電源安定化用コンデンサ１１９をバッテリ電源１０６の近傍に配置した場合は、バッテリ電源１０６から駆動回路１１７までの配線のインピーダンスの影響によってスイッチング電流波形，スイッチング電圧波形に歪みが生じ、ＰＷＭ信号のデューティに正確に対応した電動機電流を電動機１０５へ供給できないことがある。
【０００８】
駆動回路１１７を構成する電力用電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４は、その構造上ドレイン−ソース間に寄生ダイオードが形成されている。この寄生ダイオードは、アノードがソース側、カソードがドレイン側に形成されている。このため、駆動回路１１７に逆極性の電圧を供給すると（バッテリ電源１０６の正極側と負極側を逆接続すると）、寄生ダイオードを介して短絡電流が流れ、電力用電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４の特性が劣化することがある。そこで、バッテリ電源１０６と駆動回路１１７との間に電源供給用リレー１１５の常開接点１１５ｂを介設し、制御装置１０４に供給されるバッテリ電源１０６の極性が正常である場合に、電源供給用リレー１１５を動作させるようにしている。
【０００９】
なお、電源供給用リレー１１５の接点１１５ｂの後段側（駆動回路１１７側）に電源安定化用コンデンサ１１９を配置する回路構成は、特開平８−１１７３２号公報の図３にも示されている。
【００１０】
【発明が解決しようとする課題】
供給用リレー１１５の接点１１５ｂの後段側（駆動回路１１７側）に電源安定化用コンデンサ１１９を配置する回路構成では、接点１１５ｂがオン状態（閉状態）になった際に、電源安定化用コンデンサ１１９が急速充電されることになり、この電源安定化用コンデンサ１１９への突入電流（ラッシュカレント）によって接点１１５ｂが溶着したり損傷したりする虞れがある。
【００１１】
この発明はこのような課題を解決するためなされたもので、電源安定化用コンデンサへの突入電流（ラッシュカレント）を抑制するようにした電動機駆動装置および電動パワーステアリング装置を提供することを目的とする。
【００１２】
【課題を解決するための手段】
前記課題を解決するためこの発明に係る電動機駆動装置は、電動機、電動機を駆動する駆動回路、駆動回路の両端に接続された電源安定化用コンデンサ、電源と駆動回路との間に設けられたリレー回路を備えた電動機駆動装置において、リレー回路を閉成する前に電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするプリチャージ回路を備え、電源安定化用コンデンサの両端子電圧を分圧した分圧電圧を検出し、分圧電圧の変化量が設定値以下となったときに電源安定化コンデンサの充電を判断することを特徴とする。
【００１３】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、ステアリング系に補助トルクを付加する電動機と、電動機を駆動するＦＥＴブリッジ回路と、ＦＥＴブリッジ回路の両端に接続された電源安定化用コンデンサと、車載のバッテリとＦＥＴブリッジ回路との間に設けられたリレー回路と、ＦＥＴブリッジ回路を制御する制御部とからなる電動パワーステアリング装置において、バッテリと電源安定化用コンデンサとの間をリレー回路を介することなく結線するバイパス回路を設けるとともに、制御部はリレー回路を閉成する前にバイパス回路を介して電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするようにし、電源安定化用コンデンサの両端子電圧を分圧した分圧電圧を検出し、分圧電圧の変化量が設定値以下となったときに電源安定化コンデンサの充電を判断することを特徴とする。バイパス回路は少なくとも抵抗を備えて構成される。
【００１４】
この発明に係る電動機駆動回路は、電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするプリチャージ回路を備えたので、プリチャージ回路を介して電源安定化用コンデンサを充電することができる。電源安定化用コンデンサが完全に充電された後にリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）をなくすことができる。また、電源安定化用コンデンサがほぼ充電された状態でリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）を小さな値に抑制することができる。
【００１５】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、バッテリと電源安定化用コンデンサとの間をリレー回路を介することなく結線するバイパス回路を設けたので、このバイパス回路を介して電源安定化用コンデンサを充電することができる。電源安定化用コンデンサが完全に充電された後にリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）をなくすことができる。また、電源安定化用コンデンサがほぼ充電された状態でリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）を小さな値に抑制することができる。
【００１６】
【発明の実施の形態】
以下この発明の実施の形態を添付図面に基づいて説明する。なお、本実施の形態では、電動機駆動装置の具体例として電動パワーステアリング装置について説明する。図１は電動パワーステアリング装置の一例を示す模式構造図である。電動パワーステアリング装置１は、ステアリング系に電動機１０を備え、電動機１０から供給する動力を制御装置２０を用いて制御することによって、運転者の操舵力を軽減している。
【００１７】
ステアリングホイール（操向ハンドル）２に一体的に設けられたステアリング軸３は、自在継ぎ手４ａ，４ｂを有する連結軸４を介してラック＆ピニオン機構５のピニオン６へ連結される。ラック軸７はピニオン６と噛合するラック歯７ａを備える。ラック＆ピニオン機構５は、ピニオン６の回動をラック７の軸方向への往復運動へ変換する。ラック軸７の両端にタイロッド８を介して転動輪としての左右の前輪９が連結される。ステアリングホイール２を操舵すると、ラック＆ピニオン機構５ならびにタイロッド８を介して前輪（操向車輪）９が揺動される。これにより車両の向きを変えることができる。
【００１８】
操舵力を軽減するために、操舵補助トルク（アシストトルク）を供給する電動機１０をラック軸７と同軸的に配置し、ラック軸７にほぼ平行に設けられたボールねじ機構１１を介して電動機１０の回動出力を推力に変換して、ラック軸７に作用させている。電動機１０のロータには、駆動側ヘリカルギア１０ａが一体的に設けられている。ボールねじ機構１１のねじ軸１１ａの軸端に一体的に設けられたヘリカルギア１１ｂと駆動側ヘリカルギア１０ａとを噛合させている。ボールねじ機構１１のナット１１ｃはラック軸７に連結されている。
【００１９】
ステアリングボックス（図示しない）に設けられた操舵トルク検出器（操舵トルクセンサ）１２によってピニオン６に作用する手動操舵トルクを検出し、検出した操舵トルクに応じた操舵トルク信号１２ａ（ＴＳ）を制御装置２０へ供給している。制御装置２０は、操舵トルク信号１２ａを主信号として電動機１０の運転を行なって、電動機１０の出力パワー（操舵補助トルク）を制御する。
【００２０】
図２は制御装置の一具体例を示すブロック構成図である。制御装置２０は、ＣＰＵ部２１と、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ：ウォッチドックタイマ）２２と、異常時出力停止回路２３と、ゲート駆動回路２４と、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５と、電流検出器２６と、Ａ／Ｄ変換器２７と、異常記憶部２８と、定電圧回路（ＲＥＧ）２９と、パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）３０と、電源供給用リレー３１と、電動機遮断用リレー３２と、各リレー駆動回路３３，３４と、各動作状態検出回路３５，３６，３７と、各電源供給用ダイオード３８，３９と、突入電流制限用抵抗４０と、電源安定化用コンデンサ４１と、イグニッションスイッチ操作状態検出回路３５の入力側に逆電圧が供給されるのを防止する逆電圧阻止用ダイオード４２とからなる。符号５０はバッテリ電源、符号５１はヒューズ、符号５２はイグニッションスイッチ、符号４３は車速検出器、符号１２は操舵トルク検出器である。
【００２１】
電源供給用リレー３１と電源供給用リレー駆動回路３３とで特許請求の範囲に記載したリレー回路を構成している。電源供給用ダイオード３８と突入電流制限用抵抗４０とで請求項１に記載したプリチャージ回路、ならびに、請求項２に記載したバイパス回路を構成している。電源安定化用コンデンサ４１は、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５の近傍に配置している。
【００２２】
ＣＰＵ部２１は、ＣＰＵ，ＲＯＭ，ＲＡＭ，入出力ポート，システムコントローラ等からなるマイクロコンピュータシステムを１チップに集積した１チップマイクロコンピュータを用いて構成している。ＣＰＵ部２１は、ＲＯＭに格納された制御プログラムに基づいて電動機１０を運転するための各種処理を繰り返し実行するとともに、ＣＰＵ部２１が正常に動作していることを示す動作確認信号（パルス信号）２１ａを所定周期毎に出力ポートＯ７から出力する。例えば、ＣＰＵ部２１は、入力処理，演算処理，出力処理等の一連の処理を行なった後に動作確認信号の出力処理を行なうことを繰り返すことで、ＣＰＵ部２１が正常に動作している場合には所定の周期で動作確認信号２１ａを出力するよう構成している。本実施の形態では、ＣＰＵ部２１が正常に動作している場合には、約１．５ミリ秒周期で動作確認信号２１ａが出力される。
【００２３】
ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２は、ＣＰＵ部２１の出力ポートＯ７から供給される動作確認信号２１ａの周期を監視し、動作確認信号２１ａの周期が予め設定した許容周期範囲を外れている場合は、ＣＰＵ部２１の動作が異常であると判断して動作異常検出信号２２ａを出力する。本実施の形態では、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２は、動作確認信号２１ａの周期が２ミリ秒を越えた場合、ならびに、動作確認信号２１ａの周期が１ミリ秒未満となった場合に、ＣＰＵ部２１の動作が異常であると判断して、Ｌレベルの動作異常検出信号２２ａを出力する。なお、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２は、パワーオンリセット信号３０ａの供給が停止された時点から動作確認信号２１ａの周期監視動作を開始するよう構成している。
【００２４】
異常時出力停止回路２３は、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２によってＣＰＵ部２１の動作異常が検出された際に、その異常検出出力である動作異常検出信号２２ａに基づいてＣＰＵ部２１から出力される各種の制御信号が各制御対象へ供給されるのを阻止する。ＣＰＵ暴走時には正常でない（所望しない）制御信号が出力されることがあるが、異常時出力停止回路２３を設けることで正常でない制御信号が各制御対象へ供給されるのを防止することができる。本実施の形態では、ＣＰＵ部２１の各出力ポートＯ１〜Ｏ６から出力される各制御信号に対応して２入力アンド回路（論理積回路）Ａ１〜Ａ６をそれぞれ設け、各２入力アンド回路Ａ１〜Ａ６の一方の入力端子に各制御信号をそれぞれ供給するとともに、各２入力アンド回路Ａ１〜Ａ６の他方の入力端子に動作異常検出信号２２ａを供給することで、ＣＰＵ部２１が正常動作状態にあるときはＣＰＵ部２１の各出力ポートＯ１〜Ｏ６から出力される各制御信号が後段の各回路部へ供給され、ＣＰＵ部２１の動作異常が検出された際には各アンド回路Ａ１〜Ａ６の出力がＬレベルになるようにして、各制御信号が後段の各回路部へ供給されないようにしている。なお、異常時出力停止回路２３は、３ステートバッファ回路を用いて、ＣＰＵ部２１の動作異常が検出された際には３ステートバッファ回路の出力側を高インピーダンス状態にする構成としてもよい。
【００２５】
ゲート駆動回路２４は、ＣＰＵ部２１の各出力ポートＯ３〜Ｏ６から出力され各アンド回路Ａ３〜Ａ６を介して供給されるＰＷＭ信号に基づいて、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５を構成する電力用の各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のそれぞれのゲートへゲート電力を供給する。
【００２６】
電流検出器２６は、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５を介して電動機１０へ供給される電流を検出し、検出した電流に応じた電圧信号（電動機電流信号）ＩＭを出力する。電流検出器２６は、電流検出用の抵抗と、電流検出用の抵抗の両端に発生した電圧を増幅する直流増幅器とで構成している。検出した電流に応じた電圧信号ＩＭはＡ／Ｄ変換器２７へ供給される。なお、電流検出器２６は、ホール素子を備えた電流センサを利用して構成してもよい。
【００２７】
Ａ／Ｄ変換器２７は、マルチプレクス入力型のものを用いている。Ａ／Ｄ変換器２７の各入力端子には、車速検出器４３から出力される車速に応じた電圧信号（車速信号）ＶＳ、操舵トルク検出器１２から出力される操舵トルクならびに操舵方向に応じた電圧信号（操舵トルク信号）ＴＳ、および、電流検出器２６から出力される電動機電流に応じた電圧信号（電動機電流信号）ＩＭがそれぞれ供給される。ＣＰＵ部２１は、Ａ／Ｄ変換器２７に対してＡ／Ｄ変換対象入力を指定する情報を、ＣＰＵ部２１のバス入出力端子群ＢＩＯに接続されたバス（アドレスバス，データバス，コントロールバス）ＢＵＳを介して供給することで、指定した変換対象入力のＡ／Ｄ変換を行なわせ、そのＡ／Ｄ変換結果をバスＢＵＳを介して取り込む。
【００２８】
異常記憶部２８は、例えばＥＥＰＲＯＭやフラッシュメモリ等の不揮発性メモリで構成している。ＣＰＵ部２１は、制御装置２０に異常等が発生した場合、その異常内容等を示す情報をバスＢＵＳを介して異常記憶部２８へ格納する。また、ＣＰＵ部２１は、異常記憶部２８に格納されている異常情報等をバスＢＵＳを介して読み出し、読み出した異常情報等に基づいて制御内容を変更したり、また、読み出した異常情報等を図示しないシリアル通信ポートを介して他の装置へ伝送できるようにしている。
【００２９】
定電圧回路（ＲＥＧ）２９は、各電源供給用ダイオード３８，３９を介してバッテリ電源５０から供給される直流電源に基づいて、安定化された回路用電源ＶＣＣ（例えば５ボルト）を出力する。回路用電源ＶＣＣは、ＣＰＵ部２１，ＣＰＵ動作監視回路２２，異常時出力停止回路２３，電流検出器２６，Ａ／Ｄ変換器２７，異常記憶部２８，パワーオンリセット回路３０等の各回路部へ供給される。
【００３０】
パワーオンリセット回路（ＰＯＲ）３０は、回路用電源ＶＣＣが供給された時点から所定時間の間に亘ってパワーオンリセット信号３０ａを出力する。パワーオンリセット信号３０ａは、ＣＰＵ部２１のリセット入力端子ＲＳへ供給される。パワーオンリセット信号３０ａによってＣＰＵ部２１のリセット（初期化）がなされる。
【００３１】
イグニッションスイッチ５２がオン状態に操作されると、バッテリ電源５０からヒューズ５１，イグニッションスイッチ５２，一方の電源供給用ダイオード３８を介して定電圧回路（ＲＥＧ）２９へバッテリ電源５０が供給され、定電圧回路（ＲＥＧ）２９から回路用電源ＶＣＣが出力される。パワーオンリセット信号３０ａによってＣＰＵ部２１のリセットがなされた後に、ＣＰＵ部２１の制御動作が開始される。ＣＰＵ部２１は、以下に述べる初期状態設定処理ならびに初期の異常検出処理を最初に行なう。
【００３２】
イグニッションスイッチ５２がオン状態に操作されると、逆電圧阻止用ダイオード４２を介してイグニッションスイッチ操作状態検出回路３５の入力端子にバッテリ電源５０が供給される。イグニッションスイッチ操作状態検出回路３５は、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されると出力端子にＬレベルの信号を出力し、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されていない場合は出力端子にＨレベル（ＶＣＣ）の信号を出力する。イグニッションスイッチ操作状態検出回路３５の出力は、ＣＰＵ部２１の入力ポートＩ３に供給される。これにより、ＣＰＵ部２１のポート入力Ｉ３は、イグニッションスイッチ５２がオンのときはＬレベルになり、イグニッションスイッチ５２がオフのときはＨレベルとなる。ＣＰＵ部２１は、ポート入力Ｉ３の論理レベルをチェックすることで、イグニッションスイッチ５２の操作状態（オンまたはオフ）を検出する。
【００３３】
ＣＰＵ部２１は、イグニッションスイッチ５２がオン状態であることを検出した時点から予め設定したプリチャージ時間が経過した時点で、出力ポートＯ１からＨレベルの電源供給用リレー駆動信号２１ｂを出力する。イグニッションスイッチ５２がオン状態に操作されると、一方の電源供給用ダイオード３８および突入電流制限用抵抗４０を介して電源安定化用コンデンサ４１への充電がなされる。プリチャージ時間は、完全に放電状態にある電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になるまでの時間を設定している。これにより、電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になった後に、電源供給用リレー駆動信号２１ｂが出力される。
【００３４】
電源供給用リレー駆動信号２１ｂは、２入力アンド回路Ａ１を介して電源供給用リレー駆動回路３３へ供給される。電源供給用リレー駆動回路３３は、その入力端子がＨレベルになると電源供給用リレー駆動回路３３内の出力トランジスタ（図示せず）がオン状態となるよう構成している。したがって、電源供給用リレー駆動信号２１ｂに基づいて電源供給用リレー３１の励磁巻線３１ａに励磁電流が供給され、電源供給用リレー３１の接点３１ｂがオン状態となる。電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になった後に、電源供給用リレー３１の接点３１ｂをオン状態にするので、電源供給用リレー３１の接点３１ｂを介して電源安定化用コンデンサ４１を充電する電流を小さな値に抑制することができる。なお、完全に放電状態にある電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になるまでの時間が数１００ミリ秒〜数秒になるように突入電流制限用抵抗４０の抵抗値を設定している。
【００３５】
また、一方の電源供給用ダイオード３８を介して電源供給用リレー３１の励磁巻線３１ａに励磁電流を供給する構成としているので、バッテリ電源５０の極性を誤って逆に接続した場合でも、電源供給用リレー駆動回路３３の出力側に逆電圧が供給されることがない。同様に、電源安定化用コンデンサ４１に逆電圧が供給されることがない。
【００３６】
電源供給用リレー３１の接点３１ｂがオン状態になると、バッテリ電源５０がゲート駆動回路２４，Ｈ型ブリッジ回路２５へ供給されるとともに、他方の電源供給用ダイオード３９を介して定電圧回路２９へ供給される。他方の電源供給用ダイオード３９を介して定電圧回路２９へバッテリ電源５０を供給する構成にすることで、イグニッションスイッチ５２がオフ状態に操作されても、電源供給用リレー３１の接点３１ｂがオン状態に駆動されている間は、定電圧回路２９を介して各回路部へ回路用電源ＶＣＣを供給して、各回路部が動作できるようにしている。
【００３７】
また、電源供給用リレー３１がオン状態に駆動されると、電源供給用ダイオード３８および電源供給用リレー３１の接点３１ｃを介してバッテリ電源５０が電源供給用リレー動作状態検出回路３６の入力端子へ供給される。電源供給用リレー動作状態検出回路３６は、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されると出力端子にＬレベルの信号を出力し、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されていない場合は出力端子にＨレベル（ＶＣＣ）の信号を出力する。電源供給用リレー動作状態検出回路３６の出力は、ＣＰＵ部２１の入力ポートＩ２へ供給される。これにより、ＣＰＵ部２１のポート入力Ｉ２は、電源供給用リレー３１が動作状態にあるときにはＬレベルになり、電源供給用リレー３１が非動作状態にあるときにはＨレベルとなる。ＣＰＵ部２１は、ポート入力Ｉ２の論理レベルをチェックすることで、電源供給用リレー３１の動作／非動作状態を検出する。ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ１からＨレベルの電源供給用リレー駆動信号２１ｂを出力しているにもかかわらず、電源供給用リレー３１が動作状態にあることを検出できない場合には、電源供給用リレー３１の駆動に異常があることを示す異常情報を異常記憶部２８に記憶させる。
【００３８】
ＣＰＵ部２１は、電源供給用リレー３１が動作状態であることを検出すると、出力ポートＯ３を所定時間に亘ってＨレベルにする。このＨレベルの出力は２入力アンド回路Ａ３を介してゲート駆動回路２４へ供給され、ゲート駆動回路２４から上側アームを構成する一方の電界効果トランジスタＱ１のゲートにゲート電力が供給される。ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ３からＨレベルの信号を出力している状態で、Ａ／Ｄ変換器２７を介して電流検出器２５の検出電流値を読み込む。ＣＰＵ部２１は、読み込んだ電流値がゼロでない場合（または所定値を越えている場合）は、下側アームを構成する一方の電界効果トランジスタＱ３に短絡障害等が生じているものと判断し、電界効果トランジスタＱ３が故障である旨の情報を異常記憶部２８へ書き込む。
【００３９】
次に、ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ４からＨレベルの信号を出力することで、上側アームを構成する他方の電界効果トランジスタＱ２のゲートにゲート電力を供給させ、その状態で電流検出器２５の検出電流値を読み込むことで、下側アームを構成する他方の電界効果トランジスタＱ４に短絡障害が生じていないか否かをチェックする。また、ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ５からＨレベルの信号を出力することで、下側アームを構成する一方の電界効果トランジスタＱ３のゲートにゲート電力を供給させ、その状態で電流検出器２５の検出電流値を読み込むことで、上側アームを構成する一方の電界効果トランジスタＱ１に短絡障害が生じていないか否かをチェックする。さらに、ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ６からＨレベルの信号を出力することで、下側アームを構成する他方の電界効果トランジスタＱ４のゲートにゲート電力を供給させ、その状態で電流検出器２５の検出電流値を読み込むことで、上側アームを構成する他方の電界効果トランジスタＱ１に短絡障害が生じていないか否かをチェックする。
【００４０】
ＣＰＵ部２１の出力ポートＯ３からＨレベルの信号を出力することで、上側アームを構成する一方の電界効果トランジスタＱ１のゲートにゲート電力を供給している状態では、電界効果トランジスタＱ１がオン状態に制御される。この状態では、電源供給用リレー３１の接点３１ｂを介して供給されているバッテリ電源４０が、電界効果トランジスタＱ１ならびに電動機遮断用リレー３２の接点３２ｂの常閉側を介して電動機遮断用リレー動作状態検出回路３７の入力端子へ供給される。電動機遮断用リレー３２が動作状態になると、接点３２の常閉側は開放状態（オフ状態）となるため、電動機遮断用リレー動作状態検出回路３７の入力端子にバッテリ電源４０からの電圧が供給されない。
【００４１】
電動機遮断用リレー動作状態検出回路３７は、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されると出力端子にＬレベルの信号を出力し、入力端子に所定電圧以上の電圧が供給されていない場合は出力端子にＨレベル（ＶＣＣ）の信号を出力する。電動機遮断用リレー動作状態検出回路３７の出力は、ＣＰＵ部２１の入力ポートＩ１へ供給される。これにより、ＣＰＵ部２１のポート入力Ｉ１は、電動機遮断用リレー３２が非動作状態にあるときにはＬレベルになり、電動機遮断用リレー３２が動作状態にあるときにはＨレベルとなる。ＣＰＵ部２１は、ポート入力Ｉ１の論理レベルをチェックすることで、電動機遮断用リレー３１の非動作／動作状態を検出する。
【００４２】
ＣＰＵ部２１は、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５を構成する各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４の異常チェックを終了すると、ＣＰＵ部２１の出力ポートＯ２からＨレベルの信号を出力し、ポート入力Ｉ１の論理レベルに基づいて電動機遮断用リレー３２が非動作状態（Ｌレベル）にあることを確認した後に、出力ポートＯ２にＨレベルの電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃを出力する。なお、ＣＰＵ部２１は、電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃを出力していない状態で、電動機遮断用リレー３２が動作状態であること検出した場合には、電動機遮断用リレー３２の動作が異常であることを示す異常情報を異常記憶部２８へ書き込む。
【００４３】
電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃは、２入力アンド回路Ａ２を介して電動機遮断用リレー駆動回路３４へ供給される。電動機遮断用リレー駆動回路３４は、その入力端子がＨレベルになると電動機遮断用リレー駆動回路３４内の出力トランジスタ（図示せず）がオン状態となるよう構成している。したがって、電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃに基づいて電動機遮断用リレー３２の励磁巻線３２ａに励磁電流が供給され、その接点３２ｂは常閉側が開状態に、常開側が閉状態に切り替わる。これにより、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５を介して電動機１０へ電流を供給できる状態となる。
【００４４】
ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ２から電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃを出力したことによって、電動機遮断用リレー３２が動作状態になったことを検出すると、次に述べる操舵力アシスト処理を開始する。なお、ＣＰＵ部２１は、電動機遮断用リレー駆動信号２１ｃを出力したにもかかわらず、電動機遮断用リレー３２が非動作状態であることを検出した場合には、電動機遮断用リレー３２の動作が異常であることを示す異常情報を異常記憶部２８へ書き込む。
【００４５】
ＣＰＵ部２１は、上述した初期状態設定処理ならびに初期の異常検出処理が完了すると、操舵力アシスト処理を開始する。ＣＰＵ部２１は、Ａ／Ｄ変換器２７を介して操舵トルク信号ＴＳに対応した操舵トルクデータを取り込むとともに、Ａ／Ｄ変換器２７を介して車速信号ＶＳに対応した車速データを取り込む。ＣＰＵ部２１は、ＣＰＵ部２１内に設けた操舵トルク−電動機電流変換テーブルを参照して操舵トルクに対応した目標電動機電流を求めるとともに、目標電動機電流を車速に応じて補正して補正電動機電流を演算する。ＣＰＵ部２１は、Ａ／Ｄ変換器２７を介して電動機電流信号ＩＭに対応した電動機電流データを取り込み、補正電動機電流と電動機１０に実際に供給されている電動機電流との偏差を求め、求めた偏差に基づいてＰＷＭ信号のデューティを設定し、偏差に対応したデューティのＰＷＭ信号を生成して、生成したＰＷＭ信号を各出力ポートＯ３〜Ｏ６から出力する。
【００４６】
各出力ポートＯ３〜Ｏ６から出力されたＰＷＭ信号は、各２入力アンド回路Ａ３〜Ａ６を介してゲート駆動回路２４へ供給され、ゲート駆動回路２４から各電界効果トランジスタＱ１〜Ｑ４のゲートへゲート電力が供給される。これにより、駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）２５を介して電動機１０へ供給される電流がスイッチング制御され、電動機１０のＰＷＭ運転がなされる。
【００４７】
ＣＰＵ部２１は、入力ポートＩ３がＨレベルに変化したことに基づいてイグニッションスイッチ５２がオフ状態に操作されたことを検出すると、電動機１０に供給する電流を徐々に低減させるフェードアウト処理を行なう。電動機１０から操舵補助トルクを供給している状態で、その操舵補助トルクを急激にゼロに変化させると、操舵感が急激に変化したり、路面からの反力によってステアリングホイール２が回動されたりすることがある。そこで、電動機１０から操舵補助トルクを供給している状態（電動機１０へ電流を供給している状態）でイグニッションスイッチ５２がオフ状態に操作された場合には、電動機１０に供給する電流を徐々に低減させることで、操舵感が急激に変化したりすること解消するようにしている。
【００４８】
ＣＰＵ部２１は、上述のフェードアウト処理を行なった後に、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２が正常に動作することを確認するためのＣＰＵ動作監視回路の動作テスト処理を行なう。ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ７から所定周期（例えば１．５ミリ秒）毎に出力していた動作確認信号２１ａの出力を停止する。または、ＣＰＵ部２１は、出力ポートＯ７から出力する動作確認信号２１ａの周期を、許容周期範囲の上限値（例えば２ミリ秒）よりも長くする。例えば、一連の処理を繰り返すたびに毎回出力していた動作確認信号２１ａを１回おきに出力することで、所定周期の２倍（例えば３ミリ秒）で動作確認信号２１ａを出力するようにしてもよい。
【００４９】
ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２は、先に動作確認信号２１ａが供給された時点から許容周期範囲の上限値（例えば２ミリ秒）を越えても次の動作確認信号２１ａが供給されない場合は、Ｌレベルの動作異常検出信号２２ａを出力する。このＬレベルの動作異常検出信号２２ａによって、異常時出力停止回路２３はＣＰＵ部２１から供給されている各リレー駆動信号２１ａ，２１ｂが各リレー駆動回路３３，３４へ供給されるのを阻止するので、各リレー３１，，３２は共に非動作状態となる。電源供給用リレー３１が非動作状態に復帰することによって、制御装置２０に対する電源供給が遮断される。
【００５０】
ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２が正常に動作しておらず、動作確認信号２１ａが所定時間以上供給されない状態となっても、動作異常検出信号２２ａが出力されない場合、制御装置２０に対して電源供給が継続される。そこで、ＣＰＵ部２１は、動作確認信号２１ａの出力を停止した時点または正常でない動作確認信号（テスト信号）を出力した時点から予め設定した時間（例えば数１０ミリ秒〜数１００ミリ秒）を経過しても、電源供給用リレー３１が動作状態にあることを検出した場合には、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２の動作が異常である旨の異常情報を異常記憶部２８へ書き込んだ後に、電動機供給用リレー駆動信号２１ｂの出力を停止させる。これにより、電動機供給用リレー３１が復旧し、制御装置２０に対する電源供給が停止される。
【００５１】
ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２は、動作確認信号２１ａの周期が予め設定した許容周期範囲（１〜２ミリ秒）を越えている場合（２ミリ秒を超過）、ならびに、許容周期範囲よりも短い場合（１ミリ秒未満）に動作異常検出信号２２ａを出力する。このため、それぞれの条件でＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２の動作テストを行なう必要がある。
【００５２】
そこで、ＣＰＵ部２１は、ＣＰＵ動作監視回路の動作テストを行なった際にテスト条件を異常記憶部２８へ書き込んでおき、次回の動作テストに先立って異常記憶部２８に記憶されている前回のテスト条件を読み出し、前回のテスト条件と異なるテスト条件を設定するようにしている。すなわち、動作確認信号２１ａの周期が許容周期範囲よりも長くなった場合の異常検出機能のチェックと、動作確認信号２１ａの周期が許容周期範囲よりも短くなった場合の異常検出機能のチェックとを、電動パワーステアリング装置１が使用されるたびに交互に行なうようにしている。
【００５３】
動作確認信号２１ａの周期が許容周期範囲よりも短くなった場合の異常検出機能をチェックする場合、ＣＰＵ部２１は、１ミリ秒よりも短い周期でテスト用の動作確認信号（テスト信号）を継続して出力させる。そして、ＣＰＵ部２１は、１ミリ秒よりも短い周期の動作確認信号（テスト信号）を出力させた時点から予め設定した時間（ＣＰＵ動作監視回路２２によってＣＰＵの動作異常が検出されるまでの時間とリレーが復旧するまでの遅延時間とを考慮して設定した時間、例えば数１０ミリ秒〜数１００ミリ秒）を経過しても、電源供給用リレー３１が動作状態にあることを検出した場合には、ＣＰＵ動作監視回路（ＷＤＴ）２２の動作が異常である旨の異常情報を異常記憶部２８へ書き込んだ後に、電動機供給用リレー駆動信号２１ｂの出力を停止させる。これにより、電源供給用リレー３１が復旧し、制御装置２０に対する電源供給が停止される。
【００５４】
なお、本実施の形態では、ＣＰＵ動作監視回路２２へ許容周期範囲外のテスト信号を供給する監視動作テスト手段をＣＰＵ部２１によって構成する例を示したが、例えばＣＰＵ動作監視回路２２内にテスト信号を発生させるテスト信号発生回路を設け、イグニッションスイッチ４２がオン状態からオフ状態になった際にテスト信号発生回路を起動してテスト信号を発生させて、テスト信号をＣＰＵ動作監視回路２２へ供給する構成としてもよい。なお、この場合は、ＣＰＵ部２１側から出力される動作確認信号２１ａがＣＰＵ動作監視回路２２へ供給されるのを阻止する回路構成をとる。
【００５５】
ＣＰＵ部２１は、次に動作状態となったときに異常記憶部２８に格納されている異常情報を読み出すことで、各種の異常内容を図示しない表示装置や警報装置を介して運転者等へ表示させる。また、ＣＰＵ部２１は、異常内容によっては電動パワーステアリング装置１の機能を全て停止させることができる。
【００５６】
以上説明したように図２に示す制御装置２０は、イグニッションスイッチ５２がオン状態に操作されると、電源供給用ダイオード３８および突入電流制限用抵抗４０とからなるプリチャージ回路を介して電源安定化用コンデンサ４１を充電した後に、電源供給用リレー３１を動作させる構成であるから、電源供給用リレー３１の接点３１ｂを介して電源安定化用コンデンサ４１への充電電流が流れることがない。よって、電源安定化用コンデンサ４１への充電電流（ラッシュカレント）によって電源供給用リレー３１の接点３１ｂが溶着したり接点が損傷することを防止できる。プリチャージ回路がない場合には接点の電流容量が大きい大型のリレーを使用することとなり制御装置２０が大型になるが、プリチャージ回路を設けることで接点の電流容量が小さいリレーを使用することができ、制御装置２０を小形にすることができる。
【００５７】
図３は制御装置の他の構成例を示すブロック構成図である。図３に示す制御装置６０は、電源安定化用コンデンサ４１の両端電圧を各分圧抵抗６１，６２で分圧した分圧電圧ＶＣをＡ／Ｄ変換器２７へ供給するとともに、ＣＰＵ部２１は、Ａ／Ｄ変換器２７を介して分圧電圧ＶＣを検出することで電源安定化用コンデンサ４１の充電状態を監視するようにしたものである。突入電流制限用抵抗４０を介して電源安定化用コンデンサ４１を充電すると、電源安定化用コンデンサ４１の両端電圧は指数関数的にバッテリ電源電圧に向って上昇する。そこで、ＣＰＵ部２１は、単位時間当りの分圧電圧ＶＣの変化量を求め、その変化量が予め設定した値以下になったことに基づいて電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になった判断し、電源供給用リレー駆動信号２１ｂを出力して電源供給用リレー３１を動作させる。単位時間当りの分圧電圧ＶＣの変化量を求め、その変化量が予め設定した値以下になったことに基づいて電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になった判断する構成であるから、バッテリ電源５０の電源電圧に拘わらず充電完了を的確に判断することができる。
【００５８】
図４は制御装置のさらに他の構成例を示すブロック構成図である。図４に示す制御装置６０は、逆電圧阻止用ダイオード４２のカソード側に各分圧抵抗７１，７２からなる分圧回路を設け、バッテリ電源５０の電源電圧を各分圧抵抗７１，７２で分圧した分圧電圧ＶＢをＡ／Ｄ変換器２７へ供給するとともに、ＣＰＵ部２１は、Ａ／Ｄ変換器２７を介して電源安定化用コンデンサ４１の両端電圧に係る分圧電圧ＶＣとバッテリ電源電圧に係る分圧電圧ＶＢとをそれぞれ検出し、電源安定化用コンデンサ４１の両端電圧に係る分圧電圧ＶＣがバッテリ電源電圧に係る分圧電圧ＶＢの例えば９０パーセントに達した時点で電源安定化用コンデンサ４１がほぼ充電状態になった判断し、電源供給用リレー駆動信号２１ｂを出力して電源供給用リレー３１を動作させるようにしたものである。なお、図４に示した制御装置６０は、プリチャージ用ダイオード７３ならびに突入電流制限用抵抗４０を介して電源安定化用コンデンサ４１をプリチャージするようにしている。
【００５９】
【発明の効果】
以上説明したようにこの発明に係る電動機駆動回路は、電源安定化用コンデンサに電荷をチャージするプリチャージ回路を備えたので、プリチャージ回路を介して電源安定化用コンデンサを充電することができる。電源安定化用コンデンサが完全に充電された後にリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）をなくすことができる。また、電源安定化用コンデンサがほぼ充電された状態でリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）を小さな値に抑制することができる。よって、リレーの接点の溶着や損傷を防止することができる。
【００６０】
この発明に係る電動パワーステアリング装置は、バッテリと電源安定化用コンデンサとの間をリレー回路を介することなく結線するバイパス回路を設けたので、このバイパス回路を介して電源安定化用コンデンサを充電することができる。電源安定化用コンデンサが完全に充電された後にリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）をなくすことができる。また、電源安定化用コンデンサがほぼ充電された状態でリレー回路を閉成することで、突入電流（ラッシュカレント）を小さな値に抑制することができる。よって、リレーの接点の溶着や損傷を防止することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】電動パワーステアリング装置の一例を示す模式構造図
【図２】制御装置の一具体例を示すブロック構成図
【図３】制御装置の他の構成例をブロック構成図
【図４】制御装置のさらに他の構成例を示すブロック構成図
【図５】従来の電動パワーステアリング装置のブロック構成図
【符号の説明】
１…電動パワーステアリング装置、１０…電動機、２０，６０，７０…制御装置、２１…ＣＰＵ部、２５…駆動回路（ＦＥＴブリッジ回路）、３１…電源供給用リレー、３８…電源供給用ダイオード、４０…突入電流制限用抵抗、４１…電源安定化用コンデンサ、５０…バッテリ電源、５２…イグニッションスイッチ、７３…プリチャージ用ダイオード。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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